(57)【要約】【課題】商用車において要求される駆動トルク要件や出力要件、及び様々な走行条件下における走行制御要求に対応しつつ、車両の電動化を図ることができる電動車両用駆動装置、及び電動車両用制御装置を提供する。【解決手段】本実施形態に係る電動車両用駆動装置は、複数の駆動軸の一つである第１駆動軸に設けられる第１駆動部と、複数の駆動軸の一つである第２駆動軸に設けられる第２駆動部と、を含む。第１駆動部は、電動車両を駆動させるための駆動力を発生する第１駆動力発生部と、第１駆動軸に連結する第１差動部及び第１駆動力発生部の間に配置される回転数調整機構とを備える。第２駆動部は、電動車両を駆動させるための駆動力を発生する第２駆動力発生部と、第２駆動軸に連結する第２差動部及び第２駆動力発生部の間に配置される複数段変速機構とを備える。【選択図】図１
2019213253.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の駆動軸を備える電動車両に含まれる電動車両用駆動装置において、
前記複数の駆動軸の一つである第１駆動軸に設けられる第１駆動部と、
前記複数の駆動軸の一つである第２駆動軸に設けられる第２駆動部と、を含み、
前記第１駆動部は、前記電動車両を駆動させるための駆動力を発生する第１駆動力発生部と、前記第１駆動軸に連結する第１差動部及び前記第１駆動力発生部の間に配置される回転数調整機構とを備え、
前記第２駆動部は、前記電動車両を駆動させるための駆動力を発生する第２駆動力発生部と、前記第２駆動軸に連結する第２差動部及び前記第２駆動力発生部の間に配置される複数段変速機構とを備える、電動車両用駆動装置。
【請求項２】
前記回転数調整機構は、減速機構、前記複数段変速機構と変速段数が異なる変速機構、又は前記複数段変速機構と変速段数が同一、かつ回転数比が異なる変速機構である、請求項１に記載の電動車両用駆動装置。
【請求項３】
前記第２駆動力発生部の駆動出力は、前記第１駆動力発生部の駆動出力より大きい、請求項１、又は２に記載の電動車両用駆動装置。
【請求項４】
前記第１駆動力発生部、及び前記第２駆動力発生部は、互いに同一のモータを含んでおり、
前記第２駆動力発生部に含まれる前記モータの個数は、前記第１駆動力発生部に含まれる前記モータの個数より多い、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電動車両用駆動装置。
【請求項５】
前記第２駆動部は、前記第１駆動部より前記電動車両の重心に近い位置に配置される、請求項３に記載の電動車両用駆動装置。
【請求項６】
前記第２駆動部は、前記第１駆動部より前記電動車両の駆動バッテリに近い位置に配置される、請求項３に記載の電動車両用駆動装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の前記第１駆動部、及び前記第２駆動部を制御する制御部を含む、電動車両用制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車両用駆動装置、及び電動車両用制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、下記特許文献１に開示されるように、車両の電動化に伴い、リアアクスルに一体的に電動モータ及び減速機からなる駆動ユニットを備えた車両が知られている。近年、環境負荷低減の観点から、トラック等の商用車の分野においても内燃機関を備えない電動車両の開発が検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−０５６８６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、乗用車等の車両より比較的車両重量が大きい商用車においては、例えば、車両に対して要求される駆動トルク要件や出力要件、及び様々な走行条件下における走行制御要求がある。上記商用車において、上記乗用車等の車両に備えられる駆動ユニットのみを適用することによって、上記要件及び要求を満たすことができない。このため、車両を電動車両化することはできない。
【０００５】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、商用車において要求される駆動トルク要件や出力要件、及び様々な走行条件下における走行制御要求に対応しつつ、車両の電動化を図ることができる電動車両用駆動装置、及び電動車両用制御装置を提供することとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様として実現することができる。
【０００７】
本態様に係る電動車両用駆動装置は、複数の駆動軸を備える電動車両に含まれる。本態様に係る電動車両用駆動装置は、前記複数の駆動軸の一つである第１駆動軸に設けられる第１駆動部と、前記複数の駆動軸の一つである第２駆動軸に設けられる第２駆動部と、を含む。前記第１駆動部は、前記電動車両を駆動させるための駆動力を発生する第１駆動力発生部と、前記第１駆動軸に連結する第１差動部及び前記第１駆動力発生部の間に配置される回転数調整機構とを備える。前記第２駆動部は、前記電動車両を駆動させるための駆動力を発生する第２駆動力発生部と、前記第２駆動軸に連結する第２差動部及び前記第２駆動力発生部の間に配置される複数段変速機構とを備える。
【０００８】
本態様に係る電動車両用駆動装置によれば、駆動軸ごとに異なる回転数調整機構を備える駆動部を含む。具体的には、本態様に係る電動車両用駆動装置において、第１駆動軸に第１駆動部が設けられる。また、第２駆動軸に第２駆動部が設けられる。すなわち、本態様に係る電動車両用駆動装置は、電動車両に対して要求される駆動トルク要件や出力要件、及び様々な走行条件によって、駆動軸ごとにトルク、回転速度、回転数、及び回転方向を調整することができる。したがって、本態様に係る電動車両用駆動装置は、電動車両に対して要求される駆動トルク要件や出力要件、及び様々な走行条件下での走行制御要求に対応することができ、電動車両における走行制御の自由度を向上することができる。
【０００９】
また、本態様に係る電動車両用駆動装置は、複数段変速機構の変速動作に応じて回転数調整機構の動作を調整することで、変速時におけるショックを低減することができる。
【００１０】
また、本態様に係る電動車両用駆動装置は、変速時におけるトルク抜けを防止することができる。例えば、電動車両の駆動装置が複数段変速機構のみで構成される場合、変速時にトルク抜けが発生する。当該トルク抜けを解決するためにはデュアルクラッチ式変速機を採用することも考えられるが、複雑なハードウェアと制御ソフトが必要となり、コスト上昇を招く。しかしながら、本態様に係る電動車両用駆動装置は、第１駆動軸に回転数調整機構を備えることで、変速時にトルクを補うことによりトルク抜けを防止することができる。
【００１１】
また、本態様に係る電動車両用駆動装置を単一のモータで実現しようとした場合、当該モータが大型化し、車両重量の上昇及びコスト上昇を招く。一方、本態様に係る電動車両用駆動装置は、複数の駆動部により実現しているため、車両重量の上昇を防ぎ、開発コストを削減することができる。
【００１２】
また、本態様に係る電動車両用駆動装置において、上記第１駆動力発生部、及び上記第２駆動力発生部を高効率で駆動させることができるため、電費を向上することができる。
【００１３】
かくして、本態様に係る電動車両用駆動装置は、商用車において要求される駆動トルク要件や出力要件、及び様々な走行条件下における走行制御要求に対応しつつ、車両の電動化を図ることができる。
【００１４】
また、好ましくは、本態様に係る電動車両用駆動装置において、前記回転数調整機構は、減速機構、前記複数段変速機構と変速段数が異なる変速機構、又は前記複数段変速機構と変速段数が同一、かつ回転数比が異なる変速機構であってもよい。本態様に係る電動車両用駆動装置において、第１駆動部を高効率で駆動させることができる領域、及び第２駆動部を高効率で駆動させることができる領域を異ならせることができる。すなわち、本態様に係る電動車両用駆動装置は、車両全体として高効率で制御できる組み合わせを設定することができる。
【００１５】
また、好ましくは、本態様に係る電動車両用駆動装置において、前記第２駆動力発生部の駆動出力は、前記第１駆動力発生部の駆動出力より大きくてもよい。これにより、本態様に係る電動車両用駆動装置は、駆動軸ごとに駆動出力を変更することができる。
【００１６】
また、好ましくは、本態様に係る電動車両用駆動装置において、前記第１駆動力発生部、及び前記第２駆動力発生部は、互いに同一のモータを含んでおり、前記第２駆動力発生部に含まれる前記モータの個数は、前記第１駆動力発生部に含まれる前記モータの個数より多くてもよい。すなわち、本態様に係る電動車両用駆動装置は、モータの開発コストを削減することができる。
【００１７】
また、好ましくは、本態様に係る電動車両用駆動装置において、前記第２駆動部は、前記第１駆動部より前記電動車両の重心に近い位置に配置されてもよい。これにより、本態様に係る電動車両用駆動装置は、電動車両の走行安定性を向上させることができる。特に、第２駆動力発生部の駆動出力が、第１駆動力発生部の駆動出力より大きい場合、より重量が重い第２駆動力発生部が車両重心位置に近い位置に配置される。これにより、車両の走行安定性および運動性能が向上する。
【００１８】
また、好ましくは、本態様に係る電動車両用駆動装置において、前記第２駆動部は、前記第１駆動部より前記電動車両の駆動バッテリに近い位置に配置されていてもよい。第２駆動力発生部の駆動出力が、第１駆動力発生部の駆動出力より大きい場合、大電流を要する第２駆動力発生部への配線経路をより短くすることができる。これにより、車両全体としての送電ロスを低減することができ、車両のエネルギー効率が向上する。
【００１９】
また、前記第１駆動部、及び前記第２駆動部を制御する制御部を含む、電動車両用制御装置であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態に係る電動車両用駆動装置、及び電動車両用制御装置としての機能を有する制御部を搭載する電動車両を示す概略図である。
【図２】図１に示す第１駆動部の一例、及び電動車両に搭載される構成の一部を示す図である。
【図３】図１に示す第２駆動部の一例、及び電動車両に搭載される構成の一部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施形態に係る電動車両用駆動装置、及び電動車両用制御装置について、図面を参照して説明する。なお、本実施形態は以下に説明する内容に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において任意に変更して実施することが可能である。また、実施形態の説明に用いる図面は、いずれも構成部材を模式的に示すものであって、理解を深めるべく部分的な強調、拡大、縮小、または省略などを行っており、構成部材の縮尺や形状等を正確に表すものとはなっていない場合がある。
【００２２】
図１は、本実施形態に係る電動車両用駆動装置１、及び電動車両用制御装置としての機能を有する制御部（ＥＣＵ）２を搭載する電動車両Ｔｒを示す概略図である。本実施形態における電動車両Ｔｒは、モータ等の駆動力発生装置を駆動源とし、当該駆動力発生装置において発生された駆動力を車輪３Ｌ，３Ｒ，４Ｌ，４Ｒに伝達することにより駆動する。具体的には、本実施形態における電動車両Ｔｒは、上記駆動力発生装置が搭載された複数の駆動軸（例えば、図１に示す第１駆動軸５、及び第２駆動軸６）を備えるトラック等の商用車である。
【００２３】
ここで、図１は、本実施形態に係る電動車両用駆動装置１、及び電動車両用制御装置としての機能を有する制御部（ＥＣＵ）２を搭載する電動車両Ｔｒの一例を示すものであり、電動車両Ｔｒに搭載される各構成の配置は、図１に限定されない。また、本実施形態に係る電動車両用駆動装置１、及び電動車両用制御装置としての機能を有する制御部２は、例えば、前２軸後１軸、前１軸後２軸、又は前２軸後２軸等、公に知られている様々な形態の電動車両Ｔｒに適用可能である。
【００２４】
図１に示すように、本実施形態に係る電動車両用駆動装置１、及び制御部２は、上記電動車両Ｔｒを構成するラダーフレーム７に搭載される。電動車両用駆動装置１は、第１駆動部８、第１差動部９、第２駆動部１０、及び第２差動部１１を含む。第１駆動部８は、第１駆動軸５に対応付けて設けられ、車輪３Ｌ，３Ｒに伝達する駆動力を発生する。第１差動部９は、第１駆動軸５に連結され、第１駆動部８において発生された駆動力を車輪３Ｌ，３Ｒへ伝達する。
【００２５】
図２は、図１に示す第１駆動部８の一例、及び電動車両Ｔｒに搭載される構成の一部を示す図である。図２に示すように、本実施形態における第１駆動部８は、第１駆動力発生部８１、及び回転数調整機構８２を備える。第１駆動力発生部８１は、電動車両Ｔｒを駆動させるための駆動力を発生する。具体的には、本実施形態における第１駆動力発生部８１は、１つのモータＭ１を含んでいる。モータＭ１は、図１に示すバッテリ１２に蓄積された電力を使用して、電動車両Ｔｒを駆動させるための駆動力を発生する。
【００２６】
回転数調整機構８２は、上記第１差動部９、及び第１駆動力発生部８１の間に配置される。回転数調整機構８２は、歯車、軸、又はプーリ等の部品により構成され、第１駆動力発生部８１において発生された駆動力を、トルク、回転速度、回転数、及び回転方向を調整して、第１差動部９へ伝達する。ここで、本実施形態における回転数調整機構８２は、減速機構、無段変速機構、又は複数段の変速機構である。ただし、回転数調整機構８２が複数段の変速機構である場合、回転数調整機構８２は、後述する第２駆動部１０に備えられる複数段変速機構１０２とは異なる変速段数を有する。また、回転数調整機構８２は、後述する第２駆動部１０に備えられる複数段変速機構１０２と同一の変速段数である場合においては、異なるギア比（回転数比）を有する。
【００２７】
第２駆動部１０は、第２駆動軸６に設けられ、車輪４Ｌ，４Ｒに伝達する駆動力を発生する。第２差動部１１は、第２駆動軸６に連結され、第２駆動部１０において発生された駆動力を車輪４Ｌ，４Ｒへ伝達する。
【００２８】
図３は、図１に示す第２駆動部１０、及び電動車両Ｔｒに搭載される構成の一部を示す図である。図３に示すように、本実施形態における第２駆動部１０は、第２駆動力発生部１０１、及び複数段変速機構１０２を備える。第２駆動力発生部１０１は、電動車両Ｔｒを駆動させるための駆動力を発生する。具体的には、本実施形態における第２駆動力発生部１０１は、上記第１駆動力発生部８１より多い複数のモータＭ２，Ｍ３を含んでいる。モータＭ２，Ｍ３は、図１に示すバッテリ１２に蓄積された電力を使用して、電動車両Ｔｒを駆動させるための駆動力を発生する。
【００２９】
ここで、上記第１駆動力発生部８１、及び第２駆動力発生部１０１は、互いに同一のモータを含んでいる。言い換えれば、上記第１駆動力発生部８１に含まれるモータＭ１、及び第２駆動力発生部１０１に含まれるモータＭ２，Ｍ３は、互いに同一である。
【００３０】
複数段変速機構１０２は、上記第２差動部１１、及び第２駆動力発生部１０１の間に配置される。複数段変速機構１０２は、歯車、又は軸等の部品により構成され、第２駆動力発生部１０１において発生された駆動力を、トルク、回転速度、回転数、及び回転方向を調整して、第２差動部１１へ伝達する。本実施形態における複数段変速機構１０２は、回転数調整機構８２より多い変速段数を有する、又は回転数調整機構８２とは異なる変速段数、若しくはギア比（回転数比）を有する。
【００３１】
制御部２は、ハードウェア資源として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、及びＭＰＵ（Micro Processing Unit）等の所定のプロセッサやマイコンを含む。本実施形態における制御部２は、上記第１駆動部８、及び第２駆動部１０を制御する。例えば、制御部２は、第１駆動部８の第１駆動力発生部８１に含まれるモータＭ１の動作を制御する。また、制御部２は、第２駆動部１０の第２駆動力発生部１０１に含まれるモータＭ２，Ｍ３の動作を制御する。このとき、制御部２は、商用車において要求される駆動トルク要件や出力要件、及び様々な走行条件下における走行制御要求に応じて、上記第１駆動部８、及び第２駆動部１０を制御する。
【００３２】
上述の通り、本実施形態に係る電動車両用駆動装置１は、複数の駆動軸を備える電動車両Ｔｒで使用されるものであって、上記複数の駆動軸の一つである第１駆動軸５に設けられる第１駆動部８と、上記複数の駆動軸の一つである第２駆動軸６に設けられる第２駆動部１０と、を含む。上記第１駆動部８は、電動車両Ｔｒを駆動させるための駆動力を発生する第１駆動力発生部８１と、第１駆動軸５に連結する第１差動部９、及び第１駆動力発生部８１の間に配置される回転数調整機構８２と、を備える。上記第２駆動部１０は、電動車両Ｔｒを駆動させるための駆動力を発生する第２駆動力発生部１０１と、第２駆動軸６に連結する第２差動部１１、及び第２駆動力発生部１０１の間に配置される複数段変速機構１０２と、を備える。
【００３３】
ここで、上記実施形態に係る電動車両用駆動装置１は、駆動軸ごとに異なる回転数調整機構を備える駆動部を含む。具体的には、上記実施形態に係る電動車両用駆動装置１において、第１駆動軸５に第１駆動部８が設けられる。また、第２駆動軸６に第２駆動部１０が設けられる。
【００３４】
第２駆動力発生部１０１の駆動出力は、第１駆動力発生部８１の駆動出力より大きい。言い換えれば、第２駆動力発生部１０１のモータ容量が第１駆動力発生部８１のモータ容量よりも大きくなるように設計される。
【００３５】
ここで、例えば、上記第１駆動力発生部８１に含まれるモータＭ１、及び第２駆動力発生部１０１に含まれるモータＭ２，Ｍ３は、互いに同一であり、上記第２駆動力発生部１０１に含まれるモータの個数は、第１駆動力発生部８１に含まれるモータの個数より多くてもよい。この場合、本実施形態に係る電動車両用駆動装置１は、モータの開発コストを削減することができる。
【００３６】
すなわち、本実施形態に係る電動車両用駆動装置１は、電動車両Ｔｒに対して要求される駆動トルク要件や出力要件、及び様々な走行条件によって、駆動軸ごとにトルク、回転速度、回転数、及び回転方向を調整することができ、さらに駆動軸ごとに駆動出力を変更することができる。したがって、本実施形態に係る電動車両用駆動装置１は、電動車両Ｔｒに対して要求される駆動トルク要件や出力要件、及び様々な走行条件下での走行制御要求に対応することができ、電動車両Ｔｒにおける走行制御の自由度を向上することができる。
【００３７】
また、本実施形態に係る電動車両用駆動装置１は、複数段変速機構１０２の変速動作に応じて回転数調整機構８２の動作を調整することで、変速時におけるショックを低減することができる。また、本実施形態に係る電動車両用駆動装置１は、変速時におけるトルク抜けを防止することができる。また、本実施形態に係る電動車両用駆動装置１を単一のモータで実現しようとした場合、当該モータが大型化し、車両重量の上昇及びコスト上昇を招く。一方、本実施形態に係る電動車両用駆動装置１は、複数の駆動部により実現しているため、車両重量の上昇を防ぎ、開発コストを削減することができる。また、上記実施形態に係る電動車両用駆動装置１において、上記第１駆動力発生部８１に含まれるモータＭ１、及び上記第２駆動力発生部１０１に含まれるモータＭ２，Ｍ３各々を高効率で駆動させることができるため、電費を向上することができる。
【００３８】
かくして、本実施形態に係る電動車両用駆動装置１は、商用車において要求される駆動トルク要件や出力要件、及び様々な走行条件下における走行制御要求に対応しつつ、車両の電動化を図ることができる。
【００３９】
また、上記実施形態に係る電動車両用駆動装置１において、回転数調整機構８２が減速機構である場合、第１駆動部８に含まれるモータＭ１を高効率で駆動させることができる領域、及び第２駆動部１０に含まれるモータＭ２，Ｍ３を高効率で駆動させることができる領域を異ならせることができる。すなわち、本実施形態に係る電動車両用駆動装置１は、車両全体として高効率で制御できる組み合わせを設定することができる。また、上記実施形態に係る電動車両用駆動装置１において、回転数調整機構８２が複数段変速機構と変速段数が異なる変速機構、又は複数段変速機構と変速段数が同一、かつ回転数比が異なる変速機構である場合であっても、第１駆動部８に含まれるモータＭ１を高効率で駆動させることができる領域、及び第２駆動部１０に含まれるモータＭ２，Ｍ３を高効率で駆動させることができる領域を異ならせることができる。すなわち、本実施形態に係る電動車両用駆動装置１は、回転数調整機構８２が減速機構である場合と同様に、車両全体として高効率で制御できる組み合わせを設定することができる。
【００４０】
また、本実施形態に係る電動車両用駆動装置１において、上記第１駆動力発生部８１に含まれるモータＭ１、及び第２駆動力発生部１０１に含まれるモータＭ２，Ｍ３は、互いに同一である。すなわち、本実施形態に係る電動車両用駆動装置１は、モータの開発コストを削減することができる。
【００４１】
ここで、上記実施形態に係る電動車両用駆動装置１に搭載される各構成を車両の重量バランスを考慮して配置してもよい。例えば、本実施形態において、第２駆動部１０を第１駆動部８より電動車両Ｔｒの重心に近い位置に配置してもよい。これにより、本実施形態に係る電動車両用駆動装置１は、電動車両Ｔｒの安定性を向上させることができる。特に、第２駆動力発生部１０１の駆動出力が、第１駆動力発生部８１の駆動出力より大きい場合、より重量が重い第２駆動力発生部１０１が車両重心位置に近い位置に配置される。これにより、車両の走行安定性および運動性能が向上する。
【００４２】
また、本実施形態に係る電動車両用駆動装置１において、第２駆動部１０は、例えば、第１駆動部８より電動車両Ｔｒのバッテリ１２に近い位置に配置されていてもよい。第２駆動力発生部１０１の駆動出力が、第１駆動力発生部８１の駆動出力より大きい場合、より大電流の送電を要する第２駆動力発生部１０１への配線経路をより短くすることができる。これにより、車両全体としての送電ロスを低減することができ、車両のエネルギー効率が向上する。
【００４３】
なお、上記実施形態に係る電動車両用駆動装置１において、第１駆動部８が設けられた第１駆動軸５の設置位置と、第２駆動部が設けられた第１駆動軸５の設置位置とを入れ替えてもよい。また、第２駆動力発生部１０１に含まれるモータの個数は、１つでもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１    電動車両用駆動装置
２    制御部（ＥＣＵ）
３Ｌ，３Ｒ，４Ｌ，４Ｒ    車輪
５    第１駆動軸
６    第２駆動軸
７    ラダーフレーム
８    第１駆動部
９    第１差動部
１０    第２駆動部
１１    第２差動部
１２    バッテリ
８１    第１駆動力発生部
８２    回転数調整機構
１０１    第２駆動力発生部
１０２    複数段変速機構
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３    モータ
Ｔｒ    電動車両
【図１】
2019213253.tif 000003
【図２】
2019213253.tif 000004
【図３】
2019213253.tif 000005