車両用駆動装置
【課題】制御を簡易化でき、ヨーモーメントを発生させることのできる車両用駆動装置を提供する。
【解決手段】後輪駆動装置1は、左後輪LWrを駆動する電動機2Aと、電動機2Aと左後輪LWrとの動力伝達経路上に設けられた遊星歯車式減速機12Aと、を有する左車輪駆動装置と、右後輪RWrを駆動する電動機2Bと、電動機2Bと右後輪RWrとの動力伝達経路上に設けられた遊星歯車式減速機12Bと、を有する右車輪駆動装置と、電動機2A、2Bを制御する制御装置8と、を備える。遊星歯車式減速機12A、12Bのサンギヤ21A、21Bにそれぞれ電動機2A、2Bが接続され、プラネタリキャリア23A、23Bにそれぞれ左後輪LWr及び右後輪RWrが接続され、リングギヤ24A、24B同士が互いに連結される。制御装置8は、リングギヤ24A、24Bの回転を目標回転に制御する回転制御を行なうとき、電動機2A、2Bのいずれか一方のみを駆動制御してリングギヤ24A、24Bの回転を制御する。
【解決手段】後輪駆動装置1は、左後輪LWrを駆動する電動機2Aと、電動機2Aと左後輪LWrとの動力伝達経路上に設けられた遊星歯車式減速機12Aと、を有する左車輪駆動装置と、右後輪RWrを駆動する電動機2Bと、電動機2Bと右後輪RWrとの動力伝達経路上に設けられた遊星歯車式減速機12Bと、を有する右車輪駆動装置と、電動機2A、2Bを制御する制御装置8と、を備える。遊星歯車式減速機12A、12Bのサンギヤ21A、21Bにそれぞれ電動機2A、2Bが接続され、プラネタリキャリア23A、23Bにそれぞれ左後輪LWr及び右後輪RWrが接続され、リングギヤ24A、24B同士が互いに連結される。制御装置8は、リングギヤ24A、24Bの回転を目標回転に制御する回転制御を行なうとき、電動機2A、2Bのいずれか一方のみを駆動制御してリングギヤ24A、24Bの回転を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、左車輪を駆動する駆動装置と右車輪を駆動する駆動装置とが別々に設けられた車両用駆動装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1には、車両の左車輪を駆動する第1電動機と、第1電動機と左車輪との動力伝達経路上に設けられた第1遊星歯車式変速機と、を有する左車輪駆動装置と、車両の右車輪を駆動する第2電動機と、第2電動機と右車輪との動力伝達経路上に設けられた第2遊星歯車式変速機と、を有する右車輪駆動装置と、を備える車両用駆動装置が記載されている。第1及び第2遊星歯車式変速機は、サンギヤにそれぞれ第1及び第2電動機が接続され、プラネタリキャリアにそれぞれ左車輪及び右車輪が接続され、リングギヤ同士が互いに連結されている。また、車両用駆動装置には、連結されたリングギヤを解放又は締結することによりリングギヤの回転を制動する油圧ブレーキと、油圧ブレーキと並列にリングギヤの一方向の回転を許容し、逆方向の回転を規制する一方向クラッチが設けられている。
【0003】
この一方向クラッチは、電動機側の順方向の回転動力が車輪側に入力されて車両が前進する際に係合するものであり、電動機からの回転動力が車輪に伝達されるようになっている。一方、車輪側の順方向の回転動力が電動機側に入力されるときには、この一方向クラッチは、非係合状態となり、車輪からの動力が電動機に伝達されないようになっている。そして、車輪からの回転動力により電動機で回生する場合には、油圧ブレーキを締結することで、車輪からの回転動力を電動機に伝達する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】国際公開第2011/013829号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、特許文献1では、車輪側の順方向の回転動力が電動機側に入力されている際に、断接手段を解放した状態から断接手段を締結するためのリングギヤの回転数制御において、左右の電動機、即ち第1及び第2電動機の両方を目標回転数となるように駆動制御している。
【0006】
かかる制御について、図27及び図28を参照しながら車両旋回中(左旋回)を例に具体的に説明する。前輪駆動装置による前輪駆動で車両が左旋回した場合、左右後輪には回転差が発生し、左後輪を駆動する電動機は逆転方向に回転するとともに、右後輪を駆動する電動機は正転方向に回転している(図27(a))。この状態で車速、操舵角等から油圧ブレーキの締結条件が成立すると、先ず、両方の電動機の回転数がそれぞれの目標回転数となるように両方の電動機を駆動する(図27(b))。両方の電動機が目標回転数に近づくことによりリングギヤの回転数が低下して回転合わせが完了する。この時点で、油圧ブレーキを締結することでリングギヤが固定される(図27(c))。そして、左旋回時に内輪側となる左後輪側の電動機を回生し、外輪側となる右後輪側の電動機を駆動する(図27(d))ことで、車両旋回時に、左右輪の回転差を利用して一方の電動機で回生することができ、車両3には、図中のハッチング付きの矢印で示した反時計回りのヨーモーメントが作用している。
【0007】
しかしながら、この特許文献1に記載の制御では、制御対象が左後輪を駆動する電動機と右後輪を駆動する電動機の2つあり、それぞれの電動機の回転数が異なるので制御が煩雑になるという課題があった。また、両方の電動機を駆動するため、消費エネルギーの点で改善の余地があった。さらに、油圧ブレーキを締結するためにリングギヤの回転数を低下させている間、即ち、油圧ブレーキの締結条件が成立してから回転合わせが完了するまでの間、図28で示すように、ヨーモーメントが発生しない状態となる。
【0008】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、制御を簡易化でき、ヨーモーメントを発生させることのできる車両用駆動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】
【0009】
上記の目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、
車両の左車輪(例えば、後述の実施形態の左後輪LWr)を駆動する第1電動機(例えば、後述の実施形態の電動機2A)と、前記第1電動機と前記左車輪との動力伝達経路上に設けられた第1変速機(例えば、後述の実施形態の遊星歯車式減速機12A)と、を有する左車輪駆動装置と、車両の右車輪(例えば、後述の実施形態の右後輪RWr)を駆動する第2電動機(例えば、後述の実施形態の電動機2B)と、前記第2電動機と前記右車輪との動力伝達経路上に設けられた第2変速機(例えば、後述の実施形態の遊星歯車式減速機12B)と、を有する右車輪駆動装置と、前記第1電動機と前記第2電動機を制御する電動機制御手段と、を備える車両用駆動装置(例えば、後述の実施形態の後輪駆動装置1)であって、
前記第1及び第2変速機は、それぞれ第1乃至第3の回転要素により構成され、
前記第1及び第2変速機の第1の回転要素(例えば、後述の実施形態のサンギヤ21A、21B)にそれぞれ前記第1及び第2電動機が接続され、
前記第2の回転要素(例えば、後述の実施形態のプラネタリキャリア23A、23B)にそれぞれ前記左車輪及び右車輪が接続され、
前記第3の回転要素(例えば、後述の実施形態のリングギヤ24A、24B)同士が互いに連結され、
前記電動機制御手段は、前記連結された第3の回転要素の回転を目標回転に制御する回転制御を行なうとき、前記第1電動機と前記第2電動機のいずれか一方のみを駆動制御して前記第3の回転要素の回転を制御することを特徴とする。
【0010】
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の構成に加えて、
前記回転制御は、目標ヨーモーメントに基づいて駆動制御する前記第1電動機と前記第2電動機のいずれか一方を選択することを特徴とする。
【0011】
また、請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の構成に加えて、
前記回転制御は、目標ヨーモーメントと同方向のヨーモーメントが発生するように、前記第1電動機と前記第2電動機のいずれか一方を選択することを特徴とする。
【0012】
また、請求項4に記載の発明は、請求項1に記載の構成に加えて、
車両旋回中に前記回転制御を行なうとき、前記第1電動機と前記第2電動機のうち旋回時に外側となる車輪を駆動する電動機を選択することを特徴とする。
【0013】
また、請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか1項に記載の構成に加えて、
解放又は締結可能とされ、締結することにより前記第3の回転要素の回転を制動する断接手段(例えば、後述の実施形態の油圧ブレーキ60A、60B)をさらに備え、
前記回転制御は、前記断接手段を締結した後のヨーモーメントの発生方向と同じ方向のヨーモーメントが発生するように前記第1電動機と前記第2電動機のいずれか一方のみを駆動制御することを特徴とする。
【0014】
また、請求項6に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか1項に記載の構成に加えて、
前記第3回転要素の一方向の回転を許容し、逆方向の回転を規制する一方向回転規制手段(例えば、後述の実施形態の一方向クラッチ50)をさらに備え、
前記回転制御は、前記一方向回転規制手段が係合した後のヨーモーメントの発生方向と同じ方向のヨーモーメントが発生するように前記第1電動機と前記第2電動機のいずれか一方のみを駆動制御することを特徴とする。
【0015】
上記の目的を達成するために、請求項7に記載の発明は、
車両の左車輪(例えば、後述の実施形態の左後輪LWr)を駆動する第1電動機(例えば、後述の実施形態の電動機2A)と、前記第1電動機と前記左車輪との動力伝達経路上に設けられた第1変速機(例えば、後述の実施形態の遊星歯車式減速機12A)と、を有する左車輪駆動装置と、車両の右車輪(例えば、後述の実施形態の右後輪RWr)を駆動する第2電動機(例えば、後述の実施形態の電動機2B)と、前記第2電動機と前記右車輪との動力伝達経路上に設けられた第2変速機(例えば、後述の実施形態の遊星歯車式減速機12B)と、を有する右車輪駆動装置と、前記第1電動機と前記第2電動機を制御する電動機制御手段(例えば、後述の実施形態の制御装置8)と、を備える車両用駆動装置(例えば、後述の実施形態の後輪駆動装置1)であって、
前記第1及び第2変速機は、それぞれ第1乃至第3の回転要素により構成され、
前記第1及び第2変速機の第1の回転要素(例えば、後述の実施形態のサンギヤ21A、21B)にそれぞれ前記第1及び第2電動機が接続され、
前記第2の回転要素(例えば、後述の実施形態のプラネタリキャリア23A、23B)にそれぞれ前記左車輪及び右車輪が接続され、
前記第3の回転要素(例えば、後述の実施形態のリングギヤ24A、24B)同士が互いに連結され、
前記電動機制御手段は、前記第1電動機と前記第2電動機のいずれか一方のみを駆動制御して前記第1電動機と前記第2電動機のいずれか一方の回転数を制御する片側回転数制御(例えば、後述の実施形態の1MOT回転数合わせ処理)と、前記第1電動機と前記第2電動機の両方を駆動制御して前記第1電動機と前記第2電動機の両方の回転数を制御する両側回転数制御(例えば、後述の実施形態の2MOT回転数合わせ処理)と、を選択して行なうことを特徴とする。
【0016】
また、請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の構成に加えて、
前記電動機制御手段は、車両旋回中であれば前記片側回転数制御を行ない、車両直進中であれば前記両側回転数制御を行なうことを特徴とする。
【0017】
また、請求項9に記載の発明は、請求項7に記載の構成に加えて、
前記電動機制御手段は、車両旋回中且つ前後加速度が所定値以上の場合に前記両側回転数制御を行ない、車両旋回中且つ前後加速度が所定値より小さい場合に前記片側回転数制御を行なうことを特徴とする。
【0018】
また、請求項10に記載の発明は、請求項7〜9のいずれか1項に記載の構成に加えて、
前記片側回転数制御は、目標ヨーモーメントに基づいて駆動制御する前記第1電動機と前記第2電動機のいずれか一方を選択することを特徴とする。
【0019】
また、請求項11に記載の発明は、請求項10に記載の構成に加えて、
前記片側回転数制御は、目標ヨーモーメントと同方向のヨーモーメントが発生するように、前記第1電動機と前記第2電動機のいずれか一方を選択することを特徴とする。
【0020】
また、請求項12に記載の発明は、請求項7〜9のいずれか1項に記載の構成に加えて、
車両旋回中に前記片側回転数制御を行なうとき、前記第1電動機と前記第2電動機のうち旋回時に外側となる車輪を駆動する電動機を選択することを特徴とする。
【0021】
また、請求項13に記載の発明は、請求項7〜12のいずれか1項に記載の構成に加えて、
解放又は締結可能とされ、締結することにより前記第3の回転要素の回転を制動する断接手段(例えば、後述の実施形態の油圧ブレーキ60A、60B)をさらに備え、
前記片側回転数制御は、前記断接手段を締結した後のヨーモーメントの発生方向と同じ方向のヨーモーメントが発生するように前記第1電動機と前記第2電動機のいずれか一方のみを駆動制御することを特徴とする。
【0022】
また、請求項14に記載の発明は、請求項7〜12のいずれか1項に記載の構成に加えて、
前記第3回転要素の一方向の回転を許容し、逆方向の回転を規制する一方向回転規制手段(例えば、後述の実施形態の一方向クラッチ50)をさらに備え、
前記片側回転数制御は、前記一方向回転規制手段が係合した後のヨーモーメントの発生方向と同じ方向のヨーモーメントが発生するように前記第1電動機と前記第2電動機のいずれか一方のみを駆動制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【0023】
請求項1に記載の発明によれば、第3の回転要素の回転を制御する際にヨーモーメントを発生させることができる。また、第1電動機と第2電動機の両方を駆動制御する場合に比べて、制御対象が減るので制御性が向上するとともに、消費エネルギーの低減を図ることができる。
【0024】
請求項2に記載の発明によれば、適切にヨーモーメントを発生させることができ、旋回時における車両の操作性を向上させることができる。
【0025】
請求項3に記載の発明によれば、旋回をアシストすることや乱れた車両の挙動を修正することが可能であり、旋回時における車両の操作性を向上させることができる。
【0026】
請求項4に記載の発明によれば、旋回をアシストすることができ、旋回時における車両の操作性を向上させることができる。
【0027】
請求項5に記載の発明によれば、第3の回転要素の回転を制動する断接手段を備えるので、電動機を駆動も回生もする必要がないときに電動機を切り離すことができ、電動機の連れ周りによる損失を低減することができる。また、断接手段を締結した後のヨーモーメントの発生方向と同じ方向のヨーモーメントが発生するように電動機を選択することで、回転制御中と断接手段の締結後のヨーモーメントの差を小さくすることができる。
【0028】
請求項6に記載の発明によれば、第3回転要素の一方向の回転を許容し、逆方向の回転を規制する一方向回転規制手段を備えるので、機械的に電動機の切り離しと連結とを切り替えることができる。また、一方向回転規制手段が係合した後のヨーモーメントの発生方向と同じ方向のヨーモーメントが発生するように電動機を選択することで、回転制御中と一方向回転規制手段の係合後のヨーモーメントの差を小さくすることができる。
【0029】
請求項7に記載の発明によれば、片側回転数制御によれば、少ない消費エネルギーで回転数制御を行うことができ、さらにヨーモーメントを発生させることができる。また、両側回転数制御によれば、早期に回転数制御を行なうことができる。この片側回転数制御と両側回転数制御を車両の走行状態に応じて適切に選択することにより、車両の走行性の向上と省エネルギー化を両立することができる。
【0030】
請求項8に記載の発明によれば、旋回時に片側回転数制御を行なうことで、旋回時における車両の操作性を向上させることができる。
【0031】
請求項9に記載の発明によれば、旋回中であって急減速時には、両側回転数制御で早期に回転制御を行なうことで、回生量を増やすことができる。
【0032】
請求項10又は11に記載の発明によれば、適切にヨーモーメントを発生させることができる。
【0033】
請求項12に記載の発明によれば、旋回時における車両の操作性を向上させることができる。
【0034】
請求項13に記載の発明によれば、第3の回転要素の回転を制動する断接手段を備えるので、電動機を駆動も回生もする必要がないときに電動機を切り離すことができ、電動機の連れ周りによる損失を低減することができる。また、断接手段を締結した後のヨーモーメントの発生方向と同じ方向のヨーモーメントが発生するように電動機を選択することで、回転制御中と断接手段の締結後のヨーモーメントの差を小さくすることができる。
【0035】
請求項14に記載の発明によれば、第3回転要素の一方向の回転を許容し、逆方向の回転を規制する一方向回転規制手段を備えるので、機械的に電動機を切り離すことができる。また、一方向回転規制手段が係合した後のヨーモーメントの発生方向と同じ方向のヨーモーメントが発生するように電動機を選択することで、回転制御中と一方向回転規制手段の係合後のヨーモーメントの差を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0036】
【図1】本発明に係る車両用駆動装置を搭載可能な車両の一実施形態であるハイブリッド車両の概略構成を示すブロック図である。
【図2】後輪駆動装置の一実施形態の縦断面図である。
【図3】図2に示す後輪駆動装置の部分拡大図である。
【図4】後輪駆動装置がフレームに搭載された状態を示す斜視図である。
【図5】油圧ブレーキを制御する油圧制御装置の油圧回路図であり、油圧が供給されていない状態を示す油圧回路図である。
【図6】(a)は低圧油路切替弁が低圧側位置に位置するときの説明図であり、(b)は低圧油路切替弁が高圧側位置に位置するときの説明図である。
【図7】(a)はブレーキ油路切替弁が閉弁位置に位置するときの説明図であり、(b)はブレーキ油路切替弁が開弁位置に位置するときの説明図である。
【図8】(a)はソレノイド弁の非通電時の説明図であり、(b)はソレノイド弁の通電時の説明図である。
【図9】走行中であって油圧ブレーキの解放状態(EOP:低圧モード)における油圧制御装置の油圧回路図である。
【図10】油圧ブレーキの弱締結状態(EOP:低圧モード)における油圧制御装置の油圧回路図である。
【図11】油圧ブレーキの締結状態(EOP:高圧モード)における油圧制御装置の油圧回路図である。
【図12】電動オイルポンプの負荷特性を示すグラフである。
【図13】車両状態における前輪駆動装置と後輪駆動装置との関係を電動機の作動状態と油圧回路の状態とをあわせて記載した表である。
【図14】停車中の後輪駆動装置の速度共線図である。
【図15】前進低車速時の後輪駆動装置の速度共線図である。
【図16】前進中車速時の後輪駆動装置の速度共線図である。
【図17】減速回生時の後輪駆動装置の速度共線図である。
【図18】前進高車速時の後輪駆動装置の速度共線図である。
【図19】後進時の後輪駆動装置の速度共線図である。
【図20】車両旋回中における制御を説明するための速度共線図である。
【図21】車両旋回中におけるタイミングチャートである。
【図22】回転数制御を説明するフロー図である。
【図23】急減速判断処理を説明するフロー図である。
【図24】(a)1モータ回転数合わせ処理を説明するフロー図であり、(b)2モータ回転数合わせ処理を説明するフロー図である。
【図25】回転数合わせモータ選択処理を説明するフロー図である。
【図26】回転数合わせモータ選択処理の変形例を説明するフロー図である。
【図27】特許文献1に記載の車両旋回中における制御を説明するための速度共線図である。
【図28】特許文献1に記載の車両旋回中におけるタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0037】
先ず、本発明に係る車両用駆動装置の一実施形態を図1〜図4に基づいて説明する。
本発明に係る車両用駆動装置は、電動機を車軸駆動用の駆動源とするものであり、例えば、図1に示すような駆動システムの車両に用いられる。以下の説明では車両用駆動装置を後輪駆動用として用いる場合を例に説明するが、前輪駆動用に用いてもよい。
図1に示す車両3は、内燃機関4と電動機5が直列に接続された駆動装置6(以下、前輪駆動装置と呼ぶ。)を車両前部に有するハイブリッド車両であり、この前輪駆動装置6の動力がトランスミッション7を介して前輪Wfに伝達される一方で、この前輪駆動装置6と別に車両後部に設けられた駆動装置1(以下、後輪駆動装置と呼ぶ。)の動力が後輪Wr(RWr、LWr)に伝達されるようになっている。前輪駆動装置6の電動機5と後輪Wr側の後輪駆動装置1の電動機2A、2Bは、バッテリ9に接続され、バッテリ9からの電力供給と、バッテリ9へのエネルギー回生が可能となっている。符号8は、車両全体の各種制御をするための制御装置である。
【0038】
図2は、後輪駆動装置1の全体の縦断面図を示すものであり、同図において、10A、10Bは、車両3の後輪Wr側の左右の車軸であり、車幅方向に同軸上に配置されている。後輪駆動装置1の減速機ケース11は全体が略円筒状に形成され、その内部には、車軸駆動用の電動機2A、2Bと、この電動機2A、2Bの駆動回転を減速する遊星歯車式減速機12A、12Bとが、車軸10A、10Bと同軸上に配置されている。この電動機2A及び遊星歯車式減速機12Aは左後輪LWrを駆動する左車輪駆動装置として機能し、電動機2B及び遊星歯車式減速機12Bは右後輪RWrを駆動する右車輪駆動装置として機能し、電動機2A及び遊星歯車式減速機12Aと電動機2B及び遊星歯車式減速機12Bは、減速機ケース11内で車幅方向に左右対称に配置されている。そして、減速機ケース11は、図4に示すように、車両3の骨格となるフレームの一部であるフレーム部材13の支持部13a、13bと、不図示の後輪駆動装置1のフレームで支持されている。支持部13a、13bは、車幅方向でフレーム部材13の中心に対し左右に設けられている。なお、図4中の矢印は、後輪駆動装置1が車両3に搭載された状態における位置関係を示している。
【0039】
減速機ケース11の左右両端側内部には、それぞれ電動機2A、2Bのステータ14A、14Bが固定され、このステータ14A、14Bの内周側に環状のロータ15A、15Bが回転可能に配置されている。ロータ15A、15Bの内周部には車軸10A、10Bの外周を囲繞する円筒軸16A、16Bが結合され、この円筒軸16A、16Bが車軸10A、10Bと同軸で相対回転可能となるように減速機ケース11の端部壁17A、17Bと中間壁18A、18Bに軸受19A、19Bを介して支持されている。また、円筒軸16A、16Bの一端側の外周であって減速機ケース11の端部壁17A、17Bには、ロータ15A、15Bの回転位置情報を電動機2A、2Bの制御コントローラ(図示せず)にフィードバックするためのレゾルバ20A、20Bが設けられている。
【0040】
また、遊星歯車式減速機12A、12Bは、サンギヤ21A、21Bと、このサンギヤ21に噛合される複数のプラネタリギヤ22A、22Bと、これらのプラネタリギヤ22A、22Bを支持するプラネタリキャリア23A、23Bと、プラネタリギヤ22A、22Bの外周側に噛合されるリングギヤ24A、24Bと、を備え、サンギヤ21A、21Bから電動機2A、2Bの駆動力が入力され、減速された駆動力がプラネタリキャリア23A、23Bを通して出力されるようになっている。
【0041】
サンギヤ21A、21Bは円筒軸16A、16Bに一体に形成されている。また、プラネタリギヤ22A、22Bは、例えば図3に示すように、サンギヤ21A、21Bに直接噛合される大径の第1ピニオン26A、26Bと、この第1ピニオン26A、26Bよりも小径の第2ピニオン27A、27Bを有する2連ピニオンであり、これらの第1ピニオン26A、26Bと第2ピニオン27A、27Bが同軸にかつ軸方向にオフセットした状態で一体に形成されている。このプラネタリギヤ22A、22Bはプラネタリキャリア23A、23Bに支持され、プラネタリキャリア23A、23Bは、軸方向内側端部が径方向内側に伸びて車軸10A、10Bにスプライン嵌合され一体回転可能に支持されるとともに、軸受33A、33Bを介して中間壁18A、18Bに支持されている。
【0042】
なお、中間壁18A、18Bは電動機2A、2Bを収容する電動機収容空間と遊星歯車式減速機12A、12Bを収容する減速機空間とを隔て、外径側から内径側に互いの軸方向間隔が広がるように屈曲して構成されている。そして、中間壁18A、18Bの内径側、且つ、遊星歯車式減速機12A、12B側にはプラネタリキャリア23A、23Bを支持する軸受33A、33Bが配置されるとともに中間壁18A、18Bの外径側、且つ、電動機2A、2B側にはステータ14A、14B用のバスリング41A、41Bが配置されている(図2参照)。
【0043】
リングギヤ24A、24Bは、その内周面が小径の第2ピニオン27A、27Bに噛合されるギヤ部28A、28Bと、ギヤ部28A、28Bより小径で減速機ケース11の中間位置で互いに対向配置される小径部29A、29Bと、ギヤ部28A、28Bの軸方向内側端部と小径部29A、29Bの軸方向外側端部を径方向に連結する連結部30A、30Bとを備えて構成されている。この実施形態の場合、リングギヤ24A、24Bの最大半径は、第1ピニオン26A、26Bの車軸10A、10Bの中心からの最大距離よりも小さくなるように設定されている。小径部29A、29Bは、それぞれ後述する一方向クラッチ50のインナーレース51とスプライン嵌合し、リングギヤ24A、24Bは一方向クラッチ50のインナーレース51と一体回転するように構成されている。
【0044】
ところで、減速機ケース11とリングギヤ24A、24Bの間には円筒状の空間部が確保され、その空間部内に、リングギヤ24A、24Bに対する制動手段を構成する油圧ブレーキ60A、60Bが第1ピニオン26A、26Bと径方向でラップし、第2ピニオン27A、27Bと軸方向でラップして配置されている。油圧ブレーキ60A、60Bは、減速機ケース11の内径側で軸方向に伸びる筒状の外径側支持部34の内周面にスプライン嵌合された複数の固定プレート35A、35Bと、リングギヤ24A、24Bの外周面にスプライン嵌合された複数の回転プレート36A、36Bが軸方向に交互に配置され、これらのプレート35A、35B,36A、36Bが環状のピストン37A、37Bによって締結及び解放操作されるようになっている。ピストン37A、37Bは、減速機ケース11の中間位置から内径側に延設された左右分割壁39と、左右分割壁39によって連結された外径側支持部34と内径側支持部40間に形成された環状のシリンダ室38A、38Bに進退自在に収容されており、シリンダ室38A、38Bへの高圧オイルの導入によってピストン37A、37Bを前進させ、シリンダ室38A、38Bからオイルを排出することによってピストン37A、37Bを後退させる。なお、油圧ブレーキ60A、60Bは図4に示すように、前述したフレーム部材13の支持部13a、13b間に配置された電動オイルポンプ70に接続されている。
【0045】
また、さらに詳細には、ピストン37A、37Bは、軸方向前後に第1ピストン壁63A、63Bと第2ピストン壁64A、64Bを有し、これらのピストン壁63A、63B,64A、64Bが円筒状の内周壁65A、65Bによって連結されている。したがって、第1ピストン壁63A、63Bと第2ピストン壁64A、64Bの間には径方向外側に開口する環状空間が形成されているが、この環状空間は、シリンダ室38A、38Bの外壁内周面に固定された仕切部材66A、66Bによって軸方向左右に仕切られている。減速機ケース11の左右分割壁39と第2ピストン壁64A、64Bの間は高圧オイルが直接導入される第1作動室S1(図5参照)とされ、仕切部材66A、66Bと第1ピストン壁63A、63Bの間は、内周壁65A、65Bに形成された貫通孔を通して第1作動室S1と導通する第2作動室S2(図5参照)とされている。第2ピストン壁64A、64Bと仕切部材66A、66Bの間は大気圧に導通している。
【0046】
この油圧ブレーキ60A、60Bでは、第1作動室S1と第2作動室S2に後述する油圧回路71からオイルが導入され、第1ピストン壁63A、63Bと第2ピストン壁64A、64Bに作用するオイルの圧力によって固定プレート35A、35Bと回転プレート36A、36Bを相互に押し付けが可能である。したがって、軸方向左右の第1,第2ピストン壁63A、63B,64A、64Bによって大きな受圧面積を稼ぐことができるため、ピストン37A、37Bの径方向の面積を抑えたまま固定プレート35A、35Bと回転プレート36A、36Bに対する大きな押し付け力を得ることができる。
【0047】
この油圧ブレーキ60A、60Bの場合、固定プレート35A、35Bが減速機ケース11から伸びる外径側支持部34に支持される一方で、回転プレート36A、36Bがリングギヤ24A、24Bに支持されているため、両プレート35A、35B,36A、36Bがピストン37A、37Bによって押し付けられると、両プレート35A、35B,36A、36B間の摩擦締結によってリングギヤ24A、24Bに制動力が作用し固定され、その状態からピストン37A、37Bによる締結が解放されると、リングギヤ24A、24Bの自由な回転が許容される。
【0048】
また、軸方向で対向するリングギヤ24A、24Bの連結部30A、30B間にも空間部が確保され、その空間部内に、リングギヤ24A、24Bに対し一方向の動力のみを伝達し他方向の動力を遮断する一方向クラッチ50が配置されている。一方向クラッチ50は、インナーレース51とアウターレース52との間に多数のスプラグ53を介在させたものであって、そのインナーレース51がスプライン嵌合によりリングギヤ24A、24Bの小径部29A、29Bと一体回転するように構成されている。またアウターレース52は、内径側支持部40により位置決めされるとともに、回り止めされている。一方向クラッチ50は、車両3が電動機2A、2Bの動力で前進する際に係合してリングギヤ24A、24Bの回転をロックするように構成されている。より具体的に説明すると、一方向クラッチ50は、電動機2A、2B側の順方向(車両3を前進させる際の回転方向)の回転動力が後輪Wr側に入力されるときに係合状態となるとともに電動機2A、2B側の逆方向の回転動力が後輪Wr側に入力されるときに非係合状態となり、後輪Wr側の順方向の回転動力が電動機2A、2B側に入力されるときに非係合状態となるとともに後輪Wr側の逆方向の回転動力が電動機2A、2B側に入力されるときに係合状態となる。
【0049】
このように本実施形態の後輪駆動装置1では、電動機2A、2Bと後輪Wrとの動力伝達経路上に一方向クラッチ50と油圧ブレーキ60A、60Bとが並列に設けられている。
【0050】
次に、図5〜図8を参照して後輪駆動装置1の油圧制御装置を構成する油圧回路について説明する。
油圧回路71は、オイルパン80に配設した吸入口70aから吸入され電動オイルポンプ70から吐出されるオイルを低圧油路切替弁73とブレーキ油路切替弁74とを介して油圧ブレーキ60A、60Bの第1作動室S1に給油可能に構成されるとともに、低圧油路切替弁73を介して電動機2A、2B及び遊星歯車式減速機12A、12Bなどの潤滑・冷却部91に供給可能に構成される。減速機ケース11には、電動オイルポンプ70から吐出され、電動機2A、2B及び遊星歯車式減速機12A、12Bなどの潤滑・冷却部91に供給されたオイルが貯留されている。オイルには、プラネタリキャリア23A、23Bの下部と電動機2A、2Bの下部が浸かっている。電動オイルポンプ70は、位置センサレス・ブラシレス直流モータからなる電動機90で高圧モードと低圧モードの少なくとも2つのモードで運転(稼動)可能となっておりPID制御で制御され、さらにそれぞれのモードにおいて油圧を調整可能となっている。なお、符号92は、ブレーキ油路77の油温及び油圧を検出するセンサである。
【0051】
低圧油路切替弁73は、ライン油路75を構成する電動オイルポンプ70側の第1ライン油路75aと、ライン油路75を構成するブレーキ油路切替弁74側の第2ライン油路75bと、潤滑・冷却部91に連通する第1低圧油路76aと、潤滑・冷却部91に連通する第2低圧油路76bと、に接続される。また、低圧油路切替弁73は、第1ライン油路75aと第2ライン油路75bとを常時連通させるとともにライン油路75を第1低圧油路76a又は第2低圧油路76bに選択的に連通させる弁体73aと、弁体73aをライン油路75と第1低圧油路76aとを連通する方向(図5において右方)へ付勢するスプリング73bと、弁体73aをライン油路75の油圧によってライン油路75と第2低圧油路76bとを連通する方向(図5において左方)へ押圧する油室73cと、を備える。従って、弁体73aは、スプリング73bによってライン油路75と第1低圧油路76aとを連通する方向(図5において右方)へ付勢されるとともに、図中右端の油室73cに入力されるライン油路75の油圧によってライン油路75と第2低圧油路76bとを連通する方向(図5において左方)へ押圧される。
【0052】
ここで、スプリング73bの付勢力は、電動オイルポンプ70が低圧モードで運転中に油室73cに入力されるライン油路75の油圧では、図6(a)に示すように、弁体73aが移動せずライン油路75を第2低圧油路76bから遮断し第1低圧油路76aに連通させるように設定され(以下、図6(a)の弁体73aの位置を低圧側位置と呼ぶ。)、電動オイルポンプ70が高圧モードで運転中に油室73cに入力されるライン油路75の油圧では、図6(b)に示すように、弁体73aが移動してライン油路75を第1低圧油路76aから遮断し第2低圧油路76bに連通させるように設定されている(以下、図6(b)の弁体73aの位置を高圧側位置と呼ぶ。)。
【0053】
ブレーキ油路切替弁74は、ライン油路75を構成する第2ライン油路75bと、油圧ブレーキ60A、60Bに接続されるブレーキ油路77と、ハイポジションドレン78を介して貯留部79と、に接続される。また、ブレーキ油路切替弁74は、第2ライン油路75bとブレーキ油路77とを連通・遮断させる弁体74aと、弁体74aを第2ライン油路75bとブレーキ油路77とを遮断する方向(図5において右方)へ付勢するスプリング74bと、弁体74aをライン油路75の油圧によって第2ライン油路75bとブレーキ油路77とを連通する方向(図5において左方)へ押圧する油室74cと、を備える。従って、弁体74aは、スプリング74bによって第2ライン油路75bとブレーキ油路77とを遮断する方向(図5において右方)へ付勢されるとともに、油室74cに入力されるライン油路75の油圧によって第2ライン油路75bとブレーキ油路77とを連通する方向(図5において左方)へ押圧可能にされる。
【0054】
スプリング74bの付勢力は、電動オイルポンプ70が低圧モード及び高圧モードで運転中に、油室74cに入力されるライン油路75の油圧で、弁体74aを図7(a)の閉弁位置から図7(b)の開弁位置に移動させて、ブレーキ油路77をハイポジションドレン78から遮断し第2ライン油路75bに連通させるように設定されている。即ち、電動オイルポンプ70が低圧モードで運転されても高圧モードで運転されても、油室74cに入力されるライン油路75の油圧がスプリング74bの付勢力を上回り、ブレーキ油路77をハイポジションドレン78から遮断し第2ライン油路75bに連通させる。
【0055】
第2ライン油路75bとブレーキ油路77とを遮断した状態においては、油圧ブレーキ60A、60Bはブレーキ油路77とハイポジションドレン78を介して貯留部79に連通される。ここで、貯留部79は、オイルパン80よりも鉛直方向で高い位置、より好ましくは、貯留部79の鉛直方向最上部が、油圧ブレーキ60A、60Bの第1作動室S1の鉛直方向最上部と鉛直方向最下部との中分点よりも鉛直方向で高い位置となるように配設される。従って、ブレーキ油路切替弁74が閉弁した状態においては、油圧ブレーキ60A、60Bの第1作動室S1に貯留していたオイルが直接オイルパン80に排出されず、貯留部79に排出されて蓄えられるように構成される。なお、貯留部79から溢れたオイルは、オイルパン80に排出されるように構成される。また、ハイポジションドレン78の貯留部側端部78aは、貯留部79の底面に接続される。
【0056】
ブレーキ油路切替弁74の油室74cは、パイロット油路81とソレノイド弁83を介してライン油路75を構成する第2ライン油路75bに接続可能にされている。ソレノイド弁83は、制御装置8によって制御される電磁三方弁で構成されており、制御装置8によるソレノイド弁83のソレノイド174(図8参照)への非通電時に第2ライン油路75bをパイロット油路81に接続し、油室74cにライン油路75の油圧を入力する。
【0057】
ソレノイド弁83は、図8に示すように、3方弁部材172と、ケース部材173に設けられ、不図示のケーブルを介して供給される電力を受けて励磁されるソレノイド174と、ソレノイド174の励磁力を受けて右方に引っ張られるソレノイド弁体175と、ケース部材173の中心に形成されるバネ保持凹部173aに収容され、ソレノイド弁体175を左方に付勢するソレノイドバネ176と、3方弁部材172内に設けられ、ソレノイド弁体175の進退を摺動自在にガイドするガイド部材177と、を備える。
【0058】
3方弁部材172は、略有底円筒状の部材であって、その中心線に沿って右端部から略中間部まで形成される右部凹状穴181と、同じく中心線に沿って左端部から右部凹状穴181の近傍まで形成される左部凹状穴182と、右部凹状穴181と左部凹状穴182との間において中心線と直交する方向に沿って形成される第1径方向穴183と、右部凹状穴181の略中間部と連通し中心線と直交する方向に沿って形成される第2径方向穴184と、中心線に沿って形成され、左部凹状穴182と第1径方向穴183とを連通する第1軸方向穴185と、中心線に沿って形成され、第1径方向穴183と右部凹状穴181とを連通する第2軸方向穴186と、を有する。
【0059】
また、3方弁部材172の左部凹状穴182の底部には、第1軸方向穴185を開閉するボール187が左右方向に移動可能に入れられると共に、左部凹状穴182の入口側には、ボール187の離脱を規制するキャップ188が嵌合されている。また、キャップ188には、第1軸方向穴185と連通する貫通穴188aが中心線に沿って形成されている。
【0060】
また、第2軸方向穴186は、左右動するソレノイド弁体175の左端部に形成される開閉突起175aの根元部の接触又は非接触により開閉される。また、第1軸方向穴185を開閉するボール187は、左右動するソレノイド弁体175の開閉突起175aの先端部により左右に移動される。
【0061】
そして、ソレノイド弁83では、ソレノイド174へ非通電(電力非供給)にすることにより、図8(a)に示すように、ソレノイドバネ176の付勢力を受けてソレノイド弁体175が左動して、ソレノイド弁体175の開閉突起175aの先端部がボール187を押すことにより、第1軸方向穴185が開放されると共に、ソレノイド弁体175の開閉突起175aの根元部が第2軸方向穴186に接触することにより、第2軸方向穴186が閉塞される。これにより、ライン油路75を構成する第2ライン油路75bが、第1軸方向穴185と第1径方向穴183からパイロット油路81を介して油室74cに連通する(以下、図8(a)のソレノイド弁体175の位置を開弁位置と呼ぶことがある。)。
【0062】
また、ソレノイド174へ通電(電力供給)することにより、図8(b)に示すように、ソレノイド174の励磁力を受けてソレノイド弁体175がソレノイドバネ176の付勢力に抗して右動し、貫通穴188aからの油圧がボール187を押すことにより、第1軸方向穴185が閉塞されると共に、ソレノイド弁体175の開閉突起175aの根元部が第2軸方向穴186から離れることにより、第2軸方向穴186が開放される。これにより、油室74cに貯留していたオイルが、第1径方向穴183と第2軸方向穴186と第2径方向穴184を介してオイルパン80に排出され、第2ライン油路75bとパイロット油路81とが遮断される(以下、図8(b)のソレノイド弁体175の位置を閉弁位置と呼ぶことがある。)。
【0063】
また、図5に戻って、油圧回路71では、第1低圧油路76aと第2低圧油路76bは下流側で合流して共通の低圧共通油路76cを構成しており、合流部には、低圧共通油路76cのライン圧が所定圧以上になった場合に低圧共通油路76c内のオイルをリリーフドレン86を介してオイルパン80に排出させ、油圧を低下させるリリーフ弁84が接続されている。
【0064】
ここで、第1低圧油路76aと第2低圧油路76bには、図6に示すように、それぞれ流路抵抗手段としてのオリフィス85a、85bが形成されており、第1低圧油路76aのオリフィス85aが第2低圧油路76bのオリフィス85bよりも大径となるように構成されている。従って、第2低圧油路76bの流路抵抗は第1低圧油路76aの流路抵抗よりも大きく、電動オイルポンプ70を高圧モードで運転中における第2低圧油路76bでの減圧量が、電動オイルポンプ70を低圧モードで運転中における第1低圧油路76aでの減圧量よりも大きくなって、高圧モード及び低圧モードにおける低圧共通油路76cの油圧は略等しくなっている。
【0065】
このように第1低圧油路76aと第2低圧油路76bとに接続された低圧油路切替弁73は、電動オイルポンプ70が低圧モードで運転中においては、油室73c内の油圧よりもスプリング73bの付勢力が勝りスプリング73bの付勢力により弁体73aが低圧側位置に位置して、ライン油路75を第2低圧油路76bから遮断し第1低圧油路76aに連通させる。第1低圧油路76aを流れるオイルは、オリフィス85aで流路抵抗を受けて減圧され、低圧共通油路76cを経由して潤滑・冷却部91に至る。一方、電動オイルポンプ70が高圧モードで運転中においては、スプリング73bの付勢力よりも油室73c内の油圧が勝りスプリング73bの付勢力に抗して弁体73aが高圧側位置に位置して、ライン油路75を第1低圧油路76aから遮断し第2低圧油路76bに連通させる。第2低圧油路76bを流れるオイルは、オリフィス85bでオリフィス85aよりも大きな流路抵抗を受けて減圧され、低圧共通油路76cを経由して潤滑・冷却部91に至る。
【0066】
従って、電動オイルポンプ70が低圧モードから高圧モードに切り替わると、ライン油路75の油圧の変化に応じて自動的に流路抵抗の小さい油路から流路抵抗の大きい油路に切り替わるので、高圧モードのときに潤滑・冷却部91に過度のオイルが供給されることが抑制される。
【0067】
また、低圧共通油路76cから潤滑・冷却部91に至る油路には、他の流路抵抗手段としての複数のオリフィス85cが設けられている。複数のオリフィス85cは、第1低圧油路76aのオリフィス85aの最小流路断面積の方が複数のオリフィス85cの最小流路断面積よりも小さくなるように設定されている。即ち、複数のオリフィス85cの流路抵抗よりも第1低圧油路76aのオリフィス85aの流路抵抗の方が大きく設定されている。このとき、複数のオリフィス85cの最小流路断面積は、各オリフィス85cの最小流路断面積の総和である。これにより、第1低圧油路76aのオリフィス85aと第2低圧油路76bのオリフィス85bで所望の流量を流すことが調整可能になっている。
【0068】
ここで、制御装置8(図1参照)は、車両全体の各種制御をするための制御装置であり、制御装置8には車速、操舵角、アクセルペダル開度AP、シフトポジション、SOC、油温などが入力される一方、制御装置8からは、内燃機関4を制御する信号、電動機2A、2Bを制御する信号、バッテリ9における発電状態・充電状態・放電状態などを示す信号、ソレノイド弁83のソレノイド174への制御信号、電動オイルポンプ70を制御する制御信号などが出力される。
【0069】
即ち、制御装置8は、電動機2A、2Bを制御する電動機制御装置としての機能と、断接手段としての油圧ブレーキ60A、60Bを制御する断接手段制御装置としての機能を、少なくとも備えている。断接手段制御装置としての制御装置8は、電動機2A、2Bの駆動状態及び/又は電動機2A、2Bの駆動指令(駆動信号)に基づいて電動オイルポンプ70とソレノイド弁83のソレノイド174を制御する。
【0070】
次に、後輪駆動装置1の油圧回路71の動作について説明する。
図5は、停車中に油圧ブレーキ60A、60Bが解放している状態の油圧回路71を示している。この状態では、制御装置8は、電動オイルポンプ70を稼動しない。これにより、低圧油路切替弁73の弁体73aは低圧側位置に位置し、ブレーキ油路切替弁74の弁体74aは閉弁位置に位置し、油圧回路71には油圧が供給されていない。
【0071】
図9は、車両走行中に油圧ブレーキ60A、60Bが解放している状態を示している。この状態では、制御装置8は、電動オイルポンプ70を低圧モードで運転する。また、制御装置8は、ソレノイド弁83のソレノイド174へ通電しており、第2ライン油路75bとパイロット油路81とが遮断される。これにより、ブレーキ油路切替弁74の弁体74aはスプリング74bの付勢力により閉弁位置に位置して、第2ライン油路75bとブレーキ油路77とが遮断されるとともにブレーキ油路77とハイポジションドレン78とが連通され、油圧ブレーキ60A、60Bが解放される。そして、ブレーキ油路77は、ハイポジションドレン78を介して貯留部79に接続される。
【0072】
また、低圧油路切替弁73は、スプリング73bの付勢力が、図中右端の油室73cに入力される電動オイルポンプ70の低圧モードで運転中のライン油路75の油圧より大きいため、弁体73aが低圧側位置に位置し、ライン油路75を第2低圧油路76bから遮断し第1低圧油路76aに連通させる。これにより、ライン油路75のオイルが第1低圧油路76aを介してオリフィス85aで減圧され、潤滑・冷却部91に供給される。
【0073】
図10は、油圧ブレーキ60A、60Bが弱締結している状態における油圧回路71を示している。なお、弱締結とは、動力伝達可能であるが、油圧ブレーキ60A、60Bの締結状態の締結力に対し弱い締結力で締結している状態をいう。このとき、制御装置8は、電動オイルポンプ70を低圧モードで運転する。また、制御装置8は、ソレノイド弁83のソレノイド174へ非通電にして、ブレーキ油路切替弁74の油室74cに第2ライン油路75bの油圧を入力している。これにより、スプリング74bの付勢力より油室74c内の油圧が勝り、弁体74aが開弁位置に位置して、ブレーキ油路77とハイポジションドレン78とが遮断されるとともに第2ライン油路75bとブレーキ油路77とが連通され、油圧ブレーキ60A、60Bが弱締結する。
【0074】
低圧油路切替弁73は、このときも油圧ブレーキ60A、60Bの解放時と同様に、スプリング73bの付勢力が、図中右端の油室73cに入力される電動オイルポンプ70の低圧モードで運転中のライン油路75の油圧より大きいため、弁体73aが低圧側位置に位置し、ライン油路75を第2低圧油路76bから遮断し第1低圧油路76aに連通させる。これにより、ライン油路75のオイルが第1低圧油路76aを介してオリフィス85aで減圧され、潤滑・冷却部91に供給される。
【0075】
図11は、油圧ブレーキ60A、60Bが締結している状態における油圧回路71を示している。このとき、制御装置8は、電動オイルポンプ70を高圧モードで運転する。また、制御装置8は、ソレノイド弁83のソレノイド174へ非通電にして、ブレーキ油路切替弁74の右端の油室74cに第2ライン油路75bの油圧を入力している。これにより、スプリング74bの付勢力より油室74c内の油圧が勝り、弁体74aが開弁位置に位置して、ブレーキ油路77とハイポジションドレン78とが遮断されるとともに第2ライン油路75bとブレーキ油路77とが連通され、油圧ブレーキ60A、60Bが締結する。
【0076】
低圧油路切替弁73は、電動オイルポンプ70の高圧モードで運転中の図中右端の油室73cに入力されるライン油路75の油圧がスプリング73bの付勢力より大きいため、弁体73aが高圧側位置に位置し、ライン油路75を第1低圧油路76aから遮断し第2低圧油路76bに連通させる。これにより、ライン油路75のオイルが第2低圧油路76bを介してオリフィス85bで減圧され、潤滑・冷却部91に供給される。
【0077】
このように、制御装置8は、電動オイルポンプ70の運転モード(稼動状態)と、ソレノイド弁83の開閉を制御することにより、油圧ブレーキ60A、60Bを解放又は締結させ、電動機2A、2B側と後輪Wr側とを遮断状態及び接続状態に切り替えるとともに、油圧ブレーキ60A、60Bの締結力を制御することができる。
【0078】
図12は電動オイルポンプ70の負荷特性を示すグラフである。
図12に示すように、高圧モード(油圧PH)に比べて低圧モード(油圧PL)は、オイルの供給流量を維持しつつも電動オイルポンプ70の仕事率を1/4〜1/5程度に低減することができる。即ち、低圧モードにおいては電動オイルポンプ70の負荷が小さく、高圧モードに比べて電動オイルポンプ70を駆動する電動機90の消費エネルギーを低減することができる。
【0079】
図13は、各車両状態における前輪駆動装置6と後輪駆動装置1との関係を電動機2A、2Bの作動状態と油圧回路71の状態とをあわせて記載したものである。図中、フロントユニットは前輪駆動装置6、リアユニットは後輪駆動装置1、リアモータは電動機2A、2B、EOPは電動オイルポンプ70、SOLはソレノイド174、OWCは一方向クラッチ50、BRKは油圧ブレーキ60A、60Bを表わす。また、図14〜図19は後輪駆動装置1の各状態における速度共線図を表わし、左側のS、Cはそれぞれ電動機2Aに連結された遊星歯車式減速機12Aのサンギヤ21A、車軸10Aに連結されたプラネタリキャリア23A、右側のS、Cはそれぞれ電動機2Bに連結された遊星歯車式減速機12Bのサンギヤ21B、車軸10Bに連結されたプラネタリキャリア23B、Rはリングギヤ24A、24B、BRKは油圧ブレーキ60A、60B、OWCは一方向クラッチ50を表わす。以下の説明において電動機2A、2Bによる車両前進時のサンギヤ21A、21Bの回転方向を順方向とする。また、図中、停車中の状態から上方が順方向の回転、下方が逆方向の回転であり、矢印は、上方が順方向のトルクを表し、下方が逆方向のトルクを表す。
【0080】
停車中は、前輪駆動装置6も後輪駆動装置1も駆動していない。従って、図14に示すように、後輪駆動装置1の電動機2A、2Bは停止しており、車軸10A、10Bも停止しているため、いずれの要素にもトルクは作用していない。この車両3の停車中においては、油圧回路71は、図5に示すように、電動オイルポンプ70が非稼動であり、ソレノイド弁83のソレノイド174は非通電になっているものの油圧が供給されないため油圧ブレーキ60A、60Bは解放(OFF)している。また、一方向クラッチ50は、電動機2A、2Bが非駆動のため係合していない(OFF)。
【0081】
そして、イグニッションをONにした後、EV発進、EVクルーズなどモータ効率のよい前進低車速時は、後輪駆動装置1による後輪駆動となる。図15に示すように、電動機2A、2Bが順方向に回転するように力行駆動すると、サンギヤ21A、21Bには順方向のトルクが付加される。このとき、前述したように一方向クラッチ50が係合しリングギヤ24A、24Bがロックされる。これによりプラネタリキャリア23A、23Bは順方向に回転し前進走行がなされる。なお、プラネタリキャリア23A、23Bには車軸10A、10Bからの走行抵抗が逆方向に作用している。このように車両3の発進時には、イグニッションをONにして電動機2A、2Bのトルクをあげることで、一方向クラッチ50が機械的に係合してリングギヤ24A、24Bがロックされる。
【0082】
このとき油圧回路71は、図10に示すように、電動オイルポンプ70が低圧モード(Lo)で稼動し、ソレノイド弁83のソレノイド174は非通電(OFF)になっており、油圧ブレーキ60A、60Bが弱締結状態となっている。このように、電動機2A、2Bの順方向の回転動力が後輪Wr側に入力されるときには一方向クラッチ50が係合状態となり、一方向クラッチ50のみで動力伝達可能であるが、一方向クラッチ50と並列に設けられた油圧ブレーキ60A、60Bも弱締結状態とし電動機2A、2B側と後輪Wr側とを接続状態としておくことで、電動機2A、2B側からの順方向の回転動力の入力が一時的に低下して一方向クラッチ50が非係合状態となった場合にも、電動機2A、2B側と後輪Wr側とで動力伝達不能になることを抑制できる。また、後述する減速回生への移行時に電動機2A、2B側と後輪Wr側とを接続状態とするための回転数制御が不要となる。このときの油圧ブレーキ60A、60Bの締結力は、後述する減速回生時や後進時と比べて弱い締結力となっている。一方向クラッチ50が係合状態のときの油圧ブレーキ60A、60Bの締結力を一方向クラッチ50が非係合状態のときの油圧ブレーキ60A、60Bの締結力よりも弱くすることにより、油圧ブレーキ60A、60Bの締結のための消費エネルギーが低減される。さらにこの状態においても、上述したようにライン油路75のオイルが第1低圧油路76aを介してオリフィス85aで減圧され、潤滑・冷却部91に供給され、潤滑・冷却部91の潤滑及び冷却がなされている。
【0083】
前進低車速走行から車速があがりエンジン効率のよい前進中車速走行に至ると、後輪駆動装置1による後輪駆動から前輪駆動装置6による前輪駆動となる。図16に示すように、電動機2A、2Bの力行駆動が停止すると、プラネタリキャリア23A、23Bには車軸10A、10Bから前進走行しようとする順方向のトルクが作用するので、前述したように一方向クラッチ50が非係合状態となる。
【0084】
このとき油圧回路71は、図10に示すように、電動オイルポンプ70が低圧モード(Lo)で稼動し、ソレノイド弁83のソレノイド174は非通電(OFF)になっており、油圧ブレーキ60A、60Bが弱締結状態となっている。このように、後輪Wr側の順方向の回転動力が電動機2A、2B側に入力されるときには一方向クラッチ50は非係合状態となり、一方向クラッチ50のみで動力伝達不能であるが、一方向クラッチ50と並列に設けられた油圧ブレーキ60A、60Bを弱締結させ、電動機2A、2B側と後輪Wr側とを接続状態としておくことで動力伝達可能な状態に保つことができ、後述する減速回生時への移行時に回転数制御が不要となる。なお、このときの油圧ブレーキ60A、60Bの締結力も、後述する減速回生時や後進時と比べて弱い締結力となっている。さらにこの状態においては、上述したようにライン油路75のオイルが第1低圧油路76aを介してオリフィス85aで減圧され、潤滑・冷却部91に供給され、潤滑・冷却部91の潤滑及び冷却がなされている。
【0085】
図15又は図16の状態から電動機2A、2Bを回生駆動しようすると、図17に示すように、プラネタリキャリア23A、23Bには車軸10A、10Bから前進走行を続けようとする順方向のトルクが作用するので、前述したように一方向クラッチ50が非係合状態となる。
【0086】
このとき、油圧回路71は、図11に示すように、電動オイルポンプ70が高圧モード(Hi)で稼動し、ソレノイド弁83のソレノイド174は非通電(OFF)とされ、油圧ブレーキ60A、60Bが締結状態(ON)となる。従って、リングギヤ24A、24Bが固定されるとともに電動機2A、2Bには逆方向の回生制動トルクが作用し、電動機2A、2Bで減速回生がなされる。このように、後輪Wr側の順方向の回転動力が電動機2A、2B側に入力されるときには一方向クラッチ50は非係合状態となり、一方向クラッチ50のみで動力伝達不能であるが、一方向クラッチ50と並列に設けられた油圧ブレーキ60A、60Bを締結させ、電動機2A、2B側と後輪Wr側とを接続状態としておくことで動力伝達可能な状態に保つことができ、この状態で電動機2A、2Bを回生駆動状態に制御することにより、車両3のエネルギーを回生することができる。さらにこの状態においては、上述したようにライン油路75のオイルが第2低圧油路76bを介してオリフィス85bで減圧され、潤滑・冷却部91に供給され、潤滑・冷却部91の潤滑及び冷却がなされている。
【0087】
続いて加速時には、前輪駆動装置6と後輪駆動装置1の四輪駆動となり、後輪駆動装置1は、図15に示す前進低車速時と同じ状態であり、油圧回路71も、図10に示す状態となる。
【0088】
前進高車速時には、前輪駆動装置6による前輪駆動となる。図18に示すように、電動機2A、2Bが力行駆動を停止すると、プラネタリキャリア23A、23Bには車軸10A、10Bから前進走行しようとする順方向のトルクが作用するので、前述したように一方向クラッチ50が非係合状態となる。
【0089】
このとき油圧回路71は、図9に示すように、電動オイルポンプ70が低圧モード(Lo)で稼動し、ソレノイド弁83のソレノイド174は通電(ON)され、油圧ブレーキ60A、60Bが解放状態(OFF)となる。従って、電動機2A、2Bの連れ回りが防止され、前輪駆動装置6による高車速時に電動機2A、2Bが過回転となるのが防止される。さらにこの状態においては、上述したようにライン油路75のオイルが第1低圧油路76aを介してオリフィス85aで減圧され、潤滑・冷却部91に供給され、潤滑・冷却部91の潤滑及び冷却がなされている。
【0090】
後進時には、図19に示すように、電動機2A、2Bを逆力行駆動すると、サンギヤ21A、21Bには逆方向のトルクが付加される。このとき、前述したように一方向クラッチ50が非係合状態となる。
【0091】
このとき、油圧回路71は、図11に示すように、電動オイルポンプ70が高圧モード(Hi)で稼動し、ソレノイド弁83のソレノイド174は非通電(OFF)とされ、油圧ブレーキ60A、60Bが締結状態となる。従って、リングギヤ24A、24Bが固定されて、プラネタリキャリア23A、23Bは逆方向に回転し後進走行がなされる。なお、プラネタリキャリア23A、23Bには車軸10A、10Bからの走行抵抗が順方向に作用している。このように、電動機2A、2B側の逆方向の回転動力が後輪Wr側に入力されるときには一方向クラッチ50は非係合状態となり、一方向クラッチ50のみで動力伝達不能であるが、一方向クラッチ50と並列に設けられた油圧ブレーキ60A、60Bを締結させ、電動機2A、2B側と後輪Wr側とを接続状態としておくことで動力伝達可能に保つことができ、電動機2A、2Bの回転動力によって車両3を後進させることができる。さらにこの状態においては、上述したようにライン油路75のオイルが第2低圧油路76bを介してオリフィス85bで減圧され、潤滑・冷却部91に供給され、潤滑・冷却部91の潤滑及び冷却がなされている。
【0092】
このように後輪駆動装置1は、車両3の走行状態、言い換えると、電動機2A、2Bの回転方向が順方向か逆方向か、及び電動機2A、2B側と後輪Wr側のいずれから動力が入力されるかに応じて、油圧ブレーキ60A、60Bの締結・解放が制御され、さらに油圧ブレーキ60A、60Bの締結時であっても締結力が調整される。
【0093】
これまで車両が直進走行する場合、即ち、左右の電動機2A、2Bに回転差がない場合について説明したが、続いて図20及び図21を用いて、車両3が旋回する場合、即ち左右の電動機2A、2Bに回転差がある場合の車両走行中における制御ついて説明する。
【0094】
図20(a)は、前輪駆動装置6に前輪駆動走行中に車両3が左旋回しているときの速度共線図である。この状態では、油圧ブレーキ60A、60Bが解放されており、左後輪LWrを駆動する電動機2Aは逆方向に回転するとともに、右後輪RWrを駆動する電動機2Bは順方向に回転している。この左右後輪LWr、RWrの回転差を利用して左後輪LWrを駆動する電動機2Aを回生駆動し、右後輪RWrを駆動する電動機2Bを力行駆動する場合について説明する。
【0095】
左右後輪LWr、RWrの回転差を利用して左後輪LWrを駆動する電動機2Aを回生駆動し、右後輪RWrを駆動する電動機2Bを力行駆動するためには、油圧ブレーキ60A、60Bを締結する必要がある。なお、リングギヤ24A、24Bを固定した後の電動機2Bの力行トルクの絶対値が電動機2Aの回生トルクより大きい場合には、一方向クラッチ50が締結するため油圧ブレーキ60A、60Bを締結しなくてもよいが、ここではリングギヤ24A、24Bを固定した後の電動機2Bの力行トルクの絶対値が電動機2Aの回生トルクより小さく、油圧ブレーキ60A、60Bを締結する場合を例に説明する。
【0096】
車速、操舵角等から油圧ブレーキの締結条件が成立すると、制御装置8は、連結されたリングギヤ24A、24Bの回転数を油圧ブレーキ60A、60Bで吸収できるように小さく、略零となるように回転制御を行なう。そのため、図20(b)に示すように、一方側の電動機(本実施形態では外輪側である右後輪RWr側の電動機2B)を目標回転数となるように駆動制御(回転数制御)し、他方側の電動機(本実施形態では内輪側である左後輪LWr側の電動機2A)は駆動制御を行なわない。
【0097】
このとき、右後輪RWr側のサンギヤ21Bには、順方向に力行トルクが作用し、左後輪LWr側のサンギヤ21Aには、逆方向にサンギヤ21Aの摩擦力と慣性力が作用する。また、右後輪RWr側のプラネタリキャリア23Bには、逆方向に右後輪RWrからの路面抵抗が作用し、左後輪LWr側のプラネタリキャリア23Aには、順方向に左後輪LWrからの走行トルクが作用する。両リングギヤ24A、24Bには、リングギヤ24A、24Bの摩擦力と慣性力が作用している。この状態で、車両3には、図中のハッチング付きの矢印で示した反時計回りのヨーモーメントが発生する。そして、駆動制御した電動機2Bが目標回転数に近づくことによりリングギヤ24A、24Bの回転数が低下し略零に近づいて回転合わせが完了する。この時点で、油圧ブレーキ60A、60Bを締結することでリングギヤ24A、24Bが固定される(図20(c))。そして、左旋回時に内輪側となる左後輪LWr側の電動機2Aを回生駆動し、外輪側となる右後輪RWr側の電動機2Bを力行駆動する(図20(d))ことで、車両旋回時に、左右輪の回転差を利用して一方の電動機2Aで回生することができる。このときも、車両3には、回転合わせ中と同方向のヨーモーメント、即ち図中のハッチング付きの矢印で示した反時計回りのヨーモーメントが作用している。
【0098】
かかる制御では、油圧ブレーキ60A、60Bを締結するためのリングギヤ24A、24Bの回転制御中、即ち、油圧ブレーキ60A、60Bの締結条件が成立してから回転合わせが完了するまでの間、図21で示すように、ヨーモーメントが発生している。
【0099】
このように、本実施形態によれば、車両3の旋回中に連結されたリングギヤ24A、24Bの回転を制御する際に、一方側の電動機のみを駆動制御することで、ヨーモーメントを発生させることができる。さらに、両方の電動機2A、2Bを駆動制御する場合に比べて、制御対象が減るので制御性が向上するとともに、消費エネルギーの低減を図ることができる。また、車両3の旋回中に、旋回時に外側となる外輪側の電動機を駆動制御することにより、旋回時における車両の操作性を向上させることができる。
【0100】
なお、上記実施形態では、左旋回時に外輪側となる電動機2Bの回転数制御を行なったが、内輪側となる電動機2Aの回転数制御を行なってもよい。ただし、この場合には、発生するヨーモーメントの方向が異なる。また、必ずしも油圧ブレーキ60A、60Bを締結する必要はなく、一方向クラッチ50を係合させるための制御についても適用できる。即ち、一方側の電動機の力行トルクの絶対値が他方側の電動機の回生トルクの絶対値より大きいときには、いずれか一方の電動機を駆動制御して目標回転数に近づくことによりリングギヤ24A、24Bの回転が零となり一方向クラッチ50が係合し、回転合わせが完了するまでの間にヨーモーメントを発生させることができる。
【0101】
以下、上述した本実施形態の制御フローについて図22〜図26を参照して説明する。
本実施形態では、先ず、旋回判断(S1)を行なう。旋回判断は、左右後輪LWr、RWrの回転数の差や操舵角等から車両3が旋回中であるか否かを判定する。その結果、車両3が旋回中でない、即ち直進中であれば2MOT回転数合わせ処理(S4)に進む。また、車両3が旋回中であれば、続いて急減速判断(S2)を行なう。急減速判断は、スロットル開度やブレーキ踏力を検出し、図23に示すように、前後加速度が所定の閾値より大きいか否かを判定する(S21)。その結果、所定の閾値より大きければ急減速(S22)と判断し、所定の閾値以下であれば急減速ではない(S23)と判断する。なお、急減速の判断はブレーキ踏力で判断してもよい。
【0102】
急減速判断(S2)において、急減速ではないと判断された場合(S23)には、1MOT回転数合わせ処理(S3)に進む。また、急減速と判断された場合(S22)には、2MOT回転数合わせ処理(S4)に進む。1MOT回転数合わせ処理は、電動機2A、2Bのいずれか一方の電動機のみを駆動制御して一方の電動機の回転数合わせを行なうことで、リングギヤ24A、24Bの回転を制御するものである。また、2MOT回転数合わせ処理は、両方の電動機2A、2Bを駆動制御して両方の電動機の回転数を制御することで、リングギヤ24A、24Bの回転を制御するものである。
【0103】
1MOT回転数合わせ処理(S3)では、図24(a)に示すように、先ず回転数合わせを行なう電動機を選択する回転数合わせモータ選択処理(S31)を行う。回転数合わせモータ選択処理(S31)は、図25に示すように、左右後輪LWr、RWrの回転数の差や操舵角等から旋回方向を決めるためのものであり、左旋回か否かを判定する(S41)。その結果、左旋回であれば右後輪RWr側の電動機2B(右モータ)を選択し(S42)、左旋回でない、即ち右旋回であれば左後輪LWr側の電動機2A(左モータ)を選択する。このように、旋回時に外側となる車輪(外輪)を駆動する電動機を選択することで、右旋回であれば時計回りのヨーモーメントを発生させることができ、左旋回であれば反時計回りのヨーモーメントを発生させることができ、旋回方向と同方向のヨーモーメントを発生させることができる。従って、発生するヨーモーメントで車両3の旋回をアシストすることができ、車両3の操作性が向上する。また、このように旋回時に外側となる車輪を駆動する電動機を選択することで、同時に油圧ブレーキ60A、60Bを締結した後のヨーモーメント発生方向と同方向のヨーモーメントが発生するので、回転数制御中と油圧ブレーキ60A、60Bの締結後のヨーモーメントの差を小さくすることができ、車両挙動が乱れるのを防止できる。
【0104】
図24(a)に戻って、回転数合わせモータ選択処理(S31)で回転数合わせをする電動機を選択した後、その電動機の目標回転数を算出する(S32)。続いて、回転数あわせをする電動機については、目標回転数とその回転数合わせをする電動機の実回転数差からモータ目標トルクを算出し(S33)、回転数合わせをしない電動機については、ゼロトルク制御又は零電力制御を行なう(S34)。
【0105】
2MOT回転数合わせ処理(S4)では、図24(b)に示すように、それぞれの電動機2A、2Bの目標回転数を算出する(S35)。続いて、目標回転数とそれぞれの電動機2A、2Bの実回転数差からモータ目標トルクを算出する(S36)。
【0106】
図22に戻って、1MOT回転数合わせ処理(S3)又は2MOT回転数合わせ処理(S4)を終了した後、左右の電動機2A、2Bにモータトルク指令値を出力する(S5)。これにより、1MOT回転数合わせ処理(S3)であれば、図20及び図21で説明したように、ヨーモーメントを発生させながらリングギヤ24A、24Bの回転を制御することができ、2MOT回転数合わせ処理(S4)であれば、図27及び図28で説明したように、ヨーモーメントを発生させずにリングギヤ24A、24Bの回転を制御することができる。
【0107】
上記実施形態では、回転数合わせモータ選択処理(S31)においては、右旋回であれば左後輪LWr側の電動機2A(左モータ)を選択し(S42)、左旋回であれば右後輪RWr側の電動機2B(右モータ)を選択するように一律に制御したが、必ずしもこれに限らず、図26の変形例で示す回転数合わせモータ選択処理を行ってもよい。
【0108】
始めに、目標ヨーモーメントを算出し(S51)、続いて目標ヨーモーメントの方向と旋回方向が同じであるか否かを検出する(S52)。その結果、目標ヨーモーメントの方向と旋回方向が同じであれば、左旋回か否かを検出し(S53)、左旋回であれば右後輪RWr側の電動機2B(右モータ)を選択し(S55)、左旋回でない、即ち右旋回であれば左後輪LWr側の電動機2A(左モータ)を選択する(S56)。目標ヨーモーメントの方向と旋回方向が同じであれば、図25で説明した回転数合わせモータ選択処理と同様に、右旋回であれば時計回りのヨーモーメントを発生させることで旋回がアシストされ、左旋回であれば反時計回りのヨーモーメントを発生させることで旋回がアシストされる。
【0109】
このように目標ヨーモーメントに基づいて、目標ヨーモーメントと同方向のヨーモーメントが発生するように、駆動制御する電動機2A、2Bのいずれか一方を選択することにより、適切にヨーモーメントを発生させることができるとともに旋回をアシストすることができ、旋回時における車両の操作性を向上させることができる。
【0110】
一方、ステップ(S52)の処理において目標ヨーモーメントの方向と旋回方向が同じでない、即ち、目標ヨーモーメントの方向と旋回方向が異なる場合、左旋回か否かを検出し(S54)、左旋回であれば左後輪LWr側の電動機2A(左モータ)を選択し(S56)、左旋回でない、即ち右旋回であれば右後輪RWr側の電動機2B(右モータ)を選択する(S54)。目標ヨーモーメントの方向と旋回方向が異なる場合とは、例えば、車両3がオーバーステアした場合である。このような場合には、通常と反対側にヨーモーメントを発生させることで、乱れた車両3の挙動を修正することができる。
【0111】
以上説明したように、本実施形態によれば、連結されたリングギヤ24A、24Bの回転を目標回転に制御する回転制御を行なうとき、電動機2A、2Bのいずれか一方のみを駆動制御してリングギヤ24A、24Bの回転を制御するので、リングギヤ24A、24Bの回転を制御する際にヨーモーメントを発生させることができる。また、電動機2A、2Bの両方を駆動制御する場合に比べて、制御対象が減るので制御性が向上するとともに、消費エネルギーの低減を図ることができる。なお、必ずしもリングギヤ24A,24Bが連結されている必要はなく、機構に応じてサンギヤ21A、21Bを連結させてもよく、プラネタリキャリア23A、23Bを連結させてもよく、連結させたこれらの部材の回転数制御をしてもよい。
【0112】
また、制御手段8は、少ない消費エネルギーで且つヨーモーメントを発生させることができる1MOT回転数合わせ処理と、早期に回転数制御を行なう2MOT回転数合わせ処理とを、車両3の走行状態に応じて適切に選択することにより、車両3の走行性の向上と省エネルギー化を両立することができる。
【0113】
また、旋回時に1MOT回転数合わせ処理を行なうことで、旋回時における車両の操作性を向上させることができる。ただし、旋回中であって急減速時には、2MOT回転数合わせ処理で早期に回転あわせを行うことができ、回生量を増やすことができる。さらに直進時に2MOT回転数合わせ処理を行なうことで、不要なヨーモーメントの発生を抑制できる。ただし、必要に応じて直進中においても、ヨーモーメントを発生させたほうがいい場合等には1MOT回転数合わせ処理を行ってもよい。
【0114】
また、旋回時には必ず1MOT回転数合わせ処理を行なわなくてもよく、例えば、旋回量、目標ヨーモーメントの大きさ、操舵角の大きさ等に閾値を設け、閾値以上のときに1MOT回転数合わせ処理を行うこともできる。
【0115】
尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、リングギヤ24A、24Bにそれぞれ油圧ブレーキ60A、60Bを設ける必要はなく、連結されたリングギヤ24A、24Bに少なくとも1つの油圧ブレーキと1つの一方向クラッチが設けられていればよい。また、油圧ブレーキと一方向クラッチのいずれか一方のみを設けてもよく、両方を省略することもできる。
また、断接手段として油圧ブレーキを例示したが、これに限らず機械式、電磁式等任意に選択できる。
また、前輪駆動装置は、内燃機関を用いずに電動機を唯一の駆動源とするものでもよい。
【符号の説明】
【0116】
1 後輪駆動装置
2A 電動機(第1電動機)
2B 電動機(第2電動機)
6 前輪駆動装置
8 制御装置(電動機制御装置)
12A 遊星歯車式減速機(第1変速機)
12B 遊星歯車式減速機(第2変速機)
60A、60B 油圧ブレーキ(断接手段)
LWr 左後輪(左車輪)
RWr 右後輪(右車輪)
【技術分野】
【0001】
本発明は、左車輪を駆動する駆動装置と右車輪を駆動する駆動装置とが別々に設けられた車両用駆動装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1には、車両の左車輪を駆動する第1電動機と、第1電動機と左車輪との動力伝達経路上に設けられた第1遊星歯車式変速機と、を有する左車輪駆動装置と、車両の右車輪を駆動する第2電動機と、第2電動機と右車輪との動力伝達経路上に設けられた第2遊星歯車式変速機と、を有する右車輪駆動装置と、を備える車両用駆動装置が記載されている。第1及び第2遊星歯車式変速機は、サンギヤにそれぞれ第1及び第2電動機が接続され、プラネタリキャリアにそれぞれ左車輪及び右車輪が接続され、リングギヤ同士が互いに連結されている。また、車両用駆動装置には、連結されたリングギヤを解放又は締結することによりリングギヤの回転を制動する油圧ブレーキと、油圧ブレーキと並列にリングギヤの一方向の回転を許容し、逆方向の回転を規制する一方向クラッチが設けられている。
【0003】
この一方向クラッチは、電動機側の順方向の回転動力が車輪側に入力されて車両が前進する際に係合するものであり、電動機からの回転動力が車輪に伝達されるようになっている。一方、車輪側の順方向の回転動力が電動機側に入力されるときには、この一方向クラッチは、非係合状態となり、車輪からの動力が電動機に伝達されないようになっている。そして、車輪からの回転動力により電動機で回生する場合には、油圧ブレーキを締結することで、車輪からの回転動力を電動機に伝達する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】国際公開第2011/013829号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、特許文献1では、車輪側の順方向の回転動力が電動機側に入力されている際に、断接手段を解放した状態から断接手段を締結するためのリングギヤの回転数制御において、左右の電動機、即ち第1及び第2電動機の両方を目標回転数となるように駆動制御している。
【0006】
かかる制御について、図27及び図28を参照しながら車両旋回中(左旋回)を例に具体的に説明する。前輪駆動装置による前輪駆動で車両が左旋回した場合、左右後輪には回転差が発生し、左後輪を駆動する電動機は逆転方向に回転するとともに、右後輪を駆動する電動機は正転方向に回転している(図27(a))。この状態で車速、操舵角等から油圧ブレーキの締結条件が成立すると、先ず、両方の電動機の回転数がそれぞれの目標回転数となるように両方の電動機を駆動する(図27(b))。両方の電動機が目標回転数に近づくことによりリングギヤの回転数が低下して回転合わせが完了する。この時点で、油圧ブレーキを締結することでリングギヤが固定される(図27(c))。そして、左旋回時に内輪側となる左後輪側の電動機を回生し、外輪側となる右後輪側の電動機を駆動する(図27(d))ことで、車両旋回時に、左右輪の回転差を利用して一方の電動機で回生することができ、車両3には、図中のハッチング付きの矢印で示した反時計回りのヨーモーメントが作用している。
【0007】
しかしながら、この特許文献1に記載の制御では、制御対象が左後輪を駆動する電動機と右後輪を駆動する電動機の2つあり、それぞれの電動機の回転数が異なるので制御が煩雑になるという課題があった。また、両方の電動機を駆動するため、消費エネルギーの点で改善の余地があった。さらに、油圧ブレーキを締結するためにリングギヤの回転数を低下させている間、即ち、油圧ブレーキの締結条件が成立してから回転合わせが完了するまでの間、図28で示すように、ヨーモーメントが発生しない状態となる。
【0008】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、制御を簡易化でき、ヨーモーメントを発生させることのできる車両用駆動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】
【0009】
上記の目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、
車両の左車輪(例えば、後述の実施形態の左後輪LWr)を駆動する第1電動機(例えば、後述の実施形態の電動機2A)と、前記第1電動機と前記左車輪との動力伝達経路上に設けられた第1変速機(例えば、後述の実施形態の遊星歯車式減速機12A)と、を有する左車輪駆動装置と、車両の右車輪(例えば、後述の実施形態の右後輪RWr)を駆動する第2電動機(例えば、後述の実施形態の電動機2B)と、前記第2電動機と前記右車輪との動力伝達経路上に設けられた第2変速機(例えば、後述の実施形態の遊星歯車式減速機12B)と、を有する右車輪駆動装置と、前記第1電動機と前記第2電動機を制御する電動機制御手段と、を備える車両用駆動装置(例えば、後述の実施形態の後輪駆動装置1)であって、
前記第1及び第2変速機は、それぞれ第1乃至第3の回転要素により構成され、
前記第1及び第2変速機の第1の回転要素(例えば、後述の実施形態のサンギヤ21A、21B)にそれぞれ前記第1及び第2電動機が接続され、
前記第2の回転要素(例えば、後述の実施形態のプラネタリキャリア23A、23B)にそれぞれ前記左車輪及び右車輪が接続され、
前記第3の回転要素(例えば、後述の実施形態のリングギヤ24A、24B)同士が互いに連結され、
前記電動機制御手段は、前記連結された第3の回転要素の回転を目標回転に制御する回転制御を行なうとき、前記第1電動機と前記第2電動機のいずれか一方のみを駆動制御して前記第3の回転要素の回転を制御することを特徴とする。
【0010】
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の構成に加えて、
前記回転制御は、目標ヨーモーメントに基づいて駆動制御する前記第1電動機と前記第2電動機のいずれか一方を選択することを特徴とする。
【0011】
また、請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の構成に加えて、
前記回転制御は、目標ヨーモーメントと同方向のヨーモーメントが発生するように、前記第1電動機と前記第2電動機のいずれか一方を選択することを特徴とする。
【0012】
また、請求項4に記載の発明は、請求項1に記載の構成に加えて、
車両旋回中に前記回転制御を行なうとき、前記第1電動機と前記第2電動機のうち旋回時に外側となる車輪を駆動する電動機を選択することを特徴とする。
【0013】
また、請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか1項に記載の構成に加えて、
解放又は締結可能とされ、締結することにより前記第3の回転要素の回転を制動する断接手段(例えば、後述の実施形態の油圧ブレーキ60A、60B)をさらに備え、
前記回転制御は、前記断接手段を締結した後のヨーモーメントの発生方向と同じ方向のヨーモーメントが発生するように前記第1電動機と前記第2電動機のいずれか一方のみを駆動制御することを特徴とする。
【0014】
また、請求項6に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか1項に記載の構成に加えて、
前記第3回転要素の一方向の回転を許容し、逆方向の回転を規制する一方向回転規制手段(例えば、後述の実施形態の一方向クラッチ50)をさらに備え、
前記回転制御は、前記一方向回転規制手段が係合した後のヨーモーメントの発生方向と同じ方向のヨーモーメントが発生するように前記第1電動機と前記第2電動機のいずれか一方のみを駆動制御することを特徴とする。
【0015】
上記の目的を達成するために、請求項7に記載の発明は、
車両の左車輪(例えば、後述の実施形態の左後輪LWr)を駆動する第1電動機(例えば、後述の実施形態の電動機2A)と、前記第1電動機と前記左車輪との動力伝達経路上に設けられた第1変速機(例えば、後述の実施形態の遊星歯車式減速機12A)と、を有する左車輪駆動装置と、車両の右車輪(例えば、後述の実施形態の右後輪RWr)を駆動する第2電動機(例えば、後述の実施形態の電動機2B)と、前記第2電動機と前記右車輪との動力伝達経路上に設けられた第2変速機(例えば、後述の実施形態の遊星歯車式減速機12B)と、を有する右車輪駆動装置と、前記第1電動機と前記第2電動機を制御する電動機制御手段(例えば、後述の実施形態の制御装置8)と、を備える車両用駆動装置(例えば、後述の実施形態の後輪駆動装置1)であって、
前記第1及び第2変速機は、それぞれ第1乃至第3の回転要素により構成され、
前記第1及び第2変速機の第1の回転要素(例えば、後述の実施形態のサンギヤ21A、21B)にそれぞれ前記第1及び第2電動機が接続され、
前記第2の回転要素(例えば、後述の実施形態のプラネタリキャリア23A、23B)にそれぞれ前記左車輪及び右車輪が接続され、
前記第3の回転要素(例えば、後述の実施形態のリングギヤ24A、24B)同士が互いに連結され、
前記電動機制御手段は、前記第1電動機と前記第2電動機のいずれか一方のみを駆動制御して前記第1電動機と前記第2電動機のいずれか一方の回転数を制御する片側回転数制御(例えば、後述の実施形態の1MOT回転数合わせ処理)と、前記第1電動機と前記第2電動機の両方を駆動制御して前記第1電動機と前記第2電動機の両方の回転数を制御する両側回転数制御(例えば、後述の実施形態の2MOT回転数合わせ処理)と、を選択して行なうことを特徴とする。
【0016】
また、請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の構成に加えて、
前記電動機制御手段は、車両旋回中であれば前記片側回転数制御を行ない、車両直進中であれば前記両側回転数制御を行なうことを特徴とする。
【0017】
また、請求項9に記載の発明は、請求項7に記載の構成に加えて、
前記電動機制御手段は、車両旋回中且つ前後加速度が所定値以上の場合に前記両側回転数制御を行ない、車両旋回中且つ前後加速度が所定値より小さい場合に前記片側回転数制御を行なうことを特徴とする。
【0018】
また、請求項10に記載の発明は、請求項7〜9のいずれか1項に記載の構成に加えて、
前記片側回転数制御は、目標ヨーモーメントに基づいて駆動制御する前記第1電動機と前記第2電動機のいずれか一方を選択することを特徴とする。
【0019】
また、請求項11に記載の発明は、請求項10に記載の構成に加えて、
前記片側回転数制御は、目標ヨーモーメントと同方向のヨーモーメントが発生するように、前記第1電動機と前記第2電動機のいずれか一方を選択することを特徴とする。
【0020】
また、請求項12に記載の発明は、請求項7〜9のいずれか1項に記載の構成に加えて、
車両旋回中に前記片側回転数制御を行なうとき、前記第1電動機と前記第2電動機のうち旋回時に外側となる車輪を駆動する電動機を選択することを特徴とする。
【0021】
また、請求項13に記載の発明は、請求項7〜12のいずれか1項に記載の構成に加えて、
解放又は締結可能とされ、締結することにより前記第3の回転要素の回転を制動する断接手段(例えば、後述の実施形態の油圧ブレーキ60A、60B)をさらに備え、
前記片側回転数制御は、前記断接手段を締結した後のヨーモーメントの発生方向と同じ方向のヨーモーメントが発生するように前記第1電動機と前記第2電動機のいずれか一方のみを駆動制御することを特徴とする。
【0022】
また、請求項14に記載の発明は、請求項7〜12のいずれか1項に記載の構成に加えて、
前記第3回転要素の一方向の回転を許容し、逆方向の回転を規制する一方向回転規制手段(例えば、後述の実施形態の一方向クラッチ50)をさらに備え、
前記片側回転数制御は、前記一方向回転規制手段が係合した後のヨーモーメントの発生方向と同じ方向のヨーモーメントが発生するように前記第1電動機と前記第2電動機のいずれか一方のみを駆動制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【0023】
請求項1に記載の発明によれば、第3の回転要素の回転を制御する際にヨーモーメントを発生させることができる。また、第1電動機と第2電動機の両方を駆動制御する場合に比べて、制御対象が減るので制御性が向上するとともに、消費エネルギーの低減を図ることができる。
【0024】
請求項2に記載の発明によれば、適切にヨーモーメントを発生させることができ、旋回時における車両の操作性を向上させることができる。
【0025】
請求項3に記載の発明によれば、旋回をアシストすることや乱れた車両の挙動を修正することが可能であり、旋回時における車両の操作性を向上させることができる。
【0026】
請求項4に記載の発明によれば、旋回をアシストすることができ、旋回時における車両の操作性を向上させることができる。
【0027】
請求項5に記載の発明によれば、第3の回転要素の回転を制動する断接手段を備えるので、電動機を駆動も回生もする必要がないときに電動機を切り離すことができ、電動機の連れ周りによる損失を低減することができる。また、断接手段を締結した後のヨーモーメントの発生方向と同じ方向のヨーモーメントが発生するように電動機を選択することで、回転制御中と断接手段の締結後のヨーモーメントの差を小さくすることができる。
【0028】
請求項6に記載の発明によれば、第3回転要素の一方向の回転を許容し、逆方向の回転を規制する一方向回転規制手段を備えるので、機械的に電動機の切り離しと連結とを切り替えることができる。また、一方向回転規制手段が係合した後のヨーモーメントの発生方向と同じ方向のヨーモーメントが発生するように電動機を選択することで、回転制御中と一方向回転規制手段の係合後のヨーモーメントの差を小さくすることができる。
【0029】
請求項7に記載の発明によれば、片側回転数制御によれば、少ない消費エネルギーで回転数制御を行うことができ、さらにヨーモーメントを発生させることができる。また、両側回転数制御によれば、早期に回転数制御を行なうことができる。この片側回転数制御と両側回転数制御を車両の走行状態に応じて適切に選択することにより、車両の走行性の向上と省エネルギー化を両立することができる。
【0030】
請求項8に記載の発明によれば、旋回時に片側回転数制御を行なうことで、旋回時における車両の操作性を向上させることができる。
【0031】
請求項9に記載の発明によれば、旋回中であって急減速時には、両側回転数制御で早期に回転制御を行なうことで、回生量を増やすことができる。
【0032】
請求項10又は11に記載の発明によれば、適切にヨーモーメントを発生させることができる。
【0033】
請求項12に記載の発明によれば、旋回時における車両の操作性を向上させることができる。
【0034】
請求項13に記載の発明によれば、第3の回転要素の回転を制動する断接手段を備えるので、電動機を駆動も回生もする必要がないときに電動機を切り離すことができ、電動機の連れ周りによる損失を低減することができる。また、断接手段を締結した後のヨーモーメントの発生方向と同じ方向のヨーモーメントが発生するように電動機を選択することで、回転制御中と断接手段の締結後のヨーモーメントの差を小さくすることができる。
【0035】
請求項14に記載の発明によれば、第3回転要素の一方向の回転を許容し、逆方向の回転を規制する一方向回転規制手段を備えるので、機械的に電動機を切り離すことができる。また、一方向回転規制手段が係合した後のヨーモーメントの発生方向と同じ方向のヨーモーメントが発生するように電動機を選択することで、回転制御中と一方向回転規制手段の係合後のヨーモーメントの差を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0036】
【図1】本発明に係る車両用駆動装置を搭載可能な車両の一実施形態であるハイブリッド車両の概略構成を示すブロック図である。
【図2】後輪駆動装置の一実施形態の縦断面図である。
【図3】図2に示す後輪駆動装置の部分拡大図である。
【図4】後輪駆動装置がフレームに搭載された状態を示す斜視図である。
【図5】油圧ブレーキを制御する油圧制御装置の油圧回路図であり、油圧が供給されていない状態を示す油圧回路図である。
【図6】(a)は低圧油路切替弁が低圧側位置に位置するときの説明図であり、(b)は低圧油路切替弁が高圧側位置に位置するときの説明図である。
【図7】(a)はブレーキ油路切替弁が閉弁位置に位置するときの説明図であり、(b)はブレーキ油路切替弁が開弁位置に位置するときの説明図である。
【図8】(a)はソレノイド弁の非通電時の説明図であり、(b)はソレノイド弁の通電時の説明図である。
【図9】走行中であって油圧ブレーキの解放状態(EOP:低圧モード)における油圧制御装置の油圧回路図である。
【図10】油圧ブレーキの弱締結状態(EOP:低圧モード)における油圧制御装置の油圧回路図である。
【図11】油圧ブレーキの締結状態(EOP:高圧モード)における油圧制御装置の油圧回路図である。
【図12】電動オイルポンプの負荷特性を示すグラフである。
【図13】車両状態における前輪駆動装置と後輪駆動装置との関係を電動機の作動状態と油圧回路の状態とをあわせて記載した表である。
【図14】停車中の後輪駆動装置の速度共線図である。
【図15】前進低車速時の後輪駆動装置の速度共線図である。
【図16】前進中車速時の後輪駆動装置の速度共線図である。
【図17】減速回生時の後輪駆動装置の速度共線図である。
【図18】前進高車速時の後輪駆動装置の速度共線図である。
【図19】後進時の後輪駆動装置の速度共線図である。
【図20】車両旋回中における制御を説明するための速度共線図である。
【図21】車両旋回中におけるタイミングチャートである。
【図22】回転数制御を説明するフロー図である。
【図23】急減速判断処理を説明するフロー図である。
【図24】(a)1モータ回転数合わせ処理を説明するフロー図であり、(b)2モータ回転数合わせ処理を説明するフロー図である。
【図25】回転数合わせモータ選択処理を説明するフロー図である。
【図26】回転数合わせモータ選択処理の変形例を説明するフロー図である。
【図27】特許文献1に記載の車両旋回中における制御を説明するための速度共線図である。
【図28】特許文献1に記載の車両旋回中におけるタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0037】
先ず、本発明に係る車両用駆動装置の一実施形態を図1〜図4に基づいて説明する。
本発明に係る車両用駆動装置は、電動機を車軸駆動用の駆動源とするものであり、例えば、図1に示すような駆動システムの車両に用いられる。以下の説明では車両用駆動装置を後輪駆動用として用いる場合を例に説明するが、前輪駆動用に用いてもよい。
図1に示す車両3は、内燃機関4と電動機5が直列に接続された駆動装置6(以下、前輪駆動装置と呼ぶ。)を車両前部に有するハイブリッド車両であり、この前輪駆動装置6の動力がトランスミッション7を介して前輪Wfに伝達される一方で、この前輪駆動装置6と別に車両後部に設けられた駆動装置1(以下、後輪駆動装置と呼ぶ。)の動力が後輪Wr(RWr、LWr)に伝達されるようになっている。前輪駆動装置6の電動機5と後輪Wr側の後輪駆動装置1の電動機2A、2Bは、バッテリ9に接続され、バッテリ9からの電力供給と、バッテリ9へのエネルギー回生が可能となっている。符号8は、車両全体の各種制御をするための制御装置である。
【0038】
図2は、後輪駆動装置1の全体の縦断面図を示すものであり、同図において、10A、10Bは、車両3の後輪Wr側の左右の車軸であり、車幅方向に同軸上に配置されている。後輪駆動装置1の減速機ケース11は全体が略円筒状に形成され、その内部には、車軸駆動用の電動機2A、2Bと、この電動機2A、2Bの駆動回転を減速する遊星歯車式減速機12A、12Bとが、車軸10A、10Bと同軸上に配置されている。この電動機2A及び遊星歯車式減速機12Aは左後輪LWrを駆動する左車輪駆動装置として機能し、電動機2B及び遊星歯車式減速機12Bは右後輪RWrを駆動する右車輪駆動装置として機能し、電動機2A及び遊星歯車式減速機12Aと電動機2B及び遊星歯車式減速機12Bは、減速機ケース11内で車幅方向に左右対称に配置されている。そして、減速機ケース11は、図4に示すように、車両3の骨格となるフレームの一部であるフレーム部材13の支持部13a、13bと、不図示の後輪駆動装置1のフレームで支持されている。支持部13a、13bは、車幅方向でフレーム部材13の中心に対し左右に設けられている。なお、図4中の矢印は、後輪駆動装置1が車両3に搭載された状態における位置関係を示している。
【0039】
減速機ケース11の左右両端側内部には、それぞれ電動機2A、2Bのステータ14A、14Bが固定され、このステータ14A、14Bの内周側に環状のロータ15A、15Bが回転可能に配置されている。ロータ15A、15Bの内周部には車軸10A、10Bの外周を囲繞する円筒軸16A、16Bが結合され、この円筒軸16A、16Bが車軸10A、10Bと同軸で相対回転可能となるように減速機ケース11の端部壁17A、17Bと中間壁18A、18Bに軸受19A、19Bを介して支持されている。また、円筒軸16A、16Bの一端側の外周であって減速機ケース11の端部壁17A、17Bには、ロータ15A、15Bの回転位置情報を電動機2A、2Bの制御コントローラ(図示せず)にフィードバックするためのレゾルバ20A、20Bが設けられている。
【0040】
また、遊星歯車式減速機12A、12Bは、サンギヤ21A、21Bと、このサンギヤ21に噛合される複数のプラネタリギヤ22A、22Bと、これらのプラネタリギヤ22A、22Bを支持するプラネタリキャリア23A、23Bと、プラネタリギヤ22A、22Bの外周側に噛合されるリングギヤ24A、24Bと、を備え、サンギヤ21A、21Bから電動機2A、2Bの駆動力が入力され、減速された駆動力がプラネタリキャリア23A、23Bを通して出力されるようになっている。
【0041】
サンギヤ21A、21Bは円筒軸16A、16Bに一体に形成されている。また、プラネタリギヤ22A、22Bは、例えば図3に示すように、サンギヤ21A、21Bに直接噛合される大径の第1ピニオン26A、26Bと、この第1ピニオン26A、26Bよりも小径の第2ピニオン27A、27Bを有する2連ピニオンであり、これらの第1ピニオン26A、26Bと第2ピニオン27A、27Bが同軸にかつ軸方向にオフセットした状態で一体に形成されている。このプラネタリギヤ22A、22Bはプラネタリキャリア23A、23Bに支持され、プラネタリキャリア23A、23Bは、軸方向内側端部が径方向内側に伸びて車軸10A、10Bにスプライン嵌合され一体回転可能に支持されるとともに、軸受33A、33Bを介して中間壁18A、18Bに支持されている。
【0042】
なお、中間壁18A、18Bは電動機2A、2Bを収容する電動機収容空間と遊星歯車式減速機12A、12Bを収容する減速機空間とを隔て、外径側から内径側に互いの軸方向間隔が広がるように屈曲して構成されている。そして、中間壁18A、18Bの内径側、且つ、遊星歯車式減速機12A、12B側にはプラネタリキャリア23A、23Bを支持する軸受33A、33Bが配置されるとともに中間壁18A、18Bの外径側、且つ、電動機2A、2B側にはステータ14A、14B用のバスリング41A、41Bが配置されている(図2参照)。
【0043】
リングギヤ24A、24Bは、その内周面が小径の第2ピニオン27A、27Bに噛合されるギヤ部28A、28Bと、ギヤ部28A、28Bより小径で減速機ケース11の中間位置で互いに対向配置される小径部29A、29Bと、ギヤ部28A、28Bの軸方向内側端部と小径部29A、29Bの軸方向外側端部を径方向に連結する連結部30A、30Bとを備えて構成されている。この実施形態の場合、リングギヤ24A、24Bの最大半径は、第1ピニオン26A、26Bの車軸10A、10Bの中心からの最大距離よりも小さくなるように設定されている。小径部29A、29Bは、それぞれ後述する一方向クラッチ50のインナーレース51とスプライン嵌合し、リングギヤ24A、24Bは一方向クラッチ50のインナーレース51と一体回転するように構成されている。
【0044】
ところで、減速機ケース11とリングギヤ24A、24Bの間には円筒状の空間部が確保され、その空間部内に、リングギヤ24A、24Bに対する制動手段を構成する油圧ブレーキ60A、60Bが第1ピニオン26A、26Bと径方向でラップし、第2ピニオン27A、27Bと軸方向でラップして配置されている。油圧ブレーキ60A、60Bは、減速機ケース11の内径側で軸方向に伸びる筒状の外径側支持部34の内周面にスプライン嵌合された複数の固定プレート35A、35Bと、リングギヤ24A、24Bの外周面にスプライン嵌合された複数の回転プレート36A、36Bが軸方向に交互に配置され、これらのプレート35A、35B,36A、36Bが環状のピストン37A、37Bによって締結及び解放操作されるようになっている。ピストン37A、37Bは、減速機ケース11の中間位置から内径側に延設された左右分割壁39と、左右分割壁39によって連結された外径側支持部34と内径側支持部40間に形成された環状のシリンダ室38A、38Bに進退自在に収容されており、シリンダ室38A、38Bへの高圧オイルの導入によってピストン37A、37Bを前進させ、シリンダ室38A、38Bからオイルを排出することによってピストン37A、37Bを後退させる。なお、油圧ブレーキ60A、60Bは図4に示すように、前述したフレーム部材13の支持部13a、13b間に配置された電動オイルポンプ70に接続されている。
【0045】
また、さらに詳細には、ピストン37A、37Bは、軸方向前後に第1ピストン壁63A、63Bと第2ピストン壁64A、64Bを有し、これらのピストン壁63A、63B,64A、64Bが円筒状の内周壁65A、65Bによって連結されている。したがって、第1ピストン壁63A、63Bと第2ピストン壁64A、64Bの間には径方向外側に開口する環状空間が形成されているが、この環状空間は、シリンダ室38A、38Bの外壁内周面に固定された仕切部材66A、66Bによって軸方向左右に仕切られている。減速機ケース11の左右分割壁39と第2ピストン壁64A、64Bの間は高圧オイルが直接導入される第1作動室S1(図5参照)とされ、仕切部材66A、66Bと第1ピストン壁63A、63Bの間は、内周壁65A、65Bに形成された貫通孔を通して第1作動室S1と導通する第2作動室S2(図5参照)とされている。第2ピストン壁64A、64Bと仕切部材66A、66Bの間は大気圧に導通している。
【0046】
この油圧ブレーキ60A、60Bでは、第1作動室S1と第2作動室S2に後述する油圧回路71からオイルが導入され、第1ピストン壁63A、63Bと第2ピストン壁64A、64Bに作用するオイルの圧力によって固定プレート35A、35Bと回転プレート36A、36Bを相互に押し付けが可能である。したがって、軸方向左右の第1,第2ピストン壁63A、63B,64A、64Bによって大きな受圧面積を稼ぐことができるため、ピストン37A、37Bの径方向の面積を抑えたまま固定プレート35A、35Bと回転プレート36A、36Bに対する大きな押し付け力を得ることができる。
【0047】
この油圧ブレーキ60A、60Bの場合、固定プレート35A、35Bが減速機ケース11から伸びる外径側支持部34に支持される一方で、回転プレート36A、36Bがリングギヤ24A、24Bに支持されているため、両プレート35A、35B,36A、36Bがピストン37A、37Bによって押し付けられると、両プレート35A、35B,36A、36B間の摩擦締結によってリングギヤ24A、24Bに制動力が作用し固定され、その状態からピストン37A、37Bによる締結が解放されると、リングギヤ24A、24Bの自由な回転が許容される。
【0048】
また、軸方向で対向するリングギヤ24A、24Bの連結部30A、30B間にも空間部が確保され、その空間部内に、リングギヤ24A、24Bに対し一方向の動力のみを伝達し他方向の動力を遮断する一方向クラッチ50が配置されている。一方向クラッチ50は、インナーレース51とアウターレース52との間に多数のスプラグ53を介在させたものであって、そのインナーレース51がスプライン嵌合によりリングギヤ24A、24Bの小径部29A、29Bと一体回転するように構成されている。またアウターレース52は、内径側支持部40により位置決めされるとともに、回り止めされている。一方向クラッチ50は、車両3が電動機2A、2Bの動力で前進する際に係合してリングギヤ24A、24Bの回転をロックするように構成されている。より具体的に説明すると、一方向クラッチ50は、電動機2A、2B側の順方向(車両3を前進させる際の回転方向)の回転動力が後輪Wr側に入力されるときに係合状態となるとともに電動機2A、2B側の逆方向の回転動力が後輪Wr側に入力されるときに非係合状態となり、後輪Wr側の順方向の回転動力が電動機2A、2B側に入力されるときに非係合状態となるとともに後輪Wr側の逆方向の回転動力が電動機2A、2B側に入力されるときに係合状態となる。
【0049】
このように本実施形態の後輪駆動装置1では、電動機2A、2Bと後輪Wrとの動力伝達経路上に一方向クラッチ50と油圧ブレーキ60A、60Bとが並列に設けられている。
【0050】
次に、図5〜図8を参照して後輪駆動装置1の油圧制御装置を構成する油圧回路について説明する。
油圧回路71は、オイルパン80に配設した吸入口70aから吸入され電動オイルポンプ70から吐出されるオイルを低圧油路切替弁73とブレーキ油路切替弁74とを介して油圧ブレーキ60A、60Bの第1作動室S1に給油可能に構成されるとともに、低圧油路切替弁73を介して電動機2A、2B及び遊星歯車式減速機12A、12Bなどの潤滑・冷却部91に供給可能に構成される。減速機ケース11には、電動オイルポンプ70から吐出され、電動機2A、2B及び遊星歯車式減速機12A、12Bなどの潤滑・冷却部91に供給されたオイルが貯留されている。オイルには、プラネタリキャリア23A、23Bの下部と電動機2A、2Bの下部が浸かっている。電動オイルポンプ70は、位置センサレス・ブラシレス直流モータからなる電動機90で高圧モードと低圧モードの少なくとも2つのモードで運転(稼動)可能となっておりPID制御で制御され、さらにそれぞれのモードにおいて油圧を調整可能となっている。なお、符号92は、ブレーキ油路77の油温及び油圧を検出するセンサである。
【0051】
低圧油路切替弁73は、ライン油路75を構成する電動オイルポンプ70側の第1ライン油路75aと、ライン油路75を構成するブレーキ油路切替弁74側の第2ライン油路75bと、潤滑・冷却部91に連通する第1低圧油路76aと、潤滑・冷却部91に連通する第2低圧油路76bと、に接続される。また、低圧油路切替弁73は、第1ライン油路75aと第2ライン油路75bとを常時連通させるとともにライン油路75を第1低圧油路76a又は第2低圧油路76bに選択的に連通させる弁体73aと、弁体73aをライン油路75と第1低圧油路76aとを連通する方向(図5において右方)へ付勢するスプリング73bと、弁体73aをライン油路75の油圧によってライン油路75と第2低圧油路76bとを連通する方向(図5において左方)へ押圧する油室73cと、を備える。従って、弁体73aは、スプリング73bによってライン油路75と第1低圧油路76aとを連通する方向(図5において右方)へ付勢されるとともに、図中右端の油室73cに入力されるライン油路75の油圧によってライン油路75と第2低圧油路76bとを連通する方向(図5において左方)へ押圧される。
【0052】
ここで、スプリング73bの付勢力は、電動オイルポンプ70が低圧モードで運転中に油室73cに入力されるライン油路75の油圧では、図6(a)に示すように、弁体73aが移動せずライン油路75を第2低圧油路76bから遮断し第1低圧油路76aに連通させるように設定され(以下、図6(a)の弁体73aの位置を低圧側位置と呼ぶ。)、電動オイルポンプ70が高圧モードで運転中に油室73cに入力されるライン油路75の油圧では、図6(b)に示すように、弁体73aが移動してライン油路75を第1低圧油路76aから遮断し第2低圧油路76bに連通させるように設定されている(以下、図6(b)の弁体73aの位置を高圧側位置と呼ぶ。)。
【0053】
ブレーキ油路切替弁74は、ライン油路75を構成する第2ライン油路75bと、油圧ブレーキ60A、60Bに接続されるブレーキ油路77と、ハイポジションドレン78を介して貯留部79と、に接続される。また、ブレーキ油路切替弁74は、第2ライン油路75bとブレーキ油路77とを連通・遮断させる弁体74aと、弁体74aを第2ライン油路75bとブレーキ油路77とを遮断する方向(図5において右方)へ付勢するスプリング74bと、弁体74aをライン油路75の油圧によって第2ライン油路75bとブレーキ油路77とを連通する方向(図5において左方)へ押圧する油室74cと、を備える。従って、弁体74aは、スプリング74bによって第2ライン油路75bとブレーキ油路77とを遮断する方向(図5において右方)へ付勢されるとともに、油室74cに入力されるライン油路75の油圧によって第2ライン油路75bとブレーキ油路77とを連通する方向(図5において左方)へ押圧可能にされる。
【0054】
スプリング74bの付勢力は、電動オイルポンプ70が低圧モード及び高圧モードで運転中に、油室74cに入力されるライン油路75の油圧で、弁体74aを図7(a)の閉弁位置から図7(b)の開弁位置に移動させて、ブレーキ油路77をハイポジションドレン78から遮断し第2ライン油路75bに連通させるように設定されている。即ち、電動オイルポンプ70が低圧モードで運転されても高圧モードで運転されても、油室74cに入力されるライン油路75の油圧がスプリング74bの付勢力を上回り、ブレーキ油路77をハイポジションドレン78から遮断し第2ライン油路75bに連通させる。
【0055】
第2ライン油路75bとブレーキ油路77とを遮断した状態においては、油圧ブレーキ60A、60Bはブレーキ油路77とハイポジションドレン78を介して貯留部79に連通される。ここで、貯留部79は、オイルパン80よりも鉛直方向で高い位置、より好ましくは、貯留部79の鉛直方向最上部が、油圧ブレーキ60A、60Bの第1作動室S1の鉛直方向最上部と鉛直方向最下部との中分点よりも鉛直方向で高い位置となるように配設される。従って、ブレーキ油路切替弁74が閉弁した状態においては、油圧ブレーキ60A、60Bの第1作動室S1に貯留していたオイルが直接オイルパン80に排出されず、貯留部79に排出されて蓄えられるように構成される。なお、貯留部79から溢れたオイルは、オイルパン80に排出されるように構成される。また、ハイポジションドレン78の貯留部側端部78aは、貯留部79の底面に接続される。
【0056】
ブレーキ油路切替弁74の油室74cは、パイロット油路81とソレノイド弁83を介してライン油路75を構成する第2ライン油路75bに接続可能にされている。ソレノイド弁83は、制御装置8によって制御される電磁三方弁で構成されており、制御装置8によるソレノイド弁83のソレノイド174(図8参照)への非通電時に第2ライン油路75bをパイロット油路81に接続し、油室74cにライン油路75の油圧を入力する。
【0057】
ソレノイド弁83は、図8に示すように、3方弁部材172と、ケース部材173に設けられ、不図示のケーブルを介して供給される電力を受けて励磁されるソレノイド174と、ソレノイド174の励磁力を受けて右方に引っ張られるソレノイド弁体175と、ケース部材173の中心に形成されるバネ保持凹部173aに収容され、ソレノイド弁体175を左方に付勢するソレノイドバネ176と、3方弁部材172内に設けられ、ソレノイド弁体175の進退を摺動自在にガイドするガイド部材177と、を備える。
【0058】
3方弁部材172は、略有底円筒状の部材であって、その中心線に沿って右端部から略中間部まで形成される右部凹状穴181と、同じく中心線に沿って左端部から右部凹状穴181の近傍まで形成される左部凹状穴182と、右部凹状穴181と左部凹状穴182との間において中心線と直交する方向に沿って形成される第1径方向穴183と、右部凹状穴181の略中間部と連通し中心線と直交する方向に沿って形成される第2径方向穴184と、中心線に沿って形成され、左部凹状穴182と第1径方向穴183とを連通する第1軸方向穴185と、中心線に沿って形成され、第1径方向穴183と右部凹状穴181とを連通する第2軸方向穴186と、を有する。
【0059】
また、3方弁部材172の左部凹状穴182の底部には、第1軸方向穴185を開閉するボール187が左右方向に移動可能に入れられると共に、左部凹状穴182の入口側には、ボール187の離脱を規制するキャップ188が嵌合されている。また、キャップ188には、第1軸方向穴185と連通する貫通穴188aが中心線に沿って形成されている。
【0060】
また、第2軸方向穴186は、左右動するソレノイド弁体175の左端部に形成される開閉突起175aの根元部の接触又は非接触により開閉される。また、第1軸方向穴185を開閉するボール187は、左右動するソレノイド弁体175の開閉突起175aの先端部により左右に移動される。
【0061】
そして、ソレノイド弁83では、ソレノイド174へ非通電(電力非供給)にすることにより、図8(a)に示すように、ソレノイドバネ176の付勢力を受けてソレノイド弁体175が左動して、ソレノイド弁体175の開閉突起175aの先端部がボール187を押すことにより、第1軸方向穴185が開放されると共に、ソレノイド弁体175の開閉突起175aの根元部が第2軸方向穴186に接触することにより、第2軸方向穴186が閉塞される。これにより、ライン油路75を構成する第2ライン油路75bが、第1軸方向穴185と第1径方向穴183からパイロット油路81を介して油室74cに連通する(以下、図8(a)のソレノイド弁体175の位置を開弁位置と呼ぶことがある。)。
【0062】
また、ソレノイド174へ通電(電力供給)することにより、図8(b)に示すように、ソレノイド174の励磁力を受けてソレノイド弁体175がソレノイドバネ176の付勢力に抗して右動し、貫通穴188aからの油圧がボール187を押すことにより、第1軸方向穴185が閉塞されると共に、ソレノイド弁体175の開閉突起175aの根元部が第2軸方向穴186から離れることにより、第2軸方向穴186が開放される。これにより、油室74cに貯留していたオイルが、第1径方向穴183と第2軸方向穴186と第2径方向穴184を介してオイルパン80に排出され、第2ライン油路75bとパイロット油路81とが遮断される(以下、図8(b)のソレノイド弁体175の位置を閉弁位置と呼ぶことがある。)。
【0063】
また、図5に戻って、油圧回路71では、第1低圧油路76aと第2低圧油路76bは下流側で合流して共通の低圧共通油路76cを構成しており、合流部には、低圧共通油路76cのライン圧が所定圧以上になった場合に低圧共通油路76c内のオイルをリリーフドレン86を介してオイルパン80に排出させ、油圧を低下させるリリーフ弁84が接続されている。
【0064】
ここで、第1低圧油路76aと第2低圧油路76bには、図6に示すように、それぞれ流路抵抗手段としてのオリフィス85a、85bが形成されており、第1低圧油路76aのオリフィス85aが第2低圧油路76bのオリフィス85bよりも大径となるように構成されている。従って、第2低圧油路76bの流路抵抗は第1低圧油路76aの流路抵抗よりも大きく、電動オイルポンプ70を高圧モードで運転中における第2低圧油路76bでの減圧量が、電動オイルポンプ70を低圧モードで運転中における第1低圧油路76aでの減圧量よりも大きくなって、高圧モード及び低圧モードにおける低圧共通油路76cの油圧は略等しくなっている。
【0065】
このように第1低圧油路76aと第2低圧油路76bとに接続された低圧油路切替弁73は、電動オイルポンプ70が低圧モードで運転中においては、油室73c内の油圧よりもスプリング73bの付勢力が勝りスプリング73bの付勢力により弁体73aが低圧側位置に位置して、ライン油路75を第2低圧油路76bから遮断し第1低圧油路76aに連通させる。第1低圧油路76aを流れるオイルは、オリフィス85aで流路抵抗を受けて減圧され、低圧共通油路76cを経由して潤滑・冷却部91に至る。一方、電動オイルポンプ70が高圧モードで運転中においては、スプリング73bの付勢力よりも油室73c内の油圧が勝りスプリング73bの付勢力に抗して弁体73aが高圧側位置に位置して、ライン油路75を第1低圧油路76aから遮断し第2低圧油路76bに連通させる。第2低圧油路76bを流れるオイルは、オリフィス85bでオリフィス85aよりも大きな流路抵抗を受けて減圧され、低圧共通油路76cを経由して潤滑・冷却部91に至る。
【0066】
従って、電動オイルポンプ70が低圧モードから高圧モードに切り替わると、ライン油路75の油圧の変化に応じて自動的に流路抵抗の小さい油路から流路抵抗の大きい油路に切り替わるので、高圧モードのときに潤滑・冷却部91に過度のオイルが供給されることが抑制される。
【0067】
また、低圧共通油路76cから潤滑・冷却部91に至る油路には、他の流路抵抗手段としての複数のオリフィス85cが設けられている。複数のオリフィス85cは、第1低圧油路76aのオリフィス85aの最小流路断面積の方が複数のオリフィス85cの最小流路断面積よりも小さくなるように設定されている。即ち、複数のオリフィス85cの流路抵抗よりも第1低圧油路76aのオリフィス85aの流路抵抗の方が大きく設定されている。このとき、複数のオリフィス85cの最小流路断面積は、各オリフィス85cの最小流路断面積の総和である。これにより、第1低圧油路76aのオリフィス85aと第2低圧油路76bのオリフィス85bで所望の流量を流すことが調整可能になっている。
【0068】
ここで、制御装置8(図1参照)は、車両全体の各種制御をするための制御装置であり、制御装置8には車速、操舵角、アクセルペダル開度AP、シフトポジション、SOC、油温などが入力される一方、制御装置8からは、内燃機関4を制御する信号、電動機2A、2Bを制御する信号、バッテリ9における発電状態・充電状態・放電状態などを示す信号、ソレノイド弁83のソレノイド174への制御信号、電動オイルポンプ70を制御する制御信号などが出力される。
【0069】
即ち、制御装置8は、電動機2A、2Bを制御する電動機制御装置としての機能と、断接手段としての油圧ブレーキ60A、60Bを制御する断接手段制御装置としての機能を、少なくとも備えている。断接手段制御装置としての制御装置8は、電動機2A、2Bの駆動状態及び/又は電動機2A、2Bの駆動指令(駆動信号)に基づいて電動オイルポンプ70とソレノイド弁83のソレノイド174を制御する。
【0070】
次に、後輪駆動装置1の油圧回路71の動作について説明する。
図5は、停車中に油圧ブレーキ60A、60Bが解放している状態の油圧回路71を示している。この状態では、制御装置8は、電動オイルポンプ70を稼動しない。これにより、低圧油路切替弁73の弁体73aは低圧側位置に位置し、ブレーキ油路切替弁74の弁体74aは閉弁位置に位置し、油圧回路71には油圧が供給されていない。
【0071】
図9は、車両走行中に油圧ブレーキ60A、60Bが解放している状態を示している。この状態では、制御装置8は、電動オイルポンプ70を低圧モードで運転する。また、制御装置8は、ソレノイド弁83のソレノイド174へ通電しており、第2ライン油路75bとパイロット油路81とが遮断される。これにより、ブレーキ油路切替弁74の弁体74aはスプリング74bの付勢力により閉弁位置に位置して、第2ライン油路75bとブレーキ油路77とが遮断されるとともにブレーキ油路77とハイポジションドレン78とが連通され、油圧ブレーキ60A、60Bが解放される。そして、ブレーキ油路77は、ハイポジションドレン78を介して貯留部79に接続される。
【0072】
また、低圧油路切替弁73は、スプリング73bの付勢力が、図中右端の油室73cに入力される電動オイルポンプ70の低圧モードで運転中のライン油路75の油圧より大きいため、弁体73aが低圧側位置に位置し、ライン油路75を第2低圧油路76bから遮断し第1低圧油路76aに連通させる。これにより、ライン油路75のオイルが第1低圧油路76aを介してオリフィス85aで減圧され、潤滑・冷却部91に供給される。
【0073】
図10は、油圧ブレーキ60A、60Bが弱締結している状態における油圧回路71を示している。なお、弱締結とは、動力伝達可能であるが、油圧ブレーキ60A、60Bの締結状態の締結力に対し弱い締結力で締結している状態をいう。このとき、制御装置8は、電動オイルポンプ70を低圧モードで運転する。また、制御装置8は、ソレノイド弁83のソレノイド174へ非通電にして、ブレーキ油路切替弁74の油室74cに第2ライン油路75bの油圧を入力している。これにより、スプリング74bの付勢力より油室74c内の油圧が勝り、弁体74aが開弁位置に位置して、ブレーキ油路77とハイポジションドレン78とが遮断されるとともに第2ライン油路75bとブレーキ油路77とが連通され、油圧ブレーキ60A、60Bが弱締結する。
【0074】
低圧油路切替弁73は、このときも油圧ブレーキ60A、60Bの解放時と同様に、スプリング73bの付勢力が、図中右端の油室73cに入力される電動オイルポンプ70の低圧モードで運転中のライン油路75の油圧より大きいため、弁体73aが低圧側位置に位置し、ライン油路75を第2低圧油路76bから遮断し第1低圧油路76aに連通させる。これにより、ライン油路75のオイルが第1低圧油路76aを介してオリフィス85aで減圧され、潤滑・冷却部91に供給される。
【0075】
図11は、油圧ブレーキ60A、60Bが締結している状態における油圧回路71を示している。このとき、制御装置8は、電動オイルポンプ70を高圧モードで運転する。また、制御装置8は、ソレノイド弁83のソレノイド174へ非通電にして、ブレーキ油路切替弁74の右端の油室74cに第2ライン油路75bの油圧を入力している。これにより、スプリング74bの付勢力より油室74c内の油圧が勝り、弁体74aが開弁位置に位置して、ブレーキ油路77とハイポジションドレン78とが遮断されるとともに第2ライン油路75bとブレーキ油路77とが連通され、油圧ブレーキ60A、60Bが締結する。
【0076】
低圧油路切替弁73は、電動オイルポンプ70の高圧モードで運転中の図中右端の油室73cに入力されるライン油路75の油圧がスプリング73bの付勢力より大きいため、弁体73aが高圧側位置に位置し、ライン油路75を第1低圧油路76aから遮断し第2低圧油路76bに連通させる。これにより、ライン油路75のオイルが第2低圧油路76bを介してオリフィス85bで減圧され、潤滑・冷却部91に供給される。
【0077】
このように、制御装置8は、電動オイルポンプ70の運転モード(稼動状態)と、ソレノイド弁83の開閉を制御することにより、油圧ブレーキ60A、60Bを解放又は締結させ、電動機2A、2B側と後輪Wr側とを遮断状態及び接続状態に切り替えるとともに、油圧ブレーキ60A、60Bの締結力を制御することができる。
【0078】
図12は電動オイルポンプ70の負荷特性を示すグラフである。
図12に示すように、高圧モード(油圧PH)に比べて低圧モード(油圧PL)は、オイルの供給流量を維持しつつも電動オイルポンプ70の仕事率を1/4〜1/5程度に低減することができる。即ち、低圧モードにおいては電動オイルポンプ70の負荷が小さく、高圧モードに比べて電動オイルポンプ70を駆動する電動機90の消費エネルギーを低減することができる。
【0079】
図13は、各車両状態における前輪駆動装置6と後輪駆動装置1との関係を電動機2A、2Bの作動状態と油圧回路71の状態とをあわせて記載したものである。図中、フロントユニットは前輪駆動装置6、リアユニットは後輪駆動装置1、リアモータは電動機2A、2B、EOPは電動オイルポンプ70、SOLはソレノイド174、OWCは一方向クラッチ50、BRKは油圧ブレーキ60A、60Bを表わす。また、図14〜図19は後輪駆動装置1の各状態における速度共線図を表わし、左側のS、Cはそれぞれ電動機2Aに連結された遊星歯車式減速機12Aのサンギヤ21A、車軸10Aに連結されたプラネタリキャリア23A、右側のS、Cはそれぞれ電動機2Bに連結された遊星歯車式減速機12Bのサンギヤ21B、車軸10Bに連結されたプラネタリキャリア23B、Rはリングギヤ24A、24B、BRKは油圧ブレーキ60A、60B、OWCは一方向クラッチ50を表わす。以下の説明において電動機2A、2Bによる車両前進時のサンギヤ21A、21Bの回転方向を順方向とする。また、図中、停車中の状態から上方が順方向の回転、下方が逆方向の回転であり、矢印は、上方が順方向のトルクを表し、下方が逆方向のトルクを表す。
【0080】
停車中は、前輪駆動装置6も後輪駆動装置1も駆動していない。従って、図14に示すように、後輪駆動装置1の電動機2A、2Bは停止しており、車軸10A、10Bも停止しているため、いずれの要素にもトルクは作用していない。この車両3の停車中においては、油圧回路71は、図5に示すように、電動オイルポンプ70が非稼動であり、ソレノイド弁83のソレノイド174は非通電になっているものの油圧が供給されないため油圧ブレーキ60A、60Bは解放(OFF)している。また、一方向クラッチ50は、電動機2A、2Bが非駆動のため係合していない(OFF)。
【0081】
そして、イグニッションをONにした後、EV発進、EVクルーズなどモータ効率のよい前進低車速時は、後輪駆動装置1による後輪駆動となる。図15に示すように、電動機2A、2Bが順方向に回転するように力行駆動すると、サンギヤ21A、21Bには順方向のトルクが付加される。このとき、前述したように一方向クラッチ50が係合しリングギヤ24A、24Bがロックされる。これによりプラネタリキャリア23A、23Bは順方向に回転し前進走行がなされる。なお、プラネタリキャリア23A、23Bには車軸10A、10Bからの走行抵抗が逆方向に作用している。このように車両3の発進時には、イグニッションをONにして電動機2A、2Bのトルクをあげることで、一方向クラッチ50が機械的に係合してリングギヤ24A、24Bがロックされる。
【0082】
このとき油圧回路71は、図10に示すように、電動オイルポンプ70が低圧モード(Lo)で稼動し、ソレノイド弁83のソレノイド174は非通電(OFF)になっており、油圧ブレーキ60A、60Bが弱締結状態となっている。このように、電動機2A、2Bの順方向の回転動力が後輪Wr側に入力されるときには一方向クラッチ50が係合状態となり、一方向クラッチ50のみで動力伝達可能であるが、一方向クラッチ50と並列に設けられた油圧ブレーキ60A、60Bも弱締結状態とし電動機2A、2B側と後輪Wr側とを接続状態としておくことで、電動機2A、2B側からの順方向の回転動力の入力が一時的に低下して一方向クラッチ50が非係合状態となった場合にも、電動機2A、2B側と後輪Wr側とで動力伝達不能になることを抑制できる。また、後述する減速回生への移行時に電動機2A、2B側と後輪Wr側とを接続状態とするための回転数制御が不要となる。このときの油圧ブレーキ60A、60Bの締結力は、後述する減速回生時や後進時と比べて弱い締結力となっている。一方向クラッチ50が係合状態のときの油圧ブレーキ60A、60Bの締結力を一方向クラッチ50が非係合状態のときの油圧ブレーキ60A、60Bの締結力よりも弱くすることにより、油圧ブレーキ60A、60Bの締結のための消費エネルギーが低減される。さらにこの状態においても、上述したようにライン油路75のオイルが第1低圧油路76aを介してオリフィス85aで減圧され、潤滑・冷却部91に供給され、潤滑・冷却部91の潤滑及び冷却がなされている。
【0083】
前進低車速走行から車速があがりエンジン効率のよい前進中車速走行に至ると、後輪駆動装置1による後輪駆動から前輪駆動装置6による前輪駆動となる。図16に示すように、電動機2A、2Bの力行駆動が停止すると、プラネタリキャリア23A、23Bには車軸10A、10Bから前進走行しようとする順方向のトルクが作用するので、前述したように一方向クラッチ50が非係合状態となる。
【0084】
このとき油圧回路71は、図10に示すように、電動オイルポンプ70が低圧モード(Lo)で稼動し、ソレノイド弁83のソレノイド174は非通電(OFF)になっており、油圧ブレーキ60A、60Bが弱締結状態となっている。このように、後輪Wr側の順方向の回転動力が電動機2A、2B側に入力されるときには一方向クラッチ50は非係合状態となり、一方向クラッチ50のみで動力伝達不能であるが、一方向クラッチ50と並列に設けられた油圧ブレーキ60A、60Bを弱締結させ、電動機2A、2B側と後輪Wr側とを接続状態としておくことで動力伝達可能な状態に保つことができ、後述する減速回生時への移行時に回転数制御が不要となる。なお、このときの油圧ブレーキ60A、60Bの締結力も、後述する減速回生時や後進時と比べて弱い締結力となっている。さらにこの状態においては、上述したようにライン油路75のオイルが第1低圧油路76aを介してオリフィス85aで減圧され、潤滑・冷却部91に供給され、潤滑・冷却部91の潤滑及び冷却がなされている。
【0085】
図15又は図16の状態から電動機2A、2Bを回生駆動しようすると、図17に示すように、プラネタリキャリア23A、23Bには車軸10A、10Bから前進走行を続けようとする順方向のトルクが作用するので、前述したように一方向クラッチ50が非係合状態となる。
【0086】
このとき、油圧回路71は、図11に示すように、電動オイルポンプ70が高圧モード(Hi)で稼動し、ソレノイド弁83のソレノイド174は非通電(OFF)とされ、油圧ブレーキ60A、60Bが締結状態(ON)となる。従って、リングギヤ24A、24Bが固定されるとともに電動機2A、2Bには逆方向の回生制動トルクが作用し、電動機2A、2Bで減速回生がなされる。このように、後輪Wr側の順方向の回転動力が電動機2A、2B側に入力されるときには一方向クラッチ50は非係合状態となり、一方向クラッチ50のみで動力伝達不能であるが、一方向クラッチ50と並列に設けられた油圧ブレーキ60A、60Bを締結させ、電動機2A、2B側と後輪Wr側とを接続状態としておくことで動力伝達可能な状態に保つことができ、この状態で電動機2A、2Bを回生駆動状態に制御することにより、車両3のエネルギーを回生することができる。さらにこの状態においては、上述したようにライン油路75のオイルが第2低圧油路76bを介してオリフィス85bで減圧され、潤滑・冷却部91に供給され、潤滑・冷却部91の潤滑及び冷却がなされている。
【0087】
続いて加速時には、前輪駆動装置6と後輪駆動装置1の四輪駆動となり、後輪駆動装置1は、図15に示す前進低車速時と同じ状態であり、油圧回路71も、図10に示す状態となる。
【0088】
前進高車速時には、前輪駆動装置6による前輪駆動となる。図18に示すように、電動機2A、2Bが力行駆動を停止すると、プラネタリキャリア23A、23Bには車軸10A、10Bから前進走行しようとする順方向のトルクが作用するので、前述したように一方向クラッチ50が非係合状態となる。
【0089】
このとき油圧回路71は、図9に示すように、電動オイルポンプ70が低圧モード(Lo)で稼動し、ソレノイド弁83のソレノイド174は通電(ON)され、油圧ブレーキ60A、60Bが解放状態(OFF)となる。従って、電動機2A、2Bの連れ回りが防止され、前輪駆動装置6による高車速時に電動機2A、2Bが過回転となるのが防止される。さらにこの状態においては、上述したようにライン油路75のオイルが第1低圧油路76aを介してオリフィス85aで減圧され、潤滑・冷却部91に供給され、潤滑・冷却部91の潤滑及び冷却がなされている。
【0090】
後進時には、図19に示すように、電動機2A、2Bを逆力行駆動すると、サンギヤ21A、21Bには逆方向のトルクが付加される。このとき、前述したように一方向クラッチ50が非係合状態となる。
【0091】
このとき、油圧回路71は、図11に示すように、電動オイルポンプ70が高圧モード(Hi)で稼動し、ソレノイド弁83のソレノイド174は非通電(OFF)とされ、油圧ブレーキ60A、60Bが締結状態となる。従って、リングギヤ24A、24Bが固定されて、プラネタリキャリア23A、23Bは逆方向に回転し後進走行がなされる。なお、プラネタリキャリア23A、23Bには車軸10A、10Bからの走行抵抗が順方向に作用している。このように、電動機2A、2B側の逆方向の回転動力が後輪Wr側に入力されるときには一方向クラッチ50は非係合状態となり、一方向クラッチ50のみで動力伝達不能であるが、一方向クラッチ50と並列に設けられた油圧ブレーキ60A、60Bを締結させ、電動機2A、2B側と後輪Wr側とを接続状態としておくことで動力伝達可能に保つことができ、電動機2A、2Bの回転動力によって車両3を後進させることができる。さらにこの状態においては、上述したようにライン油路75のオイルが第2低圧油路76bを介してオリフィス85bで減圧され、潤滑・冷却部91に供給され、潤滑・冷却部91の潤滑及び冷却がなされている。
【0092】
このように後輪駆動装置1は、車両3の走行状態、言い換えると、電動機2A、2Bの回転方向が順方向か逆方向か、及び電動機2A、2B側と後輪Wr側のいずれから動力が入力されるかに応じて、油圧ブレーキ60A、60Bの締結・解放が制御され、さらに油圧ブレーキ60A、60Bの締結時であっても締結力が調整される。
【0093】
これまで車両が直進走行する場合、即ち、左右の電動機2A、2Bに回転差がない場合について説明したが、続いて図20及び図21を用いて、車両3が旋回する場合、即ち左右の電動機2A、2Bに回転差がある場合の車両走行中における制御ついて説明する。
【0094】
図20(a)は、前輪駆動装置6に前輪駆動走行中に車両3が左旋回しているときの速度共線図である。この状態では、油圧ブレーキ60A、60Bが解放されており、左後輪LWrを駆動する電動機2Aは逆方向に回転するとともに、右後輪RWrを駆動する電動機2Bは順方向に回転している。この左右後輪LWr、RWrの回転差を利用して左後輪LWrを駆動する電動機2Aを回生駆動し、右後輪RWrを駆動する電動機2Bを力行駆動する場合について説明する。
【0095】
左右後輪LWr、RWrの回転差を利用して左後輪LWrを駆動する電動機2Aを回生駆動し、右後輪RWrを駆動する電動機2Bを力行駆動するためには、油圧ブレーキ60A、60Bを締結する必要がある。なお、リングギヤ24A、24Bを固定した後の電動機2Bの力行トルクの絶対値が電動機2Aの回生トルクより大きい場合には、一方向クラッチ50が締結するため油圧ブレーキ60A、60Bを締結しなくてもよいが、ここではリングギヤ24A、24Bを固定した後の電動機2Bの力行トルクの絶対値が電動機2Aの回生トルクより小さく、油圧ブレーキ60A、60Bを締結する場合を例に説明する。
【0096】
車速、操舵角等から油圧ブレーキの締結条件が成立すると、制御装置8は、連結されたリングギヤ24A、24Bの回転数を油圧ブレーキ60A、60Bで吸収できるように小さく、略零となるように回転制御を行なう。そのため、図20(b)に示すように、一方側の電動機(本実施形態では外輪側である右後輪RWr側の電動機2B)を目標回転数となるように駆動制御(回転数制御)し、他方側の電動機(本実施形態では内輪側である左後輪LWr側の電動機2A)は駆動制御を行なわない。
【0097】
このとき、右後輪RWr側のサンギヤ21Bには、順方向に力行トルクが作用し、左後輪LWr側のサンギヤ21Aには、逆方向にサンギヤ21Aの摩擦力と慣性力が作用する。また、右後輪RWr側のプラネタリキャリア23Bには、逆方向に右後輪RWrからの路面抵抗が作用し、左後輪LWr側のプラネタリキャリア23Aには、順方向に左後輪LWrからの走行トルクが作用する。両リングギヤ24A、24Bには、リングギヤ24A、24Bの摩擦力と慣性力が作用している。この状態で、車両3には、図中のハッチング付きの矢印で示した反時計回りのヨーモーメントが発生する。そして、駆動制御した電動機2Bが目標回転数に近づくことによりリングギヤ24A、24Bの回転数が低下し略零に近づいて回転合わせが完了する。この時点で、油圧ブレーキ60A、60Bを締結することでリングギヤ24A、24Bが固定される(図20(c))。そして、左旋回時に内輪側となる左後輪LWr側の電動機2Aを回生駆動し、外輪側となる右後輪RWr側の電動機2Bを力行駆動する(図20(d))ことで、車両旋回時に、左右輪の回転差を利用して一方の電動機2Aで回生することができる。このときも、車両3には、回転合わせ中と同方向のヨーモーメント、即ち図中のハッチング付きの矢印で示した反時計回りのヨーモーメントが作用している。
【0098】
かかる制御では、油圧ブレーキ60A、60Bを締結するためのリングギヤ24A、24Bの回転制御中、即ち、油圧ブレーキ60A、60Bの締結条件が成立してから回転合わせが完了するまでの間、図21で示すように、ヨーモーメントが発生している。
【0099】
このように、本実施形態によれば、車両3の旋回中に連結されたリングギヤ24A、24Bの回転を制御する際に、一方側の電動機のみを駆動制御することで、ヨーモーメントを発生させることができる。さらに、両方の電動機2A、2Bを駆動制御する場合に比べて、制御対象が減るので制御性が向上するとともに、消費エネルギーの低減を図ることができる。また、車両3の旋回中に、旋回時に外側となる外輪側の電動機を駆動制御することにより、旋回時における車両の操作性を向上させることができる。
【0100】
なお、上記実施形態では、左旋回時に外輪側となる電動機2Bの回転数制御を行なったが、内輪側となる電動機2Aの回転数制御を行なってもよい。ただし、この場合には、発生するヨーモーメントの方向が異なる。また、必ずしも油圧ブレーキ60A、60Bを締結する必要はなく、一方向クラッチ50を係合させるための制御についても適用できる。即ち、一方側の電動機の力行トルクの絶対値が他方側の電動機の回生トルクの絶対値より大きいときには、いずれか一方の電動機を駆動制御して目標回転数に近づくことによりリングギヤ24A、24Bの回転が零となり一方向クラッチ50が係合し、回転合わせが完了するまでの間にヨーモーメントを発生させることができる。
【0101】
以下、上述した本実施形態の制御フローについて図22〜図26を参照して説明する。
本実施形態では、先ず、旋回判断(S1)を行なう。旋回判断は、左右後輪LWr、RWrの回転数の差や操舵角等から車両3が旋回中であるか否かを判定する。その結果、車両3が旋回中でない、即ち直進中であれば2MOT回転数合わせ処理(S4)に進む。また、車両3が旋回中であれば、続いて急減速判断(S2)を行なう。急減速判断は、スロットル開度やブレーキ踏力を検出し、図23に示すように、前後加速度が所定の閾値より大きいか否かを判定する(S21)。その結果、所定の閾値より大きければ急減速(S22)と判断し、所定の閾値以下であれば急減速ではない(S23)と判断する。なお、急減速の判断はブレーキ踏力で判断してもよい。
【0102】
急減速判断(S2)において、急減速ではないと判断された場合(S23)には、1MOT回転数合わせ処理(S3)に進む。また、急減速と判断された場合(S22)には、2MOT回転数合わせ処理(S4)に進む。1MOT回転数合わせ処理は、電動機2A、2Bのいずれか一方の電動機のみを駆動制御して一方の電動機の回転数合わせを行なうことで、リングギヤ24A、24Bの回転を制御するものである。また、2MOT回転数合わせ処理は、両方の電動機2A、2Bを駆動制御して両方の電動機の回転数を制御することで、リングギヤ24A、24Bの回転を制御するものである。
【0103】
1MOT回転数合わせ処理(S3)では、図24(a)に示すように、先ず回転数合わせを行なう電動機を選択する回転数合わせモータ選択処理(S31)を行う。回転数合わせモータ選択処理(S31)は、図25に示すように、左右後輪LWr、RWrの回転数の差や操舵角等から旋回方向を決めるためのものであり、左旋回か否かを判定する(S41)。その結果、左旋回であれば右後輪RWr側の電動機2B(右モータ)を選択し(S42)、左旋回でない、即ち右旋回であれば左後輪LWr側の電動機2A(左モータ)を選択する。このように、旋回時に外側となる車輪(外輪)を駆動する電動機を選択することで、右旋回であれば時計回りのヨーモーメントを発生させることができ、左旋回であれば反時計回りのヨーモーメントを発生させることができ、旋回方向と同方向のヨーモーメントを発生させることができる。従って、発生するヨーモーメントで車両3の旋回をアシストすることができ、車両3の操作性が向上する。また、このように旋回時に外側となる車輪を駆動する電動機を選択することで、同時に油圧ブレーキ60A、60Bを締結した後のヨーモーメント発生方向と同方向のヨーモーメントが発生するので、回転数制御中と油圧ブレーキ60A、60Bの締結後のヨーモーメントの差を小さくすることができ、車両挙動が乱れるのを防止できる。
【0104】
図24(a)に戻って、回転数合わせモータ選択処理(S31)で回転数合わせをする電動機を選択した後、その電動機の目標回転数を算出する(S32)。続いて、回転数あわせをする電動機については、目標回転数とその回転数合わせをする電動機の実回転数差からモータ目標トルクを算出し(S33)、回転数合わせをしない電動機については、ゼロトルク制御又は零電力制御を行なう(S34)。
【0105】
2MOT回転数合わせ処理(S4)では、図24(b)に示すように、それぞれの電動機2A、2Bの目標回転数を算出する(S35)。続いて、目標回転数とそれぞれの電動機2A、2Bの実回転数差からモータ目標トルクを算出する(S36)。
【0106】
図22に戻って、1MOT回転数合わせ処理(S3)又は2MOT回転数合わせ処理(S4)を終了した後、左右の電動機2A、2Bにモータトルク指令値を出力する(S5)。これにより、1MOT回転数合わせ処理(S3)であれば、図20及び図21で説明したように、ヨーモーメントを発生させながらリングギヤ24A、24Bの回転を制御することができ、2MOT回転数合わせ処理(S4)であれば、図27及び図28で説明したように、ヨーモーメントを発生させずにリングギヤ24A、24Bの回転を制御することができる。
【0107】
上記実施形態では、回転数合わせモータ選択処理(S31)においては、右旋回であれば左後輪LWr側の電動機2A(左モータ)を選択し(S42)、左旋回であれば右後輪RWr側の電動機2B(右モータ)を選択するように一律に制御したが、必ずしもこれに限らず、図26の変形例で示す回転数合わせモータ選択処理を行ってもよい。
【0108】
始めに、目標ヨーモーメントを算出し(S51)、続いて目標ヨーモーメントの方向と旋回方向が同じであるか否かを検出する(S52)。その結果、目標ヨーモーメントの方向と旋回方向が同じであれば、左旋回か否かを検出し(S53)、左旋回であれば右後輪RWr側の電動機2B(右モータ)を選択し(S55)、左旋回でない、即ち右旋回であれば左後輪LWr側の電動機2A(左モータ)を選択する(S56)。目標ヨーモーメントの方向と旋回方向が同じであれば、図25で説明した回転数合わせモータ選択処理と同様に、右旋回であれば時計回りのヨーモーメントを発生させることで旋回がアシストされ、左旋回であれば反時計回りのヨーモーメントを発生させることで旋回がアシストされる。
【0109】
このように目標ヨーモーメントに基づいて、目標ヨーモーメントと同方向のヨーモーメントが発生するように、駆動制御する電動機2A、2Bのいずれか一方を選択することにより、適切にヨーモーメントを発生させることができるとともに旋回をアシストすることができ、旋回時における車両の操作性を向上させることができる。
【0110】
一方、ステップ(S52)の処理において目標ヨーモーメントの方向と旋回方向が同じでない、即ち、目標ヨーモーメントの方向と旋回方向が異なる場合、左旋回か否かを検出し(S54)、左旋回であれば左後輪LWr側の電動機2A(左モータ)を選択し(S56)、左旋回でない、即ち右旋回であれば右後輪RWr側の電動機2B(右モータ)を選択する(S54)。目標ヨーモーメントの方向と旋回方向が異なる場合とは、例えば、車両3がオーバーステアした場合である。このような場合には、通常と反対側にヨーモーメントを発生させることで、乱れた車両3の挙動を修正することができる。
【0111】
以上説明したように、本実施形態によれば、連結されたリングギヤ24A、24Bの回転を目標回転に制御する回転制御を行なうとき、電動機2A、2Bのいずれか一方のみを駆動制御してリングギヤ24A、24Bの回転を制御するので、リングギヤ24A、24Bの回転を制御する際にヨーモーメントを発生させることができる。また、電動機2A、2Bの両方を駆動制御する場合に比べて、制御対象が減るので制御性が向上するとともに、消費エネルギーの低減を図ることができる。なお、必ずしもリングギヤ24A,24Bが連結されている必要はなく、機構に応じてサンギヤ21A、21Bを連結させてもよく、プラネタリキャリア23A、23Bを連結させてもよく、連結させたこれらの部材の回転数制御をしてもよい。
【0112】
また、制御手段8は、少ない消費エネルギーで且つヨーモーメントを発生させることができる1MOT回転数合わせ処理と、早期に回転数制御を行なう2MOT回転数合わせ処理とを、車両3の走行状態に応じて適切に選択することにより、車両3の走行性の向上と省エネルギー化を両立することができる。
【0113】
また、旋回時に1MOT回転数合わせ処理を行なうことで、旋回時における車両の操作性を向上させることができる。ただし、旋回中であって急減速時には、2MOT回転数合わせ処理で早期に回転あわせを行うことができ、回生量を増やすことができる。さらに直進時に2MOT回転数合わせ処理を行なうことで、不要なヨーモーメントの発生を抑制できる。ただし、必要に応じて直進中においても、ヨーモーメントを発生させたほうがいい場合等には1MOT回転数合わせ処理を行ってもよい。
【0114】
また、旋回時には必ず1MOT回転数合わせ処理を行なわなくてもよく、例えば、旋回量、目標ヨーモーメントの大きさ、操舵角の大きさ等に閾値を設け、閾値以上のときに1MOT回転数合わせ処理を行うこともできる。
【0115】
尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、リングギヤ24A、24Bにそれぞれ油圧ブレーキ60A、60Bを設ける必要はなく、連結されたリングギヤ24A、24Bに少なくとも1つの油圧ブレーキと1つの一方向クラッチが設けられていればよい。また、油圧ブレーキと一方向クラッチのいずれか一方のみを設けてもよく、両方を省略することもできる。
また、断接手段として油圧ブレーキを例示したが、これに限らず機械式、電磁式等任意に選択できる。
また、前輪駆動装置は、内燃機関を用いずに電動機を唯一の駆動源とするものでもよい。
【符号の説明】
【0116】
1 後輪駆動装置
2A 電動機(第1電動機)
2B 電動機(第2電動機)
6 前輪駆動装置
8 制御装置(電動機制御装置)
12A 遊星歯車式減速機(第1変速機)
12B 遊星歯車式減速機(第2変速機)
60A、60B 油圧ブレーキ(断接手段)
LWr 左後輪(左車輪)
RWr 右後輪(右車輪)
【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両の左車輪を駆動する第1電動機と、前記第1電動機と前記左車輪との動力伝達経路上に設けられた第1変速機と、を有する左車輪駆動装置と、車両の右車輪を駆動する第2電動機と、前記第2電動機と前記右車輪との動力伝達経路上に設けられた第2変速機と、を有する右車輪駆動装置と、前記第1電動機と前記第2電動機を制御する電動機制御手段と、を備える車両用駆動装置であって、
前記第1及び第2変速機は、それぞれ第1乃至第3の回転要素により構成され、
前記第1及び第2変速機の第1の回転要素にそれぞれ前記第1及び第2電動機が接続され、
前記第2の回転要素にそれぞれ前記左車輪及び右車輪が接続され、
前記第3の回転要素同士が互いに連結され、
前記電動機制御手段は、前記連結された第3の回転要素の回転を目標回転に制御する回転制御を行なうとき、前記第1電動機と前記第2電動機のいずれか一方のみを駆動制御して前記第3の回転要素の回転を制御することを特徴とする車両用駆動装置。
【請求項2】
前記回転制御は、目標ヨーモーメントに基づいて駆動制御する前記第1電動機と前記第2電動機のいずれか一方を選択することを特徴とする請求項1に記載の車両用駆動装置。
【請求項3】
前記回転制御は、目標ヨーモーメントと同方向のヨーモーメントが発生するように、前記第1電動機と前記第2電動機のいずれか一方を選択することを特徴とする請求項2に記載の車両用駆動装置。
【請求項4】
車両旋回中に前記回転制御を行なうとき、前記第1電動機と前記第2電動機のうち旋回時に外側となる車輪を駆動する電動機を選択することを特徴とする請求項1に記載の車両用駆動装置。
【請求項5】
解放又は締結可能とされ、締結することにより前記第3の回転要素の回転を制動する断接手段をさらに備え、
前記回転制御は、前記断接手段を締結した後のヨーモーメントの発生方向と同じ方向のヨーモーメントが発生するように前記第1電動機と前記第2電動機のいずれか一方のみを駆動制御することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の車両用駆動装置。
【請求項6】
前記第3回転要素の一方向の回転を許容し、逆方向の回転を規制する一方向回転規制手段をさらに備え、
前記回転制御は、前記一方向回転規制手段が係合した後のヨーモーメントの発生方向と同じ方向のヨーモーメントが発生するように前記第1電動機と前記第2電動機のいずれか一方のみを駆動制御することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の車両用駆動装置。
【請求項7】
車両の左車輪を駆動する第1電動機と、前記第1電動機と前記左車輪との動力伝達経路上に設けられた第1変速機と、を有する左車輪駆動装置と、車両の右車輪を駆動する第2電動機と、前記第2電動機と前記右車輪との動力伝達経路上に設けられた第2変速機と、を有する右車輪駆動装置と、前記第1電動機と前記第2電動機を制御する電動機制御手段と、を備える車両用駆動装置であって、
前記第1及び第2変速機は、それぞれ第1乃至第3の回転要素により構成され、
前記第1及び第2変速機の第1の回転要素にそれぞれ前記第1及び第2電動機が接続され、
前記第2の回転要素にそれぞれ前記左車輪及び右車輪が接続され、
前記第3の回転要素同士が互いに連結され、
前記電動機制御手段は、前記連結された第3の回転要素の回転を目標回転に制御する回転制御を行なうとき、前記第1電動機と前記第2電動機のいずれか一方のみを駆動制御して前記第1電動機と前記第2電動機のいずれか一方の回転数を制御する片側回転数制御と、前記第1電動機と前記第2電動機の両方を駆動制御して前記第1電動機と前記第2電動機の両方の回転数を制御する両側回転数制御と、を選択して行なうことを特徴とする車両用駆動装置。
【請求項8】
前記電動機制御手段は、車両旋回中であれば前記片側回転数制御を行ない、車両直進中であれば前記両側回転数制御を行なうことを特徴とする請求項7に記載の車両用駆動装置。
【請求項9】
前記電動機制御手段は、車両旋回中且つ前後加速度が所定値以上の場合に前記両側回転数制御を行ない、車両旋回中且つ前後加速度が所定値より小さい場合に前記片側回転数制御を行なうことを特徴とする請求項7に記載の車両用駆動装置。
【請求項10】
前記片側回転数制御は、目標ヨーモーメントに基づいて駆動制御する前記第1電動機と前記第2電動機のいずれか一方を選択することを特徴とする請求項7〜9のいずれか1項に記載の車両用駆動装置。
【請求項11】
前記片側回転数制御は、目標ヨーモーメントと同方向のヨーモーメントが発生するように、前記第1電動機と前記第2電動機のいずれか一方を選択することを特徴とする請求項10に記載の車両用駆動装置。
【請求項12】
車両旋回中に前記片側回転数制御を行なうとき、前記第1電動機と前記第2電動機のうち旋回時に外側となる車輪を駆動する電動機を選択することを特徴とする請求項7〜9のいずれか1項に記載の車両用駆動装置。
【請求項13】
解放又は締結可能とされ、締結することにより前記第3の回転要素の回転を制動する断接手段をさらに備え、
前記片側回転数制御は、前記断接手段を締結した後のヨーモーメントの発生方向と同じ方向のヨーモーメントが発生するように前記第1電動機と前記第2電動機のいずれか一方のみを駆動制御することを特徴とする請求項7〜12のいずれか1項に記載の車両用駆動装置。
【請求項14】
前記第3回転要素の一方向の回転を許容し、逆方向の回転を規制する一方向回転規制手段をさらに備え、
前記片側回転数制御は、前記一方向回転規制手段が係合した後のヨーモーメントの発生方向と同じ方向のヨーモーメントが発生するように前記第1電動機と前記第2電動機のいずれか一方のみを駆動制御することを特徴とする請求項7〜12のいずれか1項に記載の車両用駆動装置。
【請求項1】
車両の左車輪を駆動する第1電動機と、前記第1電動機と前記左車輪との動力伝達経路上に設けられた第1変速機と、を有する左車輪駆動装置と、車両の右車輪を駆動する第2電動機と、前記第2電動機と前記右車輪との動力伝達経路上に設けられた第2変速機と、を有する右車輪駆動装置と、前記第1電動機と前記第2電動機を制御する電動機制御手段と、を備える車両用駆動装置であって、
前記第1及び第2変速機は、それぞれ第1乃至第3の回転要素により構成され、
前記第1及び第2変速機の第1の回転要素にそれぞれ前記第1及び第2電動機が接続され、
前記第2の回転要素にそれぞれ前記左車輪及び右車輪が接続され、
前記第3の回転要素同士が互いに連結され、
前記電動機制御手段は、前記連結された第3の回転要素の回転を目標回転に制御する回転制御を行なうとき、前記第1電動機と前記第2電動機のいずれか一方のみを駆動制御して前記第3の回転要素の回転を制御することを特徴とする車両用駆動装置。
【請求項2】
前記回転制御は、目標ヨーモーメントに基づいて駆動制御する前記第1電動機と前記第2電動機のいずれか一方を選択することを特徴とする請求項1に記載の車両用駆動装置。
【請求項3】
前記回転制御は、目標ヨーモーメントと同方向のヨーモーメントが発生するように、前記第1電動機と前記第2電動機のいずれか一方を選択することを特徴とする請求項2に記載の車両用駆動装置。
【請求項4】
車両旋回中に前記回転制御を行なうとき、前記第1電動機と前記第2電動機のうち旋回時に外側となる車輪を駆動する電動機を選択することを特徴とする請求項1に記載の車両用駆動装置。
【請求項5】
解放又は締結可能とされ、締結することにより前記第3の回転要素の回転を制動する断接手段をさらに備え、
前記回転制御は、前記断接手段を締結した後のヨーモーメントの発生方向と同じ方向のヨーモーメントが発生するように前記第1電動機と前記第2電動機のいずれか一方のみを駆動制御することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の車両用駆動装置。
【請求項6】
前記第3回転要素の一方向の回転を許容し、逆方向の回転を規制する一方向回転規制手段をさらに備え、
前記回転制御は、前記一方向回転規制手段が係合した後のヨーモーメントの発生方向と同じ方向のヨーモーメントが発生するように前記第1電動機と前記第2電動機のいずれか一方のみを駆動制御することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の車両用駆動装置。
【請求項7】
車両の左車輪を駆動する第1電動機と、前記第1電動機と前記左車輪との動力伝達経路上に設けられた第1変速機と、を有する左車輪駆動装置と、車両の右車輪を駆動する第2電動機と、前記第2電動機と前記右車輪との動力伝達経路上に設けられた第2変速機と、を有する右車輪駆動装置と、前記第1電動機と前記第2電動機を制御する電動機制御手段と、を備える車両用駆動装置であって、
前記第1及び第2変速機は、それぞれ第1乃至第3の回転要素により構成され、
前記第1及び第2変速機の第1の回転要素にそれぞれ前記第1及び第2電動機が接続され、
前記第2の回転要素にそれぞれ前記左車輪及び右車輪が接続され、
前記第3の回転要素同士が互いに連結され、
前記電動機制御手段は、前記連結された第3の回転要素の回転を目標回転に制御する回転制御を行なうとき、前記第1電動機と前記第2電動機のいずれか一方のみを駆動制御して前記第1電動機と前記第2電動機のいずれか一方の回転数を制御する片側回転数制御と、前記第1電動機と前記第2電動機の両方を駆動制御して前記第1電動機と前記第2電動機の両方の回転数を制御する両側回転数制御と、を選択して行なうことを特徴とする車両用駆動装置。
【請求項8】
前記電動機制御手段は、車両旋回中であれば前記片側回転数制御を行ない、車両直進中であれば前記両側回転数制御を行なうことを特徴とする請求項7に記載の車両用駆動装置。
【請求項9】
前記電動機制御手段は、車両旋回中且つ前後加速度が所定値以上の場合に前記両側回転数制御を行ない、車両旋回中且つ前後加速度が所定値より小さい場合に前記片側回転数制御を行なうことを特徴とする請求項7に記載の車両用駆動装置。
【請求項10】
前記片側回転数制御は、目標ヨーモーメントに基づいて駆動制御する前記第1電動機と前記第2電動機のいずれか一方を選択することを特徴とする請求項7〜9のいずれか1項に記載の車両用駆動装置。
【請求項11】
前記片側回転数制御は、目標ヨーモーメントと同方向のヨーモーメントが発生するように、前記第1電動機と前記第2電動機のいずれか一方を選択することを特徴とする請求項10に記載の車両用駆動装置。
【請求項12】
車両旋回中に前記片側回転数制御を行なうとき、前記第1電動機と前記第2電動機のうち旋回時に外側となる車輪を駆動する電動機を選択することを特徴とする請求項7〜9のいずれか1項に記載の車両用駆動装置。
【請求項13】
解放又は締結可能とされ、締結することにより前記第3の回転要素の回転を制動する断接手段をさらに備え、
前記片側回転数制御は、前記断接手段を締結した後のヨーモーメントの発生方向と同じ方向のヨーモーメントが発生するように前記第1電動機と前記第2電動機のいずれか一方のみを駆動制御することを特徴とする請求項7〜12のいずれか1項に記載の車両用駆動装置。
【請求項14】
前記第3回転要素の一方向の回転を許容し、逆方向の回転を規制する一方向回転規制手段をさらに備え、
前記片側回転数制御は、前記一方向回転規制手段が係合した後のヨーモーメントの発生方向と同じ方向のヨーモーメントが発生するように前記第1電動機と前記第2電動機のいずれか一方のみを駆動制御することを特徴とする請求項7〜12のいずれか1項に記載の車両用駆動装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図2】
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【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【公開番号】特開2012−224184(P2012−224184A)
【公開日】平成24年11月15日(2012.11.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−93006(P2011−93006)
【出願日】平成23年4月19日(2011.4.19)
【出願人】(000005326)本田技研工業株式会社 (23,863)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年11月15日(2012.11.15)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年4月19日(2011.4.19)
【出願人】(000005326)本田技研工業株式会社 (23,863)
【Fターム(参考)】
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