JP5810149B2 - 輸送機関の駆動装置 - Google Patents
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Description
本発明は、駆動源と被駆動部との動力伝達経路上に、断接手段が設けられた輸送機関の駆動装置に関する。
特許文献1には、車両の左車輪を駆動する第1電動機と、第1電動機と左車輪との動力伝達経路上に設けられた第1遊星歯車式変速機と、を有する左車輪駆動装置と、車両の右車輪を駆動する第2電動機と、第2電動機と右車輪との動力伝達経路上に設けられた第2遊星歯車式変速機と、を有する右車輪駆動装置と、を備える車両用駆動装置が記載されている。第1及び第2遊星歯車式変速機は、サンギヤにそれぞれ第1及び第2電動機が接続され、プラネタリキャリアにそれぞれ左車輪及び右車輪が接続され、リングギヤ同士が互いに連結されている。また、連結されたリングギヤには、リングギヤを解放又は締結することによりリングギヤの回転を制動するブレーキ手段と、電動機側の一方向の回転動力が車輪側に入力されるときに係合状態となるとともに、電動機側の他方向の回転動力が車輪側に入力されるときに非係合状態となり、車輪側の一方向の回転動力が電動機側に入力されるときに非係合状態となるとともに、車輪側の他方向の回転動力が電動機側に入力されるときに係合状態となる一方向クラッチと、が設けられている。
そして、この車両用駆動装置において、電動機側の一方向の回転動力が車輪側に入力されると、電動機と車輪とが接続状態となるようにブレーキ手段を締結し、電動機と車輪とが接続状態で車速が所定以上になったとき、締結していたブレーキ手段を解放することが記載されている。
この特許文献1に記載の車両用駆動装置では、車速が所定未満でクルーズ走行するような場合に、ブレーキ手段の締結状態が長時間に及ぶ可能性があり、このような場合であっても断接手段の状態を把握し、適切に保護する必要があった。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、断接手段を適切に保護することが可能な輸送機関の駆動装置を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、
駆動源(例えば、後述の実施形態の第1及び第2電動機2A、2B)と、
該駆動源によって駆動され、輸送機関(例えば、後述の実施形態の車両3)を推進する被駆動部(例えば、後述の実施形態の後輪Wr)と、
前記駆動源と前記被駆動部との動力伝達経路上に設けられ、解放又は締結することにより前記動力伝達経路を遮断状態又は接続状態にする湿式多板式の断接手段(例えば、後述の実施形態の油圧ブレーキ60)と、
前記断接手段の解放と締結を制御する断接手段制御装置(例えば、後述の実施形態の制御装置8)と、を備える輸送機関の駆動装置(例えば、後述の実施形態の後輪駆動装置1)であって、
前記断接手段は、軸方向に複数配置される回転プレート(例えば、後述の実施形態の回転プレート36)を備え、解放することにより該回転プレートの回転が可能になるとともに、締結することにより該回転プレートの回転が規制され、
前記回転プレートは、下部がオイル貯留部(例えば、後述の実施形態のオイル貯留部T)中に位置し、該回転プレートの回転によるオイルのかきあげによって前記断接手段は潤滑され、
前記駆動装置は、前記断接手段の直近の締結開始からの経過時間である締結継続時間を取得する計時手段を備え、
前記断接手段制御装置は、該計時手段が取得した前記締結継続時間が所定以上のときに、前記断接手段を解放することを特徴とする。
駆動源(例えば、後述の実施形態の第1及び第2電動機2A、2B)と、
該駆動源によって駆動され、輸送機関(例えば、後述の実施形態の車両3)を推進する被駆動部(例えば、後述の実施形態の後輪Wr)と、
前記駆動源と前記被駆動部との動力伝達経路上に設けられ、解放又は締結することにより前記動力伝達経路を遮断状態又は接続状態にする湿式多板式の断接手段(例えば、後述の実施形態の油圧ブレーキ60)と、
前記断接手段の解放と締結を制御する断接手段制御装置(例えば、後述の実施形態の制御装置8)と、を備える輸送機関の駆動装置(例えば、後述の実施形態の後輪駆動装置1)であって、
前記断接手段は、軸方向に複数配置される回転プレート(例えば、後述の実施形態の回転プレート36)を備え、解放することにより該回転プレートの回転が可能になるとともに、締結することにより該回転プレートの回転が規制され、
前記回転プレートは、下部がオイル貯留部(例えば、後述の実施形態のオイル貯留部T)中に位置し、該回転プレートの回転によるオイルのかきあげによって前記断接手段は潤滑され、
前記駆動装置は、前記断接手段の直近の締結開始からの経過時間である締結継続時間を取得する計時手段を備え、
前記断接手段制御装置は、該計時手段が取得した前記締結継続時間が所定以上のときに、前記断接手段を解放することを特徴とする。
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の構成に加えて、
前記駆動装置は、前記駆動源と前記被駆動部との動力伝達経路上に前記断接手段と並列に設けられ、駆動源側の一方向の回転動力が被駆動部側に入力されるときに係合状態となるとともに、駆動源側の他方向の回転動力が被駆動部側に入力されるときに非係合状態となり、被駆動部側の一方向の回転動力が駆動源側に入力されるときに非係合状態となるとともに、被駆動部側の他方向の回転動力が駆動源側に入力されるときに係合状態となる一方向動力伝達手段(例えば、後述の実施形態の一方向クラッチ50)をさらに備え、
前記断接手段制御装置は、前記計時手段が取得した締結継続時間が所定以上のときに、前記駆動源が前記一方向の回転動力を発生している場合、前記断接手段の解放を、前記一方向の回転動力が略零となるまで待機することを特徴とする。
前記駆動装置は、前記駆動源と前記被駆動部との動力伝達経路上に前記断接手段と並列に設けられ、駆動源側の一方向の回転動力が被駆動部側に入力されるときに係合状態となるとともに、駆動源側の他方向の回転動力が被駆動部側に入力されるときに非係合状態となり、被駆動部側の一方向の回転動力が駆動源側に入力されるときに非係合状態となるとともに、被駆動部側の他方向の回転動力が駆動源側に入力されるときに係合状態となる一方向動力伝達手段(例えば、後述の実施形態の一方向クラッチ50)をさらに備え、
前記断接手段制御装置は、前記計時手段が取得した締結継続時間が所定以上のときに、前記駆動源が前記一方向の回転動力を発生している場合、前記断接手段の解放を、前記一方向の回転動力が略零となるまで待機することを特徴とする。
また、請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の構成に加えて、
前記駆動装置は、前記駆動源と前記被駆動部との動力伝達経路上に前記断接手段と並列に設けられ、駆動源側の一方向の回転動力が被駆動部側に入力されるときに係合状態となるとともに、駆動源側の他方向の回転動力が被駆動部側に入力されるときに非係合状態となり、被駆動部側の一方向の回転動力が駆動源側に入力されるときに非係合状態となるとともに、被駆動部側の他方向の回転動力が駆動源側に入力されるときに係合状態となる一方向動力伝達手段(例えば、後述の実施形態の一方向クラッチ50)をさらに備え、
前記断接手段制御装置は、前記計時手段が取得した締結継続時間が所定以上のときに、前記駆動源が前記一方向の回転動力を発生している場合、前記断接手段を、前記駆動源への指令が前記他方向の回転動力の発生指示に切り替わるまで締結維持し、前記駆動源が前記一方向の回転動力の発生を終え、かつ前記他方向の回転動力の発生を開始する前に解放することを特徴とする。
前記駆動装置は、前記駆動源と前記被駆動部との動力伝達経路上に前記断接手段と並列に設けられ、駆動源側の一方向の回転動力が被駆動部側に入力されるときに係合状態となるとともに、駆動源側の他方向の回転動力が被駆動部側に入力されるときに非係合状態となり、被駆動部側の一方向の回転動力が駆動源側に入力されるときに非係合状態となるとともに、被駆動部側の他方向の回転動力が駆動源側に入力されるときに係合状態となる一方向動力伝達手段(例えば、後述の実施形態の一方向クラッチ50)をさらに備え、
前記断接手段制御装置は、前記計時手段が取得した締結継続時間が所定以上のときに、前記駆動源が前記一方向の回転動力を発生している場合、前記断接手段を、前記駆動源への指令が前記他方向の回転動力の発生指示に切り替わるまで締結維持し、前記駆動源が前記一方向の回転動力の発生を終え、かつ前記他方向の回転動力の発生を開始する前に解放することを特徴とする。
また、請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の構成に加えて、
前記輸送機関は車両(例えば、後述の実施形態の車両3)であり、
前記被駆動部は前記車両の車輪(例えば、後述の実施形態の後輪Wr)であり、
前記車両は、前記車輪の回転を制動する制動手段を備え、
前記駆動源が前記他方向の回転動力の発生を開始する前に前記断接手段を解放するときに、前記駆動源からの前記他方向の回転動力の発生開始の遅れを補うように、前記制動手段から、前記他方向の回転動力を補う制動力を発生させることを特徴とする。
前記輸送機関は車両(例えば、後述の実施形態の車両3)であり、
前記被駆動部は前記車両の車輪(例えば、後述の実施形態の後輪Wr)であり、
前記車両は、前記車輪の回転を制動する制動手段を備え、
前記駆動源が前記他方向の回転動力の発生を開始する前に前記断接手段を解放するときに、前記駆動源からの前記他方向の回転動力の発生開始の遅れを補うように、前記制動手段から、前記他方向の回転動力を補う制動力を発生させることを特徴とする。
また、請求項5に記載の発明は、請求項1に記載の構成に加えて、
前記輸送機関は車両(例えば、後述の実施形態の車両3)であり、
前記被駆動部は前記車両の車輪のうち、前輪及び後輪の一方である第1駆動輪(例えば、後述の実施形態の後輪Wr)であり、
前記車両は、前記前輪及び後輪の他方である第2駆動輪(例えば、後述の実施形態の前輪Wf)を駆動する他の駆動源(例えば、後述の実施形態の内燃機関4、電動機5)を備え、
前記断接手段制御装置は、前記計時手段が取得した締結継続時間が所定以上のときに、前記他の駆動源が一方向の回転動力を発生している場合、前記断接手段を解放することを特徴とする。
前記輸送機関は車両(例えば、後述の実施形態の車両3)であり、
前記被駆動部は前記車両の車輪のうち、前輪及び後輪の一方である第1駆動輪(例えば、後述の実施形態の後輪Wr)であり、
前記車両は、前記前輪及び後輪の他方である第2駆動輪(例えば、後述の実施形態の前輪Wf)を駆動する他の駆動源(例えば、後述の実施形態の内燃機関4、電動機5)を備え、
前記断接手段制御装置は、前記計時手段が取得した締結継続時間が所定以上のときに、前記他の駆動源が一方向の回転動力を発生している場合、前記断接手段を解放することを特徴とする。
また、請求項6に記載の発明は、請求項1に記載の構成に加えて、
前記断接手段制御装置は、前記計時手段が前記所定以上の締結継続時間を取得したときに、前記輸送機関が移動している場合、前記断接手段の解放を、前記輸送機関が停止するまで待機することを特徴とする。
前記断接手段制御装置は、前記計時手段が前記所定以上の締結継続時間を取得したときに、前記輸送機関が移動している場合、前記断接手段の解放を、前記輸送機関が停止するまで待機することを特徴とする。
また、請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の構成に加えて、
前記輸送機関は車両(例えば、後述の実施形態の車両3)であり、
前記被駆動部は前記車両の車輪(例えば、後述の実施形態の後輪Wr)であり、
前記車両は、前記車輪の回転を制動する制動手段を備え、
前記車両が停止して前記断接手段を解放するときに、前記駆動源から駆動力を発生させ、かつ前記制動手段を作動させることを特徴とする。
前記輸送機関は車両(例えば、後述の実施形態の車両3)であり、
前記被駆動部は前記車両の車輪(例えば、後述の実施形態の後輪Wr)であり、
前記車両は、前記車輪の回転を制動する制動手段を備え、
前記車両が停止して前記断接手段を解放するときに、前記駆動源から駆動力を発生させ、かつ前記制動手段を作動させることを特徴とする。
また、請求項8に記載の発明は、請求項2又は3に記載の構成に加えて、
前記断接手段制御装置は、駆動源側の一方向の回転動力が被駆動部側に入力されるときに、駆動源側と被駆動部側とが接続状態となるように前記断接手段を締結することを特徴とする。
前記断接手段制御装置は、駆動源側の一方向の回転動力が被駆動部側に入力されるときに、駆動源側と被駆動部側とが接続状態となるように前記断接手段を締結することを特徴とする。
請求項1に記載の発明によれば、計時手段により湿式多板式の断接手段の締結継続時間を取得することで、それに基づいて断接手段の解放を制御することができ、断接手段の基本機能としての駆動力伝達の実現に加え、断接手段を適切に保護することができる。
また、断接手段の締結時間の長時間化を防止することができ、断接手段の解放に伴って断接手段の多板間に潤滑油を供給することができる。
また、断接手段の締結時間の長時間化を防止することができ、断接手段の解放に伴って断接手段の多板間に潤滑油を供給することができる。
請求項2に記載の発明によれば、電動機が一方向の回転動力を発生させている間に断接手段を解放しても一方向動力伝達手段は回らず、偏心は解消しないので、駆動源の一方向の回転動力がゼロ近傍になるまで待機することで不要な断接手段の解放を抑制することができる。
請求項3に記載の発明によれば、駆動源の回転動力が一方向の回転動力から他方向の回転動力に変化するときの、他方向の回転動力の発生前に断接手段の解放を割り込ませることで、トルク指示値自体は変更せず、トルク発生開始タイミングを変更するだけで断接手段を適切に潤滑することができる。
請求項4に記載の発明によれば、他方向の回転動力、すなわち制動回転動力は、駆動源以外の他の部品によっても発生させることが可能なので、車両全体としての要求制動力を満たすことができる。
請求項5に記載の発明によれば、他の駆動源で第2駆動輪を駆動している場合、第1駆動輪側の動力伝達経路上の断接手段を解放することによって第1駆動輪で駆動できなくなっても第2駆動輪の駆動力で車両全体としての要求駆動力を維持することができる。
請求項6に記載の発明によれば、車両の停止まで待って解放することで、車両の移動への影響を最小限にすることができる。
請求項7に記載の発明によれば、駆動源から駆動力を発生させることで潤滑油のかきあげ効果が得られ、より確実に潤滑油を供給することができる。
請求項8に記載の発明によれば、断接手段の締結時間の長時間化する虞があるため、より効果的に断接手段を保護することができる。
先ず、本発明に係る駆動装置の一実施形態を図1〜図3に基づいて説明する。なお、駆動装置としては、車両、航空機、船舶等の輸送機器に用いることができるものであるが、以下の実施形態では、車両に用いた場合を例に説明する。
本実施形態の車両用駆動装置は、電動機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に用いられる。以下の説明では車両用駆動装置を後輪駆動用として用いる場合を例に説明するが、前輪駆動用に用いてもよい。
図1に示す車両3は、内燃機関4と電動機5とが直列に接続された駆動装置6(以下、前輪駆動装置と呼ぶ。)を車両前部に有するハイブリッド車両であり、この前輪駆動装置6の動力がトランスミッション7を介して前輪Wfに伝達される一方で、この前輪駆動装置6と別に車両後部に設けられた駆動装置1(以下、後輪駆動装置と呼ぶ。)の動力が後輪Wr(RWr、LWr)に伝達されるようになっている。前輪駆動装置6の電動機5と後輪Wr側の後輪駆動装置1の第1及び第2電動機2A、2Bとは、バッテリ9に接続され、バッテリ9からの電力供給と、バッテリ9へのエネルギー回生が可能となっている。符号8は、車両全体の各種制御をするための制御装置である。
図1に示す車両3は、内燃機関4と電動機5とが直列に接続された駆動装置6(以下、前輪駆動装置と呼ぶ。)を車両前部に有するハイブリッド車両であり、この前輪駆動装置6の動力がトランスミッション7を介して前輪Wfに伝達される一方で、この前輪駆動装置6と別に車両後部に設けられた駆動装置1(以下、後輪駆動装置と呼ぶ。)の動力が後輪Wr(RWr、LWr)に伝達されるようになっている。前輪駆動装置6の電動機5と後輪Wr側の後輪駆動装置1の第1及び第2電動機2A、2Bとは、バッテリ9に接続され、バッテリ9からの電力供給と、バッテリ9へのエネルギー回生が可能となっている。符号8は、車両全体の各種制御をするための制御装置である。
図2は、後輪駆動装置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。後輪駆動装置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、車軸駆動用の第1及び第2電動機2A、2Bと、この第1及び第2電動機2A、2Bの駆動回転を減速する第1及び第2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。この第1電動機2A及び第1遊星歯車式減速機12Aは左後輪LWrを駆動する左車輪駆動装置として機能し、第2電動機2B及び第2遊星歯車式減速機12Bは右後輪RWrを駆動する右車輪駆動装置として機能し、第1電動機2A及び第1遊星歯車式減速機12Aと第2電動機2B及び第2遊星歯車式減速機12Bとは、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。
後輪駆動装置1には、ケース11の内部と外部を連通するブリーザ装置40が設けられ、内部の空気が過度に高温・高圧とならないように内部の空気をブリーザ室41を介して外部に逃がすように構成される。ブリーザ室41は、ケース11の鉛直方向上部に配置され、中央ケース11Mの外壁と、中央ケース11M内に左側方ケース11A側に略水平に延設された第1円筒壁43と、右側方ケース11B側に略水平に延設された第2円筒壁44と、第1及び第2円筒壁43、44の内側端部同士をつなぐ左右分割壁45と、第1円筒壁43の左側方ケース11A側先端部に当接するように取り付けられたバッフルプレート47Aと、第2円筒壁44の右側方ケース11B側先端部に当接するように取り付けられたバッフルプレート47Bと、により形成された空間により構成される。
ブリーザ室41の下面を形成する第1及び第2円筒壁43、44と左右分割壁45は、第1円筒壁43が第2円筒壁44より径方向内側に位置し、左右分割壁45が、第2円筒壁44の内側端部から縮径しつつ屈曲しながら第1円筒壁43の内側端部まで延設され、さらに径方向内側に延設されて略水平に延設された第3円筒壁46に達する。第3円筒壁46は、第1円筒壁43と第2円筒壁44の両外側端部より内側に且つその略中央に位置している。
中央ケース11Mには、バッフルプレート47A、47Bが、第1円筒壁43と中央ケース11Mの外壁との間の空間又は第2円筒壁44と中央ケース11Mの外壁との間の空間を第1遊星歯車式減速機12A又は第2遊星歯車式減速機12Bからそれぞれ区画するように固定されている。
また、中央ケース11Mには、ブリーザ室41と外部とを連通する外部連通路49がブリーザ室41の鉛直方向上面に接続される。外部連通路49のブリーザ室側端部49aは、鉛直方向下方を指向して配置されている。従って、オイルが外部連通路49を通って外部に排出されるのが抑制される。
第1及び第2電動機2A、2Bは、ステータ14A、14Bがそれぞれ側方ケース11A、11Bに固定され、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と同軸上に相対回転可能となるように側方ケース11A、11Bの端部壁17A、17Bと隔壁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端部壁17A、17Bには、ロータ15A、15Bの回転位置情報を第1及び第2電動機2A、2Bの制御コントローラ(図示せず)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。ステータ14A、14B、及びロータ15A、15Bを含む第1及び第2電動機2A、2Bは、同一半径を有し、第1及び第2電動機2A、2Bは互いに鏡面対称に配置される。また、車軸10A及び円筒軸16Aは、第1電動機2A内を貫通して、第1電動機2Aの両端部から延出しており、車軸10B及び円筒軸16Bも、第2電動機2B内を貫通して、第2電動機2Bの両端部から延出している。
また、第1及び第2遊星歯車式減速機12A、12Bは、サンギヤ21A、21Bと、サンギヤ21A、21Bの外周側に位置するリングギヤ24A、24Bと、これらサンギヤ21とリングギヤ24A、24Bに噛合す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、を備え、サンギヤ21A、21Bから第1及び第2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を通して車軸10A、10Bに出力されるようになっている。
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、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はニードルベアリング31A、31Bを介してプラネタリキャリア23A、23Bのピニオンシャフト32A、32B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を介して隔壁18A、18Bに支持されている。
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。
ギヤ部28A、28Bは、中央ケース11Mの左右分割壁45の内径側端部に形成された第3円筒壁46を挟んで軸方向に対向している。小径部29A、29Bは、その外周面がそれぞれ後述する一方向クラッチ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互いに連結されて構成されている。
第2遊星歯車式減速機12B側であって、ケース11を構成する中央ケース11Mの第2円筒壁44とリングギヤ24Bのギヤ部28Bとの間には、リングギヤ24Bに対する制動手段を構成する油圧ブレーキ60が第1ピニオン26Bと径方向でオーバーラップし、第2ピニオン27Bと軸方向でオーバーラップするように配置されている。油圧ブレーキ60は、第2円筒壁44の内周面にスプライン嵌合された複数の固定プレート35と、リングギヤ24Bのギヤ部28Bの外周面にスプライン嵌合された複数の回転プレート36が軸方向に交互に配置され、これらのプレート35,36が環状のピストン37によって締結及び解放操作されるようになっている。ピストン37は、中央ケース11Mの左右分割壁45と第3円筒壁46間に形成された環状のシリンダ室に進退自在に収容されており、さらに第3円筒壁46の外周面に設けられた受け座38に支持される弾性部材39によって、常時、固定プレート35と回転プレート36とを解放する方向に付勢される。
また、さらに詳細には、左右分割壁45とピストン37の間はオイルが直接導入される作動室Sとされ、作動室Sに導入されるオイルの圧力が弾性部材39の付勢力に勝ると、ピストン37が前進(右動)し、固定プレート35と回転プレート36とが相互に押し付けられて締結することとなる。また、弾性部材39の付勢力が作動室Sに導入されるオイルの圧力に勝ると、ピストン37が後進(左動)し、固定プレート35と回転プレート36とが離間して解放することとなる。なお、油圧ブレーキ60は電動オイルポンプ70(図1参照)に接続されている。
この油圧ブレーキ60の場合、固定プレート35がケース11を構成する中央ケース11Mの左右分割壁45から伸びる第2円筒壁44に支持される一方で、回転プレート36がリングギヤ24Bのギヤ部28Bに支持されているため、両プレート35、36がピストン37によって押し付けられると、両プレート35、36間の摩擦締結によってリングギヤ24Bに制動力が作用し固定される。その状態からピストン37による締結が解放されると、リングギヤ24Bの自由な回転が許容される。なお、上述したように、リングギヤ24A、24Bは互いに連結されているため、油圧ブレーキ60が締結することによりリングギヤ24Aにも制動力が作用し固定され、油圧ブレーキ60が解放することによりリングギヤ24Aも自由な回転が許容される。
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、第3円筒壁46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が第1及び第2電動機2A、2Bの動力で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。より具体的に説明すると、一方向クラッチ50は、第1及び第2電動機2A、2B側の順方向(車両3を前進させる際の回転方向)の回転動力が後輪Wr側に入力されるときに係合状態となるとともに第1及び第2電動機2A、2B側の逆方向の回転動力が後輪Wr側に入力されるときに非係合状態となり、後輪Wr側の順方向の回転動力が第1及び第2電動機2A、2B側に入力されるときに非係合状態となるとともに後輪Wr側の逆方向の回転動力が第1及び第2電動機2A、2B側に入力されるときに係合状態となる。
このように本実施形態の後輪駆動装置1では、第1及び第2電動機2A、2Bと後輪Wrとの動力伝達経路上に一方向クラッチ50と油圧ブレーキ60とが並列に設けられている。なお、ケース11の下方には、オイルを貯留するオイル貯留部Tが形成されており、第1及び第2電動機2A、2Bのロータ15A、15Bの下端が油没しない程度の油面高さ(図2中、符合H)となっており、固定プレート35と回転プレート36の下部がオイル貯留部T中に位置している。
ここで、制御装置8(図1参照)は、車両全体の各種制御をするための制御装置であり、制御装置8には車輪速センサ値、第1及び第2電動機2A、2Bのモータ回転数センサ値、操舵角、アクセルペダル開度AP、シフトポジション、バッテリ9における充電状態(SOC)、油温などが入力される一方、制御装置8からは、内燃機関4を制御する信号、第1及び第2電動機2A、2Bを制御する信号、電動オイルポンプ70を制御する制御信号などが出力される。
即ち、制御装置8は、第1及び第2電動機2A、2Bを制御する電動機制御装置としての機能と、断接手段としての油圧ブレーキ60の締結状態と解放状態とを制御する断接手段制御装置としての機能を、少なくとも備えている。
図4は、各車両状態における前輪駆動装置6と後輪駆動装置1との関係を第1及び第2電動機2A、2Bの作動状態とあわせて記載したものである。図中、フロントユニットは前輪駆動装置6、リアユニットは後輪駆動装置1、リアモータは第1及び第2電動機2A、2B、OWCは一方向クラッチ50、BRKは油圧ブレーキ60を表わす。また、図5〜図10は後輪駆動装置1の各状態における速度共線図を表わし、LMOTは第1電動機2A、RMOTは第2電動機2B、左側のS、Cはそれぞれ第1電動機2Aに連結された第1遊星歯車式減速機12Aのサンギヤ21A、第1遊星歯車式減速機12Aのプラネタリキャリア23A、右側のS、Cはそれぞれ第2遊星歯車式減速機12Bのサンギヤ21B、第2遊星歯車式減速機12Bのプラネタリキャリア23B、Rは第1及び2遊星歯車式減速機12A、12Bのリングギヤ24A、24B、BRKは油圧ブレーキ60、OWCは一方向クラッチ50を表わす。以下の説明において第1及び第2電動機2A、2Bによる車両前進時のサンギヤ21A、21Bの回転方向を順方向とする。また、図中、停車中の状態から上方が順方向の回転、下方が逆方向の回転であり、矢印は、上向きが順方向のトルクを表し、下向きが逆方向のトルクを表す。
停車中は、前輪駆動装置6も後輪駆動装置1も駆動していない。従って、図5に示すように、後輪駆動装置1の第1及び第2電動機2A、2Bは停止しており、車軸10A、10Bも停止しているため、いずれの要素にもトルクは作用していない。このとき、油圧ブレーキ60は解放(OFF)している。また、一方向クラッチ50は、第1及び第2電動機2A、2Bが非駆動のため係合していない(OFF)。
そして、キーポジションをONにした後、EV発進、EVクルーズなどモータ効率のよい前進低車速時は、後輪駆動装置1による後輪駆動となる。図6に示すように、第1及び第2電動機2A、2Bが順方向に回転するように力行駆動すると、サンギヤ21A、21Bには順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が係合しリングギヤ24A、24Bがロックされる。これによりプラネタリキャリア23A、23Bは順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方向に作用している。このように車両3の発進時には、キーポジションをONにして第1及び第2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。
このとき、油圧ブレーキ60を弱締結状態に制御する。なお、弱締結とは、動力伝達可能であるが、油圧ブレーキ60の締結状態の締結力に対し弱い締結力で締結している状態をいう。第1及び第2電動機2A、2Bの順方向のトルクが後輪Wr側に入力されるときには一方向クラッチ50が係合状態となり、一方向クラッチ50のみで動力伝達可能であるが、一方向クラッチ50と並列に設けられた油圧ブレーキ60も弱締結状態とし第1及び第2電動機2A、2B側と後輪Wr側とを接続状態としておくことで、第1及び第2電動機2A、2B側からの順方向のトルクの入力が一時的に低下して一方向クラッチ50が非係合状態となった場合にも、第1及び第2電動機2A、2B側と後輪Wr側とで動力伝達不能になることを抑制できる。また、後述する減速回生への移行時に第1及び第2電動機2A、2B側と後輪Wr側とを接続状態とするための回転数制御が不要となる。一方向クラッチ50が係合状態のときの油圧ブレーキ60の締結力を一方向クラッチ50が非係合状態のときの油圧ブレーキ60の締結力よりも弱くすることにより、油圧ブレーキ60の締結のための消費エネルギーが低減される。
前進低車速走行から車速があがりエンジン効率のよい前進中車速走行に至ると、後輪駆動装置1による後輪駆動から前輪駆動装置6による前輪駆動となる。図7に示すように、第1及び第2電動機2A、2Bの力行駆動が停止すると、プラネタリキャリア23A、23Bには車軸10A、10Bから前進走行しようとする順方向のトルクが作用するので、前述したように一方向クラッチ50が非係合状態となる。このときも、油圧ブレーキ60を弱締結状態に制御する。
図6又は図7の状態から第1及び第2電動機2A、2Bを回生駆動しようすると、図8に示すように、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順方向のトルクが作用するので、前述したように一方向クラッチ50が非係合状態となる。このとき、油圧ブレーキ60を締結状態(ON)に制御する。従って、リングギヤ24A、24Bがロックされるとともに第1及び第2電動機2A、2Bには逆方向の回生制動トルクが作用し、第1及び第2電動機2A、2Bで減速回生がなされる。このように、後輪Wr側の順方向のトルクが第1及び第2電動機2A、2B側に入力されるときには一方向クラッチ50は非係合状態となり、一方向クラッチ50のみで動力伝達不能であるが、一方向クラッチ50と並列に設けられた油圧ブレーキ60を締結させ、第1及び第2電動機2A、2B側と後輪Wr側とを接続状態としておくことで動力伝達可能な状態に保つことができ、この状態で第1及び第2電動機2A、2Bを回生駆動状態に制御することにより、車両3のエネルギーを回生することができる。
続いて加速時には、前輪駆動装置6と後輪駆動装置1の四輪駆動となり、後輪駆動装置1は、図6に示す前進低車速時と同じ状態となる。
前進高車速時には、前輪駆動装置6による前輪駆動となるが、このとき第1及び第2電動機2A、2Bを停止させ油圧ブレーキ60を解放状態に制御する。一方向クラッチ50は、後輪Wr側の順方向のトルクが第1及び第2電動機2A、2B側に入力されるので非係合状態となり、油圧ブレーキ60を解放状態に制御することでリングギヤ24A、24Bは回転し始める。
図9に示すように、第1及び第2電動機2A、2Bが力行駆動を停止すると、プラネタリキャリア23A、23Bには車軸10A、10Bから前進走行しようとする順方向のトルクが作用するので、前述したように一方向クラッチ50が非係合状態となる。このとき、サンギヤ21A、21Bには、サンギヤ21A、21B及び第1及び第2電動機2A、2Bの回転損失が抵抗として入力され、リングギヤ24A、24Bにはリングギヤ24A、24Bの回転損失が発生する。
油圧ブレーキ60を解放状態に制御することで、リングギヤ24A、24Bの自由な回転が許容され、第1及び第2電動機2A、2B側と後輪Wr側とが遮断状態となって動力伝達不能な状態となる。従って、第1及び第2電動機2A、2Bの連れ回りが防止され、前輪駆動装置6による高車速時に第1及び第2電動機2A、2Bが過回転となるのが防止される。
後進時には、図10に示すように、第1及び第2電動機2A、2Bを逆力行駆動すると、サンギヤ21A、21Bには逆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が非係合状態となる。
このとき油圧ブレーキ60を締結状態に制御する。従って、リングギヤ24A、24Bがロックされて、プラネタリキャリア23A、23Bは逆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からの走行抵抗が順方向に作用している。このように、第1及び第2電動機2A、2B側の逆方向のトルクが後輪Wr側に入力されるときには一方向クラッチ50は非係合状態となり、一方向クラッチ50のみで動力伝達不能であるが、一方向クラッチ50と並列に設けられた油圧ブレーキ60を締結させ、第1及び第2電動機2A、2B側と後輪Wr側とを接続状態としておくことで動力伝達可能に保つことができ、第1及び第2電動機2A、2Bのトルクによって車両3を後進させることができる。
このように後輪駆動装置1は、車両の走行状態、言い換えると、第1及び第2電動機2A、2Bの回転方向が順方向か逆方向か、及び第1及び第2電動機2A、2B側と後輪Wr側のいずれから動力が入力されるかに応じて、油圧ブレーキ60の締結・解放が制御され、さらに油圧ブレーキ60の締結時であっても締結力が調整される。
図11は、車両が停車中の状態からEV発進→EV加速→ENG加速→減速回生→中速ENGクルーズ→ENG+EV加速→高速ENGクルーズ→減速回生→停車→後進→停車に至る際の一方向クラッチ50(OWC)、油圧ブレーキ60(BRK)のタイミングチャートである。
先ず、キーポジションをONにしてシフトがPレンジからDレンジに変更され、アクセルペダルが踏まれるまでは、一方向クラッチ50は非係合(OFF)、油圧ブレーキ60は解放(OFF)状態を維持する。そこから、アクセルペダルが踏まれると後輪駆動(RWD)で後輪駆動装置1によるEV発進、EV加速がなされる。このとき、一方向クラッチ50が係合(ON)し、油圧ブレーキ60は弱締結状態となる。そして、車速が低車速域から中車速域に至って後輪駆動から前輪駆動になると内燃機関4によるENG走行(FWD)がなされる。このとき、一方向クラッチ50が非係合(OFF)となり、油圧ブレーキ60はそのままの状態(弱締結状態)を維持する。そして、ブレーキが踏まれるなど減速回生時には、一方向クラッチ50が非係合(OFF)のまま、油圧ブレーキ60が締結状態(ON)となる。内燃機関4による中速クルーズ中は、上述のENG走行と同様の状態となる。続いて、さらにアクセルペダルが踏まれて前輪駆動から四輪駆動(AWD)になると、再び一方向クラッチ50が係合(ON)する。そして、車速が中車速域から高車速域に至ると、再び内燃機関4によるENG走行(FWD)がなされる。このとき、一方向クラッチ50が非係合(OFF)となり、油圧ブレーキ60が解放状態(OFF)となり、第1及び第2電動機2A、2Bを停止させる。そして、減速回生時には、上述した減速回生時と同様の状態となる。そして、車両が停止すると、一方向クラッチ50は非係合(OFF)、油圧ブレーキ60は解放(OFF)状態となる。
ここで、油圧ブレーキ60の特性について説明する。
油圧ブレーキ60は、いわゆる湿式多板式のブレーキであり、上記したように、複数の固定プレート35と、複数の回転プレート36とが軸方向に交互に配置され、これらのプレート35,36が環状のピストン37によって締結及び解放操作されるようになっている。湿式多板式のブレーキは、潤滑油としてのオイルにより両プレート35、36を潤滑するもので、オイルがダンパーの役割を果たすため、乾式クラッチに比べて締結時のショックが穏やかになる。
油圧ブレーキ60は、いわゆる湿式多板式のブレーキであり、上記したように、複数の固定プレート35と、複数の回転プレート36とが軸方向に交互に配置され、これらのプレート35,36が環状のピストン37によって締結及び解放操作されるようになっている。湿式多板式のブレーキは、潤滑油としてのオイルにより両プレート35、36を潤滑するもので、オイルがダンパーの役割を果たすため、乾式クラッチに比べて締結時のショックが穏やかになる。
リングギヤ24Bのギヤ部28Bの外周面にスプライン嵌合された回転プレート36は、その下部がケース11の下方のオイル貯留部T中に位置しており、リングギヤ24A、24Bの回転に伴ってオイル貯留部Tのオイルをかきあげることで、両プレート35、36にオイルが供給される。また、リングギヤ24A、24Bの回転・固定に関わらず、油圧ブレーキ60を解放することで、両プレート35、36間にオイルが供給される。一方、油圧ブレーキ60を締結することでリングギヤ24A、24Bが固定され両プレート35、36が摩擦締結されている場合、回転プレート36によるオイルかきあげ効果が得られず、さらに両プレート35、36間にオイルが供給されず、油圧ブレーキ60の締結が長時間に亘ると上部では潤滑不良が発生する虞がある。
図4〜10に示したように、後輪駆動装置1では、車両3の走行中には、前進高車速時を除き油圧ブレーキ60が弱締結状態又は締結状態に維持されている。図11に記載の走行モードにおいては、EV発進時に一方向クラッチ50が係合(ON)し、油圧ブレーキ60が弱締結した後、高速ENGクルーズまで油圧ブレーキ60の締結状態が維持されるため、この間、回転プレート36が嵌合されたリングギヤ24Bの回転が規制されるとともに両プレート35、36が摩擦締結されることとなる。そのため、回転プレート36によるオイルかきあげ効果が得られず、油圧ブレーキ60に潤滑不良が発生する虞がある。油圧ブレーキ60に潤滑不良が発生すると、油圧ブレーキ60による本来のトルク伝達機能が発揮できず、また、油圧ブレーキ60が劣化してしまう虞がある。
そこで、制御装置8は、上記した電動機制御装置及び断接手段制御装置としての機能に加えて、油圧ブレーキ60の直近の締結開始からの経過時間である締結継続時間を取得する計時手段としての機能も有し、計時手段が取得した締結継続時間が所定以上のときに、油圧ブレーキ60を解放するブレーキ強制解放を行う。
<ブレーキ解放制御>
次に、ブレーキ強制解放を含めた油圧ブレーキ60のブレーキ解放制御について図12を参照しながら説明する。
次に、ブレーキ強制解放を含めた油圧ブレーキ60のブレーキ解放制御について図12を参照しながら説明する。
油圧ブレーキ60のブレーキ解放制御において、先ず、通常のブレーキ解放条件が成立するか否かが判断される(S1)。この通常のブレーキ解放条件は、後輪駆動装置1の走行状態(前進、後進、車速等)に応じて決定され、図4から図11で説明した後輪駆動装置1の各状態に応じて、予め規定されたものである。ブレーキ解放条件が成立すると、制御装置8からブレーキ解放指令が出力され、即時に油圧ブレーキ60が解放される通常のブレーキ解放制御が行われる(S2)。例えば、図11において、中車速域のENG+EV加速から高車速域の高速ENGクルーズに移行する際に、ブレーキ解放指令が出力され、油圧ブレーキ60が解放される。
このとき、プラネタリキャリア23A、23Bには車軸10A、10Bから前進走行しようとする順方向のトルクが作用し、第1及び第2電動機2A、2Bは力行駆動を停止するので、リングギヤ24A、24Bには順方向のトルクが作用する。油圧ブレーキ60が解放されると摩擦締結されていた固定プレート35と回転プレート36とが離間し、回転プレート36の回転が許容される。そして、回転プレート36によるオイルかきあげ効果によりかきあげられたオイルが離間した固定プレート35と回転プレート36との間に供給され、油圧ブレーキ60が潤滑される。制御装置8では、油圧ブレーキ60の解放にあわせて、計時手段の締結継続時間がリセットされる。
また、S1において、ブレーキ解放条件が成立しない場合には、計時手段が取得した締結継続時間が所定値より大きいか否かを検出する(S3)。その結果、計時手段が取得した締結継続時間が所定値より大きい場合、油圧ブレーキ60が潤滑不良状態の虞があると判断し、油圧ブレーキ60の強制解放指令を出力する(S4)。計時手段が取得した締結継続時間が所定値以下の場合、油圧ブレーキ60が潤滑不良状態にはない又は潤滑不良が許容範囲内にあると判断し、ブレーキ解放制御を終了する。
<ブレーキ強制解放制御 FWD走行時>
制御装置8から油圧ブレーキ60の強制解放指令が出力された際に、車両3がFWD走行している場合、即ち、第1及び第2電動機2A、2Bがトルクを発生していない場合、前輪駆動装置6で前輪Wfを駆動しており、油圧ブレーキ60は動力伝達に寄与していないため、短時間の解放であれば随時許容されるので、即時に油圧ブレーキ60を解放する。このとき、通常のブレーキ解放制御と同様に、油圧ブレーキ60を解放することで、油圧ブレーキ60が潤滑される。
制御装置8から油圧ブレーキ60の強制解放指令が出力された際に、車両3がFWD走行している場合、即ち、第1及び第2電動機2A、2Bがトルクを発生していない場合、前輪駆動装置6で前輪Wfを駆動しており、油圧ブレーキ60は動力伝達に寄与していないため、短時間の解放であれば随時許容されるので、即時に油圧ブレーキ60を解放する。このとき、通常のブレーキ解放制御と同様に、油圧ブレーキ60を解放することで、油圧ブレーキ60が潤滑される。
即ち、制御装置8は、計時手段が取得した締結継続時間が所定以上のときに、前輪駆動装置6が順方向のトルクを発生している場合、油圧ブレーキ60を解放する。例えば、図11において、ENG加速時及び中速ENGクルーズ時であれば、油圧ブレーキ60が即時に解放される。
<ブレーキ強制解放制御 RWD又はAWD走行時>
制御装置8から油圧ブレーキ60の強制解放指令が出力された際に、車両3がRWD又はAWD走行している場合、即ち、第1及び第2電動機2A、2Bが順方向のトルクを発生している場合、油圧ブレーキ60の解放を、順方向のトルクが略零となるまで待機し、後述する所定のタイミング(A)、(B)又は(C)で油圧ブレーキ60を解放する。
制御装置8から油圧ブレーキ60の強制解放指令が出力された際に、車両3がRWD又はAWD走行している場合、即ち、第1及び第2電動機2A、2Bが順方向のトルクを発生している場合、油圧ブレーキ60の解放を、順方向のトルクが略零となるまで待機し、後述する所定のタイミング(A)、(B)又は(C)で油圧ブレーキ60を解放する。
(A)FWD走行時
FWD走行となるまで待機して油圧ブレーキ60を強制解放する場合、即ち、FWD走行時のブレーキ強制解放制御については、上記(<ブレーキ強制解放制御 FWD走行時>)と同様であり、ここでは説明を省略する。
FWD走行となるまで待機して油圧ブレーキ60を強制解放する場合、即ち、FWD走行時のブレーキ強制解放制御については、上記(<ブレーキ強制解放制御 FWD走行時>)と同様であり、ここでは説明を省略する。
(B)回生駆動への移行時
後輪駆動装置1が回生駆動指令を受けると通常、即時に油圧ブレーキ60を締結状態に制御するとともに第1及び第2電動機2A、2Bを回生駆動状態に制御するところ、制御装置8から油圧ブレーキ60の強制解放指令が出力されている場合には、第1及び第2電動機2A、2Bの回生駆動前に油圧ブレーキ60の解放を割り込ませ、さらに第1及び第2電動機2A、2Bを停止又は逆力行駆動するように制御する。これにより、通常のブレーキ解放制御と同様に、油圧ブレーキ60を解放することで、油圧ブレーキ60が潤滑される。図11に記載の走行モードにおいては、第1及び第2電動機2A、2Bの力行駆動から回生駆動への移行について記載されていないが、例えば、EV加速後に回生する場合、第1及び第2電動機2A、2Bの力行駆動から回生駆動への移行時に油圧ブレーキ60が解放される。
後輪駆動装置1が回生駆動指令を受けると通常、即時に油圧ブレーキ60を締結状態に制御するとともに第1及び第2電動機2A、2Bを回生駆動状態に制御するところ、制御装置8から油圧ブレーキ60の強制解放指令が出力されている場合には、第1及び第2電動機2A、2Bの回生駆動前に油圧ブレーキ60の解放を割り込ませ、さらに第1及び第2電動機2A、2Bを停止又は逆力行駆動するように制御する。これにより、通常のブレーキ解放制御と同様に、油圧ブレーキ60を解放することで、油圧ブレーキ60が潤滑される。図11に記載の走行モードにおいては、第1及び第2電動機2A、2Bの力行駆動から回生駆動への移行について記載されていないが、例えば、EV加速後に回生する場合、第1及び第2電動機2A、2Bの力行駆動から回生駆動への移行時に油圧ブレーキ60が解放される。
このように第1及び第2電動機2A、2Bの回生駆動の開始、即ち後輪駆動装置1による制動力発生の開始を遅らせる場合、第1及び第2電動機2A、2Bからの回生駆動トルクの発生開始の遅れを補うように、不図示の車輪ブレーキ等から、制動力を発生させる。このように制動力は、第1及び第2電動機2A、2B以外の車輪ブレーキ等によっても発生させることが可能なので、車両全体としての要求制動力を満たすことができる。
通常のブレーキ解放制御のようにブレーキ解放時に第1及び第2電動機2A、2Bを停止するだけでも、油圧ブレーキ60は潤滑されるが、回生駆動の開始を待機させているので、より短時間で完了するように第1及び第2電動機2A、2Bを逆力行駆動することが好ましい。
なお、制御装置8から油圧ブレーキ60の強制解放指令が出力された際に、車両3がRWD又はAWD走行している場合、即ち、第1及び第2電動機2A、2Bが順方向のトルクを発生している場合、その状態のまま、弱締結状態にある油圧ブレーキ60を所定時間だけ解放してもよい。第1及び第2電動機2A、2Bが順方向のトルクを発生している場合は、一方向クラッチ50が係合状態となり一方向クラッチ50によりトルク伝達が行われているため、油圧ブレーキ60を解放してもトルク伝達への影響はない。ただし、この場合、一方向クラッチ50によるリングギヤ24A、24Bの固定が維持されるため、回転プレート36によるかきあげ効果は期待できず、固定プレート35と回転プレート36とが離間することで、固定プレート35と回転プレート36との間にオイルが供給されるのみである。
(C)停車時
停車するまで待機して油圧ブレーキ60を強制解放する場合、即ち、停車時に油圧ブレーキ60を解放することについては、上記通常停車時のブレーキ解放と同様である。油圧ブレーキ60を解放することで油圧ブレーキ60によるリングギヤ24A、24Bの締結が解除され、摩擦締結されていた固定プレート35と回転プレート36とが離間し、固定プレート35と回転プレート36との間にオイルが供給される。停車時に、制御装置8から油圧ブレーキ60の強制解放指令が出力されている場合には、油圧ブレーキ60の解放に加え、第1及び第2電動機2A、2Bを逆力行駆動するように制御する。
停車するまで待機して油圧ブレーキ60を強制解放する場合、即ち、停車時に油圧ブレーキ60を解放することについては、上記通常停車時のブレーキ解放と同様である。油圧ブレーキ60を解放することで油圧ブレーキ60によるリングギヤ24A、24Bの締結が解除され、摩擦締結されていた固定プレート35と回転プレート36とが離間し、固定プレート35と回転プレート36との間にオイルが供給される。停車時に、制御装置8から油圧ブレーキ60の強制解放指令が出力されている場合には、油圧ブレーキ60の解放に加え、第1及び第2電動機2A、2Bを逆力行駆動するように制御する。
車両3の通常停車時には、第1及び第2電動機2A、2Bの力行駆動が停止し、左右後輪LWr、RWrも停止するため、第1及び第2電動機2A、2Bに接続されるサンギヤS1、S2及び左右後輪LWr、RWrに接続されるキャリアC1、C2も停止し、リングギヤ24A、24Bの回転も停止する(図5参照)が、強制解放指令が出力された状態で停車するときには、第1及び第2電動機2A、2Bを逆力行駆動することにより、左右後輪LWr、RWrに接続されるキャリアC1、C2が停止した状態で、リングギヤ24A、24Bが順方向に回転するため、回転プレート36によるオイルかきあげ効果によりかきあげられたオイルが固定プレート35と回転プレート36との間により供給され油圧ブレーキ60が潤滑される。車両3の停車時は、走行時に比べて両プレート35、36の間隔が広がりにくいため、第1及び第2電動機2A、2Bを逆力行駆動することで、両プレート35、36間に効果的にオイルを供給することができる。なお、停車時には、一方向クラッチ50は非係合状態となるため左右後輪LWr、RWrにトルクが出力されることはないが、第1及び第2電動機2A、2Bを逆力行駆動する際、不図示の車輪ブレーキを締結しておくとさらに好ましい。
なお、本実施形態は、第1及び第2電動機2A、2Bと後輪Wrとの動力伝達経路上に一方向クラッチ50と油圧ブレーキ60とが並列に設けられた後輪駆動装置1を例示したが、一方向クラッチ50は必ずしも必要ではなく、第1及び第2電動機2A、2Bと後輪Wrとの動力伝達経路上に油圧ブレーキ60のみが設けられた駆動装置、即ち、駆動源と被駆動部との動力伝達経路上に断接手段が設けられた駆動装置にも適用できる。この場合、一方向クラッチ50の係合、非係合を考慮せず、第1及び第2電動機2A、2Bからトルクが発生していな状態で油圧ブレーキ60を解放することで、駆動力が伝達できなくなる、いわゆるトルク抜けを防止することができる。
以上説明したように、本実施形態によれば、制御装置8は、電動機制御装置及び断接手段制御装置としての機能に加えて、油圧ブレーキ60の直近の締結開始からの経過時間である締結継続時間を取得する計時手段としての機能も有するので、それに基づいて油圧ブレーキ60の解放を制御することができ、油圧ブレーキ60の基本機能としてのトルク伝達の実現に加え、油圧ブレーキ60を適切に保護することができる。
また、計時手段が取得した締結継続時間が所定以上のときに、油圧ブレーキ60を解放することにより、油圧ブレーキ60の締結時間の長時間化を防止することができ、油圧ブレーキ60の解放に伴って油圧ブレーキ60の多板間にオイルを供給することができる。
尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
また、断接手段として油圧駆動式の湿式多板式ブレーキを例示したが、これに限らず機械駆動式、電磁駆動式等を任意に選択できる。
また、サンギヤ21A、21Bに第1及び第2電動機2A、2Bを接続し、リングギヤ同士を互いに連結したが、これに限らずサンギヤ同士を互いに連結し、リングギヤに第1及び第2電動機を接続してもよい。
また、断接手段と一方向動力伝達手段は、3要素を有する差動装置の一要素に配置される場合に限らず、回転体と回転体との単純な動力伝達部に配置されるものであってもよい。
また、駆動源は2つある必要はなく、1つの駆動源により被駆動部を駆動する機構でもよい。
また、前輪駆動装置は、内燃機関を用いずに電動機を唯一の駆動源とするものでもよい。
また、駆動源として、電動機の代わりに、内燃機関等他の駆動力発生装置を用いてもよい。
また、本発明の駆動装置は、車両に限らず他の輸送機関、例えば船舶や航空機でもよい。
また、断接手段として油圧駆動式の湿式多板式ブレーキを例示したが、これに限らず機械駆動式、電磁駆動式等を任意に選択できる。
また、サンギヤ21A、21Bに第1及び第2電動機2A、2Bを接続し、リングギヤ同士を互いに連結したが、これに限らずサンギヤ同士を互いに連結し、リングギヤに第1及び第2電動機を接続してもよい。
また、断接手段と一方向動力伝達手段は、3要素を有する差動装置の一要素に配置される場合に限らず、回転体と回転体との単純な動力伝達部に配置されるものであってもよい。
また、駆動源は2つある必要はなく、1つの駆動源により被駆動部を駆動する機構でもよい。
また、前輪駆動装置は、内燃機関を用いずに電動機を唯一の駆動源とするものでもよい。
また、駆動源として、電動機の代わりに、内燃機関等他の駆動力発生装置を用いてもよい。
また、本発明の駆動装置は、車両に限らず他の輸送機関、例えば船舶や航空機でもよい。
1 後輪駆動装置(駆動装置)
2A 第1電動機(駆動源)
2B 第2電動機(駆動源)
3 車両(輸送機関)
4 内燃機関(他の駆動源)
5 電動機(他の駆動源)
8 制御装置(断接手段制御装置、計時手段)
50 一方向クラッチ(一方向動力伝達手段)
60 油圧ブレーキ(断接手段)
Wf 前輪(第2駆動輪)
Wr 後輪(被駆動部、第1駆動輪)
2A 第1電動機(駆動源)
2B 第2電動機(駆動源)
3 車両(輸送機関)
4 内燃機関(他の駆動源)
5 電動機(他の駆動源)
8 制御装置(断接手段制御装置、計時手段)
50 一方向クラッチ(一方向動力伝達手段)
60 油圧ブレーキ(断接手段)
Wf 前輪(第2駆動輪)
Wr 後輪(被駆動部、第1駆動輪)
Claims (8)
- 駆動源と、
該駆動源によって駆動され、輸送機関を推進する被駆動部と、
前記駆動源と前記被駆動部との動力伝達経路上に設けられ、解放又は締結することにより前記動力伝達経路を遮断状態又は接続状態にする湿式多板式の断接手段と、
前記断接手段の解放と締結を制御する断接手段制御装置と、を備える輸送機関の駆動装置であって、
前記断接手段は、軸方向に複数配置される回転プレートを備え、解放することにより該回転プレートの回転が可能になるとともに、締結することにより該回転プレートの回転が規制され、
前記回転プレートは、下部がオイル貯留部中に位置し、該回転プレートの回転によるオイルのかきあげによって前記断接手段は潤滑され、
前記駆動装置は、前記断接手段の直近の締結開始からの経過時間である締結継続時間を取得する計時手段を備え、
前記断接手段制御装置は、該計時手段が取得した前記締結継続時間が所定以上のときに、前記断接手段を解放することを特徴とする輸送機関の駆動装置。 - 前記駆動装置は、前記駆動源と前記被駆動部との動力伝達経路上に前記断接手段と並列に設けられ、駆動源側の一方向の回転動力が被駆動部側に入力されるときに係合状態となるとともに、駆動源側の他方向の回転動力が被駆動部側に入力されるときに非係合状態となり、被駆動部側の一方向の回転動力が駆動源側に入力されるときに非係合状態となるとともに、被駆動部側の他方向の回転動力が駆動源側に入力されるときに係合状態となる一方向動力伝達手段をさらに備え、
前記断接手段制御装置は、前記計時手段が取得した締結継続時間が所定以上のときに、前記駆動源が前記一方向の回転動力を発生している場合、前記断接手段の解放を、前記一方向の回転動力が略零となるまで待機することを特徴とする請求項1に記載の輸送機関の駆動装置。 - 前記駆動装置は、前記駆動源と前記被駆動部との動力伝達経路上に前記断接手段と並列に設けられ、駆動源側の一方向の回転動力が被駆動部側に入力されるときに係合状態となるとともに、駆動源側の他方向の回転動力が被駆動部側に入力されるときに非係合状態となり、被駆動部側の一方向の回転動力が駆動源側に入力されるときに非係合状態となるとともに、被駆動部側の他方向の回転動力が駆動源側に入力されるときに係合状態となる一方向動力伝達手段をさらに備え、
前記断接手段制御装置は、前記計時手段が取得した締結継続時間が所定以上のときに、前記駆動源が前記一方向の回転動力を発生している場合、前記断接手段を、前記駆動源への指令が前記他方向の回転動力の発生指示に切り替わるまで締結維持し、前記駆動源が前記一方向の回転動力の発生を終え、かつ前記他方向の回転動力の発生を開始する前に解放することを特徴とする請求項1に記載の輸送機関の駆動装置。 - 前記輸送機関は車両であり、
前記被駆動部は前記車両の車輪であり、
前記車両は、前記車輪の回転を制動する制動手段を備え、
前記駆動源が前記他方向の回転動力の発生を開始する前に前記断接手段を解放するときに、前記駆動源からの前記他方向の回転動力の発生開始の遅れを補うように、前記制動手段から、前記他方向の回転動力を補う制動力を発生させることを特徴とする請求項3に記載の輸送機関の駆動装置。 - 前記輸送機関は車両であり、
前記被駆動部は前記車両の車輪のうち、前輪及び後輪の一方である第1駆動輪であり、
前記車両は、前記前輪及び後輪の他方である第2駆動輪を駆動する他の駆動源を備え、
前記断接手段制御装置は、前記計時手段が取得した締結継続時間が所定以上のときに、前記他の駆動源が一方向の回転動力を発生している場合、前記断接手段を解放することを特徴とする請求項1に記載の輸送機関の駆動装置。 - 前記断接手段制御装置は、前記計時手段が前記所定以上の締結継続時間を取得したときに、前記輸送機関が移動している場合、前記断接手段の解放を、前記輸送機関が停止するまで待機することを特徴とする請求項1に記載の輸送機関の駆動装置。
- 前記輸送機関は車両であり、
前記被駆動部は前記車両の車輪であり、
前記車両は、前記車輪の回転を制動する制動手段を備え、
前記車両が停止して前記断接手段を解放するときに、前記駆動源から駆動力を発生させ、かつ前記制動手段を作動させることを特徴とする請求項6に記載の輸送機関の駆動装置。 - 前記断接手段制御装置は、駆動源側の一方向の回転動力が被駆動部側に入力されるときに、駆動源側と被駆動部側とが接続状態となるように前記断接手段を締結することを特徴とする請求項2又は3に記載の輸送機関の駆動装置。
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