電動式４輪駆動車の駆動制御装置
【課題】ディファレンシャル装置を介して前輪を駆動する駆動源と、ディファレンシャル装置を介して後輪を駆動する駆動源とのうち少なくとも一方が車輪駆動用モータである電動式４輪駆動車において、駆動制御時の一瞬の遅れがなく、突然の車輪のスリップによる駆動力の抜けやトラクション不足を防止することができる電動式４輪駆動車の駆動制御装置を提供する。
【解決手段】前輪側のディファレンシャル装置と後輪側のディファレンシャル装置との間に、前輪側及び後輪側のうち、回転の速い側から回転の遅い側へトルク移動する２組のヘリカルギヤ対３１１、３１２、３２１、３２２を用いた駆動制御装置３０が介在することで、前輪回転数と後輪回転数とで回転数差がある、車輪スリップ発生時や、コーナリング時にあっては、トルク伝達がタイムラグ無しに働く４輪駆動となり、突然の車輪のスリップによる駆動力の抜けやトラクション不足を防止することが可能となる。
【解決手段】前輪側のディファレンシャル装置と後輪側のディファレンシャル装置との間に、前輪側及び後輪側のうち、回転の速い側から回転の遅い側へトルク移動する２組のヘリカルギヤ対３１１、３１２、３２１、３２２を用いた駆動制御装置３０が介在することで、前輪回転数と後輪回転数とで回転数差がある、車輪スリップ発生時や、コーナリング時にあっては、トルク伝達がタイムラグ無しに働く４輪駆動となり、突然の車輪のスリップによる駆動力の抜けやトラクション不足を防止することが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動式４輪駆動車の駆動制御装置に関し、さらに詳しくは、前輪側及び後輪側の双方または一方に車輪駆動用モータを有する４輪駆動車の駆動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、前輪側及び後輪側の双方または一方に車輪駆動用モータを有する４輪駆動車が知られている。
【０００３】
特許文献１には、前輪側及び後輪側の双方に車輪駆動用モータを有する電動式４輪駆動車の４輪の何れかの車輪がスリップし、スリップ制御要求がなされたときには、アクセルペダルポジション、ブレーキペダルポジション、車速をマップデータに入力して駆動軸要求トルクを求め、この駆動軸要求トルクに基づいて配分されるトルクよりスリップ輪のトルクを小さく設定し、また、非スリップ輪のトルクを駆動軸要求トルクが出力されるよう設定する。さらに、スリップ輪のトルク及び非スリップ輪のトルクを用いて前後輪トルク比を算出し、この前後輪トルク比と駆動軸要求トルクとに基づいて前輪駆動用モータ及び後輪駆動用モータをフィードバック制御することが提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−６７７２３号公報（段落００２８、００２９、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載されている駆動制御では、駆動制御ルーチンの実行に伴うスリップ制御時の一瞬の遅れが、一般的な穏やかな走りをする電動式４輪駆動車では特に問題にはならないが、高出力のスポーティカーや走り重視の車、競技車両等では、突然の車輪のスリップによる駆動力の抜けやトラクションの不足として車両挙動にでてしまう。
【０００６】
本発明は上記背景により、駆動制御時の一瞬の遅れがなく、突然の車輪のスリップによる駆動力の抜けやトラクション不足を防止することができる電動式４輪駆動車の駆動制御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】
【０００７】
請求項１、もしくは請求項２に記載の電動式４輪駆動車の駆動制御装置は、
ディファレンシャル装置を介して前輪を駆動する駆動源と、ディファレンシャル装置を介して後輪を駆動する駆動源とのうち少なくとも一方が車輪駆動用モータである電動式４輪駆動車において、
前記前輪側のディファレンシャル装置と前記後輪側のディファレンシャル装置との間に、双方に連係する駆動制御装置が介在し、前記駆動制御装置は、前記前輪側のディファレンシャル装置から後輪側に向かって延設され、前記前輪側の駆動源に連動して回転する第１の回転軸により回転する第１の回転体と、前記後輪側のディファレンシャル装置から前輪側に向かって延設され、前記後輪側の駆動源に連動して回転する第２の回転軸により回転する第２の回転体とが互いに押し付け自在に配され、
前記第１の回転体と前記第２の回転体の間に摩擦力を発生させる摩擦部材が配され、前記第１の回転体と前記第２の回転体との間で前記摩擦部材を介してトルク移動することを構成要件とする場合と（請求項１）、
前進時に、前記第１の回転軸と前記第２の回転軸との間に回転数差がない場合には、前記前輪側の駆動源の発生トルクと前記後輪側の駆動源の発生トルクとに応じて前輪及び後輪が駆動され、前記第１の回転軸と前記第２の回転軸との間に回転数差がある場合には、前記第１の回転体と前記第２の回転体のうちどちらか一方の回転の速い側から回転の遅い側へトルク移動することを構成要件とする場合とがある（請求項２）。
【０００８】
ディファレンシャル装置を介して前輪を駆動する駆動源と、ディファレンシャル装置を介して後輪を駆動する駆動源とのうち少なくとも一方が車輪駆動用モータである電動式４輪駆動車とは、前輪側及び後輪側のうちどちらか一方にエンジンを搭載し、他方に車輪駆動用モータを搭載する場合と、前輪側及び後輪側の双方に車輪駆動用モータを搭載する場合とがある。前輪側及び後輪側の双方に車輪駆動用モータを搭載する場合、双方の車輪駆動用モータの回転数が同じであっても出力トルクが異なる場合と、ほぼ同一回転数で出力トルクもほぼ同一の場合とがある。また、車輪駆動用モータは、モータにも発電機にもなるモータジェネレータの場合と、専用発電機を有するバッテリレスのモータの場合とがある。
【０００９】
前輪側のディファレンシャル装置と後輪側のディファレンシャル装置との間に、双方に連係する駆動制御装置が介在するとは、前輪側のディファレンシャル装置から後輪側のディファレンシャル装置に至るまでの間に駆動制御装置が介在することであり、前輪側のディファレンシャル装置から後輪側のディファレンシャル装置に至るまでの間であれば、駆動制御装置を前輪側のディファレンシャル装置に寄せて配置しても、後輪側のディファレンシャル装置に寄せて配置しても、双方の中間に配置してもよく、駆動制御装置の配置は、任意である。
【００１０】
前輪側のディファレンシャル装置から後輪側に向かって延設され、前輪側の駆動源に連動して回転する第１の回転軸は、前輪側のディファレンシャル装置と第１の回転軸との間に、前輪側のディファレンシャル装置の最終減速歯車装置の出力ギヤの回転方向を９０度曲げて第１の回転軸に伝達する直交軸ギヤ対を介在させることにより可能となる。また、この前輪側のディファレンシャル装置の最終減速歯車装置の出力ギヤには、前輪側の駆動源に接続された入力軸の回転方向を９０度曲げる直交軸ギヤ対を介して、前輪側の駆動源からの駆動力が伝達される。
この第１の回転軸の回転により回転する第１の回転体とは、第１の回転軸に設けられた駆動ギヤに噛み合う従動ギヤのことである（請求項３）。
【００１１】
後輪側のディファレンシャル装置から前輪側に向かって延設され、後輪側の駆動源に連動して回転する第２の回転軸は、後輪側のディファレンシャル装置と第２の回転軸との間に、後輪側のディファレンシャル装置の最終減速歯車装置の出力ギヤの回転方向を９０度曲げて第２の回転軸に伝達する直交軸ギヤを介在させることにより可能となる。また、この後輪側のディファレンシャル装置の最終減速歯車装置の出力ギヤには、後輪側の駆動源に接続された入力軸の回転方向を９０度曲げる直交軸ギヤ対を介して、後輪側の駆動源からの駆動力が伝達される。
この第２の回転軸の回転により回転する第２の回転体とは、第２の回転軸に設けられた駆動ギヤに噛み合う従動ギヤのことである（請求項３）。
【００１２】
第１の回転軸により回転する第１の回転体と、第２の回転軸により回転する第２の回転体とが互いに押し付け自在に配されとは、具体的には、前輪側の駆動ギヤ及び従動ギヤと、後輪側の駆動ギヤ及び従動ギヤとが、噛み合い時にお互いの位置が軸方向でずれる力が発生するヘリカルギヤ対（はすば歯車対）であることにより実現する（請求項４）。
すなわち、前輪側の駆動ギヤに噛み合って軸方向に移動する前輪側の従動ギヤ（第１の回転体）と、後輪側の駆動ギヤに噛み合って軸方向に移動する後輪側の従動ギヤ（第２の回転体）とを同軸上に互いに押し付け自在に配する。この配置によれば、第１の回転体と第２の回転体とが、それぞれのディファレンシャル装置の最終減速装置の出力ギヤの駆動力、すなわち駆動源の駆動力により、それら周面の捻れ角の分力でお互いを押し付け合う方向に力が働くこととなる。これら第１の回転体と第２の回転体の間に摩擦部材を配する場合がある（請求項１）。摩擦部材には、第１の回転体と第２の回転体との間でトルク移動自在とする、例えば、メタル、セラメタ、メタルグラスファイバー等を用いたフェーシング材が用いられる。これにより、駆動源の出力トルクの高い方に比例したトルク伝達がタイムラグ無しに、そして高い再現性で常に働く４輪駆動となるので、安定感のある、先読みの出来る車両挙動が実現する。また、コーナリング時にあっては、前輪が後輪よりも速く回転するため、前輪側から後輪側にトルク移動するので、前輪の縦方向のグリップが減り、その縦方向のグリップが減った分、横方向のグリップの限界が高まるのでコーナリング性が向上する。
【００１３】
また、前進時に、第１の回転軸と第２の回転軸との間に回転数差がない場合には、前輪側の駆動源の発生トルクと後輪側の駆動源の発生トルクとに応じて前輪及び後輪が駆動される（請求項２）。これは、第１の回転軸と第２の回転軸との間に回転数差がない走行時、例えば、一定速での直進走行時にあっては、前輪と後輪との間でトルク移動がないということである。前輪と後輪との間でトルク移動がないということは、第１の回転体と第２の回転体が同期回転し前輪側の駆動源の発生トルクと後輪側の駆動源の発生トルクとに応じた４輪駆動となる。
【００１４】
また、前進時に、第１の回転軸と第２の回転軸との間に回転数差がある場合には、回転の速い側から回転の遅い側へトルク移動するとは（請求項２）、前輪回転数と後輪回転数との間に回転数差がある走行時、例えば、車輪スリップ時、コーナリング時にあっては、前輪側と後輪側のトルクが高い方に応じたトルクが回転数の高い側から低い側へ移動する。これにより、駆動源の出力トルクの高い方に比例したトルク伝達がタイムラグ無しに、そして高い再現性で常に働く４輪駆動となるので、安定感のある、先読みの出来る車両挙動が実現する。また、コーナリング時にあっては、前輪が後輪よりも速く回転するため、前輪側から後輪側にトルク移動するので、前輪の縦方向のグリップが減り、その縦方向のグリップが減った分、横方向のグリップの限界が高まるのでコーナリング性が向上する。
なお、ヘリカルギヤの捻れ角に応じて、初期時の互いの押し付け力が設定されるため、トルク移動量がチューニング自在とされるので、ヘリカルギヤの捻れ角は、任意である。
また、トルク移動量のチューニングは、ヘリカルギヤの捻れ角のみに限定されるものではなく、第１の回転体と第２の回転体の間に配する摩擦部材の材質（摩擦係数）を変更することによっても可能である。
【発明の効果】
【００１５】
前輪側のディファレンシャル装置と後輪側のディファレンシャル装置との間に、前輪側及び後輪側のうち、回転の速い側から回転の遅い側へトルク移動する駆動制御装置が介在することで、前輪回転数と後輪回転数とで回転数差がある走行時、例えば、車輪スリップ発生時や、コーナリング時にあっては、出力トルクの高い側から出力トルクの低い側へトルク移動がなされるので、駆動源の出力トルクの高い方に比例したトルク伝達がタイムラグ無しに、そして高い再現性で常に働く４輪駆動となる。従って、安定感のある、先読みの出来る車両挙動が実現する。その結果、駆動制御時の一瞬の遅れがなく、突然の車輪のスリップによる駆動力の抜けやトラクション不足を防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００１７】
図１は、ディファレンシャル装置１４を介して前輪１２ａ、１２ｂを駆動する駆動源と、ディファレンシャル装置２４を介して後輪２２ａ、２２ｂを駆動する駆動源とのうち少なくとも一方が車輪駆動用モータである電動式４輪駆動車１において、
前輪側のディファレンシャル装置１４と後輪側のディファレンシャル装置２４との間に、双方に連係する駆動制御装置３０が介在した概要を示す。
【００１８】
初めに電動式４輪駆動車１の前輪駆動系１０及び後輪駆動系２０の説明を行う。図２に示すように、電動式４輪駆動車１は、前輪側及び後輪側の双方に、駆動源として、発電機にもなる車輪駆動用モータ（モータジェネレータ）１１、２１を有している。
【００１９】
車輪駆動用モータ１１、２１は、ロータの表面に磁石が貼り合わされたＳＰＭモータが用いられる場合と、ロータの内部に磁石が埋め込まれたＩＰＭモータが用いられる場合とがあり、車速、アクセル開度、ブレーキ開度等に基づいて前輪１２ａ、１２ｂ及び後輪２２ａ、２２ｂに出力すべきトルクが得られるようにモータ用電子制御ユニット（ＥＣＵ）２により駆動制御される。前進時にあっては車輪駆動用モータ１１、２１は一方向に回転し、後退時にあっては車輪駆動用モータ１１、２１は他方向に回転する。ここでの一方向とは、後述する第１の回転体としての第１のヘリカルドリブンギヤ３１２と、第２の回転体としての第２のヘリカルドリブンギヤ３２２とが互いに押し付け合う方向に移動（力を発生）する回転方向のことである。
【００２０】
また、これら車輪駆動用モータ１１、２１は、減速、制動時の回生ブレーキでは発電機として働き、充電を行う。車輪駆動用モータ１１、２１が発電した電力はバッテリ３に蓄えられると共に、バッテリ３に蓄えられた電力によって車輪駆動用モータ１１、２１が駆動する。バッテリ３には、例えば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の充放電可能なバッテリが用いられる。このバッテリ３の直流は、バッテリ３と車輪駆動用モータ１１、２１との間に配されたインバータ内蔵のコントロールユニット４により、モータ駆動のための交流に変換される。また、このコントロールユニット４によりモータ駆動用の電圧が昇圧される。なお、バッテリ３及びコントロールユニット４は、モータ用電子制御ユニット２の制御下にある。
【００２１】
前輪側の車輪駆動用モータ１１の駆動力は、車輪駆動用モータ１１後部に連設された減速機構部１３にてモータ回転数が減速されてトルクが増加されたのちディファレンシャル装置１４に伝達される。
【００２２】
前輪側のディファレンシャル装置１４は、車輪駆動用モータ１１に接続された入力軸１４２の回転方向を、車体幅方向に伸びた左右駆動軸１４３ａ、１４３ｂの回転方向に変換する最終減速歯車装置（ファイナルギヤ装置）１４０と、ファイナルギヤ装置１４０を経た駆動力を左右駆動軸１４３ａ、１４３ｂに均等に配分しながら、車両旋回時には左右駆動軸１４３ａ、１４３ｂを異なる回転数で回転させる差動歯車装置（ディファレンシャルギヤ装置）１４１とにより、減速機構部１３からの駆動力を前輪１２ａ、１２ｂに伝達する。
【００２３】
すなわち、ファイナルギヤ装置１４０に伝達された駆動力は、入力軸１４２に設けられたベベルピニオンギヤ（入力ギヤ）１４４にベベルリングギヤ（出力ギヤ）１４５が噛み合うことによって、入力軸１４２の回転方向が９０度曲げられて左右駆動軸１４３ａ、１４３ｂの回転方向に変換される。回転方向が変換された駆動力は、このベベルリングギヤ１４５に接続されたディファレンシャルケース１４６から、ディファレンシャルケース１４６と一体回転する一対のディファレンシャルベベルピニオン１４７に噛み合う一対のディファレンシャルベベルギヤ１４８を経て左右駆動軸１４３ａ、１４３ｂに伝達される。
【００２４】
また、後輪側の車輪駆動用モータ２１の駆動力は、車輪駆動用モータ２１前部に連設された減速機構部２３にてモータ回転数が減速されてトルクが増加されたのちディファレンシャル装置２４に伝達される。
【００２５】
後輪側のディファレンシャル装置２４は、車輪駆動用モータ２１に接続された入力軸２４２の回転方向を、車体幅方向に伸びた左右駆動軸２４３ａ、２４３ｂの回転方向に変換する最終減速歯車装置（ファイナルギヤ装置）２４０と、ファイナルギヤ装置２４０を経た駆動力を左右駆動軸２４３ａ、２４３ｂに均等に配分しながら、車両旋回時には左右駆動軸２４３ａ、２４３ｂを異なる回転数で回転させる差動歯車装置（ディファレンシャルギヤ装置）２４１とにより、減速機構部２３からの駆動力を左右車輪２４３ａ、２４３ｂに伝達する。
【００２６】
すなわち、ファイナルギヤ装置２４０に伝達された駆動力は、入力軸２４２に設けられたベベルピニオンギヤ（入力ギヤ）２４４にベベルリングギヤ（出力ギヤ）２４５が噛み合うことによって、入力軸の回転方向が９０度曲げられて左右駆動軸２４３ａ、２４３ｂの回転方向に変換される。回転方向が変換された駆動力は、このベベルリングギヤ２４５に接続されたディファレンシャルケース２４６から、ディファレンシャルケース２４６と一体回転する一対のディファレンシャルベベルピニオン２４７に噛み合う一対のディファレンシャルベベルギヤ２４８を経て左右駆動軸２４３ａ、２４３ｂに伝達される。
【００２７】
これら前輪側のディファレンシャル装置１４と後輪側のディファレンシャル装置２４との間のほぼ中間位置に駆動制御装置３０が介在する。
【００２８】
図１に示すように、駆動制御装置３０は、前輪側のディファレンシャル装置１４のベベルリングギヤ１４５に噛み合うベベルピニオンギヤ３１０を一端部に有し（図２参照）、後輪側のディファレンシャル装置２４に向かって回転自在に延設された第１の回転軸としての第１のプロペラシャフト３１と、この第１のプロペラシャフト３１の他軸端に設けられた第１のヘリカルドライブギヤ（駆動ギヤ）３１１と、第１のヘリカルドライブギヤ３１１の半径方向に回転自在に配され、第１のヘリカルドライブギヤ３１１と噛み合う第１の回転体としての第１のヘリカルドリブンギヤ（従動ギヤ）３１２と、後輪側のディファレンシャル装置２４のベベルリングギヤ２４５に噛み合うベベルピニオンギヤ３２０を一端部に有し（図２参照）、前輪側のディファレンシャル装置１４に向かって回転自在に延設された第２の回転軸としての第２のプロペラシャフト３２と、この第２のプロペラシャフト３２の他端部に設けられた第２のヘリカルドライブギヤ（駆動ギヤ）３２１と、第２のヘリカルドライブギヤ３２１の半径方向に回転自在に配され、第２のヘリカルドライブギヤ３２１と噛み合う第２の回転体としての第２のヘリカルドリブンギヤ（従動ギヤ）３２２とを備える。
【００２９】
第１のプロペラシャフト３１と第２のプロペラシャフト３２とは同軸上に配される。また、第１のヘリカルドリブンギヤ３１２及び第２のヘリカルドリブンギヤ３２２は、両端がケース３３に支持された中間シャフト３４の軸上に、第１のヘリカルドリブンギヤ３１２の後面と第２のヘリカルドリブンギヤ３２２の前面とが互いに摺接した状態で互いに相対回転自在に配される。
なお、第１のヘリカルドリブンギヤ３１２及び第２のヘリカルドリブンギヤ３２２が同軸上にあれば、第１のプロペラシャフト３１と第２のプロペラシャフト３２は必ずしも同軸上になくてもよい。
【００３０】
第１のヘリカルドライブギヤ３１１は右ねじれ、第１のヘリカルドリブンギヤ３１２は左ねじれとされ、第２のヘリカルドライブギヤ３２１は左ねじれ、第２のヘリカルドリブンギヤ３２２は右ねじれとされており、前進時における車輪駆動用モータ１１、２１の一方向への回転により、第１のヘリカルドリブンギヤ３１２と第２のヘリカルドリブンギヤ３２２とが、それぞれの車輪駆動用モータ１１、２１の駆動力に応じて互いに押し付け合う方向に移動する。
【００３１】
なお、第１のヘリカルドライブギヤ３１１、第１のヘリカルドリブンギヤ３１２、第２のヘリカルドライブギヤ３２１、第２のヘリカルドリブンギヤ３２２のねじれ方向は、前進時における車輪駆動用モータ１１、２１の回転方向に応じて左ねじれか右ねじれかが設定されるため、任意である。但し、第１のヘリカルドライブギヤ３１１と第１のヘリカルドリブンギヤ３１２とのねじれ方向は互いに異なり、また、第２のヘリカルドライブギヤ３２１と第２のヘリカルドリブンギヤ３２２とのねじれ方向も互いに異なる。
【００３２】
従って、第１のヘリカルドリブンギヤ３１２と第２のヘリカルドリブンギヤ３２２とは、第１のプロペラシャフト３１（すなわち前輪）と第２のプロペラシャフト３２（すなわち後輪）との間に回転数差がない場合には、前輪側の車輪駆動用モータ１１の発生トルクと後輪側の車輪駆動用モータ２１の発生トルクとに応じて発生するヘリカルギヤの捻れ角の分力により互いに押し付け合うのみであり、前輪１２ａ、１２ｂ及び後輪２２ａ、２２ｂ間でのトルク移動は発生せず、前輪側の駆動源の発生トルクと後輪側の駆動源の発生トルクとに応じた４輪駆動となる。
また、第１のヘリカルドリブンギヤ３１２と第２のヘリカルドリブンギヤ３２２とは、第１のプロペラシャフト３１（前輪）と第２のプロペラシャフト３２（後輪）との間に回転数差がある場合には、第１のヘリカルドリブンギヤ３１２と第２のヘリカルドリブンギヤ３２２とのうち回転の速い側から回転の遅い側へトルク移動する。
なお、前輪１２ａ、１２ｂ及び後輪２２ａ、２２ｂのトルク移動量は、ヘリカルギヤの捻れ角および摩擦部材、具体的には、フェーシング材（メタル、セラメタ、メタルグラスファイバー等）の変更）よりチューニング自在とされる。
【００３３】
前記した構成により、第１のプロペラシャフト３１と第２のプロペラシャフト３２との間に回転数差がない、一定速での直進走行時にあっては、前輪１２ａ、１２ｂと後輪２２ａ、２２ｂとの間ではトルク移動は無いが、回転同期が働いており、前輪側の車輪駆動用モータ１１の発生トルクと後輪側の車輪駆動用モータ２１の発生トルクとに応じた４輪駆動となる。
また、第１のプロペラシャフト３１と第２のプロペラシャフト３２との間に回転数差がある、車輪スリップ時、コーナリング時にあっては、回転数の高い側から低い側へトルク移動がタイムラグなしになされるので、前輪１２ａ、１２ｂ及び後輪２２ａ、２２ｂの間でトルク伝達が生じる。これにより、車輪駆動用モータ１１、２１のうち何れかの出力トルクの高い方に比例した前後トルク伝達がタイムラグ無しに、そして高い再現性で常に働く４輪駆動となるので、安定感のある、先読みの出来る車両挙動が実現する。また、コーナリング時にあっては、前輪１２ａ、１２ｂが後輪２２ａ、２２ｂよりも速く回転するため、前輪側から後輪側にトルク移動するので、前輪１２ａ、１２ｂの縦方向のグリップが減り、その縦方向のグリップが減った分、横方向のグリップの限界が高まるのでコーナリング性が向上する。それらの結果、駆動制御時の一瞬の遅れがなく、突然の車輪のスリップによる駆動力の抜けやトラクション不足を防止することが可能となる。
【００３４】
なお、本発明にあっては、車輪駆動用モータ１４と駆動制御装置３０とを連係する第１のプロペラシャフト３１と、車輪駆動用モータ２４と駆動制御装置３０とを連係する第２のプロペラシャフト３２とが必要となるが、高出力な１モータと、センタディファレンシャル装置との組合せとするよりは、小出力な２モータと、第１のプロペラシャフト３１及び第２のプロペラシャフト３２との組合せの方がスペース効率上、有利である。これは、第１のプロペラシャフト３１及び第２のプロペラシャフト３２は駆動力を伝達するものではなく、前輪及び後輪のトルク伝達を可能とする最小限の強度を有すればよいためである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の駆動制御装置を説明するための説明図である。
【図２】駆動制御装置を前輪側のディファレンシャル装置と後輪側のディファレンシャル装置との中間位置に配置した電動式４輪駆動車の前輪駆動系及び後輪駆動系を説明するための概略図である。
【符号の説明】
【００３６】
１…駆動制御装置、２…モータ用電子制御ユニット（ＥＣＵ）、３…バッテリ、４…コントロールユニット
１０…前輪駆動系、１１…車輪駆動用モータ（駆動源）、１２ａ…前輪（左前輪）、１２ｂ…前輪（右前輪）、１３…減速機構部、１４…ディファレンシャル装置、１４０…最終減速歯車装置、１４１…差動歯車装置、１４２…入力軸、１４３ａ…左駆動軸、１４３ｂ…右駆動軸、１４４…ベベルピニオンギヤ、１４５…ベベルリングギヤ、１４６…ディファレンシャルケース、１４７…ディファレンシャルベベルピニオン、１４８…ディファレンシャルベベルギヤ
２０…前輪駆動系、２１…車輪駆動用モータ（駆動源）、２２ａ…後輪（左後輪）、２２ｂ…後輪（右後輪）、２３…減速機構部、２４…ディファレンシャル装置、２４０…最終減速歯車装置、２４１…差動歯車装置、２４２…入力軸、２４３ａ…左駆動軸、２４３ｂ…右駆動軸、２４４…ベベルピニオンギヤ、２４５…ベベルリングギヤ、２４６…ディファレンシャルケース、２４７…ディファレンシャルベベルピニオン、２４８…ディファレンシャルベベルギヤ
３０…駆動制御装置、３１…第１のプロペラシャフト（第１の回転体）、３１０…ベベルピニオンギヤ、３１１…ヘリカルドライブギヤ（駆動ギヤ）、３１２…ヘリカルドリブンギヤ（従動ギヤ、第１の回転体）、３２…第２のプロペラシャフト（第２の回転体）、３２０…ベベルピニオンギヤ、３２１…ヘリカルドライブギヤ（駆動ギヤ）、３２２…ヘリカルドリブンギヤ（従動ギヤ、第２の回転体）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動式４輪駆動車の駆動制御装置に関し、さらに詳しくは、前輪側及び後輪側の双方または一方に車輪駆動用モータを有する４輪駆動車の駆動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、前輪側及び後輪側の双方または一方に車輪駆動用モータを有する４輪駆動車が知られている。
【０００３】
特許文献１には、前輪側及び後輪側の双方に車輪駆動用モータを有する電動式４輪駆動車の４輪の何れかの車輪がスリップし、スリップ制御要求がなされたときには、アクセルペダルポジション、ブレーキペダルポジション、車速をマップデータに入力して駆動軸要求トルクを求め、この駆動軸要求トルクに基づいて配分されるトルクよりスリップ輪のトルクを小さく設定し、また、非スリップ輪のトルクを駆動軸要求トルクが出力されるよう設定する。さらに、スリップ輪のトルク及び非スリップ輪のトルクを用いて前後輪トルク比を算出し、この前後輪トルク比と駆動軸要求トルクとに基づいて前輪駆動用モータ及び後輪駆動用モータをフィードバック制御することが提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−６７７２３号公報（段落００２８、００２９、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載されている駆動制御では、駆動制御ルーチンの実行に伴うスリップ制御時の一瞬の遅れが、一般的な穏やかな走りをする電動式４輪駆動車では特に問題にはならないが、高出力のスポーティカーや走り重視の車、競技車両等では、突然の車輪のスリップによる駆動力の抜けやトラクションの不足として車両挙動にでてしまう。
【０００６】
本発明は上記背景により、駆動制御時の一瞬の遅れがなく、突然の車輪のスリップによる駆動力の抜けやトラクション不足を防止することができる電動式４輪駆動車の駆動制御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】
【０００７】
請求項１、もしくは請求項２に記載の電動式４輪駆動車の駆動制御装置は、
ディファレンシャル装置を介して前輪を駆動する駆動源と、ディファレンシャル装置を介して後輪を駆動する駆動源とのうち少なくとも一方が車輪駆動用モータである電動式４輪駆動車において、
前記前輪側のディファレンシャル装置と前記後輪側のディファレンシャル装置との間に、双方に連係する駆動制御装置が介在し、前記駆動制御装置は、前記前輪側のディファレンシャル装置から後輪側に向かって延設され、前記前輪側の駆動源に連動して回転する第１の回転軸により回転する第１の回転体と、前記後輪側のディファレンシャル装置から前輪側に向かって延設され、前記後輪側の駆動源に連動して回転する第２の回転軸により回転する第２の回転体とが互いに押し付け自在に配され、
前記第１の回転体と前記第２の回転体の間に摩擦力を発生させる摩擦部材が配され、前記第１の回転体と前記第２の回転体との間で前記摩擦部材を介してトルク移動することを構成要件とする場合と（請求項１）、
前進時に、前記第１の回転軸と前記第２の回転軸との間に回転数差がない場合には、前記前輪側の駆動源の発生トルクと前記後輪側の駆動源の発生トルクとに応じて前輪及び後輪が駆動され、前記第１の回転軸と前記第２の回転軸との間に回転数差がある場合には、前記第１の回転体と前記第２の回転体のうちどちらか一方の回転の速い側から回転の遅い側へトルク移動することを構成要件とする場合とがある（請求項２）。
【０００８】
ディファレンシャル装置を介して前輪を駆動する駆動源と、ディファレンシャル装置を介して後輪を駆動する駆動源とのうち少なくとも一方が車輪駆動用モータである電動式４輪駆動車とは、前輪側及び後輪側のうちどちらか一方にエンジンを搭載し、他方に車輪駆動用モータを搭載する場合と、前輪側及び後輪側の双方に車輪駆動用モータを搭載する場合とがある。前輪側及び後輪側の双方に車輪駆動用モータを搭載する場合、双方の車輪駆動用モータの回転数が同じであっても出力トルクが異なる場合と、ほぼ同一回転数で出力トルクもほぼ同一の場合とがある。また、車輪駆動用モータは、モータにも発電機にもなるモータジェネレータの場合と、専用発電機を有するバッテリレスのモータの場合とがある。
【０００９】
前輪側のディファレンシャル装置と後輪側のディファレンシャル装置との間に、双方に連係する駆動制御装置が介在するとは、前輪側のディファレンシャル装置から後輪側のディファレンシャル装置に至るまでの間に駆動制御装置が介在することであり、前輪側のディファレンシャル装置から後輪側のディファレンシャル装置に至るまでの間であれば、駆動制御装置を前輪側のディファレンシャル装置に寄せて配置しても、後輪側のディファレンシャル装置に寄せて配置しても、双方の中間に配置してもよく、駆動制御装置の配置は、任意である。
【００１０】
前輪側のディファレンシャル装置から後輪側に向かって延設され、前輪側の駆動源に連動して回転する第１の回転軸は、前輪側のディファレンシャル装置と第１の回転軸との間に、前輪側のディファレンシャル装置の最終減速歯車装置の出力ギヤの回転方向を９０度曲げて第１の回転軸に伝達する直交軸ギヤ対を介在させることにより可能となる。また、この前輪側のディファレンシャル装置の最終減速歯車装置の出力ギヤには、前輪側の駆動源に接続された入力軸の回転方向を９０度曲げる直交軸ギヤ対を介して、前輪側の駆動源からの駆動力が伝達される。
この第１の回転軸の回転により回転する第１の回転体とは、第１の回転軸に設けられた駆動ギヤに噛み合う従動ギヤのことである（請求項３）。
【００１１】
後輪側のディファレンシャル装置から前輪側に向かって延設され、後輪側の駆動源に連動して回転する第２の回転軸は、後輪側のディファレンシャル装置と第２の回転軸との間に、後輪側のディファレンシャル装置の最終減速歯車装置の出力ギヤの回転方向を９０度曲げて第２の回転軸に伝達する直交軸ギヤを介在させることにより可能となる。また、この後輪側のディファレンシャル装置の最終減速歯車装置の出力ギヤには、後輪側の駆動源に接続された入力軸の回転方向を９０度曲げる直交軸ギヤ対を介して、後輪側の駆動源からの駆動力が伝達される。
この第２の回転軸の回転により回転する第２の回転体とは、第２の回転軸に設けられた駆動ギヤに噛み合う従動ギヤのことである（請求項３）。
【００１２】
第１の回転軸により回転する第１の回転体と、第２の回転軸により回転する第２の回転体とが互いに押し付け自在に配されとは、具体的には、前輪側の駆動ギヤ及び従動ギヤと、後輪側の駆動ギヤ及び従動ギヤとが、噛み合い時にお互いの位置が軸方向でずれる力が発生するヘリカルギヤ対（はすば歯車対）であることにより実現する（請求項４）。
すなわち、前輪側の駆動ギヤに噛み合って軸方向に移動する前輪側の従動ギヤ（第１の回転体）と、後輪側の駆動ギヤに噛み合って軸方向に移動する後輪側の従動ギヤ（第２の回転体）とを同軸上に互いに押し付け自在に配する。この配置によれば、第１の回転体と第２の回転体とが、それぞれのディファレンシャル装置の最終減速装置の出力ギヤの駆動力、すなわち駆動源の駆動力により、それら周面の捻れ角の分力でお互いを押し付け合う方向に力が働くこととなる。これら第１の回転体と第２の回転体の間に摩擦部材を配する場合がある（請求項１）。摩擦部材には、第１の回転体と第２の回転体との間でトルク移動自在とする、例えば、メタル、セラメタ、メタルグラスファイバー等を用いたフェーシング材が用いられる。これにより、駆動源の出力トルクの高い方に比例したトルク伝達がタイムラグ無しに、そして高い再現性で常に働く４輪駆動となるので、安定感のある、先読みの出来る車両挙動が実現する。また、コーナリング時にあっては、前輪が後輪よりも速く回転するため、前輪側から後輪側にトルク移動するので、前輪の縦方向のグリップが減り、その縦方向のグリップが減った分、横方向のグリップの限界が高まるのでコーナリング性が向上する。
【００１３】
また、前進時に、第１の回転軸と第２の回転軸との間に回転数差がない場合には、前輪側の駆動源の発生トルクと後輪側の駆動源の発生トルクとに応じて前輪及び後輪が駆動される（請求項２）。これは、第１の回転軸と第２の回転軸との間に回転数差がない走行時、例えば、一定速での直進走行時にあっては、前輪と後輪との間でトルク移動がないということである。前輪と後輪との間でトルク移動がないということは、第１の回転体と第２の回転体が同期回転し前輪側の駆動源の発生トルクと後輪側の駆動源の発生トルクとに応じた４輪駆動となる。
【００１４】
また、前進時に、第１の回転軸と第２の回転軸との間に回転数差がある場合には、回転の速い側から回転の遅い側へトルク移動するとは（請求項２）、前輪回転数と後輪回転数との間に回転数差がある走行時、例えば、車輪スリップ時、コーナリング時にあっては、前輪側と後輪側のトルクが高い方に応じたトルクが回転数の高い側から低い側へ移動する。これにより、駆動源の出力トルクの高い方に比例したトルク伝達がタイムラグ無しに、そして高い再現性で常に働く４輪駆動となるので、安定感のある、先読みの出来る車両挙動が実現する。また、コーナリング時にあっては、前輪が後輪よりも速く回転するため、前輪側から後輪側にトルク移動するので、前輪の縦方向のグリップが減り、その縦方向のグリップが減った分、横方向のグリップの限界が高まるのでコーナリング性が向上する。
なお、ヘリカルギヤの捻れ角に応じて、初期時の互いの押し付け力が設定されるため、トルク移動量がチューニング自在とされるので、ヘリカルギヤの捻れ角は、任意である。
また、トルク移動量のチューニングは、ヘリカルギヤの捻れ角のみに限定されるものではなく、第１の回転体と第２の回転体の間に配する摩擦部材の材質（摩擦係数）を変更することによっても可能である。
【発明の効果】
【００１５】
前輪側のディファレンシャル装置と後輪側のディファレンシャル装置との間に、前輪側及び後輪側のうち、回転の速い側から回転の遅い側へトルク移動する駆動制御装置が介在することで、前輪回転数と後輪回転数とで回転数差がある走行時、例えば、車輪スリップ発生時や、コーナリング時にあっては、出力トルクの高い側から出力トルクの低い側へトルク移動がなされるので、駆動源の出力トルクの高い方に比例したトルク伝達がタイムラグ無しに、そして高い再現性で常に働く４輪駆動となる。従って、安定感のある、先読みの出来る車両挙動が実現する。その結果、駆動制御時の一瞬の遅れがなく、突然の車輪のスリップによる駆動力の抜けやトラクション不足を防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００１７】
図１は、ディファレンシャル装置１４を介して前輪１２ａ、１２ｂを駆動する駆動源と、ディファレンシャル装置２４を介して後輪２２ａ、２２ｂを駆動する駆動源とのうち少なくとも一方が車輪駆動用モータである電動式４輪駆動車１において、
前輪側のディファレンシャル装置１４と後輪側のディファレンシャル装置２４との間に、双方に連係する駆動制御装置３０が介在した概要を示す。
【００１８】
初めに電動式４輪駆動車１の前輪駆動系１０及び後輪駆動系２０の説明を行う。図２に示すように、電動式４輪駆動車１は、前輪側及び後輪側の双方に、駆動源として、発電機にもなる車輪駆動用モータ（モータジェネレータ）１１、２１を有している。
【００１９】
車輪駆動用モータ１１、２１は、ロータの表面に磁石が貼り合わされたＳＰＭモータが用いられる場合と、ロータの内部に磁石が埋め込まれたＩＰＭモータが用いられる場合とがあり、車速、アクセル開度、ブレーキ開度等に基づいて前輪１２ａ、１２ｂ及び後輪２２ａ、２２ｂに出力すべきトルクが得られるようにモータ用電子制御ユニット（ＥＣＵ）２により駆動制御される。前進時にあっては車輪駆動用モータ１１、２１は一方向に回転し、後退時にあっては車輪駆動用モータ１１、２１は他方向に回転する。ここでの一方向とは、後述する第１の回転体としての第１のヘリカルドリブンギヤ３１２と、第２の回転体としての第２のヘリカルドリブンギヤ３２２とが互いに押し付け合う方向に移動（力を発生）する回転方向のことである。
【００２０】
また、これら車輪駆動用モータ１１、２１は、減速、制動時の回生ブレーキでは発電機として働き、充電を行う。車輪駆動用モータ１１、２１が発電した電力はバッテリ３に蓄えられると共に、バッテリ３に蓄えられた電力によって車輪駆動用モータ１１、２１が駆動する。バッテリ３には、例えば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の充放電可能なバッテリが用いられる。このバッテリ３の直流は、バッテリ３と車輪駆動用モータ１１、２１との間に配されたインバータ内蔵のコントロールユニット４により、モータ駆動のための交流に変換される。また、このコントロールユニット４によりモータ駆動用の電圧が昇圧される。なお、バッテリ３及びコントロールユニット４は、モータ用電子制御ユニット２の制御下にある。
【００２１】
前輪側の車輪駆動用モータ１１の駆動力は、車輪駆動用モータ１１後部に連設された減速機構部１３にてモータ回転数が減速されてトルクが増加されたのちディファレンシャル装置１４に伝達される。
【００２２】
前輪側のディファレンシャル装置１４は、車輪駆動用モータ１１に接続された入力軸１４２の回転方向を、車体幅方向に伸びた左右駆動軸１４３ａ、１４３ｂの回転方向に変換する最終減速歯車装置（ファイナルギヤ装置）１４０と、ファイナルギヤ装置１４０を経た駆動力を左右駆動軸１４３ａ、１４３ｂに均等に配分しながら、車両旋回時には左右駆動軸１４３ａ、１４３ｂを異なる回転数で回転させる差動歯車装置（ディファレンシャルギヤ装置）１４１とにより、減速機構部１３からの駆動力を前輪１２ａ、１２ｂに伝達する。
【００２３】
すなわち、ファイナルギヤ装置１４０に伝達された駆動力は、入力軸１４２に設けられたベベルピニオンギヤ（入力ギヤ）１４４にベベルリングギヤ（出力ギヤ）１４５が噛み合うことによって、入力軸１４２の回転方向が９０度曲げられて左右駆動軸１４３ａ、１４３ｂの回転方向に変換される。回転方向が変換された駆動力は、このベベルリングギヤ１４５に接続されたディファレンシャルケース１４６から、ディファレンシャルケース１４６と一体回転する一対のディファレンシャルベベルピニオン１４７に噛み合う一対のディファレンシャルベベルギヤ１４８を経て左右駆動軸１４３ａ、１４３ｂに伝達される。
【００２４】
また、後輪側の車輪駆動用モータ２１の駆動力は、車輪駆動用モータ２１前部に連設された減速機構部２３にてモータ回転数が減速されてトルクが増加されたのちディファレンシャル装置２４に伝達される。
【００２５】
後輪側のディファレンシャル装置２４は、車輪駆動用モータ２１に接続された入力軸２４２の回転方向を、車体幅方向に伸びた左右駆動軸２４３ａ、２４３ｂの回転方向に変換する最終減速歯車装置（ファイナルギヤ装置）２４０と、ファイナルギヤ装置２４０を経た駆動力を左右駆動軸２４３ａ、２４３ｂに均等に配分しながら、車両旋回時には左右駆動軸２４３ａ、２４３ｂを異なる回転数で回転させる差動歯車装置（ディファレンシャルギヤ装置）２４１とにより、減速機構部２３からの駆動力を左右車輪２４３ａ、２４３ｂに伝達する。
【００２６】
すなわち、ファイナルギヤ装置２４０に伝達された駆動力は、入力軸２４２に設けられたベベルピニオンギヤ（入力ギヤ）２４４にベベルリングギヤ（出力ギヤ）２４５が噛み合うことによって、入力軸の回転方向が９０度曲げられて左右駆動軸２４３ａ、２４３ｂの回転方向に変換される。回転方向が変換された駆動力は、このベベルリングギヤ２４５に接続されたディファレンシャルケース２４６から、ディファレンシャルケース２４６と一体回転する一対のディファレンシャルベベルピニオン２４７に噛み合う一対のディファレンシャルベベルギヤ２４８を経て左右駆動軸２４３ａ、２４３ｂに伝達される。
【００２７】
これら前輪側のディファレンシャル装置１４と後輪側のディファレンシャル装置２４との間のほぼ中間位置に駆動制御装置３０が介在する。
【００２８】
図１に示すように、駆動制御装置３０は、前輪側のディファレンシャル装置１４のベベルリングギヤ１４５に噛み合うベベルピニオンギヤ３１０を一端部に有し（図２参照）、後輪側のディファレンシャル装置２４に向かって回転自在に延設された第１の回転軸としての第１のプロペラシャフト３１と、この第１のプロペラシャフト３１の他軸端に設けられた第１のヘリカルドライブギヤ（駆動ギヤ）３１１と、第１のヘリカルドライブギヤ３１１の半径方向に回転自在に配され、第１のヘリカルドライブギヤ３１１と噛み合う第１の回転体としての第１のヘリカルドリブンギヤ（従動ギヤ）３１２と、後輪側のディファレンシャル装置２４のベベルリングギヤ２４５に噛み合うベベルピニオンギヤ３２０を一端部に有し（図２参照）、前輪側のディファレンシャル装置１４に向かって回転自在に延設された第２の回転軸としての第２のプロペラシャフト３２と、この第２のプロペラシャフト３２の他端部に設けられた第２のヘリカルドライブギヤ（駆動ギヤ）３２１と、第２のヘリカルドライブギヤ３２１の半径方向に回転自在に配され、第２のヘリカルドライブギヤ３２１と噛み合う第２の回転体としての第２のヘリカルドリブンギヤ（従動ギヤ）３２２とを備える。
【００２９】
第１のプロペラシャフト３１と第２のプロペラシャフト３２とは同軸上に配される。また、第１のヘリカルドリブンギヤ３１２及び第２のヘリカルドリブンギヤ３２２は、両端がケース３３に支持された中間シャフト３４の軸上に、第１のヘリカルドリブンギヤ３１２の後面と第２のヘリカルドリブンギヤ３２２の前面とが互いに摺接した状態で互いに相対回転自在に配される。
なお、第１のヘリカルドリブンギヤ３１２及び第２のヘリカルドリブンギヤ３２２が同軸上にあれば、第１のプロペラシャフト３１と第２のプロペラシャフト３２は必ずしも同軸上になくてもよい。
【００３０】
第１のヘリカルドライブギヤ３１１は右ねじれ、第１のヘリカルドリブンギヤ３１２は左ねじれとされ、第２のヘリカルドライブギヤ３２１は左ねじれ、第２のヘリカルドリブンギヤ３２２は右ねじれとされており、前進時における車輪駆動用モータ１１、２１の一方向への回転により、第１のヘリカルドリブンギヤ３１２と第２のヘリカルドリブンギヤ３２２とが、それぞれの車輪駆動用モータ１１、２１の駆動力に応じて互いに押し付け合う方向に移動する。
【００３１】
なお、第１のヘリカルドライブギヤ３１１、第１のヘリカルドリブンギヤ３１２、第２のヘリカルドライブギヤ３２１、第２のヘリカルドリブンギヤ３２２のねじれ方向は、前進時における車輪駆動用モータ１１、２１の回転方向に応じて左ねじれか右ねじれかが設定されるため、任意である。但し、第１のヘリカルドライブギヤ３１１と第１のヘリカルドリブンギヤ３１２とのねじれ方向は互いに異なり、また、第２のヘリカルドライブギヤ３２１と第２のヘリカルドリブンギヤ３２２とのねじれ方向も互いに異なる。
【００３２】
従って、第１のヘリカルドリブンギヤ３１２と第２のヘリカルドリブンギヤ３２２とは、第１のプロペラシャフト３１（すなわち前輪）と第２のプロペラシャフト３２（すなわち後輪）との間に回転数差がない場合には、前輪側の車輪駆動用モータ１１の発生トルクと後輪側の車輪駆動用モータ２１の発生トルクとに応じて発生するヘリカルギヤの捻れ角の分力により互いに押し付け合うのみであり、前輪１２ａ、１２ｂ及び後輪２２ａ、２２ｂ間でのトルク移動は発生せず、前輪側の駆動源の発生トルクと後輪側の駆動源の発生トルクとに応じた４輪駆動となる。
また、第１のヘリカルドリブンギヤ３１２と第２のヘリカルドリブンギヤ３２２とは、第１のプロペラシャフト３１（前輪）と第２のプロペラシャフト３２（後輪）との間に回転数差がある場合には、第１のヘリカルドリブンギヤ３１２と第２のヘリカルドリブンギヤ３２２とのうち回転の速い側から回転の遅い側へトルク移動する。
なお、前輪１２ａ、１２ｂ及び後輪２２ａ、２２ｂのトルク移動量は、ヘリカルギヤの捻れ角および摩擦部材、具体的には、フェーシング材（メタル、セラメタ、メタルグラスファイバー等）の変更）よりチューニング自在とされる。
【００３３】
前記した構成により、第１のプロペラシャフト３１と第２のプロペラシャフト３２との間に回転数差がない、一定速での直進走行時にあっては、前輪１２ａ、１２ｂと後輪２２ａ、２２ｂとの間ではトルク移動は無いが、回転同期が働いており、前輪側の車輪駆動用モータ１１の発生トルクと後輪側の車輪駆動用モータ２１の発生トルクとに応じた４輪駆動となる。
また、第１のプロペラシャフト３１と第２のプロペラシャフト３２との間に回転数差がある、車輪スリップ時、コーナリング時にあっては、回転数の高い側から低い側へトルク移動がタイムラグなしになされるので、前輪１２ａ、１２ｂ及び後輪２２ａ、２２ｂの間でトルク伝達が生じる。これにより、車輪駆動用モータ１１、２１のうち何れかの出力トルクの高い方に比例した前後トルク伝達がタイムラグ無しに、そして高い再現性で常に働く４輪駆動となるので、安定感のある、先読みの出来る車両挙動が実現する。また、コーナリング時にあっては、前輪１２ａ、１２ｂが後輪２２ａ、２２ｂよりも速く回転するため、前輪側から後輪側にトルク移動するので、前輪１２ａ、１２ｂの縦方向のグリップが減り、その縦方向のグリップが減った分、横方向のグリップの限界が高まるのでコーナリング性が向上する。それらの結果、駆動制御時の一瞬の遅れがなく、突然の車輪のスリップによる駆動力の抜けやトラクション不足を防止することが可能となる。
【００３４】
なお、本発明にあっては、車輪駆動用モータ１４と駆動制御装置３０とを連係する第１のプロペラシャフト３１と、車輪駆動用モータ２４と駆動制御装置３０とを連係する第２のプロペラシャフト３２とが必要となるが、高出力な１モータと、センタディファレンシャル装置との組合せとするよりは、小出力な２モータと、第１のプロペラシャフト３１及び第２のプロペラシャフト３２との組合せの方がスペース効率上、有利である。これは、第１のプロペラシャフト３１及び第２のプロペラシャフト３２は駆動力を伝達するものではなく、前輪及び後輪のトルク伝達を可能とする最小限の強度を有すればよいためである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の駆動制御装置を説明するための説明図である。
【図２】駆動制御装置を前輪側のディファレンシャル装置と後輪側のディファレンシャル装置との中間位置に配置した電動式４輪駆動車の前輪駆動系及び後輪駆動系を説明するための概略図である。
【符号の説明】
【００３６】
１…駆動制御装置、２…モータ用電子制御ユニット（ＥＣＵ）、３…バッテリ、４…コントロールユニット
１０…前輪駆動系、１１…車輪駆動用モータ（駆動源）、１２ａ…前輪（左前輪）、１２ｂ…前輪（右前輪）、１３…減速機構部、１４…ディファレンシャル装置、１４０…最終減速歯車装置、１４１…差動歯車装置、１４２…入力軸、１４３ａ…左駆動軸、１４３ｂ…右駆動軸、１４４…ベベルピニオンギヤ、１４５…ベベルリングギヤ、１４６…ディファレンシャルケース、１４７…ディファレンシャルベベルピニオン、１４８…ディファレンシャルベベルギヤ
２０…前輪駆動系、２１…車輪駆動用モータ（駆動源）、２２ａ…後輪（左後輪）、２２ｂ…後輪（右後輪）、２３…減速機構部、２４…ディファレンシャル装置、２４０…最終減速歯車装置、２４１…差動歯車装置、２４２…入力軸、２４３ａ…左駆動軸、２４３ｂ…右駆動軸、２４４…ベベルピニオンギヤ、２４５…ベベルリングギヤ、２４６…ディファレンシャルケース、２４７…ディファレンシャルベベルピニオン、２４８…ディファレンシャルベベルギヤ
３０…駆動制御装置、３１…第１のプロペラシャフト（第１の回転体）、３１０…ベベルピニオンギヤ、３１１…ヘリカルドライブギヤ（駆動ギヤ）、３１２…ヘリカルドリブンギヤ（従動ギヤ、第１の回転体）、３２…第２のプロペラシャフト（第２の回転体）、３２０…ベベルピニオンギヤ、３２１…ヘリカルドライブギヤ（駆動ギヤ）、３２２…ヘリカルドリブンギヤ（従動ギヤ、第２の回転体）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディファレンシャル装置を介して前輪を駆動する駆動源と、ディファレンシャル装置を介して後輪を駆動する駆動源とのうち少なくとも一方が車輪駆動用モータである電動式４輪駆動車において、
前記前輪側のディファレンシャル装置と前記後輪側のディファレンシャル装置との間に、双方に連係する駆動制御装置が介在し、
前記駆動制御装置は、
前記前輪側のディファレンシャル装置から後輪側に向かって延設され、前記前輪側の駆動源に連動して回転する第１の回転軸により回転する第１の回転体と、
前記後輪側のディファレンシャル装置から前輪側に向かって延設され、前記後輪側の駆動源に連動して回転する第２の回転軸により回転する第２の回転体とが互いに押し付け自在に配され、
前記第１の回転体と前記第２の回転体の間に摩擦力を発生させる摩擦部材が配され、前記第１の回転体と前記第２の回転体との間で前記摩擦部材を介してトルク移動することを特徴とする電動式４輪駆動車の駆動制御装置。
【請求項２】
ディファレンシャル装置を介して前輪を駆動する駆動源と、ディファレンシャル装置を介して後輪を駆動する駆動源とのうち少なくとも一方が車輪駆動用モータである電動式４輪駆動車において、
前記前輪側のディファレンシャル装置と前記後輪側のディファレンシャル装置との間に、双方に連係する駆動制御装置が介在し、
前記駆動制御装置は、
前記前輪側のディファレンシャル装置から後輪側に向かって延設され、前記前輪側の駆動源に連動して回転する第１の回転軸により回転する第１の回転体と、
前記後輪側のディファレンシャル装置から前輪側に向かって延設され、前記後輪側の駆動源に連動して回転する第２の回転軸により回転する第２の回転体とが互いに押し付け自在に配され、
前進時に、前記第１の回転軸と前記第２の回転軸との間に回転数差がない場合には、前記前輪側の駆動源の発生トルクと前記後輪側の駆動源の発生トルクとに応じて前輪及び後輪が駆動され、前記第１の回転軸と前記第２の回転軸との間に回転数差がある場合には、前記第１の回転体と前記第２の回転体のうちどちらか一方の回転の速い側から回転の遅い側へトルク移動することを特徴とする電動式４輪駆動車の駆動制御装置。
【請求項３】
前記第１の回転体は、前記第１の回転軸に設けられた駆動ギヤに噛み合う従動ギヤであり、前記第２の回転体は、前記第２の回転軸に設けられた駆動ギヤに噛み合う従動ギヤであることを特徴とする請求項１、もしくは請求項２に記載の電動式４輪駆動車の駆動制御装置。
【請求項４】
前記前輪側の駆動ギヤ及び従動ギヤと、前記後輪側の駆動ギヤ及び従動ギヤとがヘリカルギヤ対であることを特徴とする請求項３に記載の電動式４輪駆動車の駆動制御装置。
【請求項１】
ディファレンシャル装置を介して前輪を駆動する駆動源と、ディファレンシャル装置を介して後輪を駆動する駆動源とのうち少なくとも一方が車輪駆動用モータである電動式４輪駆動車において、
前記前輪側のディファレンシャル装置と前記後輪側のディファレンシャル装置との間に、双方に連係する駆動制御装置が介在し、
前記駆動制御装置は、
前記前輪側のディファレンシャル装置から後輪側に向かって延設され、前記前輪側の駆動源に連動して回転する第１の回転軸により回転する第１の回転体と、
前記後輪側のディファレンシャル装置から前輪側に向かって延設され、前記後輪側の駆動源に連動して回転する第２の回転軸により回転する第２の回転体とが互いに押し付け自在に配され、
前記第１の回転体と前記第２の回転体の間に摩擦力を発生させる摩擦部材が配され、前記第１の回転体と前記第２の回転体との間で前記摩擦部材を介してトルク移動することを特徴とする電動式４輪駆動車の駆動制御装置。
【請求項２】
ディファレンシャル装置を介して前輪を駆動する駆動源と、ディファレンシャル装置を介して後輪を駆動する駆動源とのうち少なくとも一方が車輪駆動用モータである電動式４輪駆動車において、
前記前輪側のディファレンシャル装置と前記後輪側のディファレンシャル装置との間に、双方に連係する駆動制御装置が介在し、
前記駆動制御装置は、
前記前輪側のディファレンシャル装置から後輪側に向かって延設され、前記前輪側の駆動源に連動して回転する第１の回転軸により回転する第１の回転体と、
前記後輪側のディファレンシャル装置から前輪側に向かって延設され、前記後輪側の駆動源に連動して回転する第２の回転軸により回転する第２の回転体とが互いに押し付け自在に配され、
前進時に、前記第１の回転軸と前記第２の回転軸との間に回転数差がない場合には、前記前輪側の駆動源の発生トルクと前記後輪側の駆動源の発生トルクとに応じて前輪及び後輪が駆動され、前記第１の回転軸と前記第２の回転軸との間に回転数差がある場合には、前記第１の回転体と前記第２の回転体のうちどちらか一方の回転の速い側から回転の遅い側へトルク移動することを特徴とする電動式４輪駆動車の駆動制御装置。
【請求項３】
前記第１の回転体は、前記第１の回転軸に設けられた駆動ギヤに噛み合う従動ギヤであり、前記第２の回転体は、前記第２の回転軸に設けられた駆動ギヤに噛み合う従動ギヤであることを特徴とする請求項１、もしくは請求項２に記載の電動式４輪駆動車の駆動制御装置。
【請求項４】
前記前輪側の駆動ギヤ及び従動ギヤと、前記後輪側の駆動ギヤ及び従動ギヤとがヘリカルギヤ対であることを特徴とする請求項３に記載の電動式４輪駆動車の駆動制御装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−１４９８１１（Ｐ２０１０−１４９８１１Ａ）
【公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３３２８７４（Ｐ２００８−３３２８７４）
【出願日】平成２０年１２月２６日（２００８．１２．２６）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２６日（２００８．１２．２６）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
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