JP5240369B2 - 前後輪駆動車両 - Google Patents

Description

本発明は、前輪を駆動するモータと、後輪を駆動するモータとを備える車両の技術に関する。

従来、前輪を駆動するモータと、後輪を駆動するモータとを備える車両が提案されている。また、上記のように前輪駆動用モータと後輪駆動用モータとを備えるとともに、前輪駆動用のエンジンを備える車両が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−１１２９５６号公報

特許文献１の構造であると、車両前部では、エンジンおよびエンジン補機と、前輪駆動用モータとが配置されるため、モータを配置するスペースを確保することが難しくなるとともに、車両が重くなる傾向にある。

一方、モータによって駆動する電気自動車においては、当該モータを小さくすることが提案されている。モータを小さくすることに伴うトルク低下を補うために、モータに連結される減速機の減速比を大きくして車軸に作用するトルクを確保している。そして、トルク確保による車軸の回転数低下を補うために、モータと当該モータに電力を供給するバッテリとの間に、当該バッテリへ供給される電圧を昇圧する昇圧システムが設けられている。このことによって、モータを高回転で駆動可能にしており、それゆえ、車両が高速走行領域でも走行可能となる。

しかしながら、昇圧システムとしては大型のリアクトルが用いられるため、コストが高くなる。コストが高くなることは好ましくない。

本発明は、高速走行領域でも走行可能であることを維持しつつ、軽量化およびコストの低減可能とする、前後輪駆動車両を提供することを目的とする。

本願の請求項１に記載される発明の前後輪駆動車両は、前輪と後輪とを駆動する。前記前後輪駆動車両は、前記前後輪のうちの一方の車輪を駆動する第１の駆動用電動モータと、前記前後輪のうちの他方の車輪を駆動するとともに、前記第１の駆動用電動モータの最大トルクより最大トルクが大きい第２の駆動用電動モータと、前記第１の駆動用電動モータの回転を減速して前記一方の車輪に伝達する第１の減速機と、前記第２の駆動用電動モータの回転を前記第１の減速機の減速比より小さい減速比で減速して前記他方の車輪に伝達する第２の減速機とを備える。前記第２の駆動用電動モータの最高回転数に対応した前記他方の車輪の最高回転数が、前記第１の駆動用電動モータの最高回転数に対応した前記一方の車輪の最高回転数より大きくなるように前記第１及び第２の減速機の減速比を設定した。

さらに、前記一方の車輪を駆動するエンジンと、前記エンジンから前記一方の車輪に伝達される動力の伝達と遮断とを行う摩擦係合要素と、前記摩擦係合要素を制御する摩擦係合要素制御部とを備える。前記摩擦係合要素制御部は、前記第１の駆動用電動モータの最大回転数に対応した車速付近で前記摩擦係合要素を係合し、前記エンジンの駆動力を前記一方の車輪に伝達する。

本願の請求項２に記載の前後輪駆動車両は、請求項１に記載の前後輪駆動車両において、前記エンジンの回転は、固定比の減速機により前記一方の車輪に伝達される。

本願の請求項３に記載の発明の前後輪駆動車両は、請求項１または２に記載の前後輪駆動車において、前記一方の車輪は前記車両の前輪であり、前記他方の車輪は前記車両の後輪である。

本願の請求項４に記載の発明の前後輪駆動車両は、請求項１に記載の前後輪駆動車両において、前記第１の駆動用電動モータの最大回転数は、前記第２の駆動用電動モータの最大回転数より大きい。

本願の請求項５に記載の発明の前後輪駆動車両は、請求項２に記載の前後輪駆動車両において、前記第１の駆動用電動モータの最大回転数は、前記第２の駆動用電動モータの最大回転数より大きい。

本願の請求項６に記載の発明の前後輪駆動車両は、請求項３に記載の前後輪駆動車両において、前記第１の駆動用電動モータの最大回転数は、前記第２の駆動用電動モータの最大回転数より大きい。

本願発明によれば、高速域でも走行可能であることを維持しつつ、車両の軽量化およびコストを低減することができる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る前後輪駆動車両を示す概略図である。 図２は、図１に示されたフロントモータの特性を示すグラフである。 図３は、図１に示された車両の速度に対する前輪用車軸に作用するトルクを示すグラフである。 図４は、図１に示されたリヤモータの特性を示すグラフである。 図５は、図１に示された車両の車速に対する後輪用車軸に作用するトルクを示すグラフである。 図６は、図１に示された車両の車速と、車両の前輪用車軸に作用するトルクと後輪用車軸に作用するトルクとの合計値との関係を示すグラフである。 図７は、本発明の第２の実施形態に係る前後輪駆動車両を示す概略図である。 図８は、図７に示された車両の車速と、車両の前輪用車軸に作用するトルクと後輪用車軸に作用するトルクとの合計値との関係を示すグラフである。

本発明の第１の実施形態に係る前後輪駆動車両を、図１〜６を用いて説明する。図１は、車両１０を示す概略図である。車両１０は、本発明の第１の実施形態に係る前後輪駆動車両の一例である。

図１に示すように、車両１０は、一例として、後述されるフロントモータ４１とリヤモータ５１とによって走行可能となる、電気自動車である。車両１０は、一対の前輪１１と、一対の後輪１２とを備えており、車体前後方向に進退可能である。前輪１１は、車両１０の前部１３に設けられており、本発明で言う一方の車輪の一例である。後輪１２は、車両１０の後部１４に設けられており、本発明で言う他方の車輪の一例である。

車両１０は、前輪１１と後輪１２とを駆動する前後輪駆動システム２０と、車両制御部３０となどを備えている。

前後輪駆動システム２０は、前輪駆動部４０と、後輪駆動部５０と、バッテリ６０となどを備えている。

前輪駆動部４０は、前輪１１を駆動可能なフロントモータ４１と、フロントモータ４１の回転を前輪１１に伝達する前輪用伝達機構４２とを備えている。フロントモータ４１は、電動モータであり、構造の一例として図示しないが固定子と回転子とを備え、固定子に対して回転子が回転することによって回転力を発生する三相モータである。フロントモータ４１は、本発明で言う、第１の駆動用電動モータの一例である。フロントモータ４１は、車両１０の前部１３に配置されている。例えば、車両１０の前部１３には、フロントモータ４１を収容するモータルームが形成されており、当該モータルーム内にフロントモータ４１が収容されてもよい。このモータルームは、図示しないフード部材によって車外に対して開閉可能に覆われている。

前輪用伝達機構４２は、前輪用減速機４３と、前輪用車軸４４とを備えている。前輪用減速機４３は、フロントモータ４１が回転している状態では、フロントモータ４１の回転を減速して前輪用車軸４４に伝える。前輪用減速機４３は、本発明で言う第１の減速機の一例である。

前輪用減速機４３は、フロントモータ４１の出力軸４１ａ（図示しない回転子に連結されており、当該回転子の回転が伝達される）に一体に設けられて、出力軸４１ａと一体に回転する第１のギヤ４３ａと、前輪用車軸４４に設けられて前輪用車軸４４と一体に回転する第２のギヤ４３ｂとを備えている。第１のギヤ４３ａと第２のギヤ４３ｂとは、互いに噛み合っている。

前輪用車軸４４は、前輪１１に連結されており、当該前輪用車軸に伝達された回転を前輪に伝達する。第１，２のギヤ４３ａ，４３ｂと前輪用車軸４４とによって、フロントモータ４１の回転が各前輪１１に伝達される。

図２は、フロントモータ４１の特性を示すグラフである。図２中、横軸は、フロントモータ４１の回転数を示す。横軸の単位は、ｒｐｍ（revolution per minute）である。横軸は、図中右側に進むにつれて、回転数が増加することを示す。図２中、縦軸は、フロントモータ４１のトルクを示す。縦軸の単位は、Ｎ・ｍである。縦軸は、図中上側に進むにつれて、トルクが増加することを示す。図２に示すよう、フロントモータ４１の最大トルクは、Ｔ１Ｎ・ｍである。フロントモータの最大回転数は、Ｐ１ｒｐｍである。

図３は、車両１０の速度に対する前輪用車軸４４に作用するトルクを示すグラフである。図３中、横軸は、車両１０の車速を示す。単位は、ｋｍ／ｈである。横軸は、図中、右側に進むにつれて車速が増加することを示す。図３中、縦軸は、前輪用車軸４４に作用するトルクである。単位は、Ｎ・ｍである。縦軸は、図中上側に進むにつれてトルクが増加することを示す。

図３に示すように、フロントモータ４１は、本実施形態では一例として、車両１０の通常走行領域である時速Ｖｆに達するまで回転駆動することができる。Ｖｆは、一例として、略１４０ｋｍ／ｈである。つまり、フロントモータ４１の駆動可能速度領域は、０〜略１４０ｋｍ／ｈである。ここでいうフロントモータ４１の駆動可能速度領域とは、フロントモータ４１によって対応可能（回転可能）な車両１０の速度の範囲である。尚、１４０km/hを越える速度領域であって、リヤモータのみで駆動しているときでもフロントモータは空転して連れ回り状態で回転している。

車両１０の前部１３は、フロントモータ４１、後述されるエンジン８１、後述されるジェネレータ８２などが配置されるため、各装置の配置スペースを確保することが難しい。このため、本実施形態では、フロントモータ４１は、車両１０に求められる通常走行領域の範囲で駆動できる大きさを有している。この点について、具体的に説明する。

通常走行領域は、高速道路などでの高速走行をする高速走行領域以外の領域であり、例えば市街地での走行に用いられる速度を含む領域である。通常走行領域は、本実施形態では、一例として、上記した略１４０ｋｍ／ｈまでの範囲である。一般のモータは、通常走行領域をこえる高速走行領域での回転が可能なように設定されており、それゆえ、モータが大きくなる。しかしながら、フロントモータ４１は、通常走行領域の範囲で回転可能であればよいので、小型である。

本実施形態では、フロントモータ４１の駆動可能速度領域は、一例として、車両１０に設定された通常走行領域に設定されている。通常走行領域と高速走行領域とは、車両１０に任意に設定されている。例えば、通常走行領域は、０〜１２０ｋｍ／ｈとし、高速走行領域は、１２０ｋｍ／ｈをこえる速度として設定されてもよい。この場合、フロントモータは、１２０ｋｍ／ｈまで（１２０ｋｍ／ｈを含む）まで回転可能な大きさであればよい。この場合、Ｖｆは、１２０ｋｍ／ｈとなる。

本実施形態では、前輪用減速機４３（第１，２のギヤ４３ａ，４３ｂ）は、前輪用車軸４４に作用するトルクの最大値が車両１０に必要であると設定される最大トルク値Ｔ３Ｎ・ｍとなるように、減速比が設定されている。Ｔ３は、Ｔ１よりも大きい（Ｔ３＞Ｔ１）。

図３に示すように前輪用車軸４４に作用するトルクは、車速がＶｆに達する直前まで、車速が増加するにつれてなだらかに低下する。車速がＶｏをこえると（Ｖｏは含まない）、Ｖｆまで急激にトルクが低下する。ＶｏはＶｆの直前の値であり、本実施形態では、例えば略１３０ｋｍ／ｈである。

なお、フロントモータ４１は、減速機で減速された後、前輪用車軸４４に作用する最大トルクが上記したようにＴ３Ｎ・ｍとなるとともに、かつ、車両１０の車速が通常走行領域である０〜略１４０ｋｍ／ｈまでの範囲で回転できるように設定されている。

フロントモータ用インバータ４５は、前部１３に配置されている。フロントモータ用インバータ４５は、フロントモータ４１に接続されており、フロントモータ４１の回転を制御する。車両１０には、例えばＣＡＮなどの通信網７０が設けられている。フロントモータ用インバータ４５は、この通信網７０に接続されている。フロントモータ用インバータ４５は、通信網７０を介して、後述される車両制御部３０に接続されている。

フロントモータ用インバータ４５は、前部１３においてフロントモータ４１の近傍に配置されている。フロントモータ用インバータ４５は、車両制御部３０からの要求に応じてフロントモータ４１を回転するべく、バッテリ６０から供給される直流電流を三相交流電流に変換してフロントモータ４１に供給する。また、車両１０は、空調装置１５を備えている。空調装置１５はフロントモータ用インバータ４５に接続されており、フロントモータ用インバータ４５を介して電力が供給されている。

つぎに、後輪駆動部５０について説明する。図１に示すように、後輪駆動部５０は、後輪１２を駆動可能なリヤモータ５１と、リヤモータ５１の回転を後輪１２に伝達する後輪用伝達機構５２と、リヤモータ用インバータ５５とを備えている。

リヤモータ５１は、後部１４に配置されている。例えば、後部１４には、リヤモータ５１を収容可能なモータルームが形成されており、当該モータルーム内にリヤモータ５１が収容されてもよい。このモータルームは、例えばフード部材によって車外に対して開閉可能に覆われている。

リヤモータ５１は、電動モータであり、構造の一例として図示しないが固定子と回転子とを備え、固定子に対して回転子が回転することによって回転力を発生する三相モータである。リヤモータ５１は、本発明で言う、後輪駆動用電動モータの一例である。リヤモータ５１は、リヤモータ用インバータ５５に接続されており、リヤモータ用インバータ５５によって回転が制御される。リヤモータ５１は、本発明で言う第２の駆動用電動モータの一例である。

リヤモータ用インバータ５５は、後部１４においてリヤモータ５１の近傍に配置されている。リヤモータ用インバータ５５は、通信網７０に接続されている。リヤモータ用インバータ５５は、車両制御部３０からの要求に応じてリヤモータ５１を回転するべく、バッテリ６０から供給される直流電流を三相交流に変換してリヤモータ５１に供給する。

後輪用伝達機構５２は、リヤモータ５１の回転を減速する後輪用減速機５３と、後輪用車軸５４とを備えている。後輪用減速機５３は、リヤモータ５１の出力軸５１ａ（図示しない回転子の回転が伝達される）に設けられて出力軸５１ａと一体に回転する第３のギヤ５３ａと、後輪用車軸５４に設けられて後輪用車軸５４と一体に回転する第４のギヤ５３ｂとを備えている。第３，４のギヤ５３ａ，５３ｂは、互いに噛み合っている。後輪用減速機５３は、本発明で言う第２の減速機構の一例である。

後輪用車軸５４は、一対の後輪１２に連結されており、当該後輪用車軸５４に伝達された回転を後輪１２に伝達する。第３，４のギヤ５３ａ，５３ｂによって、リヤモータ５１の回転が後輪１２に伝達される。

図４は、リヤモータ５１の特性を示すグラフである。図４中横軸は、リヤモータ５１の回転数を示す。単位は、ｒｐｍ（revolution per minute）である。横軸は、図中右側に進むにつれて回転数が増加することを示す。図４中縦軸は、リヤモータ５１のトルクを示す。単位は、Ｎ・ｍである。縦軸は、図中、上側に進むにつれてトルクが増加することを示す。図４に示すように、リヤモータ５１の最大トルクは、Ｔ２Ｎ・ｍである。

Ｔ２は、Ｔ１よりも大きい（Ｔ２＞Ｔ１）。つまり、リヤモータ５１は、当該リヤモータ５１の最大トルクがフロントモータ４１の最大トルクよりも大きくなるものが用いられる。フロントモータ４１とリヤモータ５１とは、各々上記したように回転子と固定子とを備える構造である。それゆえ、Ｔ２＞Ｔ１となるために、リヤモータ５１は、フロントモータ４１よりも大きくなる。また、リヤモータ５１の最大回転数は、フロントモータ４１の最大回転数Ｐ１ｒｐｍよりも小さい。リヤモータ５１の最大回転数は、Ｐ２ｒｐｍである。Ｐ１＞Ｐ２。

図５は、車両１０の車速と後輪用車軸５４に作用するトルクとの関係を示すグラフである。本実施形態では、後輪用減速機５３（第３，４のギヤ５３ａ，５３ｂ）の減速比は、後輪用車軸５４に作用するトルクの最大値が車両１０に必要であると設定されるＴ３Ｎ・ｍとなるように設定されている（Ｔ３＞Ｔ２）。

本実施形態では、後輪用減速機５３の減速比は、前輪用減速機４３の減速比よりも小さい減速比である。前輪用減速機４３の減速比と後輪用減速機５３の減速比とは、フロントモータ４１の最大トルクとリヤモータ５１の最大トルクとが違う場合であっても、前輪用車軸４４に作用するトルクの最大値と、後輪用車軸５４に作用するトルクの最大値とが同じ値になるように設定されている。

図５に示すように、リヤモータ５１は、車両１０の車速が高速走行領域であっても回転できるように設定されている。本実施形態では、リヤモータ５１は、時速Ｖｒとなるまで回転可能である。Ｖｒは、本実施形態では、一例として、略１７０ｋｍ／ｈである。本実施形態では、リヤモータ５１の駆動可能速度領域は、０〜略１７０ｋｍ／ｈの範囲である。ここでいうリヤモータ５１の駆動可能速度領域とは、リヤモータ５１によって対応可能（回転可能）な車両１０の速度の範囲である。つまり、後輪１２の最大回転数は、前輪１１の最大回転数よりも大きい。

上記で説明された、フロントモータ４１とリヤモータ５１との関係は、以下の１〜３を全て含む関係を満たすように設定されている。

１．フロントモータ４１の最大回転数は、リヤモータ５１の最大回転数よりも大きい。

２．後輪用減速機５３の減速比が、前輪用減速機４３の減速比よりも小さく、前輪用車軸４４と後輪用車軸５４との各々に作用するトルクの最大値を同じ値にできる。

３．リヤモータ５１の最高回転数に対応した後輪１２の最高回転数が、フロントモータ４１の最高回転数に対応した前輪１１の最高回転数よりも大きい。なお、ここで言う後輪１２の最高回転数が、前輪１１の最高回転数よりも大きいということは、リヤモータ５１による最高時速Ｖｒが、フロントモータ４１による最高時速Ｖｆよりも大きいことと同じである。

車両１０は、バッテリ６０を充電する、エンジン８１と、ジェネレータ８２と、エンジン制御部８５とを備えている。バッテリ６０は、車両１０の略中央に配置されている。エンジン８１は、前部１３に配置されている。エンジン８１は、例えばフロントモータ４１と同様にモータルーム内に収容されてもよい。エンジン８１の回転は、第４，５のギヤ８３，８４によって、ジェネレータ８２に伝達される。ジェネレータ８２は、前部１３に配置されている。

第４のギヤ８３は、エンジン８１の出力軸８１ａに設けられており、出力軸８１ａと一体に回転する。第５のギヤ８４は、ジェネレータ８２の回転軸８２ａに設けられており、回転軸８２ａと一体に回転する。第４，５のギヤ８３，８４は互いに噛み合っている。

エンジン８１は、エンジン制御部８５によって動作が制御される。エンジン制御部８５は、通信網７０に接続されており、後述される車両制御部３０の制御によってエンジン８１を駆動する。

燃料タンク９６から燃料が供給されてエンジン８１駆動されると、当該エンジン８１の回転がジェネレータ８２に伝達され、ジェネレータ８２が発電する。燃料タンク９６は、車両１０の略中央に配置されている。ジェネレータ８２は、前部においてフロントモータ用インバータ４５の近傍に配置されている。ジェネレータ８２はフロントモータ用インバータ４５に接続されており、ジェネレータ８２が発電した電力は、フロントモータ用インバータ４５を介してバッテリ６０に充電される。

車両制御部３０は、通信網７０に接続されている。車両制御部３０は、図示しないアクセルペダルセンサに接続されており、当該アクセルペダルの踏み込み量を把握している。

車両制御部３０は、アクセルペダルの踏み込み量に応じてフロントモータ４１とリヤモータ５１とが回転されるように（車両１０に求められる車速に応じて回転するように）、フロントモータ用インバータ４５とリヤモータ用インバータ５５とに信号を送信する。また、車両制御部３０は、図示しない速度センサの検出結果を把握しており、車両１０の車速を把握している。

図６は、車両１０の車速と、前輪用車軸４４に作用するトルクと後輪用車軸５４に作用するトルクとの合計値との関係を示すグラフである。言い換えると、図６は、車両１０の車速と、車両１０に作用するトルクとの関係を示す。図６中横軸は、車両１０の車速を示す。単位は、ｋｍ／ｈである。横軸は、図中右側に進むにつれて車速が増加することを示す。図６中縦軸は、前輪用車軸４４に作用するトルクと後輪用車軸５４とに作用するトルクとの合計値を示している。単位は、Ｎ・ｍである。縦軸は、図中上側に進むにつれて、トルクが増加することを示す。

図６中、フロントモータ４１が回転可能な速度領域（本実施形態では、通常走行領域であって０〜時速Ｖｆの範囲）では、フロントモータ４１とリヤモータ５１とが同時に動作しており、それゆえ、車両１０は、四輪駆動である。前輪用車軸４４に作用する最大トルク値と後輪用車軸５４に作用する最大トルク値とは、ともに同じに値に設定されている。このため、通常走行領域においては、前輪１１と後輪１２とに作用するトルクを走行に適するように制御する際に、制御の自由度を向上することができる。

車速が通常走行領域をこえる（フロントモータ４１の最大回転数をこえると、つまり図中Ｖｆをこえると、なおＶｆは含まない）と、リヤモータ５１のみの駆動となり、それゆえ、後輪駆動となる。車両１０に作用するトルクの最大値は、Ｔ４Ｎ・ｍである。Ｔ４は、Ｔ３の２倍の値である（Ｔ４＝２×Ｔ３）。

車両制御部３０は、バッテリ６０の蓄電量が少なくなるとエンジン８１を駆動する。エンジン８１が駆動すると、エンジン８１の出力軸８１ａの回転がジェネレータ８２に伝達される。ジェネレータ８２は、エンジン８１の回転を受けて発電する。ジェネレータ８２によって発電された電力は、フロントモータ用インバータ４５を介してバッテリ６０に充電される。

つぎに、車両１０の動作を説明する。車両１０を発進するべく運転者が図示しないアクセルペダルを踏み込むと、車両制御部３０は、当該踏み込み量に応じて、フロントモータ４１に対する回転要求とリヤモータ５１に対する回転要求とを送信する。尚、回転要求ではなくトルク要求を送信してもよい。

フロントモータ用インバータ４５は、車両制御部３０から受信した回転要求に応じた回転数でフロントモータ４１を回転するべく、バッテリ６０より供給される直流電流を三相交流に変換して、フロントモータ４１に供給する。

リヤモータ用インバータ５５は、車両制御部３０から受信した回転要求に応じた回転数でリヤモータ５１を回転するべく、バッテリ６０より供給される直流電流を三相交流電流に変換して、リヤモータ５１に供給する。

図６に示すように、車両１０の車速が、フロントモータ４１の駆動可能速度域をこえるまでは、つまり通常走行領域をこえるまでは、車両１０は、フロントモータ４１とリヤモータ５１とによって前後輪１１，１２が行動される四輪駆動を行う。

車両１０の車速がフロントモータ４１の走行可能速度域をこえると、つまり通常走行領域をこえると、車両制御部３０は、フロントモータ４１の駆動を停止するべく、信号を送信する。フロントモータ用インバータ４５は、当該信号を受信すると、フロントモータ４１への電流の供給を停止する。車両１０は、フロントモータ４１の駆動可能速度領域をこえると、リヤモータ５１によってのみ駆動される。

車両制御部３０は、バッテリ６０の蓄電量が少なくなったと判断すると、エンジン８１を駆動して充電をする。

このように構成される車両１０では、フロントモータ４１の駆動可能速度領域は、通常走行域領域（本実施形態では、一例として０〜略１４０ｋｍ／ｈまでの範囲）に設定されており、高速走行領域は、リヤモータ５１のみが駆動する。このため、フロントモータ４１を小型化することができるので、高速走行領域での走行を可能としつつ車両１０を軽量化することができる。

さらに、駆動可能走行速度領域が小さいモータをフロントモータ４１とすることによって、エンジン８１やジェネレータ８２が配置される前部１３において、フロントモータ４１を小型化できるので、比較的スペースがない前部１３においても、フロントモータ４１を充分に配置することができる。また、前部１３のレイアウトの自由度が向上する。

言い換えると、本発明で言う一方の車輪を前輪とすることによって、当該前輪を駆動するモータが配置される前部１３のレイアウトの自由度を向上することができる。

また、フロントモータ４１を高速走行領域で回転可能にするための昇圧システムを必要としないので、車両１０のコストが高騰することを抑制することができる。

また、フロントモータ４１の最大回転数が、リヤモータ５１の最大回転数よりも大きい場合であっても、つまり、リヤモータ５１がフロントモータ４１よりも大きい場合であっても、後輪用減速機５３の減速比を、前輪用減速機４３の減速比よりも小さくすることによって、リヤモータ５１の最大回転数に対応する後輪１２の最大回転数を、フロントモータ４１の最大回転数に対応する前輪１１の最大回転数よりも大きくすることができる。

なお、本実施形態では、本発明で言う一方の前輪の一例として前輪１１が用いられ、本発明で言う他方の車輪の一例として後輪１２が用いられ、本発明で言う第１の駆動用電動モータの一例としてフロントモータ４１が用いられ、本発明で言う第２に駆動用電動モータの一例としてリヤモータ５１が用いられている。

しかしながら、他の構造であっても、高速走行領域でも走行可能であることを維持しつつ、軽量化およびコストの低減可能とすることができる。例えば、本発明で言う一方の車輪の他の例として後輪１２とし、第１の駆動用電動モータの他の例としてリヤモータ５１が用いられてもよい。本発明で言う他方の車輪の他の例として前輪１１とし、第２の駆動用電動モータの他の例としてフロントモータ４１が用いられてもよい。この場合、リヤモータ５１を小さくすることができるので、車両１０の後部１４のレイアウトの自由度を向上することができる。

つぎに、本発明の第２の実施形態に係る前後輪駆動車両を、図７，８を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同様の機能を有する構成は、第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態では、エンジン８１は、充電用として駆動されることに加えて、前輪１１を回転する車両１０の走行用としても用いられる。つまり、本実施形態では、車両１０は、フロントモータ４１とリヤモータ５１とエンジン８１とによって走行可能となる、ハイブリッド電気自動車である。本実施形態では、上記のようにエンジン８１が走行用としても用いられる点が第１の実施形態と異なる。他の構造は、第１の実施形態と同様である。

図７は、本実施形態の車両１０を示す概略図である。図７に示すように、前輪用伝達機構４２は、エンジン８１が前輪１１を回転できるように、エンジン８１の回転を前輪１１に伝達するエンジン用減速機９０を備えている。本実施形態では、エンジン８１は、前輪駆動部４０の一部としても機能する。エンジン用減速機９０は、減速比が一定であり不変である。つまり、本発明で言う、固定比の減速機の一例である。

エンジン用減速機９０は、エンジン８１の出力軸８１ａに設けられる第４のギヤ８３と、第６のギヤ９１と、クラッチ機構９２とを備えている。第６のギヤ９１は、第４のギヤ８３に噛み合っている。クラッチ機構９２は、本発明で言う、摩擦係合要素の一例である。クラッチ機構９２は、プレート９４と、クラッチ板９３とを備えている。クラッチ板９３の一端部には軸部９３ａが設けられており、当該軸部９３ａに第６のギヤ９１が一体に回転するように設けられている。このため、第６のギヤ９１とクラッチ板９３は、一体に回転する。プレート９４は、フロントモータ４１の出力軸４１ａの一端に一体に設けられており、出力軸４１ａと一体に回転する。

クラッチ板９３の近傍には、アクチュエータ１０１が設けられている。クラッチ板９３は、アクチュエータ１０１によってプレート９４に当接するまで互いに押し付けられる。また、アクチュエータ１０１は、クラッチ板９３をプレート９４から離れる位置に移動する。

クラッチ機構９２が接続された状態とは、クラッチ板９３がプレート９４に当接するまで押し付けられており、それゆえ、クラッチ板９３とプレート９４とが一体に回転する状態である。クラッチ機構９２が切断された状態とは、クラッチ板９３とプレート９４とが互いに接触せず離間した状態であり、それゆえ、クラッチ板９３の回転およびプレート９４の回転は相手側には伝達されない。

アクチュエータ１０１の動作は、クラッチ機構制御部１００によって行われる。クラッチ機構制御部１００は、車両制御部３０内に設けられている。クラッチ機構制御部１００は、本発明で言う摩擦係合要素制御部の一例である。

つぎに、車両１０の動作を説明する。図８は、車両１０の車速と、前輪用車軸４４に作用するトルクと後輪用車軸５４に作用するトルクとの合計値との関係を示すグラフである。言い換えると、図８は、車両１０の車速と、車両１０に作用するトルクとの関係を示す。図８中横軸は、車両１０の車速を示す。単位は、ｋｍ／ｈである。横軸は、図中右側に進むにつれて車速が増加することを示す。図８中縦軸は、前輪用車軸４４に作用するトルクと後輪用車軸５４とに作用するトルクとの合計値を示している。単位は、Ｎ・ｍである。縦軸は、図中上方に進むにつれてトルクが増加することを示す。

図８に示すように、本実施形態では、車両１０の車速が、フロントモータ４１のトルクが急激に低下する時速Ｖｏをこえるまでは、フロントモータ４１とリヤモータ５１とが回転する。このとき、エンジン制御部８５は、クラッチ機構９２を切断状態にしている。このことによって、フロントモータ４１の回転は、エンジン８１に伝えられない。また、バッテリ６０の充電のためにエンジン８１が駆動された場合であっても、エンジン８１の回転が前輪１１に伝達されない。

フロントモータ４１のトルクが急激に低下する速度である時速Ｖｏをこえると、車両制御部３０は、フロントモータ４１による走行を停止するべく、フロントモータ４１への電力の供給を停止するよう信号を送信する。フロントモータ用インバータ４５は、車両制御部３０から上記信号を受信すると、フロントモータ４１への三相交流の供給を停止する。

ついで、車両制御部３０は、車速が時速Ｖｏをこえると、エンジン８１を駆動するべく信号を送信する。エンジン制御部８５は、車両制御部３０からの上記信号を受信すると、エンジン８１を駆動する。エンジン８１が駆動されると、クラッチ機構制御部１００は、クラッチ機構９２を接続状態にする。このことによって、エンジン８１の出力軸８１ａの回転が、前輪用伝達機構４２によって前輪１１に伝達され、それゆえ、前輪１１が回転する。

図８に示すように、前輪１１に作用するトルクは、車両１０に作用するトルク曲線がなだらかに連続するような値である。この点を具体的に説明する。図８中、エンジン８１のトルクが前輪１１に作用していない場合のトルク曲線を２点鎖線で示す。なお、エンジン８１のトルクが前輪１１に作用していない場合とは、第１の実施形態で用いられた図６に示されるトルク曲線と同じものである。

２点鎖線で示すように、エンジン８１のトルクが前輪１１に作用しない場合では、フロントモータ４１のトルクが急激に低下する速度である時速Ｖｏをこえると、車両１０に作用するトルクが急激に低下する。本実施形態では、この急激なトルクの低下が発生しないように、トルク曲線がなだらかになるように、エンジン８１のトルクが作用する。言い換えると、トルク曲線がなだらかになるようなトルクを供給するようにエンジン８１が駆動する。

車両１０の速度が時速Ｖｏ以下となると、車両制御部３０は、エンジン８１の駆動を停止するとともに、フロントモータ４１による前輪１１の駆動を開始すべく信号を送信する。

上記信号を受けたエンジン制御部８５はエンジン８１の駆動を停止し、クラッチ機構制御部１００は、クラッチ機構９２を切断状態にし、フロントモータ用インバータ４５は、フロントモータ４１を駆動すべく、三相交流の供給を開始する。

本実施形態であっても、バッテリ６０を充電する場合の動作は、第１の実施形態と同様である。

本実施形態では、第１の実施形態と同様の効果を得るとともに、車両１０に作用するトルクが急激に低下すること抑制することができる。

また、エンジン用減速機９０は、減速比が一定の構造である。このため、エンジン用減速機９０の構造を簡素にかつ小型化することができる。さらに、エンジン用減速機９０が前部１３に配置されるので、前部１３のレイアウトの自由度を向上することができる。

なお、第２の実施形態では、車速がフロントモータ４１のトルクが急激に低下する速度をこえるとフロントモータ４１にかわってエンジン８１が駆動され、エンジン８１は、車両１０のトルク曲線がなだらかになるように制御された。トルクが急激に低下する速度である時速Ｖｏは、フロントモータ４１の最大回転数に対応する車速である時速Ｖｆの付近である。つまり、トルクが急激に低下する時速Ｖｏでクラッチ機構９２を接続状態にするとともにエンジン８１を駆動するということは、本発明で言う、摩擦係合要素制御部は、第１の駆動用電動モータの最大回転数に対応した車速付近で摩擦係合要素を係合し、エンジンの駆動力を一方の車輪に伝達すること、の一例である。

しかしながら、これに限定されない。例えば、車速が時速Ｖｏを越えてもフロントモータ４１は駆動されてもよい。この場合、時速Ｖｏから時速Ｖｆまで（Ｖｆは含む）は、車両１０の前輪１１は、フロントモータ４１とエンジン８１とによって駆動される。また、エンジン８１は、クラッチ板９３の回転数がフロントモータ４１の回転数と同じなるように制御されるとともに、車両１０のトルク曲線がなだらかになるように制御される。

または、車両１０の車速がフロントモータ４１の最大回転数に対応する時速Ｖｆとなったときにエンジン８１が駆動され、クラッチ機構９２が接続状態になってもよい。

なお、本実施形態では、本発明で言う一方の前輪の一例として前輪１１が用いられ、本発明で言う他方の車輪の一例として後輪１２が用いられ、本発明で言う第１の駆動用電動モータの一例としてフロントモータ４１が用いられ、本発明で言う第２に駆動用電動モータの一例としてリヤモータ５１が用いられている。

しかしながら、他の構造であっても、高速走行領域でも走行可能であることを維持しつつ、軽量化およびコストの低減可能とすることができる。例えば、本発明で言う一方の車輪の他の例として後輪１２とし、第１の駆動用電動モータの他の例としてリヤモータ５１が用いられてもよい。本発明で言う他方の車輪の他の例として前輪１１とし、第２の駆動用電動モータの他の例としてフロントモータ４１が用いられてもよい。この場合、リヤモータ５１を小さくすることができるので、車両１０の後部１４のレイアウトの自由度を向上することができる。

この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲にされた発明を付記する。
［１］
前輪と後輪とを駆動する前後輪駆動車両であって、
前記前後輪のうちの一方の車輪を駆動する第１の駆動用電動モータと、
前記前後輪のうちの他方の車輪を駆動するとともに、前記第１の駆動用電動モータの最大トルクより最大トルクが大きい第２の駆動用電動モータと、
前記第１の駆動用電動モータの回転を減速して前記一方の車輪に伝達する第１の減速機と、
前記第２の駆動用電動モータの回転を前記第１の減速機の減速比より小さい減速比で減速して前記他方の車輪に伝達する第２の減速機と
を具備し、
前記第２の駆動用電動モータの最高回転数に対応した前記他方の車輪の最高回転数が、前記第１の駆動用電動モータの最高回転数に対応した前記一方の車輪の最高回転数より大きくなるように前記第１及び第２の減速機の減速比を設定した
ことを特徴とする前後輪駆動車両。
［２］
前記一方の車輪を駆動するエンジンと、
前記エンジンから前記一方の車輪に伝達される動力の伝達と遮断とを行う摩擦係合要素と、
前記摩擦係合要素を制御する摩擦係合要素制御部と
を具備し、
前記摩擦係合要素制御部は、前記第１の駆動用電動モータの最大回転数に対応した車速付近で前記摩擦係合要素を係合し、前記エンジンの駆動力を前記一方の車輪に伝達する
ことを特徴とする［１］に記載の前後輪駆動車両。
［３］
前記エンジンの回転は、固定比の減速機により前記一方の車輪に伝達される
ことを特徴とする［２］に記載の前後輪駆動車両。
［４］
前記一方の車輪は前記車両の前輪であり、前記他方の車輪は前記車両の後輪である
ことを特徴とする［１］から［３］のうちのいずれか一項に記載の前後輪駆動車両。
［５］
前記第１の駆動用電動モータの最大回転数は、前記第２の駆動用電動モータの最大回転数より大きい
ことを特徴とする［１］に記載の前後輪駆動車両。
［６］
前記第１の駆動用電動モータの最大回転数は、前記第２の駆動用電動モータの最大回転数より大きい
ことを特徴とする［２］に記載の前後輪駆動車両。
［７］
前記第１の駆動用電動モータの最大回転数は、前記第２の駆動用電動モータの最大回転数より大きい
ことを特徴とする［３］に記載の前後輪駆動車両。
［８］
前記第１の駆動用電動モータの最大回転数は、前記第２の駆動用電動モータの最大回転数より大きい
ことを特徴とする［４］に記載の前後輪駆動車両。

１０…車両（前後輪駆動車両）、１１…前輪（一方の車輪）、１２…後輪（他方の車輪）、４１…フロントモータ（第１の駆動用電動モータ）、４３…前輪用減速機（第１の減速機）、５１…リヤモータ（第２の駆動用電動モータ）、５３…後輪用減速機（第２の減速機）、８１…エンジン、９２…クラッチ機構（摩擦係合要素）、１００…クラッチ機構制御部（摩擦係合要素制御部）。

Claims (6)

1. 前輪と後輪とを駆動する前後輪駆動車両であって、
   前記前後輪のうちの一方の車輪を駆動する第１の駆動用電動モータと、
   前記前後輪のうちの他方の車輪を駆動するとともに、前記第１の駆動用電動モータの最大トルクより最大トルクが大きい第２の駆動用電動モータと、
   前記第１の駆動用電動モータの回転を減速して前記一方の車輪に伝達する第１の減速機と、
   前記第２の駆動用電動モータの回転を前記第１の減速機の減速比より小さい減速比で減速して前記他方の車輪に伝達する第２の減速機と、
   前記一方の車輪を駆動するエンジンと、
   前記エンジンから前記一方の車輪に伝達される動力の伝達と遮断とを行う摩擦係合要素と、
   前記摩擦係合要素を制御する摩擦係合要素制御部と
   を具備し、
   前記第２の駆動用電動モータの最高回転数に対応した前記他方の車輪の最高回転数が、前記第１の駆動用電動モータの最高回転数に対応した前記一方の車輪の最高回転数より大きくなるように前記第１及び第２の減速機の減速比を設定し、
   前記摩擦係合要素制御部は、前記第１の駆動用電動モータの最大回転数に対応した車速付近で前記摩擦係合要素を係合し、前記エンジンの駆動力を前記一方の車輪に伝達する
   ことを特徴とする前後輪駆動車両。
2. 前記エンジンの回転は、固定比の減速機により前記一方の車輪に伝達される
   ことを特徴とする請求項１に記載の前後輪駆動車両。
3. 前記一方の車輪は前記車両の前輪であり、前記他方の車輪は前記車両の後輪である
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の前後輪駆動車両。
4. 前記第１の駆動用電動モータの最大回転数は、前記第２の駆動用電動モータの最大回転数より大きい
   ことを特徴とする請求項１に記載の前後輪駆動車両。
5. 前記第１の駆動用電動モータの最大回転数は、前記第２の駆動用電動モータの最大回転数より大きい
   ことを特徴とする請求項２に記載の前後輪駆動車両。
6. 前記第１の駆動用電動モータの最大回転数は、前記第２の駆動用電動モータの最大回転数より大きい
   ことを特徴とする請求項３に記載の前後輪駆動車両。

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