JP5333343B2 - 左右輪駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、２つの駆動源からの駆動トルクを左右の駆動輪に駆動トルク差を与えながら伝達しうる左右輪駆動装置に関し、特に、駆動源を電動機とする電気自動車に用いて好適の、左右輪駆動装置に関する。

電気自動車（単に、車両ともいう）において、左右の駆動輪にそれぞれ電動機（モータ）を配置して、各電動機を独立して制御することにより左右輪に適宜駆動トルク差を与えて、これにより車両の旋回モーメントを制御する技術が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
しかしながら、車両の加速時等の車両に大きな総駆動トルク（左右輪の駆動トルクの合計）が必要な走行場面では、左右輪の駆動トルクをいずれも大きくしなくてはならず、左右輪間に大きな駆動トルク差を与えることは困難である。つまり、左右輪間に大きな駆動トルク差を与えるには、一方のモータの駆動トルクを低下させなくてはならず、その分だけ車両の総駆動トルクは低下することになり、車両の加速等の走行性能が不足する。

これを改善するために、特許文献３に記載されているように、モータのトルク反力を利用して駆動輪を転舵する操舵装置を設けて、左右輪の何れの駆動トルクも減らすことなく、車両の旋回モーメントを制御する技術も考えられるが、この技術では、システムの複雑化や重量増を招いてしまう。
一方、特許文献４には、２つのモータの出力軸間に、何れも遊星歯車機構を用いた２つの差動装置と、何れも複数のギヤの組み合わせからなる２組の減速ギヤ列を介装して、２つのモータの間でトルク移動をできるようにする技術が提案されている。この技術のように、２つのモータの間でトルク移動をできれば、総駆動トルクの減少を抑えながら左右輪間に大きな駆動トルク差を与えることが可能になる。

特開平８−１９１１０号公報 特開２００５−１３８８２４号公報 特開２００６−１１７０１１号公報 特開２００８−２１５５１９号公報

上述のように、特許文献１の技術によれば、２つのモータ間でのトルク移動を利用して総駆動トルクの減少を抑えながら左右輪間に大きな駆動トルク差を与えることが可能になるが、よりシンプルな構成で総駆動トルクの減少を抑えながら所望の左右駆動トルク差を発生させることができる装置構成の開発が望まれている。
本発明は、かかる課題に鑑みて創案されたもので、シンプルな構成で総駆動トルクの減少を抑えながら左右輪間に要求される駆動トルク差を与えることができるようにした、左右輪駆動装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の左右輪駆動装置は、第１の駆動源及び第２の駆動源と、左駆動輪及び右駆動輪と、前記第１及び第２の駆動源と、前記左右の駆動輪との間に介設された歯車機構とを備え、前記歯車機構は、１本の軸に複数のピニオンギヤが連設された連設ピニオンと、前記連設ピニオンの各ピニオンギヤと噛合するサンギヤ，前記連設ピニオンを枢支するキャリア，前記連設ピニオンの各ピニオンギヤと噛合するリングギヤの、前記連設ピニオンと連係する各要素のうちの４要素と、をそなえた、４要素２自由度の回転機構であり、前記４要素のうち自身を回転固定すると他の３要素が同一方向に回転する第１要素に、前記第１及び第２の駆動源のうちの一方の駆動源を接続し、前記他の３要素のうち前記第１要素を回転固定すると最も高速回転する第２要素に、前記第１及び第２の駆動源のうち他方の駆動源を接続し、前記４要素のうち残りの２要素の一方に前記左駆動輪を他方に前記右駆動輪をそれぞれ接続することを特徴としている。

前記連設ピニオンは、第１ピニオンギヤと前記第１ピニオンギヤよりも基準ピッチ円直径の大きい第２ピニオンギヤとの２つのピニオンギヤが連設された２連ピニオンであって、前記歯車機構は、前記２連ピニオンと、前記第１ピニオンギヤと噛合する第１サンギヤと、前記第２ピニオンギヤと噛合する第２サンギヤと、前記連設ピニオンを枢支するキャリアと、前記第１ピニオンギヤ及び前記第２ピニオンギヤの何れかと噛合するリングギヤとの４要素をそなえ、前記第１及び第２の駆動源の一方を前記リングギヤに他方を前記第２サンギヤにそれぞれ接続し、前記左右駆動輪の一方を前記キャリアに他方を前記第１サンギヤにそれぞれ接続することが好ましい。

前記連設ピニオンは、第１ピニオンギヤと前記第１ピニオンギヤよりも基準ピッチ円直径の大きい第２ピニオンギヤと前記第２ピニオンギヤよりも基準ピッチ円直径の大きい第３ピニオンギヤとの３つのピニオンギヤが連設された３連ピニオンであって、前記歯車機構は、前記３連ピニオンと、前記第１ピニオンギヤと噛合する第１サンギヤと、前記第２ピニオンギヤと噛合する第２サンギヤと、前記第３ピニオンギヤと噛合する第３サンギヤと、前記連設ピニオンを枢支するキャリアとの４要素をそなえ、前記第１及び第２の駆動源の一方を前記キャリアに他方を前記第３サンギヤにそれぞれ接続し、前記左右駆動輪の一方を前記第１サンギヤに他方を前記第２サンギヤにそれぞれ接続することが好ましい。

前記第１及び第２の駆動源には、同一の最大出力を有する同一規格のものを用いることが好ましい。
また、前記第１及び第２の駆動源は、何れも電動機であることが好ましい。
４要素２自由度の回転機構のギヤ比は、通常の左右輪駆動時（車両の前進時）において各駆動源（例えば、電動機）が逆転しないように設定することが好ましい。

本発明の左右輪駆動装置によれば、４要素２自由度の回転機構として構成された歯車機構の４要素に対して、所要の対応関係で各駆動源及び左右駆動輪が接続されているので、第１の駆動源及び第２の駆動源から出力される駆動トルクに差を与えると、この駆動トルク差が増幅されて左右の各駆動輪に伝達される。左右駆動輪の総駆動トルクを大きく確保したい場合には、第１及び第２の駆動源の一方を最大駆動トルクにして他方の駆動トルクを低下させて左右駆動輪間に駆動トルク差を与えることになるが、このときには、一方の駆動源の駆動トルク低下量を抑えながら、要求される左右駆動輪間の駆動トルク差を与えることができ、車両の総駆動トルクの低下を抑えながら、左右駆動輪間の駆動トルク差を与えて車両の旋回制御等を行なうことができるようになる。

歯車機構の連設ピニオンに２連ピニオンを採用すれば、簡素な構成で上記の効果を得ることができる。
歯車機構の連設ピニオンに３連ピニオンを採用すれば、駆動トルク差の増幅率を大きく設定することが可能になり、要求される左右駆動輪間の駆動トルク差を与える際の車両の総駆動トルクの低下を一層抑えることができる。

第１及び第２の駆動源には、同一の最大出力を有する同一規格のものを用いれば、トルク制御をシンプルに行なえ、しかも、コスト上も有利になる。
また、第１及び第２の駆動源を電動機とすれば、トルク制御を高精度に行なうことができ、左右駆動輪間の駆動トルク差を適切に与えることができる。

本発明の左右輪駆動装置の原理構成を説明する図であり、（ａ）は歯車機構に２連ピニオンを採用した例を示すスケルトン図、（ｂ）は歯車機構に３連ピニオンを採用した例を示すスケルトン図、（ｃ）は歯車機構の各要素の回転軌道を示す図である。 本発明の左右輪駆動装置の原理構成を説明する速度線図であり、（ａ）の歯車機構に設置可能な要素について、（ｂ）に示すように４要素を適用することを示している。 本発明の第１実施形態にかかる左右輪駆動装置を説明する図であり、（ａ）はその駆動系を示す構成図、（ｂ）はその歯車機構を示すスケルトン図、（ｃ）はその作用を説明する速度線図である。 本発明の第１実施形態にかかる左右輪駆動装置に対する比較例として、左右駆動輪を個別駆動する装置を説明する図であり、（ａ）はその駆動系を示す構成図、（ｂ）はその歯車機構を示すスケルトン図、（ｃ）はその作用を説明する速度線図である。 本発明の第１実施形態にかかる左右輪駆動装置による左右駆動輪のトルク制御範囲を比較例のものと共に示す図である。 本発明の第１実施形態にかかる左右輪駆動装置における、駆動源（電動機）のトルク差に対する左右駆動輪のトルク差の特性を比較例のものと共に示す図である。 本発明の第１実施形態にかかる左右輪駆動装置をそなえた車両の左右輪に最大トルク差を発生させた場合の車速に対する加減速度限界を比較例のものと共に示す図である。 本発明の第１実施形態にかかる左右輪駆動装置をそなえた車両の車速及び加減速度に対する発生可能な左右輪駆動輪のトルク差を比較例のものと共に示す図である。 本発明の第２実施形態にかかる左右輪駆動装置を説明する歯車機構を示すスケルトン図である。

以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。
［原理構成］
まず、本発明の左右輪駆動装置の原理構成について、図１，図２を用いて説明する。
本左右輪駆動装置は、例えば、自動車（単に、車両ともいう）に装備された第１及び第２の駆動源と、左右の駆動輪と、第１及び第２の駆動源と左右の駆動輪との間に介設された歯車機構とを備えている。

本装置の特徴的な点は、歯車機構の構成にある。
図１（ａ）は後述の第１実施形態にかかる歯車機構のスケルトン図であり、図１（ｂ）は後述の第２実施形態にかかる歯車機構のスケルトン図であり、いずれも歯車機構の軸心の片側のみを示している。
本装置の歯車機構の特徴点の一つは、１本の軸に複数のピニオンギヤが連設された連設ピニオンを用いている点にある。

つまり、図１（ａ）に示す例では、歯車機構２の連設ピニオン２０は、第１ピニオンギヤ２１と、この第１ピニオンギヤ２１よりも基準ピッチ円直径の大きい第２ピニオンギヤ２２と、の２つのピニオンギヤが連設された２連ピニオンとなっている。
なお、「基準ピッチ円直径が大きい」とは、各ピニオンギヤの回転速度に着目すれば、各ピニオンギヤの周速度（基準ピッチ円直径での速度）は互いに等しいことから、「回転速度が遅い」とも言い換えることができる。また、各ピニオンギヤのモジュール（歯の大きさ）が等しい場合には、「基準ピッチ円直径が大きい」とは、「歯数が多い」とも言い換えることができる。

また、図１（ｂ）に示す例では、歯車機構３の連設ピニオン３０は、第１ピニオンギヤ３１と、この第１ピニオンギヤ３１よりも基準ピッチ円直径の大きい第２ピニオンギヤ３２と、この第２ピニオンギヤ３２よりも基準ピッチ円直径の大きい第３ピニオンギヤ３３と、の３つのピニオンギヤとが連設された３連ピニオンとなっている。
図１（ａ）に示す２連ピニオンの場合、歯車機構の構成要素として、２連ピニオン２０に加えて、２連ピニオン２０を回転自在に支持するキャリア２３（要素Ｅ１）と、第１ピニオンギヤ２１と噛合する第１サンギヤ２４（要素Ｅ２）と、第１ピニオンギヤ２１と噛合する第１リングギヤ２６（要素Ｅ３）と、第２ピニオンギヤ２２と噛合する第２サンギヤ２５（要素Ｅ４）と、第２ピニオンギヤ２２と噛合する第２リングギヤ２７（要素Ｅ５）と、の５要素をそなえることが可能である。本歯車機構としては、図２の速度線図上に示すように、これらのＥ１〜Ｅ５の５要素のうちのいずれか４要素を備えればよい。

図１（ｂ）に示す３連ピニオンの場合、歯車機構の構成要素として、３連ピニオン３０に加えて、３連ピニオン３０を回転自在に支持するキャリア３３（要素Ｅ１）と、第１ピニオンギヤ３１と噛合する第１サンギヤ３５（要素Ｅ２）と、第１ピニオンギヤ３１と噛合する第１リングギヤ３８（要素Ｅ３）と、第２ピニオンギヤ３２と噛合する第２サンギヤ３６（要素Ｅ４）と、第２ピニオンギヤ１２と噛合する第２リングギヤ３９（要素Ｅ５）と、第３ピニオンギヤ３３と噛合する第２サンギヤ３７（要素Ｅ６）と、第３ピニオンギヤ１２と噛合する第３リングギヤ４０（要素Ｅ７）と、の７要素をそなえることが可能である。本歯車機構としては、図２の速度線図上に示すように、これらのＥ１〜Ｅ７の７要素のうちのいずれか４要素を備えればよい。

また、これらの歯車要素の４要素に対する、第１及び第２の駆動源及び左右の駆動輪の接続を、以下のように規定する。
〔規定１〕歯車要素の４要素のうち自身を回転固定すると他の３要素が同一方向に回転する歯車要素（第１要素）に、第１及び第２の駆動源のうちの一方の駆動源を接続する。
〔規定２〕残る他の３要素のうち第１要素を回転固定すると最も高速回転する歯車要素（第２要素）に、第１及び第２の駆動源のうち他方の駆動源を接続する。
〔規定３〕４要素のうち残りの２要素（第３要素，第４要素）の一方に左駆動輪を他方に前記右駆動輪をそれぞれ接続する。

〔規定１〕〜〔規定３〕は、第１及び第２の駆動源からの駆動トルクに差を与えた場合に、このトルク差が左右輪駆動輪に増幅されて伝達されるようにするための条件である。
図１（ｃ）は要素Ｅ１を固定して要素Ｅ２〜Ｅ７の各回転軌道を示す図である。この図１（ｃ）を参照すれば、キャリアである要素Ｅ１を回転固定すると、連接ピニオン２０又は３０が自転すると、サンギヤである要素Ｅ２，Ｅ４，Ｅ６は何れも連接ピニオン２０又は３０と逆方向に回転し、リングギヤである要素Ｅ３，Ｅ５，Ｅ７は何れも連接ピニオン２０又は３０と同方向に回転する。

したがって、〔規定１〕の第１要素を要素Ｅ１に設定するには、図１（ａ）の２連ピニオン２０の構成は不適であり、図１（ｂ）の３連ピニオン３０の構成を採用し、第２，第３，第４要素を、要素Ｅ２，Ｅ４，Ｅ６とするか、要素Ｅ３，Ｅ５，Ｅ７とするかのいずれかとなる。第２，３，４要素を、要素Ｅ２，Ｅ４，Ｅ６とした場合、要素Ｅ２，Ｅ４，Ｅ６のうち要素Ｅ１を回転固定すると最も高速回転するのは要素Ｅ６なので、第２要素を、要素Ｅ６とし、第３，第４要素の一方を要素Ｅ２に他方を要素Ｅ４とする。

また、サンギヤである要素Ｅ２，Ｅ４，Ｅ６のいずれかを回転固定すると、キャリアである要素Ｅ１が回転すると、連接ピニオン２０又は３０はいずれも要素Ｅ１の回転方向（連接ピニオン２０又は３０）と同方向に自転し、要素Ｅ２，Ｅ４，Ｅ６のうち回転固定された要素よりも基準ピッチ円直径の大きい歯車は基準ピッチ円直径が大きいほど要素Ｅ１の回転方向と同方向に速く自転し、回転固定された要素よりも基準ピッチ円直径の小さい歯車は基準ピッチ円直径が小さいほど要素Ｅ１の回転方向と逆方向に速く自転する。また、リングギヤである要素Ｅ３，Ｅ５，Ｅ７は何れもキャリアである要素Ｅ１の回転よりも速く要素Ｅ１と同方向に且つ基準ピッチ円直径の大きいほど速く回転する。

したがって、例えば、図１（ａ）の２連ピニオン２０の構成を採用するなら、〔規定１〕の第１要素を要素Ｅ２，Ｅ４のいずれかに設定するには、他の３要素が同一方向に回転する構成を成立させるために、第１要素に、要素Ｅ２，Ｅ４のうち基準ピッチ円直径の小さい要素Ｅ４を採用し、これに第１及び第２の駆動源のうちの一方の駆動源を接続する。また、〔規定２〕を満たすには、リングギヤである要素Ｅ３，Ｅ５のいずれかを第２要素に採用し、これに第１及び第２の駆動源のうちの他方の駆動源を接続する。

このような構成により、図２（ｂ）の速度線図に示すように、各駆動源（例えば、電動機）Ｍ１，Ｍ２及び左右駆動輪ＷＬ、ＷＲを対応させることができ、各駆動源Ｍ１，Ｍ２に駆動トルク差を与えると、この駆動トルク差が増幅されて左右駆動輪ＷＬ，ＷＲに伝達されるのである。

以下、本発明の第１，第２実施形態について説明する。
［第１実施形態］
（構成）
本実施形態の左右輪駆動装置は、図３（ａ）に示すように、第１の駆動源としての第１電動機（第１モータ）Ｍ１と、第２の駆動源としての第２電動機（第２モータ）Ｍ２と、歯車機構２と、左駆動輪（単に、左輪ともいう）ＷＬと、右駆動輪（単に、右輪ともいう）ＷＲとを備えて構成され、電気自動車（純粋な電気自動車のみならずハイブリッド式電気自動車も含む）に、その駆動系（パワープラント）として装備される。なお、第１モータＭ１及び第２モータＭ２は、同一の最大出力を有する同一規格のものを用いている。

歯車機構２は、図３（ｂ）に示すように、連設ピニオンとして、第１ピニオンギヤ２１と、この第１ピニオンギヤ２１よりも基準ピッチ円直径の大きい第２ピニオンギヤ２２と、の２つのピニオンギヤが連設された２連ピニオン２０が装備され、この２連ピニオン２０に加えて、２連ピニオン２０を回転自在に支持するキャリア２３と、第１ピニオンギヤ２１と噛合する第１サンギヤ２４と、第２ピニオンギヤ２２と噛合する第２サンギヤ２５と、第２ピニオンギヤ２２と噛合するリングギヤ２７と、の４つの動力伝達要素をそなえている。

そして、このような歯車機構２に対して、第１モータＭ１，第２モータＭ２，左輪ＷＬ，右輪ＷＲが接続されるが、第１モータＭ１は中空軸１１を介してリングギヤ２７に、第２モータＭ２は中空軸１２を介して第２サンギヤ２５に、左輪ＷＬは軸１３Ｌを介してキャリア２３に、右輪ＷＲは軸１３Ｒを介して第１サンギヤ２４に、それぞれ接続されている。

この構成は、前記の〔規定１〕〜〔規定３〕を満たしており、第１モータＭ１，第２モータＭ２，左輪ＷＬ，右輪ＷＲは、歯車機構２を介して、図３（ｃ）の速度線図に示すような関係となる。
図３（ｃ）において、ＴＭ１は第１モータＭ１の出力トルク、ＴＭ２は第２モータＭ２の出力トルク、ＴＬは左輪ＷＬへの入力トルク（車両駆動トルク）、ＴＲは右輪ＷＲへの入力トルク（車両駆動トルク）である。また、ｂ１は左右輪ＷＬ，ＷＲのギヤ比を基準（＝１）とした場合の速度線図上における第１モータＭ１のギヤ比、ｂ２は左右輪ＷＬ，ＷＲのギヤ比を基準（＝１）とした場合の速度線図上における第２モータＭ２のギヤ比であり、各ギヤの歯数から求めることもできます。

図３（ｃ）の速度線図から、トルクに着目すると、左輪ＷＬへの入力トルクＴＬ、及び、右輪ＷＲへの入力トルクＴＲは、第１モータＭ１の出力トルクＴＭ１と、第２モータＭ２の出力トルクＴＭ２と、第１モータＭ１のギヤ比ｂ１と、第２モータＭ２のギヤ比ｂ２とにより、次式（１ａ），（１ｂ）のように表すことができる。
ＴＬ＝（ｂ１＋１）・ＴＭ１−ｂ２・ＴＭ２・・・（１ａ）
ＴＲ＝（ｂ２＋１）・ＴＭ２−ｂ１・ＴＭ１・・・（１ｂ）
なお、車両の駆動にかかる総トルクＴ、及び、左右輪のトルク差ΔＴ（＝ＴＲ−ＴＬ）は次式（２），（３）のように表すことができる。

Ｔ＝ＴＭ１＋ＴＭ２ ・・・（２）
ΔＴ＝（２・ｂ２＋１）・ＴＭ２−（２・ｂ１＋１）・ＴＭ１ ・・・（３）
左右輪ＷＬ，ＷＲの駆動制御をバランスさせるために、通常は、第１モータＭ１のギヤ比ｂ１と第２モータＭ２のギヤ比ｂ２とを同一値（ｂ１＝ｂ２＝ｂ）に設定するので、この場合、式（３）は下式（３Ａ）のように表すことができる。

ΔＴ＝（２・ｂ＋１）・ＴＭ２−（２・ｂ＋１）・ＴＭ１
＝（２・ｂ＋１）・（ＴＭ２−ＴＭ１）・・・（３Ａ）
したがって、第１モータＭ１の出力トルクＴＭ１と第２モータＭ２の出力トルクＴＭ２とを同一値にすれば、左右輪のトルク差ΔＴは０となり、第１モータＭ１の出力トルクＴＭ１と第２モータＭ２の出力トルクＴＭ２とに差（＝｜ＴＭ２−ＴＭ１｜）を与えれば、このモータ出力トルク差の（２・ｂ＋１）倍のトルク差が左右輪ＷＬ，ＷＲ間に発生する。

第１モータＭ１のギヤ比ｂ１及び第２モータＭ２のギヤ比ｂ２は、歯車機構２の各ギヤの基準ピッチ円直径によって決まるので、歯車機構２の構成からの制約や駆動系の構成からの制約を受け、本実施形態の装置構成の場合、ギヤ比ｂ１，ｂ２は略０．５〜２．０の範囲に設定することが好ましい。もちろん、この範囲を超えて設定することもできるが、この場合、歯車機構２のギヤの基準ピッチ円直径の構成や歯数の構成が特殊なものになる。

例えば、ギヤ比ｂ１，ｂ２をいずれも０．５に設定すれば、モータ間の出力トルク差の２倍のトルク差を左右輪ＷＬ，ＷＲ間に発生させることができ、ギヤ比ｂ１，ｂ２をいずれも１．０に設定すれば、モータ間の出力トルク差の３倍のトルク差を左右輪ＷＬ，ＷＲ間に発生させることができ、ギヤ比ｂ１，ｂ２をいずれも２．０に設定すれば、モータ間の出力トルク差の５倍のトルク差を左右輪ＷＬ，ＷＲ間に発生させることができる。

（作用及び効果）
本実施形態に係る左右輪駆動装置は、上述のように構成されているので、第１モータＭ１と第２モータＭ２とから出力される駆動トルク間に差を与えると、この駆動トルク差が増幅されて左右輪ＷＬ，ＷＲに伝達される。

車両の走行にかかる左右輪ＷＬ，ＷＲの総駆動トルク、つまり、第１モータＭ１と第２モータＭ２とから出力される駆動トルクの合計トルクを大きく確保したい場合には、各モータＭ１から出力される駆動トルクをできるだけ低下させたくない。そこで、この場合、第１モータＭ１と第２モータＭ２との一方を最大駆動トルクにして他方の駆動トルクを低下させて左右輪ＷＬ，ＷＲ間に駆動トルク差を与えることになる。このとき、本装置では、モータ間の出力トルク差が増幅されて左右輪ＷＬ，ＷＲ間のトルク差となるので、一方のモータの駆動トルク低下量を抑えながら、要求される左右輪ＷＬ，ＷＲの駆動トルク差を与えることができる。つまり、車両の総駆動トルクの低下を抑えながら、左右輪ＷＬ，ＷＲに所要の駆動トルク差を与えて車両の旋回制御等を行なうことができるようになる。

本実施形態では、歯車機構２の連設ピニオンに２連ピニオン２０を採用しているので、簡素な構成で上記の効果を得ることができる。
また、第１モータＭ１及び第２モータＭ２は、同一の最大出力を有する同一規格のものを用いているので、左右輪のトルク制御をシンプルに且つバランスよく行なえ、しかも、モータの装備コスト上も有利になる。

ここで、図４〜図８を参照して、本装置の利点を比較例と比べて説明する。
まず、比較例について図４を用いて説明する。比較例の左右輪駆動装置は、図４（ａ）に示すように、左右駆動輪ＷＬ，ＷＲをそれぞれのモータＭ１，Ｍ２で個別駆動する周知の装置（例えば、特許文献１，２参照）であり、図４（ｂ）に示すように、各モータＭ１，Ｍ２はそれぞれギヤ機構等を介して左右駆動輪ＷＬ，ＷＲに独立して接続されている。したがって、図４（ｃ）に示すように、モータＭ１の出力トルクＴＭ１がそのまま左輪ＷＬの駆動トルクとなり、モータＭ２の出力トルクＴＭ２がそのまま右輪ＷＲの駆動トルクとなる。このため、左右輪ＷＬ，ＷＲ間のトルク差を与えるには、この与えたいトルク差と等しい出力トルク差をモータ間に与えることが必要になる。

図５は、本装置による左右輪のトルク制御範囲を、このような比較例と対比して示すものであり、本装置については、ギヤ比ｂ１，ｂ２をいずれも０．５に設定した場合、ギヤ比ｂ１，ｂ２をいずれも１．０に設定した場合、ギヤ比ｂ１，ｂ２をいずれも２．０に設定した場合を例示する。何れの場合も、本装置による左右輪のトルク制御範囲は比較例のものよりも広く、特に、ギヤ比ｂ１，ｂ２を大きくするほど、モータ間の出力トルク差がより増幅されて左右輪ＷＬ，ＷＲ間のトルク差となるので、左右輪のトルク制御範囲も広くなることがわかる。

図６は、本装置によるモータＭ１，Ｍ２のトルク差に対する左右輪ＷＬ，ＷＲのトルク差の特性を比較例のものと共に示すものであり、本装置については、ギヤ比ｂ１，ｂ２をいずれも０．５に設定した場合、ギヤ比ｂ１，ｂ２をいずれも１．０に設定した場合、ギヤ比ｂ１，ｂ２をいずれも２．０に設定した場合を例示する。何れの場合も、本装置によるモータトルク差に対する左右輪トルク差は比較例のものよりも大きく、特に、ギヤ比ｂ１，ｂ２を大きくするほど、モータ間の出力トルク差がより増幅されて左右輪ＷＬ，ＷＲ間のトルク差となるので、モータトルク差に対する左右輪トルク差も大きくなることがわかる。

図７は、本装置をそなえたによる車両の左右輪に最大トルク差を発生させた場合の車速に対する加減速度限界を比較例のものと共に示す図である。図５に示すように左右輪のトルク制御範囲が規定されるので、左右輪に最大トルク差を発生させた場合、本装置では比較例のものに比べて総出力トルクを大きくできるため、加減速度限界も高まり、車両の加速性能を向上させることができることがわかる。

図８は、本装置をそなえた車両の車速及び加減速度に対する発生可能な左右輪のトルク差を比較例のものと共に示す図である。車両の加減速度が大きいほど、また、車速が高いほどは、車両の総駆動トルクを大きく確保することが必要になるので、その分だけ、発生可能な左右輪のトルク差が減少することになるが、本装置では比較例のものに比べてあらゆる状況下で、発生可能な左右輪のトルク差を大きくできることがわかる。

なお、ここで、ギヤ比ｂ１，ｂ２の上限について説明する。本装置の場合、ギヤ比ｂ１，ｂ２を大きくするほど、モータ間の出力トルク差をより増幅して左右輪ＷＬ，ＷＲ間のトルク差とすることができるが、ギヤ比ｂ１，ｂ２を大きくし過ぎると、車両の旋回時の内外輪の速度差によって、一方のモータを逆転させなくてはならなくなる。出力トルクをスムーズに制御するためには、モータの逆方向への回転を含む制御では、モータ回転数を検出及びこれに基づくモータ電流値等の制御をきわめて高精度に行なわなくては達成できず、モータ関係のハードウェア構成が極めて高価なものになる。
そこで、車両の走行範囲内において、モータが逆方向に回転しないように、ギヤ比ｂ１，ｂ２を設定することが好ましい。

［第２実施形態］
（構成）
本実施形態の左右輪駆動装置は、図９に示すように、第１の駆動源としての第１電動機（第１モータ）Ｍ１と、第２の駆動源としての第２電動機（第２モータ）Ｍ２と、歯車機構３と、左駆動輪（単に、左輪ともいう）ＷＬと、右駆動輪（単に、右輪ともいう）ＷＲとを備えて構成され、電気自動車（純粋な電気自動車のみならずハイブリッド式電気自動車も含む）に、その駆動系（パワープラント）として装備される。なお、第１モータＭ１及び第２モータＭ２は、同一の最大出力を有する同一規格のものを用いている。

歯車機構３は、連設ピニオンとして、第１ピニオンギヤ３１と、この第１ピニオンギヤ３１よりも基準ピッチ円直径の大きい第２ピニオンギヤ３２と、この第２ピニオンギヤ３２よりも基準ピッチ円直径の大きい第３ピニオンギヤ３３と、この３つのピニオンギヤが連設された３連ピニオン３０が装備され、この３連ピニオン３０に加えて、３連ピニオン３０を回転自在に支持するキャリア３４と、第１ピニオンギヤ３１と噛合する第１サンギヤ３５と、第２ピニオンギヤ３２と噛合する第２サンギヤ３６と、第３ピニオンギヤ３３と噛合する第３サンギヤ３７と、の４つの動力伝達要素をそなえている。

そして、このような歯車機構３に対して、第１モータＭ１，第２モータＭ２，左輪ＷＬ，右輪ＷＲが接続されるが、第１モータＭ１は中空軸１１を介してキャリア３４に、第２モータＭ２は中空軸１２を介して第３サンギヤ３７に、左輪ＷＬは軸１３Ｌを介して第１サンギヤ３５に、右輪ＷＲは軸１３Ｒを介して第２サンギヤ３６に、それぞれ接続されている。

この構成は、前記の〔規定１〕〜〔規定３〕を満たしており、第１モータＭ１，第２モータＭ２，左輪ＷＬ，右輪ＷＲは、歯車機構３を介して、図３（ｃ）の速度線図に示すものと同様な関係となる。
本実施形態の場合、第１サンギヤ３５，第２サンギヤ３６，第３サンギヤ３７等の基準ピッチ円直径の設定自由度が高いので、歯車機構３からのギヤ比ｂ１，ｂ２の制約は少なく、したがって、ギヤ比ｂ１，ｂ２の上限を第１実施形態のものよりも大きく設定することが容易である。

（作用及び効果）
本実施形態に係る左右輪駆動装置は、上述のように構成されているので、第１実施形態と同様に、モータ間の出力トルク差が増幅されて左右輪ＷＬ，ＷＲ間のトルク差となるので、一方のモータの駆動トルク低下量を抑えながら、要求される左右輪ＷＬ，ＷＲの駆動トルク差を与えることができる。つまり、車両の総駆動トルクの低下を抑えながら、左右輪ＷＬ，ＷＲに所要の駆動トルク差を与えて車両の旋回制御等を行なうことができるようになる。

本実施形態では、歯車機構３からのギヤ比ｂ１，ｂ２の制約は少なく、したがって、ギヤ比ｂ１，ｂ２の上限を第１実施形態のものよりも大きく設定することが容易であるため、モータ間の出力トルク差をより増幅して左右輪ＷＬ，ＷＲ間のトルク差とすることができるので、一方のモータの駆動トルク低下量をより抑え、車両の駆動出力を確保して動力性能（加速性能や高速性能や牽引性能）ながら、左右輪ＷＬ，ＷＲに所要の駆動トルク差を与えて車両の旋回制御等を行なうことができるようになる。

（その他）
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は上述した各実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

例えば、第１実施形態では、連接ピニオンとして２連ピニオン２０を用いた歯車機構２に、第２実施形態では、連接ピニオンとして３連ピニオン３０を用いた歯車機構３に対して、第１モータＭ１，第２モータＭ２，左輪ＷＬ，右輪ＷＲを、前記の〔規定１〕〜〔規定３〕を満たす範囲の特定の形態で接続しているが、原理構成の項でも述べたように、これらに限らず、種々の構成が存在しうる。

また、各実施の形態においては、各駆動源を電動機（モータ）として、本装置が電気自動車に搭載されるものとしたが、各駆動源は電動機に限るものでなく、また、本装置は電気自動車以外の車両等にも適用可能である。

２，３ 歯車機構
１１，１２ 中空軸
１３Ｌ，１３Ｒ 軸
２０ 連設ピニオンとしての２連ピニオン
３０ 連設ピニオンとしての３連ピニオン
２１，３１ 第１ピニオンギヤ
２２，３２ 第２ピニオンギヤ
３３ 第３ピニオンギヤ
２３，３４ キャリア
２４，３５ 第１サンギヤ
２５，３６ 第２サンギヤ
３７ 第３サンギヤ
２６，３８ 第１リングギヤ
２７，３９ 第２リングギヤ
４０ 第３リングギヤ
Ｍ１ 第１の駆動源としての第１電動機（第１モータ）
Ｍ２ 第２の駆動源としての第２電動機（第２モータ）
ＷＬ 左駆動輪（左輪）
ＷＲ 右駆動輪（右輪）

Claims (5)

1. 第１の駆動源及び第２の駆動源と、
   左駆動輪及び右駆動輪と、
   前記第１及び第２の駆動源と、前記左右の駆動輪との間に介設された歯車機構とを備え、
   前記歯車機構は、
   １本の軸に複数のピニオンギヤが連設された連設ピニオンと、
   前記連設ピニオンの各ピニオンギヤと噛合するサンギヤ，前記連設ピニオンを枢支するキャリア，前記連設ピニオンの各ピニオンギヤと噛合するリングギヤの、前記連設ピニオンと連係する各要素のうちの４要素と、をそなえた、４要素２自由度の回転機構であり、
   前記４要素のうち自身を回転固定すると他の３要素が同一方向に回転する第１要素に、前記第１及び第２の駆動源のうちの一方の駆動源を接続し、前記他の３要素のうち前記第１要素を回転固定すると最も高速回転する第２要素に、前記第１及び第２の駆動源のうち他方の駆動源を接続し、前記４要素のうち残りの２要素の一方に前記左駆動輪を他方に前記右駆動輪をそれぞれ接続する
   ことを特徴とする、左右輪駆動装置。
2. 前記連設ピニオンは、第１ピニオンギヤと前記第１ピニオンギヤよりも基準ピッチ円直径の大きい第２ピニオンギヤとの２つのピニオンギヤが連設された２連ピニオンであって、
   前記歯車機構は、前記２連ピニオンと、前記第１ピニオンギヤと噛合する第１サンギヤと、前記第２ピニオンギヤと噛合する第２サンギヤと、前記連設ピニオンを枢支するキャリアと、前記第１ピニオンギヤ及び前記第２ピニオンギヤの何れかと噛合するリングギヤとの４要素をそなえ、
   前記第１及び第２の駆動源の一方を前記リングギヤに他方を前記第２サンギヤにそれぞれ接続し、
   前記左右駆動輪の一方を前記キャリアに他方を前記第１サンギヤにそれぞれ接続する
   ことを特徴とする、請求項１記載の左右輪駆動装置。
3. 前記連設ピニオンは、第１ピニオンギヤと前記第１ピニオンギヤよりも基準ピッチ円直径の大きい第２ピニオンギヤと前記第２ピニオンギヤよりも基準ピッチ円直径の大きい第３ピニオンギヤとの３つのピニオンギヤが連設された３連ピニオンであって、
   前記歯車機構は、前記３連ピニオンと、前記第１ピニオンギヤと噛合する第１サンギヤと、前記第２ピニオンギヤと噛合する第２サンギヤと、前記第３ピニオンギヤと噛合する第３サンギヤと、前記連設ピニオンを枢支するキャリアとの４要素をそなえ、
   前記第１及び第２の駆動源の一方を前記キャリアに他方を前記第３サンギヤにそれぞれ接続し、
   前記左右駆動輪の一方を前記第１サンギヤに他方を前記第２サンギヤにそれぞれ接続する
   ことを特徴とする、請求項１記載の左右輪駆動装置。
4. 前記第１及び第２の駆動源には、同一の最大出力を有する同一規格のものを用いる
   ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載の左右輪駆動装置。
5. 前記第１及び第２の駆動源は、何れも電動機である
   ことを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に記載の左右輪駆動装置。

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