车辆用驱动装置转让专利

申请号 : CN201380016837.9

文献号 : CN104245456B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 安藤聪筱原势

申请人 : 本田技研工业株式会社

摘要 :

第一变速器(12A)及第二变速器(12B)与对车辆的左车轮进行驱动的第一电动机(2A)和对右车轮进行驱动的第二电动机(2B)连接,在将对第一变速器(12A)及第二变速器(12B)的内齿轮(24A、24B)的旋转进行制动的液压制动器(60A、60B)从接合状态控制成分离状态时,以维持第一电动机(2A)与第二电动机(2B)的转矩差且使第一电动机(2A)与第二电动机(2B)的转矩和接近于零的方式控制第一电动机(2A)和第二电动机(2B)。

权利要求 :

1.一种车辆用驱动装置,其具备左车轮驱动装置、右车轮驱动装置及电动机控制装置,该左车轮驱动装置具有对车辆的左车轮进行驱动的第一电动机和设置在所述第一电动机与所述左车轮的动力传递路径上的第一变速器,该右车轮驱动装置具有对所述车辆的右车轮进行驱动的第二电动机和设置在所述第二电动机与所述右车轮的动力传递路径上的第二变速器,该电动机控制装置对所述第一电动机和所述第二电动机进行控制,所述车辆用驱动装置的特征在于,所述第一及第二变速器分别具有第一至第三旋转要素,

在所述第一变速器的所述第一旋转要素上连接有所述第一电动机,在所述第二变速器的所述第一旋转要素上连接有所述第二电动机,在所述第一变速器的所述第二旋转要素上连接有所述左车轮,

在所述第二变速器的所述第二旋转要素上连接有所述右车轮,

所述第一变速器的所述第三旋转要素与所述第二变速器的所述第三旋转要素相互连结,所述车辆用驱动装置还具备:

旋转限制机构,其能够切换成分离状态或接合状态,且通过形成为接合状态来限制所述第三旋转要素的旋转;以及旋转限制机构控制装置,其控制所述旋转限制机构,

在所述旋转限制机构控制装置将所述旋转限制机构从接合状态控制成分离状态时,所述电动机控制装置以维持所述第一电动机与所述第二电动机的转矩差且使所述第一电动机与所述第二电动机的转矩和接近于零的方式控制所述第一电动机和所述第二电动机。

2.根据权利要求1所述的车辆用驱动装置,其特征在于,

在所述第一电动机与所述第二电动机的所述转矩和成为零之后,所述旋转限制机构控制装置将所述旋转限制机构控制成分离状态。

3.根据权利要求1或2所述的车辆用驱动装置,其特征在于,

在以使所述第一电动机与所述第二电动机的所述转矩和接近于零的方式控制所述第一电动机和所述第二电动机时,以使所述转矩和朝向零逐渐减少的方式进行控制。

4.根据权利要求1或2所述的车辆用驱动装置,其特征在于,

在所述旋转限制机构控制装置将所述旋转限制机构控制成分离状态时,所述电动机控制装置将所述第一电动机或所述第二电动机的目标旋转状态量基于该电动机的效率和向该电动机供给电力的电力供给装置的效率中的至少一方来求出。

5.根据权利要求1或2所述的车辆用驱动装置,其特征在于,

所述第一及第二变速器具有第四旋转要素,该第四旋转要素由所述第二旋转要素支承为能够公转,且与所述第一旋转要素及所述第三旋转要素啮合,在所述旋转限制机构控制装置将所述旋转限制机构控制成分离状态时,所述电动机控制装置基于所述第四旋转要素的目标旋转状态量来求出所述第一电动机或所述第二电动机的目标旋转状态量。

6.根据权利要求5所述的车辆用驱动装置,其特征在于,

以使向一方向或另一方向旋转的所述第四旋转要素的旋转方向不发生反转的方式设定所述第四旋转要素的所述目标旋转状态量。

7.根据权利要求5所述的车辆用驱动装置,其特征在于,

还基于所述第二旋转要素的实际旋转状态量、或者所述左车轮或所述右车轮的实际旋转状态量来求出所述第一电动机或所述第二电动机的目标旋转状态量。

8.根据权利要求4所述的车辆用驱动装置,其特征在于,

所述电动机控制装置取得所述第一电动机的目标旋转状态量、所述第一电动机的实际旋转状态量、所述第二电动机的目标旋转状态量、所述第二电动机的实际旋转状态量,所述电动机控制装置求出所述第一电动机的所述目标旋转状态量与所述第一电动机的所述实际旋转状态量的旋转状态量差即第一旋转状态量差、及所述第二电动机的所述目标旋转状态量与所述第二电动机的所述实际旋转状态量的旋转状态量差即第二旋转状态量差,所述电动机控制装置基于所述第一旋转状态量差和所述第二旋转状态量差中的小的一方的旋转状态量差,来求出旋转状态量控制转矩,所述电动机控制装置基于该旋转状态量控制转矩,来求出所述第一电动机的控制转矩及所述第二电动机的控制转矩。

说明书 :

车辆用驱动装置

技术领域

[0001] 本发明涉及设有对左车轮进行驱动的左车轮驱动装置和对右车轮进行驱动的右车轮驱动装置的车辆用驱动装置。

背景技术

[0002] 在专利文献1中记载了一种车辆用驱动装置,其具备左车轮驱动装置和右车轮驱动装置,该左车轮驱动装置具有对车辆的左车轮进行驱动的第一电动机和设置在第一电动机与左车轮的动力传递路径上的第一行星齿轮式变速器,该右车轮驱动装置具有对车辆的右车轮进行驱动的第二电动机和设置在第二电动机与右车轮的动力传递路径上的第二行星齿轮式变速器。第一及第二行星齿轮式变速器在太阳齿轮上分别连接第一及第二电动机,在行星齿轮架上分别连接左车轮及右车轮,且内齿轮彼此相互连结。而且,在车辆用驱动装置上设有通过使连结的内齿轮分离或接合而对内齿轮的旋转进行制动的制动机构。
[0003] 在如此构成的车辆用驱动装置中,记载了通过使制动机构接合而在起步时进行起步辅助控制的情况,而且,记载了如下情况:起步后在将制动机构分离的状态下,以使第一及第二电动机的产生转矩成为相反方向的方式进行转矩控制,由此即使因干扰等而在车辆上施加有横摆力矩时,也能产生与该横摆力矩相对的力矩,从而使直行稳定性、转弯稳定性提高。
[0004] 在先技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1:日本国专利第3138799号公报
[0007] 发明要解决的课题
[0008] 然而,在专利文献1记载的车辆用驱动装置中,没有具体记载在从制动机构接合的状态向制动机构分离的状态的转变时如何控制第一及第二电动机。在从制动机构接合的状态开始将制动机构分离时,若未可靠地控制第一及第二电动机,则可能会使行驶稳定性恶化。

发明内容

[0009] 本发明鉴于上述课题而提出,其目的在于提供一种行驶稳定性优异的车辆用驱动装置。
[0010] 用于解决课题的方案
[0011] 为了实现上述的目的,本发明第一方案涉及一种车辆用驱动装置(例如,后述的实施方式的后轮驱动装置1),其具备左车轮驱动装置、右车轮驱动装置及电动机控制装置(例如,后述的实施方式的控制装置8),该左车轮驱动装置具有对车辆的左车轮(例如,后述的实施方式的左后轮LWr)进行驱动的第一电动机(例如,后述的实施方式的第一电动机2A)和设置在所述第一电动机与所述左车轮的动力传递路径上的第一变速器(例如,后述的实施方式的第一行星齿轮式减速器12A),该右车轮驱动装置具有对所述车辆的右车轮(例如,后述的实施方式的右后轮RWr)进行驱动的第二电动机(例如,后述的实施方式的第二电动机2B)和设置在所述第二电动机与所述右车轮的动力传递路径上的第二变速器(例如,后述的实施方式的第二行星齿轮式减速器12B),该电动机控制装置对所述第一电动机和所述第二电动机进行控制,所述车辆用驱动装置的特征在于,
[0012] 所述第一及第二变速器分别具有第一至第三旋转要素,
[0013] 在所述第一变速器的所述第一旋转要素(例如,后述的实施方式的太阳齿轮21A)上连接有所述第一电动机,
[0014] 在所述第二变速器的所述第一旋转要素(例如,后述的实施方式的太阳齿轮21B)上连接有所述第二电动机,
[0015] 在所述第一变速器的所述第二旋转要素(例如,后述的实施方式的行星齿轮架23A)上连接有所述左车轮,
[0016] 在所述第二变速器的所述第二旋转要素(例如,后述的实施方式的行星齿轮架23B)上连接有所述右车轮,
[0017] 所述第一变速器的所述第三旋转要素(例如,后述的实施方式的内齿轮24A)与所述第二变速器的所述第三旋转要素(例如,后述的实施方式的内齿轮24B)相互连结,[0018] 所述车辆用驱动装置还具备:
[0019] 旋转限制机构(例如,后述的实施方式的液压制动器60A、60B),其能够切换成分离状态或接合状态,且通过形成为接合状态来限制所述第三旋转要素的旋转;
[0020] 旋转限制机构控制装置(例如,后述的实施方式的控制装置8),其控制所述旋转限制机构,
[0021] 在所述旋转限制机构控制装置将所述旋转限制机构从接合状态控制成分离状态时,所述电动机控制装置以维持所述第一电动机与所述第二电动机的转矩差且使所述第一电动机与所述第二电动机的转矩和接近于零的方式控制所述第一电动机和所述第二电动机。
[0022] 另外,本发明第二方案以第一方案记载的结构为基础,其特征在于,[0023] 在所述第一电动机与所述第二电动机的所述转矩和成为零之后,所述旋转限制机构控制装置将所述旋转限制机构控制成分离状态。
[0024] 另外,本发明第三方案以第一或第二方案记载的结构为基础,其特征在于,[0025] 在以使所述第一电动机与所述第二电动机的所述转矩和接近于零的方式控制所述第一电动机和所述第二电动机时,以使所述转矩和朝向零逐渐减少的方式进行控制。
[0026] 另外,本发明第四方案以第一至第三方案中任一方案记载的结构为基础,其特征在于,
[0027] 在所述旋转限制机构控制装置将所述旋转限制机构控制成分离状态时,所述电动机控制装置将所述第一电动机或所述第二电动机的目标旋转状态量基于该电动机的效率和向该电动机供给电力的电力供给装置的效率中的至少一方来求出。
[0028] 另外,本发明第五方案以第一至第三方案中任一方案记载的结构为基础,其特征在于,
[0029] 所述第一及第二变速器具有第四旋转要素(例如,后述的实施方式的行星齿轮22A、22B),该第四旋转要素由所述第二旋转要素支承为能够公转,且与所述第一旋转要素及所述第三旋转要素啮合,
[0030] 在所述旋转限制机构控制装置将所述旋转限制机构控制成分离状态时,所述电动机控制装置基于所述第四旋转要素的目标旋转状态量(例如,后述的实施方式的行星齿轮目标转速)来求出所述第一电动机或所述第二电动机的目标旋转状态量。
[0031] 另外,本发明第六方案以第五方案记载的结构为基础,其特征在于,[0032] 以使向一方向或另一方向旋转的所述第四旋转要素的旋转方向不发生反转的方式设定所述第四旋转要素的所述目标旋转状态量。
[0033] 另外,本发明第七方案以第五或第六方案记载的结构为基础,其特征在于,[0034] 还基于所述第二旋转要素的实际旋转状态量、或者所述左车轮或所述右车轮的实际旋转状态量来求出所述第一电动机或所述第二电动机的目标旋转状态量。
[0035] 另外,本发明第八方案以第四至第七方案中任一方案记载的结构为基础,其特征在于,
[0036] 所述电动机控制装置取得所述第一电动机的目标旋转状态量(例如,后述的实施方式的马达目标转速MA2)、所述第一电动机的实际旋转状态量例如,后述的实施方式的马达实际转速MA1)、所述第二电动机的目标旋转状态量(例如,后述的实施方式的马达目标转速MB2)、所述第二电动机的实际旋转状态量(例如,后述的实施方式的马达实际转速MB1),
[0037] 所述电动机控制装置求出所述第一电动机的所述目标旋转状态量与所述第一电动机的所述实际旋转状态量的旋转状态量差即第一旋转状态量差(例如,后述的实施方式的转速差DA)、及所述第二电动机的所述目标旋转状态量与所述第二电动机的所述实际旋转状态量的旋转状态量差即第二旋转状态量差(例如,后述的实施方式的转速差DB),[0038] 所述电动机控制装置基于所述第一旋转状态量差和所述第二旋转状态量差中的小的一方的旋转状态量差,来求出旋转状态量控制转矩(例如,后述的实施方式的第一旋转控制转矩SM1),
[0039] 所述电动机控制装置基于该旋转状态量控制转矩,来求出所述第一电动机的控制转矩(例如,后述的实施方式的第一马达转矩M1)及所述第二电动机的控制转矩(例如,后述的实施方式的第二马达转矩M2)。
[0040] 发明效果
[0041] 根据本发明第一方案,在将旋转限制机构从接合状态控制成分离状态时,通过维持第一电动机与第二电动机的转矩差,由此从旋转限制机构的接合状态到分离状态能够将横摆力矩的产生维持成恒定。而且,在将旋转限制机构从接合状态控制成分离状态时,通过以使第一电动机与第二电动机的转矩和接近于零的方式进行控制,由此能够减少旋转限制机构的分离时的前后方向的状态变化。
[0042] 根据本发明第二方案,在第一电动机与第二电动机的转矩和成为零之后,将旋转限制机构控制成分离状态,由此能够更可靠地抑制前后方向的状态变化的发生。
[0043] 根据本发明第三方案,通过抑制第一电动机与第二电动机的转矩和的突然变化,能够抑制前后方向的突然的状态变化。
[0044] 根据本发明第四方案,在第一变速器和第二变速器中将第三旋转要素彼此相互连结,因此与第一变速器连结的第一电动机和与第二变速器连结的第二电动机无法完全独立控制,各自的转速变动相互产生影响,但是通过向第一电动机和第二电动机施加绝对值相等的同一方向的转矩,由此不会向左右的车轮传递不必要的转矩,能够将第一电动机或第二电动机形成为所期望的旋转状态量。因此,通过基于电动机及/或电力供给装置的效率来求出目标旋转状态量,从而能够减少电力消耗。换言之,能够有效利用可形成为任意的转速的优点,将电动机的转速形成为电力消耗最少的状态。
[0045] 另外,根据本发明第五方案,在第一变速器和第二变速器中将第三旋转要素彼此相互连结,因此与第一变速器连结的第一电动机和与第二变速器连结的第二电动机无法完全独立控制,各自的转速变动相互产生影响,但是通过向第一电动机和第二电动机施加绝对值相等的同一方向的转矩,由此不会向左右的车轮传递不必要的转矩,能够将第一电动机或第二电动机形成为所期望的旋转状态量。因此,能够适当地控制与第一及第三旋转要素啮合的第四旋转要素的旋转状态。
[0046] 另外,根据本发明第六方案,能够防止第四旋转要素的旋转方向的反转引起的齿隙的产生,能够防止因齿隙而在车轮上产生的转矩的紊乱。
[0047] 另外,根据本发明第七方案,除了第四旋转要素的目标旋转状态量之外,还基于第二旋转要素的实际旋转状态量或车轮的实际旋转状态量来求出电动机的目标旋转状态量,因此能够更精度良好地控制第四旋转要素的旋转。
[0048] 另外,根据本发明第八方案,在第一电动机与第二电动机中当旋转状态量差存在差异的情况下,将基于旋转状态量差小的一方而求出的旋转状态量控制转矩向第一及第二电动机施加,由此能够将一方的电动机形成为所期望的旋转状态量,且同时抑制另一方的电动机的过剩控制。

附图说明

[0049] 图1是表示能够搭载本发明的车辆用驱动装置的车辆的一实施方式即混合动力车辆的简要结构的框图。
[0050] 图2是后轮驱动装置的一实施方式的纵向剖视图。
[0051] 图3是图2所示的后轮驱动装置的局部放大图。
[0052] 图4是停车中的后轮驱动装置的速度共线图。
[0053] 图5是前进低车速时的后轮驱动装置的速度共线图。
[0054] 图6是前进中车速时的后轮驱动装置的速度共线图。
[0055] 图7是减速再生时的后轮驱动装置的速度共线图。
[0056] 图8是前进高车速时的后轮驱动装置的速度共线图。
[0057] 图9是后退时的后轮驱动装置的速度共线图。
[0058] 图10是内齿轮锁定控制时的后轮驱动装置的速度共线图,(a)是利用后轮驱动装置进行加速的状态,(b)是利用后轮驱动装置进行再生的状态。
[0059] 图11(a)是内齿轮自由目标转矩控制时的后轮驱动装置的速度共线图,图11(b)是内齿轮自由目标转速控制时的后轮驱动装置的速度共线图,图11(c)是进行内齿轮自由目标转矩控制和内齿轮自由目标转速控制这双方时的后轮驱动装置的速度共线图。
[0060] 图12是用于说明第一电动机的转速差与第二电动机的转速差不同的情况的内齿轮自由目标转速控制的速度共线图。
[0061] 图13是时序地表示从内齿轮锁定控制向内齿轮自由目标转矩控制转变时的后轮驱动装置的速度共线图的图,(a)是内齿轮锁定控制时的后轮驱动装置的速度共线图,(b)是进行内齿轮自由目标转矩控制和内齿轮自由目标转速控制这双方时的后轮驱动装置的速度共线图,(c)是内齿轮自由目标转矩控制时的速度共线图。
[0062] 图14是表示从内齿轮锁定控制向内齿轮自由目标转矩控制转变时的第一及第二电动机的转矩和及转矩差的曲线图。

具体实施方式

[0063] 首先,基于图1~图3,说明本发明的车辆用驱动装置的一实施方式。
[0064] 本发明的车辆用驱动装置将电动机作为车轴驱动用的驱动源,例如,使用于图1所示那样的驱动系统的车辆。在以下的说明中,以使用车辆用驱动装置作为后轮驱动用的情况为例进行说明,但也可以用于前轮驱动用。
[0065] 图1所示的车辆3是混合动力车辆,在车辆前部具有将内燃机4与电动机5串联连接的驱动装置6(以下,称为前轮驱动装置),该前轮驱动装置6的动力经由变速器7向前轮Wf传递,另一方面,与该前轮驱动装置6另行地设置在车辆后部的驱动装置1(以下,称为后轮驱动装置)的动力向后轮Wr(RWr、LWr)传递。前轮驱动装置6的电动机5和后轮Wr侧的后轮驱动装置1的第一及第二电动机2A、2B与蓄电池9连接,能够进行从蓄电池9的电力供给和向蓄电池9的能量再生。符号8是用于进行车辆整体的各种控制的控制装置。
[0066] 图2是表示后轮驱动装置1的整体的纵向剖视图,在该图中,10A、10B是车辆3的后轮Wr侧的左右的车轴,沿车宽方向配置在同轴上。后轮驱动装置1的减速器壳体11整体形成为大致圆筒状,在其内部,车轴驱动用的第一及第二电动机2A、2B、对该第一及第二电动机2A、2B的驱动旋转进行减速的第一及第二行星齿轮式减速器12A、12B配置在与车轴10A、10B同轴上。该第一电动机2A及第一行星齿轮式减速器12A作为对左后轮LWr进行驱动的左车轮驱动装置发挥功能,第二电动机2B及第二行星齿轮式减速器12B作为对右后轮RWr进行驱动的右车轮驱动装置发挥功能,第一电动机2A及第一行星齿轮式减速器12A与第二电动机2B及第二行星齿轮式减速器12B在减速器壳体11内沿车宽方向左右对称地配置。
[0067] 在减速器壳体11的左右两端侧内部分别固定有第一及第二电动机2A、2B的定子14A、14B,在该定子14A、14B的内周侧配置有能够旋转的环状的转子15A、15B。在转子15A、
15B的内周部结合有围绕车轴10A、10B的外周的圆筒轴16A、16B,该圆筒轴16A、16B以与车轴10A、10B同轴且能够相对旋转的方式经由轴承19A、19B而支承于减速器壳体11的端部壁17A、17B和中间壁18A、18B。而且,在圆筒轴16A、16B的一端侧的外周且在减速器壳体
11的端部壁17A、17B上设有用于将转子15A、15B的旋转位置信息向第一及第二电动机2A、
2B的控制器(未图示)反馈的分解器20A、20B。
[0068] 另外,第一及第二行星齿轮式减速器12A、12B具备太阳齿轮21A、21B、与该太阳齿轮21A、21B啮合的多个行星齿轮22A、22B、对上述行星齿轮22A、22B进行支承的行星齿轮架23A、23B、与行星齿轮22A、22B的外周侧啮合的内齿轮24A、24B,从太阳齿轮21A、21B输入第一及第二电动机2A、2B的驱动力,减速后的驱动力通过行星齿轮架23A、23B输出。
[0069] 太阳齿轮21A、21B一体地形成于圆筒轴16A、16B。而且,例如图3所示,行星齿轮22A、22B是双联小齿轮,具有与太阳齿轮21A、21B直接啮合的大径的第一小齿轮26A、26B和比该第一小齿轮26A、26B小径的第二小齿轮27A、27B,上述的第一小齿轮26A、26B与第二小齿轮27A、27B以同轴且沿轴向偏置的状态一体形成。该行星齿轮22A、22B支承于行星齿轮架23A、23B,行星齿轮架23A、23B经由轴承33A、33B而由中间壁18A、18B支承,并且,其轴向内侧端部向径向内侧延伸而与车轴10A、10B花键嵌合且被支承为能够与车轴10A、10B一体旋转。
[0070] 需要说明的是,中间壁18A、18B对收容第一及第二电动机2A、2B的电动机收容空间和收容第一及第二行星齿轮式减速器12A、12B的减速器空间进行分隔,以彼此的轴向间隔从外径侧向内径侧变宽的方式弯曲构成。而且,在中间壁18A、18B的内径侧且在第一及第二行星齿轮式减速器12A、12B侧配置支承行星齿轮架23A、23B的轴承33A、33B,并且在中间壁18A、18B的外径侧且在第一及第二电动机2A、2B侧配置有定子14A、14B用的总线环(bus ring)41A、41B(参照图2)。
[0071] 内齿轮24A、24B具备:内周面与小径的第二小齿轮27A、27B啮合的齿轮部28A、28B;比齿轮部28A、28B小径,且在减速器壳体11的中间位置彼此对置配置的小径部29A、
29B;将齿轮部28A、28B的轴向内侧端部和小径部29A、29B的轴向外侧端部沿径向连结的连结部30A、30B。在该实施方式的情况下,内齿轮24A、24B的最大半径设定成比第一小齿轮
26A、26B的距车轴10A、10B的中心的最大距离小。小径部29A、29B分别与后述的单向离合器50的内圈51花键嵌合,内齿轮24A、24B与单向离合器50的内圈51一体旋转。
[0072] 然而,在减速器壳体11与内齿轮24A、24B之间确保有圆筒状的空间部,在该空间部内,构成对内齿轮24A、24B进行制动的制动机构的液压制动器60A、60B配置成与第一小齿轮26A、26B在径向上重叠,且与第二小齿轮27A、27B在轴向上重叠。液压制动器60A、60B中,与在减速器壳体11的内径侧沿轴向延伸的筒状的外径侧支承部34的内周面进行了花键嵌合的多个固定板35A、35B和与内齿轮24A、24B的外周面进行了花键嵌合的多个旋转板36A、36B沿轴向交替配置,这些板35A、35B、36A、36B通过环状的活塞37A、37B进行接合及分离操作。活塞37A、37B以进退自如的方式收容在环状的液压缸室38A、38B内,该液压缸室
38A、38B形成在从减速器壳体11的中间位置向内径侧延伸设置的左右分割壁39、由左右分割壁39连结的外径侧支承部34及内径侧支承部40之间,通过向液压缸室38A、38B的高压油的导入来使活塞37A、37B前进,且通过从液压缸室38A、38B排出油来使活塞37A、37B后退。需要说明的是,液压制动器60A、60B与电动液压泵70连接(参照图1)。
[0073] 另外,更详细而言,活塞37A、37B在轴向前后具有第一活塞壁63A、63B和第二活塞壁64A、64B,这些活塞壁63A、63B、64A、64B由圆筒状的内周壁65A、65B连结。因此,虽然在第一活塞壁63A、63B与第二活塞壁64A、64B之间形成有向径向外侧开口的环状空间,但该环状空间由固定在液压缸室38A、38B的外壁内周面上的分隔构件66A、66B分隔成轴向左右两部分。减速器壳体11的左右分割壁39与第二活塞壁64A、64B之间作为直接导入高压油的第一动作室S1,分隔构件66A、66B与第一活塞壁63A、63B之间作为通过形成在内周壁65A、65B上的贯通孔而与第一动作室S1导通的第二动作室S2。第二活塞壁64A、64B与分隔构件66A、66B之间与大气压导通。
[0074] 在该液压制动器60A、60B中,从未图示的液压回路向第一动作室S1和第二动作室S2导入油,通过作用在第一活塞壁63A、63B和第二活塞壁64A、64B上的油的压力能够使固定板35A、35B与旋转板36A、36B相互压紧。因此,通过轴向左右的第一、第二活塞壁63A、63B、64A、64B能够获得大的受压面积,因此能够在抑制活塞37A、37B的径向的面积的状态下得到对固定板35A、35B和旋转板36A、36B的大的压紧力。
[0075] 在该液压制动器60A、60B的情况下,固定板35A、35B由从减速器壳体11延伸出的外径侧支承部34支承,另一方面,旋转板36A、36B由内齿轮24A、24B支承,因此当两板35A、35B、36A、36B被活塞37A、37B压紧时,由于两板35A、35B、36A、36B间的摩擦接合,而对内齿轮24A、24B作用制动力并将其固定(锁定),若从该状态将活塞37A、37B产生的接合分离,则允许内齿轮24A、24B的自由的旋转。
[0076] 即,液压制动器60A、60B作为对内齿轮24A、24B的旋转进行限制的旋转限制机构,在接合时将内齿轮24A、24B锁定,使第一及第二电动机2A、2B与后轮Wr的动力传递路径成为能够进行动力传递的连接状态,在分离时允许内齿轮24A、24B的旋转,使第一及第二电动机2A、2B与后轮Wr的动力传递路径成为不能进行动力传递的断开状态。
[0077] 另外,在轴向上对置的内齿轮24A、24B的连结部30A、30B之间也确保有空间部,在该空间部内配置有对内齿轮24A、24B仅传递一方向的动力且断开另一方向的动力的单向离合器50。单向离合器50是在内圈51与外圈52之间夹设有多个楔块53的部件,其内圈51通过花键嵌合而与内齿轮24A、24B的小径部29A、29B一体旋转。即,内齿轮24A和内齿轮24B通过内圈51以能够一体旋转的方式相互连结。而且,外圈52由内径侧支承部40定位并止旋。
[0078] 单向离合器50在车辆3利用第一及第二电动机2A、2B的动力前进时进行卡合而将内齿轮24A、24B的旋转锁定。更具体地说明时,单向离合器50在第一及第二电动机2A、2B侧的顺向(使车辆3前进时的旋转方向)的转矩向后轮Wr侧输入时成为卡合状态,并且在第一及第二电动机2A、2B侧的逆向的转矩向后轮Wr侧输入时成为非卡合状态,在后轮Wr侧的顺向的转矩向第一及第二电动机2A、2B侧输入时成为非卡合状态,并且在后轮Wr侧的逆向的转矩向第一及第二电动机2A、2B侧输入时成为卡合状态。换言之,单向离合器50在非卡合时允许基于第一及第二电动机2A、2B的逆向的转矩产生的内齿轮24A、24B的一方向的旋转,在卡合时限制基于第一及第二电动机2A、2B的顺向的转矩产生的内齿轮24A、24B的逆向的旋转。需要说明的是,逆向的转矩是指使逆向的旋转增加的方向的转矩或者使顺向的旋转减少的方向的转矩。
[0079] 这样,在本实施方式的后轮驱动装置1中,在第一及第二电动机2A、2B与后轮Wr的动力传递路径上并列设置有单向离合器50和液压制动器60A、60B。需要说明的是,液压制动器60A、60B无需设置两个,可以仅在一方设置液压制动器,并将另一方的空间用作通气室。
[0080] 在此,控制装置8(参照图1)是用于进行车辆整体的各种控制的控制装置,车轮速度传感器值、第一及第二电动机2A、2B的马达转速传感器值、转向角、油门踏板开度AP、档位、蓄电池9的充电状态SOC、油温等向控制装置8输入,另一方面,从控制装置8输出对内燃机4进行控制的信号、对第一及第二电动机2A、2B进行控制的信号、对电动液压泵70进行控制的控制信号等。
[0081] 即,控制装置8至少具备对第一及第二电动机2A、2B进行控制的作为电动机控制机构的功能、对作为旋转限制机构的液压制动器60A、60B进行控制的作为旋转限制机构控制装置的功能。
[0082] 图4~图13表示后轮驱动装置1的各状态下的速度共线图,LMOT表示第一电动机2A,RMOT表示第二电动机2B,左侧的S、C、PG(仅图12、13)分别表示与第一电动机2A连结的第一行星齿轮式减速器12A的太阳齿轮21A、第一行星齿轮式减速器12A的行星齿轮架23A、第二行星齿轮式减速器12B的行星齿轮22B,右侧的S、C、PG(仅图12、13)分别表示第二行星齿轮式减速器12B的太阳齿轮21B、第二行星齿轮式减速器12B的行星齿轮架23B、第一行星齿轮式减速器12A的行星齿轮22A,R表示第一及第二行星齿轮式减速器12A、12B的内齿轮24A、24B,BRK表示液压制动器60A、60B,OWC表示单向离合器50。在以下的说明中,将基于第一及第二电动机2A、2B产生的车辆前进时的太阳齿轮21A、21B的旋转方向作为顺向。而且,图中,从停车中的状态开始,上方为顺向的旋转,下方为逆向的旋转,向上的箭头表示顺向的转矩,向下的箭头表示逆向的转矩。
[0083] 在停车中,前轮驱动装置6和后轮驱动装置1均未驱动。因此,如图4所示,后轮驱动装置1的第一及第二电动机2A、2B停止,车轴10A、10B也停止,因此在任一要素上均未作用转矩。此时,液压制动器60A、60B分离(OFF)。而且,单向离合器50由于第一及第二电动机2A、2B为非驱动而未卡合(OFF)。
[0084] 并且,在钥匙位置为ON之后,在EV起步、EV定速等马达效率良好的前进低车速时,成为基于后轮驱动装置1进行驱动的后轮驱动。如图5所示,当以使第一及第二电动机2A、2B向顺向旋转的方式进行动力运转驱动时,在太阳齿轮21A、21B上施加有顺向的转矩。此时,如前述那样,单向离合器50卡合而内齿轮24A、24B被锁定。由此,行星齿轮架23A、23B向顺向旋转而进行前进行驶。需要说明的是,来自车轴10A、10B的行驶阻力逆向地作用于行星齿轮架23A、23B。这样,在车辆3的起步时,使钥匙位置为ON而提高第一及第二电动机
2A、2B的转矩,由此单向离合器50机械地卡合而内齿轮24A、24B被锁定。
[0085] 此时,将液压制动器60A、60B控制成弱接合状态。需要说明的是,弱接合是指虽然能够进行动力传递,但相对于液压制动器60A、60B的接合状态的接合力而以弱接合力进行接合的状态。在第一及第二电动机2A、2B的顺向的转矩向后轮Wr侧输入时,单向离合器50成为卡合状态,仅利用单向离合器50就能够进行动力传递,但通过预先将与单向离合器50并列设置的液压制动器60A、60B也形成为弱接合状态,并将第一及第二电动机2A、2B侧与后轮Wr侧形成为连接状态,从而即使在来自第一及第二电动机2A、2B侧的顺向的转矩的输入暂时下降而单向离合器50成为非卡合状态的情况下,也能够抑制在第一及第二电动机2A、2B侧与后轮Wr侧不能进行动力传递的情况。
[0086] 当车速从前进低车速行驶开始上升而达到发动机效率良好的前进中车速行驶时,从基于后轮驱动装置1的后轮驱动变成为基于前轮驱动装置6的前轮驱动。如图6所示,当第一及第二电动机2A、2B的动力运转驱动停止时,要前进行驶的顺向的转矩从车轴10A、10B作用于行星齿轮架23A、23B,因此如前述那样,单向离合器50成为非卡合状态。此时也将液压制动器60A、60B控制成弱接合状态。
[0087] 从图5或图6的状态开始要对第一及第二电动机2A、2B进行再生驱动时,如图7所示,要继续前进行驶的顺向的转矩从车轴10A、10B作用于行星齿轮架23A、23B,因此如前述那样,单向离合器50成为非卡合状态。此时,将液压制动器60A、60B控制成接合状态(ON)。因此,内齿轮24A、24B被锁定,且逆向的再生制动转矩作用于第一及第二电动机2A、2B,从而通过第一及第二电动机2A、2B进行减速再生。这样,在后轮Wr侧的顺向的转矩向第一及第二电动机2A、2B侧输入时,单向离合器50成为非卡合状态,仅通过单向离合器50不能进行动力传递,但是通过预先将使与单向离合器50并列设置的液压制动器60A、60B接合,来将第一及第二电动机2A、2B侧与后轮Wr侧形成为连接状态,由此能够保持为可进行动力传递的状态,通过在此状态下将第一及第二电动机2A、2B控制成再生驱动状态,从而能够对车辆3的能量进行再生。
[0088] 在前进高车速时,虽然从前进中车速行驶开始继续成为基于前轮驱动装置6的前轮驱动,但此时,使第一及第二电动机2A、2B停止并将液压制动器60A、60B控制成分离状态。由于后轮Wr侧的顺向的转矩向第一及第二电动机2A、2B侧输入,因此单向离合器50成为非卡合状态,通过将液压制动器60A、60B控制成分离状态,从而内齿轮24A、24B开始旋转。
[0089] 如图8所示,当第一及第二电动机2A、2B停止动力运转驱动时,要前进行驶的顺向的转矩从车轴10A、10B作用于行星齿轮架23A、23B,因此如前述那样,单向离合器50成为非卡合状态。此时,太阳齿轮21A、21B以及第一及第二电动机2A、2B的旋转损失作为阻力而向太阳齿轮21A、21B输入,在内齿轮24A、24B上产生内齿轮24A、24B的旋转损失。
[0090] 通过将液压制动器60A、60B控制成分离状态,从而允许内齿轮24A、24B的自由的旋转(以下,称为内齿轮自由状态),且第一及第二电动机2A、2B侧与后轮Wr侧成为断开状态而成为不能进行动力传递的状态。因此,能够防止第一及第二电动机2A、2B的牵连旋转,且在基于前轮驱动装置6的高车速时能够防止第一及第二电动机2A、2B成为过旋转的情况。以上,在内齿轮自由状态时使第一及第二电动机2A、2B停止,但是在内齿轮自由状态下也可以驱动第一及第二电动机2A、2B(以下,称为内齿轮自由控制)。关于内齿轮自由控制在后文叙述。
[0091] 在后退时,如图9所示,若对第一及第二电动机2A、2B进行逆向动力运转驱动,则在太阳齿轮21A、21B上施加有逆向的转矩。此时,如前述那样,单向离合器50成为非卡合状态。
[0092] 此时,将液压制动器60A、60B控制成接合状态(ON)。因此,内齿轮24A、24B被锁定,行星齿轮架23A、23B向逆向旋转而进行后退行驶。需要说明的是,来自车轴10A、10B的行驶阻力顺向地作用于行星齿轮架23A、23B。这样,在第一及第二电动机2A、2B侧的逆向的转矩向后轮Wr侧输入时,单向离合器50成为非卡合状态,仅利用单向离合器50不能进行动力传递,但是通过预先使与单向离合器50并列设置的液压制动器60A、60B接合,来将第一及第二电动机2A、2B侧与后轮Wr侧形成为连接状态,由此保持为能够进行动力传递,从而通过第一及第二电动机2A、2B的转矩能够使车辆3后退。
[0093] 在图5~图9的说明中,说明了没有左后轮LWr与右后轮RWr的转速差、换言之没有行星齿轮架23A与行星齿轮架23B的转速差的直行时,但图10示出存在左后轮LWr与右后轮RWr的转速差、换言之存在行星齿轮架23A与行星齿轮架23B的转速差的转弯时。
[0094] 图10(a)及图10(b)示出右后轮RWr(行星齿轮架23B)的转速比左后轮LWr(行星齿轮架23A)的转速高的左转弯时。在以下的说明中,以左转弯为例来说明转弯时的控制,但是对于右转弯时也可以进行同样的控制。而且,在图10~图13中,还图示了到目前为止的图5~图9中未记载的因第一及第二电动机2A、2B的转矩而作用在左右后轮LWr、RWr(行星齿轮架23A、23B)上的左右后轮转矩。
[0095] 而且,在以下的说明中,相对于上述的通过单向离合器50的非卡合状态及液压制动器60A、60B的分离状态而使内齿轮24A、24B分离的状态的控制即内齿轮自由控制,将通过单向离合器50的卡合状态及/或液压制动器60A、60B的接合状态或弱接合状态而限制内齿轮24A、24B的自由旋转(以下,称为内齿轮锁定状态),使第一及第二电动机2A、2B侧与后轮Wr侧成为连接状态而能够进行动力传递的状态下的第一及第二电动机2A、2B的驱动控制称为内齿轮锁定控制。
[0096] <<内齿轮锁定控制>>
[0097] 内齿轮锁定控制是内齿轮锁定状态下的第一及第二电动机2A、2B的驱动控制,为了满足前后方向上的转矩要求(以下,也称为目标加减速转矩)及转弯方向上的转矩要求(以下,也称为目标横摆力矩),可以使第一及第二电动机2A、2B产生目标转矩。
[0098] 以左转弯时的控制为例而具体说明内齿轮锁定控制,如图10(a)所示,以在第一电动机2A上产生顺向的第一马达基础转矩TM1p的方式进行转矩控制,由此在太阳齿轮21A上作用有顺向的第一马达基础转矩TM1p。此时,内齿轮24A、24B的自由旋转被限制,因此在第一行星齿轮式减速器12A中,内齿轮24A、24B成为支点,在作为力点的太阳齿轮21A上作用有顺向的第一马达基础转矩TM1p,由此在第一马达基础转矩TM1p上乘以第一行星齿轮式减速器12A的减速比所得到的顺向的左后轮转矩TT1p作为第一马达基础转矩分配力而作用于作为作用点的行星齿轮架23A上。
[0099] 另一方面,以还在第二电动机2B上产生比第一马达基础转矩TM1p大的顺向的第二马达基础转矩TM2p的方式进行转矩控制,由此在太阳齿轮21B上作用有顺向的第二马达基础转矩TM2p。此时,内齿轮24A、24B的自由旋转被限制,因此在第二行星齿轮式减速器12B中,在作为力点的太阳齿轮21B上作用有顺向的第二马达基础转矩TM2p,由此在第二马达基础转矩TM2p上乘以第二行星齿轮式减速器12B的减速比所得到的顺向的右后轮转矩TT2p作为第二马达基础转矩分配力而作用于作为作用点的行星齿轮架23B上。
[0100] 使用数学式,说明该内齿轮锁定控制中的第一及第二马达基础转矩TM1p、TM2p的算出方法。在左后轮LWr的目标转矩为WTT1,右后轮RWr的目标转矩为WTT2,左右后轮LWr、RWr的合计目标转矩(左后轮转矩与右后轮转矩之和)为TRT,左右后轮LWr、RWr的目标转矩差(左后轮转矩与右后轮转矩之差)为ΔTT时,根据左右后轮LWr、RWr的合计目标转矩的关系而下述(1)式成立,且根据左右后轮LWr、RWr的目标转矩差的关系而下述(2)式成立。
[0101] WTT1+WTT2=TRT (1)
[0102] WTT1-WTT2=ΔTT (2)
[0103] 需要说明的是,在目标横摆力矩(顺时针为正)为YMT,车轮半径为r,轮距(左右后轮LWr、RWr间距离)为Tr时,ΔTT由以下的(3)式表示。
[0104] ΔTT=2·r·YMT/Tr (3)
[0105] 因此,左右后轮LWr、RWr的目标转矩WTT1、WTT2根据上述(1)、(2)式而唯一决定。
[0106] 并且,在与左后轮LWr连结的第一电动机2A的目标转矩为TTM1,与右后轮RWr连结的第二电动机2B的目标转矩为TTM2时,左右的第一及第二电动机2A、2B的目标转矩TTM1、TTM2根据以下的(4)、(5)式来导出。
[0107] TTM1=(1/Ratio)·WTT1 (4)
[0108] TTM2=(1/Ratio)·WTT2 (5)
[0109] 需要说明的是,Ratio是第一及第二行星齿轮式减速器12A、12B的减速比。
[0110] 根据这样求出的第一及第二电动机2A、2B的目标转矩TTM1、TTM2,能够得到第一及第二马达基础转矩TM1p、TM2p。
[0111] 虽然第一及第二行星齿轮式减速器12A、12B的减速比相等,但是第二马达基础转矩TM2p大于第一马达基础转矩TM1p,因此右后轮转矩TT2p大于左后轮转矩TT1p,由此在车辆3上稳定地产生与左右后轮转矩TT1p、TT2p的转矩差(TT1p-TT2p)对应的逆时针的横摆力矩M。而且,在车辆3上产生与左右后轮转矩TT1p、TT2p的转矩和(TT1p+TT2p)对应的加速转矩。
[0112] 这样,在内齿轮锁定控制中,根据左右后轮LWr、RWr的合计目标转矩和左右后轮LWr、RWr的目标转矩差的关系,能够满足目标加减速转矩和目标横摆力矩。
[0113] 在图10(a)中,说明了左右后轮转矩TT1p、TT2p的转矩和(TT1p+TT2p)为正的情况,但是为了产生与图10(a)相同大小的逆时针的横摆力矩M,也可以如图10(b)所示,以在第一电动机2A上产生逆向的第一马达基础转矩TM1p的方式进行转矩控制,且以还在第二电动机2B上产生比第一马达基础转矩TM1p小的逆向的第二马达基础转矩TM2p的方式进行转矩控制。由此,能够在车辆3上稳定地产生与左右后轮转矩TT1p、TT2p的转矩差(TT1p-TT2p)对应的逆时针的横摆力矩M。这种情况下,由于左右后轮转矩TT1p、TT2p的转矩和(TT1p+TT2p)为负,因此在车辆3上产生与左右后轮转矩TT1p、TT2p的转矩和(TT1p+TT2p)对应的减速(再生)转矩。在图10(b)中,第一及第二电动机2A、2B侧的逆向的转矩向后轮Wr侧输入,因此单向离合器50成为非卡合状态,并将液压制动器60A、60B形成为接合状态。
[0114] 在转弯中当车速超过某阈值而达到前进高车速状态时,为了防止第一及第二电动机2A、2B的过旋转而将液压制动器60A、60B分离。此时,从内齿轮锁定控制向内齿轮自由控制转变。
[0115] <<内齿轮自由控制>>
[0116] 内齿轮自由控制是内齿轮自由状态下的第一及第二电动机2A、2B的驱动控制,可以为了产生目标横摆力矩而使第一及第二电动机2A、2B产生目标转矩(内齿轮自由目标转矩控制),或者将第一及/或第二电动机2A、2B控制成目标转速(内齿轮自由目标转速控制)。
[0117] <内齿轮自由目标转矩控制>
[0118] 在内齿轮自由状态下,如上述那样,第一及第二电动机2A、2B侧与后轮Wr侧成为断开状态而成为不能进行动力传递的状态,但是通过以在第一电动机2A上产生顺向或逆向的转矩且在第二电动机2B上产生与第一电动机2A的绝对值相等的相反方向(逆向或顺向)的转矩的方式进行控制,由此不使第一及第二电动机2A、2B产生转速变动,就能够使左后轮LWr和右后轮RWr产生左右差转矩而产生所期望的横摆力矩。
[0119] 以产生与图10(a)相同的横摆力矩M的情况为例,基于图11(a),说明内齿轮自由目标转矩控制,首先,与内齿轮锁定控制时同样,基于左右后轮转矩TT1p、TT2p的转矩差(TT1p-TT2p),求出第一电动机2A的第一马达基础转矩TM1q和第二电动机2B的第二马达基础转矩TM2q。
[0120] 与内齿轮锁定控制时同样,在左后轮LWr的左后轮目标转矩为WTT1,右后轮RWr的右后轮目标转矩为WTT2,左右后轮LWr、RWr的合计目标转矩(左后轮转矩与右后轮转矩之和)为TRT,左右后轮LWr、RWr的目标转矩差(左后轮转矩与右后轮转矩之差)为ΔTT时,上述(1)~(3)式成立。
[0121] 在此,在内齿轮自由状态下,由第一及第二电动机2A、2B产生的同一方向的转矩不向后轮Wr传递,因此左右后轮LWr、RWr的合计目标转矩TRT为零。因而,左右后轮LWr、RWr的目标转矩WTT1、WTT2根据上述(1)、(2)式而唯一决定。
[0122] 即,WWT1=-WTT2=ΔTT/2 (6)
[0123] 另外,在与左后轮LWr连结的第一电动机2A的目标转矩为TTM1,与右后轮RWr连结的第二电动机2B的目标转矩为TTM2时,左右的第一及第二电动机2A、2B的目标转矩TTM1、TTM2根据上述(4)、(5)式来导出。
[0124] 根据上述(4)~(6)式,左右的第一及第二电动机2A、2B的目标转矩TTM1、TTM2由以下的(7)、(8)式表示。
[0125] TTM1=(1/Ratio)·ΔTT/2 (7)
[0126] TTM2=-(1/Ratio)·ΔTT/2 (8)
[0127] 并且,为了与图10(a)的状态的横摆力矩M相同,使左右后轮LWr、RWr的目标转矩差ΔTT与内齿轮锁定控制时的左右后轮转矩TT1p、TT2p的转矩差(TT1p-TT2p)相同,由此求出第一及第二电动机2A、2B的目标转矩TTM1、TTM2。根据这样求出的第一及第二电动机2A、2B的目标转矩TTM1、TTM2,能够得到第一及第二马达基础转矩TM1q、TM2q。根据(7)、(8)式可知,第一及第二马达基础转矩TM1q、TM2q成为绝对值相等且相反方向的转矩,在此产生逆时针的横摆力矩M,因此第一马达基础转矩TM1q成为逆向的转矩,第二马达基础转矩TM2q成为顺向的转矩。
[0128] 如图11(a)所示,以在第一电动机2A上产生逆向的第一马达基础转矩TM1q的方式进行转矩控制,由此在太阳齿轮21A上作用有逆向的第一马达基础转矩TM1q。此时,与图8同样,要前进行驶的顺向的转矩(未图示)从车轴10A作用于行星齿轮架23A。因此,在第一行星齿轮式减速器12A中,行星齿轮架23A成为支点,在作为力点的太阳齿轮21A上作用有顺向的第一马达基础转矩TM1q,由此在作为作用点的内齿轮24A、24B上作用有顺向的第一马达基础转矩分配力TM1q′。
[0129] 另一方面,以在第二电动机2B上产生顺向的第二马达基础转矩TM2q的方式进行转矩控制,由此在太阳齿轮21B上作用有顺向的第二马达基础转矩TM2q。此时,与图8同样,要前进行驶的顺向的转矩(未图示)从车轴10B作用于行星齿轮架23B。因此,在第二行星齿轮式减速器12B中,行星齿轮架23B成为支点,在作为力点的太阳齿轮21B上作用有顺向的第二马达基础转矩TM2q,由此在作为作用点的内齿轮24A、24B上作用有逆向的第二马达基础转矩分配力TM2q′。
[0130] 在此,由于第一马达基础转矩TM1q与第二马达基础转矩TM2q为绝对值相等的相反方向的转矩,因此作用在内齿轮24A、24B上的逆向的第一马达基础转矩分配力TM1q′与顺向的第二马达基础转矩分配力TM2q′相互抵消(相抵)。因此,第一马达基础转矩TM1q和第二马达基础转矩TM2q对旋转变动不起作用,太阳齿轮21A、21B和内齿轮24A、24B维持各自的旋转状态。在第一马达基础转矩TM1q上乘以第一行星齿轮式减速器12A的减速比所得到的逆向的左后轮转矩TT1q作用于行星齿轮架23A,并且在第二马达基础转矩TM2q上乘以第二行星齿轮式减速器12B的减速比所得到的顺向的右后轮转矩TT2q作用于行星齿轮架23B。
[0131] 由于第一及第二行星齿轮式减速器12A、12B的减速比相等,因此左右后轮转矩TT1q、TT2q成为绝对值相等的相反方向的转矩,由此在车辆3上产生与内齿轮锁定控制时的左右后轮转矩TT1p、TT2p的转矩差(TT1p-TT2p)相等的左右后轮转矩TT1q、TT2q的转矩差(TT1q-TT2q),从而维持逆时针的横摆力矩M。
[0132] <内齿轮自由目标转速控制>
[0133] 在内齿轮自由状态、即单向离合器50为非卡合状态且液压制动器60A、60B为分离状态下,即使从第一及第二电动机2A、2B产生同一方向的转矩,由于连结的内齿轮24A、24B未被锁定且也未产生前述的马达转矩分配力的相抵,因此转矩不向后轮Wr传递,仅产生太阳齿轮21A、21B(第一及第二电动机2A、2B)和内齿轮24A、24B的转速变动。
[0134] 这种情况下,通过在第一及第二电动机2A、2B上产生绝对值相等的同一方向的旋转控制转矩,由此能够在不使旋转控制转矩向后轮Wr传递的情况下将第一及/或第二电动机2A、2B控制成所期望的转速。
[0135] 例如以从图11(a)的状态开始降低第一及第二电动机2A、2B的转速的情况、具体而言将第一电动机2A的转速MA1(以下,称为马达实际转速)降低为目标转速MA2(以下,称为马达目标转速)的情况为例,基于图11(b)进行说明。通过以在第一电动机2A上产生逆向的第一旋转控制转矩SM1的方式进行转矩控制,从而在太阳齿轮21A上作用有逆向的第一旋转控制转矩SM1。此时,与图8同样,要前进行驶的顺向的转矩(未图示)从车轴10A作用于行星齿轮架23A。因此,在第一行星齿轮式减速器12A中,行星齿轮架23A成为支点,在作为力点的太阳齿轮21A上作用有逆向的第一旋转控制转矩SM1,由此在作为作用点的内齿轮24A、24B上作用有顺向的第一旋转控制转矩分配力SM1′。
[0136] 同样,通过以在第二电动机2B上产生逆向的第二旋转控制转矩SM2的方式进行转矩控制,由此在太阳齿轮21B上作用有逆向的第二旋转控制转矩SM2。此时,与图8同样,要前进行驶的顺向的转矩(未图示)从车轴10B作用于行星齿轮架23B。因此,在第二行星齿轮式减速器12B中,行星齿轮架23B成为支点,在作为力点的太阳齿轮21B上作用有逆向的第二旋转控制转矩SM2,由此在作为作用点的内齿轮24A、24B上作用有顺向的第二旋转控制转矩分配力SM2′。
[0137] 在此,第一及第二旋转控制转矩SM1、SM2为绝对值相等的同一方向的转矩,因此作用在内齿轮24A、24B上的第一及第二旋转控制转矩分配力SM1′、SM2′也成为绝对值相等的同一方向的转矩,第一及第二旋转控制转矩分配力SM1′、SM2′向提高内齿轮24A、24B的转速的方向发挥作用。此时,在第一及第二行星齿轮式减速器12A、12B上不存在与第一及第二旋转控制转矩SM1、SM2相平衡的转矩,因此在行星齿轮架23A、23B上未产生基于第一及第二旋转控制转矩SM1、SM2的左右后轮转矩。因此,第一及第二旋转控制转矩SM1、SM2仅有助于旋转变动,使第一及第二电动机2A、2B的转速以及太阳齿轮21A、21B的转速降低,并且第一及第二旋转控制转矩分配力SM1′、SM2′使内齿轮24A、24B的转速提高。这样,通过适当产生第一及第二旋转控制转矩SM1、SM2,从而能够将第一电动机2A控制成任意的目标转速,不久第一电动机2A成为马达目标转速MA2。第一及第二旋转控制转矩SM1、SM2根据马达实际转速MA1与马达目标转速MA2的差量来算出。
[0138] 需要说明的是,后轮驱动装置1存在由于内齿轮24A、24B连结而无法以同时满足第一电动机2A的马达目标转速和第二电动机2B的马达目标转速的方式进行控制的情况,这种情况下,以满足任一方的电动机的马达目标转速的方式对一方的电动机进行目标转速控制。图11(b)例示了对第一电动机2A进行目标转速控制的情况。
[0139] <内齿轮自由目标转矩控制+内齿轮自由目标转速控制>
[0140] 图11(a)及(b)是分别说明在内齿轮自由状态下,为了产生目标横摆力矩而使第一及第二电动机2A、2B产生目标转矩的内齿轮自由目标转矩控制和将第一及/或第二电动机2A、2B控制成目标转速的内齿轮自由目标转速控制的图,而通过同时进行内齿轮自由目标转矩控制和内齿轮自由目标转速控制,能够产生所期望的横摆力矩,且同时能够将第一及/或第二电动机2A、2B控制成所期望的转速。
[0141] 图11(c)是将图11(a)记载的第一及第二马达基础转矩TM1q、TM2q及作为其分配力的第一及第二马达基础转矩分配力TM1q′、TM2q′、图11(b)记载的第一及第二旋转控制转矩SM1、SM2及其作为分配力的第一及第二旋转控制转矩分配力SM1′、SM2′一并记载的图。
[0142] 这种情况下,实际上,从第一电动机2A产生逆向的第一马达转矩M1(第一马达基础转矩TM1q+第一旋转控制转矩SM1),从第二电动机2B产生顺向的第二马达转矩M2(第二马达基础转矩TM2q+第二旋转控制转矩SM2),由此,逆向的左后轮转矩TT1q作用于行星齿轮架23A,并且顺向的右后轮转矩TT2q作用于行星齿轮架23B,从而产生逆时针的横摆力矩M。而且,同时,第一电动机2A的马达实际转速MA1及太阳齿轮21A的转速下降,内齿轮24A、24B的转速上升,不久第一电动机2A的实际转速MA1成为马达目标转速MA2。
[0143] 作为上述的进行内齿轮自由目标转速控制时的目标转速的决定方法,例示以下的2个形态(I)、(II)。
[0144] (I)第一个是基于电动机的目标转速来进行前述的目标转速控制的形态,详细而言,是基于根据电动机的效率的电动机的目标转速来进行前述的目标转速控制的形态。即,是对于马达目标转速,基于第一及第二电动机2A、2B的效率和向该电动机供给电力的电力供给装置的效率中的至少一方,来设定第一及第二电动机2A、2B的马达目标转速的形态。在通过液压制动器60A、60B及/或单向离合器50将内齿轮24A、24B锁定的状态下,第一及第二电动机2A、2B的转速以及太阳齿轮21A、21B的转速与行星齿轮架23A、23B的旋转连动,成为与第一及第二行星齿轮式减速器12A、12B的减速比对应的规定的转速,但是若内齿轮24A、24B为未锁定的状态即内齿轮自由状态,则第一及第二电动机2A、2B的转速以及太阳齿轮21A、21B的转速不与行星齿轮架23A、23B的旋转连动,能够成为任意的转速。需要说明的是,电力供给装置为包含未图示的逆变器的PDU、3相线,主要是PDU。这样,基于在电力供给系统的效率中所占的比例大的电动机的效率和PDU的效率来求出马达目标转速,由此能够进一步减少电力消耗。另外,也可以仅基于电动机的效率来求出马达目标转速。这种情况下,在试验性地求出效率时,效率映射的作成容易,在依次检测·推定来求出时,能够减少控制量。
[0145] (II)第二个是基于行星齿轮22A、22B的目标转速来进行前述的目标转速控制的形态,详细而言是在内齿轮自由状态下以使行星齿轮22A、22B的旋转方向不发生反转的方式进行控制的形态。
[0146] 图12与图11同样,表示车辆3的左转弯中,图中,将连结第一行星齿轮式减速器12A的太阳齿轮21A(S)、行星齿轮架23A(C)、内齿轮24A(R)的线段进一步延长的线上的点(A1)表示行星齿轮22A的转速(自转),将连结第二行星齿轮式减速器12B的太阳齿轮
21B(S)、行星齿轮架23B(C)、内齿轮24B(R)的线段进一步延长的线上的点(B1)表示行星齿轮22B的转速(自转)。
[0147] 在内齿轮自由状态下,与左后轮LWr和右后轮RWr连接的行星齿轮架23A、23B(C)以外的、太阳齿轮21A、21B(S)、行星齿轮22A、22B(PG)及内齿轮24A、24B(R)可以形成为任意的转速。在此,假定从图10(a)那样的内齿轮锁定控制开始输入液压制动器60A、60B的分离指令的情况,如图12所示,在第一行星齿轮式减速器12A中,以使以转速A1进行逆向旋转的行星齿轮22A的旋转方向不发生反转且使转速(绝对值)减小的方式在零旋转附近设定行星齿轮目标转速A2,并算出第一电动机2A的马达实际转速MA1与基于行星齿轮目标转速A2和行星齿轮架23A的转速或左后轮LWr的转速而求出的第一电动机2A的马达目标转速MA2的转速差DA。
[0148] 同样,在第二行星齿轮式减速器12B中,以使以转速B1进行逆向旋转的行星齿轮22B的旋转方向不发生反转且使转速(绝对值)减小的方式在零旋转附近设定行星齿轮目标转速B2,并算出第二电动机2B的马达实际转速MB1与基于行星齿轮目标转速B2和行星齿轮架23B的转速或右后轮RWr的转速而求出的第二电动机2B的马达目标转速MB2的转速差DB。
[0149] 然后,将第一电动机2A的转速差DA与第二电动机2B的转速差DB进行比较,选择转速差小的第一电动机2A作为进行目标转速控制的电动机。这样,通过选择转速差小的一方的电动机作为进行目标转速控制的电动机,能够抑制转速差大、即未控制成马达目标转速的一方的电动机的过剩控制。若选择转速差大的一方的电动机即第二电动机2B作为进行目标转速控制的电动机,则转速差小的第一电动机2A成为过剩控制,从而第一行星齿轮式减速器12A的行星齿轮22A超过目标转速而旋转方向反转,进行正旋转。这样,以使行星齿轮22A、22B的旋转方向不发生反转的方式进行目标转速控制,由此能够防止齿隙的产生。
[0150] 另外,也可以并行地进行(II)的马达目标转速的算出和(I)的马达目标转速的算出。即,可以并行地进行基于行星齿轮目标转速的马达目标转速的算出、基于电动机和向该电动机供给电力的电力供给装置的效率的马达目标转速的算出。由此,能够防止齿隙的产生并减少电力消耗。但是,在同时满足基于行星齿轮目标转速而求出的马达目标转速、基于电动机和向该电动机供给电力的电力供给装置的效率而求出的马达目标转速这样的马达转速不存在的情况下,优选使基于行星齿轮目标转速而求出的马达目标转速优先。由此,与电动机等的效率相比,使齿隙的产生的防止优先,由此能够提高车辆的舒适性。
[0151] 接着,基于图13,时序地说明本发明的特征即从内齿轮锁定控制向内齿轮自由目标转矩控制的转变。
[0152] 图13(a)是与通过上述图10(a)进行说明的内齿轮锁定控制中相同的图。当在该状态下车速超过某阈值而达到前进高车速状态时,为了防止第一及第二电动机2A、2B的过旋转而输入从内齿轮锁定状态向内齿轮自由状态的转变指令。
[0153] 如图14所示,在时刻T1输入转变指令时,为了维持内齿轮锁定控制时的逆时针的横摆力矩M,以维持左右后轮转矩TT1p、TT2p的转矩差(TT1p-TT2p)且使左右后轮转矩TT1p、TT2p的转矩和(TT1p+TT2p)成为零的方式,求出第一及第二马达基础转矩TM1q、TM2q。
[0154] 并且,一边维持第一及第二马达基础转矩TM1p、TM2p的转矩差(TM1p-TM2p),一边将产生转矩从内齿轮锁定控制时的第一及第二马达基础转矩TM1p、TM2p向第一及第二马达基础转矩TM1q、TM2q变更。此时,以使第一及第二马达基础转矩TM1p、TM2p的转矩和逐渐减少的方式控制第一及第二电动机2A、2B。需要说明的是,由于第一及第二行星齿轮式减速器12A、12B的减速比相等,因此通过维持第一及第二马达基础转矩TM1p、TM2p的转矩差(TM1p-TM2p),也能够维持左右后轮转矩TT1p、TT2p的转矩差(TT1p-TT2p),从而能够稳定地继续产生横摆力矩M。而且,通过使第一及第二马达基础转矩TM1p、TM2p的转矩和从时刻T1的转矩和(TM1p+TM2p)向零逐渐减少,由此左右后轮转矩TT1p、TT2p的转矩和(TT1p+TT2p)也逐渐减少,从而加速力逐渐减少。
[0155] 在从时刻T1到时刻T2,第一及第二马达基础转矩TM1p、TM2p的转矩和逐渐减少,在时刻T2成为零。当第一及第二马达基础转矩TM1p、TM2p的转矩和成为零时,由于第一及第二电动机2A、2B侧的顺向的转矩不再向后轮Wr侧输入,因此单向离合器50从卡合状态成为非卡合状态。而且,在时刻T2,液压制动器60A、60B从弱接合状态被控制成分离状态。由此,如图13(b)所示,后轮驱动装置1成为内齿轮自由状态。
[0156] 在内齿轮自由状态下,除了维持横摆力矩M的内齿轮自由目标转矩控制之外,为了将第一及第二电动机2A、2B的转速控制成所期望的转速,还进行内齿轮自由目标转速控制(在此,对上述(II)的形态进行说明)。如上述那样,在第一行星齿轮式减速器12A中,以使以转速A1进行逆向旋转的行星齿轮22A的旋转方向不发生反转且使转速(绝对值)减小的方式在零旋转附近设定行星齿轮目标转速A2,并算出第一电动机2A的马达实际转速MA1与基于行星齿轮目标转速A2和行星齿轮架23A的转速或左后轮LWr的转速而求出的第一电动机2A的马达目标转速MA2的转速差DA。同样,在第二行星齿轮式减速器12B中,以使以转速B1进行逆向旋转的行星齿轮22B的旋转方向不发生反转且使转速(绝对值)减小的方式在零旋转附近设定行星齿轮目标转速B2,并算出第二电动机2B的马达实际转速MB1与基于行星齿轮目标转速B2和行星齿轮架23B的转速或右后轮RWr的转速而求出的第二电动机2B的马达目标转速MB2的转速差DB。然后,将第一电动机2A的转速差DA与第二电动机2B的转速差DB进行比较,选择转速差小的第一电动机2A作为进行目标转速控制的电动机。
[0157] 在时刻T2至时刻T3,除了第一及第二马达基础转矩TM1q、TM2q之外,从第一及第二电动机2A、2B还产生绝对值相等且同一方向(均为逆向)的第一及第二旋转控制转矩SM1、SM2作为有助于目标转速控制的转矩。实际上,从第一电动机2A产生第一马达转矩M1(第一马达基础转矩TM1q+第一旋转控制转矩SM1),从第二电动机2B产生第二马达转矩M2(第二马达基础转矩TM2+第二旋转控制转矩SM2)。在此状态下,由于第一及第二旋转控制转矩SM1、SM2也为绝对值相等的同一方向(逆向)的转矩,因此能够维持与内齿轮锁定控制时的第一及第二马达基础转矩TM1p、TM2p的转矩差(TM1p-TM2p)相等的第一及第二马达基础转矩TM1q、TM2q的转矩差(TM1q-TM2q)。因此,逆向的左后轮转矩TT1q作用于行星齿轮架23A,并且顺向的右后轮转矩TT2q作用于行星齿轮架23B,从而能够维持与内齿轮锁定控制时的左右后轮转矩TT1p、TT2p的转矩差(TT1p-TT2p)相等的左右后轮转矩TTq、TT2q的转矩差(TT1q-TT2q),且继续产生逆时针的横摆力矩M。
[0158] 在时刻T3,在第一电动机2A的马达实际转速MA1成为马达目标转速MA2的时刻,如图13(c)所示,使第一及第二旋转控制转矩SM1、SM2消失。此时的第二电动机2B的转速及太阳齿轮21B的转速根据与右后轮RWr连结的行星齿轮架23B的转速和内齿轮24A、24B的转速而唯一决定。
[0159] 在时刻T3以后,为了使内齿轮自由目标转矩控制继续而从第一及第二电动机2A、2B产生绝对值相等且相反方向的第一及第二马达基础转矩TM1q、TM2q,由此能够维持与内齿轮锁定控制时的第一及第二马达基础转矩TM1p、TM2p的转矩差(TM1p-TM2p)相等的第一及第二马达基础转矩TM1q、TM2q的转矩差(TM1q-TM2q),从而能够维持与内齿轮锁定控制时的左右后轮转矩TT1p、TT2p的转矩差(TT1p-TT2p)相等的左右后轮转矩TTq、TT2q的转矩差(TT1q-TT2q)。由此,继续产生逆时针的横摆力矩M。
[0160] 如以上说明那样,在从内齿轮锁定控制向内齿轮自由控制转变时,以维持第一及第二电动机2A、2B的第一及第二马达基础转矩TM1p、TM2p的转矩差(TM1p-TM2p)且使第一及第二电动机2A、2B的第一及第二马达基础转矩TM1p、TM2p的转矩和(TM1p+TM2p)接近于零的方式控制第一及第二电动机2A、2B,由此从内齿轮锁定状态到内齿轮自由状态能够将横摆力矩M的产生维持成恒定,而且能够减少车辆3的前后方向的状态变化。此时,如图14的虚线所示,通过以使第一及第二电动机2A、2B的第一及第二马达基础转矩TM1p、TM2p的转矩和(TM1p+TM2p)朝向零逐渐减少的方式抑制突然变化,由此能够更可靠地抑制车辆
3的前后方向的状态变化。
[0161] 需要说明的是,本发明没有限定为上述的实施方式,能够适当进行变形、改良等。
[0162] 例如,无需在内齿轮24A、24B上分别设置液压制动器60A、60B,只要在连结的内齿轮24A、24B上设置至少1个液压制动器即可,而且也不必非要具备单向离合器。这种情况下,通过将液压制动器从分离状态控制成接合状态,能够从内齿轮锁定状态向内齿轮自由状态变更。
[0163] 另外,作为旋转限制机构,例示了液压制动器,但不局限于此,也可以是机械式、电磁式等,可以进行任意选择。
[0164] 另外,虽然在太阳齿轮21A、21B上连接第一及第二电动机2A、2B,并将内齿轮彼此相互连结,但不局限于此,也可以将太阳齿轮彼此相互连结,并在内齿轮上连接第一及第二电动机。
[0165] 另外,前轮驱动装置也可以不使用内燃机而将电动机作为唯一的驱动源。
[0166] 需要说明的是,本申请基于2012年3月30日提出申请的日本专利申请(特愿2012-082933),并将其内容作为参照而取入于此。
[0167] 符号说明:
[0168] 1 后轮驱动装置
[0169] 2A 第一电动机
[0170] 2B 第二电动机
[0171] 8 控制装置(电动机控制装置、旋转限制机构控制装置)
[0172] 12A 第一行星齿轮式减速器(第一变速器)
[0173] 12B 第二行星齿轮式减速器(第二变速器)
[0174] 21A、21B 太阳齿轮(第一旋转要素)
[0175] 22A、22B 行星齿轮(第四旋转要素)
[0176] 23A、23B 行星齿轮架(第二旋转要素)
[0177] 24A、24B 内齿轮(第三旋转要素)
[0178] 60A、60B 液压制动器(旋转限制机构)
[0179] LWr 左后轮(左车轮)
[0180] RWr 右后轮(右车轮)