(57)【要約】【課題】２つのモータジェネレータを備えた車両において、簡単な構成で、電費を改善することができる車両の制御装置を提供する。【解決手段】動力分割機構４０を構成する遊星歯車機構のうち、プラネタリキャリヤ１４は、２つのモータジェネレータのうちの一方ＭＧ１の回転軸５５と連結し、サンギヤ１１は、２つのモータジェネレータのうちの他方ＭＧ２の回転軸５６と連結し、リングギヤ１２は、カウンタドライブギヤ１５を備え、プラネタリキャリヤ１４と連結した２つのモータジェネレータのうちの一方ＭＧ１の回転軸５５にブレーキ４３を設けた。【選択図】図１
2013150477.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力源として第１の回転電機および第２の回転電機を備える車両に搭載され前記動力源から駆動輪に動力を伝達する車両の駆動装置であって、
前記第１の回転電機および前記第２の回転電機から入力される動力を合成し前記駆動輪に伝達する動力分割機構を備え、
前記動力分割機構は、複数の回転要素を有する遊星歯車機構により構成され、
前記第１の回転電機の回転軸および前記第２の回転電機の回転軸が前記遊星歯車機構の異なる回転要素に接続され、
前記第１の回転電機の回転軸を回転状態と回転不能状態との間で切替えるブレーキ機構をさらに備えることを特徴とする車両の駆動装置。
【請求項２】
動力源として第１の回転電機および第２の回転電機を備える車両に搭載され前記動力源から駆動輪に動力を伝達する車両の駆動装置であって、
前記第１の回転電機および前記第２の回転電機から入力される動力を合成し前記駆動輪に伝達する動力分割機構を備え、
前記動力分割機構は、同一の構造を有する一対の遊星歯車機構と、前記一対の遊星歯車機構のプラネタリキャリヤを互いに連結する連結部と、を有し、
前記第１の回転電機および前記第２の回転電機の回転軸が、前記一対の遊星歯車機構の対応する同一の回転要素にそれぞれ接続されることを特徴とする車両の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータジェネレータを搭載した車両の駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の駆動源として、内燃機関の代わりにモータジェネレータを搭載した車両の駆動装置が知られている。モータジェネレータは、電気的なエネルギーを出力軸の回転により表される機械的なエネルギーに変換するモータとしての機能と、出力軸の回転により表される機械的なエネルギーを電気的なエネルギーに変換するジェネレータとしての機能と、を有している。
【０００３】
モータジェネレータを搭載した車両は、従来の内燃機関を搭載した車両と比較して、熱エネルギーとして消費されていた車両の運動エネルギーを電気エネルギーとして回生発電することができるので、エネルギー収支を改善することができる。
【０００４】
一方、モータジェネレータを搭載した車両では、従来の内燃機関を搭載した車両と比較して、操作に応じた車両の挙動が異なるという問題があった。例えば、トルクコンバータ付自動変速機を備えていないため、渋滞走行時においては、ブレーキ操作を完全に解除しなければ車間距離を調整するために車両を前進させることができず、ブレーキペダルを緩めるのみでは車両を前進させることができなかった。そこで、この問題を改善するようにした技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
この特許文献１に開示されたものは、電気自動車の制御装置であって、車両のブレーキペダルの踏込み量が所定の判断基準値以内であるか否かを判定する踏込み量判定手段と、該踏込み量判定手段によりブレーキペダル踏込み量が所定値以内であると判定される場合には、車両が前進あるいは後進可能な大きさの駆動トルクを電動モータから出力させるトルク出力手段と、路面傾斜に拘らず車両を停止状態に維持するために、ブレーキペダルの踏込みに応答して該車両の制動力を発生させ、該ブレーキペダルの踏込み量が所定値内に減少することに応答してトルク出力手段により車両の前進あるいは後進可能な大きさの駆動トルクが電動モータから出力させられた場合には、該車両の制動力を低下させるヒルホールド手段とを、含み、ヒルホールド手段は、ブレーキペダルの踏込み量の所定値から零に向かう減少に伴って車両の制動力を減少させるものであり、ブレーキペダルの踏込み量が所定値から零までの間において電動モータから出力される駆動トルクによりクリープ走行可能であることを特徴とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２４５５１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示されたものは、１つのモータジェネレータで走行から回生まで行う車両に適用されたものである。モータジェネレータは、車両の駆動力を得るためのモータとして機能する場合には、高電圧の直流電流が流れて発熱することがあるが、この熱量によっては、モータジェネレータの性能が劣化することがある。さらに、１つのモータジェネレータで走行から回生まで行う場合には、負荷が大きくなり、車両の走行状態によっては発熱が顕著になって電費が悪くなることがあるが、特許文献１に開示されたものは、この問題を考慮したものではなかった。
【０００８】
また、２つのモータジェネレータを車両に搭載し、１つのモータジェネレータの負荷を低減させようとする場合、動力伝達経路が複雑化し、コスト高になるとともに電費が悪化するおそれがあった。
【０００９】
また、単にモータジェネレータを２つに増やした場合には、一方のモータジェネレータを停止させ、他方のモータジェネレータにより車両を走行させようとすると、停止すべきモータジェネレータの回転軸が停止せず連れ回りが生じることがある。この場合、モータジェネレータの出力が連れ回りに消費され、電費が悪化するといった問題があった。
【００１０】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、２つのモータジェネレータを備えた車両において、簡単な構成で、電費を改善することができる車両の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る車両の駆動装置は、上記目的達成のため、（１）動力源として第１の回転電機および第２の回転電機を備える車両に搭載され前記動力源から駆動輪に動力を伝達する車両の駆動装置であって、前記第１の回転電機および前記第２の回転電機から入力される動力を合成し前記駆動輪に伝達する動力分割機構を備え、前記動力分割機構は、複数の回転要素を有する遊星歯車機構により構成され、前記第１の回転電機の回転軸および前記第２の回転電機の回転軸が前記遊星歯車機構の異なる回転要素に接続され、前記第１の回転電機の回転軸を回転状態と回転不能状態との間で切替えるブレーキ機構をさらに備えることを特徴とする。
【００１２】
この構成により、遊星歯車機構を構成する動力分割機構を２つのモータジェネレータの間に介在させて、２つのモータジェネレータのうち、双方のモータジェネレータを用いる場合と、一方のモータジェネレータを用いる場合のいずれにおいても、車両を駆動することができる。このため、１つのモータジェネレータのみで走行から回生まで行う場合には、負荷が大きくなり、車両の走行状態によっては発熱が顕著になって、電費が悪くなることがあったが、２つのモータジェネレータの共働によって車両を走行させることにより１つあたりのモータジェネレータの負荷を低減し、電費の悪化を改善できる。
【００１３】
また、この構成により、２つのモータジェネレータのうち、一方のモータジェネレータを用いて車両を駆動する場合には、ブレーキを作用させることで、他方の回転軸を停止させることができる。このため、従来、単に電流の供給を停止して一方のモータジェネレータを停止させるだけでは、当該モータジェネレータの回転軸が連れ回りによって回転することがあったが、このような回転軸の連れ回りを抑止して、電費の悪化を抑制することができる。
【００１４】
また、本発明に係る車両の駆動装置は、上記目的達成のため、（２）動力源として第１の回転電機および第２の回転電機を備える車両に搭載され前記動力源から駆動輪に動力を伝達する車両の駆動装置であって、前記第１の回転電機および前記第２の回転電機から入力される動力を合成し前記駆動輪に伝達する動力分割機構を備え、前記動力分割機構は、同一の構造を有する一対の遊星歯車機構と、前記一対の遊星歯車機構のプラネタリキャリヤを互いに連結する連結部と、を有し、前記第１の回転電機および前記第２の回転電機の回転軸が、前記一対の遊星歯車機構の対応する同一の回転要素にそれぞれ接続されることを特徴とする車両の駆動装置を特徴とする。
【００１５】
この構成により、遊星歯車機構を構成する動力分割機構を２つのモータジェネレータの間に介在させて、２つのモータジェネレータのうち、双方のモータジェネレータを用いる場合と、一方のモータジェネレータを用いる場合のいずれにおいても、車両を駆動することができる。このため、１つのモータジェネレータのみで走行から回生まで行う場合には、負荷が大きくなり、車両の走行状態によっては発熱が顕著になって、電費が悪くなることがあったが、２つのモータジェネレータの共働によって車両を走行させることにより１つあたりのモータジェネレータの負荷を低減し、電費の悪化を改善できる。
【００１６】
また、一対の遊星歯車機構は、それぞれ対応する部品を共通化するように構成されており、左右対称に配置されるため、構成を簡単にしコストを低減できる。また、一対の遊星歯車機構を左右対称の構成にすることにより、２つのモータジェネレータの切り替え等を容易にし、電費の悪化を改善できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、２つのモータジェネレータを備えた車両において、簡単な構成で、電費を改善することができる車両の制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る車両の制御装置を示す概略ブロック構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るブレーキの冷却構造を有する車両の制御装置を示す概略ブロック構成図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る捩り振動抑制構造を有する車両の制御装置を示す概略ブロック構成図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る車両を示す概略ブロック構成図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係るリングギヤのブレーキ構造を有する車両の制御装置を示す概略ブロック構成図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る捩り振動抑制構造を有する車両の制御装置を示す概略ブロック構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（第１の実施の形態）
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。  
まず、構成について説明する。
【００２０】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るモータジェネレータを搭載した電気自動車１（以下、単に車両という）の概略ブロック構成図である。
【００２１】
図１に示すように、車両１を構成する駆動装置２は、直流電流で充電する二次電池８５と、二次電池８５から供給される電力の電圧を高める昇圧コンバータ８６と、直流電流を交流電流に変換するインバータ６１、６２と、交流電流によって駆動する２つのモータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２と、該モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２の回転動力を駆動輪６Ｌ、６Ｒまで伝達する経路上に設けられた動力分割機構４０と、を備えている。
【００２２】
モータジェネレータＭＧ１は、筒状の胴５７の中に回転軸５５が回転自在に設けられており、図１に示すように、これら回転軸５５と胴５７に永久磁石５１および電磁石５３がそれぞれ設置されている。電磁石５３は、永久磁石５１を囲むように周囲に筒状に配置されている。電磁石５３は、鉄芯に銅線を巻き付けた構成を有し、銅線に電気を流すと磁力を発し、磁石の働きをする。電磁石５３の磁力の強さは電流や電圧によって調整できる。モータジェネレータＭＧ１は、電磁石の特性を利用した交流モータにより構成されており、回転軸５５の永久磁石５１と筒状の胴５７の電磁石５３との反発力を利用して回転軸５５を回転させ、駆動源として機能するようになっている。
【００２３】
モータジェネレータＭＧ２は、モータジェネレータＭＧ１と同様に構成されており、回転軸５６の永久磁石５２と筒状の胴５８の電磁石５４との反発力により回転軸５６を回転させ、駆動源として機能するようになっている。モータジェネレータＭＧ１とモータジェネレータＭＧ２とは、それぞれの回転軸５５と、回転軸５６とが同一軸上に並ぶように配置されている。
【００２４】
従来技術で公知なように、車両１の走行状態に応じて、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２は、それぞれ、電気的エネルギーから出力軸５５、５６を回転させる機械的エネルギーに変換するモータとしての機能と、出力軸５５、５６を回転させる機械的エネルギーから電気的エネルギーに変換するジェネレータとしての機能と、を有している。
【００２５】
二次電池８５は、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２に電力を供給する走行用バッテリとしての機能を有する。また、二次電池８５は、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２が回生で発電させる電気を充電する機能を有する。二次電池８５は、直流電流によって充電されるが、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２は交流電流によって駆動される。そこで、直流電流と交流電流とを変換しながら電流制御を行うインバータ６１、６２を二次電池８５とモータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２との間に備えている。
【００２６】
インバータ６１、６２は、内部にＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などの半導体素子を備えている。この半導体素子にオンとオフのパルス信号を流すことで、二次電池８５からの直流電流を流したり止めたりすることを繰り返し、この加減によって、直流電流を交流電流に切替えるようになっている。インバータ６１、６２は、それぞれ、対応するモータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２の回転数を調節したり、これらの分担量を調整したり、さらには、二次電池８５への充電量を管理するようモータＥＣＵ（Electronic Control Unit）６０により制御される。
【００２７】
また、車両１は、二次電池８５とインバータ６１、６２との間に昇圧コンバータ８６を備えている。昇圧コンバータ８６は、二次電池８５からモータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２に電力を供給するときに、電力を昇圧するようになっている。また、車両１は、二次電池８５の電圧を下げて補機類に印加するための図示しないＤＣ＿ＤＣコンバータを備えている。
【００２８】
動力分割機構４０は、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２の間に介在し、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２の回転動力を駆動輪６Ｌ、６Ｒに伝達する経路上に設けられている。図１に示すように、動力分割機構４０は、遊星歯車機構を用いて構成されており、サンギヤ１１と、リングギヤ１２と、サンギヤ１１およびリングギヤ１２と噛合する複数のピニオンギヤ１３と、これらピニオンギヤ１３の回転軸と連結して設けられるプラネタリキャリヤ１４と、を含む。プラネタリキャリヤ１４は、ピニオンギヤ１３の回転軸と連結する反対側で、モータジェネレータＭＧ１の回転軸５５に対して、双方の回転中心が同一軸上に並ぶように連結されている。また、サンギヤ１１は、モータジェネレータＭＧ２の回転軸５６に対して、双方の回転中心が同一軸上に並ぶように連結されている。
【００２９】
上記遊星歯車機構では、通常の車両１の走行時には、サンギヤ１１とプラネタリキャリヤ１４とが動力入力側に相当し、リングギヤ１２が動力出力側に相当する。リングギヤ１２には、カウンタドライブギヤ１５を構成する外歯が形成されており、この回転動力を減速機構７０に伝達する。即ち、リングギヤ１２が回転すると、これと一体のカウンタドライブギヤ１５と噛合しているカウンタドリブンギヤ７４が逆方向に回転する。カウンタドリブンギヤ７４はファイナルドライブギヤ７８と同一回転軸上に一体で構成されている。このため、カウンタドリブンギヤ７４が回転すると、ファイナルドライブギヤ７８が同一方向に回転して、これと噛合しているファイナルドリブンギヤ８２が逆方向に回転する。この際、減速機構７０内を伝達する回転動力は、各歯車の歯数に応じて減速されるようになっている。
【００３０】
ファイナルドリブンギヤ８２の回転は、デファレンシャル機構８０に伝達される。デファレンシャル機構８０は、ファイナルドリブンギヤ８２により伝達された回転動力を用いて、ドライブシャフト７Ｌ、７Ｒを回転させることによって、それぞれ、駆動輪６Ｌ、６Ｒを回転させるようになっている。駆動輪６Ｌ、６Ｒは、ドライブシャフト７Ｌ、７Ｒに取り付けられたホイールと、このホイールの外周を覆うように取り付けられたタイヤとを備えている。
【００３１】
また、車両１は、モータＥＣＵ６０を備えている。モータＥＣＵ６０は、インバータ６１、６２を制御することで、運転状況に応じて最適なモータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２の駆動を実現できるようになっている。また、車両１は、走行用バッテリとして機能する二次電池８５の充放電状態を管理制御する電池ＥＣＵ９０を備えている。さらに、車両１は、走行状態などに応じてモータＥＣＵ６０と電池ＥＣＵ９０などを総合的に制御する統合ＥＣＵ１００を備えている。統合ＥＣＵ１００は、モータＥＣＵ６０や電池ＥＣＵ９０などを管理制御して、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２の出力を車両負荷や走行状態等に応じて最適配分し、車両１が効率よく走行できるようシステム全体を制御している。
【００３２】
モータＥＣＵ６０、電池ＥＣＵ９０、統合ＥＣＵ１００は、中央演算処理装置としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）と、固定されたデータの記憶を行うＲＯＭ（Read Only Memory）と、一時的にデータを記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）と、入力インターフェース回路と、出力インターフェース回路（いずれも図示しない）と、を有している。モータＥＣＵ６０、電池ＥＣＵ９０、統合ＥＣＵ１００は、さらに、書き換え可能な不揮発性のメモリからなるバックアップメモリや、通信手段などを備えていてもよい。
【００３３】
ＲＯＭには、制御用プログラムなどが記憶されており、ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された制御プログラムなどに基づいて演算処理を実行するようになっている。ＲＡＭは、ＣＰＵによる演算結果や、後述する各種センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するようになっている。バックアップメモリは、保存すべきデータ等を一時的に記憶するようになっている。上記ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどは、バスを介して互いに接続されるとともに、入力インターフェースおよび出力インターフェースと接続されている。入力インターフェースには、各種センサにより検出された信号が入力されるようになっている。
【００３４】
統合ＥＣＵ１００には、アクセル開度センサ１０１と、車速センサ１０２と、シフトセンサ１０３と、ブレーキセンサ１０４と、バッテリセンサ１０５と、エアコンディショナセンサ１０６と、が接続されている。
【００３５】
アクセル開度センサ１０１は、アクセルペダル５の近傍に配置され、アクセルペダル５の開度Ａｃｃを検出して、統合ＥＣＵ１００に入力するようになっている。アクセル開度Ａｃｃは、運転者の加速要求を表しており、統合ＥＣＵ１００は、このアクセル開度Ａｃｃに応じてモータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２の出力を設定するようになっている。車速センサ１０２は、車両１の走行時の車速Ｖを検出して、統合ＥＣＵ１００に入力するようになっている。
【００３６】
シフトセンサ１０３は、シフトレバーが複数の切り替え位置のうちいずれの切り替え位置にあるかを検出し、シフトレバーの切り替え位置を表す検出信号を統合ＥＣＵ１００に入力するようになっている。このシフトセンサ１０３は、シフトレバーが、パーキング、リバース、ニュートラル、ドライブ、ローなどの各種操作ポジションに選択されたことを検出する。
【００３７】
ブレーキセンサ１０４は、車両１の走行を停止させるブレーキの作動状況を検出して、統合ＥＣＵ１００に入力するようになっている。バッテリセンサ１０５は、二次電池８５の作動状況を検出して、統合ＥＣＵ１００に入力するようになっている。エアコンディショナセンサ１０６は、車両１に搭載されているエアコンディショナの作動状況を検出して、統合ＥＣＵ１００に入力するようになっている。
【００３８】
次に、動力分割機構４０の構成について、図１に基づいて説明する。
【００３９】
動力分割機構４０は、サンギヤ１１と、リングギヤ１２と、サンギヤ１１とリングギヤ１２との間の複数のピニオンギヤ１３と、ピニオンギヤ１３の回転軸と連結して設けられるプラネタリキャリヤ１４と、を含む遊星歯車機構から構成され、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２の双方または一方により発生する動力を駆動輪６Ｌ、６Ｒに伝達するようになっている。
【００４０】
図１に示した本実施の形態に係る駆動装置２は、モータジェネレータＭＧ１の回転軸５５をプラネタリキャリヤ１４に接続する経路上にブレーキ４３を設けており、回転体であるモータジェネレータＭＧ１の回転軸５５の回転を止めるようになっている。また、ブレーキ４３は、回転軸５５に対する締結を解放することによって、回転軸５５を回転可能とするようになっている。このブレーキ４３の締結および解除の操作は、統合ＥＣＵ１００によって選択的に実行される。ブレーキ４３は、湿式のバンドブレーキや、多板ブレーキなどにより構成される。
【００４１】
まず、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２の一方により、車両１を駆動する場合について説明する。
【００４２】
例えば、統合ＥＣＵ１００がモータＥＣＵ６０を制御して、モータジェネレータＭＧ１に供給される電流を停止して、回転軸５５の回転を停止させると、モータジェネレータＭＧ１の回転軸５５と接続されているプラネタリキャリヤ１４の回転は停止する。この場合、プラネタリキャリヤ１４によって支持されているピニオンギヤ１３は、自転することができる。
【００４３】
この際、統合ＥＣＵ１００は、回転軸５５に対して締結させるようにブレーキ４３を制御する。モータジェネレータＭＧ１に電流が供給されていない状態では、回転軸５５は回転可能に支持されているので、ブレーキ４３を用いてこの回転を抑止する。これにより、プラネタリキャリヤ１４は定位置で固定され、ピニオンギヤ１３は、公転することができない。
【００４４】
そして、統合ＥＣＵ１００がモータＥＣＵ６０を制御して、モータジェネレータＭＧ２に電流を供給して回転軸５６を回転させると、モータジェネレータＭＧ２の回転軸５６と接続されているサンギヤ１１が回転する。このサンギヤ１１の回転により、ピニオンギヤ１３を介してリングギヤ１２が回転する。このとき、プラネタリキャリヤ１４が定位置で固定されているため、遊星歯車機構内で引きずりなどが抑止され、無駄な動きをなくして、動力の伝達ロスを低減できる。
【００４５】
この場合、サンギヤ１１が１回転すると、リングギヤ１２は、サンギヤ１１の歯数（ＺＳ）をリングギヤ１２の歯数（ＺＲ）で除算した値λ（＝ＺＳ／ＺＲ）だけ回転する。また、シングルピニオン式では、サンギヤ１１の回転方向とリングギヤ１２の回転方向は逆になるため、サンギヤ１１を入力軸、リングギヤ１２を出力軸とすると、入出力軸の回転速度の比は、−λになる。
【００４６】
上述したように、リングギヤ１２は、外歯を有しカウンタドライブギヤ１５を構成しており、リングギヤ１２が回転すると、カウンタドライブギヤ１５を介して、カウンタドリブンギヤ７４、ファイナルドライブギヤ７８、ファイナルドリブンギヤ８２が回転され、減速機構７０を介してデファレンシャル機構８０に回転動力が伝達し、ドライブシャフト７Ｌ、７Ｒを通じて駆動輪６Ｌ、６Ｒが回転されるようになっている。
【００４７】
ここで、モータジェネレータＭＧ２により生成される動力は、供給される電力の電流と電圧の積により算出される。統合ＥＣＵ１００は、車両１を低加速度で加速させる場合には、電圧を低くして、電流量で調整するようになっている。また、力強い加速や急加速を行う場合には、電圧を高めるようになっている。モータジェネレータＭＧ２のみの動力で車両１を急加速させる場合には、電線に多量の電気が流れジュール熱が発生し、電力の損失が生じることがある。そこで、本実施の形態では、統合ＥＣＵ１００は、車両１の走行状態に合わせて、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２の双方あるいは一方により、車両１を駆動する。
【００４８】
即ち、アクセルペダル５の操作量を表すアクセル開度Ａｃｃは、電気信号として統合ＥＣＵ１００に送信される。統合ＥＣＵ１００は、この情報に基づいて、二次電池８５からの電流を交流に変換して、電流および電圧を調整して、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２の一方又は双方に伝えて、アクセル操作に応じた回転数で回転させる。この際、統合ＥＣＵ１００は、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２の一方の駆動力だけではアクセル開度Ａｃｃに応じた加速度で加速できないと判断すれば、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２の双方を使って車両１を加速させる。この切り替えの判断基準として、統合ＥＣＵ１００は、上述した、アクセル開度センサ１０１、車速センサ１０２、シフトセンサ１０３、ブレーキセンサ１０４、バッテリセンサ１０５、エアコンディショナセンサ１０６から送られる各情報を用いるようにする。これによって、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２の一方だけの負荷が増大し発熱することを抑止する。
【００４９】
次に、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２の双方により、車両１の走行を行う場合を説明する。上述のように、モータジェネレータＭＧ２の回転軸５６が回転を続けている状態で、統合ＥＣＵ１００は、ブレーキ４３による回転軸５５に対する締結を解放するよう制御する。そして、統合ＥＣＵ１００がモータＥＣＵ６０を制御して、モータジェネレータＭＧ１に電流を供給し回転軸５５を回転させると、回転軸５５と接続されているプラネタリキャリヤ１４の回転が開始する。そして、駆動輪６Ｌ、６Ｒには、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２の双方の動力が伝達される。このため、１つのモータジェネレータだけを駆動する場合と異なり、負荷が大きくなり車両１の走行状態によっては発熱が顕著になることに起因した電費の悪化を抑制できる。また、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２の共働により回生力を増大させることができる。また、統合ＥＣＵ１００が各モータジェネレータに発生するトルクを制御することにより駆動装置２を無段変速機として機能させ電費を向上することができる。
【００５０】
なお、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２の双方を用いて、車両１の走行を行う制御は、車両１を加速させる場合に限られず、例えば、低速域での車両１の走行時においても、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２の駆動力により車両１の走行を行うことで、各モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２に供給される電流を減らして、発熱などを抑止するようにしてもよい。
【００５１】
よって、本実施の形態に係る駆動装置２は、２つのモータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２を搭載した車両１において、一方のモータジェネレータＭＧ１にブレーキ４３を設けたことにより、車両１の発進時、加速時、減速時、停止時など、各走行状態に合わせて、モータジェネレータＭＧ１の回転軸５５の回転を適切に制御できる。
【００５２】
なお、統合ＥＣＵ１００は、モータジェネレータＭＧ１をモータとして機能させ、モータジェネレータＭＧ２をジェネレータとして機能させてもよい。
【００５３】
以上のように、本発明の実施の形態に係る車両１の駆動装置２は、遊星歯車機構を構成する動力分割機構４０を２つのモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の間に介在させて、２つのモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２のうち、双方のモータジェネレータを用いる場合と、一方のモータジェネレータを用いる場合のいずれにおいても、車両１を駆動することができる。このため、１つのモータジェネレータのみで走行から回生まで行う場合には、車両１の走行状態によっては負荷が大きくなり発熱が顕著になって、電費が悪化する場合があったが、２つのモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の共働によって車両１を走行させることにより１つあたりのモータジェネレータの負荷を低減し、電費の悪化を改善できる。
【００５４】
また、２つのモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２のうち、一方のモータジェネレータを用いて車両１を駆動する場合には、ブレーキ４３を作用させることで、他方の回転軸を停止させることができる。このため、従来、単に電流の供給を停止して一方のモータジェネレータを停止させるだけでは、他方のモータジェネレータの回転軸が連れ回りにより回転し駆動力の一部が消費されるため電費が低下する原因となったが、このような回転軸の連れ回りを抑止することができる。
【００５５】
なお、駆動装置２は、ブレーキ４３を冷却する機構をさらに備えていてもよい。以下、図２を参照して、ブレーキ４３を冷却する機構について簡単に説明する。
【００５６】
上述のように、リングギヤ１２には、カウンタドライブギヤ１５を構成する外歯が形成されており、リングギヤ１２が回転すると、これと一体のカウンタドライブギヤ１５が同一方向に回転するようになっている。この際、カウンタドライブギヤ１５により掻き揚げた潤滑油を上記ブレーキ４３の冷却に用いるように構成する。
【００５７】
例えば、リングギヤ１２の外縁部４５に、ブレーキ４３に近接配置されるよう延長された腕部４６を設ける。腕部４６の先端部には、カウンタドライブギヤ１５が設けられている。そして、リングギヤ１２が回転すると、これに伴ってカウンタドライブギヤ１５が回転し、駆動装置２の内部に溜まっているオイルを掻きあげてブレーキ４３を冷却させるようになっている。なお、図２に示す腕部４６の形状は一例であり、これに限定されない。
【００５８】
この構造では、特別な潤滑用の油圧回路を設けることなく、リングギヤ１２の回転に応じて、近接配置されているブレーキ４３を冷却させて、この焼きつきを防止することができる。従って、駆動装置２を大型化することなく必要な潤滑油を確保できる。
【００５９】
なお、駆動装置２は、さらに捩れ振動を低減する機構をさらに備えていてもよい。以下、図３を参照して、捩れ振動を低減する機構を備えた駆動装置２について説明する。
【００６０】
本実施の形態に係る駆動装置２は、駆動源であるモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２から駆動輪６Ｌ、６Ｒまでが上記各ギヤにより接続されている。そのため、車両１の走行中に共振などに起因した捩れ振動が発生すると、この振動が十分減衰されず、運転者に違和感を与える可能性がある。また、車両１がモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の双方の動力で走行している状態で、一方のモータジェネレータを停止し、ブレーキ４３を締結すると、駆動輪６Ｌ、６Ｒに伝達されるトルクの変動に起因して、駆動装置２内に捩れ振動が発生し、運転者に違和感を与える可能性がある。
【００６１】
そこで、駆動装置２は、リングギヤ１２とカウンタドライブギヤ１５との間の腕部４６にダンパ４８を設置し、捩れ振動を抑制するようになっている。これにより、ブレーキ４３の締結時および解放時に駆動装置２に発生する捩れ振動を抑制し、運転者に違和感を与えることを抑制できる。
（第２の実施の形態）
【００６２】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る駆動装置２について説明する。なお、第２の実施の形態における車両１の駆動装置２の構成と、上記第１の実施の形態におけるものとは動力分割機構４０の構成を除いて同様である。したがって、以下の説明では、第１の実施の形態と同様の構成については、同一の符号を用い、相違点を中心に詳述する。
【００６３】
図４に示すように、第２の実施の形態に係る動力分割機構５０は、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２の間に介在し、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２の回転動力を駆動輪６Ｌ、６Ｒに伝達する経路上に設けられている。動力分割機構５０は、１対の第１遊星歯車機構２５と第２遊星歯車機構３５とにより構成されている。第１遊星歯車機構２５は、サンギヤ２１と、リングギヤ２２と、サンギヤ２１とリングギヤ２２との間の複数のピニオンギヤ２３と、ピニオンギヤ２３の回転軸と連結して設けられるプラネタリキャリヤ２４とを含む。第２遊星歯車機構３５は、サンギヤ３１と、リングギヤ３２と、サンギヤ３１とリングギヤ３２との間の複数のピニオンギヤ３３と、ピニオンギヤ３３の回転軸と連結して設けられるプラネタリキャリヤ３４とを含む。第１遊星歯車機構２５と、第２遊星歯車機構３５とは、それぞれ対応する構成要素を共通の形状を有する部品により構成されており、双方の回転中心が同一軸上に並ぶように、左右対称に配置されている。
【００６４】
第１遊星歯車機構２５のサンギヤ２１は、モータジェネレータＭＧ１の回転軸５５に対して、双方の回転中心が同一軸上に並ぶように連結されている。また、第２遊星歯車機構３５のサンギヤ３１は、モータジェネレータＭＧ２の回転軸５６に対して、双方の回転中心が同一軸上に並ぶように連結されている。第１遊星歯車機構２５のプラネタリキャリヤ２４と第２遊星歯車機構３５のプラネタリキャリヤ３４とは、連結軸３６にて連結されており、プラネタリキャリヤ２４とプラネタリキャリヤ３４とは一体で回転する。この際、連結軸３６、回転軸５５、５６は、いずれも回転中心が同一軸上に並ぶように配置される。また、第１遊星歯車機構２５のリングギヤ２２と、第２遊星歯車機構３５のリングギヤ３２は、それぞれハウジングに固定されている。連結軸３６の中央には、カウンタドライブギヤ３７を備えており、この回転動力を減速機構７０に伝達するようになっている。
【００６５】
第１遊星歯車機構２５と第２遊星歯車機構３５とは同一の構成を有し左右対称に構成されているため、部品を共通化することで、原価を低減できる。また、第１遊星歯車機構２５と第２遊星歯車機構３５は、左右対称に構成されているので、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の一方のみで走行する場合に、いずれのモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２により車両１を駆動しても同様の走行特性を得ることができる。
【００６６】
また、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の双方で走行する場合には、駆動力が増加され加速性能が向上するとともに、回生時には回生力が増大され、車両１の制動力を高めることができる。
【００６７】
まず、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２の一方により、車両１を駆動する場合について説明する。
【００６８】
例えば、統合ＥＣＵ１００がモータＥＣＵ６０を制御して、モータジェネレータＭＧ１に供給される電流を停止して、回転軸５５の回転を停止させると、モータジェネレータＭＧ１の回転軸５５と接続されているサンギヤ２１の回転は停止する。この場合、プラネタリキャリヤ２４によって支持されているピニオンギヤ２３は、自転することができる。そして、統合ＥＣＵ１００がモータＥＣＵ６０を制御して、モータジェネレータＭＧ２に電流を供給して回転軸５６を回転させると、モータジェネレータＭＧ２の回転軸５６と接続されているサンギヤ３１が回転する。サンギヤ３１が回転すると、ピニオンギヤ３３を介してプラネタリキャリヤ３４が回転する。
【００６９】
この場合、第２遊星歯車機構３５では、リングギヤ３２が固定されているため、サンギヤ３１が入力軸、プラネタリキャリヤ３４が出力軸に相当し、これらの入出力軸の回転速度の比は、シングルピニオン式の場合には、λ／（１＋λ）になる。
【００７０】
上述したように、プラネタリキャリヤ３４と一体の連結軸３６は、外歯を有しカウンタドライブギヤ３７を構成しており、リングギヤ１２が回転すると、カウンタドライブギヤ３７を介して、カウンタドリブンギヤ７４、ファイナルドライブギヤ７８、ファイナルドリブンギヤ８２が回転され、減速機構７０を介してデファレンシャル機構８０に回転動力が伝達し、ドライブシャフト７Ｌ、７Ｒを通じて駆動輪６Ｌ、６Ｒが回転されるようになっている。
【００７１】
この場合、連結軸３６を中心として、モータジェネレータＭＧ１および第１遊星歯車機構２５と、モータジェネレータＭＧ２および第２遊星歯車機構３５とは対称に構成されている。したがって、統合ＥＣＵ１００は、車両１の走行中に駆動源をモータジェネレータＭＧ１とモータジェネレータＭＧ２との間で切替えたとしても、車両の駆動力に変動が生じない。したがって、統合ＥＣＵ１００は、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の加熱状態や運転継続時間などに応じて駆動源を適宜切替えることが可能となる。
【００７２】
次に、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２の双方により、車両１の走行を行う場合を説明する。
【００７３】
上述のように、モータジェネレータＭＧ２の回転軸５６が回転を続けている状態で、統合ＥＣＵ１００がモータＥＣＵ６０を制御して、モータジェネレータＭＧ１に電流を供給し回転軸５５を回転させると、回転軸５５と接続されているサンギヤ２１の回転が開始する。サンギヤ２１が回転すると、ピニオンギヤ２３を介してプラネタリキャリヤ２４が回転する。この場合、連結軸３６に伝達される動力は、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２のいずれか一方を動力源とした場合と比較して２倍となる。そして、駆動輪６Ｌ、６Ｒには、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２の双方の動力が伝達される。
【００７４】
また、車両１の制動時においては、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２のいずれをも回生に使用することができる。したがって、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２の片方のみで回生を行う場合と比較して車両１の回生による制動力を高めることができる。
【００７５】
このように、統合ＥＣＵ１００は、車両１の走行状態に合わせて、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２の双方により車両１を駆動することにより、１つのモータジェネレータのみを駆動する場合と比較して、それぞれのモータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２の負荷を低減し発熱を抑制することによって、電費の悪化を防止できる。
【００７６】
また、統合ＥＣＵ１００は、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２をそれぞれモータあるいはジェネレータとして互いに独立して機能させることができる。したがって、統合ＥＣＵ１００は、様々な条件でモータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２の機能を切替えるよう制御することで、熱、電費等に有利であるとともに、加速性能や回生性能を高めることができる。
【００７７】
以上のように、本発明の実施の形態に係る車両１の駆動装置２は、遊星歯車機構を構成する動力分割機構５０を２つのモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の間に介在させて、２つのモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２のうち、双方のモータジェネレータを用いる場合と、一方のモータジェネレータを用いる場合のいずれにおいても、車両１を駆動することができる。このため、１つのモータジェネレータのみで走行から回生まで行う場合には、負荷が大きくなり、車両１の走行状態によっては発熱が顕著になって、電費が悪くなることがあったが、２つのモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の共働によって車両１を走行させることにより１つあたりのモータジェネレータの負荷を低減し、電費の悪化を改善できる。
【００７８】
また、一対の遊星歯車機構２５、３５は、それぞれ対応する部品を共通化するように構成されており、左右対称に配置されるため、構成を簡単にし、原価を低減できるため、コスト減に貢献できる。また、一対の遊星歯車機構２５、３５を左右対称の構成にすることにより、２つのモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の切り替え等を容易にし、電費を改善できる。
【００７９】
なお、駆動装置２は、図５に示すように、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の一方を停止した際に当該モータジェネレータの回転軸が引き摺りにより回転することを防止するため、リングギヤ２２にブレーキ７１をさらに備えていてもよい。
【００８０】
本実施の形態では、第１遊星歯車機構２５のリングギヤ２２側にブレーキ４３を設けている。ブレーキ７１は、リングギヤ２２に対して締結することによって、回転体であるリングギヤ１２の回転を止めるよう働く。また、ブレーキ７１は、リングギヤ２２に対する締結を解放することによって、リングギヤ２２の自由な回転を可能にするよう働く。このブレーキ７１の締結および解放は、統合ＥＣＵ１００によって行われる。ブレーキ７１は、湿式のバンドブレーキや、多板ブレーキにより構成されている。
【００８１】
ブレーキ７１を作用させて、リングギヤ２２を締結し、この回転を止める場合、第１遊星歯車機構２５は、図４に示した第１遊星歯車機構２５と同様に機能し、リングギヤ１２は停止して、サンギヤ２１とピニオンギヤ２３とが回転可能になる。これに対して、ブレーキ７１によるリングギヤ１２に対する締結を解放させて、この回転を許容する場合、第１遊星歯車機構２５は、図４に示した第１遊星歯車機構２５と異なり、サンギヤ２１とピニオンギヤ２３とリングギヤ２２とがそれぞれ回転可能になる。図５に示した本実施の形態では、サンギヤ２１とピニオンギヤ２３とリングギヤ２２とを回転可能にすると、リングギヤ２２が自由回転することにより、サンギヤ３１の回転が引き摺ることを抑止させることができる。したがって、統合ＥＣＵ１００は、モータジェネレータＭＧ２のみにより車両１を駆動する場合には、ブレーキ７１を解放するようになっている。
【００８２】
なお、駆動装置２は、さらに捩れ振動を低減する機構をさらに備えていてもよい。以下、図６を参照して、捩れ振動を低減する機構を備えた駆動装置２について説明する。
【００８３】
本実施の形態に係る駆動装置２は、駆動源であるモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２から駆動輪６Ｌ、６Ｒまでが上記各ギヤにより接続されている。そのため、車両１の走行中に共振などに起因した捩れ振動が発生してもこの捩れ振動の減衰に時間がかかる。また、車両１がモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の双方の動力で走行している状態で、一方のモータジェネレータを停止し、ブレーキ７１を締結すると、駆動輪６Ｌ、６Ｒに伝達されるトルクの変動に起因して、駆動装置２内に捩れ振動が発生し、運転者に違和感を与える可能性がある。
【００８４】
そこで、リングギヤ３２とハウジングとの間にダンパ７２を設置することにより捩れ振動を抑制する。これにより、ブレーキ７１の締結時および解放時に駆動装置２に発生する捩れ振動を抑制し、運転者に違和感を与えることを防止できる。
【００８５】
本実施の形態は、図面に示したものに限定されず、実施の形態に応じて、様々に変更等を行うことができる。例えば、動力分割機構４０、５０を構成する遊星歯車機構についてシングルピニオン式遊星歯車として説明したが、ダブルピニオン式遊星歯車により構成されていてもよい。
【００８６】
以上のように、本発明に係る車両の駆動装置は、２つのモータジェネレータを備えた車両において、簡単な構成で、電費を改善することができるという効果を奏するものであり、モータジェネレータを搭載した車両の駆動装置に有用である。
【符号の説明】
【００８７】
１  電気自動車
２  駆動装置
１１、２１、３１  サンギヤ
１２、２２、３２  リングギヤ
１３、２３、３３  ピニオンギヤ
１４、２４、３４  プラネタリキャリヤ
１５、３７  カウンタドライブギヤ
３６  連結軸
４０、５０  動力分割機構
４３、７１  ブレーキ
５５、５６  回転軸
６１、６２  インバータ
８５  二次電池
８６  昇圧コンバータ
１００  統合ＥＣＵ
【図１】
2013150477.tif 000003
【図２】
2013150477.tif 000004
【図３】
2013150477.tif 000005
【図４】
2013150477.tif 000006
【図５】
2013150477.tif 000007
【図６】
2013150477.tif 000008