JP2013147081A - Driving device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、駆動制御装置に関し、特にハイブリッド車両に用いられる駆動制御装置である。 The present invention relates to a drive control device, and more particularly to a drive control device used for a hybrid vehicle.
出力軸から動力を出力する駆動装置に、例えば発電可能な電動機がある。この駆動装置から出力された動力を車両に伝える動力伝達機構として、例えば遊星歯車装置やクラッチがある。 An example of a drive device that outputs power from an output shaft is an electric motor that can generate power. As a power transmission mechanism for transmitting the power output from the drive device to the vehicle, for example, there is a planetary gear device or a clutch.
このような駆動装置および動力伝達機構は、その動作を滑らかにする、もしくは冷却をする、あるいはその両方を実行するために、これら駆動装置および動力伝達機構を収容する収容室内に潤滑油が溜まっている状態で作動することがある。 In such a drive device and a power transmission mechanism, in order to make the operation smooth and / or cool, or to perform both of them, the lubricating oil is accumulated in the housing chamber that houses the drive device and the power transmission mechanism. It may operate in a state where
例えば、遊星歯車装置の場合、リングギアが収容室に溜まっている潤滑油をかき上げることで、遊星歯車装置において潤滑が必要な部位に潤滑油を供給し、動作を滑らかにすることができる。 For example, in the case of a planetary gear device, the ring gear can scoop up the lubricating oil accumulated in the storage chamber, so that the lubricating oil can be supplied to a portion requiring lubrication in the planetary gear device, and the operation can be smoothed.
あるいは、電動機の場合、力行もしくは回生動作にともない電動機のステータが発熱することがあるが、このステータに対して潤滑油を供給することで、ステータの熱を潤滑油に吸収させ、ステータを冷却することができる。 Alternatively, in the case of an electric motor, the stator of the electric motor may generate heat during power running or regenerative operation. By supplying lubricating oil to the stator, the heat of the stator is absorbed by the lubricating oil and the stator is cooled. be able to.
特許文献1に記載の車両用駆動制御装置では、駆動装置および動力伝達機構へ潤滑油を供給するための電動オイルポンプが備えられており、潤滑油が必要な箇所に対し、この電動オイルポンプによって積極的に潤滑油を供給することで潤滑性および冷却性を向上させている。
The vehicle drive control device described in
ところが、例えば電動オイルポンプによる潤滑油の供給が増えると、収容室内に溜まる潤滑油量も増え、収容室内の油面高さが上昇し、やがて、遊星歯車のリングギアあるいは電動機のロータ(回転子)は潤滑油に浸かることになる。リングギアやロータが潤滑油に浸かると、リングギアやロータに供給される潤滑油は、電動オイルポンプによる供給だけでなく、リングギアやロータの潤滑油かき上げによる供給も加わるため、潤滑性および冷却性は向上するが、潤滑油をかき上げる際の攪拌抵抗も増大する。 However, for example, when the supply of lubricating oil by an electric oil pump increases, the amount of lubricating oil that accumulates in the storage chamber increases, the oil level in the storage chamber increases, and eventually the ring gear of the planetary gear or the rotor (rotor of the motor) ) Will be immersed in lubricating oil. When the ring gear or rotor is immersed in the lubricating oil, the lubricating oil supplied to the ring gear or rotor is not only supplied by the electric oil pump, but also supplied by pumping up the lubricating oil of the ring gear and rotor. Although the cooling performance is improved, the stirring resistance when the lubricating oil is pumped up also increases.
リングギアやロータが潤滑油をかき上げることで生じる攪拌抵抗が大きくなると、リングギアを含む遊星歯車やロータを含む電動機が駆動軸へ出力する動力が低下する。特に、遊星歯車や電動機は高速回転するため、潤滑油のかき上げによる動力低下の影響が大きい。 When the agitation resistance generated when the ring gear or the rotor scoops up the lubricating oil increases, the power output from the planetary gear including the ring gear or the electric motor including the rotor to the drive shaft decreases. In particular, since planetary gears and electric motors rotate at high speed, the influence of power reduction due to the lifting of lubricating oil is large.
そこで、特許文献1に記載の車両用駆動制御装置では、遊星歯車や電動機がかき上げる潤滑油量を抑えるため、電動オイルポンプを制御し、収容室内に溜まる潤滑油の油面高さを調整している。
しかしながら、特許文献1に記載の車両用駆動制御装置は、収容室内に溜まる潤滑油の油面高さを調整するために、汲み上げた潤滑油を貯めておく潤滑油貯留室の設置、およびその制御が必要となる。また、潤滑油の循環が円滑に行われるよう、収容室の形状や油路の配置を考慮する必要がある。
However, the vehicle drive control device described in
また、特許文献1に記載の車両用駆動制御装置は、現在の油面高さや車速等に基づいて油面高さが閾値より高いか否か判断し、電動オイルポンプの潤滑油吐出量を増減させている。この場合、油面高さが閾値より高いと判断されてから電動オイルポンプの吐出量を減少させる、あるいは油面高さが閾値より低いと判断されから電動オイルポンプの吐出量を増大させるため、油面高さが短時間で大きく変動する場合の対応が難しい。
Further, the vehicle drive control device described in
例えばドライバの急なハンドル操作により、車両に大きな横方向荷重が加わった場合や、急勾配を走行することにより、車両に大きな前後方向荷重が加わった場合は、車両に荷重が加わった時点で油面高さが大きく上下し、しかも荷重が抜ければ元の高さに戻るため、短時間で電動オイルポンプの吐出量を増減させなくてはならない。 For example, if a large lateral load is applied to the vehicle due to a sudden steering operation by the driver, or if a large longitudinal load is applied to the vehicle by traveling on a steep slope, the oil is applied when the load is applied to the vehicle. Since the surface height is greatly increased and decreased, and the load returns to the original height when the load is removed, the discharge amount of the electric oil pump must be increased or decreased in a short time.
上記課題を解決するために、本発明に係る駆動装置は3要素をもつ差動機構のうちの2要素に第1電動機と第2電動機がそれぞれ接続され、残りの1要素に動力出力軸が接続される駆動装置において、前記第1電動機を収容し潤滑油が貯留される第1収容室と、前記第2電動機を収容し潤滑油が貯留される第2収容室とを備え、貯留された潤滑油の油面高さが高くなる収容室に収容されている電動機の回転数を低下させるとともに、他方の収容室に収容されている電動機の回転数を前記動力出力軸の回転数が変動しないように上昇させる電動機回転数制御手段を備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the drive device according to the present invention has a first motor and a second motor connected to two elements of a differential mechanism having three elements, and a power output shaft connected to the remaining one element. The drive device to be provided includes a first storage chamber in which the first motor is stored and lubricating oil is stored, and a second storage chamber in which the second motor is stored and lubricating oil is stored, and the stored lubrication The rotational speed of the motor accommodated in the storage chamber in which the oil level of the oil is increased is reduced, and the rotational speed of the motor output in the other storage chamber is not changed so that the rotational speed of the power output shaft does not fluctuate. It is characterized by comprising an electric motor speed control means for increasing the motor speed.
また、前記第1電動機を収容する第1収容室内に貯留された潤滑油の油面高さと前記第2電動機を収容する第2収容室内に貯留された潤滑油の油面高さのうち、油面高さが高くなる方を推定可能である油面高さ推定手段を備え、前記油面高さ推定手段によって、油面高さが高くなると推定された収容室内に収容されている電動機の回転数を低下させるとともに、他方の収容室に収容されている電動機の回転数を前記動力出力軸の回転数が変動しないように上昇させる電動機回転数制御手段を備えてもよい。 Of the oil level height of the lubricating oil stored in the first storage chamber storing the first electric motor and the oil level height of the lubricating oil stored in the second storage chamber storing the second electric motor, Rotation of an electric motor housed in a storage chamber provided with an oil level height estimating means capable of estimating a higher surface height, and estimated to be higher by the oil level height estimating means. The motor rotation speed control means may be provided that decreases the number and increases the rotation speed of the electric motor accommodated in the other storage chamber so that the rotation speed of the power output shaft does not fluctuate.
また、前記第1電動機および前記第2電動機は、回転子の内径側に動力を断接するクラッチを備え、前記油面高さ推定手段は前記クラッチの動作状態に基づいて油面高さが高くなる方を推定してもよい。 The first electric motor and the second electric motor each include a clutch that connects and disconnects power to the inner diameter side of the rotor, and the oil level height estimating means increases the oil level height based on the operating state of the clutch. May be estimated.
また、前記第1電動機および第2電動機は車両に備えられ、かつ前記車両の左右輪を接続するドライブシャフトと同軸方向に並べられ、前記油面高さ推定手段は車両の旋回方向に基づいて油面高さが高くなる方を推定してもよい。 The first electric motor and the second electric motor are provided in a vehicle and arranged in a coaxial direction with a drive shaft that connects the left and right wheels of the vehicle, and the oil level height estimation means is configured based on the turning direction of the vehicle. You may estimate the one where surface height becomes high.
また、前記第1収容室および前記第2収容室は、前記潤滑油が前記第1収容室および前記第2収容室との間を流入出可能となる連通部で接続され、前記第1電動機および前記第2電動機は前記車両に備えられ、かつ前記車両の駆動力源からの動力を後輪へ伝達するプロペラシャフトと同軸方向に並べられ、前記油面高さ推定手段は走行路面の傾きに基づいて油面高さが高くなる方を推定してもよい。 Further, the first storage chamber and the second storage chamber are connected by a communication portion that allows the lubricating oil to flow into and out of the first storage chamber and the second storage chamber, and the first electric motor and The second electric motor is provided in the vehicle and is arranged in a coaxial direction with a propeller shaft that transmits power from a driving force source of the vehicle to a rear wheel, and the oil level height estimation means is based on an inclination of a traveling road surface. Thus, it may be estimated that the oil level becomes higher.
また、前記差動機構は、リングギア、キャリア、リングギアの3要素で構成される遊星歯車であってもよく、例えばリングギアに第1電動機の出力軸が接続され、前記遊星歯車機構のサンギアに第2電動機の出力軸が接続され、前記遊星歯車機構のキャリアに動力出力軸が接続されてもよい。 The differential mechanism may be a planetary gear composed of three elements of a ring gear, a carrier, and a ring gear. For example, the output shaft of the first motor is connected to the ring gear, and the sun gear of the planetary gear mechanism is connected. The output shaft of the second motor may be connected to the power output shaft, and the power output shaft may be connected to the carrier of the planetary gear mechanism.
本発明に係る車両用駆動制御装置は、油面高さが高くなる推定された方の収容室に収容されている電動機の回転数を低下させることで、電動機の回転子(ロータ)が潤滑油をかき上げる際の攪拌抵抗を小さくすることができる。 In the vehicle drive control device according to the present invention, the rotor of the motor (rotor) is lubricated by reducing the rotational speed of the motor accommodated in the estimated storage chamber in which the oil level height is increased. The stirring resistance at the time of scooping up can be made small.
また、遊星歯車機構のリングギアに接続される第1電動機を収容する第1収容室に貯留される潤滑油の油面高さと、遊星歯車機構のサンギアに接続される第2電動機を収容する第2収容室に貯留される潤滑油の油面高さと、を各々推定し、油面高さが高くなる推定された方の収容室に収容されている電動機の回転数を低下させることで、電動機の回転子(ロータ)が潤滑油をかき上げる際の攪拌抵抗を小さくすることができる。 Further, the oil level height of the lubricating oil stored in the first storage chamber that stores the first motor connected to the ring gear of the planetary gear mechanism, and the second motor that stores the second motor connected to the sun gear of the planetary gear mechanism. 2 Estimating the oil level height of the lubricating oil stored in the storage chamber, and reducing the number of revolutions of the motor stored in the estimated storage chamber where the oil level height is increased. The stirring resistance when the rotor (rotor) scoops up the lubricating oil can be reduced.
一方で、推定された油面高さが高くならない方の収容室に収容されている電動機の回転数は、出力軸(キャリア)の回転数が変動しないように上昇させることで、出力変動を抑えつつも、回転子の潤滑油かき上げによる攪拌抵抗を小さくすることができる。 On the other hand, the fluctuation of the output is suppressed by increasing the rotation speed of the motor housed in the storage chamber where the estimated oil level does not increase so that the rotation speed of the output shaft (carrier) does not fluctuate. However, it is possible to reduce the agitation resistance due to the rotor lubricating oil being pumped up.
また、潤滑油の供給を必要とする動力伝達機構(クラッチ)の動作状態や車両に加わる荷重方向に基づいて潤滑油の油面高さを推定し、これに応じて電動機の回転数を制御することもできる。電動機の回転数制御は非常に素早く実行できるため、短期間で潤滑油の油面高さが大きく上下する場合でも対応でき、より確実に回転子の潤滑油かき上げによる攪拌抵抗を小さくすることができる。 In addition, the oil level of the lubricating oil is estimated based on the operating state of the power transmission mechanism (clutch) that requires the supply of lubricating oil and the direction of the load applied to the vehicle, and the rotational speed of the motor is controlled accordingly. You can also. Since the motor speed can be controlled very quickly, it can be used even when the oil level of the lubricating oil rises and falls in a short period of time, and the stirring resistance due to the rotor lubricating oil being pulled up can be reduced more reliably. it can.
以下、本発明の一実施形態に係る車両用駆動制御装置を、図1〜図9に基づいて説明する。
[第1実施形態]
まず、図1および図2を参照して、本実施形態に係る車両用駆動制御装置の構成を説明する。図1に示すように、車両100は、エンジン1、第1電動機2、第2電動機3からなる車両用制御装置を備えている。さらに、車両用制御装置は遊星歯車機構10と、C0クラッチ20、C1クラッチ21と、B1ブレーキ23と、ダンパ31と、機械式オイルポンプ32と、電動式オイルポンプ33と、ECU50を備える。
Hereinafter, a vehicle drive control device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[First embodiment]
First, with reference to FIG. 1 and FIG. 2, the structure of the vehicle drive control apparatus which concerns on this embodiment is demonstrated. As shown in FIG. 1, the
エンジン1は、図示しない燃料噴射装置、点火装置、およびスロットルバルブを備えており、これら装置はECU50により制御されている。このように、エンジン1に備えられる各部品を制御することで、ECU50は、エンジン1が発生する動力を調整することができる。エンジン1が発生した動力はエンジン出力軸4から出力され、エンジン1が発生する動力変動等にともなう振動を抑制するダンパ30および機械式オイルポンプ31を経てC0クラッチ20へ入力される。
The
第1電動機2は、ステータ41およびロータ42を有する。ロータ42は本発明の請求項における、電動機の回転子に相当する。このロータ42はC0クラッチ20における第1電動機2側要素およびC1クラッチ21における第2電動機3側要素と同軸上に配置、接続され、それぞれと一体回転する。
The first
第2電動機3は、ステータ43およびロータ44を有する。ロータ42は本発明の請求項における、電動機の回転子に相当する。このロータ42はC0クラッチ20における第1電動機2側要素およびC1クラッチ21における第2電動機3側要素と同軸上に配置、接続され、それぞれと一体回転する。
The second electric motor 3 has a
また、第1電動機2および第2電動機3は、それぞれ電動機(モータ)としての機能と、発電機(ジェネレータ)としての機能を兼ね備えている。第1電動機2および第2電動機3は図示しないインバータを介して図示しないバッテリと接続されている。第1電動機2および第2電動機3は、バッテリから供給される電力によってロータ42(ロータ44)を駆動させ、動力に変換して出力することができるとともに、入力される動力によってロータ42(ロータ44)を駆動させ、電力に変換してバッテリへ入力する(蓄電する)こともできる。このような第1電動機2および第2電動機3は、例えば交流同期型のモータージェネレータを用いることができる。
The first
遊星歯車機構10は、シングルピニオン式であり、サンギア11、ピニオンギア12、リングギア13、キャリア14から構成される。サンギア11は第2電動機3のロータ(回転子)回転軸と同軸上に配置されている。リングギア13はサンギア11と同軸上に配置され、かつサンギア11の径方向外側に配置されている。ピニオンギア12はサンギア11とリングギア13との間に配置されており、サンギア11とリングギア13とに噛み合っている。ピニオン12はキャリア14によって回転自在に支持されている。キャリア14は第2電動機3のロータ回転軸上に回転自在に支持されている。つまり、ピニオンギア12は、キャリア14とともに第2電動機3のロータ回転軸周りに回転(公転)可能であり、かつ、キャリア14によって支持され、ピニオンギア12自身の回転軸周りに回転(自転)可能である。
The
また、キャリア14は出力軸(車両100の駆動輪)に接続されているため、遊星歯車機構10は、リングギア13から第1電動機2の動力を、サンギア11から第2電動機3の動力をそれぞれ入力し、動力の出力軸であるキャリア14へ出力することができる。なお、キャリア14は動力の出力軸に直接接続されていなくてもよく、例えば差動装置(ディファレンシャルギア)等に接続された後、動力の出力軸へ接続されてもよい。
In addition, since the
C0クラッチ20は、エンジン出力軸4上に配置され、エンジン1と第1電動機2とを断接する動力断接装置である。C0クラッチ20は、係合することでエンジン1側と第1電動機2側との相対回転を制御し、また、エンジン1と第1電動機2とを一体回転させることができる。一方で、C0クラッチ20は、開放することでエンジン1と第1電動機2とを切断し、エンジン1と第1電動機2とを互いに独立して回転させることができる。本実施形態では、C0クラッチ20は第1電動機2のロータ42よりも内径側に配置されている。
The
C1クラッチ21は、第1電動機2と遊星歯車機構10のリングギアであるリングギア13とを断接する動力切断装置である。C1クラッチ21は、係合することで第1電動機2側とリングギア13側との相対回転を制御し、また、第1電動機2とリングギア13とを一体回転させることができる。一方で、C1クラッチ21は、開放することで第1電動機2とリングギア13とを切断し、第1電動機2とリングギア13とを互いに独立して回転させることができる。言い換えると、第1電動機2の出力軸は、C1クラッチ21を介してリングギア13に接続されている。本実施形態では、C1クラッチ21は第2電動機3のロータ44よりも内径側に配置されている。
The
B1ブレーキ22は、リングギア13の回転を規制することができる。B1ブレーキ22は、リングギア13側の係合要素と、車両100側の係合要素とを係合することでリングギア13の回転を規制し、停止させることができる。一方で、B1ブレーキ22は、開放することでリングギア13を自由に回転させることができる。
The B1 brake 22 can regulate the rotation of the
また、C0クラッチ20、C1クラッチ21、およびB1ブレーキ22は、例えばドグ歯噛合い式のものとすることができるが、これに限らず摩擦係合式等であってもよい。また、C0クラッチ20、C1クラッチ21、B1ブレーキ22は、リターンスプリング等の付勢力に抗してアクチュエータの駆動力によって開放するものであっても、付勢力に抗してアクチュエータの駆動力によって係合するものであってもよい。
Further, the
また、図示しないC0クラッチ20、C1クラッチ21、およびB1ブレーキ22を駆動するアクチュエータは、電磁力によるものや油圧によるもの、その他公知のものを使用することができる。油圧式アクチュエータを使用する場合、油圧源としてエンジンの回転によって駆動される機械式オイルポンプ31や電動式オイルポンプ32により、必要とする油圧を供給することができる。
As the actuators for driving the
機械式オイルポンプ31は、エンジン出力軸4から出力される動力によって駆動され、収容室(第1収容室61および第2電動機62)の底部に貯留した潤滑油を汲み上げ、潤滑や冷却を必要とする部位へ供給することができる。
The
電動式オイルポンプ32は、図示しないバッテリから供給される電力によって駆動され、収容室(第1収容室61および第2電動機62)の底部に貯留した潤滑油を汲み上げ、潤滑や冷却を必要とする部位へ供給することができる。機械式オイルポンプと異なり、エンジン1が停止した状態であっても、バッテリからの電力供給を受けることで駆動できる。
The
ECU50は、エンジン1、第1電動機2、および第2電動機3とそれぞれ接続され、制御することができる。また、ECU50は、C0クラッチ20、C1クラッチ21およびB1ブレーキ22の開放、係合を制御することができる。この開放、係合制御を実行するために、ECU50は、油圧源としての機械式オイルポンプ31および電動式オイルポンプ32に接続され、各部に供給される油圧を制御している。
The
収容室は、第1電動機2を収容する第1収容室61および第2電動機3を収容する第2収容室62とからなり、機械式オイルポンプ31および電動式オイルポンプ32から第1電動機2、第2電動機3、遊星歯車機構10、C0クラッチ20、C1クラッチ21、およびB1ブレーキ22へ供給され、各部の潤滑あるいは冷却に使用されて流れ落ちた潤滑油をその底部に貯留する。
The storage chamber includes a
以下、本実施形態の車両用駆動制御装置において、ECU50が実行する車両用駆動制御を図3のフローチャート、図4の第1電動機2あるいは第2電動機3の模式図、および図5の共線図を用いて説明する。
Hereinafter, in the vehicle drive control apparatus of the present embodiment, the vehicle drive control executed by the
ステップS100では、第1電動機2のロータ42よりも内径側に位置しているC0クラッチ20と、第2電動機3のロータ44よりも内径側に位置しているC1クラッチ21の両方が差回転していないか否かを判定する。
In step S100, both the C0 clutch 20 located on the inner diameter side of the
C0クラッチ20あるいはC1クラッチ21が差回転していない状態とは、それぞれの係合要素が開放されている、あるいは完全に係合されている状態である。C0クラッチ20においては、C0クラッチ20のエンジン1側要素とC0クラッチ20の第1電動機2側要素の回転数が一致している状態である。C1クラッチ21においては、C1クラッチ21のエンジン1側要素(第1電動機2側要素)と、C1クラッチ21の第2電動機3側要素の回転数が一致している状態である。各要素間の差回転の有無は、C0クラッチ回転数センサ54およびC1クラッチ回転数センサ55から検出される。
The state where the C0 clutch 20 or the
このとき、潤滑油は冷却を目的として供給されることはあっても、潤滑を目的として供給されることはないため、C0クラッチ20およびC1クラッチ21には比較的少量の潤滑油が供給される。よって、図4(A)のように、駆動中でも収容室内の油面高さが大きく変動する可能性は低い。
At this time, although the lubricating oil may be supplied for the purpose of cooling but not for the purpose of lubrication, a relatively small amount of lubricating oil is supplied to the
一方で、C0クラッチ20あるいはC1クラッチ21が差回転している状態とは、それぞれの係合要素が一部係合されている状態(いわゆる半クラッチ状態)である。C0クラッチ20においては、C0クラッチ20のエンジン1側要素とC0クラッチ20の第1電動機2側要素の回転数に差がある状態である。C1クラッチ21においては、C1クラッチ21のエンジン1側要素(第1電動機2側要素)と、C1クラッチ21の第2電動機3側要素の回転数に差がある状態である。
On the other hand, the state in which the C0 clutch 20 or the
このとき、潤滑油は冷却を目的として供給されるだけでなく、潤滑も目的として供給する必要があるため、C0クラッチ20およびC1クラッチ21には比較的大量の潤滑油が供給される。よって、図4(B)のように、駆動中に収容室内の油面高さが大きく変動し、第1電動機2のロータ42あるいは第2電動機3のロータ44が潤滑油に浸る場合がある。
At this time, since the lubricating oil is not only supplied for the purpose of cooling but also needs to be supplied for the purpose of lubrication, a relatively large amount of lubricating oil is supplied to the
ステップS100において「Yes」と判定された場合、C0クラッチ20およびC1クラッチ21の両方が差回転していない。よって、収容室内の油面高さが大きく変動する可能性は低いと判断できる。この場合、本フローチャートを終了する。
When it is determined as “Yes” in step S100, both the
ステップS100において「No」と判定された場合、C0クラッチ20およびC1クラッチ21の両方、あるいは何れか一方が差回転している。よって、収容室内の油面高さが大きく変動し、第1電動機2のロータ42あるいは第2電動機3のロータ44が潤滑油に浸る可能性がある。この場合、ステップS200へ進む。ステップS200では、C0クラッチ20が差回転していないか否かを判定する。
If it is determined “No” in step S100, both or either of the
ステップS200で「Yes」(C0クラッチ20は差回転していない)と判定された場合、C1クラッチ21のみが差回転しているということになるので、C1クラッチ21が収容されている第2収容室62内の油面高さが大きく変動し、第2電動機3のロータ44が潤滑油に浸る可能性が高い。この場合、ステップS210へ進み、第2収容室62に収容されている第2電動機3の回転数を低下させるとともに、第1電動機2の回転数は、図5(イ)に示すように、出力軸に接続されるキャリア14の回転数変動を抑えるように上昇させる。
When it is determined as “Yes” in step S200 (the
より具体的には、第2電動機3が接続されるサンギア11のギア歯数と第1電動機2が接続されるリングギア13のギア歯数の比が第2電動機3の回転数と第1電動機2の回転数と等しくなるから、サンギア11のギア歯数とリングギア13のギア歯数が1:ρであるなら、第2電動機3の回転数の低下分にρを掛けた値だけ、第1電動機3の回転数を上昇させればよい。
More specifically, the ratio of the number of gear teeth of the
ステップS200で「No」(C0クラッチ20は差回転している)と判定された場合、ステップS300へ進み、C1クラッチ21が差回転していないか否かを判定する。
If it is determined as “No” in step S200 (the
ステップS300で「Yes」(C1クラッチ21は差回転していない)と判定された場合、C0クラッチ20のみが差回転しているということになるので、C0クラッチ20(および第1電動機2)が収容されている第1収容室61内の油面高さが大きく変動し、第1電動機2のロータ42が潤滑油に浸る可能性が高い。よって、ステップS310へ進み、第1収容室61に収容されている第1電動機2の回転数を低下させるとともに、第2電動機3の回転数は、図5(ロ)に示すように、出力軸に接続されるキャリア14の回転数変動を抑えるように上昇させる。
If “Yes” is determined in step S300 (the
より具体的には、第2電動機3が接続されるサンギア11のギア歯数と第1電動機2が接続されるリングギア13のギア歯数の比が第2電動機3の回転数と第1電動機2の回転数と等しくなるから、サンギア11のギア歯数とリングギア13のギア歯数が1:ρであるなら、第1電動機2の回転数の低下分に1/ρを掛けた値だけ、第2電動機3の回転数を上昇させればよい。
More specifically, the ratio of the number of gear teeth of the
ステップS300で「No」(C1クラッチ21は差回転している)と判定された場合、ステップS400へ進む。ステップS200およびステップS300において「No」と判定された場合、C0クラッチ20およびC1クラッチ21の両方が差回転しているということなる。この場合は、C0クラッチ20の機械損失とC1クラッチ21の機械損失を比較し、より機械損失が大きいクラッチをロータの内径側に備える電動機の回転数を低下させる。
If it is determined “No” in step S300 (the
これは、機械損失が大きいクラッチの方が潤滑により多くの潤滑油を必要とする(より多くの潤滑油が供給される)ため、機械損失が大きいクラッチを収容する収容室内の油面高さが大きく変動し、機械損失が大きいクラッチを内径側に備えるロータが潤滑油に浸る可能性が高い、と考えられるからである。一方で、より機械損失が小さいクラッチをロータの内径側に備える電動機の回転数は、出力軸に接続されるキャリア14の回転数変動を抑えるように上昇させる。
This is because a clutch having a large mechanical loss requires more lubricating oil for lubrication (more lubricating oil is supplied), so that the oil level in the accommodating chamber that accommodates the clutch having a large mechanical loss is small. This is because it is considered that there is a high possibility that a rotor having a clutch that greatly fluctuates and has a large mechanical loss on the inner diameter side is immersed in the lubricating oil. On the other hand, the rotational speed of an electric motor provided with a clutch having a smaller mechanical loss on the inner diameter side of the rotor is increased so as to suppress fluctuations in the rotational speed of the
以上説明した本実施形態によれば次の効果を奏することができる。差回転しているクラッチを収容する収容室内では潤滑油量が大きく変動し、多くの潤滑油が貯留し易い。よって、収容室内の油面高さが上昇し、ロータが潤滑油に浸る可能性が高いため、差回転しているクラッチをロータの内径側に備える電動機において潤滑油の引き摺り損失が生じ易いが、本実施形態では、差回転しているクラッチをロータの内径側に備える電動機の回転数を低下させることで、潤滑油の引き摺り損失が生じた場合でも、その損失を抑えることができる。 According to this embodiment described above, the following effects can be obtained. The amount of lubricating oil greatly fluctuates in the accommodating chamber for accommodating the differentially rotating clutch, and a large amount of lubricating oil is easily stored. Therefore, since the oil level in the storage chamber rises and the rotor is highly likely to be immersed in the lubricating oil, a drag loss of the lubricating oil is likely to occur in an electric motor equipped with a differentially rotating clutch on the inner diameter side of the rotor. In this embodiment, by reducing the rotational speed of the electric motor provided with the differentially rotating clutch on the inner diameter side of the rotor, the loss can be suppressed even when the drag loss of the lubricating oil occurs.
一方で、差回転していないクラッチを収容する収容室内では潤滑油量は大きく変動しないため、ロータが潤滑油に浸る可能性は低い。よって、差回転していないクラッチをロータの内径側に備える電動機においては潤滑油の引き摺り損失が生じ難いため、本実施形態では差回転していないクラッチをロータの内径側に備える電動機の回転数を上昇させる。このとき、キャリア14の回転数変動を抑えるように差回転していないクラッチをロータの内径側に備える電動機の回転数を上昇させるため、潤滑油の引き摺り損失を抑えつつも、出力変動を抑えることができる。
On the other hand, since the amount of lubricating oil does not fluctuate greatly in the accommodating chamber for accommodating the clutch that is not differentially rotated, the possibility that the rotor is immersed in the lubricating oil is low. Therefore, in an electric motor provided with a clutch that is not differentially rotated on the inner diameter side of the rotor, it is difficult for dragging of lubricating oil to occur.In this embodiment, the number of rotations of the electric motor provided with a clutch that is not differentially rotated on the inner diameter side of the rotor is reduced. Raise. At this time, in order to increase the rotation speed of the electric motor provided with a clutch that is not differentially rotated on the inner diameter side of the rotor so as to suppress the rotation speed fluctuation of the
なお、第1電動機2および第2電動機3の回転数を変更する場合、上記のように一方の電動機の回転数の変更に応じて、もう一方の電動機の回転数を同時に変更するだけでなく、一方の電動機の回転数の変更が完了してからもう一方の電動機の回転数を変更してもよい。この場合、一方の電動機の回転数の変更が完了してからもう一方の電動機の回転数の変更が完了するまでの間一時的に動力の出力軸回転数が変動するが、電動機の回転数の変更は1つずつ行えばよいため、制御が簡略化できる。
In addition, when changing the rotation speed of the 1st
また、第1収容室61および第2収容室62がそれぞれオイルレベルセンサ51および52を備えている場合、ECU50はステップS100のあとにステップS110を追加した図6のフローチャートを実行することもできる。
Further, when the
オイルレベルセンサ51は、第1収容室61に、オイルレベルセンサ52は第2収容室62にそれぞれ備えられ、各収容室内に貯留している潤滑油の油面高さを推定し、油面高さに応じた信号をECU50へ出力することができる。
The
このオイルレベルセンサ51およびオイルレベルセンサ52を備え、ECU50が図6のフローチャートを実行する場合、ステップS100で「Yes」と判定された場合は、新たに追加されたステップS110へ進む。
When the
ステップS110では、オイルレベルセンサ51およびオイルレベルセンサ52の信号出力から、第1収容室61内の油面高さおよび第2収容室62内の油面高さを推定し、ステップS120へ進む。
In step S110, the oil level height in the
ステップS120では、ステップS110で推定された第1収容室61内の油面高さおよび第2収容室62内の油面高さを比較し、油面高さがより高い方の収容室に収容されている電動機の回転数を低下させる。一方、油面高さがより低い方の収容室に収容されている電動機の回転数は、キャリア14の回転数変動を抑えるように上昇させる。
In step S120, the oil level height in the
このように、オイルレベルセンサ51およびオイルレベルセンサ52を備え、ECU50が図6のフローチャートを実行する場合、C0クラッチ20およびC1クラッチ21の差回転にともなう潤滑油供給量の増加以外の要因で収容室内に貯留する潤滑油が増加した場合でも、第1収容室61内の油面高さと第2収容室62内の油面高さとを比較することができる。
As described above, when the
また、油面高さの閾値を設け、油面高さがこの閾値を越えるまではECU50は図5あるいは図6のフローチャートを実行しない構成にしてもよい。閾値は、電動機のロータがある程度潤滑油に浸っていても潤滑油の引き摺り損失が十分小さく、電動機の回転数を維持させてもよいような油面高さの値を予め計算や試験により求めておき、このような油面高さの値を閾値として用いればよい。油面高さがこの閾値を越えるまでは、電動機のロータを潤滑油に浸し、潤滑油を積極的にかき上げさせることで、機械式オイルポンプ31および電動式オイルポンプ32からの供給量に加え、ロータによるかき上げ分を加えた量の潤滑油を電動機のロータに供給することができる。これにより、潤滑油による潤滑、冷却効果をより高めることもできる。
Further, a threshold value for the oil level may be provided, and the
なお、遊星歯車機構10の各回転要素への接続は、第1電動機2あるいは第2電動機3の回転数を上下させても動力の出力軸回転数が変動しないように制御することができるように接続されていればよく、本実施形態(第1実施形態)に示すものに限らない。
The connection of the
例えば図7のスケルトン図に示すように、遊星歯車機構10のサンギア11に動力の出力軸を、キャリア14に第1電動機2を、リングギア13に第2電動機3を接続してもよい。この場合、図8の共線図に示すように、第1電動機2が正方向に回転し、第2電動機3が負方向に回転するような運転領域であれば、油面高さが高くなる方の収容室に収容されている電動機の回転数を上昇させ、もう一方の電動機の回転数を低下させることで、動力の出力軸に接続されるサンギア11の回転数を維持することができる。
For example, as shown in the skeleton diagram of FIG. 7, the power output shaft may be connected to the
第1収容室61内の油面高さが高くなる場合、図8(a)のように、第1電動機2の回転数を低下させつつ、第2電動機3の回転数を上昇させればよく、第2収容室62内の油面高さが高くなる場合、図8(b)のように、第2電動機3の回転数を低下させつつ、第1電動機2の回転数を上昇させればよい。
When the oil level in the
図7および図8に示す上記変形例の場合、サンギア11の回転数を維持したまま、キャリア14とリングギア13を互いに逆方向に回転させることができればよく、キャリア14に第2電動機3を、リングギア13に第2電動機3を接続(図7の構成において、第1電動機2と第2電動機3の接続を入れ替えて接続)することもできる。
In the case of the modification shown in FIGS. 7 and 8, it is only necessary that the
あるいは、図9のスケルトン図に示すように、遊星歯車機構10のサンギア11に第1電動機2を、キャリア14に第2電動機3を、リングギア13に第動力の出力軸を接続してもよい。この場合、図10の共線図に示すように、第1電動機2が負方向に回転し、第2電動機3が正方向に回転するような運転領域であれば、油面高さが高くなる方の収容室に収容されている電動機の回転数を上昇させ、もう一方の電動機の回転数を低下させることで、動力の出力軸に接続されるリングギア13の回転数を維持することができる。
Alternatively, as shown in the skeleton diagram of FIG. 9, the
第1収容室61内の油面高さが高くなる場合、図10(c)のように、第1電動機2の回転数を低下させつつ、第2電動機3の回転数を上昇させればよく、第2収容室62内の油面高さが高くなる場合、図10(d)のように、第2電動機3の回転数を低下させつつ、第1電動機2の回転数を上昇させればよい。
When the oil level in the
図9および図10に示す上記変形例の場合、リングギア13の回転数を維持したまま、サンギア11とキャリア14を互いに逆方向に回転させることができればよく、サンギア11に第1電動機2を、キャリア14に第2電動機3を接続(図9の構成において、第1電動機2と第2電動機3の接続を入れ替えて接続)することもできる。これらの変形例は、以下に説明する第2実施形態および第3実施形態においても同様に適用することができる。
[第2実施形態]
本実施形態は図11を用いて説明する。本実施形態では、第1実施形態の構成に加え、更に車両100がGセンサ53を備える。また、第1電動機2および第2電動機3は、図11に示すように車両100の左右輪71および72を接続するドライブシャフト73と同軸方向に並べられている。例えば、FF駆動方式の車両がこのような配置に該等する。
In the case of the above modification shown in FIG. 9 and FIG. 10, it is only necessary that the
[Second Embodiment]
This embodiment will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the
Gセンサ53は、車両100の傾きを検出し、傾きに対応した信号をECU50へ出力することができる。車両100の傾きとは、例えば車両100の左右旋回時に加わる水平方向荷重によって車両100に生じる傾きや、車両100が登坂路走行時に加わる垂直方向荷重によって車両100に生じる傾きのことをいう。
The
車両100が左右方向に旋回したとき、第1電動機2および第2電動機3には車両水平方向の荷重(図11中の「G」)が加わり、収容室内の潤滑油にも同様の荷重が加わる。この荷重はいわゆる遠心力であって、旋回中心より遠いほど大きくなるため、第1収容室61および第2収容室62のうち、より旋回中心から遠い位置にある収容室内の潤滑油の油面高さが高くなる。より具体的には、図11(C)のように車両100が左方向に旋回する場合はより右側に位置する収容室内の油面高さが高くなる。一方、図11(D)のように車両100が右方向に旋回する場合はより左側に位置する収容室内の油面高さが高くなる。
When the
このようにして、車両100の旋回方向に基づいて第1収容室61および第2収容室62のうち、どちらの収容室内の油面高さが高くなるかを推定することができるので、油面高さが高くなると推定された方の収容室に収容されている電動機の回転数を低下させ、他方の電動機の回転数をキャリア14の回転数変動を抑えるように上昇させれば、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
[第3実施形態]
本実施形態を図12および図13を用いて説明する。第2実施形態の構成に加え、更に第1収容室61と第2収容室62との間で潤滑油が出入可能な連通部63を備える。また、第1電動機2および第2電動機3は、図13に示すように車両100のエンジン1の動力を後輪74へ伝達するプロペラシャフト75と同軸方向に並べられている。例えば、FR駆動方式の車両がこのような配置に該当する。本実施形態では、Gセンサ53が出力する信号のうち、車両100が登坂路走行時に加わる垂直方向荷重に対応した信号を用いる。
In this way, it is possible to estimate which of the
[Third embodiment]
This embodiment will be described with reference to FIGS. In addition to the configuration of the second embodiment, a
車両100が登坂路を走行したとき、第1電動機2および第2電動機3には車両垂直方向の荷重(図13中の「G」)が加わり、収容室内の潤滑油にも同様の荷重が加わる。この荷重はいわゆる重力加速度であって、第1収容室61および第2収容室62の両方に車両垂直方向の荷重が加わる。このとき、第1実施形態および第2実施形態のように連通部63を備えていなければ、第1収容室61内および第2収容室62内の潤滑油の油面高さは同じように変動するが、本実施形態では連通部63を通じて潤滑油が出入するため、より鉛直下方に位置する収容室内の油面高さが高くなる。より具体的には、図13(E)のように車両100が登坂する場合はより鉛直上方に位置する収容室内の油面高さが高くなる。一方、図13(F)のように車両100が降坂する場合はより鉛直下方に位置する収容室内の油面高さが高くなる。
When the
このようにして、車両100の登坂状態に基づいて第1収容室61および第2収容室62のうち、どちらの収容室内の油面高さが高くなるかを推定することができるので、油面高さが高くなると推定された方の収容室に収容されている電動機の回転数を低下させ、他方の電動機の回転数をキャリア14の回転数変動を抑えるように上昇させれば、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
In this way, it is possible to estimate which of the
なお、車両100の傾きの検出方法は、第2実施形態および第3実施形態のようにGセンサによって検出する方法に限らず、例えば車両100の加速度や、ドライバによる図示しないステアリングの操作量に基づいて検出する方法でもよい。この場合、Gセンサを新たに追加することなく、車両100の既存の構成要素から車両100の傾きを検出できるので、本実施形態に係る車両用駆動制御装置をより安価に構成することができる。
Note that the method of detecting the tilt of the
1…エンジン、2…第1電動機、3…第2電動機、エンジン出力軸…4、第1電動機出力軸…5、第2電動機出力軸…6、10…遊星歯車機構、11…サンギア、12…プラネタリギア、13…リングギア、14…キャリア、20…C0クラッチ、21…C1クラッチ、23…B1ブレーキ、30…ダンパ、31…機械式オイルポンプ、32…電動式オイルポンプ、41…ステータ、42…ロータ、43…ステータ、44…ロータ、50…ECU、51…オイルレベルセンサ、52…オイルレベルセンサ、53…Gセンサ
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記第1電動機を収容し潤滑油が貯留される第1収容室と、
前記第2電動機を収容し潤滑油が貯留される第2収容室と
を備え、
貯留された潤滑油の油面高さが高くなる収容室に収容されている電動機の回転数を低下させるとともに、他方の収容室に収容されている電動機の回転数を前記動力出力軸の回転数が変動しないように上昇させる電動機回転数制御手段を備える
ことを特徴とする駆動装置。 In the drive device in which the first motor and the second motor are respectively connected to two elements of the differential mechanism having three elements, and the power output shaft is connected to the remaining one element,
A first storage chamber for storing the first electric motor and storing lubricating oil;
A second storage chamber for storing the second electric motor and storing lubricating oil,
The rotational speed of the electric motor housed in the other storage chamber is reduced while the rotational speed of the motor housed in the storage chamber where the oil level height of the stored lubricating oil is increased is increased. An electric motor rotational speed control means for raising the motor so as not to fluctuate.
前記油面高さ推定手段によって油面高さが高くなると推定された収容室内に収容されている電動機の回転数を低下させるとともに、他方の収容室に収容されている電動機の回転数を前記動力出力軸の回転数が変動しないように上昇させる電動機回転数制御手段を備える
ことを特徴とする請求項1に記載の駆動装置。 Of the oil level height of the lubricating oil stored in the first storage chamber containing the first electric motor and the oil level height of the lubricating oil stored in the second storage chamber containing the second electric motor, the oil level height Oil level height estimation means that can estimate the higher the height,
The rotational speed of the motor housed in the storage chamber estimated to be increased by the oil level height estimation means is reduced, and the rotational speed of the motor housed in the other storage chamber is reduced. The drive apparatus according to claim 1, further comprising an electric motor rotation speed control unit that increases the rotation speed of the output shaft so as not to fluctuate.
ことを特徴とする請求項2に記載の駆動装置。 The first electric motor and the second electric motor each include a clutch that connects and disconnects power to an inner diameter side of a rotor, and the oil level height estimating means is configured to increase the oil level height based on an operating state of the clutch. The drive device according to claim 2, wherein the drive device is estimated.
前記油面高さ推定手段は車両の旋回方向に基づいて油面高さが高くなる方を推定する
ことを特徴とする請求項2または3に記載の駆動装置。 The first electric motor and the second electric motor are provided in a vehicle, and are arranged coaxially with a drive shaft that connects the left and right wheels of the vehicle,
The drive device according to claim 2 or 3, wherein the oil level height estimating means estimates a direction in which the oil level becomes higher based on a turning direction of the vehicle.
前記第1電動機および前記第2電動機は前記車両に備えられ、かつ前記車両の駆動力源からの動力を後輪へ伝達するプロペラシャフトと同軸方向に並べられ、
前記油面高さ推定手段は走行路面の傾きに基づいて油面高さが高くなる方を推定する
ことを特徴とする請求項2または3に記載の駆動装置。 The first storage chamber and the second storage chamber are connected by a communication portion that allows the lubricating oil to flow in and out between the first storage chamber and the second storage chamber,
The first electric motor and the second electric motor are provided in the vehicle, and are arranged coaxially with a propeller shaft that transmits power from a driving force source of the vehicle to a rear wheel,
4. The driving device according to claim 2, wherein the oil level height estimating unit estimates a direction in which the oil level becomes higher based on an inclination of a traveling road surface. 5.
ことを特徴とする請求項1〜5に記載の駆動装置。 The driving apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the differential mechanism is a planetary gear configured by three elements of a ring gear, a carrier, and a ring gear.
ことを特徴とする請求項6に記載の駆動装置。 The output shaft of the first motor is connected to the ring gear of the planetary gear mechanism, the output shaft of the second motor is connected to the sun gear of the planetary gear mechanism, and the power output shaft is connected to the carrier of the planetary gear mechanism. The drive device according to claim 6, wherein the drive device is characterized.
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