先ず、本発明に係る車両の一実施形態を図1〜図4に基づいて説明する。
以下の説明では第1駆動装置を後輪駆動用として、第2駆動装置を前輪駆動用として用いる場合を例に説明するが、第1駆動装置を前輪駆動用として、第2駆動装置を後輪駆動用として用いてもよい。
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、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。
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が車両に搭載された状態における位置関係を示している。
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。
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。
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。
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)。
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。
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。
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。
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。
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。
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)の回転動力が車輪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車輪Wr側に入力されるときに非係合状態となり、車輪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車輪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。
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と車輪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。
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(第1の油貯留部)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。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制御で制御されている。なお、符号92は、ブレーキ油路77の油圧を検出する圧力センサである。また、油圧回路71には、温度センサ(不図示)も設けられている。
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。
ここで、スプリング73bの付勢力は、電動オイルポンプ70が後述する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が後述する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。)。
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(第2の油貯留部)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。
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。
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。
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、ECU45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。
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。
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。
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。
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。
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。)。
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。)。
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。
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。
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。
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。
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。
ここで、ECU45(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、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、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。
即ち、ECU45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ECU45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。この電動オイルポンプ70の制御は、回転数制御でもトルク制御であってもよく、第1作動室S1と第2作動室S2の目標油圧に基づいてなされる。さらに、圧力センサ92から検出される第1作動室S1と第2作動室S2の実油圧と目標油圧とに基づいてなされることが好ましい。なお、圧力センサ92からの実油圧に代えて、油圧推定手段によって求められた推定油圧を用いてもよい。
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、ECU45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。
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、ECU45は、電動オイルポンプ70を低圧モードで運転する。また、ECU45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。
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。
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、ECU45は、電動オイルポンプ70を低圧モードで運転する。また、ECU45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。
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。
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、ECU45は、電動オイルポンプ70を高圧モードで運転する。また、ECU45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。
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。
このように、ECU45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側と車輪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。
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の消費電力を低減することができる。
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。
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)。
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。
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車輪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側と車輪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側と車輪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側と車輪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電力が低減される。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。
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。
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、車輪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側と車輪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。
図15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。
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、車輪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側と車輪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。
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。
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。
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。
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。
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車輪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側と車輪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。
このように後輪駆動装置1は、車両の走行状態、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、及び電動機側2A、2Bと車輪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。
図20は、車両が停車中の状態からEV発進→EV加速→エンジン加速→減速回生→中速クルーズ→加速→高速クルーズ→減速回生→停車→後進→停車に至る際の電動オイルポンプ70(EOP)と、一方向クラッチ50(OWC)、油圧ブレーキ60A、60B(BRK)のタイミングチャートである。
先ず、イグニッションをONにしてシフトがPレンジからDレンジに変更され、アクセルペダルが踏まれるまでは、電動オイルポンプ70は非稼動(OFF)、一方向クラッチ50は非係合(OFF)、油圧ブレーキ60A、60Bは解放(OFF)状態を維持する。そこから、アクセルペダルが踏まれると後輪駆動(RWD)で後輪駆動装置1によるEV発進、EV加速がなされる。このとき、電動オイルポンプ70が低圧モードで稼動(Lo)し、一方向クラッチ50が係合(ON)し、油圧ブレーキ60A、60Bは弱締結状態となる。そして、車速が低車速域から中車速域に至って後輪駆動から前輪駆動になると内燃機関4によるENG走行(FWD)がなされる。このとき、一方向クラッチ50が非係合(OFF)となり、電動オイルポンプ70と油圧ブレーキ60A、60Bはそのままの状態を維持する。そして、ブレーキが踏まれるなど減速回生時には、一方向クラッチ50が非係合(OFF)のまま、電動オイルポンプ70が高圧モードで稼動(Hi)し、油圧ブレーキ60A、60Bが締結(ON)する。内燃機関4による中速クルーズ中は、上述のENG走行と同様の状態となる。続いて、さらにアクセルペダルが踏まれて前輪駆動から四輪駆動(AWD)になると、再び一方向クラッチ50が係合(ON)する。そして、車速が中車速域から高車速域に至ると、再び内燃機関4によるENG走行(FWD)がなされる。このとき、一方向クラッチ50が非係合(OFF)となり、電動オイルポンプ70は低圧モードで稼動(Lo)したまま、油圧ブレーキ60A、60Bが解放(OFF)される。そして、減速回生時には、上述した減速回生時と同様の状態となる。そして、車両が停止すると、電動オイルポンプ70は非稼動(OFF)、一方向クラッチ50は非係合(OFF)、油圧ブレーキ60A、60Bは解放(OFF)状態となる。
続いて、後進走行時には、一方向クラッチ50は非係合(OFF)のまま、電動オイルポンプ70が高圧モードで稼動(Hi)し、油圧ブレーキ60A、60Bが締結(ON)する。そして、車両が停止すると、再び電動オイルポンプ70は非稼動(OFF)、一方向クラッチ50は非係合(OFF)、油圧ブレーキ60A、60Bは解放(OFF)状態となる。
このように、前進低車速時や前進中車速時に油圧ブレーキ60A、60Bは弱締結状態に維持することにより、電動機2A、2Bに一時的な駆動トルクの低下が生じた場合でも、電動機2A、2B側と車輪Wr側とで動力伝達不能になることを抑制することができる。また、油圧ブレーキ60A、60Bを弱締結状態にして、車輪Wr側と電動機2A、2B側とを動力伝達可能に保つことで、電動機2A、2Bを回生駆動状態に移行するときなどに回転数制御が不要となる。
さらに、前進高車速時には、油圧ブレーキ60A、60Bを解放することにより、電動機2A、2Bの過回転が防止される。なお、前進高車速時には油圧回路71の油温は十分高くなっているので、その後減速回生に移行しても油圧ブレーキ60A、60Bを早期に締結させることができる。
続いて、電動オイルポンプ70の制御について図21を参照して説明する。
先ず、不図示の油温センサで油圧回路71の油温を検出し(ステップS1)、続いて、圧力センサ92で油圧回路71の油圧(Ps)を検出する(ステップS2)。次に、電動オイルポンプ70の実際の回転数であるEOP実回転数(Nact)を検出し(ステップS3)、モード判定を行なう(ステップS4)。選択されるモードは、図13に示した車両状態に対応するようになっており、停車状態に対応して油圧ブレーキ60A、60Bを解放する停車モードと、前進低車速、前進中車速及び加速状態に対応して油圧ブレーキ60A、60Bを弱締結状態とする低車速・加速モードと、高車速状態に対応して油圧ブレーキ60A、60Bを解放する高車速モードと、減速回生状態に対応して油圧ブレーキ60A、60Bを締結させる回生モードと、及び、後進状態に対応して油圧ブレーキ60A、60Bを締結させる後進モードと、に分類される。
モード判定では、先ず、停車モードであるか否かの判定が行なわれる(ステップS5)。その結果、停車モードと判定された場合には、電動オイルポンプ70を停止させるため電動オイルポンプ70の回転数指令値(Ncmd)をゼロにする(ステップS6)。一方、モード判定の結果、停車モード以外のモードと判定された場合には、油温に応じて潤滑・冷却部91に所定量のオイルを供給するために必要な電動オイルポンプ70の回転数(Nlc)を算出する(ステップS7)。
続いて、高車速モードであるか否かの判定が行なわれる(ステップS8)。その結果、高車速モードであれば、油圧ブレーキ60A、60Bを解放させるため電動オイルポンプ70の回転数指令値(Ncmd)を潤滑・冷却部91に所定量のオイルを供給するために必要な電動オイルポンプ70の回転数(Nlc)に設定する(ステップS9)。これにより、油圧ブレーキ60A、60Bが締結状態から解放状態に遷移したとき目標油圧が低圧油圧(PL)からゼロになり、PID補正値が負になって潤滑・冷却部91に所定量のオイルを供給するために必要な電動オイルポンプ70の回転数(Nlc)を下回ることが回避される。
ステップS8の結果、高車速モードでない場合、目標油圧(Pt)を算出する(ステップS10)。即ち、低車速・加速モードであれば油圧ブレーキ60A、60Bが弱締結状態となる所定の低圧油圧(低圧モード時の油圧PL)を算出し、回生モード又は後進モードであれば油圧ブレーキ60A、60Bが締結状態となる所定の高圧油圧(高圧モード時の油圧PH)を算出する。
次に、算出した目標油圧(Pt)から圧力センサ92で検出された油圧回路71の油圧(Ps)を差し引いた差圧(ΔP)を算出し(ステップS11)、差圧(ΔP)のPID
補正値であるPID補正値(Pc)を算出する(ステップS12)。そして、予め求められた変換関係に基づいてPID補正値(Pc)に対応する電動オイルポンプ70の回転数(Nc1)を算出し(ステップS13)、潤滑・冷却部91に所定量のオイルを供給するために必要な電動オイルポンプ70の回転数(Nlc)にPID補正値(Pc)に対応する電動オイルポンプ70の回転数(Nc1)を加えた値を電動オイルポンプ70の回転数の指令値(Ncmd)に設定する(ステップS14)。このように潤滑・冷却部91に所定量のオイルを供給するために必要な電動オイルポンプ70の回転数(Nlc)を加えることで、フィードバックの通信遅れによる応答性の悪化が抑制される。
以上説明したように、本実施形態によれば、ECU45は、電動機2A、2B側の順方向の回転動力が車輪Wr側に入力されるときに、電動機2A、2B側と車輪Wr側とが接続状態となるように油圧ブレーキ60A、60Bを締結する。回転動力の伝達のみを考えた場合には、電動機2A、2B側の順方向の回転動力が車輪Wr側に入力されるときには一方向クラッチ50は係合状態となり、一方向クラッチ50のみで動力伝達可能であるが、油圧ブレーキ60A、60Bも並列で締結させ、電動機2A、2B側と車輪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する場合など、一方向クラッチ50が非係合状態となって動力伝達不能になることを抑制することができる。また、油圧ブレーキ60A、60Bと並列に一方向クラッチ50が設けられているので、電動機2A、2B側の順方向の回転動力が車輪Wr側に入力されるときに一方向クラッチ50が係合状態となることで、応答遅れを防止することができ、さらに油圧ブレーキ60A、60Bの締結力を低減したり締結時間を短縮することができる。
また、本実施形態によれば、ECU45は、車輪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、電動機2A、2B側と車輪Wr側とが接続状態となるように油圧ブレーキ60A、60Bを締結するとともに、電動機2A、2Bを回生駆動状態に制御するか、又は、非駆動状態に制御する。車輪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のみで動力伝達は不能であるが、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側と車輪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る。この状態で電動機2A、2Bを回生駆動状態に制御することで、車両3のエネルギーを回生することができる。また、電動機2A、2Bを非駆動状態に制御する場合にも、油圧ブレーキ60A、60Bを締結させておくことで、電動機2A、2Bを回生駆動状態に移行するときに、電動機2A、2B側と車輪Wr側とを接続状態とするための回転数制御が不要となり、後輪駆動装置1の応答性が向上する。
また、本実施形態によれば、ECU45は、締結状態における油圧ブレーキ60A、60Bの締結力を制御可能であり、車輪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、電動機2A、2Bが非駆動状態のときの油圧ブレーキ60A、60Bの締結力を、電動機2A、2Bが回生駆動状態のときの油圧ブレーキ60A、60Bの締結力よりも弱くなるように制御する。車輪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、すなわち一方向クラッチ50が非係合状態のときに、この状態で電動機2A、2Bを回生駆動状態に制御する場合には電動機2A、2Bに回生による大きな負荷が生じるので車輪Wr側と電動機2A、2B側とを接続状態に保つために油圧ブレーキ60A、60Bを強く締結させる必要があり、電動機2A、2Bを非駆動状態に制御する場合には大きな負荷は生じないので油圧ブレーキ60A、60Bを強く締結させる必要はなく、電動機2A、2Bを非駆動状態に制御する場合の油圧ブレーキ60A、60Bの締結力を回生駆動状態に制御する場合よりも弱くすることで、油圧ブレーキ60A、60Bの締結のための消費エネルギーを低減することができる。
また、本実施形態によれば、ECU45は、電動機2A、2B側の順方向の回転動力が車輪Wr側に入力されるときの油圧ブレーキ60A、60Bの締結力を、車輪Wr側の順方向の回転動力が電動機2A、2B側に入力され、電動機2A、2Bを回生駆動状態に制御するときの油圧ブレーキ60A、60Bの締結力よりも弱くなるように制御する。一方向クラッチ50と油圧ブレーキ60A、60Bとを並列に備える構造としたので、電動機2A、2B側の順方向の回転動力が車輪Wr側に入力されるとき、すなわち一方向クラッチ50が係合状態のときの油圧ブレーキ60A、60Bの締結力を、車輪Wr側の順方向の回転動力が電動機2A、2B側に入力され、ECU45が電動機2A、2Bを回生駆動状態に制御するとき、すなわち一方向クラッチ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が可能となり、油圧ブレーキ60A、60Bの締結のための消費エネルギーを低減することができる。
また、本実施形態によれば、ECU45は、電動機2A、2B側の逆方向の回転動力が車輪Wr側に入力されるときに、電動機2A、2B側と車輪Wr側とが接続状態となるように油圧ブレーキ60A、60Bを締結する。電動機2A、2B側の逆方向の回転動力が車輪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のみで動力伝達は不能であるが、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側と車輪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、車両を後進させることができる。
また、本実施形態によれば、ECU45は、電動機2A、2B側の順方向の回転動力が車輪Wr側に入力されるときの油圧ブレーキ60A、60Bの締結力を、電動機2A、2B側の逆方向の回転動力が車輪Wr側に入力されるときの油圧ブレーキ60A、60Bの締結力よりも弱くなるように制御する。一方向クラッチ50と油圧ブレーキ60A、60Bとを並列に備える構造としたので、電動機2A、2B側の順方向の回転動力が車輪Wr側に入力されるとき、すなわち一方向クラッチ50が係合状態のときの油圧ブレーキ60A、60Bの締結力を、電動機2A、2B側の逆方向の回転動力が車輪Wr側に入力されるとき、すなわち一方向クラッチ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が可能となり、油圧ブレーキ60A、60Bの締結のための消費エネルギーを低減することができる。
また、本実施形態によれば、断接手段として、電動オイルポンプ70によって供給されるオイルを貯留する油室を備える油圧ブレーキ60A、60Bを採用したので、油路や油室の形状・構造に応じて、締結力や締結力が加わる面積等を調整することができる。また、電動機2A、2Bの駆動状態及び/又は電動機2A、2Bの駆動指令に基づいて電動オ
イルポンプ70を制御することで、電動オイルポンプ70の過剰もしくは過少な運転を抑制できる。さらに、目標油圧と、油圧センサ92で求めた油室内の実油圧と、に基づいて制御することで、より精確に油圧ブレーキ60A、60Bの締結力を制御できる。なお、断接手段としては、油圧式に限らず機械式の断接手段を用いてもよい。
また、本実施形態によれば、一方向クラッチ50と油圧ブレーキ60A、60Bとを並列に備える構造としたので、電動機2A、2Bが力行駆動されるとき、すなわち一方向クラッチ50が係合状態のときの油圧ブレーキ60A、60Bの締結力を、電動機が回生駆動又は逆力行駆動されるとき、すなわち一方向クラッチ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が可能となり、それに応じて電動機2A、2Bが力行駆動されるときの電動オイルポンプ70の稼働状態が、電動機2A、2Bが回生駆動されるときの電動オイルポンプ70の稼働状態よりも低く、また、電動機2A、2Bが力行駆動されるときの電動オイルポンプ70の稼働状態を、電動機2A、2Bが逆力行駆動されるときの電動オイルポンプ70の稼働状態よりも低くすることにより、消費電力を低減できる。
<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態について図22及び図23を参照して説明する。なお、なお、第2実施形態の駆動装置は、第1実施形態の後輪駆動装置1と油圧ブレーキと一方向クラッチの配置が異なる以外、同一の構成を有するので同一又は同等部分については同一又は同等の符号を付してその説明を省略する。
本実施形態の後輪駆動装置1では、減速機ケース11とリングギヤ24Aの間に円筒状の空間部が確保され、その空間部内に、油圧ブレーキ60が第1ピニオン26Aと径方向でラップし、第2ピニオン27Aと軸方向でラップして配置されている。油圧ブレーキ60は、減速機ケース11の内周面にスプライン嵌合された複数の固定プレート35と、リングギヤ24Aの外周面にスプライン嵌合された複数の回転プレート36が軸方向に交互に配置され、これらのプレート35、36が環状のピストン37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37は、減速機ケース11と支持壁45と円筒状支持部42間に形成された環状のシリンダ室38に進退自在に収容されており、シリンダ室38への高圧オイルの導入によってピストン37を前進させ、シリンダ室38からオイルを排出することによってピストン37を後退させる。
また、さらに詳細には、ピストン37は、軸方向前後に第1ピストン壁63と第2ピストン壁64を有し、これらのピストン壁63,64が円筒状の内周壁65によって連結されている。したがって、第1ピストン壁63と第2ピストン壁64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38の外壁内周面に固定された仕切部材66によって軸方向前後に仕切られている。減速機ケース11の支持壁39と第2ピストン壁64の間は高圧オイルが直接導入される第1作動室S1とされ、仕切部材66と第1ピストン壁63の間は、内周壁65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とされている。第2ピストン壁64と仕切部材66の間は大気圧に導通している。
この油圧ブレーキ60では、第1作動室S1と第2作動室S2に高圧オイルが導入され、第1ピストン壁63と第2ピストン壁64に作用するオイルの圧力によって固定プレート35と回転プレート36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63、64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37の径方向の面積を抑えたまま固定プレート35と回転プレート36に対する大きな押し付け力を得ることができる。
この油圧ブレーキ60の場合、固定プレート35が減速機ケース11に支持される一方で、回転プレート36がリングギヤ24Aに支持されているため、両プレート35、36がピストン37によって押し付けられると、両プレート35、36間の摩擦締結によって互いに連結されたリングギヤ24A、24Bに制動力が作用し固定され、その状態からピストン37による締結が解放されると、連結されたリングギヤ24A、24Bの自由な回転が許容される。
また、減速機ケース11とリングギヤ24Bの間にも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がリングギヤ24Bのギヤ部28Bと一体に構成されている。またアウターレース52は、減速機ケース11の内周面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、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)の回転動力が車輪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車輪Wr側に入力されるときに非係合状態となり、車輪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車輪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。
このように構成された後輪用駆動装置1は、遊星歯車減速機12A、12Bが中央部で軸方向に対向し、遊星歯車減速機12Aのリングギヤ24Aと遊星歯車減速機12Bのリングギヤ24Bが連結され、連結されたリングギヤ24A、24Bは減速機ケース11の円筒状支持部42に軸受43を介して回転自在に支持されている。また、遊星歯車減速機12Aの外径側と減速機ケース11との間の空間には1つの油圧ブレーキ60が設けられ、遊星歯車減速機12Bの外径側と減速機ケース11との間の空間には1つの一方向クラッチ50が設けられ、油圧ブレーキ60と一方向クラッチ50間であって軸受34の外径側には油圧ブレーキ60を作動するピストン37が配置されている。
このように構成された第2実施形態においても、第1実施形態の後輪駆動装置1と同じ作用及び機能を果たす。また、一方向クラッチ50と油圧ブレーキ60がそれぞれ1つで済むので、駆動ユニットの小型化・軽量化や、部品点数の削減が図れる。
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、本実施形態の後輪駆動装置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。
例えば、本実施形態の後輪駆動装置1は、電動機2A、2Bと後輪Wr(RWr、LWr)との伝達系路上に遊星歯車式減速機12A、12Bを備えたものを例示したが、必ずしも遊星歯車式減速機12A、12B等の変速機を備えている必要はない。
また、電動機2A、2Bの出力軸と車軸10A、10Bとは同軸上に配置される必要はない。
また、前輪駆動装置6を内燃機関4を用いずに電動機5を唯一の駆動源とするものでもよい。