WO2020059598A1 - 駆動装置 - Google Patents

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WO2020059598A1
WO2020059598A1 PCT/JP2019/035719 JP2019035719W WO2020059598A1 WO 2020059598 A1 WO2020059598 A1 WO 2020059598A1 JP 2019035719 W JP2019035719 W JP 2019035719W WO 2020059598 A1 WO2020059598 A1 WO 2020059598A1
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WO
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motor
mode
clutch
switching
output shaft
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Application number
PCT/JP2019/035719
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English (en)
French (fr)
Inventor
幸浩 稲満
Original Assignee
株式会社ユニバンス
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/02—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H3/08—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts
    • F16H3/087—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears
    • F16H3/089—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears all of the meshing gears being supported by a pair of parallel shafts, one being the input shaft and the other the output shaft, there being no countershaft involved
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Definitions

  • the present invention relates to a driving device that drives at least one of two motors mounted on a vehicle to run the vehicle.
  • Patent Document 1 discloses a device that operates three clutches provided in a transmission. There is disclosed a technology for performing a speed change.
  • the present invention has been made to solve this problem, and an object of the present invention is to provide a drive device capable of shortening the switching time.
  • the present invention includes a transmission that transmits power of a first motor and a second motor to an output shaft, and a control device that controls the transmission, the first motor, and the second motor.
  • the transmission includes a first input shaft and a second input shaft that are coupled to and coaxial with the first motor and the second motor, respectively, a first reduction gear that transmits power of the first input shaft to the output shaft, A second reduction gear that transmits the power of the second input shaft to the output shaft at a reduction ratio smaller than the reduction ratio of the first reduction gear; a first clutch that disconnects or connects the first input shaft and the second input shaft; A second clutch, which is arranged on the output shaft and transmits power from the first reduction gear to the output shaft, the second clutch being a one-way clutch.
  • the control device controls the rotation speed of the first motor when the first clutch is engaged, and controls the torque of the first motor otherwise.
  • the control device controls the rotation speed of the first motor, so that the time for engaging the first clutch can be reduced. Except when the first clutch is engaged, the control device controls the torque of the first motor, so that the torque of the output shaft on which the second clutch including the one-way clutch is disposed can be smoothly changed. Therefore, the mode switching time can be reduced.
  • the rotation speed of the first motor is a concept including a rotation speed (rotation speed) (S ⁇ 1 ) and an angular speed (rad / s).
  • the control device controls the torque of the second motor
  • the control of the second motor can be simplified in addition to the effect of the first aspect.
  • the control device is configured to disengage the first clutch, drive the first motor in the first mode, drive the second motor in the second mode, disengage the first clutch, and operate the first motor and the first motor.
  • the transmission is set to one of a third mode for driving the two motors and a fourth mode for driving the first motor and the second motor by connecting the first clutch. Since the control device de-energizes the first motor in the second mode, the power consumption in the second mode can be reduced accordingly. Therefore, in addition to the effects of the first and second aspects, the power consumption can be improved.
  • the control device is configured to control the first mode in which the first clutch is disengaged to drive the first motor, the second mode in which the second motor is driven, the first clutch is disengaged, and the first motor is disengaged.
  • the transmission is set to one of a third mode for driving the two motors and a fourth mode for driving the first motor and the second motor by connecting the first clutch. Since the control device controls the rotation speed of the first motor by energizing the first motor in the second mode, the first clutch can be easily engaged when shifting from the second mode to the fourth mode. Therefore, in addition to the effects of the first and second aspects, the time for switching from the second mode to the fourth mode can be reduced.
  • FIG. 2 is a functional block diagram of a driving device according to one embodiment.
  • 4 is a table showing combinations of operations of a first motor, a second motor, and a first clutch. It is a schematic diagram of a mode switching diagram. It is a flowchart of a clutch switching process. 6 is a time chart when switching from a first mode to a fourth mode.
  • FIG. 1 is a functional block diagram of a driving device 10 according to one embodiment.
  • the drive device 10 is mounted on a vehicle and includes a transmission 11 and a control device 50.
  • the transmission 11 has a first input shaft 14 connected to the first motor 12, a second input shaft 15 connected to the second motor 13, and an output shaft 16.
  • the first input shaft 14 and the second input shaft 15 are arranged coaxially.
  • the first input shaft 14 (second input shaft 15) and the output shaft 16 are arranged parallel to each other.
  • the first input shaft 14 and the second input shaft 15 are main shafts that directly receive the driving forces of the first motor 12 and the second motor 13, respectively.
  • the first input shaft 14 and the second input shaft 15 are connected to each other via a pilot bearing (not shown) so as to be relatively rotatable.
  • the first motor 12 and the second motor 13 are electric motors and have the same torque characteristics.
  • a battery (not shown) mounted on the vehicle supplies power to drive circuits 52 and 53 of the first motor 12 and the second motor 13, respectively. The battery is supplied with external power and charged, and also supplied with regenerative power from the second motor 13.
  • the output of the transmission 11 is transmitted to a differential device 18 disposed at the center of the axle 17.
  • the axle 17 is arranged parallel to the output shaft 16.
  • the differential device 18 distributes the driving force to the left and right axles 17.
  • Wheels 19 are arranged at both ends of the axle 17, respectively.
  • the vehicle is provided with a plurality of wheels (not shown) in addition to the wheels 19, and can run by rotating the axles 17 and the wheels 19.
  • the first reduction gear 20 is a device that reduces the rotation of the first input shaft 14 and transmits the rotation to the output shaft 16.
  • the first reduction gear 20 includes a first gear 21 connected to the first input shaft 14, and a second gear 22 connected to the output shaft 16 or idling the output shaft 16 by switching the second clutch 23. .
  • the second gear 22 meshes with the first gear 21.
  • the first reduction gear 20 is set to a reduction ratio by the engagement of the first gear 21 and the second gear 22.
  • the second clutch 23 is interposed between the output shaft 16 and the second gear 22.
  • the second clutch 23 is a one-way clutch that transmits power in the forward direction from the second gear 22 to the output shaft 16.
  • the second clutch 23 transmits the forward rotation of the second gear 22 to the output shaft 16 so as to be able to be interrupted, and interrupts the transmission of the forward rotation from the output shaft 16 to the second gear 22.
  • the second reduction gear 30 is a device that reduces the rotation of the second input shaft 15 and transmits the reduced rotation to the output shaft 16.
  • the second reduction gear 30 includes a third gear 31 connected to the second input shaft 15 and a fourth gear 32 connected to the output shaft 16 and meshing with the third gear 31.
  • the second motor 13 can always transmit power to the output shaft 16 via the second reduction gear 30.
  • the second reduction gear 30 is set to a reduction ratio smaller than the reduction gear ratio of the first reduction gear 20 due to the engagement of the third gear 31 and the fourth gear 32.
  • the first reduction gear 20 is a low-speed transmission path
  • the second reduction gear 30 is a high-speed transmission path.
  • the fifth gear 33 connected to the output shaft 16 meshes with the sixth gear 34 connected to the differential device 18.
  • the fifth gear 33 and the sixth gear 34 transmit the power of the output shaft 16 to the axle 17 via the differential 18.
  • the first clutch 40 that disconnects or connects the first input shaft 14 and the second input shaft 15 is disposed between the first input shaft 14 and the second input shaft 15.
  • the first clutch 40 is a meshing clutch.
  • the control device 50 uses the actuator 42 to move the sleeve 41 to connect and disconnect the first clutch 40.
  • the present invention is not limited to this, and it is of course possible to employ another clutch such as a friction clutch or incorporate a synchromesh into the first clutch 40.
  • the control device 50 is a device for controlling the first motor 12, the second motor 13, and the first clutch 40.
  • the control device 50 includes a CPU, a ROM, a RAM, and a backup RAM (all not shown).
  • the ROM stores a map such as a mode switching diagram 60 (see FIG. 3) and a program which are referred to when the program is executed.
  • the CPU executes arithmetic processing based on programs and maps stored in the ROM.
  • the RAM is a memory for temporarily storing a result of calculation by the CPU, data input from each sensor, and the like.
  • the backup RAM is a non-volatile memory that stores data to be stored and the like.
  • the control device 50 is connected via a CAN communication line 51 to a drive circuit 52 for driving the first motor 12 and a drive circuit 53 for driving the second motor 13.
  • the control device 50 is connected to a first rotation sensor 54, a second rotation sensor 55, a vehicle speed sensor 56, an accelerator opening sensor 57, and a sleeve position sensor 58.
  • the control device 50 uses the drive circuits 52 and 53 to perform power running control or regenerative control of the first motor 12 and the second motor 13.
  • the first rotation sensor 54 is a device for detecting the number of rotations (rotational speed) of the first motor 12.
  • the first rotation sensor 54 includes an output circuit (not shown) that detects the number of rotations of the first input shaft 14, processes the detection result, and outputs the result to the control device 50.
  • the second rotation sensor 55 is a device for detecting the rotation speed (rotation speed) of the second motor 13.
  • the second rotation sensor 55 includes an output circuit (not shown) that detects the number of rotations of the second input shaft 15, processes the detection result, and outputs the processed result to the control device 50.
  • the vehicle speed sensor 56 is a device for detecting the speed of the vehicle.
  • the vehicle speed sensor 56 includes an output circuit (not shown) that detects the rotation speed of the output shaft 16, processes the detection result, calculates the speed of the vehicle, and outputs the calculated speed to the control device 50.
  • the accelerator opening sensor 57 includes an output circuit (not shown) that detects the amount of depression of an accelerator pedal (not shown) by a driver, processes the detection result, and outputs the result to the control device 50.
  • the output of the accelerator opening sensor 57 is proportional to the total driving force (requested driving force) required by the driver.
  • the sleeve position sensor 58 has an output circuit (not shown) that detects the position of the sleeve 41 of the first clutch 40, processes the detection result, and outputs the result to the control device 50. Based on the detection result of the sleeve position sensor 58, the control device 50 detects whether the first clutch 40 is engaged or disconnected.
  • Another input / output device 59 connected to the control device 50 includes, for example, a brake stroke sensor.
  • the control device 50 controls the torque of the first motor 12 by detecting and feeding back the amount of current flowing to the drive circuit 52, and controls the torque of the second motor 13 by detecting and feeding back the amount of current flowing to the drive circuit 53. Control the torque. Further, the control device 50 controls the rotation speed of the first motor 12 by detecting the rotation speed of the first input shaft 14 using the first rotation sensor 54 and feeding it back.
  • FIG. 2 is a table showing combinations of operations of the first motor 12, the second motor 13, and the first clutch 40.
  • the motor to be driven and the clutch to be engaged in each mode are indicated by x.
  • the control device 50 uses a mode switching diagram 60 (see FIG. 3) to perform a first mode, a second A mode, a second B mode, and a third mode based on information input from the vehicle speed sensor 54, the accelerator opening sensor 55, and the like. And the control to switch the transmission 11 to one of the fourth mode and the fourth mode.
  • the control device 50 turns off the second motor 13 while the first clutch 40 is disengaged, and controls the power running of the first motor 12.
  • the first mode is used when starting or running at low speed. Since the output of the first motor 12 is transmitted to the output shaft 16 via the first reduction gear 20 having a larger reduction ratio than that of the second reduction gear 30, a strong driving torque is obtained from a low speed, and a strong start and low-speed running are achieved. It becomes possible.
  • the control device 50 controls the power running of the second motor 13.
  • the output of the second motor 13 is transmitted to the output shaft 16 via the second reduction gear 30 having a smaller reduction ratio than that of the first reduction gear 20, so that high-speed traveling with good power consumption is possible.
  • the first motor 12 may be energized. Since the second clutch 23 is disposed on the output shaft 16, the rotation speed of the second gear 22 driven by the first motor 12 is reduced by the rotation speed of the fourth gear 32 (output shaft 16) driven by the second motor 13. When the rotation speed is lower than the rotation speed, the second clutch 23 is disengaged and the driving force of the first motor 12 is not transmitted to the output shaft 16.
  • the time for matching the rotation speeds of the first input shaft 14 and the second input shaft 15 can be shortened.
  • the first clutch 40 can be easily connected. Therefore, the switching time from the second mode to the fourth mode (described later) can be reduced.
  • the control device 50 controls the power running of the first motor 12 and the second motor 13 with the first clutch 40 disengaged.
  • the second clutch 23 composed of a one-way clutch is used. Therefore, the driving forces of the first motor 12 and the second motor 13 are transmitted to the output shaft 16.
  • the second clutch 23 is disengaged.
  • the driving force of the second motor 13 is transmitted to the output shaft 16.
  • the second clutch 23 composed of a one-way clutch is disposed on the output shaft 16
  • the first motor 12 and the second motor 13 drive the output shaft 16, and the second motor 13 connects the output shaft 16 to the output shaft 16.
  • the driving state can be switched seamlessly.
  • the control device 50 controls the power running of the first motor 12 and the second motor 13 while the first clutch 40 is engaged.
  • the output shaft 16 is constantly driven by the first motor 12 and the second motor 13, so that the torque output to the output shaft 16 can be increased.
  • both the first motor 12 and the second motor 13 drive the second speed reducer 30 on the high-speed transmission path, so that a sufficient driving torque can be obtained and acceleration can be performed even at a high speed.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of the mode switching diagram 60.
  • the mode switching diagram 60 depends on the speed of the vehicle on which the driving device 10 is mounted and the position on the mode switching diagram 60 of the operating point 74 with the total driving force of the first motor 12 and the second motor 13 as parameters. Is a map for determining an appropriate mode of the transmission 11.
  • a plurality of switching lines are set in a region inside the maximum output line 80 by the first motor 12 and the second motor 13.
  • the total driving force (the driving force required by the driver) in the mode switching diagram 60 is calculated from the output result of the accelerator opening sensor 55 (see FIG. 1).
  • the first switching line 65 and the second switching line 66 are switching lines that partition the first mode 61 and the second mode 62.
  • the transmission 11 is switched from the first mode 61 to the second mode 62.
  • the transmission 11 is switched from the second mode 62 to the first mode 61.
  • the first switching line 65 and the second switching line 66 are set near an optimal power consumption line (not shown) for optimizing the power consumption of the first motor 12 and the second motor 13.
  • the first switching line 65 and the second switching line 66 are provided on both sides of the optimal power consumption line.
  • a hysteresis 75 is set between the first switching line 65 and the second switching line 66. The hysteresis 75 suppresses a busy shift in which the switching between the first mode 61 and the second mode 62 is frequently performed in a short time, and suppresses the occurrence of so-called torque shortage.
  • the third switching line 67 and the fourth switching line 68 are switching lines that partition the first mode 61 and the third mode 63.
  • the transmission 11 is switched from the first mode 61 to the third mode 63.
  • the transmission 11 is switched from the third mode 63 to the first mode 61.
  • the third switching line 67 and the fourth switching line 68 are set near an optimal power consumption line (not shown) for optimizing the power consumption of the first motor 12 and the second motor 13.
  • the third switching line 67 and the fourth switching line 68 are provided on both sides of the optimal power consumption line.
  • a hysteresis 76 is set between the third switching line 67 and the fourth switching line 68. The hysteresis 76 suppresses a busy shift in which the switching between the first mode 61 and the third mode 63 is frequently performed in a short time, and suppresses the driver's discomfort.
  • the fifth switching line 69 and the sixth switching line 70 are switching lines that partition the third mode 63 and the fourth mode 64.
  • the transmission 11 is switched from the third mode 63 to the fourth mode 64.
  • the transmission 11 is switched from the fourth mode 64 to the third mode 63.
  • the fifth switching line 69 and the sixth switching line 70 are set near an optimum power consumption line (not shown) for optimizing the power consumption of the first motor 12 and the second motor 13.
  • the fifth switching line 69 and the sixth switching line 70 are provided on both sides of the optimal power consumption line.
  • a hysteresis 77 is set between the fifth switching line 69 and the sixth switching line 70. The hysteresis 77 suppresses a busy shift in which the switching between the third mode 63 and the fourth mode 64 is frequently performed in a short time, and suppresses the driver's discomfort.
  • the seventh switching line 71 and the eighth switching line 72 are switching lines that partition the second mode 62 and the fourth mode 64.
  • the transmission 11 is switched from the second mode 62 to the fourth mode 64.
  • the transmission 11 is switched from the fourth mode 64 to the second mode 62.
  • the seventh switching line 71 and the eighth switching line 72 are set near an optimal power consumption line (not shown) for optimizing the power consumption of the first motor 12 and the second motor 13.
  • the seventh switching line 71 and the eighth switching line 72 are provided on both sides of the optimal power consumption line.
  • a hysteresis 78 is set between the seventh switching line 71 and the eighth switching line 72. The hysteresis 78 suppresses a busy shift in which the switching between the second mode 62 and the fourth mode 64 is frequently performed in a short time, and suppresses the driver's discomfort.
  • the ninth switching line 73 and the tenth switching line 74 are switching lines for connecting and disconnecting the first clutch 40 in the second mode 62.
  • the first clutch 40 can be connected and disconnected.
  • the operating point 74 crosses the ninth switching line 73 from the low speed side to the high speed side, the first clutch 40 is engaged (the second B mode 62B).
  • the first clutch 40 is engaged, the first motor 12 rotates. At this time, the regenerative control of the first motor 12 can be performed. The power consumption can be improved by the regenerative control of the first motor 12.
  • the first clutch 40 is disengaged (2A mode 62A).
  • the first motor 12 stops rotating, so that the drag loss of the first motor 12 in the second mode 62 can be suppressed. As a result, power consumption in the second mode 62 can be improved.
  • a hysteresis 79 is set between the ninth switching line 73 and the tenth switching line 74.
  • the hysteresis 79 suppresses a busy shift in which the first clutch 40 is frequently connected and disconnected in a short period of time, and suppresses the driver's discomfort.
  • the clutch switching process executed by the control device 50 (see FIG. 1) will be described with reference to FIG.
  • FIG. 4 is a flowchart of the clutch switching process.
  • the clutch switching process is a process that is repeatedly executed (for example, at intervals of 0.2 seconds) by the control device 50 while the power is turned on.
  • the control device 50 acquires the accelerator opening based on the input of the accelerator opening sensor 57 and calculates the required driving force (total driving force) of the driver (S1). Further, the control device 50 acquires the vehicle speed based on the input of the vehicle speed sensor 56 (S2). The control device 50 calculates the position on the mode switching diagram 60 of the operating point 74 specified by the required driving force and the vehicle speed, and the operating point 74 crosses the fifth switching line 69 or the seventh switching line 71 and It is determined whether to move to the mode 64 (whether there is a request to switch to the fourth mode 64) (S3).
  • the control device 50 adjusts the rotation speed of the first motor 12 to the rotation speed of the second motor 13 (S5). If the difference between the rotation speed of the first motor 12 and the rotation speed of the second motor 13 is within a predetermined range (S6: Yes), the control device 50 engages the first clutch 40 (S7), If the difference between the rotation speed and the rotation speed of the second motor 13 is not within the predetermined range (S6: No), the process returns to S4. As a result, the switching time can be reduced while preventing torque loss when the first clutch 40 is engaged.
  • the time for switching from the second B mode 62B to the fourth mode 64 is minimized. it can.
  • control device 50 determines that the operating point 74 crosses the sixth switching line 70 or the eighth switching line 72 and the fourth mode 64 Is determined (S8).
  • the torque of the first motor 12 and the second motor 13 is controlled so that the torque of the output shaft 16 does not fluctuate when the mode is switched (S8: Yes). S9).
  • the control device 50 disengages the first clutch 40 (S11)
  • the difference between the torque and the torque of the second motor 13 is not within the predetermined range (S10: No)
  • the process returns to S9. As a result, the switching time can be reduced while preventing torque loss when the first clutch 40 is disengaged.
  • the control device 50 controls the torque of the first motor 12 and the second motor 13 (S12), and ends this process. I do.
  • the driving device 10 can be driven by controlling the torque of the first motor 12 and the second motor 13 according to the required torque (load of the driving device 10).
  • FIG. 5 is a time chart when shifting from the first mode to the fourth mode.
  • FIG. 5 shows time (time) on the horizontal axis.
  • the control device 50 energizes the first motor 12 at time 1 with the first clutch 40 disengaged, and controls the torque of the first motor 12 according to the load on the drive device 10 (first mode).
  • the torque of the first motor 12 is transmitted to the output shaft 16 via the second clutch 23.
  • the second input shaft 15 of the second motor 13 is accompanied by the rotation of the output shaft 16 via the second reduction gear 30.
  • the control device 50 can perform regenerative control for supplying regenerative power of the second motor 13 to a battery (not shown). This can improve power consumption.
  • the second motor 13 When there is a shift request to the fourth mode, the second motor 13 is energized at time 2.
  • the control device 50 controls the torque of the first motor 12 and the second motor 13 so that the torque of the first motor 12 gradually decreases and the torque of the second motor 13 gradually increases so that the torque of the output shaft 16 does not fluctuate. Control. Thereby, the control device 50 switches the torque of the output shaft 16 from the first motor 12 to the second motor 13.
  • the second clutch 23 Since the second clutch 23 is disposed on the output shaft 16, the rotation speed of the second gear 22 driven by the first motor 12 is reduced by the rotation of the fourth gear 32 (output shaft 16) driven by the second motor 13. When the rotation speed is lower than the rotation speed, the second clutch 23 is disengaged and the driving force of the first motor 12 is not transmitted to the output shaft 16, and the second motor 13 drives the output shaft 16.
  • the switching time can be reduced.
  • the second motor 13 continues to be driven from time 2 until the switching is completed, so that torque does not run out and switching shock can be prevented. Since the switching from the first mode to the fourth mode can be performed without interruption, the driving device 10 is driven by using the region where the energy efficiency of the first motor 12 and the second motor 13 is high without concern for steering stability. it can.
  • the control device 50 controls the rotation speed of the first motor 12 when the first clutch 40 is engaged, the time for engaging the first clutch 40 can be reduced. Except when the first clutch is engaged, the control device 50 controls the torque of the first motor 12, so that the torque of the output shaft 16 in which the second clutch 23 formed of a one-way clutch is disposed can be smoothly changed. Therefore, the switching time can be reduced. Since the control device 50 controls the torque of the second motor 13, the control of the second motor 13 can be simplified.
  • the control device 50 can switch the transmission 11 to any one of the first mode, the second mode (the second A mode and the second B mode), the third mode, and the fourth mode using the mode switching diagram 60.
  • the driving performance of the driving device 10 can be improved by securing the driving force from high to high speed. Further, the power consumption can be improved by setting the first switching line 65 to the sixth switching line 70 at a position close to the optimal power consumption line. Therefore, the kinetic performance and power consumption of the driving device 10 can be improved.
  • the mode switching diagram 60 includes a portion between the first switching line 65 and the second switching line 66, a portion between the third switching line 67 and the fourth switching line 68, and a portion between the fifth switching line 69 and the sixth switching line 70.
  • the hysteresis 71, 72, 73 is provided between the two, and therefore a busy shift in which the shift control is frequently performed in a short time can be suppressed. As a result, the occurrence of so-called torque cut can be suppressed, so that the kinetic performance of the drive device 10 can be further improved.
  • the accelerator opening is used as the required driving force as a parameter of the mode switching diagram 60
  • the present invention is not necessarily limited to this.
  • the value is proportional to the required driving force (total driving force), such as an accelerator opening speed (a changing speed of the accelerator opening)
  • other values can of course be used. It is also possible to add the detection result of the brake stroke sensor to the required driving force.
  • hysteresis 75 to 79 is provided between the seventh switching line 71 and the eighth switching line 72 and between the ninth switching line 73 and the tenth switching line 74 has been described, but is not necessarily limited to this. Not something. It is preferable to set any one or more of the hysteresis 75 to 79, because a busy shift between the modes in which the hysteresis is set can be suppressed.
  • first motor 12 and the second motor 13 use electric motors having the same torque characteristics.
  • present invention is not necessarily limited to this. It is of course possible to use electric motors having different torque characteristics.
  • a motor having a low-speed torque characteristic is referred to as a first motor 12, and a motor having a high-speed torque characteristic is referred to as a second motor 13.
  • the first motor 12 having a low-speed torque characteristic is a motor whose torque peak value is on the low rotation side.
  • the second motor 13 having high-speed torque characteristics is a motor having a torque peak value on a higher rotation side than the rotation speed at which the torque of the first motor 12 peaks.
  • the present invention is not limited to this. It is naturally possible to provide one or more intermediate shafts, arrange the gears on the intermediate shafts, and provide the intermediate shaft with a gear train that constitutes a part of the first reduction gear 20 and the second reduction gear 30.
  • first input shaft 14 and the second input shaft 15 directly receive the driving force of the first motor 12 and the second motor 13 has been described, but the present invention is not necessarily limited to this. It is naturally possible to interpose a gear train or a belt between the first motor 12 and the first input shaft 14 or between the second motor 13 and the second input shaft 15.
  • first reduction gear 20 and the second reduction gear 30 are configured using the gear train
  • present invention is not necessarily limited to this. It is naturally possible to use other reduction gears using a belt, a continuously variable transmission (CVT) or the like as the first reduction gear 20 and the second reduction gear 30.
  • CVT continuously variable transmission
  • the present invention is not necessarily limited to this.

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Abstract

【課題】切換時間を短縮できる駆動装置を提供する。駆動装置（１０）は変速機（１１）及び制御装置（５０）を備え、変速機（１１）は、第１モータ（１２）及び第２モータ（１３）にそれぞれ結合し同軸上に配置される第１入力軸（１４）及び第２入力軸（１５）と、第１入力軸（１４）の動力を出力軸（１６）に伝達する第１減速機（２０）と、第１減速機（２０）の減速比よりも小さい減速比で第２入力軸（１５）の動力を出力軸（１６）に伝達する第２減速機（３０）と、第１入力軸（１４）と第２入力軸（１５）とを切断または接続する第１クラッチ（４０）と、を備える。制御装置（５０）は、第１クラッチ（４０）をつなぐときに第１モータ（１２）の回転数を制御し、それ以外のときは第１モータ（１２）のトルクを制御する。

Description

駆動装置
　本発明は、車両に搭載された２つのモータの少なくとも一方を駆動して車両を走行させる駆動装置に関するものである。
　２つのモータの動力を出力軸に伝達する変速機と、モータ及び変速機を制御する制御装置と、を備える車両の駆動装置として、特許文献１には、変速機に設けた３つのクラッチを操作して変速を行う技術が開示されている。
特開２０１１－３３０７７号公報
　しかし上記技術では、３つのクラッチを操作して変速機の動力伝達経路を切り換えるので、切換完了までに時間がかかるという問題点がある。
　本発明はこの問題点を解決するためになされたものであり、切換時間を短縮できる駆動装置を提供することを目的としている。
　この目的を達成するために本発明は、第１モータ及び第２モータの動力を出力軸に伝達する変速機と、変速機、第１モータ及び第２モータの制御を行う制御装置と、を備え、車両に搭載される駆動装置である。変速機は、第１モータ及び第２モータにそれぞれ結合し同軸上に配置される第１入力軸および第２入力軸と、第１入力軸の動力を出力軸に伝達する第１減速機と、第１減速機の減速比よりも小さい減速比で第２入力軸の動力を出力軸に伝達する第２減速機と、第１入力軸と第２入力軸とを切断または接続する第１クラッチと、出力軸に配置され第１減速機から出力軸へ動力を伝達するワンウェイクラッチからなる第２クラッチと、を備える。制御装置は、第１クラッチをつなぐときに第１モータの回転数を制御し、それ以外のときは第１モータのトルクを制御する。
　請求項１記載の駆動装置によれば、第１クラッチをつなぐときに制御装置は第１モータの回転数を制御するので、第１クラッチをつなぐ時間を短縮できる。第１クラッチをつなぐとき以外は、制御装置は第１モータのトルクを制御するので、ワンウェイクラッチからなる第２クラッチが配置された出力軸のトルクの架け替えをスムーズにできる。よって、モードの切換時間を短縮できる。なお、第１モータの回転数とは、回転数（回転速度）（Ｓ－１）、角速度（ｒａｄ／ｓ）を含む概念である。
　請求項２記載の駆動装置によれば、制御装置は第２モータのトルクを制御するので、請求項１の効果に加え、第２モータの制御を簡易にできる。
　請求項３記載の駆動装置によれば、制御装置は、第１クラッチを切り第１モータを駆動する第１モード、第２モータを駆動する第２モード、第１クラッチを切り第１モータ及び第２モータを駆動する第３モード、及び、第１クラッチをつなぎ第１モータ及び第２モータを駆動する第４モードのいずれかに変速機を設定する。制御装置は第２モードのときに第１モータを非通電とするので、その分だけ第２モードのときの消費電力を少なくできる。よって、請求項１又は２の効果に加え、電費を向上できる。
　請求項４記載の駆動装置によれば、制御装置は、第１クラッチを切り第１モータを駆動する第１モード、第２モータを駆動する第２モード、第１クラッチを切り第１モータ及び第２モータを駆動する第３モード、及び、第１クラッチをつなぎ第１モータ及び第２モータを駆動する第４モードのいずれかに変速機を設定する。制御装置は第２モードのときに、第１モータに通電して第１モータの回転数を制御するので、第２モードから第４モードへ変速するときに第１クラッチをつなぎ易くできる。よって、請求項１又は２の効果に加え、第２モードから第４モードへの切換時間を短縮できる。
一実施の形態における駆動装置の機能ブロック図である。 第１モータ、第２モータ及び第１クラッチの動作の組合せを示す図表である。 モード切換線図の模式図である。 クラッチ切換処理のフローチャートである。 第１モードから第４モードへ切り換えるときのタイムチャートである。
　以下、本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照して説明する。図１は一実施の形態における駆動装置１０の機能ブロック図である。駆動装置１０は車両に搭載されており、変速機１１及び制御装置５０を備えている。変速機１１は、第１モータ１２に接続される第１入力軸１４、第２モータ１３に接続される第２入力軸１５及び出力軸１６を備えている。第１入力軸１４及び第２入力軸１５は同軸上に配置される。第１入力軸１４（第２入力軸１５）及び出力軸１６は互いに平行に配置されている。本実施形態では、第１入力軸１４及び第２入力軸１５は、それぞれ第１モータ１２及び第２モータ１３の駆動力を直接受ける主軸である。
　第１入力軸１４及び第２入力軸１５は、パイロットベアリング（図示せず）を介して互いに相対回転可能に連結されている。第１モータ１２及び第２モータ１３は電動モータであり、同一のトルク特性を有している。車両に搭載されたバッテリ（図示せず）は第１モータ１２及び第２モータ１３の駆動回路５２，５３にそれぞれ電力を供給する。バッテリは、外部電力が供給されて充電される他、第２モータ１３からの回生電力が供給される。
　変速機１１の出力は、車軸１７の中央に配置された差動装置１８に伝達される。車軸１７は出力軸１６と平行に配置されている。差動装置１８は左右の車軸１７に駆動力を配分する。車軸１７の両端に車輪１９がそれぞれ配置されている。車両は、車輪１９以外に複数の車輪（図示せず）が配置されており、車軸１７及び車輪１９の回転駆動により走行できる。
　第１減速機２０は第１入力軸１４の回転を減速して出力軸１６に伝達する装置である。第１減速機２０は、第１入力軸１４に結合する第１ギヤ２１と、第２クラッチ２３の切換によって出力軸１６に結合または出力軸１６を空転する第２ギヤ２２と、を備えている。第２ギヤ２２は第１ギヤ２１にかみ合う。第１減速機２０は、第１ギヤ２１と第２ギヤ２２とのかみ合いによる減速比に設定される。
　第２クラッチ２３は出力軸１６と第２ギヤ２２との間に介在する。第２クラッチ２３は第２ギヤ２２から出力軸１６へ正転方向の動力を伝達するワンウェイクラッチである。第２クラッチ２３は、第２ギヤ２２の正回転を出力軸１６に遮断可能に伝達する一方、出力軸１６から第２ギヤ２２への正回転の伝達を遮断する。第２クラッチ２３がつながると第２ギヤ２２は出力軸１６に結合し、第２クラッチ２３が切れると第２ギヤ２２は出力軸１６を空転する。
　第２減速機３０は第２入力軸１５の回転を減速して出力軸１６に伝達する装置である。第２減速機３０は、第２入力軸１５に結合する第３ギヤ３１と、出力軸１６に結合し第３ギヤ３１にかみ合う第４ギヤ３２と、を備えている。第２モータ１３は、第２減速機３０を介して常に出力軸１６に動力を伝達できる。第２減速機３０は、第３ギヤ３１と第４ギヤ３２とのかみ合いにより、第１減速機２０の減速比よりも小さい減速比に設定される。第１減速機２０は低速用伝動経路であり、第２減速機３０は高速用伝動経路である。
　出力軸１６に結合する第５ギヤ３３は、差動装置１８に結合する第６ギヤ３４にかみ合う。第５ギヤ３３及び第６ギヤ３４は、差動装置１８を介して出力軸１６の動力を車軸１７に伝達する。
　第１入力軸１４と第２入力軸１５との間を切断または接続する第１クラッチ４０が、第１入力軸１４と第２入力軸１５との間に配置されている。本実施形態では第１クラッチ４０はかみあいクラッチである。制御装置５０は、アクチュエータ４２を用いてスリーブ４１を移動させて第１クラッチ４０を断接する。しかし、これに限られるものではなく、第１クラッチ４０に摩擦クラッチ等の他のクラッチを採用したりシンクロメッシュを組み込んだりすることは当然可能である。
　制御装置５０（ＥＣＵ）は、第１モータ１２、第２モータ１３及び第１クラッチ４０を制御するための装置である。制御装置５０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ及びバックアップＲＡＭ（いずれも図示せず）を備えている。ＲＯＭは、プログラムを実行する際に参照されるモード切換線図６０（図３参照）等のマップ及びプログラムが記憶されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されたプログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。ＲＡＭは、ＣＰＵでの演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリである。バックアップＲＡＭは、保存すべきデータ等を記憶する不揮発性メモリである。
　制御装置５０は、ＣＡＮ通信線５１を通じて、第１モータ１２を駆動する駆動回路５２及び第２モータ１３を駆動する駆動回路５３が接続されている。制御装置５０は、第１回転センサ５４、第２回転センサ５５、車速センサ５６、アクセル開度センサ５７及びスリーブ位置センサ５８が接続されている。制御装置５０は、駆動回路５２，５３を使って第１モータ１２及び第２モータ１３を力行制御または回生制御する。
　第１回転センサ５４は、第１モータ１２の回転数（回転速度）を検出するための装置である。第１回転センサ５４は、第１入力軸１４の回転数を検出し、その検出結果を処理して制御装置５０へ出力する出力回路（図示せず）を備えている。
　第２回転センサ５５は、第２モータ１３の回転数（回転速度）を検出するための装置である。第２回転センサ５５は、第２入力軸１５の回転数を検出し、その検出結果を処理して制御装置５０へ出力する出力回路（図示せず）を備えている。
　車速センサ５６は、車両の速度を検出するための装置である。車速センサ５６は、出力軸１６の回転速度を検出し、その検出結果を処理して車両の速度を算出し制御装置５０へ出力する出力回路（図示せず）を備えている。
　アクセル開度センサ５７は、ドライバーによるアクセルペダル（図示せず）の踏み込み量を検出し、その検出結果を処理して制御装置５０へ出力する出力回路（図示せず）を備えている。アクセル開度センサ５７の出力は、ドライバーが要求する総駆動力（要求駆動力）に比例する。
　スリーブ位置センサ５８は、第１クラッチ４０のスリーブ４１の位置を検出し、その検出結果を処理して制御装置５０へ出力する出力回路（図示せず）を備えている。スリーブ位置センサ５８の検出結果により、制御装置５０は、第１クラッチ４０がつながっているか切れているかを検出する。制御装置５０に接続される他の入出力装置５９としては、例えばブレーキストロークセンサが挙げられる。
　制御装置５０は、駆動回路５２に流れる電流量を検出してフィードバックすることにより第１モータ１２のトルクを制御し、駆動回路５３に流れる電流量を検出してフィードバックすることにより第２モータ１３のトルクを制御する。また制御装置５０は、第１回転センサ５４により第１入力軸１４の回転数を検出してフィードバックすることにより第１モータ１２の回転数を制御する。
　図２は第１モータ１２、第２モータ１３及び第１クラッチ４０の動作の組合せを示す図表である。図２は、各モードにおいて駆動するモータ及び締結するクラッチが×で示される。制御装置５０は、車速センサ５４、アクセル開度センサ５５等から入力された情報により、モード切換線図６０（図３参照）を用いて第１モード、第２Ａモード、第２Ｂモード、第３モード及び第４モードのいずれかに変速機１１を切り換える制御をする。
　第１モードでは、制御装置５０は第１クラッチ４０を切った状態で第２モータ１３は非通電とし、第１モータ１２を力行制御する。第１モードは、発進時や低速走行時に使われる。第１モータ１２の出力は、第２減速機３０よりも減速比の大きい第１減速機２０を介して出力軸１６に伝達されるので、低速から大きな駆動トルクを得て力強い発進および低速走行が可能となる。
　第２モード（第２Ａ及び第２Ｂモード）では、制御装置５０は第２モータ１３を力行制御する。第２モータ１３の出力は、第１減速機２０よりも減速比の小さい第２減速機３０を介して出力軸１６に伝達されるので、電費の良い高速走行が可能となる。ワンウェイクラッチからなる第２クラッチ２３は、出力軸１６から第２ギヤ２２への動力の伝達を遮断するので、第１クラッチ４０が切られた第２Ａモードにおいて、第２モータ１３が出力軸１６を駆動するときの第１減速機２０及び第１モータ１２による引き摺り損失を抑制できる。
　第２Ｂモードでは第１クラッチ４０がつながれるので、第１モータ１２は連れ回る。このときは、第１クラッチ４０をつないで第１モータ１２及び第２モータ１３を駆動する第４モード６４への切換要求があったときに、スムーズに第４モード６４へ切り換えられる。また、第２モードにおいて第１モータ１２を非通電とすることにより、その分だけ第２モードのときの消費電力を少なくできる。
　なお、第２モードにおいて第１モータ１２に通電しても良い。出力軸１６に第２クラッチ２３が配置されているので、第１モータ１２により駆動される第２ギヤ２２の回転数が、第２モータ１３に駆動される第４ギヤ３２（出力軸１６）の回転数より小さいときは、第２クラッチ２３が切れて第１モータ１２の駆動力は出力軸１６に伝達されないからである。
　第２モードにおいて第１モータ１２に通電して第１モータ１２の回転数を上げておくと、第１入力軸１４と第２入力軸１５との回転数を合わせるときの時間を短縮できるので、第１クラッチ４０をつなぎ易くできる。よって、第２モードから第４モード（後述する）への切換時間を短縮できる。
　第３モードでは、制御装置５０は第１クラッチ４０を切った状態で第１モータ１２及び第２モータ１３を力行制御する。第１モータ１２により駆動される第２ギヤ２２の回転数が、第２モータ１３に駆動される第４ギヤ３２（出力軸１６）の回転数より大きいときは、ワンウェイクラッチからなる第２クラッチ２３がつながるので、第１モータ１２及び第２モータ１３の駆動力が出力軸１６に伝達される。
　一方、第１モータ１２により駆動される第２ギヤ２２の回転数が、第２モータ１３に駆動される第４ギヤ３２（出力軸１６）の回転数より小さいときは第２クラッチ２３が切れるので、第２モータ１３の駆動力が出力軸１６に伝達される。以上のように出力軸１６にワンウェイクラッチからなる第２クラッチ２３が配置されるので、第１モータ１２及び第２モータ１３が出力軸１６を駆動する状態と、第２モータ１３が出力軸１６を駆動する状態とを、切れ目なく切り換えることができる。
　第４モードでは、制御装置５０は第１クラッチ４０をつないだ状態で第１モータ１２及び第２モータ１３を力行制御する。第４モードでは、第１モータ１２及び第２モータ１３により出力軸１６が常に駆動されるので、出力軸１６に出力するトルクを大きくできる。特に、第１モータ１２及び第２モータ１３の両方で高速用伝動経路の第２減速機３０を駆動するので、高速でも十分な駆動トルクを得て加速が可能となる。
　図３はモード切換線図６０の模式図である。モード切換線図６０は、駆動装置１０が搭載された車両の速度、及び、第１モータ１２及び第２モータ１３の総駆動力をパラメータとする運転点７４のモード切換線図６０上の位置によって、変速機１１の適切なモードを求めるためのマップである。切換線図６０は、第１モータ１２及び第２モータ１３による最大出力線８０の内側の領域に、複数の切換線が設定されている。本実施形態では、モード切換線図６０の総駆動力（ドライバーの要求駆動力）は、アクセル開度センサ５５（図１参照）の出力結果から算出される。
　第１切換線６５及び第２切換線６６は、第１モード６１と第２モード６２とを区画する切換線である。第１切換線６５を運転点７４が横切って第１モード６１から第２モード６２へ移動したときに、変速機１１は第１モード６１から第２モード６２へ切り換えられる。第２切換線６６を運転点７４が横切って第２モード６２から第１モード６１へ移動したときに、変速機１１は第２モード６２から第１モード６１へ切り換えられる。
　第１切換線６５及び第２切換線６６は、第１モータ１２及び第２モータ１３の電費を最適にする最適電費線（図示せず）の近くに設定されている。本実施形態では、第１切換線６５及び第２切換線６６は最適電費線の両側に設けられている。第１切換線６５と第２切換線６６との間にはヒステリシス７５が設定されている。ヒステリシス７５により、短時間に第１モード６１と第２モード６２との切り換えが頻繁に行われるビジーシフトを抑制し、いわゆるトルク切れの発生を抑制する。
　第３切換線６７及び第４切換線６８は、第１モード６１と第３モード６３とを区画する切換線である。第３切換線６７を運転点７４が横切って第１モード６１から第３モード６３へ移動したときに、変速機１１は第１モード６１から第３モード６３へ切り換えられる。第４切換線６８を運転点７４が横切って第３モード６３から第１モード６１へ移動したときに、変速機１１は第３モード６３から第１モード６１へ切り換えられる。
　第３切換線６７及び第４切換線６８は、第１モータ１２及び第２モータ１３の電費を最適にする最適電費線（図示せず）の近くに設定されている。本実施形態では、第３切換線６７及び第４切換線６８は最適電費線の両側に設けられている。第３切換線６７と第４切換線６８との間にはヒステリシス７６が設定されている。ヒステリシス７６により、短時間に第１モード６１と第３モード６３との切り換えが頻繁に行われるビジーシフトを抑制し、ドライバーの違和感を抑制する。
　第５切換線６９及び第６切換線７０は、第３モード６３と第４モード６４とを区画する切換線である。第５切換線６９を運転点７４が横切って第３モード６３から第４モード６４へ移動したときに、変速機１１は第３モード６３から第４モード６４へ切り換えられる。第６切換線７０を運転点７４が横切って第４モード６４から第３モード６３へ移動したときに、変速機１１は第４モード６４から第３モード６３へ切り換えられる。
　第５切換線６９及び第６切換線７０は、第１モータ１２及び第２モータ１３の電費を最適にする最適電費線（図示せず）の近くに設定されている。本実施形態では、第５切換線６９及び第６切換線７０は最適電費線の両側に設けられている。第５切換線６９と第６切換線７０との間にはヒステリシス７７が設定されている。ヒステリシス７７により、短時間に第３モード６３と第４モード６４との切り換えが頻繁に行われるビジーシフトを抑制し、ドライバーの違和感を抑制する。
　第７切換線７１及び第８切換線７２は、第２モード６２と第４モード６４とを区画する切換線である。第７切換線７１を運転点７４が横切って第２モード６２から第４モード６４へ移動したときに、変速機１１は第２モード６２から第４モード６４へ切り換えられる。第８切換線７２を運転点７４が横切って第４モード６４から第２モード６２へ移動したときに、変速機１１は第４モード６４から第２モード６２へ切り換えられる。
　第７切換線７１及び第８切換線７２は、第１モータ１２及び第２モータ１３の電費を最適にする最適電費線（図示せず）の近くに設定されている。本実施形態では、第７切換線７１及び第８切換線７２は最適電費線の両側に設けられている。第７切換線７１と第８切換線７２との間にはヒステリシス７８が設定されている。ヒステリシス７８により、短時間に第２モード６２と第４モード６４との切り換えが頻繁に行われるビジーシフトを抑制し、ドライバーの違和感を抑制する。
　第９切換線７３及び第１０切換線７４は、第２モード６２において第１クラッチ４０の断接のための切換線である。第２モード６２では第１モータ１２は駆動していないので、第１クラッチ４０を断接できる。第９切換線７３を低速側から高速側へ運転点７４が横切ったときに、第１クラッチ４０がつながれる（第２Ｂモード６２Ｂ）。第１クラッチ４０がつながれると第１モータ１２は連れ回る。このときに、第１モータ１２の回生制御を行うことは可能である。第１モータ１２の回生制御により電費を向上できる。
　また、第２モード６２において第１０切換線７４を高速側から低速側へ運転点７４が横切ったときに、第１クラッチ４０が切られる（第２Ａモード６２Ａ）。第１クラッチ４０が切られると第１モータ１２の連れ回りがなくなるので、第２モード６２において第１モータ１２による引き摺り損失を抑制できる。これにより第２モード６２のときの電費を向上できる。
　第９切換線７３と第１０切換線７４との間にはヒステリシス７９が設定されている。ヒステリシス７９により、短時間に第１クラッチ４０の断接が頻繁に行われるビジーシフトを抑制し、ドライバーの違和感を抑制する。
　図４を参照して制御装置５０（図１参照）が実行するクラッチ切換処理について説明する。図４はクラッチ切換処理のフローチャートである。クラッチ切換処理は電源が投入されている間、制御装置５０によって繰り返し（例えば０．２秒間隔で）実行される処理である。
　制御装置５０は、クラッチ切換処理において、アクセル開度センサ５７の入力に基づきアクセル開度を取得して、ドライバーの要求駆動力（総駆動力）を算出する（Ｓ１）。また、制御装置５０は車速センサ５６の入力に基づいて車速を取得する（Ｓ２）。制御装置５０は、要求駆動力および車速によって特定される運転点７４のモード切換線図６０上の位置を算出し、第５切換線６９又は第７切換線７１を運転点７４が横切って第４モード６４へ移動するか（第４モード６４への切換要求があるか）否かを判断する（Ｓ３）。
　第４モード６４への切換要求がある場合には（Ｓ３：Ｙｅｓ）、モードの切換のときに出力軸１６のトルクが変動しないように第１モータ１２及び第２モータ１３のトルクを制御する（Ｓ４）。次いで制御装置５０は、第１モータ１２の回転数を第２モータ１３の回転数に合わせる（Ｓ５）。制御装置５０は第１モータ１２の回転数と第２モータ１３の回転数との差が所定範囲内にあれば（Ｓ６：Ｙｅｓ）、第１クラッチ４０をつなぎ（Ｓ７）、第１モータ１２の回転数と第２モータ１３の回転数との差が所定範囲内になければ（Ｓ６：Ｎｏ）、Ｓ４の処理に戻る。これにより、第１クラッチ４０をつなぐときのトルク抜けを防ぎつつ切換時間を短縮できる。
　なお、第２Ｂモード６２Ｂでは第１クラッチ４０がつながっており第１モータ１２の回転数と第２モータ１３の回転数とが同じなので、第２Ｂモード６２Ｂから第４モード６４へ切り換える時間を最小にできる。
　Ｓ３の処理において第４モード６４への切換要求がない場合には（Ｓ３：Ｎｏ）、制御装置５０は、第６切換線７０又は第８切換線７２を運転点７４が横切って第４モード６４から移動するか（第４モード６４からの切換要求があるか）否かを判断する（Ｓ８）。
　第４モード６４からの切換要求がある場合には（Ｓ８：Ｙｅｓ）、モードの切換のときに出力軸１６のトルクが変動しないように第１モータ１２及び第２モータ１３のトルクを制御する（Ｓ９）。次いで制御装置５０は、第１モータ１２のトルクと第２モータ１３のトルクとの差が所定範囲内にあれば（Ｓ１０：Ｙｅｓ）、第１クラッチ４０を切り（Ｓ１１）、第１モータ１２のトルクと第２モータ１３のトルクとの差が所定範囲内になければ（Ｓ１０：Ｎｏ）、Ｓ９の処理に戻る。これにより、第１クラッチ４０を切るときのトルク抜けを防ぎつつ切換時間を短縮できる。
　なお、第２Ｂモード６２Ｂでは第１クラッチ４０はつないだままなので、第４モード６４から第２Ｂモード６２Ｂへ切り換えるときは、Ｓ１０及びＳ１１の処理をスキップして、この処理を終了する。
　Ｓ８の処理において第４モード６４からの切換要求がない場合には（Ｓ８：Ｎｏ）、制御装置５０は第１モータ１２及び第２モータ１３のトルクを制御して（Ｓ１２）、この処理を終了する。これにより、要求されるトルク（駆動装置１０の負荷）に応じて第１モータ１２及び第２モータ１３のトルクを制御し、駆動装置１０を駆動できる。
　図５は第１モードから第４モードへ変速するときのタイムチャートである。図５は横軸に時間（時刻）をとる。制御装置５０は第１クラッチ４０を切った状態で、時刻１において第１モータ１２に通電し、駆動装置１０の負荷に応じて第１モータ１２のトルクを制御する（第１モード）。第１モータ１２のトルクは第２クラッチ２３を介して出力軸１６に伝達される。
　なお、出力軸１６の回転に伴い、第２減速機３０を介して第２モータ１３の第２入力軸１５が連れまわる。このときに制御装置５０が、第２モータ１３の回生電力をバッテリ（図示せず）へ供給する回生制御を行うことは可能である。これにより電費を向上できる。
　第４モードへの変速要求があると、時刻２において第２モータ１３に通電する。制御装置５０は、出力軸１６のトルクが変動しないように、第１モータ１２のトルクを次第に小さくし、第２モータ１３のトルクを次第に大きくするように第１モータ１２及び第２モータ１３のトルクを制御する。これにより制御装置５０は出力軸１６のトルクを第１モータ１２から第２モータ１３へ架け替える。
　出力軸１６に第２クラッチ２３が配置されているので、第１モータ１２により駆動される第２ギヤ２２の回転数が、第２モータ１３に駆動される第４ギヤ３２（出力軸１６）の回転数より小さいときは、第２クラッチ２３が切れて第１モータ１２の駆動力は出力軸１６に伝達されずに、第２モータ１３が出力軸１６を駆動する。
　第２モータ１３が出力軸１６を完全に駆動する時刻３の後、第１モータ１２の回転数を低下させ、第１モータ１２の回転数を第２モータ１３の回転数に合わせる。第１入力軸１４の回転数と第２入力軸１５の回転数とが一致した時刻４において、アクチュエータ４２を操作して第１クラッチ４０をつなぐ。制御装置５０は第１モータ１２及び第２モータ１３のトルクを制御して、出力軸１６のトルクを制御する。これにより第１モードから第４モードへの切換が完了する。
　第１モードから第４モードへの切換が、第１クラッチ４０の１回の操作によって完了するので切換時間を短縮できる。第４モードへの切換要求があった後、時刻２から切換が完了するまで第２モータ１３が駆動し続けるので、トルク切れを生じることがなく、切換ショックの発生も防止できる。第１モードから第４モードへ途切れることなく切り換えができるので、操縦安定性などを気にすることなく、第１モータ１２及び第２モータ１３のエネルギー効率が高い領域を使って駆動装置１０を駆動できる。
　また、第１クラッチ４０をつなぐときに制御装置５０は第１モータ１２の回転数を制御するので、第１クラッチ４０をつなぐ時間を短縮できる。第１クラッチをつなぐとき以外は、制御装置５０は第１モータ１２のトルクを制御するので、ワンウェイクラッチからなる第２クラッチ２３が配置された出力軸１６のトルクの架け替えをスムーズにできる。よって、切換時間を短縮できる。制御装置５０は第２モータ１３のトルクを制御するので、第２モータ１３の制御を簡易にできる。
　制御装置５０は、モード切換線図６０を用いて第１モード、第２モード（第２Ａモード及び第２Ｂモード）、第３モード及び第４モードのいずれかに変速機１１を切り換え得るので、低速から高速まで駆動力を確保して駆動装置１０の運動性能を向上できる。さらに、最適電費線に近い位置に第１切換線６５から第６切換線７０を設定することにより電費を向上できる。よって、駆動装置１０の運動性能および電費を向上できる。
　モード切換線図６０は、第１切換線６５と第２切換線６６との間、第３切換線６７と第４切換線６８との間、及び、第５切換線６９と第６切換線７０との間にそれぞれヒステリシス７１，７２，７３が設けられているので、短時間の間に変速制御が頻繁に行われるビジーシフトを抑制できる。その結果、いわゆるトルク切れの発生を抑制できるので、駆動装置１０の運動性能をさらに向上できる。
　以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。
　実施形態では、モード切換線図６０のパラメータとなる要求駆動力としてアクセル開度を用いる場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。例えばアクセル開速度（アクセル開度の変化速度）等のように、要求駆動力（総駆動力）に比例する値であれば、他の値を用いることは当然可能である。また、ブレーキストロークセンサの検出結果を要求駆動力に加えることは当然可能である。
　実施形態では、第１切換線６５と第２切換線６６との間、第３切換線６７と第４切換線６８との間、第５切換線６９と第６切換線７０との間、第７切換線７１と第８切換線７２との間、及び、第９切換線７３と第１０切換線７４との間にそれぞれヒステリシス７５～７９が設けられる場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。ヒステリシス７５～７９のいずれか１つ以上が設定されていれば、ヒステリシスが設定されたモード間のビジーシフトを抑制できるので好ましい。
　実施形態では、第１モータ１２及び第２モータ１３にトルク特性が同一の電動モータを用いる場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。トルク特性が異なる電動モータを用いることは当然可能である。例えば、低速用のトルク特性を有するモータを第１モータ１２とし、高速用のトルク特性を有するモータを第２モータ１３とする。低速用のトルク特性を有する第１モータ１２は、トルクピーク値が低回転側にあるモータである。高速用のトルク特性を有する第２モータ１３は、第１モータ１２のトルクがピークとなる回転数よりも高回転側にトルクピーク値があるモータである。
　実施形態では、第１入力軸１４及び第２入力軸１５と出力軸１６との間に中間軸が配置されていない場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。中間軸を１本以上設け、中間軸にそれぞれギヤを配置し、第１減速機２０及び第２減速機３０の一部を構成する歯車列を中間軸に設けることは当然可能である。
　実施形態では、第１入力軸１４及び第２入力軸１５が第１モータ１２及び第２モータ１３の駆動力を直接受ける場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。第１モータ１２と第１入力軸１４との間や第２モータ１３と第２入力軸１５との間に歯車列やベルト等を介在することは当然可能である。
　実施形態では、歯車列を用いて第１減速機２０及び第２減速機３０を構成する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。第１減速機２０及び第２減速機３０に、ベルトや無段変速機（ＣＶＴ）等を用いた他の減速機を用いることは当然可能である。
　実施形態では、出力軸１６と平行に配置された車軸１７に車輪１９が取り付けられる場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば差動装置１８に一対のプロペラシャフトを接続し、そのプロペラシャフトをそれぞれ車軸に接続することは当然可能である。これにより４輪駆動の車両が得られる。
　１０　駆動装置
　１１　変速機
　１２　第１モータ
　１３　第２モータ
　１４　第１入力軸
　１５　第２入力軸
　１６　出力軸
　２０　第１減速機
　２３　第２クラッチ
　３０　第２減速機
　４０　第１クラッチ
　５０　制御装置

Claims (4)

  1. 　第１モータ及び第２モータの動力を出力軸に伝達する変速機と、前記変速機、前記第１モータ及び前記第２モータの制御を行う制御装置と、を備え、車両に搭載される駆動装置であって、
    　前記変速機は、前記第１モータ及び前記第２モータにそれぞれ結合し同軸上に配置される第１入力軸および第２入力軸と、
    　前記第１入力軸の動力を前記出力軸に伝達する第１減速機と、
    　前記第１減速機の減速比よりも小さい減速比で前記第２入力軸の動力を前記出力軸に伝達する第２減速機と、
    　前記第１入力軸と前記第２入力軸とを切断または接続する第１クラッチと、
    　前記出力軸に配置され前記第１減速機から前記出力軸へ動力を伝達するワンウェイクラッチからなる第２クラッチと、を備え、
    　前記制御装置は、前記第１クラッチをつなぐときに前記第１モータの回転数を制御し、それ以外のときは前記第１モータのトルクを制御する駆動装置。
  2. 　前記制御装置は、前記第２モータのトルクを制御する請求項１記載の駆動装置。
  3. 　前記制御装置は、前記第１クラッチを切り前記第１モータを駆動する第１モード、前記第２モータを駆動する第２モード、前記第１クラッチを切り前記第１モータ及び前記第２モータを駆動する第３モード、及び、前記第１クラッチをつなぎ前記第１モータ及び前記第２モータを駆動する第４モードのいずれかに前記変速機を設定し、
    　前記第２モードのときに、前記第１モータを非通電とする請求項１又は２に記載の駆動装置。
  4. 　前記制御装置は、前記第１クラッチを切り前記第１モータを駆動する第１モード、前記第２モータを駆動する第２モード、前記第１クラッチを切り前記第１モータ及び前記第２モータを駆動する第３モード、及び、前記第１クラッチをつなぎ前記第１モータ及び前記第２モータを駆動する第４モードのいずれかに前記変速機を設定し、
    　前記第２モードのときに、前記第１モータに通電して前記第１モータの回転数を制御する請求項１又は２に記載の駆動装置。
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