JP2011031742A - Oil pressure controller for drive unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の駆動装置の油圧を制御する油圧制御装置に関する。 The present invention relates to a hydraulic control device that controls the hydraulic pressure of a drive device of a vehicle.
特許文献1に記載の車両は、図25に示すように、前輪がエンジン等の主駆動源(いずれも図示せず)により駆動されるようになっており、車両100の後輪102が補助駆動源である電動機(モータ)103により動力伝達機構104を介して駆動されるようになっている。
As shown in FIG. 25, the vehicle described in
この動力伝達機構104は、電動機103からの動力を入力する減速機構105と、減速機構105から出力される動力を左右の後輪102,102に分配する差動歯車106とから構成されている。減速機構105は、電動機103の出力軸に固定された第1ギヤ105aと、第1ギヤ105aに噛合する第2ギヤ105bと、差動歯車106の入力ギヤ106aに噛合する第3ギヤ105cとからなる減速ギヤ列で構成されている。そして、第2ギヤ105bと第3ギヤ105cとの間には油圧クラッチ107が設けられており、油圧クラッチ107を締結したときに第2ギヤ105bと第3ギヤ105cとが連結されて、動力伝達機構104を介して電動機103の動力を後輪102に伝達可能になり、油圧クラッチ107を解放したときに第2ギヤ105bと第3ギヤ105cとの連結が解かれて、電動機103の動力の後輪102への伝達が遮断される。
The
この駆動装置の油圧制御装置120は、図26に示すように、電動オイルポンプ121から油圧クラッチ107への作動油の流通を許可しその逆の方向への流通を阻止する一方向弁123と、一方向弁123と油圧クラッチ107とを結ぶ給油路125に接続され油圧クラッチ107の作動に必要な油圧を蓄圧可能なアキュームレータ126と、給油路125の油圧を検出する油圧センサ131と、車速センサ134(図25参照)により検出された車速に基づいて第1の所定圧を設定するコントローラ110と、を備え、油圧クラッチ107が締結状態で、且つ油圧センサ131により検出された油圧が所定圧より低下したときに、電動オイルポンプ121を高圧モードで運転して電動オイルポンプ121から給油路125に油圧を供給することが開示されている。コントローラ110は、電動機103の出力特性を考慮して車速に応じて該所定圧を変更することにより、オイルポンプ121の高圧モードでの運転頻度を低減し、電動オイルポンプ121の消費電力の低減を図っている。
As shown in FIG. 26, the
しかしながら、特許文献1に記載の制御装置120では、第2ギヤ105bと第3ギヤ105cとの動力伝達を全て油圧クラッチ107で制御するため、消費電力の低減に改善の余地があった。また、制御装置120は給油路125の油圧と車速に応じて低圧モードと高圧モード間のオイルポンプ121の運転モードを選択するため、制御が複雑になる傾向にあった。
However, in the
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、電動オイルポンプの高圧運転の頻度を低減し消費電力の低減が可能な駆動装置の油圧制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a hydraulic control device for a drive device that can reduce the frequency of high-pressure operation of an electric oil pump and reduce power consumption.
上記の目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、
駆動力を出力する電動機(例えば、後述の実施形態の電動機2A、2B、2C)と、
前記電動機の出力軸(例えば、後述の実施形態の円筒軸16A、16B)と車輪(例えば、後述の実施形態の後輪LWr、RWr)に連結される駆動軸(例えば、後述の実施形態の車軸10A、10B)間に配置される減速機(例えば、後述の実施形態の遊星歯車式減速機12A、12B、12C)と、
前記電動機及び前記減速機を収容する減速機ケース(例えば、後述の実施形態の減速機ケース11)と、
前記電動機から前記駆動軸までの伝達経路上に配置されると共に、前記電動機の一方向の回転動力を前記駆動軸に伝達する一方向動力伝達手段(例えば、後述の実施形態の一方向クラッチ50)と、
前記減速機の一部の要素(例えば、後述の実施形態のリングギヤ24A、24B)と前記減速機ケース間の断接を行なうと共に、接続状態で前記電動機の双方向の回転動力を前記駆動軸に伝達可能な油圧ブレーキ(例えば、後述の実施形態の油圧ブレーキ60A、60B)と、
前記油圧ブレーキに所定圧の油を供給する電動オイルポンプ(例えば、後述の実施形態のオイルポンプ70)と、を備えた駆動装置(例えば、後述の実施形態の駆動装置1)の油圧制御装置であって、
前記油圧ブレーキと前記電動オイルポンプとの間に設けられ、油の設定油圧を第1油圧(例えば、後述の実施形態の低圧油圧PL)と該第1油圧より高圧の第2油圧(例えば、後述の実施形態の高圧油圧PH)に切替可能な切替機構(例えば、後述の実施形態の切替機構73f、スプール73a)を有するレギュレータ弁(例えば、後述の実施形態のレギュレータ弁73)と、
前記レギュレータ弁に繋がるポンプ油路(例えば、後述の実施形態のポンプ油路72)と前記油圧ブレーキに繋がるブレーキ油路(例えば、後述の実施形態のブレーキ油路75)を連通・遮断するブレーキ制御弁(例えば、後述の実施形態のブレーキ制御弁74)と、
前記レギュレータ弁の設定油圧の切替を行なうとともに前記ブレーキ制御弁の連通・遮断を制御する切替制御弁(例えば、後述の実施形態の切替制御弁77)と、
前記一方向動力伝達手段が開放する方向の動力を伝達するため前記油圧ブレーキを係合させるとき、前記レギュレータ弁の設定油圧を前記第1油圧から第2油圧に切り替えるのに連動して前記ブレーキ制御弁を開いて前記ポンプ油路と前記ブレーキ油路を連通させ、前記油圧ブレーキを開放させるとき、前記レギュレータ弁の設定油圧を第2油圧から前記第1油圧に切り替えるのに連動して前記ブレーキ制御弁を閉じて前記ポンプ油路と前記ブレーキ油路を遮断させる制御手段(例えば、後述の実施形態のECU45、油圧制御手段48)と、を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention described in
An electric motor that outputs a driving force (for example,
A drive shaft (for example, an axle of an embodiment described later) connected to an output shaft (for example, a
A speed reducer case (for example, a
One-way power transmission means (for example, a one-
A part of the reduction gear (for example,
A hydraulic control device of a drive device (for example, a
Provided between the hydraulic brake and the electric oil pump, the set hydraulic pressure of the oil is a first hydraulic pressure (for example, a low pressure hydraulic pressure PL in an embodiment described later) and a second hydraulic pressure higher than the first hydraulic pressure (for example, described later). A regulator valve (for example, a
Brake control for communicating / blocking a pump oil passage (for example, a
A switching control valve (for example, a
When the hydraulic brake is engaged to transmit the power in the opening direction of the one-way power transmission means, the brake control is interlocked with switching the set hydraulic pressure of the regulator valve from the first hydraulic pressure to the second hydraulic pressure. When the valve is opened to connect the pump oil passage and the brake oil passage to release the hydraulic brake, the brake control is interlocked with switching the set hydraulic pressure of the regulator valve from the second hydraulic pressure to the first hydraulic pressure. Control means (for example,
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、
前記一方向動力伝達手段は、車両の前進走行時であって前記電動機が力行駆動するときに係合し、回生するときに非係合となるように設定され、
前記制御手段は、前記一方向動力伝達手段の係合時は設定油圧を前記第1油圧にして前記ポンプ油路と前記ブレーキ油路を遮断し、前記油圧ブレーキを開放させることを特徴とする。
Moreover, in addition to the structure of
The one-way power transmission means is set so as to be engaged when the vehicle is traveling forward and when the electric power is driven, and disengaged when regenerating.
The control means sets the set hydraulic pressure to the first hydraulic pressure when the unidirectional power transmission means is engaged, shuts off the pump oil passage and the brake oil passage, and opens the hydraulic brake.
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、
前記制御手段は、車両の前進走行時であって前記電動機が回生するとき、又は車両の後進走行時であって前記電動機が力行駆動するときに、設定油圧を前記第2油圧にして前記ポンプ油路と前記ブレーキ油路を連通し、前記油圧ブレーキを係合させることを特徴とする。
Moreover, in addition to the structure of Claim 2, the invention of
The control means sets the set hydraulic pressure to the second hydraulic pressure when the vehicle is traveling forward and the motor is regenerating, or when the motor is traveling backward and the power is driven. A road and the brake oil path are communicated, and the hydraulic brake is engaged.
また、請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の構成に加えて、
前記制御手段は、前記電動機又は前記電動機を制御する制御部の故障時に、設定油圧を前記第1油圧にして前記ポンプ油路と前記ブレーキ油路を遮断し、前記油圧ブレーキを開放させるフェイル時対応手段(例えば、後述の実施形態のフェイル時対応手段49)を備えることを特徴とする。
Moreover, in addition to the structure in any one of Claims 1-3, the invention of
The control means corresponds to a failure time when the set hydraulic pressure is set to the first hydraulic pressure, the pump oil passage and the brake oil passage are shut off, and the hydraulic brake is released when the electric motor or a control unit controlling the electric motor fails. Means (for example, means for dealing with
また、請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれかに記載の構成に加えて、
前記電動機は車幅方向の左右に配置される第1、第2の電動機(例えば、後述の実施形態の電動機2A、2B)から構成され、
前記減速機は車幅方向の左右に配置される第1、第2の遊星歯車式減速機(例えば、後述の実施形態の遊星歯車式減速機12A、12B)から構成され、
前記第1の電動機の動力は前記第1の遊星歯車式減速機を介して左車輪用駆動軸(例えば、後述の実施形態の車軸10A)に伝達され、
前記第2の電動機の動力は前記第2の遊星歯車式減速機を介して右車輪用駆動軸(例えば、後述の実施形態の車軸10B)に伝達されることを特徴とする。
Moreover, in addition to the structure in any one of Claims 1-4, the invention of
The electric motor is composed of first and second electric motors (for example,
The speed reducer is composed of first and second planetary gear type speed reducers (for example, planetary gear
The power of the first electric motor is transmitted to the left wheel drive shaft (for example, an
The power of the second electric motor is transmitted to a right wheel drive shaft (for example, an
また、請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の構成に加えて、
前記油圧ブレーキは、前記第1の遊星歯車式減速機のリングギヤ(例えば、後述の実施形態のリングギヤ24A)に接続される第1の油圧ブレーキ(例えば、後述の実施形態の油圧ブレーキ60A)と、前記第2の遊星歯車式減速機のリングギヤ(例えば、後述の実施形態のリングギヤ24B)に接続される第2の油圧ブレーキ(例えば、後述の実施形態の油圧ブレーキ60B)と、から構成され、
前記ブレーキ油路は、前記第1の油圧ブレーキと前記第2の油圧ブレーキに連通することを特徴とする。
Moreover, in addition to the structure of
The hydraulic brake includes a first hydraulic brake (for example, a
The brake fluid passage communicates with the first hydraulic brake and the second hydraulic brake.
請求項1に記載の発明によれば、油圧ブレーキを係合させるときだけ油の設定油圧を低圧の第1油圧から高圧の第2油圧に切り替えて電動オイルポンプを高圧モードで運転すればよいので、電動オイルポンプの高圧モードでの運転頻度を低減し、電動オイルポンプの消費電力を低減することができる。また、制御手段は、油圧ブレーキを係合させるとき、レギュレータ弁の設定油圧を低圧の第1油圧から高圧の第2油圧に切り替えるのに連動してブレーキ制御弁を開いてポンプ油路とブレーキ油路を連通させ、油圧ブレーキを開放させるとき、レギュレータ弁の設定油圧を高圧の第2油圧から低圧の第1油圧に切り替えるのに連動してブレーキ制御弁を閉じてポンプ油路とブレーキ油路を遮断させるので、複雑な制御を必要とせずに油圧ブレーキの係合・開放を行うことができる。 According to the first aspect of the present invention, only when the hydraulic brake is engaged, the electric oil pump may be operated in the high pressure mode by switching the oil setting oil pressure from the low pressure first oil pressure to the high pressure second oil pressure. The frequency of operation of the electric oil pump in the high pressure mode can be reduced, and the power consumption of the electric oil pump can be reduced. In addition, when the hydraulic brake is engaged, the control means opens the brake control valve in conjunction with switching the set hydraulic pressure of the regulator valve from the low-pressure first hydraulic pressure to the high-pressure second hydraulic pressure. When the road is connected and the hydraulic brake is released, the brake control valve is closed and the pump oil path and the brake oil path are closed in conjunction with switching the set hydraulic pressure of the regulator valve from the high pressure second oil pressure to the low pressure first oil pressure. Since they are shut off, the hydraulic brake can be engaged and released without requiring complicated control.
請求項2に記載の発明によれば、一方向動力伝達手段は、車両の前進走行時であって電動機が力行駆動するときに係合し、回生するときに非係合となるように設定されるので、車両の発進時など油温が低い状態では一方向動力伝達手段が係合し、油圧ブレーキを係合させる必要がないので、発進時の応答性が向上するとともに油温が低い状態で電動オイルポンプが高圧モードで運転することを回避することができる。 According to the second aspect of the present invention, the one-way power transmission means is set so as to be engaged when the vehicle is traveling forward and when the electric motor is driven by power running, and to be disengaged when regenerating. Therefore, when the oil temperature is low, such as when the vehicle is starting, the one-way power transmission means is engaged and it is not necessary to engage the hydraulic brake. Therefore, the response at the time of starting is improved and the oil temperature is low. It is possible to avoid operating the electric oil pump in the high pressure mode.
請求項3に記載の発明によれば、必要な場合には、高圧の第2油圧の設定油圧で調圧されるので、油圧ブレーキを確実に係合することができ、一方向動力伝達手段が非係合であっても電動機と駆動軸間の動力伝達を行うことができる。 According to the third aspect of the present invention, when necessary, since the pressure is adjusted by the set hydraulic pressure of the high second hydraulic pressure, the hydraulic brake can be reliably engaged, and the one-way power transmission means is provided. Even if it is not engaged, power can be transmitted between the electric motor and the drive shaft.
請求項4に記載の発明によれば、電動機又は電動機を制御する制御部の故障時に油圧ブレーキが係合して電動機が強制的に連れまわされるのを防止することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to prevent the electric motor from being forcedly engaged due to the engagement of the hydraulic brake when the electric motor or the controller that controls the electric motor fails.
請求項5に記載の発明によれば、左右両輪にそれぞれ減速機と電動機が配置されるので、左右両輪を独立に制御して操縦安定(旋回)性を向上させることができる。また、1つの電動機と2つの摩擦材で旋回性を向上させる場合と比べて、摩擦材のすべり制御に伴う発熱による損失を抑制することができ、例えばハイブリッド車両に搭載する場合に最適な仕様とすることができる。 According to the fifth aspect of the present invention, since the speed reducer and the electric motor are disposed on the left and right wheels, respectively, the left and right wheels can be controlled independently to improve the steering stability (turning). In addition, compared with the case where turning performance is improved with one electric motor and two friction materials, loss due to heat generation due to slip control of the friction material can be suppressed. For example, the optimum specification when mounted on a hybrid vehicle can do.
先ず、本発明に係る油圧制御装置を適用可能な車両用駆動装置の一実施形態を図1〜図5に基づいて説明する。
駆動装置1は、電動機2A、2B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3に用いられる。
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ユニット6を車両前部に有するハイブリッド車両であり、この駆動ユニット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、この駆動ユニット6と別に車両後部に設けられた駆動装置1の動力が後輪Wr(RWr、LWr)に伝達されるようになっている。駆動ユニット6の電動機5と後輪Wr側の駆動装置1の電動機2A、2Bは、PDU8(パワードライブユニット)を介してバッテリ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PDU8を介して行われるようになっている。PDU8は後述するECU45に接続されている。
First, an embodiment of a vehicle drive device to which a hydraulic control device according to the present invention can be applied will be described with reference to FIGS.
The
A
図3は、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。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を制御し、電動機2B及び遊星歯車式減速機12Bは右後輪RWrを制御し、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5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5中の矢印は、駆動装置1が車両に搭載された状態における位置関係を示している。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the
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。
The
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。
The planetary
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4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。
The sun gears 21A and 21B are formed integrally with the
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3参照)。
The
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。
The ring gears 24A and 24B are disposed opposite to each other at
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によって係合及び開放操作されるようになっている。ピストン37A、37Bは、ハウジング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5に示すように、前述したフレーム部材13の支持部13a、13b間に配置されたオイルポンプ70に接続されている。
By the way, a cylindrical space is secured between the
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によって軸方向前後に仕切られている。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作動室と導通する第2作動室とされている。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。
この油圧ブレーキ60A、60Bでは、第1作動室と第2作動室に高圧オイルが導入され、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、軸方向前後の第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。
More specifically, the
In the
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間の摩擦係合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による係合が開放されると、リングギヤ24A、24Bの自由な回転が許容される。
In the case of the
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、車両が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、一方向クラッチ50は、リングギヤ24A、24Bに作用するトルクの作用方向によってリングギヤ24A、24Bをロック又は切り離すように構成されており、車両が前進する際のサンギヤ21A、21Bの回転方向を正転方向とするとリングギヤ24A、24Bに逆転方向のトルクが作用する場合にリングギヤ24A、24Bの回転をロックする。
Also, a space is secured between the
次に、図6及び図7を参照して本発明に係る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、電動オイルポンプ70から吐出される作動油がレギュレータ弁73とブレーキ制御弁74とを介して油圧ブレーキ60A、60Bの第1作動室に給油可能に構成され、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80で高圧モードと低圧モードの2つのモードで運転される。
Next, a hydraulic circuit constituting the hydraulic control apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.
The
ブレーキ制御弁74は、電動オイルポンプ70とブレーキ制御弁74を結ぶポンプ油路72と油圧ブレーキ60A、60Bに連なるブレーキ油路75に接続され、ポンプ油路72とブレーキ油路75を連通・遮断するように構成されている。ポンプ油路72とブレーキ油路75が連通した状態ではポンプ油路72の作動油を油圧ブレーキ60A、60Bに給油してこれを係合させ、また、ポンプ油路72とブレーキ油路75を遮断した状態ではブレーキ油路75をドレンポート74bに接続し、油圧ブレーキ60A、60Bから排油して油圧ブレーキ60A、60Bを解放させる。
The
レギュレータ弁73は、ポンプ油路72に接続されており、切替機構73fとして、ポンプ油路72とサプライポート73bとを連通、遮断するスプール73aを備える。スプール73aは、ポンプ油路72とサプライポート73bとを遮断する方向(図6において左方、以下、非供給方向と称す)へスプリング73cによって付勢されるとともに、図中左端の油室73dに入力されるポンプ油路72の油圧によって、ポンプ油路72とサプライポート73bとを連通する方向(図6において右方、以下、供給方向と称す)へ押圧され、さらに、図中右端の油室73eに入力される油圧によって非供給方向へ押圧されている。
The
レギュレータ弁73の右端の油室73eは、パイロット油路76と切換制御弁77を介してポンプ油路72に接続可能にされている。切換制御弁77は、ECU45(油圧制御手段48)によって制御される電磁三方弁で構成されており、ECU45による切換制御弁77のソレノイド77aへの通電時にポンプ油路72をパイロット油路76に接続し、油室73eにポンプ油路72の油圧を入力する。また、切換制御弁77は、ECU45によるソレノイド77aへの通電停止時にポンプ油路72とパイロット油路76との接続を断って、パイロット油路76をドレンポート77bに接続し油室73eを大気開放する。
The
また、パイロット油路76は、油室73eとともにブレーキ制御弁74にも接続されており、切換制御弁77は、ECU45による切換制御弁77のソレノイド77aへの通電時にポンプ油路72をパイロット油路76に接続し、ブレーキ制御弁74を開弁させてポンプ油路72とブレーキ油路75を連通させる。また、切換制御弁77は、ECU45によるソレノイド77aへの通電停止時にポンプ油路72とパイロット油路76との接続を断って、ブレーキ制御弁74を閉弁させてポンプ油路72とブレーキ油路75とを遮断させる。
The
レギュレータ弁73のサプライポート73bには低圧通路78が接続されている。低圧通路78を流れる油は、複数の分岐通路(不図示)を介して駆動装置1の各部、例えば、電動機2A、2B、遊星歯車式減速機12A、12B、各軸受に供給され、冷却油や潤滑油として使用される。
A
なお、ポンプ油路72にはライン圧が異常に高圧になった場合に油圧を開放するリリーフ弁79bが接続されている。
The
ここで、ECU45は、車両全体の各種制御をするための制御装置であり、図2に示すように、車速、操舵角、アクセルペダル開度APなどから車両の走行状態を推定する走行状態推定手段46と、2つの電動機2A、2Bのトルクを算出するトルク算出手段47と、走行状態推定手段46により推定した車両の走行状態から油圧ブレーキ60A、60Bを制御する油圧制御手段48と、電動機2A、2B又は電動機2A、2Bを制御する高電圧系制御部(不図示のインバータ、昇圧器など)の故障時に、レギュレータ弁73の設定油圧を低圧油圧PLにして油圧ブレーキ60A、60Bを開放させるフェイル時対応手段49を備え、ECU45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などが入力される一方、ECU45からは、エンジン6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、ブレーキ制御弁74のソレノイド74a及び切換制御弁77のソレノイド77aへの制御信号などが出力される。
Here, the
次に、駆動装置1の油圧回路71の動作について説明する。
図6は、油圧ブレーキ60A、60Bが開放している状態における油圧回路71の状態を示している。このとき、電動オイルポンプ70は低圧モードで運転され、ECU45は、切換制御弁77のソレノイド77aへ非通電にして、ポンプ油路72とパイロット油路76との接続を断って、パイロット油路76をドレンポート77bに接続する。このとき、ポンプ油路72とサプライポート73bとが連通するとともに、ブレーキ油路75がドレンポート74bに接続されポンプ油路72とブレーキ油路75が遮断される。
この状態のレギュレータ弁73における油圧とスプリング荷重の力の釣り合い式は、
PL × A1 = K × δ (1)
であり、この式から油圧ブレーキ60A、60Bが開放時の油圧回路の圧力は、
PL = (K × δ) / A1 (2)
となり、ポンプ油路72のライン圧は低圧油圧PL(第1油圧)に維持される。
なお、上述の(1)、(2)式において、
A1:油室73dにおけるスプール73aの受圧面積(mm2)、
PL:油圧ブレーキ60A、60B開放時のライン圧(N/mm2)、
K:スプリング73cのバネ定数(N/mm)、
δ:スプリング73cのたわみ代(スプール73aのストローク代)(mm)、である。
Next, the operation of the
FIG. 6 shows a state of the
The balance formula between the hydraulic pressure and the spring load force in the
PL × A1 = K × δ (1)
From this equation, the pressure of the hydraulic circuit when the
PL = (K × δ) / A1 (2)
Thus, the line pressure of the
In the above equations (1) and (2),
A1: Pressure receiving area (mm 2 ) of the
PL: Line pressure (N / mm 2 ) when the
K: Spring constant of the
δ: Deflection allowance of
図6の状態から、油圧ブレーキ60A、60Bを係合させるとき、電動オイルポンプ70を高圧モードに切り替えて運転するとともに、ECU45は、切換制御弁77のソレノイド77aへ通電して、ポンプ油路72をパイロット油路76に接続する。これにより、油室73eにポンプ油路72の作動油が入力されるとともに、ポンプ油路72とブレーキ油路75とが連通する。このとき、レギュレータ弁73のスプール73aは非供給方向へ押圧され、ポンプ油路72とサプライポート73bとを一時的に遮断する。
When engaging the hydraulic brakes 60 </ b> A and 60 </ b> B from the state of FIG. 6, the
図7は、油圧ブレーキ60A、60Bが係合している状態における油圧回路71の状態を示している。ECU45による切換制御弁77のソレノイド77aへの通電によりポンプ油路72とブレーキ油路75とが連通して、ブレーキ油路75と油圧ブレーキ60A、60Bの第1作動室に作動油が溜まると、非供給方向へ押圧されていたレギュレータ弁73のスプール73aは、ポンプ油路72とサプライポート73bとを一時的に遮断した状態からポンプ油路72とサプライポート73bとを連通させた状態に移動する。
この状態のレギュレータ弁73における油圧とスプリング荷重の力の釣り合い式は、
PH × A1 = K × δ + PH × A2 (3)
であり、この式から油圧ブレーキ60A、60Bが開放時の油圧回路の圧力は、
PH = (K × δ) / (A1 − A2) (4)
となり、ポンプ油路72のライン圧は高圧油圧PH(第2油圧)に維持される。
(2)、(4)式から明らかなように、高圧油圧PHは低圧油圧PLより高圧となっている。
なお、上述の(3)、(4)式において、
A1:油室73dにおけるスプール73aの受圧面積(mm2)、
A2:油室73eにおけるスプール73aの受圧面積(mm2)、
PH:油圧ブレーキ60A、60B係合時のライン圧(N/mm2)、
K:スプリング73cのバネ定数(N/mm)、
δ:スプリング73cのたわみ代(スプール73aのストローク代)(mm)、である。
FIG. 7 shows a state of the
The balance formula between the hydraulic pressure and the spring load force in the
PH × A1 = K × δ + PH × A2 (3)
From this equation, the pressure of the hydraulic circuit when the
PH = (K × δ) / (A1−A2) (4)
Thus, the line pressure of the
As is clear from the equations (2) and (4), the high pressure hydraulic pressure PH is higher than the low pressure hydraulic pressure PL.
In the above equations (3) and (4),
A1: Pressure receiving area (mm 2 ) of the
A2: pressure receiving area (mm 2 ) of the
PH: Line pressure (N / mm 2 ) when the
K: Spring constant of the
δ: Deflection allowance of
なお、油圧ブレーキ60A、60Bが係合している状態においては、リリーフ弁79aにより減圧された作動油が低圧通路78に供給され、複数の分岐通路(不図示)を介して駆動装置1の各部、例えば、電動機2A、2B、遊星歯車式減速機12A、12B、各軸受に供給され、冷却油や潤滑油として使用される。
In the state where the
このように本実施形態の油圧制御装置においては、ECU45は、油圧ブレーキ60A、60Bを係合させるとき、ソレノイド77aへ通電することにより、ポンプ油路72をパイロット油路76に接続する。そしてこれに伴って、レギュレータ弁73の設定油圧が低圧油圧PLから高圧油圧PHに切り替わる(上記(2)、(4)式参照)。また、パイロット油路76は油室73eとともにブレーキ制御弁74にも接続されているので、ブレーキ制御弁74が開いてポンプ油路72とブレーキ油路75が連通する。即ち、ECU45は、油圧ブレーキ60A、60Bを係合させるとき、レギュレータ弁73の設定油圧を低圧油圧PLから高圧油圧PHに切り替えるのに連動してブレーキ制御弁74を開いてポンプ油路72とブレーキ油路75を連通させる。
一方、ECU45は、油圧ブレーキ60A、60Bを開放させるとき、ソレノイド77aへ非通電にすることにより、パイロット油路76をドレンポート77bに接続し油室73eを大気開放する。そしてこれに伴って、レギュレータ弁73の設定油圧が高圧油圧PHから低圧油圧PLに切り替わる(上記(2)、(4)式参照)。また、パイロット油路76は油室73eとともにブレーキ制御弁74にも接続されているので、ブレーキ制御弁74が閉じてポンプ油路72とブレーキ油路75が遮断する。即ち、ECU45は、油圧ブレーキ60A、60Bを開放させるとき、レギュレータ弁73の設定油圧を高圧油圧PHから低圧油圧PLに切り替えるのに連動してブレーキ制御弁74を閉じてポンプ油路72とブレーキ油路75を遮断させる。
電動オイルポンプ70は、油圧ブレーキ60A、60Bが開放している状態においては、ライン圧が低圧油圧PLとなる低圧モードで運転され、油圧ブレーキ60A、60Bが係合している状態においては、ライン圧が高圧油圧PHとなる高圧モードで電動オイルポンプ70を運転される。
As described above, in the hydraulic control device of the present embodiment, the
On the other hand, when releasing the
The
図8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8に示すように、高圧モードに比べて低圧モードは、作動油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70を駆動する電動機80の消費電力を低減することができる。
FIG. 8 is a graph showing load characteristics of the
As shown in FIG. 8, compared with the high pressure mode, the low pressure mode can reduce the power of the
次に、駆動装置1の作動について説明する。なお、図9〜図14は各状態における共線図を表わし、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前進時のサンギヤ21A、21Bの回転方向を正転方向とする。また、図中、停車中の状態から上方が正転方向の回転、下方が逆転方向の回転であり、矢印は、上方が正転方向のトルクを表し、下方が逆転方向のトルクを表す。
Next, the operation of the
図9は、車両の停車中における共線図である。このとき、電動機2A、2Bは停止するとともに車軸10A、10Bは停止しているため、いずれの要素にもトルクは作用していない。
FIG. 9 is an alignment chart when the vehicle is stopped. At this time, since the
図10は、車両が駆動装置1の電動機2A、2Bのモータトルクにより前進走行する場合、即ち駆動装置1がドライブ側となって車両が前進する場合における共線図である。電動機2A、2Bを駆動すると、サンギヤ21A、21Bには正転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によりリングギヤ24A、24Bはロックされて、逆転方向に回転しようとするリングギヤ24A、24Bに正転方向のロックトルクが付加される。これによりプラネタリキャリア23A、23Bは正転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転方向に作用する。このように車両の走行時には、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がロックされるので、油圧ブレーキ60A、60Bを係合させずに車両を発進することができる。これにより、車両発進時の応答性を向上させることができる。
FIG. 10 is a collinear diagram when the vehicle travels forward by the motor torques of the
図11は、車両が駆動ユニット6により前進走行している、又は他の車両等に前進方向に牽引されている状態で電動機2A、2Bを停止する場合、即ち駆動装置1がコースト側で且つ電動機2A、2Bが停止する場合における共線図である。図10の状態から電動機2A、2Bを停止すると、プラネタリキャリア23A、23Bには車軸10A、10Bから前進走行を続けようとする正転方向のトルクが作用するので、リングギヤ24A、24Bには逆転方向のトルクが作用し一方向クラッチ50が開放される。従って、リングギヤ24A、24Bはプラネタリキャリア23A、23Bより早い速度で空転する。これにより、電動機2A、2Bで回生する必要がない場合に、油圧ブレーキ60A、60Bによりリングギヤ24A、24Bを固定しなければ、電動機2A、2Bは停止し、電動機2A、2Bの連れ回りを防止することができる。なお、このとき、電動機2A、2Bには正転方向のコギングトルクが作用し、コギングトルクとリングギヤ24A、24Bのフリクションと釣り合う合計トルク分は車軸10A、10Bの車軸ロスとなる。
FIG. 11 shows a case where the
図12は、車両が駆動ユニット6により前進走行し、かつアクセルオフでの自然減速状態や、ブレーキにて制動減速している状態において、電動機2A、2Bにより回生する場合、即ち駆動装置1がコースト側で且つ電動機2A、2Bが回生する場合における共線図である。図10の状態から電動機2A、2Bを回生すると、プラネタリキャリア23A、23Bには車軸10A、10Bから前進走行を続けようとする正転方向のトルクが作用するので、リングギヤ24A、24Bには逆転方向のトルクが作用し一方向クラッチ50が開放される。このとき、油圧ブレーキ60A、60Bを係合してリングギヤ24A、24Bに逆転方向のロックトルクを付加することにより、リングギヤ24A、24Bは固定されるとともに電動機2A、2Bには逆転方向の回生制動トルクが作用する。これにより、電動機2A、2Bで回生充電することができる。
FIG. 12 shows a case where the vehicle is traveling forward by the
図13は、車両が駆動装置1の電動機2A、2Bのモータトルクにより後進走行する場合、即ち駆動装置1がドライブ側となって後進する場合における共線図である。電動機2A、2Bを逆転方向に駆動すると、サンギヤ21A、21Bには逆転方向のトルクが付加される。このとき、リングギヤ24A、24Bには正転方向のトルクが作用し一方向クラッチ50が開放される。このとき、油圧ブレーキ60A、60Bを係合してリングギヤ24A、24Bに逆転方向のロックトルクを付加することにより、リングギヤ24A、24Bは固定されるとともにプラネタリキャリア23A、23Bは逆転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からの走行抵抗が正転方向に作用している。
FIG. 13 is a collinear diagram when the vehicle travels backward by the motor torque of the
図14は、車両が駆動ユニット6により後進走行している場合、又は他の車両等に後進方向に牽引されている状態、即ち後進走行において駆動装置1がコースト側における共線図である。このとき、プラネタリキャリア23A、23Bには車軸10A、10Bから後進走行を続けようとする逆転方向のトルクが作用するので、一方向クラッチ50によりリングギヤ24A、24Bはロックされて逆転方向に回転しようとするリングギヤ24A、24Bに正転方向のロックトルクが付加されるとともに、電動機2A、2Bには正転方向の逆起電力が発生する。
FIG. 14 is a collinear diagram of the
次に、図15及び図16を用いて、車両走行中における一方向クラッチ50と油圧ブレーキ60A、60Bの具体的な係合制御について説明する。
図15(a)は、駆動ユニット6による高速クルーズ中の駆動装置1の共線図である(図11の状態)。この状態では、上述したように一方向クラッチ50も油圧ブレーキ60A、60Bも係合していない。この状態から電動機2A、2Bでアシストする場合、プラネタリキャリア23A、23Bの回転数に応じて電動機2A、2Bの目標回転数を決定し、図15(b)に示すように電動機2A、2Bの回転数を目標回転数にあわせて、電動機2A、2Bでアシスト駆動トルク(力行トルク)を出力することで図15(c)に示すように一方向クラッチ50が係合し、アシストすることができる(図10の状態)。
Next, specific engagement control of the one-way clutch 50 and the
FIG. 15A is a collinear diagram of the
一方、駆動ユニット6による高速クルーズ中において(図16(a))、電動機2A、2Bで充電する場合、先ず、プラネタリキャリア23A、23Bの回転数に応じて電動機2A、2Bの目標回転数を決定し、図16(b)に示すように電動機2A、2Bの回転数を目標回転数にあわせて図16(c)に示すように回転数がほぼ等しくなったときに油圧ブレーキ60A、60Bを係合し、電動機2A、2Bで回生制動トルク(回生トルク)を出力することで、図16(d)に示すように電動機2A、2Bで充電することができる(図12の状態)。
On the other hand, when charging with the
図17は、車両の走行状態における電動機2A、2Bと切離機構(一方向クラッチ50と油圧ブレーキ60A、60Bを総称して以下、切離機構と呼ぶことがある。)の状態及び油圧回路71のライン圧を示した図である。なお、フロントとは前輪Wfを駆動する駆動ユニット6、リアとは後輪Wrを駆動する駆動装置1を表わし、○が作動(駆動、回生含む)、×が非作動(停止)を意味する。また、MOT状態とは、駆動装置1の電動機2A、2Bの状態を意味する。さらにOWCは一方向クラッチ50を意味し、ブレーキは油圧ブレーキ60A、60Bを意味する。
FIG. 17 shows the state of the
停車中は、駆動装置1の電動機2A、2Bは停止するとともに、前輪Wf側の駆動ユニット6、後輪Wr側の駆動装置1はいずれも停止しており、図9で説明したように切離機構も非作動状態となっている。このときライン圧は、低圧油圧PLで調圧される(図6参照)。
While the vehicle is stopped, the
そして、イグニッションをONにした後、EV発進時は、後輪Wrの駆動装置1の電動機2A、2Bが駆動する。このとき、図10で説明したように、切離機構は一方向クラッチ50によりロックされ、電動機2A、2Bの動力が車軸10A、10Bに伝達される。このときライン圧は、低圧油圧PLで調圧されている。
Then, after the ignition is turned on, the
続いて加速時には、前輪Wf側の駆動ユニット6と後輪Wr側の駆動装置1の四輪駆動となり、このときも図10で説明したように、切離機構は一方向クラッチ50によりロックされ、電動機2A、2Bの動力が車軸10A、10Bに伝達される。このときもライン圧は、低圧油圧PLで調圧されている。
Subsequently, during acceleration, the four-wheel drive of the
低・中速域のEVクルーズでは、モータ効率が良いため前輪Wf側の駆動ユニット6が非作動状態で、後輪Wr側の駆動装置1により後輪駆動となる。このときも図10で説明したように、切離機構は一方向クラッチ50によりロックされ、電動機2A、2Bの動力が車軸10A、10Bに伝達される。このときもライン圧は、低圧油圧PLで調圧されている。
In the EV cruise in the low / medium speed range, since the motor efficiency is good, the driving
一方、高速域の高速クルーズでは、エンジン効率が良いため前輪Wf側の駆動ユニット6による前輪駆動となる。このとき、図11で説明したように、切離機構の一方向クラッチ50が切り離される(OWCフリー)とともに油圧ブレーキ60A、60Bを作動しないため、電動機2A、2Bは停止する。このときもライン圧は、低圧油圧PLで調圧されている。
On the other hand, in high-speed cruise in the high speed region, the engine efficiency is good, so that the front wheel drive is performed by the
また、自然減速する場合も、図11で説明したように、切離機構の一方向クラッチ50が切り離される(OWCフリー)とともに油圧ブレーキ60A、60Bを作動しないため、電動機2A、2Bは停止する。このときもライン圧は、低圧油圧PLで調圧されている。
In the case of natural deceleration, as described with reference to FIG. 11, the one-
一方、減速回生する場合、例えば前輪Wf側の駆動ユニット6の駆動力により駆動する場合は、図12で説明したように、切離機構の一方向クラッチ50は切り離される(OWCフリー)が、油圧ブレーキ60A、60Bを係合することで、電動機2A、2Bで回生充電がなされる。このときライン圧は、高圧油圧PHで調圧される(図7参照)。
On the other hand, when decelerating and regenerating, for example, when driving by the driving force of the
通常走行では、車両ブレーキ制動制御と協調して電動機2A、2Bで回生して走行エネルギーを回収するが、緊急制動の要求(ABS作動)時には、電動機2A、2Bの回生を禁止して車両ブレーキを優先する。この場合、一方向クラッチ50は切り離された状態(OWCフリー)となり、油圧ブレーキ60A、60Bを作動させないことで、電動機2A、2Bを停止させる。このときライン圧は、低圧油圧PLで調圧される。
In normal driving, the
後進走行の場合は、前輪Wf側の駆動ユニット6が停止し後輪Wr側の駆動装置1が駆動して後輪駆動となるか、又は前輪Wf側の駆動ユニット6と後輪Wr側の駆動装置1の四輪駆動となる。このとき、図13で説明したように、電動機2A、2Bは逆転方向に回転し、切離機構の一方向クラッチ50は切り離される(OWCフリー)が、油圧ブレーキ60A、60Bを係合することで、電動機2A、2Bの動力が車軸10A、10Bに伝達される。このときライン圧は、高圧油圧PHで調圧される。
In the case of reverse travel, the driving
また、前進方向側に牽引される(FWD被牽引)場合は、図11で説明したように、切離機構の一方向クラッチ50が切り離される(OWCフリー)とともに油圧ブレーキ60A、60Bを作動しないため、電動機2A、2Bは停止する。なお、FWD被牽引の場合に、電動機2A、2Bを回生する場合には、減速回生時と同様に油圧ブレーキ60A、60Bを接続する。このときライン圧は、低圧油圧PLで調圧される。
Further, when towing in the forward direction side (FWD towed), as described with reference to FIG. 11, the one-
また、PDU等の故障等の高電圧系故障時により電動機2A、2Bが駆動できない場合には、フェイル時対応手段49はブレーキ制御弁74のソレノイド74aへ非通電とするとともに切換制御弁77のソレノイド77aへ非通電とすることで電動機2A、2Bを開放する。そして、前輪Wf側の駆動ユニット6により前輪駆動とすることで、図11で説明したように、一方向クラッチ50が切り離される(OWCフリー)。このとき、油圧ブレーキ60A、60Bも開放しているため、電動機2A、2Bは停止し、ライン圧は、低圧油圧PLで調圧される。
When the
図18は、車両が前進方向に直進する場合における駆動装置1と油圧回路71のタイミングチャートである。
先ず、イグニッションをONにすることで電動機2A、2Bが駆動し電動オイルポンプ70(EOP)が作動する。このとき、一方向クラッチ50及び油圧ブレーキ60A、60Bは開放しており、ライン圧は低圧油圧PLに設定されている(図9の状態)。この状態から運転者がシフトレンジをドライブ(D)にしてアクセルを踏み込むと油圧ブレーキ60A、60Bは開放したまま一方向クラッチ50が係合し、モータトルクが車軸10A、10Bに伝達されEV発進・加速がなされる(図10の状態)。そして車両が高速域に達すると駆動ユニット6による高速クルーズがなされる。この間、電動機2A、2Bは停止し、油圧ブレーキ60A、60Bとともに一方向クラッチ50も開放され、以前としてライン圧は低圧油圧PLに設定されている(図11の状態)。続いて、高速クルーズで走行中に運転者がブレーキを踏み込んで停車するとき、図16(b)及び(c)に示すように、電動機2A、2Bの回転あわせ制御がなされ油圧ブレーキ60A、60Bが係合する。このとき、ライン圧は高圧油圧PHに設定される(図12の状態)。そして、車両が停止すると、油圧ブレーキ60A、60Bが開放されライン圧は低圧油圧PLに切り替えられ、イグニッションをOFFにすることで電動機2A、2Bが停止する。
FIG. 18 is a timing chart of the
First, by turning on the ignition, the
図19は、車両が後進方向に直進する場合における駆動装置1と油圧回路71のタイミングチャートである。
先ず、イグニッションをONにすることで電動機2A、2Bが駆動し電動オイルポンプ70(EOP)が作動する。このとき、一方向クラッチ50及び油圧ブレーキ60A、60Bは開放しており、ライン圧は低圧油圧PLに設定されている(図9の状態)。この状態から運転者がシフトレンジをリバース(R)にシフトチェンジすると油圧ブレーキ60A、60Bが係合する。そして運転者がアクセルを踏み込むとモータトルクが車軸10A、10Bに伝達され、後進発進・加速がなされる(図13の状態)。このとき、ライン圧は高圧油圧PHに設定される。高速クルーズで走行中に運転者がブレーキを踏み込んで停車するとき、油圧ブレーキ60A、60Bとともに一方向クラッチ50が係合する。このとき、油圧ブレーキ60A、60Bも係合しているためライン圧は以前として高圧油圧PHに設定されている(図14の状態)。そして、車両が停止してシフトレンジをパーキング(P)にすると、油圧ブレーキ60A、60Bが開放されライン圧は低圧油圧PLに切り替えられ、イグニッションをOFFにすることで電動機2A、2Bが停止する。
FIG. 19 is a timing chart of the
First, by turning on the ignition, the
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一方向クラッチ50と油圧ブレーキ60A、60Bの具体的な係合制御について説明する。
The case where the vehicle travels straight ahead, that is, the case where there is no rotational difference between the left and right
図20(a)は、駆動ユニット6による高速クルーズ中に車両が左旋回したときの駆動装置1の共線図である。この状態では、左後輪LWrを駆動する電動機2Aは逆転方向に回転するとともに、右後輪RWrを駆動する電動機2Bは正転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で回生(充電)し右後輪RWrで力行駆動(アシスト)する場合について説明する。このとき、図20(b)に示すように電動機2A、2Bの回転数をそれぞれプラネタリキャリア23A、23Bの回転数に応じて電動機2A、2Bの目標回転数を決定し、図20(b)に示すように電動機2A、2Bの回転数を目標回転数にあわせる。そして、このとき電動機2A、2Bの回生制動トルク(回生トルク)とアシスト駆動トルク(力行トルク)を算出し、回生制動トルクが大きければ油圧ブレーキ60A、60Bを係合させ、アシスト駆動トルクが大きければ一方向クラッチ50を係合させる。図20(c)では、右後輪RWrを駆動する電動機2Bのアシスト駆動トルクが、左後輪LWrを駆動する電動機2Aの回生制動トルクの方が大きいため一方向クラッチ50が係合している。
FIG. 20A is a collinear diagram of the
一方、図21(d)の状態では、左後輪LWrを駆動する電動機2Aの回生制動トルクが右後輪RWrを駆動する電動機2Bのアシスト駆動トルクより大きいため、図21(b)に示すように電動機2A、2Bの回転数をそれぞれプラネタリキャリア23A、23Bの回転数に応じて電動機2A、2Bの目標回転数を決定し、図21(c)に示すように回転数が目標回転数とほぼ等しくなったときに油圧ブレーキ60A、60Bを係合し電動機2A、2Bで回生制動トルクを出力することで、図21(d)に示すように電動機2Aで充電し、電動機2Bでアシストすることができる。
On the other hand, in the state of FIG. 21D, the regenerative braking torque of the
この駆動装置1の油圧制御装置の制御フローについて図22を参照して説明する。
先ず、図22に示すステップS01においては、車両の状態(車速、操舵角、アクセルペダル開度AP)を検出する。次に、ステップS02においては、車両の状態から走行状態推定手段46によって駆動装置1の電動機2A、2Bの駆動が必要どうかを判断する。
A control flow of the hydraulic control device of the
First, in step S01 shown in FIG. 22, the state of the vehicle (vehicle speed, steering angle, accelerator pedal opening AP) is detected. Next, in step S02, it is determined from the state of the vehicle whether the driving of the
その結果、駆動要求がなければ一連の処理を終了する(ステップS03)。また、ステップS03において駆動要求があれば、続いてステップS04において、旋回中かどうかを検出する。その結果、旋回中であればステップS05において、トルク算出手段47によって走行状態から左右の電動機2A、2Bの要求トルクTlmr、Trmrを算出する。続いて、ステップS06において、要求トルクTlmr、Trmrを指示トルクTlm、Trmに設定する。このとき、アシスト駆動トルクは正の値を有し、回生制動トルクは負の値を有する。そして、ステップS07において、左右の電動機2A、2Bの指示トルクTlm、Trmの和を算出し、指示トルクTlmとTrmの和が正のとき、即ち、アシスト駆動トルクが回生制動トルクより大きいときには、一方向クラッチ50が自動的に係合するため一連の処理を終了する。一方、ステップS07において指示トルクTlmとTrmの和が負のとき、即ち、回生制動トルクがアシスト駆動トルクより大きいときには、左右の電動機2A、2Bと車軸10A、10Bを接続するため油圧ブレーキ60A、60Bを係合する(ステップS08)。
As a result, if there is no drive request, the series of processing ends (step S03). If there is a drive request in step S03, then in step S04, it is detected whether the vehicle is turning. As a result, if the vehicle is turning, the required torques Tlmr and Trmr of the left and right
また、ステップS04において車両が旋回中ではない場合、即ち車両が直進走行中である場合、ステップS09において、走行状態から左右の電動機2A、2Bの要求トルクTmrを算出する。直進走行中においては、上述したように左右の電動機2A、2Bの要求トルク値が同じ値を有する。続いて、ステップS10において、アシスト駆動かどうかを検出する。アシスト駆動であれば、一方向クラッチ50が自動的に係合し、一方、ステップS10においてアシスト駆動ではない場合、即ち回生制動である場合には左右の電動機2A、2Bと車軸10A、10Bを接続するため油圧ブレーキ60A、60Bを係合する(ステップS11)。そして、ステップS12において要求トルクTmrを指示トルクTmに設定する。
Further, when the vehicle is not turning at step S04, that is, when the vehicle is traveling straight ahead, the required torque Tmr of the left and right
図23は、駆動装置1の電動機2A、2Bによる前進走行(FWD駆動)時、前進走行回生(FWD回生)時、後進走行(RVS駆動)時の駆動力特性図である。図中、右上が前進走行(FWD駆動)時の車軸トルク、右下が前進走行回生(FRD回生)時の車軸トルク、左上が後進走行(RVS駆動)時の車軸トルクを表わす。
図23に示すように、駆動装置1におけるFWD回生時及びRVS駆動時の車軸トルクは、FWD駆動時の車軸トルクより低く設定されている。これにより、FWD回生時及びRVS駆動時には、図12及び図13で説明したように油圧ブレーキ60A、60Bによりブレーキがなされるが、回生制動トルクやリバーストルクが低く設定されているため、ブレーキ容量が低くてすむので固定プレート35A、35Bや回転プレート36A、36Bを削減でき、低い油圧設定によりポンプ損失の低減を図ることができる。
FIG. 23 is a driving force characteristic diagram during forward travel (FWD drive), forward travel regeneration (FWD regeneration), and reverse travel (RVS drive) by the
As shown in FIG. 23, the axle torque at the time of FWD regeneration and RVS driving in the
以上、説明した本実施形態に係る駆動装置1の制御装置によれば、一方向クラッチ50が開放する方向の動力を伝達するため油圧ブレーキ60A、60Bを係合させるとき、ECU45がレギュレータ弁73の設定油圧を低圧油圧PLから高圧油圧PHに切り替えるのに連動してブレーキ制御弁74を開いてポンプ油路72とブレーキ油路75を連通させるので、油圧ブレーキ60A、60Bを係合させるときだけ電動オイルポンプ70を高圧モードで運転すればよいので、常に高圧モードで運転する場合に比べて電動オイルポンプ70の高圧モードでの運転頻度を低減し、電動オイルポンプ70の消費電力を低減することができる。また、複雑な制御を必要とせずに油圧ブレーキの係合・開放を行うことができる。
As described above, according to the control device of the
また、一方向クラッチ50は、車両の前進走行時であって電動機2A、2Bが力行駆動するときに係合し、回生するときに非係合となるように設定され、ECU45は、一方向クラッチ50の係合時は設定油圧を低圧油圧PLにしてポンプ油路72とブレーキ油路75を遮断し、油圧ブレーキ60A、60Bを開放させるので、車両の発進時など油温が低い状態では一方向クラッチ50が係合し、油圧ブレーキ60A、60Bを係合させる必要がない。これにより、発進時の応答性が向上するとともに油温が低い状態で電動オイルポンプ70が高圧モードで運転することを回避することができる。
The one-way clutch 50 is set so as to be engaged when the
ここで、一方向クラッチ50を、車両の前進走行時であって電動機2A、2Bがアシスト駆動するときに係合し、回生制動するときに非係合となるように設定することにより、油圧ブレーキ60A、60Bが係合する頻度を低くすることができる。従って、車両の通常走行における大部分は、ライン圧が低圧油圧PLで調圧され、これにより電動オイルポンプ70の消費電力を顕著に低減することができる。なお、電動オイルポンプ70がブラシ付電動機である場合には、ブラシ摩耗を低減し長寿命化を図ることもできる。
Here, the one-way clutch 50 is set so as to be engaged when the
また、EUC45は、車両の前進走行時であって電動機2A、2Bの回生時、又は車両の後進走行時であって電動機2A、2Bのアシスト駆動時に、設定油圧を高圧油圧PHにしてポンプ油路72とブレーキ油路75を連通し、油圧ブレーキ60A、60Bを係合させるので、必要な場合には油圧ブレーキ60A、60Bを確実に係合することができ、一方向クラッチ50が非係合であっても電動機2A、2Bと車軸10A、10B間の動力伝達を確実に行うことができる。
Further, the
また、ECU45は、電動機2A、2B又は電動機2A、2Bを制御する制御部(不図示のインバータ、昇圧器など)の故障時に、油圧を低圧油圧PLにしてポンプ油路72とブレーキ油路75を遮断し、油圧ブレーキ60A、60Bを開放させるフェイル時対応手段49を備えるので、故障時に油圧ブレーキ60A、60Bが係合して電動機2A、2Bが強制的に連れまわされるのを防止することができる。
Further, the
また、電動機は車幅方向の左右に配置される電動機2A、2Bから構成され、減速機は車幅方向の左右に配置される遊星歯車式減速機12A、12Bから構成され、電動機2Aの動力は遊星歯車式減速機12Aを介して左車輪用駆動軸10Aに伝達され、電動機2Bの動力は遊星歯車式減速機12Bを介して右車輪用駆動軸10Bに伝達されるので、左右両輪RWr、LWrを独立に制御して操縦安定(旋回)性を向上させることができる。また、1つの電動機と2つの摩擦材で旋回性を向上させる場合と比べて、摩擦材のすべり制御に伴う発熱による損失を抑制することができ、例えばハイブリッド車両に搭載する場合に最適な仕様とすることができる。
The electric motor is composed of
また、油圧ブレーキは、遊星歯車式減速機12Aのリングギヤ24Aに接続される油圧ブレーキ60Aと、遊星歯車式減速機12Bのリングギヤ24Bに接続される油圧ブレーキ60Bと、から構成され、ブレーキ油路75は、油圧ブレーキ60Aと油圧ブレーキ60Bに連通するので、油圧ブレーキ60A、60Bを係止することで確実にリングギヤ24A、24Bをロックすることができる。
The hydraulic brake includes a
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。
なお、本実施形態の駆動装置1は、2つの電動機2A、2Bにそれぞれ遊星歯車式減速機12A、12Bを設け、それぞれ左後輪LWrと右後輪RWrの制御するように構成したが、これに限定されず、図24に示すように1つの電動機2Cと1つの減速機12Cを不図示の差動装置に接続して構成してもよい。なお、図24中、上記実施形態と同一の構成部分には同一符号を付して説明を省略した。
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A deformation | transformation, improvement, etc. are possible suitably.
The
1 駆動装置
2A 電動機(第1の電動機)
2B 電動機(第2の電動機)
10A 車軸(左車輪用駆動軸、駆動軸)
10B 車軸(右車輪用駆動軸、駆動軸)
11 減速機ケース
12A 遊星歯車式減速機(第1の遊星歯車式減速機、減速機)
12B 遊星歯車式減速機(第2の遊星歯車式減速機、減速機)
16A 円筒軸(出力軸)
16B 円筒軸(出力軸)
24A リングギヤ
24B リングギヤ
45 ECU(制御手段)
46 走行状態推定手段
47 トルク算出手段
48 油圧制御手段(制御手段)
49 フェイル時対応手段
50 一方向クラッチ(一方向動力伝達手段)
60A 油圧ブレーキ(第1のブレーキ)
60B 油圧ブレーキ(第2のブレーキ)
70 電動オイルポンプ
72 ポンプ油路
73 レギュレータ弁
73f 切替機構
74 ブレーキ制御弁
75 ブレーキ油路
77 切替制御弁
Wf 前輪
LWr 左後輪
RWr 右後輪
PL 低圧油圧(第1油圧)
PH 高圧油圧(第2油圧)
DESCRIPTION OF
2B electric motor (second electric motor)
10A axle (left wheel drive shaft, drive shaft)
10B Axle (right wheel drive shaft, drive shaft)
11
12B planetary gear reducer (second planetary gear reducer, reducer)
16A cylindrical shaft (output shaft)
16B cylindrical shaft (output shaft)
46 Traveling state estimating means 47 Torque calculating means 48 Hydraulic control means (control means)
49 Failing response means 50 One-way clutch (one-way power transmission means)
60A hydraulic brake (first brake)
60B Hydraulic brake (second brake)
70
PH High pressure oil pressure (2nd oil pressure)
Claims (6)
前記電動機の出力軸と車輪に連結される駆動軸間に配置される減速機と、
前記電動機及び前記減速機を収容する減速機ケースと、
前記電動機から前記駆動軸までの伝達経路上に配置されると共に、前記電動機の一方向の回転動力を前記駆動軸に伝達する一方向動力伝達手段と、
前記減速機の一部の要素と前記減速機ケース間の断接を行なうと共に、接続状態で前記電動機の双方向の回転動力を前記駆動軸に伝達可能な油圧ブレーキと、
前記油圧ブレーキに所定圧の油を供給する電動オイルポンプと、を備えた駆動装置の油圧制御装置であって、
前記油圧ブレーキと前記電動オイルポンプとの間に設けられ、油の設定油圧を第1油圧と該第1油圧より高圧の第2油圧に切替可能な切替機構を有するレギュレータ弁と、
前記レギュレータ弁に繋がるポンプ油路と前記油圧ブレーキに繋がるブレーキ油路を連通・遮断するブレーキ制御弁と、
前記レギュレータ弁の設定油圧の切替を行なうとともに前記ブレーキ制御弁の連通・遮断を制御する切替制御弁と、
前記一方向動力伝達手段が開放する方向の動力を伝達するため前記油圧ブレーキを係合させるとき、前記レギュレータ弁の設定油圧を前記第1油圧から前記第2油圧に切り替えるのに連動して前記ブレーキ制御弁を開いて前記ポンプ油路と前記ブレーキ油路を連通させ、前記油圧ブレーキを開放させるとき、前記レギュレータ弁の設定油圧を前記第2油圧から前記第1油圧に切り替えるのに連動して前記ブレーキ制御弁を閉じて前記ポンプ油路と前記ブレーキ油路を遮断させる制御手段と、
を備えることを特徴とする駆動装置の油圧制御装置。 An electric motor that outputs driving force;
A speed reducer disposed between an output shaft of the electric motor and a drive shaft connected to a wheel;
A speed reducer case that houses the electric motor and the speed reducer;
Unidirectional power transmission means disposed on a transmission path from the electric motor to the drive shaft, and transmitting unidirectional rotational power of the electric motor to the drive shaft;
A hydraulic brake capable of connecting and disconnecting between a part of the reduction gear and the reduction gear case, and capable of transmitting bidirectional rotational power of the electric motor to the drive shaft in a connected state;
An electric oil pump that supplies oil of a predetermined pressure to the hydraulic brake;
A regulator valve provided between the hydraulic brake and the electric oil pump and having a switching mechanism capable of switching a set oil pressure to a first oil pressure and a second oil pressure higher than the first oil pressure;
A brake control valve for communicating / blocking a pump oil passage connected to the regulator valve and a brake oil passage connected to the hydraulic brake;
A switching control valve for switching the set hydraulic pressure of the regulator valve and controlling communication / cutoff of the brake control valve;
When the hydraulic brake is engaged to transmit the power in the opening direction of the one-way power transmission means, the brake is interlocked with switching the set hydraulic pressure of the regulator valve from the first hydraulic pressure to the second hydraulic pressure. When the control valve is opened to connect the pump oil passage and the brake oil passage and the hydraulic brake is released, the set hydraulic pressure of the regulator valve is interlocked with switching from the second hydraulic pressure to the first hydraulic pressure. Control means for closing the brake control valve to shut off the pump oil passage and the brake oil passage;
A hydraulic control device for a drive device comprising:
前記制御手段は、前記一方向動力伝達手段の係合時は設定油圧を前記第1油圧にして前記ポンプ油路と前記ブレーキ油路を遮断し、前記油圧ブレーキを開放させることを特徴とする請求項1に記載の駆動装置の油圧制御装置。 The one-way power transmission means is set so as to be engaged when the vehicle is traveling forward and when the electric power is driven, and disengaged when regenerating.
The control means sets a set oil pressure to the first oil pressure when the unidirectional power transmission means is engaged, shuts off the pump oil passage and the brake oil passage, and opens the hydraulic brake. Item 2. A hydraulic control device for a drive device according to Item 1.
前記減速機は車幅方向の左右に配置される第1、第2の遊星歯車式減速機から構成され、
前記第1の電動機の動力は前記第1の遊星歯車式減速機を介して左車輪用駆動軸に伝達され、
前記第2の電動機の動力は前記第2の遊星歯車式減速機を介して右車輪用駆動軸に伝達される、
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の駆動装置の油圧制御装置。 The electric motor is composed of first and second electric motors arranged on the left and right in the vehicle width direction,
The speed reducer is composed of first and second planetary gear speed reducers arranged on the left and right in the vehicle width direction,
The power of the first electric motor is transmitted to the left wheel drive shaft through the first planetary gear reducer,
The power of the second electric motor is transmitted to the right wheel drive shaft through the second planetary gear type reduction gear.
The hydraulic control device for a drive device according to any one of claims 1 to 4, wherein the hydraulic control device is a drive device.
前記ブレーキ油路は、前記第1の油圧ブレーキと前記第2の油圧ブレーキに連通することを特徴とする請求項5に記載の駆動装置の油圧制御装置。 The hydraulic brake includes: a first hydraulic brake connected to a ring gear of the first planetary gear reducer; and a second hydraulic brake connected to a ring gear of the second planetary gear reducer. Configured,
6. The hydraulic control device for a drive device according to claim 5, wherein the brake fluid passage communicates with the first hydraulic brake and the second hydraulic brake.
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