車両用駆動装置
【課題】ドライブシャフトの車幅方向における設計余裕度を確保しながら、２つのモータを車幅方向に並べて配設すること。
【解決手段】
左右の駆動輪Ｗ２毎に設けられ、車幅方向に並設された一対の駆動ユニット１１０を備え、駆動ユニット１１０が、出力軸１１１ａ’、１１１ｂ’が車幅方向内側を向いて配置されたモータ１１１と、モータ１１１の出力軸１１１ａ’、１１１ｂ’に連結され、その回転数を変速させる変速ギヤ部１１２と、変速ギヤ部１１２の出力を駆動輪Ｗ２に伝達するドライブシャフト１１３と、を備える。
【解決手段】
左右の駆動輪Ｗ２毎に設けられ、車幅方向に並設された一対の駆動ユニット１１０を備え、駆動ユニット１１０が、出力軸１１１ａ’、１１１ｂ’が車幅方向内側を向いて配置されたモータ１１１と、モータ１１１の出力軸１１１ａ’、１１１ｂ’に連結され、その回転数を変速させる変速ギヤ部１１２と、変速ギヤ部１１２の出力を駆動輪Ｗ２に伝達するドライブシャフト１１３と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の駆動技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両をモータによって駆動させる技術として、例えば、特許文献１では、２つのモータを出力軸が車幅方向外側に向くように配設し、モータの出力をドライブシャフトに伝達する技術が開示されている。また、特許文献２では、２つのモータを出力軸が車幅方向外側に向くようにサブフレームに配設すると共に、車両の旋回状態に応じて、サスペンションの特性を調整する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平０５−１１６５４０号公報
【特許文献２】特開２００７−２２２７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１及び２で開示されている技術では、２つのモータの出力軸が車幅方向外側を向いているため、ドライブシャフトの長さが制約されてしまう。このため、駆動輪の上下動に伴うドライブシャフトの揺動角度が大きくなり、ジョイントの許容揺動角や駆動輪のジオメトリの制約から駆動輪の上下ストロークを大きくすることができない。よって、駆動輪の上下ストロークを大きくする必要のある車両に適用することが困難であった。
【０００４】
従って、本発明の目的は、ドライブシャフトの車幅方向における設計余裕度を確保しながら、２つのモータを車幅方向に並べて配設することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明においては、左右の駆動輪毎に設けられ、車幅方向に並設された一対の駆動ユニットを備え、前記駆動ユニットが、出力軸が車幅方向内側を向いて配置されたモータと、前記モータの出力軸に連結され、その回転数を変速させる変速ギヤ部と、前記変速ギヤ部の出力を前記駆動輪に伝達するドライブシャフトと、を備えたことを特徴とする車両用駆動装置が提供される。
【０００６】
本発明によれば、前記モータが、出力軸が車幅方向内側を向いて配置されるため、前記ドライブシャフトの車幅方向における設計余裕度を確保することができる。よって、駆動輪の上下ストローク量を十分に確保することが容易となる。
【０００７】
また、本発明においては、前記一対の駆動ユニット間で回転数差を制御しながら、動力を伝達可能な動力伝達手段を更に備えていてもよい。本発明によれば、前記一対の駆動ユニット間で回転数差を制御することにより、前記車両の走行安全性を向上させることができる。
【０００８】
また、本発明においては、前記変速ギヤ部は、外歯歯車であるサンギヤと、内歯歯車であり、前記サンギヤを外側から囲むように配されるリングギヤと、前記サンギヤと前記リングギヤとの間に配され、該サンギヤ及び該リングギヤと歯合する複数の遊星ギヤと、を有しており、前記動力伝達手段は、前記サンギヤ、前記リングギヤ、又は前記遊星ギヤのいずれかのギヤの動力を伝達してもよい。本発明によれば、前記変速ギヤ部が前記サンギヤ、前記リングギヤ、及び前記遊星ギヤとを有するため、前記変速ギヤ部をコンパクトに配設することができる。これにより、前記ドライブシャフトの車幅方向における設計余裕度を更に確保することができる。
【０００９】
また、本発明においては、前記駆動輪は後輪であり、前記モータは、前記ドライブシャフトの前方かつ上方に配置されてもよい。本発明によれば、前記モータが前記ドライブシャフトの前方かつ上方に配置されるため、前記車両の重心を中心に近接させることができる。これにより、前記車両の操安性を向上させることができる。
【００１０】
また、本発明においては、前記駆動輪は後輪であり、前記車両は、前記モータを駆動するための電力を発電するために設けられ、前記駆動ユニットよりも前記車両の前後方向前方に配置されたエンジンと、前記エンジンから前記車両の前後方向後方に延びる排気管と、を備え、該一対の駆動ユニット間に前記排気管の通過スペースを設けてもよい。本発明によれば、前記一対の駆動ユニット間に前記排気管の通過スペースを設けたため、前記駆動ユニットの上下方向における配置の自由度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上述べた通り、本発明によれば、ドライブシャフトの車幅方向における設計余裕度を確保しながら、２つのモータを車幅方向に並べて配設することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
［全体構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る駆動装置１００の機能構成図であり、図２は、駆動装置１００の上面図である。また、図３は、駆動装置１００の側面図であり、図４は、駆動装置１００の正面図である。
【００１３】
車両Ａは、車両Ａの前後方向後方に配された駆動装置１００と、駆動装置１００より車両Ａの前後方向前方に配された発電装置２００と、を備える。車両Ａは、発電装置２００でモータ１１１を駆動するための電力を発電することにより駆動装置１００を駆動し、又はその電力でバッテリを充電する。すなわち、駆動装置１００は、発電装置２００で発電された電力、又はバッテリの電力の少なくとも一方の電力を用いて、駆動装置１００により後輪Ｗ２を駆動する、いわゆるシリーズ式のハイブリッド自動車である。
【００１４】
また、駆動装置１００は、後輪Ｗ２を駆動するものであるため、前輪Ｗ１は、非駆動輪であり、後輪Ｗ２は、駆動輪である。なお、駆動輪Ｗ２には、車両Ａの上下方向の動きに従動させるために用いられるアーム１が接続され、駆動輪Ｗ２の近傍には、車両Ａが地面から受ける振動を減衰させるサスペンション２が設けられている。
【００１５】
駆動装置１００は、左右の駆動輪Ｗ２毎に設けられ、車幅方向に並設された一対の駆動ユニット１１０（左側を１１０ａ、右側を１１０ｂとする。）と、一対の駆動ユニット１１０間で回転数差を制御しながら、動力を伝達可能な動力伝達部１２０と、変速ギヤ部１１２のギヤの回転を係止する係止部１３０と、を備える。なお、係止部１３０については、駆動装置１００の詳細構成で後述する。
【００１６】
駆動ユニット１１０は、後述する出力軸１１１ａ’、１１１ｂ’が車幅方向内側を向いて配置されたモータ１１１（左側を１１１ａ、右側を１１１ｂとする。）と、出力軸１１１ａ’、１１１ｂ’に連結され、その回転数を変速させる変速ギヤ部１１２（左側を１１２ａ、右側を１１２ｂとする。）と、変速ギヤ部１１２の出力を駆動輪Ｗ２に伝達するドライブシャフト１１３（左側を１１３ａ、右側を１１３ｂとする。）と、を備える。
【００１７】
モータ１１１は、図３で示すように、車室ＤとトランクルームＥとの間において、ドライブシャフト１１３の前方かつ上方に配置される。これにより、車両Ａの重量重心が中心位置に近接することになるため、車両ＡのトランクルームＥを広く確保することができると共に、車両Ａの操安性を向上させることができる。なお、変速ギヤ部１１２ａ、１１２ｂには、それぞれ駆動輪Ｗ２の回転速度を検出する車輪速センサ（例えば、角度センサ）１１、１２が取り付けられている。
【００１８】
動力伝達部１２０は、図５で示すように、車幅方向に延設され、一対の駆動ユニット１１０ａ、１１０ｂ間で動力を伝達する伝達シャフト１２１ａ、１２１ｂと、伝達シャフト１２１ａ、１２１ｂ間に連結され、伝達シャフト１２１ａ、１２１ｂの回転数差を制御する制御部１２３と、を備える。
【００１９】
発電装置２００は、発電部２１０と、発電部２１０を冷却する冷却部２２０と、発電部２１０にガソリン燃焼時に必要である空気を供給する吸気部２３０と、発電部２１０からガソリン燃焼後の空気を排気する排気部２４０と、を備える。
【００２０】
発電部２１０は、シリンダを有するエンジン２１１と、エンジン２１１に供給するためのガソリン等の燃料を貯蔵する燃料タンク２１２と、熱シール方式やフライホイール方式等によるジョイント２１３ａを介して、エンジン２１１に固定される発電機２１３と、発電機２１３に並設されるインバータ２１４と、発電機２１３により発電された電力を蓄電するバッテリ２１５と、を備える。
【００２１】
エンジン２１１は、駆動ユニット１１０よりも車両Ａの前後方向前方に配置され、モータを駆動するための電力を発電し、その電力をバッテリ２１５に供給したり、その電力によりモータ１１１を駆動させるために設けられる。バッテリ２１５は、エンジン２１１で発電された電力及びモータ１１１で回生された電力を蓄電するために設けられる。
【００２２】
冷却部２２０は、エンジン２１１を冷却させる冷却水の放熱を行うラジエータ２２１を有する。吸気部２３０は、エンジン２１１のシリンダヘッドに取り付けられ、シリンダ内に空気を供給する吸気マニホールド２３１を備える。排気部２４０は、エンジン２１１のシリンダヘッドに取り付けられ、シリンダ内から燃焼ガスや残った空気を排気する排気マニホールド２４１と、エンジン２１１に取り付けられた排気マニホールド２４１から車両Ａの前後方向後方に延びる排気管２４２と、排気管２４２の途中で一酸化炭素等の大気汚染物質を除去する触媒コンバータ２４３と、排気管２４２から排出される直前で排気音を低減するマフラ２４４と、を備える。
【００２３】
ここで、一対の駆動ユニット１１０ａ、１１０ｂ間には、排気管２４２の通過スペースＳが設けられており、排気管２４２は、この通過スペースＳを通過するように配置される。
【００２４】
上述の構成によれば、モータ１１１が、出力軸１１１ａ’、１１１ｂ’が車幅方向内側を向いて配置され、変速ギヤ部１１２が、モータ１１１の出力軸１１１ａ’、１１１ｂ’に連結されるため、出力軸１１１ａ’、１１１ｂ’が車幅方向外側を向いて配置される場合に比べて、変速ギヤ部１１２と駆動輪Ｗ２との間の距離を長く確保することができる。これにより、ドライブシャフトの長さの設定範囲を広くすることができる。従って、ドライブシャフト１１３の車幅方向における設計余裕度を確保することができる。
【００２５】
例えば、ＳＵＶ（Ｓｐｏｒｔ−Ｕｔｉｌｉｔｙ Ｖｅｈｉｃｌｅ）のように、山道や河原等のオフロードを走行する車両は、駆動輪Ｗ２が大きく上下動又は振動するため、たとえ、その上下動又は振動をサスペンション２で減衰しても、ドライブシャフト１１３が短い場合には、駆動輪Ｗ２の上下動に対するドライブシャフト１１３の揺動角の変化が大きく、ジョイントの許容揺動角や駆動輪Ｗ２のジオメトリの制約から、駆動輪Ｗ２の車体に対する上下ストロークが小さいため、車体にその上下動又は振動の大部分が伝達されてしまう。このため、本発明では、ドライブシャフト１１３を長く設定可能とすべく、モータ１１１の出力軸１１１ａ’、１１１ｂ’を車幅方向内側に向けて配置することにより、特に、ＳＵＶ等の車両の操安性を向上したことに特徴がある。
【００２６】
［駆動装置１００の詳細構成］
図５において、（ａ）は駆動装置１００の正面図であり、（ｂ）は図５（ａ）のＢ部断面図である。なお、図５（ａ）では、サブフレーム１１６を破線で示し、その内部構造を示す。
【００２７】
変速ギヤ部１１２は、外歯歯車であるサンギヤ１１２ｃと、内歯歯車であり、サンギヤ１１２ｃを外側から囲むように配されるリングギヤ１１２ｄと、サンギヤ１１２ｃとリングギヤ１１２ｄとの間に配され、サンギヤ１１２ｃ及びリングギヤ１１２ｄと歯合する複数（例えば、３つ）の遊星ギヤ１１２ｅと、を有する。以下、これらのギヤをまとめて、プラネタリーギヤとも呼ぶ。
【００２８】
左右の変速ギヤ部１１２ａ、１１２ｂのサンギヤ１１２ｃは、それぞれ対応するモータ１１１ａ、１１１ｂの出力軸１１１ａ’、１１１ｂ’に連結されている。また、複数の遊星ギヤ１１２ｅは、モータ１１１の位置に対して、相対的に位置が固定されたキャリア１１２ｆに回転可能に保持されている。
【００２９】
リングギヤ１１２ｄは、本実施形態では、遊星ギヤ１１２ｅとの間で回転力を伝達する内歯歯車１１２ｄ’と、内歯歯車１１２ｄ’に固定され、ギヤ１１３ｃを介して、ギヤ１１３ｄとの間で回転力を伝達する外歯歯車１１２ｄ”と、を有する。内歯歯車１１２ｄ’は、それぞれ対応する伝達シャフト１２１ａ、１２１ｂと連結されている。ギヤ１１３ｄは、回転軸１１３ｄ’を有しており、その回転軸１１３ｄ’には、等速ジョイント１１３ｅが連結されている。
【００３０】
これらの構成の動作手順について簡潔に説明する。モータ１１１ａの出力軸１１１ａ’が回転すると、サンギヤ１１２ｃが回転し、その回転力が遊星ギヤ１１２ｅを介してリングギヤ１１２ｄに伝達される。次に、リングギヤ１１２ｄが回転すると、外歯歯車１１２ｄ”から減速された回転力がギヤ１１３ｃを介して、ギヤ１１３ｄに伝達される。。次に、ギヤ１１３ｄが回転すると、回転軸１１３ｄ’及び等速ジョイント１１３ｅを介して、ドライブシャフト１１３が回転することとなる。変速ギヤ部１１２がサンギヤ１１２ｃ、リングギヤ１１２ｄ、及び遊星ギヤ１１２ｅを有するため、変速ギヤ部１１２をコンパクトに配設することができる。また、変速ギヤ部１１２の最も内側に配されるリングギヤ１１２ｄの外歯歯車１１２ｄ”から回転力を取り出すため、ドライブシャフト１１３の車幅方向における設計余裕度を更に確保することができる。
【００３１】
一方、リングギヤ１１２ｄの回転力は、伝達シャフト１２１ａにも伝達される。なお、モータ１１１ｂの出力軸１１１ｂ’が回転した場合にも同様に、伝達シャフト１２１ｂが回転することとなる。従って、動力伝達部１２０は、本実施形態では、駆動ユニット１１０ａ、１１０ｂ間で、リングギヤ１１２ｄの動力を伝達することになる。
【００３２】
ここで、制御部１２３は、図６で詳細な構成を示すように、伝達シャフト１２１ａ、１２１ｂを連結可能に保持するカップリング部１２３ａを備える。これにより、動力伝達部１２０は、一対の駆動ユニット１１０ａ、１１０ｂ間で回転数差を制御しながら、動力を伝達可能な構成となる。制御部１２３は、例えば、伝達シャフト１２１の回転数差が閾値以上の場合には、カップリング部１２３ａにより伝達シャフト１２１ａ、１２１ｂを連結する。
【００３３】
図６において、（ａ）は通電前のカップリング部１２３ａの断面図であり、（ｂ）は通電時のカップリング部１２３ａの断面図である。カップリング部１２３ａは、伝達シャフト１２１ａ、１２１ｂ間に連結され、伝達シャフト１２１ａ、１２１ｂの回転数差を調整する。
【００３４】
カップリング部１２３ａは、電磁コイルであるソレノイド１２３ｂと、パイロットカム１２３ｃ’を有するパイロットクラッチ部１２３ｃと、メインカム１２３ｄ’を有するメインクラッチ部１２３ｄと、パイロットカム１２３ｃ’とメインカム１２３ｄ’との間に配されたボール１２３ｅと、を備える。
【００３５】
図６（ａ）で示すように、ソレノイド１２３ｂに電流が通電されていない場合には、パイロットクラッチ部１２３ｃにトルクが発生しない。この際、パイロットカム１２３ｃ’とメインカム１２３ｄ’は、ボール１２３ｅを介して、同方向に回転しており、メインカム１２３ｄ’をメインクラッチ部１２３ｄ側に押す力は発生しない。従って、伝達シャフト１２１ａと伝達シャフト１２１ｂとの間では、駆動力が伝達されない。
【００３６】
図６（ｂ）で示すように、ソレノイド１２３ｂに電流が通電されると、ソレノイド１２３ｂに磁束が発生する。磁束が発生すると、アーマチュア１２３ｆが磁束によりソレノイド１２３ｂ側に吸引され、パイロットクラッチ部１２３ｃが結合する。これにより、パイロットクラッチ部１２３ｃに摩擦トルクが発生し、パイロットクラッチ部１２３ｃに結合しているパイロットカム１２３ｃ’にトルクが伝達される。
【００３７】
パイロットカム１２３ｃ’とメインカム１２３ｄ’との間に回転数差が生じると、相対ねじり力によりカム機構が作動し、トルクがパイロットカム１２３ｃ’からボール１２３ｅへ、ボール１２３ｅからメインカム１２３ｄ’へと伝達され、メインクラッチ部１２３ｄの押し付け力が増幅される。このようにして、メインクラッチ部１２３ｄが結合され、伝達シャフト１２１ａと伝達シャフト１２１ｂとの間で、駆動力が伝達される。
【００３８】
なお、メインカム１２３ｄ’がメインクラッチ部１２３ｄ側に押される力、すなわち、伝達シャフト１２１ａと伝達シャフト１２１ｂとの間で伝達される駆動力の強さは、パイロットクラッチ部１２３ｃを結合させるパイロットカム１２３ｃ’に作用する力に比例して変化する。従って、ＥＣＵ１０からソレノイド１２３ｂへの単位時間当たりの通電時間を調整することで、伝達シャフト１２１ａ、１２１ｂ間で伝達される駆動力の強さ、すなわち、伝達シャフト１２１ａと伝達シャフト１２１ｂとの間の結合の強さを制御することができる。
【００３９】
例えば、伝達シャフト１２１ａの回転数が６０回転／秒、伝達シャフト１２１ｂの回転数が１００回転／秒であった場合に、各伝達シャフト１２１ａ、１２１ｂの回転数を８０回転／秒で完全に一致させるのではなく、結合の強さを制御することによって、各伝達シャフト１２１ａ、１２１ｂに所望の回転数差（例えば、伝達シャフト１２１ａの回転数が７０回転／秒、伝達シャフト１２１ｂの回転数が９０回転／秒）が生じるように調整することもできる。
【００４０】
従って、制御部１２３は、ＥＣＵ１０からのソレノイド１２３ｂへの通電時間を制御することにより、伝達シャフト１２１ａと伝達シャフト１２１ｂとの間の回転数差を制御することができる。
【００４１】
図７（ａ）は、係止部１３０の構成及び動作手順を説明するための図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）に示すＣ部からの矢視図である。
【００４２】
駆動装置１００は、駆動ユニット１１０ａ、１１０ｂ毎に設けられ、複数の遊星ギヤ１１２ｅのうち、いずれかの遊星ギヤ１１２ｅを係止して、遊星ギヤ１１２ｅの回転を阻止可能である係止部１３０（左側を１３０ａ、右側を１３０ｂとする。）を更に備える。
【００４３】
すなわち、係止部１３０は、ドライバがシフトレバーをパーキングレンジ（Ｐレンジ）にシフトした際に、機械的に遊星ギヤ１１２ｅをロックするいわゆるパーキングロック機構である。
【００４４】
係止部１３０は、図７で示すように、シフトレバーの操作に連動して、後述する係止部材１３３の一方端部１３３ａを上方へ押し上げるカム部１３２と、カム部１３２の動作に連動して、係止部材１３３の他方端部１３３ｂを遊星ギヤ１１２ｅに係止する係止部材１３３と、を有する。
【００４５】
カム部１３２は、円柱形状の小径部１３２ｂと、小径部１３２ｂよりも大きい直径の円柱形状である大径部１３２ｃと、小径部１３２ｂと大径部１３２ｃとを接続した斜面部１３２ａと、一方端部が大径部１３２ｃに接続され、他方端部がシフトレバーに連結されたロッド１３２ｄと、を有する。
【００４６】
まず、ドライバがシフトレバーをＰレンジにシフトすると、ロッド１３２ｄが水平方向（矢印ａ方向）に押し出されると共に、カム部１３２も同様に矢印ａ方向に押し出される。ここで、ロッド１３２ｄが押し出される前には、係止部材１３３の一方端部１３３ａは、小径部１３２ｂに支持されているが、ロッド１３２ｄが押し出された後には、係止部材１３３の一方端部１３３ａは、大径部１３２ｃに支持されることになる。このため、係止部材１３３は、端部１３３ａの位置が上昇するため、回転軸１３３ｃを中心に回転する。従って、他方端部１３３ｂの位置が下降し、係止部１３０は、遊星ギヤ１１２ｅに係止されることになる。
【００４７】
図８は、制御部１２３の機能構成図である。制御部１２３は、車載制御ユニットであるＥＣＵ１０と、ＥＣＵ１０に接続された種々のセンサと、ＥＣＵ１０により制御されるカップリング部１２３ａと、を備える。
【００４８】
本実施形態では、種々のセンサとして、例えば、左側の車輪の回転速度を検出する左車輪速センサ１１と、右側の車輪の回転速度を検出する右車輪速センサ１２と、パーキングロックのロック状態を検出するパーキングロックセンサ１３と、ハンドルの操舵角度を検出する操舵角センサ１４と、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルセンサ１５と、ブレーキペダルの踏み込み量を検出するブレーキペダルセンサ１６と、車両Ａの車幅方向への加速度を検出する横加速度センサ１７と、ヨーレートセンサ１８とが接続される。
【００４９】
従って、上述の構成によれば、ドライブシャフトの車幅方向における設計余裕度を確保しながら、２つのモータを車幅方向に並べて配設することができる。
【００５０】
なお、本実施形態では、エンジン２１１は、発電用として設けられるものとしたが、一般に普及しているタイプのハイブリッド自動車、例えば、始動時には、モータを用いて駆動し、燃費効率の良い安定走行時には、エンジンを用いて駆動する車両においても、本発明を適用することができる。
【００５１】
また、動力伝達部１２０は、本実施形態では、リングギヤ１１２ｄの動力を伝達することとしたが、プラネタリーギヤ（サンギヤ１１２ｃ、リングギヤ１１２ｄ、又は遊星ギヤ１１２ｅ）のいずれかのギヤの動力を伝達するものであってもよい。
【００５２】
また、係止部１３０は、本実施形態では、遊星ギヤ１１２ｅを係止することとしたが、プラネタリーギヤのいずれかのギヤを係止して、いずれかのギヤの回転を阻止するものであってもよい。
【００５３】
［動作手順］
次に、制御部１２３の動作手順について、各実施形態で説明する。なお、装置構成は、前述と同様であるため、各実施形態では同一の符号を付して説明を省略する。
【００５４】
（第１の実施形態）
図９は、第１の実施形態に係る制御部１２３の動作手順を示すフローチャートである。モータが故障した際や摩擦係数μの小さい道路を走行する際に、左右の車輪の回転速度が異なると、スピン等を生じる可能性がある。このため、本実施形態では、左車輪速センサ１１、右車輪速センサ１２からの信号を制御部１２３に随時送信しており、左車輪速センサ１１と右車輪速センサ１２によって検出された回転数差が閾値以上となった場合には、カップリング部１２３ａによって、伝達シャフト１２１ａと伝達シャフト１２１ｂとを連結する。
【００５５】
まず、ステップＳ１０１において、右車輪速センサ１２から回転数に関する情報を受信し、ステップＳ１０２において、左車輪速センサ１１から回転数に関する情報を受信する。次に、ステップＳ１０３において、得られた回転数の情報に基づいて、右車輪速センサ１２と左車輪速センサ１１との間の回転数差を算出する。
【００５６】
次に、ステップＳ１０４において、ステップＳ１０３で算出した回転数差が閾値（例えば、１０回転）以上であるか否かを判定する。ステップＳ１０４で回転数差が閾値より小さいと判定された場合には、一連の処理を終了する。一方、ステップＳ１０４で回転数差が閾値以上であると判定された場合には、ステップＳ１０５でカップリング部１２３ａによって、伝達シャフト１２１ａと伝達シャフト１２１ｂとを連結して、一連の処理を終了する。
【００５７】
本実施形態によれば、左右の車輪速センサから得られる回転数情報に基づいて、伝達シャフト１２１ａ、１２１ｂの回転数差を確実に制御して、車両Ａの走行安全性を高めることができる。
【００５８】
（第２の実施形態）
図１０は、第２の実施形態に係る制御部１２３の動作手順を示すフローチャートである。車線変更時やコーナリング時等には、左右輪の回転速度と駆動力が異なる場合、所望の挙動を確保できない可能性がある。このため、左車輪速センサ１１及び右車輪速センサ１２からの回転速度、操舵角センサ１４からの操舵角、横加速度センサ１７からの横加速度、ヨーレートセンサ１８からのヨーレート等の信号を制御部１２３に送信する。
【００５９】
制御部１２３は、演算を行い、各車速、各操舵角での目標横加速度、目標ヨーレートと、実横加速度、実ヨーレートを比較する。そして、目標値と実測値との差が閾値以上になると、カップリング部１２３ａによって、伝達シャフト１２１ａと伝達シャフト１２１ｂとを連結する。
【００６０】
まず、ステップＳ２０１において、右車輪速センサ１２から回転数に関する情報を受信する。同様に、ステップＳ２０２において、左車輪速センサ１１から回転数に関する情報を受信する。次に、ステップＳ２０３において、操舵角センサ１４から操舵角に関する情報を受信する。次に、ステップＳ２０４において、横加速度センサ１７から横加速度に関する情報を受信する。次に、ステップＳ２０５において、ヨーレートセンサ１８からヨーレートに関する情報を受信する。次に、ステップＳ２０６において、右車輪速センサ１２の回転速度から速度を算出する。次に、ステップＳ２０７において、目標値と実測値とを比較する。次に、ステップＳ２０８において、目標値と実測値との差が閾値以上であるか否かを判定する。ステップＳ２０８で目標値と実測値との差が閾値より小さいと判定された場合には、一連の処理を終了する。一方、ステップＳ２０８で目標値と実測値との差が閾値以上であると判定された場合には、ステップＳ２０９において、カップリング部１２３ａによって、伝達シャフト１２１ａと伝達シャフト１２１ｂとを連結して、一連の処理を終了する。
【００６１】
本実施形態によれば、車両Ａの様々な制御状態を複数のセンサによって検出し、その検出された情報に基づいて、伝達シャフト１２１ａ、１２１ｂの回転数差を確実に制御して、車両Ａの走行安全性を高めることができる。
【００６２】
（第３の実施形態）
図１１は、第３の実施形態に係る制御部１２３の動作手順を示すフローチャートである。車両Ａの停止時にシフトレバーをＰレンジに操作した場合、係止部１３０は、遊星ギヤ１１２ｅの回転をロックする。この際、パーキングロックセンサ１３からの情報に基づいて、パーキングロックセンサ１３が係止部１３０のロックを検出した場合には、制御部１２３は、カップリング部１２３ａによって、伝達シャフト１２１ａと伝達シャフト１２１ｂとを連結する。
【００６３】
まず、ステップＳ３０１において、パーキングロックセンサ１３が係止部１３０のロック状態を検出する。次に、ステップＳ３０２において、パーキングロックセンサ１３が係止部１３０のロックを検出しなかった場合には、一連の処理を終了する。次に、ステップＳ３０３において、パーキングロックセンサ１３が係止部１３０のロックを検出した場合には、カップリング部１２３ａによって、伝達シャフト１２１ａと伝達シャフト１２１ｂとを連結して、一連の処理を終了する。
【００６４】
本実施形態によれば、制御部１２３は、係止部１３０が変速ギヤ部１１２ａの遊星ギヤ１１２ｅを係止している場合には、伝達シャフト１２１ａ、１２１ｂを連結するため、変速ギヤ部１１２ｂの遊星ギヤ１１２ｅを係止する必要がない。従って、制御部１２３をこのように制御することにより簡易な構成とすることが可能となる。
【００６５】
（第４の実施形態）
図１２は、第４の実施形態に係る制御部１２３の動作手順を示すフローチャートである。急発進、急加速、又は急減速等のように車両Ａに大きな加速度が加わる場合、左右輪の回転速度が異なると、スピン等を生じる可能性がある。このため、アクセルペダルセンサ１５、ブレーキペダルセンサ１６の踏み込み変化量が閾値以上となった場合には、制御部１２３は、カップリング部１２３ａによって、伝達シャフト１２１ａと伝達シャフト１２１ｂとを連結する。
【００６６】
まず、ステップＳ４０１において、アクセルペダルセンサ１５及びブレーキペダルセンサ１６から各ペダルの踏み込み量に関する情報を受信する。次に、ステップＳ４０２において、各ペダルの踏み込み変化量を算出する。次に、ステップＳ４０３において、アクセルペダルの踏み込み変化量が閾値以上であるか否かを判定する。ステップＳ４０３でアクセルペダルの踏み込み変化量が閾値より小さいと判定された場合には、ステップＳ４０４において、ブレーキペダルの踏み込み変化量が閾値以上であるか否かを判定する。ステップＳ４０４でブレーキペダルの踏み込み変化量が閾値より小さいと判定された場合には、一連の処理を終了する。
【００６７】
一方、ステップＳ４０３でアクセルペダルの踏み込み変化量が閾値以上であると判定された場合、又はステップＳ４０４でブレーキペダルの踏み込み変化量が閾値以上であると判定された場合には、ステップＳ４０５でカップリング部１２３ａによって、伝達シャフト１２１ａと伝達シャフト１２１ｂとを連結して、一連の処理を終了する。
【００６８】
本実施形態によれば、車両Ａに大きな加速度が加わる場合であっても、検出されたアクセルペダル及びブレーキペダルの踏み込み量に基づいて、伝達シャフト１２１ａ、１２１ｂの回転数差を確実に制御して、車両Ａの走行安全性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の一実施形態に係る駆動装置１００の機能構成図である。
【図２】駆動装置１００の上面図である。
【図３】駆動装置１００の側面図である。
【図４】駆動装置１００の正面図である。
【図５】（ａ）は駆動装置１００の正面図であり、（ｂ）は図５（ａ）のＢ部断面図である。
【図６】（ａ）は通電前のカップリング部１２３ａの断面図であり、（ｂ）は通電時のカップリング部１２３ａの断面図である。
【図７】（ａ）は係止部１３０の構成及び動作手順を説明するための図であり、（ｂ）は図７（ａ）に示すＣ部からの矢視図である。
【図８】制御部１２３の機能構成図である。
【図９】第１の実施形態に係る制御部１２３の動作手順を示すフローチャートである。
【図１０】第２の実施形態に係る制御部１２３の動作手順を示すフローチャートである。
【図１１】第３の実施形態に係る制御部１２３の動作手順を示すフローチャートである。
【図１２】第４の実施形態に係る制御部１２３の動作手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７０】
Ａ 車両
Ｗ２ 駆動輪
１００ 車両用駆動装置
１１０ 駆動ユニット
１１１ モータ
１１１ａ’、１１１ｂ’ 出力軸
１１２ 変速ギヤ部
１１３ ドライブシャフト
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の駆動技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両をモータによって駆動させる技術として、例えば、特許文献１では、２つのモータを出力軸が車幅方向外側に向くように配設し、モータの出力をドライブシャフトに伝達する技術が開示されている。また、特許文献２では、２つのモータを出力軸が車幅方向外側に向くようにサブフレームに配設すると共に、車両の旋回状態に応じて、サスペンションの特性を調整する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平０５−１１６５４０号公報
【特許文献２】特開２００７−２２２７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１及び２で開示されている技術では、２つのモータの出力軸が車幅方向外側を向いているため、ドライブシャフトの長さが制約されてしまう。このため、駆動輪の上下動に伴うドライブシャフトの揺動角度が大きくなり、ジョイントの許容揺動角や駆動輪のジオメトリの制約から駆動輪の上下ストロークを大きくすることができない。よって、駆動輪の上下ストロークを大きくする必要のある車両に適用することが困難であった。
【０００４】
従って、本発明の目的は、ドライブシャフトの車幅方向における設計余裕度を確保しながら、２つのモータを車幅方向に並べて配設することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明においては、左右の駆動輪毎に設けられ、車幅方向に並設された一対の駆動ユニットを備え、前記駆動ユニットが、出力軸が車幅方向内側を向いて配置されたモータと、前記モータの出力軸に連結され、その回転数を変速させる変速ギヤ部と、前記変速ギヤ部の出力を前記駆動輪に伝達するドライブシャフトと、を備えたことを特徴とする車両用駆動装置が提供される。
【０００６】
本発明によれば、前記モータが、出力軸が車幅方向内側を向いて配置されるため、前記ドライブシャフトの車幅方向における設計余裕度を確保することができる。よって、駆動輪の上下ストローク量を十分に確保することが容易となる。
【０００７】
また、本発明においては、前記一対の駆動ユニット間で回転数差を制御しながら、動力を伝達可能な動力伝達手段を更に備えていてもよい。本発明によれば、前記一対の駆動ユニット間で回転数差を制御することにより、前記車両の走行安全性を向上させることができる。
【０００８】
また、本発明においては、前記変速ギヤ部は、外歯歯車であるサンギヤと、内歯歯車であり、前記サンギヤを外側から囲むように配されるリングギヤと、前記サンギヤと前記リングギヤとの間に配され、該サンギヤ及び該リングギヤと歯合する複数の遊星ギヤと、を有しており、前記動力伝達手段は、前記サンギヤ、前記リングギヤ、又は前記遊星ギヤのいずれかのギヤの動力を伝達してもよい。本発明によれば、前記変速ギヤ部が前記サンギヤ、前記リングギヤ、及び前記遊星ギヤとを有するため、前記変速ギヤ部をコンパクトに配設することができる。これにより、前記ドライブシャフトの車幅方向における設計余裕度を更に確保することができる。
【０００９】
また、本発明においては、前記駆動輪は後輪であり、前記モータは、前記ドライブシャフトの前方かつ上方に配置されてもよい。本発明によれば、前記モータが前記ドライブシャフトの前方かつ上方に配置されるため、前記車両の重心を中心に近接させることができる。これにより、前記車両の操安性を向上させることができる。
【００１０】
また、本発明においては、前記駆動輪は後輪であり、前記車両は、前記モータを駆動するための電力を発電するために設けられ、前記駆動ユニットよりも前記車両の前後方向前方に配置されたエンジンと、前記エンジンから前記車両の前後方向後方に延びる排気管と、を備え、該一対の駆動ユニット間に前記排気管の通過スペースを設けてもよい。本発明によれば、前記一対の駆動ユニット間に前記排気管の通過スペースを設けたため、前記駆動ユニットの上下方向における配置の自由度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上述べた通り、本発明によれば、ドライブシャフトの車幅方向における設計余裕度を確保しながら、２つのモータを車幅方向に並べて配設することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
［全体構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る駆動装置１００の機能構成図であり、図２は、駆動装置１００の上面図である。また、図３は、駆動装置１００の側面図であり、図４は、駆動装置１００の正面図である。
【００１３】
車両Ａは、車両Ａの前後方向後方に配された駆動装置１００と、駆動装置１００より車両Ａの前後方向前方に配された発電装置２００と、を備える。車両Ａは、発電装置２００でモータ１１１を駆動するための電力を発電することにより駆動装置１００を駆動し、又はその電力でバッテリを充電する。すなわち、駆動装置１００は、発電装置２００で発電された電力、又はバッテリの電力の少なくとも一方の電力を用いて、駆動装置１００により後輪Ｗ２を駆動する、いわゆるシリーズ式のハイブリッド自動車である。
【００１４】
また、駆動装置１００は、後輪Ｗ２を駆動するものであるため、前輪Ｗ１は、非駆動輪であり、後輪Ｗ２は、駆動輪である。なお、駆動輪Ｗ２には、車両Ａの上下方向の動きに従動させるために用いられるアーム１が接続され、駆動輪Ｗ２の近傍には、車両Ａが地面から受ける振動を減衰させるサスペンション２が設けられている。
【００１５】
駆動装置１００は、左右の駆動輪Ｗ２毎に設けられ、車幅方向に並設された一対の駆動ユニット１１０（左側を１１０ａ、右側を１１０ｂとする。）と、一対の駆動ユニット１１０間で回転数差を制御しながら、動力を伝達可能な動力伝達部１２０と、変速ギヤ部１１２のギヤの回転を係止する係止部１３０と、を備える。なお、係止部１３０については、駆動装置１００の詳細構成で後述する。
【００１６】
駆動ユニット１１０は、後述する出力軸１１１ａ’、１１１ｂ’が車幅方向内側を向いて配置されたモータ１１１（左側を１１１ａ、右側を１１１ｂとする。）と、出力軸１１１ａ’、１１１ｂ’に連結され、その回転数を変速させる変速ギヤ部１１２（左側を１１２ａ、右側を１１２ｂとする。）と、変速ギヤ部１１２の出力を駆動輪Ｗ２に伝達するドライブシャフト１１３（左側を１１３ａ、右側を１１３ｂとする。）と、を備える。
【００１７】
モータ１１１は、図３で示すように、車室ＤとトランクルームＥとの間において、ドライブシャフト１１３の前方かつ上方に配置される。これにより、車両Ａの重量重心が中心位置に近接することになるため、車両ＡのトランクルームＥを広く確保することができると共に、車両Ａの操安性を向上させることができる。なお、変速ギヤ部１１２ａ、１１２ｂには、それぞれ駆動輪Ｗ２の回転速度を検出する車輪速センサ（例えば、角度センサ）１１、１２が取り付けられている。
【００１８】
動力伝達部１２０は、図５で示すように、車幅方向に延設され、一対の駆動ユニット１１０ａ、１１０ｂ間で動力を伝達する伝達シャフト１２１ａ、１２１ｂと、伝達シャフト１２１ａ、１２１ｂ間に連結され、伝達シャフト１２１ａ、１２１ｂの回転数差を制御する制御部１２３と、を備える。
【００１９】
発電装置２００は、発電部２１０と、発電部２１０を冷却する冷却部２２０と、発電部２１０にガソリン燃焼時に必要である空気を供給する吸気部２３０と、発電部２１０からガソリン燃焼後の空気を排気する排気部２４０と、を備える。
【００２０】
発電部２１０は、シリンダを有するエンジン２１１と、エンジン２１１に供給するためのガソリン等の燃料を貯蔵する燃料タンク２１２と、熱シール方式やフライホイール方式等によるジョイント２１３ａを介して、エンジン２１１に固定される発電機２１３と、発電機２１３に並設されるインバータ２１４と、発電機２１３により発電された電力を蓄電するバッテリ２１５と、を備える。
【００２１】
エンジン２１１は、駆動ユニット１１０よりも車両Ａの前後方向前方に配置され、モータを駆動するための電力を発電し、その電力をバッテリ２１５に供給したり、その電力によりモータ１１１を駆動させるために設けられる。バッテリ２１５は、エンジン２１１で発電された電力及びモータ１１１で回生された電力を蓄電するために設けられる。
【００２２】
冷却部２２０は、エンジン２１１を冷却させる冷却水の放熱を行うラジエータ２２１を有する。吸気部２３０は、エンジン２１１のシリンダヘッドに取り付けられ、シリンダ内に空気を供給する吸気マニホールド２３１を備える。排気部２４０は、エンジン２１１のシリンダヘッドに取り付けられ、シリンダ内から燃焼ガスや残った空気を排気する排気マニホールド２４１と、エンジン２１１に取り付けられた排気マニホールド２４１から車両Ａの前後方向後方に延びる排気管２４２と、排気管２４２の途中で一酸化炭素等の大気汚染物質を除去する触媒コンバータ２４３と、排気管２４２から排出される直前で排気音を低減するマフラ２４４と、を備える。
【００２３】
ここで、一対の駆動ユニット１１０ａ、１１０ｂ間には、排気管２４２の通過スペースＳが設けられており、排気管２４２は、この通過スペースＳを通過するように配置される。
【００２４】
上述の構成によれば、モータ１１１が、出力軸１１１ａ’、１１１ｂ’が車幅方向内側を向いて配置され、変速ギヤ部１１２が、モータ１１１の出力軸１１１ａ’、１１１ｂ’に連結されるため、出力軸１１１ａ’、１１１ｂ’が車幅方向外側を向いて配置される場合に比べて、変速ギヤ部１１２と駆動輪Ｗ２との間の距離を長く確保することができる。これにより、ドライブシャフトの長さの設定範囲を広くすることができる。従って、ドライブシャフト１１３の車幅方向における設計余裕度を確保することができる。
【００２５】
例えば、ＳＵＶ（Ｓｐｏｒｔ−Ｕｔｉｌｉｔｙ Ｖｅｈｉｃｌｅ）のように、山道や河原等のオフロードを走行する車両は、駆動輪Ｗ２が大きく上下動又は振動するため、たとえ、その上下動又は振動をサスペンション２で減衰しても、ドライブシャフト１１３が短い場合には、駆動輪Ｗ２の上下動に対するドライブシャフト１１３の揺動角の変化が大きく、ジョイントの許容揺動角や駆動輪Ｗ２のジオメトリの制約から、駆動輪Ｗ２の車体に対する上下ストロークが小さいため、車体にその上下動又は振動の大部分が伝達されてしまう。このため、本発明では、ドライブシャフト１１３を長く設定可能とすべく、モータ１１１の出力軸１１１ａ’、１１１ｂ’を車幅方向内側に向けて配置することにより、特に、ＳＵＶ等の車両の操安性を向上したことに特徴がある。
【００２６】
［駆動装置１００の詳細構成］
図５において、（ａ）は駆動装置１００の正面図であり、（ｂ）は図５（ａ）のＢ部断面図である。なお、図５（ａ）では、サブフレーム１１６を破線で示し、その内部構造を示す。
【００２７】
変速ギヤ部１１２は、外歯歯車であるサンギヤ１１２ｃと、内歯歯車であり、サンギヤ１１２ｃを外側から囲むように配されるリングギヤ１１２ｄと、サンギヤ１１２ｃとリングギヤ１１２ｄとの間に配され、サンギヤ１１２ｃ及びリングギヤ１１２ｄと歯合する複数（例えば、３つ）の遊星ギヤ１１２ｅと、を有する。以下、これらのギヤをまとめて、プラネタリーギヤとも呼ぶ。
【００２８】
左右の変速ギヤ部１１２ａ、１１２ｂのサンギヤ１１２ｃは、それぞれ対応するモータ１１１ａ、１１１ｂの出力軸１１１ａ’、１１１ｂ’に連結されている。また、複数の遊星ギヤ１１２ｅは、モータ１１１の位置に対して、相対的に位置が固定されたキャリア１１２ｆに回転可能に保持されている。
【００２９】
リングギヤ１１２ｄは、本実施形態では、遊星ギヤ１１２ｅとの間で回転力を伝達する内歯歯車１１２ｄ’と、内歯歯車１１２ｄ’に固定され、ギヤ１１３ｃを介して、ギヤ１１３ｄとの間で回転力を伝達する外歯歯車１１２ｄ”と、を有する。内歯歯車１１２ｄ’は、それぞれ対応する伝達シャフト１２１ａ、１２１ｂと連結されている。ギヤ１１３ｄは、回転軸１１３ｄ’を有しており、その回転軸１１３ｄ’には、等速ジョイント１１３ｅが連結されている。
【００３０】
これらの構成の動作手順について簡潔に説明する。モータ１１１ａの出力軸１１１ａ’が回転すると、サンギヤ１１２ｃが回転し、その回転力が遊星ギヤ１１２ｅを介してリングギヤ１１２ｄに伝達される。次に、リングギヤ１１２ｄが回転すると、外歯歯車１１２ｄ”から減速された回転力がギヤ１１３ｃを介して、ギヤ１１３ｄに伝達される。。次に、ギヤ１１３ｄが回転すると、回転軸１１３ｄ’及び等速ジョイント１１３ｅを介して、ドライブシャフト１１３が回転することとなる。変速ギヤ部１１２がサンギヤ１１２ｃ、リングギヤ１１２ｄ、及び遊星ギヤ１１２ｅを有するため、変速ギヤ部１１２をコンパクトに配設することができる。また、変速ギヤ部１１２の最も内側に配されるリングギヤ１１２ｄの外歯歯車１１２ｄ”から回転力を取り出すため、ドライブシャフト１１３の車幅方向における設計余裕度を更に確保することができる。
【００３１】
一方、リングギヤ１１２ｄの回転力は、伝達シャフト１２１ａにも伝達される。なお、モータ１１１ｂの出力軸１１１ｂ’が回転した場合にも同様に、伝達シャフト１２１ｂが回転することとなる。従って、動力伝達部１２０は、本実施形態では、駆動ユニット１１０ａ、１１０ｂ間で、リングギヤ１１２ｄの動力を伝達することになる。
【００３２】
ここで、制御部１２３は、図６で詳細な構成を示すように、伝達シャフト１２１ａ、１２１ｂを連結可能に保持するカップリング部１２３ａを備える。これにより、動力伝達部１２０は、一対の駆動ユニット１１０ａ、１１０ｂ間で回転数差を制御しながら、動力を伝達可能な構成となる。制御部１２３は、例えば、伝達シャフト１２１の回転数差が閾値以上の場合には、カップリング部１２３ａにより伝達シャフト１２１ａ、１２１ｂを連結する。
【００３３】
図６において、（ａ）は通電前のカップリング部１２３ａの断面図であり、（ｂ）は通電時のカップリング部１２３ａの断面図である。カップリング部１２３ａは、伝達シャフト１２１ａ、１２１ｂ間に連結され、伝達シャフト１２１ａ、１２１ｂの回転数差を調整する。
【００３４】
カップリング部１２３ａは、電磁コイルであるソレノイド１２３ｂと、パイロットカム１２３ｃ’を有するパイロットクラッチ部１２３ｃと、メインカム１２３ｄ’を有するメインクラッチ部１２３ｄと、パイロットカム１２３ｃ’とメインカム１２３ｄ’との間に配されたボール１２３ｅと、を備える。
【００３５】
図６（ａ）で示すように、ソレノイド１２３ｂに電流が通電されていない場合には、パイロットクラッチ部１２３ｃにトルクが発生しない。この際、パイロットカム１２３ｃ’とメインカム１２３ｄ’は、ボール１２３ｅを介して、同方向に回転しており、メインカム１２３ｄ’をメインクラッチ部１２３ｄ側に押す力は発生しない。従って、伝達シャフト１２１ａと伝達シャフト１２１ｂとの間では、駆動力が伝達されない。
【００３６】
図６（ｂ）で示すように、ソレノイド１２３ｂに電流が通電されると、ソレノイド１２３ｂに磁束が発生する。磁束が発生すると、アーマチュア１２３ｆが磁束によりソレノイド１２３ｂ側に吸引され、パイロットクラッチ部１２３ｃが結合する。これにより、パイロットクラッチ部１２３ｃに摩擦トルクが発生し、パイロットクラッチ部１２３ｃに結合しているパイロットカム１２３ｃ’にトルクが伝達される。
【００３７】
パイロットカム１２３ｃ’とメインカム１２３ｄ’との間に回転数差が生じると、相対ねじり力によりカム機構が作動し、トルクがパイロットカム１２３ｃ’からボール１２３ｅへ、ボール１２３ｅからメインカム１２３ｄ’へと伝達され、メインクラッチ部１２３ｄの押し付け力が増幅される。このようにして、メインクラッチ部１２３ｄが結合され、伝達シャフト１２１ａと伝達シャフト１２１ｂとの間で、駆動力が伝達される。
【００３８】
なお、メインカム１２３ｄ’がメインクラッチ部１２３ｄ側に押される力、すなわち、伝達シャフト１２１ａと伝達シャフト１２１ｂとの間で伝達される駆動力の強さは、パイロットクラッチ部１２３ｃを結合させるパイロットカム１２３ｃ’に作用する力に比例して変化する。従って、ＥＣＵ１０からソレノイド１２３ｂへの単位時間当たりの通電時間を調整することで、伝達シャフト１２１ａ、１２１ｂ間で伝達される駆動力の強さ、すなわち、伝達シャフト１２１ａと伝達シャフト１２１ｂとの間の結合の強さを制御することができる。
【００３９】
例えば、伝達シャフト１２１ａの回転数が６０回転／秒、伝達シャフト１２１ｂの回転数が１００回転／秒であった場合に、各伝達シャフト１２１ａ、１２１ｂの回転数を８０回転／秒で完全に一致させるのではなく、結合の強さを制御することによって、各伝達シャフト１２１ａ、１２１ｂに所望の回転数差（例えば、伝達シャフト１２１ａの回転数が７０回転／秒、伝達シャフト１２１ｂの回転数が９０回転／秒）が生じるように調整することもできる。
【００４０】
従って、制御部１２３は、ＥＣＵ１０からのソレノイド１２３ｂへの通電時間を制御することにより、伝達シャフト１２１ａと伝達シャフト１２１ｂとの間の回転数差を制御することができる。
【００４１】
図７（ａ）は、係止部１３０の構成及び動作手順を説明するための図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）に示すＣ部からの矢視図である。
【００４２】
駆動装置１００は、駆動ユニット１１０ａ、１１０ｂ毎に設けられ、複数の遊星ギヤ１１２ｅのうち、いずれかの遊星ギヤ１１２ｅを係止して、遊星ギヤ１１２ｅの回転を阻止可能である係止部１３０（左側を１３０ａ、右側を１３０ｂとする。）を更に備える。
【００４３】
すなわち、係止部１３０は、ドライバがシフトレバーをパーキングレンジ（Ｐレンジ）にシフトした際に、機械的に遊星ギヤ１１２ｅをロックするいわゆるパーキングロック機構である。
【００４４】
係止部１３０は、図７で示すように、シフトレバーの操作に連動して、後述する係止部材１３３の一方端部１３３ａを上方へ押し上げるカム部１３２と、カム部１３２の動作に連動して、係止部材１３３の他方端部１３３ｂを遊星ギヤ１１２ｅに係止する係止部材１３３と、を有する。
【００４５】
カム部１３２は、円柱形状の小径部１３２ｂと、小径部１３２ｂよりも大きい直径の円柱形状である大径部１３２ｃと、小径部１３２ｂと大径部１３２ｃとを接続した斜面部１３２ａと、一方端部が大径部１３２ｃに接続され、他方端部がシフトレバーに連結されたロッド１３２ｄと、を有する。
【００４６】
まず、ドライバがシフトレバーをＰレンジにシフトすると、ロッド１３２ｄが水平方向（矢印ａ方向）に押し出されると共に、カム部１３２も同様に矢印ａ方向に押し出される。ここで、ロッド１３２ｄが押し出される前には、係止部材１３３の一方端部１３３ａは、小径部１３２ｂに支持されているが、ロッド１３２ｄが押し出された後には、係止部材１３３の一方端部１３３ａは、大径部１３２ｃに支持されることになる。このため、係止部材１３３は、端部１３３ａの位置が上昇するため、回転軸１３３ｃを中心に回転する。従って、他方端部１３３ｂの位置が下降し、係止部１３０は、遊星ギヤ１１２ｅに係止されることになる。
【００４７】
図８は、制御部１２３の機能構成図である。制御部１２３は、車載制御ユニットであるＥＣＵ１０と、ＥＣＵ１０に接続された種々のセンサと、ＥＣＵ１０により制御されるカップリング部１２３ａと、を備える。
【００４８】
本実施形態では、種々のセンサとして、例えば、左側の車輪の回転速度を検出する左車輪速センサ１１と、右側の車輪の回転速度を検出する右車輪速センサ１２と、パーキングロックのロック状態を検出するパーキングロックセンサ１３と、ハンドルの操舵角度を検出する操舵角センサ１４と、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルセンサ１５と、ブレーキペダルの踏み込み量を検出するブレーキペダルセンサ１６と、車両Ａの車幅方向への加速度を検出する横加速度センサ１７と、ヨーレートセンサ１８とが接続される。
【００４９】
従って、上述の構成によれば、ドライブシャフトの車幅方向における設計余裕度を確保しながら、２つのモータを車幅方向に並べて配設することができる。
【００５０】
なお、本実施形態では、エンジン２１１は、発電用として設けられるものとしたが、一般に普及しているタイプのハイブリッド自動車、例えば、始動時には、モータを用いて駆動し、燃費効率の良い安定走行時には、エンジンを用いて駆動する車両においても、本発明を適用することができる。
【００５１】
また、動力伝達部１２０は、本実施形態では、リングギヤ１１２ｄの動力を伝達することとしたが、プラネタリーギヤ（サンギヤ１１２ｃ、リングギヤ１１２ｄ、又は遊星ギヤ１１２ｅ）のいずれかのギヤの動力を伝達するものであってもよい。
【００５２】
また、係止部１３０は、本実施形態では、遊星ギヤ１１２ｅを係止することとしたが、プラネタリーギヤのいずれかのギヤを係止して、いずれかのギヤの回転を阻止するものであってもよい。
【００５３】
［動作手順］
次に、制御部１２３の動作手順について、各実施形態で説明する。なお、装置構成は、前述と同様であるため、各実施形態では同一の符号を付して説明を省略する。
【００５４】
（第１の実施形態）
図９は、第１の実施形態に係る制御部１２３の動作手順を示すフローチャートである。モータが故障した際や摩擦係数μの小さい道路を走行する際に、左右の車輪の回転速度が異なると、スピン等を生じる可能性がある。このため、本実施形態では、左車輪速センサ１１、右車輪速センサ１２からの信号を制御部１２３に随時送信しており、左車輪速センサ１１と右車輪速センサ１２によって検出された回転数差が閾値以上となった場合には、カップリング部１２３ａによって、伝達シャフト１２１ａと伝達シャフト１２１ｂとを連結する。
【００５５】
まず、ステップＳ１０１において、右車輪速センサ１２から回転数に関する情報を受信し、ステップＳ１０２において、左車輪速センサ１１から回転数に関する情報を受信する。次に、ステップＳ１０３において、得られた回転数の情報に基づいて、右車輪速センサ１２と左車輪速センサ１１との間の回転数差を算出する。
【００５６】
次に、ステップＳ１０４において、ステップＳ１０３で算出した回転数差が閾値（例えば、１０回転）以上であるか否かを判定する。ステップＳ１０４で回転数差が閾値より小さいと判定された場合には、一連の処理を終了する。一方、ステップＳ１０４で回転数差が閾値以上であると判定された場合には、ステップＳ１０５でカップリング部１２３ａによって、伝達シャフト１２１ａと伝達シャフト１２１ｂとを連結して、一連の処理を終了する。
【００５７】
本実施形態によれば、左右の車輪速センサから得られる回転数情報に基づいて、伝達シャフト１２１ａ、１２１ｂの回転数差を確実に制御して、車両Ａの走行安全性を高めることができる。
【００５８】
（第２の実施形態）
図１０は、第２の実施形態に係る制御部１２３の動作手順を示すフローチャートである。車線変更時やコーナリング時等には、左右輪の回転速度と駆動力が異なる場合、所望の挙動を確保できない可能性がある。このため、左車輪速センサ１１及び右車輪速センサ１２からの回転速度、操舵角センサ１４からの操舵角、横加速度センサ１７からの横加速度、ヨーレートセンサ１８からのヨーレート等の信号を制御部１２３に送信する。
【００５９】
制御部１２３は、演算を行い、各車速、各操舵角での目標横加速度、目標ヨーレートと、実横加速度、実ヨーレートを比較する。そして、目標値と実測値との差が閾値以上になると、カップリング部１２３ａによって、伝達シャフト１２１ａと伝達シャフト１２１ｂとを連結する。
【００６０】
まず、ステップＳ２０１において、右車輪速センサ１２から回転数に関する情報を受信する。同様に、ステップＳ２０２において、左車輪速センサ１１から回転数に関する情報を受信する。次に、ステップＳ２０３において、操舵角センサ１４から操舵角に関する情報を受信する。次に、ステップＳ２０４において、横加速度センサ１７から横加速度に関する情報を受信する。次に、ステップＳ２０５において、ヨーレートセンサ１８からヨーレートに関する情報を受信する。次に、ステップＳ２０６において、右車輪速センサ１２の回転速度から速度を算出する。次に、ステップＳ２０７において、目標値と実測値とを比較する。次に、ステップＳ２０８において、目標値と実測値との差が閾値以上であるか否かを判定する。ステップＳ２０８で目標値と実測値との差が閾値より小さいと判定された場合には、一連の処理を終了する。一方、ステップＳ２０８で目標値と実測値との差が閾値以上であると判定された場合には、ステップＳ２０９において、カップリング部１２３ａによって、伝達シャフト１２１ａと伝達シャフト１２１ｂとを連結して、一連の処理を終了する。
【００６１】
本実施形態によれば、車両Ａの様々な制御状態を複数のセンサによって検出し、その検出された情報に基づいて、伝達シャフト１２１ａ、１２１ｂの回転数差を確実に制御して、車両Ａの走行安全性を高めることができる。
【００６２】
（第３の実施形態）
図１１は、第３の実施形態に係る制御部１２３の動作手順を示すフローチャートである。車両Ａの停止時にシフトレバーをＰレンジに操作した場合、係止部１３０は、遊星ギヤ１１２ｅの回転をロックする。この際、パーキングロックセンサ１３からの情報に基づいて、パーキングロックセンサ１３が係止部１３０のロックを検出した場合には、制御部１２３は、カップリング部１２３ａによって、伝達シャフト１２１ａと伝達シャフト１２１ｂとを連結する。
【００６３】
まず、ステップＳ３０１において、パーキングロックセンサ１３が係止部１３０のロック状態を検出する。次に、ステップＳ３０２において、パーキングロックセンサ１３が係止部１３０のロックを検出しなかった場合には、一連の処理を終了する。次に、ステップＳ３０３において、パーキングロックセンサ１３が係止部１３０のロックを検出した場合には、カップリング部１２３ａによって、伝達シャフト１２１ａと伝達シャフト１２１ｂとを連結して、一連の処理を終了する。
【００６４】
本実施形態によれば、制御部１２３は、係止部１３０が変速ギヤ部１１２ａの遊星ギヤ１１２ｅを係止している場合には、伝達シャフト１２１ａ、１２１ｂを連結するため、変速ギヤ部１１２ｂの遊星ギヤ１１２ｅを係止する必要がない。従って、制御部１２３をこのように制御することにより簡易な構成とすることが可能となる。
【００６５】
（第４の実施形態）
図１２は、第４の実施形態に係る制御部１２３の動作手順を示すフローチャートである。急発進、急加速、又は急減速等のように車両Ａに大きな加速度が加わる場合、左右輪の回転速度が異なると、スピン等を生じる可能性がある。このため、アクセルペダルセンサ１５、ブレーキペダルセンサ１６の踏み込み変化量が閾値以上となった場合には、制御部１２３は、カップリング部１２３ａによって、伝達シャフト１２１ａと伝達シャフト１２１ｂとを連結する。
【００６６】
まず、ステップＳ４０１において、アクセルペダルセンサ１５及びブレーキペダルセンサ１６から各ペダルの踏み込み量に関する情報を受信する。次に、ステップＳ４０２において、各ペダルの踏み込み変化量を算出する。次に、ステップＳ４０３において、アクセルペダルの踏み込み変化量が閾値以上であるか否かを判定する。ステップＳ４０３でアクセルペダルの踏み込み変化量が閾値より小さいと判定された場合には、ステップＳ４０４において、ブレーキペダルの踏み込み変化量が閾値以上であるか否かを判定する。ステップＳ４０４でブレーキペダルの踏み込み変化量が閾値より小さいと判定された場合には、一連の処理を終了する。
【００６７】
一方、ステップＳ４０３でアクセルペダルの踏み込み変化量が閾値以上であると判定された場合、又はステップＳ４０４でブレーキペダルの踏み込み変化量が閾値以上であると判定された場合には、ステップＳ４０５でカップリング部１２３ａによって、伝達シャフト１２１ａと伝達シャフト１２１ｂとを連結して、一連の処理を終了する。
【００６８】
本実施形態によれば、車両Ａに大きな加速度が加わる場合であっても、検出されたアクセルペダル及びブレーキペダルの踏み込み量に基づいて、伝達シャフト１２１ａ、１２１ｂの回転数差を確実に制御して、車両Ａの走行安全性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の一実施形態に係る駆動装置１００の機能構成図である。
【図２】駆動装置１００の上面図である。
【図３】駆動装置１００の側面図である。
【図４】駆動装置１００の正面図である。
【図５】（ａ）は駆動装置１００の正面図であり、（ｂ）は図５（ａ）のＢ部断面図である。
【図６】（ａ）は通電前のカップリング部１２３ａの断面図であり、（ｂ）は通電時のカップリング部１２３ａの断面図である。
【図７】（ａ）は係止部１３０の構成及び動作手順を説明するための図であり、（ｂ）は図７（ａ）に示すＣ部からの矢視図である。
【図８】制御部１２３の機能構成図である。
【図９】第１の実施形態に係る制御部１２３の動作手順を示すフローチャートである。
【図１０】第２の実施形態に係る制御部１２３の動作手順を示すフローチャートである。
【図１１】第３の実施形態に係る制御部１２３の動作手順を示すフローチャートである。
【図１２】第４の実施形態に係る制御部１２３の動作手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７０】
Ａ 車両
Ｗ２ 駆動輪
１００ 車両用駆動装置
１１０ 駆動ユニット
１１１ モータ
１１１ａ’、１１１ｂ’ 出力軸
１１２ 変速ギヤ部
１１３ ドライブシャフト
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右の駆動輪毎に設けられ、車幅方向に並設された一対の駆動ユニットを備え、
前記駆動ユニットが、出力軸が車幅方向内側を向いて配置されたモータと、前記モータの出力軸に連結され、その回転数を変速させる変速ギヤ部と、前記変速ギヤ部の出力を前記駆動輪に伝達するドライブシャフトと、を備えたことを特徴とする車両用駆動装置。
【請求項２】
前記一対の駆動ユニット間で回転数差を制御しながら、動力を伝達可能な動力伝達手段を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の車両用駆動装置。
【請求項３】
前記変速ギヤ部は、外歯歯車であるサンギヤと、内歯歯車であり、前記サンギヤを外側から囲むように配されるリングギヤと、前記サンギヤと前記リングギヤとの間に配され、該サンギヤ及び該リングギヤと歯合する複数の遊星ギヤと、を有しており、
前記動力伝達手段は、前記サンギヤ、前記リングギヤ、又は前記遊星ギヤのいずれかのギヤの動力を伝達することを特徴とする請求項２に記載の車両用駆動装置。
【請求項４】
前記駆動輪は後輪であり、
前記モータは、前記ドライブシャフトの前方かつ上方に配置されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両用駆動装置。
【請求項５】
前記駆動輪は後輪であり、
前記車両は、
前記モータを駆動するための電力を発電するために設けられ、前記駆動ユニットよりも前記車両の前後方向前方に配置されたエンジンと、
前記エンジンから前記車両の前後方向後方に延びる排気管と、を備え、
該一対の駆動ユニット間に前記排気管の通過スペースを設けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の車両用駆動装置。
【請求項１】
左右の駆動輪毎に設けられ、車幅方向に並設された一対の駆動ユニットを備え、
前記駆動ユニットが、出力軸が車幅方向内側を向いて配置されたモータと、前記モータの出力軸に連結され、その回転数を変速させる変速ギヤ部と、前記変速ギヤ部の出力を前記駆動輪に伝達するドライブシャフトと、を備えたことを特徴とする車両用駆動装置。
【請求項２】
前記一対の駆動ユニット間で回転数差を制御しながら、動力を伝達可能な動力伝達手段を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の車両用駆動装置。
【請求項３】
前記変速ギヤ部は、外歯歯車であるサンギヤと、内歯歯車であり、前記サンギヤを外側から囲むように配されるリングギヤと、前記サンギヤと前記リングギヤとの間に配され、該サンギヤ及び該リングギヤと歯合する複数の遊星ギヤと、を有しており、
前記動力伝達手段は、前記サンギヤ、前記リングギヤ、又は前記遊星ギヤのいずれかのギヤの動力を伝達することを特徴とする請求項２に記載の車両用駆動装置。
【請求項４】
前記駆動輪は後輪であり、
前記モータは、前記ドライブシャフトの前方かつ上方に配置されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両用駆動装置。
【請求項５】
前記駆動輪は後輪であり、
前記車両は、
前記モータを駆動するための電力を発電するために設けられ、前記駆動ユニットよりも前記車両の前後方向前方に配置されたエンジンと、
前記エンジンから前記車両の前後方向後方に延びる排気管と、を備え、
該一対の駆動ユニット間に前記排気管の通過スペースを設けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の車両用駆動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００９−１２０１２７（Ｐ２００９−１２０１２７Ａ）
【公開日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２９８５６７（Ｐ２００７−２９８５６７）
【出願日】平成１９年１１月１６日（２００７．１１．１６）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月１６日（２００７．１１．１６）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
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