JP2017206074A - Two-motor vehicle drive device for four-wheel drive vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、前後四輪駆動の電気自動車の駆動装置として用いられる四輪駆動車用の2モータ車両駆動装置に関するものである。 The present invention relates to a two-motor vehicle drive device for a four-wheel drive vehicle used as a drive device for a front and rear four-wheel drive electric vehicle.
電気自動車等の車両において、運転者のアクセルスイッチの操作により,車両に搭載したバッテリから駆動源としての電動モータに電流を供給し、これにより駆動輪を回転駆動して任意の速度で走行するものが知られている。 In a vehicle such as an electric vehicle, an electric current is supplied from a battery mounted on the vehicle to an electric motor as a drive source by a driver's operation of an accelerator switch, thereby driving the drive wheel to rotate at an arbitrary speed. It has been known.
電気自動車において、前後四輪駆動するものは、特許文献1に記載されているように、前輪用の1モータ車両駆動装置と、後輪用の1モータ車両駆動装置をそれぞれ車体の前後に搭載したものがある。図20は前輪用の1モータ車両駆動装置と、後輪用の1モータ車両駆動装置を搭載した従来の四輪駆動方式の電気自動車の構成を示すスケルトン図である。図20に示す電気自動車は、四輪駆動方式であり、後輪駆動輪104L、104Rと、前輪駆動輪114L、114Rと、後輪用の1モータ車両駆動装置102、前輪用の1モータ車両駆動装置103を備える。
As described in
後輪用の1モータ車両駆動装置102は、電動モータ102aを有し、電動モータ102aからの出力を減速ギヤ列106で減速してリアデファレンシャル125に与える。リアデファレンシャル125は等速ジョイント108を介して左右の後輪104L、104Rに接続され、リアデファレンシャル125により、左右の後輪104L、104Rに旋回内外輪の回転速度差を吸収しつつ等しくトルクを分ける。
The rear-wheel one-motor
前輪用の1モータ車両駆動装置103は、電動モータ103aを有し、電動モータ103aからの出力を減速ギヤ列107で減速してフロントデファレンシャル126に与える。フロントデファレンシャル126は等速ジョイント118を介して左右の前輪114L、114Rに接続され、フロントデファレンシャル126により、左右の前輪114L、114Rに旋回内外輪の回転速度差を吸収しつつ等しくトルクを分ける。
The one-wheel
前後に搭載された1モータ車両駆動装置102、103を独立して制御することで、車両の接地荷重が減少した、或いは凍結等の摩擦係数の低い路面に差し掛かった等で、伝達できるトルクが小さい側の車輪、例えば前輪114L、114Rにおいては電動モータ103aのトルク(駆動力)を減少させ、車輪の接地荷重が増加した、或いはアスファルト路面等の摩擦係数の高い路面にある等で、伝達できるトルクが大きい側の車輪、例えば後輪104L、104Rにおいては、電動モータ102aのトルク(駆動力)を増加させ、スリップが発生することなくトルクを伝達することが可能である。
By independently controlling the 1-motor
前後輪のトルク配分を変化させる利点として、路面状況や走行状況により前後の駆動輪車軸のどちらか一方の車軸(例えば前輪車軸)が空転を起こす、或いは空転を起こしそうな時に、他方の車軸(例えば後輪車軸)にトルクを多く伝達し、一方の車軸へのトルクの伝達を減らすトラクションコントロールを行うことで、走行性能向上の効果がある。 As an advantage of changing the torque distribution of the front and rear wheels, when one of the front and rear drive wheel axles (for example, the front wheel axle) is idle or is likely to cause idling, For example, a large amount of torque is transmitted to the rear wheel axle, and traction control is performed to reduce the transmission of torque to one of the axles, thereby improving driving performance.
例えば、前輪車軸が氷結路面、後輪車軸が舗装路面の状態から発進する際には、低トルクでの前輪車軸の空転を検知すると、アクセル開度により指示された車両全体のトルク、即ち前輪車軸と後輪車軸のトルクの和の大部分を空転しない後輪車軸に配分して加速しつつ、前輪車軸が氷結部を超え舗装路面に入ると、トルク配分を前輪車軸は増やして後輪車軸は減らし、前後輪車軸とも同じトルクに制御する。 For example, when starting from a state where the front wheel axle is an icing road surface and the rear wheel axle is a paved road surface, if the idling of the front wheel axle at low torque is detected, the torque of the entire vehicle indicated by the accelerator opening, that is, the front wheel axle When the front wheel axle crosses the ice and enters the paved road surface while accelerating most of the sum of the torque of the rear axle and the rear axle, the torque distribution is increased by the front axle and the rear axle Reduce and control the front and rear wheel axles to the same torque.
そして、後輪車軸が氷結部に入って空転を検知すると、後輪車軸へのトルク配分を減らし、前輪車軸へのトルク配分を増やすことで、車両全体のトルクはアクセル開度に指示されたトルクのままに制御することで、速度低下をせずに走行できる。表1に前輪車軸が氷結路面の発進時から進行する場合のトルク配分の変化の例を示す。 When the rear wheel axle enters the icing portion and detects slipping, the torque distribution to the rear wheel axle is reduced and the torque distribution to the front wheel axle is increased, so that the torque of the entire vehicle becomes the torque indicated by the accelerator opening. By controlling the vehicle as it is, the vehicle can travel without speed reduction. Table 1 shows an example of a change in torque distribution when the front wheel axle advances from the start of the frozen road surface.
表1に示すように、道路の状態の変化に応じてトルク配分をすることで、車輪の空転を防いで、速度低下をせずに効率良く走行することができる。 As shown in Table 1, by distributing torque according to changes in road conditions, the wheels can be prevented from idling and can travel efficiently without speed reduction.
上記した図20に示す前輪用の1モータ車両駆動装置103と、後輪用の1モータ車両駆動装置102をそれぞれ搭載する場合、それぞれの電動モータ102aと103aを同じ電動モータを用いて前後のトルクの和の最大値が100とすると、前後のそれぞれの電動モータ102a、103aは50のトルクが最大値となる。前後のトルクの配分は、前:後=0:50〜50:50〜50:0となる。前後の電動モータ102a、103aとも50のトルクを出せる場合には、トルクの和は100となるが、前後どちらかの車輪の路面の摩擦係数が低下して、低下した側の車輪に対応するトルクを減少させた場合には、減少させたトルクは有効に使えないことになる。例えば、前後どちらかの車輪が大きく滑る場合、即ち、完全にトルクがかけられない場合には、どちらか一方のトルクは0となり、トルクの和は50にしかならない。
When the front motor 1-motor
上記のように、路面の摩擦係数が低下した側の車輪のトルクを減少させた場合、減少させたトルクは有効に使えないことになる。また、路面の摩擦係数が低下していない側の車輪においては、路面の摩擦係数が低下した側のトルクを補おうとしても、電動モータの能力以上のトルクを加えることは出来ない。 As described above, when the torque of the wheel on the side where the friction coefficient of the road surface is reduced is reduced, the reduced torque cannot be used effectively. In addition, in the wheel on the side where the friction coefficient of the road surface is not reduced, even if it is intended to supplement the torque on the side where the friction coefficient of the road surface is reduced, it is not possible to apply torque exceeding the capacity of the electric motor.
このように、各車輪のトルク伝達可能量が変化するような車両の挙動状態において、トルク伝達可能量が減少した側の車輪に対応する電動モータのトルクを有効に使うことができず、また、トルク伝達可能量が増加した側の車輪に対する電動モータのトルクが足りなくなるといったことが生じ得る。 Thus, in the vehicle behavior state in which the torque transferable amount of each wheel changes, the torque of the electric motor corresponding to the wheel on the side where the torque transferable amount is reduced cannot be used effectively. It may occur that the torque of the electric motor with respect to the wheel on the side where the amount of torque transmission is increased becomes insufficient.
この発明は、2つの駆動源を用い、前後車軸間のトルク差を増幅して配分することで、走行性能の向上を図りつつ駆動源の小型化が可能な四輪駆動車用の2モータ車両駆動装置を提供することを課題とする。 The present invention uses two drive sources and amplifies and distributes the torque difference between the front and rear axles, thereby improving the running performance and reducing the size of the drive source for a two-motor vehicle for a four-wheel drive vehicle. It is an object to provide a driving device.
前記の課題を解決するために、この発明は、車両に搭載され独立して制御可能な2つの駆動源と、前記2つの駆動源からのトルクを前輪車軸用の出力部と後輪車軸用の出力部にトルク差を増幅して配分するトルク配分装置と、前記駆動源の出力軸から出力されるトルクを前記トルク配分装置の入力部に伝達する伝達部材とを備え、前記トルク配分装置は、同軸上に並ぶ2つの3要素2自由度の遊星歯車機構と、2つの遊星歯車機構の間で2要素を結合する2つの結合部材と、前記駆動源のトルクを受け取る2つの入力部と、配分されたトルクを出力する2つの出力部とを有し、前記2箇所の入力部、前記2箇所の出力部はそれぞれ同軸であり、前記駆動源の出力軸の方向と前記トルク配分装置の出力部の方向が平行であると共に車両の前後方向に向くように配置されていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides two drive sources mounted on a vehicle and independently controllable, and outputs from the two drive sources are output for a front wheel axle and for a rear wheel axle. A torque distribution device that amplifies and distributes the torque difference to the output unit; and a transmission member that transmits torque output from the output shaft of the drive source to the input unit of the torque distribution device. Two three-element two-degree-of-freedom planetary gear mechanisms arranged on the same axis, two coupling members for coupling the two elements between the two planetary gear mechanisms, two inputs for receiving the torque of the drive source, and distribution Two output units that output the generated torque, the two input units and the two output units are coaxial, and the direction of the output shaft of the drive source and the output unit of the torque distribution device The front and rear of the vehicle Characterized in that it is arranged to face the.
また、前記伝達部材は、歯車列で構成することができる。 Further, the transmission member can be constituted by a gear train.
また、少なくとも1つの駆動源の出力軸を、前記トルク配分装置の出力部と同軸上に設けることができる。 Further, the output shaft of at least one drive source can be provided coaxially with the output portion of the torque distribution device.
また、前記トルク配分装置の2つの出力部から出力されるトルクが、共に力行又は回生になるように前記2つの駆動源の出力を制御すればよい。 Further, the outputs of the two drive sources may be controlled so that the torques output from the two output units of the torque distribution device are both powered or regenerated.
前記トルク配分装置の2つの出力部は、一方が車両の前方、他方が車両の後方に向くように設ければよい。 The two output portions of the torque distribution device may be provided such that one faces the front of the vehicle and the other faces the rear of the vehicle.
また、前記駆動源とトルク配分装置のそれぞれの中心部が前輪車軸に対して、一方が車両前方、他方が車両後方に位置するように構成することができる。 Further, the center of each of the drive source and the torque distribution device can be configured such that one is located in front of the vehicle and the other is located in the rear of the vehicle with respect to the front wheel axle.
また、前記遊星歯車機構は、入力用の内歯歯車と、前記内歯歯車と同軸上に設けられた出力用の太陽歯車と、前記内歯歯車と同軸上に設けられた遊星キャリヤと、を有し、前記遊星キャリヤを固定したときに前記内歯歯車は前記太陽歯車と逆方向に回転し、前記トルク配分装置は、一方の遊星キャリヤと他方の太陽歯車とを結合する第1結合部材と、他方の遊星キャリヤと一方の太陽歯車とを結合する第2結合部材とを有し、一方の前記駆動源のトルクは、前記一方の内歯歯車に接続され、他方の前記駆動源は、前記他方の内歯歯車に接続され、一方の前記出力部は第1結合部材からトルクが伝達され、他方の前記出力部は第2結合部材からトルクが伝達されるように構成することができる。 The planetary gear mechanism includes an internal gear for input, an output sun gear provided coaxially with the internal gear, and a planet carrier provided coaxially with the internal gear. And when the planetary carrier is fixed, the internal gear rotates in a direction opposite to the sun gear, and the torque distribution device includes a first coupling member that couples one planet carrier and the other sun gear. A second coupling member that couples the other planetary carrier and one sun gear, the torque of one of the drive sources is connected to the one internal gear, and the other drive source is Connected to the other internal gear, one of the output portions can be configured to transmit torque from the first coupling member, and the other output portion can be configured to transmit torque from the second coupling member.
また、前記遊星歯車機構は、入力用の太陽歯車と、前記太陽歯車と同軸上に設けられた出力用の内歯歯車と、前記太陽歯車と同軸上に設けられた遊星キャリヤと、を有し、前記遊星キャリヤを固定したときに前記内歯歯車は前記太陽歯車と同一方向に回転し、前記トルク配分装置は、一方の遊星キャリヤと他方の太陽歯車とを結合する第1結合部材と、一方の太陽歯車と他方の遊星キャリヤとを結合する第2結合部材とを有し、一方の前記駆動源のトルクは、前記第1結合部材に伝達され、他方の前記駆動源のトルクは、前記第2結合部材に伝達され、一方の前記出力部は一方の内歯歯車からトルクが伝達され、他方の前記出力部は他方の内歯歯車からトルクが伝達されるように構成することができる。 The planetary gear mechanism includes an input sun gear, an output internal gear provided coaxially with the sun gear, and a planet carrier provided coaxially with the sun gear. When the planetary carrier is fixed, the internal gear rotates in the same direction as the sun gear, and the torque distribution device includes a first coupling member that couples one planet carrier and the other sun gear, A second coupling member that couples the sun gear to the other planetary carrier, the torque of one of the driving sources is transmitted to the first coupling member, and the torque of the other driving source is the first coupling member. The torque is transmitted from one internal gear to one of the output parts, and the torque of the other output part is transmitted from the other internal gear.
以上のように、この発明によれば、トルク配分装置の2つの入力要素に入る駆動源のトルク差を増幅して、出力部の2箇所に出力することで、走行状況に応じて前輪と後輪の駆動トルクを駆動源の出力以上にトルクを配分させることができる。 As described above, according to the present invention, the torque difference between the drive sources entering the two input elements of the torque distribution device is amplified and output to the two portions of the output unit, so that the front wheel and the rear can be selected according to the driving situation. The wheel driving torque can be distributed more than the output of the driving source.
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図1は、この発明の第1の実施形態にかかる四輪駆動車用の2モータ車両駆動装置を搭載した電気自動車の説明図であり、四輪駆動車用の2モータ車両駆動装置はスケルトン図で表している。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram of an electric vehicle equipped with a two-motor vehicle drive device for a four-wheel drive vehicle according to the first embodiment of the present invention. The two-motor vehicle drive device for a four-wheel drive vehicle is a skeleton diagram. It is represented by
図1に示す電気自動車AMは、四輪駆動方式であり、シャーシ60と、駆動輪としての左右後輪61L、61Rと、駆動輪としての左右前輪62L、62Rと、この発明に係る四輪駆動車用の2モータ車両駆動装置1、バッテリ91、インバータ92、コントローラ90等を備える。
The electric vehicle AM shown in FIG. 1 is a four-wheel drive system, and includes a
四輪駆動車用の2モータ車両駆動装置1は、車両に搭載された駆動源としての第1電動モータ(M1)2及び第2電動モータ(M2)3と、左後輪61L、右後輪61Rと、左前輪62L、右前輪62Rと、リアデファレンシャル67、フロントデファレンシャル70、リアデファレンシャル67とフロントデファレンシャル70との間に設けられるトルク(駆動力)配分装置30を備えている。リアデファレンシャル67は、左右の後輪61L、61Rに旋回内外輪の回転速度差を吸収しつつ等しくトルクを分け、フロントデファレンシャル70は、左右の前輪62L、62Rに旋回内外輪の回転速度差を吸収しつつ等しくトルクを分ける。
A two-motor
第1電動モータ2及び第2電動モータ3、トルク配分装置30は、シャーシ60の後部側に搭載され、第1電動モータ2及び第2電動モータ3はトルク配分装置30の前後に配置されている。この実施形態では、第1電動モータ2と第2電動モータ3のモータトルク(駆動力)に差がない場合には、第1電動モータ2が後輪61L、61Rにトルクを与え、第2電動モータ3が前輪62L、62Rにトルクを与える。第1電動モータ2が主に後輪駆動用モータとして動作し、第2電動モータ3が主に前輪駆動用モータとして動作する。後述するように、2つの電動モータ2、3で異なるトルク(駆動力)を発生させて入力トルク差を与えると、トルク配分装置30において入力トルク差が増幅され、入力トルク差よりも大きな駆動トルク差が後輪61L、61Rと前輪62L、62Rとの間に与えられる。
The first
トルク配分装置30の後輪側へトルクを出力する出力軸15Aは傘歯車66aに連結されている。この傘歯車66aはリアデファレンシャル67の外側に設けられた傘歯車からなるリングギヤ66bと噛み合い、出力軸15Aからの出力が傘歯車66aとリングギヤ66bとにより90度変換されてリアデファレンシャル67に与えられる。リアデファレンシャル67が出力軸15Aからのトルクを旋回内外輪の回転速度差を吸収しつつ左右に等しく分け、その出力が等速ジョイント65a、65bと中間シャフト65cからなるドライブシャフトを介して左右の後輪61L、61Rに伝達される。
The
トルク配分装置30の前輪側へトルクを出力する出力軸15Bは等速ジョイント68aを介してプロペラシャフト68cに連結されている。このプロペラシャフト68cに等速ジョイント68bを介して傘歯車69aが連結され、この傘歯車69aはフロントデファレンシャル70の外側に設けられた傘歯車からなるリングギヤ69bと噛み合い、出力軸15Bからの出力がプロペラシャフト68cから傘歯車69aとリングギヤ69bとにより90度変換されてフロントデファレンシャル70に与えられる。フロントデファレンシャル70が出力軸15Bからのトルクを旋回内外輪の回転速度差を吸収しつつ左右に等しく分け、その出力が等速ジョイント73a、73bと中間シャフト73cからなるドライブシャフトを介して左右の前輪62L、62Rに伝達される。
The
出力軸15A、15Bとリアデファレンシャル67とフロントデファレンシャル70との間には、距離に応じてそれぞれの変位による出力軸15A、15Bの傾きを吸収しつつトルクを伝達するプロペラシャフトが設けられる。図1に示す実施形態では、出力軸15Bとフロントデファレンシャル70の間に等速ジョイント68a、68bを介してプロペラシャフト68cが設けられている。
Between the
この実施形態では、第1電動モータ2及び第2電動モータ3は、同じ出力特性の電動モータを用いる。
In this embodiment, the first
図1に示すように、第1電動モータ2及び第2電動モータ3は、車両に搭載されたバッテリ91からインバータ92を介して与えられた電力により動作する。そして、第1電動モータ2及び第2電動モータ3は、コントローラ90により個別に制御され、異なるトルクを発生させて出力することができる。
As shown in FIG. 1, the first
第1電動モータ2のモータ出力軸2aは減速ギヤ列12を介してトルク配分装置30のリング状の内歯歯車R1に接続され、第2電動モータ3のモータ出力軸3aは減速ギヤ列13を介してトルク配分装置30のリング状の内歯歯車R2に接続される。トルク配分装置30からのトルク出力は出力軸15A、15Bからリアデファレンシャル67とフロントデファレンシャル70を介して後輪61L、61R前輪62L、62Rに与えられる。減速ギヤ列12、13は同じ歯数比で構成される。この実施形態では、減速ギヤ列12、13は1段の減速機構を形成している。減速ギヤ列12は、モータ出力軸2aに設けられた入力歯車2bと内歯歯車R1の外側に設けられた大径の外歯歯車12bとで構成される。減速ギヤ列13は、モータ出力軸3aに設けられた入力歯車3bと内歯歯車R2の外側に設けられた大径の外歯歯車13bとで構成される。
The
トルク配分装置30は、3要素2自由度の同一の遊星歯車機構30A、30Bが同軸上に2つ組み合わされ、2入力要素と2出力要素の歯車装置を構成する。遊星歯車機構30A、30Bには、同軸上に設けられた太陽歯車S及び内歯歯車Rと、これら太陽歯車Sと内歯歯車Rとの間に位置する複数の遊星歯車Pと、遊星歯車Pを回転可能に支持し太陽歯車S及び内歯歯車Rと同軸上に設けられた遊星キャリヤCとから構成される。ここで、太陽歯車Sと遊星歯車Pは外周にギヤ歯を有する外歯歯車であり、内歯歯車Rはリングの内周にギヤ歯を有する。遊星歯車Pは太陽歯車Sと内歯歯車Rとに噛み合っている。
In the
このトルク配分装置30は、図1に示すように、太陽歯車S1、遊星キャリヤC1、遊星歯車P1及び内歯歯車R1を有する第1遊星歯車機構30Aと、同じく太陽歯車S2、遊星キャリヤC2、遊星歯車P2及び内歯歯車R2を有する第2遊星歯車機構30Bが同軸上に組み合わされて構成されている。
As shown in FIG. 1, the
そして、第1遊星歯車機構30Aの遊星キャリヤC1と第2遊星歯車機構30Bの太陽歯車S2とが結合されて第1結合部材31を形成し、第1遊星歯車機構30Aの太陽歯車S1と第2遊星歯車機構30Bの遊星キャリヤC2とが結合されて第2結合部材32を形成している。
Then, the planet carrier C1 of the first
第1遊星歯車機構30Aの内歯歯車R1に第1電動モータ2で発生したトルクT(M1)が減速ギヤ列12を介して入力され、第2遊星歯車機構30Bの内歯歯車R2に第2電動モータ3で発生したトルクT(M2)が減速ギヤ列13を介して入力される。
Torque T (M1) generated by the first
第1結合部材31には出力軸15Aが接続され、この出力軸15Aがリアデファレンシャル67に接続される。そして、リアデファレンシャル67の左右の出力部にそれぞれ等速ジョイント65a、65bと中間シャフト65cからなるドライブシャフトを介して左側の後輪61Lと右側の後輪61Rが接続される。出力軸15Aから駆動トルクTA(Rr)がリアデファレンシャル67で左右に分けられ駆動輪としての左右の後輪61L、61Rに与えられる。
An
第2結合部材32には出力軸15Bが接続され、プロペラシャフト68cを介してフロントデファレンシャル70が接続され、フロントデファレンシャル70の左右の出力部にそれぞれ等速ジョイント73a、73bと中間シャフト73cからなるドライブシャフトを介して左側の前輪62L、右側の前輪62Rが接続される。出力軸15Bから駆動トルクTA(Fr)がフロントデファレンシャル70で左右に分けられ駆動輪としての左右の前輪62L、62Rに与えられる。
An
そして、上記した図1の例では、第2結合部材32は、トルク配分装置30の軸心に沿って延在する中空軸で構成されており、その内部には第1結合部材31が挿通されている。第1結合部材31は、トルク配分装置30の軸心に沿って延在する軸で構成されており、第1結合部材31及び第2結合部材32は同軸上に配置されて、これらの軸は二重構造となっている。
In the example of FIG. 1 described above, the
第1結合部材31は、例えば、中実軸で構成され、中実軸である第1結合部材31は、その一端(図中上端)が太陽歯車S2の回転軸であり、他端(図中下端)が太陽歯車S1を貫通して設けられ、遊星キャリヤC1に接続されている。また、中空軸である第2結合部材32は、一端(図中下端)が太陽歯車S1の回転軸となっており、他端(図中上端)は遊星キャリヤC2と接続されている。このようにして、2つの遊星歯車機構30A、30Bを繋いでいる。
The
この第1電動モータ2のモータ出力軸2aと第2電動モータ3のモータ出力軸3aとは同軸上に配置され、トルク配分装置30の出力軸15Aと15Bは同軸上に配置される。モータ出力軸2aとモータ出力軸3a、出力軸15Aと出力軸15Bの方向は平行であり、車両の前後方向に向くように配置される。即ち、第1電動モータ2のモータ出力軸2aは車両の前方向に向き、第2電動モータ3のモータ出力軸3aは車両の後方向に向くように配置されている。そして、トルク配分装置30の出力軸15Aは車両の後方向に向き、トルク配分装置30の出力軸15Bは車両の前方向に向くように配置されている。
The
図1に示した全体図では、第1電動モータ2、第2電動モータ3は、トルク配分装置30に対して、シャーシ60の横方向に搭載しているが、これに限らず、図2の横断面に示すように、トルク配分装置30に対して、第1電動モータ2、第2電動モータ3を上方向に配置する方が車両の左右の重量バランスは良好となり、走行性能や走行安定性が向上する。
In the overall view shown in FIG. 1, the first
ここで、トルク配分装置30によって伝達される駆動トルクについて、図3に示す速度線図を用いて説明する。トルク配分装置30は、2つの同一のシングルピニオン遊星歯車機構30A、30Bを組み合わせて構成されるため、図3に示すように二本の速度線図によって表すことができる。ここでは、分かりやすいように、二本の速度線図を上下にずらし、上側に第1遊星歯車機構30Aの速度線図を示し、下側に第2遊星歯車機構30Bの速度線図を示す。また本来は、図3においては各電動モータ2、3から出力されたトルクT(M1)及びT(M2)は各減速ギヤ列12、13を介し各内歯歯車R1、R2に入力されるため減速比が掛かるが、以降、理解を容易にするため、速度線図及び各計算式の説明においては減速比を省略し、各内歯歯車R1、R2に入力されるトルクをT(M1)及びT(M2)のまま、駆動トルクはTA(Rr)(後輪側駆動トルク)、TA(Fr)(前輪側駆動トルク)のままとする。
Here, the drive torque transmitted by the
このシングルピニオン遊星歯車機構では、遊星キャリヤCを固定した場合に太陽歯車Sと内歯歯車Rとが逆方向に回転するため、速度線図に表すと内歯歯車R及び太陽歯車Sが遊星キャリヤCに対して反対側に配置される。換言すると、内歯歯車Rと太陽歯車Sは遊星キャリヤCを挟むように配置され、内歯歯車Rを固定した場合は太陽歯車Sと遊星キャリヤCとが同一方向に回転する。 In this single pinion planetary gear mechanism, when the planetary carrier C is fixed, the sun gear S and the internal gear R rotate in opposite directions. Therefore, the internal gear R and the sun gear S are connected to the planetary carrier as shown in the velocity diagram. Arranged on the opposite side of C. In other words, the internal gear R and the sun gear S are arranged so as to sandwich the planet carrier C. When the internal gear R is fixed, the sun gear S and the planet carrier C rotate in the same direction.
また、第一遊星歯車機構30Aの速度線図と第2遊星歯車機構30Bの速度線図とは、太陽歯車Sと内歯歯車Rとが左右反対に配置される。すなわち、図3において、第1遊星歯車機構30Aの太陽歯車S1の下に第2遊星歯車機構30Bの遊星キャリヤC2が配置され、第1遊星歯車機構30Aの遊星キャリヤC1の下に第2遊星歯車機構30Bの太陽歯車S2が配置される。そして、二本の速度線図の一端に位置する要素(太陽歯車S1、S2)と中間に位置する要素(遊星キャリヤC1、C2)とが、図中破線で示すようにそれぞれ結合されて第1結合部材31及び第2結合部材32が形成される。
In addition, the sun gear S and the internal gear R are arranged on the left and right sides of the speed diagram of the first
このトルク配分装置30では、他端に位置する内歯歯車R1、R2に第1電動モータ2、第2電動モータ3から出力されたトルクT(M1)、T(M2)が減速ギヤ列12、13を介して与えられる。
In this
一方、第1結合部材31、第2結合部材32から左右の後輪61L、61R、左右の前輪62L、62Rに伝達される駆動トルクTA(Rr)、TA(Fr)が出力される。駆動トルクTA(Rr)の一部は第1結合部材31に接続された太陽歯車S2から出力され、駆動トルクTA(Rr)の残部は遊星キャリヤC1から出力される。また、駆動トルクTA(Fr)の一部は第2結合部材32に接続された太陽歯車S1から出力され、駆動トルクTA(Rr)の残部は遊星キャリヤC2から出力される。
On the other hand, drive torques TA (Rr) and TA (Fr) transmitted from the
2つの遊星歯車機構30A、30Bは、同一の歯数の歯車要素を使用しているため、速度線図においては内歯歯車R1と遊星キャリヤC1との距離及び内歯歯車R2と遊星キャリヤC2との距離は等しく、これをaとする。また、太陽歯車S1と遊星キャリヤC1との距離及び太陽歯車S2と遊星キャリヤC2との距離も等しく、これをbとする。遊星キャリヤCから内歯歯車Rまでの長さと遊星キャリヤCから太陽歯車Sまでの長さの比は、内歯歯車Rの歯数Zrの逆数(1/Zr)と太陽歯車Sの歯数Zsの逆数(1/Zs)との比と等しい。よって、a=(1/Zr)、b=(1/Zs)である。
Since the two
R2の点を基準にしたモーメントMの釣り合いから下記(1)式が算出される。なお、図3において、図中矢印方向がモーメントMの正方向である。
a・TA(Fr)+(a+b)・TA(Rr)−(b+2a)・T(M1)=0 …(1)
R1の点を基準にしたモーメントMの釣り合いから下記(2)式が算出される。
−a・TA(Rr)−(a+b)・TA(Fr)+(b+2a)・T(M2)=0 …(2)
The following equation (1) is calculated from the balance of moment M with reference to the point R2. In FIG. 3, the arrow direction in the figure is the positive direction of the moment M.
a.TA (Fr) + (a + b) .TA (Rr)-(b + 2a) .T (M1) = 0 (1)
The following equation (2) is calculated from the balance of moment M with reference to the point R1.
-A * TA (Rr)-(a + b) * TA (Fr) + (b + 2a) * T (M2) = 0 (2)
(1)式+(2)式より、下記(3)式が得られる。
−b・(TA(Fr)−TA(Rr))+(2a+b)・(T(M2)−T(M1))=0
(TA(Fr)−TA(Rr))=((2a+b)/b)・(T(M2)−T(M1)) …(3)
The following formula (3) is obtained from the formula (1) + formula (2).
-B. (TA (Fr) -TA (Rr)) + (2a + b). (T (M2) -T (M1)) = 0
(TA (Fr) -TA (Rr)) = ((2a + b) / b). (T (M2) -T (M1)) (3)
(3)式の(2a+b)/bがトルク差増幅率αとなる。a=1/Zr、b=1/Zsを代入すると、α=(Zr+2・Zs)/Zrとなり、下記のトルク差増幅率αが得られる。 (2a + b) / b in the equation (3) is the torque difference amplification factor α. If a = 1 / Zr and b = 1 / Zs are substituted, α = (Zr + 2 · Zs) / Zr, and the following torque difference amplification factor α is obtained.
α=(Zr+2Zs)/Zr α = (Zr + 2Zs) / Zr
この発明では、トルク配分装置30への第1、第2電動モータ2、3からの入力は、内歯歯車R1、内歯歯車R2となり、出力軸15A、15Bへの出力は太陽歯車S2と遊星キャリヤC1の和、太陽歯車S1と遊星キャリヤC2の和となる。
In the present invention, the inputs from the first and second
そして、2つの電動モータ2、3で異なるトルクT(M1)、T(M2)を発生させて入力トルク差ΔTIN(=(T(M2)−T(M1))を与えると、トルク配分装置30において入力トルク差ΔTINが増幅され、入力トルク差ΔTINよりも大きな駆動トルク差α・ΔTINを得ることができる。すなわち、入力トルク差ΔTINが小さくても、トルク配分装置30において上記したトルク差増幅率α(=(Zr+2Zs)/Zr)で入力トルク差ΔTINを増幅することができ、前輪62L、62Rと後輪61L、61Rとに伝達される駆動トルクTA(Fr)、TA(Rr)に、入力トルク差ΔTINよりも大きな駆動トルク差ΔTAOUT(=α・(T(M2)−T(M1)=TA(Fr)−TA(Rr))を与えることができる。
When different torques T (M1) and T (M2) are generated by the two
次に、トルク配分装置30によるトルク差増幅率αにより、前後輪に分配されるトルクと電動モータ2、3との関係につき説明する。ここで、トルク配分装置30のトルク差増幅率αを2とする。上記した第1の実施形態のトルク配分装置30においては、トルク差増幅率が2の整数となる歯数の組合せは困難である。例えば、太陽歯車Sの歯数が27、遊星歯車Pの歯数が27、内歯歯車Rの歯数が81とした場合、トルク差増幅率α=1.667となるが、ここでは説明を容易にするためにα=2として説明することにする。
Next, the relationship between the torque distributed to the front and rear wheels and the
ここで、第1電動モータ2と第2電動モータ3の出力トルクT(M1)、T(M2)が共に最大50のトルクを発生できるものとする。この場合のトルク差増幅率αが2の場合のトルクの配分割合を図4に示す。図4において、入力トルクについては、横軸を第1電動モータ2からのトルクT(M1)、縦軸を第2電動モータ3からのトルクT(M2)、また、出力トルクについては、横軸を後輪61L、61Rに関する駆動トルクTA(Rr)、縦軸を前輪62L、62Rに関する駆動トルクTA(Fr)とすると、入力トルクの範囲は点線の−50〜+50の正方形の範囲となる。ここで、減速ギヤ列12、13における減速は無視する。トルク配分装置30によりトルク差が増幅されると、一点鎖線の正方形は、第二象限と第四象限の方向に引き延ばされる。
Here, it is assumed that the output torques T (M1) and T (M2) of the first
第1電動モータ2と第2電動モータ3が共に最大50のトルク出力である点A(50,50)から第2電動モータ3のトルク出力は50のままで、第1電動モータ2のトルク出力が−50まで変化する、つまり点B(−50,50)へ変化すると、両電動モータ2、3のトルク差が最大となり、トルク差増幅率αが2であるので、点E(−100,100)まで駆動トルク差が増幅する。そして、点A(50,50)から点E(−100,100)を結ぶ線の内部のトルクを出力できる。同様にして、第1電動モータ2と第2電動モータ3が共に最大50のトルク出力である点A(50,50)から第1電動モータ2のトルク出力は50のままで、第2電動モータ3のトルク出力が−50まで変化する、つまり点D(50,−50)へ変化すると、両電動モータ2、3のトルク差が最大となり、点F(100,−100)まで駆動トルク差が増幅する。
From the point A (50, 50) at which the first
同様に、点C(−50,−50)からトルク差が最大になるように、第1電動モータ2と第2電動モータ3のトルク出力が点B(−50,50)あるいは点D(50,−50)へ変化すると、点E(−100,100)あるいは点F(100,−100)まで駆動トルク差が増幅する。第1電動モータ2と第2電動モータ3のトルク出力を変化させることでトルク差を増幅し、点A(50,50)、E(−100,100)、C(−50,−50)、F(100,−100)の4点を結ぶ菱形の内部領域の駆動トルクを出力できる。
Similarly, the torque outputs of the first
尚、第1電動モータ2と第2電動モータ3の出力にトルク差がない場合には、トルク配分装置30は動作しない。第1電動モータ2と第2電動モータ3の出力にトルク差が生じた場合には、トルク配分装置30により、トルク出力が大きい側の電動モータ側はトルク配分装置30によりトルクが増大され、トルク出力が小さい側の電動モータ側はトルク配分装置30から出力は減少して出力される。トルク配分装置30は、一方の出力を減少させて他方の出力に分配して増幅して出力する。
When there is no torque difference between the outputs of the first
図4において、トルク配分装置30が動作していない場合には、第1電動モータ2と第2電動モータ3から出力されるトルクT(M1)、T(M2)と、後輪61L、61Rと前輪62L、62Rに関するトルクTA(Rr)、TA(Fr)とは同じトルク出力の関係になる。しかし、トルク配分装置30が動作した場合には、第1電動モータ2と第2電動モータ3から出力されるトルクT(M1)、T(M2)と、後輪61L、61Rと前輪62L、62Rに関するトルクTA(Rr)、TA(Fr)とは、トルク配分装置30のトルク差増幅率αにより出力が変わる。
In FIG. 4, when the
前輪側駆動トルクTA(Fr)が力行の範囲で、後輪側駆動トルクTA(Rr)が0となる場合の点Kは、点K、G間が点E、E’間の1/3となるので、点K(0,66.7)となる。同様に、点L(−66.7,0)、点M(0,−66.7)、点N(66.7,0)となる。 When the front wheel side drive torque TA (Fr) is in the powering range and the rear wheel side drive torque TA (Rr) is 0, the point K is 1/3 between the points K and G and between the points E and E ′. Therefore, the point K (0, 66.7) is obtained. Similarly, a point L (−66.7,0), a point M (0, −66.7), and a point N (66.7,0) are obtained.
一般的な走行では、前後輪とも0以上の駆動力(力行トルク)を出す範囲、または0以下の制動力(回生トルク)を出す範囲であるので、図4の第一象限と第三象限の範囲のトルクを発生する。図5では、グラフの第一象限と第三象限の範囲にのみハッチングを施した。第二象限は前輪が力行で後輪が回生、第四象限は前輪が回生で後輪が力行となる範囲であり、一方の駆動輪(前輪または後輪)が力行トルクを出しながら、他方の駆動輪が抵抗(回生)となるため、前後輪のトルク制御では通常行わない範囲である。ここでは、一般的な走行でのトルクの出力である第一象限と第三象限の範囲について説明する。 In general traveling, the front and rear wheels are in a range where a driving force (power running torque) of 0 or more is output or a braking force (regenerative torque) of 0 or less is output. Generate torque in the range. In FIG. 5, hatching is applied only to the first quadrant and the third quadrant of the graph. The second quadrant is the range where the front wheels are powered and the rear wheels are regenerated, the fourth quadrant is the range where the front wheels are regenerated and the rear wheels are powered, and one drive wheel (front wheel or rear wheel) produces power running torque while the other wheel Since the drive wheels are resistant (regenerative), the torque control of the front and rear wheels is not normally performed. Here, the range of the first quadrant and the third quadrant, which are torque outputs in general travel, will be described.
前後輪とも力行する領域は、原点0(0,0)、点N(66.7,0)、点A(50,50)、点K(0,66.7)の4点を結ぶ四角形の内部である。回生の領域は、全て負の符号の範囲である原点0(0,0)、点L(−66.7,0)、点C(−50,−50)、点M(0,−66.7)を結ぶ四角形の内部である。 The area where both front and rear wheels are powered is a quadrilateral that connects four points: origin 0 (0, 0), point N (66.7, 0), point A (50, 50), and point K (0, 66.7). Inside. Regenerative regions are all in the range of negative signs, ie, origin 0 (0, 0), point L (-66.7, 0), point C (-50, -50), point M (0, -66. 7) Inside the rectangle connecting.
ここで、上記した図20に示した従来技術の後輪用の1モータ車両駆動装置102の電動モータ102aと、前輪用の1モータ車両駆動装置103の電動モータ103aが共に50のトルクを出せるとすると、前後輪とも力行する領域は、原点0(0,0)、点J(50,0)、点A(50,50)、点G(0,50)を結ぶ図5の小さな正方形の範囲となり、この実施形態より狭い範囲しかカバーできない。回生の領域では、原点0(0,0)、点H(−50,0)、点C(−50,−50)、点I(0,−50)を結ぶ正方形である。電動モータのトルク出力が同じとした場合のこの実施形態と図20に示す従来技術を比較すると、この実施形態では、前後輪どちらかのトルクが0であれば他方の駆動輪の最大トルクは、66.7となり、最大トルクが50の従来技術より大きなトルクを駆動輪へ出すことが可能となる。
Here, when the
次に、図6に最大トルクが66.7の電動モータを用いた場合の図20に示す従来技術の場合とこの実施形態との関係を示す。正方形は、点N(66.7,0)と点K(0,66.7)の2点をカバーするように図20に示す従来技術で電動モータの最大の出力トルクを66.7に大型化したものである。実施形態との違いは、図6のハッチングで示す範囲となる。電動モータの最大トルクを大きくすることで、カバーできる範囲は広がるが、電動モータが大型化し搭載性や重量増加による運動性能への影響が生じやすい。また、バッテリも1.33倍の容量や電流が必要となる。これに対して、この実施形態においては、小型の電動モータで最大66.7の駆動輪への最大トルクが得られ、効率的である。 Next, FIG. 6 shows the relationship between this embodiment and the prior art shown in FIG. 20 when an electric motor having a maximum torque of 66.7 is used. The square has a large maximum output torque of 66.7 with the conventional technique shown in FIG. 20 so as to cover two points N (66.7, 0) and K (0, 66.7). It has become. The difference from the embodiment is a range indicated by hatching in FIG. Increasing the maximum torque of the electric motor widens the range that can be covered, but the electric motor becomes larger and the mounting performance and weight increase tend to affect the exercise performance. The battery also requires 1.33 times the capacity and current. On the other hand, in this embodiment, the maximum torque to the driving wheels of up to 66.7 can be obtained with a small electric motor, which is efficient.
図5における実施形態の駆動トルク範囲、原点0(0,0)、点N(66.7,0)、点A(50,50)、点K(0,66.7)の4点を結ぶ四角形の内部領域を出力するための電動モータ2、3の出力範囲については、図7のハッチング範囲、原点0(0,0)、点S(50,16.7)、点A(50,50)、点R(16.7,50)の4点を結ぶ四角形の内部領域となる。例えば、点K(0,66.7)の駆動トルクとする場合には、第2電動モータ3のモータトルクを最大の50として、トルク配分装置30により第1電動モータ2のモータトルク分の16.7(=66.7−50)が前輪のトルクTA(Fr)側に分配されるので、第1電動モータ2と第2電動モータ3の出力点Rは、(16.7,50)となる。
The drive torque range of the embodiment in FIG. 5, the origin 0 (0, 0), the point N (66.7, 0), the point A (50, 50), the point K (0, 66.7) are connected. Regarding the output ranges of the
点Rの出力より、第1電動モータ2の出力トルクが0に近づくと、第2電動モータ3の出力が最大トルク50のままだと、前輪側駆動トルクTA(Fr)が力行で、後輪側駆動トルクTA(Rr)が回生の範囲の第二象限の範囲になる。前後輪とも0以上の力行トルクを出す範囲になるように、点Rより第1電動モータ2のモータトルクが0に近づくと、第2電動モータ3のモータトルクも最大の50から0に近づくように減少させ、第1電動モータ2、第2電動モータ3がともに0になるように、点R(16.7,50)から原点0(0,0)まで繋ぐ線の範囲が第1電動モータ2、第2電動モータ3の出力範囲となる。
When the output torque of the first
同様に点S(50,16.7)、点T(−50,−16.7)、点U(−16.7,−50)と原点0(0,0)と繋ぐ線の内側の領域が第1電動モータ2、第2電動モータ3の出力範囲となる。
Similarly, the area inside the line connecting the point S (50, 16.7), the point T (-50, -16.7), the point U (-16.7, -50) and the origin 0 (0, 0). Is the output range of the first
このように、図7のハッチング範囲の第一象限内で第1、第2電動モータ2、3の出力トルクを制御すれば、前後輪は共に0以上(力行)のトルクとなる。図7のハッチング範囲の第三象限内で電動モータ2、3の出力トルクを制御すれば、前後輪は共に0以下(回生)の第三象限のトルクとなる。
Thus, if the output torque of the 1st, 2nd
ここで、減速比は無視して、トルク差増幅率を2でなくαで表し、後輪と前輪への駆動トルクをTA(Rr)、TA(Fr)とし、第1電動モータ2と第2電動モータ3のモータトルクをT(M1)、T(M2)とすると、第1電動モータ2と第2電動モータ3と、後輪と前輪への出力トルクの関係は下記のように表せる。
Here, the reduction ratio is ignored, the torque difference amplification factor is expressed by α instead of 2, the driving torque to the rear wheels and the front wheels is TA (Rr), TA (Fr), and the first
T(M1)=−((1−α)/2α)・TA(Fr)+((1+α)/2α)・TA(Rr) …(4)
T(M2)=((1+α)/2α)・TA(Fr)−((1−α)/2α)・TA(Rr) …(5)
T (M1) = − ((1−α) / 2α) .TA (Fr) + ((1 + α) / 2α) .TA (Rr) (4)
T (M2) = ((1 + α) / 2α) · TA (Fr) − ((1−α) / 2α) · TA (Rr) (5)
ここで、α=2、TA(Fr)=66.7、TA(Rr)=0とすると、T(M1)=16.7、T(M2)=50となる。(4)、(5)式のTA(Fr)とTA(Rr)に図4の点0、N、A、Kまたは点0、L、C、Mの四角形の内部の値を入れ計算すれば、図7の点0、S、A、Rまたは点0、T、C、Uの内部にある第1電動モータ2と第2電動モータ3の必要なモータトルクT(M1)、T(M2)が得られる。
Here, when α = 2, TA (Fr) = 66.7, and TA (Rr) = 0, T (M1) = 16.7 and T (M2) = 50. If the values inside the squares of
上述したように、図5における実施形態及び図6に示す従来技術を比較すると、従来技術ではハッチング範囲(図6参照)部分だけ大きな駆動トルクを出力できるが、使用する電動モータが1.33倍大きなものが必要となる。また、電動モータの最大トルクに応じて発熱も大きくなり冷却機器も1.33倍大きな大型のものが必要となる等、電動モータや周辺機器の体格が大きくなるデメリットがある。 As described above, when the embodiment in FIG. 5 and the conventional technology shown in FIG. 6 are compared, the conventional technology can output a large driving torque only in the hatching range (see FIG. 6), but the electric motor used is 1.33 times as large. A big thing is needed. In addition, there is a demerit that the physique of the electric motor and peripheral devices becomes large, such as heat generation increases according to the maximum torque of the electric motor, and a cooling device that is 1.33 times larger is required.
同じ出力トルクの電動モータを用いた場合には、従来技術では図5の内部の点0、J、A、Gおよび点0、H、C、Iの正方形の領域が駆動トルクの出力範囲となるのに対し、実施形態ではハッチング部分が駆動トルクの出力範囲であり、点J、N、A、点A、K、G、点H、L、C、点C、M、Iの三角形分が広く、同一トルクの電動モータでこの実施形態の方が広い範囲をカバーできることがわかる。
When electric motors having the same output torque are used, according to the prior art, the square areas of
上記したように、トルク配分装置30の2つの入力要素に入る第1電動モータ2、第2電動モータ3のトルクの差を増幅して、出力軸15A、15Bの2箇所に出力する電気自動車用駆動装置を用いることで、走行状況に応じて前輪と後輪に電動モータのモータトルク以上の駆動トルクを配分させることができる。
As described above, the difference in torque between the first
その駆動トルクの配分は、トルク差増幅率αを2とした場合、前:後=100%:0%〜75%:75%〜0%:100% に変化させることが可能である。ここで、トルク配分装置30でトルク差を増幅し、一方の車軸の駆動トルクが0となり他方の車軸の最大となるトルクを100%としている。
The distribution of the drive torque can be changed from front: rear = 100%: 0% to 75%: 75% to 0%: 100% when the torque difference amplification factor α is 2. Here, the
尚、図5の実施形態では、第1、第2電動モータ2、3の出力が最大50の場合には、トルクで表すと、前:後=66.7:0〜50:50〜0:66.7に駆動トルクを変化させることができる。この結果、電動モータのモータトルク以上の駆動トルクが配分され、走行性能や走行安定性を向上させることができる。
In the embodiment of FIG. 5, when the output of the first and second
図8は、この発明の第2の実施形態にかかる四輪駆動車用の2モータ車両駆動装置を搭載した電気自動車の説明図であり、四輪駆動車用の2モータ車両駆動装置はスケルトン図で表している。 FIG. 8 is an explanatory diagram of an electric vehicle equipped with a two-motor vehicle drive device for a four-wheel drive vehicle according to a second embodiment of the present invention. The two-motor vehicle drive device for a four-wheel drive vehicle is a skeleton diagram. It is represented by
図8に示す電気自動車AMは、第1の実施形態と同様に、四輪駆動方式であり、シャーシ60と、駆動輪としての左右後輪61L、61Rと、駆動輪としての左右前輪62L、62Rと、この発明に係る四輪駆動車用の2モータ車両駆動装置1、バッテリ91、インバータ92、コントローラ90等を備える。
As in the first embodiment, the electric vehicle AM shown in FIG. 8 is a four-wheel drive system, and includes a
四輪駆動車用の2モータ車両駆動装置1は、車両に搭載された駆動源としての第1電動モータ2及び第2電動モータ3と、左後輪61L、右後輪61Rと、左前輪62L、右前輪62Rと、フロントデファレンシャル70、リアデファレンシャル67、フロントデファレンシャル70とリアデファレンシャル67の間に設けられるトルク配分装置30を備えている。リアデファレンシャル67は、左右の後輪61L、61Rに旋回内外輪の回転速度差を吸収しつつ等しくトルクを分け、フロントデファレンシャル70は、左右の前輪62L、62Rに旋回内外輪の回転速度差を吸収しつつ等しくトルクを分ける。
A two-motor
第1電動モータ2及び第2電動モータ3、トルク配分装置30は、シャーシ60の後部側に搭載され、第1電動モータ2及び第2電動モータ3はトルク配分装置30の左右に配置されている。第1電動モータ2と第2電動モータ3のモータトルクに差がない場合には、第1電動モータ2が後輪61L、61Rにトルクを与え、第2電動モータ3が前輪62L、62Rにトルクを与える。第1電動モータ2が主に後輪駆動用モータとして動作し、第2電動モータ3が主に前輪駆動用モータとして動作する。前述したように、2つの電動モータ2、3で異なるトルク(駆動力)を発生させて入力トルク差を与えると、トルク配分装置30において入力トルク差が増幅され、入力トルク差よりも大きな駆動トルク差が後輪61L、61Rと前輪62L、62Rとの間に与えられる。
The first
この第2の実施形態は、第1電動モータ2及び第2電動モータ3をトルク配分装置30の左右に配置した以外は第1の実施形態と同じ構成なので、ここでは同一部分には同一符号を付しその説明を割愛する。
This second embodiment has the same configuration as that of the first embodiment except that the first
第2の実施形態においては、重量のある電動モータ2、3を、車両に左右対称となるように配置することで、車両の左右の重量バランスが良くなり、走行性能や走行安定性が向上する。
In the second embodiment, by arranging the heavy
図9は、この発明の第3の実施形態にかかる四輪駆動車用の2モータ車両駆動装置を搭載した電気自動車の説明図であり、四輪駆動車用の2モータ車両駆動装置はスケルトン図で表している。 FIG. 9 is an explanatory diagram of an electric vehicle equipped with a two-motor vehicle drive device for a four-wheel drive vehicle according to a third embodiment of the present invention. The two-motor vehicle drive device for a four-wheel drive vehicle is a skeleton diagram. It is represented by
図9に示す電気自動車AMは、第1、第2の実施形態と同様に、四輪駆動方式であり、シャーシ60と、駆動輪としての左右後輪61L、61Rと、駆動輪としての左右前輪62L、62Rと、この発明に係る四輪駆動車用の2モータ車両駆動装置1、バッテリ91、インバータ92、コントローラ90等を備える。
As in the first and second embodiments, the electric vehicle AM shown in FIG. 9 is a four-wheel drive system. The
四輪駆動車用の2モータ車両駆動装置1は、車両に搭載された駆動源としての第1電動モータ2及び第2電動モータ3と、左後輪61L、右後輪61Rと、左前輪62L、右前輪62Rと、フロントデファレンシャル70、リアデファレンシャル67、フロントデファレンシャル70とリアデファレンシャル67の間に設けられるトルク配分装置30を備えている。リアデファレンシャル67は、左右の後輪61L、61Rに旋回内外輪の回転速度差を吸収しつつ等しくトルクを分け、フロントデファレンシャル70は、左右の前輪62L、62Rに旋回内外輪の回転速度差を吸収しつつ等しくトルクを分ける。
A two-motor
第1電動モータ2及び第2電動モータ3、トルク配分装置30は、シャーシ60の後部側に搭載され、第1電動モータ2及び第2電動モータ3はトルク配分装置30の左右に配置されている。第1電動モータ2と第2電動モータ3のモータトルクに差がない場合には、第1電動モータ2が後輪61L、61Rにトルクを与え、第2電動モータ3が前輪62L、62Rにトルクを与える。第1電動モータ2が主に後輪駆動用モータとして動作し、第2電動モータ3が主に前輪駆動用モータとして動作する。上述したように、2つの電動モータ2、3で異なるトルク(駆動力)を発生させて入力トルク差を与えると、トルク配分装置30において入力トルク差が増幅され、入力トルク差よりも大きな駆動トルク差が後輪61L、61Rと前輪62L、62Rとの間に与えられる。
The first
重量のある電動モータ2、3を、車両に左右対称となるように配置することで、車両の左右の重量バランスが良くなり、走行性能や走行安定性が向上する。
By arranging the heavy
この第3の実施形態は、第1電動モータ2及び第2電動モータ3が第2の実施形態より長くなり、後輪のドライブシャフトの上までせり出している。第1電動モータ2及び第2電動モータ3が後輪のドライブシャフトの上までせり出した以外は第2の実施形態と同じ構成なので、ここでは同一部分には同一符号を付しその説明を割愛する。
In the third embodiment, the first
図10は、第3の実施形態において、車両を後ろから見た状態を示す模式図である。図10に示すように、第1、第2電動モータ2、3をトルク配分装置30の真横ではなく、斜め上方に配置している。第1電動モータ2のモータ出力軸2aに取り付けられた入力歯車2bがトルク配分装置30のリング状の内歯歯車R1の外側に設けられた減速ギヤ列12の外歯歯車12bに噛み合っている。第2電動モータ3のモータ出力軸3aに取り付けられた入力歯車3bがトルク配分装置30のリング状の内歯歯車R2の外側に設けられた減速ギヤ列13の外歯歯車13bに噛み合っている。リアデファレンシャル67はトルク配分装置30と同軸上に配置されている。
FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a state in which the vehicle is viewed from behind in the third embodiment. As shown in FIG. 10, the first and second
図11は、この発明の第4の実施形態にかかる四輪駆動車用の2モータ車両駆動装置を搭載した電気自動車の説明図であり、四輪駆動車用の2モータ車両駆動装置はスケルトン図で表している。 FIG. 11 is an explanatory diagram of an electric vehicle equipped with a two-motor vehicle drive device for a four-wheel drive vehicle according to a fourth embodiment of the present invention. The two-motor vehicle drive device for a four-wheel drive vehicle is a skeleton diagram. It is represented by
図11に示す電気自動車AMは、第3の実施形態に搭載した車両を前後反転し、車体前方に第1、第2電動モータ2、3とトルク配分装置30を配置したものである。第4の実施形態も第1〜第3の実施形態と同様に、四輪駆動方式であり、シャーシ60と、駆動輪としての左右後輪61L、61Rと、駆動輪としての左右前輪62L、62Rと、この発明に係る四輪駆動車用の2モータ車両駆動装置1、バッテリ91、インバータ92、コントローラ90等を備える。
An electric vehicle AM shown in FIG. 11 is a vehicle in which the vehicle mounted in the third embodiment is reversed, and the first and second
四輪駆動車用の2モータ車両駆動装置1は、車両に搭載された駆動源としての第1電動モータ2及び第2電動モータ3と、左後輪61L、右後輪61Rと、左前輪62L、右前輪62Rと、フロントデファレンシャル70、リアデファレンシャル67、フロントデファレンシャル70とリアデファレンシャル67の間に設けられるトルク配分装置30を備えている。リアデファレンシャル67は、左右の後輪61L、61Rに旋回内外輪の回転速度差を吸収しつつ等しくトルクを分け、フロントデファレンシャル70は、左右の前輪62L、62Rに旋回内外輪の回転速度差を吸収しつつ等しくトルクを分ける。
A two-motor
第1電動モータ2及び第2電動モータ3、トルク配分装置30は、シャーシ60の前部側に搭載され、第1電動モータ2及び第2電動モータ3はトルク配分装置30の左右に配置されている。トルク配分装置30は前輪車軸(ドライブシャフト)よりも車体後方に位置し、第1、第2電動モータ2、3の過半が前輪車軸よりも車体前方に位置するように搭載している。
The first
トルク配分装置30の第2結合部材32には出力軸15Aが接続され、この出力軸15Aに等速ジョイント68aを介してプロペラシャフト68cに連結されている。プロペラシャフト68cに等速ジョイント68bを介してリアデファレンシャル67が接続される。そして、リアデファレンシャル67の左右の出力部にそれぞれ、等速ジョイント65a、65bと中間シャフト65cからなるドライブシャフトを介して左後輪61Lと右後輪61Rが接続される。出力軸15Aから駆動トルクTA(Rr)がリアデファレンシャル67で左右に分けられ左右の後輪61L、61Rに与えられる。
An
第2結合部材32には出力軸15Bが接続され、この出力軸15Bにフロントデファレンシャル70が接続され、フロントデファレンシャル70の左右の出力部に等速ジョイント73a、73bと中間シャフト73cからなるドライブシャフトを介して左前輪62L、右前輪62Rが接続される。出力軸15Bから駆動トルクTA(Fr)がフロントデファレンシャル70で左右に分けられ左右の前輪62L、62Rに与えられる。
An
トルク配分装置30へトルクを与える第1電動モータ2と第2電動モータ3のモータトルクに差がない場合には、第1電動モータ2が後輪61L、61Rにトルクを与え、第2電動モータ3が前輪62L、62Rにトルクを与える。第1電動モータ2が主に後輪駆動用モータとして動作し、第2電動モータ3が主に前輪駆動用モータとして動作する。前述のように、2つの電動モータ2、3で異なるトルク(駆動力)を発生させて入力トルク差を与えると、トルク配分装置30において入力トルク差が増幅され、入力トルク差よりも大きな駆動トルク差が後輪61L、61Rと前輪62L、62Rとの間に与えられる。
When there is no difference between the motor torques of the first
この第4の実施形態は、第3の実施形態での車両駆動装置1の車両搭載位置を前後反転し、車体前方に第1、第2電動モータ2、3とトルク配分装置30を配置した以外は第3の実施形態と同じ構成なので、ここでは同一部分には同一符号を付しその説明を割愛する。
In the fourth embodiment, the vehicle mounting position of the
上記の第4の実施形態におけるトルク配分装置30は前輪車軸(ドライブシャフト)よりも車体後方に位置し、第1、第2の電動モータ2、3の過半が前輪車軸(ドライブシャフト)よりも車体前方に位置するように搭載している。この電動モータ位置ではモータ重量が操舵輪となる前輪に多く掛かり、操舵時のコーナリングフォース、即ち、車の向きを変えようとする力が大きくなるため、操舵性が良くなる。一方、発進時には車体の慣性により後輪荷重が大きくなり、第3の実施例形態のように車体後部に車両駆動装置1を配置するとその荷重も後輪に掛かるため、後輪が大きなトルクまで空転しにくくなる。
The
図12は、この発明の第5の実施形態にかかる四輪駆動車用の2モータ車両駆動装置を搭載した電気自動車の説明図であり、四輪駆動車用の2モータ車両駆動装置はスケルトン図で表している。 FIG. 12 is an explanatory diagram of an electric vehicle equipped with a two-motor vehicle drive device for a four-wheel drive vehicle according to a fifth embodiment of the present invention. The two-motor vehicle drive device for a four-wheel drive vehicle is a skeleton diagram. It is represented by
図12に示す電気自動車AMは、第1〜第4の実施形態と同様に、四輪駆動方式であり、シャーシ60と、駆動輪としての左右後輪61L、61Rと、駆動輪としての左右前輪62L、62Rと、この発明に係る四輪駆動車用の2モータ車両駆動装置1、バッテリ91、インバータ92、コントローラ90等を備える。
As in the first to fourth embodiments, the electric vehicle AM shown in FIG. 12 is a four-wheel drive system, and includes a
四輪駆動車用の2モータ車両駆動装置1は、車両に搭載された駆動源としての第1電動モータ2及び第2電動モータ3と、左後輪61L、右後輪61Rと、左前輪62L、右前輪62Rと、フロントデファレンシャル70、リアデファレンシャル67、フロントデファレンシャル70とリアデファレンシャル67の間に設けられるトルク配分装置30を備えている。リアデファレンシャル67は、左右の後輪61L、61Rに旋回内外輪の回転速度差を吸収しつつ等しくトルクを分け、フロントデファレンシャル70は、左右の前輪62L、62Rに旋回内外輪の回転速度差を吸収しつつ等しくトルクを分ける。
A two-motor
第1電動モータ2及び第2電動モータ3、トルク配分装置30は、シャーシ60の後部側に搭載され、第1電動モータ2及び第2電動モータ3はトルク配分装置30の前後に配置されている。第1電動モータ2と第2電動モータ3のモータトルクに差がない場合には、第1電動モータ2が後輪61L、61Rにトルクを与え、第2電動モータ3が前輪62L、62Rにトルクを与える。第1電動モータ2が主に後輪駆動用モータとして動作し、第2電動モータ3が主に前輪駆動用モータとして動作する。前述のように、2つの電動モータ2、3で異なるトルク(駆動力)を発生させて入力トルク差を与えると、トルク配分装置30において入力トルク差が増幅され、入力トルク差よりも大きな駆動トルク差が後輪61L、61Rと前輪62L、62Rとの間に与えられる。
The first
この第5の実施形態は、第1電動モータ2、第2電動モータ3のロータを中空軸としている。第1電動モータ2の内部に後輪への出力軸15Aを同軸配置し、第2電動モータ3の内部に前輪への出力軸15Bを同軸配置したものである。この第5の実施形態では、トルク配分装置30と電動モータ2、3を同軸とし、電動モータ2、3とトルク配分装置30を合わせて円柱状とすることができ、電動モータ2、3がトルク配分装置30と異軸でせり出す他の実施形態より搭載性が向上する。尚、第5の実施形態の中空軸モータは、トルク配分装置30に減速ギヤ列を設けず、減速せずに動力を伝達している。他の構成は第1の実施形態と同じ構成なので、ここでは同一部分には同一符号を付しその説明を割愛する。
In the fifth embodiment, the rotors of the first
図13は、この発明の第6の実施形態にかかる四輪駆動車用の2モータ車両駆動装置を搭載した電気自動車の説明図であり、四輪駆動車用の2モータ車両駆動装置はスケルトン図で表している。 FIG. 13 is an explanatory diagram of an electric vehicle equipped with a two-motor vehicle drive device for a four-wheel drive vehicle according to a sixth embodiment of the present invention. The two-motor vehicle drive device for a four-wheel drive vehicle is a skeleton diagram. It is represented by
図13に示す電気自動車AMは、第1〜第5の実施形態と同様に、四輪駆動方式であり、シャーシ60と、駆動輪としての左右後輪61L、61Rと、駆動輪としての左右前輪62L、62Rと、この発明に係る四輪駆動車用の2モータ車両駆動装置1、バッテリ91、インバータ92、コントローラ90等を備える。
As in the first to fifth embodiments, the electric vehicle AM shown in FIG. 13 is a four-wheel drive system, and includes a
四輪駆動車用の2モータ車両駆動装置1は、車両に搭載された駆動源としての第1電動モータ2及び第2電動モータ3と、左後輪61L、右後輪61Rと、左前輪62L、右前輪62Rと、フロントデファレンシャル70、リアデファレンシャル67、フロントデファレンシャル70とリアデファレンシャル67の間に設けられるトルク配分装置30を備えている。リアデファレンシャル67は、左右の後輪61L、61Rに旋回内外輪の回転速度差を吸収しつつ等しくトルクを分け、フロントデファレンシャル70は、左右の前輪62L、62Rに旋回内外輪の回転速度差を吸収しつつ等しくトルクを分ける。
A two-motor
第1電動モータ2のモータ出力軸2a、第2電動モータ3のモータ出力軸3aは、それぞれ減速ギヤ列12、13を介して後述するトルク配分装置30の遊星キャリヤC1、C2と各結合部材31、32に接続される。
The
減速ギヤ列12、13は同じ歯数比で構成される。この第6の実施形態においては、減速ギヤ列12、13は、1段の減速機構で構成されている。
The
第1電動モータ2及び第2電動モータ3、トルク配分装置30は、シャーシ60の後部側に搭載され、第1電動モータ2及び第2電動モータ3はトルク配分装置30の左右に配置されている。この第6の実施形態では、第1電動モータ2と第2電動モータ3のモータトルクに差がない場合には、第1電動モータ2が後輪61L、61Rにトルクを与え、第2電動モータ3が前輪62L、62Rにトルクを与える。第1電動モータ2が主に後輪駆動用電動モータとして動作し、第2電動モータ3が主に前輪駆動用モータとして動作する。後述するように、2つの電動モータ2、3で異なるトルク(駆動力)を発生させて入力トルク差を与えると、トルク配分装置30において入力トルク差が増幅され、入力トルク差よりも大きな駆動トルク差が後輪61L、61Rと前輪62L、62Rとの間に与えられる。
The first
トルク配分装置30の後輪側へトルクを出力する出力軸15Aは傘歯車66aに連結されている。この傘歯車66aはリアデファレンシャル67の外側に設けられた傘歯車からなるリングギヤ66bと噛み合い、出力軸15Aからの出力が傘歯車66aとリングギヤ66bとにより90度変換されてリアデファレンシャル67に与えられる。リアデファレンシャル67が出力軸15Aからのトルクを旋回内外輪の回転速度差を吸収しつつ左右に等しく分け、その出力が等速ジョイント65a、65bと中間シャフト65cからなるドライブシャフトを介して左右の後輪61L、61Rに伝達される。
The
トルク配分装置30の前輪側へトルクを出力する出力軸15Bは等速ジョイント68aを介してプロペラシャフト68cに連結されている。このプロペラシャフト68cに等速ジョイント68bを介して傘歯車69aが連結され、この傘歯車69aはフロントデファレンシャル70の外側に設けられた傘歯車からなるリングギヤ69bと噛み合い、出力軸15Bからの出力がプロペラシャフト68cから傘歯車69aとリングギヤ69bとにより90度変換されてフロントデファレンシャル70に与えられる。フロントデファレンシャル70が出力軸15Bからのトルクを旋回内外輪の回転速度差を吸収しつつ左右に等しく分け、その出力が等速ジョイント73a、73bと中間シャフト73cからなるドライブシャフトを介して左右の前輪62L、62Rに伝達される。
The
出力軸15A、15Bとリアデファレンシャル67とフロントデファレンシャル70との間には、距離に応じてそれぞれの変位による出力軸15A、15Bの傾きを吸収しつつトルクを伝達するプロペラシャフトが設けられる。図13に示す実施形態では、出力軸15Bとフロントデファレンシャル70の間にプロペラシャフト68cが設けられている。
Between the
減速ギヤ列12は、第1電動モータ2とトルク配分装置30との間に設けられ、第1電動モータ2の回転速度を減速してトルク配分装置30へと伝達する。減速ギヤ列13は、第2電動モータ3とトルク配分装置30との間に設けられ、第2電動モータ3の回転速度を減速してトルク配分装置30へと伝達する。また、第1電動モータ2及び第2電動モータ3が発生するモータトルクT(M1)、T(M2)は、トルク配分装置30でトルク差増幅され駆動トルクTA(Rr)、TA(Fr)となり、トルク配分装置30の出力軸15A、15Bからリアデファレンシャル67、フロントデファレンシャル70を介して左右の後輪61L、61R、左右の前輪62L、62Rに伝達される。
The
トルク配分装置30は、太陽歯車S、遊星キャリヤC及び内歯歯車Rからなる3要素2自由度の同一の遊星歯車機構30A、30Bが同軸上に2つ組み合わされて構成されている。この第6の実施形態の遊星歯車機構30A、30Bには、二連の遊星歯車を有するダブルピニオン遊星歯車機構が採用されている。ダブルピニオン遊星歯車機構は、同軸上に設けられた太陽歯車S及び内歯歯車Rと、これら太陽歯車Sと内歯歯車Rとの間にあって同軸上に設けられた遊星キャリヤCと、この遊星キャリヤCに回転可能に支持され互いに噛み合う複数の二連の遊星歯車Pから構成されている。二連の遊星歯車Pの一方は太陽歯車Sと噛み合い、他方は内歯歯車Rと噛み合っている。
The
このトルク配分装置30は、太陽歯車S1、内歯歯車R1、複数の二連の遊星歯車P1及び遊星キャリヤC1を有する第1遊星歯車機構30Aと、同じく太陽歯車S2、内歯歯車R2、複数の二連の遊星歯車P2及び遊星キャリヤC2を有する第2遊星歯車機構30Bとが同軸上に組み合わされて構成されている(図13)。
The
そして、第1遊星歯車機構30Aの遊星キャリヤC1と第2遊星歯車機構30Bの太陽歯車S2とが結合されて第1結合部材31を形成し、第1遊星歯車機構30Aの太陽歯車S1と第2遊星歯車機構30Bの遊星キャリヤC2とが結合されて第2結合部材32を形成している。第1結合部材31には、第1電動モータ2で発生されたトルクT(M1)が減速ギヤ列12を介して入力され、第2結合部材32には、第2電動モータ3で発生されたトルクT(M2)が減速ギヤ列13を介して入力される。また、第1遊星歯車機構30Aの内歯歯車R1に接続される出力軸15Aはリアデファレンシャル67を介して左右の後輪61L、61Rに接続され、第2遊星歯車機構30Bの内歯歯車R2に接続される出力軸15Bはフロントデファレンシャル70を介して左右の前輪62L、62Rに接続される。
Then, the planet carrier C1 of the first
2つの遊星歯車機構30A、30Bは、第1電動モータ2、第2電動モータ3のトルク差を増幅するが、両モータにトルク差が無い場合には、トルク差増幅機構の遊星歯車機構30A、30Bは全体が一体で回転することになり、内部の内歯歯車Rと遊星歯車Pとの間、遊星歯車Pと太陽歯車Sとの間では回転は生じない。即ち、第1電動モータ2の出力が減速ギヤ列12で減速され、出力軸15Aからの出力をリアデファレンシャル67で左右に等しく分け、その出力が左右の後輪61L、61Rに伝達される。そして、第2電動モータ3の出力が減速ギヤ列13で減速され、出力軸15Bからフロントデファレンシャル70で出力を左右に等しく分け、その出力が左右の前輪62L、62Rに伝達される。
The two
ここで、トルク配分装置30によって伝達される駆動トルクについて、図14に示す速度線図を用いて説明する。トルク配分装置30は、2つの同一のダブルピニオン遊星歯車機構30A、30Bを組み合わせて構成されるため、図14に示すように二本の速度線図によって表すことができる。ここでは、分かりやすいように、二本の速度線図を上下にずらし、上側に第1遊星歯車機構30Aの速度線図を示し、下側に第2遊星歯車機構30Bの速度線図を示す。ここで本来は、各電動モータ2、3から出力されたモータトルクT(M1)及びT(M2)は各減速ギヤ列12、13を介し各結合部材31、32に入力されるため減速比が掛かるが、以降、理解を容易にするため、速度線図及び各計算式の説明においては減速比を省略し、各結合部材31、32に入力されるトルクをT(M1)及びT(M2)のままとする。
Here, the drive torque transmitted by the
このダブルピニオン遊星歯車機構では、遊星キャリヤCを固定した場合に太陽歯車Sと内歯歯車Rとが同一方向に回転するため、速度線図に表すと内歯歯車R及び太陽歯車Sが遊星キャリヤCに対して同じ側に配置される。換言すると、遊星キャリヤCは内歯歯車Rを挟んで太陽歯車Sの反対側に配置され、内歯歯車Rを固定した場合は太陽歯車Sと遊星キャリヤCとが逆方向に回転する。 In this double pinion planetary gear mechanism, when the planetary carrier C is fixed, the sun gear S and the internal gear R rotate in the same direction. Therefore, the internal gear R and the sun gear S are connected to the planetary carrier in a speed diagram. Arranged on the same side of C. In other words, the planet carrier C is disposed on the opposite side of the sun gear S with the internal gear R interposed therebetween, and when the internal gear R is fixed, the sun gear S and the planet carrier C rotate in the opposite directions.
また、第1遊星歯車機構30Aの速度線図と第2遊星歯車機構30Bの速度線図とは、太陽歯車Sと遊星キャリヤCとが左右反対に配置される。すなわち、図14において、第1遊星歯車機構30Aの太陽歯車S1の下に第2遊星歯車機構30Bの遊星キャリヤC2が配置され、第1遊星歯車機構30Aの遊星キャリヤC1の下に第2遊星歯車機構30Bの太陽歯車S2が配置される。
In addition, the sun gear S and the planet carrier C are arranged on the left and right sides of the velocity diagram of the first
このトルク配分装置30は、図14に示す二本の速度線図の両端に位置する要素同士が、図中破線で示すようにそれぞれ結合されて第1結合部材31及び第2結合部材32が形成される。そして、第1結合部材31に第1電動モータ2から出力されたトルクT(M1)が減速ギヤ列12を介して与えられる。この第1結合部材31に接続された太陽歯車S2には、第1電動モータ2から出力されたトルクT(M1)の一部が減速ギヤ列12を介して与えられることになる。そして、第1電動モータ2から出力されたトルクT(M1)の残部は減速ギヤ列12を介して遊星キャリヤC1に与えられる。
In the
第2結合部材32に第2電動モータ3から出力されたトルクT(M2)が減速ギヤ列13を介して入力される。この第2結合部材32に接続された太陽歯車S1には、第2電動モータ3から出力されたトルクT(M2)の一部が減速ギヤ列13を介して与えられることになる。そして、第2電動モータ3から出力されたトルクT(M2)の残部は減速ギヤ列13を介して遊星キャリヤC2に与えられる。
Torque T (M2) output from the second
一方、速度線図上で中間に位置する内歯歯車R1、R2から左右の後輪61L、61R、左右の前輪62L、62Rに伝達される駆動トルクTA(Rr)、TA(Fr)が出力される。
On the other hand, driving torques TA (Rr) and TA (Fr) transmitted from the internal gears R1 and R2 positioned in the middle of the speed diagram to the left and right
このように構成されたトルク配分装置30によって、第1電動モータ2及び第2電動モータ3で発生させる各駆動トルクT(M1)、T(M2)にトルク差(入力トルク差)ΔTIN(=T(M1)−T(M2))を与えることで、左右の後輪61L、61Rと左右の前輪62L、62Rとに伝達される駆動トルクTA(Rr)、TA(Fr)の間に、駆動トルク差ΔTAOUT(=TA(Rr)−TA(Fr))を発生させることができる。すなわち、このトルク配分装置30によれば、以下の式(6)の関係が得られる。なお、係数αはトルク差増幅率である。
By the
(TA(Rr)−TA(Fr))=α×(T(M1)−T(M2)) …(6) (TA (Rr) −TA (Fr)) = α × (T (M1) −T (M2)) (6)
この第6の実施形態に係るトルク配分装置30のトルク差増幅率αについて説明する。ここでは、2つのダブルピニオン遊星歯車機構30A、30Bは、同一の歯数の歯車要素を使用しているため、速度線図においては、内歯歯車R1と遊星キャリヤC1との距離及び内歯歯車R2と遊星キャリヤC2との距離は等しく、これをaとする。また、太陽歯車S1と内歯歯車R1との距離及び太陽歯車S2と内歯歯車R2との距離も等しく、これをbとする。
The torque difference amplification factor α of the
左右両端の第1結合部材31、第2結合部材32に、それぞれ第1電動モータ2、第2電動モータ3のトルクT(M1)、T(M2)を入力し、内歯歯車R1、R2から駆動トルクTA(Rr)、TA(Fr)を取り出す。
Torques T (M1) and T (M2) of the first
トルクの入力と出力の関係から、以下の式(7)が得られる。
TA(Rr)+TA(Fr)=T(M1)+T(M2) …(7)
From the relationship between torque input and output, the following equation (7) is obtained.
TA (Rr) + TA (Fr) = T (M1) + T (M2) (7)
また、図中の左端(C1、S2部)を基準としたモーメントの式は以下の式(8)となる。なお、図14において、矢印方向がモーメントMの正方向を示している。 Also, the equation of moment with reference to the left end (C1, S2 portion) in the figure is the following equation (8). In FIG. 14, the arrow direction indicates the positive direction of the moment M.
0=a・TA(Rr)+b・TA(Fr)−(a+b)・T(M1) …(8) 0 = a.TA (Rr) + b.TA (Fr)-(a + b) .T (M1) (8)
これら式(7)、(8)からTA(Rr)、TA(Fr)についてまとめると、以下の(9)、(10)式となる。 From these formulas (7) and (8), TA (Rr) and TA (Fr) can be summarized as the following formulas (9) and (10).
TA(Rr)=((a/(b−a))+1)・T(M2)−(a/(b−a))・T(M1) …(9)
TA(Fr)=((a/(b−a))+1)・TM1−(a/(b−a))・T(M2) …(10)
TA (Rr) = ((a / (b−a)) + 1) · T (M2) − (a / (b−a)) · T (M1) (9)
TA (Fr) = ((a / (ba)) + 1) .TM1- (a / (ba)). T (M2) (10)
これら(9)、(10)式から駆動トルク差(TA(Rr)−TA(Fr))は以下の(11)式となる。 From these equations (9) and (10), the drive torque difference (TA (Rr) −TA (Fr)) is expressed by the following equation (11).
(TA(Rr)−TA(Fr))=((a+b)/(a−b))・(T(M1)−T(M2)) …(11) (TA (Rr) -TA (Fr)) = ((a + b) / (ab)). (T (M1) -T (M2)) (11)
ダブルピニオン遊星歯車機構の場合、図14に示す速度線図においては、遊星キャリヤCから内歯歯車Rまでの長さaと遊星キャリヤCから太陽歯車Sまでの長さa+bの比は、内歯歯車Rの歯数Zrの逆数(1/Zr)と太陽歯車Sの歯数Zsの逆数(1/Zs)との比と等しいため、上記の式は(12)式のように書き換えられる。 In the case of a double pinion planetary gear mechanism, in the velocity diagram shown in FIG. 14, the ratio of the length a from the planet carrier C to the internal gear R and the length a + b from the planet carrier C to the sun gear S is Since it is equal to the ratio of the reciprocal number (1 / Zr) of the number of teeth Zr of the gear R and the reciprocal number (1 / Zs) of the number of teeth Zs of the sun gear S, the above equation can be rewritten as equation (12).
(TA(Rr)−TA(Fr))=(Zr/(2Zs−Zr))・(T(M1)−T(M2)) …(12) (TA (Rr) -TA (Fr)) = (Zr / (2Zs-Zr)). (T (M1) -T (M2)) (12)
上記よりトルク差増幅率αは、Zr/(2Zs−Zr)となる。 From the above, the torque difference amplification factor α is Zr / (2Zs−Zr).
上記したように、この第6の実施形態では、第1、第2電動モータ2、3からの入力は、太陽歯車S2と遊星キャリヤC1の和、太陽歯車S1と遊星キャリヤC2の和となり、駆動輪への出力は後輪へは内歯歯車R1、前輪へは内歯歯車R2となる。
As described above, in the sixth embodiment, the input from the first and second
2つの電動モータ2、3で異なるモータトルクT(M1)、T(M2)を発生させて入力トルク差ΔTIN(=T(M1)−T(M2))を与えると、トルク配分装置30において入力トルク差ΔTINが増幅され、入力トルク差ΔTINよりも大きな駆動トルク差α・ΔTINを得ることができる。すなわち、トルク配分装置30において所定のトルク差増幅率αで入力トルク差ΔTINを増幅することができ、前後の駆動輪に伝達される駆動トルクTA(Rr)、TA(Fr)に、入力トルク差ΔTINよりも大きな駆動トルク差ΔTAOUT(=α・(T(M1)−T(M2)=TA(Rr)−TA(Fr))を与えることができる。
When different motor torques T (M1) and T (M2) are generated between the two
図15は、第2の実施形態の変形例を示すスケルトン図であり、この図15においては、第1電動モータ2のモータ出力軸2aに設けられた入力歯車2bと外歯歯車12bとからなる減速ギヤ列12にアイドラギヤ81を設けたものである。即ち、入力歯車2bと外歯歯車12bとの間にアイドラギヤ81を設けている。第1電動モータ2からのトルクは入力歯車2b、アイドラギヤ81、外歯歯車12bを介してトルク配分装置30に与えられる。
FIG. 15 is a skeleton diagram showing a modification of the second embodiment. In FIG. 15, the
同様に、第2電動モータ3のモータ出力軸3aに設けられた入力歯車3bと外歯歯車13bとからなる減速ギヤ列13にアイドラギヤ82を設けている。即ち、入力歯車3bと外歯歯車13bとの間にアイドラギヤ82を設けている。第2電動モータ3からのトルクは入力歯車3b、アイドラギヤ82、外歯歯車13bを介してトルク配分装置30に与えられる。アイドラギヤ81、82を設けた以外は第2の実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付し、説明を割愛する。
Similarly, an
図16は、図15に示す四輪駆動車用の2モータ車両駆動装置1の構成を示す横断面図である。2モータ式の車両駆動装置1における第1電動モータ2、第2電動モータ3は、同一の出力特性の電動モータが用いられ、図16に示すように、モータハウジング4Rr、4Fr内に収容されている。
FIG. 16 is a cross-sectional view showing the configuration of the two-motor
モータハウジング4Rr、4Frは、円筒形のモータハウジング本体4aRr、4aFrと、このモータハウジング本体4aRr、4aFrの外側面を閉塞する外側壁4bRr、4bFrと、モータハウジング本体4aRr、4aFrの内側面に歯車ハウジング9と隔てる内側壁4cRr、4cFrとからなる。モータハウジング本体4aRr、4aFrの内側壁4cRr、4cFrには、モータ軸5aを引き出す開口部が設けられている。
The motor housing 4Rr, 4Fr includes a cylindrical motor housing body 4aRr, 4aFr, an outer wall 4bRr, 4bFr that closes an outer surface of the motor housing body 4aRr, 4aFr, and a gear housing on the inner surface of the motor housing body 4aRr, 4aFr. 9 and the inner side wall 4cRr, 4cFr separated from 9. The inner walls 4cRr and 4cFr of the motor housing main bodies 4aRr and 4aFr are provided with openings for pulling out the
第1電動モータ2、第2電動モータ3は、図16に示すように、モータハウジング本体4aRr、4aFrの内周面にステータ6を設け、このステータ6の内周に間隔をおいてロータ5を設けたラジアルギャップタイプのものを使用している。尚、電動モータ2、3は、アキシアルギャップタイプのものを使用してもよい。
As shown in FIG. 16, the first
ロータ5は、モータ軸5aを中心部に有し、そのモータ軸5aはモータハウジング本体4aRr、4aFrの内側壁4cRr、4cFrの開口部からそれぞれトルク配分装置30側に引き出されている。モータハウジング本体4aRr、4aFrの内側壁4cRr、4cFrの開口部とモータ軸5aとの間にはシール部材7が設けられている。
The
モータ軸5aは、モータハウジング本体4aRr、4aFrの内側壁4cRr、4cFrと外側壁4bRr、4bFrとに転がり軸受8a、8bによって回転自在に支持されている。
The
車両の前後方向に並ぶ2基の遊星歯車機構30A、30Bを収容する歯車ハウジング9は、トルク配分装置30の第1、第2結合部材31、32の軸方向と直交する方向に3ピースに分割され、図16に示すように、中央ハウジング9aとこの中央ハウジング9aのモータハウジング側に固定される後側ハウジング9bRr、中央ハウジング9aの前側に固定される前側ハウジング9bFrの3ピース構造になっている。後側ハウジング9bRr、前側ハウジング9bFrは、中央ハウジング9aの両側の開口部に複数のボルト(図示省略)によって固定されている。
The gear housing 9 that accommodates two
歯車ハウジング9の後側ハウジング9bRrの車両後側の面と電動モータ2、3のモータハウジング本体4aRr、4aFrの内側壁4cRr、4cFrとを、複数のボルト10によって固定することにより、歯車ハウジング9の後側ハウジング9bRrに中央に位置する出力軸15Aを挟んで左右に2基の電動モータ2、3が固定配置される。
The vehicle housing side surface of the rear housing 9bRr of the gear housing 9 and the inner side walls 4cRr, 4cFr of the motor housing bodies 4aRr, 4aFr of the
中央ハウジング9aには、図16に示すように、中央に仕切り壁11が設けられている。歯車ハウジング9は、この仕切り壁11によって前後に2分割され、2基の遊星歯車機構30A、30Bを収容する独立した収容室が前後に設けられている。
As shown in FIG. 16, the
遊星歯車機構30A、30Bは、図16に示すように、車両の前後方向に並んで配置され、車両の後側に遊星歯車機構30Aが、前側に遊星歯車機構30Bが設けられる。
As shown in FIG. 16, the
そして、第1電動モータ2のモータ軸5aから動力が伝達され入力歯車2bを有するモータ出力軸2aと、この入力歯車2bと噛み合うアイドラギヤ81を有するアイドラ軸81aと、アイドラギヤ81と噛み合う外歯歯車12bからなる減速ギヤ列12を有し、外歯歯車12bから遊星歯車機構30Aに第1電動モータ2から出力されたトルクが入力される。
Then, the
第2電動モータ3のモータ軸5aから動力が伝達され入力歯車3bを有するモータ出力軸3aと、この入力歯車3bと噛み合うアイドラギヤ82を有するアイドラ軸82aと、アイドラギヤ82と噛み合う外歯歯車13bからなる減速ギヤ列13を有し、外歯歯車13bから遊星歯車機構30Bに第2電動モータ3から出力されたトルクが入力される。
Power is transmitted from the
第1電動モータ2のモータ軸5aとスプライン嵌合するモータ出力軸2aの両端は、中央ハウジング9aに形成した軸受嵌合穴16aと後側ハウジング9bRrに形成した軸受嵌合穴16bとに転がり軸受17a、17bを介して回転自在に支持されている。軸受嵌合穴16a、16bは、転がり軸受17a、17bの外輪が当接する壁部のある段付き形状になっている。
Both ends of the
第2電動モータ3のモータ軸5aに取り付けられたモータ出力軸3aは、前側ハウジング9bFrに形成した軸受嵌合穴16cと中央ハウジング9aに形成した軸受嵌合穴16dとに転がり軸受17a、17bを介して回転自在に支持されている。軸受嵌合穴16c、16dは、転がり軸受17a、17bの外輪が当接する壁部のある段付き形状になっている。
The
モータ出力軸2aのモータ側の端部は、後側ハウジング9bRrに設けた開口部から外側に引き出されており、開口部とモータ出力軸2aの外側端部との間にはオイルシール18を設け、歯車ハウジング9に封入された潤滑油の漏洩を防止している。
The motor-side end of the
モータ出力軸3aのモータ側の端部は、中央ハウジング9aに設けた開口部から後部側に引き出されており、開口部とモータ出力軸3aの端部との間にはオイルシール18を設け、歯車ハウジング9に封入された潤滑油の漏洩を防止している。
The motor-side end of the
モータ出力軸2a、3aは中空構造であり、この中空のモータ出力軸2a、3aに、モータ軸5aの端部が挿入されている。モータ出力軸2a、3aとモータ軸5aとは、スプライン(セレーションも含む以下同じ)結合されている。
The
アイドラ軸81aの両端は、中央ハウジング9aに形成した軸受嵌合穴83aと後側ハウジング9bRrに形成した軸受嵌合穴83bとに転がり軸受84a、84bを介して支持されている。そして、軸受嵌合穴83a、83bは転がり軸受84a、84bの外輪が当接する壁部のある段付き形状になっている。
Both ends of the
アイドラ軸82aの両端は、中央ハウジング9aに形成した軸受嵌合穴85aと前側ハウジング9bFrに形成した軸受嵌合穴85bとに転がり軸受86a、86bを介して支持されている。そして、軸受嵌合穴85a、85bは転がり軸受86a、86bの外輪が当接する壁部のある段付き形状になっている。
Both ends of the
アイドラギヤ81と噛み合う外歯歯車12b、アイドラギヤ82と噛み合う外歯歯車13bに、2つの電動モータ2、3から与えられる駆動トルクを後ろと前の出力軸15A、15Bにトルク差を増幅して分配するトルク配分装置30が組み込まれている。
The drive torque applied from the two
トルク配分装置30は、同軸に配された後ろと前の出力軸15A、15Bと同軸上に2つ組み合わせた3要素2自由度の遊星歯車機構30A、30Bからなる。
The
トルク配分装置30を構成する遊星歯車機構30A、30Bは、図17の拡大図に示すように、アイドラギヤ81、82と噛み合う大径の外歯歯車12b、13bにそれぞれ組み込まれた内歯車R1、R2と、内歯車R1、R2と同軸上に設けられた太陽歯車S1、S2と、内歯車R1、R2と太陽歯車S1、S2噛み合う公転歯車としての遊星歯車P1、P2と、遊星歯車P1、P2に連結され、内歯車R1、R2と同軸上に設けられた遊星キャリヤC1、C2と、一方の遊星キャリヤC1(図17では図の左側)と他方の太陽歯車S2(図17では図の右側)とを結合する第1結合部材31と、一方の太陽歯車S1(図17では図の左側)と他方の遊星キャリヤC2(図17では図の右側)とを結合する第2結合部材32と、を有し、第1結合部材31と遊星キャリヤC1に出力軸15Aを連結し、遊星キャリヤC2に出力軸15Bを連結した構成である。
As shown in the enlarged view of FIG. 17, the
図17に示す実施形態では、内歯車R1、R2に連結された外歯歯車12b、13bは、内歯車R1、R2と一体に形成しているが、別体に形成してもよい。
In the embodiment shown in FIG. 17, the internal gear R 1, R 2 to linked
遊星キャリヤC1は、図17に示すように、遊星歯車P1を支持するキャリヤピン33と、キャリヤピン33の前後端部に連結された出力側のキャリヤフランジ34aと、内側のキャリヤフランジ34bを有する。出力側のキャリヤフランジ34aは、出力軸側に延びる中空軸部35を備えており、中空軸部35の出力側の端部に出力軸15Aがスプライン嵌合により取り付けられる。
As shown in FIG. 17, the planet carrier C 1 includes a
遊星キャリヤC2は、図17に示すように、遊星歯車P2を支持するキャリヤピン33と、キャリヤピン33の前後端部に連結された出力側のキャリヤフランジ34aと、内側のキャリヤフランジ34bを有する。出力側のキャリヤフランジ34aは、出力軸側に延びる中実軸部36を備えており、この中実軸部36の先端が出力軸15Bとなる。
As shown in FIG. 17, the planetary carrier C 2 includes a
出力軸15A側のキャリヤフランジ34aの中空軸部35の出力側の端部が、歯車ハウジング9の後側ハウジング9bRrに形成した軸受嵌合穴19bに転がり軸受20bを介して支持されている。出力軸15B側のキャリヤフランジ34aの中実軸部36の出力側の端部が、歯車ハウジング9の前側ハウジング9bFrに形成した軸受嵌合穴19bに転がり軸受20bを介して支持されている。
The output side end of the
遊星歯車P1、P2は、針状ころ軸受37を介してキャリヤピン33によって支持されている。
The planetary gears P 1 and P 2 are supported by
また、前記各キャリヤフランジ34a、34bの対向面と遊星歯車P1、P2の間にスラスト板38を挿入し、遊星歯車P1、P2の回転の円滑化を図っている。
Further, a
前記各キャリヤフランジ34a、34bの外周面と内歯車R1、R1との間には、転がり軸受39a、39bを配置している。
また、遊星キャリヤC1の内側のキャリヤフランジ34bは、中央ハウジング9aに設けた軸受嵌合穴19aに嵌め込まれた転がり軸受20aを介して支持されている。内側のキャリヤフランジ34bの中空軸部35を支持する転がり軸受20aとの間には、カラー40を配置している。
The
第2結合部材32の外周面は中央ハウジング9aに設けた軸受嵌合穴19aに嵌め込まれた転がり軸受20aを介して支持されている。内側のキャリヤフランジ34bと第2結合部材32を支持する転がり軸受20aとの間には、カラー40を配置している。
The outer peripheral surface of the
車両駆動装置1のトルク配分装置30を構成する2つの遊星歯車機構30A、30Bを連結している第1結合部材31および第2結合部材32は、歯車ハウジング9の中央ハウジング9aを左右に仕切る仕切り壁11を貫通して組み込まれている。
The
この第1結合部材31と第2結合部材32は、同軸上に配置されると共に、一方の結合部材(図16及び図17の実施形態では第2結合部材32)が中空軸、他方の結合部材(図16及び図17の実施形態では第1結合部材31)が中空軸に挿通される軸からなる二重構造になっている。
The
図16及び図17に示す実施形態では、中実軸で構成される第1結合部材31の後側の遊星歯車機構30Aの端部と、遊星キャリヤC1の後側のキャリヤフランジ34aの中空軸部35とにスプライン41を設け、第1結合部材31を遊星キャリヤC1に対しスプライン嵌合により連結している。
In the embodiment shown in FIGS. 16 and 17, in the end on the side of the
また、図16及び図17に示す実施形態では、中空軸で構成される第2結合部材32の遊星歯車機構30A側の端部と、遊星キャリヤC2の内側キャリヤフランジ34bとが一体に形成されている。第2結合部材32と内側キャリヤフランジ34bとを別体とし、お互いにスプラインを設け、スプライン嵌合により連結してもよい。
Further, in the embodiment shown in FIGS. 16 and 17, the end portion of the
第2結合部材32の遊星キャリヤC1側の端部には、その外周面に、遊星歯車機構30Aの遊星歯車P1と噛み合う外歯車が形成され、この外歯車が遊星歯車機構30Aの太陽歯車S1を構成している。
At the end of the planet carrier C 1 side of the
中空軸で構成される第2結合部材32に挿通される第1結合部材31は、前側の遊星歯車機構30B側の端部に大径部43を有し、この大径部43の外周面に、前側の遊星歯車機構30Bの遊星歯車P2と噛み合う外歯車が形成され、この外歯車が前側の遊星歯車機構30Bの太陽歯車S2を構成している。
The
内径側の結合部材(第1結合部材31)の外周面と、外径側の結合部材(第2結合部材32)の内周面との間には、カラー44と、カラー44の両端に針状ころ軸受45、46を介在させている。
Between the outer peripheral surface of the inner diameter side coupling member (first coupling member 31) and the inner peripheral surface of the outer diameter side coupling member (second coupling member 32), there are needles 44 at both ends of the collar 44. The
2つの遊星歯車機構30A、30Bを連結する二重構造の軸の内径側の結合部材(図16及び図17の実施形態では第1結合部材31)は、内径側の結合部材と遊星キャリヤ(図16及び図17の実施形態ではC1)とのスプライン嵌合と反対側の軸端を、他方の遊星キャリヤ(図16及び図17の実施形態ではC2)に対して深溝玉軸受49によって支持している。
The coupling member (the
歯車ハウジング9の開口部から出力軸15Aが外側に引き出され、この出力軸15Aにリアデファレンシャル67の傘歯車リングギヤ66bに噛み合う傘歯車66aの歯車軸66cが取り付けられる。この歯車軸66cは一対の転がり軸受66dによって支持している。出力軸15Bの端部は、前側ハウジング9bFrに形成した開口部から歯車ハウジング9の外側に引き出され、引き出された出力軸15Bの端部にプロペラシャフト取付フランジ68dがスプライン結合され、この取付フランジに68dにプロペラシャフト用等速ジョイント68aの外側継手部がボルト68eにより取り付けられている。
The
出力軸15A、15Bの端部と後側ハウジング9bRr、前側ハウジング9bFrに形成した開口部との間には、オイルシール55を設け、歯車ハウジング9に封入された潤滑油の漏洩および外部からの泥水などの侵入を防止している。
An
図18は、第2の実施形態の第2の変形例を示すスケルトン図であり、この図18においては、図15の変形例における出力軸15Aが傘歯車66aに接続されているのに対して、出力軸15Aと傘歯車66aの間にプロペラシャフト68cを設けたものである。この図18に示す第2の変形例では、出力軸15Aに等速ジョイント68aを取りつけ、傘歯車66aに等速ジョイント68bを取りつけ、等速ジョイント68a、68b間にプロペラシャフト68cを設けたものである。出力軸15Aからのトルクが等速ジョイント68a、68b、プロペラシャフト68cを介して傘歯車66aに伝達され、リアデファレンシャル67で左右に分けられ、等速ジョイント65a、65bと中間シャフト65cからなるドライブシャフトを介して左右の後輪にトルクが伝達される。
FIG. 18 is a skeleton diagram showing a second modification of the second embodiment. In FIG. 18, the
その他の構成は、図15の変形例と同じであるので、同一部分には同一符号を付し、説明を割愛する。 Other configurations are the same as those of the modified example of FIG.
図19は、図18に示す四輪駆動車用の2モータ車両駆動装置1の構成を示す横断面図である。図18に示した変形例と異なるところは、上記した出力軸15A部分であるので,異なる部分について説明し、同一部分には同一符号を付し、説明を割愛する。
FIG. 19 is a cross-sectional view showing the configuration of the two-motor
歯車ハウジング9の開口部から出力軸15Aが外側に引き出され、引き出された出力軸15Aの端部にプロペラシャフト取付フランジ68dがスプライン結合され、この取付フランジに68dにプロペラシャフト用の等速ジョイント68aの外側継手部がボルト68eにより取り付けられている。
The
この発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲において、さらに種々の形態で実施し得ることは勿論のことであり、この発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、及び範囲内の全ての変更を含む。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can of course be implemented in various forms without departing from the gist of the present invention. The scope of the present invention is claimed. And the equivalent meanings recited in the claims, and all modifications within the scope are included.
1 :2モータ車両駆動装置
2 :第1電動モータ
3 :第2電動モータ
2a、3a :モータ出力軸
2b、3b :入力歯車
4Fr、4Rr :モータハウジング
4aFr、4aRr :モータハウジング本体
4bFr、4bRr :外側壁
4cFr、4cRr :内側壁
5 :ロータ
5a :モータ軸
6 :ステータ
7 :シール部材
8a、8b :転がり軸受
9 :歯車ハウジング
9a :中央ハウジング
9bFr :前側ハウジング
9bRr :後側ハウジング
10、68e :ボルト
11 :仕切り壁
12 :減速ギヤ列
13 :減速ギヤ列
12a、13a :外歯歯車
15A、15B :出力軸
16a、16b、16c、16d、19a、19b、83a、83b、85a、85b :軸受嵌合穴
17a、17b、20a、20b、39a、39b、66d、84a、84b、86a、86b :転がり軸受
18 :オイルシール
30 :トルク配分装置
30A :第1遊星歯車機構
30B :第2遊星歯車機構
31 :第1結合部材
32 :第2結合部材
33 :キャリヤピン
34a、34b :キャリヤフランジ
35 :中空軸部
36 :中実軸部
37、45、46 :針状ころ軸受
38 :スラスト板
40、44 :カラー
41 :スプライン
43 :大径部
49 :深溝玉軸受
55 :オイルシール
60 :シャーシ
61L :左後輪
61R :右後輪
62L :左前輪
62R :右前輪
65a、65b、68a、68b、73a、73b :等速ジョイント
65c、73c :中間シャフト
66a :傘歯車
66b :リングギヤ
66c :歯車軸
67 :リアデファレンシャル
68c :プロペラシャフト
68d :プロペラシャフト取付フランジ
69a :傘歯車
69b :リングギヤ
70 :フロントデファレンシャル
81、82 :アイドラギヤ
81a、82a :アイドラ軸
90 :コントローラ
91 :バッテリ
92 :インバータ
AM :電気自動車
C、C1、C2 :遊星キャリヤ
P、P1、P2 :遊星歯車
R、R1、R2 :内歯歯車
S、S1、S2 :太陽歯車
T(M1)、T(M2) :モータトルク
TA(Fr)、TA(Rr) :駆動トルク
Zr、Zs :歯数
a、b :距離
α :トルク差増幅率
ΔTIN :入力トルク差
ΔTAOUT :駆動トルク差
1: 2-motor vehicle drive device 2: first electric motor 3: second electric motor 2a, 3a: motor output shaft 2b, 3b: input gear 4Fr, 4Rr: motor housing 4aFr, 4aRr: motor housing body 4bFr, 4bRr: outside Wall 4cFr, 4cRr: Inner wall 5: Rotor 5a: Motor shaft 6: Stator 7: Seal members 8a, 8b: Rolling bearing 9: Gear housing 9a: Central housing 9bFr: Front housing 9bRr: Rear housing 10, 68e: Bolt 11 : Partition wall 12: reduction gear train 13: reduction gear trains 12a and 13a: external gears 15A and 15B: output shafts 16a, 16b, 16c, 16d, 19a, 19b, 83a, 83b, 85a and 85b: bearing fitting holes 17a, 17b, 20a, 20b, 39a, 39b, 66d, 84a 84b, 86a, 86b: rolling bearing 18: oil seal 30: torque distribution device 30A: first planetary gear mechanism 30B: second planetary gear mechanism 31: first coupling member 32: second coupling member 33: carrier pin 34a, 34b: Carrier flange 35: Hollow shaft portion 36: Solid shaft portions 37, 45, 46: Needle roller bearing 38: Thrust plate 40, 44: Collar 41: Spline 43: Large diameter portion 49: Deep groove ball bearing 55: Oil Seal 60: Chassis 61L: Left rear wheel 61R: Right rear wheel 62L: Left front wheel 62R: Right front wheels 65a, 65b, 68a, 68b, 73a, 73b: Constant velocity joints 65c, 73c: Intermediate shaft 66a: Bevel gear 66b: Ring gear 66c: Gear shaft 67: Rear differential 68c: Propeller shaft 68d: Propeller shaft mounting Flange 69a: Bevel gear 69b: Ring gear 70: Front differential 81, 82: Idler gears 81a, 82a: Idler shaft 90: Controller 91: Battery 92: Inverter AM: Electric vehicles C, C1, C2: Planetary carriers P, P1, P2: Planetary gears R, R1, R2: Internal gears S, S1, S2: Sun gears T (M1), T (M2): Motor torque TA (Fr), TA (Rr): Drive torque Zr, Zs: Number of teeth a , B: distance α: torque difference amplification factor ΔTIN: input torque difference ΔTAOUT: drive torque difference
Claims (8)
前記トルク配分装置は、同軸上に並ぶ2つの3要素2自由度の遊星歯車機構と、2つの遊星歯車機構の間で2要素を結合する2つの結合部材と、前記駆動源のトルクを受け取る2つの入力部と、配分されたトルクを出力する2つの出力部とを有し、
前記2箇所の入力部、前記2箇所の出力部はそれぞれ同軸であり、前記駆動源の出力軸の方向と前記トルク配分装置の出力部の方向が平行であると共に車両の前後方向に向くように配置されていることを特徴とする四輪駆動車用の2モータ車両駆動装置。 Two drive sources that are mounted on the vehicle and can be controlled independently, and torque distribution that amplifies the torque difference and distributes torque from the two drive sources to the output unit for the front wheel axle and the output unit for the rear wheel axle A transmission member that transmits torque output from the output shaft of the drive source to the input unit of the torque distribution device,
The torque distribution device receives two three-element two-degree-of-freedom planetary gear mechanisms arranged on the same axis, two coupling members that couple the two elements between the two planetary gear mechanisms, and the torque of the drive source 2 One input part and two output parts for outputting the distributed torque,
The two input parts and the two output parts are coaxial, so that the direction of the output shaft of the drive source and the direction of the output part of the torque distribution device are parallel to each other and face in the longitudinal direction of the vehicle. A two-motor vehicle drive device for a four-wheel drive vehicle characterized by being arranged.
前記遊星キャリヤを固定したときに前記内歯歯車は前記太陽歯車と逆方向に回転し、
前記トルク配分装置は、一方の遊星キャリヤと他方の太陽歯車とを結合する第1結合部材と、他方の遊星キャリヤと一方の太陽歯車とを結合する第2の結合部材とを有し、
一方の前記駆動源のトルクは、前記一方の内歯歯車に接続され、他方の前記駆動源は、前記他方の内歯歯車に接続され、
一方の前記出力部は第1結合部材からトルクが伝達され、他方の前記出力部は第2結合部材からトルクが伝達されることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の四輪駆動車用の2モータ車両駆動装置。 The planetary gear mechanism includes an input internal gear, an output sun gear provided coaxially with the internal gear, and a planet carrier provided coaxially with the internal gear. ,
When the planet carrier is fixed, the internal gear rotates in the opposite direction to the sun gear,
The torque distribution device includes a first coupling member that couples one planet carrier and the other sun gear, and a second coupling member that couples the other planet carrier and the one sun gear,
The torque of one of the drive sources is connected to the one internal gear, and the other drive source is connected to the other internal gear,
The torque is transmitted from the first coupling member to one of the output units, and the torque is transmitted from the second coupling member to the other output unit. A two-motor vehicle drive device for a four-wheel drive vehicle.
前記遊星キャリヤを固定したときに前記内歯歯車は前記太陽歯車と同一方向に回転し、
前記トルク配分装置は、一方の遊星キャリヤと他方の太陽歯車とを結合する第1結合部材と、一方の太陽歯車と他方の遊星キャリヤとを結合する第2結合部材とを有し、
一方の前記駆動源のトルクは、前記第1結合部材に伝達され、他方の前記駆動源のトルクは、前記第2結合部材に伝達され、
一方の前記出力部は一方の内歯歯車からトルクが伝達され、他方の前記出力部は他方の内歯歯車からトルクが伝達されることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の四輪駆動車用の2モータ車両駆動装置。 The planetary gear mechanism has a sun gear for input, an internal gear for output provided coaxially with the sun gear, and a planet carrier provided coaxially with the sun gear,
When the planet carrier is fixed, the internal gear rotates in the same direction as the sun gear,
The torque distribution device includes a first coupling member that couples one planet carrier and the other sun gear, and a second coupling member that couples one sun gear and the other planet carrier,
The torque of one of the drive sources is transmitted to the first coupling member, and the torque of the other drive source is transmitted to the second coupling member,
The torque is transmitted from one internal gear to one of the output gears, and the torque is transmitted from the other internal gear to the other output gear. A two-motor vehicle drive device for the four-wheel drive vehicle described
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JP2016098487A JP2017206074A (en) | 2016-05-17 | 2016-05-17 | Two-motor vehicle drive device for four-wheel drive vehicle |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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2016
- 2016-05-17 JP JP2016098487A patent/JP2017206074A/en active Pending
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