JP5226627B2 - Vehicle drive control device - Google Patents
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Description
本発明は、複数の駆動源を併用する車両の駆動制御装置に関する。 The present invention relates to a drive control device for a vehicle using a plurality of drive sources in combination.
車両の駆動装置として、車両左右の車軸を差動装置に連結するとともに、一方の車軸の外周に同軸に配置した電動機によって減速機構を経由して差動装置に駆動力を伝達するようにしたものが案出されている(例えば、特許文献1参照)。 As a vehicle drive device, the left and right axles of a vehicle are connected to a differential device, and a driving force is transmitted to the differential device via a speed reduction mechanism by an electric motor coaxially arranged on the outer periphery of one axle. Has been devised (see, for example, Patent Document 1).
この駆動装置100は、図22に示すように、車軸駆動用の電動機102と、この電動機102の駆動回転を減速する遊星歯車式減速機112と、この遊星歯車式減速機112の出力を車両左右の車軸110A、110Bに分配する差動装置113と、を備え、差動装置113に連結された一方の車軸110Bの外周側に、遊星歯車式減速機112と電動機102が同軸に配置されている。また、遊星歯車式減速機112のサンギヤ121とプラネタリキャリア123を、電動機102のロータ115と差動装置113のディファレンシャルケース131に夫々接続するとともに、遊星歯車式減速機112のリングギヤ124を、車体固定の減速機ケース111内に回転可能に収容し、リングギヤ124と減速機ケース111の間に、リングギヤ124と減速機ケース111を係合してリングギヤ124に制動力を付与する油圧ブレーキ128を設けることが記載されている。
As shown in FIG. 22, the
そして、油圧ブレーキ128によってリングギヤ124に制動力を付与すると、リングギヤ124が減速機ケース111に固定され、電動機102のロータ115からサンギヤ121に入力された駆動力は遊星歯車式減速機112で設定減速比に減速されて差動装置113のディファレンシャルケース131に伝達される。ディファレンシャルケース131に伝達された駆動力は差動装置113によって車両左右の車軸110A、110Bに分配される。また、油圧ブレーキ128からの制動力の付与が遮断されると、リングギヤ124が減速機ケース111に対して自由に回転するようになる。したがって、例えば、車軸110A、110Bの回転速度が電動機102の駆動要求よりも速い状況下において油圧ブレーキ128による制動力の付与が遮断されると、車軸110A、110B側の余剰回転に応じてリングギヤ124が減速機ケース111内で空転し、車軸110A、110B側の回転が電動機102側に入力されなくなる。これにより、電動機102の駆動や回生が不要な場合、油圧ブレーキ128による制動力の付与を遮断することにより電動機102の連れ回りを防止し燃費の向上を図っている。
When a braking force is applied to the
上記説明した駆動装置100は、電動機102の駆動や回生が必要な場合、油圧ブレーキ128による制動力をリングギヤ124に付与する。この状態ではリングギヤ124が減速機ケース111に固定されるため、遊星歯車式減速機112のサンギヤ121とプラネタリキャリア123の間で駆動力が伝達される。その結果、車軸110A、110Bと電動機102の間でトルクの伝達が行われる。
The
一方、駆動装置100は、電動機102の駆動や回生が不要な場合、油圧ブレーキ128による制動力をリングギヤ124に付与しない。この状態ではリングギヤ124が減速機ケース111内で空転するため、サンギヤ121とプラネタリキャリア123の間で駆動力は伝達されない。したがって、車軸110A、110Bと電動機102の間でトルクの伝達は行われない。
On the other hand, the
電動機102が車両の補助駆動源として用いられ、主駆動源には内燃機関等が用いられる車両の場合、駆動装置100は、当該車両の走行状態に応じて、これら2つの状態のいずれかに切り替える。例えば、当該車両が高速クルーズ走行時には、内燃機関からの駆動力によってのみ走行する。このとき、車軸110A、110Bと電動機102の間にトルク伝達経路が締結していると、電動機102のロータが車軸110A、110B側の回転力によって強制的に連れ回されてしまう。したがって、駆動装置100は、油圧ブレーキ128によるリングギヤ124への制動力の付与を解除する。一方、当該車両が発進時又は減速時には、電動機102からの駆動力が用いられる。このとき、駆動装置100は、油圧ブレーキ128による制動力をリングギヤ124に付与する。
In the case of a vehicle in which the
このように、車両の走行状態に応じて、油圧ブレーキ128による制動力がリングギヤ124に付与又は解除され、その度に、サンギヤ121とプラネタリキャリア123間の状態も変化する。サンギヤ121とプラネタリキャリア123の間を伝達するトルクは、対向する少なくとも2つの歯車を介する。対向する2つの歯車の互いに係合する歯と歯の間には、図23に示すように、「バックラッシュ」と呼ばれる隙間が設けられている。このバックラッシュによって歯車は自由に動くことができる。しかし、一方向に回転していた歯車を逆方向に回転させたとき、又は、無回転状態からバックラッシュが存在する方向に歯車を回転させたときには衝撃が生じる。この衝撃は、振動及び騒音の原因となり、かつ、機械の寿命を低下させる原因ともなる。
Thus, depending on the running state of the vehicle, the braking force by the
したがって、リングギヤ124への制動力の付与又は解除が行われることによって、サンギヤ121とプラネタリキャリア123の間に存在する歯車の回転方向が変わっても、バックラッシュに起因した衝撃を低減可能な制御が行われることが望ましい。
Therefore, even if the rotation direction of the gear existing between the
本発明の目的は、動力伝達経路上の減速機の歯車の回転方向が変わってもバックラッシュに起因した衝撃を低減可能な車両の駆動制御装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a vehicle drive control device that can reduce the impact caused by backlash even if the rotation direction of the gear of the reduction gear on the power transmission path changes.
上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項1に記載の発明の駆動制御装置は、前後輪軸の一方の軸である第1の車軸(例えば、実施の形態での主駆動軸8)に駆動力を出力可能な駆動源(例えば、実施の形態での内燃機関4及び電動機5)と、前記前後輪軸の他方の軸である第2の車軸(例えば、実施の形態での車軸10A、10B)に駆動力を出力可能な電動機(例えば、実施の形態での電動機2A、2B)と、前記第2の車軸と前記電動機の間の動力伝達経路上に設けられた減速機(例えば、実施の形態での遊星歯車式減速機12A、12B)と、前記動力伝達経路上に前記減速機と直列に設けられ、前記電動機からの正転方向のトルクを前記減速機を介して前記第2の車軸に伝達する一方向動力伝達部(例えば、実施の形態での一方向クラッチ50)と、前記動力伝達経路上に前記一方向動力伝達部と並列に設けられ、前記電動機からの逆転方向のトルクを前記減速機の要素にロックトルクを付加することによって前記第2の車軸に伝達するブレーキ(例えば、実施の形態での油圧ブレーキ60A、60B)と、を備えた車両(例えば、実施の形態での車両3)の駆動制御装置であって、前記車両の速度又は前記第2の車軸の回転数を検出する第1検出部(例えば、実施の形態での車速センサ117又は回転数センサ117a、117b)と、前記検出部が検出した前記車両の速度又は前記第2の車軸の回転数に基づいて、前記電動機の目標回転数を決定する目標回転数決定部(例えば、実施の形態でのマネジメントECU9)と、前記電動機の回転数を検出する第2検出部(例えば、実施の形態でのレゾルバ20A、20B及びマネジメントECU9)と、前記駆動源からの駆動力によって前記車両が走行している状態で前記電動機に駆動要求があり、かつ、前記電動機に対する正転方向のトルク要求であるとき、前記電動機の回転数が前記目標回転数に同期するよう前記電動機を制御し、かつ、前記電動機の回転数が前記目標回転数よりも低い閾回転数に到達した後に、前記電動機の出力トルクを一定トルクに制御する一方で、前記電動機に対する正転方向のトルク要求でないとき、前記電動機の回転数が前記目標回転数に同期するよう前記電動機を制御し、かつ、前記電動機の回転数が前記目標回転数よりも低い閾回転数に到達した後に、前記ブレーキを徐々に駆動する制御部(例えば、実施の形態でのマネジメントECU9)と、を備えたことを特徴としている。
In order to solve the above problems and achieve the object, a drive control device according to a first aspect of the present invention is a first axle that is one of the front and rear wheel shafts (for example, the main drive shaft in the embodiment). 8) a driving source capable of outputting driving force (for example, the internal combustion engine 4 and the
さらに、請求項2に記載の発明の駆動制御装置では、前記一定のトルクは、前記電動機の回転数が前記目標回転数に同期するために必要なトルクであることを特徴としている。
Furthermore, in the driving control device of the invention described in
さらに、請求項3に記載の発明の駆動制御装置では、前記車両には、前記第2の車軸側に設けられた左右車輪(例えば、実施の形態での左後輪LWr及び右後輪RWr)のそれぞれに対して、前記電動機、前記減速機、前記ブレーキ及び前記第2の車軸が設けられ、前記制御部は、前記駆動源からの駆動力によって前記車両が旋回して走行している状態で前記電動機の駆動を開始するとき、前記左右車輪の各車輪に対応した前記電動機の出力トルク又は前記ブレーキの駆動をそれぞれ独立して制御することを特徴としている。 Furthermore, in the drive control device according to the third aspect of the invention, the vehicle includes left and right wheels (for example, the left rear wheel LWr and the right rear wheel RWr in the embodiment) provided on the second axle side. Are provided with the electric motor, the speed reducer, the brake, and the second axle, and the control unit is in a state in which the vehicle is running while turning by the driving force from the driving source. When driving of the electric motor is started, the output torque of the electric motor or the driving of the brake corresponding to each of the left and right wheels is controlled independently.
請求項1〜3に記載の発明の駆動制御装置によれば、動力伝達経路上の減速機の歯車の回転方向が変わってもバックラッシュに起因した衝撃を低減できる。
According to the drive control apparatus of the first to third aspects of the present invention, it is possible to reduce the impact caused by the backlash even if the rotation direction of the gear of the speed reducer on the power transmission path changes.
以下、この発明の一実施形態を図1〜図4に基づいて説明する。
本発明にかかる駆動装置1は、電動機2A、2Bを車軸駆動用の駆動源とするものであり、例えば、図1に示すような駆動システムの車両3に用いられる。
図1に示す車両3は、内燃機関4と電動機5が直列に接続された駆動ユニット6を車両前部に有するハイブリッド車両であり、この駆動ユニット6の動力がトランスミッション7及び主駆動軸8を介して前輪Wfに伝達される一方で、この駆動ユニット6と別に車両後部に設けられた駆動装置1の動力が後輪Wr(RWr、LWr)に伝達されるようになっている。駆動ユニット6の電動機5と後輪Wr側の駆動装置1の電動機2A、2Bは、図示しないPDU(パワードライブユニット)を介してバッテリに接続され、バッテリからの電力供給と、バッテリへのエネルギー回生がPDUを介して行われるようになっている。また、マネジメントECU(MG ECU)9は、駆動装置1に含まれる電動機2A、2B及び油圧ブレーキ60A、60Bの各動作を制御する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
A
A
図2は、駆動装置1の全体の縦断面図を示すものであり、同図において、10A、10Bは、車両3の後輪Wr側の左右の車軸であり、車幅方向に同軸上に配置されている。駆動装置1の減速機ケース11は全体が略円筒状に形成され、その内部には、車軸駆動用の電動機2A、2Bと、この電動機2A、2Bの駆動回転を減速する遊星歯車式減速機12A、12Bとが、車軸10A、10Bと同軸上に配置されている。この電動機2A及び遊星歯車式減速機12Aは左後輪LWrを制御し、電動機2B及び遊星歯車式減速機12Bは右後輪RWrを制御し、電動機2A及び遊星歯車式減速機12Aと電動機2B及び遊星歯車式減速機12Bは、減速機ケース11内で車幅方向に左右対称に配置されている。そして、減速機ケース11は、図4に示すように、車両3の骨格となるフレームの一部であるフレーム部材13の支持部13a、13bと、不図示の駆動装置1のフレームで支持されている。支持部13a、13bは、車幅方向でフレーム部材13の中心に対し左右に設けられている。なお、図4中の矢印は、駆動装置1が車両3に搭載された状態における位置関係を示している。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the
減速機ケース11の左右両端側内部には、それぞれ電動機2A、2Bのステータ14A、14Bが固定され、このステータ14A、14Bの内周側に環状のロータ15A、15Bが回転可能に配置されている。ロータ15A、15Bの内周部には車軸10A、10Bの外周を囲繞する円筒軸16A、16Bが結合され、この円筒軸16A、16Bが車軸10A、10Bと同軸で相対回転可能となるように減速機ケース11の端部壁17A、17Bと中間壁18A、18Bに軸受19A、19Bを介して支持されている。また、円筒軸16A、16Bの一端側の外周であって減速機ケース11の端部壁17A、17Bには、ロータ15A、15Bの回転位置情報をマネジメントECU9にフィードバックするためのレゾルバ20A、20Bが設けられている。なお、マネジメントECU9は、レゾルバ20A、20Bからの信号に基づいて、から電動機2A、2Bの回転数を検出できる。
The
また、遊星歯車式減速機12A、12Bは、サンギヤ21A、21Bと、このサンギヤ21に噛合される複数のプラネタリギヤ22A、22Bと、これらのプラネタリギヤ22A、22Bを支持するプラネタリキャリア23A、23Bと、プラネタリギヤ22A、22Bの外周側に噛合されるリングギヤ24A、24Bと、を備え、サンギヤ21A、21Bから電動機2A、2Bの駆動力が入力され、減速された駆動力がプラネタリキャリア23A、23Bを通して出力されるようになっている。
The planetary
サンギヤ21A、21Bは円筒軸16A、16Bに一体に形成されている。また、プラネタリギヤ22A、22Bは、例えば図3に示すように、サンギヤ21A、21Bに直接噛合される大径の第1ピニオン26A、26Bと、この第1ピニオン26A、26Bよりも小径の第2ピニオン27A、27Bを有する2連ピニオンであり、これらの第1ピニオン26A、26Bと第2ピニオン27A、27Bが同軸にかつ軸方向にオフセットした状態で一体に形成されている。このプラネタリギヤ22A、22Bはプラネタリキャリア23A、23Bに支持され、プラネタリキャリア23A、23Bは、軸方向内側端部が径方向内側に伸びて車軸10A、10Bにスプライン嵌合され一体回転可能に支持されるとともに、軸受33A、33Bを介して中間壁18A、18Bに支持されている。
The sun gears 21A and 21B are formed integrally with the
なお、中間壁18A、18Bは電動機2A、2Bを収容する電動機収容空間と遊星歯車式減速機12A、12Bを収容する減速機空間とを隔て、外径側から内径側に互いの軸方向間隔が広がるように屈曲して構成されている。そして、中間壁18A、18Bの内径側、且つ、遊星歯車式減速機12A、12B側にはプラネタリギヤ22A、22Bを支持する軸受33A、33Bが配置されるとともに中間壁18A、18Bの外径側、且つ、電動機2A、2B側にはステータ14A、14B用のバスリング41A、41Bが配置されている(図2参照)。
The
リングギヤ24A、24Bは、その内周面が小径の第2ピニオン27A、27Bに噛合されるギヤ部28A、28Bと、ギヤ部28A、28Bより小径で減速機ケース11の中間位置で互いに対向配置される小径部29A、29Bと、ギヤ部28A、28Bの軸方向内側端部と小径部29A、29Bの軸方向外側端部を径方向に連結する連結部30A、30Bとを備えて構成されている。この実施形態の場合、リングギヤ24A、24Bの最大半径は、第1ピニオン26A、26Bの車軸10A、10Bの中心からの最大距離よりも小さくなるように設定されている。小径部29A、29Bは、それぞれ後述する一方向クラッチ(ワンウェイクラッチ)50のインナーレース51とスプライン嵌合し、リングギヤ24A、24Bは一方向クラッチ50のインナーレース51と一体回転するように構成されている。
The ring gears 24A and 24B are disposed opposite to each other at
ところで、減速機ケース11とリングギヤ24A、24Bの間には円筒状の空間部が確保され、その空間部内に、リングギヤ24A、24Bに対する制動手段を構成する油圧ブレーキ60A、60Bが第1ピニオン26A、26Bと径方向でラップし、第2ピニオン27A、27Bと軸方向でラップして配置されている。油圧ブレーキ60A、60Bは、減速機ケース11の内径側で軸方向に伸びる筒状の外径側支持部34の内周面にスプライン嵌合された複数の固定プレート35A、35Bと、リングギヤ24A、24Bの外周面にスプライン嵌合された複数の回転プレート36A、36Bが軸方向に交互に配置され、これらのプレート35A、35B,36A、36Bが環状のピストン37A、37Bによって係合及び開放操作されるようになっている。ピストン37A、37Bは、減速機ケース11の中間位置から内径側に延設された左右分割壁39と、左右分割壁39によって連結された外径側支持部34と内径側支持部40間に形成された環状のシリンダ室38A、38Bに進退自在に収容されており、シリンダ室38A、38Bへの高圧オイルの導入によってピストン37A、37Bを前進させ、シリンダ室38A、38Bからオイルを排出することによってピストン37A、37Bを後退させる。なお、油圧ブレーキ60A、60Bは図4に示すように、前述したフレーム部材13の支持部13a、13b間に配置されたオイルポンプ70に接続されている。
By the way, a cylindrical space is secured between the
また、さらに詳細には、ピストン37A、37Bは、軸方向前後に第1ピストン壁63A、63Bと第2ピストン壁64A、64Bを有し、これらのピストン壁63A、63B,64A、64Bが円筒状の内周壁65A、65Bによって連結されている。したがって、第1ピストン壁63A、63Bと第2ピストン壁64A、64Bの間には径方向外側に開口する環状空間が形成されているが、この環状空間は、シリンダ室38A、38Bの外壁内周面に固定された仕切部材66A、66Bによって軸方向前後に仕切られている。減速機ケース11の左右分割壁39と第2ピストン壁64A、64Bの間は高圧オイルが直接導入される第1作動室とされ、仕切部材66A、66Bと第1ピストン壁63A、63Bの間は、内周壁65A、65Bに形成された貫通孔を通して第1作動室と導通する第2作動室とされている。第2ピストン壁64A、64Bと仕切部材66A、66Bの間は大気圧に導通している。
この油圧ブレーキ60A、60Bでは、第1作動室と第2作動室に高圧オイルが導入され、第1ピストン壁63A、63Bと第2ピストン壁64A、64Bに作用するオイルの圧力によって固定プレート35A、35Bと回転プレート36A、36Bを相互に押し付けが可能である。したがって、軸方向前後の第1,第2ピストン壁63A、63B,64A、64Bによって大きな受圧面積を稼ぐことができるため、ピストン37A、37Bの径方向の面積を抑えたまま固定プレート35A、35Bと回転プレート36A、36Bに対する大きな押し付け力を得ることができる。
More specifically, the
In the
この油圧ブレーキ60A、60Bの場合、固定プレート35A、35Bが減速機ケース11から伸びる外径側支持部34に支持される一方で、回転プレート36A、36Bがリングギヤ24A、24Bに支持されているため、両プレート35A、35B,36A、36Bがピストン37A、37Bによって押し付けられると、両プレート35A、35B,36A、36B間の摩擦係合によってリングギヤ24A、24Bに制動力が作用し固定され、その状態からピストン37A、37Bによる係合が開放されると、リングギヤ24A、24Bの自由な回転が許容される。
In the case of the
また、軸方向で対向するリングギヤ24A、24Bの連結部30A、30B間にも空間部が確保され、その空間部内に、リングギヤ24A、24Bに対し一方向の動力のみを伝達し他方向の動力を遮断する一方向クラッチ50が配置されている。一方向クラッチ50は、インナーレース51とアウターレース52との間に多数のスプラグ53を介在させたものであって、そのインナーレース51がスプライン嵌合によりリングギヤ24A、24Bの小径部29A、29Bと一体回転するように構成されている。またアウターレース52は、内径側支持部40により位置決めされるとともに、回り止めされている。一方向クラッチ50は、車両3が前進する際に係合してリングギヤ24A、24Bの回転をロックするように構成されている。より具体的に、一方向クラッチ50は、リングギヤ24A、24Bに作用するトルクの作用方向によってリングギヤ24A、24Bをロック又は切り離すように構成されており、車両3が前進する際のサンギヤ21A、21Bの回転方向を正転方向とするとリングギヤ24A、24Bに逆転方向のトルクが作用する場合にリングギヤ24A、24Bの回転をロックする。
Also, a space is secured between the
次に、このように構成された駆動装置1の制御について説明する。なお、図5〜図10は各状態における共線図を表わし、左側のS、Cはそれぞれ電動機2Aに連結された遊星歯車式減速機12Aのサンギヤ21A、車軸10Aに連結されたプラネタリキャリア23A、右側のS、Cはそれぞれ電動機2Bに連結された遊星歯車式減速機12Bのサンギヤ21B、車軸10Bに連結されたプラネタリキャリア23B、Rはリングギヤ24A、24B、BRKは油圧ブレーキ60A、60B、OWCは一方向クラッチ50を表わす。以下の説明において前進時のサンギヤ21A、21Bの回転方向を正転方向とする。また、図中、停車中の状態から上方が正転方向の回転、下方が逆転方向の回転であり、矢印は、上方が正転方向のトルクを表し、下方が逆転方向のトルクを表す。
Next, control of the
図5は、車両3の停車中における共線図である。このとき、電動機2A、2Bは停止するとともに車軸10A、10Bは停止しているため、いずれの要素にもトルクは作用していない。
FIG. 5 is an alignment chart when the
図6は、車両3が駆動装置1の電動機2A、2Bのモータトルクにより前進走行する場合、即ち駆動装置1がドライブ側となって車両3が前進する場合における共線図である。電動機2A、2Bを駆動すると、サンギヤ21A、21Bには正転方向のトルクが付加される。このとき、前述したように一方向クラッチ50によりリングギヤ24A、24Bはロックされて、逆転方向に回転しようとするリングギヤ24A、24Bに正転方向のロックトルクが付加される。これによりプラネタリキャリア23A、23Bは正転方向に回転し前進走行がなされる。なお、プラネタリキャリア23A、23Bには車軸10A、10Bからの走行抵抗が逆転方向に作用する。このように車両3の走行時には、イグニッションをONにして電動機2A、2Bのトルクをあげることで、一方向クラッチ50が機械的に係合してリングギヤ24A、24Bがロックされるので、油圧ブレーキ60A、60Bを駆動するオイルポンプ70を作動させずに車両3を発進することができる。これにより、車両発進時の応答性を向上させることができる。
FIG. 6 is a collinear diagram when the
図7は、車両3が駆動ユニット6により前進走行している状態で電動機2A、2Bを停止する場合、即ち駆動装置1がコースト側で且つ電動機2A、2Bが停止する場合における共線図である。図6の状態から電動機2A、2Bを停止すると、プラネタリキャリア23A、23Bには車軸10A、10Bから前進走行を続けようとする正転方向のトルクが作用するので、リングギヤ24A、24Bには逆転方向のトルクが作用し一方向クラッチ50が開放される。従って、リングギヤ24A、24Bはプラネタリキャリア23A、23Bより早い速度で空転する。これにより、電動機2A、2Bで回生する必要がない場合に、油圧ブレーキ60A、60Bによりリングギヤ24A、24Bを固定しなければ、電動機2A、2Bは停止し、電動機2A、2Bの連れ回りを防止することができる。なお、このとき、電動機2A、2Bには正転方向のコギングトルクが作用し、コギングトルクとリングギヤ24A、24Bのフリクションと釣り合う合計トルク分は車軸10A、10Bの車軸ロスとなる。
FIG. 7 is a collinear diagram when the
図8は、車両3が駆動ユニット6により前進走行し、かつアクセルオフでの自然減速状態や、ブレーキにて制動減速している状態において、電動機2A、2Bにより回生する場合、即ち駆動装置1がコースト側で且つ電動機2A、2Bが回生する場合における共線図である。図6の状態から電動機2A、2Bを回生すると、プラネタリキャリア23A、23Bには車軸10A、10Bから前進走行を続けようとする正転方向のトルクが作用するので、リングギヤ24A、24Bには逆転方向のトルクが作用し一方向クラッチ50が開放される。このとき、油圧ブレーキ60A、60Bを係合してリングギヤ24A、24Bに逆転方向のロックトルクを付加することにより、リングギヤ24A、24Bは固定されるとともに電動機2A、2Bには逆転方向の回生トルクが作用する。これにより、電動機2A、2Bで回生充電することができる。
FIG. 8 shows a case where the
図9は、車両3が駆動装置1の電動機2A、2Bのモータトルクにより後進走行する場合、即ち駆動装置1がドライブ側となって後進する場合における共線図である。電動機2A、2Bを逆転方向に駆動すると、サンギヤ21A、21Bには逆転方向のトルクが付加される。このとき、リングギヤ24A、24Bには正転方向のトルクが作用し一方向クラッチ50が開放される。このとき、油圧ブレーキ60A、60Bを係合してリングギヤ24A、24Bに逆転方向のロックトルクを付加することにより、リングギヤ24A、24Bは固定されるとともにプラネタリキャリア23A、23Bは逆転方向に回転し後進走行がなされる。なお、プラネタリキャリア23A、23Bには車軸10A、10Bからの走行抵抗が正転方向に作用している。
FIG. 9 is a collinear diagram when the
図10は、車両3が駆動ユニット6により後進走行している場合において駆動装置1がコースト側における共線図である。このとき、プラネタリキャリア23A、23Bには車軸10A、10Bから後進走行を続けようとする逆転方向のトルクが作用するので、一方向クラッチ50によりリングギヤ24A、24Bはロックされて逆転方向に回転しようとするリングギヤ24A、24Bに正転方向のロックトルクが付加されるとともに、電動機2A、2Bには正転方向の逆起電力が発生する。
FIG. 10 is a collinear diagram of the
図11は、車両3の走行状態における電動機2A、2Bの状態と切離機構(一方向クラッチ50と油圧ブレーキ60A、60B)の状態を示した図である。なお、「フロント」とは前輪Wfを駆動する駆動ユニット6、「リア」とは後輪Wrを駆動する駆動装置1を表わし、○が作動(駆動、回生含む)、×が非作動(停止)を意味する。また、「MOT状態」とは、駆動装置1の電動機2A、2Bの状態を意味する。さらに「OWC」は一方向クラッチ50を意味し、「BRK」は油圧ブレーキ60A、60Bを意味する。
FIG. 11 is a diagram showing the state of the
停車中は、駆動装置1の電動機2A、2Bは停止するとともに、前輪Wf側の駆動ユニット6、後輪Wr側の駆動装置1はいずれも停止しており、図5で説明したように切離機構も非作動状態となっている。
While the vehicle is stopped, the
そして、イグニッションをONにした後、EV発進時は、後輪Wrの駆動装置1の電動機2A、2Bが駆動する。このとき、図6で説明したように、切離機構は一方向クラッチ50によりロックされ、電動機2A、2Bの動力が車軸10A、10Bに伝達される。
Then, after the ignition is turned on, the
続いて加速時には、前輪Wf側の駆動ユニット6と後輪Wr側の駆動装置1の四輪駆動となり、このときも図6で説明したように、切離機構は一方向クラッチ50によりロックされ、電動機2A、2Bの動力が車軸10A、10Bに伝達される。
Subsequently, during acceleration, the four-wheel drive of the
低・中速域のEVクルーズでは、モータ効率が良いため前輪Wf側の駆動ユニット6が非作動状態で、後輪Wr側の駆動装置1により後輪駆動となる。このときも図6で説明したように、切離機構は一方向クラッチ50によりロックされ、電動機2A、2Bの動力が車軸10A、10Bに伝達される。
In the EV cruise in the low / medium speed range, since the motor efficiency is good, the driving
一方、高速域の高速クルーズでは、エンジン効率が良いため前輪Wf側の駆動ユニット6による前輪駆動となる。このとき、図7で説明したように、切離機構の一方向クラッチ50が切り離される(OWCフリー)とともに油圧ブレーキ60A、60Bを作動しないため、電動機2A、2Bは停止する。
On the other hand, in high-speed cruise in the high speed region, the engine efficiency is good, so that the front wheel drive is performed by the
また、自然減速する場合も、図7で説明したように、切離機構の一方向クラッチ50が切り離される(OWCフリー)とともに油圧ブレーキ60A、60Bを作動しないため、電動機2A、2Bは停止する。
In the case of natural deceleration, as described with reference to FIG. 7, the one-
一方、減速回生する場合、例えば前輪Wf側の駆動ユニット6の駆動力により駆動する場合は、図8で説明したように、切離機構の一方向クラッチ50は切り離される(OWCフリー)が、油圧ブレーキ60A、60Bを係合することで、電動機2A、2Bで回生充電がなされる。
On the other hand, when decelerating and regenerating, for example, when driving by the driving force of the
後進走行(RVS)の場合は、前輪Wf側の駆動ユニット6が停止し後輪Wr側の駆動装置1が駆動して後輪駆動となるか、又は前輪Wf側の駆動ユニット6と後輪Wr側の駆動装置1の四輪駆動となる。後輪駆動の場合は、図9で説明したように、電動機2A、2Bは逆転方向に回転し、切離機構の一方向クラッチ50は切り離される(OWCフリー)が、油圧ブレーキ60A、60Bを接続することで、電動機2A、2Bの動力が車軸10A、10Bに伝達される。一方、四輪駆動の場合は、図10で説明したように、切離機構は一方向クラッチ50によりロックされ、電動機2A、2Bの動力が車軸10A、10Bに伝達される。
In the case of reverse travel (RVS), the driving
図11に示した車両状態における駆動装置1の電動機2A、2Bの状態は、「MOT駆動」、「MOT逆転」、「MOT停止」及び「MOT回生」の4種類である。以下、各状態におけるトルクの伝達経路について説明する。なお、上記説明した駆動装置1の左後輪LWr側の概略構成を図12に示す。
The
(A)電動機2A、2Bが「MOT駆動」状態又は「MOT逆転」状態のとき
電動機2A、2Bが「MOT駆動」時、図6及び図10に示したように、リングギヤ24A、24Bは、一方向クラッチ50によってロックされる。また、電動機2A、2Bが「MOT逆転」時、図9に示したように、リングギヤ24A、24Bは、油圧ブレーキ60A、60Bによってロックされる。したがって、電動機2A、2Bからのトルク(駆動トルク)は、以下に示す経路で伝達される。なお、下記経路中の括弧内の経路は、リングギヤ24A、24Bがロックされているために生じた反力(反作用)を示す。
(A) When the
「電動機2A、2B→サンギヤ21A、21B→プラネタリギヤ22A、22Bの第1ピニオン26A、26B→第2ピニオン27A、27B→リングギヤ24A、24B(→第2ピニオン27A、27B)→プラネタリキャリア23A、23B→車軸10A、10B→後輪Wr」
“
このように、「MOT駆動」時又は「MOT逆転」時には、サンギヤ21A、21Bからプラネタリギヤ22A、22Bの第1ピニオン26A、26Bの方向にトルクが伝達される。
Thus, during “MOT drive” or “MOT reverse rotation”, torque is transmitted from the sun gears 21A, 21B to the
(B)電動機2A、2Bが「MOT停止」状態のとき
電動機2A、2Bが「MOT停止」時、図5及び図7に示したように、リングギヤ24A、24Bは、一方向クラッチ50によっても油圧ブレーキ60A、60Bによってもロックされない。したがって、車両3の後輪Wrからのトルクは、以下に示す経路で伝達される。
(B) When the
「後輪Wr→車軸10A、10B→プラネタリキャリア23A、23B→プラネタリギヤ22A、22Bの第2ピニオン27A、27B→リングギヤ24A、24B」
なお、リングギヤ24A、24Bはロックされていないため、非常に小さい力でリングギヤ24A、24Bは回転する。したがって、後輪Wrからのトルクの大部分は、プラネタリギヤ22A、22Bの第1ピニオン26A、26B側には伝達されずに、リングギヤ24A、24B側に伝達される。
“Rear wheel Wr → axes 10A, 10B →
Since the ring gears 24A and 24B are not locked, the ring gears 24A and 24B rotate with a very small force. Therefore, most of the torque from the rear wheel Wr is not transmitted to the
このように、「MOT停止」時には、後輪Wrからのトルクは電動機2A、2Bに伝達されない。したがって、サンギヤ21A、21Bとプラネタリギヤ22A、22Bの第1ピニオン26A、26Bの間はトルクフリーの状態である。
Thus, during “MOT stop”, torque from the rear wheel Wr is not transmitted to the
(C)電動機2A、2Bが「MOT回生」状態のとき
電動機2A、2Bが「MOT回生」時、図8に示したように、リングギヤ24A、24Bは、油圧ブレーキ60A、60Bによってロックされる。したがって、電動機2A、2Bからのトルク(回生トルク)は、以下に示す経路で伝達される。なお、下記経路中の括弧内の経路は、リングギヤ24A、24Bがロックされているために生じた反力(反作用)を示す。
(C) When the
「後輪Wr→車軸10A、10B→プラネタリキャリア23A、23B→プラネタリギヤ22A、22Bの第2ピニオン27A、27B→リングギヤ24A、24B(→第2ピニオン27A、27B)→第1ピニオン26A、26B→サンギヤ21A、21B→電動機2A、2B」
“Rear Wheel
このように、「MOT回生」時には、プラネタリギヤ22A、22Bの第1ピニオン26A、26Bからサンギヤ21A、21Bの方向にトルクが伝達される。
Thus, during “MOT regeneration”, torque is transmitted from the
以上説明したように、電動機2A、2Bが「MOT停止」状態から「MOT駆動」状態、「MOT逆転」状態又は「MOT回生」状態になるとき、トルクフリーの状態だったサンギヤ21A、21Bと第1ピニオン26A、26Bの間には、いずれかの方向にトルクが伝達される。また、電動機2A、2Bが「MOT駆動」状態又は「MOT逆転」状態から「MOT回生」状態になるとき、サンギヤ21A、21Bと第1ピニオン26A、26B間のトルクの伝達方向は逆方向に変わる。同様に、電動機2A、2Bが「MOT回生」状態から「MOT駆動」状態又は「MOT逆転」状態になるとき、サンギヤ21A、21Bと第1ピニオン26A、26B間のトルクの伝達方向は逆方向に変わる。
As described above, when the
図2に点線の楕円で示したサンギヤ21A、21Bと第1ピニオン26A、26Bの係合は、互いに対向する歯車によって実現されている。上述したように、2つの対向する歯車の互いに契合する歯と歯の間には、図23に示すように、「バックラッシュ」と呼ばれる隙間が設けられている。本実施形態の駆動装置1は、トルクの伝達方向が変わったときや、トルクフリーの状態からいずれかの方向にトルクが伝達されるときに、バックラッシュに起因する衝撃が生じないよう制御を行う。なお、プラネタリギヤ22A、22Bの第2ピニオン27A、27Bとリングギヤ24A、24B間では、どの状態であっても同一方向(第2ピニオン27A、27B→リングギヤ24A、24B)にトルクが伝達されるため、当該制御を行う必要はない。
Engagement between the sun gears 21A and 21B and the
以下、電動機2A、2Bが「MOT停止」状態から「MOT駆動」状態になるときに駆動装置1が行う制御について説明する。なお、(a)停車していた車両3がEV発進したとき、(b)高速クルーズを行っていた車両3がさらに加速するとき、又は(c)自然減速していた車両3が加速するときに、電動機2A、2Bは「MOT停止」状態から「MOT駆動」状態になる。本実施形態の駆動装置1は、上記(b)及び(c)のように車両3が走行時に、以下説明する制御を行う。
Hereinafter, the control performed by the driving
図13は、高速クルーズ又は自然減速していた車両3が加速する際の各種パラメータを示すタイミングチャートである。図11に示したように、車両3が高速クルーズ時又は自然減速時は、駆動装置1の電動機2A、2Bは停止している。電動機2A、2Bは停止しているため、切離機構の一方向クラッチ50は切り離されている(OWCフリー)。さらに、油圧ブレーキ60A、60Bも作動していない。この状態でドライバが加速要求を行うと、マネジメントECU9は、電動機2A、2Bの回転数(モータ回転数)を目標回転数Nmrまで上げる指令(回転数同期指令)を行う。
FIG. 13 is a timing chart showing various parameters at the time when the
なお、ドライバによる加速要求の有無は、図1に示したアクセルペダル開度Apに基づいてマネジメントECU9が判断する。また、マネジメントECU9は、車速又は車軸10A、10Bの回転数に基づいて目標回転数Nmrを決定する。さらに、車速は、図1に示した車速センサ117からの信号に基づいてマネジメントECU9が判断し、車軸10A、10Bの回転数は、図1に示した回転数センサ117a,117bからの信号に基づいてマネジメントECU9が判断する。
Whether or not there is an acceleration request by the driver is determined by the
マネジメントECU9は、モータ回転数が目標回転数Nmrよりも所定値低い値(Nmr−A)まで上がると、一定のトルクを出力するよう電動機2A、2Bを制御する。マネジメントECU9は、電動機2A、2Bが一定のトルクを出力する制御を開始した後に、電動機2A、2Bの回転数同期が完了したと判断する。マネジメントECU9が電動機2A、2Bの回転数同期が完了したと判断するタイミングは、電動機2A、2Bの回転数が目標回転数Nmrに到達した時点、又は一定のトルクを出力するよう電動機2A、2Bの制御を開始してから所定時間が経過した時点である。
The
なお、マネジメントECU9が電動機2A、2Bの回転数同期が完了したと判断する前には、一方向クラッチ50によって遊星歯車式減速機12A、12Bのリングギヤ24A、24Bはロックされる。このとき、電動機2A、2Bは一方向クラッチ50が係合する方向に駆動トルクを出力している。マネジメントECU9は、電動機2A、2Bの回転数同期が完了したと判断すると、要求トルクを出力するよう電動機2A、2Bを制御する。このように、電動機2A、2Bからの出力トルクは後輪Wrに伝達され、車両3は加速する。
The ring gears 24A and 24B of the planetary
以上説明したマネジメントECU9が駆動装置1の電動機2A、2Bに対して行う制御をフローチャートに基づいて説明する。図14は、加速要求時のマネジメントECU9が行う制御の内容を示すフローチャートである。図14に示すように、マネジメントECU9は、アクセルペダル開度Apに基づいて、ドライバからの加速要求の有無を判断する(ステップS101)。加速要求がある場合にはステップS103に進む。
The control performed by the
ステップS103では、マネジメントECU9は、回転数センサ117a,117bからの信号に基づいて車軸10A、10Bの回転数を検出する。次に、マネジメントECU9は、当該回転数に基づいて目標回転数Nmrを決定する(ステップS105)。次に、マネジメントECU9は、電動機2A、2Bの回転数(モータ回転数)Nmfを目標回転数Nmrまで上げる指令(回転数同期指令)を行う(ステップS107)。マネジメントECU9は、モータ回転数Nmfが目標回転数Nmrよりも所定値低い値(Nmr−A)に到達したかを判断する(ステップS109)。
In step S103, the
Nmf≧Nmr−Aの関係を満たすと、マネジメントECU9は、一定のトルクTを出力するよう電動機2A、2Bを制御する(ステップS111)。次に、マネジメントECU9は、モータ回転数Nmfが目標回転数Nmrに到達したかを判断する(ステップS113)。Nmf=Nmrの関係を満たすと、マネジメントECU9は、電動機2A、2Bの回転数同期が完了したと判断する(ステップS115)。マネジメントECU9は、電動機2A、2Bの回転数同期が完了したと判断すると、要求トルクを出力するよう電動機2A、2Bを制御する。したがって、電動機2A、2Bからの出力トルクが後輪Wrに伝達され、車両3は加速する。
If the relationship of Nmf ≧ Nmr−A is satisfied, the
上記説明した図14のフローチャートでは、ステップS113で、モータ回転数Nmfが目標回転数Nmrに到達したかをマネジメントECU9が判断する。しかし、図15に示すように、ステップS113の代わりに、マネジメントECU9は、電動機2A、2Bが一定のトルクTを出力する制御(ステップS111)の開始からの経過時間tをカウントして(ステップS214)、経過時間tが所定時間Bに達したかを判断しても良い(ステップS213)。
In the flowchart of FIG. 14 described above, in step S113, the
以上説明したように、本実施形態では、車両が走行中、停止状態の電動機2A、2Bを力行駆動する際に、電動機2A、2Bの回転数同期制御が行われ、かつ、電動機2A、2Bが一定トルクを出力している状態で一方向クラッチ50によるリングギヤ24A、24Bのロックが行われる。電動機2A、2Bの出力トルクが増大中にリングギヤ24A、24Bがロックされると、当該トルク(駆動トルク)が急激にサンギヤ21A、21Bからプラネタリギヤ22A、22Bの第1ピニオン26A、26Bに伝達される。この場合、サンギヤ21A、21Bと第1ピニオン26A、26B間のバックラッシュに起因する衝撃は大きい。しかし、上述したように、本実施形態では、一方向クラッチ50によってリングギヤ24A、24Bがロックされるときの電動機2A、2Bの出力トルクは一定であるため、サンギヤ21A、21Bと第1ピニオン26A、26B間のバックラッシュに起因する衝撃は非常に小さい。
As described above, in the present embodiment, when the
なお、電動機2A、2Bが「MOT回生」状態から「MOT駆動」状態になるとき、リングギヤ24A、24Bは油圧ブレーキ60A、60Bによるロックから一方向クラッチ50によるロックに切り替えられ、サンギヤ21A、21Bと第1ピニオン26A、26B間のトルクの伝達方向は逆になる。このときも同様に、本実施形態の駆動装置1は、図13に示した制御を行う。
When the
また、停車していた車両が後進走行するとき、電動機2A、2Bは「MOT停止」状態から「MOT逆転」状態になる。このとき、バックラッシュに起因する衝撃が生じる可能性がある。しかし、上述したように、本実施形態の駆動装置1が行う上記制御は、車両が走行時に行われる。したがって、停車していた車両が後進走行するとき、駆動装置1は、当該制御を行わない。
When the stopped vehicle travels backward, the
次に、電動機2A、2Bが「MOT停止」状態から「MOT回生」状態になるときに駆動装置1が行う制御について説明する。なお、(a)高速クルーズを行っていた車両が減速回生するとき、又は(b)自然減速していた車両が減速回生するときに、電動機2A、2Bは「MOT停止」状態から「MOT回生」状態になる。
Next, the control performed by the
図16は、車両3が高速クルーズ又は自然減速から減速回生に移行する際の各種パラメータを示すタイミングチャートである。図11に示したように、車両3が高速クルーズ時又は自然減速時は、駆動装置1の電動機2A、2Bは停止している。電動機2A、2Bは停止しているため、切離機構の一方向クラッチ50は切り離されている(OWCフリー)。さらに、油圧ブレーキ60A、60Bも作動していない。この状態でドライバが減速要求を行うと、マネジメントECU9は、電動機2A、2Bの回転数(モータ回転数)を目標回転数Nmrまで上げる指令(回転数同期指令)を行う。
FIG. 16 is a timing chart showing various parameters when the
なお、ドライバによる減速要求の有無は、図1に示したブレーキペダル踏力Brに基づいてマネジメントECU9が判断する。また、マネジメントECU9は、車速又は車軸10A、10Bの回転数に基づいて目標回転数Nmrを決定する。さらに、車速は、図1に示した車速センサ117からの信号に基づいてマネジメントECU9が判断し、車軸10A、10Bの回転数は、図1に示した回転数センサ117a,117bからの信号に基づいてマネジメントECU9が判断する。
The
マネジメントECU9は、モータ回転数が目標回転数Nmrよりも所定値低い値(Nmr−A)まで上がると、油圧ブレーキ60A、60Bの駆動指令を行う。当該駆動指令に応じてオイルポンプ70から油圧ブレーキ60A、60Bにオイルが供給され、遊星歯車式減速機12A、12Bのリングギヤ24A、24Bは油圧ブレーキ60A、60Bによってロックされる。
When the motor rotational speed increases to a value (Nmr-A) lower than the target rotational speed Nmr by a predetermined value, the
なお、マネジメントECU9による油圧ブレーキ60A、60Bの駆動指令のタイミングと、油圧ブレーキ60A、60Bによってリングギヤ24A、24Bがロックされるタイミングは同時ではない。すなわち、オイルポンプ70から油圧ブレーキ60A、60Bにオイルを供給するために要する時間やオイルの粘性等によって、リングギヤ24A、24Bがロックされるまでには時間を要する。したがって、マネジメントECU9は、油圧ブレーキ60A、60Bの駆動指令を行った後に、電動機2A、2Bの回転数同期が完了したと判断する。マネジメントECU9が電動機2A、2Bの回転数同期が完了したと判断するタイミングは、電動機2A、2Bの回転数が目標回転数Nmrに到達した時点、油圧ブレーキ60A、60Bの油圧が所定値に到達した時点、又は油圧ブレーキ60A、60Bの駆動指令から所定時間が経過した時点である。
It should be noted that the timing of driving commands of the
マネジメントECU9が電動機2A、2Bの回転数同期が完了したと判断したとき、電動機2A、2Bは一方向クラッチ50が係合しない方向に回生トルクがかかっている。したがって、リングギヤ24A、24Bのロックを維持するために、マネジメントECU9は、当該判断後も油圧ブレーキ60A、60Bの駆動指令を出し続ける。このように、油圧ブレーキ60A、60Bによるリングギヤ24A、24Bのロックは維持されるため、電動機2A、2Bによる回生制動が行われ、車両3は減速する。
When the
以上説明したマネジメントECU9が駆動装置1の電動機2A、2B及び油圧ブレーキ60A、60Bに対して行う制御をフローチャートに基づいて説明する。図17は、マネジメントECU9が行う制御の内容を示すフローチャートである。図17に示すように、マネジメントECU9は、ブレーキペダル踏力Brに基づいて、ドライバからの減速要求の有無を判断する(ステップS121)。減速要求がある場合にはステップS123に進む。
The control performed by the
ステップS123では、マネジメントECU9は、回転数センサ117a,117bからの信号に基づいて車軸10A、10Bの回転数を検出する。次に、マネジメントECU9は、当該回転数に基づいて目標回転数Nmrを決定する(ステップS125)。次に、マネジメントECU9は、電動機2A、2Bの回転数(モータ回転数)Nmfを目標回転数Nmrまで上げる指令(回転数同期指令)を行う(ステップS127)。マネジメントECU9は、モータ回転数Nmfが目標回転数Nmrよりも所定値低い値(Nmr−A)に到達したかを判断する(ステップS129)。Nmf≧Nmr−Aの関係を満たすと、マネジメントECU9は、油圧ブレーキ60A、60Bの駆動指令を行う(ステップS131)。
In step S123, the
次に、マネジメントECU9は、モータ回転数Nmfが目標回転数Nmrに到達したかを判断する(ステップS133)。Nmf=Nmrの関係を満たすと、マネジメントECU9は、電動機2A、2Bの回転数同期が完了したと判断する(ステップS135)。ステップS135で回転数同期が完了したとマネジメントECU9が判断したとき、電動機2A、2Bは一方向クラッチ50が係合しない方向に回生トルクがかかっている。このため、マネジメントECU9は、当該判断後も油圧ブレーキ60A、60Bの駆動指令を出し続ける。したがって、電動機2A、2Bによる回生制動が行われ、車両3は減速する。
Next, the
上記説明した図17のフローチャートでは、ステップS133で、モータ回転数Nmfが目標回転数Nmrに到達したかをマネジメントECU9が判断する。しかし、図18に示すように、ステップS133の代わりに、マネジメントECU9は、油圧ブレーキ60A、60Bの油圧Pfが所定値Prに到達したかを判断しても良い(ステップS233)。また、図19に示すように、ステップS113の代わりに、マネジメントECU9は、油圧ブレーキ60A、60Bの駆動指令(ステップS131)からの経過時間tをカウントして(ステップS334)、経過時間tが所定時間Bに達したかを判断しても良い(ステップS333)。
In the flowchart of FIG. 17 described above, in step S133, the
以上説明したように、本実施形態では、車両が走行中、停止状態の電動機2A、2Bを回生駆動する際に、電動機2A、2Bの回転数同期制御が行われ、かつ、油圧ブレーキ60A、60Bによるリングギヤ24A、24Bのロックが徐々に行われる。このため、回生トルクは、プラネタリギヤ22A、22Bの第1ピニオン26A、26Bからサンギヤ21A、21Bに徐々に伝達される。第1ピニオン26A、26Bとサンギヤ21A、21B間のバックラッシュに起因する衝撃は非常に小さい。
As described above, in the present embodiment, when the
なお、電動機2A、2Bが「MOT駆動」状態から「MOT回生」状態になるとき、リングギヤ24A、24Bは一方向クラッチ50によるロックから油圧ブレーキ60A、60Bによるロックに切り替えられ、サンギヤ21A、21Bと第1ピニオン26A、26B間のトルクの伝達方向は逆になる。このときも同様に、本実施形態の駆動装置1は、図16に示した制御を行う。
When the
本実施形態では、駆動装置1の電動機2A及び遊星歯車式減速機12Aは左後輪LWrを制御し、駆動装置1の電動機2B及び遊星歯車式減速機12Bは右後輪RWrを制御する。したがって、車両3が旋回中に電動機2A、2Bの駆動が必要な場合には、マネジメントECU9は、左右の電動機2A、2Bに対してそれぞれ異なるトルク要求を行う。すなわち、マネジメントECU9は、このときの車両3の走行状態に基づいて、左右の電動機2A、2Bに対する各要求トルクを算出する。
In the present embodiment, the
但し、車両3が旋回する際には、左右の電動機2Aに対する要求トルクの一方が駆動トルク、他方が回生トルクの場合があり得る。この場合、マネジメントECU9は、駆動トルクが要求された電動機に対しては図13に示した制御を行い、回生トルクが要求された電動機に対しては図16に示した制御を行う。さらに、マネジメントECU9は、電動機2A、2Bの回転数同期が完了したと判断すると、これら2つの要求トルクの合計値が0以上か否かを判断する。
However, when the
当該合計値が0以上の場合、マネジメントECU9は、回生トルクが要求された電動機側の油圧ブレーキの駆動指令を停止する。このとき、当該電動機には一方向クラッチ50が係合する方向に回生トルクがかかっている。このため、リングギヤは、油圧ブレーキによるロックが解除されても、一方向クラッチ50によってロックされる。したがって、電動機2A、2Bからの出力トルクが後輪Wrに伝達され、車両3は加速する。一方、当該合計値が0未満の場合、マネジメントECU9は、リングギヤのロックを維持するため、回生トルクが要求された電動機側の油圧ブレーキの駆動指令を維持する。
When the total value is 0 or more, the
図20は、駆動装置1が行う制御を示すフローチャートである。図20に示すように、マネジメントECU9は、電動機2A、2Bに対する駆動要求の有無を判断する(ステップS151)。駆動要求がある場合にはステップS153に進む。ステップS153では、マネジメントECU9は、車両3のステアリング操作情報に基づいて車両3の走行が旋回か否かを判断する。旋回中の場合はステップS171に進み、旋回ではなく直進の場合はステップS155に進む。
FIG. 20 is a flowchart showing the control performed by the
ステップS155では、マネジメントECU9は、車両3の走行状態に基づいて、左右の電動機2A、2Bに対する要求トルクTmrを算出する。次に、マネジメントECU9は、要求トルクTmrが電動機2A、2Bの力行駆動要求であるかを判断する(ステップS157)。力行駆動要求の場合にはステップS159に進み、力行駆動要求ではなく回生駆動要求の場合はステップS161に進む。ステップS159では、マネジメントECU9は、図13で説明した制御を行う。一方、ステップS161では、マネジメントECU9は、図16で説明した制御を行う。最後に、マネジメントECU9は、要求トルクTmrを指示トルクTmに設定する(ステップS163)。
In step S155, the
一方、ステップS171では、マネジメントECU9は、車両3の走行状態に基づいて、左右の電動機2A、2Bに対する各要求トルクTrmr,Tlmrを算出する。次に、マネジメントECU9は、要求トルクTrmr,Tlmrの双方が力行駆動要求であるかを判断する(ステップS173)。要求トルクTrmr,Tlmrの双方が力行駆動要求の場合はステップS175に進み、少なくともいずれか一方が力行駆動要求ではなく回生駆動要求の場合はステップS179に進む。
On the other hand, in step S171, the
ステップS175では、マネジメントECU9は、図13で説明した制御を行う。一方、ステップS177では、マネジメントECU9は、各電動機の要求トルクに応じて図13で説明した制御及び図16で説明した制御のいずれかを行う。次にステップS179では、マネジメントECU9は、要求トルクTrmr,Tlmrの和が0以上か否かを判断し、当該和が0以上であればステップS181に進み、0未満であればステップS183に進む。ステップS181では、マネジメントECU9は、油圧ブレーキのロックを開放する。最後に、ステップS183では、マネジメントECU9は、各要求トルクTrmr,Tlmrを指示トルクTrm,Tlmに設定する。
In step S175, the
本実施形態の駆動装置1には、左右の後輪Wrにそれぞれ対応した2つの電動機2A、2B及び2つの遊星歯車式減速機12A、12Bが設けられている。しかし、図21に示すように、左右の後輪Wrに共通した1つの電動機2及び遊星歯車式減速機12が設けられた形態であっても良い。但し、この場合、車両3が旋回できるよう、電動機2と車軸の間にはディファレンシャルギヤ118が設けられる。
The
1 駆動装置
2A 電動機
2B 電動機
4 内燃機関
5 電動機
6 駆動ユニット
7 トランスミッション
9 マネジメントECU
117 車速センサ
117a,117b 回転数センサ
10A 車軸
10B 車軸
11 減速機ケース
12A 遊星歯車式減速機
12B 遊星歯車式減速機
13 フレーム部材
13a 支持部
13b 支持部
16A、16B 円筒軸
18A、18B 中間壁
20A、20B レゾルバ
21A、21B サンギヤ
23A、23B プラネタリキャリア
24A、24B リングギヤ
26A、26B 第1ピニオン
27A、27B 第2ピニオン
33A、33B 軸受
41A、41B バスリング
50 一方向クラッチ
60A 油圧ブレーキ
60B 油圧ブレーキ
70 オイルポンプ
Wf 前輪
LWr 左後輪
RWr 右後輪
DESCRIPTION OF
117
Claims (3)
前記前後輪軸の他方の軸である第2の車軸に駆動力を出力可能な電動機と、
前記第2の車軸と前記電動機の間の動力伝達経路上に設けられた減速機と、
前記動力伝達経路上に前記減速機と直列に設けられ、前記電動機からの正転方向のトルクを前記減速機を介して前記第2の車軸に伝達する一方向動力伝達部と、
前記動力伝達経路上に前記一方向動力伝達部と並列に設けられ、前記電動機からの逆転方向のトルクを前記減速機の要素にロックトルクを付加することによって前記第2の車軸に伝達するブレーキと、を備えた車両の駆動制御装置であって、
前記車両の速度又は前記第2の車軸の回転数を検出する第1検出部と、
前記検出部が検出した前記車両の速度又は前記第2の車軸の回転数に基づいて、前記電動機の目標回転数を決定する目標回転数決定部と、
前記電動機の回転数を検出する第2検出部と、
前記駆動源からの駆動力によって前記車両が走行している状態で前記電動機に駆動要求があり、かつ、前記電動機に対する正転方向のトルク要求であるとき、前記電動機の回転数が前記目標回転数に同期するよう前記電動機を制御し、かつ、前記電動機の回転数が前記目標回転数よりも低い閾回転数に到達した後に、前記電動機の出力トルクを一定トルクに制御する一方で、前記電動機に対する正転方向のトルク要求でないとき、前記電動機の回転数が前記目標回転数に同期するよう前記電動機を制御し、かつ、前記電動機の回転数が前記目標回転数よりも低い閾回転数に到達した後に、前記ブレーキを徐々に駆動する制御部と、
を備えたことを特徴とする駆動制御装置。 A drive source capable of outputting drive force to the first axle which is one of the front and rear wheel shafts;
An electric motor capable of outputting a driving force to a second axle which is the other of the front and rear wheel shafts;
A speed reducer provided on a power transmission path between the second axle and the electric motor;
A one-way power transmission unit that is provided in series with the speed reducer on the power transmission path, and that transmits torque in the forward rotation direction from the electric motor to the second axle via the speed reducer;
Provided in parallel with the one-way power transmission unit on the power transmission path, a brake for transmitting to said second car shaft by a reverse direction torque from the electric motor adds locking torque to the elements of the reduction gear A vehicle drive control device comprising:
A first detector for detecting the speed of the vehicle or the rotational speed of the second axle;
A target rotational speed determination unit that determines a target rotational speed of the electric motor based on the speed of the vehicle detected by the detection unit or the rotational speed of the second axle;
A second detector for detecting the rotational speed of the electric motor;
When there is a drive request to the electric motor in a state where the vehicle is traveling by the driving force from the drive source and the torque is in the forward rotation direction with respect to the electric motor, the rotation speed of the motor is the target rotation speed. The motor is controlled to synchronize with the motor, and after the rotational speed of the motor reaches a threshold rotational speed lower than the target rotational speed , the output torque of the motor is controlled to a constant torque, while the When the torque request is not in the forward direction, the motor is controlled so that the rotation speed of the motor is synchronized with the target rotation speed, and the rotation speed of the motor has reached a threshold rotation speed lower than the target rotation speed. later, the controller you gradually drive moving the brake,
A drive control device comprising:
前記一定のトルクは、前記電動機の回転数が前記目標回転数に同期するために必要なトルクであることを特徴とする駆動制御装置。 The drive control device according to claim 1 ,
The constant torque, the drive control device, wherein the rotational speed of the electric motor is a torque necessary for synchronization with the target speed.
前記車両には、前記第2の車軸側に設けられた左右車輪のそれぞれに対して、前記電動機、前記減速機、前記ブレーキ及び前記第2の車軸が設けられ、
前記制御部は、前記駆動源からの駆動力によって前記車両が旋回して走行している状態で前記電動機の駆動を開始するとき、前記左右車輪の各車輪に対応した前記電動機の出力トルク又は前記ブレーキの駆動をそれぞれ独立して制御することを特徴とする駆動制御装置。 The drive control device according to claim 1 or 2 ,
The vehicle is provided with the electric motor, the speed reducer, the brake, and the second axle for each of the left and right wheels provided on the second axle side,
When the control unit starts driving the electric motor in a state where the vehicle is turning and running by the driving force from the driving source, the output torque of the electric motor corresponding to each wheel of the left and right wheels or the A drive control device that controls the drive of a brake independently.
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