JP2004088984A - 車両の左右輪駆動装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】車両の左右輪駆動装置は、車両の右側車輪に連結されるインナーロータ8Rと、車体に対し回転可能なアウターロータ9Rとを有し、インナーロータ8Rとアウターロータ9Rとの相対回転速度および両者の相対回転によって生じる回転トルクを制御可能なクラッチモータ41Rと、車両の左側車輪に連結されるインナーロータ8Lと、アウタターロータ9Rに連結されるアウターロータ9Lとを有し、インナーロータ8Lとアウターロータ9Lとの相対回転速度および両者の相対回転によって生じる回転トルクを制御可能なクラッチモータ41Lと、アウターロータ9R,9Lの車体に対する回転を拘束可能なブレーキ11と、を備えている。
【選択図】 図2
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の左右の車輪を電動モータにより駆動する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
左右1対の遊星歯車機構と、1対の小型電動モータと、ブレーキ手段とからなる左右輪駆動装置が従来から知られている(例えば特許文献1参照。)。
【0003】
【特許文献1】
特開平9−79348号公報(第3−5頁、第2図)。
【0004】
この従来の左右輪駆動装置においては、各遊星歯車機構のキャリアは車両の左右従動輪に連結され、各遊星歯車機構のサンギアはそれぞれ小型電動モータに連結され、各遊星歯車機構のリンクギアは中間軸によって互いに連結されている。ブレーキ手段は、中間軸の回転を拘束するようになっている。
【0005】
この左右駆動装置において、ブレーキ手段で中間軸の回転を拘束すると、各遊星歯車機構は単なる減速機として機能する。この状態で2つの小型電動モータを同一方向へ回転駆動すると、左右従動輪に前進あるいは後進方向のトルクが伝達され、車両の発進をアシストすることができる。また、中間軸の回転を許容しつつ2つの小型電動モータを互いに反対方同へ回転駆動すると、左右従動輪に反対方向のトルクが伝達され、車両の旋回をアシストすることができる。
【0006】
上記のような発進アシストおよび旋回アシストは、車両の左右従動輪に直接電動モータを連結することでも達成可能であるが、その場合電動モータの回転速度が車速の上昇につれて上昇するため、高車速時に効果的な旋回アシストを行うことができない。この問題は、電動モータのトルク特性(低速域では一定の最大トルクが得られ、中高速域では回転速度に反比例して最大トルクが低下する)に起因して発生するが、上記の従来装置では、中間軸の回転を許容するとモータ回転速度が車輪回転速度と無関係になり、かつその状態で2つの小型電動モータを反対方向へ回転駆動すると車輪ヘモータトルクを伝達することができる。従って、旋回アシストを行う場合は車速に関係なく電動モータの高トルク回転域(低速域)を使用することが可能となり、小型の電動モータを使用しても十分な旋回アシストを行うことができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術では2つの遊星歯車機構が必要であり、また遊星歯車機構は車輪へのトルク伝達を実現するだけの大容量のものが必要となるため、装置全体が大型化すると共に高価になってしまうという問題がある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明の車両の左右輪駆動装置は、車両の右側車輪に連結される第1回転要素と、車体に対し回転可能な第2回転要素とを有し、前記第1回転要素と前記第2回転要素との相対回転速度および一方の回転要素が他方の回転要素から受ける回転トルクを制御可能な第1相反モータと、車両の左側車輪に連結される第3回転要素と、前記第2回転要素に連結される第4回転要素とを有し、前記第3回転要素と前記第4回転要素との相対回転速度および一方の回転要素が他方の回転要素から受ける回転トルクを制御可能な第2相反モータと、前記第2回転要素及び前記第4回転要素の車体に対する回転を拘束可能なブレーキ手段と、を備えたことを特徴としている。
【0009】
【発明の効果】
本発明によれば、2つの相反モータとブレーキ手段で車両の左右輪駆動装置を構成することができるので、装置全体を小型化することが可能となる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【0011】
図1は、エンジン35により変速機36を介して左右の前輪31L,31Rを駆動する前輪駆動車両を示しており、各前輪31L,31Rは両端に等速ジョイント32L,33L,32R,33Rを有する各ドライブシャフト34L,34Rを介して変速機36に連結されている。左右の後輪1L,1Rには夫々等速ジョイント2L,3L,2R,3Rを有する連結軸4L,4Rが連結され、両連結軸4L,4R間に減速歯車5L,6L,5R,6Rを介して連結装置20が配置されている。
【0012】
連結装置20には、図2に示すように、アウターロータ9L,9Rとが機械的に連結された、クラッチモータ41R,41Lとが配置されている。
【0013】
クラッチモータ41R,41Lは、インナーロータ8L,8Rおよびアウターロータ9L,9Rがそれぞれベアリング(不図示)によってケース25に対して回転自在に支持される三相同期電動モータである。
ここで、アウターロータ9Lは第2回転要素に対応し、アウターロー9Rは第4回転要素に対応し、インナーロータ8Lは第1回転要素に対応し、インナーロータ8Rは第3回転要素に対応している。また、クラッチモータ41Lは第2相反モータに対応し、クラッチモータ41Rは第1相反モータに対応している。
【0014】
インナーロータ8L,8Rは、薄板状の電磁鋼板を積層して形成した円筒形状のロータであり、外周面に複数の永久磁石(不図示)を固定支持してある。アウターロータ9L,9Rは、インナーロータ8L,8Rの外周と所定間隔を隔てて筒状に配置されており、内周面に薄板の電磁鋼板を積層して形成したリング状のコアを有し、当該コアに形成されたスロットには複数のコイルが配置されている。
【0015】
アウターロータ9L,9Rのコイルに回転磁界を発生させることにより、インナーロータ8L,8Rに対するトルクを発生させることができる。
【0016】
アウターロータ9L,9Rのロータ軸には、それぞれスリップリング(不図示、それぞれ3本ずつ)が配置されており、本スリップリングを通じて駆動回路10L,10Rとアウターロータ9L,9Rのコイル間で電力の送受が可能である。また、駆動回路10L,10Rはバッテリ13と電気的に接続されているため、バッテリ13の電力を用いてクラッチモータ41R,41Lにトルクを発生させることも、クラッチモータ41R,41Lでトルクを吸収することにより発生する回生電力をバッテリ13に蓄電することも可能である。クラッチモータ41R,41Lに発生(吸収も含む)させるトルクの指令値は後述するコントローラ14にて演算され、その演算値を受け、駆動回路10L,10Rは、クラッチモータ41R,41Lのトルクがそれぞれの指令値に一致するようにクラッチモータ41R,41Lへの電流を制御する。このような実施形態により、コントローラ14にて演算するトルク指令値通りに、クラッチモータ41R,41Lのトルクをそれぞれ独立に調整することができる。
【0017】
尚、バッテリ13には、リチウム・イオン電池、ニッケル・水素電池、鉛電池などの各種電池や、電機二重層キャパシターいわゆるパワーキャパシターを用いることができる。また、クラッチモータ41R,41Lを三相同期電動モータとしたが、クラッチモータ41R,41Lはインナーロータとアウターロータがともに回転自在なモータであれば良く、DCモータなどでも構わない。
【0018】
連結装置20は、両アウターロータ9L,9Rの車体に対する回転を拘束するブレーキ手段としての油圧式のブレーキ11を備えている。コントローラ14からのON/OFF指令に応じて、駆動回路12は油圧回路を調整し、ブレーキ11のON/OFF(ON:アウターロータ9L,9Rの回転を拘束する。OFF:拘束しない)を切替える。なお、ブレーキ11は、油圧クラッチや電磁クラッチなどで構成することも可能である。いずれにせよ、コントローラ14からのON/OFF指令に応じて、アウターロータ9L,9Rの回転の拘束/非拘束を切替えられる形態であればよい。
【0019】
コントローラ14には、ドライバが操作するアクセルの踏み込み量を検出するポテンショ式センサ40と、ステアリングの回転角を検出するステアリング角センサ42と、オートマティックトランスミッションの走行レンジ(P、R、N、Dレンジ)を検出するスイッチからなる走行レンジセンサ43と、車両の速度を検出する車速センサ44、車両の起動を検出するイグニッションスイッチ45、バッテリの蓄電量を検出するSOC(State Of Charge)センサ46、アウターロータ9L,9Rの回転速度を検出するアウターロータ回転速度センサ47、インナーロータ8Lの回転速度を検出する左ロータ回転速度センサ48、インナーロータ8Rの回転速度を検出する右ロータ回転速度センサ49の信号が入力されている。
【0020】
コントローラ14は、マイクロコンピュータのほかにRAM/ROMなどの周辺部品を備えており、前述の入力信号を受けて、ブレーキ11のON/OFFを判断し、クラッチモータ41R,41Lへの指令トルクを演算する。ブレーキ11のON/OFF判断、およびクラッチモータ41R,41Lへの指令トルク演算は、一定時間(例えば 10ms)ごとに、図4に示すフローチャートを実行することで実現する。即ち、図4のS401にてコントローラ14に入力される信号を変数に格納し、S402ではブレーキ11のON/OFF判断を行うとともにその結果をflag_bに代入する。続いてS403ではクラッチモータ41R,41Lの指令トルクTL,TRをそれぞれ演算し、S404にてそれらをコントローラ14から駆動回路10L,10R,12へ出力する。
【0021】
ここで、flag_bはブレーキON判断時に1、OFF判断時に0と演算する。また、指令トルクTL,TRは、ブレーキ11をONした状況において、車両を前に駆動する向きを正にとり、車両を後ろに駆動する向きを負にとるものとする。また、これらの値は、イグニッションスイッチON時に、図3に示すフローチャートの制御を実行することで初期化しておく。
【0022】
以下、ブレーキ11のON/OFF判断を行うS402とクラッチモータ41R,41Lへの指令トルクを演算するS403について順に説明する。
【0023】
ブレーキ11のON/OFF判定フラグflag_bは、車速Vspをもとに図5に示すフローチャートに従って決定する。まずS501にてflag_bが1か否かを判断し、1であればS502へ進む。また、1でなく0である場合には、S504に進む。
【0024】
S502では、車速VspがV1以上か否かを判断し、V1以上であればflag_bを0とし(S503)、V1以上でなければそのままルーチンを終了する。
【0025】
S504では、車速VspがV0以下か否かを判断し、V0以下であればflag_bを1とし(S505)、V0以下でなければそのままルーチンを終了する。ここで、V0としては例えば20[km/h]、V1としては30[km/h]のようにV1>V0となるように設定しておく。
【0026】
本フロー(図5)により、車速VspがひとたびV1以上になったらブレーキをONからOFFに切り替え、車速VspがひとたびV0(<V1)以下になったらブレーキをOFFからONに切り替える動作を実現する。
【0027】
続いて、クラッチモータ41R,41Lへの指令トルクTR,TLを演算する方法を、図6に示すフローチャートに従って説明する。
【0028】
まず、S601にて走行レンジ(Rng)がDレンジ(前進走行レンジ)であるかを判定する。ここでDレンジでなければ、つまり、Pレンジ(パーキングレンジ)またはRレンジ(後退走行レンジ)またはNレンジ(ニュートラルレンジ)のいずれかであればS602へ進み、S602にてTR=0、TL=0として本ルーチンを終了する。この場合、クラッチモータ41L,41Rは共にトルクを発生せず、車両の運動特性に何ら影響を与えない。走行レンジがDレンジであれば、S610へ進む。
【0029】
S610では、車速VspがV1以上か否かを判定し、V1以上であればS611へ進み、V1未満であればS620へ進む。
【0030】
S611へ進んだ場合には、クラッチモータ41Lへのトルク指令値TLは、アウターロータの回転速度Routと左インナーロータの回転速度RLinとが一致するように演算する。例えば、次式で示すように、アウターロータの回転速度Routと左インナーロータの回転速度RLinとの差が0となるようにフィードバック制御(PI制御)をする方法がある。
【0031】
【数1】
TL=Kp*(Rout−RLin)+∫Ki*(Rout−RLin)dt…(1)
ここで、この式(1)中の∫Ki*(Rout−RLin)dtは時間積分項であり、また、Kp(比例ゲイン)及びKi(積分ゲイン)は予めフィードバック系が所望のレギュレーション特性を有するように決定されている正の固定値である。また、RoutおよびRLinは、それぞれ車両が前進しているときのRoutおよびRLinの回転の向きを正にとるものとする。
【0032】
このようにすることで、アウターロータの回転速度Routは左インナーロータの回転速度RLinと一致するようにフィードバック制御される。
【0033】
S612では、クラッチモータ41Rへのトルク指令値TRをマップMAP_TY1の表引きにより演算する。マップMAP_TY1は、予め車速Vspとステアリング角Strに応じて対応付けられてROMに格納されているデータであり、例えば図7に示すように、車速がV1以下では0、車速がV1を超える領域では車速とステアリング角に応じて値が変わるように設定しておく。車速がV1を超える領域では、ステアリングが左に切られている(車両挙動は左旋回)状況において、左旋回へのヨーモーメントを発生させるように、すなわち、車輪1Rに車両を駆動させる向きのトルクが発生するように、正の値を割り付けておく。逆にステアリングが右に切られている(車両挙動は右旋回)状況において、車輪1Rに車両を制動させる向きのトルクが発生するように、負の値を割り付けておく。
【0034】
ここで、クラッチモータ41L,41Rの作用とその作用による車両挙動について補足しておく。理解を容易にするため、車両がほぼ直進に進行している状況、つまり、クラッチモータ41L,41Rのインナーロータ8Lと8Rがほぼ同一回転速度の状況を用いて補足する。
【0035】
クラッチモータ41Rに正のトルクTRを発生させると、車輪1Rからの反力によりアウターロータ9R,9Lには回転速度Routを減速させる反作用(トルクの大きさはTRに等しい)が生じる。一方クラッチモータ41Lは、アウターロータ9R,9Lの回転速度Routをインナーロータ8Lと同一(インナーロータ8Rともほぼ同一)にすべくフィードバック制御を行っているので、アウターロータ9R,9Lの回転速度Routを加速させるように作用する。このとき、クラッチモータ41Lのトルクは−TR(負値)となる。クラッチモータ41Lのトルク−TRは車輪1Lに対して車両を制動させる向きに車輪1Lにトルクを発生させる。
【0036】
即ちクラッチモータ41Rへ正のトルクを指令すると、車両を駆動させる向きのトルクが車輪1Rに加わると同時に、同じ大きさの車両を制動させる向きのトルクが車輪1Lに加わり、両者のトルク差により車両に左旋回のヨーモーメントを発生させ、左旋回の性能を向上させる効果を実現する。逆にクラッチモータ41Rへ負のトルクを指令すると、車両を制動させる向きのトルクが車輪1Rに加わると同時に、同じ大きさの車両を駆動させる向きのトルクが車輪1Lに加わり、両者のトルク差により車両に右旋回のヨーモーメントを発生させ、右旋回の性能を向上させる効果を実現する。
【0037】
さて、S610にてNoと判断した場合には、S620へ進む。
【0038】
S620では、車速VspがV0以下か否かを判断し、V0以下であればS621へ進み、V0以下でなければS630へ進む。
【0039】
S621では、車両制駆動分のトルク指令値の基本値tmpをマップMAP_TDに表引きにて求める。マップMAP_TDは、予め車速Vspとアクセル踏み込み量Apsに対応付けられてROMに格納されているデータであり、例えば図8の特性である。車速がV0以下にて0以外の値を持つように値を設定してある。また、アクセルの踏み込み量が大きいほど、クラッチモータ41R、および、41Lによる駆動力が大きくなるように、アクセルの踏み込み量Apsが大きいほど大きな値に設定してある。特にアクセルの踏み込み量Apsが0のとき、クラッチモータ41R、および41Lが回生動作を行うように負の値に設定するとよい。
【0040】
S622では、バッテリ13のSOC値Batが、予め設定されているSOC許容下限値BAT_L(例えば40%)以下か否かを判定し、BAT_L以下ならS623へ進み、BAT_L以下でないならS624へ進む。
【0041】
S623では、トルク指令値の基本値tmpの値としてtmpと0との小さいほうを新たなtmp値として代入する。このように、S622にてバッテリ13の蓄電量が少ないと判定した場合には、トルク指令値の基本値tmpを0または負値に限定することで、車両を駆動するために使用するバッテリ電力を抑制する機能を実現する。
【0042】
S624では、バッテリ13のSOC値Batが、予め設定されているSOC許容上限値BAT_H(例えば70%)以下か否かを判定し、BAT_H以上ならS625へ進み、BAT_H以上でないならS626へ進む。
【0043】
S625では、トルク指令値の基本値tmpの値としてtmpと0との大きいほうを新たなtmp値として代入する。このように、S624にてバッテリ13の蓄電量が多いと判定した場合には、トルク指令値の基本値tmpを0または正値に限定することで、回生によるバッテリ充電を抑制する機能を実現する。
【0044】
S626では、クラッチモータ41R、および、41Lのトルク指令値TRおよびTLを演算する。演算は、トルク指令値の基本値tmpに対して、マップMAP_TY2の表引き値を次のように足し引きすることで行う。
【0045】
【数2】TR=tmp+MAP_TY2(Vsp,Str) …(2)
【0046】
【数3】TL=tmp−MAP_TY2(Vsp,Str) …(3)
ここで、マップMAP_TY2は予め車速Vspとステアリング角Strに対応付けられてROMに格納されているデータであり、例えば図9の特性である。本表引き値は、車輪1Rと車輪1Lの駆動トルク差となって現れる値である。マップMAP_TY2はステアリングが左に切られているときには、車輪1Lに制動の向きのトルクが車輪1Rに駆動の向きのトルクが上乗せされるように正の値に設定されており、したがって左旋回の旋回性能を向上させる効果をもたらす。逆に、ステアリングが右に切られているときには、車輪1Lに駆動の向きのトルクが車輪1Rに制動の向きのトルクが上乗せされるように負の値に設定されており、したがって右旋回の旋回性能を向上させる効果をもたらす。
【0047】
さて、S620にて車速VspがV0以下でないと判定された場合には、S630に進む。
【0048】
S630にて、flag_bが1または車速Vspが(V0+V1)/2以下であるかを判定し、yesであればS631に、noであればS632に進む。
【0049】
S631に進んだ場合には、クラッチモータ41Lのトルク指令値TLおよびクラッチモータ41Rのトルク指令値TRを共に0とし本ルーチンを終了する。
【0050】
S631に進んだ場合には、クラッチモータ41Lへのトルク指令値TLは、アウターロータの回転速度Routと左インナーロータの回転速度RLinとの回転速度が一致するように演算する。演算方法は、S611と同じにすればよいので説明は省略する。その後、S633でクラッチモータ41Rへのトルク指令値TRを0とし、本ルーチンを終了する。
【0051】
尚、本実施例においては、S611及びS632に進んだ場合に、クラッチモータ41Lへのトルク指令値TLを、アウターロータの回転速度Routと左インナーロータの回転速度RLinとが一致するように演算しているが、クラッチモータ41Rへのトルク指令値TRをアウターロータの回転速度Routと右インナーロータの回転速度RRinとが一致するように演算するようにしてもよい。この場合には、S612ではクラッチモータ41Lへのトルク指令値TLをマップの表引きにより演算するようにし、S633ではクラッチモータ41Lへのトルク指令値TLを0とすることになる。
【0052】
以上の実施形態により、走行レンジがDレンジの時に次の機能を実現することができる。
【0053】
1)車速がV1以上の場合:アウターロータ9L,9Rの回転を許容(S503)しつつ車速およびステアリング角に応じて左右輪1Lと1Rとに駆動トルク差を発生(S612)させ、車両の旋回性能を向上させることができる(旋回アシスト動作モード制御)。特にクラッチモータ41L,41Rのアウターロータ9L,9Rとインナーロータ8L,8Rとの回転速度差が車速によらずほぼ0に保たれる(S611)ため、モータの定トルク領域が使用でき、小型モータで左右輪1Lと1Rとに駆動トルク差を効果的に発生させることができるという特長を有している。
【0054】
2)車速がV0以下の場合:アウターロータ9L,9Rの回転を拘束(S505)しつつアクセル踏み込み量に応じて車両を制駆動動作(S626のtmp)させることができる(駆動動作モード制御、回生動作モード制御)と共に、ステアリング角に応じて左右輪1Lと1Rとに駆動トルク差をつける(S626のMAP_TY2)ことで旋回性能を向上させることもできる(旋回アシスト動作モード制御)。その際、バッテリの蓄電状態に応じてバッテリの放電・充電を制限する機能も有する。
【0055】
3)車速がV0を超えて車速が(V0+V1)/2以下、かつ、ブレーキOFFの場合:クラッチモータ41L,41Rのトルク指令値を0にしておく。これにより、ブレーキON車速がV0以下になってブレーキ11のON操作を行った場合に、クラッチモータ41L,41Rにトルクがクラッチモータ41L,41Rのアウターロータ9L,9Rの回転を速やかに停止させることができる。
【0056】
4)車速が(V0+V1)/2を超えV1未満、かつ、ブレーキOFFの場合:車速がV1以上になり、左右輪1Lと1Rとに駆動トルク差を発生させる状況に備えて、予めクラッチモータ41L,41Rのアウターロータ9L,9Rとインナーロータ8L,8Rとの回転速度差を車速によらずほぼ0するように備えておくことができる。
【0057】
別の実施形態としては、クラッチモータ41Lと41Rのいずれかに対して、インナーロータとアウターロータとの回転速度差を0に拘束するクラッチを備える形態もある。例えばクラッチは電磁式クラッチとし、クラッチモータ41Lに配置すると共に、コントローラ14からそのON/OFF指令を行うようにする。
【0058】
この実施形態の場合、コントローラ14の演算フローを以下のように変更することで実現可能である。
【0059】
1)図3の初期化ルーチンにおいて、クラッチON/OFF指令フラグf_cluthを0に初期化する。ここで、0をOFF指令、1をON指令に割り当てる。
【0060】
2)図6において、S601の前段、すなわち、図6のルーチン開始時にf_cluthに0を代入する。
【0061】
3)図6のS611に代わり、TL=0、f_cluth=1を実行する。
【0062】
4)図4のS404にてクラッチON/OFF指合f_cluthを出力する。
【0063】
また、さらに別の実施形態として、図10に示すように、ブレーキ11と並列にワンウェイクラッチ38を配してもよい。その際、アウターロータ9L,9Rの回転を許容する向きは、車両前進時にインナーロータ8L,8Rが回転する向き(向きA)として設置する。こうすることで、ブレーキ11OFFの状態からブレーキ11をONにして車両をモータで駆動する状態に移行するとき、ブレーキ11の締結を待たずにクラッチモータ41Lと41Rを車両が駆動するように動作させてもアウターロータ9L,9Rの回転が確実に拘束されるようになった。即ち、ブレーキOFFの状態からブレーキONの車両駆動状態への切替えを一層速やかにかつ一層確実に行なえるようになった。更に、駆動回路故障などによりブレーキ11をON動作させることができなくなるような場合においても、アウターロータ9L,9Rが向きAと逆向きに回ることが制限されるため、つまり車体から反力を得られるため、クラッチモータ41Lと41Rによって車両を駆動させることができるようになるという効果も得られる。
【0064】
なおここまでは、クラッチモータ41Lと41Rとが一体成形されている形態を示したが、それぞれを車輪の近傍に配置し、アウターロータ同士を回転軸を介して機械的に連結した実施形態(例えば図11)でももちろんよい。
【0065】
また、上述した実施例は、図2に示したように、クラッチモータ41Lと41Rはそれぞれアウターロータ軸同士を機械的に連結しインナーロータをそれぞれ左右輪に連結する形態を示したが、インナーロータ軸同士を機械的に連結しアウターロータをそれぞれ左右輪に連結する形態でももちろん構わないし、クラッチモータ41Lのアウターロータとクラッチモータ41Rのインナーロータを機械的に連結し、クラッチモータ41Lのインナーロータとクラッチモータ41Rのアウターロータとをそれぞれ左右輪に連結する形態でももちろん構わないし、その逆の形態でも勿論構わない。即ち、アウターロータとインナーロータが共に回転自在となっている電動モータRと電動モータLとを有し、電動モータRのアウターロータあるいはインナーロータと電動モータLのアウターロータあるいはインナーロータとが機械的に連結されており、電動モータLに連結されていない電動モータRのアウターロータあるいはインナーロータが車両右側の車輪に連結され、電動モータRに連結されていない電動モータLのアウターロータあるいはインナーロータが車両左側の車輪に連結されており、さらに電動モータRと電動モータLの連結部位の回転を拘束するブレーキ手段からなる構成であれば良い。
【0066】
したがって、図11に示すようにクラッチモータ41L,41Rがそれぞれ車輪1L,1R寄りに配置され、アウターロータ9Lのロータ軸50Lとアウターロータ9Rのロータ軸50Rとが連結装置51を介して連結されている形態であってもよい。さらにいえば車輪1L,1Rのホイール内に電動モータL,Rが配置されている形態でも良い。また、ブレーキの取り付け位置についても、図1、図10及び図11に示すように車両の左右の真中に配置する必要は必ずしもない。
【0067】
また、前輪をエンジンにて駆動し、後輪に本発明の連結装置を配置した実施例を示したが、エンジン以外にもモータなどの駆動源を用いてもよい。勿論、後輪をそのような駆動源にて駆動し、前輪に本発明の連結装置を配置した構成でも良い。
【0068】
次に本発明の第2実施形態について説明する。この第2実施形態においては、上述した図1における後輪機構が、図12に示すように構成されている。
【0069】
右後輪51Rには、等速ジョイント52R,53Rを有する連結軸54Rが連結され、連結軸54Rには減速歯車55R,56Rを介してクラッチモータ63のインナーロータ61が連結されている。左後輪51Lには、等速ジョイント52L,53Lを有する連結軸54Lが連結されており、連結軸54Lは更にクラッチ板72と連結されている。
【0070】
70は、クラッチ機構であり、ソレノイド74によってクラッチ板72をディスク71もしくはディスク73に締結させる。ここでディスク71は、回転軸57に連結されており、ディスク73は、ケースが車体に固定された歯車機構50の作用により、ディスク51と逆回転に回転するようになっている。
【0071】
回転軸57には、減速歯車55L,56Lを介してクラッチモータ63のアウターロータ62が連結されている。
【0072】
換言すれば、連結軸54Lは、その一端が左後輪51Lに連結され、他端がクラッチ機構70及び歯車機構50を介して回転軸57に連結されている。
【0073】
ここで、インナーロータ61は第1回転体に対応し、アウターロータ62は第2回転体に対応し、クラッチモータは相反モータに対応し、連結軸54Rは第3回転体に対応し、回転軸57は第4回転体に対応し、連結軸54Lは第5回転体に対応している。また、歯車機構50及びクラッチ機構70が回転方向切り換え手段に対応している。
【0074】
クラッチモータ63は、インナーロータ61及びアウターロータ62がそれぞれベアリング(図示せず)によってケース65に対して回転自在に支持される三相同期電動モータであり、コントローラ67からの指令に基づいて制御されている。詳述すれば、クラッチモータ63に発生(吸収も含む)させるトルクの指令値をコントローラ67にて演算し、その演算値を受け、駆動回路64は、クラッチモータ63のトルクが指令値に一致するようクラッチモータ63への電流を制御する。また、駆動回路64はバッテリ66と電気的に接続されており、バッテリ66の電力を用いてクラッチモータ63にトルクを発生させることも、クラッチモータ63でトルクを吸収することにより発生する回生電力をバッテリ66に蓄電することも可能である。
【0075】
尚、バッテリ66には、リチウム・イオン電池、ニッケル・水素電池、鉛電池などの各種電池や、電機二重層キャパシターいわゆるパワーキャパシターを用いることができる。また、クラッチモータ63を三相同期電動モータとしたが、クラッチモータ63は、インナーロータとアウターロータがともに回転自在なモータであれば良く、DCモータなどでも構わない。
【0076】
クラッチ機構56は、コントローラ67からの指令を受けて駆動回路75がソレノイド74を調整することにより、クラッチ板72を、ディスク71もしくはディスク73に締結したり、ディスク71,73の双方と非締結の状態にしたりする。
【0077】
コントローラ67には、ドライバが操作するアクセルの踏み込み量を検出するポテンショ式センサ40と、ステアリングの回転角を検出するステアリング角センサ42と、オートマティックトランスミッションの走行レンジ(P、R、N、Dレンジ)を検出するスイッチからなる走行レンジセンサ43と、車両の速度を検出する車速センサ44、車両の起動を検出するイグニッションスイッチ45、バッテリの蓄電量を検出するSOC(State Of Charge)センサ46、アウターロータ62の回転速度を検出するアウターロータ回転速度センサ47、インナーロータ61の回転速度を検出するインナーロータ回転速度センサ48の信号が入力されている。
【0078】
コントローラ67は、マイクロコンピュータのほかにRAM/ROMなどの周辺部品を備えており、前述の入力信号を受けて、クラッチ板72の締結を判断し、クラッチモータ63への指令トルクを演算する。クラッチ板72の締結判断、およびクラッチモータ63への指令トルク演算は、一定時間(例えば 10ms)ごとに、図13に示すフローチャートを実行することで実現する。即ち、図13のS1301にてコントローラ67に入力される信号を変数に格納し、S1302ではクラッチ板72の締結判断を行うとともにその結果をflag_Cに代入する。続いてS1303ではクラッチモータ63の指令トルクTCを演算し、S1304にてそれらをコントローラ67から駆動回路64,75へ出力する。
【0079】
ここで、flag_Cはクラッチ板72をディスク73に締結すると判断した時に1、ディスク71に締結すると判断した時に0、何れにも締結させないと判断したときに−1と演算する。また、指令トルクTCは、クラッチ板72をディスク73に締結した状況において、車両を前に駆動する向きを正にとり、車両を後ろに駆動する向きを負にとるものとする。また、これらの値は、イグニッションスイッチON時に、図14に示すフローチャートの制御を実行することで初期化しておく。
【0080】
以下、クラッチ板72の締結判断とクラッチモータ63への指令トルクを演算するS1303について順に説明する。
【0081】
クラッチ板72の締結方向判定フラグflag_Cは、車速Vspをもとに決定する。車速VspがV1以上であればflag_Cを0とし、車速がV0以下であればflag_Cを1とし、車速がV0とV1の間であれば、flag_Cを−1とする。即ち、車速VspがV1以上のときクラッチ板72をディスク71に締結し、車速VspがV0(<V1)以下の時クラッチ板72をディスク73に締結し、それ以外ではどちらにも締結させないという動作を実現する。ここで、V0としては例えば20[km/h]、V1としては30[km/h]のようにV1>V0となるように設定しておく。
【0082】
続いて、クラッチモータ63への指令トルクTCを演算する方法を、図15に示すフローチャートに従って説明する。
【0083】
まず、S1401にて走行レンジ(Rng)がDレンジ(前進走行レンジ)であるかを判定する。ここでDレンジでなければ、つまり、Pレンジ(パーキングレンジ)またはRレンジ(後退走行レンジ)またはNレンジ(ニュートラルレンジ)のいずれかであればS1402へ進み、S1402にてTC=0として本ルーチンを終了する。この場合、クラッチモータ63はトルクを発生せず、車両の運動特性に何ら影響を与えない。走行レンジがDレンジであれば、S1410へ進む。
【0084】
S1410では、車速VspがV1以上か否かを判定し、V1以上であればS1412へ進み、V1未満であればS1420へ進む。
【0085】
S1412へ進んだ場合には、クラッチモータ63へのトルク指令値TCをマップMAP_TY1の表引きにより演算する。マップMAP_TY1は、予め車速Vspとステアリング角Strに応じて対応付けられてROMに格納されているデータであり、例えば図7に示すように、車速がV1以下では0、車速がV1を超える領域では車速とステアリング角に応じて値が変わるように設定しておく。車速がV1を超える領域では、ステアリングが左に切られている(車両挙動は左旋回)状況において、左旋回へのヨーモーメントを発生させるように、すなわち、車輪1Rに車両を駆動させる向きのトルクが発生するように、正の値を割り付けておく。逆にステアリングが右に切られている(車両挙動は右旋回)状況において、車輪1Rに車両を制動させる向きのトルクが発生するように、負の値を割り付けておく。
【0086】
ここで、クラッチモータ63の作用による車両挙動について補足しておく。理解を容易にするため、車両がほぼ直進に進行している状況を用いて補足する。
【0087】
クラッチモータ63に正のトルクTRを発生させると、車輪51Rには駆動の向きに力が発生し、その反作用で車輪51Lに対しては車両を制動させる向きに車輪51Lにトルクを発生する。つまり、クラッチモータ63へ正のトルクを指令すると、車両を駆動させる向きのトルクが車輪51Rに加わると同時に、同じ大きさの車両を制動させる向きのトルクが車輪51Lに加わり、両者のトルク差により車両に左旋回のヨーモーメントを発生させ、左旋回の性能を向上させる効果を実現する。
【0088】
逆にクラッチモータ63へ負のトルクを指令すると、車両を制動させる向きのトルクが車輪51Rに加わると同時に、同じ大きさの車両を駆動させる向きのトルクが車輪51Lに加わり、両者のトルク差により車両に右旋回のヨーモーメントを発生させ、右旋回の性能を向上させる効果を実現する。
【0089】
すなわち、旋回力を得る場合には、クラッチ機構70のクラッチ板72とディスク71を締結させ、これにより、車輪51R側にクラッチモータ63からトルクTが伝達される場合には車輪51L側にはトルク−Tが伝達され、旋回性能を向上させる。
【0090】
一方、駆動力を得る場合には、クラッチ機構70のクラッチ板72とディスク73を締結させ、クラッチモータ63で発生したトルクT(56R側)に対する−T(56L側)を歯車機構50で反対方向トルクTに反転させて車輪51Lに伝達する。
【0091】
さて、S1410にてNoと判断した場合には、S1420へ進む。S1420では、車速VspがV0以下か否かを判断し、V0以下であればS1421へ進み、V0以下でなければS1430へ進む。
【0092】
S1421では、車両制駆動分のトルク指令値の基本値tmpをマップMAP_TDに表引きにて求める。マップMAP_TDは、予め車速Vspとアクセル踏み込み量Apsに対応付けられてROMに格納されているデータであり、例えば図8の特性である。車速がV0以下にて0以外の値を持つように値を設定してある。また、アクセルの踏み込み量が大きいほど、クラッチモータ63による駆動力が大きくなるように、アクセルの踏み込み量Apsが大きいほど大きな値に設定してある。特にアクセルの踏み込み量Apsが0のとき、クラッチモータ63が回生動作を行うように負の値に設定するとよい。
【0093】
S1422では、バッテリ66のSOC値Batが、予め設定されているSOC許容下限値BAT_L(例えば40%)以下か否かを判定し、BAT_L以下ならS1423へ進み、BAT_L以下でないならS1424へ進む。
【0094】
S1423では、トルク指令値の基本値tmpの値としてtmpと0との小さいほうを新たなtmp値として代入する。このように、S1422にてバッテリ66の蓄電量が少ないと判定した場合には、トルク指令値の基本値tmpを0または負値に限定することで、車両を駆動するために使用するバッテリ電力を抑制する機能を実現する。
【0095】
S1424では、バッテリ66のSOC値Batが、予め設定されているSOC許容上限値BAT_H(例えば70%)以下か否かを判定し、BAT_H以上ならS1425へ進み、BAT_H以上でないならS1426へ進む。
【0096】
S1425では、トルク指令値の基本値tmpの値としてtmpと0との大きいほうを新たなtmp値として代入する。このように、S1424にてバッテリ66の蓄電量が多いと判定した場合には、トルク指令値の基本値tmpを0または正値に限定することで、回生によるバッテリ充電を抑制する機能を実現する。
【0097】
S1426では、クラッチモータ63のトルク指令値TCをトルク指令値の基本値tmpとする。
【0098】
さて、S1420にて車速VspがV0以下でないと判定された場合には、S1430に進む。
【0099】
S1430にて、車速Vspが(V0+V1)/2以下であるかを判定し、yesであればS1431に、noであればS1432に進む。
S1432に進んだ場合には、クラッチモータ63へのトルク指令値TCは、アウターロータ62の回転速度Rout′とインナーロータ61の回転速度Rin′との回転速度が一致するように演算する。演算方法としては例えば、次式で示すように、アウターロータ62の回転速度Rout′とインナーロータ61の回転速度Rin′との差が0となるようにフィードバック制御(PI制御)をする方法がある。
【0100】
【数4】
TC=Kp*(Rout′−Rin′)+∫Ki*(Rout′−Rin′)dt
ここで、この式中の∫Ki*(Rout′−Rin′)dtは時間積分項であり、また、Kp(比例ゲイン)及びKi(積分ゲイン)は予めフィードバック系が所望のレギュレーション特性を有するように決定されている正の固定値である。また、Rout′およびRin′は、クラッチ板72がディスク71に締結されている状態で車両が前進しているときのRout′およびRin′の回転の向きをそれぞれ正にとるものとする。このようにすることで、アウターロータ62の回転速度Rout′はインナーロータ61の回転速度Rin′と一致するようにフィードバック制御される。
【0101】
S1431に進んだ場合には、クラッチモータ63へのトルク指令値TCは、アウターロータ62の回転速度Rout′がインナーロータ61の回転速度Rin′の符号反転値となるように演算する。演算方法としては例えば、次式で示すように、アウターロータ62の回転速度Rout′とインナーロータ61の回転速度Rin′の符号反転値との差が0となるようにフィードバック制御(PI制御)をする方法がある。
【0102】
【数5】
TC=Kp*(Rout′+Rin′)+∫Ki*(Rout′+Rin′)dt
このようにすることで、アウターロータ62の回転速度Rout′はインナーロータ61の回転速度Rin′の符号反転値と一致するようにフィードバック制御される。
【0103】
ここで、S1431とS1432は次のような意味を持つ。車速Vspが(V0+V1)/2以下であるときは、クラッチ板72をクディスク73に締結するのに備えて、S1431の操作によりクラッチ板72とディスク73との回転数を合わせておき、ディスク73に締結する際のショックを抑えることができる。また、車速Vspが(V0+V1)/2を超えたときは、クラッチ板72をディスク71に締結するのに備えて、S1432の操作によりクラッチ板72とディスク71との回転数を合わせておき、ディスク71に締結する際のショックを抑えることができる。
【0104】
この第2実施形態においては、走行レンジがDレンジの時に次の機能を実現することができる。
【0105】
1)車速がV1以上の場合:車速およびステアリング角に応じて左右輪51Lと51Rとに駆動トルク差を発生させ、車両の旋回性能を向上させることができる。特にクラッチモータ63のアウターロータ62とインナーロータ61との回転速度差が車速によらずほぼ0に保たれるため、モータの定トルク領域が使用でき、小型モータで左右輪51Lと51Rとに駆動トルク差を効果的に発生(S1412)させることができるという特長を有している(旋回アシスト動作モード制御)。
【0106】
2)車速がV0以下の場合:アクセル踏み込み量に応じて車両を制駆動動作(S1426のtmp)させることができる(駆動動作制御モード、回生動作制御モード)。その際、バッテリ66の蓄電状態に応じてバッテリ66の放電・充電を制限する機能も有する。
【0107】
3)車速がV0を超えて(V0+V1)/2以下の場合:クラッチ板72をディスク71もしくは73に締結させるのに備えて、締結側の回転数を合わせておくことで、締結時のショックを抑えることができる。ショックによる運転性悪化を抑えられると共に、クラッチの耐久性を高めることができる。
【0108】
尚、この第2実施形態においても、前輪の駆動源として、エンジン以外にもモータなどの駆動源を用いてもよい。勿論、後輪をそのような駆動源にて駆動し、前輪に本発明の連結装置を配置した構成でも良い。
【0109】
以上に述べた第2実施形態により、1つの小型モータでも左右輪に駆動力差を発生させることで旋回モーメントを発生させ、車両の旋回性能を向上させることができるという効果が得られる。また、クラッチの切替えにより、車両の駆動および回生制動も実現できるという効果が得られる。
【0110】
上述した各実施例から把握し得る本発明の技術的思想について、その効果とともに列記する。
【0111】
(a) 車両の右側車輪に連結される第1回転要素と、車体に対し回転可能な第2回転要素とを有し、前記第1回転要素と前記第2回転要素との相対回転速度および一方の回転要素が他方の回転要素から受ける回転トルクを制御可能な第1相反モータと、車両の左側車輪に連結される第3回転要素と、前記第2回転要素に連結される第4回転要素とを有し、前記第3回転要素と前記第4回転要素との相対回転速度および一方の回転要素が他方の回転要素から受ける回転トルクを制御可能な第2相反モータと、前記第2回転要素及び前記第4回転要素の車体に対する回転を拘束可能なブレーキ手段と、を備えたことを特徴とする車両の左右輪駆動装置においては、2つの相反モータとブレーキ手段とによって装置を構成することができるので、装置全体を小型化することが可能となる。
【0112】
(b) 前記(a)に記載の構成において、前記ブレーキ手段によって前記第2回転要素及び前記第4回転要素の車体に対する回転を拘束し、前記第1相反モータ及び前記第2相反モータに、車両を駆動する向きにそれぞれトルクを発生させる駆動動作モードを有することを特徴とする車両の左右輪駆動装置においては、第1及び第2相反モータで車両を駆動することができる。また、主動力源が他にある車両に適用する場合には、主動輪の駆動力をアシストすることができる。特に、主動力源と別の駆動輪、つまり従動輪に本左右輪駆動装置が設けられている場合には、四輪駆動車両として車両挙動を安定させてアシストすることができる。
【0113】
(c) 前記(a)または(b)の構成において、前記ブレーキ手段によって前記第2回転要素及び前記第4回転要素の車体に対する回転を拘束し、前記第1相反モータ及び前記第2相反モータに、車両を減速させる向きにそれぞれトルクを発生させる回生動作モードを有することを特徴とする車両の左右輪駆動装置においては、車両を減速させる際に運動エネルギーを前記第1及び第2相反モータの回生動作によりモータ駆動用バッテリに回収できる。また、主動力源が他にある車両に適用する場合には、主動力源で過剰に駆動力を発生させながら、過剰分を前記第1及び第2相反モータで回生することでモータ駆動用バッテリの蓄電量を増加させることもできる。したがって、例えば、主動力源で前輪を駆動する車両の後輪に本左右輪駆動装置を適用する場合、モータ駆動用バッテリの蓄電量を増加させるための発電機や発電機とバッテリを電気的に接続する配線等を持たなくてもすむという効果も得られる。
【0114】
(d) 前記(a)〜(c)のいずれかに記載の構成において、前記ブレーキ手段で前記第2回転要素及び前記第4回転要素の回転を車体に対して拘束しない状態にし、前記第1相反モータ及び前記第2相反モータにそれぞれ発生させるトルクのうち、一方のトルクを車両を駆動する向きに発生させ、他方のトルクを車両を減速させる向きに発生させる旋回アシスト動作モードを有することを特徴とする車両の左右輪駆動装置においては、車両にヨーモーメントを発生させることができるようになり、旋回時の車両応答性を高めたり、横風外乱によるヨーモーメントを打消すことで直進安定性を高めたりすることができる。
【0115】
(e) 前記(a)〜(d)のいずれかに記載の構成において、前記ブレーキ手段で前記第2回転要素及び前記第4回転要素の回転を車体に対して拘束しない状態では、前記第2回転要素及び前記第4回転要素の回転数が、前記第1回転要素及び前記第3回転要素の回転数と略一致するように、第1相反モータ及び第2相反モータをそれぞれ制御することを特徴とする車両の左右輪駆動装置においては、前記第1及び第2相反モータにより旋回アシスト動作させる際に、第1及び第2相反モータの定トルク領域(大きなトルクを発生できる領域)を使うことができるようになり、小型のモータで効果的に旋回アシスト効果を得ることができる。
【0116】
(f) 前記(a)〜(e)のいずれかに記載の構成において、前記ブレーキ手段によって前記第2回転要素及び前記第4回転要素の車体に対する回転を拘束し、前記第1相反モータと前記第2相反モータにそれぞれ発生させるトルクのうち、一方のトルクを車両を駆動する向きに発生させ、他方のトルクを車両を減速させる向きに発生させる旋回アシスト動作モードを有することを特徴とする車両の左右輪駆動装置においては、前記第2回転要素と前記第4回転要素の回転を拘束したまま旋回アシスト動作を行うことで、駆動動作モード・回生動作モードとの切り替えを速やかに実施できるようになる。また、前記第2及び第4回転要素の回転を調整するためのモータエネルギーも必要が無く、エネルギー損失が小さいという効果も得られる。
【0117】
(g) 前記(a)〜(f)のいずれかに記載の構成において、第1回転要素と第3回転要素のうちのいずれか一方の回転要素の回転数を、前記第2回転要素及び前記第4回転要素の回転数と一致させるクラッチ機構を有し、前記ブレーキ手段で前記第2回転要素及び前記第4回転要素の車体に対する回転を拘束しない状態では、前記クラッチ機構により、前記第1回転要素と前記第3回転要素のうちのいずれか一方の回転要素を前記第2回転要素もしくは前記第4回転要素に対して締結し、前記第1回転要素と前記第3回転要素のうち、前記第2回転要素もしくは前記第4回転要素に対して締結されていない方の回転要素にトルクを発生させて車両の旋回アシストを行う動作モードを有することを特徴とする車両の左右輪駆動装置においては、旋回アシストは1つのモータでトルクを発生させればよく、従ってより小電力で実現できるという効果が得られる。
【0118】
(h) 前記(a)〜(g)のいずれかに記載の構成において、車両前進時に第1回転要素及び第3回転要素が回転する向きにのみ、前記第2回転要素及び前記第4回転要素の回転を許容するワンウェイクラッチを配置することを特徴とする車両の左右輪駆動装置においては、前記第2回転要素及び前記第4回転要素が制限されるため、ブレーキ手段により前記第2回転要素及び前記前記第4回転要素を拘束しない(ブレーキOFF)状態から、前記ブレーキ手段により前記第2回転要素及び前記第4回転要素を拘束する(ブレーキON)状態への車両の駆動状態の切り換えを、一層速やかにかつ一層確実に行うことができる。また、前記ブレーキ手段の故障により、ブレーキON状態とならない場合においても、車両を駆動させることができる。
【0119】
(i) 第1回転体と、車体に対して回転可能な第2回転体とを有し、前記第1回転体と前記第2回転体との相対回転速度及び一方の回転体が他方の回転体から受ける回転トルクを制御可能な相反モータと、車両の片側車輪及び前記第1回転体に連結される第3回転体と、前記第2回転体に連結される第4回転体と、一端が前記第3回転体が連結されていない方の車輪に連結され、他端が回転方向切り換え手段を介して前記第4回転体に連結される第5回転体と、を備え、前記回転方向切り換え手段により、前記第4回転体に対する前記第5回転体の回転方向が切り換え可能になっていることを特徴とする車両の左右輪駆動装置においては、一つの相反モータで、左右輪に駆動力差を発生させることが可能となり、車両の旋回性能を向上させることができる。
【0120】
(j) 前記(i)に記載の車両の左右輪駆動装置において、前記回転方向切り換え手段は、より具体的には、前記第4回転体の回転方向とは逆方向の回転をその出力軸から出力する歯車機構と、前記第5回転体を前記第4回転体及び前記歯車機構の出力軸に対して連結可能なクラッチ機構と、から構成されている。
【0121】
(k) 前記(i)また(j)に記載の車両の左右輪駆動装置において、前記第1回転体と前記第2回体が同方向に回転している状態にて、前記相反モータにトルクを発生させることで車両の旋回アシストを行う動作モードを有する。これによって、車両にヨーモーメントを発生させることができるようになり、旋回時の車両応答性を高めたり、横風外乱によるヨーモーメントを打消すことで直進安定性を高めたりすることができる。
【0122】
(l) 前記(i)〜(k)のいずれかに記載の車両の左右輪駆動装置において、前記第1回転体と前記第2回転体が逆方向に回転している状態にて、前記相反モータにトルクを発生させることで車両を駆動する駆動動作モードを有する。これによって、相反モータで車両を駆動することができる。また、主動力源が他にある車両に適用する場合には、主動輪の駆動力をアシストすることができる。特に、主動力源と別の駆動輪、つまり従動輪に本左右輪駆動装置が設けられている場合には、四輪駆動車両として車両挙動を安定させてアシストすることができる。
【0123】
(m) 前記(i)〜(l)のいずれかに記載の車両の左右輪駆動装置において、前記第1回転体と前記第2回転体が逆方向に回転している状態にて、前記相反モータにトルクを発生させることで車両を制動する回生動作モードを有する。これによって、車両を減速させる際に運動エネルギーを前記相反モータの回生動作によりモータ駆動用バッテリに回収できる。また、主動力源が他にある車両に適用する場合には、主動力源で過剰に駆動力を発生させながら、過剰分を前記相反モータで回生することでモータ駆動用バッテリの蓄電量を増加させることもできる。したがって、例えば、主動力源で前輪を駆動する車両の後輪に本左右輪駆動装置を適用する場合、モータ駆動用バッテリの蓄電量を増加させるための発電機や発電機とバッテリを電気的に接続する配線等を持たなくてもすむという効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態を示す説明図。
【図2】本発明の一実施の形態を示す説明図。
【図3】本発明に係る車両の左右輪駆動装置の制御の流れを示すフローチャート。
【図4】本発明に係る車両の左右輪駆動装置の制御の流れを示すフローチャート。
【図5】本発明に係る車両の左右輪駆動装置の制御の流れを示すフローチャート。
【図6】本発明に係る車両の左右輪駆動装置の制御の流れを示すフローチャート。
【図7】予め車速Vspとステアリング角Strに応じて対応付けられてROMに格納されているデータであるマップMAP_TY1のマップ図。
【図8】予め車速Vspとアクセル踏み込み量Apsに対応付けられてROMに格納されているデータであるマップMAP_TDのマップ図。
【図9】予め車速Vspとアクセル踏み込み量Apsに対応付けられてROMに格納されているデータであるマップMAP_TY2のマップ図。
【図10】本発明の別の実施形態を示す説明図。
【図11】本発明の別の実施形態を示す説明図。
【図12】本発明の第2の実施の形態を示す説明図。
【図13】本発明に係る車両の左右輪駆動装置の制御の流れを示すフローチャート。
【図14】本発明に係る車両の左右輪駆動装置の制御の流れを示すフローチャート。
【図15】本発明に係る車両の左右輪駆動装置の制御の流れを示すフローチャート。
【符号の説明】
8L…インナーロータ(第3回転要素)
8R…インナーロータ(第1回転要素)
9L…アウターロータ(第4回転要素)
9R…アウターロータ(第2回転要素)
11…ブレーキ(ブレーキ手段)
20…連結装置
41L…クラッチモータ(第2相反モータ)
41R…クラッチモータ(第1相反モータ)
Claims (13)
- 車両の右側車輪に連結される第1回転要素と、車体に対し回転可能な第2回転要素とを有し、前記第1回転要素と前記第2回転要素との相対回転速度および一方の回転要素が他方の回転要素から受ける回転トルクを制御可能な第1相反モータと、
車両の左側車輪に連結される第3回転要素と、前記第2回転要素に連結される第4回転要素とを有し、前記第3回転要素と前記第4回転要素との相対回転速度および一方の回転要素が他方の回転要素から受ける回転トルクを制御可能な第2相反モータと、
前記第2回転要素及び前記第4回転要素の車体に対する回転を拘束可能なブレーキ手段と、を備えたことを特徴とする車両の左右輪駆動装置。 - 前記ブレーキ手段によって前記第2回転要素及び前記第4回転要素の車体に対する回転を拘束し、
前記第1相反モータ及び前記第2相反モータに、車両を駆動する向きにそれぞれトルクを発生させる駆動動作モードを有することを特徴とする請求項1に記載の車両の左右輪駆動装置。 - 前記ブレーキ手段によって前記第2回転要素及び前記第4回転要素の車体に対する回転を拘束し、
前記第1相反モータ及び前記第2相反モータに、車両を減速させる向きにそれぞれトルクを発生させる回生動作モードを有することを特徴とする請求項1または2に記載の車両の左右輪駆動装置。 - 前記ブレーキ手段で前記第2回転要素及び前記第4回転要素の回転を車体に対して拘束しない状態にし、
前記第1相反モータ及び前記第2相反モータにそれぞれ発生させるトルクのうち、一方のトルクを車両を駆動する向きに発生させ、他方のトルクを車両を減速させる向きに発生させる旋回アシスト動作モードを有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の車両の左右輪駆動装置。 - 前記ブレーキ手段で前記第2回転要素及び前記第4回転要素の回転を車体に対して拘束しない状態では、
前記第2回転要素及び前記第4回転要素の回転数が、前記第1回転要素及び前記第3回転要素の回転数と略一致するように、第1相反モータ及び第2相反モータをそれぞれ制御することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の車両の左右輪駆動装置。 - 前記ブレーキ手段によって前記第2回転要素及び前記第4回転要素の車体に対する回転を拘束し、
前記第1相反モータと前記第2相反モータにそれぞれ発生させるトルクのうち、一方のトルクを車両を駆動する向きに発生させ、他方のトルクを車両を減速させる向きに発生させる旋回アシスト動作モードを有することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の車両の左右輪駆動装置。 - 第1回転要素と第3回転要素のうちのいずれか一方の回転要素の回転数を、前記第2回転要素及び前記第4回転要素の回転数と一致させるクラッチ機構を有し、
前記ブレーキ手段で前記第2回転要素及び前記第4回転要素の車体に対する回転を拘束しない状態では、
前記クラッチ機構により、前記第1回転要素と前記第3回転要素のうちのいずれか一方の回転要素を前記第2回転要素もしくは前記第4回転要素に対して締結し、前記第1回転要素と前記第3回転要素のうち、前記第2回転要素もしくは前記第4回転要素に対して締結されていない方の回転要素にトルクを発生させて車両の旋回アシストを行う動作モードを有することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の車両の左右輪駆動装置。 - 車両前進時に第1回転要素及び第3回転要素が回転する向きにのみ、前記第2回転要素及び前記第4回転要素の回転を許容するワンウェイクラッチを配置することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の車両の左右輪駆動装置。
- 第1回転体と、車体に対して回転可能な第2回転体とを有し、前記第1回転体と前記第2回転体との相対回転速度及び一方の回転体が他方の回転体から受ける回転トルクを制御可能な相反モータと、
車両の片側車輪及び前記第1回転体に連結される第3回転体と、
前記第2回転体に連結される第4回転体と、
一端が前記第3回転体が連結されていない方の車輪に連結され、他端が回転方向切り換え手段を介して前記第4回転体に連結される第5回転体と、を備え、
前記回転方向切り換え手段により、前記第4回転体に対する前記第5回転体の回転方向が切り換え可能になっていることを特徴とする車両の左右輪駆動装置。 - 前記回転方向切り換え手段は、前記第4回転体の回転方向とは逆方向の回転をその出力軸から出力する歯車機構と、前記第5回転体を前記第4回転体及び前記歯車機構の出力軸に対して連結可能なクラッチ機構と、から構成されていることを特徴とする請求項9に記載の車両の左右輪駆動装置。
- 前記第1回転体と前記第2回体が同方向に回転している状態にて、前記相反モータにトルクを発生させることで車両の旋回アシストを行う動作モードを有することを特徴とする請求項9または10に記載の車両の左右輪駆動装置。
- 前記第1回転体と前記第2回転体が逆方向に回転している状態にて、前記相反モータにトルクを発生させることで車両を駆動する駆動動作モードを有することを特徴とする請求項9〜11のいずれかに記載の車両の左右輪駆動装置。
- 前記第1回転体と前記第2回転体が逆方向に回転している状態にて、前記相反モータにトルクを発生させることで車両を制動する回生動作モードを有することを特徴とする請求項9〜12のいずれかに記載の車両の左右輪駆動装置。
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