JP6694314B2 - 車両用駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動源と被駆動部との動力伝達経路上に、断接手段及び／又は一方向動力伝達手段が設けられた車両用駆動装置に関する。

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、を備える車両用駆動装置が記載されている。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。

この車両用駆動装置において、電動機側の一方向の回転動力が車輪側に入力されると、電動機と車輪とが接続状態となるようにブレーキ手段を締結し、電動機と車輪とが接続状態で車速が所定車速以上の高車速時に、電動機の過回転を防止するため、締結していたブレーキ手段を解放することが記載されている。

そして、車両の減速時に回生要求があれば、停止していた電動機の回転合わせ制御を行い、電動機の回転合わせを行った後に断接手段を締結することが記載されている。

特許第５７５７７６７号公報

このような車両用駆動装置において、近年では、燃費向上の観点からエンジン効率のよい中車速クルーズ時においてもブレーキ手段を解放したいという要望があった。即ち、従来は、車両の加速時にブレーキ手段を切り離し、減速時にブレーキ手段を締結していたが、中車速クルーズ時においてもブレーキ手段を解放するようにすると、中車速クルーズからの加速時に一方向クラッチが係合したり、ブレーキ手段を締結させるという状況が発生し得る。この場合に特許文献１に記載の電動機の回転合わせ制御を行っていると、電動機トルクの不足により回転合わせに時間を要し応答性が悪化する虞があった。また、単純に電動機トルクを増加させると、係合ショック又は締結ショックが発生してしまう。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、加速時における応答性向上とショック低減を両立可能な車両用駆動装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、
電動機（例えば、後述の実施形態の第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂ）と、
該電動機を制御する電動機制御装置（例えば、後述の実施形態の制御装置８）と、
前記電動機と車輪（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、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、被駆動部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、被駆動部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）と、を備え、
前記電動機制御装置は、前記一方向動力伝達手段の非係合状態で前記電動機を駆動制御して前記電動機側の回転数が目標回転数となるように回転合わせ制御を行なう、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、
前記電動機制御装置は、前記回転合わせ制御において要求加速度の大きさに基づいて前記電動機の発生動力の大きさを制御する。

また、請求項２に記載の発明は、
車両の駆動力を発生する電動機（例えば、後述の実施形態の第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂ）と、
該電動機を制御する電動機制御装置（例えば、後述の実施形態の制御装置８）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（例えば、後述の実施形態の油圧ブレーキ６０Ａ、６０Ｂ）と、
前記断接手段の遮断状態と接続状態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、を備え、
前記断接手段制御装置が、前記断接手段を遮断状態から接続状態に移行するときに、前記電動機制御装置は、遮断状態で前記電動機を駆動制御して前記電動機側の回転数が目標回転数となるように回転合わせ制御を行なう、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、
前記電動機制御装置は、前記回転合わせ制御において要求加速度の大きさに基づいて前記電動機の発生動力の大きさを制御する。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加えて、
前記要求加速度は、アクセルペダル開度に基づいて取得される。

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、
前記電動機制御装置は、前記要求加速度が大きいほど前記電動機の発生動力を大きくする。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の構成に加えて、
前記電動機制御装置は、現在の電動機回転数と目標電動機回転数との回転数差が大きいほど前記電動機の発生動力を大きくする。

請求項１に記載の発明によれば、一方向動力伝達手段の非係合状態で電動機側の回転数が目標回転数となるように電動機を駆動制御して回転合わせ制御を行う際に、電動機制御装置は要求加速度に基づいて電動機の発生動力を制御することで、ドライバの要求に応じて適切に一方向動力伝達手段を係合させることができ、加速時における応答性向上とショック低減を両立できる。

請求項２に記載の発明によれば、断接手段制御装置が断接手段を遮断状態から接続状態に移行するときに電動機側の回転数が目標回転数となるように電動機を駆動制御して回転合わせ制御を行う際に、電動機制御装置は要求加速度に基づいて電動機の発生動力を制御することで、ドライバの要求に応じて適切に断接手段を締結でき、加速時における応答性向上とショック低減を両立できる。

請求項３に記載の発明によれば、要求加速度は、アクセルペダル開度に基づいて取得されるので、要求加速度を容易に取得することができる。

請求項４に記載の発明によれば、電動機制御装置は、要求加速度が大きいほど電動機の発生動力を大きくするので、要求加速度が小さいときには商品性を重視して係合ショック又は締結ショックを低減させ、要求加速度が大きいときには応答性を重視して係合時間を短くすることができる。

請求項５に記載の発明によれば、電動機制御装置は、現在の電動機回転数と目標電動機回転数との回転数差が大きいほど電動機の発生動力を大きくすることで、ドライバの要求に応じてより適切に一方向動力伝達手段を係合、又は、断接手段を締結させることができる。

本発明に係る車両用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等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。 前進中車速クルーズ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。 減速回生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。 前進高車速走行から減速回生走行へ移行する際のタイミングチャートである。 前進中車速クルーズ走行から加速する際のタイミングチャートである。 （ａ）図１３においてアクセル（ＡＰ）開度が大の場合の回転合わせ制御のタイミングチャートであり、（ｂ）は図１３においてアクセル（ＡＰ）開度が小の場合の回転合わせ制御のタイミングチャートである。 回転合わせ制御におけるモータトルクを示す表である。

先ず、本発明に係る車両用駆動装置の一実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。
本発明に係る車両用駆動装置は、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の減速機ケース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、減速機ケース１１内で車幅方向に左右対称に配置されている。後輪Ｗｒには、左後輪ＬＷｒ、右後輪ＲＷｒの回転数を検出する車輪速センサ１３Ａ、１３Ｂ（図１参照。）が設けられている。

減速機ケース１１の左右両端側内部には、それぞれ第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂのステータ１４Ａ、１４Ｂが固定され、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と同軸で相対回転可能となるように減速機ケース１１の端部壁１７Ａ、１７Ｂと中間壁１８Ａ、１８Ｂとに軸受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減速機ケース１１の端部壁１７Ａ、１７Ｂには、ロータ１５Ａ、１５Ｂの回転数を第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。

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、サンギヤ２１Ａ、２１Ｂ及びリングギヤ２４Ａ、２４Ｂに噛合され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、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、例えば図３に示すように、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と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はプラネタリキャリア２３Ａ、２３Ｂ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を介して中間壁１８Ａ、１８Ｂに支持されている。

なお、中間壁１８Ａ、１８Ｂは第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂを収容する電動機収容空間と第１及び第２遊星歯車式減速機１２Ａ、１２Ｂを収容する減速機空間とを隔て、外径側から内径側に互いの軸方向間隔が広がるように屈曲して構成されている。そして、中間壁１８Ａ、１８Ｂの内径側、且つ、第１及び第２遊星歯車式減速機１２Ａ、１２Ｂ側にはプラネタリキャリア２３Ａ、２３Ｂを支持する軸受３３Ａ、３３Ｂが配置されるとともに中間壁１８Ａ、１８Ｂの外径側、且つ、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂ側にはステータ１４Ａ、１４Ｂ用のバスリング４１Ａ、４１Ｂが配置されている（図２参照）。

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より小径で減速機ケース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。この実施形態の場合、リングギヤ２４Ａ、２４Ｂの最大半径は、第１ピニオン２６Ａ、２６Ｂの車軸１０Ａ、１０Ｂの中心からの最大距離よりも小さくなるように設定されている。小径部２９Ａ、２９Ｂは、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構成されている。

ところで、減速機ケース１１とリングギヤ２４Ａ、２４Ｂの間には円筒状の空間部が確保され、その空間部内に、油圧ブレーキ６０Ａ、６０Ｂが第１ピニオン２６Ａ、２６Ｂと径方向でオーバーラップし、第２ピニオン２７Ａ、２７Ｂと軸方向でオーバーラップして配置されている。油圧ブレーキ６０Ａ、６０Ｂは、減速機ケース１１の内径側で軸方向に伸びる筒状の外径側支持部３４の内周面にスプライン嵌合された複数の固定プレート３５Ａ、３５Ｂと、リングギヤ２４Ａ、２４Ｂの外周面にスプライン嵌合された複数の回転プレート３６Ａ、３６Ｂが軸方向に交互に配置され、これらのプレート３５Ａ、３５Ｂ，３６Ａ、３６Ｂが環状のピストン３７Ａ、３７Ｂ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３７Ａ、３７Ｂは、減速機ケース１１の中間位置から内径側に延設された左右分割壁３９と、左右分割壁３９によって連結された外径側支持部３４と内径側支持部４０間に形成された環状のシリンダ室３８Ａ、３８Ｂに進退自在に収容されており、シリンダ室３８Ａ、３８Ｂへの高圧オイルの導入によってピストン３７Ａ、３７Ｂを前進させ、シリンダ室３８Ａ、３８Ｂからオイルを排出することによってピストン３７Ａ、３７Ｂを後退させる。なお、油圧ブレーキ６０Ａ、６０Ｂは電動オイルポンプ７０に接続されている（図１参照）。

また、さらに詳細には、ピストン３７Ａ、３７Ｂは、軸方向前後に第１ピストン壁６３Ａ、６３Ｂと第２ピストン壁６４Ａ、６４Ｂを有し、これらのピストン壁６３Ａ、６３Ｂ，６４Ａ、６４Ｂが円筒状の内周壁６５Ａ、６５Ｂによって連結されている。したがって、第１ピストン壁６３Ａ、６３Ｂと第２ピストン壁６４Ａ、６４Ｂの間には径方向外側に開口する環状空間が形成されているが、この環状空間は、シリンダ室３８Ａ、３８Ｂの外壁内周面に固定された仕切部材６６Ａ、６６Ｂによって軸方向左右に仕切られている。減速機ケース１１の左右分割壁３９と第２ピストン壁６４Ａ、６４Ｂの間は高圧オイルが直接導入される第１作動室Ｓ１とされ、仕切部材６６Ａ、６６Ｂと第１ピストン壁６３Ａ、６３Ｂの間は、内周壁６５Ａ、６５Ｂに形成された貫通孔を通して第１作動室Ｓ１と導通する第２作動室Ｓ２とされている。第２ピストン壁６４Ａ、６４Ｂと仕切部材６６Ａ、６６Ｂの間は大気圧に導通している。

この油圧ブレーキ６０Ａ、６０Ｂでは、第１作動室Ｓ１と第２作動室Ｓ２に不図示の油圧回路からオイルが導入され、第１ピストン壁６３Ａ、６３Ｂと第２ピストン壁６４Ａ、６４Ｂに作用するオイルの圧力によって固定プレート３５Ａ、３５Ｂと回転プレート３６Ａ、３６Ｂを相互に押し付けが可能である。したがって、軸方向左右の第１，第２ピストン壁６３Ａ、６３Ｂ，６４Ａ、６４Ｂによって大きな受圧面積を稼ぐことができるため、ピストン３７Ａ、３７Ｂの径方向の面積を抑えたまま固定プレート３５Ａ、３５Ｂと回転プレート３６Ａ、３６Ｂに対する大きな押し付け力を得ることができる。

この油圧ブレーキ６０Ａ、６０Ｂの場合、固定プレート３５Ａ、３５Ｂが減速機ケース１１から伸びる外径側支持部３４に支持される一方で、回転プレート３６Ａ、３６Ｂがリングギヤ２４Ａ、２４Ｂに支持されているため、両プレート３５Ａ、３５Ｂ，３６Ａ、３６Ｂがピストン３７Ａ、３７Ｂによって押し付けられると、両プレート３５Ａ、３５Ｂ，３６Ａ、３６Ｂ間の摩擦締結によってリングギヤ２４Ａ、２４Ｂに制動力が作用し固定（ロック）され、その状態からピストン３７Ａ、３７Ｂによる締結が解放されると、リングギヤ２４Ａ、２４Ｂの自由な回転が許容される。

即ち、油圧ブレーキ６０Ａ、６０Ｂは、締結時にリングギヤ２４Ａ、２４Ｂをロックして、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂと後輪Ｗｒとの動力伝達経路を動力伝達可能な接続状態とし、解放時にリングギヤ２４Ａ、２４Ｂの回転を許容し動力伝達経路を動力伝達不能な遮断状態とする双方向動力伝達手段として機能する。

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、内径側支持部４０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）のトルクが後輪Ｗｒ側に入力されるときに係合し動力伝達可能な状態となるとともに第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂ側の逆方向のトルクが後輪Ｗｒ側に入力されるときに非係合で動力伝達不能な状態となり、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非係合で動力伝達不能な状態となるとともに後輪Ｗｒ側の逆方向のトルクが第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂ側に入力されるときに係合し動力伝達可能な状態となる一方向動力伝達手段として機能する。言い換えると、一方向クラッチ５０は、非係合時に第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂの逆方向のトルクによるリングギヤ２４Ａ、２４Ｂの一方向の回転を許容し、係合時に第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂの順方向のトルクによるリングギヤ２４Ａ、２４Ｂの逆方向の回転を規制している。なお、逆方向のトルクとは、逆方向の回転を増加させる方向のトルク、又は、順方向の回転を減少させる方向のトルクをさす。

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６０Ａ、６０Ｂとが並列に設けられている。なお、油圧ブレーキ６０Ａ、６０Ｂは２つ設ける必要はなく、一方にのみ油圧ブレーキを設け、他方の空間をブリーザ室として用いてもよい。

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１３Ａ、１３Ｂから取得される左右後輪ＬＷｒ、ＲＷｒの回転数、レゾルバ２０Ａ、２０Ｂから取得される第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂの回転数、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を制御する信号などが出力される。

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６０Ａ、６０Ｂを表わす。また、図５〜図１１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、車軸１０Ａに連結されたプラネタリキャリア２３Ａ、右側のＳ、Ｃはそれぞれ第２電動機２Ｂに連結された第２遊星歯車式減速機１２Ｂのサンギヤ２１Ｂ、車軸１０Ｂに連結されたプラネタリキャリア２３Ｂ、Ｒはリングギヤ２４Ａ、２４Ｂ、ＢＲＫは油圧ブレーキ６０Ａ、６０Ｂ、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６０Ａ、６０Ｂ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６０Ａ、６０Ｂは弱締結状態に制御される。なお、弱締結とは、動力伝達可能であるが、油圧ブレーキ６０Ａ、６０Ｂ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６０Ａ、６０Ｂ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合わせ制御が不要となる。一方向クラッチ５０が係合状態のときの油圧ブレーキ６０Ａ、６０Ｂ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６０Ａ、６０Ｂの締結力よりも弱くすることにより、油圧ブレーキ６０Ａ、６０Ｂ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６０Ａ、６０Ｂは弱締結状態に制御される。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。

前進中車速クルーズ走行時には、前輪駆動装置６による前輪駆動のまま、図８に示すように、油圧ブレーキ６０Ａ、６０Ｂは解放状態（ＯＦＦ）に制御される。このように前進中車速クルーズ走行時に油圧ブレーキ６０Ａ、６０Ｂが解放され、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂの連れ回りが防止されることで、燃費向上に寄与する。

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り、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂを停止させる。

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。後輪駆動装置１は、図８に示す前進中車速クルーズ走行時と同じ状態となり、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂの連れ回りが防止され、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。

図６〜図９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１０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６０Ａ、６０Ｂは締結状態（ＯＮ）に制御される。従って、リングギヤ２４Ａ、２４Ｂが固定されるとともに第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６０Ａ、６０Ｂ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。

後進時には、図１１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６０Ａ、６０Ｂは締結状態に制御される。従って、リングギヤ２４Ａ、２４Ｂが固定されて、プラネタリキャリア２３Ａ、２３Ｂは逆方向に回転し後進走行となる。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６０Ａ、６０Ｂ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６０Ａ、６０Ｂの締結・解放が制御され、さらに油圧ブレーキ６０Ａ、６０Ｂの締結時であっても締結力が調整される。

次に、油圧ブレーキ６０Ａ、６０Ｂが解放状態、且つ、一方向クラッチ５０が非係合状態にある走行状態から、油圧ブレーキ６０Ａ、６０Ｂを締結させる際、若しくは、一方向クラッチ５０が係合する際の回転合わせ制御、即ち、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂ側と後輪Ｗｒ側で動力伝達不能な状態から動力伝達可能な状態へ移行する際の回転合わせ制御について説明する。

図１２は、前進高車速走行から減速回生走行へ移行する際のタイミングチャートである。なお、図１２及び図１３中、モータ回転数は、第１及び第２遊星歯車式減速機１２Ａ、１２Ｂの減速比を考慮してレゾルバ２０Ａ、２０Ｂの検出値を車軸１０Ａ、１０Ｂの回転数に換算したものである。

上記したように前進高車速走行時は、前輪駆動装置６による前輪駆動のため第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂは停止している。この状態からブレーキペダルが踏まれる等により減速回生指令が入力されると、先ず、制御装置８は、プラネタリキャリア２３Ａ、２３Ｂの回転数に応じて第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂの目標回転数を決定し、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂの現在の回転数（零）と目標回転数との回転数差を算出する。続いて、制御装置８は、電動機トルクを決定する。なお、プラネタリキャリア２３Ａ、２３Ｂの回転数は、車輪速センサ１３Ａ、１３Ｂから求められ、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂの現在の回転数は、レゾルバ２０Ａ、２０Ｂから求められる。

ここで、電動機トルクは、要求加速度に基づいて決められており、要求加速度が大きいほど電動機トルクが大きくなっている。また、電動機トルクは要求加速度に加えて、現在の電動機回転数と目標回転数との回転数差が大きいほど大きくなっている。なお、要求加速度としてはアクセルペダル開度が例示される。図１５に示す表においては、現在の電動機回転数と目標回転数との回転数差（ＭＯＴ回転数差）が負の場合、回転数差に応じて電動機トルク（ＭＯＴトルク）が決められており、回転数差が正の場合、アクセルペダル開度及び回転数差が大きければ大きいほど電動機トルクが大きくなるように、即ち図中、左上から右下に向かうにしたがって、電動機トルクが大きくなっている。

減速時にはアクセルペダル開度が零なので、実質的に回転数差に応じて電動機トルクが決められており、制御装置８は、図１５に示す表から得られた電動機トルクを出力するように第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂを駆動制御する。図１２に戻って、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂの回転数が増加して目標回転数になると回転数合わせ制御を終了し、一度電動機トルクを零にする。また、この時、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂの回転数の増加に伴ってリングギヤ２４Ａ、２４Ｂの回転数が低下し、リングギヤ２４Ａ、２４Ｂの回転数が油圧ブレーキ６０Ａ、６０Ｂが締結可能となる回転数に至った時点で油圧ブレーキ６０Ａ、６０Ｂが締結される。そして、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂの回生トルクを徐々に増加させることで、制動力が発生し回生充電を行うことができる。

図１３は、前進中車速クルーズ走行から加速する際のタイミングチャートである。
上記したように前進中車速クルーズ走行時は、前輪駆動装置６による前輪駆動のため第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂは停止している。この状態からアクセルペダルが踏まれる等により加速指令が入力されると、先ず、制御装置８は、プラネタリキャリア２３Ａ、２３Ｂの回転数に応じて第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂの目標回転数を決定し、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂの現在の回転数（零）と目標回転数との回転数差を算出する。続いて、制御装置８は、電動機トルクを決定する。

ここで、電動機トルクは、上記したように要求加速度、ここではアクセルペダル開度に基づいて決められているので、アクセルペダル開度が大きいと電動機トルクも大きくなっている。図１４（ａ）に示すようにアクセルペダル開度が大きい場合、電動機トルク（ＭＯＴトルク）も大きく、そのため回転合わせに要する時間、即ち、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂの回転数が目標回転数に至る時間が短くなり、反対に図１４（ｂ）に示すようにアクセルペダル開度が小さい場合、電動機トルク（ＭＯＴトルク）も小さく、そのため回転合わせに要する時間、即ち、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂの回転数が目標回転数に至る時間が長くなっている（ｔ１＜ｔ２）。このように、アクセルペダル開度が大きい場合、即ち、要求加速度が大きい場合には回転合わせに要する時間が短くなるので応答性が良く、要求加速度が小さい場合には電動機トルクを小さくするので一方向クラッチ５０の締結ショックを小さくできる。

制御装置８は、図１５に示す表から得られた電動機トルクを出力するように第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂを駆動制御する。図１３に戻って、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂの回転数が増加して目標回転数になると回転数合わせ制御を終了し、一度電動機トルクを零にする。また、この時、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂの回転数の増加に伴ってリングギヤ２４Ａ、２４Ｂの回転数が低下し、再び、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂの力行トルクを徐々に増加させることで、一方向クラッチ５０が機械的に係合し、電動機トルクが後輪Ｗｒに伝達されて車両３が加速する。

以上説明したように、本実施形態によれば、一方向クラッチ５０を係合させる際、又は、油圧ブレーキ６０Ａ、６０Ｂを締結する際における、第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂの回転合わせ制御において、制御装置８は要求加速度に基づいて第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂの発生トルクを制御することで、ドライバの要求に応じて適切に一方向クラッチ５０を係合させる、又は、油圧ブレーキ６０Ａ、６０Ｂを締結することができ、加速時における応答性向上とショック低減を両立できる。

また、要求加速度はアクセルペダル開度に基づいて取得されるので、要求加速度を容易に取得することができる。なお、要求加速度は、ドライバ要求駆動力でもよく、車輪速微分値でもよい。

また、制御装置８は、要求加速度が大きいほど第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂの発生トルクを大きくするので、要求加速度が小さいときには商品性を重視して係合ショック又は締結ショックを低減させ、要求加速度が大きいときには応答性を重視して係合時間を短くすることができる。

また、制御装置８は、現在の電動機回転数と目標回転数との回転数差が大きいほど第１及び第２電動機２Ａ、２Ｂの発生トルクを大きくすることで、ドライバの要求に応じてより適切に一方向クラッチ５０を係合、又は、油圧ブレーキ６０Ａ、６０Ｂを締結させることができる。

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。
即ち、本発明は、電動機と、車輪と、電動機と車輪の動力伝達経路上にブレーキ等の断接手段と、を備える車両用駆動装置、又は、電動機と、車輪と、電動機と車輪の動力伝達経路上に一方向クラッチ等の一方向動力伝達手段と、を備える車両用駆動装置であればよく、必ずしもブレーキ等の断接手段と一方向クラッチ等の一方向動力伝達手段との両方を備える必要はない。
また、電動機と車輪の動力伝達経路には変速機として第１及び第２遊星歯車式減速機１２Ａ、１２Ｂを例示したが、これに限らず任意の変速機を採用でき、電動機と車輪とは変速機を介さずに接続されていてもよい。

１ 後輪駆動装置（車両用駆動装置）
２Ａ 第１電動機（電動機）
２Ｂ 第２電動機（電動機）
８ 制御装置（電動機制御装置、断接手段制御装置）
Ｗｒ 後輪（車輪）
５０ 一方向クラッチ（一方向動力伝達手段）
６０Ａ、６０Ｂ 油圧ブレーキ（断接手段）

Claims (5)

1. 電動機と、
   該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、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、被駆動部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、被駆動部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動力伝達手段と、を備え、
   前記電動機制御装置は、前記一方向動力伝達手段の非係合状態で前記電動機を駆動制御して前記電動機側の回転数が目標回転数となるように回転合わせ制御を行なう、車両用駆動装置であって、
   前記電動機制御装置は、前記回転合わせ制御において要求加速度の大きさに基づいて前記電動機の発生動力の大きさを制御する、車両用駆動装置。
2. 車両の駆動力を発生する電動機と、
   該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、
   前記断接手段の遮断状態と接続状態との切り替えを制御する断接手段制御装置と、を備え、
   前記断接手段制御装置が、前記断接手段を遮断状態から接続状態に移行するときに、前記電動機制御装置は、遮断状態で前記電動機を駆動制御して前記電動機側の回転数が目標回転数となるように回転合わせ制御を行なう、車両用駆動装置であって、
   前記電動機制御装置は、前記回転合わせ制御において要求加速度の大きさに基づいて前記電動機の発生動力の大きさを制御する、車両用駆動装置。
3. 請求項１又は２に記載の車両用駆動装置であって、
   前記要求加速度は、アクセルペダル開度に基づいて取得される、車両用駆動装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用駆動装置であって、
   前記電動機制御装置は、前記要求加速度が大きいほど前記電動機の発生動力を大きくする、車両用駆動装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用駆動装置であって、
   前記電動機制御装置は、現在の電動機回転数と目標電動機回転数との回転数差が大きいほど前記電動機の発生動力を大きくする、車両用駆動装置。

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