WO2022210116A1 - 車両用駆動装置 - Google Patents

Abstract

車両用駆動装置は、入力部材と、出力部材と、回転電機と、第１係合要素と第２係合要素とを有し、第１変速段とそれよりも高速段である第２変速段とを形成する有段変速機構と、有段変速機構の変速を制御する制御部と、を備えている。制御部は、有段変速機構が第２変速段を形成した状態でかつ要求駆動力が正トルクで設定値（Ｔａ）以上である状態から設定値（Ｔａ）未満となった場合に、第２変速段から第１変速段へのオフダウン変速を実行する。

Description

車両用駆動装置

　本発明は、自動車等の車両に搭載される回転電機及び有段変速機構を備えた車両用駆動装置に関する。

　近年、例えば車両に用いて好適な車両用駆動装置として、駆動源としての回転電機（モータジェネレータ）と、その回転を変速して車輪に伝達する有段変速機構とを有するものがある（特許文献１参照）。この特許文献１のものは、有段変速機構に、低速段を形成する噛合クラッチと、高速段を形成する摩擦クラッチとを備えており、モータジェネレータによる回生中に、回生トルクが回生トルクの閾値より小さくなるとダウン変速を許可することで、回生効率の向上を図ることが提案されている。

国際公開第２０１４／１０３５０３号

　しかしながら、上記特許文献１のものは、例えば高速段で駆動力を出力している状態（力行状態）から、一旦アクセルがＯＦＦされて要求駆動力が減じられることで車両が減速し、再び車両を加速させるためにアクセルがＯＮされて要求駆動力が上昇された場合に、要求駆動力の上昇に応じて高速段から低速段にダウン変速することが求められると、そのダウン変速の際に駆動力抜けが発生し、所謂ヘジテーションが生じてしまうという問題がある。

　そこで本発明は、要求駆動力が設定値未満となった状態から要求駆動力が上昇された場合のダウン変速による駆動力抜けの発生を防止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ものである。

　本発明の一形態である車両用駆動装置は、
　回転電機と、
　前記回転電機に駆動連結された入力部材と、車輪に駆動連結された出力部材と、第１係合要素と、第２係合要素と、を有し、前記第１係合要素を係合状態にすることで第１変速段を形成し、前記第２係合要素を係合状態にすることで前記第１変速段よりも高速段である第２変速段を形成し、前記第１変速段及び前記第２変速段のいずれかを形成しているときに前記入力部材に入力された回転を変速して前記出力部材から出力する有段変速機構と、
　前記有段変速機構の変速を制御する制御部と、を備え、
　前記制御部は、前記有段変速機構が前記第２変速段を形成した状態でかつ要求駆動力が正トルクで設定値以上である状態から前記設定値未満となった場合に、前記第２変速段から前記第１変速段へのオフダウン変速を実行する。

　これにより、要求駆動力が設定値未満となった場合に第２変速段から第１変速段へのダウン変速を実行するので、要求駆動力が正トルクで設定値未満となった状態から要求駆動力が上昇された場合にダウン変速が生じることがなく、そのようなダウン変速による駆動力抜けの発生を防止することができる。

本実施の形態に係る車両用駆動装置を搭載した車両の概略構成を示す模式図である。 本実施の形態に係る車両用駆動装置の駆動力線図である。 本実施の形態に係るオフダウン制御を示すフローチャートである。 本実施の形態に係るオフダウン制御の実行時を示すタイムチャートである。

　以下、本実施の形態を図１～図４に沿って説明する。まず、図１に沿って、本実施の形態に係る車両用駆動装置２を搭載した電気自動車の一例である車両１について説明する。本実施の形態では、車両１は、所謂ＦＦ（フロントモータ・フロントドライブ）型としている。但し、車両１は、ＦＦ型には限られず、ＲＲ（リヤモータ・リアドライブ）型であってもよいし、前輪と後輪とを両方とも駆動可能な四輪駆動型であってもよい。また、駆動連結とは、互いの回転要素が駆動力を伝達可能に連結された状態を指し、それら回転要素が一体的に回転するように連結された状態、或いはそれら回転要素がクラッチ等を介して駆動力を伝達可能に連結された状態を含む概念として用いる。

　［車両用駆動装置の概略構成］
　図１に示すように、車両１は、車両用駆動装置２と、前輪である車輪７０と、ブレーキ装置７１とを有している。車両用駆動装置２は、駆動源の一例である回転電機（モータジェネレータ）としてのモータ（Ｍ／Ｇ）３と、有段変速機構の一例である自動変速機（Ａ／Ｔ）４と、ＥＣＵ（制御部）５と、油圧制御装置（Ｖ／Ｂ）６とを備えている。また、車両１は、インバータ７と、バッテリ８とを備えている。

　モータ３は、不図示の固定子及び回転子を有し、インバータ７を介してバッテリ８に接続されている。回転子は、回転軸３ａに駆動連結されている。バッテリ８から出力された電力がインバータ７を介してモータ３に給電されることで、モータ３の回転子及び回転軸３ａが駆動される。また、惰性走行（コースト走行）時にモータ３の回転子及び回転軸３ａを空回転させることで、電力を発生させてバッテリ８に充電することが可能である。

　ブレーキ装置７１は、例えば、油圧ブレーキ等の摩擦制動装置からなり、車輪７０の回転速度を制動するように、車輪７０の車軸６１に設けられている。但し、ブレーキ装置７１としては、油圧ブレーキには限られず、また、車輪７０の制動ではなく不図示の後輪の制動を行うものであってもよい。

　［自動変速機］
　自動変速機４は、モータ３の回転軸３ａに駆動連結された入力部材の一例である入力軸４０と、車輪７０に駆動連結された出力部材の一例である出力軸５０と、噛合クラッチからなる第１係合要素の一例である低速段クラッチＬｏ及び噛合クラッチからなる高速段クラッチＨｉを有する第１クラッチＣ１と、摩擦クラッチからなる第２係合要素の一例である第２クラッチＣ２と、ディファレンシャル部６０とを備えており、これら装置が一体化されてミッションケースに収納されている。自動変速機４は、変速段を形成しているときに、入力軸４０に入力された回転を変速して、出力軸５０から出力する。なお、第２クラッチＣ２である摩擦クラッチとしては、２つの回転要素の間を接断する係合要素の他に、１つの回転要素と１つの固定要素との間を接断する係合要素（ブレーキ）も含むものとする。

　入力軸４０には、第１カウンタギヤ４１と、第１カウンタギヤ４１より大径の第２カウンタギヤ４２とが、入力軸４０と一体回転するように設けられている。出力軸５０は入力軸４０と平行に配置され、第１カウンタギヤ４１に噛合する第１ドリブンギヤ５１と、第２カウンタギヤ４２に噛合する第２ドリブンギヤ５２とが出力軸５０と同軸上に相対回転可能に設けられている。また、出力軸５０には、出力ギヤ５３が出力軸５０と一体回転するように設けられている。

　第１クラッチＣ１は、出力軸５０と一体回転するよう設けられた外スプライン５４ｓと、外スプライン５４ｓに隣接して第１ドリブンギヤ５１に形成された外スプライン５１ｓと、外スプライン５４ｓに隣接して第２ドリブンギヤ５２に形成された外スプライン５２ｓと、外スプライン５４ｓの外周側に設けられる切替スリーブ５５と、切替スリーブ５５を移動させる不図示の付勢機構（フォーク及びアクチュエータ等）と、を備えている。各外スプライン５１ｓ，５２ｓ，５４ｓの外径は、同径になっている。

　切替スリーブ５５は、スリーブ状で、内周部に各外スプライン５１ｓ，５２ｓ，５４ｓに係合可能な内スプラインを備え、外スプライン５１ｓ，５２ｓ，５４ｓに対して軸方向に移動可能に設けられている。切替スリーブ５５は、移動により、出力軸５０と第１ドリブンギヤ５１とを連結した状態（第１変速段の一例である１速段）、出力軸５０と第２ドリブンギヤ５２とを連結した状態（第２変速段の一例である２速段）、いずれも連結しない状態（解放状態としてのニュートラル状態）との３つの状態に切り替わることができる。なお、本実施の形態では、切替スリーブ５５は、例えばアクチュエータの駆動によりフォークを介して移動するものとしているが、これに限らず、例えばモータでボールねじを駆動する構造など、どのような構造でも良い。

　この第１クラッチＣ１では、切替スリーブ５５がニュートラル状態から第１ドリブンギヤ５１側に移動されると、切替スリーブ５５の内スプラインは、外スプライン５４ｓと第１ドリブンギヤ５１の外スプライン５１ｓとに跨って係合し、切替スリーブ５５が出力軸５０と第１ドリブンギヤ５１とを連結する低速段形成状態になる。これにより、入力軸４０の回転は、第１カウンタギヤ４１、第１ドリブンギヤ５１、切替スリーブ５５を介して、出力軸５０に伝達される。

　また、第１クラッチＣ１では、切替スリーブ５５がニュートラル状態から第２ドリブンギヤ５２側に移動されると、切替スリーブ５５の内スプラインは、外スプライン５４ｓと第２ドリブンギヤ５２の外スプライン５２ｓとに跨って係合し、切替スリーブ５５が出力軸５０と第２ドリブンギヤ５２とを連結する高速段形成状態になる。これにより、入力軸４０の回転は、第２カウンタギヤ４２、第２ドリブンギヤ５２、切替スリーブ５５を介して、出力軸５０に伝達される。

　第１クラッチＣ１では、低速段形成時は、高速段形成時に比べてより大きく減速するように、各部のギヤ比が設定されている。なお、本実施の形態では、切替スリーブ５５と、出力軸５０の外スプライン５４ｓと、第１ドリブンギヤ５１の外スプライン５１ｓとは、低速段クラッチＬｏを構成する。また、切替スリーブ５５と、出力軸５０の外スプライン５４ｓと、第２ドリブンギヤ５２の外スプライン５２ｓとは、高速段クラッチＨｉを構成する。即ち、低速段クラッチＬｏと高速段クラッチＨｉとは、第１クラッチＣ１として１つの係合要素に含まれている。高速段クラッチＨｉは、低速段クラッチＬｏが係合状態である場合には解放状態となり、低速段クラッチＬｏが解放状態である場合には係合状態と解放状態とに切替可能に設けられている。

　第２クラッチＣ２は、油圧サーボ５８に係合圧が給排されることで係脱される摩擦クラッチ、例えば、多板式クラッチからなり、出力軸５０に駆動連結された外摩擦板５６と、第２ドリブンギヤ５２に駆動連結された内摩擦板５７とを有している。油圧制御装置６から油圧サーボ５８の油室に係合圧が供給されて第２クラッチＣ２が係合することにより、第２ドリブンギヤ５２と出力軸５０とが駆動連結された高速段形成状態になり、入力軸４０の回転は、第２カウンタギヤ４２、第２ドリブンギヤ５２、第２クラッチＣ２を介して、出力軸５０に伝達される。即ち、本実施の形態では、第２ドリブンギヤ５２と出力軸５０とは第１クラッチＣ１の高速段クラッチＨｉと第２クラッチＣ２とのいずれでも駆動連結可能に設けられている。このため、２速段を形成する場合に、第２ドリブンギヤ５２と出力軸５０とを滑らせながら係合する際には第２クラッチＣ２を用い、係合後は第１クラッチＣ１を用いるようにして、第２クラッチＣ２のみを使用する場合に比べて消費電力の低減を図ることができる。

　即ち、この自動変速機４では、１速段を形成する際には、第１クラッチＣ１の低速段クラッチＬｏを係合状態にすると共に第２クラッチＣ２を解放状態にする。また、１速段よりも高速段である２速段を形成する際には、第１クラッチＣ１をニュートラル状態にすると共に第２クラッチＣ２を係合状態にするか、あるいは、第１クラッチＣ１の高速段クラッチＨｉを係合状態にするかの２系統を選択することができる。また、第１クラッチＣ１の高速段クラッチＨｉを係合状態にすることで２速段を形成する際は、切替スリーブ５５と外スプライン５４ｓと外スプライン５１ｓとを解放状態にすると共に、切替スリーブ５５と外スプライン５４ｓと外スプライン５２ｓとを係合状態にする。更に、第２クラッチＣ２及び高速段クラッチＨｉを解放状態にすると共に低速段クラッチＬｏを係合状態にして、２速段を形成した状態からダウン変速する場合には、一旦、切替スリーブ５５と外スプライン５４ｓと外スプライン５２ｓとを解放状態にした後、切替スリーブ５５と外スプライン５４ｓと外スプライン５１ｓとが係合状態となるまではニュートラル状態となる。

　なお、本実施の形態では、高速段クラッチＨｉによっても２速段を形成可能である場合について説明しているが、これには限られず、少なくとも第２クラッチＣ２により第２ドリブンギヤ５２と出力軸５０とが駆動連結されるようになっていればよい。この場合、第１クラッチＣ１は、１速段を形成するときのみ係合するようにできる。また、本実施の形態では、第２クラッチＣ２は多板クラッチからなる場合について説明しているが、これには限られず、例えば単板クラッチなどを適用してもよい。また、本実施の形態では、第２クラッチＣ２は、油圧サーボ５８に係合圧が給排されることで係脱される摩擦クラッチからなる場合について説明しているが、油圧を利用することには限られず、例えば電動アクチュエータによって係脱される摩擦クラッチであってもよい。

　ディファレンシャル部６０は、出力軸５０と平行な軸上に配置されており、車軸６１に駆動連結されている。ディファレンシャル部６０は、出力軸５０の出力ギヤ５３に噛合されたデフリングギヤ６２を備えており、デフリングギヤ６２は、デフケースからピニオンギヤやサイドギヤ等を介して車軸６１に回転を伝達する。これにより、出力軸５０の回転をディファレンシャル部６０によって減速し、かつ、左右の車輪７０の差回転を吸収しつつ回転を伝達する。

　油圧制御装置６は、例えばバルブボディにより構成されており、不図示の機械式オイルポンプや電動オイルポンプから供給された油圧からライン圧等を生成する不図示のプライマリレギュレータバルブ等を有し、ＥＣＵ５からの制御信号に基づいて各部に油圧を給排可能になっている。例えば、油圧制御装置６は、ＥＣＵ５からの制御信号に基づいて第２クラッチＣ２の油圧サーボ５８に油圧を給排することにより、第２クラッチＣ２を制御する。

　ＥＣＵ５は、モータ３や第１クラッチＣ１を自在に指令制御し得ると共に、油圧制御装置６を電子制御する。即ち、ＥＣＵ５は、第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２の各係合状態を変更可能である。また、車両１にはアクセルペダル７２とブレーキペダル７３とが設けられており、それぞれＥＣＵ５に接続されている。ＥＣＵ５は、アクセルペダル７２の踏み込み量をアクセル開度信号として取得し、ブレーキペダル７３の踏み込み量をブレーキ信号として取得する。

　［駆動力線図と変速線］
　次に、車両用駆動装置２が、１速段の状態、２速段の状態に制御された際の駆動力性能について、図２を用いて説明する。図２に示すように、車両用駆動装置２としての駆動力（要求駆動力）と車速との関係における駆動力線図において、不図示のバッテリの充電残量が十分にあるとした条件で、モータ３から最大駆動力を出力したとすると、自動変速機４が１速段の状態の最大駆動力性能は、最大駆動力線ＤＦ１で示される。また、同様の条件で、自動変速機４が２速段の状態の最大駆動力性能は、最大駆動力線ＤＦ２で示される。

　即ち、自動変速機４が１速段の状態では、モータ３において逆起電圧が発生し始める回転速度を越えると出力可能な駆動力が低下していくため、最大駆動力線ＤＦ１で示すように、自動変速機４が１速段であるギヤ比に応じて逆起電圧が発生する車速を越えると最大駆動力性能（出力可能な最大駆動力）が低下していく。一方、２速段の状態にあっても、モータ３において逆起電圧が発生し始める回転速度を越えると出力可能な駆動力が低下していくが、自動変速機４が２速段であるギヤ比に応じて逆起電圧が発生する車速が１速段よりも高くなる。一方、２速段の状態にあっては、逆起電圧が発生し始める回転速度よりも回転速度が低い状態で、ギヤ比に応じて車両用駆動装置２として出力可能な駆動力が１速段の状態よりも低くなる。そして、２速段の状態にあっては、モータ３が設計上の最高回転数となる際の車速が、ギヤ比に応じて１速段の状態よりも高い車速となる。なお、図中の駆動力が０よりも上方ではモータ３が力行の状態、下方ではモータ３が回生の状態であるが、駆動力性能の駆動力の絶対値は同じである。

　また、図２においては、説明の便宜上、領域Ａｒ１～領域Ａｒ９に分けて、駆動力と車速との関係の範囲を説明する。領域Ａｒ１、領域Ａｒ２、領域Ａｒ４は、１速段であっても２速段であってもモータ３の駆動力を出力可能な範囲であり、これらの領域は詳しくは後述する変速線を越えることによって変速判断されることで１速段と２速段との何れかの変速段の状態にされる。一方、領域Ａｒ３は、最大駆動力線ＤＦ１の範囲内であり、かつ最大駆動力線ＤＦ２を越えた範囲であり、基本的に１速段の状態にされる。反対に、領域Ａｒ５は、最大駆動力線ＤＦ２の範囲内であり、かつ最大駆動力線ＤＦ１を越えた範囲であり、基本的に２速段の状態にされる。

　また同様に、領域Ａｒ６、領域Ａｒ８は、１速段であっても２速段であってもモータ３の回生力を付与可能な範囲であり、これらの領域は詳しくは後述する変速線を越えることによって変速判断されることで１速段と２速段との何れかの変速段の状態にされる。一方、領域Ａｒ７は、最大駆動力線ＤＦ１の範囲内であり、かつ最大駆動力線ＤＦ２を越えた範囲であり、基本的に１速段の状態にされる。反対に、領域Ａｒ９は、最大駆動力線ＤＦ２の範囲内であり、かつ最大駆動力線ＤＦ１を越えた範囲であり、基本的に２速段の状態にされる。

　ついで、変速線について説明する。なお、変速線は、車速を条件としたもの、或いは車速とアクセル開度等による要求駆動力（自動運転機能や先行車追従型のクルーズコントロール機能によってコンピュータが演算したモータに対する出力要求も含む）とを条件としたものであり、便宜的に図２の駆動力線図にマップとして示しているが、ＥＣＵ５により条件が成立したか否かによって変速判断を行うものである。換言すると、本実施の形態では、車速と要求駆動力とに基づき条件の成立を判断しているものを説明するが、変速線は変速マップとして有しており、その変速マップを参照しつつ変速判断を行うものでも構わない。

　図２に示すように、１速段から２速段への変速を判断するアップ変速線ＵＰ１は、第１所定車速である第１設定車速Ｖ１以上であるか否かを条件としており、領域Ａｒ１（領域Ａｒ６）から領域Ａｒ４（領域Ａｒ８）となった場合にアップ変速が判断されることを示している。これにより、領域Ａｒ１（領域Ａｒ６）の走行状態のように、例えば１速段によりモータ３の駆動力を車輪７０に伝達する状態から、領域Ａｒ４（領域Ａｒ８）の走行状態となった場合に、２速段によりモータ３の駆動力を車輪７０に伝達する状態に切替り、モータ３の回転速度を低下させ、効率を向上させることができる。また、領域Ａｒ５（領域Ａｒ９）の走行状態においては、１速段ではモータ３の回転速度の上限となるため、２速段に変速する必要があるが、領域Ａｒ４（領域Ａｒ８）の走行状態から車速が上昇しても、そのまま２速段で走行することができる。

　一方、２速段から１速段への変速を判断するダウン変速線ＤＷ１は、車速が第２所定車速未満となった場合で、この第２所定車速が０に設定されており、つまり車両１が停車した場合にダウン変速が判断されることを示している。本実施の形態に係る自動変速機４では、ダウン変速する際に、上記切替スリーブ５５を移動することで、高速段クラッチＨｉを解放状態にして、低速段クラッチＬｏを係合状態にするため、瞬間的に駆動力の伝達が途切れる駆動力抜け（ヘジテーション）が発生する虞がある。しかしながら、領域Ａｒ１（領域Ａｒ６）の走行状態では、２速段の状態でも走行が可能であるため、２速段である領域Ａｒ４（領域Ａｒ８）の走行状態から領域Ａｒ１（領域Ａｒ６）の走行状態となっても、そのまま２速段の状態を維持し、車両１が停車してからダウン変速を実行すれば、走行中に駆動力抜けの発生を防止することができる。そのため、ダウン変速線ＤＷ１は車速が０となることを条件としている。

　また、ダウン変速線ＤＷ２は、上述のように一旦アップ変速された後に車速が第２設定車速Ｖ２未満に低下し、２速段である状態でかつ領域Ａｒ１（領域Ａｒ６）の走行状態から、さらに例えば運転者によりアクセルペダル７２が踏み込まれ、要求駆動力が第１設定値Ｔ１以上となり、領域Ａｒ２の走行状態となった場合にダウン変速が判断されることを示している。即ち、第２設定車速Ｖ２よりも低い低車速で、車両１を大きく加速させる必要がある場合であり、２速段の走行状態ではモータ３の効率が良好ではなく、さらに要求駆動力が上がって領域Ａｒ３の走行状態となった場合には２速段では駆動力を出力できない（最大駆動力線ＤＦ２の範囲外である）ので、１速段に変速することが好ましい。そのため、ダウン変速線ＤＷ２は車速が第２設定車速Ｖ２未満で要求駆動力が第１設定値Ｔ１以上であることを条件としている。

　ダウン変速線ＤＷ３は、上述のように一旦アップ変速された後に車速が第１設定車速Ｖ１未満かつ第２設定車速Ｖ２以上となって、２速段である状態でかつ領域Ａｒ１（領域Ａｒ６）の走行状態から、さらに例えば運転者によりアクセルペダル７２が踏み込まれ、要求駆動力が第２設定値Ｔ２以上となり、領域Ａｒ３の走行状態となった場合にダウン変速が判断されることを示している。上記ダウン変速線ＤＷ２のように、要求駆動力が第１設定値Ｔ１以上でなく、要求駆動力が第２設定値Ｔ２以上を条件とした理由は、車速がＶ２以上で要求駆動力が第１設定値Ｔ１以上であると、大きな駆動力によって車速が直ぐに上昇し、直ぐに領域Ａｒ１となって２速段でも走行可能な状態となるためであり、例えばダウン変速の実行によって変速ショック等が生じるよりも、２速段で走行した方が乗り心地がよい。しかしながら、要求駆動力が第２設定値Ｔ２以上である場合は、領域Ａｒ３の走行状態となった場合であり、２速段では駆動力を出力できない（最大駆動力線ＤＦ２の範囲外である）ので、１速段に変速することが好ましい。そのため、ダウン変速線ＤＷ３は車速がＶ２以上で要求駆動力が第２設定値Ｔ２以上であることを条件としている。

　なお、図２に示すように、モータ３が回生状態となる要求駆動力がマイナスの場合（減速要求の場合）には、ダウン変速線ＤＷ２及びダウン変速線ＤＷ３に相当するダウン変速の条件を設定していない。例えば領域Ａｒ７では２速段による回生力の限界を超えてしまうが、モータ３の回生力に加えて車両１のブレーキ装置７１の協調制御によって減速要求を満たすことができる。そして、この場合は、車両は大きな減速度で減速されることになるため、車両１も直ぐに停車する可能性が高く、ダウン変速の実行によりモータ３による回生が実行できない時間が生じることの方が電費向上の妨げとなるからである。

　［オフダウン制御について］
　ついで、本実施の形態の特徴であるオフダウン変速を実行するオフダウン制御、即ち、ダウン変速線ＤＷ４によるダウン変速について図２及び図３を用いて説明する。図２に示すように、ダウン変速線ＤＷ４は、上述のように一旦アップ変速された後に車速が第１設定車速Ｖ１未満に低下し、かつダウン変速線ＤＷ１の車速（第２所定車速）以上である場合であって、２速段である状態でかつ要求駆動力が正トルクである領域Ａｒ１（要求駆動力が負トルクである領域Ａｒ６）の走行状態から、さらに例えば運転者によりアクセルペダル７２がオフされ（或いはブレーキペダル７３はオフされ）、要求駆動力が第３設定値Ｔａ（或いはマイナス側の第３設定値－Ｔａ）以上の状態から、第３設定値Ｔａ（或いはマイナス側の第３設定値－Ｔａ）未満となり、つまりモータ３による駆動力（或いは回生力）が略不要となった駆動力不要範囲Ｔｘの範囲内に入った走行状態となった場合にダウン変速が判断されることを示している。

　詳細には、ＥＣＵ５によって図３に示すオフダウン制御によってダウン変速が実行され、まず、自動変速機４が２速段であるか否かが判断される（Ｓ１）。２速段でない場合は（Ｓ１のＮｏ）、ダウン変速が不要であるので、そのまま本制御を終了する。一方、２速段である場合は（Ｓ１のＹｅｓ）、車両１の車速が上記第１設定車速Ｖ１（図２参照）未満であるか否かを判断する（Ｓ２）。車速が第１設定車速Ｖ１以上である場合は（Ｓ２のＮｏ）、上述したようにアップ変速線ＵＰ１よりも高速側であり、２速段を維持する状態であるので、そのまま本制御を終了する。

　一方、車速が第１設定車速Ｖ１未満である場合は（Ｓ２のＹｅｓ）、要求駆動力が駆動力不要範囲Ｔｘ（図２参照）の範囲内に入ったか否かを判断する（Ｓ３）。例えばアクセルペダル７２が踏まれており、所定のアクセル開度以上である場合、或いは例えばブレーキペダル７３が踏まれており、所定のブレーキ踏圧以上である場合であって、要求駆動力が駆動力不要範囲Ｔｘの範囲内ではない場合は（Ｓ３のＮｏ）、そのまま本制御を終了する。そして、例えばアクセルペダル７２が解放（オフ）され、所定のアクセル開度未満（例えば１％未満）である場合、或いは例えばブレーキペダル７３が解放（オフ）され、所定のブレーキ踏圧未満（例えばブレーキ踏込み量が１％未満）である場合であって、要求駆動力が駆動力不要範囲Ｔｘの範囲内に入った場合は（Ｓ３のＹｅｓ）、ダウン変速線ＤＷ４を越えたと判断して、ダウン変速を実行し（Ｓ４）、本制御を終了する。

　［オフダウン制御の実行時の走行例］
　続いて、上記オフダウン変速を実行する際の走行例について図４を用いて説明する。例えば車速が第１設定車速Ｖ１未満であって、運転者がアクセルペダル７２を踏圧して要求駆動力Ｔｒｑが０よりも大きい状態であり（図２の領域Ａｒ１の走行状態であり）、自動変速機４が２速段（２ｎｄ）であるとする（図３のＳ１のＹｅｓ、Ｓ２のＹｅｓ）。この状態から、例えば時点ｔ１において、運転者がアクセルペダル７２をオフすると、要求駆動力が駆動力不要範囲Ｔｘ（図２参照）の範囲内となり（図３のＳ３のＹｅｓ）、ＥＣＵ５によりダウン変速が判断されて、ダウン変速が開始される（図３のＳ４）。なお、モータ３のモータトルクＴｍｇも要求駆動力に合わせて低下されていく。

　また、ダウン変速が実行されると、上述したように切替スリーブ５５の位置がニュートラル状態となる位置を通過するためにモータ３の駆動力を第１クラッチＣ１によって伝達することができないので、第２クラッチＣ２によって駆動力Ｔｃ２を伝達可能となるように準備する。そのため、時点ｔ１においてダウン変速が判断されると、時点ｔ２まで第２クラッチＣ２の油圧サーボ５８に供給する係合圧Ｐｃ２の指令値を上昇して、油圧サーボ５８の不図示のピストンを外摩擦板５６と内摩擦板５７とに接する手前の位置までガタ詰めする、所謂ファストフィル制御を行い、時点ｔ３においてモータトルクＴｍｇが０となる頃に、第２クラッチＣ２が係合直前の状態となって待機される。

　一方、時点ｔ３になると、切替スリーブ５５の移動が開始され、時点ｔ４になると、切替スリーブ５５が外スプライン５２ｓから抜け、高速段クラッチＨｉが解放されて、第１クラッチＣ１はニュートラル状態（Ｎ）となる。すると、入力軸４０（外スプライン５１ｓ）の回転速度Ｎｉｎを２速段の同期回転速度Ｎｓ２から１速段の同期回転速度Ｎｓ１に上昇するため、モータトルクＴｍｇが一時的に出力され、入力軸４０の回転速度が上昇される。そして、時点ｔ５において入力軸４０の回転速度Ｎｉｎが１速段の同期回転速度Ｎｓ１になると、入力軸４０の回転速度Ｎｉｎが同期回転速度Ｎｓ１よりも上昇し過ぎないようにモータ３から瞬間的に負トルクを出力し、さらに切替スリーブ５５の移動を行って外スプライン５１ｓに噛合させていき、時点ｔ６において低速段クラッチＬｏを係合状態とする。これにより、２速段（２ｎｄ）から１速段（１ｓｔ）へのダウン変速は完了し、自動変速機４は１速段の状態となる。

　また、時点ｔ３から時点ｔ６までの実際のダウン変速の実行中において、運転者によってアクセルペダル７２が踏圧されなかったため、第２クラッチＣ２によって駆動力Ｔｃ２を伝達する必要がなかったので、係合圧Ｐｃ２を下降し、時点ｔ７までに第２クラッチＣ２を完全に解放状態にする。

　一方、上述の実際のダウン変速の実行中において、例えば時点ｔ４’に運転者によってアクセルペダル７２が踏圧され、駆動力不要範囲Ｔｘの範囲外（第３設定値Ｔａ以上）となった場合には、図４の破線で示す第２クラッチＣ２の係合圧Ｐｃ２’のように油圧を上昇させて第２クラッチＣ２をスリップ係合させて動力伝達を行うと共に、破線で示すモータトルクＴｍｇ’のようにスリップ係合中の第２クラッチＣ２の伝達トルクを上回るトルクとなるようにモータ３の駆動力を上昇することで、入力軸４０の回転速度Ｎｉｎを上昇させつつ、破線で示す運転者の要求駆動力Ｔｒｑ’に応じた駆動力を車輪７０に出力する。

　続いて、時点ｔ５においては、入力軸４０の回転速度Ｎｉｎが同期回転速度Ｎｓ１よりも上昇し過ぎないように、モータトルクＴｍｇ’をスリップ係合中の第２クラッチＣ２の伝達トルクに一致させる（第２クラッチＣ２の伝達トルクを低下させる）。その後、時点ｔ６において第１クラッチＣ１の係合が完了すると、第２クラッチＣ２を解放状態にしつつ、要求駆動力Ｔｒｑ’に応じた駆動力を車輪に出力するように、１速段と２速段とのギヤ比の違いに応じてモータトルクＴｍｇ’を調整する（１速段ではモータトルクＴｍｇ’を２速段より下降する）。このように、実際のダウン変速の実行中に係合圧Ｐｃ２を係合直前の状態で待機させておき、運転者の要求駆動力Ｔｒｑ’が上昇した際にスリップ係合させることで、レスポンス良く運転者の要求駆動力Ｔｒｑ’に応じることが可能となっている。

　以上のように実際のダウン変速の実行中は、切替スリーブ５５がニュートラル状態となり位置を通過することになるため、第１クラッチＣ１によって駆動力が伝達できなくなるが、要求駆動力が駆動力不要範囲Ｔｘに入っているため、つまり車両用駆動装置２から駆動力を出力する必要がない。換言すると、例えば２速段で駆動力を出力している状態から、一旦アクセルがＯＦＦされて要求駆動力が駆動力不要範囲Ｔｘに入った際に、本実施の形態のようにダウン変速を実行しておかないと、再び車両１を加速させるためにアクセルがＯＮされて要求駆動力が上昇され、要求駆動力の上昇に応じて要求駆動力及び車速が領域Ａｒ３に入る状態となると、２速段から１速段にダウン変速することが求められ、そのダウン変速の際に駆動力抜けが発生し、所謂ヘジテーションが生じてしまう。しかしながら、本実施の形態のように、要求駆動力が駆動力不要範囲Ｔｘに入った際にダウン変速を実行すれば、そもそも要求駆動力が殆ど無い状態であるため、そのような変速ショックを生じることがない。

　ところで、例えば運転者によりアクセルペダルが踏圧されている場合に、特に有段変速機構４において噛合クラッチを用いた変速を実行すると、変速時に車輪７０に駆動力が伝達されず、或いは摩擦クラッチである第２クラッチＣ２によって駆動力の一部を伝達したとしても全ての駆動力が伝達されず、駆動力抜けによるショック（ヘジテーション）が生じる。このような駆動力抜けは、例えば車速がアップ変速線ＵＰ１を越えてパワーオンアップ変速を行う場合等、モータ３の出力性能の限界に応じて変速する場合にはやむを得ない。しかしながら、モータ３による駆動トルクが出力可能な領域は幅広く、一度アップ変速を行って２速段の状態であれば、そのまま車速が低下した場合に例えば上記領域Ａｒ１や領域Ａｒ２の範囲（図２参照）では２速段を維持したままでも駆動力を出力することが可能である。

　しかしながら、例えば１速段から２速段に変速を行った後、２速段を維持したまま、上記領域Ａｒ１や領域Ａｒ２の範囲（図２参照）で走行を続けると、その走行中に車両の加速要求があっても２速段によってモータ３の駆動力を伝達することになるため、１速段で車両を加速させるよりも効率が悪く、車両の電費向上の妨げとなってしまう。

　そこで、本実施の形態のように、例えば２速段で駆動力を出力している状態から、一旦アクセルがＯＦＦされて要求駆動力が駆動力不要範囲Ｔｘに入った際にダウン変速を実行しておくことで、例えば時点ｔ８に運転者によってアクセルペダル７２が踏圧され、要求駆動力が大きくなった際でも１速段によってモータ３の駆動力を車輪７０に伝達でき、効率よく車両１の加速を行うことができ、車両の電費向上が図れる。

　なお、以上の説明においては、運転者が時点ｔ１にアクセルペダル７２をオフ（解放）し、時点ｔ８に再度アクセルペダル７２をオン（踏圧）する場合について説明したが、これに限るものではない。例えば運転者がアクセルペダル７２をオフし、その後、ブレーキペダル７３を踏圧する場合にあっても、その間にダウン変速を実行しておくことで、要求駆動力が無い駆動力不要範囲Ｔｘにある状態で変速を実行し、その後、モータ３により回生力を１速段によって車輪７０に付与することができ、回生効率を上昇して車両の電費向上が図れる。この際、ダウン変速が完了する前にブレーキペダル７３が踏圧された場合には、第２クラッチＣ２のスリップ係合によって回生力の伝達を行っても良いし、ブレーキ装置７１によって車両１の減速度を確保するようにしても構わない。

　また、例えば車両１が第１設定車速Ｖ１以上となって自動変速機４が２速段に変速された状態でブレーキペダル７３が踏圧されると、図２に示す領域Ａｒ４や領域Ａｒ５の走行状態から領域Ａｒ８や領域Ａｒ９の走行状態となる。この状態では車速が高く、再度アクセルペダル７２を踏圧された際に２速段で加速する必要があるため、駆動力不要範囲Ｔｘに入るとしても上述のオフダウン変速は行わない。これにより、ダウン変速とアップ変速を繰り返すハンチングを防止できる。

　一方、領域Ａｒ８の走行状態では車両１が減速していき、車速が下がっていくため、領域Ａｒ６の走行状態となり得る。そして、その後、ブレーキペダル７３が解放され、アクセルペダル７２が踏圧されて車両１の再加速が行われることがある。このような場合でも、ブレーキペダル７３が解放（オフ）されると、要求駆動力が駆動力不要範囲Ｔｘの範囲内に入るので、この状態で上記オフダウン制御によってダウン変速が実行されることで、変速ショックを生じることなく、ダウン変速を実行できる。そして、続けてアクセルペダル７２が踏圧された場合には、１速段によってモータ３の駆動力を車輪７０に伝達でき、効率よく車両１の加速を行うことができ、車両の電費向上が図れる。

　［本実施の形態のまとめ］
　本車両用駆動装置（２）は、
　回転電機（３）と、
　前記回転電機（３）に駆動連結された入力部材（４０）と、車輪（７０）に駆動連結された出力部材（５０）と、第１係合要素（Ｌｏ）と、第２係合要素（Ｃ２）と、を有し、前記第１係合要素（Ｌｏ）を係合状態にすることで第１変速段を形成し、前記第２係合要素（Ｃ２）を係合状態にすることで前記第１変速段よりも高速段である第２変速段を形成し、前記第１変速段及び前記第２変速段のいずれかを形成しているときに前記入力部材（４０）に入力された回転を変速して前記出力部材（５０）から出力する有段変速機構（４）と、
　前記有段変速機構（４）の変速を制御する制御部（５）と、を備え、
　前記制御部（５）は、前記有段変速機構（４）が前記第２変速段を形成した状態でかつ要求駆動力が正トルクで設定値（Ｔａ）以上である状態から前記設定値（Ｔａ）未満となった場合に、前記第２変速段から前記第１変速段へのオフダウン変速を実行する。

　これにより、要求駆動力が設定値未満となった場合に第２変速段から第１変速段へのダウン変速を実行するので、要求駆動力が正トルクで設定値未満となった状態から要求駆動力が上昇された場合にダウン変速が生じることがなく、そのようなダウン変速による駆動力抜けの発生を防止することができる。

　また、本車両用駆動装置（２）は、
　前記制御部（５）は、
　前記有段変速機構（４）が前記第１変速段を形成した状態で車両（１）が第１所定車速（Ｖ１）以上となった場合に、前記第１変速段から前記第２変速段へのアップ変速を実行し、
　前記有段変速機構（４）が前記第２変速段を形成した状態で前記車両（１）が第２所定車速（例えば０）未満となった場合に、前記第２変速段から前記第１変速段へのダウン変速を実行し、
　前記車両（１）が前記第２所定車速（例えば０）以上である場合に、前記オフダウン変速を実行する。

　これにより、車速が第１所定車速以上となって第２変速段にアップ変速した後、車速が第２所定車速未満になると第１変速段にダウン変速するものにあって、要求駆動力が設定値未満となった場合に、第１変速段にオフダウン変速を実行することができる。

　また、本車両用駆動装置（２）は、
　前記制御部（５）は、前記車両（１）が前記第１所定車速（Ｖ１）未満である場合に、前記オフダウン変速を実行する。

　これにより、車速が第１所定車速以上でかつ要求駆動力が設定値未満となった場合におけるアップ変速とオフダウン変速とを繰り返すハンチングを防止することができる。

　また、本車両用駆動装置（２）は、
　前記第１係合要素（Ｌｏ）は、噛合クラッチである。

　これにより、要求駆動力が正トルクで設定値以上である場合に第２変速段から第１変速段への変速を行うと駆動力抜けが発生する虞があるが、要求駆動力が設定値未満となった場合にオフダウン変速を実行することで、このような駆動力抜けの発生を防止することができる。

　そして、本車両用駆動装置（２）は、
　前記第２係合要素（Ｃ２）は、摩擦クラッチであり、
　前記制御部（５）は、前記オフダウン変速を実行している間において、前記第２係合要素（Ｃ２）を係合直前の状態に待機させ、要求駆動力が前記設定値（Ｔａ）未満の状態から前記設定値（Ｔａ）以上の状態となった場合に、前記第２係合要素（Ｃ２）をスリップ係合させて前記回転電機（３）から前記出力部材（５０）に駆動力を伝達する。

　これにより、オフダウン変速を実行している間に要求駆動力が設定値以上の状態となった場合でも、要求駆動力に応じた駆動力を出力部材に伝達することができる。

　［他の実施の形態の可能性］
　なお、以上説明した本実施の形態においては、自動変速機４が、１速段と２速段との２段の変速段で変速するものを説明したが、これに限らず、３段の変速段で変速するものなど、２段以上の変速段で変速する変速機であってもよい。

　また、本実施の形態においては、自動変速機４の第１クラッチＣ１において切替スリーブ５５を軸方向の移動で係合する、所謂噛合いクラッチで構成されているものを説明したが、これに限らず、例えば低速段クラッチＬｏが摩擦クラッチで構成されていてもよく、また、高速段クラッチＨｉと第２クラッチＣ２との一方を備えていないものであってもよい。

　また、本実施の形態においては、オフダウン制御によってダウン変速する際の条件（つまりダウン変速線ＤＷ４）として、要求駆動力が駆動力不要範囲Ｔｘに入ったことを条件としたが、この駆動力不要範囲Ｔｘは、ダウン変速を実行しても変速ショックが生じない程度の駆動力の範囲内であればよく、また、駆動力要求が０（第３設定値Ｔａが０）としてもよい。

　また、本実施の形態においては、アップ変速線ＵＰ１が第１設定車速Ｖ１に設定されているものを説明したが、例えば第１設定車速Ｖ１が１速段の最大駆動力線ＤＦ１の最高速に一致するものであってもよい。また、ダウン変速線ＤＷ１は、車速が０であるものを説明したが、これに限らず、１速段の効率に応じて第２所定車速を適宜な車速に設定し、領域Ａｒ１及び領域Ａｒ６において１速段の方が効率が良い状態ではダウン変速を実行することで、車両の電費向上を図るようにしてもよい。さらに、ダウン変速線ＤＷ２やダウン変速線ＤＷ３は、２速段の最大駆動力線ＤＦ２の最高駆動力に一致するものであってもよい。

　１…車両／２…車両用駆動装置／３…回転電機（モータ）／４…有段変速機構（自動変速機）／５…制御部（ＥＣＵ）／４０…入力部材（入力軸）／５０…出力部材（出力軸）／７０…車輪／Ｃ２…第２係合要素（第２クラッチ）／Ｌｏ…第１係合要素（低速段クラッチ）／Ｔａ…設定値（第３設定値）／Ｖ１…第１所定車速（第１設定車速）

Claims (5)

1. 　回転電機と、
   　前記回転電機に駆動連結された入力部材と、車輪に駆動連結された出力部材と、第１係合要素と、第２係合要素と、を有し、前記第１係合要素を係合状態にすることで第１変速段を形成し、前記第２係合要素を係合状態にすることで前記第１変速段よりも高速段である第２変速段を形成し、前記第１変速段及び前記第２変速段のいずれかを形成しているときに前記入力部材に入力された回転を変速して前記出力部材から出力する有段変速機構と、
   　前記有段変速機構の変速を制御する制御部と、を備え、
   　前記制御部は、前記有段変速機構が前記第２変速段を形成した状態でかつ要求駆動力が正トルクで設定値以上である状態から前記設定値未満となった場合に、前記第２変速段から前記第１変速段へのオフダウン変速を実行する、
   　車両用駆動装置。
2. 　前記制御部は、
   　前記有段変速機構が前記第１変速段を形成した状態で車両が第１所定車速以上となった場合に、前記第１変速段から前記第２変速段へのアップ変速を実行し、
   　前記有段変速機構が前記第２変速段を形成した状態で前記車両が第２所定車速未満となった場合に、前記第２変速段から前記第１変速段へのダウン変速を実行し、
   　前記車両が前記第２所定車速以上である場合に、前記オフダウン変速を実行する、
   　請求項１に記載の車両用駆動装置。
3. 　前記制御部は、前記車両が前記第１所定車速未満である場合に、前記オフダウン変速を実行する、
   　請求項２に記載の車両用駆動装置。
4. 　前記第１係合要素は、噛合クラッチである、
   　請求項１乃至３の何れか１項に記載の車両用駆動装置。
5. 　前記第２係合要素は、摩擦クラッチであり、
   　前記制御部は、前記オフダウン変速を実行している間において、前記第２係合要素を係合直前の状態に待機させ、要求駆動力が前記設定値未満の状態から前記設定値以上の状態となった場合に、前記第２係合要素をスリップ係合させて前記回転電機から前記出力部材に駆動力を伝達する、
   　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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