WO2023054437A1 - 車両駆動装置 - Google Patents

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WO2023054437A1
WO2023054437A1 PCT/JP2022/036089 JP2022036089W WO2023054437A1 WO 2023054437 A1 WO2023054437 A1 WO 2023054437A1 JP 2022036089 W JP2022036089 W JP 2022036089W WO 2023054437 A1 WO2023054437 A1 WO 2023054437A1
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WO
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capacitor
semiconductor module
motors
inverter
cover
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Application number
PCT/JP2022/036089
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English (en)
French (fr)
Inventor
剛 ▲高▼橋
公伸 寺尾
陽介 森本
卓也 小笠原
浩慶 秋山
大 大野
Original Assignee
三菱自動車工業株式会社
株式会社明電舎
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Publication date
Application filed by 三菱自動車工業株式会社, 株式会社明電舎 filed Critical 三菱自動車工業株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/02—Arrangement or mounting of electrical propulsion units comprising more than one electric motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L9/00—Electric propulsion with power supply external to the vehicle
    • B60L9/16—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors
    • B60L9/18—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors fed from dc supply lines
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/30—Structural association with control circuits or drive circuits
    • H02K11/33—Drive circuits, e.g. power electronics
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/116—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle drive system that drives left and right wheels of a vehicle with battery power.
  • a vehicle drive system that drives the left and right wheels of a vehicle with two motors (electric motors).
  • motors electric motors
  • Patent Document 1 the turning performance of the vehicle and the vehicle body stability during turning are improved.
  • the inverter is installed on a partition wall that separates the accommodation space for the speed reducer and the accommodation space for the inverter. For this reason, excess space is likely to occur above the inverter in the housing space of the inverter, and there is room for improvement in achieving compactness.
  • the inverter includes various components such as capacitors and semiconductor modules, and depending on the arrangement of these components, it may not be possible to form the inverter compactly. For example, when the components of the inverter are stacked in the vertical direction, there is a problem that the vertical dimension of the inverter tends to increase. Therefore, there is a demand for development of a vehicle drive system capable of compactly mounting an inverter in a limited space.
  • One of the purposes of this case is to provide a vehicle drive system that can be compactly equipped with an inverter, which was invented in light of the above problems.
  • the disclosed vehicle driving device has a rotating shaft extending in the left-right direction of the vehicle and is arranged apart from each other in the left-right direction.
  • a gear box that incorporates a gear mechanism that transmits power to each of the left and right wheels, is sandwiched between the left and right motors, and forms a recess recessed downward together with the motor housings of the left and right motors;
  • An inverter is provided in a mounting space above the left and right motors and the gearbox, and includes an inverter having a capacitor for smoothing electric power and a semiconductor module including a plurality of switching elements.
  • the inverter has a tray portion that houses the capacitor and the semiconductor module, and a plate-like cover that is attached to the tray portion and covers the capacitor and the semiconductor module from above.
  • the capacitor is attached to the lower surface of the cover and arranged in the recess, and the semiconductor module is attached to the lower surface of the cover and arranged in a position different from each of the condenser and the rotating shaft in top
  • the space can be effectively utilized by adopting a layout in which the capacitor and the semiconductor module are hung from the cover, so it is possible to provide a vehicle drive system that can compactly mount the inverter.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a vehicle drive system as an embodiment
  • FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining the internal structure of the vehicle drive system shown in FIG. 1; 2 is a left side view of the vehicle drive system shown in FIG. 1;
  • FIG. FIG. 2 is a top view for explaining a component arrangement of an inverter included in the vehicle drive system shown in FIG. 1;
  • FIG. 5 is a top view (a view corresponding to FIG. 4) for explaining a modified example of the component arrangement of the inverter;
  • FIG. 5 is a top view (a view corresponding to FIG. 4) for explaining another modification of the component arrangement of the inverter;
  • FIG. 5 is an exploded perspective view for explaining the internal structure of the inverter shown in FIG. 4, which is shown upside down;
  • FIG. 5 is a top view for explaining cooling passages of the inverter shown in FIG. 4;
  • 5 is a left side view of the inverter shown in FIG. 4;
  • [1. composition] 1 to 4 and 7 to 9 are diagrams for explaining the configuration of a vehicle drive system 10 according to this application example (embodiment). Front and back, left and right, and up and down in the drawing represent directions determined with reference to the driver of the vehicle in which the vehicle drive system 10 is mounted. As shown in FIG. 1 , the vehicle drive device 10 is provided with a left motor 1 , a right motor 2 , a gearbox 3 and an inverter 4 . Left and right motors 1 and 2 (left motor 1 and right motor 2) are electric motors that receive power from a battery (not shown) mounted on the vehicle and drive the left and right wheels of the vehicle.
  • a battery not shown
  • the left and right motors 1 and 2 have a rotating shaft C (in the drawing, the center of rotation of the rotating shaft indicated by a dashed line is denoted by C) extending in the left-right direction (vehicle width direction), and are coaxial and separated from each other in the left-right direction. are placed as follows.
  • the left motor 1 is connected to a power transmission path leading to at least the left wheel axle.
  • the right motor 2 is connected to a power transmission path leading to at least the right wheel axle.
  • the left and right motors 1 and 2 are yaw moment generation sources that generate turning force by increasing or decreasing the driving force and braking force of at least the left and right wheels in an electric vehicle or hybrid vehicle equipped with another driving motor or engine. function as Further, in an electric vehicle in which no other drive motor is mounted, the motors 1 and 2 also have a function as a vehicle drive source in addition to the above functions.
  • the left and right motors 1 and 2 of this embodiment are configured similarly to each other.
  • Each of the motors 1 and 2 has a structure in which electric motor elements such as a stator, rotor, and motor shaft are incorporated. These elements are, as shown in FIG. 2, left and right motor housings 11 and 12 (left motor housing 11, right motor Housed in housing 12).
  • the motor housings 11 and 12 are formed by turning the bottoms of bottomed cylindrical bodies outward in the left-right direction, respectively, and end bells are attached to openings on the center side in the left-right direction.
  • the stator is a stator fixed to each of the motor housings 11 and 12, which has a structure in which a coil is wound around a laminated iron core formed by laminating electromagnetic steel sheets coated with an insulating coating, for example.
  • the rotor is, for example, a cylindrical rotor in which a permanent magnet is inserted in a laminated iron core formed by laminating electromagnetic steel sheets coated with an insulating coating, and is loosely inserted inside the stator while being concentric with the central axis of the stator. It is fixed to the shaft-shaped motor shaft. By changing the frequency of the AC power applied to the stator, the rotational speed of the magnetic field inside the stator is changed, and the angular velocity of the rotor and motor shaft is changed.
  • One end of the motor shaft is connected to the gearbox 3 .
  • the left motor 1 is arranged on the left side of the gearbox 3 and the right motor 2 is arranged on the right side of the gearbox 3 .
  • the gearbox 3 is a driving force transmission device sandwiched between the left and right motor housings 11 and 12.
  • This gearbox 3 has a gearbox housing 13 forming an exterior and a gear mechanism built therein.
  • the gear mechanism is a mechanism that amplifies the torque of the left motor 1 and the right motor 2 and transmits it to the left and right wheels.
  • the gear mechanism also includes a mechanism (for example, a differential gear mechanism, a planetary gear mechanism, etc.) for generating a torque difference between the left wheel set and the right wheel set.
  • the gearbox housing 13 of this embodiment is arranged offset downward with respect to the left and right motor housings 11 and 12 .
  • the gear box 3 is positioned downward and forward (in the radial direction of the left and right motors 1 and 2) in a side view with the rotation axis C of the left and right motors 1 and 2 as a reference.
  • the positional relationship between the left and right motor housings 11 and 12 and the gearbox housing 13 is set so that they are arranged at offset positions.
  • the gearbox 3 forms a downward recess 8 together with the motor housings 11 and 12 .
  • the recessed portion 8 is in the shape of a basin that is recessed downward between the left and right motor housings 11 and 12 .
  • the inverter 4 is a converter (DC-AC inverter) that mutually converts the power of the DC circuit (DC power) and the power of the AC circuit on the motors 1 and 2 side (AC power).
  • This inverter 4 has a function of converting DC power into AC power and supplying power to both the left and right motors 1 and 2 .
  • the inverter 4 is arranged in a mounting space S (a chain double-dashed line in FIG. 2) above the left and right motors 1 and 2 and the gearbox 3 .
  • the mounting space S is a space formed between the vehicle driving device 10 and surrounding equipment and the vehicle body at the position where the vehicle driving device 10 is mounted. It has a T-shape when viewed from the front including a space above the housings 11 and 12 .
  • the upper ends of the motor housings 11 and 12 are located directly above the rotation axes C of the motors 1 and 2 (the portions overlapping the rotation axes C in top view). Therefore, the portion of the mounting space S above the motor housings 11 and 12 (the space corresponding to the T-shaped horizontal bar) is the smallest right above the rotation axis C. As shown in FIG. In other words, a larger mounting space S is ensured at a position shifted from the rotation axis C than at a position overlapping the rotation axis C in top view.
  • the inverter 4 has a capacitor 5 that smoothes power and a semiconductor module 6 that includes a plurality of switching elements.
  • the capacitor 5 and the semiconductor module 6 are housed in an inverter case 14 that forms the exterior of the inverter 4 .
  • the current sensor 7, which is one of the components of the inverter 4 is also incorporated in the inverter case 14 together with the capacitor 5 and the semiconductor module 6. As shown in FIG.
  • the inverter case 14 is arranged in the mounting space S and fixed to the left and right motor housings 11 and 12 .
  • the inverter case 14 is formed by combining a tray portion (inverter lower case) 16 that accommodates the capacitors 5 and the semiconductor modules 6 and a plate-like cover (inverter upper case) 15 that covers the capacitors 5 and the semiconductor modules 6 from above. It is formed.
  • the tray portion 16 of this embodiment is provided separately from the gear box 3 (gear box housing 13). However, the tray portion 16 may be provided integrally with the gearbox 3 (as part of the gearbox housing 13).
  • the capacitor 5 is an electronic component that has a larger thickness dimension (vertical dimension) than other components of the inverter 4 (semiconductor module 6 and current sensor 7). In this embodiment, one capacitor 5 is used for both the left and right motors 1,2.
  • the capacitor 5 is interposed in the feed line of the AC power converted by the semiconductor module 6 in the current control type inverter, and is interposed in the input side of the DC power in the voltage control type inverter. Capacitor 5 functions as a kind of filter and plays a role in stabilizing the current supplied to motors 1 and 2 .
  • the semiconductor module 6 is a power module formed by forming a three-phase bridge circuit including a plurality of switching elements and diodes on a substrate (electronic circuit substrate). By intermittently switching the connection state of each switching element, DC power is converted into three-phase AC power.
  • Semiconductor elements such as thyristors, IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors), and power MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistors) are used as switching elements.
  • the semiconductor module 6 of this embodiment includes left and right (a pair of) modules 6L and 6R (a left module 6L and a right module 6R) used for the left and right motors 1 and 2, respectively.
  • the left and right modules 6L and 6R are provided separately from each other.
  • the left module 6L is a semiconductor module dedicated to the left motor 1.
  • FIG. The AC power generated by the left module 6L is supplied to the left motor 1.
  • FIG. On the other hand, the right module 6R is a semiconductor module dedicated to the right motor 2.
  • the AC power generated by the right module 6R is supplied to the right motor 2.
  • the current sensor 7 includes left and right (a pair of) sensors 7L and 7R (a left sensor 7L and a right sensor 7R) used for the left and right motors 1 and 2, respectively.
  • the left and right sensors 7L and 7R are also provided separately from each other.
  • the capacitor 5 having the largest thickness dimension is arranged in the recess 8 (inside the recess 8 or directly above the recess 8).
  • the semiconductor module 6 is arranged at a position different from that of the capacitor 5 and each rotation axis C when viewed from above.
  • the current sensor 7 is arranged at a position different from any of the capacitor 5, the semiconductor module 6, and the rotation axis C when viewed from above. Therefore, when viewed from above, the capacitor 5 is positioned between the left and right motor housings 11 and 12, and the semiconductor module 6 and the current sensor 7 are shifted in the front-rear direction and the left-right direction with respect to the capacitor 5 and the rotation axis C. However, the capacitor 5 and the rotation axis C do not overlap.
  • left and right modules 6L and 6R and left and right sensors 7L and 7R are both arranged in recesses 8. That is, the inverter 4 of this embodiment is entirely arranged inside the recess 8 or directly above the recess 8 .
  • the left and right modules 6L and 6R are arranged in the front and rear directions (front and rear) with respect to the capacitor 5, and the left and right sensors 7L and 7R are also arranged in the front and rear directions with respect to the capacitor 5 (front and rear). posterior).
  • a left module 6L and a left sensor 7L dedicated to the left motor 1 are arranged behind the capacitor 5, and a right module 6R and a right sensor 7R dedicated to the right motor 2 are arranged in front of the capacitor 5.
  • the left sensor 7L is arranged on the right side of the left module 6L
  • the right sensor 7R is arranged on the left side of the right module 6R.
  • the arrangement of the semiconductor module 6 and the current sensor 7 is not limited to this.
  • the positions of the left and right modules 6L and 6R may be interchanged, and the positions of the left and right sensors 7L and 7R may be interchanged.
  • FIG. 5 and 6 show modifications of the arrangement of the semiconductor module 6 and the current sensor 7.
  • FIG. 5 the position of the capacitor 5 is the same as in FIG.
  • the left and right modules 6L and 6R and the left and right sensors 7L and 7R may be arranged in either direction (front or rear) with respect to the capacitor 5.
  • FIG. When the gearbox 3 is offset forward with respect to the motor housings 11 and 12 as described above, a larger mounting space S is ensured in front of the rotation axis C than in the rear. For this reason, both the left and right modules 6L and 6R are arranged in front of the capacitor 5 in the modification shown in FIG.
  • the mounting space S behind the rotation axis C becomes wider.
  • the modules 6L, 6R and the left and right sensors 7L, 7R may be arranged behind the capacitor 5.
  • the left module 6L and the left sensor 7L may be arranged on the left side of the capacitor 5, and the right module 6R and the right sensor 7R may be arranged on the right side of the capacitor 5, as shown in FIG.
  • it is preferable that one of the left and right sensors 7L and 7R is arranged in front of the rotation axis C and the other is arranged behind the rotation axis C.
  • the left module 6L and the left sensor 7L are separately arranged in the front and rear directions (forward and rearward) with respect to the rotation axis C of the left motor 1, and the right module 6R and the right sensor 7R are arranged to rotate the right motor 2. More preferably, they are arranged separately in the front-rear direction with respect to the axis C (forward and rearward).
  • the left module 6L is arranged behind the rotation axis C of the left motor 1, and the left sensor 7L is arranged ahead of the rotation axis C of the left motor 1.
  • the right module 6R is arranged forward of the rotation axis C of the right motor 2, and the right sensor 7R is arranged behind the rotation axis C of the right motor 2.
  • the front and rear positions of the semiconductor module 6 and the current sensor 7 are arranged opposite to each other on the left and right sides of the capacitor 5 (diagonal arrangement).
  • the inverter case 14 has a shape corresponding to the arrangement of the capacitors 5, the semiconductor modules 6, etc. so that the components of the inverter 4 can be accommodated.
  • the modified example shown in FIG. 5 has a T shape when viewed from above
  • the modified example shown in FIG. 6 has a substantially square shape when viewed from above.
  • both the capacitor 5 and the semiconductor module 6 are arranged in the recess 8, so the inverter case 14 has a shape corresponding to the shape of the recess 8 when viewed from the top. That is, it has a substantially rectangular shape elongated in the front-rear direction when viewed from above.
  • the capacitor 5, semiconductor module 6 and current sensor 7 are all attached to the lower surface 17 of the cover 15 (hereinafter also referred to as "cover lower surface 17").
  • the cover lower surface 17 is an inner surface facing the tray portion 16 side (lower side) when the cover 15 is attached to the tray portion 16 .
  • the capacitor 5 , the semiconductor module 6 and the current sensor 7 attached to the cover lower surface 17 are accommodated in the tray portion 16 while suspended from the cover lower surface 17 .
  • the cover 15 of this embodiment includes a flat plate portion 34 attached to the peripheral edge of the tray portion 16, and a convex shape formed upward from the flat plate portion 34 to accommodate the capacitor 5. and a cooling passage 30 through which a coolant for cooling the semiconductor module 6 flows.
  • the convex portion 31 has a shape that bulges upward at the central portion (center in the front-rear direction) of the cover 15 .
  • Capacitor 5 is fixed at a position corresponding to projection 31 on cover lower surface 17 so as to be suspended from projection 31 .
  • the cover 15 of this embodiment further has two bulging portions 32 and 33 that bulge upward in the front and rear directions of the convex portion 31 .
  • Each of the bulging portions 32 and 33 has a convex shape whose vertical dimension (amount of bulging from the flat plate portion 34) is smaller than that of the convex portion 31.
  • Cooling passages (not shown) for cooling the left and right modules 6L and 6R are built in the two bulges 32 and 33, respectively, and the left and right modules 6L and 6R are arranged directly below the respective bulges 32 and 33. be.
  • the left and right modules 6L and 6R are fixed at positions corresponding to the bulging portions 32 and 33 on the cover lower surface 17 so as to be suspended from the flat plate portion 34 .
  • the left and right sensors 7L and 7R are attached to the cover lower surface 17 so as to be suspended from the cover 15 at positions adjacent to the left and right modules 6L and 6R, respectively.
  • the cooling passage 30 is formed integrally with the cover 15 and has a tubular shape that bulges upward from the flat plate portion 34 .
  • a hollow portion that serves as a flow passage for the coolant is provided inside the cooling passage 30, a hollow portion that serves as a flow passage for the coolant is provided.
  • the cooling passage 30 of this embodiment includes a front supply passage 35 and a front discharge passage 36 connected to the cooling passage in the front bulging portion 33 and a rear supply passage 35 and a front discharge passage 36 connected to the cooling passage in the rear bulging portion 32 . It includes a channel 37 and a rear discharge channel 38, and a connection channel 39 connecting the front supply channel 35 and the rear discharge channel 38 together.
  • the two supply channels 35, 37 and the two discharge channels 36, 38 both extend in the left-right direction.
  • the front supply passage 35 extends leftward from the front bulging portion 33
  • the front discharge passage 36 extends rightward from the front bulging portion 33 .
  • the rear supply passage 37 extends rightward from the rear bulging portion 32
  • the rear discharge passage 38 extends leftward from the rear bulging portion 32 .
  • the connection path 39 is arranged to the left of the projection 31 and extends in the front-rear direction.
  • the cooling passage 30 is formed in the flat plate portion 34 so as to overlap the convex portion 31 when viewed in a direction perpendicular to the vertical direction.
  • the vertical position of the cooling passage 30 is set to match (or be included in) the vertical position of the projection 31 .
  • the two supply paths 35, 37 and the two discharge paths 36, 38 are arranged so as to overlap the projection 31 when viewed from the front and rear direction, and the connection path 39 overlaps the projection 31 when viewed from the left and right direction. , cooling passages 30 are formed.
  • Refrigerant supplied from the outside of the inverter 4 to the rear supply passage 37 is supplied from the rear supply passage 37 to the cooling passage in the rear swelling portion 32, cools the right module 6R via a heat sink (not shown), and It is discharged to the discharge channel 38 .
  • This refrigerant is then supplied to the pre-supply passage 35 through the connection passage 39 .
  • the coolant supplied to the front supply passage 35 is supplied from the front supply passage 35 to the cooling passage in the front swelling portion 33, cools the left module 6L via a heat sink (not shown), and then flows to the front discharge passage 36. Ejected. Then, the refrigerant is discharged from the front discharge passage 36 to the outside of the inverter 4 .
  • the cooling passage 30 of this embodiment has a structure in which the rear discharge passage 38 and the front supply passage 35 are connected in series by the connection passage 39 .
  • the cooling passages 30 have a front supply passage 35 and a front discharge passage 36 connected to the cooling passages in the forward bulge 33 and a rear bulge 32 connected to the cooling passages in the rearward bulge 32 .
  • the supply channel 37 and the rear discharge channel 38 may have a structure connected in parallel.
  • a tube (not shown) formed separately from the cover 15 may be used to connect the front supply path 35 and the rear discharge path 38 to each other.
  • the inverter 4 of this embodiment has a terminal 9 that is bent downward from the cover lower surface 17 side in an L-shape.
  • Three terminals 9 are provided at positions adjacent to the left sensor 7L, and three terminals 9 are also provided at positions adjacent to the right sensor 7R.
  • Three terminals 9 adjacent to the left sensor 7L are connected to a bus bar 20 extending from the left motor 1 (one of the left and right motors 1 and 2) to form a three-phase AC power supply line for the left motor 1.
  • the three terminals 9 adjacent to the right sensor 7R are connected to a bus bar 20 extending from the right motor 2 (one of the left and right motors 1 and 2) to form a three-phase AC power supply line for the right motor 2. .
  • Each terminal 9 has a base portion 9a extending in the left-right direction from the current sensor 7 side, and a connection portion 9b extending downward (bent at 90 degrees) from the base portion 9a.
  • the connecting portion 9b is arranged in a posture along the vertical direction and is connected to a bus bar 20 extending upward from each of the motors 1 and 2. As shown in FIG.
  • the tray part 16 is formed in a container shape having an internal space capable of accommodating the capacitors 5, the semiconductor modules 6, and the like suspended from the cover lower surface 17.
  • a side surface portion 18 forming an internal space of the tray portion 16 is provided with working holes 22 for connecting the terminals 9 and the busbars 20 and connectors 23 to which wiring is connected from the outside.
  • Both the work hole 22 and the connector 23 of this embodiment are formed in the left surface portion 18L and the right surface portion 18R (see FIG. 2) of the side surface portion 18, which face in the horizontal direction.
  • the working holes 22 are provided through the front portion of the left surface portion 18L and the rear portion of the right surface portion 18R so as to correspond to the positions of the terminals 9 .
  • the work hole 22 is an opening for inserting a tool when tightening the fastener 21 provided at the connecting portion between the terminal 9 and the bus bar 20 .
  • a rectangular work hole 22 is exemplified.
  • the shape of the working hole 22 is not particularly limited.
  • the connecting portion 9 b of the terminal 9 is arranged at a position adjacent to the working hole 22 in the inner space of the tray portion 16 .
  • the bus bar 20 is passed through a bottom hole (not shown) penetrating through the bottom surface portion 19 of the tray portion 16, and is arranged at a position adjacent to the work hole 22 in the inner space of the tray portion 16 to provide terminals. 9 is superimposed on the connecting portion 9b.
  • the connection portion 9 b of the terminal 9 and the bus bar 20 are fastened together by a fastener 21 in the inner space of the tray portion 16 using a tool inserted through the work hole 22 .
  • the connector 23 is an electrical component for connecting wiring for low voltage signals, for example.
  • two connectors 23 are provided on each of the rear portion of the left surface portion 18L and the front portion of the right surface portion 18R.
  • Each connector 23 has an elongated shape, and its longitudinal direction D is inclined with respect to the front-rear direction and the vertical direction. Note that the specific arrangement and number of connectors 23 are not limited to those shown here.
  • the connector 23 may be provided on the side surface portion 18 other than the left surface portion 18 ⁇ /b>L and the right surface portion 18 ⁇ /b>R, or may be omitted from the tray portion 16 .
  • the space can be effectively utilized, and the capacitor 5 and the semiconductor module 6 are attached to the base plate which is separate from the cover 15.
  • the base plate can be omitted.
  • the inverter 4 can be compactly mounted in the limited mounting space S. Therefore, miniaturization of the vehicle drive device 10 can be realized.
  • the current sensor 7 is also attached to the lower surface 17 of the cover, and is arranged at a different position from each of the capacitor 5, the semiconductor module 6, and the rotating shaft C when viewed from above. In this way, the current sensor 7, which is one of the components of the inverter 4, does not overlap the capacitor 5, the semiconductor module 6, and the rotation axis C when viewed from above, so that the vertical dimension of the inverter 4 can be further reduced. can be
  • the current sensor 7 is also attached to the lower surface 17 of the cover to form a "hanging layout". As described above, the base plate can be omitted while effectively using the space, further saving space. can be achieved.
  • the left and right modules 6L and 6R are both arranged in the concave portion 8 and arranged in the front-rear direction with respect to the capacitor 5, respectively.
  • the vertical dimension of the vehicle drive device 10 can be made more compact.
  • each unit of the left and right motors 1 and 2 (the assembly including the motor housings 11 and 12, the semiconductor modules 6L and 6R, etc., and the motors 1 and 6R) 2) can be shared. Therefore, it contributes to simplification of assembly work of the vehicle drive device 10 and cost reduction.
  • the entire inverter 4 is disposed in the recess 8, the vertical dimension of the vehicle drive device 10 can be made even more compact.
  • both the left and right modules 6L and 6R are arranged in front of the capacitor 5.
  • the mounting space S can be effectively used while the left and right modules 6L and 6R are arranged. Ease of use (freedom of posture) can be enhanced.
  • the inverter 4 if parts other than the semiconductor module 6 (for example, the current sensor 7) are arranged in front of the capacitor 5, there is no need to arrange parts behind the capacitor 5, which contributes to downsizing of the rear part. do.
  • both the left and right modules 6L and 6R are arranged behind the capacitor 5 (the arrangement is reversed from the modification shown in FIG. 5) to achieve the same effect as above. and effects are obtained.
  • the left module 6L is arranged on the left side of the capacitor 5, and the right module 6R is arranged on the right side of the capacitor 5.
  • the left module 6L and the left motor 1 can be united (assembled).
  • the right module 6R used for the right motor 2 can be united (assembled).
  • each unit of the left and right motors 1 and 2 is made common, it contributes to simplification of assembly work of the vehicle drive device 10 and cost reduction.
  • the left module 6L and the left sensor 7L are arranged in the longitudinal direction with respect to the rotation axis C of the left motor 1, and the right module 6R and the right sensor 7R are arranged on the rotation axis of the right motor 2. They are arranged in the front and rear directions with respect to C, respectively.
  • the front and rear positions of the semiconductor module 6 and the current sensor 7 are arranged to be interchanged on the left and right sides of the capacitor 5 .
  • the left sensor 7L is arranged in front of the left module 6L (either in the front-rear direction), and on the right side of the capacitor 5 (the unit of the right motor 2).
  • the right sensor 7R is arranged behind the right module 6R (either the other in the front-rear direction).
  • the cover 15 is provided with a convex portion 31 formed upward from the flat plate portion 34 to accommodate the capacitor 5 .
  • the convex portion 31 for accommodating the capacitor 5 having a large thickness dimension can ensure accommodation of the capacitor 5 while avoiding an increase in the overall size of the cover 15.
  • the flat plate portion 34 of the cover 15 has a plate portion 34 for cooling the semiconductor module 6 so as to overlap the convex portion 31 when viewed in a direction perpendicular to the vertical direction.
  • of cooling passages 30 are formed. In this way, by disposing the cooling passage 30 at the same position (height position) as the projection 31 in the vertical direction, the dead space adjacent to the projection 31 in the direction orthogonal to the vertical direction can be effectively utilized. Therefore, the cooling performance of the semiconductor module 6 can be ensured while making the vertical dimension of the vehicle drive device 10 more compact.
  • the connector 23 has an elongated shape, is provided on the lateral side portions 18 (the left side portion 18L and the right side portion 18R), and is inclined in the longitudinal direction D with respect to the front-rear direction.
  • the size of the tray portion 16 in the front-rear direction can be reduced compared to the horizontal position in which the longitudinal direction D coincides with the front-rear direction. Therefore, the inverter 4 can be made more compact in the front-rear direction. Therefore, it contributes to further miniaturization of the vehicle drive device 10 .
  • the longitudinal direction D of the connector 23 of the present embodiment is also inclined with respect to the vertical direction, the vertical direction of the tray portion 16 is less than that of the upright posture in which the longitudinal direction D coincides with the vertical direction. can also be reduced in size.
  • the inverter 4 is provided with a terminal 9 which is bent downward from the lower surface 17 of the cover and connected to a bus bar 20 extending from one of the left and right motors 1 and 2. It is By bending the terminals 9 downward to meet the busbars 20 in this manner, the connection structure between the terminals 9 and the busbars 20 is improved compared to the case where the terminals 9 are not bent downward. Can be made compact. Therefore, the inverter 4 can be made more compact, contributing to further miniaturization of the vehicle drive device 10 .
  • the vehicle drive device 10 is arranged in a position where the gearbox 3 is biased downward and forward when viewed from the side with respect to the rotation axis C of the motors 1 and 2. It may be offset downwards and rearwards. At least, by offsetting the gear box housing 13 downward with respect to the left and right motor housings 11 and 12, the arrangement of the inverter case 14 using the concave portion 8 is facilitated, and the inverter 4 can be easily accommodated in the mounting space S in a compact manner. Become. Therefore, it is possible to obtain the same functions and effects as those of the above embodiment.
  • the left and right modules 6L, 6R may be integrated. That is, one common semiconductor module 6 may be provided for the left and right motors 1 and 2 in the same manner as the capacitor 5 .
  • the shape of the cover 15 described above is an example.
  • the cover 15 may be formed in a flat plate shape without the convex portion 31 and the bulging portions 32 and 33, or the cooling passage 30 may be omitted by forming the passage for cooling separately from the cover 15. You may

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Abstract

車両駆動装置（１０）は、車両の左右輪を駆動する左右のモータ（１，２）と、左右のモータ（１，２）間に挟装されるギヤボックス（３）と、左右のモータ（１，２）及びギヤボックス（３）の上方の搭載空間Ｓに配置されるインバータ（４）とを備える。ギヤボックス（３）は、下方に窪んだ凹部（８）を左右のモータハウジング（１１，１２）と共に形成する。インバータ（４）は、コンデンサ（５）及び半導体モジュール（６）を収容するトレイ部（１６）に取り付けられてコンデンサ（５）及び半導体モジュール（６）を上方から覆う平板状のカバー（１５）を有する。コンデンサ（５）は、カバー（１５）の下面に取り付けられるとともに、凹部（８）に配置される。半導体モジュール（６）は、カバー（１５）の下面に取り付けられるとともに、上面視でコンデンサ（５）及びモータ（１，２）の回転軸（Ｃ）の各々と異なる位置に配置される。

Description

車両駆動装置
　本発明は、バッテリの電力で車両の左右輪を駆動する車両駆動装置に関する。
　従来、二つのモータ（電動機）で車両の左右輪を駆動する車両駆動装置が知られている。例えば、左右輪の各々に個別のモータを接続し、左右輪を互いに独立して駆動できるようにしたものが提案されている。このような車両駆動装置では、左右のモータの駆動力を相違させることで、左右輪に回転数差やトルク差を生じさせることができる。これにより、車両の旋回性能や旋回時の車体安定性が改善される（特許文献１参照）。
特開２０１７－１８４５２３号公報
　特許文献１に記載の技術では、減速機の収容空間とインバータの収容空間とを仕切る隔壁の上にインバータが設置されている。このため、インバータの収容空間内において、インバータの上方に余剰スペースが生じやすく、コンパクト化を図るうえで改善の余地がある。また、インバータにはコンデンサや半導体モジュール等の種々の構成部品が含まれるが、これらの構成部品の配置によっては、インバータをコンパクトに形成できない場合がある。例えば、インバータの構成部品を上下方向に重ねて配置した場合には、インバータの上下方向の寸法が大きくなりやすいという課題がある。よって、限られた空間にインバータをコンパクトに搭載できる車両駆動装置の開発が求められている。
　本件の目的の一つは、上記のような課題に照らして創案されたものであり、インバータをコンパクトに搭載できる車両駆動装置を提供することである。なお、この目的に限らず、後述する「発明を実施するための形態」に示す各構成から導き出される作用効果であって、従来の技術では得られない作用効果を奏することも、本件の他の目的である。
　開示の車両駆動装置は、車両の左右方向に延びる回転軸を有するとともに前記左右方向に互いに離隔して配置され、前記車両の左右輪を駆動する左右のモータと、前記左右のモータのトルクを増幅して前記左右輪の各々に伝達する歯車機構を内蔵し、前記左右のモータ間に挟装されるとともに、前記左右のモータの各モータハウジングと共に下方に窪んだ凹部を形成するギヤボックスと、前記左右のモータ及び前記ギヤボックスの上方の搭載空間に配置され、電力を平滑化するコンデンサと複数のスイッチング素子を含む半導体モジュールとを有するインバータと、を備える。前記インバータは、前記コンデンサ及び前記半導体モジュールを収容するトレイ部と、前記トレイ部に取り付けられ前記コンデンサ及び前記半導体モジュールを上方から覆う平板状のカバーと、を有する。前記コンデンサは、前記カバーの下面に取り付けられるとともに前記凹部に配置され、前記半導体モジュールは、前記カバーの前記下面に取り付けられるとともに、上面視で前記コンデンサ及び前記回転軸の各々と異なる位置に配置されている。
　本件によれば、コンデンサ及び半導体モジュールをカバーにぶら下げるレイアウトとすることで空間を有効活用できるため、インバータをコンパクトに搭載できる車両駆動装置を提供できる。
実施例としての車両駆動装置の分解斜視図である。 図１に示す車両駆動装置の内部構造を説明するための断面図である。 図１に示す車両駆動装置の左側面図である。 図１に示す車両駆動装置が備えるインバータの部品配置を説明するための上面図である。 インバータの部品配置の一変形例を説明するための上面図（図４に対応する図）である。 インバータの部品配置の他の変形例を説明するための上面図（図４に対応する図）である。 図４に示すインバータの内部構造を説明するための分解斜視図であり、上下を逆転させて示す。 図４に示すインバータの冷却通路を説明するための上面図である。 図４に示すインバータの左側面図である。
［１．構成］
　図１～図４及び図７～図９は、本適用例（実施形態）に係る車両駆動装置１０の構成を説明するための図である。図中の前後，左右，上下は、車両駆動装置１０が搭載される車両の運転者を基準として定められる方向を表す。図１に示すように、車両駆動装置１０には、左モータ１，右モータ２，ギヤボックス３，インバータ４が設けられる。左右のモータ１，２（左モータ１，右モータ２）は、車両に搭載されるバッテリ（図示略）の電力を受けて車両の左右輪を駆動する電動機である。
　左右のモータ１，２は、左右方向（車幅方向）に延びる回転軸Ｃ（図面では、一点鎖線で示す回転軸の回転中心に符号Ｃを付す）を有し、同軸かつ左右方向に互いに離隔して配置される。左モータ１は、少なくとも左輪軸に繋がる動力伝達経路に接続される。同様に、右モータ２は、少なくとも右輪軸に繋がる動力伝達経路に接続される。左右のモータ１，２は、他の駆動用モータやエンジンが搭載される電気自動車やハイブリッド自動車においては、少なくとも左右輪の駆動力や制動力を増減させることで旋回力を発生させるヨーモーメント生成源として機能する。また、他の駆動用モータが搭載されない電気自動車においては、モータ１，２は、上記の機能に加えて、車両の駆動源としての機能を併せ持つ。
　本実施例の左右のモータ１，２は、互いに同様に構成される。各モータ１，２は、内部にステータ，ロータ，モータ軸等の電動機要素を内蔵した構造を持つ。これらの要素は、図２に示すように、各モータ１，２の外装をなす（各モータ１，２の電動機要素が内装される）左右のモータハウジング１１，１２（左モータハウジング１１，右モータハウジング１２）の中に収容される。なお、モータハウジング１１，１２は、有底筒状体の底部を左右方向のそれぞれ外側に向け、左右方向の中央側の開口にエンドベルが取り付けられて構成される。
　ステータは、例えば絶縁被膜がコーティングされた電磁鋼板を積層してなる積層鉄心にコイルを巻き付けた構造を持ち、各モータハウジング１１，１２に固定される固定子である。ロータは、例えば絶縁被膜がコーティングされた電磁鋼板を積層してなる積層鉄心に永久磁石を内挿した円筒状の回転子であり、ステータの中心軸と同心の状態でその内側に遊挿されて軸状のモータ軸に固定される。ステータに通電される交流電力の周波数を変更することで、ステータの内側における磁界の回転速度が変化し、ロータ及びモータ軸の角速度が変更される。モータ軸の一端は、ギヤボックス３に接続される。左モータ１はギヤボックス３の左側に配置され、右モータ２はギヤボックス３の右側に配置される。
　ギヤボックス３は、左右のモータハウジング１１，１２の間に挟装される駆動力伝達装置である。このギヤボックス３は、外装をなすギヤボックスハウジング１３とこれに内蔵される歯車機構とを有する。歯車機構は、左モータ１及び右モータ２のトルクを増幅して左右輪に伝達する機構である。また、歯車機構には、左輪軸と右輪軸との間にトルク差を生じさせるための機構（例えば差動歯車機構や遊星歯車機構など）が含まれる。
　本実施例のギヤボックスハウジング１３は、左右のモータハウジング１１，１２に対して下方にオフセットして配置される。具体的に表現すれば、図３に示すように、左右のモータ１，２の回転軸Ｃを基準として、側面視でギヤボックス３が下方かつ前方（左右のモータ１，２の径方向）に偏った位置に配置されるように、左右のモータハウジング１１，１２とギヤボックスハウジング１３との位置関係が設定される。このようなレイアウトにより、ギヤボックス３は、下方に窪んだ凹部８をモータハウジング１１，１２と共に形成する。図２及び図３に示すように、凹部８は、左右のモータハウジング１１，１２の間において下方にへこんだ盆地状をなす。
　インバータ４は、直流回路の電力（直流電力）とモータ１，２側の交流回路の電力（交流電力）とを相互に変換する変換器（DC-ACインバータ）である。このインバータ４は、直流電力を交流電力に変換して左右のモータ１，２の双方に給電する機能を持つ。インバータ４は、左右のモータ１，２及びギヤボックス３の上方の搭載空間Ｓ（図２中の二点鎖線）に配置される。この搭載空間Ｓは、車両駆動装置１０が搭載される位置において、車両駆動装置１０と周囲の機器や車体との間に形成される空間であり、モータハウジング１１，１２間の凹部８と、モータハウジング１１，１２よりも上方の空間とを含んで前面視でＴ字状となっている。
　図３に示すように、本実施例では、モータハウジング１１，１２の上端がモータ１，２の回転軸Ｃの真上（上面視で回転軸Ｃと重なる部分）に位置する。このため、搭載空間Ｓのうちモータハウジング１１，１２よりも上方の部分（Ｔ字の横棒に相当する空間）は、回転軸Ｃの真上が最小となる。換言すれば、搭載空間Ｓは、上面視で回転軸Ｃと重なる位置よりも、この回転軸Ｃからずれた位置において、大きく確保されている。
　図１に示すように、インバータ４は、電力を平滑化するコンデンサ５と、複数のスイッチング素子を含む半導体モジュール６とを有する。コンデンサ５及び半導体モジュール６は、インバータ４の外装をなすインバータケース１４に内蔵される。本実施例では、インバータ４の構成部品の一つである電流センサ７も、コンデンサ５及び半導体モジュール６と共にインバータケース１４に内蔵されている。
　インバータケース１４は、搭載空間Ｓに配置され、左右のモータハウジング１１，１２に対して固定される。また、インバータケース１４は、コンデンサ５や半導体モジュール６を収容するトレイ部（インバータ下ケース）１６と、コンデンサ５や半導体モジュール６を上方から覆う平板状のカバー（インバータ上ケース）１５とを組み合わせて形成される。本実施例のトレイ部１６は、ギヤボックス３（ギヤボックスハウジング１３）とは別体で設けられている。ただし、トレイ部１６は、ギヤボックス３と一体で（ギヤボックスハウジング１３の一部として）設けられてもよい。
　コンデンサ５は、インバータ４の他の構成部品（半導体モジュール６や電流センサ７）と比べて厚み寸法（上下方向の寸法）が大きい電子部品である。本実施例では、一つのコンデンサ５が左右のモータ１，２の双方に用いられている。コンデンサ５は、電流制御型のインバータにおいては、半導体モジュール６で変換された交流電力の給電ラインに介装され、電圧制御型のインバータにおいては、直流電力の入力側に介装される。コンデンサ５は、言わば一種のフィルターとして機能して、モータ１，２に供給される電流を安定させる役割を担う。
　半導体モジュール６は、基板（電子回路用基板）上に複数のスイッチング素子やダイオードなどを含む三相ブリッジ回路を形成してなるパワーモジュールである。各スイッチング素子の接続状態を断続的に切り替えることで、直流電力が三相の交流電力に変換される。スイッチング素子には、サイリスタ，IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor），パワーMOSFET（Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor）などの半導体素子が用いられる。
　本実施例の半導体モジュール６は、左右のモータ１，２の各々に用いられる左右（一対）のモジュール６Ｌ，６Ｒ（左モジュール６Ｌ，右モジュール６Ｒ）を含む。左右のモジュール６Ｌ，６Ｒは互いに別体で設けられる。左モジュール６Ｌは左モータ１に専用の半導体モジュールである。左モジュール６Ｌで生成された交流電力は、左モータ１に給電される。一方、右モジュール６Ｒは右モータ２に専用の半導体モジュールである。右モジュール６Ｒで生成された交流電力は、右モータ２に給電される。
　電流センサ７は、半導体モジュール６と同様に、左右のモータ１，２の各々に用いられる左右（一対）のセンサ７Ｌ，７Ｒ（左センサ７Ｌ，右センサ７Ｒ）を含む。左右のセンサ７Ｌ，７Ｒも互いに別体で設けられる。
　インバータ４の配置について説明すると、少なくとも、厚み寸法が最も大きなコンデンサ５が凹部８に（凹部８の内側又は凹部８の直上）配置される。さらに、上面視で、半導体モジュール６が、コンデンサ５とも各回転軸Ｃとも異なる位置に配置される。加えて、電流センサ７が、上面視で、コンデンサ５，半導体モジュール６及び回転軸Ｃのいずれとも異なる位置に配置される。したがって、上面視では、コンデンサ５が左右のモータハウジング１１，１２の間に位置し、半導体モジュール６及び電流センサ７の各々がコンデンサ５及び回転軸Ｃに対して前後方向や左右方向にずれて位置し、コンデンサ５及び回転軸Ｃとは重ならない。
　図４に示すように、本実施例では、左右のモジュール６Ｌ，６Ｒ及び左右のセンサ７Ｌ，７Ｒがいずれも凹部８に配置されている。すなわち、本実施例のインバータ４は、その全体が凹部８の内側又は凹部８の直上に配置されている。凹部８の内側では、左右のモジュール６Ｌ，６Ｒがコンデンサ５に対して前後方向のそれぞれ（前方及び後方）に配置され、左右のセンサ７Ｌ，７Ｒもコンデンサ５に対して前後方向のそれぞれ（前方及び後方）に配置される。
　本実施例では、左モータ１に専用の左モジュール６Ｌ及び左センサ７Ｌが、コンデンサ５の後方に配置され、右モータ２に専用の右モジュール６Ｒ及び右センサ７Ｒが、コンデンサ５の前方に配置されている。また、左センサ７Ｌが左モジュール６Ｌの右側に配置され、右センサ７Ｒが右モジュール６Ｒの左側に配置されている。ただし、半導体モジュール６及び電流センサ７の配置はこれに限定されない。例えば、左右のモジュール６Ｌ，６Ｒの位置が互いに入れ替えられてもよいし、左右のセンサ７Ｌ，７Ｒの位置が互いに入れ替えられてもよい。
　ここで、図５及び図６に、半導体モジュール６及び電流センサ７の配置の変形例を示す。なお、これら変形例において、コンデンサ５の位置は図４と変わらない。
　図５に示すように、左右のモジュール６Ｌ，６Ｒ及び左右のセンサ７Ｌ，７Ｒが、コンデンサ５に対して前後方向のいずれか一方（前方又は後方）に配置されてもよい。上記のとおりギヤボックス３がモータハウジング１１，１２に対して前方にオフセットして配置される場合は、搭載空間Ｓが回転軸Ｃの後方よりも前方において大きく確保される。このため、図５に示す変形例では、左右のモジュール６Ｌ，６Ｒがいずれもコンデンサ５の前方に配置されている。なお、ギヤボックス３がモータハウジング１１，１２に対して後方にオフセット配置された構成では、回転軸Ｃよりも後方の搭載空間Ｓの方が広くなるため、図５に示す配置と逆に、左右のモジュール６Ｌ，６Ｒ及び左右のセンサ７Ｌ，７Ｒを、コンデンサ５よりも後方に配置してもよい。
　あるいは、図６に示すように、左モジュール６Ｌ及び左センサ７Ｌがコンデンサ５の左側に配置され、右モジュール６Ｒ及び右センサ７Ｒがコンデンサ５の右側に配置されてもよい。この場合に、左右のモジュール６Ｌ，６Ｒは、一方が回転軸Ｃよりも前方に配置され、他方が回転軸Ｃよりも後方に配置されることが好ましい。左右のセンサ７Ｌ，７Ｒも同様に、一方が回転軸Ｃよりも前方に配置され、他方が回転軸Ｃよりも後方に配置されることが好ましい。また、左モジュール６Ｌ及び左センサ７Ｌが、左モータ１の回転軸Ｃに対して前後方向のそれぞれ（前方及び後方）に分かれて配置され、右モジュール６Ｒ及び右センサ７Ｒが、右モータ２の回転軸Ｃに対して前後方向のそれぞれ（前方及び後方）に分かれて配置されることがより好ましい。
　図６に示す変形例では、左モジュール６Ｌが左モータ１の回転軸Ｃよりも後方に配置され、左センサ７Ｌが左モータ１の回転軸Ｃよりも前方に配置されている。また、右モジュール６Ｒが右モータ２の回転軸Ｃよりも前方に配置され、右センサ７Ｒが右モータ２の回転軸Ｃよりも後方に配置されている。このように、図６の変形例では、半導体モジュール６及び電流センサ７の前後の位置がコンデンサ５の左右で互いに入れ替えられた配置（対角配置）となっている。
　インバータケース１４は、インバータ４の構成部品を収容可能となるように、コンデンサ５及び半導体モジュール６等の配置に応じた形状をなす。例えば、図５に示す変形例では、上面視でＴ字状であり、図６に示す変形例では、上面視で略正方形状となる。図１～図４に示すように、本実施例では、コンデンサ５及び半導体モジュール６がいずれも凹部８に配置されることから、インバータケース１４は、上面視で凹部８の形状に対応した形状、すなわち、上面視で前後方向に長い略矩形状をなす。
　図２及び図７に示すように、コンデンサ５，半導体モジュール６及び電流センサ７はいずれも、カバー１５の下面１７（以下、「カバー下面１７」ともいう）に取り付けられる。カバー下面１７は、カバー１５がトレイ部１６に取り付けられた状態でトレイ部１６側（下側）を向く内面である。カバー下面１７に取り付けられたコンデンサ５，半導体モジュール６及び電流センサ７は、カバー下面１７から吊り下げられた状態でトレイ部１６に収容される。
　図１及び図７に示すように、本実施例のカバー１５は、トレイ部１６の周縁に取り付けられる平板部３４と、平板部３４から上方に向けて凸状に形成されてコンデンサ５が収容される凸部３１と、半導体モジュール６を冷却するための冷媒が流れる冷却通路３０とを有する。凸部３１は、カバー１５の中央部（前後方向の中央）で上方に向かって膨出した形状をなす。コンデンサ５は、凸部３１から吊り下げられた状態となるように、カバー下面１７のうち凸部３１に対応する位置に固定される。
　本実施例のカバー１５は、凸部３１の前後方向のそれぞれにおいて上方に向かって膨出した形状をなす二つの膨出部３２，３３を更に有する。各膨出部３２，３３は、凸部３１と比べて上下方向の寸法（平板部３４からの膨出量）が小さい凸状をなす。二つの膨出部３２，３３には、左右のモジュール６Ｌ，６Ｒをそれぞれ冷却する冷却通路（図示略）が内蔵され、各膨出部３２，３３の直下に左右のモジュール６Ｌ，６Ｒが配置される。左右のモジュール６Ｌ，６Ｒは、平板部３４から吊り下げられた状態となるように、カバー下面１７のうち膨出部３２，３３に対応する位置にそれぞれ固定される。
　左右のセンサ７Ｌ，７Ｒは、左右のモジュール６Ｌ，６Ｒとそれぞれ隣接する位置でカバー１５から吊り下げられた状態となるように、カバー下面１７に取り付けられる。
　図１及び図８に示すように、冷却通路３０は、カバー１５と一体成形されており、平板部３４から上方へ膨出した管状をなす。冷却通路３０の内部には、冷媒の流通路となる中空部が設けられる。本実施例の冷却通路３０は、前方の膨出部３３内の冷却通路に接続された前供給路３５及び前排出路３６と、後方の膨出部３２内の冷却通路に接続された後供給路３７及び後排出路３８と、前供給路３５及び後排出路３８どうしを繋ぐ接続路３９とを含む。
　二つの供給路３５，３７及び二つの排出路３６，３８はいずれも左右方向に沿って延びている。前供給路３５は、前方の膨出部３３から左方へ延びており、前排出路３６は、前方の膨出部３３から右方へ延びている。一方、後供給路３７は、後方の膨出部３２から右方へ延びており、後排出路３８は、後方の膨出部３２から左方へ延びている。接続路３９は、凸部３１の左方に配置され、前後方向に沿って延びている。
　冷却通路３０は、上下方向に直交する方向から視て凸部３１と重なるように、平板部３４に形成される。言い換えれば、冷却通路３０の上下方向の位置は、凸部３１の上下方向の位置と一致する（あるいは含まれる）ように設定される。本実施例では、二つの供給路３５，３７及び二つの排出路３６，３８の各々が前後方向から視て凸部３１と重なり、接続路３９が左右方向から視て凸部３１と重なるように、冷却通路３０が形成されている。
　インバータ４の外部から後供給路３７に供給された冷媒は、後供給路３７から後方の膨出部３２内の冷却通路に供給され、図示しないヒートシンクを介して右モジュール６Ｒを冷却した後、後排出路３８へと排出される。そして、この冷媒は、接続路３９を通じて前供給路３５に供給される。前供給路３５に供給された冷媒は、前供給路３５から前方の膨出部３３内の冷却通路に供給され、図示しないヒートシンクを介して左モジュール６Ｌを冷却した後、前排出路３６へと排出される。そして、前排出路３６からインバータ４の外部に冷媒が排出される。
　このように、本実施例の冷却通路３０は、後排出路３８と前供給路３５とが接続路３９により直列に接続された構造をなす。これに代えて、冷却通路３０は、前方の膨出部３３内の冷却通路に接続された前供給路３５及び前排出路３６と、後方の膨出部３２内の冷却通路に接続された後供給路３７及び後排出路３８とが、並列に接続された構造をなしてもよい。また、カバー１５と一体成形された接続路３９に代えて、カバー１５と別体で形成されたチューブ（図示略）により、前供給路３５及び後排出路３８どうしが接続されてもよい。
　図７に示すように、本実施例のインバータ４は、カバー下面１７側から下方に向くＬ字状に屈曲形成された端子９を有する。端子９は、左センサ７Ｌに隣接する位置に三つ設けられるとともに、右センサ７Ｒに隣接する位置にも三つ設けられている。左センサ７Ｌに隣接する三つの端子９は、左モータ１（左右のモータ１，２の一方）から延出したバスバー２０に接続され、左モータ１に対する三相交流の給電ラインをなす。同様に、右センサ７Ｒに隣接する三つの端子９は、右モータ２（左右のモータ１，２の一方）から延出したバスバー２０に接続され、右モータ２に対する三相交流の給電ラインをなす。
　各端子９は、電流センサ７側から左右方向に延出する基部９ａと、基部９ａから下方に向けて（９０度に屈曲して）延出する接続部９ｂとを有する。接続部９ｂは、上下方向に沿う姿勢で配置され、各モータ１，２から上方へ向けて延設されたバスバー２０と連結される。
　図９に示すように、トレイ部１６は、カバー下面１７から吊り下げられたコンデンサ５や半導体モジュール６等を収容可能な内部空間を有する容器状に形成される。トレイ部１６の内部空間を形成する側面部１８には、端子９とバスバー２０とを接続するための作業孔２２と、外部から配線が接続されるコネクタ２３とが設けられている。本実施例の作業孔２２及びコネクタ２３はいずれも、側面部１８のうち、左右方向を向く左面部１８Ｌ及び右面部１８Ｒ（図２参照）に形成されている。
　作業孔２２は、端子９の位置に対応するように、左面部１８Ｌの前部と右面部１８Ｒの後部とに貫設される。作業孔２２は、端子９とバスバー２０との接続箇所に設けられる締結具２１を締め付ける際に、工具を挿入するための開口部である。本実施例では、矩形状の作業孔２２を例示する。ただし、作業孔２２の形状は特に限定されない。
　端子９の接続部９ｂは、トレイ部１６の内部空間において作業孔２２に隣接する位置に配置される。また、バスバー２０は、トレイ部１６の底面部１９に貫設された底孔（図示略）に通されたうえで、トレイ部１６の内部空間において作業孔２２に隣接する位置に配置され、端子９の接続部９ｂに重ね合わされる。端子９の接続部９ｂとバスバー２０とは、作業孔２２から挿入された工具を用いて、トレイ部１６の内部空間で締結具２１により互いに締結される。
　コネクタ２３は、例えば低電圧信号用の配線の接続するための電気部品である。本実施例では、左面部１８Ｌの後部と右面部１８Ｒの前部との各々に、コネクタ２３が二つずつ設けられている。各コネクタ２３は、細長い形状をなし、その長手方向Ｄが前後方向及び上下方向のそれぞれに対して傾斜している。なお、コネクタ２３の具体的な配置や個数は、ここで示すものに限定されない。コネクタ２３は、左面部１８Ｌ及び右面部１８Ｒ以外の側面部１８に設けられてもよいし、トレイ部１６から省略されてもよい。
［２．作用・効果］
　（１）図４に示すように、上記のインバータ４では、コンデンサ５がカバー下面１７に取り付けられるとともに凹部８に配置され、半導体モジュール６がカバー下面１７に取り付けられるとともに上面視でコンデンサ５及び回転軸Ｃの各々と異なる位置に配置される。このように、インバータ４の構成部品のうち最も厚み寸法が大きいコンデンサ５を凹部８に配置することで、凹部８（モータ１，２間の空間）を有効活用しながらコンデンサ５をコンパクトに搭載できる。また、半導体モジュール６が上面視でコンデンサ５及び回転軸Ｃの各々と重ならないことで、インバータ４の上下方向の寸法をコンパクト化できる。
　さらに、コンデンサ５及び半導体モジュール６がいずれもカバー下面１７に取り付けられる「ぶら下がりレイアウト」とすることで、空間を有効活用できるうえ、カバー１５とは別体のベースプレートにコンデンサ５及び半導体モジュール６を取り付ける構造と比べて、ベースプレートを省略できる。言い換えると、ベースプレートの機能をカバー１５に兼ねることができるため、部品点数を削減できるとともに、更なる省スペース化を図れる。したがって、車両駆動装置１０によれば、限られた搭載空間Ｓにインバータ４をコンパクトに搭載できる。よって、車両駆動装置１０の小型化を実現できる。
　なお、本実施例では、電流センサ７もカバー下面１７に取り付けられるとともに上面視でコンデンサ５，半導体モジュール６及び回転軸Ｃの各々と異なる位置に配置されている。このように、インバータ４の構成部品の一つである電流センサ７が、上面視でコンデンサ５，半導体モジュール６及び回転軸Ｃの各々と重ならないことで、インバータ４の上下方向の寸法を更にコンパクト化できる。また、コンデンサ５及び半導体モジュール６に加えて電流センサ７もカバー下面１７に取り付けられて「ぶら下がりレイアウト」とすることで、上記のとおり空間を有効活用しつつベースプレートを省略でき、更なる省スペース化を図れる。
　（２）左右のモジュール６Ｌ，６Ｒは、いずれも凹部８に配置され、コンデンサ５に対して前後方向のそれぞれに配置されている。このように、インバータ４の構成部品であるコンデンサ５及び左右のモジュール６Ｌ，６Ｒをいずれも凹部８に配置することで、車両駆動装置１０の上下方向の寸法をよりコンパクト化できる。また、左右のモジュール６Ｌ，６Ｒでコンデンサ５を挟む配置とすることにより、左右のモータ１，２の各ユニット（モータハウジング１１，１２や半導体モジュール６Ｌ，６Ｒ等を含む組立品、及びモータ１，２からの配線）を共通化できる。このため、車両駆動装置１０の組立作業の簡略化及びコスト削減に寄与する。
　さらに本実施例では、インバータ４の全体が凹部８に配置されているため、車両駆動装置１０の上下方向の寸法を一層コンパクト化できる。
　（３）ギヤボックス３が左右のモータハウジング１１，１２に対して下方かつ前方にオフセットして配置される場合には、搭載空間Ｓがモータ１，２の回転軸Ｃよりも前方において大きく確保される。このため、図５に示す変形例では、左右のモジュール６Ｌ，６Ｒがいずれもコンデンサ５に対して前方に配置されている。このように、モータハウジング１１，１２に対するギヤボックス３のオフセット方向に応じて左右のモジュール６Ｌ，６Ｒの配置を設定することで、搭載空間Ｓをより有効活用しながら左右のモジュール６Ｌ，６Ｒの配置容易性（姿勢の自由度）を高められる。また、インバータ４において、半導体モジュール６以外の部品（例えば電流センサ７）もコンデンサ５の前方に配置すれば、コンデンサ５よりも後方に部品を配置しなくて済むため、後方部分の小型化に寄与する。
　なお、ギヤボックス３がモータハウジング１１，１２に対して下方かつ後方にオフセットして配置される場合には、搭載空間Ｓがモータ１，２の回転軸Ｃよりも後方において大きく確保される。したがって、この場合には、左右のモジュール６Ｌ，６Ｒをいずれもコンデンサ５に対して後方に配置する（図５に示す変形例と前後を反転させた配置とする）ことで、上記と同様の作用及び効果が得られる。
　（４）一方、図６に示す変形例では、コンデンサ５の左側に左モジュール６Ｌが配置され、コンデンサ５の右側に右モジュール６Ｒが配置されている。このように、左モータ１に用いられる左モジュール６Ｌをコンデンサ５の左側に配置することで、左モジュール６Ｌを左モータ１とユニット化（アセンブリ化）できる。同様に、右モータ２に用いられる右モジュール６Ｒをコンデンサ５の右側に配置することで、右モジュール６Ｒを右モータ２とユニット化（アセンブリ化）できる。また、左右のモータ１，２の各ユニットを共通化すれば、車両駆動装置１０の組立作業の簡略化及びコスト削減に寄与する。
　さらに、図６に示す変形例では、左モジュール６Ｌ及び左センサ７Ｌが左モータ１の回転軸Ｃに対して前後方向のそれぞれに配置され、右モジュール６Ｒ及び右センサ７Ｒが右モータ２の回転軸Ｃに対して前後方向のそれぞれに配置されている。このように、半導体モジュール６及び電流センサ７を回転軸Ｃに対して前後に分散させて配置することで、部品どうしの干渉回避が容易となる。
　加えて、図６に示す変形例では、半導体モジュール６及び電流センサ７の前後の位置がコンデンサ５の左右で互いに入れ替えられた配置となっている。具体的に言えば、コンデンサ５の左側（左モータ１のユニット）では、左センサ７Ｌが左モジュール６Ｌの前方（前後方向のいずれか一方）に配置され、コンデンサ５の右側（右モータ２のユニット）では、右センサ７Ｒが右モジュール６Ｒの後方（前後方向のいずれか他方）に配置されている。このように、左右のモータ１，２のユニットで半導体モジュール６及び電流センサ７を前後対称の配置とすることにより、左右のモータ１，２の各ユニットを共通化できる。よって、車両駆動装置１０の組立作業の簡略化及びコスト削減に寄与する。
　（５）図１及び図７に示すように、上記のカバー１５には、平板部３４から上方に向けて凸状に形成されてコンデンサ５が収容される凸部３１が設けられる。このように、厚み寸法の大きいコンデンサ５を収容する凸部３１を平板部３４から局所的に突出させることで、カバー１５の全体の大型化を回避しつつ、コンデンサ５の収容性を確保できる。
　（６）また、図１及び図８に示すように、上記のカバー１５の平板部３４には、上下方向に直交する方向から視て凸部３１と重なるように、半導体モジュール６を冷却するための冷却通路３０が形成される。このように、上下方向において冷却通路３０を凸部３１と同じ位置（高さ位置）に配置することで、凸部３１に対して上下方向と直交する方向に隣接するデッドスペースを有効活用できる。よって、車両駆動装置１０の上下方向の寸法をよりコンパクト化しながら半導体モジュール６の冷却性能を確保できる。
　（７）上記のトレイ部１６の側面部１８には、外部から配線が接続されるコネクタ２３が設けられているため、コネクタ２３がカバー１５に設けられる場合と比べてカバー１５の形状を簡素化できる。
　（８）上記のコネクタ２３は、細長い形状をなし、左右方向を向く側面部１８（左面部１８Ｌ及び右面部１８Ｒ）に設けられるとともに前後方向に対して長手方向Ｄが傾斜している。コネクタ２３をこのような傾斜姿勢とすることで、長手方向Ｄが前後方向と一致する水平姿勢の場合と比べて、トレイ部１６の前後方向の寸法を縮小できる。したがって、インバータ４を前後方向において更にコンパクト化できる。よって、車両駆動装置１０の更なる小型化に寄与する。
　なお、本実施例のコネクタ２３は、その長手方向Ｄが上下方向に対しても傾斜しているため、長手方向Ｄが上下方向と一致する直立姿勢の場合と比べて、トレイ部１６の上下方向の寸法も縮小できる。
　（９）上記のインバータ４には、カバー下面１７側から下方に向けてＬ字状に屈曲形成されるとともに左右のモータ１，２の一方から延出したバスバー２０に接続される端子９が設けられている。このように、端子９を下方へ屈曲させてバスバー２０を迎えに行くような形状とすることで、端子９が下方へ屈曲していない場合と比べて、端子９とバスバー２０との接続構造をコンパクト化できる。したがって、インバータ４を更にコンパクト化でき、車両駆動装置１０の更なる小型化に寄与する。
［３．変形例］
　上記の実施例及び変形例はあくまでも例示に過ぎず、本実施例及び変形例で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施例及び変形例の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。また、本実施例及び変形例の各構成は、必要に応じて取捨選択でき、あるいは適宜組み合わせることができる。
　例えば、上述の実施例ではモータ１，２の回転軸Ｃを基準として、側面視でギヤボックス３が下方かつ前方に偏った位置に配置された車両駆動装置１０を例示したが、ギヤボックス３が下方かつ後方にオフセットしていてもよい。少なくとも、ギヤボックスハウジング１３が左右のモータハウジング１１，１２に対して下方にオフセットすることで、凹部８を利用したインバータケース１４の配置が容易となり、インバータ４を搭載空間Ｓにコンパクトに収容しやすくなる。したがって、上記の実施例と同様の作用，効果を獲得することができる。
　左右のモジュール６Ｌ，６Ｒは一体化されてもよい。すなわち、半導体モジュール６は、コンデンサ５と同様に左右のモータ１，２に対して共通の一つが設けられてもよい。
　上記のカバー１５の形状は一例である。カバー１５は、凸部３１や膨出部３２，３３を有しない平板状に形成されてもよいし、冷却用の通路をカバー１５とは別体で形成することで上記の冷却通路３０を省略してもよい。
１　左モータ
２　右モータ
３　ギヤボックス
４　インバータ
５　コンデンサ
６　半導体モジュール
６Ｌ　左モジュール
６Ｒ　右モジュール
８　凹部
９　端子
１０　車両駆動装置
１１　左モータハウジング
１２　右モータハウジング
１５　カバー
１６　トレイ部
１７　カバー下面
１８　側面部
２０　バスバー
２３　コネクタ
３０　冷却通路
３１　凸部
３４　平板部
Ｃ　回転軸
Ｄ　長手方向
Ｓ　搭載空間
 

Claims (9)

  1. 　車両の左右方向に延びる回転軸を有するとともに前記左右方向に互いに離隔して配置され、前記車両の左右輪を駆動する左右のモータと、
    　前記左右のモータのトルクを増幅して前記左右輪の各々に伝達する歯車機構を内蔵し、前記左右のモータ間に挟装されるとともに、前記左右のモータの各モータハウジングと共に下方に窪んだ凹部を形成するギヤボックスと、
    　前記左右のモータ及び前記ギヤボックスの上方の搭載空間に配置され、電力を平滑化するコンデンサと複数のスイッチング素子を含む半導体モジュールとを有するインバータと、を備え、
    　前記インバータは、前記コンデンサ及び前記半導体モジュールを収容するトレイ部と、前記トレイ部に取り付けられ前記コンデンサ及び前記半導体モジュールを上方から覆う平板状のカバーと、を有し、
    　前記コンデンサは、前記カバーの下面に取り付けられるとともに前記凹部に配置され、
    　前記半導体モジュールは、前記カバーの前記下面に取り付けられるとともに、上面視で前記コンデンサ及び前記回転軸の各々と異なる位置に配置されている
    ことを特徴とする、車両駆動装置。
  2. 　前記半導体モジュールは、前記左右のモータの各々に用いられる左右のモジュールを含み、
    　前記左右のモジュールは、いずれも前記凹部に配置され、前記コンデンサに対して前後方向のそれぞれに配置されている
    ことを特徴とする、請求項１記載の車両駆動装置。
  3. 　前記半導体モジュールは、前記左右のモータの各々に用いられる左右のモジュールを含み、
    　前記ギヤボックスは、前記左右のモータハウジングに対して下方かつ前後方向のいずれか一方にオフセットして配置され、
    　前記左右のモジュールは、いずれも前記コンデンサに対して前後方向のいずれか前記一方に配置されている
    ことを特徴とする、請求項１記載の車両駆動装置。
  4. 　前記半導体モジュールは、前記左右のモータの各々に用いられる左右のモジュールを含み、
    　前記ギヤボックスの左側に左の前記モータが配置され、前記ギヤボックスの右側に右の前記モータが配置されており、
    　前記コンデンサの左側に左の前記モジュールが配置され、前記コンデンサの右側に右の前記モジュールが配置されている
    ことを特徴とする、請求項１記載の車両駆動装置。
  5. 　前記カバーは、前記トレイ部の周縁に取り付けられる平板部と、前記平板部から上方に向けて凸状に形成されて前記コンデンサが収容される凸部と、を有する
    ことを特徴とする、請求項１～４のいずれか１項に記載の車両駆動装置。
  6. 　前記カバーは、上下方向に直交する方向から視て前記凸部と重なるように前記平板部に形成され、前記半導体モジュールを冷却するための冷媒が流れる冷却通路を有する
    ことを特徴とする、請求項５に記載の車両駆動装置。
  7. 　前記トレイ部は、前記ギヤボックスとは別体で設けられ、
    　前記トレイ部の内部空間を形成する側面部には、外部から配線が接続されるコネクタが設けられている
    ことを特徴とする、請求項１～６のいずれか１項に記載の車両駆動装置。
  8. 　前記コネクタは、細長い形状をなし、左右方向を向く前記側面部に設けられるとともに前後方向に対して長手方向が傾斜している
    ことを特徴とする、請求項７に記載の車両駆動装置。
  9. 　前記インバータは、前記下面側から下方に向けてＬ字状に屈曲形成されるとともに前記左右のモータの一方から延出したバスバーに接続される端子を有する
    ことを特徴とする、請求項１～８のいずれか１項に記載の車両駆動装置。
     
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