(57)【要約】  エアコン用回転電機の駆動力により車両を駆動するように構成された場合に、エアコン用回転電機としてコンプレッサ及び車両を駆動する上で最適な回転速度の使用可能範囲を有する回転電機を用いることができる電動車両用駆動装置が求められる。ロータ軸が出力部材に駆動連結された車輪駆動用回転電機と、ロータ軸が第二クラッチを介してコンプレッサ連結部材に駆動連結されるエアコン用回転電機と、を備え、エアコン用回転電機のロータ軸は、第一クラッチを介して車輪駆動用回転電機のロータ軸に駆動連結される電動車両用駆動装置。
2012117623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪に駆動連結される出力部材と、エアコンディショナ用のコンプレッサに連結されるコンプレッサ連結部材と、を有し、
前記出力部材及び前記コンプレッサ連結部材に伝達する駆動力を回転電機により発生させる電動車両用駆動装置であって、
ロータ軸が前記出力部材に駆動連結された車輪駆動用回転電機と、
ロータ軸が第二クラッチを介して前記コンプレッサ連結部材に駆動連結されるエアコン用回転電機と、を備え、
前記エアコン用回転電機のロータ軸は、第一クラッチを介して前記車輪駆動用回転電機のロータ軸に駆動連結される電動車両用駆動装置。
【請求項２】
前記出力部材及び前記コンプレッサ連結部材に伝達する駆動力を前記車輪駆動用回転電機及び前記エアコン用回転電機のみにより発生させる請求項１に記載の電動車両用駆動装置。
【請求項３】
前記エアコン用回転電機の最大出力は、前記車輪駆動用回転電機の最大出力より小さい請求項１又は２に記載の電動車両用駆動装置。
【請求項４】
前記エアコン用回転電機のロータ軸は、減速機を介して前記車輪駆動用回転電機のロータ軸に駆動連結される請求項１から３のいずれか一項に記載の電動車両用駆動装置。
【請求項５】
前記車輪駆動用回転電機のロータ軸は、第三クラッチを介して前記出力部材に駆動連結される請求項１から４のいずれか一項に記載の電動車両用駆動装置。
【請求項６】
前記エアコン用回転電機のロータ軸は、変速比を変更可能な変速機を介して前記車輪駆動用回転電機のロータ軸に駆動連結される請求項１から５のいずれか一項に記載の電動車両用駆動装置。
【請求項７】
前記エアコン用回転電機のロータ軸は、前記車輪駆動用回転電機のロータ軸を介して前記出力部材に駆動連結される請求項１から６のいずれか一項に記載の電動車両用駆動装置。
【請求項８】
前記第一クラッチ、前記第二クラッチ、前記車輪駆動用回転電機、及び前記エアコン用回転電機を制御する制御装置を更に備え、
前記制御装置は、前記エアコンディショナの運転要求の有無に関わらず、車両に要求されるトルクである車両要求トルクを前記車輪駆動用回転電機だけでは出力させることができない場合には、前記第一クラッチを係合状態とすると共に前記第二クラッチを解放状態とし、前記車輪駆動用回転電機及び前記エアコン用回転電機の双方に正トルクを出力させる請求項１から７のいずれか一項に記載の電動車両用駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪に駆動連結される出力部材と、エアコンディショナ用のコンプレッサに連結されるコンプレッサ連結部材と、を有し、前記出力部材及び前記コンプレッサ連結部材に伝達する駆動力を回転電機により発生させる電動車両用駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のような車両用駆動制御装置に関して、例えば下記の特許文献１には、以下のような技術が開示されている。特許文献１の技術では、エアコン用回転電機のロータ軸を、コンプレッサ連結部材だけでなく出力部材にも駆動連結することにより、エアコン用回転電機の駆動力により、車輪駆動用回転電機を補助して、車両を駆動できるように構成されている。【０００３】
しかしながら、特許文献１の技術では、遊星歯車装置のリングギヤに車輪駆動用回転電機のロータ軸が駆動連結され、遊星歯車装置のサンギヤにエアコン用回転電機のロータ軸及びコンプレッサ連結部材が駆動連結され、遊星歯車装置のキャリヤに出力部材が駆動連結されている。このため、遊星歯車装置を介して、車輪駆動用回転電機のロータ軸と、エアコン用回転電機のロータ軸と、出力部材とが常に駆動連結されているため、車輪駆動用回転電機及び出力部材の回転速度の変化が、エアコン用回転電機の回転速度に影響するように構成されている。【０００４】
このため、特許文献１の技術では、エアコン用回転電機の回転速度の使用可能範囲を設定する上で、車輪駆動用回転電機及び出力部材の回転速度の実用範囲を考慮する必要があった。よって、エアコン用回転電機として、必ずしも、コンプレッサ及び車両を駆動する上で最適な回転速度の使用可能範囲を有する回転電機を用いることができなかった。
また、車輪駆動用回転電機の回転速度を変化させる際に、エアコン用回転電機の回転速度の使用可能範囲を越えないようにする必要があり、車輪駆動用回転電機を最適な回転速度で運転させることできない場合があり、十分な駆動力を得られないなどの場合があった。【０００５】
また、特許文献１の技術では、エアコン用回転電機のロータ軸がコンプレッサ連結部材に駆動連結されているので、エアコン用回転電機の駆動力は、車両の駆動だけでなく、コンプレッサの駆動にも使われる。このため、コンプレッサの駆動分だけ、エアコン用回転電機により車輪駆動用回転電機を補助する駆動力が低下する問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１７８４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、エアコン用回転電機の駆動力により車両を駆動するように構成された場合に、エアコン用回転電機としてコンプレッサ及び車両を駆動する上で最適な回転速度の使用可能範囲を有する回転電機を用いることができると共に、エアコン用回転電機の駆動力を車両の駆動に使用して車両のエネルギ効率を高めることができる電動車両用駆動装置が求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る、車輪に駆動連結される出力部材と、エアコンディショナ用のコンプレッサに連結されるコンプレッサ連結部材と、を有し、前記出力部材及び前記コンプレッサ連結部材に伝達する駆動力を回転電機により発生させる電動車両用駆動装置の特徴構成は、ロータ軸が前記出力部材に駆動連結された車輪駆動用回転電機と、ロータ軸が第二クラッチを介して前記コンプレッサ連結部材に駆動連結されるエアコン用回転電機と、を備え、前記エアコン用回転電機のロータ軸は、第一クラッチを介して前記車輪駆動用回転電機のロータ軸に駆動連結される点にある。【０００９】
なお、本願において「回転電機」とは、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。
また、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。また、このような伝動部材として、回転及び駆動力を選択的に伝達する係合要素、例えば摩擦クラッチや噛み合い式クラッチ等が含まれていてもよい。【００１０】
上記の特徴構成によれば、第一クラッチが係合されることによって、エアコン用回転電機のロータ軸は、出力部材に駆動連結された車輪駆動用回転電機のロータ軸に駆動連結される。よって、第一クラッチを係合させることにより、エアコン用回転電機の駆動力によって、車輪駆動用回転電機の駆動力を補助して、車両を駆動することが可能になる。
また、上記の特徴構成によれば、第一クラッチを係合させると共に第二クラッチを解放させることで、エアコン用回転電機の駆動力が、コンプレッサの駆動に使われず、車両の駆動のみに使われる状態とすることができる。よって、車輪駆動用回転電機だけでは車両の駆動力が不足する場合などにおいて、エアコン用回転電機の駆動力を確実に車両の駆動に使用することができる。
従って、車輪駆動用回転電機の最大出力トルクを低く設定することが可能になり、車輪駆動用回転電機を小型化、低コスト化することができる。【００１１】
また、上記の特徴構成によれば、出力部材の回転速度が、エアコン用回転電機の使用可能範囲を上回る場合に、第一クラッチを解放させて、エアコン用回転電機の回転速度がその使用可能範囲を上回らないようにすることができる。よって、エアコン用回転電機の過回転による不具合を防止することができる。また、エアコン用回転電機の回転速度の使用可能範囲を、出力部材の回転速度の実用範囲に合わせる必要がなくなり、その使用可能範囲の上限値を低下させることができる。よって、エアコン用回転電機として、コンプレッサ及び車両を駆動する上で最適な回転速度の使用可能範囲を有する回転電機を用いることができ、車両の動力性能を向上したり、回転電機のコストを低減したりすることができる。【００１２】
ここで、前記出力部材及び前記コンプレッサ連結部材に伝達する駆動力を前記車輪駆動用回転電機及び前記エアコン用回転電機のみにより発生させると好適である。【００１３】
この構成によれば、車両及びコンプレッサの駆動力源として、回転電機が用いられる電動車両用駆動装置において、上記のように、エアコン用回転電機及び車輪駆動用回転電機の駆動力を有効に用いることができる。【００１４】
ここで、前記エアコン用回転電機の最大出力は、前記車輪駆動用回転電機の最大出力より小さいと好適である。【００１５】
この構成によれば、車両の駆動力源として、主に、最大出力が大きい車輪駆動用回転電機を用い、第一クラッチが係合されて車輪駆動用回転電機を補助する補助用に、最大出力が小さいエアコン用回転電機を用いることができる。【００１６】
ここで、前記エアコン用回転電機のロータ軸は、減速機を介して前記車輪駆動用回転電機のロータ軸に駆動連結されると好適である。【００１７】
この構成によれば、エアコン用回転電機の回転速度を減速機で減速して出力部材に伝達することで、エアコン用回転電機のトルクを増大させて出力部材に伝達することが可能になる。よって、車輪へ伝達可能なトルクを確保しつつ、車輪駆動用回転電機の最大出力トルクを低く設定することができ、車輪駆動用回転電機をより小型化、低コスト化することができる。【００１８】
ここで、前記車輪駆動用回転電機のロータ軸は、第三クラッチを介して前記出力部材に駆動連結されると好適である。【００１９】
この構成によれば、車輪駆動用回転電機にトルクを出力させない場合に、第三クラッチを解放して、車輪駆動用回転電機のロータ軸と出力部材との駆動連結を解除することができる。このため、車輪駆動用回転電機が回転されることによるエネルギ損失を減少させることができる。特に、第一クラッチを係合して、エアコン用回転電機の駆動力のみで車両を駆動する場合に、第三クラッチを解放することにより、車輪駆動用回転電機を回転させることによるエネルギ損失を減少させて、エアコン用回転電機による車両の駆動効率を向上させることができる。【００２０】
ここで、前記エアコン用回転電機のロータ軸は、変速比を変更可能な変速機を介して前記車輪駆動用回転電機のロータ軸に駆動連結されると好適である。【００２１】
この構成によれば、車両に要求される駆動力などに応じて、変速機の変速比を変更して、出力部材に伝達されるエアコン用回転電機の駆動力を適切なものとすることができる。例えば、車両に要求されるトルクが高い場合は、変速機の変速比を大きく設定し、出力部材に伝達されるエアコン用回転電機のトルクの増大量を大きくすることができる。よって、車両の要求トルクが高い場合に、その要求トルクに応じたトルクを出力部材に伝達することができる。【００２２】
また、車両に要求されるトルクが低い場合は、変速機の変速比を小さく設定し、出力部材の回転速度に対する、エアコン用回転電機の回転速度を低下させることができる。よって、エアコン用回転電機により補助できる出力部材の回転速度域を拡大することができ、電動車両用駆動装置の出力トルク特性を円滑化することができる。また、エアコン用回転電機に、その回転速度の使用可能範囲の上限値が比較的低い、廉価で小型の回転電機を用いることができる。【００２３】
ここで、前前記エアコン用回転電機のロータ軸は、前記車輪駆動用回転電機のロータ軸を介して前記出力部材に駆動連結されると好適である。【００２４】
この構成によれば、車輪駆動用回転電機のロータ軸を有効利用して、エアコン用回転電機の駆動力を出力部材に伝達することができる。よって、電動車両用駆動装置の全体としての重量及びコストを低減することができる。【００２５】
ここで、前記第一クラッチ、前記第二クラッチ、前記車輪駆動用回転電機、及び前記エアコン用回転電機を制御する制御装置を更に備え、前記制御装置は、前記エアコンディショナの運転要求の有無に関わらず、車両に要求されるトルクである車両要求トルクを前記車輪駆動用回転電機だけでは出力させることができない場合には、前記第一クラッチを係合状態とすると共に前記第二クラッチを解放状態とし、前記車輪駆動用回転電機及び前記エアコン用回転電機の双方に正トルクを出力させると好適である。【００２６】
この構成によれば、エアコンディショナの運転要求が有る場合であっても、車輪駆動用回転電機だけでは車両の要求トルクを出力できない場合には、エアコン用回転電機によるコンプレッサの駆動を停止して、エアコン用回転電機の駆動力を車両の駆動に使用して、車両の要求トルクを出力させることができる。【００２７】
また、エアコンディショナの運転要求が無い場合も、車輪駆動用回転電機だけでは車両要求トルクを出力できない場合には、エアコン用回転電機の駆動力を車両の駆動に使用して、車両の要求トルクを出力させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態に係る電動車両用駆動装置のスケルトン図である。
【図２】本発明の実施形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係る電動車両用駆動装置の出力トルク特性を説明するための図である。
【図４】本発明の実施形態に係るクラッチ及び回転電機の制御を説明するための図である。
【図５】その他の実施形態に係る電動車両用駆動装置のスケルトン図及び出力トルク特性である。
【図６】その他の実施形態に係る電動車両用駆動装置のスケルトン図及び出力トルク特性である。
【図７】その他の実施形態に係る電動車両用駆動装置のスケルトン図及び出力トルク特性である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
〔第一の実施形態〕
本発明に係る電動車両用駆動装置１の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る電動車両用駆動装置１の概略構成を示す模式図である。この図に示すように、本実施形態に係る電動車両用駆動装置１は、車輪Ｗに駆動連結される出力軸Ｏと、エアコンディショナ用のコンプレッサＣＭに連結されるコンプレッサ連結軸ＣＭＣと、を有しており、出力軸Ｏ及びコンプレッサ連結軸ＣＭＣに伝達する駆動力を回転電機ＭＧ１、ＭＧ２により発生させる駆動装置である。
そして、電動車両用駆動装置１は、ロータ軸ＲＳ１が出力軸Ｏに駆動連結された車輪駆動用回転電機ＭＧ１と、ロータ軸ＲＳ２が第二クラッチＣＬ２を介してコンプレッサ連結軸ＣＭＣに駆動連結されるエアコン用回転電機ＭＧ２と、を備えている。なお、出力軸Ｏが、本発明における「出力部材」であり、コンプレッサ連結軸ＣＭＣが、本願における「コンプレッサ連結部材」である。
【００３０】
このような構成において、電動車両用駆動装置１は、エアコン用回転電機のロータ軸ＲＳ２が第一クラッチＣＬ１を介して車輪駆動用回転電機のロータ軸ＲＳ１に駆動連結される点に特徴を有している。
また、電動車両用駆動装置１は、図２に示すように、第一クラッチＣＬ１、第二クラッチＣＬ２、車輪駆動用回転電機ＭＧ１、及びエアコン用回転電機ＭＧ２を制御する制御装置３０を更に備えている。
以下、本実施形態に係る電動車両用駆動装置１について、詳細に説明する。
【００３１】
１．電動車両用駆動装置１の構成
１−１．車輪駆動用回転電機ＭＧ１
図１に示すように、車輪駆動用回転電機ＭＧ１は、非回転部材に固定されたステータＳｔ１と、このステータＳｔ１の径方向内側に、回転自在に支持されたロータ軸ＲＳ１を備えたロータＲｏ１と、を有している。この車輪駆動用回転電機のロータ軸ＲＳ１の回転が遊星歯車機構ＰＧにより減速されて出力軸Ｏに伝達されるように駆動連結されている。
【００３２】
車輪駆動用回転電機ＭＧ１は、直流交流変換を行う第一インバータＩＮ１を介して蓄電装置としてのバッテリＢＴに電気的に接続されている（図２参照）。そして、車輪駆動用回転電機ＭＧ１は、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、を果たすことが可能とされている。すなわち、車輪駆動用回転電機ＭＧ１は、第一インバータＩＮ１を介してバッテリＢＴからの電力供給を受けて力行し、或いは車輪Ｗから伝達される回転駆動力により発電した電力を、第一インバータＩＮ１を介してバッテリＢＴに蓄電（充電）する。なお、バッテリＢＴ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併用することも可能である。また、第一インバータＩＮ１は、バッテリＢＴの直流電力を交流電力に変換して車輪駆動用回転電機ＭＧ１を駆動するため、或いは車輪駆動用回転電機ＭＧ１が発電した交流電力を直流電力に変換してバッテリＢＴに充電するための複数のスイッチング素子を備えている。
【００３３】
本実施形態では、車輪駆動用回転電機のロータ軸ＲＳ１は、減速機としての遊星歯車機構ＰＧを介して、出力軸Ｏに駆動連結されている。そして、出力軸Ｏは、出力用差動歯車装置ＤＦを介して左右二つの車軸ＡＸに駆動連結され、各車軸ＡＸは、左右二つの車輪Ｗのそれぞれに駆動連結されている。よって、車輪駆動用回転電機ＭＧ１からロータ軸ＲＳ１へ伝達されたトルクは、遊星歯車機構ＰＧ、出力軸Ｏ、出力用差動歯車装置ＤＦ、及び車軸ＡＸを介して、左右２つの車輪Ｗに伝達される。なお、車輪駆動用回転電機ＭＧ１から車輪Ｗまでの動力伝達経路上に、遊星歯車機構ＰＧに代えて又は加えて、変速比が変更可能に構成された変速装置やクラッチなどの駆動連結機構が備えられてもよい。
また、車輪駆動用回転電機のロータ軸ＲＳ１は、第一クラッチＣＬ１、エアコン用回転電機のロータ軸ＲＳ２、及び第二クラッチＣＬ２を介して、コンプレッサ連結軸ＣＭＣに駆動連結されるように構成されている。よって、車輪駆動用回転電機ＭＧ１からロータ軸ＲＳ１へ伝達されたトルクは、第一クラッチＣＬ１及び第二クラッチＣＬ２が係合状態にある場合には、コンプレッサ連結軸ＣＭＣにも伝達されるように構成されている。
【００３４】
１−２．遊星歯車機構ＰＧ
本実施形態においては、遊星歯車機構ＰＧは、図１に示すように、車輪駆動用回転電機のロータ軸ＲＳ１と同軸上に配置され、２段歯車型のピニオンギヤＰを備えたシングルピニオン型の遊星歯車機構とされている。すなわち、遊星歯車機構ＰＧは、複数のピニオンギヤＰを支持するキャリヤＣＡと、ピニオンギヤＰにそれぞれ噛み合うサンギヤＳと、リングギヤＲと、の３つの回転要素を有している。ここで、２段歯車型のピニオンギヤＰは、第一ギヤＰ１と当該第一ギヤＰ１より小径の第二ギヤＰ２とを備え、キャリヤＣＡを回転軸心として一体的に回転するように構成されている。そして、第一ギヤＰ１は、サンギヤＳと噛み合い、第二ギヤＰ２は、リングギヤＲと噛み合っている。そして、サンギヤＳは車輪駆動用回転電機のロータ軸ＲＳ１と一体回転するように駆動連結されている。キャリヤＣＡは、出力軸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Ｒは、車体に固定されるケース等の非回転部材に固定されている。
【００３５】
よって、遊星歯車機構ＰＧは、車輪駆動用回転電機のロータ軸ＲＳ１の回転速度を所定の変速比で減速して、出力軸Ｏに伝達する減速機として機能する。この際、２段歯車型のピニオンギヤＰが備えられることによって、遊星歯車機構ＰＧの減速比が比較的大きく設定されている。
【００３６】
１−３．出力用差動歯車装置ＤＦ
出力用差動歯車装置ＤＦは、互いに噛み合う複数の傘歯車を用いた差動歯車機構とされており、出力軸Ｏに伝達される回転及びトルクを分配して、それぞれ車軸ＡＸを介して左右２つの車輪Ｗに伝達する。
本実施形態では、出力用差動歯車装置ＤＦは、一対の傘歯車からなるピニオンギヤＤＦ１を備えており、当該ピニオンギヤＤＦ１は、出力軸Ｏに連結されている。ここで、ピニオンギヤＤＦ１は、出力軸Ｏに連結された回転支持軸ＤＦ３周りに回転可能にされている。そして、当該回転支持軸ＤＦ３は、出力軸Ｏの回転軸心に直交するように配置されると共に出力軸Ｏと一体回転するように構成されている。すなわち、各ピニオンギヤＤＦ１は、出力軸Ｏと一体的に回転すると共に、出力軸Ｏと一体回転する回転支持軸ＤＦ３周りに回転可能に構成されている。
【００３７】
また、出力用差動歯車装置ＤＦは、各ピニオンギヤＤＦ１と噛み合う一対の傘歯車からなるサイドギヤＤＦ２とを備えている。各サイドギヤＤＦ２の回転軸は、それぞれ右側の車軸ＡＸ、および左側の車軸ＡＸに連結されている。出力軸Ｏの回転により、各ピニオンギヤＤＦ１が回転すると、各サイドギヤＤＦ２および各車軸ＡＸが回転し、これにより各車輪Ｗが回転駆動される。
【００３８】
１−４．エアコン用回転電機ＭＧ２
エアコン用回転電機ＭＧ２は、非回転部材に固定されたステータＳｔ２と、このステータＳｔ２の径方向内側に、回転自在に支持されたロータ軸ＲＳ２を備えたロータＲｏ２と、を有している。このエアコン用回転電機のロータ軸ＲＳ２は、第二クラッチＣＬ２を介してコンプレッサ連結軸ＣＭＣに駆動連結される。
【００３９】
エアコン用回転電機ＭＧ２は、直流交流変換を行う第二インバータＩＮ２を介して蓄電装置としてのバッテリＢＴに電気的に接続されている（図２参照）。そして、エアコン用回転電機ＭＧ２は、電力の供給を受けて動力を発生するモータ（電動機）としての機能を果たすことが可能とされている。すなわち、エアコン用回転電機ＭＧ２は、第二インバータＩＮ２を介してバッテリＢＴからの電力供給を受けて力行する。
【００４０】
なお、エアコン用回転電機ＭＧ２の最大出力は、車輪駆動用回転電機ＭＧ１の最大出力より小さく設定されている。ここで、回転電機の出力とは、仕事率〔Ｗ〕を指す。また、エアコン用回転電機ＭＧ２は、電動機としての機能に加えて、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）としての機能も果たすことが可能とされていてもよい。すなわち、エアコン用回転電機ＭＧ２は、車輪Ｗから伝達される回転駆動力により発電した電力を、第二インバータＩＮ２を介してバッテリＢＴに蓄電（充電）するように構成されていてもよい。
【００４１】
エアコン用回転電機ＭＧ２からロータ軸ＲＳ２へ伝達されたトルクは、第二クラッチＣＬ２が係合状態にある場合には、コンプレッサ連結軸ＣＭＣに伝達される。
また、エアコン用回転電機のロータ軸ＲＳ２は、第一クラッチＣＬ１を介して、車輪駆動用回転電機ＭＧ１のロータ軸ＲＳ１に駆動連結される。この車輪駆動用回転電機のロータ軸ＲＳ１は出力軸Ｏに駆動連結されているので、エアコン用回転電機のロータ軸ＲＳ２は、第一クラッチＣＬ１及び車輪駆動用回転電機のロータ軸ＲＳ１を介して出力軸Ｏに駆動連結されるように構成されている。よって、エアコン用回転電機からロータ軸ＲＳ２へ伝達されたトルクは、第一クラッチＣＬ１が係合状態にある場合には、出力軸Ｏにも伝達される。
【００４２】
１−５．第一クラッチＣＬ１
第一クラッチＣＬ１は、エアコン用回転電機のロータ軸ＲＳ２を、車輪駆動用回転電機のロータ軸ＲＳ１に、選択的に駆動連結又は分離する係合装置である。本実施形態では、第一クラッチＣＬ１の入力側部材は、動力伝達機構ＲＧを介してエアコン用回転電機のロータ軸ＲＳ２に駆動連結されており、第一クラッチＣＬ１の出力側部材は、車輪駆動用回転電機のロータ軸ＲＳ１に駆動連結されている。そして、第一クラッチＣＬ１の入力側部材と出力側部材との間が、選択的に係合又は解放される。本実施形態では、第一クラッチＣＬ１は、電磁クラッチとされている。ここで、電磁クラッチとは、クラッチの係合又は解放を電磁石に発生させる電磁力により行う装置である。なお、第一クラッチＣＬ１に、クラッチの係合又は解放を油圧により行う油圧クラッチ、又はサーボモータの駆動力により行う電動クラッチなどが用いられてもよい。
【００４３】
１−６．動力伝達機構ＲＧ
動力伝達機構ＲＧは、エアコン用回転電機のロータ軸ＲＳ２を、所定の変速比で車輪駆動用回転電機のロータ軸ＲＳ１に駆動連結する動力伝達機構である。すなわち、動力伝達機構ＲＧは、所定の変速比で、エアコン用回転電機のロータ軸ＲＳ２の回転速度を変速すると共にトルクを変換して、車輪駆動用回転電機のロータ軸ＲＳ１に伝達する。ここで、変速比は、エアコン用回転電機のロータ軸ＲＳ２の回転速度に対する車輪駆動用回転電機のロータ軸ＲＳ１の回転速度の比であり、ロータ軸ＲＳ２の回転速度をロータ軸ＲＳ１の回転速度で除算した値である。すなわち、ロータ軸ＲＳ２の回転速度を変速比で除算した値が、ロータ軸ＲＳ１の回転速度になる。また、エアコン用回転電機ＭＧ２からロータ軸ＲＳ２に伝達されたトルクに、変速比を乗算したトルクが、ロータ軸ＲＳ１に伝達されるトルクになる。
【００４４】
本実施形態では、動力伝達機構ＲＧは減速機であり、その変速比は１より大きい値となる。また、本実施形態では、動力伝達機構ＲＧは歯車機構から構成されており、エアコン用回転電機のロータ軸ＲＳ２に駆動連結された第一ギヤＲＧ１と、当該第一ギヤＲＧ１より大径であって、車輪駆動用回転電機のロータ軸ＲＳ１に、第一クラッチＣＬ１を介して駆動連結される第三ギヤＲＧ３と、第一ギヤＲＧ１及び第三ギヤＲＧ３に噛み合って、これらの間を駆動連結する第二ギヤＲＧ２と、を備えている。
【００４５】
１−７．第二クラッチＣＬ２
第二クラッチＣＬ２は、エアコン用回転電機のロータ軸ＲＳ２を、コンプレッサ連結軸ＣＭＣに、選択的に駆動連結又は分離する係合装置である。本実施形態では、第二クラッチＣＬ２の入力側部材は、エアコン用回転電機のロータ軸ＲＳ２に駆動連結されており、第二クラッチＣＬ２の出力側部材は、コンプレッサ連結軸ＣＭＣに駆動連結されている。そして、第二クラッチＣＬ２の入力側部材と出力側部材との間が、選択的に係合又は解放される。本実施形態では、第二クラッチＣＬ２は、電磁クラッチとされている。なお、第二クラッチＣＬ２に、油圧クラッチ又は電動クラッチなどが用いられてもよい。
【００４６】
１−８．コンプレッサＣＭ
車両には、車内の温度及び湿度を調節するためのエアコンディショナが備えられており、コンプレッサＣＭは、エアコンディショナに用いられる熱媒を圧縮する装置であり、外部からの回転駆動力により駆動されるものとなっている。詳細には、コンプレッサＣＭには、例えば、その内部にステータと、当該ステータに偏心して配置された、複数のベーンがスライド可能に嵌め込まれたロータを有するロータリーコンプレッサが用いられる。当該ロータリーコンプレッサでは、ステータ内でロータが回転するのに伴い、隣り合う２枚のベーンとロータおよびステータで区画される空間の容積が縮小する際に熱媒が圧縮される。コンプレッサＣＭのロータに連結されたコンプレッサ連結軸ＣＭＣは、第二クラッチＣＬ２を介して、エアコン用回転電機のロータ軸ＲＳ２に駆動連結されるように構成されている。よって、エアコン用回転電機のロータ軸ＲＳ２の回転が、第二クラッチＣＬ２を介してコンプレッサＣＭのロータに伝達され、コンプレッサＣＭを回転駆動することが可能となっている。
【００４７】
２．制御装置３０の構成
次に、第一クラッチＣＬ１、第二クラッチＣＬ２、車輪駆動用回転電機ＭＧ１、及びエアコン用回転電機ＭＧ２を制御する制御装置３０の構成について説明する。
制御装置３０は、ＣＰＵ等の演算処理装置を中核部材として備えるとともに、当該演算処理装置からデータを読み出し及び書き込みが可能に構成されたＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）や、演算処理装置からデータを読み出し可能に構成されたＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）等の記憶装置等を有して構成されている。そして、制御装置３０のＲＯＭ等に記憶されたソフトウェア（プログラム）又は別途設けられた演算回路等のハードウェア、或いはそれらの両方により、図２に示すような制御装置３０の機能部３１〜３５などが構成されている。
【００４８】
また、電動車両用駆動装置１は、図２に示すように、センサＳｅ１〜Ｓｅ４を備えており、各センサから出力される電気信号は制御装置３０に入力される。制御装置３０は、入力された電気信号に基づき各センサの検出情報を算出する。
【００４９】
回転速度センサＳｅ１は、出力軸Ｏの回転速度を検出するセンサである。出力軸Ｏの回転速度は車速に比例するため、制御装置３０は、回転速度センサＳｅ１の入力信号に基づいて車速を算出する。
アクセル開度センサＳｅ２は、運転者により操作されるアクセルペダルの操作量を表すアクセル開度を検出するセンサである。
エアコンスイッチＳｅ３は、運転者がエアコンディショナの運転状態を操作するスイッチである。エアコンスイッチＳｅ３のスイッチ位置の情報は制御装置３０に入力される。
シフト位置センサＳｅ４は、シフトレバーの選択位置（シフト位置）を検出するセンサである。制御装置３０は、シフト位置センサＳｅ４からの入力情報に基づいて、「ドライブレンジ」、「ニュートラルレンジ」、「後進ドライブレンジ」、「パーキングレンジ」等のいずれのレンジが運転者により指定されたかを検出する。
【００５０】
制御装置３０は、図２に示すように、第一回転電機制御部３１、第二回転電機制御部３２、第一クラッチ制御部３３、第二クラッチ制御部３４、及び統合制御部３５などの機能部を備えている。以下で、各機能部について詳細に説明する。
【００５１】
２−１．第一回転電機制御部３１
第一回転電機制御部３１は、車輪駆動用回転電機ＭＧ１の動作制御を行う機能部である。
第一回転電機制御部３１は、後述する統合制御部３５から指令された第一要求トルクを車輪駆動用回転電機ＭＧ１に出力させるための制御を行う。そのために、第一回転電機制御部３１は、車輪駆動用回転電機ＭＧ１の回転角度、及びコイル電流などに基づき、第一インバータＩＮ１が備えた複数のスイッチング素子をオンオフ駆動する信号を出力して、第一インバータＩＮ１を駆動制御する。
【００５２】
２−２．第二回転電機制御部３２
第二回転電機制御部３２は、エアコン用回転電機ＭＧ２の動作制御を行う機能部である。
第二回転電機制御部３２は、後述する統合制御部３５から指令された第二要求トルクをエアコン用回転電機ＭＧ２に出力させるための制御を行う。そのために、第二回転電機制御部３２は、エアコン用回転電機ＭＧ２の回転角度、及びコイル電流などに基づき、第二インバータＩＮ２が備えた複数のスイッチング素子をオンオフ駆動する信号を出力して、第二インバータＩＮ２を駆動制御する。
【００５３】
２−３．第一クラッチ制御部３３
第一クラッチ制御部３３は、第一クラッチＣＬ１の動作制御を行う機能部である。
第一クラッチ制御部３３は、後述する統合制御部３５から指令された第一クラッチＣＬ１の係合又は解放の指令に応じて、第一クラッチＣＬ１を係合又は解放させる信号を出力して、第一クラッチＣＬ１の係合又は解放を制御する。本実施形態では、第一クラッチ制御部３３は、第一クラッチＣＬ１に備えられた電磁石のコイルへの通電をオンオフする信号を出力するように構成されている。
【００５４】
２−４．第二クラッチ制御部３４
第二クラッチ制御部３４は、第二クラッチＣＬ２の動作制御を行う機能部である。
第二クラッチ制御部３４は、後述する統合制御部３５から指令された第二クラッチＣＬ２の係合又は解放の指令に応じて、第二クラッチＣＬ２を係合又は解放させる信号を出力して、第二クラッチＣＬ２の係合又は解放を制御する。本実施形態では、第二クラッチ制御部３４は、第二クラッチＣＬ２に備えられた電磁石のコイルへの通電をオンオフする信号を出力するように構成されている。
【００５５】
２−５．統合制御部３５
統合制御部３５は、第一クラッチＣＬ１、第二クラッチＣＬ２、車輪駆動用回転電機ＭＧ１、及びエアコン用回転電機ＭＧ２等に対して行われるトルク制御、及びクラッチの係合制御等を車両全体として統合する制御を行う機能部である。
【００５６】
統合制御部３５は、アクセル開度、車速（出力軸Ｏの回転速度）、及びバッテリの充電量等に応じて、駆動力源から出力軸Ｏに伝達される目標駆動力である車両要求トルクを算出する。そして、統合制御部３５は、各回転電機ＭＧ１、ＭＧ２に対して要求する出力トルクである第一要求トルク及び第二要求トルクを算出すると共に、第一クラッチＣＬ１及び第二クラッチＣＬ２の係合又は解放の指令を決定し、それらを他の機能部３１〜３４に指令して統合制御を行う。
【００５７】
２−５−１．車両の出力トルク特性
本実施形態とは異なり、エアコン用回転電機ＭＧ２の駆動力を車両の駆動力源として用いないような電動車両用駆動装置では、図３（ａ）に示すように、車輪駆動用回転電機のみの駆動力で、十分な車両の出力トルク特性が得られるようにする必要がある。すなわち、車輪駆動用回転電機は、図３（ａ）に示すように、車速の実用範囲に対応した出力軸Ｏの回転速度の範囲に亘って、求められるトルクを出力可能である必要がある。特に、車輪駆動用回転電機は、所定の急勾配（例えば１８°）の坂を登れるようなトルクを出力することが要求される。よって、図３（ａ）に示すように、車輪駆動用回転電機は、このような車両の要求最大トルクを出力可能である必要がある。また、車輪駆動用回転電機は、車両に要求される所定の最高速度（例えば、１２０ｋｍ／ｈ）までトルクを出力することが要求される。従って、本実施形態とは異なりエアコン用回転電機ＭＧ２を利用しない電動車両用駆動装置では、最大出力トルクが大きく、最高回転速度も高い、高性能の車輪駆動用回転電機を備える必要がある。
【００５８】
また、図３に実線で囲んだように、回転電機には、その運転領域における、中回転速度域かつ中出力トルク域に、電力からトルクへの変換効率が高い高効率領域が存在する。また、図３に二点鎖線で囲んだように、車両の実用範囲における中回転速度域かつ低出力トルク域に、一般道の定常走行における高頻度領域が存在し、低回転速度域かつ中出力トルク域に、加速走行における高頻度領域が存在する。しかし、本実施形態とは異なりエアコン用回転電機ＭＧ２を利用しない電動車両用駆動装置における車輪駆動用回転電機では、その高効率領域が、定常走行の高頻度領域及び加速走行の高頻度領域と一致しない。このため、車輪駆動用回転電機の高効率領域の使用頻度が低くなり、電力消費率を向上させることができない。
【００５９】
一方、本実施形態に係わる電動車両用駆動装置１では、エアコン用回転電機ＭＧ２が、第一クラッチＣＬ１の係合によって、車両の駆動力源として用いられるように構成されている。このため、エアコン用回転電機ＭＧ２によって、車輪駆動用回転電機ＭＧ１を補助することが可能になる。よって、車輪駆動用回転電機ＭＧ１とエアコン用回転電機ＭＧ２とを合わせた出力トルク特性が、出力軸Ｏの回転速度の実用範囲に亘って、要求トルクを出力可能であり、車両の要求最大トルクを出力可能であればよい。従って、エアコン用回転電機ＭＧ２を利用しない電動車両用駆動装置の場合に比べて、本実施形態では、図３（ｂ）に示すように、車輪駆動用回転電機ＭＧ１として、車両の要求最大トルクより低い最大出力トルク特性を有する回転電機を備えており、車輪駆動用回転電機ＭＧ１を小型化、低コスト化することができる。
【００６０】
また、本実施形態では、車輪駆動用回転電機ＭＧ１の最大出力トルクが、車両の実用範囲に対して低下されているので、高効率領域に対応した車輪駆動用回転電機ＭＧ１の運転領域における中出力トルク域を、車両の実用範囲における低出力トルク域に近づけて重複させることができる。よって、車輪駆動用回転電機ＭＧ１の高効率領域の使用頻度を高めて、電力消費率を向上させることができる。
また、加速において、エアコン用回転電機ＭＧ２がその高効率領域でトルクを出力するように、加速走行のトルクを、車輪駆動用回転電機ＭＧ１とエアコン用回転電機ＭＧ２とに配分して出力させて、電力消費率も向上させることができる。
【００６１】
また、本実施形態では、第一クラッチＣＬ１の係合又は解放が制御されることよって、エアコン用回転電機のロータ軸ＲＳ２は、車輪駆動用回転電機のロータ軸ＲＳ１に選択的に駆動連結又は分離されるように構成されている。
このため、本実施形態では、出力軸Ｏの回転速度が、エアコン用回転電機ＭＧ２の使用可能範囲を上回る場合に、第一クラッチＣＬ１を解放させて、エアコン用回転電機ＭＧ２の回転速度がその使用可能範囲を上回らないようにすることができる。よって、エアコン用回転電機ＭＧ２の過回転による不具合を防止することができる。また、エアコン用回転電機ＭＧ２の回転速度（出力軸Ｏ基準）の使用可能範囲を、出力軸Ｏの回転速度の実用範囲に一致させる必要がなくなり、その使用可能範囲の上限値を低く設定できる。
【００６２】
よって、エアコン用回転電機ＭＧ２として、回転速度の使用可能範囲の上限値の低い回転電機を用いたり、エアコン用回転電機ＭＧ２の回転速度を動力伝達機構（減速機）ＲＧにより減速して出力軸Ｏに伝達したり、することが可能になる。
前者の場合は、エアコン用回転電機ＭＧ２として、比較的廉価で小型の回転電機を用いることができる。
後者の場合は、エアコン用回転電機ＭＧ２の回転速度を動力伝達機構（減速機）ＲＧで減速して出力軸Ｏに伝達することで、エアコン用回転電機ＭＧ２のトルクを増大させて出力軸Ｏに伝達することが可能になる。また、車両の要求最大トルクに対応する出力軸Ｏの回転速度は、比較的低い回転速度であるため、エアコン用回転電機ＭＧ２の回転速度を比較的大きい減速比で減速して、出力軸Ｏに伝達されるエアコン用回転電機ＭＧ２のトルクを比較的大きくすることができる。
よって、出力軸Ｏ基準のエアコン用回転電機ＭＧ２の最大出力トルクを大きくすることで、車輪駆動用回転電機ＭＧ１の最大出力トルクを小さくでき、車輪駆動用回転電機ＭＧ１をより小型化、低コスト化することができる。
【００６３】
２−５−２．クラッチ及び回転電機の制御
統合制御部３５は、上記した車両の出力トルク特性に適合したトルクを、出力軸Ｏに出力させるため、第一クラッチＣＬ１及び第二クラッチＣＬ２の係合又は解放の指令を決定すると共に、各回転電機ＭＧ１、ＭＧ２の駆動状態を決定し、各機能部３１〜３４に指令する。
本実施形態では、統合制御部３５は、図４に示すように、エアコンディショナの運転要求の有無、及び車両の走行状態に応じて、第一クラッチＣＬ１及び第二クラッチＣＬ２の係合又は解放の指令を決定すると共に、各回転電機ＭＧ１、ＭＧ２の駆動状態を決定する。
本実施形態では、統合制御部３５は、エアコンディショナの運転要求の有無に関わらず、車両に要求されるトルクである車両要求トルクを車輪駆動用回転電機ＭＧ１だけでは出力させることができない場合には、第一クラッチＣＬ１を係合状態に制御すると共に第二クラッチＣＬ２を解放状態に制御し、車輪駆動用回転電機ＭＧ１及びエアコン用回転電機ＭＧ２の双方に正トルクを出力させる。以下で、統合制御部３５によるクラッチ及び回転電機の制御について詳述する。
【００６４】
統合制御部３５は、車両の走行状態を、上記のようにアクセル開度及び車速などに基づき算出した車両要求トルク、及び出力軸Ｏの回転速度（車速）に基づき決定する。
統合制御部３５は、出力軸Ｏの回転速度及び車両要求トルクがゼロである場合は、車両の走行状態を停止と判定する。
また、統合制御部３５は、車両要求トルクが所定の登坂、加速閾値以上であると判定した場合は、車両の走行状態を登坂、加速と判定する。具体的には、登坂、加速閾値を、車両要求トルクを車輪駆動用回転電機ＭＧ１だけでは出力させることができず、エアコン用回転電機ＭＧ２の補助が必要なトルクに設定する。よって、統合制御部３５は、車両要求トルクと出力軸Ｏの回転速度が、図３（ｂ）に破線で囲んだ領域として示すように、エアコン用回転電機ＭＧ２の補助領域であると判定した場合に、車両の走行状態を登坂、加速と判定する。
そして、統合制御部３５は、車両の走行状態を停止、及び登坂、加速の何れにも判定していない場合は、車両の走行状態を定常走行と判定する。
【００６５】
また、統合制御部３５は、エアコンスイッチの位置に基づき、コンプレッサＣＭの駆動が必要なエアコンディショナの運転が、運転者により要求されていると判定した場合は、エアコンディショナの運転要求ありと判定し、それ以外の場合は、エアコンディショナの運転要求なしと判定する。図４では、エアコンディショナの運転要求ありを「ＯＮ」として示し、エアコンディショナの運転要求なしを「ＯＦＦ」として示している。
【００６６】
２−５−２−１．エアコンディショナの運転要求ありの場合
統合制御部３５は、エアコンディショナの運転要求ありの場合であって、車両の走行状態が停止状態である場合には、第二クラッチＣＬ２を係合状態に制御すると共に第一クラッチＣＬ１を解放状態に制御して、エアコン用回転電機のロータ軸ＲＳ２をコンプレッサ連結軸ＣＭＣに駆動連結させ、エアコン用回転電機ＭＧ２の駆動力を、コンプレッサＣＭのみに伝達可能にする。そして、統合制御部３５は、エアコン用回転電機ＭＧ２を、コンプレッサＣＭの駆動のために駆動させるように、第二要求トルクを算出する。なお、この場合は、統合制御部３５は、第一回転電機制御部３１に指令して、車輪駆動用回転電機ＭＧ１の駆動を停止させる。
【００６７】
また、統合制御部３５は、エアコンディショナの運転要求ありの場合であって、車両の走行状態が定常走行である場合（車両要求トルクを車輪駆動用回転電機ＭＧ１だけで出力させることができる場合）にも、第二クラッチＣＬ２を係合状態に制御すると共に第一クラッチＣＬ１を解放状態に制御して、エアコン用回転電機のロータ軸ＲＳ２をコンプレッサ連結軸ＣＭＣに駆動連結させ、エアコン用回転電機ＭＧ２の駆動力を、コンプレッサＣＭのみに伝達可能にする。そして、統合制御部３５は、エアコン用回転電機ＭＧ２を、コンプレッサＣＭの駆動のために駆動させるように、第二要求トルクを算出する。また、統合制御部３５は、車両要求トルクに基づいて、第一要求トルクを算出する。
【００６８】
一方、統合制御部３５は、エアコンディショナの運転要求ありの場合であっても、車両の走行状態が登坂、加速である場合（車両要求トルクを車輪駆動用回転電機ＭＧ１だけでは出力させることができない場合）には、第二クラッチＣＬ２を解放状態に制御すると共に第一クラッチＣＬ１を係合状態に制御して、エアコン用回転電機のロータ軸ＲＳ２を出力軸Ｏに駆動連結させ、エアコン用回転電機ＭＧ２の駆動力を、出力軸Ｏのみに伝達可能にする。
【００６９】
そして、統合制御部３５は、エアコン用回転電機ＭＧ２を車両の駆動のために駆動させるように、車両要求トルクに基づいて、第二要求トルクを算出する。例えば、統合制御部３５は、車両要求トルクから第一要求トルクを減算したトルクを第二要求トルクに設定する。なお、この際、遊星歯車機構ＰＧ及び動力伝達機構ＲＧの変速比が考慮される。また、この場合、第一要求トルクは、車輪駆動用回転電機ＭＧ１の最大出力トルクに設定されるようにしてもよい。逆に、第二要求トルクにエアコン用回転電機ＭＧ２の最大出力トルクを設定し、車両要求トルクから第二要求トルクを減算したトルクを第一要求トルクに設定するようにしてもよい。
【００７０】
よって、エアコンディショナの運転要求がある場合であっても、車輪駆動用回転電機ＭＧ１だけでは車両要求トルクを出力できない場合には、エアコン用回転電機ＭＧ２によるコンプレッサＣＭの駆動を停止して、エアコン用回転電機ＭＧ２の駆動力を車両の駆動に使う。この場合、車内のエアコンディショナは送風のみとなるが、大きい出力トルクが要求される加速状態は比較的短時間であることが多いため大きな問題はない。
【００７１】
２−５−２−２．エアコンディショナの運転要求なしの場合
統合制御部３５は、エアコンディショナの運転要求なしの場合には、第二クラッチＣＬ２を解放状態に制御する。
そして、統合制御部３５は、車両の走行状態が停止状態である場合には、第二クラッチＣＬ２に加えて第一クラッチＣＬ１も解放状態に制御して、エアコン用回転電機のロータ軸ＲＳ２をコンプレッサ連結軸ＣＭＣ及び出力軸Ｏから分離させる。そして、統合制御部３５は、各回転電機制御部３１、３２に指令して、各回転電機ＭＧ１、ＭＧ２の駆動を停止させる。
【００７２】
また、統合制御部３５は、車両の走行状態が定常走行である場合にも、第二クラッチＣＬ２に加えて第一クラッチＣＬ１も解放状態に制御して、エアコン用回転電機のロータ軸ＲＳ２をコンプレッサ連結軸ＣＭＣ及び出力軸Ｏから分離させる。そして、統合制御部３５は、第二回転電機制御部３２に指令して、エアコン用回転電機ＭＧ２の駆動を停止させる。また、統合制御部３５は、車両要求トルクに基づいて、第一要求トルクを設定する。
【００７３】
一方、統合制御部３５は、エアコンディショナの運転要求なしの場合であって、車両の走行状態が登坂、加速である場合（車両要求トルクを車輪駆動用回転電機ＭＧ１だけでは出力させることができない場合）には、第二クラッチＣＬ２を解放状態に制御すると共に第一クラッチＣＬ１を係合状態に制御して、エアコン用回転電機のロータ軸ＲＳ２を出力軸Ｏに駆動連結させ、エアコン用回転電機ＭＧ２の駆動力を、出力軸Ｏに伝達可能にする。そして、統合制御部３５は、エアコン用回転電機ＭＧ２を車両の駆動のために駆動させるように、上記のように、車両要求トルクに基づいて第二要求トルクを算出する。
【００７４】
よって、上記したエアコンディショナの運転要求ありの場合と同様に、エアコンディショナの運転要求なしの場合でも、車輪駆動用回転電機ＭＧ１だけでは車両要求トルクを出力できない場合には、エアコン用回転電機ＭＧ２の駆動力を車両の駆動に使い、車両要求トルクを出力させることができる。
【００７５】
〔その他の実施形態〕
最後に、本発明のその他の実施形態について説明する。なお、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用されるものに限られず、矛盾が生じない限り、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
【００７６】
（１）上記の実施形態においては、図１に示すように、第一クラッチＣＬ１が、車輪駆動用回転電機のロータ軸ＲＳ１と動力伝達機構（減速機）ＲＧとの間に配置されてい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ない。すなわち、第一クラッチＣＬ１は、エアコン用回転電機のロータ軸ＲＳ２を、車輪駆動用回転電機のロータ軸ＲＳ１に、選択的に駆動連結又は分離することが可能なように配置されれば、何れの位置に配置されてもよい。例えば、図５の（ａ）及び図６の（ａ）に示すように、第一クラッチＣＬ１は、エアコン用回転電機のロータ軸ＲＳ２と動力伝達機構ＲＧとの間に配置されていてもよい。
【００７７】
（２）上記の実施形態においては、図１に示すように、動力伝達機構ＲＧが、減速機とされてい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ない。すなわち、動力伝達機構ＲＧは、エアコン用回転電機のロータ軸ＲＳ２を、所定の変速比で車輪駆動用回転電機のロータ軸ＲＳ１に駆動連結する動力伝達機構であれば、何れの動力伝達機構であってもよい。例えば、図５の（ａ）及び図６の（ａ）に示すように、動力伝達機構ＲＧは、その変速比が１より小さい値となる増速機であってもよい。また、図７の（ａ）に示すように、動力伝達機構ＲＧは、変速比が変更可能に構成された変速装置であってもよい。
【００７８】
動力伝達機構ＲＧが増速機である場合でも、図５の（ｂ）及び図６の（ｂ）に示すように、エアコン用回転電機ＭＧ２によって、車輪駆動用回転電機ＭＧ１を補助することができる。この場合も、車輪駆動用回転電機ＭＧ１として、車両の要求最大トルクより低い最大出力トルク特性を有する回転電機を備えており、車輪駆動用回転電機ＭＧ１を小型化、低コスト化することができる。
【００７９】
また、この場合も、第一クラッチＣＬ１の係合又は解放が制御されることよって、エアコン用回転電機のロータ軸ＲＳ２は、車輪駆動用回転電機のロータ軸ＲＳ１に選択的に駆動連結又は分離されるように構成されている。よって、動力伝達機構ＲＧが増速機である場合も、出力軸Ｏの回転速度が、エアコン用回転電機ＭＧ２の使用可能範囲を上回る場合に、第一クラッチＣＬ１を解放させて、エアコン用回転電機ＭＧ２の回転速度がその使用可能範囲を上回らないようにすることができる。
【００８０】
動力伝達機構ＲＧが増速機であるので、エアコン用回転電機ＭＧ２にその回転速度の使用可能範囲の上限値が比較的低い回転電機を用いても、図５の（ｂ）及び図６の（ｂ）に示すように、エアコン用回転電機ＭＧ２の回転速度を車輪駆動用回転電機ＭＧ１の使用可能範囲まで増速させることができる。よって、エアコン用回転電機ＭＧ２により補助できない出力軸Ｏの回転速度域を減少させることができ、車輪駆動用回転電機ＭＧ１とエアコン用回転電機ＭＧ２とを合わせた出力トルク特性を円滑化することができる。また、エアコン用回転電機ＭＧ２に、その回転速度の使用可能範囲の上限値が比較的低い、廉価で小型の回転電機を用いることができる。
【００８１】
動力伝達機構ＲＧが変速機である場合には、図７の（ｂ）に示すように、車両の要求最大トルクが必要になる場合は変速比が大きく設定され、それ以外の場合は変速比が小さく設定されてエアコン用回転電機ＭＧ２により補助できない出力軸Ｏの回転速度域が減少される。
【００８２】
図７の（ａ）に示す例では、変速機として、変速比を２段階に切り替え可能な変速機が用いられている。また、図７の（ａ）に示す例では、変速機は、変速比が異なる第一変速段と第二変速段とがドグクラッチＤＧにより切り替え可能に構成されている。
具体的には、第一変速段は、エアコン用回転電機のロータ軸ＲＳ２に連結された第一ギヤＲＧ１と、車輪駆動用回転電機のロータ軸ＲＳ１周りに回転可能に支持された第三ギヤＲＧ３と、第一ギヤＲＧ１及び第三ギヤＲＧ３に噛み合って、これらの間を駆動連結する第二ギヤＲＧ２と、を備えている。また、第二変速段は、エアコン用回転電機のロータ軸ＲＳ２に連結された第四ギヤＲＧ４と、車輪駆動用回転電機のロータ軸ＲＳ１と同軸上に回転可能に支持された第六ギヤＲＧ６と、第四ギヤＲＧ４及び第六ギヤＲＧ６に噛み合って、これらの間を駆動連結する第五ギヤＲＧ５と、を備えている。
【００８３】
ドグクラッチＤＧは、車輪駆動用回転電機のロータ軸ＲＳ１に、軸方向に移動可能な状態でスプライン嵌合されている。ドグクラッチＤＧのギヤセレクタＧＳが、ロータ軸ＲＳ１上を軸方向に第三ギヤＲＧ３側に移動されて、第一変速段の第三ギヤＲＧ３と連結した場合は、ドグクラッチＤＧを介して、第一変速段の第三ギヤＲＧ３と車輪駆動用回転電機のロータ軸ＲＳ１とが駆動連結され、変速機に第一変速段が形成される。一方、ドグクラッチＤＧのギヤセレクタＧＳが、ロータ軸ＲＳ２上を軸方向に第六ギヤＲＧ６側に移動されて、第二変速段の第六ギヤＲＧ６と連結した場合は、ドグクラッチＤＧを介して、第二変速段の第六ギヤＲＧ６と車輪駆動用回転電機のロータ軸ＲＳ１とが駆動連結され、変速機に第二変速段が形成される。また、ドグクラッチＤＧのギヤセレクタＧＳが、第三ギヤＲＧ３と第六ギヤＲＧ６との中間位置にある場合は、変速機に何れの変速段も形成されていないニュートラル状態となる。この場合は、エアコン用回転電機のロータ軸ＲＳ２と、車輪駆動用回転電機のロータ軸ＲＳ１とが、分離された状態となる。よって、ドグクラッチＤＧは、エアコン用回転電機のロータ軸ＲＳ２を、車輪駆動用回転電機のロータ軸ＲＳ１に、選択的に駆動連結又は分離する第一クラッチＣＬ１としても機能する。
なお、ドグクラッチＤＧは、電磁力又はサーボモータの駆動力などにより軸方向に移動するように構成されており、制御装置３０により、第一クラッチ制御部３３と同様の方法で制御される。
【００８４】
（３）上記の実施形態においては、動力伝達機構ＲＧが、複数のギヤから構成される歯車機構であ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ない。すなわち、動力伝達機構ＲＧは、エアコン用回転電機のロータ軸ＲＳ２を、所定の変速比で車輪駆動用回転電機のロータ軸ＲＳ１に駆動連結する動力伝達機構であれば、何れの歯車機構であってもよい。例えば、動力伝達機構ＲＧは、ベルト及び複数のプーリで構成された機構であってもよく、或いは、チェーンと複数のギヤで構成された機構であってもよい。更には、動力伝達機構ＲＧの変速比は、１であってもよい。
【００８５】
（４）上記の実施形態においては、図１に示すように、動力伝達機構ＲＧが、ロータＲｏ１に対して出力軸Ｏが駆動連結されている側とは反対側で、車輪駆動用回転電機のロータ軸ＲＳ１に駆動連結されてい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ない。すなわち、動力伝達機構ＲＧは、図６の（ａ）に示すように、ロータＲｏ１に対して出力軸Ｏが駆動連結されている側と同じ側で、車輪駆動用回転電機のロータ軸ＲＳ１に駆動連結される構成であってもよい。
【００８６】
（５）上記の実施形態においては、車輪駆動用回転電機のロータ軸ＲＳ１が、遊星歯車機構ＰＧを介して、出力軸Ｏに駆動連結されてい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ない。すなわち、車輪駆動用回転電機のロータ軸ＲＳ１が、遊星歯車機構ＰＧ以外の動力伝達機構、例えば、変速機や減速機などを介して、あるいは直接的に出力軸Ｏに駆動連結されるように構成されていてもよい。
【００８７】
（６）上記の実施形態においては、車輪駆動用回転電機のロータ軸ＲＳ１が、出力軸Ｏに駆動連結されてい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ない。すなわち、車輪駆動用回転電機のロータ軸ＲＳ１は、図６の（ａ）に示すように、第三クラッチＣＬ３を介して出力軸Ｏに駆動連結されるように構成されてもよい。このように構成すると、車輪駆動用回転電機ＭＧ１にトルクを出力させない場合、第三クラッチＣＬ３を解放して、ロータ軸ＲＳ１と出力軸Ｏとの駆動連結を解除することができる。よって、車輪駆動用回転電機ＭＧ１が回転されることによるエネルギ損失を減少させることができる。特に、第一クラッチＣＬ１を係合し、エアコン用回転電機ＭＧ２の駆動力のみで車両を駆動する場合に、第三クラッチＣＬ３を解放することにより、車輪駆動用回転電機ＭＧ１を回転させることによるエネルギ損失を減少させて、エアコン用回転電機ＭＧ２による車両の駆動効率を向上させることができる。
【００８８】
（７）上記の実施形態においては、制御装置３０が、図４に示すように、車両走行状態が定常走行である場合に、第一クラッチＣＬ１を解放状態に制御して、車輪駆動用回転電機ＭＧ１により車両を駆動す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ない。すなわち、制御装置３０が、車両走行状態が定常走行である場合に、第一クラッチＣＬ１を係合状態に制御するように構成されてもよい。
【００８９】
具体的には、エアコンディショナの運転要求がある場合は、第二クラッチＣＬ２も係合状態に制御されるので、エアコン用回転電機ＭＧ２及び車輪駆動用回転電機ＭＧ１の駆動力によって、コンプレッサＣＭ及び車両を駆動するようにしてもよく、あるいは、エアコン用回転電機ＭＧ２の出力トルクをゼロに制御し、車輪駆動用回転電機ＭＧ１の駆動力のみによって、コンプレッサＣＭ及び車両を駆動するようにしてもよい。
一方、エアコンディショナの運転要求がない場合は、第二クラッチＣＬ２も解放状態に制御されるので、エアコン用回転電機ＭＧ２及び車輪駆動用回転電機ＭＧ１の双方の駆動力によって、車両を駆動するようにしてもよく、あるいは、車輪駆動用回転電機ＭＧ１の駆動力をゼロに制御し、エアコン用回転電機ＭＧ２の出力トルクの駆動力のみによって、車両を駆動するようにしてもよい。
【００９０】
また、制御装置３０は、出力軸Ｏの回転速度が、コンプレッサＣＭ又はエアコン用回転電機ＭＧ２の運転領域に対応した低回転速度域である場合にのみ、第一クラッチＣＬ１を係合状態に制御するように構成されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明は、車輪に駆動連結される出力部材と、エアコンディショナ用のコンプレッサに連結されるコンプレッサ連結部材と、を有し、前記出力部材及び前記コンプレッサ連結部材に伝達する駆動力を回転電機により発生させる電動車両用駆動装置に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００９２】
１        ：電動車両用駆動装置
３０      ：制御装置
３１      ：第一回転電機制御部
３２      ：第二回転電機制御部
３３      ：第一クラッチ制御部
３４      ：第二クラッチ制御部
３５      ：統合制御部
ＡＸ      ：車軸
ＢＴ      ：バッテリ
ＣＡ      ：キャリヤ
ＣＬ１    ：第一クラッチ
ＣＬ２    ：第二クラッチ
ＣＬ３    ：第三クラッチ
ＣＭ      ：コンプレッサ
ＣＭＣ    ：コンプレッサ連結軸
ＤＦ      ：出力用差動歯車装置
ＤＧ      ：ドグクラッチ
ＧＳ      ：ギヤセレクタ
ＩＮ１    ：第一インバータ
ＩＮ２    ：第二インバータ
ＭＧ１    ：車輪駆動用回転電機
ＭＧ２    ：エアコン用回転電機
Ｏ        ：出力軸（出力部材）
ＰＧ      ：遊星歯車機構
ＲＧ      ：動力伝達機構
ＲＳ１    ：車輪駆動用回転電機のロータ軸
ＲＳ２    ：エアコン用回転電機のロータ軸
Ｓｅ１    ：回転速度センサ
Ｓｅ２    ：アクセル開度センサ
Ｓｅ３    ：エアコンスイッチ
Ｓｅ４    ：シフト位置センサ
Ｗ        ：車輪
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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