JP2010167837A

JP2010167837A - 車両用駆動装置

Info

Publication number: JP2010167837A
Application number: JP2009010341A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Saiko; 正明西幸; Fumimori Imaeda; 史守今枝
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-01-20
Filing date: 2009-01-20
Publication date: 2010-08-05

Abstract

【課題】トルクリミッタが錆び付いて実際の過大トルク入力時にリミッタ機能が得られなくなることを防止する。
【解決手段】予め定められた制御実行条件を満足する場合に第１モータジェネレータＭＧ１により共振発生制御が実行され、共振によりダンパ１６のトルクリミッタが強制的に作動させられて摩擦係合部が相対回転させられるため、浸水路走行等による水濡れなどでトルクリミッタの摩擦係合部が錆び付いて固着することが防止される。これにより、例えばエンジン１２の始動時に共振が発生することにより、或いは走行抵抗の急な変化時等に過大なトルクが入力した場合に、トルクリミッタの摩擦係合部が相対回転するリミッタ機能が確実に得られるようになり、過大なトルクがそのまま動力伝達経路に入力して電気式差動部２０等の構成部品を破損することが適切に防止される。
【選択図】図１

Description

本発明は車両用駆動装置に係り、特に、過大なトルク入力を防止するために設けられたトルクリミッタが錆び付いて実際の過大トルク入力時に機能しなくなることを防止する技術に関するものである。

駆動力源の出力がトルクリミッタを介して駆動輪側へ伝達されるとともに、そのトルクリミッタを含む動力伝達経路に動力伝達可能に連結された回転機を有する車両用駆動装置が知られている。特許文献１に記載のハイブリッド型の駆動装置はその一例で、駆動力源としてエンジンを備えているとともに、トルクリミッタ付きのダンパが採用されている。そして、このような車両用駆動装置においては、駆動力源として設けられたエンジンの始動時に共振が発生した場合や走行抵抗の急な変化時等に過大なトルクがトルクリミッタに作用すると、そのトルクリミッタの摩擦係合部が相対回転させられることにより、動力伝達経路に過大なトルクが入力することが防止される。

特開２００５−２３３１６０号公報

しかしながら、このようなトルクリミッタが設けられた車両用駆動装置においても、浸水路走行等による水濡れなどでトルクリミッタの摩擦係合部が錆び付いて固着し、実際の過大トルク入力時に摩擦係合部が相対回転するリミッタ作用が機能せず、過大なトルクがそのまま動力伝達経路に入力して構成部品を破損する可能性があった。

本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、トルクリミッタが錆び付いて実際の過大トルク入力時にリミッタ機能が得られなくなることを防止することにある。

かかる目的を達成するために、本発明は、駆動力源の出力がトルクリミッタを介して駆動輪側へ伝達されるとともに、そのトルクリミッタを含む動力伝達経路に動力伝達可能に連結された回転機を有する車両用駆動装置において、予め定められた一定の条件下で、前記動力伝達経路で共振が発生するように前記回転機を制御し、その共振により前記トルクリミッタを強制的に作動させる共振発生手段を設けたことを特徴とする。

このような車両用駆動装置においては、予め定められた一定の条件下で回転機により動力伝達経路が共振させられ、その共振によりトルクリミッタが強制的に作動させられるため、浸水路走行等による水濡れなどでトルクリミッタの摩擦係合部が錆び付いて固着することが防止される。すなわち、摩擦係合部が相対回転させられることにより、摩擦による発熱で水分が蒸発し、錆付きが防止されるのである。これにより、例えば駆動力源として設けられたエンジンの始動時に共振が発生することにより、或いは走行抵抗の急な変化時等に過大なトルクが入力した場合に、トルクリミッタの摩擦係合部が相対回転するリミッタ機能が確実に得られるようになり、過大なトルクがそのまま動力伝達経路に入力して構成部品を破損することが一層適切に防止される。

本発明の一実施例である車両用駆動装置を説明する概略構成図である。図１の共振発生手段によって実行される信号処理を具体的に説明するフローチャートである。

本発明は、例えば(a) 回転機の運転状態が制御されることにより入力回転要素の回転速度と出力回転要素の回転速度との差動状態が制御される電気式差動部と、(b) 前記入力回転要素に動力伝達可能に連結された駆動力源と、(c) 前記駆動力源と前記入力回転要素との間の動力伝達経路に設けられたトルクリミッタと、を有する車両用駆動装置に好適に適用されるが、少なくともトルクリミッタを含む動力伝達経路で共振を発生させることができる回転機を備えておれば良い。上記電気式差動部は、例えば遊星歯車装置等の差動機構を有して構成される。

回転機は回転電気機械のことで、例えば電気で回転駆動される電動モータや、電動モータおよび発電機の両方の機能が選択的に得られるモータジェネレータが好適に用いられ、動力伝達経路に周期的にトルクを印加することにより共振を発生させることができるが、発電機の回生トルクで駆動力源に対して周期的に回転負荷を加えることにより共振を発生させることもできる。この共振発生制御は、動力伝達経路の共振周波数等を考慮して予め定められる。

駆動力源としては、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関が好適に用いられるが、電動モータ、或いは内燃機関と電動モータとを組み合わせたハイブリッド型など、種々の態様が可能である。

共振発生手段による共振発生制御は、例えば湿度センサ等によりトルクリミッタの水濡れを検知した場合に実行されるようにすることが望ましいが、車両が長期間放置された場合の錆付きを防止するために、メインスイッチがＯＦＦ操作された時などに実行されるようにしても良い。また、一定の時間間隔や一定の走行距離など定期的に実行されるようにしても良いなど、種々の態様が可能である。

以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明が適用されたハイブリッド型の車両用駆動装置１０の構成を説明する概略図で、燃料の燃焼によって動力を発生する内燃機関であるエンジン１２と、それぞれ電動モータおよび発電機として選択的に機能する第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２と、シングルピニオン型の遊星歯車装置１４とを同軸上に備えている。エンジン１２は駆動力源に相当し、トルクコンバータ等の流体式伝動装置が介在することなく、トルクリミッタ付きダンパ１６を介して入力軸１８に機械的に接続されている。トルクリミッタは摩擦力でトルクを伝達するもので、一定のトルクを超えると摩擦材がスリップして相対回転させられるようになり、過大なトルクの伝達を遮断するリミッタ機能が得られる。

遊星歯車装置１４は差動機構として機能し、第１モータジェネレータＭＧ１と共に電気式差動部２０を構成している。すなわち、遊星歯車装置１４のキャリアＣ１は入力回転要素で入力軸１８を介してエンジン１２に連結されている一方、リングギヤＲ１は出力回転要素で出力スプロケット２２に連結されており、サンギヤＳ１に連結された第１モータジェネレータＭＧ１の運転状態が制御されることにより、入力軸１８の回転速度と出力スプロケット２２の回転速度との差動状態が制御される。具体的には、キャリアＣ１がエンジン１２により所定のトルクで回転駆動されると、サンギヤＳ１に連結された第１モータジェネレータＭＧ１の反力トルク（制動トルク）に応じたトルクでリンギヤＲ１、更には出力スプロケット２２が回転駆動される。出力スプロケット２２にはまた、第２モータジェネレータＭＧ２のロータが一体的に連結されており、その第２モータジェネレータＭＧ２によっても回転駆動されるようになっている。本実施例では第１モータジェネレータＭＧ１が、請求項１に記載の回転機に相当し、車両走行時には、この第１モータジェネレータＭＧ１は主として発電機として使用され、第２モータジェネレータＭＧ２は主として電動モータとして使用される。

上記出力スプロケット２２は、チェーン２４を介してカウンタ軸２６に機械的に接続されており、そのカウンタ軸２６に伝達されたトルクは、更に減速装置２８、差動歯車装置３０を介して駆動輪である一対の前輪３２へ伝達されるようになっている。なお、図１では、前輪３２の舵角を変更する操舵装置が省略されている。

車両用駆動装置１０は、上記エンジン１２や第１モータジェネレータＭＧ１、第２モータジェネレータＭＧ２の作動状態を制御する電子制御装置４０を備えている。電子制御装置４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力インターフェースなどから成る所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うもので、上記制御に必要な各種の情報が供給されるようになっている。第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２は、インバータ５０を介して制御されるとともに、インバータ５０を介して蓄電装置５２に接続されている。

電子制御装置４０は、ハイブリッド制御手段４２および共振発生手段４４を機能的に備えている。ハイブリッド制御手段４２は、エンジン１２を効率の良い作動域で作動させるとともに、エンジン１２と第２モータジェネレータＭＧ２との動力配分を制御したり、第１モータジェネレータＭＧ１の発電による反力が最適になるように制御したりする。共振発生手段４４は、一定の条件下で前記トルクリミッタ付きダンパ１６が設けられたエンジン１２と遊星歯車装置１４との間の動力伝達経路を共振させ、そのトルクリミッタを強制的に作動させて摩擦係合部を相対回転させるもので、図２のフローチャートに従って信号処理を行う。

図２のステップＳ１では、予め定められた共振発生制御の制御実行条件を満足するか否かを判断する。制御実行条件は、本実施例では(a) 図示しない湿度センサ等によりトルクリミッタ付きダンパ１６のダンパ室内の水入りを検知した場合、および(b) 車両のメインスイッチがｒｅａｄｙ位置からＯＦＦ位置へ操作された場合、の２条件が定められている。そして、その２条件の何れか一方でも満足する場合は、ステップＳ２で共振発生制御を実行する。なお、制御実行条件として、予め定められた一定時間が経過した場合、一定の走行距離に達した場合など、ステップＳ２の共振発生制御が定期的に実行されるような条件を定めることもできる。

ステップＳ２の共振発生制御は第１モータジェネレータＭＧ１を用いて行われ、例えば力行制御により遊星歯車装置１４を介して出力軸１８に周期的にトルクを印加することにより共振を発生させることができる。また、車両走行時など第１モータジェネレータＭＧ１の回転時には、回生制御により遊星歯車装置１４を介して出力軸１８に周期的に負荷トルクを加えることにより共振を発生させることができる。これ等のトルクの印加周期は、予め求められた共振周波数に基づいて定められ、トルクリミッタ付きダンパ１６が共振させられることにより、トルクリミッタの摩擦係合部が相対回転させられ、水濡れ等による錆付きによる固着が防止される。すなわち、摩擦係合部が相対回転させられることにより、摩擦による発熱で水分が蒸発し、錆付きが防止されるのである。なお、車両の駆動トルクに影響しないように、例えば第２モータジェネレータＭＧ２を協調制御することも可能である。

このように、本実施例の車両用駆動装置１０によれば、予め定められた制御実行条件を満足する場合に第１モータジェネレータＭＧ１により共振発生制御が実行され、共振によりダンパ１６のトルクリミッタが強制的に作動させられて摩擦係合部が相対回転させられるため、浸水路走行等による水濡れなどでトルクリミッタの摩擦係合部が錆び付いて固着することが防止される。これにより、例えばエンジン１２の始動時に共振が発生することにより、或いは走行抵抗の急な変化時等に過大なトルクが入力した場合に、トルクリミッタの摩擦係合部が相対回転するリミッタ機能が確実に得られるようになり、過大なトルクがそのまま動力伝達経路に入力して電気式差動部２０等の構成部品を破損することが適切に防止される。

特に、湿度センサ等によりトルクリミッタ付きダンパ１６のダンパ室内の水入りを検知した場合に上記共振発生制御が実行されるため、浸水路走行等による水濡れによるトルクリミッタの摩擦係合部の錆付きを確実に防止することができる。また、車両のメインスイッチがｒｅａｄｙ位置からＯＦＦ位置へ操作された場合、すなわち一連の車両の使用が終了した駐車時にも共振発生制御が実行されるため、長期間に亘って車両を使用しない場合のトルクリミッタの摩擦係合部の錆付きが適切に防止される。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０：車両用駆動装置１２：エンジン（駆動力源）１６：トルクリミッタ付きダンパ３２：前輪（駆動輪）４０：電子制御装置４４：共振発生手段ＭＧ１：第１モータジェネレータ（回転機）

Claims

駆動力源の出力がトルクリミッタを介して駆動輪側へ伝達されるとともに、該トルクリミッタを含む動力伝達経路に動力伝達可能に連結された回転機を有する車両用駆動装置において、
予め定められた一定の条件下で、前記動力伝達経路で共振が発生するように前記回転機を制御し、該共振により前記トルクリミッタを強制的に作動させる共振発生手段を設けた
ことを特徴とする車両用駆動装置。