(57)【要約】【課題】電動機と駆動輪との間の捩り振動の抑制と電力消費の抑制との両立を図ることが可能な技術を提供する。【解決手段】本発明の一実施形態に係る車両１００は、電動モータ１１０と、駆動輪１４０と、電動モータ１１０と駆動輪１４０との間の動力伝達経路に介装される動力伝達機構１１５と、を備え、動力伝達機構１１５は、駆動輪１４０側の出力軸１１７の回転速度が電動モータ１１０側の入力軸１１６の回転速度より大きい場合、前記入力軸に入力される電動モータ１１０からの動力を増速して出力軸１１７に伝達する。【選択図】図２
2020198739.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機と、
駆動輪と、
前記電動機と前記駆動輪との間の動力伝達経路に介装される動力伝達機構と、を備え、
前記動力伝達機構は、前記駆動輪側の出力軸の回転速度が、前記電動機側の入力軸の回転速度より大きい場合、前記入力軸に入力される前記電動機からの動力を増速して前記出力軸に出力するように構成される、
車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車両の制動時に、車両の駆動力源である電動機の回転数変動が発生している場合、回転数変動とは逆位相のトルクを電動機から発生させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
かかる技術によれば、車両の制動時に、先に駆動輪の回転数変動が発生し、相対的に慣性が大きい電動機が遅れて回転数変動が発生することにより、電動機と駆動輪との間の捩り振動が励起される状況で、当該捩り振動が逆位相のトルクの付与により抑制されうる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１４３２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の技術では、電動機と駆動輪との間の捩り振動の抑制のために電動機の電力消費が増加する可能性がある。そのため、電動機と駆動輪との間の捩り振動の抑制と電力消費の抑制との両立の観点で改善の余地がある。
【０００６】
そこで、上記課題に鑑み、電動機と駆動輪との間の捩り振動の抑制と電力消費の抑制との両立を図ることが可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の一実施形態では、
電動機と、
駆動輪と、
前記電動機と前記駆動輪との間の動力伝達経路に介装される動力伝達機構と、を備え、
前記動力伝達機構は、前記駆動輪側の出力軸の回転速度が、前記電動機側の入力軸の回転速度より大きい場合、前記入力軸に入力される前記電動機からの動力を増速して前記出力軸に出力するように構成される、
車両が提供される。
【０００８】
本実施形態によれば、動力伝達機構は、駆動輪側の出力軸の回転速度が電動機側の入力軸の回転速度よりも大きくなった場合に、電動機の電力を消費することなく、電動機から駆動輪に伝達されるトルクを抑制することができる。そのため、動力伝達機構は、このような状況下で、電動機の電力消費を抑制しつつ、駆動輪側と電動機側との間の回転速度の差を小さくし、電動機と駆動輪との間の捩り振動を抑制できる。例えば、車両の制動時に、駆動輪の回転数が低下し、遅れて電動機の回転数が低下した後に、ＡＢＳ（Antilock Braking System）の作動で駆動輪の回転数が上昇し、入力軸と出力軸との回転速度の大小が逆転するような状況下で、捩り振動が抑制されうる。よって、車両は、電動機と駆動輪との間の捩り振動の抑制と電力消費の抑制との両立を図ることができる。
【発明の効果】
【０００９】
上述の実施形態によれば、電動機と駆動輪との間の捩り振動の抑制と電力消費の抑制との両立を図ることが可能な技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】車両の構成の一例を示す図である。
【図２】動力伝達機構の構成の一例を示す図である。
【図３】車両（動力伝達機構）の作用を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。
【００１２】
［車両の構成］
まず、図１を参照して、本実施形態に係る車両１００の構成について説明する。
【００１３】
図１は、車両１００の構成の一例を示す図である。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態に係る車両１００は、電動モータ１１０と、動力伝達機構１１５と、トランスアクスル１２０と、ドライブシャフト１３０と、駆動輪１４０を含む。
【００１５】
電動モータ１１０（電動機の一例）は、所定の電源からの電力供給により駆動される。電動モータ１１０に電力を供給する電源は、例えば、車両１００に搭載される高電圧のリチウムイオンバッテリ等の蓄電装置であってもよいし、車両１００に搭載される内燃機械で駆動される発電装置であってもよいし、その両方であってもよい。
【００１６】
動力伝達機構１１５は、電動モータ１１０とトランスアクスル１２０との間で動力（トルク）の伝達を行う。詳細は、後述する（図２参照）。
【００１７】
トランスアクスル１２０は、動力伝達機構１１５を介して電動モータ１１０から入力される動力（トルク）をドライブシャフト１３０に伝達する。トランスアクスル１２０は、変速部１２１と、ディファレンシャル部１２２を含む。
【００１８】
変速部１２１は、電動モータ１１０の動力（トルク）を所定の変速比で増速或いは減速させ、ディファレンシャル部１２２に出力する。
【００１９】
ディファレンシャル部１２２は、変速部１２１の出力トルクをドライブシャフト１３０に伝達する。具体的には、ディファレンシャル部１２２は、左右に出力部を有し、変速部１２１の出力トルクを左右の出力部を介して、左右のドライブシャフト１３０に配分する。
【００２０】
ドライブシャフト１３０は、ディファレンシャル部１２２の出力トルクを駆動輪１４０に伝達し、駆動輪１４０を駆動する。ドライブシャフト１３０は、左ドライブシャフト１３１と、右ドライブシャフト１３２と、中間シャフト１３３を含む。
【００２１】
左ドライブシャフト１３１は、ディファレンシャル部１２２の左側の出力部に接続され、左側の駆動輪１４０（左駆動輪１４０Ｌ）を駆動する。
【００２２】
右ドライブシャフト１３２は、中間シャフト１３３を介して伝達される、ディファレンシャル部１２２からの出力トルクで、右側の駆動輪１４０（右駆動輪１４０Ｒ）を駆動する。
【００２３】
中間シャフト１３３は、ディファレンシャル部１２２の右側の出力部に接続され、ディファレンシャル部１２２の出力トルクを右ドライブシャフト１３２に伝達する。本例では、ディファレンシャル部１２２が車両１００の中央から左側にオフセットして配置されているところ、左ドライブシャフト１３１と右ドライブシャフト１３２とを略等長として、車両１００のトルクステアを抑制するためである。
【００２４】
駆動輪１４０は、ドライブシャフト１３０から伝達されるトルクによって、路面に駆動力を伝達し、車両１００を駆動する（走行させる）。駆動輪１４０は、左駆動輪１４０Ｌと、右駆動輪１４０Ｒを含む。駆動輪１４０は、車両１００の前輪及び後輪のどちらであってもよい。つまり、車両１００は、前輪駆動であってもよいし、後輪駆動であってもよいし、全輪（四輪）駆動であってもよい。
【００２５】
［動力伝達機構の詳細］
次に、図２を参照して、動力伝達機構１１５の詳細について説明する。
【００２６】
図２は、動力伝達機構１１５の構成の一例を示す図である。
【００２７】
図２に示すように、動力伝達機構１１５は、入力軸１１６と、出力軸１１７と、動力伝達部１１８，１１９を含む。
【００２８】
入力軸１１６は、電動モータ１１０の出力軸と連結される。また、入力軸１１６の先端には、ギヤ１１６ａが取り付けられる。
【００２９】
出力軸１１７はトランスアクスル１２０の入力軸と連結される。
【００３０】
動力伝達部１１８は、入力軸１１６と一体に回転可能に構成され、ワンウェイクラッチ１１８ａを含む。
【００３１】
ワンウェイクラッチ１１８ａは、入力軸１１６の回転数（回転速度）の方が出力軸１１７の回転数（回転速度）よりも大きい場合に、出力軸１１７と係合し、入力軸１１６に入力される動力（トルク）を出力軸１１７に伝達することができる。一方、ワンウェイクラッチ１１８ａは、入力軸１１６の回転数（回転速度）よりも出力軸１１７の回転数（回転速度）の方が大きい場合に、出力軸１１７と非係合となり、入力軸１１６のトルクを出力軸１１７に伝達しない。
【００３２】
つまり、動力伝達部１１８は、ワンウェイクラッチ１１８ａの作用で、入力軸１１６の回転数（回転速度）の方が出力軸１１７の回転数（回転速度）よりも大きい場合にだけ、電動モータ１１０の動力を駆動輪１４０側（トランスアクスル１２０）に伝達する（図中の実線の動力伝達経路）。
【００３３】
動力伝達部１１９は、増速ギヤ１１９ａと、ワンウェイクラッチ１１９ｂを含む。
【００３４】
増速ギヤ１１９ａは、入力軸１１６のギヤ１１６ａと動力伝達可能に噛み合い、入力軸１１６から入力される動力を増速させる。
【００３５】
ワンウェイクラッチ１１９ｂは、入力軸１１６の回転数（回転速度）よりも出力軸１１７の回転数（回転速度）の方が大きい場合に、出力軸１１７と係合し、入力軸１１６から増速ギヤ１１９ａを介して入力される動力（トルク）を出力軸１１７に伝達することができる。一方、ワンウェイクラッチ１１９ｂは、入力軸１１６の回転数（回転速度）の方が出力軸１１７の回転数（回転速度）よりも大きい場合に、出力軸１１７と非係合となり、入力軸１１６から増速ギヤ１１９ａを介して入力される動力（トルク）を出力軸１１７に伝達しない。
【００３６】
つまり、動力伝達部１１９は、増速ギヤ１１９ａ及びワンウェイクラッチ１１９ｂの作用で、入力軸１１６の回転数（回転速度）よりも出力軸１１７の回転数（回転速度）の方が大きい場合だけ、電動モータ１１０の動力を増速させて、駆動輪１４０側（トランスアクスル１２０）に伝達する（図中の点線矢印の動力伝達経路）。
【００３７】
［本実施形態の作用］
次に、図３を参照して、本実施形態に係る車両１００（動力伝達機構１１５）の作用について説明する。
【００３８】
図３は、本実施形態に係る車両１００（動力伝達機構１１５）の作用を説明する図である。具体的には、図３は、動力伝達機構１１５を未搭載の比較例に係る車両（以下、「比較車両」）が摩擦係数の相対的に低い低摩擦路を走行中にブレーキペダルが操作された場合の車両状態の時間変化を示すタイムチャートである。図３には、駆動輪の等価回転速度の時間変化を示すタイムチャート３１０と、比較車両の動力源である電動モータの等価回転速度の時間変化を表すタイムチャート３２０と、比較車両の車輪に作用する加減速度（Ｇ）の時間変化を示すタイムチャート３３０と、比較車両のブレーキ油圧（例えば、ホイルシリンダ圧（以下、「ＷＣ圧」））の時間変化を示すタイムチャート３４０が含まれる。電動モータ及び駆動輪の等価回転速度は、電動モータと駆動輪との間の動力伝達経路における変速比を考慮し、相互に比較可能な態様で規定（算出）される。
【００３９】
図３に示すように、時刻ｔ１において、比較車両のブレーキペダルの操作が開始されることにより、ＷＣ圧が上昇し（タイムチャート３４０参照）、比較車両の駆動輪に減速度が発生している（タイムチャート３３０参照）。これにより、比較車両の駆動輪の等価回転速度は、低下し始める（タイムチャート３１０参照）。
【００４０】
一方、比較車両の電動モータは、相対的に大きな慣性のため、時刻ｔ１の時点では、等価回転速度が低下せず、その後の時刻ｔ２付近で、遅れて等価回転速度が低下し始める（タイムチャート３２０参照）。そのため、時刻ｔ１からｔ２までの間で、電動モータと駆動輪との間の動力伝達経路（トルク伝達経路）の捩り状態が増大する。
【００４１】
本例では、比較車両は、低摩擦路を走行中であるため、駆動輪の等価回転速度は、時刻ｔ１からその後の時刻ｔ２の間で相対的に大きな勾配で一気に低下している。そのため、スリップ率が過大な状態であると判断され、時刻ｔ２付近で、比較車両のＡＢＳが作動し、ＷＣ圧が低下し始める（タイムチャート３４０参照）。よって、時刻ｔ２以降、比較車両の駆動輪の等価回転速度は、上昇に転じる（タイムチャート３１０参照）。
【００４２】
即ち、時刻ｔ２以降で、電動モータの等価回転速度は低下するにも関わらず、駆動輪の等価回転速度が上昇することにより、その後の時刻ｔ３で、等価回転速度の大小が逆転する。これにより、時刻ｔ３以降で、比較車両の電動モータと駆動輪との間の動力伝達経路（トルク伝達経路）は、時刻ｔ１から時刻ｔ３までの間とは反対方向に捩られる状態に遷移する。よって、時刻ｔ３以降で、比較車両における電動モータ、トランスアクスル、ドライブシャフト、及び駆動輪を含む駆動系には、低周波の捩り振動（共振）が励起されてしまう（タイムチャート３１０〜３３０参照）。具体的には、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの間、駆動輪の等価回転速度の方が電動モータの等価回転速度よりも大きく、その後、時刻ｔ４から時刻ｔ５までの間、駆動輪の等価回転速度よりも電動モータの等価回転速度の方が大きくなるような状態が繰り返される。また、捩り振動の発生に伴い、比較車両の制動距離も悪化してしまう可能性がある。更に、捩り振動が駆動系と車体とのマウント部（例えば、エンジンマウントやトランスアクスルマウント等）を介して、車体に伝達され、比較車両の乗員に不安や不快感を与えてしまう可能性がある。
【００４３】
これに対して、本実施形態では、電動モータ１１０と駆動輪１４０との間の動力伝達経路に動力伝達機構１１５が介装される。具体的には、動力伝達機構１１５は、駆動輪１４０側の出力軸１１７の回転速度が電動モータ１１０側の入力軸１１６の回転速度より大きい場合、入力軸１１６に入力される電動モータ１１０からの動力を増速して出力軸１１７（駆動輪１４０側）に伝達する。
【００４４】
これにより、動力伝達機構１１５は、駆動輪１４０側の出力軸１１７の回転速度が電動モータ１１０側の入力軸１１６の回転速度よりも大きい場合に、駆動輪１４０に伝達されるトルクを抑制することができる。そのため、動力伝達機構１１５は、このような状況下で、駆動輪１４０側と電動モータ１１０側との間の回転速度の差を小さくし、電動モータ１１０と駆動輪１４０との間の動力伝達経路（トルク伝達経路）の捩り振動を抑制できる。具体的には、動力伝達機構１１５は、時刻ｔ３と時刻ｔ４との間の期間を含む、駆動輪１４０の等価回転速度が電動モータ１１０の等価回転速度よりも大きい場合に、電動モータ１１０と駆動輪１４０との間の動力伝達経路の捩り状態を抑制し、捩り振動を抑制することができる。
【００４５】
また、本実施形態では、動力伝達機構１１５は、駆動輪１４０側の出力軸１１７の回転速度よりも電動モータ１１０側の入力軸１１６の回転速度の方が大きい場合に、入力軸１１６に入力される電動モータ１１０からの動力を直接（即ち、変速なしでそのまま）出力軸１１７に伝達する。
【００４６】
これにより、動力伝達機構１１５は、例えば、車両１００の加速時に、電動モータ１１０からの動力が増速されて出力軸１１７に伝達され、車両１００の加速性能が低下してしまうような事態を抑制することができる。そのため、動力伝達機構１１５は、電動モータ１１０と駆動輪１４０との間の動力伝達経路の捩り振動を抑制しつつ、車両１００の加速性能を確保することができる。
【００４７】
また、本実施形態では、動力伝達機構１１５は、駆動輪１４０側の出力軸１１７の回転速度と電動モータ１１０側の入力軸１１６の回転速度との大小関係に応じて、動力伝達経路（動力伝達部１１８，１１９）を切り替える。
【００４８】
これにより、動力伝達機構１１５は、電動モータ１１０側の入力軸１１６の回転速度よりも駆動輪１４０側の出力軸１１７の回転速度の方が大きい場合（例えば、時刻ｔ３から時刻ｔ４との間）と、その逆の場合（例えば、時刻ｔ４と時刻ｔ５との間）とで、電動モータ１１０と駆動輪１４０との間の動力伝達経路の共振周波数を異ならせることができる。そのため、動力伝達機構１１５は、電動モータ１１０と駆動輪１４０との間の動力伝達経路の捩り振動を更に抑制することができる。
【００４９】
また、電動モータ１１０と駆動輪１４０との間の動力伝達経路の捩り振動の抑制のために、電動モータ１１０は、電力消費を必要とせず、また、動力伝達機構１１５も電力を消費しない。そのため、車両１００は、電動モータ１１０と駆動輪１４０との間の動力伝達経路の捩り振動の抑制と電力消費の抑制との両立を図ることができる。
【００５０】
［変形・変更］
以上、本発明を実施するための形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・改良が可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１００  車両
１１０  電動モータ（電動機）
１１５  動力伝達機構
１１６  入力軸
１１７  出力軸
１１８  動力伝達部
１１８ａ  ワンウェイクラッチ
１１９  動力伝達部
１１９ａ  増速ギヤ
１１９ｂ  ワンウェイクラッチ
１２０  トランスアクスル
１２１  変速部
１２２  ディファレンシャル部
１３０  ドライブシャフト
１３１  左ドライブシャフト
１３２  右ドライブシャフト
１３３  中間シャフト
１４０  駆動輪
１４０Ｌ  左駆動輪
１４０Ｒ  右駆動輪
【図１】
2020198739.tif 000003
【図２】
2020198739.tif 000004
【図３】
2020198739.tif 000005