JP3683404B2 - 車両用電動式駆動装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の車輪を電動モータで駆動する電動式駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の装置として、特開平9−79348号公報により、第1と第2と第3の回転要素を有する左右1対の差動装置と、両差動装置の第1回転要素に夫々連結される左右1対の電動モータとを備え、両差動装置の第2回転要素を夫々左右の車輪に連結すると共に、両差動装置の第3回転要素同士を連結して、両差動装置により第3回転要素を反力受け部材とする伝動機構を構成し、第3回転要素をブレーキ手段により制動した状態で両電動モータを作動させることにより各電動モータの出力トルクを各車輪に伝達するようにしたものは知られている。
【0003】
このものでブレーキ手段は、第3回転要素をケーシングに連結して回り止めするドグクラッチで構成されており、ドグクラッチをオンした状態で両電動モータを共に正転または逆転することにより、左右の車輪を共に正転方向または逆転方向に駆動して、前進または後進の発進アシストを行い、発進後はドグクラッチをオフし、車輪の旋回時に両電動モータを互に反対方向に回転させることにより、旋回外輪側の車輪を増速、内輪側の車輪を減速して旋回アシストを行うようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例のものでは、ドグクラッチをオンして電動モータを起動する発進アシスト開始時に車輪の駆動力が急に立上ってショックが発生し、また、電動モータと車輪との間の減速比が一義的に決まるため、発進時の車輪速度の変化に合わせて電動モータの回転速度を変化させる必要があって、電動モータを効率の良い回転速度域だけで使用することができず、低効率の回転速度域でも車輪の所要の駆動力を得られるようにする必要があることから電動モータの小形化が困難になっている。
【0005】
本発明は、以上の点に鑑み、発進アシスト開始時のショックを緩和し、且つ、電動モータと車輪との間の速度比を可変して電動モータを効率の良い回転速度域で使用できるようにした車両用電動式駆動装置を提供することを課題としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明は、車両の車輪を電動モータで駆動する電動式駆動装置であって、電動モータと車輪との間に反力受け部材を有する伝動機構を介設し、反力受け部材をブレーキ手段により制動した状態で電動モータを作動させることにより電動モータの出力トルクを車輪に伝達するものにおいて、ブレーキ手段を反力受け部材に連結される発電機で構成すると共に、発電機の負荷を可変する制御手段を設けている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明は、車両の車輪を電動モータで駆動する電動式駆動装置であって、電動モータと車輪との間に反力受け部材を有する遊星歯車機構を介設し、該遊星歯車機構は、サンギヤ、プラネタリギヤ、リングギヤのうちの何れか1つの回転要素に電動モータを連結するとともに、残りの回転要素のうちの何れか1つの要素に車輪を連結し、さらに、残りの回転要素を反力受け部材として発電機に連結し、該発電機により反力受け部材を制動した状態で電動モータを作動させることにより電動モータの出力トルクを車輪に伝達するものにおいて、発電機の負荷を可変する制御手段を設け、該制御手段は、発進アシスト制御の際に電動モータを起動させ、その後に発電機の負荷を徐々に増加させることで車輪を駆動するようにしている。
【0008】
また、反力受け部材に対する制動力が小さく、反力受け部材が駆動反力で逆転すると、電動モータと車輪との間の減速比が大きくなり、反力受け部材の制動力の増加に伴って減速比が小さくなる。従って、電動モータの回転速度を変化させなくても、発電機の負荷を変化させて反力受け部材の制動力を変化させることにより、減速比を変化させて車輪速度の変化に対処することができる。その結果、電動モータを効率の良い回転速度域だけで使用することが可能となり、電動モータの小形化を図ることができる。
更に、車両のブレーキング時に発電機を回生ブレーキとして機能させることもできる。
【0009】
【発明の実施の形態】
図1は、エンジン1により変速機2を介して左右の前輪3L,3Rを駆動する前輪駆動車両を示しており、各前輪3L,3Rは両端に等速ジョイント4aを有する各ドライブシャフト4L,4Rを介して変速機2に連結されている。
【0010】
従動輪たる左右の後輪5L,5Rには夫々両端に等速ジョイント6aを有する連結軸6L,6Rが連結され、両連結軸6L,6R間に電動式駆動装置7が介設されている。
【0011】
電動式駆動装置7は、図2に示す如く、左右1対の差動装置8L,8Rと、1対の電動モータ9L,9Rとを備えている。各差動装置8L,8Rは、サンギア8aと、リングギア8bと、該両ギア8a,8bに噛合するプラネタリギア8cを支持するキャリア8dとから成る遊星歯車式差動装置で構成されている。そして、各差動装置8L,8Rの第1回転要素たるサンギア8aに各電動モータ9L,9Rを夫々減速ギア列10L,10Rを介して連結すると共に、各差動装置8L,8Rの第2回転要素たるキャリア8dを各連結軸6L,6Rの等速ジョイント6aに連結し、更に、両差動装置8L,8Rの第3回転要素たるリングギア8b同士を連結し、両差動装置8L,8Rによりリングギア8bを反力受け部材とする伝動機構を構成している。尚、両差動装置8L,8Rのサンギア8a同士、リングギア8b同士、プラネタリアギア8c同士、キャリア8d同士の諸元は夫々同一になっている。
【0012】
各電動モータ9L,9Rは、コントローラ11により制御される各ドライバー回路12L,12Rを介してバッテリ13から電力を供給される。
【0013】
電動式駆動装置7は、更に、両差動装置8L,8Rのリングギア8bを制動するブレーキ手段として、リングギア8bに連結される発電機14を備えている。そして、発電機14に発生電力を電動モータ9L,9Rやバッテリ13に供給する負荷回路15を接続し、負荷回路15をコントローラ11で制御して発電機14の負荷を可変し得るようにしている。
【0014】
コントローラ11は、滑り易い路面での発進時に前輪3L,3Rがスリップしたとき後輪4L,4Rを駆動する発進アシスト制御と、車両の旋回時に旋回外輪側の後輪を増速、内輪側の後輪を減速する旋回アシスト制御とを行う。
【0015】
発進アシスト制御では、先ず、発電機14の負荷を実質的に零にした状態で左右の両電動モータ9L,9Rを互に同方向に起動する。この場合、各差動装置8L,8Rのサンギア8aの回転でプラネタリギア8cが自転し、リングギア8bにサンギア8aの回転方向とは反対方向の駆動反力が作用する。発電機14の負荷が零であると、発電機14によってリングギア8bに与えられる制動力も零になり、図3のa線で示す如くリングギア8aが駆動反力によってサンギア8aとは反対方向に空転し、キャリア8dは静止したままになり、後輪5L,5Rに電動モータ9L,9Rの出力トルクは伝達されない。
【0016】
電動モータ9L,9Rの起動後、発電機14の負荷を徐々に増加させるが、これによればリングギア8bの制動力も徐々に増加し、リングギア8bの回転速度が減少してその分キャリア8dの回転速度が増加し、後輪5L,5Rの駆動力が徐々に立上る。そして最終的には図3のb線で示す如くリングギア8bの回転が拘束され、キャリア8d、即ち、後輪5L,5Rの回転速度は電動モータ9L,9Rの回転速度を減速ギア列10L,10Rのギア比とサンギア8aとリングギア8bのギア比とで定まる所定の減速比で除した値に上昇する。また、発電機14をモータとして機能させ、リングギア8bを図3のc線で示す如くサンギア8aと同方向に回転させることで後輪5L,5Rの回転速度を更に上昇させることも可能である。結局、電動モータ9L,9Rと後輪5L,5Rとの間の減速比を可変できるようになり、発進時の後輪速度の上昇に合わせて減速比を減少させることにより、電動モータ9L,9Rを効率の良い回転速度域だけで使用することができる。そのため、電動モータ9L,9Rを小形化でき、更に、発電機14の発生電力を電動モータ9L,9Rやバッテリ13に供給することで、電力ロスも低減できる。
【0017】
発進後、後輪速度が所定速度に上昇したところで電動モータ9L,9Rへの通電を停止すると共に発電機14の負荷を零にし、発進アシストを終了する。この状態では、キャリア8dの回転に伴いリングギア8bがキャリア8dと同方向に空転し、左右の後輪5L,5Rの差回転を生じない限りサンギア8aは回転しない。
【0018】
旋回アシスト制御では、発電機14の負荷を零にしたまま旋回外輪側の電動モータを正転、内輪側の電動モータを逆転する。例えば、右旋回時には、左側の電動モータ9Lを正転、右側の電動モータ9Rを逆転する。これによれば、左側の差動装置8Lのサンギア8aが正転してそのキャリア8dがリングギア8bに対し正転し、また、右側の差動装置8Rのサンギア8aが逆転してそのキャリア8dがリングギア8bに対し逆転する。この場合、左側の差動装置8Lのリングギア8bには逆転方向の反力が作用し、右側の差動装置8Rのリングギア8bには正転方向の反力が作用するが、両リングギア8b,8bは互に連結されているため、両反力は打消される。従って、リングギア8bの回転速度を基準にして、左側の差動装置8Lのキャリア8d、即ち、左後輪5Lが増速され、右側の差動装置8Rのキャリア8d、即ち、右後輪5Rが減速される。その結果、外輪たる左後輪5Lに駆動力、内輪たる右後輪5Rに制動力が付与されて右旋回方向へのヨーモーメントが発生し、旋回がアシストされる。
【0019】
車両のブレーキング時には、発電機14の負荷を増加し、発電機14を回生ブレーキとして機能させ、ブレーキングを助ける。
【0020】
ところで、上記実施形態では、2個の電動モータ9L,9Rを用いて、発進アシストと旋回アシストとを行い得られるようにしたが、発進アシストだけを行う場合には、図4に示す如く、コントローラ11により制御されるドライバー12を介してバッテリ13からの電力を供給する1個の電動モータ9と、1個の遊星歯車式差動装置8と、1個の傘歯車式差動装置16とを用い、遊星歯車式差動装置8のサンギア8aに電動モータ9を減速ギア列10を介して連結すると共に、プラネタリギア8cを担持するキャリア8dを傘歯車式差動装置16のデフケース16aに連結し、デフケース16aに軸支される左右のサイドギア16b,16bを左右の連結軸6L,6Rの等速ジョイント6aに連結する。これによれば、両差動装置8,16により遊星歯車式差動装置8のリングギア8bを反力受け部材とする伝動機構が構成され、リングギア8bを制動した状態で電動モータ9を作動すると、両差動装置8,16を介して左右の後輪5L,5Rに電動モータ9の出力トルクが伝達される。
【0021】
そして、リングギア8bにブレーキ手段たる発電機14を連結し、発電機14にコントローラ11で制御される負荷回路15を接続し、発進アシスト時に、当初は発電機14の負荷を零にした状態で電動モータ9を起動し、その後発電機14の負荷を徐々に増加させ、後輪5L,5Rの駆動力を徐々に立上げると共に、電動モータ9の回転速度を効率の良い回転速度域に維持したまま減速比を減少させて、後輪速度を上昇させる。
【0022】
以上、前輪駆動車両の従動輪たる後輪の電動式駆動装置に本発明を適用した実施形態について説明したが、後輪駆動車両の従動輪たる前輪の電動式駆動装置にも同様に本発明を適用できる。
【0023】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、発進アシスト開始時のショックを緩和できると共に、電動モータと車輪との間の減速比を可変して、電動モータを効率の良い回転速度域だけで使用することができるため、電動モータの小形化を図ることができ、更には、発電機をブレーキング時に回生ブレーキとして機能させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明装置の使用例を示す図
【図2】 本発明装置の第1実施形態を示すスケルトン図
【図3】 モータ速度と車輪速度とリングギアの速度との相互の関係を示す図
【図4】 本発明装置の第2実施形態を示すスケルトン図
【符号の説明】
5L,5R 後輪(車輪) 7 電動式駆動装置
8L,8R,8 差動装置(伝動機構)
8b リングギア(反力受け部材)
9L,9R,9 電動モータ
11 コントローラ(制御手段) 14 発電機
15 負荷回路
Claims (1)
- 車両の車輪を電動モータで駆動する電動式駆動装置であって、
電動モータと車輪との間に反力受け部材を有する遊星歯車機構を介設し、
該遊星歯車機構は、サンギヤ、プラネタリギヤ、リングギヤのうちの何れか1つの回転要素に電動モータを連結するとともに、残りの回転要素のうちの何れか1つの要素に車輪を連結し、さらに、残りの回転要素を反力受け部材として発電機に連結し、
該発電機により反力受け部材を制動した状態で電動モータを作動させることにより電動モータの出力トルクを車輪に伝達するものにおいて、
発電機の負荷を可変する制御手段を設け、
該制御手段は、発進アシスト制御の際に電動モータを起動させ、その後に発電機の負荷を徐々に増加させることで車輪を駆動する、
ことを特徴とする車両用電動式駆動装置。
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JP04257598A JP3683404B2 (ja) | 1998-02-24 | 1998-02-24 | 車両用電動式駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JPH11240348A JPH11240348A (ja) | 1999-09-07 |
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Family
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JP04257598A Expired - Lifetime JP3683404B2 (ja) | 1998-02-24 | 1998-02-24 | 車両用電動式駆動装置 |
Country Status (1)
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- 1998-02-24 JP JP04257598A patent/JP3683404B2/ja not_active Expired - Lifetime
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