電気自動車の駆動システム
【課題】航続可能距離を伸ばすと共に車体における前面衝突時のための補強の増加を抑制する。
【解決手段】駆動システム１０では、発電機２２の回転子３６が走行中常時回転されるプロペラシャフト１６に一体回転可能に固定されている。従って、電気自動車の走行時には、発電機２２にて電力が発生されてバッテリユニット２４が充電されるので航続可能距離を伸ばすことができる。また、プロペラシャフト１６は、バッテリユニット２４を貫通している。従って、電気自動車に前面衝突が生じ、プロペラシャフト１６が車両上下方向下側へ折れたときには、このプロペラシャフト１６がバッテリユニット２４と干渉されることで、バッテリユニット２４を車体から落下させることができる。これにより、車室に作用する慣性マスとしてのバッテリユニット２４を車体から切り離すことができるので、車体における前面衝突時のための補強の増加を抑制できる。
【解決手段】駆動システム１０では、発電機２２の回転子３６が走行中常時回転されるプロペラシャフト１６に一体回転可能に固定されている。従って、電気自動車の走行時には、発電機２２にて電力が発生されてバッテリユニット２４が充電されるので航続可能距離を伸ばすことができる。また、プロペラシャフト１６は、バッテリユニット２４を貫通している。従って、電気自動車に前面衝突が生じ、プロペラシャフト１６が車両上下方向下側へ折れたときには、このプロペラシャフト１６がバッテリユニット２４と干渉されることで、バッテリユニット２４を車体から落下させることができる。これにより、車室に作用する慣性マスとしてのバッテリユニット２４を車体から切り離すことができるので、車体における前面衝突時のための補強の増加を抑制できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車の駆動システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電気自動車用発電方法が開示されている。この電気自動車用発電方法は、電気自動車において、アクセルを離すかブレーキを踏むかしたときにプロペラシャフトに発電機を接続して惰力を利用した発電を行い、これにより得られた電力によってバッテリを充電させて走行に利用するものである。
【特許文献１】特開平１１−５５８０８号公報
【特許文献２】特開平４−２７６２４号公報
【特許文献３】特開平６−１６９５０５号公報
【特許文献４】特表２００１−５１９１３９号公報
【特許文献５】特開平５−２８０５２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、制動時のみ発電を行うため、発電量を増加して航続可能距離を伸ばすためには改善の余地がある。
【０００４】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、発電量を増加して航続可能距離を伸ばすことができる電気自動車の駆動システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の電気自動車の駆動システムは、車体前部に配置され、前輪と駆動力を伝達可能に接続された駆動モータと、車両前後方向に延在され、その車両前後方向前側が前記駆動モータとトランスファを介して駆動力を伝達可能に接続されたプロペラシャフトと、車体後部に配置されて前記プロペラシャフトの車両前後方向後側と駆動力を伝達可能に接続されると共に、前記プロペラシャフトから伝達された駆動力を後輪に伝達するディファレンシャル機構と、前記プロペラシャフトに一体回転可能に固定された回転子と、前記回転子と対向して配置された固定子とを有して構成され、前記回転子の回転に伴い電力を発生する発電機と、車体に固定されると共に前記プロペラシャフトの車両上下方向下側への変形に伴い前記プロペラシャフトと干渉するように設けられ、前記発電機にて発生した電力により充電されると共に充電した電力を前記駆動モータに供給するバッテリユニットと、を備えている。
【０００６】
請求項１に記載の電気自動車の駆動システムでは、駆動モータが駆動されると、駆動モータから前輪に駆動力が伝達され、これにより、電気自動車が走行する。また、駆動モータにはトランスファを介してプロペラシャフトが駆動力を伝達可能に接続されており、このプロペラシャフトは、電気自動車の走行中は常時回転される。
【０００７】
さらに、このプロペラシャフトには、発電機の回転子が一体回転可能に固定されており、この発電機は、プロペラシャフトが回転されているとき、すなわち、電気自動車が走行しているときには、電力を発生する。そして、この発電機にて発生された電力によりバッテリユニットが充電され、このバッテリユニットに充電された電力は駆動モータに供給される。
【０００８】
このように、請求項１に記載の電気自動車の駆動システムによれば、制動時だけでなく、電気自動車が走行しているときには、発電機にて電力が発生されてバッテリユニットが充電されるので、発電量を増加して航続可能距離を伸ばすことができる。
【０００９】
また、請求項１に記載の電気自動車の駆動システムによれば、発電機の回転子がプロペラシャフトに一体に設けられ、発電機とプロペラシャフトとが一体化されている。従って、例えば、プロペラシャフトと発電機が別体に構成されて、プロペラシャフトの駆動力をベルト機構等を介して発電機に伝達する構造に比して、電気自動車の走行中に発電機からプロペラシャフトに作用する抵抗力を低減することができる。これにより、駆動モータにおける消費電力を抑制することができるので、航続可能距離をより一層伸ばすことができる。
【００１０】
さらに、請求項１に記載の電気自動車の駆動システムによれば、バッテリユニットは、車体に固定されると共にプロペラシャフトの車両上下方向下側への変形に伴いプロペラシャフトと干渉するように設けられている。従って、電気自動車に前面衝突が生じ、プロペラシャフトが車両上下方向下側へ変形されたときには、このプロペラシャフトがバッテリユニットと干渉されることにより、バッテリユニットを車体から落下させることができる。
【００１１】
これにより、車室に作用する慣性マスとしてのバッテリユニットを車体から切り離すことができるので、車体における前面衝突時のための補強の増加を抑制でき、車体の軽量化とコストダウンを図ることができる。
【００１２】
請求項２に記載の電気自動車の駆動システムは、請求項１に記載の電気自動車の駆動システムにおいて、前記プロペラシャフトが車両前後方向における前記トランスファと前記ディファレンシャル機構との間に脆弱部を有する構成とされている。
【００１３】
請求項２に記載の電気自動車の駆動システムによれば、プロペラシャフトは、その車両前後方向中間部に脆弱部を有している。従って、電気自動車に前面衝突が生じたときには、この脆弱部をきっかけとしてプロペラシャフトを車両上下方向下側に変形させる（折る）ことができる。
【００１４】
請求項３に記載の電気自動車の駆動システムは、請求項２に記載の電気自動車の駆動システムにおいて、前記脆弱部が車体の重心に対する車両前後方向前側に位置された構成とされている。
【００１５】
請求項３に記載の電気自動車の駆動システムによれば、脆弱部は、車体の重心に対する車両前後方向前側に位置されている。従って、電気自動車の前面衝突時に上述の重心回りに作用するモーメントを利用して、プロペラシャフトを脆弱部をきっかけとして下に折るモードを作り出すことができる。
【００１６】
請求項４に記載の電気自動車の駆動システムは、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の電気自動車の駆動システムにおいて、前記プロペラシャフトが前記バッテリユニットを貫通した構成とされている。
【００１７】
請求項４に記載の電気自動車の駆動システムによれば、プロペラシャフトがバッテリユニットを貫通している。従って、電気自動車に前面衝突が生じ、プロペラシャフトが車両上下方向下側へ変形されたときには、このプロペラシャフトをバッテリユニットと干渉させることができる。
【００１８】
また、上述のように、プロペラシャフトがバッテリユニットを貫通していると、例えば、プロペラシャフト及びバッテリユニットが車両高さ方向に並んで配置される構成に比して、車両高さ方向に小型化することができる。
【００１９】
請求項５に記載の電気自動車の駆動システムは、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の電気自動車の駆動システムにおいて、前記固定子が前記バッテリユニットに支持された構成とされている。
【００２０】
請求項５に記載の電気自動車の駆動システムによれば、プロペラシャフトと一体化された発電機の固定子がバッテリユニットに支持されている。従って、電気自動車に前面衝突が生じ、プロペラシャフトが車両上下方向下側へ変形されたときには、このプロペラシャフトをバッテリユニットと干渉させることができる（つまり、プロペラシャフトをバッテリユニットに直接干渉させるか、又は、発電機を介してプロペラシャフトの変形力をバッテリユニットに伝達させることができる）。
【００２１】
しかも、請求項５に記載の電気自動車の駆動システムによれば、固定子がバッテリユニットに支持されることにより、発電機とバッテリユニットとが一体化されている。従って、発電機とバッテリユニットとを接続するワイヤハーネスを短縮することができると共に、発電機にて発生した電力によってバッテリユニットが充電されるときの充電ロスを抑制することができる。
【００２２】
また、発電機とバッテリユニットとが一体化されることにより、発電機と一体化されたプロペラシャフトとバッテリユニットも一体化されている。従って、このプロペラシャフト及びバッテリユニットを含む駆動システム全体が一体のユニットとされるので、例えば、この駆動システムをシャシー部品と一体に車体に搭載することが可能となる。
【００２３】
請求項６に記載の電気自動車の駆動システムは、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の電気自動車の駆動システムにおいて、前記プロペラシャフトと前記ディファレンシャル機構との接続を遮断するためのクラッチと、電気自動車の走行状態に応じて前記クラッチの動作を制御する制御ユニットとをさらに備えている。
【００２４】
請求項６に記載の電気自動車の駆動システムによれば、電気自動車の走行状態に応じてクラッチ機構の動作が遮断される。これにより、電気自動車の走行状態に応じて、駆動モータによって前輪のみが駆動される状態と、駆動モータの駆動力が前輪及び後輪に伝達されて前輪及び後輪が駆動される状態とに切り替えることができる。
【００２５】
また、前記課題を解決するために、請求項７に記載の電気自動車の駆動システムは、車体前部に配置され、前輪と駆動力を伝達可能に接続された駆動モータと、車両前後方向に延在され、その車両前後方向前側が前記駆動モータとトランスファを介して駆動力を伝達可能に接続されたプロペラシャフトと、車体後部に配置されて前記プロペラシャフトの車両前後方向後側と駆動力を伝達可能に接続されると共に、前記プロペラシャフトから伝達された駆動力を後輪に伝達するディファレンシャル機構と、前記プロペラシャフトに一体回転可能に固定された回転子と、前記回転子と対向して配置された固定子とを有して構成され、前記回転子の回転に伴い電力を発生する発電機と、車体に固定されると共に前記固定子が支持され、前記発電機にて発生した電力により充電されると共に充電した電力を前記駆動モータに供給するバッテリユニットと、を備えている。
【００２６】
請求項７に記載の電気自動車の駆動システムでは、駆動モータが駆動されると、駆動モータから前輪に駆動力が伝達され、これにより、電気自動車が走行する。また、駆動モータにはトランスファを介してプロペラシャフトが駆動力を伝達可能に接続されており、このプロペラシャフトは、電気自動車の走行中は常時回転される。
【００２７】
さらに、このプロペラシャフトには、発電機の回転子が一体回転可能に固定されており、この発電機は、プロペラシャフトが回転されているとき、すなわち、電気自動車が走行しているときには、電力を発生する。そして、この発電機にて発生された電力によりバッテリユニットが充電され、このバッテリユニットに充電された電力は駆動モータに供給される。
【００２８】
このように、請求項７に記載の電気自動車の駆動システムによれば、制動時だけでなく、電気自動車が走行しているときには、発電機にて電力が発生されてバッテリユニットが充電されるので、発電量を増加して航続可能距離を伸ばすことができる。
【００２９】
また、請求項７に記載の電気自動車の駆動システムによれば、発電機の回転子がプロペラシャフトに一体に設けられ、発電機とプロペラシャフトとが一体化されている。従って、例えば、プロペラシャフトと発電機が別体に構成されて、プロペラシャフトの駆動力をベルト機構等を介して発電機に伝達する構造に比して、電気自動車の走行中に発電機からプロペラシャフトに作用する抵抗力を低減することができる。これにより、駆動モータにおける消費電力を抑制することができるので、航続可能距離をより一層伸ばすことができる。
【００３０】
さらに、請求項７に記載の電気自動車の駆動システムによれば、プロペラシャフトと一体化された発電機の固定子がバッテリユニットに支持されている。従って、電気自動車に前面衝突が生じ、プロペラシャフトが車両上下方向下側へ変形されたときには、このプロペラシャフトがバッテリユニットと干渉される（つまり、プロペラシャフトがバッテリユニットに直接干渉されるか、又は、発電機を介してプロペラシャフトの変形力がバッテリユニットに伝達される）ことにより、バッテリユニットを車体から落下させることができる。
【００３１】
これにより、車室に作用する慣性マスとしてのバッテリユニットを車体から切り離すことができるので、車体における前面衝突時のための補強の増加を抑制でき、車体の軽量化とコストダウンを図ることができる。
【００３２】
しかも、請求項７に記載の電気自動車の駆動システムによれば、固定子がバッテリユニットに支持されることにより、発電機とバッテリユニットとが一体化されている。従って、発電機とバッテリユニットとを接続するワイヤハーネスを短縮することができると共に、発電機にて発生した電力によってバッテリユニットが充電されるときの充電ロスを抑制することができる。
【００３３】
また、発電機とバッテリユニットとが一体化されることにより、発電機と一体化されたプロペラシャフトとバッテリユニットも一体化されている。従って、このプロペラシャフト及びバッテリユニットを含む駆動システム全体が一体のユニットとされるので、例えば、この駆動システムをシャシー部品と一体に車体に搭載することが可能となる。
【発明の効果】
【００３４】
以上詳述したように、本発明によれば、制動時だけでなく、電気自動車が走行しているときには、発電機にて電力が発生されてバッテリユニットが充電されるので、発電量を増加して航続可能距離を伸ばすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態について説明する。
【００３６】
なお、各図において示される矢印ＵＰ、矢印ＦＲ、矢印ＯＵＴは、本発明の一実施形態に係る電気自動車ＥＶの車両上下方向上側、車両前後方向前側、車両幅方向外側をそれぞれ示している。
【００３７】
図１に示される電気自動車ＥＶは、駆動システム１０を備えている。駆動システム１０は、駆動モータ１２と、トランスファ１４と、プロペラシャフト１６と、クラッチ１８と、ディファレンシャル機構２０と、発電機２２と、バッテリユニット２４と、制御ユニット２６とを備えている。
【００３８】
駆動モータ１２は、車体前部に配置され、車軸等を介して前輪２８と駆動力を伝達可能に接続されている。
【００３９】
プロペラシャフト１６は、車両前後方向に延在されており、その車両前後方向前側は、トランスファ１４を介して駆動モータ１２と駆動力を伝達可能に接続されている。
【００４０】
このプロペラシャフト１６には、図１，図４に示されるように、車両前後方向におけるトランスファ１４とディファレンシャル機構２０との間（より具体的には、車両前後方向におけるトランスファ１４とバッテリユニット２４との間）にくびれ状の脆弱部３０が形成されている。この脆弱部３０は、車体の重心３２に対する車両前後方向前側に位置されている。
【００４１】
クラッチ１８は、プロペラシャフト１６とディファレンシャル機構２０との接続を遮断する遮断状態と、プロペラシャフト１６とディファレンシャル機構２０とを接続する接続状態とに切替可能な電磁クラッチ等により構成されている。
【００４２】
ディファレンシャル機構２０は、車体後部に配置されている。このディファレンシャル機構２０は、プロペラシャフト１６の車両前後方向後側とクラッチ１８を介して駆動力を伝達可能に接続されると共に、プロペラシャフト１６から伝達された駆動力を後輪３４に伝達する構成とされている。
【００４３】
発電機２２は、例えば、図２，図３に示されるように、回転子３６と、固定子３８と、整流装置４０とを有するブラシ付きモータにより構成されている。
【００４４】
回転子３６は、コア及びコイルを有して構成されており、プロペラシャフト１６に一体回転可能に固定されている。固定子３８は、モータハウジング４２と、このモータハウジング４２の内周面に固定されたマグネット４３とにより構成されており、回転子３６の径方向外側に回転子３６と径方向に対向して配置されている。整流装置４０は、整流子４４と、ブラシ４６と、ブラシホルダ４８等により構成されている。そして、この発電機２２は、回転子３６の回転に伴い電力を発生する構成とされている。
【００４５】
また、この発電機２２は、後述するバッテリケース５４の内部に収容されると共に、ブラケット５０を介してバッテリケース５４に支持されている。
【００４６】
バッテリユニット２４は、バッテリ５２及びバッテリケース５４を有して構成されている。バッテリ５２は、バッテリケース５４の内部に収容され、発電機２２にて発生した電力により充電されると共に充電した電力を駆動モータ１２に供給する構成とされている。また、このバッテリ５２は、制動時には駆動モータ１２にて発生した電力によっても充電される構成とされている。
【００４７】
バッテリケース５４は、図示しない固定具や溶接等により車体（例えば、フロアパネルやクロスメンバなど）に固定されている。また、このバッテリケース５４には、プロペラシャフト１６が貫通している。
【００４８】
そして、この駆動システム１０では、後述するように電気自動車ＥＶに前面衝突が生じてプロペラシャフト１６が車両上下方向下側へ変形されたときには、このプロペラシャフト１６とバッテリケース５４とが干渉するように（つまり、プロペラシャフト１６がバッテリケース５４に直接干渉されるか、又は、発電機２２を介してプロペラシャフト１６の変形力がバッテリケース５４に伝達されるように）、プロペラシャフト１６とバッテリケース５４との相対位置や隙間等が設定されている。
【００４９】
制御ユニット２６は、運転者によるアクセル操作に応じて出力されるアクセル信号等に基づいて駆動モータ１２の動作を制御したり、電気自動車ＥＶの走行状態に応じてクラッチ１８の動作を制御したりする構成とされている。
【００５０】
なお、制御ユニット２６は、通常走行時にはクラッチ１８を遮断状態として駆動モータ１２の駆動力を後輪３４に伝達させないようにし、登坂路走行時や低摩擦路走行時にはクラッチ１８を接続状態として駆動モータ１２の駆動力を後輪３４に伝達させる。
【００５１】
次に、本発明の一実施形態の作用及び効果について説明する。
【００５２】
本発明の一実施形態に係る駆動システム１０では、駆動モータ１２が駆動されると、駆動モータ１２から前輪２８に駆動力が伝達され、これにより、電気自動車ＥＶが走行する。また、駆動モータ１２にはトランスファ１４を介してプロペラシャフト１６が駆動力を伝達可能に接続されており、このプロペラシャフト１６は、電気自動車ＥＶの走行中は常時回転される。
【００５３】
さらに、このプロペラシャフト１６には、発電機２２の回転子３６が一体回転可能に固定されており、この発電機２２は、プロペラシャフト１６が回転されているとき、すなわち、電気自動車ＥＶが走行しているときには、電力を発生する。そして、この発電機２２にて発生された電力によりバッテリユニット２４が充電され、このバッテリユニット２４に充電された電力は駆動モータ１２に供給される。
【００５４】
このように、本発明の一実施形態に係る駆動システム１０によれば、制動時だけでなく、電気自動車ＥＶが走行しているときには、発電機２２にて電力が発生されてバッテリユニット２４が充電されるので、発電量を増加して航続可能距離を伸ばすことができる。
【００５５】
また、本発明の一実施形態に係る駆動システム１０によれば、発電機２２の回転子３６がプロペラシャフト１６に一体に設けられ、発電機２２とプロペラシャフト１６とが一体化されている。従って、例えば、プロペラシャフト１６と発電機２２が別体に構成されて、プロペラシャフト１６の駆動力をベルト機構等を介して発電機２２に伝達する構造に比して、電気自動車ＥＶの走行中に発電機２２からプロペラシャフト１６に作用する抵抗力を低減することができる。これにより、駆動モータ１２における消費電力を抑制することができるので、航続可能距離をより一層伸ばすことができる。
【００５６】
しかも、本発明の一実施形態に係る駆動システム１０によれば、制動時に荷重がかかる車体前部に駆動モータ１２が配置されている。このため、制動時には、より多くの回生エネルギを駆動モータ１２によって回収することができる。
【００５７】
また、本発明の一実施形態に係る駆動システム１０では、図５の上図に示されるように、電気自動車ＥＶに前面衝突が生じると、車体前部に配置された重量物である駆動モータ１２の車両前後方向前側の移動が規制される。そして、駆動モータ１２と同様に重量物であるバッテリユニット２４は、慣性マスとなって車両前側に移動し続けようとするが、図５の中図に示されるように、このバッテリユニット２４と一体となっているプロペラシャフト１６が突っ張ってしまう。
【００５８】
ところが、プロペラシャフト１６は、車両前後方向におけるトランスファ１４とバッテリユニット２４との間に脆弱部３０を有している。しかも、この脆弱部３０は、車体の重心３２に対する車両前後方向前側に位置されている。従って、電気自動車ＥＶの前面衝突時には、上述の重心３２回りに作用するモーメントＭを利用して、図５の下図に示されるように、プロペラシャフト１６を脆弱部３０をきっかけとして下に折るモードを作り出すことができる。
【００５９】
しかも、このプロペラシャフト１６は、バッテリユニット２４を貫通しており、また、このプロペラシャフト１６と一体化された発電機２２の固定子３８はバッテリケース５４に支持されている。このため、電気自動車ＥＶに前面衝突が生じ、プロペラシャフト１６が車両上下方向下側へ折れたときには、このプロペラシャフト１６がバッテリケース５４と干渉される（つまり、プロペラシャフト１６がバッテリケース５４に直接干渉されるか、又は、発電機２２を介してプロペラシャフト１６の変形力がバッテリケース５４に伝達される）ことで、図５の下図に示されるように、バッテリユニット２４を車体から落下させることができる。
【００６０】
これにより、車室に作用する慣性マスとしてのバッテリユニット２４を車体から切り離すことができるので、車体における前面衝突時のための補強の増加を抑制でき、車体の軽量化とコストダウンを図ることができる。
【００６１】
また、仮に、駆動モータ１２が車体後部に配置された場合には、車体後部に慣性マスが増加する。このため、電気自動車ＥＶの前面衝突時におけるエネルギ吸収をするためには車体前部の補強をする必要がある。ところが、本発明の一実施形態に係る駆動システム１０によれば、駆動モータ１２が車体前部に配置されているため、車体前部の補強が少なくて済む。
【００６２】
また、上述のように、プロペラシャフト１６がバッテリユニット２４を貫通していると、例えば、プロペラシャフト１６及びバッテリユニット２４が車両高さ方向に並んで配置される構成に比して、車両高さ方向に小型化することができる。
【００６３】
また、本発明の一実施形態に係る駆動システム１０によれば、発電機２２がバッテリユニット２４に一体に設けられている。従って、発電機２２とバッテリユニット２４とを接続するワイヤハーネスを短縮することができると共に、発電機２２にて発生した電力によってバッテリユニット２４が充電されるときの充電ロスを抑制することができる。
【００６４】
また、発電機２２とバッテリユニット２４とが一体化されることにより、発電機２２と一体化されたプロペラシャフト１６とバッテリユニット２４も一体化されている。従って、このプロペラシャフト１６及びバッテリユニット２４を含む駆動システム１０全体が一体のユニットとされるので、例えば、この駆動システム１０をシャシー部品と一体に車体に搭載することが可能となる。
【００６５】
また、本発明の一実施形態に係る駆動システム１０によれば、電気自動車ＥＶの走行状態に応じてクラッチ１８機構の動作が遮断される。これにより、電気自動車ＥＶの走行状態に応じて、駆動モータ１２によって前輪２８のみが駆動される状態と、駆動モータ１２の駆動力が前輪２８及び後輪３４に伝達されて前輪２８及び後輪３４が駆動される状態とに切り替えることができる。
【００６６】
つまり、通常走行時にはクラッチ１８を遮断状態として駆動モータ１２の駆動力を後輪３４に伝達させないようにして駆動モータ１２に作用する負荷を低減させることができる。その一方で、登坂路走行時や低摩擦路走行時にはクラッチ１８を接続状態として駆動モータ１２の駆動力を後輪３４に伝達させることができる。これにより、回生エネルギを多く回収できる前輪２８駆動の電気自動車ＥＶでありながらより高い駆動力を得ることができる。
【００６７】
次に、本発明の一実施形態の変形例について説明する。
【００６８】
上記実施形態において、発電機２２は、ブラシ付きモータにより構成されていたが、図６に示されるように、回転子３６と固定子３８とを有するブラシレスモータにより構成されていても良い。なお、この場合、回転子３６は、マグネットにより構成され、固定子３８は、コア及びコイルにより構成される。
【００６９】
また、上記実施形態において、発電機２２は、バッテリケース５４の内部に収容されると共に、ブラケット５０を介してバッテリケース５４に支持されていたが、次のように構成されていても良い。
【００７０】
すなわち、図７，図８に示されるように、発電機２２は、バッテリケース５４の外部に配置されると共に、ブラケット５０を介してバッテリケース５４に支持されていても良い。
【００７１】
また、上記実施形態において、プロペラシャフト１６は、図９に示されるように、例えば、軸受５６等によってバッテリケース５４に回転可能に支持されていても良い。このように構成されていても、プロペラシャフト１６が脆弱部３０をきっかけとして車両上下方向下側に折れたときには、バッテリユニット２４を車体から落下させることができる。
【００７２】
また、上記実施形態において、脆弱部３０は、くびれ状に形成されていたが、図１０に示されるように、テーパ部５８と細径部６０とによって構成されていても良い。なお、この場合には、テーパ部５８と細径部６０との境界においてプロペラシャフト１６が車両上下方向下側に折れるようになる。
【００７３】
以上、本発明の一実施形態及びその変形例について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の一実施形態に係る電気自動車の側面図である。
【図２】図１の２−２線断面図である。
【図３】図２の３−３線断面図である。
【図４】図１に示されるプロペラシャフトの側面図である。
【図５】図１に示される駆動システムの前面衝突時の動作を説明する図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る駆動システムの変形例を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る駆動システムの変形例を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る駆動システムの変形例を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る駆動システムの変形例を示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係るプロペラシャフトの変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００７５】
１０ 駆動システム
１２ 駆動モータ
１４ トランスファ
１６ プロペラシャフト
１８ クラッチ
２０ ディファレンシャル機構
２２ 発電機
２４ バッテリユニット
２６ 制御ユニット
３０ 脆弱部
３２ 重心
ＥＶ 電気自動車
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車の駆動システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電気自動車用発電方法が開示されている。この電気自動車用発電方法は、電気自動車において、アクセルを離すかブレーキを踏むかしたときにプロペラシャフトに発電機を接続して惰力を利用した発電を行い、これにより得られた電力によってバッテリを充電させて走行に利用するものである。
【特許文献１】特開平１１−５５８０８号公報
【特許文献２】特開平４−２７６２４号公報
【特許文献３】特開平６−１６９５０５号公報
【特許文献４】特表２００１−５１９１３９号公報
【特許文献５】特開平５−２８０５２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、制動時のみ発電を行うため、発電量を増加して航続可能距離を伸ばすためには改善の余地がある。
【０００４】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、発電量を増加して航続可能距離を伸ばすことができる電気自動車の駆動システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の電気自動車の駆動システムは、車体前部に配置され、前輪と駆動力を伝達可能に接続された駆動モータと、車両前後方向に延在され、その車両前後方向前側が前記駆動モータとトランスファを介して駆動力を伝達可能に接続されたプロペラシャフトと、車体後部に配置されて前記プロペラシャフトの車両前後方向後側と駆動力を伝達可能に接続されると共に、前記プロペラシャフトから伝達された駆動力を後輪に伝達するディファレンシャル機構と、前記プロペラシャフトに一体回転可能に固定された回転子と、前記回転子と対向して配置された固定子とを有して構成され、前記回転子の回転に伴い電力を発生する発電機と、車体に固定されると共に前記プロペラシャフトの車両上下方向下側への変形に伴い前記プロペラシャフトと干渉するように設けられ、前記発電機にて発生した電力により充電されると共に充電した電力を前記駆動モータに供給するバッテリユニットと、を備えている。
【０００６】
請求項１に記載の電気自動車の駆動システムでは、駆動モータが駆動されると、駆動モータから前輪に駆動力が伝達され、これにより、電気自動車が走行する。また、駆動モータにはトランスファを介してプロペラシャフトが駆動力を伝達可能に接続されており、このプロペラシャフトは、電気自動車の走行中は常時回転される。
【０００７】
さらに、このプロペラシャフトには、発電機の回転子が一体回転可能に固定されており、この発電機は、プロペラシャフトが回転されているとき、すなわち、電気自動車が走行しているときには、電力を発生する。そして、この発電機にて発生された電力によりバッテリユニットが充電され、このバッテリユニットに充電された電力は駆動モータに供給される。
【０００８】
このように、請求項１に記載の電気自動車の駆動システムによれば、制動時だけでなく、電気自動車が走行しているときには、発電機にて電力が発生されてバッテリユニットが充電されるので、発電量を増加して航続可能距離を伸ばすことができる。
【０００９】
また、請求項１に記載の電気自動車の駆動システムによれば、発電機の回転子がプロペラシャフトに一体に設けられ、発電機とプロペラシャフトとが一体化されている。従って、例えば、プロペラシャフトと発電機が別体に構成されて、プロペラシャフトの駆動力をベルト機構等を介して発電機に伝達する構造に比して、電気自動車の走行中に発電機からプロペラシャフトに作用する抵抗力を低減することができる。これにより、駆動モータにおける消費電力を抑制することができるので、航続可能距離をより一層伸ばすことができる。
【００１０】
さらに、請求項１に記載の電気自動車の駆動システムによれば、バッテリユニットは、車体に固定されると共にプロペラシャフトの車両上下方向下側への変形に伴いプロペラシャフトと干渉するように設けられている。従って、電気自動車に前面衝突が生じ、プロペラシャフトが車両上下方向下側へ変形されたときには、このプロペラシャフトがバッテリユニットと干渉されることにより、バッテリユニットを車体から落下させることができる。
【００１１】
これにより、車室に作用する慣性マスとしてのバッテリユニットを車体から切り離すことができるので、車体における前面衝突時のための補強の増加を抑制でき、車体の軽量化とコストダウンを図ることができる。
【００１２】
請求項２に記載の電気自動車の駆動システムは、請求項１に記載の電気自動車の駆動システムにおいて、前記プロペラシャフトが車両前後方向における前記トランスファと前記ディファレンシャル機構との間に脆弱部を有する構成とされている。
【００１３】
請求項２に記載の電気自動車の駆動システムによれば、プロペラシャフトは、その車両前後方向中間部に脆弱部を有している。従って、電気自動車に前面衝突が生じたときには、この脆弱部をきっかけとしてプロペラシャフトを車両上下方向下側に変形させる（折る）ことができる。
【００１４】
請求項３に記載の電気自動車の駆動システムは、請求項２に記載の電気自動車の駆動システムにおいて、前記脆弱部が車体の重心に対する車両前後方向前側に位置された構成とされている。
【００１５】
請求項３に記載の電気自動車の駆動システムによれば、脆弱部は、車体の重心に対する車両前後方向前側に位置されている。従って、電気自動車の前面衝突時に上述の重心回りに作用するモーメントを利用して、プロペラシャフトを脆弱部をきっかけとして下に折るモードを作り出すことができる。
【００１６】
請求項４に記載の電気自動車の駆動システムは、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の電気自動車の駆動システムにおいて、前記プロペラシャフトが前記バッテリユニットを貫通した構成とされている。
【００１７】
請求項４に記載の電気自動車の駆動システムによれば、プロペラシャフトがバッテリユニットを貫通している。従って、電気自動車に前面衝突が生じ、プロペラシャフトが車両上下方向下側へ変形されたときには、このプロペラシャフトをバッテリユニットと干渉させることができる。
【００１８】
また、上述のように、プロペラシャフトがバッテリユニットを貫通していると、例えば、プロペラシャフト及びバッテリユニットが車両高さ方向に並んで配置される構成に比して、車両高さ方向に小型化することができる。
【００１９】
請求項５に記載の電気自動車の駆動システムは、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の電気自動車の駆動システムにおいて、前記固定子が前記バッテリユニットに支持された構成とされている。
【００２０】
請求項５に記載の電気自動車の駆動システムによれば、プロペラシャフトと一体化された発電機の固定子がバッテリユニットに支持されている。従って、電気自動車に前面衝突が生じ、プロペラシャフトが車両上下方向下側へ変形されたときには、このプロペラシャフトをバッテリユニットと干渉させることができる（つまり、プロペラシャフトをバッテリユニットに直接干渉させるか、又は、発電機を介してプロペラシャフトの変形力をバッテリユニットに伝達させることができる）。
【００２１】
しかも、請求項５に記載の電気自動車の駆動システムによれば、固定子がバッテリユニットに支持されることにより、発電機とバッテリユニットとが一体化されている。従って、発電機とバッテリユニットとを接続するワイヤハーネスを短縮することができると共に、発電機にて発生した電力によってバッテリユニットが充電されるときの充電ロスを抑制することができる。
【００２２】
また、発電機とバッテリユニットとが一体化されることにより、発電機と一体化されたプロペラシャフトとバッテリユニットも一体化されている。従って、このプロペラシャフト及びバッテリユニットを含む駆動システム全体が一体のユニットとされるので、例えば、この駆動システムをシャシー部品と一体に車体に搭載することが可能となる。
【００２３】
請求項６に記載の電気自動車の駆動システムは、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の電気自動車の駆動システムにおいて、前記プロペラシャフトと前記ディファレンシャル機構との接続を遮断するためのクラッチと、電気自動車の走行状態に応じて前記クラッチの動作を制御する制御ユニットとをさらに備えている。
【００２４】
請求項６に記載の電気自動車の駆動システムによれば、電気自動車の走行状態に応じてクラッチ機構の動作が遮断される。これにより、電気自動車の走行状態に応じて、駆動モータによって前輪のみが駆動される状態と、駆動モータの駆動力が前輪及び後輪に伝達されて前輪及び後輪が駆動される状態とに切り替えることができる。
【００２５】
また、前記課題を解決するために、請求項７に記載の電気自動車の駆動システムは、車体前部に配置され、前輪と駆動力を伝達可能に接続された駆動モータと、車両前後方向に延在され、その車両前後方向前側が前記駆動モータとトランスファを介して駆動力を伝達可能に接続されたプロペラシャフトと、車体後部に配置されて前記プロペラシャフトの車両前後方向後側と駆動力を伝達可能に接続されると共に、前記プロペラシャフトから伝達された駆動力を後輪に伝達するディファレンシャル機構と、前記プロペラシャフトに一体回転可能に固定された回転子と、前記回転子と対向して配置された固定子とを有して構成され、前記回転子の回転に伴い電力を発生する発電機と、車体に固定されると共に前記固定子が支持され、前記発電機にて発生した電力により充電されると共に充電した電力を前記駆動モータに供給するバッテリユニットと、を備えている。
【００２６】
請求項７に記載の電気自動車の駆動システムでは、駆動モータが駆動されると、駆動モータから前輪に駆動力が伝達され、これにより、電気自動車が走行する。また、駆動モータにはトランスファを介してプロペラシャフトが駆動力を伝達可能に接続されており、このプロペラシャフトは、電気自動車の走行中は常時回転される。
【００２７】
さらに、このプロペラシャフトには、発電機の回転子が一体回転可能に固定されており、この発電機は、プロペラシャフトが回転されているとき、すなわち、電気自動車が走行しているときには、電力を発生する。そして、この発電機にて発生された電力によりバッテリユニットが充電され、このバッテリユニットに充電された電力は駆動モータに供給される。
【００２８】
このように、請求項７に記載の電気自動車の駆動システムによれば、制動時だけでなく、電気自動車が走行しているときには、発電機にて電力が発生されてバッテリユニットが充電されるので、発電量を増加して航続可能距離を伸ばすことができる。
【００２９】
また、請求項７に記載の電気自動車の駆動システムによれば、発電機の回転子がプロペラシャフトに一体に設けられ、発電機とプロペラシャフトとが一体化されている。従って、例えば、プロペラシャフトと発電機が別体に構成されて、プロペラシャフトの駆動力をベルト機構等を介して発電機に伝達する構造に比して、電気自動車の走行中に発電機からプロペラシャフトに作用する抵抗力を低減することができる。これにより、駆動モータにおける消費電力を抑制することができるので、航続可能距離をより一層伸ばすことができる。
【００３０】
さらに、請求項７に記載の電気自動車の駆動システムによれば、プロペラシャフトと一体化された発電機の固定子がバッテリユニットに支持されている。従って、電気自動車に前面衝突が生じ、プロペラシャフトが車両上下方向下側へ変形されたときには、このプロペラシャフトがバッテリユニットと干渉される（つまり、プロペラシャフトがバッテリユニットに直接干渉されるか、又は、発電機を介してプロペラシャフトの変形力がバッテリユニットに伝達される）ことにより、バッテリユニットを車体から落下させることができる。
【００３１】
これにより、車室に作用する慣性マスとしてのバッテリユニットを車体から切り離すことができるので、車体における前面衝突時のための補強の増加を抑制でき、車体の軽量化とコストダウンを図ることができる。
【００３２】
しかも、請求項７に記載の電気自動車の駆動システムによれば、固定子がバッテリユニットに支持されることにより、発電機とバッテリユニットとが一体化されている。従って、発電機とバッテリユニットとを接続するワイヤハーネスを短縮することができると共に、発電機にて発生した電力によってバッテリユニットが充電されるときの充電ロスを抑制することができる。
【００３３】
また、発電機とバッテリユニットとが一体化されることにより、発電機と一体化されたプロペラシャフトとバッテリユニットも一体化されている。従って、このプロペラシャフト及びバッテリユニットを含む駆動システム全体が一体のユニットとされるので、例えば、この駆動システムをシャシー部品と一体に車体に搭載することが可能となる。
【発明の効果】
【００３４】
以上詳述したように、本発明によれば、制動時だけでなく、電気自動車が走行しているときには、発電機にて電力が発生されてバッテリユニットが充電されるので、発電量を増加して航続可能距離を伸ばすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態について説明する。
【００３６】
なお、各図において示される矢印ＵＰ、矢印ＦＲ、矢印ＯＵＴは、本発明の一実施形態に係る電気自動車ＥＶの車両上下方向上側、車両前後方向前側、車両幅方向外側をそれぞれ示している。
【００３７】
図１に示される電気自動車ＥＶは、駆動システム１０を備えている。駆動システム１０は、駆動モータ１２と、トランスファ１４と、プロペラシャフト１６と、クラッチ１８と、ディファレンシャル機構２０と、発電機２２と、バッテリユニット２４と、制御ユニット２６とを備えている。
【００３８】
駆動モータ１２は、車体前部に配置され、車軸等を介して前輪２８と駆動力を伝達可能に接続されている。
【００３９】
プロペラシャフト１６は、車両前後方向に延在されており、その車両前後方向前側は、トランスファ１４を介して駆動モータ１２と駆動力を伝達可能に接続されている。
【００４０】
このプロペラシャフト１６には、図１，図４に示されるように、車両前後方向におけるトランスファ１４とディファレンシャル機構２０との間（より具体的には、車両前後方向におけるトランスファ１４とバッテリユニット２４との間）にくびれ状の脆弱部３０が形成されている。この脆弱部３０は、車体の重心３２に対する車両前後方向前側に位置されている。
【００４１】
クラッチ１８は、プロペラシャフト１６とディファレンシャル機構２０との接続を遮断する遮断状態と、プロペラシャフト１６とディファレンシャル機構２０とを接続する接続状態とに切替可能な電磁クラッチ等により構成されている。
【００４２】
ディファレンシャル機構２０は、車体後部に配置されている。このディファレンシャル機構２０は、プロペラシャフト１６の車両前後方向後側とクラッチ１８を介して駆動力を伝達可能に接続されると共に、プロペラシャフト１６から伝達された駆動力を後輪３４に伝達する構成とされている。
【００４３】
発電機２２は、例えば、図２，図３に示されるように、回転子３６と、固定子３８と、整流装置４０とを有するブラシ付きモータにより構成されている。
【００４４】
回転子３６は、コア及びコイルを有して構成されており、プロペラシャフト１６に一体回転可能に固定されている。固定子３８は、モータハウジング４２と、このモータハウジング４２の内周面に固定されたマグネット４３とにより構成されており、回転子３６の径方向外側に回転子３６と径方向に対向して配置されている。整流装置４０は、整流子４４と、ブラシ４６と、ブラシホルダ４８等により構成されている。そして、この発電機２２は、回転子３６の回転に伴い電力を発生する構成とされている。
【００４５】
また、この発電機２２は、後述するバッテリケース５４の内部に収容されると共に、ブラケット５０を介してバッテリケース５４に支持されている。
【００４６】
バッテリユニット２４は、バッテリ５２及びバッテリケース５４を有して構成されている。バッテリ５２は、バッテリケース５４の内部に収容され、発電機２２にて発生した電力により充電されると共に充電した電力を駆動モータ１２に供給する構成とされている。また、このバッテリ５２は、制動時には駆動モータ１２にて発生した電力によっても充電される構成とされている。
【００４７】
バッテリケース５４は、図示しない固定具や溶接等により車体（例えば、フロアパネルやクロスメンバなど）に固定されている。また、このバッテリケース５４には、プロペラシャフト１６が貫通している。
【００４８】
そして、この駆動システム１０では、後述するように電気自動車ＥＶに前面衝突が生じてプロペラシャフト１６が車両上下方向下側へ変形されたときには、このプロペラシャフト１６とバッテリケース５４とが干渉するように（つまり、プロペラシャフト１６がバッテリケース５４に直接干渉されるか、又は、発電機２２を介してプロペラシャフト１６の変形力がバッテリケース５４に伝達されるように）、プロペラシャフト１６とバッテリケース５４との相対位置や隙間等が設定されている。
【００４９】
制御ユニット２６は、運転者によるアクセル操作に応じて出力されるアクセル信号等に基づいて駆動モータ１２の動作を制御したり、電気自動車ＥＶの走行状態に応じてクラッチ１８の動作を制御したりする構成とされている。
【００５０】
なお、制御ユニット２６は、通常走行時にはクラッチ１８を遮断状態として駆動モータ１２の駆動力を後輪３４に伝達させないようにし、登坂路走行時や低摩擦路走行時にはクラッチ１８を接続状態として駆動モータ１２の駆動力を後輪３４に伝達させる。
【００５１】
次に、本発明の一実施形態の作用及び効果について説明する。
【００５２】
本発明の一実施形態に係る駆動システム１０では、駆動モータ１２が駆動されると、駆動モータ１２から前輪２８に駆動力が伝達され、これにより、電気自動車ＥＶが走行する。また、駆動モータ１２にはトランスファ１４を介してプロペラシャフト１６が駆動力を伝達可能に接続されており、このプロペラシャフト１６は、電気自動車ＥＶの走行中は常時回転される。
【００５３】
さらに、このプロペラシャフト１６には、発電機２２の回転子３６が一体回転可能に固定されており、この発電機２２は、プロペラシャフト１６が回転されているとき、すなわち、電気自動車ＥＶが走行しているときには、電力を発生する。そして、この発電機２２にて発生された電力によりバッテリユニット２４が充電され、このバッテリユニット２４に充電された電力は駆動モータ１２に供給される。
【００５４】
このように、本発明の一実施形態に係る駆動システム１０によれば、制動時だけでなく、電気自動車ＥＶが走行しているときには、発電機２２にて電力が発生されてバッテリユニット２４が充電されるので、発電量を増加して航続可能距離を伸ばすことができる。
【００５５】
また、本発明の一実施形態に係る駆動システム１０によれば、発電機２２の回転子３６がプロペラシャフト１６に一体に設けられ、発電機２２とプロペラシャフト１６とが一体化されている。従って、例えば、プロペラシャフト１６と発電機２２が別体に構成されて、プロペラシャフト１６の駆動力をベルト機構等を介して発電機２２に伝達する構造に比して、電気自動車ＥＶの走行中に発電機２２からプロペラシャフト１６に作用する抵抗力を低減することができる。これにより、駆動モータ１２における消費電力を抑制することができるので、航続可能距離をより一層伸ばすことができる。
【００５６】
しかも、本発明の一実施形態に係る駆動システム１０によれば、制動時に荷重がかかる車体前部に駆動モータ１２が配置されている。このため、制動時には、より多くの回生エネルギを駆動モータ１２によって回収することができる。
【００５７】
また、本発明の一実施形態に係る駆動システム１０では、図５の上図に示されるように、電気自動車ＥＶに前面衝突が生じると、車体前部に配置された重量物である駆動モータ１２の車両前後方向前側の移動が規制される。そして、駆動モータ１２と同様に重量物であるバッテリユニット２４は、慣性マスとなって車両前側に移動し続けようとするが、図５の中図に示されるように、このバッテリユニット２４と一体となっているプロペラシャフト１６が突っ張ってしまう。
【００５８】
ところが、プロペラシャフト１６は、車両前後方向におけるトランスファ１４とバッテリユニット２４との間に脆弱部３０を有している。しかも、この脆弱部３０は、車体の重心３２に対する車両前後方向前側に位置されている。従って、電気自動車ＥＶの前面衝突時には、上述の重心３２回りに作用するモーメントＭを利用して、図５の下図に示されるように、プロペラシャフト１６を脆弱部３０をきっかけとして下に折るモードを作り出すことができる。
【００５９】
しかも、このプロペラシャフト１６は、バッテリユニット２４を貫通しており、また、このプロペラシャフト１６と一体化された発電機２２の固定子３８はバッテリケース５４に支持されている。このため、電気自動車ＥＶに前面衝突が生じ、プロペラシャフト１６が車両上下方向下側へ折れたときには、このプロペラシャフト１６がバッテリケース５４と干渉される（つまり、プロペラシャフト１６がバッテリケース５４に直接干渉されるか、又は、発電機２２を介してプロペラシャフト１６の変形力がバッテリケース５４に伝達される）ことで、図５の下図に示されるように、バッテリユニット２４を車体から落下させることができる。
【００６０】
これにより、車室に作用する慣性マスとしてのバッテリユニット２４を車体から切り離すことができるので、車体における前面衝突時のための補強の増加を抑制でき、車体の軽量化とコストダウンを図ることができる。
【００６１】
また、仮に、駆動モータ１２が車体後部に配置された場合には、車体後部に慣性マスが増加する。このため、電気自動車ＥＶの前面衝突時におけるエネルギ吸収をするためには車体前部の補強をする必要がある。ところが、本発明の一実施形態に係る駆動システム１０によれば、駆動モータ１２が車体前部に配置されているため、車体前部の補強が少なくて済む。
【００６２】
また、上述のように、プロペラシャフト１６がバッテリユニット２４を貫通していると、例えば、プロペラシャフト１６及びバッテリユニット２４が車両高さ方向に並んで配置される構成に比して、車両高さ方向に小型化することができる。
【００６３】
また、本発明の一実施形態に係る駆動システム１０によれば、発電機２２がバッテリユニット２４に一体に設けられている。従って、発電機２２とバッテリユニット２４とを接続するワイヤハーネスを短縮することができると共に、発電機２２にて発生した電力によってバッテリユニット２４が充電されるときの充電ロスを抑制することができる。
【００６４】
また、発電機２２とバッテリユニット２４とが一体化されることにより、発電機２２と一体化されたプロペラシャフト１６とバッテリユニット２４も一体化されている。従って、このプロペラシャフト１６及びバッテリユニット２４を含む駆動システム１０全体が一体のユニットとされるので、例えば、この駆動システム１０をシャシー部品と一体に車体に搭載することが可能となる。
【００６５】
また、本発明の一実施形態に係る駆動システム１０によれば、電気自動車ＥＶの走行状態に応じてクラッチ１８機構の動作が遮断される。これにより、電気自動車ＥＶの走行状態に応じて、駆動モータ１２によって前輪２８のみが駆動される状態と、駆動モータ１２の駆動力が前輪２８及び後輪３４に伝達されて前輪２８及び後輪３４が駆動される状態とに切り替えることができる。
【００６６】
つまり、通常走行時にはクラッチ１８を遮断状態として駆動モータ１２の駆動力を後輪３４に伝達させないようにして駆動モータ１２に作用する負荷を低減させることができる。その一方で、登坂路走行時や低摩擦路走行時にはクラッチ１８を接続状態として駆動モータ１２の駆動力を後輪３４に伝達させることができる。これにより、回生エネルギを多く回収できる前輪２８駆動の電気自動車ＥＶでありながらより高い駆動力を得ることができる。
【００６７】
次に、本発明の一実施形態の変形例について説明する。
【００６８】
上記実施形態において、発電機２２は、ブラシ付きモータにより構成されていたが、図６に示されるように、回転子３６と固定子３８とを有するブラシレスモータにより構成されていても良い。なお、この場合、回転子３６は、マグネットにより構成され、固定子３８は、コア及びコイルにより構成される。
【００６９】
また、上記実施形態において、発電機２２は、バッテリケース５４の内部に収容されると共に、ブラケット５０を介してバッテリケース５４に支持されていたが、次のように構成されていても良い。
【００７０】
すなわち、図７，図８に示されるように、発電機２２は、バッテリケース５４の外部に配置されると共に、ブラケット５０を介してバッテリケース５４に支持されていても良い。
【００７１】
また、上記実施形態において、プロペラシャフト１６は、図９に示されるように、例えば、軸受５６等によってバッテリケース５４に回転可能に支持されていても良い。このように構成されていても、プロペラシャフト１６が脆弱部３０をきっかけとして車両上下方向下側に折れたときには、バッテリユニット２４を車体から落下させることができる。
【００７２】
また、上記実施形態において、脆弱部３０は、くびれ状に形成されていたが、図１０に示されるように、テーパ部５８と細径部６０とによって構成されていても良い。なお、この場合には、テーパ部５８と細径部６０との境界においてプロペラシャフト１６が車両上下方向下側に折れるようになる。
【００７３】
以上、本発明の一実施形態及びその変形例について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の一実施形態に係る電気自動車の側面図である。
【図２】図１の２−２線断面図である。
【図３】図２の３−３線断面図である。
【図４】図１に示されるプロペラシャフトの側面図である。
【図５】図１に示される駆動システムの前面衝突時の動作を説明する図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る駆動システムの変形例を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る駆動システムの変形例を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る駆動システムの変形例を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る駆動システムの変形例を示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係るプロペラシャフトの変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００７５】
１０ 駆動システム
１２ 駆動モータ
１４ トランスファ
１６ プロペラシャフト
１８ クラッチ
２０ ディファレンシャル機構
２２ 発電機
２４ バッテリユニット
２６ 制御ユニット
３０ 脆弱部
３２ 重心
ＥＶ 電気自動車
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体前部に配置され、前輪と駆動力を伝達可能に接続された駆動モータと、
車両前後方向に延在され、その車両前後方向前側が前記駆動モータとトランスファを介して駆動力を伝達可能に接続されたプロペラシャフトと、
車体後部に配置されて前記プロペラシャフトの車両前後方向後側と駆動力を伝達可能に接続されると共に、前記プロペラシャフトから伝達された駆動力を後輪に伝達するディファレンシャル機構と、
前記プロペラシャフトに一体回転可能に固定された回転子と、前記回転子と対向して配置された固定子とを有して構成され、前記回転子の回転に伴い電力を発生する発電機と、
車体に固定されると共に前記プロペラシャフトの車両上下方向下側への変形に伴い前記プロペラシャフトと干渉するように設けられ、前記発電機にて発生した電力により充電されると共に充電した電力を前記駆動モータに供給するバッテリユニットと、
を備えた電気自動車の駆動システム。
【請求項２】
前記プロペラシャフトは、車両前後方向における前記トランスファと前記ディファレンシャル機構との間に脆弱部を有する、
請求項１に記載の電気自動車の駆動システム。
【請求項３】
前記脆弱部は、車体の重心に対する車両前後方向前側に位置されている、
請求項２に記載の電気自動車の駆動システム。
【請求項４】
前記プロペラシャフトは、前記バッテリユニットを貫通している、
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の電気自動車の駆動システム。
【請求項５】
前記固定子は、前記バッテリユニットに支持されている、
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の電気自動車の駆動システム。
【請求項６】
前記プロペラシャフトと前記ディファレンシャル機構との接続を遮断するためのクラッチと、
電気自動車の走行状態に応じて前記クラッチの動作を制御する制御ユニットと、
を備えた請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の電気自動車の駆動システム。
【請求項７】
車体前部に配置され、前輪と駆動力を伝達可能に接続された駆動モータと、
車両前後方向に延在され、その車両前後方向前側が前記駆動モータとトランスファを介して駆動力を伝達可能に接続されたプロペラシャフトと、
車体後部に配置されて前記プロペラシャフトの車両前後方向後側と駆動力を伝達可能に接続されると共に、前記プロペラシャフトから伝達された駆動力を後輪に伝達するディファレンシャル機構と、
前記プロペラシャフトに一体回転可能に固定された回転子と、前記回転子と対向して配置された固定子とを有して構成され、前記回転子の回転に伴い電力を発生する発電機と、
車体に固定されると共に前記固定子が支持され、前記発電機にて発生した電力により充電されると共に充電した電力を前記駆動モータに供給するバッテリユニットと、
を備えた電気自動車の駆動システム。
【請求項１】
車体前部に配置され、前輪と駆動力を伝達可能に接続された駆動モータと、
車両前後方向に延在され、その車両前後方向前側が前記駆動モータとトランスファを介して駆動力を伝達可能に接続されたプロペラシャフトと、
車体後部に配置されて前記プロペラシャフトの車両前後方向後側と駆動力を伝達可能に接続されると共に、前記プロペラシャフトから伝達された駆動力を後輪に伝達するディファレンシャル機構と、
前記プロペラシャフトに一体回転可能に固定された回転子と、前記回転子と対向して配置された固定子とを有して構成され、前記回転子の回転に伴い電力を発生する発電機と、
車体に固定されると共に前記プロペラシャフトの車両上下方向下側への変形に伴い前記プロペラシャフトと干渉するように設けられ、前記発電機にて発生した電力により充電されると共に充電した電力を前記駆動モータに供給するバッテリユニットと、
を備えた電気自動車の駆動システム。
【請求項２】
前記プロペラシャフトは、車両前後方向における前記トランスファと前記ディファレンシャル機構との間に脆弱部を有する、
請求項１に記載の電気自動車の駆動システム。
【請求項３】
前記脆弱部は、車体の重心に対する車両前後方向前側に位置されている、
請求項２に記載の電気自動車の駆動システム。
【請求項４】
前記プロペラシャフトは、前記バッテリユニットを貫通している、
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の電気自動車の駆動システム。
【請求項５】
前記固定子は、前記バッテリユニットに支持されている、
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の電気自動車の駆動システム。
【請求項６】
前記プロペラシャフトと前記ディファレンシャル機構との接続を遮断するためのクラッチと、
電気自動車の走行状態に応じて前記クラッチの動作を制御する制御ユニットと、
を備えた請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の電気自動車の駆動システム。
【請求項７】
車体前部に配置され、前輪と駆動力を伝達可能に接続された駆動モータと、
車両前後方向に延在され、その車両前後方向前側が前記駆動モータとトランスファを介して駆動力を伝達可能に接続されたプロペラシャフトと、
車体後部に配置されて前記プロペラシャフトの車両前後方向後側と駆動力を伝達可能に接続されると共に、前記プロペラシャフトから伝達された駆動力を後輪に伝達するディファレンシャル機構と、
前記プロペラシャフトに一体回転可能に固定された回転子と、前記回転子と対向して配置された固定子とを有して構成され、前記回転子の回転に伴い電力を発生する発電機と、
車体に固定されると共に前記固定子が支持され、前記発電機にて発生した電力により充電されると共に充電した電力を前記駆動モータに供給するバッテリユニットと、
を備えた電気自動車の駆動システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−１５５５７０（Ｐ２０１０−１５５５７０Ａ）
【公開日】平成２２年７月１５日（２０１０．７．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３３５６７４（Ｐ２００８−３３５６７４）
【出願日】平成２０年１２月２９日（２００８．１２．２９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月１５日（２０１０．７．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２９日（２００８．１２．２９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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