(57)【要約】【課題】  電気動力またはハイブリッド動力の自動車、特にスポーツカーのための、右車輪と左車輪のトルク差分が大きいトルクベクタリング制御と可変トルク領域が広い可変定格出力制御が可能な動力システム提供することである。【解決手段】  動力システムは複数のモータ、モータの動力を直接右車輪に伝達する第１系統動力伝達機構、直接左車輪に伝達する第２系統動力伝達機構、モータの動力を右車輪と左車輪に分配伝達する第３系統動力伝達機構、それらを制御する制御装置からなり、制御装置は右車輪と左車輪に動力を伝達するモータ数の差分を制御するトルクベクタリング制御とモータ数の総和を制御する可変定格出力制御を行う。【選択図】  図６
2018007349.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気動力またはハイブリッド動力の自動車のための動力システムであって、
前記動力システムは、モータ(13, 14, 15)、モータの動力を第１車輪(右車輪)(21)に伝達する第１系統動力伝達機構(51, 55, 71, 58, 59, 62)、第２車輪(左車輪)(22)に伝達する第２系統動力伝達機構(57, 52, 56, 72, 60, 63)、制御装置(18)を有すること、
前記制御装置は、前記モータ、前記第１系統動力伝達機構、前記第２系統動力伝達機構を制御して、前記第１車輪に動力を伝達するモータ数と前記第２車輪に動力を伝達するモータ数の差分の制御とそれぞれのモータの駆動トルクの制御を行うモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御を行うこと、
を特徴とする動力システム。
【請求項２】
請求項１の動力システムにおいて、
前記制御装置は、前記トルクベクトル制御と、前記モータ(13, 14, 15)、前記第１系統動力伝達機構(51, 55, 71, 58, 59, 62)、前記第２系統動力伝達機構(57, 52, 56, 72, 60, 63) を制御して、前記第１車輪(21)に動力を伝達するモータ数と前記第２車輪(22)に動力を伝達するモータ数の総和の制御を行うモータ数総和制御方式可変定格出力制御を行うこと、
を特徴とする動力システム。
【請求項３】
請求項１の動力システムにおいて、
前記動力システムは、さらにモータ(13, 14, 15)の動力を前記第１車輪(21)と前記第２車輪(22)の双方に分配伝達する第３系統動力伝達機構(53, 55, 73, 54, 56, 74, 61, 62, 63)を有すること、
前記制御装置(18)は、前記モータ、前記第１系統動力伝達機構、前記第２系統動力伝達機構、前記３系統動力伝達機構を制御して、前記モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御を行うこと、
を特徴とする動力システム。
【請求項４】
請求項２および３の動力システムにおいて、
前記動力システムは、第１モータ(13)、第２モータ(14)、前記第１モータの動力を伝達する前記第１系統動力伝達機構(51, 55, 71)、前記第２系統動力伝達機構(57)、前記３系統動力伝達機構(53, 55, 73)、前記第２モータの動力を伝達する前記第１系統動力伝達機構(58)、前記第２系統動力伝達機構(52, 56, 72)、前記３系統動力伝達機構(54, 56, 74)を有すること、
前記制御装置(18)は、前記第１モータ、前記第２モータ、それぞれのモータの動力を伝達する前記第１系統動力伝達機構、前記第２系統動力伝達機構、前記３系統動力伝達機構を制御して、前記モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御、または、前記モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御と前記モータ数総和制御方式可変定格出力制御を行うこと、を特徴とする動力システム。
【請求項５】
請求項４の動力システムにおいて、
前記動力システムの、前記第１モータ(13)の動力を前記第２車輪(22)に伝達する前記第２系統動力伝達機構(57)と、前記第２モータ(14)の動力を前記第１車輪(21)に伝達する前記第１系統動力伝達機構(58)は、前記第１モータが接続される第１入力軸(31)と前記第２モータが接続される第２入力軸(32)の連結と切断を行うクラッチ機構(82)であること、
前記制御装置(18)は、前記第１モータが接続される第１入力軸と前記第２モータが接続される第２入力軸の連結と切断を行うクラッチ機構を制御して、前記モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御、または、前記モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御と前記モータ数総和制御方式可変定格出力制御を行うこと、
を特徴とする動力システム。
【請求項６】
請求項４および５の動力システムにおいて、
前記動力システムは、さらに、第３モータ(15)を有すること、
さらに、前記第３モータの動力を前記第１車輪(21)と前記第２車輪(22)の双方に分配伝達する前記第３系統動力伝達機構(61, 62, 73, 63, 74)を有すること、
前記制御装置(18)は、前記第１モータ(13)と前記第２モータ(14)、前記第１モータおよび前記第２モータの動力を伝達する前記第１系統動力伝達機構(51, 58, 59, 55, 62, 71)と前記第２系統動力伝達機構(57, 52, 60, 56, 63, 72)、前記第３モータ、前記第３モータの動力を前記第１車輪と前記第２車輪の双方に分配伝達する前記第３系統動力伝達機構を制御して、前記モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御、または、前記モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御と前記モータ数総和制御方式可変定格出力制御を行うこと、
を特徴とする動力システム。
【請求項７】
請求項６の動力システムにおいて、
前記動力システムは、さらに、前記第３モータ(15)の動力を前記第１車輪に伝達する前記第１系統動力伝達機構(59, 62, 71)、前記第２車輪に伝達する前記第２系統動力伝達機構(60, 63, 72)を有すること、
前記制御装置(18)は、前記第１モータ(13)、前記第２モータ(14)、前記第３モータ、それぞれのモータの動力を伝達する前記第１系統動力伝達機構(51, 55, 71, 58, 59, 62)、前記第２系統動力伝達機構(57, 52, 56, 72, 60, 63)、前記第３系統動力伝達機構(53, 55, 73, 54, 56, 74, 61, 62, 63)を制御して、前記モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御、または、前記モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御と前記モータ数総和制御方式可変定格出力制御を行うこと、
を特徴とする動力システム
【請求項８】
請求項４の動力システムにおいて、
前記第１系統動力伝達機構は第１モータ(13)の動力を第１中間軸(41)に伝達する動力伝達機構(55)と第１中間軸の動力を第１車輪(21)に伝達する第１中間軸-第１出力軸滑りクラッチ機構(84)であり、
前記第２系統動力伝達機構は第２モータ(14)の動力を第２中間軸(42)に伝達する動力伝達機構(56)と第２中間軸の動力を第２車輪(22)に伝達する第２中間軸-第２出力軸滑りクラッチ機構(85)であり、
前記第３系統動力伝達機構は前記二つの動力伝達機構(55, 56)、前記第１中間軸の動力を前記第２車輪に伝達し前記第２中間軸の動力を前記第１車輪に伝達する第１中間軸-第２中間軸連結クラッチ機構(83)、前記第１車輪と前記第２車輪の回転速度差を吸収する前記第１中間軸-第１出力軸滑りクラッチ機構、前記第２中間軸-第２出力軸滑りクラッチ機構であること、
前記制御装置(18)は、前記第１モータ、前記第２モータ、前記二つの動力伝達機構、前記第１中間軸-第１出力軸滑りクラッチ機構、前記第２中間軸-第２出力軸滑りクラッチ機構、前記第１中間軸-第２中間軸連結クラッチ機構を制御して、前記モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御、または、前記モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御と前記モータ数総和制御方式可変定格出力制御を行うこと、
を特徴とする動力システム。
【請求項９】
請求項１および２の動力システムにおいて、
前記動力システムは、第１モータ(13)と第２モータ(14)、前記第１モータの動力を前記第1車輪(21)に伝達する前記第１系統動力伝達機構(51)、前記第2モータの動力を前記第2車輪(22)に伝達する前記第２系統動力伝達機構(52)、前記第１モータが接続される第１入力軸(31)、前記第２モータが接続される第２入力軸(32)、前記第１入力軸と前記第２入力軸の連結と切断を行う第１入力軸-第２入力軸連結クラッチ機構(82)を有すること、
前記制御装置(18)は、前記第１モータ、前記第２モータ、前記第１系統動力伝達機構、前記第２系統動力伝達機構、前記第1入力軸-第２入力軸連結クラッチ機構を制御して、前記モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御、または、前記モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御と前記モータ数総和制御方式可変定格出力制御を行うこと、
を特徴とする動力システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
電気動力またはハイブリッド動力の自動車、特にスポーツカーのための動力システムに関するもの、特にトルクベクタリング制御と可変定格出力制御を行う動力システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
まず、電気動力またはハイブリッド動力の自動車の動力システムとして用いられるモータの特性について説明する。
電気動力またはハイブリッド動力の自動車は回生ブレーキを行うので、その動力システムに用いられるのは発電機能を有するモータジェネレータであるが、本発明においてはモータジェネレータと同じ意味でモータと記述する。
図１に、電気動力またはハイブリッド動力の自動車の動力システムとして用いられる一般的な永久磁石型同期モータのエネルギー効率を示す。図１aに回転速度-トルク特性を、図１bに回転速度-出力特性示す。
モータの回転速度-トルク特性を図１aに示す。トルクは低回転速度領域で高く、回転速度が高くなるにつれて低くなること、エネルギー効率は中回転速度大トルクの領域-I で最も高く、領域-II、領域-III の順に低くなる。エネルギー効率はスポット-B が最も高く、スポット-A、スポット-Cの順に低くなり、 高トルク領域(定格出力)にあるスポットBに比べて、低トルク領域にあるスポットDのエネルギー効率は低くなる。
モータの回転速度-出力特性を図１bに示すように、出力を一定にした状態で回転速度を変化することが可能であり、低回転速度の領域-II にあるスポット-A、中回転速度の領域-I にあるスポット-B、高回転速度の領域-III にあるスポット-Cで等しい出力にすることができる。同じ出力でもエネルギー効率は中回転速度領域にあるスポット-Bがもっとも高いことである。
【０００３】
電気動力またはハイブリッド動力のスポーツカーの動力システムにおいては、標準的な動力システムに比べて、定格出力の大きく回転速度の高いモータを用いるので市街地走行時の低トルク領域および低回転速度におけるエネルギー効率の低下の問題は大きく、それらの問題を解決するには、モータの特性の改善だけではそれらを満足することは困難であり、可変定格出力制御や 変速制御が必要になる。
【０００４】
電気動力またはハイブリッド動力のスポーツカーのトルクベクタリング制御の背景について説明する。
従来の内燃機関動力のスポーツカーにおいてもトルクベクタリング制御はコーナリング特性を向上させる重要な機能であったが、１つの動力のトルクを任意の比率で左右の車輪に分配する機構は複雑であり、重量とコストを増加させること、多板クラッチ等により制御するために発熱等によるエネルギー損失と制御精度の低さのために普及しなかった。
電気動力またはハイブリッド動力のスポーツカーでは、複数のモータを用いることが容易なこととモータの回転速度またはトルクの高精度の制御が容易なことにより、トルクベクタリング制御の実現が容易になった。
独立駆動方式トルクベクタリング制御は二つの課題を有している。第１の課題は一方のモータのトルクを他方の車輪に配分できないことである。第２の課題は低負荷直進走行時にそれぞれのモータは定格出力に対してかなり低いトルクで駆動することになり、モータをエネルギー効率の低いトルク領域で使用しなければならないことである。
【０００５】
電気動力またはハイブリッド動力のスポーツカーの可変定格出力制御の背景について図１cに示す。
特性-aは定格出力の大きなモータ、特性-bは定格出力の小さなモータの回転速度-トルク特性であり、スポット-Dは特性-aのモータではエネルギー効率の低い領域-IIIaに位置するが、特性-bのモータではエネルギー効率の高い領域-Ibに位置する。特性-aと特性-bの切換えを行うことにより広いトルク領域において高いエネルギー効率を 得ることができる。これが可変定格出力制御を必要とする理由である。
可変定格出力制御を実現する１つの方法は、複数の定格出力が小さなモータを有し、小さな定格出力を必要とする場合に一部のモータで駆動し、他のモータを休止する方法である。電気動力またはハイブリッド動力のスポーツカーの動力システムにおいては複数のモータで構成することは容易であり、可変定格出力制御を実現する方式として、複数の定格出力が小さなモータを有し、大きな定格出力を必要とする場合には全てのモータで駆動し、小さな定格出力で十分な場合は一部のモータのみで駆動する方式は優れている。
【０００６】
特許文献３の技術は二つのモータのトルクを遊星歯車機構により左駆動輪と右駆動輪に分配できるトルクベクタリング制御技術であり、独立駆動方式トルクベクタリング制御の第１の課題を解決しようとするものである。
段落００３１から段落００３２および段落００４７から段落００５０に、二つのモータのトルク差よりも大きなトルク差で左駆動輪と右駆動輪を駆動できることが、段落００３９には左右車輪の駆動トルク差を示す(7)式が記述されている。
しかし、(7)式に示されるように左右車輪の駆動トルク差は二つのモータのトルク差に比例するので、左右車輪の駆動トルク差を最大にするには二つのモータの一方のモータを逆転するものと思われる。この時サンギアとリングギアは逆方向に高速で回転しピニオンギアは高速で回転することになり発熱等によるエネルギー損失の課題を有する。
また、独立駆動方式トルクベクタリング制御の第２の課題については低負荷直進走行時にそれぞれのモータは定格出力に対してかなり低いトルクで駆動することになるので解決されない。
また、特許文献３の技術はスポーツカーやSUV車には適さない。左右車輪の回転数差を制御できないのでリミテッドスリップデフを必要とするが、左右車輪の駆動トルク差を０にするリミテッドスリップデフは左右車輪の駆動トルク差を制御する特許文献３のトルクベクタリング制御技術には適合しない。
【０００７】
特許文献２の技術は複数のモータの接続を制御することによる可変定格出力制御である。
「要約」の「構成」に、モータＭ１’〜Ｍ４’が減速機を挟んで同軸上に配置されること、各モータ間および減速機との間に可変制御クラッチＣ１’〜Ｃ４’が設けられること、必要負荷に応じてモータが選択され減速機に接続され、他のモータは切り離されることが記述されている。
【０００８】
特許文献３の技術は要求トルクが所定値以下のときは、複数のモータの内のいずれかに要求トルクの全量を配分する制御である。複数のモータの出力軸が接続されており、特許文献１のようにモータの接続の制御は行わない。
段落０００８に、複数のモータの出力を１つの出力軸に合成する駆動系と、複数のモータに対する要求トルクを検出する要求トルク検出手段と、要求トルク量に応じて、各モータに対する要求トルクの配分量を設定するトルク配分量設定手段と、各モータの出力トルクが設定された配分量になるように、各モータを駆動制御する駆動制御手段備えること、トルク配分量設定手段は、要求トルク検出手段で検出されたアクセル開度が所定値以下のときは、複数のモータの内のいずれかに要求トルクの全量を配分することが記述されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開2015-021594    澤瀬  薫
【特許文献２】特許公開H6-153325  日産自動車株式会社
【特許文献３】特許公開H5-115108  日産自動車株式会社
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明が解決しようとする課題は二つある。
第１の課題は、電気動力またはハイブリッド動力の自動車特にスポーツカーのための、右車輪と左車輪のトルク差分が大きいトルクベクタリング制御が可能な動力システム提供することである。
第２の課題は、トルク差分が大きいトルクベクタリング制御と可変トルク領域が広い可変定格出力制御が可能な動力システム提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の動力システムは、複数のモータ、モータの動力を直接右車輪に伝達する第１系統動力伝達機構、直接左車輪に伝達する第２系統動力伝達機構、モータの動力を右車輪と左車輪に分配伝達する第３系統動力伝達機構と制御装置からなる。
制御装置はモータと三つの系統の動力伝達機構を制御して、右車輪に動力を伝達するモータ数と左車輪に動力を伝達するモータ数の差分の制御とそれぞれのモータの駆動トルクを制御するモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御を行う。
また、制御装置は三つの系統の動力伝達機構を制御して、三つの系統の動力伝達機構に動力を伝達するモータ数の総和を制御するモータ数総和制御方式可変定格出力制御を行う。
さらに、制御装置はモータと三つの三つの系統の動力伝達機構を制御して、モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御とモータ数総和制御方式可変定格出力制御を統合して行う。
【００１２】
本発明のモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御と特許文献１の技術との手段の差異について説明する。
特許文献１の技術は遊星歯車機構の複雑な組合せの機構によって独立駆動方式トルクベクタリング制御の第１の課題を解決しようとするトルクベクタリング制御技術である。
それに対して、本発明の動力システムは、第１系統動力伝達機構、第２系統動力伝達機構、第３系統動力伝達機構の三つの系統の動力伝達機構を有し、三つの系統の動力伝達機構は単純なクラッチ機構(変速を行う方式でも単純なクラッチ機構と変速のための単純な歯車機構)の構成であり、左右車輪の駆動トルク差が大きい状態において特許文献１のような発熱等によるエネルギー損失は発生しない。
さらに、本発明の動力システムはトルクベクタリング制御(モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御)だけでなく可変定格出力制御(モータ数総和制御方式可変定格出力制御)を統合して制御可能なものである。
【００１３】
次に、本発明のモータ数総和制御方式可変定格出力制御と特許文献２および特許文献３の技術との差異について説明する。
特許文献２および特許文献３の技術は、本発明の第３系統動力伝達機構のみからなる可変定格出力制御技術である。
それに対して、本発明の動力システムは、第１系統動力伝達機構、第２系統動力伝達機構、第３系統動力伝達機構の三つの系統の動力伝達機構を有し、トルクベクタリング制御(モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御)の状態においても可変定格出力制御(モータ数総和制御方式可変定格出力制御)を統合して制御可能なものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の動力システムのモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御とモータ数総和制御方式可変定格出力制御は、本発明の動力システムの構成、すなわち、複数のモータ、モータの動力を直接右車輪に伝達する第１系統動力伝達機構、直接左車輪に伝達する第２系統動力伝達機構、モータの動力を右車輪と左車輪に分配伝達する第３系統動力伝達機構によって実現できたものである。
本発明の動力システムのモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御とモータ数総和制御方式可変定格出力制御の効果について説明する。
第１の効果は第１の課題の解決、すなわち、二つのモータによる独立駆動方式トルクベクタリング制御に比べて左右車輪のトルク差分が大きいモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御、例えば複数のモータの全てのトルクを左右の一方の車輪に伝達することを可能なトルクベクタリング制御、トルク差分の大きな領域においてもエネルギー効率が高いトルクベクタリング制御を実現したことである。
第２の効果は第２の課題の解決、すなわち、左右車輪のトルク差分が大きいモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御時にも可能な可変トルク領域が広いモータ数総和制御方式可変定格出力制御を実現し、モータのエネルギー効率の高いトルク領域での使用を可能にしたことである。
第３の効果は、モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御とモータ数総和制御方式可変定格出力制御、すなわち、トルクベクタリング制御と可変定格出力制御の統合を可能にしたことである。
第３の効果は、モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御とモータ数総和制御方式可変定格出力制御、すなわち、トルクベクタリング制御と可変定格出力制御の統合を可能にしたことである。
【００１５】
本発明の動力システムのさらなる効果は、モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御とモータ数総和制御方式可変定格出力制御だけでなく、並列駆動同期変速制御も可能にしたことであり、モータ数総和制御方式可変定格出力制御と並列駆動同期変速制御の双方の実現によって、モータの、よりエネルギー効率の高いトルク領域での使用を可能にしたことである。
【００１６】
本発明のモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御は、ステアリング操作の難しさやフィードバックの不自然さの問題を有しているが、いくつかの方法により解決される。
第１の方法はステア・バイ・ワイヤ技術との組合せである。ステア・バイ・ワイヤ技術はステアリングホイールの角度から目標のヨーレート(ヨー角速度)を求め、コンピュータはプログラムに従がってステアリング制御とトルクベクタリング制御を行う。
第２の方法は四輪駆動の前輪か後輪の駆動に用いる方法である。例えば四輪駆動の前輪に用いた場合、主たる駆動は後輪のトルクで行い、前輪のトルクは旋回に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一般的な永久磁石型同期モータの可変定格出力制御と変速制御の特性を説明する図である。
【図２】主要なモデルと制御技術の分類を示す図である。
【図３】Model-2112,2121,2122,2131,2132,2142,2152の動力システムの全体概要構成を説明する図である。
【図４】Model-2114,2123,2124,2133,2134の動力システムの全体概要構成を説明する図である。
【図５】Model-2112,2114の詳細な部分構成を説明する図である。
【図６】Model-2122a,2122b,2122cの詳細な部分構成を説明する図である。。
【図７】Model-2124bの詳細な部分構成を説明する図である。
【図８】Model-2132s, Model-2132bの詳細な部分構成を説明する図である。
【図９】Model-2134sの詳細な部分構成を説明する図である。
【図１０】Model-2134bの詳細な部分構成を説明する図である。
【図１１】Model-2142,2132CXの詳細な部分構成を説明する図である。
【図１２】Model-2152の詳細な部分構成を説明する図である。
【図１３】Model-2152の動力システムの全体概要構成変形例を説明する図である。
【図１４】Model-2112のモータ数差分方式トルクベクタリング制御(YC-1)を説明する図である。
【図１５】Model-2114のモータ数差分方式トルクベクタリング制御(YC-1)を説明する図である。
【図１６】Model-2122aのモータ数差分方式トルクベクタリング制御(YC-2)を説明する図である。
【図１７】Model-2122bのモータ数差分方式トルクベクタリング制御(YC-2)を説明する図である。
【図１８】Model-2122maのモータ数差分方式トルクベクタリング制御(YC-2)を説明する図である。
【図１９】Model-2124bのモータ数差分方式トルクベクタリング制御(YC-2)を説明する図である。
【図２０】Model-2132bのモータ数差分方式トルクベクタリング制御(YC-3)を説明する図(1)である。
【図２１】Model-2132bのモータ数差分方式トルクベクタリング制御(YC-3)を説明する図(2)である。
【図２２】Model-2134bのモータ数差分方式トルクベクタリング制御(YC-3)を説明する図(1)である。
【図２３】Model-2134bのモータ数差分方式トルクベクタリング制御(YC-3)を説明する図(2)である。
【図２４】Model-2142のモータ数差分方式トルクベクタリング制御(YC-4)を説明する図である。
【図２５】Model-2152のモータ数差分方式トルクベクタリング制御(YC-5)を説明する図である。
【図２６】Model-2122aのモータ数総和方式可変定格出力制御(VR-1)を説明する図である。
【図２７】Model-2122bのモータ数総和方式可変定格出力制御(VR-1)を説明する図である。
【図２８】Model-2124bのモータ数総和方式可変定格出力制御(VR-2)を説明する図(1)である。
【図２９】Model-2124bのモータ数総和方式可変定格出力制御(VR-2)を説明する図(2)である。
【図３０】Model-2132bのモータ数総和方式可変定格出力制御(VR-2)を説明する図(1)である。
【図３１】Model-2132bのモータ数総和方式可変定格出力制御(VR-2)を説明する図(2)である。
【図３２】Model-2134bのモータ数総和方式可変定格出力制御(VR-2)を説明する図(1)である。
【図３３】Model-2134bのモータ数総和方式可変定格出力制御(VR-2)を説明する図(2)である。
【図３４】Model-2142のモータ数総和方式可変定格出力制御(VR-3)を説明する図である。
【図３５】Model-2152のモータ数総和方式可変定格出力制御(VR-4)を説明する図である。
【図３６】Model-2122bの並列駆動同期変速制御(MST-22)を説明する図(1)である。
【図３７】Model-2122bの並列駆動同期変速制御(MST-22)を説明する図(2)である。
【図３８】Model-2122bの並列駆動同期変速制御(MST-23)を説明する図(3)である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の動力システムは、電気動力またはハイブリッド動力の自動車のための動力システムであって、前記動力システムは、モータ13, 14, 15、モータの動力を第１車輪(右車輪)21に伝達する第１系統動力伝達機構51, 58, 59, 55, 62, 71、第２車輪(左車輪)22に伝達する第２系統動力伝達機構57, 52, 60, 56, 63, 72、制御装置18を有する。
制御装置18は、モータ13, 14, 15と二つの系統の動力伝達機構を制御して、第１車輪21に動力を伝達するモータ数と第２車輪22に動力を伝達するモータ数の差分を制御するモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御を行う。
モータ13, 14, 15は一つ以上、二つの系統の動力伝達機構はそれぞれ一つ以上必要である。
【００１９】
前記制御装置18は、さらに、モータ13, 14, 15、二つの系統の動力伝達機構51, 58, 59, 55, 62, 71, 57, 52, 60, 56, 63, 72を制御して、モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御を行うとともに、第１車輪21に動力を伝達するモータ数と第２車輪22に動力を伝達するモータ数の総和の制御を行うモータ数総和制御方式可変定格出力制御を行う。
モータ13, 14, 15は二つ以上、動力伝達機構は二つの系統の動力伝達機構51, 58, 59, 55, 62, 71, 57, 52, 60, 56, 63, 72 がそれぞれ二つ以上必要である。
【００２０】
図２は本発明の動力システムの主要なモデルの分類を説明する図である。まず、構成上の分類について説明する。
Model-21の全てのモデルは、は第1のモータ13、第２モータ14、第３モータ15、モータの動力を第１車輪(右車輪)21 に伝達する第１系統動力伝達機構51, 58, 59, 55, 62, 71、モータの動力を第２車輪(左車輪)22に伝達する第２系統動力伝達機構57, 52, 60, 56, 63, 72、モータの動力を第１車輪(右車輪)21と第２車輪(左車輪)22に分配伝達する第３系統動力伝達機構53, 55, 73, 54, 56, 74, 61, 62, 63の組合せ(それらの要素の有無の組合せ)によって分類される。
Model-211 は第１モータ13 、第１系統動力伝達機構、第２系統動力伝達機構、第３系統動力伝達機構を有するグループである。
Model-212 は第1モータ13、第２モータ14、第１系統動力伝達機構、第２系統動力伝達機構、第３系統動力伝達機構を有するグループである。
Model-213 は第1モータ13、第２モータ14、第３モータ15、第１系統動力伝達機構、第２系統動力伝達機構、第３系統動力伝達機構を有するグループである。
Model-211, Model-212, Model-213 は第３動力伝達機構の動力分配機構が差動機構81であるグループであり、Model-214 は第３動力伝達機構の動力分配機構が3-クラッチ方式動力分配機構83, 84, 85であるグループである。
Model-215 は第１モータ13 、第２モータ14、第１系統動力伝達機構、第２系統動力伝達機構を有し第３系統動力伝達機構を有さないグループである。
さらに、Model-2112, 2121, 2122, 2131, 2132, 2142, 2152は電気自動車の動力システムであり、Model-2114, 2123, 2124, 2133, 2134 はエンジン16 を有するハイブリッド自動車の動力システムである。
【００２１】
次に、機能上の分類について説明する。
Model-2112, 2114, 2122, 2124, 2132, 2134, 2142, 2152 はモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御(YC-1, YC-2, YC-3, YC-3, YC-4, YC-5)が可能なグループである。
Model-2121, 2122, 2123, 2124, 2131, 2132, 2133, 2134, 2142, 2152 はモータ数総和制御方式可変定格出力制御(VR-1, VR-2, VR-4,)が可能なグループである。
Model-2122, 2124, 2132, 2134, 2142, 2152はモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御(YC-2, YC-3, YC-4, YC-5)状態においてモータ数総和制御方式可変定格出力制御(VR-1, VR-2, VR-3, VR-4)が可能なグループである。
【００２２】
図３はModel-2112, 2121, 2122, 2131, 2132, 2142, 2152の動力システムの全体概要構成を説明する図である。
動力システムは複数のモータ13,14,15、動力伝達装置23、複数の車輪21, 22、制御装置18 等を有し、動力伝達装置23 はモータ13,14,15が接続される複数の入力軸 31, 32, 33、車輪が接続される複数の出力軸35, 36、入力軸と出力軸の間に介在する第１系統動力伝達機構51, 58, 59, 55, 62, 71、第２車輪(左車輪)22に伝達する第２系統動力伝達機構57, 52, 60, 56, 63, 72、第３系統動力伝達機構53, 55, 73, 54, 56, 74, 61, 62, 63等を有する。
Model-2112は１つのモータ13、Model-2121, 2122, 2142, 2152は二つのモータ13, 14、Model-2131, 2132は三つのモータ13, 14, 15を有する。
図４はModel-2114, 2123, 2124, 2133, 2134の動力システムの全体概要構成を説明する図である。
動力システムは、さらにエンジン16、エンジン16が接続される入力軸 34等を有する。
Model-2114は１つのモータ13、Model-2123, 2124は二つのモータ13, 14、Model-2133, 2134は三つのモータ13, 14, 15を有する。
【実施例１】
【００２３】
Model-2112は本発明の最も単純な電気自動車の動力システムであり、一つのモータ、一つの第１系統動力伝達機構、一つの第２系統動力伝達機構、一つの第３系統動力伝達機構を有し、モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御を行う。
図５aはModel-2112の詳細な部分構成を説明する図であり、前輪駆動、後輪駆動、前後独立四輪駆動の電気自動車の動力システムの実施例である。動力システムは第１モータ13、第１モータ13が接続される第１入力軸31、第１車輪21が接続される第１出力軸35、第２車輪22が接続される第２出力軸36、差動機構入力軸43、差動機構81を有し、第１系統動力伝達機構として第１入力軸31の動力を第１出力軸35に伝達するT1動力伝達機構51、第２系統動力伝達機構として第１入力軸31の動力を第２出力軸36に伝達するT7動力伝達機構57、第３系統動力伝達機構として第１入力軸31の動力を差動機構入力軸43に伝達するT3動力伝達機構53を有する。
【００２４】
図１４はModel-2112の動力システムのモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御(YC-1)を説明する図である。
図１４aの駆動状態(100)は、第１モータ13とT1動力伝達機構51で第１出力軸35を直接駆動する走行であり、
図１４bの駆動状態(010)は、第１モータ13とT3動力伝達機構53と差動機構81で第１出力軸35と第２出力軸36を分配駆動する走行であり、
図１４cの駆動状態(001)は、第１モータ13とT2動力伝達機構52で第２出力軸36を直接駆動する走行である。
駆動状態(XYZ)のXは第１出力軸35を直接駆動するモータ数、Yは第１出力軸35と第２出力軸36を分配駆動するモータ数、Zは第２出力軸36を直接駆動するモータ数である。
【実施例２】
【００２５】
Model-2114は最も単純なハイブリッド自動車の動力システムであり、一つのモータ、一つのエンジン、一つの第１系統動力伝達機構、一つの第２系統動力伝達機構、二つの第３系統動力伝達機構を有し、モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御を行う。
図５bはModel-2114の詳細な部分構成を説明する図であり、後輪駆動のハイブリッド自動車の動力システムの実施例である。動力伝達装置23は、Model-2112と同じ構成と、さらに、エンジン16、エンジン16が接続される第４入力軸34、第３系統動力伝達機構として第４入力軸34の動力を差動機構入力軸43に伝達するC5クラッチ機構75を有する。
【００２６】
図１５はModel-2114のモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御(YC-1)を説明する図である。
図１５aの駆動状態(100)は、第１モータ13とT1動力伝達機構51で第１出力軸35を直接駆動する走行である。
図１５bの駆動状態(010)は、第１モータ13とT3動力伝達機構53と差動機構81で第１出力軸35と第２出力軸36を分配駆動する走行である。
図１５cの駆動状態(001)は、第１モータ13とT2動力伝達機構52で第２出力軸36を直接駆動する走行である。
駆動状態(XYZ)のX, Y, Zはモータ数であってエンジン16は含まれないので、Model-2114の駆動状態(XYZ)はModel-2112の駆動状態(XYZ)と同じである。
Model-2114のモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御はエンジン16の制御を行わないので、Model-2112のモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御と同じである。
【実施例３】
【００２７】
Model-2122は本発明の最も汎用性の高い電気自動車の動力システムであり、二つのモータ、一つの第１系統動力伝達機構、一つの第２系統動力伝達機構、二つの第３系統動力伝達機構を有し、モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御とモータ数総和制御方式可変定格出力制御を行う。
Model-2122の構成はModel-2122a, 2122b, 2122ma, 2122mbの四方式がある。
Model-2122a, 2122maとModel-2122b, 2122mbは第１入力軸31と第２入力軸32の動力を差動機構入力軸43に伝達する機構が異なり、Model-2122a, 2122bとModel-2122ma, 2122mbは第１入力軸31の動力を第２出力軸36に伝達し第２入力軸32の動力を第１出力軸35に伝達する機構が異なる。
【００２８】
図６aはModel-2122aの動力システムの詳細な部分構成を説明する図である。
動力システムは、第１モータ13、第２モータ14、第１モータ13が接続される第１入力軸31、第２モータ14が接続される第２入力軸32、第１車輪21が接続される第１出力軸35、第２車輪22が接続される第２出力軸36、差動機構入力軸43と差動機構81、第１入力軸31と第２入力軸32を連結するICクラッチ機構82を有する。
第１系統動力伝達機構として第１入力軸31の動力を第１出力軸35に伝達するT1動力伝達機構512, 514を有する。
第２系統動力伝達機構として第２入力軸32の動力を第２入力軸32に伝達するT2動力伝達機構522, 524を有する。
第３系統動力伝達機構として第１入力軸31の動力を差動機構入力軸43に伝達するT3動力伝達機構532, 534と第２入力軸32の動力を差動機構入力軸43に伝達するT4動力伝達機構542, 544を有する。
【００２９】
図６bはModel-2122bの動力システムの詳細な部分構成を説明する図である。
動力システムは、第１モータ13、第２モータ14、第１モータ13が接続される第１入力軸31、第２モータ14が接続される第２入力軸32、第１中間軸41、第２中間軸42、第１車輪21が接続される第１出力軸35、第２車輪22が接続される第２出力軸36、差動機構入力軸43と差動機構81、第１入力軸31と第２入力軸32を連結するICクラッチ機構82を有する。
第１系統動力伝達機構として第１入力軸31の動力を第１中間軸41に伝達するT5動力伝達機構55と第１中間軸41の動力を第１出力軸35に伝達するC1クラッチ機構71を有する。
第２系統動力伝達機構として第２入力軸32の動力を第２中間軸42に伝達するT6動力伝達機構56と第２中間軸42の動力を第２出力軸36に伝達するC2クラッチ機構72を有し、
第３系統動力伝達機構として第１入力軸31の動力を第１中間軸41に伝達するT5動力伝達機構55と第１中間軸41の動力を差動機構入力軸43に伝達するC3クラッチ機構73、第２入力軸32の動力を第２中間軸42に伝達するT6動力伝達機構56と第２中間軸42の動力を差動機構入力軸43伝達するC4クラッチ機構74を有する。
【００３０】
図６cはModel-2122maの動力システムの詳細な部分構成を説明する図である。
Model-2122maはICクラッチ機構82を有しない。
第１系統動力伝達機構として、さらに第２入力軸32の動力を第１出力軸35に伝達するT8動力伝達機構582, 584を有する。
第２系統動力伝達機構として、さらに第１入力軸31の動力を第２出力軸36に伝達するT7動力伝達機構572, 574を有する。
Model-2122mbの構成はModel-2122bとModel-2122maの組合せの構成である。四つの方式の機能の優劣はわずかであり、システム設計に最適な方式を選択するとよい。
【００３１】
図１６はModel-2122aの動力システムのモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御(YC-2)を説明する図である。
図１６aの駆動状態(101)は、第１モータ13とT1動力伝達機構51で第１出力軸35を直接駆動し、第２モータ14とT2動力伝達機構52で第２出力軸36を直接駆動する走行である。
図１６bの駆動状態(011)は、第１モータ13、T3動力伝達機構53、差動機構81で第１出力軸35と第２出力軸36を分配駆動し、第２モータ14とT2動力伝達機構52で第２出力軸36を直接駆動する走行である。
図１６cの駆動状態(002)は、第１モータ13、ICクラッチ機構82、第２モータ14、T2動力伝達機構52で第２出力軸36を直接駆動する走行である。
モータ数の差分は、駆動状態(101)では０、駆動状態(011)では１、駆動状態(002)では２であり、制御装置18 は三つの駆動状態を遷移することによりモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御を行う。
【００３２】
図１７はModel-2122bの動力システムのモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御(YC-2)を説明する図である。
図１７aの駆動状態(101)は第１モータ13、T5動力伝達機構55、C1クラッチ機構71で第１出力軸35を直接駆動し、第２モータ14、T6動力伝達機構56、C2クラッチ機構72で第２出力軸36を直接駆動する走行である。
図１７bの駆動状態(011)は第１モータ13、T5動力伝達機構55、C3クラッチ機構73、差動機構81で第１出力軸35と第２出力軸36を分配駆動し、第２モータ14、T6動力伝達機構56、C2クラッチ機構72で第２出力軸36を直接駆動する走行である。
図１７cの駆動状態(002)は、第１モータ13、ICクラッチ機構82、第２モータ14、T6動力伝達機構56、C2クラッチ機構72で第２出力軸36を直接駆動する走行である。
【００３３】
図１８はModel-2122maの動力システムのモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御(YC-2)を説明する図である。
図１８aの駆動状態(101)は、第１モータ13とT1動力伝達機構51で第１出力軸35を直接駆動し、第２モータ14とT2動力伝達機構52で第２出力軸36を直接駆動する走行である。
図１８bの駆動状態(011)は、第１モータ13、T3動力伝達機構53、差動機構81で第１出力軸35と第２出力軸36を分配駆動し、第２モータ14とT2動力伝達機構52で第２出力軸36を直接駆動する走行である。
図１８cの駆動状態(002)は、第１モータ13とT7動力伝達機構57、第２モータ14とT2動力伝達機構52で第２出力軸36を直接駆動する走行である。
Model-2122mbのモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御(YC-2)はModel-2122bとModel-2122maにより同様に説明できるものである。
【００３４】
図２６はModel-2122aの動力システムのモータ数総和制御方式可変定格出力制御(VR-1)を説明する図である。
図２６aの駆動状態(010)は、第１モータ13、T3動力伝達機構53、差動機構81で第１出力軸35と第２出力軸36を分配駆動する走行である。
図２６bの駆動状態(101)は、第１モータ13とT1動力伝達機構51で第１出力軸35を直接駆動し、第２モータ14とT2動力伝達機構52で第２出力軸36を直接駆動する走行である。
図２６cの駆動状態(001)は、第２モータ14とT2動力伝達機構52で第２出力軸36を駆動する走行である。
図２６dの駆動状態(002)は、第１モータ13、ICクラッチ機構82、第２モータ14、T2動力伝達機構52で第２出力軸36を直接駆動する走行である。
他に、駆動状態(011)も可能である。
モータ数の総和は、駆動状態(010)と駆動状態(001)では１、駆動状態(101)、駆動状態(002)、駆動状態(011)、では２であり、制御装置18 は二つの駆動状態を遷移することによりモータ数総和制御方式可変定格出力制御を行う。
【００３５】
図２７はModel-2122bの動力システムのモータ数総和制御方式可変定格出力制御(VR-1)を説明する図である。
図２７aの駆動状態(010)は、第１モータ13、T5動力伝達機構55、C3クラッチ機構73、差動機構81で第１出力軸35と第２出力軸36を分配駆動する走行である。
図２７bの駆動状態(101は、第１モータ13、T5動力伝達機構55、C1クラッチ機構71で第１出力軸35を直接駆動し、第２モータ14、T6動力伝達機構56、C2クラッチ機構72で第２出力軸36を直接駆動する走行である。
図２７cの駆動状態(001)は、第２モータ14、T6動力伝達機構56、C2クラッチ機構72で第２出力軸36を直接駆動する走行である。
図２７dの駆動状態(002)は、第１モータ13、ICクラッチ機構82、第２モータ14、T6動力伝達機構56、C2クラッチ機構72で第２出力軸36を直接駆動する走行である。
他に、駆動状態(011)も可能である。
モータ数の総和は、駆動状態(010)と駆動状態(001)では１、駆動状態(101)、駆動状態(002)、駆動状態(011)、では２であり、制御装置18 は二つの駆動状態を遷移することによりモータ数総和制御方式可変定格出力制御を行う。
Model-2122ma、Model-2122mbのモータ数総和制御方式可変定格出力制御(VR-1)はModel-2122aとModel-2122bにより同様に説明できるものである。
【００３６】
図３６はModel-2122bの動力システムの駆動状態(001)の並列駆動同期変速制御(MST-2)を説明する図である。
図３６aの駆動状態(001)は、第２モータ14、T6動力伝達機構56(第１速)、C2クラッチ機構72で第２出力軸36を直接駆動する走行である。
図３６bの駆動状態(011)は、第１モータ13を起動して、第１モータ13、T5動力伝達機構55(第１速)、C3クラッチ機構73、差動機構81で第１出力軸35と第２出力軸36を分配駆動し、第２モータ14、T6動力伝達機構56(第１速)、C2クラッチ機構72で第２出力軸36を直接駆動する走行である。
図３６cの駆動状態(011)は、第１モータ13、T5動力伝達機構55(第１速)、C3クラッチ機構73、差動機構81で第１出力軸35と第２出力軸36を分配駆動しながら、第２モータ14でT6動力伝達機構56の目的の歯車機構(第２速)の回転速度に同期をとって変速を行う並列駆動同期変速制御である。
図３６dの駆動状態(001)は、C3クラッチ機構73を切断し、第１モータ13を停止して、第２モータ14、T6動力伝達機構56(第２速)、C2クラッチ機構72で第２出力軸36を直接駆動する走行である。
【００３７】
図３７はModel-2122bの動力システムの駆動状態(011)の並列駆動同期変速制御(MST-2)を説明する図である。
図３７aの駆動状態(011)は、第１モータ13、T5動力伝達機構55(第１速)、C3クラッチ機構73、差動機構81で第１出力軸35と第２出力軸36を分配駆動し、第２モータ14、T6動力伝達機構56(第１速)、C2クラッチ機構72で第２出力軸36を直接駆動する走行である。
図３７bの駆動状態(001)は、第２モータ14、T6動力伝達機構56(第１速)、C2クラッチ機構72、差動機構81で第２出力軸36を直接駆動しながら、第１モータ13でT5動力伝達機構55の目的の歯車機構(第２速)の回転速度に同期をとって変速を行う並列駆動同期変速制御である。
図３７cの駆動状態(011)は、第１モータ13、T5動力伝達機構55(第２速)、C3クラッチ機構73、差動機構81で第１出力軸35と第２出力軸36を分配駆動しながら、第２モータ14でT6動力伝達機構56の目的の歯車機構(第２速)の回転速度に同期をとって変速を行う並列駆動同期変速制御である。
【００３８】
図３８はModel-2122bの動力システムの駆動状態(002)の並列駆動同期変速制御(MST-2)を説明する図である。
図３８aの駆動状態(002)は、第１モータ13、ICクラッチ機構82、第２モータ14、T6動力伝達機構56(第１速)、C2クラッチ機構72で第２出力軸36を直接駆動する走行である。
図３８bの駆動状態(011)は、ICクラッチ機構82を切断して、第１モータ13、T5動力伝達機構55(第１速)、C3クラッチ機構73、差動機構81で第１出力軸35と第２出力軸36を分配駆動する走行である。
図３８cの駆動状態(011)は、第１モータ13、T5動力伝達機構55(第１速)、C3クラッチ機構73、差動機構81で第１出力軸35と第２出力軸36を分配駆動しながら、第２モータ14でT6動力伝達機構56の目的の歯車機構(第２速)の回転速度に同期をとって変速を行う並列駆動同期変速制御である。
図３８dの駆動状態(002)は、ICクラッチ機構82を接続し、第１モータ13、ICクラッチ機構82、第２モータ14、T6動力伝達機構56(第２速)、C2クラッチ機構72で第２出力軸36を直接駆動する走行である。
【実施例４】
【００３９】
Model-2124は本発明の最も汎用性の高いハイブリッド自動車の動力システムであり、二つのモータと一つのエンジン、二つの第１系統動力伝達機構、二つの第２系統動力伝達機構、三つの第３系統動力伝達機構を有し、モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御とモータ数総和制御方式可変定格出力制御を行う。
Model-2124の構成はModel-2124a, 2124b, 2124ma, 2124mbの四方式がある。
Model-2124a, 2124maとModel-2124b, 2124mbは第１入力軸31と第２入力軸32の動力を差動機構入力軸43に伝達する機構が異なり、
Model-2124a, 2124bとModel-2124ma, 2124mbは第１入力軸31の動力を第２出力軸36に伝達し第２入力軸32の動力を第１出力軸35に伝達する機構が異なる。
【００４０】
図７はModel-2124bの動力システムの詳細な部分構成を説明する図である。
動力システムは、第１モータ13、第２モータ14、エンジン16、第１モータ13が接続される第１入力軸31、第２モータ14が接続される第２入力軸32、エンジン16が接続される第４入力軸34、第１中間軸41、第２中間軸42、第１車輪21が接続される第１出力軸35、第２車輪22が接続される第２出力軸36、差動機構入力軸43と差動機構81、第１入力軸31と第２入力軸32を連結するICクラッチ機構82を有する。
第１系統動力伝達機構として第１入力軸31の動力を第１中間軸41に伝達するT5動力伝達機構552, 554と第１中間軸41の動力を第１出力軸35に伝達するC1クラッチ機構71を有する。
第２系統動力伝達機構として第２入力軸32の動力を第２中間軸42に伝達するT6動力伝達機構562, 564と第２中間軸42の動力を第２出力軸36に伝達するC2クラッチ機構72を有する。
第３系統動力伝達機構として第１入力軸31の動力を第１中間軸41に伝達するT5動力伝達機構552, 554と第１中間軸41の動力を差動機構入力軸43に伝達するC3クラッチ機構73、第２入力軸32の動力を第２中間軸42に伝達するT6動力伝達機構562, 564、第２中間軸42の動力を差動機構入力軸43伝達するC4クラッチ機構74、第４入力軸34の動力を差動機構入力軸43に伝達するC5クラッチ機構75を有する。
また、シリーズハイブリッド走行時に、エンジン16の動力を第１モータ13に伝達するためのC７クラッチ機構77とT5動力伝達機構552, 554を有する。
Model-2124a, 2124ma, 2124mbの構成はModel-2124bの構成とModel-2122a, 2122ma, 2122mbの構成の組合せで説明できるものである。
【００４１】
図１９はModel-2124bの動力システムのモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御(YC-2)を説明する図である。
図１９aの駆動状態(111)、図１９bの駆動状態(021)、図１９cの駆動状態(012)は、それぞれ、実施例２のModel-2122bの駆動状態(101)、駆動状態(011)、駆動状態(002)にエンジン16の駆動(010)を付加したものである。
エンジン16の駆動(010)はモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御(YC-2)に影響を及ぼさないので、Model-2124bのモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御(YC-2)は実施例２のModel-2122bのモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御(YC-2)と同じである。
Model-2122a, 2122ma、2122mbのモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御(YC-2)はModel-2124bと同様に説明できるものである。  
【００４２】
図２８、図２９はModel-2124bの動力システムのモータ数総和制御方式可変定格出力制御(VR-1)を説明する図である。
図２８a駆動状態(020)、図２８bの駆動状態(111)、図２９aの駆動状態(011)、図２９bの駆動状態(012)は、それぞれ、Model-2122bの駆動状態(010)、駆動状態(101)、駆動状態(001)、駆動状態(002)にエンジン16の駆動(010)を付加したものである。
エンジン16の駆動(010)はモータ数総和制御方式可変定格出力制御(VR-1)に影響を及ぼさないので、Model-2124bのモータ数総和制御方式可変定格出力制御(VR-1)は実施例２のModel-2122bと同じである。
他に、エンジン16の駆動を付加した駆動状態(021)も可能である。
モータ数の総和は、エンジン16の駆動(010)を付加した、駆動状態(020)と駆動状態(011)では１、駆動状態(111)、駆動状態(012)、駆動状態(021)、では２であり、二つの駆動状態を遷移することによりモータ数総和制御方式可変定格出力制御(VR-1)が行われる。
Model-2124a, 2124ma、2124mbのモータ数総和制御方式可変定格出力制御(VR-1)はModel-2124bと同様に説明できるものである。
【実施例５】
【００４３】
Model-2132は本発明の最も機能の高い電気自動車の動力システムであり、三つのモータ、二つから三つの第１系統動力伝達機構、二つから三つの第２系統動力伝達機構、三つの第３系統動力伝達機構を有し、モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御とモータ数総和制御方式可変定格出力制御を行う。
Model-2132の構成はModel-2132s, 2132a, 2132b, 2132ma, 2132mbの五方式がある。
Model-2132a, 2132maとModel-2132b, 2132mbは第１入力軸31と第２入力軸32の動力を差動機構入力軸43に伝達する機構が異なり、Model-2132a, 2132bとModel-2132ma, 2132mbは第１入力軸31の動力を第２出力軸36に伝達し第２入力軸32の動力を第１出力軸35に伝達する機構が異なる。
Model-2132sは簡略方式で、第３モータ15の動力を伝達する第１系統動力伝達機構と第２系統動力伝達機構は無く、第３系統動力伝達機構のみによって伝達される。
【００４４】
図８aはModel-2132sの詳細な部分構成を説明する図である。
動力システムは、第１モータ13、第２モータ14、第３モータ15、第１モータ13が接続される第１入力軸31、第２モータ14が接続される第２入力軸32、第３モータ15が接続される第３入力軸33、第１中間軸41、第２中間軸42、第１車輪21が接続される第１出力軸35、第２車輪22が接続される第２出力軸36、差動機構入力軸43と差動機構81、第１入力軸31と第２入力軸32を連結するICクラッチ機構82を有し、第１系統動力伝達機構として第１入力軸31の動力を第１中間軸41に伝達するT5動力伝達機構552, 554と第１中間軸41の動力を第１出力軸35に伝達するC1クラッチ機構71を有し、第２系統動力伝達機構として第２入力軸32の動力を第２中間軸42に伝達するT6動力伝達機構562, 564と第２中間軸42の動力を第２出力軸36に伝達するC2クラッチ機構72を有し、第３系統動力伝達機構として第１入力軸31の動力を第１中間軸41に伝達するT5動力伝達機構552, 554と第１中間軸41の動力を差動機構入力軸43に伝達するC3クラッチ機構73、第２入力軸32の動力を第２中間軸42に伝達するT6動力伝達機構562, 564と第２中間軸42の動力を差動機構入力軸43伝達するC4クラッチ機構74、第３入力軸33の動力を差動機構入力軸43伝達するT11動力伝達機構612, 614を有する。
【００４５】
図８bはModel-2132bの動力システムの詳細な部分構成を説明する図である。
動力システムは、第１モータ13、第２モータ14、第３モータ15、第１モータ13が接続される第１入力軸31、第２モータ14が接続される第２入力軸32、第３モータ15が接続される第３入力軸33、第１中間軸41、第２中間軸42、第１車輪21が接続される第１出力軸35、第２車輪22が接続される第２出力軸36、差動機構入力軸43と差動機構81、第１入力軸31と第２入力軸32を連結するICクラッチ機構82を有し、第１系統動力伝達機構として第１入力軸31の動力を第１中間軸41に伝達するT5動力伝達機構552, 554、第３入力軸33の動力を第１中間軸41に伝達するT12動力伝達機構622, 624、第１中間軸41の動力を第１出力軸35に伝達するC1クラッチ機構71を有し、第２系統動力伝達機構として第２入力軸32の動力を第２中間軸42に伝達するT6動力伝達機構562, 564、第３入力軸33の動力を第２中間軸42に伝達するT13動力伝達機構632, 634、第２中間軸42の動力を第２出力軸36に伝達するC2クラッチ機構72を有し、第３系統動力伝達機構として第１入力軸31の動力を第１中間軸41に伝達するT5動力伝達機構552, 554と第１中間軸41の動力を差動機構入力軸43に伝達するC3クラッチ機構73、第２入力軸32の動力を第２中間軸42に伝達するT6動力伝達機構562, 564と第２中間軸42の動力を差動機構入力軸43伝達するC4クラッチ機構74、第３入力軸33の動力を差動機構入力軸43伝達するT11動力伝達機構612, 614を有する。
Model-2132a, 2132ma, 2132mbの構成はModel-2132bの構成と実施例２のModel-2122a, 2122ma, 2122mbの構成の組合せで説明できるものである。
【００４６】
図２０、図２１はModel-2132bの動力システムのモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御(YC-3)を説明する図である。
図２０aの駆動状態(111)は、第１モータ13、T5動力伝達機構55、C1クラッチ機構71で第１出力軸35を直接駆動し、第２モータ14、T6動力伝達機構56、C2クラッチ機構72で第２出力軸36を直接駆動し、第３モータ15、T11動力伝達機構61、差動機構81で第１出力軸35と第２出力軸36を分配駆動する走行である。
図２０bの駆動状態(021)は、第１モータ13、T5動力伝達機構55、C3クラッチ機構73、第３モータ15、T11動力伝達機構61、差動機構81で第１出力軸35と第２出力軸36を分配駆動し、第２モータ14、T6動力伝達機構56、C2クラッチ機構72で第２出力軸36を直接駆動する走行である。
図２０cの駆動状態(102)は、第１モータ13、T5動力伝達機構55、C1クラッチ機構71で第１出力軸35を直接駆動し、第２モータ14、T6動力伝達機構56、第３モータ15、T13動力伝達機構63、C2クラッチ機構72で第２出力軸36を直接駆動する走行である。
図２１aの駆動状態(012)は、第１モータ13、ICクラッチ機構82、第２モータ14、T6動力伝達機構56、C2クラッチ機構72で第２出力軸36を直接駆動し、第３モータ15、T11動力伝達機構61、差動機構81で第１出力軸35と第２出力軸36を分配駆動する走行である。
図２１bの駆動状態(003)は、第１モータ13、ICクラッチ機構82、第２モータ14、T6動力伝達機構56、第３モータ15、T13動力伝達機構63、C2クラッチ機構72で第２出力軸36を直接駆動する走行である。
Model-2132s, 2122a, 2122ma、2122mbのモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御(YC-3)はModel-2132bと同様に説明できるものである。
【００４７】
図３０、図３１はModel-2132bの動力システムのモータ数総和制御方式可変定格出力制御(VR-2)を説明する図である。
図３０aの駆動状態(010)は、第３モータ13、T11動力伝達機構61、差動機構81で第１出力軸35と第２出力軸36を分配駆動する走行である。
図３０bの駆動状態(101)は、第１モータ13、T5動力伝達機構55、C1クラッチ機構71で第１出力軸35を直接駆動し、第２モータ14、T6動力伝達機構56、C2クラッチ機構72で第２出力軸36を直接駆動する走行である。
図３０cの駆動状態(111)は、第１モータ13、T5動力伝達機構55、C1クラッチ機構71で第１出力軸35を直接駆動し、第２モータ14、T6動力伝達機構56、C2クラッチ機構72で第２出力軸36を直接駆動し、第３モータ13、T11動力伝達機構61、差動機構81で第１出力軸35と第２出力軸36を分配駆動する走行である。
図３１aの駆動状態(001)は、第２モータ14、T6動力伝達機構56、C2クラッチ機構72で第２出力軸36を直接駆動する走行である。
図３１bの駆動状態(002)は、第１モータ13、ICクラッチ機構82、第２モータ14、T6動力伝達機構56、C2クラッチ機構72で第２出力軸36を直接駆動する走行である。
図３１cの駆動状態(003)は、第１モータ13、ICクラッチ機構82、第２モータ14、T6動力伝達機構56、第３モータ13、T13動力伝達機構63、C2クラッチ機構72で第２出力軸36を直接駆動する走行である。
他に、駆動状態(011)、駆動状態(021)、駆動状態(102)も可能である。
モータ数の総和は、駆動状態(010)と駆動状態(001)では１、駆動状態(101)、駆動状態(002)、駆動状態(011)では２、駆動状態(111)と駆動状態(003)、駆動状態(021)、駆動状態(102)では３であり、制御装置18 は三つの駆動状態を遷移することによりモータ数総和制御方式可変定格出力制御(VR-2)を行う。
Model-2132s, 2132a, 2132ma, 2132mbのモータ数総和制御方式可変定格出力制御(VR-2)もModel-2132bと同様に説明できるものである。
【実施例６】
【００４８】
Model-2124は本発明の最も機能の高いハイブリッド自動車の動力システムであり、三つのモータと一つのエンジン、二つから三つの第１系統動力伝達機構、二つから三つの第２系統動力伝達機構、三つから四つのの第３系統動力伝達機構を有し、モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御とモータ数総和制御方式可変定格出力制御を行う。
Model-2134の構成はModel-2134s, 2134a, 2132b, 2134ma, 2134mbの五方式がある。
Model-2134a, 2134maとModel-2134b, 2134mbは第１入力軸31と第２入力軸32の動力を差動機構入力軸43に伝達する機構が異なり、
Model-2134a, 2134bとModel-2134ma, 2134mbは第１入力軸31の動力を第２出力軸36に伝達し第２入力軸32の動力を第１出力軸35に伝達する機構が異なる。
Model-2134sは簡略方式で、第３モータ15の動力を伝達する第１系統動力伝達機構と第２系統動力伝達機構は無く、第３系統動力伝達機構のみによって伝達される。
【００４９】
図９はModel-2134sの詳細な部分構成を説明する図である。
動力システムは、第１モータ13、第２モータ14、第３モータ15、エンジン16、第１モータ13が接続される第１入力軸31、第２モータ14が接続される第２入力軸32、第３モータ15とエンジン16が接続される第４入力軸34、第１中間軸41、第２中間軸42、第１車輪21が接続される第１出力軸35、第２車輪22が接続される第２出力軸36、差動機構入力軸43と差動機構81、第１入力軸31と第２入力軸32を連結するICクラッチ機構82を有する。
第１系統動力伝達機構として第１入力軸31の動力を第１中間軸41に伝達するT5動力伝達機構552, 554と第１中間軸41の動力を第１出力軸35に伝達するC1クラッチ機構71を有する。
第２系統動力伝達機構として第２入力軸32の動力を第２中間軸42に伝達するT6動力伝達機構562, 564と第２中間軸42の動力を第２出力軸36に伝達するC2クラッチ機構72を有する。
第３系統動力伝達機構として第１入力軸31の動力を第１中間軸41に伝達するT5動力伝達機構552, 554と第１中間軸41の動力を差動機構入力軸43に伝達するC3クラッチ機構73、第２入力軸32の動力を第２中間軸42に伝達するT6動力伝達機構562, 564と第２中間軸42の動力を差動機構入力軸43伝達するC4クラッチ機構74、第４入力軸34の動力を差動機構入力軸43伝達するC5クラッチ機構75を有する。
【００５０】
図１０はModel-2134bの動力システムの詳細な部分構成を説明する図である。
動力システムは、第１モータ13、第２モータ14、第３モータ15、エンジン16、第１モータ13が接続される第１入力軸31、第２モータ14が接続される第２入力軸32、第３モータ15が接続される第３入力軸33、エンジン16が接続される第４入力軸34、第１中間軸41、第２中間軸42、第１車輪21が接続される第１出力軸35、第２車輪22が接続される第２出力軸36、差動機構入力軸43と差動機構81、第１入力軸31と第２入力軸32を連結するICクラッチ機構82を有する。
第１系統動力伝達機構として第１入力軸31の動力を第１中間軸41に伝達するT5動力伝達機構552, 554、第３入力軸33の動力を第１中間軸41に伝達するT12動力伝達機構622,624、第１中間軸41の動力を第１出力軸35に伝達するC1クラッチ機構71を有する。
第２系統動力伝達機構として第２入力軸32の動力を第２中間軸42に伝達するT6動力伝達機構562,564、第３入力軸33の動力を第２中間軸42に伝達するT13動力伝達機構632, 634、第２中間軸42の動力を第２出力軸36に伝達するC2クラッチ機構72を有する。
第３系統動力伝達機構として第１入力軸31の動力を第１中間軸41に伝達するT5動力伝達機構552, 554、第３入力軸33の動力を第１中間軸41に伝達するT12動力伝達機構622,624、第１中間軸41の動力を差動機構入力軸43に伝達するC3クラッチ機構73、第２入力軸32の動力を第２中間軸42に伝達するT6動力伝達機構562, 564、第３入力軸33の動力を第２中間軸42に伝達するT13動力伝達機構632, 634、第２中間軸42の動力を差動機構入力軸43伝達するC4クラッチ機構74、第４入力軸34の動力を差動機構入力軸43伝達するC5クラッチ機構75を有する。
また、シリーズハイブリッド走行時に、エンジン16の動力を第３モータ13に伝達するために第４入力軸と第３入力軸を連結するC７クラッチ機構76を有する。
Model-2134a, 2134ma, 2134mbの構成はModel-2134s, 2132bの構成とModel-2132a, 2132ma, 2132mbの構成の組合せで説明できるものである。
【００５１】
図２２、図２３はModel-2134bの動力システムのモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御(YC-3)を説明する図である。
図２２aの駆動状態(121)、図２２bの駆動状態(031)、図２２cの駆動状態(112)、図２３aの駆動状態(022)、図２３bの駆動状態(013)、は、それぞれ、実施例５のModel-2132bの駆動状態(111)、駆動状態(021)、駆動状態(102)、駆動状態(012)、駆動状態(003)にエンジン16の駆動(010)を付加したものである。
エンジン16の(010)駆動はモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御(YC-3)に影響を及ぼさないので、Model-2134bのモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御(YC-3)は実施例５のModel-2132bと同じである。
Model-2134s, 2134a, 2134ma、2134mbのモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御(YC-3)はModel-2132s, 2132a, 2132ma、2132mbと同じである。
【００５２】
図３２、図３３はModel-2134bの動力システムのモータ数総和制御方式可変定格出力制御(VR-2)を説明する図である。
図３２aの駆動状態(020)、図３２bの駆動状態(111)、図３２cの駆動状態(121)、図３３aの駆動状態(011)、図３３bの駆動状態(012)、図３３cの駆動状態(013)は、それぞれ、実施例４のModel-2132bの駆動状態(010)、駆動状態(101)、駆動状態(111)、駆動状態(001)、駆動状態(002)、駆動状態(003)にエンジン16の駆動(010)を付加したものである。
エンジン16の駆動(010)はモータ数総和制御方式可変定格出力制御(VR-2)に影響を及ぼさないので、Model-2134bのモータ数総和制御方式可変定格出力制御(VR-2)は実施例５のModel-2132bと同じである。
Model-2134s, 2134a, 2134ma、2134mbのモータ数総和制御方式可変定格出力制御(VR-2)はModel-2132s, 2132a, 2132ma、2132mbと同じである  
【実施例７】
【００５３】
Model-2142は本発明の差動機構81を用いない電気自動車の動力システムであり、二つのモータ、一つの第１系統動力伝達機構、一つの第２系統動力伝達機構、3-クラッチ方式動力分配機構83, 84, 85を有する二つの第３系統動力伝達機構を有し、モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御とモータ数総和制御方式可変定格出力制御を行う。
図１１aはModel-2142の動力システムの詳細な部分構成を説明する図である。
動力システムは、第１モータ13、第２モータ14、第１モータ13が接続される第１入力軸31、第２モータ14が接続される第２入力軸32、第１中間軸41、第２中間軸42、第１車輪21が接続される第１出力軸35、第２車輪22が接続される第２出力軸36、第１入力軸31と第２入力軸32を連結するICクラッチ機構82を有する。
第１系統動力伝達機構として第１入力軸31の動力を第１中間軸41に伝達するT5動力伝達機構552, 554と第１中間軸41の動力を第１出力軸35に伝達するSC1クラッチ機構84を有する。
第２系統動力伝達機構として第２入力軸32の動力を第２中間軸42に伝達するT6動力伝達機構562, 564と第２中間軸42の動力を第２出力軸36に伝達するSC2クラッチ機構85を有する。
第３系統動力伝達機構として第１入力軸31の動力を第１中間軸41に伝達するT5動力伝達機構552, 554、第２入力軸32の動力を第２中間軸42に伝達するT6動力伝達機構562, 564、第１中間軸41と第２中間軸42を連結するCCクラッチ機構83、第１中間軸41と第１出力軸35の滑りを制御するSC1クラッチ機構84、第２中間軸42と第２出力軸36の滑りを制御するSC2クラッチ機構85を有する。
図１１b、図１１cはModel-2142CXの動力システムの詳細な部分構成を説明する図である。Model-2142CXはModel-2142の変形例であり、第１入力軸31と第１中間軸41を同軸上に、第２入力軸32と第２中間軸42を同軸上に配置した構成である。
【００５４】
図２４はModel-2142の動力システムのモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御(YC-4)を説明する図である。
図２４aの駆動状態(010)は、第１モータ13、T5動力伝達機構55、CCクラッチ機構83、SC1クラッチ機構84、SC2クラッチ機構85で第１出力軸35と第２出力軸36を分配駆動する走行である。
図２４bの駆動状態(001)は、第２モータ14、T6動力伝達機構56、SC2クラッチ機構85で第２出力軸36を直接駆動する走行である。
図２４cの駆動状態(101)は、第１モータ13、T5動力伝達機構55、SC1クラッチ機構84で第１出力軸35を直接駆動し、第２モータ14、T6動力伝達機構56、SC2クラッチ機構85で第２出力軸36を直接駆動する走行である。
図２４dの駆動状態(002)は、第１モータ13、T5動力伝達機構55、CCクラッチ機構83、第２モータ14、T6動力伝達機構56、SC2クラッチ機構85で第２出力軸36を直接駆動する走行である。
モータ数の差分は駆動状態(001)、駆動状態(101)では０、駆動状態(001)では１、駆動状態(002)では２であり、制御装置18 は三つの駆動状態を遷移することによりモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御(YC-4)を行う。
【００５５】
図３４はModel-2142の動力システムのモータ数総和制御方式可変定格出力制御(VR-3)を説明する図である。
図３４aの駆動状態(010)は、第１モータ13、T5動力伝達機構55、CCクラッチ機構83、SC1クラッチ機構84、SC2クラッチ機構85で第１出力軸35と第２出力軸36を分配駆動する走行である。
図３４bの駆動状態(101)は、第１モータ13、T5動力伝達機構55、SC1クラッチ機構84で第１出力軸35を直接駆動し、第２モータ14、T6動力伝達機構56、SC2クラッチ機構85で第２出力軸36を直接駆動する走行である。
図３４cの駆動状態(001)は、第２モータ14、T6動力伝達機構56、SC2クラッチ機構85で第２出力軸36を直接駆動する走行である。
図３４dの駆動状態(002)は、第１モータ13、T5動力伝達機構55、CCクラッチ機構83、第２モータ14、T6動力伝達機構56、SC2クラッチ機構85で第２出力軸36を直接駆動する走行である。
モータ数の総和は駆動状態(010)、駆動状態(001)では１、駆動状態(101)、駆動状態(002)では２であり、制御装置18 は二つの駆動状態を遷移することによりモータ数総和制御方式可変定格出力制御(VR-3)を行う。
【実施例８】
【００５６】
Model-2152は、二つのモータ、一つの第１系統動力伝達機構、一つの第２系統動力伝達機構、第１入力軸と第２入力軸を連結するICクラッチ機構82を有する。第３系統動力伝達機構を有しないので、モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御とモータ数総和制御方式可変定格出力制御は限定される。しかし、四輪駆動の電気自動車の前輪駆動用または後輪駆動用の動力システムとして用いる場合や、ステアバイワイヤ制御(ステアリング操作を入力としコンピュータ制御により車輪の操舵制御を行う)を行う場合は問題を生じない。
【００５７】
図１２はModel-2152の四輪駆動の前輪駆動の動力システムの詳細な部分構成を説明する図である。
動力システムは、第１モータ13、第２モータ14、第１モータ13が接続される第１入力軸31、第２モータ14が接続される第２入力軸32、第１車輪21が接続される第１出力軸35、第２車輪22が接続される第２出力軸36、第１入力軸31と第２入力軸32を連結するICクラッチ機構82を有し前輪を駆動する。また、エンジン15、第４モータ16を有し、後輪を駆動する。
第１系統動力伝達機構として第１入力軸31の動力を第１出力軸35に伝達するT1動力伝達機構512, 514と第２入力軸32の動力を第１入力軸31に伝達するICクラッチ機構82を有する。
第２系統動力伝達機構として第２入力軸32の動力を第２出力軸36に伝達するT2動力伝達機構522, 524と第１入力軸31の動力を第２入力軸32に伝達するICクラッチ機構82を有する。
【００５８】
図１３はModel-2152のステア・バイ・ワイヤ制御を行う動力システムの全体概要構成を説明する図である。
動力システムは、第１モータ13、第２モータ14、第１モータ13が接続される第１入力軸31、第２モータ14が接続される第２入力軸32、第１車輪21が接続される第１出力軸35、第２車輪22が接続される第２出力軸36、ステアバイワイヤ制御をのためのステアリング・ロータリーエンコーダ24、ヨーセンサー25、ステアリング・アクチェータ26、制御装置18 等を有する。
制御装置18は、ステアリング・ロータリーエンコーダ24の検出値に基づいて目的のヨー速度またはヨー加速度を求め、ヨーセンサー25の検出値が目的のヨー速度またはヨー加速度になるように、ステアリング・アクチェーター26、第１モータ13、第２モータ14、動力伝達装置23を制御する。
【００５９】
図２５はModel-2152の動力システムのモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御(YC-5)を説明する図である。
図２５aの駆動状態(101)は、ち第１モータ13とT1動力伝達機構51で第１出力軸35を直接駆動し、第２モータ14とT2動力伝達機構52で第２出力軸36を直接駆動する走行である。
図２５bの駆動状態(001)は、第１モータ13を停止してT1動力伝達機構51を切断し、第２モータ14とT2動力伝達機構52で第２出力軸36を直接駆動する走行である。
図２５cの駆動状態(002)は、第１モータ13、第２モータ14、ICクラッチ機構82、T2動力伝達機構52で第２出力軸36を直接駆動する走行である。
モータ数の差分は駆動状態(101)では０、駆動状態(001)では１、駆動状態(002)では２であり、制御装置18 は三つの駆動状態を遷移することによりモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御(YC-5)を行う。
【００６０】
図３５のModel-2152の動力システムのモータ数総和制御方式可変定格出力制御(VR-4)を説明する図である。
図３５aの駆動状態(001)は、第１モータ13を停止してT1動力伝達機構51を切断し、第２モータ14とT2動力伝達機構52で第２出力軸36を直接駆動する走行である。
図３５bの駆動状態(002)は、第１モータ13、第２モータ14、ICクラッチ機構82、T2動力伝達機構52で第２出力軸36を直接駆動する走行である。
モータ数の総和は駆動状態(001)では１、駆動状態(002)では２であり、制御装置18 は二つの駆動状態を遷移することによりモータ数総和制御方式可変定格出力制御(VR-4)を行う。
【００６１】
Model-2152の動力システムのステア・バイ・ワイヤ制御、モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御、モータ数総和制御方式可変定格出力制御(VR-4)を組合せ技術について説明する。
図２５bと図３５aの駆動状態(001)は、第２モータ14とT2動力伝達機構52で第２出力軸36を直接駆動する走行するモータ数差分制御方式トルクベクタリング制御状態であり、ヨーモーメントが発生する。しかし、ステアリング・ロータリーエンコーダ24の検出値が０、すなわち操作者は直進を意図しているのであれば、制御装置は発生したヨーモーメントを相殺するようにステアリング・アクチェータ26を制御し、片輪駆動の走行でも直進が可能である。
制御装置18 はステア・バイ・ワイヤ制御を行う駆動状態(001)と図２４aの駆動状態(101)を遷移することによりモータ数総和制御方式可変定格出力制御(VR-4)を行う。
【符号の説明】
【００６２】
11    二次電池
12    インバータ
13    第１モータ
14    第２モータ
15    第３モータ
16    エンジン
17    燃料噴射装置
18    制御装置
19    第１ハーフシャフト
20    第２ハーフシャフト
21    第１車輪
22    第２車輪
23    動力伝達装置
24    ステアリング・ロータリーエンコーダ
25    ヨーセンサー
26    ステアリング・アクチェーター
31    第１入力軸
32    第２入力軸
33    第３入力軸
34    第４入力軸
35    第１出力軸
36    第２出力軸
41    第１中間軸
42    第２中間軸
43    差動機構入力軸
51    T1動力伝達機構
511   T1動力伝達機構第１速歯車機構
512   T1動力伝達機構第１速クラッチ機構
513   T1動力伝達機構第２速歯車機構
514   T1動力伝達機構第２速クラッチ機構
52    T2動力伝達機構
521   T2動力伝達機構第１速歯車機構
522   T2動力伝達機構第１速クラッチ機構
523   T2動力伝達機構第２速歯車機構
524   T2動力伝達機構第２速クラッチ機構
53    T3動力伝達機構
531   T3動力伝達機構第１速歯車機構
532   T3動力伝達機構第１速クラッチ機構
533   T3動力伝達機構第２速歯車機構
534   T3動力伝達機構第２速クラッチ機構
54    T4動力伝達機構
541   T4動力伝達機構第１速歯車機構
542   T4動力伝達機構第１速クラッチ機構
543   T4動力伝達機構第２速歯車機構
544   T4動力伝達機構第２速クラッチ機構
55    T5動力伝達機構
551   T5動力伝達機構第１速歯車機構
552   T5動力伝達機構第１速クラッチ機構
553   T5動力伝達機構第２速歯車機構
554   T5動力伝達機構第２速クラッチ機構
56    T6動力伝達機構
561   T6動力伝達機構第１速歯車機構
562   T6動力伝達機構第１速クラッチ機構
563   T6動力伝達機構第２速歯車機構
564   T6動力伝達機構第２速クラッチ機構
57    T7動力伝達機構
571   T7動力伝達機構第１速歯車機構
572   T7動力伝達機構第１速クラッチ機構
573   T7動力伝達機構第２速歯車機構
574   T7動力伝達機構第２速クラッチ機構
58    T8動力伝達機構
581   T8動力伝達機構第１速歯車機構
582   T8動力伝達機構第１速クラッチ機構
583   T8動力伝達機構第２速歯車機構
584   T8動力伝達機構第２速クラッチ機構
61    T11動力伝達機構
611   T11動力伝達機構第１速歯車機構
612   T11動力伝達機構第１速クラッチ機構
613   T11動力伝達機構第２速歯車機構
614   T11動力伝達機構第２速クラッチ機構
62    T12動力伝達機構
621   T12動力伝達機構第１速歯車機構
622   T12動力伝達機構第１速クラッチ機構
623   T12動力伝達機構第２速歯車機構
624   T12動力伝達機構第２速クラッチ機構
63    T13動力伝達機構
631   T13動力伝達機構第１速歯車機構
632   T13動力伝達機構第１速クラッチ機構
633   T13動力伝達機構第２速歯車機構
634   T13動力伝達機構第２速クラッチ機構
71    C1クラッチ機構
72    C2クラッチ機構
73    C3クラッチ機構
74    C4クラッチ機構
75    C5クラッチ機構
76    C6クラッチ機構
77    C7クラッチ機構
81    差動機構
82    ICクラッチ機構
83    CCクラッチ機構
84    SC1クラッチ機構
85    SC2クラッチ機構
91    第１入力軸回転数センサー
92    第２入力軸回転数センサー
93    第３入力軸回転数センサー
94    第４入力軸回転数センサー
95    第１出力軸回転数センサー
96    第２出力軸回転数センサー
【図１】
2018007349.tif 000003
【図２】
2018007349.tif 000004
【図３】
2018007349.tif 000005
【図４】
2018007349.tif 000006
【図５】
2018007349.tif 000007
【図６】
2018007349.tif 000008
【図７】
2018007349.tif 000009
【図８】
2018007349.tif 000010
【図９】
2018007349.tif 000011
【図１０】
2018007349.tif 000012
【図１１】
2018007349.tif 000013
【図１２】
2018007349.tif 000014
【図１３】
2018007349.tif 000015
【図１４】
2018007349.tif 000016
【図１５】
2018007349.tif 000017
【図１６】
2018007349.tif 000018
【図１７】
2018007349.tif 000019
【図１８】
2018007349.tif 000020
【図１９】
2018007349.tif 000021
【図２０】
2018007349.tif 000022
【図２１】
2018007349.tif 000023
【図２２】
2018007349.tif 000024
【図２３】
2018007349.tif 000025
【図２４】
2018007349.tif 000026
【図２５】
2018007349.tif 000027
【図２６】
2018007349.tif 000028
【図２７】
2018007349.tif 000029
【図２８】
2018007349.tif 000030
【図２９】
2018007349.tif 000031
【図３０】
2018007349.tif 000032
【図３１】
2018007349.tif 000033
【図３２】
2018007349.tif 000034
【図３３】
2018007349.tif 000035
【図３４】
2018007349.tif 000036
【図３５】
2018007349.tif 000037
【図３６】
2018007349.tif 000038
【図３７】
2018007349.tif 000039
【図３８】
2018007349.tif 000040
【手続補正書】
【提出日】平成29年2月23日(2017.2.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気動力またはハイブリッド動力の自動車のための動力システムであって、
前記動力システムは、一つまたは複数のモータ(13, 14, 15)、前記一つまたは複数のモータの、それぞれのモータの動力を第１車輪(右車輪)(21)に直接伝達する第１系統動力伝達機構(51, 55, 58, 62, 71, 82, 83, 84)、前記それぞれのモータの動力を第２車輪(左車輪)(22)に直接伝達する第２系統動力伝達機構(52, 56, 57, 63, 72, 82, 83, 85)、制御装置(18)を有すること、
前記制御装置は、前記一つまたは複数のモータ、前記第１系統動力伝達機構、前記第２系統動力伝達機構を制御して、前記それぞれのモータの動力の前記第１車輪への直接伝達とその切断、前記第２車輪への直接伝達とその切断を行うことによって、前記第１車輪に動力を伝達するモータ数と前記第２車輪に動力を伝達するモータ数の差分の制御と前記それぞれのモータの駆動トルクの制御を行う、モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御を行うこと、
を特徴とする動力システム。
【請求項２】
請求項１の動力システムにおいて、
前記動力システムは、さらに、前記一つまたは複数のモータ(13, 14, 15)の、それぞれのモータの動力を前記第１車輪(21)と前記第２車輪(22)の双方に分配伝達する第３系統動力伝達機構(53, 54, 55, 56, 61, 73, 74, 75, 81)を有すること、
前記制御装置(18)は、前記一つまたは複数のモータ、前記第１系統動力伝達機構(51, 55, 58, 62, 71, 82, 83, 84)、前記第２系統動力伝達機構(52, 56, 57, 63, 72, 82, 83, 85)、前記第３系統動力伝達機構を制御して、前記それぞれのモータの動力の、前記第１車輪への直接伝達とその切断、前記第２車輪への直接伝達とその切断、前記第１車輪と前記第２車輪への分配伝達とその切断を行うことによって、前記モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御を行うこと、
を特徴とする動力システム。
【請求項３】
請求項２の動力システムにおいて、
前記一つまたは複数のモータは第１モータ(13)と第２モータ(14)であること、
前記第１系統動力伝達機構は、前記第１モータの動力を前記第１車輪(21)に直接伝達する動力伝達機構(51, 55, 71)と前記第２モータの動力を前記第１車輪に直接伝達する動力伝達機構(58)を有し、
前記第２系統動力伝達機構は、前記第１モータの動力を前記第２車輪(22)に直接伝達する動力伝達機構(57)と前記第２モータの動力を前記第２車輪に直接伝達する動力伝達機構(52, 56, 72)を有し、
前記第３系統動力伝達機構は、前記第１モータの動力を前記第１車輪と前記第２車輪の双方に分配伝達する動力伝達機構(53, 55, 73, 81)と前記第２モータの動力を前記第１車輪と前記第２車輪の双方に分配伝達する動力伝達機構(54, 56, 74, 81)を有すること、
前記制御装置(18)は、前記第１モータ、前記第２モータ、それぞれのモータの動力を伝達する前記第１系統動力伝達機構、前記第２系統動力伝達機構、前記３系統動力伝達機構を制御して、前記モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御、または、前記モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御と前記第１車輪に動力を伝達するモータ数と前記第２車輪に動力を伝達するモータ数の総和の制御を行うモータ数総和制御方式可変定格出力制御を行うこと、
を特徴とする動力システム。
【請求項４】
請求項３の動力システムにおいて、
前記第１系統動力伝達機構と前記第２系統動力伝達機構は、前記第１モータ(13)が接続される第１入力軸(31)と前記第２モータ(14)が接続される第２入力軸(32)の連結と切断を行うICクラッチ機構(82)を有すること、
前記制御装置(18)は、前記第１モータ、前記第２モータ、前記ICクラッチ機構を有する前記第１系統動力伝達機構、前記ICクラッチ機構を有する前記第２系統動力伝達機構、前記第３系統動力伝達機構を制御して、前記モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御、または、前記モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御と前記モータ数総和制御方式可変定格出力制御を行うこと、
を特徴とする動力システム。
【請求項５】
請求項３の動力システムにおいて、
前記動力システムは、さらに、第３モータ(15)を有すること、
前記第３系統動力伝達機構は、さらに、前記第３モータの動力を前記第１車輪(21)と前記第２車輪(22)の双方に分配伝達する動力伝達機構(61, 81)を有すること、
前記制御装置(18)は、前記第１モータ(13)、前記第２モータ(14)、前記第３モータ、前記第１系統動力伝達機構(55, 71, 82)、前記第２系統動力伝達機構(56, 72, 82)、前記第３系統動力伝達機構(55, 56, 61, 73, 74, 81)を制御して、
前記モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御、または、前記モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御と前記第１車輪に動力を伝達するモータ数と前記モータ数総和制御方式可変定格出力制御を行うこと、
を特徴とする動力システム。
【請求項６】
請求項３の動力システムにおいて、
前記動力システムは、さらに、第３モータ(15)を有すること、
前記第１系統動力伝達機構は、さらに、前記第３モータの動力を前記第１車輪(21)に直接伝達する動力伝達機構(62, 71)を有し、
前記第２系統動力伝達機構は、さらに、前記第３モータの動力を前記第２車輪(22)に直接伝達するする動力伝達機構(63, 72)を有し、
前記第３系統動力伝達機構は、さらに、前記第３モータの動力を前記第１車輪と前記第２車輪の双方に分配伝達する動力伝達機構(61, 81)を有すること、
前記制御装置(18)は、前記第１モータ(13)、前記第２モータ(14)、前記第３モータ、前記第１系統動力伝達機構(55, 62, 71, 82)、前記第２系統動力伝達機構(56, 63, 72, 82)、前記第３系統動力伝達機(55, 56, 61, 73, 74, 81)を制御して、前記モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御、または、前記モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御と前記モータ数総和制御方式可変定格出力制御を行うこと、
を特徴とする動力システム。
【請求項７】
請求項１の動力システムにおいて、
前記一つまたは複数のモータは第１モータ(13)と第２モータ(14)であること、
前記第１系統動力伝達機構は、前記第１モータの動力を第１中間軸(41)に伝達するT5動力伝達機構(55, 552, 554)、前記第２モータの動力を第２中間軸(42)に伝達するT6動力伝達機構(56, 562, 564)、前記第１中間軸と前記第２中間軸を連結するCCクラッチ機構(83)、前記第１中間軸の動力を第１車輪(21)に伝達するSC1クラッチ機構(84)を有し、
前記第２系統動力伝達機構は、前記第１モータの動力を前記第１中間軸に伝達する前記T5動力伝達機構、前記第２モータの動力を前記第２中間軸に伝達する前記T6動力伝達機構、前記第１中間軸と前記第２中間軸を連結する前記CCクラッチ機構、前記第２中間軸の動力を前記第２車輪(22)に伝達するSC2クラッチ機構(85)を有すること、
前記制御装置(18)は、前記第１モータ、前記第２モータ、前記T5動力伝達機構、前記T6動力伝達機構、前記SC1クラッチ機構、前記SC2クラッチ機構、前記CCクラッチ機構を制御して、前記モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御を行うこと、
を特徴とする動力システム。
【請求項８】
請求項１の動力システムにおいて、
前記一つまたは複数のモータは第１モータ(13)と第２モータ(14)であること、
前記第１系統動力伝達機構は、前記第１モータが接続された前記第１入力軸(31)と前記第２モータが接続された前記第２入力軸(32)を連結する前記ICクラッチ機構(82)、前記第１入力軸の動力を前記第1車輪(21)に直接伝達するT1動力伝達機構(51, 512, 514)を有し、
前記第２系統動力伝達機構は、前記第１モータが接続された前記第１入力軸と前記第２モータが接続された前記第２入力軸を連結する前記ICクラッチ機構、前記第２入力軸の動力を前記第２車輪(22)に直接伝達する前記T2動力伝達機構(52, 522, 524)を有すること、
前記制御装置(18)は、前記第１モータ、前記第２モータ、前記T1動力伝達機構、前記T2動力伝達機構、前記ICクラッチ機を制御して、前記モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御を行うこと、
を特徴とする動力システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2018007349.tif 000041
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１１】
2018007349.tif 000042
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１５】
2018007349.tif 000043
【手続補正書】
【提出日】平成29年6月20日(2017.6.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３】
請求項２の動力システムにおいて、
前記一つまたは複数のモータは第１モータ(13)と第２モータ(14)であること、
前記第１系統動力伝達機構は、前記第１モータの動力を前記第１車輪(21)に直接伝達する動力伝達機構(51, 55, 71)と前記第２モータの動力を前記第１車輪に直接伝達する動力伝達機構(58)を有し、
前記第２系統動力伝達機構は、前記第１モータの動力を前記第２車輪(22)に直接伝達する動力伝達機構(57)と前記第２モータの動力を前記第２車輪に直接伝達する動力伝達機構(52, 56, 72)を有し、
前記第３系統動力伝達機構は、前記第１モータの動力を前記第１車輪と前記第２車輪の双方に分配伝達する動力伝達機構(53, 55, 73, 81)と前記第２モータの動力を前記第１車輪と前記第２車輪の双方に分配伝達する動力伝達機構(54, 56, 74, 81)を有すること、
前記制御装置(18)は、前記第１モータ、前記第２モータ、それぞれのモータの動力を伝達する前記第１系統動力伝達機構、前記第２系統動力伝達機構、前記第３系統動力伝達機構を制御して、前記モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御、または、前記モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御と前記第１車輪に動力を伝達するモータ数と前記第２車輪に動力を伝達するモータ数の総和の制御を行うモータ数総和制御方式可変定格出力制御を行うこと、
を特徴とする動力システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５】
請求項３の動力システムにおいて、
前記動力システムは、さらに、第３モータ(15)を有すること、
前記第３系統動力伝達機構は、さらに、前記第３モータの動力を前記第１車輪(21)と前記第２車輪(22)の双方に分配伝達する動力伝達機構(61, 81)を有すること、
前記制御装置(18)は、前記第１モータ(13)、前記第２モータ(14)、前記第３モータ、前記第１系統動力伝達機構(55, 71, 82)、前記第２系統動力伝達機構(56, 72, 82)、前記第３系統動力伝達機構(55, 56, 61, 73, 74, 81)を制御して、
前記モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御、または、前記モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御と前記モータ数総和制御方式可変定格出力制御を行うこと、
を特徴とする動力システム。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項８】
請求項１の動力システムにおいて、
前記一つまたは複数のモータは第１モータ(13)と第２モータ(14)であること、
前記第１系統動力伝達機構は、前記第１モータが接続された第１入力軸(31)と前記第２モータが接続された第２入力軸(32)を連結するICクラッチ機構(82)、前記第１入力軸の動力を前記第1車輪(21)に直接伝達するT1動力伝達機構(51, 512, 514)を有し、
前記第２系統動力伝達機構は、前記第１モータが接続された前記第１入力軸と前記第２モータが接続された前記第２入力軸を連結する前記ICクラッチ機構、前記第２入力軸の動力を前記第２車輪(22)に直接伝達するT2動力伝達機構(52, 522, 524)を有すること、
前記制御装置(18)は、前記第１モータ、前記第２モータ、前記T1動力伝達機構、前記T2動力伝達機構、前記ICクラッチ機構を制御して、前記モータ数差分制御方式トルクベクタリング制御を行うこと、
を特徴とする動力システム。