JP3498206B2 - 四輪駆動装置 - Google Patents
四輪駆動装置Info
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- generator
- drive shaft
- electric motor
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
Landscapes
- Arrangement And Driving Of Transmission Devices (AREA)
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複合電気自動車の
四輪駆動装置に関する。
四輪駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、たとえば、前後輪のいずれか（以
下の説明では、前輪とする）を原動機によって回転駆動
する複合電気自動車における四輪駆動装置として、特開
平８−２３７８０６号公報に記載された構成のものが知
られている。この従来の四輪駆動装置は、原動機によっ
て前車輪軸を回転駆動すると共に発電機を回転駆動さ
せ、その発電機の交流発電力をＡＣ−ＤＣ変換してキャ
パシタあるいは蓄電池に蓄電し、その蓄電力を逆にＤＣ
−ＡＣ変換して後輪駆動用の交流電動機に供給し、この
交流電動機によって後車輪軸を回転駆動する構成であ
る。
下の説明では、前輪とする）を原動機によって回転駆動
する複合電気自動車における四輪駆動装置として、特開
平８−２３７８０６号公報に記載された構成のものが知
られている。この従来の四輪駆動装置は、原動機によっ
て前車輪軸を回転駆動すると共に発電機を回転駆動さ
せ、その発電機の交流発電力をＡＣ−ＤＣ変換してキャ
パシタあるいは蓄電池に蓄電し、その蓄電力を逆にＤＣ
−ＡＣ変換して後輪駆動用の交流電動機に供給し、この
交流電動機によって後車輪軸を回転駆動する構成であ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の複合電気自動車の四輪駆動装置の場合、原動機に
よる前輪の駆動トルクと交流電動機による後輪の駆動ト
ルクとのトルク配分を運転状況に応じて適切に行う必要
があるために、ＡＣ−ＤＣ変換を行うコンバータ、また
ＤＣ−ＡＣ変換を行うインバータ、そして蓄電するため
のキャパシタあるいは蓄電池が必須であり、また、コン
バータ及びインバータの適切な制御のために複雑な演算
制御を実行するコントローラが必要となり、回路構成が
複雑になると共にコスト的に高価になる問題点があっ
た。
従来の複合電気自動車の四輪駆動装置の場合、原動機に
よる前輪の駆動トルクと交流電動機による後輪の駆動ト
ルクとのトルク配分を運転状況に応じて適切に行う必要
があるために、ＡＣ−ＤＣ変換を行うコンバータ、また
ＤＣ−ＡＣ変換を行うインバータ、そして蓄電するため
のキャパシタあるいは蓄電池が必須であり、また、コン
バータ及びインバータの適切な制御のために複雑な演算
制御を実行するコントローラが必要となり、回路構成が
複雑になると共にコスト的に高価になる問題点があっ
た。
【０００４】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたもので、簡単な構成で、コスト的にも安価に構
成でき、しかも、四輪駆動が必要な走行状況では確実に
四輪駆動が行える四輪駆動装置を提供することを目的と
する。
なされたもので、簡単な構成で、コスト的にも安価に構
成でき、しかも、四輪駆動が必要な走行状況では確実に
四輪駆動が行える四輪駆動装置を提供することを目的と
する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、第１の車輪駆動軸及び第２の車輪駆動軸
と、前記第１の車輪駆動軸をクラッチを介して回転駆動
する原動機と、前記第２の車輪駆動軸を回転駆動する電
動機と、前記原動機から変速機を経て出力される回転力
で回転駆動されて発電し、前記電動機にその発電電力を
供給する発電機と、前記原動機から前記変速機を経て出
力される回転力を前記第１の車輪駆動軸に伝達する第１
の減速機と、前記電動機から出力される回転力を前記第
２の車輪駆動軸に伝達する第２の減速機とを有し、前記
第１の減速機の減速比をＲｇ、前記第２の減速機の減速
比をＲｍ、前記発電機の極数をＰｇ、前記電動機の極数
をＰｍとすると、Ｒｇ／Ｐｇ＝Ｒｍ／Ｐｍとなる関係を
有することを特徴とする。
に、本発明は、第１の車輪駆動軸及び第２の車輪駆動軸
と、前記第１の車輪駆動軸をクラッチを介して回転駆動
する原動機と、前記第２の車輪駆動軸を回転駆動する電
動機と、前記原動機から変速機を経て出力される回転力
で回転駆動されて発電し、前記電動機にその発電電力を
供給する発電機と、前記原動機から前記変速機を経て出
力される回転力を前記第１の車輪駆動軸に伝達する第１
の減速機と、前記電動機から出力される回転力を前記第
２の車輪駆動軸に伝達する第２の減速機とを有し、前記
第１の減速機の減速比をＲｇ、前記第２の減速機の減速
比をＲｍ、前記発電機の極数をＰｇ、前記電動機の極数
をＰｍとすると、Ｒｇ／Ｐｇ＝Ｒｍ／Ｐｍとなる関係を
有することを特徴とする。
【０００６】 上記特徴においては、原動機から変速機
を経て出力される回転力によって第１の車輪駆動軸を回
転駆動して第１の車輪（前輪又は後輪の一方）を回転駆
動すると共に発電機を回転駆動して発電させる。そし
て、その発電機の発電電力を電動機に供給することによ
って電動機を回転駆動し、これによって第２の車輪駆動
軸も回転駆動し、第２の車輪（前記前輪又は後輪の他
方）をも回転駆動する。これにより、四輪駆動によって
自動車を走行させる。また、第１の減速機の減速比Ｒｇ
／発電機の極数Ｐｇ＝第２の減速機の減速比Ｒｍ／電動
機の極数Ｐｍとすることで、前輪と後輪を同じ回転速度
で駆動する。
を経て出力される回転力によって第１の車輪駆動軸を回
転駆動して第１の車輪（前輪又は後輪の一方）を回転駆
動すると共に発電機を回転駆動して発電させる。そし
て、その発電機の発電電力を電動機に供給することによ
って電動機を回転駆動し、これによって第２の車輪駆動
軸も回転駆動し、第２の車輪（前記前輪又は後輪の他
方）をも回転駆動する。これにより、四輪駆動によって
自動車を走行させる。また、第１の減速機の減速比Ｒｇ
／発電機の極数Ｐｇ＝第２の減速機の減速比Ｒｍ／電動
機の極数Ｐｍとすることで、前輪と後輪を同じ回転速度
で駆動する。
【０００７】
【０００８】これにより、第１の車輪駆動軸を原動機に
よって駆動し、第２の車輪駆動軸を電動機によって駆動
する四輪駆動が行え、しかも、電動機が発電機の発電電
力を直接受けて第２の車輪駆動軸を回転駆動するので、
電動機駆動のための電力を蓄電する必要がなく、またそ
の出力制御も必要とせず、回路構成、制御機能を単純化
できる。
よって駆動し、第２の車輪駆動軸を電動機によって駆動
する四輪駆動が行え、しかも、電動機が発電機の発電電
力を直接受けて第２の車輪駆動軸を回転駆動するので、
電動機駆動のための電力を蓄電する必要がなく、またそ
の出力制御も必要とせず、回路構成、制御機能を単純化
できる。
【０００９】
【００１０】
【発明の効果】本発明によれば、原動機から変速機を経
て出力される回転力によって第１の車輪駆動軸を駆動
し、第２の車輪駆動軸を電動機によって駆動する四輪駆
動が行え、しかも、電動機が発電機の発電電力を直接受
けて第２の車輪駆動軸を回転駆動するので、電動機駆動
のための電力を蓄電する必要がなく、またその出力制御
も必要とせず、回路構成、制御機能を単純化できる。ま
た、発電機と電動機とを直結して発電電力で電動機を回
転駆動して、前後輪を等速度で回転駆動するようにした
ので、電動機の速度制御を行う必要がなく、速度センサ
を不要にして、コスト低減と制御機能の単純化が図れ
る。
て出力される回転力によって第１の車輪駆動軸を駆動
し、第２の車輪駆動軸を電動機によって駆動する四輪駆
動が行え、しかも、電動機が発電機の発電電力を直接受
けて第２の車輪駆動軸を回転駆動するので、電動機駆動
のための電力を蓄電する必要がなく、またその出力制御
も必要とせず、回路構成、制御機能を単純化できる。ま
た、発電機と電動機とを直結して発電電力で電動機を回
転駆動して、前後輪を等速度で回転駆動するようにした
ので、電動機の速度制御を行う必要がなく、速度センサ
を不要にして、コスト低減と制御機能の単純化が図れ
る。
【００１１】
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて詳説する。図１は、複合電気自動車における四
輪駆動装置の１つの実施の形態を示している。以下、説
明を簡明にするために、第１の車輪駆動軸を前輪駆動
軸、第２の車輪駆動軸を後輪駆動軸として説明する。た
だし、実用的には前後が入れ替ることが問題になること
はない。
基づいて詳説する。図１は、複合電気自動車における四
輪駆動装置の１つの実施の形態を示している。以下、説
明を簡明にするために、第１の車輪駆動軸を前輪駆動
軸、第２の車輪駆動軸を後輪駆動軸として説明する。た
だし、実用的には前後が入れ替ることが問題になること
はない。
【００１３】この実施の形態の四輪駆動装置には、前輪
１の駆動軸２の回転駆動機構として、エンジン３、この
エンジン３の回転駆動力を伝達するための変速機４、こ
の変速機４の回転出力を左右の前輪１に伝達するための
減速機５、そして、原動機３から変速機４を経て出力さ
れる回転力で回転駆動されて三相交流電力を発電する発
電機６が備えられている。
１の駆動軸２の回転駆動機構として、エンジン３、この
エンジン３の回転駆動力を伝達するための変速機４、こ
の変速機４の回転出力を左右の前輪１に伝達するための
減速機５、そして、原動機３から変速機４を経て出力さ
れる回転力で回転駆動されて三相交流電力を発電する発
電機６が備えられている。
【００１４】この四輪駆動装置にはまた、後輪７の回転
駆動機構として、同期電動機８、この同期電動機８の回
転駆動力を伝達するための減速機９が備えられている。
減速機９の回転出力は左右の後輪駆動軸１０を通じて後
輪７に伝達される。電動機８と減速機９との間にはクラ
ッチ１１が設けられている。
駆動機構として、同期電動機８、この同期電動機８の回
転駆動力を伝達するための減速機９が備えられている。
減速機９の回転出力は左右の後輪駆動軸１０を通じて後
輪７に伝達される。電動機８と減速機９との間にはクラ
ッチ１１が設けられている。
【００１５】前側の発電機６と後側の同期電動機８との
間は、三相交流ケーブル１２によって接続されている。
そして、発電機６と同期電動機８とは基本的に同一仕様
にして、一方を発電機、他方を同期電動機として使用し
ていて、回転子、固定子の機械的なサイズ、極数、電気
的な特性はほぼ同一である。したがって、発電機６の三
相交流発電力を同期電動機８の固定子に三相交流ケーブ
ル１２を通して供給すれば、発電機６の回転速度に同期
して電動機８が同じ速度で回転することになる。
間は、三相交流ケーブル１２によって接続されている。
そして、発電機６と同期電動機８とは基本的に同一仕様
にして、一方を発電機、他方を同期電動機として使用し
ていて、回転子、固定子の機械的なサイズ、極数、電気
的な特性はほぼ同一である。したがって、発電機６の三
相交流発電力を同期電動機８の固定子に三相交流ケーブ
ル１２を通して供給すれば、発電機６の回転速度に同期
して電動機８が同じ速度で回転することになる。
【００１６】次に、上記構成の四輪駆動装置の動作を説
明する。エンジン３を起動すると、その回転出力が変速
機４によって一定比で変速され、さらに減速機５によっ
て減速された後に前輪駆動軸２に伝達されてこれを回転
駆動し、前輪１を駆動する。
明する。エンジン３を起動すると、その回転出力が変速
機４によって一定比で変速され、さらに減速機５によっ
て減速された後に前輪駆動軸２に伝達されてこれを回転
駆動し、前輪１を駆動する。
【００１７】これと同時に、変速機４の回転出力が発電
機６を回転駆動して三相交流を発電させる。発電機６の
発電電力は三相交流ケーブル１２を通して後輪側の同期
電動機８に供給され、同期電動機８が供給される三相交
流の周波数に同期して、発電機６と等速度で回転する。
この同期電動機８の回転出力は減速機９を経て後輪駆動
軸１０に伝達され、これを回転駆動して後輪７を駆動す
る。これにより、前後輪１，７が共に同一速度で回転駆
動される四輪駆動が実現される。
機６を回転駆動して三相交流を発電させる。発電機６の
発電電力は三相交流ケーブル１２を通して後輪側の同期
電動機８に供給され、同期電動機８が供給される三相交
流の周波数に同期して、発電機６と等速度で回転する。
この同期電動機８の回転出力は減速機９を経て後輪駆動
軸１０に伝達され、これを回転駆動して後輪７を駆動す
る。これにより、前後輪１，７が共に同一速度で回転駆
動される四輪駆動が実現される。
【００１８】いま、後輪７の負荷が異常に大きくなれば
クラッチ１１が滑り、電動機８の脱調を防ぐ。
クラッチ１１が滑り、電動機８の脱調を防ぐ。
【００１９】上記の四輪駆動における各部の動作の解析
を以下に示す。エンジン３の出力回転数Ｎｅ、これに対
する変速機４の回転数Ｎｇ、減速機５の減速比Ｒｇ、発
電機６の極数Ｐｇ、そして、前輪１の回転数Ｎd1とす
る。また、同期電動機８の極数Ｐｍ、出力回転数Ｎｍ、
減速機９の減速比Ｒｍ、後輪７の回転数Ｎd2とする。
を以下に示す。エンジン３の出力回転数Ｎｅ、これに対
する変速機４の回転数Ｎｇ、減速機５の減速比Ｒｇ、発
電機６の極数Ｐｇ、そして、前輪１の回転数Ｎd1とす
る。また、同期電動機８の極数Ｐｍ、出力回転数Ｎｍ、
減速機９の減速比Ｒｍ、後輪７の回転数Ｎd2とする。
【００２０】四輪駆動では前後輪１，７の回転数（回転
速度）を等しく、 Ｎd1＝Ｎd2 としなければならない。
速度）を等しく、 Ｎd1＝Ｎd2 としなければならない。
【００２１】これを満足するために必要な基本的構成と
して、発電機６と同期電動機８、また減速機５，９を共
に同一仕様のものを使用することにより、極数Ｐｇ＝Ｐ
ｍ、また減速比Ｒｇ＝Ｒｍとする。
して、発電機６と同期電動機８、また減速機５，９を共
に同一仕様のものを使用することにより、極数Ｐｇ＝Ｐ
ｍ、また減速比Ｒｇ＝Ｒｍとする。
【００２２】これにより、発電機６と電動機８は同一速
度Ｎｇ＝Ｎｍで回転し、減速機５，９を通して出力され
る前後輪１，７の回転数もＮd1＝Ｎd2と等しくなる。
度Ｎｇ＝Ｎｍで回転し、減速機５，９を通して出力され
る前後輪１，７の回転数もＮd1＝Ｎd2と等しくなる。
【００２３】しかしながら、これに限らず、次のような
仕様にすることによって、上記と同様に前後輪１，７を
同じ回転速度で駆動することができる。
仕様にすることによって、上記と同様に前後輪１，７を
同じ回転速度で駆動することができる。
【００２４】つまり、
【数１】
とするのである。
【００２５】ただし、各パラメータ間には、次の関係が
ある。
ある。
【００２６】
【数２】
ここで、ｆは三相交流の周波数である。
【００２７】このことは、例えば、発電機６の極数Ｐｇ
＝１２、減速機５の減速比Ｒｇ＝３とする場合、Ｒｇ／
Ｐｇ＝３／１２＝１／４であるので、同期電動機８の極
数Ｐｍと減速機９の減速比Ｒｍとの間も、Ｒｍ／Ｐｍ＝
１／４となる組合せに設定すればよく、同期電動機８の
極数Ｐｍ＝８であれば、減速機９の減速比Ｒｍ＝２、ま
た同期電動機８の極数Ｐｍ＝１６であれば、減速機９の
減速比Ｒｍ＝４となる設計をすればよいことになる。
＝１２、減速機５の減速比Ｒｇ＝３とする場合、Ｒｇ／
Ｐｇ＝３／１２＝１／４であるので、同期電動機８の極
数Ｐｍと減速機９の減速比Ｒｍとの間も、Ｒｍ／Ｐｍ＝
１／４となる組合せに設定すればよく、同期電動機８の
極数Ｐｍ＝８であれば、減速機９の減速比Ｒｍ＝２、ま
た同期電動機８の極数Ｐｍ＝１６であれば、減速機９の
減速比Ｒｍ＝４となる設計をすればよいことになる。
【００２８】そして、後輪７にかかる負荷が極端に大き
くなればクラッチ１１がすべり、同期電動機８のロック
（脱調）を防止する。なお、これを実現するためには、
あらかじめ、同期電動機８の脱調トルクよりもクラッチ
１１のすべり出しトルクを若干小さめに設定しておく。
くなればクラッチ１１がすべり、同期電動機８のロック
（脱調）を防止する。なお、これを実現するためには、
あらかじめ、同期電動機８の脱調トルクよりもクラッチ
１１のすべり出しトルクを若干小さめに設定しておく。
【００２９】このようにして、上記の実施の形態の四輪
駆動装置では、発電機６と同期電動機８とを直結して発
電電力によって同期電動機８を回転駆動するようにした
ので、従来の複合電気自動車の四輪駆動装置のように発
電機の発電電力をＡＣ−ＤＣ変換してキャパシタ又は蓄
電池に蓄電し、さらにＤＣ−ＡＣ変換して電動機を駆動
する構成にする必要がなく、回路構成、機械的な構成、
また制御機能を単純化することができる。
駆動装置では、発電機６と同期電動機８とを直結して発
電電力によって同期電動機８を回転駆動するようにした
ので、従来の複合電気自動車の四輪駆動装置のように発
電機の発電電力をＡＣ−ＤＣ変換してキャパシタ又は蓄
電池に蓄電し、さらにＤＣ−ＡＣ変換して電動機を駆動
する構成にする必要がなく、回路構成、機械的な構成、
また制御機能を単純化することができる。
【００３０】また、発電機６と同期電動機８の極数を同
一にし、減速機５，９の減速比も同一にすることによ
り、これらにほぼ同一仕様のものを採用することができ
るようになって製造コストの低減化が図れる。
一にし、減速機５，９の減速比も同一にすることによ
り、これらにほぼ同一仕様のものを採用することができ
るようになって製造コストの低減化が図れる。
【００３１】また、クラッチ１１を設けたことによって
第２の車輪駆動軸である後輪駆動軸１０に大きな負荷が
かかっても電動機８がロックすることがなく、安定した
走行が実現できる。
第２の車輪駆動軸である後輪駆動軸１０に大きな負荷が
かかっても電動機８がロックすることがなく、安定した
走行が実現できる。
【００３２】さらに、発電機６と同期電動機８とを直結
して発電電力で同期電動機８を回転駆動して、前後輪
１，７を等速度で回転駆動するようにしたので、電動機
の速度制御を行う必要がなく、速度センサを不要にし
て、この点でもコスト低減と制御機能の単純化が図れ
る。
して発電電力で同期電動機８を回転駆動して、前後輪
１，７を等速度で回転駆動するようにしたので、電動機
の速度制御を行う必要がなく、速度センサを不要にし
て、この点でもコスト低減と制御機能の単純化が図れ
る。
【図１】本発明の１つの実施の形態の構成を示すブロッ
ク図。
ク図。
１ 前輪
２ 前輪駆動軸
３ エンジン
５ 減速機
６ 発電機
７ 後輪
８ 同期電動機
９ 減速機
１０ 後輪駆動軸
１１ クラッチ
１２ 三相交流ケーブル
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｂ６０Ｋ 6/04 ５５０ Ｂ６０Ｋ 6/04 ７１０
７１０ ７３３
７３３ 17/12
17/12 6/02
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B60K 17/00 - 17/36
B60K 6/02 - 6/06
B60L 11/02 - 11/14
Claims (2)
- 【請求項１】 第１の車輪駆動軸及び第２の車輪駆動軸
と、 前記第１の車輪駆動軸を回転駆動する原動機と、 前記第２の車輪駆動軸をクラッチを介して回転駆動する
電動機と、 前記原動機から変速機を経て出力される回転力で回転駆
動されて発電し、前記電動機にその発電電力を供給する
発電機と、 前記原動機から前記変速機を経て出力される回転力を前
記第１の車輪駆動軸に伝達する第１の減速機と、 前記電動機から出力される回転力を前記第２の車輪駆動
軸に伝達する第２の減速機とを有し、 前記第１の減速機の減速比をＲｇ、前記第２の減速機の
減速比をＲｍ、前記発電機の極数をＰｇ、前記電動機の
極数をＰｍとすると、 Ｒｇ／Ｐｇ＝Ｒｍ／Ｐｍ となる関係を有することを特徴とする四輪駆動車。 - 【請求項２】 前記電動機は、前記発電機と極数が等し
い同期電動機であることを特徴とする請求項１記載の四
輪駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07839599A JP3498206B2 (ja) | 1999-03-23 | 1999-03-23 | 四輪駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07839599A JP3498206B2 (ja) | 1999-03-23 | 1999-03-23 | 四輪駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000272367A JP2000272367A (ja) | 2000-10-03 |
| JP3498206B2 true JP3498206B2 (ja) | 2004-02-16 |
Family
ID=13660840
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07839599A Expired - Lifetime JP3498206B2 (ja) | 1999-03-23 | 1999-03-23 | 四輪駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3498206B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3666394B2 (ja) * | 2000-12-28 | 2005-06-29 | 日産自動車株式会社 | 車両の駆動力制御装置 |
| KR100556225B1 (ko) | 2002-12-20 | 2006-03-03 | 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼 | 하이브리드자동차 및 그 구동장치와 하이브리드 4륜구동차 및 그 제어장치 |
| KR20040098252A (ko) | 2003-05-14 | 2004-11-20 | 현대자동차주식회사 | 모터를 이용한 사륜 구동 장치 및 방법 |
| JP3870943B2 (ja) * | 2003-11-07 | 2007-01-24 | 日産自動車株式会社 | 車両の駆動力制御装置 |
| CN106696950B (zh) * | 2015-07-22 | 2019-09-20 | 北京宝沃汽车有限公司 | 混合动力汽车的扭矩控制架构及控制系统 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3250973A (en) | 1962-04-10 | 1966-05-10 | Edward F Dawson | Permanent magnet field generator fed motor control as a torque converter |
| US3853194A (en) | 1970-09-11 | 1974-12-10 | A Peterson | Dual system circuit power means |
-
1999
- 1999-03-23 JP JP07839599A patent/JP3498206B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000272367A (ja) | 2000-10-03 |
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