JP3843702B2 - 電動車両駆動用駆動装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動車両駆動用駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電動車両は駆動装置を備え、該駆動装置には、第１のモータとしての発電機モータ、第２のモータとしての駆動モータ、及び前記駆動装置を駆動するためのインバータ装置が配設される。そして、該インバータ装置は、ブリッジ回路によって形成された第１のインバータとしての発電機モータ用インバータ、及び同様にブリッジ回路によって形成された第２のインバータとしての駆動モータ用インバータから成り、前記発電機モータ用インバータを駆動することによって、発電機モータから供給された３相の相電流を直流電流に変換し、該直流電流をバッテリに供給したり、前記駆動モータ用インバータを駆動することによって、バッテリから供給された直流電流を３相の相電流に変換し、該各相電流を駆動モータに供給したりするようになっている。
【０００３】
そのために、制御装置が配設され、該制御装置によってパルス幅変調信号が発生させられ、該パルス幅変調信号が前記各ブリッジ回路に対して出力され、該各ブリッジ回路のトランジスタがスイッチングされる。この場合、発電機モータ用インバータ及び駆動モータ用インバータにおいて、各ブリッジ回路のトランジスタをオン・オフさせたときに発生させられる電圧を安定させるために、各ブリッジ回路に平滑用コンデンサが配設される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の駆動装置においては、発電機モータ用インバータ及び駆動モータ用インバータのそれぞれに、前記平滑用コンデンサを配設する必要があるだけでなく、駆動に伴って発生させられた熱を放出するための冷却用のヒートシンクを配設する必要があるので、駆動装置の寸法が大きくなり、電動車両が大型化してしまう。
【０００５】
また、発電機モータ用インバータと発電機モータとを接続し、駆動モータ用インバータと駆動モータとを接続するに当たり、発電機モータ用インバータと発電機モータとの間、及び駆動モータ用インバータと駆動モータとの間に各ヒートシンクが配設されるので、発電機モータ用インバータと発電機モータとを結ぶリード線、及び駆動モータ用インバータと駆動モータとを結ぶリード線が長くなり、配線が複雑になってしまう。そして、リード線が長くなるのに伴って、インダクタンスが大きくなり、制御信号を送るための信号線に電圧変動によるノイズの影響を与えてしまうことがある。
【０００６】
本発明は、前記従来の駆動装置の問題点を解決して、電動車両を小型化することができ、配線を簡素化することができ、制御信号を送るための信号線に電圧変動によるノイズの影響が与えられるのを防止することができる電動車両駆動用駆動装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の電動車両駆動用駆動装置においては、第１軸線上に配設された第１のモータと、前記第１軸線と平行な第２軸線上に配設された第２のモータと、前記第１軸線及び第２軸線と平行な第３軸線上に配設されたディファレンシャル装置と、前記第１のモータ用の第１のインバータと、第２のモータ用の第２のインバータとを有する。
【０００８】
そして、第２軸線は、前記第１軸線と第３軸線とを結んだ第１の線より上方に配設される。また、前記第１、第２のインバータは、前記第１、第２のモータの各外周縁より径方向外方に配設される。
そして、前記第１、第２のモータは、モータケースによって形成されたモータ収容室に収容される。また、前記第１、第２のインバータ、該第１、第２のインバータの電源電圧を平滑化する平滑用コンデンサ及び制御装置は、前記モータケースの傾斜壁に取り付けられてヒートシンクの少なくとも一部を形成するインバータケース、及び該インバータケースを覆うカバーによって形成されたインバータ収容室に収容される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
図１は本発明の実施の形態における駆動装置の透視図、図２は本発明の実施の形態におけるエンジン及び駆動装置の概念図、図３は本発明の実施の形態における駆動装置の概略図、図４は本発明の実施の形態における駆動装置の斜視図である。この場合、電動車両としてハイブリッド型車両について説明する。
【００２０】
図において、１１は第１軸線ＳＨ１上に配設されたエンジン（Ｅ／Ｇ）、１２は前記第１軸線ＳＨ１上に配設され、前記エンジン１１を駆動することによって発生させられた回転を出力する出力軸、１３は前記第１軸線ＳＨ１上に配設され、前記出力軸１２を介して入力されたトルクを分配する差動歯車装置としてのプラネタリギヤユニット、１４は前記第１軸線ＳＨ１上に配設され、前記プラネタリギヤユニット１３においてトルクが分配された後の回転が出力される連結部材としての出力軸、１５は前記第１軸線ＳＨ１上に配設され、前記出力軸１４に固定された第１のギヤとしてのカウンタドライブギヤ、１６は前記第１軸線ＳＨ１上に配設され、伝達軸１７を介して前記プラネタリギヤユニット１３と連結された第１のモータとしての発電機モータ（Ｇ）である。なお、前記出力軸１４は、スリーブ状に形成され、前記出力軸１２を包囲して配設される。また、前記カウンタドライブギヤ１５はプラネタリギヤユニット１３よりエンジン１１側に配設される。
【００２１】
前記プラネタリギヤユニット１３は、第１の要素としてのサンギヤＳ、該サンギヤＳと噛（し）合するピニオンＰ、該ピニオンＰと噛合する第２の要素としてのリングギヤＲ、及び前記ピニオンＰを回転自在に支持する第３の要素としてのキャリヤＣＲから成る。
【００２２】
また、前記サンギヤＳは前記伝達軸１７を介して発電機モータ１６と、リングギヤＲは出力軸１４を介してカウンタドライブギヤ１５と、キャリヤＣＲは出力軸１２を介してエンジン１１と連結される。
【００２３】
そして、前記発電機モータ１６は、前記伝達軸１７に固定され、回転自在に配設されたロータ２１、該ロータ２１の周囲に配設されたステータ２２、及び該ステータ２２に巻装されたコイル２３から成る。前記発電機モータ１６は、伝達軸１７を介して入力される回転によって電力を発生させる。前記コイル２３は、電源としての図示されないバッテリに接続され、該バッテリに電流を供給する。なお、必要に応じて発電機モータ１６を駆動モータとして使用することができる。その場合、バッテリから供給された電流によって回転を出力させる。
【００２４】
また、２５は前記第１軸線ＳＨ１と平行な第２軸線ＳＨ２上に配設され、前記バッテリに接続され、該バッテリから電流が供給されて駆動され、回転を発生させる第２のモータとしての駆動モータ（Ｍ）、２６は前記第２軸線ＳＨ２上に配設され、前記駆動モータ２５の回転を出力する出力軸、２７は前記第２軸線ＳＨ２上に配設され、前記出力軸２６に固定された第２のギヤとしての出力ギヤである。前記駆動モータ２５は、前記出力軸２６に固定され、回転自在に配設されたロータ３７、該ロータ３７の周囲に配設されたステータ３８、及び該ステータ３８に巻装されたコイル３９から成る。
【００２５】
そして、前記エンジン１１の回転と同じ方向に図示されない駆動輪を回転させるために、前記第１軸線ＳＨ１及び第２軸線ＳＨ２と平行にカウンタシャフト３１が配設され、該カウンタシャフト３１に第３のギヤとしてのカウンタドリブンギヤ３２が固定される。また、該カウンタドリブンギヤ３２と前記カウンタドライブギヤ１５とが、カウンタドリブンギヤ３２と出力ギヤ２７とがそれぞれ噛合させられ、前記カウンタドライブギヤ１５の回転、及び出力ギヤ２７の回転が反転されてカウンタドリブンギヤ３２に伝達されるようになっている。
【００２６】
さらに、前記カウンタシャフト３１には前記カウンタドリブンギヤ３２より歯数が少ない第４のギヤとしてのピニオンドライブギヤ３３が固定される。
【００２７】
そして、前記第１軸線ＳＨ１及び第２軸線ＳＨ２と平行な第３軸線ＳＨ３上に第５のギヤとしての大リングギヤ３５が配設され、該大リングギヤ３５と前記ピニオンドライブギヤ３３とが噛合させられる。また、前記大リングギヤ３５にディファレンシャル装置３６が固定され、大リングギヤ３５に伝達された回転が前記ディファレンシャル装置３６によって分配され、図示されない駆動軸を介して前記駆動輪に伝達される。前記プラネタリギヤユニット１３、発電機モータ１６、駆動モータ２５、ディファレンシャル装置３６、他のギヤ等によってトルク伝達機構が構成される。なお、図２において、駆動モータ２５及びディファレンシャル装置３６を同じ平面上で示すために、図２におけるカウンタドリブンギヤ３２及びピニオンドライブギヤ３３の位置は、図３におけるカウンタドリブンギヤ３２及びピニオンドライブギヤ３３の位置と逆にされる。また、図２には示されていないが、前記エンジン１１と出力軸１２との間には、図３に示されるように、フライホイール９１及びダンパ９２が配設される。
【００２８】
この場合、発電機モータ１６は第１軸線ＳＨ１上に、駆動モータ２５は第２軸線ＳＨ２上に配設され、かつ、第１軸線ＳＨ１及び第２軸線ＳＨ２は平行に配設されるので、第１軸線ＳＨ１と第２軸線ＳＨ２との間における減速比を自由に設定することができる。したがって、前記トルク伝達機構の設計の自由度を高くすることができる。その結果、発電機モータ１６及び駆動モータ２５を最高の条件で駆動することが可能になる。
【００２９】
ところで、１０は熱伝導性が良好な金属によって形成されたモータケースであり、該モータケース１０によって前記発電機モータ１６及び駆動モータ２５を収容するモータ収容室１０ａが形成される。また、前記モータケース１０は、発電機モータ１６を収容する発電機モータ収容部１０Ｇ、駆動モータ２５を収容する駆動モータ収容部１０Ｍ、及びディファレンシャル装置３６を収容するディファレンシャル装置収容部１０Ｄを備え、前記発電機モータ収容部１０Ｇにおけるエンジン１１側の端部に、フライホイール９１及びダンパ９２を収容するためのダンパケース９３が形成され、前記ディファレンシャル装置収容部１０Ｄにおけるエンジン１１側の端部に、前記駆動軸を回転自在に支持するためのボス部９５が形成される。なお、９４は出力軸１２が貫通させられる穴、９６は前記駆動軸が貫通させられる穴である。
【００３０】
そして、前記プラネタリギヤユニット１３、発電機モータ１６、駆動モータ２５及びディファレンシャル装置３６の各要素、並びに後述される発電機モータ用インバータ５３、駆動モータ用インバータ５４、ヒートシンク４０、平滑用コンデンサ５５等によって駆動装置が構成される。
【００３１】
前記構成の駆動装置は、幅方向における寸法が制約されるハイブリッド型車両、特にＦＦ（フロントドライブ・フロントアクスル）式のハイブリッド型車両に搭載される。また、駆動装置より上方にボンネットが、駆動装置より前方（図１における左方）にラジエータ及びクラッシャブルゾーンが、駆動装置より後方（図１における右方）にダッシュパネル及びクラッシャブルゾーンが配設されるだけでなく、駆動装置の地上高を確保する必要があるので、駆動装置の径方向の寸法を小型化する必要がある。
【００３２】
そこで、前記駆動装置をハイブリッド型車両に搭載した状態において、前記第１軸線ＳＨ１と第３軸線ＳＨ３とを結んだ第１の線をｍ１としたとき、第２軸線ＳＨ２は前記第１の線ｍ１より上方に配設される。そして、前記第１軸線ＳＨ１と第２軸線ＳＨ２とを結んだ第２の線をｍ２とし、前記第２軸線ＳＨ２と第３軸線ＳＨ３とを結んだ第３の線をｍ３としたとき、第１〜第３の線ｍ１〜ｍ３によって、前記第１軸線ＳＨ１、第２軸線ＳＨ２及び第３軸線ＳＨ３の各軸線上の所定の点を頂点とする三角形が形成される。この場合、第１、第２の線ｍ１、ｍ２が成す角をθ１とし、第２、第３の線ｍ２、ｍ３が成す角をθ２とし、第１、第３の線ｍ１、ｍ３が成す角をθ３としたとき、角θ１〜θ３は、
０＜θ１＜９０〔°〕
０＜θ２＜９０〔°〕
０＜θ３＜９０〔°〕
になり、前記三角形は鋭角三角形になる。したがって、発電機モータ１６、駆動モータ２５及びディファレンシャル装置３６を小さなスペースに配列することができるので、駆動装置を小型化することができる。
【００３３】
また、前記モータケース１０において、ハイブリッド型車両の進行方向における前方に向けて、下方に傾斜させて傾斜壁４９が形成され、該傾斜壁４９上に皿状の形状を有するインバータケース４６が取り付けられ、該インバータケース４６がカバー５８によって覆われる。そして、インバータケース４６及びカバー５８によってインバータ収容室６０が形成されるとともに、該インバータ収容室６０に、前記駆動装置を駆動するためのインバータ装置５０及び制御装置５１が収容される。この場合、前記インバータ装置５０は、第２の線ｍ２より上方に、かつ、第３軸線ＳＨ３と第２の線ｍ２とを挟んで配設されることになる。なお、前記インバータケース４６及びカバー５８は熱伝導性が良好な金属によって形成される。また、モータケース１０、インバータケース４６及びカバー５８によって駆動装置ケースが構成され、モータ収容室１０ａ及びインバータ収容室６０によって駆動装置収容室が構成される。この場合、前記カバー５８は、断面が台形の形状にされ、インバータケース４６から離れるほど絞られた形状を有する。したがって、駆動装置の前後方向及び上下方向の寸法を小さくすることができる。
【００３４】
前記インバータ装置５０は、インバータケース４６を介して傾斜壁４９に取り付けられ、図示されないブリッジ回路によって形成された第１のインバータとしての発電機モータ用インバータ５３、図示されないブリッジ回路によって形成された第２のインバータとしての駆動モータ用インバータ５４、並びに前記発電機モータ用インバータ５３及び駆動モータ用インバータ５４にわたって配設された平滑用コンデンサ５５から成る。そして、前記発電機モータ用インバータ５３を駆動することによって発電機モータ１６が、駆動モータ用インバータ５４を駆動することによって駆動モータ２５が駆動される。
【００３５】
そのために、前記発電機モータ用インバータ５３及び駆動モータ用インバータ５４は、いずれも、３個のスイッチング素子としての図示されないトランジスタモジュールを備え、各トランジスタモジュールは、一対のトランジスタから成り、３個ずつ並列に接続されてブリッジ回路を形成する。そして、前記発電機モータ用インバータ５３及び駆動モータ用インバータ５４は、互いに隣接させてインバータケース４６の取付面Ｓ１に取り付けられるとともに、前記インバータケース４６を介して更にモータケース１０に取り付けられる。
【００３６】
また、前記平滑用コンデンサ５５は、前記発電機モータ用インバータ５３の上方において軸を水平方向に延在させて配設され、かつ、互いに並列に接続された発電機モータ１６用の第１、第２のコンデンサ５５ａ、５５ｂ、及び前記駆動モータ用インバータ５４の上方において軸を水平方向に延在させて配設され、かつ、互いに並列に接続された駆動モータ２５用の第１、第２のコンデンサ５５ｃ、５５ｄを備える。そして、前記平滑用コンデンサ５５は、電源電圧としてのバッテリの電圧、すなわち、バッテリ電圧を平滑化し、発電機モータ用インバータ５３及び駆動モータ用インバータ５４における各ブリッジ回路のトランジスタをオン・オフさせたときに発生させられる電圧を安定させる。
【００３７】
また、前記インバータケース４６の少なくとも一部によって、本実施の形態においては、前記インバータケース４６及び傾斜壁４９によって冷却用のヒートシンク４０が形成され、該ヒートシンク４０は、発電機モータ用インバータ５３及び駆動モータ用インバータ５４の駆動に伴って発生させられた熱を放出する。そのために、インバータケース４６に形成された溝を傾斜壁４９によって覆うことにより、発電機モータ用インバータ５３と駆動モータ用インバータ５４とで共通の媒体流路５６が形成される。そして、該媒体流路５６と図示されない放熱器との間が連結され、前記媒体流路５６に媒体としての図示されない冷却水が流される。前記インバータケース４６及び傾斜壁４９の熱を受けて温度が上昇した冷却水は、前記放熱器に送られ、該放熱器によって冷却される。なお、この場合、ヒートシンク４０は、インバータケース４６及び傾斜壁４９によって形成され、媒体流路５６を備えるが、インバータケース４６だけによってヒートシンクを形成することもできる。
【００３８】
したがって、インバータ装置５０及び制御装置５１を直接、かつ、十分に冷却することができるだけでなく、モータケース１０を冷却することもできる。そして、モータ収容室１０ａを流れる図示されない油を冷却することによって、発電機モータ１６及び駆動モータ２５を冷却することもできる。この場合、前記媒体流路５６を流れる冷却水によって、発電機モータ用インバータ５３及び駆動モータ用インバータ５４を冷却することができるので、媒体流路５６を簡素化することができ、駆動装置を小型化することができる。また、モータ収容室１０ａを流れる油を冷却することができるので、オイルクーラが不要になるとともに、油路を簡素化することができる。
【００３９】
そして、前記インバータケース４６及び傾斜壁４９によって、モータ収容室１０ａとインバータ収容室６０との間に隔壁が構成される。この場合、モータ収容室１０ａとインバータ収容室６０とを区画するために特別の壁材を使用する必要がないので、駆動装置を軽量化することができる。
【００４０】
ところで、前記傾斜壁４９は、駆動モータ２５及び発電機モータ１６の各外周縁において共通の接線によって形成される面、すなわち、接面に沿って延在させられる。したがって、前記インバータケース４６及びインバータ装置５０は、発電機モータ１６及び駆動モータ２５の共通の接面より径方向外方において想定される、前記接面に対して平行な平面上に、かつ、前記接面に近接させて配設される。しかも、駆動装置の軸方向、すなわち、発電機モータ１６及び駆動モータ２５の軸方向において、インバータ装置５０と発電機モータ１６及び駆動モータ２５とはオーバラップさせて配設される。したがって、駆動装置の寸法を小さくすることができる。
【００４１】
また、前記発電機モータ１６及び駆動モータ２５は、ボンネット及びラジエータによって形成されるコーナ部に近接させて配設され、該コーナ部に、発電機モータ１６、駆動モータ２５、ボンネット及びラジエータによって包囲され、かつ、所定の容積を有するスペースが形成されるので、該スペースにおける前記発電機モータ１６の外周縁、及び駆動モータ２５の外周縁より径方向外方に、インバータ装置５０及び制御装置５１を配設することができる。したがって、ハイブリッド型車両のスペースを有効に利用することができるので、ハイブリッド型車両を小型化することができる。
【００４２】
また、前記ヒートシンク４０は、一つの平面上に形成され、前記発電機モータ用インバータ５３及び駆動モータ用インバータ５４に対して共用されるので、複数のヒートシンクを配設する必要がない。したがって、駆動装置を小型化することができる。
【００４３】
さらに、傾斜壁４９に対応させてインバータ装置５０が傾けられるので、駆動装置の重心を低くすることができる。したがって、駆動装置を安定させることができる。また、インバータ装置５０と出力軸１２とを近接させることができるので、出力軸１２を中心として働く慣性モーメントを小さくすることができる。その結果、駆動装置の耐振性を高くすることができる。
【００４４】
そして、前記媒体流路５６は、ハイブリッド型車両の進行方向における前方が低く、後方が高くなるので、冷却水をハイブリッド型車両の進行方向における前方側（図１における左方側）から後方側（図１における右方側）に向けて流すように設定すると、媒体流路５６内に溜（た）まった空気を、冷却水の流れと共に後方側に送ることができる。したがって、媒体流路５６の後端（図１における右端）にエア抜き穴を形成するだけで、媒体流路５６内のエア抜きを容易に行うことができる。また、別のエア抜き構造を形成する必要がなくなる。
【００４５】
そして、前記傾斜壁４９に対応させてヒートシンク４０が傾けられるので、インバータ収容室６０内の空気がヒートシンク４０によって冷却されるのに伴い、インバータ収容室６０内において空気の対流が発生させられる。したがって、制御装置５１及び平滑用コンデンサ５５を効果的に冷却することができる。
【００４６】
また、前記インバータ装置５０において、発電機モータ用インバータ５３を駆動することによって、発電機モータ１６から供給された３相の相電流を直流電流に変換し、該直流電流をバッテリに供給したり、前記駆動モータ用インバータ５４を駆動することによって、前記バッテリから供給された直流電流を３相の相電流に変換し、該各相電流を駆動モータ２５に供給したりすることができる。
【００４７】
ところで、前記バッテリとインバータ装置５０とを接続するために、図示されない電源用のリード線が配設され、該リード線の一端にターミナルアッセンブリ７１が一体に形成され、該ターミナルアッセンブリ７１は、前記インバータケース４６の貫通穴７２を貫通して延び、インバータケース４６によって支持される。そして、前記ターミナルアッセンブリ７１に接続されたリード線７３と配線基板部７４とが、インバータ収容室６０内に配設された端子台７５上において接続される。前記配線基板部７４は、正極及び負極に共通のブスバー７６、及び該ブスバー７６を両側から挟むブスバー７７、７８から成り、前記ブスバー７６は、各第１、第２のコンデンサ５５ａ〜５５ｄの負極端子ａ１〜ｄ１に接続され、前記ブスバー７７は各第１、第２のコンデンサ５５ａ、５５ｂの正極端子ａ２、ｂ２に接続され、前記ブスバー７８は各第１、第２のコンデンサ５５ｃ、５５ｄの正極端子ｃ２、ｄ２に接続される。
【００４８】
また、前記第１、第２のコンデンサ５５ａ、５５ｂの下で、かつ、発電機モータ用インバータ５３の上に、発電機モータ１６用の図示されない配線基板部が、前記第１、第２のコンデンサ５５ｃ、５５ｄの下で、かつ、駆動モータ用インバータ５４の上に、駆動モータ２５用の図示されない配線基板部が配設される。
【００４９】
前記発電機モータ１６において、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のリード線ＬGU、ＬGV、ＬGWの先端に端子６８Ｕ、６８Ｖ、６８Ｗが接続され、該端子６８Ｕ、６８Ｖ、６８Ｗと前記発電機モータ用インバータ５３の出力端子６６Ｕ、６６Ｖ、６６Ｗとがターミナル６７Ｕ、６７Ｖ、６７Ｗを介して接続される。そして、前記駆動モータ２５において、リード線ＬMU、ＬMV、ＬMWの先端に端子８８Ｕ、８８Ｖ、８８Ｗが接続され、該端子８８Ｕ、８８Ｖ、８８Ｗと前記駆動モータ用インバータ５４の出力端子８６Ｕ、８６Ｖ、８６Ｗとがターミナル８７Ｕ、８７Ｖ、８７Ｗを介して接続される。なお、前記ターミナル６７Ｕ、６７Ｖ、６７Ｗ、８７Ｕ、８７Ｖ、８７Ｗによって電流の伝達部材が構成される。
【００５０】
そして、前記ターミナル６７Ｕ、６７Ｖ、６７Ｗ、８７Ｕ、８７Ｖ、８７Ｗは、上端をインバータ収容室６０に臨ませ、下端をモータ収容室１０ａに臨ませ、モータ収容室１０ａの外側及びインバータ収容室６０の外側に露出することなく配設されるので、インバータ装置５０から発電機モータ１６及び駆動モータ２５に電流を供給する際に発生する電磁波がモータ収容室１０ａ外及びインバータ収容室６０外に漏れることがない。しかも、ターミナル６７Ｕ、６７Ｖ、６７Ｗ、８７Ｕ、８７Ｖ、８７Ｗは、棒状体によって形成されるので、パワーケーブル、コネクタ等が不要になる。したがって、駆動装置のコストを低くすることができる。
【００５１】
そして、前記制御装置５１の図示されない発電機モータ用ベースドライブ回路によってパルス幅変調信号を発生させ、該パルス幅変調信号を前記発電機モータ用インバータ５３の各ブリッジ回路の各トランジスタに入力し、各トランジスタをスイッチングすることによって、前記発電機モータ１６により発生させられた相電流は、各トランジスタのエミッタ・コレクタ間を流れる間に直流電流に変換され、該直流電流はバッテリに供給される。
【００５２】
また、前記制御装置５１の図示されない駆動モータ用ベースドライブ回路によってパルス幅変調信号を発生させ、該パルス幅変調信号を前記駆動モータ用インバータ５４の各ブリッジ回路の各トランジスタに入力し、該各トランジスタをスイッチングすることによって、前記バッテリから平滑用コンデンサ５５を介して供給された直流電流が各トランジスタのエミッタ・コレクタ間を流れる間に交流電流としての相電流に変換され、該相電流が前記各出力端子８６Ｕ、８６Ｖ、８６Ｗからターミナル８７Ｕ、８７Ｖ、８７Ｗに出力される。したがって、前記駆動モータ２５を駆動することによって前記駆動輪を回転させ、ハイブリッド型車両を走行させることができる。
【００５３】
ところで、前記インバータ装置５０において、発電機モータ用インバータ５３及び駆動モータ用インバータ５４は、互いに隣接させてインバータケース４６に取り付けられて一体化される。また、前記インバータ装置５０は、発電機モータ１６及び駆動モータ２５の共通の接面より径方向外方において、前記接面に対して平行な平面上に、かつ、前記接面に近接させて配設される。しかも、第１軸線ＳＨ１上の所定の点と発電機モータ用インバータ５３の中心とを結ぶ線、及び第２軸線ＳＨ２上の所定の点と駆動モータ用インバータ５４の中心とを結ぶ線が、インバータケース４６における発電機モータ用インバータ５３及び駆動モータ用インバータ５４の取付面Ｓ１に対してほぼ垂直に延びるので、発電機モータ１６及び駆動モータ２５とインバータ装置５０との距離を短くすることができる。
【００５４】
したがって、発電機モータ用インバータ５３と発電機モータ１６とを接続し、駆動モータ用インバータ５４と駆動モータ２５とを接続するに当たり、発電機モータ用インバータ５３と発電機モータ１６との間、及び駆動モータ用インバータ５４と駆動モータ２５との間にヒートシンク４０が配設されても、電流の伝達経路、すなわち、発電機モータ用インバータ５３と発電機モータ１６とを接続するターミナル６７Ｕ、６７Ｖ、６７Ｗ、及び駆動モータ用インバータ５４と駆動モータ２５とを接続するターミナル８７Ｕ、８７Ｖ、８７Ｗを短くすることができ、配線を簡素化することができる。その結果、インダクタンスを小さくすることができ、制御信号を送るための信号線に電圧変動によるノイズの影響が与えられるのを防止することができる。また、駆動装置のコストを低くすることができるとともに、電力消費量を少なくすることができる。しかも、駆動装置を軽量化することができる。
【００５５】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００５６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、電動車両駆動用駆動装置においては、第１軸線上に配設された第１のモータと、前記第１軸線と平行な第２軸線上に配設された第２のモータと、前記第１軸線及び第２軸線と平行な第３軸線上に配設されたディファレンシャル装置と、前記第１のモータ用の第１のインバータと、第２のモータ用の第２のインバータとを有する。
【００５７】
そして、第２軸線は、前記第１軸線と第３軸線とを結んだ第１の線より上方に配設される。また、前記第１、第２のインバータは、前記第１、第２のモータの各外周縁より径方向外方に配設される。
そして、前記第１、第２のモータは、モータケースによって形成されたモータ収容室に収容される。また、前記第１、第２のインバータ、該第１、第２のインバータの電源電圧を平滑化する平滑用コンデンサ及び制御装置は、前記モータケースの傾斜壁に取り付けられてヒートシンクの少なくとも一部を形成するインバータケース、及び該インバータケースを覆うカバーによって形成されたインバータ収容室に収容される。
【００５８】
この場合、第２軸線は、前記第１軸線と第３軸線とを結んだ第１の線より上方に配設され、前記第１、第２のインバータは、前記第１、第２のモータの各外周縁より径方向外方に配設される。
【００５９】
したがって、第１、第２のモータ及びディファレンシャル装置を小さなスペースに配列することができるので、駆動装置を小型化することができる。
【００６０】
また、前記第１、第２のモータは、電動車両のボンネット及びラジエータによって形成されるコーナ部に近接させて配設され、該コーナ部に、第１、第２のモータ、ボンネット及びラジエータによって包囲され、かつ、所定の容積を有するスペースが形成されるので、該スペースにおける前記第１のモータの外周縁、及び第２のモータの外周縁より径方向外方に、第１、第２のインバータを配設することができる。したがって、電動車両のスペースを有効に利用することができるので、電動車両を小型化することができる。
【００６１】
そして、第１のインバータと第１のモータとの間、及び第２のインバータと第２のモータとの間にヒートシンクが配設されても、電流の伝達経路を短くすることができ、配線を簡素化することができる。その結果、インダクタンスを小さくすることができ、制御信号を送るための信号線に電圧変動によるノイズの影響が与えられるのを防止することができる。また、駆動装置のコストを低くすることができるとともに、電力消費量を少なくすることができる。しかも、駆動装置を軽量化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における駆動装置の透視図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるエンジン及び駆動装置の概念図である。
【図３】本発明の実施の形態における駆動装置の概略図である。
【図４】本発明の実施の形態における駆動装置の斜視図である。
【符号の説明】
１０ モータケース
１０ａ モータ収容室
１３ プラネタリギヤユニット
１６ 発電機モータ
２５ 駆動モータ
３６ ディファレンシャル装置
４０ ヒートシンク
４６ インバータケース
４９ 傾斜壁
５０ インバータ装置
５１ 制御装置
５３ 発電機モータ用インバータ
５４ 駆動モータ用インバータ
５５ 平滑用コンデンサ
５８ カバー
６０ インバータ収容室
６７Ｕ、６７Ｖ、６７Ｗ、８７Ｕ、８７Ｖ、８７Ｗ ターミナル
ｍ１〜ｍ３ 第１〜第３の線
Ｓ１ 取付面
ＳＨ１ 第１軸線
ＳＨ２ 第２軸線
ＳＨ３ 第３軸線
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動車両駆動用駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電動車両は駆動装置を備え、該駆動装置には、第１のモータとしての発電機モータ、第２のモータとしての駆動モータ、及び前記駆動装置を駆動するためのインバータ装置が配設される。そして、該インバータ装置は、ブリッジ回路によって形成された第１のインバータとしての発電機モータ用インバータ、及び同様にブリッジ回路によって形成された第２のインバータとしての駆動モータ用インバータから成り、前記発電機モータ用インバータを駆動することによって、発電機モータから供給された３相の相電流を直流電流に変換し、該直流電流をバッテリに供給したり、前記駆動モータ用インバータを駆動することによって、バッテリから供給された直流電流を３相の相電流に変換し、該各相電流を駆動モータに供給したりするようになっている。
【０００３】
そのために、制御装置が配設され、該制御装置によってパルス幅変調信号が発生させられ、該パルス幅変調信号が前記各ブリッジ回路に対して出力され、該各ブリッジ回路のトランジスタがスイッチングされる。この場合、発電機モータ用インバータ及び駆動モータ用インバータにおいて、各ブリッジ回路のトランジスタをオン・オフさせたときに発生させられる電圧を安定させるために、各ブリッジ回路に平滑用コンデンサが配設される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の駆動装置においては、発電機モータ用インバータ及び駆動モータ用インバータのそれぞれに、前記平滑用コンデンサを配設する必要があるだけでなく、駆動に伴って発生させられた熱を放出するための冷却用のヒートシンクを配設する必要があるので、駆動装置の寸法が大きくなり、電動車両が大型化してしまう。
【０００５】
また、発電機モータ用インバータと発電機モータとを接続し、駆動モータ用インバータと駆動モータとを接続するに当たり、発電機モータ用インバータと発電機モータとの間、及び駆動モータ用インバータと駆動モータとの間に各ヒートシンクが配設されるので、発電機モータ用インバータと発電機モータとを結ぶリード線、及び駆動モータ用インバータと駆動モータとを結ぶリード線が長くなり、配線が複雑になってしまう。そして、リード線が長くなるのに伴って、インダクタンスが大きくなり、制御信号を送るための信号線に電圧変動によるノイズの影響を与えてしまうことがある。
【０００６】
本発明は、前記従来の駆動装置の問題点を解決して、電動車両を小型化することができ、配線を簡素化することができ、制御信号を送るための信号線に電圧変動によるノイズの影響が与えられるのを防止することができる電動車両駆動用駆動装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の電動車両駆動用駆動装置においては、第１軸線上に配設された第１のモータと、前記第１軸線と平行な第２軸線上に配設された第２のモータと、前記第１軸線及び第２軸線と平行な第３軸線上に配設されたディファレンシャル装置と、前記第１のモータ用の第１のインバータと、第２のモータ用の第２のインバータとを有する。
【０００８】
そして、第２軸線は、前記第１軸線と第３軸線とを結んだ第１の線より上方に配設される。また、前記第１、第２のインバータは、前記第１、第２のモータの各外周縁より径方向外方に配設される。
そして、前記第１、第２のモータは、モータケースによって形成されたモータ収容室に収容される。また、前記第１、第２のインバータ、該第１、第２のインバータの電源電圧を平滑化する平滑用コンデンサ及び制御装置は、前記モータケースの傾斜壁に取り付けられてヒートシンクの少なくとも一部を形成するインバータケース、及び該インバータケースを覆うカバーによって形成されたインバータ収容室に収容される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
図１は本発明の実施の形態における駆動装置の透視図、図２は本発明の実施の形態におけるエンジン及び駆動装置の概念図、図３は本発明の実施の形態における駆動装置の概略図、図４は本発明の実施の形態における駆動装置の斜視図である。この場合、電動車両としてハイブリッド型車両について説明する。
【００２０】
図において、１１は第１軸線ＳＨ１上に配設されたエンジン（Ｅ／Ｇ）、１２は前記第１軸線ＳＨ１上に配設され、前記エンジン１１を駆動することによって発生させられた回転を出力する出力軸、１３は前記第１軸線ＳＨ１上に配設され、前記出力軸１２を介して入力されたトルクを分配する差動歯車装置としてのプラネタリギヤユニット、１４は前記第１軸線ＳＨ１上に配設され、前記プラネタリギヤユニット１３においてトルクが分配された後の回転が出力される連結部材としての出力軸、１５は前記第１軸線ＳＨ１上に配設され、前記出力軸１４に固定された第１のギヤとしてのカウンタドライブギヤ、１６は前記第１軸線ＳＨ１上に配設され、伝達軸１７を介して前記プラネタリギヤユニット１３と連結された第１のモータとしての発電機モータ（Ｇ）である。なお、前記出力軸１４は、スリーブ状に形成され、前記出力軸１２を包囲して配設される。また、前記カウンタドライブギヤ１５はプラネタリギヤユニット１３よりエンジン１１側に配設される。
【００２１】
前記プラネタリギヤユニット１３は、第１の要素としてのサンギヤＳ、該サンギヤＳと噛（し）合するピニオンＰ、該ピニオンＰと噛合する第２の要素としてのリングギヤＲ、及び前記ピニオンＰを回転自在に支持する第３の要素としてのキャリヤＣＲから成る。
【００２２】
また、前記サンギヤＳは前記伝達軸１７を介して発電機モータ１６と、リングギヤＲは出力軸１４を介してカウンタドライブギヤ１５と、キャリヤＣＲは出力軸１２を介してエンジン１１と連結される。
【００２３】
そして、前記発電機モータ１６は、前記伝達軸１７に固定され、回転自在に配設されたロータ２１、該ロータ２１の周囲に配設されたステータ２２、及び該ステータ２２に巻装されたコイル２３から成る。前記発電機モータ１６は、伝達軸１７を介して入力される回転によって電力を発生させる。前記コイル２３は、電源としての図示されないバッテリに接続され、該バッテリに電流を供給する。なお、必要に応じて発電機モータ１６を駆動モータとして使用することができる。その場合、バッテリから供給された電流によって回転を出力させる。
【００２４】
また、２５は前記第１軸線ＳＨ１と平行な第２軸線ＳＨ２上に配設され、前記バッテリに接続され、該バッテリから電流が供給されて駆動され、回転を発生させる第２のモータとしての駆動モータ（Ｍ）、２６は前記第２軸線ＳＨ２上に配設され、前記駆動モータ２５の回転を出力する出力軸、２７は前記第２軸線ＳＨ２上に配設され、前記出力軸２６に固定された第２のギヤとしての出力ギヤである。前記駆動モータ２５は、前記出力軸２６に固定され、回転自在に配設されたロータ３７、該ロータ３７の周囲に配設されたステータ３８、及び該ステータ３８に巻装されたコイル３９から成る。
【００２５】
そして、前記エンジン１１の回転と同じ方向に図示されない駆動輪を回転させるために、前記第１軸線ＳＨ１及び第２軸線ＳＨ２と平行にカウンタシャフト３１が配設され、該カウンタシャフト３１に第３のギヤとしてのカウンタドリブンギヤ３２が固定される。また、該カウンタドリブンギヤ３２と前記カウンタドライブギヤ１５とが、カウンタドリブンギヤ３２と出力ギヤ２７とがそれぞれ噛合させられ、前記カウンタドライブギヤ１５の回転、及び出力ギヤ２７の回転が反転されてカウンタドリブンギヤ３２に伝達されるようになっている。
【００２６】
さらに、前記カウンタシャフト３１には前記カウンタドリブンギヤ３２より歯数が少ない第４のギヤとしてのピニオンドライブギヤ３３が固定される。
【００２７】
そして、前記第１軸線ＳＨ１及び第２軸線ＳＨ２と平行な第３軸線ＳＨ３上に第５のギヤとしての大リングギヤ３５が配設され、該大リングギヤ３５と前記ピニオンドライブギヤ３３とが噛合させられる。また、前記大リングギヤ３５にディファレンシャル装置３６が固定され、大リングギヤ３５に伝達された回転が前記ディファレンシャル装置３６によって分配され、図示されない駆動軸を介して前記駆動輪に伝達される。前記プラネタリギヤユニット１３、発電機モータ１６、駆動モータ２５、ディファレンシャル装置３６、他のギヤ等によってトルク伝達機構が構成される。なお、図２において、駆動モータ２５及びディファレンシャル装置３６を同じ平面上で示すために、図２におけるカウンタドリブンギヤ３２及びピニオンドライブギヤ３３の位置は、図３におけるカウンタドリブンギヤ３２及びピニオンドライブギヤ３３の位置と逆にされる。また、図２には示されていないが、前記エンジン１１と出力軸１２との間には、図３に示されるように、フライホイール９１及びダンパ９２が配設される。
【００２８】
この場合、発電機モータ１６は第１軸線ＳＨ１上に、駆動モータ２５は第２軸線ＳＨ２上に配設され、かつ、第１軸線ＳＨ１及び第２軸線ＳＨ２は平行に配設されるので、第１軸線ＳＨ１と第２軸線ＳＨ２との間における減速比を自由に設定することができる。したがって、前記トルク伝達機構の設計の自由度を高くすることができる。その結果、発電機モータ１６及び駆動モータ２５を最高の条件で駆動することが可能になる。
【００２９】
ところで、１０は熱伝導性が良好な金属によって形成されたモータケースであり、該モータケース１０によって前記発電機モータ１６及び駆動モータ２５を収容するモータ収容室１０ａが形成される。また、前記モータケース１０は、発電機モータ１６を収容する発電機モータ収容部１０Ｇ、駆動モータ２５を収容する駆動モータ収容部１０Ｍ、及びディファレンシャル装置３６を収容するディファレンシャル装置収容部１０Ｄを備え、前記発電機モータ収容部１０Ｇにおけるエンジン１１側の端部に、フライホイール９１及びダンパ９２を収容するためのダンパケース９３が形成され、前記ディファレンシャル装置収容部１０Ｄにおけるエンジン１１側の端部に、前記駆動軸を回転自在に支持するためのボス部９５が形成される。なお、９４は出力軸１２が貫通させられる穴、９６は前記駆動軸が貫通させられる穴である。
【００３０】
そして、前記プラネタリギヤユニット１３、発電機モータ１６、駆動モータ２５及びディファレンシャル装置３６の各要素、並びに後述される発電機モータ用インバータ５３、駆動モータ用インバータ５４、ヒートシンク４０、平滑用コンデンサ５５等によって駆動装置が構成される。
【００３１】
前記構成の駆動装置は、幅方向における寸法が制約されるハイブリッド型車両、特にＦＦ（フロントドライブ・フロントアクスル）式のハイブリッド型車両に搭載される。また、駆動装置より上方にボンネットが、駆動装置より前方（図１における左方）にラジエータ及びクラッシャブルゾーンが、駆動装置より後方（図１における右方）にダッシュパネル及びクラッシャブルゾーンが配設されるだけでなく、駆動装置の地上高を確保する必要があるので、駆動装置の径方向の寸法を小型化する必要がある。
【００３２】
そこで、前記駆動装置をハイブリッド型車両に搭載した状態において、前記第１軸線ＳＨ１と第３軸線ＳＨ３とを結んだ第１の線をｍ１としたとき、第２軸線ＳＨ２は前記第１の線ｍ１より上方に配設される。そして、前記第１軸線ＳＨ１と第２軸線ＳＨ２とを結んだ第２の線をｍ２とし、前記第２軸線ＳＨ２と第３軸線ＳＨ３とを結んだ第３の線をｍ３としたとき、第１〜第３の線ｍ１〜ｍ３によって、前記第１軸線ＳＨ１、第２軸線ＳＨ２及び第３軸線ＳＨ３の各軸線上の所定の点を頂点とする三角形が形成される。この場合、第１、第２の線ｍ１、ｍ２が成す角をθ１とし、第２、第３の線ｍ２、ｍ３が成す角をθ２とし、第１、第３の線ｍ１、ｍ３が成す角をθ３としたとき、角θ１〜θ３は、
０＜θ１＜９０〔°〕
０＜θ２＜９０〔°〕
０＜θ３＜９０〔°〕
になり、前記三角形は鋭角三角形になる。したがって、発電機モータ１６、駆動モータ２５及びディファレンシャル装置３６を小さなスペースに配列することができるので、駆動装置を小型化することができる。
【００３３】
また、前記モータケース１０において、ハイブリッド型車両の進行方向における前方に向けて、下方に傾斜させて傾斜壁４９が形成され、該傾斜壁４９上に皿状の形状を有するインバータケース４６が取り付けられ、該インバータケース４６がカバー５８によって覆われる。そして、インバータケース４６及びカバー５８によってインバータ収容室６０が形成されるとともに、該インバータ収容室６０に、前記駆動装置を駆動するためのインバータ装置５０及び制御装置５１が収容される。この場合、前記インバータ装置５０は、第２の線ｍ２より上方に、かつ、第３軸線ＳＨ３と第２の線ｍ２とを挟んで配設されることになる。なお、前記インバータケース４６及びカバー５８は熱伝導性が良好な金属によって形成される。また、モータケース１０、インバータケース４６及びカバー５８によって駆動装置ケースが構成され、モータ収容室１０ａ及びインバータ収容室６０によって駆動装置収容室が構成される。この場合、前記カバー５８は、断面が台形の形状にされ、インバータケース４６から離れるほど絞られた形状を有する。したがって、駆動装置の前後方向及び上下方向の寸法を小さくすることができる。
【００３４】
前記インバータ装置５０は、インバータケース４６を介して傾斜壁４９に取り付けられ、図示されないブリッジ回路によって形成された第１のインバータとしての発電機モータ用インバータ５３、図示されないブリッジ回路によって形成された第２のインバータとしての駆動モータ用インバータ５４、並びに前記発電機モータ用インバータ５３及び駆動モータ用インバータ５４にわたって配設された平滑用コンデンサ５５から成る。そして、前記発電機モータ用インバータ５３を駆動することによって発電機モータ１６が、駆動モータ用インバータ５４を駆動することによって駆動モータ２５が駆動される。
【００３５】
そのために、前記発電機モータ用インバータ５３及び駆動モータ用インバータ５４は、いずれも、３個のスイッチング素子としての図示されないトランジスタモジュールを備え、各トランジスタモジュールは、一対のトランジスタから成り、３個ずつ並列に接続されてブリッジ回路を形成する。そして、前記発電機モータ用インバータ５３及び駆動モータ用インバータ５４は、互いに隣接させてインバータケース４６の取付面Ｓ１に取り付けられるとともに、前記インバータケース４６を介して更にモータケース１０に取り付けられる。
【００３６】
また、前記平滑用コンデンサ５５は、前記発電機モータ用インバータ５３の上方において軸を水平方向に延在させて配設され、かつ、互いに並列に接続された発電機モータ１６用の第１、第２のコンデンサ５５ａ、５５ｂ、及び前記駆動モータ用インバータ５４の上方において軸を水平方向に延在させて配設され、かつ、互いに並列に接続された駆動モータ２５用の第１、第２のコンデンサ５５ｃ、５５ｄを備える。そして、前記平滑用コンデンサ５５は、電源電圧としてのバッテリの電圧、すなわち、バッテリ電圧を平滑化し、発電機モータ用インバータ５３及び駆動モータ用インバータ５４における各ブリッジ回路のトランジスタをオン・オフさせたときに発生させられる電圧を安定させる。
【００３７】
また、前記インバータケース４６の少なくとも一部によって、本実施の形態においては、前記インバータケース４６及び傾斜壁４９によって冷却用のヒートシンク４０が形成され、該ヒートシンク４０は、発電機モータ用インバータ５３及び駆動モータ用インバータ５４の駆動に伴って発生させられた熱を放出する。そのために、インバータケース４６に形成された溝を傾斜壁４９によって覆うことにより、発電機モータ用インバータ５３と駆動モータ用インバータ５４とで共通の媒体流路５６が形成される。そして、該媒体流路５６と図示されない放熱器との間が連結され、前記媒体流路５６に媒体としての図示されない冷却水が流される。前記インバータケース４６及び傾斜壁４９の熱を受けて温度が上昇した冷却水は、前記放熱器に送られ、該放熱器によって冷却される。なお、この場合、ヒートシンク４０は、インバータケース４６及び傾斜壁４９によって形成され、媒体流路５６を備えるが、インバータケース４６だけによってヒートシンクを形成することもできる。
【００３８】
したがって、インバータ装置５０及び制御装置５１を直接、かつ、十分に冷却することができるだけでなく、モータケース１０を冷却することもできる。そして、モータ収容室１０ａを流れる図示されない油を冷却することによって、発電機モータ１６及び駆動モータ２５を冷却することもできる。この場合、前記媒体流路５６を流れる冷却水によって、発電機モータ用インバータ５３及び駆動モータ用インバータ５４を冷却することができるので、媒体流路５６を簡素化することができ、駆動装置を小型化することができる。また、モータ収容室１０ａを流れる油を冷却することができるので、オイルクーラが不要になるとともに、油路を簡素化することができる。
【００３９】
そして、前記インバータケース４６及び傾斜壁４９によって、モータ収容室１０ａとインバータ収容室６０との間に隔壁が構成される。この場合、モータ収容室１０ａとインバータ収容室６０とを区画するために特別の壁材を使用する必要がないので、駆動装置を軽量化することができる。
【００４０】
ところで、前記傾斜壁４９は、駆動モータ２５及び発電機モータ１６の各外周縁において共通の接線によって形成される面、すなわち、接面に沿って延在させられる。したがって、前記インバータケース４６及びインバータ装置５０は、発電機モータ１６及び駆動モータ２５の共通の接面より径方向外方において想定される、前記接面に対して平行な平面上に、かつ、前記接面に近接させて配設される。しかも、駆動装置の軸方向、すなわち、発電機モータ１６及び駆動モータ２５の軸方向において、インバータ装置５０と発電機モータ１６及び駆動モータ２５とはオーバラップさせて配設される。したがって、駆動装置の寸法を小さくすることができる。
【００４１】
また、前記発電機モータ１６及び駆動モータ２５は、ボンネット及びラジエータによって形成されるコーナ部に近接させて配設され、該コーナ部に、発電機モータ１６、駆動モータ２５、ボンネット及びラジエータによって包囲され、かつ、所定の容積を有するスペースが形成されるので、該スペースにおける前記発電機モータ１６の外周縁、及び駆動モータ２５の外周縁より径方向外方に、インバータ装置５０及び制御装置５１を配設することができる。したがって、ハイブリッド型車両のスペースを有効に利用することができるので、ハイブリッド型車両を小型化することができる。
【００４２】
また、前記ヒートシンク４０は、一つの平面上に形成され、前記発電機モータ用インバータ５３及び駆動モータ用インバータ５４に対して共用されるので、複数のヒートシンクを配設する必要がない。したがって、駆動装置を小型化することができる。
【００４３】
さらに、傾斜壁４９に対応させてインバータ装置５０が傾けられるので、駆動装置の重心を低くすることができる。したがって、駆動装置を安定させることができる。また、インバータ装置５０と出力軸１２とを近接させることができるので、出力軸１２を中心として働く慣性モーメントを小さくすることができる。その結果、駆動装置の耐振性を高くすることができる。
【００４４】
そして、前記媒体流路５６は、ハイブリッド型車両の進行方向における前方が低く、後方が高くなるので、冷却水をハイブリッド型車両の進行方向における前方側（図１における左方側）から後方側（図１における右方側）に向けて流すように設定すると、媒体流路５６内に溜（た）まった空気を、冷却水の流れと共に後方側に送ることができる。したがって、媒体流路５６の後端（図１における右端）にエア抜き穴を形成するだけで、媒体流路５６内のエア抜きを容易に行うことができる。また、別のエア抜き構造を形成する必要がなくなる。
【００４５】
そして、前記傾斜壁４９に対応させてヒートシンク４０が傾けられるので、インバータ収容室６０内の空気がヒートシンク４０によって冷却されるのに伴い、インバータ収容室６０内において空気の対流が発生させられる。したがって、制御装置５１及び平滑用コンデンサ５５を効果的に冷却することができる。
【００４６】
また、前記インバータ装置５０において、発電機モータ用インバータ５３を駆動することによって、発電機モータ１６から供給された３相の相電流を直流電流に変換し、該直流電流をバッテリに供給したり、前記駆動モータ用インバータ５４を駆動することによって、前記バッテリから供給された直流電流を３相の相電流に変換し、該各相電流を駆動モータ２５に供給したりすることができる。
【００４７】
ところで、前記バッテリとインバータ装置５０とを接続するために、図示されない電源用のリード線が配設され、該リード線の一端にターミナルアッセンブリ７１が一体に形成され、該ターミナルアッセンブリ７１は、前記インバータケース４６の貫通穴７２を貫通して延び、インバータケース４６によって支持される。そして、前記ターミナルアッセンブリ７１に接続されたリード線７３と配線基板部７４とが、インバータ収容室６０内に配設された端子台７５上において接続される。前記配線基板部７４は、正極及び負極に共通のブスバー７６、及び該ブスバー７６を両側から挟むブスバー７７、７８から成り、前記ブスバー７６は、各第１、第２のコンデンサ５５ａ〜５５ｄの負極端子ａ１〜ｄ１に接続され、前記ブスバー７７は各第１、第２のコンデンサ５５ａ、５５ｂの正極端子ａ２、ｂ２に接続され、前記ブスバー７８は各第１、第２のコンデンサ５５ｃ、５５ｄの正極端子ｃ２、ｄ２に接続される。
【００４８】
また、前記第１、第２のコンデンサ５５ａ、５５ｂの下で、かつ、発電機モータ用インバータ５３の上に、発電機モータ１６用の図示されない配線基板部が、前記第１、第２のコンデンサ５５ｃ、５５ｄの下で、かつ、駆動モータ用インバータ５４の上に、駆動モータ２５用の図示されない配線基板部が配設される。
【００４９】
前記発電機モータ１６において、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のリード線ＬGU、ＬGV、ＬGWの先端に端子６８Ｕ、６８Ｖ、６８Ｗが接続され、該端子６８Ｕ、６８Ｖ、６８Ｗと前記発電機モータ用インバータ５３の出力端子６６Ｕ、６６Ｖ、６６Ｗとがターミナル６７Ｕ、６７Ｖ、６７Ｗを介して接続される。そして、前記駆動モータ２５において、リード線ＬMU、ＬMV、ＬMWの先端に端子８８Ｕ、８８Ｖ、８８Ｗが接続され、該端子８８Ｕ、８８Ｖ、８８Ｗと前記駆動モータ用インバータ５４の出力端子８６Ｕ、８６Ｖ、８６Ｗとがターミナル８７Ｕ、８７Ｖ、８７Ｗを介して接続される。なお、前記ターミナル６７Ｕ、６７Ｖ、６７Ｗ、８７Ｕ、８７Ｖ、８７Ｗによって電流の伝達部材が構成される。
【００５０】
そして、前記ターミナル６７Ｕ、６７Ｖ、６７Ｗ、８７Ｕ、８７Ｖ、８７Ｗは、上端をインバータ収容室６０に臨ませ、下端をモータ収容室１０ａに臨ませ、モータ収容室１０ａの外側及びインバータ収容室６０の外側に露出することなく配設されるので、インバータ装置５０から発電機モータ１６及び駆動モータ２５に電流を供給する際に発生する電磁波がモータ収容室１０ａ外及びインバータ収容室６０外に漏れることがない。しかも、ターミナル６７Ｕ、６７Ｖ、６７Ｗ、８７Ｕ、８７Ｖ、８７Ｗは、棒状体によって形成されるので、パワーケーブル、コネクタ等が不要になる。したがって、駆動装置のコストを低くすることができる。
【００５１】
そして、前記制御装置５１の図示されない発電機モータ用ベースドライブ回路によってパルス幅変調信号を発生させ、該パルス幅変調信号を前記発電機モータ用インバータ５３の各ブリッジ回路の各トランジスタに入力し、各トランジスタをスイッチングすることによって、前記発電機モータ１６により発生させられた相電流は、各トランジスタのエミッタ・コレクタ間を流れる間に直流電流に変換され、該直流電流はバッテリに供給される。
【００５２】
また、前記制御装置５１の図示されない駆動モータ用ベースドライブ回路によってパルス幅変調信号を発生させ、該パルス幅変調信号を前記駆動モータ用インバータ５４の各ブリッジ回路の各トランジスタに入力し、該各トランジスタをスイッチングすることによって、前記バッテリから平滑用コンデンサ５５を介して供給された直流電流が各トランジスタのエミッタ・コレクタ間を流れる間に交流電流としての相電流に変換され、該相電流が前記各出力端子８６Ｕ、８６Ｖ、８６Ｗからターミナル８７Ｕ、８７Ｖ、８７Ｗに出力される。したがって、前記駆動モータ２５を駆動することによって前記駆動輪を回転させ、ハイブリッド型車両を走行させることができる。
【００５３】
ところで、前記インバータ装置５０において、発電機モータ用インバータ５３及び駆動モータ用インバータ５４は、互いに隣接させてインバータケース４６に取り付けられて一体化される。また、前記インバータ装置５０は、発電機モータ１６及び駆動モータ２５の共通の接面より径方向外方において、前記接面に対して平行な平面上に、かつ、前記接面に近接させて配設される。しかも、第１軸線ＳＨ１上の所定の点と発電機モータ用インバータ５３の中心とを結ぶ線、及び第２軸線ＳＨ２上の所定の点と駆動モータ用インバータ５４の中心とを結ぶ線が、インバータケース４６における発電機モータ用インバータ５３及び駆動モータ用インバータ５４の取付面Ｓ１に対してほぼ垂直に延びるので、発電機モータ１６及び駆動モータ２５とインバータ装置５０との距離を短くすることができる。
【００５４】
したがって、発電機モータ用インバータ５３と発電機モータ１６とを接続し、駆動モータ用インバータ５４と駆動モータ２５とを接続するに当たり、発電機モータ用インバータ５３と発電機モータ１６との間、及び駆動モータ用インバータ５４と駆動モータ２５との間にヒートシンク４０が配設されても、電流の伝達経路、すなわち、発電機モータ用インバータ５３と発電機モータ１６とを接続するターミナル６７Ｕ、６７Ｖ、６７Ｗ、及び駆動モータ用インバータ５４と駆動モータ２５とを接続するターミナル８７Ｕ、８７Ｖ、８７Ｗを短くすることができ、配線を簡素化することができる。その結果、インダクタンスを小さくすることができ、制御信号を送るための信号線に電圧変動によるノイズの影響が与えられるのを防止することができる。また、駆動装置のコストを低くすることができるとともに、電力消費量を少なくすることができる。しかも、駆動装置を軽量化することができる。
【００５５】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００５６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、電動車両駆動用駆動装置においては、第１軸線上に配設された第１のモータと、前記第１軸線と平行な第２軸線上に配設された第２のモータと、前記第１軸線及び第２軸線と平行な第３軸線上に配設されたディファレンシャル装置と、前記第１のモータ用の第１のインバータと、第２のモータ用の第２のインバータとを有する。
【００５７】
そして、第２軸線は、前記第１軸線と第３軸線とを結んだ第１の線より上方に配設される。また、前記第１、第２のインバータは、前記第１、第２のモータの各外周縁より径方向外方に配設される。
そして、前記第１、第２のモータは、モータケースによって形成されたモータ収容室に収容される。また、前記第１、第２のインバータ、該第１、第２のインバータの電源電圧を平滑化する平滑用コンデンサ及び制御装置は、前記モータケースの傾斜壁に取り付けられてヒートシンクの少なくとも一部を形成するインバータケース、及び該インバータケースを覆うカバーによって形成されたインバータ収容室に収容される。
【００５８】
この場合、第２軸線は、前記第１軸線と第３軸線とを結んだ第１の線より上方に配設され、前記第１、第２のインバータは、前記第１、第２のモータの各外周縁より径方向外方に配設される。
【００５９】
したがって、第１、第２のモータ及びディファレンシャル装置を小さなスペースに配列することができるので、駆動装置を小型化することができる。
【００６０】
また、前記第１、第２のモータは、電動車両のボンネット及びラジエータによって形成されるコーナ部に近接させて配設され、該コーナ部に、第１、第２のモータ、ボンネット及びラジエータによって包囲され、かつ、所定の容積を有するスペースが形成されるので、該スペースにおける前記第１のモータの外周縁、及び第２のモータの外周縁より径方向外方に、第１、第２のインバータを配設することができる。したがって、電動車両のスペースを有効に利用することができるので、電動車両を小型化することができる。
【００６１】
そして、第１のインバータと第１のモータとの間、及び第２のインバータと第２のモータとの間にヒートシンクが配設されても、電流の伝達経路を短くすることができ、配線を簡素化することができる。その結果、インダクタンスを小さくすることができ、制御信号を送るための信号線に電圧変動によるノイズの影響が与えられるのを防止することができる。また、駆動装置のコストを低くすることができるとともに、電力消費量を少なくすることができる。しかも、駆動装置を軽量化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における駆動装置の透視図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるエンジン及び駆動装置の概念図である。
【図３】本発明の実施の形態における駆動装置の概略図である。
【図４】本発明の実施の形態における駆動装置の斜視図である。
【符号の説明】
１０ モータケース
１０ａ モータ収容室
１３ プラネタリギヤユニット
１６ 発電機モータ
２５ 駆動モータ
３６ ディファレンシャル装置
４０ ヒートシンク
４６ インバータケース
４９ 傾斜壁
５０ インバータ装置
５１ 制御装置
５３ 発電機モータ用インバータ
５４ 駆動モータ用インバータ
５５ 平滑用コンデンサ
５８ カバー
６０ インバータ収容室
６７Ｕ、６７Ｖ、６７Ｗ、８７Ｕ、８７Ｖ、８７Ｗ ターミナル
ｍ１〜ｍ３ 第１〜第３の線
Ｓ１ 取付面
ＳＨ１ 第１軸線
ＳＨ２ 第２軸線
ＳＨ３ 第３軸線
Claims (9)
- 第１軸線上に配設された第１のモータと、前記第１軸線と平行な第２軸線上に配設された第２のモータと、前記第１軸線及び第２軸線と平行な第３軸線上に配設されたディファレンシャル装置と、前記第１のモータ用の第１のインバータと、第２のモータ用の第２のインバータとを有するとともに、第２軸線は、前記第１軸線と第３軸線とを結んだ第１の線より上方に配設され、前記第１、第２のインバータは、前記第１、第２のモータの各外周縁より径方向外方に配設され、前記第１、第２のモータは、モータケースによって形成されたモータ収容室に収容され、前記第１、第２のインバータ、該第１、第２のインバータの電源電圧を平滑化する平滑用コンデンサ及び制御装置は、前記モータケースの傾斜壁に取り付けられてヒートシンクの少なくとも一部を形成するインバータケース、及び該インバータケースを覆うカバーによって形成されたインバータ収容室に収容されることを特徴とする電動車両駆動用駆動装置。
- 前記第１の線、前記第１軸線と第２軸線とを結んだ第２の線、及び前記第２軸線と第３軸線とを結んだ第３の線によって鋭角三角形が形成される請求項１に記載の電動車両駆動用駆動装置。
- 前記第１、第２のモータは、軸方向において、第１、第２のインバータから成るインバータ装置とオーバラップさせられる請求項１に記載の電動車両駆動用駆動装置。
- 前記第１、第２のインバータは、第１軸線、第２軸線及び第３軸線と平行な平面上に配設される請求項１に記載の電動車両駆動用駆動装置。
- 前記第１、第２のインバータは、第１、第２のモータの共通の接面と平行な平面上に配設される請求項１に記載の電動車両駆動用駆動装置。
- 前記第１、第２のインバータはインバータケースの取付面に取り付けられ、前記第１軸線上の所定の点と第１のインバータの中心とを結ぶ線、及び前記第２軸線上の所定の点と第２のインバータの中心とを結ぶ線は、前記取付面に対してほぼ垂直に延びる請求項１に記載の電動車両駆動用駆動装置。
- 前記第１、第２のインバータと前記第１、第２のモータとの間で電流を伝達する伝達部材は、駆動装置ケースの外側に露出することなく配設される請求項１に記載の電動車両駆動用駆動装置。
- 前記伝達部材は、前記第１、第２のモータを収容するモータ収容室と、前記第１、第２のインバータを収容するインバータ収容室との間の隔壁を貫通して延在させられる請求項７に記載の電動車両駆動用駆動装置。
- 前記インバータ収容室において、前記第１、第２のインバータの上方に平滑用コンデンサが配設され、該平滑用コンデンサの更に上方に制御装置が配設され、前記カバーは、インバータケースから離れるほど絞られた形状を有する請求項１に記載の電動車両駆動用駆動装置。
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