用于车辆的驱动轮结构的制作方法

专利名称：用于车辆的驱动轮结构的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及用于采用轮内电动机的车辆的驱动轮结构，更具体 而言，涉及能够在实现高性能悬架的同时具有较高的设计自由度的紧凑的 用于车辆的驱动轮结构。
背景技术：
传统地，用于采用轮内电动机布置的车辆的驱动轮结构是本领域公知
的，其一个示例已经在日本专利申请公开第JP-A-2005-l 19548号中公开。
日本专利申请公开第JP-A-2005-l 19548号描述了一种悬架设备和悬架 臂布置，它们用在采用轮内电动机结构的驱动轮中，以通过利用电动机驱 动控制来提供防俯冲控制、衰减控制和防侧倾控制。
利用在加速或减速时发生的车身的上下运动(上升和下降)，在日本 专利申请公开第JP-A-2005-l 19548号中所描述的传统装置适于通过响应于 车身上下运动或侧倾运动进行加速和减速来引起衰减动作或防侧倾动作。 但是，此设备不能解决当加速和减速时车身经历上下运动的问题。
作为用于抑制加速和减速期间上下运动从而优化纵倾姿态的技术，理 论上可以构思例如通过延长拖臂，在制动或驱动时，电动机的定子所安 装的车身侧构件(悬架臂)的瞬时旋转中心(摆动中心)可以在车辆的纵 向上位于距相应的驱动轮尽可能远的位置。另一个理论上可实现的方案可 以是将瞬时旋转中心保持得尽可能接近地面(至少低于车轴)。
但是，如果悬架臂在车身上的安装位置或者悬架臂的长度受到限制， 则布局设计上的自由度降低，并且也降低了空间利用率。
此外，在日本专利申请公开第JP-A-2005-l 19548号所描述的传统设备 中，由于其结构特征，在衰减控制处理期间，沿着纵向作用的力必须施加 到车身，其可能伴随着不期望的加速、减速或振动。
而且，在日本专利申请公开第JP-A-2005-l 19548号所描述的传统设备 中，由于其结构特征，在防侧倾控制处理期间，横摆矩必然作用在车身 上，导致车辆在不期望的方向上的可能运动。

发明内容
本发明提供了一种具有较高设计自由度并实现高性能悬架功能的紧凑 的用于车辆的驱动轮结构。
根据本发明第一方面的用于采用轮内电动机布置的车辆的驱动轮结
构，包括第一电动机和第二电动机，其用于产生驱动转矩以使车轮旋 转；第一支撑构件，其用于将所述第一电动机支撑在车身上；以及第二支
撑构件，其用于将所述第二电动机支撑在所述车身上，其中所述第一支撑
构件以下述方式安装到所述车身当由所述第一电动机使所述车轮沿着一
个方向旋转时，由所述第一电动机的所述驱动转矩在所述第一支撑构件中 引起第一反作用转矩，并且所述第一反作用转矩对所述车轮施加向下偏压
力，并且其中所述第二支撑构件以下述方式安装到所述车身当由所述第 二电动机使所述车轮沿着所述一个方向旋转时，由所述第二电动机的所述 驱动转矩在所述第二支撑构件中引起第二反作用转矩，并且所述第二反作 用转矩对所述车轮施加向上偏压力。
根据本发明的第一方面，设置两个电动机以对车轮进行制动和驱动， 当由这些电动机驱动车轮(沿相同方向旋转)时，在两个电动机处，通过 电动机反作用转矩沿着车辆的竖直方向施加在车轮上的力指向相反的上、 下方向。于是，当车轮在两个电动机的控制下旋转时，可以与车轮的制动 和驱动控制相独立地以任意比率产生车轮上升力和车轮下降力。
因此，在根据本发明第一方面的驱动轮结构中，如果用于在车轮驱动 过程中在车轮上施加向上偏压力的电动机的驱动力保持大于其余电动机的 驱动力，则可以在允许驱动车轮的同时将向下偏压力施加到车轮。
根据本发明第一方面的用于车辆的驱动轮结构还可以包括用于控制所 述第一和第二电动机的致动的控制器，其中所述控制器适于以如下方式控 制所述第一和第二电动机的致动当所述车辆进行直线行驶时，由所述第
一支撑构件的所述反作用转矩施加到所述车轮的所述向下偏压力等于由所 述第二支撑构件的所述反作用转矩施加到所述车轮的所述向上偏压力，由 所述第一支撑构件的所述反作用转矩由所述第一电动机的所述驱动转矩所 引起，所述第二支撑构件的所述反作用转矩由所述第二电动机的所述驱动 转矩所引起。在这种情况下，因为防止车轮在被驱动的同时竖直运动，所 以可以抑制在车辆加速或减速时车身的上升和下降。
此外，根据本发明第一方面的用于车辆的驱动轮结构可以包括用于控 制所述第一和第二电动机的致动的控制器，其中所述控制器适于以如下方 式控制所述第一和第二电动机的致动当对所述车辆行驶过程中所述车身 的上下运动进行衰减时，用于使所述车轮旋转的、由所述第一和第二电动 机产生的所述驱动转矩相对于所述车轮沿着彼此相反的方向作用；并且所 述控制器还适于以如下方式控制所述第一和第二电动机的致动响应于所 述车身在所述车辆行驶过程中的所述上下运动，使相反作用的所述驱动转 矩的作用方向同时反向。在此情况下，可以通过利用对车身的上下运动的 控制来实现减震器的功能。
此外，根据本发明第一方面的用于车辆的驱动轮结构可以包括用于控 制所述第一和第二电动机的致动的控制器，其中所述控制器适于以如下方 式控制所述第一和第二电动机的致动用于使所述车轮旋转的、由所述第 一和第二电动机产生的所述驱动转矩相对于所述车轮沿着彼此相反的方向 作用，并且所述控制器还适于以如下方式控制所述第一和第二电动机的致 动当所述车辆正在转向时，如果所述车轮用作外侧转向轮则将所述向下 偏压力施加在所述车轮上，如果所述车轮用作内侧转向轮则将所述向上偏 压力施加在所述车轮上。在此情况下，可以通过利用对车身的上下运动的 控制来实现防侧倾控制。
如上所述，根据本发明的第一方面，通过根据车辆的状况合适地控制 两个电动机所产生的驱动力的比率，可以在不影响车轮驱动控制的情况下 在车轮驱动过程中有选择地使车轮向上或向下运动。这使得不仅可以抑制 车身的上下运动，而且还可以有意地使车身上升或下降，从而以紧凑结构 实现高性能悬架的功能。 '
在根据本发明第二方面的用于采用轮内电动机布置的车辆的驱动轮结 构中，所述第一和第二电动机适于当使所述车轮沿着一个方向旋转时沿着
一个相同的方向被驱动；第一支撑构件包括臂形构件，所述臂形构件的一 端紧固到所述第一电动机的定子，另一端可枢转地安装到所述车身；所述 第二支撑构件包括臂形构件，所述臂形构件的一端紧固到所述第二电动机 的定子，另一端可枢转地安装到所述车身；并且所述第一和第二支撑构件 被分别布置成所述第一和第二支撑构件的瞬时摆动中心在所述车辆的纵向 上相对于所述车轮的车轴彼此相对的方式。
根据本发明第二方面，以下述示例性的方式使当使所述车轮沿着一个 方向旋转时，沿一个相同方向驱动所述第一和第二电动机。A)所述第一 和第二电动机是设置在所述车轴上的同轴电动机。B)所述第一和第二电 动机可以具有布置成分别与所述车轮的所述车轴偏离定位的输出轴，并且 可以设置有用于将所述输出轴中产生的所述驱动转矩传递到所述车轴的动 力传递机构，所述动力传递机构的每个都包括附装到电动机的所述输出轴 的第一齿轮，与所述第一齿轮处于非啮合关系的、紧固到所述车轴的第二 齿轮，以及与所述第一和第二齿轮两者都啮合的第三齿轮。C)所述第一 和第二电动机可以具有布置成分别与所述车轮的所述车轴偏离定位的输出 轴，并且可以设置有用于将所述输出轴中产生的所述驱动转矩传递到所述 车轴的动力传递机构，所述动力传递机构的每个都包括附装到所述电动机 的所述输出轴的第一齿轮，以及与所述第一齿轮啮合的、紧固到所述车轴 的第二齿轮。
根据本发明的第二方面，当由两个电动机使车轮沿着一个方向旋转 时，在两个电动机处，通过电动机反作用转矩沿着车辆的竖直方向施加在 车轮上的力能够指向相反的上下方向。
此外，根据本发明的第二方面，在如上所述情况B)和C)中各个电 动机设置有动力传递机构的情况下，优选地，所述第一支撑构件由中空构 件构成；并且所述第二电动机的所述动力传递机构容纳在所述第一支撑构 件内。这使得可以实现更紧凑的结构。
在根据本发明第三方面的用于采用轮内电动机的车辆的驱动轮结构
中，所述第一和第二电动机适于当使所述车轮沿着所述一个方向旋转时， 沿不同方向被驱动；所述第一支撑构件包括臂形构件，所述臂形构件的一 端紧固到所述第一电动机的定子，另一端可枢转地安装到所述车身；所述 第二支撑构件包括臂形构件，所述臂形构件的一端紧固到所述第二电动机 的定子，另一端可枢转地安装到所述车身；并且所述第一和第二支撑构件 被分别布置成所述第一和第二支撑构件的瞬时摆动中心在所述车辆的纵向 上位于所述车轮的车轴的一侧上的方式。
根据本发明的第三方面，能够以下述示例性的方式，第一和第二电动 机在使车轮沿着一个方向旋转时沿不同方向被驱动。1)所述第一电动机 可以是设置在所述车轮的所述车轴上的同轴电动机，而所述第二电动机可 以具有布置成与所述车轮的所述车轴偏离定位的输出轴，并可以设置有用 于将所述输出轴中产生的所述驱动转矩传递到所述车轴的动力传递机构， 所述动力传递机构具有附装到所述第二电动机的所述输出轴的第一齿轮， 以及与所述第一齿轮啮合的、紧固到所述车轴的第二齿轮。2)所述第一 电动机可以具有布置成与所述车轮的所述车轴偏离定位的输出轴，并可以 设置有用于将所述第一电动机的所述输出轴中产生的所述驱动转矩传递到 所述车轴的第一动力传递机构，所述第一动力传递机构包括附装到所述第 一电动机的所述输出轴的第一齿轮，与所述第一齿轮处于非啮合关系的、 紧固到所述车轴的第二齿轮，以及与所述第一和第二齿轮两者都啮合的第 三齿轮；而所述第二电动机可以具有布置成与所述车轮的所述车轴偏离定 位的输出轴，并可以设置有用于将所述第二电动机的所述输出轴中产生的 所述驱动转矩传递到所述车轴的第二动力传递机构，并且所述第二动力传 递机构包括附装到所述第二电动机的所述输出轴的第四齿轮，以及与所述 第四齿轮啮合的、紧固到所述车轴的第五齿轮。
根据本发明的第三方面，当由两个电动机使车轮沿着一个方向旋转 时，在两个电动机处，通过电动机反作用转矩沿着车辆的竖直方向施加在 车轮上的力能够指向相反的上下方向。
此外，根据本发明的第三方面，在上述情况1)中，所述第一支撑构 件由中空构件构成，并且所述动力传递机构容纳在所述第一支撑构件内。
在上述情况2)中，a)所述第一支撑构件由中空构件构成，并且所述第二
动力传递机构容纳在所述第一支撑构件内，或者b)所述第二支撑构件由 中空构件构成，并且所述第一动力传递机构容纳在所述第二支撑构件内。 这些布置是优选的，因为它们能够实现更紧凑的结构。
根据本发明，可以提供一种在实现高性能悬架功能的同时具有较高设 计自由度的紧凑的用于车辆的驱动轮结构。


通过结合附图，根据对本发明优选实施例的以下详细说明，本发明的
上述和其他目的和特征将变得清楚，附图中
图1是横截面视图和从车辆的内侧观察的侧视图的组合，其图示了根 据本发明第一实施例的驱动轮结构；
图2示出了在本发明第一实施例的驱动轮结构中采用的电动机控制电 路的示意性构造；
图3是图示根据本发明第一实施例的驱动轮结构中电动机驱动控制的 流程的流程图4图示了能够在本发明的驱动轮结构中采用的示例性构造模式；并
且
图5是横截面视图和从车辆的内侧观察的侧视图的组合，其图示了根 据本发明第二实施例的驱动轮结构。
具体实施例方式
以下将针对示例性实施例，参考附图描述用于实现本发明的最佳实施 方式。对于轮内电动机结构的基本概念、主要硬件构造、操作原理和基本 控制方法将不会给出详细描述，因为它们对于本领域的技术人员是公知 的。
现在，将参考图l至图3阐述根据本发明第一实施例的用于车辆的驱 动轮结构。
参考图1，将描述本实施例的驱动轮结构100。图1是图示了本实施
例的驱动轮结构100的横截面视图和从车辆内侧观察的侧视图的组合。在 该图中，仅仅示出了右侧驱动轮之一。但是驱动轮是前轮还是后轮，是不 重要的。
驱动轮结构100包括车轮102，轮胎101以传统方式安装在车轮102 的外周。以使车轮102能够绕车轴旋转的方式，将车轮102通过轮毂103 支撑在托架104上，轮毂103固定地紧固到车轮102。
第一电动机105的定子105a附装到托架104，第一电动机105的转子 1C5b紧固到轮毂103，第一电动机105由同轴电动机构成。
车轴106紧固到轮毂103，并延伸到托架104中。齿轮107在托架104 的中空空间内附装到车轴106。
以使得托架104可相对于车身摆动由此车轮102可沿着车辆的上下方 向运动的方式将托架104的车身侧端安装到车身(图中未示出安装部 分)。简言之，托架104被构造用作驱动轮结构IOO中的拖臂。
与传统结构不同，根据本实施例的驱动轮结构100除了包括第一电动 机105之外还包括第二电动机108。第二电动机108通过第一转矩臂109
和第二转矩臂iio安装到车身。
第一转矩臂109的一端附装到第二电动机108的定子，而其另一端可 枢转地连接到第二转矩臂IIO的一端。第二转矩臂IIO的另一端可枢转地 连接到车身。
换言之，第二电动机108通过包括托架104、第一转矩臂109和第二 转矩臂110的四连杆支撑在车身上。
齿轮111设置在第二电动机108的输出轴上。齿轮111容纳在托架 104的中空空间内。
可旋转地支撑在轴(未示出)上并与齿轮107和齿轮111两者都啮合 的中间齿轮112也设置在托架104的中空空间内。中间齿轮112的存在确 保第二电动机108的输出轴和车轴106沿着相同方向旋转。
在根据本实施例的驱动轮结构100中，布置在托架104的中空空间内 的三个齿轮，即齿轮107、 111和112，协同形成减速机构。托架104用作 用于齿轮107、 111和中间齿轮112的齿轮箱。
第二电动机108的输出轴中产生的转矩传递到车轴106，其中将输出 轴的转速与由三个齿轮(即齿轮107、 lll和112)之间的传动比确定的减 速比成比例地减小。可以通过合适地设定三个齿轮(即齿轮107、 111和 112)之间的传动比来获得第二电动机108的任意减速比。
在如上所述构造的驱动轮结构100中，如果由第一电动机105和第二 电动机108使车轮102在车辆前进运动方向上加速，则由第一电动机105 的驱动转矩引起的托架104的反作用转矩Fl如图1的侧视图中的空白箭 头所示绕瞬时旋转中心C^产生。在驱动轮结构100中，反作用转矩Fl的 瞬时旋转中心Oi位于车轴的轴心0的前方(即，图1中的左侧)。于 是，反作用转矩Fl作用为向下偏压力Fl'，其沿着车辆的竖直方向下压托 架104。
同时，由第二电动机108的驱动转矩引起的第一转矩臂109的反作用 转矩F2如图1的侧视图中的黑心箭头所示绕瞬时旋转中心02产生，瞬时 旋转中心02与将托架104对车身的安装点和第二电动机108的中心03连 接的直线的延长部分与第二转矩臂110的延长线的交点相一致。这是因为 第二电动机108通过上述四连杆支撑在车身上。在驱动轮结构100中，反 作用转矩F2的瞬时旋转中心02位于车轴的轴心0的后方(即，图1中的 右侧)。于是，反作用转矩F2作用为向上偏压力F2'，其沿着车辆的竖直 方向提升托架104。
如上所述，在驱动轮结构100中，在车轮102沿着车辆加速方向旋转 时，电动机驱动响应反作用转矩的瞬时旋转中心Oi和02在车辆的纵向上 位于相对于车轴的轴心O彼此相对的位置处。这表明，当车轮102沿着车 辆加速方向旋转时，在第一电动机105和第二电动机108处，由电动机驱 动响应反作用转矩产生的反作用力在车辆的竖直方向上彼此相反地施加在 托架104上。
换言之，通过以此方式布置瞬时旋转中心Ch和02，驱动轮结构100 的第一电动机105能够用作当车辆加速时将向下偏压力施加到托架104的 电动机。类似地，第二电动机108可以用作在车辆加速的情况下将向上偏 压力施加到托架104的电动机。 结果，在驱动轮结构100中，能够以下述方式控制第一电动机105和
第二电动机108:例如，当车辆加速或减速时，由第一电动机105的致动 和第二电动机108的致动而沿着车辆的竖直方向施加到托架104的力彼此 对抗抵消，成为零差值。这有助于抑制车辆加速或减速期间车身的上下运 动(上升和下降)，从而稳定车辆的姿态。
此外，在驱动轮结构100中，可以致动第一电动机105以使得车轮 102沿着一个方向旋转，并可以致动第二电动机108以使车轮102沿着另 一个方向旋转。这确保了由第一电动机105的反作用转矩Fl施加到托架 104的力和由第二电动机108的反作用转矩F2施加到托架104的力指向相 同方向。换言之，如果以相同的驱动力致动第一电动机105和第二电动机 108以使车轮102沿着相反方向旋转，则可以无需加速或减速车辆就使车 身上升或下降。
如果利用此工作原理，例如，如果使第一电动机105和第二电动机 108的反作用力Fl邻F2'以如下方式作用车身与托架104和车身之间的 相对速度(其可以通过例如监视由车辆高度传感器检测到的车辆高度随时 间的变化来获得)成比例地上下运动，则可以获得与由通常的减震器相同 的、抵抗车身的上下运动的衰减作用。这样，如果驱动轮结构100具有用 于抑制簧下质量的振动的衰减功能，则不需要采用通常的减震器，由此可 以减小车轮壳体的宽度和高度。这极大提高了例如对发动机罩的高度、后 座空间等的设计自由度。
此外，根据横向加速度、转向转矩等的大小和方向，如果在车辆转向 操作中驱动轮用作向内侧转向车轮则通过控制第一电动机105和第二电动 机108以将向上偏压力施加到托架104，来降低车身，如果在车辆转向操 作中驱动轮用作向外侧转向车轮则通过控制第一电动机105和第二电动机 108以将向下偏压力施加到托架104，来升高车身。这使得在转向过程中 车身保持相对于地面的水平，从而实现与稳定器相当的功能。这增强了转 向时车辆的稳定性。
参考图2和3，将描述根据本实施例的驱动轮结构100中的电动机驱 动控制的流程。图2示意性地示出了在驱动轮结构IOO中采用的一个示例
性电动机控制电路，图3是图示驱动轮结构100中的电动机驱动控制的一 个示例性流程的流程图。
在本实施例中，电动机控制电路包括主控制器201和存储器202，主 控制器201控制第一电动机105和第二电动机108的通电和断电，存储器 202存储并保持控制器201计算所需的系数等(见图2)。
此外，将表示车辆运行状况的参数供应给主控制器201，这些参数包 括由例如加速器开度传感器检测到的加速器开度FA、由例如制动器传感 器检测到的制动器按压力FB、由例如车辆高度传感器检测到的车辆高度 随时间的变化的悬架移动速度V、以及由例如横向加速度(横向G)传感 器检测到的横向加速度LA (见图2)。
基于制动器按压力FB，主控制器201首先判断驾驶员是否按压制动 器踏板(图3中的S301)。
如果制动器踏板被按压(S301处的"是")，则制动器按压力FB乘 以规定系数"-C1"以计算转矩值，其中该转矩值将被设定为用于第一电 动机105的控制目标转矩值Til (S302)。关于这一点，系数"-C1"是 预先存储在存储器部分202中的系数。
如果制动器踏板未被按压(S301处的"否")，则加速器开度FA乘 以规定系数"+C2"以计算转矩值，其中该转矩值将被设定为用于第二电 动机108的控制目标转矩值T21 (S302)。关于这一点，系数"+C2"是 预先存储在存储器部分202中的系数。
然后，主控制器201读取与悬架移动速度V相对应的衰减力FS的 值，其中通过将悬架移动速度V应用于预先存储在存储器部分202中的用 于限定悬架移动速度V和衰减力FS之间关系的对照图来获得衰减力FS
(5304) 。这样读取的衰减力FS乘以规定系数"-C3"以计算转矩值，并 且该转矩值将被设定为用于第一电动机105的控制目标转矩值T12，并且 这样读取的衰减力FS乘以规定系数"+C3"(其中卜C3H+C31)以计算转 矩值，该转矩值将被设定为用于第二电动机108的控制目标转矩值
(5305) 。关于这一点，系数"-C3"和"+C3"是预先存储在存储器部分 202中的系数。
随后，在主控制器201中，横向加速度LA乘以规定系数"-C4"以计 算转矩值，该转矩值将被设定为用于第一电动机105的控制目标值T13， 并且横向加速度LA乘以规定系数"+C4"(其中卜C4I叫+C41)以计算转矩 值，其中该转矩值将被设定为用于第二电动机108的控制目标值T23 (S306)。关于这一点，系数"-C4"和"+C4"是预先存储在存储器部 分202中的系数。
最后，主控制器201基于以上述方式计算的用于第一电动机105的控 制目标转矩值Tl (=T11+T12+T13 = -C1'FB-C3'FS-C4'LA)和用于第二 电动机 108 的控制目标转矩值T2 ( = T21+T22+T23 = +C2'FA+C3*FS+C4*LA )来驱动并控制第一电动机105和第二电动机 108。
如上所述，在本实施例中，设置两个电动机以对车轮进行制动和驱
动。此外，由两个电动机引起的反作用转矩的瞬时旋转中心被布置为当 车轮被制动或驱动时，可以由两个电动机将反作用力沿着上下相反的方向 施加在以可旋转的方式支撑车轮的托架上。于是，根据本实施例的驱动轮 结构在结构上较紧凑，并能够与对于车轮的制动和驱动控制相独立地升高 或降低车身。结果，可以通过根据车辆的状况适合地控制从两个电动机输 出的驱动转矩的大小，来抑制车身的上下运动。换言之，对于采用单个电 动机来对车轮制动和驱动的传统情况，可以在驱动和制动(再生)时防止 车身上升和下降。
此外，在本实施例中，通过以下述方式控制两个电动机的旋转方向 施加在以可旋转的方式支撑车轮的托架上的电动机反作用力全部都指向向 上方向或向下方向，无需借助车辆的加速或减速就可以升高和降低车身。 因此，本实施例的驱动轮结构单独实现了本来由减震器执行的衰减功能以 及本来由主动悬架实现的姿势控制功能。这省去了对减震器的需要，从而 提高了设计自由度，同时实现了高性能悬架的功能。
在上述实施例中，驱动轮结构被构造为当由两个电动机使车轮沿着 一个方向旋转时，在两个电动机处，通过电动机驱动转矩沿着车辆的竖直 方向施加在车轮上的力指向相反的上下方向。对于这种构造的一个具体示
例，前文已经描述了如下情况两个电动机105和108沿着与车轮102的
旋转方向相同的方向旋转，以沿着一个方向驱动车轮102，并且支撑构件 104、 109和IIO在摆动时的瞬时旋转中心Ch和02在车辆的纵向上相对于 驱动轮的车轴的轴心O位于彼此相对处(即，Ch位于车辆的前侧，而02 位于车辆的后侧)。关于这一点， 一个车轮驱动电动机105由同轴电动机 构成，而另一个车轮驱动电动机108从车轴偏离并且在具有中间齿轮的齿 轮机构作用的情况下沿着与车轮相同的方向旋转。为了图示的目的已经进 行了这种描述，因此本发明不限于前述实施例。
更具体而言，可以采用下述两个构造来确保当由两个电动机使车轮 沿着一个方向旋转时，在两个电动机处，通过电动机驱动转矩沿着车辆的
竖直方向施加在车轮上的力指向相反的上下方向。
一个构造如下两个电
动机沿着共同方向旋转以沿着一个方向驱动车轮，并且相应支撑构件的摆 动运动的瞬时中心在车辆的纵向上相对于车轴位于彼此相对的位置处。另
一个构造如下两个电动机沿着不同方向旋转以沿着一个方向驱动车轮，
并且相应支撑构件的摆动运动的瞬时中心在车辆的纵向上位于相对于车轴
的相同侧。
此外，可以采用以下两构造来确保当车轮沿着一个方向旋转时，车轮 驱动电动机沿着与车轮的旋转方向相同的方向旋转。 一种构造是使用同轴 电动机作为车轮驱动电动机。另一种构造是使车轮驱动电动机从车轴偏 离，同时允许电动机的输出轴上的齿轮经由中间齿轮可操作地连接到车轴 上的齿轮。相反，如果电动机与车轴偏离布置并且如果电动机的输出轴上 的齿轮直接与车轴上的齿轮啮合，则当车轮沿着一个方向旋转时电动机的 旋转方向变为与车轮的旋转方向相反。
图4示出了由本发明的驱动轮结构所采用的示例性构造模式。
在当车轮沿着一个方向旋转时两个电动机沿着与车轮相同的方向或者
相反的方向共同地旋转的图4的A-E情况下，相应电动机支撑构件的摆动 运动的瞬时中心在车辆的纵向上相对于车轴位于彼此相对的位置处(在前 侧和在后侧)。
另一方面，在当车轮沿着一个方向旋转时两个电动机相反的方向旋转
的图4的F-I情况下，相应电动机支撑构件的摆动运动的瞬时中心在车辆 的纵向上相对于车轴位于相同的一侧(即，前侧或者后侧)。
对于本领域的技术人员清楚的是，上述实施例对应于图4中的情况C
的构造模式。
图5中图示了与图4中的情况F的构造模式相对应的本发明的第二实
施例，其中相应电动机支撑构件的摆动运动的瞬时中心在车辆的纵向上相 对于车轴位于相同的一侧。
在如图5所示的实施例中，第二电动机108在车辆的纵向上布置在车
轴的轴心O的后方，并且第二电动机108的输出轴上的齿轮111与车轴
106上的齿轮107直接啮合。于是，车轮102和第二电动机108沿着相反
的方向旋转。
结果，如果第一电动机105和第二电动机108使车轮102在车辆前进 运动方向上加速时，则如图5的侧视图中的空白箭头所示绕与托架104对 车身的安装点一致的瞬时旋转中心产生由第一电动机105的驱动转矩引起 的托架104的反作用转矩Fl。在此驱动轮结构100'中，反作用转矩Fl的 瞬时旋转中心Oi在车轴的轴心0的前方(即，图5中的左侧)。于是， 反作用转矩Fl作用为向下偏压力Fl'，其沿着车辆的竖直方向向下推压托 架104。这与结合图l描述的相同。
另一方面，根据如图5所示的实施例，由第二电动机108的驱动转矩 引起的第一转矩臂109的反作用转矩F2如图5的侧视图中的黑箭头所示 绕瞬时旋转中心产生，该瞬时旋转中心与将托架104对车身的安装点Ch和 第二电动机108的中心03连接的直线与第二转矩臂110的中心线的交点 02—致。这是因为第二电动机108通过上述四连杆支撑在车身上。在此驱 动轮结构100'中，反作用转矩F2的瞬时旋转中心02在车轴的轴心O的前 方(即，图5中的左侧)。于是，反作用转矩F2作用为沿着车辆的竖直 方向的向上偏压力F2'，向上偏压力F2'施加在第二电动机108上。
如前述可见，根据本发明的驱动轮结构可以构造为任意形式，只要所 采用的构造确保如下情况即可当由两个电动机使车轮沿着一个方向旋转 时，在两个电动机处，通过电动机驱动转矩沿着车辆的竖直方向施加在车
轮上的力指向相反的上下方向。
本发明可以应用在用于采用轮内电动机布置的车辆的驱动轮中。本发 明所应用的车辆的外观、重量、尺寸和行驶性能并不关键。
权利要求
1.一种驱动轮结构，所述驱动轮结构用于采用轮内电动机布置的车辆，所述驱动轮结构包括第一电动机和第二电动机，其产生驱动转矩以使车轮旋转；第一支撑构件，其用于将所述第一电动机支撑在车身上；以及第二支撑构件，其用于将所述第二电动机支撑在所述车身上，其中所述第一支撑构件以下述方式安装到所述车身当由所述第一电动机使所述车轮沿着一个方向旋转时，由所述第一电动机的所述驱动转矩在所述第一支撑构件中引起第一反作用转矩，并且所述第一反作用转矩对所述车轮施加向下偏压力，并且其中所述第二支撑构件以下述方式安装到所述车身当由所述第二电动机使所述车轮沿着所述一个方向旋转时，由所述第二电动机的所述驱动转矩在所述第二支撑构件中引起第二反作用转矩，并且所述第二反作用转矩对所述车轮施加向上偏压力。
2. 根据权利要求1所述的驱动轮结构，其中所述第一和第二电动机当使所述车轮沿着所述一个方向旋转时，沿相 同方向被驱动；所述第一支撑构件包括臂形构件，所述臂形构件的一端紧固到所述第 一电动机的定子，另一端可枢转地安装到所述车身；所述第二支撑构件包括臂形构件，所述臂形构件的一端紧固到所述第 二电动机的定子，另一端可枢转地安装到所述车身；并且所述第一和第二支撑构件被分别布置成所述第一和第二支撑构件的瞬 时摆动中心在所述车辆的纵向上位于所述车轮的车轴的相对两侧上的方 式。
3. 根据权利要求2所述的驱动轮结构，其中所述第一和第二电动机是 设置在所述车轴上的同轴电动机。
4. 根据权利要求2所述的驱动轮结构，其中所述第一和第二电动机的输出轴分别与所述车轮的所述车轴偏离，并且设置有用于将所述输出轴中产生的驱动转矩传递到所述车轴的动力传递 机构；并且所述动力传递机构每个都包括附装到所述第一和第二电动机每个的所 述输出轴的第一齿轮，与所述第一齿轮处于非啮合关系的、紧固到所述车 轴的第二齿轮，以及与所述第一和第二齿轮两者都啮合的第三齿轮。
5. 根据权利要求2所述的驱动轮结构，其中所述第一和第二电动机的输出轴分别与所述车轮的所述车轴偏离，并 且设置有用于将所述输出轴中产生的驱动转矩传递到所述车轴的动力传递 机构；并且所述动力传递机构每个都包括附装到所述第一和第二电动机每个的所 述输出轴的第一齿轮，以及与所述第一齿轮啮合的、紧固到所述车轴的第 二齿轮。
6. 根据权利要求4或5所述的驱动轮结构，其中 所述第一支撑构件由中空构件构成；并且所述第二电动机的所述动力传递机构容纳在所述第一支撑构件内。
7. 根据权利要求1所述的驱动轮结构，其中所述第一和第二电动机适于当使所述车轮沿着所述一个方向旋转时，沿不同方向被驱动；所述第一支撑构件包括臂形构件，所述臂形构件的一端紧固到所述第 一电动机的定子，另一端可枢转地安装到所述车身；所述第二支撑构件包括臂形构件，所述臂形构件的一端紧固到所述第 二电动机的定子，另一端可枢转地安装到所述车身；并且所述第一和第二支撑构件被分别布置成所述第一和第二支撑构件的瞬 时摆动中心在所述车辆的纵向上位于所述车轮的车轴的一侧上的方式。
8. 根据权利要求7所述的驱动轮结构，其中所述第一电动机由设置在所述车轮的所述车轴上的同轴电动机构成； 所述第二电动机包括与所述车轮的所述车轴偏离的输出轴，并设置有用于 将所述输出轴中产生的所述驱动转矩传递到所述车轴的动力传递机构；并 且 .` 所述动力传递机构具有附装到所述第二电动机的所述输出轴的第一齿 轮，以及与所述第一齿轮啮合的、紧固到所述车轴的第二齿轮。
9. 根据权利要求8所述的驱动轮结构，其中 所述第一支撑构件由中空构件构成；并且 所述动力传递机构容纳在所述第一支撑构件内。
10. 根据权利要求7所述的驱动轮结构，其中所述第一电动机具有与所述车轮的所述车轴偏离的输出轴，并设置有 用于将所述第一电动机的所述输出轴中产生的所述驱动转矩传递到所述车 轴的第一动力传递机构；所述第一动力传递机构包括附装到所述第一电动机的所述输出轴的第 一齿轮，与所述第一齿轮处于非啮合关系的、紧固到所述车轴的第二齿 轮，以及与所述第一和第二齿轮两者都啮合的第三齿轮；所述第二电动机具有与所述车轮的所述车轴偏离的输出轴，并设置有 用于将所述第二电动机的所述输出轴中产生的所述驱动转矩传递到所述车轴的第二动力传递机构；并且所述第二动力传递机构包括附装到所述第二电动机的所述输出轴的第 四齿轮，以及与所述第四齿轮啮合的、紧固到所述车轴的第五齿轮。
11. 根据权利要求10所述的驱动轮结构，其中 所述第一支撑构件由中空构件构成；并且 所述第二动力传递机构容纳在所述第一支撑构件内。
12. 根据权利要求10所述的驱动轮结构，其中 所述第二支撑构件由中空构件构成；并且 所述第一动力传递机构容纳在所述第二支撑构件内。
13. 根据权利要求1至12中任一项所述的驱动轮结构，还包括用于控 制所述第一和第二电动机的致动的控制器，其中所述控制器以如下方式控制所述第一和第二电动机的致动当所述车辆进行直线行驶时，由所述第一支撑构件的所述反作用转矩施加到所 述车轮的所述向下偏压力等于由所述第二支撑构件的所述反作用转矩施加 到所述车轮的所述向上偏压力，所述第一支撑构件的所述反作用转矩由所 述第一电动机的所述驱动转矩引起，所述第二支撑构件的所述反作用转矩 由所述第二电动机的所述驱动转矩引起。
14. 根据权利要求1至12中任一项所述的驱动轮结构，还包括用于控 制所述第一和第二电动机的致动的控制器，其中所述控制器以如下方式控制所述第一和第二电动机的致动当对 所述车辆行驶时所述车身的上下运动进行衰减时，用于使所述车轮旋转 的、由所述第一和第二电动机产生的所述驱动转矩相对于所述车轮沿着彼 此相反的方向作用；并且所述控制器还以如下方式控制所述第一和第二电动机的致动响应于 所述车身在所述车辆行驶过程中的所述上下运动，使相反作用的所述驱动 转矩的作用方向同时反向。
15. 根据权利要求1至12中任一项所述的驱动轮结构，还包括用于控制所述第一和第二电动机的致动的控制器，其中所述控制器以如下方式控制所述第一和第二电动机的致动用于 使所述车轮旋转的、由所述第一和第二电动机产生的所述驱动转矩相对于 所述车轮沿着彼此相反的方向作用，并且所述控制器还以如下方式控制所 述第一和第二电动机的致动当所述车辆正在转向时，如果所述车轮用作 外侧转向轮则将所述向下偏压力施加在所述车轮上，如果所述车轮用作内 侧转向轮则将所述向上偏压力施加在所述车轮上。
全文摘要
一种驱动轮结构(100)，其用于采用轮内电动机布置的车辆，并包括用于产生驱动转矩以使车轮(102)旋转的第一电动机(105)和第二电动机(108)；第一支撑构件，其安装到车身，并用于将第一电动机支撑在车身上；以及第二支撑构件，其安装到车身，并用于将第二电动机支撑在车身上。当第一电动机(105)使车轮(102)沿着一个方向旋转时，由第一电动机(105)的驱动转矩在第一支撑构件内引起反作用转矩(F1)，并且该反作用转矩对车轮(102)施加向下偏压力(F1)。当第二电动机(108)使车轮(102)沿着所述一个方向旋转时，由第二电动机的驱动转矩在第二支撑构件内引起反作用转矩(F2)，并且该反作用转矩对车轮(102)施加向上偏压力(F2)。
文档编号B60K7/00GK101351354SQ200780001058
公开日2009年1月21日 申请日期2007年3月6日 优先权日2006年3月31日
发明者丹羽智彦 申请人:丰田自动车株式会社