(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電流をインバータ（１２）で交流電流に変換してモータ（５）を駆動し、モータ（５）の駆動力を減速機（６）を介して駆動輪（ＷFL，ＷFR）に伝達する電気自動車において、
前記モータ（５）とそのモータ（５）の後端部に隣接させた前記インバータ（１２）とが前記減速機（６）の側方にそれぞれ位置するようにしてインバータ（１２）および減速機（６）をモータ（５）と一体に設けると共に、その減速機（６）のケーシング（３７）の内部空間をインバータ（１２）及びモータ（５）に臨ませて、その内部空間に、インバータ（１２）とモータ（５）間で前記交流電流を流す動力線（ａ1 ，ａ2 ，ａ3 ）を収納したことを特徴とする、電気自動車における配線構造。
【請求項２】
前記ケーシング（３７）には、着脱自在なカバー（６１）で覆われた点検窓（６２）が設けられ、この点検窓（６２）を通して前記動力線（ａ1 ，ａ2 ，ａ3 ）の点検が行えるようにしたことを特徴とする、請求項１に記載の電気自動車における配線構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バッテリの直流電流をインバータで交流電流に変換してモータを駆動し、モータの駆動力を減速機を介して駆動輪に伝達する電気自動車における配線構造に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の電気自動車は、バッテリ０５の直流をインバータ０７で３相交流に変換し、この３相交流を動力線０９を介してモータ０２に供給するようになっているが、インバータ０７とモータ０２とが離れて配置されているために前記動力線０９が露出してしまい、そこから発生するノイズでオーディオ装置や電子制御装置が影響を受ける可能性があった。
【０００３】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、直流を交流に変換してモータを駆動する電気自動車において、インバータとモータとを接続する交流動力線によるノイズの影響を最小限に抑えることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明は、直流電流をインバータで交流電流に変換してモータを駆動し、モータの駆動力を減速機を介して駆動輪に伝達する電気自動車において、前記モータとそのモータの後端部に隣接させた前記インバータとが前記減速機の側方にそれぞれ位置するようにしてインバータおよび減速機をモータと一体に設けると共に、その減速機のケーシングの内部空間をインバータ及びモータに臨ませて、その内部空間に、インバータとモータ間で前記交流電流を流す動力線を収納したことを特徴とする。
【０００５】
上記構成によれば、モータとそのモータの後端部に隣接させたインバータとが減速機の側方にそれぞれ位置するようにしてインバータおよび減速機をモータと一体に設け、特にモータにインバータを一体に設けたので、インバータとモータとを接続する動力線の長さが短くなり、これにより重量の軽減および電気抵抗による発熱の抑制が可能となる。しかも減速機のケーシングの内部空間をインバータ及びモータに臨ませ、その内部空間に、ノイズを発生し易い交流電流の動力線を収納して、その動力線から発生するノイズを減速機のケーシングで遮断できるようにしたので、そのノイズの外部への漏洩を防止し、オーディオ装置や電子制御装置への影響を最小限に抑えることができる。
【０００６】
また請求項２の発明は、請求項１の上記特徴に加えて、前記ケーシングには、着脱自在なカバーで覆われた点検窓が設けられ、この点検窓を通して前記動力線の点検が行えるようにしたことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。  図１〜図７は本発明の一実施例を示すもので、図１は電気自動車の全体側面図、図２は電気自動車の全体斜視図、図３はバッテリボックスを取り外した状態での電気自動車の全体斜視図、図４は電気自動車の駆動系および制御系のブロック図、図５は図１の５方向矢視断面図、図６はモータおよびＰＤＵの平面図、図７は図６の７−７線断面図である。
【０００８】
図１〜図３に示すように、左右の前輪ＷFL，ＷFRおよび左右の後輪ＷRL，ＷRRを備えた電気自動車Ｖは、車体前後方向に延びる左右一対のサイドフレーム１L ，１R と、車体左右方向に延びて両サイドフレーム１L ，１R を接続する前部クロスメンバ２および後部クロスメンバ３とから構成される車体フレーム４を備える。左右のサイドフレーム１L ，１R の前端間に搭載された走行用駆動源であるモータ５には減速機６および差動装置７が一体に設けられており、この差動装置７から左右に延びるドライブシャフト８L ，８R が左右の前輪ＷFL，ＷFRにそれぞれ接続される。
【０００９】
車体フレーム４の下面には、上面が開放した浅いトレー状のバッテリボックス９が着脱自在に支持されており、このバッテリボックス９の後半部にモータ５に給電するための２４個のバッテリ１０…が２列に搭載されるとともに、その前半部にモータ５、バッテリ１０…、各種補機類等を制御するためのコントロールユニット１１が搭載される。
【００１０】
モータ５の後端部にインバータよりなるＰＤＵ１２（パワードライブユニット）が取り付けられる。ＰＤＵ１２はコントロールユニット１１からの指令でモータ５の駆動および回生を制御するもので、バッテリ１０…の直流電流を３相交流電流に変換してモータ５を駆動し、またモータ５の回生時には該モータ５が発電した３相交流電流を直流電流に変換してバッテリ１０…を充電する。
【００１１】
次に、電気自動車Ｖの駆動系および制御系の概略構成を、図４に基づいて説明する。尚、図４において太い実線は高電圧・高電流ラインを、中間の太さの実線は高電圧・中低電流ラインを、細い実線は低電圧・低電流ラインを、矢印付きの破線は信号ラインをそれぞれ示している。
【００１２】
コントロールユニット１１は、コンタクタボックス２１と、ジャンクションボード２２と、マネージングＥＣＵ２３（マネージング電子制御ユニット）と、モータＥＣＵ２４（モータ電子制御ユニット）と、オンボードチャージャ２５と、ダウンバータ２６と、エアコン用インバータ２７とから構成される。
【００１３】
バッテリボックス９に搭載されたバッテリ１０…はＮｉ−ＭＨバッテリよりなり、それらが２４個直列に接続されて総電圧は２８８ボルトになる。バッテリボックス９に搭載されたバッテリ１０…とモータ５に支持されたＰＤＵ１２との間には、コンタクタボックス２１およびジャンクションボード２２が直流動力線ｄ1 ，ｄ2 を介して直列に接続されるとともに、ＰＤＵ１２とモータ５とが３相交流動力線ａ1 ，ａ2 ，ａ3 を介して接続される。
【００１４】
バッテリ１０…に連なるコンタクタボックス２１には、イグニッションスイッチに連動して開閉するメインコンタクタ２８と、メインコンタクタ２８の閉成時に突入電流により該メインコンタクタ２８が損傷するのを防止するためのプリチャージコンタクタ２９およびプリチャージ抵抗２９ａとが設けられる。ジャンクションボード２２は、コンタクタボックス２１およびＰＤＵ１２間の直流動力線ｄ1 ，ｄ2 からオンボードチャージャ２５、ダウンバータ２６およびエアコン用インバータ２７に配電する機能を有する。オンボードチャージャ２５はバッテリ１０…を充電するためのもので、外部の商用電源に接続されるプラグ３０を備える。ダウンバータ２６は電気自動車Ｖの各種補機類を駆動する１２ボルトの補助バッテリ３１を充電するためのもので、バッテリ１０…の電圧を１４．５ボルトに降圧して補助バッテリ３１に供給する。エアコン用インバータ２７はバッテリ１０…の直流電流を交流電流に変換してエアコンのコンプレッサ３２を駆動する。
【００１５】
マネージングＥＣＵ２３はメインコンタクタ２８の開閉制御と、オンボードチャージャ２５、ダウンバータ２６およびエアコン用インバータ２７への電力供給と、バッテリ１０…の残容量信号の出力と、警報信号の出力とを司る。またモータＥＣＵ２４は、ブレーキ信号、セレクタポジション、アクセル開度およびモータ回転数に基づいてＰＤＵ１２を制御することにより、モータ５が発生する駆動力および回生制動力を制御する。
【００１６】
次に、図５に基づいて減速機６および差動装置７の構造を説明する。
【００１７】
減速機６および差動装置７は左右に２分割されてボルト３６…で結合された右ケーシング３７および左ケーシング３８の内部に収納されており、右ケーシング３７の後部右側面にモータ５の左端面がボルト３９…で結合される。右ケーシング３７は、本発明における減速機のケーシングを構成する。左ケーシング３８に中空のメインシャフト４０の左端がボールベアリング４１およびローラベアリング４２を介して支持されており、モータ５の左端面から突出して右ケーシング３７にボールベアリング４３を介して支持されたモータ出力軸４４が、前記メインシャフト４０の右端内周に相対回転自在に嵌合する。モータ出力軸４４の左端内周に右端をスプライン係合させたトーション軸４５の左端が、メインシャフト４０の左端内周にスプライン嵌合する。而して、モータ出力軸４４の回転はトーション軸４５を介してメインシャフト４０に伝達され、その際にトーション軸４５が捩じれ変形することによりモータ５のトルク変動を緩衝する。
【００１８】
右ケーシング３７および左ケーシング３８にそれぞれボールベアリング４６，４７を介してカウンタシャフト４８が支持されており、このカウンタシャフト４８に設けたドリブンギヤ４９がメインシャフト４０に設けたドライブギヤ５０に噛合する。更にカウンタシャフト４８には、差動装置７に駆動力を伝達するファイナルドライブギヤ５１と、図示せぬパーキングポウルにより係止可能なパーキングギヤ５２とが設けられる。
【００１９】
右ケーシング３７および左ケーシング３８にそれぞれボールベアリング５３，５４を介してディファレンシャルギヤボックス５５が支持されており、そのディファレンシャルギヤボックス５５の外周に、前記ファイナルドライブギヤ５１に噛合するファイナルドリブンギヤ５６がボルト５７…で固定される。ディファレンシャルギヤボックス５５に支持したピニオンシャフト５８に一対のディファレンシャルピニオン５９，５９が回転自在に支持されており、これら一対のディファレンシャルピニオン５９，５９はディファレンシャルギヤボックス５５に嵌合する左右のドライブシャフト８L ，８R の内端に固定した一対のディファレンシャルサイドギヤ６０，６０にそれぞれ噛合する。
【００２０】
而して、モータ５の駆動力はモータ出力軸４４からトーション軸４５、メインシャフト４０、ドライブギヤ５０、ドリブンギヤ４９、カウンタシャフト４８、ファイナルドライブギヤ５１、ファイナルドリブンギヤ５６、ディファレンシャルギヤボックス５５、ピニオンシャフト５８、ディファレンシャルピニオン５９，５９、ディファレンシャルサイドギヤ６０，６０および左右のドライブシャフト８L ，８R を介して左右の前輪ＷFL，ＷFRに伝達される。電気自動車Ｖの前進・後進の切り換えは、モータ５の回転方向の変更により行われる。
【００２１】
図１および図５から明らかなように、差動装置７に対してモータ５および減速機６は車体後方に配置されており、またモータ５および減速機６の近傍から車体後方にかけて車体フレーム４の上面に支持されたフロアパネル６３（図１に太線で図示）に対して、モータ５、減速機６および差動装置７は低い位置に配置されている。その結果、車体前端と差動装置７前端との間に形成されるクラッシャブルゾーン（図１参照）の前後方向寸法を最大限に拡大し、衝突時における衝撃吸収効果を高めることができる。しかも重量物であるモータ５および減速機６が前輪ＷFL，ＷFRの位置よりも車体後方側に配置されているので、所謂ミッドシップのレイアウトが達成されて車両の運動性能向上に寄与することができる。
【００２２】
更に、モータ５、減速機６および差動装置７がフロアパネル６３よりも下方に配置されているので車両の重心位置を下げて安定性を高めることができ、しかもモータ５、減速機６および差動装置７が衝突の衝撃で車体後方に移動してもフロアパネル６３の上方に車室に与える影響を最小限に抑えることができる。
【００２３】
以上のように、モータ５に近いバッテリボックス９の前部空間を利用してコントロールユニット１１およびＰＤＵ１２を搭載したので、バッテリ１０…からコントロールユニット１１を経てＰＤＵ１２に至る直流動力線ｄ1 ，ｄ2 の長さと、ＰＤＵ１２からモータ５に至る３相交流動力線ａ1 ，ａ2 ，ａ3 の長さとを最小限に抑えることができるだけでなく、バッテリ１０…のメンテナンスとコントロールユニット１１およびＰＤＵ１２のメンテナンスとを同時に行うことが可能になって利便性が向上する。
【００２４】
図５〜図７に示すように、モータ５の後端部に一体に取り付けられたインバータ１２から延びる３本の３相交流動力線ａ1 ，ａ2 ，ａ3 は、モータ５に結合された右ケーシング３７の、ＰＤＵ１２及びモータ５が臨む内部空間を通ってモータ５に接続される。３相交流動力線ａ1 ，ａ2 ，ａ3 に臨む右ケーシング３７には着脱自在なカバー６１で覆われた点検窓６２が設けられており、この点検窓６２を通して３相交流動力線ａ1 ，ａ2 ，ａ3 の点検を行うことができる。
【００２５】
このように、ＰＤＵ１２をモータ５の後端部に一体に取り付けたので、ＰＤＵ１２とモータ５とを接続する３相交流動力線ａ1 ，ａ2 ，ａ3 は極めて短いものとなり、電気抵抗による発熱の抑制および重量の軽減に寄与することができる。また３相交流動力線ａ1 ，ａ2 ，ａ3 は減速機６の右ケーシング３７で覆われてノイズが外部空間に漏洩することがないため、前記ノイズによるオーディオ装置や電子制御装置に対する影響を最小限に抑えることができる。
【００２６】
しかもＰＤＵ１２がモータ５の後端に設けられているため、バッテリボックス９の前部に設けたコントロールユニット１１からＰＤＵ１２に延びる直流動力線ｄ1 ，ｄ2 （図１〜図３参照）の長さを最小限に抑えることができる。
【００２７】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００２８】
例えば、実施例の電気自動車Ｖはモータ５で前輪ＷFL，ＷFRを駆動しているが、本発明はモータ５で後輪ＷRL，ＷRRを駆動する電気自動車Ｖに対しても適用することができる。
【発明の効果】
以上のように請求項１，２の各発明によれば、モータとそのモータの後端部に隣接させたインバータとが減速機の側方にそれぞれ位置するようにしてインバータおよび減速機をモータと一体に設け、特にモータにインバータを一体に設けたので、インバータとモータとを接続する動力線の長さが短くなり、これにより重量の軽減および電気抵抗による発熱の抑制が可能となる。しかも減速機のケーシングの内部空間をインバータ及びモータに臨ませ、その内部空間に、インバータとモータ間でノイズを発生し易い交流電流の動力線を収納して、その動力線から発生するノイズを減速機のケーシングで遮断できるようにしたので、そのノイズの外部への漏洩を防止し、オーディオ装置や電子制御装置への影響を最小限に抑えることができる。
【００２９】
また特に請求項２の発明によれば、減速機の前記ケーシングには、着脱自在なカバーで覆われた点検窓が設けられ、この点検窓を通して前記動力線の点検を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電気自動車の全体側面図
【図２】電気自動車の全体斜視図
【図３】バッテリボックスを取り外した状態での電気自動車の全体斜視図
【図４】電気自動車の駆動系および制御系のブロック図
【図５】図１の５方向矢視断面図
【図６】モータおよびＰＤＵの平面図
【図７】図６の７−７線断面図
【図８】従来の電気自動車の全体側面図
【符号の説明】
５          モータ
６          減速機
１０        バッテリ
１２        パワードライブユニット（インバータ）
３７        右ケーシング（減速機のケーシング）
６１        カバー
６２        点検窓
ａ1 〜ａ3       ３相交流動力線（動力線）
ＷFL        前輪（駆動輪）
ＷFR        前輪（駆動輪）
【図１】
0003561400.tif 000002
【図２】
0003561400.tif 000003
【図３】
0003561400.tif 000004
【図４】
0003561400.tif 000005
【図５】
0003561400.tif 000006
【図６】
0003561400.tif 000007
【図７】
0003561400.tif 000008
【図８】
0003561400.tif 000009