KR101684729B1

KR101684729B1 - 차량용 구동 장치

Info

Publication number: KR101684729B1
Application number: KR1020137034760A
Authority: KR
Inventors: 마사토시 노구치; 사토시 안도; 마사유키 기쿠치
Original assignee: 혼다 기켄 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2011-07-04
Filing date: 2012-07-04
Publication date: 2016-12-08
Also published as: JPWO2013005783A1; EP2730455A1; EP2730455A4; CA2840570A1; CN103635351A; CN103635351B; KR20140028081A; MY171023A; US9154060B2; EP2730455B1; WO2013005783A1; CA2840570C; US20140191689A1

Abstract

후륜 구동 장치(1)는, 좌측 후륜(LWr)에 연결되는 전동기(2A)와, 우측 후륜(RWr)에 연결되는 전동기(2B)와, 전동기(2A, 2B)를 제어하는 제어 장치(8)를 구비한다. 제어 장치(8)는, 좌측 후륜 토크와 우측 후륜 토크의 합, 혹은 좌측 전동 토크와 우측 전동 토크의 합, 또는, 좌측 후륜 구동력과 우측 후륜 구동력의 합, 혹은 좌측 전동 구동력과 우측 전동 구동력의 합을 포함하는 제1 관계와, 좌측 후륜 토크와 우측 후륜 토크의 차, 혹은 좌측 전동 토크와 우측 전동 토크의 차, 또는, 좌측 후륜 구동력과 우측 후륜 구동력의 차, 혹은 좌측 전동 구동력과 우측 전동 구동력의 차를 포함하는 제2 관계와, 전동기(2A)에서 발생 또는 소비하는 전력인 좌측 전력과, 전동기(2B)에서 발생 또는 소비하는 전력인 우측 전력의 합을 포함하는 제3 관계 중, 제1 관계와 제2 관계 중 적어도 한쪽과, 제3 관계에 기초하여, 제3 관계를 제1 우선으로 하여 만족시키도록 전동기(2A, 2B)를 제어한다.

Description

차량용 구동 장치{DRIVE DEVICE FOR VEHICLE}

본 발명은 좌측 차륜에 연결되는 좌측 전동 발전기와, 우측 차륜에 연결되는 우측 전동 발전기가 마련된 차량용 구동 장치에 관한 것이다.

특허문헌 1에는, 좌측 차륜에 연결되는 좌측 전동 발전기와 우측 차륜에 연결되는 우측 전동 발전기가 마련된 차량용 구동 장치에 있어서, 조타에 맞추어 한쪽의 전동 발전기를 전동기로서 작동시킴과 동시에, 다른 쪽의 전동 발전기를 발전기로서 작동시킴으로써, 전력을 유효하게 이용할 수 있어, 배터리 용량을 작게 할 수 있는 것이 기재되어 있다.

또한, 특허문헌 2에는, 좌우의 후륜을 독립적으로 구동시키는 전동 발전기가 마련된 차량용 구동 장치에 있어서, 배터리의 충전 상황이 어떠한 경우에 있어서도, 드라이버의 운전 요구를 만족시키며 또한 차량의 주행에 최적인 요우 모멘트를 발생시키기 위해 좌우 후륜의 토크를 출력하는 것이 기재되어 있다.

특허문헌 1: 일본국 특허 공개 제2006-166508호 공보 특허문헌 2: 일본국 특허 공개 제2007-210586호 공보

그런데, 차량에 탑재되는 배터리 등의 상태는, 온도나 실함에 의해 좌측 전동 발전기와 우측 전동 발전기의 전력 수지를 좌우 사이에서 성립시킬 필요가 있는 경우가 있다. 이에 대하여, 특허문헌 1에 기재된 차량용 구동 장치에서는, 전동기로서 작동하는 전동 발전기가 소비하는 전력의 대부분을, 발전기로서 작동하는 전동 발전기의 발전 전력에 의해 조달하는 것을 의도하는 것으로, 전력을 목표로 하여 우선 제어하는 것이 아니다. 또한, 특허문헌 2에 기재된 차량용 구동 장치에 있어서도, 전력을 목표로 하여 우선 제어하는 것이 아니다.

본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 전력의 요구를 만족시키는 것이 가능하고, 전력이 과부족 상태에 빠지거나, 전기계에 손상을 부여하는 것을 억제 가능한 차량용 구동 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 청구항 1에 기재된 발명은,

차량의 좌측 차륜(예컨대, 후술하는 실시형태의 좌측 후륜(LWr))에 연결되는 좌측 전동 발전기(예컨대, 후술하는 실시형태의 전동기(2A))와,

차량의 우측 차륜(예컨대, 후술하는 실시형태의 우측 후륜(RWr))에 연결되는 우측 전동 발전기(예컨대, 후술하는 실시형태의 전동기(2B))와,

상기 좌측 전동 발전기와 우측 전동 발전기를 제어하는 제어 장치(예컨대, 후술하는 실시형태의 제어 장치(8))를 구비한 차량용 구동 장치(예컨대, 후술하는 실시형태의 후륜 구동 장치(1))로서,

상기 제어 장치는,

좌측 차륜 토크와 우측 차륜 토크의 합, 혹은 좌측 전동 발전기 토크와 우측 전동 발전기 토크의 합, 또는, 좌측 차륜 구동력과 우측 차륜 구동력의 합, 혹은 좌측 전동 발전기 구동력과 우측 전동 발전기 구동력의 합을 포함하는 제1 관계와,

좌측 차륜 토크와 우측 차륜 토크의 차, 혹은 좌측 전동 발전기 토크와 우측 전동 발전기 토크의 차, 또는, 좌측 차륜 구동력과 우측 차륜 구동력의 차, 혹은 좌측 전동 발전기 구동력과 우측 전동 발전기 구동력의 차를 포함하는 제2 관계와,

상기 좌측 전동 발전기에서 발생 또는 소비하는 전력인 좌측 전력과, 상기 우측 전동 발전기에서 발생 또는 소비하는 전력인 우측 전력의 합을 포함하는 제3 관계, 중,

상기 제1 관계와 상기 제2 관계 중 적어도 한쪽과, 상기 제3 관계에 기초하여, 상기 제3 관계를 제1 우선으로 하여 만족시키도록 상기 좌측 전동 발전기와 상기 우측 전동 발전기를 제어하는 전력 우선 제어를 행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 2에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 구성에 더하여,

상기 좌측 전동 발전기와 상기 우측 전동 발전기에 전기적으로 접속된 전력원(예컨대, 후술하는 실시형태의 배터리(9), 전동기(5))을 구비하고,

상기 전력원의 상태에 따라, 상기 전력 우선 제어를 행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 3에 기재된 발명은, 청구항 2에 기재된 구성에 더하여,

상기 전력원은 배터리(예컨대, 후술하는 실시형태의 배터리(9))로서, 상기 배터리의 상태에 따라, 상기 전력 우선 제어를 행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 4에 기재된 발명은, 청구항 3에 기재된 구성에 더하여,

상기 전력 우선 제어는, 상기 배터리의 축전 상태가 정해진 것 이하일 때, 전력의 발생을 플러스로 한 경우에, 상기 제3 관계의 상기 좌측 전력과 상기 우측 전력의 합이 0 이상이 되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 5에 기재된 발명은, 청구항 3에 기재된 구성에 더하여,

상기 전력 우선 제어는, 상기 배터리의 축전 상태가 정해진 것 이상일 때, 전력의 발생을 플러스로 한 경우에, 상기 제3 관계의 상기 좌측 전력과 상기 우측 전력의 합이 0 이하가 되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 6에 기재된 발명은, 청구항 3에 기재된 구성에 더하여,

상기 전력 우선 제어는, 상기 배터리의 허용 입출력에 따라, 상기 제3 관계의 상기 좌측 전력과 상기 우측 전력의 합이 상기 허용 입출력의 범위 내가 되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 7에 기재된 발명은, 청구항 3에 기재된 구성에 더하여,

상기 전력 우선 제어는, 상기 배터리의 온도가 정해진 것 이하일 때, 상기 제3 관계의 상기 좌측 전력과 상기 우측 전력의 합이 0이 되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 8에 기재된 발명은, 청구항 3에 기재된 구성에 더하여,

상기 전력 우선 제어는, 상기 배터리의 실함이 검지되었을 때, 상기 제3 관계의 상기 좌측 전력과 상기 우측 전력의 합이 0이 되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 9에 기재된 발명은, 청구항 2에 기재된 구성에 더하여,

상기 전력원은, 상기 좌측 전동 발전기와 상기 우측 전동 발전기는 상이한 다른 전동 발전기(예컨대, 후술하는 실시형태의 전동기(5))로서, 상기 다른 전동 발전기의 상태에 따라, 상기 전력 우선 제어를 행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 10에 기재된 발명은, 청구항 9에 기재된 구성에 더하여,

상기 전력 우선 제어는, 상기 다른 전동 발전기의 발전 상태가 정해진 것 이하일 때, 전력의 발생을 플러스로 한 경우에, 상기 제3 관계의 상기 좌측 전력과 상기 우측 전력의 합이 0 이상이 되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 11에 기재된 발명은, 청구항 9에 기재된 구성에 더하여,

상기 전력 우선 제어는, 상기 다른 전동 발전기의 허용 발전 출력에 따라, 상기 제3 관계의 상기 좌측 전력과 상기 우측 전력의 합이 상기 허용 발전 출력의 범위 내가 되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 12에 기재된 발명은, 청구항 9에 기재된 구성에 더하여,

상기 전력 우선 제어는, 상기 다른 전동 발전기의 실함이 검지되었을 때 또는 상기 다른 전동 발전기가 역행(力行) 상태일 때, 전력의 발생을 플러스로 한 경우에, 상기 제3 관계의 상기 좌측 전력과 상기 우측 전력의 합이 0 이상이 되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 13에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 구성에 더하여,

상기 전력 우선 제어는, 상기 제3 관계의 상기 좌측 전력과 상기 우측 전력의 합이 0이 되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 14에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 구성에 더하여,

상기 전력 우선 제어는, 상기 제3 관계의 상기 좌측 전력과 상기 우측 전력의 합이 정해진 목표 전력이 되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 15에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 구성에 더하여,

상기 전력 우선 제어에 있어서, 상기 제1 관계를 제2 우선으로 하여 만족시키도록, 상기 좌측 전동 발전기와 상기 우측 전동 발전기를 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 16에 기재된 발명은, 청구항 15에 기재된 구성에 더하여,

차량의 감속 시에, 상기 제3 관계를 제1 우선으로 하고, 상기 제1 관계를 제2 우선으로 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 17에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 구성에 더하여,

상기 전력 우선 제어에 있어서, 상기 제2 관계를 제2 우선으로 하여 만족시키도록, 상기 좌측 전동 발전기와 상기 우측 전동 발전기를 제어하는 전력 우선 제어를 행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 18에 기재된 발명은, 청구항 17에 기재된 구성에 더하여,

차량의 가속 시에, 상기 제3 관계를 제1 우선으로 하고, 상기 제2 관계를 제2 우선으로 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 19에 기재된 발명은, 청구항 1 내지 18 중 어느 한 항에 기재된 구성에 더하여,

상기 좌측 차륜과 상기 좌측 전동 발전기의 동력 전달 경로 상에는 좌측 변속기(예컨대, 후술하는 실시형태의 유성 기어식 감속기(12A))가 마련되며,

상기 우측 차륜과 상기 우측 전동 발전기의 동력 전달 경로 상에는 우측 변속기(예컨대, 후술하는 실시형태의 유성 기어식 감속기(12B))가 마련되고,

상기 좌측 변속기와 상기 우측 변속기는, 각각 제1 내지 제3 회전 요소로 구성되는 유성 기어식 변속기이며,

상기 좌측 변속기와 상기 우측 변속기의 제1 회전 요소(예컨대, 후술하는 실시형태의 선 기어(sun gear)(21A, 21B))에 각각 상기 좌측 전동 발전기 및 상기 우측 전동 발전기가 접속되고,

상기 제2 회전 요소(예컨대, 후술하는 실시형태의 유성 캐리어(planetary carrier)(23A, 23B))에, 각각 상기 좌측 차륜 및 우측 차륜이 접속되며,

상기 제3 회전 요소(예컨대, 후술하는 실시형태의 링 기어(24A, 24B))끼리가 서로 연결되고,

상기 제3 회전 요소에는, 해방 또는 체결함으로써 상기 좌측 전동 발전기와 상기 우측 전동 발전기를 포함하는 전동 발전기측과, 상기 좌측 차륜과 상기 우측 차륜을 포함하는 차륜측을 차단 상태 또는 접속 상태로 하는 단접(斷接) 수단(예컨대, 후술하는 실시형태의 유압 브레이크(60A, 60B))과, 전동 발전기측의 순방향의 회전 동력이 차륜측에 입력될 때에 결합 상태가 되며, 전동 발전기측의 반대 방향의 회전 동력이 차륜측에 입력될 때에 비결합 상태가 되고, 차륜측의 순방향의 회전 동력이 전동 발전기측에 입력될 때에 비결합 상태가 되며, 차륜측의 반대 방향의 회전 동력이 전동 발전기측에 입력될 때에 결합 상태가 되는 일방향 동력 전달 수단(예컨대, 후술하는 실시형태의 일방향 클러치(50))이 병렬로 마련되는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 20에 기재된 발명은, 청구항 19에 기재된 구성에 더하여,

전력의 발생을 플러스로 한 경우에, 상기 제3 관계의 상기 좌측 전력과 상기 우측 전력의 합이 0 이상일 때, 상기 단접 수단을 체결하는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 21에 기재된 발명은, 청구항 19에 기재된 구성에 더하여,

전력의 발생을 플러스로 한 경우에, 상기 제3 관계의 상기 좌측 전력과 상기 우측 전력의 합이 0 이하의 정해진 것 미만일 때, 상기 단접 수단을 해방하는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 22에 기재된 발명은, 청구항 19 내지 21 중 어느 한 항에 기재된 구성에 더하여,

상기 유성 기어식 변속기는, 상기 제1 회전 요소가 선 기어이고, 상기 제2 회전 요소가 캐리어이며, 상기 제3 회전 요소가 링 기어로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 청구항 23에 기재된 발명은,

상기 제어 장치는,

상기 좌측 전동 발전기에서 발생 또는 소비하는 전력인 좌측 전력과, 상기 우측 전동 발전기에서 발생 또는 소비하는 전력인 우측 전력의 합에 기초하여, 상기 좌측 전동 발전기와 상기 우측 전동 발전기를 제어하는 전력 우선 제어를 행하는 것을 특징으로 한다.

청구항 1에 기재된 발명에 따르면, 전력의 요구를 만족시키는 것이 가능하여, 전력이 과부족 상태에 빠지거나, 전기계에 손상을 부여할 우려를 저감시킬 수 있다.

청구항 2에 기재된 발명에 따르면, 전력원의 상태에 따라 전력 우선 제어를 행함으로써, 불필요한 때에 전력 우선 제어를 행하는 것을 회피할 수 있다.

청구항 3에 기재된 발명에 따르면, 전력을 축전해 둘 수 있어, 배터리의 상태에 따라 전력 우선 제어를 행함으로써, 좌우 전동 발전기를 배터리에 대하여 적절하게 구동시킬 수 있다.

청구항 4에 기재된 발명에 따르면, 축전 상태가 정해진 것 이하인 경우에, 좌측 전력과 우측 전력의 합이 0 이상, 즉 역행 전력보다 회생 전력 쪽이 많은 상태로 함으로써, 배터리로 전력을 소비시키지 않고 축전할 수 있다.

청구항 5에 기재된 발명에 따르면, 축전 상태가 정해진 것 이상인 경우에, 좌측 전력과 우측 전력의 합이 0 이하, 즉 회생 전력보다 역행 전력 쪽이 많은 상태로 함으로써, 배터리로 전력을 축전시키지 않고 소비할 수 있어, 과충전 상태를 억제할 수 있다.

청구항 6에 기재된 발명에 따르면, 배터리의 허용 입출력의 범위 내에서 전력을 공급 수취할 수 있다.

청구항 7에 기재된 발명에 따르면, 저온 시에 있어서의 배터리로부터의 전력의 유출과 전력의 유입을 없앨 수 있어, 저온 시라도 좌우 전동 발전기를 구동시킬 수 있다.

청구항 8에 기재된 발명에 따르면, 배터리의 실함 시에 있어서의 배터리로부터의 전력의 유출과 전력의 유입을 없앨 수 있어, 배터리의 실함 시라도 좌우 전동 발전기를 구동시킬 수 있다.

청구항 9에 기재된 발명에 따르면, 다른 전동 발전기와 전력을 공급 수취할 수 있어, 다른 전동 발전기의 상태에 따라 전력 우선 제어를 행함으로써, 좌우 전동 발전기를 다른 전동 발전기에 대하여 적절하게 구동시킬 수 있다.

청구항 10에 기재된 발명에 따르면, 전력 부족을 회피할 수 있다.

청구항 11에 기재된 발명에 따르면, 다른 전동 발전기의 허용 발전 출력의 범위 내에서 전력을 수취할 수 있다.

청구항 12에 기재된 발명에 따르면, 다른 전동 발전기의 실함 시 또는 전동 발전기가 역행 상태라도, 좌우 전동 발전기를 구동시킬 수 있다.

청구항 13에 기재된 발명에 따르면, 좌우 전동 발전기의 전력 수지가 맞기 때문에, 배터리나 다른 전동 발전기로부터의 전력 공급이나, 이들에의 전량 공급이 생기지 않기 때문에, 배터리나 다른 전동 발전기의 상황에 상관없이, 좌우 전동 발전기를 구동시킬 수 있다.

청구항 14에 기재된 발명에 따르면, 좌우 전동 발전기의 전력 수지에 의해, 정해진 목표 전력을 만족시킬 수 있어, 배터리나 다른 전동 발전기가 상태가 좋지 않아도 대응할 수 있다.

청구항 15에 기재된 발명에 따르면, 전력의 요구를 만족시키면서, 전후 방향의 토크 요구를 만족시킬 수 있어, 주파성, 안정성이 향상된다.

청구항 16에 기재된 발명에 따르면, 감속 시에 선회 방향의 토크 요구 등보다 전후 방향의 토크 요구가 우선(제2 우선)되기 때문에, 안정적으로 감속시킬 수 있다.

청구항 17에 기재된 발명에 따르면, 전력의 요구를 만족시키면서, 선회 방향의 토크 요구를 만족시킬 수 있어, 선회성이 향상된다.

청구항 18에 기재된 발명에 따르면, 가속 시에, 전후 방향의 토크 요구 등보다 선회 방향의 토크 요구가 우선(제2 우선)되기 때문에, 선회성을 향상시키면서 가속시킬 수 있다.

청구항 19에 기재된 발명에 따르면, 단접 수단을 해방함으로써 전동 발전기측과 차륜측의 동력 전달을 단접시킬 수 있다. 또한, 단접 수단과 병렬로 일방향 동력 전달 수단을 구비하기 때문에, 예컨대 전동 발전기측의 순방향의 회전 동력이 차륜측에 입력되어 일방향 동력 전달 수단이 결합 상태가 될 때에는, 일방향 동력 전달 수단으로 동력 전달이 가능해져, 단접 수단을 해방 혹은 체결력을 약하게 할 수 있다.

청구항 20에 기재된 발명에 따르면, 좌우 전력합이 0 이상일 때는, 손실의 균형에서 반드시 회생 토크 쪽이 커지기 때문에, 단접 수단을 체결함으로써 확실하게 전동 발전기측과 차륜측의 토크 전달을 행할 수 있다.

청구항 21에 기재된 발명에 따르면, 좌우 전력합이 0 미만에서 역행 토크 쪽이 커지는 경우에, 단접 수단을 해방하여도 전동 발전기측과 차륜측의 토크 전달을 행할 수 있다.

청구항 22에 기재된 발명에 따르면, 공간 절약화할 수 있다.

청구항 23에 기재된 발명에 따르면, 전력의 요구를 만족시키는 것이 가능하여, 전력이 과부족 상태에 빠지거나, 전기계에 손상을 부여할 우려를 저감시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 구동 장치를 탑재 가능한 차량의 일실시형태 인 하이브리드 차량의 개략 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 후륜 구동 장치의 일실시형태의 종단면도이다.
도 3은 도 2에 나타내는 후륜 구동 장치의 부분 확대도이다.
도 4는 유압 브레이크를 제어하는 유압 제어 장치의 유압 회로도이며, 유압이 공급되고 있지 않은 상태를 나타내는 유압 회로도이다.
도 5의 (a)는 저압 유로 전환 밸브가 저압측 위치에 위치할 때의 설명도이며, (b)는 저압 유로 전환 밸브가 고압측 위치에 위치할 때의 설명도이다.
도 6의 (a)는 브레이크 유로 전환 밸브가 폐쇄 위치에 위치할 때의 설명도이며, (b)는 브레이크 유로 전환 밸브가 개방 위치에 위치할 때의 설명도이다.
도 7의 (a)는 솔레노이드 밸브의 비통전 시의 설명도이며, (b)는 솔레노이드 밸브의 통전 시의 설명도이다.
도 8은 주행 중으로서 유압 브레이크의 해방 상태(EOP: 저압 모드)에 있어서의 유압 제어 장치의 유압 회로도이다.
도 9는 유압 브레이크의 약체결 상태(EOP: 저압 모드)에 있어서의 유압 제어 장치의 유압 회로도이다.
도 10은 유압 브레이크의 체결 상태(EOP: 고압 모드)에 있어서의 유압 제어 장치의 유압 회로도이다.
도 11은 차량 상태에 있어서의 전륜 구동 장치와 후륜 구동 장치의 관계를, 전동기의 작동 상태와 유압 회로의 상태를 아울러 기재한 표이다.
도 12는 정차 중의 후륜 구동 장치의 속도 공선도(共線圖)이다.
도 13은 전진 저차속 시의 후륜 구동 장치의 속도 공선도이다.
도 14는 전진 중차속 시의 후륜 구동 장치의 속도 공선도이다.
도 15는 감속 회생 시의 후륜 구동 장치의 속도 공선도이다.
도 16은 전진 고차속 시의 후륜 구동 장치의 속도 공선도이다.
도 17은 후진 시의 후륜 구동 장치의 속도 공선도이다.
도 18은 차량 선회 중의 후륜 구동 장치의 속도 공선도이고, (a)는 회생 구동력이 역행 구동력보다 큰 경우이며, (b)는 역행 구동력이 회생 구동력보다 큰 경우이다.
도 19는 차량 선회 시의 전력 수지를 설명하기 위한 도면이고, (a)는 토크 우선 제어에 있어서의 도면이며, (b)는 전력 우선 제어에 있어서의 도면이다.

우선, 본 발명에 따른 차량용 구동 장치의 일실시형태를 도 1 내지 도 3에 기초하여 설명한다.

본 발명에 따른 차량용 구동 장치는, 전동기를 차축 구동용의 구동원으로 하는 것이며, 예컨대, 도 1에 나타내는 바와 같은 구동 시스템의 차량에 이용된다. 이하의 설명에서는 차량용 구동 장치를 후륜 구동용으로서 이용하는 경우를 예로 설명하지만, 전륜 구동용에 이용하여도 좋다.

도 1에 나타내는 차량(3)은, 내연 기관(4)과 전동기(5)가 직렬로 접속된 구동 장치(6)(이하, 전륜 구동 장치라고 부름)를 차량 전방부에 갖는 하이브리드 차량이며, 이 전륜 구동 장치(6)의 동력이 트랜스미션(7)을 통해 전륜(Wf)에 전달되는 한편, 이 전륜 구동 장치(6)와 별도로 차량 후방부에 마련된 구동 장치(1)(이하, 후륜 구동 장치라고 부름)의 동력이 후륜(Wr(RWr, LWr))에 전달되도록 되어 있다. 전륜 구동 장치(6)의 전동기(5)와, 후륜(Wr)측의 후륜 구동 장치(1)의 전동기(2A, 2B)는, 전기적으로 배터리(9)에 접속되어, 배터리(9)로부터의 전력 공급과, 배터리(9)에의 에너지 회생이 가능하게 되어 있다. 도면 부호 8은, 차량 전체의 각종 제어를 하기 위한 제어 장치이다.

도 2는 후륜 구동 장치(1)의 전체의 종단면도를 나타내는 것이고, 동도면에 있어서, 도면 부호 10A, 10B는, 차량(3)의 후륜(Wr)측의 좌우의 차축이며, 차폭 방향으로 동축 상에 배치되어 있다. 후륜 구동 장치(1)의 감속기 케이스(11)는 전체가 대략 원통형으로 형성되고, 그 내부에는, 차축 구동용의 전동기(2A, 2B)와, 이 전동기(2A, 2B)의 구동 회전을 감속하는 유성 기어식 감속기(12A, 12B)가, 차축(10A, 10B)과 동축 상에 배치되어 있다. 이 전동기(2A) 및 유성 기어식 감속기(12A)는 좌측 후륜(LWr)을 구동시키는 좌측 차륜 구동 장치로서 기능하고, 전동기(2B) 및 유성 기어식 감속기(12B)는 우측 후륜(RWr)을 구동시키는 우측 차륜 구동 장치로서 기능하며, 전동기(2A) 및 유성 기어식 감속기(12A)와 전동기(2B) 및 유성 기어식 감속기(12B)는, 감속기 케이스(11) 내에서 차폭 방향으로 좌우 대칭으로 배치되어 있다. 그리고, 감속기 케이스(11)는, 차량(3)의 골격이 되는 도시하지 않는 프레임으로 지지되어 있다.

감속기 케이스(11)의 좌우 양단측 내부에는, 각각 전동기(2A, 2B)의 스테이터(14A, 14B)가 고정되고, 이 스테이터(14A, 14B)의 내주측에 환형의 로터(15A, 15B)가 회전 가능하게 배치되어 있다. 로터(15A, 15B)의 내주부에는 차축(10A, 10B)의 외주를 위요하는 원통축(16A, 16B)이 결합되고, 이 원통축(16A, 16B)이 차축(10A, 10B)과 동축으로 상대 회전 가능하게 되도록 감속기 케이스(11)의 단부벽(17A, 17B)과 중간벽(18A, 18B)에 베어링(19A, 19B)을 통해 지지되어 있다. 또한, 원통축(16A, 16B)의 일단측의 외주로서 감속기 케이스(11)의 단부벽(17A, 17B)에는, 로터(15A, 15B)의 회전 위치 정보를 전동기(2A, 2B)의 제어 컨트롤러(도시하지 않음)에 피드백하기 위한 리졸버(20A, 20B)가 마련되어 있다.

또한, 유성 기어식 감속기(12A, 12B)는, 선 기어(21A, 21B)와, 이 선 기어(21)에 맞물림 결합되는 복수의 유성 기어(22A, 22B)와, 이들 유성 기어(22A, 22B)를 지지하는 유성 캐리어(23A, 23B)와, 유성 기어(22A, 22B)의 외주측에 맞물림 결합되는 링 기어(24A, 24B)를 구비하고, 선 기어(21A, 21B)로부터 전동기(2A, 2B)의 구동력이 입력되며, 감속된 구동력이 유성 캐리어(23A, 23B)를 통하여 출력되도록 되어 있다.

선 기어(21A, 21B)는 원통축(16A, 16B)에 일체로 형성되어 있다. 또한, 유성 기어(22A, 22B)는, 예컨대 도 3에 나타내는 바와 같이, 선 기어(21A, 21B)에 직접 맞물림 결합되는 대직경의 제1 피니언(26A, 26B)과, 이 제1 피니언(26A, 26B)보다 소직경인 제2 피니언(27A, 27B)을 갖는 2연 피니언이며, 이들 제1 피니언(26A, 26B)과 제2 피니언(27A, 27B)이 동축에 또한 축방향으로 오프셋한 상태로 일체로 형성되어 있다. 이 유성 기어(22A, 22B)는 유성 캐리어(23A, 23B)에 지지되고, 유성 캐리어(23A, 23B)는, 축방향 내측 단부가 직경 방향 내측으로 연장하여 차축(10A, 10B)에 스플라인 감합되어 일체 회전 가능하게 지지되며, 베어링(33A, 33B)을 통해 중간벽(18A, 18B)에 지지되어 있다.

또한, 중간벽(18A, 18B)은, 전동기(2A, 2B)를 수용하는 전동기 수용 공간과, 유성 기어식 감속기(12A, 12B)를 수용하는 감속기 공간을 이격하여, 외직경측으로부터 내직경측으로 서로의 축방향 간격이 넓어지도록 굴곡하여 구성되어 있다. 그리고, 중간벽(18A, 18B)의 내직경측, 또한, 유성 기어식 감속기(12A, 12B)측에는 유성 캐리어(23A, 23B)를 지지하는 베어링(33A, 33B)이 배치되며, 중간벽(18A, 18B)의 외직경측, 또한, 전동기(2A, 2B)측에는 스테이터(14A, 14B)용의 버스 링(41A, 41B)이 배치되어 있다(도 2 참조).

링 기어(24A, 24B)는, 그 내주면이 소직경인 제2 피니언(27A, 27B)에 맞물림 결합되는 기어부(28A, 28B)와, 기어부(28A, 28B)보다 소직경이며 감속기 케이스(11)의 중간 위치에서 서로 대향 배치되는 소직경부(29A, 29B)와, 기어부(28A, 28B)의 축방향 내측 단부와 소직경부(29A, 29B)의 축방향 외측 단부를 직경 방향으로 연결하는 연결부(30A, 30B)를 구비하여 구성되어 있다. 이 실시형태의 경우, 링 기어(24A, 24B)의 최대 반경은, 제1 피니언(26A, 26B)의 차축(10A, 10B)의 중심으로부터의 최대 거리보다 작아지도록 설정되어 있다. 소직경부(29A, 29B)는, 각각 후술하는 일방향 클러치(50)의 이너 레이스(51)와 스플라인 감합하며, 링 기어(24A, 24B)는 일방향 클러치(50)의 이너 레이스(51)와 일체 회전하도록 구성되어 있다.

그런데, 감속기 케이스(11)와 링 기어(24A, 24B) 사이에는 원통형의 공간부가 확보되고, 그 공간부 내에, 링 기어(24A, 24B)에 대한 제동 수단을 구성하는 유압 브레이크(60A, 60B)가 제1 피니언(26A, 26B)과 직경 방향으로 오버랩하며, 제2 피니언(27A, 27B)과 축방향으로 오버랩하여 배치되어 있다. 유압 브레이크(60A, 60B)는, 감속기 케이스(11)의 내직경측에서 축방향으로 연장하는 통형의 외직경측 지지부(34)의 내주면에 스플라인 감합된 복수의 고정 플레이트(35A, 35B)와, 링 기어(24A, 24B)의 외주면에 스플라인 감합된 복수의 회전 플레이트(36A, 36B)가 축방향으로 교대로 배치되고, 이들 플레이트(35A, 35B, 36A, 36B)가 환형의 피스톤(37A, 37B)에 의해 체결 및 해방 조작되도록 되어 있다. 피스톤(37A, 37B)은, 감속기 케이스(11)의 중간 위치로부터 내직경측으로 연장하여 설치된 좌우 분할벽(39)과, 좌우 분할벽(39)에 의해 연결된 외직경측 지지부(34)와 내직경측 지지부(40) 사이에 형성된 환형의 실린더실(38A, 38B)에 진퇴 가능하게 수용되어 있고, 실린더실(38A, 38B)에의 고압 오일의 도입에 의해 피스톤(37A, 37B)을 전진시켜, 실린더실(38A, 38B)로부터 오일을 배출함으로써 피스톤(37A, 37B)을 후퇴시킨다. 또한, 유압 브레이크(60A, 60B)는, 전동 오일 펌프(70)에 접속되어 있다.

또한, 더욱 상세하게는, 피스톤(37A, 37B)은, 축방향 전후에 제1 피스톤벽(63A, 63B)과 제2 피스톤벽(64A, 64B)을 가지며, 이들 피스톤벽(63A, 63B, 64A, 64B)이 원통형의 내주벽(65A, 65B)에 의해 연결되어 있다. 따라서, 제1 피스톤벽(63A, 63B)과 제2 피스톤벽(64A, 64B) 사이에는 직경 방향 외측에 개구하는 환형 공간이 형성되어 있지만, 이 환형 공간은, 실린더실(38A, 38B)의 외벽 내주면에 고정된 칸막이 부재(66A, 66B)에 의해 축방향 좌우로 구획되어 있다. 감속기 케이스(11)의 좌우 분할벽(39)과 제2 피스톤벽(64A, 64B) 사이는 고압 오일이 직접 도입되는 제1 작동실(S1)(도 4 참조)이 되고, 칸막이 부재(66A, 66B)와 제1 피스톤벽(63A, 63B) 사이는, 내주벽(65A, 65B)에 형성된 관통 구멍을 통하여 제1 작동실(S1)과 도통하는 제2 작동실(S2)(도 4 참조)로 되어 있다. 제2 피스톤벽(64A, 64B)과 칸막이 부재(66A, 66B) 사이는 대기압에 도통하고 있다.

이 유압 브레이크(60A, 60B)에서는, 제1 작동실(S1)과 제2 작동실(S2)에 후술하는 유압 회로(71)로부터 오일이 도입되고, 제1 피스톤벽(63A, 63B)과 제2 피스톤벽(64A, 64B)에 작용하는 오일의 압력에 의해 고정 플레이트(35A, 35B)와 회전 플레이트(36A, 36B)를 서로 압착할 수 있다. 따라서, 축방향 좌우의 제1, 제2 피스톤벽(63A, 63B, 64A, 64B)에 의해 큰 수압 면적을 벌 수 있기 때문에, 피스톤(37A, 37B)의 직경 방향의 면적을 억제한 채로 고정 플레이트(35A, 35B)와 회전 플레이트(36A, 36B)에 대한 큰 압착력을 얻을 수 있다.

이 유압 브레이크(60A, 60B)의 경우, 고정 플레이트(35A, 35B)가 감속기 케이스(11)로부터 연장하는 외직경측 지지부(34)에 지지되는 한편, 회전 플레이트(36A, 36B)가 링 기어(24A, 24B)에 지지되고 있기 때문에, 양 플레이트(35A, 35B, 36A, 36B)가 피스톤(37A, 37B)에 의해 압착되면, 양 플레이트(35A, 35B, 36A, 36B) 사이의 마찰 체결에 의해 링 기어(24A, 24B)에 제동력이 작용하여 고정되고, 그 상태로부터 피스톤(37A, 37B)에 의한 체결이 해방되면, 링 기어(24A, 24B)의 자유로운 회전이 허용된다.

즉, 유압 브레이크(60A, 60B)는, 링 기어(24A, 24B)의 회전을 규제하는 회전 규제 수단으로서, 체결 시에 링 기어(24A, 24B)를 록하여, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)와 후륜(Wr)의 동력 전달 경로를 동력 전달 가능한 접속 상태로 하고, 해방 시에 링 기어(24A, 24B)의 회전을 허용하여, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)와 후륜(Wr)의 동력 전달 경로를 동력 전달 불능한 차단 상태로 한다.

또한, 축방향으로 대향하는 링 기어(24A, 24B)의 연결부(30A, 30B) 사이에도 공간부가 확보되고, 그 공간부 내에, 링 기어(24A, 24B)에 대하여 일방향의 동력만을 전달하며 타방향의 동력을 차단하는 일방향 클러치(50)가 배치되어 있다. 일방향 클러치(50)는, 이너 레이스(51)와 아우터 레이스(52) 사이에 다수의 스프래그(53)를 개재시킨 것으로서, 그 이너 레이스(51)가 스플라인 감합에 의해 링 기어(24A, 24B)의 소직경부(29A, 29B)와 일체 회전하도록 구성되어 있다. 또한 아우터 레이스(52)는, 내직경측 지지부(40)에 의해 위치 결정되며, 회전 정지되어 있다.

일방향 클러치(50)는, 차량(3)이 전동기(2A, 2B)의 동력으로 전진할 때에 결합하여 링 기어(24A, 24B)의 회전을 록하도록 구성되어 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 일방향 클러치(50)는, 전동기(2A, 2B)측의 순방향(차량(3)을 전진시킬 때의 회전 방향)의 회전 동력이 후륜(Wr)측에 입력될 때에 결합 상태가 되며, 전동기(2A, 2B)측의 반대 방향의 회전 동력이 후륜(Wr)측에 입력될 때에 비결합 상태가 되고, 후륜(Wr)측의 순방향의 회전 동력이 전동기(2A, 2B)측에 입력될 때에 비결합 상태가 되며, 후륜(Wr)측의 반대 방향의 회전 동력이 전동기(2A, 2B)측에 입력될 때에 결합 상태가 된다. 바꾸어 말하면, 일방향 클러치(50)는, 비결합 시에 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)의 반대 방향의 토크에 의한 링 기어(24A, 24B)의 일방향의 회전을 허용하고, 결합 시에 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)의 순방향의 토크에 의한 링 기어(24A, 24B)의 반대 방향의 회전을 규제하고 있다. 또한, 반대 방향의 토크란, 반대 방향의 회전을 증가시키는 방향의 토크, 또는, 순방향의 회전을 감소시키는 방향의 토크를 가리킨다.

이와 같이 본 실시형태의 후륜 구동 장치(1)에서는, 전동기(2A, 2B)와 후륜(Wr)의 동력 전달 경로 상에, 일방향 클러치(50)와 유압 브레이크(60A, 60B)가 병렬로 마련되어 있다. 또한, 유압 브레이크(60A, 60B)는 2개 마련할 필요는 없고, 한쪽에만 유압 브레이크를 마련하고, 다른 쪽의 공간을 브리더실로서 이용하여도 좋다.

다음에, 도 4 내지 도 7을 참조하여 후륜 구동 장치(1)의 유압 제어 장치를 구성하는 유압 회로에 대해서 설명한다.

유압 회로(71)는, 오일 팬(80)에 배치한 흡입구(70a)로부터 흡입되어 전동 오일 펌프(70)로부터 토출되는 오일을, 저압 유로 전환 밸브(73)와 브레이크 유로 전환 밸브(74)를 통해 유압 브레이크(60A, 60B)의 제1 작동실(S1)에 급유 가능하게 구성되며, 저압 유로 전환 밸브(73)를 통해 전동기(2A, 2B) 및 유성 기어식 감속기(12A, 12B) 등의 윤활·냉각부(91)에 공급 가능하게 구성된다. 감속기 케이스(11)에는, 전동 오일 펌프(70)로부터 토출되며, 전동기(2A, 2B) 및 유성 기어식 감속기(12A, 12B) 등의 윤활·냉각부(91)에 공급된 오일이 저류되어 있다. 오일에는, 유성 캐리어(23A, 23B)의 하부와 전동기(2A, 2B)의 하부가 잠겨 있다. 전동 오일 펌프(70)는, 위치 센서리스·브러시리스 직류 모터를 포함하는 전동기(90)로 고압 모드와 저압 모드 중 적어도 2개의 모드로 운전(가동) 가능하게 되어 있고 PID 제어로 제어되며, 또한 각각의 모드에 있어서 유압을 조정 가능하게 되어 있다. 또한, 도면 부호 92는, 브레이크 유로(77)의 오일 온도 및 유압을 검출하는 센서이다.

저압 유로 전환 밸브(73)는, 라인 유로(75)를 구성하는 전동 오일 펌프(70)측의 제1 라인 유로(75a)와, 라인 유로(75)를 구성하는 브레이크 유로 전환 밸브(74)측의 제2 라인 유로(75b)와, 윤활·냉각부(91)에 연통하는 제1 저압 유로(76a)와, 윤활·냉각부(91)에 연통하는 제2 저압 유로(76b)에 접속된다. 또한, 저압 유로 전환 밸브(73)는, 제1 라인 유로(75a)와 제2 라인 유로(75b)를 항상 연통시키며 라인 유로(75)를 제1 저압 유로(76a) 또는 제2 저압 유로(76b)에 선택적으로 연통시키는 밸브체(73a)와, 밸브체(73a)를 라인 유로(75)와 제1 저압 유로(76a)를 연통하는 방향(도 4에 있어서 우측)으로 편향시키는 스프링(73b)과, 밸브체(73a)를 라인 유로(75)의 유압에 의해 라인 유로(75)와 제2 저압 유로(76b)를 연통하는 방향(도 4에 있어서 좌측)으로 압박하는 오일실(73c)을 구비한다. 따라서, 밸브체(73a)는, 스프링(73b)에 의해 라인 유로(75)와 제1 저압 유로(76a)를 연통하는 방향(도 4에 있어서 우측)으로 편향되며, 도면 중 우단의 오일실(73c)에 입력되는 라인 유로(75)의 유압에 의해 라인 유로(75)와 제2 저압 유로(76b)를 연통하는 방향(도 4에 있어서 좌측)으로 압박된다.

여기서, 스프링(73b)의 편향력은, 전동 오일 펌프(70)가 저압 모드로 운전 중에 오일실(73c)에 입력되는 라인 유로(75)의 유압에서는, 도 5의 (a)에 나타내는 바와 같이, 밸브체(73a)가 이동하지 않고 라인 유로(75)를 제2 저압 유로(76b)로부터 차단하여 제1 저압 유로(76a)에 연통시키도록 설정되고(이하, 도 5의 (a)의 밸브체(73a)의 위치를 저압측 위치라고 부름), 전동 오일 펌프(70)가 고압 모드로 운전 중에 오일실(73c)에 입력되는 라인 유로(75)의 유압에서는, 도 5의 (b)에 나타내는 바와 같이, 밸브체(73a)가 이동하여 라인 유로(75)를 제1 저압 유로(76a)로부터 차단하여 제2 저압 유로(76b)에 연통시키도록 설정되어 있다(이하, 도 5의 (b)의 밸브체(73a)의 위치를 고압측 위치라고 부름).

브레이크 유로 전환 밸브(74)는, 라인 유로(75)를 구성하는 제2 라인 유로(75b)와, 유압 브레이크(60A, 60B)에 접속되는 브레이크 유로(77)와, 하이포지션 드레인(78)을 통해 저류부(79)에 접속된다. 또한, 브레이크 유로 전환 밸브(74)는, 제2 라인 유로(75b)와 브레이크 유로(77)를 연통·차단시키는 밸브체(74a)와, 밸브체(74a)를 제2 라인 유로(75b)와 브레이크 유로(77)를 차단하는 방향(도 4에 있어서 우측)으로 편향시키는 스프링(74b)과, 밸브체(74a)를 라인 유로(75)의 유압에 의해 제2 라인 유로(75b)와 브레이크 유로(77)를 연통하는 방향(도 4에 있어서 좌측)으로 압박하는 오일실(74c)을 구비한다. 따라서, 밸브체(74a)는, 스프링(74b)에 의해 제2 라인 유로(75b)와 브레이크 유로(77)를 차단하는 방향(도 4에 있어서 우측)으로 편향되며, 오일실(74c)에 입력되는 라인 유로(75)의 유압에 의해 제2 라인 유로(75b)와 브레이크 유로(77)를 연통하는 방향(도 4에 있어서 좌측)으로 압박 가능하게 된다.

스프링(74b)의 편향력은, 전동 오일 펌프(70)가 저압 모드 및 고압 모드로 운전 중에, 오일실(74c)에 입력되는 라인 유로(75)의 유압으로, 밸브체(74a)를 도 6의 (a)의 폐쇄 위치로부터 도 6의 (b)의 개방 위치로 이동시켜, 브레이크 유로(77)를 하이포지션 드레인(78)으로부터 차단하며 제2 라인 유로(75b)에 연통시키도록 설정되어 있다. 즉, 전동 오일 펌프(70)가 저압 모드로 운전되어도 고압 모드로 운전되어도, 오일실(74c)에 입력되는 라인 유로(75)의 유압이 스프링(74b)의 편향력을 상회하고, 브레이크 유로(77)를 하이포지션 드레인(78)으로부터 차단하며 제2 라인 유로(75b)에 연통시킨다.

제2 라인 유로(75b)와 브레이크 유로(77)를 차단한 상태에 있어서는, 유압 브레이크(60A, 60B)는 브레이크 유로(77)와 하이포지션 드레인(78)을 통해 저류부(79)에 연통된다. 여기서, 저류부(79)는, 오일 팬(80)보다 연직 방향으로 높은 위치, 보다 바람직하게는, 저류부(79)의 연직 방향 최상부가, 유압 브레이크(60A, 60B)의 제1 작동실(S1)의 연직 방향 최상부와 연직 방향 최하부와 중간점보다 연직 방향으로 높은 위치가 되도록 배치된다. 따라서, 브레이크 유로 전환 밸브(74)가 폐쇄된 상태에 있어서는, 유압 브레이크(60A, 60B)의 제1 작동실(S1)에 저류하고 있던 오일이 직접 오일 팬(80)에 배출되지 않고, 저류부(79)에 배출되어 축적되도록 구성된다. 또한, 저류부(79)로부터 넘친 오일은, 오일 팬(80)에 배출되도록 구성된다. 또한, 하이포지션 드레인(78)의 저류부 측단부(78a)는, 저류부(79)의 바닥면에 접속된다.

브레이크 유로 전환 밸브(74)의 오일실(74c)은, 파일럿 유로(81)와 솔레노이드 밸브(83)를 통해 라인 유로(75)를 구성하는 제2 라인 유로(75b)에 접속 가능하게 되어 있다. 솔레노이드 밸브(83)는, 제어 장치(8)에 의해 제어되는 전자(電磁) 크로스 밸브로 구성되어 있고, 제어 장치(8)에 의한 솔레노이드 밸브(83)의 솔레노이드(174)(도 7 참조)에의 비통전 시에 제2 라인 유로(75b)를 파일럿 유로(81)에 접속하고, 오일실(74c)에 라인 유로(75)의 유압을 입력한다.

솔레노이드 밸브(83)는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 3방 밸브 부재(172)와, 케이스 부재(173)에 마련되며, 도시하지 않는 케이블을 통해 공급되는 전력을 받아 여자되는 솔레노이드(174)와, 솔레노이드(174)의 여자력을 받아 우측으로 인장되는 솔레노이드 밸브체(175)와, 케이스 부재(173)의 중심에 형성되는 스프링 유지 오목부(173a)에 수용되고, 솔레노이드 밸브체(175)를 좌측으로 편향시키는 솔레노이드 스프링(176)과, 3방 밸브 부재(172) 내에 마련되며, 솔레노이드 밸브체(175)의 진퇴를 미끄럼 이동 가능하게 가이드하는 가이드 부재(177)를 구비한다.

3방 밸브 부재(172)는, 대략 바닥을 갖는 원통형의 부재로서, 그 중심선을 따라 우단부로부터 대략 중간부까지 형성되는 우측부 오목형 구멍(181)과, 마찬가지로 중심선을 따라 좌단부로부터 우측부 오목형 구멍(181)의 근방까지 형성되는 좌측부 오목형 구멍(182)과, 우측부 오목형 구멍(181)과 좌측부 오목형 구멍(182) 사이에 있어서 중심선과 직교하는 방향을 따라 형성되는 제1 직경 방향 구멍(183)과, 우측부 오목형 구멍(181)의 대략 중간부와 연통하며 중심선과 직교하는 방향을 따라 형성되는 제2 직경 방향 구멍(184)과, 중심선을 따라 형성되며, 좌측부 오목형 구멍(182)과 제1 직경 방향 구멍(183)을 연통하는 제1 축방향 구멍(185)과, 중심선을 따라 형성되며, 제1 직경 방향 구멍(183)과 우측부 오목형 구멍(181)을 연통하는 제2 축방향 구멍(186)을 갖는다.

또한, 3방 밸브 부재(172)의 좌측부 오목형 구멍(182)의 바닥부에는, 제1 축방향 구멍(185)을 개폐하는 볼(187)이 좌우 방향으로 이동 가능하게 넣어지며, 좌측부 오목형 구멍(182)의 입구측에는, 볼(187)의 이탈을 규제하는 캡(188)이 감합되어 있다. 또한, 캡(188)에는, 제1 축방향 구멍(185)과 연통하는 관통 구멍(188a)이 중심선을 따라 형성되어 있다.

또한, 제2 축방향 구멍(186)은, 좌우 이동하는 솔레노이드 밸브체(175)의 좌단부에 형성되는 개폐 돌기(175a)의 근원부의 접촉 또는 비접촉에 의해 개폐된다. 또한, 제1 축방향 구멍(185)을 개폐하는 볼(187)은, 좌우 이동하는 솔레노이드 밸브체(175)의 개폐 돌기(175a)의 선단부에 의해 좌우로 이동된다.

그리고, 솔레노이드 밸브(83)에서는, 솔레노이드(174)에 비통전(전력 비공급)으로 함으로써, 도 7의 (a)에 나타내는 바와 같이, 솔레노이드 스프링(176)의 편향력을 받아 솔레노이드 밸브체(175)가 좌측 이동하여, 솔레노이드 밸브체(175)의 개폐 돌기(175a)의 선단부가 볼(187)을 누름으로써, 제1 축방향 구멍(185)이 개방되며, 솔레노이드 밸브체(175)의 개폐 돌기(175a)의 근원부가 제2 축방향 구멍(186)에 접촉함으로써, 제2 축방향 구멍(186)이 폐색된다. 이에 의해, 라인 유로(75)를 구성하는 제2 라인 유로(75b)가, 제1 축방향 구멍(185)과 제1 직경 방향 구멍(183)으로부터 파일럿 유로(81)를 통해 오일실(74c)에 연통된다(이하, 도 7의 (a)의 솔레노이드 밸브체(175)의 위치를 개방 위치라고 부르는 경우가 있음).

또한, 솔레노이드(174)에 통전(전력 공급)함으로써, 도 7의 (b)에 나타내는 바와 같이, 솔레노이드(174)의 여자력을 받아 솔레노이드 밸브체(175)가 솔레노이드 스프링(176)의 편향력에 대항하여 우측 이동하고, 관통 구멍(188a)으로부터의 유압이 볼(187)을 누름으로써, 제1 축방향 구멍(185)이 폐색되며, 솔레노이드 밸브체(175)의 개폐 돌기(175a)의 근원부가 제2 축방향 구멍(186)으로부터 멀어짐으로써, 제2 축방향 구멍(186)이 개방된다. 이에 의해, 오일실(74c)에 저류하고 있던 오일이, 제1 직경 방향 구멍(183)과 제2 축방향 구멍(186)과 제2 직경 방향 구멍(184)을 통해 오일 팬(80)에 배출되고, 제2 라인 유로(75b)와 파일럿 유로(81)가 차단된다(이하, 도 7의 (b)의 솔레노이드 밸브체(175)의 위치를 폐쇄 위치라고 부르는 경우가 있음).

또한, 도 4로 되돌아가, 유압 회로(71)에서는, 제1 저압 유로(76a)와 제2 저압 유로(76b)는 하류측에서 합류하여 공통의 저압 공통 유로(76c)를 구성하고 있으며, 합류부에는, 저압 공통 유로(76c)의 라인압이 정해진 압력 이상이 된 경우에 저압 공통 유로(76c) 내의 오일을 릴리프 드레인(86)을 통해 오일 팬(80)에 배출시켜, 유압을 저하시키는 릴리프 밸브(84)가 접속되어 있다.

여기서, 제1 저압 유로(76a)와 제2 저압 유로(76b)에는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 각각 유로 저항 수단으로서의 오리피스(85a, 85b)가 형성되어 있고, 제1 저압 유로(76a)의 오리피스(85a)가 제2 저압 유로(76b)의 오리피스(85b)보다 대직경이 되도록 구성되어 있다. 따라서, 제2 저압 유로(76b)의 유로 저항은 제1 저압 유로(76a)의 유로 저항보다 크고, 전동 오일 펌프(70)를 고압 모드로 운전 중에 있어서의 제2 저압 유로(76b)에서의 감압량이, 전동 오일 펌프(70)를 저압 모드로 운전 중에 있어서의 제1 저압 유로(76a)에서의 감압량보다 커져, 고압 모드 및 저압 모드에 있어서의 저압 공통 유로(76c)의 유압은 대략 같게 되어 있다.

이와 같이 제1 저압 유로(76a)와 제2 저압 유로(76b)에 접속된 저압 유로 전환 밸브(73)는, 전동 오일 펌프(70)가 저압 모드로 운전 중에 있어서는, 오일실(73c) 내의 유압보다 스프링(73b)의 편향력이 강하여 스프링(73b)의 편향력에 의해 밸브체(73a)가 저압측 위치에 위치하여, 라인 유로(75)를 제2 저압 유로(76b)로부터 차단하고 제1 저압 유로(76a)에 연통시킨다. 제1 저압 유로(76a)를 흐르는 오일은, 오리피스(85a)에서 유로 저항을 받아 감압되며, 저압 공통 유로(76c)를 경유하여 윤활·냉각부(91)에 이른다. 한편, 전동 오일 펌프(70)가 고압 모드로 운전 중에 있어서는, 스프링(73b)의 편향력보다 오일실(73c) 내의 유압이 강하여 스프링(73b)의 편향력에 대항하여 밸브체(73a)가 고압측 위치에 위치하여, 라인 유로(75)를 제1 저압 유로(76a)로부터 차단하고 제2 저압 유로(76b)에 연통시킨다. 제2 저압 유로(76b)를 흐르는 오일은, 오리피스(85b)에서 오리피스(85a)보다 큰 유로 저항을 받아 감압되며, 저압 공통 유로(76c)를 경유하여 윤활·냉각부(91)에 이른다.

따라서, 전동 오일 펌프(70)가 저압 모드로부터 고압 모드로 전환되면, 라인 유로(75)의 유압의 변화에 따라 자동적으로 유로 저항이 작은 유로로부터 유로 저항이 큰 유로로 전환되기 때문에, 고압 모드일 때에 윤활·냉각부(91)에 과도한 오일이 공급되는 것이 억제된다.

또한, 저압 공통 유로(76c)로부터 윤활·냉각부(91)에 이르는 유로에는, 다른 유로 저항 수단으로서의 복수의 오리피스(85c)가 마련되어 있다. 복수의 오리피스(85c)는, 제1 저압 유로(76a)의 오리피스(85a)의 최소 유로 단면적 쪽이 복수의 오리피스(85c)의 최소 유로 단면적보다 작아지도록 설정되어 있다. 즉, 복수의 오리피스(85c)의 유로 저항보다 제1 저압 유로(76a)의 오리피스(85a)의 유로 저항 쪽이 크게 설정되어 있다. 이때, 복수의 오리피스(85c)의 최소 유로 단면적은, 각 오리피스(85c)의 최소 유로 단면적의 총합이다. 이에 의해, 제1 저압 유로(76a)의 오리피스(85a)와 제2 저압 유로(76b)의 오리피스(85b)에서 원하는 유량을 흐르게 하는 것이 조정 가능하게 되어 있다.

여기서, 제어 장치(8)(도 1 참조)는, 차량 전체의 각종 제어를 하기 위한 제어 장치이며, 제어 장치(8)에는, 차속, 조타각, 액셀 페달 개방도(AP), 시프트 포지션, 배터리(9)에 있어서의 충전 상태(SOC), 오일 온도 등이 입력되는 한편, 제어 장치(8)로부터는, 내연 기관(4)을 제어하는 신호, 전동기(2A, 2B)를 제어하는 신호, 전동 오일 펌프(70)를 제어하는 제어 신호 등이 출력된다.

즉, 제어 장치(8)는, 전동기(2A, 2B)를 제어하는 전동기 제어 장치로서의 기능과, 단접 수단으로서의 유압 브레이크(60A, 60B)를 제어하는 단접 수단 제어 장치로서의 기능을, 적어도 구비하고 있다. 단접 수단 제어 장치로서의 제어 장치(8)는, 전동기(2A, 2B)의 구동 상태 및/또는 전동기(2A, 2B)의 구동 지령(구동 신호)에 기초하여 전동 오일 펌프(70)와 솔레노이드 밸브(83)의 솔레노이드(174)를 제어한다.

다음에, 후륜 구동 장치(1)의 유압 회로(71)의 동작에 대해서 설명한다.

도 4는 정차 중에 유압 브레이크(60A, 60B)가 해방되어 있는 상태의 유압 회로(71)를 나타내고 있다. 이 상태에서는, 제어 장치(8)는, 전동 오일 펌프(70)를 가동시키지 않는다. 이에 의해, 저압 유로 전환 밸브(73)의 밸브체(73a)는 저압측 위치에 위치하고, 브레이크 유로 전환 밸브(74)의 밸브체(74a)는 폐쇄 위치에 위치하며, 유압 회로(71)에는 유압이 공급되고 있지 않다.

도 8은 차량 주행 중에 유압 브레이크(60A, 60B)가 해방되어 있는 상태를 나타내고 있다. 이 상태에서는, 제어 장치(8)는, 전동 오일 펌프(70)를 저압 모드로 운전한다. 또한, 제어 장치(8)는, 솔레노이드 밸브(83)의 솔레노이드(174)에 통전하고 있고, 제2 라인 유로(75b)와 파일럿 유로(81)가 차단된다. 이에 의해, 브레이크 유로 전환 밸브(74)의 밸브체(74a)는 스프링(74b)의 편향력에 의해 폐쇄 위치에 위치하여, 제2 라인 유로(75b)와 브레이크 유로(77)가 차단되며, 브레이크 유로(77)와 하이포지션 드레인(78)이 연통되고, 유압 브레이크(60A, 60B)가 해방된다. 그리고, 브레이크 유로(77)는, 하이포지션 드레인(78)을 통해 저류부(79)에 접속된다.

또한, 저압 유로 전환 밸브(73)는, 스프링(73b)의 편향력이, 도면 중 우단의 오일실(73c)에 입력되는 전동 오일 펌프(70)의 저압 모드로 운전 중인 라인 유로(75)의 유압보다 크기 때문에, 밸브체(73a)가 저압측 위치에 위치하고, 라인 유로(75)를 제2 저압 유로(76b)로부터 차단하여 제1 저압 유로(76a)에 연통시킨다. 이에 의해, 라인 유로(75)의 오일이 제1 저압 유로(76a)를 통해 오리피스(85a)에서 감압되어, 윤활·냉각부(91)에 공급된다.

도 9는 유압 브레이크(60A, 60B)가 약체결되어 있는 상태에 있어서의 유압 회로(71)를 나타내고 있다. 또한, 약체결이란, 동력 전달 가능하지만, 유압 브레이크(60A, 60B)의 체결 상태의 체결력에 대하여 약한 체결력으로 체결하고 있는 상태를 말한다. 이때, 제어 장치(8)는, 전동 오일 펌프(70)를 저압 모드로 운전한다. 또한, 제어 장치(8)는, 솔레노이드 밸브(83)의 솔레노이드(174)에 비통전으로 하고, 브레이크 유로 전환 밸브(74)의 오일실(74c)에 제2 라인 유로(75b)의 유압을 입력하고 있다. 이에 의해, 스프링(74b)의 편향력보다 오일실(74c) 내의 유압이 강하고, 밸브체(74a)가 개방 위치에 위치하고, 브레이크 유로(77)와 하이포지션 드레인(78)이 차단되며 제2 라인 유로(75b)와 브레이크 유로(77)가 연통되고, 유압 브레이크(60A, 60B)가 약체결한다.

저압 유로 전환 밸브(73)는, 이때도 유압 브레이크(60A, 60B)의 해방 시와 마찬가지로, 스프링(73b)의 편향력이, 도면 중 우단의 오일실(73c)에 입력되는 전동 오일 펌프(70)의 저압 모드로 운전 중인 라인 유로(75)의 유압보다 크기 때문에, 밸브체(73a)가 저압측 위치에 위치하고, 라인 유로(75)를 제2 저압 유로(76b)로부터 차단하여 제1 저압 유로(76a)에 연통시킨다. 이에 의해, 라인 유로(75)의 오일이 제1 저압 유로(76a)를 통해 오리피스(85a)에서 감압되어, 윤활·냉각부(91)에 공급된다.

도 10은 유압 브레이크(60A, 60B)가 체결하고 있는 상태에 있어서의 유압 회로(71)를 나타내고 있다. 이때, 제어 장치(8)는, 전동 오일 펌프(70)를 고압 모드로 운전한다. 또한, 제어 장치(8)는, 솔레노이드 밸브(83)의 솔레노이드(174)에 비통전으로 하여, 브레이크 유로 전환 밸브(74)의 우단의 오일실(74c)에 제2 라인 유로(75b)의 유압을 입력하고 있다. 이에 의해, 스프링(74b)의 편향력보다 오일실(74c) 내의 유압이 강하고, 밸브체(74a)가 개방 위치에 위치하고, 브레이크 유로(77)와 하이포지션 드레인(78)이 차단되며, 제2 라인 유로(75b)와 브레이크 유로(77)가 연통되고, 유압 브레이크(60A, 60B)가 체결된다.

저압 유로 전환 밸브(73)는, 전동 오일 펌프(70)의 고압 모드로 운전 중인 도면 중 우단의 오일실(73c)에 입력되는 라인 유로(75)의 유압이 스프링(73b)의 편향력보다 크기 때문에, 밸브체(73a)가 고압측 위치에 위치하고, 라인 유로(75)를 제1 저압 유로(76a)로부터 차단하여 제2 저압 유로(76b)에 연통시킨다. 이에 의해, 라인 유로(75)의 오일이 제2 저압 유로(76b)를 통해 오리피스(85b)에서 감압되어, 윤활·냉각부(91)에 공급된다.

이와 같이, 제어 장치(8)는, 전동 오일 펌프(70)의 운전 모드(가동 상태)와, 솔레노이드 밸브(83)의 개폐를 제어함으로써, 유압 브레이크(60A, 60B)를 해방 또는 체결시켜, 전동기(2A, 2B)측과 후륜(Wr)측을 차단 상태 및 접속 상태로 전환하며, 유압 브레이크(60A, 60B)의 체결력을 제어할 수 있다.

도 11은 각 차량 상태에 있어서의 전륜 구동 장치(6)와 후륜 구동 장치(1)의 관계를 전동기(2A, 2B)의 작동 상태와 유압 회로(71)의 상태를 아울러 기재한 것이다. 도면 중, 프론트 유닛은 전륜 구동 장치(6), 리어 유닛은 후륜 구동 장치(1), 리어 모터는 전동기(2A, 2B), EOP는 전동 오일 펌프(70), SOL은 솔레노이드(174), OWC는 일방향 클러치(50), BRK는 유압 브레이크(60A, 60B)를 나타낸다. 또한, 도 12 내지 도 17은 후륜 구동 장치(1)의 각 상태에 있어서의 속도 공선도를 나타내고, 좌측의 S, C는 각각 전동기(2A)에 연결된 유성 기어식 감속기(12A)의 선 기어(21A), 차축(10A)에 연결된 유성 캐리어(23A), 우측의 S, C는 각각 전동기(2B)에 연결된 유성 기어식 감속기(12B)의 선 기어(21B), 차축(10B)에 연결된 유성 캐리어(23B), R은 링 기어(24A, 24B), BRK는 유압 브레이크(60A, 60B), OWC는 일방향 클러치(50)를 나타낸다. 이하의 설명에 있어서 전동기(2A, 2B)에 의한 차량 전진 시의 선 기어(21A, 21B)의 회전 방향을 순방향으로 한다. 또한, 도면 중, 정차 중의 상태로부터 상방이 순방향의 회전, 하방이 반대 방향의 회전이며, 화살표는, 상방이 순방향의 토크를 나타내고, 하방이 반대 방향의 토크를 나타낸다.

정차 중은, 전륜 구동 장치(6)도 후륜 구동 장치(1)도 구동하고 있지 않다. 따라서, 도 12에 나타내는 바와 같이, 후륜 구동 장치(1)의 전동기(2A, 2B)는 정지하고 있으며, 차축(10A, 10B)도 정지하고 있기 때문에, 어느 쪽의 요소에도 토크는 작용하고 있지 않다. 이 차량(3)의 정차 중에 있어서는, 유압 회로(71)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 전동 오일 펌프(70)가 비가동이며, 솔레노이드 밸브(83)의 솔레노이드(174)는 비통전으로 되어 있지만 유압이 공급되지 않기 때문에, 유압 브레이크(60A, 60B)는 해방(OFF)되어 있다. 또한, 일방향 클러치(50)는, 전동기(2A, 2B)가 비구동이기 때문에 결합하고 있지 않다(OFF).

그리고, 이그니션을 ON으로 한 후, EV 발진, EV 크루즈 등 모터 효율이 좋은 전진 저차속 시는, 후륜 구동 장치(1)에 의한 후륜 구동이 된다. 도 13에 나타내는 바와 같이, 전동기(2A, 2B)가 순방향으로 회전하도록 역행 구동시키면, 선 기어(21A, 21B)에는 순방향의 토크가 부가된다. 이때, 전술한 바와 같이 일방향 클러치(50)가 결합하여 링 기어(24A, 24B)가 록된다. 이에 의해 유성 캐리어(23A, 23B)는 순방향으로 회전하여 전진 주행이 이루어진다. 또한, 유성 캐리어(23A, 23B)에는 차축(10A, 10B)으로부터의 주행 저항이 반대 방향으로 작용하고 있다. 이와 같이 차량(3)의 발진 시에는, 이그니션을 ON으로 하여 전동기(2A, 2B)의 토크를 올림으로써, 일방향 클러치(50)가 기계적으로 결합하여 링 기어(24A, 24B)가 록된다.

이때 유압 회로(71)는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 전동 오일 펌프(70)가 저압 모드(Lo)로 가동되고, 솔레노이드 밸브(83)의 솔레노이드(174)는 비통전(OFF)으로 되어 있으며, 유압 브레이크(60A, 60B)가 약체결 상태로 되어 있다. 이와 같이, 전동기(2A, 2B)의 순방향의 회전 동력이 후륜(Wr)측에 입력될 때에는 일방향 클러치(50)가 결합 상태가 되어, 일방향 클러치(50)만으로 동력 전달 가능하지만, 일방향 클러치(50)와 병렬로 마련된 유압 브레이크(60A, 60B)도 약체결 상태로 하여 전동기(2A, 2B)측과 후륜(Wr)측을 접속 상태로 해 둠으로써, 전동기(2A, 2B)측으로부터의 순방향의 회전 동력의 입력이 일시적으로 저하하여 일방향 클러치(50)가 비결합 상태가 된 경우에도, 전동기(2A, 2B)측과 후륜(Wr)측에서 동력 전달 불능하게 되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 후술하는 감속 회생으로의 이행 시에 전동기(2A, 2B)측과 후륜(Wr)측을 접속 상태로 하기 위한 회전수 제어가 불필요로 된다.

전진 저차속 주행으로부터 차속이 올라 엔진 효율이 좋은 전진 중차속 주행에 이르면, 후륜 구동 장치(1)에 의한 후륜 구동으로부터 전륜 구동 장치(6)에 의한 전륜 구동이 된다. 도 14에 나타내는 바와 같이, 전동기(2A, 2B)의 역행 구동이 정지하면, 유성 캐리어(23A, 23B)에는 차축(10A, 10B)으로부터 전진 주행하고자 하는 순방향의 토크가 작용하기 때문에, 전술한 바와 같이 일방향 클러치(50)가 비결합 상태가 된다.

이때 유압 회로(71)는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 전동 오일 펌프(70)가 저압 모드(Lo)로 가동되고, 솔레노이드 밸브(83)의 솔레노이드(174)는 비통전(OFF)으로 되어 있으며, 유압 브레이크(60A, 60B)가 약체결 상태로 되어 있다.

도 13 또는 도 14의 상태로부터 전동기(2A, 2B)를 회생 구동시키면, 도 15에 나타내는 바와 같이, 유성 캐리어(23A, 23B)에는 차축(10A, 10B)으로부터 전진 주행을 계속하고자 하는 순방향의 토크가 작용하기 때문에, 전술한 바와 같이 일방향 클러치(50)가 비결합 상태가 된다.

이때, 유압 회로(71)는, 도 10에 나타내는 바와 같이, 전동 오일 펌프(70)가 고압 모드(Hi)로 가동되고, 솔레노이드 밸브(83)의 솔레노이드(174)는 비통전(OFF)이 되며, 유압 브레이크(60A, 60B)가 체결 상태(ON)가 된다. 따라서, 링 기어(24A, 24B)가 고정되며 전동기(2A, 2B)에는 반대 방향의 회생 제동 토크가 작용하고, 전동기(2A, 2B)에서 감속 회생이 이루어진다. 이와 같이, 후륜(Wr)측의 순방향의 회전 동력이 전동기(2A, 2B)측에 입력될 때에는 일방향 클러치(50)는 비결합 상태가 되어, 일방향 클러치(50)만으로 동력 전달 불능하지만, 일방향 클러치(50)와 병렬로 마련된 유압 브레이크(60A, 60B)를 체결시켜, 전동기(2A, 2B)측과 후륜(Wr)측을 접속 상태로 해 둠으로써 동력 전달 가능한 상태로 유지할 수 있고, 이 상태로 전동기(2A, 2B)를 회생 구동 상태로 제어함으로써, 차량(3)의 에너지를 회생시킬 수 있다.

계속해서 가속 시에는, 전륜 구동 장치(6)와 후륜 구동 장치(1)의 4륜 구동이 되며, 후륜 구동 장치(1)는, 도 13에 나타내는 전진 저차속 시와 동일한 상태 이고, 유압 회로(71)도, 도 9에 나타내는 상태가 된다.

전진 고차속 시에는, 전륜 구동 장치(6)에 의한 전륜 구동이 된다. 도 16에 나타내는 바와 같이, 전동기(2A, 2B)가 역행 구동을 정지하면, 유성 캐리어(23A, 23B)에는 차축(10A, 10B)으로부터 전진 주행하고자 하는 순방향의 토크가 작용하기 때문에, 전술한 바와 같이 일방향 클러치(50)가 비결합 상태가 된다.

이때 유압 회로(71)는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 전동 오일 펌프(70)가 저압 모드(Lo)로 가동되고, 솔레노이드 밸브(83)의 솔레노이드(174)는 통전(ON)되며, 유압 브레이크(60A, 60B)가 해방 상태(OFF)가 된다. 따라서, 전동기(2A, 2B)의 연통 회전이 방지되어, 전륜 구동 장치(6)에 의한 고차속 시에 전동기(2A, 2B)가 과회전이 되는 것이 방지된다.

후진 시에는, 도 17에 나타내는 바와 같이, 전동기(2A, 2B)를 반대로 역행 구동시키면, 선 기어(21A, 21B)에는 반대 방향의 토크가 부가된다. 이때, 전술한 바와 같이 일방향 클러치(50)가 비결합 상태가 된다.

이때, 유압 회로(71)는, 도 10에 나타내는 바와 같이, 전동 오일 펌프(70)가 고압 모드(Hi)로 가동되고, 솔레노이드 밸브(83)의 솔레노이드(174)는 비통전(OFF)이 되며, 유압 브레이크(60A, 60B)가 체결 상태가 된다. 따라서, 링 기어(24A, 24B)가 고정되고, 유성 캐리어(23A, 23B)는 반대 방향으로 회전하여 후진 주행이 이루어진다. 또한, 유성 캐리어(23A, 23B)에는 차축(10A, 10B)으로부터의 주행 저항이 순방향으로 작용하고 있다. 이와 같이, 전동기(2A, 2B)측의 반대 방향의 회전 동력이 후륜(Wr)측에 입력될 때에는 일방향 클러치(50)는 비결합 상태가 되어, 일방향 클러치(50)만으로 동력 전달 불능하지만, 일방향 클러치(50)와 병렬로 마련된 유압 브레이크(60A, 60B)를 체결시켜, 전동기(2A, 2B)측과 후륜(Wr)측을 접속 상태로서 해 둠으로써 동력 전달 가능하게 유지할 수 있어, 전동기(2A, 2B)의 회전 동력에 의해 차량(3)을 후진시킬 수 있다.

이와 같이 후륜 구동 장치(1)는, 차량(3)의 주행 상태, 바꾸어 말하면, 전동기(2A, 2B)의 회전 방향이 순방향인지 반대 방향인지, 및 전동기(2A, 2B)측과 후륜(Wr)측 중 어느 하나로부터 동력이 입력되는지에 따라, 유압 브레이크(60A, 60B)의 체결·해방이 제어되고, 또한 유압 브레이크(60A, 60B)의 체결 시라도 체결력이 조정된다.

지금까지 차량(3)이 직진 주행하는 경우, 즉, 좌우의 전동기(2A, 2B)에 회전차가 없는 경우에 대해서 설명하였지만, 계속해서 차량(3)이 선회하는 경우에 대해서 설명한다. 차량(3)이 선회하는 경우로서, 도 18을 이용하여, 차량(3)이 좌측 선회하는 경우, 즉 좌우의 전동기(2A, 2B)에 회전차가 있고, 전동기(2A)에 연결되는 좌측 후륜(LWr)이 선회 내륜, 전동기(2B)에 연결되는 우측 후륜(RWr)이 선회 외륜인 경우의 차량 주행 중에 있어서의 제어를 예로 설명한다.

도 18의 (a)는, 좌측 후륜(LWr)의 회생 토크가 우측 후륜(RWr)의 역행 토크보다 큰 경우의 속도 공선도이다. 전동기(2A)의 회생 토크의 절대값이 전동기(2B)의 역행 토크의 절대값보다 큰 경우에는, 일방향 클러치(50)가 비결합 상태가 되기 때문에, 도 18의 (a)의 상태에서는, 유압 브레이크(60A, 60B)를 체결하고 있다. 또한, 도시는 생략하지만, 좌측 후륜(LWr)의 회생 토크와 우측 후륜(RWr)의 역행 토크가 같은 경우에도, 동력 전달을 확실하게 하기 위해, 유압 브레이크(60A, 60B)를 체결하고 있다.

한편, 도 18의 (b)는, 좌측 후륜(LWr)의 회생 토크가 우측 후륜(RWr)의 역행 토크보다 작은 경우의 속도 공선도이다. 전동기(2A)의 회생 토크의 절대값이 전동기(2B)의 역행 토크의 절대값보다 작은 경우에는, 일방향 클러치(50)가 결합 상태가 되기 때문에, 도 18의 (b)의 상태에서는, 유압 브레이크(60A, 60B)를 해방하고 있다.

이와 같이 차량 선회 시에 있어서는, 전동기(2A, 2B)의 토크의 절대값의 차로부터 유압 브레이크(60A, 60B)를 체결 및 해방 조작을 제어함으로써, 확실한 동력 전달을 확보하고 있다. 또한, 통상, 좌우 후륜(LWr, RWr)의 역행·회생 상태, 그때의 토크의 크기는, 좌측 후륜 토크와 우측 후륜 토크의 합(이하, 제1 관계라고 부르는 경우가 있음), 즉, 전후 방향에 있어서의 토크 요구와, 좌측 후륜 토크와 우측 후륜 토크의 차(이하, 제2 관계라고 부르는 경우가 있음), 즉, 선회 방향의 토크 요구에 기초하여 제어된다(이하, 토크 우선 제어라고 부름). 도 18의 (a)의 상태는, 선회 중에 후륜(Wr)에서 감속 요구가 있는 경우의 제어이며, 도 18의 (b)의 상태는, 선회 중에 후륜(Wr)에서 가속 요구가 있는 경우의 제어이고, 양자 모두 반시계 방향의 요우 모멘트를 발생시키고 있다.

이 토크 우선 제어에 대해서 수식을 이용하여 설명한다. 좌측 후륜(LWr)의 목표 토크를 TT1, 우측 후륜(RWr)의 목표 토크를 TT2, 좌우 후륜(LWr, RWr)의 합계 목표 토크(좌측 후륜 토크와 우측 후륜 토크의 합)를 TRT, 좌우 후륜(LWr, RWr)의 목표 토크차(좌측 후륜 토크와 우측 후륜 토크의 차)를 ΔTT로 하였을 때, 제1 관계로부터 하기 (1) 식, 제2 관계로부터 하기 (2) 식이 성립한다.

TT1+TT2=TRT (1)

TT1-TT2=ΔTT (2)

또한, ΔTT는, 목표 요우 모멘트(시계 방향을 플러스)를 YMT, 차륜 반경을 r, 트레드 폭(좌우 후륜(LWr, RWr) 사이 거리)으로 하면, 이하의 (3) 식으로 나타낸다.

ΔTT=2·r·YMT/Tr (3)

따라서, 좌우 후륜(LWr, RWr)의 목표 토크(TT1, TT2)가 상기 (1), (2) 식으로부터 일률적으로 결정된다.

그리고, 좌측 후륜(LWr)에 연결되는 전동기(2A)의 목표 토크를 TM1, 우측 후륜(RWr)에 연결되는 전동기(2B)의 목표 토크를 TM2로 하였을 때, 좌우의 전동기(2A, 2B)의 목표 토크(TM1, TM2)는 이하의 (4), (5) 식으로부터 유도된다. 또한, Ratio는 기어비이다.

TM1=(1/Ratio)·TT1 (4)

TM2=(1/Ratio)·TT2 (5)

이와 같이, 토크 우선 제어에서는, 제1 관계와 제2 관계로부터 전후 방향에 있어서의 토크 요구와 선회 방향에 있어서의 토크 요구를 만족시킬 수 있으며, 차량의 주행 성능이 중시된다.

또한, 본 발명에서는, 전동기(2A, 2B)가, 토크 우선 제어와 이하에 설명하는 전력 우선 제어로 선택적으로 제어된다.

전력 우선 제어는, 전동기(2A)에서 발생 또는 소비하는 전력과, 전동기(2B)에서 발생 또는 소비하는 전력의 합(이하, 제3 관계라고 부르는 경우가 있음)을 우선하며, 이 전력과의 합에 기초하여 양방의 전동기(2A, 2B)를 제어하는 것이다. 보다 구체적으로는, 전술한, 제1 관계와, 제2 관계와, 제3 관계 중, 제1 관계와 제2 관계 중 적어도 한쪽과, 제3 관계에 기초하여, 제3 관계를 제1 우선으로 하여 만족시키도록 양방의 전동기(2A, 2B)를 제어하는 것이다. 또한, 이하의 설명에 있어서는, 제1 관계로서 좌측 후륜 토크와 우측 후륜 토크의 합을, 제2 관계로서 좌측 후륜 토크와 우측 후륜 토크의 차를 이용하여 제어하는 경우를 예로 설명한다.

이 전력 우선 제어는, 배터리(9)나 전륜 구동 장치(6)의 전동기(5)의 상태 등에 따라 선택된다. 예컨대 배터리(9)의 온도가 정해진 온도 이하, 소위 저온 시, 배터리(9)의 잔류 용량이 낮은 경우, 전륜 구동 장치(6)의 전동기(5)의 발전량이 모자라는 경우 또는 역행 상태인 경우, 배터리(9) 또는 전동기(5)의 실함이 검지되었을 때 등의, 통상의 전력의 공급 수취에 지장이 있는 경우 등에 행해진다.

전력 우선 제어(여기서는 전력합을 0으로 하는 경우에 대해서 예시함)에 대해서 수식을 이용하여 설명하면, 전력 우선 제어에서는, 상기 (1), (2) 식에 더하여, 제3 관계로부터 하기 (6) 식이 유도된다. P1은 전동기(2A)의 전력이며, P2는 전동기(2B)의 전력이다.

P1+P2=0 (6)

여기서, 전력의 공급 수취에는 손실이 발생하기 때문에, 회생 전력과 역행 전력은 각각 하기식 (7), (8)로 나타낼 수 있다.

회생 전력=기계 입력(1-회생 손실률) (7)

역행 전력=기계 입력(1+역행 손실률) (8)

전동기(2A)의 각속도를 ω1, 전동기(2B)의 각속도를 ω2, 회생 손실률을 Lr1, 역행 손실률을 Lr2로 하고, 도 18과 같이 전동기(2A)를 회생 구동, 전동기(2B)를 역행 구동으로 하면, P1, P2는, 상기 (7), (8) 식에 기초하여 하기 (9), (10) 식으로 나타낸다.

P1=ω1·TM1(1-Lr1) (9)

P2=ω2·TM2(1+Lr2) (10)

또한, ω=2·π·n/60(n은, 전동기의 회전수)이다.

상기 (4) 내지 (6), (9), (10) 식으로부터, TM1, TM2를 삭제하면, 제3 관계로서 하기 (11) 식이 유도된다.

TT2=-(ω1/ω2)·{(1-Lr1)/(1+Lr2)}·TT1 (11)

그리고, 전력 우선 제어에서는, 제1 관계로부터 유도되는 상기 (1) 식과 제2 관계로부터 유도되는 상기 (2) 식 중 한쪽과, 제3 관계로부터 유도되는 (11) 식에 기초하여, 전동기(2A, 2B)가 제어된다. 즉, 전력 우선 제어에서는, 제3 관계로부터 유도되는 (11) 식이 제1 우선으로서 위치되어 있다.

(11) 식에 대해서 검토하면, 내륜측인 전동기(2A)의 각속도(ω1)는, 외륜측인 전동기(2B)의 각속도(ω2)보다 작고(ω1<ω2), 또한, (1-Lr1)<(1+Lr2)이기 때문에, 반드시 |TT2|<|TT1|이 되고, TT1+TT2<0이 된다. 따라서, 전력 우선 제어에서는, 좌우 후륜(LWr, RWr)의 합계 목표 토크(좌측 후륜 토크와 우측 후륜 토크의 합)(TRT)는 반드시 마이너스, 즉 회생 토크 쪽이 역행 토크보다 커진다.

이상의 설명에 있어서는, 제1 관계로서, 좌측 후륜 토크와 우측 후륜 토크의 합, 제2 관계로서, 좌측 후륜 토크와 우측 후륜 토크의 차를 파라미터로서 제어하는 경우를 예로 설명하였지만, 좌측 후륜 구동력과 우측 후륜 구동력을 파라미터로 하여도 좋다. 이 경우, 차륜 토크(T)(N·m)와 차륜 구동력(F)(N)의 환산은, 후륜(Wr)의 반경을 r로 하면, 하기 (12) 식으로 이루어진다.

F=T/r (12)

또한, 차륜 토크나 차륜 구동력 대신에, 전동기 토크나 전동기 구동력을 이용하여도 좋다. 전동기 토크(T)(N·m)와 전동기 구동력(F)(N)의 환산도, 상기 (12) 식과 동일하다.

상기 (4), (5) 식에서 설명한 바와 같이 차륜 토크와 전동기 토크는 서로 환산 가능하고, 또한, 상기 (12) 식에서 설명한 바와 같이 토크와 구동력은 서로 환산 가능하기 때문에, 좌측 후륜 토크와 우측 후륜 토크의 합 대신에, 전동기(2A)의 전동기 토크와 전동기(2B)의 전동기 토크의 합, 또는, 좌측 후륜 구동력과 우측 후륜 구동력의 합, 또는, 전동기(2A)의 전동기 구동력과 전동기(2B)의 전동기 구동력의 합, 중 어느 하나를 제1 관계로 할 수 있다.

마찬가지로, 좌측 후륜 토크와 우측 후륜 토크의 차 대신에, 전동기(2A)의 전동기 토크와 전동기(2B)의 전동기 토크의 차, 또는, 좌측 후륜 구동력과 우측 후륜 구동력의 차, 또는, 전동기(2A)의 전동기 구동력과 전동기(2B)의 전동기 구동력의 차, 중 어느 하나를 제2 관계로 할 수 있다.

계속해서, 토크 우선 제어와 전력 우선 제어의 전력 수지의 차이를 도 19를 참조하면서 설명한다. 도 19의 (a)는 토크 우선 제어에 있어서의 도면이며, 도 19의 (b)는 전력 우선 제어에 있어서의 도면이다.

토크 우선 제어의 일례로서, 도 19의 (a)에서는, 전동기(2A, 2B)의 각 토크가 좌측 후륜 토크와 우측 후륜 토크의 합(제1 관계)과, 좌측 후륜 토크와 우측 후륜 토크의 차(제2 관계)로부터 결정되고, 좌측 후륜 토크와 우측 후륜 토크의 합이 0, 즉, TT1+TT2=TRT=0((1) 식), 좌측 후륜 토크와 우측 후륜 토크의 차가 0이 아닌 정해진 값, 즉, TT1-TT2=ΔTT≠0((2) 식)으로 되어 있다.

이 상태에서는, 좌측 후륜 토크(회생 토크)와 우측 후륜 토크(역행 토크)의 합이 0이며 토크 수지가 균형잡혀 있고, 또한, 좌측 후륜 토크(회생 토크)와 우측 후륜 토크(역행 토크)의 차에 의해, 후륜 구동 장치(1)에 있어서 전후 방향의 가감속이 없이 반시계 방향의 요우 모멘트가 발생하고 있다.

또한, 전동기(2A)의 회생 구동에 의해, 회생 토크에 상당하는 전력으로부터 회생 손실분의 전력을 뺀 회생 전력이 발생하고 있다. 좌측 후륜(LWr)의 회생 토크와 같은 역행 토크를 우측 후륜(RWr)에서 발생시키기 위해서는, 이 역행 토크분의 전력에 역행 손실분을 더한 역행 전력이 필요로 된다. 이때의 전력 수지는, 전동기(2A)의 회생 전력이 전동기(2B)에서의 역행 전력에 사용되어 상쇄되며, 전동기(2B)의 역행 전력으로부터 전동기(2A)의 회생 전력을 뺀 나머지의 전력(보충 전력)이, 배터리(9) 또는 전륜 구동 장치(6)의 전동기(5)로부터 공급되고 있다.

따라서, 도 19의 (a)의 토크 우선 제어에서는, 전동기(2A, 2B) 이외의 전력원으로부터 전력을 받으면서, 전후 방향 및 선회 방향의 토크 요구를 만족시키도록 차량(3)이 제어되고 있다.

전력 우선 제어의 일례로서, 도 19의 (b)에서는, 전동기(2A, 2B)의 각 토크가 전동기(2A)의 전력과 전동기(2B)의 전력의 합(제3 관계)과, 좌측 후륜 토크와 우측 후륜 토크의 차(제2 관계)로부터 결정되고, 전동기(2A)의 전력과 전동기(2B)의 전력의 합이 0, 즉, P1+P2=0((3) 식), 좌측 후륜 토크와 우측 후륜 토크의 차가 0이 아닌 정해진 값, 즉, TT1-TT2=ΔTT≠0((2) 식)으로 되어 있다.

이 상태에서는, 좌측 후륜 토크(회생 토크)와 우측 후륜 토크(역행 토크)의 합이 마이너스이며, 또한, 좌측 후륜 토크(회생 토크)와 우측 후륜 토크(역행 토크)의 차가 0보다 크고, 후륜 구동 장치(1)에 있어서 전후 방향으로 감속되고 있으며 반시계 방향의 요우 모멘트가 발생하고 있다. 또한, 좌측 후륜 토크(회생 토크)와 우측 후륜 토크(역행 토크)의 차는, 도 19의 (a)의 좌측 후륜 토크(회생 토크)와 우측 후륜 토크(역행 토크)의 차와 같기 때문에, 도 19의 (a)와 같은 요우 모멘트가 발생하고 있다.

또한, 전동기(2A)의 회생 구동에 의해, 회생 토크에 상당하는 전력으로부터 회생 손실분의 전력을 뺀 회생 전력이 발생하고 있다. 전동기(2B)는, 이 전동기(2A)에서 발생한 회생 전력을 이용하여 역행 구동되고 있으며, 전동기(2A)에서 발생한 회생 전력으로부터 역행 손실분을 뺀 전력분의 역행 토크가 발생하고 있다. 이때의 전력 수지는, 전동기(2A)에서 발생한 회생 전력과 전동기(2B)에서 소비한 역행 전력이 균형잡혀 있으며, 배터리(9) 또는 전륜 구동 장치(6)의 전동기(5)와 전동기(2A, 2B) 사이에서 전력의 공급 수취가 이루어지지 않는 상태로 되어 있다.

따라서, 도 19의 (b)의 전력 우선 제어에서는, 전동기(2A, 2B) 이외의 전력원으로부터의 전력 공급이나, 이들에의 전량 공급을 생기게 하지 않고, 선회 방향의 토크 요구를 만족시키도록 제어된다.

상기 실시형태에서는, 제2 관계인 좌측 후륜 토크와 우측 후륜 토크의 차를 제2 우선으로 하여 만족시키도록 제어함으로써, 전력의 요구를 만족시키면서, 선회 방향의 토크 요구를 만족시킬 수 있어, 선회성이 향상된다. 이러한 제어를 차량(3)의 가속 시에 행함으로써, 가속 시에, 전후 방향의 토크 요구 등보다 선회 방향의 토크 요구가 우선되기 때문에, 선회성을 향상시키면서 가속시킬 수 있다. 또한, 제2 관계인 좌측 후륜 토크와 우측 후륜 토크의 차 대신에, 제1 관계인 좌측 후륜 토크와 우측 후륜 토크의 합을 제2 우선으로 하여 만족시키도록 제어하여도 좋다. 전력의 요구를 만족시키면서, 전후 방향의 토크 요구를 만족시킬 수 있어, 안정성이 향상된다. 이러한 제어를 차량(3)의 감속 시에 행함으로써, 감속 시에 선회 방향의 토크 요구 등보다 전후 방향의 토크 요구가 우선되기 때문에, 안정적으로 감속시킬 수 있다.

상기 실시형태에서는, 상기 (9) 내지 (11) 식에 있어서, 회생 손실률(Lr1) 및 역행 손실률(Lr2)을 이용하였지만, 이에 한정되지 않고, 손실 그 자체를 이용하여도 좋다. 회생 손실을 L1, 역행 손실을 L2로 하면, 상기 (9) 내지 (11) 식은, 이하의 (9)′내지 (11)′식으로 나타낸다.

P1=ω1·TM1-L1 (9)′

P2=ω2·TM2+L2 (10)′

TT2=-(ω1/ω2)·TT1+Ratio·(L1-L2)/ω2 (11)′

또한 상기 실시형태에서는, 전력 우선 제어로서, 전동기(2A)의 전력과 전동기(2B)의 전력의 합이 0, 즉, P1+P2=0인 경우를 예시하였지만, 이에 한정되지 않고, 전동기(2A)의 전력과 전동기(2B)의 전력의 합이 정해진 목표 전력, 즉 P1+P2=정해진 목표 전력(≠0)의 관계를 만족하도록 제어하여도 좋다. 이에 의해, 전동기(2A, 2B)의 전력 수지에 의해, 정해진 목표 전력을 만족시킬 수 있어, 배터리(9)나 전동기(5)가 상태가 좋지 않아도 대응할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 따르면, 전동기(2A)에서 발생 또는 소비하는 전력인 전력과, 전동기(2B)에서 발생 또는 소비하는 전력의 합을 포함하는 제3 관계를 제1 우선으로 하여 만족시키도록 전동기(2A, 2B)를 제어하는 전력 우선 제어를 행함으로써, 전력의 요구를 만족시키는 것이 가능하여, 전력이 과부족 상태에 빠지거나, 전기계에 손상을 부여할 우려를 저감시킬 수 있다.

또한, 전력원으로서, 배터리(9) 및 전륜 구동 장치(6)의 전동기(5)를 구비하기 때문에, 배터리(9) 및 전동기(5)의 상태에 따라 전력 우선 제어를 행함으로써, 불필요한 때에 전력 우선 제어를 행하는 것을 회피할 수 있다. 또한, 전력원으로서, 반드시 배터리(9)와 전동기(5)의 양방을 구비하고 있을 필요는 없고, 어느 한쪽만이어도 좋다. 예컨대, 배터리(9)를 구비하는 경우에는, 배터리(9)의 상태에 따라 전력 우선 제어를 행함으로써, 전동기(2A, 2B)를 배터리(9)에 대하여 적절하게 구동시킬 수 있다. 또한, 배터리(9)를 구비하는 경우에는, 전력의 발생을 플러스로 한 경우에, 배터리(9)의 축전 상태가 정해진 것 이하일 때 전동기(2A)의 전력과 전동기(2B)의 전력의 합이 0 이상이 되도록 제어함으로써, 배터리(9)에서 전력을 소비시키지 않고 축전할 수 있다. 한편, 배터리(9)의 축전 상태가 정해진 것 이상일 때 전동기(2A)의 전력과 전동기(2B)의 전력의 합이 0 이하가 되도록 제어함으로써, 배터리(9)에서 전력을 축전시키지 않고 소비할 수 있어, 과충전 상태를 억제할 수 있다. 또한, 전력 우선 제어는, 배터리(9)의 허용 입출력에 따라, 전동기(2A)의 전력과 전동기(2B)의 전력의 합이 허용 입출력의 범위 내가 되도록 제어하여도 좋다. 이에 의해, 배터리(9)의 허용 입출력의 범위 내에서 전력을 공급 수취할 수 있다. 또한, 배터리(9)의 온도가 정해진 것 이하일 때 전동기(2A)의 전력과 전동기(2B)의 전력의 합이 0이 되도록 제어함으로써, 저온 시에 있어서의 배터리(9)로부터의 전력의 유출과 전력의 유입을 없앨 수 있어, 저온 시라도 전동기(2A, 2B)를 구동시킬 수 있다. 또한, 배터리(9)의 실함이 검지되었을 때, 전동기(2A)의 전력과 전동기(2B)의 전력의 합이 0이 되도록 제어함으로써, 배터리(9)의 실함 시에 있어서의 배터리(9)로부터의 전력의 유출과 전력의 유입을 없앨 수 있어, 배터리(9)의 실함 시라도 전동기(2A, 2B)를 구동시킬 수 있다.

배터리(9) 대신에, 또는 배터리(9)와 함께 전륜 구동 장치(6)의 전동기(5)를 구비하는 경우에는, 전동기(5)의 상태에 따라 전력 우선 제어를 행함으로써, 전동기(2A, 2B)를 전동기(5)에 대하여 적절하게 구동시킬 수 있어, 전동기(5)와 전력을 공급 수취함으로써, 에너지 효율을 향상시킬 수 있다. 전동기(5)의 발전 상태가 정해진 것 이하일 때, 전력의 발생을 플러스로 한 경우에, 전동기(2A)의 전력과 전동기(2B)의 전력의 합이 0 이상이 되도록 제어함으로써, 전력 부족을 회피할 수 있다. 전력 우선 제어는, 전동기(5)의 허용 발전 출력에 따라, 전동기(2A)의 전력과 전동기(2B)의 전력의 합이 허용 발전 출력의 범위 내가 되도록 제어하여도 좋다. 이에 의해, 전동기(5)의 허용 발전 출력의 범위 내에서 전력을 받을 수 있다. 또한, 전동기(5)의 실함이 검지되었을 때 또는 전동기(5)가 역행 상태일 때, 전력의 발생을 플러스로 한 경우에, 전동기(2A)의 전력과 전동기(2B)의 전력의 합이 0 이상이 되도록 제어함으로써, 전동기(5)의 실함 시 또는 전동기(5)가 역행 상태라도, 전동기(2A, 2B)를 구동시킬 수 있다.

전력 우선 제어는, 전동기(2A)의 전력과 전동기(2B)의 전력의 합이 0이 되도록 제어함으로써, 전동기(2A, 2B)의 전력 수지가 맞기 때문에, 배터리(9)나 전동기(5)로부터의 전력 공급이나, 이들에의 전량 공급이 생기지 않기 때문에, 배터리(9)나 전동기(5)의 상황에 상관없이, 전동기(2A, 2B)를 구동시킬 수 있다.

또한, 본 실시형태에 따르면, 후륜 구동 장치(1)가 유압 브레이크(60A, 60B)를 해방시킴으로써 전동기(2A, 2B)측과 후륜(Wr)측의 동력 전달을 단접할 수 있다. 또한, 유압 브레이크(60A, 60B)와 병렬로 일방향 클러치(50)를 구비하기 때문에, 예컨대 전동기(2A, 2B)측의 순방향의 회전 동력이 후륜(Wr)측에 입력되어 일방향 클러치(50)가 결합 상태가 될 때에는, 일방향 클러치(50)로 동력 전달이 가능해져, 유압 브레이크(60A, 60B)를 해방 혹은 체결력을 약하게 할 수 있다. 전력의 발생을 플러스로 한 경우에, 전동기(2A)의 전력과 전동기(2B)의 전력의 합이 0 이상일 때, 전기 손실의 균형으로 반드시 회생 토크 쪽이 커지기 때문에, 유압 브레이크(60A, 60B)를 체결함으로써, 확실하게 전동기(2A, 2B)측과 후륜(Wr)측의 토크 전달을 행할 수 있다. 한편, 전동기(2A)의 전력과 전동기(2B)의 전력의 합이 0 이하의 정해진 것 미만이며 역행 토크 쪽이 커지는 경우에, 유압 브레이크(60A, 60B)를 해방하여도 전동기(2A, 2B)측과 후륜(Wr)측의 토크 전달을 행할 수 있다.

또한, 본 발명은, 전술한 실시형태에 한정되는 것이 아니며, 적절하게, 변형, 개량, 등이 가능하다.

본 발명의 차량용 구동 장치를, 후륜 구동 장치로서 적용한 예에 대해서 설명하였지만 전륜 구동 장치로서 적용하여도 좋다.

또한, 좌우 차륜이 각각 전동 발전기에 접속되어 있으면 좋고, 유성 기어식 감속기(12A, 12B)는 반드시 마련할 필요는 없으며, 좌우 차륜이 각각 전동 발전기에 직결되어 있어도 좋다.

또한, 전륜 구동 장치는, 내연 기관을 이용하지 않고 전동기를 유일한 구동원으로 하는 것이어도 좋다.

또한, 본 출원은, 2011년 7월 4일 출원된 일본 특허 출원(제2011-148489호)에 기초하는 것으로, 그 내용은 여기에 참조로서 받아들여진다.

1 후륜 구동 장치(차량용 구동 장치) 2A 전동기(좌측 전동 발전기)
2B 전동기(우측 전동 발전기)
5 전동기(전력원, 다른 전동 발전기) 6 전륜 구동 장치
8 제어 장치 9 배터리(전력원)
12A 유성 기어식 감속기(좌측 변속기)
12B 유성 기어식 감속기(우측 변속기) 21A, 21B 선 기어
23A, 23B 유성 캐리어 24A, 24B 링 기어
50 일방향 클러치(일방향 동력 전달)
60A, 60B 유압 브레이크(단접 수단) LWr 좌측 후륜(좌측 차륜)
RWr 우측 후륜(우측 차륜)

Claims

차량의 좌측 차륜에 연결되는 좌측 전동 발전기와,
차량의 우측 차륜에 연결되는 우측 전동 발전기와,
상기 좌측 전동 발전기와 우측 전동 발전기를 제어하는 제어 장치
를 구비한 차량용 구동 장치로서,
상기 제어 장치는,
좌측 차륜 토크와 우측 차륜 토크의 합, 혹은 좌측 전동 발전기 토크와 우측 전동 발전기 토크의 합, 또는, 좌측 차륜 구동력과 우측 차륜 구동력의 합, 혹은 좌측 전동 발전기 구동력과 우측 전동 발전기 구동력의 합 중 어느 하나인, 2개만인 변수의 합을 포함하는 제1 방정식과,
좌측 차륜 토크와 우측 차륜 토크의 차, 혹은 좌측 전동 발전기 토크와 우측 전동 발전기 토크의 차, 또는, 좌측 차륜 구동력과 우측 차륜 구동력의 차, 혹은 좌측 전동 발전기 구동력과 우측 전동 발전기 구동력의 차 중 어느 하나인, 2개만인 변수의 차를 포함하는 제2 방정식과,
상기 좌측 전동 발전기에서 발생 또는 소비하는 전력인 좌측 전력과, 상기 우측 전동 발전기에서 발생 또는 소비하는 전력인 우측 전력의 합인, 2개만인 변수의 합을 포함하는 제3 방정식, 중
상기 제1 방정식과 상기 제2 방정식 중 적어도 한쪽과, 상기 제3 방정식에 기초하여, 상기 제3 방정식을 제1 우선으로 하여 만족시키도록 상기 좌측 전동 발전기와 상기 우측 전동 발전기를 제어하는 전력 우선 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 차량용 구동 장치.
제1항에 있어서, 상기 좌측 전동 발전기와 상기 우측 전동 발전기에 전기적으로 접속된 전력원을 구비하고,
상기 전력원의 상태에 따라, 상기 전력 우선 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 차량용 구동 장치.
제2항에 있어서, 상기 전력원은 배터리로서, 상기 배터리의 상태에 따라, 상기 전력 우선 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 차량용 구동 장치.
제3항에 있어서, 상기 전력 우선 제어는, 상기 배터리의 축전 상태가 정해진 것 이하일 때, 전력의 발생을 플러스로 한 경우에, 상기 제3 방정식의 상기 좌측 전력과 상기 우측 전력의 합이 0 이상이 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 구동 장치.
제3항에 있어서, 상기 전력 우선 제어는, 상기 배터리의 축전 상태가 정해진 것 이상일 때, 전력의 발생을 플러스로 한 경우에, 상기 제3 방정식의 상기 좌측 전력과 상기 우측 전력의 합이 0 이하가 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 구동 장치.
제3항에 있어서, 상기 전력 우선 제어는, 상기 배터리의 허용 입출력에 따라, 상기 제3 방정식의 상기 좌측 전력과 상기 우측 전력의 합이 상기 허용 입출력의 범위 내가 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 구동 장치.
제3항에 있어서, 상기 전력 우선 제어는, 상기 배터리의 온도가 정해진 것 이하일 때, 상기 제3 방정식의 상기 좌측 전력과 상기 우측 전력의 합이 0이 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 구동 장치.
제3항에 있어서, 상기 전력 우선 제어는, 상기 배터리의 실함이 검지되었을 때, 상기 제3 방정식의 상기 좌측 전력과 상기 우측 전력의 합이 0이 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 구동 장치.
제2항에 있어서, 상기 전력원은, 상기 좌측 전동 발전기와 상기 우측 전동 발전기는 상이한 다른 전동 발전기로서, 상기 다른 전동 발전기의 상태에 따라, 상기 전력 우선 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 차량용 구동 장치.
제9항에 있어서, 상기 전력 우선 제어는, 상기 다른 전동 발전기의 발전 상태가 정해진 것 이하일 때, 전력의 발생을 플러스로 한 경우에, 상기 제3 방정식의 상기 좌측 전력과 상기 우측 전력의 합이 0 이상이 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 구동 장치.
제9항에 있어서, 상기 전력 우선 제어는, 상기 다른 전동 발전기의 허용 발전 출력에 따라, 상기 제3 방정식의 상기 좌측 전력과 상기 우측 전력의 합이 상기 허용 발전 출력의 범위 내가 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 구동 장치.
제9항에 있어서, 상기 전력 우선 제어는, 상기 다른 전동 발전기의 실함이 검지되었을 때 또는 상기 다른 전동 발전기가 역행(力行) 상태일 때, 전력의 발생을 플러스로 한 경우에, 상기 제3 방정식의 상기 좌측 전력과 상기 우측 전력의 합이 0 이상이 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 구동 장치.
제1항에 있어서, 상기 전력 우선 제어는, 상기 제3 방정식의 상기 좌측 전력과 상기 우측 전력의 합이 0이 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 구동 장치.
제1항에 있어서, 상기 전력 우선 제어는, 상기 제3 방정식의 상기 좌측 전력과 상기 우측 전력의 합이 정해진 목표 전력이 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 구동 장치.
제1항에 있어서, 상기 전력 우선 제어에 있어서, 상기 제1 방정식을 제2 우선으로 하여 만족시키도록, 상기 좌측 전동 발전기와 상기 우측 전동 발전기를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 구동 장치.
제15항에 있어서, 차량의 감속 시에, 상기 제3 방정식을 제1 우선으로 하고, 상기 제1 방정식을 제2 우선으로 하는 것을 특징으로 하는 차량용 구동 장치.
제1항에 있어서, 상기 전력 우선 제어에 있어서, 상기 제2 방정식을 제2 우선으로 하여 만족시키도록, 상기 좌측 전동 발전기와 상기 우측 전동 발전기를 제어하는 전력 우선 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 차량용 구동 장치.
제17항에 있어서, 차량의 가속 시에, 상기 제3 방정식을 제1 우선으로 하고, 상기 제2 방정식을 제2 우선으로 하는 것을 특징으로 하는 차량용 구동 장치.
제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 좌측 차륜과 상기 좌측 전동 발전기의 동력 전달 경로 상에는 좌측 변속기가 마련되고,
상기 우측 차륜과 상기 우측 전동 발전기의 동력 전달 경로 상에는 우측 변속기가 마련되고,
상기 좌측 변속기와 상기 우측 변속기는, 각각 제1 내지 제3 회전 요소로 구성되는 유성 기어식 변속기이고,
상기 좌측 변속기와 상기 우측 변속기의 제1 회전 요소에 각각 상기 좌측 전동 발전기 및 상기 우측 전동 발전기가 접속되고,
상기 제2 회전 요소에 각각 상기 좌측 차륜 및 우측 차륜이 접속되고,
상기 제3 회전 요소끼리가 서로 연결되고,
상기 제3 회전 요소에는, 해방 또는 체결함으로써 상기 좌측 전동 발전기와 상기 우측 전동 발전기를 포함하는 전동 발전기측과, 상기 좌측 차륜과 상기 우측 차륜을 포함하는 차륜측을 차단 상태 또는 접속 상태로 하는 단접(斷接) 수단과, 전동 발전기측의 순방향의 회전 동력이 차륜측에 입력될 때에 결합 상태가 되며 전동 발전기측의 반대 방향의 회전 동력이 차륜측에 입력될 때에 비결합 상태가 되고, 차륜측의 순방향의 회전 동력이 전동 발전기측에 입력될 때에 비결합 상태가 되며 차륜측의 반대 방향의 회전 동력이 전동 발전기측에 입력될 때에 결합 상태가 되는 일방향 동력 전달 수단이 병렬로 마련되는 것을 특징으로 하는 차량용 구동 장치.
제19항에 있어서, 전력의 발생을 플러스로 한 경우에, 상기 제3 방정식의 상기 좌측 전력과 상기 우측 전력의 합이 0 이상일 때, 상기 단접 수단을 체결하는 것을 특징으로 하는 차량용 구동 장치.
제19항에 있어서, 전력의 발생을 플러스로 한 경우에, 상기 제3 방정식의 상기 좌측 전력과 상기 우측 전력의 합이 0 이하의 정해진 것 미만일 때, 상기 단접 수단을 해방하는 것을 특징으로 하는 차량용 구동 장치.
제19항에 있어서, 상기 유성 기어식 변속기는, 상기 제1 회전 요소가 선 기어이고, 상기 제2 회전 요소가 캐리어이고, 상기 제3 회전 요소가 링 기어로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 구동 장치.
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