(57)【要約】【課題】複数の駆動輪に駆動力差を与えるにあたって、駆動力を配分する際における制御の安定性を向上させること。【解決手段】差動モータ１の駆動力は、遊星歯車装置１１で第３の駆動力ＦＳと第４の駆動力ＦＣとに分割されて、それぞれ第１の駆動軸３Ｌと第２の駆動軸３Ｒとに対して出力される。また、第１駆動輪４Ｌと第２駆動輪４Ｒとを駆動する駆動モータ２の駆動力は、差動装置２０で第１の駆動力Ｆ１と第２の駆動力Ｆ２とに分割され、それぞれ第１の駆動軸３Ｌと第２の駆動軸３Ｒとに対して出力される。キャリア１１Ｃと第２の駆動軸３Ｒとの間には、アイドラギヤ１３が設けられているので、第１の駆動軸３Ｌ及び第２の駆動軸３Ｒへ伝達される第３の駆動力ＦＳと第４の駆動力ＦＣとは、第１の駆動軸３Ｌと第２の駆動軸３Ｒとで力の方向が反転するように出力される。【選択図】        図１
2007232197.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動力発生手段が発生する駆動力を第１の駆動力と第２の駆動力とに分割し、かつ前記第１の駆動力を第１の駆動軸に伝達し、また、前記第２の駆動力を第２の駆動軸に伝達する、第１動力分割機構と、
前記第１の駆動軸の駆動力と前記第２の駆動軸の駆動力とを異ならせるための駆動力を発生する駆動力差発生手段の駆動力を、第３の駆動力と第４の駆動力とに分割するとともに、
前記第３の駆動力を前記第１の駆動軸に対して出力する第１出力部と、前記第４の駆動力を前記第２の駆動軸に対して出力する第２出力部とを有する、第２動力分割機構と、
前記第１出力部と前記第１の駆動軸との間に設けられて、前記第１出力部の駆動力の伝達方向とは反対の伝達方向で、前記第１の駆動軸に前記第３の駆動力を伝達する第１の駆動力伝達手段と、
前記第２出力部と、前記第２の駆動軸との間に設けられて、前記第２出力部の駆動力の伝達方向と同じ伝達方向で、前記第２の駆動軸に前記第４の駆動力を伝達する第２の駆動力伝達手段と、
を含むことを特徴とする駆動力配分装置。
【請求項２】
前記第２動力分割機構は、リングギヤ、キャリア及びサンギヤを回転要素として有する遊星歯車装置であり、
前記駆動力差発生手段の駆動力は、前記リングギヤ又は前記キャリア又は前記サンギヤのうちいずれか一つの回転要素に入力され、
前記第３の駆動力と前記第４の駆動力とは、前記駆動力差発生手段の駆動力が入力される回転要素とは異なる二つの回転要素から、それぞれ前記第１の駆動軸と前記第２の駆動軸とに対して出力されることを特徴とする請求項１に記載の駆動力配分装置。
【請求項３】
前記第２動力分割機構は、前記リングギヤと前記サンギヤとの間に、前記キャリアに取り付けられる２個のピニオンギヤが噛み合って配置されるダブルピニオンギヤ式の遊星歯車装置であり、
前記駆動力差発生手段の駆動力は、前記リングギヤに入力され、
前記第３の駆動力は前記サンギヤから出力され、
また、前記第４の駆動力は前記キャリアから出力されることを特徴とする請求項２に記載の駆動力配分装置。
【請求項４】
前記第１動力分割機構は、リングギヤ、キャリア及びサンギヤを回転要素として備える遊星歯車装置であり、
前記駆動力発生手段の駆動力は、リングギヤ又はキャリア又はサンギヤのうちいずれか一つの回転要素に入力され、
前記第１の駆動力と前記第２の駆動力とは、前記駆動力発生手段の駆動力が入力される要素とは異なる二つの回転要素に出力されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の駆動力配分装置。
【請求項５】
前記駆動力差発生手段から前記第１の駆動軸までの変速比と、前記駆動力差発生手段から前記第２の駆動軸までの変速比とが等しいことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の駆動力配分装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の駆動輪間において、それぞれの駆動力を変更可能な駆動力配分装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年においては、車両の走行性能、ドライバビリティ、安全性の向上等を図るため、複数の駆動輪、例えば左右輪で駆動力差を発生させることが行われる。例えば、特許文献１には、差動装置の第１の回転要素に出力軸が連結される第１の電動機と、差動装置の第２の回転要素に出力軸が連結される第２の電動機とを有し、左右の車輪のうち一方を第１電動機の出力軸に連結し、他方を第２の電動機に連結する走行アシスト装置が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１７０８８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に開示されている走行アシスト装置によって、例えば左右の駆動輪間において、総駆動力を変化させずに駆動力差を与える場合には、２個の電動機をともに制御する必要があるので制御が不安定となるおそれがある。その結果、要求される駆動力差を得ることができないおそれがある。また、左右の駆動輪間において駆動力を制御する際には、２個の電動機を制御するため制御の応答性が低下し、例えば、車輪のスリップを回復させる場合のように迅速な制御が求められる場合には、制御が対応できないおそれもある。
【０００５】
そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の駆動輪に駆動力差を与えるにあたって、駆動力を配分する際における制御の安定性を向上させること、駆動力を制御する際の応答性を向上させることのうち少なくとも一方を達成できる駆動力配分装置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】
【０００６】
上述の目的を達成するために、この発明に係る駆動力配分装置は、駆動力発生手段が発生する駆動力を第１の駆動力と第２の駆動力とに分割し、かつ前記第１の駆動力を第１の駆動軸に伝達し、また、前記第２の駆動力を第２の駆動軸に伝達する、第１動力分割機構と、前記第１の駆動軸の駆動力と前記第２の駆動軸の駆動力とを異ならせるための駆動力を発生する駆動力差発生手段の駆動力を、第３の駆動力と第４の駆動力とに分割するとともに、前記第３の駆動力を前記第１の駆動軸に対して出力する第１出力部と、前記第４の駆動力を前記第２の駆動軸に対して出力する第２出力部とを有する、第２動力分割機構と、前記第１出力部と前記第１の駆動軸との間に設けられて、前記第１出力部の駆動力の伝達方向とは反対の伝達方向で、前記第１の駆動軸に前記第３の駆動力を伝達する第１の駆動力伝達手段と、前記第２出力部と、前記第２の駆動軸との間に設けられて、前記第２出力部の駆動力の伝達方向と同じ伝達方向で、前記第２の駆動軸に前記第４の駆動力を伝達する第２の駆動力伝達手段と、を含むことを特徴とする。
【０００７】
この駆動力配分装置は、駆動力発生手段の駆動力を第１動力分割機構によって第１の駆動力及び第２の駆動力に分割して、それぞれ第１の出力軸及び第２の出力軸に出力する。また、駆動力差発生手段の駆動力を第２動力分割機構によって第３の駆動力及び第４の駆動力に分割して、それぞれ第１の出力軸及び第２の出力軸へ出力する。このとき、第１の駆動軸及び第２の駆動軸へ伝達される第３の駆動力と第４の駆動力とは、第１の駆動軸と第２の駆動軸とで力の方向が反転するように出力される。
【０００８】
このような構成によって、駆動力差発生手段が発生する駆動力の大きさ及び方向を変更するのみで、第１の駆動軸と第２の駆動軸との間で駆動力を変更することができる。その結果、第１の駆動軸と第２の駆動軸との間における駆動力の変更では、駆動力発生手段の制御が不要になるので、駆動力を配分する際における制御の安定性を向上させることができる。また、駆動力を配分する際においては、駆動力差発生手段のみを制御すればよいので、駆動力を配分する際における制御の応答性を向上させることができる。
【０００９】
次の本発明に係る駆動力配分装置は、前記駆動力配分装置において、前記第２動力分割機構は、リングギヤ、キャリア及びサンギヤを回転要素として有する遊星歯車装置であり、前記駆動力差発生手段の駆動力は、前記リングギヤ又は前記キャリア又は前記サンギヤのうちいずれか一つの回転要素に入力され、前記第３の駆動力と前記第４の駆動力とは、前記駆動力差発生手段の駆動力が入力される回転要素とは異なる二つの回転要素から、それぞれ前記第１の駆動軸と前記第２の駆動軸とに対して出力されることを特徴とする。
【００１０】
次の本発明に係る駆動力配分装置は、前記駆動力配分装置において、前記第２動力分割機構は、前記リングギヤと前記サンギヤとの間に、前記キャリアに取り付けられる２個のピニオンギヤが噛み合って配置されるダブルピニオンギヤ式の遊星歯車装置であり、前記駆動力差発生手段の駆動力は、前記リングギヤに入力され、前記第３の駆動力は前記サンギヤから出力され、また、前記第４の駆動力は前記キャリアから出力されることを特徴とする。
【００１１】
次の本発明に係る駆動力配分装置は、前記駆動力配分装置において、前記第１動力分割機構は、リングギヤ、キャリア及びサンギヤを回転要素として備える遊星歯車装置であり、前記駆動力発生手段の駆動力は、リングギヤ又はキャリア又はサンギヤのうちいずれか一つの回転要素に入力され、前記第１の駆動力と前記第２の駆動力とは、前記駆動力発生手段の駆動力が入力される要素とは異なる二つの回転要素に出力されることを特徴とする。
【００１２】
次の本発明に係る駆動力配分装置は、前記駆動力配分装置において、前記駆動力差発生手段から前記第１の駆動軸までの変速比と、前記駆動力差発生手段から前記第２の駆動軸までの変速比とが等しいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る駆動力配分装置は、複数の駆動輪に駆動力差を与えるにあたって、駆動力を配分する際における制御の安定性を向上させること、駆動力を制御する際の応答性を向上させることのうち少なくとも一方を達成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この発明を実施するための最良の形態（以下実施形態という）によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００１５】
以下の説明においては、車両左右の駆動輪間において、それぞれの車輪の駆動力を変化させる場合を説明するが、本発明は、車両前後の駆動輪間において駆動力を変化させる場合や、車両の前後左右における駆動輪間で駆動力を変化させる場合等にも適用できる。すなわち、本発明は、複数の駆動輪間における駆動力を変化させる場合に適用できる。また、次の説明においては、乗用車、トラック、バスその他の車両に本発明を適用した場合を例とするが、本発明の適用対象はこのような車両に限定されるものではない。
【００１６】
この実施形態は、次の点に特徴がある。すなわち、駆動力発生手段の駆動力を第１動力分割機構によって第１の駆動力及び第２の駆動力に分割して、それぞれ第１の出力軸及び第２の出力軸に出力する。また、駆動力差発生手段の駆動力を第２動力分割機構によって第３の駆動力及び第４の駆動力に分割して、それぞれ第１の出力軸及び第２の出力軸へ出力する。このとき、第１の駆動軸及び第２の駆動軸へ伝達される第３の駆動力と第４の駆動力とは、第１の駆動軸と第２の駆動軸との間で力の方向が反転するように出力される。次に、この実施形態に係る駆動力配分装置について説明する。
【００１７】
図１は、この実施形態に係る駆動力配分装置の構成を示す説明図である。この実施形態に係る駆動力配分装置１０は、第２動力分割機構として、遊星歯車列で構成される遊星歯車装置１１を備えている。遊星歯車装置１１は、駆動力差発生手段である差動モータ１が出力する駆動力を分割して、第１の駆動軸３Ｌ及び第２の駆動軸３Ｒに伝達する。そして、第１駆動輪４Ｌと第２駆動輪４Ｒとの間において両者の駆動力を変更する。第２動力分割機構に遊星歯車装置１１を用いることによって、コンパクトかつ簡易に第２動力分割機構を構成できる。
【００１８】
ここで、差動モータ１は、電気エネルギーを運動エネルギーに変換する、いわゆる電気モータであるが、油圧モータを用いてもよい。また、この実施形態において、第１の駆動軸３Ｌ及び第１駆動輪４Ｌは、この駆動力配分装置が搭載される車両の進行方向（図１中の矢印Ｙ方向）に対して左側であり、第２の駆動軸３Ｒ及び第２駆動輪４Ｒは右側であるが、第１、第２と左右との関係は便宜上のものである。
【００１９】
この遊星歯車装置１１は、リングギヤ１１Ｒと、キャリア１１Ｃと、サンギヤ１１Ｓとを回転要素として有している。この実施形態においては、遊星歯車装置１１は、サンギヤ１１Ｓとリングギヤ１１Ｒとの間に、サンギヤ１１Ｓの周りを公転する一対のピニオンギヤを備える、いわゆるダブルピニオンギヤ式の遊星歯車装置で構成される。
【００２０】
この実施形態においては、サンギヤ１１Ｓを第１出力部とし、また、キャリア１１Ｃを第２出力部とする。そして、リングギヤ１１Ｒに入力される差動モータ１の駆動力を第３の駆動力と第４の駆動力とに分割して、サンギヤ１１Ｓから第３の駆動力を第１の駆動軸３Ｌに対して出力し、また、キャリア１１Ｃから第４の駆動力を第２の駆動軸３Ｒに対して出力する。なお、第１の出力部、第２の出力部は便宜上のものであり、リングギヤ、キャリア、サンギヤを回転要素として備える遊星歯車装置においては、いずれの回転要素を第１の出力部、第２の出力部としてもよい。また、差動モータ１の駆動力はサンギヤ１１Ｓやキャリア１１Ｃへ入力してもよい。
【００２１】
なお、この実施形態では、第３の駆動力が第１の駆動軸３Ｌに対して出力され、第４の駆動力が第２の駆動軸３Ｒに対して出力されるが、この実施形態における駆動力と当該駆動力が出力される駆動軸との関係は便宜上のものである。したがって、第３の駆動力が第２の駆動軸３Ｒに対して出力され、第４の駆動力が第１の駆動軸３Ｌに対して出力されてもよい。
【００２２】
なお、遊星歯車装置１１の形式は、シングルピニオン式でもよい。しかし、この実施形態に係る駆動力配分装置１０のように、遊星歯車装置にダブルピニオン式のものを用いて、リングギヤに差動モータ１の駆動力を入力する構成とすると、遊星歯車装置１１に作用する応力の点で有利である。
【００２３】
差動モータ１の出力軸１Ｓには、差動モータ用出力ギヤ１Ｇが取り付けられている。差動モータ用出力ギヤ１Ｇは、遊星歯車装置１１のリングギヤ１１Ｒと噛み合っている。遊星歯車装置１１のサンギヤ１１Ｓには、サンギヤ軸１１Ｓｓを介して第１遊星歯車側伝達ギヤ１２Ｌが取り付けられる。また、遊星歯車装置１１のキャリア１１Ｃには、第２遊星歯車側伝達ギヤ１２Ｒが取り付けられる。
【００２４】
第１遊星歯車側伝達ギヤ１２Ｌは、第１駆動軸側伝達ギヤ２１Ｌと噛み合う。また、第２遊星歯車側伝達ギヤ１２Ｒはアイドラギヤ１３と噛み合っており、アイドラギヤ１３は、第２駆動軸側伝達ギヤ２１Ｒと噛み合う。ここで、第１駆動軸側伝達ギヤ２１Ｌは、第１の駆動軸３Ｌを介して第１駆動輪４Ｌを駆動し、また、第２駆動軸側伝達ギヤ２１Ｒは、第２の駆動軸３Ｒを介して第２駆動輪４Ｒを駆動する。
【００２５】
第１遊星歯車側伝達ギヤ１２Ｌと第１駆動軸側伝達ギヤ２１Ｌとは、第１出力部であるサンギヤ１１Ｓと第１の駆動軸３Ｌとの間に設けられて、サンギヤ１１Ｓの駆動力の伝達方向とは反対の伝達方向で、第１の駆動軸３Ｌに第３の駆動力を伝達する。この実施形態では、サンギヤ１１Ｓの駆動力の伝達方向を、サンギヤ１１Ｓの回転方向で表す。すなわち、１遊星歯車側伝達ギヤ１２Ｌと第１駆動軸側伝達ギヤ２１Ｌとは、第１出力部であるサンギヤ１１Ｓと第１の駆動軸３Ｌとの間に設けられて、サンギヤ１１Ｓの回転方向とは反対の回転方向で、第１の駆動軸３Ｌに第３の駆動力を伝達する。この実施形態では、第１遊星歯車側伝達ギヤ１２Ｌと第１駆動軸側伝達ギヤ２１Ｌとが、第１の駆動力伝達手段８Ｌを構成する。
【００２６】
また、第２遊星歯車側伝達ギヤ１２Ｒとアイドラギヤ１３と第２駆動軸側伝達ギヤ２１Ｒとは、第２出力部であるキャリア１１Ｃと第２の駆動軸３Ｒとの間に設けられて、キャリア１１Ｃの駆動力の伝達方向と同じ伝達方向で、第２の駆動軸３Ｌに第４の駆動力を伝達する。この実施形態では、キャリア１１Ｃの駆動力の伝達方向を、キャリア１１Ｃの回転方向で表す。すなわち、第２遊星歯車側伝達ギヤ１２Ｒとアイドラギヤ１３と第２駆動軸側伝達ギヤ２１Ｒとは、第２出力部であるキャリア１１Ｃと第２の駆動軸３Ｒとの間に設けられて、キャリア１１Ｃの回転方向と同じ回転方向で、第２の駆動軸３Ｌに第４の駆動力を伝達する。この実施形態では、第２遊星歯車側伝達ギヤ１２Ｒとアイドラギヤ１３と第２駆動軸側伝達ギヤ２１Ｒとが、第２の駆動力伝達手段８Ｒを構成する。
【００２７】
なお、第１の駆動力伝達手段８Ｌ及び第２の駆動力伝達手段８Ｒの構成はこれに限られない。第１出力部の回転方向（すなわち駆動力の伝達方向）又は第２出力部の回転方向（すなわち駆動力の伝達方向）のうち、一方の回転方向は反転させ、他方の回転方向は反転させないで、第１出力部の駆動力、第２出力部の駆動力を、第１の駆動軸３Ｌ、第２の駆動軸３Ｒに伝達する構成であればよい。すなわち、第１の駆動軸３Ｌ及び第２の駆動軸３Ｒへ伝達される第３の駆動力と第４の駆動力とは、第１の駆動軸３Ｌと第２の駆動軸３Ｓとの間で力の方向が反転するように出力されるように構成されていればよい。
【００２８】
この実施形態において、第１駆動輪４Ｌ及び第２駆動輪４Ｒは、それぞれ、駆動力発生手段である駆動モータ２が発生する駆動力によって駆動される。ここで、駆動力発生手段として用いる駆動モータ２は、電気エネルギーを運動エネルギーに変換する、いわゆる電気モータであるが、油圧モータや内燃機関を用いてもよい。すなわち、駆動力発生手段の種類は問わない。駆動モータ２が発生する駆動力は、差動装置（第１動力分割機構）２０を介して分割される。そして、分割された後の駆動力は第１の駆動軸３Ｌ及び第２の駆動軸３Ｒに伝達されて、第１駆動輪４Ｌ及び第２駆動輪４Ｒが駆動される。
【００２９】
この実施形態において、差動装置２０は、遊星歯車列で構成される遊星歯車装置を用いる。差動装置２０は、差動装置サンギヤ２０Ｓと差動装置リングギヤ２０Ｒとの間に、互いに噛み合って回転軸（この実施形態では第１の駆動軸３Ｌ）の周りを公転する一対のピニオンギヤを備える、いわゆるダブルピニオンギヤ式の遊星歯車装置で構成される。これによって、差動装置サンギヤ２０Ｓの回転数と、差動装置キャリア２０Ｃの回転数とに差を設けて回転させることができるので、差動装置として機能させることができる。なお、差動装置２０を構成する遊星歯車装置の形式は、シングルピニオン形式でもよい。
【００３０】
差動装置２０の差動装置リングギヤ２０Ｒには、駆動モータ２の出力軸２Ｓに取り付けられる駆動モータ用出力ギヤ２Ｇが噛み合う。差動装置２０の差動装置サンギヤ２０Ｓには、第２の駆動軸３Ｒが取り付けられる。第２の駆動軸３Ｒには第２駆動軸側伝達ギヤ２１Ｒが取り付けられており、差動装置サンギヤ２０Ｓと第２駆動軸側伝達ギヤ２１Ｒとは同軸に取り付けられる。
【００３１】
差動装置２０の差動装置キャリア２０Ｃには、第１の駆動軸３Ｌ及び第１駆動軸側伝達ギヤ２１Ｌが取り付けられる。このような構成によって、第１駆動軸側伝達ギヤ２１Ｌは、差動装置キャリア２０Ｃを介して第１の駆動軸３Ｌと接続される。これによって、第１の駆動軸３Ｌと第２の駆動軸３Ｒとの回転数差を、差動装置２０によって吸収することができる。
【００３２】
駆動モータ２の駆動力は、駆動モータ用出力ギヤ２Ｇによって差動装置リングギヤ２０Ｒへ入力される。そして、駆動モータ２の駆動力は、差動装置２０によって、第１の駆動力Ｆ１と第２の駆動力Ｆ２とに分割される。ここで、第１の駆動力Ｆ１が差動装置キャリア２０Ｃへ出力され、第２の駆動力Ｆ２が差動装置サンギヤ２０Ｓへ出力される。これによって、分割された後の第１の駆動力Ｆ１と第２の駆動力Ｆ２とは、それぞれ第１の駆動軸３Ｌ及び第２の駆動軸３Ｒに伝達されて、第１駆動輪４Ｌ及び第２駆動輪４Ｒが駆動される。なお、この実施形態では、Ｆ１＝Ｆ２であり、差動装置２０を構成する遊星歯車装置の変速比は、Ｆ１＝Ｆ２となるように設定される。
【００３３】
図２は、この実施形態に係る駆動力配分装置が備える遊星歯車装置の共線図である。図２は、第１駆動輪４Ｌ及び第２駆動輪４Ｒが転動している状態、すなわち、この実施形態に係る駆動力配分装置１０を搭載する車両が走行している状態における遊星歯車装置１１の状態を示している。図２に示すように、遊星歯車装置１１のサンギヤ１１Ｓとキャリア１１Ｃとは、回転方向（すなわち駆動力の伝達方向）が反対になる。
【００３４】
遊星歯車装置１１のリングギヤ１１Ｒに駆動力（具体的にはトルク）ＦＲを与えると、リングギヤ１１Ｒに与えられた駆動力（以下差動用駆動力）ＦＲは、遊星歯車装置１１によって第３の駆動力（具体的にはトルク）ＦＳと第４の駆動力（具体的にはトルク）ＦＣとに分割されて、それぞれサンギヤ１１Ｓとキャリア１１Ｃとに出力される。ここで、ＦＣとＦＳとの和がＦＲとなり、ＦＲとＦＣ＋ＦＳとが釣り合う。サンギヤ１１Ｓへ出力された第３の駆動力ＦＳは第１駆動軸側伝達ギヤ２１Ｌを介して第１の駆動軸３Ｌへ伝達され、また、キャリア１１Ｃへ出力された第４の駆動力ＦＣは、アイドラギヤ１３を介して第１駆動軸側伝達ギヤ２１Ｌへ伝達され、その後第２の駆動軸３Ｒへ伝達される。
【００３５】
遊星歯車装置１１のサンギヤ１１Ｓとキャリア１１Ｃとは回転方向（すなわち駆動力の伝達方向）が反対である。ここで、キャリア１１Ｃに取り付けられる第２遊星歯車側伝達ギヤ１２Ｒと第２の駆動軸３Ｒに取り付けられる第２駆動軸側伝達ギヤ２１Ｒとの間にはアイドラギヤ１３が介在する。このような構成によって、サンギヤ１１Ｓから出力される第３の駆動力ＦＳと、キャリア１１Ｃから出力される第４の駆動力ＦＣとは、それぞれの力の方向が反転して第１の駆動軸３Ｌと第２の駆動軸３Ｒとへ伝達される。
【００３６】
車両の走行中においては、第１の駆動軸３Ｌに伝達される第１の駆動力Ｆ１と、第２の駆動軸３Ｒに伝達される第２の駆動力Ｆ２とは、力の方向が同じである。遊星歯車装置１１のリングギヤ１１Ｒに差動用駆動力ＦＲを与えることによって、第１の駆動軸３Ｌと第２の駆動軸３Ｒとには、それぞれ力の方向が反対となった第３の駆動力ＦＳと第４の駆動力ＦＣとが伝達される。その結果、第１の駆動軸３Ｌ又は第２の駆動軸３Ｒのいずれか一方では軸駆動力が増加し、他方では軸駆動力が減少する。ここで軸駆動力とは、第１の駆動軸３Ｌが第１駆動輪４Ｌを駆動する駆動力、あるいは第２の駆動軸３Ｒが第２駆動輪４Ｒを駆動する駆動力をいう。
【００３７】
例えば、第１の駆動軸３Ｌに伝達される第３の駆動力ＦＳの方向が、駆動モータ２から第１の駆動軸３Ｌへ伝達される第１の駆動力Ｆ１の方向と同じである場合、第１の駆動軸３Ｌの軸駆動力（第１軸駆動力）ＦＺ＿Ｌは（Ｆ１＋ＦＳ）となる。その結果、第１の駆動軸３Ｌの駆動力は、遊星歯車装置１１のリングギヤ１１Ｒに差動用駆動力ＦＲを与える前よりも大きくなる。
【００３８】
このとき、第２の駆動軸３Ｒに伝達される第４の駆動力ＦＣの方向は第３の駆動力ＦＳの方向に対して反転するため、第４の駆動力ＦＣの方向は、駆動モータ２から第２の駆動軸３Ｒへ伝達される第２の駆動力Ｆ２の方向とは反対となる。したがって、第２の駆動軸３Ｒの軸駆動力（第２軸駆動力）ＦＺ＿Ｒは（Ｆ２−ＦＣ）となり、第２の駆動軸３Ｒの軸駆動力ＦＺ＿Ｒは、遊星歯車装置１１のリングギヤ１１Ｒに差動用駆動力ＦＲを与える前よりも小さくなる。これによって、第１軸駆動力ＦＺ＿Ｌと、第２軸駆動力ＦＺ＿Ｒとを異ならせることができるので、第１駆動輪４Ｌの駆動力Ｐｌと第２駆動輪４Ｒの駆動力Ｐｒとを異ならせることができる（この例ではＰｌ＞Ｐｒ）。
【００３９】
第１駆動輪４Ｌと第２駆動輪４Ｒとの間で駆動力を変更するには、リングギヤ１１Ｒに与える差動用駆動力ＦＲの大きさと方向とを制御すればよい。すなわち、前記差動用駆動力ＦＲの大きさを変更することにより、第１駆動輪４Ｌと第２駆動輪４Ｒとの間の駆動力差を変更することができる。また、前記差動用駆動力ＦＲの方向を変更することにより、第１駆動輪４Ｌと第２駆動輪４Ｒとの間でどちらの駆動力を大きくするかを制御することができる。
【００４０】
例えば、図２のＡで示す差動用駆動力ＦＲをリングギヤ１１Ｒに与えた場合に、第１駆動輪４Ｌの駆動力Ｐｌが第２駆動輪４Ｒの駆動力Ｐｒよりも大きくなるとする。このとき、図２のＡで示す差動用駆動力ＦＲと反対方向の差動用駆動力（図２のＢで示す駆動力）ＦＲをリングギヤ１１Ｒに与えれば、第２駆動輪４Ｒの駆動力Ｐｒを第１駆動輪４Ｌの駆動力Ｐｌよりも大きくすることができる。
【００４１】
遊星歯車装置１１から第１の駆動軸３Ｌに伝達される駆動力と、第２の駆動軸３Ｒに伝達される駆動力とは、それぞれ等しくする必要がある。このため、差動モータ１から第１の駆動軸３Ｌまでの変速比と、差動モータ１から第２の駆動軸３Ｒまでの変速比とを等しくする。この実施形態に係る駆動力配分装置１０では、差動モータ１の差動モータ用出力ギヤ１Ｇから第１駆動軸側伝達ギヤ２１Ｌまでのギヤ比ρ１と、前記差動モータ用出力ギヤ１Ｇから第２駆動軸側伝達ギヤ２１Ｒまでのギヤ比ρ２とが等しくなるようにする（ρ１＝ρ２）。
【００４２】
これによって、サンギヤ１１Ｓから第１の駆動軸３Ｌに伝達される駆動力と、キャリア１１Ｃから第２の駆動軸に伝達される駆動力との総和を０にすることができる。その結果、第１駆動輪４Ｌの駆動力と第２駆動輪４Ｒの駆動力との総和を維持したまま、第１駆動輪４Ｌの駆動力と第２駆動輪４Ｒの駆動力とに駆動力差を与えることができる。
【００４３】
この実施形態に係る駆動力配分装置１０は、リングギヤ１１Ｒに与える差動用駆動力ＦＲの大きさ及び方向を変更すれば、第１駆動輪４Ｌと第２駆動輪４Ｒとの間において、それぞれの駆動力を変更することができる。リングギヤ１１Ｒに与える差動用駆動力ＦＲの大きさと方向とを変更するには、差動モータ１の駆動力の大きさと方向とを変更すればよい。なお、リングギヤ１１Ｒに与える差動用駆動力ＦＲの大きさと方向とを変更するにあたっては、差動モータ１の力行と回生とを利用してもよい。
【００４４】
このように、この実施形態に係る駆動力配分装置１０は、差動モータ１の駆動力の大きさと方向とを変更することで、第１駆動輪４Ｌと第２駆動輪４Ｒとの駆動力を変更できる。このため、クラッチを用いて第１駆動輪４Ｌと第２駆動輪４Ｒとの駆動力を変更する方式と比較して、駆動力の制御開始から実際に駆動力が変化するまでの応答時間が極めて短いという利点がある（応答時間はクラッチを用いる場合と比較して数分の１）。これによって、例えば、第１駆動輪４Ｌや第２駆動輪４Ｒがスリップした場合には、スリップ状態から迅速に回復させることができる。
【００４５】
この実施形態において、差動モータ１及び駆動モータ２は、それぞれ差動モータ用インバータ５、駆動モータ用インバータ６によって制御される。差動モータ用インバータ５及び駆動モータ用インバータ６には、例えばニッケル−水素電池や鉛蓄電池等の車載電源７が接続されており、必要に応じて差動モータ１や駆動モータ２へ電力を供給する。駆動モータ用インバータ６は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０によって制御され、また、差動モータ用インバータ５は、ＥＣＵ５０内に備えられる駆動力配分制御装置３０によって制御される。
【００４６】
図３は、この実施形態に係る駆動力配分制御装置の構成を示す説明図である。図３に示すように、駆動力配分制御装置３０は、運転条件判定部３１、駆動力配分部３２、出力制御部３３を備えている。これらが、この実施形態に係る駆動力配分制御を実行して、この実施形態に係る駆動力配分装置１０により、第１駆動輪４Ｌの駆動力及び第２駆動輪４Ｒの駆動力を制御する。
【００４７】
図４は、この実施形態に係る駆動力配分装置の他の構成を示す説明図である。この駆動力配分装置１０ａは、上記駆動力配分装置１０（図１参照）のアイドラギヤ１３の代わりに、チェーン１４を用いて遊星歯車装置１１のキャリア１１Ｃと第２の駆動軸３Ｒとの間で駆動力を伝達する。この駆動力配分装置１０ａも、差動モータ１から第１の駆動軸３Ｌまでの変速比と、差動モータ１から第２の駆動軸３Ｒまでの変速比とを等しくしてある。このようにしても、第１の駆動軸３Ｌ及び第２の駆動軸３Ｒへ伝達される第３の駆動力ＦＳと第４の駆動力ＦＣとは、第１の駆動軸３Ｌと第２の駆動軸３Ｓとの間で力の方向が反転するように出力される。
【００４８】
図５は、この実施形態に係る駆動力配分装置の他の構成を示す説明図である。この駆動力配分装置１０ｂは、上記駆動力配分装置１０（図１参照）で説明した、遊星歯車装置で構成される差動装置２０の代わりに、４個のかさ歯車を組み合わせて構成する差動装置２０ｂを用いる点が異なる。
【００４９】
この差動装置２０ｂは、第１かさ歯車２６Ａは第１の駆動軸３Ｌに取り付けられており、また、第２かさ歯車２６Ｂは、第２の駆動軸３Ｒに取り付けられている。第１かさ歯車２６Ａと第２かさ歯車２６Ｂとは対向配置され、また、第１かさ歯車２６Ａ及び第２かさ歯車２６Ｂには、ケース（腕）２７に取り付けられる２個のケース側かさ歯車２６Ｃ、２６Ｃが噛み合っている。ここで、２個のケース側かさ歯車２６Ｃ、２６Ｃは、対向配置される。
【００５０】
差動装置２０ｂのケース２７には、駆動モータ２の駆動モータ用出力ギヤ２Ｇと噛み合う差動装置カウンターギヤ２８が設けられる。駆動モータ用出力ギヤ２Ｇから差動装置カウンターギヤ２８を介して差動装置２０ｂへ入力される駆動モータ２の駆動力は、ケース２７、及びケース側かさ歯車２６Ｃ、２６Ｃを介して第１かさ歯車２６Ａ及び第２かさ歯車２６Ｂに伝えられる。駆動モータ２の駆動力は、差動装置２０ｂで第１の駆動力Ｆ１と第２の駆動力Ｆ２とに分割される。そして、第１の駆動力Ｆ１は第１の駆動軸３Ｌを介して、第２の駆動力Ｆ２は第２の駆動軸３Ｒを介して、それぞれ第１駆動輪４Ｌ及び第１駆動輪４Ｒを駆動する。この差動装置２０ｂは、遊星歯車装置を用いる上記差動装置２０と比較して、構成部品点数が少なくて済み、小型化に有利である。次に、この実施形態に係る駆動力配分装置１０を用いた場合の駆動力配分制御の一例を説明する。なお、次の説明においては、適宜図１〜図３を参照されたい。
【００５１】
図６は、この実施形態に係る駆動力配分装置を用いた場合の駆動力配分制御手順の一例を示すフローチャートである。図７は、この実施形態に係る駆動力配分装置を車両に搭載した状態を示す概略図である。図８は、駆動力の配分例を示す説明図である。この実施形態に係る駆動力配分装置１０は、駆動モータ２、第１駆動輪４Ｌ、第２駆動輪４Ｒ等とともに車両１００の進行方向前方に搭載される。そして、第１駆動輪４Ｌが車両１００の左側前輪となり、第２駆動輪４Ｒが車両１００の右側前輪となって、車両１００を走行させる。このように、車両１００の駆動方式は、いわゆるＦＦ（Front wheel Front drive）の車両である。なお、車両１００の駆動方式はこれに限られず、いわゆるＦＲ（Front engine Rear drive）や４ＷＤ（4 Wheel Drive）その他の駆動方式でもよい。
【００５２】
また、車両１００の駆動源は、電気エネルギーを運動エネルギーに変換する駆動モータ２であるが、車両１００の駆動源としてはこれに限定されるものではない。例えば、内燃機関を車両１００の駆動源としてもよいし、内燃機関と電気モータとのパラレルハイブリッド駆動システムを車両１００の駆動源としてもよい。また、内燃機関と発電機とを用いて駆動モータ２を駆動する電気エネルギーを生み出す、いわゆるシリーズハイブリッドの駆動システムとしてもよい。
【００５３】
ここで、駆動力配分制御とは、左右の駆動輪、前後の駆動輪又は前後左右の駆動輪において、車両の走行条件等に応じてそれぞれの駆動輪の駆動力を変化させる制御をいう。この実施形態においては、駆動力配分装置１０によって駆動力が制御される第１駆動輪４Ｌ（車両左前側の駆動輪に相当）と第２駆動輪４Ｒ（車両右前側の駆動輪に相当）との間で駆動力配分制御を実行する。
【００５４】
この実施形態に係る駆動力配分制御を実行するにあたり、駆動力配分制御装置３０（図１）の運転条件判定部３１は、駆動力配分制御を開始する条件にあるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。なお、この判定時において、車両１００は、直進状態、すなわち、第１駆動輪４Ｌの駆動力と第２駆動輪４Ｒの駆動力とは同じ大きさで運転されている。このとき、差動モータ１が発生する駆動力は０であり、また、差動モータ１は力行も回生もしていない。
【００５５】
例えば、車両１００がコーナーリング中である場合、カーブの外側における駆動輪の駆動力を増加するとともに、カーブの内側における駆動輪の駆動力を減少させる。これによって、車両１００の旋回性能を向上させることができる。また、例えば、一方の駆動輪が雪や氷によってスリップした場合、スリップが発生した駆動輪の駆動力を減少させるとともに、スリップの発生していない駆動輪の駆動力を増加させる。これによって、スリップが発生した駆動輪に逃げる駆動力を抑制できるので、駆動モータ２の駆動力の損失を抑制して、確実に車両１００を進行させることができる。
【００５６】
運転条件判定部３１は、例えば、ヨーセンサ４１及び操舵角度センサ４２（図７参照）から取得した旋回加速度の大きさと操舵角度の大きさとから、車両１００が旋回中であって、カーブ外側における駆動輪の駆動力を増加させる条件であるか否かを判定する。そして、運転条件判定部３１は、カーブ外側における駆動輪の駆動力を増加させる条件である場合に、駆動力配分制御を開始する条件にあると判定する（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）。
【００５７】
また、駆動輪のスリップが発生した場合に駆動力配分制御を実行する場合には、例えば、第１駆動輪回転数センサ４０Ｌ及び第２駆動輪回転数センサ４０Ｒ（図７参照）から取得した第１駆動輪４Ｌと第２駆動輪４Ｒとの回転数差が所定の制限値を超えている場合、運転条件判定部３１は、回転数の大きい駆動輪に許容できない滑りが発生していると判定する。そして、この場合、運転条件判定部３１は、駆動力配分制御を開始する条件にあると判定する。
【００５８】
運転条件判定部３１が、駆動力配分制御を開始する条件にないと判定した場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、ＳＴＡＲＴに戻り、運転条件判定部３１は車両１００の運転状態の監視を継続する。運転条件判定部３１が、駆動力配分制御を開始する条件にあると判定した場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、駆動力配分制御に移行する。駆動力配分制御を実行するにあたっては、上述したように、差動モータ１が発生する駆動力の大きさ及び方向を調整する。
【００５９】
これによって、第１駆動軸３Ｌに伝達される差動モータ１の駆動力の方向と第２駆動軸３Ｒに伝達される差動モータ１の駆動力の方向とが反対となって、差動モータ１の駆動力が第１駆動軸３Ｌと第２駆動軸３Ｒとに伝達される。このとき、第１駆動軸３Ｌに伝達される差動モータ１の駆動力の大きさと第２駆動軸３Ｒに伝達される差動モータ１の駆動力の大きさとは等しい。その結果、駆動モータ２の駆動力を変更することなしに、第１駆動輪４Ｌの駆動力と第２駆動輪４Ｒの駆動力とを変更することができる。そして、第１駆動輪４Ｌの駆動力と第２駆動輪４Ｒの駆動力との総和は、駆動力配分制御の前後で変化しない。
【００６０】
第１駆動輪４Ｌの駆動力と第２駆動輪４Ｒの駆動力とを所定の割合に配分するにあたり、駆動力配分制御装置３０が備える駆動力配分部３２は、操舵量を検出する操舵角度センサ４２及び車速センサ４３からの出力を取得する。そして、駆動力配分部３２は、車両１００が旋回する際の目標ヨーモーメントを算出し、その算出された目標ヨーモーメントと、ヨーセンサ４１から出力されたヨーモーメントとの偏差を、車両１００の旋回に必要なヨーモーメント（以下要求ヨーモーメントという）として算出する（ステップＳ１０２）。
【００６１】
次に、駆動力配分部３２は、第１駆動輪４Ｌに必要な駆動力Ｐｌと、第２駆動輪４Ｒに必要な駆動力Ｐｒとを算出する（ステップＳ１０３）。なお、Ｐｌ＝Ｐｒとなる場合は駆動力配分制御を実行していない場合なので、この実施形態に係る駆動力の配分方法では考慮する必要はない。
【００６２】
駆動力Ｐｌ及び駆動力Ｐｒは、駆動力配分制御を実行する前後（この例では直進時と旋回時）で、駆動力Ｐｌと駆動力Ｐｒとの総和（第１駆動輪４Ｌ及び第２駆動輪４Ｒの総駆動力）が同等となり、かつ、ステップＳ１０２で算出した要求ヨーモーメントが発生できるように決定される。ここで、駆動力配分制御を実行する前後は、差動モータ１に駆動力を発生させる前後に相当する。
【００６３】
例えば、図８に示すように、車両１００の右旋回時に要求される要求ヨーモーメントが２０である場合には、第１駆動輪４Ｌの駆動力を６０とし、第２駆動輪４Ｒの駆動力を４０とし、第１駆動輪４Ｌ及び第２駆動輪４Ｒの総駆動力を１００とする。また、例えば、車両１００の左旋回時に要求される要求ヨーモーメントが２０である場合には、第１駆動輪４Ｌの駆動力を４０とし、第２駆動輪４Ｒの駆動力を６０とし、第１駆動輪４Ｌ及び第２駆動輪４Ｒの総駆動力を１００とする。なお、図８において、要求ヨーモーメントは、第１駆動輪４Ｌと第２駆動輪４Ｒとの駆動力差に換算してある。
【００６４】
また、駆動モータ２から第１駆動輪４Ｌ及び第２駆動輪４Ｒに伝達される第１駆動力Ｆ１及びＦ２はそれぞれ５０であり、駆動力配分制御を実行する前後において変化しない。この実施形態に係る駆動力配分装置１０では、差動モータ１の駆動力及び方向を調整することにより、大きさが等しく方向が反対である第３の駆動力ＦＳと第４の駆動力ＦＣとを、それぞれ第１の駆動軸３Ｌと第２の駆動軸３Ｒとに付与する。これによって、第１駆動輪４Ｌと第２駆動輪４Ｒと間で駆動力を変更する。その結果、差動モータ１のみによって第１駆動輪４Ｌと第２駆動輪４Ｒと間で駆動力を変更できるので、駆動力配分制御の前後においては、駆動モータ２の駆動力を変更する必要がなくなるため、駆動力配分制御の安定性が向上する。
【００６５】
第１駆動輪４Ｌの駆動力と第２駆動輪４Ｒの駆動力とをこのように配分することにより、駆動力配分制御を実行する前と後とで、第１駆動輪４Ｌ及び第２駆動輪４Ｒの総駆動力を同じ大きさとし、かつ、旋回に必要な要求ヨーモーメントを発生できる。これによって、車両１００の旋回性能を向上させるとともに、駆動力配分制御を実行する前後で、第１駆動輪４Ｌ及び第２駆動輪４Ｒの総駆動力を一定とするので、車両１００の挙動変化を極めて小さく抑えることができる。その結果、運転者の違和感を低減することができる。
【００６６】
なお、駆動力配分制御を実行する前後における第１駆動輪４Ｌ及び第２駆動輪４Ｒの総駆動力が一定であることには、駆動力配分制御を実行する前後における第１駆動輪４Ｌ及び第２駆動輪４Ｒの総駆動力が完全に等しいことの他、車両１００の挙動変化等が許容できる範囲内で、駆動力配分制御を実行する前後における第１駆動輪４Ｌ及び第２駆動輪４Ｒの総駆動力が異なることも含まれる。
【００６７】
ステップＳ１０３において駆動力Ｐｌ及び駆動力Ｐｒを算出したら、駆動力配分部３２は、第１駆動輪４ｌの駆動力がＰｌ、第２駆動輪４ｒの駆動力がＰｒとなるように、差動モータ１の駆動力の大きさ及び方向を決定する（ステップＳ１０４）。そして、出力制御部３３は、ステップＳ１０４で決定された大きさ及び方向で、差動モータ１を駆動して（ステップＳ１０５）、第１駆動輪４Ｌの駆動力をＰｌに、第２駆動輪４Ｒの駆動力をＰｒに制御する。
【００６８】
以上、この実施形態では、駆動力発生手段の駆動力を第１動力分割機構によって第１及び第２の駆動力に分割して第１及び第２の出力軸に出力し、また、駆動力差発生手段の駆動力を第２動力分割機構によって第３及び第４の駆動力に分割して第１及び第２の出力軸へ出力する。このとき、第１及び第２の駆動軸へ伝達される第３の駆動力と第４の駆動力とは、第１の駆動軸と第２の駆動軸とで力の方向が反転するように出力される。
【００６９】
このような構成によって、駆動力差発生手段が発生する駆動力の大きさ及び方向を変更することで、第１の駆動軸と第２の駆動軸との間で駆動力を変更することができる。その結果、第１の駆動軸と第２の駆動軸との間における駆動力の変更では、駆動力差発生手段のみを制御すればよく、駆動力発生手段の制御が不要になるので、駆動力配分の際における制御の安定性を向上させることができる。また、第１の駆動軸と第２の駆動軸との間における駆動力の変更では、駆動力差発生手段のみを制御すればよいので、駆動力配分の際における制御の応答性を向上させることができる。
【００７０】
特に、駆動輪（タイヤ）−路面の関係において、一旦駆動輪がスリップし始めると、駆動輪−路面間の摩擦係数は２次関数的に減少するので、駆動輪スリップを検知したら、当該駆動輪の駆動力をできる限り早く低減することが重要である。この実施形態に係る駆動力配分装置は、駆動力配分の際における制御の応答性が高いので、駆動輪のスリップを抑える際には特に効果が大きい。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
以上のように、本発明に係る駆動力配分装置は、異なる駆動輪間で駆動力を異ならせる際に有用であり、特に、複数の駆動輪に駆動力差を与えるにあたって、駆動力を配分する際における制御の安定性を向上させることに適している。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】この実施形態に係る駆動力配分装置の構成を示す説明図である。
【図２】この実施形態に係る駆動力配分装置が備える遊星歯車装置の共線図である。
【図３】この実施形態に係る駆動力配分制御装置の構成を示す説明図である。
【図４】この実施形態に係る駆動力配分装置の他の構成を示す説明図である。
【図５】この実施形態に係る駆動力配分装置の他の構成を示す説明図である。
【図６】この実施形態に係る駆動力配分装置を用いた場合の駆動力配分制御手順の一例を示すフローチャートである。
【図７】この実施形態に係る駆動力配分装置を車両に搭載した状態を示す概略図である。
【図８】駆動力の配分例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００７３】
１  差動モータ
２  駆動モータ
３Ｌ  第１駆動軸
３Ｒ  第２駆動軸
４Ｌ  第１駆動輪
４Ｒ  第２駆動輪
８Ｌ  第１駆動力伝達手段
８Ｒ  第２駆動力伝達手段
１０、１０ａ、１０ｂ  駆動力配分装置
１１  遊星歯車装置
１１Ｃ  キャリア
１１Ｒ  リングギヤ
１１Ｓ  サンギヤ
１２Ｌ  第１遊星歯車側伝達ギヤ
１２Ｒ  第２遊星歯車側伝達ギヤ
１３  アイドラギヤ
１４  チェーン
２０、１０ｂ  差動装置
２０Ｃ  差動装置キャリア
２０Ｒ  差動装置リングギヤ
２０Ｓ  差動装置サンギヤ
２１Ｌ  第１駆動軸側伝達ギヤ
２１Ｒ  第２駆動軸側伝達ギヤ
２６Ａ  第１かさ歯車
２６Ｂ  第２かさ歯車
２６Ｃ  ケース側かさ歯車
２８  差動装置カウンターギヤ
３０  駆動力配分制御装置
３１  運転条件判定部
３２  駆動力配分部
３３  出力制御部
１００  車両
Ｆ１  第１の駆動力
Ｆ２  第２の駆動力
ＦＳ  第３の駆動力
ＦＣ  第４の駆動力
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2007232197.tif 000009
【図８】
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