WO2007091334A1

WO2007091334A1 - 車両の左右輪差動トルク発生装置

Info

Publication number: WO2007091334A1
Application number: PCT/JP2006/302571
Authority: WO
Inventors: Makoto Yamakado; Atsushi Yokoyama; Masaru Yamasaki
Original assignee: Hitachi, Ltd.
Priority date: 2006-02-08
Filing date: 2006-02-08
Publication date: 2007-08-16
Also published as: EP1985827B1; US8008791B2; JPWO2007091334A1; US20090054202A1; JP4576434B2; EP1985827A1; EP1985827A4

Abstract

本発明の目的は、車両ヨーモーメント発生のため左右輪差動卜ルクを発生する回転電機装置を作動させた際にも、車体に働く減速度が小さくなるような左右輪差動トルク発生装置を提供することにある。そのために、電力供給に起因するエンジンブレーキ分のトルクを補うため、運転者のスロットル動作に加えて、補正スロットル開度を加える。左右の車輪毎に独立に接続された二つの発電機A,Bと捻りトルクを発生する回転電機装置Cを用意し、一方の車輪から発電機Aがトルクを吸収(ブレーキ)して電力を発生し、この電力を回転電機装置Cがもう一方の車輪(発電機Bが接続されている方)が加速する方向の捻りトルクが発生するように供給する。

Description

明細書

車両の左右輪差動トルク発生装置

技術分野

本発明は，車両の左右輪に差動トルクを発生することにより車両運動を制御する装置の構成及び制御方法に関するものである。

背景技術

. 車両を一つの剛体と仮定し、平面状の運動を考えると、並進運動と回転運動で記述できる。それぞれを司る力は、主として路面とタイヤ間の摩擦力である。前後輪を操舵する車両等、タイヤの横力を用いる車両運動制御に加え、四輪の制駆動力差（左右輪差動トルク）を発生させョーモーメントを直接制御する車両運動制御が各種提案されている。

これらを可能とする左右輪差動トルク発生装置としては、

1 . ブレーキ力配分を行なうもの

2 . エンジン駆動トルクを左右に配分するもの

3 . 回転電気装置を用いるもの

がある。

上記 1 、 2 については本発明と同等な効果の一部を志向しているが、 1 は機械的な制動装置であり車体を減速させる方向にのみ作用し、 2はェン - ジン駆動トルクの配分を行なうものであり、ドライバのアクセル動作に大きく影響されるものである。このため回転電気装置を用い、任意の夕イミングで左右輪差動トルクを発生しょうとする本発明と一線を隔するものである。従って、上記 3の回転電機装置を用いるものについて背景技術として説明する。

上記 3の回転電機装置を用いるものとしては、特開平 1 1- 30293号公報、特開平 1卜 91383号公報、特開 2004- 322793号公報に記載されたものがある。特開平 1卜 30293号公報には、左右輪にそれぞれ組み付けられて同左右輪を独立に駆動可能な一対の電動モー夕と、前記電動モータに接続されたバッテリと、車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、前記検出された走行状態に応じて車両の目標ョーモーメントを計算するモーメント計算手段と、前記計算された目標ョ一モーメントに基づいて同目標ョーモーメントを得るための前記左右輪の各トルクをそれぞれ計算するトルク計算手段と、前記バッテリと前記一対の電動モー夕との間にそれぞれ接続されて前記計算された各トルクに応じて前記一対の電動モータをそれぞれ制御するモー夕制御回路とを備えたことを特徴とする車両のョ一モーメント制御装置が開示されている。この発明の目的は、車両のョ一モーメント制御装置において、車両のョ一モーメントを精度良く制御することである。

また、特開平 1 1 -91 383号公報には、旋回時に、外輪側の従動輪が内輪側の従動輪より増速されるように左右の従動輪の差回転を生じさせる差回転発生手段を備えるものにおいて、差回転発生手段を、外輪側の従動輪に、該従動輪を内輪側の従動輪よりも増速するトルクを付与する駆動源を有するものに構成することを特徴とし、前記駆動源を電動モータで構成し、電動モータのステ一夕とロー夕とを夫々左右一方の従動輪と他方の従動輪とに連結して、前記差回転発生手段を構成することを特徴とする車両の旋回アシスト装置が提案されている。この発明の目的は、旋回アシスト装置において、従動輪全体として制動力がかからないようにすることである。また、特開 2004-322793 号公報には、少なくとも 1つの電気モー夕により、右側車輪と左側車輪に同じ大きさの逆向きトルクを発生させて車両の旋回アシストをする左右輪駆動装置において、車両の減速指令を検出する減速指令検出手段と、旋回アシス卜を行なっている状況で車輪まわり換算の制動トルクとして減速指令一 2 T xを検出した場合には、電気モータのトルクを小さくする電気モー夕調整手段と、電気モ一夕の卜ルク調整に応じて、左右輪の摩擦ブレーキトルクを、左右輪トルク差が 2 T yで制動トルクがー 2 T X となるように調整するブレーキ手段と、を備えたことを特徴とする車両の左右輪駆動装置が提案されている。この発明の目的は、旋回アシスト状態においてブレーキングを行なった場合に、小型の電動モー夕で十分な旋回アシストを行うことができる車両の左右輪駆動装置にあつて、電気モ一夕と摩擦ブレーキの協調動作により、電気モータの損失を低減し、結果として車両の燃費を良くすることである。

発明の開示

上記 3つの従来の技術では、モー夕の回生電流をバッテリに戻したり、摩擦ブレーキと電気モー夕を協調することにより損失を低減しょうという発明が開示されている。また各技術ともバッテリから電力を取り出し、電気モータに供給しているが、バッテリと発電機、そしてエンジンのマネージメントについての言及や、電力供給方法による左右輪駆動性能の向上を示唆する部分は無い。

バッテリは通常エンジンにより駆動される発電機（オル夕ネー夕）により充電されている。バッテリ電圧が低下すると、回転子の界磁コイルへの供給電流のデューティ比率が増加し、発電動作が行なわれ、バッテリ電圧よりも高い発電機端子電圧となりバッテリに電荷が流入し充電される。このようなバッテリから、左右輪の差動トルクを得るための電力をモ一夕に供給すると、当然バッテリ電圧は大きく低下する。例えば車両運動に影響を与える程度の左右輪差動トルク差を発生させるためには数 kWの電力が必要である。この電力の供給のため電圧が低下し、オルタネ一夕がこれを補うために発電を開始すると、結果としてエンジンに負荷（ブレーキトルク）が働くことになる。当然車体には駆動輪を通じて大きな減速力が加わり、以下のような課題が発生する。

1 . ドライバのアクセル操作に関わらず発生する減速度（—違和感）。

2 . 減速による荷重移動により後輪側の押し付け力が低下し、後輪の瞬時コーナリングパワーが低下する。これによりス夕テイクマージンが低下し . ォ一バーステア傾向が増加する。そのような状況では運転者が操作しづらい車両となる。

本発明の目的は、左右輪差動トルクを発生する回転電気装置を作動させた際にも、車体に働く減速度が小さくなるような補正手段を有する左右輪差動トルク発生装置を提供することにある。また、この補正手段を工夫することにより、燃料消費を低減し、発生できる左右輪差動トルクの振幅を増加させた左右輪差動トルク発生装置を提供し、車両運動性能を向上することにある。

上記目的を達成するためには、回転電気装置への給電方法毎に 2つの方法がある。

1 ) エンジンにより駆動される発電機、あるいはこの発電機により充電されるバッテリから回転電気装置に電力を供給する場合。

電力供給に起因するエンジンブレーキ分のトルクを補うため、運転者のスロットル動作に加えて、補正スロットル開度を加える。これにより運転者の意図しない減速度は発生しない。

2 ) 各車輪に取り付けられた回生ブレーキから回転電気装置に電力を供給する場合。

左右の車輪毎に独立に接続された二つの発電機 1 , 2 と捻りトルクを発生する回転電気装置 3 を用意し、一方の車輪から発電機 1がトルクを吸収 (ブレーキ）して電力を発生し、この電力を回転電機装置 3がもう一方の車輪（発電機 2が接続されている）が加速する方向の捻りトルクが発生するように供給する。

これを、反時計回りのョ一モーメントが必要とされている場合を例に説明する。

まず、第一の発電機が左輪に設置されているとすると、第一の発電機が発電することにより左輪にブレーキトルクが発生する。

これにより車両には、

1 . 減速力が発生する。

2 . 反時計周りのョーモーメントが発生する。

つぎに、第一の回転電気装置が発電した電力を第三の回転電機装置に、第二の回転電気装置が取り付けられた右輪が加速するように供給すると車両には、 3 . 加速力が発生する。

4 . 反時計周りのョーモーメントが発生する。

もしエネルギー損失と左右輪の速度差が無視できれば、上記 1 の作用と 3の作用が相殺され、車体に加わる加減速はゼロとなる。また、 3 と 4の作用は互いに増強し合い、制御効果を向上するものとなる。さらに、上述の制御はバッテリに直接的な影響を与えず、オルタネー夕によるェンジン負荷と無関係に実施可能なため、燃費を悪化させるものではない。

以上により、車体に働く減速度が小さくかつ制御効果が大きい左右差動輪トルク発生装置を提供し、これにより車両運動性能を向上することが可能となる。

図面の簡単な説明

第 1図は、本発明の第一実施例の全体構成を示す図である。

第 2図は、本発明の第二実施例の全体構成を示す図である。

第 3図は、本発明の第一、二実施例の構造と接続状態を示す図である。第 4図は、本発明の第一、二実施例の電気回路構成を示す図である。第 5図は、本発明の第一、二実施例の制御フローを示す図である。

第 6図は、本発明の第一、二実施例の「 S字路」走行状態を示す図である。

第 7図は、本発明の第三実施例の全体構成を示す図である。

第 8図は、本発明の第三実施例の構造と接続状態を示す図である。

第 9図は、本発明の第三実施例の電気回路構成を示す図である。

第 1 0図は、本発明の第三実施例の制御フローを示す図である。

第 1 1図は、本発明の第四実施例の構造と接続状態を示す図である。第 1 2図は、本発明の第五実施例の構造と接続状態を示す図である。第 1 3図は、本発明の第五実施例の電気回路構成を示す図である。

第 1 4図は、本発明の第三、四、五実施例の「 S字路」走行状態を示す図である。発明を実施するための最良の形態

以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態を開示していく。【実施例 1】

第 1図に、本発明の第一実施例の全体構成を示す。本実施例において車両 0 はエンジン 70 により左前輪 13、右前輪 14 を駆動される前輪駆動車 (Front Engine Front Drive: FF車）である。オル夕ネー夕 60 もエンジン 70により駆動され、発電した電力はバッテリ 50に充電される。

エンジン 70 の吸気系は、独立吸気管とサージタンク 6、エアクリーナ 7 と、それらを繋ぐ電子制御スロットル 5 で構成されている。なお、仔細なェンジン補記についてはここでは煩雑化をさけるためにあえて記載していない。

一般にエンジンのトルクは回転数、空気流入量、燃料噴射量、点火タイミングで調整することが可能である。本実施例では電子制御スロットル 5 で空気流入量を制御することにより、エンジントルクを制御する構成となつている。

電子制御スロットル 5 は例えば、特許第 3510033 号に記載されているような詳細構造をとつており、車載エンジンのスロットルバルブ制御装置として、従来の、ドライバによるアクセルべダル操作による直接的なス口ットル開度の調整操作に代えて、アクセルペダルの操作量を検出器（スロットルセンサ：図示せず）により電気信号として取込み、所定の演算処理をしてからァクチユエ一夕（モ夕：図示せず）に供給し、このァクチユエ一夕によりスロットルを開閉制御することができる。

本実施例においては、左後輪 11 と右後輪 12は従動輪である。左後輪 11 には左ドライブシャフト 1130 を介してョーモーメントジェネレータ 30 が接続され、右後輪 12 には右ドライブシャフト 1230 を介してョーモーメントジェネレータ 30が接続されている。

コントローラ（Electric Control Unit) 100 は、エンジン 70 の回転数、空気流入量、燃料噴射量などの運転状態信号、バッテリの端子。電圧などのバッテリ充電状態信号、ステアリング系 80からのドライバの操舵角、操舵角速度、操舵力等の信号、そして運動センサ 90からの例えば車速、前後、左右加速度、加加速度、ョ一レート、横すベり角などのセンサ情報に基づいて、電力制御装置 40 へ制御指令を出力する。運動センサ 90 はここでは詳細を示さないが、加速度、ョ一レートなどの直接検出できる物理量を用いて、絶対車速、横滑り角などの量を推定することが可能である。また、非接触光学センサ'、レーダなどを使って上述の量を直接検出しても良い。電力制御装置 40 はコントローラ 100 からの指令に基づきオルタネ一夕 60からバッテリ 50 への充電量を制御するとともに、ノッテリ 50 からョーモーメントジェネレータ 30への給電を制御する構成となっている。上述のバッテリの充電状態（端子電圧、温度など）を検出する手段を電力制御装置 40内に有し、コントローラ 100に随時通信伝達する方式としても良い。

ョ一モ一メントジェネレータ 30はバッテリから供給された電力に応じて、左右輪の間に捻りトルクを発生することが可能な構成となっており、その詳細については後述する。

例えば、第 1 図に示すように左後輪 1 1 が減速し、右後輪 1 2 が加速するような方向に捻りトルクを発生した場合、車両 0 には反時計まわりのョーモーメントが発生する。例えばこの車両 0 が左旋回をする場合、旋回を促進する働きが生まれ、操縦性が向上する。また、車両が例えば右方向に旋回していてオーバステアで時計まわりにスピンする可能性がある場合、ョ —モーメントジェネレータ 30で反時計まわりのョーモーメントを復元ョーモーメントとして与えることにより、スピンを回避することが可能となる。【実施例 2】

つぎに、第 2図は第 1図の第一実施例に対して、バッテリ 50 を省略した第二の実施例を示す図である。エンジン 70 により駆動されるオルタネー夕 60 で発電された電力はバッテリに充電ざれず、そのまま電力制御装置 40 を経て、ョ一モーメントジェネレータ 30へ供給する構成となっている。以上第一の実施例と第二の実施例はバッテリがあるか否かだけで、本質的には同じなので以下、 .並行して述べていくことにする。

まず、第 3図と第 4図を用いて、ョ一モーメントジェネレータ 30 とその制御回路の詳細について示していく。本実施例においては、ョ一モーメントジェネレータ 30 は界磁制御が可能な他励式 DC モー夕を基本とした同軸減速機つき相反モータにより構成されている。またオルタネー夕 60 は通常の車載用オルタネー夕と同等な構成の回転界磁式の同期発電機である。ここで、ョーモーメントジェネレータ 30 を構成する相反モータについての理解を深めるためにまず簡単に述べる。次にョーモーメントジエネレー夕 30 の働き、通電方法について、電力制御装置 40、オルタネ一夕 60 の構成とともに述べていく。

相反モータとは通常のモータのステ一夕（固定子）とロー夕（回転子）の両方の回転を出力として取り出すモ一夕である（河村ほか「電気自動車用相反モ一夕の駆動特性」電学論 D、 1 1 5 卷 1 号、平成 7 年）。本実施例においては、この他励式 DCモー夕を車両に取り付けられたケースに対して回転自在に固定し、そのステ一夕側が左輪に、ロータ側が右輪に接続された機構として相反モータを構成している。このような構成にしておくと、車両 0がエンジン 70 により駆動されて走行している場合、相反モータは左右後輪 1 1 , 1 2 の回転と同期してモー夕全体が連れ回ることになる。左右輪に速度差が無い直進状態ではステ一夕とロータの相対回転はゼロとなる。また、旋回時、左右輪に速度差が生じる場合は、ステ一夕に対して口一夕が相対的に回転し、回転速度差を吸収することができる。この回転速度差は旋回時の左右内外輪旋回半径の差に起因するもので、乗用車の場合、全運転域において、高々 20回転， '分の大きさである。

一方、相反モ一夕に通電するとステ一夕、口一夕間に捻りトルクが発生し、結果として接続された左右輪の一方に加速方向のトルクが発生し、もう一方に減速方向のトルクが発生する。本発明の第一実施例では、この捻りトルクを車両全体のョーモ一メン卜となる左右輪差動トルクとして利用する。ここで注意を要するのは、本発明のごとく構成すれば発生できる捻り卜ルクは車速に無関係であるということである。相反モー夕は上述のように車速に応じた自転をしているが、これはステ一夕、ロー夕間がほぼ一体となって回転しているため相対回転はほとんどない。上述の捻りトルクはステ一夕、ロータ間の相対回転数と関係があり、また相対低回転であるがゆえ、以下のようなメリットがある。

• ロックトルク近辺の高トルク領域使用可能。

• 大減速可能（例えば減速比 30 としてもモータ回転数は高々 600 回転,. · ' 分）で、装置の小型化が図れる。

· DCブラシモータでの構成が可能となり、低コスト化が図れる。

• 誘導逆起電圧が小さく、電力供給に昇圧回路等が不要となり低コスト化が図れる。 .

これらのメリットを利用し、本実施例では小型他励式 DC ブラシモータ ( 3k 程度）を用い、同軸遊星歯車機構を用いて大減速を行なう方式を採用している。

以下、' 機械的な構造，通電方法を第 3図，第 4図を用いて詳細に示していく。

左側後輪 1 1 は左ドライブシャフト 1 130 を介して、ョ一モーメントジェ , ネレ一夕 30 へと接続されている。左ドライブシャフト 1 130 は、ケース 300 に対してベアリング 302, 303 で回転自在に支持された界磁ホルダ 320 に拘束ピン 327 により接続されている（本実施例では相反モー夕本体あるいは固定子、ステ一タ側を DCモータの界磁側ということを ,明確化するために界磁ホルダと呼ぶことにする）。従って、左後輪 1 1、左ドライブシャフト 1 130 とョーモーメントジエネレー夕 30 の界磁ホルダ 320 は一体となつて回転することになる。界磁ホルダ 320 には車体に固定されているケース 300 のスリップリング 301 を介して、電力制御装置 40 からの電力が供給される。煩雑さを避けるために図では二極しか表記されていないが、界磁側と電機子側それぞれ二極ずつ、四極のスリップリングとしても良い。電機子は、界磁コイル 321 が固定された界磁ホルダ 320 に対して、ベアリング 325, 326 を介して回転自在となるように固定されている。電機子は通常の DCモー夕の電機子と同様に、基本的には電機子コイル 31 1 が固定された回転シャフト 3 10 と電機子コイル 31 1 に電流を供給する整流子 3 13 で構成されている。

上述のようにスリップリング 30 1 を経由して界磁ホルダ 320 に供給された電力は反転機能と定電圧機能つきの界磁制御回路 323 (詳細は後述）を通じ界磁コイル 32 1 に供給され、電機子コイル 32 1 には界磁ホルダ 320 側に固定されたブラシ 322 から整流子 323 を経由して電力が供給される。通常の DCモータと同様に、界磁ホルダ 320 と回転子が相対的に回転変位すると順次電機子コイル 3 1 1 の通電方向がスイッチングされ界磁コイル 321 により発生した磁界との電磁力作用により回転捻りトルクが発生する。

さて、界磁ホルダ 320 (固定子）と電機子（回転子）の間に発生した捻りトルクは回転シャフト 3 10 を通じて、界磁ホルダ 320 に取り付けられた同軸減速機 330に導かれ、減速後の軸出力は右ドライブシャフト 1 230 に接続される。右ドライブシャフト 1230 は右後輪 12 に接続されている。以上をまとめるとョーモーメントジェネレータ 30 の相反モ一夕回転子側の出力軸が減速 · トルク増強された形で右後輪に接続された構成となっている。 . 以上の結果として車両 0がエンジン 70 により駆動され、相反モータ部分に通電されない場合には、相反モ一夕の界磁ホルダ 320 と回転子 310、左右後輪 1 1 , 12 は一体になつて回転する。また、この状態で旋回する場合は、相反モ一夕の界磁ホルダ 320 と回転子 3 10 が相対的に回転し、内外輪速度差を吸収し、スムーズな旋回を可能とする。従って通電しない場合は通常の前輪駆動車と何ら変わらない。一方ョーモーメントジェネレータ 30 に通電するとその極性に応じて、左右輪には捻りトルクが発生し、結果として車体のョ一軸周りの旋回モーメントが発生することになる。

ョーモーメントジェネレータ 30、電力制御装置 40 への通電は、第一の実施例ではバッテリを介して、第二の実施例ではオルタネ一タ 60から直接給電となる。まず第一の実施例での通電方法について述べる。

第一の実施例において、オル夕ネー夕 60 は通常のオル夕ネー夕と同等なものである。第 4図の回路図を基に説明するとオルタネ一夕 60、バッテリ 50 間では、バッテリ電圧を所定の電圧（通常 14V 近辺）に制御する、電子回路で構成されたフィードバックループが存在する。オルタネー夕内に I C レギユレ一夕（図示せず）という電圧制御装置が入っており、バッテリ電圧 =オルタネ一夕端子電圧として檢出し、これが所定の電圧よりも低い場合はオルタネー夕の界磁コイル 6 1 1 の電流を PWM 制御により増加させ界磁コィル 6 1 1 が発生する磁束を増大させる。そして電磁誘導作用により、電機子コイル 6 12 には三相交流電力が発生する。オル夕ネー夕 60内のダイオードブリッジ回路 613 により整流された直流電力は、バッテリ 50へ蓄電されるか、バッテリ 50 と並列に接続された電力制御装置 40 からョ一モーメントジエネレー夕 30に供給されることになる。

電力制御装置 40は第 4図に示すように Hプリッジを構成している。電力制御装置 40 の全てのパワートランジスタがオフ状態のときは、通常の車両と同じ状況となり、バッテリ電圧は所定の電圧に保たれる。ここで例えばパワー卜ランジス夕 41 1 とパヮトランジスタ 414 がオンとなると A 点での電圧は、オル夕ネー夕 60 の出力電圧 =バッテリ 50 電圧となり、 B 点での電圧はグラウンドとなる。したがって電流は A 点からョーモーメントジェネレ一夕 30 に流入し、また B点へと流れることになる。また、逆にパワートランジス夕 413 とパヮトランジス夕 412 がオンとなると B 点での電圧は、オルタネータ 60 の出力電圧 =バッテリ 50 電圧となり、 A 点での電圧はグラウンドとなる。したがつて電流は B 点からョーモーメントジエネレー夕30 に流入し、また A点へと流れることになる。すなわち、この Hブリッジ回路によりョーモ一メン卜ジエネレ一夕 30への供給電力の極性を反転できることを示している。

また、相対するパヮトランジスタの通電デューティを変えることにより PA ( Pu l se Amp l i t ude Modu l a t i on)通電も可能となり、印加電圧を調整することも可能である。

ョーモーメントジェネレータ 30は相反乇一夕としての構成をとっているが、第 4図に示すとおり、その構造は他励式 DCモー夕と変わらない。前述したようにョ一モーメントジェネレータの発生する捻りトルクは右捻り、左捻りと切り替える必要がある。このためには、電機子コイル 3 1 1 の電流と界磁コイル 32 1 の電流を相対的に逆転し、磁束干渉方向を反転する必要がある。このために本実施例では、界磁制御回路 323 の中にダイオードブリッジ 3232が搭載されている。これによりスリップリング 301 から加えられる電圧を反転することにより、捻りトルクの方向を変更することが可能となる。

また、本実施例では上述したような機構で相反モー夕全体が回転し、正味としての界磁（固定子）と電機子（回転子）の相対回転は小さい。したがって界磁弱め制御等の高回転対策は必要ないため、界磁電流は一定値とすることにし、定電圧回路 323 1 により界磁コイル 32 1 に流れる界磁電流はスリップリング 301 から加えられる電圧に関わらず一定値となる構成となつている。これにより、捻り'トルクは電機子電流のみを制御することにより制御可能となる。また、界磁（固定子）と電機子（回転子）の相対回転は小さいため、逆起電圧も小さいため、電機子電流制御はスリップリング 301 からの印加電圧で直接制御可能となる。

以上の構成をまとめると、ョーモーメントジェネレータ 30 の捻りトルクの方向は、印加電圧の極性で決定でき、そのトルクは印加電圧でほぼ制御できる。

さて、ョーモーメントジェネレータ 30への制御指令は、ドライバからの操舵指令、車両の運動状態、エンジンの運転状態、バッテリの充電状態に応じて、コントローラ 100 が発生することになる。主としてョーモ一メン卜の制御であり、ョ一モーメントジェネレータ 30へのトルク制御指令となる。 .

供給される電力はバッテリ 50 から供給されるものか、オルタネー夕 60 から供給されるものかの配分はバッテリ電圧等の充電状態に依存する。バッテリ電圧が高いと、主としてバッテリ 50から電力が取り出され、バッテリ電圧が低いとオルタネー夕 60から直接電力を取り出すことになる。したがってオルタネ一夕 60 がェンジン 70 より吸収する負荷トルクはバッテリ電圧、ョ一モーメントジェネレータ 30への印加電圧、そしてオルタネ一夕を駆動する回転数（エンジン回転数 X プーリー比）の関数となる ( Ta l F (Vb, Vy, Ne)、ただし Ta Π ： .オルタネ一夕負荷トルク、 Vb：バッテリ電圧、 Vy :ョーモーメントジェネレータへの印加電圧、 Ne : エンジン回転数）これらの関数関係は、各 Vb, Vy, Ne に応じたマップとしてコントローラ 100 内に記憶しておく力あるいは簡単な近似関数として記憶しておき、各センサからの検出信号に応じてォルタネ一夕のェンジンに対する吸収トルク（負荷）を予想可能であるように構成されている。

この予想される負荷トルクに対して、対処をとらない場合、走行中であれぱ、車両 0 を駆動 · 加速するためのトルクが低下し、不意の減速感、失速感となってしまう。

ここで、エンジン負荷が予想できているので、例えば特開平 6-344802号公報の自動車一定速走行制御装置に記載されているような手法を用いて、各エンジン回転数でこの負荷と略等しいスロットルの必要補正開度をェンジン出力マップから推定可能となる。

前述したように電子制御スロットル 5 はアクセルペダル操作による直接的なスロットル開度の調整操作に代えて、アクセルペダルの操作量を検出器により電気信号として取込み、所定の演算処理をしてからァクチユエ一夕に供給し、このァクチユエ一夕によりスロッドルを開閉制御することができる。演算処理の部分にコントローラ 100 から、任意の開度指令を加えることにより、エンジン 70 の出力トルクを任意の値に制御することが可能である。例えばオルタネー夕 60 の稼動と前後して、ドライバのアクセルべダルの操作量に加え、オルタネー夕が吸収するトルクと略等しいトルクが発生できるようなスロットル開度を付与し、合計の開度あるいは空気量となるように電子制御ス口ットルを制御することにより、ョーモーメントジエネレータ 30の稼動による減速の問題を解決することができる。

本発明の第二の実施例においては、バッテリ 50 を省略している。これは高効率化を狙い、高電圧のオルタネー夕を採用する際に、通常の電気負荷要のバッテリとの複数搭載を避けた構成である。このような場合、電力は全てオルタネー夕 60 からョーモーメントジェネレータ 30 に供給されることになる。このときは、通常の I C レギユレ一夕による定電圧制御ではなく、界磁電流制御はコントローラ 100から直接行なわれることになる（第 4図参照）。この界磁電流に応じて発電した三相電力は直流に変換され電力制御装置 40 の上下アームに印加される。ここで、相対するパワートランジスタ ( 41 1 と 4 14， 4 12 と 4 13)をオンすることにより、極性を変化できるほかスイッチングを行なうことにより印加電圧制御が可能となる。一方、オル夕ネ一夕 60 の界磁電流を制御することにより発電電圧を制御することができるので、ョーモーメントジェネレータ 30への印加電圧を直接制御できる。このような構成をとると、電力制御装置 40は PAM通電制御などを行なう必要は無く、電圧極性切り替え回路としてのみ動作しても良く、 PAM 通電 'によるスィッチング電磁ノイズの発生を低減することが可能となる。

バッテリを搭載しない本発明の第二の実施例では上述のごとく制御自由度の向上が図れる。しかしながら、電力を取り出す際にバッテリというバッファが無いため、ョーモーメントジェネレータ 30 が大きな電力を要求する際には、瞬時に大きな発電のための負荷トルクをエンジン 70から吸収してしまうため、大きな減速度が発生する可能性がある。これらの課題についても上述のプロシ一ジャに応じて電子制御スロットル 5 でスロットル開度補正を行なうことによりョーモーメントジェネレータ 30 の稼動による減速の問題を解決することができる。ただし大きなエンジン負荷に対して補正を行なうため、スロットル補正開度は第一の実施例に比べて増加する。つぎに反時計回りのョーモーメントが必要な場合の制御の流れについて第 5図を用いて説明する。ここではバッテリを搭載しない第二の実施例について述べる。

まず、ステップ 101で車両 0の運動状態、ドライバからの運転操作等に応じてコントロ一ラ 100が反時計回りのョーモーメン卜が必要であると判定すると、ステツプ 102においてョーモーメント実現のためのョーモーメントジエネレー夕 30の目標捻りトルク（差動トルク）の大きさと向きを算出する。この場合は右側後輪 1 2が加速する向き（車体に反時計周りのモーメントを与える方向）である。

さらにステップ 103においてョーモーメントジェネレータ 30の界磁（固定子）側と電機子（回転子）側の相対回転数を考慮し、目標捻りトルクを出力するための電機子電流、また、それを実現するために必要な電機子コィルへの印加電圧を算出する。相対回転数は小さいので実質的には考慮しなくても良く、この場合、ョ一モーメントジェネレータ 30の相対回転数を計測するセンサ等は不要となる。

ステップ 104においてはェンジン回転数を検出しプ一リ比からオルタネー夕の回転数を検出する。これに基づきステップ 103で算出した電力を供給するための目標界磁電流を算出する（ステップ 105)。ステツプ 106でオルタネ一夕 60の界磁電流制御を行ない、ステップ 103で求めた目標印加電圧となるように電圧フィードバック制御を行なう。また、ョーモーメントジェネレ —夕 30の電機子電流フィ一ドバックを行ないながらオルタネー夕 60の界磁電流デューティ制御を行なっても良い。

オルタネータ 60の界磁電流は、ステップ 105で計算した目標界磁電流近辺の値となる。ステップ 106では、さらに電力制御装置 40がパヮトランジスタを制御し、反時計まわりのョーモーメントが発生する方向の捻りトルクが発生するような極性となるようにョ一モーメントジェネレータ 30への通電を行う。そしてステップ 107にお.いて、反時計まわりのモーメントが発生する。

また、これと同時にオルタネ一夕 60の駆動トルクがェンジン負荷になるため、エンジン.70により駆動されている車両 0にブレーキ力が働き、減速度が発生する（ステップ 108)。

ステップ 105の目標界磁電流を算出と同時に、ステップ 109においてコントローラ 100は発電負荷トルクの算出と必要スロットル開度算出を行なう。このようにしてステップ 1 10において電子制御スロットル 5の開度を、ドラィバのアクセル操作に加え、オル夕ネー夕 60の発電によるエンジン負荷と略等しいトルクを発生するように開度補正を行なう。これにより、ステツプ 1 1 1でエンジン 70の発生トルクが増加し、車両 0には加速力が生じる。この加速力とステツプ 108のブレーキ力が釣り合い、前後方向の合力は相殺されゼ口となり車体に減速度は働かないことになる。

第 6図は、本発明の左右差動トルク発生装置を搭載した車両力字曲線を走行した場合の舵角、ョーモーメント、スロットル開度、車両前後加速度の時系列情報を示す図である。煩雑さを避けるため、本例では、ドライバのスロットル開度は一定とした。また、旋回初期に車両の操縦性を向上するため旋回 · 回頭を促進させる方向のモーメントを加え、旋回中期から後期は安定性を確保するために復元方向のモーメントを加えている。どちらの向きのトルクを発生するかに関わらず、オル夕ネー夕 60が発電することになり、この状況ではエンジン負荷が増加する。これを補うためのスロットル開度補正制御を行なうことにより、車両前後加速度を略一定（ドライバの意図どおり）とすることが可能となる。図中のスロットル開度の補正においては、バッテリ電圧が低下している状態および図 2の第二実施例のようにョ一モーメントジェネレータ 30にオルタネ一夕 60か,ら直接給電する場合も示した。バッテリ 50から電力が取り出せないため、自ずとオルタネー夕 60からの発電量が増え、エンジン負荷が高まり、補正に大きな開度を有する。

以上のように、左右車輪間に、任意-の回転方向の捻りトルクを発生させるョ一モーメントジエネレ一タ 30が搭載された車両において、ョーモ一メントジェネレータ 30を稼動する際に消費する電力を予め予想し、検出されたエンジンの運転状態、バッテリの充電状態において電力を供給する際に、オルタネー夕 60がエンジン 70から吸収する負荷トルクを予想し、オルタネ —夕 60が稼動するときには、非稼動時に加えて、予想された負荷トルクと略等しい出力をより多く発生するように電子制御スロットルでスロットル開度補正を行い、エンジンの出力を調整することによりョ一モーメントジエネレー夕 30の稼動により発生する減速度を低減することが可能となる。【実施例 3】

第 7図に、本発明の第三実施例の全体構成を示す。本実施例において車両 0 はエンジン 70 により左前輪】3、右前輪 14 を駆動される前輪駆動車 (Front Engine Front Drive: FF車）である。オルタネ一夕 60 もエンジン 70により駆動され、発電された電力はバッテリ 50に充電される。

一方、左後輪 11 と右後輪 12は従動輪である。左後輪 11 には左外ドライブシャフト 1121 を介して左側ブレーキジェネレータ 21 が接続され、右後輪 12 には右外ドライブシャフト 1222 を介して右側ブレーキジェネレータ 22 が接続されている。また、左側ブレーキジェネレータ 21 は左内ドライブシャフト 2130、右側ブレーキジェネレータ 22 は右内ドライブシャフト 2230を介して、第一、第二の実施例同様、ョーモーメントジェネレータ 30 が接続されている。

コントローラ（Electric Control Unit) 100 は、少なくともステアリン , グ系 80 からのドライバの操舵角、操舵角速度、操舵力等と、運動センサ 90 からの例えば車速、前後、左右加速度、加加速度、ョーレート、横すベり角に基づいて、電力制御装置 40 へ制御指令を出力する。運動センサ 90 はここでは詳細を示さないが、加速度、ョ一レートなどの直接検出できる物理量を用いて、絶対車速、横滑り角などの量を推定することが可能である。また、非接触光学センサ、レーダなどを使って上述の量を直接検出しても良い。

電力制御装置 40は左おプレーキジエネレー夕の発電量を制御するとともに、ョーモーメントジェネレータ 30への給電を制御する構成となっている。つぎに第 S図を用いて、左右の各ブレーキジェネレータ 21, 22 とョ一モ —メントジエネレ^"夕 30の詳細を示していく。本実施例においては、各ブレーキジェネレータ 21, 22 は通常の車載用オルタネ一夕と同等な回転界磁式の同期機で構成され、ョ一モ一メントジエネレー夕 30は界磁制御が可能な他励式 DCモータを基本とした同軸減速機つき相反モータにより構成されている。

各ブレーキジェネレータ 21, 22とョーモーメントジェネレータ 30のケ一ス部分 210, 220, 300 は、車両 0 に固定されている。また、以下説明する各回転子は、ベアリング群により回転自由となるように固定されている。特にョ一モーメントジェネレータ 30は相反モ一夕として構成されているため、通常固定子として用いられる界磁ホルダ 320 もケース 300 に対して回転自由となるように固定されている。煩雑化を避けるために必要最低限のベアリング群で支持した図面を示しているが、本発明がその構成に限定されるものではない。以下、機械的な構造、通電方法を詳細に示していく。

左後輪 11 は、左外ドライブシャフト 1121 を介して、左側ブレーキジェネレ一夕 21の回転シャフト 2110に接続されている。回転シャフト 2110はベアリング 214, 215によりケース 210に対して回転自由に固定されている。回転シャフト 2110 には界磁コイル 211 が固定されておりスリップリング 213を介し、電力制御装置 40の界磁電流制御回路 401からの PWMによる界磁電流制御にて電機子コイル 212 に発生する電力を制御することができる。左後輪 11が回転している状態で界磁電流の PWM制御デューティを増加すると界磁コイルが発生する磁束が増大する。そして界磁コイル 211 と電機子コイル 212 との電磁誘導作用により後輪を減速しょうとするブレーキトルクが発生するとともに、電機子コイル 212 には三相交流電力が発生する。適当なダイオードブリッジ回路等（図示せず）により整流された直流電力は、電力制御装置 40の電機子電流制御回路 402を通じて、主としてョ一モ一メントジェネレータ 30 に供給されるほか、一部はバッテリ 50 に蓄電可能な構成となっている（バッテリ 50への蓄電が主たる機ではないため、第 8図では点線で示した）。左側ブレーキジェネレータ 21 の左側回転シャフト 2110はケース 210 を貫通して、ョ一モーメントジェネレータ 30へと続く左内ドライブシャフト 2130 に接続されている。左内ドライブシャフト 2130 は、ケース 300 に対してべァリング 302, 303 で回転自在に支持された界磁ホルダ 320 に拘束ピン 327 により接続されている（本実施例では相反モータ本体あるいは固定子、ステ一夕側を DCモ一夕の界磁側ということを明確化するために界磁ホルダと呼ぶことにする）。従って、左後輪 11、左ブレーキジェネレータ 21 の左側回転シャフト 2110 と界磁コイル 211、ョーモーメントジェネレータ 30 の界磁ホルダ 320 は一体となって回転することになる。界磁ホルダ 320 には車体に固定されているケース 300 のスリップリング 301 を介して、電力制御装置 40からの電力が供給される。煩雑さを避けるために図では二極しか表記されていないが、界磁側と電機子側それぞれ二極ずつ、四極のスリップリングとしても良い。

電機子は、界磁コイル 321 が固定された界磁ホルダ 320 に対して、ベアリング 325, 326 を介して回転自在となるように固定されている。電機子は通常の DCモ一夕の電機子と同様に、基本的には電機子コイル 311が固定された回転シャフト 310 と電機子コイル 311 に電流を供給する整流子 313 で構成されている。

上述のようにスリップリング 301 を経由して界磁ホルダ 320 に供給された電力は反転機構つきの界磁制御回路 323 (詳細は後述）を通じ界磁コィル 321 に供給され、電機子コイル 321 には界磁ホルダ 320側に固定されたブラシ 322から整流子 323を経由して電力が供給される。常の DCモータと同様に、界磁ホルダ 320 と回転子が相対的に回転変位すると順次電機子コイル 311 の通電方向がスィツチングされ界磁コイル 321 により発生した磁界との電磁力作用により回転捻りトルクが発生する。

さて、界磁ホルダ 320 (固定子）と電機子（回転子）の間に発生した捻りトルクは回転シャフト 310 を通じて、界磁ホルダ 320 に取り付けられた同軸減速機 3'30に導かれ、減速後の軸出力は右内ドライブシャフト 2230に接続される。右内ドライブシャフト 2230 は右ブレーキジェネレータ 22 を経て、右後輪 12 に接続されているが、これは左ブレーキジェネレータ 2 1、左後輪 1 1 との接続と概略同等なので、ここでは説明を省略する。要はョーモ一メン卜ジエネレータ 30 の相反モータ回転子側の出力軸が減速 · トルク増強された形で右後輪に接続されている。

以上の結果として車両 0がエンジン 70 により駆動され、相反モー夕部分に通電されない場合には、相反モータの界磁ホルダ 320 と回転子 3 10、左右ブレーキジェネレータ、左右後輪は一体になつて回転する。また、この状態で旋回する場合は、相反モー夕の界磁ホルダ 320 と回転子 3 10 が相対的に回転し、内外輪速度差を吸収し、スムーズな旋回を可能とする。従つて通電しない場合は通常の前輪駆動車と何ら変わらない。一方ョーモーメントジェネレータ 30 に通電するとその極性に応じて、左右輪には捻りトルクが発生し、結果として車体のョ一軸周りの旋回モーメントが発生することになる。

第 9図は、第 8図に示す三つの回転電機装置の等価回路、電力接続状態と機械的接続を模式的に示す図である。左後輪 1 1、左側ブレーキジエネレ —夕 2 1 の界磁コイル 2 1 1 そしてョ一モーメントジェネレータ 30 の界磁コィル 32 1 (固定子）は一体となって回転する。また、同軸減速機 330 は省略しているが、ョ一モーメントジェネレータ 30 の電機子コイル 3 1 1 (回転子）、右側ブレーキジェネレータ 22 の界磁コイル 22 1 と右後輪 12 はある減速比の関係に基づき同期して回転するものである。また、ョーモーメントジェネレータ 30の界磁コイル 32 1 と電機子コイル 3 1 1 が相対的に回転変位しない場合は、全ての回転系が一体となって回転することになる。

ブレーキジェネレータ 2 1 ( 22) は通常のオルタネー夕と同様に、回転界磁式の同期機であり、界磁電流により構築される回転子の磁束の強さと、回転子の回転速度（=後左輪の回転速度）に応じた電圧、周波数の三相交流を発生する。この三相交流は通常の'ダイオード整流プリッジ回路にて直流に変換される。このブリッジ回路 2 1 6 (226)は、左側ブレーキジエネレー夕 2 1 内と電力制御装置 40 のどちらにに設置されていてもよい。結局、ある程度の車輪回転数が確保されている走行状態ではこの直流電力の電圧は界磁コイル 2 1 1 (22 1 )に流れる電流により制御することができる。本実施例では、界磁電流は PWM (Pu l se W i d t h Modu l a t i on)により制御され電力制御装置 40 からのデューティ信号によりブレーキジェネレータ 2 1 ( 22) が発生する電圧を制御できる。

ョーモーメントジェネレータ 30 は相反モータとしての構成をとっている、その構造は他励式 DCモータと変わらない。前述したようにョーモーメントジェネレータの発生する捻りトルクは右捻り、左捻りと切り替える必要がある。このためには、電機子コイル 3 1 1 の電流と界磁コイル 32 1 の電流を相対的に逆転し、磁束干渉方向を反転する必要がある。このために本実施例では、界磁制御回路 323の中にダイォ一ドブリッジ 3232が搭載されている。これによりスリップリング 30 1 から加えられる電圧を反転することにより、捻りトルクの方向を変更することが可能となる。

また、本実施例では上述したような機構で相反モー夕全体が回転し、正味としての界磁（固定子）と電機子（回転子）の相対回転は小さい。したがって界磁弱め制御等の高回転対策は必要ないため、界磁電流は一定値とすることにし、定電圧回路 323 1 により界磁コイル 321 に流れる界磁電流はスリップリング 301 から加えられる電圧に関わらず一定値となるようにした。これにより、捻りトルクは電機子電流のみを制御することにより制御可能となる。また、界磁（固定子）と電機子（回転子）の相対回転は小さいため、逆起電圧も小さいため、電機子電流制御はスリップリング 301 からの印加電圧で直接制御可能となる。

以上の構成をまとめると、ョーモーメントジェネレータ 30 の捻りトルクの方向は、印加電圧の極性で制御でき、そのトルクは印加電圧でほぼ制御できる。

上述の電気的特性を勘案し、本実施例では以下のような配線構成となつている。左側ブレーキジェネレータ 21 が発電すると、ョーモーメントジエネレー夕 30 が右後輪 12 を加速する方向の捻りトルクを発生するような電圧極性となるように配線され、右側ブレーキジェネレータ 22が発電すると、ョーモーントジエネレー夕 30 が左後輪 1 1 を加速する方向の捻りトルクを発生するような電圧極性となるように配線されている。

また、各ブレーキジェネレータの発電電圧は、コントローラ 100 の指令により界磁電流制御回路 40 1 1， 40 12で制御され、ョーモーメントジエネレ一夕 30 への通電は電機子電流制御回路 402 1， 4022 にて制御されている。上述のようにョ一モ一メントジエネレ一夕 30 の発生捻りトルクは、基本的にはブレーキジェネレータの発電電圧、即ち界磁電流制御回路 40 1 1 , 4012 により制御可能であるが、電機子電流制御回路 402 1 , 4022.に電流センサを設け、ョ一モーメントジェネレータ 30 の電機子電流フィードバックを行なレ ^ながら各輪のブレーキジェネレータの界磁電流デューティ制御を行なつても良い。

つぎに反時計回りのョーモーメントが必要な場合の制御の流れについて第 1 0図を用いて説明する。

まず、ステップ 201で車両 0の運動状態、ドライバからの運転操作等に応じてコントローラ〗 00が反時計回りのョーモ一メン卜が必要であると判定すると、ステップ 202においてョーモーメント実現のためのョーモーメントジエネレー夕 30の目標捻りトルク（差動トルク）の大きさと向きを算出する。この場合は右側後輪 12が加速する向き（車体に反時計周りのモーメントを与える方向）である。

さらにステツプ 203においてョーモ一メントジエネレー夕 30の界磁（固定子）側と電機子（回転子）側の相対回転数を考慮し、目標捻りトルクを出力するための電機子電流また、それを実現するために必要な電機子コイルへの印加電圧を算出する。相対回転数は小さいので実質的には考慮しなくても良く、この場合、ョーモーメントジェネレータの相対回転数を計測するセンサ等は不要となる。車体に反時計周りのモーメントを与えるために左後輪にブレーキ力をかける。このためにステップ 204においては左側ブレーキジェネレータ 21の界磁電流制御を行ない、ステツプ 203で求めた目標印加電圧となるように電圧フィードバック制御を行なう。また、ョ一モーメントジェネレータ 30の電機子電流フィードバックを行ないながら左側ブレーキジェネレータ 21の界磁電流デューティ制御を行なっても良い。

これにより、ステツプ 205で左側ブレーキジエネレー夕 21が発電を開始し、ステップ 206で左側後輪にブレーキ力（FB)が働く。車両 0には、左側後輪による反時計回りのョーモーメント発生する（FB xdr/2, drはリアトレッド長）（207) とともに、左側後輪が減速することによる減速度が発生（ 208) する。

ステツプ 205で発生した電力は即時に、ステツプ 209で示されるようにョ一モーメントジェネレータ 30に右後輪が加速する方向のトルクを発生するような極性でスリップリング 301を通じて相反モータの電機子コイル 311に給電される。また、固定子側の界磁コイル 321へは、定電圧回路 3231により一定電流が供給される。これにより、ステップ 210でョーモーメントジエネレー夕 30に右後輪 12が加速する方向の力（トリレク） FAが発生し、ステップ 2Πで車体には右側後輪 12による加速度が発生する。また、左側 ί¾輪による反時計回りのョ一モーメントが発生する（FAXdr/2) (212)。

ここで、注意を要するのがステップ 206のブレーキ力 FBとステップ 210の加速力 FAをほぼ等しくなるように左側ブレーキジエネレー夕 21の界磁電流を制御すれば、第 4図に示すように、前後方向の合力は相殺されゼロとなり車体に減速度は働かない（ステツプ 208の減速度とステツプ 211の加速度が相殺される）。もちろん、発電-及び給電動作はエンジン出力と無関係で、またバッテリからの持ち出しもほとんどない。したがってエンジン負荷の増加を伴わないためこの制御による燃料消費め増加は無い。

結局、車体に作用できるョ一モーメントはステップ 207の（FBXdr/2). とステップ 212の (FAXdr/2) となり、 FA^FBとすると、 FBXdrとなる。これらの意味するところは、燃料消費と無関係に、ブレーキジェネレータを強力に作用させればさせるほど、ョーモーメントジェネレータの加速側のトルクも増加し、結果として大きなョーモーメントが得られるということである。

また、第 9図に示すように電力制御装置 40 には、バッテリ 50 との双方向バイパス制御回路 403 1 , 4032 も設置されている。これは、以下に示すような本発明の機器構成で実現できる付随作用を実現できるように考えられたものである。

①車両運動状態とドライバ操作から判定して比較的大きな減速が必要なときは機械的ブレーキに加えブレーキジェネレータ 2 1 , 22での減速ァシストのみを行なう（ョーモーメントジェネレータ 30 には通電しない）。このとき、第 1 0図のステップ 205〜208 と同様な作用が左右輪に発生し、減速力の和が車体減速に寄与し、減速力の差にリアトレッド長（d r)を掛け合わせたものが車体に加わるョ一モーメントとなる。これにより、急制動時のフロン卜への荷重移動によるリアの押し付け力低下によるス夕ピリティファクタの低下に起因する車両のふらつき低減等に対応可能とする。このためには、発生した電力をバッテリ充電可能とする構成とする必要がある。これは通常ブレーキにより熱エネルギとなってしまう運動ェネルギを回生して制動することとなり、燃費の向上が期待できる。

②低速時などで各輪のブレーキジエネレ一夕が十分な電力を発電できない場合に逆にバッテリ 50 より電力を取り出し、ョ一モーメントジェネレータへの適当な電力の供給を行なうことを可能とする。

また、第 1 0 図を用いた本実施例の説明では、駆動力（FA) =減速力 ( FB) と近くなるように制御されているが、以下のような制御も可能である。一般にブレーキジェネレータの発生する電力は回転数 X'吸収トルクで概算できる。本発明の第一実施例のようにョーモーメントジェネレータ 30 を相反モー夕で実現すると界磁（固定子）側と電機子（回転子）側との相対回転数は低い。したがって、供給電力 =相対回転数 X トルクとなるため、大きなトルクを取り出すことができる。さらに本発明の第一実施例ではョ一モーメントジェネレータ内に大減速が可能な同軸減速機 330 が設置されているため、駆動力（FA) >減速力（FB ) とすることも可能である。また当然、駆動力（FA) く減速力（FB) と制御することも可能であり、これらの配分は、運動センサ 90 が検出する車両 0 の運動状態、ステアリング 80 などからの操舵入力、ブレーキ入力、アクセル入力などドライバからの運転操作入力に基づいて制御すれば良い。

【実施例 4】

第 1 1 図は本発明の第四の実施例を示す図である。上記したように後輪が低速で回転する車両 0 の速度が低い状態では、左右ブレーキジエネレ一夕の発電効率が低下する。このような状況ではョーモ一メントジエネレー夕で必要な捻りトルクを発生するための電力が確保できず、結果としてバッテリ 50 からの電力持ち出しが必要となる。当然、エンジン 70 で駆動されるオル夕ネー夕 60でこの持ち出し分を補償しなければならず、これは減速感あるいは燃費悪化を引き起こすことになる。本発明の第四の実施例においてはブレーキジェネレータに歯車列 2 1 0 1 と 2 1 02、あるいは 220 1 と 2202 で構成された増速機を左側ブレーキジェネレータ 2 100 と右側ブレーキジエネレー夕 2200 に設置した構成となっている（ョーモーメントジエネレー夕は第三の実施例と変わらず）。これにより低速度域での発電効率を向上させ、バッテリ 50からの持ち出しを減らせるとともに、ブレ一キジェネレ一夕の小型化を図ることもできる。これによりブレーキジェネレータの搭載性が向上し、例えばホイール近辺（インホイール）に設置したり、ハブキヤ IIァにとりつけたり、ばね下に搭載する可能性も向上する。

【実施例 5】

第 1 2図は、本発明の第五の実施例を示す図である。また、第 1 3図は本発明の第五実施例の回路構成概観を示す図である。

これまでの左右のブレーキジェネレータとョーモーメントジェネレータという構成ではなく、発電（減速トルク発生）、加速トルク発^のそれぞれの機能を 2台のモータジェネレータ 23 1 と 232で実現するものである。左側モ一夕ジェネレータは同軸の減速機 23 13 を有する減速機つき PM (Pe rmanen t Magne t )型のモータである。回転子は永久磁石で、ェンコ一ダ 23 14 により得られる磁極位置に応じてィンバ一夕 4 1 1 により三相交流が供給される。インバー夕 41 1 には図 13 に示すように第三，第四の実施例のブレーキジェネレータの発生する交流電流を整流するブリッジ回路と同等なものがパヮトランジス夕と並列に搭載されている。これによりブレーキジェネレータ同様、回生制動が可能となり、その電力は直流電力として取り出せる。電力制御装置 400 内の切り替え回路は、この直流電力をバッテリに充電するか、あるいは反対側（この場合右側）のモー夕ジェネレータに供給するかを切り替える、スイッチング回路である。 '

右側のモータジェネレータを発電させ、左後輪に減速トルクを与え、発電電力により右後輪に駆動方向のトルクを与えることにより第三，第四の実施例同様に、減速度がないョーモ一メント制御が可能となる。

第三の実施例では、以下のようなメリットとデメリットがある。

くメリット〉

①バッテリから取り出した電力により左右モ一夕ジェネレータを同時にモ一夕として機能させると、電気自動車としての単独走行が可能である。くデメリット >

①車速に応じて当然ながらモータ回転数も増加する。高回転数において大きな捻りトルクを発生するためには、左右両モ一夕が大型化する。

②高回転化に伴い、左右輪の電力移動についても、高回転による逆起電圧により難易度が高くなる。

③エンコーダ、ィンバ一夕が 2台必要となりトルク制御も煩雑となる。このような、メリットデメリットを踏まえ、第三，四あるいは五を選べばよい。

第 1 4図は、本発明の第三，四あるいは五に記載の左右差動トルク発生装置を搭載した車両が S 字曲線を走行した場合の舵角、左右ブレーキジェネレ一夕のブレーキトルク、発電量、ョ一モーメントジェネレータの発生するョーモーメント、車両全体に働く合成ョーモーメント、そして車両前後加速度の時系列情報を示す模式図である。煩雑さを避けるため、本例では、ドライバのスロットル開度は略一定とした。また、第一，第二実施例同様に、旋回初期に車両の操縦性を向上するため旋回 · 回頭を促進させる方向のモーメントを加え、旋回中期から後期は安定性を確保するために復元方向のモーメントを加えている。

例えば右旋回初期には後輪内側（右後輪）の右側ブレーキジェネレータ 22 に界磁電流が通電され右後輪に減速方向のトルクが加わる。これは単体でも車両 0 に対しての時計回りの旋回を促進するョーモーメントとして有効である。また、これと同時に右側ブレーキジェネレータ 22 は発電を開始し、この電力は電力制御装置 40 を経由してョーモーメントジェネレータ 30 に供給されるこれにより後輪外側（左後輪 1 1 ) が加速する方向にトルクが発生し、右側ブレーキジェネレータ 22 による減速卜ルクを小さく補正するとともに、車両 0 に対し旋回を促進する時計回りのョーモーメントとなる。これにより車両のョ一の発生が早まり操縦性の向上が図れる。

また右旋回、中 · 後期では、後輪外側（左後輪）の左側ブレーキジエネレ一夕 2 1 に界磁電流が通電され左後輪に減速方向のトルクが加わる。これは単体でも車両 0 に対しての反時計回りの復元ョーモーメントとして有効である。また、これと同時に左側ブレーキジェネレータ 22 は発電を開始し、この電力は電力制御装置 40 を経由してョーモ一メン卜ジエネレ一タ 30 に供給されるこれにより後輪内側（右後輪 1 2 ) が加速する方向にトルクが発生し，左側ブレーキジェネレータ 2 1 による減速トルクを小さく補正するとともに、車両 0 に対し、ョ一復元モーメントとなる反時計回りのョ一モーメントとなる。これにより車両は高い安定性をもちながらの旋回が可能となる。

これらの機能は被駆動輪である後輪から直接車両運動エネルギーを取り出して、電気エネルギーに変換して、再び機械エネレギ一として再配分していることになり、. エンジンの駆動力とは無関係に制御可能である。したがって、エンジン負荷増加による、加速の落ち込みなどは理論上発生しない。これにより左右車輪間に、任意の回転方向の捻りトルクを発生させる回転電機装置が搭載された左右差動トルク発生装置であって、前記回転電気装置の電力消費に起因する車両の前後方向の減速度を小さく補正することが可能となる。

また、減速をしながら旋回する場合はブレーキジェネレータ単体でョ一モ一メント制御を行なっても良い。このときの電力はバッテリに回生されることになる。

本発明においては、主として前輪駆動車の後輪にョ一モーメントジエネレー夕を搭載した例について述べたが、後輪駆動車の前輪にョーモーメントジェネレータを採用しても車両に働くョ一モーメントとしては同等な効果を有し、速応性の向上と安定性の向上が図れ、ドライバが制御しやすい車両を提供することができる。また、それぞれの回転電気機械の構成はこに限られるものではない。

Claims

請求の範囲

1 . 左右車輪間に、任意の回転方向の捻りトルクを発生させる回転電機装置が搭載された左右差動トルク発生装置であって、

前記回転電機装置の電力消費に起因する車両の前後方向の減速度を小さく補正するための減速度補正装置を有することを特徴とする車両の左右差動トルク発生装置。

2 . 請求項 1 に記載の車両の左右差動トルク発生装置において、

車両は少なくともエンジンにより駆動され、

前記回転電機装置は、エンジンにより駆動される発電機および前記発電機により充電されるバッテリから供給される電力により駆動され、

前記減速度補正装置は、前記回転電機装置を稼動させる際に消費する電力を予め予想する手段と、エンジンの運転状態を検出する手段と、バッテリの充電状態を検出する手段と、前記検出手段により検出されたェンジンの運転状態とバッテリの充電状態において前記予想手段が予想した量の電力を供給する際に発電機がェンジンから吸収する機械負荷を予想する手段とを有し、

前記回転電機装置が稼動するときには、非稼動時に加えて、予想された機械負荷と略等しい出力をより多く発生するように、エンジンの出力を調整する手段を有することを特徴とする車両の左右差動トルク発生装置。

3 . 請求項 1 に記載の車両の左右差動トルク発生装置において、

車両は少なくともェンジンにより駆動され、

前記回転電機装置は、ェンジンにより駆動される発電機から供給される電力により駆動され、

前記減速度補正装置は、前記回転電機装置を稼動させる際に消費する電力を予め予想する手段と、エンジンの運転状態を検出する手段と、前記検出手段により検出されたエンジンの運転状態において前記予想手段が予想した量の電力を供給する際に発電機がエンジンから吸収する機械負荷を予想する手段とを有し、前記回転電機装置が稼動するときには、非稼動時に加えて、予想された機械負荷と略等しい出力をより多く発生するようにエンジンの出力を調整することを特徴とする車両の左右差動トルク発生装置。

4 . 請求項 2又は 3に記載の車両の左右差動トルク発生装置において、前記減速度補正手段は、エンジンに取り付けられたスロットル開度調整装置を有し、運転者が操作したスロットル開度に加え、任意の開度を付加できることを特徴とする車両の左右差動トルク発生装置。

5 . 請求項 1 に記載の車両の左右差動トルク発生装置において、

前記回転電機装置が、任意の回転方-向の捻りトルクを発生させる左右車輪の回転軸毎に回転子が接続され、車体側にそれぞれ固定子が固定された第一の回転電機装置で構成されており、

前記減速度補正装置が、発電動作により左右輪それぞれに独立して減速側のトルクを発生可能な第二と第三の回転電機装置とで構成されており、第二の回転電機装置が発電動作により得た電力を、第三の回転電機装置の回転子が固定された車輪に増速側の捻りトルクを発生するように、また、第三の回転電機装置が発電動作により得た電力を、第二の回転電機装置の回転子が固定された車輪に増速側の捻りトルクを発生するように、第一の回転電機装置に供給することを特徴とする車両の左右輪差動トルク発生装置。

6 . 請求項 1 乃至 5のいずれか 1項に記載の車両の左右差動トルク発生装置において、

前記回転電機装置は、外側のロータと内側のロー夕が互いに独立し、軸受けにより回転自在に固定された相反モータであり、外側のロータが非駆動輪の一方に連結され、内側のロー夕が非駆動輪のもう一方に連結された構成であることを特徴とする車両の左右差動トルク発生装置。

7 . 請求項 3 、 4又は 6のいずれか 1項に記載の車両の左右差動トルク発生装置において、

前記発電機は界磁コイルと電機子コィルとを有し、前記発電機の発電電圧を該発電機の界磁コイルへの電流にて制御することにより、前記回転電機装置が発生する捻りトルクを制御することを特徴とする車両の左右差動トルク発生装置。

8 . 請求項 5に記載の車両の左右差動トルク発生装置において、

前記第二及び第三の回転電機装置がそれぞれ界磁コイルと電機子コイルとを有する発電機であり、

前記第二の発電機又は前記第三の発電機の発電電圧を、それぞれの発電機の界磁コイルへの電流にて制御することにより、前記第一の回転電機装置が発生する捻りトルクを制御することを特徴とする車両の左右差動卜ルク発生装置。

9 . 請求項 5又は Sに記載の左右差動トルク発生装置において、

前記第二及び第三の回転電気装置が車輪軸に対して増速機を介して接続されていることを特徴とする車両の左右差動トルク発生装置。

1 0 . 請求項 1 に記載の車両の左右差動トルク発生装置において、

前記回転電気装置が、発電動作により減速側のトルクを発生し、モータ動作により加速側のトルクを発生する左右車輪毎に接続された 2つのモー夕 · ジエネレー夕であり、

前記減速度補正装置は、左輪に接続されたモータ · ジェネレータが減速 , 発電動作により得た電力を、右輪に接続されたモータ ' ジェネレータが加速する方向の捻りトルクを発生するように供給し、また、右輪に接続されたモータ · ジェネレータが減速発電動作により得た電力を、左側に接続されたモー夕ジェネレータが加速する方向の捻りトルクを発生するように供給することを特徴とする車両の左右輪差動トルク発生装置。