JP5414636B2 - 車両用駆動装置 - Google Patents
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Description
車両の駆動力を発生する電動機(例えば、後述の実施形態の電動機2A、2B、2C)と、
前記電動機を制御する電動機制御装置(例えば、後述の実施形態のECU45)と、
前記電動機と車輪(例えば、後述の実施形態の後輪Wr、LWr、RWr)との動力伝達経路上に設けられ、解放又は締結することにより電動機側と車輪側とを遮断状態又は接続状態にする断接手段(例えば、後述の実施形態の油圧ブレーキ60A、60B、60)と、
前記断接手段を制御する断接手段制御装置(例えば、後述の実施形態のECU45)と、を備えた車両用駆動装置(例えば、後述の実施形態の後輪駆動装置1)であって、
前記電動機と前記車輪との動力伝達経路上に前記断接手段と並列に設けられ、電動機側の順方向の回転動力が車輪側に入力されるときに係合状態となるとともに電動機側の逆方向の回転動力が車輪側に入力されるときに非係合状態となり、車輪側の順方向の回転動力が電動機側に入力されるときに非係合状態となるとともに車輪側の逆方向の回転動力が電動機側に入力されるときに係合状態となる一方向動力伝達手段(例えば、後述の実施形態の一方向クラッチ50)をさらに備え、
前記断接手段制御装置は、電動機側の順方向の回転動力が車輪側に入力されるときに、電動機側と車輪側とが接続状態となるように前記断接手段を締結することを特徴とする車両用駆動装置。
前記断接手段制御装置は、車輪側の順方向の回転動力が電動機側に入力されるときに、電動機側と車輪側とが接続状態となるように前記断接手段を締結することを特徴とする
前記電動機制御装置は、車輪側の順方向の回転動力が電動機側に入力されるときに、前記電動機を回生駆動状態に制御することを特徴とする。
前記電動機制御装置は、車輪側の順方向の回転動力が電動機側に入力されるときに、電動機を非駆動状態に制御することを特徴とする。
前記断接手段制御装置は、前記遮断状態と前記接続状態との切り替えに加え、締結状態における前記断接手段の締結力を制御可能であり、
前記電動機制御装置は、車輪側の順方向の回転動力が電動機側に入力されるときに、前記電動機を回生駆動状態又は非駆動状態に制御し、
前記断接手段制御装置は、電動機が非駆動状態のときの前記断接手段の締結力を、電動機が回生駆動状態のときの前記断接手段の締結力よりも弱くなるように制御することを特徴とする。
前記電動機制御装置は、車輪側の順方向の回転動力が電動機側に入力されるときに、前記電動機を回生駆動状態に制御し、
前記断接手段制御装置は、前記遮断状態と前記接続状態との切り替えに加え、締結状態における前記断接手段の締結力を制御可能であり、
前記断接手段制御装置は、電動機側の順方向の回転動力が車輪側に入力されるときの前記断接手段の締結力を、車輪側の順方向の回転動力が電動機側に入力され、前記電動機制御装置が電動機を回生駆動状態に制御するときの断接手段の締結力よりも弱くなるように制御することを特徴とする。
前記断接手段制御装置は、電動機側の逆方向の回転動力が車輪側に入力されるときに、電動機側と車輪側とが接続状態となるように前記断接手段を締結することを特徴とする。
前記断接手段制御装置は、前記遮断状態と前記接続状態との切り替えに加え、締結状態における前記断接手段の締結力を制御可能であり、
前記断接手段制御装置は、電動機側の順方向の回転動力が車輪側に入力されるときの前記断接手段の締結力を、電動機側の逆方向の回転動力が車輪側に入力されるときの前記断接手段の締結力よりも弱くなるように制御することを特徴とする。
前記断接手段は、油圧供給源(例えば、後述の実施形態の電動オイルポンプ70)によって供給される油を貯留する油室(例えば、後述の実施形態の第1作動室S1、第2作動室S2)を備える油圧式断接手段であって、
前記断接手段制御装置は、前記油圧供給源の稼働状態を制御して前記油室内の油圧を調整し締結状態における前記断接手段の締結力を制御することを特徴とする。
前記油圧供給源は、前記電動機の駆動状態及び/又は電動機の駆動指令に基づいて制御されることを特徴とする。
前記油圧供給源は、前記電動機が力行駆動されるときの稼働状態が、前記電動機が回生駆動されるときの稼働状態よりも低いことを特徴とする。
前記油圧供給源は、前記電動機が力行駆動されるときの稼働状態が、前記電動機が逆力行駆動されるときの稼働状態よりも低いことを特徴とする。
前記断接手段制御装置は、前記油室内の目標油圧を設定し、前記油圧供給源の稼働状態を前記目標油圧に基づいて制御することを特徴とする。
前記油圧供給源の稼働状態は、前記目標油圧と、油圧検出手段(例えば、後述の実施形態の圧力センサ92)及び/又は油圧推定手段によって求めた前記油室内の実油圧と、に基づいて制御されること特徴とする。
前記電動機と前記車輪との動力伝達経路上には、前記電動機及び前記車輪の回転を変速する変速機(例えば、後述の実施形態の遊星歯車式減速機12A、12B)が設けられ、
前記変速機は、3つの回転要素(例えば、後述の実施形態のサンギヤ21A、21B,プラネタリキャリア23A、23B,リングギヤ24A、24B)で構成される遊星歯車式変速機であり、
前記変速機の3つの回転要素のうちの1つの回転要素である第1の回転要素(例えば、後述の実施形態のリングギヤ24A、24B)に、前記一方向動力伝達手段及び前記断接手段が接続されることを特徴とする。
前記3つの回転要素のうち、第2の回転要素(例えば、後述の実施形態のサンギヤ21A、21B)に前記電動機を接続し、第3の回転要素(例えば、後述の実施形態のプラネタリキャリア23A、23B)に前記車輪を接続することを特徴とする。
前記遊星歯車式変速機は、前記第1の回転要素がリングギヤであり、前記第2の回転要素がサンギヤであり、前記第3の回転要素がキャリアで構成されることを特徴とする。
前記電動機は、車両の車幅方向の左右に配置される第1及び第2電動機を含み、
前記第1電動機(例えば、後述の実施形態の電動機2A)の回転動力は左車輪(例えば、後述の実施形態の後輪LWr)に伝達され、
前記第2電動機(例えば、後述の実施形態の電動機2B)の回転動力は右車輪(例えば、後述の実施形態の後輪RWr)に伝達されることを特徴とする。
前記電動機は、車両の車幅方向の左右に配置される第1及び第2電動機を含み、
前記変速機は、車両の車幅方向の左右に配置される第1及び第2変速機を含み、
前記第1電動機(例えば、後述の実施形態の電動機2A)の回転動力は前記第1変速機(例えば、後述の実施形態の遊星歯車式減速機12A)を介して左車輪(例えば、後述の実施形態の後輪LWr)に伝達され、
前記第2電動機(例えば、後述の実施形態の電動機2B)の回転動力は前記第2変速機(例えば、後述の実施形態の遊星歯車式減速機12B)を介して右車輪(例えば、後述の実施形態の後輪RWr)に伝達され、
前記第1電動機と前記第1変速機は車幅方向外側からこの順序で配置され、
前記第2電動機と前記第2変速機は車幅方向外側からこの順序で配置されることを特徴とする。
車両の車幅方向の左右に配置された前記第1変速機と前記第2変速機の前記第1回転要素に前記一方向動力伝達手段及び前記断接手段が接続されることを特徴とする。
前記第1変速機の前記第1回転要素と前記第2変速機の前記第1回転要素とは互いに連結されることを特徴とする。
連結された前記第1変速機の第1回転要素と前記第2変速機の第1回転要素とに対し、1つの前記一方向動力伝達手段が設けられることを特徴とする。
連結された前記第1変速機の第1回転要素と前記第2変速機の第1回転要素とに対し、1つの前記断接手段が設けられることを特徴とする。
また、回転動力の伝達のみを考えた場合には、電動機側の順方向の回転動力が車輪側に入力されるときには一方向動力伝達手段は係合状態となり、一方向動力伝達手段のみで動力伝達可能であるが、断接手段も並列で締結させ、電動機側と車輪側とを接続状態としておくことで、電動機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、一方向動力伝達手段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、電動機を回生駆動状態(車輪側の順方向の回転動力が電動機側に入力される状態)に移行するときに、電動機側と車輪側とを接続状態にするための回転数制御が不要となる。
本発明に係る車両用駆動装置は、電動機を車軸駆動用の駆動源とするものであり、例えば、図1に示すような駆動システムの車両に用いられる。以下の説明では車両用駆動装置を後輪駆動用として用いる場合を例に説明するが、前輪駆動用に用いてもよい。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
2A、2B、2C 電動機
10A、10B 車軸
12A、12B 遊星歯車式減速機(変速機)
21A、21B サンギヤ(第2の回転要素)
23A、23B プラネタリキャリア(キャリア、第3の回転要素)
24A、24B リングギヤ(第1の回転要素)
45 ECU(電動機制御装置、断接手段制御装置)
50 一方向クラッチ
60A、60B、60 油圧ブレーキ(油圧式断接手段)
70 電動オイルポンプ(油圧供給源)
71 油圧制御装置
92 圧力センサ(油圧検出手段)
LWr 左後輪(車輪)
RWr 右後輪(車輪)
Wr 後輪(車輪)
S1 第1作動室(油室)
S2 第2作動室(油室)
Claims (23)
- 車両の駆動力を発生する電動機と、
前記電動機を制御する電動機制御装置と、
前記電動機と車輪との動力伝達経路上に設けられ、解放又は締結することにより電動機側と車輪側とを遮断状態又は接続状態にする断接手段と、
前記断接手段を制御する断接手段制御装置と、を備えた車両用駆動装置であって、
前記電動機と前記車輪との動力伝達経路上に前記断接手段と並列に設けられ、電動機側の順方向の回転動力が車輪側に入力されるときに係合状態となるとともに電動機側の逆方向の回転動力が車輪側に入力されるときに非係合状態となり、車輪側の順方向の回転動力が電動機側に入力されるときに非係合状態となるとともに車輪側の逆方向の回転動力が電動機側に入力されるときに係合状態となる一方向動力伝達手段をさらに備え、
前記断接手段制御装置は、電動機側の順方向の回転動力が車輪側に入力されるときに、電動機側と車輪側とが接続状態となるように前記断接手段を締結することを特徴とする車両用駆動装置。 - 前記断接手段制御装置は、車輪側の順方向の回転動力が電動機側に入力されるときに、電動機側と車輪側とが接続状態となるように前記断接手段を締結することを特徴とする請求項1に記載の車両用駆動装置。
- 前記電動機制御装置は、車輪側の順方向の回転動力が電動機側に入力されるときに、前記電動機を回生駆動状態に制御することを特徴とする請求項2に記載の車両用駆動装置。
- 前記電動機制御装置は、車輪側の順方向の回転動力が電動機側に入力されるときに、電動機を非駆動状態に制御することを特徴とする請求項2に記載の車両用駆動装置。
- 前記断接手段制御装置は、前記遮断状態と前記接続状態との切り替えに加え、締結状態における前記断接手段の締結力を制御可能であり、
前記電動機制御装置は、車輪側の順方向の回転動力が電動機側に入力されるときに、前記電動機を回生駆動状態又は非駆動状態に制御し、
前記断接手段制御装置は、電動機が非駆動状態のときの前記断接手段の締結力を、電動機が回生駆動状態のときの前記断接手段の締結力よりも弱くなるように制御することを特徴とする請求項2に記載の車両用駆動装置。 - 前記電動機制御装置は、車輪側の順方向の回転動力が電動機側に入力されるときに、前記電動機を回生駆動状態に制御し、
前記断接手段制御装置は、前記遮断状態と前記接続状態との切り替えに加え、締結状態における前記断接手段の締結力を制御可能であり、
前記断接手段制御装置は、電動機側の順方向の回転動力が車輪側に入力されるときの断接手段の締結力を、車輪側の順方向の回転動力が電動機側に入力され、前記電動機制御装置が電動機を回生駆動状態に制御するときの前記断接手段の締結力よりも弱くなるように制御することを特徴とする請求項2に記載の車両用駆動装置。 - 前記断接手段制御装置は、電動機側の逆方向の回転動力が車輪側に入力されるときに、電動機側と車輪側とが接続状態となるように前記断接手段を締結することを特徴とする請求項1記載の車両用駆動装置。
- 前記断接手段制御装置は、前記遮断状態と前記接続状態との切り替えに加え、締結状態における前記断接手段の締結力を制御可能であり、
前記断接手段制御装置は、電動機側の順方向の回転動力が車輪側に入力されるときの前記断接手段の締結力を、電動機側の逆方向の回転動力が車輪側に入力されるときの前記断接手段の締結力よりも弱くなるように制御することを特徴とする請求項7に記載の車両用駆動装置。 - 前記断接手段は、油圧供給源によって供給される油を貯留する油室を備える油圧式断接手段であって、
前記断接手段制御装置は、前記油圧供給源の稼働状態を制御して前記油室内の油圧を調整し締結状態における前記断接手段の締結力を制御することを特徴とする請求項5、6、8のいずれか1項に記載の車両用駆動装置。 - 前記油圧供給源は、前記電動機の駆動状態及び/又は電動機の駆動指令に基づいて制御されることを特徴とする請求項9に記載の車両用駆動装置。
- 前記油圧供給源は、前記電動機が力行駆動されるときの稼働状態が、前記電動機が回生駆動されるときの稼働状態よりも低いことを特徴とする請求項10に記載の車両用駆動装置。
- 前記油圧供給源は、前記電動機が力行駆動されるときの稼働状態が、前記電動機が逆力行駆動されるときの稼働状態よりも低いことを特徴とする請求項10に記載の車両用駆動装置。
- 前記断接手段制御装置は、前記油室内の目標油圧を設定し、前記油圧供給源の稼働状態を前記目標油圧に基づいて制御することを特徴とする請求項9〜12のいずれか1項に記載の車両用駆動装置。
- 前記油圧供給源の稼働状態は、前記目標油圧と、油圧検出手段及び/又は油圧推定手段によって求めた前記油室内の実油圧と、に基づいて制御されること特徴とする請求項13に記載の車両用駆動装置。
- 前記電動機と前記車輪との動力伝達経路上には、前記電動機及び前記車輪の回転を変速する変速機が設けられ、
前記変速機は、3つの回転要素で構成される遊星歯車式変速機であり、
前記変速機の3つの回転要素のうちの1つの回転要素である第1の回転要素に、前記一方向動力伝達手段及び前記断接手段が接続されることを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載の車両用駆動装置。 - 前記3つの回転要素のうち、第2の回転要素に前記電動機を接続し、第3の回転要素に前記車輪を接続することを特徴とする請求項15に記載の車両用駆動装置。
- 前記遊星歯車式変速機は、前記第1の回転要素がリングギヤであり、前記第2の回転要素がサンギヤであり、前記第3の回転要素がキャリアで構成されることを特徴とする請求項16に記載の車両用駆動装置。
- 前記電動機は、車両の車幅方向の左右に配置される第1及び第2電動機を含み、
前記第1電動機の回転動力は左車輪に伝達され、
前記第2電動機の回転動力は右車輪に伝達されることを特徴とする請求項1〜17のいずれか1項に記載の車両用駆動装置。 - 前記電動機は、車両の車幅方向の左右に配置される第1及び第2電動機を含み、
前記変速機は、車両の車幅方向の左右に配置される第1及び第2変速機を含み、
前記第1電動機の回転動力は前記第1変速機を介して左車輪に伝達され、
前記第2電動機の回転動力は前記第2変速機を介して右車輪に伝達され、
前記第1電動機と前記第1変速機は車幅方向外側からこの順序で配置され、
前記第2電動機と前記第2変速機は車幅方向外側からこの順序で配置されることを特徴とする請求項15〜17のいずれか1項に記載の車両用駆動装置。 - 車両の車幅方向の左右に配置された前記第1変速機と前記第2変速機の前記第1回転要素に前記一方向動力伝達手段及び前記断接手段が接続されることを特徴とする請求項19に記載の車両用駆動装置。
- 前記第1変速機の前記第1回転要素と前記第2変速機の前記第1回転要素とは互いに連結されることを特徴とする請求項19又は20に記載の車両用駆動装置。
- 連結された前記第1変速機の第1回転要素と前記第2変速機の第1回転要素とに対し、1つの前記一方向動力伝達手段が設けられることを特徴とする請求項21に記載の車両用駆動装置。
- 連結された前記第1変速機の第1回転要素と前記第2変速機の第1回転要素とに対し、1つの前記断接手段が設けられることを特徴とする請求項21又は22に記載の車両用駆動装置。
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