WO2018070353A1 - 駆動源制御装置およびこの駆動源制御装置を備えた車両 - Google Patents

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WO2018070353A1
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平田 淳一
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Definitions

  • the present invention relates to a drive source controller that amplifies a torque difference between left and right drive wheels and transmits a drive torque generated from two independent drive sources, and a vehicle equipped with the drive source controller.
  • a vehicle drive device that includes a gear device that combines two planetary gear mechanisms between two drive sources and left and right drive wheels, and amplifies the difference in torque (Patent Documents 1 and 2). .
  • These vehicle drive devices determine and control the output torques of the two drive sources from the torque command values of the left and right drive wheels commanded from the host ECU. Application of an electric motor as a drive source is shown.
  • the difference in torque between the two drive sources is amplified, but the difference in rotational speed is reduced and transmitted to the left and right drive wheels.
  • the torque amplification factor is ⁇ ( ⁇ > 1)
  • the reduction ratio is ⁇ ( ⁇ ⁇ 1)
  • the torques of the two driving sources corresponding to the left and right driving wheels are TM1 and TM2, respectively
  • the torques of the left and right driving wheels are TWL.
  • TWR the torque relationship can be expressed by the following equation.
  • Patent Document 3 As a method for dealing with an over-rotation of an electric motor, a motor control method for detecting over-rotation of the motor of an electric vehicle and preventing the motor from being damaged is disclosed (Patent Document 3).
  • JP 2015-21594 A Japanese Patent No. 4907390 JP-A-8-163702
  • TWL ⁇ (1 + ⁇ ) / 2 ⁇ TM1 + ⁇ (1- ⁇ ) / 2 ⁇ TM2 (7)
  • TWR ⁇ (1- ⁇ ) / 2 ⁇ TM1 + ⁇ (1 + ⁇ ) / 2 ⁇ TM2 (8) If ⁇ > 1, ⁇ ⁇ 1, the sign of each coefficient is ⁇ (1 + ⁇ ) / 2> 0, ⁇ (1- ⁇ ), respectively. / 2 ⁇ 0.
  • FIG. 10 A specific example is shown in FIG.
  • the left and right drive wheels are rotating at 100 r / min (times per minute)
  • the rotational speed of the drive source M1 and the drive source M2 corresponding to the right drive wheel is 1000 r / min.
  • the rotation speed of the left drive wheel is increased to 200 r / min
  • the rotation speed of the drive source M1 is increased to 2500 r / min
  • the rotation speed of the drive source M2 is It decreases to 500 r / min.
  • the motor control method disclosed in Patent Document 3 is applied to set the torque of the drive source M1 to zero.
  • the torque TM1 of the drive source M1 is set to TM1 ⁇ 0.
  • the torque TWL of the left drive wheel decreases, but the right drive wheel Torque TWR increases.
  • the torque of the drive source M1 is corrected to zero and the torque of the drive source M2 is maintained at 10 N ⁇ m, the torque of the left drive wheel is ⁇ 50 N ⁇ m, the torque of the right drive wheel is 150 N ⁇ m, and the torque of the right drive wheel is increased.
  • the vehicle posture may be further unstable.
  • the above situation may occur when starting or accelerating on a split low- ⁇ road surface. If the right drive wheel is on the asphalt road surface and the left drive wheel is on the icing road surface, the left drive wheel is likely to idle when starting or accelerating, and the drive source M1 is over-rotated as described above. If the torque TM1 of the drive source M1 is set to zero or the regenerative direction in this case, the torque of the right drive wheel on the asphalt increases, and the vehicle tries to turn leftward and the vehicle posture becomes unstable. There is a possibility.
  • An object of the present invention is to provide a drive source control device capable of stabilizing the vehicle posture by suppressing an increase in the rotational speed of the drive source and suppressing generation of an unnecessary yaw moment, and a vehicle equipped with the drive source control device Is to provide.
  • the drive source control device 67 of the present invention is a drive source control device that controls two drive sources 2L, 2R in a vehicle, and the vehicle includes the two drive sources 2L, 2R and left and right drive wheels 61L, 61R is provided between the two drive sources 2L and 2R and the left and right drive wheels 61L and 61R, and distributes the power from the two drive sources 2L and 2R to the left and right drive wheels 61L and 61R.
  • a power transmission device 3 for amplifying a torque difference between the two drive sources 2L and 2R and driving the left and right drive wheels 61L and 61R,
  • Over-rotation determination means 68 for determining whether or not the rotational speeds of the two drive sources 2L and 2R are over-rotation; If the overspeed determination means 68 determines that the rotational speed of at least one of the two drive sources 2L and 2R is overspeed, the command means 66a gives it.
  • the correction means 69 for correcting the command values for the outputs of the two drive sources 2L and 2R, and the torque of the drive wheel 61L (61R) having the larger rotational speed among the left and right drive wheels 61L and 61R.
  • the output of each of the two driving sources 2L and 2R is such that the torque of the driving wheel 61R (61L) having the smaller rotational speed is equal to or smaller than that before the correction.
  • Correction means 69 for correcting the command value.
  • Whether or not the rotational speed of each of the drive sources 2L (2R) is over-rotation may be determined as over-rotation when the rotational speed of the drive source 2L (2R) exceeds a threshold, for example.
  • the rotational speeds of the drive sources 2L and 2R are calculated by applying the rotational speeds of the drive wheels 61L and 61R to the relational expression between the rotational speeds of the left and right drive wheels 61L and 61R and the rotational speeds of the drive sources 2L and 2R.
  • a threshold value it may be determined that the engine is over-rotated.
  • the over-rotation determination means 68 determines whether or not the drive sources 2L and 2R are over-rotated when the rotational speeds of the left and right drive wheels 61L and 61R satisfy a predetermined condition without using the relational expression. May be.
  • the threshold value is a threshold value arbitrarily determined by design or the like, and is determined by obtaining an appropriate threshold value by one or both of a test and a simulation, for example.
  • the overspeed determination means 68 determines whether or not the rotational speeds of the drive sources 2L and 2R are overspeed.
  • the correction means 69 determines whether the two drive sources 2L and 2R are supplied from the command means 66a. The command value for each output is corrected.
  • the correction means 69 has the torque of the drive wheel 61L (61R) with the larger rotation speed among the left and right drive wheels 61L and 61R smaller than that before the correction, and the drive wheel 61R (61L with the lower rotation speed).
  • the command values of the outputs of the two drive sources 2L and 2R are corrected so that the torque (1) is equal to or smaller than that before correction.
  • the correction amount is determined, for example, by one or both of testing and simulation.
  • the correcting means 69 is configured such that the torque of the drive wheel 61L (61R) with the higher rotational speed becomes the braking torque and the drive wheel 61R (61L) with the lower rotational speed.
  • the command values for the outputs of the two drive sources 2L and 2R may be corrected so that the torque is equal to or smaller than that before the correction.
  • the driving wheel 61L (61R) with the higher rotational speed is more effective because braking torque is generated in response to the driving source 2L (2R) in addition to the mechanical resistance of the road surface and the driving unit.
  • over-rotation of the drive source 2L (2R) can be suppressed.
  • the power transmission device 3 includes a torque difference amplifying device 30.
  • the torque difference amplifying device 30 has two planetary gear mechanisms 30L and 30R, and amplifies the difference in torque generated by the two drive sources 2L and 2R. May be. In this case, the torque difference amplifying device 30 amplifies the difference between the torques generated by the two drive sources 2L and 2R, thereby realizing a smooth turning of the vehicle.
  • the vehicle of the present invention is the vehicle, and includes the drive source control device 67.
  • the drive source control device 67 it is possible to suppress an increase in the rotational speed of the drive source 2L (2R) in which over-rotation has occurred on a split low ⁇ road surface, and to stabilize the vehicle posture by suppressing the generation of unnecessary yaw moment. .
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a conceptual configuration of a vehicle including a drive source control device according to a first embodiment of the present invention and a vehicle drive device. It is sectional drawing of the vehicle drive device of FIG. It is sectional drawing which expands and shows the torque difference amplifier apparatus part of the vehicle drive device of FIG. It is a skeleton figure which shows the vehicle drive device of FIG.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a conceptual configuration of a vehicle (electric vehicle) provided with the drive source control device and the vehicle drive device.
  • This vehicle is a rear wheel drive system, and includes a chassis 60, drive wheels 61L and 61R as rear wheels, driven wheels 62L and 62R as front wheels, a vehicle drive device 1, a host ECU 66, a drive source control device 67, a battery 63, and An inverter device 64 and the like are provided.
  • the vehicle drive device 1 includes first and second electric motors 2L and 2R and a power transmission device 3.
  • the first and second electric motors 2L and 2R are two drive sources mounted on the vehicle and independently controllable.
  • the power transmission device 3 is provided between the first and second electric motors 2L and 2R and the drive wheels 61L and 61R.
  • the host ECU 66 is a host control unit of the drive source control device 67, and includes, for example, a function of performing overall control and cooperative control of the entire vehicle, and a function of generating braking / driving torque command values for the left and right drive wheels 61L and 61R.
  • the host ECU 66 generates a right / left braking / driving torque from an acceleration command output from an unillustrated accelerator operation unit, a deceleration command output from an unshown brake operation unit, and a turning command output from a steering angle sensor (not shown).
  • a command value (command value for output) is generated.
  • the drive source control device 67 gives a motor torque command value to the inverter device 64 based on the left and right braking / driving torque command values given from the host ECU 66.
  • the inverter device 64 converts the DC power of the battery 63 into AC power for driving the first and second electric motors 2L, 2R.
  • the inverter device 64 controls the current supplied from the battery 63 so that the torque output from the first and second electric motors 2L and 2R is equal to the motor torque command value, and controls the first and second electric motors 2L and 2R.
  • Drive The output from the vehicle drive device 1 is transmitted to the left and right drive wheels 61L and 61R through a constant velocity joint.
  • the drive source control device 67 includes, for example, a processor such as a microcomputer and a memory, or a hardware module such as an ASIC.
  • the processor may execute an algorithm or a procedure of each means of the drive source control device 67 stored in the memory.
  • the first and second electric motors 2L and 2R in the vehicle drive device 1 use the same standard electric motors having the same maximum output.
  • the first and second electric motors 2L and 2R include motor housings 4L and 4R, stators 6 and 6, and rotors 5 and 5, respectively.
  • the first and second electric motors 2L and 2R have radial gaps in which stators 6 and 6 are provided on the inner peripheral surfaces of the motor housings 4L and 4R, respectively, and a rotor 5 is provided on the inner periphery of each stator 6 with an interval.
  • Type
  • the motor housings 4L and 4R have cylindrical motor housing bodies 4aL and 4aR, outer walls 4bL and 4bR, and inner walls 4cL and 4cR, respectively.
  • the outer side walls 4bL and 4bR close the outer surface on the outboard side of the motor housing main bodies 4aL and 4aR.
  • the inner side walls 4cL and 4cR are provided on the inner side surface of the motor housing main bodies 4aL and 4aR on the inboard side, and form partition walls that are separated from the power transmission device 3.
  • the inner walls 4cL and 4cR are provided with openings for pulling out the motor shafts 5a to the inboard side.
  • the side closer to the outside in the vehicle width direction of the vehicle when the vehicle drive device 1 is mounted on the vehicle is referred to as the outboard side
  • the side closer to the center in the vehicle width direction of the vehicle is referred to as the inboard. Call the side.
  • the stators 6 and 6 are fitted and fixed to the inner peripheral surfaces of the motor housing bodies 4aL and 4aR, respectively.
  • Each rotor 5 has a motor shaft 5a at the center.
  • Each of the inner walls 4cL and 4cR is provided with a rolling bearing 8a, and each of the outer walls 4bL and 4bR is provided with a rolling bearing 8b.
  • Each motor shaft 5a is rotatably supported by motor housings 4L and 4R via rolling bearings 8a and 8b.
  • the left and right motor shafts 5a, 5a are provided on the same axis (coaxial).
  • the power transmission device 3 includes a power transmission device housing 9.
  • the power transmission device 3 further includes left and right input gear shafts 12L and 12R, left and right intermediate gear shafts 13L and 13R, left and right output gear shafts 14L and 14R, and a torque difference amplifying device 30.
  • the power transmission device 3 amplifies the difference in torque (driving torque) input from the motor shaft 5a of the first and second electric motors 2L and 2R by the torque difference amplifying device 30 and drives the driving wheels 61L and 61R (FIG. 1). It is a device that transmits to
  • the power transmission device housing 9 accommodates these gear shafts and the torque difference amplifying device 30.
  • the power transmission device housing 9 has a three-piece structure divided into three pieces in a direction orthogonal to the axial direction of the gear shaft.
  • the power transmission device housing 9 includes a central housing 9a and left and right side housings 9bL and 9bR fixed to both side surfaces of the central housing 9a.
  • the side surface on the outboard side of the side housings 9bL and 9bR and the inner side walls 4cL and 4cR are fixed with a plurality of bolts.
  • the two electric motors 2L and 2R are fixed to the left and right ends of the power transmission device housing 9.
  • a partition wall 11 is provided in the center of the center housing 9a.
  • the power transmission device housing 9 is divided into left and right parts by a partition wall 11, and these house the main body of the power transmission device 3.
  • the main body portion of the power transmission device 3 is bilaterally symmetric and includes input gear shafts 12L and 12R, intermediate gear shafts 13L and 13R, output gear shafts 14L and 14R, and a torque difference amplifying device 30. .
  • the input gear shafts 12L and 12R have an input gear 12a to which power is transmitted from the motor shaft 5a.
  • a rolling bearing 17a is provided in a bearing fitting hole formed in the partition wall 11, and a rolling bearing 17b is provided in a bearing fitting hole formed in the left and right side housings 9bL and 9bR. Both ends of the input gear shafts 12L and 12R are rotatably supported by the power transmission device housing 9 via rolling bearings 17a and 17b.
  • the input gear shafts 12L and 12R have a hollow structure. The end portions on the inboard side of the motor shafts 5a are inserted into the hollow interiors of the input gear shafts 12L and 12R.
  • the input gear shafts 12L, 12R and the motor shafts 5a are coupled by splines (including “serration”. The following splines also include “serration”).
  • the left and right intermediate gear shafts 13L and 13R are arranged coaxially.
  • the intermediate gear shafts 13L and 13R include large-diameter input-side external gears 13a and 13a that mesh with the input gears 12a and 12a, and output-side small-diameter gears 13b and 13b that mesh with output gears 14a and 14a described later.
  • Rolling bearings 20a are provided in bearing fitting holes 19a formed in the partition wall 11
  • rolling bearings 20b are provided in bearing fitting holes 19b formed in the left and right side housings 9bL and 9bR. Both ends of the intermediate gear shafts 13L and 13R are rotatably supported by the power transmission device housing 9 via rolling bearings 20a and 20b.
  • the bearing fitting holes 19a and 19b each have a stepped shape with which the outer ring end faces of the rolling bearings 20a and 20b come into contact, and pass through so that first and second coupling members 31 and 32, which will be described later, pass through.
  • a torque difference amplifying device 30 is incorporated coaxially with the intermediate gear shafts 13L and 13R.
  • the torque difference amplifying device 30 amplifies the difference in torque (drive torque) given from the two electric motors 2L and 2R (FIG. 2).
  • the torque difference amplifying device 30 includes two planetary gear mechanisms 30L and 30R having three elements and two degrees of freedom. In this example, a single pinion planetary gear mechanism is employed for the planetary gear mechanisms 30L and 30R.
  • the two planetary gear mechanisms 30L and 30R are provided coaxially.
  • Planetary gear mechanism 30L, 30R respectively, having a ring gear R L, and R R, the sun gear S L, and S R, the planetary gear P L, and P R, the planet carrier C L, and C R.
  • These planetary gear mechanisms 30L, 30R also have common first and second coupling members 31, 32.
  • the sun gears S L and S R are sun gears provided coaxially with the ring gears R L and R R.
  • Planetary gears P L, P R is the revolution gear meshing with the ring gear R L, R R and the sun gear S L, S R.
  • the second coupling member 32 includes a sun gear S L of the left side which is a component of the left side of the planetary gear mechanism 30L in FIG. 3, the other planet carrier C which is a component of the right side of the planetary gear mechanism 30R in FIG. 3 R is bound.
  • Planet carrier C L, C R respectively, with planetary gears P L, the carrier pins 33, 33 for supporting the P R, the carrier flange 34a on the outboard side, and 34a, the inboard side of the carrier flange 34b, and 34b .
  • Planetary gears P L, P R are respectively supported by the carrier pin 33 through needle roller bearings 37, 37.
  • the carrier flanges 34a and 34a on the outboard side are connected to the outboard side ends of the carrier pins 33 and 33, respectively.
  • the inboard carrier flanges 34b and 34b are connected to the inboard side ends of the carrier pins 33 and 33, respectively.
  • the carrier flanges 34a and 34a on the outboard side include hollow shaft portions 35 and 35 extending to the outboard side, respectively.
  • the end portions on the outboard side of the hollow shaft portions 35, 35 are respectively supported by bearing fitting holes 19b, 19b formed in the side housings 9bL, 9bR via rolling bearings 20b, 20b.
  • the carrier flanges 34b, 34b on the inboard side include hollow shaft portions 36, 36 extending toward the inboard side, respectively.
  • the end portions on the inboard side of these hollow shaft portions 36 and 36 are respectively supported by bearing fitting holes 19a and 19a formed in the partition wall 11 via rolling bearings 20a and 20a.
  • the first and second coupling members 31 and 32 that connect the two planetary gear mechanisms 30L and 30R to each other are incorporated through the partition wall 11 that partitions the central housing 9a (FIG. 2) left and right.
  • the first and second coupling members 31 and 32 are positioned coaxially with each other and are supported by the thrust bearing 47 so as to be rotatable in the axial direction and supported by the deep groove ball bearing 49 so as to be rotatable in the radial direction.
  • bearings 45, 46 and a thrust bearing 48 different from the bearings 47, 49 are provided between the first and second coupling members 31, 32.
  • the other bearings 45 and 46 are needle roller bearings, respectively.
  • the second coupling member 32 has a hollow shaft
  • the first coupling member 31 has a shaft inserted through the hollow shaft.
  • the first coupling member 31 is connected by spline engagement to the planet carrier C L. Therefore, the planet carrier C L is a first rotating member rotates together with the first coupling member 31.
  • first, second coupling member 31, 32 respectively, the planetary carrier C L, since the relative C R are coupled by spline fitting, the two planetary gear mechanisms 30L, 30R in the left and right It can be divided and can be incorporated into the power transmission device housing 9 having a three-piece structure from the left and right together with other reduction gear shafts.
  • an external gear which constitutes the sun gear SL of the planetary gear mechanism 30L of the left side of FIG. 3 is formed.
  • the external gear that constitutes the sun gear S L meshes with the planetary gear P L.
  • the first coupling member 31 has a large-diameter portion 43 at the end of the planetary gear mechanism 30R on the right side of FIG. This outer peripheral surface of the large diameter portion 43, an external gear which constitutes the sun gear S R of the right side of the planetary gear mechanism 30R of FIG. 3 is formed. External gear constituting the sun gear S R is engaged with the planetary gears P R.
  • Thrust bearings 47 and 48 are provided at both axial ends of the second coupling member 32, respectively. These thrust bearings 47 and 48, respectively, first, second coupling members 31, 32 and the planetary carrier C L, axial movement by sliding of the spline fitting portion between C R is regulated.
  • the first coupling member 31, the end of the right side of FIG. 3, is supported by deep groove ball bearings 49 with respect to the planet carrier C R.
  • An oil supply hole is provided in the axial center of the first coupling member 31.
  • the output gear shafts 14L and 14R have large-diameter output gears 14a and 14a, respectively.
  • Rolling bearings 54a and 54a are provided in bearing fitting holes 19a and 19a formed in the partition wall 11, and rolling bearings 54b and 54b are formed in bearing fitting holes 19b and 19b formed in the left and right side housings 9bL and 9bR, respectively. Is provided.
  • Both the output gear shafts 14L and 14R are rotatably supported by the power transmission device housing 9 via rolling bearings 54a and 54b.
  • the end portions on the outboard side of the output gear shafts 14L and 14R are pulled out to the outside of the power transmission device housing 9 from openings formed in the side housings 9bL and 9bR, respectively.
  • the outer joint portion of the constant velocity joint 65a is splined to the outer peripheral surface of the end portion on the outboard side of the drawn output gear shafts 14L and 14R.
  • Each constant velocity joint 65a is connected to drive wheels 61L and 61R (FIG. 1) via an intermediate shaft (not shown).
  • FIG. 4 is a skeleton diagram showing the vehicle drive device.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of an electric vehicle equipped with this vehicle drive device. As shown in FIGS. 4 and 5, the left and right electric motors 2L and 2R are individually controlled by the drive source control device 67 (FIG. 1), and can generate and output different torques.
  • the torques of the electric motors 2L and 2R are the teeth of the input gears 12a and 12a of the input gear shafts 12L and 12R and the large-diameter input side external gears 13a and 13a of the intermediate gear shafts 13L and 13R, respectively. It is increased by a number ratio and transmitted to the ring gears R L and R R of the torque difference amplifying device 30. Then, the torque difference amplifying device 30 amplifies the left and right torque difference, and transmits the torque to the output side small gears 13b and 13b. Further, the torque is further amplified by the gear ratio between the output side small-diameter gears 13b and 13b and the output gears 14a and 14a, and is output to the drive wheels 61L and 61R.
  • the planetary gear mechanisms 30L and 30R in the torque difference amplifying device 30 are respectively provided with coaxially provided sun gears S L and S R and ring gears R L and R R , and these sun gears S L and S R and ring gears R L and R R.
  • planetary gears P L located between, P R and planetary gear P L, P R and the rotatably supported sun gear S L, S R and the ring gear R L, R R and planet carrier C L provided coaxially , and a C R.
  • the sun gear S L, S R and planetary gears P L, the P R is an external gear having gear teeth on the outer periphery
  • R R is an internal gear having gear teeth on the inner periphery.
  • Planetary gears P L, P R is engaged the sun gear S L, S R and the ring gear R L, in the R R.
  • Planetary gear mechanism 30L, the 30R respectively, the planetary carrier C L, the sun gear S L in case of fixing the C R, S R and the ring gear R L, and the R R is rotated in the reverse direction.
  • the ring gear R L, R R and the sun gear S L, S R are disposed on the opposite side of the planet carrier C L, C R.
  • the torque difference amplifier 30 As shown in FIGS. 4 and 5, the torque difference amplifier 30, as described above, the sun gear S L, planet carrier C L, planetary gears P L and the ring gear left planetary gear mechanism having a R L 30L, the sun gear S R, the planet carrier C R, and a right side of the planetary gear mechanism 30R having planetary gears P R and the ring gear R R is configured by combining coaxially with each other.
  • the sun gear S L which is a component of the left planetary gear mechanism 30L, to form a second coupling member 32 are bonded with each planet carrier C R is a component of the right planetary gear mechanism 30R.
  • the torque TM1 generated by the left electric motor 2L is transmitted from the input gear shaft 12L to the intermediate gear shaft 13L.
  • the torque transmitted to the intermediate gear shaft 13L is amplified by the torque difference amplifying device 30 and the left and right planetary gear mechanisms 30L are sequentially used to sequentially output the output side small gear 13b and the output gear of the intermediate gear shaft 13L.
  • 14a is transmitted to the output gear shaft 14L.
  • a driving torque TL (FIG. 6) is output from the output gear shaft 14L to the driving wheel 61L.
  • the torque TM2 generated by the right electric motor 2R is transmitted from the input gear shaft 12R to the intermediate gear shaft 13R.
  • the torque transmitted to the intermediate gear shaft 13R is amplified by a torque difference amplifying device 30 and the torque difference between the left and right sides is sequentially increased via the right planetary gear mechanism 30R.
  • 14a is transmitted to the output gear shaft 14R.
  • a driving torque TR (FIG. 6) is output from the output gear shaft 14R to the driving wheel 61R.
  • the driving torque transmitted by the torque difference amplifying device 30 will be described with reference to the velocity diagram shown in FIG. Since the torque difference amplifying device 30 is configured by combining two identical single pinion planetary gear mechanisms 30L and 30R, it can be represented by two velocity diagrams as shown in FIG. Here, for ease of understanding, the two speed diagrams are shifted up and down, the speed diagram of the left planetary gear mechanism 30L is shown on the upper side of the page of FIG. 6, and the right planetary gear mechanism is shown on the lower side of the page of FIG. A speed diagram of 30R is shown.
  • the torques TM1 and TM2 output from the electric motors 2L and 2R are passed through the input side external gears 13a and 13a that mesh with the input gears 12a and 12a of the input gear shafts 12L and 12R, respectively. Therefore, the magnitude changes depending on the reduction gear ratio because they are respectively input to the ring gears R L and R R.
  • the drive torques TL and TR output from the torque difference amplifying device 30 are transmitted to the left and right drive wheels 61L and 61R via the output-side small diameter gears 13b and 13b that mesh with the output gears 14a and 14a, respectively.
  • the size changes according to the reduction ratio.
  • the torque is changed according to these reduction ratios.
  • the reduction ratio is set to 1 in the speed diagram and the explanation of each calculation formula as shown in FIG.
  • the torques input to the ring gears R L and R R remain TM1 and TM2, and the drive torque remains TL and TR.
  • Two single-pinion planetary gear mechanism 30L, 30R is due to the use of gear elements of the same number of teeth, in the velocity diagram, the distance between the ring gear R L and planet carrier C L and the ring gear R R and the planetary carrier the distance between the C R is equal to the distance "a". Moreover, equally the distance between the sun gear S L and the distance between the planet carrier C L and the sun gear S R and the planetary carrier C R, is the distance between "b".
  • the torque from the electric motor 2L, 2R are respectively inputted ring gear R L, the R R, the drive wheels 61L, the torque to 61R (FIG. 5), respectively, a sun gear and planet carrier S R + C L, is outputted from the S L + C R.
  • the torque difference amplifying device 30 amplifies the input torque difference ⁇ TIN, and a driving torque difference ⁇ ⁇ ⁇ TIN larger than the input torque difference ⁇ TIN can be obtained.
  • the rotational angular velocities of the left and right electric motors 2L and 2R are also determined from the rotational angular velocities of the left and right drive wheels 61L and 61R and the number of gear teeth provided in the power transmission device 3.
  • the number of gear teeth provided in the power transmission device 3 means that the input gear shafts 12L and 12R, the intermediate gear shafts 13L and 13R, the output gear shafts 14L and 14R, and the torque difference amplifying device 30 are as shown in FIG. It is the number of gear teeth.
  • “the number of teeth of the gear included in the power transmission device 3” is simply referred to as “the number of teeth of the gear”.
  • FIG. 7 is a block diagram of a control system of the drive source control device 67.
  • the drive source control device 67 detects over-rotation of the electric motors 2L and 2R based on the motor rotation speeds of the left and right electric motors 2L and 2R received from the inverter device 64. The process which suppresses is performed.
  • the inverter device 64 drives the electric motors 2L and 2R by controlling the current supplied from the battery 63 in accordance with the motor rotation speed so that the torque output from the electric motors 2L and 2R becomes equal to the motor torque command value.
  • the motor rotation speed is detected by rotation detection means such as a resolver attached to the electric motors 2L and 2R, respectively.
  • the drive source control device 67 receives the braking / driving torque command values TL and TR of the left and right drive wheels 61L and 61R from the command means 66a of the host ECU 66, and receives the motor rotation speeds ⁇ M1 and ⁇ M2 of the electric motors 2L and 2R from the inverter device 64. receive.
  • the drive source control device 67 includes over-rotation determination means 68, correction means 69, and torque conversion means 70.
  • the over-rotation determination means 68 determines whether or not the left electric motor 2L and the right electric motor 2R are over-rotation, respectively.
  • the over-rotation determination means 68 compares each motor rotation speed ⁇ M1, ⁇ M2 received from the inverter device 64 with a preset threshold value, and the motor rotation speed ⁇ M1 of the left electric motor 2L exceeds the threshold value.
  • the left electric motor 2L is determined to be over-rotated and the motor rotation speed ⁇ M2 of the right electric motor 2R exceeds a threshold value, it is determined that the right electric motor 2L is over-rotated, and at least one of the electric motors
  • a determination result is output as to whether the motor is over-rotating.
  • the correction unit 69 includes a corrected torque setting unit 71 and a torque command value switching unit 72.
  • Left and right braking / driving torque command values are input to the corrected torque setting unit 71 from the command unit 66a of the host ECU 66, and the motor rotation speeds ⁇ M1 and ⁇ M2 and the determination result of the overspeed determination unit 68 are input from the inverter device 64.
  • the corrected torque setting means 71 has a torque of the driving wheel 61L (61R) having a larger rotational speed among the left and right driving wheels 61L and 61R that is smaller than that before the correction or a braking torque and has a smaller rotational speed.
  • the left and right corrected braking / braking torque command values are set so that the torque of the driving wheel 61R (61L) is equal to or smaller than that before the correction.
  • the rotation speeds of the left and right drive wheels 61L and 61R may be calculated from the motor rotation speed, for example. Instead, it may be detected by a rotation sensor (not shown) attached to each of the drive wheels 61L and 61R.
  • a rotation sensor not shown
  • the left / right braking / driving torque command values to the left / right corrected braking / driving torque command values as described above, the braking / driving torques of the two electric motors 2L, 2R are substantially corrected.
  • the torque command value switching means 72 normally outputs the braking / driving torque command value received from the host ECU 66 to the torque conversion means 70 as it is according to the determination result of the overspeed determination means 68, and the left electric motor 2L and the right electric motor. When over-rotation occurs in at least one of 2R, a corrected braking / driving torque command value is output.
  • the torque conversion means 70 converts the braking / driving torque command value or the corrected braking / driving torque command value received from the host ECU 66 into a motor torque command value and outputs it to the inverter device 64.
  • FIG. 8 shows an example of the torque command value before correction and the corrected torque command value.
  • the motor torque command value is 10 N ⁇ m
  • the braking / driving torque command values of the left and right drive wheels 61L and 61R are both 100 N ⁇ m.
  • the electric motor 2L is over-rotated, and the over-rotation determination unit 68 determines that the left electric motor 2L is over-rotation and outputs the determination result.
  • the corrected torque setting means 71 sets the braking / driving torque command value of the left driving wheel 61L to zero and the braking / driving torque command of the right driving wheel 61R.
  • the corrected braking / driving torque command value is set so as to maintain the value at 100 N ⁇ m.
  • the set motor torque command values of the electric motor 2L and the electric motor 2R that is, the corrected braking / driving torque command values are 2.5 N ⁇ m and 7.5 N ⁇ m, respectively, and the motor torque command values of the electric motors 2L and 2R Is corrected.
  • FIG. 9 shows another example of the torque command value before correction and the corrected torque command value.
  • the motor torque command value is 10 N ⁇ m
  • the braking / driving torque command values of the left and right drive wheels 61L and 61R are both 100 N ⁇ m.
  • the over-rotation determination means 68 determines that the left electric motor 2L is over-rotation and outputs the determination result.
  • the corrected torque setting means 71 brakes the left driving wheel 61L so that the braking / driving torque command value of the left driving wheel 61L becomes minus 100 N ⁇ m.
  • the corrected braking / driving torque command value is set so that the braking / driving torque command value of the right drive wheel 61R is maintained at 100 N ⁇ m so that torque is generated.
  • the drive source control device 67 may reduce the motor rotation speed of the electric motor 2L by controlling a friction brake (not shown) provided on the drive wheel 61L.
  • the corrected motor torque command values of the electric motors 2L and 2R are ⁇ 5 N ⁇ m and 5 N ⁇ m, respectively, and the motor torque command values of the electric motors 2L and 2R are corrected.
  • the torque of the drive wheel having the larger rotational speed may be determined by performing feedback control so that the torque is equal to or lower than the reference wheel rotational speed.
  • the wheel rotation speed is ⁇
  • the reference wheel rotation speed is ⁇ target
  • the difference between the wheel rotation speed ⁇ and the reference wheel rotation speed ⁇ target is ⁇
  • the braking / driving torque command value from the host ECU 66 (FIG. 7). Is T, and the corrected braking / driving torque command value is T ′
  • the braking / driving torque command value can be corrected by equations (14) and (15).
  • T ′ T ⁇ ⁇ K P ⁇ ⁇ + K I ⁇ ⁇ ( ⁇ ) dt + K D ⁇ d / dt ( ⁇ ) ⁇
  • K P , K I and K D are control gains.
  • the wheel rotation speed omega target as a reference can be determined based on the wheel rotational speed of the drive wheels towards the driven wheel or the rotational speed of the vehicle is small. Instead, it may be determined on the basis of the rotational speed of the drive wheel when the over-rotation of the over-rotated drive wheel is detected.
  • the corrected torque setting means 71 makes the torque of the drive wheel 61L (61R) with the larger rotational speed of the left and right drive wheels 61L and 61R smaller than before the correction.
  • Left and right corrected braking / braking torque command values so that the torque of the driving wheel 61R (61L) with the smaller rotational speed is equal to or smaller than that before the correction.
  • the torque command value switching means 72 normally outputs the braking / driving torque command value received from the host ECU 66 to the torque conversion means 70 in accordance with the determination result of the overspeed determination means 68, and the left electric motor 2L or the right electric motor 2R.
  • the corrected braking / driving torque command value is output.
  • the torque conversion means 70 converts the braking / driving torque command value or the corrected braking / driving torque command value received from the host ECU 66 into a motor torque command value and outputs it to the inverter device 64.
  • the drive wheel 61L (61R) having the higher rotation speed receives the mechanical resistance of the road surface and the drive unit and decelerates.
  • over-rotation of the electric motor 2L (2R) is suppressed.
  • the corresponding drive wheels 61L (61R) it is possible to suppress the generation of unnecessary yaw moment due to the torque increase and stabilize the vehicle posture.
  • the torque of the driving wheel 61L (61R) having the larger rotational speed among the left and right driving wheels 61L and 61R becomes the braking torque
  • the torque of the driving wheel 61R (61L) having the smaller rotational speed is the torque.
  • the corrected braking / driving torque command value of the right driving wheel 61R is maintained at the corrected braking / driving torque command value, but the present invention is not limited to this.
  • the post-correction torque setting means 71 when an excessive rotation is detected in the left drive wheel 61L, the braking / driving of the right drive wheel 61R according to the amount of decrease in the braking / driving torque command value of the left drive wheel 61L.
  • the torque command value may be reduced.
  • the drive source control device 67 determines that the difference between the measured vehicle yaw rate and the reference yaw rate calculated from the determined vehicle model (the yaw rate calculated assuming that there is no torque reduction of the left drive wheel). If it is larger, it is judged that the posture change of the vehicle is large, and in order to suppress the vehicle posture change, the torque of the right drive wheel 61R is reduced according to the magnitude of the deviation between the measured yaw rate and the calculated reference yaw rate. You may make it make it.
  • the drive source control device 67 may calculate the side slip angle or the side slip angular velocity based on the measured vehicle speed, lateral acceleration, and yaw rate of the vehicle.
  • the drive source control device 67 has a large difference from the reference side slip angle or the reference side slip angular velocity (the side slip angle or the side slip angular velocity calculated on the assumption that there is no torque reduction of the left driving wheel) calculated from the determined vehicle model. It is determined that the posture change of the vehicle is large. Then, the drive source control device 67 determines the deviation of the calculated side slip angle from the measured vehicle speed and the calculated standard side slip angle or the measured vehicle speed in order to suppress the change in the posture of the vehicle.
  • the torque of the right drive wheel 61R may be reduced in accordance with the calculated side slip angular velocity and the calculated standard side slip angular velocity deviation.
  • the over-rotation determination unit 68 of the drive source control device 67 determines whether the electric motors 2L and 2R are over-rotation based on the motor rotation speed input from the inverter device 64.
  • the drive source control device 67 receives output values from the ABS sensor and pulsar ring that detect the rotational speeds of the left and right drive wheels 61L, 61R, and the over-rotation determination means 68 is electrically operated based on the output values. It may be determined whether or not the motors 2L and 2R are over-rotated.
  • the rotation determination unit 69 sets the formula to It may be determined whether or not the electric motors 2L and 2R are over-rotated by calculating the number of rotations of the electric motors 2L and 2R and comparing it with a preset threshold value.
  • the over-rotation determination means 68 does not use the above-described equations (12) and (13), and the electric motors 2L and 2R are over-reacted when the rotational speeds of the left and right drive wheels 61L and 61R satisfy a predetermined condition. It may be configured to determine whether or not it is rotating.
  • the predetermined condition is determined, for example, by one or both of testing and simulation.
  • the rotational speed of the electric motor in which over-rotation has occurred for example, the left electric motor 2L
  • the right By preventing the driving wheel torque from increasing, unnecessary vehicle yaw moment after motor torque correction can be suppressed and the vehicle attitude can be stabilized.
  • a first coupling member 31 is coupled and the sun gear S R of the right planetary gear mechanisms 30R, left and the sun gear S L of the planetary gear mechanism 30L for, although the planet carrier C R of the right planetary gear mechanism 30R form a second coupling member 32 is coupled, but is not limited to this example.
  • the sun gear S L of the left side of the planetary gear mechanism 30L, a first coupling member 31 is formed is bonded and the ring gear R R of the right planetary gear mechanisms 30R, a ring gear R L on the left side of the planetary gear mechanism 30L it may have a structure in which a sun gear S R of the right planetary gear mechanism 30R form a second coupling member 32 are coupled.
  • a planet carrier C L of the left side of the planetary gear mechanism 30L may have a structure in which a ring gear R R of the right planetary gear mechanism 30R form a second coupling member 32 are coupled.
  • the drive source of the vehicle drive device 1 is not limited to an electric motor, and an internal combustion engine such as a gasoline engine may be used.
  • the bearings 45 and 46 between the first and second coupling members 31 and 32 may be other than needle roller bearings, and may be rolling bearings such as deep groove ball bearings and angular ball bearings, for example.

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Abstract

駆動源の回転速度の上昇を抑制するとともに、不要なヨーモーメントの発生を抑えて車両姿勢を安定化させることができる駆動源制御装置およびこの駆動源制御装置を備えた車両を提供する。この駆動源制御装置(67)は、二つの駆動源(2L,2R)それぞれの回転速度が過回転であるか否かを判定する過回転判定手段(68)と、過回転判定手段(68)で少なくとも一方の駆動源の回転速度が過回転であると判定されると、指令手段(66a)から与えられた、二つの駆動源のそれぞれの出力についての指令値を補正する補正手段(69)とを備える。補正手段(69)は、回転速度が大きい方の駆動輪のトルクが補正前よりも小さくなり、且つ回転速度が小さい方の駆動輪のトルクが補正前に対して等しいかもしくは小さくなるように、二つの駆動源(2L,2R)のそれぞれの出力についての指令値を補正する。

Description

駆動源制御装置およびこの駆動源制御装置を備えた車両 関連出願
 本出願は、2016年10月12日出願の特願2016-201078の優先権を主張するものであり、その全体を参照により本願の一部をなすものとして引用する。
 この発明は、独立した二つの駆動源から発生した駆動トルクを、左右の駆動輪にトルク差を増幅して伝達する駆動源制御装置およびこの駆動源制御装置を備えた車両に関する。
 車両のスムーズな旋回走行の実現または、極端なアンダーステア、極端なオーバーステア等の車両の挙動変化を抑制するために、左右の駆動輪の間に大きな駆動トルクの差を発生させることが有効な場合がある。そこで、二つの駆動源と左右の駆動輪との間に、遊星歯車機構を二つ組み合わせた歯車装置を備え、トルクの差を増幅した車両駆動装置が開示されている(特許文献1,2)。
 これらの車両駆動装置では、上位ECUから指令された左右の駆動輪のトルク指令値から二つの駆動源の出力トルクを決定し制御する。駆動源として電気モータの適用が示されている。
 前記の車両駆動装置では、二つの駆動源のトルクの差を増幅するが、回転速度の差は縮小されて左右の駆動輪に伝わる。トルクの増幅率をα(α>1)、減速比をβ(β≧1)、左右の駆動輪にそれぞれ対応する二つの駆動源のトルクをそれぞれTM1,TM2、左右の駆動輪のトルクをTWL,TWRとすると、トルクの関係は以下の式で表すことができる。
 TWL+TWR=β(TM1+TM2)     …(1)
 TWL-TWR=αβ(TM1-TM2)    …(2)
 同様に、左右の駆動輪にそれぞれ対応する二つの駆動源の回転速度をそれぞれωM1,ωM2、左右の駆動輪の回転速度をωWL,ωWRとすると、回転速度の関係は以下の式で表すことができる。
 ωWL+ωWR=(ωM1+ωM2)/β    …(3)
 ωWL-ωWR=(ωM1-ωM2)/αβ   …(4)
 電気モータが過回転となった場合の対応方法として、電気自動車のモータの過回転を検出し、モータの破損を防止するためのモータの制御方法が開示されている(特許文献3)。
特開2015-21594号公報 特許第4907390号公報 特開平8-163702号公報
 特許文献1および2で示される車両駆動装置において、式(3),(4)から、二つの駆動源の回転速度ωM1,ωM2を求めると次式になる。
 ωM1=β(1+α)/2・ωWL+β(1-α)/2・ωWR   …(5)
 ωM2=β(1-α)/2・ωWL+β(1+α)/2・ωWR   …(6)
 また、式(1),(2)から、左右の駆動輪のトルクTWL,TWRを求めると次式になる。
 TWL=β(1+α)/2・TM1+β(1-α)/2・TM2   …(7)
 TWR=β(1-α)/2・TM1+β(1+α)/2・TM2   …(8)
α>1、β≧1であれば、各係数の符号はそれぞれ、β(1+α)/2>0、β(1-α)
/2<0である。
 前記車両駆動装置を搭載した車両において、左右の駆動輪に駆動トルクを与えている状態(TWL>0、かつTWR>0)で左の駆動輪のみが空転した場合を考える。TWL>0かつTWR>0であれば、式(1),(2)よりTM1>0かつTM2>0となる。このとき、左の駆動輪の回転速度ωWLが上昇すると、式(5),(6)から一方の駆動源つまり左の駆動輪に対応する駆動源の回転速度ωM1が大きく上昇し、他方の駆動源つまり右の駆動輪に対応する駆動源の回転速度ωM2は減少する。
 具体例を図10に示す。左右の駆動輪が100r/min(回毎分)で回転している場合、α=2、β=10とすれば、図10のダイヤグラム(a)に示すように、左の駆動輪に対応する駆動源M1および右の駆動輪に対応する駆動源M2の回転速度は1000r/minである。ここで左の駆動輪の回転速度が200r/minに上昇すると、図10のダイヤグラム(b)に示すように、駆動源M1の回転速度は2500r/minに上昇し、駆動源M2の回転速度は500r/minへと低下する。
 次に、駆動源M1の回転速度が許容回転速度を超えて過回転になったと仮定し、特許文献3で開示されているモータの制御方法を適用し、駆動源M1のトルクを零にするか、または制動トルクを発生させるようにする場合を考察する。すなわち、駆動源M1のトルクTM1をTM1≦0とする。式(7),(8)においてTM1≦0とするとともに、過回転になっていない駆動源M2のトルクTM2を維持した場合、左の駆動輪のトルクTWLは減少するが、右の駆動輪のトルクTWRは増加する。
 具体例を図11に示す。図11のダイヤグラム(a)に示すように、駆動源M1および駆動源M2が10N・mのトルクを出力している場合、α=2、β=10とすれば、左右の駆動輪のトルクは100N・mとなる。ここで、図11のダイヤグラム(b)に示すように、駆動源M1のトルクを零に補正し、駆動源M2のトルクを10N・mのまま維持すると、左の駆動輪のトルクは-50N・m、右の駆動輪のトルクは150N・mとなり、右の駆動輪のトルクが増加することになる。
 上記状況で車両が加速しながら左旋回している場面を例に考える。左旋回では、左の駆動輪が旋回内輪となるため、旋回横加速度が大きな場合には左の駆動輪に空転が生じ、駆動源M1が過回転となる。このときに、駆動源M1のトルクTM1をTM1>0からTM1≦0へと変化させ、駆動源M2のトルクを維持すると、左の駆動輪のトルクTWLが減少するか、または制動トルクとなるため、左の駆動輪および駆動源M1の回転速度の抑制に寄与する。
 しかし右の駆動輪のトルクTWRが増加することで、旋回を助長するヨーモーメントが発生し、車両がスピン挙動となる可能性がある。また旋回内輪が空転する程の急旋回であれば、旋回外輪である右の駆動輪のタイヤ負荷も大きいため、駆動トルクの増加によってタイヤの空転が生じてタイヤがグリップを失うことも考えられる。その場合には車両姿勢をさらに不安定にする可能性がある。
 同様に、スプリット低μ路面上で発進または加速をする場合にも、上記状況が生じる可能性がある。右の駆動輪がアスファルト路面上にあり、左の駆動輪が氷結路面上にある場合、発進または加速をするときに左の駆動輪が空転しやすく、上記と同様に駆動源M1が過回転となった場合に駆動源M1のトルクTM1を零または回生方向にすると、アスファルト上にある右側の駆動輪のトルクが増加することになり、車両が左方向に旋回しようとし、車両姿勢が不安定になる可能性がある。
 この発明の目的は、駆動源の回転速度の上昇を抑制するとともに、不要なヨーモーメントの発生を抑えて車両姿勢を安定化させることができる駆動源制御装置およびこの駆動源制御装置を備えた車両を提供することである。
 以下、便宜上理解を容易にするために、実施形態の符号を参照して説明する。
 この発明の駆動源制御装置67は、車両における二つの駆動源2L,2Rを制御する駆動源制御装置であって、前記車両が、前記二つの駆動源2L,2Rと、左右の駆動輪61L,61Rと、前記二つの駆動源2L,2Rと前記左右の駆動輪61L,61Rとの間に設けられ、前記二つの駆動源2L,2Rからの動力を前記左右の駆動輪61L,61Rに分配し、且つ前記二つの駆動源2L,2Rのトルク差を増幅して、前記左右の駆動輪61L,61Rを駆動する動力伝達装置3とを備え、
 前記二つの駆動源2L,2Rそれぞれの回転速度が過回転であるか否かを判定する過回転判定手段68と、
 この過回転判定手段68によって、前記二つの駆動源2L,2Rのうちの少なくとも一方の駆動源2L(2R)の回転速度が過回転であると判定されると、指令手段66aから与えられた、前記二つの駆動源2L,2Rのそれぞれの出力についての指令値を補正する補正手段69であって前記左右の駆動輪61L,61Rのうち、回転速度が大きい方の駆動輪61L(61R)のトルクが補正前よりも小さくなり、且つ回転速度が小さい方の駆動輪61R(61L)のトルクが補正前に対して等しいかもしくは小さくなるように、前記二つの駆動源2L,2Rのそれぞれの出力についての指令値を補正する補正手段69と、を備える。
 前記駆動源2L(2R)それぞれの回転速度が過回転であるか否かは、例えば、駆動源2L(2R)の回転速度が閾値を超えたとき過回転であると判定してもよい。または、駆動輪61L,61Rの回転速度を、左右の駆動輪61L,61Rの回転速度と駆動源2L,2Rの回転速度との関係式に当てはめて、駆動源2L,2Rの回転速度を算出し、この算出した駆動源2L,2Rの回転速度の少なくとも一方が閾値を超えたとき過回転であると判定してもよい。
 その他、過回転判定手段68は、前記関係式を用いず、左右の駆動輪61L,61Rの回転速度が所定の条件を満たした場合に、駆動源2L,2Rが過回転か否かを判断してもよい。
 前記閾値は、設計等によって任意に定める閾値であって、例えば、試験およびシミュレーションのいずれか一方または両方により適切な閾値を求めて定められる。
 この構成によると、過回転判定手段68は、駆動源2L,2Rそれぞれの回転速度が過回転であるか否かを判定する。補正手段69は、過回転判定手段68によって少なくとも一方の駆動源2L(2R)の回転速度が過回転であると判定されると、指令手段66aから与えられた、二つの駆動源2L,2Rのそれぞれの出力についての指令値を補正する。
 つまり補正手段69は、左右の駆動輪61L,61Rのうち、回転速度が大きい方の駆動輪61L(61R)のトルクが補正前よりも小さくなり、且つ回転速度が小さい方の駆動輪61R(61L)のトルクが補正前に対して等しいかもしくは小さくなるように、二つの駆動源2L,2Rのそれぞれの出力の指令値を補正する。補正量は、例えば、試験およびシミュレーションのいずれか一方または両方により定められる。このように二つの駆動源2L,2Rのそれぞれの出力の指令値を補正することで、回転速度が大きい方の駆動輪61L(61R)は、路面および駆動部の機械的な抵抗を受けて減速し、その結果、駆動源2L(2R)の過回転が抑制される。これとともに、対応する駆動輪61L(61R)において、トルク増加による不要なヨーモーメントの発生を抑えて車両姿勢を安定化させることができる。
 前記補正手段69は、前記左右の駆動輪61L,61Rのうち、回転速度が大きい方の駆動輪61L(61R)のトルクが制動トルクとなり、且つ回転速度が小さい方の駆動輪61R(61L)のトルクが補正前に対して等しいかもしくは小さくなるように、前記二つの駆動源2L,2Rのそれぞれの出力についての指令値を補正してもよい。この場合、回転速度が大きい方の駆動輪61L(61R)には、路面および駆動部の機械的な抵抗に加えて、駆動源2L(2R)に応答して制動トルクが生じるため、より効果的に駆動源2L(2R)の過回転を抑制することができる。
 前記動力伝達装置3がトルク差増幅装置30を備え、このトルク差増幅装置30が、二つの遊星歯車機構30L,30Rを有し、前記二つの駆動源2L,2Rが発生するトルクの差を増幅してもよい。この場合、二つの駆動源2L,2Rが発生するトルクの差をトルク差増幅装置30で増幅することで、車両のスムーズな旋回走行を実現することができる。
 この発明の車両は、前記車両であって、前記駆動源制御装置67を備えている。この場合、例えば、スプリット低μ路面等において過回転が生じた駆動源2L(2R)の回転速度の上昇を抑制するとともに、不要なヨーモーメントの発生を抑えて車両姿勢を安定化させることができる。
 請求の範囲および/または明細書および/または図面に開示された少なくとも2つの構成のどのような組合せも、本発明に含まれる。特に、請求の範囲の各請求項の2つ以上のどのような組合せも、本発明に含まれる。
 この発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施形態の説明から、より明瞭に理解されるであろう。しかしながら、実施形態および図面は単なる図示および説明のためのものであり、この発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。この発明の範囲は添付の請求の範囲によって定まる。添付図面において、複数の図面における同一の符号は、同一または相当する部分を示す。
この発明の第1の実施形態に係る駆動源制御装置と、車両駆動装置とを備えた車両の概念構成を示すブロック図である。 図1の車両駆動装置の断面図である。 図1の車両駆動装置のトルク差増幅装置部分を拡大して示す断面図である。 図1の車両駆動装置を示すスケルトン図である。 図1の車両駆動装置を搭載した電気自動車の説明図である。 図1の車両駆動装置によるトルク差増幅率を説明するための速度線図である。 図1の駆動源制御装置の制御系のブロック図である。 図1の駆動源制御装置で補正したトルク指令値の一例を示す図である。 図1の駆動源制御装置で補正したトルク指令値の他の例を示す図である。 従来の車両駆動装置の駆動輪回転速度および駆動源回転速度の一例を示す図である。 従来の車両駆動装置の駆動輪トルクおよび駆動源トルクの補正前後の一例を示す図である。
 この発明の第1の実施形態に係る駆動源制御装置およびこの駆動源制御装置を備えた車両を図1ないし図9と共に説明する。図1は、この駆動源制御装置および車両駆動装置を備えた車両(電気自動車)の概念構成を示すブロック図である。この車両は、後輪駆動方式であり、シャーシ60、後輪である駆動輪61L,61R、前輪である従動輪62L,62R、車両駆動装置1、上位ECU66、駆動源制御装置67、バッテリ63およびインバータ装置64等を備える。
 車両駆動装置1は、第1,第2電動モータ2L,2Rと、動力伝達装置3を備えている。第1,第2電動モータ2L,2Rは、車両に搭載され独立して制御可能な二つの駆動源である。動力伝達装置3は、これら第1,第2電動モータ2L,2Rと駆動輪61L,61Rとの間に設けられる。なお、本開示における「第1」および「第2」の語は、順序を示すものではなく、単に区別のために用いられる。また、「左側」および「右側」の語についても、優劣をつけるものではなく、単に区別のために用いられる。
 <制御系の基本構成について>
 上位ECU66は、駆動源制御装置67の上位の制御手段であり、例えば、車両全般の統括制御および協調制御を行う機能と、左右の駆動輪61L,61Rの制駆動トルク指令値を生成する機能とを有する。上位ECU66は、図示外のアクセル操作部が出力する加速指令と、図示外のブレーキ操作部が出力する減速指令と、図示外の操舵角センサ等が出力する旋回指令とから、左右の制駆動トルク指令値(出力についての指令値)を生成する。
 駆動源制御装置67は、上位ECU66から与えられた左右の制駆動トルク指令値に基づいて、インバータ装置64にモータトルク指令値を与える。これにより第1,第2電動モータ2L,2Rは個別に制御される。インバータ装置64は、バッテリ63の直流電力を第1,第2電動モータ2L,2Rの駆動のための交流電力に変換する。インバータ装置64は、第1,第2電動モータ2L,2Rが出力するトルクがモータトルク指令値と等しくなるように、バッテリ63から供給される電流を制御し第1,第2電動モータ2L,2Rを駆動する。車両駆動装置1からの出力は等速ジョイントを介して左右の駆動輪61L,61Rに伝達される。なお、駆動源制御装置67は、例えば、マイクロコンピュータ等のプロセッサおよびメモリからなるか、または、ASIC等のハードウェアモジュールからなる。駆動源制御装置67がプロセッサおよびメモリからなる場合、このプロセッサは、メモリに記憶された駆動源制御装置67の各手段のアルゴリズムつまり手順を実行してもよい。
 <車両駆動装置1>
 <<第1,第2電動モータ2L,2Rについて>>
 この実施形態では、車両駆動装置1における第1,第2電動モータ2L,2Rは、同一の最大出力を有する同一規格の電動モータを用いている。図2に示すように、第1,第2電動モータ2L,2Rは、モータハウジング4L,4Rと、ステータ6,6と、ロータ5,5とを有する。第1,第2電動モータ2L,2Rは、それぞれ、モータハウジング4L,4Rの内周面にステータ6,6が設けられ、各ステータ6の内周に間隔を隔ててロータ5を設けたラジアルギャップタイプである。
 モータハウジング4L,4Rは、それぞれ、円筒形のモータハウジング本体4aL,4aRと、外側壁4bL,4bRと、内側壁4cL,4cRとを有する。外側壁4bL,4bRは、モータハウジング本体4aL,4aRにおけるアウトボード側の外側面を閉塞する。内側壁4cL,4cRは、モータハウジング本体4aL,4aRにおけるインボード側の内側面に設けられ、動力伝達装置3と隔てる隔壁を成す。内側壁4cL,4cRには、各モータ軸5aをインボード側に引き出す開口部が設けられている。なおこの明細書において、車両駆動装置1が車両に搭載された状態で車両の車幅方向の外側寄りとなる側をアウトボード側と呼び、車両の車幅方向の中央寄りとなる側をインボード側と呼ぶ。
 モータハウジング本体4aL,4aRの内周面に、ステータ6,6がそれぞれ嵌合固定されている。各ロータ5は、モータ軸5aを中心部に有する。内側壁4cL,4cRそれぞれには転がり軸受8aが設けられ、外側壁4bL,4bRそれぞれにも、転がり軸受8bが設けられている。各モータ軸5aは、モータハウジング4L,4Rに転がり軸受8a,8bを介して回転自在に支持されている。左右のモータ軸5a,5aは同一軸心上(同軸)に設けられている。
 <<動力伝達装置3について>>
 動力伝達装置3は、動力伝達装置ハウジング9を有する。動力伝達装置3はさらに、左右二つの入力歯車軸12L,12Rと、左右二つの中間歯車軸13L,13Rと、左右二つの出力歯車軸14L,14Rと、トルク差増幅装置30とを有する。動力伝達装置3は、第1,第2電動モータ2L,2Rのモータ軸5aから入力されたトルク(駆動トルク)の差をトルク差増幅装置30で増幅し、駆動輪61L,61R(図1)へと伝達する装置である。
 動力伝達装置ハウジング9は、これらの歯車軸およびトルク差増幅装置30を収容する。動力伝達装置ハウジング9は、前記歯車軸の軸方向に直交する方向に三ピースに分割された三ピース構造である。具体的に、動力伝達装置ハウジング9は、中央ハウジング9aと、この中央ハウジング9aの両側面に固定される左右の側面ハウジング9bL,9bRとを有する。
 側面ハウジング9bL,9bRのアウトボード側の側面と、内側壁4cL,4cRとが、複数のボルトで固定される。これにより、動力伝達装置ハウジング9の左右両端に二基の電動モータ2L,2Rが固定される。中央ハウジング9aには、中央に仕切り壁11が設けられている。動力伝達装置ハウジング9は、仕切り壁11によって左右に二分割され、これらが動力伝達装置3の本体部を収容する。この動力伝達装置3の本体部は、左右対称形であり、入力歯車軸12L,12Rと、中間歯車軸13L,13Rと、出力歯車軸14L,14Rと、トルク差増幅装置30とを備えている。
 入力歯車軸12L,12Rは、モータ軸5aから動力が伝達される入力歯車12aを有する。仕切り壁11に形成された軸受嵌合穴に転がり軸受17aが設けられ、左右の側面ハウジング9bL,9bRに形成された軸受嵌合穴に転がり軸受17bが設けられている。入力歯車軸12L,12Rの両端は、いずれも、動力伝達装置ハウジング9に転がり軸受17a,17bを介して回転自在に支持されている。入力歯車軸12L,12Rは中空構造である。この入力歯車軸12L,12Rの中空内部に、各モータ軸5aのインボード側の端部が挿入されている。入力歯車軸12L,12Rと各モータ軸5aとは、スプライン(「セレーション」も含む。以下のスプラインについても同様に「セレーション」を含む。)結合されている。
 図3に示すように、左右の中間歯車軸13L,13Rは、同軸に配置されている。中間歯車軸13L,13Rは、入力歯車12a,12aに噛み合う大径の入力側外歯車13a,13aと、後述する出力歯車14a,14aに噛み合う出力側小径歯車13b,13bとを有する。仕切り壁11に形成された軸受嵌合穴19aに転がり軸受20aが設けられ、左右の側面ハウジング9bL,9bRに形成された軸受嵌合穴19bに転がり軸受20bが設けられている。中間歯車軸13L,13Rの各両端は、動力伝達装置ハウジング9に転がり軸受20a,20bを介して回転自在に支持されている。軸受嵌合穴19a,19bは、それぞれ、転がり軸受20a,20bの外輪端面が当接する段付き形状であり、後述する第1,第2の結合部材31,32が通るように貫通している。
 中間歯車軸13L,13Rには、この中間歯車軸13L,13Rと同軸にトルク差増幅装置30が組み込まれている。トルク差増幅装置30は、二つの電動モータ2L,2R(図2)から与えられるトルク(駆動トルク)の差を増幅する。このトルク差増幅装置30は、3要素2自由度の二つの遊星歯車機構30L,30Rを備える。遊星歯車機構30L,30Rには、この例では、シングルピニオン遊星歯車機構が採用されている。二つの遊星歯車機構30L,30Rは同軸に設けられている。
 遊星歯車機構30L,30Rは、それぞれ、リングギヤR,Rと、サンギヤS,Sと、プラネタリギヤP,Pと、遊星キャリアC,Cとを有する。これら遊星歯車機構30L,30Rは、また、共通の第1,第2の結合部材31,32を有する。リングギヤR,Rは、中間歯車軸13L,13Rの入力側外歯車13a,13aにそれぞれ組み込まれた内歯車である。サンギヤS,Sは、リングギヤR,Rと同軸に設けられた太陽歯車である。プラネタリギヤP,Pは、リングギヤR,RとサンギヤS,Sに噛み合う公転歯車である。遊星キャリアC,Cは、それぞれ、プラネタリギヤP,Pに連結され、リングギヤR,Rと同軸に設けられている。遊星キャリアC,Cには、それぞれ、中間歯車軸13L,13Rの出力側小径歯車13b,13bが連結されている。
 第1の結合部材31は、図3の紙面左側の遊星歯車機構30Lの構成部材である左側の遊星キャリアCと、図3の紙面右側の遊星歯車機構30Rの構成部材である右側のサンギヤSとを結合する。第2の結合部材32は、図3の紙面左側の遊星歯車機構30Lの構成部材である左側のサンギヤSと、図3の紙面右側の遊星歯車機構30Rの構成部材である他方の遊星キャリアCとを結合する。
 遊星キャリアC,Cは、それぞれ、プラネタリギヤP,Pを支持するキャリアピン33,33と、アウトボード側のキャリアフランジ34a,34aと、インボード側のキャリアフランジ34b,34bとを有する。プラネタリギヤP,Pは、それぞれ、針状ころ軸受37,37を介してキャリアピン33,33に支持されている。アウトボード側のキャリアフランジ34a,34aは、それぞれ、キャリアピン33,33のアウトボード側端部に連結されている。インボード側のキャリアフランジ34b,34bは、それぞれ、キャリアピン33,33のインボード側端部に連結されている。
 アウトボード側のキャリアフランジ34a,34aは、それぞれ、アウトボード側に延びる中空軸部35,35を備える。この中空軸部35,35のアウトボード側の端部が、それぞれ、側面ハウジング9bL,9bRにそれぞれ形成された軸受嵌合穴19b,19bに転がり軸受20b,20bを介して支持されている。インボード側のキャリアフランジ34b,34bは、それぞれ、インボード側に延びる中空軸部36,36を備える。これら中空軸部36,36のインボード側の端部が、それぞれ、仕切り壁11に形成された軸受嵌合穴19a,19aに転がり軸受20a,20aを介して支持されている。紙面左側の遊星歯車機構30Lのキャリアフランジ34a,34bの外周面とリングギヤRの間、および、紙面右側の遊星歯車機構30Rのキャリアフランジ34a,34bの外周面とリングギヤRの間には、いずれも、転がり軸受39a,39bが設けられている。
 二つの遊星歯車機構30L,30Rを互いに連結している第1,第2の結合部材31,32は、中央ハウジング9a(図2)を左右に仕切る仕切り壁11を貫通して組み込まれている。第1,第2の結合部材31,32は、互いに同軸に位置して、それぞれスラスト軸受47によりアキシアル方向に回転自在に支持され、かつ深溝玉軸受49によりラジアル方向に回転自在に支持される。さらに第1,第2の結合部材31,32間には、軸受47,49とは別の軸受45,46,スラスト軸受48が設けられている。別の軸受45,46は、それぞれ針状ころ軸受である。第2の結合部材32が中空軸を有し、第1の結合部材31が前記中空軸に挿通される軸を有する。
 第2の結合部材32における図3の紙面右側のアウトボード側の外周面と、遊星キャリアCにおけるインボード側のキャリアフランジ34bの中空軸部36とに互いに噛み合うスプラインが設けられている。よって、第2の結合部材32は、遊星キャリアCに対しスプライン嵌合により連結されている。したがって、第2の回転部材である遊星キャリアCは、第2の結合部材32と一体となって回転する。
 第1の結合部材31における図3の紙面左側のアウトボード側の外周面と、遊星キャリアCにおけるアウトボード側のキャリアフランジ34aの中空軸部35とに互いに噛み合うスプラインが設けられている。よって、第1の結合部材31は、遊星キャリアCに対しスプライン嵌合により連結されている。したがって、第1の回転部材である遊星キャリアCは、第1の結合部材31と一体となって回転する。
 前述のように、第1,第2の結合部材31,32が、それぞれ、遊星キャリアC,Cに対しスプライン嵌合により連結されているため、二つの遊星歯車機構30L,30Rは左右に分割可能となり、三ピース構造の動力伝達装置ハウジング9に他の減速歯車軸と共に左右から組み込み可能である。第2の結合部材32における遊星キャリアC側の端部は、その外周面に、図3の紙面左側の遊星歯車機構30LのサンギヤSLを構成する外歯車が形成されている。このサンギヤSを構成する外歯車がプラネタリギヤPと噛み合う。
 第1の結合部材31は、図3の紙面右側の遊星歯車機構30Rの端部に大径部43を有する。この大径部43の外周面に、図3の紙面右側の遊星歯車機構30RのサンギヤSを構成する外歯車が形成されている。このサンギヤSを構成する外歯車がプラネタリギヤPと噛み合う。第2の結合部材32の軸方向両端には、スラスト軸受47,48がそれぞれ設けられている。これらスラスト軸受47,48により、それぞれ、第1,第2の結合部材31,32と遊星キャリアC,Cとのスプライン嵌合部の摺動による軸方向移動が規制される。第1の結合部材31は、図3の紙面右側の端部が、遊星キャリアCに対して深溝玉軸受49によって支持されている。第1の結合部材31の軸心には、給油穴が設けられている。
 図2に示すように、出力歯車軸14L,14Rは、それぞれ、大径の出力歯車14a,14aを有する。仕切り壁11に形成された軸受嵌合穴19a,19aに転がり軸受54a,54aが設けられ、左右の側面ハウジング9bL,9bRにそれぞれ形成された軸受嵌合穴19b,19bに転がり軸受54b,54bが設けられている。出力歯車軸14L,14Rは、いずれも、動力伝達装置ハウジング9に転がり軸受54a,54bを介して回転自在に支持されている。
 出力歯車軸14L,14Rのアウトボード側の端部は、それぞれ、側面ハウジング9bL,9bRに形成された開口部から動力伝達装置ハウジング9の外側に引き出されている。引き出された出力歯車軸14L,14Rのアウトボード側の端部の外周面に、等速ジョイント65aの外側継手部がスプライン結合されている。各等速ジョイント65aは、図示外の中間シャフト等を介して駆動輪61L,61R(図1)に接続されている。
 図4は、この車両駆動装置を示すスケルトン図である。図5は、この車両駆動装置を搭載した電気自動車の説明図である。図4および図5に示すように、左右の電動モータ2L,2Rは、駆動源制御装置67(図1)により個別に制御され、異なるトルクを発生させて出力し得る。
 電動モータ2L,2Rのトルクは、それぞれ、動力伝達装置3における入力歯車軸12L,12Rの入力歯車12a,12aと、中間歯車軸13L,13Rの大径の入力側外歯車13a,13aとの歯数比で増大されて、トルク差増幅装置30のリングギヤR,Rに伝達される。そして、トルク差増幅装置30により左右のトルク差が増幅され、出力側小径歯車13b,13bへとトルクが伝達される。さらに出力側小径歯車13b,13bと出力歯車14a,14aとの歯数比でトルクがそれぞれさらに増幅されて、駆動輪61L,61Rに出力される。
 トルク差増幅装置30における遊星歯車機構30L,30Rは、それぞれ、同軸に設けられたサンギヤS,SおよびリングギヤR,Rと、これらサンギヤS,SとリングギヤR,Rとの間に位置するプラネタリギヤP,Pと、プラネタリギヤP,Pを回動可能に支持しサンギヤS,SおよびリングギヤR,Rと同軸に設けられた遊星キャリアC,Cとを有する。ここで、サンギヤS,SとプラネタリギヤP,Pは外周にギヤ歯を有する外歯歯車であり、リングギヤR,Rは内周にギヤ歯を有する内歯歯車である。プラネタリギヤP,PはサンギヤS,SとリングギヤR,Rとに噛み合っている。
 遊星歯車機構30L,30Rでは、それぞれ、遊星キャリアC,Cを固定した場合にサンギヤS,SとリングギヤR,Rとが逆方向に回転する。このため、図6に示す速度線図に表すと、リングギヤR,RおよびサンギヤS,Sが遊星キャリアC,Cに対して反対側に配置される。
 図4および図5に示すように、このトルク差増幅装置30は、前述のように、サンギヤS、遊星キャリアC、プラネタリギヤPおよびリングギヤRを有する左側の遊星歯車機構30Lと、サンギヤS、遊星キャリアC、プラネタリギヤPおよびリングギヤRを有する右側の遊星歯車機構30Rとが互いに同軸に組み合わされて構成されている。
 左側の遊星歯車機構30Lの構成部材である遊星キャリアCと、右側の遊星歯車機構30Rの構成部材であるサンギヤSとが結合されて第1の結合部材31を形成している。また左側遊星歯車機構30Lの構成部材であるサンギヤSと、右側遊星歯車機構30Rの構成部材である遊星キャリアCとが結合されて第2の結合部材32を形成している。
 左側の電動モータ2Lで発生したトルクTM1は、入力歯車軸12Lから中間歯車軸13Lに伝達される。この中間歯車軸13Lに伝達されたトルクは、トルク差増幅装置30により左右のトルク差が増幅され、左側の遊星歯車機構30Lを介して順次、中間歯車軸13Lの出力側小径歯車13b、出力歯車14a、出力歯車軸14Lに伝達される。出力歯車軸14Lから駆動輪61Lに駆動トルクTL(図6)が出力される。
 右側の電動モータ2Rで発生したトルクTM2は、入力歯車軸12Rから中間歯車軸13Rに伝達される。この中間歯車軸13Rに伝達されたトルクは、トルク差増幅装置30により左右のトルク差が増幅され、右側の遊星歯車機構30Rを介して順次、中間歯車軸13Rの出力側小径歯車13b、出力歯車14a、出力歯車軸14Rに伝達される。出力歯車軸14Rから駆動輪61Rに駆動トルクTR(図6)が出力される。
 <駆動トルク等について>
 ここで、トルク差増幅装置30によって伝達される駆動トルクについて、図6に示す速度線図を用いて説明する。トルク差増幅装置30は、二つの同一のシングルピニオン遊星歯車機構30L,30Rを組み合わせて構成されるため、同図6に示すように二本の速度線図によって表すことができる。ここでは、分りやすいように、二本の速度線図を上下にずらし、図6の紙面上側に左側の遊星歯車機構30Lの速度線図を示し、図6の紙面下側に右側の遊星歯車機構30Rの速度線図を示す。
 本来は、図5に示すように、各電動モータ2L,2Rから出力されたトルクTM1およびTM2は、入力歯車軸12L,12Rの入力歯車12a,12aとそれぞれ噛み合う入力側外歯車13a,13aを介して、リングギヤR,Rにそれぞれ入力されるため、減速比に応じて大きさが変わる。また、トルク差増幅装置30から出力された駆動トルクTL,TRは、それぞれ、出力歯車14a,14aと噛み合う出力側小径歯車13b,13bを介して、左右の駆動輪61L,61Rへ伝達されるため、減速比に応じて大きさが変わる。
 この車両駆動装置ではこれらの減速比に応じてトルクが変更されるが、以降、理解を容易にするため、図6に示すように、速度線図および各計算式の説明においては減速比を1とし、各リングギヤR,Rに入力されるトルクをTM1,TM2のままとし、駆動トルクはTL,TRのままとする。
 二つのシングルピニオン遊星歯車機構30L,30Rは、同一の歯数の歯車要素を使用しているため、速度線図においては、リングギヤRと遊星キャリアCとの距離およびリングギヤRと遊星キャリアCとの距離は等しく、この距離を「a」とする。また、サンギヤSと遊星キャリアCとの距離およびサンギヤSと遊星キャリアCとの距離も等しく、この距離を「b」とする。
 遊星キャリアC,CそれぞれからリングギヤR,Rまでの長さと遊星キャリアC,CそれぞれからサンギヤS,Sまでの長さの比は、リングギヤR,Rの歯数Zrの逆数(1/Zr)とサンギヤS,Sの歯数Zsの逆数(1/Zs)との比と等しい。よって、a=(1/Zr)、b=(1/Zs)である。
 Rの点を基準にしたモーメントMの釣り合いから下記式(9)が成立する。なお図6において、図中矢印方向Mがモーメントの正方向である。
 a・TR+(a+b)・TL-(b+2a)・TM1=0  …(9)
 RLの点を基準にしたモーメントMの釣り合いから下記式(10)が成立する。
 -a・TL-(a+b)・TR+(b+2a)・TM2=0 …(10)
 (9)式+(10)式より、下記式(11)が得られる。
 -b・(TR-TL)+(2a+b)・(TM2-TM1)=0
(TR-TL)=((2a+b)/b)・(TM2-TM1) …(11)
 式(11)の(2a+b)/bがトルク差増幅率αとなる。a=1/Zr、b=1/Zsを代入すると、α=(Zr+2Zs)/Zrとなり、下記のトルク差増幅率αが得られる。
 α=(Zr+2Zs)/Zr
 この例では、電動モータ2L,2R(図5)からのトルクは、それぞれ、リングギヤR,Rに入力され、駆動輪61L,61R(図5)へのトルクは、それぞれ、サンギヤと遊星キャリアS+C,S+Cから出力される。
 図5および図6に示すように、第1の結合部材31と第2の結合部材32の回転速度の差が小さい場合、二つの電動モータ2L,2Rで異なるトルクTM1,TM2を発生させて入力トルク差ΔTIN(=(TM1-TM2))を与えると、トルク差増幅装置30において入力トルク差ΔTINが増幅され、入力トルク差ΔTINよりも大きな駆動トルク差α・ΔTINを得ることができる。
 すなわち、入力トルク差ΔTINが小さくても、トルク差増幅装置30において前記トルク差増幅率α(=(Zr+2Zs)/Zr)で入力トルク差ΔTINを増幅することができる。よって、左駆動輪61Lと右駆動輪61Rとに伝達される駆動トルクTL,TRに、入力トルク差ΔTINよりも大きな駆動トルク差ΔTOUT(=α・(TM2-TM1))を与えることができる。
 図1に示すように、左右の電動モータ2L,2Rの回転角速度も、左右の駆動輪61L,61Rの回転角速度および動力伝達装置3が備える歯車の歯数から決まる。なお、動力伝達装置3が備える歯車の歯数とは、図2に示すように、入力歯車軸12L,12R、中間歯車軸13L,13R、出力歯車軸14L,14R、およびトルク差増幅装置30が有する歯車の歯数である。以下では、「動力伝達装置3が備える歯車の歯数」を単に、「歯車の歯数」と称する。
 ここで、図1の左右の電動モータ2L,2Rの回転速度をそれぞれωM1,ωM2とし、左右の駆動輪61L,61Rの回転速度をそれぞれωWL,ωWRとすると、以下の関係式が成り立つ。
 ωM1=A1×ωWL-A2×ωWR  …(12)
 ωM2=-B1×ωWL+B2×ωWR …(13)
 但し、A1,A2,B1およびB2は、歯車の歯数から決まる定数であり、全て正の値である。左右の駆動輪61L,61Rの一方が回転すると、二つの電動モータ2L,2Rの両方が回転する。言い換えれば、一方の駆動輪61L(61R)を回転させるためには二つの電動モータ2L,2Rの両方を回転させることになる。
 図7は、この駆動源制御装置67の制御系のブロック図である。
 図1および図7に示すように、駆動源制御装置67では、インバータ装置64から受け取る、左右の電動モータ2L,2Rそれぞれのモータ回転速度に基づいて、電動モータ2L,2Rそれぞれの過回転を検出し抑制する処理を行う。インバータ装置64は、電動モータ2L,2Rが出力するトルクがモータトルク指令値と等しくなるように、モータ回転速度に合わせてバッテリ63から供給される電流を制御し電動モータ2L,2Rを駆動する。モータ回転速度は、それぞれ、例えば、電動モータ2L,2Rに取り付けられたレゾルバ等の回転検出手段で検出される。
 駆動源制御装置67は、上位ECU66の指令手段66aから左右の駆動輪61L,61Rの制駆動トルク指令値TL,TRを受け取り、インバータ装置64から電動モータ2L,2Rのモータ回転速度ωM1,ωM2を受け取る。駆動源制御装置67は、過回転判定手段68、補正手段69、およびトルク変換手段70を備える。過回転判定手段68は、左の電動モータ2Lおよび右の電動モータ2Rがそれぞれ過回転であるか否かを判定する。具体的には、過回転判定手段68は、インバータ装置64から受け取った各モータ回転速度ωM1,ωM2を予め設定した閾値と比較し、左の電動モータ2Lのモータ回転速度ωM1が閾値を超えた場合、左の電動モータ2Lが過回転であると判定し、右の電動モータ2Rのモータ回転速度ωM2が閾値を超えた場合、右の電動モータ2Lが過回転であると判定し、少なくとも一方の電動モータが過回転であるかについて判定結果を出力する。
 補正手段69は、補正後トルク設定手段71と、トルク指令値切替手段72とを有する。補正後トルク設定手段71には、上位ECU66の指令手段66aから左右の制駆動トルク指令値が入力され、インバータ装置64からモータ回転速度ωM1,ωM2、および過回転判定手段68の判定結果が入力される。補正後トルク設定手段71は、左右の駆動輪61L,61Rのうち、回転速度が大きい方の駆動輪61L(61R)のトルクが補正前よりも小さくもしくは制動トルクとなり、且つ回転速度が小さい方の駆動輪61R(61L)のトルクが補正前に対して等しいかもしくは小さくなるように、左右の補正後制駆動トルク指令値を設定する。
 左右の駆動輪61L,61Rの回転速度は、例えば、モータ回転速度から計算されてもよい。代わりに、駆動輪61L,61Rにそれぞれ取り付けられた図示外の回転センサで検出されてもよい。左右の制駆動トルク指令値を前述したように左右の補正後制駆動トルク指令値に設定することで、実質的に二つの電動モータ2L,2Rの制駆動トルクを補正する。
 トルク指令値切替手段72では、過回転判定手段68の判定結果に従い、通常は上位ECU66から受け取った制駆動トルク指令値をそのままトルク変換手段70に出力し、左の電動モータ2Lと右の電動モータ2Rの少なくとも一方に過回転が生じた場合には補正後制駆動トルク指令値を出力する。トルク変換手段70は、上位ECU66から受け取った制駆動トルク指令値または補正後制駆動トルク指令値を、モータトルク指令値に変換しインバータ装置64に出力する。
 図8に、補正前のトルク指令値および補正したトルク指令値の一例を示す。以後、図1および図7も適宜参照しつつ説明する。この例において、トルク差増幅率α=2、減速比β=10である。補正前は、図8のダイヤグラム(a)に示すように、モータトルク指令値は10N・mであり、左右の駆動輪61L,61Rの制駆動トルク指令値はいずれも100N・mである。ここで左側の駆動輪61Lに過回転が生じたとする。これにより、電動モータ2Lが過回転となり、過回転判定手段68は、左の電動モータ2Lが過回転であると判定しその判定結果を出力する。
 図8のダイヤグラム(b)に示すように、補正後トルク設定手段71は、左の駆動輪61Lの制駆動トルク指令値を零になるように、かつ、右の駆動輪61Rの制駆動トルク指令値を100N・mに維持するように、補正後制駆動トルク指令値を設定する。このように設定することで、左の駆動輪61Lは、路面および駆動部の機械的な抵抗を受けて減速し、その結果、電動モータ2Lの過回転が抑制される。この設定される、電動モータ2Lおよび電動モータ2Rのモータトルク指令値つまり補正後制駆動トルク指令値はそれぞれ2.5N・m、7.5N・mとなり、電動モータ2L,2Rのモータトルク指令値が補正される。
 図9に、補正前のトルク指令値および補正したトルク指令値の他の例を示す。この例において、トルク差増幅率α=2、減速比β=10である。補正前は、図9のダイヤグラム(a)に示すように、モータトルク指令値は10N・mであり、左右の駆動輪61L,61Rの制駆動トルク指令値はいずれも100N・mである。ここで左側の駆動輪61Lに過回転が生じたとする。これにより、過回転判定手段68は、左の電動モータ2Lが過回転であると判定しその判定結果を出力する。
 図9のダイヤグラム(a)に示すように、補正後トルク設定手段71は、左の駆動輪61Lの制駆動トルク指令値をマイナス100N・mになるように(つまり、左の駆動輪61Lに制動トルクが生じるように)、かつ、右の駆動輪61Rの制駆動トルク指令値を100N・mに維持するように、補正後制駆動トルク指令値を設定する。このように設定することで、左の駆動輪61Lには、路面および駆動部の機械的な抵抗に加えて、電動モータ2Lに応答して制動トルクが生じる。このため、図8の例よりも効果的に、電動モータ2Lの過回転を抑制することができる。さらに駆動源制御装置67は、駆動輪61Lに設けた摩擦ブレーキ(図示せず)を制御することで、電動モータ2Lのモータ回転速度を低下させてもよい。図9のダイヤグラム(b)の例では、補正後の電動モータ2L,2Rのモータトルク指令値は、それぞれ-5N・m、5N・mとなり、電動モータ2L,2Rのモータトルク指令値が補正される。
 回転速度が大きい方の駆動輪のトルクは、例えば、基準となる車輪回転速度以下になるようにフィードバック制御を行うことで決定してもよい。車輪の回転速度をω、基準となる車輪回転速度をωtarget、車輪の回転速度ωと基準となる車輪回転速度ωtargetとの差をΔω、上位ECU66(図7)からの制駆動トルク指令値をT、補正後制駆動トルク指令値をT´とすれば、式(14)および(15)で制駆動トルク指令値を補正することができる。
 Δω=ω-ωtarget    …(14)
 T´=T-{K・Δω+K・∫(Δω)dt+K・d/dt(Δω)}…(15)
ここで、K、K、Kは制御ゲインである。基準となる車輪回転速度をωtargetは、車両の従動輪または回転速度が小さい方の駆動輪の車輪回転速度に基づいて定めてもよい。代わりに、過回転となった駆動輪の過回転を検出した時のその駆動輪の回転速度に基づいて定めてもよい。
 以上説明した駆動源制御装置67によれば、補正後トルク設定手段71は、左右の駆動輪61L,61Rのうち、回転速度が大きい方の駆動輪61L(61R)のトルクを補正前よりも小さくするか、もしくは制動トルクとなるように、且つ回転速度が小さい方の駆動輪61R(61L)のトルクを補正前に対して等しいかもしくは小さくなるように、左右の補正後制駆動トルク指令値を設定する。トルク指令値切替手段72は、過回転判定手段68の判定結果に従い、通常は上位ECU66から受け取った制駆動トルク指令値をトルク変換手段70に出力し、左の電動モータ2Lまたは右の電動モータ2Rに過回転が生じた場合には補正後制駆動トルク指令値を出力する。トルク変換手段70は、上位ECU66から受け取った制駆動トルク指令値または補正後制駆動トルク指令値を、モータトルク指令値に変換しインバータ装置64に出力する。
 このように二つの電動モータ2L,2Rのそれぞれの出力の指令値を補正することで、回転速度が大きい方の駆動輪61L(61R)は、路面および駆動部の機械的な抵抗を受けて減速し、その結果、電動モータ2L(2R)の過回転が抑制される。これとともに、対応する駆動輪61L(61R)において、トルク増加による不要なヨーモーメントの発生を抑えて車両姿勢を安定化させることができる。
 補正手段69が、左右の駆動輪61L,61Rのうち、回転速度が大きい方の駆動輪61L(61R)のトルクが制動トルクとなり、且つ回転速度が小さい方の駆動輪61R(61L)のトルクが補正前に対して等しいかもしくは小さくなるように、二つの電動モータ2L,2Rのそれぞれの出力の指令値を補正した場合、回転速度が大きい方の駆動輪61L(61R)には、路面および駆動部の機械的な抵抗に加えて、電動モータ2L(2R)に応答して制動トルクが生じるため、より効果的に電動モータ2L(2R)の過回転を抑制することができる。
 第1の実施形態の変形例について説明する。
 以下の説明において、構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、特に記載のない限り先行して説明している形態と同様とする。同一の構成から同一の作用効果を奏する。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。
 図8および図9では、補正後の右の駆動輪61Rの制駆動トルク指令値を、補正前の制駆動トルク指令値に維持させているが、これに限定されるものではない。例えば、補正後トルク設定手段71は、左の駆動輪61Lにおいて過回転が検出された場合、左の駆動輪61Lの制駆動トルク指令値の減少量に応じて、右の駆動輪61Rの制駆動トルク指令値を低下させてもよい。
 また、例えば、駆動源制御装置67は、測定された車両のヨーレートと、定められた車両モデルから計算される規範ヨーレート(左の駆動輪のトルク低下がないとして計算されたヨーレート)との差が大きければ車両の姿勢変化が大きいと判断し、車両の姿勢変化を抑制するために、測定されたヨーレートと計算される規範ヨーレートの偏差の大きさに応じて、右の駆動輪61Rのトルクを低下させるようにしてもよい。
 また、他の例として、駆動源制御装置67は、測定した車両の車速と横加速度とヨーレートに基づいて、横滑り角もしくは横すべり角速度を算出してもよい。駆動源制御装置67は、定められた車両モデルから計算される、規範横滑り角もしくは規範横すべり角速度(左の駆動輪のトルク低下がないとして計算された横滑り角もしくは横すべり角速度)との差が大きければ車両の姿勢変化が大きいと判断する。そして、駆動源制御装置67は、車両の姿勢変化を抑制するために、測定された車速などから算出した横滑り角と、計算される規範横滑り角の偏差の大きさ、もしくは測定された車速などから算出した横滑り角速度と、計算される規範横滑り角速度の偏差の大きさに応じて、右の駆動輪61Rのトルクを低下させるようにしてもよい。
 また、上述した実施形態においては、駆動源制御装置67の過回転判定手段68はインバータ装置64から入力されるモータ回転速度に基づいて電動モータ2L,2Rが過回転か否かを判断する例を示したが、本発明に係る駆動源制御装置67はこれに限られるものではない。すなわち、駆動源制御装置67は、左右の駆動輪61L,61Rの回転速度を検出する、ABSセンサやパルサーリングからの出力値を受け取り、過回転判定手段68は、当該出力値に基づいて、電動モータ2L,2Rが過回転か否かを判断してもよい。具体的には、電動モータ2L,2Rの回転数と、左右の駆動輪61L,61Rには、上述した式(12),(13)の関係が成り立つため、回転判定手段69は、当該式を用いて電動モータ2L,2Rの回転数を算出し、予め設定した閾値とを比較することで、電動モータ2L,2Rが過回転か否かを判断してもよい。
 さらに、過回転判定手段68は、上述した式(12),(13)を用いず、左右の駆動輪61L,61Rの回転速度が所定の条件を満たした場合に、電動モータ2L,2Rが過回転か否かを判断する構成であってもよい。前記所定の条件は、例えば、試験およびシミュレーションのいずれか一方または両方により定められる。
 上記のように左の電動モータ2Lおよび右の電動モータ2Rのトルクを補正することで、過回転が生じた電動モータ、例えば左の電動モータ2Lの回転速度を減少させることができ、さらに右の駆動輪のトルクの増加を防ぐことで、モータトルク補正後の不要なヨーモーメントの発生を抑えて車両姿勢を安定化させることができる。
 図2および図3に示す実施形態では、左側の遊星歯車機構30Lの遊星キャリアCと、右側の遊星歯車機構30RのサンギヤSとが結合されて第1の結合部材31を形成し、左側の遊星歯車機構30LのサンギヤSと、右側の遊星歯車機構30Rの遊星キャリアCとが結合されて第2の結合部材32を形成しているが、この例に限定されるものではない。
 例えば、左側の遊星歯車機構30LのサンギヤSと、右側の遊星歯車機構30RのリングギヤRとが結合されて第1の結合部材31を形成し、左側の遊星歯車機構30LのリングギヤRと、右側の遊星歯車機構30RのサンギヤSとが結合されて第2の結合部材32を形成している構成としてもよい。
 その他、左側の遊星歯車機構30Lの遊星キャリアCと、右側の遊星歯車機構30RのリングギヤRとが結合されて第2の結合部材32を形成している構成としてもよい。
 車両駆動装置1の駆動源は、電動モータに限らず、ガソリンエンジン等の内燃機関を用いてもよい。
 第1,第2の結合部材31,32の間の軸受45,46は、針状ころ軸受以外であってもよく、例えば、深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受等の転がり軸受であってもよい。
 以上のとおり、図面を参照しながら好適な実施形態を説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。したがって、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。
2L,2R…電動モータ(駆動源)
3…動力伝達装置
61L,61R…駆動輪
66a…指令手段
67…駆動源制御装置
68…過回転判定手段
69…補正手段

Claims (4)

  1.  車両における二つの駆動源を制御する駆動源制御装置であって、
     前記車両が、
      前記二つの駆動源と、
      左右の駆動輪と、
      前記二つの駆動源と前記左右の駆動輪との間に設けられ、前記二つの駆動源からの動力を前記左右の駆動輪に分配し、且つ前記二つの駆動源のトルク差を増幅して、前記左右の駆動輪を駆動する動力伝達装置とを備え、
     当該駆動源制御装置が、
     前記二つの駆動源それぞれの回転速度が過回転であるか否かを判定する過回転判定手段と、
     この過回転判定手段によって、前記二つの駆動源のうちの少なくとも一方の駆動源の回転速度が過回転であると判定されると、指令手段から与えられた、前記二つの駆動源のそれぞれの出力についての指令値を補正する補正手段であって、前記左右の駆動輪のうち、回転速度が大きい方の駆動輪のトルクが補正前よりも小さくなり、且つ回転速度が小さい方の駆動輪のトルクが補正前に対して等しいかもしくは小さくなるように、前記二つの駆動源のそれぞれの出力についての指令値を補正する補正手段と、を備えた、駆動源制御装置。
  2.  請求項1に記載の駆動源制御装置において、前記補正手段は、前記左右の駆動輪のうち、回転速度が大きい方の駆動輪のトルクが制動トルクとなり、且つ回転速度が小さい方の駆動輪のトルクが補正前に対して等しいかもしくは小さくなるように、前記二つの駆動源のそれぞれの出力についての指令値を補正する駆動源制御装置。
  3.  請求項1または請求項2に記載の駆動源制御装置において、前記動力伝達装置がトルク差増幅装置を備え、このトルク差増幅装置が、二つの遊星歯車機構を有し、前記二つの駆動源が発生するトルクの差を増幅する駆動源制御装置。
  4.  請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の駆動源制御装置を備えた前記車両。
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