JP6565891B2 - 電動車両の駆動装置 - Google Patents
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Description
M1out 第1電動機の最高出力[kW]
M2out 第2電動機の最高出力[kW]
ωM1 第1電動機の回転速度[rpm]
ωM2 第2電動機の回転速度[rpm]
ωM1max 第1電動機の最高回転速度[rpm]
ωM2max 第2電動機の最高回転速度[rpm]
TM1 第1電動機のトルク[Nm]
TM2 第2電動機のトルク[Nm]
TM1max 第1電動機の最大トルク[Nm]
TM2max 第2電動機の最大トルク[Nm]
γM1 第1入力歯車対の減速比
γM2 第2入力歯車対の減速比
ωs1 第1サンギアの回転速度[rpm]
ωs2 第2サンギアの回転速度[rpm]
ωc キャリアの回転速度[rpm]
Ts1 第1サンギアのトルク[Nm]
Ts2 第2サンギアのトルク[Nm]
Tc キャリアのトルク[Nm]
Zs1 第1サンギアの歯数
Zs2 第2サンギアの歯数
λ=Zs1/Zs2 遊星歯車比
γf 最終減速比(出力要素減速比)
Rd 駆動輪の動半径[mm]
Vmax 設定時最高車速[km/h]
なお、第1および第2の電動機の最高回転速度ωM1max,ωM2maxは、各電動機の効率のよい範囲で設定された使用される速度範囲の上限値である。
λωs1=(1+λ)ωc ・・・(1)
ωs1=ωM1/γM1 ・・・(2)
また、トルクの拘束条件は、次式(3),(4)となる。
λTc=(1+λ)Ts1 ・・・(3)
Ts1=γM1TM1 ・・・(4)
λωs1+ωs2=(1+λ)ωc ・・・(5)
ωs1=ωM1/γM1 ・・・(6)
ωs2=ωM2/γM2 ・・・(7)
Tc=Ts1+Ts2 ・・・(8)
Ts1=λTs2 ・・・(9)
Ts1=γM1TM1 ・・・(10)
Ts2=γM2TM2 ・・・(11)
駆動輪の回転速度 ωc/γf ・・・(12)
駆動輪のトルク γfTc ・・・(13)
γM1TM1max=λγM2TM2
さらに、TM2≦TM2maxであるので、式(14)となる。
γM1TM1max≦λγM2TM2max ・・・(14)
Ts1(t)=λTs2(u)
最高速度で走行中に、第1電動機M1が第1サンギア18をトルクTs1(t)以上のトルクで駆動する能力があれば、つまり最高速度走行時の第1サンギアの最高のトルクTs1(u)がTs1(t)以上であれば(Ts1(u)≧Ts1(t))、最高速度を維持することができる。つまり、次式(17)を満たすことにより最高速を維持することができる。
Ts1(u)≧λTs2(u) ・・・(17)
言い換えれば、式(17)を満たさなければ、車両加速時において第2電動機M2が最高回転速度に達する前に、図6に破線で示すように駆動装置10全体の駆動トルクが低下し、車両が最高速度に達することができなくなる。式(17)を変形して式(17)’を得る。
λ≦Ts1(u)/Ts2(u) ・・・(17)’
式(17)’は、遊星歯車比λをTs1(u)/Ts2(u)以下とすることで、最高速度付近での駆動トルクの低下を抑制することができることを意味している。つまり、車両が最高速度で走行しており、第2電動機が最高出力かつ最高速度で動作しているとき、第1サンギア18に入力されるトルクTs1(u)と第2サンギア20に入力されるTs2(u)の比以下に遊星歯車比λを設定することで、最高速度付近での駆動力の低下を抑制することができる。
Ts2(u)=(M2outγM2/ωM2max)×(6000/2π) ・・・(18)
Ts1(u)=(M1outγM1/ωM1)×(6000/2π) ・・・(19)
ωcmax=(Vmaxγf/Rd)×[1000000/(2π・60)] ・・・(22)
式(21),(22)から次式(23)を得る。
Claims (8)
- 電動車両の駆動装置であって、
第1電動機と、
第2電動機と、
第1電動機が接続される第1入力要素と、第2電動機が接続される第2入力要素と、出力要素とを有する遊星歯車機構と、
第2入力要素の、当該電動車両の前進方向の回転を許容し、後進方向の回転を阻止するクラッチ機構と、
を有し、
遊星歯車機構は、
第1入力要素である第1サンギアと、
第2入力要素である第2サンギアと、
出力要素であるプラネタリキャリアと、
プラネタリキャリアに回転可能に支持され、第1サンギアと噛み合う内側プラネタリピニオンと、
プラネタリキャリアに回転可能に支持され、第2サンギアおよび内側プラネタリピニオンと噛み合う外側プラネタリピンオンと、
から構成され、
遊星歯車機構が、当該電動車両が最高速度で走行し、かつ第2電動機が最高出力かつ最高速度で動作しているときにおいて第1サンギアに入力されるトルクと第2サンギアに入力されるトルクとの比以下の遊星歯車比を有する、
電動車両の駆動装置。 - 電動車両の駆動装置であって、
第1電動機と、
第2電動機と、
第1電動機が接続される第1入力要素と、第2電動機が接続される第2入力要素と、出力要素とを有する遊星歯車機構と、
第2入力要素の、当該電動車両の前進方向の回転を許容し、後進方向の回転を阻止するクラッチ機構と、
を有し、
遊星歯車機構は、
第1入力要素である第1サンギアと、
第2入力要素である第2サンギアと、
出力要素であるプラネタリキャリアと、
プラネタリキャリアに回転可能に支持され、第1サンギアと噛み合う内側プラネタリピニオンと、
プラネタリキャリアに回転可能に支持され、第2サンギアおよび内側プラネタリピニオンと噛み合う外側プラネタリピンオンと、
から構成され、
遊星歯車機構が、第1電動機の最大トルク時の第1サンギアに入力されるトルクと、第2電動機の最大トルク時の第2サンギアに入力されるトルクとの比以上の遊星歯車比を有する、
電動車両の駆動装置。 - 電動車両の駆動装置であって、
第1電動機と、
第2電動機と、
第1電動機が接続される第1入力要素と、第2電動機が接続される第2入力要素と、出力要素とを有する遊星歯車機構と、
当該電動車両の前進時には、第2入力要素の、当該電動車両の前進方向の回転を許容し、後進方向の回転を阻止し、後進時には、第2入力要素の、当該電動車両の後進方向の回転を許容し、前進方向の回転を阻止するクラッチ機構と、
を有し、
遊星歯車機構は、
第1入力要素である第1サンギアと、
第2入力要素である第2サンギアと、
出力要素であるプラネタリキャリアと、
プラネタリキャリアに回転可能に支持され、第1サンギアと噛み合う内側プラネタリピニオンと、
プラネタリキャリアに回転可能に支持され、第2サンギアおよび内側プラネタリピニオンと噛み合う外側プラネタリピンオンと、
とから構成される、
電動車両の駆動装置。 - 請求項3に記載の電動車両の駆動装置であって、
遊星歯車機構が、当該電動車両が最高速度で走行し、かつ第2電動機が最高出力かつ最高速度で動作しているときにおいて第1サンギアに入力されるトルクと第2サンギアに入力されるトルクとの比以下の遊星歯車比を有する、
電動車両の駆動装置。 - 請求項3または4に記載の電動車両の駆動装置であって、
遊星歯車機構が、第1電動機の最大トルク時の第1サンギアに入力されるトルクと、第2電動機の最大トルク時の第2サンギアに入力されるトルクとの比以上の遊星歯車比を有する、
電動車両の駆動装置。 - 請求項1から5のいずれか1項に記載の電動車両の駆動装置であって、第1電動機と第1サンギアは第1減速機構を介して接続される、電動車両の駆動装置。
- 請求項1から6のいずれか1項に記載の電動車両の駆動装置であって、第2電動機と第2サンギアは第2減速機構を介して接続される、電動車両の駆動装置。
- 請求項1から7のいずれか1項に記載の電動車両の駆動装置であって、第1電動機の駆動力のみを出力する第1モードと、第1電動機と第2電動機の駆動力を出力する第2モードとを切り換え可能な電動車両の駆動装置。
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