WO2007091334A1 - 車両の左右輪差動トルク発生装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a configuration and a control method of an apparatus for controlling vehicle motion by generating differential torque on left and right wheels of a vehicle.
- the vehicle Assuming that the vehicle is a single rigid body and considering planar motion, it can be described by translational motion and rotational motion.
- the power that governs each is mainly the frictional force between the road surface and the tires.
- various vehicle motion controls that directly control the moment by generating a four-wheel braking / driving force difference (differential torque on the left and right wheels) have been proposed. ing.
- the above 1 and 2 are intended to have some of the same effects as the present invention, but 1 is a mechanical braking device that acts only in the direction of decelerating the vehicle body, and 2 is the Jen-Gin driving torque.
- the distribution is performed and is greatly influenced by the driver's accelerator operation.
- the present invention separates from the present invention, which uses a rotating electric device and tries to generate a differential torque on the left and right wheels at an arbitrary evening. Therefore, what uses the above-mentioned three rotating electrical machines will be described as background art.
- Japanese Laid-Open Patent Publication No. 1-30293 discloses a pair of electric motors that are assembled to left and right wheels and can independently drive the left and right wheels, and a bar connected to the electric motor.
- Battery traveling state detecting means for detecting the traveling state of the vehicle, moment calculating means for calculating the target moment of the vehicle according to the detected traveling state, and based on the calculated target moment.
- Torque calculation means for calculating the respective torques of the left and right wheels for obtaining the target moment, respectively connected between the battery and the pair of electric motors, and according to the calculated torques.
- a vehicle moment control device comprising a motor control circuit for controlling a pair of electric motors.
- An object of the present invention is to accurately control a vehicle moment in a vehicle moment control device.
- Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-91383 discloses differential rotation generating means for causing differential rotation of the left and right driven wheels so that the outer wheel side driven wheel is accelerated from the inner wheel side driven wheel during turning.
- the differential rotation generating means is characterized in that it comprises a drive source for applying torque to the driven wheel on the outer ring side to increase the speed of the driven wheel more than the driven wheel on the inner ring side,
- the drive source is configured by an electric motor
- the differential rotation generating means is configured by connecting a steering wheel and a low driving wheel of the electric motor to one of the left and right driven wheels and the other driven wheel, respectively.
- a vehicle turning assist device has been proposed.
- An object of the present invention is to prevent a braking force from being applied to the entire driven wheel in the turning assistance device.
- Japanese Patent Laid-Open No. 2004-322793 also discloses a left and right wheel drive that generates a reverse torque of the same magnitude on the right and left wheels to assist in turning the vehicle by at least one electric motor.
- the torque of the electric motor is Depending on the electric motor adjustment means to decrease and the electric torque adjustment of the electric motor, the friction brake torque of the left and right wheels should be adjusted so that the left and right wheel torque difference is 2 T y and the braking torque is -2 TX.
- a vehicle left and right wheel drive device characterized by comprising a brake means for adjustment.
- An object of the present invention is to provide a small electric motor when braking is performed in a turning assistance state.
- the vehicle's left and right wheel drive system that can perform sufficient turning assistance in the evening reduces the loss of the electric motor through the coordinated operation of the electric motor and friction brake, resulting in improved vehicle fuel efficiency. It is to be.
- the battery is normally charged by a generator driven by the engine.
- the duty ratio of the current supplied to the rotor field coil increases, and a power generation operation is performed.
- the generator terminal voltage becomes higher than the battery voltage, and electric charge flows into the battery for charging.
- the battery voltage will naturally drop significantly. For example, in order to generate a differential torque difference between the left and right wheels that affects vehicle motion, several kW of power is required. The voltage drops due to the supply of this power, and when Alternate starts power generation to compensate for this, a load (brake torque) is applied to the engine as a result. Naturally, a large deceleration force is applied to the vehicle body through the drive wheels, causing the following problems.
- the object is to provide a differential torque generator.
- this correction means we will provide a left and right wheel differential torque generator that reduces fuel consumption and increases the amplitude of the left and right wheel differential torque that can be generated, thereby improving vehicle motion performance. is there.
- the generator 1 absorbs (brakes) torque from one of the wheels to generate power.
- the rotating electrical machine device 3 supplies this electric power so that a torsional torque is generated in the direction in which the other wheel (to which the generator 2 is connected) accelerates.
- brake torque is generated on the left wheel when the first generator generates electricity.
- the left and right differential wheel torque generator having a small deceleration acting on the vehicle body and a large control effect can be provided, thereby improving the vehicle motion performance.
- FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of the first embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a diagram showing the overall configuration of the second embodiment of the present invention.
- FIG. 3 is a diagram showing the structure and connection state of the first and second embodiments of the present invention.
- FIG. 4 is a diagram showing the electrical circuit configuration of the first and second embodiments of the present invention.
- FIG. 5 is a diagram showing a control flow of the first and second embodiments of the present invention.
- FIG. 6 is a diagram showing the “S-shaped road” running state of the first and second embodiments of the present invention.
- FIG. 7 is a diagram showing the overall configuration of the third embodiment of the present invention.
- FIG. 8 is a diagram showing the structure and connection state of the third embodiment of the present invention.
- FIG. 9 is a diagram showing an electric circuit configuration of the third embodiment of the present invention.
- FIG. 10 is a diagram showing a control flow of the third embodiment of the present invention.
- FIG. 11 is a diagram showing the structure and connection state of the fourth embodiment of the present invention.
- FIG. 12 is a diagram showing the structure and connection state of the fifth embodiment of the present invention.
- FIG. 13 is a diagram showing an electric circuit configuration of the fifth embodiment of the present invention.
- FIG. 14 is a view showing the “S-shaped road” running state of the third, fourth and fifth embodiments of the present invention.
- FIG. 1 shows the overall configuration of the first embodiment of the present invention.
- the vehicle 0 is a front-wheel drive vehicle (Front Engine Front Drive: FF vehicle) in which the left front wheel 13 and the right front wheel 14 are driven by the engine 70.
- Al-Yune-no-Yu 60 is also driven by the engine 70, and the generated electric power is charged in the battery 50.
- the intake system of the engine 70 includes an independent intake pipe, a surge tank 6, an air cleaner 7, and an electronically controlled throttle 5 that connects them.
- an independent intake pipe a surge tank 6, an air cleaner 7, and an electronically controlled throttle 5 that connects them.
- the engine torque can be adjusted by the number of revolutions, air inflow, fuel injection, and ignition timing.
- the engine torque is controlled by controlling the air inflow with the electronic control throttle 5.
- the electronically controlled throttle 5 has a detailed structure as described in, for example, Japanese Patent No. 3510033.
- a throttle valve control device for an in-vehicle engine a conventional direct control by an accelerator pedal operation by a driver is used. Instead of adjusting the throttle opening, the operation amount of the accelerator pedal is captured as an electrical signal by a detector (throttle sensor: not shown), and after a predetermined calculation process, The throttle can be controlled to open and close by this overnight.
- the left rear wheel 11 and the right rear wheel 12 are driven wheels.
- a moment generator 30 is connected to the left rear wheel 11 via a left drive shaft 1130, and a moment generator 30 is connected to the right rear wheel 12 via a right drive shaft 1230.
- the controller (Electric Control Unit) 100 is an operating state signal such as the number of revolutions of the engine 70, the air inflow amount, the fuel injection amount, and the battery terminal. Voltage etc. Battery charge status signal, driver steering angle from steering system 80, steering angular velocity, steering force signal, etc., and motion sensor 90 from eg vehicle speed, front / rear, left / right acceleration, jerk, chord rate, side slip A control command is output to the power control device 40 based on sensor information such as corners. Although the details of the motion sensor 90 are not shown here, it is possible to estimate quantities such as absolute vehicle speed and skid angle using physical quantities that can be detected directly, such as acceleration and parallel rate.
- the power control device 40 is configured to control the amount of charge from the alternator 60 to the battery 50 based on a command from the controller 100 and to control the power supply from the notch 50 to the moment generator 30.
- a means for detecting the state of charge (terminal voltage, temperature, etc.) of the battery described above may be included in the power control device 40 and communication may be transmitted to the controller 100 as needed.
- the moment generator 30 is configured to generate a twisting torque between the left and right wheels in accordance with the electric power supplied from the battery, and details thereof will be described later.
- vehicle 0 For example, if the left rear wheel 1 1 decelerates and the right rear wheel 1 2 accelerates as shown in Fig. 1 and twisting torque is generated, vehicle 0 generates counterclockwise short moment. To do. For example, when this vehicle 0 makes a left turn, the function of promoting the turn is born and the maneuverability is improved. If the vehicle is turning to the right, for example, and there is a possibility of spinning in the clockwise direction due to oversteer, avoid spinning by giving counter-clockwise moment as a restoring moment with the moment generator 30. It becomes possible. [Example 2]
- FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment in which the battery 50 is omitted from the first embodiment of FIG.
- the power generated by the alternator 60 driven by the engine 70 is not charged to the battery, but is supplied to the moment generator 30 via the power control device 40 as it is.
- the first embodiment and the second embodiment are essentially based on whether or not there is a battery. Are the same, so we will describe them in parallel below.
- the moment generator 30 is constituted by a reciprocal motor with a coaxial reduction gear based on a separately excited DC motor capable of field control.
- the alternator evening 60 is a rotating field synchronous generator with the same configuration as an ordinary on-vehicle alternator.
- I will describe the function of the momentary generator 30 and the method of energizing it, along with the configuration of the power control unit 40 and the alternate night 60.
- a reciprocal motor is a motor that takes out the rotation of both a normal motor (stator) and a low motor (rotor) as output (Kawamura et al. "Drive characteristics of reciprocal motor for electric vehicles") Electrical theory D, 1 15 5 1 (1995).
- this separately excited DC motor is fixed to the case attached to the vehicle so that it can rotate freely, and the steering side is connected to the left wheel and the rotor side is connected to the right wheel.
- the motor is configured. With such a configuration, when the vehicle 0 is driven by the engine 70 and traveling, the reciprocal motor is rotated along with the rotation of the left and right rear wheels 1 1 and 1 2. Become.
- this torsional torque is used as the left and right wheel differential torque that is a sensation for the entire vehicle.
- the twisting torque that can be generated by the configuration of the present invention is independent of the vehicle speed. The reciprocal motion is rotating according to the vehicle speed as described above, but there is almost no relative rotation because the steering and low evening are rotating together.
- the above-mentioned torsional torque is related to the relative rotational speed between the rotors overnight, and has the following advantages due to the relatively low rotational speed.
- a DC brush motor can be configured, reducing costs.
- this embodiment employs a system that uses a small separately-excited DC brush motor (about 3k) and performs a large reduction using a coaxial planetary gear mechanism.
- the left rear wheel 1 1 is connected via a left drive shaft 1 130 to the new moment shaft 30 and Nereya evening 30.
- the left drive shaft 1 130 is connected to a field holder 320 rotatably supported by bearings 302 and 303 with respect to the case 300 by a restraining pin 327 (in this embodiment, the reciprocal motor main body or For the sake of clarity, the stator and stator side will be called the field side of the DC motor. Therefore, the left rear wheel 11, the left drive shaft 1 130 and the field holder 320 of the moment moment energy generator 30 rotate together. Electric power from the power control device 40 is supplied to the field holder 320 via a slipping 301 of the case 300 fixed to the vehicle body.
- the armature is fixed so as to be rotatable via bearings 325 and 326 with respect to the field holder 320 to which the field coil 321 is fixed.
- the armature is basically composed of a rotating shaft 3 10 to which the armature coil 31 1 is fixed and a commutator 3 13 for supplying current to the armature coil 31 1 in the same way as a normal DC motor armature. It is configured.
- the electric power supplied to the field holder 320 via the slip ring 30 1 is supplied to the field coil 32 1 through the field control circuit 323 (details will be described later) with an inversion function and a constant voltage function. Electric power is supplied to the child coil 32 1 via a commutator 323 from a brush 322 fixed to the field holder 320 side.
- a normal DC motor when the field holder 320 and the rotor are relatively rotated and displaced, the energization direction of the armature coil 3 1 1 is sequentially switched, and the electromagnetic field generated by the field coil 321 Torsion torque is generated by force action.
- the torsional torque generated between the field holder 320 (stator) and the armature (rotor) is guided to the coaxial reduction gear 330 attached to the field holder 320 through the rotation shaft 3 10 for deceleration.
- the rear axis output is connected to right drive shaft 1 230.
- the right drive shaft 1230 is connected to the right rear wheel 12.
- the output shaft on the reciprocal rotor side of the moment generator 30 is connected to the right rear wheel in the form of reduced speed and increased torque.
- the field holder 320 and the rotor 3 10 of the reciprocal motor rotate relatively to absorb the difference between the inner and outer ring speeds and enable smooth turning. Therefore, when it is not energized, it is no different from a normal front-wheel drive vehicle.
- the current is supplied to the moment generator 30, a torsional torque is generated on the left and right wheels according to the polarity, resulting in a turning moment about the vehicle's single axis.
- the current generator 30 and the power controller 40 are energized directly from the battery in the first embodiment and from the alternator 60 in the second embodiment. Power supply. First, the energization method in the first embodiment will be described.
- the evening evening 60 is equivalent to the ordinary evening evening.
- a feedback loop composed of electronic circuits that controls the battery voltage to a predetermined voltage (usually around 14V).
- IC Regyuyureya In the alternator, there is a voltage controller called IC Regyuyureya (not shown).
- IC Regyuyureya When the battery voltage is equal to the alternator terminal voltage, and this is lower than the specified voltage, the alternator field coil The current of 6 1 1 is increased by PWM control to increase the magnetic flux generated by field coil 6 1 1. Then, three-phase AC power is generated in the armature coil 6 12 due to electromagnetic induction.
- the DC power rectified by the diode bridge circuit 613 in the all evening 60 is stored in the battery 50, or from the power control device 40 connected in parallel with the battery 50, to the momentary energy generation evening 30. Will be supplied.
- the power control device 40 forms an H-ridge as shown in FIG.
- the situation is the same as in a normal vehicle, and the battery voltage is kept at a predetermined voltage.
- this H-bridge circuit can reverse the polarity of the power supplied to the home engine generator.
- PA Pulse Amplitude Modulation
- PA Pulse Amplitude Modulation
- the moment generator 30 is configured as a reciprocal evening, as shown in Fig. 4, its structure is the same as the separately excited DC mode.
- the twisting torque generated by the moment generator must be switched between right-handed and left-handed.
- the current of the armature coil 3 1 1 and the current of the field coil 32 1 must be relatively reversed to reverse the magnetic flux interference direction.
- a diode bridge 3232 is mounted in the field control circuit 323. As a result, the direction of the twisting torque can be changed by inverting the voltage applied from the slip ring 301.
- the entire reciprocal motion is rotated by the mechanism as described above, and the relative rotation between the field (stator) and the armature (rotor) is small. Therefore, since measures against high rotation such as field weakening control are not required, the field current is set to a constant value, and the field current flowing in the field coil 32 1 by the constant voltage circuit 3321 is slipped 301. This is a constant value regardless of the voltage applied from. As a result, the twisting torque can be controlled by controlling only the armature current. Further, since the relative rotation between the field (stator) and the armature (rotor) is small, the back electromotive force is also small, so that the armature current control can be directly controlled by the applied voltage from the slip ring 301.
- the direction of the twisting torque of the moment generator 30 can be determined by the polarity of the applied voltage, and the torque can be almost controlled by the applied voltage.
- the control command to the moment generator 30 is generated by the controller 100 according to the steering command from the driver, the vehicle motion state, the engine operation state, and the battery charge state. This is mainly the control of the motor shaft, which is a torque control command to the motor moment generator 30. .
- the distribution of what is supplied from the battery depends on the state of charge such as battery voltage.
- the battery voltage is high, power is extracted mainly from the battery 50, and when the battery voltage is low, power is extracted directly from the alternator 60. Therefore, the load torque absorbed by the alternator 60 from the engine 70 is the battery voltage, the voltage applied to the moment generator 30, and the speed at which the alternator is driven (engine speed X pulley ratio).
- the engine load can be predicted, for example, using a technique described in a constant-speed driving control device for automobiles in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-344802, a throttle that is substantially equal to this load at each engine speed is used. It is possible to estimate the required correction opening of the torr from the engine output map.
- the electronically controlled throttle 5 captures the operation amount of the accelerator pedal as an electrical signal by the detector and performs a predetermined calculation process. It can be supplied in the evening and the opening and closing of the slider can be controlled by this overnight. It is possible to control the output torque of the engine 70 to an arbitrary value by adding an arbitrary opening command from the controller 100 to the arithmetic processing part.
- the battery 50 is omitted.
- This is a configuration that avoids the installation of multiple batteries with normal electric loads when adopting a high-voltage alternator for high efficiency. In such a case, all the electric power is supplied from the alternator evening 60 to the moment generator 30.
- the field current control is performed directly from the controller 100 instead of the constant voltage control by the normal I C regulator (see Fig. 4).
- the three-phase power generated according to this field current is converted to direct current and applied to the upper and lower arms of the power control device 40.
- the opposite power transistors 41 1 and 4 14, 4 12 and 4 13
- the polarity can be changed and the applied voltage can be controlled by switching.
- the power control device 40 does not need to perform PAM energization control, etc., and may operate only as a voltage polarity switching circuit, thereby reducing the occurrence of switching electromagnetic noise due to PAM energization '. Is possible.
- the degree of control freedom can be improved as described above.
- the load torque for the large electric power generation is instantaneously absorbed from the engine 70. Large deceleration can occur.
- the throttle opening correction is performed by the electronic control throttle 5 in accordance with the above procedure, so that the problem of deceleration due to the operation of the moment generator 30 can be solved.
- the throttle correction opening increases compared to the first embodiment.
- step 101 if controller 100 determines that a counter-clockwise motor moment is required according to the motion state of vehicle 0, the driving operation from the driver, etc., step 102 is performed to realize the moment.
- step 102 calculates the magnitude and direction of the target torsional torque (differential torque) of the momentum energy. In this case, it is the direction in which the right rear wheel 1 2 accelerates (the direction in which a counterclockwise moment is applied to the vehicle body).
- Step 103 taking into account the relative rotational speeds of the field (stator) side and armature (rotor) side of the moment generator 30, the armature current for outputting the target torsion torque, Calculate the voltage applied to the armature coil necessary to achieve this. Since the relative rotational speed is small, there is no need to consider it. In this case, a sensor for measuring the relative rotational speed of the momentary generator 30 is not necessary.
- step 104 the engine speed is detected, and the alternator speed is detected from the primary ratio. Based on this, the target field current for supplying the power calculated in step 103 is calculated (step 105).
- step 106 the field current control of the alternative 60 is performed, and the voltage feedback control is performed so that the target applied voltage obtained in step 103 is obtained.
- the field current duty control of the alternator evening 60 may be performed while performing the armature current feedback at the moment generator.
- the field current of the alternator 60 is a value around the target field current calculated in Step 105.
- the power control device 40 further controls the power transistor, and energizes the moment generator 30 so that the polarity is such that a torsion torque in the direction of generating the counterclockwise torque is generated.
- a counterclockwise moment is generated.
- the drive torque of the alternant overnight 60 becomes an engine load, so braking force is applied to the vehicle 0 driven by the engine 70, and the deceleration Occurs (step 108).
- step 109 the controller 100 calculates the power generation load torque and the required throttle opening.
- step 110 the opening of the electronic control throttle 5 is added to the driver's accelerator operation, and the opening is corrected so as to generate a torque that is approximately equal to the engine load generated by the generator 60. Do.
- the torque generated by the engine 70 is increased at step 1 1 1, and an acceleration force is generated on the vehicle 0.
- This acceleration force and the braking force of step 108 are balanced, and the resultant force in the front-rear direction is offset, resulting in a dead end and no deceleration on the vehicle body.
- FIG. 6 is a diagram showing time-series information on the rudder angle, the moment, the throttle opening, and the vehicle longitudinal acceleration when traveling on a vehicle force curve equipped with the left-right differential torque generator of the present invention.
- the throttle opening of the driver is constant in this example.
- a moment in the direction to promote turning and turning is added to improve the maneuverability of the vehicle at the beginning of turning, and a moment in the restoring direction is added to ensure stability from the middle to the latter.
- the OL evening 60 will generate power, and in this situation the engine load will increase.
- the vehicle longitudinal acceleration can be made substantially constant (as intended by the driver).
- FIG. 7 shows the overall configuration of the third embodiment of the present invention.
- the vehicle 0 is a front-wheel drive vehicle (Front Engine Front Drive: FF vehicle) in which the engine 70 drives the left front wheel 3 and the right front wheel 14.
- the alternative 60 is also driven by the engine 70, and the generated power is charged in the battery 50.
- the left rear wheel 11 and the right rear wheel 12 are driven wheels.
- a left brake generator 21 is connected to the left rear wheel 11 via a left outer drive shaft 1121
- a right brake generator 22 is connected to the right rear wheel 12 via a right outer drive shaft 1222.
- the left brake generator 21 is connected to the left inner drive shaft 2130
- the right brake generator 22 is connected to the right moment generator shaft 2230 through the right inner drive shaft 2230, as in the first and second embodiments.
- the controller (Electric Control Unit) 100 includes at least the steering, the driver's steering angle, steering angular velocity, steering force, etc. from the steering system 80, and the motion sensor 90, for example, vehicle speed, longitudinal, lateral acceleration, jerk, and acceleration.
- the control command is output to the power control device 40 based on the side slip angle.
- the details of the motion sensor 90 are not shown here, it is possible to estimate quantities such as absolute vehicle speed and skid angle using physical quantities that can be detected directly, such as acceleration and parallel rate. Further, the above-mentioned amount may be directly detected using a non-contact optical sensor, a radar, or the like.
- the power control device 40 is configured to control the power generation amount of the left pre-energy generator and to control the power supply to the moment generator 30.
- the left and right brake generators 21, 22 and the motor —Mentzjenere ⁇ ”We will show the details of evening 30.
- each brake generator 21, 22 is composed of a rotary field type synchronous machine equivalent to an ordinary on-vehicle alternator.
- Moment Genera E30 is composed of a reciprocal motor with a coaxial reduction gear based on a separately-excited DC motor capable of field control.
- the case portions 210, 220, and 300 of the brake generators 21 and 22 and the moment generator 30 are fixed to the vehicle 0.
- Each rotor described below is fixed so as to be freely rotatable by a bearing group.
- the field holder 320 normally used as a stator is also fixed to the case 300 so as to be free to rotate.
- a drawing supported by a minimum number of bearing groups is shown, but the present invention is not limited to the configuration.
- the mechanical structure and energization method are shown in detail below.
- the left rear wheel 11 is connected to the rotation shaft 2110 of the left brake generator overnight 21 via the left outer drive shaft 1121.
- the rotating shaft 2110 is rotatably fixed to the case 210 by bearings 214 and 215.
- a field coil 211 is fixed to the rotary shaft 2110, and is generated in the armature coil 212 by the field current control by PWM from the field current control circuit 401 of the power control device 40 via the slip ring 213. Electric power can be controlled. Increasing the PWM control duty of the field current while the left rear wheel 11 is rotating increases the magnetic flux generated by the field coil.
- a brake torque for decelerating the rear wheel is generated by the electromagnetic induction action between the field coil 211 and the armature coil 212, and three-phase AC power is generated in the armature coil 212.
- the DC power rectified by an appropriate diode bridge circuit (not shown) is mainly supplied to the motor generator 30 through the armature current control circuit 402 of the power control device 40, and a part thereof. Is configured to be able to store power in the battery 50 (since it is not the main device that stores power in the battery 50, it is indicated by a dotted line in FIG. 8).
- the left rotation shaft 2110 of the left brake generator 21 passes through the case 210 and is connected to the left inner drive shaft 2130 that continues to the joint moment generator 30.
- the left inner drive shaft 2130 is connected to a field holder 320 rotatably supported by bearings 302 and 303 with respect to the case 300 by a restraining pin 327 (in this embodiment, a reciprocal motor body). Or, to clarify that the stator side is the DC side field side, we will call it the field holder). Accordingly, the left rear wheel 11, the left rotation shaft 2110 of the left brake generator 21, the field coil 211, and the field holder 320 of the short moment generator 30 rotate together. Electric power from the power control device 40 is supplied to the field holder 320 via a slipping 301 of the case 300 fixed to the vehicle body. In order to avoid complications, only two poles are shown in the figure, but a two-pole slipping may be used, with two poles each on the field side and armature side.
- the armature is fixed so as to be rotatable via bearings 325 and 326 with respect to the field holder 320 to which the field coil 321 is fixed.
- the armature is basically composed of a rotating shaft 310 to which the armature coil 311 is fixed and a commutator 313 for supplying current to the armature coil 311 in the same manner as a normal DC motor armature. Yes.
- the electric power supplied to the field holder 320 via the slip ring 301 is supplied to the field coil 321 through a field control circuit 323 with a reversing mechanism (details will be described later). Electric power is supplied from a brush 322 fixed to the magnetic holder 320 side via a commutator 323.
- a brush 322 fixed to the magnetic holder 320 side via a commutator 323.
- the energizing direction of the armature coil 311 is sequentially switched, and the rotational torsion torque is generated by the electromagnetic force action with the magnetic field generated by the field coil 321. Occurs.
- the torsional torque generated between the field holder 320 (stator) and the armature (rotor) is guided to the coaxial reduction gear 3'30 attached to the field holder 320 through the rotary shaft 310, Axis output after deceleration is output to right inner drive shaft 2230 Connected.
- the right inner drive shaft 2230 is connected to the right rear wheel 12 via the right brake generator 22, but this is roughly the same as the connection to the left brake generator 2 1 and left rear wheel 1 1. Omitted.
- the output shaft on the reciprocal motor rotor side of the home-generator 30 is connected to the right rear wheel in the form of reduced speed and increased torque.
- the reciprocal motor field holder 320, the rotor 3 10, the left and right brake generators, and the left and right rear wheels are integrated. Rotate. Also, when turning in this state, the reciprocal field holder 320 and the rotor 3 10 rotate relative to each other to absorb the difference between the inner and outer ring speeds and enable smooth turning. Therefore, when it is not energized, it is no different from a normal front-wheel drive vehicle. On the other hand, when the moment generator 30 is energized, twisting torque is generated in the left and right wheels according to the polarity, and as a result, a turning moment around the single axis of the vehicle body is generated.
- FIG. 9 is a diagram schematically showing an equivalent circuit, a power connection state, and a mechanical connection of the three rotating electrical machine apparatuses shown in FIG.
- the left rear wheel 1 1, the left brake generator—the field coil 2 1 1 of evening 21 and the field coil 32 1 (stator) of the moment generator 30 rotate together.
- the coaxial reduction gear 330 is omitted, the armature coil 3 11 (rotor) of the moment generator 30, the field coil 22 1 of the right brake generator 22, and the right rear wheel 12 have a reduction ratio. It rotates synchronously based on the relationship. Further, when the field coil 32 1 and the armature coil 3 11 of the moment generator 30 are not relatively rotationally displaced, all the rotating systems rotate together.
- This bridge circuit 2 1 6 (226) is connected to the left brake It can be installed either in the evening 21 or in the power control device 40.
- the voltage of this DC power can be controlled by the current flowing through the field coil 2 1 1 (22 1).
- the field current is controlled by PWM (pulse width modulation), and the voltage generated by the brake generator 21 (22) can be controlled by the duty signal from the power control device 40.
- the moment generator 30 is configured as a reciprocal motor, and its structure is the same as a separately excited DC motor. As described above, the twisting torque generated by the moment generator must be switched between right-handed and left-handed. For this purpose, the current of the armature coil 3 1 1 and the current of the field coil 32 1 need to be relatively reversed to reverse the direction of magnetic flux interference. For this purpose, in this embodiment, a diode bridge 3232 is mounted in the field control circuit 323. As a result, the direction of the twisting torque can be changed by reversing the voltage applied from the slip ring 30 1.
- the entire reciprocal motion is rotated by the mechanism as described above, and the relative rotation between the field (stator) and the armature (rotor) is small. Therefore, since field rotation control such as field weakening control is not required, the field current is assumed to be a constant value, and the field current flowing through the field coil 321 by the constant voltage circuit 3321 is determined from the slipping 301. A constant value was set regardless of the applied voltage. As a result, the torsional torque can be controlled by controlling only the armature current. Also, since the relative rotation of the field (stator) and armature (rotor) is small, the back electromotive force is also small, so that the armature current control can be directly controlled by the applied voltage from the slip ring 301.
- the torsional torque direction of the moment generator 30 can be controlled by the polarity of the applied voltage, and the torque can be almost controlled by the applied voltage.
- this embodiment has the following wiring configuration.
- the moment moment generator 30 is wired to have a voltage polarity that generates a twisting torque in the direction of accelerating the right rear wheel 12, and when the right brake generator 22 generates power, It is wired so that the voltage polarity is such that the MON MONT GENERAL evening 30 generates torsional torque in the direction of accelerating the left rear wheel 1 1.
- the generated voltage of each brake generator is controlled by the field current control circuit 40 1 1 and 40 12 according to the command of the controller 100. Controlled by 4022.
- the torsion torque generated by the motor generator 30 is basically controllable by the power generation voltage of the brake generator, that is, the field current control circuits 40 11 1 and 4012.
- a current sensor may be provided in the control circuits 402 1 and 4022, and the field current duty control of the brake generator of each wheel may be performed while the armature current feedback of the moment generator 30 is performed.
- Step 201 if the controller ⁇ 00 determines that a counterclockwise homing is required in accordance with the movement state of the vehicle 0, the driving operation from the driver, etc., in Step 202, the realization of the moment is realized.
- the magnitude and direction of the target torsion torque (differential torque) of the energy moment In this case, it is the direction in which the right rear wheel 12 accelerates (direction in which a counterclockwise moment is applied to the vehicle body).
- Step 203 the armature current for outputting the target torsion torque is also taken into consideration, taking into account the relative rotational speeds of the field (stator) side and armature (rotor) side of the momentary energy generator evening 30 Calculate the voltage applied to the armature coil that is necessary for this. Since the relative rotational speed is small, there is no need to consider it. In this case, a sensor for measuring the relative rotational speed of the moment generator is not required. Apply braking force to the left rear wheel to give the vehicle a counterclockwise moment. Therefore, in step 204, the field current control of the left brake generator 21 is performed, and voltage feedback control is performed so that the target applied voltage obtained in step 203 is obtained. Further, the field current duty control of the left brake generator 21 may be performed while the motor current feedback of the common moment generator 30 is performed.
- the left brake generator 21 starts generating power at step 205, and the brake force (FB) is applied to the left rear wheel at step 206.
- the counterclockwise moment due to the left rear wheel is generated (FB xdr / 2, dr is the rear tread length) (207), and the deceleration is caused by the deceleration of the left rear wheel. (208)
- the electric power generated in step 205 is instantaneous, and as shown in step 209, the armature of the reciprocal motor through the slip 301 has a polarity that generates torque in the direction of acceleration of the right rear wheel in the moment generator 30. Power is supplied to coil 311.
- the constant voltage circuit 3231 supplies a constant current to the field coil 321 on the stator side.
- Step 210 a force (Torrek) FA in the direction in which the right rear wheel 12 accelerates is generated at the momentary energy generator evening 30, and in Step 2 ⁇ , acceleration by the right rear wheel 12 is generated in the vehicle body.
- a counterclockwise moment is generated by the left ⁇ 3 ⁇ 4 wheel (FAXdr / 2) (212).
- step 207 the moment that can act on the car body is (FBXdr / 2).
- step 207 the moment that can act on the car body is (FBXdr / 2) in step 212. If FA ⁇ FB, FBXdr. this This means that, regardless of fuel consumption, the stronger the brake generator is applied, the more torque on the acceleration side of the moment generator increases, resulting in a greater momentum. is there.
- the power control device 40 is also provided with bidirectional bypass control circuits 403 1, 4032 with the battery 50. This is conceived so as to realize the accompanying actions that can be realized by the device configuration of the present invention as described below.
- the electric power generated by the brake generator can be estimated by the rotational speed X 'absorption torque.
- the coaxial reduction gear 330 capable of large speed reduction is installed in the single moment generator, so that it is possible to satisfy driving force (FA)> deceleration force (FB).
- FIG. 11 shows a fourth embodiment of the present invention.
- the power generation efficiency of the left and right brake generators decreases.
- this take-out must be compensated for by the evening drive 60 driven by the engine 70, which causes a feeling of deceleration or a deterioration in fuel consumption.
- a speed increaser composed of gear trains 2 1 0 1 and 2 10 2 or 220 1 and 2202 is connected to the left brake generator 2 100 and the right brake generator 2200 in the brake generator. (The current moment is not different from the third embodiment).
- the power generation efficiency in the low speed range can be improved, the carry-out from the battery 50 can be reduced, and the size of the brake engine can be reduced. This improves the mountability of the brake generator, and improves the possibility of installing it near the wheel (in-wheel), attaching to the hub carrier II, or mounting under the spring.
- FIG. 12 is a diagram showing a fifth embodiment of the present invention.
- FIG. 13 is a diagram showing an overview of the circuit configuration of the fifth embodiment of the present invention.
- the left motor generator is a PM (Permanent t Magnet) type motor with a reduction gear having a coaxial reduction gear 23 13.
- the rotor is a permanent magnet, and three-phase alternating current is supplied by the chamber 4 1 1 according to the magnetic pole position obtained by the encoder 23 14.
- Inver evening 41 1 is equipped with a bridge circuit equivalent to the bridge circuit that rectifies the alternating current generated by the brake generator of the third and fourth embodiments, as shown in Fig. 13. .
- the switching circuit in the power control device 400 is a switching circuit that switches whether the DC power is charged to the battery or supplied to the opposite side generator (in this case, the right side). '
- the motor generator on the right side generates power, gives deceleration torque to the left rear wheel, and gives torque in the driving direction to the right rear wheel by the generated power. It is possible to control the moment.
- FIG. 5 is a schematic diagram showing time series information of brake torque, power generation amount, moment generated by the moment generator, synthesized moment acting on the entire vehicle, and vehicle front / rear acceleration.
- the throttle opening of the driver is set to be approximately constant.
- a moment in the direction to promote turning and turning was added, and restoration was performed to ensure stability from the middle to the latter half of the turn. A moment in the direction is added.
- a field current is supplied to the right brake generator 22 inside the rear wheel (right rear wheel), and torque in the deceleration direction is applied to the right rear wheel.
- This is effective as a moment to promote clockwise turning with respect to the vehicle 0 even by itself.
- the right brake generator 22 starts power generation, and this electric power is supplied to the moment generator 30 via the power control device 40, whereby the rear wheel outer side (left rear wheel 1 1) is accelerated. Torque is generated, and the deceleration torque by the right brake generator 22 is corrected to be small, and a clockwise moment that promotes turning with respect to the vehicle 0 is obtained. As a result, the generation of the vehicle is accelerated and the maneuverability can be improved.
- the field current is applied to the left-side brake generator on the outside of the rear wheel (left rear wheel) and the torque in the deceleration direction is applied to the left rear wheel.
- This alone is effective as a counterclockwise restoration moment for vehicle 0.
- the left brake generator 22 starts generating power, and this electric power is supplied to the home engine generator 30 via the power control device 40, whereby the rear wheel inside (right rear wheel 1 2).
- Torque is generated in the direction of acceleration, and the deceleration torque by the left brake generator 21 is corrected to be small, and the counterclockwise moment is obtained with respect to vehicle 0 as the moment of restoring moment. This makes it possible for the vehicle to turn with high stability.
- the motor generator When turning while decelerating, the motor generator may be controlled by the brake generator alone. The power at this time is regenerated in the battery.
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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
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。
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