特開 2024-113403 電動車

(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】P2024113403

(43)【公開日】2024-08-22

(54)【発明の名称】電動車

(51)【国際特許分類】

   B60K 1/00 20060101AFI20240815BHJP

   B60G 9/04 20060101ALI20240815BHJP

【ＦＩ】

B60K1/00

B60G9/04

【審査請求】有

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023018356

(22)【出願日】2023-02-09

(71)【出願人】

【識別番号】000002967

【氏名又は名称】ダイハツ工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】矢倉 武蔵

(72)【発明者】

【氏名】田代 雅也

【テーマコード（参考）】

3D235

3D301

【Ｆターム（参考）】

3D235AA02

3D235BB06

3D235BB07

3D235CC12

3D235CC15

3D235DD13

3D235DD35

3D235FF23

3D235FF34

3D235FF35

3D235HH25

3D301AA59

3D301BA20

3D301CA28

3D301DA08

3D301DA33

(57)【要約】

【課題】後方から衝突された場合の安全性を向上できる電動車を提供する。
【解決手段】電動車は、それぞれが後輪及び車体に取り付けられ、車幅方向に互いに離間した一対のトレーリングアームと、前記一対のトレーリングアームを連結する中間ビームと、前記中間ビームの後方に位置し、前記後輪を駆動するよう構成されたドライブシャフトと、回転の中心軸が前記ドライブシャフトの回転の中心軸と交差する方向に延びるロータを有し、前記ドライブシャフトの後方に位置するモータジェネレータと、前記ロータの回転を前記ドライブシャフトに伝達するよう構成されたデファレンシャルギヤと、前記中間ビームの前方に位置する燃料タンク又は電池と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

それぞれが後輪及び車体に取り付けられ、車幅方向に互いに離間した一対のトレーリングアームと、
前記一対のトレーリングアームを連結する中間ビームと、
前記中間ビームの後方に位置し、前記後輪を駆動するよう構成されたドライブシャフトと、
回転の中心軸が前記ドライブシャフトの回転の中心軸と交差する方向に延びるロータを有し、前記ドライブシャフトの後方に位置するモータジェネレータと、
前記ロータの回転を前記ドライブシャフトに伝達するよう構成されたデファレンシャルギヤと、
前記中間ビームの前方に位置する燃料タンク又は電池と、
を備える電動車。

【請求項2】

鉛直方向において、前記中間ビームの少なくとも一部が前記モータジェネレータと同一の高さに位置する、
請求項１の電動車。

【請求項3】

前記モータジェネレータを制御するパワーコントロールユニット、
をさらに備え、
前記パワーコントロールユニットは、モータジェネレータと前記車幅方向に並ぶ、
請求項１の電動車。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動車に関する。

【背景技術】

【0002】

ハイブリットカー又は電気自動車のような電動車において、モータジェネレータは、例えばデファレンシャルギヤ及びドライブシャフトを介して車輪を駆動する。例えば、特許文献１には、モータがピニオン及びリングギヤを介して車輪を駆動する電動車が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０２０／１６７８９８号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

電動車において、モータジェネレータと、燃料タンク又は電池とが、互いに近傍に配置されることがある。例えば電動車が後方から衝突された場合、モータジェネレータが燃料タンク又は電池に衝突してしまう虞がある。

【0005】

本発明の目的は、後方から衝突された場合の安全性を向上できる電動車を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前記の目的を達成するため、本発明に係る電動車は、それぞれが後輪及び車体に取り付けられ、車幅方向に互いに離間した一対のトレーリングアームと、前記一対のトレーリングアームを連結する中間ビームと、前記中間ビームの後方に位置し、前記後輪を駆動するよう構成されたドライブシャフトと、回転の中心軸が前記ドライブシャフトの回転の中心軸と交差する方向に延びるロータを有し、前記ドライブシャフトの後方に位置するモータジェネレータと、前記ロータの回転を前記ドライブシャフトに伝達するよう構成されたデファレンシャルギヤと、前記中間ビームの前方に位置する燃料タンク又は電池と、を備える。

【0007】

この構成によれば、電動車が後方から衝突された場合、中間ビームは、モータジェネレータを受け止めて、当該モータジェネレータが燃料タンク又は電池に到達することを抑制できる。従って、電動車は、当該電動車が後方から衝突された場合にモータジェネレータが燃料タンク又は電池を損傷させることを抑制でき、安全性を向上できる。

【0008】

また、本発明に係る電動車において、鉛直方向において、前記中間ビームの少なくとも一部が前記モータジェネレータと同一の高さに位置する。

【0009】

この構成によれば、電動車が後方から衝突された場合、中間ビームは、より確実にモータジェネレータを受け止めて、当該モータジェネレータが燃料タンク又は電池を損傷させることを抑制できる。

【0010】

また、本発明に係る電動車は、前記モータジェネレータを制御するパワーコントロールユニット、をさらに備え、前記パワーコントロールユニットは、モータジェネレータと前記車幅方向に並ぶ。

【0011】

この構成によれば、電動車は、パワーコントロールユニットがモータジェネレータと前後方向に並ぶ場合に比べ、パワーコントロールユニット及びモータジェネレータを含むＥ－Ａｘｌｅを前後方向に小型化することができる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、電動車が後方から衝突された場合にモータジェネレータが燃料タンク又は電池を損傷させることを抑制でき、安全性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、電動車の一部を示す模式的な平面図である。

【図2】図２は、電動車の一部を図１のＦ２－Ｆ２線に沿って示す模式的な断面図である。

【図3】図３は、電動車の一部を示す模式的な背面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下に、電動車の実施形態について、図１乃至図３を参照して説明する。なお、本明細書において、実施形態に係る構成要素及び当該要素の説明が、複数の表現で記載されることがある。構成要素及びその説明は、一例であり、本明細書の表現によって限定されない。構成要素は、本明細書におけるものとは異なる名称でも特定され得る。また、構成要素は、本明細書の表現とは異なる表現によっても説明され得る。

【0015】

図１は、電動車１０の一部を示す模式的な平面図である。本実施形態において、電動車１０は、ハイブリッドカー（ＨＶ）である。なお、電動車１０は、プラグインハイブリッドカー（ＰＨＥＶ）、電気自動車（ＥＶ）、燃料電池自動車（ＦＣＶ）、又は駆動力に電気を用いる他の種類の車両であっても良い。

【0016】

各図面に示されるように、本明細書において、便宜上、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸が定義される。Ｘ軸とＹ軸とＺ軸とは、互いに直交する。Ｘ軸は、車幅方向に沿って設けられる。Ｙ軸は、前後方向に沿って設けられる。Ｚ軸は、鉛直方向に沿って設けられる。

【0017】

さらに、本明細書において、Ｘ方向（車幅方向）、Ｙ方向（前後方向）及びＺ方向（鉛直方向）が定義される。Ｘ方向は、Ｘ軸に沿う方向であって、Ｘ軸の矢印が示す＋Ｘ方向（左方向）と、Ｘ軸の矢印の反対方向である－Ｘ方向（右方向）とを含む。Ｙ方向は、Ｙ軸に沿う方向であって、Ｙ軸の矢印が示す＋Ｙ方向（前方向）と、Ｙ軸の矢印の反対方向である－Ｙ方向（後方向）とを含む。Ｚ方向は、Ｚ軸に沿う方向であって、Ｚ軸の矢印が示す＋Ｚ方向（上方向）と、Ｚ軸の矢印の反対方向である－Ｚ方向（下方向）とを含む。

【0018】

電動車１０は、車体１１と、一対の後輪１２と、リアサスペンション１３と、一対のドライブシャフト１４と、Ｅ－Ａｘｌｅ１５と、燃料タンク１６と、エキゾーストパイプ（エキパイ）１７とを備える。さらに、電動車１０は、前輪、エンジン、電池、及び他の種々の部品を備える。

【0019】

車体１１は、例えば、シャシー及びフロアパネルを有する。このため、車体１１は、一対のサイドメンバ２１と、一対のブラケット２２とを有する。一対のサイドメンバ２１は、車幅方向に互いに離間し、例えばクロスメンバにより互いに連結される。一対のブラケット２２のそれぞれは、対応するサイドメンバ２１に取り付けられている。

【0020】

後輪１２、リアサスペンション１３、ドライブシャフト１４、Ｅ－Ａｘｌｅ１５、燃料タンク１６、エキパイ１７、前輪、エンジン、及び電池は、直接的又は間接的に、車体１１に支持される。エンジンは、例えばガソリンエンジンである。電池は、例えば、複数のリチウムイオン電池のような二次電池を組み合わせた組電池である。

【0021】

リアサスペンション１３は、ド・ディオン式サスペンション又はトーションビーム式サスペンションである。なお、リアサスペンション１３は、この例に限られない。リアサスペンション１３は、一対のトレーリングアーム３１と、中間ビーム３２とを有する。中間ビーム３２は、トーションビームとも称され得る。

【0022】

一対のトレーリングアーム３１は、車幅方向に互いに離間している。トレーリングアーム３１は、おおよそ前後方向に延びている。一対のトレーリングアーム３１のそれぞれは、対応する後輪１２及び対応するサイドメンバ２１に取り付けられる。なお、トレーリングアーム３１は、車体１１の他の部分に取り付けられても良い。

【0023】

例えば、トレーリングアーム３１の前方の端部３１ａに、ゴムブッシュ３５が設けられる。ゴムブッシュ３５は、ブラケット２２に連結される。さらに、一対の後輪１２が、対応するトレーリングアーム３１の後方の端部３１ｂに回転可能に取り付けられる。

【0024】

トレーリングアーム３１は、スプリングを介して車体１１に懸架される。リアサスペンション１３は、当該スプリングにより、車体１１に対して鉛直方向に作用する振動を吸収することができる。

【0025】

中間ビーム３２は、一対のトレーリングアーム３１を連結する。中間ビーム３２は、トレーリングアーム３１の二つの端部３１ａ，３１ｂの中間において当該トレーリングアーム３１に取り付けられる。中間ビーム３２は、略車幅方向に延びている。

【0026】

図２は、電動車１０の一部を図１のＦ２－Ｆ２線に沿って示す模式的な断面図である。図３は、電動車１０の一部を示す模式的な背面図である。図２に示すように、中間ビーム３２は、略下方向に開放された略Ｕ字状の断面を有する。なお、中間ビーム３２の形状は、この例に限られない。

【0027】

中間ビーム３２により連結された一対のトレーリングアーム３１は、端部３１ａが上下方向に移動するように、ブラケット２２まわりに略一体的に回転することができる。トレーリングアーム３１は、標準位置ＰＳと限界位置ＰＦとの間で回転可能である。図２は、標準位置ＰＳにおけるトレーリングアーム３１を実線で示し、限界位置ＰＦにおけるトレーリングアーム３１を二点鎖線で示す。

【0028】

標準位置ＰＳは、電動車１０に乗員が登場しておらず且つ荷物が搭載されていない場合におけるトレーリングアーム３１の位置である。すなわち、標準位置ＰＳは、リアサスペンション１３が電動車１０の自重のみを支持している場合におけるトレーリングアーム３１の位置である。

【0029】

限界位置ＰＦは、電動車１０が許容される最大限に乗員及び荷物を収容する場合におけるトレーリングアーム３１の位置である。限界位置ＰＦにおけるトレーリングアーム３１の端部３１ｂは、標準位置ＰＳにおけるトレーリングアーム３１の端部３１ｂよりも上方に位置する。

【0030】

図１に示すように、一対のドライブシャフト１４は、中間ビーム３２の後方に位置する。一対のドライブシャフト１４は、中間ビーム３２から後方向に離間している。一対のドライブシャフト１４のそれぞれは、おおよそ左右方向に延び、対応する後輪１２に接続される。ドライブシャフト１４は、後輪１２と略一体に回転する。このため、ドライブシャフト１４は、後輪１２を駆動することができる。

【0031】

Ｅ－Ａｘｌｅ１５は、モータジェネレータ（ＭＧ）４１と、トランスアクスル（ＴＡ）４２と、パワーコントロールユニット（ＰＣＵ）４３とを有する。なお、Ｅ－Ａｘｌｅ１５は、他の部品を有しても良い。

【0032】

ＭＧ４１は、中間ビーム３２の後方に位置し、且つドライブシャフト１４の後方に位置する。ＭＧ４１は、ドライブシャフト１４及び中間ビーム３２から後方向に離間している。なお、前後方向においてＭＧ４１の一部がドライブシャフト１４と同一の位置にあっても良い。

【0033】

ＭＧ４１は、電動機及び発電機として機能することができる。ＭＧ４１は、例えば、永久磁石同期モータである。なお、ＭＧ４１は、この例に限られない。ＭＧ４１は、ロータ４５を有する。さらに、ＭＧ４１は、ステータ及び他の部品を有する。

【0034】

ロータ４５は、例えば、永久磁石及び出力軸を有する。ＭＧ４１は、ロータ４５を中心軸Ａｘ１まわりに回転させる。中心軸Ａｘ１は、略前後方向に延びている。中心軸Ａｘ１は、ロータ４５の回転の中心軸であるとともに、ロータ４５の出力軸の中心軸である。なお、中心軸Ａｘ１は、出力軸の中心軸と若干異なっても良い。

【0035】

ロータ４５の回転の中心軸Ａｘ１は、ドライブシャフト１４の回転の中心軸Ａｘ２と交差する方向に延びている。中心軸Ａｘ２は、ドライブシャフト１４の回転の中心軸であるとともに、ドライブシャフト１４の中心軸である。なお、中心軸Ａｘ２は、ドライブシャフト１４の中心軸と若干異なっても良い。

【0036】

ドライブシャフト１４の回転の中心軸Ａｘ２は、おおよそ左右方向に延びている。本実施形態では、ロータ４５の回転の中心軸Ａｘ１は、ドライブシャフト１４の回転の中心軸Ａｘ２と直交する方向に延びている。

【0037】

ＴＡ４２は、デファレンシャルギヤ（デフ）４６を有する。ＴＡ４２は、トランスミッション及び他の部品をさらに有しても良い。デフ４６は、ロータ４５の回転をドライブシャフト１４に伝達する。デフ４６又はＴＡ４２の他の部品に含まれる複数のギヤは、中心軸Ａｘ１まわりのロータ４５の回転を、中心軸Ａｘ２まわりのドライブシャフト１４の回転に変換する。

【0038】

ＰＣＵ４３は、例えば、左方向におけるＭＧ４１の端面に取り付けられる。このため、ＰＣＵ４３は、ＭＧ４１と車幅方向に並ぶ。なお、ＰＣＵ４３の位置は、この例に限られない。ＰＣＵ４３は、ＭＧ４１の駆動を制御する。例えば、ＰＣＵ４３は、インバータとコンバータとを有する。

【0039】

燃料タンク１６は、中間ビーム３２の前方に位置する。燃料タンク１６は、中間ビーム３２から前方向に離間している。なお、前後方向において、燃料タンク１６の一部が中間ビーム３２と同一の位置にあっても良い。例えば、燃料タンク１６の一部が中間ビーム３２の一部を上方から覆っても良い。

【0040】

燃料タンク１６は、ガソリンのような燃料を貯蔵する。なお、電動車１０が電気自動車の場合、燃料タンク１６の代わりに電池が中間ビーム３２の前方に配置される。また、電動車１０が燃料電池自動車の場合、燃料タンク１６は水素を貯蔵する。

【0041】

図２に示すように、鉛直方向において、中間ビーム３２の少なくとも一部は、ＭＧ４１と同一の高さに位置する。本実施形態では、鉛直方向において、標準位置ＰＳにおける中間ビーム３２の少なくとも一部がＭＧ４１と同一の高さに位置し、且つ限界位置ＰＦにおける中間ビーム３２の少なくとも一部もＭＧ４１と同じ高さに位置する。すなわち、トレーリングアーム３１が可動範囲のいずれの位置にあっても、鉛直方向において、中間ビーム３２の少なくとも一部が、ＭＧ４１と同一の高さに位置する。

【0042】

別の表現によれば、鉛直方向において、中間ビーム３２の少なくとも一部は、ＭＧ４１と重複する位置に配置されている。また、中間ビーム３２の少なくとも一部は、ＭＧ４１と前後方向に重なるように配置されている。

【0043】

中間ビーム３２は、燃料タンク１６とＭＧ４１との間に位置する。さらに、中間ビーム３２は、燃料タンク１６とドライブシャフト１４との間に位置し、燃料タンク１６とＴＡ４２との間に位置し、且つ燃料タンク１６とＰＣＵ４３との間に位置する。

【0044】

図１に示すように、エキパイ１７は、おおよそ前後方向に延び、エンジンのシリンダから出た排気ガスを電動車１０の後端から外部へ排出させる。エキパイ１７は、マフラ５１を有する。

【0045】

マフラ５１は、箱状に形成され、排気騒音を低減させる。マフラ５１は、ＭＧ４１と車幅方向に並ぶ。本実施形態では、マフラ５１は、ＭＧ４１から右方向に離間している。このため、ＭＧ４１は、ＰＣＵ４３とマフラ５１との間に位置する。

【0046】

図３に示すように、鉛直方向において、中間ビーム３２の少なくとも一部は、マフラ５１と同一の高さに位置する。本実施形態では、鉛直方向において、標準位置ＰＳにおける中間ビーム３２の少なくとも一部がマフラ５１と同一の高さに位置し、且つ限界位置ＰＦにおける中間ビーム３２の少なくとも一部もマフラ５１と同じ高さに位置する。すなわち、トレーリングアーム３１が可動範囲のいずれの位置にあっても、鉛直方向において、中間ビーム３２の少なくとも一部が、マフラ５１と同一の高さに位置する。

【0047】

例えば電動車１０が小型車である場合、リアサスペンション１３及びＥ－Ａｘｌｅ１５の配置が制約されることがある。また、リアサスペンション１３及びＥ－Ａｘｌｅ１５の配置によって、電動車１０の荷室の大きさが制約されることがある。しかし、本実施形態の電動車１０は、これらの制約を解消又は低減できる。

【0048】

例えば、ＭＧ４１がドライブシャフト１４の後方に配置されることで、リアサスペンション１３の中間ビーム３２が後輪１２及びドライブシャフト１４の近傍に配置可能となる。このため、ド・ディオン式サスペンション又はトーションビーム式サスペンションであるリアサスペンション１３のレイアウトが容易となる。

【0049】

また、中心軸Ａｘ１が略前後方向に延びるようにＭＧ４１が配置されると、左右方向におけるＭＧ４１の占有空間が小さくなる。このため、ドライブシャフト１４の後方の空間にＭＧ４１、ＰＣＵ４３、及びマフラ５１を左右方向に並べることが可能となり、ドライブシャフト１４の周辺においてＭＧ４１、ＰＣＵ４３、及びマフラ５１がコンパクトに配置される。これにより、荷室が拡大され得る。

【0050】

例えば電動車１０が後方から衝突された場合、ＭＧ４１は前方向に移動する。言い換えると、ＭＧ４１は、燃料タンク１６に向かって移動する。しかし、中間ビーム３２がＭＧ４１と燃料タンク１６との間に位置するため、中間ビーム３２は、ＭＧ４１を受け止める。同様に、中間ビーム３２は、ドライブシャフト１４、ＴＡ４２、ＰＣＵ４３、及びマフラ５１を受け止めることができる。

【0051】

中間ビーム３２は、ＭＧ４１を受け止めることで、ＭＧ４１が燃料タンク１６に到達することを抑制する。すなわち、中間ビーム３２は、燃料タンク１６を保護する壁となって、ＭＧ４１が燃料タンク１６に衝突することを抑制できる。

【0052】

ＭＧ４１は、最終的に燃料タンク１６に到達する可能性がある。しかし、ＭＧ４１は、燃料タンク１６に到達する前に、中間ビーム３２に衝突している。このため、ＭＧ４１の運動エネルギーは低減し、ＭＧ４１が燃料タンク１６を損傷させる可能性が低減する。

【0053】

以上説明された電動車１０において、ドライブシャフト１４及びＭＧ４１は、中間ビーム３２の後方に位置する。一方、燃料タンク１６は、中間ビーム３２の前方に位置する。このため、電動車１０が後方から衝突された場合、中間ビーム３２は、ＭＧ４１を受け止めて、当該ＭＧ４１が燃料タンク１６に到達することを抑制できる。鉛直方向において中間ビーム３２とＭＧ４１とが同一の高さに位置しない場合であっても、中間ビーム３２が設けられる空間が存在するため、ＭＧ４１と燃料タンク１６との間の距離が長くなる。以上より、電動車１０は、当該電動車１０が後方から衝突された場合にＭＧ４１が燃料タンク１６を損傷させることを抑制でき、安全性を向上できる。

【0054】

鉛直方向において、中間ビーム３２の少なくとも一部がＭＧ４１と同一の高さに位置する。このため、電動車１０が後方から衝突された場合、中間ビーム３２は、より確実にＭＧ４１を受け止めて、当該ＭＧ４１が燃料タンク１６を損傷させることを抑制できる。

【0055】

ＰＣＵ４３は、ＭＧ４１と車幅方向に並ぶ。これにより、電動車１０は、ＰＣＵ４３がＭＧ４１と前後方向に並ぶ場合に比べ、ＰＣＵ４３及びＭＧ４１を含むＥ－Ａｘｌｅ１５を前後方向に小型化することができる。従って、Ｅ－Ａｘｌｅ１５が小型車へ搭載可能となるとともに、電動車１０における荷室が大型化できる。さらに、電動車１０は、電動車１０が後方から衝突された場合、ＰＣＵ４３が受ける損傷を低減できる。

【0056】

ＭＧ４１とマフラ５１とが車幅方向に並ぶ。これにより、電動車１０は、ＭＧ４１がマフラ５１と前後方向に並ぶ場合に比べ、ドライブシャフト１４の周辺における部品を前後方向にコンパクトに配置することができる。従って、電動車１０における部品の配置の自由度が向上するとともに、電動車１０における荷室が大型化できる。

【0057】

以上の説明において、「抑制する」は、例えば、事象、作用、若しくは影響の発生を防ぐこと、又は事象、作用、若しくは影響の度合いを低減させること、として定義される。

【0058】

以上、本発明の実施形態を例示したが、上記実施形態および変形例はあくまで一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態や変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各実施形態や各変形例の構成や形状は、部分的に入れ替えて実施することも可能である。

【符号の説明】

【0059】

１０…電動車、１１…車体、１２…後輪、１４…ドライブシャフト、１６…燃料タンク、１７…エキゾーストパイプ（エキパイ）、３１…トレーリングアーム、３２…中間ビーム、４１…モータジェネレータ（ＭＧ）、４３…パワーコントロールユニット（ＰＣＵ）、４５…ロータ、４６…デファレンシャルギヤ（デフ）、５１…マフラ、Ａｘ１，Ａｘ２…中心軸。

【図1】

【図2】

【図3】