JP2021067357A - 車両用駆動装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】電動モータの駆動力を多板クラッチを介して高い精度で車輪に出力することが可能な車両用駆動装置を提供する。【解決手段】制御装置6は、4輪駆動車1の停車中に行う試験動作の結果情報を用いて、電動モータ2の駆動力を第1及び第2の出力回転部材41,42に伝達する第1及び第2の多板クラッチ43,44を押圧する第1及び第2の押圧機構45,46を制御する。試験動作は、第1及び第2の多板クラッチ43,44のうち一方の多板クラッチを解放した状態で他方の多板クラッチに作用する押圧力及び電動モータ2の駆動力の少なくとも何れかを変化させ、他方の多板クラッチの複数のクラッチプレートの滑りが発生する摺滑状態から複数のクラッチプレートの滑りが発生しない締結状態へ、もしくは前記締結状態から前記摺滑状態への状態変化を発生させる動作である。【選択図】図4
Description
本発明は、車両用駆動装置に関する。
従来、前輪及び後輪を駆動可能な4輪駆動車には、前輪をエンジンで駆動し、後輪を電動モータの駆動力によって駆動するものがある(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載の4輪駆動車は、電動モータの駆動力を左右の後輪に駆動力を分配する駆動力分配装置を備えている。駆動力分配装置は、電動モータと左後輪との間に介装された第1のクラッチと、電動モータと右後輪との間に介装された第2のクラッチと、車速、アクセル開度、ブレーキ踏力、操舵輪の操舵角、及びヨーレート等の車両状態に基づいて決定した左後輪及び右後輪への駆動力の配分比に基づいて、第1及び第2のクラッチの係合の程度を制御するクラッチ制御手段とを備えている。第1及び第2のクラッチは、クラッチプレートの摩擦摺動が潤滑油によって潤滑される湿式の多板クラッチである。
ところで、多板クラッチによって伝達される駆動力は、クラッチプレートの摩耗や製造時における表面性状のばらつき等によって変動する。このため、必ずしも車両状態に対応した適切な駆動力が車輪に伝達されないおそれがある。特に近年では、車輪の空転を抑制するトラクション制御や旋回走行時の横滑りを抑制するスタビリティ制御等の車両の電子制御の高度化に伴って、各車輪に伝達される駆動力に対し、従来よりも高い精度が要求されるようになっている。
そこで、本発明は、電動モータの駆動力を多板クラッチを介して高い精度で車輪に出力することが可能な車両用駆動装置を提供することを目的とする。
本発明は、上記の目的を達成するため、電動モータと、複数のクラッチプレートからなる多板クラッチと、前記多板クラッチを押圧する押圧機構と、前記多板クラッチによって前記電動モータの駆動力が伝達される出力回転部材と、前記電動モータ及び前記押圧機構を制御する制御装置とを備え、前記出力回転部材から車両の車輪に駆動力を出力する車両用駆動装置であって、前記制御装置は、前記車両の停車中に行う試験動作の結果情報を用いて前記押圧機構を制御し、前記試験動作は、前記電動モータの駆動力及び前記押圧機構の押圧力の少なくとも何れかを徐々に変化させ、前記複数のクラッチプレートの滑りが発生する摺滑状態から前記複数のクラッチプレートの滑りが発生しない締結状態へ、もしくは前記締結状態から前記摺滑状態への状態変化を発生させる動作である、車両用駆動装置を提供する。
また、本発明は、上記の目的を達成するため、電動モータと、前記電動モータが発生する駆動力を車両の左右の車輪に配分する駆動力配分装置と、前記電動モータ及び前記駆動力配分装置を制御する制御装置とを備え、前記駆動力配分装置は、前記電動モータの駆動力が入力される入力回転部材と、第1及び第2の出力回転部材と、前記入力回転部材と前記第1の出力回転部材との間に配置された複数のクラッチプレートからなる第1の多板クラッチと、前記第1の多板クラッチを押圧する第1の押圧機構と、前記入力回転部材と前記第2の出力回転部材との間に配置された複数のクラッチプレートからなる第2の多板クラッチと、前記第2の多板クラッチを押圧する第2の押圧機構とを有し、前記制御装置は、前記車両の停車中に行う試験動作の結果情報を用いて前記第1及び第2の押圧機構を制御し、前記試験動作は、前記第1及び第2の多板クラッチのうち一方の多板クラッチを解放した状態で他方の多板クラッチに作用する押圧力及び前記電動モータの駆動力の少なくとも何れかを変化させ、前記他方の多板クラッチの前記複数のクラッチプレートの滑りが発生する摺滑状態から前記複数のクラッチプレートの滑りが発生しない締結状態へ、もしくは前記締結状態から前記摺滑状態への状態変化を発生させる動作である、車両用駆動装置を提供する。
本発明に係る車両用駆動装置によれば、電動モータの駆動力を多板クラッチを介して高い精度で車輪に出力することが可能となる。
[実施の形態]
本発明の実施の形態について、図1乃至図7を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。
本発明の実施の形態について、図1乃至図7を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。
(4輪駆動車の構成)
図1は、本発明の実施の形態に係る駆動装置が搭載された4輪駆動車の概略の構成例を示す模式図である。この4輪駆動車1は、主駆動輪である右前輪101及び左前輪102が主駆動源としてのエンジン11の駆動力によって駆動され、補助駆動輪である右後輪103及び左後輪104が補助駆動源としての電動モータ2を有する駆動装置10によって駆動される。右前輪101及び左前輪102ならびに右後輪103及び左後輪104には、それぞれ車輪速センサが対応して取り付けられている。4輪駆動車1の運転席には、運転者によって操作される起動スイッチ100が取り付けられており、運転者が起動スイッチ100をオフ状態からオン状態とすることによって4輪駆動車1が起動し、走行が可能な状態となる。
図1は、本発明の実施の形態に係る駆動装置が搭載された4輪駆動車の概略の構成例を示す模式図である。この4輪駆動車1は、主駆動輪である右前輪101及び左前輪102が主駆動源としてのエンジン11の駆動力によって駆動され、補助駆動輪である右後輪103及び左後輪104が補助駆動源としての電動モータ2を有する駆動装置10によって駆動される。右前輪101及び左前輪102ならびに右後輪103及び左後輪104には、それぞれ車輪速センサが対応して取り付けられている。4輪駆動車1の運転席には、運転者によって操作される起動スイッチ100が取り付けられており、運転者が起動スイッチ100をオフ状態からオン状態とすることによって4輪駆動車1が起動し、走行が可能な状態となる。
エンジン11の駆動力は、トランスミッション12からディファレンシャル装置13に伝達され、ディファレンシャル装置13から左右のドライブシャフト141,142を介して右前輪101及び左前輪102に配分される。右後輪103及び左後輪104には、駆動装置10から左右のドライブシャフト151,152を介して駆動力が伝達される。なお、主駆動源としては、高出力型の電動モータを用いてもよく、エンジンと高出力型の電動モータとを組み合わせた所謂ハイブリッド型のものを用いてもよい。
また、4輪駆動車1には、右後輪103に対応してパーキングブレーキ161が、左後輪104に対応してパーキングブレーキ162が、それぞれ設けられている。パーキングブレーキ161,162は、運転者の操作によって作動し、停車中の4輪駆動車1の前進及び後退を抑止する。
駆動装置10は、右後輪103及び左後輪104を駆動する駆動力を発生する電動モータ2と、電動モータ2の出力軸20の回転を減速する減速機構3と、電動モータ2から減速機構3を介して入力される駆動力を右後輪103及び左後輪104に配分して出力する駆動力配分装置4と、車体に固定されたハウジング5と、電動モータ2及び駆動力配分装置4を制御する制御装置6とを備えている。
(駆動装置の構成)
図2は、駆動装置10におけるハウジング5の内部の構成例を示す断面図である。図2では、図面左側が4輪駆動車1における車両左側にあたり、図面右側が4輪駆動車1における車両右側にあたる。ハウジング5は、第1乃至第5のハウジング部材51〜55を有しており、これらのハウジング部材51〜55が複数のボルトによって相互に固定されている。ハウジング5の内部には、各部の回転を円滑にする転がり軸受560〜569、及びハウジング5内に封入された潤滑油の漏出や異物の侵入を防ぐシール部材571〜573が適所に配置されている。
図2は、駆動装置10におけるハウジング5の内部の構成例を示す断面図である。図2では、図面左側が4輪駆動車1における車両左側にあたり、図面右側が4輪駆動車1における車両右側にあたる。ハウジング5は、第1乃至第5のハウジング部材51〜55を有しており、これらのハウジング部材51〜55が複数のボルトによって相互に固定されている。ハウジング5の内部には、各部の回転を円滑にする転がり軸受560〜569、及びハウジング5内に封入された潤滑油の漏出や異物の侵入を防ぐシール部材571〜573が適所に配置されている。
電動モータ2は、中空管状に形成された出力軸20と、出力軸20と一体に回転するロータ21と、ロータ21の外周に配置されたステータ22と、出力軸20の回転を検出する回転センサ23とを有している。ロータ21は、ロータコア211と、ロータコア211に固定された複数の永久磁石212とを有している。ステータ22は、ステータコア221と、ステータコア221に巻き回された複数相の巻線222とを有している。複数相の巻線222には、制御装置6から例えば三相交流のモータ電流が供給され、モータ電流の大きさに応じたトルクでロータ21がステータ22に対して回転する。
減速機構3は、電動モータ2の出力軸20の端部に外嵌された筒状のピニオンギヤ31と、大径歯車部321及び小径歯車部322を有する減速歯車32と、小径歯車部322に噛み合うリングギヤ33とを有して構成されている。ピニオンギヤ31は、出力軸20にスプライン嵌合して出力軸20と一体に回転し、外周に形成されたギヤ部311が減速歯車32の大径歯車部321と噛み合っている。
駆動力配分装置4は、減速機構3から電動モータ2の駆動力が入力される入力回転部材40と、入力回転部材40と同軸上で相対回転可能な第1及び第2の出力回転部材41,42と、入力回転部材40と第1の出力回転部材41との間に配置された複数のクラッチプレートからなる第1の多板クラッチ43と、入力回転部材40と第2の出力回転部材42との間に配置された複数のクラッチプレートからなる第2の多板クラッチ44と、第1の多板クラッチ43を押圧する第1の押圧機構45と、第2の多板クラッチ44を押圧する第2の押圧機構46とを備えている。
また、本実施の形態では、第1の多板クラッチ43と第1の出力回転部材41との間に第1のクラッチハブ47が介在して配置され、第2の多板クラッチ44と第2の出力回転部材42との間に第2のクラッチハブ48が介在して配置されている。第1の出力回転部材41は、第1のクラッチハブ47にスプライン嵌合され、第1のクラッチハブ47と一体に回転する。第2の出力回転部材42は、第2のクラッチハブ48にスプライン嵌合され、第2のクラッチハブ48と一体に回転する。
入力回転部材40、第1の出力回転部材41及び第2の出力回転部材42は、車両左右方向に沿った回転軸線Oを中心として互いに相対回転可能である。第1の多板クラッチ43及び第2の多板クラッチ44は、ハウジング5に封入された潤滑油によって後述するクラッチプレート同士の摩擦摺動が潤滑される湿式の多板クラッチである。以下、回転軸線Oに平行な方向を軸方向という。
入力回転部材40は、第1のクラッチハブ47の外周に配置された第1のクラッチドラム401と、第2のクラッチハブ48の外周に配置された第2のクラッチドラム402と、第1のクラッチドラム401と第2のクラッチドラム402との間に配置されたセンタープレート403と、複数のボルト404とを有している。複数のボルト404は、第1のクラッチドラム401、第2のクラッチドラム402、及びセンタープレート403を相対回転不能に連結すると共に、これらをリングギヤ33に固定している。図2では、複数のボルト404のうち一本のボルト404を図示している。
第1の多板クラッチ43は、第1のクラッチドラム401と共に回転する複数の第1の入力クラッチプレート431、及び第1のクラッチハブ47と共に回転する複数の第1の出力クラッチプレート432からなり、複数の第1の入力クラッチプレート431と複数の第1の出力クラッチプレート432とが軸方向に沿って交互に配置されている。複数の第1の入力クラッチプレート431は、第1のクラッチドラム401とのスプライン係合により、第1のクラッチドラム401に対して軸方向移動可能かつ相対回転不能である。複数の第1の出力クラッチプレート432は、第1のクラッチハブ47とのスプライン係合により、第1のクラッチハブ47に対して軸方向移動可能かつ相対回転不能である。
第2の多板クラッチ44は、第2のクラッチドラム402と共に回転する複数の第2の入力クラッチプレート441、及び第2のクラッチハブ48と共に回転する複数の第2の出力クラッチプレート442からなり、複数の第2の入力クラッチプレート441と複数の第2の出力クラッチプレート442とが軸方向に沿って交互に配置されている。複数の第2の入力クラッチプレート441は、第2のクラッチドラム402とのスプライン係合により、第2のクラッチドラム402に対して軸方向移動可能かつ相対回転不能である。複数の第2の出力クラッチプレート442は、第2のクラッチハブ48とのスプライン係合により、第2のクラッチハブ48に対して軸方向移動可能かつ相対回転不能である。
第1の押圧機構45は、油圧ユニット64から供給される油圧を受けるリング状のピストン451と、ピストン451と軸方向に並んで配置されたスラストころ軸受452と、スラストころ軸受452を介してピストン451の押圧力を受ける押圧部材453と、第1のクラッチドラム401の内側に配置された押圧プレート454と、押圧部材453に当接するリターンスプリング455とを有している。
ピストン451は、第5のハウジング部材55に環状に形成された第1の油圧室550に軸方向の一部が収容され、油圧ユニット64から第1の油路501を経て供給される作動油の圧力によって第1の多板クラッチ43を押圧する。押圧部材453は、円環状に形成された環状部453aと、環状部453aから第1の多板クラッチ43側に向かって軸方向に突出した複数の柱状の押圧突起453bとを一体に有している。複数の押圧突起453bは、第1のクラッチドラム401に形成された貫通孔401aにそれぞれ挿通されており、先端部が押圧プレート454に当接している。リターンスプリング455は、環状部453aに当接して押圧部材453を第5のハウジング部材55側に向かって付勢している。
第2の押圧機構46は、油圧ユニット64から供給される油圧を受けるリング状のピストン461と、ピストン461と軸方向に並んで配置されたスラストころ軸受462と、スラストころ軸受462を介してピストン461の押圧力を受ける押圧部材463と、第2のクラッチドラム402の内側に配置された押圧プレート464と、押圧部材463に当接するリターンスプリング465とを有している。
ピストン461は、第4のハウジング部材54に環状に形成された第2の油圧室540に軸方向の一部が収容され、油圧ユニット64から第2の油路502を経て供給される作動油の圧力によって第2の多板クラッチ44を押圧する。押圧部材463は、環状部463aと、複数の柱状の押圧突起463bとを一体に有しており、複数の押圧突起463bが第2のクラッチドラム402に形成された貫通孔402aにそれぞれ挿通されて押圧プレート464に当接している。リターンスプリング465は、環状部463aに当接して押圧部材463を第4のハウジング部材54側に向かって付勢している。
第1の多板クラッチ43は、複数の第1の入力クラッチプレート431と複数の第1の出力クラッチプレート432との間の摩擦力によって第1のクラッチドラム401から第1のクラッチハブ47に駆動力を伝達する。第1の多板クラッチ43によって伝達される駆動力は、第1の押圧機構45が発生する押圧力(軸方向のスラスト力)が大きいほど大きくなる。第2の多板クラッチ44は、複数の第2の入力クラッチプレート441と複数の第2の出力クラッチプレート442との間の摩擦力によって第2のクラッチドラム402から第2のクラッチハブ48に駆動力(軸方向のスラスト力)を伝達する。第2の多板クラッチ44によって伝達される駆動力は、第2の押圧機構46が発生する押圧力が大きいほど大きくなる。
図1に示すように、制御装置6は、CPU(演算処理装置)を有する制御部61と、不揮発性メモリを含む記憶部62と、電動モータ2に供給するモータ電流を生成するモータ駆動用インバータ63と、第1の油圧室550及び第2の油圧室540に作動油を供給する油圧ユニット64と、油圧ユニット64を駆動する油圧ユニット駆動回路65とを有している。
制御部61は、CPUが記憶部62に記憶されたプログラムを実行することにより、第1及び第2の多板クラッチ43,44において発生する摩擦力を評価する摩擦力評価手段611、及び摩擦力評価手段611による評価結果に基づいて右後輪103及び左後輪104に出力する駆動力を制御する駆動力制御手段612として機能する。
モータ駆動用インバータ63は、トランジスタ等のスイッチング素子を有し、制御部61によるPWM制御によってバッテリー等の直流電源の電圧をスイッチングしてモータ電流を生成する。制御部61は、駆動力制御手段612として、モータ駆動用インバータ63に出力するPWM信号のデューティー比を変えることで電動モータ2を制御することが可能である。
図3は、油圧ユニット64の構成例を示す回路図である。油圧ユニット64は、油圧ユニット駆動回路65から供給される電流に応じたトルクを発生するポンプ用モータ641と、ポンプ用モータ641に連結軸642によって連結された油圧ポンプ643と、リリーフ弁644と、第1及び第2の制御弁645,646とを有している。油圧ポンプ643は、ポンプ用モータ641に駆動され、作動油をリザーバ640から汲み上げて吐出する。リリーフ弁644は、吐出された作動油の一部をリザーバ640に還流させる固定絞り弁である。
第1及び第2の制御弁645,646は、第1及び第2の油圧室550,540にそれぞれ供給される作動油の圧力を調節する圧力制御弁であり、その弁開度が油圧ユニット駆動回路65から供給される制御電流に応じて変化する。油圧ユニット駆動回路65は、制御部61からの指令信号に応じた大きさのモータ電流及び制御電流を、ポンプ用モータ641ならびに第1及び第2の制御弁645,646に供給する。
第1の制御弁645は、油圧ポンプ643から作動油が供給される供給ポートと、第1の油路501に作動油を出力する出力ポートとを有している。第1の押圧機構45は、第1の油路501から第1の油圧室550に供給される作動油の圧力に応じた押圧力で第1の多板クラッチ43をセンタープレート403に向かって押圧する。第2の制御弁646は、油圧ポンプ643から作動油が供給される供給ポートと、第2の油路502に作動油を出力する出力ポートとを有している。第2の押圧機構46は、第2の油路502から第2の油圧室540に供給される作動油の圧力に応じた押圧力で第2の多板クラッチ44をセンタープレート403に向かって押圧する。
制御部61は、駆動力制御手段612として、ポンプ用モータ641、第1の制御弁645、及び第2の制御弁646に供給する電流を増減させることにより、第1の押圧機構45及び第2の押圧機構46を制御し、第1の多板クラッチ43に作用する押圧力、及び第2の多板クラッチ44に作用する押圧力を調節することが可能である。
制御部61は、例えばCAN(Controller Area Network)等の車内通信網により、各種の車両情報を取得可能である。この車両情報には、左右前輪101,102及び左右後輪103,104の車輪速、アクセルペダル17の踏み込み量、ステアリングホイール18の操舵角等の情報が含まれる。また、制御部61は、起動スイッチ100のオン・オフ状態、及びパーキングブレーキ161,162の作動状態の情報を取得可能である。
記憶部62には、車両情報と左右後輪103,104に出力すべき駆動力の大きさとの関係を示す複数の制御マップの情報が記憶されている。この複数の制御マップは、例えば左右前輪101,102の平均車輪速と左右後輪103,104の平均車輪速との差が大きいほど左右後輪103,104に出力すべき駆動力が大きくなる特性を示す前後輪車輪速差感応マップ、アクセルペダル17の踏み込み量が大きいほど左右後輪103,104に出力すべき駆動力が大きくなる特性を示す加速操作量感応マップ、及び操舵角が大きく車速が高いほど左右後輪103,104のうち旋回外側の車輪に出力すべき駆動力が大きくなる特性を示す操舵角感応マップである。
駆動力制御手段612は、これらの制御マップに基づいて、第1の出力回転部材41から右後輪103に出力すべき駆動力を第1の指令出力トルクとして、また第2の出力回転部材42から左後輪104に出力すべき駆動力を第2の指令出力トルクとして、それぞれ求める。そして、制御装置6は、第1の指令出力トルクに応じた駆動力が第1の出力回転部材41から出力され、第2の指令出力トルクに応じた駆動力が第2の出力回転部材42から出力されるように、電動モータ2ならびに第1の押圧機構45及び第2の押圧機構46を制御する。
ところで、第1の多板クラッチ43によって伝達される駆動力は、第1の押圧機構45による押圧力が一定でも、複数の第1の入力クラッチプレート431及び第1の出力クラッチプレート432の摩耗や製造時における表面性状のばらつき等によって変動する。同様に、第2の多板クラッチ44によって伝達される駆動力は、第2の押圧機構46による押圧力が一定でも、複数の第2の入力クラッチプレート441及び第2の出力クラッチプレート442の摩耗や製造時における表面性状のばらつき等によって変動する。
このため、制御部61は、摩擦力評価手段611として停車中に試験動作を行い、その後、駆動力制御手段612として、試験動作の結果情報を用いて第1及び第2の押圧機構45,46を制御する。この試験動作は、第1及び第2の多板クラッチ43,44のうち一方の多板クラッチを解放した状態で他方の多板クラッチに作用する押圧力及び電動モータ2の駆動力の少なくとも何れかを変化させ、他方の多板クラッチの複数のクラッチプレートの滑りが発生する摺滑状態から複数のクラッチプレートの滑りが発生しない締結状態へ、もしくは締結状態から摺滑状態への状態変化を発生させる動作である。そして、制御部61は、駆動力制御手段612として、試験動作の結果情報として得られる複数のクラッチプレート間の滑りの発生のしやすさを示す指標値に基づいて、複数のクラッチプレート間の滑りが発生しやすいほど複数のクラッチプレートを強く押圧するように制御を行う。以下、図4乃至図7を参照し、試験動作の4つの具体例について説明する。
図4は、第1及び第2の多板クラッチ43,44のうち一方の多板クラッチを解放した状態で他方の多板クラッチに作用する押圧力を徐々に小さくし、締結状態から摺滑状態への状態変化を発生させる場合の試験動作の処理手順の一例を示すフローチャートである。制御部61は、駆動力制御手段612として、このフローチャートに示す処理を起動スイッチ100がオン状態からオフ状態となった後に実行する。なお、制御装置6には、起動スイッチ100がオフ状態となった後も、少なくとも試験動作の実行中は電源が供給される。
このフローチャートに示す処理において、制御部61はまず、4輪駆動車1が停車状態で、かつパーキングブレーキ161,162が作動状態かを判定する(ステップS1)。この判定の結果が正(Yes)である場合、第1の多板クラッチ43を解放すると共に、第2の多板クラッチ44に作用する押圧力を所定の押圧力P1とする(ステップS2)。具体的には、油圧ユニット64の第1の制御弁645に供給する制御電流をゼロにすると共に、第2の押圧機構46が発生する押圧力が所定の押圧力P1となるように、油圧ユニット64のポンプ用モータ641に供給するモータ電流、及び第2の制御弁646に供給する制御電流を調節する。
次に、制御部61は、電動モータ2にモータ電流を供給し、所定のトルクT1を発生させる(ステップS3)。この所定のトルクT1は、第2の多板クラッチ44が所定の押圧力P1で押圧され、かつパーキングブレーキ162が作動していることにより、電動モータ2が回転しないトルクである。なお、トルクT1は、電動モータ2の定格トルクの10分の1程度の値であり、第1の多板クラッチ43が押圧力P1で押圧されることにより伝達可能な駆動力(駆動力伝達容量)は、トルクT1に減速機構3の減速比を乗じた値の例えば1.2倍である。
次に、制御部61は、ステップS4及びS5の処理により、第2の多板クラッチ44の第2の入力クラッチプレート441と第2の出力クラッチプレート442と間で滑りが発生して第2の多板クラッチ44が摺滑状態となるまで、第2の多板クラッチ44に作用する押圧力を所定の押圧力P1から徐々に低下させる。具体的には、第2の多板クラッチ44に作用する押圧力を、所定の押圧力P1よりも十分に小さい所定の変化量ΔPだけ小さくし(ステップS4)、電動モータ2が回転していなければ(ステップS5:No)、ステップS4の処理を繰り返して実行する。なお、電動モータ2が回転しているか否かは、回転センサ23の検出値により判定することができる。
一方、ステップS5の判定処理で電動モータ2が回転していれば(ステップS5:Yes)、そのときに第2の多板クラッチ44に作用している押圧力に基づいて、その後に第2の押圧機構46を制御する際に第2の指令出力トルクに乗じるゲインG2を演算する(ステップS6)。すなわち、起動スイッチ100が再度オン状態となって第2の押圧機構46を制御する際には、制御マップに基づいて求められた第2の指令出力トルクにステップS6で演算したゲインG2を乗じた値の駆動力が第2の多板クラッチ44によって第2の出力回転部材42に伝達されるように第2の押圧機構46を制御する。制御部61は、ゲインG2を演算した後、電動モータ2を停止させる(ステップS7)。
ステップS5の判定処理で電動モータ2が回転していると判定されたときに第2の多板クラッチ44に作用している押圧力(ステップS4の処理の実行回数をNとした場合のP1−ΔP×N)は、第2の多板クラッチ44の複数の第2の入力クラッチプレート441及び第2の出力クラッチプレート442の間の滑りの発生のしやすさを示す指標値であり、この指標値が大きいほど第2の多板クラッチ44に滑りが発生しやすいこととなる。なお、ステップS6で演算されたゲインG2は、起動スイッチ100が再度オン状態となったときに読み出し可能なように、記憶部62の不揮発性メモリに記憶される。
ゲインG2は、第2の多板クラッチ44の複数の第2の入力クラッチプレート441及び第2の出力クラッチプレート442の摩耗が少なく、第2の多板クラッチ44に作用する押圧力と伝達される駆動力との関係が設計値通りである場合に1となり、設計値よりも第2の入力クラッチプレート441と第2の出力クラッチプレート442との滑りが発生しやすい場合、換言すれば設計値通りの特性を有する第2の多板クラッチ44を用いた場合よりも高い押圧力で電動モータ2が回転した場合には、1よりも大きな値となる。これにより、複数の第2の入力クラッチプレート441と第2の出力クラッチプレート442との間の滑りが発生しやすいほど、第2の多板クラッチ44が第2の押圧機構46によって強く押圧される。
次に、制御部61は、第2の多板クラッチ44を解放し、第1の多板クラッチ43に対して上記のステップS2〜S7の処理と同様の処理を実行する。すなわち、第2の多板クラッチ44を解放すると共に、第1の多板クラッチ43に作用する押圧力を所定の押圧力P1とし(ステップS8)、電動モータ2に所定のトルクT1を発生させ(ステップS9)、第1の多板クラッチ43の第1の入力クラッチプレート431と第1の出力クラッチプレート432と間で滑りが発生するまで、第1の多板クラッチ43に作用する押圧力を所定の押圧力P1から徐々に低下させる(ステップS10,S11)。
そして、第1の多板クラッチ43に滑りが発生したときの押圧力に基づいて、その後に第1の押圧機構45を制御する際に第1の指令出力トルクに乗じるゲインG1を演算し、(ステップS12)。電動モータ2を停止させる(ステップS13)。ゲインG1は、第1の多板クラッチ43の複数の第1の入力クラッチプレート431及び第1の出力クラッチプレート432の摩耗が少なく、第1の多板クラッチ43に作用する押圧力と伝達される駆動力との関係が設計値通りである場合に1となり、設計値よりも第1の入力クラッチプレート431と第1の出力クラッチプレート432との滑りが発生しやすい場合に1よりも大きな値となる。これにより、複数の第1の入力クラッチプレート431と第1の出力クラッチプレート432との間の滑りが発生しやすいほど、第1の多板クラッチ43が第1の押圧機構45によって強く押圧される。
図5は、第1及び第2の多板クラッチ43,44のうち一方の多板クラッチを解放した状態で他方の多板クラッチに作用する押圧力を徐々に大きくし、摺滑状態から締結状態への状態変化を発生させる場合の試験動作の処理手順の一例を示すフローチャートである。図5に示すフローチャートは、ステップS2,S4,S5,S8,S10,S11の処理内容が図4に示すフローチャートと異なる他は、図4に示すフローチャートと共通であるので、これらのステップの処理について詳細に説明し、共通するステップの処理については重複した説明を省略する。
図5に示すフローチャートにおいて、制御部61は、ステップS2の処理で第1の多板クラッチ43を解放すると共に、第2の多板クラッチ44に作用する押圧力を所定の押圧力P2とする。この押圧力P2は、ステップS3において電動モータ2に所定のトルクT1を発生させた際に第2の多板クラッチ44の第2の入力クラッチプレート441と第2の出力クラッチプレート442との滑りが発生する押圧力である。
ステップS4の処理では、第2の多板クラッチ44に作用する押圧力を所定の変化量ΔPだけ大きくし、電動モータ2の回転が停止していなければ(ステップS5:No)、ステップS4の処理を繰り返して実行する。一方、ステップS5の判定処理で電動モータ2の回転が停止していれば(ステップS5:Yes)、そのときに第2の多板クラッチ44に作用している押圧力に基づいてゲインG2を演算する(ステップS6)。
また、ステップS8〜S12において第1の多板クラッチ43に対して同様の処理を行い、ゲインG1を演算する。ステップS5の判定処理で電動モータ2が回転停止したと判定されたときに第2の多板クラッチ44に作用している押圧力は、第2の多板クラッチ44の複数の第2の入力クラッチプレート441及び第2の出力クラッチプレート442の間の滑りの発生のしやすさを示す指標値であり、ステップS11の判定処理で電動モータ2が回転停止したと判定されたときに第1の多板クラッチ43に作用している押圧力は、第1の多板クラッチ43の複数の第1の入力クラッチプレート431及び第1の出力クラッチプレート432の間の滑りの発生のしやすさを示す指標値である。
この図5に示すフローチャートの処理によっても、複数の第1の入力クラッチプレート431と第1の出力クラッチプレート432との間の滑りが発生しやすいほど第1の多板クラッチ43が第1の押圧機構45によって強く押圧され、複数の第2の入力クラッチプレート441と第2の出力クラッチプレート442との間の滑りが発生しやすいほど第2の多板クラッチ44が第2の押圧機構46によって強く押圧されるようになる。
図6は、第1及び第2の多板クラッチ43,44のうち一方の多板クラッチを解放した状態で電動モータ2の駆動力を増加させ、他方の多板クラッチの締結状態から摺滑状態への状態変化を発生させる場合の試験動作の処理手順の一例を示すフローチャートである。図6に示すフローチャートは、ステップS3,S4及びS9,S10の処理内容が図4に示すフローチャートと異なる他は、図4に示すフローチャートと共通であるので、これらのステップの処理について詳細に説明し、共通するステップの処理については重複した説明を省略する。
図6に示すフローチャートにおいて、制御部61は、電動モータ2に所定のトルクT2を発生させる(ステップS3)。この所定のトルクT2は、第2の多板クラッチ44が所定の押圧力P1で押圧され、かつパーキングブレーキ162が作動していることにより、電動モータ2が回転しないトルクである。
ステップS4の処理では、電動モータ2が発生するトルクをΔTだけ増加させ、電動モータ2が回転していなければ(ステップS5:No)、ステップS4の処理を繰り返して実行する。一方、ステップS5の判定処理で電動モータ2が回転していれば(ステップS5:Yes)、そのときの電動モータ2の発生トルクに基づいてゲインG2を演算する(ステップS6)。
また、ステップS8〜S12において第1の多板クラッチ43に対して同様の処理を行い、ゲインG1を演算する。ステップS5の判定処理で電動モータ2が回転していると判定されたときの電動モータ2のトルクは、第2の多板クラッチ44の複数の第2の入力クラッチプレート441及び第2の出力クラッチプレート442の間の滑りの発生のしやすさを示す指標値であり、ステップS11の判定処理で電動モータ2が回転していると判定されたときの電動モータ2のトルクは、第1の多板クラッチ43の複数の第1の入力クラッチプレート431及び第1の出力クラッチプレート432の間の滑りの発生のしやすさを示す指標値である。
この図6に示すフローチャートの処理によっても、複数の第1の入力クラッチプレート431と第1の出力クラッチプレート432との間の滑りが発生しやすいほど第1の多板クラッチ43が第1の押圧機構45によって強く押圧され、複数の第2の入力クラッチプレート441と第2の出力クラッチプレート442との間の滑りが発生しやすいほど第2の多板クラッチ44が第2の押圧機構46によって強く押圧されるようになる。
図7は、第1及び第2の多板クラッチ43,44のうち一方の多板クラッチを解放した状態で電動モータ2の駆動力を減少させ、他方の多板クラッチの摺滑状態から締結状態への状態変化を発生させる場合の試験動作の処理手順の一例を示すフローチャートである。図7に示すフローチャートは、ステップS3,S4及びS9,S10の処理内容が図4に示すフローチャートと異なる他は、図4に示すフローチャートと共通であるので、これらのステップの処理について詳細に説明し、共通するステップの処理については重複した説明を省略する。
図7に示すフローチャートにおいて、制御部61は、電動モータ2に所定のトルクT3を発生させる(ステップS3)。この所定のトルクT3は、第2の多板クラッチ44が所定の押圧力P1で押圧されていても、第2の入力クラッチプレート441と第2の出力クラッチプレート442との間の滑りが発生するトルクである。
ステップS4の処理では、電動モータ2が発生するトルクをΔTだけ減少させ、電動モータ2が回転停止していなければ(ステップS5:No)、ステップS4の処理を繰り返して実行する。一方、ステップS5の判定処理で電動モータ2が回転停止していれば(ステップS5:Yes)、そのときの電動モータ2の発生トルクに基づいてゲインG2を演算する(ステップS6)。
また、ステップS8〜S12において第1の多板クラッチ43に対して同様の処理を行い、ゲインG1を演算する。ステップS5の判定処理で電動モータ2が回転停止したと判定されたときの電動モータ2のトルクは、第2の多板クラッチ44の複数の第2の入力クラッチプレート441及び第2の出力クラッチプレート442の間の滑りの発生のしやすさを示す指標値であり、ステップS11の判定処理で電動モータ2が回転停止したと判定されたときの電動モータ2のトルクは、第1の多板クラッチ43の複数の第1の入力クラッチプレート431及び第1の出力クラッチプレート432の間の滑りの発生のしやすさを示す指標値である。
この図7に示すフローチャートの処理によっても、複数の第1の入力クラッチプレート431と第1の出力クラッチプレート432との間の滑りが発生しやすいほど第1の多板クラッチ43が第1の押圧機構45によって強く押圧され、複数の第2の入力クラッチプレート441と第2の出力クラッチプレート442との間の滑りが発生しやすいほど第2の多板クラッチ44が第2の押圧機構46によって強く押圧されるようになる。
(実施の形態の効果)
以上説明した実施の形態に係る駆動装置10によれば、試験動作の結果情報を用いて第1及び第2の押圧機構45,46を制御するので、電動モータ2の駆動力を第1及び第2の多板クラッチ43,44を介して高い精度で出力することが可能となる。
以上説明した実施の形態に係る駆動装置10によれば、試験動作の結果情報を用いて第1及び第2の押圧機構45,46を制御するので、電動モータ2の駆動力を第1及び第2の多板クラッチ43,44を介して高い精度で出力することが可能となる。
(実施の形態の変形例)
上記の実施の形態は、適宜変形して実施することが可能である。例えば、上記の実施の形態では、4輪駆動車1の起動スイッチ100がオフ状態となった後に試験動作を行う場合について説明したが、これに限らず、例えば4輪駆動車1の組み立て後の工場内で試験動作を行ってもよい。この場合、例えば第1及び第2の入力クラッチプレート431,441や第1及び第2の出力クラッチプレート432,442の製造時における表面性状のばらつき等に起因して、第1及び第2の多板クラッチ43,44によって伝達される駆動力に発生する誤差を抑制することができる。
上記の実施の形態は、適宜変形して実施することが可能である。例えば、上記の実施の形態では、4輪駆動車1の起動スイッチ100がオフ状態となった後に試験動作を行う場合について説明したが、これに限らず、例えば4輪駆動車1の組み立て後の工場内で試験動作を行ってもよい。この場合、例えば第1及び第2の入力クラッチプレート431,441や第1及び第2の出力クラッチプレート432,442の製造時における表面性状のばらつき等に起因して、第1及び第2の多板クラッチ43,44によって伝達される駆動力に発生する誤差を抑制することができる。
また、上記の実施の形態では、試験動作の結果に基づいてゲインG1,G2を演算し、制御マップに基づいて求められた第1及び第2の指令出力トルクにゲインG1,G2をそれぞれ乗じた値の駆動力が第1及び第2の多板クラッチ43,44によって第1及び第2の出力回転部材41,42に伝達されるように第1及び第2の押圧機構45,46を制御する場合について説明したが、これに限らず、試験動作の結果に基づいて第1及び第2の指令出力トルクに加算もしくは減算する補正値を算出し、この補正値を第1及び第2の指令出力トルクに加算もしくは減算した値の駆動力が第1及び第2の多板クラッチ43,44によって第1及び第2の出力回転部材41,42に伝達されるように第1及び第2の押圧機構45,46を制御してもよい。またさらに、試験動作の結果に基づいて制御マップを改変する補正を行ってもよい。
また、上記の実施の形態では、電動モータ2の駆動力を右後輪103及び左後輪104に配分して出力する場合について説明したが、これに限らず、例えば電動モータの駆動力を一つの多板クラッチを介してディファレンシャル装置に伝達し、ディファレンシャル装置によって右後輪103及び左後輪104に駆動力を配分して出力するように駆動装置を構成してもよい。この場合、上記と同様の試験動作を一つの多板クラッチに対して行うことにより、例えば当該多板クラッチによって電動モータの回転と右後輪103及び左後輪104の回転とを円滑かつ高精度にシンクロさせることが可能となる。
(付記)
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、これらの実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、これらの実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
10…駆動装置 2…電動モータ
4…駆動力配分装置 40…入力回転部材
41…第1の出力回転部材 42…第2の出力回転部材
43…第1の多板クラッチ 431…第1の入力クラッチプレート
432…第1の出力クラッチプレート 44…第2の多板クラッチ
441…第2の入力クラッチプレート 442…第2の出力クラッチプレート
45…第1の押圧機構 46…第2の押圧機構
6…制御装置
4…駆動力配分装置 40…入力回転部材
41…第1の出力回転部材 42…第2の出力回転部材
43…第1の多板クラッチ 431…第1の入力クラッチプレート
432…第1の出力クラッチプレート 44…第2の多板クラッチ
441…第2の入力クラッチプレート 442…第2の出力クラッチプレート
45…第1の押圧機構 46…第2の押圧機構
6…制御装置
Claims (5)
- 電動モータと、複数のクラッチプレートからなる多板クラッチと、前記多板クラッチを押圧する押圧機構と、前記多板クラッチによって前記電動モータの駆動力が伝達される出力回転部材と、前記電動モータ及び前記押圧機構を制御する制御装置とを備え、前記出力回転部材から車両の車輪に駆動力を出力する車両用駆動装置であって、
前記制御装置は、前記車両の停車中に行う試験動作の結果情報を用いて前記押圧機構を制御し、
前記試験動作は、前記電動モータの駆動力及び前記押圧機構の押圧力の少なくとも何れかを徐々に変化させ、前記複数のクラッチプレートの滑りが発生する摺滑状態から前記複数のクラッチプレートの滑りが発生しない締結状態へ、もしくは前記締結状態から前記摺滑状態への状態変化を発生させる動作である、
車両用駆動装置。 - 電動モータと、前記電動モータが発生する駆動力を車両の左右の車輪に配分する駆動力配分装置と、前記電動モータ及び前記駆動力配分装置を制御する制御装置とを備え、
前記駆動力配分装置は、前記電動モータの駆動力が入力される入力回転部材と、第1及び第2の出力回転部材と、前記入力回転部材と前記第1の出力回転部材との間に配置された複数のクラッチプレートからなる第1の多板クラッチと、前記第1の多板クラッチを押圧する第1の押圧機構と、前記入力回転部材と前記第2の出力回転部材との間に配置された複数のクラッチプレートからなる第2の多板クラッチと、前記第2の多板クラッチを押圧する第2の押圧機構とを有し、
前記制御装置は、前記車両の停車中に行う試験動作の結果情報を用いて前記第1及び第2の押圧機構を制御し、
前記試験動作は、前記第1及び第2の多板クラッチのうち一方の多板クラッチを解放した状態で他方の多板クラッチに作用する押圧力及び前記電動モータの駆動力の少なくとも何れかを変化させ、前記他方の多板クラッチの前記複数のクラッチプレートの滑りが発生する摺滑状態から前記複数のクラッチプレートの滑りが発生しない締結状態へ、もしくは前記締結状態から前記摺滑状態への状態変化を発生させる動作である、
車両用駆動装置。 - 前記制御装置は、前記第1の多板クラッチを前記一方の多板クラッチとして前記試験動作を行った後、前記第2の多板クラッチを前記一方の多板クラッチとして前記試験動作を行う、
請求項2に記載の車両用駆動装置。 - 前記制御装置は、前記試験動作の結果情報として得られる前記複数のクラッチプレート間の滑りの発生のしやすさを示す指標値に基づいて、複数のクラッチプレート間の滑りが発生しやすいほど前記複数のクラッチプレートを強く押圧するように制御を行う、
請求項1乃至3の何れか1項に記載の車両用駆動装置。 - 前記制御装置は、前記車両を起動する起動スイッチがオフ状態となった後に前記試験動作を行う、
請求項1乃至4の何れか1項に記載の車両用駆動装置。
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