JP5910098B2

JP5910098B2 - 駆動装置

Info

Publication number: JP5910098B2
Application number: JP2012007537A
Authority: JP
Inventors: 雄二岩瀬; 鈴木　陽介; 陽介鈴木; 智仁大野; 建正畑
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-01-17
Filing date: 2012-01-17
Publication date: 2016-04-27
Anticipated expiration: 2032-01-17
Also published as: JP2013147081A

Description

本発明は、駆動制御装置に関し、特にハイブリッド車両に用いられる駆動制御装置である。

出力軸から動力を出力する駆動装置に、例えば発電可能な電動機がある。この駆動装置から出力された動力を車両に伝える動力伝達機構として、例えば遊星歯車装置やクラッチがある。

このような駆動装置および動力伝達機構は、その動作を滑らかにする、もしくは冷却をする、あるいはその両方を実行するために、これら駆動装置および動力伝達機構を収容する収容室内に潤滑油が溜まっている状態で作動することがある。

例えば、遊星歯車装置の場合、リングギアが収容室に溜まっている潤滑油をかき上げることで、遊星歯車装置において潤滑が必要な部位に潤滑油を供給し、動作を滑らかにすることができる。

あるいは、電動機の場合、力行もしくは回生動作にともない電動機のステータが発熱することがあるが、このステータに対して潤滑油を供給することで、ステータの熱を潤滑油に吸収させ、ステータを冷却することができる。

特許文献１に記載の車両用駆動制御装置では、駆動装置および動力伝達機構へ潤滑油を供給するための電動オイルポンプが備えられており、潤滑油が必要な箇所に対し、この電動オイルポンプによって積極的に潤滑油を供給することで潤滑性および冷却性を向上させている。

ところが、例えば電動オイルポンプによる潤滑油の供給が増えると、収容室内に溜まる潤滑油量も増え、収容室内の油面高さが上昇し、やがて、遊星歯車のリングギアあるいは電動機のロータ（回転子）は潤滑油に浸かることになる。リングギアやロータが潤滑油に浸かると、リングギアやロータに供給される潤滑油は、電動オイルポンプによる供給だけでなく、リングギアやロータの潤滑油かき上げによる供給も加わるため、潤滑性および冷却性は向上するが、潤滑油をかき上げる際の攪拌抵抗も増大する。

リングギアやロータが潤滑油をかき上げることで生じる攪拌抵抗が大きくなると、リングギアを含む遊星歯車やロータを含む電動機が駆動軸へ出力する動力が低下する。特に、遊星歯車や電動機は高速回転するため、潤滑油のかき上げによる動力低下の影響が大きい。

そこで、特許文献１に記載の車両用駆動制御装置では、遊星歯車や電動機がかき上げる潤滑油量を抑えるため、電動オイルポンプを制御し、収容室内に溜まる潤滑油の油面高さを調整している。
特開２００７−２４７７０６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の車両用駆動制御装置は、収容室内に溜まる潤滑油の油面高さを調整するために、汲み上げた潤滑油を貯めておく潤滑油貯留室の設置、およびその制御が必要となる。また、潤滑油の循環が円滑に行われるよう、収容室の形状や油路の配置を考慮する必要がある。

また、特許文献１に記載の車両用駆動制御装置は、現在の油面高さや車速等に基づいて油面高さが閾値より高いか否か判断し、電動オイルポンプの潤滑油吐出量を増減させている。この場合、油面高さが閾値より高いと判断されてから電動オイルポンプの吐出量を減少させる、あるいは油面高さが閾値より低いと判断されから電動オイルポンプの吐出量を増大させるため、油面高さが短時間で大きく変動する場合の対応が難しい。

例えばドライバの急なハンドル操作により、車両に大きな横方向荷重が加わった場合や、急勾配を走行することにより、車両に大きな前後方向荷重が加わった場合は、車両に荷重が加わった時点で油面高さが大きく上下し、しかも荷重が抜ければ元の高さに戻るため、短時間で電動オイルポンプの吐出量を増減させなくてはならない。

上記課題を解決するために、本発明に係る駆動装置は３要素をもつ差動機構のうちの２要素に第１電動機と第２電動機がそれぞれ接続され、残りの１要素に動力出力軸が接続される駆動装置において、前記第１電動機を収容し潤滑油が貯留される第１収容室と、前記第２電動機を収容し潤滑油が貯留される第２収容室とを備え、前記第１収容室内に貯留された潤滑油の油面高さと、前記第２収容室内に貯留された潤滑油の油面高さとのうち、油面高さが高くなるどちらか一方の収容室を推定可能である油面高さ推定手段を備え、前記油面高さ推定手段によって油面高さが高くなると推定された前記一方の収容室に収容されている電動機の回転数を低下させるとともに、他方の収容室に収容されている電動機の回転数を前記動力出力軸の回転数が変動しないように上昇させる電動機回転数制御手段を備えることを特徴とする。

また、前記第１電動機および前記第２電動機は、回転子の内径側に動力を断接するクラッチを備え、前記油面高さ推定手段は前記クラッチの動作状態に基づいて油面高さが高くなる方を推定してもよい。

また、前記第１電動機および第２電動機は車両に備えられ、かつ前記車両の左右輪を接続するドライブシャフトと同軸方向に並べられ、前記油面高さ推定手段は車両の旋回方向に基づいて油面高さが高くなる方を推定してもよい。

また、前記第１収容室および前記第２収容室は、前記潤滑油が前記第１収容室および前記第２収容室との間を流入出可能となる連通部で接続され、前記第１電動機および前記第２電動機は前記車両に備えられ、かつ前記車両の駆動力源からの動力を後輪へ伝達するプロペラシャフトと同軸方向に並べられ、前記油面高さ推定手段は走行路面の傾きに基づいて油面高さが高くなる方を推定してもよい。

また、前記差動機構は、リングギア、キャリア、リングギアの３要素で構成される遊星歯車であってもよく、例えばリングギアに第１電動機の出力軸が接続され、前記遊星歯車機構のサンギアに第２電動機の出力軸が接続され、前記遊星歯車機構のキャリアに動力出力軸が接続されてもよい。

本発明に係る車両用駆動制御装置は、油面高さが高くなる推定された方の収容室に収容されている電動機の回転数を低下させることで、電動機の回転子（ロータ）が潤滑油をかき上げる際の攪拌抵抗を小さくすることができる。

また、遊星歯車機構のリングギアに接続される第１電動機を収容する第１収容室に貯留される潤滑油の油面高さと、遊星歯車機構のサンギアに接続される第２電動機を収容する第２収容室に貯留される潤滑油の油面高さと、を各々推定し、油面高さが高くなる推定された方の収容室に収容されている電動機の回転数を低下させることで、電動機の回転子（ロータ）が潤滑油をかき上げる際の攪拌抵抗を小さくすることができる。

一方で、推定された油面高さが高くならない方の収容室に収容されている電動機の回転数は、出力軸（キャリア）の回転数が変動しないように上昇させることで、出力変動を抑えつつも、回転子の潤滑油かき上げによる攪拌抵抗を小さくすることができる。

また、潤滑油の供給を必要とする動力伝達機構（クラッチ）の動作状態や車両に加わる荷重方向に基づいて潤滑油の油面高さを推定し、これに応じて電動機の回転数を制御することもできる。電動機の回転数制御は非常に素早く実行できるため、短期間で潤滑油の油面高さが大きく上下する場合でも対応でき、より確実に回転子の潤滑油かき上げによる攪拌抵抗を小さくすることができる。

以下、本発明の一実施形態に係る車両用駆動制御装置を、図１〜図９に基づいて説明する。
[第１実施形態]
まず、図１および図２を参照して、本実施形態に係る車両用駆動制御装置の構成を説明する。図１に示すように、車両１００は、エンジン１、第１電動機２、第２電動機３からなる車両用制御装置を備えている。さらに、車両用制御装置は遊星歯車機構１０と、Ｃ０クラッチ２０、Ｃ１クラッチ２１と、Ｂ１ブレーキ２３と、ダンパ３１と、機械式オイルポンプ３２と、電動式オイルポンプ３３と、ＥＣＵ５０を備える。

エンジン１は、図示しない燃料噴射装置、点火装置、およびスロットルバルブを備えており、これら装置はＥＣＵ５０により制御されている。このように、エンジン１に備えられる各部品を制御することで、ＥＣＵ５０は、エンジン１が発生する動力を調整することができる。エンジン１が発生した動力はエンジン出力軸４から出力され、エンジン１が発生する動力変動等にともなう振動を抑制するダンパ３０および機械式オイルポンプ３１を経てＣ０クラッチ２０へ入力される。

第１電動機２は、ステータ４１およびロータ４２を有する。ロータ４２は本発明の請求項における、電動機の回転子に相当する。このロータ４２はＣ０クラッチ２０における第１電動機２側要素およびＣ１クラッチ２１における第２電動機３側要素と同軸上に配置、接続され、それぞれと一体回転する。

第２電動機３は、ステータ４３およびロータ４４を有する。ロータ４２は本発明の請求項における、電動機の回転子に相当する。このロータ４２はＣ０クラッチ２０における第１電動機２側要素およびＣ１クラッチ２１における第２電動機３側要素と同軸上に配置、接続され、それぞれと一体回転する。

また、第１電動機２および第２電動機３は、それぞれ電動機（モータ）としての機能と、発電機（ジェネレータ）としての機能を兼ね備えている。第１電動機２および第２電動機３は図示しないインバータを介して図示しないバッテリと接続されている。第１電動機２および第２電動機３は、バッテリから供給される電力によってロータ４２（ロータ４４）を駆動させ、動力に変換して出力することができるとともに、入力される動力によってロータ４２（ロータ４４）を駆動させ、電力に変換してバッテリへ入力する（蓄電する）こともできる。このような第１電動機２および第２電動機３は、例えば交流同期型のモータージェネレータを用いることができる。

遊星歯車機構１０は、シングルピニオン式であり、サンギア１１、ピニオンギア１２、リングギア１３、キャリア１４から構成される。サンギア１１は第２電動機３のロータ（回転子）回転軸と同軸上に配置されている。リングギア１３はサンギア１１と同軸上に配置され、かつサンギア１１の径方向外側に配置されている。ピニオンギア１２はサンギア１１とリングギア１３との間に配置されており、サンギア１１とリングギア１３とに噛み合っている。ピニオン１２はキャリア１４によって回転自在に支持されている。キャリア１４は第２電動機３のロータ回転軸上に回転自在に支持されている。つまり、ピニオンギア１２は、キャリア１４とともに第２電動機３のロータ回転軸周りに回転（公転）可能であり、かつ、キャリア１４によって支持され、ピニオンギア１２自身の回転軸周りに回転（自転）可能である。

また、キャリア１４は出力軸（車両１００の駆動輪）に接続されているため、遊星歯車機構１０は、リングギア１３から第１電動機２の動力を、サンギア１１から第２電動機３の動力をそれぞれ入力し、動力の出力軸であるキャリア１４へ出力することができる。なお、キャリア１４は動力の出力軸に直接接続されていなくてもよく、例えば差動装置（ディファレンシャルギア）等に接続された後、動力の出力軸へ接続されてもよい。

Ｃ０クラッチ２０は、エンジン出力軸４上に配置され、エンジン１と第１電動機２とを断接する動力断接装置である。Ｃ０クラッチ２０は、係合することでエンジン１側と第１電動機２側との相対回転を制御し、また、エンジン１と第１電動機２とを一体回転させることができる。一方で、Ｃ０クラッチ２０は、開放することでエンジン１と第１電動機２とを切断し、エンジン１と第１電動機２とを互いに独立して回転させることができる。本実施形態では、Ｃ０クラッチ２０は第１電動機２のロータ４２よりも内径側に配置されている。

Ｃ１クラッチ２１は、第１電動機２と遊星歯車機構１０のリングギアであるリングギア１３とを断接する動力切断装置である。Ｃ１クラッチ２１は、係合することで第１電動機２側とリングギア１３側との相対回転を制御し、また、第１電動機２とリングギア１３とを一体回転させることができる。一方で、Ｃ１クラッチ２１は、開放することで第１電動機２とリングギア１３とを切断し、第１電動機２とリングギア１３とを互いに独立して回転させることができる。言い換えると、第１電動機２の出力軸は、Ｃ１クラッチ２１を介してリングギア１３に接続されている。本実施形態では、Ｃ１クラッチ２１は第２電動機３のロータ４４よりも内径側に配置されている。

Ｂ１ブレーキ２２は、リングギア１３の回転を規制することができる。Ｂ１ブレーキ２２は、リングギア１３側の係合要素と、車両１００側の係合要素とを係合することでリングギア１３の回転を規制し、停止させることができる。一方で、Ｂ１ブレーキ２２は、開放することでリングギア１３を自由に回転させることができる。

また、Ｃ０クラッチ２０、Ｃ１クラッチ２１、およびＢ１ブレーキ２２は、例えばドグ歯噛合い式のものとすることができるが、これに限らず摩擦係合式等であってもよい。また、Ｃ０クラッチ２０、Ｃ１クラッチ２１、Ｂ１ブレーキ２２は、リターンスプリング等の付勢力に抗してアクチュエータの駆動力によって開放するものであっても、付勢力に抗してアクチュエータの駆動力によって係合するものであってもよい。

また、図示しないＣ０クラッチ２０、Ｃ１クラッチ２１、およびＢ１ブレーキ２２を駆動するアクチュエータは、電磁力によるものや油圧によるもの、その他公知のものを使用することができる。油圧式アクチュエータを使用する場合、油圧源としてエンジンの回転によって駆動される機械式オイルポンプ３１や電動式オイルポンプ３２により、必要とする油圧を供給することができる。

機械式オイルポンプ３１は、エンジン出力軸４から出力される動力によって駆動され、収容室（第１収容室６１および第２電動機６２）の底部に貯留した潤滑油を汲み上げ、潤滑や冷却を必要とする部位へ供給することができる。

電動式オイルポンプ３２は、図示しないバッテリから供給される電力によって駆動され、収容室（第１収容室６１および第２電動機６２）の底部に貯留した潤滑油を汲み上げ、潤滑や冷却を必要とする部位へ供給することができる。機械式オイルポンプと異なり、エンジン１が停止した状態であっても、バッテリからの電力供給を受けることで駆動できる。

ＥＣＵ５０は、エンジン１、第１電動機２、および第２電動機３とそれぞれ接続され、制御することができる。また、ＥＣＵ５０は、Ｃ０クラッチ２０、Ｃ１クラッチ２１およびＢ１ブレーキ２２の開放、係合を制御することができる。この開放、係合制御を実行するために、ＥＣＵ５０は、油圧源としての機械式オイルポンプ３１および電動式オイルポンプ３２に接続され、各部に供給される油圧を制御している。

収容室は、第１電動機２を収容する第１収容室６１および第２電動機３を収容する第２収容室６２とからなり、機械式オイルポンプ３１および電動式オイルポンプ３２から第１電動機２、第２電動機３、遊星歯車機構１０、Ｃ０クラッチ２０、Ｃ１クラッチ２１、およびＢ１ブレーキ２２へ供給され、各部の潤滑あるいは冷却に使用されて流れ落ちた潤滑油をその底部に貯留する。

以下、本実施形態の車両用駆動制御装置において、ＥＣＵ５０が実行する車両用駆動制御を図３のフローチャート、図４の第１電動機２あるいは第２電動機３の模式図、および図５の共線図を用いて説明する。

ステップＳ１００では、第１電動機２のロータ４２よりも内径側に位置しているＣ０クラッチ２０と、第２電動機３のロータ４４よりも内径側に位置しているＣ１クラッチ２１の両方が差回転していないか否かを判定する。

Ｃ０クラッチ２０あるいはＣ１クラッチ２１が差回転していない状態とは、それぞれの係合要素が開放されている、あるいは完全に係合されている状態である。Ｃ０クラッチ２０においては、Ｃ０クラッチ２０のエンジン１側要素とＣ０クラッチ２０の第１電動機２側要素の回転数が一致している状態である。Ｃ１クラッチ２１においては、Ｃ１クラッチ２１のエンジン１側要素（第１電動機２側要素）と、Ｃ１クラッチ２１の第２電動機３側要素の回転数が一致している状態である。各要素間の差回転の有無は、Ｃ０クラッチ回転数センサ５４およびＣ１クラッチ回転数センサ５５から検出される。

このとき、潤滑油は冷却を目的として供給されることはあっても、潤滑を目的として供給されることはないため、Ｃ０クラッチ２０およびＣ１クラッチ２１には比較的少量の潤滑油が供給される。よって、図４（Ａ）のように、駆動中でも収容室内の油面高さが大きく変動する可能性は低い。

一方で、Ｃ０クラッチ２０あるいはＣ１クラッチ２１が差回転している状態とは、それぞれの係合要素が一部係合されている状態（いわゆる半クラッチ状態）である。Ｃ０クラッチ２０においては、Ｃ０クラッチ２０のエンジン１側要素とＣ０クラッチ２０の第１電動機２側要素の回転数に差がある状態である。Ｃ１クラッチ２１においては、Ｃ１クラッチ２１のエンジン１側要素（第１電動機２側要素）と、Ｃ１クラッチ２１の第２電動機３側要素の回転数に差がある状態である。

このとき、潤滑油は冷却を目的として供給されるだけでなく、潤滑も目的として供給する必要があるため、Ｃ０クラッチ２０およびＣ１クラッチ２１には比較的大量の潤滑油が供給される。よって、図４（Ｂ）のように、駆動中に収容室内の油面高さが大きく変動し、第１電動機２のロータ４２あるいは第２電動機３のロータ４４が潤滑油に浸る場合がある。

ステップＳ１００において「Ｙｅｓ」と判定された場合、Ｃ０クラッチ２０およびＣ１クラッチ２１の両方が差回転していない。よって、収容室内の油面高さが大きく変動する可能性は低いと判断できる。この場合、本フローチャートを終了する。

ステップＳ１００において「Ｎｏ」と判定された場合、Ｃ０クラッチ２０およびＣ１クラッチ２１の両方、あるいは何れか一方が差回転している。よって、収容室内の油面高さが大きく変動し、第１電動機２のロータ４２あるいは第２電動機３のロータ４４が潤滑油に浸る可能性がある。この場合、ステップＳ２００へ進む。ステップＳ２００では、Ｃ０クラッチ２０が差回転していないか否かを判定する。

ステップＳ２００で「Ｙｅｓ」（Ｃ０クラッチ２０は差回転していない）と判定された場合、Ｃ１クラッチ２１のみが差回転しているということになるので、Ｃ１クラッチ２１が収容されている第２収容室６２内の油面高さが大きく変動し、第２電動機３のロータ４４が潤滑油に浸る可能性が高い。この場合、ステップＳ２１０へ進み、第２収容室６２に収容されている第２電動機３の回転数を低下させるとともに、第１電動機２の回転数は、図５（イ）に示すように、出力軸に接続されるキャリア１４の回転数変動を抑えるように上昇させる。

より具体的には、第２電動機３が接続されるサンギア１１のギア歯数と第１電動機２が接続されるリングギア１３のギア歯数の比が第２電動機３の回転数と第１電動機２の回転数と等しくなるから、サンギア１１のギア歯数とリングギア１３のギア歯数が１：ρであるなら、第２電動機３の回転数の低下分にρを掛けた値だけ、第１電動機３の回転数を上昇させればよい。

ステップＳ２００で「Ｎｏ」（Ｃ０クラッチ２０は差回転している）と判定された場合、ステップＳ３００へ進み、Ｃ１クラッチ２１が差回転していないか否かを判定する。

ステップＳ３００で「Ｙｅｓ」（Ｃ１クラッチ２１は差回転していない）と判定された場合、Ｃ０クラッチ２０のみが差回転しているということになるので、Ｃ０クラッチ２０（および第１電動機２）が収容されている第１収容室６１内の油面高さが大きく変動し、第１電動機２のロータ４２が潤滑油に浸る可能性が高い。よって、ステップＳ３１０へ進み、第１収容室６１に収容されている第１電動機２の回転数を低下させるとともに、第２電動機３の回転数は、図５（ロ）に示すように、出力軸に接続されるキャリア１４の回転数変動を抑えるように上昇させる。

より具体的には、第２電動機３が接続されるサンギア１１のギア歯数と第１電動機２が接続されるリングギア１３のギア歯数の比が第２電動機３の回転数と第１電動機２の回転数と等しくなるから、サンギア１１のギア歯数とリングギア１３のギア歯数が１：ρであるなら、第１電動機２の回転数の低下分に１／ρを掛けた値だけ、第２電動機３の回転数を上昇させればよい。

ステップＳ３００で「Ｎｏ」（Ｃ１クラッチ２１は差回転している）と判定された場合、ステップＳ４００へ進む。ステップＳ２００およびステップＳ３００において「Ｎｏ」と判定された場合、Ｃ０クラッチ２０およびＣ１クラッチ２１の両方が差回転しているということなる。この場合は、Ｃ０クラッチ２０の機械損失とＣ１クラッチ２１の機械損失を比較し、より機械損失が大きいクラッチをロータの内径側に備える電動機の回転数を低下させる。

これは、機械損失が大きいクラッチの方が潤滑により多くの潤滑油を必要とする（より多くの潤滑油が供給される）ため、機械損失が大きいクラッチを収容する収容室内の油面高さが大きく変動し、機械損失が大きいクラッチを内径側に備えるロータが潤滑油に浸る可能性が高い、と考えられるからである。一方で、より機械損失が小さいクラッチをロータの内径側に備える電動機の回転数は、出力軸に接続されるキャリア１４の回転数変動を抑えるように上昇させる。

以上説明した本実施形態によれば次の効果を奏することができる。差回転しているクラッチを収容する収容室内では潤滑油量が大きく変動し、多くの潤滑油が貯留し易い。よって、収容室内の油面高さが上昇し、ロータが潤滑油に浸る可能性が高いため、差回転しているクラッチをロータの内径側に備える電動機において潤滑油の引き摺り損失が生じ易いが、本実施形態では、差回転しているクラッチをロータの内径側に備える電動機の回転数を低下させることで、潤滑油の引き摺り損失が生じた場合でも、その損失を抑えることができる。

一方で、差回転していないクラッチを収容する収容室内では潤滑油量は大きく変動しないため、ロータが潤滑油に浸る可能性は低い。よって、差回転していないクラッチをロータの内径側に備える電動機においては潤滑油の引き摺り損失が生じ難いため、本実施形態では差回転していないクラッチをロータの内径側に備える電動機の回転数を上昇させる。このとき、キャリア１４の回転数変動を抑えるように差回転していないクラッチをロータの内径側に備える電動機の回転数を上昇させるため、潤滑油の引き摺り損失を抑えつつも、出力変動を抑えることができる。

なお、第１電動機２および第２電動機３の回転数を変更する場合、上記のように一方の電動機の回転数の変更に応じて、もう一方の電動機の回転数を同時に変更するだけでなく、一方の電動機の回転数の変更が完了してからもう一方の電動機の回転数を変更してもよい。この場合、一方の電動機の回転数の変更が完了してからもう一方の電動機の回転数の変更が完了するまでの間一時的に動力の出力軸回転数が変動するが、電動機の回転数の変更は１つずつ行えばよいため、制御が簡略化できる。

また、第１収容室６１および第２収容室６２がそれぞれオイルレベルセンサ５１および５２を備えている場合、ＥＣＵ５０はステップＳ１００のあとにステップＳ１１０を追加した図６のフローチャートを実行することもできる。

オイルレベルセンサ５１は、第１収容室６１に、オイルレベルセンサ５２は第２収容室６２にそれぞれ備えられ、各収容室内に貯留している潤滑油の油面高さを推定し、油面高さに応じた信号をＥＣＵ５０へ出力することができる。

このオイルレベルセンサ５１およびオイルレベルセンサ５２を備え、ＥＣＵ５０が図６のフローチャートを実行する場合、ステップＳ１００で「Ｙｅｓ」と判定された場合は、新たに追加されたステップＳ１１０へ進む。

ステップＳ１１０では、オイルレベルセンサ５１およびオイルレベルセンサ５２の信号出力から、第１収容室６１内の油面高さおよび第２収容室６２内の油面高さを推定し、ステップＳ１２０へ進む。

ステップＳ１２０では、ステップＳ１１０で推定された第１収容室６１内の油面高さおよび第２収容室６２内の油面高さを比較し、油面高さがより高い方の収容室に収容されている電動機の回転数を低下させる。一方、油面高さがより低い方の収容室に収容されている電動機の回転数は、キャリア１４の回転数変動を抑えるように上昇させる。

このように、オイルレベルセンサ５１およびオイルレベルセンサ５２を備え、ＥＣＵ５０が図６のフローチャートを実行する場合、Ｃ０クラッチ２０およびＣ１クラッチ２１の差回転にともなう潤滑油供給量の増加以外の要因で収容室内に貯留する潤滑油が増加した場合でも、第１収容室６１内の油面高さと第２収容室６２内の油面高さとを比較することができる。

また、油面高さの閾値を設け、油面高さがこの閾値を越えるまではＥＣＵ５０は図５あるいは図６のフローチャートを実行しない構成にしてもよい。閾値は、電動機のロータがある程度潤滑油に浸っていても潤滑油の引き摺り損失が十分小さく、電動機の回転数を維持させてもよいような油面高さの値を予め計算や試験により求めておき、このような油面高さの値を閾値として用いればよい。油面高さがこの閾値を越えるまでは、電動機のロータを潤滑油に浸し、潤滑油を積極的にかき上げさせることで、機械式オイルポンプ３１および電動式オイルポンプ３２からの供給量に加え、ロータによるかき上げ分を加えた量の潤滑油を電動機のロータに供給することができる。これにより、潤滑油による潤滑、冷却効果をより高めることもできる。

なお、遊星歯車機構１０の各回転要素への接続は、第１電動機２あるいは第２電動機３の回転数を上下させても動力の出力軸回転数が変動しないように制御することができるように接続されていればよく、本実施形態（第１実施形態）に示すものに限らない。

例えば図７のスケルトン図に示すように、遊星歯車機構１０のサンギア１１に動力の出力軸を、キャリア１４に第１電動機２を、リングギア１３に第２電動機３を接続してもよい。この場合、図８の共線図に示すように、第１電動機２が正方向に回転し、第２電動機３が負方向に回転するような運転領域であれば、油面高さが高くなる方の収容室に収容されている電動機の回転数を上昇させ、もう一方の電動機の回転数を低下させることで、動力の出力軸に接続されるサンギア１１の回転数を維持することができる。

第１収容室６１内の油面高さが高くなる場合、図８（ａ）のように、第１電動機２の回転数を低下させつつ、第２電動機３の回転数を上昇させればよく、第２収容室６２内の油面高さが高くなる場合、図８（ｂ）のように、第２電動機３の回転数を低下させつつ、第１電動機２の回転数を上昇させればよい。

図７および図８に示す上記変形例の場合、サンギア１１の回転数を維持したまま、キャリア１４とリングギア１３を互いに逆方向に回転させることができればよく、キャリア１４に第２電動機３を、リングギア１３に第２電動機３を接続（図７の構成において、第１電動機２と第２電動機３の接続を入れ替えて接続）することもできる。

あるいは、図９のスケルトン図に示すように、遊星歯車機構１０のサンギア１１に第１電動機２を、キャリア１４に第２電動機３を、リングギア１３に第動力の出力軸を接続してもよい。この場合、図１０の共線図に示すように、第１電動機２が負方向に回転し、第２電動機３が正方向に回転するような運転領域であれば、油面高さが高くなる方の収容室に収容されている電動機の回転数を上昇させ、もう一方の電動機の回転数を低下させることで、動力の出力軸に接続されるリングギア１３の回転数を維持することができる。

第１収容室６１内の油面高さが高くなる場合、図１０（ｃ）のように、第１電動機２の回転数を低下させつつ、第２電動機３の回転数を上昇させればよく、第２収容室６２内の油面高さが高くなる場合、図１０（ｄ）のように、第２電動機３の回転数を低下させつつ、第１電動機２の回転数を上昇させればよい。

図９および図１０に示す上記変形例の場合、リングギア１３の回転数を維持したまま、サンギア１１とキャリア１４を互いに逆方向に回転させることができればよく、サンギア１１に第１電動機２を、キャリア１４に第２電動機３を接続（図９の構成において、第１電動機２と第２電動機３の接続を入れ替えて接続）することもできる。これらの変形例は、以下に説明する第２実施形態および第３実施形態においても同様に適用することができる。
[第２実施形態]
本実施形態は図１１を用いて説明する。本実施形態では、第１実施形態の構成に加え、更に車両１００がＧセンサ５３を備える。また、第１電動機２および第２電動機３は、図１１に示すように車両１００の左右輪７１および７２を接続するドライブシャフト７３と同軸方向に並べられている。例えば、ＦＦ駆動方式の車両がこのような配置に該等する。

Ｇセンサ５３は、車両１００の傾きを検出し、傾きに対応した信号をＥＣＵ５０へ出力することができる。車両１００の傾きとは、例えば車両１００の左右旋回時に加わる水平方向荷重によって車両１００に生じる傾きや、車両１００が登坂路走行時に加わる垂直方向荷重によって車両１００に生じる傾きのことをいう。

車両１００が左右方向に旋回したとき、第１電動機２および第２電動機３には車両水平方向の荷重（図１１中の「Ｇ」）が加わり、収容室内の潤滑油にも同様の荷重が加わる。この荷重はいわゆる遠心力であって、旋回中心より遠いほど大きくなるため、第１収容室６１および第２収容室６２のうち、より旋回中心から遠い位置にある収容室内の潤滑油の油面高さが高くなる。より具体的には、図１１（Ｃ）のように車両１００が左方向に旋回する場合はより右側に位置する収容室内の油面高さが高くなる。一方、図１１（Ｄ）のように車両１００が右方向に旋回する場合はより左側に位置する収容室内の油面高さが高くなる。

このようにして、車両１００の旋回方向に基づいて第１収容室６１および第２収容室６２のうち、どちらの収容室内の油面高さが高くなるかを推定することができるので、油面高さが高くなると推定された方の収容室に収容されている電動機の回転数を低下させ、他方の電動機の回転数をキャリア１４の回転数変動を抑えるように上昇させれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
[第３実施形態]
本実施形態を図１２および図１３を用いて説明する。第２実施形態の構成に加え、更に第１収容室６１と第２収容室６２との間で潤滑油が出入可能な連通部６３を備える。また、第１電動機２および第２電動機３は、図１３に示すように車両１００のエンジン１の動力を後輪７４へ伝達するプロペラシャフト７５と同軸方向に並べられている。例えば、ＦＲ駆動方式の車両がこのような配置に該当する。本実施形態では、Ｇセンサ５３が出力する信号のうち、車両１００が登坂路走行時に加わる垂直方向荷重に対応した信号を用いる。

車両１００が登坂路を走行したとき、第１電動機２および第２電動機３には車両垂直方向の荷重（図１３中の「Ｇ」）が加わり、収容室内の潤滑油にも同様の荷重が加わる。この荷重はいわゆる重力加速度であって、第１収容室６１および第２収容室６２の両方に車両垂直方向の荷重が加わる。このとき、第１実施形態および第２実施形態のように連通部６３を備えていなければ、第１収容室６１内および第２収容室６２内の潤滑油の油面高さは同じように変動するが、本実施形態では連通部６３を通じて潤滑油が出入するため、より鉛直下方に位置する収容室内の油面高さが高くなる。より具体的には、図１３（Ｅ）のように車両１００が登坂する場合はより鉛直上方に位置する収容室内の油面高さが高くなる。一方、図１３（Ｆ）のように車両１００が降坂する場合はより鉛直下方に位置する収容室内の油面高さが高くなる。

このようにして、車両１００の登坂状態に基づいて第１収容室６１および第２収容室６２のうち、どちらの収容室内の油面高さが高くなるかを推定することができるので、油面高さが高くなると推定された方の収容室に収容されている電動機の回転数を低下させ、他方の電動機の回転数をキャリア１４の回転数変動を抑えるように上昇させれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、車両１００の傾きの検出方法は、第２実施形態および第３実施形態のようにＧセンサによって検出する方法に限らず、例えば車両１００の加速度や、ドライバによる図示しないステアリングの操作量に基づいて検出する方法でもよい。この場合、Ｇセンサを新たに追加することなく、車両１００の既存の構成要素から車両１００の傾きを検出できるので、本実施形態に係る車両用駆動制御装置をより安価に構成することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る車両用駆動制御装置の構成を示す図である。図２は、本発明の一実施形態に係る車両用駆動制御装置の構成であって、電動機と収容室との配置を示す図である。図３は、ＥＣＵ５０が実行する本発明の一実施形態に係る車両用駆動制御の制御フローチャートである。図４は、本発明の一実施形態に係る車両用駆動制御装置において、クラッチ装置の係合によって収容室内に貯留する潤滑油の油面高さが変化する場合の模式図である。図５は、本発明の一実施形態に係る車両用駆動制御を実行した場合の電動機および出力軸の回転数変化を示す共線図である。図６は、図３は、ＥＣＵ５０が実行する本発明の一実施形態に係る車両用駆動制御の制御フローチャートであって、変形例の一つである。図７は、第１実施形態における変形例を示すスケルトン図である。図８は、第１実施形態における変形例である図７の構成において、第１電動機２および第２電動機３の回転数を変化させた場合の共線図を示すものである。図９は、第１実施形態における変形例を示すスケルトン図である。図１０は、第１実施形態における変形例である図９の構成において、第１電動機２および第２電動機３の回転数を変化させた場合の共線図を示すものである。図１１は、本発明の一実施形態に係る車両用駆動制御装置において、車両の左右旋回によって収容室内に貯留する潤滑油の油面高さが変化する場合の模式図である。図１２は、本発明の一実施形態に係る車両用駆動制御装置の構成であって、電動機と収容室との配置を示す図であり、収容室を構成する隔壁の一部に連通部を備えた場合の図である。図１３は、本発明の一実施形態に係る車両用駆動制御装置において、車両の登坂もしくは降坂によって収容室内に貯留する潤滑油の油面高さが変化する場合の模式図である。

１…エンジン、２…第１電動機、３…第２電動機、エンジン出力軸…４、第１電動機出力軸…５、第２電動機出力軸…６、１０…遊星歯車機構、１１…サンギア、１２…プラネタリギア、１３…リングギア、１４…キャリア、２０…Ｃ０クラッチ、２１…Ｃ１クラッチ、２３…Ｂ１ブレーキ、３０…ダンパ、３１…機械式オイルポンプ、３２…電動式オイルポンプ、４１…ステータ、４２…ロータ、４３…ステータ、４４…ロータ、５０…ＥＣＵ、５１…オイルレベルセンサ、５２…オイルレベルセンサ、５３…Ｇセンサ

Claims

３要素をもつ差動機構のうちの２要素に第１電動機と第２電動機がそれぞれ接続され、残りの１要素に動力出力軸が接続される駆動装置において、
前記第１電動機を収容し潤滑油が貯留される第１収容室と、
前記第２電動機を収容し潤滑油が貯留される第２収容室と
を備え、
前記第１収容室内に貯留された潤滑油の油面高さと、前記第２収容室内に貯留された潤滑油の油面高さとのうち、油面高さが高くなるどちらか一方の収容室を推定可能である油面高さ推定手段を備え、
前記油面高さ推定手段によって油面高さが高くなると推定された前記一方の収容室に収容されている電動機の回転数を低下させるとともに、他方の収容室に収容されている電動機の回転数を前記動力出力軸の回転数が変動しないように上昇させる電動機回転数制御手段を備える
ことを特徴とする駆動装置。
前記第１電動機および前記第２電動機は、回転子の内径側に動力を断接するクラッチを備え、前記油面高さ推定手段は前記クラッチの動作状態に基づいて油面高さが高くなる方を推定する
ことを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
前記第１電動機および第２電動機は車両に備えられ、かつ前記車両の左右輪を接続するドライブシャフトと同軸方向に並べられ、
前記油面高さ推定手段は車両の旋回方向に基づいて油面高さが高くなる方を推定する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の駆動装置。
前記第１収容室および前記第２収容室は、前記潤滑油が前記第１収容室および前記第２収容室との間を流入出可能となる連通部で接続され、
前記第１電動機および前記第２電動機は前記車両に備えられ、かつ前記車両の駆動力源からの動力を後輪へ伝達するプロペラシャフトと同軸方向に並べられ、
前記油面高さ推定手段は走行路面の傾きに基づいて油面高さが高くなる方を推定する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の駆動装置。
前記差動機構は、リングギア、キャリア、リングギアの３要素で構成される遊星歯車である
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の駆動装置。
遊星歯車機構のリングギアに第１電動機の出力軸が接続され、前記遊星歯車機構のサンギアに第２電動機の出力軸が接続され、前記遊星歯車機構のキャリアに動力出力軸が接続される
ことを特徴とする請求項５に記載の駆動装置。