JP2008306813A - 電動車両の駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】防災用オフロード車など、上り坂や凹凸のある路面を走行する機会の多い車両を、電動車両で構成した場合に、搭載される電動モータの合計出力容量が無駄に大きくなることを回避する。また、オフロード走行に要求される最低地上高を十分に確保する。
【解決手段】電動車両は、電動モータ６１、６２、６３の作動に応じて全ての車輪１、２、３、４が駆動輪として駆動される。電動モータは、前駆動輪用の電動モータ６１と、左後駆動輪用の電動モータ６２と、右後駆動輪用の電動モータ６３とからなる。 前駆動輪用電動モータと、前駆動輪１、２との間には、前駆動輪用電動モータから駆動力を前駆動輪１、２に伝達するディファレンシャルギヤ１０２Ｇが介在されて設けられている。 電動モータ６２の出力容量ＰrLと電動モータ６３の出力容量ＰrRとを合計した出力容量は、前駆動輪用電動モータ６１の出力容量Ｐｆ以上になるように、出力容量が定められている。
【選択図】図３

Description

本発明は、電動モータの作動に応じて駆動輪が駆動される電動車両の駆動装置に関する
ものである。

近年、自動車の分野では、自動車用モータや各種制御機器の性能の向上に伴い、燃費効
率、排気ガスのクリーンさに優れている点に注目して、電動車両の研究、開発が盛んに行
われている。ここで、電動車両とは、電動モータによって駆動輪が駆動される車両のこと
であり、エンジンの代わりに電動モータを駆動源として走行する純電気自動車を含む車両
のことである。

電動自動車には、ハイブリッド電気自動車、純電気自動車、燃料電池電気自動車などの
各方式がある。さらに、ハイブリッド電気自動車には、パラレルハイブリッド電気自動車
とシリーズハイブリッド電気自動車の各方式がある。自動車の中でもとりわけ乗用車や商
用車の分野では、すでにパラレルハイブリッドの形式で多数の車種が商品化されている。

図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ、パラレルハイブリッド電気自動車、シリー
ズハイブリッド電気自動車、純電気自動車、燃料電池電気自動車の構成例を概略的に示し
ている。

図１（ａ）に示すように、パラレルハイブリッド電気自動車１００は、トランスミッシ
ョン１２０を含む動力伝達機構４０と並列に、発電機５０、電動モータ６０を含む電源系
統７０が設けられている。

図１（ｂ）に示すように、シリーズハイブリッド電気自動車１００は、エンジン１０か
ら発電機５０までの動力伝達機構４１と直列に、発電機５０、電動モータ６０を含む電源
系統７１が設けられている。シリーズハイブリッド電気自動車１００は、図１（ａ）のパ
ラレルハイブリッド電気自動車１００と異なり、トランスミッション１２０などの機械的
な変速機構を持っていない。

図１（ｃ）に示すように、純電気自動車１００は、蓄電池（バッテリ）８０に蓄電され
た電気エネルギーが電動モータ６０で機械的なエネルギーに変換されて駆動輪１、２、３、
４に伝達される。

図１（ｄ）に示すように、燃料電池電気自動車１００は、燃料電池１９０で発生した電
気エネルギーが蓄電池（バッテリ）８０に蓄電され、電動モータ６０で電気エネルギーが
機械的なエネルギーに変換されて駆動輪１、２、３、４に伝達される。

下記非特許文献１には、各駆動輪ごとに独立した電動モータを備えて、各電動モータを
制御するという純電気自動車の制御装置に関する発明が記載されている。以下では、４つ
の駆動輪ごとに独立した電動モータが備えられて、４つの駆動輪が独立した４つの電動モ
ータによって個別に駆動される車両のことを、「４輪独立駆動タイプ」形式の電動車両と称
することとする。なお、以下の説明では、モータやエンジンの出力値を例示するが、これ
はあくまでも大まかな概念の理解を容易にするための便宜上のものにすぎないので、エネ
ルギー効率は概ね１００％として単純化して説明する。
"電気自動車制御の現況と革新に向けて"電子情報通信学会東京支部シンポジウム、１９９８、９、１８、堀 洋一

自動車の中には、主として被災現場などのオフロード（路外地形）を走行する防災用途
のオフロード車がある。かかる防災用オフロード車を、電動車両、とりわけシリーズハイ
ブリッド電気自動車で構成した場合に、要求される性能、機能は、以下のとおりである。

１） 全輪駆動（四輪駆動）であること
防災用オフロード車は、被災地などへ急行するために一般乗用車やトラック、バスと同
様に高速走行性能が求められるのみならず、土砂崩れ現場などを突破するために極低速で
あっても大トルクで運転できることが求められる。これは、防災用オフロード車を、電動
車両、とりわけシリーズハイブリッド電気自動車で構成した場合も同様である。オフロー
ドを安定して走行するには、全ての車輪に電動モータから駆動力が伝達されて全ての車輪
が駆動輪として駆動されることが必要である。たとえば４つの車輪を備えた４輪車両の場
合には、４つの車輪の全てに電動モータから駆動力が伝達される四輪駆動車であることが、
オフロードを安定して走行させるために必要である。

２） 後輪の接地荷重が前輪の接地荷重よりも大きい状態で走行する機会が多いこと
防災用オフロード車は、前進走行で急坂を乗り越えなければならい機会が多い。前進走
行で急坂を乗り越える際には、車体が前上がりになる。このとき前輪と後輪の接地荷重が
均等ではなく、後輪の接地荷重が前輪の接地荷重よりも大きくなる。このため後輪用の電
動モータの出力容量は、前輪用の電動モータの出力容量よりも大きいことが要求される。

一般的に、後輪に６０％以上の負荷がかかり、前輪に４０％以下の負荷がかかることが多
い。エンジンの出力が、たとえば１２０ｋＷであるとすると、上り坂では、たとえば前輪
に４０ｋＷ（４０％以下）の負荷がかかり、後輪に８０ｋＷ（６０％以上）の負荷がかか
る。

３） 前輪の左輪と右輪とで接地圧、負荷に瞬間的に不均一が生じる機会が多いこと
防災用オフロード車は、凹凸のある路面を走行する機会が多く、凹凸のある上り坂等を
前進走行する際に、前輪の左輪と右輪とで接地圧、負荷に瞬間的な不均一が生じる。これ
により、最悪の場合には前輪の左右車輪のうち片側の車輪が浮き上がり、もう一方の車輪
に車体を進行させるために必要な駆動力（左右車輪合計分の駆動力）を伝達する必要があ
る。

４） 搭載機器や客室空間を広く確保することが求められるとともに、最低地上高を大きく
確保しなければならないこと
防災用オフロード車は、搭載機器や乗員数を多く確保するために、搭載機器の収納スペ
ースや客室空間を広く確保することが求められる。また車両の用途に応じて最適な機器レ
イアウトを変更する必要があるため、車内のレイアウトを自由に設計できるようにしたい
との要請がある。また、防災用オフロード車は、突起物や障害物がある路面上を走行する
機会が多いため、最低地上高はできる限り大きく確保しなければならない。

５） 電動モータの小型化、共通化を図ること
防災用オフロード車は、用途毎に仕様が異なる少量多品種生産の車両であり、量産効果
は期待できない。したがって、車両に搭載される複数の電動モータを小型化して、あるい
は共通化して、車両のコストを低減することが望まれる。

防災用オフロード車には、このような要求、仕様があるにもかかわらず、防災用オフロ
ード車を「４輪独立駆動タイプ」形式の電動車両で構成すると、つぎのような問題が発生
する。

上記２）で上述したように、防災用オフロード車が、平坦な上り坂を登板するときなど、
後輪の接地荷重が前輪の接地荷重よりも大きい状態で走行すると、エンジンの出力が、た
とえば１２０ｋＷであれば、上り坂では、たとえば前輪に４０ｋＷ（４０％以下）の負荷
がかかり、後輪に８０ｋＷ（６０％以上）の負荷がかかる場合がある。しかし、滑りやす
い状況にある登坂路では前輪の接地荷重が減るので前輪はスリップしやすくなり、前輪が
スリップすれば発揮できる駆動力が減少するので、主に後輪の駆動力に頼って登板しなけ
ればならない。このような場面で後輪の駆動力が不足すれば登板が困難になるおそれがあ
る。

また、前輪で路面の凹凸を乗り越えようとするときには、上記３）で上述したように、
前輪の左輪と右輪とで接地圧、負荷に瞬間的に不均一が生じ、前輪のうち片側の車輪が浮
き上がると、もう一方の車輪に車体を進行させるために必要な駆動力（左右車輪合計分の
駆動力）を伝達するために、接地している片側の駆動輪の電動モータには、左右駆動輪の
平均出力の２倍という大きな出力容量が要求される。このため、たとえば１２０ｋＷのエ
ンジンをもち、平坦な上り坂では、前輪の電動モータは前輪合計で４０ｋＷの出力容量で
済む場合でも、前輪で路面の凹凸を乗り越える状況では、前輪の電動モータは、片側の電
動モータだけで、前輪合計分の４０ｋＷの出力容量が必要とされる。このように電動モー
タの合計出力容量が無駄に大きくなるという問題が発生する。

なお、後輪については、予め前輪が路面の凹凸を乗り越えた状態で懸架装置が働き前輪
ほど大きな負荷のアンバランスは発生しないため、このような問題はない。

防災用オフロード車は、凹凸のある路面を走破するために、車体の床板から路面までの
距離、つまり最低地上高を十分に大きく確保する必要がある。車体床下の部品で最も直径
が大きく、最低地上高に最も影響を与える部品は、図２（ａ）に示すように、車体１０１
の床下に配置されたディファレンシャルギヤのケース１０２である。従来は、ディファレ
ンシャルギヤのケース１０２の直径に注意をして最低地上高を確保できるように車体レイ
アウトを設計するだけで問題はなかった。

ところが、防災用オフロード車を電動車両で構成すると、図２（ｂ）に示すように、デ
ィファレンシャルギヤケース１０２の直径よりも電動モータ６０の直径の方が大きくなり、
電動モータ６０の配置が最低地上高に最も影響を与えることになった。

たとえば、４０ｋＷの出力容量をもつ電動モータ６０は、その直径が、従来のディファ
レンシャルギヤケース１０２の直径の約１．５倍に達する。しかも電動モータ６０を床下
に配置するに際して電動モータ６０の上部を車内に大きく突出させることができない。こ
れは上記４）で上述したように搭載機器や客室空間を広く確保することが求められている
からである。このため電動モータ６０の下部は、必然的にディファレンシャルギヤケース
１０２の下部よりも低い位置に位置されることになり、オフロード走行に要求される最低
地上高を十分には確保できなくなるという問題が発生する。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、防災用オフロード車など、上り
坂や凹凸のある路面を走行する機会の多い車両を、電動車両で構成した場合に、搭載され
る電動モータの合計出力容量が無駄に大きくなることを回避することを解決課題とするも
のである。また、本発明は、防災用オフロード車など、オフロードを走行する機会の多い
車両を、電動車両で構成した場合に、オフロード走行に要求される最低地上高を十分に確
保することを解決課題とするものである。

そこで、第１発明は、
電動モータの作動に応じて全ての車輪が駆動輪として駆動される電動車両の駆動装置に
おいて、
前駆動輪用の電動モータと、
左後駆動輪用の電動モータと、
右後駆動輪用の電動モータと、
前駆動輪用電動モータと、前駆動輪との間に介在され、前駆動輪用電動モータから駆動
力を前駆動輪に伝達するディファレンシャルギヤと
が設けられ、
左後駆動輪用電動モータの出力容量と右後駆動輪用電動モータの出力容量とを合計した
出力容量が、前駆動輪用電動モータの出力容量以上になるように、各電動モータの出力容
量が定められていること
を特徴とする。

第２発明は、第１発明において、
前駆動輪用電動モータと、左後駆動輪用電動モータと、右後駆動輪用電動モータは、同
一あるいは略同一の出力容量になるように、各電動モータの出力容量が定められているこ
と
を特徴とする。

第３発明は、第１発明において、
前駆動輪用電動モータと、左後駆動輪用電動モータと、右後駆動輪用電動モータの少な
くともいずれか１つは、複数の電動モータで構成され、
複数の電動モータの最低地上高が、出力容量が同じ単一の電動モータを配置した場合の
最低地上高よりも大きくなるように、複数の電動モータが配置されていること
特徴とする。

第４発明は、
電動モータの作動に応じて全ての車輪が駆動輪として駆動される電動車両の駆動装置に
おいて、
各駆動輪がそれぞれ、複数の電動モータによって駆動されるように構成し、
複数の電動モータの最低地上高が、出力容量が同じ単一の電動モータを配置した場合の
最低地上高よりも大きくなるように、複数の電動モータが配置されていること
を特徴とする。

第１発明では、図３に示すように、電動車両１００は、電動モータ６１、６２、６３の
作動に応じて全ての車輪１、２、３、４が駆動輪として駆動される全輪駆動車両で構成さ
れる。

電動モータ６１、６２、６３は、前駆動輪用の電動モータ６１と、左後駆動輪用の電動
モータ６２と、右後駆動輪用の電動モータ６３とからなる。

前駆動輪用電動モータ６１と、前駆動輪１、２との間には、前駆動輪用電動モータ６１
から駆動力を前駆動輪１、２に伝達するディファレンシャルギヤ１０２Ｇが介在されて設
けられている。

左後駆動輪用電動モータ６２の出力容量ＰrLと右後駆動輪用電動モータ６３の出力容
量ＰrRとを合計した出力容量ＰrL＋ＰrRは、前駆動輪用電動モータ６１の出力容量Ｐｆ以
上になるように、各電動モータ６１、６２、６３の出力容量が定められている。

なお、以下では、一例として、前述のように１２０ｋＷのエンジンをもち、前輪の両輪
１、２に相当する電動モータ６１に４０ｋＷの出力容量が、後輪の両輪に相当する電動モ
ータ６２、６３に８０ｋＷの出力容量が要求される電動車両１００を想定する。

本第１発明によれば、前駆動輪用電動モータ６１と、前駆動輪１、２との間に、前駆動
輪用電動モータ６１から駆動力を前駆動輪１、２に伝達するディファレンシャルギヤ１０
２Ｇを介在させて設けるようにしているため、前輪１、２で路面の凹凸を乗り越えようと
するときに、前輪１、２の左輪１と右輪２とで接地圧、負荷に瞬間的に不均一が生じ、た
とえ前輪１、２のうち片側の車輪１が浮き上がったとしても、前駆動輪用電動モータ６１
からディファレンシャルギヤ１０２Ｇを介してもう一方の車輪２に車体を進行させるため
に必要な駆動力（左右車輪１、２の合計分の駆動力）４０ｋＷを伝達させることができる。

なお、ディファレンシャルギヤ１０２Ｇを介して連結された左右車輪１、２の片方が浮き
上がったとしても、その車輪の空転を防止する方法は、「特公昭３９−９６０３号公報」な
どによって「トラクションコントロール技術」、「タイヤ空転防止技術」として古くから公
知である。また、この空転防止のためには、左右タイヤを個別に制動するブレーキを必要
とするが、その構造や制御方法は当業者に周知であるので本明細書では図示せず、説明を
省略する。

このため、従来の「４輪独立駆動タイプ」形式の電動車両のように、接地している片側
の駆動輪２の電動モータだけで、左右駆動輪１、２の平均出力の２倍という大きな出力容
量（４０ｋＷ）が要求されることがない。このように、前輪両輪分で電動モータ６１は、
４０ｋＷの出力容量があれば足りる。従来の「４輪独立駆動タイプ」形式の電動車両のよ
うに前輪の電動モータの片側の電動モータだけで、前輪合計分の４０ｋＷの出力容量が必
要とされることがない。これにより電動モータの合計出力容量が無駄に大きくなるという
問題を回避することができる。

また、本第１発明によれば、前駆動輪用の電動モータ６１と、左後駆動輪用の電動モー
タ６２と、右後駆動輪用の電動モータ６３とを設け、左後駆動輪用電動モータ６２の出力
容量ＰrLと右後駆動輪用電動モータ６３の出力容量ＰrRとを合計した出力容量ＰrL＋Ｐ
rRが、前駆動輪用電動モータ６１の出力容量Ｐｆ以上になるように、各電動モータ６１、
６２、６３の出力容量を定めるようにしているため、平坦な上り坂を登板するときなど、
後輪３、４の接地荷重が前輪１、２の接地荷重よりも大きい状態で走行しているときに、
電動モータ６２、６３から後輪３、４に与えられる駆動力が、電動モータ６１から前輪１、
２に与えられる駆動力を下回ることがない。たとえば前輪１、２に４０ｋＷ（４０％以下）
の駆動力を伝達でき、後輪３、４には、それ以上の８０ｋＷ（６０％以上）を伝達させる
ことができる。これにより、後輪３、４の駆動力が不足して、登坂が困難になる事態を回
避できる。

第２発明では、前駆動輪用電動モータ６１と、左後駆動輪用電動モータ６２と、右後駆
動輪用電動モータ６３は、同一あるいは略同一の出力容量になるように、各電動モータ６
１、６２、６３の出力容量Ｐｆ、ＰrL、ＰrRが定められる。

急坂登坂時には、後輪３、４の駆動力に、車両全体の駆動力の６０％を超える駆動力、
つまりたとえば車両全体の駆動力の２／３の駆動力が必要とされることも稀ではない。本
発明によれば、たとえばエンジンの出力が１２０ｋＷであるとすると、全体の１／３に相
当する出力容量Ｐｆの電動モータ６１から前輪１、２に対して、全体の１／３に相当する
駆動力４０ｋＷ（約３３％）が伝達される一方で、後輪３、４に対しては、全体の２／３
に相当する出力容量ＰrL＋ＰrRの各電動モータ６２、６３から、全体の２／３に相当する
駆動力８０ｋＷ（約６６％）伝達される。これにより、急坂登坂時に、後輪３、４の駆動
力が不足して、登坂が困難になる事態を回避できる。

しかも、本第２発明によれば、各電動モータ６１、６２、６３の出力容量Ｐｆ、ＰrL、
ＰrRが同一もしくは略同一となるため、車両１００に搭載される複数の電動モータ６１、
６２、６３の部品型番の共通化を図ることができるようになり、車両１００のコストを低
減することができる。

第３発明では、図４あるいは図５あるいは図６に示すように、前駆動輪用電動モータ６
１と、左後駆動輪用電動モータ６２と、右後駆動輪用電動モータ６３の少なくともいずれ
か１つは、複数の電動モータ６０Ａ、６０Ｂで構成される。そして、図２（ｃ）に示すよ
うに、複数の電動モータ６０Ａ、６０Ｂの最低地上高Ｌが、出力容量が同じ単一の電動モ
ータ６０を配置した場合（図２（ｂ））の最低地上高Ｌ´よりも大きくなるように、複数の
電動モータ６０Ａ、６０Ｂが配置される。

すなわち、電動モータ６０Ａ、６０Ｂの大きさ（たとえば直径）は、単一の電動モータ
６０の大きさ（たとえば直径）よりも小さい。このためディファレンシャルギヤケース１
０２よりも電動モータ６０Ａ、６０Ｂを含む筐体６０Ｃの方が小さくなる。

このように複数の電動モータ６０Ａ、６０Ｂの直径ｄ（図５）あるいは高さ方向の厚さ
ｔ（図６）を小さくすることができるため、複数の電動モータ６０Ａ、６０Ｂを含む筐体
６０Ｃを車体の床上に大きく突出させたり車体の床下から大きくせり出させることなく配
置することができる。このため搭載機器や客室空間を広く確保しつつ、最低地上高Ｌを大
きく確保することができる。

しかも、本第３発明によれば、各電動モータ６１、６２、６３が更に複数の電動モータ
６０Ａ、６０Ｂに分割されているため、個々の電動モータ６０Ａ、６０Ｂの出力容量を更
に小さくし、共通化を図ることができる。すなわち、たとえば各電動モータ６１、６２、
６３それぞれを、２つの電動モータ６０Ａ、６０Ｂに分割すれば、個々の電動モータ６０
Ａ、６０Ｂの出力容量は、前駆動輪用電動モータ６１、６２、６３の出力容量Ｐｆ、ＰｒL、
ＰｒR（たとえば４０ｋＷ）の１／２の出力容量２０ｋＷとなり、個々の電動モータが小さ
くなるとともに、同じ規格品を使用することができる。これにより、電動車両１００に搭
載される複数の電動モータの小型化、共通化を図ることができるようになり、電動車両１
００のコストを大幅に低減することができる。

第４発明は、図３で例示した第１発明の構成の車両１００のみならず（図１４（ａ）参
照）、図１４（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に例示されるように、従来の「４輪独立駆動タイプ」形式
の電動車両（図１４（ｂ））を含む電動車両一般にも適用することができる。すなわち、第
４発明は、電動モータ６０Ａ、６０Ｂの作動に応じて全ての車輪１、２、３、４(あるいは
車輪１〜６)が駆動輪として駆動される電動車両１００に適用することができる。

本第４発明の車両１００は、各駆動輪１、２、３、４(あるいは各駆動輪１〜６)がそれ
ぞれ、複数の電動モータ６０Ａ、６０Ｂによって駆動されるように構成されている。

そして、第３発明と同様に、複数の電動モータ６０Ａ、６０Ｂの最低地上高Ｌが、出力
容量が同じ単一の電動モータ６０を配置した場合の最低地上高Ｌ´よりも大きくなるよう
に、複数の電動モータ６０Ａ、６０Ｂが配置される。

本第４発明によれば、図３で例示した第１発明の構成の車両１００のみならず（図１４
（ａ）参照）、図１４（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に例示されるように、従来の「４輪独立駆動タイ
プ」形式の電動車両（図１４（ｂ））を含む電動車両一般においても、上述した第３発明の
作用効果が得られる。すなわち、搭載機器や客室空間を広く確保しつつ、最低地上高Ｌを
大きく確保することができるとともに、車両１００に搭載される複数の電動モータの小型
化、共通化を図ることができ、車両１００のコストを大幅に低減することができる。本第
４発明は、車輪数が４以上の６輪、８輪、１０輪などの多軸車両のみならず、モータで駆
動するタイヤを備える電動のトレーラなどにも適用できる。

発明の実施の形態

以下、図面を参照して本発明に係る電動車両の駆動装置の実施の形態について説明する。

図３は、実施形態の電動車両１００の車体１０１と各構成要素の位置関係を示した上面
図である。なお、実施例では、電動車両１００として、シリーズハイブリッド電気自動車
として構成された防災用オフロード車を想定する。

図３に示すように、電動車両１００は、電動モータ６１、６２、６３の作動に応じて全
ての車輪１、２、３、４が駆動輪として駆動される全輪駆動（四輪駆動）車両である。電
動車両１００の車体１０１の前側左には、左前駆動輪１が設けられ、同車体１０１の前側
右には、右前駆動輪２が設けられ、同車体１０１の後側左には、左後駆動輪３が設けられ、
同車体１０１の後側右には、右後駆動輪４が設けられている。

電動モータ６１、６２、６３は、前駆動輪用の電動モータ６１と、左後駆動輪用の電動
モータ６２と、右後駆動輪用の電動モータ６３とからなる。

前駆動輪用電動モータ６１と、前駆動輪１、２との間には、前駆動輪用電動モータ６１
から駆動力を前駆動輪１、２に伝達するディファレンシャルギヤ１０２Ｇが介在されて設
けられている。ディファレンシャルギヤ１０２Ｇは、ディファレンシャルギヤケース１０
２に収納されている。

前駆動輪用電動モータ６１は、筐体６０Ｃに収容されている。図４は、筐体６０Ｃの構
造を示した平面図で、図５は、筐体６０Ｃの構造を示した斜視図である。

前駆動輪用電動モータ６１は、２つの電動モータ６０Ａ、６０Ｂからなる。２つの電動
モータ６０Ａ、６０Ｂの各回転軸６０Ｆは、ギヤ６０Ｄにより結合されている。ギヤ６０
Ｄには出力軸６０Ｅが連結されている。出力軸６０Ｅから２つの電動モータ６０Ａ、６０
Ｂの各出力を合成した出力、つまり前駆動輪用電動モータ６１の出力が取り出される。な
お、筐体６０Ｃ内に、電動モータ６０Ａ、６０Ｂを冷却するための冷却装置などを内蔵さ
せてもよい。

図５に示すように、電動モータ６０Ａ、６０Ｂは、回転軸６０Ｆの方向に細長で直径ｄ
が小さい「横型」のモータである。「横型」の電動モータは、ロータのモーメントアームが
短いため出力トルクが小さいが、ロータの遠心力でロータが分解する危険のおそれのある
回転数が高回転になるため比較的最高回転数を高く設定できるという特徴がある。このた
め「横型」の電動モータの出力特性は、「高回転数、低トルク」型になる。

同図５に示すように、電動モータ６０Ａ、６０Ｂは、回転軸６０Ｆが車体の床面１０５
に対して平行となるように配置される。

図３に示すように、前駆動輪用電動モータ６１を構成する電動モータ６０Ａ、６０Ｂは、
出力軸６０Ｅを介して減速機１０３の入力軸に連結されている。減速機１０３の出力軸は
ディファレンシャルギヤ１０２Ｇに入力軸に連結されている。ディファレンシャルギヤ１
０２Ｇの左右の各出力軸はそれぞれ、左右のファイナルギヤ１０７Ｌ、１０７Ｒの入力軸
に連結されている。ファイナルギヤ１０７Ｌ、１０７Ｒの出力軸はそれぞれ、左前駆動輪
１、右前駆動輪２に連結されている。

本実施例では、直径ｄが小さい「横型」の電動モータ６０Ａ、６０Ｂを、回転軸６０Ｆ
が車体の床面１０５に対して平行となるように配置しているため、電動モータ６０Ａ、６
０Ｂを含む筐体６０Ｃの大きさ（直径方向の大きさ）を、前駆動輪用電動モータ６１を単
一の電動モータ６０で構成したときの大きさ（直径）よりも小さくすることができる。こ
れによりディファレンシャルギヤケース１０２よりも電動モータ６０Ａ、６０Ｂを含む筐
体６０Ｃの方が小さくなる。このため図２（ｃ）に示すように、２つ）の電動モータ６０
Ａ、６０Ｂを含む筐体６０Ｃの最低地上高Ｌが、出力容量が同じ単一の電動モータ６０を
配置した場合（図２（ｂ））の最低地上高Ｌ´よりも大きくなる。

このように２つの電動モータ６０Ａ、６０Ｂの直径ｄ（図５）を小さくすることができ
るため、２つの電動モータ６０Ａ、６０Ｂを含む筐体６０Ｃを車体の床上に大きく突出さ
せたり車体の床下から大きくせり出させることなく配置することができる。このため搭載
機器や客室空間を広く確保しつつ、最低地上高Ｌを大きく確保することができる。

前駆動輪用電動モータ６１を構成する電動モータ６０Ａ、６０Ｂを、「縦型」の電動モー
タとしてもよい。

図６は、電動モータ６０Ａ、６０Ｂを、「縦型」の電動モータとした場合の筐体６０Ｃの
構造を示した斜視図である。

「縦型」の電動モータは、回転軸６０Ｆの方向に扁平であり、直径ｄが大きく、その代
わりに厚さｔが小さい。「縦型」の電動モータは、ロータのモーメントアームが長いので出
力トルクが大きいが、ロータの回転に伴う遠心力によってロータが分解する危険を避ける
ために最高回転数が低く設定されることが多い。このため「縦型」の電動モータの出力特
性は、「高トルク、低回転数」型になる。

図６に示すように、電動モータ６０Ａ、６０Ｂは、回転軸６０Ｆが車体の床面１０５に
対して垂直となるように配置されている。

このため出力軸６０Ｅは、図５の構成と異なり、車体の床面１０５に対して垂直となる。

このため出力軸６０Ｅを、車体の床面１０５に対して平行な方向に変換する出力軸方向変
換ギヤ１０６が設けられる。

前駆動輪用電動モータ６１を構成する電動モータ６０Ａ、６０Ｂは、出力軸６０Ｅ、出
力軸方向変換ギヤ１０６を介して減速機１０３の入力軸に連結される。減速機１０３より
後段の構成は、「横型」の電動モータの構成と同様である。

このように、厚さｔが小さい「縦型」の電動モータ６０Ａ、６０Ｂを、回転軸６０Ｆが
車体の床面１０５に対して垂直となるように配置しているため、電動モータ６０Ａ、６０
Ｂを含む筐体６０Ｃの大きさ（厚さ方向の大きさ）を、前駆動輪用電動モータ６１を単一
の電動モータ６０で構成したときの大きさ（厚さ）よりも小さくすることができ、同様に、
複数の電動モータ６０Ａ、６０Ｂを含む筐体６０Ｃを車体の床上に大きく突出させたり車
体の床下から大きくせり出させることなく配置することができる。このため搭載機器や客
室空間を広く確保しつつ、最低地上高Ｌを大きく確保することができる。

左後駆動輪用電動モータ６２は、筐体６０Ｃに収容されている。左後駆動輪用電動モー
タ６２は、２つの電動モータ６０Ａ、６０Ｂからなる。かかる左後駆動輪用電動モータ６
２を構成する電動モータ６０Ａ、６０Ｂと車体との関係は、図５、図６、図２（ｃ）を用
いて説明したのと同様である。

左後駆動輪用の電動モータ６２は、出力軸６０Ｅを介して、ファイナルギヤ１０４Ｌの
入力軸に連結されている。ファイナルギヤ１０４Ｌの出力軸は、左後駆動輪３に連結され
ている。

同様に、右後駆動輪用電動モータ６３は、筐体６０Ｃに収容されている。右後駆動輪用
電動モータ６３は、２つの電動モータ６０Ａ、６０Ｂからなる。かかる右後駆動輪用電動
モータ６３を構成する電動モータ６０Ａ、６０Ｂと車体との関係は、図５、図６、図２（ｃ）
を用いて説明したのと同様である。

右後駆動輪用の電動モータ６３は、出力軸６０Ｅを介して、ファイナルギヤ１０４Ｒの
入力軸に連結されている。ファイナルギヤ１０４Ｒの出力軸は、右後駆動輪４に連結され
ている。

左後駆動輪用電動モータ６２の出力容量ＰrLと右後駆動輪用電動モータ６３の出力容
量ＰrRとを合計した出力容量ＰrL＋ＰrRは、前駆動輪用電動モータ６１の出力容量Ｐｆ以
上になるように、各電動モータ６１、６２、６３の出力容量が定められている。

この場合、各電動モータ６１、６２、６３の出力容量Ｐｆ、ＰrL、ＰrRを、同一あるい
は略同一とすることができる。

たとえば、エンジン１０の最大出力が１２０ｋＷであるとすると、その１／３に相当す
る４０ｋＷの出力容量（Ｐｆ）が前駆動輪用電動モータ６１に割り当てられ、その２／３
に相当する８０ｋＷの出力容量（ＰrL＋ＰrR）が左後駆動輪用電動モータ６２および右後
駆動輪用電動モータ６３に割り当てられる。これにより、左後駆動輪用電動モータ６２の
出力容量ＰrLと右後駆動輪用電動モータ６３の出力容量ＰrRとを合計した出力容量ＰrL
＋ＰrRを、前駆動輪用電動モータ６１の出力容量Ｐｆ以上にすることができる。このとき
各電動モータ６１、６２、６３の出力容量Ｐｆ、ＰrL、ＰrRは、同じ出力容量４０ｋＷと
なる。

本実施例では、各電動モータ６１、６２、６３がそれぞれ更に２つの電動モータ６０Ａ、
６０Ｂに分割され、個々の電動モータ６０Ａ、６０Ｂの出力容量が同じに設定されている。

電動モータ６１、６２、６３を２つの電動モータ６０Ａ、６０Ｂに分割し、個々の電動モ
ータ６０Ａ、６０Ｂの出力容量を、電動モータ６１、６２、６３の出力容量Ｐｆ、ＰrL、
ＰrR（たとえば４０ｋＷ）の１／２の出力容量２０ｋＷとすることで、電動車両１００に
搭載される複数の電動モータの小型化、共通化を図ることができるようになり、電動車両
１００のコストを大幅に低減することができる。

図７は、電動車両１００を、シリーズハイブリッド電気自動車として構成した場合の駆
動制御装置の装置構成を示している。

電動車両１００は、エンジン１０から増速機２０を介して発電機５０までの動力伝達機
構４１と直列に、発電機５０、電気ケーブル２１、発電インバータ２２、蓄電キャパシタ
２３、駆動電源系統バス２４、前輪駆動インバータ２５、左後輪駆動インバータ２６、右
後輪駆動インバータ２７、電気ケーブル２８、２９、３０、前駆動輪用の電動モータ６１、
左後駆動輪用の電動モータ６２、右後駆動輪用の電動モータ６３を含む電源系統７１が設
けられている。

アクセルペダル３１は、電動車両１００の運転室に設けられており、踏込み操作に応じ
て踏込み操作量Ｙ（ｍｍ）が変化する。アクセルペダル３１の踏込み操作量Ｙ（ｍｍ）を
示す信号は、制御装置３２に入力される。

制御装置３２は、エンジンコントローラ３３、発電インバータ２２、蓄電キャパシタ２
３、前輪駆動インバータ２５、左後輪駆動インバータ２６、右前輪駆動インバータ２７と
の間で信号の入出力を行い、発電インバータ２２、蓄電キャパシタ２３、前輪駆動インバ
ータ２５、左後輪駆動インバータ２６、右前輪駆動インバータ２７を制御する。

エンジンコントローラ３３は、制御装置３２との間で信号の入出力を行い、エンジン１
０の回転数を制御する。
エンジン１０の出力軸は、増速機２０に連結されている。増速機２０の出力軸は、発電
機５０に連結されている。発電機５０は、電気ケーブル２１を介して発電インバータ２２
に電気的に接続されている。

発電インバータ２２と、蓄電キャパシタ２３と、前輪駆動インバータ２５と、左後輪駆
動インバータ２６と、右前輪駆動インバータ２７は、駆動電源系統バス２４によって電気
的に接続されている。

前輪駆動インバータ２５は、電気ケーブル２８によって、前駆動輪用電動モータ６１に
電気的に接続され、左後輪駆動インバータ２６は、電気ケーブル２９によって、左後輪駆
動用電動モータ６２に電気的に接続され、右後輪駆動インバータ２７は、電気ケーブル３
０によって、右後駆動輪用電動モータ６３に電気的に接続されている。

エンジン１０の回転数は、増速機２０によって最適な回転数まで上昇される。エンジン
１０の出力は、増速機２０を介して発電機５０に伝達される。

発電機５０では、発電作用によりエンジン１０の出力が電力に変換される。発電された
電力は、発電機５０から電気ケーブル２１を介して発電インバータ２２に供給される。発
電機５０で発生した交流電力は発電インバータ２２で直流電力に変換される。発電インバ
ータ２２から直流電力が駆動電源系統バス２４に供給される。

制御装置３２は、電動車両１００が定常走行中は、エンジン１０が最大出力を得られる
回転数になるように、エンジンコントローラ３３に対して指令を与える。これにより電動
車両１００が定常走行中は、走行負荷にかかわらずエンジン回転数が一定となる。

発電機５０は一定の回転数で回転するが、負荷電流に応じて出力電圧が変動するおそれ
がある。そこで、制御装置３２は発電インバータ２２を、その出力直流電圧値が一定にな
るように制御する。これにより、発電インバータ２２から、ほぼ一定の直流電圧が駆動電
源系統バス２４に供給される。

蓄電キャパシタ２３の中には、高速応答型の高電圧、大容量のキャパシタが内蔵されて
いる。

駆動電源系統バス２４の電圧値は、蓄電キャパシタ２３の出力電圧値に等しい。
制御装置３２は、蓄電キャパシタ２３の出力電圧が規定値よりも低下したときに、発電
インバータ２２に対して、発電機５０の発電量を増やして蓄電キャパシタ２３の出力電圧
を規定値に戻すように、指令する。これにより発電インバータ２２は発電機５０に発電作
用を行わせて発電量を増やし、蓄電キャパシタ２３の出力電圧を規定値に戻す。逆に、制
御装置３２は、蓄電キャパシタ２３の出力電圧が規定値よりも上昇したときに、発電イン
バータ２２に対して、発電機５０の発電量を休止して蓄電キャパシタ２３の出力電圧を規
定値に戻すように、指令する。これにより発電インバータ２２は発電機５０に発電作用を
休止させて、蓄電キャパシタ２３の出力電圧を規定値に戻す。

仮に、蓄電キャパシタ２３の出力電圧が許容できる上限電圧に向かって上昇し続けて、
警戒値を越えた場合には、制御装置３２は、発電インバータ２２に対して発電機５０を電
動作用させてエンジン１０を加速するように指令すると同時に、エンジンコントローラ３
３に対してエンジン１０が加速しないように指令する。これによりエンジン１０にエンジ
ンブレーキがかかり、発電機５０の回転を妨害するように機能する。これによって蓄電キ
ャパシタ２３の過充電が回避され、蓄電キャパシタ２３が過電圧で損傷することを防止で
きる。

図８は、横軸を後述する「仮想的なトランスファ」の出力軸の回転数ωｘとし、縦軸を
「仮想的なトランスファ」の出力軸のトルクＴｘとした場合の両者の関係を示したトルク
線図であり、等馬力となる特性のカーブＴＬを示している。

図８において、ＴＬ100は、各回転数ωｘ毎に、出力し得る定格のトルク（１００％ト
ルク）を示すトルク線であり、ＴＬ50は、各回転数ωｘ毎に、上記定格トルク（１００％
トルク）の５０％に相当するトルクを示すトルク線である。同様にして、各Ｚ％のトルク
に相当するトルク線ＴＬｚが予め設定されているものとする。

制御装置３２は、アクセルペダル３１の踏込み操作量Ｙに比例するＺ％のトルクが発生
するように、前輪駆動インバータ２５、左後輪駆動インバータ２６、右後輪駆動インバー
タ２７を制御する。前駆動輪用電動モータ６１、左後駆動輪用電動モータ６２、右後駆動
輪用電動モータ６３で発生する各トルクの合計したトルクが、Ｚ％のトルクとなるように
制御する。ただし、前述したように電動車両１００の定常走行中は、アクセルペダル３１
の踏込み操作量Ｙが変化したとしてもエンジン１０の回転数は電力需要が適正に管理され
るよう制御される。

つぎに、前駆動輪用電動モータ６１、左後駆動輪用電動モータ６２、右後駆動輪用の電
動モータ６３を制御する方法について説明する。

電動車両１００は、電動モータが設けられておらずエンジンからトランスミッションを
介して車輪が駆動される非電動車両と同様に、アクセルペダル３１の踏込み操作に応じて
加速させる必要がある。

そこで、前駆動輪用電動モータ６１、左後駆動輪用電動モータ６２、右後駆動輪用電動
モータ６３を制御するに当り、図９に示す非電動車両２００を制御モデルとして、仮想的
なトランスファ２０３の出力軸に伝達されるトルクＴｘ、仮想的なトランスファ２０３の
出力軸の回転数ωｘを制御することを考える。なお、以下では、説明の便宜のため、車両
の各部の効率を１００％、ギヤ比を全て１と仮定して説明する。

図９は、非電動車両２００の構成例を示している。非電動車両２００は、エンジン１０
で発生したトルクがトルクコンバータ２０１、トランスミッション（たとえば無段変速機）
２０２を介してトランスファ２０３に伝達され、トランスファ２０３からトルクＴｘが取
り出されるとともに、トランスファ２０３の出力軸が回転数ωｘで回転する構成の車両で
ある。トランスファ２０３の出力軸は、前側ドライブシャフト２０４Ｆと、後側ドライブ
シャフト２０４Ｒに連結されている。前側ドライブシャフト２０４Ｆと、後側ドライブシ
ャフト２０４Ｒはそれぞれ同一の回転数ωｘで回転する。トランスファ２０３の出力軸の
トルクＴｘは、前側ドライブシャフト２０４Ｆ、後側ドライブシャフト２０４Ｒそれぞれ
にトルクＴｆ、トルクＴｒとして分配される（Ｔｘ＝Ｔｆ＋Ｔｒ）。

前側ドライブシャフト２０４ＦのトルクＴｆは、前側ディファレンシャルギヤ２０５Ｆ
を介して前側左右の車輪１、２に伝達される。

また、後側ドライブシャフト２０４ＲのトルクＴｒは、後側ディファレンシャルギヤ２
０５Ｒ、左右の等速ジョイント２０６Ｌ、２０６Ｒを介して後側左右の車輪３、４に伝達
される。後側ドライブシャフト２０４ＲのトルクＴｒは、後側ディファレンシャルギヤ２
０５Ｒによって、左右の等速ジョイント２０６Ｌ、２０６ＲそれぞれにトルクＴｒL、トル
クＴｒRとして分配される（Ｔr＝ＴｒL＋ＴｒR）。また、左右の等速ジョイント２０６Ｌ、
２０６Ｒはそれぞれ、回転数ωrL、ωrRで回転する。回転数ωrL、ωrRは、電動車両１０
０の左後駆動輪用電動モータ６２、右後駆動輪用電動モータ６３の各出力軸６０Ｅの回転
数に対応している。

前駆動輪用電動モータ６１、左後駆動輪用電動モータ６２、右後駆動輪用電動モータ６
３は、たとえば以下のように制御される。

・前駆動輪用電動モータ６１の出力回転軸６０Ｅの回転数ωｆは、非電動車両２００（制
御モデル）の前側ディファレンシャルギヤ２０５Ｆの入力軸２０４Ｆの回転数ωｘに比例
するとみなして、同電動モータ６１を速度制御する。

・左後駆動輪用電動モータ６２の出力回転軸６０Ｅの出力トルクＴrL´は、非電動車両２
００（制御モデル）の左等速ジョイント２０６ＬのトルクＴｒLに比例するものとみなし
て、同電動モータ６２をトルク制御する。

・右後駆動輪用電動モータ６３の出力回転軸６０Ｅの出力トルクＴrR´は、非電動車両２
００（制御モデル）の右等速ジョイント２０６ＲのトルクＴｒRに比例するものとみなし
て、同電動モータ６３をトルク制御する。

以上のとおり、制御モデルの非電動車両２００では、以下のような関係が成立する。

Ｔｘ＝Ｔｆ＋Ｔｒ …（１）
Ｔr＝ＴｒL＋ＴｒR …（２）
ＴｒL＝ＴｒR …（３）
また、実施例の電動車両１００では、後輪側にディファレンシャルギヤが存在しないが、
制御モデルの非電動車両２００では、後輪側にディファレンシャルギヤ２０５Ｒが存在す
る。この後側ディファレンシャルギヤ２０５Ｒの効率を１００％、ギヤ比を１と仮定する
と、後側ディファレンシャルギヤ２０５Ｒの入力軸（後側ドライブシャフト２０４Ｒ）の
回転数ωｘと、出力軸（左右の等速ジョイント２０６Ｌ、２０６Ｒ）の回転数ωｒL、ωｒ
Rとの間には、下記の関係が成立する。

ωｘ＝（ωｒL＋ωｒR）／２ …（４）
以下、図１０に示すフローチャートを参照して、制御の処理手順を説明する。以下では、
非電動車両２００（制御モデル）の各構成要素を「仮想的な」ものとして扱い、電動車両
１００を制御するものとする。

図１０において、ステップ３０１は、初期値の読み込み、ステップ３０２、３０３は、
「仮想的なトランスファ」の出力軸におけるトルクＴｘの指令値の算出処理、ステップ３
０４〜３０６は、前駆動輪用電動モータ６１の出力回転軸６０Ｅの回転数ωｆの回転数制
御処理、ステップ３０７〜３０９は、左後駆動輪用電動モータ６２の出力回転軸６０Ｅの
出力トルクＴrL´および右後駆動輪用電動モータ６３の出力回転軸６０Ｅの出力トルクＴ
rR´のトルク制御処理に相当する。

（初期値の読み込み）
初期状態では、電動車両１００は停止しているため、仮想的トランスファ２０３の出力
軸の回転数ωｘは、０である（ステップ３０１）。かかる初期状態以後、ステップ３０１〜
３０９からなる制御ループが一巡するごとに、計算により現在の仮想的トランスファ２０
３の出力軸回転数ωｘが求められる（ステップ３０９）。

（「仮想的なトランスファ」の出力軸におけるトルクＴｘの指令値の算出処理）
つぎに、アクセルペダル３１の踏込み操作量Ｙが計測され、制御装置３２に入力される
（ステップ３０２）。

つぎに、図８に示すトルク線図を用いて、現在のアクセルペダル３１の踏込み操作量Ｙ
に対応するＺ％のトルク線ＴＬｚが選択され、このトルク線ＴＬｚ上において、現在の仮
想的トランスファ２０３の出力軸回転数ωｘに対応する出力トルク値Ｔｘが算出される
（ステップ３０３）。

（前駆動輪用電動モータ６１の出力回転軸６０Ｅの回転数ωｆの回転数制御処理）
つぎに、制御装置３２は、現在の仮想的トランスファ２０３の出力軸回転数ωｘに対応
する目標回転数ωｆで、前駆動輪用電動モータ６１の出力回転軸６０Ｅが回転するように、
前輪駆動インバータ２５を制御する。現在の仮想的トランスファ２０３の出力軸回転数ω
ｘから前駆動輪用電動モータ６１の出力回転軸６０Ｅの回転数ωｆへの換算は、各部のギ
ヤ比などを勘案して行われる（ステップ３０４）。

つぎに、前駆動輪用電動モータ６１の出力回転軸６０Ｅのトルクが計測される（ステッ
プ３０５）。なお、モータトルクの推定値が個々の電動モータを駆動するインバータの内部
で制御の計算に使われている場合には、このトルク推定値をトルク計測値として利用する
ことができる。

つぎに、前駆動輪用電動モータ６１の出力回転軸６０Ｅの計測トルク値が、仮想的な前
側ドライブシャフト２０４ＦのトルクＴｆに変換される。前駆動輪用電動モータ６１の出
力回転軸６０Ｅのトルクから仮想的な前側ドライブシャフト２０４ＦのトルクＴｆへの換
算は、各部のギヤ比などを勘案して行われる（ステップ３０６）。

（左後駆動輪用電動モータ６２の出力回転軸６０Ｅの出力トルクＴrL´および右後駆動輪
用電動モータ６３の出力回転軸６０Ｅの出力トルクＴrR´のトルク制御処理）
つぎに、制御装置３２は、ステップ３０３で算出された、現在の仮想的トランスファ２
０３の出力軸回転数ωｘに対応する出力トルク値Ｔｘと、ステップ３０６で算出された仮
想的な前側ドライブシャフト２０４ＦのトルクＴｆとに基づいて、上記（１）式（Ｔｘ＝
Ｔｆ＋Ｔｒ）より、仮想的な後側ドライブシャフト２０４ＲのトルクＴｒ（＝Ｔｘ−Ｔｆ）
を求める。ここで、上記（２）式（Ｔr＝ＴｒL＋ＴｒR）、（３）式（ＴｒL＝ＴｒR）より、
ＴｒL＝Ｔｒ＝Ｔr／２であるから、上述のごとく求めたトルクＴｒを用いて、左右の等速
ジョイント２０６Ｌ、２０６Ｒそれぞれに与えるべきトルクＴｒL、トルクＴｒRが求めら
れる。つぎに、制御装置３２は、現在の左等速ジョイント２０６ＬのトルクＴｒLに対応
する目標トルクＴrL´で、左後駆動輪用電動モータ６２の出力回転軸６０Ｅが回転するよ
うに、左後輪駆動インバータ２６を制御する。同様に、現在の右等速ジョイント２０６Ｒ
のトルクＴｒRに対応する目標トルクＴrR´で、右後駆動輪用電動モータ６３の出力回転
軸６０Ｅが回転するように、右後輪駆動インバータ２７を制御する。トルクＴｒLからト
ルクＴrL´への換算およびトルクＴｒRからトルクＴrR´への換算は、各部のギヤ比など
を勘案して行われる。ただし、本実施例では、後輪３、４で回生制動はかけない。このた
め、ＴｒL＝Ｔｒ＝Ｔr／２≧０に制限される。ＴｒL＝Ｔｒ＝Ｔr／２＜０のときには、左
後輪駆動インバータ２６、右後輪駆動インバータ２７に対してトルクＴrL´、ＴrR´を零
にするように指令する（ステップ３０７）。

つぎに、左後駆動輪用電動モータ６２、右後駆動輪用電動モータ６３の各出力軸６０Ｅ
の各回転数ωrL、ωrRが計測される（ステップ３０８）。

つぎに、上記（４）式（ωｘ＝（ωｒL＋ωｒR）／２）に基づいて、上述のごとく計測
された各回転数ωrL、ωrRを用いて、現在の仮想的トランスファ２０３の出力軸回転数ω
ｘが算出される（ステップ３０９）。

ところで、電動車両１００を制動しようとしてブレーキペダルを踏込み、ブレーキをき
かせると、後輪３、４の速度が低下して、仮想的トランスファ２０３の出力軸回転数ωｘ
の更新値が順次減少していく。このとき、アクセルペダル３１が踏込まれていないとする
と、後輪３、４には駆動トルクや制動トルクは発生しない。また、前輪１、２では、更新
されて減少された回転数ωｘにしたがって、前回の制御ループ時よりも小さくなった速度
ωｆが得られるように制御されるため、電動車両１００は順次減速していく。ただし、電
動車両１００の運動の状況によっては、たとえば定常円旋回をしている場合などには、前
輪１、２の平均回転数が後輪３、４の平均回転数を上回る場合がある。この瞬間、前輪駆
動インバータ２５は、強制的に前駆動輪用電動モータ６１を減速させるために回生制動を
かけることになる。これにより、電動車両１００の運動エネルギーが電力に変換されて、
駆動電源系統バス２４の電圧値が上昇するとともに、電力が蓄電キャパシタ２３に蓄積さ
れることになる。かかる回生制動は、ブレーキをきかせるときに常に発生するわけではな
く、状況次第で偶発的に発生するものである。また瞬間的かつ短時間で発生し回生制動に
よるエネルギー量も僅かである。よって、蓄電キャパシタ２３に、高速応答型の高電圧、
大容量のキャパシタを使用している限り、大きな問題は発生しない。

前述したように、前駆動輪用電動モータ６１は、２つの電動モータ６０Ａ、６０Ｂで構
成することができる。そこで、２つの電動モータ６０Ａ、６０Ｂからなる前駆動輪用電動
モータ６１を回転数制御する場合の構成例について図１１、図１２を用いて説明する。

図１１に示すように、一方の電動モータ６０Ａをマスタとし、他方の電動モータ６０Ｂ
をスレーブとするマスタスレーブ制御が行なわれるように、装置が構成されている。

すなわち、電動モータ６０Ａ、６０Ｂそれぞれに対応して、前輪駆動インバータ２５Ａ、
２５Ｂが設けられる。前輪駆動インバータ２５Ａおよび差分器３４のプラス（＋）入力側
には、目標回転数ωｆに応じた回転数指令が与えられる。一方、差分器３４のマイナス（−）
入力側には、前輪駆動インバータ２５Ｂのトルク推定値に係数Ｋを乗じた値が加えられる。

差分器３４の出力は速度指令値として前輪駆動インバータ２５Ｂに入力される。これによ
り、電動モータ６０Ｂの負荷が重くなると、前輪駆動インバータ２５Ｂに入力される速度
指令値が補償されて負荷が軽減される。

図１２は、マスタ側の電動モータ６０Ａ、スレーブ側の電動モータ６０Ｂの回転速度と
トルク出力との関係を示している。マスタ側の電動モータ６０Ａの特性をＬＮＡ、スレー
ブ側の電動モータ６０Ｂの特性をＬＮＢにて示す。

マスタ側の電動モータ６０Ａ、スレーブ側の電動モータ６０Ｂの各回転軸６０Ｆは、ギ
ヤ６０Ｄにより結合されているため、同一の回転数で回転するものの、マスタ側の電動モ
ータ６０Ａの負荷（トルク出力）が上限値に達しない間は、スレーブ側の電動モータ６０
Ｂに比してマスタ側の電動モータ６０Ａが多めに負荷（トルク出力）を負担する。また、
マスタ側の電動モータ６０Ａが上限値に達した後に、負荷（トルク出力）が増加すると、
その負荷増加分は、スレーブ側の電動モータ６０Ｂが上限値に達するまでは、スレーブ側
の電動モータ６０Ｂが負荷増加分（トルク出力）を負担することになる。このようにして、
２つの電動モータ６０Ａ、６０Ｂからなる前駆動輪用電動モータ６１を容易に回転数制御
することができる。

左後駆動輪用電動モータ６２、右後駆動輪電動モータ６３はそれぞれ、２つの電動モー
タ６０Ａ、６０Ｂで構成することができる。そこで、２つの電動モータ６０Ａ、６０Ｂか
らなる左後駆動輪用電動モータ６２、２つの電動モータ６０Ａ、６０Ｂからなる右後駆動
輪用電動モータ６３をトルク制御する場合の構成例について図１３を用いて説明する。以
下では、左後駆動輪用電動モータ６２を例にとり説明する。右後駆動輪用電動モータ６３
についても同様に構成することができる。

図１３に示すように、電動モータ６０Ａ、６０Ｂそれぞれに対応して、左後輪駆動イン
バータ２６Ａ、２６Ｂが設けられる。

目標トルクＴrL´の１／２のトルクＴrL´／２に応じたトルク指令が、左後輪駆動イン
バータ２６Ａ、２６Ｂそれぞれに与えられる。このようにして、２つの電動モータ６０Ａ、
６０Ｂからなる左後駆動輪用電動モータ６２を容易にトルク制御することができる。同様
に２つの電動モータ６０Ａ、６０Ｂからなる右後駆動輪用電動モータ６３を容易にトルク
制御することができる。

以上のように本実施例では、前駆動輪用電動モータ６１と、前駆動輪１、２との間に、
前駆動輪用電動モータ６１から駆動力を前駆動輪１、２に伝達するディファレンシャルギ
ヤ１０２Ｇを介在させて設けるようにしている。このため、前輪１、２で路面の凹凸を乗
り越えようとするときに、前輪１、２の左輪１と右輪２とで接地圧、負荷に瞬間的に不均
一が生じ、たとえ前輪１、２のうち片側の車輪１が浮き上がったとしても、前述の公知の
トラクションコントロール（あるいは空転防止）用のブレーキ（図示せず）を配設して作
動させることで、前駆動輪用電動モータ６１からディファレンシャルギヤ１０２Ｇを介し
てもう一方の車輪２に車体を進行させるために必要な駆動力（左右車輪１、２の合計分の
駆動力）４０ｋＷを伝達させることができる。このため、従来の「４輪独立駆動タイプ」
形式の電動車両のように、接地している片側の駆動輪２の電動モータだけで、左右駆動輪
１、２の平均出力の２倍という大きな出力容量（４０ｋＷ）が要求されることがない。こ
のように、前輪両輪分で電動モータ６１は、４０ｋＷの出力容量があれば足りる。従来の
「４輪独立駆動タイプ」形式の電動車両のように前輪の電動モータは、片側の電動モータ
だけで、前輪合計分の４０ｋＷの出力容量が必要とされることがない。これにより電動モ
ータの合計出力容量が無駄に大きくなるという問題を回避することができる。

また、本実施例では、前駆動輪用の電動モータ６１と、左後駆動輪用の電動モータ６２
と、右後駆動輪用の電動モータ６３とを設け、左後駆動輪用電動モータ６２の出力容量Ｐ
rLと右後駆動輪用電動モータ６３の出力容量ＰrRとを合計した出力容量ＰrL＋ＰrRが、
前駆動輪用電動モータ６１の出力容量Ｐｆ以上になるように、各電動モータ６１、６２、
６３の出力容量を定めるようにしている。このため、平坦な上り坂を登板するときなど、
後輪３、４の接地荷重が前輪１、２の接地荷重よりも大きい状態で走行しているときに、
電動モータ６２、６３から後輪３、４に与えられる駆動力が、電動モータ６１から前輪１、
２に与えられる駆動力を下回ることがない。たとえば前輪１、２に４０ｋＷ（４０％以下）
の駆動力を伝達でき、後輪３、４には、それ以上の８０ｋＷ（６０％以上）を伝達させる
ことができる。これにより、後輪３、４の駆動力が不足して、登坂が困難になる事態を回
避できる。

また、本実施例では、前駆動輪用電動モータ６１と、左後駆動輪用電動モータ６２と、
右後駆動輪用電動モータ６３が、同一あるいは略同一の出力容量（たとえば４０ｋＷ）に
なるように、各電動モータ６１、６２、６３の出力容量Ｐｆ、ＰrL、ＰrRを定めている。

急坂登坂時には、後輪３、４の駆動力に、車両全体の駆動力の６０％を超える駆動力、
つまり車両全体の駆動力の２／３の駆動力が必要とされることも稀ではない。本実施例に
よれば、たとえばエンジンの出力が１２０ｋＷであるとすると、全体の１／３に相当する
出力容量Ｐｆの電動モータ６１から前輪１、２に対して、全体の１／３に相当する駆動力
４０ｋＷ（約３３％）が伝達される一方で、後輪３、４に対しては、全体の２／３に相当
する出力容量ＰrL＋ＰrRの各電動モータ６２、６３から、全体の２／３に相当する駆動力
８０ｋＷ（約６６％）伝達される。これにより、急坂登坂時に、後輪３、４の駆動力が不
足して、登坂が困難になる事態を回避できる。

しかも、本実施例によれば、各電動モータ６１、６２、６３の出力容量Ｐｆ、ＰrL、Ｐ
rRが同一もしくは略同一となるため、電動車両１００に搭載される複数の電動モータ６１、
６２、６３の部品型番の共通化を図ることができるようになり、電動車両１００のコスト
を低減することができる。

また本実施例では、図４あるいは図５あるいは図６に示すように、前駆動輪用電動モー
タ６１と、左後駆動輪用電動モータ６２と、右後駆動輪用電動モータ６３の少なくともい
ずれか１つは、２つの電動モータ６０Ａ、６０Ｂで構成されている。そして、図２（ｃ）
に示すように、２つの電動モータ６０Ａ、６０Ｂの最低地上高Ｌが、出力容量が同じ単一
の電動モータ６０を配置した場合（図２（ｂ））の最低地上高Ｌ´よりも大きくなるように、
複数の電動モータ６０Ａ、６０Ｂが配置されている。

すなわち、電動モータ６０Ａ、６０Ｂ（たとえば直径）は、単一の電動モータ６０の大
きさ（たとえば直径）よりも小さくなる。これによりディファレンシャルギヤケース１０
２よりも電動モータ６０Ａ、６０Ｂを含む筐体６０Ｃの方が小さくなる。

このように複数の電動モータ６０Ａ、６０Ｂを含む筐体６０Ｃの直径ｄ（図５）方向の
大きさあるいは厚さｔ（図６）方向の大きさを小さくすることができるため、複数の電動
モータ６０Ａ、６０Ｂを含む筐体６０Ｃを車体の床上に大きく突出させたり車体の床下か
ら大きくせり出させることなく配置することができる。このため搭載機器や客室空間を広
く確保しつつ、最低地上高Ｌを大きく確保することができる。

図１４（ａ）は、図３に示す構成の電動車両１００の各電動モータ６１、６２、６３を
それぞれ更に２つの電動モータ６０Ａ、６０Ｂに分割した実施例を示している。

本実施例によれば、各電動モータ６１、６２、６３が更に２つの電動モータ６０Ａ、６
０Ｂに分割されているため、個々の電動モータ６０Ａ、６０Ｂの出力容量を更に小さくで
き、共通化を図ることができる。

なお、各電動モータ６１、６２、６３を更に３つ以上の各電動モータ６０Ａ、６０Ｂ…
に分割する実施も可能である。

また、各電動モータ６１、６２、６３それぞれを、２つの電動モータ６０Ａ、６０Ｂに
分割した上で、個々の電動モータ６０Ａ、６０Ｂの出力容量を、各電動モータ６１、６２、
６３の出力容量Ｐｆ、ＰｒL，ＰｒR（たとえば４０ｋＷ）の１／２の出力容量（２０ｋＷ）
とする実施も可能である。これにより、個々の電動モータ６０Ａ、６０Ｂが小さくなると
ともに、同じ規格品を使用することができる。これにより、電動車両１００に搭載される
複数の電動モータの小型化、共通化を図ることができるようになり、電動車両１００のコ
ストを大幅に低減することができる。

また、本実施例では、図１４（ａ）に示すように、図３に示す構成の電動車両１００の
各電動モータ６１、６２、６３をそれぞれ更に２つの電動モータ６０Ａ、６０Ｂに分割す
るようにしているが、図１４（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に例示されるように、従来の「４輪独立
駆動タイプ」形式の電動車両（図１４（ｂ））を含む電動車両一般にも適用して、各電動モ
ータを複数（たとえば２つ）に分割することができる。

図１４（ｂ）、図１４（ｃ）、図１４（ｄ）は、図１４（ａ）と同様に、全ての車輪が駆
動輪として電動モータによって駆動される全輪駆動の電動車両１００である。

図１４（ｂ）は、４つの駆動輪１、２、３、４が独立した４つの電動モータ６１、６２、
６３、６４によって個別に駆動される「４輪独立駆動タイプ」形式の電動車両１００であ
って、各電動モータ６１、６２、６３、６４がそれぞれ、２つの電動モータ６０Ａ、６０
Ｂに分割されている。図２（ｂ）、（ｃ）で説明したのと同様に、２つの電動モータ６０Ａ、
６０Ｂは、それらの最低地上高Ｌが、出力容量が同じ単一の電動モータ６０を配置した場
合の最低地上高Ｌ´よりも大きくなるように、複数の電動モータ６０Ａ、６０Ｂが配置さ
れている。

図１４（ｃ）は、車体の前側および後側に、ディファレンシャルギヤ１０２Ｇf、１０２
Ｇrが設けられ、電動モータ６１の出力がディファレンシャルギヤ１０２Ｇfを介して前駆
動輪１、２に伝達されて前駆動輪１、２が駆動されるとともに、電動モータ６２の出力が
ディファレンシャルギヤ１０２Ｇrを介して後駆動輪３、４に伝達されて後駆動輪３、４
が駆動される電動車両１００であって、各電動モータ６１、６２がそれぞれ、２つの電動
モータ６０Ａ、６０Ｂに分割されている。図２（ｂ）、（ｃ）で説明したのと同様に、２つ
の電動モータ６０Ａ、６０Ｂは、それらの最低地上高Ｌが、出力容量が同じ単一の電動モ
ータ６０を配置した場合の最低地上高Ｌ´よりも大きくなるように、複数の電動モータ６
０Ａ、６０Ｂが配置されている。

図１４（ｄ）は、トラクタ１００Ｆとトレーラ１００Ｒからなる連結車として構成され
た電動車両１００である。トラクタ１００Ｆには、ディファレンシャルギヤ１０２Ｇf、１
０２Ｇrが設けられ、電動モータ６１の出力がディファレンシャルギヤ１０２Ｇfを介して
前駆動輪１、２に伝達されて前駆動輪１、２が駆動されるとともに、電動モータ６２の出
力がディファレンシャルギヤ１０２Ｇrを介して後側駆動輪３、４に伝達されて後駆動輪
３、４が駆動される。一方、トレーラ１００Ｒの駆動輪５、６は、独立した２つの電動モ
ータ６３、６４によって個別に駆動される。各電動モータ６１、６２、６３はそれぞれ、
２つの電動モータ６０Ａ、６０Ｂに分割されている。図２（ｂ）、（ｃ）で説明したのと同
様に、２つの電動モータ６０Ａ、６０Ｂは、それらの最低地上高Ｌが、出力容量が同じ単
一の電動モータ６０を配置した場合の最低地上高Ｌ´よりも大きくなるように、複数の電
動モータ６０Ａ、６０Ｂが配置されている。また、トレーラ１００Ｒの左右の車輪５、６
の間にディファレンシャルギヤを設け、その入力軸を１つの電動モータあるいは２つに分
割した電動モータで駆動してもよい。

よって、これら図１４（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に例示される電動車両１００は、図１４（ａ）
に例示した構成の電動車両１００と同様に、搭載機器や客室空間を広く確保しつつ、最低
地上高Ｌを大きく確保することができるとともに、車両１００に搭載される複数の電動モ
ータの小型化、共通化を図ることができ、車両１００のコストを大幅に低減することがで
きるという効果が得られる。

なお、以上の各実施例では、電動車両１００が、シリーズハイブリッド電気自動車であ
ることを前提といて説明したが、本発明としては、図１（ａ）、（ｃ）、（ｄ）にそれぞれ例
示されるようなパラレルハイブリッド電気自動車、純電気自動車、燃料電池電気自動車に
対しても、同様に適用することができる。

図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ、パラレルハイブリッド電気自動車、シリーズハイブリッド電気自動車、純電気自動車、燃料電池電気自動車の構成例を概略的に示した図である。 図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、車体の床下に配置されたディファレンシャルギヤのケースと電動モータの大きさを対比して説明する図である。 図３は、実施例の電動車両の構成図である。 図４は、２つの電動モータを内蔵した筐体の構造を示した平面図である。 図５は、２つの電動モータを内蔵した筐体の構造を示した斜視図である。 図６は、２つの電動モータを内蔵した筐体の構造を示した斜視図である。 図７は、実施例の電動車両の駆動制御装置の構成図である。 図８は、等馬力となる特性のカーブを示したトルク線図である。 図９は、非電動車両を制御モデルとして示した図である。 図１０は、制御の処理手順を説明するフローチャートである。 図１１は、２つの電動モータを回転数制御する場合の構成例を示した図である。 図１２は、２つの電動モータの特性を示したグラフである。 図１３は、２つの電動モータをトルク制御する場合の構成例を示した図である。 図１４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ、各駆動輪がそれぞれ、２つの電動モータによって駆動される構成の電動車両を例示した図である。

符号の説明

１、２、３、４ 駆動輪、１００ 電動車両、１０２Ｇ ディファレンシャルギヤ、 １
０ エンジン、 ６１、６２、６３ 電動モータ、３２ 制御装置

Claims (4)

1. 電動モータの作動に応じて全ての車輪が駆動輪として駆動される電動車両
   の駆動装置において、
   前駆動輪用の電動モータと、
   左後駆動輪用の電動モータと、
   右後駆動輪用の電動モータと、
   前駆動輪用電動モータと、前駆動輪との間に介在され、前駆動輪用電動モータから駆動
   力を前駆動輪に伝達するディファレンシャルギヤと
   が設けられ、
   左後駆動輪用電動モータの出力容量と右後駆動輪用電動モータの出力容量とを合計した
   出力容量が、前駆動輪用電動モータの出力容量以上になるように、各電動モータの出力容
   量が定められていること
   を特徴とする電動車両の駆動装置。
2. 前駆動輪用電動モータと、左後駆動輪用電動モータと、右後駆動輪用電動
   モータは、同一あるいは略同一の出力容量になるように、各電動モータの出力容量が定め
   られていること
   を特徴とする請求項１記載の電動車両の駆動装置。
3. 前駆動輪用電動モータと、左後駆動輪用電動モータと、右後駆動輪用電動
   モータの少なくともいずれか１つは、複数の電動モータで構成され、
   複数の電動モータの最低地上高が、出力容量が同じ単一の電動モータを配置した場合の
   最低地上高よりも大きくなるように、複数の電動モータが配置されていること
   特徴とする請求項１記載の電動車両の駆動装置。
4. 電動モータの作動に応じて全ての車輪が駆動輪として駆動される電動車両
   の駆動装置において、
   各駆動輪がそれぞれ、複数の電動モータによって駆動されるように構成し、
   複数の電動モータの最低地上高が、出力容量が同じ単一の電動モータを配置した場合の
   最低地上高よりも大きくなるように、複数の電動モータが配置されていること
   を特徴とする電動車両の駆動装置。

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