特開 2023-130807 駆動ユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023130807

(43)【公開日】2023-09-21

(54)【発明の名称】駆動ユニット

(51)【国際特許分類】

   F16H 3/08 20060101AFI20230913BHJP

   B60L 15/20 20060101ALI20230913BHJP

【ＦＩ】

F16H3/08

B60L15/20 K

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022035308

(22)【出願日】2022-03-08

(71)【出願人】

【識別番号】000149033

【氏名又は名称】株式会社エクセディ

(74)【代理人】

【識別番号】110000202

【氏名又は名称】弁理士法人新樹グローバル・アイピー

(72)【発明者】

【氏名】松岡 佳宏

【テーマコード（参考）】

3J528

5H125

【Ｆターム（参考）】

3J528EA18

3J528EA30

3J528EB37

3J528EB63

3J528EB77

3J528FB04

3J528FB05

3J528FC32

3J528FC42

3J528FC63

3J528GA08

3J528HA12

5H125AA01

5H125BA00

5H125BE05

5H125CD02

5H125DD14

5H125EE08

5H125EE41

(57)【要約】

【課題】十分な駆動性能を得ることができる駆動ユニットを提供する。
【解決手段】駆動ユニット１００は、電気モータ２と、変速機４と、を備える。電気モータ２は、最大トルク（Ｎ・ｍ）が最高出力（ｋＷ）の２倍以下となる特性を有する。変速機４は、電気モータ２の回転速度を可変の変速比で変速するように構成される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

最大トルク（Ｎ・ｍ）が最高出力（ｋＷ）の２倍以下となる特性を有する電気モータと、
前記電気モータの回転速度を可変の変速比で変速するように構成される変速機と、
を備える駆動ユニット。

【請求項2】

前記電気モータの動力を前記変速機に遮断可能に伝達するように構成されたクラッチをさらに備える、
請求項１に記載の駆動ユニット。

【請求項3】

前記クラッチは、乾式クラッチである、
請求項２に記載の駆動ユニット。

【請求項4】

前記クラッチは、ソリッドタイプである、
請求項２又は３に記載の駆動ユニット。

【請求項5】

前記電気モータは、６０００ｒ／ｍｉｎ以下の最大回転速度を有する、
請求項１から４のいずれかに記載の駆動ユニット。

【請求項6】

前記変速機は、２以上の変速比幅を有する、
請求項１から５のいずれかに記載の駆動ユニット。

【請求項7】

前記変速機は、３段以上のギヤ列を有する、
請求項１から６のいずれかに記載の駆動ユニット。

【請求項8】

電気モータを制御するように構成された制御部をさらに備え、
前記制御部は、後進時において、前記３段以上のギヤ列のうちもっとも変速比が大きいギヤ列が選択されていると判断したときに、前記電気モータを逆回転させる、
請求項７に記載の駆動ユニット。

【請求項9】

前記電気モータの回転速度に応じた音を発生させる電子音発生装置をさらに備える、
請求項１から８のいずれかに記載の駆動ユニット。

【請求項10】

前記電気モータの回転によって音を発生させる音出し部材をさらに備える、
請求項１から９のいずれかに記載の駆動ユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、駆動ユニットに関するものである。

【背景技術】

【0002】

二酸化炭素を排出しない移動手段として、電気モータを駆動源とする電気自動車が近年注目されている。電気自動車は、電気モータのみを駆動源とし、内燃機関を有していない。電気モータは低回転時から最大トルクを発生することができるため、電気自動車はトランスミッションを有していない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３-１５９３０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

大型トラックなどにおいて駆動源を電気モータのみとすると、駆動性能が十分ではないという問題がある。そこで、本発明の課題は、十分な駆動性能を得ることができる駆動ユニットを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明のある側面に係る駆動ユニットは、電気モータと、変速機と、を備える。電気モータは、最大トルク（Ｎ・ｍ）が最高出力（ｋＷ）の２倍以下となる特性を有する。変速機は、電気モータの回転速度を可変の変速比で変速するように構成される。

【0006】

この構成によれば、電気モータからの駆動力を変速機によって変速して出力するため、十分な駆動性能を得ることができる。なお、通常の電気自動車に用いられる電気モータは、最大トルク（Ｎ・ｍ）が最高出力（ｋＷ）の３倍以上となる特性を有しているため、変速機に大きな負担が掛かる。これに対して、本願発明の電気モータは、最大トルク（Ｎ・ｍ）が最高出力（ｋＷ）の２倍以下となる特性を有している。このため、変速機に掛かる負担を低減することができ、従来の内燃機関自動車に用いられる変速機を流用することができる。

【0007】

好ましくは、駆動ユニットは、クラッチをさらに備える。クラッチは、電気モータの動力を変速機に遮断可能に伝達するように構成されている。

【0008】

好ましくは、クラッチは、乾式クラッチである。

【0009】

好ましくは、クラッチは、ソリッドタイプである。

【0010】

好ましくは、電気モータは、６０００ｒ／ｍｉｎ以下の最大回転速度を有する。

【0011】

好ましくは、変速機は、２以上の変速比幅を有する。

【0012】

好ましくは、変速機は、３段以上のギヤ列を有する。

【0013】

好ましくは、駆動ユニットは、制御部をさらに備える。制御部は、電気モータを制御するように構成される。制御部は、後進時において、３段以上のギヤ列のうちもっとも変速比が大きいギヤ列が選択されていると判断したときに、電気モータを逆回転させる。

【0014】

好ましくは、駆動ユニットは、電気モータの回転速度に応じた音を発生させる電子音発生装置をさらに備える。

【0015】

好ましくは、駆動ユニットは、電気モータの回転によって音を発生させる音出し部材をさらに備える。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、最大トルクが小さい電気モータであっても十分な駆動性能を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】駆動ユニットのブロック図。

【図2】変速機の概略図。

【図3】後進時の制御方法を示すフローチャート。

【図4】電気モータのトルクと回転速度との関係を示すグラフ。

【図5】駆動ユニットのトルクと回転速度との関係を示すグラフ。

【図6】変形例に係る変速機の概略図。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本実施形態に係る駆動ユニットについて図面を参照しつつ説明する。

【0019】

［駆動ユニット］
図１に示すように、駆動ユニット１００は、電気モータ２、クラッチ３、変速機４、制御部５、及び電子音発生装置６を有している。駆動ユニット１００は、出力ユニット１０１にトルクを出力するように構成されている。駆動ユニット１００は、例えば、電気自動車に搭載される。

【0020】

［電気モータ］
電気モータ２は、駆動源として用いられる。なお、駆動ユニット１００は、駆動源として、エンジンを有していない。すなわち、電気モータ２は、駆動ユニット１００の唯一の駆動源である。電気モータ２は、図示しないバッテリからの電力が供給されることによって駆動する。

【0021】

電気モータ２は、正回転及び逆回転する。電気モータ２が正回転することによって、駆動ユニット１００は、電気自動車を前進走行させる。一方、電気モータ２が逆回転することによって、駆動ユニット１００は、電気自動車を後進走行させる。

【0022】

電気モータ２は、最大トルク（Ｎ・ｍ）が最高出力（ｋＷ）の２倍以下となる特性を有している。例えば、電気モータ２の最高出力が１００ｋＷの時、電気モータ２の最大トルクは１５０Ｎｍ以上２００Ｎｍ以下となる特性が好ましい。電気モータ２は、６０００ｒ／ｍｉｎ以下の最大回転速度を有する。

【0023】

［クラッチ］
クラッチ３は、電気モータ２の動力を変速機４に遮断可能に伝達するように構成されている。クラッチ３をクラッチオン状態とすることにより、電気モータ２の動力を変速機４に伝達する。また、クラッチ３をクラッチオフ状態とすることにより、クラッチ３は、電気モータ２の動力を変速機４に伝達しない。クラッチ３は、例えば、乾式クラッチである。また、クラッチ３は、ソリッドタイプである。すなわち、クラッチ３は、回転方向に捩れないよういに構成されている。具体的には、クラッチ３は、ダンパ機能を有していない。

【0024】

［変速機］
変速機４は、電気モータ２の回転速度を可変の変速比で変速するように構成されている。例えば、変速機４は、マニュアルトランスミッションである。

【0025】

図２に示すように、変速機４は、入力シャフト４０ａ、出力シャフト４０ｂを有している。入力シャフト４０ａには、電気モータ２からの動力が入力される。出力シャフト４０ｂは、出力ユニット１０１へ動力を出力する。

【0026】

また、変速機４は、３段以上のギヤ列を有する。なお、本実施形態では、変速機４は、５段のギヤ列を有する。すなわち、変速機４は、第１～第５ギヤ列４１～４５を有する。第１～第５ギヤ列４１～４５のそれぞれは、複数のギヤ（例えば１対のギヤ）を有している。

【0027】

変速機４は、第１～第５ギヤ列４１～４５のいずれかによって電気モータ２からの動力を出力ユニット１０１に伝達する。このように、変速機４は、第１～第５ギヤ列４１～４５のいずれかを選択できるため、変速比が可変である。

【0028】

第１ギヤ列４１、第２ギヤ列４２、第３ギヤ列４３、第４ギヤ列４４、第５ギヤ列４５の順に変速比が大きい。すなわち、第１ギヤ列４１の変速比が最も大きく、第５ギヤ列４５の変速比が最も小さい。変速機４の変速比幅は、２以上である。すなわち、第１ギヤ列４１の変速比を第５ギヤ列４５の変速比で除した値は２以上である。なお、第１～第５ギヤ列４１～４５は正転ギヤ列である。電気モータ２が正回転して、第１～第５ギヤ列４１～４５のいずれかを介して出力された駆動力により、車両は前進走行する。

【0029】

［制御部］
制御部５は、電気モータ２を制御するように構成されている。制御部５は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）及びＲＯＭ(Read Only Memory)等を備えるコンピュータ（例えばマイクロコンピュータ）によって構成されている。ＲＯＭには、種々の演算をするためのプログラムが記憶されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されたプログラムを実行する。

【0030】

制御部５は、後進時において、電気モータ２を逆回転させる。そして、制御部５は、第１～第５ギヤ列４１～４５のうち、もっとも変速比が大きいギヤ列である第１ギヤ列４１を介して動力を伝達させる。

【0031】

図３は、制御部５による制御方法の一例を示すフローチャートである。図３に示すように、制御部５は、まず、運転者によって後進スイッチが操作されたか否かを判断する（ステップＳ１）。なお、後進スイッチは、例えば、ボタンスイッチや、タッチパネルなどによって構成することができる。

【0032】

制御部５は、後進スイッチが操作されたと判断すると（ステップＳ１のＹｅｓ）、次に、変速機４の第１～第５ギヤ列４１～４５のうち、最も変速比が大きい第１ギヤ列４１が選択されているか否か判断する（ステップＳ２）。

【0033】

制御部５は、第１ギヤ列４１が選択されている判断すると（ステップＳ２のＹｅｓ）、次に、アクセルが踏まれているか否か判断する（ステップＳ３）。例えば、制御部５は、アクセル開度などに基づいて、アクセルが踏まれているか否かを判断する。

【0034】

制御部５は、アクセルが踏まれていると判断したとき（ステップＳ３のＹｅｓ）、電気モータ２を逆回転させる（ステップＳ４）。この結果、車両は後進走行する。

【0035】

［電子音発生装置］
電子音発生装置６は、電気モータ２の回転速度に応じた音を発生させる。例えば、制御部５が電気モータ２の回転速度に応じた音を発生させるように、電子音発生装置６を制御する。電子音発生装置６は、電気モータ２の回転速度が高くなるにつれて、高い音を発生させたり、大きい音を発生させたりすることができる。なお、電子音発生装置６は、運転者に聞こえるように、車内に向けて音を出す。

【0036】

［各種特性］
図４は、電気モータのトルクと回転速度との関係を示すグラフである。図４において、破線は従来の電気自動車に用いられる電気モータの特性を示し、実線は本実施形態の駆動ユニットに用いられる電気モータ２の特性を示す。図４に示すように、駆動ユニット１００の電気モータ２は、従来の電気自動車に用いられる電気モータよりも作動範囲が狭い。すなわち、電気モータ２は、従来の電気モータに比べて、最大回転速度が小さい。また、電気モータ２は、同じ出力の従来モータに比べて、最大トルクが小さい。

【0037】

図５は、電気モータ２と変速機４とを組み合わせた駆動ユニット１００が出力するトルクと回転速度との関係を示すグラフである。図５において、線Ａは第１ギヤ列４１を選択した場合の特性、線Ｂは第２ギヤ列４２を選択した場合の特性、線Ｃは第３ギヤ列４３を選択した場合の特性、線Ｄは第４ギヤ列４４を選択した場合の特性、線Ｅは第５ギヤ列４５を選択した場合の特性を示す。また、線Ｆは、従来の電気自動車に用いられる電気モータの特性を示す。

【0038】

図５に示すように、駆動ユニット１００の電気モータ２は、変速機４と組み合わせることによって、従来の電気モータよりも最大トルク及び最大回転速度を大きくすることができる。

【0039】

［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

【0040】

（ａ）上記実施形態では、変速機４は、正転ギヤ列のみを有しており、反転ギヤ列を有していないが、変速機４の構成はこれに限定されない。例えば、図６に示すように、変速機４は、反転ギヤ列４６を有していてもよい。反転ギヤ列４６は、第１～第５ギヤ列４１～４５よりも変速比が大きい。すなわち、反転ギヤ列４６の変速比は、第１ギヤ列４１の変速比よりも大きい。この反転ギヤ列４６を介して、電気モータ２の正回転の駆動力が出力されると、車両は後進する。

【0041】

（ｂ）駆動ユニット１００は、音出し部材をさらに備えていてもよい。音出し部材は、電気モータ２の回転によって音を発生させる。例えば、音出し部材は、電気モータ２とともに回転し、固定されている部材と衝突することによって、衝突音を発生させる。

【符号の説明】

【0042】

２ ：電気モータ
３ ：クラッチ
４ ：変速機
５ ：制御部
６ ：電子音発生装置
４１ ：第１ギヤ列
４２ ：第２ギヤ列
４３ ：第３ギヤ列
４４ ：第４ギヤ列
４５ ：第５ギヤ列
４６ ：反転ギヤ列
１００ ：駆動ユニット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】