JP6670195B2 - 駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、電動機と被駆動部との動力伝達経路上に、断接手段が設けられた駆動装置に関する。

特許文献１には、車両の左車輪を駆動する第１電動機と、第１電動機と左車輪との動力伝達経路上に設けられた第１遊星歯車式変速機と、を有する左車輪駆動装置と、車両の右車輪を駆動する第２電動機と、第２電動機と右車輪との動力伝達経路上に設けられた第２遊星歯車式変速機と、を有する右車輪駆動装置と、を備える車両が記載されている。第１及び第２遊星歯車式変速機は、サンギヤにそれぞれ第１及び第２電動機が接続され、プラネタリキャリアにそれぞれ左車輪及び右車輪が接続され、リングギヤ同士が互いに連結されている。また、連結されたリングギヤには、リングギヤを解放又は締結することによりリングギヤの回転を制動するブレーキ手段と、電動機側の一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、電動機側の他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、車輪側の一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、車輪側の他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クラッチと、が設けられている。

このような電動車両においては、一般的に、インバータ等の電動機制御装置を用いて、蓄電装置からの直流電力を交流電力に変換する。また、電動機としては、界磁磁束の高密度化や電力回生の容易性などから、ロータに永久磁石が埋め込まれた永久磁石型同期機が採用される場合がある。永久磁石は、環境温度に応じてその特性が変化することが知られており、例えば、低温の使用環境においては永久磁石の磁束密度が増加する。これにより、低温時には、電動機が回転することによって生じる逆起電圧が増加する。この結果、低温時には、電動機を駆動するためのインバータ（特に、スイッチング素子）の絶縁耐量（以下、耐圧限界と呼ぶ。）を超えるような逆起電圧が生じるおそれがある。

特開２０１２−２１４１７６号公報

しかしながら電動機の永久磁石温度を推定することは困難である。そのため、このような車両においては、ＡＴＦ(Automatic transmission fluid)温度に基づいて、車速制限を設け、所定の車速以下ではブレーキ手段を解放し逆起電圧からインバータを保護している。

ここで、永久磁石温度とＡＴＦ温度間の温度差と、センサのばらつきを考慮すると、比較的高い温度から車速制限をかけなければならず、電動機を用いた車両走行領域が狭まってしまうという課題があった。また、環境温度に限らず、インバータの耐圧限界まで電動機を用いた車両走行領域を拡大したいという要求もある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、電動機制御装置を保護しつつ、断接手段の締結状態をできるだけ長く確保可能な駆動装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、
車両（例えば、後述の実施形態の車両３）の駆動力を発生する電動機（例えば、後述の実施形態の第１電動機２Ａ、第２電動機２Ｂ）と、
前記電動機を制御する電動機制御装置（例えば、後述の実施形態のインバータ）と、
前記電動機と前記車両の車輪（例えば、後述の実施形態の後輪Ｗｒ）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６０）と、
前記断接手段の解放と締結との切り替えを制御する断接手段制御装置（例えば、後述の実施形態の制御装置８）と、
前記電動機の逆起電圧を取得する逆起電圧取得手段（例えば、後述の実施形態の制御装置８）と、を備える駆動装置（例えば、後述の実施形態の後輪駆動装置１）であって、
前記断接手段制御装置は、前記逆起電圧に応じて前記断接手段の前記切り替えを制御し、
前記逆起電圧取得手段が前記断接手段を解放した状態において前記逆起電圧を取得するとき、前記電動機制御装置は前記電動機を弱め界磁制御する。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加えて、
前記逆起電圧取得手段は、前記断接手段を解放した状態において前記逆起電圧を取得し、
前記逆起電圧が所定値未満のとき、前記断接手段制御装置は前記断接手段を締結する。

また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の構成に加えて、
前記逆起電圧が所定値以上のとき、前記断接手段制御装置は前記断接手段の解放を維持する。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の構成に加えて、
前記逆起電圧取得手段が前記断接手段の解放状態において前記逆起電圧を取得するとき、前記電動機制御装置は前記断接手段が締結していれば回転していたであろう回転数近傍で前記電動機を駆動する。

請求項１に記載の発明によれば、断接手段の切り替えを逆起電圧を用いることで、断接手段の切り替えをＡＴＦ温度などの温度パラメータを用いて行う場合に比べて、電動機制御装置の耐圧限界を超えないように断接手段の切り替えを精度よく行うことができる。
また、逆起電圧取得手段が断接手段を解放した状態において逆起電圧を取得するとき、電動機制御装置は電動機を弱め界磁制御することで、電動機の回転数を高めて逆起電圧の推定精度を高めることができる。

請求項２に記載の発明によれば、電動機の逆起電圧が所定値未満のとき断接手段制御装置は断接手段を締結することで、電動機の使用領域を拡大することができる。

請求項３に記載の発明によれば、電動機の逆起電圧が所定値以上のとき断接手段制御装置は断接手段の解放を維持することで、電動機制御装置の耐圧限界を超えることを防止できる。

請求項４に記載の発明によれば、逆起電圧取得手段が断接手段の解放状態において逆起電圧を取得するとき、電動機制御装置は断接手段が締結していれば回転していたであろう回転数で電動機を駆動することで、逆起電圧を高精度で取得でき、且つ、断接手段を解放状態から締結状態にする際の切り替えを即座に行うことができる。

本発明に係る駆動装置を搭載可能な車両の一実施形態であるハイブリッド車両の概略構成を示すブロック図である。 後輪駆動装置の一実施形態の縦断面図である。 図２に示す後輪駆動装置の部分拡大図である。 車両状態における前輪駆動装置と後輪駆動装置との関係を電動機の作動状態とあわせて記載した表である。 停車中の後輪駆動装置の速度共線図である。 前進低車速時の後輪駆動装置の速度共線図である。 前進中車速時の後輪駆動装置の速度共線図である。 減速回生時の後輪駆動装置の速度共線図である。 前進高車速時の後輪駆動装置の速度共線図である。 後進時の後輪駆動装置の速度共線図である。 車両走行の一例におけるタイミングチャートである。 低温時ブレーキ再締結制御のフロー図である。 通常時ブレーキ再締結制御のフロー図である。 第１態様の逆起電圧推定方法における後輪駆動装置の速度共線図である。 第２態様の逆起電圧推定方法における後輪駆動装置の速度共線図である。

先ず、本発明に係る駆動装置の一実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。
本実施形態の駆動装置は、永久磁石式電動機、例えばＩＰＭ（Interior Permanent Magnet）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と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の第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂとは、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可能となっている。符号８は、車両全体の各種制御をするための制御装置であり、これら電動機２Ａ、２Ｂ、５の電力を制御する電動機制御装置としてのインバータを含んでいる。インバータは、バッテリ９と電動機２Ａ、２Ｂ、５との間にそれぞれ配置され、直流電力を交流電力に変換し、交流電力を直流電力に変換する機能を有している。

図２は、後輪駆動装置１の全体の縦断面図を示すものであり、同図において、１０Ａ、１０Ｂは、車両３の後輪Ｗｒ側の左右の車軸であり、車幅方向に同軸上に配置されている。後輪駆動装置１のケース１１は全体が略円筒状に形成され、その内部には、車軸駆動用の第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂと、この第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂの駆動回転を減速する第１及び第２遊星歯車式減速機１２Ａ、１２Ｂとが、車軸１０Ａ、１０Ｂと同軸上に配置されている。この第１電動機２Ａ及び第１遊星歯車式減速機１２Ａは左後輪ＬＷｒを駆動する左車輪駆動装置として機能し、第２電動機２Ｂ及び第２遊星歯車式減速機１２Ｂは右後輪ＲＷｒを駆動する右車輪駆動装置として機能し、第１電動機２Ａ及び第１遊星歯車式減速機１２Ａと第２電動機２Ｂ及び第２遊星歯車式減速機１２Ｂとは、ケース１１内で車幅方向に左右対称に配置されている。

後輪駆動装置１には、ケース１１の内部と外部を連通するブリーザ装置４０が設けられ、内部の空気が過度に高温・高圧とならないように内部の空気をブリーザ室４１を介して外部に逃がすように構成される。ブリーザ室４１は、ケース１１の鉛直方向上部に配置され、中央ケース１１Ｍの外壁と、中央ケース１１Ｍ内に左側方ケース１１Ａ側に略水平に延設された第１円筒壁４３と、右側方ケース１１Ｂ側に略水平に延設された第２円筒壁４４と、第１及び第２円筒壁４３、４４の内側端部同士をつなぐ左右分割壁４５と、第１円筒壁４３の左側方ケース１１Ａ側先端部に当接するように取り付けられたバッフルプレート４７Ａと、第２円筒壁４４の右側方ケース１１Ｂ側先端部に当接するように取り付けられたバッフルプレート４７Ｂと、により形成された空間により構成される。

ブリーザ室４１の下面を形成する第１及び第２円筒壁４３、４４と左右分割壁４５は、第１円筒壁４３が第２円筒壁４４より径方向内側に位置し、左右分割壁４５が、第２円筒壁４４の内側端部から縮径しつつ屈曲しながら第１円筒壁４３の内側端部まで延設され、さらに径方向内側に延設されて略水平に延設された第３円筒壁４６に達する。第３円筒壁４６は、第１円筒壁４３と第２円筒壁４４の両外側端部より内側に且つその略中央に位置している。

中央ケース１１Ｍには、バッフルプレート４７Ａ、４７Ｂが、第１円筒壁４３と中央ケース１１Ｍの外壁との間の空間又は第２円筒壁４４と中央ケース１１Ｍの外壁との間の空間を第１遊星歯車式減速機１２Ａ又は第２遊星歯車式減速機１２Ｂからそれぞれ区画するように固定されている。

また、中央ケース１１Ｍには、ブリーザ室４１と外部とを連通する外部連通路４９がブリーザ室４１の鉛直方向上面に接続される。外部連通路４９のブリーザ室側端部４９ａは、鉛直方向下方を指向して配置されている。従って、オイルが外部連通路４９を通って外部に排出されるのが抑制される。

第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂは、ステータ１４Ａ、１４Ｂがそれぞれ側方ケース１１Ａ、１１Ｂに固定され、このステータ１４Ａ、１４Ｂの内周側に環状のロータ１５Ａ、１５Ｂが回転可能に配置されている。ロータ１５Ａ、１５Ｂの内周部には車軸１０Ａ、１０Ｂの外周を囲繞する円筒軸１６Ａ、１６Ｂが結合され、この円筒軸１６Ａ、１６Ｂが車軸１０Ａ、１０Ｂと同軸上に相対回転可能となるように側方ケース１１Ａ、１１Ｂの端部壁１７Ａ、１７Ｂと隔壁１８Ａ、１８Ｂに軸受１９Ａ、１９Ｂを介して支持されている。また、円筒軸１６Ａ、１６Ｂの一端側の外周であって端部壁１７Ａ、１７Ｂには、ロータ１５Ａ、１５Ｂの回転位置情報を第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂの制御コントローラ（図示せず）にフィードバックするためのレゾルバ２０Ａ、２０Ｂが設けられている。ステータ１４Ａ、１４Ｂ、及びロータ１５Ａ、１５Ｂを含む第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂは、同一半径を有し、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂは互いに鏡面対称に配置される。また、車軸１０Ａ及び円筒軸１６Ａは、第１電動機２Ａ内を貫通して、第１電動機２Ａの両端部から延出しており、車軸１０Ｂ及び円筒軸１６Ｂも、第２電動機２Ｂ内を貫通して、第２電動機２Ｂの両端部から延出している。

また、第１及び第２遊星歯車式減速機１２Ａ、１２Ｂは、サンギヤ２１Ａ、２１Ｂと、リングギヤ２４Ａ、２４Ｂと、これらサンギヤ２１Ａ、２１Ｂとリングギヤ２４Ａ、２４Ｂとに噛合する複数のプラネタリギヤ２２Ａ、２２Ｂと、これらのプラネタリギヤ２２Ａ、２２Ｂを支持するプラネタリキャリア２３Ａ、２３Ｂと、を備え、サンギヤ２１Ａ、２１Ｂから第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂの駆動力が入力され、減速された駆動力がプラネタリキャリア２３Ａ、２３Ｂを通して車軸１０Ａ、１０Ｂに出力されるようになっている。

サンギヤ２１Ａ、２１Ｂは円筒軸１６Ａ、１６Ｂに一体に形成されている。また、プラネタリギヤ２２Ａ、２２Ｂは、サンギヤ２１Ａ、２１Ｂに直接噛合される大径の第１ピニオン２６Ａ、２６Ｂと、この第１ピニオン２６Ａ、２６Ｂよりも小径の第２ピニオン２７Ａ、２７Ｂを有する２連ピニオンであり、これらの第１ピニオン２６Ａ、２６Ｂと第２ピニオン２７Ａ、２７Ｂが同軸にかつ軸方向にオフセットした状態で一体に形成されている。このプラネタリギヤ２２Ａ、２２Ｂはニードルベアリング３１Ａ、３１Ｂを介してプラネタリキャリア２３Ａ、２３Ｂのピニオンシャフト３２Ａ、３２Ｂに支持され、プラネタリキャリア２３Ａ、２３Ｂは、軸方向内側端部が径方向内側に伸びて車軸１０Ａ、１０Ｂにスプライン嵌合され一体回転可能に支持されるとともに、軸受３３Ａ、３３Ｂを介して隔壁１８Ａ、１８Ｂに支持されている。

リングギヤ２４Ａ、２４Ｂは、その内周面が小径の第２ピニオン２７Ａ、２７Ｂに噛合されるギヤ部２８Ａ、２８Ｂと、ギヤ部２８Ａ、２８Ｂより小径でケース１１の中間位置で互いに対向配置される小径部２９Ａ、２９Ｂと、ギヤ部２８Ａ、２８Ｂの軸方向内側端部と小径部２９Ａ、２９Ｂの軸方向外側端部を径方向に連結する連結部３０Ａ、３０Ｂとを備えて構成されている。

ギヤ部２８Ａ、２８Ｂは、中央ケース１１Ｍの左右分割壁４５の内径側端部に形成された第３円筒壁４６を挟んで軸方向に対向している。小径部２９Ａ、２９Ｂは、その外周面がそれぞれ後述する一方向クラッチ５０のインナーレース５１とスプライン嵌合し、リングギヤ２４Ａ、２４Ｂは一方向クラッチ５０のインナーレース５１と一体回転するように互いに連結されて構成されている。

第２遊星歯車式減速機１２Ｂ側であって、ケース１１を構成する中央ケース１１Ｍの第２円筒壁４４とリングギヤ２４Ｂのギヤ部２８Ｂとの間には、リングギヤ２４Ｂに対する制動手段を構成する油圧ブレーキ６０が第１ピニオン２６Ｂと径方向でオーバーラップし、第２ピニオン２７Ｂと軸方向でオーバーラップするように配置されている。油圧ブレーキ６０は、第２円筒壁４４の内周面にスプライン嵌合された複数の固定プレート３５と、リングギヤ２４Ｂのギヤ部２８Ｂの外周面にスプライン嵌合された複数の回転プレート３６が軸方向に交互に配置され、これらのプレート３５，３６が環状のピストン３７によって締結及び解放操作されるようになっている。ピストン３７は、中央ケース１１Ｍの左右分割壁４５と第３円筒壁４６間に形成された環状のシリンダ室に進退自在に収容されており、さらに第３円筒壁４６の外周面に設けられた受け座３８に支持される弾性部材３９によって、常時、固定プレート３５と回転プレート３６とを解放する方向に付勢される。

また、さらに詳細には、左右分割壁４５とピストン３７の間はオイルが直接導入される作動室Ｓとされ、作動室Ｓに導入されるオイルの圧力が弾性部材３９の付勢力に勝ると、ピストン３７が前進（右動）し、固定プレート３５と回転プレート３６とが相互に押し付けられて締結することとなる。また、弾性部材３９の付勢力が作動室Ｓに導入されるオイルの圧力に勝ると、ピストン３７が後進（左動）し、固定プレート３５と回転プレート３６とが離間して解放することとなる。なお、油圧ブレーキ６０は電動オイルポンプ７０（図１参照）に接続されている。

この油圧ブレーキ６０の場合、固定プレート３５がケース１１を構成する中央ケース１１Ｍの左右分割壁４５から伸びる第２円筒壁４４に支持される一方で、回転プレート３６がリングギヤ２４Ｂのギヤ部２８Ｂに支持されているため、両プレート３５、３６がピストン３７によって押し付けられると、両プレート３５、３６間の摩擦締結によってリングギヤ２４Ｂに制動力が作用し固定される。その状態からピストン３７による締結が解放されると、リングギヤ２４Ｂの自由な回転が許容される。なお、上述したように、リングギヤ２４Ａ、２４Ｂは互いに連結されているため、油圧ブレーキ６０が締結することによりリングギヤ２４Ａにも制動力が作用し固定され、油圧ブレーキ６０が解放することによりリングギヤ２４Ａも自由な回転が許容される。

また、軸方向で対向するリングギヤ２４Ａ、２４Ｂの連結部３０Ａ、３０Ｂ間にも空間部が確保され、その空間部内に、リングギヤ２４Ａ、２４Ｂに対し一方向の動力のみを伝達し他方向の動力を遮断する一方向クラッチ５０が配置されている。一方向クラッチ５０は、インナーレース５１とアウターレース５２との間に多数のスプラグ５３を介在させたものであって、そのインナーレース５１がスプライン嵌合によりリングギヤ２４Ａ、２４Ｂの小径部２９Ａ、２９Ｂと一体回転するように構成されている。またアウターレース５２は、第３円筒壁４６により位置決めされるとともに、回り止めされている。

一方向クラッチ５０は、車両３が第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂの動力で前進する際に係合してリングギヤ２４Ａ、２４Ｂの回転をロックするように構成されている。より具体的に説明すると、一方向クラッチ５０は、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂ側の順方向（車両３を前進させる際の回転方向）の回転動力が後輪Ｗｒ側に入力されるときに係合状態となるとともに第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂ側の逆方向の回転動力が後輪Ｗｒ側に入力されるときに非係合状態となり、後輪Ｗｒ側の順方向の回転動力が第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂ側に入力されるときに非係合状態となるとともに後輪Ｗｒ側の逆方向の回転動力が第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂ側に入力されるときに係合状態となる。

このように本実施形態の後輪駆動装置１では、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂと後輪Ｗｒとの動力伝達経路上に一方向クラッチ５０と油圧ブレーキ６０とが並列に設けられている。なお、ケース１１の下方には、オイルを貯留するオイル貯留部Ｔが形成されており、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂのロータ１５Ａ、１５Ｂの下端が油没しない程度の油面高さ（図２中、符合Ｈ）となっており、固定プレート３５と回転プレート３６の下部がオイル貯留部Ｔ中に位置している。

ここで、制御装置８（図１参照）は、車両全体の各種制御をするための制御装置であり、制御装置８には車輪速センサ値、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂのモータ回転数センサ値、操舵角、アクセルペダル開度ＡＰ、シフトポジション、バッテリ９における充電状態（ＳＯＣ）、油温などが入力される一方、制御装置８からは、内燃機関４を制御する信号、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂを制御する信号、電動オイルポンプ７０を制御する制御信号などが出力される。

即ち、制御装置８は、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂを制御する電動機制御装置としての機能と、断接手段としての油圧ブレーキ６０の締結状態と解放状態とを制御する断接手段制御装置としての機能を、少なくとも備えている。

図４は、各車両状態における前輪駆動装置６と後輪駆動装置１との関係を第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂの作動状態とあわせて記載したものである。図中、フロントユニットは前輪駆動装置６、リアユニットは後輪駆動装置１、リアモータは第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂ、ＯＷＣは一方向クラッチ５０、ＢＲＫは油圧ブレーキ６０を表わす。また、図５〜図１０は後輪駆動装置１の各状態における速度共線図を表わし、ＬＭＯＴは第１電動機２Ａ、ＲＭＯＴは第２電動機２Ｂ、左側のＳ、Ｃはそれぞれ第１電動機２Ａに連結された第１遊星歯車式減速機１２Ａのサンギヤ２１Ａ、第１遊星歯車式減速機１２Ａのプラネタリキャリア２３Ａ、右側のＳ、Ｃはそれぞれ第２遊星歯車式減速機１２Ｂのサンギヤ２１Ｂ、第２遊星歯車式減速機１２Ｂのプラネタリキャリア２３Ｂ、Ｒは第１及び第２遊星歯車式減速機１２Ａ、１２Ｂのリングギヤ２４Ａ、２４Ｂ、ＢＲＫは油圧ブレーキ６０、ＯＷＣは一方向クラッチ５０を表わす。以下の説明において第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂによる車両前進時のサンギヤ２１Ａ、２１Ｂの回転方向を順方向とする。また、図中、停車中の状態から上方が順方向の回転、下方が逆方向の回転であり、矢印は、上向きが順方向のトルクを表し、下向きが逆方向のトルクを表す。

停車中は、前輪駆動装置６も後輪駆動装置１も駆動していない。従って、図５に示すように、後輪駆動装置１の第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂは停止しており、車軸１０Ａ、１０Ｂも停止しているため、いずれの要素にもトルクは作用していない。このとき、油圧ブレーキ６０は解放（ＯＦＦ）している。また、一方向クラッチ５０は、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂが非駆動のため係合していない（ＯＦＦ）。

そして、キーポジションをＯＮにした後、ＥＶ発進、ＥＶクルーズなどモータ効率のよい前進低車速時は、後輪駆動装置１による後輪駆動となる。図６に示すように、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂが順方向に回転するように力行駆動すると、サンギヤ２１Ａ、２１Ｂには順方向のトルクが付加される。このとき、前述したように一方向クラッチ５０が係合しリングギヤ２４Ａ、２４Ｂがロックされる。これによりプラネタリキャリア２３Ａ、２３Ｂは順方向に回転し前進走行がなされる。なお、プラネタリキャリア２３Ａ、２３Ｂには車軸１０Ａ、１０Ｂからの走行抵抗が逆方向に作用している。このように車両３の発進時には、キーポジションをＯＮにして第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂのトルクをあげることで、一方向クラッチ５０が機械的に係合してリングギヤ２４Ａ、２４Ｂがロックされる。

このとき、油圧ブレーキ６０を弱締結状態に制御する。なお、弱締結とは、動力伝達可能であるが、油圧ブレーキ６０の締結状態の締結力に対し弱い締結力で締結している状態をいう。第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂの順方向のトルクが後輪Ｗｒ側に入力されるときには一方向クラッチ５０が係合状態となり、一方向クラッチ５０のみで動力伝達可能であるが、一方向クラッチ５０と並列に設けられた油圧ブレーキ６０も弱締結状態とし第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂ側と後輪Ｗｒ側とを接続状態としておくことで、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂ側からの順方向のトルクの入力が一時的に低下して一方向クラッチ５０が非係合状態となった場合にも、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂ側と後輪Ｗｒ側とで動力伝達不能になることを抑制できる。また、後述する減速回生への移行時に第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂ側と後輪Ｗｒ側とを接続状態とするための回転数制御が不要となる。一方向クラッチ５０が係合状態のときの油圧ブレーキ６０の締結力を一方向クラッチ５０が非係合状態のときの油圧ブレーキ６０の締結力よりも弱くすることにより、油圧ブレーキ６０の締結のための消費エネルギーが低減される。

前進低車速走行から車速があがりエンジン効率のよい前進中車速走行に至ると、後輪駆動装置１による後輪駆動から前輪駆動装置６による前輪駆動となる。図７に示すように、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂの力行駆動が停止すると、プラネタリキャリア２３Ａ、２３Ｂには車軸１０Ａ、１０Ｂから前進走行しようとする順方向のトルクが作用するので、前述したように一方向クラッチ５０が非係合状態となる。このときも、油圧ブレーキ６０を弱締結状態に制御する。

図６又は図７の状態から第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂを回生駆動しようすると、図８に示すように、プラネタリキャリア２３Ａ、２３Ｂには車軸１０Ａ、１０Ｂから前進走行を続けようとする順方向のトルクが作用するので、前述したように一方向クラッチ５０が非係合状態となる。このとき、油圧ブレーキ６０を締結状態（ＯＮ）に制御する。従って、リングギヤ２４Ａ、２４Ｂがロックされるとともに第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂには逆方向の回生制動トルクが作用し、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂで減速回生がなされる。このように、後輪Ｗｒ側の順方向のトルクが第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂ側に入力されるときには一方向クラッチ５０は非係合状態となり、一方向クラッチ５０のみで動力伝達不能であるが、一方向クラッチ５０と並列に設けられた油圧ブレーキ６０を締結させ、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂ側と後輪Ｗｒ側とを接続状態としておくことで動力伝達可能な状態に保つことができ、この状態で第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂを回生駆動状態に制御することにより、車両３のエネルギーを回生することができる。

続いて加速時には、前輪駆動装置６と後輪駆動装置１の四輪駆動となり、後輪駆動装置１は、図６に示す前進低車速時と同じ状態となる。

前進高車速時には、前輪駆動装置６による前輪駆動となるが、このとき第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂを停止させ油圧ブレーキ６０を解放状態に制御する。一方向クラッチ５０は、後輪Ｗｒ側の順方向のトルクが第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂ側に入力されるので非係合状態となり、油圧ブレーキ６０を解放状態に制御することでリングギヤ２４Ａ、２４Ｂは回転し始める。なお、前進高車速時には、できるだけ油圧ブレーキ６０の締結状態を維持するべく以下で説明するブレーキ再締結制御が行われる。

図９に示すように、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂが力行駆動を停止すると、プラネタリキャリア２３Ａ、２３Ｂには車軸１０Ａ、１０Ｂから前進走行しようとする順方向のトルクが作用するので、前述したように一方向クラッチ５０が非係合状態となる。このとき、サンギヤ２１Ａ、２１Ｂには、サンギヤ２１Ａ、２１Ｂ及び第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂの回転損失が抵抗として入力され、リングギヤ２４Ａ、２４Ｂにはリングギヤ２４Ａ、２４Ｂの回転損失が発生する。

油圧ブレーキ６０を解放状態に制御することで、リングギヤ２４Ａ、２４Ｂの自由な回転が許容され、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂ側と後輪Ｗｒ側とが遮断状態となって動力伝達不能な状態となる。従って、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂの回転が防止され、前輪駆動装置６による高車速時に第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂが過回転となるのが防止される。

後進時には、図１０に示すように、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂを逆力行駆動すると、サンギヤ２１Ａ、２１Ｂには逆方向のトルクが付加される。このとき、前述したように一方向クラッチ５０が非係合状態となる。

このとき油圧ブレーキ６０を締結状態に制御する。従って、リングギヤ２４Ａ、２４Ｂがロックされて、プラネタリキャリア２３Ａ、２３Ｂは逆方向に回転し後進走行がなされる。なお、プラネタリキャリア２３Ａ、２３Ｂには車軸１０Ａ、１０Ｂからの走行抵抗が順方向に作用している。このように、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂ側の逆方向のトルクが後輪Ｗｒ側に入力されるときには一方向クラッチ５０は非係合状態となり、一方向クラッチ５０のみで動力伝達不能であるが、一方向クラッチ５０と並列に設けられた油圧ブレーキ６０を締結させ、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂ側と後輪Ｗｒ側とを接続状態としておくことで動力伝達可能に保つことができ、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂのトルクによって車両３を後進させることができる。

このように後輪駆動装置１は、車両の走行状態、言い換えると、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂの回転方向が順方向か逆方向か、及び第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂ側と後輪Ｗｒ側のいずれから動力が入力されるかに応じて、油圧ブレーキ６０の締結・解放が制御され、さらに油圧ブレーキ６０の締結時であっても締結力が調整される。

図１１は、車両が停車中の状態からＥＶ発進→ＥＶ加速→ＥＮＧ加速→減速回生→中速ＥＮＧクルーズ→ＥＮＧ＋ＥＶ加速→高速ＥＮＧクルーズ→減速回生→停車→後進→停車に至る際の一方向クラッチ５０（ＯＷＣ）、油圧ブレーキ６０（ＢＲＫ）のタイミングチャートである。

先ず、キーポジションをＯＮにしてシフトがＰレンジからＤレンジに変更され、アクセルペダルが踏まれるまでは、一方向クラッチ５０は非係合（ＯＦＦ）、油圧ブレーキ６０は解放（ＯＦＦ）状態を維持する。そこから、アクセルペダルが踏まれると後輪駆動（ＲＷＤ）で後輪駆動装置１によるＥＶ発進、ＥＶ加速がなされる。このとき、一方向クラッチ５０が係合（ＯＮ）し、油圧ブレーキ６０は弱締結状態となる。そして、車速が低車速域から中車速域に至って後輪駆動から前輪駆動になると内燃機関４によるＥＮＧ走行（ＦＷＤ）がなされる。このとき、一方向クラッチ５０が非係合（ＯＦＦ）となり、油圧ブレーキ６０はそのままの状態（弱締結状態）を維持する。そして、ブレーキが踏まれるなど減速回生時には、一方向クラッチ５０が非係合（ＯＦＦ）のまま、油圧ブレーキ６０が締結状態（ＯＮ）となる。内燃機関４による中速クルーズ中は、上述のＥＮＧ走行と同様の状態となる。続いて、さらにアクセルペダルが踏まれて前輪駆動から四輪駆動（ＡＷＤ）になると、再び一方向クラッチ５０が係合（ＯＮ）する。そして、車速が中車速域から高車速域に至ると、再び内燃機関４によるＥＮＧ走行（ＦＷＤ）がなされる。このとき、一方向クラッチ５０が非係合（ＯＦＦ）となり、油圧ブレーキ６０が解放状態（ＯＦＦ）となり、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂを停止させる。そして、減速回生時には、上述した減速回生時と同様の状態となる。そして、車両が停止すると、一方向クラッチ５０は非係合（ＯＦＦ）、油圧ブレーキ６０は解放（ＯＦＦ）状態となる。

ここで、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂに使用される永久磁石は、環境温度に応じてその特性が変化することが知られており、低温の使用環境においては永久磁石の磁束密度が増加するのに伴って、電動機が回転することによって生じる逆起電圧が増加する。

そのため、低温時に車速が大きい状態で油圧ブレーキ６０を締結したままにしていると、車速とともに第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂの回転数が大きくなり、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂの逆起電圧も大きくなる。通常、高車速時においては、弱め界磁制御により電圧を抑え込んでいるためインバータの耐圧限界を超える過電圧は発生しづらいが、バッテリ９が切断されるフェイルが発生（具体的には、メインコンタクタオープン）すると、弱め界磁制御ができなくなり、インバータの耐圧限界を超える過電圧が発生する虞がある。

そこで、制御装置８は、前進高車速時において油圧ブレーキ６０を解放する車速である切り離し車速を低温時と通常時とで別途設定し、例えば、低温時には車両３の速度が第１車速に至ると油圧ブレーキ６０を解放し、通常時には車両３の速度が第２車速（第２車速＞第１車速）に至ると油圧ブレーキ６０を解放するよう制御している。なお、切り離し車速は、段階的に複数設定してもよく、温度に応じて徐々に小さくなるように連続的に設定してもよい。なお、この切り離し車速は、油圧ブレーキ６０を解放するための暫定的な指標あり、温度センサによって検出された、誤差を含む温度に基づいて決定される。

低温時における第１車速以上、及び通常時における第２車速以上における速度領域においても第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂの逆起電圧がインバータの耐圧限界に相当する閾電圧よりも低い場合、即ち第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂの逆起電圧と閾電圧との間に余裕がある場合に、油圧ブレーキ６０を締結しておくことで四輪駆動走行が可能となる。

そこで、制御装置８は、上記した電動機制御装置及び断接手段制御装置としての機能に加えて、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂの逆起電圧を取得する逆起電圧取得手段としての機能も有し、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂの逆起電圧に応じて油圧ブレーキの切り替えを制御するブレーキ再締結制御を行う。逆起電圧取得手段としての機能は、制御装置８の一部を構成するインバータが担ってもよい。

＜ブレーキ再締結制御＞
（低温時ブレーキ再締結制御）
ブレーキ再締結制御の第１実施例として低温時の制御について図１２を参照しながら説明する。

制御装置８は、前輪駆動装置６の動力により前輪Ｗｆを駆動すると共に、油圧ブレーキ６０を締結して後輪駆動装置１の動力により後輪Ｗｒを駆動する四輪駆動走行中、先ず、外気温が所定温度α℃以下、又はＡＴＦ温度が所定温度β℃以下であるかを判定する。（ステップＳ１−１）。

外気温が所定温度α℃以下、又はＡＴＦ温度が所定温度β℃以下の場合、車速が第１車速以上であるかを判定し（ステップＳ１−２）、車速が第１車速以上であれば油圧ブレーキ６０を解放し（ステップＳ１−３）、前輪駆動走行に切り替える。

次に、制御装置８は、クルーズ判定を行う（ステップＳ１−４）。クルーズ判定は、例えば前後加速度センサの出力信号等に基づいて行う。なお、クルーズ判定（ステップＳ１−４）は必ずしも必要ではないが、クルーズ走行中は車速及び車輪速が安定しているため、後述する逆起推定が容易且つ高精度となる。

ステップＳ１−１において外気温が所定温度α℃を超え、且つＡＴＦ温度が所定温度β℃を超える場合、ステップＳ１−２において車速が第１車速未満である場合、及びステップＳ１−４において車両がクルーズ走行していない場合、低温時ブレーキ再締結制御を終了する。

一方、ステップＳ１−４の結果、車両がクルーズ走行している場合、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂの逆起電圧を推定する（ステップＳ１−５）。逆起電圧を推定する方法としては、以下の２つの態様が提案される。

（第１態様）
第１態様は、図１４に示すように、油圧ブレーキ６０を解放した状態で油圧ブレーキ６０が締結していれば回転していたであろう回転数である仮想締結回転数近傍で第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂを実際に回転をさせながら、逆起電圧を推定する制御である。

第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂが仮想締結回転数近傍の回転数で回転するとき、油圧ブレーキ６０は解放しているものの、リングギヤ２４Ｂのギヤ部２８Ｂの外周面にスプライン嵌合された回転プレート３６は停止しているか、若しくは油圧ブレーキ６０の締結可能回転数以下で回転する。

第１態様では、制御装置８は弱め界磁制御によりこの仮想締結回転数近傍で第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂを回転させ、弱め界磁電流から逆起電圧を推定する。逆起電圧の推定は、より具体的に説明すると、インバータと第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂとの間に配置された電流センサの電流値と、インバータとバッテリ９との間に配置された電圧センサの電圧値とに基づいて算出される。

逆起電圧の推定は、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂの少なくとも一方で行えばよく、車両３の直進時のように第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂが同じ回転数であればいずれか一方の電動機で逆起電圧を推定すればよい。また、車両３の旋回時のように第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂが異なる回転数であれば回転数の高い方の電動機で逆起電圧を推定することが好ましい。

第１態様の逆起電圧推定方法によれば、油圧ブレーキ６０の解放した状態で油圧ブレーキ６０が締結していれば回転していたであろう回転数である仮想締結回転数近傍で第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂを回転させる制御であるため、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂの回転数が高い状態で逆起電圧を推定することができ、逆起電圧の推定精度が高い。また、第１態様の逆起電圧推定方法は、油圧ブレーキ６０の解放した状態から油圧ブレーキ６０を即座に締結して四輪駆動走行に移行することができるため、例えば高い応答性が要求されるスポーツモードでの走行に適している。

なお、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂを弱め界磁制御する代わりに、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂの回転数を上げた後、無負荷状態にして逆起電圧を推定してもよい。

（第２態様）
第２態様は、図１５に示すように、油圧ブレーキ６０を解放した状態で、車速又は車輪速から第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂの回転数を算出し、マップ又は計算式を用いて逆起電圧を推定する制御である。

逆起電圧の推定は、より具体的に説明すると、車速又は車輪速からプラネタリキャリア２３Ａ、２３Ｂの回転数を算出し、第１及び第２遊星歯車式減速機１２Ａ、１２Ｂの共線関係を利用してプラネタリキャリア２３Ａ、２３Ｂの回転数とリングギヤ２４Ａ、２４Ｂの回転数に基づいてリングギヤ２４Ａ、２４Ｂの回転数を零とした場合の第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂの回転数を算出し、得られた第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂの回転数からマップ又は計算式を用いて逆起電圧が算出される。

なお、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂの逆起電圧は、永久磁石寸法のばらつき、永久磁石の残留磁束密度のばらつき、その他の部品（コイル、コア材等）の温度ばらつき、センサばらつき、コイルのばらつき、部品寸法のばらつき（例えば、ロータとステータ間のギャップ）に応じて変動するため、第２態様の逆起電圧推定方法は、第１態様の逆起電圧推定方法に比べて逆起推定精度が劣るものの、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂを駆動する必要がないため、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂの駆動に要する電力消費を抑えることができる。従って、例えば燃費優先モードでの走行に適している。

第１及び第２態様のいずれかの逆起電圧推定方法で推定された逆起電圧がインバータの耐圧限界に相当する閾電圧以下であるかを判定する（ステップＳ１−６）。その結果、逆起電圧が閾電圧以下であれば、油圧ブレーキ６０を締結して（ステップＳ１−７）、再び四輪駆動走行を行う。なお、油圧ブレーキ６０を締結する際、第２態様の逆起電圧推定方法では、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂの回転数を上げて、リングギヤ２４Ａ、２４Ｂの回転数が油圧ブレーキ６０を締結可能な回転数以下となるように制御し、リングギヤ２４Ａ、２４Ｂの回転数が油圧ブレーキ６０を締結可能な回転数以下となったとき、油圧ブレーキ６０を締結することで第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂと後輪Ｗｒとの動力伝達経路が接続状態となる。一方、第１態様の逆起電圧推定方法では、逆起電圧の推定時にリングギヤ２４Ａ、２４Ｂの回転数が既に油圧ブレーキ６０を締結可能な回転数以下となっているため、即座に油圧ブレーキ６０を締結することで第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂと後輪Ｗｒとの動力伝達経路が接続状態となる。ステップＳ１−６において、逆起電圧が閾電圧より大きければ、油圧ブレーキ６０の解放を維持して、前輪駆動走行を続ける。なお、この閾電圧は実際にはインバータの耐圧限界よりも低く設定されており、仮に逆起電圧が閾電圧を僅かに超えたとしてもインバータが故障することはない。

続いて、車速が第３車速以上であるかを判別し（ステップＳ１−８）、車速が第３車速以上であれば油圧ブレーキ６０を解放して（ステップＳ１−９）、前輪駆動走行に切り替え、車速が第３車速未満であれば油圧ブレーキ６０の締結を維持して、四輪駆動走行を続ける。

（通常時ブレーキ再締結制御）
ブレーキ再締結制御の第２実施例として通常時の制御について図１３を参照しながら説明する。

制御装置８は、前輪駆動装置６の動力により前輪Ｗｆを駆動すると共に、油圧ブレーキ６０を締結して後輪駆動装置１の動力により後輪Ｗｒを駆動する四輪駆動走行中、車速が第２車速以上であるかを判定する（ステップＳ２−１）。その結果、車速が第２車速未満であれば、続いて逆起電圧を推定する（ステップＳ２−２）。なお、この逆起電圧の推定は、前述のステップＳ１−５及び後述するステップＳ２−６の逆起電圧推定方法とは異なり、油圧ブレーキ６０を締結した状態において、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂのトルク指示値と電流値から逆起電圧を推定する。

続いて、推定された逆起電圧がインバータの耐圧限界に相当する閾電圧以上であるかを判定し（ステップＳ２−３）、逆起電圧が閾電圧未満であれば油圧ブレーキ６０の締結を維持して、四輪駆動走行を続ける。

ステップＳ２−１において車速が第２車速以上であるとき、及び、ステップＳ２−３において逆起電圧が閾電圧以上であるとき、油圧ブレーキ６０を解放し（ステップＳ２−４）、前輪駆動走行に切り替える。

次に、制御装置８は、クルーズ判定を行う（ステップＳ２−５）。クルーズ判定は、例えば前後加速度センサの出力信号等に基づいて行う。

その結果、車両がクルーズ走行していていない場合、通常時ブレーキ再締結制御を終了する。車両がクルーズ走行している場合、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂの逆起電圧を上記した第１及び第２態様のいずれかの逆起電圧推定方法推定で推定する（ステップＳ２−６）。

続いて、第１及び第２態様のいずれかの逆起電圧推定方法で推定された逆起電圧がインバータの耐圧限界に相当する閾電圧以下であるかを判定する（ステップＳ２−７）。

その結果、逆起電圧が閾電圧以下であれば、油圧ブレーキ６０を締結して（ステップＳ２−８）、再び四輪駆動走行を行う。なお、油圧ブレーキ６０を締結する際の締結手法については、低温時ブレーキ再締結制御と同様であるのでここでは省略する。ステップＳ２−７において、逆起電圧が閾電圧より大きければ、油圧ブレーキ６０の解放を維持して、前輪駆動走行を続ける。

続いて、車速が第４車速（＞第２車速）以上であるかを判別し（ステップＳ２−９）、車速が第４車速以上であれば油圧ブレーキ６０を解放し（ステップＳ２−１０）、前輪駆動走行に切り替え、車速が第４車速未満であれば油圧ブレーキ６０の締結を維持して、四輪駆動走行を続ける。

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、断接手段として湿式多板式の油圧ブレーキを例示したが、湿式多板式のクラッチであってもよい。
また、駆動源と車輪とが断接手段を介して接続されている限り、変速機は必ずしも必要ではなく、駆動源と車輪とが変速機を介して接続されている場合、変速機は適宜選択可能である。

１ 後輪駆動装置（駆動装置）
２Ａ 第１電動機（電動機）
２Ｂ 第２電動機（電動機）
３ 車両
８ 制御装置（断接手段制御装置、逆起電圧取得手段）
６０ 油圧ブレーキ（断接手段）
Ｗｒ 後輪

Claims (4)

1. 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、
   前記電動機と前記車両の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、
   前記断接手段の解放と締結との切り替えを制御する断接手段制御装置と、
   前記電動機の逆起電圧を取得する逆起電圧取得手段と、を備える駆動装置であって、
   前記断接手段制御装置は、前記逆起電圧に応じて前記断接手段の前記切り替えを制御し、
   前記逆起電圧取得手段が前記断接手段を解放した状態において前記逆起電圧を取得するとき、前記電動機制御装置は前記電動機を弱め界磁制御する、駆動装置。
2. 請求項１に記載の駆動装置であって、
   前記逆起電圧取得手段は、前記断接手段を解放した状態において前記逆起電圧を取得し、
   前記逆起電圧が所定値未満のとき、前記断接手段制御装置は前記断接手段を締結する、駆動装置。
3. 請求項２に記載の駆動装置であって、
   前記逆起電圧が所定値以上のとき、前記断接手段制御装置は前記断接手段の解放を維持する、駆動装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の駆動装置であって、
   前記逆起電圧取得手段が前記断接手段の解放状態において前記逆起電圧を取得するとき、前記電動機制御装置は前記断接手段が締結していれば回転していたであろう回転数近傍で前記電動機を駆動する、駆動装置。

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