JP7414442B2 - 四輪駆動車の駆動装置 - Google Patents

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Description

本発明は、電動モータ式の四輪駆動車の駆動装置に関する。
近年、電動モータの出力を駆動力として用いる四輪駆動の電動車両の開発が進められている。電動モータ式の四輪駆動車の駆動方式としては、各車輪に駆動用モータを設けるインホイールモータ方式と、動力伝達機構を介して各車輪に電動モータの出力を伝達する方式が例示される。例えば特許文献１には、インホイールモータ方式の四輪駆動車が開示されている。また、特許文献２には、２つの駆動用モータで前輪及び後輪をそれぞれ分担して駆動するツインモータ方式の四輪駆動車が開示されている。
特開２０１６－９２９９５号公報 特開２０１８－７００７６号公報
しかしながら、特許文献１及び２に記載された四輪駆動車は、少なくとも駆動力の伝達機構が前輪側及び後輪側に機械的に分離されているため、前輪又は後輪のいずれかを駆動させたい場合に、すべての電動モータの出力を使い切ることができない。例えば、後輪がぬかるみ等にはまって空転状態となり、車両を脱出させるために前輪側に大きな駆動力が必要であったとしても、後輪を駆動するための電動モータの出力を前輪側に伝達することができないために、すべての電動モータの駆動力を使用することができない。
また、駆動力の伝達機構が前輪側及び後輪側に分離されている場合には、少なくとも前輪及び後輪の回転あるいはトルクの同期を電気制御により行わなければならない。このため、応答性が低下するおそれがある。さらに、従来の電気自動車は、減速機を介して電動モータと車輪を接続する構成であるため、電動モータの効率点を狙った駆動あるいは回生を行うことが困難である。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、電動モータの出力を最大限活用でき、かつ、電動モータを高効率で駆動可能な、四輪駆動車の駆動装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、前輪側の動力伝達系と後輪側の動力伝達系との接続又は切断を切り替える第１のクラッチ機構と、第１のクラッチ機構よりも前輪側又は後輪側のうちのいずれか一方に接続された第１の電動モータと、第１のクラッチ機構よりも前輪側又は後輪側のうちの他方に接続された第２の電動モータと、第１の電動モータと前輪側又は後輪側のうちの一方の駆動軸との接続又は切断を切り替える第２のクラッチ機構と、第１の電動モータの出力を、第１のクラッチ機構側及び第２のクラッチ機構側に分配する遊星歯車機構と、遊星歯車機構の第１のクラッチ機構側の回転要素と第２のクラッチ機構側の回転要素との差動を制限する第３のクラッチ機構と、を備える電動モータ式の四輪駆動車の駆動装置が提供される。
上記四輪駆動車の駆動装置において、第１の電動モータの出力軸が、前輪側及び後輪側の駆動軸に平行に配置されてもよい。
上記四輪駆動車の駆動装置において、第２の電動モータの出力軸が、前輪側及び後輪側の駆動軸に対して直交する方向に配置されてもよい。
上記四輪駆動車の駆動装置において、前輪側の動力伝達系と後輪側の動力伝達系とを接続するプロペラシャフトを備え、遊星歯車機構の第１のクラッチ機構側の回転要素とプロペラシャフトとの間の動力伝達経路に直交ギヤを備えてもよい。
上記四輪駆動車の駆動装置において、駆動装置を制御する制御装置を備え、制御装置は、要求トルクが高い第１の走行モード時には、第１のクラッチ機構及び第２のクラッチ機構を接続し、第３のクラッチ機構を切断し、第１の電動モータ及び第２の電動モータの出力を制御してもよい。
上記四輪駆動車の駆動装置において、さらに、第２の電動モータと前輪側又は後輪側のうちの他方の駆動軸との接続又は切断を切り替える第２電動モータ－駆動軸間クラッチ機構、を備え、制御装置は、要求トルクが低い第２の走行モード時には、第２のクラッチ機構及び第３のクラッチ機構を接続する一方、第１のクラッチ機構及び第２電動モータ－駆動軸間クラッチ機構を切断し、第１の電動モータの出力を制御し、第２の電動モータを停止してもよい。
上記四輪駆動車の駆動装置において、制御装置は、第１の走行モードから第２の走行モードへ遷移する間、第１のクラッチ機構及び第２のクラッチ機構を接続する一方、第３のクラッチ機構及び第２電動モータ－駆動軸間クラッチ機構を切断し、第１の電動モータ及び第２の電動モータの出力を制御してもよい。
上記四輪駆動車の駆動装置において、前輪側の駆動軸に差動機構を備え、後輪側の駆動軸に、左後輪の駆動軸への動力伝達を調節する第４のクラッチ機構と、右後輪の駆動軸への動力伝達を調節する第５のクラッチ機構と、を備えてもよい。
上記四輪駆動車の駆動装置において、前輪側の駆動軸に差動機構を備え、後輪側の駆動軸に第２電動モータ－駆動軸間クラッチ機構を備え、第２電動モータ－駆動軸間クラッチ機構は、左後輪の駆動軸への動力伝達を調節する第４のクラッチ機構と、右後輪の駆動軸への動力伝達を調節する第５のクラッチ機構からなってもよい。
以上説明したように本発明によれば、電動モータの出力を最大限活用でき、かつ、電動モータを高効率で駆動可能な電動モータ式の四輪駆動車の駆動装置を提供することができる。
本発明の実施の形態に係る四輪駆動車の駆動装置の構成例を示す模式図である。 第１のモータ及び第２のモータの特性を示す説明図である。 同実施形態に係る駆動装置の動作例を車両の負荷状態ごとに示す説明図である。 高負荷領域における駆動装置の動作例を示す説明図である。 低負荷領域における駆動装置の動作例を示す説明図である。 中間領域における駆動装置の動作例を示す説明図である。 同実施形態に係る駆動装置の動作例を駆動モードごとに示す説明図である。 後輪駆動モードにおける駆動装置の動作例を示す説明図である。 後輪駆動モードにおける駆動装置の別の動作例を示す説明図である。
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
＜１．駆動装置の全体構成＞
図１を参照して、本発明の一実施形態に係る四輪駆動車の駆動装置の全体構成を説明する。図１は、本実施形態に係る駆動装置１の全体構成を示す模式図である。図１に示す駆動装置１は、前輪３ＬＦ，３ＲＦ及び後輪３ＬＲ，３ＲＲを電動モータによって駆動する全輪駆動（ＡＷＤ：All-Wheel Drive）の電気自動車の駆動装置である。
駆動装置１は、第１のモータ２１、第２のモータ２３、第１の差動機構１０、第２の差動機構３１、第１のクラッチ機構４１、第２のクラッチ機構３５、第３のクラッチ機構３７、第４のクラッチ機構４５、第５のクラッチ機構４７及び制御装置５０を備える。左前輪３ＬＦの駆動軸５ＬＦ及び右前輪３ＲＦの駆動軸５ＲＦは、第２の差動機構３１を介して連結されている。左後輪３ＬＲの駆動軸５ＬＲ及び右後輪３ＲＲの駆動軸５ＲＲは、第４のクラッチ機構４５及び第５のクラッチ機構４７を介して連結されている。
第１の差動機構１０は、遊星歯車機構を含み、サンギヤ１５、ピニオンギヤ１２、リングギヤ１３及びピニオンギヤ１２を支持するキャリア１１を備える。第１のモータ２１の出力軸２１ａはサンギヤ１５に接続され、第１のモータ２１の出力トルクは、サンギヤ１５を介して第１の差動機構１０に伝達される。第１の差動機構１０は、第１のモータ２１の出力トルクを、後輪側の第１のクラッチ機構４１側及び前輪側の第２のクラッチ機構３５側に分配する。具体的に、第１のモータ２１の出力トルクの一部は、ピニオンギヤ１２、リングギヤ１３、第２のクラッチ機構３５及びギヤ機構３３を介して第２の差動機構３１に伝達される。また、第１のモータ２１の出力トルクの一部は、ピニオンギヤ１２、キャリア１１及び直交ギヤ３９を介してプロペラシャフト２５に伝達される。第１の差動機構１０は、前輪側及び後輪側に差回転を生じさせることができるように構成されている。
第２の差動機構３１は、公知のデファレンシャルギヤを含んで構成され、左前輪３ＬＦの駆動軸５ＬＦ及び右前輪３ＲＦの駆動軸５ＲＦにそれぞれ接続された２つのサイドギヤ、及び、当該２つのサイドギヤにそれぞれ噛み合う２つのピニオンギヤを備える。第２の差動機構３１は、例えば旋回時や悪路走行時等に左前輪３ＬＦ及び右前輪３ＲＦに差回転を生じさせることが可能になっている。
第１のクラッチ機構４１は、第１の差動機構１０に接続された直交ギヤ３９とプロペラシャフト２５との間に設けられ、制御装置５０により締結又は開放が切り替えられる。第１のクラッチ機構４１は、前輪側の動力伝達系と後輪側の動力伝達系との接続又は切断を切り替える機能を有する。第１のモータ２１は、第１のクラッチ機構４１よりも前輪側に接続され、第２のモータ２３は、第１のクラッチ機構４１よりも後輪側に接続されている。第１のクラッチ機構４１の構成は、動力伝達の可否を切替可能な機構であれば、特に制限されるものではない。第２のクラッチ機構３５は、例えばドッグクラッチなど公知のクラッチ機構や、特開２０１８－１７３５４号に例示されるディスコネクト機構であってもよい。
第２のクラッチ機構３５は、第１の差動機構１０から前輪側への動力伝達経路に設けられ、制御装置５０により締結又は開放が切り替えられる。第２のクラッチ機構３５は、前輪側への第１のモータ２１及び第２のモータ２３の出力の伝達の可否を切り替える機能を有し、前輪側と後輪側とを切り離す機能を併せ持つ。例えば、前輪駆動及び四輪駆動で車両を走行させる場合に第２のクラッチ機構３５が締結され、後輪駆動で車両を走行させる場合に第２のクラッチ機構３５が開放される。第２のクラッチ機構３５の構成は、動力伝達の可否を切替可能な機構であれば、特に制限されるものではない。第２のクラッチ機構３５は、例えばドッグクラッチなど公知のクラッチ機構や、特開２０１８－１７３５４号に例示されるディスコネクト機構であってもよい。
第３のクラッチ機構３７は、第１の差動機構１０の第１のクラッチ機構４１側の回転要素と第２のクラッチ機構３５側の回転要素との差動を制限する機能を有する。本実施形態において、第３のクラッチ機構３７は、キャリア１１とリングギヤ１３との間に設けられ、制御装置５０により締結力を調節可能に構成されている。第３のクラッチ機構３７が完全に締結された状態では、第１の差動機構１０の差動が制限されてキャリア１１とリングギヤ１３とが直結状態となり、前輪側及び後輪側に同一の回転（トルク）が伝達可能になる。また、第３のクラッチ機構３７の締結力が調節されることにより、キャリア１１側とリングギヤ１３側との間での動力伝達効率が可変となる。第３のクラッチ機構３７の構成は、締結力を調節な機構であれば、特に制限されるものではない。
第４のクラッチ機構４５及び第５のクラッチ機構４７は、直交ギヤ４３及びクラッチケース４９を介してプロペラシャフト２５に連結されている。第４のクラッチ機構４５は、左後輪３ＬＲの駆動軸５ＬＲとクラッチケース４９との間に設けられ、制御装置５０により締結力を調節可能に構成されている。また、第５のクラッチ機構４７は、右後輪３ＲＲの駆動軸５ＲＲとクラッチケース４９との間に設けられ、制御装置５０により締結力を調節可能に構成されている。
左前輪３ＬＦの駆動軸５ＬＦ及び右前輪３ＲＦの駆動軸５ＲＦが、第２の差動機構３１を介して接続されて、駆動力を分配可能に構成されているのに対して、左後輪３ＬＲの駆動軸５ＬＲ及び右後輪３ＲＲの駆動軸５ＲＲは、それぞれ第４のクラッチ機構４５又は第５のクラッチ機構４７を介してクラッチケース４９に接続されて、互いに独立して動力の伝達効率を調節可能に構成されている。第４のクラッチ機構４５及び第５のクラッチ機構４７の構成は、締結力を調節な機構であれば、特に制限されるものではない。第４のクラッチ機構４５及び第５のクラッチ機構４７を用いる代わりに、左後輪３ＬＲの駆動軸５ＬＲ及び右後輪３ＲＲの駆動軸５ＲＲを差動機構を介して連結してもよいが、第４のクラッチ機構４５及び第５のクラッチ機構４７を用いることによって、より緻密に左後輪３ＬＲ及び右後輪３ＲＲの差回転を調節することができ、旋回性能を向上させることができる。
第１のモータ２１及び第２のモータ２３は、例えば公知の同期モータであり、制御装置５０により図示しないインバータを制御することによって制御される。第１のモータ２１は、第１のクラッチ機構４１よりも前輪側又は後輪側のうちのいずれか一方に接続される。本実施形態において、第１のモータ２１は、第１のクラッチ機構４１よりも前輪側に接続される。第１のモータ２１の出力軸２１ａは、第１の差動機構１０に接続されている。第１のモータ２１の出力軸２１ａは、前輪の駆動軸５ＬＦ，５ＬＲに略平行となるように配置され、第１のモータ２１から出力される出力トルクは、直交ギヤを介することなく効率的に前輪の駆動軸５ＬＦ，５ＲＦに設けられた第２の差動機構３１へ伝達可能になっている。
具体的に、第１のモータ２１から出力される出力トルクは、第１の差動機構１０、第２のクラッチ機構３５、ギヤ機構３３、第２の差動機構３１及び駆動軸５ＬＦ，５ＲＦを介して、左前輪３ＬＦ及び右前輪３ＲＦに伝達可能になっている。また、第１のモータ２１から出力される出力トルクは、第１の差動機構１０、直交ギヤ３９、第１のクラッチ機構４１、プロペラシャフト２５、直交ギヤ４３、クラッチケース４９、第４のクラッチ機構４５又は第５のクラッチ機構４７及び駆動軸５ＬＲ，５ＲＲを介して左後輪３ＬＲ及び右後輪３ＲＲに伝達可能になっている。
第２のモータ２３は、第１のクラッチ機構４１よりも前輪側又は後輪側のうちの他方に接続される。本実施形態において、第２のモータ２３は、第１のクラッチ機構４１よりも後輪側に接続される。第２のモータ２３の出力軸２３ａは、前輪側と後輪側との間で駆動力（回転）を伝達するプロペラシャフト２５に接続されている。図１に示した例では、第２のモータ２３の出力軸２３ａがプロペラシャフト２５として機能するが、第２のモータ２３の出力軸２３ａとプロペラシャフト２５とがギヤ機構を介して接続されていてもよい。
第２のモータ２３から出力される出力トルクは、第１のクラッチ機構４１、直交ギヤ３９、第３のクラッチ機構３７、第２のクラッチ機構３５、ギヤ機構３３、第２の差動機構３１及び駆動軸５ＬＦ，５ＲＦを介して、左前輪３ＬＦ及び左前輪３ＲＦに伝達可能になっている。また、第２のモータ２３から出力される出力トルクは、直交ギヤ４３、クラッチケース４９、第４のクラッチ機構４５又は第５のクラッチ機構４７及び駆動軸５ＬＲ，５ＲＲを介して左後輪３ＬＲ及び右後輪３ＲＲに伝達可能になっている。
図２は、第１のモータ２１及び第２のモータ２３の特性を示す説明図である。第１のモータ２１の最大定格トルクは、第２のモータ２３の最大定格トルクよりも大きくなっている。第１のモータ２１が最大定格トルクを出力可能な回転域は、第２のモータ２３が最大定格トルクを出力可能な回転域よりも低い領域となっている。つまり、第１のモータ２１は、第２のモータ２３よりも低回転の領域で最大定格トルクを効率的に出力可能に構成され、第２のモータ２３は、第１のモータ２１よりも高回転の領域で最大定格トルクを効率的に出力可能に構成されている（図２中に、“効率点”として示す）。
制御装置５０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＭＰＵ（Micro Processing Unit）等のプロセッサや電気回路、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶素子を備えて構成される。制御装置５０の一部又は全部は、ファームウェア等の更新可能なもので構成されてもよく、また、ＣＰＵ等からの指令によって実行されるプログラムモジュール等であってもよい。
本実施形態に係る駆動装置１では、第１のモータ２１及び第２のモータ２３が機械的に前後左右の駆動輪３ＬＦ，３ＲＦ，３ＬＲ，３ＲＲに接続されている。このため、第１のモータ２１及び第２のモータ２３の出力が、それぞれ前輪側及び後輪側に伝達可能になっている。したがって、前輪側又は後輪側のいずれかを駆動させる場合に、第１のモータ２１及び第２のモータ２３の合計出力を最大限利用することができる。また、本実施形態に係る駆動装置１は、第１のクラッチ機構４１を締結することにより前輪側の動力伝達系と後輪側の動力伝達系とが連結される。このため、前輪側及び後輪側の回転（トルク）の同期が機械的に行われるため、応答性を向上させることができる。
また、本実施形態に係る駆動装置１は、第１のモータ２１及び第２のモータ２３ともに、機械的に前後左右の駆動輪３ＬＦ，３ＲＦ，３ＬＲ，３ＲＲに接続されている。このため、第１のモータ２１及び第２のモータ２３をそれぞれ効率点付近で高効率で駆動させることができる。したがって、車両の要求駆動力に応じて第１のモータ２１及び第２のモータ２３を使い分けながら、効率的に車両の駆動を制御することができる。
さらに、本実施形態に係る駆動装置１は、第１のクラッチ機構４１、第２のクラッチ機構３５、第４のクラッチ機構４５又は第５のクラッチ機構４７により、前輪側と後輪側とを切り離すことができる。したがって、前輪駆動、後輪駆動又は四輪駆動を切り替えながら、車両を走行させることができる。
＜２．動作例＞
次に、本実施形態に係る駆動装置１の動作例を説明する。
（２．１．モータの使い分け）
まず、図３～図５を参照して、第１のモータ２１及び第２のモータ２３の使い分けの一例を説明する。図３は、第１のクラッチ機構４１、第２のクラッチ機構３５及び第３のクラッチ機構３７の締結状態、並びに、第１のモータ２１及び第２のモータ２３の駆動状態を、車両の負荷状態ごとに示した説明図である。
車両の始動時（走行開始時）、あるいは、要求加速度が大きい場合等の高負荷領域においては、車両には相対的に大きな駆動力が要求される。この場合、制御モードが第１の走行モードに設定される。第１の走行モードにおいて、制御装置５０は、第１のクラッチ機構４１、第２のクラッチ機構３５、第４のクラッチ機構４５及び第５のクラッチ機構４７をいずれも締結状態とする一方、第３のクラッチ機構３７を開放状態とし、第１のモータ２１及び第２のモータ２３をともに駆動させる。これにより、図４に示すように、第１のモータ２１及び第２のモータ２３の出力が、それぞれ前後左右の駆動輪３ＬＦ，３ＲＦ，３ＬＲ，３ＲＲに伝達され、第１のモータ２１及び第２のモータ２３の出力をともに利用して、車両を走行させることができる。また、第３のクラッチ機構３７が開放状態となっているため、第１の差動機構１０による前輪側と後輪側との差回転が許容され、旋回性能等の走行性能を向上させることができる。
第１の走行モードにおいて、制御装置５０は、第１のモータ２１及び第２のモータ２３のいずれか一方あるいは両方を効率点の近傍で駆動させることにより、車両全体として高効率な運転を実現させることができる。また、本実施形態においては、第４のクラッチ機構４５及び第５のクラッチ機構４７により、左後輪３ＬＲ及び右後輪３ＲＲに伝達する駆動力を独立して調節することができる。したがって、制御装置５０は、車速、加速度及び操舵角等に基づいて、第４のクラッチ機構４５及び第５のクラッチ機構４７の締結力をそれぞれ調節することにより、旋回性能を向上させることができる。なお、第１の走行モードにおいて、前後の差回転をゼロにしたい場合には、第３のクラッチ機構３７を締結してもよい。
一方、定速走行時、あるいは、要求加速度が小さい場合等の低負荷領域においては、車両には相対的に小さな駆動力が要求される。この場合、制御モードが第２の走行モードに設定される。第２の走行モードにおいて、制御装置５０は、第２のクラッチ機構３５及び第３のクラッチ機構３７を締結状態とし、第１のクラッチ機構４１、第４のクラッチ機構４５及び第５のクラッチ機構４７を開放する。この状態で、制御装置５０は、第２のモータ２３を停止させ、要求される駆動力に応じて第１のモータ２１の出力を制御する。これにより、図５に示すように、直交ギヤを介することなく効率的に前輪側へと駆動力を伝達可能な第１のモータ２１のみで車両を走行させることができる。車両の減速時においても、制御装置５０は、第２の走行モードに設定して回生制御を行うことにより、効率的に発電させることができる。
高負荷領域と低負荷領域との間の中間領域においては、制御モードが中間モードに設定される。中間モードにおいて、制御装置５０は、第１のクラッチ機構４１及び第２のクラッチ機構３５を締結状態とする一方、第３のクラッチ機構３７、第４のクラッチ機構４５及び第５のクラッチ機構４７を開放状態とする。また、図６に示すように、制御装置５０は、直交ギヤを介することなく効率よく前輪側へと動力伝達可能な第１のモータ２１を駆動したまま、直交ギヤ３９を介して動力伝達される第２のモータ２３の駆動状態あるいは回生状態を制御して、変速運転させる。これにより、車両全体として高効率な運転を実現することができるとともに、高負荷領域と低負荷領域とを滑らかに移行させることができる。
あるいは、中間領域において、制御装置５０は、第２のクラッチ機構３５を締結状態とし、第１のクラッチ機構４１及び第３のクラッチ機構３７の締結力、第１のモータ２１及び第２のモータ２３の出力を徐変させて、変速運転させてもよい。この場合、制御装置５０は、低負荷領域に近づくほど、第１のクラッチ機構４１の締結力を低くし、第３のクラッチ機構３７の締結力を高め、第１のモータ２１の出力を調整しながら第２のモータ２３の出力を徐々に減少させる。これにより、車両全体として高効率な運転を実現することができるとともに、高負荷領域と低負荷領域とを滑らかに移行させることができる。
（２．２．駆動モードの切り替え）
次に、図７～図９を参照して、駆動モードの切り替えの一例を説明する。図７は、第１のクラッチ機構４１、第２のクラッチ機構３５、第３のクラッチ機構３７、第４のクラッチ機構４５及び第５のクラッチ機構４７の締結状態、並びに、第１のモータ２１及び第２のモータ２３の駆動状態を、駆動モードごとに示した説明図である。
車両を前輪駆動する場合、制御装置５０は、第１のクラッチ機構４１、第４のクラッチ機構４５及び第５のクラッチ機構４７をいずれも開放状態とし、第２のクラッチ機構３５及び第３のクラッチ機構３７を締結状態とする。この状態で、制御装置５０は、要求される駆動力に応じて第１のモータ２１の出力を制御する。これにより、直交ギヤを介することなく効率的に前輪側へと駆動力を伝達可能な第１のモータ２１の出力を前輪側へ伝達して、車両を走行させることができる（図５と同様の状態）。前輪駆動時においては、車両の減速時に、制御装置５０は、第１のモータ２１を回生制御することにより、効率的に発電させることができる。
あるいは、車両を前輪駆動する場合、制御装置５０は、第３のクラッチ機構３７、第４のクラッチ機構４５及び第５のクラッチ機構４７をいずれも開放状態とし、第１のクラッチ機構４１及び第２のクラッチ機構３５を締結状態としてもよい。この状態で、制御装置５０は、第１のモータ２１及び第２のモータ２３の出力を制御する。これにより、第１のモータ２１及び第２のモータ２３の出力を前輪側へ伝達して、車両を走行させることができる（動力の伝達状態は図６と同様の状態）。
車両を後輪駆動する場合、制御装置５０は、第１のクラッチ機構４１、第２のクラッチ機構３５及び第３のクラッチ機構３７を開放状態とする。この状態で、制御装置５０は、第２のモータ２３の出力を制御しつつ、旋回状態に応じて第４のクラッチ機構４５及び第５のクラッチ機構４７の締結力を可変制御する。これにより、図８に示すように、第２のモータ２３の出力を後輪側へ伝達して、車両を走行させることができる。後輪駆動時においては、車両の減速時に、制御装置５０は、第２のモータ２３を回生制御することにより、発電させることができる。
あるいは、車両を後輪駆動する場合、制御装置５０は、第２のクラッチ機構３５を開放状態とし、第１のクラッチ機構４１及び第３のクラッチ機構３７を締結状態としてもよい。この状態で、制御装置５０は、第１のモータ２１又は第２のモータ２３のいずれか一方の出力を制御しつつ、旋回状態に応じて第４のクラッチ機構４５及び第５のクラッチ機構４７の締結力を可変制御する。これにより、図９に示すように、第１のモータ２１及び第２のモータ２３の２つのモータの出力を後輪側へ伝達して、車両を走行させることができる。また、図９に示す後輪駆動時においては、車両の減速時に、制御装置５０は、第１のモータ２１又は第２のモータ２３のいずれか一方を回生制御することにより、発電させることができる。なお、第３のクラッチ機構３７が締結されていてもよい。
車両を四輪駆動する場合、制御装置５０は、第１のクラッチ機構４１及び第２のクラッチ機構３５を締結状態とし、第３のクラッチ機構３７を開放状態又は締結状態とする。この状態で、制御装置５０は、この状態で、制御装置５０は、第１のモータ２１又は第２のモータ２３のいずれか一方の出力を制御しつつ、旋回状態に応じて第４のクラッチ機構４５及び第５のクラッチ機構４７の締結力を可変制御する。四輪駆動時は、上述したモータの使い分け制御が可能となる（図３を参照）。
このように、本実施形態に係る駆動装置１では、車両の操縦性に優れた前輪駆動と、走行性能に優れた後輪駆動と、旋回性能、安定性に優れた四輪駆動とを使い分け可能な電動モータ式の四輪駆動車を実現することができる。
（２．３．旋回性能）
上述のとおり、本実施形態に係る駆動装置１は、左後輪３ＬＲへ伝達する駆動力を調節可能な第４のクラッチ機構４５と、右後輪３ＲＲへ伝達する駆動力を調節可能な第５のクラッチ機構４７とを備えている。このため、第４のクラッチ機構４５及び第５のクラッチ機構４７の締結力を調節（左右ベクタリング）することにより旋回性能を向上させることができる。また、第１のクラッチ機構４１を開放状態として前輪側と後輪側とを切り離し、後輪側を第２のモータ２３により駆動しつつ、前輪側を第１のモータ２１により小出力で駆動させるかあるいは回生駆動することにより、左右ベクタリングとは別に、あるいは左右ベクタリングと併せて、前後輪の駆動力を調節することができる。したがって、車両のヨー回転の制御性が高められ、旋回性能を向上させることができる。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
１ 駆動装置
１０ 第１の差動機構
２１ 第１のモータ
２３ 第２のモータ
３５ 第２のクラッチ機構
３７ 第３のクラッチ機構
４１ 第１のクラッチ機構
４５ 第４のクラッチ機構
４７ 第５のクラッチ機構
５０ 制御装置

Claims (9)

  1. 前輪側の動力伝達系と後輪側の動力伝達系との接続又は切断を切り替える第１のクラッチ機構と、
    前記第１のクラッチ機構よりも前輪側又は後輪側のうちのいずれか一方に接続された第１の電動モータと、
    前記第１のクラッチ機構よりも前輪側又は後輪側のうちの他方に接続された第２の電動モータと、
    前記第１の電動モータと前輪側又は後輪側のうちの前記一方の駆動軸との接続又は切断を切り替える第２のクラッチ機構と、
    前記第１の電動モータの出力を、前記第１のクラッチ機構側及び前記第２のクラッチ機構側に分配する遊星歯車機構と、
    前記遊星歯車機構の前記第１のクラッチ機構側の回転要素と前記第２のクラッチ機構側の回転要素との差動を制限する第３のクラッチ機構と、
    を備える、電動モータ式の四輪駆動車の駆動装置。
  2. 前記第１の電動モータの出力軸が、前輪側及び後輪側の駆動軸に平行に配置される、請求項１に記載の電動モータ式の四輪駆動車の駆動装置。
  3. 前記第２の電動モータの出力軸が、前輪側及び後輪側の駆動軸に対して直交する方向に配置される、請求項１又は２に記載の電動モータ式の四輪駆動車の駆動装置。
  4. 前輪側の動力伝達系と後輪側の動力伝達系とを接続するプロペラシャフトを備え、
    前記遊星歯車機構の前記第１のクラッチ機構側の回転要素と前記プロペラシャフトとの間の動力伝達経路に直交ギヤを備える、請求項１～３のいずれか１項に記載の電動モータ式の四輪駆動車の駆動装置。
  5. 前記駆動装置を制御する制御装置を備え、
    前記制御装置は、要求トルクが高い第１の走行モード時には、前記第１のクラッチ機構及び前記第２のクラッチ機構を接続し、前記第３のクラッチ機構を切断し、前記第１の電動モータ及び前記第２の電動モータの出力を制御する、請求項１～４のいずれか１項に記載の電動モータ式の四輪駆動車の駆動装置。
  6. さらに、前記第２の電動モータと前輪側又は後輪側のうちの前記他方の駆動軸との接続又は切断を切り替える第２電動モータ－駆動軸間クラッチ機構、を備え、
    前記制御装置は、要求トルクが低い第２の走行モード時には、前記第２のクラッチ機構及び前記第３のクラッチ機構を接続する一方、前記第１のクラッチ機構及び前記第２電動モータ－駆動軸間クラッチ機構を切断し、前記第１の電動モータの出力を制御し、前記第２の電動モータを停止する、請求項５に記載の電動モータ式の四輪駆動車の駆動装置。
  7. 前記制御装置は、前記第１の走行モードから前記第２の走行モードへ遷移する間、前記第１のクラッチ機構及び前記第２のクラッチ機構を接続する一方、前記第３のクラッチ機構及び前記第２電動モータ－駆動軸間クラッチ機構を切断し、前記第１の電動モータ及び前記第２の電動モータの出力を制御する、請求項６に記載の電動モータ式の四輪駆動車の駆動装置。
  8. 前輪側の駆動軸に差動機構を備え、
    後輪側の駆動軸に、左後輪の駆動軸への動力伝達を調節する第４のクラッチ機構と、右後輪の駆動軸への動力伝達を調節する第５のクラッチ機構と、を備える、請求項１～５のいずれか１項に記載の電動モータ式の四輪駆動車の駆動装置。
  9. 前輪側の駆動軸に差動機構を備え、
    後輪側の駆動軸に前記第２電動モータ－駆動軸間クラッチ機構を備え、前記第２電動モータ－駆動軸間クラッチ機構は、左後輪の駆動軸への動力伝達を調節する第４のクラッチ機構と、右後輪の駆動軸への動力伝達を調節する第５のクラッチ機構からなる、請求項６又は７に記載の電動モータ式の四輪駆動車の駆動装置。
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