JP5316212B2 - Electric vehicle - Google Patents

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Description

本発明は、インホイールモータを備える電動車両に関する。   The present invention relates to an electric vehicle including an in-wheel motor.

従来より、インホイールモータに設けられたモータ冷却用通風路の排気口をベンチレーテッド型ディスクブレーキに設けられたディスクブレーキ冷却用通風路の吸気口に対向させることにより、ベンチレーテッド型のディスクブレーキを利用してモータ冷却用通風路に外気を通じさせてインホイールモータを冷却するインホイールモータの冷却構造が知られている。   Conventionally, ventilated discs are made by making the air outlet of the motor cooling air passage provided in the in-wheel motor face the air inlet of the disc brake cooling air passage provided in the ventilated disc brake. There is known an in-wheel motor cooling structure that cools an in-wheel motor by passing outside air through a ventilation passage for motor cooling using a brake.

特開２００５−１６８１２０号公報JP 2005-168120 A

従来のインホイールモータの冷却構造では、モータ冷却用通風路が薄く長い配管構造になっているために、外気に対する管路抵抗が大きくなり、外気の風量が十分に得られない。このため従来のインホイールモータの冷却構造によれば、インホイールモータを効率的に冷却することができない。   In the conventional cooling structure for an in-wheel motor, since the motor cooling ventilation path is a thin and long piping structure, the pipe resistance against the outside air is increased, and the air volume of the outside air cannot be sufficiently obtained. For this reason, according to the conventional cooling structure of an in-wheel motor, an in-wheel motor cannot be cooled efficiently.

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的はインホイールモータの冷却効率を向上可能な電動車両を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide an electric vehicle capable of improving the cooling efficiency of an in-wheel motor.

本発明に係る電動車両は、ディスクブレーキの外周部に対向配置された導風板を備え、ディスクブレーキは、内周側から外周側に向けて外気を通風する通風路を有し、導風板は、通風路から排出された外気をインホイールモータに供給する排気口を有し、ディスクブレーキの状態に応じて、排気口を開閉する開閉手段の開閉状態を制御する第１制御手段を備える。 An electric vehicle according to the present invention includes a wind guide plate disposed opposite to an outer peripheral portion of a disc brake, and the disc brake has a ventilation path for venting outside air from the inner peripheral side toward the outer peripheral side. It may have a discharge port for supplying the discharged outside air to the in-wheel motor from passing air passage comprises according to the state of the disc brake, a first control means for controlling the opening and closing state of the opening and closing means for opening and closing the exhaust port .

本発明に係る電動車両によれば、外気に対する通風路の管路抵抗を小さくできるので、インホイールモータの冷却効率を向上させることができる。
また、導風板は、インホイールモータの冷却用の排気口を開閉する開閉手段を備えるので、ディスクブレーキの熱をインホイールモータ側に送らないようにすることができる。 According to the electric vehicle according to the present invention, since the duct resistance of the ventilation path with respect to the outside air can be reduced, the cooling efficiency of the in-wheel motor can be improved.
In addition, since the air guide plate is provided with opening / closing means for opening / closing the cooling exhaust port of the in-wheel motor, it is possible to prevent the heat of the disc brake from being sent to the in-wheel motor side.

本発明の実施形態となる電動車両の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the electric vehicle used as embodiment of this invention. 本発明の実施形態となるディスクブレーキ及び導風板の構成を示す（ａ）断面図及び（ｂ）後面図である。It is the (a) sectional view and the (b) rear elevation figure showing composition of a disc brake and an air guide plate used as an embodiment of the present invention. 図２に示すディスクブレーキの第１変形例の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the 1st modification of the disc brake shown in FIG. 図２に示すディスクブレーキの第２変形例の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the 2nd modification of the disc brake shown in FIG. 図２に示すディスクブレーキの第３変形例の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the 3rd modification of the disc brake shown in FIG.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態となる電動車両の構成を説明する。   Hereinafter, a configuration of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

〔電動車両の構成〕
本発明の実施形態となる電動車両１は、図１に示すように、車輪２ａ〜２ｄを独立に駆動するインホイールモータ３と、車輪２ａ〜２ｄの回転軸４を介してインホイールモータ３の駆動力を車輪２ａ〜２ｄに伝達するギヤ５と、車輪２ａ〜２ｄのホイール内側に設けられ、車輪２ａ〜２ｄを制動するベンチレーテッド型のディスクブレーキ６と、インホイールモータ３に交流電力を供給するインバータ７と、車輪２ａ〜２ｄの車輪速を検出する車輪速センサ８と、駐車時にインホイールモータ３の作動を禁止するパーキングロック機構９とを有する。 [Configuration of electric vehicle]
As shown in FIG. 1, an electric vehicle 1 according to an embodiment of the present invention includes an in-wheel motor 3 that independently drives wheels 2 a to 2 d and an in-wheel motor 3 via a rotation shaft 4 of the wheels 2 a to 2 d. AC power is transmitted to the in-wheel motor 3 and the gear 5 that transmits the driving force to the wheels 2a to 2d, the ventilated disc brake 6 that is provided inside the wheels 2a to 2d and brakes the wheels 2a to 2d. It has an inverter 7 to be supplied, a wheel speed sensor 8 that detects wheel speeds of the wheels 2a to 2d, and a parking lock mechanism 9 that prohibits the operation of the in-wheel motor 3 during parking.

この電動車両１はさらに、インバータ７に直流電力を供給するバッテリ１０と、インバータ７の動作を制御することによりインホイールモータ３の動作（駆動力）を制御するモータコントローラ１１と、電動車両１全体の動作を制御する車両コントローラ１２とを有する。車両コントローラ１２は、電動車両１のステアリングの操舵角を検出する舵角センサ１３，電動車両１のアクセルペダルの踏込量を検出するアクセルペダルセンサ１４，電動車両１のブレーキペダルの踏込量を検出するブレーキペダルセンサ１５，電動車両１の制御モードを検出するモードスイッチセンサ１６，電動車両１のヨーレートを検出するヨーレートセンサ１７，電動車両１に加わる横（車幅）方向加速度（横Ｇ）を検出する横Ｇセンサ１８，及び電動車両１に加わる車両前後方向加速度（前後Ｇ）を検出する前後Ｇセンサ１９の検出値に基づいて、インホイールモータ３とディスクブレーキ６の動作を独立して制御する。   The electric vehicle 1 further includes a battery 10 that supplies DC power to the inverter 7, a motor controller 11 that controls the operation (driving force) of the in-wheel motor 3 by controlling the operation of the inverter 7, and the entire electric vehicle 1. And a vehicle controller 12 for controlling the operation. The vehicle controller 12 detects a steering angle sensor 13 that detects the steering angle of the electric vehicle 1, an accelerator pedal sensor 14 that detects an accelerator pedal depression amount of the electric vehicle 1, and a brake pedal depression amount of the electric vehicle 1. Brake pedal sensor 15, mode switch sensor 16 for detecting the control mode of the electric vehicle 1, yaw rate sensor 17 for detecting the yaw rate of the electric vehicle 1, and lateral (vehicle width) direction acceleration (lateral G) applied to the electric vehicle 1 are detected. The operations of the in-wheel motor 3 and the disc brake 6 are independently controlled based on the detection values of the lateral G sensor 18 and the longitudinal G sensor 19 that detects vehicle longitudinal acceleration (front-rear G) applied to the electric vehicle 1.

〔インホイールモータの冷却構造〕
ディスクブレーキ６は、図２（ａ）に示すように、内周側から外周側に向けて貫通する冷却用通風路６ａを有する。ディスクブレーキ６の回転時には、遠心作用により外気が矢印で示すように冷却用通風路６ａを通って内周側から外周側に向かって流れることにより、ディスクブレーキ６が冷却される。ディスクブレーキ６の外周部には、図２（ａ），（ｂ）に示すように、導風板２１が対向配置されている。導風板２１は、ブレーキキャリパー２４とは異なる車輪の中心位置より上側位置に設けられたインホイールモータ３の冷却用の排気口２２と、車両下部側位置に設けられたディスクブレーキ６の排熱用の排気口２３を備える。 [In-wheel motor cooling structure]
As shown in FIG. 2A, the disc brake 6 has a cooling air passage 6 a that penetrates from the inner peripheral side toward the outer peripheral side. When the disc brake 6 rotates, the disc brake 6 is cooled by flowing outside air from the inner peripheral side toward the outer peripheral side through the cooling air passage 6a as indicated by an arrow due to centrifugal action. As shown in FIGS. 2A and 2B, the air guide plate 21 is disposed opposite to the outer periphery of the disc brake 6. The air guide plate 21 is provided with an exhaust port 22 for cooling the in-wheel motor 3 provided at a position higher than the center position of the wheel different from the brake caliper 24, and exhaust heat of the disc brake 6 provided at the vehicle lower side position. An exhaust port 23 is provided.

冷却用通風路６ａから排出された外気は、導風板２１により誘導されて排気口２２を介してインホイールモータ３の上部側に直接供給される。またインホイールモータ３の下部側には走行風が直接供給される。これにより、インホイールモータ３周りの風流れが速くなるので、インホイールモータ３の冷却効率を向上させることができる。また排気口２２は車両上部側に設けられているので、インホイールモータ３上部の風流れの澱みが解消され、インホイールモータ３の冷却効率をさらに向上させることができる。   The outside air discharged from the cooling air passage 6 a is guided by the air guide plate 21 and directly supplied to the upper side of the in-wheel motor 3 through the exhaust port 22. Further, traveling wind is directly supplied to the lower side of the in-wheel motor 3. Thereby, since the wind flow around the in-wheel motor 3 becomes faster, the cooling efficiency of the in-wheel motor 3 can be improved. Further, since the exhaust port 22 is provided on the upper side of the vehicle, the stagnation of the wind flow at the upper part of the in-wheel motor 3 is eliminated, and the cooling efficiency of the in-wheel motor 3 can be further improved.

排気口２２には、排気口２２を開閉する開閉蓋２１ａが設けられている。車両コントローラ１２は、ブレーキディスク６の温度が所定値以上である場合は開閉蓋２１ａを閉じ、外気をインホイールモータ３側に供給しないようにすることにより、ブレーキディスク６の冷却性能が悪化することを抑制できる。また開閉蓋２１ａにより排気口２２を閉じている時に排気口２３を開くようにすることにより、ブレーキディスク６の冷却性能を保つこともできる。   The exhaust port 22 is provided with an opening / closing lid 21 a that opens and closes the exhaust port 22. When the temperature of the brake disc 6 is equal to or higher than the predetermined value, the vehicle controller 12 closes the open / close lid 21a and prevents the outside air from being supplied to the in-wheel motor 3 side, thereby deteriorating the cooling performance of the brake disc 6. Can be suppressed. Further, the cooling performance of the brake disc 6 can be maintained by opening the exhaust port 23 when the exhaust port 22 is closed by the opening / closing lid 21a.

ブレーキディスク６の温度は、温度センサを利用して直接的に測定してもよいし、ブレーキペダルセンサ１５の検出値から推定するようにしてもよい。また開閉蓋２１ａの開閉は、排気口２２から排出される外気の温度に応じて制御するようにしてもよい。具体的には、車両コントローラ１２は、排気口２２から排出される外気の温度が所定値以上である場合は開閉蓋２１ａを閉じ、外気をインホイールモータ３側に供給しないようにすることにより、ブレーキディスク６の冷却性能が悪化することを抑制できる。   The temperature of the brake disk 6 may be measured directly using a temperature sensor, or may be estimated from the detection value of the brake pedal sensor 15. The opening / closing of the opening / closing lid 21a may be controlled in accordance with the temperature of the outside air discharged from the exhaust port 22. Specifically, the vehicle controller 12 closes the open / close lid 21a when the temperature of the outside air discharged from the exhaust port 22 is equal to or higher than a predetermined value, so that the outside air is not supplied to the in-wheel motor 3 side. It can suppress that the cooling performance of the brake disc 6 deteriorates.

ディスクブレーキ６は、図３に示すように、ホイール側から車幅方向内側に貫通する冷却用通風路６ｂを有していてもよい。またディスクブレーキ６は、図４に示すように、冷却用通風路６ａよりも車幅方向外側で径方向に貫通する冷却用通風路６ｃを有していてもよい。このような構成によれば、ホイール側から内周側に向けて外気を通風できるので、結果として、インホイールモータ３側に導入される風量をより大きくし、インホイールモータ３の冷却効率をより向上させることができる。   As shown in FIG. 3, the disc brake 6 may have a cooling air passage 6 b that penetrates from the wheel side to the inside in the vehicle width direction. Further, as shown in FIG. 4, the disc brake 6 may have a cooling air passage 6c that penetrates in the radial direction on the outer side in the vehicle width direction than the cooling air passage 6a. According to such a configuration, the outside air can be ventilated from the wheel side toward the inner peripheral side. As a result, the amount of air introduced into the in-wheel motor 3 is increased, and the cooling efficiency of the in-wheel motor 3 is further increased. Can be improved.

図５に示すように、冷却用通風路６ａの吸気口の形状をテーパ形状に形成してもよい。このような構成によれば、冷却用通風路６ａに導入される外気の風量を増加させることができるので、結果として、インホイールモータ３側に導入される風量が大きくなり、インホイールモータ３の冷却効率をより向上させることができる。またディスクブレーキ６の内周側にフィンを設けることにより、冷却用通風路６ａを通風する外気の風量を増やすようにしてもよい。   As shown in FIG. 5, the shape of the intake port of the cooling air passage 6a may be formed in a tapered shape. According to such a configuration, the air volume of the outside air introduced into the cooling air passage 6a can be increased. As a result, the air volume introduced into the in-wheel motor 3 is increased, and the in-wheel motor 3 The cooling efficiency can be further improved. Further, by providing fins on the inner peripheral side of the disc brake 6, the amount of outside air flowing through the cooling air passage 6a may be increased.

以上の説明から明らかなように、本発明の実施形態となる電動車両１は、ディスクブレーキ６の外周部に対向配置された導風板２１を備え、ディスクブレーキ６は、内周側から外周側に向けて外気を通風する冷却用通風路６ａを有し、導風板２１は、車両上部側に設けられ、冷却用通風路６ａから排出された外気をインホイールモータ３に供給する排気口２２を有する。このような構成によれば、従来技術と比較して冷却用通風路の管路抵抗を小さくできるので、インホイールモータ３の冷却効率を向上させることができる。   As is clear from the above description, the electric vehicle 1 according to the embodiment of the present invention includes the air guide plate 21 disposed opposite to the outer peripheral portion of the disc brake 6, and the disc brake 6 is arranged from the inner peripheral side to the outer peripheral side. The air guide plate 21 is provided on the upper side of the vehicle, and the air outlet 22 supplies outside air discharged from the cooling air passage 6a to the in-wheel motor 3. Have According to such a configuration, the pipe resistance of the cooling air passage can be reduced as compared with the prior art, so that the cooling efficiency of the in-wheel motor 3 can be improved.

本発明の実施形態となる電動車両１では、導風板２１は、インホイールモータ３の冷却用の排気口２２を開閉する開閉蓋２１ａを備えるので、ディスクブレーキ６の熱をインホイールモータ３側に送らないようにすることができる。本発明の実施形態となる電動車両１では、導風板２１は、インホイールモータ３の冷却用の排気口２２とは別にディスクブレーキ６の排熱用の排気口２３を有し、車両コントローラ１２は、排気口２２が閉状態にある時に排気口２３を開状態に制御するので、ブレーキディスク６を独立して冷却することができる。   In the electric vehicle 1 according to the embodiment of the present invention, the air guide plate 21 includes the opening / closing lid 21a that opens and closes the cooling exhaust port 22 of the in-wheel motor 3, so that the heat of the disc brake 6 is transferred to the in-wheel motor 3 side. You can avoid sending to. In the electric vehicle 1 according to the embodiment of the present invention, the air guide plate 21 has an exhaust port 23 for exhaust heat of the disc brake 6 in addition to the exhaust port 22 for cooling the in-wheel motor 3. Since the exhaust port 23 is controlled to be in the open state when the exhaust port 22 is in the closed state, the brake disk 6 can be cooled independently.

また本発明の実施形態となる電動車両１では、ディスクブレーキ６は、ホイール側から内周側に向けて外気を通風する冷却用通風路６ｂ，６ｃを有するので、より冷えた外気をインホイールモータ３に供給し、インホイールモータ３の冷却効率を高めることができる。また本発明の実施形態となる電動車両１では、冷却用通風路６ａの吸気口の形状がテーパ形状に形成されているので、冷却用通風路６ａを通過する外気の風量を増加させることができる。   Further, in the electric vehicle 1 according to the embodiment of the present invention, the disc brake 6 has cooling air passages 6b and 6c for ventilating the outside air from the wheel side toward the inner peripheral side. 3, the cooling efficiency of the in-wheel motor 3 can be increased. Moreover, in the electric vehicle 1 which becomes embodiment of this invention, since the shape of the inlet of the cooling ventilation path 6a is formed in the taper shape, the air volume of the external air which passes the cooling ventilation path 6a can be increased. .

以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論である。   Although the embodiment to which the invention made by the present inventor is applied has been described above, the present invention is not limited by the description and the drawings that form a part of the disclosure of the present invention according to this embodiment. That is, it is needless to say that other embodiments, examples, operational techniques, and the like made by those skilled in the art based on the present embodiment are all included in the scope of the present invention.

１：電動車両
２ａ〜２ｄ：車輪
３：インホイールモータ
４：回転軸
５：ギヤ
６：ディスクブレーキ
６ａ，６ｂ，６ｃ：冷却用通風路
７：インバータ
８：車輪速センサ
９：パーキングロック機構
１０：バッテリ
１１：モータコントローラ
１２：車両コントローラ
１３：舵角センサ
１４：アクセルペダルセンサ
１５：ブレーキペダルセンサ
１６：モードスイッチセンサ
１７：ヨーレートセンサ
１８：横Ｇセンサ
１９：前後Ｇセンサ
２１：導風板
２１ａ：開閉蓋
２２，２３：排気口
２４：ブレーキキャリパー 1: Electric vehicle 2a-2d: Wheel 3: In-wheel motor 4: Rotating shaft 5: Gear 6: Disc brake 6a, 6b, 6c: Cooling air passage 7: Inverter 8: Wheel speed sensor 9: Parking lock mechanism 10: Battery 11: Motor controller 12: Vehicle controller 13: Rudder angle sensor 14: Accelerator pedal sensor 15: Brake pedal sensor 16: Mode switch sensor 17: Yaw rate sensor 18: Lateral G sensor 19: Front and rear G sensor 21: Wind guide plate 21a: Opening and closing lids 22, 23: exhaust port 24: brake caliper

Claims (8)

ベンチレーテッド型のディスクブレーキを有する車輪と、
前記車輪を駆動するインホイールモータと、
前記ディスクブレーキの外周部に対向配置された導風板とを備え、
前記ディスクブレーキは、内周側から外周側に向けて外気を通風する通風路を有し、前記導風板は、前記通風路から排出された外気を前記インホイールモータに供給する排気口を有し、
前記排気口を開閉する開閉手段を備え、
前記ディスクブレーキの状態に応じて前記開閉手段の開閉状態を制御する第１制御手段を備えることを特徴とする電動車両。 A wheel having a ventilated disc brake;
An in-wheel motor for driving the wheel ;
An air guide plate disposed opposite to the outer periphery of the disc brake;
The disc brake has a ventilation passage for ventilation the outside air toward the inner periphery side to the outer peripheral side, the air guide plate, the pre-Symbol exhaust port for supplying the discharged outside air into the in-wheel motor from air passage Yes, and
Opening and closing means for opening and closing the exhaust port;
An electric vehicle comprising first control means for controlling an open / close state of the open / close means in accordance with a state of the disc brake . 請求項１に記載の電動車両において、
前記第１制御手段は、前記ディスクブレーキの温度に応じて前記開閉手段の開閉状態を制御することを特徴とする電動車両。 The electric vehicle according to claim 1 ,
The electric vehicle according to claim 1, wherein the first control means controls an open / close state of the open / close means according to a temperature of the disc brake. 請求項２に記載の電動車両において、
前記第１制御手段は、前記ディスクブレーキの温度が所定値未満である場合は前記開閉手段を開状態に制御し、前記ディスクブレーキの温度が所定値以上である場合には前記開閉手段を閉状態に制御することを特徴とする電動車両。 The electric vehicle according to claim 2 ,
The first control means controls the opening / closing means to be open when the temperature of the disc brake is lower than a predetermined value, and closes the opening / closing means when the temperature of the disc brake is equal to or higher than a predetermined value. An electric vehicle characterized by being controlled. 請求項１乃至請求項３のうち、いずれか１項に記載の電動車両において、
前記排気口から排出される外気の温度に応じて前記開閉手段の開閉状態を制御する第２制御手段を備えることを特徴とする電動車両。 Of claims 1 to 3, in the electric vehicle according to any one,
An electric vehicle comprising: second control means for controlling an open / close state of the open / close means according to a temperature of outside air discharged from the exhaust port. 請求項４に記載の電動車両において、
前記第２制御手段は、前記排気口から排出される外気の温度が所定値未満である場合は前記開閉手段を開状態に制御し、前記排気口から排出される外気の温度が所定値以上である場合には前記開閉手段を閉状態に制御することを特徴とする電動車両。 The electric vehicle according to claim 4 ,
The second control means controls the opening / closing means to be open when the temperature of the outside air discharged from the exhaust port is less than a predetermined value, and the temperature of the outside air discharged from the exhaust port is a predetermined value or more. In some cases, the open / close means is controlled to be closed. 請求項１乃至請求項５のうち、いずれか１項に記載の電動車両において、
前記導風板は、前記開閉手段が閉状態である時に開状態になる第２排気口を有することを特徴とする電動車両。 Of claims 1 to 5, in the electric vehicle according to any one,
The electric vehicle according to claim 1, wherein the air guide plate has a second exhaust port that is opened when the opening / closing means is closed. 請求項１乃至請求項６のうち、いずれか１項に記載の電動車両において、
前記ディスクブレーキは、ホイール側から内周側に向けて外気を通風する第２通風路を有することを特徴とする電動車両。 The electric vehicle according to any one of claims 1 to 6 ,
The electric vehicle according to claim 1, wherein the disc brake has a second ventilation path that vents outside air from the wheel side toward the inner peripheral side. 請求項１乃至請求項７のうち、いずれか１項に記載の電動車両において、
前記通風路の吸気口形状がテーパ形状に形成されていることを特徴とする電動車両。 The electric vehicle according to any one of claims 1 to 7 ,
An electric vehicle characterized in that an air inlet shape of the ventilation path is formed in a tapered shape.
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