JP2011037359A - Driving device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、第一駆動輪を第一駆動装置により駆動する車両に搭載され、前記第一駆動輪とは別の第二駆動輪を駆動する第二駆動装置としての車両用駆動装置に関する。 The present invention relates to a vehicle drive device as a second drive device that is mounted on a vehicle that drives a first drive wheel by a first drive device and drives a second drive wheel different from the first drive wheel.
第一駆動輪を第一駆動装置により駆動する車両に搭載され、前記第一駆動輪とは別の第二駆動輪を駆動する第二駆動装置に関して、例えば下記の特許文献1には、以下のような装置が記載されている。すなわち、この装置は、前輪をエンジンにより駆動する車両における後輪を駆動するための第二駆動装置であり、駆動力源としての回転電機、減速機、クラッチ、及び出力用差動歯車装置を備えている。そして、回転電機の駆動軸は、減速機、クラッチ、及び出力用差動歯車装置を介して駆動輪に駆動連結されている。この装置は、減速機を備えることにより、回転電機の回転を減速すると共にトルクを増幅して駆動輪に伝達する構成となっており、これにより回転電機を小型化しつつ比較的大きいトルクを駆動輪に伝達可能としている。そして、クラッチは、低車速域のみで係合状態とされ、高車速域では解放状態とされることにより、減速機を介して駆動輪に駆動連結された回転電機が過回転することを防止することができる構成となっている。
Regarding a second drive device that is mounted on a vehicle that drives a first drive wheel by a first drive device and drives a second drive wheel that is different from the first drive wheel, for example, the following
しかし、上記の特許文献1に記載の装置では、高車速域において前記クラッチが解放状態とされて回転電機と車輪とが分離されるため、そのままでは回生制動を行うことができない。また、この装置では、回生制動を行うために前記クラッチを係合状態としても、前記減速機によって車輪の回転が増速されて前記回転電機に伝達されるため、回転電機が過回転することになる。そのため、回生制動を行うことができるのが低車速域に限定されており、車両用駆動装置としての効率向上に限界があった。
However, in the device described in
そこで、回転電機の出力トルクを増幅して駆動輪に伝達可能であると共に、高車速域において回転電機の過回転を抑制しつつ回生制動を行うことができる車両用駆動装置の実現が望まれる。 Therefore, it is desired to realize a vehicle drive device that can amplify the output torque of the rotating electrical machine and transmit it to the drive wheels, and can perform regenerative braking while suppressing over-rotation of the rotating electrical machine in a high vehicle speed range.
第一駆動輪を第一駆動装置により駆動する車両に搭載され、前記第一駆動輪とは別の第二駆動輪を駆動する第二駆動装置としての本発明に係る車両用駆動装置の特徴構成は、回転電機と、当該回転電機のロータに駆動連結される入力部材と、前記第二駆動輪に駆動連結される出力部材と、回転速度の順に少なくとも第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素の3つの回転要素を有する差動歯車装置と、第一ワンウェイクラッチと、第二ワンウェイクラッチと、を備え、前記入力部材は、前記第一ワンウェイクラッチを介して前記第一回転要素に選択的に駆動連結されると共に、前記第二ワンウェイクラッチを介して前記第二回転要素に選択的に駆動連結され、前記出力部材は、前記差動歯車装置の前記第二回転要素又は他の回転要素であって回転速度の順で前記第一回転要素と前記第三回転要素との間に位置する中間回転要素に駆動連結され、前記第三回転要素は非回転部材に固定され、前記第一ワンウェイクラッチは、前記入力部材が前記第一回転要素に対して正方向に相対回転することを制限すると共に負方向に相対回転することを許容し、前記第二ワンウェイクラッチは、前記入力部材が前記第二回転要素に対して負方向に相対回転することを制限すると共に正方向に相対回転することを許容するように設けられている点にある。 Characteristic configuration of the vehicle drive device according to the present invention as a second drive device that is mounted on a vehicle that drives the first drive wheel by the first drive device and that drives a second drive wheel different from the first drive wheel A rotating electrical machine, an input member drivingly connected to the rotor of the rotating electrical machine, an output member drivingly connected to the second drive wheel, at least a first rotating element, a second rotating element, and in order of rotational speed, and A differential gear device having three rotating elements of a third rotating element, a first one-way clutch, and a second one-way clutch, wherein the input member is connected to the first rotating element via the first one-way clutch. And selectively drivingly connected to the second rotating element via the second one-way clutch, and the output member is connected to the second rotating element or the other of the differential gear device. With rotating elements The first one-way clutch is driven and connected to an intermediate rotating element located between the first rotating element and the third rotating element in order of rotational speed, and the third rotating element is fixed to a non-rotating member. Restricts the input member from rotating relative to the first rotating element in the positive direction and allows the input member to rotate relatively in the negative direction. The rotation element is provided so as to restrict relative rotation in the negative direction with respect to the rotation element and allow relative rotation in the positive direction.
なお、本願において「駆動連結」とは、2つ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、当該2つの回転要素が一体的に回転するように連結された状態、或いは当該2つの回転要素が一又は二以上の伝動部材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ている。このような伝動部材としては、回転を同速で又は変速して伝達する各種の部材が含まれ、例えば、軸、歯車機構、ベルト、チェーン等が含まれる。但し、差動歯車装置の各回転要素について「駆動連結」という場合には、当該差動歯車装置が備える複数の回転要素に関して互いに他の回転要素を介することなく駆動連結されている状態を指すものとする。また、本願において「回転電機」は、モータ(電動機)、ジェネレータ(発電機)、及び必要に応じてモータ及びジェネレータの双方の機能を果たすモータ・ジェネレータのいずれをも含む概念として用いている。本願において「回転速度の順」は、高速側から低速側に向かう順、又は低速側から高速側に向かう順のいずれかであり、各差動歯車機構の回転状態によりいずれともなり得るが、いずれの場合にも回転要素の順は変わらない。本願において、各部材の回転及びトルクの方向に関して「正方向」とは車両が前進している状態での当該部材の回転方向と同じ方向であり、「負方向」とはその逆方向である。 In the present application, “driving connection” refers to a state where two rotating elements are connected so as to be able to transmit a driving force, and the two rotating elements are connected so as to rotate integrally, or the two This is used as a concept including a state in which two rotating elements are connected so as to be able to transmit a driving force via one or more transmission members. Examples of such a transmission member include various members that transmit rotation at the same speed or a variable speed, and include, for example, a shaft, a gear mechanism, a belt, a chain, and the like. However, the term “drive connection” for each rotating element of the differential gear device refers to a state in which the plurality of rotating elements included in the differential gear device are drivingly connected without passing through other rotating elements. And Further, in the present application, the “rotary electric machine” is used as a concept including a motor (electric motor), a generator (generator), and a motor / generator functioning as both a motor and a generator as necessary. In the present application, the “order of rotational speed” is either the order from the high speed side to the low speed side, or the order from the low speed side to the high speed side, and can be any depending on the rotational state of each differential gear mechanism. In the case of, the order of the rotating elements does not change. In the present application, with respect to the direction of rotation and torque of each member, the “positive direction” is the same direction as the rotation direction of the member when the vehicle is moving forward, and the “negative direction” is the opposite direction.
この特徴構成によれば、回転電機が正方向に回転しつつ正方向のトルクを出力することにより第一ワンウェイクラッチが係合して入力部材と第一回転要素とが駆動連結される。これにより、回転電機の正方向のトルクが正方向に回転する出力部材に伝達される前進駆動モードが実現される。この際、差動歯車装置の第三回転要素は非回転部材に固定され、出力部材は回転速度の順で第一回転要素と第三回転要素との間に位置する中間回転要素に駆動連結されているので、回転電機の回転が減速されて出力部材に伝達される。従って、回転電機の出力トルクを増幅して第二駆動輪に伝達することができ、第二駆動輪に伝達可能なトルクの大きさに対して回転電機を小型化することが可能となる。一方、回転電機が正方向に回転しつつ負方向のトルクを出力することにより第二ワンウェイクラッチが係合して入力部材と第二回転要素とが駆動連結される。これにより、回転電機の負方向のトルクが正方向に回転する出力部材に伝達される回生モードが実現される。この際、差動歯車装置の第三回転要素は非回転部材に固定され、回転電機が駆動連結される第二回転要素は回転速度の順で第一回転要素と第三回転要素との間に位置するので、回転電機の回転が前記前進駆動モードよりも小さい変速比で変速されて出力部材に伝達される。これにより、このような回生モードにおける回転電機の回転速度を、前記前進駆動モードにおける回転電機の回転速度よりも低く抑えることができる。従って、出力部材の回転速度が高くなる高車速域においても、回転電機の過回転を抑制しつつ回生制動を行うことが可能となる。 According to this characteristic configuration, when the rotating electrical machine rotates in the forward direction and outputs a torque in the forward direction, the first one-way clutch is engaged and the input member and the first rotating element are driven and connected. Thereby, the forward drive mode in which the positive torque of the rotating electrical machine is transmitted to the output member rotating in the positive direction is realized. At this time, the third rotating element of the differential gear device is fixed to the non-rotating member, and the output member is drivingly connected to the intermediate rotating element positioned between the first rotating element and the third rotating element in the order of the rotation speed. Therefore, the rotation of the rotating electrical machine is decelerated and transmitted to the output member. Therefore, the output torque of the rotating electrical machine can be amplified and transmitted to the second driving wheel, and the rotating electrical machine can be downsized relative to the magnitude of the torque that can be transmitted to the second driving wheel. On the other hand, when the rotating electrical machine rotates in the positive direction and outputs a torque in the negative direction, the second one-way clutch is engaged and the input member and the second rotating element are drivingly connected. Thereby, the regeneration mode in which the negative torque of the rotating electrical machine is transmitted to the output member rotating in the positive direction is realized. At this time, the third rotating element of the differential gear device is fixed to the non-rotating member, and the second rotating element to which the rotating electrical machine is driven is connected between the first rotating element and the third rotating element in order of rotational speed. Therefore, the rotation of the rotating electrical machine is shifted at a gear ratio smaller than that in the forward drive mode and transmitted to the output member. Thereby, the rotational speed of the rotating electrical machine in such a regeneration mode can be suppressed lower than the rotational speed of the rotating electrical machine in the forward drive mode. Therefore, regenerative braking can be performed while suppressing excessive rotation of the rotating electrical machine even in a high vehicle speed range where the rotation speed of the output member is high.
以上のとおり、この特徴構成によれば、前進駆動を行う際には回転電機の出力トルクを増幅して第二駆動輪に伝達できると共に、回生制動を行う際には回転電機の回転速度を低く抑えることができるので、第二駆動輪に伝達可能なトルクの大きさに対して回転電機を小型化しつつ回生制動を行うことが可能な車速域を広く確保することが可能となる。よって、車両用駆動装置としての効率を向上させることができる。 As described above, according to this characteristic configuration, when the forward drive is performed, the output torque of the rotating electrical machine can be amplified and transmitted to the second drive wheel, and when the regenerative braking is performed, the rotational speed of the rotating electrical machine is reduced. Therefore, it is possible to secure a wide vehicle speed range in which regenerative braking can be performed while reducing the size of the rotating electrical machine with respect to the magnitude of torque that can be transmitted to the second drive wheel. Therefore, the efficiency as a vehicle drive device can be improved.
ここで、前記第三回転要素を非回転部材に対して選択的に固定又は分離する係合装置を更に備えると好適である。 Here, it is preferable to further include an engagement device that selectively fixes or separates the third rotating element with respect to the non-rotating member.
ところで、差動歯車装置の第三回転要素が非回転部材に固定されたままでは、第一ワンウェイクラッチ及び第二ワンウェイクラッチの作用により出力部材及び第二駆動輪が負方向に回転することが規制され、車両が後進することができない。しかし、この構成によれば、差動歯車装置の第三回転要素を非回転部材から選択的に分離することができるので、出力部材及び第二駆動輪が負方向に回転することが許容され、車両を後進させることが可能となる。また、この車両用駆動装置によれば、差動歯車装置の第三回転要素が非回転部材に固定されたままでは車両が後進できないことを利用し、坂道発進時に車両が後退することを防止する、いわゆるヒルホールド機能を容易に実現することができる。 By the way, if the third rotating element of the differential gear device is fixed to the non-rotating member, the output member and the second drive wheel are restricted from rotating in the negative direction by the action of the first one-way clutch and the second one-way clutch. And the vehicle cannot move backwards. However, according to this configuration, since the third rotating element of the differential gear device can be selectively separated from the non-rotating member, the output member and the second drive wheel are allowed to rotate in the negative direction, It becomes possible to reverse the vehicle. In addition, according to this vehicle drive device, the vehicle cannot move backward when the third rotating element of the differential gear device is fixed to the non-rotating member, and the vehicle is prevented from moving backward when starting on a slope. The so-called hill hold function can be easily realized.
また、前記係合装置は、例えば、自動変速装置のパーキングロック機構に類似の機構やドグクラッチ等の噛み合い式係合装置であると更に好適である。このようにすれば、差動歯車装置の第三回転要素の固定状態を切り替えるための構成として噛み合い式係合装置の噛み合い状態を切り替える機構を備えるだけよく、車両の前進状態と後進状態とを切り替えるための機構を簡略化することができる。更に、この車両用駆動装置によれば、上記のとおり、2つのワンウェイクラッチの作用によって前記前進駆動モードと前記回生モードとの切り替えも回転電機の制御のみで行うことができるため、車両用駆動装置の全体として見ても、油圧クラッチ等の油圧式係合装置を用いる場合に必要となる油圧ポンプや油圧制御装置等が不要となり、或いは、電磁クラッチ等の電磁式係合装置を用いる場合に必要となる制御装置等が不要となる。従って、油圧ポンプ等を備えることによる駆動力損失を抑制し、軽量かつ安価な車両用駆動装置を実現することが容易となる。 Further, the engagement device is more preferably a mechanism similar to a parking lock mechanism of an automatic transmission or a meshing engagement device such as a dog clutch. In this case, it is only necessary to provide a mechanism for switching the meshing state of the meshing engagement device as a configuration for switching the fixed state of the third rotating element of the differential gear device, and switch between the forward traveling state and the reverse traveling state of the vehicle. The mechanism for this can be simplified. Further, according to this vehicle drive device, as described above, the forward drive mode and the regenerative mode can be switched by the action of the two one-way clutches only by controlling the rotating electrical machine. As a whole, there is no need for a hydraulic pump or a hydraulic control device required when using a hydraulic engagement device such as a hydraulic clutch, or when an electromagnetic engagement device such as an electromagnetic clutch is used. Therefore, a control device or the like becomes unnecessary. Accordingly, it is easy to suppress a driving force loss due to the provision of the hydraulic pump or the like, and to realize a light and inexpensive vehicle driving device.
また、前記車両が後進する際に、前記係合装置を解放状態として前記第三回転要素を非回転部材から分離する構成とすると好適である。 Further, when the vehicle moves backward, it is preferable that the third rotation element is separated from the non-rotating member by releasing the engagement device.
この構成によれば、2つのワンウェイクラッチの作用により出力部材及び第二駆動輪が負方向に回転することが規制される状態を解除し、車両を後進させることが可能となる。 According to this configuration, the state where the output member and the second drive wheel are restricted from rotating in the negative direction by the action of the two one-way clutches can be released, and the vehicle can be moved backward.
また、前記回転電機は、所定の駆動上限回転速度以下でトルクを出力可能に構成され、前記車両は、前記回転電機の回転速度が前記駆動上限回転速度より大きくなる車速域では、前記第一駆動装置による前記第一駆動輪の駆動のみにより走行する構成とすると好適である。 The rotating electrical machine is configured to be capable of outputting torque at a predetermined drive upper limit rotational speed or less, and the vehicle is configured to perform the first drive in a vehicle speed range where the rotational speed of the rotating electrical machine is greater than the drive upper limit rotational speed. It is preferable that the vehicle travels only by driving the first drive wheel by the device.
この構成によれば、前記前進駆動モードを実行する際に回転電機の出力トルクを増幅して第二駆動輪に伝達することを可能としつつ回転電機の過回転を防止し、回転電機の回転速度が駆動上限回転速度より大きくなる車速域でも車両を走行させることができる。また、この車両用駆動装置によれば、前記回生モードにおける回転電機の回転速度を前記前進駆動モードよりも低く抑えることができるので、このような第一駆動装置による車両の走行中にも、回転電機の過回転を防止しつつ回生制動を行うことが可能である。 According to this configuration, when the forward drive mode is executed, the output torque of the rotating electrical machine can be amplified and transmitted to the second drive wheel while preventing the rotating electrical machine from over-rotating, and the rotational speed of the rotating electrical machine can be reduced. It is possible to drive the vehicle even in a vehicle speed range in which is greater than the drive upper limit rotational speed. Further, according to this vehicle drive device, the rotational speed of the rotating electrical machine in the regeneration mode can be kept lower than that in the forward drive mode. Regenerative braking can be performed while preventing over-rotation of the electric machine.
また、前記回転電機が正方向に回転しつつ正方向のトルクを出力することにより前記第一ワンウェイクラッチが係合して前記入力部材と前記第一回転要素とが駆動連結され、前記回転電機の正方向のトルクが正方向に回転する前記出力部材に伝達される前進駆動モードと、前記回転電機が正方向に回転しつつ負方向のトルクを出力することにより前記第二ワンウェイクラッチが係合して前記入力部材と前記第二回転要素とが駆動連結され、前記回転電機の負方向のトルクが正方向に回転する前記出力部材に伝達される回生モードと、を切り替え可能に備えると好適である。 Further, the rotating electric machine rotates in the positive direction and outputs a torque in the positive direction, whereby the first one-way clutch is engaged, and the input member and the first rotating element are drivingly connected. The second one-way clutch is engaged when the forward drive mode in which a positive torque is transmitted to the output member rotating in the positive direction and the rotating electric machine outputs a negative torque while rotating in the positive direction. It is preferable that the input member and the second rotating element are drive-coupled and a regenerative mode in which a negative torque of the rotating electrical machine is transmitted to the output member that rotates in a positive direction can be switched. .
この構成によれば、回転電機の出力トルクを増幅して第二駆動輪に伝達することができる前進駆動モードと、回転電機の回転速度を前進駆動モードよりも低く抑えることができる回生モードとを、回転電機の出力トルクの方向によって適宜切り替えることができる。従って、第二駆動輪に伝達可能なトルクの大きさに対して回転電機を小型化しつつ回生制動を行うことが可能な車速域を広く確保することが可能となる。よって、車両用駆動装置としての効率を向上させることができる。 According to this configuration, the forward drive mode in which the output torque of the rotating electrical machine can be amplified and transmitted to the second drive wheel, and the regenerative mode in which the rotational speed of the rotating electrical machine can be kept lower than the forward drive mode. It is possible to switch appropriately according to the direction of the output torque of the rotating electrical machine. Therefore, it is possible to secure a wide vehicle speed range in which regenerative braking can be performed while reducing the size of the rotating electrical machine with respect to the magnitude of torque that can be transmitted to the second drive wheel. Therefore, the efficiency as a vehicle drive device can be improved.
また、前記第三回転要素を非回転部材から分離すると共に、前記回転電機が負方向に回転しつつ負方向のトルクを出力することにより前記第二ワンウェイクラッチが係合して前記入力部材と前記第二回転要素とが駆動連結され、前記回転電機の負方向のトルクが負方向に回転する前記出力部材に伝達される後進駆動モードを実行可能に備えると好適である。 In addition, the third rotating element is separated from the non-rotating member, and the second one-way clutch is engaged by outputting the torque in the negative direction while the rotating electrical machine rotates in the negative direction so that the input member and the input member are It is preferable that the second rotational element is drivingly connected, and a reverse drive mode in which a negative torque of the rotating electrical machine is transmitted to the output member rotating in the negative direction is executable.
この構成によれば、差動歯車装置の第三回転要素を非回転部材から分離して車両を後進させることを可能とするだけでなく、回転電機の負方向の回転及びトルクを出力部材及び第二駆動輪に伝達して車両を駆動させることができる。従って、第一駆動装置を用いることなく車両を後進させ、或いは第一駆動装置と協働して車両を後進させることが可能となる。 According to this configuration, not only can the third rotating element of the differential gear device be separated from the non-rotating member to drive the vehicle backward, but also the negative rotation and torque of the rotating electrical machine can be transmitted to the output member and the first rotating gear. The vehicle can be driven by transmitting to the two drive wheels. Therefore, the vehicle can be moved backward without using the first drive device, or the vehicle can be moved backward in cooperation with the first drive device.
また、前記差動歯車装置は、前記第一回転要素、前記第二回転要素、及び前記第三回転要素に加えてもう一つの他の回転要素を有し、当該他の回転要素が前記出力部材に駆動連結される前記中間回転要素とされ、当該中間回転要素は、回転速度の順で前記第二回転要素と前記第三回転要素との間に位置する構成とすると好適である。 The differential gear device further includes another rotating element in addition to the first rotating element, the second rotating element, and the third rotating element, and the other rotating element is the output member. It is preferable that the intermediate rotating element is configured to be positioned between the second rotating element and the third rotating element in order of rotational speed.
この構成によれば、差動歯車装置が少なくとも4つの回転要素を有する場合において、回生モードで入力部材が駆動連結される第二回転要素とは異なる他の回転要素としての中間回転要素に出力部材が駆動連結されることになるので、回転電機から出力部材までの間の変速比の設定自由度を高めることができる。その上で、この構成によれば、出力部材が駆動連結される中間回転要素が、回転速度の順で第二回転要素と第三回転要素との間に位置することになる。これにより、前記回生モードにおいて回転電機の回転が前記前進駆動モードよりも小さい変速比で減速されて出力部材に伝達される構成とすることができる。従って、前記回生モードにおいても、出力部材の回転を増速させて回転電機に伝達することができ、回転電機による回生効率を高めることが可能となる。 According to this configuration, when the differential gear device has at least four rotating elements, the output member is connected to the intermediate rotating element as another rotating element different from the second rotating element to which the input member is drivingly connected in the regeneration mode. Therefore, the degree of freedom in setting the gear ratio between the rotating electrical machine and the output member can be increased. In addition, according to this configuration, the intermediate rotation element to which the output member is drivingly connected is positioned between the second rotation element and the third rotation element in the order of the rotation speed. Thereby, it can be set as the structure by which rotation of a rotary electric machine is decelerated by the gear ratio smaller than the said forward drive mode in the said regeneration mode, and is transmitted to an output member. Therefore, also in the regeneration mode, the rotation of the output member can be accelerated and transmitted to the rotating electrical machine, and the regeneration efficiency by the rotating electrical machine can be increased.
第一駆動輪を第一駆動装置により駆動する車両に搭載され、前記第一駆動輪とは別の第二駆動輪を駆動する第二駆動装置としての本発明に係る車両用駆動装置のもう一つの特徴構成は、回転電機と、当該回転電機のロータに駆動連結される入力部材と、前記第二駆動輪に駆動連結される出力部材と、回転速度の順に少なくとも第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素の3つの回転要素を有する差動歯車装置と、第一ワンウェイクラッチと、第二ワンウェイクラッチと、を備え、前記入力部材は、前記第一ワンウェイクラッチを介して前記第一回転要素に選択的に駆動連結されると共に、前記第二ワンウェイクラッチを介して前記第二回転要素に選択的に駆動連結され、前記第三回転要素は非回転部材に固定され、前記回転電機が正方向に回転しつつ正方向のトルクを出力することにより前記第一ワンウェイクラッチが係合して前記入力部材と前記第一回転要素とが駆動連結され、前記回転電機の正方向のトルクが正方向に回転する前記出力部材に伝達されると共に前記回転電機の回転が減速されて前記出力部材に伝達される前進駆動モードと、前記回転電機が正方向に回転しつつ負方向のトルクを出力することにより前記第二ワンウェイクラッチが係合して前記入力部材と前記第二回転要素とが駆動連結され、前記入力部材の負方向のトルクが正方向に回転する前記出力部材に伝達されると共に前記回転電機の回転が前記前進駆動モードよりも小さい変速比で変速され又は同速のまま前記出力部材に伝達される回生モードと、を切り替え可能に備える点にある。 Another vehicle drive device according to the present invention as a second drive device that is mounted on a vehicle that drives a first drive wheel by a first drive device and that drives a second drive wheel different from the first drive wheel. One characteristic configuration includes a rotating electric machine, an input member that is drivingly connected to the rotor of the rotating electric machine, an output member that is drivingly connected to the second drive wheel, and at least a first rotating element and a second rotating speed in this order. A differential gear device having three rotating elements, an element and a third rotating element, a first one-way clutch, and a second one-way clutch, wherein the input member is connected to the first one-way clutch via the first one-way clutch. Selectively drivingly connected to one rotating element, and selectively drivingly connected to the second rotating element via the second one-way clutch, and the third rotating element is fixed to a non-rotating member; Is square The first one-way clutch is engaged to drive and connect the input member and the first rotating element so that the positive torque of the rotating electrical machine is in the positive direction. A forward drive mode in which the rotation of the rotating electrical machine is decelerated and transmitted to the output member while being transmitted to the rotating output member, and the rotating electrical machine outputs a negative torque while rotating in the positive direction. When the second one-way clutch is engaged, the input member and the second rotating element are drivingly connected, and the negative torque of the input member is transmitted to the output member rotating in the positive direction and the rotating electrical machine The rotation mode is shifted at a speed ratio smaller than that in the forward drive mode, or is regeneratively transmitted to the output member while maintaining the same speed.
本願において「変速比」とは、一の部材から他の部材に伝達される回転が減速される比率であり、変速比の値が大きくなるに従って一の部材の回転が大きく減速されて他の部材へ伝達される。なお、変速比が1の場合には一の部材の回転は同速のまま他の部材に伝達され、変速比が1より小さければ、変速比の値が小さくなるに従って一の部材の回転は大きく増速されて他の部材へ伝達される。従って、この特徴構成における「回転電機の回転が前記前進駆動モードよりも小さい変速比で変速され」る構成には、前進駆動モードよりも小さい変速比で減速される構成の他、増速される構成も含まれる。 In the present application, the “transmission ratio” is a ratio at which the rotation transmitted from one member to another member is decelerated, and the rotation of the one member is greatly decelerated as the value of the transmission ratio increases. Is transmitted to. When the gear ratio is 1, the rotation of one member is transmitted to the other members at the same speed. If the gear ratio is smaller than 1, the rotation of the one member increases as the value of the gear ratio decreases. The speed is increased and transmitted to other members. Therefore, in the configuration in which “the rotation of the rotating electrical machine is shifted at a speed ratio smaller than that in the forward drive mode” in this characteristic configuration, the speed is increased in addition to the configuration in which the speed is reduced at a speed ratio smaller than that in the forward drive mode. Configuration is also included.
この特徴構成によれば、前進駆動モードにより回転電機の正方向の出力トルクを増幅して第二駆動輪に伝達することができる。従って、第二駆動輪に伝達可能なトルクの大きさに対して回転電機を小型化することが可能となる。また、この特徴構成によれば、回生モードにより回転電機の回転を前進駆動モードよりも小さい変速比で変速(減速又は増速)し又は同速のまま出力部材に伝達することができる。従って、このような回生モードにおける回転電機の回転速度を、前記前進駆動モードにおける回転電機の回転速度よりも低く抑えることができ、出力部材の回転速度が高くなる高車速域においても、回転電機の過回転を抑制しつつ回生制動を行うことが可能となる。よって、この特徴構成によれば、前進駆動を行う際には回転電機の出力トルクを増幅して第二駆動輪に伝達できると共に、回生制動を行う際には回転電機の回転速度を低く抑えることができるので、第二駆動輪に伝達可能なトルクの大きさに対して回転電機を小型化しつつ回生制動を行うことが可能な車速域を広く確保することが可能となる。従って、車両用駆動装置としての効率を向上させることができる。 According to this characteristic configuration, the forward output torque of the rotating electrical machine can be amplified and transmitted to the second drive wheel in the forward drive mode. Therefore, it is possible to reduce the size of the rotating electrical machine with respect to the magnitude of torque that can be transmitted to the second drive wheel. Further, according to this characteristic configuration, the rotation of the rotating electrical machine can be changed (decelerated or increased) at a speed ratio smaller than that in the forward drive mode in the regeneration mode, or can be transmitted to the output member at the same speed. Therefore, the rotational speed of the rotating electrical machine in the regenerative mode can be kept lower than the rotational speed of the rotating electrical machine in the forward drive mode, and the rotating electrical machine It becomes possible to perform regenerative braking while suppressing over-rotation. Therefore, according to this characteristic configuration, when the forward drive is performed, the output torque of the rotating electrical machine can be amplified and transmitted to the second drive wheel, and when the regenerative braking is performed, the rotational speed of the rotating electrical machine is kept low. Therefore, it is possible to secure a wide vehicle speed range in which regenerative braking can be performed while reducing the size of the rotating electrical machine with respect to the magnitude of torque that can be transmitted to the second drive wheel. Therefore, the efficiency as a vehicle drive device can be improved.
ここで、前記第三回転要素を非回転部材に対して選択的に固定又は分離する係合装置を更に備え、前記車両が後進する際に、前記係合装置を解放状態として前記第三回転要素を非回転部材から分離する構成とすると好適である。 Here, an engagement device that selectively fixes or separates the third rotation element with respect to the non-rotation member is further provided, and the engagement device is released when the vehicle moves backward, and the third rotation element Is preferably separated from the non-rotating member.
この構成によれば、係合装置を解放状態とすることにより差動歯車装置の第三回転要素を非回転部材から分離し、2つのワンウェイクラッチの作用により出力部材及び第二駆動輪が負方向に回転することが規制される状態を解除することができる。これにより、出力部材及び第二駆動輪が負方向に回転することが許容される状態とし、車両を適切に後進させることが可能となる。また、この車両用駆動装置によれば、差動歯車装置の第三回転要素が非回転部材に固定されたままでは車両が後進できないことを利用し、坂道発進時に車両が後退することを防止する、いわゆるヒルホールド機能を容易に実現することができる。 According to this configuration, the third rotating element of the differential gear device is separated from the non-rotating member by releasing the engagement device, and the output member and the second drive wheel are moved in the negative direction by the action of the two one-way clutches. It is possible to cancel the state where the rotation is restricted. As a result, the output member and the second drive wheel are allowed to rotate in the negative direction, and the vehicle can be moved backward appropriately. In addition, according to this vehicle drive device, the vehicle cannot move backward when the third rotating element of the differential gear device is fixed to the non-rotating member, and the vehicle is prevented from moving backward when starting on a slope. The so-called hill hold function can be easily realized.
また、前記係合装置を解放状態として前記第三回転要素を非回転部材から分離すると共に、前記回転電機が負方向に回転しつつ負方向のトルクを出力することにより前記第二ワンウェイクラッチが係合して前記入力部材と前記第二回転要素とが駆動連結され、前記回転電機の負方向のトルクが負方向に回転する前記出力部材に伝達される後進駆動モードを更に切り替え可能に備えると好適である。 Further, the engagement device is released to separate the third rotating element from the non-rotating member, and the rotating electric machine outputs negative torque while rotating in the negative direction, whereby the second one-way clutch is engaged. In combination, the input member and the second rotating element are drivingly connected, and it is preferable that the reverse drive mode in which the negative torque of the rotating electrical machine is transmitted to the output member rotating in the negative direction is further switchable. It is.
この構成によれば、差動歯車装置の第三回転要素を非回転部材から分離して車両を後進させることを可能とするだけでなく、回転電機の負方向の回転及びトルクを出力部材及び第二駆動輪に伝達して車両を駆動させることができる。従って、第一駆動装置を用いることなく車両を後進させ、或いは第一駆動装置と協働して車両を後進させることが可能となる。 According to this configuration, not only can the third rotating element of the differential gear device be separated from the non-rotating member to drive the vehicle backward, but also the negative rotation and torque of the rotating electrical machine can be transmitted to the output member and the first rotating gear. The vehicle can be driven by transmitting to the two drive wheels. Therefore, the vehicle can be moved backward without using the first drive device, or the vehicle can be moved backward in cooperation with the first drive device.
また、前記回転電機は、所定の駆動上限回転速度以下でトルクを出力可能に構成され、前記車両は、前記回転電機の回転速度が前記駆動上限回転速度より大きくなる車速域では、前記第一駆動装置による前記第一駆動輪の駆動のみにより走行する構成とすると好適である。 The rotating electrical machine is configured to be capable of outputting torque at a predetermined drive upper limit rotational speed or less, and the vehicle is configured to perform the first drive in a vehicle speed range where the rotational speed of the rotating electrical machine is greater than the drive upper limit rotational speed. It is preferable that the vehicle travels only by driving the first drive wheel by the device.
この構成によれば、前進駆動モードを実行する際に回転電機の出力トルクを増幅して第二駆動輪に伝達することを可能としつつ回転電機の過回転を防止し、回転電機の回転速度が駆動上限回転速度より大きくなる車速域でも車両を走行させることができる。また、この車両用駆動装置によれば、回生モードにおける回転電機の回転速度を前進駆動モードよりも低く抑えることができるので、このような第一駆動装置による車両の走行中にも、回転電機の過回転を防止しつつ回生制動を行うことが可能である。 According to this configuration, when the forward drive mode is executed, the output torque of the rotating electrical machine can be amplified and transmitted to the second drive wheel while preventing the rotating electrical machine from over-rotating, and the rotational speed of the rotating electrical machine is reduced. The vehicle can be driven even in a vehicle speed range that is greater than the drive upper limit rotational speed. Further, according to this vehicle drive device, the rotational speed of the rotating electrical machine in the regeneration mode can be suppressed lower than that in the forward drive mode. Therefore, during the travel of the vehicle by such a first drive device, Regenerative braking can be performed while preventing over-rotation.
1.第一の実施形態
まず、本発明の第一の実施形態について図面に基づいて説明する。本発明に係る車両用駆動装置1は、第一駆動輪W1を第一駆動装置2により駆動する車両3に搭載され、第一駆動輪W1とは別の第二駆動輪W2を駆動する第二駆動装置として機能する。本実施形態では、図2に示すように、車両用駆動装置1は、エンジン21を駆動力源として備える第一駆動装置2により第一駆動輪W1としての左右前輪を駆動する車両3に2個搭載され、第二駆動輪W2としての右後輪と左後輪とをそれぞれ駆動するように設けられている。
1. First Embodiment First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. A
より詳しくは、車両3の第一駆動装置2は、駆動力源としてのエンジン21と、エンジン21の回転及びトルクを第一駆動輪W1としての左右前輪に伝達するトランスアクスルユニット22とを備えている。ここで、エンジン21は、燃料の燃焼により駆動される内燃機関であり、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等が用いられる。トランスアクスルユニット22は、エンジン21の出力回転を様々な変速比で変速する有段又は無段の変速装置や、当該変速装置の出力回転及び出力トルクを左右の前輪に分配する出力用差動歯車装置を備えている。更に、この車両3には、第二駆動装置として、右第二駆動輪W2Rとしての右後輪を駆動する右側駆動装置1Rと、左第二駆動輪W2Lとしての左後輪を駆動する左側駆動装置1Lと、の2個の車両用駆動装置1が搭載されている。図1は、本実施形態に係る車両用駆動装置1の構成を示すスケルトン図であるが、この図では出力部材Oの軸に対称な下半分の構成を省略して示している。以下、この車両用駆動装置1の各部の構成について詳細に説明する。なお、右側駆動装置1Rと左側駆動装置1Lとは、各部の構成が車両3の幅方向中心に対して鏡対称となることを除いて全く同一であるので、以下では、特に区別する必要がない限り、単に車両用駆動装置1として説明する。
More specifically, the
1−1.車両用駆動装置の機械的構成
まず、車両用駆動装置1の各部の機械的構成について説明する。図1に示すように、この車両用駆動装置1は、回転電機MGと、当該回転電機MGのロータRoに駆動連結される入力部材Iと、第二駆動輪W2に駆動連結される出力部材Oと、差動歯車装置DGと、第一ワンウェイクラッチF1と、第二ワンウェイクラッチF2と、ブレーキ装置Bと、を備えている。これらの車両用駆動装置1の各構成は、車両3に固定される非回転部材としてのケースCS内に収納されている。なお、本実施形態では、入力部材IはロータRoと一体回転するように駆動連結されており、出力部材Oは第二駆動輪W2と一体回転するように駆動連結されている。
1-1. First, a mechanical configuration of each part of the
回転電機MGは、ケースCSに固定されたステータStと、このステータStの径方向内側に回転可能に支持されたロータRoと、を有している。回転電機MGのロータRoは、入力部材Iと一体回転するように駆動連結されている。図示は省略するが、入力部材Iは、軸受を介してケースCSに回転可能に支持されており、ロータRoをケースCSに対して回転可能に支持する支持部材として構成されている。入力部材Iは、第一ワンウェイクラッチF1を介して差動歯車装置DGの第一サンギヤS1に選択的に駆動連結されると共に、第二ワンウェイクラッチF2を介して差動歯車装置DGの第二サンギヤS2に選択的に駆動連結される。ここでは、第一ワンウェイクラッチF1と第二ワンウェイクラッチF2とは軸方向に隣接するように並列配置されており、入力部材Iは、径方向内側端部近傍において第一ワンウェイクラッチF1及び第二ワンウェイクラッチF2のそれぞれの外輪に一体回転するように駆動連結されている。 The rotating electrical machine MG includes a stator St fixed to the case CS and a rotor Ro that is rotatably supported on the radially inner side of the stator St. The rotor Ro of the rotating electrical machine MG is drivingly connected so as to rotate integrally with the input member I. Although not shown, the input member I is rotatably supported by the case CS via a bearing, and is configured as a support member that rotatably supports the rotor Ro with respect to the case CS. The input member I is selectively drivingly connected to the first sun gear S1 of the differential gear unit DG via the first one-way clutch F1, and the second sun gear of the differential gear unit DG via the second one-way clutch F2. Selectively coupled to S2. Here, the first one-way clutch F1 and the second one-way clutch F2 are arranged side by side so as to be adjacent to each other in the axial direction, and the input member I is disposed in the vicinity of the radially inner end portion. Drive-coupled so as to rotate integrally with each outer ring of the clutch F2.
本実施形態においては、差動歯車装置DGは4つの回転要素を備えている。ここでは、差動歯車装置DGは、2組のシングルピニオン型の遊星歯車機構がキャリヤCAとリングギヤRIとを共用して構成されている。具体的には、この差動歯車装置DGは、第一サンギヤS1及び第二サンギヤS2の2つのサンギヤと、リングギヤRIと、第一サンギヤS1に噛み合う第一ピニオンギヤP1と、第二サンギヤS2及びリングギヤRIの双方に噛み合う第二ピニオンギヤP2と、第一ピニオンギヤP1及び第二ピニオンギヤP2を共通に支持するキャリヤCAとを備えている。ここで、遊星歯車機構を構成するサンギヤの歯数とリングギヤの歯数との比を当該遊星歯車機構の歯数比(=〔サンギヤの歯数〕/〔リングギヤの歯数〕)とする。この場合、図5にも示すように、第一サンギヤS1、キャリヤCA、及びリングギヤRIにより構成される第一の遊星歯車機構の歯数比λ1は、第二サンギヤS2、キャリヤCA、及びリングギヤRIにより構成される第二の遊星歯車機構の歯数比λ2に比べて小さく設定されている。従って、差動歯車装置DGの4つの回転要素の回転速度の順は、第一サンギヤS1、第二サンギヤS2、キャリヤCA、リングギヤRIの順となっている。 In the present embodiment, the differential gear device DG includes four rotating elements. Here, the differential gear device DG is configured such that two sets of single pinion type planetary gear mechanisms share a carrier CA and a ring gear RI. Specifically, the differential gear device DG includes two sun gears, a first sun gear S1 and a second sun gear S2, a ring gear RI, a first pinion gear P1 that meshes with the first sun gear S1, a second sun gear S2, and a ring gear. A second pinion gear P2 that meshes with both the RI and a carrier CA that supports the first pinion gear P1 and the second pinion gear P2 in common are provided. Here, the ratio of the number of teeth of the sun gear and the number of teeth of the ring gear constituting the planetary gear mechanism is defined as the number of teeth ratio of the planetary gear mechanism (= [number of teeth of the sun gear] / [number of teeth of the ring gear]). In this case, as also shown in FIG. 5, the gear ratio λ1 of the first planetary gear mechanism constituted by the first sun gear S1, the carrier CA, and the ring gear RI is equal to the second sun gear S2, the carrier CA, and the ring gear RI. It is set smaller than the gear ratio λ2 of the second planetary gear mechanism constituted by Therefore, the order of the rotational speeds of the four rotating elements of the differential gear device DG is the order of the first sun gear S1, the second sun gear S2, the carrier CA, and the ring gear RI.
この差動歯車装置DGの各回転要素の具体的連結関係は、以下のようになっている。すなわち、第一サンギヤS1は、第一ワンウェイクラッチF1を介して入力部材Iに選択的に駆動連結される。第二サンギヤS2は、第二ワンウェイクラッチF2を介して入力部材Iに選択的に駆動連結される。キャリヤCAは、出力部材Oと一体回転するように駆動連結されている。リングギヤRIは、ブレーキ装置Bを介してケースCSに選択的に固定される。従って、本実施形態では、第一サンギヤS1が本発明における第一回転要素E1に相当し、第二サンギヤS2が本発明における第二回転要素E2に相当し、リングギヤRIが本発明における第三回転要素E3に相当する。また、回転速度の順で第一サンギヤS1(第一回転要素E1)とリングギヤRI(第三回転要素E3)との間に位置し、出力部材Oに駆動連結されているキャリヤCAが本発明における中間回転要素EMに相当する。したがって、本実施形態では、中間回転要素EMは第二回転要素E2とは異なる他の回転要素で構成され、回転速度の順で第二サンギヤS2(第二回転要素E2)とリングギヤRI(第三回転要素E3)との間に位置するようにされている。 The specific connection relationship of the rotating elements of the differential gear device DG is as follows. That is, the first sun gear S1 is selectively drivingly connected to the input member I via the first one-way clutch F1. The second sun gear S2 is selectively drive-coupled to the input member I via the second one-way clutch F2. The carrier CA is drivingly connected so as to rotate integrally with the output member O. The ring gear RI is selectively fixed to the case CS via the brake device B. Accordingly, in the present embodiment, the first sun gear S1 corresponds to the first rotating element E1 in the present invention, the second sun gear S2 corresponds to the second rotating element E2 in the present invention, and the ring gear RI corresponds to the third rotation in the present invention. Corresponds to element E3. Further, the carrier CA positioned between the first sun gear S1 (first rotating element E1) and the ring gear RI (third rotating element E3) in the order of the rotational speed and drivingly connected to the output member O is the present invention. It corresponds to the intermediate rotation element EM. Therefore, in the present embodiment, the intermediate rotating element EM is composed of another rotating element different from the second rotating element E2, and the second sun gear S2 (second rotating element E2) and the ring gear RI (third) in order of the rotation speed. It is arranged between the rotating element E3).
ブレーキ装置Bは、差動歯車装置DGのリングギヤRIを非回転部材としてのケースCSに選択的に固定又は分離する装置である。すなわち、このブレーキ装置Bが係合状態ではリングギヤRIはケースCSに固定され、解放状態ではリングギヤRIはケースCSから分離される。このブレーキ装置Bが本発明における係合装置に相当する。本実施形態では、このブレーキ装置Bとして噛み合い式係合装置を用いる。ここで、噛み合い式係合装置とは、ケースCS側の噛合部とリングギヤRI側の噛合部とが噛み合うことによりリングギヤRIをケースCSに固定する装置であり、係合状態を維持するために油圧や電磁力等の係合力を別途に必要としない装置である。このような噛み合い式係合装置としては、例えば、自動変速装置のパーキングロック機構に類似の機構やドグクラッチ等が好適に用いられる。後述するように、ブレーキ装置Bは、車両3が前進する際に係合状態とされ、後進する際に解放状態とされるため、係合状態の切り替えは基本的に車速がゼロとなる車両3の前進/後進の切り替え時のみとなり、車両3の走行中に係合状態を切り替える必要がない。そのため、ブレーキ装置Bとして噛み合い式係合装置を用いても特段の不都合はない。 The brake device B is a device that selectively fixes or separates the ring gear RI of the differential gear device DG to a case CS as a non-rotating member. That is, the ring gear RI is fixed to the case CS when the brake device B is engaged, and the ring gear RI is separated from the case CS in the released state. The brake device B corresponds to the engagement device in the present invention. In this embodiment, a meshing engagement device is used as the brake device B. Here, the meshing engagement device is a device that fixes the ring gear RI to the case CS by meshing the meshing portion on the case CS side and the meshing portion on the ring gear RI side, and is hydraulic in order to maintain the engaged state. And a device that does not require an engaging force such as electromagnetic force. As such a meshing engagement device, for example, a mechanism similar to a parking lock mechanism of an automatic transmission, a dog clutch, or the like is preferably used. As will be described later, the brake device B is engaged when the vehicle 3 moves forward, and is released when the vehicle 3 moves backward. Therefore, switching of the engaged state basically results in the vehicle 3 having a vehicle speed of zero. Only when the forward / reverse switching is performed, it is not necessary to switch the engagement state while the vehicle 3 is traveling. Therefore, there is no particular inconvenience even if a meshing engagement device is used as the brake device B.
第一ワンウェイクラッチF1は、入力部材Iが第一サンギヤS1に対して正方向に相対回転することを制限すると共に負方向に相対回転することを許容するように、入力部材Iと第一サンギヤS1との間に設けられている。第二ワンウェイクラッチF2は、入力部材Iが第二サンギヤS2に対して負方向に相対回転することを制限すると共に正方向に相対回転することを許容するように、入力部材Iと第二サンギヤS2との間に設けられている。これにより、図5に実線矢印で示すように、回転電機MGが正方向(前進方向)に回転しつつ正方向のトルクTMを出力した場合には、入力部材Iが第一サンギヤS1に対して正方向に相対回転しようとして第一ワンウェイクラッチF1が係合状態となり、回転電機MG及び入力部材Iは第一サンギヤS1と一体回転するように駆動連結される。このとき、回転電機MG及び入力部材Iの回転速度は第二サンギヤS2の回転速度よりも高くなる(正側となる)ため、第二ワンウェイクラッチF2は解放状態となる。一方、図5に破線矢印で示すように、回転電機MGが正方向に回転しつつ負方向(後進方向)のトルクTMを出力した場合には、入力部材Iが第二サンギヤS2に対して負方向に相対回転しようとして第二ワンウェイクラッチF2が係合状態となり、回転電機MG及び入力部材Iは第二サンギヤS2と一体回転するように駆動連結される。このとき、回転電機MG及び入力部材Iの回転速度は第一サンギヤS1の回転速度よりも低くなる(負側となる)ため、第一ワンウェイクラッチF1は解放状態となる。これらのワンウェイクラッチとしては、例えば、ローラ型やスプラグ型等の公知の各種形式のものを用いることができる。 The first one-way clutch F1 restricts the input member I from rotating in the positive direction relative to the first sun gear S1 and allows the input member I and the first sun gear S1 to rotate in the negative direction. Between. The second one-way clutch F2 restricts the input member I from rotating relative to the second sun gear S2 in the negative direction and allows the input member I and the second sun gear S2 to rotate relative to the positive direction. Between. Thereby, as shown by the solid line arrow in FIG. 5, when the rotary electric machine MG rotates in the forward direction (forward direction) and outputs the torque TM in the forward direction, the input member I is applied to the first sun gear S1. The first one-way clutch F1 is engaged in an attempt to make a relative rotation in the forward direction, and the rotating electrical machine MG and the input member I are drivingly coupled so as to rotate integrally with the first sun gear S1. At this time, the rotational speeds of the rotating electrical machine MG and the input member I are higher than the rotational speed of the second sun gear S2 (on the positive side), so the second one-way clutch F2 is in the released state. On the other hand, as indicated by a broken line arrow in FIG. 5, when the rotary electric machine MG rotates in the positive direction and outputs the torque TM in the negative direction (reverse direction), the input member I is negative with respect to the second sun gear S2. The second one-way clutch F2 is engaged so as to rotate relative to the direction, and the rotating electrical machine MG and the input member I are drivingly connected so as to rotate integrally with the second sun gear S2. At this time, since the rotational speeds of the rotating electrical machine MG and the input member I are lower than the rotational speed of the first sun gear S1 (become negative), the first one-way clutch F1 is in the released state. As these one-way clutches, for example, various known types such as a roller type and a sprag type can be used.
後で詳しく説明するように、車両3の前進時にはブレーキ装置Bが係合状態とされる。この状態で回転電機MGが正方向のトルクを出力すると、第一ワンウェイクラッチF1が係合状態となって回転電機MGの正方向のトルクが出力部材Oに伝達され、第二駆動輪W2が正方向(前進方向)に駆動される前進駆動モードとなる。また、この状態から回転電機MGが負方向のトルクを出力すると、第二ワンウェイクラッチF2が係合状態となって回転電機MGの負方向のトルクが出力部材Oを介して第二駆動輪W2に伝達される回生モードとなる。従って、この車両用駆動装置1によれば、出力部材Oが正方向に回転している状態、すなわち車両3の前進状態において、回転電機MGのトルクの方向を切り替えるだけで前進駆動モードと回生モードとを切り替えることができる。なお、本実施形態では、第一駆動装置2により車両3が前進駆動される状態で、回転電機MGがトルクを出力しなければ従動前進モードとなる。
As will be described in detail later, the brake device B is engaged when the vehicle 3 moves forward. When the rotating electrical machine MG outputs a positive torque in this state, the first one-way clutch F1 is engaged and the positive torque of the rotating electrical machine MG is transmitted to the output member O, so that the second drive wheel W2 is positive. The forward drive mode is driven in the direction (forward direction). Further, when the rotating electrical machine MG outputs a negative torque from this state, the second one-way clutch F2 is engaged and the negative torque of the rotating electrical machine MG is applied to the second drive wheel W2 via the output member O. Regenerative mode is transmitted. Therefore, according to the
以上のような車両用駆動装置1の構成によれば、前進駆動モードにおいて回転電機MGから第二駆動輪W2までの駆動力の伝達を行うためのギヤの噛み合い箇所は、第一サンギヤS1と第一ピニオンギヤP1との間及び第二ピニオンギヤP2とリングギヤRIとの間の2箇所である。また、回生モードにおいて回転電機MGから第二駆動輪W2までの駆動力の伝達を行うためのギヤの噛み合い箇所は、第二サンギヤS2と第二ピニオンギヤP2との間及び第二ピニオンギヤP2とリングギヤRIとの間の2箇所である。従って、本実施形態に係る車両用駆動装置1では、前進駆動モード及び回生モードのいずれにおいても回転電機MGから第二駆動輪W2までのギヤの噛み合い箇所が2箇所に抑えられており、ギヤの噛み合い箇所における駆動力損失を比較的少なく抑えることができる。
According to the configuration of the
ところで、上記のような第一ワンウェイクラッチF1及び第二ワンウェイクラッチF2の構成では、入力部材Iは、第一サンギヤS1よりも正側であって第二サンギヤS2よりも負側の回転速度となることはできない。そのため、ブレーキ装置Bが係合状態とされたままでは、入力部材Iは負方向に回転することができず、出力部材O及び第二駆動輪W2も負方向に回転することが規制され、車両3が後進することができない。これを利用すれば、坂道発進等を行う際に車両3が後退することを防止する、いわゆるヒルホールド機能を、回転電機MGの出力を用いることなく容易に実現することができる。一方、車両3が後進する際には、ブレーキ装置Bを解放状態として差動歯車装置DGのリングギヤRIをケースCSから分離する。これにより、出力部材O及び第二駆動輪W2が負方向に回転することが許容され、車両3を後進させることが可能となる。このとき、回転電機MGに負方向のトルクを出力させれば後進駆動モードとなり、第一駆動装置2により車両3が後進駆動される状態で、回転電機MGがトルクを出力しなければ従動後進モードとなる。
By the way, in the configuration of the first one-way clutch F1 and the second one-way clutch F2 as described above, the input member I has a rotational speed that is more positive than the first sun gear S1 and more negative than the second sun gear S2. It is not possible. Therefore, the input member I cannot rotate in the negative direction while the brake device B remains engaged, and the output member O and the second drive wheel W2 are also restricted from rotating in the negative direction. 3 can not go backwards. By utilizing this, a so-called hill hold function that prevents the vehicle 3 from moving backward when starting on a slope or the like can be easily realized without using the output of the rotating electrical machine MG. On the other hand, when the vehicle 3 moves backward, the brake device B is released and the ring gear RI of the differential gear device DG is separated from the case CS. Thereby, the output member O and the second drive wheel W2 are allowed to rotate in the negative direction, and the vehicle 3 can be moved backward. At this time, if the rotating electrical machine MG outputs torque in the negative direction, the reverse drive mode is set. If the vehicle 3 is driven backward by the
1−2.車両用駆動装置の制御システムの構成
次に、車両用駆動装置1の制御システムの構成について説明する。この制御システムは、右側駆動装置1R及び左側駆動装置1Lの双方を統合制御するように構成されている。そのため、図3に示すように、この制御システムは、右側駆動装置1Rが備える右側回転電機MGR及び左側駆動装置1Lが備える左側回転電機MGLの双方を制御すると共に、右側駆動装置1Rが備える右側ブレーキ装置BR及び左側駆動装置1Lが備える左側ブレーキ装置BLの双方を制御するように構成されている。ここでは、制御システムは、車両用駆動装置1を制御するための主制御ユニット31を備えている。主制御ユニット31は、第一駆動装置制御ユニット32、右側回転電機制御ユニット33、左側回転電機制御ユニット34、及びブレーキ制御ユニット35との間で、相互に情報伝達が可能な状態で接続されている。
1-2. Next, the configuration of the control system of the
第一駆動装置制御ユニット32は、第一駆動装置2を制御するユニットであり、第一駆動装置2が備えるエンジン21及びトランスアクスルユニット22の制御を行う。具体的には、第一駆動装置制御ユニット32は、エンジン21が所望の回転速度やトルクを出力するように制御し、或いはトランスアクスルユニット22に備えられる変速装置の変速比を適切に切り替える制御等を行う。右側回転電機制御ユニット33は、右側用インバータ36を制御することにより、右側回転電機MGRが所望の回転速度やトルクを出力するように制御する。左側回転電機制御ユニット34は、左側用インバータ37を制御することにより、左側回転電機MGLが所望の回転速度やトルクを出力するように制御する。ブレーキ制御ユニット35は、右側駆動装置1Rが備える右側ブレーキ装置BR及び左側駆動装置1Lが備える左側ブレーキ装置BLの係合状態を切り替えるための切替機構を備えており、主制御ユニット31からの制御指令に基づいて右側ブレーキ装置BR及び左側ブレーキ装置BLの係合又は解放を制御する。
The first drive
右側回転電機MGRは右側用インバータ36を介して、左側回転電機MGLは左側用インバータ37を介して、それぞれバッテリ38に電気的に接続されている。そして、右側回転電機MGR及び左側回転電機MGLは、それぞれ電力の供給を受けて動力を発生するモータ(電動機)としての機能と、動力の供給を受けて電力を発生するジェネレータ(発電機)としての機能とを果すことが可能とされている。後述するように、右側回転電機MGR及び左側回転電機MGLは、それぞれ回転方向とトルクの向きとの関係に応じてモータ又はジェネレータとして機能する。そして、右側回転電機MGR及び左側回転電機MGLは、ジェネレータとして機能する場合には、発電した電力をバッテリ38に供給して充電する。また、右側回転電機MGR及び左側回転電機MGLは、モータとして機能する場合には、バッテリ38に充電された電力の供給を受けて力行する。そして、右側回転電機MGRの動作制御は、主制御ユニット31からの制御指令に従って右側回転電機制御ユニット33及び右側用インバータ36を介して行われ、左側回転電機MGLの動作制御は、主制御ユニット31からの制御指令に従って左側回転電機制御ユニット34及び左側用インバータ37を介して行われる。なお、バッテリ38は、蓄電装置の一例であり、キャパシタなどの他の蓄電装置を用い、或いは複数種類の蓄電装置を組み合わせて利用することも可能である。
The right rotating electrical machine MGR is electrically connected to the
ところで、一般的に、回転電機MGは、回転速度が高くなるに従ってコイルに発生する誘起電圧が高くなる。そして、この誘起電圧が高くなると、電源電圧だけではコイルに必要な電圧を流すことができなくなり、回転電機MGを適切に制御することができなくなる。そこで、回転電機MGの界磁磁束を弱める弱め界磁制御を行い、或いは電源電圧を昇圧する昇圧装置を設けることも可能であるが、いずれにしても回転電機MGはある一定の回転速度以上ではトルクを出力することができない。そこで、本実施形態でも、主制御ユニット31は、回転電機MG(右側回転電機MGR及び左側回転電機MGL)が所定の駆動上限回転速度以下でトルクを出力し、当該駆動上限回転速度より大きい速度域では回転電機MGがトルクを出力しないように制御する。具体的には、主制御ユニット31は、駆動上限回転速度以下の回転速度域では回転電機MGに所望のトルクを出力させるように制御し、駆動上限回転速度より高い回転速度域では回転電機MGのロータRoを空転させるように制御する。言い換えれば、回転電機MGは、所定の駆動上限回転速度以下でトルクを出力可能であって、駆動上限回転速度より高い回転速度ではトルクを出力しないように構成されている。これにより、回転電機MGの過回転が抑制される。
By the way, generally, in the rotating electrical machine MG, the induced voltage generated in the coil increases as the rotational speed increases. When the induced voltage becomes high, it becomes impossible to flow a necessary voltage to the coil with only the power supply voltage, and the rotating electrical machine MG cannot be controlled appropriately. Therefore, it is possible to perform field-weakening control that weakens the field magnetic flux of the rotating electrical machine MG, or to provide a boosting device that boosts the power supply voltage, but in any case, the rotating electrical machine MG does not generate torque at a certain rotational speed or higher. Cannot output. Therefore, also in the present embodiment, the
また、主制御ユニット31は、車両用駆動装置1が搭載される車両3の各部の情報を取得するために、車両3の各部に設けられたセンサ等からの情報を取得可能に構成されている。図示の例では、主制御ユニット31は、右側回転電機回転センサSe1、左側回転電機回転センサSe2、車速センサSe3、バッテリ状態検出センサSe4、アクセル操作検出センサSe5、ブレーキ操作検出センサSe6、及びシフト位置検出センサSe7からの情報を取得可能に構成されている。右側回転電機回転センサSe1及び左側回転電機回転センサSe2は、それぞれ右側回転電機MGR及び左側回転電機MGLの回転速度を検出するセンサである。車速センサSe3は、第一駆動輪W1等の車輪や当該車輪と比例する速度で回転する部材の回転速度を検出することにより車速を検出するセンサである。バッテリ状態検出センサSe4は、バッテリ38の充電量等の状態を検出するためのセンサであり、例えば電圧センサや電流センサ等により構成される。アクセル操作検出センサSe5は、アクセルペダル46の操作量を検出するためのセンサである。ブレーキ操作検出センサSe6は、図示しないホイールブレーキに連動するブレーキペダル47の操作量を検出するためのセンサである。シフト位置検出センサSe7は、車両3のシフトレバー48の選択位置を検出するためのセンサである。
The
主制御ユニット31は、各センサSe1〜Se7で取得される情報を用いて適切な動作モードの選択を行う。そして、主制御ユニット31は、右側回転電機制御ユニット33及び左側回転電機制御ユニット34を介して右側回転電機MGR及び左側回転電機MGLの駆動状態を制御し、或いはブレーキ制御ユニット35を介して右側ブレーキ装置BR及び左側ブレーキ装置BLの係合状態を制御することにより、選択された動作モードで動作するように右側駆動装置1R及び左側駆動装置1Lを制御する。また、主制御ユニット31は、第一駆動装置制御ユニット32を介して第一駆動装置2の動作状態と右側駆動装置1R及び左側駆動装置1Lの動作状態とを協調制御することにより、選択された動作モードに応じて適切な走行が行われるように車両3の走行状態を制御する。
The
本実施形態では、主制御ユニット31は、車両用駆動装置1に関する各種制御を実行するための機能部として、バッテリ状態検出部41、モード選択部42、動作制御部43を備えている。主制御ユニット31が備えるこれらの各機能部は、MPU(Micro Processing Unit)等の演算処理装置を中核部材として、入力されたデータに対して種々の処理を行うための機能部がハードウエア又はソフトウエア(プログラム)或いはその両方により構成されている。また、主制御ユニット31は、記憶部44を備えており、この記憶部44内には、車両の各部の状態に応じて動作モードを決定するために用いられる制御マップ45が格納されている。
In the present embodiment, the
バッテリ状態検出部41は、バッテリ状態検出センサSe4から出力される電圧値や電流値等の情報に基づいて、バッテリ38の充電量等のバッテリ状態を推定して検出する。ここで、バッテリ充電量は、一般にSOC(state of charge:充電状態)と呼ばれるものであり、例えば、バッテリ38の充電容量に対する充電残量の比率として求められる。
The battery
モード選択部42は、車両の各部の状態に応じて制御マップ45に従い適切な動作モードを選択する。本実施形態においては、モード選択部42は、要求駆動力、車速、回転電機MG(右側回転電機MGR及び左側回転電機MGL)の回転速度、バッテリ充電状態、シフトレバー48の選択位置等の車両3の走行条件に応じて、後述する5つの動作モードの中から適切な動作モードを選択する。各動作モードの内容については、後で詳細に説明する。ここで、要求駆動力は、運転者が車両3に対して要求する駆動力(トルク)を表す値であり、アクセル操作検出センサSe5及びブレーキ操作検出センサSe6からの出力に基づいて、モード選択部42が演算して取得する。車速は、車速センサSe3により検出する。なお、モード選択の際に参照される走行条件としては、上記の他にも、回転電機MGの温度、油温、冷却水温度等の各種条件を用いても好適である。
The
動作制御部43は、モード選択部42により選択された動作モードに応じて、右側回転電機MGR及び左側回転電機MGLの駆動状態を制御し、或いは右側ブレーキ装置BR及び左側ブレーキ装置BLの係合状態を制御する。ここでは、右側回転電機MGR及び左側回転電機MGLの駆動状態として、各回転電機MGR、MGLの回転速度及びトルクが制御される。これにより、右側駆動装置1R及び左側駆動装置1Lが、選択された動作モードで適切に動作するように制御する。
The
1−3.車両用駆動装置の動作モード
次に、本実施形態に係る車両用駆動装置1により実現可能な動作モードについて説明する。図4は、各モードでの各係合要素F1、F2、Bの係合状態、及び回転電機MGの動作状態としてのトルクTM及び回転速度RMの向きを示す動作表である。図4において、「○」は各係合要素が係合状態にあることを示し、「×」は各係合要素が解放(係合解除)状態にあることを示し、「△」は各係合要素が係合状態及び解放状態のいずれでも良い状態にあることを示している。また、図4において、「+」は回転電機MGのトルクTM又は回転速度RMが正方向であることを示し、「−」は回転電機MGのトルクTM又は回転速度RMが負方向であることを示し、「無印」は回転電機MGのトルクTM又は回転速度RMの方向がいずれでも良い状態にあることを示している。図4に示すように、本実施形態では、車両用駆動装置1は、「前進駆動」、「従動前進」、「回生」、「後進駆動」、及び「従動後進」の5つのモードを切り替え可能に備えている。
1-3. Operation Mode of Vehicle Drive Device Next, operation modes that can be realized by the
図5及び図6は、車両用駆動装置1が備える差動歯車装置DGの速度線図を示しており、図5は前進駆動モード、従動前進モード、及び回生モードでの速度線図、図6は後進駆動モード及び従動後進モードでの速度線図をそれぞれ示している。これらの速度線図において、縦軸は、各回転要素の回転速度に対応している。すなわち、縦軸に対応して記載している「0」は回転速度がゼロであることを示しており、上側が正、下側が負である。そして、並列配置された複数本の縦線のそれぞれが、差動歯車装置DGの各回転要素、すなわち、第一サンギヤS1、第二サンギヤS2、キャリヤCA、及びリングギヤRIに対応している。また、各回転要素に対応する縦線の間隔は、差動歯車装置DGを構成する第一の遊星歯車機構の歯数比λ1及び第二の遊星歯車機構の歯数比λ2に対応している。図5の下部にはこれらの歯数比λ1、λ2を示している。ここで、各遊星歯車機構の歯数比は、当該遊星歯車機構を構成するサンギヤの歯数とリングギヤの歯数との比(=〔サンギヤの歯数〕/〔リングギヤの歯数〕)である。なお、これらの歯数比λ1、λ2は、回転電機MGや車両3等の特性に応じて適宜設定される。
5 and 6 show velocity diagrams of the differential gear device DG included in the
図5において、直線L1は前進駆動モード、回生モード、及び従動前進モードでの差動歯車装置DGの動作状態を示している。また、図6において、実線の直線L2は後進駆動モードでの差動歯車装置DGの動作状態を示し、破線の直線L3は従動後進モードでの差動歯車装置DGの動作状態を示している。これらの速度線図上において、「○」は回転電機MGの回転速度(MG回転速度RM)、「☆」は出力部材Oの回転速度、「×」はブレーキ装置BによりリングギヤRIがケースCSに固定された状態をそれぞれ示している。また、これらの速度線図における各回転要素の回転速度を示す点に隣接配置された矢印は、各動作モードでの走行時に各回転要素に作用するトルクの向きを示しており、上向き矢印が正方向のトルクを表し、下向き矢印が負方向のトルクを表している。そして、「TM」が付された矢印は回転電機MGから第一サンギヤS1又は第二サンギヤS2に伝達されるMGトルクTM、「TO」が付された矢印は出力部材OからキャリヤCAに伝達される走行トルクTOを示している。なお、図5においては、前進駆動モードと回生モードとを区別するため、回生モードでのMG回転速度RM、MGトルクTM、及び走行トルクTOを破線の「○」又は矢印で示している。また、図6においては、後進駆動モードと従動後進モードを区別するため、従動後進モードでの走行トルクTOを破線の矢印で示している。 In FIG. 5, a straight line L1 indicates the operation state of the differential gear device DG in the forward drive mode, the regeneration mode, and the driven forward mode. In FIG. 6, a solid straight line L2 indicates the operating state of the differential gear device DG in the reverse drive mode, and a broken straight line L3 indicates the operating state of the differential gear device DG in the driven reverse mode. In these speed diagrams, “◯” represents the rotational speed of the rotating electrical machine MG (MG rotational speed RM), “☆” represents the rotational speed of the output member O, and “×” represents the ring gear RI in the case CS by the brake device B. Each of the fixed states is shown. In addition, the arrows arranged adjacent to the points indicating the rotational speeds of the respective rotating elements in these velocity diagrams indicate the directions of torques acting on the respective rotating elements during traveling in the respective operation modes, and the upward arrows are correct. The torque in the direction is represented, and the downward arrow represents the torque in the negative direction. The arrow with “TM” is transmitted from the rotating electrical machine MG to the first sun gear S1 or the second sun gear S2, and the arrow with “TO” is transmitted from the output member O to the carrier CA. The running torque TO is shown. In FIG. 5, the MG rotation speed RM, the MG torque TM, and the traveling torque TO in the regeneration mode are indicated by a broken line “◯” or an arrow in order to distinguish between the forward drive mode and the regeneration mode. In FIG. 6, the traveling torque TO in the driven reverse mode is indicated by a broken-line arrow in order to distinguish the reverse drive mode and the driven reverse mode.
ここで、前進駆動モード及び回生モードは、いずれも車両3が前進している状態で選択されるモードであるが、前進駆動モードでは回転電機MGが正方向のMGトルクTMを出力して正方向に回転する出力部材Oに伝達するのに対して、回生モードでは回転電機MGが負方向のMGトルクTMを出力して正方向に回転する出力部材Oに伝達する。従動前進モードも同じく車両3が前進している状態で選択されるモードであるが、回転電機MGが基本的にトルクを出力せず(MGトルクTM=0)、第一駆動装置2によって第一駆動輪W1が前進駆動される。後進駆動モード及び従動後進モードは、いずれも車両3が後進している状態で選択されるモードであるが、後進駆動モードでは回転電機MGが負方向のMGトルクTMを出力して負方向に回転する出力部材Oに伝達するのに対して、従動後進モードでは回転電機MGは基本的にトルクを出力せず(MGトルクTM=0)、第一駆動装置2によって第一駆動輪W1が後進駆動される。これらの各動作モードは、主制御ユニット31のモード選択部42により選択され、選択されたモードへの切り替えは、主制御ユニット31の動作制御部43からの制御指令に基づいて回転電機MGの動作状態(MGトルクTM及びMG回転速度RM)が制御され、或いはブレーキ装置Bの係合状態が制御されることにより行われる。なお、この際、主制御ユニット31は、第一駆動装置制御ユニット32と連携して、第一駆動装置2と車両用駆動装置1との協調制御を行う。以下、各動作モードでの車両用駆動装置1の動作状態について詳細に説明する。なお本実施形態では、上記のとおり、入力部材Iは回転電機MGのロータRoと一体回転するため、入力部材Iの回転速度はMG回転速度RMと一致する。そこで、以下では入力部材I及び回転電機MGの回転速度を、単に「MG回転速度RM」として説明する。
Here, both the forward drive mode and the regenerative mode are modes that are selected while the vehicle 3 is moving forward. In the forward drive mode, the rotating electrical machine MG outputs the MG torque TM in the positive direction and outputs the positive direction. On the other hand, in the regenerative mode, the rotating electrical machine MG outputs a negative MG torque TM and transmits it to the output member O rotating in the positive direction. The driven forward mode is also a mode that is selected in a state where the vehicle 3 is moving forward, but the rotating electrical machine MG basically does not output torque (MG torque TM = 0), and the
1−4.前進駆動モード
前進駆動モードは、回転電機MGが正方向に回転(MG回転速度RM>0)しつつ正方向のトルクを出力(MGトルクTM>0)することにより第一ワンウェイクラッチF1が係合して入力部材Iと第一サンギヤS1とが駆動連結され、回転電機MGの正方向のトルクが正方向に回転する出力部材Oに伝達されるモードである。この前進駆動モードでは、回転電機MGの回転は減速されて出力部材Oに伝達され、その際の変速比は、後述する回生モードよりも大きく設定されている。よって、この前進駆動モードでは、回転電機MGはモータとして機能し、差動歯車装置DGは回転電機MGの出力トルク(MGトルクTM)を出力部材Oに伝達すると共に回転電機MGの回転速度(MG回転速度RM)を減速して出力部材Oに伝達するための減速装置として機能する。
1-4. Forward drive mode In the forward drive mode, the first one-way clutch F1 is engaged by outputting positive torque (MG torque TM> 0) while the rotating electrical machine MG rotates in the positive direction (MG rotational speed RM> 0). In this mode, the input member I and the first sun gear S1 are drivingly connected, and the torque in the positive direction of the rotating electrical machine MG is transmitted to the output member O that rotates in the positive direction. In this forward drive mode, the rotation of the rotating electrical machine MG is decelerated and transmitted to the output member O, and the gear ratio at that time is set larger than that in the regenerative mode described later. Therefore, in this forward drive mode, the rotating electrical machine MG functions as a motor, and the differential gear device DG transmits the output torque (MG torque TM) of the rotating electrical machine MG to the output member O and the rotational speed (MG) of the rotating electrical machine MG. It functions as a speed reducer for decelerating and transmitting the rotational speed RM) to the output member O.
図4及び図5に示すように、前進駆動モードでは、ブレーキ装置Bは係合状態とされ、MG回転速度RMは正(RM>0)、MGトルクTMは正(TM>0)とされる。MGトルクTMが正となることにより、MG回転速度RMは上昇し、第一サンギヤS1の回転速度と一致してからも更に正方向に上昇しようとする。これにより、入力部材Iが第一サンギヤS1に対して正方向に相対回転しようとし、第一ワンウェイクラッチF1が係合状態となる。図5には、この前進駆動モードでのMG回転速度RMを「RMA」として示している。このとき、第二サンギヤS2の回転速度はMG回転速度RM(RMA)よりも低い(負側にある)。すなわち、入力部材Iは第二サンギヤS2に対して正方向に相対回転する状態となっており、第二ワンウェイクラッチF2は解放状態となる。従って、前進駆動モードでは、回転電機MG及び入力部材Iは、第一ワンウェイクラッチF1を介して第一サンギヤS1と一体回転するように駆動連結された状態となる。 As shown in FIGS. 4 and 5, in the forward drive mode, the brake device B is engaged, the MG rotation speed RM is positive (RM> 0), and the MG torque TM is positive (TM> 0). . When the MG torque TM becomes positive, the MG rotation speed RM increases and tries to increase in the positive direction even after the rotation speed coincides with the rotation speed of the first sun gear S1. Thereby, the input member I tries to rotate relative to the first sun gear S1 in the positive direction, and the first one-way clutch F1 is engaged. FIG. 5 shows the MG rotation speed RM in this forward drive mode as “RMA”. At this time, the rotational speed of the second sun gear S2 is lower than the MG rotational speed RM (RMA) (on the negative side). That is, the input member I is in a state of rotating in the positive direction relative to the second sun gear S2, and the second one-way clutch F2 is in a released state. Therefore, in the forward drive mode, the rotating electrical machine MG and the input member I are in a drive-coupled state so as to rotate integrally with the first sun gear S1 via the first one-way clutch F1.
上記のとおり、差動歯車装置DGの4つの回転要素の回転速度の順は、第一サンギヤS1、第二サンギヤS2、キャリヤCA、リングギヤRIの順となっている。そして、この前進駆動モードでは、第一サンギヤS1に回転電機MG及び入力部材Iが駆動連結され、キャリヤCAに出力部材Oが駆動連結され、リングギヤRIがブレーキ装置BによりケースCSに固定される。従って、回転電機MGの回転速度RM(RMA)が差動歯車装置DGにより減速されると共にトルクTAが増幅されて出力部材Oに伝達される。具体的には、前進駆動モードでは、MG回転速度RMは、λ1/(1+λ1)倍に減速されて出力部材Oに伝達される。従って、MGトルクTMは、(1+λ1)/λ1倍に増幅されて出力部材Oに伝達される。この前進駆動モードでの回転電機MGから出力部材Oまでの変速比は(1+λ1)/λ1である。なお、「λ1」は、第一サンギヤS1、キャリヤCA、及びリングギヤRIにより構成される第一の遊星歯車機構の歯数比λ1である。 As described above, the order of the rotational speeds of the four rotating elements of the differential gear device DG is the order of the first sun gear S1, the second sun gear S2, the carrier CA, and the ring gear RI. In this forward drive mode, the rotary electric machine MG and the input member I are drivingly connected to the first sun gear S1, the output member O is drivingly connected to the carrier CA, and the ring gear RI is fixed to the case CS by the brake device B. Accordingly, the rotational speed RM (RMA) of the rotating electrical machine MG is decelerated by the differential gear device DG, and the torque TA is amplified and transmitted to the output member O. Specifically, in the forward drive mode, the MG rotation speed RM is reduced to λ1 / (1 + λ1) times and transmitted to the output member O. Accordingly, the MG torque TM is amplified by (1 + λ1) / λ1 times and transmitted to the output member O. The gear ratio from the rotating electrical machine MG to the output member O in this forward drive mode is (1 + λ1) / λ1. “Λ1” is the gear ratio λ1 of the first planetary gear mechanism including the first sun gear S1, the carrier CA, and the ring gear RI.
以上に説明したように、前進駆動モードでは、MG回転速度RM(RMA)を減速することによりMGトルクTMを増幅して出力部材O及び第二駆動輪W2に伝達することができる。従って、この前進駆動モードでは、回転電機MGの出力トルクを増幅して第二駆動輪W2に伝達することができ、第二駆動輪W2に伝達可能なトルクの大きさに対して回転電機MGを小型化することが可能となる。 As described above, in the forward drive mode, the MG torque TM can be amplified and transmitted to the output member O and the second drive wheel W2 by decelerating the MG rotation speed RM (RMA). Therefore, in this forward drive mode, the output torque of the rotating electrical machine MG can be amplified and transmitted to the second driving wheel W2, and the rotating electrical machine MG can be transmitted to the magnitude of the torque that can be transmitted to the second driving wheel W2. It becomes possible to reduce the size.
ところで、この前進駆動モードでは、MG回転速度RM(RMA)は減速して出力部材Oに伝達されるので、出力部材O及び第二駆動輪W2の回転速度に対してMG回転速度RM(RMA)は相対的に高くなる。また上記のとおり、回転電機MGは、所定の駆動上限回転速度以下でトルクを出力可能に構成されており、駆動上限回転速度より高い回転速度ではトルクを出力しない。そのため、車両用駆動装置1が前進駆動モードを実行できる車速域は、比較的低車速側に限定されている。すなわち、図7に示すように、この車両用駆動装置1は、第一駆動上限車速VL1以下の車速域では前進駆動モードを実行して回転電機MGにより第二駆動輪W2を駆動可能であるが、第一駆動上限車速VL1より高い車速域では回転電機MGにより第二駆動輪W2を駆動することができない構成となっている。ここで、第一駆動上限車速VL1は、MG回転速度RMが第一ワンウェイクラッチF1を介して出力部材Oに伝達される前進駆動モードにおいて、MG回転速度RMが駆動上限回転速度となる車速である。従って、本実施形態に係る車両3は、第一駆動上限車速VL1より高い車速域では、第一駆動装置2による第一駆動輪W1の駆動のみにより走行する。このとき、車両用駆動装置1は、後述する従動前進モードで動作するように制御される。これにより、回転電機MGの過回転を防止しつつ、回転電機MGの回転速度が駆動上限回転速度より大きくなる車速域でも車両3を走行させることが可能となっている。また、前進駆動モードによる車両3の駆動状態から車両3が減速や制動を行う際には、車両用駆動装置1は、後述する回生モードで動作するように制御される。
By the way, in this forward drive mode, the MG rotational speed RM (RMA) is decelerated and transmitted to the output member O, and therefore the MG rotational speed RM (RMA) with respect to the rotational speed of the output member O and the second drive wheel W2. Is relatively high. Further, as described above, the rotating electrical machine MG is configured to be able to output torque at a predetermined drive upper limit rotational speed or less, and does not output torque at a rotational speed higher than the drive upper limit rotational speed. Therefore, the vehicle speed range in which the
一方、第一駆動上限車速VL1以下の車速域では、車両用駆動装置1を前進駆動モードで駆動することにより、車両3は、第一駆動装置2による第一駆動輪W1の駆動と車両用駆動装置1による第二駆動輪W2の駆動との双方により走行することができる。従って、前進駆動モードは、車速がゼロ以上第一駆動上限車速VL1以下の間で使用される。この車両用駆動装置1は、このように前進駆動モードで動作する車速域を限定することにより、上記のように比較的大きい変速比で回転電機MGの回転を変速(減速)して出力部材Oに伝達する構成とし、回転電機MGの小型化と第二駆動輪W2へ伝達する駆動力の確保とを両立している。なお、このような第一駆動上限車速VL1以下の車速域では、状況に応じて、車両用駆動装置1のみにより車両3を走行させ、或いは第一駆動装置2のみにより車両3を走行させることも可能である。
On the other hand, in the vehicle speed range below the first drive upper limit vehicle speed VL1, by driving the
1−5.従動前進モード
従動前進モードは、第一駆動装置2により第一駆動輪W1を前進方向へ駆動している状態で、車両用駆動装置1において回転電機MGのロータRoを空転させるように制御することにより出力部材Oを空転させ、車両3を第一駆動装置2の駆動力のみにより走行させるモードである。上記のとおり、この従動前進モードは、第一駆動上限車速VL1より高い車速域で実行される。図4に示すように、従動前進モードでは、ブレーキ装置Bは係合状態とされ、MG回転速度RMは正(RM>0)とされる。これにより、従動前進モードでは、車両用駆動装置1の速度線図は図5と同様になる。但し、この従動前進モードでは、回転電機MGは、MG回転速度RMが第一サンギヤS1の回転速度と第二サンギヤS2の回転速度との間の回転速度範囲内となると共に、出力部材Oに伝達されるMGトルクTMが略ゼロ(TM≒0)となるように制御される。この従動前進モードでは、図4に示すように、第一ワンウェイクラッチF1及び第二ワンウェイクラッチF2は、係合状態及び解放状態のいずれでも良い。例えば、MG回転速度RMが前記回転速度範囲の下限である第二サンギヤS2の回転速度と一致し、第二ワンウェイクラッチF2が係合した状態で第二サンギヤS2の回転に従動してロータRoが回転するとともに、ロータRoから第二サンギヤS2へのトルクの伝達が略ゼロとなるように、回転電機MGを制御すると好適である。
1-5. Followed forward mode In the driven forward mode, control is performed so that the rotor Ro of the rotating electrical machine MG is idled in the
1−6.回生モード
回生モードは、回転電機MGが正方向に回転(MG回転速度RM>0)しつつ負方向のトルクを出力(MGトルクTM<0)することにより第二ワンウェイクラッチF2が係合して入力部材Iと第二サンギヤS2とが駆動連結され、回転電機MGの負方向のトルクが正方向に回転する出力部材Oに伝達されるモードである。本実施形態では、この回生モードでも、回転電機MGの回転は減速されて出力部材Oに伝達される構成となっている。よって、この回生モードでは、回転電機MGはジェネレータとして機能し、差動歯車装置DGは回転電機MGの出力トルク(MGトルクTM)を出力部材Oに伝達すると共に回転電機MGの回転速度(MG回転速度RM)を減速して出力部材Oに伝達するための減速装置として機能する。但し、この回生モードでは、回転電機MGの回転が出力部材Oに伝達されるまでの変速比は、前進駆動モードにおける変速比よりも小さく設定されている。
1-6. Regeneration mode In the regeneration mode, the second one-way clutch F2 is engaged by outputting negative torque (MG torque TM <0) while the rotating electrical machine MG rotates in the positive direction (MG rotational speed RM> 0). In this mode, the input member I and the second sun gear S2 are drivingly connected, and the torque in the negative direction of the rotating electrical machine MG is transmitted to the output member O that rotates in the positive direction. In the present embodiment, even in this regeneration mode, the rotation of the rotating electrical machine MG is decelerated and transmitted to the output member O. Therefore, in this regeneration mode, the rotating electrical machine MG functions as a generator, and the differential gear device DG transmits the output torque (MG torque TM) of the rotating electrical machine MG to the output member O and the rotational speed (MG rotation) of the rotating electrical machine MG. It functions as a speed reducing device for decelerating the speed RM) and transmitting it to the output member O. However, in this regeneration mode, the speed ratio until the rotation of the rotating electrical machine MG is transmitted to the output member O is set smaller than the speed ratio in the forward drive mode.
図4及び図5に示すように、回生モードでは、ブレーキ装置Bは係合状態とされ、MG回転速度RMは正(RM>0)、MGトルクTMは負(TM<0)とされる。MGトルクTMが負となることにより、MG回転速度RMは下降し、第二サンギヤS2の回転速度と一致してからも更に負方向に下降しようとする。これにより、入力部材Iが第二サンギヤS2に対して負方向に相対回転しようとし、第二ワンウェイクラッチF2が係合状態となる。図5には、この回生モードでのMG回転速度RMを「RMB」として示している。このとき、第一サンギヤS1の回転速度はMG回転速度RM(RMB)よりも高い(正側にある)。すなわち、入力部材Iは第一サンギヤS1に対して負方向に相対回転する状態となっており、第一ワンウェイクラッチF1は解放状態となる。従って、回生モードでは、図5に破線「○」で示すように、回転電機MG及び入力部材Iは、第二ワンウェイクラッチF2を介して第二サンギヤS2と一体回転するように駆動連結された状態となる。 As shown in FIGS. 4 and 5, in the regeneration mode, the brake device B is engaged, the MG rotation speed RM is positive (RM> 0), and the MG torque TM is negative (TM <0). When the MG torque TM becomes negative, the MG rotation speed RM decreases, and even when it matches the rotation speed of the second sun gear S2, it further attempts to decrease in the negative direction. As a result, the input member I tries to rotate relative to the second sun gear S2 in the negative direction, and the second one-way clutch F2 is engaged. In FIG. 5, the MG rotation speed RM in this regeneration mode is shown as “RMB”. At this time, the rotational speed of the first sun gear S1 is higher than the MG rotational speed RM (RMB) (on the positive side). That is, the input member I is in a state of rotating in the negative direction relative to the first sun gear S1, and the first one-way clutch F1 is in a released state. Accordingly, in the regenerative mode, as indicated by a broken line “◯” in FIG. 5, the rotating electrical machine MG and the input member I are drivingly connected to rotate integrally with the second sun gear S2 via the second one-way clutch F2. It becomes.
上記のとおり、差動歯車装置DGの4つの回転要素の回転速度の順は、第一サンギヤS1、第二サンギヤS2、キャリヤCA、リングギヤRIの順となっている。そして、この回生モードでは、第二サンギヤS2に回転電機MG及び入力部材Iが駆動連結され、キャリヤCAに出力部材Oが駆動連結され、リングギヤRIがブレーキ装置BによりケースCSに固定される。従って、差動歯車装置DGにより、回転電機MGの回転速度RM(RMB)が減速されて出力部材Oに伝達され、出力部材Oの回転速度が増速されて回転電機MGに伝達される。よって、回転電機MGのトルクTAが増幅されて出力部材Oに伝達され、出力部材Oに作用する走行トルクTOが減衰されて回転電機MGに伝達される。具体的には、回生モードでは、MG回転速度RMは、λ2/(1+λ2)倍に減速されて出力部材Oに伝達され、出力部材Oの回転速度は、(1+λ2)/λ2倍に増速されて回転電機MGに伝達される。従って、MGトルクTMは、(1+λ2)/λ2倍に増幅されて出力部材Oに伝達され、走行トルクTOは、λ2/(1+λ2)倍に減衰されて回転電機MGに伝達される。この回生モードでの回転電機MGから出力部材Oまでの変速比は(1+λ2)/λ2である。なお、「λ2」は、第二サンギヤS2、キャリヤCA、及びリングギヤRIにより構成される第二の遊星歯車機構の歯数比λ2であり、第一の遊星歯車機構の歯数比λ1よりも大きく設定されている。 As described above, the order of the rotational speeds of the four rotating elements of the differential gear device DG is the order of the first sun gear S1, the second sun gear S2, the carrier CA, and the ring gear RI. In this regeneration mode, the rotary electric machine MG and the input member I are drivingly connected to the second sun gear S2, the output member O is drivingly connected to the carrier CA, and the ring gear RI is fixed to the case CS by the brake device B. Therefore, the rotational speed RM (RMB) of the rotating electrical machine MG is decelerated and transmitted to the output member O by the differential gear device DG, and the rotational speed of the output member O is increased and transmitted to the rotating electrical machine MG. Therefore, the torque TA of the rotating electrical machine MG is amplified and transmitted to the output member O, and the traveling torque TO acting on the output member O is attenuated and transmitted to the rotating electrical machine MG. Specifically, in the regeneration mode, the MG rotation speed RM is decelerated to λ2 / (1 + λ2) times and transmitted to the output member O, and the rotation speed of the output member O is increased to (1 + λ2) / λ2 times. Is transmitted to the rotating electrical machine MG. Therefore, the MG torque TM is amplified (1 + λ2) / λ2 times and transmitted to the output member O, and the traveling torque TO is attenuated by λ2 / (1 + λ2) times and transmitted to the rotating electrical machine MG. The speed ratio from the rotary electric machine MG to the output member O in this regeneration mode is (1 + λ2) / λ2. “Λ2” is the tooth number ratio λ2 of the second planetary gear mechanism constituted by the second sun gear S2, the carrier CA, and the ring gear RI, and is larger than the tooth number ratio λ1 of the first planetary gear mechanism. It is set.
以上に説明したように、回生モードでは、MG回転速度RM(RMB)が前進駆動モードよりも小さい変速比で変速されて出力部材O及び第二駆動輪W2に伝達される。従って、この回生モードでは、回転電機MGの回転速度RM(RMB)を、前進駆動モードにおける回転電機MGの回転速度RM(RMA)よりも低く抑えることができる。これにより、出力部材Oの回転速度が高くなる高車速域においても、回転電機MGの過回転を抑制しつつ回生制動を行うことが可能となる。 As described above, in the regeneration mode, the MG rotation speed RM (RMB) is shifted at a speed ratio smaller than that in the forward drive mode and transmitted to the output member O and the second drive wheel W2. Therefore, in this regeneration mode, the rotational speed RM (RMB) of the rotating electrical machine MG can be kept lower than the rotational speed RM (RMA) of the rotating electrical machine MG in the forward drive mode. Accordingly, regenerative braking can be performed while suppressing excessive rotation of the rotating electrical machine MG even in a high vehicle speed range where the rotation speed of the output member O is high.
すなわち、この回生モードでは、MG回転速度RM(RMB)は前進駆動モードよりも小さい変速比で変速されて出力部材O及び第二駆動輪W2に伝達されるので、車両用駆動装置1が回生モードを実行できる車速域は、上述した前進駆動モードよりも高い車速域まで広がっている。すなわち、図7に示すように、この車両用駆動装置1は、前進駆動モードの上限となる第一駆動上限車速VL1よりも高い第二駆動上限車速VL2を境界として、当該第二駆動上限車速VL2以下の車速域で回生モードを実行し、回転電機MGにより負方向のトルクTMを出力して回生制動を行うことが可能な構成となっている。すなわち、この回生モードは、車速がゼロ以上第二駆動上限車速VL2以下の間で使用される。ここで、第二駆動上限車速VL2は、MG回転速度RMが第二ワンウェイクラッチF2を介して出力部材Oに伝達される回生モードにおいて、MG回転速度RMが駆動上限回転速度となる車速である。上記のとおり、回転電機MGから出力部材Oまでの変速比は、第二ワンウェイクラッチF2を介して伝達する回生モードの方が、第一ワンウェイクラッチF1を介して伝達する前進駆動モードよりも小さく設定されている。これにより、回生モードの上限となる第二駆動上限車速VL2が、前進駆動モードの上限となる第一駆動上限車速VL1よりも高い速度とされている。従って、前進駆動モードよりも広い車速域で回生モードを実行可能となり、特に高車速域において回転電機MGの過回転を抑制しつつ回生モードを実行することが可能となる。
That is, in this regenerative mode, the MG rotation speed RM (RMB) is shifted at a gear ratio smaller than that in the forward drive mode and transmitted to the output member O and the second drive wheel W2, so that the
なお、第二駆動上限車速VL2より高い車速域では回生モードも実行できない構成となっている。従って、本実施形態に係る車両3は、第二駆動上限車速VL2より高い車速域では、車両用駆動装置1による回生制動を行わず、第一駆動装置2のエンジンブレーキや通常のホイールブレーキによる制動を行う。このとき、車両用駆動装置1は、上述した従動前進モードで動作するように制御される。なお、回生モードから再度車両3が加速を行う際には、そのときの車速に応じて車両用駆動装置1は前進駆動モード又は従動前進モードとなるように制御される。
Note that the regeneration mode cannot be executed in a vehicle speed range higher than the second drive upper limit vehicle speed VL2. Therefore, the vehicle 3 according to the present embodiment does not perform regenerative braking by the
図4及び図5に示すように、前進駆動モードから回生モードへの切り替えは、ブレーキ装置Bを係合状態としたまま、MGトルクTMの方向を正方向から負方向に反転させることにより行うことができる。すなわち、前進駆動モードで走行中に、MGトルクTMの方向を反転させると、図5に示すように、差動歯車装置DGの各回転要素の回転速度はほぼ一定のまま、MG回転速度RMが第一サンギヤS1と同じ回転速度RMAから下降して第二サンギヤS2と同じ回転速度RMBとなる。これにより、第一ワンウェイクラッチF1の係合が解除されて第二ワンウェイクラッチF2が係合状態となり、回転電機MGのロータRoが第二サンギヤS2と一体回転するように駆動連結される。同様に、従動前進モードから回生モードへの切り替えは、ブレーキ装置Bを係合状態としたまま、MGトルクTMが略ゼロの状態から負方向のトルクを出力する状態に変化させることにより行うことができる。一方、回生モードから前進駆動モードへの切り替えは、ブレーキ装置Bを係合状態としたまま、MGトルクTMの方向を負方向から正方向に反転させることにより行うことができる。また、回生モードから従動前進モードへの切り替えは、ブレーキ装置Bを係合状態としたまま、回転電機MGが負方向のトルクを出力する状態からMGトルクTMが略ゼロの状態に変化させることにより行うことができる。従って、この車両用駆動装置1によれば、ブレーキ装置Bを係合状態としたまま、回転電機MGが出力するMGトルクTMを制御するだけで、前進駆動モード、従動前進モード、回生モードの切り替えを自在に行うことができる。また、この際には、回転電機MGのトルクの変化以外には、第一ワンウェイクラッチF1又は第二ワンウェイクラッチF2の係合又は解放が行われるだけであるので、摩擦係合式のクラッチやブレーキ等を用いて差回転を吸収しつつモード切り替えを行う構成に比べて、モード切り替えに際して出力部材O及び第二駆動輪W2に伝達されるショックを低減することが可能となっている。
As shown in FIGS. 4 and 5, switching from the forward drive mode to the regenerative mode is performed by reversing the direction of the MG torque TM from the positive direction to the negative direction while keeping the brake device B engaged. Can do. That is, when the direction of the MG torque TM is reversed during traveling in the forward drive mode, the rotational speed of each rotating element of the differential gear device DG remains substantially constant and the MG rotational speed RM is set as shown in FIG. It descends from the same rotational speed RMA as the first sun gear S1 and becomes the same rotational speed RMB as the second sun gear S2. Thereby, the engagement of the first one-way clutch F1 is released, the second one-way clutch F2 is engaged, and the rotor Ro of the rotating electrical machine MG is drivingly connected so as to rotate integrally with the second sun gear S2. Similarly, switching from the driven forward mode to the regenerative mode can be performed by changing the MG torque TM from a substantially zero state to a negative torque output state while the brake device B is in the engaged state. it can. On the other hand, switching from the regeneration mode to the forward drive mode can be performed by reversing the direction of the MG torque TM from the negative direction to the positive direction while keeping the brake device B in the engaged state. Further, the switching from the regeneration mode to the driven forward mode is performed by changing the state in which the rotating electrical machine MG outputs the torque in the negative direction from the state in which the rotating electrical machine MG is in the engaged state to the state in which the MG torque TM is substantially zero. It can be carried out. Therefore, according to the
また、本実施形態では、上記のような走行中のモード切替に際して、第一ワンウェイクラッチF1又は第二ワンウェイクラッチF2が係合する瞬間に、MGトルクTMを小さくする制御、及び第一ワンウェイクラッチF1又は第二ワンウェイクラッチF2を介して係合される回転要素とMG回転速度RMとの差を小さくする制御の一方又は双方を行う。これにより、モード切り替えに際して出力部材O及び第二駆動輪W2に伝達されるショックを更に低減することができる。 Further, in the present embodiment, at the moment when the first one-way clutch F1 or the second one-way clutch F2 is engaged in the mode switching during traveling as described above, the control for reducing the MG torque TM and the first one-way clutch F1 Alternatively, one or both of the controls for reducing the difference between the rotation element engaged through the second one-way clutch F2 and the MG rotation speed RM are performed. Thereby, the shock transmitted to the output member O and the second drive wheel W2 at the time of mode switching can be further reduced.
以上のとおり、この車両用駆動装置1によれば、前進駆動モードを実行する際にはMGトルクTMを増幅して第二駆動輪W2に伝達できると共に、回生モードによる回生制動を行う際にはMG回転速度RMを低く抑えることができる。従って、第二駆動輪W2に伝達可能なトルクの大きさに対して回転電機MGを小型化しつつ回生制動を行うことが可能な車速域を広く確保することが可能となる。よって、車両用駆動装置1としての効率を向上させることができる。
As described above, according to the
1−7.後進駆動モード
後進駆動モードは、ブレーキ装置Bを解放状態としてリングギヤRIをケースCSから分離すると共に、回転電機MGが負方向に回転(MG回転速度RM<0)しつつ負方向のトルクを出力(MGトルクTM<0)することにより第二ワンウェイクラッチF2が係合して入力部材Iと第二サンギヤS2とが駆動連結され、回転電機MGの負方向のトルクが負方向に回転する出力部材Oに伝達されるモードである。この後進駆動モードでは、回転電機MGはモータとして機能する。この際、差動歯車装置DGは4つの回転要素が一体的に同速で回転する状態となり、回転電機MGの回転は同速のまま出力部材Oに伝達される。
1-7. Reverse drive mode In the reverse drive mode, the brake device B is released and the ring gear RI is separated from the case CS, and the rotating electrical machine MG rotates in the negative direction (MG rotational speed RM <0) and outputs negative torque ( When the MG torque TM <0), the second one-way clutch F2 is engaged, the input member I and the second sun gear S2 are drivingly connected, and the negative direction torque of the rotating electrical machine MG rotates in the negative direction. It is a mode transmitted to. In this reverse drive mode, the rotating electrical machine MG functions as a motor. At this time, in the differential gear device DG, the four rotating elements are integrally rotated at the same speed, and the rotation of the rotating electrical machine MG is transmitted to the output member O at the same speed.
図4及び図6に示すように、後進駆動モードでは、ブレーキ装置Bは解放状態とされ、MG回転速度RMは負(RM<0)、MGトルクTMは負(TM<0)とされる。MGトルクTMが負となることにより、MG回転速度RMは下降し、入力部材Iが第二サンギヤS2に対して負方向に相対回転しようとするので、第二ワンウェイクラッチF2が係合状態となる。このとき、出力部材Oには正方向の走行トルクTOが作用する。従って、MGトルクTM及び走行トルクTOの反力として負方向のトルクが第一サンギヤS1に作用し、第一サンギヤS1の回転速度は下降しようとする。これにより、入力部材Iが第一サンギヤS1に対して正方向に相対回転しようとし、第一ワンウェイクラッチF1が係合状態となる。以上により、後進駆動モードでは、第一ワンウェイクラッチF1及び第二ワンウェイクラッチF2の双方が係合状態となり、入力部材Iは第一サンギヤS1及び第二サンギヤS2の双方と一体回転するように駆動連結された状態となる。よって、差動歯車装置DGは全体が入力部材Iと同速で一体的に回転する状態となる。図6には、この後進駆動モードでのMG回転速度RMを「RMC」として示している。 As shown in FIGS. 4 and 6, in the reverse drive mode, the brake device B is released, the MG rotation speed RM is negative (RM <0), and the MG torque TM is negative (TM <0). When the MG torque TM becomes negative, the MG rotation speed RM decreases and the input member I attempts to rotate in the negative direction relative to the second sun gear S2, so that the second one-way clutch F2 is engaged. . At this time, the traveling torque TO in the positive direction acts on the output member O. Therefore, a negative torque acts on the first sun gear S1 as a reaction force of the MG torque TM and the running torque TO, and the rotational speed of the first sun gear S1 tends to decrease. Thereby, the input member I tries to rotate relative to the first sun gear S1 in the positive direction, and the first one-way clutch F1 is engaged. As described above, in the reverse drive mode, both the first one-way clutch F1 and the second one-way clutch F2 are engaged, and the input member I is drivingly connected so as to rotate integrally with both the first sun gear S1 and the second sun gear S2. It will be in the state. Accordingly, the entire differential gear device DG is integrally rotated at the same speed as the input member I. In FIG. 6, the MG rotation speed RM in the reverse drive mode is indicated as “RMC”.
上記のとおり、第一ワンウェイクラッチF1及び第二ワンウェイクラッチF2の作用により、入力部材Iは、第一サンギヤS1よりも正側であって第二サンギヤS2よりも負側の回転速度となることはできない。そのため、ブレーキ装置Bが係合状態とされたままでは、入力部材Iは負方向に回転することができず、出力部材O及び第二駆動輪W2も負方向に回転することが規制され、車両3が後進することができない。しかし、この後進駆動モードでは、ブレーキ装置Bを解放状態として差動歯車装置DGのリングギヤRIをケースCSから分離する。これにより、出力部材O及び第二駆動輪W2が負方向に回転することが許容され、車両3を後進させることが可能となる。更に、後進駆動モードでは、回転電機MGに負方向のMGトルクTMを出力させることにより、MGトルクTM及びMG回転速度RMを出力部材O及び第二駆動輪W2に伝達して車両用駆動装置1により車両3を駆動することができる。従って、第一駆動装置2を用いることなく車両3を後進させ、或いは第一駆動装置2と協働して車両3を後進させることができる。なお、本実施形態に係る車両3は、後述する従動後進モードによる後進も可能に構成されている。
As described above, due to the action of the first one-way clutch F1 and the second one-way clutch F2, the input member I has a rotational speed that is more positive than the first sun gear S1 and more negative than the second sun gear S2. Can not. Therefore, the input member I cannot rotate in the negative direction while the brake device B remains engaged, and the output member O and the second drive wheel W2 are also restricted from rotating in the negative direction. 3 can not go backwards. However, in this reverse drive mode, the brake device B is released and the ring gear RI of the differential gear device DG is separated from the case CS. Thereby, the output member O and the second drive wheel W2 are allowed to rotate in the negative direction, and the vehicle 3 can be moved backward. Furthermore, in the reverse drive mode, the MG torque TM and the MG rotation speed RM are transmitted to the output member O and the second drive wheel W2 by causing the rotary electric machine MG to output the MG torque TM in the negative direction, thereby driving the
1−8.従動後進モード
従動後進モードは、車両用駆動装置1においてブレーキ装置Bを解放状態としてリングギヤRIをケースCSから分離することにより車両3が後進することを許容する状態とすると共に、第一駆動装置2により第一駆動輪W1を後進方向へ駆動し、車両3を第一駆動装置2の駆動力のみにより走行させるモードである。図4に示すように、従動後進モードでは、ブレーキ装置Bは係合状態とされるが、第一ワンウェイクラッチF1及び第二ワンウェイクラッチF2は、係合状態及び解放状態のいずれでも良い。図6に破線の直線L3として示す差動歯車装置DGの速度線図は、この従動後進モードでの差動歯車装置DGの状態の一例を示している。この図に示すように、従動後進モードでは、出力部材Oが駆動連結されるキャリヤCAの回転速度が車速に応じて定まるが、他の回転要素の回転速度については、第一サンギヤS1の回転速度が第二サンギヤS2の回転速度よりも高い(正側にある)範囲内で任意の状態を取り得る。但し、この従動後進モードでは、回転電機MGによる電力消費を抑制するために、回転電機MGは、MG回転速度RMが略ゼロ(RM≒0)となると共に、MGトルクTMが略ゼロ(TM≒0)となるように制御されると好適である。この場合、入力部材Iの回転速度もゼロとなるため、第一ワンウェイクラッチF1及び第二ワンウェイクラッチF2の双方が係合状態とならないように、第一サンギヤS1の回転速度はゼロ以上、第二サンギヤS2の回転速度はゼロ以下となる。
1-8. Driven Reverse Mode The driven reverse mode is a state in which the vehicle 3 is allowed to move backward by separating the ring gear RI from the case CS with the brake device B released in the
以上のとおり、本実施形態に係る車両用駆動装置1では、車両3が後進する際に選択される後進駆動モード及び従動後進モードのいずれについても、ブレーキ装置Bを解放状態としてリングギヤRIをケースCSから分離する構成となっている。そして、これら後進駆動モードと従動後進モードとの切り替えは、回転電機MGの動作状態(ここではMG回転速度RM及びMGトルクTM)を変化させるのみで行うことができる。また上記のとおり、車両3が前進する際に選択される前進駆動モードと従動前進モードと回生モードとの間の切り替えは、2つのワンウェイクラッチF1、F2の作用によって回転電機MGの動作状態(ここではMGトルクTM)を変化させるのみで行うことができる。更に、車両3が前進する際のモードと車両3が後進する際のモードとの切り替えは、ブレーキ装置Bの係合状態を切り替えると共に、必要に応じて回転電機MGの動作状態(ここではMGトルクTM)を変化させるのみで行うことができる。本実施形態では、ブレーキ装置Bに噛み合い式係合装置を用いているため、前進と後進の切り替えもブレーキ装置Bの係合状態を切り替える機械的な機構を動作させるだけで行うことができる。従って、この車両用駆動装置1は、油圧クラッチ等の油圧式係合装置や電磁クラッチ等の電磁式係合装置を全く用いることなくモード切替を行うことが可能に構成されている。そのため、油圧クラッチ等の油圧式係合装置を用いる場合に必要となる油圧ポンプや油圧制御装置等が不要となり、或いは、電磁クラッチ等の電磁式係合装置を用いる場合に必要となる制御装置等が不要となる。よって、油圧ポンプ等を備えることによる駆動力損失を抑制し、軽量かつ安価な車両用駆動装置1を実現することが容易な構成となっている。
As described above, in the
2.第二の実施形態
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。図8は、本実施形態に係る車両用駆動装置1の構成を示すスケルトン図であるが、第一出力部材O1及び第二出力部材O2のそれぞれの軸に対称な下半分の構成を省略して示している。この車両用駆動装置1は、差動歯車装置DGが3つの回転要素を備える構成となっている点、及び差動歯車装置DGの出力回転が伝達される第一出力部材O1がカウンタ減速機構CGを介して第二出力部材O2に伝達される構成となっている点で、上記第一の実施形態と相違している。また、この車両用駆動装置1は、差動歯車装置DGが3つしか回転要素を備えていないことに起因して、第二出力部材O2が駆動連結される中間回転要素EMが第二回転要素EMと共通とされている点でも、上記第一の実施形態と相違している。以下では、本実施形態に係る車両用駆動装置1について、上記第一の実施形態との相違点を中心として説明することとし、特に説明しない点については、上記第一の実施形態と同様とする。なお、本実施形態に係る車両3の構成及び車両用駆動装置1の制御システムの構成は、上記第一の実施形態に係る構成と同様とし、本実施形態の説明においても図2及び図3を適宜参照する。
2. Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 8 is a skeleton diagram showing the configuration of the
2−1.車両用駆動装置の機械的構成
まず、本実施形態に係る車両用駆動装置1の機械的構成について説明する。図8に示すように、本実施形態においては、差動歯車装置DGは3つの回転要素を備えている。ここでは、差動歯車装置DGは、1組のシングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。具体的には、この差動歯車装置DGは、サンギヤSと、リングギヤRIと、サンギヤS及びリングギヤRIの双方に噛み合うピニオンギヤPと、当該ピニオンギヤPを支持するキャリヤCAとを備えている。この差動歯車装置DGの3つの回転要素の回転速度の順は、サンギヤS、キャリヤCA、リングギヤRIの順となっている。そして、サンギヤSは、第一ワンウェイクラッチF1を介して入力部材Iに選択的に駆動連結される。キャリヤCAは、第二ワンウェイクラッチF2を介して入力部材Iに選択的に駆動連結される。また、キャリヤCAには、第一出力部材O1が一体回転するように駆動連結されている。この第一出力部材O1には、カウンタ減速機構CGを介して第二出力部材O2が駆動連結される。よって、キャリヤCAは、第一出力部材O1に駆動連結されると共にカウンタ減速機構CGを介して第二出力部材O2に駆動連結される。リングギヤRIは、ブレーキ装置Bを介してケースCSに選択的に固定される。従って、本実施形態では、サンギヤSが本発明における第一回転要素E1に相当し、キャリヤCAが本発明における第二回転要素E2及び中間回転要素EMに相当し、リングギヤRIが本発明における第三回転要素E3に相当する。すなわち、本実施形態では、中間回転要素EMは第二回転要素E2と同じ回転要素で構成されている。そして、回転電機MGのロータRoに駆動連結される入力部材Iは、第一ワンウェイクラッチF1を介して差動歯車装置DGのサンギヤSに選択的に駆動連結されると共に、第二ワンウェイクラッチF2を介して差動歯車装置DGのキャリヤCAに選択的に駆動連結される。
2-1. First, the mechanical configuration of the
第一ワンウェイクラッチF1は、入力部材IがサンギヤSに対して正方向に相対回転することを制限すると共に負方向に相対回転することを許容するように、入力部材IとサンギヤSとの間に設けられている。第二ワンウェイクラッチF2は、入力部材IがキャリヤCAに対して負方向に相対回転することを制限すると共に正方向に相対回転することを許容するように、入力部材IとキャリヤCAとの間に設けられている。これにより、図10に実線矢印で示すように、回転電機MGが正方向(前進方向)に回転しつつ正方向のトルクTMを出力した場合には、入力部材IがサンギヤSに対して正方向に相対回転しようとして第一ワンウェイクラッチF1が係合状態となり、回転電機MG及び入力部材IはサンギヤSと一体回転するように駆動連結される。このとき、回転電機MG及び入力部材Iの回転速度はキャリヤCAの回転速度よりも高くなる(正側となる)ため、第二ワンウェイクラッチF2は解放状態となる。一方、図10に破線矢印で示すように、回転電機MGが正方向に回転しつつ負方向(後進方向)のトルクTMを出力した場合には、入力部材IがキャリヤCAに対して負方向に相対回転しようとして第二ワンウェイクラッチF2が係合状態となり、回転電機MG及び入力部材IはキャリヤCAと一体回転するように駆動連結される。このとき、回転電機MG及び入力部材Iの回転速度はサンギヤSの回転速度よりも低くなる(負側となる)ため、第一ワンウェイクラッチF1は解放状態となる。これらのワンウェイクラッチとしては、例えば、ローラ型やスプラグ型等の公知の各種形式のものを用いることができる。 The first one-way clutch F1 restricts the input member I from rotating relative to the sun gear S in the positive direction and allows the input member I to rotate relative to the negative direction between the input member I and the sun gear S. Is provided. The second one-way clutch F2 restricts the input member I from rotating relative to the carrier CA in the negative direction and allows the input member I to rotate relative to the positive direction between the input member I and the carrier CA. Is provided. Thereby, as indicated by the solid line arrow in FIG. 10, when the rotary electric machine MG rotates in the positive direction (forward direction) and outputs the torque TM in the positive direction, the input member I is in the positive direction with respect to the sun gear S. When the first one-way clutch F1 is engaged, the rotary electric machine MG and the input member I are drivingly coupled so as to rotate integrally with the sun gear S. At this time, since the rotational speeds of the rotating electrical machine MG and the input member I are higher than the rotational speed of the carrier CA (on the positive side), the second one-way clutch F2 is released. On the other hand, as shown by a broken line arrow in FIG. 10, when the rotary electric machine MG rotates in the positive direction and outputs a torque TM in the negative direction (reverse direction), the input member I moves in the negative direction with respect to the carrier CA. The second one-way clutch F2 is engaged so as to be relatively rotated, and the rotating electrical machine MG and the input member I are drivingly connected so as to rotate integrally with the carrier CA. At this time, since the rotational speeds of the rotating electrical machine MG and the input member I are lower than the rotational speed of the sun gear S (become negative), the first one-way clutch F1 is in the released state. As these one-way clutches, for example, various known types such as a roller type and a sprag type can be used.
また、本実施形態では、キャリヤCAと一体回転する第一出力部材O1が、カウンタ減速機構CGを介して第二出力部材O2及び第二駆動輪W2に駆動連結されている。ここで、カウンタ減速機構CGは、第一出力部材O1と一体回転するように駆動連結された第一ギヤG1と、第二出力部材O2と一体回転するように駆動連結された第二ギヤG2とを備えている。そして、第一ギヤG1は、第二ギヤG2よりも小径で歯数も少ない設定とされている。これにより、カウンタ減速機構CGは、キャリヤCA及び第一出力部材O1の回転を減速して第二出力部材O2に伝達する。本実施形態では、第二出力部材O2が第二駆動輪W2と一体回転するように駆動連結されている。従って、本実施形態における第二出力部材O2及び第一出力部材O1の双方が本発明における出力部材Oに相当する。 In the present embodiment, the first output member O1 that rotates integrally with the carrier CA is drivingly connected to the second output member O2 and the second drive wheel W2 via the counter deceleration mechanism CG. Here, the counter deceleration mechanism CG includes a first gear G1 that is drivingly connected to rotate integrally with the first output member O1, and a second gear G2 that is drivingly connected to rotate integrally with the second output member O2. It has. The first gear G1 has a smaller diameter and a smaller number of teeth than the second gear G2. Thereby, the counter deceleration mechanism CG decelerates the rotation of the carrier CA and the first output member O1 and transmits it to the second output member O2. In the present embodiment, the second output member O2 is drive-coupled so as to rotate integrally with the second drive wheel W2. Accordingly, both the second output member O2 and the first output member O1 in the present embodiment correspond to the output member O in the present invention.
このような本実施形態に係る車両用駆動装置1の構成によれば、第二駆動輪W2の回転軸と同軸となる第二出力部材O2に対して径方向に偏心して第一出力部材O1が平行に配置されることになる。これにより、回転電機MG及び差動歯車装置DGも、第二駆動輪W2の回転軸に対して偏心した位置に配置される。このような配置構成は、実際の車両3において第二駆動輪W2に近接する位置に車両用駆動装置1を搭載する際に、第二駆動輪W2を支持するサスペンションアームやナックル等の部材を避けて車両用駆動装置1を配置することが容易となる利点がある。なお、カウンタ減速機構CGを備えない構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。この場合、第一出力部材O1が出力部材Oとして第二駆動輪W2と一体回転するように駆動連結された構成とすることができる。
According to the configuration of the
ところで、上記のような第一ワンウェイクラッチF1及び第二ワンウェイクラッチF2の構成では、入力部材Iは、サンギヤSよりも正側であってキャリヤCAよりも負側の回転速度となることはできない。そのため、本実施形態の構成においても、ブレーキ装置Bが係合状態とされたままでは、入力部材Iは負方向に回転することができず、第二出力部材O2及び第二駆動輪W2も負方向に回転することが規制され、車両3が後進することができない。これを利用すれば、坂道発進等を行う際に車両3が後退することを防止する、いわゆるヒルホールド機能を、回転電機MGの出力を用いることなく容易に実現することができる。一方、車両3が後進する際には、ブレーキ装置Bを解放状態として差動歯車装置DGのリングギヤRIをケースCSから分離する。この点は、上記第一の実施形態と同様である。 Incidentally, in the configuration of the first one-way clutch F1 and the second one-way clutch F2 as described above, the input member I cannot be at a rotational speed that is more positive than the sun gear S and more negative than the carrier CA. Therefore, also in the configuration of the present embodiment, the input member I cannot rotate in the negative direction while the brake device B is in the engaged state, and the second output member O2 and the second drive wheel W2 are also negative. Rotation in the direction is restricted, and the vehicle 3 cannot move backward. By utilizing this, a so-called hill hold function that prevents the vehicle 3 from moving backward when starting on a slope or the like can be easily realized without using the output of the rotating electrical machine MG. On the other hand, when the vehicle 3 moves backward, the brake device B is released and the ring gear RI of the differential gear device DG is separated from the case CS. This point is the same as in the first embodiment.
2−2.車両用駆動装置の動作モード
次に、本実施形態に係る車両用駆動装置1により実現可能な動作モードについて説明する。図9は、本実施形態に係る車両用駆動装置1の各モードでの各係合要素F1、F2、Bの係合状態、及び回転電機MGの動作状態としてのトルクTM及び回転速度RMの向きを示す動作表である。図9の記述方法は図4と同様である。図10及び図11は、車両用駆動装置1が備える差動歯車装置DGの速度線図を示しており、図10は前進駆動モード、従動前進モード、及び回生モードでの速度線図、図11は後進駆動モード及び従動後進モードでの速度線図をそれぞれ示している。これらの速度線図の記述方法は図5及び図6と同様である。本実施形態に係る車両用駆動装置1も、上記第一の実施形態と同様に、「前進駆動」、「従動前進」、「回生」、「後進駆動」、及び「従動後進」の5つのモードを切り替え可能に備えている。以下、各動作モードでの車両用駆動装置1の動作状態について詳細に説明する。
2-2. Operation Mode of Vehicle Drive Device Next, operation modes that can be realized by the
2−3.前進駆動モード
前進駆動モードは、回転電機MGが正方向に回転(MG回転速度RM>0)しつつ正方向のトルクを出力(MGトルクTM>0)することにより第一ワンウェイクラッチF1が係合して入力部材IとサンギヤSとが駆動連結され、回転電機MGの正方向のトルクが正方向に回転する第一出力部材O1及び第二出力部材O2に伝達されるモードである。この前進駆動モードでは、回転電機MGの回転は差動歯車装置DGにより減速されて第一出力部材O1に伝達され、その際の変速比は、後述する回生モードの変速比(=1)よりも大きく設定されている。また、本実施形態では、第一出力部材O1に伝達された回転電機MGの回転は、カウンタ減速機構CGにより更に減速されて第二出力部材O2に伝達される。なお、本願において正方向とは、車両3が前進している状態での各部材の回転方向であるので、互いに反対方向に回転する第一出力部材O1と第二出力部材O2とは、それぞれの正方向も回転方向としては互いに反対となる。
2-3. Forward drive mode In the forward drive mode, the first one-way clutch F1 is engaged by outputting positive torque (MG torque TM> 0) while the rotating electrical machine MG rotates in the positive direction (MG rotational speed RM> 0). In this mode, the input member I and the sun gear S are drivingly connected, and the torque in the positive direction of the rotating electrical machine MG is transmitted to the first output member O1 and the second output member O2 that rotate in the positive direction. In this forward drive mode, the rotation of the rotating electrical machine MG is decelerated by the differential gear device DG and transmitted to the first output member O1, and the speed ratio at that time is higher than the speed ratio (= 1) in the regenerative mode described later. It is set large. In the present embodiment, the rotation of the rotating electrical machine MG transmitted to the first output member O1 is further decelerated by the counter deceleration mechanism CG and transmitted to the second output member O2. In addition, in this application, since the positive direction is the rotation direction of each member in a state where the vehicle 3 is moving forward, the first output member O1 and the second output member O2 rotating in opposite directions are respectively The forward direction is also opposite to the rotational direction.
図9及び図10に示すように、前進駆動モードでは、ブレーキ装置Bは係合状態とされ、MG回転速度RMは正(RM>0)、MGトルクTMは正(TM>0)とされる。MGトルクTMが正となることにより、MG回転速度RMは上昇し、サンギヤSの回転速度と一致してからも更に正方向に上昇しようとする。これにより、入力部材IがサンギヤSに対して正方向に相対回転しようとし、第一ワンウェイクラッチF1が係合状態となる。図10には、この前進駆動モードでのMG回転速度RMを「RMA」として示している。このとき、キャリヤCAの回転速度はMG回転速度RM(RMA)よりも低い(負側にある)。すなわち、入力部材IはキャリヤCAに対して正方向に相対回転する状態となっており、第二ワンウェイクラッチF2は解放状態となる。従って、前進駆動モードでは、回転電機MG及び入力部材Iは、第一ワンウェイクラッチF1を介してサンギヤSと一体回転するように駆動連結された状態となる。 As shown in FIGS. 9 and 10, in the forward drive mode, the brake device B is engaged, the MG rotational speed RM is positive (RM> 0), and the MG torque TM is positive (TM> 0). . When the MG torque TM becomes positive, the MG rotation speed RM increases, and even when it matches the rotation speed of the sun gear S, it tries to increase further in the positive direction. As a result, the input member I tries to rotate relative to the sun gear S in the positive direction, and the first one-way clutch F1 is engaged. In FIG. 10, the MG rotation speed RM in this forward drive mode is shown as “RMA”. At this time, the rotation speed of the carrier CA is lower than the MG rotation speed RM (RMA) (on the negative side). That is, the input member I is in a state of rotating relative to the carrier CA in the positive direction, and the second one-way clutch F2 is in a released state. Accordingly, in the forward drive mode, the rotary electric machine MG and the input member I are in a drivingly connected state so as to rotate integrally with the sun gear S via the first one-way clutch F1.
上記のとおり、差動歯車装置DGの3つの回転要素の回転速度の順は、サンギヤS、キャリヤCA、リングギヤRIの順となっている。そして、この前進駆動モードでは、サンギヤSに回転電機MG及び入力部材Iが駆動連結され、キャリヤCAに第一出力部材O1が駆動連結され、リングギヤRIがブレーキ装置BによりケースCSに固定される。従って、回転電機MGの回転速度RM(RMA)が差動歯車装置DGにより減速されると共にトルクTAが増幅されて第一出力部材O1に伝達される。そして、第一出力部材O1の回転及びトルクは、カウンタ減速機構CGにより更に減速及び増幅されて第二出力部材O2に伝達される。このように、前進駆動モードでは、回転電機MGの出力トルクを増幅して第二駆動輪W2に伝達することができ、第二駆動輪W2に伝達可能なトルクの大きさに対して回転電機MGを小型化することが可能となる。 As described above, the order of the rotational speeds of the three rotating elements of the differential gear device DG is the order of the sun gear S, the carrier CA, and the ring gear RI. In this forward drive mode, the rotating electrical machine MG and the input member I are drivingly connected to the sun gear S, the first output member O1 is drivingly connected to the carrier CA, and the ring gear RI is fixed to the case CS by the brake device B. Accordingly, the rotational speed RM (RMA) of the rotating electrical machine MG is decelerated by the differential gear device DG, and the torque TA is amplified and transmitted to the first output member O1. The rotation and torque of the first output member O1 are further decelerated and amplified by the counter deceleration mechanism CG and transmitted to the second output member O2. Thus, in the forward drive mode, the output torque of the rotary electric machine MG can be amplified and transmitted to the second drive wheel W2, and the rotary electric machine MG can be compared with the magnitude of the torque that can be transmitted to the second drive wheel W2. Can be miniaturized.
本実施形態においても、上記第一の実施形態に係る図7に示すように、車両用駆動装置1が前進駆動モードを実行できる車速域は、MG回転速度RMが所定の駆動上限回転速度以下となる比較的低車速側の所定の車速域に限定されている。そして、この車速域より高い車速域では、車両用駆動装置1は従動前進モードで動作するように制御される。また、前進駆動モードによる車両3の駆動状態から車両3が減速や制動を行う際には、車両用駆動装置1は回生モードで動作するように制御される。この車両用駆動装置1は、このように前進駆動モードで動作する車速域を限定することにより、上記のように比較的大きい変速比で回転電機MGの回転を変速(減速)して第二出力部材O2に伝達する構成とし、回転電機MGの小型化と第二駆動輪W2へ伝達する駆動力の確保とを両立している。
Also in the present embodiment, as shown in FIG. 7 according to the first embodiment, the vehicle speed range in which the
2−4.従動前進モード
従動前進モードは、第一駆動装置2により第一駆動輪W1を前進方向へ駆動している状態で、車両用駆動装置1において回転電機MGのロータRoを空転させるように制御することにより第一出力部材O1及び第二出力部材O2を空転させ、車両3を第一駆動装置2の駆動力のみにより走行させるモードである。この従動前進モードは、前進駆動モードを実行可能な上限の車速より高い車速域で実行される。図9に示すように、従動前進モードでは、ブレーキ装置Bは係合状態とされ、MG回転速度RMは正(RM>0)とされる。これにより、従動前進モードでは、車両用駆動装置1の速度線図は図10と同様になる。但し、この従動前進モードでは、回転電機MGは、MG回転速度RMがサンギヤSの回転速度とキャリヤCAの回転速度との間の回転速度範囲内となると共に、第一出力部材O1及び第二出力部材O2に伝達されるMGトルクTMが略ゼロ(TM≒0)となるように制御される。この従動前進モードでは、図9に示すように、第一ワンウェイクラッチF1及び第二ワンウェイクラッチF2は、係合状態及び解放状態のいずれでも良い。例えば、MG回転速度RMが前記回転速度範囲の下限であるキャリヤCAの回転速度と一致し、第二ワンウェイクラッチF2が係合した状態でキャリヤCAの回転に従動してロータRoが回転するとともに、ロータRoからキャリヤCAへのトルクの伝達が略ゼロとなるように、回転電機MGを制御すると好適である。
2-4. Followed forward mode In the driven forward mode, control is performed so that the rotor Ro of the rotating electrical machine MG is idled in the
2−5.回生モード
回生モードは、回転電機MGが正方向に回転(MG回転速度RM>0)しつつ負方向のトルクを出力(MGトルクTM<0)することにより第二ワンウェイクラッチF2が係合して入力部材IとキャリヤCAとが駆動連結され、回転電機MGの負方向のトルクが正方向に回転する第一出力部材O1及び第二出力部材O2に伝達されるモードである。本実施形態では、この回生モードでは、回転電機MGの回転は差動歯車装置DGにより減速されず、同速(変速比=1)のまま第一出力部材O1に伝達される。但し、第一出力部材O1に伝達された回転電機MGの回転は、カウンタ減速機構CGにより減速されて第二出力部材O2に伝達される。
2-5. Regeneration mode In the regeneration mode, the second one-way clutch F2 is engaged by outputting negative torque (MG torque TM <0) while the rotating electrical machine MG rotates in the positive direction (MG rotational speed RM> 0). In this mode, the input member I and the carrier CA are drivingly connected, and the negative torque of the rotating electrical machine MG is transmitted to the first output member O1 and the second output member O2 that rotate in the positive direction. In the present embodiment, in this regeneration mode, the rotation of the rotating electrical machine MG is not decelerated by the differential gear device DG, but is transmitted to the first output member O1 while maintaining the same speed (gear ratio = 1). However, the rotation of the rotating electrical machine MG transmitted to the first output member O1 is decelerated by the counter deceleration mechanism CG and transmitted to the second output member O2.
図9及び図10に示すように、回生モードでは、ブレーキ装置Bは係合状態とされ、MG回転速度RMは正(RM>0)、MGトルクTMは負(TM<0)とされる。MGトルクTMが負となることにより、MG回転速度RMは下降し、キャリヤCAの回転速度と一致してからも更に負方向に下降しようとする。これにより、入力部材IがキャリヤCAに対して負方向に相対回転しようとし、第二ワンウェイクラッチF2が係合状態となる。図10には、この回生モードでのMG回転速度RMを「RMB」として示している。このとき、サンギヤSの回転速度はMG回転速度RM(RMB)よりも高い(正側にある)。すなわち、入力部材IはサンギヤSに対して負方向に相対回転する状態となっており、第一ワンウェイクラッチF1は解放状態となる。従って、回生モードでは、図10に破線「○」で示すように、回転電機MG及び入力部材Iは、第二ワンウェイクラッチF2を介してキャリヤCAと一体回転するように駆動連結された状態となる。 As shown in FIGS. 9 and 10, in the regeneration mode, the brake device B is engaged, the MG rotation speed RM is positive (RM> 0), and the MG torque TM is negative (TM <0). When the MG torque TM becomes negative, the MG rotation speed RM decreases, and even after it matches the rotation speed of the carrier CA, it tends to decrease further in the negative direction. As a result, the input member I attempts to rotate relative to the carrier CA in the negative direction, and the second one-way clutch F2 is engaged. In FIG. 10, the MG rotation speed RM in this regeneration mode is shown as “RMB”. At this time, the rotational speed of the sun gear S is higher than the MG rotational speed RM (RMB) (on the positive side). That is, the input member I is in a state of rotating relative to the sun gear S in the negative direction, and the first one-way clutch F1 is in a released state. Accordingly, in the regenerative mode, as indicated by a broken line “◯” in FIG. 10, the rotating electrical machine MG and the input member I are drivingly connected so as to rotate integrally with the carrier CA via the second one-way clutch F2. .
上記のとおり、差動歯車装置DGのキャリヤCAは、第一出力部材O1と一体回転するように駆動連結されている。すなわち、この回生モードでは、キャリヤCAに、回転電機MG、入力部材I、及び第一出力部材O1が一体回転するように駆動連結されることになる。従って、MG回転速度RMは差動歯車装置DGにより減速されず、同速のまま第一出力部材O1に伝達され、カウンタ減速機構CGにより減速されて第二出力部材O2に伝達される。一方、第二出力部材O2の回転速度はカウンタ減速機構CGに増速されて第一出力部材O1及び入力部材Iを介して回転電機MGに伝達される。よって、回転電機MGのトルクTAがカウンタ減速機構CGのみにより増幅されて第二出力部材O2に伝達され、第二出力部材O2に作用する走行トルクTOがカウンタ減速機構CGのみにより減衰されて回転電機MGに伝達される。このように、回生モードでは、差動歯車装置DGが減速を行わず、カウンタ減速機構CGのみが減速をおこなうため、回転電機MGの回転が第二出力部材O2に伝達されるまでの変速比は、前進駆動モードよりも小さく設定されている。従って、この回生モードでは、回転電機MGの回転速度RM(RMB)を、前進駆動モードにおける回転電機MGの回転速度RM(RMA)よりも低く抑えることができる。 As described above, the carrier CA of the differential gear device DG is drivingly connected so as to rotate integrally with the first output member O1. That is, in this regeneration mode, the rotating electrical machine MG, the input member I, and the first output member O1 are drivingly connected to the carrier CA so as to rotate integrally. Therefore, the MG rotation speed RM is not decelerated by the differential gear device DG, but is transmitted to the first output member O1 at the same speed, and is decelerated by the counter deceleration mechanism CG and is transmitted to the second output member O2. On the other hand, the rotation speed of the second output member O2 is increased by the counter deceleration mechanism CG and transmitted to the rotating electrical machine MG via the first output member O1 and the input member I. Therefore, the torque TA of the rotating electrical machine MG is amplified only by the counter deceleration mechanism CG and transmitted to the second output member O2, and the traveling torque TO acting on the second output member O2 is attenuated only by the counter deceleration mechanism CG, and the rotating electrical machine It is transmitted to MG. Thus, in the regeneration mode, the differential gear device DG does not decelerate, and only the counter deceleration mechanism CG decelerates, so the speed ratio until the rotation of the rotating electrical machine MG is transmitted to the second output member O2 is It is set smaller than the forward drive mode. Therefore, in this regeneration mode, the rotational speed RM (RMB) of the rotating electrical machine MG can be kept lower than the rotational speed RM (RMA) of the rotating electrical machine MG in the forward drive mode.
これにより、本実施形態においても、上記第一の実施形態に係る図7に示すように、車両用駆動装置1が回生モードを実行できる車速域は、上述した前進駆動モードよりも高い車速域まで広がっている。従って、前進駆動モードよりも広い車速域で回生モードを実行可能となり、特に、第二出力部材O2の回転速度が高くなる高車速域においても、回転電機MGの過回転を抑制しつつ回生モードを実行することが可能となる。
Accordingly, also in the present embodiment, as shown in FIG. 7 according to the first embodiment, the vehicle speed range in which the
図9及び図10に示すように、前進駆動モードから回生モードへの切り替えは、ブレーキ装置Bを係合状態としたまま、MGトルクTMの方向を正方向から負方向に反転させることにより行うことができる。すなわち、前進駆動モードで走行中に、MGトルクTMの方向を反転させると、図10に示すように、差動歯車装置DGの各回転要素の回転速度は一定のまま、MG回転速度RMがサンギヤSと同じ回転速度RMAから下降してキャリヤCAと同じ回転速度RMBとなる。これにより、第一ワンウェイクラッチF1の係合が解除されて第二ワンウェイクラッチF2が係合状態となり、回転電機MGのロータRoがキャリヤCAと一体回転するように駆動連結される。同様に、従動前進モードから回生モードへの切り替えは、ブレーキ装置Bを係合状態としたまま、MGトルクTMが略ゼロの状態から負方向のトルクを出力する状態に変化させることにより行うことができる。一方、回生モードから前進駆動モードへの切り替えは、ブレーキ装置Bを係合状態としたまま、MGトルクTMの方向を負方向から正方向に反転させることにより行うことができる。また、回生モードから従動前進モードへの切り替えは、ブレーキ装置Bを係合状態としたまま、回転電機MGが負方向のトルクを出力する状態からMGトルクTMが略ゼロの状態に変化させることにより行うことができる。従って、この車両用駆動装置1によれば、ブレーキ装置Bを係合状態としたまま、回転電機MGが出力するMGトルクTMを制御するだけで、前進駆動モード、従動前進モード、回生モードの切り替えを自在に行うことができる。本実施形態においても、このような走行中のモード切替に際して、第一ワンウェイクラッチF1又は第二ワンウェイクラッチF2が係合する瞬間に、MGトルクTMを小さくする制御、及び第一ワンウェイクラッチF1又は第二ワンウェイクラッチF2を介して係合される回転要素とMG回転速度RMとの差を小さくする制御の一方又は双方を行うと好適である。
As shown in FIGS. 9 and 10, switching from the forward drive mode to the regeneration mode is performed by reversing the direction of the MG torque TM from the positive direction to the negative direction while keeping the brake device B in the engaged state. Can do. That is, when the direction of the MG torque TM is reversed during traveling in the forward drive mode, the rotational speed of each rotary element of the differential gear device DG remains constant and the MG rotational speed RM is equal to the sun gear as shown in FIG. Lowering from the same rotational speed RMA as S, the rotational speed RMB is the same as that of the carrier CA. As a result, the engagement of the first one-way clutch F1 is released, the second one-way clutch F2 is engaged, and the rotor Ro of the rotating electrical machine MG is drivingly connected so as to rotate integrally with the carrier CA. Similarly, switching from the driven forward mode to the regenerative mode can be performed by changing the MG torque TM from a substantially zero state to a negative torque output state while the brake device B is in the engaged state. it can. On the other hand, switching from the regeneration mode to the forward drive mode can be performed by reversing the direction of the MG torque TM from the negative direction to the positive direction while keeping the brake device B in the engaged state. Further, the switching from the regeneration mode to the driven forward mode is performed by changing the state in which the rotating electrical machine MG outputs the torque in the negative direction from the state in which the rotating electrical machine MG is in the engaged state to the state in which the MG torque TM is substantially zero. It can be carried out. Therefore, according to the
2−6.後進駆動モード
後進駆動モードは、ブレーキ装置Bを解放状態としてリングギヤRIをケースCSから分離すると共に、回転電機MGが負方向に回転(MG回転速度RM<0)しつつ負方向のトルクを出力(MGトルクTM<0)することにより第二ワンウェイクラッチF2が係合して入力部材IとキャリヤCAとが駆動連結され、回転電機MGの負方向のトルクが負方向に回転する第一出力部材O1及び第二出力部材O2に伝達されるモードである。本実施形態では、後進駆動モードにおいて、差動歯車装置DGの全ての回転要素が一体回転する状態とはならず、差動歯車装置DGのキャリヤCAに入力部材I及び第一出力部材O1の双方が一体回転するように駆動連結され、差動歯車装置DGの他の回転要素は自由に回転可能な状態となる点で、上記第一の実施形態とは相違している。
2-6. Reverse drive mode In the reverse drive mode, the brake device B is released and the ring gear RI is separated from the case CS, and the rotating electrical machine MG rotates in the negative direction (MG rotational speed RM <0) and outputs negative torque ( When the MG torque TM <0), the second one-way clutch F2 is engaged, the input member I and the carrier CA are drivingly connected, and the negative output torque of the rotating electrical machine MG rotates in the negative direction. And a mode transmitted to the second output member O2. In the present embodiment, in the reverse drive mode, not all the rotating elements of the differential gear device DG rotate integrally, and both the input member I and the first output member O1 are connected to the carrier CA of the differential gear device DG. Is different from the first embodiment in that the other rotating elements of the differential gear device DG are freely rotatable.
図9及び図11に示すように、後進駆動モードでは、ブレーキ装置Bは解放状態とされ、MG回転速度RMは負(RM<0)、MGトルクTMは負(TM<0)とされる。MGトルクTMが負となることにより、MG回転速度RMは下降し、入力部材IがキャリヤCAに対して負方向に相対回転しようとするので、第二ワンウェイクラッチF2が係合状態となる。これにより、入力部材IとキャリヤCAと第一出力部材O1とが一体回転するように駆動連結される。図11には、この後進駆動モードでのMG回転速度RMを「RMC」として示している。そして、第一ワンウェイクラッチF1が係合状態とならない範囲、すなわちサンギヤSの回転速度がMG回転速度RM(RMC)の回転速度よりも高い(正側にある)範囲内で、差動歯車装置DGのサンギヤS及びリングギヤRIは、いずれも自由に回転可能な状態となる。このとき、図9に示すように、後進駆動モードでは、第一ワンウェイクラッチF1は係合状態及び解放状態のいずれでも良い。すなわち、本実施形態における後進駆動モードでは、差動歯車装置DGのサンギヤS及びリングギヤRIは実質的に機能しない状態となる。 As shown in FIGS. 9 and 11, in the reverse drive mode, the brake device B is released, the MG rotation speed RM is negative (RM <0), and the MG torque TM is negative (TM <0). When the MG torque TM becomes negative, the MG rotation speed RM decreases and the input member I attempts to rotate relative to the carrier CA in the negative direction, so that the second one-way clutch F2 is engaged. As a result, the input member I, the carrier CA, and the first output member O1 are drivingly connected so as to rotate together. In FIG. 11, the MG rotation speed RM in this reverse drive mode is shown as “RMC”. The differential gear unit DG is within a range where the first one-way clutch F1 is not engaged, that is, within a range where the rotational speed of the sun gear S is higher (on the positive side) than the rotational speed of the MG rotational speed RM (RMC). Both the sun gear S and the ring gear RI are freely rotatable. At this time, as shown in FIG. 9, in the reverse drive mode, the first one-way clutch F1 may be in either the engaged state or the released state. That is, in the reverse drive mode in the present embodiment, the sun gear S and the ring gear RI of the differential gear device DG are not substantially functioning.
上記のとおり、第一ワンウェイクラッチF1及び第二ワンウェイクラッチF2の作用により、入力部材Iは、サンギヤSよりも正側であってキャリヤCAよりも負側の回転速度となることはできない。そのため、ブレーキ装置Bが係合状態とされたままでは、入力部材Iは負方向に回転することができず、第二駆動輪W2も負方向に回転することが規制され、車両3が後進することができない。しかし、この後進駆動モードでは、ブレーキ装置Bを解放状態として差動歯車装置DGのリングギヤRIをケースCSから分離する。これにより、第二駆動輪W2が負方向に回転することが許容され、車両3を後進させることが可能となる。更に、後進駆動モードでは、回転電機MGに負方向のMGトルクTMを出力させることにより、MGトルクTM及びMG回転速度RMを、第一出力部材O1及びカウンタ減速機構CGを介して第二出力部材O2及び第二駆動輪W2に伝達し、車両用駆動装置1により車両3を駆動することができる。
As described above, due to the action of the first one-way clutch F <b> 1 and the second one-way clutch F <b> 2, the input member I cannot be at a rotational speed that is more positive than the sun gear S and more negative than the carrier CA. Therefore, the input member I cannot rotate in the negative direction while the brake device B is in the engaged state, the second drive wheel W2 is also restricted from rotating in the negative direction, and the vehicle 3 moves backward. I can't. However, in this reverse drive mode, the brake device B is released and the ring gear RI of the differential gear device DG is separated from the case CS. Accordingly, the second drive wheel W2 is allowed to rotate in the negative direction, and the vehicle 3 can be moved backward. Further, in the reverse drive mode, by causing the rotary electric machine MG to output the MG torque TM in the negative direction, the MG torque TM and the MG rotation speed RM are supplied to the second output member via the first output member O1 and the counter deceleration mechanism CG. The vehicle 3 can be driven by the
2−7.従動後進モード
従動後進モードは、車両用駆動装置1においてブレーキ装置Bを解放状態としてリングギヤRIをケースCSから分離することにより車両3が後進することを許容する状態とすると共に、第一駆動装置2により第一駆動輪W1を後進方向へ駆動し、車両3を第一駆動装置2の駆動力のみにより走行させるモードである。図9に示すように、従動後進モードでは、ブレーキ装置Bは係合状態とされるが、第一ワンウェイクラッチF1及び第二ワンウェイクラッチF2は、係合状態及び解放状態のいずれでも良い。図11に破線の直線L3として示す差動歯車装置DGの速度線図は、この従動後進モードでの差動歯車装置DGの状態の一例を示している。この図に示すように、従動後進モードでは、カウンタ減速機構CG及び第一出力部材O1を介して第二出力部材O2に駆動連結されるキャリヤCAの回転速度が車速に応じて定まるが、他の回転要素の回転速度については、サンギヤSの回転速度がキャリヤCAの回転速度よりも高い(正側にある)範囲内で任意の状態を取り得る。但し、この従動後進モードでは、回転電機MGによる電力消費を抑制するために、回転電機MGは、MG回転速度RMが略ゼロ(RM≒0)となると共に、MGトルクTMが略ゼロ(TM≒0)となるように制御されると好適である。この場合、入力部材Iの回転速度もゼロとなるため、第一ワンウェイクラッチF1及び第二ワンウェイクラッチF2の双方が係合状態とならないように、サンギヤSの回転速度はゼロ以上、キャリヤCAの回転速度はゼロ以下となる。
2-7. Driven Reverse Mode The driven reverse mode is a state in which the vehicle 3 is allowed to move backward by separating the ring gear RI from the case CS with the brake device B released in the
3.その他の実施形態
(1)上記第一の実施形態では、回生モードにおいて回転電機MGの回転が減速されて出力部材Oに伝達される構成を例として説明した。また、上記第二の実施形態では、回生モードにおいて回転電機MGの回転が同速のまま第一出力部材O1(出力部材O)に伝達される構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、回転電機MGの回転が出力部材Oに伝達されるまでの変速比に関して、回生モードでの変速比が前進駆動モードでの変速比よりも小さく設定されていれば、本発明の目的を達成することが可能である。従って、例えば、回生モードにおいて回転電機MGの回転が増速されて出力部材Oに伝達される構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。このような構成は、例えば、差動歯車装置DGが、上記第一の実施形態と同様に、第一ワンウェイクラッチF1を介して入力部材Iに選択的に駆動連結される第一回転要素E1、第二ワンウェイクラッチF2を介して入力部材Iに選択的に駆動連結される第二回転要素E2、非回転部材に固定される第三回転要素E3、及び出力部材Oに駆動連結される中間回転要素EMの4つの回転要素を有する場合において、回転速度の順が、第一回転要素E1、中間回転要素EM、第二回転要素E2、第三回転要素E3の順となるように構成とすることにより実現可能である。
3. Other Embodiments (1) In the first embodiment, the configuration in which the rotation of the rotating electrical machine MG is decelerated and transmitted to the output member O in the regeneration mode has been described as an example. In the second embodiment, the configuration in which the rotation of the rotating electrical machine MG is transmitted to the first output member O1 (output member O) at the same speed in the regeneration mode has been described as an example. However, the embodiment of the present invention is not limited to this. Regarding the speed ratio until the rotation of the rotating electrical machine MG is transmitted to the output member O, the speed ratio in the regenerative mode is the speed ratio in the forward drive mode. If it is set smaller than this, the object of the present invention can be achieved. Therefore, for example, a configuration in which the rotation of the rotating electrical machine MG is accelerated and transmitted to the output member O in the regeneration mode is also one preferred embodiment of the present invention. Such a configuration includes, for example, a first rotating element E1 in which the differential gear device DG is selectively driven and connected to the input member I via the first one-way clutch F1, as in the first embodiment. A second rotating element E2 that is selectively driven and connected to the input member I via the second one-way clutch F2, a third rotating element E3 that is fixed to the non-rotating member, and an intermediate rotating element that is driven and connected to the output member O In the case of having four rotation elements of EM, by configuring the rotation speed in the order of the first rotation element E1, the intermediate rotation element EM, the second rotation element E2, and the third rotation element E3. It is feasible.
(2)上記第一の実施形態では、差動歯車装置DGが4つの回転要素を有すると共に出力部材Oに駆動連結される中間回転要素EMが第二回転要素E2とは別の回転要素により構成されている場合において、中間回転要素EMが、回転速度の順で第二回転要素E2と第三回転要素E3との間に位置する構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではない。よって、差動歯車装置DGが4つの回転要素を有する場合において、中間回転要素EMが、回転速度の順で第一回転要素E1と第二回転要素E2との間に位置する構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。この構成によれば、回生モードにおいて回転電機MGの回転が増速されて中間回転要素EMに伝達される構成とすることができる。また、差動歯車装置DGが5つ以上の回転要素を有する構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。 (2) In the first embodiment, the differential gear device DG has four rotating elements, and the intermediate rotating element EM that is drivingly connected to the output member O is constituted by a rotating element different from the second rotating element E2. In the case where the intermediate rotation element EM is positioned between the second rotation element E2 and the third rotation element E3 in the order of the rotation speed, the configuration has been described as an example. However, the embodiment of the present invention is not limited to this. Therefore, when the differential gear device DG has four rotation elements, the intermediate rotation element EM may be positioned between the first rotation element E1 and the second rotation element E2 in the order of the rotation speed. This is one of the preferred embodiments of the present invention. According to this configuration, the rotation of the rotating electrical machine MG can be increased in the regeneration mode and transmitted to the intermediate rotating element EM. It is also a preferred embodiment of the present invention that the differential gear device DG has a configuration having five or more rotating elements.
(3)上記の各実施形態では、図2に示すように、左右2個の第二駆動輪W2をそれぞれ駆動する2個の車両用駆動装置1が車両3に搭載される構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではない。従って、例えば図12に示すように、左右2個の第二駆動輪W2を1個の車両用駆動装置1により駆動する構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。この場合、車両用駆動装置1は、出力用差動歯車装置11及び駆動軸12を介して2個の第二駆動輪W2と駆動連結される。そして、車両用駆動装置1の回転電機MGのトルクは、出力用差動歯車装置11によって左右2個の第二駆動輪W2に分配され、駆動軸12を介して各第二駆動輪W2に伝達される。また、以上の実施形態では、いずれも第二駆動輪W2が車両3の後輪である場合を例として説明したが、第二駆動輪W2を車両3の前輪とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。この場合、第一駆動装置2により駆動される第一駆動輪W1は車両3の後輪となる。
(3) In each of the above-described embodiments, as shown in FIG. 2, a configuration in which two
(4)上記の各実施形態では、第一駆動装置2が、駆動力源としてのエンジン21とトランスアクスルユニット22とを備える構成である場合を例として説明した。しかし、第一駆動装置2の構成はこれに限定されるものではない。従って、例えば、第一駆動装置2が、駆動力源としてエンジン及び回転電機の2つを備えるハイブリッド駆動装置として構成されていることも、本発明の好適な実施形態の一つである。この場合におけるハイブリッド駆動方式は、パラレル方式、シリーズ方式、シリーズ・パラレル方式、遊星歯車機構を用いたスプリット方式等、各種方式を用いることができる。また、第一駆動装置2が、駆動力源として回転電機を備える電動駆動装置として構成されていることも、本発明の好適な実施形態の一つである。
(4) In each of the above-described embodiments, the case where the
(5)上記の各実施形態では、車両用駆動装置1が、第三回転要素E3としてのリングギヤRIを非回転部材としてのケースCSに対して選択的に固定又は分離する係合装置としてのブレーキ装置Bを備え、車両3が後進する際に、ブレーキ装置Bを解放状態としてリングギヤRIをケースCSから分離する構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、車両用駆動装置1が第三回転要素E3を非回転部材から選択的に分離する係合装置を備えない構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。この場合、車両用駆動装置1の出力部材Oが負方向(後進方向)に回転することは規制される。そこで、車両3の後進時に第二駆動輪W2を後進方向に回転可能とするために、例えば、出力部材Oから第二駆動輪W2までの間の駆動伝達系等にクラッチ等の係合装置を設け、車両3が後進する際に当該係合装置を解放状態とする構成とすると好適である。この場合における係合装置も、上記の実施形態と同様に、噛み合い式係合装置とすると好適である。
(5) In each of the above embodiments, the
(6)上記の各実施形態では、車両用駆動装置1が、前進駆動モード、従動前進モード、回生モード、後進駆動モード、及び従動後進モードの5つのモードを切り替え可能に備える場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、車両用駆動装置1が、これらの中の一部のモードのみを切り替え可能に備える構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。例えば、車両用駆動装置1が、前進駆動モード及び回生モードの2つのモードのみを切り替え可能に備える構成、前進駆動モード、回生モード、及び後進駆動モードの3つのモードを切り替え可能に備える構成、前進駆動モード、従動前進モード、回生モード、及び従動後進モードの4つのモードを切り替え可能に備える構成等としても好適である。
(6) In each of the above-described embodiments, an example is described in which the
(7)上記の各実施形態では、ブレーキ装置Bが噛み合い式係合装置を用いて構成される場合を例として説明した。しかし、発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、ブレーキ装置Bを他の機構により構成することも可能である。例えば、油圧クラッチ等の油圧式係合装置や、電磁クラッチ等の電磁式係合装置を用いてブレーキ装置Bを構成することも、本発明の好適な実施形態の一つである。 (7) In each of the above embodiments, the case where the brake device B is configured using the meshing engagement device has been described as an example. However, the embodiment of the invention is not limited to this, and the brake device B can be configured by another mechanism. For example, configuring the brake device B using a hydraulic engagement device such as a hydraulic clutch or an electromagnetic engagement device such as an electromagnetic clutch is also a preferred embodiment of the present invention.
(8)上記の各実施形態において説明した差動歯車装置DGの構成は単なる例示であり、上記以外の構成によっても本発明の構成を実現することが可能な全ての構成が、本発明の範囲に含まれる。 (8) The configuration of the differential gear device DG described in each of the above embodiments is merely an example, and all configurations capable of realizing the configuration of the present invention by configurations other than those described above are within the scope of the present invention. include.
本発明は、第一駆動輪を第一駆動装置により駆動する車両に搭載され、前記第一駆動輪とは別の第二駆動輪を駆動する第二駆動装置としての車両用駆動装置に好適に利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is suitable for a vehicle drive device as a second drive device that is mounted on a vehicle that drives a first drive wheel by a first drive device and drives a second drive wheel that is different from the first drive wheel. Is available.
1:車両用駆動装置(第二駆動装置)
2:第一駆動装置
3:車両
W1:第一駆動輪
W2:第二駆動輪
MG:回転電機
RO:ロータ
I:入力部材
O:出力部材
DG:差動歯車装置
E1:第一回転要素
E2:第二回転要素
E3:第三回転要素
EM:中間回転要素
F1:第一ワンウェイクラッチ
F2:第二ワンウェイクラッチ
CS:ケース(非回転部材)
B:ブレーキ装置(係合装置)
1: Vehicle drive device (second drive device)
2: First drive device 3: Vehicle W1: First drive wheel W2: Second drive wheel MG: Rotating electric machine RO: Rotor I: Input member O: Output member DG: Differential gear device E1: First rotation element E2: Second rotating element E3: Third rotating element EM: Intermediate rotating element F1: First one-way clutch F2: Second one-way clutch CS: Case (non-rotating member)
B: Brake device (engagement device)
Claims (11)
回転電機と、当該回転電機のロータに駆動連結される入力部材と、前記第二駆動輪に駆動連結される出力部材と、回転速度の順に少なくとも第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素の3つの回転要素を有する差動歯車装置と、第一ワンウェイクラッチと、第二ワンウェイクラッチと、を備え、
前記入力部材は、前記第一ワンウェイクラッチを介して前記第一回転要素に選択的に駆動連結されると共に、前記第二ワンウェイクラッチを介して前記第二回転要素に選択的に駆動連結され、
前記出力部材は、前記差動歯車装置の前記第二回転要素又は他の回転要素であって、回転速度の順で前記第一回転要素と前記第三回転要素との間に位置する中間回転要素に駆動連結され、
前記第三回転要素は非回転部材に固定され、
前記第一ワンウェイクラッチは、前記入力部材が前記第一回転要素に対して正方向に相対回転することを制限すると共に負方向に相対回転することを許容し、前記第二ワンウェイクラッチは、前記入力部材が前記第二回転要素に対して負方向に相対回転することを制限すると共に正方向に相対回転することを許容するように設けられている車両用駆動装置。 A vehicle drive device that is mounted on a vehicle that drives a first drive wheel by a first drive device and that drives a second drive wheel that is different from the first drive wheel,
A rotating electrical machine, an input member drivingly connected to the rotor of the rotating electrical machine, an output member drivingly connected to the second drive wheel, at least a first rotating element, a second rotating element, and a third in the order of rotational speed A differential gear device having three rotating elements, a first one-way clutch, and a second one-way clutch,
The input member is selectively drivingly connected to the first rotating element via the first one-way clutch, and is selectively drivingly connected to the second rotating element via the second one-way clutch,
The output member is the second rotating element or another rotating element of the differential gear device, and is an intermediate rotating element positioned between the first rotating element and the third rotating element in order of rotational speed. Connected to the drive,
The third rotating element is fixed to a non-rotating member;
The first one-way clutch restricts the input member from rotating in the positive direction relative to the first rotating element and allows the input member to rotate in the negative direction. The second one-way clutch A vehicle drive device provided to restrict relative rotation of the member in the negative direction with respect to the second rotation element and allow relative rotation in the positive direction.
前記車両は、前記回転電機の回転速度が前記駆動上限回転速度より大きくなる車速域では、前記第一駆動装置による前記第一駆動輪の駆動のみにより走行する請求項1から3のいずれか一項に記載の車両用駆動装置。 The rotating electrical machine is configured to be capable of outputting torque at a predetermined drive upper limit rotational speed or less,
4. The vehicle according to claim 1, wherein the vehicle travels only by driving the first drive wheel by the first drive device in a vehicle speed range in which the rotation speed of the rotating electrical machine is greater than the drive upper limit rotation speed. The vehicle drive device described in 1.
前記回転電機が正方向に回転しつつ負方向のトルクを出力することにより前記第二ワンウェイクラッチが係合して前記入力部材と前記第二回転要素とが駆動連結され、前記回転電機の負方向のトルクが正方向に回転する前記出力部材に伝達される回生モードと、を切り替え可能に備える請求項1から4のいずれか一項に記載の車両用駆動装置。 When the rotating electrical machine rotates in the forward direction and outputs a torque in the forward direction, the first one-way clutch is engaged and the input member and the first rotating element are drivingly connected, and the forward direction of the rotating electrical machine Forward drive mode in which the torque is transmitted to the output member rotating in the positive direction;
When the rotating electrical machine rotates in the positive direction and outputs a torque in the negative direction, the second one-way clutch is engaged, and the input member and the second rotating element are driven and connected, and the negative direction of the rotating electrical machine The vehicle drive device according to any one of claims 1 to 4, wherein the vehicle drive device includes a regenerative mode in which the torque is transmitted to the output member that rotates in the forward direction.
回転電機と、当該回転電機のロータに駆動連結される入力部材と、前記第二駆動輪に駆動連結される出力部材と、回転速度の順に少なくとも第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素の3つの回転要素を有する差動歯車装置と、第一ワンウェイクラッチと、第二ワンウェイクラッチと、を備え、
前記入力部材は、前記第一ワンウェイクラッチを介して前記第一回転要素に選択的に駆動連結されると共に、前記第二ワンウェイクラッチを介して前記第二回転要素に選択的に駆動連結され、前記第三回転要素は非回転部材に固定され、
前記回転電機が正方向に回転しつつ正方向のトルクを出力することにより前記第一ワンウェイクラッチが係合して前記入力部材と前記第一回転要素とが駆動連結され、前記回転電機の正方向のトルクが正方向に回転する前記出力部材に伝達されると共に前記回転電機の回転が減速されて前記出力部材に伝達される前進駆動モードと、
前記回転電機が正方向に回転しつつ負方向のトルクを出力することにより前記第二ワンウェイクラッチが係合して前記入力部材と前記第二回転要素とが駆動連結され、前記入力部材の負方向のトルクが正方向に回転する前記出力部材に伝達されると共に前記回転電機の回転が前記前進駆動モードよりも小さい変速比で変速され又は同速のまま前記出力部材に伝達される回生モードと、を切り替え可能に備える車両用駆動装置。 A vehicle drive device that is mounted on a vehicle that drives a first drive wheel by a first drive device and that drives a second drive wheel that is different from the first drive wheel,
A rotating electrical machine, an input member drivingly connected to the rotor of the rotating electrical machine, an output member drivingly connected to the second drive wheel, at least a first rotating element, a second rotating element, and a third in the order of rotational speed A differential gear device having three rotating elements, a first one-way clutch, and a second one-way clutch,
The input member is selectively drivingly connected to the first rotating element via the first one-way clutch, and selectively drivingly connected to the second rotating element via the second one-way clutch, The third rotating element is fixed to the non-rotating member;
When the rotating electrical machine rotates in the forward direction and outputs a torque in the forward direction, the first one-way clutch is engaged and the input member and the first rotating element are drivingly connected, and the forward direction of the rotating electrical machine A forward drive mode in which the torque of the rotating electrical machine is transmitted to the output member rotating in the positive direction and the rotation of the rotating electrical machine is decelerated and transmitted to the output member;
When the rotating electrical machine rotates in the positive direction and outputs a torque in the negative direction, the second one-way clutch is engaged to drive-connect the input member and the second rotating element, and the negative direction of the input member And a regenerative mode in which the rotation of the rotating electric machine is shifted at a speed ratio smaller than that in the forward drive mode or transmitted to the output member while maintaining the same speed. The vehicle drive device provided with switchability.
前記車両が後進する際に、前記係合装置を解放状態として前記第三回転要素を非回転部材から分離する請求項8に記載の車両用駆動装置。 An engaging device for selectively fixing or separating the third rotating element with respect to the non-rotating member;
The vehicle drive device according to claim 8, wherein when the vehicle moves backward, the engagement device is released to separate the third rotating element from the non-rotating member.
前記車両は、前記回転電機の回転速度が前記駆動上限回転速度より大きくなる車速域では、前記第一駆動装置による前記第一駆動輪の駆動のみにより走行する請求項8から10のいずれか一項に記載の車両用駆動装置。 The rotating electrical machine is configured to be capable of outputting torque at a predetermined drive upper limit rotational speed or less,
11. The vehicle according to claim 8, wherein the vehicle travels only by driving the first drive wheel by the first drive device in a vehicle speed range where the rotation speed of the rotating electrical machine is greater than the drive upper limit rotation speed. The vehicle drive device described in 1.
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