JP4029874B2 - 車両の駆動装置 - Google Patents
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Description
本発明は、同一の車輪を複数の駆動源で駆動可能な車両用駆動装置に関する。
前後輪をそれぞれ異なる駆動源で駆動可能な車両としては、例えば特許文献１に記載したものがある。この特許文献１に記載のものは、前後輪の一方をエンジンで駆動し前後輪の他方をモータで駆動する四輪駆動車両である。
実開昭５５−１３８１２９号公報
上記特許文献１に記載された従来例のように、１つのモータで前記他方の車輪を駆動する場合を想定すると、低回転で高トルクを得ると共に、高回転まで充分なトルクを得るためには、前記モータの出力を大きくする必要がある。ここで、電動モータの出力を大きくするためには、コイルの巻数を増やしてモータ磁束を高めることが考えられるが。コイル巻数を増やせば他方の車輪を駆動する電動モータが大型化してしまう。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、共通の車輪を複数の駆動源で駆動可能として駆動源を大型化することなく、低速から高速まで充分に対応可能な車両用駆動装置を提供することを課題としている。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、共通の車輪を複数の駆動源で駆動可能として駆動源を大型化することなく、低速から高速まで充分に対応可能な車両用駆動装置を提供することを課題としている。
上記課題を解決するために、本発明は、共通の車輪である前後輪の一方の車輪に対してそれぞれ駆動力を伝達可能な複数の駆動源と、前後輪の他方の車輪を駆動する第３の駆動源と、第３の駆動源から上記他方の車輪への動力伝達経路に介装された変速機と、その変速機の変速時を判断する変速判断手段と、上記複数の駆動源から上記一方の車輪への全ての出力を同時に遮断可能なメイン・クラッチと、上記複数の駆動源のうちの一つの駆動源に対応して配置されて当該一つの駆動源から上記一方の車輪への出力のみを遮断可能なサブ・クラッチと、走行状態に応じて上記複数の駆動源のうち上記一方の車輪に出力を伝達する駆動源を選択する駆動源選択手段と、
上記一つの駆動源が出力伝達状態から出力伝達中止状態になると判定すると、一時的にメイン・クラッチを開放した状態にして上記サブ・クラッチの開放を行うクラッチ制御手段とを備え、そのクラッチ制御手段は、上記変速機の変速時に同期をとってサブ・クラッチの開放を行うことを特徴とする車両用駆動装置を提供するものである。
上記一つの駆動源が出力伝達状態から出力伝達中止状態になると判定すると、一時的にメイン・クラッチを開放した状態にして上記サブ・クラッチの開放を行うクラッチ制御手段とを備え、そのクラッチ制御手段は、上記変速機の変速時に同期をとってサブ・クラッチの開放を行うことを特徴とする車両用駆動装置を提供するものである。
本発明によれば、一時的にメイン・クラッチを切断状態として、つまり車輪と全ての駆動源との間を遮断した状態でサブ・クラッチを切断するので、走行中であっても、確実にサブ・クラッチを切断して、非駆動となった上記一つの駆動源の連れ廻りを防止することが可能となる。
次に、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。
図１に、本実施形態の車両用駆動装置の概略構成図を示す。
本実施形態で説明する装置は、左右前輪１Ｆが第１の駆動源であるエンジン２によって駆動され、左右後輪１Ｒが２台の電動モータＭ１、Ｍ２で駆動可能となっている４輪駆動可能な車両の場合の例である。すなわち、エンジン２の出力は、変速機３及び前輪側のデフ４を通じて左右前輪１Ｆに伝達されると共に、左右２台の電動モータＭ１、Ｍ２の出力がそれぞれ減速機Ｇ及び後輪側のデフ１３を介して左右後輪１Ｒに伝達可能となっている。
図１に、本実施形態の車両用駆動装置の概略構成図を示す。
本実施形態で説明する装置は、左右前輪１Ｆが第１の駆動源であるエンジン２によって駆動され、左右後輪１Ｒが２台の電動モータＭ１、Ｍ２で駆動可能となっている４輪駆動可能な車両の場合の例である。すなわち、エンジン２の出力は、変速機３及び前輪側のデフ４を通じて左右前輪１Ｆに伝達されると共に、左右２台の電動モータＭ１、Ｍ２の出力がそれぞれ減速機Ｇ及び後輪側のデフ１３を介して左右後輪１Ｒに伝達可能となっている。
上記エンジン２の出力は、エンジンコントローラ６からの指令によってスロットルバルブ等が調整されることで制御される。エンジンコントローラ６は、アクセルペダル７の踏み込み量や車速などに基づき制御量を演算する。
上記変速機３は、オートマチック・トランスミッション（有段式ＡＴ）であって、変速機コントローラ８からのシフト指令に応じたシフト位置に変速位置を変更する。
また、上記２つのモータＭ１、Ｍ２はそれぞれ、バッテリ９を電源とすると共に、モータコントローラ１１からの指令に応じた界磁電流に調整されることで、発生した出力を減速機Ｇを介して後輪１Ｒに伝達可能となっている。
上記変速機３は、オートマチック・トランスミッション（有段式ＡＴ）であって、変速機コントローラ８からのシフト指令に応じたシフト位置に変速位置を変更する。
また、上記２つのモータＭ１、Ｍ２はそれぞれ、バッテリ９を電源とすると共に、モータコントローラ１１からの指令に応じた界磁電流に調整されることで、発生した出力を減速機Ｇを介して後輪１Ｒに伝達可能となっている。
上記減速機Ｇは、第１モータＭ１に連結された第１シャフト２０の回転を二段階（２つのギヤトレイン）で減速して後輪側の車軸３２に伝達する二段式の減速機Ｇであり、その中間軸である第２シャフト２２に対し、第２モータＭ２の出力軸が連結している。具体的には、第１シャフト２０の回転が減速歯車２１によって減速比Ｒ１（例えばＲ１＝６）で第２シャフト２２に伝達され、この第２シャフト２２の回転が、減速歯車２３によって減速比Ｒ２（例えばＲ２＝６）で車軸へ伝達されるように構成されている。従って、第１モータＭ１の出力が低速走行用の減速比（ここでは、Ｒ１×Ｒ２＝３６）で車軸３２に伝達され、第２モータＭ２の出力が高速走行用の減速比（ここでは、Ｒ２＝６）で車軸３２に伝達される。
ここで、本実施形態では、上記２つのモータＭ１、Ｍ２の特性は同一仕様とする。もちろん、２つのモータＭ１、Ｍ２のトルク特性を違えて、第１モータＭ１を低回転トルク仕様のモータとし、第２モータＭ２を高回転トルク仕様のモータとしても良い。低回転トルク仕様のモータとは、低速回転でトルクを出力しやすい（低速回転側にトルクのピークがある）仕様のモータであり、高回転トルク仕様のモータとは、高速回転でトルクを出力しやすい（高速回転側にトルクのピークがある）仕様のモータである。
また、上記第１シャフト２０には、ドグクラッチなどからなるサブ・クラッチ３０が介装されていて、このサブ・クラッチ３０を操作することによって、後輪１Ｒへの第１モータＭ１からの出力だけを伝達及び遮断（非伝達）できるようになっている。サブ・クラッチ３０は、モータコントローラ１１からの指令にしたがって開放・接続を行う。
また、減速機Ｇと後輪側デフ１３との間にメイン・クラッチ３１が介装されていて、このメイン・クラッチ３１を操作することによって、後輪１Ｒへの第１及び第２モータＭ１、Ｍ２からの出力をともに遮断可能できるようになっている。このメイン・クラッチ３１は、モータコントローラ１１からの指令にしたがって開放・接続を行う。
また、減速機Ｇと後輪側デフ１３との間にメイン・クラッチ３１が介装されていて、このメイン・クラッチ３１を操作することによって、後輪１Ｒへの第１及び第２モータＭ１、Ｍ２からの出力をともに遮断可能できるようになっている。このメイン・クラッチ３１は、モータコントローラ１１からの指令にしたがって開放・接続を行う。
ここで、符号１２は２輪駆動モードと４輪駆動モードとの駆動モード・スイッチであって、この駆動モード・スイッチ１２が４輪駆動モードに設定されると、作動指令がモータコントローラ１１に出力され、２輪駆動モードの切り替わると、停止指令がモータコントローラ１１に出力される。
モータコントローラ１１は、第１モータ制御部１１Ａ、第２モータ制御部１１Ｂ、及びモータ制御部本体１１Ｃを備える。第１モータ制御部１１Ａは、モータ制御部本体１１ＣからＯＮ指令を入力すると第１モータＭ１を駆動状態に制御し、ＯＦＦ指令を入力すると第１モータＭ１の駆動を停止する。同様に、第２モータ制御部１１Ｂは、モータ制御部本体１１ＣからＯＮ指令を入力すると第２モータＭ２を駆動状態に制御し、ＯＦＦ指令を入力すると第２モータＭ２の駆動を停止する。
モータコントローラ１１は、第１モータ制御部１１Ａ、第２モータ制御部１１Ｂ、及びモータ制御部本体１１Ｃを備える。第１モータ制御部１１Ａは、モータ制御部本体１１ＣからＯＮ指令を入力すると第１モータＭ１を駆動状態に制御し、ＯＦＦ指令を入力すると第１モータＭ１の駆動を停止する。同様に、第２モータ制御部１１Ｂは、モータ制御部本体１１ＣからＯＮ指令を入力すると第２モータＭ２を駆動状態に制御し、ＯＦＦ指令を入力すると第２モータＭ２の駆動を停止する。
本実施形態では、次に説明するように、切換車速Ｖ１を境として、切換車速Ｖ１以下の場合には第１モータＭ１の出力を後輪１Ｒに伝達させ、切換車速Ｖ１を越える場合には第２モータＭ２の出力を後輪Ｒに伝達させるように駆動源（Ｍ１，Ｍ２）の選択を行う。
なお、各モータ制御部１１Ａ、１１Ｂにおける駆動制御は、例えばバッテリ９からの電力を通電状態とすると共に、界磁電流を調整することで、目的とする回転数若しくは回転トルクを出力するように制御することで行われる。図１中、符号１０はバッテリ９の電力の通電を調整する電力配分制御部である。
なお、各モータ制御部１１Ａ、１１Ｂにおける駆動制御は、例えばバッテリ９からの電力を通電状態とすると共に、界磁電流を調整することで、目的とする回転数若しくは回転トルクを出力するように制御することで行われる。図１中、符号１０はバッテリ９の電力の通電を調整する電力配分制御部である。
上記モータ制御部本体１１Ｃは、駆動モード・スイッチ１２から作動指令を入力すると、停止指令を入力するまで、次のような処理を所定サンプリング時間単位に実施する。なお、停止指令を入力した場合には、第１及び第２モータ制御部１１Ｂ、及びメイン・クラッチ３１にＯＦＦ指令を出力する。なお、作動指令を入力するとメイン・クラッチ３１にＯＮ指令を出力する。
ここで、モータ制御部本体１１Ｃは、駆動源選択手段及びクラッチ制御手段を構成する。
ここで、モータ制御部本体１１Ｃは、駆動源選択手段及びクラッチ制御手段を構成する。
モータ制御部本体１１Ｃの処理を説明すると、図２に示すように、まずステップＳ１０で現在の車速Ｖｗが所定の切換車速Ｖ１を越えているか否かを判定し、当該切換車速Ｖ１以下の場合には、ステップＳ２０に移行し、切換車速Ｖ１を越えている判定した場合にはステップＳ５０に移行する。なお、車速Ｖｗとしているが、後輪１Ｒの車輪速であっても構わない。
ここで、上記切換車速Ｖ１は、採用するモータ特性及び減速比によって設定され、例えば、第１モータＭ１のトルク特性が低下する回転速度に対応した車体速（モータ回転数に減速比を掛けた速度）に設定しておく。上記切換車速Ｖ１は、たとえば、時速２０ｋｍ程度に設定する。
ここで、上記切換車速Ｖ１は、採用するモータ特性及び減速比によって設定され、例えば、第１モータＭ１のトルク特性が低下する回転速度に対応した車体速（モータ回転数に減速比を掛けた速度）に設定しておく。上記切換車速Ｖ１は、たとえば、時速２０ｋｍ程度に設定する。
ステップＳ２０では、第１モータ制御部１１ＡにＯＮ指令を出力し、続けてステップＳ３０にて第２モータ制御部１１ＢにＯＦＦ指令を出力して、ステップＳ４０に移行する。
ステップＳ４０では、サブ・クラッチ３０にＯＮ指令を出力してステップＳ８０に移行する。
一方、車速Ｖｗが切換車速Ｖ１を越えている判定した場合にはステップＳ５０に移行し、第１モータ制御部１１ＡにＯＦＦ指令を出力し、続けてステップＳ６０にて第２モータ制御部１１ＢにＯＮ指令を出力して、ステップＳ７０に移行する。
ステップＳ７０では、サブ・クラッチ３０にＯＦＦ指令を出力してステップＳ８０に移行する。
ステップＳ４０では、サブ・クラッチ３０にＯＮ指令を出力してステップＳ８０に移行する。
一方、車速Ｖｗが切換車速Ｖ１を越えている判定した場合にはステップＳ５０に移行し、第１モータ制御部１１ＡにＯＦＦ指令を出力し、続けてステップＳ６０にて第２モータ制御部１１ＢにＯＮ指令を出力して、ステップＳ７０に移行する。
ステップＳ７０では、サブ・クラッチ３０にＯＦＦ指令を出力してステップＳ８０に移行する。
ステップＳ８０では、車速ＶｗがＶ３より大きく且つＶ４より低いか、つまり車速ＶｗがＶ３〜Ｖ４の間にあるか否かを判定する。ここで、Ｖ４＞Ｖ１＞Ｖ３の関係にあり、例えば、Ｖ３は時速１７ｋｍ／ｈ、Ｖ４は時速２３ｋｍ／ｈに設定する。
車速ＶｗがＶ３〜Ｖ４の間にある場合には、ステップＳ９０に移行して、メイン・クラッチ３１にＯＦＦ指令を出力して処理を終了する。
また、車速ＶｗがＶ３〜Ｖ４の間に無い場合には、ステップＳ１００に移行して、メイン・クラッチ３１にＯＮ指令を出力して処理を終了する。
車速ＶｗがＶ３〜Ｖ４の間にある場合には、ステップＳ９０に移行して、メイン・クラッチ３１にＯＦＦ指令を出力して処理を終了する。
また、車速ＶｗがＶ３〜Ｖ４の間に無い場合には、ステップＳ１００に移行して、メイン・クラッチ３１にＯＮ指令を出力して処理を終了する。
次に、本実施形態の動作や作用・効果について説明する。なお、以下の説明は４輪駆動モード状態になっているとして説明する。
本実施形態では、発進時など切換車速Ｖ１以下の場合には、低速回転用の第１モータＭ１を駆動状態としている。すなわち、車両の発進時など車速Ｖｗが小さく、大きなトルクが必要な場合には、第１モータＭ１を駆動することで大きなトルクを後輪１Ｒに伝達することができる。たとえば、発進時に力強い加速が可能となる。
さらに、車速Ｖｗが切換車速Ｖ１を越えると、必要とするトルクが小さくなるので、低回転トルク仕様の第１モータＭ１を停止して、高回転トルク用の第２モータＭ２で後輪１Ｒを駆動する。
本実施形態では、発進時など切換車速Ｖ１以下の場合には、低速回転用の第１モータＭ１を駆動状態としている。すなわち、車両の発進時など車速Ｖｗが小さく、大きなトルクが必要な場合には、第１モータＭ１を駆動することで大きなトルクを後輪１Ｒに伝達することができる。たとえば、発進時に力強い加速が可能となる。
さらに、車速Ｖｗが切換車速Ｖ１を越えると、必要とするトルクが小さくなるので、低回転トルク仕様の第１モータＭ１を停止して、高回転トルク用の第２モータＭ２で後輪１Ｒを駆動する。
これによって、発進時などの低速用と高速用で２台のモータＭ１、Ｍ２を適切に分担して使用することで、モータＭ１、Ｍ２の劣化が速度に対して分散して進行し、一方のモータＭ１、Ｍ２の劣化が相対的に早まるというようなことを防止できる。
ここで、車両が高速走行時に、低速走行用の高い減速比で車軸３２に連結された第１モータＭ１が過回転することを防止するために、サブ・クラッチ３０を開放状態とする。このとき、所定以上のトルクが第１シャフト２０に伝達されているため、そのままでは、ドグクラッチからなるサブ・クラッチ３０を開放できないおそれがあるが、本実施形態では、サブ・クラッチ３０を開放する際に一時的にメイン・クラッチ３１を開放状態として、第１シャフト２０に掛かるトルクを小さくして上記サブ・クラッチ３０を開放するようにしているので、確実にサブ・クラッチ３０を開放することが行われる。
ここで、車両が高速走行時に、低速走行用の高い減速比で車軸３２に連結された第１モータＭ１が過回転することを防止するために、サブ・クラッチ３０を開放状態とする。このとき、所定以上のトルクが第１シャフト２０に伝達されているため、そのままでは、ドグクラッチからなるサブ・クラッチ３０を開放できないおそれがあるが、本実施形態では、サブ・クラッチ３０を開放する際に一時的にメイン・クラッチ３１を開放状態として、第１シャフト２０に掛かるトルクを小さくして上記サブ・クラッチ３０を開放するようにしているので、確実にサブ・クラッチ３０を開放することが行われる。
なお、上記説明では、サブ・クラッチ３０としてドグクラッチを例示しているが、摩擦クラッチでも良い。摩擦クラッチの場合には、連れ回りトルクによって開放時にショックや異音が発生する場合があるが、本実施形態では、メイン・クラッチ３１を開放した状態で、つまり第１シャフト２０に掛かっているトルクが小さい状態でサブ・クラッチ３０の開放を行うので、当該ショックや異音の発生を抑えることができる。
図３に、上記実施形態の動作に対応したタイムチャート例を示す。
ここで、上記実施形態では、車速Ｖｗが切換車速Ｖ１以下の場合には、第１モータＭ１だけを駆動する場合を例示しているが、車速Ｖｗが切換車速Ｖ１以下の場合には、第１モータＭ１と共に第２モータＭ２も駆動するようにして、車速Ｖｗが切換車速Ｖ１を越えると高回転トルク仕様の第２モータＭ２だけを駆動するように制御していもよい。
このようにしても、車速Ｖｗに応じた仕様のモータが適切に選択される結果、例えば発進時に力強い加速が可能になる共に高速での車速Ｖｗでも必要なトルクを確保することが可能となる。さらに、図４にそのタイムチャート例を示す。
ここで、上記実施形態では、車速Ｖｗが切換車速Ｖ１以下の場合には、第１モータＭ１だけを駆動する場合を例示しているが、車速Ｖｗが切換車速Ｖ１以下の場合には、第１モータＭ１と共に第２モータＭ２も駆動するようにして、車速Ｖｗが切換車速Ｖ１を越えると高回転トルク仕様の第２モータＭ２だけを駆動するように制御していもよい。
このようにしても、車速Ｖｗに応じた仕様のモータが適切に選択される結果、例えば発進時に力強い加速が可能になる共に高速での車速Ｖｗでも必要なトルクを確保することが可能となる。さらに、図４にそのタイムチャート例を示す。
ここで、切換車速Ｖ１は、第１モータＭ１のトルクが減少して所定微少トルク以下となるとされる車速であって、実験などによって求めたものである。
本実施形態では、サブ・クラッチ３０の開放を、第１モータＭ１のモータトルクが無くなる間際、つまり第１シャフト２０のトルクがほぼゼロに近い状態で行うことで、さらにサブ・クラッチ３０開放時のショックや異音を小さく抑えることが可能となる。
本実施形態では、サブ・クラッチ３０の開放を、第１モータＭ１のモータトルクが無くなる間際、つまり第１シャフト２０のトルクがほぼゼロに近い状態で行うことで、さらにサブ・クラッチ３０開放時のショックや異音を小さく抑えることが可能となる。
ここで、上記所定微少トルクは、サブ・クラッチ３０の開放時に、許容可能なショック及び異音以内に抑えることが可能なだけ小さな微少トルクである。勿論、モータＭ１の出力トルクがゼロとなったときにサブ・クラッチ３０を開放しても良いが、微少トルク状態で開放した方がメイン・クラッチ３１の一時的な開放時間を短くすることができる。
なお、微少トルク状態の代わりに、サブ・クラッチ３０の位置において第１モータＭ１側のトルクと、後輪側のトルクとが一致したときにサブ・クラッチ３０を開放するようにしても良い。この場合でも、開放時におけるサブ・クラッチ３０でのトルクを小さく抑えることができる。
その他の作用・効果は、上記実施形態と同様である。
なお、微少トルク状態の代わりに、サブ・クラッチ３０の位置において第１モータＭ１側のトルクと、後輪側のトルクとが一致したときにサブ・クラッチ３０を開放するようにしても良い。この場合でも、開放時におけるサブ・クラッチ３０でのトルクを小さく抑えることができる。
その他の作用・効果は、上記実施形態と同様である。
また、上記実施形態では、２輪駆動モードと４輪駆動モードとをスイッチ１２によって変更する場合を例示しているが、車両の走行状態、例えば、主駆動輪である前輪１Ｆの加速スリップなどに応じて自動的に４輪駆動状態となる場合であっても適用可能である。
また、上記実施形態では、各モータＭ１、Ｍ２の電源をバッテリ９としているが、これに限定されない。例えば、エンジン２に発電機を接続し、その発電機が発電機した電力を各モータＭ１、Ｍ２に供給可能なバッテリレスの４輪駆動車両に適用しても良い。
また、上記実施形態では、各モータＭ１、Ｍ２の電源をバッテリ９としているが、これに限定されない。例えば、エンジン２に発電機を接続し、その発電機が発電機した電力を各モータＭ１、Ｍ２に供給可能なバッテリレスの４輪駆動車両に適用しても良い。
また、上記実施形態では、複数の駆動源として２台のモータＭ１、Ｍ２を例示しているが、３台以上のモータの出力を後輪１Ｒに伝達可能に設定しても良い。
また、上記実施形態では、複数の駆動源として電動モータＭ１、Ｍ２を例示しているが、油圧モータであっても良いし、他の公知の回転駆動源を採用しても良い。また、複数の駆動源は、同一種類の駆動源でなくても良く、例えば一方を電動モータに、他方の油圧モータにするなどしても良い。
また、上記実施形態では、モータ制御部本体１１Ｃでメイン・クラッチ３１の一時的開放（ステップＳ８０〜Ｓ１００）を行うように説明しているが、この部分を別の処理部としても良い。
また、２台のモータＭ１，Ｍ２をトルク特性の異なるモータとすれば、減速機Ｇは必ずしも必要ではない。
また、上記実施形態では、複数の駆動源として電動モータＭ１、Ｍ２を例示しているが、油圧モータであっても良いし、他の公知の回転駆動源を採用しても良い。また、複数の駆動源は、同一種類の駆動源でなくても良く、例えば一方を電動モータに、他方の油圧モータにするなどしても良い。
また、上記実施形態では、モータ制御部本体１１Ｃでメイン・クラッチ３１の一時的開放（ステップＳ８０〜Ｓ１００）を行うように説明しているが、この部分を別の処理部としても良い。
また、２台のモータＭ１，Ｍ２をトルク特性の異なるモータとすれば、減速機Ｇは必ずしも必要ではない。
次に、第２実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、同一の装置などについては同一の符号を付して説明する。
本第２実施形態の基本構成は、上記第１実施形態と同様であるが、サブ・クラッチ３０の開放タイミングが異なる。すなわち、上記モータ制御部本体１１Ｃの処理が若干異なる。
本第２実施形態の基本構成は、上記第１実施形態と同様であるが、サブ・クラッチ３０の開放タイミングが異なる。すなわち、上記モータ制御部本体１１Ｃの処理が若干異なる。
次に、本実施形態におけるモータ制御部本体の処理について説明する。
図５に示すように、まずステップＳ２１０で現在の車速Ｖｗが所定の切換車速Ｖ１を越えているか否かを判定し、当該切換車速Ｖ１以下の場合には、ステップＳ２２０に移行し、切換車速Ｖ１を越えている判定した場合にはステップＳ２４０に移行する。
ステップＳ２２０では、第１モータ制御部１１ＡにＯＮ指令を出力し、続けてステップＳ２３０にて第２モータ制御部１１ＢにＯＦＦ指令を出力して、ステップＳ２６０に移行する。
図５に示すように、まずステップＳ２１０で現在の車速Ｖｗが所定の切換車速Ｖ１を越えているか否かを判定し、当該切換車速Ｖ１以下の場合には、ステップＳ２２０に移行し、切換車速Ｖ１を越えている判定した場合にはステップＳ２４０に移行する。
ステップＳ２２０では、第１モータ制御部１１ＡにＯＮ指令を出力し、続けてステップＳ２３０にて第２モータ制御部１１ＢにＯＦＦ指令を出力して、ステップＳ２６０に移行する。
一方、車速Ｖｗが切換車速Ｖ１を越えている判定した場合にはステップＳ２４０に移行し、第１モータ制御部１１ＡにＯＦＦ指令を出力し、続けてステップＳ２５０にて第２モータ制御部１１ＢにＯＮ指令を出力して、ステップＳ２６０に移行する。
ステップＳ２６０では、車速ＶｗがＶ３より大きく且つＶ４より低いか、つまり車速ＶｗがＶ３〜Ｖ４の間にあるか否かを判定する。ここで、Ｖ４＞クラッチ開放車速Ｖ２＞Ｖ３の関係にある。
ステップＳ２６０では、車速ＶｗがＶ３より大きく且つＶ４より低いか、つまり車速ＶｗがＶ３〜Ｖ４の間にあるか否かを判定する。ここで、Ｖ４＞クラッチ開放車速Ｖ２＞Ｖ３の関係にある。
車速ＶｗがＶ３〜Ｖ４の間にある場合には、ステップＳ２７０に移行して、メイン・クラッチ３１にＯＦＦ指令を出力してステップＳ２９０に移行する。また、車速ＶｗがＶ３〜Ｖ４の間に無い場合には、ステップＳ２８０に移行して、メイン・クラッチ３１にＯＮ指令を出力してステップＳ２９０に移行する。
ステップＳ２９０では、現在の車速Ｖｗがクラッチ開放車速Ｖ２を越えたか否かを判定し、越えたと判定した場合には、所定以上の連れ回りトルクが第１シャフト２０にあるとしてステップＳ３１０に移行して、サブ・クラッチ３０にＯＦＦ指令を出力して処理を終了する。また、クラッチ開放車速Ｖ２以下と判定した場合には、ステップＳ３００にてサブ・クラッチ３０にＯＮ指令を出力して処理を終了する。
その他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
ステップＳ２９０では、現在の車速Ｖｗがクラッチ開放車速Ｖ２を越えたか否かを判定し、越えたと判定した場合には、所定以上の連れ回りトルクが第１シャフト２０にあるとしてステップＳ３１０に移行して、サブ・クラッチ３０にＯＦＦ指令を出力して処理を終了する。また、クラッチ開放車速Ｖ２以下と判定した場合には、ステップＳ３００にてサブ・クラッチ３０にＯＮ指令を出力して処理を終了する。
その他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
次に、本実施形態の動作や作用・効果について説明する。
本実施形態では、図６に示すように、車速Ｖｗが切換車速Ｖ１を越えると、後輪に出力を伝達するモータが低速用の第１モータＭ１から高速用の第２モータＭ２に変更される。さらに、車速Ｖｗが上昇してＶ３を越えるとメイン・クラッチ３１が一時的に開放状態となり、続けて車速Ｖｗがクラッチ開放車速Ｖ２を越えたときにサブ・クラッチ３０が開放される。さらに、車速Ｖｗが上昇してＶ４を越えると一時的に開放したメイン・クラッチ３１が再び接続される。
本実施形態では、図６に示すように、車速Ｖｗが切換車速Ｖ１を越えると、後輪に出力を伝達するモータが低速用の第１モータＭ１から高速用の第２モータＭ２に変更される。さらに、車速Ｖｗが上昇してＶ３を越えるとメイン・クラッチ３１が一時的に開放状態となり、続けて車速Ｖｗがクラッチ開放車速Ｖ２を越えたときにサブ・クラッチ３０が開放される。さらに、車速Ｖｗが上昇してＶ４を越えると一時的に開放したメイン・クラッチ３１が再び接続される。
ここで、本実施形態では、モータ制御部本体１１Ｃでクラッチの開放処理（ステップＳ２６０〜Ｓ３１０）を行うように説明しているが、この部分を別の処理部としても良い。
また、車速Ｖｗに基づき、第１モータＭ１の回転を推定しているが、これに限定されない。例えば、第１モータＭ１の回転を直接測定し、その測定値でサブ・クラッチ３０の開放時期を決定しても良いし、第１モータＭ１の駆動を停止してからの経過時間によってモータのトルクが所定微小トルク以下になったと推定してもよい。なお、メイン・クラッチ３１の一時的開放タイミングも、サブ・クラッチ３０の開放タイミングに合わせるように制御する。
また、車速Ｖｗに基づき、第１モータＭ１の回転を推定しているが、これに限定されない。例えば、第１モータＭ１の回転を直接測定し、その測定値でサブ・クラッチ３０の開放時期を決定しても良いし、第１モータＭ１の駆動を停止してからの経過時間によってモータのトルクが所定微小トルク以下になったと推定してもよい。なお、メイン・クラッチ３１の一時的開放タイミングも、サブ・クラッチ３０の開放タイミングに合わせるように制御する。
ここで、上記第１モータＭ１のトルクが小さくなるタイミングと共に、若しくは第１モータＭ１のトルクが小さくなるタイミングとは別に、上記サブ・クラッチ３０を開放するタイミングを上記変速機３の変速時と同期をとって行うようにしても良い。本実施形態にあっては、図６の最下部に併せて図示してあるように、１速から２速にシフトアップする変速時に同期をとってサブ・クラッチ３０に開放を行うようにしても良い（図では、トルクが微小となることと同期をとっていないように図示されているが、同期を取っても良い）。
このときには、上記変速機コントローラ８からシフト指令を入力し、そのシフト指令に基づき変速機の変速時を判断する変速判断手段を設け、例えば、第１モータＭ１の駆動が停止した後に、上記変速判断手段の判断に基づき変速時と判定したときに、メイン・クラッチ３１を一時的に開放状態にしてサブ・クラッチ３０の開放操作を行うようにする。
エンジン２の駆動力が変速機３を介して前輪１Ｆ（主駆動輪）に伝達されるが、シフトアップによって前輪１Ｆの駆動力が低下つまり変化するので、その変化時期に同期をとってサブ・クラッチ３０を開放することで、ショックや異音を目立たなくすることができる。また、後輪１Ｒのトルクを前輪１Ｆの加速スリップに応じて制御する４輪駆動制御を実施している場合を想定すると、エンジン２の駆動力が変速機３を介して前輪１Ｆ（主駆動輪）に伝達されるが、シフトアップ時には前輪１Ｆの駆動力が低下して当該前輪１Ｆが滑りずらくなるので、後輪１Ｒのトルクも低めで良い。したがって、シフトアップに応じて適切なモータＭ１、Ｍ２を選択して駆動することで、変速状態に応じて低車速から高車速まで適切な４輪駆動用のトルクを得ることが可能となる。
また、上記全実施形態では、車速Ｖｗによって第１モータＭ１の停止タイミングを判定しているが、これに限定されない。例えば、車速Ｖｗに関係なく変速機コントローラ８からの変速指令に応じて、１速の場合には、第１モータＭ１だけ若しくは第１及び第２モータＭ１，Ｍ２を駆動制御し、２速の場合には第２モータＭ２だけを駆動するように制御して、変速機３が１速から２速に切り替わるときに第１モータＭ１を停止させるようにさせても良い。
また、上記実施形態では、変速機３がＡＴの場合を例示しているが、変速機３がＭＴであっても良い。
また、上記実施形態では、変速機３がＡＴの場合を例示しているが、変速機３がＭＴであっても良い。
Ｍ１ 第１モータ（第１の駆動源）
Ｍ２ 第２モータ（第２の駆動源）
Ｖ１ 切換車速
Ｖ２ クラッチ開放車速
Ｇ 減速機
１Ｆ 前輪
１Ｒ 後輪
２ エンジン（第３の駆動源）
３ 変速機
６ エンジンコントローラ
９ バッテリ
１１ モータコントローラ
１１Ａ 第１モータ制御部
１１Ｂ 第２モータ制御部
１１Ｃ モータ制御部本体
１２ 駆動モード・スイッチ
３０ サブ・クラッチ
３１ メイン・クラッチ
Ｍ２ 第２モータ（第２の駆動源）
Ｖ１ 切換車速
Ｖ２ クラッチ開放車速
Ｇ 減速機
１Ｆ 前輪
１Ｒ 後輪
２ エンジン（第３の駆動源）
３ 変速機
６ エンジンコントローラ
９ バッテリ
１１ モータコントローラ
１１Ａ 第１モータ制御部
１１Ｂ 第２モータ制御部
１１Ｃ モータ制御部本体
１２ 駆動モード・スイッチ
３０ サブ・クラッチ
３１ メイン・クラッチ
Claims (3)
- 共通の車輪である前後輪の一方の車輪に対してそれぞれ駆動力を伝達可能な複数の駆動源と、前後輪の他方の車輪を駆動する第３の駆動源と、第３の駆動源から上記他方の車輪への動力伝達経路に介装された変速機と、その変速機の変速時を判断する変速判断手段と、上記複数の駆動源から上記一方の車輪への全ての出力を同時に遮断可能なメイン・クラッチと、上記複数の駆動源のうちの一つの駆動源に対応して配置されて当該一つの駆動源から上記一方の車輪への出力のみを遮断可能なサブ・クラッチと、走行状態に応じて上記複数の駆動源のうち上記一方の車輪に出力を伝達する駆動源を選択する駆動源選択手段と、
上記一つの駆動源が出力伝達状態から出力伝達中止状態になると判定すると、一時的にメイン・クラッチを開放した状態にして上記サブ・クラッチの開放を行うクラッチ制御手段とを備え、そのクラッチ制御手段は、上記変速機の変速時に同期をとってサブ・クラッチの開放を行うことを特徴とする車両用駆動装置。 - 上記複数の駆動源として少なくとも第１駆動源及び第２駆動源を備え、上記第１駆動源は、第２駆動源と比較して低回転でトルクを発生する特性の駆動源であり、
上記駆動源選択手段は、所定車速以下では少なくとも第１駆動源の出力を上記一方の車輪に伝達させ且つ所定車速を越えると当該第１駆動源の出力の上記一方の車輪への伝達を中止するように駆動源を選択し、当該第１駆動源を上記一つの駆動源とすることを特徴とする請求項１に記載した車両用駆動装置。 - 上記複数の駆動源の少なくとも２つはモータであることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載した車両用駆動装置。
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