KR950001231B1 - 전기 자동차 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]

전기 자동차

[도면의 간단한 설명]

제1도에서 제6도는 본원 발명의 제1의 실시예에 관한 것이며,

제1도는 전기자동차의 구동장치의 구성 평면도.

제2도는 전기자동차의 개략 구조도.

제3도는 구동장치의 제어장치의 블록도.

제4도는 저속주행시의 4WS 기능의 설명도.

제5도는 고속 주행시의 4WS 기능의 설명도.

제6도는 흐름도이다.

제7도는 제13도는 제2의 실시예에 관한 것이며,

제7도는 제12도의 Ⅰ-Ⅰ 단면에 의한 주요부의 구조설명도.

제8도는 킹핀축의 상부의 확대도.

제9도는 구동용 모우터의 단면도.

제10도는 회전자의 사시도.

제11도는 바구니형 회전자의 사시도.

제12도는 전기자동차의 차륜의 배치 설명도.

제13a도~제13d도는 이 전기자동차의 주행상태의 설명도이고, a도는 사행주행의 설명도, b도는 조금 도는 주행의 설명도, c도는 스핀턴 주행의 설명도, d도는 측방주행의 설명도이다.

[발명의 상세한 설명]

[산업상의 이용분야]

본 발명은 차륜을 모우터로 구동하는 전기자동차에 관한 것이며, 특히 그의 주행성능의 개선에 관한 것이다.

[종래의 기술]

최근의 자동차 기술의 진보에 수반하여 자동차의 주행성능을 개선하는 기술로서 4WS(4륜조타), 4WD(4륜구동), ABS(미끄럼방지 브레이크), 트랙숀콘트로울등의 새로운 기술이 제안되고 있다.

그러나, 이들의 새로운 기술에는 각 차륜의 구동력이 관계하기 때문에 이들을 실시하는데는 종래의 자동차의 구성에 새로운 기계적 구성을 부가하고, 소요의 조건에 의거하여 적절히 제어하는 것이 필요하다.

또, 일반적으로 자동차에 있어서는 자동차를 조향하기 위한 조향륜과 자동차를 구동하기 위한 구동륜이 설치되어 있고 자동차의 운동성능의 향상이나 내부공간의 확보등을 위해 최근 조향륜이 구동륜도 겸하는 전륜구동차나 4륜 구동차가 널리 사용되고 있다.

[본원 발명이 해결하려고 하는 과제]

종래의 자동차에 있어서는 단일의 구동원인 엔진의 동력을 복수의 구동륜으로 분배하는 구동계를 구성하고 있기때문에 이들의 새로운 기술을 실시하기위해 추가해야 할 기구나, 새로운 기구를 추가하는데에 수반하는 기계적 구성은 구동계의 구성과의 관계에서 복잡하게 되기쉽고 이러한 사정은 자동차에 있어서도 같다.

또, 특히 조향륜이 구동륜을 겸하는 경우에는 킹핀축 회전에 조향륜이 선회하는 것이 필요함과 동시에 선회동작을 행하는 조향륜에 구동력을 전달하는 것도 동시에 필요하기 때문에 그의 구조가 극히 복잡하게 된다.

본원의 발명은 이와 같은 배경에 의거하여 이루어진 것이고, 전기 자동차의 주행성능의 개선을 도모하는 것을 목적으로 하고 더욱 상세하게는 기계적 구성을 복잡하게 하지않고 이들의 새로운 기술의 실시를 행하기 쉽게하여 전기 자동차의 주행성능의 향상을 도모하는 것을 제1의 목적으로 한다. 또 구동륜을 겸하는 조향륜의 구조를 간소화하고 조향륜의 선회동작의 자유도를 높임으로써 전기 자동차의 운동성능의 향상을 도모하는 것을 제2의 목적으로 하는 것이다.

[과제를 해결하기 위한 수단 및 효과]

상기 제1의 목적을 달성하기 위해 본원 발명의 제1의 특징은 차체의 양측에 구동륜을 설치한 전기 자동차에 있어서 상기 구동륜의 각각에는 독립으로 구동모우터를 설치하고, 이들의 구동모우터의 구동토오크 및 제동 토오크를 차량의 주행에 의거하는 신호에 의해 독립으로 제어하는데에 있다. 또 상기 제2의 목적을 달성하기 위해 본원 발명의 제2의 특징은 킹핀축 회전에 선회 가능하게 구성한 조향륜을 가지고 이 조향륜을 구동용 모우터로 회전구동하여 주행하는 전기 자동차에 있어서, 이 조향륜의 차축과 동심으로 구동용모우터의 고정자를 배치함과 동시에 조향륜의 휘일·림에는 회전자를 구성하고, 이 회전자를 상기 고장자의 외측에 끼워 맞추어서, 구동용모우터를 구성하는데에 있다.

본원의 제1의 특징에 의하면 종래와 같은 구동력의 분배의 문제를 일절 회피할 수가 있고, 각 구동모우터의 구동토오크 및 제동토오크를 독립적으로 제어함으로써 차체의 양측에서의 구동륜의 주속이나 구동력 및 제동력을 각각 독립으로 자유로 변화시키는 것이 용이하다.

이때문에 각 차륜의 구동력등의 조정을 수반하는 이들의 새로운 기술의 실시가 용이하고, 각별한 기계적 구성을 필요로 하지않고, 비교적 간단한 기계적 구성아래에 새로운 기술을 실시할 수가 있고, 전기 자동차의 주행성능을 향상시킬 수가 있다.

또, 본원의 제2의 특징에 의하면 조향륜에 동력원으로서의 구동용 모우터가 일체로 설치되기 때문에 선회동작을 행하는 조향륜으로의 구동력의 전달구조를 설치하지 않고도 간소한 구조로 할 수가 있다.

이때문에 조향륜의 킹핀축회전의 선회동작의 지장으로 되는 부재가 적기때문에 조향륜의 선회동작의 각도범위를 확대할 수가 있고 전기 자동차의 운동성능을 향상시킬 수가 있다.

[실시예]

우선, 본원 발명의 제1의 실시예를 제1도에서 제6도에 의해 설명하지만 이 실시예는 4륜 구동(이하, 4WD라함)식으로 구성된 4륜 전기 자동차이고 4륜조타(이하, 4WS라함) 기능, 미끄럼 방지 브레이크(ABS) 기능 및 트랙숀콘트로울 기능을 가지는 것이다.

최초에 제1도 및 제2도에 의해 전기 자동차의 구성 개략을 설명하면 전기 자동차(1)는 차량진행방향(화살표 F)의 양측에 배치된 각각 2개의 전륜(2a, 2b) 및 후륜(3a, 3b)에 차체(4)가 지지되고, 이 차체(4)에 형성된 차실(5)내에는 프론트시이트(6), 리어 시이트(7)가 배치되어있다. 그리고, 프론트시이트(6)의 전방에는 스테어링핸들(8)이 설치되고 이 스테어링핸들(8)에는 예컨대 아케르만 기구등에서 이루어지는 조타장치(도시하지 않음)를 통하여 전륜(2a, 2b)이 연결되어서 조타륜의 기능이 부여되어있다.

또, 프론트시이트(6)의 전방에는 전후륜(2a, 2b, 3a, 3b)의 회전속도를 조정하는 액셀페달(11)과 도시하지 않은 유압브레이크 장치를 조작하는 브레이크페달(12)이 설치되어 있다. 리어 시이트(7)의 아래쪽에는 전륜(2a, 2b) 및 후륜(3a, 3b)을 구동하는 후술의 각 구동모우터의 구동용 배터리(13)가 배치되고 리어시이트(7)의 후방에는 후술의 각 구동모우터의 콘트로울러(14)가 설치되어 있다.

그리고, 이 전기 자동차(1)의 구동장치는 제1도에 도시한 바와 같이 구성되어 있다.

즉, 좌우의 전륜(2a, 2b) 및 좌우의 후륜(3a, 3b)의 각각의 구동계는 같게 형성되어 있고 각각의 전륜(2a, 2b) 및 후륜(3a, 3b)의 구동원으로서의 구동모우터(21a, 21b, 22a, 22b)에서 뻗는 구동축(23a, 33b, 24a, 24b)을 통하여 베벨기어등으로 구성된 기어박스(25a, 25b, 26a, 26b)를 거쳐 이들의 전후륜의 차축(27a, 27b, 28a, 28b)을 회전구동하도록 구성되어있다.

여기서, 상기 구동모우터(21a, 21b, 22a, 22b)는 구동용 배터리(13)에서 공급되는 전류에 의해 구동되지만 이들은 각각 콘트로울러(14)에서의 신호에 의해 제어되어서 서로 독립으로 구동되도록 되어 있다.

이 전기 자동차(1)의 구동모우터(21a, 21b, 22a, 22b)를 제어하는 콘트로울러(14)는 제3도에 도시한 바와 같이 구성되어 있다.

즉, 콘트로울러(14)는 컴퓨터(31)와 4개의 모우터 콘트로울러( 32a, 32b, 33a, 33b)로부터 이루고, 이들의 모우터 콘트로울러(32a, 32b, 33a, 33b)에서의 출력신호에 의해 각각에 대응하는 구동모우터(21a, 21b, 22a, 22b)가 독립적으로 제어된다.

또 컴퓨터(31)에는 각 구동모우터(21a, 21b, 22a, 22b)마다에 설치된 차륜회전센서(34)에서의 회전속도신호(이하, 차륜회전신호라함)와, 상기 스테어링핸들(8)의 스테어링축에 설치된 스테어링각 센서(35)에서의 조타각 신호(이하, 스테어링신호라함)와 액셀페달(11)에 설치된 액셀센서(36)로 검출한 가속 명령신호(이하, 액셀신호라함)와, 브레이크페달(12)에 설치된 브레이크센서(37)로 검출한 제동명령신호(이하, 브레이크신호라함)가 입력된다.

또, 구동모우터를 가지지 않는 비구동륜에 대하여 차륜회전신호를 얻는 경우 등에는 차륜회전센서(34)를 차륜 또는 차축에 장착하여 구성하는 것도 가능하다.

그리고, 이들의 신호는 컴퓨터(31) 내의 ROM(Read Only Memory)등의 기억매체에 축적된 프로그램에 따라서 연산되고, 또 축적되어있는 전기 자동차(1)의 주행 데이타와 비교판단되고, 소요의 출력을 각 모우터 콘트로울러(32a, 32b, 33a, 33b)에 공급함으로써 각 구동모우터(21a, 21b, 22a, 22b)를 적절한 회전상태로 하고, 각 차륜의 구동력이나 제동력을 제어하는 것이다.

이하, 본 실시예에 있어서 4WS 기능, 4WD 기능, ABS 기능 및 트랙숀콘트로울 기능에 대하여 설명한다.

우선, 4WS 기능에 대하여 제4도 및 제5도에 의해 설명하지만 우선 제4도에 의해 저속 주행시에 있어서의 4WS 기능을 설명한다.

스테어링핸들(8)로 스테어링장치를 조작하는데에 수반하는 차량의 선회중심을 MO로 하고 선회의 외측으로되는 전륜(2b) 및 후륜(3b)의 구동력(△F1, △F3)보다 선회의 내측으로 되는 전륜(2a, 3a)의 구동력(△F2)을 작게 또는 제동력(△R2, △R4)을 생기게 하도록 각 차륜의 대응하는 구동모우터를 제어하면 좌우의 후륜(3a, 3b) 사이에서는 캐터필러차량과 같은 조타효과가 생기기 때문에 선회중심은 상기 MO에서 차량으로 접근한 M의 위치로 되고, 차량의 선회반경이 작아지는 4WS 효과가 생긴다.

또 이경우 각 차륜에 있어서 생기는 구동력의 차량의 전후방향의 합력을 동등하게한 조건하에서 행하면 차량의 진행방향으로의 가속이 생기지 않고 차량의 주행안정성상에서 바람직하다.

다음에 제5도에 의해 고속주행시의 4WS 효과에 대하여 설명한다.

일반적으로 고속주행에서의 선회시에는 과도의 요우잉모우먼트에 의해 차체가 순간적인 진행방향에 대하여 내측으로 향하는 자세를 취하고 차량의 주행안정성을 손상하는 염려가 있다.

여기에 대하여 본 실시예에서는 각 차륜의 구동력 및 제동력을 제어하고 적당도의 역방향의 요우잉 모우먼트를 발생시켜서 상쇄함으로써 순간적인 진행방향과 차체의 방향을 일치시켜 고속안정성의 향상을 도모하는 것이다.

즉, 제5도에 도시한 바와같이 우선회를 생각하면 차체중앙의 중심의 우회전에 과도의 요우잉 모우먼트가 생기지만 여기에 대하여 각 구동모우터를 제어함으로써 각 차륜에 구동력변화(△F2, △F4), 또 제동력변화(△R1, △R3)를 주고, 이것에 의해 좌회전의 요우잉모우먼트를 차체에 부여하고, 상기 우회전의 요우잉모우먼트를 상쇄함으로써 차체자세를 제어한다.

이경우에 부여하는 제동력으로서는 각 구동모우터에 의한 회생 브레이크를 이용하면 좋다.

또 차체 자세를 제어하기 위한 힘에 의해 차량의 진행방향의 가속도를 생기지 않게하기 위해 차량의 전후방향의 합력이 동등하게 되도록 제어하는 것은 상술의 저속주행시의 4WS 기능의 경우와 같다.

이와같이 이 실시예는 각 차륜의 구동모우터를 적절하게 제어함으로써 4WS 기능을 주효하고 주행안정성을 향상시킬 수가 있고 각별한 기구를 추가하는 것도 불필요하다. 다음에 4WD 기능에 대하여 설명하면 이 전기자동차(1)는 각 차륜(2a, 2b, 3a, 3b)에 대하여 각각 구동모우터(21a, 21b, 22a, 22b)를 설치하고 있기 때문에 직진상태에 있어서 각 차륜의 회전속도를 동등하게 하도록 각각의 구동모우터를 제어하면 풀타임 4WD의 기능을 갖는다.

또 일반적으로 셀렉티브방식의 4WD 기능을 가지는 자동차가 4륜 구동으로 선회하는 경우, 선회에 의해 생기는 내륜차 때문에 선회의 외측으로 되는 차륜의 주행거리와 내측으로 되는 차륜의 주행거리가 동등하지 않고 전후륜 사이가 차륜불능이라는 것에서 브레이킹 현상이 생기게 된다.

그러나, 이 실시예의 전기 자동차(1)에 있어서는 각차륜(2a, 2b, 3a, 3b) 마다의 구동모우터를 가지고있기 때문에 상기 스테어링각 센서(35)에서의 스테어링신호에 의거하여 선회의 내측으로 되서 선회중심과의 거리가 짧아지는 차륜(예컨대 가장 짧은 후륜(3a))의 구동모우터(예컨대, 22a)의 회전속도를 선회중심과의 거리가 가장 길어지는 차륜(예컨대 전륜(2b))의 구동모우터(예컨대, 21b)의 회전속도보다 각각 적당량만 낮게 제어하면 이 브레이킹 현상의 개선을 도모할 수가 있다.

다음에 ABS 기능에 대하여 설명하면 이 실시예의 전기자동차에 있어서는 각 차륜(2a, 2b, 3a, 3b)에 각각 차륜회전센서(34)가 설치되어있고, 이들의 센서(34)의 차륜 회전신호에서 각 차륜 각 가속도를 구함과 동시에 브레이크신호나 스테어링신호나 차속 및 예컨대 미리 기억되어있는 한계 제동력에서 요구제동력 및 요구 차륜 각 가속도를 구하고, 노면상황을 고려하고서 각 구동모우터의 제동력이나 구동력을 연산하여 보정한다.

또, 상기 한계 제동력은 각 센서에서의 신호의 연산치이라고 좋고, 또 제동력의 조정으로서는 각 구동모우터의 희생브레이크힘 및 구동력을 조정하는 것으로 하면 좋다.

이와같이 각 구동모우터의 구동력등이나 제동력을 보정하기 때문에 각 구동모우터의 구동력이나 제동력이 한계 제동력을 초과하는 일이 없고 급제동시에 있어서 생기는 가로 미끄럼을 방지하고 미끄럼 방지 기능을 주효할 수가 있다.

다음에 트랙숀콘트로울기능에 대하여 설명하면 이 실시예의 전기 자동차(1)의 눈길등의 마찰계수의 작은도로에 있어서 취할 수 있는 차륜 회전가속도의 한계치를 미리 상기 컴퓨터(31)의 기억매체에 축적하여 두고 액셀신호와 차속과 한계 구동력에서 요구 구동력과 요구차륜 각 가속도를 연산하고 차륜회전신호에서 구한 차륜회전각 가속도와 요구차륜 각 가속도에 의해 노면상황을 고려하여 각 구동모우터의 구동력을 연산할 수가 있다.

또, 상기 한계 구동력은 각 센서에서의 신호의 연산치라도 좋다.

그리고, 액셀센서(36)에서의 가속 명령이 한계구동력을 초과하는 경우라도 이 연산결과가 상기 한계치를 초과하는 일이 없고, 액셀센서(36)에서의 가속명령의 구동모우터로의 전달을 제한함으로써 한계치를 초과한 구동력에서의 차륜의 회전이 방지되고, 마찰계수가 작은 눈길등에서의 슬립을 억제하고 트랙숀 콘트로울기능을 한다.

또, 이것과 동시에 제동력도 합쳐서 검출하고 상기 ABS 기능이 동시에 발휘됨으로서 마찰계수의 작은 노면에서의 슬립의 발생을 확실하게 방지할 수가 있다.

이 실시예에 있어서는 이상의 기능을 종합적으로 발휘하기 위해 제6도에 도시한 바와같은 신호처리가 상기 컴퓨터(31)의 프로그램으로 행하여지도록 되어있다. 우선, 컴퓨터(31)에는 각 차륜(2a, 2b, 3a, 3b)의 구동모우터(21a, 21b, 22a, 22b)의 각각에 설치된 차륜회전센서(34)에서의 차륜회전신호가 입력되고, 이들에서 차속이 연산된다(A).

그리고, 액셀페달(11)에 설치된 액셀센서(36)에서의 액셀신호와 브레이크페달(12)에 설치된 브레이크센서(37)에서의 브레이크신호가 입력되고, 이들의 액셀신호와 브레이크신호에서 차량이 감속중인가 아닌가가 판단되고(B), 감속중인 경우에는 (C)로 진행하고, 정속 또는 감속중인 경우에는 (G)로 진행한다.

차량이 감속중이고 (C)로 진행하며 브레이크신호와 차속과 한계제동력에서 요구제동력과 요구차륜 각 가속도를 연산하여 (D)로 진행한다.

(D)에 있어서는 각 차륜회전 신호에서 구한 각 차륜 각 가속도와 요구차륜 각 가속도에서 노면상태를 고려한 각 구동 모우터의 제동력(토오크) 및 구동력(토오크)을 연산하고 (E)로 진행한다.

그리고 스테어링각 센서(35)에서의 스테어링신호에 의해 차량이 선회중인가 아닌가가 판단되고(E), YES의 경우에는 (F)로 진행하고 NO의 경우에는 그대로 적절한 모우터 콘트로울러의 출력으로 된다.

(F)에 있어서는 차량의 선회에 의한 코너링 포오스를 고려하여 한계 제동력과 비교하여 스테어링신호와 차속에 의해 요구차륜 각 가속도를 보정하고 각 모우터의 조작량의 연산결과를 각 모우터 콘트로울러에 출력한다.

또, 상기 (D)~(F)는 ABS 기능에 해당한다.

한편, (B)에서 감소중이 아니라고 판단된 경우에는 (G)로 진행하고 액셀신호와 차속과 한계구동력에서 요구구동력과 요구차륜 각 가속도가 연산되어 (H)로 진행한다.

(H)에 있어서는 각 차륜회전신호에서 구한 각 차륜 각 가속도와 요구차륜 각 가속도에서 노면상태를 고려한 각 구동모우터의 제동력 및 구동력을 연산하고 (J)로 진행한다.

또, 이들의 (G)(H)는 트랙숀 콘트로울기능에 해당한다.

그리고, 스테어링각 센서(35)에서의 스테어링 신호에 의해 차량이 선회중인가 아닌가가 판단되고(J), YES의 경우에는 (K)로 진행하고, NO의 경우에는 그대로 각 모우터의 조작량의 연산결과는 각 모우터 콘트로울러의 출력으로 된다.

(K)에 있어서는 스테어링신호와, 각 차륜회전신호에서 양측의 차륜의 차동량을 고려하여 각 구동모우터의 구동력 및 제동력을 연산하여 보정치(4WD에 있어서의 브레이킹 방지기능)을 얻어서 (L)로 진행한다.

(L)에서는 차량이 고속으로 주행중인가 아닌가를 상기 차속에서 판단하고 고속주행이면 (P)로 진행하고, 고속주행중이 아니면 (Q)로 진행한다.

(L)에 있어서 고속주행이라고 판단되면, (P)에 있어서 스테어링 신호와 각 차륜회전신호 및 차속에서 차량의 요우잉 모우먼트를 연산하고, 이 요우잉 모우먼트를 취소하는 각 구동력의 보정치를 얻는다(고속 주행시의 4WS 기능). 한편, (L)에 있어서 고속주행중이 아니라고 판단된 경우, (Q)에 있어서 스테어링신호와 각 차륜회전신호와 차속에서 차량 회전반경을 최소화하기 위한 각 구동륜의 구동력차를 연산하여 각 구동륜의 각 구동력의 보정치를 얻는다(저속주행시의 4WS 기능).

이와같이 하여 얻어진 각 구동력의 보정치는 연산결과에 의거하여 각 구동모우터용의 모우터 콘트로울러에 입력되고 적절한 차륜의 구동력이나 제동력이 조정된다.

이상 설명한 바와 같이 이 실시예에 있어서는 단일의 컴퓨터 시스템으로서 종합적으로 구성하여 차량의 주행에 의거한 신호를 다면적으로 활용하여 각 차륜의 구동력 및 제동력을 제어함으로써 차량의 주행제어나 자세제어를 행하도록 하였기 때문에 차량의 주행안정성상에서 바람직하고, 전기 자동차의 주행성능을 향상시킬 수가 있다.

또 이 실시예는 4WS, 4WD, ABS 트랙숀콘트로울의 4개의 기능을 부여한 것을 설명하였으나 반드시 4개의 기능을 전부 부여하지 않아도 실시할 수 있다는 것은 말할 필요도 없다.

이 제1의 실시예에 의하면, 종래와 같은 구동력의 분배의 문제를 일절 회피할 수가 있고, 각 구동모우터의 구동토오크 및 제동토오크를 독립으로 제어함으로써 차체의 양측에서의 구동륜의 주속이나 구동력을 각각 독립으로 자유로 변화시키는 것이 용이하다.

이때문에 각 차륜의 구동력등의 조정을 수반하는 이들의 새로운 기술의 실시가 용이하고, 각별의 기계적 구성을 필요로 하지않고, 비교적 간단한 기계적 구성 아래에 새로운 기술을 실시할 수가 있고, 전기 자동차의 주행성능을 향상시킬 수가 있다.

다음에 본원의 제2의 실시예를 제7도에서 제13도에 의해 설명한다.

이 실시예의 전기 자동차(51)는 4륜 자동차이고, 각 차륜은 각각의 킹핀축 회전에 선회동작이 가능하게 구성된 4륜 조타식으로 되어있고 각 차륜의 조타장치와 각각의 구동장치 및 현가장치는 제7도에 도시한 것과 같게 구성되어 있다(제12도 참조).

제7도에 있어서, 52는 차륜, 53은 프레임이다.

프레임(53)의 측면에는 지지장치(54)가 고정되고, 이 지지장치(54)는 상하방향으로 관통한 투공(54a)을 가지고 이 투공(54a)의 상하단부에는 축받이(54b)가 설치되어 있다.

그리고 이 지지장치(54)의 투공(54a)에는 하단부에 차륜(52)을 유지하는 킹핀축(55)이 관통하여 장착되어 있다.

이 킹핀축(55)의 상부에는 일체로 플랜지부(55a)가 형성되어있고, 킹핀축(55)의 하단에는 후술의 구동용 모우터(56)의 프레임을 겸함과 동시에 차축(65)을 수평으로 지지하는 베이스 플레이트(57)가 용접등에 의해 일체로 고착되어 있다.

상기 플랜지부(55a)의 상측에 장착된 와셔(54c)와 상기 지지장치(54)에 고정된 상측의 축받이(54b)의 하단면과의 사이에는 코일 스프링(54d)이 개장되고, 이 킹핀축(55)은 지지장치(54)에 대하여 상하운동가능하고, 또한 둘레방향으로 회동 가능하게 지지되어있다.

그리고 상기 킹핀축(55)의 하단에 고착된 베이스 플레이트(57)의 중앙에는 보스부(71)와 보스구멍(74)이 형성되고, 보스부(71)의 외주면상에는 후술의 구동용 모우터(56)의 고정자권선(73)이 고착되고 보스구멍(74)에 차축(65)을 회동가능하게 장착함으로써 차륜(52)이 지지되어있다(제9도 참조).

이 차축(65)은 휘일·림(61)에 고정된 후술의 회전자프레임(76)과 일체로 형성된 것이고, 상기 베이스 플레이트(57)를 관통하여 차량의 내측으로 도출되어 있고, 이 차축(65)의 도출된 내단에는 브레이크 디스크(66)가 고착되어 있다.

그리고, 이 브레이크 디스크(66)의 가장자리부에 임하게하여 브레이크 캐리퍼(67)가 베이스 플레이트(57)에 지지되어서 배치되어있고, 이 브레이크 캐리퍼(67)를 적당히 작동시킴으로써 제동을 행하도록 되어있다. 또, 제7도중, 68은 타이어를 도시한다.

상기 지지부재(54)의 상측으로 되는 킹핀축(55)상에는 워엄휘일(64)이 고착되고 이 근방에는 기어모우터(62)로 구동되는 워엄(63)을 배치하여 상기 워엄(63)과 맞물려있다.

그때문에 기어모우터(62)를 구동함으로써 킹핀축(55), 베이스플레이트(57) 및 차축(65)을 거쳐 차륜(52)을 선회시켜서 조향 조타할 수 있도록 되어있다. 그리고 워엄휘일(64)은 킹핀축(55)상에 형성된 스프라인부(55g)에 끼워맞추어서 부착되어 있고, 킹핀축(55)의 상하운동에 대하여 워엄(63)과의 맞물림위치에 정지하여 항상 동력전달이 가능한 상태로 되어있다.

이와같이 구성된 베이스 플레이트(57)와 차륜(52)의 휘일, 림(61)과의 사이에는 구동용 모우터(56)로서 아우터로우터형 유도모우터가 제9도~제11도에 도시한 바와 같이 구성되어 있다.

즉, 구동용모우터(56)는 고정자(58)와 회전자(59)로부터 이루고 이 보스부(71)의 외주면측에는 다수의 강판으로부터 이루어지는 요우크(72)가 적층되어 장착되고 이 요우크(72)에는 고정자권선(73)이 설치되어 있다.

그리고 이 보스부(71)의 내측에 형성된 보스구멍(74)내에는 축받이(75)가 설치되어있고 이 축받이(75)에 의해 회전자(59)의 회전축을 겸하는 차축(65)이 회동가능하게 지지되어 있다.

회전자(59)는 제10도에 사시도로 도시한 바와 같이 강판으로 용기형상으로 형성한 회전자프레임(76)과 차축(65)을 가지고 차축(65)은 회전자프레임(76)의 중앙에 고정되어 있다. 그리고 회전자프레임(76)의 내측주벽에 따라서 제11도에 사시도로 도시한 바구니형 회전자(77)가 끼워져 있다.

바구니형회전자(77)는 양끝에 설치된 엔드링(78)의 사이를 다수의 도체(79)로 연결하여 구성한 것이고 회전자권선으로서 작용하고 상기 고정자권선(73)과의 사이에서 회전력을 발생하는 것이다.

구동용 모우터(56)는 이와같이 구성된 회전자(59)가 상기 고정자(58)의 보스부(71)에 형성된 보스구멍(74)의 축받이(75)에 차축(65)이 장착됨으로써 구성된다.

즉, 차축(65)이 축받이(75)에 적절하게 장착된 상태에 있어서는 회전자권선인 바구니형 회전자(77)는 보스부(71)의 외주에 설치된 고정자권선(73)의 외주측을 덮도록 배치되어 있어, 전원을 투입하면 회전자(59)는 고정자(58)의 보스구멍(74)을 중심으로 회전구동된다.

그 때문에 이 구동용모우터(56)에 있어서는 외주측에 회전자(59)가 위치하고 회전하기 때문에 이 외주의 회전자프레임(76)을 그대로 휘일, 림(61)에 볼트등을 사용하여 연결하는 등의 간단한 구조에 의해 설치하고 차륜(52)의 구동용모우터(56)로서 사용할 수가 있다.

이 실시예에 있어서는 이 구동용모우터(56)로의 전원의 공급을 상기 킹핀축(55)의 상부에 설치한 죠인트부(69)를 거쳐 행하여 진다.

이 죠인트부(69)는 제8도에 도시한 바와 같이 절연링(55b)으로 각각 전기적으로 절연상태로 한 슬립링(55c)을 설치하고, 이들의 슬립링(55c)의 표면에 각각 카아본 브러쉬(55d)를 접촉시킴과 동시에 킹핀축(55)에는 축구멍(55e)을 형성하여 이 축구멍(55e)내에 전선을 배치하여 하부에 구동용모우터(56)의 근방위치로 인도하는 것이다.

또, 이 실시예에 있어서의 상기 축구멍(55e)은 스이벨 . 죠인트(55f)를 통하여 상기 브레이크 캘리퍼(67)로의 작동유압의 통로에도 겸용하고 있다.

이와같이 차륜(52)의 구동장치로서 차축(65)과 동심으로 구동용 모우터(56)의 고정자(58)를 배치함과 동시에 차륜(52)의 휘일 . 림(61)에 회전자(59)를 구성하고, 이 회전자(59)를 상기 고정자(58)의 외측에 끼워맞추어서 구동용 모우터(56)를 구성하여 전력을 공급하는 것으로 하였기 때문에 차륜(52)에 구동력을 작용시키기 위하여 동력전달구조를 설치하는 것이 불필요로 된다. 그때문에 차륜(52)의 측방의 공간을 널리 이용하여 조향장치를 구성하는 것이 가능하게 되고, 각 차륜(52)의 조향각도(선회각도)를 종래보다 각별히 크게 설정할 수가 있고 종래의 자동차보다 높은 운동성능을 얻을 수가 있다.

예컨대 이와같이 구성된 차륜(52)을 4개 설치한 이 전기 자동차(51)에 있어서는 각 차륜(52) 마다에 설치한 각 구동모우터(62)를 상기 제1의 실시예와 같이 제어하면 제1의 실시예와 같이 기능시킬 수가 있고, 또 각 차륜(52) 마다에 설치한 기어모우터(62)를 적당히 제어하여 구동시킴으로써 제13도에 도시한 바와같은 여러가지 주행을 행할 수가 있다.

또, 도면중 화살표 F는 전기 자동차(51)의 차체전방을 도시한다. 즉 13a도에 도시한 바와 같이 각 차륜(52)의 방향을 일정의 경사방향으로 설정함으로써 차체의 자세를 직진 주행상태로 한채 사행 주행을 행할 수가 있다.

이것은 전기 자동차(51)가 고속으로 주행중에 안정된 자세대로 주행차선의 변경등을 행할 수 있다는 것을 의미한다.

제13b도에 도시한 바와 같이 차륜(52)중 전륜(52a, 52b)과 후륜(52c, 52d)을 역방향으로 설정하면 전기 자동차(51)가 조금 도는 것을 용이하게 행할 수 있는 이점이 있다.

또한, 제13c도에 도시한 바와 같이 좌우의 차륜(52a와 52b 및 52c와 52d)을 서로 역방향으로 설정함으로써 전기 자동차(51)의 차체내를 선회의 중심으로 하는 소위 스핀턴을 할 수가 있고 전기 자동차(51)의 운동성능이 더욱 높아진다.

또, 제13d도에 도시한 바와 같이 모든 차륜(52)을 전기 자동차(51)의 차체쪽으로 향하여 설정하면 측방이동이 가능하게되고, 종렬주차등이 극히 용이하게 되는 이점이 있다.

또, 이상 설명한 실시예에 있어서는 차륜(52)의 구동용 모우터(56)를 각 차륜(52)의 휘일·림(61)내에 구성하였기 때문에 각 차륜(52)의 내측으로 구동용 모우터(56)의 설치에 수반하는 큰 돌출부를 형성하지 않아도 되고 차륜(52)의 사이의 공간을 크게 확보할 수 있는 이점도 있다.

또, 이상 설명한 실시예는 4륜조타식의 4륜 구동차에 관한 것이지만 이 발명은 소위 전륜구동차나 후륜조타식의 후륜구동차라도 같이 실시할 수가 있다.

이상 설명한 바와 같이 제2의 실시예에 의하면 조향륜에 동력원으로서의 구동용 모우터가 일체로 설치되기 때문에 선회동작을 행하는 조향륜으로의 구동력의 전달구조를 설치하지 않아도 되고, 간소한 구조로 할 수가 있다.

이 때문에 조향륜의 킹핀축 둘레의 선회동작의 지장으로 되는 부재가 적기 때문에 조향륜의 선회동작의 각도범위를 확대할 수가 있고 자동차의 운동성능을 향상할 수가 있다.

Claims (2)

1. 킹핀축 둘레의 선회가능하게 구성한 조향륜을 가지고, 이 조향륜을 구동용 모우터로 회전구동하여 주행하는 전기 자동차에 있어서, 이 조향륜의 차축과 동심으로 구동용모우터의 고정자를 배치함과 동시에 조향륜의 휘일·림에는 회전자를 구성하고 이 회전자를 상기 고장자의 외측에 끼워 맞추어서 구동용 모우터를 구성한 것을 특징으로 하는 전기 자동차.
2. 제1항에 있어서, 상기 킹핀축의 하부에 베이스 플레이트를 지지시켜 이 베이스 플레이트에는 수평방향으로 뻗는 보스구멍을 가지는 보스부를 돌출 설치하고 이 보스부의 외주상에 상기 구동용 모우터의 고정자를 형성함과 동시에 상기 조향륜에 형성한 회전자의 회전축을 겸하는 차축을 상기 보스구멍에 끼워 통하게 한 것을 특징으로 하는 전기 자동차.