JP2018105325A - Abnormality detection device for right and left wheel driving device, abnormality detection method and vehicle with this abnormality detection device - Google Patents
Abnormality detection device for right and left wheel driving device, abnormality detection method and vehicle with this abnormality detection device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018105325A JP2018105325A JP2016249138A JP2016249138A JP2018105325A JP 2018105325 A JP2018105325 A JP 2018105325A JP 2016249138 A JP2016249138 A JP 2016249138A JP 2016249138 A JP2016249138 A JP 2016249138A JP 2018105325 A JP2018105325 A JP 2018105325A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotational speed
- abnormality detection
- gear
- speed difference
- abnormality
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 title claims abstract description 138
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 66
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 40
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 20
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 7
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 33
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 33
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 33
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 16
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 13
- 230000008859 change Effects 0.000 description 9
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 5
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 4
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 4
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 3
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Arrangement And Mounting Of Devices That Control Transmission Of Motive Force (AREA)
- Motor Power Transmission Devices (AREA)
- Retarders (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
この発明は、独立した二つの駆動源から発生した駆動トルクを、左右の駆動輪にトルク差を増幅して伝達する左右輪駆動装置の異常検出装置、異常検出方法およびこの異常検出装置を備えた車両に関する。 The present invention includes an abnormality detection device, an abnormality detection method, and an abnormality detection device for a left and right wheel drive device that amplifies a torque difference and transmits drive torque generated from two independent drive sources to left and right drive wheels. Regarding vehicles.
車両のスムーズな旋回走行の実現または、極端なアンダーステア、極端なオーバーステア等の車両の挙動変化を抑制するために、左右の駆動輪の間に大きな駆動トルクの差を発生させることが有効な場合がある。そこで、二つの駆動源と左右の駆動輪との間に、遊星歯車機構を二つ組み合わせた歯車装置を備え、トルクの差を増幅した左右輪駆動装置が開示されている(特許文献1,2)。歯車装置の遊星歯車機構は、二つの駆動源のトルク差を増幅して左右の駆動輪に伝達すると共に、左右の駆動輪の回転速度差を吸収する機能を有している。
When it is effective to generate a large driving torque difference between the left and right drive wheels in order to achieve smooth turning of the vehicle or to suppress changes in vehicle behavior such as extreme understeer or extreme oversteer There is. Therefore, a left and right wheel drive device is disclosed that includes a gear device in which two planetary gear mechanisms are combined between two drive sources and left and right drive wheels, and amplifies the difference in torque (
左右の駆動輪の回転速度差を吸収する機構として、差動歯車装置が広く知られている。差動歯車装置は、駆動源で発生したトルクを左右の駆動輪に伝達するが、歯車の歯に異常が発生するとトルクを伝達することができなくなり、最悪の場合は車両の走行に支障が起きる可能性がある。そのため、歯車の歯の異常を早期に検出する技術が開示されている(特許文献3)。特許文献3では、駆動輪の回転速度と従動輪の回転速度の差を算出し、回転速度の差が周期的に規定値を超えている場合に異常が発生していると判定する。 A differential gear device is widely known as a mechanism for absorbing a difference in rotational speed between the left and right drive wheels. The differential gear device transmits the torque generated by the drive source to the left and right drive wheels. However, if an abnormality occurs in the gear teeth, the torque cannot be transmitted. In the worst case, the vehicle travels. there is a possibility. For this reason, a technique for detecting an abnormality in gear teeth at an early stage is disclosed (Patent Document 3). In Patent Document 3, the difference between the rotational speed of the driving wheel and the rotational speed of the driven wheel is calculated, and it is determined that an abnormality has occurred when the rotational speed difference periodically exceeds a specified value.
差動歯車装置において歯車の歯に異常が発生した場合、動力源のトルクは左右の駆動輪に伝わらず、いわゆるトルク抜けの状態になるおそれがある。一方、前記左右輪駆動装置において、例えば、一方の遊星歯車機構のリングギヤの歯に異常が発生した場合、一方の駆動源のトルクのみが伝わらない状態となり、他方の駆動源とのトルク差が歯車装置によって増幅されて左右の駆動輪に伝達される。他の歯車でも同様に、歯車に異常が発生してトルクが伝わらないと、左右の駆動輪にはトルク差が生じる。 When an abnormality occurs in the gear teeth in the differential gear device, the torque of the power source may not be transmitted to the left and right drive wheels, and a so-called torque loss state may occur. On the other hand, in the left and right wheel drive device, for example, when an abnormality occurs in the teeth of the ring gear of one planetary gear mechanism, only the torque of one drive source is not transmitted, and the torque difference from the other drive source becomes a gear difference. It is amplified by the device and transmitted to the left and right drive wheels. Similarly, in the other gears, if an abnormality occurs in the gears and torque is not transmitted, a torque difference is generated between the left and right drive wheels.
特許文献3では、駆動輪と従動輪の回転速度差から歯車の異常を検出するが、この特許文献3の技術を前記左右輪駆動装置に適用した場合、左右で検出感度に差が生じる可能性がある。また、異常発生の初期では、駆動輪と従動輪の回転速度の差が小さいため、歯車の異常を精度良く検出することが難しい。 In Patent Document 3, the abnormality of the gear is detected from the difference in rotational speed between the driving wheel and the driven wheel. However, when the technique of Patent Document 3 is applied to the left and right wheel driving device, there is a possibility that a difference in detection sensitivity occurs between the left and right. There is. In addition, since the difference in rotational speed between the driving wheel and the driven wheel is small at the initial stage of occurrence of the abnormality, it is difficult to accurately detect the abnormality of the gear.
この発明の目的は、歯車装置の歯車の異常を異常発生の初期から精度良く検出することができる左右輪駆動装置の異常検出装置、異常検出方法およびこの異常検出装置を備えた車両を提供することである。 An object of the present invention is to provide an abnormality detection device, an abnormality detection method for a left and right wheel drive device that can accurately detect an abnormality in a gear of a gear device from the initial stage of the occurrence of the abnormality, and a vehicle including the abnormality detection device. It is.
この発明の左右輪駆動装置1の異常検出装置68は、車両に搭載され独立して制御可能な二つの駆動源2L,2Rと、これら二つの駆動源2L,2Rと左右の駆動輪61L,61Rとの間に設けられ、前記二つの駆動源2L,2Rから与えられるトルクの差を増幅し前記左右の駆動輪61L,61Rにそれぞれ伝達する減速装置3L,3Rと、を備えた左右輪駆動装置の異常検出装置において、
前記減速装置3L,3Rは二つの遊星歯車機構30L,30Rを有する歯車装置30を備え、
前記異常検出装置68は、
前記左右の駆動輪61L,61Rの回転速度差を算出する回転速度差算出手段74と、
この回転速度差算出手段74により算出された回転速度差に基づいて前記歯車装置30に異常が生じているか否かを判定する判定手段76と、を有する。
The
The
The
A rotational speed difference calculating means 74 for calculating a rotational speed difference between the left and
Determining means 76 for determining whether or not an abnormality has occurred in the
この構成によると、回転速度差算出手段74は、左右の駆動輪61L,61Rの回転速度差を算出する。判定手段76は、算出された回転速度差に基づいて歯車装置30に異常が生じているか否かを判定する。歯車装置30に異常が発生している場合、二つの駆動源2L,2Rが等しい大きさのトルクを出力していても、左右の駆動輪61L,61Rには、歯車の異常部位に応じた周期的なトルク差が生じる。このため、一方の駆動輪61L(61R)のトルクは周期的に増加し、他方の駆動輪61R(61L)のトルクは周期的に減少する。そのため、駆動輪の回転速度は、左右の駆動輪61L,61Rで互いに逆方向に周期的な変化が生じることになる。よって、左右の駆動輪61L,61Rの回転速度差を計算することで、駆動輪61L,61Rの回転速度変化をより強調することができる。したがって、歯車装置30の歯車の異常発生の初期においても精度良く異常を検出することができる。
According to this configuration, the rotational speed difference calculating means 74 calculates the rotational speed difference between the left and
前記回転速度差を、基準となる基準回転速度差を用いて補正する補正手段75を備え、前記判定手段76は、前記補正手段75で補正された回転速度差を用いて前記歯車装置30に異常が生じているか否かを判定しても良い。
前記補正手段75における基準回転速度差は、前記車両における左右の従動輪62L,62Rの回転速度差に基づく値であっても良い。
この場合、補正手段75は、左右の駆動輪61L,61Rの回転速度差を、左右の従動輪62L,62Rの回転速度差に基づく値である基準回転速度差を用いて補正する。基準回転速度差として、周期的な回転速度変化が略無い左右の従動輪62L,62Rの回転速度差に基づく値を採用する。このような基準回転速度差を用いて左右の駆動輪61L,61Rの回転速度差を補正することで、旋回等による回転速度差への影響を補正することができる。これにより、歯車装置30の歯車の異常発生の初期から精度良く異常を検出することができる。
Compensation means 75 for correcting the rotational speed difference using a reference rotational speed difference as a reference is provided, and the determination means 76 uses the rotational speed difference corrected by the correction means 75 to cause an abnormality in the
The reference rotational speed difference in the correcting means 75 may be a value based on the rotational speed difference between the left and right driven
In this case, the correction means 75 corrects the rotational speed difference between the left and
前記補正手段75は、前記従動輪62L,62Rの左右の回転速度から駆動輪位置での回転速度差を計算し、この駆動輪位置での回転速度差を前記基準回転速度差としても良い。この場合、車輪位置の違いによる影響を低減することができ、歯車装置30の異常をより精度良く検出することができる。
The correction means 75 may calculate a rotational speed difference at the drive wheel position from the left and right rotational speeds of the driven
前記補正手段75における基準回転速度差は、車両モデルMdから少なくとも車速とハンドル角を用いて算出される左右の駆動輪61L,61Rの回転速度差に基づく値であっても良い。前記車両モデルMdとしては、平面二自由度モデル等を適用し得る。この構成によると、車両モデルMdを用いて基準回転速度差を求めることで、車輪位置の違いによる影響を低減することができる。したがって、歯車装置30の異常をより精度良く検出することができる。
The reference rotational speed difference in the correcting means 75 may be a value based on the rotational speed difference between the left and
前記判定手段76は、前期回転速度差算出手段74により算出された回転速度差が周期的に閾値以上となるとき、前期歯車装置30に異常が生じていると判定しても良い。
前記閾値は、設計等によって任意に定める閾値であって、例えば、試験およびシミュレーションのいずれか一方または両方等により適切な閾値を求めて定められる。
The
The threshold value is a threshold value arbitrarily determined by design or the like, and is determined by obtaining an appropriate threshold value by one or both of testing and simulation, for example.
前記駆動源2L,2Rを制御する制御装置67を備え、前記判定手段76による異常検出後、前記駆動源2L,2Rの出力を制限する出力制限手段79を前記制御装置67に備えても良い。この場合、車両の走行に支障が生じることを未然に防止することができる。
The
この発明の左右輪駆動装置の異常検出方法は、前記いずれかに記載の左右輪駆動装置の異常検出装置を用いた異常検出方法であって、
前記左右の駆動輪61L,61Rの回転速度差を算出する回転速度差算出ステップと、
この回転速度差算出ステップにより算出された回転速度差に基づいて、前記歯車装置30に異常が生じているか否かを判定する判定ステップとを含む。
この構成によると、回転速度差算出ステップでは、左右の駆動輪61L,61Rの回転速度差を算出する。次に、判定ステップにおいて、出された回転速度差に基づいて、前記歯車装置30に異常が生じているか否かを判定する。このように左右の駆動輪61L,61Rの回転速度差を計算することで、駆動輪61L,61Rの回転速度変化をより強調することができる。したがって、歯車装置30の歯車の異常発生の初期においても精度良く異常を検出することができる。
The abnormality detection method of the left and right wheel drive device of the present invention is an abnormality detection method using the abnormality detection device of the left and right wheel drive device according to any one of the above,
A rotational speed difference calculating step for calculating a rotational speed difference between the left and
A determination step of determining whether or not an abnormality has occurred in the
According to this configuration, in the rotational speed difference calculating step, the rotational speed difference between the left and
この発明の車両は、いずれかの左右輪駆動装置1の異常検出装置68を備えている。この場合、歯車装置30の歯車の異常を異常発生の初期から精度良く検出することで、車両を自走により退避場所または修理工場等に移動させることができる。
The vehicle according to the present invention includes the
この発明の左右輪駆動装置の異常検出装置は、車両に搭載され独立して制御可能な二つの駆動源と、これら二つの駆動源と左右の駆動輪との間に設けられ、前記二つの駆動源から与えられるトルクの差を増幅し前記左右の駆動輪にそれぞれ伝達する減速装置と、を備えた左右輪駆動装置の異常検出装置において、前記減速装置は二つの遊星歯車機構を有する歯車装置を備え、前記異常検出装置は、前記左右の駆動輪の回転速度差を算出する回転速度差算出手段と、この回転速度差算出手段により算出された回転速度差が、周期的に閾値以上となるとき、前記歯車装置に異常が生じていると判定する判定手段と、を有する。このため、歯車装置の歯車の異常を異常発生の初期から精度良く検出することができる。 An abnormality detection device for a left and right wheel drive device according to the present invention includes two drive sources mounted on a vehicle and independently controllable, and provided between the two drive sources and the left and right drive wheels. An abnormality detection device for a left and right wheel drive device comprising: a reduction device that amplifies a difference in torque applied from a source and transmits the amplified difference to the left and right drive wheels, respectively, wherein the reduction device is a gear device having two planetary gear mechanisms. The abnormality detection device includes: a rotational speed difference calculating unit that calculates a rotational speed difference between the left and right drive wheels; and the rotational speed difference calculated by the rotational speed difference calculating unit periodically exceeds a threshold value. Determining means for determining that an abnormality has occurred in the gear device. For this reason, the abnormality of the gear of the gear device can be detected with high accuracy from the initial stage of occurrence of the abnormality.
この発明の左右輪駆動装置の異常検出方法は、いずれかの左右輪駆動装置の異常検出装置を用いた異常検出方法であって、前記左右の駆動輪の回転速度差を算出する回転速度差算出ステップと、この回転速度差算出ステップにより算出された回転速度差に基づいて、前記歯車装置に異常が生じているか否かを判定する判定ステップとを含むため、歯車装置の歯車の異常を異常発生の初期から精度良く検出することができる。 An abnormality detection method for a left and right wheel drive device according to the present invention is an abnormality detection method using an abnormality detection device for any one of left and right wheel drive devices, and calculates a difference in rotation speed between the left and right drive wheels. And a determination step for determining whether an abnormality has occurred in the gear device based on the rotational speed difference calculated in the rotational speed difference calculating step. Can be detected with high accuracy from the initial stage.
この発明の車両は、いずれかの左右輪駆動装置の異常検出装置を備えているため、歯車装置の歯車の異常を異常発生の初期から精度良く検出することができ、車両を自走により退避場所または修理工場等に移動させることができる。 Since the vehicle according to the present invention includes the abnormality detection device for any of the left and right wheel drive devices, it is possible to accurately detect an abnormality in the gears of the gear device from the beginning of the occurrence of the abnormality, and the vehicle is retracted by self-running. Or it can be moved to a repair shop.
この発明の実施形態に係る左右輪駆動装置の異常検出装置を図1ないし図10と共に説明する。以下の説明は、左右輪駆動装置の異常検出方法についての説明も含む。図1は、この左右輪駆動装置の異常検出装置が搭載された車両(電気自動車)の概念構成を示すブロック図である。この車両は、後輪駆動方式であり、シャーシ60、後輪である駆動輪61L,61R、前輪である従動輪62L,62R、左右輪駆動装置1、上位ECU66、制御装置67、バッテリ63、インバータ装置64、異常検出装置68、操舵角センサ69および回転速度センサ70,71,72,73等を備える。
An abnormality detection device for a left and right wheel drive device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The following description also includes a description of an abnormality detection method for the left and right wheel drive device. FIG. 1 is a block diagram showing a conceptual configuration of a vehicle (electric vehicle) on which the abnormality detection device for the left and right wheel drive device is mounted. This vehicle is a rear wheel drive system, and includes a
左右輪駆動装置1は、第1,第2電動モータ2L,2Rと、歯車装置30を有する左右の減速装置3L,3Rとを備えている。第1,第2電動モータ2L,2Rは、車両に搭載され独立して制御可能な二つの駆動源である。歯車装置30は、第1,第2電動モータ2L,2Rと駆動輪61L,61Rとの間に設けられる。
The left and right
<制御系の基本構成について>
上位ECU66は、制御装置67の上位の制御手段であり、例えば、車両全般の統括制御および協調制御を行う機能と、左右の駆動輪61L,61Rの制駆動トルク指令値を生成する機能とを有する。上位ECU66は、図示外のアクセル操作部の出力する加速指令と、図示外のブレーキ操作部の出力する減速指令と、操舵角センサ69等の出力する旋回指令とから、左右の制駆動トルク指令値を生成する。
<Basic configuration of control system>
The
制御装置67は、上位ECU66から与えられた左右の制駆動トルク指令値に基づいて、インバータ装置64にモータトルク指令値を与える。これにより第1,第2電動モータ2L,2Rは個別に制御される。インバータ装置64は、バッテリ63の直流電力を第1,第2電動モータ2L,2Rの駆動のための交流電力に変換する。インバータ装置64は、第1,第2電動モータ2L,2Rが出力するトルクがモータトルク指令値と等しくなるように、バッテリ63から供給される電流を制御し第1,第2電動モータ2L,2Rを駆動する。左右輪駆動装置1からの出力は等速ジョイントを介して左右の駆動輪61L,61Rに伝達される。
The
<左右輪駆動装置1>
<<第1,第2電動モータ2L,2Rについて>>
この実施形態では、左右輪駆動装置1における第1,第2電動モータ2L,2Rは、同一の最大出力を有する同一規格の電動モータを用いている。
図2に示すように、第1,第2電動モータ2L,2Rは、モータハウジング4L,4Rと、ステータ6,6と、ロータ5,5とを有する。第1,第2電動モータ2L,2Rは、モータハウジング4L,4Rの内周面にステータ6,6が設けられ、各ステータ6の内周に間隔を隔ててロータ5を設けたラジアルギャップタイプである。
<Left and right
<< About the first and second
In this embodiment, the first and second
As shown in FIG. 2, the first and second
モータハウジング4L,4Rは、円筒形のモータハウジング本体4aL,4aRと、外側壁4bL,4bRと、内側壁4cL,4cRとを有する。外側壁4bL,4bRは、モータハウジング本体4aL,4aRにおけるアウトボード側の外側面を閉塞する。内側壁4cL,4cRは、モータハウジング本体4aL,4aRにおけるインボード側の内側面に設けられ、減速装置3L,3Rと隔てる隔壁を成す。内側壁4cL,4cRには、各モータ軸5aをインボード側に引き出す開口部が設けられている。なおこの明細書において、左右輪駆動装置1が車両に搭載された状態で車両の車幅方向の外側寄りとなる側をアウトボード側と呼び、車両の車幅方向の中央寄りとなる側をインボード側と呼ぶ。
The
モータハウジング本体4aL,4aRに内周面に、ステータ6,6が嵌合固定されている。ロータ5は、モータ軸5aを中心部に有する。内側壁4cL,4cRと外側壁4bL,4bRには、転がり軸受8a,8bが設けられている。各モータ軸5aは、モータハウジング4L,4Rに転がり軸受8a,8bを介して回転自在に支持されている。左右のモータ軸5a,5aは同一軸心上(同軸)に設けられている。
The stators 6 and 6 are fitted and fixed to the inner peripheral surfaces of the motor housing main bodies 4aL and 4aR. The
<<減速装置3について>>
減速装置3は左右の減速装置3L,3Rを備え、減速装置3L,3Rは、ハウジング9と、入力歯車軸12L,12Rと、中間歯車軸13L,13Rと、出力歯車軸14L,14Rと、歯車装置30(図3)とを有する。減速装置3L,3Rは、第1,第2電動モータ2L,2Rのモータ軸5aから入力されたトルク(駆動トルク)の差を歯車装置30(図3)で増幅し、駆動輪61L,61Rへと伝達する装置である。
<< About the reduction gear 3 >>
The speed reduction device 3 includes left and right
ハウジング9は、これらの歯車軸および歯車装置30(図3)を収容する。ハウジング9は、三ピースに分割された構造である。具体的に、ハウジング9は、中央ハウジング9aと、この中央ハウジング9aの両側面に固定される左右の側面ハウジング9bL,9bRとを有する。側面ハウジング9bL,9bRのアウトボード側の側面と、内側壁4cL,4cRとが、複数のボルトで固定される。これにより、ハウジング9の左右両端に二台の電動モータ2L,2Rが固定される。
The
中央ハウジング9aには、中央に仕切り壁11が設けられている。ハウジング9は、仕切り壁11によって左右に二分割され、左右の減速装置3L,3Rの本体部を収容する。この本体部は、左右対称形であり、入力歯車軸12L,12Rと、中間歯車軸13L,13Rと、出力歯車軸14L,14Rと、歯車装置30(図3)とを備えている。
A
入力歯車軸12L,12Rは、モータ軸5aから動力が伝達される入力歯車12aを有する。仕切り壁11に形成された軸受嵌合穴と、左右の側面ハウジング9bL,9bRに形成された軸受嵌合穴に、転がり軸受17a,17bが設けられている。入力歯車軸12L,12Rの両端は、ハウジング9に転がり軸受17a,17bを介して回転自在に支持されている。入力歯車軸12L,12Rは中空構造である。この入力歯車軸12L,12Rの中空内部に、各モータ軸5aのインボード側の端部が挿入されている。入力歯車軸12L,12Rと各モータ軸5aとは、スプライン(「セレーション」も含む。以下のスプラインについても同様に「セレーション」を含む。)結合されている。
The
図3に示すように、左右の中間歯車軸13L,13Rは、同軸に配置されている。中間歯車軸13L,13Rは、入力歯車12a,12aに噛み合う大径の入力側外歯車13a,13aと、後述する出力歯車14a,14aに噛み合う出力側小径歯車13b,13bとを有する。仕切り壁11に形成された軸受嵌合穴19aと、左右の側面ハウジング9bL,9bRに形成された軸受嵌合穴19bに、転がり軸受20a,20bが設けられている。中間歯車軸13L,13Rの両端は、ハウジング9に転がり軸受20a,20bを介して回転自在に支持されている。軸受嵌合穴19a,19bは、転がり軸受20a,20bの外輪端面が当接する段付き形状であり、後述する第1,第2の結合部材31,32が通るように貫通している。
As shown in FIG. 3, the left and right
中間歯車軸13L,13Rには、この中間歯車軸13L,13Rと同軸に歯車装置30が組み込まれている。歯車装置30は、二つの電動モータ2L,2R(図2)から与えられるトルク(駆動トルク)の差を増幅する。この歯車装置30は、3要素2自由度の二つの遊星歯車機構30L,30Rを備える。遊星歯車機構30L,30Rには、この例では、シングルピニオン遊星歯車機構が採用されている。二つの遊星歯車機構30L,30Rは同軸に設けられている。
A
遊星歯車機構30L,30Rは、リングギヤRL,RRと、サンギヤSL,SRと、プラネタリギヤPL,PRと、遊星キャリアCL,CRと、第1,第2の結合部材31,32とを有する。リングギヤRL,RRは、中間歯車軸13L,13Rの入力側外歯車13a,13aにそれぞれ組み込まれた内歯車である。サンギヤSL,SRは、リングギヤRL,RRと同軸に設けられた太陽歯車である。プラネタリギヤPL,PRは、リングギヤRL,RRとサンギヤSL,SRに噛み合う公転歯車である。遊星キャリアCL,CRは、プラネタリギヤPL,PRに連結され、リングギヤRL,RRと同軸に設けられている。遊星キャリアCL,CRには、中間歯車軸13L,13Rの出力側小径歯車13b,13bが連結されている。
第1の結合部材31は、図3左側の遊星歯車機構30Lの構成部材である一方の遊星キャリアCLと、図3右側の遊星歯車機構30Rの構成部材である他方のサンギヤSRとを結合する。第2の結合部材32は、図3左側の遊星歯車機構30Lの構成部材である一方のサンギヤSLと、図3右側の遊星歯車機構30Rの構成部材である他方の遊星キャリアCRとを結合する。
The
遊星キャリアCL,CRは、プラネタリギヤPL,PRを支持するキャリアピン33と、アウトボード側のキャリアフランジ34aと、インボード側のキャリアフランジ34bとを有する。プラネタリギヤPL,PRは、針状ころ軸受37を介してキャリアピン33に支持されている。アウトボード側のキャリアフランジ34aは、キャリアピン33のアウトボード側端部に連結されている。インボード側のキャリアフランジ34bは、キャリアピン33のインボード側端部に連結されている。
Planet carrier C L, C R has planetary gears P L, a
アウトボード側のキャリアフランジ34aは、アウトボード側に延びる中空軸部35を備える。この中空軸部35のアウトボード側の端部が、側面ハウジング9bL,9bRに形成された軸受嵌合穴に転がり軸受20bを介して支持されている。インボード側のキャリアフランジ34bは、インボード側に延びる中空軸部36を備える。この中空軸部36のインボード側の端部が、仕切り壁11に形成された軸受嵌合穴に転がり軸受20aを介して支持されている。各キャリアフランジ34a,34bの外周面とリングギヤRL,RRとの間には、転がり軸受39a,39bが設けられている。
The
二つの遊星歯車機構30L,30Rを互いに連結している第1,第2の結合部材31,32は、中央ハウジング9aを左右に仕切る仕切り壁11を貫通して組み込まれている。第1,第2の結合部材31,32は、互いに同軸に位置して、それぞれスラスト軸受47によりアキシアル方向に回転自在に支持され、かつ深溝玉軸受49によりラジアル方向に回転自在に支持される。さらに第1,第2の結合部材31,32間には、軸受47,49とは別の軸受45,46,スラスト軸受48が設けられている。別の軸受45,46として、それぞれ針状ころ軸受が適用されている。第2の結合部材32が中空軸を有し、第1の結合部材31が前記中空軸に挿通される軸を有する。
The first and
第2の結合部材32における図3右側のアウトボード側の外周面と、遊星キャリアCRにおけるインボード側のキャリアフランジ34bの中空軸部36とに互いに噛み合うスプラインが設けられている。よって、第2の結合部材32は、遊星キャリアCRに対しスプライン嵌合により連結されている。したがって、第2の回転部材である遊星キャリアCRは、第2の結合部材32と一体となって回転する。
And the outer circumferential surface of the right side in FIG. 3 on the outboard side, spline meshing with each other in the
第1の結合部材31における図3左側のアウトボード側の外周面と、遊星キャリアCLにおけるアウトボード側のキャリアフランジ34aの中空軸部35とに互いに噛み合うスプラインが設けられている。よって、第1の結合部材31は、遊星キャリアCLに対しスプライン嵌合により連結されている。したがって、第1の回転部材である遊星キャリアCLは、第1の結合部材31と一体となって回転する。
And the outer circumferential surface of the left side of FIG. 3 on the outboard side, spline meshing with each other in the
前述のように、第1,第2の結合部材31,32が、遊星キャリアCL,CRに対しスプライン嵌合により連結されているため、二つの遊星歯車機構30L,30Rは左右に分割可能となり、三ピース構造のハウジング9に他の減速歯車軸と共に左右から組み込み可能である。第2の結合部材32における遊星キャリアCL側の端部は、その外周面に、図3左側の遊星歯車機構30LのサンギヤSLを構成する外歯車が形成されている。このサンギヤSLを構成する外歯車がプラネタリギヤPLと噛み合う。
As described above, first,
第1の結合部材31は、図3右側の遊星歯車機構30R側の端部に大径部43を有する。この大径部43の外周面に、図3右側の遊星歯車機構30RのサンギヤSRを構成する外歯車が形成されている。このサンギヤSRを構成する外歯車がプラネタリギヤPRと噛み合う。第2の結合部材32の軸方向両端には、スラスト軸受47,48が設けられている。これらスラスト軸受47,48により、第1,第2の結合部材31,32と遊星キャリアCL,CRとのスプライン嵌合部の摺動による軸方向移動が規制される。
第1の結合部材31は、図3右側の端部が、遊星キャリアCRに対して深溝玉軸受49によって支持されている。第1の結合部材31の軸心には、給油穴が設けられている。
The
The
図2に示すように、出力歯車軸14L,14Rは、大径の出力歯車14aを有する。仕切り壁11に形成された軸受嵌合穴と、左右の側面ハウジング9bL,9bRに形成された軸受嵌合穴に、転がり軸受54a,54bが設けられている。出力歯車軸14L,14Rは、ハウジング9に転がり軸受54a,54bを介して回転自在に支持されている。
As shown in FIG. 2, the
出力歯車軸14L,14Rのアウトボード側の端部は、側面ハウジング9bL,9bRに形成された開口部からハウジング9の外側に引き出されている。引き出された出力歯車軸14L,14Rのアウトボード側の端部の外周面に、等速ジョイント65aの外側継手部がスプライン結合されている。各等速ジョイント65aは、図示外の中間シャフト等を介して駆動輪61L,61R(図1)に接続されている。
Outboard end portions of the
図4は、この左右輪駆動装置を示すスケルトン図である。図5は、この左右輪駆動装置を搭載した電気自動車の説明図である。図4および図5に示すように、左右の電動モータ2L,2Rは、制御装置67(図1)により個別に制御され、異なるトルクを発生させて出力し得る。
FIG. 4 is a skeleton diagram showing the left and right wheel drive device. FIG. 5 is an explanatory diagram of an electric vehicle equipped with the left and right wheel drive device. As shown in FIGS. 4 and 5, the left and right
電動モータ2L,2Rのトルクは、減速装置3L,3Rの入力歯車軸12L,12Rの入力歯車12aと、中間歯車軸13L,13Rの大径の入力側外歯車13aとの歯数比で増大されて、歯車装置30のリングギヤRL,RRに伝達される。そして、歯車装置30により左右のトルク差が増幅され、出力側小径歯車13bへとトルクが伝達される。さらに出力側小径歯車13bと出力歯車14aとの歯数比でトルクがさらに増幅されて、駆動輪61L,61Rに出力される。
The torque of the
歯車装置30における遊星歯車機構30L,30Rは、同軸に設けられたサンギヤSL,SRおよびリングギヤRL,RRと、これらサンギヤSL,SRとリングギヤRL,RRとの間に位置するプラネタリギヤPL,PRと、プラネタリギヤPL,PRを回動可能に支持しサンギヤSL,SRおよびリングギヤRL,RRと同軸に設けられた遊星キャリアCL,CRとを有する。ここで、サンギヤSL,SRとプラネタリギヤPL,PRは外周にギヤ歯を有する外歯歯車であり、リングギヤRL,RRは内周にギヤ歯を有する内歯歯車である。プラネタリギヤPL,PRはサンギヤSL,SRとリングギヤRL,RRとに噛み合っている。
遊星歯車機構30L,30Rでは、遊星キャリアCL,CRを固定した場合にサンギヤSL,SRとリングギヤRL,RRとが逆方向に回転する。このため、図6に示す速度線図に表すと、リングギヤRL,RRおよびサンギヤSL,SRが遊星キャリアCL,CRに対して反対側に配置される。
図4および図5に示すように、電動モータ2Lで発生したトルクTM1は、入力歯車軸12Lから中間歯車軸13Lに伝達される。この中間歯車軸13Lに伝達されたトルクは、歯車装置30により左右のトルク差が増幅され、遊星歯車機構30Lを介して順次、中間歯車軸13Lの出力側小径歯車13b、出力歯車14a、出力歯車軸14Lに伝達される。出力歯車軸14Lから駆動輪61Lに駆動トルクTL(図6)が出力される。
As shown in FIGS. 4 and 5, the torque TM1 generated by the
電動モータ2Rで発生したトルクTM2は、入力歯車軸12Rから中間歯車軸13Rに伝達される。この中間歯車軸13Rに伝達されたトルクは、歯車装置30により左右のトルク差が増幅され、遊星歯車機構30Rを介して順次、中間歯車軸13Rの出力側小径歯車13b、出力歯車14a、出力歯車軸14Rに伝達される。出力歯車軸14Rから駆動輪61Rに駆動トルクTR(図6)が出力される。
Torque TM2 generated by the
<駆動トルク等について>
ここで、歯車装置30によって伝達される駆動トルクについて、図6に示す速度線図を用いて説明する。歯車装置30は、二つの同一のシングルピニオン遊星歯車機構30L,30Rを組み合わせて構成されるため、同図6に示すように二本の速度線図によって表すことができる。ここでは、分かりやすいように、二本の速度線図を上下にずらし、図6上側に一方の遊星歯車機構30Lの速度線図を示し、図6下側に他方の遊星歯車機構30Rの速度線図を示す。
<About driving torque>
Here, the driving torque transmitted by the
本来は、図5に示すように、各電動モータ2L,2Rから出力されたトルクTM1およびTM2は、各入力歯車軸12L,12Rの入力歯車12aと噛み合う入力側外歯車13aを介して、各リングギヤRL,RRに入力されるため、減速比が掛かる。また、歯車装置30が出力された駆動トルクTL,TRは、出力歯車14aと噛み合う出力側小径歯車13bを介して、左右の駆動輪61L,61Rへ伝達されるため、減速比が掛かる。
この左右輪駆動装置にはこれらの減速比が掛かるが、以降、理解を容易にするため、図6に示すように、速度線図および各計算式の説明においては減速比を省略し、各リングギヤRL,RRに入力されるトルクをTM1,TM2のままとし、駆動トルクはTL,TRのままとする。
Originally, as shown in FIG. 5, the torques TM1 and TM2 output from the
These left and right wheel drive devices are applied with these reduction ratios, but for the sake of easy understanding, hereinafter, as shown in FIG. The torque input to R L and R R remains TM1 and TM2, and the drive torque remains TL and TR.
二つのシングルピニオン遊星歯車機構30L,30Rは、同一の歯数の歯車要素を使用しているため、速度線図においては、リングギヤRLと遊星キャリアCLとの距離およびリングギヤRRと遊星キャリアCRとの距離は等しく、この距離を「a」とする。また、サンギヤSLと遊星キャリアCLとの距離およびサンギヤSRと遊星キャリアCRとの距離も等しく、この距離を「b」とする。
Two single-pinion
遊星キャリアCL,CRからリングギヤRL,RRまでの長さと遊星キャリアCL,CRからサンギヤSL,SRまでの長さの比は、リングギヤRL,RRの歯数Zrの逆数(1/Zr)とサンギヤSL,SRの歯数Zsの逆数(1/Zs)との比と等しい。よって、a=(1/Zr)、b=(1/Zs)である。 Planet carrier C L, the ring gear from the C R R L, R length to R and planet carrier C L, the sun gear from the C R S L, the ratio of length to S R is the ring gear R L, the number of teeth of the R R Zr equal the reciprocal of (1 / Zr) and the sun gear S L, and the ratio of the reciprocal of the number of teeth Zs of S R (1 / Zs). Therefore, a = (1 / Zr) and b = (1 / Zs).
RRの点を基準にしたモーメントMの釣り合いから下記式(1)が算出される。なお図6において、図中矢印方向Mがモーメントの正方向である。
a・TR+(a+b)・TL−(b+2a)・TM1=0 …(1)
RLの点を基準にしたモーメントMの釣り合いから下記式(2)が算出される。
−a・TL−(a+b)・TR+(b+2a)・TM2=0 …(2)
The following formula (1) is calculated from the balance of moment M with reference to the point of R R. In FIG. 6, the arrow direction M in the figure is the positive direction of the moment.
a * TR + (a + b) * TL- (b + 2a) * TM1 = 0 (1)
The following equation (2) is calculated from the balance of moment M with reference to point RL .
-A.TL- (a + b) .TR + (b + 2a) .TM2 = 0 (2)
(1)式+(2)式より、下記式(3)が得られる。
−b・(TR−TL)+(2a+b)・(TM2−TM1)=0
(TR−TL)=((2a+b)/b)・(TM2−TM1) …(3)
式(3)の(2a+b)/bがトルク差増幅率αとなる。a=1/Zr、b=1/Zsを代入すると、α=(Zr+2Zs)/Zrとなり、下記のトルク差増幅率αが得られる。
α=(Zr+2Zs)/Zr
The following formula (3) is obtained from the formula (1) + the formula (2).
-B. (TR-TL) + (2a + b). (TM2-TM1) = 0
(TR-TL) = ((2a + b) / b). (TM2-TM1) (3)
(2a + b) / b in Expression (3) is the torque difference amplification factor α. When a = 1 / Zr and b = 1 / Zs are substituted, α = (Zr + 2Zs) / Zr, and the following torque difference amplification factor α is obtained.
α = (Zr + 2Zs) / Zr
この例では、電動モータ2L,2R(図5)からの入力は、RL,RRとなり、駆動輪61L,61R(図5)への出力はSR+CL,SL+CRとなる。
図5および図6に示すように、第1の結合部材31と第2の結合部材32の回転速度の差が小さい場合、二つの電動モータ2L,2Rで異なるトルクTM1,TM2を発生させて入力トルク差ΔTIN(=(TM1−TM2))を与えると、歯車装置30において入力トルク差ΔTINが増幅され、入力トルク差ΔTINよりも大きな駆動トルク差α・ΔTINを得ることができる。
In this example, the input from the
As shown in FIGS. 5 and 6, when the difference in rotational speed between the
すなわち、入力トルク差ΔTINが小さくても、歯車装置30において前記トルク差増幅率α(=(Zr+2Zs)/Zr)で入力トルク差ΔTINを増幅することができる。よって、左駆動輪61Lと右駆動輪61Rとに伝達される駆動トルクTL,TRに、入力トルク差ΔTINよりも大きな駆動トルク差ΔTOUT(=α・(TM2−TM1))を与えることができる。
また、左右の駆動輪61L,61Rの回転速度が等しい場合、歯車装置30内の二つの結合要素には相対回転が生じないが、左右の駆動輪61L,61Rの回転速度が異なる場合、歯車装置30内の二つの結合要素には、左右の駆動輪61L,61Rの回転速度差に応じた相対回転が生じることで、左右の駆動輪61L,61Rの回転速度差を吸収する。
That is, even if the input torque difference ΔTIN is small, the input torque difference ΔTIN can be amplified by the torque difference amplification factor α (= (Zr + 2Zs) / Zr) in the
In addition, when the rotational speeds of the left and
<異常検出装置等について>
図1に示すように、異常検出装置68は、歯車装置30の歯車の異常を検出する。歯車の異常は、例えば、歯車の歯の欠損、クラック等である。車両の駆動輪61L,61R、従動輪62L,62Rには、各輪の回転速度を検出する回転速度センサ70〜73が取り付けられ、各輪の回転速度に応じた信号を異常検出装置68に出力する。また操舵角センサ69の出力信号は、上位ECU66等を介して異常検出装置68に入力される。
<About abnormality detection devices>
As shown in FIG. 1, the
図7は、異常検出装置68等の制御系のブロック図である。
異常検出装置68は、回転速度差算出手段74と、補正手段75と、判定手段76と、異常報告手段77とを有する。回転速度差算出手段74は、左右の駆動輪61L,61R(図1)用の回転速度センサ70,71から左右の駆動輪61L,61R(図1)の回転速度(車輪速)を取得し、左右の駆動輪61L,61R(図1)の回転速度差を算出する。
FIG. 7 is a block diagram of a control system such as the
The
補正手段75は、前記回転速度差を基準回転速度差で補正する。この例では、基準回転速度差は、左右の従動輪62L,62R(図1)の回転速度差である。補正手段75は、例えば、駆動輪61L,61R(図1)の回転速度差と、従動輪62L,62R(図1)の回転速度差の差を計算することにより、駆動輪61L,61R(図1)の回転速度差を補正し得る。
判定手段76は、補正手段75で補正された回転速度差に基づいて、歯車に異常が生じているか否かを判定する。具体的には、判定手段76は、補正手段75で補正された回転速度差が周期的に閾値以上となるとき、歯車装置30(図1)の歯車に異常が生じていると判定する。判定手段76は、補正されたときであっても周期的でない場合には、前記歯車に異常なしと判定する。なお、回転速度差が周期的に閾値以上となっているか否かの判断は、種々の既知の方法を用いて行えばよい。例えば、回転数速度差が所定時間内に所定回数以上、閾値以上となる場合に、回転速度差が周期的に閾値以上となっていると判断してもよいう。また、歯車の特定箇所に異常がある場合には、当該特定箇所が噛み合うときに、回転速度差が閾値以上となるため、例えば、歯車の回転速度と、回転速度差が閾値以上となった時間とに基づいて、回転速度差が周期的に閾値以上となっているか否かを判断してもよい。
The correcting means 75 corrects the rotational speed difference with a reference rotational speed difference. In this example, the reference rotational speed difference is the rotational speed difference between the left and right driven
Based on the rotational speed difference corrected by the correction means 75, the determination means 76 determines whether an abnormality has occurred in the gear. Specifically, the
異常報告手段77は、判定手段76から前記歯車に異常が生じている旨の情報を受けて、制御装置67および上位ECU66に異常発生情報を出力する。上位ECU66は、前記異常発生情報が入力されると、車両の例えばコンソールパネル等に設置された表示装置78に前記歯車の異常を知らせる表示を行わせる。この場合、歯車装置30(図1)の歯車の異常を異常発生の初期から精度良く検出することで、車両を自走により退避場所または修理工場等に移動させることができる。
The
制御装置67は、前記異常発生情報が入力されると、電動モータ2L,2R(図1)の出力を制限する出力制限手段79を備える。この出力制限手段79は、例えば、インバータ装置64に与えるモータトルク指令値を数%〜数十%低減する等の制限を行う。これにより、車両の走行に支障が生じることを未然に防止することができる。但し、前記制限に限定されるものではない。例えば、回転速度差の大きさに応じて、モータトルク指令値の制限の度合を大きくしても良い。
The
図8は、この異常検出装置で実行される異常検出のフローチャートである。図7および図8に示すように、本処理開始後、異常検出装置68は、各回転速度センサ70〜73から各輪の回転速度を取得する(ステップS1)。次に、回転速度差算出手段74は左右の駆動輪の回転速度差を算出し(ステップS2:回転速度差算出ステップ)、補正手段75は基準回転速度差を算出する(ステップS3)。補正手段75は、左右の駆動輪の回転速度差を前記基準回転速度差で補正する(ステップS4)。
FIG. 8 is a flowchart of abnormality detection executed by this abnormality detection device. As shown in FIGS. 7 and 8, after the start of this process, the
判定手段76は、補正後の回転速度差が閾値以上か否かを判定する(ステップS5:判定ステップ)。補正後の回転速度差が閾値未満であれば(ステップS5:NO)、本処理を終了する。補正後の回転速度差が閾値以上のときには(ステップS5:YES)、判定手段76は、閾値以上となる回転速度差に周期性があるか否かを判定する(ステップS6)。回転速度差に周期性がない場合には(ステップS6:NO)本処理を終了するが、回転速度差に周期性がある場合には(ステップS6:YES)、歯車に異常ありと判定する(ステップS7)。その後本処理を終了する。
The
図9は、この歯車装置の歯車に異常がある場合の車輪の回転速度の例を示す図である。図9(a)のグラフは左の車輪の回転速度であり、図9(b)のグラフは右の車輪の回転速度である。図9(a),(b)において、実線が駆動輪、破線が従動輪である。この図9の例では、車両は緩やかに加速しており、車輪の回転速度が時間の経過と共にゆっくりと増加している。 FIG. 9 is a diagram illustrating an example of the rotation speed of the wheel when there is an abnormality in the gear of the gear device. The graph of FIG. 9A is the rotation speed of the left wheel, and the graph of FIG. 9B is the rotation speed of the right wheel. 9 (a) and 9 (b), the solid line is the drive wheel, and the broken line is the driven wheel. In the example of FIG. 9, the vehicle is slowly accelerating, and the rotational speed of the wheels slowly increases with time.
この車両の歯車装置の歯車が欠損する異常が生じている場合、二つの電動モータが等しい大きさのトルクを出力していても、左右の駆動輪には歯車の異常部位に応じた周期的なトルク差が生じる。このため、一方の駆動輪のトルクは周期的に増加し、他方の駆動輪のトルクは周期的に減少する。これにより、駆動輪の回転速度は、左右で逆方向に周期的に変化が生じることになる。図9では、左の駆動輪のトルクが周期的に増加し、右の駆動輪のトルクが周期的に減少しているときの回転速度の変化を示している。 If there is an abnormality in which the gears of this vehicle gear unit are missing, even if the two electric motors output the same magnitude of torque, the left and right drive wheels have a periodicity corresponding to the abnormal part of the gears. Torque difference occurs. For this reason, the torque of one drive wheel increases periodically, and the torque of the other drive wheel decreases periodically. As a result, the rotational speed of the driving wheel periodically changes in the opposite direction on the left and right. FIG. 9 shows a change in rotational speed when the torque of the left drive wheel periodically increases and the torque of the right drive wheel decreases periodically.
図9(c)における実線は、左右の駆動輪の回転速度差の大きさを示し、図9(c)における破線は、左右の従動輪の回転速度差の大きさを示している。この例では、左右の従動輪の回転速度差が基準回転速度差である。前述のように、左右の駆動輪は逆向きの回転速度の変化が生じるため、左右の駆動輪の回転速度差を計算することで、回転速度変化をより強調することができる。このように回転速度変化を強調することができるため、歯車の異常発生の初期においても精度良く異常を検出することができる。 The solid line in FIG. 9C indicates the magnitude of the rotational speed difference between the left and right drive wheels, and the broken line in FIG. 9C indicates the magnitude of the rotational speed difference between the left and right driven wheels. In this example, the rotational speed difference between the left and right driven wheels is the reference rotational speed difference. As described above, since the left and right drive wheels change in rotation speed in opposite directions, the rotation speed change can be further emphasized by calculating the difference in rotation speed between the left and right drive wheels. Since the change in the rotational speed can be emphasized in this way, the abnormality can be detected with high accuracy even in the initial stage of occurrence of the gear abnormality.
また補正手段75(図7)は、周期的な回転速度変化が略無い基準回転速度差を用い、左右の駆動輪の回転速度差を補正する。図9(d)に、補正後の駆動輪の回転速度差を示す。左右の駆動輪の回転速度差と、左右の従動輪の回転速度差の差を計算することにより、左右の駆動輪の回転速度差を補正する。判定手段76(図7)は、この補正後の値が周期的に閾値以上となる場合、歯車に異常が生じていると判定する。 Further, the correction means 75 (FIG. 7) corrects the rotational speed difference between the left and right drive wheels using a reference rotational speed difference that is substantially free from periodic rotational speed changes. FIG. 9D shows the corrected rotational speed difference of the driving wheels. The difference in rotational speed between the left and right drive wheels is corrected by calculating the difference between the rotational speed difference between the left and right drive wheels and the difference in rotational speed between the left and right driven wheels. The determination means 76 (FIG. 7) determines that an abnormality has occurred in the gear when the corrected value periodically becomes greater than or equal to the threshold value.
この例では、回転速度差が周期的に閾値以上となるか否かで異常検出を行っているが、回転速度差の信号を周波数解析することで、回転速度差の周期的な変化を検出し異常判定をしても良い。判定手段76(図7)は、歯車の異常に起因した特定の周波数が周期的に検出されるとき、回転速度差が周期的に閾値以上になるとみなすことができる。前記特定の周波数は、例えば、試験およびシミュレーションのいずれか一方または両方等により定められる。 In this example, abnormality detection is performed based on whether or not the rotational speed difference periodically exceeds a threshold value. However, a periodic change in the rotational speed difference is detected by frequency analysis of the rotational speed difference signal. Abnormality determination may be performed. The determination means 76 (FIG. 7) can be considered that the rotational speed difference is periodically greater than or equal to the threshold when a specific frequency due to gear abnormality is periodically detected. The specific frequency is determined by, for example, one or both of testing and simulation.
図10は、歯車に異常がある場合の車輪の回転速度の別の例を示す図である。図10(a)のグラフは左の車輪の回転速度であり、図10(b)のグラフは右の車輪の回転速度である。図10(a),(b),(c)において、実線が駆動輪、破線が従動輪である。この図10の例では、車両が右旋回をしながら加速している場合の各輪の回転速度を示している。 FIG. 10 is a diagram showing another example of the rotational speed of the wheel when there is an abnormality in the gear. The graph of FIG. 10A is the rotation speed of the left wheel, and the graph of FIG. 10B is the rotation speed of the right wheel. In FIGS. 10A, 10B, and 10C, the solid line is the driving wheel, and the broken line is the driven wheel. The example of FIG. 10 shows the rotational speed of each wheel when the vehicle is accelerating while turning right.
車両が右旋回する場合、旋回の内側である右の車輪の回転速度は小さくなり、旋回の外側である左の車輪の回転速度は大きくなる。そのため、左右の駆動輪の回転速度差の大きさ、および左右の従動輪の回転速度差の大きさを計算すると、図10(c)に示すように、旋回による影響により左右の駆動輪の回転速度差が大きくなる。しかし、図9と同様に基準回転速度差として左右の従動輪の回転速度差を用い、左右の駆動輪の回転速度差と、左右の従動輪の回転速度差の差を計算することで、図10(d)に示すように、左右の駆動輪の回転速度差を補正し、旋回による影響を抑制することができる。 When the vehicle turns right, the rotational speed of the right wheel that is inside the turn decreases, and the rotational speed of the left wheel that is outside the turn increases. Therefore, when the magnitude of the difference in rotational speed between the left and right drive wheels and the magnitude of the difference in rotational speed between the right and left driven wheels are calculated, as shown in FIG. The speed difference increases. However, as in FIG. 9, the difference in rotational speed between the left and right driven wheels and the difference in rotational speed between the left and right driven wheels are calculated by using the rotational speed difference between the left and right driven wheels as the reference rotational speed difference. As shown in FIG. 10 (d), the difference in rotational speed between the left and right drive wheels can be corrected to suppress the influence of turning.
以上説明した左右輪駆動装置1の異常検出装置68によれば、判定手段76は、算出された回転速度差が、周期的に閾値以上となるか否かを判定する。判定手段76は、回転速度差が周期的に閾値以上となるとき、歯車装置30に異常が生じていると判定する。歯車装置30に異常が発生している場合、二つの電動モータ2L,2Rが等しい大きさのトルクを出力していても、左右の駆動輪61L,61Rには、歯車の異常部位に応じた周期的なトルク差が生じる。このため、一方の駆動輪61L(61R)のトルクは周期的に増加し、他方の駆動輪61R(61L)のトルクは周期的に減少する。そのため、駆動輪の回転速度は、左右の駆動輪61L,61Rで互いに逆方向に周期的な変化が生じることになる。よって、左右の駆動輪61L,61Rの回転速度差を計算することで、駆動輪61L,61Rの回転速度変化をより強調することができる。したがって、歯車装置30の歯車の異常発生の初期においても精度良く異常を検出することができる。
According to the
<他の実施形態について>
以下の説明において、構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、特に記載のない限り先行して説明している形態と同様とする。同一の構成から同一の作用効果を奏する。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。
<About other embodiments>
In the following description, when only a part of the configuration is described, the other parts of the configuration are the same as those described in advance unless otherwise specified. The same effect is obtained from the same configuration. Not only the combination of the parts specifically described in each embodiment, but also the embodiments can be partially combined as long as the combination does not hinder.
補正手段75は、左右の駆動輪61L,61Rの回転速度差、左右の従動輪62L,62Rの回転速度差をそれぞれ計算した後で、さらに左右の駆動輪61L,61Rの回転速度差と、左右の従動輪62L,62Rの回転速度差の差を計算しているが、このような補正に限定されるものではない。例えば、補正手段75は、左の駆動輪61Lと左の従動輪62Lの回転速度差を計算し、右の駆動輪61Rと右の従動輪62Rの回転速度差を計算した後、これらの回転速度差の差を求める補正を行っても良い。
The correcting means 75 calculates the rotational speed difference between the left and
図7に示すように、補正手段75は、従動輪62L,62Rの回転速度差に基づく基準回転速度差に代えて、車両モデルMdから少なくとも車速とハンドル角を用いて算出される左右の駆動輪の回転速度差を、補正に用いる基準回転速度差としても良い。前記車両モデルMdとして、平面二自由度モデル等を適用し得る。車両には、この車両の速度である車速を検出する車速センサ80が設けられている。
As shown in FIG. 7, the correction means 75 replaces the reference rotational speed difference based on the rotational speed difference between the driven
補正手段75は、車速センサ80から車速を取得し、操舵角センサ69から前記ハンドル角を取得し、前記車両モデルMdから基準回転速度差となる左右の駆動輪の回転速度差を計算する。前記車両モデルMdを用いて基準回転速度差を計算することで、駆動輪と従動輪の車輪位置の違いによる影響を低減することができる。したがって、歯車装置の異常をより精度良く検出することができる。
The correction means 75 acquires the vehicle speed from the
車速センサ80に代えて、例えば、左右の従動輪の回転速度の平均を用いて、実車両の車速としても良い。補正手段75は、実車両のヨーレート等を用いて、左右の従動輪の回転速度から駆動輪位置での回転速度差を計算し、この駆動輪位置での回転速度差を基準回転速度差としても良い。
Instead of the
図2および図3に示す実施形態では、左側の遊星歯車機構30Lの遊星キャリアCLと、右側の遊星歯車機構30RのサンギヤSRとが結合されて第1の結合部材31を形成し、左側の遊星歯車機構30LのサンギヤSLと、右側の遊星歯車機構30Rの遊星キャリアCRとが結合されて第2の結合部材32を形成しているが、この例に限定されるものではない。
In the embodiment shown in FIGS. 2 and 3, to form the planet carrier C L of the left side of the
例えば、左側の遊星歯車機構30LのサンギヤSLと、右側の遊星歯車機構30RのリングギヤRRとが結合されて第1の結合部材31を形成し、左側の遊星歯車機構30LのリングギヤRLと、右側の遊星歯車機構30RのサンギヤSRとが結合されて第2の結合部材32を形成している構成としても良い。
その他、左側の遊星歯車機構30Lの遊星キャリアCLと、右側の遊星歯車機構30RのリングギヤRRとが結合されて第2の結合部材32を形成している構成としても良い。
左右輪駆動装置の駆動源は、電動モータに限らず、ガソリンエンジン等の内燃機関を用いても良い。
For example, the sun gear S L of the left side of the
Other, a planet carrier C L of the left side of the
The drive source of the left and right wheel drive device is not limited to an electric motor, and an internal combustion engine such as a gasoline engine may be used.
第1,第2の結合部材31,32の間の軸受45,46として、針状ころ軸受が適用されているが、例えば、深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受等の転がり軸受を適用することも可能である。
Needle roller bearings are used as the
以上、実施形態に基づいてこの発明を実施するための形態を説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 As mentioned above, although the form for implementing this invention based on embodiment was demonstrated, embodiment disclosed this time is an illustration and restrictive at no points. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1…左右輪駆動装置
2L,2R…第1,第2電動モータ(駆動源)
3L,3R…減速装置
30…歯車装置
30L,30R…遊星歯車機構
61L,61R…駆動輪
62L,62R…従動輪
67…制御装置
68…異常検出装置
74…回転速度差算出手段
75…補正手段
76…判定手段
79…出力制限手段
DESCRIPTION OF
3L, 3R ...
Claims (9)
前記減速装置は二つの遊星歯車機構を有する歯車装置を備え、
前記異常検出装置は、
前記左右の駆動輪の回転速度差を算出する回転速度差算出手段と、
この回転速度差算出手段により算出された回転速度差に基づいて、前記歯車装置に異常が生じているか否かを判定する判定手段と、を有する左右輪駆動装置の異常検出装置。 Two drive sources mounted on the vehicle and independently controllable, and provided between the two drive sources and the left and right drive wheels, amplifying the difference in torque applied from the two drive sources, In the abnormality detection device of the left and right wheel drive device comprising a speed reducer that transmits to each of the drive wheels,
The speed reducer includes a gear device having two planetary gear mechanisms,
The abnormality detection device is:
A rotational speed difference calculating means for calculating a rotational speed difference between the left and right drive wheels;
An abnormality detection device for a left and right wheel drive device, comprising: a determination unit that determines whether an abnormality has occurred in the gear device based on the rotation speed difference calculated by the rotation speed difference calculation unit.
前記左右の駆動輪の回転速度差を算出する回転速度差算出ステップと、
この回転速度差算出ステップにより算出された回転速度差に基づいて、前記歯車装置に異常が生じているか否かを判定する判定ステップとを含む、左右輪駆動装置の異常検出方法。 An abnormality detection method using the abnormality detection device for a left and right wheel drive device according to any one of claims 1 to 7,
A rotational speed difference calculating step for calculating a rotational speed difference between the left and right drive wheels;
And a determination step for determining whether or not an abnormality has occurred in the gear device based on the rotation speed difference calculated in the rotation speed difference calculation step.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016249138A JP2018105325A (en) | 2016-12-22 | 2016-12-22 | Abnormality detection device for right and left wheel driving device, abnormality detection method and vehicle with this abnormality detection device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016249138A JP2018105325A (en) | 2016-12-22 | 2016-12-22 | Abnormality detection device for right and left wheel driving device, abnormality detection method and vehicle with this abnormality detection device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2018105325A true JP2018105325A (en) | 2018-07-05 |
Family
ID=62786809
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016249138A Pending JP2018105325A (en) | 2016-12-22 | 2016-12-22 | Abnormality detection device for right and left wheel driving device, abnormality detection method and vehicle with this abnormality detection device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2018105325A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021078205A (en) * | 2019-11-07 | 2021-05-20 | 三菱自動車工業株式会社 | Motor control system |
| JP2023161042A (en) * | 2020-03-30 | 2023-11-02 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | robot hand |
| WO2025129730A1 (en) * | 2023-12-21 | 2025-06-26 | 中国铁路通信信号上海工程局集团有限公司 | Subway train fault detection system and method, electronic device, and storage medium |
-
2016
- 2016-12-22 JP JP2016249138A patent/JP2018105325A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021078205A (en) * | 2019-11-07 | 2021-05-20 | 三菱自動車工業株式会社 | Motor control system |
| JP7392400B2 (en) | 2019-11-07 | 2023-12-06 | 三菱自動車工業株式会社 | motor control system |
| JP2023161042A (en) * | 2020-03-30 | 2023-11-02 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | robot hand |
| JP7386589B2 (en) | 2020-03-30 | 2023-11-27 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | robot hand |
| WO2025129730A1 (en) * | 2023-12-21 | 2025-06-26 | 中国铁路通信信号上海工程局集团有限公司 | Subway train fault detection system and method, electronic device, and storage medium |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6290342B1 (en) | Control device for left and right wheel drive device | |
| JP2018061306A (en) | Drive source control device | |
| JP2017145874A (en) | Vehicle drive device | |
| WO2017145878A1 (en) | Left and right wheel drive device | |
| JP2018105325A (en) | Abnormality detection device for right and left wheel driving device, abnormality detection method and vehicle with this abnormality detection device | |
| JP2018093612A (en) | Motor control device and vehicle including motor control device | |
| JP2018155310A (en) | Four-wheel drive vehicle | |
| JP2017145931A (en) | Vehicle drive device | |
| JP6328721B2 (en) | Drive source control device and vehicle equipped with the drive source control device | |
| JP6749190B2 (en) | Abnormality detection device and abnormality detection method for left and right wheel drive device | |
| JP6014346B2 (en) | Vehicle drive device | |
| WO2017141617A1 (en) | Vehicle drive apparatus | |
| JP2017141889A (en) | Vehicle drive device | |
| JP2017180559A (en) | Vehicle driving apparatus | |
| JP6170580B1 (en) | Vehicle drive device | |
| JP2018135032A (en) | Brake control device for vehicle | |
| JPH1191383A (en) | Vehicle turn assist device | |
| WO2017163871A1 (en) | Vehicle drive device | |
| WO2018012189A1 (en) | Vehicle drive device | |
| JP6647935B2 (en) | Planetary gear device and vehicle drive device using the same | |
| JP2017145942A (en) | Vehicle drive device | |
| JP2015127177A (en) | Vehicle | |
| JP2018048663A (en) | Vehicle drive unit | |
| WO2017170441A1 (en) | Electric motor unit | |
| JP2018028364A (en) | Vehicle driving unit |