(57)【要約】【課題】車輪を駆動する動力系の総合効率を高くすることができる車両を提供する。【解決手段】車両１は、一対の前輪２０と、一対の後輪３０と、前輪２０を駆動する前輪用モータ２１と、後輪３０を駆動する後輪用モータ３１と、前輪用モータ２１の回転数を減速して前輪２０に駆動力を伝達する減速機２２と、を備える。さらに、前輪用モータ２１は、後輪用モータ３１よりも、高回転かつ低トルクのモータとする。【選択図】図１
2014166069.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の前輪と、
一対の後輪と、
前記前輪を駆動する前輪用モータと、
前記後輪を駆動する後輪用モータと、
前記前輪用モータ及び前記後輪用モータの何れか一方のモータの回転数を減速し、当該一方のモータによって駆動される車輪に駆動力を伝達する減速機と、を備え、
前記前輪用モータ及び前記後輪用モータの何れか一方のモータは、何れか他方のモータよりも、高回転かつ低トルクのモータとする
車両。
【請求項２】
前記減速機の減速比は、前記他方のモータの最大トルクを前記一方のモータの最大トルクで除した値に応じて設定される
請求項１に記載の車両。
【請求項３】
前記一方のモータと当該一方のモータによって駆動される車輪との間で、駆動力の伝達を許可又は禁止するクラッチをさらに備える
請求項１又は請求項２に記載の車両。
【請求項４】
進行方向を変更するための転舵機構を前輪側にさらに備え、
前記一方のモータは、前記前輪用モータであり、
前記他方のモータは、前記後輪用モータである
請求項１〜請求項３のうち何れか一項に記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車などのモータで車輪を駆動させる車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車輪内に同車輪を駆動するモータを配置するインホイールモータ方式を採用した電動車両が知られている。こうした電動車両の中には、車輪に直結したモータで、同車輪を駆動させるダイレクトドライブ方式を採用した電動車両がある（例えば、特許文献１）。
【０００３】
また、この電動車両では、全モータでの総合的な消費電力が最小となるように、車両走行時に必要とされるトルクを、前輪を駆動する前輪用モータと後輪を駆動する後輪用モータに配分している。すなわち、同電動車両は、前輪用モータが効率良く出力できるトルクと後輪用モータが効率良く出力できるトルクを合算して、車両走行時に必要とされるトルクを出力している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１８８５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記の電動車両では、ダイレクトドライブ方式を採用しているため、前輪用モータと後輪用モータは、車両の実際の走行速度に応じた回転数で、同車両を走行させることのできるトルクを出力することが要求される。つまり、前輪用モータと後輪用モータは、それぞれに要求される回転数特性及びトルク特性が同程度となる。こうして、上記の電動車両では、前輪用モータと後輪用モータにおける高効率領域が、比較的近い回転数域（車輪速度域）とトルク域に位置することとなる。
【０００６】
したがって、車両が走行する際の速度によっては、前輪用モータと後輪用モータのそれぞれが効率良く出力できるトルクで、必要とされるトルクを出力できないおそれがある。すなわち、上記電動車両では、動力系の総合効率を高くすることができる走行条件が狭い範囲に限られてくるという課題がある。
【０００７】
なお、このような課題は、複数のモータで複数の車輪を駆動する車両においては、概ね共通するものとなっている。
本発明は、このような実情に鑑みて成されたものである。その目的は、車輪を駆動する動力系の総合効率を高くすることができる車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する車両は、一対の前輪と、一対の後輪と、前記前輪を駆動する前輪用モータと、前記後輪を駆動する後輪用モータと、前記前輪用モータ及び前記後輪用モータの何れか一方のモータの回転数を減速し、当該一方のモータによって駆動される車輪に駆動力を伝達する減速機と、を備え、前記前輪用モータ及び前記後輪用モータの何れか一方のモータは、何れか他方のモータよりも、高回転かつ低トルクのモータとする。
【０００９】
上記構成によれば、前輪用モータ及び後輪用モータの何れか一方のモータは、他方のモータに比べ高回転低トルク型のモータとされる。また、他方のモータは、一方のモータに比べ低回転高トルク型のモータとされる。すなわち、一方のモータは、同モータにおける高回転域かつ低トルク域での損失（鉄損）が大きく、同モータにおける低回転域かつ高トルク域での損失（銅損）が小さい。また、他方のモータは、同モータにおける低回転域かつ高トルク域での損失（銅損）が大きく、同モータにおける高回転域かつ低トルク域での損失（鉄損）が小さい。
【００１０】
このため、一方のモータと他方のモータは、各々異なる回転数域及びトルク域に、高効率の領域を有している。なお、一方のモータは、減速機で減速された後にも、他方のモータに比べて、高回転域かつ低トルク域での損失が大きく、低回転域かつ高トルク域での損失が小さい効率特性を有する。
【００１１】
こうして、減速機で減速された一方のモータは、減速機で減速されない他方のモータとの比較において、回転数及びトルクに対する効率特性に差を設け易い。このため、全ての車輪（前輪及び後輪）をモータで直接駆動させる場合に比べ、広い回転数域と広いトルク域で、動力系における総合効率を高くするトルク配分を行うことができる。したがって、上記構成の車両では、様々な走行条件において、車輪を駆動する動力系の総合効率を高くすることができる。
【００１２】
なお、「一方のモータは他方のモータよりも高回転かつ低トルク」とは、一方のモータの無負荷回転数が他方のモータの無負荷回転数よりも高く、一方のモータの最大トルクが他方のモータの最大トルクよりも低いことを意味する。
【００１３】
上記車両において、前記減速機の減速比は、前記他方のモータの最大トルクを前記一方のモータの最大トルクで除した値に応じて設定されることが好ましい。
上記構成によれば、減速機で減速された一方のモータが発生可能なトルク域を、他方のモータが発生可能なトルク域から乖離しないようにすることができる。これによれば、例えば、減速機で減速された一方のモータ又は減速機で減速されない他方のモータでしか、車両から要求されるトルクを発生できないということを抑制することができる。
【００１４】
上記車両は、前記一方のモータと当該一方のモータによって駆動される車輪との間で、駆動力の伝達を許可又は禁止するクラッチをさらに備えることが好ましい。
上記構成によれば、車両走行時において、駆動力が他方のモータにのみ配分されている場合には、クラッチは、一方のモータと当該一方のモータによって駆動される車輪との間における駆動力の伝達を禁止する。これにより、他方のモータによる駆動力が、一方のモータによって駆動される車輪を介して、当該一方のモータを回転させることで生じる損失を低減することができる。
【００１５】
上記車両は、進行方向を変更するための転舵機構を前輪側にさらに備え、前記一方のモータは、前記前輪用モータであり、前記他方のモータは、前記後輪用モータであることが好ましい。
【００１６】
一般的に、モータの出力するトルクを高くしたい場合には、同モータの巻き線を増やすなどするため、モータは径方向に体格が大きくなる。すなわち、後輪用モータは、前輪用モータに比べ、高トルクを出力するために体格が大きくなる。
【００１７】
上記構成によれば、前輪は減速機を介して前輪用モータに駆動される。一方、後輪は前輪用モータよりも体格の大きい後輪用モータに直接駆動される。このため、車両は、前輪を後輪用モータで駆動させる場合に比べ、前輪におけるモータの径方向に空きスペースを広く設けることができる。このため、前輪側に転舵機構を設ける際に、その配置の自由度を高めることができる。
【発明の効果】
【００１８】
上記車両によれば、車輪を駆動する動力系の総合効率を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態の車両の概略構成を示す模式図。
【図２】（ａ）は前輪用モータの単体効率を示すグラフ、（ｂ）は後輪用モータの単体効率を示すグラフ、（ｃ）は減速機の単体効率を示すグラフ、（ｄ）は前輪用モータ及び減速機の合算効率を示すグラフ。
【図３】（ａ）は動力系の総合効率を示すグラフ、（ｂ）はトルク配分比を示すグラフ。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、車両の走行条件に応じたトルク配分の様子を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、車両の一実施形態について、図を参照して説明する。
図１に示すように、車両１は、転舵機構１０と、左右一対の前輪２０と、左右一対の後輪３０と、ＥＣＵ４１と、インバータ４２と、バッテリ４３とを備える。
【００２１】
転舵機構１０は、ステアリングホイール１１と、ステアリングシャフト１２と、ラックシャフト１３と、ラックアンドピニオン機構１４と、２個のタイロッド１５を有する。転舵機構１０においては、ステアリングホイール１１の回転にともないステアリングシャフト１２が回転する。そして、ラックアンドピニオン機構１４によりステアリングシャフト１２の回転をラックシャフト１３の往復動に変換することにより前輪２０の転舵角を変化させる。
【００２２】
前輪２０は、前輪用モータ２１と、減速機２２と、クラッチ２３とを有している。前輪用モータ２１は、例えば、同期モータなどの交流モータである。また、前輪用モータ２１は、減速機２２とクラッチ２３を介して前輪２０を駆動する。減速機２２は、前輪用モータ２１の回転数を減速して前輪２０に伝達する。このため、前輪２０の回転数は、前輪用モータ２１の回転数を減速機２２の減速比で除することで求まる。クラッチ２３は、減速機２２と前輪２０の間に設けられる。そして、クラッチ２３は、前輪用モータ２１と前輪２０の間で駆動力が伝達されることを許可又は禁止する。ここで、クラッチ２３において、前輪用モータ２１と前輪２０との間で駆動力が伝達されることを許可する状態を「接続状態」とし、駆動力が伝達されることを禁止する状態を「切断状態」とする。また、前輪用モータ２１、減速機２２、及びクラッチ２３は、前輪２０に内蔵される。この点で、前輪２０は、所謂インホイールモータを構成している。
【００２３】
後輪３０は、後輪用モータ３１を有している。後輪用モータ３１は、前輪用モータ２１と同様に、同期モータなどの交流モータである。また、後輪用モータ３１は、後輪３０を直接駆動する。このため、後輪３０の回転数は、後輪用モータ３１の回転数と等しくなる。また、後輪用モータ３１は、後輪３０に内蔵される。こうした点で、後輪３０は、所謂ダイレクトドライブ方式のインホイールモータを構成している。そして、後輪用モータ３１は、後輪３０を直接駆動するために、前輪用モータ２１及び減速機２２を合わせた体格よりも大きな体格とされる。
【００２４】
インバータ４２は、バッテリ４３に蓄えられた電力を直流から三相交流に変換して、前輪用モータ２１及び後輪用モータ３１に供給する。また、インバータ４２は、前輪用モータ２１及び後輪用モータ３１に対する電力の供給態様を個別に変更可能とする。
【００２５】
ＥＣＵ４１（Electronic Control Unit）は、クラッチ２３とインバータ４２に対して電気的に接続される。そして、ＥＣＵ４１は、クラッチ２３とインバータ４２に制御信号を送信して、クラッチ２３とインバータ４２の動作を制御する。すなわち、ＥＣＵ４１は、クラッチ２３の接続状態と切断状態を切替制御する。また、ＥＣＵ４１は、インバータ４２を介して、前輪用モータ２１及び後輪用モータ３１の回転数とトルクを可変制御する。
【００２６】
次に、前輪用モータ２１と後輪用モータ３１の特性について説明する。
図２（ａ），（ｂ）に示すように、前輪用モータ２１は、後輪用モータ３１に対して高回転低トルク型のモータとなっている。このため、前輪用モータ２１は、後輪用モータ３１に比べて、鉄損による損失が大きく、銅損による損失が小さいモータとなっている。なお、ここでいう「高回転低トルク型」とは、前輪用モータ２１の無負荷回転数が後輪用モータ３１の無負荷回転数よりも高く、前輪用モータ２１の最大トルクＴｆが後輪用モータ３１の最大トルクＴｂよりも低いことを意味している。
【００２７】
すなわち、図２（ａ）に示すように、前輪用モータ２１は、同モータにおける高回転域（例えば、７０００〜１００００ｒｐｍ）かつ低トルク域（例えば、０〜１０Ｎ・ｍ）において損失が大きい。また、前輪用モータ２１は、同モータにおける低回転域（例えば、１５００〜５０００ｒｐｍ）かつ高トルク域（例えば、２０〜３０Ｎ・ｍ）において損失が小さい。このため、前輪用モータ２１は、同モータにおける低回転域かつ高トルク域に高効率の領域を有している。
【００２８】
図２（ａ），（ｂ）に示すように、後輪用モータ３１は、前輪用モータ２１に対して低回転高トルク型のモータとなっている。このため、後輪用モータ３１は、前輪用モータ２１に比べて、鉄損による損失が小さく、銅損による損失が大きいモータとなっている。なお、ここでいう「低回転高トルク型」とは、後輪用モータ３１の無負荷回転数が前輪用モータ２１の無負荷回転数よりも低く、後輪用モータ３１の最大トルクＴｂが前輪用モータ２１の最大トルクＴｆよりも高いことを意味している。
【００２９】
すなわち、図２（ｂ）に示すように、後輪用モータ３１は、同モータにおける低回転域（例えば、０〜５００ｒｐｍ）かつ高トルク域（例えば、１５０〜３００Ｎ・ｍ）において損失が大きい。また、後輪用モータ３１は、同モータにおける高回転域（例えば、５００〜１０００ｒｐｍ）かつ低トルク域（例えば、５０〜１５０Ｎ・ｍ）において損失が小さい。このため、後輪用モータ３１は、同モータにおける高回転域かつ低トルク域に高効率の領域を有している。
【００３０】
ここで、図面の簡略化のために図示を省略しているが、図２（ａ）における効率が「８８％」以下の領域及び図２（ｂ）における効率が「８８％」以下の領域では、実際には、効率が低下する方向に大きく変化している。また、以降の図２（ｃ）における効率が「８８％」以下の領域及び図２（ｄ）における効率が「８４％」以下の領域などでも同様である。
【００３１】
次に、前輪用モータ２１を減速する減速機２２の単体特性と、前輪用モータ２１及び減速機２２の合算特性について説明する。
図２（ｃ）に示すように、減速機２２の単体効率は、回転数に対する依存性が低く、トルクに対する依存性が高くなっている。ここで、低トルクの場合よりも高トルクの場合のほうが高効率となっているのは、減速機２２内において、回転数によらず一定の引きずりトルクが発生しているためである。すなわち、こうした一定の引きずりトルクにより、低トルクの場合ほど、減速機２２に入力される入力トルクに対して引きずりトルクの割合が高くなり効率が低下する。このため、減速機２２は、高トルク域に高効率の領域を有している。なお、図２（ｃ）における横軸の回転数及び縦軸のトルクは、減速機２２から出力される減速後の回転数及びトルクである。
【００３２】
そして、図２（ｄ）に示す前輪用モータ２１と減速機２２の合算効率は、図２（ａ）に示す前輪用モータ２１の単体効率と、図２（ｃ）に示す減速機２２の単体効率を掛け合わせることで求めることができる。なお、本実施形態では、減速機２２の減速比（以下、「減速比ＲＲ」とする）は、「１０」とした。また、以下では、前輪用モータ２１と減速機２２の合算特性を、減速後の前輪用モータ２１の特性ともいう。
【００３３】
図２（ｄ）に示すように、減速後の前輪用モータ２１の特性は、図２（ａ）に示す前輪用モータ２１の単体特性に対し、減速機２２の減速比ＲＲによって、回転数域が１０分の１となり、トルク域が１０倍となる。そして、減速後の前輪用モータ２１の効率は、前輪用モータ２１単体の効率と同様に、低回転域かつ高トルク域において高効率の領域を有している。これは、前輪用モータ２１の単体効率において高効率の領域（低回転域かつ高トルク域）が、減速機２２の単体効率において高効率の領域（高トルク域）と重複するためである。
【００３４】
こうして、減速後の前輪用モータ２１と後輪用モータ３１は、次のような特性を有する。すなわち、減速後の前輪用モータ２１の回転数域は、後輪用モータ３１の回転数域と比較して、同等の回転数域（０〜１０００ｒｐｍ）となる。また、減速後の前輪用モータ２１のトルク域は、後輪用モータ３１のトルク域と比較して、同等のトルク域（０〜３００Ｎ・ｍ）となる。したがって、減速後の前輪用モータ２１と後輪用モータ３１は、それぞれが回転可能な回転域と、それぞれが出力可能なトルク域が等しくなっている。なお、本実施形態では、前輪２０及び後輪３０の車輪回転数が「１０００ｒｐｍ」であるときに、車両１の最高速度となるとする。
【００３５】
また、図２（ｂ）に示す後輪用モータ３１の最大トルクＴｂと、図２（ｄ）に示す減速後の前輪用モータ２１の最大トルクＴｆｒはともに「３００Ｎ・ｍ」となっている。これは、本実施形態では、前輪用モータ２１の最大トルクＴｆ（３０Ｎ・ｍ）が、後輪用モータ３１の最大トルクＴｂ（３００Ｎ・ｍ）と等しくなるように減速機２２の減速比ＲＲ（１０）を設定しているためである。すなわち、後輪用モータ３１の最大トルクＴｂ（３００Ｎ・ｍ）を前輪用モータ２１の最大トルクＴｆ（３０Ｎ・ｍ）で除した値が、本実施形態の減速機２２の減速比ＲＲ（１０）となっている。
【００３６】
そして、減速後の前輪用モータ２１は、後輪用モータ３１における高効率領域に相当する回転数域（例えば、５００〜１０００ｒｐｍ）及びトルク域（例えば、５０〜１５０Ｎ・ｍ）で低効率となる。また、後輪用モータ３１では、減速後の前輪用モータ２１における高効率領域に相当する回転数域（例えば、１００〜５００ｒｐｍ）及びトルク域（例えば、２００〜３００Ｎ・ｍ）で低効率となる。したがって、減速後の前輪用モータ２１と後輪用モータ３１は、それぞれ回転数とトルクに対する高効率領域の位置に差を有している。そして、本実施形態では、車両１における動力系の総合効率を高めるために、要求される車速における総トルクを、効率特性の異なる減速後の前輪用モータ２１と後輪用モータ３１に配分する。
【００３７】
また、動力系の総合効率は、車両１におけるエネルギー効率でもある。そして、動力系の総合効率は、車輪（前輪２０及び後輪３０）に伝達される動力をバッテリ４３の消費電力で除することで求めることができる。より詳細には、動力系の総合効率は、以下に示す（式１）〜（式３）で定義することができる。
【００３８】
ここで、右前輪の車輪回転数を「Ｎ＿ＦＲ」、左前輪の車輪回転数を「Ｎ＿ＦＬ」、右後輪の車輪回転数を「Ｎ＿ＲＲ」、左後輪の車輪回転数を「Ｎ＿ＲＬ」とする。また、右前輪の出力トルクを「Ｔ＿ＦＲ」、左前輪の出力トルクを「Ｔ＿ＦＬ」、右後輪の出力トルクを「Ｔ＿ＲＲ」、左後輪の出力トルクを「Ｔ＿ＲＬ」とする。また、バッテリ出力電流を「Ｉ＿ＢＡＴ」、バッテリ出力電圧を「Ｖ＿ＢＡＴ」、バッテリ消費電力を「Ｐ＿ＢＡＴ」、車両駆動動力を「Ｐ＿Ｖ」、動力系の総合効率を「η＿Ｐ」とする。なお、回転数の単位は「ｒｐｍ」、トルクの単位は「Ｎ・ｍ」である。また、バッテリ出力電流の単位は「アンペア（Ａ）」、バッテリ出力電圧の単位は「ボルト（Ｖ）」、バッテリ出力電力及び車両駆動動力の単位は「ワット（Ｗ）」、総合効率の単位は「％」である。
【００３９】
Ｐ＿Ｖ＝（２π／６０）・（Ｎ＿ＦＲ・Ｔ＿ＦＲ＋Ｎ＿ＦＬ・Ｔ＿ＦＬ
＋Ｎ＿ＲＲ・Ｔ＿ＲＲ＋Ｎ＿ＲＬ・Ｔ＿ＲＬ）  （式１）
Ｐ＿ＢＡＴ＝Ｉ＿ＢＡＴ・Ｖ＿ＢＡＴ      （式２）
η＿Ｐ＝（Ｐ＿Ｖ／Ｐ＿ＢＡＴ）ｓｉｇｎ（Ｐ＿ＢＡＴ）・１００      （式３）
なお、ｓｉｇｎ（Ｐ＿ＢＡＴ）は、バッテリ４３が電力を消費してそれぞれのモータ２１，３１を駆動するときには「１」となり、それぞれのモータ２１，３１が駆動されバッテリ４３に電力を回生するときには「−１」となる無次元数である。
【００４０】
次に、図３（ａ），（ｂ）を参照して車両１の動力系の総合効率について説明する。
図３（ａ）は、最適なトルク配分を行ったときの車速と総トルクに対する動力系の総合効率を示すグラフである。このグラフの横軸は、減速後の前輪用モータ２１と後輪用モータ３１の回転数と車輪直径に応じた車輪速度（＝車速）となっている。また、その縦軸は、車両１の４輪分の車輪（前輪２０及び後輪３０）が出力するトルクの合算値になっている。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す総合効率を得る際に、減速後の前輪用モータ２１（前輪２０）と後輪用モータ３１（後輪３０）が出力するトルクの配分比を示している。なお、図３（ｂ）に示す割合は、要求トルクに占める減速後の前輪用モータ２１に対するトルクの配分比を示している。すなわち、配分比が「１００％」であれば、前輪用モータ２１のみで要求トルクを出力することを意味している。その一方、配分比が「５０％」であれば、減速後の前輪用モータ２１と後輪用モータ３１のそれぞれが要求トルクの半分ずつを出力することを意味している。
【００４１】
こうして、本実施形態では、減速後の前輪用モータ２１の高効率領域と、後輪用モータ３１の高効率領域が、それぞれ異なる回転数域及びトルク域に位置している。このため、上述の高効率領域が、それぞれ等しい回転数域及びトルク域に位置している場合に比べ、トルク配分による総合効率の最大化を図ることが容易となっている。
【００４２】
図３（ａ）に示すように、総合効率は、中速域（２０〜６０ｋｍ／ｈ）かつ中トルク域（４００〜８００Ｎ・ｍ）と、高速域（７０〜１００ｋｍ／ｈ）かつ低トルク域（１００〜２５０Ｎ・ｍ）において高くなっている。これは、中速域かつ中トルク域であれば、図３（ｂ）に示すように、同領域の効率が高い減速後の前輪用モータ２１にトルクが主に配分されるためである。また、高速域かつ低トルク域であれば、図３（ｂ）に示すように、同領域の効率が高い後輪用モータ３１にトルクが主に配分されるためである。
【００４３】
ここで、例えば、減速後の前輪用モータ２１の回転数域に応じた車輪速度域が「０〜５０ｋｍ／ｈ」、後輪用モータ３１の回転数域に応じた車輪速度域が「０〜１５０ｋｍ／ｈ」である場合を想定する。すると、前輪２０は最速で「５０ｋｍ／ｈ」、後輪３０は最速で「１５０ｋｍ／ｈ」の車輪速度で回転可能となるが、車両１が「５０ｋｍ／ｈ」以上の速度で走行する場合には、後輪用モータ３１のみが駆動されることとなる。このため、上述したように、減速後の前輪用モータ２１と後輪用モータ３１の回転数域が乖離している場合には、トルク配分の自由度が低下し、効率のよいトルク配分を行い難くなる。これに対し、本実施形態では、減速後の前輪用モータ２１と後輪用モータ３１の回転数域が同程度（０〜１０００ｒｐｍ）となっている。さらに、減速後の前輪用モータ２１と後輪用モータ３１の最大回転数は、車両１の最高速度に応じた車輪回転数（１０００ｒｐｍ）となっている。したがって、本実施形態の車両１は、何れか一方の車輪でしか回転不能な速度域がないため、トルク配分の自由度が高く、効率のよいトルク配分を行い易くなっている。
【００４４】
また、例えば、減速後の前輪用モータ２１のトルク域が「０〜５０Ｎ・ｍ」、後輪用モータ３１のトルク域が「０〜５００Ｎ・ｍ」である場合、前輪２０側で最大「１００Ｎ・ｍ」、後輪３０側で最大「１０００Ｎ・ｍ」のトルクを出力可能となる。そして、車両１として最大「１１００Ｎ・ｍ」のトルクを出力可能となるが、「１００Ｎ・ｍ」以上のトルクが要求される場合には、必ず、後輪用モータ３１が駆動されることとなる。このため、上述したように、減速後の前輪用モータ２１と後輪用モータ３１のトルク域、特に、最大トルクＴｆｒ，Ｔｂが乖離している場合には、トルク配分の自由度が低下し、効率のよいトルク配分を行い難くなる。これに対し、本実施形態では、図２（ｂ），（ｄ）から理解されるように、減速後の前輪用モータ２１と後輪用モータ３１のトルク域が同程度（０〜３００Ｎ・ｍ）となっている。また、減速後の前輪用モータ２１と後輪用モータ３１の最大トルクＴｆｒ，Ｔｂが同程度（３００Ｎ・ｍ）となっている。したがって、本実施形態の車両１は、トルク配分の自由度が高く、効率のよいトルク配分を行い易くなっている。
【００４５】
こうして、本実施形態の車両１において、減速後の前輪用モータ２１と後輪用モータ３１は、回転数特性及びトルク特性が同等ながらも、回転数及びトルクに対する効率特性が異なるように設定される。
【００４６】
次に、本実施形態の車両１の作用について説明する。
まず、車両１が、高速（１００ｋｍ／ｈ）かつ低トルク（１００Ｎ・ｍ）で走行する第１の走行条件ＤＣ１におけるトルク配分と総合効率について説明する。
【００４７】
図３（ａ）に示すように、第１の走行条件ＤＣ１では、総合効率は「９３％以上」となっている。また、図３（ｂ）に示すように、第１の走行条件ＤＣ１では、車両１が要求するトルク（１００Ｎ・ｍ）のうち全トルクが後輪３０に配分される。このため、前輪２０に配分されるトルクは「０（零）」であり、前輪用モータ２１が駆動されることはない。
【００４８】
ところが、第１の走行条件ＤＣ１では、車両１が走行することで従動回転する前輪２０を介して、減速機２２と前輪用モータ２１は回転されることとなる。この場合、後輪用モータ３１の出力するトルクの一部が、前輪用モータ２１と減速機２２を回転させるのに消費され損失が発生する。このため、本実施形態では、後輪用モータ３１が駆動する一方で、前輪用モータ２１が駆動しない場合には、従動回転する前輪２０を介して前輪用モータ２１及び減速機２２にトルクが伝達されないようにしている。
【００４９】
図４（ａ）に示すように、第１の走行条件ＤＣ１では、車両１が要求するトルクのうち全トルクが後輪３０に配分されるため、前輪２０と減速機２２の間に配置されているクラッチ２３を切断状態にする。これにより、クラッチ２３は、従動回転する前輪２０を介して、前輪用モータ２１と減速機２２にトルクが伝達されることを禁止する。すなわち、上記条件下で、前輪用モータ２１と減速機２２を回転させて損失が発生することが抑制される。なお、実際には、前輪２０を介して前輪用モータ２１が回転するときの回転エネルギーを回生することが可能であるが、伝達効率を考慮すれば、クラッチ２３を切断したほうが総合的な損失は小さい。
【００５０】
次に、車両１が、低速（２０ｋｍ／ｈ）かつ中トルク（５００Ｎ・ｍ）で走行する第２の走行条件ＤＣ２におけるトルク配分と総合効率について説明する。
図３（ａ）に示すように、第２の走行条件ＤＣ２では、総合効率は、「９３％」となっている。また、図３（ｂ）に示すように、第２の走行条件ＤＣ２では、車両１が要求するトルク（５００Ｎ・ｍ）のうち全トルクが前輪２０に配分される。このため、後輪３０に配分されるトルクは「０（零）」であり、後輪用モータ３１が駆動されることはない。
【００５１】
ところが、第２の走行条件ＤＣ２では、車両１が走行することで従動回転する後輪３０を介して、後輪用モータ３１は回転されることとなる。ただ、後輪３０には減速機２２が設けられていないことに加え、後輪用モータ３１は鉄損が比較的小さく引きずりトルクが低いため、後輪用モータ３１が回転されることで発生する損失は僅かである。
【００５２】
図４（ｂ）に示すように、第２の走行条件ＤＣ２では、車両１が要求するトルクのうち全トルクが前輪２０に配分されるため、前輪２０のクラッチが接続状態とされる。そして、前輪用モータ２１のみが駆動される。その一方、従動回転する後輪３０を介して、後輪用モータ３１が回転される。このとき、後輪用モータ３１は、図４（ｂ）に示される矢印のように、入力される回転エネルギーによって回生を行ってもよい。
【００５３】
次に、車両１が、高速（６０ｋｍ／ｈ）かつ高トルク（８５０Ｎ・ｍ）で走行する第３の走行条件ＤＣ３におけるトルク配分と総合効率について説明する。
図３（ａ）に示すように、第３の走行条件ＤＣ３では、総合効率は、「８９％」となっている。また、図３（ｂ）に示すように、第３の走行条件ＤＣ３では、車両１が要求するトルク（８５０Ｎ・ｍ）のうち、５０％のトルク（４２５Ｎ・ｍ）が前輪２０に配分され、５０％のトルク（４２５Ｎ・ｍ）が後輪３０に配分される。
【００５４】
図４（ｃ）に示すように、第３の走行条件ＤＣ３では、前輪用モータ２１と後輪用モータ３１の双方のモータを駆動させるために、前輪２０のクラッチ２３が接続状態とされる。そして、前輪２０と後輪３０のそれぞれが「４２５Ｎ・ｍ」のトルクを出力する。
【００５５】
こうして、本実施形態では、車両１の走行条件に応じて、回転数及びトルクに対する高効率領域の位置が異なる前輪用モータ２１と後輪用モータ３１が駆動制御される。そして、各走行条件に応じて、前輪２０（減速後の前輪用モータ２１）と後輪３０（後輪用モータ３１）に対するトルク配分比を変更することで、動力系の総合効率が最大化される。
【００５６】
なお、上記実施形態では、車両１が加速又は等速で走行する際のトルク（駆動力）配分について説明したが、車両１が減速する際の制動力（回生力）配分についても同様である。すなわち、前輪用モータ２１及び後輪用モータ３１に対して、回生エネルギーが最大化できる制動力配分を求める際にも適用できる。
【００５７】
次に、本実施形態の車両１の効果について説明する。
（１）減速後の前輪用モータ２１と後輪用モータ３１は、それぞれのモータ特性に起因して、回転数及びトルクに対する効率特性に差を有している。このため、全ての車輪（前輪２０及び後輪３０）をモータで直接駆動させるダイレクトドライブ方式とした場合に比べ、広い回転数域と広いトルク域で、総合効率を高くするトルク配分を行うことができる。その一方で、全ての車輪（前輪２０及び後輪３０）を、減速機を介したモータで駆動する場合に比べ、後輪３０側に減速機２２を設けていない分、後輪３０側の効率が高くすることができる。したがって、上記実施形態の車両１では、様々な走行条件において、車輪を駆動する動力系の総合効率を高くすることができる。
【００５８】
（２）減速後の前輪用モータ２１が発生可能なトルク域（０〜３００Ｎ・ｍ）を、後輪用モータ３１が発生可能なトルク域（０〜３００Ｎ・ｍ）と同等のトルク域とする。これによれば、例えば、それぞれのモータ２１，３１に駆動される前輪２０及び後輪３０の何れか一方の車輪でしか、車両１から要求されるトルクを発生できないということを抑制することができる。
【００５９】
（３）車両走行時において、駆動力が後輪用モータ３１にのみ配分されている場合に、クラッチ２３は、前輪用モータ２１と前輪２０との間における駆動力の伝達を禁止する。これにより、後輪用モータ３１による駆動力が、前輪２０を介して前輪用モータ２１を回転させることで生じる損失を低減することができる。
【００６０】
（４）減速機２２を介して、前輪２０を駆動する前輪用モータ２１は、後輪３０を駆動する後輪用モータ３１よりも体格が小さい。このため、前輪２０をダイレクトドライブ方式で駆動させる場合に比べ、前輪２０におけるモータの径方向に空きスペースを広く設けることができる。このため、前輪２０側に転舵機構１０を設ける際に、配置自由度を高めることができる。
【００６１】
なお、上記実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・減速機２２の減速比ＲＲは、前輪用モータ２１の最大トルクＴｆと後輪用モータ３１の最大トルクＴｂに応じて、次式から設定してもよい。なお、「ＣＴ」は正の定数であり、一例として「０．５〜２．０」の間の値を取ることが好ましい。
【００６２】
ＲＲ＝ＣＴ・（Ｔｂ／Ｔｆ）      （式４）
上式によれば、前輪用モータ２１の最大トルクＴｆが「３０Ｎ・ｍ」、後輪用モータ３１の最大トルクＴｂが「３００Ｎ・ｍ」である場合には、減速機２２の減速比ＲＲは「５〜２０」となることが好ましい。これによれば、減速後の前輪用モータ２１のトルク域と、後輪用モータ３１のトルク域が乖離することを抑制することができる。なお、上式において、最大トルクＴｆ，Ｔｂは、定格トルクや始動トルクなどモータにおける他のトルクパラメータを用いてもよい。
【００６３】
・減速機２２の減速比ＲＲは、前輪用モータ２１の無負荷回転数（無負荷速度）と後輪用モータ３１の無負荷回転数に応じて、次式から設定してもよい。なお、前輪用モータ２１の無負荷回転数を「Ｎｆ」、後輪用モータ３１の無負荷回転数を「Ｎｂ」とする。また、「ＣＮ」は正の定数であり、一例として「０．５〜２．０」の間の値を取ることが好ましい。
【００６４】
ＲＲ＝ＣＮ・（Ｎｆ／Ｎｂ）      （式５）
上式によれば、前輪用モータ２１の無負荷回転数Ｎｆが「１００００ｒｐｍ」、後輪用モータ３１の無負荷回転数Ｎｂが「１０００ｒｐｍ」である場合には、減速機２２の減速比ＲＲは「５〜２０」となることが好ましい。これによれば、減速後の前輪用モータ２１の回転数（速度）域と、後輪用モータ３１の回転数域が乖離することを抑制することができる。なお、上式において、無負荷回転数Ｎｆ，Ｎｂは、定格回転数（定格速度）や同期回転数（同期速度）などモータにおける他の回転数パラメータを用いてもよい。
【００６５】
・減速機２２の減速比ＲＲは、（式４）及び（式５）の両式を満たすような減速比ＲＲとしてもよい。
・減速後の前輪用モータ２１の最大トルクＴｆｒと後輪用モータ３１の最大トルクＴｂは、等しいトルクでなくてもよい。
【００６６】
・前輪２０に減速機２２を設けずに、後輪３０に減速機２２を設けてもよい。この場合、後輪用モータ３１は、前輪用モータ２１よりも高回転か低トルク型のモータにすることが好ましい。
【００６７】
・後輪用モータ３１と後輪３０との間にクラッチ２３を設けてもよい。
・前輪用モータ２１と前輪２０との間にクラッチ２３を設けなくてもよい。
・前輪用モータ２１と後輪用モータ３１は、必ずしも、それぞれ前輪２０と後輪３０の中に配置されていなくてもよい。
【００６８】
・前輪２０を１つの前輪用モータ２１で駆動し、後輪３０を１つの後輪用モータ３１で駆動するようにしてもよい。
・前輪用モータ２１及び後輪用モータ３１は、誘導モータなどの他の交流モータとしてもよい。
【００６９】
・前輪用モータ２１、減速機２２、及び後輪用モータ３１における回転数、トルク、及び効率に係る特性は、上記実施形態における数値に限らず、自由に変更してもよい。
次に、上記実施形態及び別の実施形態から把握できる技術的思想を以下に追記する。
【００７０】
（イ）上記車両において、前記減速機の減速比は、前記一方のモータの無負荷回転数を前記他方のモータの無負荷回転数で除した値に応じて設定されることが好ましい。
上記構成によれば、減速機で減速された一方のモータが回転可能な回転数域を、減速機で減速されない他方のモータが回転可能な回転数域から乖離しないようにすることができる。これによれば、例えば、減速機に減速された一方のモータ又は他方のモータでしか、車両から要求される回転数（車輪速度）を発生できないということを抑制することができる。
【符号の説明】
【００７１】
１…車両、１０…転舵機構、２０…前輪、２１…前輪用モータ、２２…減速機、２３…クラッチ、３０…後輪、３１…後輪用モータ、Ｔｆ，Ｔｆｒ，Ｔｂ…最大トルク。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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