JP5914115B2 - 車両用駆動装置 - Google Patents
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Description
車両(例えば、後述の実施形態における車両3)の左車輪(例えば、後述の実施形態における左車輪LWr)を駆動する第1電動機(例えば、後述の実施形態における第1電動機2A)と、前記第1電動機と前記左車輪との動力伝達経路上に設けられた第1変速機(例えば、後述の実施形態における第1遊星歯車式減速機12A)と、を有する左車輪駆動装置と、
前記車両の右車輪(例えば、後述の実施形態における右車輪RWr)を駆動する第2電動機(例えば、後述の実施形態における第2電動機2B)と、前記第2電動機と前記右車輪との動力伝達経路上に設けられた第2変速機(例えば、後述の実施形態における第2遊星歯車式減速機12B)と、を有する右車輪駆動装置と、
前記第1電動機と前記第2電動機とを制御する電動機制御装置(例えば、後述の実施形態における制御装置8)と、
を備える車両用駆動装置(例えば、後述の実施形態における後輪駆動装置1)であって、
前記第1及び第2変速機は、それぞれ第1乃至第3回転要素(例えば、後述の実施形態におけるサンギヤ21A、21B、プラネタリキャリア23A、23B、リングギヤ24A、24B)を有し、
前記第1変速機の前記第1回転要素に前記第1電動機が接続され、
前記第2変速機の前記第1回転要素に前記第2電動機が接続され、
前記第1変速機の前記第2回転要素に前記左車輪が接続され、
前記第2変速機の前記第2回転要素に前記右車輪が接続され、
前記第1変速機の前記第3回転要素と前記第2変速機の前記第3回転要素とが互いに連結され、
前記車両用駆動装置は、
前記第1電動機の回転状態量又は前記第1変速機の前記第1回転要素の回転状態量である第1回転状態量を検出可能に設置された第1回転状態量検出手段(例えば、後述の実施形態におけるレゾルバ20A)と、
前記左車輪の回転状態量又は前記第1変速機の前記第2回転要素の回転状態量である第2回転状態量を検出可能に設置された第2回転状態量検出手段(例えば、後述の実施形態における車輪速センサ13A)と、
前記第2電動機の回転状態量又は前記第2変速機の前記第1回転要素の回転状態量である第3回転状態量を検出可能に設置された第3回転状態量検出手段(例えば、後述の実施形態におけるレゾルバ20B)と、
前記右車輪の回転状態量又は前記第2変速機の前記第2回転要素の回転状態量である第4回転状態量を検出可能に設置された第4回転状態量検出手段(例えば、後述の実施形態における車輪速センサ13B)と、
を備え、
互いに連結された前記第3回転要素の回転状態量である第5回転状態量を、
前記第1回転状態量検出手段で検出した第1回転状態量検出値(例えば、後述の実施形態におけるモータ回転数検出値LMa)及び前記第2回転状態量検出手段で検出した第2回転状態量検出値(例えば、後述の実施形態における車輪回転数検出値LWa)に基づいて求めた互いに連結された前記第3回転要素の回転状態量の換算値である第一第5回転状態量換算値(例えば、後述の実施形態における第一リングギヤ回転数換算値LRb)と、
前記第3回転状態量検出手段で検出した第3回転状態量検出値(例えば、後述の実施形態におけるモータ回転数検出値RMa)及び前記第4回転状態量検出手段で検出した第4回転状態量検出値(例えば、後述の実施形態における車輪回転数検出値RWa)に基づいて求めた互いに連結された前記第3回転要素の回転状態量の換算値である第二第5回転状態量換算値(例えば、後述の実施形態における第二リングギヤ回転数換算値RRb)と、
に基づいて求める
ことを特徴とする。
前記第5回転状態量を、前記第一第5回転状態量換算値と前記第二第二第5回転状態量換算値との平均値に基づいて求める
ことを特徴とする。
前記電動機制御装置は、前記第2回転状態量の目標値又は前記第4回転状態量の目標値である目標車輪回転状態量(例えば、後述の実施形態における目標車輪回転数LWc、RWc)を取得し、
該目標車輪回転状態量及び前記第5回転状態量に基づいて、前記第1回転状態量の目標値又は前記第3回転状態量の目標値である目標電動機回転状態量(例えば、後述の実施形態における目標モータ回転数LMc、RMc)を求め、
該目標電動機回転状態量と、前記第1回転状態量又は前記第3回転状態量である電動機回転状態量と、の差異が所定以上のときに、該電動機回転状態量が前記目標電動機回転状態量に近づくように前記第1電動機又は前記第2電動機を制御する
ことを特徴とする。
解放状態又は締結状態に切替可能とされ、締結状態で互いに連結された前記第3回転要素の回転を規制する回転規制手段(例えば、後述の実施形態における油圧ブレーキ60A、60B)と、
前記回転規制手段を、解放状態又は締結状態に制御する回転規制手段制御装置(例えば、後述の実施形態における制御装置8)と、
を備え、
該回転規制手段制御装置が前記回転規制手段を解放状態に制御するときに、前記第5回転状態量を、前記第一第5回転状態量換算値と、前記第二第5回転状態量換算値と、に基づいて求める
ことを特徴とする。
前記回転規制手段制御装置が前記回転規制手段を締結状態に制御するときに、前記第5回転状態量を求めることを禁止する
ことを特徴とする。
本発明に係る車両用駆動装置は、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。
リングフリー制御は、一方向クラッチ50が非係合状態で且つ油圧ブレーキ60A、60Bが解放状態、言い換えると連結されたリングギヤ24A、24Bの自由な回転が許容される状態(リングフリー状態)における第1及び第2電動機2A、2Bの駆動制御であり、目標ヨーモーメント(目標左右差トルク)を発生させるために第1及び第2電動機2A、2Bに目標トルクを発生させたり(目標トルク制御)、第1及び/又は第2電動機2A、2Bを目標回転数に制御したり(目標回転数制御)、リングギヤ24A、24Bの回転数を取得したり(リングギヤ回転数取得制御)する。なお、以下の説明では、回転状態量として回転数(r/min)を用いるが、回転数(r/min)に限らず角速度(rad/s)等の他の回転状態量を用いてもよい。同様に、トルク状態量としてモータトルク(N・m)を用いるが、モータトルクと相関のあるモータ電流(A)等の他のトルク状態量を用いてもよい。
リングフリー状態では、上記したように第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になるが、第1電動機2Aに順方向又は逆方向のトルクが発生するように且つ第2電動機2Bに第1電動機2Aと絶対値が等しく反対方向(逆方向又は順方向)のトルクが発生するように制御することによって、第1及び第2電動機2A、2Bに回転数変動を生じさせずに左後輪LWrと右後輪RWrとに左右差トルクを発生させて所期のヨーモーメントを発生させることは可能である。
WTT1−WTT2=ΔTT (2)
ΔTT=2・r・YMT/Tr (3)
即ち、WWT1=−WTT2=ΔTT/2 (4)
TTM2=(1/Ratio)・WTT2 (6)
なお、Ratioは、第1及び第2遊星歯車式減速機12A、12Bの減速比である。
TTM1=(1/Ratio)・ΔTT/2 (7)
TTM2=−(1/Ratio)・ΔTT/2 (8)
従って、車両3の目標ヨーモーメントYMTに基づいて左右後輪LWr、RWrの目標トルク差ΔTTを求め、該目標トルク差ΔTTの半分のトルクを第1遊星歯車式減速機12Aの減速比で除した値を、目標トルク制御する第1及び第2電動機2A、2Bの目標モータベーストルクTTM1、TTM2とすることで、所期のヨーモーメントを発生させることができる。
リングフリー状態、すなわち一方向クラッチ50が非係合状態で且つ油圧ブレーキ60A、60Bが解放状態においては、第1及び第2電動機2A、2Bから同一方向のトルクを発生させても連結されたリングギヤ24A、24Bがロックされておらず、また前述のモータトルク分配力の相殺も生じないため、後輪Wrにトルクは伝達されず、サンギヤ21A、21B(第1及び第2電動機2A、2B)とリングギヤ24A、24Bの回転数変動が生じるのみである。
次に、本発明の特徴であるリングギヤ回転数取得制御について、図13を用いて説明する。なお、第1及び第2遊星歯車式減速機12A、12Bのリングギヤ24A、24Bは互いに連結されて常時同一回転状態であるため、図5〜10及び12においては単一のRを用いて表したが、図13においては説明の都合でリングギヤ24A、24Bをそれぞれ別の二つのRを用いて表している。後述する図14においても同じである。
リングギヤ回転数取得制御で取得されたリングギヤ24A、24Bの回転数は、例えば以下で説明するモータトラクションコントロール制御に適用することができる。
例えば、上述の実施形態においては、第1、第3回転状態量としてのモータ回転数検出値LMa、RMaをレゾルバ20A、20Bによって検出し、第2、第4回転状態量としての車輪回転数検出値LWa、RWaを車輪速センサ13A、13Bによって検出するとした。しかしながら、本発明は上記構成に限定されず、第1、第3回転状態量を、リングフリー制御時において第1、第2電動機2A、2Bと同回転する部位(例えば第1、第2遊星歯車式減速機12A、12Bのサンギヤ21A、21B)の回転数や、リングフリー制御時において第1、第2電動機2A、2Bに対して一定比率で回転する部位の回転数としてもよく、第2、第4回転状態量を、リングフリー制御時において左右車輪LWr、RWrと同回転する部位(例えば第1、第2遊星歯車式減速機12A、12Bのプラネタリキャリア23A、23B)の回転数や、リングフリー制御時において左右車輪LWr、RWrに対して一定比率で回転する部位の回転数としてもよい。このように構成した場合、各々の検出部位には、回転数が検出可能となるように適宜センサが配置される。
この場合、左右車輪LWr、RWrの目標車輪回転数LWc、RWcと、左右車輪LWr、RWrの車輪回転数検出値LWa、RWaと、の差異が所定以上であるとき、左右車輪LWr、RWrに許容できないスリップが発生したと判断し、左右車輪LWr、RWrの回転数(車輪回転数検出値LWa、RWa)が目標車輪回転数LWc、RWcに近づくように、第1、第2電動機2A、2Bをトルクダウン制御する。
このように、このモータトラクションコントロール制御では、目標車輪回転数LWc、RWcと、車輪速センサ13A、13Bが検出した車輪回転数検出値LWa、RWaと、の差異に基づいてスリップ発生の有無を判断している。一方、上述の実施形態のモータトラクションコントロール制御では、目標モータ回転数LMc、RMcと、レゾルバ20A、20Bが検出したモータ回転数検出値LMa、RMaと、の差異に基づいてスリップ発生の有無を判断している。一般的に、車輪速センサ13A、13Bよりもレゾルバ20A、20Bの方が、検出間隔が短く、検出精度が高いので、上述の実施形態のモータトラクションコントロール制御を適用した方が、より精確に制御することが可能である。
また、回転規制手段として油圧ブレーキを例示したが、これに限らず機械式、電磁式等任意に選択できる。
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、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。
2A 第1電動機
2B 第2電動機
3 車両
8 制御装置(電動機制御装置、回転規制手段制御装置)
12A 第1遊星歯車式減速機(第1変速機)
12B 第2遊星歯車式減速機(第2変速機)
13A 車輪速センサ(第2回転状態量検出手段)
13B 車輪速センサ(第4回転状態量検出手段)
20A レゾルバ(第1回転状態量検出手段)
20B レゾルバ(第3回転状態量検出手段)
21A、21B サンギヤ(第1回転要素)
23A、23B プラネタリキャリア(第2回転要素)
24A、24B リングギヤ(第3回転要素)
60A、60B 油圧ブレーキ(回転規制手段)
LWr 左車輪
RWr 右車輪
LMa モータ回転数検出値(第1回転状態量検出値)
RMa モータ回転数検出値(第3回転状態量検出値)
LWa 車輪回転数検出値(第2回転状態量検出値)
RWa 車輪回転数検出値(第4回転状態量検出値)
LRb 第一リングギヤ回転数換算値(第一第5回転状態量換算値)
RRb 第二リングギヤ回転数換算値(第二第5回転状態量換算値)
Rb リングギヤ回転数換算値
LMc、RMc 目標モータ回転数(目標電動機回転状態量)
LWc、RWc 目標車輪回転数(目標車輪回転状態量)
Claims (5)
- 車両の左車輪を駆動する第1電動機と、前記第1電動機と前記左車輪との動力伝達経路上に設けられた第1変速機と、を有する左車輪駆動装置と、
前記車両の右車輪を駆動する第2電動機と、前記第2電動機と前記右車輪との動力伝達経路上に設けられた第2変速機と、を有する右車輪駆動装置と、
前記第1電動機と前記第2電動機とを制御する電動機制御装置と、
を備える車両用駆動装置であって、
前記第1及び第2変速機は、それぞれ第1乃至第3回転要素を有し、
前記第1変速機の前記第1回転要素に前記第1電動機が接続され、
前記第2変速機の前記第1回転要素に前記第2電動機が接続され、
前記第1変速機の前記第2回転要素に前記左車輪が接続され、
前記第2変速機の前記第2回転要素に前記右車輪が接続され、
前記第1変速機の前記第3回転要素と前記第2変速機の前記第3回転要素とが互いに連結され、
前記車両用駆動装置は、
前記第1電動機の回転状態量又は前記第1変速機の前記第1回転要素の回転状態量である第1回転状態量を検出可能に設置された第1回転状態量検出手段と、
前記左車輪の回転状態量又は前記第1変速機の前記第2回転要素の回転状態量である第2回転状態量を検出可能に設置された第2回転状態量検出手段と、
前記第2電動機の回転状態量又は前記第2変速機の前記第1回転要素の回転状態量である第3回転状態量を検出可能に設置された第3回転状態量検出手段と、
前記右車輪の回転状態量又は前記第2変速機の前記第2回転要素の回転状態量である第4回転状態量を検出可能に設置された第4回転状態量検出手段と、
を備え、
互いに連結された前記第3回転要素の回転状態量である第5回転状態量を、
前記第1回転状態量検出手段で検出した第1回転状態量検出値及び前記第2回転状態量検出手段で検出した第2回転状態量検出値に基づいて求めた互いに連結された前記第3回転要素の回転状態量の換算値である第一第5回転状態量換算値と、
前記第3回転状態量検出手段で検出した第3回転状態量検出値及び前記第4回転状態量検出手段で検出した第4回転状態量検出値に基づいて求めた互いに連結された前記第3回転要素の回転状態量の換算値である第二第5回転状態量換算値と、
に基づいて求める
ことを特徴とする車両用駆動装置。 - 前記第5回転状態量を、前記第一第5回転状態量換算値と前記第二第5回転状態量換算値との平均値に基づいて求める
ことを特徴とする請求項1に記載の車両用駆動装置。 - 前記電動機制御装置は、前記第2回転状態量の目標値又は前記第4回転状態量の目標値である目標車輪回転状態量を取得し、
該目標車輪回転状態量及び前記第5回転状態量に基づいて、前記第1回転状態量の目標値又は前記第3回転状態量の目標値である目標電動機回転状態量を求め、
該目標電動機回転状態量と、前記第1回転状態量又は前記第3回転状態量である電動機回転状態量と、の差異が所定以上のときに、該電動機回転状態量が前記目標電動機回転状態量に近づくように前記第1電動機又は前記第2電動機を制御する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の車両用駆動装置。 - 解放状態又は締結状態に切替可能とされ、締結状態で互いに連結された前記第3回転要素の回転を規制する回転規制手段と、
前記回転規制手段を、解放状態又は締結状態に制御する回転規制手段制御装置と、
を備え、
該回転規制手段制御装置が前記回転規制手段を解放状態に制御するときに、前記第5回転状態量を、前記第一第5回転状態量換算値と、前記第二第5回転状態量換算値と、に基づいて求める
ことを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の車両用駆動装置。 - 前記回転規制手段制御装置が前記回転規制手段を締結状態に制御するときに、前記第5回転状態量を求めることを禁止する
ことを特徴とする請求項4に記載の車両用駆動装置。
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JP2012082936A JP5914115B2 (ja) | 2012-03-30 | 2012-03-30 | 車両用駆動装置 |
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