JP2009133426A - Driving force distribution device, control device of driving force distribution device, control method, program for realizing its method by computer and recording medium for recording its program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、駆動力配分装置の構成およびその駆動力配分装置を用いた駆動力配分制御に関し、特に、回転電動機と遊星歯車機構とを組み合わせて構成される駆動力配分装置の構造および制御に関する。 The present invention relates to a configuration of a driving force distribution device and driving force distribution control using the driving force distribution device, and more particularly to a structure and control of a driving force distribution device configured by combining a rotary motor and a planetary gear mechanism.
従来、車両の旋回挙動および低摩擦係数の路面走行時の駆動力を制御する駆動力配分装置が公知である。たとえば、特開2007−40523号公報(特許文献1)は、左右の車輪の車軸間でトルク(駆動力)を配分する車両用駆動力配分装置を備えた車両において、簡単な構造および制御で差動制限機能を発揮させる車両用駆動力配分装置を開示する。この車両用駆動力配分装置は、左右の車輪の車軸間に遊星歯車機構を備えたトルク配分機構を配置し、遊星歯車機構の三つの要素のうちの何れか二つの要素をそれぞれトルク配分クラッチを介して固定部に係止することで、左右の車輪の車軸間でトルクを配分する。車両用駆動力配分装置は、遊星歯車機構の三つの要素のうちの何れか二つの要素の相対回転を規制する差動制限クラッチを設けたことを特徴とする。 2. Description of the Related Art Conventionally, a driving force distribution device that controls driving force of a vehicle when turning on a road surface and a low friction coefficient is known. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-40523 (Patent Document 1) differs in a vehicle having a vehicle driving force distribution device that distributes torque (driving force) between left and right wheel axles with a simple structure and control. Disclosed is a vehicle driving force distribution device that exhibits a dynamic limiting function. In this vehicle driving force distribution device, a torque distribution mechanism having a planetary gear mechanism is arranged between the axles of the left and right wheels, and any two of the three elements of the planetary gear mechanism are each provided with a torque distribution clutch. The torque is distributed between the axles of the left and right wheels. The vehicle driving force distribution device is characterized in that a differential limiting clutch that restricts relative rotation of any two of the three elements of the planetary gear mechanism is provided.
上述した公報に開示された車両用駆動力配分装置によると、左右のトルク配分クラッチの締結力を制御して差動制限を行う場合に比べて、簡単な制御で差動制限を行うことが可能になり、しかも制御の応答性が向上する。
しかしながら、上述した公報に開示された駆動力配分装置においては、駆動力の配分にクラッチやブレーキなどの摩擦係合要素が用いられるため、駆動力配分装置の作動時において常に滑りが生じていることとなり、駆動源から伝達される駆動力を熱として損失する度合が大きくなるという問題がある。そのため、燃費が悪化する可能性がある。また、様々な走行条件に対応させるために左右の駆動力の配分の度合を拡大する場合には、駆動力配分装置の作動時における摩擦係合要素における損失はさらに増加する可能性がある。 However, in the driving force distribution device disclosed in the above-mentioned publication, since a friction engagement element such as a clutch or a brake is used for the distribution of the driving force, slip always occurs when the driving force distribution device is operated. Thus, there is a problem that the degree of loss of the driving force transmitted from the driving source as heat increases. Therefore, fuel consumption may be deteriorated. Further, when the degree of distribution of the left and right driving forces is increased in order to cope with various traveling conditions, there is a possibility that the loss in the frictional engagement element during the operation of the driving force distribution device further increases.
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、作動効率が高く、コストの上昇を抑制した駆動力配分装置を提供することである。本発明のさらなる目的は、車両の走行状態を精度よく制御する駆動力配分装置の制御装置、制御方法およびその方法をコンピュータで実現されるプログラムならびにそのプログラムを記録した記録媒体を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a driving force distribution device that has high operating efficiency and suppresses an increase in cost. A further object of the present invention is to provide a control device for a driving force distribution device that accurately controls the running state of a vehicle, a control method, a program for realizing the method by a computer, and a recording medium on which the program is recorded. .
第1の発明に係る駆動力配分装置は、駆動源からの駆動力を左右の駆動輪に配分する駆動力配分装置である。この駆動力配分装置は、駆動源から伝達する駆動力を駆動輪側の駆動力の伝達に関連する部品に伝達する入力シャフトと、入力シャフトと一組の第1のギヤ対により連結し、入力シャフトからの駆動力を、左右の駆動輪の回転速度差に応じて駆動輪に伝達する差動機構と、サンギヤとリングギヤとキャリアとを含む複数の回転要素からなり、複数の回転要素のうちのいずれかの第1の回転要素と入力シャフトとを一組の第2のギヤ対により連結する遊星歯車機構と、第1の回転要素と異なる第2の回転要素に連結される回転電動機と、差動機構と駆動輪とを連結し、かつ、差動機構と駆動輪との間において第1の回転要素および第2の回転要素と異なる第3の回転要素が連結されるドライブシャフトとを含む。 A driving force distribution device according to a first aspect of the present invention is a driving force distribution device that distributes driving force from a driving source to left and right driving wheels. The driving force distribution device is connected to an input shaft that transmits a driving force transmitted from a driving source to components related to transmission of driving force on the driving wheel side, and the input shaft and a pair of first gear pairs, It consists of a plurality of rotating elements including a differential mechanism that transmits the driving force from the shaft to the driving wheels according to the rotational speed difference between the left and right driving wheels, a sun gear, a ring gear, and a carrier. A planetary gear mechanism that connects any of the first rotating elements and the input shaft by a pair of second gear pairs, a rotary electric motor that is connected to a second rotating element different from the first rotating element, and a difference And a drive shaft that connects the moving mechanism and the driving wheel, and a third rotating element different from the first rotating element and the second rotating element between the differential mechanism and the driving wheel.
第1の発明によると、遊星歯車機構の第1の回転要素には、入力シャフトから駆動力が伝達される。また、第2の回転要素には、回転電動機から駆動力が伝達される。そのため、第3の回転要素には、第1の回転要素および第2の回転要素に伝達された動力の度合に応じた動力が伝達される。第3の回転要素に伝達された動力はドライブシャフトに伝達される。そのため、回転電動機において生じる動力を制御することにより、第3の回転要素からドライブシャフトに伝達される駆動力の度合を変化させることができる。より具体的には、回転電動機の作動により生じる動力およびその反力が遊星歯車機構、入力シャフトおよび差動機構に作用することにより、左右輪に伝達される駆動力に差を生じさせることができる。駆動力差を生じさせることにより、ヨーモーメントを生じさせて旋回性能を向上させたり、一方の駆動輪が空転する場合において他方の駆動力を増加させて走行性能を向上させたりすることができる。また、回転電動機の作動による駆動力の配分時の熱の損失の度合は、摩擦係合要素を用いた場合の熱の損失よりも摩擦係合要素の滑り等が生じないため小さい。したがって、作動効率の高い駆動力配分装置を提供することができる。 According to the first invention, the driving force is transmitted from the input shaft to the first rotating element of the planetary gear mechanism. A driving force is transmitted from the rotary motor to the second rotating element. Therefore, power corresponding to the degree of power transmitted to the first rotating element and the second rotating element is transmitted to the third rotating element. The power transmitted to the third rotating element is transmitted to the drive shaft. Therefore, the degree of driving force transmitted from the third rotating element to the drive shaft can be changed by controlling the power generated in the rotary motor. More specifically, the power generated by the operation of the rotary motor and the reaction force thereof act on the planetary gear mechanism, the input shaft, and the differential mechanism, thereby making it possible to make a difference in the driving force transmitted to the left and right wheels. . By generating the driving force difference, it is possible to improve the turning performance by generating a yaw moment, or to improve the traveling performance by increasing the other driving force when one of the driving wheels is idling. Further, the degree of heat loss when the driving force is distributed by the operation of the rotary motor is smaller than the heat loss when the friction engagement element is used because the friction engagement element does not slip and the like. Therefore, a driving force distribution device with high operating efficiency can be provided.
第2の発明に係る駆動力配分装置においては、第1の発明の構成に加えて、遊星歯車機構は、ダブルピニオン遊星歯車機構である。第1の回転要素は、キャリアである。第2の回転要素は、リングギヤである。第3の回転要素は、サンギヤである。 In the driving force distribution device according to the second invention, in addition to the configuration of the first invention, the planetary gear mechanism is a double pinion planetary gear mechanism. The first rotating element is a carrier. The second rotating element is a ring gear. The third rotating element is a sun gear.
第2の発明によると、ダブルピニオンギヤ遊星歯車機構のキャリアには、入力シャフトから駆動力が伝達される。また、リングギヤには、回転電動機から駆動力が伝達される。そのため、サンギヤには、キャリアおよびリングギヤに伝達された動力の度合に応じた動力が伝達される。サンギヤに伝達される動力はドライブシャフトに伝達される。そのため、回転電動機において生じる動力を制御することにより、サンギヤからドライブシャフトに伝達される駆動力の度合を変化させることができる。これにより、左右輪に伝達される駆動力に差を生じさせることができる。 According to the second invention, the driving force is transmitted from the input shaft to the carrier of the double pinion gear planetary gear mechanism. A driving force is transmitted to the ring gear from the rotary electric motor. Therefore, power corresponding to the degree of power transmitted to the carrier and the ring gear is transmitted to the sun gear. The power transmitted to the sun gear is transmitted to the drive shaft. Therefore, the degree of the driving force transmitted from the sun gear to the drive shaft can be changed by controlling the power generated in the rotary motor. Thereby, a difference can be produced in the driving force transmitted to the left and right wheels.
第3の発明に係る駆動力配分装置においては、第1の発明の構成に加えて、遊星歯車機構は、ダブルピニオン遊星歯車機構である。第1の回転要素は、サンギヤである。第2の回転要素は、リングギヤである。第3の回転要素は、キャリアである。 In the driving force distribution device according to the third aspect of the invention, in addition to the configuration of the first aspect of the invention, the planetary gear mechanism is a double pinion planetary gear mechanism. The first rotating element is a sun gear. The second rotating element is a ring gear. The third rotating element is a carrier.
第3の発明によると、ダブルピニオン遊星歯車機構のサンギヤには、入力シャフトから駆動力が伝達される。また、リングギヤには、回転電動機から駆動力が伝達される。そのため、キャリアには、サンギヤおよびリングギヤに伝達された動力の度合に応じた動力が伝達される。キャリアに伝達される動力はドライブシャフトに伝達される。そのため、回転電動機において生じる動力を制御することにより、キャリアからドライブシャフトに伝達される駆動力の度合を変化させることができる。これにより、左右輪に伝達される駆動力に差を生じさせることができる。 According to the third invention, the driving force is transmitted from the input shaft to the sun gear of the double pinion planetary gear mechanism. A driving force is transmitted to the ring gear from the rotary electric motor. Therefore, power corresponding to the degree of power transmitted to the sun gear and the ring gear is transmitted to the carrier. The power transmitted to the carrier is transmitted to the drive shaft. Therefore, the degree of the driving force transmitted from the carrier to the drive shaft can be changed by controlling the power generated in the rotary motor. Thereby, a difference can be produced in the driving force transmitted to the left and right wheels.
第4の発明に係る駆動力配分装置においては、第1〜3のいずれかの発明の構成に加えて、第1のギヤ対における入力シャフト側のギヤは、第2のギヤ対における入力シャフト側のギヤと同一のギヤである。 In the driving force distribution device according to the fourth invention, in addition to the configuration of any one of the first to third inventions, the input shaft side gear in the first gear pair is the input shaft side in the second gear pair. It is the same gear as this gear.
第4の発明によると、入力シャフト側のギヤを共通のギヤとして、差動機構側のギヤと遊星歯車側のギヤとがそれぞれ別々に入力シャフト側のギヤに噛み合う。そのため、差動機構側のギヤおよび遊星歯車側のギヤのそれぞれに対応するギヤを別途設ける必要がない。そのため、部品点数を低減して簡易な構造の駆動力配分装置を実現することができる。したがって、コストの上昇を抑制した駆動力配分装置を提供することができる。 According to the fourth aspect of the invention, the gear on the input shaft side is used as a common gear, and the gear on the differential mechanism side and the gear on the planetary gear side are separately engaged with the gear on the input shaft side. Therefore, it is not necessary to separately provide gears corresponding to the gear on the differential mechanism side and the gear on the planetary gear side. Therefore, it is possible to realize a driving force distribution device having a simple structure by reducing the number of parts. Therefore, it is possible to provide a driving force distribution device that suppresses an increase in cost.
第5の発明に係る駆動力配分装置においては、第1〜3のいずれかの発明の構成に加えて、第1のギヤ対における入力シャフト側のギヤは、第2のギヤ対における入力シャフト側のギヤと異なるギヤである。 In the driving force distribution device according to the fifth invention, in addition to the configuration of any one of the first to third inventions, the gear on the input shaft side in the first gear pair is the input shaft side in the second gear pair. This is a different gear.
第5の発明によると、入力シャフトにおいて第1のギヤ対側のギヤと第2のギヤ対側のギヤとを別々に設けることにより、設計の自由度の向上が図れる。 According to the fifth aspect, by providing the first gear pair side gear and the second gear pair side gear separately on the input shaft, the degree of freedom in design can be improved.
第6の発明に係る駆動力配分装置においては、第1〜5のいずれかの発明の構成に加えて、第1のギヤ対における差動機構側のギヤは、第2のギヤ対における遊星歯車機構側のギヤと同一歯数のギヤである。 In the driving force distribution device according to the sixth invention, in addition to the configuration of any one of the first to fifth inventions, the gear on the differential mechanism side in the first gear pair is a planetary gear in the second gear pair. The gear has the same number of teeth as the gear on the mechanism side.
第6の発明によると、同一歯数の同一部品のギヤを用いることにより、部品点数の削減が図れる。これにより、コストの上昇を抑制することができる。 According to the sixth invention, the number of parts can be reduced by using gears of the same parts having the same number of teeth. Thereby, an increase in cost can be suppressed.
第7の発明に係る駆動力配分装置においては、第1の発明の構成に加えて、遊星歯車機構は、シングルピニオン遊星歯車機構である。第1の回転要素は、リングギヤである。第2の回転要素は、キャリアである。第3の回転要素は、サンギヤである。 In the driving force distribution device according to the seventh invention, in addition to the configuration of the first invention, the planetary gear mechanism is a single pinion planetary gear mechanism. The first rotating element is a ring gear. The second rotating element is a carrier. The third rotating element is a sun gear.
第7の発明によると、シングルピニオン遊星歯車機構のリングギヤには、入力シャフトから駆動力が伝達される。また、キャリアには、回転電動機から駆動力が伝達される。そのため、サンギヤには、リングギヤおよびキャリアに伝達された動力の度合に応じた動力が伝達される。サンギヤに伝達された動力はドライブシャフトに伝達される。そのため、回転電動機において生じる動力を制御することにより、サンギヤからドライブシャフトに伝達される駆動力の度合を変化させることができる。これにより、左右輪に伝達される駆動力に差を生じさせることができる。 According to the seventh invention, the driving force is transmitted from the input shaft to the ring gear of the single pinion planetary gear mechanism. A driving force is transmitted to the carrier from the rotary electric motor. Therefore, power corresponding to the degree of power transmitted to the ring gear and the carrier is transmitted to the sun gear. The power transmitted to the sun gear is transmitted to the drive shaft. Therefore, the degree of the driving force transmitted from the sun gear to the drive shaft can be changed by controlling the power generated in the rotary motor. Thereby, a difference can be produced in the driving force transmitted to the left and right wheels.
第8の発明に係る駆動力配分装置においては、第1の発明の構成に加えて、遊星歯車機構は、シングルピニオン遊星歯車機構である。第1の回転要素は、サンギヤである。第2の回転要素は、キャリアである。第3の回転要素は、リングギヤである。 In the driving force distribution device according to the eighth invention, in addition to the configuration of the first invention, the planetary gear mechanism is a single pinion planetary gear mechanism. The first rotating element is a sun gear. The second rotating element is a carrier. The third rotating element is a ring gear.
第8の発明によると、シングルピニオン遊星歯車機構のサンギヤには、入力シャフトから駆動力が伝達される。また、キャリアには、回転電動機から駆動力が伝達される。そのため、リングギヤには、サンギヤおよびキャリアに伝達された動力の度合に応じた動力が伝達される。リングギヤに伝達された動力はドライブシャフトに伝達される。そのため、回転電動機において生じる動力を制御することにより、リングギヤからドライブシャフトに伝達される駆動力の度合を変化させることができる。これにより、左右輪に伝達される駆動力に差を生じさせることができる。 According to the eighth invention, the driving force is transmitted from the input shaft to the sun gear of the single pinion planetary gear mechanism. A driving force is transmitted to the carrier from the rotary electric motor. Therefore, power corresponding to the degree of power transmitted to the sun gear and the carrier is transmitted to the ring gear. The power transmitted to the ring gear is transmitted to the drive shaft. Therefore, the degree of the driving force transmitted from the ring gear to the drive shaft can be changed by controlling the power generated in the rotary motor. Thereby, a difference can be produced in the driving force transmitted to the left and right wheels.
第9の発明に係る駆動力配分装置においては、第7または8の発明の構成に加えて、第1のギヤ対における入力シャフト側のギヤは、第2のギヤ対における入力シャフト側のギヤと異なるギヤである。 In the driving force distribution device according to the ninth aspect of the invention, in addition to the configuration of the seventh or eighth aspect of the invention, the input shaft side gear in the first gear pair is the same as the input shaft side gear in the second gear pair. It is a different gear.
第9の発明によると、入力シャフトにおいて第1のギヤ対側のギヤと第2のギヤ対側のギヤとを別々に設けることにより、設計の自由度を増加させることができる。 According to the ninth aspect, by providing the first gear pair-side gear and the second gear pair-side gear separately on the input shaft, the degree of freedom in design can be increased.
第10の発明に係る駆動力配分装置においては、第1〜9のいずれかの発明の構成に加えて、差動機構および遊星歯車機構におけるギヤ比は、回転電動機の非作動時であって、左右の駆動輪に回転速度差が生じないときに、第1の回転要素と第3の回転要素との回転により第2の回転要素の回転が停止状態になるように設定される。 In the driving force distribution device according to the tenth invention, in addition to the configuration of any one of the first to ninth inventions, the gear ratio in the differential mechanism and the planetary gear mechanism is when the rotary motor is inactive, When there is no difference in rotational speed between the left and right drive wheels, the rotation of the second rotation element is set to be stopped by the rotation of the first rotation element and the third rotation element.
第10の発明によると、回転電動機の非作動時において回転電動機が不必要に回転することを抑制することができる。そのため、回転電動機の回転に起因した慣性によるエネルギーの損失を防止することができる。さらに、回転電動機が不必要に回転することにより生じる熱あるいは回転電動機の支持部における摩擦熱の発生を防止することができる。また、回転電動機の作動時には、旋回方向に応じた回転電動機の回転方向に対応する符号を変更するだけでよく、旋回の度合に応じた回転電動機の制御態様を旋回方向に応じて別途設定する必要ない。 According to the tenth invention, it is possible to prevent the rotating motor from rotating unnecessarily when the rotating motor is not operated. Therefore, energy loss due to inertia caused by rotation of the rotary motor can be prevented. Furthermore, it is possible to prevent the heat generated by unnecessary rotation of the rotary motor or the generation of frictional heat at the support portion of the rotary motor. Further, when the rotary motor is operated, it is only necessary to change the sign corresponding to the rotation direction of the rotary motor according to the turning direction, and it is necessary to separately set the control mode of the rotary motor according to the degree of turning according to the turning direction. Absent.
第11の発明に係る駆動力配分装置においては、第1〜10のいずれかの発明の構成に加えて、第1の回転要素の回転速度と第3の回転要素の回転速度との差の大きさに対する第1の回転要素の回転速度と第2の回転要素の回転速度との差の大きさの比が第2のギヤ対のキャリア側のギヤの歯数と第1のギヤ対の差動機構側のギヤの歯数との和に対する差動機構側のギヤの歯数の比と同一である。 In the driving force distribution device according to the eleventh invention, in addition to the configuration of any one of the first to tenth inventions, the difference between the rotation speed of the first rotation element and the rotation speed of the third rotation element is large. The ratio of the magnitude of the difference between the rotation speed of the first rotation element and the rotation speed of the second rotation element with respect to the height is the difference between the number of gear teeth on the carrier side of the second gear pair and the difference between the first gear pair. It is the same as the ratio of the number of gear teeth on the differential mechanism side to the sum of the number of gear teeth on the mechanism side.
第11の発明によると、第1の回転要素の回転速度と第3の回転要素の回転速度との差に対する第1の回転要素の回転速度の比と、第2のギヤ対のキャリア側のギヤの歯数と第1のギヤ対の差動機構側のギヤの歯数との和に対する差動機構側のギヤの歯数の比とを同一にすることにより、回転電動機の非作動時であって、左右の駆動輪に回転速度差が生じないときに、第1の回転要素と第3の回転要素との回転時において第2の回転要素の回転を停止状態にすることができる。これにより、回転電動機の非作動時に回転電動機が不必要に回転することを抑制することができる。 According to the eleventh invention, the ratio of the rotation speed of the first rotation element to the difference between the rotation speed of the first rotation element and the rotation speed of the third rotation element, and the gear on the carrier side of the second gear pair The ratio of the number of teeth of the differential mechanism side to the sum of the number of teeth of the first gear pair and the number of teeth of the differential mechanism side of the first gear pair is made the same, so that the rotation motor is not operating. Thus, when there is no rotational speed difference between the left and right drive wheels, the rotation of the second rotating element can be stopped when the first rotating element and the third rotating element rotate. Thereby, it can suppress that a rotary motor rotates unnecessarily at the time of non-operation of a rotary motor.
第12の発明に係る駆動力配分装置の制御装置は、車両に搭載された駆動源からの駆動力を左右の駆動輪に配分する駆動力配分装置の制御装置である。駆動力配分装置は、駆動源から伝達する駆動力を駆動輪側の駆動力の伝達に関連する部品に伝達する入力シャフトと、入力シャフトと一組の第1のギヤ対により連結し、入力シャフトからの駆動力を、左右の駆動輪の回転速度差に応じて駆動輪に伝達する差動機構と、サンギヤとリングギヤとキャリアとを含む複数の回転要素からなり、複数の回転要素のうちのいずれかの第1の回転要素と入力シャフトとを一組の第2のギヤ対により連結する遊星歯車機構と、第1の回転要素と異なる第2の回転要素に連結される回転電動機と、差動機構と駆動輪とを連結し、かつ、差動機構と駆動輪との間において第1の回転要素および第2の回転要素と異なる第3の回転要素が連結されるドライブシャフトとを含む。制御装置は、車両の走行状態に関連した物理量を検出するための検出手段と、第2の回転要素の回転に起因した第3の回転要素における駆動力の増減により、検出された物理量が、車両の走行状態に基づいて設定される規範値になるように回転電動機を制御するための制御手段とを含む。第17の発明に係る駆動力配分装置の制御方法は、第12の発明に係る駆動力配分装置の制御装置と同様の構成を有する。 A control device for a driving force distribution device according to a twelfth aspect is a control device for a driving force distribution device that distributes a driving force from a driving source mounted on a vehicle to left and right driving wheels. The driving force distribution device is connected to an input shaft for transmitting a driving force transmitted from a driving source to a component related to transmission of driving force on the driving wheel side, and the input shaft and a pair of first gear pairs, and the input shaft And a plurality of rotating elements including a sun gear, a ring gear, and a carrier, and a differential mechanism that transmits the driving force from the left and right driving wheels to the driving wheels according to the difference in rotational speed between the left and right driving wheels. A planetary gear mechanism that connects the first rotating element and the input shaft by a pair of second gear pairs, a rotary motor that is connected to a second rotating element different from the first rotating element, and a differential And a drive shaft that connects the mechanism and the drive wheel, and that connects the first rotation element and a third rotation element different from the second rotation element between the differential mechanism and the drive wheel. The control device is configured to detect a physical quantity detected by a detection unit for detecting a physical quantity related to a traveling state of the vehicle and a driving force in the third rotating element due to the rotation of the second rotating element. And a control means for controlling the rotary electric motor so as to be a reference value set based on the traveling state of the motor. The control method for the driving force distribution device according to the seventeenth aspect of the invention has the same configuration as the control device for the driving force distribution device according to the twelfth aspect of the invention.
第12の発明によると、遊星歯車機構の第1の回転要素には、入力シャフトから駆動力が伝達される。また、第2の回転要素には、回転電動機から駆動力が伝達される。そのため、第3の回転要素には、第1の回転要素および第2の回転要素に伝達された動力の度合に応じた動力が伝達される。第3の回転要素に伝達された動力はドライブシャフトに伝達される。そのため、回転電動機において生じる動力を制御することにより、第3の回転要素からドライブシャフトに伝達される駆動力の度合を変化させることができる。これにより、左右輪に伝達される駆動力に差を生じさせることができる。そのため、検出された物理量が、車両の走行状態に基づいて設定される規範値になるように回転電動機を制御して駆動力差を生じさせることにより、旋回時あるいは駆動輪の空転時に対応した所望の走行状態にすることができる。したがって、車両の走行状態を精度よく制御する駆動力配分装置の制御装置および制御方法を提供することができる。 According to the twelfth invention, the driving force is transmitted from the input shaft to the first rotating element of the planetary gear mechanism. A driving force is transmitted from the rotary motor to the second rotating element. Therefore, power corresponding to the degree of power transmitted to the first rotating element and the second rotating element is transmitted to the third rotating element. The power transmitted to the third rotating element is transmitted to the drive shaft. Therefore, the degree of driving force transmitted from the third rotating element to the drive shaft can be changed by controlling the power generated in the rotary motor. Thereby, a difference can be produced in the driving force transmitted to the left and right wheels. Therefore, the desired physical quantity corresponding to the turning or the idling of the driving wheel is generated by controlling the rotating electric motor so that the detected physical quantity becomes a standard value set based on the running state of the vehicle to generate a driving force difference. It can be in the running state. Therefore, it is possible to provide a control device and a control method for a driving force distribution device that accurately control the running state of the vehicle.
第13の発明に係る駆動力配分装置の制御装置においては、第12の発明の構成に加えて、制御手段は、検出された物理量に応じて、回転電動機を正転方向および逆転方向のうちのいずれかに回転するように回転電動機を制御するための手段を含む。第18の発明に係る駆動力配分装置の制御方法は、第13の発明に係る駆動力配分装置の制御装置と同様の構成を有する。 In the control device for the driving force distribution device according to the thirteenth invention, in addition to the configuration of the twelfth invention, the control means moves the rotary motor out of the normal rotation direction and the reverse rotation direction according to the detected physical quantity. Means for controlling the rotary motor to rotate to either. The control method of the driving force distribution device according to the eighteenth aspect of the invention has the same configuration as the control device of the driving force distribution device of the thirteenth aspect of the invention.
第13の発明によると、検出された物理量に応じて、回転電動機を正転方向および逆転方向のうちのいずれかに回転するように回転電動機を制御することにより、左右輪に伝達される駆動力に差を生じさせて、旋回時あるいは駆動輪の空転時に対応した所望の走行状態にすることができる。 According to the thirteenth invention, the driving force transmitted to the left and right wheels by controlling the rotating motor to rotate the rotating motor in either the forward rotation direction or the reverse rotation direction according to the detected physical quantity. Thus, it is possible to achieve a desired traveling state corresponding to turning or driving wheel idling.
第14の発明に係る駆動力配分装置の制御装置においては、第12の発明の構成に加えて、記制御手段は、検出された物理量に応じて、回転電動機を回生制御するための手段を含む。第19の発明に係る駆動力配分装置の制御方法は、第14の発明に係る駆動力配分装置の制御装置と同様の構成を有する。 In the control device for the driving force distribution device according to the fourteenth aspect, in addition to the configuration of the twelfth aspect, the control means includes means for regeneratively controlling the rotary motor in accordance with the detected physical quantity. . The control method for the driving force distribution device according to the nineteenth aspect of the invention has the same configuration as the control device for the driving force distribution device according to the fourteenth aspect of the invention.
第14の発明によると、たとえば、左右の駆動輪のうちの一方に滑りが生じて回転速度が増大すると回転電動機の回転速度が増加する場合がある。このような場合に、回転電動機を回生制御することにより駆動力を回転速度の低い滑りが発生していない駆動輪に移動させることができる。そのため、車両を所望の走行状態にすることができる。 According to the fourteenth aspect of the invention, for example, when the rotational speed increases due to slippage in one of the left and right drive wheels, the rotational speed of the rotary motor may increase. In such a case, the regenerative control of the rotary electric motor can move the driving force to the drive wheel where the slip at a low rotational speed is not generated. Therefore, the vehicle can be brought into a desired traveling state.
第15の発明に係る駆動力配分装置の制御装置においては、第12〜14のいずれかの発明の構成に加えて、検出手段は、車両の速度を検出するための手段と、車両の操舵角を検出するための手段と、車両のヨー方向の角速度を検出するための手段とを含む。制御手段は、検出された車両の速度および操舵角のうちの少なくともいずれか一方に基づいてヨー方向の角速度の規範値を設定するための手段と、検出された角速度が設定された規範値になるように回転電動機を制御するための手段とを含む。第20の発明に係る駆動力配分装置の制御方法は、第15の発明に係る駆動力配分装置の制御装置と同様の構成を有する。 In the control device for the driving force distribution apparatus according to the fifteenth aspect of the invention, in addition to the configuration of any of the twelfth to fourteenth aspects, the detection means includes means for detecting the speed of the vehicle, and the steering angle of the vehicle. And means for detecting the angular velocity of the vehicle in the yaw direction. The control means is a means for setting a reference value for the angular velocity in the yaw direction based on at least one of the detected vehicle speed and steering angle, and the detected angular velocity is a set reference value. Means for controlling the rotary motor. The control method for the driving force distribution device according to the twentieth invention has the same configuration as the control device for the driving force distribution device according to the fifteenth invention.
第15の発明によると、ヨー方向の角速度が規範値になるように回転電動機を制御することにより、車両の旋回時において所望の走行状態にすることができる。 According to the fifteenth aspect, by controlling the rotary electric motor so that the angular velocity in the yaw direction becomes the reference value, it is possible to achieve a desired traveling state when the vehicle turns.
第16の発明に係る駆動力配分装置においては、第12〜14のいずれかの発明の構成に加えて、検出手段は、車両の速度を検出するための手段と、車両の操舵角を検出するための手段と、車両の左右輪の速度差を検出するための手段とを含む。制御手段は、検出された車両の速度および操舵角のうちの少なくともいずれか一方に基づいて左右輪の速度差の規範値を設定するための手段と、検出された左右輪の速度差が設定された規範値になるように回転電動機を制御するための手段とを含む。第21の発明に係る駆動力配分装置の制御方法は、第16の発明に係る駆動力配分装置の制御装置と同様の構成を有する。 In the driving force distribution device according to the sixteenth aspect of the invention, in addition to the configuration of any of the twelfth to fourteenth aspects, the detection means detects means for detecting the speed of the vehicle and the steering angle of the vehicle. And means for detecting the speed difference between the left and right wheels of the vehicle. The control means has means for setting a reference value for the speed difference between the left and right wheels based on at least one of the detected vehicle speed and steering angle, and the detected speed difference between the left and right wheels. And a means for controlling the rotary electric motor so as to obtain a standard value. The control method of the driving force distribution device according to the twenty-first aspect has the same configuration as the control device of the driving force distribution device according to the sixteenth aspect.
第16の発明によると、左右輪の速度差が規範値になるように回転電動機を制御することにより、車両の駆動輪の空転時に対応した所望の走行状態にすることができる。 According to the sixteenth aspect, by controlling the rotary electric motor so that the speed difference between the left and right wheels becomes a reference value, it is possible to achieve a desired traveling state corresponding to the idling of the drive wheels of the vehicle.
第22の発明に係るプログラムは、第17〜21のいずれかの発明に係る駆動力配分装置の制御方法をコンピュータで実現されるプログラムであって、第23の発明に係る記録媒体は、第17〜21のいずれかの発明に係る駆動力配分装置の制御方法をコンピュータで実現されるプログラムを記録した媒体である。 A program according to a twenty-second invention is a program for realizing the control method of the driving force distribution device according to any of the seventeenth to twenty-first inventions by a computer, and the recording medium according to the twenty-third invention is the seventeenth invention. A medium having recorded thereon a computer-implemented method for controlling a driving force distribution apparatus according to any one of the inventions -21.
第22または第23の発明によると、コンピュータ(汎用でも専用でもよい)を用いて、第17〜21のいずれかの発明に係る駆動力配分装置の制御方法を実現することができる。 According to the twenty-second or twenty-third invention, the control method of the driving force distribution device according to any of the seventeenth to twenty-first inventions can be realized using a computer (which may be general purpose or dedicated).
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
<第1の実施の形態>
図1に示すように、本実施の形態に係る駆動力配分装置は、モータジェネレータ10と、遊星歯車機構20と、差動機構40と、入力シャフト34と、ドライブシャフト42,44と、駆動輪50,52とから構成される。駆動力配分装置は、駆動輪50,52のドライブシャフト42,44と入力シャフト34との間に設けられる。そのため、駆動力配分装置は、車両が前輪駆動車であれば、前輪側に設けられ、車両が後輪駆動車であれば後輪側に設けられ、車両が4輪駆動車両であれば前輪側および後輪側のうちの少なくともいずれか一方に設けられる。
<First Embodiment>
As shown in FIG. 1, the driving force distribution device according to the present embodiment includes a
差動機構40と入力シャフト34とは一組のギヤ対により連結される。具体的には、差動機構40は、入力シャフト34の端部に一体的に設けられたファイナルインプットギヤ32の歯部と噛み合う傘歯車である第1出力ギヤ46と、第1出力ギヤ46が固定されるデフケース142と、図示しないピニオンシャフトによりデフケース142内で回転自在に支持されるピニオンギヤ48と、ピニオンギヤ48と噛み合う1対のサイドギヤ144,146とから構成される。
The
サイドギヤ144にはドライブシャフト42の一方端がスプライン嵌合しており、サイドギヤ146にはドライブシャフト44の一方端がスプライン嵌合している。そのため、サイドギヤ144の回転力はドライブシャフト42を経由してドライブシャフト42の他方端に連結された駆動輪50に伝達される。また、サイドギヤ146の回転力はドライブシャフト44を経由してドライブシャフト44の他方端に連結された駆動輪52に連結される。
One end of the
第1出力ギヤ46は、入力シャフト34の回転力をドライブシャフト42,44の回転方向の回転力に変換する。
The
モータジェネレータ10は、ロータ16とステータ12とから構成される回転電動機である。ステータ12の中空円筒形状のステータコアの周方向に沿って形成されるティースには、複数のコイル14が巻着される。また、ステータ12は、モータジェネレータ10の図示しない筐体に固定される。モータジェネレータ10の筐体は、車体あるいはシャシーに固定される。ロータ16には、周方向に沿って永久磁石等の磁力を生じる部材が複数箇所に設けられる。ロータ16は、筐体に設けられた図示しないベアリング等の支持部によりステータ12の内周側に回転自在に支持される。ロータ16は、回転中心がドライブシャフト42の回転中心に一致するように支持される。コイル14に電力が供給されるとステータ12に磁束が生じ、生じた磁束によりロータ16は回転軸周りの回転力を得る。
The
遊星歯車機構20は、複数の回転要素から構成される。複数の回転要素は、サンギヤ22と複数のピニオンギヤ24を回転自在に支持するキャリア28とリングギヤ26とからなる。
The
また、本実施の形態において遊星歯車機構20は、サンギヤ22とリングギヤ26との間に、互いに噛み合う2つのピニオンギヤ24からなる少なくとも一組のピニオンギヤセットが設けられ、ピニオンギヤセットにおける2つのピニオンギヤ24のうちの一方がサンギヤ22と噛み合い、他方がリングギヤ26と噛み合うダブルピニオン遊星歯車機構である。
Further, in the present embodiment, the
サンギヤ22は、ドライブシャフト42に連結され、ドライブシャフト42と一体的に回転する。また、リングギヤ26は、ロータ16に連結され、ロータ16と一体的に回転する。さらに、キャリア28には、回転中心が一致するように傘歯車である第2出力ギヤ30が連結される。
The
したがって、遊星歯車機構20においては、駆動源から入力シャフト34を経由してキャリア28に動力が伝達され、モータジェネレータ10からリングギヤ26に動力が伝達され、キャリア28およびリングギヤ26に伝達される動力の度合に対応した動力がサンギヤ22に伝達される。
Therefore, in the
遊星歯車機構20と入力シャフト34とは一組のギヤ対により連結される。具体的には、第2出力ギヤ30の歯部は、入力シャフト34の端部に設けられたファイナルインプットギヤ32の歯部と噛み合う。第2出力ギヤ30は、入力シャフト34の回転力をドライブシャフト42,44の回転方向の回転力に変換する。また、第2出力ギヤ30は、第1出力ギヤ46に対向する位置に回転軸が一致するように設けられる。
The
なお、遊星歯車機構20のサンギヤ22は、ドライブシャフト44に連結されるようにしてもよいが、好ましくは、遊星歯車機構20のサンギヤ22は、入力シャフト34の端部に設けられたファイナルインプットギヤ32を共通に噛み合うギヤとし、第1出力ギヤ46に対向する位置に第2出力ギヤを設けたときに第2出力ギヤを貫通するドライブシャフトに設けられることが望ましい。このようにすると、駆動力配分装置の体格の拡大を抑制することができる。
The
以上のように構成される駆動力配分装置において、図2に示すように、エンジンあるいは回転電動機等の駆動源(図示せず)から駆動力が入力シャフト34に入力されると、入力シャフト34の回転力は、差動機構40の第1出力ギヤ46と、遊星歯車機構20のキャリア28に連結された第2出力ギヤ30に伝達される。
In the driving force distribution device configured as described above, as shown in FIG. 2, when driving force is input to the
第1出力ギヤ46と第2出力ギヤ30とは対向する位置に設けられるため、入力シャフト34から伝達される動力により、第1出力ギヤ46においては、駆動輪50,52が車両の進行方向に回転する方向に回転力が伝達され、第2出力ギヤ30においては、第1出力ギヤ46に伝達された回転力の回転方向と逆方向の回転力が伝達される。
Since the
図3に、車両が直進する場合における駆動輪50,52、遊星歯車機構20および差動機構40の回転速度の変化を示す。
FIG. 3 shows changes in the rotational speeds of the
図3に示す共線図は、「LW」が駆動輪50の回転速度を示し、「RW」が駆動輪52の回転速度を示す。駆動輪50,52の車両の前進側への駆動方向を正とし、図面上方向が正方向に対応する。また、図3に示される「S」が遊星歯車機構20のサンギヤ22の回転速度を示し、「R」がリングギヤ26の回転速度を示し、「C」がキャリア28の回転速度を示す。また、図3に示される「RG(1)」が第1出力ギヤ46の回転速度を示し「RG(2)」が第2出力ギヤ30の回転速度を示す。
In the alignment chart shown in FIG. 3, “LW” indicates the rotational speed of the
なお、ドライブシャフト42には、駆動輪50およびサンギヤ22が固定され、一体となって回転するため、同一の回転速度となる。また、第2出力ギヤ30は、キャリア28と一体となって回転するため、同一の回転速度となる。
In addition, since the
また、共線図の中央の「DC」は、デフケース142の回転速度を示す。デフケース142には、第1出力ギヤ46が設けられるため、DCとRG(1)とは同一の回転速度となる。
Further, “DC” in the center of the alignment chart indicates the rotation speed of the
ここで、デフケース142の回転速度は、差動機構40により左右の駆動輪50,52の回転速度の平均値となる。すなわち、LWとデフケース142とRWとにおいての回転速度の関係は、図3に示すようにLWの回転速度とデフケース142の回転速度とRWの回転速度とを一本の直線で結ぶ関係が保たれる。なお、車両の旋回時等によりLWとRWとの回転速度に差が生じる場合、デフケース142の回転速度に対応する位置を回転中心として直線が回転するように変化する。
Here, the rotational speed of the
車両が直進している場合においては、図3に示すように、入力シャフト34から伝達される駆動トルクTinによりデフケース142(RG(1))は、車両の前進側への方向に回転する。入力シャフト34から入力された駆動トルクTinは、左右の駆動輪50,52に均等に配分される。そのため、Tin/2の駆動トルクにより左右の駆動輪50,52(LW,RW)にそれぞれ駆動力が発現する。
When the vehicle is traveling straight, as shown in FIG. 3, the differential case 142 (RG (1)) is rotated in the direction toward the forward side of the vehicle by the drive torque Tin transmitted from the
また、遊星歯車機構20においては、サンギヤ22とリングギヤ26とキャリア28とにおいての回転速度の関係は、サンギヤ22の回転速度とリングギヤ26の回転速度とキャリア28の回転速度とを一本の直線で結ぶ関係が保たれる。そのため、モータジェネレータ10によりリングギヤ26に回転力が付与されると遊星歯車機構20の回転要素の回転速度の関係は、直線が保たれた状態で図3の紙面上下方向に変化する。
In the
本実施の形態に係る駆動力配分装置において、モータジェネレータ10の非作動時であって、左右の駆動輪50,52に回転速度差が生じないときに、入力シャフト34に一組のギヤ対により連結される遊星歯車機構20の回転要素とドライブシャフト42に連結される回転要素との回転によりモータジェネレータ10に連結された回転要素の回転が停止状態になるように差動機構40および遊星歯車機構20のギヤ比が設定される。
In the driving force distribution device according to the present embodiment, when the
本実施の形態において、入力シャフト34に一組のギヤ対により連結される回転要素は、キャリア28であって、ドライブシャフト42に連結される回転要素は、サンギヤ20であって、モータジェネレータ10に連結された回転要素は、リングギヤ26である。
In the present embodiment, the rotating element connected to the
したがって、キャリア28の回転速度とサンギヤ20の回転速度との差に対するキャリア28の回転速度とリングギヤ26の回転速度差との差の比が第2出力ギヤ30の歯数と第1出力ギヤ46の歯数との和に対する第1出力ギヤ46の歯数の比と同一となるように差動機構40および遊星歯車機構20のギヤ比が設定される。
Therefore, the ratio of the difference between the rotational speed of the
また、本実施の形態において、第1出力ギヤ46の歯数ZR(1)と第2出力ギヤ30の歯数ZR(2)とは、同一である。なお、本実施の形態においては、第1出力ギヤ46と第2出力ギヤ30とは同一形状を有する同一の部品であるとして説明するが、少なくとも同一歯数を有するギヤであればよい。
In the present embodiment, the number of teeth ZR (1) of the
第1出力ギヤ46と第2出力ギヤ30とが同一の歯数のギヤであるため、(第1出力ギヤ46の歯数(ZR(1))+第2出力ギヤ30の歯数(ZR(2)))/ZR(1)の式より算出されるギヤ比ρは、「2.0」である。
Since the
また、本実施の形態における遊星歯車機構20において、ρ’=リングギヤ26の歯数(ZR)/サンギヤ22の歯数(ZS)の式より算出されるギヤ比ρ’は、ギヤ比ρと同一(すなわち、ρ’=ρ)となるように設定される。したがって、ギヤ比ρ’も「2.0」となる。
In the
車両の走行中において、第1出力ギヤ46および第2出力ギヤ30は、歯数が同一のギヤであるため、図3に示すように、第2出力ギヤ30の回転速度と第1出力ギヤ46の回転速度とは回転方向は逆方向であって、同一の大きさとなる。そのため、第1出力ギヤ46と第2出力ギヤ30との回転速度の関係は、図3のA点を通過する一本の直線(図3の破線)の関係が保たれる。
During traveling of the vehicle, the
また、サンギヤ22とキャリア28との回転速度差とリングギヤ26とキャリア28との回転速度差との比が「ρ’:1」であって、ギヤ比ρ’が上述したとおり、「2.0」である。さらに、第1出力ギヤ46と第2出力ギヤ30との回転方向が逆方向であって、回転速度の大きさが同一であることから、サンギヤ22とキャリア28との回転方向が逆方向であって、回転速度の大きさが同一である。したがって、図3に示すように、車両の直進時であって、モータジェネレータ10の非作動時においては、リングギヤ26の回転が停止した状態となるため、モータジェネレータ10の出力軸の回転も停止した状態となる。
Further, the ratio between the rotational speed difference between the
図4に示すように、本実施の形態に係る駆動力配分装置の制御装置であるECU(Electronic Control Unit)100には、操舵角センサ102と、車速センサ104と、ヨーレートセンサ108とが接続される。
As shown in FIG. 4, a
操舵角センサ102は、操舵輪の操舵角に関連する物理量を検出する。操舵角センサ102は、たとえば、ステアリングホイールの回転量を検出するようにしてもよいし、回転電動機の回転力を用いて操舵輪の舵角を変える電動パワーステアリング機構が搭載されている場合は、回転電動機の回転量を検出するようにしてもよい。操舵角センサ102は、検出された操舵輪の操舵角に対応する信号をECU100に送信する。
The
車速センサ104は、車速に関連する物理量を検出する。車速に関連する物理量は、たとえば、4輪のうちの少なくともいずれか一つの車輪の回転速度であってもよいし、変速機の出力軸の回転速度であってもよい。車速センサ104は、検出された車速に対応する信号をECU100に送信する。
The
ヨーレートセンサ106は、車両のヨー(旋回)方向の角速度を検出する。ヨーレートセンサ106は、検出されたヨー方向の角速度に対応する信号をECU100に送信する。なお、ヨーレートセンサ106は、周知の技術を用いて車両のヨー方向の角速度を検出すればよく、特に詳細な説明はここでは行なわない。
The
また、モータジェネレータ10には、バッテリ110の直流電力がインバータ108において交流電力に変換された後に供給される。インバータ108は、ECU100からの制御信号に基づいてモータジェネレータ10に供給する電力を制御する。
The
バッテリ110は、たとえば、二次電池であるが、蓄電機構であれば、特に二次電池に限定されるものではない。たとえば、バッテリ110に代えてキャパシタを用いてもよい。
The
以上のような駆動力配分装置の構成において、本実施の形態に係る駆動力配分装置の制御装置であるECU100は、車両の速度と操舵角とに基づいてヨー方向の角速度の規範値(以下、規範角速度ともいう)を設定して、検出されたヨー方向の角速度が設定された規範値になるようにモータジェネレータ10を制御する。
In the configuration of the driving force distribution device as described above, the
図5に、本実施の形態に係る駆動力配分装置の制御装置であるECU100の機能ブロック図を示す。ECU100は、入力インターフェース(以下、入力I/Fと記載する)300と、演算処理部400と、記憶部500と、出力インターフェース(以下、出力I/Fと記載する)600とを含む。
FIG. 5 shows a functional block diagram of
入力I/F300は、操舵角センサ102からの操舵角信号と、車速センサ104からの車速信号と、ヨーレートセンサ106からのヨーレート信号とを受信して、演算処理部400に送信する。
The input I /
演算処理部400は、規範値演算部402と偏差演算部404と偏差判定部406とモータジェネレータ制御部408とを含む。
規範値演算部402は、操舵角と車速とに基づいてヨー方向の角速度の規範値を演算する。規範値演算部402は、たとえば、実験的および/または設計的に設定されたマップ、数式あるいは表等を用いて規範角速度を演算する。たとえば、規範角速度は、操舵角および車速に基づくスリップアングルの度合を考慮して設定される。
The reference
偏差演算部404は、ヨーレート信号に基づくヨー方向の実角速度と規範値演算部402において設定されたヨー方向の規範角速度との偏差を演算する。
The
偏差判定部406は、演算された偏差の絶対値が偏差の規範値(以下、規範偏差という)よりも大きいか否かを判定する。規範偏差は、予め定められた値であってもよいし、操舵角、車速およびヨー方向の角速度のうちの少なくともいずれか一つに対応した値であってもよい。なお、偏差判定部406は、たとえば、演算された偏差の絶対値が規範偏差よりも大きいと、偏差判定フラグをオンするようにしてもよい。
The
モータジェネレータ制御部408は、演算された偏差に応じてフィードバック制御を行なう。具体的には、モータジェネレータ制御部408は、偏差判定部406にて演算された偏差の絶対値が規範偏差よりも大きいと判定されると演算された偏差に対応する目標モータトルクを設定する。モータジェネレータ制御部408は、設定された目標モータトルクに基づいてモータジェネレータ制御信号を生成して、出力I/F600を経由してインバータ108に送信する。モータジェネレータ制御部408は、たとえば、演算された偏差にゲインを乗じて目標モータトルクを演算し、演算された目標モータトルクが発現するようにモータジェネレータ制御信号を生成する。なお、演算された偏差の絶対値が規範偏差以下になるようにモータジェネレータ10を制御できれば、適用される制御の態様は、上述したようなフィードバック制御の態様に限定されるものではない。
The motor
また、モータジェネレータ制御部408は、演算された偏差の絶対値が規範偏差よりも小さいと目標モータトルクをゼロとしてモータジェネレータ制御信号を生成する。
Further, when the absolute value of the calculated deviation is smaller than the standard deviation, the motor
なお、モータジェネレータ制御部408は、たとえば、偏差判定フラグがオンであると演算された偏差に基づいてモータジェネレータ制御信号を生成してもよいし、偏差判定フラグがオフであると目標モータトルクをゼロとしてモータジェネレータ制御信号を生成してもよい。
For example, the motor
また、本実施の形態において、規範値演算部402と、偏差演算部404と、偏差判定部406と、モータジェネレータ制御部408とは、いずれも演算処理部400であるCPUが記憶部500に記憶されたプログラムを実行することにより実現される、ソフトウェアとして機能するものとして説明するが、ハードウェアにより実現されるようにしてもよい。なお、このようなプログラムは記憶媒体に記録されて車両に搭載される。
In the present embodiment, the reference
記憶部500には、各種情報、プログラム、しきい値、マップ等が記憶され、必要に応じて演算処理部400からデータが読み出されたり、格納されたりする。
Various information, programs, threshold values, maps, and the like are stored in the
以下、図6を参照して、本実施の形態に係る駆動力配分装置の制御装置であるECU100で実行されるプログラムの制御構造について説明する。
Hereinafter, with reference to FIG. 6, a control structure of a program executed by
ステップ(以下、ステップをSと記載する)100にて、ECU100は、操舵角および車速等の車両の走行状態に基づいてヨー方向の角速度の規範値(規範角速度)を演算する。なお、本実施の形態においては、たとえば、車両の上方からみて反時計回りの方向を正方向とするが特にこれに限定されるものではない。
In step (hereinafter, step is referred to as S) 100,
S102にて、ECU100は、検出されたヨー方向の実角速度と演算された規範角速度との偏差を演算する。偏差は、規範角速度−実角速度により演算される。
In S102,
S104にて、ECU100は、演算された偏差の絶対値が規範偏差よりも大きいか否かを判定する。偏差の絶対値が規範偏差よりも大きいと(S104にてYES)、処理はS106に移される。もしそうでないと(S104にてNO)、処理はS108に移される。
In S104,
S106にて、ECU100は、演算された偏差に応じて目標モータトルクを設定する。目標モータトルクは、たとえば、−1×ゲイン×偏差の式により演算される。S108にて、ECU100は、目標モータトルクをゼロに設定する。S106またはS108の後に処理はS110に移される。S110にて、ECU100は、設定された目標モータトルクに基づいてモータジェネレータ10を制御する。
In S106,
以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る駆動力配分装置の動作および駆動力配分装置の制御装置であるECU100の動作について図3、図7および図8に示す共線図を用いて説明する。
The operation of the driving force distribution device according to the present embodiment based on the structure and the flowchart as described above and the operation of
<車両の直進時>
たとえば、車両が直進している場合を想定する。このときの共線図は、図3に対応する。操舵角がゼロであれば、ヨー方向の角速度の規範値はゼロである(S100)。また、車両は直進しているため、ヨー方向の実角速度もゼロである。そのため、偏差はゼロであるとして演算される(S102)。偏差の絶対値はゼロであるため規範偏差(ゼロ)以下である(S104にてNO)。このとき、目標モータトルクはゼロが設定されて(S108)、モータジェネレータ10が制御される(S110)。
<When the vehicle goes straight>
For example, assume that the vehicle is traveling straight. The alignment chart at this time corresponds to FIG. If the steering angle is zero, the reference value of the angular velocity in the yaw direction is zero (S100). Further, since the vehicle is traveling straight, the actual angular velocity in the yaw direction is also zero. Therefore, the deviation is calculated as zero (S102). Since the absolute value of the deviation is zero, it is equal to or less than the standard deviation (zero) (NO in S104). At this time, the target motor torque is set to zero (S108), and the
車両が直進している場合においては、入力シャフト34から第1出力ギヤ46に入力される駆動トルクTinは、左右の駆動輪50,52にそれぞれ配分される。そのため、車両の走行中において路面からの反力と駆動輪50,52の駆動力とが釣り合っていると想定すると入力シャフト34からデフケース142に伝達される駆動トルクTinが左右に均等に配分される。
When the vehicle is traveling straight, the drive torque Tin input from the
このとき、駆動輪50および駆動輪52における路面からの反力は、−Tin/2である。駆動輪50における路面からの反力の大きさと駆動トルクTLWとが等しく、駆動輪52における路面からの反力の大きさと駆動トルクTRWとが等しい。そのため、駆動輪50側の駆動トルクTLWも駆動輪52側の駆動トルクTRWもTin/2となる。
At this time, the reaction force from the road surface in the
<車両の右旋回時のトルク移動制御>
車両が右方向に旋回するように運転者によりステアリングホイールが回転されると操舵輪の進行方向が車両の右側に変化する。操舵輪の操舵角の変化に応じて車両は右方向に旋回する。
<Torque movement control when vehicle turns right>
When the steering wheel is rotated by the driver so that the vehicle turns to the right, the traveling direction of the steering wheel changes to the right side of the vehicle. The vehicle turns to the right according to the change in the steering angle of the steered wheels.
このとき、車速および操舵角に基づいて規範角速度が演算される(S100)。たとえば、車両の前輪のスリップアングルが車両の後輪のスリップアングルよりも大きくなると操舵角に対して車体の進行方向が旋回方向外側にずれるアンダーステアが発生する。このような場合においては、規範角速度と実角速度との偏差が拡大する。偏差の絶対値が規範偏差よりも大きくなると(S104にてYES)、偏差に基づいて目標モータトルクが設定されて(S106)、モータジェネレータ10が制御される(S110)。
At this time, the reference angular velocity is calculated based on the vehicle speed and the steering angle (S100). For example, when the slip angle of the front wheel of the vehicle becomes larger than the slip angle of the rear wheel of the vehicle, understeer occurs in which the traveling direction of the vehicle body is shifted outward in the turning direction with respect to the steering angle. In such a case, the deviation between the reference angular velocity and the actual angular velocity is increased. When the absolute value of the deviation becomes larger than the standard deviation (YES in S104), a target motor torque is set based on the deviation (S106), and
図7の共線図に示すように、車両が右方向に旋回する状態においては、車両の旋回中心に対して外側の駆動輪50の回転速度は、旋回中心に対して内側の駆動輪52の回転速度よりも大きくなる。このとき、設定された目標モータトルクに応じて、モータジェネレータ10には、正方向にリングギヤ26が回転するようにモータトルクTmが生じる。
As shown in the nomograph of FIG. 7, in a state where the vehicle turns to the right, the rotational speed of the
ここで、入力シャフト34からの駆動力と、駆動輪50,52が接地する路面からの反力と、モータジェネレータ10のモータトルクTmとが釣り合っている状態を想定する。
Here, it is assumed that the driving force from the
まず、遊星歯車機構20におけるトルクの釣り合いを考慮する。リングギヤ26に伝達されたモータトルクTmは、図7においてサンギヤ22の回転速度とキャリア28の回転速度とを結ぶ一歩運の直線の関係が保たれるため、サンギヤ22およびキャリア28のそれぞれにおける反力Ta(1)、Ta(2)とにより釣り合った状態となる。
First, the balance of torque in the
また、サンギヤ22の回転速度とキャリア28の回転速度との差の大きさとリングギヤ26の回転速度とキャリア28の回転速度との差の大きさとの比が「ρ’:1」であって、上述したとおり「ρ’=ρ」であることから、Ta(1)は、−Tm/ρで示され、Ta(2)は、−(ρ−1)Tm/ρで示される。ここで、ρ=2.0であるとTa(1)およびTa(2)は、それぞれ−Tm/2で示される。
The ratio of the difference between the rotation speed of the
次に、キャリア28とデフケース142との間のトルクの釣り合いを考慮する。キャリア28とデフケース142との回転速度の関係は、回転方向が逆方向であって回転速度の大きさが同一であることから図7のA点を中心とした直線(図7の破線)の関係が保たれる。
Next, the balance of torque between the
キャリア28の回転速度は、モータトルクTmにより生じるTa(2)に対して逆方向(図7の紙面上方向)に働く反力Tb(1)により保たれる。
The rotation speed of the
このとき、第2出力ギヤ30とデフケース142との間においてトルクが釣り合った状態であると想定すると、A点を回転中心としてキャリア28の回転速度とデフケース142の回転速度とを結ぶ直線の釣り合いが保たれるため、キャリア28におけるTb(1)の反力が生じるとデフケース142において直線の回転を抑制するようにTb(2)の反力が生じる。このとき、A点に対応する入力シャフト34には、Tb(1)とTb(2)との和と釣り合う力Tb(3)が加わる。
At this time, assuming that the torque is balanced between the
Tb(1)はTa(2)と大きさが同じで作用する方向が逆方向であるため、Tb(1)=(ρ−1)Tm/ρである。ここで、キャリア28の回転速度およびデフケース142の回転速度の差の大きさとキャリア28の回転速度の大きさとの比が「ρ:1」であるとすると、Tb(2)は、Tm/ρで示され、Tb(3)は、−Tmで示される。ρ=2.0であるとすると、Tb(1)およびTb(2)は、いずれもTm/2で示される。
Since Tb (1) has the same size as Ta (2) and acts in the opposite direction, Tb (1) = (ρ−1) Tm / ρ. Here, if the ratio between the rotational speed of the
デフケース142に加わるTb(2)は、ドライブシャフト42,44を経由して均等に配分される。したがって、駆動輪50における路面からの反力は、−Tin/2+Ta(1)+Tb(2)/2であることから、−Tin/2−Tm/2ρの式より算出される。したがって、駆動輪50側の駆動トルクTLWは、TLW=Tin/2+Tm/2ρの式より算出される。ρ=2.0であるとすると、TLW=Tin/2+Tm/4となる。
Tb (2) applied to the
同様に、駆動輪52における路面からの反力は、−Tin/2+Tb(2)/2であることから、−Tin/2+Tm/2ρの式より算出される。したがって、駆動輪52側の駆動トルクTRWは、TRW=Tin/2−Tm/2ρの式より算出される。ρ=2.0であるとすると、TRW=Tin/2−Tm/4となる。
Similarly, the reaction force from the road surface in the
したがって、本実施の形態に係る駆動力配分装置のトルク移動制御により右旋回時には、回転速度の高い左側の駆動輪50の駆動トルクTLWが増加し、左右の駆動トルク差ΔTW(=TRW−TLW=−Tm/ρ)が生じることとなる。ρ=2.0であるとするとΔTW=−Tm/2となる。
Therefore, the drive torque TLW of the
左右の駆動輪50,52において駆動力差が生じることにより、車両にはヨーモーメントが生じる。車両の左側の駆動輪50の駆動トルクTLWが増加し、右側の駆動輪52の駆動トルクTRWが減少することにより、車両には、右旋回方向のヨーモーメントが生じる。このように右旋回時に駆動輪50,52に駆動力差を生じさせて旋回方向のヨーモーメントが生じることにより車両の旋回能力の向上が図れる。
A difference in driving force between the left and right driving
<車両の左旋回時のトルク移動制御>
車両が左方向に旋回するように運転者によりステアリングホイールが回転されると操舵輪の進行方向が車両の左側に変化する。操舵輪の操舵角の変化に応じて車両は左方向に旋回する。
<Torque movement control when vehicle turns left>
When the steering wheel is rotated by the driver so that the vehicle turns leftward, the traveling direction of the steering wheel changes to the left side of the vehicle. The vehicle turns to the left according to the change in the steering angle of the steered wheels.
図8の共線図に示すように、車両が左方向に旋回する状態においては、車両の旋回中心に対して外側の駆動輪52の回転速度は、旋回中心に対して内側の駆動輪50の回転速度よりも大きくなる。このとき、設定された目標モータトルクに応じて、モータジェネレータ10には、負の方向にリングギヤ26が回転するようにモータトルクTmが生じる。
As shown in the nomograph of FIG. 8, in a state where the vehicle turns leftward, the rotational speed of the
ここで、入力シャフト34からの駆動力と、駆動輪50,52が接地する路面からの反力と、モータジェネレータ10のモータトルク−Tmとが釣り合っている状態を想定する。
Here, it is assumed that the driving force from the
まず、遊星歯車機構20におけるトルクの釣り合いを考慮する。リングギヤ26に伝達されたモータトルク−Tmは、図8においてサンギヤ22の回転速度とキャリア28の回転速とを結ぶ一本の直線の関係が保たれるため、サンギヤ22およびキャリア28のそれぞれにおける反力Ta(1)、Ta(2)とにより釣り合った状態となる。
First, the balance of torque in the
また、サンギヤ22の回転速度とキャリア28の回転速度との差の大きさとリングギヤ26の回転速度とキャリア28の回転速度との差の大きさとの比が「ρ’:1」であって、上述したとおり「ρ’=ρ」であることから、Ta(1)は、Tm/ρで示され、Ta(2)は、(ρ−1)Tm/ρで示される。ここで、ρ=2.0であるとTa(1)およびTa(2)は、それぞれTm/2で示される。
The ratio of the difference between the rotation speed of the
次に、キャリア28とデフケース142との間のトルクの釣り合いを考慮する。キャリア28とデフケース142との回転速度の関係は、回転方向が逆方向であって回転速度の大きさが同一であることから図8のA点を中心とした直線(図8の破線)の関係が保たれる。
Next, the balance of torque between the
キャリア28の回転速度は、モータトルク−Tmにより生じるTa(2)に対して逆方向(図8の紙面下方向)に働く反力Tb(1)により保たれる。
The rotation speed of the
このとき、第2出力ギヤ30とデフケース142との間においてトルクが釣り合った状態であると想定すると、A点を回転中心としてキャリア28の回転速度とデフケース142の回転速度とを結ぶ直線の釣り合いが保たれるため、キャリア28におけるTb(1)の反力が生じるとデフケース142において直線の回転を抑制するようにTb(2)の反力が生じる。このとき、A点に対応する入力シャフト34には、Tb(1)とTb(2)との和と釣り合うTb(3)が加わる。
At this time, assuming that the torque is balanced between the
Tb(1)はTa(2)と大きさが同じで作用する方向が逆方向であるため、Tb(1)=−(ρ−1)Tm/ρである。ここで、キャリア28の回転速度およびデフケース142の回転速度の差の大きさとキャリア28の回転速度の大きさとの比が「ρ:1」であるとすると、Tb(2)は、−Tm/ρで示され、Tb(3)は、Tmで示される。ρ=2.0であるとすると、Tb(1)およびTb(2)は、いずれも−Tm/2で示される。
Since Tb (1) has the same size as Ta (2) and acts in the opposite direction, Tb (1) = − (ρ−1) Tm / ρ. Here, if the ratio of the difference between the rotation speed of the
デフケース142に加わるTb(2)は、ドライブシャフト42,44を経由して均等に配分される。したがって、駆動輪50における路面からの反力は、−Tin/2+Ta(1)+Tb(2)/2であることから、−Tin/2+Tm/2ρの式より算出される。したがって、駆動輪50側の駆動トルクTLWは、TLW=Tin/2−Tm/2ρの式より算出される。ρ=2.0であるとすると、TLW=Tin/2−Tm/4となる。
Tb (2) applied to the
同様に、駆動輪52における路面からの反力は、−Tin/2+Tb(2)/2であることから−Tin/2−Tm/2ρの式より算出される。したがって、駆動輪52側の駆動トルクTRWは、TRW=Tin/2+Tm/2ρの式より算出される。ρ=2.0であるとすると、TRW=Tin/2+Tm/4となる。
Similarly, the reaction force from the road surface in the
したがって、本実施の形態に係る駆動力配分装置のトルク移動制御により左旋回時には、回転速度の高い右側の駆動輪52の駆動トルクTRWが増加し、左右輪の駆動トルク差ΔTW(=TRW−TLW=Tm/ρ)が生じることとなる。ρ=2.0であるとするとΔTW=Tm/2となる。
Therefore, the drive torque TRW of the
左右の駆動輪50,52において駆動力差が生じることにより、車両にはヨーモーメントが生じる。車両の右側の駆動輪52の駆動トルクTRWが増加し、左側の駆動輪50の駆動トルクTLWが減少することにより、車両には、左旋回方向のヨーモーメントが生じる。このように左旋回時に駆動輪50,52に駆動力差を生じさせて旋回方向のヨーモーメントが生じることにより車両の旋回能力の向上が図れる。
A difference in driving force between the left and right driving
以上のようにして、本実施の形態に係る駆動力配分装置によると、モータジェネレータの作動により生じる動力およびその反力が遊星歯車機構、入力シャフトおよび差動機構に作用することにより、左右の駆動輪に伝達される駆動力に差を生じさせることができる。駆動力差を生じさせることにより、ヨーモーメントを生じさせて旋回性能を向上させたり、一方の駆動輪が空転する場合において他方の駆動力を増加させて走行性能を向上させたりすることができる。また、モータジェネレータの作動による駆動力の配分時の熱の損失の度合は、摩擦係合要素を用いた場合の熱の損失よりも摩擦係合要素の滑り等が生じないため小さい。したがって、作動効率の高い駆動力配分装置を提供することができる。 As described above, according to the driving force distribution device according to the present embodiment, the power generated by the operation of the motor generator and the reaction force act on the planetary gear mechanism, the input shaft, and the differential mechanism, thereby driving the left and right drives. A difference can be made in the driving force transmitted to the wheel. By generating the driving force difference, it is possible to improve the turning performance by generating a yaw moment, or to improve the traveling performance by increasing the other driving force when one of the driving wheels is idling. In addition, the degree of heat loss when the driving force is distributed by the operation of the motor generator is smaller than the heat loss when the friction engagement element is used because the friction engagement element does not slip or the like. Therefore, a driving force distribution device with high operating efficiency can be provided.
また、入力シャフト側のギヤを共通のギヤとして、差動機構側のギヤと遊星歯車側のギヤとがそれぞれ別々に入力シャフト側のギヤに噛み合うため、差動機構側のギヤおよび遊星歯車側のギヤのそれぞれに対応するギヤを別途設ける必要がない。そのため、部品点数を低減して簡易な構造の駆動力配分装置を実現することができる。したがって、コストの上昇を抑制した駆動力配分装置を提供することができる。 In addition, since the gear on the input shaft side is a common gear, the gear on the differential mechanism side and the gear on the planetary gear side are separately meshed with the gear on the input shaft side, so the gears on the differential mechanism side and the planetary gear side are There is no need to separately provide a gear corresponding to each gear. Therefore, it is possible to realize a driving force distribution device having a simple structure by reducing the number of parts. Therefore, it is possible to provide a driving force distribution device that suppresses an increase in cost.
さらに、モータジェネレータの非作動時においてモータジェネレータが不必要に回転することを抑制することができる。そのため、モータジェネレータの回転に起因した慣性によるエネルギーの損失を防止することができる。さらに、モータジェネレータが不必要に回転することにより生じる熱あるいはモータジェネレータの支持部における摩擦熱の発生を防止することができる。また、モータジェネレータの作動時には、旋回方向に応じたモータジェネレータの回転方向に対応する符号を変更するだけでよく、旋回の度合に応じたモータジェネレータの制御態様を旋回方向に応じて別途設定する必要ない。 Furthermore, unnecessary rotation of the motor generator when the motor generator is not operating can be suppressed. Therefore, energy loss due to inertia caused by rotation of the motor generator can be prevented. Furthermore, it is possible to prevent the heat generated by unnecessary rotation of the motor generator or the generation of frictional heat at the motor generator support. Further, when the motor generator is operated, it is only necessary to change the sign corresponding to the rotation direction of the motor generator according to the turning direction, and it is necessary to separately set the control mode of the motor generator according to the turning degree according to the turning direction. Absent.
さらに、第1出力ギヤと第2出力ギヤとを同一部品のギヤを用いることにより、部品点数の削減が図れる。 Furthermore, the number of parts can be reduced by using the same gear for the first output gear and the second output gear.
そして、検出されたヨー方向の角速度が、車両の走行状態(操舵角および車速)に基づいて設定される規範値になるようにモータジェネレータを制御して左右の駆動輪に駆動力差を生じさせることにより、旋回時に対応した所望の走行状態にすることができる。したがって、車両の走行状態を精度よく制御する駆動力配分装置の制御装置、制御方法およびその方法をコンピュータで実現されるプログラムならびにそのプログラムを記録した記録媒体を提供することができる。 Then, the motor generator is controlled so that the detected angular velocity in the yaw direction becomes a reference value set based on the traveling state (steering angle and vehicle speed) of the vehicle, and a driving force difference is generated between the left and right driving wheels. Thus, it is possible to achieve a desired traveling state corresponding to the turning. Therefore, it is possible to provide a control device and a control method for a driving force distribution device that accurately control the running state of the vehicle, a program that realizes the method using a computer, and a recording medium that records the program.
なお、本実施の形態において、駆動力配分装置は、入力シャフト34のファイナルインプットギヤ32を共通のギヤとして第2出力ギヤ30および第1出力ギヤ46とがファイナルインプットギヤ32に噛み合う構成であるとして説明したが、特にこのような態様に限定されるものではない。たとえば、図9に示すように、第2出力ギヤ30に代えて、第2出力ギヤ30と回転中心が一致し、ファイナルインプットギヤ32とは別に入力シャフト34に設けられ、入力シャフト34の回転中心と一致するインプットギヤ82と噛み合うフェースギヤである第2出力ギヤ80を用いるようにしてもよい。
In the present embodiment, the driving force distribution device is configured so that the
入力シャフトと遊星歯車機構とを連結するギヤ対と入力シャフトと差動機構とを連結するギヤ対とを別々に設けることにより、設計の自由度の向上が図れる。 By providing separately the gear pair that connects the input shaft and the planetary gear mechanism and the gear pair that connects the input shaft and the differential mechanism, the degree of freedom in design can be improved.
<第1の実施の形態 変形例>
以下、第1の実施の形態の変形例に係る駆動力配分装置の制御装置について説明する。本変形例に係る駆動力配分装置の制御装置は、上述の第1の実施の形態に係る駆動力配分装置の制御装置の構成と比較して、左右の駆動輪の回転速度(以下、車輪速度という)を検出する車輪速センサを含む点および左右の駆動輪の車輪速度差に基づいてモータジェネレータ10を制御する点が異なる。それ以外の構成は、上述の第1の実施の形態に係る駆動力配分装置およびその制御装置の構成と同じ構成である。それらについては同じ参照符号が付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。
<Modification of First Embodiment>
Hereinafter, the control device of the driving force distribution device according to the modification of the first embodiment will be described. The control device for the driving force distribution device according to the present modification is compared with the configuration of the control device for the driving force distribution device according to the first embodiment described above. The difference is that a wheel speed sensor for detecting the
車輪速センサは、左右の駆動輪のそれぞれに設けられ、車輪速度を検出するセンサである。左右の駆動輪にそれぞれ設けられた車輪速センサは、検出された車輪速度をECU100に送信する。
The wheel speed sensor is a sensor that is provided in each of the left and right drive wheels and detects the wheel speed. Wheel speed sensors respectively provided on the left and right drive wheels transmit the detected wheel speed to the
本変形例に係る駆動力配分装置の制御装置であるECU100は、車両の速度と操舵角とに基づいて左右の駆動輪における車輪速度の速度差の規範値(以下、規範速度差ともいう)を設定して、車輪速センサにより検出された左右の駆動輪の車輪速度の速度差が設定された規範値になるようにモータジェネレータ10を制御する。
The
本変形例に係る駆動力配分装置の制御装置であるECU100の機能ブロック図は、図5を用いて説明した、上述の第1の実施の形態に係る駆動力配分装置の制御装置であるECU100の機能ブロック図と比較して、ヨーレート信号に代えて左右それぞれの車輪速度信号を入力信号とする点、規範値演算部402で規範速度差が演算される点および偏差演算部404で実車輪速度差と規範速度差との偏差が演算される点で異なる。それ以外の構成は、図5に示すECU100の機能ブロック図と同様である。そのため、その詳細な説明は繰り返さない。
The functional block diagram of the
以下、図10を参照して、本変形例に係る駆動力配分装置の制御装置であるECU100で実行されるプログラムの制御構造について説明する。
Hereinafter, with reference to FIG. 10, a control structure of a program executed by
S200にて、ECU100は、操舵角および車速等の車両の走行状態に基づいて車輪速度の速度差の規範値(規範速度差)を演算する。なお、本変形例においては、車輪速度の速度差は、たとえば、右側の駆動輪52の車輪速度が左側の駆動輪50の車輪速度よりも大きい場合を正とするが特にこれに限定されるものではない。
In S200,
S202にて、ECU100は、検出された左右の車輪速度の速度差と演算された規範速度差との偏差を演算する。偏差は、規範速度差−実速度差により演算される。
In S202,
S204にて、ECU100は、演算された偏差の絶対値が規範偏差よりも大きいか否かを判定する。なお、本変形例において規範偏差は、実速度差と規範速度差との偏差の規範値であって、予め定められた値であってもよいし、操舵角、車速および車輪速度の速度差のうちの少なくともいずれか一つに対応した値であってもよい。演算された偏差の絶対値が規範偏差よりも大きいと(S204にてYES)、処理はS206に移される。もしそうでないと(S204にてNO)、処理はS208に移される。
In S204,
S206にて、ECU100は、演算された偏差に応じて目標モータトルクを設定する。目標モータトルクは、たとえば、−1×ゲイン×偏差の式により演算される。S208にて、ECU100は、目標モータトルクをゼロに設定する。S206またはS208の後に、処理はS210に移される。S210にて、ECU100は、設定された目標モータトルクに基づいてモータジェネレータ10を制御する。
In S206,
以上のような構造およびフローチャートに基づく本変形例に係る駆動力配分装置の動作および駆動力配分装置の制御装置であるECU100の動作について図11に示す共線図を用いて説明する。
The operation of the driving force distribution device and the operation of the
<車両の直進時(駆動輪にスリップなし)>
たとえば、車両が直進している場合を想定する。このときの共線図は、図3に対応する。操舵角がゼロであれば、車輪速度の速度差の規範値はゼロである(S200)。また、車両は直進しているため、左右の駆動輪50,52がスリップしていない状態においては実速度差もゼロである。そのため、偏差はゼロであるとして演算される(S202)。偏差の絶対値はゼロであるため規範偏差(ゼロ)以下である(S204にてNO)。このとき、目標モータトルクはゼロが設定されて(S208)、モータジェネレータ10が制御される(S210)。
<When the vehicle goes straight (no slip on the drive wheels)>
For example, assume that the vehicle is traveling straight. The alignment chart at this time corresponds to FIG. If the steering angle is zero, the normative value of the wheel speed difference is zero (S200). Further, since the vehicle is traveling straight, the actual speed difference is zero when the left and
車両が直進している場合においては、入力シャフト34から第1出力ギヤ46に入力される駆動トルクTinは、左右の駆動輪50,52にそれぞれ配分される。そのため、車両の走行中において路面からの反力と駆動トルクとが釣り合っていると想定すると入力シャフト34からデフケース142に伝達される駆動トルクTinが左右に均等に配分される。このとき、駆動輪50および駆動輪52における路面からの反力は、−Tin/2である。駆動輪50における路面からの反力の大きさと駆動トルクTLWとが等しく、駆動輪52における路面からの反力の大きさと駆動トルクTRWとが等しい。そのため、駆動輪50側の駆動トルクTLWも駆動輪52側の駆動トルクTRWもTin/2となる。
When the vehicle is traveling straight, the drive torque Tin input from the
<駆動輪にスリップが発生したときの差動制限制御>
たとえば、路面摩擦係数が左右で異なるスプリット路面で車両が直進する場合を想定する。左側の駆動輪50の路面摩擦係数が低い場合において、左側の駆動輪50がスリップすると駆動輪50の回転速度は増加する。
<Differential limiting control when slip occurs on the drive wheels>
For example, it is assumed that the vehicle travels straight on a split road surface with different road surface friction coefficients on the left and right. When the road friction coefficient of the
このとき、車速および操舵角に基づいて規範速度差が演算される(S200)。駆動輪50の回転速度の増加により規範速度差と実速度差との偏差が拡大する。偏差の絶対値が規範偏差よりも大きくなると(S204にてYES)、偏差に基づいて目標モータトルクが設定されて(S206)、モータジェネレータ10が制御される(S210)。
At this time, the reference speed difference is calculated based on the vehicle speed and the steering angle (S200). As the rotational speed of the
図11の共線図に示すように、車両の直進中において駆動輪50の回転速度が増加する場合を想定する。キャリア28の回転速度は、駆動輪50の回転速度の増加に関わらず同じである。また、サンギヤ20の回転速度とキャリア28の回転速度とを結ぶ直線の関係は保たれる。そのため、リングギヤ26に連結されるモータジェネレータ10の出力軸の回転速度が増加する。このとき、設定された目標モータトルクに応じて、モータジェネレータ10は、回生制御が実行されて負方向にモータトルクTmが生じる。
As shown in the nomograph of FIG. 11, it is assumed that the rotational speed of the
なお、このとき、駆動力配分装置の各構成部品におけるトルクの釣り合いが、上述の第1の実施の形態における左旋回時のトルク移動制御時のトルクの釣り合いと同様となる。そのため、駆動輪50側の駆動トルクTLWは、TLW=Tin/2−Tm/2ρの式より算出される。ρ=2.0であるとすると、TLW=Tin/2−Tm/4となる。
At this time, the torque balance in each component of the driving force distribution device is the same as the torque balance during the torque movement control during the left turn in the first embodiment described above. Therefore, the drive torque TLW on the
一方、駆動輪52側のトルクTRWは、TRW=Tin/2+Tm/2ρの式より算出される。ρ=2.0であるとすると、TRW=Tin/2+Tm/4となる。
On the other hand, the torque TRW on the
なお、TLWおよびTRWは、上述の第1の実施の形態における左旋回時のトルク移動制御時のTLWおよびTRWと同様に算出できるため、その詳細な説明は繰り返さない。 Since TLW and TRW can be calculated in the same manner as TLW and TRW during torque movement control during left turn in the first embodiment, detailed description thereof will not be repeated.
したがって、本変形例に係る駆動力配分装置の差動制限制御により車輪速度差と規範速度差との偏差が規範偏差よりも拡大したときに回生制御が実行されることにより、車輪速度差の拡大が抑制され、回転速度の低い右側のトルクTRWが増加して、左右輪の駆動トルク差ΔTW(=TRW−TLW=Tm/ρ)が生じることとなる。ρ=2.0であるとするとΔTW=Tm/2となる。 Therefore, when the deviation between the wheel speed difference and the standard speed difference is larger than the standard deviation by the differential limiting control of the driving force distribution device according to this modification, the regeneration speed control is executed, thereby increasing the wheel speed difference. Is suppressed, and the torque TRW on the right side with a low rotational speed is increased, resulting in a drive torque difference ΔTW (= TRW−TLW = Tm / ρ) between the left and right wheels. If ρ = 2.0, then ΔTW = Tm / 2.
空転していない側の駆動輪52の駆動力が増加するため、車両の走行性能低下の抑制が図れる。
Since the driving force of the
以上のようにして、本変形例に係る駆動力配分装置の制御装置によると、検出された車輪速度の速度差に応じて、モータジェネレータを回生制御することにより、左右の駆動輪に伝達される駆動力の差の減少の度合を抑制することができる。そのため、たとえば、左右の駆動輪のうちの一方が空転した場合に、回転速度の低い他方の駆動輪の駆動力を増加して差動制限制御を実施することにより、駆動輪の空転時に対応した所望の走行状態にすることができる。 As described above, according to the control device of the driving force distribution device according to the present modification, the motor generator is regeneratively controlled according to the detected speed difference of the wheel speed, and transmitted to the left and right driving wheels. The degree of decrease in the driving force difference can be suppressed. Therefore, for example, when one of the left and right drive wheels idles, the drive force of the other drive wheel having a low rotation speed is increased to perform differential limiting control, thereby responding to the idling of the drive wheels. A desired running state can be achieved.
なお、本変形例においては、車輪速度の速度差に基づいてモータジェネレータをフィードバック制御する態様について説明したが、車輪速度の速度差に加えて上述の第1の実施の形態において説明したように、ヨー方向の角速度に基づいてモータジェネレータをフィードバック制御するようにしてもよいし、車両の走行状態に応じて、車輪速度の速度差に基づくモータジェネレータの制御とヨー方向の角速度に基づくモータジェネレータの制御とを選択的に実行するようにしてもよい。 In addition, in this modification, although the aspect which feedback-controls a motor generator based on the speed difference of a wheel speed was demonstrated, as demonstrated in the above-mentioned 1st Embodiment in addition to the speed difference of a wheel speed, The motor generator may be feedback controlled based on the angular velocity in the yaw direction, or the motor generator control based on the speed difference between the wheel speeds and the motor generator control based on the angular velocity in the yaw direction according to the running state of the vehicle. May be selectively executed.
また、本変形例においては、車輪速度の速度差およびヨー方向の角速度に基づくモータジェネレータの制御について説明したが、特にこれに限定して本変形例に係る駆動力配分装置、駆動力配分装置の制御装置が適用されるものではなく、車両の走行状態に関連する物理量を、車両の走行状態に基づいて設定される規範値になるようにモータジェネレータを制御する構成に適用できる。 In the present modification, the control of the motor generator based on the speed difference between the wheel speeds and the angular velocity in the yaw direction has been described. However, the driving force distribution device and the driving force distribution device according to the present modification are particularly limited to this. The control device is not applied, and the present invention can be applied to a configuration in which the motor generator is controlled so that a physical quantity related to the traveling state of the vehicle becomes a reference value set based on the traveling state of the vehicle.
さらに、本変形例において、モータジェネレータの回生制御により発生する電力を用いてバッテリ110を充電するようにしてもよい。このようにすると、燃費が改善する。
Furthermore, in this modification, the
<第2の実施の形態>
以下、第2の実施の形態に係る駆動力配分装置について説明する。本実施の形態に係る駆動力配分装置は、上述の第1の実施の形態に係る駆動力配分装置の構成と比較して、遊星歯車機構20に代えて遊星歯車機構60が用いられる点で異なる。それ以外の構成は、上述の第1の実施の形態に係る駆動力配分装置および駆動力配分装置の制御装置の構成と同じ構成である。それらについては同じ参照符号が付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。
<Second Embodiment>
Hereinafter, the driving force distribution device according to the second embodiment will be described. The driving force distribution device according to the present embodiment differs from the configuration of the driving force distribution device according to the first embodiment described above in that a
遊星歯車機構60は、複数の回転要素から構成される。図12に示すように、複数の回転要素は、サンギヤ62と複数のピニオンギヤ64を回転自在に支持するキャリア68とリングギヤ66とからなる。
The
また、本実施の形態において遊星歯車機構60は、サンギヤ62とリングギヤ66との間に、互いに噛み合う2つのピニオンギヤ64からなる少なくとも一組のピニオンギヤセットが設けられ、ピニオンギヤセットにおける2つのピニオンギヤ64のうちの一方がサンギヤ62と噛み合い、他方がリングギヤ66と噛み合うダブルピニオン遊星歯車機構である。
Further, in the present embodiment, the
キャリア68は、ドライブシャフト42に連結され、ドライブシャフト42と一体的に回転する。また、リングギヤ66は、ロータ16に連結され、ロータ16と一体的に回転する。さらに、サンギヤ62には、回転中心が一致するように傘歯車である第2出力ギヤ30が連結される。
The
したがって、遊星歯車機構60においては、駆動源から入力シャフト34を経由してサンギヤ62に動力が伝達され、モータジェネレータ10からリングギヤ66に動力が伝達され、サンギヤ62およびリングギヤ66に伝達される動力の度合に対応した動力がキャリア68に伝達される。また、遊星歯車機構60と入力シャフト34とは一組のギヤ対(ファイナルインプットギヤ32と第2出力ギヤ30)により連結される。
Therefore, in
以上のように構成される駆動力配分装置において、エンジンあるいは回転電動機等の駆動源から駆動力が入力シャフト34に入力されると、入力シャフト34の回転力は、差動機構40の第1出力ギヤ46と、遊星歯車機構60のサンギヤ62に連結された第2出力ギヤ30に伝達される。
In the driving force distribution device configured as described above, when driving force is input to the
図13に、車両が直進する場合における駆動輪50,52、遊星歯車機構60および差動機構40の回転速度の変化を示す。
FIG. 13 shows changes in the rotational speeds of the
図13に示す共線図は、「R」がリングギヤ66の回転速度を示し、キャリア68の回転速度を示す「C」の位置とサンギヤ62の回転速度を示す「S」の位置とが異なる以外は、図3の共線図と同様である。そのため、図中の記号について説明は繰り返さない。
In the alignment chart shown in FIG. 13, “R” indicates the rotational speed of the
なお、ドライブシャフト42には、駆動輪50およびキャリア68が固定され、一体となって回転するため、同一の回転速度となる。また、第2出力ギヤ30は、サンギヤ62と一体となって回転するため、同一の回転速度となる。
Since the
車両が直進している場合においては、図13に示すように、入力シャフト34から伝達される駆動トルクTinによりデフケース142(RG(1))は、車両の前進側への方向に回転する。入力シャフト34から入力された駆動トルクTinは、左右の駆動輪50,52に均等に配分される。そのため、Tin/2の駆動トルクにより左右の駆動輪50,52(LW,RW)のそれぞれ駆動力が発現する。
When the vehicle is traveling straight, as shown in FIG. 13, the differential case 142 (RG (1)) is rotated in the direction toward the forward side of the vehicle by the drive torque Tin transmitted from the
また、遊星歯車機構60においては、サンギヤ62とリングギヤ66とキャリア68とにおいての回転速度の関係は、サンギヤ62の回転速度とリングギヤ66の回転速度とキャリア68の回転速度とを一本の直線で結ぶ関係が保たれる。そのため、モータジェネレータ10によりリングギヤ66に回転力が付与されると遊星歯車機構60の回転要素の回転速度の関係は、直線が保たれた状態で図13の紙面上下方向に変化する。
In the
本実施の形態に係る駆動力配分装置において、モータジェネレータ10の非作動時であって、左右の駆動輪50,52に回転速度差が生じないときに、入力シャフト34に一組のギヤ対により連結される遊星歯車機構60の回転要素とドライブシャフト42に連結される回転要素との回転によりモータジェネレータ10に連結された回転要素の回転が停止状態になるように差動機構40および遊星歯車機構60のギヤ比が設定される。
In the driving force distribution device according to the present embodiment, when the
なお、具体的には、差動機構40および遊星歯車機構60のギヤ比は、上述の第1の実施形態における差動機構40および遊星歯車機構20のギヤ比の設定と同様に設定することができる。そのため、その詳細な説明は繰り返さない。
Specifically, the gear ratio between the
また、本実施の形態に係る駆動力配分装置の制御装置であるECU100の機能ブロック図およびECU100で実行されるプログラムの制御構造は、図4で示される機能ブロック図および図5で示されるフローチャートと同様である。そのため、その詳細な説明は繰り返さない。
Further, a functional block diagram of
以上のような構造に基づく本実施の形態に係る駆動力配分装置の動作および駆動力配分装置の制御装置であるECU100の動作について説明する。
An operation of the driving force distribution device according to the present embodiment based on the structure as described above and an operation of
<車両の直進時>
たとえば、車両が直進している場合を想定する。このときの共線図は、図13に対応する。操舵角がゼロであれば、ヨー方向の角速度の規範値はゼロである(S100)。また、車両は直進しているため、ヨー方向の実角速度もゼロである。そのため、偏差はゼロであるとして演算される(S102)。偏差の絶対値はゼロであるため規範偏差(ゼロ)以下である(S104にてNO)。このとき、目標モータトルクはゼロが設定されて(S108)、モータジェネレータ10が制御される(S110)。
<When the vehicle goes straight>
For example, assume that the vehicle is traveling straight. The alignment chart at this time corresponds to FIG. If the steering angle is zero, the reference value of the angular velocity in the yaw direction is zero (S100). Further, since the vehicle is traveling straight, the actual angular velocity in the yaw direction is also zero. Therefore, the deviation is calculated as zero (S102). Since the absolute value of the deviation is zero, it is equal to or less than the standard deviation (zero) (NO in S104). At this time, the target motor torque is set to zero (S108), and the
車両が直進している場合においては、入力シャフト34から第1出力ギヤ46に入力される駆動トルクTinは、左右の駆動輪50,52にそれぞれ配分される。そのため、車両の走行中において路面からの反力と駆動トルクとが釣り合っていると想定すると入力シャフト34からデフケース142に伝達される駆動トルクTinが左右に均等に配分される。
When the vehicle is traveling straight, the drive torque Tin input from the
このとき、駆動輪50および駆動輪52における路面からの反力は、−Tin/2である。駆動輪50における路面からの反力の大きさと駆動トルクTLWとが等しく、駆動輪52における路面からの反力の大きさと駆動トルクTRWとが等しい。そのため、駆動輪50側の駆動トルクTLWも駆動輪52側の駆動トルクTRWもTin/2となる。
At this time, the reaction force from the road surface in the
<車両の右旋回時のトルク移動制御>
車両が右方向に旋回するように運転者によりステアリングホイールが回転されると操舵輪の進行方向が車両の右側に変化する。操舵輪の操舵角の変化に応じて車両は右方向に旋回する。
<Torque movement control when vehicle turns right>
When the steering wheel is rotated by the driver so that the vehicle turns to the right, the traveling direction of the steering wheel changes to the right side of the vehicle. The vehicle turns to the right according to the change in the steering angle of the steered wheels.
このとき、車速および操舵角に基づいて規範角速度が演算される(S100)。アンダーステアが発生するなどして偏差の絶対値が規範偏差よりも大きくなると(S104にてYES)、偏差に基づいて目標モータトルクが設定されて(S106)、モータジェネレータ10が制御される(S110)。
At this time, the reference angular velocity is calculated based on the vehicle speed and the steering angle (S100). If the absolute value of the deviation becomes larger than the standard deviation due to occurrence of understeer (YES in S104), a target motor torque is set based on the deviation (S106), and
モータジェネレータ10において、正方向にリングギヤ66が回転するようにモータトルクTmが生じると、遊星歯車機構60におけるトルクの釣り合いおよびサンギヤ62とデフケース142との間のトルクの釣り合いを考慮することにより、駆動輪50側のトルクTLWは、TL=Tin/2+Tm/2ρの式より算出される。ρ=2.0であるとすると、TLW=Tin/2+Tm/4となる。
When motor torque Tm is generated in
一方、駆動輪52側のトルクTRWは、TRW=Tin/2−Tm/2ρの式より算出される。ρ=2.0であるとすると、TRW=Tin/2−Tm/4となる。
On the other hand, the torque TRW on the
なお、遊星歯車機構60におけるトルクの釣り合いおよびサンギヤ62とデフケース142との間のトルクの釣り合いに基づく左右の駆動輪50,52の駆動トルクTLW、TRWおよび駆動トルク差は、第1の実施の形態におけるトルク移動制御時のトルクの釣り合いに基づくTLW、TRWおよび駆動トルク差と同様に算出できる。そのため、その詳細な説明については繰り返さない。
The driving torques TLW and TRW and the driving torque difference between the left and right driving
したがって、本実施の形態に係る駆動力配分装置のトルク移動制御により右旋回時には、回転速度の高い左側の駆動トルクTLWが増加し、左右の駆動トルク差ΔTW(=TRW−TLW=−Tm/ρ)が生じることとなる。ρ=2.0であるとするとΔTW=−Tm/2となる。 Therefore, the left driving torque TLW having a high rotational speed increases due to the torque movement control of the driving force distribution device according to the present embodiment, and the left and right driving torque difference ΔTW (= TRW−TLW = −Tm / ρ) is generated. If ρ = 2.0, then ΔTW = −Tm / 2.
左右の駆動輪50,52において駆動力差が生じることにより、車両にはヨーモーメントが生じる。車両の左側の駆動輪50の駆動トルクTLWが増加し、右側の駆動輪52の駆動トルクTRWが減少することにより、車両には、右旋回方向のヨーモーメントが生じる。このように右旋回時に駆動輪50,52に駆動力差を生じさせて旋回方向のヨーモーメントが生じることにより車両の旋回能力の向上が図れる。
A difference in driving force between the left and right driving
<車両の左旋回時のトルク移動制御>
車両が左方向に旋回する状態においては、設定された目標モータトルクに応じて、モータジェネレータ10には、負の方向にリングギヤ66が回転するようにモータトルクTmが生じる。
<Torque movement control when vehicle turns left>
In a state where the vehicle turns leftward, motor torque Tm is generated in
モータジェネレータ10において、負方向にリングギヤ66が回転するようにモータトルクTmが生じると、遊星歯車機構60におけるトルクの釣り合いおよびサンギヤ62とデフケース142との間のトルクの釣り合いを考慮することにより、駆動輪50側のトルクTLWは、TLW=Tin−Tm/2ρの式より算出される。ρ=2.0であるとすると、TLW=Tin−Tm/4となる。一方、駆動輪52側のトルクTRWは、TRW=Tin/2+Tm/2ρの式より算出される。ρ=2.0であるとすると、TRW=Tin/2+Tm/4となる。
When motor torque Tm is generated in
したがって、本実施の形態に係る駆動力配分装置のトルク移動制御により左旋回時には、回転速度の高い右側の駆動輪52の駆動トルクTRWが増加し、左右輪の駆動トルク差ΔTW(=TRW−TLW=Tm/ρ)が生じることとなる。ρ=2.0であるとするとΔTW=Tm/2となる。
Therefore, the drive torque TRW of the
左右の駆動輪50,52において駆動力差が生じることにより、車両にはヨーモーメントが生じる。車両の右側の駆動輪52の駆動トルクTRWが増加し、左側の駆動輪50の駆動トルクTLWが減少することにより、車両には、左旋回方向のヨーモーメントが生じる。このように左旋回時に駆動力差を生じさせて旋回方向のヨーモーメントが生じることにより車両の旋回能力の向上が図れる。
A difference in driving force between the left and right driving
以上のようにして、本実施の形態に係る駆動力配分装置によると、第1の実施の形態において説明した駆動力配分装置による作用効果と同様の作用効果を奏する。 As described above, according to the driving force distribution device according to the present embodiment, the same operational effects as the operational effects of the driving force distribution device described in the first embodiment can be obtained.
<第3の実施の形態>
以下、第3の実施の形態に係る駆動力配分装置について説明する。本実施の形態に係る駆動力配分装置は、上述の第1の実施の形態に係る駆動力配分装置の構成と比較して、遊星歯車機構20に代えて遊星歯車機構70が用いられる点および第2出力ギヤ30に代えて第2出力ギヤ80が用いられる点が異なる。それ以外の構成は、上述の第1の実施の形態に係る駆動力配分装置および駆動力配分装置の制御装置の構成と同じ構成である。それらについては同じ参照符号が付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。
<Third Embodiment>
Hereinafter, a driving force distribution device according to a third embodiment will be described. The driving force distribution device according to the present embodiment is different from the configuration of the driving force distribution device according to the first embodiment described above in that a
遊星歯車機構70は、複数の回転要素から構成される。図14に示すように、複数の回転要素は、サンギヤ72と複数のピニオンギヤ74を回転自在に支持するキャリア78とリングギヤ76とである。
The
また、本実施の形態において遊星歯車機構70は、サンギヤ72とリングギヤ76との間に、サンギヤ72およびリングギヤ76の双方に噛み合うピニオンギヤ74が少なくとも1つ以上設けられるシングルピニオン遊星歯車機構である。
In the present embodiment, the
サンギヤ72は、ドライブシャフト42に連結され、ドライブシャフト42と一体的に回転する。また、キャリア78は、ロータ16に連結され、ロータ16と一体的に回転する。さらに、リングギヤ76には、回転中心が一致するようにフェースギヤである第2出力ギヤ80が接続される。
The sun gear 72 is connected to the
したがって、遊星歯車機構70においては、駆動源から入力シャフト34を経由してリングギヤ76に動力が伝達され、モータジェネレータ10からキャリア78に動力が伝達され、リングギヤ76およびキャリア78に伝達される動力の度合に対応した動力がサンギヤ72に伝達される。また、遊星歯車機構70と入力シャフト34とは一組のギヤ対により連結される。また、入力シャフト34と差動機構40とは一組のギヤ対により連結される。なお、上述の二組のギヤ対における入力シャフト34側のギヤは異なるギヤである。すなわち、入力シャフト34には、第1出力ギヤ30と噛み合うファイナルインプットギヤ32とは別に第2出力ギヤ80と噛み合うインプットギヤ82が設けられる。
Therefore, in the
以上のように構成される駆動力配分装置において、エンジンあるいは回転電動機等の駆動源から駆動力が入力シャフト34に入力されると、入力シャフト34の回転力は、差動機構40の第1出力ギヤ46と、遊星歯車機構70のリングギヤ76に接続された第2出力ギヤ80に伝達される。
In the driving force distribution device configured as described above, when driving force is input to the
第1出力ギヤ46と第2出力ギヤ80とは対向する位置に設けられるため、入力シャフト34から伝達される駆動力により、第1出力ギヤ46においては、駆動輪50,52が車両の進行方向に回転する方向に回転力が伝達され、第2出力ギヤ80においては、第1出力ギヤ46に伝達された回転力の回転方向と逆方向の回転力が伝達される。
Since the
図15に、車両が直進する場合における駆動輪50,52、遊星歯車機構70および差動機構40の回転速度の変化を示す。
FIG. 15 shows changes in the rotational speeds of the
図15に示す共線図は、サンギヤ72の回転速度を示す「S」の位置とキャリア78の回転速度を示す「C」の位置とリングギヤ76の回転速度を示す「R」の位置とが異なる以外は、図3の共線図と同様である。そのため、図中の記号について説明は繰り返さない。
In the alignment chart shown in FIG. 15, the position “S” indicating the rotational speed of the sun gear 72, the position “C” indicating the rotational speed of the
なお、ドライブシャフト42には、駆動輪50およびサンギヤ72が固定され、一体となって回転するため、同一の回転速度となる。また、第2出力ギヤ80は、リングギヤ76と一体となって回転するため、同一の回転速度となる。
Since the
車両が直進している場合においては、図15に示すように、入力シャフト34から伝達される駆動トルクTinによりデフケース142(RG(1))は、車両の前進側への方向に回転する。入力シャフト34から入力された駆動トルクTinは、左右の駆動輪50,52に均等に配分される。そのため、Tin/2の駆動トルクにより左右の駆動輪50,52(LW,RW)のそれぞれに駆動力が発現する。
When the vehicle is traveling straight, as shown in FIG. 15, the differential case 142 (RG (1)) is rotated in the direction toward the forward side of the vehicle by the drive torque Tin transmitted from the
また、遊星歯車機構70においては、サンギヤ72とリングギヤ76とキャリア78とにおいての回転速度の関係は、サンギヤ72の回転速度とリングギヤ76の回転速度とキャリア78の回転速度とを一本の直線で結ぶ関係が保たれる。そのため、モータジェネレータ10によりキャリア78に回転力が付与されると遊星歯車機構70の回転要素の回転速度の関係は、直線が保たれた状態で図15の紙面上下方向に変化する。
In the
本実施の形態に係る駆動力配分装置において、モータジェネレータ10の非作動時であって、左右の駆動輪50,52に回転速度差が生じないときに、入力シャフト34に一組のギヤ対により連結される遊星歯車機構70の回転要素とドライブシャフト42に連結される回転要素との回転によりモータジェネレータ10に連結された回転要素の回転が停止状態になるように差動機構40および遊星歯車機構70のギヤ比が設定される。
In the driving force distribution device according to the present embodiment, when the
本実施の形態において、入力シャフト34に一組のギヤ対により連結される回転要素は、リングギヤ76であって、ドライブシャフト42に連結される回転要素は、サンギヤ72であって、モータジェネレータ10に連結された回転要素は、キャリア78である。
In the present embodiment, the rotating element connected to the
したがって、リングギヤ76の回転速度とサンギヤ72の回転速度との差の大きさに対するリングギヤ76とキャリア78の回転速度との差の大きさの比が第2出力ギヤ80の歯数と第1出力ギヤ46の歯数との和に対する第1出力ギヤ46の歯数の比と同一となるように差動機構40および遊星歯車機構70のギヤ比が設定される。
Therefore, the ratio of the difference between the rotational speed of the
本実施の形態において、(第1出力ギヤ46の歯数(ZR(1))+第2出力ギヤ80の歯数(ZR(2)))/ZR(1)の式より算出されるギヤ比ρは、「2.0」になるように第1出力ギヤの歯数、第2出力ギヤ80の歯数、ファイナルインプットギヤ32およびインプットギヤ82の歯数が設定される。
In the present embodiment, the gear ratio calculated from the equation (number of teeth of first output gear 46 (ZR (1)) + number of teeth of second output gear 80 (ZR (2))) / ZR (1). The number of teeth of the first output gear, the number of teeth of the
また、本実施の形態において、ρ’=リングギヤ76の歯数(ZR)/サンギヤ72の歯数(ZS)の式より算出されるギヤ比ρ’は、「ρ’=ρ」すなわち「ρ’=2.0」になるようにリングギヤ76の歯数およびサンギヤ72の歯数が設定される。
In the present embodiment, the gear ratio ρ ′ calculated from the equation ρ ′ = the number of teeth of the ring gear 76 (ZR) / the number of teeth of the sun gear 72 (ZS) is “ρ ′ = ρ”, that is, “ρ ′ = 2.0 ", the number of teeth of the
車両の走行中において、第1出力ギヤ46および第2出力ギヤ80は、ρ=ρ’であるため、図15に示すように、第1出力ギヤ46の回転速度と第2出力ギヤ80の回転速度とは同じ大きさとなる。そのため、第1出力ギヤ46と第2出力ギヤ80との回転速度の関係は、A点を通過する一本の直線(図15の破線)の関係が保たれる。
While the vehicle is traveling, the
また、サンギヤ72とリングギヤ76との回転速度の差の大きさとリングギヤ76とキャリア78との回転速度の差の大きさとの比が「ρ’:1」であって、ギヤ比ρ’が上述したとおり、「2.0」である。さらに、第1出力ギヤ46と第2出力ギヤ80との回転方向が互いに逆方向であって、回転速度の大きさが同一であることから、サンギヤ72とリングギヤ76との回転方向が互いに逆方向であって、回転速度の大きさが同一である。したがって、図15に示すように、車両の直進時であって、モータジェネレータ10の非作動時においては、キャリア78の回転が停止した状態となるため、モータジェネレータ10の出力軸の回転も停止した状態となる。
Further, the ratio of the difference in rotational speed between the sun gear 72 and the
なお、本実施の形態に係る駆動力配分装置の制御装置であるECU100の機能ブロック図およびECU100で実行されるプログラムの制御構造は、図4で示される機能ブロック図および図5で示されるフローチャートと同様である。そのため、その詳細な説明は繰り返さない。
The functional block diagram of
以上のような構造に基づく本実施の形態に係る駆動力配分装置の動作および駆動力配分装置の制御装置であるECU100の動作について説明する。
An operation of the driving force distribution device according to the present embodiment based on the structure as described above and an operation of
<車両の直進時>
たとえば、車両が直進している場合を想定する。このときの共線図は、図15に対応する。操舵角がゼロであれば、ヨー方向の角速度の規範値はゼロである(S100)。また、車両は直進しているため、ヨー方向の実角速度もゼロである。そのため、偏差はゼロであるとして演算される(S102)。偏差の絶対値はゼロであるため規範偏差(ゼロ)以下である(S104にてNO)。このとき、目標モータトルクはゼロが設定されて(S108)、モータジェネレータ10が制御される(S110)。
<When the vehicle goes straight>
For example, assume that the vehicle is traveling straight. The alignment chart at this time corresponds to FIG. If the steering angle is zero, the reference value of the angular velocity in the yaw direction is zero (S100). Further, since the vehicle is traveling straight, the actual angular velocity in the yaw direction is also zero. Therefore, the deviation is calculated as zero (S102). Since the absolute value of the deviation is zero, it is equal to or less than the standard deviation (zero) (NO in S104). At this time, the target motor torque is set to zero (S108), and the
車両が直進している場合においては、入力シャフト34から第1出力ギヤ46に入力される駆動トルクTinは、左右の駆動輪50,52にそれぞれ配分される。そのため、車両の走行中において路面からの反力と駆動トルクとが釣り合っていると想定すると入力シャフト34からデフケース142に伝達される駆動トルクTinが左右に均等に配分される。
When the vehicle is traveling straight, the drive torque Tin input from the
このとき、駆動輪50および駆動輪52における路面からの反力は、−Tin/2である。駆動輪50における路面からの反力の大きさと駆動トルクTLWとが等しく、駆動輪52における路面からの反力の大きさと駆動トルクTRWとが等しい。そのため、駆動輪50側の駆動トルクTLWも駆動輪52側の駆動トルクTRWもTin/2となる。
At this time, the reaction force from the road surface in the
<車両の右旋回時のトルク移動制御>
車両が右方向に旋回するように運転者によりステアリングホイールが回転されると操舵輪の進行方向が車両の右側に変化する。操舵輪の操舵角の変化に応じて車両は右方向に旋回する。
<Torque movement control when vehicle turns right>
When the steering wheel is rotated by the driver so that the vehicle turns to the right, the traveling direction of the steering wheel changes to the right side of the vehicle. The vehicle turns to the right according to the change in the steering angle of the steered wheels.
このとき、車速および操舵角に基づいて規範角速度が演算される(S100)。アンダーステアが発生するなどして偏差の絶対値が規範偏差よりも大きくなると(S104にてYES)、偏差に基づいて目標モータトルクが設定されて(S106)、モータジェネレータ10が制御される(S110)。
At this time, the reference angular velocity is calculated based on the vehicle speed and the steering angle (S100). If the absolute value of the deviation becomes larger than the standard deviation due to occurrence of understeer (YES in S104), a target motor torque is set based on the deviation (S106), and
モータジェネレータ10において、正方向にキャリア78が回転するようにモータトルクTmが生じると、遊星歯車機構70におけるトルクの釣り合いおよびリングギヤ76とデフケース142との間のトルクの釣り合いを考慮することにより、駆動輪50側の駆動トルクTLWは、TL=Tin/2+Tm/2ρの式より算出される。ρ=2.0であるとすると、TLW=Tin/2+Tm/4となる。
When the motor torque Tm is generated in the
一方、駆動輪52側の駆動トルクTRWは、TRW=Tin/2−Tm/2ρの式より算出される。ρ=2.0であるとすると、TRW=Tin/2−Tm/4となる。
On the other hand, the drive torque TRW on the
なお、遊星歯車機構70におけるトルクの釣り合いおよびリングギヤ76とデフケース142との間のトルクの釣り合いに基づく左右の駆動輪50,52の駆動トルクTLW、TRWおよび駆動トルク差は、第1の実施の形態におけるトルク移動制御時のトルクの釣り合いに基づくTLW、TRWおよび駆動トルク差と同様に算出できる。そのため、その詳細な説明については繰り返さない。
Note that the driving torques TLW and TRW and the driving torque difference between the left and right driving
したがって、本実施の形態に係る駆動力配分装置のトルク移動制御により右旋回時には、回転速度の高い左側の駆動トルクTLWが増加し、左右輪の駆動トルク差ΔTW(=TRW−TLW=−Tm/ρ)が生じることとなる。ρ=2.0であるとするとΔTW=−Tm/2となる。 Therefore, when turning right by the torque movement control of the driving force distribution device according to the present embodiment, the left driving torque TLW with a high rotational speed increases, and the driving torque difference ΔTW (= TRW−TLW = −Tm) between the left and right wheels. / Ρ) is generated. If ρ = 2.0, then ΔTW = −Tm / 2.
左右の駆動輪50,52において駆動力差が生じることにより、車両にはヨーモーメントが生じる。車両の左側の駆動輪50の駆動トルクTLWが増加し、右側の駆動輪52の駆動トルクTRWが減少することにより、車両には、右旋回方向のヨーモーメントが生じる。このように右旋回時に駆動輪50,52に駆動力差を生じさせて旋回方向のヨーモーメントが生じることにより車両の旋回能力の向上が図れる。
A difference in driving force between the left and right driving
<車両の左旋回時のトルク移動制御>
車両が左方向に旋回する状態においては、設定された目標モータトルクに応じて、モータジェネレータ10には、負の方向にキャリア78が回転するようにモータトルクTmが生じる。
<Torque movement control when vehicle turns left>
When the vehicle turns leftward, motor torque Tm is generated in
モータジェネレータ10において、負方向にキャリア78が回転するようにモータトルクTmが生じると、遊星歯車機構70におけるトルクの釣り合いおよびリングギヤ76とデフケース142との間のトルクの釣り合いを考慮することにより、駆動輪50側のトルクTLWは、TLW=Tin−Tm/2ρの式より算出される。ρ=2.0であるとすると、TLW=Tin−Tm/4となる。一方、駆動輪52側のトルクTRWは、TRW=Tin/2+Tm/2ρの式より算出される。ρ=2.0であるとすると、TRW=Tin/2+Tm/4となる。
When the motor torque Tm is generated in the
したがって、本実施の形態に係る駆動力配分装置のトルク移動制御により左旋回時には、回転速度の高い右側の駆動輪52の駆動トルクTRWが増加し、左右輪の駆動トルク差ΔTW(=TRW−TLW=Tm/ρ)が生じることとなる。ρ=2.0であるとするとΔTW=Tm/2となる。
Therefore, the drive torque TRW of the
左右の駆動輪50,52において駆動力差が生じることにより、車両にはヨーモーメントが生じる。車両の右側の駆動輪52の駆動トルクTRWが増加し、左側の駆動輪50の駆動トルクTLWが減少することにより、車両には、左旋回方向のヨーモーメントが生じる。このように左旋回時に駆動輪50,52に駆動力差を生じさせて旋回方向のヨーモーメントが生じることにより車両の旋回能力の向上が図れる。
A difference in driving force between the left and right driving
以上のようにして、本実施の形態に係る駆動力配分装置によると、第1の実施の形態において説明した駆動力配分装置による作用効果と同様の作用効果を奏する。 As described above, according to the driving force distribution device according to the present embodiment, the same operational effects as the operational effects of the driving force distribution device described in the first embodiment can be obtained.
<第4の実施の形態>
以下、第4の実施の形態に係る駆動力配分装置について説明する。本実施の形態に係る駆動力配分装置は、上述の第3の実施の形態に係る駆動力配分装置の構成と比較して、遊星歯車機構70に代えて遊星歯車機構90が用いられる点が異なる。それ以外の構成は、上述の第3の実施の形態に係る駆動力配分装置および駆動力配分装置の制御装置の構成と同じ構成である。それらについては同じ参照符号が付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。
<Fourth embodiment>
The driving force distribution device according to the fourth embodiment will be described below. The driving force distribution device according to the present embodiment is different from the configuration of the driving force distribution device according to the third embodiment described above in that a
遊星歯車機構90は、複数の回転要素から構成される。図16に示すように、複数の回転要素は、サンギヤ92と複数のピニオンギヤ94を回転自在に支持するキャリア98とリングギヤ96とである。
The
また、本実施の形態において遊星歯車機構90は、サンギヤ92とリングギヤ96との間に、サンギヤ92およびリングギヤ96の双方に噛み合うピニオンギヤ94が少なくとも1つ以上設けられるシングルピニオン遊星歯車機構である。
In the present embodiment, the
リングギヤ96は、ドライブシャフト42に連結され、ドライブシャフト42と一体的に回転する。また、キャリア98は、ロータ16に連結され、ロータ16と一体的に回転する。また、サンギヤ92には、回転中心が一致するようにフェースギヤである第2出力ギヤ80が連結される。
The
したがって、遊星歯車機構90においては、駆動源から入力シャフト34を経由してサンギヤ92に動力が伝達され、モータジェネレータ10からキャリア98に動力が伝達され、サンギヤ92およびキャリア98に伝達される動力の度合に対応した動力がリングギヤ96に伝達される。また、遊星歯車機構90と入力シャフト34とは第2出力ギヤ80とインプットギヤ82とからなる一組のギヤ対により連結される。
Therefore, in the
以上のように構成される駆動力配分装置において、エンジンあるいは回転電動機等の駆動源から駆動力が入力シャフト34に入力されると、入力シャフト34の回転力は、差動機構40の第1出力ギヤ46と、遊星歯車機構90のサンギヤ92に接続された第2出力ギヤ80に伝達される。
In the driving force distribution device configured as described above, when driving force is input to the
図17に、車両が直進する場合における駆動輪50,52、遊星歯車機構90および差動機構40の回転速度の変化を示す。
FIG. 17 shows changes in the rotational speeds of the
図17に示す共線図は、「C」がキャリア98の回転速度を示し、リングギヤ96の回転速度を示す「R」の位置とサンギヤ92の回転速度を示す「S」の位置とが異なる以外は、図15の共線図と同様である。そのため、図中の記号について説明は繰り返さない。
In the collinear chart shown in FIG. 17, “C” indicates the rotational speed of the
なお、ドライブシャフト42には、駆動輪50およびリングギヤ96が固定され、一体となって回転するため、同一の回転速度となる。また、第2出力ギヤ80は、サンギヤ92と一体となって回転するため、同一の回転速度となる。
In addition, since the
車両が直進している場合においては、図17に示すように、入力シャフト34から伝達される駆動トルクTinによりデフケース142(RG(1))は、車両の前進側への方向に回転する。入力シャフト34から入力された駆動トルクTinは、左右の駆動輪50,52に均等に配分される。そのため、Tin/2の駆動力が左右の駆動輪50,52(LW,RW)のそれぞれに発現する。
When the vehicle is traveling straight, as shown in FIG. 17, the differential case 142 (RG (1)) is rotated in the direction toward the forward side of the vehicle by the drive torque Tin transmitted from the
また、遊星歯車機構90においては、サンギヤ92とリングギヤ96とキャリア98とにおいての回転速度の関係は、サンギヤ92の回転速度とリングギヤ96の回転速度とキャリア98の回転速度とを一本の直線で結ぶ関係が保たれる。そのため、モータジェネレータ10によりキャリア98に回転力が付与されると遊星歯車機構90の回転要素の回転速度の関係は、直線が保たれた状態で図17の紙面上下方向に変化する。
In the
本実施の形態に係る駆動力配分装置において、モータジェネレータ10の非作動時であって、左右の駆動輪50,52に回転速度差が生じないときに、入力シャフト34に一組のギヤ対により連結される遊星歯車機構90の回転要素とドライブシャフト42に連結される回転要素との回転によりモータジェネレータ10に連結された回転要素の回転が停止状態になるように差動機構40および遊星歯車機構90のギヤ比が設定される。
In the driving force distribution device according to the present embodiment, when the
なお、具体的には、差動機構40および遊星歯車機構90のギヤ比の設定の態様については、上述の第3の実施形態における差動機構40および遊星歯車機構70のギヤ比の設定と同様に設定することができる。そのため、その詳細な説明は繰り返さない。
Specifically, the mode of setting the gear ratio of the
また、本実施の形態に係る駆動力配分装置の制御装置であるECU100の機能ブロック図およびECU100で実行されるプログラムの制御構造は、図4で示される機能ブロック図および図5で示されるフローチャートと同様である。そのため、その詳細な説明は繰り返さない。
Further, a functional block diagram of
以上のような構造に基づく本実施の形態に係る駆動力配分装置の動作および駆動力配分装置の制御装置であるECU100の動作について説明する。
An operation of the driving force distribution device according to the present embodiment based on the structure as described above and an operation of
<車両の直進時>
たとえば、車両が直進している場合を想定する。このときの共線図は、図17に対応する。操舵角がゼロであれば、ヨー方向の角速度の規範値はゼロである(S100)。また、車両は直進しているため、ヨー方向の実角速度もゼロである。そのため、偏差はゼロであるとして演算される(S102)。偏差の絶対値はゼロであるため規範偏差(ゼロ)以下である(S104にてNO)。このとき、目標モータトルクはゼロが設定されて(S108)、モータジェネレータ10が制御される(S110)。
<When the vehicle goes straight>
For example, assume that the vehicle is traveling straight. The alignment chart at this time corresponds to FIG. If the steering angle is zero, the reference value of the angular velocity in the yaw direction is zero (S100). Further, since the vehicle is traveling straight, the actual angular velocity in the yaw direction is also zero. Therefore, the deviation is calculated as zero (S102). Since the absolute value of the deviation is zero, it is equal to or less than the standard deviation (zero) (NO in S104). At this time, the target motor torque is set to zero (S108), and the
車両が直進している場合においては、入力シャフト34から第1出力ギヤ46に入力される駆動トルクTinは、左右の駆動輪50,52にそれぞれ配分される。そのため、車両の走行中において路面からの反力と駆動トルクとが釣り合っていると想定すると入力シャフト34からデフケース142に伝達される駆動トルクTinが左右に均等に配分される。
When the vehicle is traveling straight, the drive torque Tin input from the
このとき、駆動輪50および駆動輪52における路面からの反力は、−Tin/2である。駆動輪50における路面からの反力の大きさと駆動トルクTLWとが等しく、駆動輪52における路面からの反力の大きさと駆動トルクTRWとが等しい。そのため、駆動輪50側の駆動トルクTLWも駆動輪52側の駆動トルクTRWもTin/2となる。
At this time, the reaction force from the road surface in the
<車両の右旋回時のトルク移動制御>
車両が右方向に旋回するように運転者によりステアリングホイールが回転されると操舵輪の進行方向が車両の右側に変化する。操舵輪の操舵角の変化に応じて車両は右方向に旋回する。
<Torque movement control when vehicle turns right>
When the steering wheel is rotated by the driver so that the vehicle turns to the right, the traveling direction of the steering wheel changes to the right side of the vehicle. The vehicle turns to the right according to the change in the steering angle of the steered wheels.
このとき、車速および操舵角に基づいて規範角速度が演算される(S100)。アンダーステアが発生するなどして偏差の絶対値が規範偏差よりも大きくなると(S104にてYES)、偏差に基づいて目標モータトルクが設定されて(S106)、モータジェネレータ10が制御される(S110)。
At this time, the reference angular velocity is calculated based on the vehicle speed and the steering angle (S100). If the absolute value of the deviation becomes larger than the standard deviation due to occurrence of understeer (YES in S104), a target motor torque is set based on the deviation (S106), and
モータジェネレータ10において、正方向にキャリア98が回転するようにモータトルクTmが生じると、遊星歯車機構90におけるトルクの釣り合いおよびサンギヤ92とデフケース142との間のトルクの釣り合いを考慮することにより、駆動輪50側のトルクTLWは、TL=Tin/2+Tm/2ρの式より算出される。ρ=2.0であるとすると、TLW=Tin/2+Tm/4となる。
When the motor torque Tm is generated in the
一方、駆動輪52側のトルクTRWは、TRW=Tin/2−Tm/2ρの式より算出される。ρ=2.0であるとすると、TRW=Tin/2−Tm/4となる。
On the other hand, the torque TRW on the
なお、遊星歯車機構90におけるトルクの釣り合いおよびサンギヤ92とデフケース142との間のトルクの釣り合いに基づく左右の駆動輪50,52の駆動トルクTLW、TRWおよび駆動トルク差は、第1の実施の形態におけるトルク移動制御時のトルクの釣り合いに基づくTLW、TRWおよび駆動トルク差と同様に算出できる。そのため、その詳細な説明については繰り返さない。
The driving torques TLW and TRW and the driving torque difference between the left and right driving
したがって、本実施の形態に係る駆動力配分装置のトルク移動制御により右旋回時には、回転速度の高い左側の駆動トルクTLWが増加し、左右輪の駆動トルク差ΔTW(=TRW−TLW=−Tm/ρ)が生じることとなる。ρ=2.0であるとするとΔTW=−Tm/2となる。 Therefore, when turning right by the torque movement control of the driving force distribution device according to the present embodiment, the left driving torque TLW with a high rotational speed increases, and the driving torque difference ΔTW (= TRW−TLW = −Tm) between the left and right wheels. / Ρ) is generated. If ρ = 2.0, then ΔTW = −Tm / 2.
左右の駆動輪50,52において駆動力差が生じることにより、車両にはヨーモーメントが生じる。車両の左側の駆動輪50の駆動トルクTLWが増加し、右側の駆動輪52の駆動トルクTRWが減少することにより、車両には、右旋回方向のヨーモーメントが生じる。このように右旋回時に駆動輪50,52に駆動力差を生じさせて旋回方向のヨーモーメントが生じることにより車両の旋回能力の向上が図れる。
A difference in driving force between the left and right driving
<車両の左旋回時のトルク移動制御>
車両が左方向に旋回する状態においては、設定された目標モータトルクに応じて、モータジェネレータ10には、負の方向にキャリア98が回転するようにモータトルクTmが生じる。
<Torque movement control when vehicle turns left>
When the vehicle turns leftward, motor torque Tm is generated in
モータジェネレータ10において、負方向にキャリア98が回転するようにモータトルクTmが生じると、遊星歯車機構90におけるトルクの釣り合いおよびサンギヤ92とデフケース142との間のトルクの釣り合いを考慮することにより、駆動輪50側のトルクTLWは、TLW=Tin−Tm/2ρの式より算出される。ρ=2.0であるとすると、TLW=Tin−Tm/4となる。一方、駆動輪52側のトルクTRWは、TRW=Tin/2+Tm/2ρの式より算出される。ρ=2.0であるとすると、TRW=Tin/2+Tm/4となる。
When the motor torque Tm is generated in the
したがって、本実施の形態に係る駆動力配分装置のトルク移動制御により左旋回時には、回転速度の高い右側のトルクTRWが増加し、左右輪の駆動トルク差ΔTW(=TRW−TLW=Tm/ρ)が生じることとなる。ρ=2.0であるとするとΔTW=Tm/2となる。 Therefore, when turning counterclockwise by the torque movement control of the driving force distribution device according to the present embodiment, the right torque TRW with a high rotational speed increases, and the left and right wheel driving torque difference ΔTW (= TRW−TLW = Tm / ρ). Will occur. If ρ = 2.0, then ΔTW = Tm / 2.
左右の駆動輪50,52において駆動力差が生じることにより、車両にはヨーモーメントが生じる。車両の右側の駆動輪52の駆動トルクTRWが増加し、左側の駆動輪50の駆動トルクTLWが減少することにより、車両には、左旋回方向のヨーモーメントが生じる。このように左旋回時に駆動輪50,52に駆動力差を生じさせて旋回方向のヨーモーメントが生じることにより車両の旋回能力の向上が図れる。
A difference in driving force between the left and right driving
以上のようにして、本実施の形態に係る駆動力配分装置によると、第1の実施の形態において説明した駆動力配分装置による作用効果と同様の作用効果を奏する。 As described above, according to the driving force distribution device according to the present embodiment, the same operational effects as the operational effects of the driving force distribution device described in the first embodiment can be obtained.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
10 モータジェネレータ、12 ステータ、14 コイル、16 ロータ、20,60,70,90,150 遊星歯車機構、22,62,72,92,152 サンギヤ、24,48,64,74,94,154 ピニオンギヤ、26,66,76,96,156 リングギヤ、28,68,78,98,158 キャリア、30,80 第2出力ギヤ、32 ファイナルインプットギヤ、34 入力シャフト、40 差動機構、42,44 ドライブシャフト、46,80 第1出力ギヤ、50,52 駆動輪、82 インプットギヤ、100 ECU、102 操舵角センサ、104 車速センサ、106 ヨーレートセンサ、108 インバータ、110 バッテリ、142 デフケース、144 サイドギヤ、300 入力I/F、400 演算処理部、402 規範値演算部、404 偏差演算部、406 偏差判定部、408 モータジェネレータ制御部、500 記憶部、600 出力I/F。 10 motor generator, 12 stator, 14 coil, 16 rotor, 20, 60, 70, 90, 150 planetary gear mechanism, 22, 62, 72, 92, 152 sun gear, 24, 48, 64, 74, 94, 154 pinion gear, 26, 66, 76, 96, 156 Ring gear, 28, 68, 78, 98, 158 Carrier, 30, 80 Second output gear, 32 Final input gear, 34 Input shaft, 40 Differential mechanism, 42, 44 Drive shaft, 46,80 1st output gear, 50,52 Drive wheel, 82 Input gear, 100 ECU, 102 Steering angle sensor, 104 Vehicle speed sensor, 106 Yaw rate sensor, 108 Inverter, 110 Battery, 142 differential case, 144 Side gear, 300 Input I / F, 400 arithmetic processing Department, 402 normative value calculating unit, 404 error calculator, 406 difference determination unit, 408 motor generator control unit, 500 storage unit, 600 output I / F.
Claims (23)
前記駆動源から伝達する駆動力を駆動輪側の駆動力の伝達に関連する部品に伝達する入力シャフトと、
前記入力シャフトと一組の第1のギヤ対により連結し、前記入力シャフトからの駆動力を、前記左右の駆動輪の回転速度差に応じて前記駆動輪に伝達する差動機構と、
サンギヤとリングギヤとキャリアとを含む複数の回転要素からなり、前記複数の回転要素のうちのいずれかの第1の回転要素と前記入力シャフトとを一組の第2のギヤ対により連結する遊星歯車機構と、
前記第1の回転要素と異なる第2の回転要素に連結される回転電動機と、
前記差動機構と前記駆動輪とを連結し、かつ、前記差動機構と前記駆動輪との間において前記第1の回転要素および前記第2の回転要素と異なる第3の回転要素が連結されるドライブシャフトとを含む、駆動力配分装置。 A driving force distribution device that distributes driving force from a driving source to left and right driving wheels,
An input shaft that transmits a driving force transmitted from the driving source to components related to transmission of driving force on the driving wheel side; and
A differential mechanism that is coupled to the input shaft by a pair of first gears, and that transmits a driving force from the input shaft to the driving wheels according to a difference in rotational speed between the left and right driving wheels;
A planetary gear comprising a plurality of rotating elements including a sun gear, a ring gear, and a carrier, wherein the first rotating element of the plurality of rotating elements and the input shaft are connected by a pair of second gear pairs. Mechanism,
A rotating electric motor coupled to a second rotating element different from the first rotating element;
The differential mechanism and the driving wheel are connected, and a third rotating element different from the first rotating element and the second rotating element is connected between the differential mechanism and the driving wheel. A driving force distribution device including a drive shaft.
前記第1の回転要素は、前記キャリアであって、
前記第2の回転要素は、前記リングギヤであって、
前記第3の回転要素は、前記サンギヤである、請求項1に記載の駆動力配分装置。 The planetary gear mechanism is a double pinion planetary gear mechanism,
The first rotating element is the carrier;
The second rotating element is the ring gear,
The driving force distribution device according to claim 1, wherein the third rotating element is the sun gear.
前記第1の回転要素は、前記サンギヤであって、
前記第2の回転要素は、前記リングギヤであって、
前記第3の回転要素は、前記キャリアである、請求項1に記載の駆動力配分装置。 The planetary gear mechanism is a double pinion planetary gear mechanism,
The first rotating element is the sun gear,
The second rotating element is the ring gear,
The driving force distribution device according to claim 1, wherein the third rotation element is the carrier.
前記第1の回転要素は、前記リングギヤであって、
前記第2の回転要素は、前記キャリアであって、
前記第3の回転要素は、前記サンギヤである、請求項1に記載の駆動力配分装置。 The planetary gear mechanism is a single pinion planetary gear mechanism,
The first rotating element is the ring gear,
The second rotating element is the carrier;
The driving force distribution device according to claim 1, wherein the third rotating element is the sun gear.
前記第1の回転要素は、前記サンギヤであって、
前記第2の回転要素は、前記キャリアであって、
前記第3の回転要素は、前記リングギヤである、請求項1に記載の駆動力配分装置。 The planetary gear mechanism is a single pinion planetary gear mechanism,
The first rotating element is the sun gear,
The second rotating element is the carrier;
The driving force distribution device according to claim 1, wherein the third rotating element is the ring gear.
前記制御装置は、
前記車両の走行状態に関連した物理量を検出するための検出手段と、
前記第2の回転要素の回転に起因した前記第3の回転要素における駆動力の増減により、前記検出された物理量が、前記車両の走行状態に基づいて設定される規範値になるように前記回転電動機を制御するための制御手段とを含む、駆動力配分装置の制御装置。 A control device for a driving force distribution device that distributes a driving force from a driving source mounted on a vehicle to left and right driving wheels, wherein the driving force distribution device transmits a driving force transmitted from the driving source to a driving wheel side. An input shaft that transmits to a part related to transmission of driving force, and the input shaft are connected by a pair of first gear pairs, and the driving force from the input shaft is converted into a rotational speed difference between the left and right driving wheels. And a plurality of rotating elements including a differential mechanism for transmitting to the driving wheel, a sun gear, a ring gear, and a carrier, and the first rotating element of the plurality of rotating elements and the input shaft. A planetary gear mechanism connected by a pair of second gear pairs, a rotary motor connected to a second rotating element different from the first rotating element, the differential mechanism and the driving wheel; And the differential mechanism and the drive And a drive shaft third rotating element different from the first rotary element and the second rotary element in between the wheels is connected,
The controller is
Detecting means for detecting a physical quantity related to the running state of the vehicle;
The rotation is performed so that the detected physical quantity becomes a reference value set based on a running state of the vehicle due to increase / decrease in driving force in the third rotation element caused by rotation of the second rotation element. A control device for a driving force distribution device, including control means for controlling the electric motor.
前記車両の速度を検出するための手段と、
前記車両の操舵角を検出するための手段と、
前記車両のヨー方向の角速度を検出するための手段とを含み、
前記制御手段は、
前記検出された車両の速度および操舵角のうちの少なくともいずれか一方に基づいてヨー方向の角速度の規範値を設定するための手段と、
前記検出された角速度が前記設定された規範値になるように前記回転電動機を制御するための手段とを含む、請求項12〜14のいずれかに記載の駆動力配分装置の制御装置。 The detection means includes
Means for detecting the speed of the vehicle;
Means for detecting a steering angle of the vehicle;
Means for detecting an angular velocity in a yaw direction of the vehicle,
The control means includes
Means for setting a reference value of angular velocity in the yaw direction based on at least one of the detected vehicle speed and steering angle;
The control device for a driving force distribution device according to any one of claims 12 to 14, further comprising means for controlling the rotary electric motor so that the detected angular velocity becomes the set reference value.
前記車両の速度を検出するための手段と、
前記車両の操舵角を検出するための手段と、
前記車両の左右輪の速度差を検出するための手段とを含み、
前記制御手段は、
前記検出された車両の速度および操舵角のうちの少なくともいずれか一方に基づいて左右輪の速度差の規範値を設定するための手段と、
前記検出された速度差が前記設定された規範値になるように前記回転電動機を制御するための手段とを含む、請求項12〜14のいずれかに記載の駆動力配分装置の制御装置。 The detection means includes
Means for detecting the speed of the vehicle;
Means for detecting a steering angle of the vehicle;
Means for detecting a speed difference between left and right wheels of the vehicle,
The control means includes
Means for setting a normative value of the speed difference between the left and right wheels based on at least one of the detected vehicle speed and steering angle;
The control device for a driving force distribution device according to any one of claims 12 to 14, further comprising means for controlling the rotary electric motor so that the detected speed difference becomes the set reference value.
前記制御方法は、
前記車両の走行状態に関連した物理量を検出する検出ステップと、
前記第2の回転要素の回転に起因した前記第3の回転要素における駆動力の増減により、前記検出された物理量が、前記車両の走行状態に基づいて設定される規範値になるように前記回転電動機を制御する制御ステップとを含む、駆動力配分装置の制御方法。 A driving force distribution device control method for distributing a driving force from a driving source mounted on a vehicle to left and right driving wheels, wherein the driving force distribution device transmits a driving force transmitted from the driving source to a driving wheel side. An input shaft that transmits to a part related to transmission of driving force, and the input shaft are connected by a pair of first gear pairs, and the driving force from the input shaft is converted into a rotational speed difference between the left and right driving wheels. And a plurality of rotating elements including a differential mechanism for transmitting to the driving wheel, a sun gear, a ring gear, and a carrier, and the first rotating element of the plurality of rotating elements and the input shaft. A planetary gear mechanism connected by a pair of second gear pairs, a rotary motor connected to a second rotating element different from the first rotating element, the differential mechanism and the driving wheel; And the differential mechanism and the drive And a drive shaft third rotating element different from the first rotary element and the second rotary element in between the wheels is connected,
The control method is:
A detection step of detecting a physical quantity related to the running state of the vehicle;
The rotation is performed so that the detected physical quantity becomes a reference value set based on a running state of the vehicle due to increase / decrease in driving force in the third rotation element caused by rotation of the second rotation element. And a control step for controlling the electric motor.
前記車両の速度を検出するステップと、
前記車両の操舵角を検出するステップと、
前記車両のヨー方向の角速度を検出するステップとを含み、
前記制御ステップは、
前記検出された車両の速度および操舵角のうちの少なくともいずれか一方に基づいてヨー方向の角速度の規範値を設定するステップと、
前記検出された角速度が前記設定された規範値になるように前記回転電動機を制御するステップとを含む、請求項17〜19のいずれかに記載の駆動力配分装置の制御方法。 The detecting step includes
Detecting the speed of the vehicle;
Detecting a steering angle of the vehicle;
Detecting an angular velocity in a yaw direction of the vehicle,
The control step includes
Setting a reference value for the angular velocity in the yaw direction based on at least one of the detected vehicle speed and steering angle;
The control method of the driving force distribution device according to any one of claims 17 to 19, further comprising the step of controlling the rotary electric motor so that the detected angular velocity becomes the set reference value.
前記車両の速度を検出するステップと、
前記車両の操舵角を検出するステップと、
前記車両の左右輪の速度差を検出するステップとを含み、
前記制御ステップは、
前記検出された車両の速度および操舵角のうちの少なくともいずれか一方に基づいて左右輪の速度差の規範値を設定するステップと、
前記検出された速度差が前記設定された規範値になるように前記回転電動機を制御するステップとを含む、請求項17〜19のいずれかに記載の駆動力配分装置の制御方法。 The detecting step includes
Detecting the speed of the vehicle;
Detecting a steering angle of the vehicle;
Detecting a speed difference between left and right wheels of the vehicle,
The control step includes
Setting a reference value for the speed difference between the left and right wheels based on at least one of the detected vehicle speed and steering angle;
The control method of the driving force distribution device according to any one of claims 17 to 19, further comprising the step of controlling the rotary electric motor so that the detected speed difference becomes the set reference value.
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