JP6950251B2 - 車両の駆動システム - Google Patents

Description

この発明は、それぞれの車輪に駆動トルクを作用させることができる複数の駆動装置を備えた車両の駆動システムに関するものである。

従来知られている車両の制動システムとして、二系統のブレーキを備え、一方のブレーキに故障が生じた場合であっても、他方のブレーキを用いて車両の制動力を制御することにより、車両を退避走行させる制動システムが知られている。そのような制動システムを備えた車両が特許文献１に記載されている。その特許文献１に記載された車両は、二つの電力系統を有し、その電力系統は、複数の電動ブレーキや電動機からなる電動デバイスとバッテリとをそれぞれ備えている。そして、一方の電力系統における電圧値が正常な範囲を逸脱した場合には、他方の正常な電力系統を上記の一方の電力系統に連結して各電動デバイスに電力を供給するように構成されている。具体的には、一方の電力系統と他方の電力系統とにおける電圧値がそれぞれ正常値である場合には、一方の電力系統によってその一方の電力系統における電動デバイスに電力を供給し、また同様に他方の電力系統によってその他方の電力系統における電動デバイスに電力を供給するように構成されている。そして、二つの電力系統のうちどちらか一方の電力系統における電圧値が所定の電圧範囲を満たさなくなった場合には、電圧値が正常である他方の電力系統を一方の電力系統に連結して、それぞれの電動デバイスに電力を供給するように電力の切り換えを行う。なお、この電力の切り換えは、電力切り換え装置によって行われる。

特許文献２には、二つの電動機と、その二つの電動機における回転軸を結合させるクラッチ機構と、それら電動機とクラッチ機構とに接続された制御ユニットとを備えた車両の駆動システムが記載されている。また、上記の制御ユニットは、車両の走行状況を感知するセンサを備え、そのセンサの出力した信号に基づいて、上記のクラッチ機構や電動機を制御するように構成されている。

特開２００１−３３３５０８号公報 特開２０１６−０５９２６９号公報

特許文献１に記載された車両は、一方の電力系統における電圧値が所定の電圧範囲を逸脱した場合には、他方の正常な電力系統を上記の一方の電力系統に連結し、かつ電力切り替え装置によってそれぞれの電力系統における電動デバイスに電力を供給する。しかしながら、上述した一方の電気系統が、例えばショートしてフェールした場合には、他方の正常な電気系統をそのフェールした電気系統に連結するとすれば正常な他方の電気系統も併せてフェールするおそれがある。そのような場合には、電動機や電動ブレーキなどの各電動デバイスに電力を供給できず、ひいては駆動トルクや制動トルクのいずれも発生させることができなくなる。また、上記の電力の供給先を切り替える電力切り替え装置がフェールした場合も同様である。そして、このように一方の電力系統と他方の電力系統とがフェール、あるいは、電力切り替え装置がフェールすると、車両を安定的に退避走行できなくなるおそれがあり改善の余地があった。

この発明は上記のような技術的課題に着目して考え出されたものであり、駆動装置がフェールしたとしても、車両に駆動トルクあるいは制動トルクを作用させ、かつ車両を安定的に退避走行させることができる車両の駆動システムを提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、この発明は、左前輪に駆動トルクを作用させることができる第１駆動装置と、右前輪に駆動トルクを作用させることができる第２駆動装置と、左後輪に駆動トルクを作用させることができる第３駆動装置と、右後輪に駆動トルクを作用させることができる第４駆動装置と、前記第１駆動装置の出力軸と前記第２駆動装置の出力軸とを機械的に係合させる第１差動制御装置と、前記第３駆動装置の出力軸と前記第４駆動装置の出力軸とを機械的に係合させる第２差動制御装置と、を備えた車両の駆動システムにおいて、前記第１駆動装置と前記第４駆動装置との駆動トルクをそれぞれ制御するとともに、前記第１差動制御装置の動作を制御する第１コントローラと、前記第２駆動装置と前記第３駆動装置との駆動トルクをそれぞれ制御するとともに、前記第２差動制御装置の動作を制御する第２コントローラと、前記第１駆動装置と前記第４駆動装置とに電力を供給するとともに、前記第１駆動装置と前記第４駆動装置とで発電された電力が供給される第１バッテリと、前記第２駆動装置と前記第３駆動装置とに電力を供給するとともに、前記第２駆動装置と前記第３駆動装置とで発電された電力が供給される第２バッテリと、前記第１コントローラと前記第１バッテリと前記第１駆動装置と前記第４駆動装置とを有する第１駆動システムと、前記第１コントローラと前記第１バッテリと前記第１駆動装置と前記第４駆動装置と前記第１差動制御装置とを有する第１駆動システムと、
前記第２コントローラと前記第２バッテリと前記第２駆動装置と前記第３駆動装置と前記第２差動制御装置とを有する第２駆動システムと、前記第１駆動システムと前記第２駆動システムとのフェールを判断する判断部とを備え、前記判断部により前記第１駆動システムと前記第２駆動システムとのいずれか一方の駆動システムがフェールしたことを判断した場合に、前記第１駆動システムと前記第２駆動システムとの他方の駆動システムに設けられた駆動装置のみから駆動トルクを出力するとともに、前記他方の駆動システムに設けられた差動制御装置の動作を制御するように構成されていることを特徴とするものである。

この発明によれば、第１コントローラが車両の対角線上に設けられた各車輪の駆動トルクを制御し、第２コントローラがそれとは異なる対角線上に設けられた各車輪の駆動トルクを制御するように構成されている。また、上記の第１コントローラを含む第１駆動システムと上記の第２コントローラを含む第２駆動システムとを備え、それら駆動システムのうちいずれか一方の駆動システムがフェールした場合に、他方の駆動システムに設けられた駆動装置のみから駆動トルクを出力するように構成されている。そのため、上述したようにいずれかの一方の駆動システムがフェールした場合には、車両の対角線上に設けられた他方の駆動システムによって各車輪に駆動トルクが伝達されるため、車両を安定的に退避走行させることができる。

この発明で対象とすることができる車両の駆動システムの構成の一例を示す模式図である。 第１駆動装置の一例を説明するための断面図である。 第１ＥＣＵおよび第２ＥＣＵの構成を説明するためのブロック図である。 この発明で対象とすることができる車両の駆動システムの他の構成例を説明するための模式図である。 第５駆動装置の一例を説明するための断面図である。 第３ＥＣＵおよび第４ＥＣＵの構成を説明するためのブロック図である。

この発明の実施形態における車両の駆動システムは、複数のコントローラと複数の駆動装置とを備えたものであり、図１には、その駆動システムＳの構成例を示している。図１に示す車両Ｖｅの駆動システムＳは、一対の前輪１ａ，１ｂに駆動トルクおよび制動トルクを作用させる装置２と、一対の後輪３ａ，３ｂに駆動トルクおよび制動トルクを作用させる装置４とを備えている。これらの装置２，４は、同様に構成されており、一対の前輪１ａ，１ｂに駆動トルクおよび制動トルクを作用させる装置２の構成を説明するための図を図２に示している。なお、一対の後輪３ａ，３ｂに駆動トルクおよび制動トルクを作用させる装置４の構成については装置２と同様であるためその説明を省略する。また、上記の駆動トルクは、その駆動トルクを減ずれば制動トルク（制動力）となるため、これ以降の説明では、特に記載しない場合を除いて、「駆動トルクおよび制動トルク」を単に「駆動トルクあるいは駆動力」として記載する。

図２に示す装置２は、車幅方向における中央部分を挟んで、左右対称に形成された第１駆動装置５と第２駆動装置６とにより構成されており、ここでは、図中における左側の第１駆動装置５の構成について説明し、右側の第２駆動装置６の構成の説明を省略するとともに、図中には、第１駆動装置５に設けられた部材の参照符号に「ａ」を付し、第２駆動装置６に設けられた部材の参照符号に「ｂ」を付し、更に以下の説明では、第１駆動装置５に設けられた部材に「第１」と記し、第２駆動装置６に設けられた部材に「第２」と付す。

第１駆動装置５は、第１駆動用モータ７ａと、第１駆動用モータ７ａの出力軸８ａにトルクを作用させる第１摩擦ブレーキ９ａと、第１駆動用モータ７ａのトルクを左前輪１ａに伝達する第１動力伝達機構１０ａとを備えている。

第１駆動用モータ７ａは、通電する電力を制御することにより駆動トルクを出力することができる、従来知られている永久磁石式の同期モータ、あるいは、誘導モータなどによって構成されている。この第１駆動用モータ７ａは、発電機として機能し、そのように発電機として機能させた場合には、第１動力伝達機構１０ａを介して左前輪１ａに駆動トルクが作用する。つまり、第１駆動用モータ７ａは、駆動装置として機能する。この第１駆動用モータ７ａが、この発明の実施形態における「第１駆動装置」の一形態や、「第１発電機」に相当する。以下の説明では、第１駆動用モータ７ａを第１回生アクチュエータ７ａと記す場合がある。

第１駆動用モータ７ａの出力軸８ａは、第１駆動用モータ７ａの軸線方向における両側に延出しており、車幅方向中央側に延出した端部には、第１出力ギヤ１１ａが連結されている。この第１出力ギヤ１１ａには、第１出力ギヤ１１ａよりも大径の第１ドリブンギヤ１２ａが噛み合っている。第１ドリブンギヤ１２ａは、出力軸８ａと平行に配置された第１カウンタシャフト１３ａの一方に連結されており、第１カウンタシャフト１３ａの他方には、第１ドリブンギヤ１２ａよりも小径の第１ピニオンギヤ１４ａが連結されている。さらに、第１ピニオンギヤ１４ａには、第１ピニオンギヤ１４ａよりも大径の第１終減速ギヤ１５ａが噛み合っており、その第１終減速ギヤ１５ａから左前輪１ａにトルクが伝達されるように構成されている。これら、第１出力ギヤ１１ａ、第１ドリブンギヤ１２ａ、第１カウンタシャフト１３ａ、第１ピニオンギヤ１４ａ、第１終減速ギヤ１５ａにより第１動力伝達機構１０ａが構成されており、この第１動力伝達機構１０ａは、減速機として機能する。

また、上記の第１駆動用モータ７ａの出力軸８ａのうち、車幅方向外側に延出した端部には、第１ブレーキロータ１６ａが連結され、その第１ブレーキロータ１６ａに対向して第１ブレーキロータ１６ａに接近することができるとともに、回転不能にケース１７にスプライン係合した環状の第１ブレーキステータ１８ａが設けられている。この第１ブレーキステータ１８ａには、コイル１９ａが設けられており、そのコイル１９ａに通電して生じる電磁力により、第１ブレーキステータ１８ａと第１ブレーキロータ１６ａとを摩擦係合させるように作動し、制動トルクを発生させる。その制動トルクは、第１動力伝達機構１０ａを介して左前輪１ａに伝達される。すなわち、第１ブレーキロータ１６ａと第１ブレーキステータ１８ａとコイル１９ａとにより第１摩擦ブレーキ９ａが構成されており、その第１摩擦ブレーキ９ａが、制動装置の一形態に相当する。以下の説明では、第１コイル１９ａを、第１摩擦アクチュエータ１９ａと記す場合がある。

さらに、摩擦アクチュエータ１９ａに対する通電が無くなった場合であっても、ブレーキロータ１６ａとブレーキステータ１８ａとを摩擦係合させて出力軸８ａを制動した状態を維持することが可能な第１パーキングブレーキ（以下、ＥＰＢと記す）２３ａが設けられている。図２に示す例では、ＥＰＢ２３ａは、第１ブレーキステータ１８ａを挟んで第１ブレーキロータ１６ａと反対側に、第１ブレーキステータ１８ａに向けて移動可能でかつ回転不能にケース１７にスプライン係合した可動プレート２０ａと、第１送りねじ機構２１ａと、第１制動用モータ２２ａとにより構成されている。送りねじ機構２１ａは、制動用モータ２２ａが出力するトルクによる回転運動を直線運動に変換し、可動プレート２０ａをブレーキステータ１８ａ側へ押圧する作動装置である。ＥＰＢ２３ａは、制動用モータ２２ａによって送りねじ機構２１ａに所定の回転方向（正転方向とする）のトルクを付与することにより、可動プレート２０ａおよびブレーキステータ１８ａをブレーキロータ１６ａ側に押圧して、ブレーキロータ１６ａとブレーキステータ１８ａとを摩擦係合させて出力軸８ａを制動する。すなわち、制動用モータ２２ａは、ＥＰＢ２３ａのアクチュエータとして機能する。以下の説明では、制動用モータ２２ａを、ＥＰＢアクチュエータ２２ａと記す場合がある。なお、制動用モータ２２ａによって送りねじ機構２１ａに逆転方向のトルクを付与することにより、このＥＰＢ２３ａによる出力軸８ａの制動を解除することができる。

上述したように構成された第１駆動装置５と第２駆動装置６とは、一つのケース１７に収容されており、そのケース１７が車体に取り付けられている。すなわち、第１駆動装置５や第２駆動装置６に設けられた各摩擦ブレーキ９ａ，９ｂおよび各ＥＰＢ２３ａ，２３ｂは、いわゆるインボードブレーキとして車体に設置される。そのため、一対の前輪１ａ，１ｂのそれぞれに駆動装置を装着する従来の車両と比較して、車両Ｖｅのばね下荷重を軽減することができ、車両Ｖｅの走行性能や乗り心地を向上させることができる。

また、上記第１駆動装置５と第２駆動装置６とから出力するトルク比を制御することにより、左前輪１ａに伝達されるトルクと右前輪１ｂに伝達されるトルクとの比を制御することができる。

また、図１に示す車両Ｖｅは、前述したように第１駆動装置５および第２駆動装置６と同様に構成され、一対の後輪３ａ，３ｂに駆動トルクを伝達する第３駆動装置２４および第４駆動装置２５を備えている。以下の説明では、左後輪３ａに駆動トルクを伝達する装置を第３駆動装置２４と記し、その第３駆動装置２４のうちの第１駆動装置５と同一の部材には、「第３」を付して同一の名称を記すとともに、参照符号に「ｃ」を付し、右後輪３ｂに駆動トルクを伝達する装置を第４駆動装置２５と記し、その第４駆動装置２５のうちの第２駆動装置６と同一の部材には、「第４」を付して同一の名称を記すとともに、参照符号に「ｄ」を付す。

それら各駆動装置５，６，２４，２５を制御するための第１ＥＣＵ２６および第２ＥＣＵ２７が設けられている。これらのＥＣＵ２６，２７は、マイクロコンピュータを主体に構成されており、互いのＥＣＵ２６，２７同士で信号を送受信するように構成されている。なお、上記第１ＥＣＵ２６が、この発明の実施形態における「第１コントローラ」に相当し、第２ＥＣＵ２７が、この発明の実施形態における「第２コントローラ」に相当する。

図３は、アクチュエータの接続関係を説明するためのブロック図である。なお、システム構成は図１に示し、その図１では、第１ＥＣＵ２６との接続関係を実線で示し、第２ＥＣＵ２７との接続関係を破線で示している。

図１および図３に示すように第１ＥＣＵ２６および第２ＥＣＵ２７には、ストロークセンサ２８、踏力センサ２９、右前輪１ｂの回転数、左前輪１ａの回転数、左後輪３ａの回転数、右後輪３ｂの回転数を検出するセンサ３０、駆動用モータ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄの各回転数を検出するセンサ３１、アクセルペダルの位置を検出するセンサ３２、車両の操舵角を検出するセンサ３３、ヨーレートを検出するセンサ３４、横加速度を検出するセンサ３５などが接続されている。さらに第１ＥＣＵ２６にはシフトレンジスイッチ３６が接続され、第２ＥＣＵ２７にはパーキングブレーキスイッチ３７などが接続されている。上記の第１ＥＣＵ２６および第２ＥＣＵ２７には、上述したストロークセンサ２８で検出したブレーキペダル(図示せず)のストロークに関連するデータ、踏力センサ２９で検出したブレーキペダルの踏力に関連するデータ、シフトレンジスイッチ３６、パーキングブレーキスイッチ３７で検知したデータなどの種々のデータが入力される。なお、パーキングブレーキスイッチ３７は、ＥＰＢ２３をパーキングブレーキとして作動させる際にＯＮにされる。なお、図３に示す例では、上記の一つの各センサから第１ＥＣＵ２６および第２ＥＣＵ２７に信号が入力されるように構成されているものの、これに代えて第１ＥＣＵ２６と第２ＥＣＵ２７とにそれぞれに対して、同じ各センサを接続するように構成してもよい。

また、図１および図３に示すように、第１ＥＣＵ２６は、第２摩擦アクチュエータ１９ｂ、第３摩擦アクチュエータ１９ｃ、第１回生アクチュエータ７ａ、第４回生アクチュエータ７ｄ、第１ＥＰＢアクチュエータ２２ａ、第４ＥＰＢアクチュエータ２２ｄに信号を出力するように接続され、第２ＥＣＵ２７は、第１摩擦アクチュエータ１９ａ、第４摩擦アクチュエータ１９ｄ、第２回生アクチュエータ７ｂ、第３回生アクチュエータ７ｃ、第２ＥＰＢアクチュエータ２２ｂ、第３ＥＰＢアクチュエータ２２ｃに信号を出力するように接続されている。

上記車両Ｖｅは、第１ＥＣＵ２６を作動させるための電力や、第２摩擦アクチュエータ１９ｂ、第３摩擦アクチュエータ１９ｃ、第１ＥＰＢアクチュエータ２２ａ、第４ＥＰＢアクチュエータ２２ｄを作動させるための電力を第１ＥＣＵ２６に供給する第１電源３８と、第２ＥＣＵ２７を作動させるための電力や、第１摩擦アクチュエータ１９ａ、第４摩擦アクチュエータ１９ｄ、第２ＥＰＢアクチュエータ２２ｂ、第３ＥＰＢアクチュエータ２２ｃを作動させるための電力を第２ＥＣＵ２７に供給する第２電源３９とを備えている。

また、上記車両Ｖｅは、第１回生アクチュエータ７ａ、第４回生アクチュエータ７ｄに電力を供給するとともに、第１回生アクチュエータ７ａ、第４回生アクチュエータ７ｄで発電された電力が供給される第１高圧電源（以下、第１バッテリとも記す）４０と、第２回生アクチュエータ７ｂ、第３回生アクチュエータ７ｃに電力を供給するとともに、第２回生アクチュエータ７ｂ、第３回生アクチュエータ７ｃで発電された電力が供給される第２高圧電源（以下、第２バッテリとも記す）４１とを備えている。具体的には、第１高圧電源４０と第１回生アクチュエータ７ａとが、第１インバータ４２を介して接続され、第１高圧電源４０と第４回生アクチュエータ７ｄとが、第２インバータ４３を介して接続され、第２高圧電源４１と第２回生アクチュエータ７ｂとが第３インバータ４４を介して接続され、第２高圧電源４１と第４回生アクチュエータ７ｄとが第４インバータ４５を介して接続されている。

上述したように第１ＥＣＵ２６と第２ＥＣＵ２７とは、互いに信号を送受信することができる。そして、走行中にアクセルペダルが踏み込まれた場合には、踏力センサ２９で検出された踏力を採用し、またストロークセンサ２８で検出されたストロークを採用して、各車輪１ａ，１ｂ，３ａ，３ｂに作用させる駆動力を演算する。ついで、その演算された駆動力に応じて、各摩擦アクチュエータ１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄや、各回生アクチュエータ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄに通電する電力を求めて、各電源３８，３９および各高圧電源４０，４１から電力を供給する。その際に、例えば、左前輪１ａと右前輪１ｂとに伝達するトルクを異ならせる必要があれば、第１摩擦アクチュエータ１９ａと第２摩擦アクチュエータ１９ｂとに通電する電力を変更するなどして、左前輪１ａと右前輪１ｂとに作用するトルクを変更する。

また、パーキングブレーキスイッチ３７がオンされた場合など駐車する場合には、各ＥＰＢアクチュエータ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄに一旦電力を供給して、各駆動装置５，６，２４，２５に設けられたブレーキステータ１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄとブレーキロータ１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄとを係合させる。

すなわち、第１ＥＣＵ２６と第２ＥＣＵ２７とを協調制御することにより、各車輪１ａ，１ｂ，３ａ，３ｂに要求される駆動トルクを発生させることができる。

また、踏力センサ２９、ストロークセンサ２８、位置センサ３２、舵角センサ３３、ヨーレートセンサ３４、横加速度センサ３５、第１ＥＣＵ２６、第１電源３８、第１高圧電源４０、第２摩擦アクチュエータ１９ｂ、第３摩擦アクチュエータ１９ｃ、第１回生アクチュエータ７ａ、第４回生アクチュエータ７ｄ、第１ＥＰＢアクチュエータ２２ａ、第４ＥＰＢアクチュエータ２２ｄで第１駆動システム４６を構成し、踏力センサ２９、ストロークセンサ２８、位置センサ３２、舵角センサ３３、ヨーレートセンサ３４、横加速度センサ３５、第２ＥＣＵ２７、第２電源３９、第２高圧電源４１、第１摩擦アクチュエータ１９ａ、第４摩擦アクチュエータ１９ｄ、第２回生アクチュエータ７ｂ、第３回生アクチュエータ７ｃ、第２ＥＰＢアクチュエータ２２ｂ、第３ＥＰＢアクチュエータ２２ｃで第２駆動システム４７を構成している。それらの駆動システム４６，４７は、他方の駆動システム４６（４７）のいずれかの部材がフェールした場合であっても、車両Ｖｅの走行安定性を維持しつつ駆動トルクを発生させることができるとともに、駐車状態を維持することができるように構成されている。

さらに、上記の各ＥＣＵ２６，２７には、他方のＥＣＵ２６（２７）を有する駆動システム４６（４７）のいずれかの部材がフェールしたことを判断する判断部４８，４９が設けられている。

ここで、第１駆動システム４６がフェールした場合について説明する。まず、第１駆動システム４６のいずれかの部材がフェールしたことを判断する。この判断は、第１駆動システム４６のうちの第１ＥＣＵ２６を除く他の部材がフェールした場合には、第１駆動システム４６がフェールしたことを第１ＥＣＵ２６が判断することができ、その情報が第１ＥＣＵ２６から第２ＥＣＵ２７に送信される。また、第１ＥＣＵ２６と第２ＥＣＵ２７とは、互いに相手側のＥＣＵ２６（２７）がフェールしていないことを確認するための信号を送信しており、その送信した信号に対する応答が、相手側のＥＣＵ２６（２７）から返信されない場合には、相手側のＥＣＵ２６（２７）がフェールしていると判断するように構成されている。したがって、第１駆動システム４６のうち第１ＥＣＵ２６がフェールした場合には、第２ＥＣＵ２７から送信した信号に対する応答が、第１ＥＣＵ２６から返信されず、第２ＥＣＵ２７の判断部４９により、第１ＥＣＵ２６がフェールしたことを判断することができる。

ついで、第１ＥＣＵ２６を除く他の部材がフェールした場合には、第１ＥＣＵ２６により第１駆動システム４６を停止する。また、第１ＥＣＵ２６がフェールした場合には、第１ＥＣＵ２６により他の部材を作動することができないため、自動的に第１駆動システム４６を停止する。また、その際に、フェールしていない第２ＥＣＵ２７により第１ＥＣＵをリセットし、そのリセットされた第１ＥＣＵ２６は、例えば車両が停止するまでＯＦＦの状態を維持する。

すなわち、第１ＥＣＵ２６と第２ＥＣＵ２７とには、それぞれ判断部４８，４９が設けられており、それらの判断部４８，４９により、第１駆動システム４６や第２駆動システム４７がフェールしたことを判断することができる。第１駆動システム４６がフェールした場合には、第２ＥＣＵ２７は、踏力センサ２９およびストロークセンサ２８から入力される信号に基づいて要求駆動力を求め、その求められた要求駆動力に基づいて第１摩擦アクチュエータ１９ａ、第４摩擦アクチュエータ１９ｄ、第２回生アクチュエータ７ｂ、第３回生アクチュエータ７ｃに通電する電力を求める。そして、その求められた電力を、第２電源３９や第２高圧電源４１から第１摩擦アクチュエータ１９ａ、第４摩擦アクチュエータ１９ｄ、第２回生アクチュエータ７ｂ、第３回生アクチュエータ７ｃに通電する。

なお、第２回生アクチュエータ７ｂに代えて、第２ＥＰＢアクチュエータ２２ｂに通電してもよく、また第２回生アクチュエータ７ｂとともに第２ＥＰＢアクチュエータ２２ｂに通電してもよい。また、第３回生アクチュエータ７ｃに代えて、第３ＥＰＢアクチュエータ２２ｃに通電してもよく、また第３回生アクチュエータ７ｃとともに第３ＥＰＢアクチュエータ２２ｃに通電してもよい。これは、前述したようにＥＰＢ２３は、摩擦ブレーキ９のバックアップとして機能するためである。

そのように第１摩擦アクチュエータ１９ａ、第４摩擦アクチュエータ１９ｄ、第２回生アクチュエータ７ｂ、第３回生アクチュエータ７ｃに通電することにより、一対の前輪１ａ，１ｂと、一対の後輪３ａ，３ｂとのそれぞれに駆動トルクを作用させることができ、またそれらのアクチュエータ１９ａ，１９ｄ，７ｂ，７ｃの制御量に応じて左前輪１ａと、右前輪１ｂとのトルク比や、左後輪３ａと右後輪３ｂとのトルク比を適宜制御することができる。

上述したように第１駆動システム４６がフェール（例えばショート）した場合であっても、第２駆動システム４７により第１摩擦アクチュエータ１９ａを作動させて左前輪１ａに駆動トルクを伝達することができるとともに、第４摩擦アクチュエータ１９ｄを作動させて右後輪３ｂに駆動トルクを伝達することができる。このように車両Ｖｅの対角線上に設けられた各車輪１ａ，３ｂ（１ｂ，３ａ）に駆動トルクを伝達することにより、車両Ｖｅを安定的に退避走行させることができ、また車両Ｖｅにヨーが生じるなどによる車両Ｖｅの走行安定性の悪化を抑制しつつ、車両Ｖｅの駆動力を作用させることができる。すなわち、右前輪１ｂに駆動トルクを伝達する第２駆動装置６、および左後輪３ａに駆動トルクを伝達する第３駆動装置２４と、左前輪１ａに駆動トルクを伝達する第１駆動装置５、および右後輪３ｂに駆動トルクを伝達する第４駆動装置２５とを異なる駆動システム４６，４７とすることにより、一方の駆動システム４６（４７）がフェールした場合であっても、他方の駆動システム４７（４６）で車両Ｖｅの走行安定性の悪化を抑制しつつ、車両Ｖｅの駆動力を作用させることができる。

したがって、摩擦ブレーキ９と、制動トルクを出力可能なモータ７と、ＥＰＢ２３とのいずれか一つを備えたものであっても同様の効果を奏することができ、この発明の実施形態における「第１駆動装置」や「第２駆動装置」は、摩擦ブレーキ９と、制動トルクを出力可能なモータ７と、ＥＰＢ２３とを全て備えた構成に限定されない。

また、上記のように第２ＥＣＵ２７に第２回生アクチュエータ７ｂや第３回生アクチュエータ７ｃを接続することにより、一対の前輪１ａ，１ｂおよび一対の後輪３ａ，３ｂに駆動トルクを作用させることができるため、左前輪１ａと右後輪３ｂとに駆動トルクを作用させる構成よりも、大きな駆動トルクを出力することができる。すなわち、運転者が要求する駆動力と、車両Ｖｅで生じることが可能な駆動力とが乖離することを抑制することができる。

なお、車両Ｖｅの荷重移動は、例えば加速時には車両Ｖｅの重心が後輪３ａ，３ｂ側に位置するから後輪３ａ，３ｂ側の方が力行量が多く、また減速時には車両の重心が前輪１ａ，１ｂ側に位置するから前輪１ａ，１ｂ側の回生量が多い。そのため、上述したように車両Ｖｅの対角線上に設けられた各車輪１ａ，３ｂ（１ｂ，３ａ）に駆動トルクを伝達することにより、第１高圧電源（バッテリ）４０、第２高圧電源（バッテリ）４１が、前輪用と後輪用とに独立している場合に比べて、蓄電量が一方のバッテリ４０（４１）に偏ることを抑制もしくは回避することができる。また、旋回時には車両Ｖｅの旋回方向に対して外輪側の方が駆動量が多い。そのため、上述したように車両Ｖｅの対角線上に設けられた各車輪１ａ，３ｂ（１ｂ，３ａ）に駆動トルクを伝達することにより、バッテリが車両Ｖｅの車幅方向における右側と左側とに独立して構成されている場合に比べて、蓄電量が一方のバッテリ４０（４１）に偏ることを抑制もしくは回避することができる。

つぎに、この発明の実施形態における他の例について説明する。図１に示した構成は、直進走行時などの左前輪１ａと右前輪１ｂとの出力トルクを同一とし、かつ左後輪３ａと右後輪３ｂとの出力トルクを同一とするためには、各出力トルクの制御に要求される精度が高くなる。そのため、図４に示す駆動装置では、第１駆動用モータ７ａの出力軸８ａと第２駆動用モータ７ｂの出力軸８ｂとを機械的に係合させ、かつ第３駆動用モータ７ｃの出力軸８ｃと第４駆動用モータ７ｄの出力軸８ｄとを機械的に係合させることにより、各出力トルクの制御の精度を低減することができるように構成されている。なお、第１駆動用モータ７ａの出力軸８ａと第２駆動用モータ７ｂの出力軸８ｂとを機械的に係合させることができる駆動装置（以下、第５駆動装置と記す）５０と、第３駆動用モータ７ｃの出力軸８ｃと第４駆動用モータ７ｄの出力軸８ｄとを機械的に係合させることができる駆動装置（以下、第６駆動装置と記す）５１とは、同様に構成されており、第５駆動装置５０の構成を説明するための図を図４に示している。

第５駆動装置５０は、上記第１駆動装置５と第２駆動装置６とを組み合わせて構成したものであり、同一の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。第５駆動装置５０は、第１駆動用モータ７ａの出力軸８ａのうち、第２駆動用モータ７ｂ側に延出した端部に、有底円筒状のクラッチカバー５２が連結されている。

また、第２駆動用モータ７ｂの出力軸８ｂのうち、第１駆動用モータ７ａ側に延出した端部に、ハット状の延長軸５３が連結されており、その延長軸５３には、環状のクラッチディスク５４が連結されている。そのクラッチディスク５４がクラッチカバー５２に相対回転可能に収容されている。

上記クラッチカバー５２の内部には、クラッチディスク５４と対向してハット状のプレッシャープレート５５が、クラッチカバー５２と一体回転するとともに、クラッチカバー５２の軸線方向に移動することができるようにスプライン係合している。そのプレッシャープレート５５をクラッチディスク５４側に押圧するスプリング５６が設けられている。さらに、クラッチカバー５２の外側の部分には、通電されることによりプレッシャープレート５５をクラッチディスク５４から離隔させる方向の電磁力を発生させるコイル５７が設けられている。上記のクラッチディスク５４、クラッチカバー５２、プレッシャープレート５５、スプリング５６、コイル５７により、差動制御装置５８を構成している。なお、この差動制御装置５８は、通常時は係合状態とされている。

上記の差動制御装置５８は、左前輪１ａと右前輪１ｂとを同一回転数で回転させる場合、あるいは左前輪１ａと右前輪１ｂとに同一のトルクを伝達する場合には、コイル５７に通電せずに、クラッチディスク５４とプレッシャープレート５５とを係合させる。それとは反対に、左前輪１ａと右前輪１ｂとを相対回転させる場合や、左前輪１ａと右前輪１ｂとに伝達するトルク比を制御する場合には、コイル５７に通電する電力を制御して、クラッチディスク５４とプレッシャープレート５５との伝達トルク容量を適切な伝達トルク容量に制御する。すなわち、コイル５７が差動制御装置５８のアクチュエータとして機能する。以下の説明では、コイル５７をクラッチアクチュエータ５７と記す。

なお、上記のように差動制御装置５８は、クラッチアクチュエータ５７に通電しない場合には、クラッチディスク５４とプレッシャープレート５５とが係合するとともに、上記第２ＥＰＢ２３ｂは、第２ブレーキステータ１８ｂと第２ブレーキロータ１６ｂとを係合した状態で第２制動用モータ２２ｂへの通電を停止することにより、第２ブレーキステータ１８ｂと第２ブレーキロータ１６ｂとが係合した状態を維持する。したがって、パーキング時に第１駆動用モータ７ａの出力軸８ａを固定するための専用の制動用モータを用いる必要がないため、図４に示す例では、第１制動用モータ２２ａなどが設けられていない。

上記の第５駆動装置５０は、直進走行時には、前述したようにクラッチアクチュエータ５７への通電をせずに、クラッチディスク５４とプレッシャープレート５５とを係合して、各駆動用モータ７ａ，７ｂの少なくともいずれか一方から駆動力を出力する。そのように制御することにより、左前輪１ａと右前輪１ｂとには同一のトルクを伝達することができるとともに、同一回転数で回転させることができる。なお、駆動時と制動時とは、クラッチアクチュエータ５７を制御するものの、制動時は、上記各駆動用モータ７ａ，７ｂに代えて、あるいは各駆動用モータ７ａ，７ｂとともに各摩擦ブレーキ９ａ，９ｂを制御する。

一方、旋回走行している場合など、左前輪１ａと右前輪１ｂとを相対回転させる場合、あるいは左前輪１ａと右前輪１ｂとに伝達するトルクを異ならせる場合には、前述したようにクラッチアクチュエータ５７に通電して、クラッチディスク５４とプレッシャープレート５５を相対回転可能にし、各駆動用モータ７ａ，７ｂの少なくともいずれか一方から駆動力を出力する。そのように制御することにより、左前輪１ａと右前輪１ｂとに伝達するトルクが異ならせることができるとともに、左前輪１ａと右前輪１ｂとを相対回転させることができる。なお、駆動時と制動時とは、クラッチアクチュエータ５７を制御するものの、制動時は、上記各駆動用モータ７ａ，７ｂに代えて、あるいは各駆動用モータ７ａ，７ｂとともに各摩擦ブレーキ９ａ，９ｂを制御する。

また、図５に示す車両Ｖｅは、前述したように第５駆動装置５０と同様に構成され、かつ一対の後輪３ａ，３ｂに駆動トルクを伝達する第６駆動装置５１を備えている。すなわち、第６駆動装置５１は、第５駆動装置５０における差動制御装置５８と同様に構成された差動制御装置を備え、他の構成は、第３駆動装置２４および第４駆動装置２５と同様に構成されている。以下の説明では、第３駆動装置２４および第４駆動装置２５と同様の構成には同一の符号を付す。また、これ以降の説明では、第５駆動装置５０に設けられた差動制御装置５８の名称に「第５」を付すとともに、参照符号に「ｅ」を付し、第６駆動装置５１に設けられた差動制御装置５８の名称に「第６」を付すとともに、参照符号に「ｆ」を付す。

それら各駆動装置５１，５２を制御するための第３ＥＣＵ５９および第４ＥＣＵ６０が設けられている。これらのＥＣＵ５９，６０の構成や機能は、上記第１ＥＣＵ２６および第２ＥＣＵ２７と同様であるため、その説明を省略する。

一方、第３ＥＣＵ５９には、第１ＥＣＵ２６における第１ＥＰＢアクチュエータ２２ａに代えて、第５クラッチアクチュエータ５７ｅが接続され、第２ＥＣＵ２７における第３ＥＰＢアクチュエータ２２ｃに代えて、第６クラッチアクチュエータ５７ｆが接続されている。その接続関係を説明するためのシステム構成を図５に示し、ブロック図を図６に示している。図５および図６に示すように第３ＥＣＵ５９に入力される信号は、第１ＥＣＵ２６に入力される信号と同様であり、第４ＥＣＵ６０に入力される信号は、第２ＥＣＵ２７に入力される信号と同様である。以下の説明では、図１および図３と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。なお、図５では、第３ＥＣＵ５９との接続関係を実線で示し、第４ＥＣＵ６０との接続関係を破線で示している。

前述した第１ＥＣＵ２６と第２ＥＣＵ２７と同様に、第３ＥＣＵ５９と第４ＥＣＵ６０とは、互いに信号を送受信することができる。そして、走行中にアクセルペダルが踏み込まれた場合には、踏力センサ２９で検出された踏力を採用し、またストロークセンサで検出されたストロークを採用して、各車輪１ａ，１ｂ，３ａ，３ｂに作用させる駆動力を演算する。ついで、その演算された駆動力に応じて、各摩擦アクチュエータ１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄや、各回生アクチュエータ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄに通電する電力を求めて、各電源３８，３９および各高圧電源４０，４１から電力を供給する。その際に、例えば、左前輪１ａと右前輪１ｂとに伝達するトルクを異ならせる必要があれば、第５クラッチアクチュエータ５７ｅと第６クラッチアクチュエータ５７ｆとに通電するなどして、左前輪１ａと右前輪１ｂとに作用するトルクや、左後輪３ａと右後輪３ｂとに作用するトルクを変更する。

また、パーキングブレーキスイッチ３７がオンされた場合など駐車する場合には、各ＥＰＢアクチュエータ２２ｂ，２２ｄに一旦電力を供給して、各駆動装置５１，５２に設けられたブレーキステータ１８ｂ，１８ｄとブレーキロータ１６ｂ，１６ｄとを係合させる。

すなわち、第３ＥＣＵ５９と第４ＥＣＵ６０とを協調制御することにより、各車輪１ａ，１ｂ，３ａ，３ｂに要求される駆動トルクを発生させることができる。

また、踏力センサ２９、ストロークセンサ２８、位置センサ３２、舵角センサ３３、ヨーレートセンサ３４、横加速度センサ３５、第３ＥＣＵ５９、第１電源３８、第１高圧電源４０、第２摩擦アクチュエータ１９ｂ、第３摩擦アクチュエータ１９ｃ、第１回生アクチュエータ７ａ、第４回生アクチュエータ７ｄ、第４ＥＰＢアクチュエータ２２ｄ、第５クラッチアクチュエータ５７ｅで第３駆動システム６１を構成し、踏力センサ２９、ストロークセンサ２８、位置センサ３２、舵角センサ３３、ヨーレートセンサ３４、横加速度センサ３５、第４ＥＣＵ６０、第２電源３９、第２高圧電源４１、第１摩擦アクチュエータ１９ａ、第４摩擦アクチュエータ１９ｄ、第２回生アクチュエータ７ｂ、第３回生アクチュエータ７ｃ、第２ＥＰＢアクチュエータ２２ｂ、第６クラッチアクチュエータ５７ｆで第４駆動システム６２を構成している。それらの駆動システム６１，６２は、他方の駆動システム６１（６２）のいずれかの部材がフェールした場合であっても、車両Ｖｅの走行安定性を維持しつつ駆動トルクを発生させることができるとともに、駐車状態を維持することができるように構成されている。

ここで、第３駆動システム６１がフェールした場合について説明する。まず、第３駆動システム６１のいずれかの部材がフェールしたことを判断する。この判断は、上述した例で説明した上記第１駆動システム４６がフェールしたことの判断と同様に行うことができる。すなわち、第３ＥＣＵ５９と第４ＥＣＵ６０とには、それぞれ判断部６３，６４が設けられており、それらの判断部６３，６４により、第３駆動システム６１や第４駆動システム６２がフェールしたことを判断することができる。第３駆動システム６１がフェールした場合には、第４ＥＣＵ６０は、踏力センサ２９およびストロークセンサ２８から入力される信号に基づいて要求駆動力を求め、その求められた要求駆動力に基づいて第１摩擦アクチュエータ１９ａ、第４摩擦アクチュエータ１９ｄ、第２回生アクチュエータ７ｂ、第３回生アクチュエータ７ｃに通電する電力を求める。そして、その求められた電力を、第２電源３９や第２高圧電源４１から第１摩擦アクチュエータ１９ａ、第４摩擦アクチュエータ１９ｄ、第２回生アクチュエータ７ｂ、第３回生アクチュエータ７ｃに通電する。

なお、第２回生アクチュエータ７ｂに代えて、第２ＥＰＢアクチュエータ２２ｂに通電してもよく、また第２回生アクチュエータ７ｂとともに第２ＥＰＢアクチュエータ２２ｂに通電してもよい。これは、前述したようにＥＰＢ２３は、摩擦ブレーキ９のバックアップとして機能するためである。

また、旋回時など車両Ｖｅの左右の駆動力を異ならせる必要がある場合などには、第４ＥＣＵ６０は、ヨーレートセンサ３４や横加速度センサ３５などから入力される信号に基づいて要求駆動力を求め、旋回方向に対して外輪側の車輪のみにトルクを与えるように制御する。つまり、第６クラッチアクチュエータ５７ｆに通電し、第６クラッチディスク５４ｆと第６プレッシャープレート５５ｆとの伝達トルク容量を低減するとともに、第３回生アクチュエータ７ｃから出力するトルクや、第４摩擦アクチュエータ１９ｄで生じる駆動トルクを適宜制御する。

そのように第１摩擦アクチュエータ１９ａ、第４摩擦アクチュエータ１９ｄ、第２回生アクチュエータ７ｂ、第３回生アクチュエータ７ｃに通電することにより、一対の前輪１ａ，１ｂと、一対の後輪３ａ，３ｂとのそれぞれに駆動トルクを作用させることができ、また、第６クラッチアクチュエータ５７ｆを制御することにより、車両Ｖｅの左右の駆動力を異ならせることができる。

上述したように第３駆動システム６１がフェールした場合であっても、第４駆動システム６２により第１摩擦アクチュエータ１９ａを作動させて左前輪１ａに駆動トルクを伝達することができるとともに、第４摩擦アクチュエータ１９ｄを作動させて右後輪３ｂに駆動トルクを伝達することができる。このように車両Ｖｅの対角線上に設けられた各車輪１ａ，３ｂに駆動トルクを伝達することにより、車両Ｖｅを安定的に退避走行させることができ、また車両Ｖｅにヨーが生じるなどによる車両Ｖｅの走行安定性の悪化を抑制しつつ、車両Ｖｅの駆動力を作用させることができる。すなわち、第５駆動装置５０と第６駆動装置５１とを異なる駆動システム６１，６２とすることにより、一方の駆動システム６１（６２）がフェールした場合であっても、他方の駆動システム６２（６１）で車両Ｖｅの走行安定性の悪化を抑制しつつ、車両Ｖｅの駆動力を作用させることができる。

また、上述したように、第６クラッチアクチュエータ５７ｆを制御することにより、車両Ｖｅの左右の駆動力を異ならせることができ、その際に、旋回方向に対して外輪側の車輪のみにトルクを与え、内輪側の車輪にトルクを与えないことにより、差動制御装置５８で連結された制御不能の車輪（内輪）は、逆回転しないため、過剰に旋回することなどを回避でき、その結果、旋回時の車両の安定性あるいは安全性を向上させることができる。またこのように車両Ｖｅの左右の駆動力を異ならせることができるから、旋回時に一方の駆動システム６１（６２）がフェールした場合であっても、車両Ｖｅを安定的に退避走行させることができる。

また、上記のように第４ＥＣＵ６２に第２回生アクチュエータ７ｂや第３回生アクチュエータ７ｃを接続することにより、一対の前輪１ａ，１ｂおよび一対の後輪３ａ，３ｂに駆動トルクを作用させることができるため、左前輪１ａと右後輪３ｂとに駆動トルクを作用させる構成よりも、大きな駆動トルクを出力することができる。すなわち、運転者が要求する駆動力と、車両Ｖｅで生じることが可能な駆動力とが乖離することを抑制することができる。

なお、上記のそれぞれに説明した駆動システムＳは、いずれか一方のＥＣＵがフェールしたことを監視するための、他のＥＣＵを備えていてもよく、その場合は、他のＥＣＵから他方のＥＣＵに、一方のＥＣＵがフェールした情報を送信し、その情報を各判断部が受信することにより、相手側のＥＣＵがフェールしたことを判断するように構成してもよい。

また、この発明の実施形態における車両は、上述したペダル装置を備えていない車両、すなわち運転者が運転操作することなく、走行することができる自動運転車両であってもよい。その場合には、上述した各例におけるＥＣＵに入力される信号は、車両の周辺の状況を検出するレーダーやレーザーなどからの信号など、走行するために要する信号であってよい。そのように自動運転車両を対象とした場合には、いずれかのＥＣＵがフェールした場合であっても、いわゆるリンプホーム走行を行うことができる。

１ａ…左前輪、 １ｂ…右前輪、 ２，４，５，６，２４，２５，５０，５１…駆動装置、 ３ａ…左後輪、 ３ｂ…右後輪、 ２６，２７，５９，６０…電子制御装置（ＥＣＵ）、 ４６，４７，６１，６２…駆動システム、 ４８，４９，６３，６４…判断部、 Ｖｅ…車両、 Ｓ…駆動システム。

Claims (1)

1. 左前輪に駆動トルクを作用させることができる第１駆動装置と、右前輪に駆動トルクを作用させることができる第２駆動装置と、左後輪に駆動トルクを作用させることができる第３駆動装置と、右後輪に駆動トルクを作用させることができる第４駆動装置と、前記第１駆動装置の出力軸と前記第２駆動装置の出力軸とを機械的に係合させる第１差動制御装置と、前記第３駆動装置の出力軸と前記第４駆動装置の出力軸とを機械的に係合させる第２差動制御装置と、を備えた車両の駆動システムにおいて、
   前記第１駆動装置と前記第４駆動装置との駆動トルクをそれぞれ制御するとともに、前記第１差動制御装置の動作を制御する第１コントローラと、
   前記第２駆動装置と前記第３駆動装置との駆動トルクをそれぞれ制御するとともに、前記第２差動制御装置の動作を制御する第２コントローラと、
   前記第１駆動装置と前記第４駆動装置とに電力を供給するとともに、前記第１駆動装置と前記第４駆動装置とで発電された電力が供給される第１バッテリと、
   前記第２駆動装置と前記第３駆動装置とに電力を供給するとともに、前記第２駆動装置と前記第３駆動装置とで発電された電力が供給される第２バッテリと、
   前記第１コントローラと前記第１バッテリと前記第１駆動装置と前記第４駆動装置とを有する第１駆動システムと、
   前記第１コントローラと前記第１バッテリと前記第１駆動装置と前記第４駆動装置と前記第１差動制御装置とを有する第１駆動システムと、
   前記第２コントローラと前記第２バッテリと前記第２駆動装置と前記第３駆動装置と前記第２差動制御装置とを有する第２駆動システムと、
   前記第１駆動システムと前記第２駆動システムとのフェールを判断する判断部とを備え、
   前記判断部により前記第１駆動システムと前記第２駆動システムとのいずれか一方の駆動システムがフェールしたことを判断した場合に、前記第１駆動システムと前記第２駆動システムとの他方の駆動システムに設けられた駆動装置のみから駆動トルクを出力するとともに、前記他方の駆動システムに設けられた差動制御装置の動作を制御するように構成されている
   ことを特徴とする車両の駆動システム。

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