JP2018188033A - 車両用駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】左右の駆動輪での駆動力を、要求される各種の駆動状態に適合させることができ、しかも左右の駆動力のアンバランスを解消もしくは抑制することができる車両用駆動装置を提供する。【解決手段】車両用駆動装置において、第１前輪を駆動する高出力前輪モータ２ｆと、第２前輪を駆動する低出力前輪モータ３ｆと、前輪側クラッチ２３ｆとを有する前輪駆動ユニット１ｆが前輪側１１Ｒｆ，１１Ｌｆに設けられ、第１後輪を駆動する高出力後輪モータ２ｒと、第２後輪を駆動する低出力後輪モータ３ｒと、後輪側クラッチ２３ｒとを有する後輪駆動ユニット１ｒが後輪側１１Ｒｒ，１１Ｌｒに設けられ、第１前輪と第２後輪とが左側車輪１１Ｌｆ，１１Ｌｒと右側車輪１１Ｒｆ，１１Ｒｒとの一方の駆動輪であり、第２前輪と第１後輪とが左側車輪１１Ｌｆ，１１Ｌｒと右側車輪１１Ｒｆ，１１Ｒｒとの他方の駆動輪である。【選択図】図２

Description

この発明は、車両が走行するための駆動力を発生する装置に関し、特に、複数の駆動輪を独立して駆動できる装置に関するものである。

この種の装置の一例が特許文献１に記載されている。その装置は、一対の駆動輪のうち左側の駆動輪に連結された第１電動機と、右側の駆動輪に連結された第２電動機と、それら電動機の間に配置されていて各電動機を連結しまたその連結を解くクラッチ機構とを備えている。第１電動機の最大出力パワーおよび最大出力トルクは第２電動機の最高出力パワーおよび最高出力トルクより高く設定されている。また、郊外道路状況でかつ低車速時には、第１電動機のみから動力を出力して走行し、郊外道路状況でかつ中高車速時には、第１電動機と第２電動機との二つのモータから動力を出力して走行するように構成されている。さらに、旋回時には、クラッチ機構をスリップ状態、あるいは、解放状態に制御するとともに、第１電動機と第２電動機とのそれぞれを独立して制御するように構成されている。

特開２０１６−５９２６９号公報

特許文献１に記載された構成では、最大出力もしくは出力特性の異なる電動機を、左右の駆動輪に連結しているので、要求駆動力に応じて電動機を使い分けることにより、エネルギ効率の良好な走行を行うことができる。しかしながら、それぞれの電動機は、最大出力もしくは出力特性が異なっているので、例えば、それぞれの電動機をそれぞれの電動機における最大効率点で運転したり、あるいは最大出力で運転したりした場合には、各電動機の出力トルク（もしくはパワー）が異なってしまう。そのため、左右の駆動輪での駆動トルクが相違して、走行安定性あるいは旋回性が損なわれる可能性がある。

この発明は上記のような技術的課題に着目してなされたものであり、左右の駆動輪での駆動力を、要求される各種の駆動状態に適合させることができ、しかも左右の駆動力のアンバランスを解消もしくは抑制することができる車両用駆動装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、この発明は、左右の前輪と左右の後輪とをモータによって駆動する車両用駆動装置において、第１前輪を駆動する高出力前輪モータと、前記高出力前輪モータよりも低出力でかつ第２前輪を駆動する低出力前輪モータと、前記高出力前輪モータと前記低出力前輪モータとを選択的に連結する前輪側クラッチとを有する前輪駆動ユニットが前記前輪側に設けられ、第１後輪を駆動する高出力後輪モータと、前記高出力後輪モータよりも低出力でかつ第２後輪を駆動する低出力後輪モータと、前記高出力後輪モータと前記低出力後輪モータとを選択的に連結する後輪側クラッチとを有する後輪駆動ユニットが前記後輪側に設けられ、前記第１前輪と前記第２後輪とが車両の左側車輪と右側車輪とのいずれか一方の駆動輪であり、前記第２前輪と前記第１後輪とが前記車両の左側車輪と右側車輪とのいずれか他方の駆動輪であることを特徴とするものである。

この発明によれば、車両用駆動装置は前輪を駆動する前輪駆動ユニットと後輪を駆動する後輪駆動ユニットとを備え、各駆動ユニットはそれぞれ、高出力のモータと低出力のモータとそれらのモータを選択的に連結するクラッチとを有している。そして、前輪駆動ユニットの高出力前輪モータは左右の前輪のうち一方の第１前輪を駆動し、低出力前輪モータは左右の前輪のうち他方の第２前輪を駆動するように構成されている。また、後輪駆動ユニットの高出力後輪モータは左右の後輪のうち他方の第２後輪を駆動し、低出力後輪モータは左右の後輪のうち一方の第１後輪を駆動するように構成されている。すなわち、前輪駆動ユニットの高出力前輪モータと後輪駆動ユニットの低出力後輪モータとによって右側車輪と左側車輪とのうち、いずれか一方の駆動輪が駆動され、前輪駆動ユニットの低出力前輪モータと、後輪駆動ユニットの高出力後輪モータとによって右側車輪と左側車輪とのうち、いずれか他方の駆動輪が駆動される。したがって、前輪側クラッチと後輪側クラッチとをそれぞれ係合あるいは解放した状態で、各高出力のモータと各低出力のモータとのそれぞれを、各モータで最も効率の良い運転点で駆動した場合や、各高出力のモータと各低出力のモータとのそれぞれを設計された最高出力で駆動した場合に、右側の前後輪での駆動トルクの合計値と、左側の前後輪での駆動トルクの合計値とを同じあるいはほぼ同じにすることができる。また、車両の前後と左右のいずれにも、高出力のモータと低出力のモータとが１つずつ配置されているため、要求駆動力に応じて各モータを使い分けることができる。例えば、加速時においては、主として、前輪に比較して大きい荷重が作用する後輪を駆動する各モータを力行制御することができ、減速時においては、主として、後輪に比較して大きい荷重が作用する前輪を駆動する各モータを回生制御してエネルギ回生を行うことができる。それらの結果、駆動形態に応じて、各モータを効率の良い運転点で駆動したり、最大出力で運転したりすることができると共に、左右の駆動輪でトルクの差が生じることを回避もしくは抑制することができる。ひいては、車両の全体として走行安定性や旋回性を向上することができる。

この発明の実施形態における駆動ユニットの一例を模式的に示す断面図である。 この発明の実施形態に係る車両用駆動装置の一例を説明するための模式図である。 モータの効率を説明するための模式図である。 この発明の実施形態における車両が左旋回するときにおける各モータの出力パワーの一例を説明するための模式図である。 この発明の実施形態における駆動ユニットの他の例を模式的に示す断面図である。

図１は、この発明の実施形態における駆動ユニットの一例を模式的に示す断面図である。図１に示す駆動ユニット１は、車幅方向における中央部分を挟んで両側がほぼ対称の形状に構成されている。したがって、以下の説明では、一方側つまり図１における右側の構成、および、他方側の構成のうち一方側の構成と異なる部分のみについて説明し、他方側の構成のうち一方側の構成と同様の部分についてはその説明を省略する。なお、一方側と他方側とで同一の構成については、図中において一方側の部材の参照符号に「Ｒ」を付し、他方側の部材の参照符号に「Ｌ」を付してある。

駆動ユニット１は、駆動力源としての２つのモータを備えている。各モータは従来知られているハイブリッド車両や電気自動車の駆動力源として設けられたモータと同様に、発電機能のあるモータであって、一例として永久磁石形の同期モータによって構成されている。ここに示す例では、第１モータ２は、第２モータ３の最大出力パワーや最大出力トルクよりも、その最大出力パワーや最大出力トルクが大きいモータであって、第１モータ２の外径は第２モータ３の外径とほぼ同じに構成され、第１モータ２の軸長は第２モータの軸長より長く構成されている。以下の説明では、第１モータ２を高出力モータ２と記し、第２モータ３を低出力モータ３と記す。

高出力モータ２の出力軸２Ａと低出力モータ３の出力軸３Ａとは共に、車幅方向と平行になっており、各出力軸２Ａ，３Ａにおける駆動ユニット１の中央側に配置された部分に出力ギヤ４Ｒ，４Ｌがそれぞれ設けられている。各出力軸２Ａ，３Ａと平行にカウンタシャフト５Ｒ，５Ｌが設けられている。カウンタシャフト５Ｒ，５Ｌの一方の端部に、出力ギヤ４Ｒ，４Ｌに噛み合いかつ出力ギヤ４Ｒ，４Ｌよりも大径のカウンタドリブンギヤ６Ｒ，６Ｌが連結されている。カウンタシャフト５Ｒ，５Ｌの他方の端部にカウンタドリブンギヤ６Ｒ，６Ｌよりも小径のドライブギヤ７Ｒ，７Ｌが連結されている。各ドライブギヤ７Ｒ，７Ｌは当該ドライブギヤ７Ｒ，７Ｌよりも大径のドリブンギヤ８Ｒ，８Ｌに噛み合っている。

ドリブンギヤ８Ｒ，８Ｌと一体のギヤシャフト８Ａは車幅方向と平行になっており、そのギヤシャフト８Ａにおける車幅方向で外側の端部に円筒部９Ｒ，９Ｌが形成されている。そして、円筒部９Ｒ，９Ｌにドライブシャフト１０の一方の端部がスプライン嵌合され、ドライブシャフト１０Ｒ，１０Ｌの他方の端部に駆動輪１１Ｒ，１１Ｌが連結されている。

また、出力軸２Ａ，３Ａにおける車幅方向での外側に配置された部分に円盤状のブレーキロータ１２Ｒ，１２Ｌがそれぞれ連結されている。ブレーキロータ１２Ｒ，１２Ｌは磁性材料によって構成されている。ブレーキロータ１２Ｒ，１２Ｌと対向して環状のブレーキステータ１３Ｒ，１３Ｌが設けられている。ブレーキステータ１３Ｒ，１３Ｌはブレーキロータ１２Ｒ，１２Ｌに向けて接近するとともに、回転しないようにケースＣにスプライン嵌合されている。またブレーキステータ１３Ｒ，１３Ｌにはブレーキコイル１４Ｒ，１４Ｌが設けられており、ブレーキコイル１４Ｒ，１４Ｌに通電することにより生じる電磁力によってブレーキステータ１３Ｒ，１３Ｌとブレーキロータ１２Ｒ，１２Ｌとが接触するように構成されている。このようにブレーキステータ１３Ｒ，１３Ｌとブレーキロータ１２Ｒ，１２Ｌとが接触することにより、その摩擦力に応じた制動トルクがブレーキロータ１２Ｒ，１２Ｌに作用する。すなわち、ブレーキステータ１３Ｒ，１３Ｌとブレーキロータ１２Ｒ，１２Ｌとブレーキコイル１４Ｒ，１４Ｌとにより、摩擦ブレーキ１５Ｒ，１５Ｌが構成されている。

さらに、出力軸２Ａにおける出力ギヤ４Ｒが連結されている箇所よりも車幅方向における中央側の先端にはＴ型断面の延長軸１６が連結され、延長軸１６に環状のクラッチディスク１７が一体回転するようにスプライン嵌合されている。

また、出力軸３Ａにおける出力ギヤ４Ｌが連結されている箇所よりも車幅方向における中央側の先端には有底円筒状であって、中空部にクラッチディスク１７を収容するクラッチドラム１８が連結されている。

クラッチドラム１８の底面（図１における左側面）とクラッチディスク１７との間には環状のプレッシャープレート１９が設けられている。プレッシャープレート１９は磁性材料により構成されており、クラッチドラム１８と一体に回転するようにスプライン嵌合している。

さらに、クラッチドラム１８の底面とプレッシャープレート１９との間には、プレッシャープレート１９をクラッチディスク１７に向けて押圧するスプリング２０が設けられている。

上記のクラッチドラム１８の外側には、クラッチコイル２１が設けられており、そのクラッチコイル２１とスプリング２０との間にヨーク２２が設けられている。そのため、クラッチコイル２１に通電すると、プレッシャープレート１９をクラッチディスク１７から離隔させる方向、すなわちスプリング２０のバネ力に抗する方向に吸引力（電磁力）が発生する。

上記のクラッチディスク１７とプレッシャープレート１９とスプリング２０とクラッチコイル２１とヨーク２２とによって電磁クラッチ（以下、単にクラッチと記す）２３が構成されている。クラッチコイル２１に通電していない場合には、スプリング２０のバネ力によりクラッチディスク１７とプレッシャープレート１９とが接触して一体回転し、クラッチコイル２１に通電した場合には、その電流に応じてクラッチディスク１７とプレッシャープレート１９との伝達トルク容量が設定される。

したがって、クラッチコイル２１に通電せずに、プレッシャープレート１９とクラッチディスク１７とを摩擦係合させることにより、高出力モータ２と低出力モータ３とを一体に回転させることや、高出力モータ２と低出力モータ３との間でトルクを伝達することができる。また、クラッチコイル２１に通電することにより、プレッシャープレート１９とクラッチディスク１７との間の伝達トルク容量を低下させることができ、高出力モータ２と低出力モータ３とを相対回転させることができる。

図１に示す駆動ユニット１は、更に、車両の電源がオフにされている場合に各駆動輪１１Ｒ，１１Ｌに制動トルクを作用させることができるパーキングロック機構２４を備えている。このパーキングロック機構２４は、車両の電源がオフにされた状態であってもブレーキロータ１２Ｒとブレーキステータ１３Ｒとの接触圧を維持できるように構成されている。具体的には、パーキングロック機構２４は、ブレーキステータ１３Ｒを挟んでブレーキロータ１２Ｒとは反対側に設けられた環状の可動プレート２５と、送りねじ機構２６と、送りねじ機構２６を作動させる制動用モータ２７とを備えている。

送りねじ機構２６は、制動用モータ２７が出力するトルクによる回転運動を直線運動に変換し、可動プレート２５をブレーキステータ１３Ｒ側へ押圧する作動装置である。パーキングロック機構２４は、制動用モータ２７によって送りねじ機構２６に所定の回転方向（正転方向とする）のトルクを付与することにより、可動プレート２５およびブレーキステータ１３Ｒをブレーキロータ１２Ｒ側に押圧する。そして、ブレーキロータ１２Ｒとブレーキステータ１３Ｒとを摩擦係合させて高出力モータ２の出力軸２Ａを制動する。なお、制動用モータ２７によって送りねじ機構２６に逆転方向のトルクを付与することにより、パーキングロック機構２４による出力軸２Ａの制動を解除することができる。

また、パーキングロック機構２４における送りねじ機構２６は、直線運動を回転運動に変換する場合の送りねじの逆効率が、回転運動を直線運動に変換する場合の送りねじの正効率よりも低い。したがって、送りねじ機構２６で可動プレート２５およびブレーキステータ１３Ｒを、ブレーキロータ１２Ｒ側に押圧して出力軸２Ａを制動した状態を維持することができる。そのため、制動用モータ２７によって送りねじ機構２６を作動させ、出力軸２Ａを制動した状態で、ブレーキコイル１４Ｒや制動用モータ２７に対する通電が止められた場合であっても、パーキングロック機構２４による出力軸２Ａの制動状態を維持することができる。したがって、この送りねじ機構２６は、回転運動を直線運動に変換して出力軸２Ａを制動するための推力を発生するとともに、推力を発生して出力軸２Ａを制動した状態を保持することが可能な推力発生機構である。

上述した駆動ユニット１は、電源がオフにされている場合には、クラッチコイル２１への電流の供給が停止されるので、クラッチ２３は係合した状態となる。そのため、パーキングロック機構２４で高出力モータ２の出力軸２Ａの回転を停止させることにより、低出力モータ３の出力軸３Ａの回転も停止される。つまり、各駆動輪１１Ｒ，１１Ｌに制動トルクを作用させた状態を維持することができる。なお、パーキングロック機構２４は、高出力モータ２の出力軸２Ａに限らず、例えば、低出力モータ３の出力軸３Ａの回転を阻止するように構成されていてもよく、また、カウンタシャフト５Ｒの回転を阻止するように構成されていてもよい。

上述した駆動ユニット１は、クラッチ２３を完全に係合して左右の駆動輪１１Ｒ，１１Ｌを一体に回転させ、または、左右の駆動輪１１Ｒ，１１Ｌに同一のトルクを伝達して走行することができる。その場合には、高出力モータ２と低出力モータ３とのうちの一方のモータ２（３）から走行のためのトルク（以下、駆動トルクと記す。）を出力して走行したり、一方のモータ２（３）から駆動トルクを出力するとともに他方のモータ３（２）によって駆動トルクのうちの一部すなわち目標とする駆動トルクに対する余剰トルクを回生して走行したりする。また、一方のモータ２（３）によって比較的大きなトルクを出力し、前記大きなトルクと目標とする駆動トルクとの差つまり目標とする駆動トルクに対して不足するトルクを他方のモータ３（２）によって出力するなど、それぞれのモータ２，３から出力するトルクを適宜設定することができる。

また、旋回時など左右の駆動輪１１Ｒ，１１Ｌを相対回転させる場合、あるいは左右の駆動輪１１Ｒ，１１Ｌに伝達するトルクを異ならせて走行する場合には、クラッチ２３をスリップさせる。そして、上記と同様に少なくともいずれか一方のモータ２（３）からトルクを出力して走行したり、一方のモータ２（３）から駆動トルクを出力して他方のモータ３（２）が駆動トルクの一部すなわち目標とする駆動トルクに対する余剰トルクを回生して走行したりするなど、それぞれのモータ２，３から出力するトルクを適宜設定することができる。

さらに、旋回時における左右の駆動輪１１Ｒ，１１Ｌの回転数差が所定値以上大きい場合、あるいは左右の駆動輪１１Ｒ，１１Ｌに伝達するトルクの差が所定値以上大きい場合には、クラッチ２３を完全に解放して、左右の駆動輪１１Ｒ，１１Ｌの出力を適宜定めることができる。その際には、例えば、旋回円の半径方向で外側に位置する外輪に連結されたモータ２（３）を力行し、内輪に連結されたモータ３（２）で回生してもよく、外輪に連結されたモータ２（３）のみがトルクを出力してもよい。

図２は、上述した駆動ユニット１を備えたこの発明の実施形態に係る車両用駆動装置の一例を模式的に示す図である。図２に示すように、車両Ｖｅにおける車幅方向での中央部であって、かつ、車両Ｖｅの前後方向での前方と後方とのそれぞれに駆動ユニット１が設けられている。すなわち、図２に示す車両Ｖｅは、四輪（全輪）駆動車である。各駆動ユニット１のうち、車両Ｖｅの前方に設けられた駆動ユニット（以下、前輪駆動ユニットと記す）１ｆの高出力モータ（以下、高出力前輪モータと記す）２ｆは、この発明の実施形態における第１前輪に相当する右前輪１１Ｒｆ側に配置されていて右前輪１１Ｒｆにトルク伝達可能に連結されている。低出力モータ（以下、低出力前輪モータと記す）３ｆは、この発明の実施形態における第２前輪に相当する左前輪１１Ｌｆ側に配置されていて左前輪１１Ｌｆにトルク伝達可能に連結されている。

車両Ｖｅの後方に設けられた駆動ユニット（以下、後輪駆動ユニットと記す）１ｒの高出力モータ（以下、高出力後輪モータと記す）２ｒは、この発明の実施形態における第１後輪に相当する左後輪１１Ｌｒ側に配置されていて左後輪１１Ｌｒにトルク伝達可能に連結されている。低出力モータ（以下、低出力後輪モータと記す）３ｒは、この発明の実施形態における第２後輪に相当する右後輪１１Ｒｒ側に配置されていて右後輪１１Ｒｒにトルク伝達可能に連結されている。すなわち、前輪駆動ユニット１ｆと後輪駆動ユニット１ｒとは左右を反転させたようにして車両Ｖｅの前後にそれぞれ配置されている。そのため、車両Ｖｅの右側と左側とのそれぞれに、高出力モータ２と低出力モータ３とが１つずつ設けられ、また、車両Ｖｅの前後方向で前方と後方とのそれぞれに、高出力モータ２と低出力モータ３とが１つずつ設けられている。なお、図２において、図１と同一の構成であって、車両Ｖｅの前後方向で前方に配置されている部材の参照符号に「ｆ」を付し、後方に配置されている部材の参照符号に「ｒ」を付してある。

また、車両Ｖｅに、バッテリーやキャパシタなどにより構成された高電圧の蓄電装置２８が設けられている。蓄電装置２８から前輪駆動ユニット１ｆの各モータ２ｆ，３ｆや、クラッチコイル２１ｆ、ブレーキコイル１４Ｒｆ，１４Ｌｆなどに電力が供給されるように構成されている。また、蓄電装置２８から後輪駆動ユニット１ｒの各モータ２ｒ，３ｒや、クラッチコイル２１ｒ、ブレーキコイル１４Ｒｒ，１４Ｌｒなどに電力が供給されるように構成されている。さらに蓄電装置２８には、各モータ２ｆ，２ｒ，３ｆ，３ｒによって発電された電力が供給されるように構成されている。

蓄電装置２８と各モータ２ｆ，２ｒ，３ｆ，３ｒとの間には、直流電流を交流電流に変換するとともに、各モータ２ｆ，２ｒ，３ｆ，３ｒに供給する電流値やその周波数を制御することができるインバータ２９，３０，３１，３２がそれぞれ設けられている。そのため、各モータ２ｆ，２ｒ，３ｆ，３ｒをそれぞれ独立して制御することができるように構成されている。

上述した各モータ２ｆ，２ｒ，３ｆ，３ｒ、および、クラッチ２３ｆ，２３ｒ、ならびに、各インバータ２９，３０，３１，３２などを、一括して制御するための電子制御装置（以下、ＥＣＵと記す）３３が設けられている。このＥＣＵ３３は従来知られている車両Ｖｅに搭載された電子制御装置と同様のものであって、マイクロコンピュータを主体として構成され、入力されるデータや予め記憶されているデータなどに基づいて演算を行い、その演算結果を制御指令信号として上述した各モータ２ｆ，２ｒ，３ｆ，３ｒ、および、クラッチ２３ｆ，２３ｒ、ならびに、各インバータ２９，３０，３１，３２などに出力するように構成されている。

ＥＣＵ３３に入力されるデータは各種のセンサによって得られたデータであって、そのセンサの例を挙げると、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３４、ブレーキペダルの踏み込み力や踏み込み量を検出するブレーキペダルセンサ３５、ステアリングの操舵角を検出する操舵角センサ３６、車両Ｖｅの前後加速度や横加速度を検出する加速度センサ３７、車両Ｖｅのヨーレートを検出するヨーレートセンサ３８、各車輪の回転数を検出する車輪速センサ３９などがその例である。なお、ＥＣＵ３３から各インバータ２９，３０，３１，３２に出力する制御信号を求める際には、従来知られたアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）、トラクションコントロール（ＴＲＣ）、エレクトロニックスタビリティコントロール（ＥＳＣ）、ダイナミックヨーレートコントロール（ＤＹＣ）などを考慮して求める。

次に、上記構成の車両用駆動装置で設定することのできる駆動形態について説明する。例えば、発進する場合や低車速で前進走行する場合には、すなわち低い負荷で走行する場合には、前輪駆動ユニット１ｆの前輪側クラッチ２３ｆと、後輪駆動ユニット１ｒの後輪側クラッチ２３ｒとを共に完全係合させる。そして、各クラッチ２３ｆ，２３ｒを完全係合させた状態で低出力前輪モータ３ｆと、低出力後輪モータ３ｒとを共に低い負荷で駆動する。例えば、各低出力モータ３ｆ，３ｒの出力パワーを共に１０ｋＷに設定する。なお、各高出力モータ２ｆ，２ｒは駆動しない。

また、低車速で前進走行している状態から加速する場合にはすなわち中程度の負荷で走行する場合には、各クラッチ２３ｆ，２３ｒを完全係合させた状態で低出力前輪モータ３ｆの出力を増大させる。例えば、低出力前輪モータ３ｆの出力パワーを１０ｋＷから４０ｋＷに増大する。また、加速することに伴って車両Ｖｅの前後方向で後方に荷重移動が生じるため、低出力後輪モータ３ｒの駆動を停止し、低出力後輪モータ３ｒに替えて高出力後輪モータ２ｒを駆動する。例えば、高出力後輪モータ２ｒの出力パワーを８０ｋＷに設定する。

ここで、モータの効率について説明する。図３はモータの効率を説明するための模式図である。図３における横軸はモータの回転数を示し、図３における縦軸はモータの出力トルクを示している。また図３に記載してある複数の曲線は、同一の効率となるモータの運転点を結んだ線である。さらに、図３に記載してあるＡ点はモータの効率が最も良好となる運転点であり、その運転点Ａから離れるほどモータの効率が低下（悪化）する。そのため、モータの回転数をＮ１とした場合には、運転点Ａに向けてモータの出力トルクが増大すると、次第に効率が向上するが、運転点ＡでのトルクＴ１よりも大きいトルクを出力するほど、すなわちモータに対する負荷が大きいほど効率が低下する。そして、最大出力パワーや最大出力トルクが大きいモータにおける上述した運転点ＡでのトルクＴ１は、最大出力パワーや最大出力トルクが小さいモータに比較して、大きい。したがって、加速する場合には、後輪における荷重が増大するため、低出力後輪モータ３ｒに替えて、高出力後輪モータ２ｒによって走行のためのトルクを出力することが好ましい。なお、図３に示すモータの特性は実験により予め求めることができる。

さらに、急加速を行う場合には、すなわち高負荷で走行する場合には、各クラッチ２３ｆ，２３ｒを完全係合させた状態で前輪駆動ユニット１ｆの低出力前輪モータ３ｆの駆動を停止し、低出力前輪モータ３ｆに替えて高出力前輪モータ２ｆを駆動する。例えば、高出力前輪モータ２ｆの出力パワーを１００ｋＷに設定する。また、後輪駆動ユニット１ｒの高出力後輪モータ２ｒに加えて低出力後輪モータ３ｒを駆動するとともに、高出力後輪モータ２ｒの出力を増大する。例えば、低出力後輪モータ３ｒの出力パワーを５０ｋＷに設定するとともに、高出力後輪モータ２ｒの出力パワーを１５０ｋＷに設定する。

そして、急減速する場合には、各クラッチ２３ｆ，２３ｒを完全係合させた状態で前輪駆動ユニット１ｆの低出力前輪モータ３ｆと、高出力前輪モータ２ｆと、後輪駆動ユニット１ｒの高出力後輪モータ２ｒとに発電のための負荷を与えてエネルギ回生を行う。減速することに伴って車両Ｖｅの前後方向で前方に荷重移動が生じるので、例えば、低出力前輪モータ３ｆの発電負荷を５０ｋＷに設定しかつ高出力前輪モータ２ｆの発電負荷を１５０ｋＷに設定する。また、後輪駆動ユニット１ｒの高出力後輪モータ２ｒの発電負荷を、高出力前輪モータ２ｆの発電負荷より小さい１００ｋＷに設定する。こうすることにより減速しつつ発電する。

旋回時における駆動形態について説明する。図４はこの発明の実施形態における車両Ｖｅが左旋回するときにおける各モータ２ｆ，２ｒ，３ｆ，３ｒの出力パワーの一例を説明するための模式図である。左旋回時においては、前輪駆動ユニット１ｆの前輪側クラッチ２３ｆを解放するとともに、低出力前輪モータ３ｆの回転数に比較して高出力前輪モータ２ｆの回転数を増大させる。例えば低出力前輪モータ３ｆを４０ｋＷで駆動し、高出力前輪モータ２ｆを６０ｋＷで駆動する。また、後輪駆動ユニット１ｒの後輪側クラッチ２３ｒを解放するとともに、高出力後輪モータ２ｒの回転数に比較して低出力後輪モータ３ｒの回転数を増大させる。例えば高出力後輪モータ２ｒを４０ｋＷで駆動し、低出力後輪モータ３ｒを５０ｋＷで駆動する。

これに対して、右旋回時には、各クラッチ２３ｆ，２３ｒを解放するとともに、低出力前輪モータ３ｆの回転数に比較して高出力前輪モータ２ｆの回転数を低下させる。例えば低出力モータ３ｆを５０ｋＷで駆動し、高出力前輪モータ２ｆを４０ｋＷで駆動する。また、高出力後輪モータ２ｒの回転数に比較して低出力後輪モータ３ｒの回転数を増大させる。例えば高出力後輪モータ２ｒを６０ｋＷで駆動し、低出力後輪モータ３ｒを４０ｋＷで駆動する。

したがって、この発明の実施形態によれば、車両Ｖｅの左右と前後とのそれぞれに高出力モータ２ｆ（２ｒ）と、低出力モータ３ｒ（３ｆ）とを１つずつ配置してあるため、それぞれのモータ２ｆ，２ｒ，３ｆ，３ｒを要求駆動力に応じて上述したように使い分けることができる。そのため、いわゆる走行時における負荷が低い領域から高い領域の全域に亘って、各モータ２ｆ，２ｒ，３ｆ，３ｒを効率よく運転することができる。また、各モータ２ｆ，２ｒ，３ｆ，３ｒを同時に最も効率の良い運転点で駆動したとしても、右側の前後輪１１Ｒｆ，１１Ｒｒでの駆動トルクの合計値と、左側の前後輪１１Ｌｆ，１１Ｌｒでの駆動トルクの合計値とを同じもしくはほぼ同じにすることができる。さらに、各モータ２ｆ，２ｒ，３ｆ，３ｒを設計された最高出力パワーや最高出力トルクで同時に駆動した場合であっても、右側の前後輪１１Ｒｆ，１１Ｒｒでの駆動トルクの合計値と、左側の前後輪１１Ｌｆ，１１Ｌｒでの駆動トルクの合計値とを同じもしくはほぼ同じにすることができる。また、加速時には、主として前輪１１Ｒｆ，１１Ｌｆに比較して大きい荷重が作用する後輪１１Ｒｒ，１１Ｌｒの各モータ２ｒ，３ｒを力行するので、効率よく加速することができ、減速時には主として後輪１１Ｒｒ，１１Ｌｒに比較して大きい荷重が作用する前輪１１Ｒｆ，１１Ｌｆの各モータ２ｆ，３ｆで回生するので、効率よくエネルギ回生を行うことができる。したがって、様々な駆動形態を設定したとしても、各モータ２ｆ，２ｒ，３ｆ，３ｒの運転状態を各駆動形態に適合することができるので、各モータ２ｆ，２ｒ，３ｆ，３ｒの運転効率を向上することができるとともに、左右の駆動トルクのアンバランスを解消もしくは抑制することができ、ひいては車両Ｖｅの走行安定性や旋回性を向上することができる。

なお、この発明は上記の実施形態に限定されないのであって、各高出力モータ２ｆ，２ｒは、各低出力モータ３ｆ，３ｒよりも出力パワーや出力トルクの大きいモータであればよく、したがって、各高出力モータ２ｆ，２ｒは低出力モータ３ｆ，３ｒよりも軸長の長いモータや、外径の大きいモータのいずれであってもよい。つまり、高出力モータ２ｆ，２ｒとしては、図１に示す構成の高出力モータに替えて、図５に示すように、低出力モータ３ｆ，３ｒの外径より大きい外径であってかつ低出力モータ３ｆ，３ｒと同じ軸長のモータを用いてもよい。

１ｆ…前輪駆動ユニット、 １ｒ…後輪駆動ユニット、 ２ｆ…高出力前輪モータ、 ２ｒ…高出力後輪モータ、 ３ｆ…低出力前輪モータ、 ３ｒ…低出力後輪モータ、 １１Ｒｆ…右前輪、 １１Ｌｆ…左前輪、 １１Ｒｒ…右後輪、 １１Ｌｒ…左後輪、 ２３ｆ…前輪側クラッチ、 ２３ｒ…後輪側クラッチ、 ３３…電子制御装置、 Ｖｅ…車両。

Claims (1)

1. 左右の前輪と左右の後輪とをモータによって駆動する車両用駆動装置において、
   第１前輪を駆動する高出力前輪モータと、前記高出力前輪モータよりも低出力でかつ第２前輪を駆動する低出力前輪モータと、前記高出力前輪モータと前記低出力前輪モータとを選択的に連結する前輪側クラッチとを有する前輪駆動ユニットが前記前輪側に設けられ、
   第１後輪を駆動する高出力後輪モータと、前記高出力後輪モータよりも低出力でかつ第２後輪を駆動する低出力後輪モータと、前記高出力後輪モータと前記低出力後輪モータとを選択的に連結する後輪側クラッチとを有する後輪駆動ユニットが前記後輪側に設けられ、
   前記第１前輪と前記第２後輪とが車両の左側車輪と右側車輪とのいずれか一方の駆動輪であり、前記第２前輪と前記第１後輪とが前記車両の左側車輪と右側車輪とのいずれか他方の駆動輪である
   ことを特徴とする車両用駆動装置。

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