JP4910587B2

JP4910587B2 - 駆動力配分装置

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Publication number: JP4910587B2
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Inventors: 稔鬼武
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Description

本発明は、駆動源から入力された駆動力の第１及び第２の出力軸への配分比率を制御可能な駆動力配分装置に関するものである。

従来、入力された駆動力を相互の差動を許容しつつ第１及び第２の出力軸に伝達する差動機構と、その第１及び第２の出力軸間に介在された遊星歯車機構と、該遊星歯車機構に駆動連結されたモータとを備え、そのモータ回転方向及びモータトルクを制御することにより第１及び第２の出力軸間における駆動力配分を可変可能な駆動力配分装置がある。

例えば、特許文献１には、リヤディファレンシャルを介して差動回転可能に設けられた左右の車軸間、つまり第１及び第２の出力軸間に、図１４に示すような遊星歯車機構Ｕ１を介在させることにより、エンジンの駆動力の左右の駆動輪への配分比率を制御可能な駆動力配分装置が開示されている。

この駆動力配分装置において、遊星歯車機構Ｕ１は、一体回転可能に同軸配置されたピニオンギヤを連結してなる二連ピニオン型のプラネタリギヤＰＧと、その各ピニオンにそれぞれ噛合する二つのサンギヤＳＧ１，ＳＧ２と、プラネタリギヤＰＧを自転可能且つ公転可能に支承するプラネタリキャリヤＣとを備えて構成されている。尚、この遊星歯車機構Ｕ１では、プラネタリキャリヤＣを固定した状態で両サンギヤＳＧ１，ＳＧ２を回転させた場合に、第１のサンギヤＳＧ１（同図中右側）よりも第２のサンギヤＳＧ２（同図中左側）の方が回転速度が速くなる、即ち第１のサンギヤＳＧ１が減速側ギヤ、第２のサンギヤＳＧ２が増速側ギヤとなるように構成されている。この駆動力配分装置では、サンギヤＳＧ１には、ディファレンシャルを介して右の車軸が連結され、他方のサンギヤＳＧ２には、変速機構を介して左の車軸が連結されている。そして、その遊星歯車機構Ｕ１を駆動する制御用駆動源としてのモータは、プラネタリキャリヤＣに駆動連結されている。

即ち、この駆動力配分装置は、モータトルクに基づきプラネタリキャリヤＣを回転させることにより、第１のサンギヤＳＧ１側から第２のサンギヤＳＧ２側に、又は第２のサンギヤＳＧ２側から第１のサンギヤＳＧ１側へとトルク伝達可能に構成されている。つまり、そのプラネタリキャリヤＣを制御トルクの入力要素として遊星歯車機構Ｕ１をモータ駆動することにより、左右の車軸に伝達される駆動力（トルク）は、見かけ上、右の車軸側から左の車軸側に、又は左の車軸側から右の車軸側へと移動する。そして、そのモータ回転方向及びモータトルクを制御することにより、左右の車軸に対する駆動力配分を可変することが可能となっている。
特開２００６−１１２４７４号公報

しかしながら、遊星歯車機構には、制御トルクの入力要素の設定、及びトルク伝達方向、並びにプラネタリギヤに噛合する各ギヤの回転速度と同プラネタリギヤを支承するプラネタリキャリヤの回転速度との関係が、所定の条件下にある場合、そのトルク伝達特性が変化するという特徴がある。

例えば、図１４に示す遊星歯車機構Ｕ１では、プラネタリキャリヤＣを制御トルクの入力要素として、増速側の第２のサンギヤＳＧ２から減速側の第１のサンギヤＳＧ１へとトルク伝達がなされる場合において、プラネタリキャリヤＣの回転速度よりも第１のサンギヤＳＧ１の回転速度が速い状態が上記の所定の条件に該当する。そして、この条件下にある場合、一定の制御トルクの入力に対し、増速側の第２のサンギヤＳＧ２から減速側の第１のサンギヤＳＧ１へと伝達されるトルク量が、この条件下以外の場合と比較して大きく増加するという特徴がある。

このため、これと同様の構成を有する遊星歯車機構を用いた従来の駆動力配分装置（左右駆動力配分装置）では、図１５に示すように、制御トルクとして遊星歯車機構に入力するモータトルクを一定とした場合であっても、その左右の駆動輪の回転速度によっては、当該両駆動輪間の伝達トルク差がその目標とする値よりも大きく出てしまう。つまり、車速やその旋回方向及び旋回半径等といった走行状態によって、左右の駆動力配分（トルク差）が変動し、ひいては、これが操舵フィーリングを損ねる要因となるという問題があり、この点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、より正確な駆動力配分を可能とする駆動力配分装置を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、入力される駆動力を相互の差動を許容しつつ第１及び第２の出力軸に伝達する差動機構と、前記第１及び第２の出力軸間に介在された遊星歯車機構と、前記遊星歯車機構に駆動連結されたモータと、モータ回転方向及びモータトルクを制御することにより前記第１及び第２の出力軸間の駆動力配分を制御する制御手段とを備えた駆動力配分装置において、前記制御手段は、前記遊星歯車機構のトルク伝達特性の変化に起因する両出力軸間における駆動力配分の変動を補償すべく前記モータトルクを補正すること、を要旨とする。

即ち、遊星歯車機構には、使用状況によりそのトルク伝達特性が変化するという特徴がある。しかし、上記構成のように、所定の条件下において、制御トルクとして遊星歯車機構に入力するモータトルクを補正することにより、こうしたトルク伝達特性の変化に起因する駆動力配分の変動を補償することができ、これにより、正確な駆動力配分ができるようになる。

請求項２に記載の発明は、前記制御手段は、前記遊星歯車機構の構成要素のうち、プラネタリギヤを自転及び公転可能に支承するプラネタリキャリヤの回転速度と前記プラネタリギヤに噛合されたギヤの回転速度との比較に基づいて、前記モータトルクの補正を行うこと、を要旨とする。

即ち、遊星歯車機構におけるトルク伝達特性変化は、その構成要素であるプラネタリキャリヤの回転速度とプラネタリギヤに噛合するギヤの回転速度との関係に依存する。従って、そのプラネタリキャリヤの回転速度と上記噛合するギヤの回転速度との比較に基づきモータトルクを補正することで、トルク伝達特性の変化に起因する駆動力配分の変動を精度よく補償することができる。

請求項３に記載の発明は、前記遊星歯車機構の構成要素のうち、プラネタリギヤに噛合される二つのギヤは、ともに外歯有する、又はともに内歯を有するものであり、前記モータは、前記プラネタリギヤを自転及び公転可能に支承するプラネタリキャリヤに駆動連結されるものであって、第１回転速度として前記プラネタリキャリヤの回転速度を検出する第１の検出手段と、第２回転速度として前記プラネタリギヤに噛合されたギヤの回転速度を検出する第２の検出手段とを備え、前記制御手段は、前記プラネタリキャリヤを固定とした場合に増速側となる増速側ギヤから減速側となる減速側ギヤへとトルク伝達される状態において、前記第１回転速度よりも前記第２回転速度が速い場合には、前記モータトルクを低減する補正を行うこと、を要旨とする。

請求項４に記載の発明は、前記遊星歯車機構の構成要素のうち、プラネタリギヤに噛合される二つのギヤは、ともに外歯を有する、又はともに内歯を有するものであり、前記モータは、前記プラネタリギヤに噛合される二つのギヤのうち、前記プラネタリギヤを自転及び公転可能に支承するプラネタリキャリヤを固定とした場合に増速側となる増速側ギヤに駆動連結されるものであって、第１回転速度として前記プラネタリキャリヤの回転速度を検出する第１の検出手段と、第２回転速度として前記プラネタリギヤに噛合されたギヤの回転速度を検出する第２の検出手段とを備え、前記制御手段は、前記プラネタリキャリヤから前記プラネタリキャリヤを固定とした場合に減速側となる減速側ギヤへとトルク伝達される状態において、前記第１回転速度よりも前記第２回転速度が速い場合には、前記モータトルクを増加する補正を行うこと、を要旨とする。

請求項５に記載の発明は、前記遊星歯車機構の構成要素のうち、プラネタリギヤに噛合される二つのギヤは、一方が外歯を有し他方が内歯を有するものであり、前記モータは、前記プラネタリギヤに噛合される二つのギヤのうち、前記プラネタリギヤを自転及び公転可能に支承するプラネタリキャリヤを固定とした場合に増速側となる増速側ギヤに駆動連結されるものであって、第１回転速度として前記プラネタリキャリヤの回転速度を検出する第１の検出手段と、第２回転速度として前記プラネタリギヤに噛合されたギヤの回転速度を検出する第２の検出手段とを備え、前記制御手段は、前記プラネタリキャリヤを固定とした場合に減速側となる減速側ギヤから前記プラネタリキャリヤへとトルク伝達される状態において、前記第１回転速度よりも前記第２回転速度として検出された前記増速側ギヤの回転速度が速い場合、又は前記第１回転速度よりも前記第２回転速度として検出された前記減速側ギヤの回転速度が遅い場合には、前記モータトルクを低減する補正を行うこと、を要旨とする。

請求項６に記載の発明は、前記遊星歯車機構の構成要素のうち、プラネタリギヤに噛合される二つのギヤは、一方が外歯を有し他方が内歯を有するものであり、前記モータは、前記プラネタリギヤに噛合される二つのギヤのうち、前記プラネタリギヤを自転及び公転可能に支承するプラネタリキャリヤを固定とした場合に減速側となる減速側ギヤに駆動連結されるものであって、第１回転速度として前記プラネタリキャリヤの回転速度を検出する第１の検出手段と、第２回転速度として前記プラネタリギヤに噛合されたギヤの回転速度を検出する第２の検出手段とを備え、前記制御手段は、前記プラネタリキャリヤを固定とした場合に増速側となる増速側ギヤから前記プラネタリキャリヤへとトルク伝達される状態において、前記第１回転速度よりも前記第２回転速度として検出された前記増速側ギヤの回転速度が速い場合、又は前記第１回転速度よりも前記第２回転速度として検出された前記減速側ギヤの回転速度が遅い場合には、前記モータトルクを増加する補正を行うこと、を要旨とする。

上記各構成のように、遊星歯車機構の構造、及び制御トルクの入力要素の設定に応じて、最適化を図ることにより、より精度よく、トルク伝達特性の変化に起因する駆動力配分の変動を補償することができる。

本発明によれば、より正確な駆動力配分を可能とする駆動力配分装置を提供することができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、車両１は、前輪駆動車をベースとする四輪駆動車であり、エンジン２の傍らに組み付けられたトランスアクスル３には、一対のフロントアクスル４Ｌ，４Ｒが連結されており、エンジン２の駆動力は、これらフロントアクスル４Ｌ，４Ｒを介して前輪５Ｌ，５Ｒに伝達される。また、トランスアクスル３には、上記各フロントアクスル４Ｌ，４Ｒとともにプロペラシャフト６が連結されており、同プロペラシャフト６は、トルクカップリング７及びリヤディファレンシャル８を介して一対のリヤアクスル９Ｌ，９Ｒと連結されている。そして、これらプロペラシャフト６、リヤディファレンシャル８、及びリヤアクスル９Ｌ，９Ｒを介して、後輪１０Ｌ，１０Ｒにも駆動力が伝達されるようになっている。

図２に示すように、本実施形態のリヤディファレンシャル８は、遊星歯車式の差動機構１１を備えている。具体的には、差動機構１１は、外歯ギヤ１２と一体に形成されたリングギヤ１３を有しており、同リングギヤ１３の内側にはサンギヤ１４が同軸に配置されている。また、これらリングギヤ１３及びサンギヤ１４の間には、第１プラネタリギヤ１５ａ及び第２プラネタリギヤ１５ｂからなる複数のプラネタリギヤ対１５が介在されており、各第１プラネタリギヤ１５ａはリングギヤ１３に、各第２プラネタリギヤ１５ｂはサンギヤ１４にそれぞれ噛合されている。そして、これら各プラネタリギヤ対１５を構成する第１プラネタリギヤ１５ａ及び第２プラネタリギヤ１５ｂは、互いに噛合された状態で、プラネタリキャリヤ１６によりそれぞれ自転可能且つ公転可能に支承されている。

本実施形態では、トルクカップリング７を介してプロペラシャフト６に連結された入力軸１７の一端には、ドライブピニオン１８が設けられており、リングギヤ１３は、その外周に形成された外歯ギヤ１２が、このドライブピニオン１８に噛合されることにより同ドライブピニオン１８と駆動連結されている。そして、サンギヤ１４は、左のリヤアクスル９Ｌの軸端に、プラネタリキャリヤ１６は、右のリヤアクスル９Ｒの軸端に固定されることにより、対応する各リヤアクスル９Ｌ，９Ｒとともに一体回転可能に設けられている。

即ち、プロペラシャフト６の回転は、トルクカップリング７及び入力軸１７からドライブピニオン１８を介してリングギヤ１３へと伝達され、同リングギヤ１３とともにサンギヤ１４及びプラネタリキャリヤ１６が一体的に回転することにより、その駆動力が両リヤアクスル９Ｌ，９Ｒから左右の後輪１０Ｌ，１０Ｒへと伝達される。そして、車両旋回時等、左右の後輪１０Ｌ，１０Ｒに生ずる回転差は、各第１プラネタリギヤ１５ａ及び各第２プラネタリギヤ１５ｂのそれぞれが、自転しつつサンギヤ１４の周りを公転することにより、これを許容する構成となっている。

（駆動力配分装置）
また、本実施形態のリヤディファレンシャル８は、エンジン２の駆動力の左右の後輪１０Ｌ，１０Ｒへの配分比率を制御可能な駆動力配分装置２０としての機能を有している。

詳述すると、本実施形態では、駆動力配分装置２０の第１及び第２の出力軸を構成する両リヤアクスル９Ｌ，９Ｒ間には、遊星歯車機構２１が介在されており、同遊星歯車機構２１には、その制御用駆動源としてモータ２２が駆動連結されている。そして、このモータ２２の作動をＥＣＵ２３により制御し、そのモータトルクに基づき両リヤアクスル９Ｌ，９Ｒ間に差回転を生じさせることにより、プロペラシャフト６からドライブピニオン１８を介して入力されるエンジン２の駆動力の両リヤアクスル９Ｌ，９Ｒへの配分比率を制御可能な構成となっている。

さらに詳述すると、本実施形態の遊星歯車機構２１は、図１４に示される遊星歯車機構Ｕ１と同様の構成を有している。即ち、遊星歯車機構２１は、左のリヤアクスル９Ｌと同軸に並置された二つのサンギヤ２４，２５と、両サンギヤ２４，２５に噛合する複数の二連ピニオン２６と、これら各二連ピニオン２６を自転可能且つ公転可能に支承するプラネタリキャリヤ２７とにより構成されている。

本実施形態では、各サンギヤ２４，２５には互い異なる歯数が設定されるとともに、これら各サンギヤ２４，２５に噛合する二連ピニオン２６の第１及び第２ピニオン２６ａ，２６ｂにも互い異なる歯数が設定されている。そして、プラネタリキャリヤ２７を固定した状態で両サンギヤ２４，２５を回転させた場合に、第１のサンギヤ２４よりも第２のサンギヤ２５の方が回転速度が速くなる、即ちプラネタリキャリヤ２７を固定とした場合に、第１のサンギヤ２４が減速側ギヤ、第２のサンギヤ２５が増速側ギヤとなるように構成されている。つまり、本実施形態では、第１のサンギヤ２４が遊星歯車機構Ｕ１における第１のサンギヤＳＧ１に、第２のサンギヤ２５が第２のサンギヤＳＧ２に相当し、二連ピニオン２６がプラネタリギヤＰＧに相当する。そして、プラネタリキャリヤ２７がプラネタリキャリヤＣに相当する。

本実施形態では、第１のサンギヤ２４は、差動機構１１のプラネタリキャリヤ１６と一体回転可能に連結、即ち差動機構１１を介して右のリヤアクスル９Ｒと連結されている。また、第２のサンギヤ２５は、変速機構３１を介して左のリヤアクスル９Ｌに連結されている。そして、制御用駆動源としてのモータ２２は、各二連ピニオン２６を支承するプラネタリキャリヤ２７と駆動連結されている。

即ち、モータ２２の発生するモータトルクを制御トルクとしてプラネタリキャリヤ２７に入力することにより、遊星歯車機構２１は、第１のサンギヤ２４側から第２のサンギヤ２５側へ、又は第２のサンギヤ２５側から第１のサンギヤ２４側へとトルクを伝達するように構成されている。そして、ＥＣＵ２３は、その制御トルクとして入力するモータ２２の回転方向及びモータトルクを制御することにより、第１及び第２のサンギヤ２４，２５がそれぞれ連結された両リヤアクスル９Ｌ，９Ｒにおける駆動力配分を制御する。

尚、変速機構３１は、遊星歯車機構２１に設定された変速比に基づくプラネタリキャリヤ２７の回転を抑制すべく当該遊星歯車機構２１の変速比を補正するために設けられたものである。そして、本実施形態の変速機構３１は、遊星歯車機構２１と同一構成を有する遊星歯車を、その減速側のサンギヤ３４と増速側のサンギヤ３５との配置を反転させて遊星歯車機構２１の傍らに同軸配置し当該遊星歯車機構２１と左のリヤアクスル９Ｌと間に介在させることにより、構成されている。即ち、変速機構３１における増速側のサンギヤ３５は、遊星歯車機構２１における増速側のサンギヤ２５に連結され、その減速側のサンギヤ３４は、左側のリヤアクスル９Ｌに連結される。そして、プラネタリギヤ３６を支承するプラネタリキャリヤ３７を非回転部位であるケーシング（図示略）に固定することにより、遊星歯車機構２１に設定された変速比を相殺して、モータ２２に駆動連結されたプラネタリキャリヤ２７の非モータ駆動時における回転を抑制することが可能となっている。

次に、ＥＣＵによるモータ制御の態様について説明する。
図１及び図２に示すように、本実施形態では、ＥＣＵ２３には、ステアリングセンサ３８により検出された操舵角θsが入力される。そして、ＥＣＵ２３は、その検出された操舵角θsに基づいて、モータ２２の作動を制御する。

即ち、車両旋回時には、旋回半径方向内側の車輪よりも外側の車輪の方の回転速度が速くなる。そして、ＥＣＵ２３は、左右の後輪１０Ｌ，１０Ｒのうち、外側の駆動輪となる方の駆動力配分が大となるようにモータ２２の作動を制御する。具体的には、図３に示すように、ＥＣＵ２３は、入力される操舵角θsに示されるステアリング方向に応じて、モータ２２の回転方向を切り替える。そして、その操舵角θsの絶対値が大きいほど、そのモータトルクが大となるようにモータ２２に供給する電流量を制御する。

（補償制御）
さて、上述のように、遊星歯車機構には、制御トルクの入力要素の設定、及びトルク伝達方向、並びにプラネタリギヤに噛合する各ギヤの回転速度と同プラネタリギヤを支承するプラネタリキャリヤの回転速度との関係が、所定の条件下にある場合、そのトルク伝達特性が変化するという特徴がある。そして、本実施形態の駆動力配分装置２０のように、図１４に示される遊星歯車機構Ｕ１と同様の構成を有する遊星歯車機構２１を用い、そのプラネタリキャリヤ２７に、制御用駆動源であるモータ２２を連結する構成においては、上記トルク伝達特性の変化により、次のような問題が生ずることになる。

即ち、左旋回時、第２のサンギヤ２５側（増速側ギヤ）から第１のサンギヤ２４側（減速側ギヤ）へとトルク伝達がなされる状態において、プラネタリキャリヤ２７の回転速度よりも各サンギヤの回転速度が速い場合には、モータトルクが一定であるにも関わらず第２のサンギヤ２５側から第１のサンギヤ２４側に伝達されるトルクが増大する。そして、これにより、左右のリヤアクスル９Ｌ，９Ｒのトルク差が想定する値よりも大きく出てしまうという問題が生ずる。

この点を踏まえ、本実施形態の駆動力配分装置２０では、ＥＣＵ２３は、遊星歯車機構２１が、このようなトルク伝達特性の変化する条件下にあるか否かを監視する。そして、トルク伝達特性の変化する条件下にあると判定した場合には、そのトルク伝達特性の変化に起因する駆動力配分（トルク差）の変動を補償すべくモータ２２の発生するモータトルクを補正する（図３参照）。

具体的には、本実施形態では、ＥＣＵ２３には、左右のリヤアクスル９Ｌ，９Ｒに設けられた車輪速センサ３９Ｌ，３９Ｒが接続されており、ＥＣＵ２３は、これら各車輪速センサ３９Ｌ，３９Ｒにより検出された左右の車輪速Ｖ_L，Ｖ_Rに基づいて、第１のサンギヤ２４の回転速度ωＧ、及びプラネタリキャリヤ２７の回転速度ωＣを演算する。尚、本実施形態では、プラネタリキャリヤ２７の回転速度ωＣが第１回転速度に相当し、第１のサンギヤ２４の回転速度ωＧが第２回転速度に相当する。そして、ＥＣＵ２３は、これらの二つの回転速度ωＧ，ωＣを比較し、プラネタリキャリヤ２７の回転速度ωＣよりも第１のサンギヤ２４の回転速度ωＧが速い場合には、そのモータトルクを低減すべくモータ２２に供給する電流量を低減する。

即ち、図４のフローチャートに示すように、ＥＣＵ２３は、状態量として操舵角θs及び左右の車輪速Ｖ_L，Ｖ_Rを取得すると（ステップ１０１）、先ず操舵角θsに基づいてモータ２２に発生させるべきモータトルクを決定し、同モータ２２に供給する電流量の指令値（電流指令Ｉq*）を演算する（ステップ１０２）。

次に、ＥＣＵ２３は、操舵角θsが左旋回時を示す値であるか否かを判定し（ステップ１０３）、左旋回時である場合（ステップ１０３：ＹＥＳ）には、続いて左右の車輪速Ｖ_L，Ｖ_Rに基づいて、第１のサンギヤ２４の回転速度ωＧ及びプラネタリキャリヤ２７の回転速度ωＣを演算する（ステップ１０４，１０５）。そして、プラネタリキャリヤ２７の回転速度ωＣよりも第１のサンギヤ２４の回転速度ωＧが速いか否かを判定し（ステップ１０６）、速い場合（ωＧ＞ωＣ、ステップ１０６：ＹＥＳ）には、モータ２２の発生するモータトルクを低減すべく、上記ステップ１０２において演算した電流指令Ｉq*を低減する補正を実行する（ステップ１０７）。

尚、本実施形態では、このステップ１０７における電流指令Ｉq*を低減する補正は、ステップ１０２において演算された電流指令Ｉq*に「１」よりも小さい所定の係数αを乗ずることにより行われる（Ｉq**＝Ｉq*×α、α＜１）。そして、上記ステップ１０３において、右旋回時であると判定した場合（ステップ１０３：ＮＯ）、又は上記ステップ１０６において、第１のサンギヤ２４の回転速度ωＧがプラネタリキャリヤ２７の回転速度ωＣ以下であると判定した場合（ステップ１０６：ＮＯ）には、上記ステップ１０７におけるトルク補正を実行しない。即ち、ステップ１０２において演算された電流指令Ｉq*に基づいてモータ２２への電力供給を実行する（ステップ１０８）。

以上、本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
ＥＣＵ２３は、操舵角θsが左旋回時を示す値であるか否かを判定し（ステップ１０３）、左旋回時であると判定場合（ステップ１０３：ＹＥＳ）には、続いて左右の車輪速Ｖ_L，Ｖ_Rに基づいて、第１のサンギヤ２４の回転速度ωＧ及びプラネタリキャリヤ２７の回転速度ωＣを演算する（ステップ１０４，１０５）。そして、プラネタリキャリヤ２７の回転速度ωＣよりも第１のサンギヤ２４の回転速度ωＧが速いか否かを判定し（ステップ１０６）、速い場合（ωＧ＞ωＣ、ステップ１０６：ＹＥＳ）には、モータ２２の発生するモータトルクを低減すべく、上記ステップ１０２において演算した電流指令Ｉq*を低減する補正を実行する（ステップ１０７）。

（１）即ち、遊星歯車機構には、使用状況によりそのトルク伝達特性が変化するという特徴がある。しかし、上記構成のように、所定の条件下にある場合に、制御トルクとして遊星歯車機構２１に入力するモータトルクを補正することにより、こうしたトルク伝達特性の変化に起因する駆動力配分（トルク差）の変動を補償することができ、これにより、正確な駆動力配分ができるようになる。

（２）上記トルク伝達特性の変化は、遊星歯車機構の構成要素であるプラネタリキャリヤ３７の回転速度ωＣとサンギヤ３４の回転速度ωＧとの関係に依存する。従って、そのプラネタリキャリヤ３７の回転速度ωＣとサンギヤ３４の回転速度ωＧとの比較に基づいてモータトルクを補正することで、トルク伝達特性の変化に起因する駆動力配分の変動を精度よく補償することができる。

（３）プラネタリギヤ３６に噛合する二つのサンギヤ２４，２５を備えた遊星歯車機構２１を用い、そのプラネタリキャリヤ２７に制御用駆動源であるモータ２２を連結する構成では、次のようなトルク伝達特性の変化が発生する。即ち、第２のサンギヤ２５側（増速側ギヤ）から第１のサンギヤ２４側（減速側ギヤ）へとトルク伝達がなされるようモータ２２を制御している状態において、プラネタリキャリヤ２７の回転速度ωＣよりもサンギヤ３４の回転速度ωＧが速い場合、モータトルクが一定であるにも関わらず第２のサンギヤ２５側から第１のサンギヤ２４側に伝達されるトルクが増大する。従って、プラネタリキャリヤ３７の回転速度ωＣよりもサンギヤ３４の回転速度ωＧが速い場合には、制御トルクとして入力するモータトルクを低減することにより、トルク伝達特性の変化に起因する駆動力配分の変動を精度よく補償することができる。

なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態では、第２回転速度として第１のサンギヤ２４の回転速度を用いたが、第２のサンギヤ２５の回転速度を用いてもよい。

・本実施形態では、電流指令Ｉq*の補正は、電流指令Ｉq*に「１」よりも小さい所定の係数αを乗ずることにより行われることとした。しかし、これに限らず、電流指令Ｉq*に所定量を加算（減算）する、或いは特別のマップを用いる等、その他の方法を用いてもよい。

・本実施形態では、遊星歯車式の差動機構１１を用いたが、ベベルギヤ式の差動機構を用いてもよい。
・本実施形態では、本発明を、二連ピニオン型のプラネタリギヤＰＧと、その各ピニオンにそれぞれ噛合する二つのサンギヤＳＧ１，ＳＧ２と、プラネタリギヤＰＧを支承するプラネタリキャリヤＣとを備えた遊星歯車機構Ｕ１（図１４参照）と同様の構成を有する遊星歯車機構２１を用いた駆動力配分装置２０に具体化した。しかし、これに限らず、その他の構成を有する遊星歯車機構を用いた駆動力配分装置に具体化してもよい。

例えば、遊星歯車機構として、図５に示すように、外歯を有するサンギヤＳＧ１，ＳＧ２に代えて、内歯を有する二つのリングギヤＲＧ１，ＲＧ２を備えた遊星歯車機構Ｕ２と同様の構成を有するものを用いる。尚、この遊星歯車機構Ｕ２においては、第１のリングギヤＲＧ１側が増速側ギヤ、第２のリングギヤＲＧ２側が減速側ギヤとなるように構成されている。そして、そのプラネタリキャリヤＣを制御トルクの入力要素として設定する。

具体的には、図６に示す駆動力配分装置４０において、上記の遊星歯車機構Ｕ２と同様の構成を有する遊星歯車機構４１は、上記第１のリングギヤＲＧ１に相当する増速側のリングギヤ４４が、変速機構５１を介して左のリヤアクスル９Ｌに連結される。また、上記第２のリングギヤＲＧ２に相当する減速側の第２のリングギヤ４５は、差動機構１１を介して右のリヤアクスル９Ｒと連結されている。そして、制御用駆動源としてのモータ２２は、各二連ピニオン４６（プラネタリギヤＰＧに相当）を支承するプラネタリキャリヤ４７（プラネタリキャリヤＣに相当）と駆動連結される。尚、この駆動力配分装置４０における変速機構５１もまた、遊星歯車機構４１と同一構成を有する遊星歯車機構を、その減速側のリングギヤ５４と増速側のサンギヤ５５との配置を反転させて遊星歯車機構４１及び左のリヤアクスル９Ｌに連結することにより構成されている。そして、その二連ピニオン５６を支承するプラネタリキャリヤ５７は、非回転部材であるケーシング（図示略）に対して回転不能に固定されている。

このように構成することで、上記駆動力配分装置４０と同様の動作、即ち左旋回時には、第１のリングギヤ４４側（増速側ギヤ）から第２のリングギヤ４５側（減速側ギヤ）へとトルク伝達がなされるようモータ２２を制御する構成となる。そして、プラネタリキャリヤ４７の回転速度ωＣよりもリングギヤ４４の回転速度ωＧが速い場合、モータトルクが一定であるにも関わらず第１のリングギヤ４４側（増速側）から第２のリングギヤ４５側（減速側）に伝達されるトルクが増大する。従って、このような構成に具体化した場合についてもまた、プラネタリキャリヤ３７の回転速度ωＣよりもリングギヤ４４の回転速度ωＧが速い場合には、モータトルクを低減することで、トルク伝達特性の変化に起因する駆動力配分の変動を精度よく補償することができる。

・本実施形態では、プラネタリキャリヤ２７（Ｃ）を制御トルクの入力要素とした。しかし、これに限らず、本発明は、プラネタリギヤＰＧに噛合する二つのギヤのうち増速側のギヤ（図１４においては第２のサンギヤＳＧ２、図５においては第１のリングギヤＲＧ１がそれに相当する）を制御トルクの入力要素としてモータ２２に駆動連結する構成に適用してもよい。

具体的には、図７に示す駆動力配分装置６０（図１４に示す遊星歯車機構Ｕ１と同様の構成を有する遊星歯車機構６１（及び変速機構６２）を用いたもの）、及び図８に示す駆動力配分装置６５（図５に示す遊星歯車機構Ｕ２と同様の構成を有する遊星歯車機構６６（及び変速機構６７）を用いたもの）がそれに相当する。

ただし、トルク伝達特性の変化に起因する駆動力配分（トルク差）の変動を補償すべく制御トルクとして遊星歯車機構２１に入力するモータトルクを補正するという点は同様であるが、その制御内容については、その構成に応じた最適化が必要である。

即ち、この場合（図７，図８に示す構成）、左旋回時には、プラネタリキャリヤＣから減速側のギヤ（第１のサンギヤＳＧ１，第２のリングギヤＲＧ２）へとトルク伝達がなされるようモータ２２を制御する構成となる。そして、この状態において、プラネタリキャリヤＣの回転速度よりもプラネタリギヤＰＧに噛合されるギヤの回転速度ωＧが速い場合には、そのトルク伝達特性の変化により、モータトルクが一定であるにも関わらずプラネタリキャリヤＣから減速側のギヤへと伝達されるトルクが減少する。

従って、この場合における補償制御の態様としては、図９に示すように、第１回転速度としてのプラネタリキャリヤＣの回転速度よりも第２回転速度としてのプラネタリギヤＰＧに噛合されるギヤの回転速度ωＧが速い場合には、モータ２２の発生するモータトルクを増加する補正を実行することになる。

具体的には、図１０のフローチャートに示すように、ステップ２０３〜ステップ２０６の処理によって、上記トルク伝達特性の変化する条件下にあると判定した場合（ステップ２０６：ＹＥＳ）には、ステップ２０２において演算された電流指令Ｉq*を増加、即ちモータトルクを増加させる補正を実行する（ステップ２０７）。そして、これにより、トルク伝達特性の変化に起因する駆動力配分の変動を精度よく補償することができる。

尚、ステップ２０１〜ステップ２０６、及びステップ２０８の処理については、図４に示すフローチャートにおけるステップ１０１〜ステップ１０６、及びステップ１０８の処理と同一であるため、その説明は省略する。また、電流指令Ｉq*を増加させる補正は、例えば、電流指令Ｉq*に「１」よりも大きな係数βを乗ずることにより行うことができる（Ｉq**＝Ｉq*×β、β＞１）。

・また、本発明は、図１１に示すように、プラネタリギヤＰＧに噛合する二つのギヤのうち一方がリングギヤＲＧ、他方がサンギヤＳＧという構成を有する遊星歯車機構Ｕ３を用いたものに適用してもよい。

具体的には、図１２に示す駆動力配分装置７０のように、遊星歯車機構Ｕ３と同様の構成を有する遊星歯車機構７１の増速側ギヤであるサンギヤＳＧを制御用トルクの入力要素としてモータ２２に駆動連結したものがこれに該当する。また、図１３に示す駆動力配分装置７５のように、遊星歯車機構Ｕ３と同様の構成を有する遊星歯車機構７６の減速側ギヤであるリングギヤＲＧを制御用トルクの入力要素としてモータ２２に駆動連結したものもこれに該当する。尚、これら駆動力配分装置７０，７５において、その各変速機構７２，７７は、上述の各変速機構３１，５１，６２，６７と同様に、対応する各遊星歯車機構７１，７６における各要素の配置を反転させることにより形成されている。

ここで、これら各図に示される各駆動力配分装置７０，７５についても、トルク伝達特性の変化に起因する駆動力配分（トルク差）の変動を補償すべく制御トルクとして遊星歯車機構２１に入力するモータトルクを補正するという点は同様であるが、その制御内容については、その構成に応じた最適化が必要である。

即ち、図１１に示す遊星歯車機構Ｕ３では、増速側ギヤであるサンギヤＳＧを制御用トルクの入力要素として減速側ギヤであるリングギヤＲＧからプラネタリキャリヤＣへとトルク伝達がなされる状況において、そのトルク伝達特性が変化する場合がある。これは、図１２に示す駆動力配分装置７０において右旋回時に起こり得る現象である。

具体的には、第１回転速度としてのプラネタリキャリヤＣの回転速度よりも第２回転速度としての増速側ギヤ、即ちサンギヤＳＧの回転速度が速い場合、或いは、プラネタリキャリヤＣの回転速度よりも第２回転速度としての減速側ギヤ、即ちリングギヤＲＧの回転速度が遅い場合がこれに該当する。そして、このような条件下においては、そのトルク伝達特性の変化により、制御用トルクとして入力するモータトルクが一定であるにも関わらず減速側ギヤ、即ちリングギヤＲＧからプラネタリキャリヤＣへと伝達されるトルクが増加する。従って、図１２に示す駆動力配分装置７０では、上記の条件下において、モータトルクを低減するように補正するとよい。これにより、トルク伝達特性の変化に起因する駆動力配分の変動を精度よく補償することができる。

また、遊星歯車機構Ｕ３には、減速側ギヤであるリングギヤＲＧを制御用トルクの入力要素として増速側ギヤであるサンギヤＳＧからプラネタリキャリヤＣへとトルク伝達がなされる状況においても、そのトルク伝達特性が変化する場合があるという特徴がある。これは、図１３に示す駆動力配分装置７５において左旋回時に起こり得る現象である。

具体的には、先の例と同様に、第１回転速度としてのプラネタリキャリヤＣの回転速度よりも第２回転速度としての増速側ギヤ、即ちサンギヤＳＧの回転速度が速い場合、或いは、プラネタリキャリヤＣの回転速度よりも第２回転速度としての減速側ギヤ、即ちリングギヤＲＧの回転速度が遅い場合がこれに該当する。そして、このような条件下においては、そのトルク伝達特性の変化により、制御用トルクとして入力するモータトルクが一定であるにも関わらず増速側ギヤであるサンギヤＳＧからプラネタリキャリヤＣへと伝達されるトルクが減少する。従って、図１３に示す駆動力配分装置７５では、上記の条件下において、モータトルクを増加するように補正するとよい。これにより、トルク伝達特性の変化に起因する駆動力配分の変動を精度よく補償することができる。

・本実施形態では、本発明を、車両左右の駆動輪に対する駆動力配分装置に適用したが、車両前後の駆動輪に対する駆動力配分装置に適用してもよい。

本実施形態の車両の概略構成図。本実施形態の駆動力配分装置の概略構成図。本実施形態の補償制御の態様を示す説明図。本実施形態の補償制御の処理手順を示すフローチャート。遊星歯車機構の概略構成を示す模式図。別例の駆動力配分装置の概略構成図。別例の駆動力配分装置の概略構成図。別例の駆動力配分装置の概略構成図。別例の補償制御の態様を示す説明図。別例の補償制御の処理手順を示すフローチャート。遊星歯車機構の概略構成を示す模式図。別例の駆動力配分装置の概略構成図。別例の駆動力配分装置の概略構成図。遊星歯車機構の概略構成を示す模式図。トルク伝達特性の変化に起因する駆動力配分の変動を示す説明図。

符号の説明

１…車両、２…エンジン、８…リヤディファレンシャル、９Ｌ，９Ｒ…リヤアクスル、１０Ｌ，１０Ｒ…後輪、１１…差動機構、２０，４０，６０，６５，７０，７５…駆動力配分装置、２１，４１，６１，６６，７１，７６…遊星歯車機構、２２…モータ、２３…ＥＣＵ、ＳＧ…サンギヤ、ＳＧ１，２４…第１のサンギヤ、ＳＧ２，２５…第２のサンギヤ、ＰＧ…プラネタリギヤ、２６，４６…二連ピニオン、Ｃ，２７，４７…プラネタリキャリヤ、ＲＧ…リングギヤ、ＲＧ１，４４…第１のリングギヤ、ＲＧ２，４５…第２のリングギヤ、ωＣ，ωＧ…回転速度。

Claims

入力される駆動力を相互の差動を許容しつつ第１及び第２の出力軸に伝達する差動機構と、前記第１及び第２の出力軸間に介在された遊星歯車機構と、前記遊星歯車機構に駆動連結されたモータと、モータ回転方向及びモータトルクを制御することにより前記第１及び第２の出力軸間の駆動力配分を制御する制御手段とを備えた駆動力配分装置において、
前記制御手段は、前記遊星歯車機構のトルク伝達特性の変化に起因する両出力軸間における駆動力配分の変動を補償すべく前記モータトルクを補正すること、
を特徴とする駆動力配分装置。
請求項１に記載の駆動力配分装置において、
前記制御手段は、前記遊星歯車機構の構成要素のうち、プラネタリギヤを自転及び公転可能に支承するプラネタリキャリヤの回転速度と前記プラネタリギヤに噛合されたギヤの回転速度との比較に基づいて、前記モータトルクの補正を行うこと、
を特徴とする駆動力配分装置。
請求項１に記載の駆動力配分装置において、
前記遊星歯車機構の構成要素のうち、プラネタリギヤに噛合される二つのギヤは、ともに外歯を有する、又はともに内歯を有するものであり、前記モータは、前記プラネタリギヤを自転及び公転可能に支承するプラネタリキャリヤに駆動連結されるものであって、
第１回転速度として前記プラネタリキャリヤの回転速度を検出する第１の検出手段と、
第２回転速度として前記プラネタリギヤに噛合されたギヤの回転速度を検出する第２の検出手段とを備え、
前記制御手段は、前記プラネタリキャリヤを固定とした場合に増速側となる増速側ギヤから減速側となる減速側ギヤへとトルク伝達される状態において、前記第１回転速度よりも前記第２回転速度が速い場合には、前記モータトルクを低減する補正を行うこと、
を特徴とする駆動力配分装置。
請求項１に記載の駆動力配分装置において、
前記遊星歯車機構の構成要素のうち、プラネタリギヤに噛合される二つのギヤは、ともに外歯を有する、又はともに内歯を有するものであり、前記モータは、前記プラネタリギヤに噛合される二つのギヤのうち、前記プラネタリギヤを自転及び公転可能に支承するプラネタリキャリヤを固定とした場合に増速側となる増速側ギヤに駆動連結されるものであって、
第１回転速度として前記プラネタリキャリヤの回転速度を検出する第１の検出手段と、
第２回転速度として前記プラネタリギヤに噛合されたギヤの回転速度を検出する第２の検出手段とを備え、
前記制御手段は、前記プラネタリキャリヤから前記プラネタリキャリヤを固定とした場合に減速側となる減速側ギヤへとトルク伝達される状態において、前記第１回転速度よりも前記第２回転速度が速い場合には、前記モータトルクを増加する補正を行うこと、
を特徴とする駆動力配分装置。
請求項１に記載の駆動力配分装置において、
前記遊星歯車機構の構成要素のうち、プラネタリギヤに噛合される二つのギヤは、一方が外歯を有し他方が内歯を有するものであり、前記モータは、前記プラネタリギヤに噛合される二つのギヤのうち、前記プラネタリギヤを自転及び公転可能に支承するプラネタリキャリヤを固定とした場合に増速側となる増速側ギヤに駆動連結されるものであって、
第１回転速度として前記プラネタリキャリヤの回転速度を検出する第１の検出手段と、
第２回転速度として前記プラネタリギヤに噛合されたギヤの回転速度を検出する第２の検出手段とを備え、
前記制御手段は、前記プラネタリキャリヤを固定とした場合に減速側となる減速側ギヤから前記プラネタリキャリヤへとトルク伝達される状態において、前記第１回転速度よりも前記第２回転速度として検出された前記増速側ギヤの回転速度が速い場合、又は前記第１回転速度よりも前記第２回転速度として検出された前記減速側ギヤの回転速度が遅い場合には、前記モータトルクを低減する補正を行うこと、を特徴とする駆動力配分装置。
請求項１に記載の駆動力配分装置において、
前記遊星歯車機構の構成要素のうち、プラネタリギヤに噛合される二つのギヤは、一方が外歯を有し他方が内歯を有するものであり、前記モータは、前記プラネタリギヤに噛合される二つのギヤのうち、前記プラネタリギヤを自転及び公転可能に支承するプラネタリキャリヤを固定とした場合に減速側となる減速側ギヤに駆動連結されるものであって、
第１回転速度として前記プラネタリキャリヤの回転速度を検出する第１の検出手段と、
第２回転速度として前記プラネタリギヤに噛合されたギヤの回転速度を検出する第２の検出手段とを備え、
前記制御手段は、前記プラネタリキャリヤを固定とした場合に増速側となる増速側ギヤから前記プラネタリキャリヤへとトルク伝達される状態において、前記第１回転速度よりも前記第２回転速度として検出された前記増速側ギヤの回転速度が速い場合、又は前記第１回転速度よりも前記第２回転速度として検出された前記減速側ギヤの回転速度が遅い場合には、前記モータトルクを増加する補正を行うこと、を特徴とする駆動力配分装置。