JP2023168160A - 車両用駆動装置 - Google Patents

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Toshiaki Tamachi
弘一 奥田
Koichi Okuda
陽平 葉畑
Yohei Hahata
淳 田端
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Abstract

【課題】二輪駆動と四輪駆動とに切替可能に構成される車両用駆動装置において、二輪駆動又は四輪駆動への切替中に発生するショックを抑制できる車両用駆動装置を提供する。【解決手段】「BEV(FF)ロー」モードから「BEV_LSD」モード又は「BEV_Lock」モードに切り替えるに当たり、TF用クラッチCF1を係合し且つTF用ブレーキBF1を解放した後、切替用クラッチCD1を係合又はスリップ制御するように構成されているため、差動装置64の減速状態から直結状態への切替と、二輪駆動から四輪駆動への切替とが同時に生じるのを防止でき、これらの切替が同時に生じることによるショックを抑制することができる。【選択図】図1

Description

本発明は、二輪駆動と四輪駆動とに切替可能に構成される車両用駆動装置に関する。
動力源と、前輪及び後輪の一方の車輪に動力を出力する第1出力軸と、前記前輪及び後輪の他方の車輪に動力を出力する第2出力軸と、前記動力源が接続される第1回転要素、前記第1出力軸及び前記第2出力軸の一方の出力軸が接続される第2回転要素、及び第3回転要素を有する差動装置と、前記第3回転要素と前記第1出力軸及び前記第2出力軸の他方の出力軸を選択的に係合する第1係合装置と、前記第1回転要素、前記第2回転要素、及び前記第3回転要素の何れか2つを選択的に係合する第2係合装置と、前記第3回転要素を固定部材に選択的に係合する第3係合装置と、を備えた車両用駆動装置が提案されている。特許文献1に記載の車両用駆動装置がそれである。
特開2021-131153号公報
特許文献1の車両用駆動装置では、動力源からの動力によって車両を駆動する駆動モードとして、第1係合装置を解放すると共に、第2係合装置を解放し且つ第3係合装置を係合して、差動装置を減速状態とした二輪駆動の第1駆動モードと、第1係合装置を係合又はスリップ制御すると共に、第2係合装置を係合し且つ第3係合装置を解放して、差動装置を直結状態とした四輪駆動の第2駆動モードと、を設定することが可能になる。
ところで、上記第1駆動モードと上記第2駆動モードとの間で駆動モードを切り替えるに当たり、差動装置の直結状態又は減速状態への切替と、四輪駆動又は二輪駆動への切替とが同時に生じると、ショックが発生し、ドライバビリティの悪化に繋がるという問題があった。
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、二輪駆動と四輪駆動とに切替可能に構成される車両用駆動装置において、二輪駆動又は四輪駆動への切替中に発生するショックを抑制できる車両用駆動装置を提供することにある。
第1発明の要旨とするところは、(a)動力源と、前輪及び後輪の一方の車輪に動力を伝達する第1出力軸と、前記前輪及び後輪の他方の車輪に動力を伝達する第2出力軸と、前記動力源が接続される第1回転要素、前記第1出力軸及び前記第2出力軸の一方の出力軸が接続される第2回転要素、及び第3回転要素を有する差動装置と、前記第3回転要素と前記第1出力軸及び前記第2出力軸の他方の出力軸とを選択的に係合する第1係合装置と、前記第1回転要素、前記第2回転要素、及び前記第3回転要素の何れか2つを選択的に係合する第2係合装置と、前記第3回転要素を固定部材に選択的に係合する第3係合装置と、制御装置、とを備えた車両用駆動装置であって、(b)前記制御装置は、前記動力源からの動力によって車両を駆動する駆動モードとして、前記第1係合装置を解放すると共に、前記第2係合装置を解放し且つ前記第3係合装置を係合して、前記差動装置を減速状態とした二輪駆動の第1駆動モードと、前記第1係合装置を係合又はスリップ制御すると共に、前記第2係合装置を係合し且つ前記第3係合装置を解放して、前記差動装置を直結状態とした四輪駆動の第2駆動モードと、を設定できると共に、(c)前記駆動モードを前記第1駆動モードから前記第2駆動モードに切り替えるに当たっては、前記第2係合装置を係合し且つ前記第3係合装置を解放した後、前記第1係合装置を係合又はスリップ制御するように構成されていることを特徴とする。
第2発明の要旨とするところは、(a)動力源と、前輪及び後輪の一方の車輪に動力を伝達する第1出力軸と、前記前輪及び後輪の他方の車輪に動力を伝達する第2出力軸と、前記動力源が接続される第1回転要素、前記第1出力軸及び前記第2出力軸の一方の出力軸が接続される第2回転要素、及び第3回転要素を有する差動装置と、前記第3回転要素と前記第1出力軸及び前記第2出力軸の他方の出力軸とを選択的に係合する第1係合装置と、前記第1回転要素、前記第2回転要素、及び前記第3回転要素の何れか2つを選択的に係合する第2係合装置と、前記第3回転要素を固定部材に選択的に係合する第3係合装置と、制御装置、とを備えた車両用駆動装置であって、(b)前記制御装置は、前記動力源からの動力によって車両を駆動する駆動モードとして、前記第1係合装置を解放すると共に、前記第2係合装置を解放し且つ前記第3係合装置を係合して、前記差動装置を減速状態とした二輪駆動の第1駆動モードと、前記第1係合装置を係合又はスリップ制御すると共に、前記第2係合装置を係合し且つ前記第3係合装置を解放して、前記差動装置を直結状態とした四輪駆動の第2駆動モードと、を設定できると共に、(c)前記駆動モードを前記第2駆動モードから前記第1駆動モードに切り替えるに当たっては、前記第1係合装置を解放した後、前記第2係合装置を解放し且つ前記第3係合装置を係合するように構成されていることを特徴とする。
第1発明によれば、第1駆動モードから第2駆動モードに切り替えるに当たり、第2係合装置を係合し且つ第3係合装置を解放した後、第1係合装置を係合又はスリップ制御するように構成されているため、差動装置の減速状態から直結状態への切替と、二輪駆動から四輪駆動への切替とが同時に生じるのを防止でき、これらの切替が同時に生じることによるショックを抑制することができる。
第2発明によれば、第2駆動モードから第1駆動モードに切り替えるに当たり、第1係合装置を解放した後、第2係合装置を解放し且つ第3係合装置を係合するように構成されているため、差動装置の直結状態から減速状態への切替と、四輪駆動から二輪駆動への切替とが同時に生じるのを抑制でき、これらの切替が同時に生じることによるショックを抑制することができる。
本発明が適用される車両用駆動装置の概略構成を説明する図であると共に、車両用駆動装置における各種制御の為の制御機能及び制御系統の要部を説明する図である。 図1のハイブリッド用トランスミッションの概略構成を説明する図である。 図2の自動変速機の変速作動とそれに用いられる係合装置の作動の組み合わせとの関係を説明する作動係合表である。 図1のトランスファの概略構成を説明する図である。 図4のトランスファにおける各回転要素の回転速度の相対的関係を表す共線図である。 図4のトランスファにおいて成立させられる各モードとトランスファにおける各係合装置の制御状態との関係を説明する作動係合表である。 自動変速機の変速制御に用いるATギヤ段変速マップと、駆動モードの切替制御に用いる駆動モード切替マップとの一例を示す図であって、それぞれの関係を示す図でもある。 エンジンのエンジン動作点が回転機のトルクに応じて変更できることを説明する図である。 電子制御装置の制御作動の要部を説明する為のフローチャートであり、「BEV(FF)ロー」モードから「BEV_LSD」モード又は「BEV_Lock」モードに切り替えられるときの制御作動を説明する為のフローチャートである。 本発明の他の実施例に対応する、電子制御装置の制御作動の要部を説明する為の他のフローチャートであり、「BEV_LSD」モード又は「BEV_Lock」モードから「BEV(FF)ロー」モードへ切り替えられるときの制御作動を説明するためのフローチャートである。 本発明の他の実施例に対応するトランスファの概略構成を説明する図である。 図11のトランスファにおける各回転要素の回転速度の相対的関係を表す共線図である。 図11のトランスファにおいて成立させられる各モードと、トランスファにおける各係合装置の制御状態との関係を説明する作動係合表である。 本発明のさらに他の実施例に対応するトランスファの概略構成を説明する図である。 図14のトランスファにおける各回転要素の回転速度の相対的関係を表す共線図である。 図14のトランスファにおいて成立させられる各モードとトランスファにおける各係合装置の制御状態との関係を説明する作動係合表である。 本発明のさらに他の実施例に対応するトランスファの概略構成を説明する図である。 図17のトランスファにおける各回転要素の回転速度の相対的関係を表す共線図である。 図17のトランスファにおいて成立させられる各モードとトランスファにおける各係合装置の制御状態との関係を説明する作動係合表である。
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比及び形状等は必ずしも正確に描かれていない。
図1は、本発明が適用される、車両8が備える車両用駆動装置10の概略構成を説明する図であると共に、車両用駆動装置10における各種制御の為の制御機能及び制御系統の要部を説明する図である。図1において、車両用駆動装置10は、動力源として機能する、エンジン12(図中の「ENG」参照)、TM用回転機MGM、及びTF用回転機MGFを備えている。車両8は、ハイブリッド車両である。又、車両用駆動装置10は、左右一対の前輪14と、左右一対の後輪16と、動力伝達装置18と、を備えている。動力伝達装置18は、エンジン12等からの動力を前輪14及び後輪16へそれぞれ伝達する車両用動力伝達装置である。エンジン12、TM用回転機MGM、及びTF用回転機MGFについては、特に区別しない場合は単に動力源PUという。特に、後述するトルクコンバータ48や自動変速機50へ動力を出力する、エンジン12及びTM用回転機MGMは、第1動力源PU1である。又、後述するトランスファ28に備えられたTF用回転機MGFは、第1動力源PU1に替えて或いは加えて動力源として用いられる第2動力源PU2である。尚、後輪16が本発明の一方の車輪に対応し、前輪14が本発明の他方の車輪に対応し、TF用回転機が本発明の動力源に対応している。
車両8は、車両用駆動装置10によって後輪16へ伝達されるトルクの一部を前輪14に分配することが可能な全輪駆動車両である。車両用駆動装置10は、一方の車輪としての後輪16のみにトルクを伝達する後輪駆動に加え、他方の車輪としての前輪14のみにトルクを伝達する前輪駆動も可能である。車両8は、前輪14と後輪16とを各々二輪備え、車輪を四輪備えた車両であるので、四輪駆動車両でもある。本実施例では、全輪駆動(=AWD)と四輪駆動(=4WD)とは同意である。又、後輪駆動と前輪駆動とは、各々、二輪駆動(=2WD)である。
エンジン12は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の公知の内燃機関である。エンジン12は、後述する電子制御装置130によって、車両用駆動装置10に備えられたスロットルアクチュエータや燃料噴射装置や点火装置等を含むエンジン制御装置20が制御されることによりエンジン12の出力トルクであるエンジントルクTeが制御される。
TM用回転機MGM及びTF用回転機MGFは、各々、電力から機械的な動力を発生させる発動機としての機能及び機械的な動力から電力を発生させる発電機としての機能を有する回転電気機械であって、所謂モータジェネレータである。TM用回転機MGM及びTF用回転機MGFは、各々、車両用駆動装置10に備えられたインバータ22を介して、車両用駆動装置10に備えられたバッテリ24に接続されている。TM用回転機MGM及びTF用回転機MGFは、各々、後述する電子制御装置130によってインバータ22が制御されることにより、TM用回転機MGMの出力トルクであるMGMトルクTmgm及びTF用回転機MGFの出力トルクであるMGFトルクTmgfが制御される。バッテリ24は、TM用回転機MGM及びTF用回転機MGFの各々に対して電力を授受する蓄電装置である。前記電力は、特に区別しない場合には電気エネルギーも同意である。前記動力は、特に区別しない場合には駆動力、トルク、及び力も同意である。尚、TF用回転機MGFが、本発明の動力源に対応する。
動力伝達装置18は、ハイブリッド用トランスミッション26(図中の「HEV用T/M」参照)と、トランスファ28(図中の「T/F」参照)と、フロントプロペラシャフト30と、リヤプロペラシャフト32と、フロントディファレンシャル34(図中の「FDiff」参照)と、リヤディファレンシャル36(図中の「RDiff」参照)と、左右一対のフロントドライブシャフト38と、左右一対のリヤドライブシャフト40と、を備えている。動力伝達装置18において、ハイブリッド用トランスミッション26を介して伝達された第1動力源PU1からの動力が、トランスファ28から、リヤプロペラシャフト32、リヤディファレンシャル36、リヤドライブシャフト40等を順次介して後輪16へ伝達される。又、動力伝達装置18において、トランスファ28に伝達された第1動力源PU1からのトルクの一部が前輪14側へ分配されると、その分配されたトルクが、フロントプロペラシャフト30、フロントディファレンシャル34、フロントドライブシャフト38等を順次介して前輪14へ伝達される。
ハイブリッド用トランスミッション26は、固定部材(非回転部材)であるトランスミッションケース42を備えている。トランスファ28は、トランスミッションケース42に連結された固定部材(非回転部材)であるトランスファケース44を備えている。TM用回転機MGMは、トランスミッションケース42内に設けられている。TF用回転機MGFは、トランスファケース44内に設けられている。
図2は、ハイブリッド用トランスミッション26の概略構成を説明する図である。図2において、ハイブリッド用トランスミッション26は、トランスミッションケース42内において共通の回転軸線CL1上に配設された、回転機連結軸46、トルクコンバータ48、及び自動変速機50などを備えている。トルクコンバータ48及び自動変速機50は、回転軸線CL1に対して略対称的に構成されており、図2では回転軸線CL1に対して下半分が省略されている。回転軸線CL1は、エンジン12のクランク軸、そのクランク軸に連結された回転機連結軸46、自動変速機50の入力回転部材である変速機入力軸52、自動変速機50の出力回転部材である変速機出力軸54などの軸心である。
回転機連結軸46は、エンジン12とトルクコンバータ48とを連結する回転軸である。TM用回転機MGMは、回転機連結軸46に動力伝達可能に接続されている。トルクコンバータ48は、回転機連結軸46と連結されたポンプ翼車48a、及び変速機入力軸52に連結されたタービン翼車48bを備えて構成される流体伝動装置である。ポンプ翼車48aは、回転機連結軸46を介してTM用回転機MGMに接続されている。ポンプ翼車48aは、エンジン12の動力が入力されるトルクコンバータ48の入力側回転要素であり、タービン翼車48bは、ポンプ翼車48aに入力された動力を流体を介して出力する、トルクコンバータ48の出力側回転要素である。回転機連結軸46は、トルクコンバータ48の入力回転部材でもある。変速機入力軸52は、タービン翼車48bによって回転駆動されるタービン軸と一体的に形成されたトルクコンバータ48の出力回転部材でもある。トルクコンバータ48は、第1動力源PU1からの動力を、流体を介して変速機入力軸52へ伝達する流体伝動装置である。トルクコンバータ48は、ポンプ翼車48aとタービン翼車48bとを選択的に直結するロックアップクラッチLUを備えている。
自動変速機50は、トルクコンバータ48とトランスファ28との間の動力伝達経路に介在させられている。変速機出力軸54は、トランスファ28と連結されている。自動変速機50は、第1動力源PU1からの動力をトランスファ28へ伝達する機械式伝動装置である。このように、トルクコンバータ48及び自動変速機50は、各々、第1動力源PU1からの動力をトランスファ28へ伝達する。
自動変速機50は、例えば第1遊星歯車装置56及び第2遊星歯車装置58の複数組の遊星歯車装置と、ワンウェイクラッチF1を含む、クラッチC1、クラッチC2、ブレーキB1、ブレーキB2の複数の係合装置と、を備えている、公知の遊星歯車式の自動変速機である。以下、クラッチC1、クラッチC2、ブレーキB1、及びブレーキB2については、特に区別しない場合は単に係合装置CBという。
係合装置CBは、油圧アクチュエータにより押圧される多板式或いは単板式のクラッチやブレーキ、油圧アクチュエータによって引き締められるバンドブレーキなどにより構成される、公知の油圧式の摩擦係合装置である。係合装置CBは、各々、車両用駆動装置10に備えられた油圧制御回路60(図1参照)から供給される調圧された係合装置CBの各油圧であるCB油圧PRcbによりそれぞれのトルク容量であるCBトルクTcbが変化させられることで、係合状態や解放状態などの作動状態つまり制御状態が切り替えられる。油圧制御回路60は、後述する電子制御装置130により制御される。
自動変速機50は、第1遊星歯車装置56及び第2遊星歯車装置58の各回転要素が、直接的に或いは係合装置CBやワンウェイクラッチF1を介して間接的に互いに連結されたり、直接的又は間接的に変速機入力軸52、トランスミッションケース42、或いは変速機出力軸54に連結されたりする。第1遊星歯車装置56の各回転要素は、サンギヤS1、キャリアCA1、リングギヤR1であり、第2遊星歯車装置58の各回転要素は、サンギヤS2、キャリアCA2、リングギヤR2である。
自動変速機50は、係合装置CBのうちの何れかの係合装置が係合されることによって、変速比(ギヤ比ともいう)γat(=AT入力回転速度Ni/AT出力回転速度No)が異なる複数の変速段(ギヤ段ともいう)のうちの何れかのギヤ段が形成される有段変速機である。自動変速機50は、後述する電子制御装置130によって、ドライバー(=運転者)のアクセル操作や車速V等に応じて形成されるギヤ段が切り替えられる。本実施例では、自動変速機50にて形成されるギヤ段をATギヤ段と称す。AT入力回転速度Niは、変速機入力軸52の回転速度であって、自動変速機50の入力回転速度であり、タービン翼車48bによって回転駆動されるタービン軸の回転速度であるタービン回転速度Ntと同値である。AT出力回転速度Noは、変速機出力軸54の回転速度であって、自動変速機50の出力回転速度である。
自動変速機50は、例えば図3の作動係合表に示すように、複数のATギヤ段として、AT1速ギヤ段(図中の「1st」)-AT4速ギヤ段(図中の「4th」)の4段の前進用のATギヤ段が形成される。AT1速ギヤ段の変速比γatが最も大きく、ハイ側のATギヤ段程、変速比γatが小さくなる。図3の作動係合表は、各ATギヤ段と係合装置CBの各制御状態との関係をまとめたものである。図3において、「○」は係合を、「△」はエンジンブレーキ時や自動変速機50のコーストダウンシフト時に係合を、空欄は解放を、それぞれ表している。自動変速機50のニュートラル状態(図中の「N」)は、自動変速機50が動力を伝達不能な状態であり、例えば係合装置CBが何れも解放状態とされて自動変速機50における動力伝達が遮断されることで実現される。又、自動変速機50は、車両8の後進走行時には、ニュートラル状態とされる(図中の「Rev」)。車両8の後進走行時には、例えばTF用回転機MGFから動力が出力される。
図4は、トランスファ28の概略構成を説明する図である。トランスファ28は、トランスファケース44内において、共通の回転軸線CL1上に配置された、TF入力軸62、差動装置64、TF用クラッチCF1、TF用ブレーキBF1、切替用クラッチCD1、第1出力軸66、第1スプロケット68を備えている。又、トランスファ28は、トランスファケース44内において、共通の回転軸線CL2上に配置された第2スプロケット72及び第2出力軸74を備えている。差動装置64、TF用クラッチCF1、TF用ブレーキBF1、切替用クラッチCD1、第1出力軸66、第1スプロケット68、及びTF用回転機MGFは、回転軸線CL1に対して略対称に構成されており、図4では、回転軸線CL1に対して下半分が省略されている。第2スプロケット72は、回転軸線CL2に対して略対称に構成されており、図4では、回転軸線CL2に対して上半分が省略されている。尚、回転軸線CL2は、第2出力軸74及びフロントプロペラシャフト30の軸心である。
又、トランスファ28は、固定部材であるトランスファケース44内に、TF用回転機MGFを備えている。第1スプロケット68と第2スプロケット72とは、チェーン70によって動力伝達可能に接続されている。
TF用クラッチCF1、TF用ブレーキBF1、及び切替用クラッチCD1は、各々、油圧アクチュエータにより押圧される多板式或いは単板式の係合装置により構成される、公知の湿式の油圧式の摩擦係合装置である。TF用クラッチCF1は、油圧制御回路60から供給される調圧されたTF用クラッチCF1の制御用のCF1油圧PRcf1によりTF用クラッチCF1のトルク容量であるCF1トルクTcf1が変化させられることで、制御状態が切り替えられる。TF用ブレーキBF1は、油圧制御回路60から供給されるTF用ブレーキBF1の制御用のBF1油圧PRbf1によりBF1トルクTbf1が変化させられることで、制御状態が切り替えられる。切替用クラッチCD1は、油圧制御回路60から供給される切替用クラッチCD1の制御用のCD1油圧PRcd1が変化させられることで、制御状態が切り替えられる。
TF入力軸62は、変速機出力軸54及び第1出力軸66に連結されている。第1出力軸66は、リヤプロペラシャフト32に連結されている。これより、第1出力軸66に入力された動力が、リヤプロペラシャフト32等を介して後輪16に伝達される。第1出力軸66には、第1動力源PU1からの動力が、トルクコンバータ48、自動変速機50などを介して入力される。
第2出力軸74は、フロントプロペラシャフト30、フロントディファレンシャル34、及び一対のフロントドライブシャフト38を介して、一対の前輪14に動力伝達可能に接続されている。従って、第2出力軸74に入力された動力が、フロントプロペラシャフト30、フロントディファレンシャル34、及び一対のフロントドライブシャフト38を介して、前輪14に伝達される。第2スプロケット72は、第2出力軸74に相対回転不能に固定されている。
差動装置64は、シングルピニオン型の遊星歯車装置から構成されており、サンギヤS、キャリアCA、及びリングギヤRを備えている。サンギヤSには、TF用回転機MGFが動力伝達可能に接続されている。キャリアCAは、第1スプロケット68に接続されている。リングギヤRは、TF用ブレーキBF1を介して選択的にトランスファケース44に接続される。サンギヤSとキャリアCAとは、TF用クラッチCF1を介して選択的に接続される。尚、TF用クラッチCF1が本発明の第2係合装置に対応し、TF用ブレーキBF1が本発明の第3係合装置に対応している。
差動装置64のリングギヤRとTF入力軸62及び第1出力軸66とは、切替用クラッチCD1を介して選択的に接続される。TF入力軸62及び第1出力軸66は、互いに連結されている。従って、切替用クラッチCD1が係合又はスリップ制御されると、TF入力軸62の動力の一部が差動装置64のリングギヤRに入力される。尚、切替用クラッチCD1が、本発明の第1係合装置に対応している。
図5は、トランスファ28における各回転要素の回転速度の相対的関係を表す共線図である。図5において、トランスファ28を構成する差動装置64の3つの回転要素に対応する3本の縦線Y1、Y2、Y3は、左側から順に第1回転要素RE1に対応するサンギヤSの回転速度、第2回転要素RE2に対応するキャリアCAの回転速度、第3回転要素RE3に対応するリングギヤRの回転速度、をそれぞれ表す軸である。縦線Y1よりも左側に示した縦線Y0は、TF入力軸62及び第1出力軸66の回転速度を表す軸である。
図5の共線図を用いて表現すれば、トランスファ28において、TF入力軸62及び第1出力軸66は、切替用クラッチCD1を介して差動装置64のリングギヤRに選択的に連結されると共にリヤプロペラシャフト32に連結されている。TF入力軸62には、ハイブリッド用トランスミッション26などを介してエンジン12を含む第1動力源PU1が動力伝達可能に接続されている。差動装置64において、第1回転要素RE1は、動力源であるTF用回転機MGFに動力伝達可能に接続されている。第2回転要素RE2は、第2出力軸74つまりフロントプロペラシャフト30に連結されている。第3回転要素RE3は、切替用クラッチCD1を介して第1出力軸66に選択的に接続されると共に、TF用ブレーキBF1を介してトランスファケース44に選択的に接続される。TF用ブレーキBF1が係合されると、第3回転要素RE3が固定部材であるトランスファケース44と係合され、第3回転要素RE3が回転不能に固定される。又、第1回転要素RE1と第2回転要素RE2とは、TF用クラッチCF1を介して選択的に接続される。TF用クラッチCF1が係合されると、第1回転要素RE1と第2回転要素RE2とが係合され、第1回転要素RE1と第2回転要素RE2とが相対回転不能に接続される。差動装置64では、直線Lcdにより、第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、及び第3回転要素RE3の相互の回転速度の関係が示される。第1出力軸66は、第1動力源PU1からの動力がトルクコンバータ48を介して入力され、且つ、後輪16に動力を出力する出力軸である。第2出力軸74は、前輪14に動力を出力する出力軸である。尚、本実施例において、第1出力軸66が本発明における一方の出力軸に対応し、第2出力軸74が本発明における他方の出力軸に対応する。
差動装置64において、TF用クラッチCF1の係合状態且つTF用ブレーキBF1の解放状態では、第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、及び第3回転要素RE3が一体的に回転させられる。一方で、差動装置64において、TF用クラッチCF1の解放状態且つTF用ブレーキBF1の係合状態では、第2回転要素RE2の回転速度が第1回転要素RE1の回転速度に対して減速させられる。従って、差動装置64は、TF用クラッチCF1及びTF用ブレーキBF1が付加されることで、TF用クラッチCF1が係合状態とされることによるハイギヤ段と、TF用ブレーキBF1が係合状態とされることによるローギヤ段と、が選択的に形成される変速装置として機能する。すなわち、差動装置64を変速動作を行う変速装置として動作させることで、TF用回転機MGFの回転を変速させることができる。尚、差動装置64において、ハイギヤ段に変速されたときの差動装置64の変速比γtrは1.0であり、ローギヤ段に変速されたときの差動装置64の変速比γtrは1.0よりも大きい値である。
又、差動装置64は、TF用クラッチCF1及びTF用ブレーキBF1が何れも解放状態とされると、差動作用を働かせることが可能になる。従って、差動装置64は、センターディファレンシャルとして機能する。このとき、トランスファ28において、切替用クラッチCD1が係合又はスリップ状態であると、差動装置64は、第3回転要素RE3に入力された第1動力源PU1からのトルクを、第1回転要素RE1に連結されたTF用回転機MGFの反力トルクにより第2回転要素RE2に分配することが可能になる。又、差動装置64は、TF用回転機MGFの反力トルクを作用させることに替えて、TF用クラッチCF1をスリップ状態として差動装置64の差動作用を制限することにより、第3回転要素RE3に入力された第1動力源PU1からのトルクを第2回転要素RE2に分配することが可能になる。このように、トランスファ28は、TF入力軸62入力された第1動力源PU1からのトルクの一部を第2出力軸74に分配するトルク分配装置である。これにより、トランスファ28では、前輪14と後輪16とにトルクを分配することが可能となる。
図6は、トランスファ28において成立させられる各モードとトランスファ28における各係合装置の制御状態との関係を説明する作動係合表である。図6において、「○」は係合を、空欄は解放を、「○スリップ制御」は対応する係合装置のトルク容量が適宜調整されることを、それぞれ表している。
番号m1の「BEV(FF)ハイ」モード(m1モードともいう)は、切替用クラッチCD1を解放すると共に、TF用クラッチCF1を係合し且つTF用ブレーキBF1を解放することで実現させられる。このとき、差動装置64が直結状態となるハイギヤ段が形成され、動力源であるTF用回転機MGFからの動力が前輪14に伝達されることで、車両8が二輪駆動(前輪駆動)させられる。
番号m2の「BEV(FF)ロー」モード(m2モードともいう)は、切替用クラッチCD1を解放すると共に、TF用クラッチCF1を解放し且つTF用ブレーキBF1を係合することで実現させられる。このとき、差動装置64が減速状態となるローギヤ段が形成され、動力源であるTF用回転機MGFからの動力が前輪14に伝達されることで、車両8が二輪駆動(前輪駆動)させられる。
m1モード及びm2モードは、各々、TF用クラッチCF1の係合状態によるハイギヤ段、又は、TF用ブレーキBF1の係合状態によるローギヤ段が形成された差動装置64において、TF用回転機MGFからの動力を前輪14側へ伝達する二輪駆動モードである。m1モード及びm2モードは、各々、例えば第1動力源PU1の運転を停止した状態でTF用回転機MGFのみを動力源として走行するモータ走行(=BEV走行)が可能なモータ駆動モード(=BEV駆動モード)である。m1モード及びm2モードの各々のBEV走行は、前輪駆動走行にて実現させられる。尚、番号m2の「BEV(FF)ロー」モードが、本発明の第1駆動モードに対応する。
番号m3の「BEV_LSD」モード(m3モードともいう)は、TF用クラッチCF1が係合状態とされ且つTF用ブレーキBF1が解放状態とされると共に、切替用クラッチCD1がスリップ状態に制御すなわちスリップ制御されることで実現させられる。m3モードもBEV駆動モードである。m3モードは、差動装置64が直結状態で、切替用クラッチCD1のトルク容量に応じた所望する任意の比率で前輪14と後輪16とにTF用回転機MGFのトルクを分配する四輪駆動モードである。つまり、m3モードでは、BEV駆動モードにおいて、切替用クラッチCD1のトルク容量が調整されることによって、トルク分配比を任意に変更可能な四輪駆動走行が可能である。
番号m4の「BEV_Lock」モード(m4モードともいう)は、TF用クラッチCF1が係合状態とされ且つTF用ブレーキBF1が解放状態とされると共に、切替用クラッチCD1が係合(完全係合)状態とされることで実現させられる。m4モードもBEV駆動モードである。m4モードは、差動装置64がデフロック状態(直結状態)とされることによって、固定された比率で前輪14と後輪16とにTF用回転機MGFのトルクを分配する四輪駆動モードである。つまり、m4モードでは、BEV駆動モードにおいて、トルク分配比が例えば50[%](すなわち前輪14及び後輪16のトルク配分が50:50)に固定された四輪駆動走行が可能である。尚、番号m3の「BEV_LSD」モード及び番号m4の「BEV_Lock」モードが、それぞれ本発明の第2駆動モードに対応する。
番号m5の「第1動力源トルクスプリット」モード(m5モードともいう)は、TF用クラッチCF1及びTF用ブレーキBF1が共に解放状態とされると共に、切替用クラッチCD1が係合状態とされることで実現させられる。m5モードは、例えば差動装置64がハイギヤ段と同等の状態で、第1出力軸66から切替用クラッチCD1を介して差動装置64のリングギヤRへ伝達された第1動力源PU1からのトルクを、TF用回転機MGFの反力トルクによってサンギヤSにて受け持つことにより、TF用回転機MGFの反力トルクに応じた所望する任意の比率で前輪14と後輪16とに第1動力源PU1のトルクを分配するモードである。トランスファ28におけるm5モードでは、TF用回転機MGFは力行させられる。m5モードは、例えば少なくとも第1動力源PU1(特にはエンジン12)を動力源として走行するエンジン走行つまりハイブリッド走行(=HEV走行)が可能なハイブリッド駆動モードつまりHEV駆動モードである。つまり、m5モードでは、HEV駆動モードにおいて、TF用回転機MGFのトルクが制御されることによって、トルク分配比を任意に変更可能な四輪駆動走行が可能である。
番号m6の「第1動力源LSD」モード(m6モードともいう)は、TF用クラッチCF1がスリップ制御され且つTF用ブレーキBF1が解放状態とされると共に、切替用クラッチCD1が係合状態とされることで実現させられる。m6モードもHEV駆動モードである。m6モードは、例えば差動装置64がハイギヤ段と同等の状態で、TF用クラッチCF1のスリップ状態による差動装置64の差動作用の制限により、TF用クラッチCF1のトルク容量に応じた所望する任意の比率で前輪14と後輪16とに第1動力源PU1のトルクを分配するモードである。つまり、m6モードでは、HEV駆動モードにおいて、TF用クラッチCF1のトルク容量が調整されることによって、トルク分配比を任意に変更可能な四輪駆動走行が可能である。m6モードでは、TF用回転機MGFからの動力を駆動トルクTrに加えることができる。
番号m7の「第1動力源Lock」モード(m7モードともいう)は、TF用クラッチCF1が係合状態とされ且つTF用ブレーキBF1が解放状態とされると共に、切替用クラッチCD1が係合状態とされることで実現させられる。m7モードもHEV駆動モードである。m7モードは、差動装置64がデフロック状態とされることによって、固定された比率で前輪14と後輪16とに第1動力源PU1からのトルクを分配するモードである。つまり、m7モードでは、HEV駆動モードにおいて、トルク分配比が例えば50[%]に固定された四輪駆動走行が可能である。m7モードでは、TF用回転機MGFからの動力を駆動トルクTrに加えることが可能である。
番号m8の「第1動力源二輪駆動(FR)」モード(m8モードともいう)は、TF用クラッチCF1、TF用ブレーキBF1、及び切替用クラッチCD1が何れも解放されることで実現させられる。m8モードもHEV駆動モードである。m8モードは、第1動力源PU1からの動力のみによって後輪駆動走行させられるモードである。
図1に戻り、車両用駆動装置10は、機械式の機械式オイルポンプ84、電動式の電動式オイルポンプ86、ポンプ用モータ88等を備えている。機械式オイルポンプ84は、例えば回転機連結軸46に連結されており(図2参照)、第1動力源PU1により駆動させられて動力伝達装置18にて用いられる作動油OILを吐出する。ポンプ用モータ88は、電動式オイルポンプ86を駆動する為の電動式オイルポンプ86専用のモータである。電動式オイルポンプ86は、ポンプ用モータ88により駆動させられて作動油OILを吐出する。機械式オイルポンプ84や電動式オイルポンプ86が吐出した作動油OILは、油圧制御回路60へ供給される。油圧制御回路60は、機械式オイルポンプ84及び電動式オイルポンプ86の少なくとも一方が吐出した作動油OILを元にして各々調圧した、CB油圧PRcb、CF1油圧PRcf1、BF1油圧PRbf1、CD1油圧PRcd1などを供給する。
車両用駆動装置10は、動力源PU及びトランスファ28などを制御する制御装置を含むコントローラとしての電子制御装置130(制御装置)を備えている。図1は、電子制御装置130の入出力系統を示す図であり、又、電子制御装置130による制御機能の要部を説明する機能ブロック図である。電子制御装置130は、例えばCPU、RAM、ROM、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、CPUはRAMの一時記憶機能を利用しつつ予めROMに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより車両用駆動装置10の各種制御を実行する。電子制御装置130は、必要に応じてエンジン制御用、変速制御用等の各コンピュータを含んで構成される。
電子制御装置130には、車両用駆動装置10に備えられた各種センサ等(例えばエンジン回転速度センサ90、MGM回転速度センサ92、タービン回転速度センサ94、AT出力回転速度センサ96、車速センサ98、MGF回転速度センサ100、アクセル開度センサ102、スロットル弁開度センサ104、ブレーキペダルセンサ106、シフトポジションセンサ108、加速度センサ110、ヨーレートセンサ112、ステアリングセンサ114、バッテリセンサ116、油温センサ118、デフロック選択スイッチ120など)による検出値に基づく各種信号等(例えばエンジン12の回転速度であるエンジン回転速度Ne、TM用回転機MGMの回転速度であるMGM回転速度Nmgm、AT入力回転速度Niと同値であるタービン回転速度Nt、AT出力回転速度No、車速Vに対応する第1出力軸66の回転速度であるTF出力回転速度Nof、TF用回転機MGFの回転速度であるMGF回転速度Nmgf、運転者の加速操作の大きさを表す運転者のアクセル操作量であるアクセル開度θacc、電子スロットル弁の開度であるスロットル弁開度θth、ホイールブレーキを作動させる為のブレーキペダルが運転者によって操作されている状態を示す信号であるブレーキオン信号Bon、車両8に備えられたシフトレバーの操作位置を示すシフト操作ポジションPOSsh、車両8の前後加速度Gx及び左右加速度Gy、車両8の鉛直軸まわりの回転角速度であるヨーレートRyaw、車両8に備えられたステアリングホイールの操舵角度θsw及び操舵方向Dsw、バッテリ24のバッテリ温度THbatやバッテリ充放電電流Ibatやバッテリ電圧Vbat、作動油OILの温度である作動油温THoil、運転者によって「BEV_Lock」モード又は「第1動力源Lock」モードが選択されたことを示す信号であるロックモードオン信号LOCKonなど)が、それぞれ供給される。
デフロック選択スイッチ120は、例えば運転席の近傍に設けられている。デフロック選択スイッチ120は、トランスファ28において差動装置64をデフロック状態とするときに運転者によりオン状態へ操作されるスイッチである。
電子制御装置130からは、車両8に備えられた各装置(例えばエンジン制御装置20、インバータ22、油圧制御回路60、ポンプ用モータ88、ホイールブレーキ装置124、情報報知装置126など)に各種指令信号(例えばエンジン12を制御する為のエンジン制御指令信号Se、TM用回転機MGMを制御する為のMGM制御指令信号Smgm、TF用回転機MGFを制御する為のMGF制御指令信号Smgf、自動変速機50の制御に関わる係合装置CBの制御状態を制御する為の油圧制御指令信号Sat、トランスファ28の制御に関わるTF用クラッチCF1、TF用ブレーキBF1、及び切替用クラッチCD1の各々の制御状態を制御する為の油圧制御指令信号Scbf、電動式オイルポンプ86を制御する為のEOP制御指令信号Seop、ホイールブレーキによる制動力を制御する為のブレーキ制御指令信号Sb、運転者に各種情報の報知を行う為の情報報知制御指令信号Sinfなど)が、それぞれ出力される。
電子制御装置130は、車両用駆動装置10における各種制御を実現する為に、AT変速制御手段すなわちAT変速制御部132、ハイブリッド制御手段すなわちハイブリッド制御部134、及び駆動状態制御手段すなわち駆動状態制御部136を備えている。
AT変速制御部132は、例えば図7に示すようなATギヤ段変速マップを用いて自動変速機50の変速判断を行い、必要に応じて自動変速機50の変速制御を実行する為の油圧制御指令信号Satを油圧制御回路60へ出力する。前記ATギヤ段変速マップは、予め実験的に或いは設計的に求められて記憶された関係すなわち予め定められた関係である。前記ATギヤ段変速マップは、例えば車速V及び要求駆動トルクTrdemを変数とする二次元座標上に、自動変速機50の変速が判断される為の変速線を有する所定の関係である。前記ATギヤ段変速マップでは、車速Vに替えてAT出力回転速度Noなどを用いても良いし、又、要求駆動トルクTrdemに替えて要求駆動力Frdemやアクセル開度θaccやスロットル弁開度θthなどを用いても良い。前記ATギヤ段変速マップにおける各変速線は、実線に示すようなアップシフトが判断される為のアップシフト線、及び破線に示すようなダウンシフトが判断される為のダウンシフト線である。
ハイブリッド制御部134は、エンジン12の作動を制御するエンジン制御手段すなわちエンジン制御部134aとしての機能と、インバータ22を介してTM用回転機MGM及びTF用回転機MGFの作動を制御する回転機制御手段すなわち回転機制御部134bとしての機能とを含んでおり、それらの制御機能によりエンジン12、TM用回転機MGM、及びTF用回転機MGFによるハイブリッド駆動制御等を実行する。
ハイブリッド制御部134は、予め定められた関係である例えば駆動要求量マップにアクセル開度θacc及び車速Vを適用することで、運転者による車両8に対する駆動要求量を算出する。前記駆動要求量は、例えば駆動輪(前輪14、後輪16)における要求駆動トルクTrdem[Nm]である。前記駆動要求量としては、駆動輪における要求駆動力Frdem[N]、駆動輪における要求駆動パワーPrdem[W]、変速機出力軸54における要求AT出力トルク等を用いることもできる。要求駆動トルクTrdemは、見方を換えれば指令出力時の車速Vにおける要求駆動パワーPrdemである。前記駆動要求量の算出では、車速Vに替えてTF出力回転速度Nofなどを用いても良い。
ハイブリッド制御部134は、伝達損失、補機負荷、自動変速機50の変速比γat、差動装置64の変速比γtr、バッテリ24の充電可能電力Winや放電可能電力Wout等を考慮して、要求駆動パワーPrdemを実現するように、エンジン制御指令信号Se、MGM制御指令信号Smgm、及びMGF制御指令信号Smgfを出力する。エンジン制御指令信号Seは、例えば指令出力時のエンジン回転速度NeにおけるエンジントルクTeを出力するエンジンパワーPeの要求値である要求エンジンパワーPedemを実現する為の指令値である。エンジンパワーPeは、エンジン12の出力[W]すなわちパワーである。MGM制御指令信号Smgmは、例えば指令出力時のMGM回転速度NmgmにおけるMGMトルクTmgmを出力するTM用回転機MGMの消費電力Wcmgm又は発電電力Wgmgmの指令値である。MGF制御指令信号Smgfは、例えば指令出力時のMGF回転速度NmgfにおけるMGFトルクTmgfを出力するTF用回転機MGFの消費電力Wcmgf又は発電電力Wgmgfの指令値である。
バッテリ24の充電可能電力Winは、バッテリ24の入力電力の制限を規定する入力可能な最大電力であり、バッテリ24の入力制限を示している。バッテリ24の放電可能電力Woutは、バッテリ24の出力電力の制限を規定する出力可能な最大電力であり、バッテリ24の出力制限を示している。バッテリ24の充電可能電力Winや放電可能電力Woutは、例えばバッテリ温度THbat及びバッテリ24の充電状態値SOC[%]に基づいて電子制御装置130により算出される。バッテリ24の充電状態値SOCは、バッテリ24の充電量に相当する充電状態を示す値であり、例えばバッテリ充放電電流Ibat及びバッテリ電圧Vbatなどに基づいて電子制御装置130により算出される。
ハイブリッド制御部134は、要求駆動パワーPrdemが予め定められた閾値よりも小さなモータ駆動領域にある場合には、BEV駆動モードを成立させる一方で、要求駆動パワーPrdemが予め定められた閾値以上となるエンジン駆動領域にある場合には、エンジン走行が可能なHEV駆動モードを成立させる。図7の一点鎖線Aは、エンジン駆動領域とモータ駆動領域との境界線である。この図7の一点鎖線Aに示すような境界線を有する予め定められた関係は、車速V及び要求駆動トルクTrdemを変数とする二次元座標で構成された走行領域切替マップの一例である。尚、図7では、便宜上、この走行領域切替マップをATギヤ段変速マップと共に示している。
ハイブリッド制御部134は、要求駆動パワーPrdemがモータ駆動領域にあるときであっても、バッテリ24の充電状態値SOCが予め定められたエンジン始動閾値未満となる場合やエンジン12の暖機が必要な場合などには、HEV駆動モードを成立させる。見方を換えれば、バッテリ24の充電状態値SOCが前記エンジン始動閾値未満となる場合やエンジン12の暖機が必要な場合は、前記走行領域切替マップにおけるモータ駆動領域が無くなる。前記エンジン始動閾値は、エンジン12を自動的に始動してバッテリ24を充電する必要がある充電状態値SOCであることを判断する為の予め定められた閾値である。
又、車両用駆動装置10では、TM用回転機MGMを制御することにより、エンジン動作点PNTengを無段変速機のように変更することができる。エンジン動作点PNTengは、エンジン回転速度NeとエンジントルクTeとで表されるエンジン12の動作点つまり運転点である。
図8は、エンジン動作点PNTengがMGMトルクTmgmに応じて変更できることを説明する図である。図8において、二点鎖線で示される等パワー線Lpeは、各々、アクセル開度θacc等に応じて算出された要求駆動パワーPrdemを実現する為の要求エンジンパワーPedemの一例を示している。要求エンジンパワーPedemは、アクセル操作等の運転者操作によって要求されるエンジンパワーPeである。一方で、破線L01は、便宜上、エンジン回転速度Ne及びエンジントルクTeを変数とする二次元座標上に、トルクコンバータ48の速度比e(=Nt/Np)に応じてポンプ翼車48aに生じるトルクであるポンプトルクTpの一例を示したものである。ポンプ回転速度Npは、ポンプ翼車48aの回転速度であって、エンジン回転速度Neと同値である。ポンプトルクTpは、一定のタービン回転速度Ntの下では、破線L01のような、ハード要件で決まるエンジン回転速度Neとの関係が示される。そして、要求エンジンパワーPedemが例えば二点鎖線L02であるときには、エンジン動作点PNTengは、破線L01と二点鎖線L02とが重なる点である、所謂カップリング点P01に自然と決められる。
カップリング点P01に対して、例えばエンジンパワーPeの一部を用いてTM用回転機MGMを発電動作させることで、要求エンジンパワーPedemを変えないままで、エンジン動作点PNTengを例えば実線L03で示される燃費最適線Lfl上の燃費最適点P02に変更することができる。燃費最適線Lflは、エンジン12の燃費が最も良くなる、エンジン回転速度NeとエンジントルクTeとの関係を表す予め定められたエンジン12の動作曲線であって、エンジン12の燃費向上に最適なエンジン動作点PNTengとして予め定められた燃費最適点の連なりである。車両用駆動装置10では、エンジントルクTeとMGMトルクTmgmとの和がポンプトルクTpと釣り合うように、すなわち「Tp=Te+Tmgm(図8のTmgmは負の値)」という関係が成立するように、MGMトルクTmgmが調節されることで、エンジン動作点PNTengをタービン回転速度Ntに拘束されることなく任意に変化させることが可能である。MGMトルクTmgmが負の値となる場合には、つまりTM用回転機MGMを発電動作させる場合には、TM用回転機MGMによって発電された電力は、基本的にはTF用回転機MGFに供給されてTF用回転機MGFによって機械的な動力に変換される。車両用駆動装置10は、エンジンパワーPeの動力伝達経路として、TM用回転機MGMとTF用回転機MGFとの間での電力授受により電気的に動力が伝達される電気経路である電気パスと、トルクコンバータ48を介して機械的に動力が伝達される機械経路である機械式パスと、を備えている。車両用駆動装置10では、TM用回転機MGMとTF用回転機MGFとを使って電気式無段変速機が形成される。
ハイブリッド制御部134は、TM用回転機MGMとTF用回転機MGFとの間で電力の授受がなされる電気パスにおける電力の大きさである電気パス量Ppse[W]を調整することによって、エンジン動作点PNTengを制御する。電気パス量Ppseは、例えばMGMトルクTmgmとMGM回転速度Nmgmとの積である。
ハイブリッド制御部134は、エンジン動作点PNTengを目標動作点PNTtgtとする為の電気パス量Ppseである目標電気パス量Ppsetgtを求める。目標動作点PNTtgtは、例えば燃費最適点であり、要求エンジンパワーPedemが二点鎖線L02であるときには燃費最適点P02である(図8参照)。目標電気パス量Ppsetgtは、エンジン動作点PNTengをカップリング点から目標動作点PNTtgtに変更するときのMGMトルクTmgmと、目標動作点PNTtgtにおけるエンジン回転速度NeつまりMGM回転速度Nmgmと、の積である。ハイブリッド制御部134は、TM用回転機MGMからTF用回転機MGFへの電気パス量Ppseが目標電気パス量Ppsetgtとなるように、MGMトルクTmgmを制御すると共にTF用回転機MGFを駆動する。これにより、同じエンジンパワーPeでも、エンジン12の燃焼効率が良くなり、エンジン12の燃費を向上させることができる。
駆動状態制御部136は、例えば車速V、アクセル開度θacc、前後加速度Gx及び左右加速度Gy、ヨーレートRyaw、操舵角度θsw及び操舵方向Dsw、前後輪の車輪スリップ率などの走行状態に基づいて、トランスファ28における各モード(図6参照)のうちの何れのモードを成立させるかを判断し、その判断したモードを成立させる為の各種制御指令信号を出力する。前記各種制御指令信号は、例えばTF用クラッチCF1、TF用ブレーキBF1、及び切替用クラッチCD1に対する油圧制御指令信号Scbfである。
駆動状態制御部136は、例えばBEV駆動モードでは、比較的低車速領域においてTF用ブレーキBF1を係合状態とすると共にTF用クラッチCF1を解放状態として差動装置64においてローギヤ段を形成する一方で、比較的高車速領域においてTF用ブレーキBF1を解放状態とすると共にTF用クラッチCF1を係合状態として差動装置64においてハイギヤ段を形成する。つまり、駆動状態制御部136は、BEV駆動モードでは、車両8を駆動する駆動モードとして、例えば比較的低車速領域において「BEV(FF)ロー」モード(すなわちm2モード)を成立させる一方で、比較的高車速領域において「BEV(FF)ハイ」モード(すなわちm1モード)を成立させる。
駆動状態制御部136は、例えばBEV駆動モードにおいて、走行状態に基づいて四輪駆動走行への切替えを必要と判断した場合には、車両8を駆動する駆動モードとして、「BEV_LSD」モード(すなわちm3モード)を成立させる。駆動状態制御部136は、例えば「BEV_LSD」モードにおいて、デフロック選択スイッチ120がオン状態とされた場合には、車両8を駆動する駆動モードとして、「BEV_Lock」モード(すなわちm4モード)を成立させる。
駆動状態制御部136は、例えばHEV駆動モードでは、車両8を駆動する駆動モードとして、「第1動力源二輪駆動(FR)」モード(すなわちm8モード)を成立させる。
駆動状態制御部136は、例えばHEV駆動モードにおいて、走行状態に基づいて四輪駆動走行への切替えを必要と判断した場合には、車両8を駆動する駆動モードとして、「第1動力源トルクスプリット」モード(すなわちm5モード)又は「第1動力源LSD」モード(すなわちm6モード)を成立させる。
駆動状態制御部136は、例えば「第1動力源トルクスプリット」モードや「第1動力源LSD」モードでは、車速センサ98、アクセル開度センサ102、加速度センサ110、ヨーレートセンサ112、ステアリングセンサ114などの各種センサによる各種信号に基づいて車両8の走行状態を判断し、その判断した走行状態に応じたトルク分配比の目標値を設定する。
駆動状態制御部136は、「第1動力源トルクスプリット」モードでは、TF用回転機MGFによる反力トルクを生じさせるMGFトルクTmgfを調節することによって、トルク分配比が目標値となるようにTF用回転機MGFを制御する為のMGF制御指令信号Smgfを出力する。
駆動状態制御部136は、「第1動力源LSD」モードでは、TF用クラッチCF1のトルク容量を調節することによってトルク配分比が目標値となるようにTF用クラッチCF1をスリップ制御する為の油圧制御指令信号Scbfを出力する。
駆動状態制御部136は、例えば「第1動力源トルクスプリット」モードや「第1動力源LSD」モードにおいて、デフロック選択スイッチ120がオン状態とされた場合には、車両8を駆動する駆動モードとして、「第1動力源Lock」モード(すなわちm7モード)を成立させる。
駆動状態制御部136は、例えば「BEV(FF)ロー」モードで走行中に、走行状態に基づいて四輪駆動走行への切替が判断されたり、デフロック選択スイッチ120がオン状態へ操作されたりした場合、「BEV_LSD」モード又は「BEV_Lock」モードに切り替える。
ここで、「BEV(FF)ロー」モードから「BEV_LSD」モード又は「BEV_Lock」モードへの切替に当たり、切替過渡期において、差動装置64のローギヤ段からハイギヤ段への切替すなわち差動装置64の減速状態から直結状態への切替と、二輪駆動から四輪駆動への切替と、を伴うことになる。言い換えれば、差動装置64においてTF用ブレーキBF1の係合状態からTF用クラッチCF1の係合状態への切替と、切替用クラッチCD1のスリップ制御又は係合状態への切替と、を伴うことになる。これらの切替が同時に行われると、トルク伝達が円滑に行われなくなるなどしてショックが発生し、ドライバビリティの悪化に繋がる虞がある。
これに対して、駆動状態制御部136は、「BEV(FF)ロー」モードから「BEV_LSD」モード又は「BEV_Lock」モードに切り替えるに当たって、TF用クラッチCF1を係合し且つTF用ブレーキBF1を解放した後、切替用クラッチCD1をスリップ制御又は係合する。具体的には、駆動状態制御部136は、「BEV(FF)ロー」モードから「BEV_LSD」モード又は「BEV_Lock」モードに切り替えるに当たって、差動装置64をローギヤ段からハイギヤ段に切り替える、すなわちTF用クラッチCF1を係合すると共にTF用ブレーキBF1を解放するクラッチツウクラッチ変速を実行する。次いで、駆動状態制御部136は、差動装置64がハイギヤ段に切り替えられると、切替用クラッチCD1をスリップ制御又は係合することで、二輪駆動から四輪駆動に切り替える。これより、差動装置64のローギヤ段からハイギヤ段への切替と、二輪駆動から四輪駆動への切替とが同時に行われないため、切替過渡期のトルク伝達が円滑に行われ、モードの切替中に発生するショックが抑制される。
上述したモードの切替を実行するため、駆動状態制御部136は、モード判定手段としてのモード判定部136a及び切替完了判定手段としての切替完了判定部136bを機能的に備えている。
モード判定部136aは、走行中のモードが「BEV(FF)ロー」モード(m2モード)であるか否かを判定する。又、モード判定部136aは、「BEV(FF)ロー」モードで走行中に、「BEV_LSD」モード(m3モード)又は「BEV_Lock」モード(m4モード)への切替が判断されたか否かを判定する。モード判定部136aは、例えば「BEV(FF)ロー」モードで走行中に、走行状態が「BEV_LSD」モードへ切り替えるべき状態に変化した場合、又は、デフロック選択スイッチ120がオン状態に操作された場合、「BEV_LSD」モード又は「BEV_Lock」モードへの切替が判断されたと判定する。
「BEV_LSD」モード又は「BEV_Lock」モードへの切替が判断されると、駆動状態制御部136は、TF用クラッチCF1を係合し且つTF用ブレーキBF1を解放する。具体的には、駆動状態制御部136は、TF用クラッチCF1を係合すると共にTF用ブレーキBF1を解放するクラッチツウクラッチ変速を実行する。これより、差動装置64がローギヤ段からハイギヤ段に切り替えられる。
切替完了判定部136bは、前記クラッチツウクラッチが開始されると、TF用クラッチCF1の係合及びTF用ブレーキBF1の解放が完了したか否かを判定する。切替完了判定部136bは、例えば差動装置64を構成する3つの回転要素(第1回転要素RE1~第3回転要素RE3)のうち、何れか2つの回転要素の回転速度差ΔNreが所定値α1以下になった場合、TF用クラッチCF1の係合及びTF用ブレーキBF1の解放が完了したと判定する。TF用クラッチCF1の係合及びTF用ブレーキBF1の解放が完了すると、差動装置64が直結状態になり、各回転要素(RE1-RE3)の回転速度差ΔNreがゼロになる為である。前記所定値α1は、予め実験的又は設計的に求められ、差動装置64が直結状態に切り替わったと判断される値に設定されている。差動装置64の第1回転要素RE1(サンギヤS)の回転速度Nre1は、MGF回転速度センサ100によって検出することができ、第2回転要素RE2(キャリアCA)の回転速度Nre2は、車速Vから算出することができる。又、TF用クラッチCF1の係合及びTF用ブレーキBF1の解放が完了したか否を、TF用クラッチCF1のCF1油圧PRcf1の値に基づいて判定してもよく、前記クラッチツウクラッチの開始時点から予め規定されている所定時間経過したか否かに基づいて判定することもできる。
TF用クラッチCF1の係合及びTF用ブレーキBF1の解放が完了したことが判断されると、駆動状態制御部136は、切替用クラッチCD1のスリップ制御又は切替用クラッチCD1の係合(完全係合)を実行することで、駆動モードを「BEV_LSD」モード又は「BEV_Lock」モードに切り替える。これより、TF用ブレーキBF1の解放及びTF用クラッチCF1 の係合を伴うクラッチツウクラッチ変速が実行された後、切替用クラッチCD1がスリップ制御又は係合される。その結果、これらの切替が同時に行われることがないため、これらの切替が同時に行われることによって発生するショックが抑制される。
図9は、電子制御装置130の制御作動の要部を説明する為のフローチャートであり、「BEV(FF)ロー」モードから「BEV_LSD」モード又は「BEV_Lock」モードに切り替えるときの制御作動を説明する為のフローチャートである。このフローチャートは、車両走行中において繰り返し実行される。
先ず、モード判定部136aの制御機能に対応するステップ(以下、ステップを省略)S10では、「BEV(FF)ロー」モード(m2モード)で走行中であるか否かが判定される。S10の判定が否定された場合、S10に戻って再度判定される。S10の判定が肯定された場合、モード判定部136aの制御機能に対応するS20において、「BEV(FF)ロー」モード(m2モード)から「BEV_LSD」モード(m3モード)又は「BEV_Lock」モード(m4モード)への切替が判断されたか否かが判定される。S20の判定が否定された場合、S10に戻される。S20の判定が肯定された場合、駆動状態制御部136の制御機能に対応するS30において、TF用クラッチCF1を係合すると共にTF用ブレーキBF1を解放するクラッチツウクラッチ変速が実行される。このとき、切替用クラッチCD1は解放状態が維持されている。切替完了判定部136bの制御機能に対応するS40では、前記クラッチツウクラッチ変速が完了したか否か、すなわちTF用クラッチCF1の係合及びTF用ブレーキBF1の解放が完了したか否かが判定される。S40の判定が否定された場合、S30に戻り、クラッチツウクラッチ変速が継続して実行される。S40の判定が肯定された場合、駆動状態制御部136の制御機能に対応するS50において、切替用クラッチCD1がスリップ制御又は係合(完全係合)されることで、「BEV(FF)ロー」モードから「BEV_LSD」モード又は「BEV_Lock」モードに切り替えられる。
上述のように、本実施例によれば、「BEV(FF)ロー」モードから「BEV_LSD」モード又は「BEV_Lock」モードに切り替えるに当たり、TF用クラッチCF1を係合し且つTF用ブレーキBF1を解放した後、切替用クラッチCD1を係合又はスリップ制御するように構成されているため、差動装置64の減速状態から直結状態への切替と、二輪駆動から四輪駆動への切替とが同時に生じるのを防止でき、これらの切替が同時に生じることによるショックを抑制することができる。
次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施例では、「BEV_LSD」モード又は「BEV_Lock」モードから「BEV(FF)ロー」モードへ切り替える場合について説明する。「BEV_LSD」モード又は「BEV_Lock」モードから「BEV(FF)ロー」モードへの切替では、差動装置64のハイギヤ段からローギヤ段への切替と、四輪駆動から二輪駆動への切替と、を伴うことになる。言い換えれば、差動装置64においてTF用クラッチCF1の係合状態からTF用ブレーキBF1の係合状態への切替と、切替用クラッチCD1の解放状態への切替と、を伴うこととなる。これらの切替が同時に行われると、トルク伝達が円滑に行われなくなってショックが発生し、ドライバビリティの悪化に繋がる虞がある。
これに対して、駆動状態制御部136は、「BEV_LSD」モード又は「BEV_Lock」モードから「BEV(FF)ロー」モードへ切り替えるに当たって、先ず、切替用クラッチCD1を解放した後、TF用クラッチCF1を解放し且つTF用ブレーキBF1を係合する。具体的には、駆動状態制御部136は、「BEV_LSD」モード又は「BEV_Lock」モードから「BEV(FF)ロー」モードへ切り替えるに当たって、切替用クラッチCD1を解放することで四輪駆動から二輪駆動に切り替える。次いで、駆動状態制御部136は、二輪駆動に切り替えられると、差動装置64をハイギヤ段からローギヤ段に切り替える、すなわちTF用クラッチCF1を解放すると共にTF用ブレーキBF1を係合するクラッチツウクラッチ変速を実行する。これより、差動装置64のハイギヤ段からローギヤ段への切替と、四輪駆動から二輪駆動への切替とが同時に行われないため、切替過渡期のトルク伝達が円滑に行われ、モードの切替中に発生するショックが抑制される。
上述した切替にあって、モード判定部136aは、走行中のモードが「BEV_LSD」モード又は「BEV_Lock」モードであるか否かを判定する。又、モード判定部136aは、「BEV_LSD」モード又は「BEV_Lock」モードで走行中に、「BEV(FF)ロー」モードへの切替が判断されたか否かを判定する。モード判定部136aは、「BEV_LSD」モード又は「BEV_Lock」モードで走行中に、走行状態が「BEV(FF)ロー」モードへ切り替えるべき状態に変化した場合、又は、デフロック選択スイッチ120がオフ状態に操作された場合、「BEV(FF)ロー」モードへ切り替えるよう判断されたと判定する。
「BEV(FF)ロー」モードへの切替が判断されると、駆動状態制御部136は、切替用クラッチCD1を解放する。これより、駆動状態が四輪駆動から二輪駆動に切り替えられる。切替完了判定部136bは、切替用クラッチCD1の解放が開始されると、切替用クラッチCD1の解放が完了したか否かを判定する。切替完了判定部136bは、例えば切替用クラッチCD1によって遮断される一対の回転部材の回転速度差ΔNcd1(=|Ncd1a-Ncd1b|)が所定値α2以上になった場合、切替用クラッチCD1の解放が完了したと判定する。前記所定値α2は、予め実験的又は設計的に求められ、切替用クラッチCD1が解放されたと判断できる値に設定されている。尚、切替用クラッチCD1によって断接される一対の回転部材の一方の回転部材の回転速度Ncd1aは、第1出力軸66の回転速度であるTF出力回転速度Nofと同値である。又、前記一対の回転部材の他方の回転部材の回転速度Ncd1bは、TF用クラッチCF1が係合状態である場合において、TF用回転機MGFのMGF回転速度Nmgfと同値である。又、切替用クラッチCD1が解放されたか否かを、切替用クラッチCD1のCD1油圧PRcd1の値に基づいて判定してもよく、切替用クラッチCD1の解放開始時点から所定時間経過したか否かに基づいて判定することもできる。
切替用クラッチCD1の解放が完了したことが判断されると、駆動状態制御部136は、TF用クラッチCF1を解放すると共にTF用ブレーキBF1を係合するクラッチツウクラッチ変速を実行する。これより、駆動モードが「BEV(FF)ロー」モードに切り替えられる。このように、切替用クラッチCD1が解放された後、TF用クラッチCF1の解放及びTF用ブレーキBF1の係合を伴うクラッチツウクラッチ変速が実行される。その結果、これらの切替が同時に行われることがないため、これらの切替が同時に行われることによって発生するショックが抑制される。
図10は、電子制御装置130の制御作動の要部を説明する為の他のフローチャートであり、「BEV_LSD」モード又は「BEV_Lock」モードから「BEV(FF)ロー」モードへ切り替えるときの制御作動を説明する為のフローチャートである。このフローチャートは、車両走行中において繰り返し実行される。
先ず、モード判定部136aの制御機能に対応するS100では、「BEV_LSD」モード(m3モード)又は「BEV_Lock」モード(m4モード)で走行中であるか否かが判定される。S100の判定が否定された場合、S10に戻って再度判定される。S100の判定が肯定された場合、モード判定部136aの制御機能に対応するS110において、「BEV_LSD」モード(m3モード)又は「BEV_Lock」モード(m4モード)から「BEV(FF)ロー」モード(m2モード)への切替が判断されたか否かが判定される。S110の判定が否定された場合、S100に戻される。S110の判定が肯定された場合、駆動状態制御部136の制御機能に対応するS120において、切替用クラッチCD1が解放される。このとき、TF用クラッチCF1は、係合状態が維持される。切替完了判定部136bの制御機能に対応するS130では、切替用クラッチCD1の解放が完了したか否かが判定される。S130の判定が否定された場合、S120に戻って切替用クラッチCD1の解放制御が継続して実行される。S130の判定が肯定された場合、駆動状態制御部136の制御機能に対応するS140において、TF用クラッチCF1を解放すると共にTF用ブレーキBF1を係合するクラッチツウクラッチ変速が実行される。これより、「BEV_LSD」モード又は「BEV_Lock」モードから「BEV(FF)ロー」モードへ切り替えられる。
上述のように、本実施例によれば、「BEV_LSD」モード又は「BEV_Lock」モードから「BEV(FF)ロー」モードに切り替えるに当たり、切替用クラッチCD1を解放した後、TF用クラッチCF1を解放し且つTF用ブレーキBF1を係合するように構成されているため、差動装置64の直結状態から減速状態への切替と、四輪駆動から二輪駆動への切替とが同時に生じるのを抑制でき、これらの切替が同時に生じることによるショックを抑制することができる。
図11は、前述した実施例の図4のトランスファとは別のトランスファ200の概略構成を説明する図であって、車両用駆動装置10において、トランスファ28と置き換えられる。図11において、トランスファ200は、非回転部材(固定部材)であるトランスファケース202内において、共通の回転軸線CL1上に配置された、TF入力軸204、差動装置206、第1出力軸208、TF用クラッチCF1、TF用ブレーキBF1、切替用クラッチCD1、第1スプロケット210などを備えている。差動装置206、TF用クラッチCF1、TF用ブレーキBF1、切替用クラッチCD1、第1スプロケット210、及びTF用回転機MGFは、回転軸線CL1に対して略対称に構成されており、図11では、回転軸線CL1に対して下半分が省略されている。
又、トランスファ200は、トランスファケース202内において共通の回転軸線CL2上に配置された、第2出力軸212及び第2スプロケット214などを備えている。第2スプロケット214は、回転軸線CL2に対して略対称に構成されており、図11では、回転軸線CL2に対して上半分が省略されている。トランスファ200では、回転軸線CL2は、第2出力軸212などの軸心である。
又、トランスファケース202内において、第1スプロケット210及び第2スプロケット214との間に、チェーン216が巻き掛けられている。従って、第1スプロケット210及び第2スプロケット214が、チェーン216を介して動力伝達可能に接続されている。
TF入力軸204は、変速機出力軸54及び第1出力軸208に動力伝達可能に連結されている。第1出力軸208は、リヤプロペラシャフト32、リヤディファレンシャル36、及び一対のリヤドライブシャフト40を介して一対の後輪16に動力伝達可能に連結されている。第2出力軸212は、フロントプロペラシャフト30、フロントディファレンシャル34、及び一対のフロントドライブシャフト38を介して一対の前輪14に動力伝達可能に接続されている。第2スプロケット214は、第2出力軸212に相対回転不能に固定されている。
差動装置206は、シングルピニオン型の遊星歯車装置にて構成されており、サンギヤS、キャリアCA、及びリングギヤRを備えている。サンギヤSは、TF用回転機MGFに連結されている。キャリアCAは、TF入力軸204及び第1出力軸208に接続されている。リングギヤRは、TF用ブレーキBF1を介してトランスファケース202に選択的に接続される。サンギヤSとキャリアCAとは、TF用クラッチCF1を介して選択的に接続される。又、リングギヤRは、切替用クラッチCD1を介して第1スプロケット210に選択的に接続される。これより、差動装置206では、第1動力源PU1の動力がキャリアCAから入力され、差動装置206によって分配された第1動力源PU1のトルクは、リングギヤRから切替用クラッチCD1を介して前輪14に伝達される。
図12は、トランスファ200における各回転要素の回転速度の相対的関係を表す共線図である。図12において、トランスファ200を構成する差動装置206の3つの回転要素に対応する3本の縦線Y1、Y2、Y3は、左側から順に第1回転要素RE1に対応するサンギヤSの回転速度、第2回転要素RE2に対応するキャリアCAの回転速度、第3回転要素RE3に対応するリングギヤRの回転速度、をそれぞれ表す軸である。縦線Y1よりも左側に示した縦線Y0は、TF入力軸204及び第1出力軸208の回転速度を表す軸である。
図12の共線図を用いて表現すれば、トランスファ200において、TF入力軸204及び第1出力軸208が互いに連結されている。TF入力軸204は、ハイブリッド用トランスミッション26などを介してエンジン12を含む第1動力源PU1に動力伝達可能に接続されている。第1出力軸208は、リヤプロペラシャフト32などを介して後輪16に動力伝達可能に接続されている。
又、差動装置206において、サンギヤSである第1回転要素RE1は、TF用回転機MGFに動力伝達可能に接続されている。キャリアCAである第2回転要素RE2は、TF入力軸204及び第1出力軸208に接続されている。リングギヤRである第3回転要素RE3は、TF用ブレーキBF1を介してトランスファケース202に選択的に接続されると共に、切替用クラッチCD1を介して第2出力軸212に選択的に接続される。又、第1回転要素RE1と第2回転要素RE2とはTF用クラッチCF1を介して選択的に接続される。上記のように構成される差動装置206であっても、前述した実施例の差動装置64と略同様の駆動モードを成立させることができる。
図13は、トランスファ200において成立させられる各モードとトランスファ200における各係合装置の制御状態との関係を説明する作動係合表である。図13において、「○」は係合を、空欄は解放を、「○スリップ制御」は対応する係合装置がスリップ制御されることを、それぞれ表している。図13は、図6の作動係合表に対して、番号m1の「BEV(FF)ハイ」モードが「BEV(FR)ハイ」モードとなり、番号m2の「BEV(FF)ロー」モードが「BEV(FR)ロー」モードとなることが相違する。又、番号m5の「第1動力源トルクスプリット」モードにおいて、TF用回転機MGFが回生される点でも相違する。尚、他のモードについては、前述した実施例と基本的には大きく変わらないため、その説明を省略する。
番号m1の「BEV(FR)ハイ」モード、及び、番号m2の「BEV(FR)ロー」モードは、各々、TF用回転機MGFによって後輪駆動されるモータ駆動モードである。「BEV(FR)ハイ」モード及び「BEV(FR)ロー」モードでは、切替用クラッチCD1が解放されるので、差動装置206と前輪14との間の動力伝達が遮断される。この状態で、TF用クラッチCF1の係合状態によるハイギヤ段又はTF用ブレーキBF1の係合状態によるローギヤ段が形成された差動装置206において、TF用回転機MGFからの動力が第1出力軸208を経由して後輪16側へ伝達される。従って、本実施例のBEV走行は、後輪駆動走行にて実現させられる。
番号m5の「第1動力源トルクスプリット」モードは、例えば差動装置206がハイギヤ段と同等の状態で、第1出力軸208から差動装置206へ伝達された第1動力源PU1からのトルクをTF用回転機MGFの反力トルクによってサンギヤSにて受け持つことにより、TF用回転機MGFの反力トルクに応じた所望する任意の比率で前輪14と後輪16とにトルクを分配するモードである。トランスファ200における「第1動力源トルクスプリット」モードでは、TF用回転機MGFは回生させられる。TF用回転機MGFの回生によって発電された電力は、例えばバッテリ24に充電される。このように、本実施例のトランスファ200は、「第1動力源トルクスプリット」モードにおいてTF用回転機MGFが回生動作させられる為、「第1動力源トルクスプリット」モードにおいて電気パスを併用してTM用回転機MGMの発電電力をTF用回転機MGFの力行動作時の電力として供給する走行態様を実施できない。
上記のように構成されるトランスファ200であっても、「BEV(FR)ロー」モードから「BEV_LSD」モード又は「BEV_Lock」モードに切り替えるに当たって、TF用クラッチCF1を係合し且つTF用ブレーキBF1を解放した後(すなわちクラッチツウクラッチ変速を実行した後)、切替用クラッチCD1をスリップ制御又は係合することで、モードの切替中に発生するショックを抑制できる。又、「BEV_LSD」モード又は「BEV_Lock」モードから「BEV(FR)ロー」モードに切り替えるに当たって、切替用クラッチCD1を解放した後、TF用クラッチCF1を解放し且つTF用ブレーキBF1を係合する(すなわちクラッチツウクラッチ変速を実行する)ことで、モードの切替中に発生するショックを抑制できる。
図14は、前述した実施例の図4のトランスファとは別のトランスファ300の概略構成を説明する図であって、車両用駆動装置10において、トランスファ28に置き換えられる。本実施例のトランスファ300は、前述した図4に示すトランスファ28に対して、第1出力軸302がフロントプロペラシャフト30などを介して前輪14に動力伝達可能に接続され、第2出力軸304がリヤプロペラシャフト32などを介して後輪16に動力伝達可能に接続されている点で相違している。又、差動装置306の具体的な連結関係については、差動装置64と実質的には変わらない。すなわち、トランスファ300は、トランスファ28において前輪14及び後輪16を入れ替えた態様に相当し、それ以外についてはトランスファ28と基本的には変わらない。このように、トランスファ300の構造については、前述したトランスファ28と基本的に変わらないため、詳細な説明を省略する。尚、本実施例では、前輪14が本発明の一方の車輪に対応し、後輪16が本発明の他方の車輪に対応する。
図15は、トランスファ300における各回転要素の回転速度の相対的関係を表す共線図である。図15の共線図についても、前述した実施例の図5に示す共線図に対して、前輪14及び後輪16の配置位置が入れ替わっただけであり、実質的には図5の共線図と変わらないため、詳細な説明を省略する。
図16は、トランスファ300において成立させられる各モードとトランスファ300における各係合装置の制御状態との関係を説明する作動係合表である。図16の作動係合表については、前述した図6の作動係合表において、番号m1の「BEV(FF)ハイ」モード及び番号m2の「BEV(FF)ロー」モードが、「BEV(FR)ハイ」モード及び「BEV(FR)ロー」モードにそれぞれ変更され、番号m8の「第1動力源二輪駆動(FR)」モードが「第1動力源二輪駆動(FF)」に変更されている。すなわち、トランスファ300では、各モードの前輪14及び後輪16の駆動状態が、トランスファ28における前輪14及び後輪16の駆動状態と入れ替わっただけであるため、図16に関する詳細な説明を省略する。
上記のように構成されるトランスファ300であっても、「BEV(FR)ロー」モードから「BEV_LSD」モード又は「BEV_Lock」モードに切り替えるに当たって、TF用クラッチCF1を係合し且つTF用ブレーキBF1を解放した後(すなわちクラッチツウクラッチ変速を実行した後)、切替用クラッチCD1をスリップ制御又は係合することで、モードの切替中に発生するショックを抑制できる。又、「BEV_LSD」モード又は「BEV_Lock」モードから「BEV(FR)ロー」モードに切り替えるに当たって、切替用クラッチCD1を解放した後、TF用クラッチCF1を解放し且つTF用ブレーキBF1を係合する(すなわちクラッチツウクラッチ変速を実行する)ことで、モードの切替中に発生するショックを抑制できる。
図17は、前述した実施例の図4のトランスファとは別のトランスファ400の概略構成を説明する図であって、車両用駆動装置10において、トランスファ28に置き換えられる。本実施例のトランスファ400は、前述した図11に示すトランスファ200に対して、第1出力軸402がフロントプロペラシャフト30などを介して前輪14に動力伝達可能に接続され、第2出力軸404がリヤプロペラシャフト32などを介して後輪16に動力伝達可能に接続されている点で相違している。又、差動装置406の具体的な連結関係については、図11の差動装置206と実質的には変わらない。すなわち、トランスファ400は、トランスファ200において前輪14及び後輪16を入れ替えた態様に相当し、それ以外についてはトランスファ200と基本的には変わらない。このように、トランスファ400の構造については、前述したトランスファ200と基本的に変わらないため、詳細な説明を省略する。
図18は、トランスファ400における各回転要素の回転速度の相対的関係を表す共線図である。図18の共線図については、前述した実施例の図12に示す共線図に対して、前輪14及び後輪16の配置位置が入れ替わっただけであり、実質的には図12の共線図と変わらないため、詳細な説明を省略する。
図19は、トランスファ400において成立させられる各モードとトランスファ400における各係合装置の制御状態との関係を説明する作動係合表である。図19の作動係合表については、前述した実施例の図13の作動係合表において、番号m1の「BEV(FR)ハイ」モード及び番号m2の「BEV(FR)ロー」モードが、それぞれ「BEV(FF)ハイ」モード及び「BEV(FF)ロー」モードに変更され、番号m8の「第1動力源二輪駆動(FR)」モードが「第1動力源二輪駆動(FF)」に変更されただけである。すなわち、トランスファ400では、各モードの前輪14及び後輪16の駆動状態が、トランスファ200における前輪14及び後輪16の駆動状態と入れ替わっただけであるため、図19に関する詳細な説明を省略する。
上記のように構成されるトランスファ400であっても、「BEV(FF)ロー」モードから「BEV_LSD」モード又は「BEV_Lock」モードに切り替えるに当たって、TF用クラッチCF1を係合し且つTF用ブレーキBF1を解放した後(すなわちクラッチツウクラッチ変速を実行した後)、切替用クラッチCD1をスリップ制御又は係合することで、モードの切替中に発生するショックを抑制できる。又、「BEV_LSD」モード又は「BEV_Lock」モードから「BEV(FF)ロー」モードに切り替えるに当たって、切替用クラッチCD1を解放した後、TF用クラッチCF1を解放し且つTF用ブレーキBF1を係合する(すなわちクラッチツウクラッチ変速を実行する)ことで、モードの切替中に発生するショックを抑制できる。
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
例えば、前述の実施例では、車両用駆動装置10は、エンジン12のクランク軸、自動変速機50の入出力軸52、54が車両進行方向に対して平行であって、且つ、トランスファ28、200、300、400の第1出力軸66、208、302、402及び第2出力軸74、212、304、404が共に車両進行方向に対して平行な縦置き形式であったが、本発明は、必ずしもこれに限定されない。例えば、車両用駆動装置において、エンジン12のクランク軸、自動変速機50の入出力軸52、54が車幅方向に配置され、且つ、トランスファ28、200、300、400の第1出力軸66、208、302、402及び第2出力軸74、212、304、404が、互いに直交するように配置される横置き形式であっても構わない。
又、前述の実施例では、エンジン12及びTM用回転機MGMから第1動力源PU1が構成されていたが、本発明は、必ずしもこれに限定されない。例えば、第1動力源PU1が、エンジン12及びTM用回転機MGMの一方のみから構成されるものであっても構わない。
又、前述の実施例では、差動装置64、206、306、406のサンギヤSが第1回転要素RE1、キャリアCAが第2回転要素RE2、リングギヤRが第3回転要素RE3として機能していたが、本発明は必ずしもこれに限定されない。例えば第1回転要素RE1がキャリアCA又はリングギヤRの何れかであってもよく、第2回転要素RE2及び第3回転要素RE3についても適宜変更することができる。すなわち、差動装置64、206、306、406の連結関係を矛盾のない範囲で適宜変更することができる。
又、前述の実施例では、TF用クラッチCF1は、差動装置64のサンギヤSとキャリアCAとの間を選択的に係合するものであったが、本発明は、必ずしも上記態様に限定されない。例えば、TF用クラッチCF1がサンギヤSとリングギヤRとの間を断接するなど適宜変更することができる。要は、TF用クラッチCF1は、差動装置64のサンギヤS、キャリアCA、及びリングギヤRのうち何れか2つを選択的に係合するものであればよい。
又、前述の実施例では、TF用回転機MGFと差動装置64、206、306、406のサンギヤSとが直接的に連結されるものであったが、TF用回転機MGFと差動装置64のサンギヤとの間に減速機又は増速機が介挿されるものであっても構わない。
又、前述の実施例では、差動装置64の第1回転要素RE1(サンギヤS)に動力源としてのTF用回転機MGFが接続されるものであったが、第1回転要素RE1に接続される動力源は必ずしも回転機に限定されず、動力源として、例えば内燃機関であるエンジンが接続されるものであっても構わない。
又、前述の実施例において、エンジン12とTM用回転機MGMとの間に、断接装置が介挿されるものであっても構わない。
又、前述の実施例において、トルクコンバータ48は必ずしも必要なく、トルクコンバータ48を備えないものであっても構わない。
又、前述の実施例では、自動変速機50は、複数組の遊星歯車装置の回転要素が係合装置によって選択的に連結されることにより複数のギヤ段(変速段)が択一的に達成されるものであったが、本発明は、必ずしもこれに限定されない。例えば、伝動ベルトが有効径が可変である一対の可変プーリに巻き掛けられ変速比が無段階に連続的に変化させられるベルト式無段変速機など、変速機の形式は矛盾のない範囲で適宜変更される。又、自動変速機50は必ずしも必要なく、省略されても構わない。
又、前述の実施例では、トランスファ28、200、300、400では、チェーン70、216を介して前輪14に動力が伝達されるように構成されていたが、本発明は必ずしもこれに限定されない。例えば、チェーンに代わって、歯車やベルトを介して前輪14に動力が伝達されるように構成されても構わない。
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
10:車両用駆動装置
14:前輪
16:後輪
44、202:トランスファケース(固定部材)
64、206、306、406:差動装置
66、208、302、402:第1出力軸
74、212、304、404:第2出力軸
130:電子制御装置(制御装置)
MGF:TF用回転機(動力源)
CD1:切替用クラッチ(第1係合装置)
CF1:TF用クラッチ(第2係合装置)
BF1:TF用ブレーキ(第3係合装置)
RE1:第1回転要素
RE2:第2回転要素
RE3:第3回転要素
m2:「BEV(FF)ロー」モード又は「BEV(FR)ロー」モード(第1駆動モード)
m3:「BEV_LSD」モード(第2駆動モード)
m4:「BEV_Lock」モード(第2駆動モード)

Claims (2)

  1. 動力源と、前輪及び後輪の一方の車輪に動力を伝達する第1出力軸と、前記前輪及び後輪の他方の車輪に動力を伝達する第2出力軸と、前記動力源が接続される第1回転要素、前記第1出力軸及び前記第2出力軸の一方の出力軸が接続される第2回転要素、及び第3回転要素を有する差動装置と、前記第3回転要素と前記第1出力軸及び前記第2出力軸の他方の出力軸とを選択的に係合する第1係合装置と、前記第1回転要素、前記第2回転要素、及び前記第3回転要素の何れか2つを選択的に係合する第2係合装置と、前記第3回転要素を固定部材に選択的に係合する第3係合装置と、制御装置、とを備えた車両用駆動装置であって、
    前記制御装置は、前記動力源からの動力によって車両を駆動する駆動モードとして、前記第1係合装置を解放すると共に、前記第2係合装置を解放し且つ前記第3係合装置を係合して、前記差動装置を減速状態とした二輪駆動の第1駆動モードと、前記第1係合装置を係合又はスリップ制御すると共に、前記第2係合装置を係合し且つ前記第3係合装置を解放して、前記差動装置を直結状態とした四輪駆動の第2駆動モードと、を設定できると共に、
    前記駆動モードを前記第1駆動モードから前記第2駆動モードに切り替えるに当たっては、前記第2係合装置を係合し且つ前記第3係合装置を解放した後、前記第1係合装置を係合又はスリップ制御するように構成されている
    ことを特徴とする車両用駆動装置。
  2. 動力源と、前輪及び後輪の一方の車輪に動力を伝達する第1出力軸と、前記前輪及び後輪の他方の車輪に動力を伝達する第2出力軸と、前記動力源が接続される第1回転要素、前記第1出力軸及び前記第2出力軸の一方の出力軸が接続される第2回転要素、及び第3回転要素を有する差動装置と、前記第3回転要素と前記第1出力軸及び前記第2出力軸の他方の出力軸とを選択的に係合する第1係合装置と、前記第1回転要素、前記第2回転要素、及び前記第3回転要素の何れか2つを選択的に係合する第2係合装置と、前記第3回転要素を固定部材に選択的に係合する第3係合装置と、制御装置、とを備えた車両用駆動装置であって、
    前記制御装置は、前記動力源からの動力によって車両を駆動する駆動モードとして、前記第1係合装置を解放すると共に、前記第2係合装置を解放し且つ前記第3係合装置を係合して、前記差動装置を減速状態とした二輪駆動の第1駆動モードと、前記第1係合装置を係合又はスリップ制御すると共に、前記第2係合装置を係合し且つ前記第3係合装置を解放して、前記差動装置を直結状態とした四輪駆動の第2駆動モードと、を設定できると共に、
    前記駆動モードを前記第2駆動モードから前記第1駆動モードに切り替えるに当たっては、前記第1係合装置を解放した後、前記第2係合装置を解放し且つ前記第3係合装置を係合するように構成されている
    ことを特徴とする車両用駆動装置。
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