KR20160102176A - 수송 기관의 구동 장치 - Google Patents

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KR20160102176A
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KR
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vehicle
drive source
rotational power
driving
driven portion
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KR1020167015612A
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노부유키 히라마츠
시게루 나카야마
게이이치 오오이소
다카부미 스즈키
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혼다 기켄 고교 가부시키가이샤
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Abstract

후륜 구동 장치(1)는, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)와, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)에 의해 구동되고, 차량(3)을 추진하는 후륜(Wr)과, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)와 후륜(Wr)의 동력 전달 경로 상에 설치되고, 해방 또는 체결함으로써 이 동력 전달 경로를 차단 상태 또는 접속 상태로 하는 습식 다판식의 유압 브레이크(60)와, 유압 브레이크(60)의 해방과 체결을 제어하는 제어 장치(8)를 구비한다. 제어 장치(8)는, 유압 브레이크(60)의 최근의 체결 개시로부터의 경과 시간인 체결 계속 시간을 취득하는 계시 수단으로서의 기능을 갖는다.

Description

수송 기관의 구동 장치{DRIVE DEVICE FOR TRANSPORTATION ENGINE}
본 발명은 구동원과 피구동부의 동력 전달 경로 상에, 단속 수단이 설치된 수송 기관의 구동 장치에 관한 것이다.
특허문헌 1에는, 차량의 좌측 차륜을 구동하는 제1 전동기와, 제1 전동기와 좌측 차륜의 동력 전달 경로 상에 설치된 제1 유성 기어식 변속기를 갖는 좌측 차륜 구동 장치와, 차량의 우측 차륜을 구동하는 제2 전동기와, 제2 전동기와 우측 차륜의 동력 전달 경로 상에 설치된 제2 유성 기어식 변속기를 갖는 우측 차륜 구동 장치를 구비하는 차량용 구동 장치가 기재되어 있다. 제1 및 제2 유성 기어식 변속기는, 선 기어에 각각 제1 및 제2 전동기가 접속되고, 플래니터리 캐리어(planetary carrier)에 각각 좌측 차륜 및 우측 차륜이 접속되며, 링 기어끼리가 서로 연결되어 있다. 또한, 연결된 링 기어에는, 링 기어를 해방 또는 체결함으로써 링 기어의 회전을 제동하는 브레이크 수단과, 전동기측의 일방향의 회전 동력이 차륜측에 입력될 때에 결합 상태가 되고, 전동기측의 타방향의 회전 동력이 차륜측에 입력될 때에 비결합 상태가 되며, 차륜측의 일방향의 회전 동력이 전동기측에 입력될 때에 비결합 상태가 되고, 차륜측의 타방향의 회전 동력이 전동기측에 입력될 때에 결합 상태가 되는 일방향 클러치가 설치되어 있다.
그리고, 이 차량용 구동 장치에 있어서, 전동기측의 일방향의 회전 동력이 차륜측에 입력되면, 전동기와 차륜이 접속 상태가 되도록 브레이크 수단을 체결하고, 전동기와 차륜이 접속 상태에서 차속이 소정 이상이 되었을 때, 체결하고 있던 브레이크 수단을 해방시키는 것이 기재되어 있다.
특허문헌 1: 일본국 특허 공개 제2012-50315호 공보
이 특허문헌 1에 기재된 차량용 구동 장치에서는, 차속이 소정 미만으로 크루즈 주행하는 것과 같은 경우에, 브레이크 수단의 체결 상태가 장시간에 이를 가능성이 있고, 이러한 경우라도 단속 수단의 상태를 파악하여, 적절히 보호할 필요가 있었다.
본 발명은 단속 수단을 적절히 보호하는 것이 가능한 수송 기관의 구동 장치를 제공한다.
본 발명은 이하의 양태를 제공하는 것이다.
제1 양태는,
구동원[예컨대, 후술하는 실시형태의 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)]과,
상기 구동원에 의해 구동되고, 수송 기관[예컨대, 후술하는 실시형태의 차량(3)]을 추진하는 피구동부[예컨대, 후술하는 실시형태의 후륜(Wr)]와,
상기 구동원과 상기 피구동부의 동력 전달 경로 상에 설치되고, 해방 또는 체결함으로써 상기 동력 전달 경로를 차단 상태 또는 접속 상태로 하는 습식 다판식의 단속 수단[예컨대, 후술하는 실시형태의 유압 브레이크(60)]과,
상기 단속 수단의 해방과 체결을 제어하는 단속 수단 제어 장치[예컨대, 후술하는 실시형태의 제어 장치(8)]를 구비하는 수송 기관의 구동 장치[예컨대, 후술하는 실시형태의 후륜 구동 장치(1)]로서,
상기 단속 수단의 최근의 체결 개시로부터의 경과 시간인 체결 계속 시간을 취득하는 계시(計時) 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제2 양태는, 제1 양태에 기재된 구성에 더하여,
상기 단속 수단 제어 장치는, 상기 계시 수단이 취득한 체결 계속 시간이 소정 이상일 때에, 상기 단속 수단을 해방시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 제3 양태는, 제2 양태에 기재된 구성에 더하여,
상기 구동 장치는, 상기 구동원과 상기 피구동부의 동력 전달 경로 상에 상기 단속 수단과 병렬로 설치되며, 구동원측의 일방향의 회전 동력이 피구동부측에 입력될 때에 결합 상태가 되고, 구동원측의 타방향의 회전 동력이 피구동부측에 입력될 때에 비결합 상태가 되며, 피구동부측의 일방향의 회전 동력이 구동원측에 입력될 때에 비결합 상태가 되고, 피구동부측의 타방향의 회전 동력이 구동원측에 입력될 때에 결합 상태가 되는 일방향 동력 전달 수단[예컨대, 후술하는 실시형태의 일방향 클러치(50)]을 더 구비하고,
상기 단속 수단 제어 장치는, 상기 계시 수단이 취득한 체결 계속 시간이 소정 이상일 때에, 상기 구동원이 상기 일방향의 회전 동력을 발생하고 있는 경우, 상기 단속 수단의 해방을, 상기 일방향의 회전 동력이 대략 영이 될 때까지 대기하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제4 양태는, 제2 양태에 기재된 구성에 더하여,
상기 구동 장치는, 상기 구동원과 상기 피구동부의 동력 전달 경로 상에 상기 단속 수단과 병렬로 설치되며, 구동원측의 일방향의 회전 동력이 피구동부측에 입력될 때에 결합 상태가 되고, 구동원측의 타방향의 회전 동력이 피구동부측에 입력될 때에 비결합 상태가 되며, 피구동부측의 일방향의 회전 동력이 구동원측에 입력될 때에 비결합 상태가 되고, 피구동부측의 타방향의 회전 동력이 구동원측에 입력될 때에 결합 상태가 되는 일방향 동력 전달 수단[예컨대, 후술하는 실시형태의 일방향 클러치(50)]을 더 구비하고,
상기 단속 수단 제어 장치는, 상기 계시 수단이 취득한 체결 계속 시간이 소정 이상일 때에, 상기 구동원이 상기 일방향의 회전 동력을 발생하고 있는 경우, 상기 단속 수단을, 상기 구동원에의 지령이 상기 타방향의 회전 동력의 발생 지시로 전환될 때까지 체결 유지하고, 상기 구동원이 상기 일방향의 회전 동력의 발생을 끝내며, 또한 상기 타방향의 회전 동력의 발생을 개시하기 전에 해방시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 제5 양태는, 제4 양태에 기재된 구성에 더하여,
상기 수송 기관은 차량[예컨대, 후술하는 실시형태의 차량(3)]이고,
상기 피구동부는 상기 차량의 차륜[예컨대, 후술하는 실시형태의 후륜(Wr)]이며,
상기 차량은, 상기 차륜의 회전을 제동하는 제동 수단을 구비하고,
상기 구동원이 상기 타방향의 회전 동력의 발생을 개시하기 전에 상기 단속 수단을 해방시킬 때에, 상기 구동원으로부터의 상기 타방향의 회전 동력의 발생 개시의 지연을 보충하도록, 상기 제동 수단으로부터, 상기 타방향의 회전 동력을 보충하는 제동력을 발생시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 제6 양태는, 제2 양태에 기재된 구성에 더하여,
상기 수송 기관은 차량[예컨대, 후술하는 실시형태의 차량(3)]이고,
상기 피구동부는 상기 차량의 차륜 중, 전륜 및 후륜 중 한쪽인 제1 구동륜[예컨대, 후술하는 실시형태의 후륜(Wr)]이며,
상기 차량은, 상기 전륜 및 후륜 중 다른쪽인 제2 구동륜[예컨대, 후술하는 실시형태의 전륜(Wf)]을 구동하는 다른 구동원[예컨대, 후술하는 실시형태의 내연 기관(4), 전동기(5)]을 구비하고,
상기 단속 수단 제어 장치는, 상기 계시 수단이 취득한 체결 계속 시간이 소정 이상일 때에, 상기 다른 구동원이 일방향의 회전 동력을 발생하고 있는 경우, 상기 단속 수단을 해방시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 제7 양태는, 제2 양태에 기재된 구성에 더하여,
상기 단속 수단 제어 장치는, 상기 계시 수단이 상기 소정 이상의 체결 계속 시간을 취득했을 때에, 상기 수송 기관이 이동하고 있는 경우, 상기 단속 수단의 해방을, 상기 수송 기관이 정지할 때까지 대기하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제8 양태는, 제7 양태에 기재된 구성에 더하여,
상기 수송 기관은 차량[예컨대, 후술하는 실시형태의 차량(3)]이고,
상기 피구동부는 상기 차량의 차륜[예컨대, 후술하는 실시형태의 후륜(Wr)]이며,
상기 차량은, 상기 차륜의 회전을 제동하는 제동 수단을 구비하고,
상기 차량이 정지하여 상기 단속 수단을 해방시킬 때에, 상기 구동원으로부터 동력을 발생시키고, 또한 상기 제동 수단을 작동시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 제9 양태는, 제3 또는 제4 양태에 기재된 구성에 더하여,
상기 단속 수단 제어 장치는, 구동원측의 일방향의 회전 동력이 피구동부측에 입력될 때에, 구동원측과 피구동부측이 접속 상태가 되도록 상기 단속 수단을 체결하는 것을 특징으로 한다.
제1 양태에 의하면, 계시 수단에 의해 습식 다판식의 단속 수단의 체결 계속 시간을 취득함으로써, 그것에 기초하여 단속 수단의 해방을 제어할 수 있고, 단속 수단의 기본 기능으로서의 동력 전달의 실현에 더하여, 단속 수단을 적절히 보호할 수 있다.
제2 양태에 의하면, 단속 수단의 체결 시간의 장시간화를 방지할 수 있고, 단속 수단의 해방에 따라 단속 수단의 다판 사이에 윤활유를 공급할 수 있다.
제3 양태에 의하면, 전동기가 일방향의 회전 동력을 발생시키고 있는 동안에 단속 수단을 해방시켜도 일방향 동력 전달 수단은 회전하지 않고, 편심은 해소되지 않기 때문에, 구동원의 일방향의 회전 동력이 제로 근방이 될 때까지 대기함으로써 불필요한 단속 수단의 해방을 억제할 수 있다.
제4 양태에 의하면, 구동원의 회전 동력이 일방향의 회전 동력으로부터 타방향의 회전 동력으로 변화할 때의, 타방향의 회전 동력의 발생 전에 단속 수단의 해방을 인터럽트시킴으로써, 토크 지시값 자체는 변경하지 않고, 토크 발생 개시 타이밍을 변경하는 것만으로 단속 수단을 적절히 윤활할 수 있다.
제5 양태에 의하면, 타방향의 회전 동력, 즉 제동 회전 동력은, 구동원 이외의 다른 부품에 의해서도 발생시키는 것이 가능하기 때문에, 차량 전체로서의 요구 제동력을 충족시킬 수 있다.
제6 양태에 의하면, 다른 구동원으로 제2 구동륜을 구동하고 있는 경우, 제1 구동륜측의 동력 전달 경로 상의 단속 수단을 해방시킴으로써 제1 구동륜으로 구동할 수 없게 되어도 제2 구동륜의 구동력으로 차량 전체로서의 요구 구동력을 유지할 수 있다.
제7 양태에 의하면, 차량의 정지까지 기다려 해방함으로써, 차량의 이동에 대한 영향을 최소한으로 할 수 있다.
제8 양태에 의하면, 구동원으로부터 토크를 발생시킴으로써 윤활유의 스윕 효과를 얻을 수 있어, 보다 확실하게 윤활유를 공급할 수 있다.
제9 양태에 의하면, 단속 수단의 체결 시간이 장시간화될 우려가 있기 때문에, 보다 효과적으로 단속 수단을 보호할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 구동 장치를 탑재 가능한 차량의 일 실시형태인 하이브리드 차량의 개략 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 후륜 구동 장치의 일 실시형태의 종단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 후륜 구동 장치의 부분 확대도이다.
도 4는 차량 상태에 있어서의 전륜 구동 장치와 후륜 구동 장치의 관계를 전동기의 작동 상태와 함께 기재한 표이다.
도 5는 정차 중의 후륜 구동 장치의 속도 공선도(共線圖)이다.
도 6은 전진 저차속시의 후륜 구동 장치의 속도 공선도이다.
도 7은 전진 중차속시의 후륜 구동 장치의 속도 공선도이다.
도 8은 감속 회생시의 후륜 구동 장치의 속도 공선도이다.
도 9는 전진 고차속시의 후륜 구동 장치의 속도 공선도이다.
도 10은 후진시의 후륜 구동 장치의 속도 공선도이다.
도 11은 차량 주행의 일례에 있어서의 타이밍 차트이다.
도 12는 브레이크 해방 제어를 설명하는 흐름도이다.
먼저, 본 발명에 따른 구동 장치의 일 실시형태를 도 1~도 3에 기초하여 설명한다. 한편, 구동 장치로서는, 차량, 항공기, 선박 등의 수송 기기에 이용할 수 있는 것이지만, 이하의 실시형태에서는, 차량에 이용한 경우를 예로 설명한다.
본 실시형태의 차량용 구동 장치는, 전동기를 차축 구동용의 구동원으로 하는 것이며, 예컨대 도 1에 도시된 바와 같은 구동 시스템의 차량에 이용된다. 이하의 설명에서는 차량용 구동 장치를 후륜 구동용으로서 이용하는 경우를 예로 설명하지만, 전륜 구동용으로 이용해도 좋다.
도 1에 도시된 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 설치된 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 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)는, 배터리(9)에 접속되고, 배터리(9)로부터의 전력 공급과, 배터리(9)에의 에너지 회생이 가능하게 되어 있다. 부호 8은 차량 전체의 각종 제어를 하기 위한 제어 장치이다.
도 2는 후륜 구동 장치(1)의 전체의 종단면도를 도시한 것이며, 도 2에 있어서, 부호 10A, 10B는, 차량(3)의 후륜(Wr)측의 좌우의 차축이고, 차폭 방향으로 동축 상에 배치되어 있다. 후륜 구동 장치(1)의 감속기 케이스(11)는 전체가 대략 원통형으로 형성되고, 그 내부에는, 차축 구동용의 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)와, 이 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)의 구동 회전을 감속하는 제1 및 제2 유성 기어식 감속기(12A, 12B)가, 차축(10A, 10B)과 동축 상에 배치되어 있다. 이 제1 전동기(2A) 및 제1 유성 기어식 감속기(12A)는 좌측 후륜(LWr)을 구동하는 좌측 차륜 구동 장치로서 기능하고, 제2 전동기(2B) 및 제2 유성 기어식 감속기(12B)는 우측 후륜(RWr)을 구동하는 우측 차륜 구동 장치로서 기능하며, 제1 전동기(2A) 및 제1 유성 기어식 감속기(12A)와 제2 전동기(2B) 및 제2 유성 기어식 감속기(12B)는, 감속기 케이스(11) 내에서 차폭 방향으로 좌우 대칭으로 배치되어 있다.
후륜 구동 장치(1)에는, 케이스(11)의 내부와 외부를 연통(連通)하는 브리더 장치(40)가 설치되고, 내부의 공기가 과도하게 고온·고압이 되지 않도록 내부의 공기를 브리더실(41)을 통해 외부로 방출하도록 구성된다. 브리더실(41)은, 케이스(11)의 연직 방향 상부에 배치되고, 중앙 케이스(11M)의 외벽과, 중앙 케이스(11M) 내에 좌측방 케이스(11A)측에 대략 수평으로 연장되어 설치된 제1 원통벽(43)과, 우측방 케이스(11B)측에 대략 수평으로 연장되어 설치된 제2 원통벽(44)과, 제1 및 제2 원통벽(43, 44)의 내측 단부끼리를 연결하는 좌우 분할벽(45)과, 제1 원통벽(43)의 좌측방 케이스(11A)측 선단부에 접촉하도록 부착된 배플 플레이트(47A)와, 제2 원통벽(44)의 우측방 케이스(11B)측 선단부에 접촉하도록 부착된 배플 플레이트(47B)에 의해 형성된 공간에 의해 구성된다.
브리더실(41)의 하면을 형성하는 제1 및 제2 원통벽(43, 44)과 좌우 분할벽(45)은, 제1 원통벽(43)이 제2 원통벽(44)보다 직경 방향 내측에 위치하고, 좌우 분할벽(45)이, 제2 원통벽(44)의 내측 단부로부터 직경이 축소되면서 굴곡하면서 제1 원통벽(43)의 내측 단부까지 연장되어 설치되며, 또한 직경 방향 내측으로 연장되어 설치되고 대략 수평으로 연장되어 설치된 제3 원통벽(46)에 이른다. 제3 원통벽(46)은, 제1 원통벽(43)과 제2 원통벽(44)의 양쪽 외측 단부보다 내측에 또한 그 대략 중앙에 위치하고 있다.
중앙 케이스(11M)에는, 배플 플레이트(47A, 47B)가, 제1 원통벽(43)과 중앙 케이스(11M)의 외벽 사이의 공간 또는 제2 원통벽(44)과 중앙 케이스(11M)의 외벽 사이의 공간을 제1 유성 기어식 감속기(12A) 또는 제2 유성 기어식 감속기(12B)로부터 각각 구획하도록 고정되어 있다.
또한, 중앙 케이스(11M)에는, 브리더실(41)과 외부를 연통하는 외부 연통로(49)가 브리더실(41)의 연직 방향 상면에 접속된다. 외부 연통로(49)의 브리더실측 단부(49a)는, 연직 방향 하방을 지향하여 배치되어 있다. 따라서, 오일이 외부 연통로(49)를 통해 외부로 배출되는 것이 억제된다.
제1 및 제2 전동기(2A, 2B)는, 스테이터(14A, 14B)가 각각 측방 케이스(11A, 11B)에 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 둘러싸는 원통축(16A, 16B)이 결합되고, 이 원통축(16A, 16B)이 차축(10A, 10B)과 동축 상에 상대 회전 가능해지도록 측방 케이스(11A, 11B)의 단부벽(17A, 17B)과 격벽(18A, 18B)에 베어링(19A, 19B)을 통해 지지되어 있다. 또한, 원통축(16A, 16B)의 일단측의 외주이며 단부벽(17A, 17B)에는, 로터(15A, 15B)의 회전 위치 정보를 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)의 제어 컨트롤러(도시하지 않음)에 피드백하기 위한 리졸버(20A, 20B)가 설치되어 있다. 스테이터(14A, 14B), 및 로터(15A, 15B)를 포함하는 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)는 동일 반경을 가지며, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)는 서로 경면 대칭으로 배치된다. 또한, 차축(10A) 및 원통축(16A)은, 제1 전동기(2A) 내를 관통하여, 제1 전동기(2A)의 양단부로부터 연장되어 있고, 차축(10B) 및 원통축(16B)도, 제2 전동기(2B) 내를 관통하여, 제2 전동기(2B)의 양단부로부터 연장되어 있다.
또한, 제1 및 제2 유성 기어식 감속기(12A, 12B)는, 선 기어(21A, 21B)와, 선 기어(21A, 21B)의 외주측에 위치하는 링 기어(24A, 24B)와, 이들 선 기어(21A, 21B)와 링 기어(24A, 24B)에 맞물리는 복수의 플래니터리 기어(22A, 22B)와, 이들 플래니터리 기어(22A, 22B)를 지지하는 플래니터리 캐리어(23A, 23B)를 구비하고, 선 기어(21A, 21B)로부터 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)의 토크가 입력되고, 감속된 토크가 플래니터리 캐리어(23A, 23B)를 통해 차축(10A, 10B)에 출력되도록 되어 있다.
선 기어(21A, 21B)는 원통축(16A, 16B)에 일체로 형성되어 있다. 또한, 플래니터리 기어(22A, 22B)는, 선 기어(21A, 21B)에 직접 맞물리는 대직경의 제1 피니언(26A, 26B)과, 이 제1 피니언(26A, 26B)보다 소직경의 제2 피니언(27A, 27B)을 갖는 2연 피니언이며, 이들 제1 피니언(26A, 26B)과 제2 피니언(27A, 27B)이 동축으로 또한 축 방향으로 오프셋된 상태로 일체로 형성되어 있다. 이 플래니터리 기어(22A, 22B)는 니들 베어링(31A, 31B)을 통해 플래니터리 캐리어(23A, 23B)의 피니언 샤프트(32A, 32B)에 지지되고, 플래니터리 캐리어(23A, 23B)는, 축 방향 내측 단부가 직경 방향 내측으로 연장되어 차축(10A, 10B)에 스플라인 감합(嵌合)되어 일체 회전 가능하게 지지되며, 베어링(33A, 33B)을 통해 격벽(18A, 18B)에 지지되어 있다.
링 기어(24A, 24B)는, 그 내주면이 소직경의 제2 피니언(27A, 27B)에 맞물리는 기어부(28A, 28B)와, 기어부(28A, 28B)보다 소직경이며 케이스(11)의 중간 위치에서 서로 대향 배치되는 소직경부(29A, 29B)와, 기어부(28A, 28B)의 축 방향 내측 단부와 소직경부(29A, 29B)의 축 방향 외측 단부를 직경 방향으로 연결하는 연결부(30A, 30B)를 포함한다.
기어부(28A, 28B)는, 중앙 케이스(11M)의 좌우 분할벽(45)의 내경(內徑)측 단부에 형성된 제3 원통벽(46)을 사이에 두고 축 방향으로 대향하고 있다. 소직경부(29A, 29B)는, 그 외주면이 각각 후술하는 일방향 클러치(50)의 이너 레이스(51)와 스플라인 감합되고, 링 기어(24A, 24B)는 일방향 클러치(50)의 이너 레이스(51)와 일체 회전하도록 서로 연결되어 구성되어 있다.
제2 유성 기어식 감속기(12B)측이며, 케이스(11)를 구성하는 중앙 케이스(11M)의 제2 원통벽(44)과 링 기어(24B)의 기어부(28B) 사이에는, 링 기어(24B)에 대한 제동 수단을 구성하는 유압 브레이크(60)가 제1 피니언(26B)과 직경 방향에서 오버랩되고, 제2 피니언(27B)과 축 방향에서 오버랩되도록 배치되어 있다. 유압 브레이크(60)는, 제2 원통벽(44)의 내주면에 스플라인 감합된 복수의 고정 플레이트(35)와, 링 기어(24B)의 기어부(28B)의 외주면에 스플라인 감합된 복수의 회전 플레이트(36)가 축 방향으로 교대로 배치되고, 이들 플레이트(35, 36)가 환형의 피스톤(37)에 의해 체결 및 해방 조작되도록 되어 있다. 피스톤(37)은, 중앙 케이스(11M)의 좌우 분할벽(45)과 제3 원통벽(46) 사이에 형성된 환형의 실린더실에 진퇴 가능하게 수용되어 있고, 또한 제3 원통벽(46)의 외주면에 설치된 받침 시트(38)에 지지되는 탄성 부재(39)에 의해, 항상, 고정 플레이트(35)와 회전 플레이트(36)를 해방시키는 방향으로 압박된다.
또한, 더욱 상세하게는, 좌우 분할벽(45)과 피스톤(37) 사이는 오일이 직접 도입되는 작동실(S)이 되고, 작동실(S)에 도입되는 오일의 압력이 탄성 부재(39)의 압박력보다 우세하면, 피스톤(37)이 전진(우측 이동)하여, 고정 플레이트(35)와 회전 플레이트(36)가 서로 밀어붙여져 체결되게 된다. 또한, 탄성 부재(39)의 압박력이 작동실(S)에 도입되는 오일의 압력보다 우세하면, 피스톤(37)이 후진(좌측 이동)하여, 고정 플레이트(35)와 회전 플레이트(36)가 이격되어 해방되게 된다. 한편, 유압 브레이크(60)는 전동 오일 펌프(70)(도 1 참조)에 접속되어 있다.
이 유압 브레이크(60)의 경우, 고정 플레이트(35)가 케이스(11)를 구성하는 중앙 케이스(11M)의 좌우 분할벽(45)으로부터 연장되는 제2 원통벽(44)에 지지되는 한편, 회전 플레이트(36)가 링 기어(24B)의 기어부(28B)에 지지되어 있기 때문에, 양 플레이트(35, 36)가 피스톤(37)에 의해 밀어붙여지면, 양 플레이트(35, 36) 사이의 마찰 체결에 의해 링 기어(24B)에 제동력이 작용하여 고정된다. 그 상태로부터 피스톤(37)에 의한 체결이 해방되면, 링 기어(24B)의 자유로운 회전이 허용된다. 한편, 전술한 바와 같이, 링 기어(24A, 24B)는 서로 연결되어 있기 때문에, 유압 브레이크(60)가 체결됨으로써 링 기어(24A)에도 제동력이 작용하여 고정되고, 유압 브레이크(60)가 해방됨으로써 링 기어(24A)도 자유로운 회전이 허용된다.
또한, 축 방향에서 대향하는 링 기어(24A, 24B)의 연결부(30A, 30B) 사이에도 공간부가 확보되고, 그 공간부 내에, 링 기어(24A, 24B)에 대해 일방향의 동력만을 전달하고 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 것이며, 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, 제3 원통벽(46)에 의해 위치 결정되고, 회전 방지되어 있다.
일방향 클러치(50)는, 차량(3)이 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)의 동력으로 전진할 때에 결합되어 링 기어(24A, 24B)의 회전을 로크하도록 구성되어 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 일방향 클러치(50)는, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)측의 순방향[차량(3)을 전진시킬 때의 회전 방향]의 회전 동력이 후륜(Wr)측에 입력될 때에 결합 상태가 되고, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)측의 역방향의 회전 동력이 후륜(Wr)측에 입력될 때에 비결합 상태가 되며, 후륜(Wr)측의 순방향의 회전 동력이 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)측에 입력될 때에 비결합 상태가 되고, 후륜(Wr)측의 역방향의 회전 동력이 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)측에 입력될 때에 결합 상태가 된다.
이와 같이 본 실시형태의 후륜 구동 장치(1)에서는, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)와 후륜(Wr)의 동력 전달 경로 상에 일방향 클러치(50)와 유압 브레이크(60)가 병렬로 설치되어 있다. 한편, 케이스(11)의 하방에는, 오일을 저류하는 오일 저류부(T)가 형성되어 있고, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)의 로터(15A, 15B)의 하단이 오일에 잠기지 않을 정도의 오일면 높이(도 2 중, 부호 H)로 되어 있으며, 고정 플레이트(35)와 회전 플레이트(36)의 하부가 오일 저류부(T) 중에 위치하고 있다.
여기서, 제어 장치(8)(도 1 참조)는, 차량 전체의 각종 제어를 하기 위한 제어 장치이며, 제어 장치(8)에는 차륜 속도 센서값, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)의 모터 회전수 센서값, 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, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)를 제어하는 신호, 전동 오일 펌프(70)를 제어하는 제어 신호 등이 출력된다.
즉, 제어 장치(8)는, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)를 제어하는 전동기 제어 장치로서의 기능과, 단속 수단으로서의 유압 브레이크(60)의 체결 상태와 해방 상태를 제어하는 단속 수단 제어 장치로서의 기능을, 적어도 구비하고 있다.
도 4는 각 차량 상태에 있어서의 전륜 구동 장치(6)와 후륜 구동 장치(1)의 관계를 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)의 작동 상태와 함께 기재한 것이다. 도면 중, 프론트 유닛은 전륜 구동 장치(6), 리어 유닛은 후륜 구동 장치(1), 리어 모터는 제1 및 제2 전동기(2A, 2B), OWC는 일방향 클러치(50), BRK는 유압 브레이크(60)를 나타낸다. 또한, 도 5~도 10은 후륜 구동 장치(1)의 각 상태에 있어서의 속도 공선도를 나타내고, LMOT는 제1 전동기(2A), RMOT는 제2 전동기(2B), 좌측의 S, C는 각각 제1 전동기(2A)에 연결된 제1 유성 기어식 감속기(12A)의 선 기어(21A), 제1 유성 기어식 감속기(12A)의 플래니터리 캐리어(23A), 우측의 S, C는 각각 제2 유성 기어식 감속기(12B)의 선 기어(21B), 제2 유성 기어식 감속기(12B)의 플래니터리 캐리어(23B), R은 제1 및 제2 유성 기어식 감속기(12A, 12B)의 링 기어(24A, 24B), BRK는 유압 브레이크(60), OWC는 일방향 클러치(50)를 나타낸다. 이하의 설명에서 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)에 의한 차량 전진시의 선 기어(21A, 21B)의 회전 방향을 순방향으로 한다. 또한, 도면 중, 정차 중인 상태로부터 상방이 순방향의 회전, 하방이 역방향의 회전이며, 화살표는 상향이 순방향의 토크를 나타내고, 하향이 역방향의 토크를 나타낸다.
정차 중에는, 전륜 구동 장치(6)도 후륜 구동 장치(1)도 구동하고 있지 않다. 따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 후륜 구동 장치(1)의 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)는 정지하고 있고, 차축(10A, 10B)도 정지하고 있기 때문에, 어느 요소에도 토크는 작용하고 있지 않다. 이때, 유압 브레이크(60)는 해방(OFF)되어 있다. 또한, 일방향 클러치(50)는, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)가 비구동이기 때문에 결합되어 있지 않다(OFF).
그리고, 키 포지션을 ON으로 한 후, EV 발진, EV 크루즈 등 모터 효율이 좋은 전진 저차속시에는, 후륜 구동 장치(1)에 의한 후륜 구동이 된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)가 순방향으로 회전하도록 역행(力行) 구동하면, 선 기어(21A, 21B)에는 순방향의 토크가 부가된다. 이때, 전술한 바와 같이 일방향 클러치(50)가 결합되어 링 기어(24A, 24B)가 로크된다. 이에 의해 플래니터리 캐리어(23A, 23B)는 순방향으로 회전하여 전진 주행이 이루어진다. 한편, 플래니터리 캐리어(23A, 23B)에는 차축(10A, 10B)으로부터의 주행 저항이 역방향으로 작용하고 있다. 이와 같이 차량(3)의 발진시에는, 키 포지션을 ON으로 하여 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)의 토크를 올림으로써, 일방향 클러치(50)가 기계적으로 결합되어 링 기어(24A, 24B)가 로크된다.
이때, 유압 브레이크(60)를 약체결 상태로 제어한다. 한편, 약체결이란, 동력 전달 가능하지만, 유압 브레이크(60)의 체결 상태의 체결력에 대해 약한 체결력으로 체결되어 있는 상태를 말한다. 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)의 순방향의 토크가 후륜(Wr)측에 입력될 때에는 일방향 클러치(50)가 결합 상태가 되어, 일방향 클러치(50)만으로 동력 전달 가능하지만, 일방향 클러치(50)와 병렬로 설치된 유압 브레이크(60)도 약체결 상태로 하여 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)측과 후륜(Wr)측을 접속 상태로 해 둠으로써, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)측으로부터의 순방향의 토크의 입력이 일시적으로 저하되어 일방향 클러치(50)가 비결합 상태가 된 경우에도, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)측과 후륜(Wr)측에서 동력 전달 불가능하게 되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 후술하는 감속 회생으로의 이행시에 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)측과 후륜(Wr)측을 접속 상태로 하기 위한 회전수 제어가 불필요해진다. 일방향 클러치(50)가 결합 상태일 때의 유압 브레이크(60)의 체결력을 일방향 클러치(50)가 비결합 상태일 때의 유압 브레이크(60)의 체결력보다 약하게 함으로써, 유압 브레이크(60)의 체결을 위한 소비 에너지가 저감된다.
전진 저차속 주행으로부터 차속이 올라가 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 7에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)의 역행 구동이 정지하면, 플래니터리 캐리어(23A, 23B)에는 차축(10A, 10B)으로부터 전진 주행하려고 하는 순방향의 토크가 작용하기 때문에, 전술한 바와 같이 일방향 클러치(50)가 비결합 상태가 된다. 이때에도, 유압 브레이크(60)를 약체결 상태로 제어한다.
도 6 또는 도 7의 상태로부터 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)를 회생 구동하려고 하면, 도 8에 도시된 바와 같이, 플래니터리 캐리어(23A, 23B)에는 차축(10A, 10B)으로부터 전진 주행을 계속하려고 하는 순방향의 토크가 작용하기 때문에, 전술한 바와 같이 일방향 클러치(50)가 비결합 상태가 된다. 이때, 유압 브레이크(60)를 체결 상태(ON)로 제어한다. 따라서, 링 기어(24A, 24B)가 로크되고, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)에는 역방향의 회생 제동 토크가 작용하여, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)에서 감속 회생이 이루어진다. 이와 같이, 후륜(Wr)측의 순방향의 토크가 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)측에 입력될 때에는 일방향 클러치(50)는 비결합 상태가 되어, 일방향 클러치(50)만으로 동력 전달 불가능하지만, 일방향 클러치(50)와 병렬로 설치된 유압 브레이크(60)를 체결시켜, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)측과 후륜(Wr)측을 접속 상태로 해 둠으로써 동력 전달 가능한 상태로 유지할 수 있고, 이 상태에서 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)를 회생 구동 상태로 제어함으로써, 차량(3)의 에너지를 회생할 수 있다.
계속해서 가속시에는, 전륜 구동 장치(6)와 후륜 구동 장치(1)의 사륜 구동이 되어, 후륜 구동 장치(1)는, 도 6에 도시된 전진 저차속시와 동일한 상태가 된다.
전진 고차속시에는, 전륜 구동 장치(6)에 의한 전륜 구동이 되는데, 이때 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)를 정지시켜 유압 브레이크(60)를 해방 상태로 제어한다. 일방향 클러치(50)는, 후륜(Wr)측의 순방향의 토크가 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)측에 입력되기 때문에 비결합 상태가 되고, 유압 브레이크(60)를 해방 상태로 제어함으로써 링 기어(24A, 24B)는 회전하기 시작한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)가 역행 구동을 정지하면, 플래니터리 캐리어(23A, 23B)에는 차축(10A, 10B)으로부터 전진 주행하려고 하는 순방향의 토크가 작용하기 때문에, 전술한 바와 같이 일방향 클러치(50)가 비결합 상태가 된다. 이때, 선 기어(21A, 21B)에는, 선 기어(21A, 21B) 및 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)의 회전 손실이 저항으로서 입력되고, 링 기어(24A, 24B)에는 링 기어(24A, 24B)의 회전 손실이 발생한다.
유압 브레이크(60)를 해방 상태로 제어함으로써, 링 기어(24A, 24B)의 자유로운 회전이 허용되고, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)측과 후륜(Wr)측이 차단 상태가 되어 동력 전달 불가능한 상태가 된다. 따라서, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)가 따라 회전하는 것이 방지되어, 전륜 구동 장치(6)에 의한 고차속시에 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)가 과회전이 되는 것이 방지된다.
후진시에는, 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)를 반대로 역행 구동하면, 선 기어(21A, 21B)에는 역방향의 토크가 부가된다. 이때, 전술한 바와 같이 일방향 클러치(50)가 비결합 상태가 된다.
이때 유압 브레이크(60)를 체결 상태로 제어한다. 따라서, 링 기어(24A, 24B)가 로크되고, 플래니터리 캐리어(23A, 23B)는 역방향으로 회전하여 후진 주행이 이루어진다. 한편, 플래니터리 캐리어(23A, 23B)에는 차축(10A, 10B)으로부터의 주행 저항이 순방향으로 작용하고 있다. 이와 같이, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)측의 역방향의 토크가 후륜(Wr)측에 입력될 때에는 일방향 클러치(50)는 비결합 상태가 되어, 일방향 클러치(50)만으로 동력 전달 불가능하지만, 일방향 클러치(50)와 병렬로 설치된 유압 브레이크(60)를 체결시켜, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)측과 후륜(Wr)측을 접속 상태로 해 둠으로써 동력 전달 가능하게 유지할 수 있어, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)의 토크에 의해 차량(3)을 후진시킬 수 있다.
이와 같이 후륜 구동 장치(1)는, 차량의 주행 상태, 바꿔 말하면, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)의 회전 방향이 순방향인지 역방향인지, 및 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)측과 후륜(Wr)측 중 어느 쪽으로부터 동력이 입력되는지에 따라, 유압 브레이크(60)의 체결·해방이 제어되고, 또한 유압 브레이크(60)의 체결시라도 체결력이 조정된다.
도 11은 차량이 정차 중인 상태로부터 EV 발진→EV 가속→ENG 가속→감속 회생→중속 ENG 크루즈→ENG+EV 가속→고속 ENG 크루즈→감속 회생→정차→후진→정차에 이를 때의 일방향 클러치(50)(OWC), 유압 브레이크(60)(BRK)의 타이밍 차트이다.
먼저, 키 포지션을 ON으로 해서 시프트가 P 레인지로부터 D 레인지로 변경되어, 액셀 페달이 밟힐 때까지는, 일방향 클러치(50)는 비결합(OFF), 유압 브레이크(60)는 해방(OFF) 상태를 유지한다. 거기로부터, 액셀 페달이 밟히면 후륜 구동(RWD)으로 후륜 구동 장치(1)에 의한 EV 발진, EV 가속이 이루어진다. 이때, 일방향 클러치(50)가 결합(ON)되어, 유압 브레이크(60)는 약체결 상태가 된다. 그리고, 차속이 저차속 영역으로부터 중차속 영역에 이르러 후륜 구동으로부터 전륜 구동이 되면 내연 기관(4)에 의한 ENG 주행(FWD)이 이루어진다. 이때, 일방향 클러치(50)가 비결합(OFF)이 되고, 유압 브레이크(60)는 그대로의 상태(약체결 상태)를 유지한다. 그리고, 브레이크가 밟히는 등 감속 회생시에는, 일방향 클러치(50)가 비결합(OFF)인 채로, 유압 브레이크(60)가 체결 상태(ON)가 된다. 내연 기관(4)에 의한 중속 크루즈 중에는, 전술한 ENG 주행과 동일한 상태가 된다. 계속해서, 액셀 페달이 더 밟혀져 전륜 구동으로부터 사륜 구동(AWD)이 되면, 다시 일방향 클러치(50)가 결합(ON)된다. 그리고, 차속이 중차속 영역으로부터 고차속 영역에 이르면, 다시 내연 기관(4)에 의한 ENG 주행(FWD)이 이루어진다. 이때, 일방향 클러치(50)가 비결합(OFF)이 되고, 유압 브레이크(60)가 해방 상태(OFF)가 되며, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)를 정지시킨다. 그리고, 감속 회생시에는, 전술한 감속 회생시와 동일한 상태가 된다. 그리고, 차량이 정지하면, 일방향 클러치(50)는 비결합(OFF), 유압 브레이크(60)는 해방(OFF) 상태가 된다.
여기서, 유압 브레이크(60)의 특성에 대해 설명한다.
유압 브레이크(60)는, 이른바 습식 다판식의 브레이크이며, 상기한 바와 같이, 복수의 고정 플레이트(35)와, 복수의 회전 플레이트(36)가 축 방향으로 교대로 배치되고, 이들 플레이트(35, 36)가 환형의 피스톤(37)에 의해 체결 및 해방 조작되도록 되어 있다. 습식 다판식의 브레이크는, 윤활유로서의 오일에 의해 양 플레이트(35, 36)를 윤활하는 것이며, 오일이 댐퍼의 역할을 수행하기 때문에, 건식 클러치에 비해 체결시의 쇼크가 완화된다.
링 기어(24B)의 기어부(28B)의 외주면에 스플라인 감합된 회전 플레이트(36)는, 그 하부가 케이스(11)의 하방의 오일 저류부(T) 중에 위치하고 있고, 링 기어(24A, 24B)의 회전에 따라 오일 저류부(T)의 오일을 스윕함으로써, 양 플레이트(35, 36)에 오일이 공급된다. 또한, 링 기어(24A, 24B)의 회전·고정에 상관없이, 유압 브레이크(60)를 해방시킴으로써, 양 플레이트(35, 36) 사이에 오일이 공급된다. 한편, 유압 브레이크(60)를 체결함으로써 링 기어(24A, 24B)가 고정되어 양 플레이트(35, 36)가 마찰 체결되어 있는 경우, 회전 플레이트(36)에 의한 오일 스윕 효과를 얻을 수 없고, 또한 양 플레이트(35, 36) 사이에 오일이 공급되지 않아, 유압 브레이크(60)의 체결이 장시간에 이르면 상부에서는 윤활 불량이 발생할 우려가 있다.
도 4~도 10에 도시된 바와 같이, 후륜 구동 장치(1)에서는, 차량(3)의 주행 중에는, 전진 고차속시를 제외하고 유압 브레이크(60)가 약체결 상태 또는 체결 상태로 유지되어 있다. 도 11에 기재된 주행 모드에서는, EV 발진시에 일방향 클러치(50)가 결합(ON)되고, 유압 브레이크(60)가 약체결된 후, 고속 ENG 크루즈까지 유압 브레이크(60)의 체결 상태가 유지되기 때문에, 이 동안에, 회전 플레이트(36)가 감합된 링 기어(24B)의 회전이 규제되고, 양 플레이트(35, 36)가 마찰 체결되게 된다. 그 때문에, 회전 플레이트(36)에 의한 오일 스윕 효과를 얻을 수 없어, 유압 브레이크(60)에 윤활 불량이 발생할 우려가 있다. 유압 브레이크(60)에 윤활 불량이 발생하면, 유압 브레이크(60)에 의한 원래의 토크 전달 기능을 발휘할 수 없고, 또한 유압 브레이크(60)가 열화되어 버릴 우려가 있다.
그래서, 제어 장치(8)는, 상기한 전동기 제어 장치 및 단속 수단 제어 장치로서의 기능에 더하여, 유압 브레이크(60)의 최근의 체결 개시로부터의 경과 시간인 체결 계속 시간을 취득하는 계시 수단으로서의 기능도 가지며, 계시 수단이 취득한 체결 계속 시간이 소정 이상일 때에, 유압 브레이크(60)를 해방시키는 브레이크 강제 해방을 행한다.
<브레이크 해방 제어>
다음으로, 브레이크 강제 해방을 포함한 유압 브레이크(60)의 브레이크 해방 제어에 대해 도 12를 참조하면서 설명한다.
유압 브레이크(60)의 브레이크 해방 제어에 있어서, 먼저, 통상의 브레이크해방 조건이 성립하는지의 여부가 판단된다(S1). 이 통상의 브레이크 해방 조건은, 후륜 구동 장치(1)의 주행 상태(전진, 후진, 차속 등)에 따라 결정되고, 도 4 내지 도 11에서 설명한 후륜 구동 장치(1)의 각 상태에 따라, 미리 규정된 것이다. 브레이크 해방 조건이 성립되면, 제어 장치(8)로부터 브레이크 해방 지령이 출력되고, 즉시 유압 브레이크(60)가 해방되는 통상의 브레이크 해방 제어가 행해진다(S2). 예컨대, 도 11에 있어서, 중차속 영역의 ENG+EV 가속으로부터 고차속 영역의 고속 ENG 크루즈로 이행할 때에, 브레이크 해방 지령이 출력되어, 유압 브레이크(60)가 해방된다.
이때, 플래니터리 캐리어(23A, 23B)에는 차축(10A, 10B)으로부터 전진 주행하려고 하는 순방향의 토크가 작용하고, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)는 역행 구동을 정지하기 때문에, 링 기어(24A, 24B)에는 순방향의 토크가 작용한다. 유압 브레이크(60)가 해방되면 마찰 체결되어 있던 고정 플레이트(35)와 회전 플레이트(36)가 이격되어, 회전 플레이트(36)의 회전이 허용된다. 그리고, 회전 플레이트(36)에 의한 오일 스윕 효과에 의해 스윕된 오일이 이격된 고정 플레이트(35)와 회전 플레이트(36) 사이에 공급되어, 유압 브레이크(60)가 윤활된다. 제어 장치(8)에서는, 유압 브레이크(60)의 해방에 맞춰, 계시 수단의 체결 계속 시간이 리셋된다.
또한, S1에 있어서, 브레이크 해방 조건이 성립되지 않는 경우에는, 계시 수단이 취득한 체결 계속 시간이 소정값보다 큰지의 여부를 검출한다(S3). 그 결과, 계시 수단이 취득한 체결 계속 시간이 소정값보다 큰 경우, 유압 브레이크(60)가 윤활 불량 상태일 우려가 있다고 판단하여, 유압 브레이크(60)의 강제 해방 지령을 출력한다(S4). 계시 수단이 취득한 체결 계속 시간이 소정값 이하인 경우, 유압 브레이크(60)가 윤활 불량 상태에는 없거나 또는 윤활 불량이 허용 범위 내에 있다고 판단하여, 브레이크 해방 제어를 종료한다.
<브레이크 강제 해방 제어 FWD 주행시>
제어 장치(8)로부터 유압 브레이크(60)의 강제 해방 지령이 출력되었을 때에, 차량(3)이 FWD 주행하고 있는 경우, 즉 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)가 토크를 발생하고 있지 않은 경우, 전륜 구동 장치(6)로 전륜(Wf)을 구동하고 있고, 유압 브레이크(60)는 동력 전달에 기여하고 있지 않기 때문에, 단시간의 해방이면 수시로 허용되므로, 즉시 유압 브레이크(60)를 해방시킨다. 이때, 통상의 브레이크 해방 제어와 마찬가지로, 유압 브레이크(60)를 해방시킴으로써, 유압 브레이크(60)가 윤활된다.
즉, 제어 장치(8)는, 계시 수단이 취득한 체결 계속 시간이 소정 이상일 때에, 전륜 구동 장치(6)가 순방향의 토크를 발생하고 있는 경우, 유압 브레이크(60)를 해방시킨다. 예컨대, 도 11에 있어서, ENG 가속시 및 중속 ENG 크루즈시이면, 유압 브레이크(60)가 즉시 해방된다.
<브레이크 강제 해방 제어 RWD 또는 AWD 주행시>
제어 장치(8)로부터 유압 브레이크(60)의 강제 해방 지령이 출력되었을 때에, 차량(3)이 RWD 또는 AWD 주행하고 있는 경우, 즉 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)가 순방향의 토크를 발생하고 있는 경우, 유압 브레이크(60)의 해방을, 순방향의 토크가 대략 영이 될 때까지 대기하여, 후술하는 소정의 타이밍 (A), (B) 또는 (C)에서 유압 브레이크(60)를 해방시킨다.
(A) FWD 주행시
FWD 주행이 될 때까지 대기하여 유압 브레이크(60)를 강제 해방시키는 경우, 즉, FWD 주행시의 브레이크 강제 해방 제어에 대해서는, 상기 (<브레이크 강제 해방 제어 FWD 주행시>)와 동일하며, 여기서는 설명을 생략한다.
(B) 회생 구동으로의 이행시
후륜 구동 장치(1)가 회생 구동 지령을 받으면 통상, 즉시 유압 브레이크(60)를 체결 상태로 제어하고, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)를 회생 구동 상태로 제어하는 바, 제어 장치(8)로부터 유압 브레이크(60)의 강제 해방 지령이 출력되고 있는 경우에는, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)의 회생 구동 전에 유압 브레이크(60)의 해방을 인터럽트하고, 또한 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)를 정지 또는 반대로 역행 구동하도록 제어한다. 이에 의해, 통상의 브레이크 해방 제어와 마찬가지로, 유압 브레이크(60)를 해방시킴으로써, 유압 브레이크(60)가 윤활된다. 도 11에 기재된 주행 모드에서는, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)의 역행 구동으로부터 회생 구동으로의 이행에 대해 기재되어 있지 않으나, 예컨대 EV 가속 후에 회생하는 경우, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)의 역행 구동으로부터 회생 구동으로의 이행시에 유압 브레이크(60)가 해방된다.
이와 같이 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)의 회생 구동의 개시, 즉 후륜 구동 장치(1)에 의한 제동력 발생의 개시를 지연시키는 경우, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B) 로부터의 회생 구동 토크의 발생 개시의 지연을 보충하도록, 도시하지 않은 차륜 브레이크 등으로부터, 제동력을 발생시킨다. 이와 같이 제동력은, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B) 이외의 차륜 브레이크 등에 의해서도 발생시키는 것이 가능하기 때문에, 차량 전체로서의 요구 제동력을 충족시킬 수 있다.
통상의 브레이크 해방 제어와 같이 브레이크 해방시에 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)를 정지하는 것만으로도, 유압 브레이크(60)는 윤활되지만, 회생 구동의 개시를 대기시키고 있기 때문에, 보다 단시간에 완료하도록 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)를 반대로 역행 구동하는 것이 바람직하다.
한편, 제어 장치(8)로부터 유압 브레이크(60)의 강제 해방 지령이 출력되었을 때에, 차량(3)이 RWD 또는 AWD 주행하고 있는 경우, 즉 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)가 순방향의 토크를 발생하고 있는 경우, 그 상태인 채로, 약체결 상태에 있는 유압 브레이크(60)를 소정 시간만큼 해방해도 좋다. 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)가 순방향의 토크를 발생하고 있는 경우에는, 일방향 클러치(50)가 결합 상태가 되어 일방향 클러치(50)에 의해 토크 전달이 행해지고 있기 때문에, 유압 브레이크(60)를 해방시켜도 토크 전달에 대한 영향은 없다. 단, 이 경우, 일방향 클러치(50)에 의한 링 기어(24A, 24B)의 고정이 유지되기 때문에, 회전 플레이트(36)에 의한 스윕 효과는 기대할 수 없고, 고정 플레이트(35)와 회전 플레이트(36)가 이격됨으로써, 고정 플레이트(35)와 회전 플레이트(36) 사이에 오일이 공급될 뿐이다.
(C) 정차시
정차할 때까지 대기하여 유압 브레이크(60)를 강제 해방시키는 경우, 즉 정차시에 유압 브레이크(60)를 해방시키는 것에 대해서는, 상기 통상 정차시의 브레이크 해방과 동일하다. 유압 브레이크(60)를 해방시킴으로써 유압 브레이크(60)에 의한 링 기어(24A, 24B)의 체결이 해제되고, 마찰 체결되어 있던 고정 플레이트(35)와 회전 플레이트(36)가 이격되어, 고정 플레이트(35)와 회전 플레이트(36) 사이에 오일이 공급된다. 정차시에, 제어 장치(8)로부터 유압 브레이크(60)의 강제 해방 지령이 출력되고 있는 경우에는, 유압 브레이크(60)의 해방에 더하여, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)를 반대로 역행 구동하도록 제어한다.
차량(3)의 통상 정차시에는, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)의 역행 구동이 정지하고, 좌우 후륜(LWr, RWr)도 정지하기 때문에, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)에 접속되는 선 기어(S1, S2) 및 좌우 후륜(LWr, RWr)에 접속되는 캐리어(C1, C2)도 정지하고, 링 기어(24A, 24B)의 회전도 정지하지만(도 5 참조), 강제 해방 지령이 출력된 상태에서 정차할 때에는, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)를 반대로 역행 구동함으로써, 좌우 후륜(LWr, RWr)에 접속되는 캐리어(C1, C2)가 정지한 상태에서, 링 기어(24A, 24B)가 순방향으로 회전하기 때문에, 회전 플레이트(36)에 의한 오일 스윕 효과에 의해 스윕된 오일이 고정 플레이트(35)와 회전 플레이트(36) 사이에 보다 공급되어 유압 브레이크(60)가 윤활된다. 차량(3)의 정차시에는, 주행시에 비해 양 플레이트(35, 36)의 간격이 넓어지기 어렵기 때문에, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)를 반대로 역행 구동함으로써, 양 플레이트(35, 36) 사이에 효과적으로 오일을 공급할 수 있다. 한편, 정차시에는, 일방향 클러치(50)는 비결합 상태가 되기 때문에 좌우 후륜(LWr, RWr)에 토크가 출력되는 일은 없으나, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)를 반대로 역행 구동할 때, 도시하지 않은 차륜 브레이크를 체결해 두면 더욱 바람직하다.
한편, 본 실시형태는, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)와 후륜(Wr)의 동력 전달 경로 상에 일방향 클러치(50)와 유압 브레이크(60)가 병렬로 설치된 후륜 구동 장치(1)를 예시하였으나, 일방향 클러치(50)는 반드시 필요한 것은 아니며, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)와 후륜(Wr)의 동력 전달 경로 상에 유압 브레이크(60)만이 설치된 구동 장치, 즉, 구동원과 피구동부의 동력 전달 경로 상에 단속 수단이 설치된 구동 장치에도 적용할 수 있다. 이 경우, 일방향 클러치(50)의 결합, 비결합을 고려하지 않고, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)로부터 토크가 발생하고 있지 않은 상태에서 유압 브레이크(60)를 해방시킴으로써, 토크를 전달할 수 없게 되는, 이른바 토크 누락을 방지할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 의하면, 제어 장치(8)는, 전동기 제어 장치 및 단속 수단 제어 장치로서의 기능에 더하여, 유압 브레이크(60)의 최근의 체결 개시로부터의 경과 시간인 체결 계속 시간을 취득하는 계시 수단으로서의 기능도 갖기 때문에, 그것에 기초하여 유압 브레이크(60)의 해방을 제어할 수 있고, 유압 브레이크(60)의 기본 기능으로서의 토크 전달의 실현에 더하여, 유압 브레이크(60)를 적절히 보호할 수 있다.
또한, 계시 수단이 취득한 체결 계속 시간이 소정 이상일 때에, 유압 브레이크(60)를 해방시킴으로써, 유압 브레이크(60)의 체결 시간의 장시간화를 방지할 수 있고, 유압 브레이크(60)의 해방에 따라 유압 브레이크(60)의 다판 사이에 오일을 공급할 수 있다.
한편, 본 발명은 전술한 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 적절히 변형, 개량 등이 가능하다.
또한, 단속 수단으로서 유압 구동식의 습식 다판식 브레이크를 예시하였으나, 이것에 한하지 않고 기계 구동식, 전자 구동식 등을 임의로 선택할 수 있다.
또한, 선 기어(21A, 21B)에 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)를 접속하고, 링 기어끼리를 서로 연결하였으나, 이것에 한하지 않고 선 기어끼리를 서로 연결하고, 링 기어에 제1 및 제2 전동기를 접속해도 좋다.
또한, 단속 수단과 일방향 동력 전달 수단은, 3요소를 갖는 차동 장치의 일 요소에 배치되는 경우에 한하지 않고, 회전체와 회전체의 단순한 동력 전달부에 배치되는 것이어도 좋다.
또한, 구동원은 2개 있을 필요는 없고, 하나의 구동원에 의해 피구동부를 구동하는 기구여도 좋다.
또한, 전륜 구동 장치는, 내연 기관을 이용하지 않고 전동기를 유일한 구동원으로 하는 것이어도 좋다.
또한, 구동원으로서, 전동기 대신에, 내연 기관 등 다른 동력 발생 장치를 이용해도 좋다.
또한, 본 발명의 구동 장치는, 차량에 한하지 않고 다른 수송 기관, 예컨대 선박이나 항공기여도 좋다.
한편, 본 출원은 2013년 12월 24일 출원의 일본 특허 출원(특원 2013-265802)에 기초하는 것이며, 그 내용은 여기에 참조로서 받아들여진다.
1: 후륜 구동 장치(구동 장치) 2A: 제1 전동기(구동원)
2B: 제2 전동기(구동원) 3: 차량(수송 기관)
4: 내연 기관(다른 구동원) 5: 전동기(다른 구동원)
8: 제어 장치(단속 수단 제어 장치, 계시 수단)
50: 일방향 클러치(일방향 동력 전달 수단)
60: 유압 브레이크(단속 수단) Wf: 전륜(제2 구동륜)
Wr: 후륜(피구동부, 제1 구동륜)

Claims (9)

  1. 구동원과,
    상기 구동원에 의해 구동되고, 수송 기관을 추진하는 피구동부와,
    상기 구동원과 상기 피구동부의 동력 전달 경로 상에 설치되고, 해방 또는 체결함으로써 상기 동력 전달 경로를 차단 상태 또는 접속 상태로 하는 습식 다판식의 단속 수단과,
    상기 단속 수단의 해방과 체결을 제어하는 단속 수단 제어 장치
    를 구비하는 수송 기관의 구동 장치로서,
    상기 단속 수단의 최근의 체결 개시로부터의 경과 시간인 체결 계속 시간을 취득하는 계시(計時) 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 수송 기관의 구동 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 단속 수단 제어 장치는, 상기 계시 수단이 취득한 체결 계속 시간이 미리 정해진 것 이상일 때에, 상기 단속 수단을 해방시키는 것을 특징으로 하는 수송 기관의 구동 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 구동 장치는, 상기 구동원과 상기 피구동부의 동력 전달 경로 상에 상기 단속 수단과 병렬로 설치되며, 구동원측의 일방향의 회전 동력이 피구동부측에 입력될 때에 결합 상태가 되고, 구동원측의 타방향의 회전 동력이 피구동부측에 입력될 때에 비결합 상태가 되며, 피구동부측의 일방향의 회전 동력이 구동원측에 입력될 때에 비결합 상태가 되고, 피구동부측의 타방향의 회전 동력이 구동원측에 입력될 때에 결합 상태가 되는 일방향 동력 전달 수단을 더 구비하고,
    상기 단속 수단 제어 장치는, 상기 계시 수단이 취득한 체결 계속 시간이 미리 정해진 것 이상일 때에, 상기 구동원이 상기 일방향의 회전 동력을 발생하고 있는 경우, 상기 단속 수단의 해방을, 상기 일방향의 회전 동력이 대략 영이 될 때까지 대기하는 것을 특징으로 하는 수송 기관의 구동 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 구동 장치는, 상기 구동원과 상기 피구동부의 동력 전달 경로 상에 상기 단속 수단과 병렬로 설치되며, 구동원측의 일방향의 회전 동력이 피구동부측에 입력될 때에 결합 상태가 되고, 구동원측의 타방향의 회전 동력이 피구동부측에 입력될 때에 비결합 상태가 되며, 피구동부측의 일방향의 회전 동력이 구동원측에 입력될 때에 비결합 상태가 되고, 피구동부측의 타방향의 회전 동력이 구동원측에 입력될 때에 결합 상태가 되는 일방향 동력 전달 수단을 더 구비하고,
    상기 단속 수단 제어 장치는, 상기 계시 수단이 취득한 체결 계속 시간이 미리 정해진 것 이상일 때에, 상기 구동원이 상기 일방향의 회전 동력을 발생하고 있는 경우, 상기 단속 수단을, 상기 구동원에의 지령이 상기 타방향의 회전 동력의 발생 지시로 전환될 때까지 체결 유지하고, 상기 구동원이 상기 일방향의 회전 동력의 발생을 끝내고, 상기 타방향의 회전 동력의 발생을 개시하기 전에 해방시키는 것을 특징으로 하는 수송 기관의 구동 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 수송 기관은 차량이고,
    상기 피구동부는 상기 차량의 차륜이며,
    상기 차량은, 상기 차륜의 회전을 제동하는 제동 수단을 구비하고,
    상기 구동원이 상기 타방향의 회전 동력의 발생을 개시하기 전에 상기 단속 수단을 해방시킬 때에, 상기 구동원으로부터의 상기 타방향의 회전 동력의 발생 개시의 지연을 보충하도록, 상기 제동 수단으로부터, 상기 타방향의 회전 동력을 보충하는 제동력을 발생시키는 것을 특징으로 하는 수송 기관의 구동 장치.
  6. 제2항에 있어서, 상기 수송 기관은 차량이고,
    상기 피구동부는 상기 차량의 차륜 중, 전륜 및 후륜 중 한쪽인 제1 구동륜이며,
    상기 차량은, 상기 전륜 및 후륜 중 다른쪽인 제2 구동륜을 구동하는 다른 구동원을 구비하고,
    상기 단속 수단 제어 장치는, 상기 계시 수단이 취득한 체결 계속 시간이 미리 정해진 것 이상일 때에, 상기 다른 구동원이 일방향의 회전 동력을 발생하고 있는 경우, 상기 단속 수단을 해방시키는 것을 특징으로 하는 수송 기관의 구동 장치.
  7. 제2항에 있어서, 상기 단속 수단 제어 장치는, 상기 계시 수단이 상기 미리 정해진 것 이상의 체결 계속 시간을 취득했을 때에, 상기 수송 기관이 이동하고 있는 경우, 상기 단속 수단의 해방을, 상기 수송 기관이 정지할 때까지 대기하는 것을 특징으로 하는 수송 기관의 구동 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 수송 기관은 차량이고,
    상기 피구동부는 상기 차량의 차륜이며,
    상기 차량은, 상기 차륜의 회전을 제동하는 제동 수단을 구비하고,
    상기 차량이 정지하여 상기 단속 수단을 해방시킬 때에, 상기 구동원으로부터 동력을 발생시키고, 상기 제동 수단을 작동시키는 것을 특징으로 하는 수송 기관의 구동 장치.
  9. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 단속 수단 제어 장치는, 구동원측의 일방향의 회전 동력이 피구동부측에 입력될 때에, 구동원측과 피구동부측이 접속 상태가 되도록 상기 단속 수단을 체결하는 것을 특징으로 하는 수송 기관의 구동 장치.
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