KR20160101918A

KR20160101918A - 수송 기관의 구동 장치

Info

Publication number: KR20160101918A
Application number: KR1020167015789A
Authority: KR
Inventors: 노부유키 히라마츠; 시게루 나카야마; 게이이치 오오이소
Original assignee: 혼다 기켄 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2013-12-24
Filing date: 2014-12-22
Publication date: 2016-08-26
Anticipated expiration: 2034-12-22
Also published as: CN105829161A; CN105829161B; CA2933947A1; EP3088238A1; EP3088238A4; JP2015122897A; MY188822A; CA2933947C; US20160230841A1; US9945446B2; EP3088238B1; WO2015098845A1; JP5841991B2; KR101917933B1

Abstract

후륜 구동 장치(1)는, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)와, 차량(3)을 추진하는 후륜(Wr)과, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)와 후륜(Wr)의 동력 전달 경로 상에 마련되는 일방향 클러치(50)를 구비한다. 일방향 클러치(50)는, 동일한 회전 축선을 가지고 상대 회전 가능한 이너 레이스(51)와 아우터 레이스(52), 이너 레이스(51)와 아우터 레이스(52) 사이에 개재되는 스프래그(53)를 구비한다. 후륜 구동 장치(1)는, 이너 레이스(51)의 회전 축선(O')과 아우터 레이스(52)의 회전 축선(O)의 어긋남인 편심을 취득하는 편심 취득 수단을 구비한다.

Description

수송 기관의 구동 장치{DRIVE DEVICE FOR TRANSPORTATION MACHINE}

본 발명은 구동원과 피구동부의 동력 전달 경로 상에, 일방향 동력 전달 수단이 마련된 수송 기관의 구동 장치에 관한 것이다.

특허문헌 1에는, 차량의 좌측 차륜을 구동시키는 제1 전동기와, 제1 전동기와 좌측 차륜의 동력 전달 경로 상에 마련된 제1 유성 기어식 변속기를 갖는 좌측 차륜 구동 장치와, 차량의 우측 차륜을 구동시키는 제2 전동기와, 제2 전동기와 우측 차륜의 동력 전달 경로 상에 마련된 제2 유성 기어식 변속기를 갖는 우측 차륜 구동 장치를 구비하는 차량용 구동 장치가 기재되어 있다. 제1 및 제2 유성 기어식 변속기는, 선 기어에 각각 제1 및 제2 전동기가 접속되고, 플래니터리 캐리어에 각각 좌측 차륜 및 우측 차륜이 접속되며, 링 기어끼리가 서로 연결되어 있다. 또한, 연결된 링 기어에는, 링 기어를 해방 또는 체결함으로써 링 기어의 회전을 제동하는 브레이크 수단과, 전동기측의 일방향의 회전 동력이 차륜측에 입력될 때에 맞물림 상태가 되며, 전동기측의 타방향의 회전 동력이 차륜측에 입력될 때에 비(非)맞물림 상태가 되고, 차륜측의 일방향의 회전 동력이 전동기측에 입력될 때에 비맞물림 상태가 되며, 차륜측의 타방향의 회전 동력이 전동기측에 입력될 때에 맞물림 상태가 되는 일방향 클러치가 마련되어 있다.

그리고, 이 차량용 구동 장치에 있어서, 전동기측의 일방향의 회전 동력이 차륜측에 입력되면, 전동기와 차륜이 접속 상태가 되도록 브레이크 수단을 체결하고, 전동기와 차륜이 접속 상태로 차속이 소정 이상이 되었을 때, 체결하고 있던 브레이크 수단을 해방하는 것이 기재되어 있다.

특허문헌 1: 일본국 특허 공개 제2012-50315호 공보

이 특허문헌 1에 기재된 차량용 구동 장치에서는, 차속이 소정 미만으로 크루즈 주행하는 것 같은 경우에, 브레이크 수단의 체결 상태가 장시간에 달할 가능성이 있고, 이러한 경우에도 일방향 동력 전달 수단의 상태를 파악하여, 적절하게 보호할 필요가 있었다.

본 발명은 일방향 동력 전달 수단을 적절하게 보호하는 것이 가능한 수송 기관의 구동 장치를 제공한다.

본 발명은 이하의 양태를 제공하는 것이다.

제1 양태는,

구동원[예컨대, 후술하는 실시형태의 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)]과,

상기 구동원에 의해 구동되고, 수송 기관[예컨대, 후술하는 실시형태의 차량(3)]을 추진하는 피구동부[예컨대, 후술하는 실시형태의 후륜(Wr)]와,

상기 구동원과 상기 피구동부의 동력 전달 경로 상에 마련되며, 구동원측의 일방향의 회전 동력이 피구동부측에 입력될 때에 맞물림 상태가 되며, 구동원측의 타방향의 회전 동력이 피구동부측에 입력될 때에 비맞물림 상태가 되고, 피구동부측의 일방향의 회전 동력이 구동원측에 입력될 때에 비맞물림 상태가 되며, 피구동부측의 타방향의 회전 동력이 구동원측에 입력될 때에 맞물림 상태가 되는 일방향 동력 전달 수단[예컨대, 후술하는 실시형태의 일방향 클러치(50)]을 포함하는 수송 기관의 구동 장치[예컨대, 후술하는 실시형태의 후륜 구동 장치(1)]로서,

상기 일방향 동력 전달 수단은, 동일한 회전 축선을 가지고 상대 회전 가능한 제1 부재[예컨대, 후술하는 실시형태의 이너 레이스(51)]와 제2 부재[예컨대, 후술하는 실시형태의 아우터 레이스(52)], 및 상기 제1 부재와 상기 제2 부재 사이에 개재되는 맞물림 부재[예컨대, 후술하는 실시형태의 스프래그(sprag)(53)]를 포함하고,

상기 구동 장치는, 상기 제1 부재의 회전 축선[예컨대, 후술하는 실시형태의 회전 축선(O')]과 상기 제2 부재의 회전 축선[예컨대, 후술하는 실시형태의 회전 축선(O)]의 어긋남인 편심을 취득하는 편심 취득 수단[예컨대, 후술하는 실시형태의 제어 장치(8)]을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 제2 양태는, 제1 양태에 기재의 구성에 더하여,

상기 동력 전달 경로 상에 상기 일방향 동력 전달 수단과 병렬로 마련되며, 해방 또는 체결됨으로써 상기 동력 전달 경로를 차단 상태 또는 접속 상태로 하는 단접 수단[예컨대, 후술하는 실시형태의 유압 브레이크(60A, 60B)]을 더 포함하고,

상기 편심 취득 수단은, 상기 단접 수단이 체결되어 구동원측과 피구동부측이 접속 상태일 때에 상기 편심을 취득하는 것을 특징으로 한다.

또한, 제3 양태는, 제2 양태에 기재된 구성에 더하여,

상기 구동 장치는, 상기 단접 수단의 해방과 체결을 제어하는 단접 수단 제어 장치[예컨대, 후술하는 실시형태의 제어 장치(8)]를 포함하고,

상기 단접 수단 제어 장치는, 상기 편심 취득 수단이 소정 이상의 편심을 취득하였을 때에, 상기 단접 수단을 해방한다.

또한, 제4 양태는, 제3 양태에 기재된 구성에 더하여,

상기 단접 수단 제어 장치는, 상기 편심 취득 수단이 상기 소정 이상의 편심을 취득하였을 때에, 상기 구동원이 상기 일방향의 회전 동력을 발생시키고 있는 경우, 상기 단접 수단의 해방을, 상기 일방향의 회전 동력이 대략 영이 될 때까지 대기하는 것을 특징으로 한다.

또한, 제5 양태는, 제3 양태에 기재된 구성에 더하여,

상기 단접 수단 제어 장치는, 상기 편심 취득 수단이 상기 소정 이상의 편심을 취득하였을 때에, 상기 구동원이 상기 일방향의 회전 동력을 발생시키고 있는 경우, 상기 단접 수단을, 상기 구동원에의 지령이 상기 타방향의 회전 동력의 발생 지시로 전환될 때까지 체결을 유지하고, 상기 구동원이 상기 일방향의 회전 동력의 발생을 끝내고 또한 상기 타방향의 회전 동력의 발생을 개시하기 전에 해방하는 것을 특징으로 한다.

또한, 제6 양태는, 제5 양태에 기재된 구성에 더하여,

상기 수송 기관은 차량[예컨대, 후술하는 실시형태의 차량(3)]이고,

상기 피구동부는 상기 차량의 차륜[예컨대, 후술하는 실시형태의 후륜(Wr)]이며,

상기 차량은 상기 차륜의 회전을 제동하는 제동 수단을 포함하고,

상기 구동원이 상기 타방향의 회전 동력의 발생을 개시하기 전에 상기 단접 수단을 해방할 때에, 상기 구동원으로부터의 상기 타방향의 회전 동력의 발생 개시의 지연을 보충하도록, 상기 제동 수단으로부터, 상기 타방향의 회전 동력을 보충하는 제동력을 발생시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 제7 양태는, 제3 양태에 기재된 구성에 더하여,

상기 피구동부는 상기 차량의 차륜 중, 전륜 및 후륜 중 한쪽인 제1 구동륜[예컨대, 후술하는 실시형태의 후륜(Wr)]이며,

상기 차량은 상기 전륜 및 후륜 중 다른쪽인 제2 구동륜[예컨대, 후술하는 실시형태의 전륜(Wf)]을 구동시키는 다른 구동원[예컨대, 후술하는 실시형태의 내연 기관(4), 전동기(5)]을 포함하고,

상기 단접 수단 제어 장치는, 상기 편심 취득 수단이 상기 소정 이상의 편심을 취득하였을 때에, 상기 다른 구동원이 상기 일방향의 회전 동력을 발생시키고 있는 경우, 상기 단접 수단을 해방하는 것을 특징으로 한다.

또한, 제8 양태는, 제3∼제7 양태 중 어느 하나에 기재된 구성에 더하여,

상기 구동 장치는, 상기 구동원이 발생시키는 회전 동력을 제어하는 구동원 제어 장치[예컨대, 후술하는 실시형태의 제어 장치(8)]를 포함하고,

상기 구동원 제어 장치는, 상기 단접 수단 제어 장치가 상기 단접 수단을 해방할 때에, 상기 구동원으로부터 상기 타방향의 회전 동력이 발생하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 제9 양태는, 제8 양태에 기재된 구성에 더하여,

상기 일방향 동력 전달 수단의 상기 맞물림 부재는, 상기 구동원의 상기 일방향의 회전 동력의 증가에 따라 경사각이 증가하도록 개재되고,

상기 구동원 제어 장치는, 상기 구동원이 발생시키는 상기 일방향의 최대 발생회전 동력에 기초하여 구한 상기 맞물림 부재의 최대 경사 각도[예컨대, 후술하는 실시형태의 최대 경사 각도(α)]에 기초하여, 상기 타방향의 회전 동력의 발생량(예컨대, 후술하는 실시형태의 발생 시간, 발생 속도)을 결정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 제10 양태는, 제2∼제9 양태 중 어느 하나에 기재된 구성에 더하여,

상기 구동 장치는, 상기 단접 수단이 체결되어 구동원측과 피구동부측이 접속 상태일 때에 상기 구동원이 소정 이상의 크기의 상기 일방향의 회전 동력을 발생시킨 것을 취득하며, 발생 횟수를 기억하는 계수 수단을 더 포함하고,

상기 편심 취득 수단은, 상기 계수 수단이 기억하는 상기 발생 횟수에 기초하여 상기 편심을 추정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 제11 양태는, 제10 양태에 기재된 구성에 더하여,

상기 소정 이상의 크기를, 상기 단접 수단의 회전 동력 전달 용량[예컨대, 후술하는 실시형태의 약체결 시 한계 전달 토크(T1)]에 기초하여 정하는 것을 특징으로 한다.

제12 양태는,

상기 구동원에 의해 구동되며, 수송 기관[예컨대, 후술하는 실시형태의 차량(3)]을 추진하는 피구동부[예컨대, 후술하는 실시형태의 후륜(Wr)]와,

상기 구동원과 상기 피구동부의 동력 전달 경로 상에 마련되고, 구동원측의 일방향의 회전 동력이 피구동부측에 입력될 때에 맞물림 상태가 되며, 구동원측의 타방향의 회전 동력이 피구동부측에 입력될 때에 비맞물림 상태가 되고, 피구동부측의 일방향의 회전 동력이 구동원측에 입력될 때에 비맞물림 상태가 되며, 피구동부측의 타방향의 회전 동력이 구동원측에 입력될 때에 맞물림 상태가 되는 일방향 동력 전달 수단[예컨대, 후술하는 실시형태의 일방향 클러치(50)]과,

상기 동력 전달 경로 상에 상기 일방향 동력 전달 수단과 병렬로 마련되고, 해방 또는 체결됨으로써 상기 동력 전달 경로를 차단 상태 또는 접속 상태로 하는 단접 수단[예컨대, 후술하는 실시형태의 유압 브레이크(60A, 60B)]과,

상기 단접 수단의 해방과 체결을 제어하는 단접 수단 제어 장치[예컨대, 후술하는 실시형태의 제어 장치(8)]를 포함하는 수송 기관의 구동 장치[예컨대, 후술하는 실시형태의 후륜 구동 장치(1)]로서,

상기 단접 수단이 체결되어 구동원측과 피구동부측이 접속 상태일 때에 상기 구동원이 소정 이상의 크기의 상기 일방향의 회전 동력을 발생시킨 것을 취득하며, 발생 횟수를 기억하는 계수 수단[예컨대, 후술하는 실시형태의 제어 장치(8)]을 더 포함하고,

상기 단접 수단 제어 장치는, 상기 계수 수단이 기억하는 상기 발생 횟수에 기초하여, 상기 단접 수단을 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 제13 양태는, 제12 양태에 기재된 구성에 더하여,

상기 단접 수단 제어 장치는, 상기 계수 수단이 기억하는 상기 발생 횟수가 소정 이상일 때에, 상기 단접 수단을 해방하는 것을 특징으로 한다.

또한, 제14 양태는, 제12 또는 제13 양태에 기재된 구성에 더하여,

또한, 제15 양태는, 제13 양태에 기재된 구성에 더하여,

상기 단접 수단 제어 장치는, 상기 발생 횟수가 소정 이상일 때에, 상기 구동원이 상기 일방향의 회전 동력을 발생시키고 있는 경우, 상기 단접 수단의 해방을, 상기 일방향의 회전 동력이 대략 영이 될 때까지 대기하는 것을 특징으로 한다.

또한, 제16 양태는, 제13 양태에 기재된 구성에 더하여,

상기 단접 수단 제어 장치는, 상기 발생 횟수가 소정 이상일 때에, 상기 구동원이 상기 일방향의 회전 동력을 발생시키고 있는 경우, 상기 단접 수단을, 상기 구동원에의 지령이 상기 타방향의 회전 동력의 발생 지시로 전환될 때까지 체결을 유지하고, 상기 구동원이 상기 일방향의 회전 동력의 발생을 끝내고 또한 상기 타방향의 회전 동력의 발생을 개시하기 전에 해방하는 것을 특징으로 한다.

또한, 제17 양태는, 제16 양태에 기재된 구성에 더하여,

상기 타방향의 회전 동력의 발생을 개시하기 전에 상기 단접 수단을 해방할 때에, 상기 구동원으로부터의 상기 타방향의 회전 동력의 발생 개시의 지연을 보충하도록, 상기 제동 수단으로부터, 상기 타방향의 회전 동력을 보충하는 제동력을 발생시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 제18 양태는, 제13 양태에 기재된 구성에 더하여,

상기 단접 수단 제어 장치는, 상기 발생 횟수가 소정 이상일 때에, 상기 다른 구동원이 상기 일방향의 회전 동력을 발생시키고 있는 경우, 상기 단접 수단을 해방하는 것을 특징으로 한다.

또한, 제19 양태는, 제13∼제18 양태 중 어느 하나에 기재된 구성에 더하여,

또한, 제20 양태는, 제19 양태에 기재된 구성에 더하여,

상기 일방향 동력 전달 수단의 맞물림 부재는, 상기 구동원의 상기 일방향의 회전 동력의 증가에 따라, 경사각이 증가하도록 개재되고,

상기 구동원 제어 장치는, 상기 구동원이 발생시키는 상기 일방향의 최대 발생회전 동력에 기초하여 구한 상기 맞물림 부재의 최대 경사 각도에 기초하여, 상기 타방향의 회전 동력의 발생량(예컨대, 후술하는 실시형태의 발생 시간, 발생 속도)을 결정하는 것을 특징으로 한다.

제1 양태에 따르면, 일방향 동력 전달 수단의 편심을 취득할 수 있다.

제2 양태에 따르면, 병렬로 단접 수단이 체결된 상태에서의 일방향 동력 전달 수단의 편심을 취득할 수 있다.

제3 양태에 따르면, 편심을 취득하여 해방함으로써, 불필요한 단접 수단의 해방을 억제할 수 있다.

제4 양태에 따르면, 전동기가 일방향의 회전 동력을 발생시키고 있는 동안에 단접 수단을 해방하여도 일방향 동력 전달 수단은 회전하지 않고, 편심은 해소되지 않기 때문에, 구동원의 일방향의 회전 동력이 제로 근방이 될 때까지 대기함으로써 불필요한 단접 수단의 해방을 억제할 수 있다.

제5 양태에 따르면, 구동원의 회전 동력이 일방향의 회전 동력으로부터 타방향의 회전 동력으로 변화할 때의, 타방향의 회전 동력의 발생 전에 단접 수단의 해방을 끼워넣음으로써, 토크 지시값 자체는 변경하지 않고, 토크 발생 개시 타이밍을 변경하는 것만으로 단접 수단을 적절하게 윤활할 수 있다.

제6 양태에 따르면, 타방향의 회전 동력, 즉 제동 회전 동력은, 구동원 이외의 다른 부품(차륜 브레이크)에 의해서도 발생시키는 것이 가능하기 때문에, 차량 전체로서의 요구 제동력을 만족시킬 수 있다.

제7 양태에 따르면, 일방향 동력 전달 수단의 편심을 해소할 수 있다. 또한, 다른 구동원으로 제2 구동륜을 구동시키고 있는 경우, 제1 구동륜측의 동력 전달 경로 상의 단접 수단을 해방함으로써 제1 구동륜으로 구동시킬 수 없게 되어도 제2 구동륜의 구동력으로 차량 전체로서의 요구 구동력을 유지할 수 있다.

제8 양태에 따르면, 단순히 단접 수단을 해방할 뿐인 경우와 비교하여, 일방향 동력 전달 수단이 비맞물림 상태로 되는 타방향의 회전 동력을 발생시킴으로써, 조기에 편심을 해소시킬 수 있다.

제9 양태에 따르면, 맞물림 부재의 최대 경사 각도에 기초하여, 편심을 해소하기 위한 구동원의 타방향의 회전 동력의 발생량을 결정함으로써, 구동원의 타방향의 회전 구동을 최소한으로 억제할 수 있다.

제10 양태에 따르면, 일방향 동력 전달 수단과 단접 수단을 병렬로 구비하여, 단접 수단을 체결하면서 일방향 동력 전달 수단을 기능시킬 때에 발생하는 일방향 동력 전달 수단의 편심을 보다 정확하게 추정할 수 있어, 편심에 따른 적절한 단접 수단의 해방을 실행할 수 있다.

제11 양태에 따르면, 편심의 추정 정밀도를 향상시킬 수 있다.

제12 양태에 따르면, 일방향 동력 전달 수단과 단접 수단이 병렬 작동 중에 있어서의 소정 이상의 전동기의 일방향의 회전 동력의 발생 횟수에 기초하여, 단접 수단의 해방을 제어함으로써, 일방향 동력 전달 수단과 단접 수단의 기본 기능으로서의 토크 전달의 실행에 더하여, 일방향 동력 전달 수단과 단접 수단을 적절하게 보호할 수 있다.

제13 양태에 따르면, 제어 과다가 되는 것을 억제할 수 있다.

제14 양태에 따르면, 편심의 추정 정밀도를 향상시킬 수 있다.

제15 양태에 따르면, 전동기가 일방향의 회전 동력을 발생시키고 있는 동안에 단접 수단을 해방하여도 일방향 동력 전달 수단은 회전하지 않고, 편심은 해소되지 않기 때문에, 구동원의 일방향의 회전 동력이 제로 근방이 될 때까지 대기함으로써 불필요한 단접 수단의 해방을 억제할 수 있다.

제16 양태에 따르면, 구동원의 회전 동력이 일방향의 회전 동력으로부터 타방향의 회전 동력으로 변화할 때의, 타방향의 회전 동력의 발생 전에 단접 수단의 해방을 끼워넣음으로써, 일방향의 회전 동력의 빠짐을 방지할 수 있다.

제17 양태에 따르면, 타방향의 회전 동력, 즉 제동 회전 동력은, 구동원 이외의 다른 부품(차륜 브레이크)에 의해서도 발생시키는 것이 가능하기 때문에, 차량 전체로서의 요구 구동력을 만족시킬 수 있다.

제18 양태에 따르면, 다른 구동원으로 제2 구동륜을 구동시키고 있는 경우, 제1 구동륜측의 동력 전달 경로 상의 단접 수단을 해방함으로써 제1 구동륜으로 구동시킬 수 없게 되어도 제2 구동륜의 구동력을 증가시키는 등에 의해 차량 전체로서의 요구 구동력을 유지할 수 있다.

제19 양태에 따르면, 단순히 단접 수단을 해방할 뿐인 경우와 비교하여, 일방향 동력 전달 수단이 비맞물림 상태로 되는 타방향의 회전 동력을 발생시킴으로써, 조기에 편심을 해소시킬 수 있다.

제20 양태에 따르면, 맞물림 부재의 최대 경사 각도에 기초하여, 편심을 해소하기 위한 구동원의 타방향의 회전 동력의 발생량을 결정함으로써, 구동원의 타방향의 회전 구동을 최소한으로 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 구동 장치를 탑재 가능한 차량의 일실시형태인 하이브리드 차량의 개략 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 후륜 구동 장치의 일실시형태의 종단면도이다.
도 3은 도 2에 나타내는 후륜 구동 장치의 부분 확대도이다.
도 4는 차량 상태에 있어서의 전륜 구동 장치와 후륜 구동 장치의 관계를 전동기의 작동 상태와 더불어 기재한 표이다.
도 5는 정차 중의 후륜 구동 장치의 속도 공선도이다.
도 6은 전진 저차속 시의 후륜 구동 장치의 속도 공선도이다.
도 7은 전진 중차속 시의 후륜 구동 장치의 속도 공선도이다.
도 8은 감속 회생 시의 후륜 구동 장치의 속도 공선도이다.
도 9는 전진 고차속 시의 후륜 구동 장치의 속도 공선도이다.
도 10은 후진 시의 후륜 구동 장치의 속도 공선도이다.
도 11은 차량 주행의 일례에 있어서의 타이밍 차트이다.
도 12는 링 기어에 가해지는 역방향의 좌우합 토크와 스프래그의 경사 각도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 13의 (a)는 편심되지 않는 일방향 클러치의 모식도이며, (b)는 편심된 일방향 클러치의 모식도이다.
도 14는 브레이크 해방 제어를 설명하는 흐름도이다.
도 15는 스프래그의 최대 경사 각도만큼, 이너 레이스를 타방향으로 회전시키기 위한 이너 레이스의 회전 시간과 회전 속도의 관계를 나타내는 그래프이다.

먼저, 본 발명에 따른 구동 장치의 일실시형태를 도 1∼도 3에 기초하여 설명한다. 또한, 구동 장치로서는, 차량, 항공기, 선박 등의 수송 기기에 이용할 수 있는 것이지만, 이하의 실시형태에서는, 차량에 이용한 경우를 예로 설명한다.

본 실시형태의 차량용 구동 장치는, 전동기를 차축 구동용의 구동원으로 하는 것이며, 예컨대, 도 1에 나타내는 바와 같은 구동 시스템의 차량에 이용된다. 이하의 설명에서는 차량용 구동 장치를 후륜 구동용으로서 이용하는 경우를 예로 설명하지만, 전륜 구동용에 이용하여도 좋다.

도 1에 나타내는 차량(3)은, 내연 기관(4)과 전동기(5)가 직렬로 접속된 구동 장치(6)(이하, 전륜 구동 장치라고 부름)를 차량 전방부에 갖는 하이브리드 차량이며, 이 전륜 구동 장치(6)의 동력이 트랜스미션(7)을 통해 전륜(Wf)에 전달되는 한편, 이 전륜 구동 장치(6)와 별도로 차량 후방부에 마련된 구동 장치(1)(이하, 후륜 구동 장치라고 부름)의 동력이 후륜[Wr(RWr, LWr)]에 전달되도록 되어 있다. 전륜 구동 장치(6)의 전동기(5)와 후륜(Wr)측의 후륜 구동 장치(1)의 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)는, 배터리(9)에 접속되며, 배터리(9)로부터의 전력 공급과, 배터리(9)에의 에너지 회생이 가능하게 되어 있다. 도면 부호 8은, 차량 전체의 각종 제어를 하기 위한 제어 장치이다.

도 2는 후륜 구동 장치(1)의 전체의 종단면도를 나타내는 것이며, 동도면에 있어서, 도면 부호 10A, 10B는, 차량(3)의 후륜(Wr)측의 좌우의 차축으로서, 차폭 방향으로 동축 상에 배치되어 있다. 후륜 구동 장치(1)의 감속기 케이스(11)는 전체가 대략 원통형으로 형성되며, 그 내부에는, 차축 구동용의 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)와, 이 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)의 구동 회전을 감속하는 제1 및 제2 유성 기어식 감속기(12A, 12B)가, 차축(10A, 10B)과 동축 상에 배치되어 있다. 이 제1 전동기(2A) 및 제1 유성 기어식 감속기(12A)는 좌측 후륜(LWr)을 구동시키는 좌측 차륜 구동 장치로서 기능하고, 제2 전동기(2B) 및 제2 유성 기어식 감속기(12B)는 우측 후륜(RWr)을 구동시키는 우측 차륜 구동 장치로서 기능하며, 제1 전동기(2A) 및 제1 유성 기어식 감속기(12A)와 제2 전동기(2B) 및 제2 유성 기어식 감속기(12B)는, 감속기 케이스(11) 내에서 차폭 방향으로 좌우 대칭으로 배치되어 있다.

감속기 케이스(11)의 좌우 양단측 내부에는, 각각 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)의 스테이터(14A, 14B)가 고정되고, 이 스테이터(14A, 14B)의 내주측에 환형의 로터(15A, 15B)가 회전 가능하게 배치되어 있다. 로터(15A, 15B)의 내주부에는 차축(10A, 10B)의 외주를 둘러싸는 원통축(16A, 16B)이 결합되고, 이 원통축(16A, 16B)이 차축(10A, 10B)과 동축으로 상대 회전 가능해지도록 감속기 케이스(11)의 단부벽(17A, 17B)과 중간벽(18A, 18B)에 베어링(19A, 19B)을 통해 지지되어 있다. 또한, 원통축(16A, 16B)의 일단측의 외주로서 감속기 케이스(11)의 단부벽(17A, 17B)에는, 로터(15A, 15B)의 회전 위치 정보를 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)의 제어 컨트롤러(도시하지 않음)에 피드백하기 위한 리졸버(20A, 20B)가 마련되어 있다.

또한, 제1 및 제2 유성 기어식 감속기(12A, 12B)는, 선 기어(21A, 21B)와, 선 기어(21A, 21B)의 외주측에 위치하는 링 기어(24A, 24B)와, 선 기어(21A, 21B) 및 링 기어(24A, 24B)에 맞물리는 복수의 플래니터리 기어(22A, 22B)와, 이들 플래니터리 기어(22A, 22B)를 지지하는 플래니터리 캐리어(23A, 23B)를 구비하고, 선 기어(21A, 21B)로부터 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)의 토크가 입력되며, 감속된 토크가 플래니터리 캐리어(23A, 23B)를 통해 출력되도록 되어 있다.

선 기어(21A, 21B)는 원통축(16A, 16B)에 일체로 형성되어 있다. 또한, 플래니터리 기어(22A, 22B)는, 예컨대 도 3에 나타내는 바와 같이, 선 기어(21A, 21B)에 직접 맞물리는 대직경의 제1 피니언(26A, 26B)과, 이 제1 피니언(26A, 26B)보다 소직경의 제2 피니언(27A, 27B)을 갖는 2연 피니언이며, 이들 제1 피니언(26A, 26B)과 제2 피니언(27A, 27B)이 동축으로 또한 축 방향으로 오프셋한 상태로 일체로 형성되어 있다. 이 플래니터리 기어(22A, 22B)는 플래니터리 캐리어(23A, 23B)에 지지되고, 플래니터리 캐리어(23A, 23B)는, 축 방향 내측 단부가 직경 방향 내측으로 신장하여 차축(10A, 10B)에 스플라인 끼워맞춤되어 일체 회전 가능하게 지지되며, 베어링(33A, 33B)을 통해 중간벽(18A, 18B)에 지지되어 있다.

또한, 중간벽(18A, 18B)은 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)를 수용하는 전동기 수용 공간과 제1 및 제2 유성 기어식 감속기(12A, 12B)를 수용하는 감속기 공간을 이격시켜, 외경측으로부터 내경측으로 서로의 축 방향 간격이 넓어지도록 굴곡되어 구성되어 있다. 그리고, 중간벽(18A, 18B)의 내경측이면서 제1 및 제2 유성 기어식 감속기(12A, 12B)측에는 플래니터리 캐리어(23A, 23B)를 지지하는 베어링(33A, 33B)이 배치되며, 중간벽(18A, 18B)의 외경측이면서 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)측에는 스테이터(14A, 14B)용의 버스 링(41A, 41B)이 배치되어 있다(도 2 참조).

링 기어(24A, 24B)는, 그 내주면이 소직경인 제2 피니언(27A, 27B)에 맞물리는 기어부(28A, 28B)와, 기어부(28A, 28B)보다 소직경으로 감속기 케이스(11)의 중간 위치에서 서로 대향 배치되는 소직경부(29A, 29B)와, 기어부(28A, 28B)의 축 방향 내측 단부와 소직경부(29A, 29B)의 축 방향 외측 단부를 직경 방향으로 연결하는 연결부(30A, 30B)를 구비하여 구성되어 있다. 이 실시형태의 경우, 링 기어(24A, 24B)의 최대 반경은, 제1 피니언(26A, 26B)의 차축(10A, 10B)의 중심으로부터의 최대 거리보다 작도록 설정되어 있다. 소직경부(29A, 29B)는, 각각 후술하는 일방향 클러치(50)의 이너 레이스(51)와 스플라인 끼워맞춤되며, 링 기어(24A, 24B)는 일방향 클러치(50)의 이너 레이스(51)와 일체 회전하도록 구성되어 있다.

그런데, 감속기 케이스(11)와 링 기어(24A, 24B) 사이에는 원통형의 공간부가 확보되며, 그 공간부 내에, 링 기어(24A, 24B)에 대한 제동 수단을 구성하는 유압 브레이크(60A, 60B)가 제1 피니언(26A, 26B)과 직경 방향으로 오버랩되고, 제2 피니언(27A, 27B)과 축 방향으로 오버랩되어 배치되어 있다. 유압 브레이크(60A, 60B)는, 감속기 케이스(11)의 내경측에서 축 방향으로 신장하는 통형의 외경측 지지부(34)의 내주면에 스플라인 끼워맞춤된 복수의 고정 플레이트(35A, 35B)와, 링 기어(24A, 24B)의 외주면에 스플라인 끼워맞춤된 복수의 회전 플레이트(36A, 36B)가 축 방향에 교대로 배치되고, 이들 플레이트(35A, 35B, 36A, 36B)가 환형의 피스톤(37A, 37B)에 의해 체결 및 해방 조작되도록 되어 있다. 피스톤(37A, 37B)은, 감속기 케이스(11)의 중간 위치로부터 내경측으로 연장 설치된 좌우 분할벽(39)과, 좌우 분할벽(39)에 의해 연결된 외경측 지지부(34)와 내경측 지지부(40) 사이에 형성된 환형의 실린더실(38A, 38B)에 진퇴 가능하게 수용되어 있고, 실린더실(38A, 38B)에의 고압 오일의 도입에 의해 피스톤(37A, 37B)을 전진시키며, 실린더실(38A, 38B)로부터 오일을 배출함으로써 피스톤(37A, 37B)를 후퇴시킨다. 또한, 유압 브레이크(60A, 60B)는 전동 오일 펌프(70)에 접속되어 있다(도 1 참조).

또한, 더욱 상세하게는, 피스톤(37A, 37B)은, 축 방향 전후로 제1 피스톤벽(63A, 63B)과 제2 피스톤벽(64A, 64B)을 가지고, 이들 피스톤벽(63A, 63B, 64A, 64B)이 원통형의 내주벽(65A, 65B)에 의해 연결되어 있다. 따라서, 제1 피스톤벽(63A, 63B)과 제2 피스톤벽(64A, 64B) 사이에는 직경 방향 외측으로 개구하는 환형 공간이 형성되어 있지만, 이 환형 공간은, 실린더실(38A, 38B)의 외벽 내주면에 고정된 칸막이 부재(66A, 66B)에 의해 축 방향 좌우로 구획되어 있다. 감속기 케이스(11)의 좌우 분할벽(39)과 제2 피스톤벽(64A, 64B) 사이는 고압 오일이 직접 도입되는 제1 작동실(S1)이 되고, 칸막이 부재(66A, 66B)와 제1 피스톤벽(63A, 63B) 사이는, 내주벽(65A, 65B)에 형성된 관통 구멍을 통하여 제1 작동실(S1)과 도통하는 제2 작동실(S2)로 되어 있다. 제2 피스톤벽(64A, 64B)과 칸막이 부재(66A, 66B) 사이는 대기압에 도통하고 있다.

이 유압 브레이크(60A, 60B)에서는, 제1 작동실(S1)과 제2 작동실(S2)에 도시되지 않는 유압 회로로부터 오일이 도입되고, 제1 피스톤벽(63A, 63B)과 제2 피스톤벽(64A, 64B)에 작용하는 오일의 압력에 의해 고정 플레이트(35A, 35B)와 회전 플레이트(36A, 36B)를 서로 압박하는 것이 가능하다. 따라서, 축 방향 좌우의 제1, 제2 피스톤벽(63A, 63B, 64A, 64B)에 의해 큰 수압(受壓) 면적을 벌 수 있기 때문에, 피스톤(37A, 37B)의 직경 방향의 면적을 억제한 채로 고정 플레이트(35A, 35B)와 회전 플레이트(36A, 36B)에 대한 큰 압박력을 얻을 수 있다.

이 유압 브레이크(60A, 60B)의 경우, 고정 플레이트(35A, 35B)가 감속기 케이스(11)로부터 신장하는 외경측 지지부(34)에 지지되는 한편, 회전 플레이트(36A, 36B)가 링 기어(24A, 24B)에 지지되어 있기 때문에, 양 플레이트(35A, 35B, 36A, 36B)가 피스톤(37A, 37B)에 의해 압박되면, 양 플레이트(35A, 35B, 36A, 36B) 사이의 마찰 체결에 의해 링 기어(24A, 24B)에 제동력이 작용하여 고정(록)되고, 그 상태로부터 피스톤(37A, 37B)에 의한 체결이 해방되면, 링 기어(24A, 24B)의 자유로운 회전이 허용된다.

또한, 축 방향으로 대향하는 링 기어(24A, 24B)의 연결부(30A, 30B) 사이에도 공간부가 확보되고, 그 공간부 내에, 링 기어(24A, 24B)에 대하여 일방향의 동력만을 전달하며 타방향의 동력을 차단하는 일방향 클러치(50)가 배치되어 있다. 일방향 클러치(50)는, 동일한 회전 축선을 갖는 이너 레이스(51)와 아우터 레이스(52) 사이에 다수의 스프래그(53)를 개재시킨 것으로서, 그 이너 레이스(51)가 스플라인 끼워맞춤에 의해 링 기어(24A, 24B)의 소직경부(29A, 29B)와 일체 회전하도록 구성되어 있다. 또한 아우터 레이스(52)는, 내경측 지지부(40)에 의해 위치 결정되며, 회전 방지되어 있다. 일방향 클러치(50)는, 차량(3)이 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)의 동력으로 전진할 때에 맞물려 링 기어(24A, 24B)의 회전을 록하도록 구성되어 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 일방향 클러치(50)는, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)측의 순방향[차량(3)을 전진시킬 때의 회전 방향]의 토크가 후륜(Wr)측에 입력될 때에 맞물림 상태가 되며 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)측의 역방향의 토크가 후륜(Wr)측에 입력될 때에 비맞물림 상태가 되고, 후륜(Wr)측의 순방향의 토크가 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)측에 입력될 때에 비맞물림 상태가 되며 후륜(Wr)측의 역방향의 토크가 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)측에 입력될 때에 맞물림 상태가 된다. 바꾸어 말하면, 일방향 클러치(50)는, 비맞물림 시에 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)의 역방향의 토크에 의한 링 기어(24A, 24B)의 일방향의 회전을 허용하며, 맞물림 시에 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)의 순방향의 토크에 의한 링 기어(24A, 24B)의 역방향의 회전을 규제하고 있다. 또한, 역방향의 토크란, 역방향의 회전을 증가시키는 방향의 토크, 또는, 순방향의 회전을 감소시키는 방향의 토크을 가리킨다. 이너 레이스(51)에 연결되는 링 기어(24A, 24B)의 역방향의 토크[제1 및 제2 전동기(2A, 2B)의 순방향의 토크]를 증가시킴으로써, 스프래그(53)의 경사각이 커지며, 그에 따라 일방향 클러치(50)의 토크 전달 용량이 증가한다. 한편, 링 기어(24A, 24B)의 역방향의 토크를 감소시킴으로써, 스프래그(53)의 경사각이 작아지며, 그에 따라 일방향 클러치(50)의 토크 전달 용량이 감소하여, 이윽고 비맞물림 상태가 된다.

이와 같이 본 실시형태의 후륜 구동 장치(1)에서는, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)와 후륜(Wr)의 동력 전달 경로 상에 일방향 클러치(50)와 유압 브레이크(60A, 60B)가 병렬로 마련되어 있다. 또한, 유압 브레이크(60A, 60B)는 2개 마련할 필요는 없고, 한쪽에만 유압 브레이크를 마련하고, 다른쪽의 공간을 브리더실로서 이용하여도 좋다.

여기서, 제어 장치(8)(도 1 참조)는, 차량 전체의 각종 제어를 하기 위한 제어 장치이며, 제어 장치(8)에는 차륜속 센서값, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)의 모터 회전수 센서값, 조타각, 액셀 페달 개방도(AP), 시프트 포지션, 배터리(9)에 있어서의 충전 상태(SOC), 유온(油溫) 등이 입력되는 한편, 제어 장치(8)로부터는, 내연 기관(4)을 제어하는 신호, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)를 제어하는 신호, 전동 오일 펌프(70)를 제어하는 제어 신호 등이 출력된다.

즉, 제어 장치(8)는, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)를 제어하는 전동기 제어 장치로서의 기능과, 단접 수단으로서의 유압 브레이크(60A, 60B)의 체결 상태와 해방 상태를 제어하는 단접 수단 제어 장치로서의 기능을, 적어도 구비하고 있다.

도 4는 각 차량 상태에 있어서의 전륜 구동 장치(6)와 후륜 구동 장치(1)의 관계를 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)의 작동 상태와 아울러 기재한 것이다. 도면 중, 프론트 유닛은 전륜 구동 장치(6), 리어 유닛은 후륜 구동 장치(1), 리어 모터는 제1 및 제2 전동기(2A, 2B), OWC는 일방향 클러치(50), BRK는 유압 브레이크(60A, 60B)를 나타낸다. 또한, 도 5∼도 10은 후륜 구동 장치(1)의 각 상태에 있어서의 속도 공선도를 나타내고, LMOT는 제1 전동기(2A), RMOT는 제2 전동기(2B), 좌측의 S, C는 각각 제1 전동기(2A)에 연결된 제1 유성 기어식 감속기(12A)의 선 기어(21A)와 제1 유성 기어식 감속기(12A)의 플래니터리 캐리어(23A), 우측의 S, C는 각각 제2 유성 기어식 감속기(12B)의 선 기어(21B)와 제2 유성 기어식 감속기(12B)의 플래니터리 캐리어(23B), R은 제1 및 제2 유성 가어식 감속기(12A, 12B)의 링 기어(24A, 24B), BRK는 유압 브레이크(60A, 60B), OWC는 일방향 클러치(50)를 나타낸다. 이하의 설명에 있어서 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)에 의한 차량 전진 시의 선 기어(21A, 21B)의 회전 방향을 순방향으로 한다. 또한, 도면 중, 정차 중인 상태로부터 상방이 순방향의 회전, 하방이 역방향의 회전이며, 화살표는, 상향이 순방향의 토크를 나타내고, 하향이 역방향의 토크를 나타낸다.

정차 중은, 전륜 구동 장치(6)도 후륜 구동 장치(1)도 구동시키지 않는다. 따라서, 도 5에 나타내는 바와 같이, 후륜 구동 장치(1)의 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)는 정지하고 있으며, 차축(10A, 10B)도 정지하고 있기 때문에, 어느 요소에도 토크는 작용하지 않는다. 이때, 유압 브레이크(60A, 60B)는 해방(OFF)되어 있다. 또한, 일방향 클러치(50)는, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)가 비구동이기 때문에 맞물리지 않는다(OFF).

그리고, 키 포지션을 ON으로 한 후, EV 발진, EV 크루즈 등 모터 효율이 좋은 전진 저차속 시는, 후륜 구동 장치(1)에 의한 후륜 구동이 된다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)가 순방향으로 회전하도록 역행(力行) 구동시키면, 선 기어(21A, 21B)에는 순방향의 토크가 부가된다. 이때, 전술한 바와 같이 일방향 클러치(50)가 맞물려 링 기어(24A, 24B)가 록된다. 이에 의해 플래니터리 캐리어(23A, 23B)는 순방향으로 회전하여 전진 주행이 이루어진다. 또한, 플래니터리 캐리어(23A, 23B)에는 차축(10A, 10B)으로부터의 주행 저항이 역방향으로 작용하고 있다. 이와 같이 차량(3)의 발진 시에는, 키 포지션을 ON으로 하여 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)의 토크를 올림으로써, 일방향 클러치(50)가 기계적으로 맞물려 링 기어(24A, 24B)가 록된다.

이때, 유압 브레이크(60A, 60B)를 약체결 상태로 제어한다. 또한, 약체결이란, 동력 전달 가능하지만, 유압 브레이크(60A, 60B)의 체결 상태의 체결력에 비하여 약한 체결력으로 체결되어 있는 상태를 말한다. 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)의 순방향의 토크가 후륜(Wr)측에 입력될 때에는 일방향 클러치(50)가 맞물림 상태가 되어, 일방향 클러치(50)만으로 동력 전달 가능하지만, 일방향 클러치(50)와 병렬로 마련된 유압 브레이크(60A, 60B)도 약체결 상태로 하며 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)측과 후륜(Wr)측을 접속 상태로 해 둠으로써, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)측으로부터의 순방향의 토크의 입력이 일시적으로 저하하여 일방향 클러치(50)가 비맞물림 상태가 된 경우에도, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)측과 후륜(Wr)측에서 동력 전달 불능해지는 것을 억제할 수 있다. 또한, 후술하는 감속 회생으로의 이행 시에 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)측과 후륜(Wr)측을 접속 상태로 하기 위한 회전수 제어가 불필요해진다. 일방향 클러치(50)가 맞물림 상태일 때의 유압 브레이크(60A, 60B)의 체결력을 일방향 클러치(50)가 비맞물림 상태일 때의 유압 브레이크(60A, 60B)의 체결력보다 약하게 함으로써, 유압 브레이크(60A, 60B)의 체결을 위한 소비 에너지가 저감된다.

전진 저차속 주행으로부터 차속이 올라 엔진 효율이 좋은 전진 중차속 주행에 이르면, 후륜 구동 장치(1)에 의한 후륜 구동으로부터 전륜 구동 장치(6)에 의한 전륜 구동이 된다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)의 역행 구동이 정지하면, 플래니터리 캐리어(23A, 23B)에는 차축(10A, 10B)으로부터 전진 주행하고자 하는 순방향의 토크가 작용하기 때문에, 전술한 바와 같이 일방향 클러치(50)가 비맞물림 상태가 된다. 이때도, 유압 브레이크(60A, 60B)를 약체결 상태로 제어한다.

도 6 또는 도 7의 상태로부터 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)를 회생 구동시키면, 도 8에 나타내는 바와 같이, 플래니터리 캐리어(23A, 23B)에는 차축(10A, 10B)으로부터 전진 주행을 계속하고자 하는 순방향의 토크가 작용하기 때문에, 전술한 바와 같이 일방향 클러치(50)가 비맞물림 상태가 된다. 이때, 유압 브레이크(60A, 60B)를 체결 상태(ON)로 제어한다. 따라서, 링 기어(24A, 24B)가 록되며 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)에는 역방향의 회생 제동 토크가 작용하여, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)에서 감속 회생이 이루어진다. 이와 같이, 후륜(Wr)측의 순방향의 토크가 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)측에 입력될 때에는 일방향 클러치(50)는 비맞물림 상태가 되어, 일방향 클러치(50)만으로 동력 전달 불능하지만, 일방향 클러치(50)와 병렬로 마련된 유압 브레이크(60A, 60B)를 체결시켜, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)측과 후륜(Wr)측을 접속 상태로 해 둠으로써 동력 전달 가능한 상태로 유지할 수 있고, 이 상태로 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)를 회생 구동 상태로 제어함으로써, 차량(3)의 에너지를 회생시킬 수 있다.

이어서 가속 시에는, 전륜 구동 장치(6)와 후륜 구동 장치(1)의 4륜 구동이 되어, 후륜 구동 장치(1)는, 도 6에 나타내는 전진 저차속 시와 동일한 상태가 된다.

전진 고차속 시에는, 전륜 구동 장치(6)에 의한 전륜 구동이 되는데, 이때 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)를 정지시켜 유압 브레이크(60A, 60B)를 해방 상태로 제어한다. 일방향 클러치(50)는, 후륜(Wr)측의 순방향의 토크가 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)측에 입력되기 때문에 비맞물림 상태가 되고, 유압 브레이크(60A, 60B)를 해방 상태로 제어함으로써 링 기어(24A, 24B)는 회전하기 시작한다.

도 9에 나타내는 바와 같이, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)가 역행 구동을 정지하면, 플래니터리 캐리어(23A, 23B)에는 차축(10A, 10B)으로부터 전진 주행하고자 하는 순방향의 토크가 작용하기 때문에, 전술한 바와 같이 일방향 클러치(50)가 비맞물림 상태가 된다. 이때, 선 기어(21A, 21B)에는, 선 기어(21A, 21B) 및 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)의 회전 손실이 저항으로서 입력되고, 링 기어(24A, 24B)에는 링 기어(24A, 24B)의 회전 손실이 발생한다.

유압 브레이크(60A, 60B)를 해방 상태로 제어함으로써, 링 기어(24A, 24B)의 자유로운 회전이 허용되어, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)측과 후륜(Wr)측이 차단 상태가 되어 동력 전달 불능한 상태가 된다. 따라서, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)의 연통 회전이 방지되어, 전륜 구동 장치(6)에 의한 고차속 시에 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)가 과회전이 되는 것이 방지된다.

후진 시에는, 도 10에 나타내는 바와 같이, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)를 역(逆)역행 구동시키면, 선 기어(21A, 21B)에는 역방향의 토크가 부가된다. 이때, 전술한 바와 같이 일방향 클러치(50)가 비맞물림 상태가 된다.

이때 유압 브레이크(60A, 60B)를 체결 상태로 제어한다. 따라서, 링 기어(24A, 24B)가 록되어, 플래니터리 캐리어(23A, 23B)는 역방향으로 회전하여 후진 주행이 이루어진다. 또한, 플래니터리 캐리어(23A, 23B)에는 차축(10A, 10B)으로부터의 주행 저항이 순방향으로 작용하고 있다. 이와 같이, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)측의 역방향의 토크가 후륜(Wr)측에 입력될 때에는 일방향 클러치(50)는 비맞물림 상태가 되며, 일방향 클러치(50)만으로 동력 전달 불능하지만, 일방향 클러치(50)와 병렬로 마련된 유압 브레이크(60A, 60B)를 체결시켜, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)측과 후륜(Wr)측을 접속 상태로 해 둠으로써 동력 전달 가능하게 유지할 수 있어, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)의 토크에 의해 차량(3)을 후진시킬 수 있다.

이와 같이 후륜 구동 장치(1)는, 차량의 주행 상태, 바꾸어 말하면, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)의 회전 방향이 순방향인지 역방향인지 및 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)측과 후륜(Wr)측 중 어느 것으로부터 동력이 입력되는지에 따라, 유압 브레이크(60A, 60B)의 체결·해방이 제어되며, 또한 유압 브레이크(60A, 60B)의 체결 시라도 체결력이 조정된다.

도 11은 차량이 정차 중인 상태로부터 EV 발진→EV 가속→ENG 가속→감속 회생→중속 ENG 크루즈→ENG+EV 가속→고속 ENG 크루즈→감속 회생→정차→후진→정차에 이를 때의 전동 오일 펌프(70)(EOP)와, 일방향 클러치(50)(OWC), 유압 브레이크(60A, 60B)(BRK)의 타이밍 차트이다.

먼저, 키 포지션을 ON으로 하여 시프트가 P 레인지로부터 D 레인지로 변경되고, 액셀 페달이 밟힐 때까지는, 일방향 클러치(50)는 비맞물림(OFF), 유압 브레이크(60A, 60B)는 해방(OFF) 상태를 유지한다. 거기서, 액셀 페달이 밟히면 후륜 구동(RWD)으로 후륜 구동 장치(1)에 의한 EV 발진, EV 가속이 이루어진다. 이때, 일방향 클러치(50)가 맞물려(ON), 유압 브레이크(60A, 60B)는 약체결 상태가 된다. 그리고, 차속이 저차속역으로부터 중차속역에 이르러 후륜 구동으로부터 전륜 구동이 되면 내연 기관(4)에 의한 ENG 주행(FWD)이 이루어진다. 이때, 일방향 클러치(50)가 비맞물림 상태(OFF)가 되고, 유압 브레이크(60A, 60B)는 그대로의 상태(약체결 상태)를 유지한다. 그리고, 브레이크가 밟히는 등 감속 회생 시에는, 일방향 클러치(50)가 비맞물림 상태(OFF)인 채로, 유압 브레이크(60A, 60B)가 체결 상태(ON)가 된다. 내연 기관(4)에 의한 중속 크루즈 중은, 전술한 ENG 주행과 동일한 상태가 된다. 이어서, 더욱 액셀 페달이 밟혀 전륜 구동으로부터 4륜 구동(AWD)이 되면, 재차 일방향 클러치(50)가 맞물린다(ON). 그리고, 차속이 중차속역으로부터 고차속역에 이르면, 재차 내연 기관(4)에 의한 ENG 주행(FWD)이 이루어진다. 이때, 일방향 클러치(50)가 비맞물림 상태(OFF)가 되고, 유압 브레이크(60A, 60B)가 해방 상태(OFF)가 되어, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)를 정지시킨다. 그리고, 감속 회생 시에는, 전술한 감속 회생 시와 동일한 상태가 된다. 그리고, 차량이 정지하면, 일방향 클러치(50)는 비맞물림(OFF), 유압 브레이크(60A, 60B)는 해방(OFF) 상태가 된다.

여기서, 일방향 클러치(50)의 특성에 대해서 설명한다.

먼저, 일방향 클러치(50) 자체의 특성을 설명하기 위해 유압 브레이크(60A, 60B)가 마련되지 않은 경우를 상정한다. 이 경우, 일방향 클러치(50)는, 아우터 레이스(52)와 이너 레이스(51)의 상대 회전 이동에 따라 스프래그(53)의 경사 각도가 변화함으로써 일방향 클러치(50)의 맞물림 상태가 변화하고, 그에 따라 일방향 클러치(50)의 토크 전달 용량이 변화한다.

후륜 구동 장치(1)에서는, 아우터 레이스(52)가 고정이기 때문에, 이너 레이스(51)에 연결되는 2개의 링 기어(24A, 24B)에 가해지는 역방향의 합토크(이하, 좌우합 토크라고 부름)에 의한 이너 레이스(51)의 역방향의 회전 이동에 의해, 스프래그(53)의 경사각이 커지며, 그에 따라 일방향 클러치(50)의 토크 전달 용량이 증가한다. 한편, 링 기어(24A, 24B)에 가해지는 역방향의 좌우합 토크가 감소하면, 스프래그(53)의 경사각이 작아지며, 그에 따라 일방향 클러치(50)의 토크 전달 용량이 감소하여, 이윽고 비맞물림 상태가 된다. 이와 같이 일방향 클러치(50)를 단독으로 이용하는 경우에는, 복수의 스프래그(53)의 경사 각도가 전체 둘레에서 균일해지기 때문에, 이너 레이스(51)와 아우터 레이스(52)는 자동 얼라이닝된다.

이어서, 유압 브레이크(60A, 60B)가 마련되지 않았다고 하는 상정을 벗어나, 본 실시형태의 후륜 구동 장치(1)에 마련된 일방향 클러치(50)의 특성에 대해서 도 12를 참조하면서 설명한다. 도 12는 링 기어(24A, 24B)에 가해지는 역방향의 좌우합 토크와 스프래그(53)의 경사 각도의 관계를 나타낸 그래프이다. 도면 중, 도면 부호 T1은 유압 브레이크(60A, 60B)의 약체결 상태에 있어서의 한계 전달 토크(이하, 약체결 시 한계 전달 토크라고 부름)이며, 도면 부호 T2는 링 기어(24A, 24B)에 가해지는 역방향의 좌우합 토크의 최대값이다.

도 4 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 후륜 구동 장치(1)에서는, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)의 순방향의 좌우합 토크가 증가한 경우, 즉, 링 기어(24A, 24B)에 가해지는 역방향의 좌우합 토크가 증가한 경우, 일방향 클러치(50)가 맞물림 상태가 되고, 일방향 클러치(50)가 맞물림 상태일 때, 일방향 클러치(50)와 병렬로 마련된 유압 브레이크(60A, 60B)를 약체결 상태로 하고 있다. 링 기어(24A, 24B)에 가해지는 역방향의 좌우합 토크가 유압 브레이크(60A, 60B)의 약체결 시 한계 전달 토크(T1) 이하에서는, 유압 브레이크(60A, 60B)가 링 기어(24A, 24B)에 가해지는 역방향의 좌우합 토크를 전달한다. 따라서, 이너 레이스(51)에는 역방향의 좌우합 토크가 가해지지 않기 때문에 스프래그(53)는 거의 경사지지 않아(경사 각도≒0), 일방향 클러치(50)는 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)의 좌우합 토크의 전달에 기여하지 않는다.

링 기어(24A, 24B)에 가해지는 역방향의 좌우합 토크가 유압 브레이크(60A, 60B)의 약체결 시 한계 전달 토크(T1)를 넘으면, 유압 브레이크(60A, 60B)가 약체결 시 한계 전달 토크(T1)를 전달하고, 약체결 시 한계 전달 토크(T1)를 넘은 토크에 따라 이너 레이스(51)에는 역방향의 좌우합 토크가 가해지기 때문에, 스프래그(53)의 경사가 커져, 약체결 시 한계 전달 토크(T1)를 넘은 토크분을 일방향 클러치(50)가 전달한다. 링 기어(24A, 24B)에 가해지는 역방향의 좌우합 토크의 최대값(T2)에 있어서의 경사 각도(α)가 약체결 상태에 있어서의 일방향 클러치(50)의 스프래그(53)의 최대 경사 각도가 된다.

한편, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)의 순방향의 좌우합 토크가 감소한 경우, 즉, 링 기어(24A, 24B)에 가해지는 역방향의 좌우합 토크가 감소한 경우, 만약 유압 브레이크(60A, 60B)가 해방 상태이면, 스프래그(53)의 경사각이 작아지며, 그에 따라 일방향 클러치(50)의 토크 전달 용량이 감소하여, 이윽고 비맞물림 상태가 되는 것이지만, 유압 브레이크(60A, 60B)의 약체결은 유지되어 링 기어(24A, 24B)가 고정된 채로 되기 때문에, 링 기어(24A, 24B)에 연결되는 이너 레이스(51)도 고정된 채로 된다. 따라서, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)의 순방향의 좌우합 토크가 감소하여도, 스프래그(53)는 소정의 경사 각도로 경사진 상태가 유지되게 된다. 이와 같이 일방향 클러치(50)에 대하여 유압 브레이크(60A, 60B)를 병렬로 배치하여 유압 브레이크(60A, 60B)를 약체결 상태로 하는 경우에는, 일방향 클러치(50)의 이너 레이스(51)와 아우터 레이스(52)의 상대 이동을, 유압 브레이크(60A, 60B)의 약체결이 저해하게 되기 때문에, 전술한 이너 레이스(51)와 아우터 레이스(52)의 자동 얼라이닝은 작용하지 않게 된다. 이에 의해 복수의 스프래그(53)의 경사 각도가 주위 방향에서 균일해지지 않게 되어, 예컨대 중력 방향에서 하방에 위치하는 스프래그(53)가 상방에 위치하는 스프래그(53)에 비해서 경사각이 커진다. 그 결과, 도 13의 (a)에 나타내는 바와 같이, 원래, 동일 축선을 갖는 아우터 레이스(52)의 회전 축선(O)과 이너 레이스(51)의 회전 축선(O')이, 예컨대 도 13의 (b)에 나타내는 바와 같이 중력 방향으로 어긋나, 즉, 아우터 레이스(52)의 회전 축선(O)에 대하여 이너 레이스(51)의 회전 축선(O')이 중력 방향 하방으로 어긋나, 일방향 클러치(50)에 편심이 생겨 버린다. 일방향 클러치(50)가 소정 이상 편심한 상태가 장시간 유지되면, 일방향 클러치(50)의 내구성이 저하할 우려가 있다.

도 11에 기재된 주행 모드에 있어서는, EV 발진 시에 일방향 클러치(50)가 맞물리고(ON), 유압 브레이크(60A, 60B)가 약체결한 뒤부터 일방향 클러치(50)의 편심이 생길 수 있다(OWC 편심 발생 영역). 그 후, 고속 ENG 크루즈까지 유압 브레이크(60A, 60B)가 해방되지 않기 때문에, 일방향 클러치(50)가 동력 전달에 기여하지 않는, ENG 가속 시, 회생 시, 중속 ENG 크루즈에 있어서도 일방향 클러치(50)의 편심이 유지된다(OWC 편심 유지 영역). 그리고, ENG+EV 가속 시에는, 일방향 클러치(50)가 재차 맞물려(ON), 유압 브레이크(60A, 60B)가 그대로 약체결을 유지하기 때문에, 일방향 클러치(50)의 편심이 더욱 증가해 버린다(OWC 편심 증가 영역).

그래서, 제어 장치(8)는, 상기한 전동기 제어 장치 및 단접 수단 제어 장치로서의 기능에 더하여, 일방향 클러치(50)의 편심을 취득하는 편심 취득 수단으로서의 기능도 가지고, 소정 이상의 편심을 취득한 경우에 유압 브레이크(60A, 60B)의 강제 해방을 행한다. 일방향 클러치(50)의 편심의 취득은, 유압 브레이크(60A, 60B)가 약체결되어 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)측과 후륜(Wr)측이 접속 상태일 때에 실행되고, 도시하지 않는 센서에 의해 직접 편심을 검출하여도 좋으며, 링 기어(24A, 24B)에 가해지는 좌우합 토크가 유압 브레이크(60A, 60B)의 약체결 시 한계 전달 토크(T1) 이상이 되는 토크 발생 횟수로부터 편심을 추정하여도 좋다. 편심을 추정하는 경우, 제어 장치(8)는, 링 기어(24A, 24B)에 가해지는 좌우합 토크가 약체결 시 한계 전달 토크(T1) 이상이 되는 토크 발생 횟수를 취득하여, 발생 횟수를 기억하는 도시하지 않는 계수 수단을 갖는다. 또한, 계수의 대상으로 하는 토크의 크기는 약체결 시 한계 전달 토크(T1)와 완전히 동일하게 할 필요는 없고, 유압 브레이크(60A, 60B)의 토크 전달 용량에 기초하여 적절하게 설정할 수 있다.

도시하지 않는 센서에 의해 소정 이상의 편심이 검출된 경우, 또는, 계수 수단에 의한 약체결 시 한계 전달 토크(T1) 이상의 토크 발생 횟수의 카운트수가 소정 이상으로 소정 이상의 편심이 추정된 경우, 제어 장치(8)는 유압 브레이크(60A, 60B)를 해방하기 위해 브레이크 강제 해방을 행한다.

<브레이크 해방 제어>

다음에, 브레이크 강제 해방 제어를 포함한 유압 브레이크(60A, 60B)의 브레이크 해방 제어에 대해서 도 14를 참조하면서 설명한다. 또한, 이하의 예에서는, 편심 취득 방법으로서, 계수 수단에 의한 약체결 시 한계 전달 토크(T1) 이상의 토크 발생 횟수의 카운트수를 이용하는 경우를 예로 설명한다.

유압 브레이크(60A, 60B)의 브레이크 해방 제어에 있어서, 먼저, 통상의 브레이크 해방 조건이 성립하는지의 여부가 판단된다(S1). 이 통상의 브레이크 해방 조건은, 후륜 구동 장치(1)의 주행 상태(전진, 후진, 차속 등)에 따라 결정되고, 도 4 내지 도 11에서 설명한 후륜 구동 장치(1)의 각 상태에 따라, 미리 규정된 것이다. 브레이크 해방 조건이 성립하면, 제어 장치(8)로부터 브레이크 해방 지령이 출력되고, 즉시 유압 브레이크(60A, 60B)가 해방되는 통상의 브레이크 해방 제어가 행해진다(S2). 예컨대, 도 11에 있어서, 중차속역의 ENG+EV 가속으로부터 고차속역의 고속 ENG 크루즈로 이행할 때에, 브레이크 해방 지령이 출력되어, 유압 브레이크(60A, 60B)가 해방된다.

이때, 플래니터리 캐리어(23A, 23B)에는 차축(10A, 10B)으로부터 전진 주행하고자 하는 순방향의 토크가 작용하고, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)는 역행 구동을 정지하기 때문에, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)는 역행 구동의 정지에 의해 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)의 손실에 의한 역방향의 좌우합 토크에 따라 링 기어(24A, 24B), 즉 이너 레이스(51)에는 순방향의 좌우합 토크가 가해진다. 이너 레이스(51)에 순방향의 좌우합 토크가 가해지면, 이너 레이스(51)는 초기 위치까지 되돌아가고, 더욱 정회전을 시작한다. 이너 레이스(51)가 초기 위치까지 되돌아가면, 일방향 클러치(50)를 단독으로 이용하는 경우와 마찬가지로, 복수의 스프래그(53)의 경사 각도가 전체 둘레에서 균일해지기 때문에, 이너 레이스(51)와 아우터 레이스(52)는 자동 얼라이닝되어, 일방향 클러치(50)의 편심이 해소된다. 제어 장치(8)에서는, 유압 브레이크(60A, 60B)의 해방에 맞추어, 계수 수단의 카운트수가 리셋된다.

또한, S1에 있어서, 브레이크 해방 조건이 성립하지 않는 경우에는, 계수 수단의 카운트수가 소정값보다 큰지의 여부를 검출한다(S3). 그 결과, 계수 수단의 카운트수가 소정값보다 큰 경우, 일방향 클러치(50)가 소정 이상의 편심 상태에 있다고 판단하여, 유압 브레이크(60A, 60B)의 강제 해방 지령을 출력한다(S4). 계수 수단의 카운트수가 소정값 이하인 경우, 일방향 클러치(50)가 편심 상태에는 없다고 또는 편심이 허용 범위 내에 있다고 판단하여, 브레이크 해방 제어를 종료한다.

<브레이크 강제 해방 제어 FWD 주행 시>

제어 장치(8)로부터 유압 브레이크(60A, 60B)의 강제 해방 지령이 출력되었을 때에, 차량(3)이 FWD 주행하고 있는 경우, 즉, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)가 순방향의 좌우합 토크를 발생시키지 않는 경우, 전륜 구동 장치(6)로 전륜(Wf)을 구동시키고 있고, 유압 브레이크(60A, 60B)는 동력 전달에 기여하고 있지 않기 때문에, 단시간의 해방이면 수시 허용되기 때문에, 즉시 유압 브레이크(60A, 60B)를 해방한다. 이때, 통상의 브레이크 해방 제어와 마찬가지로, 유압 브레이크(60A, 60B)를 해방함으로써, 이너 레이스(51)와 아우터 레이스(52)는 자동 얼라이닝되어, 일방향 클러치(50)의 편심이 해소된다.

즉, 제어 장치(8)는, 소정 이상의 편심을 취득하였을 때에, 전륜 구동 장치(6)가 순방향의 토크를 발생하고 있는 경우, 유압 브레이크(60A, 60B)를 해방한다. 예컨대, 도 11에 있어서, ENG 가속 시 및 중속 ENG 크루즈 시에, 유압 브레이크(60A, 60B)가 해방된다.

<브레이크 강제 해방 제어 RWD 또는 AWD 주행 시>

제어 장치(8)로부터 유압 브레이크(60A, 60B)의 강제 해방 지령이 출력되었을 때에, 차량(3)이 RWD 또는 AWD 주행하고 있는 경우, 즉, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)가 순방향의 좌우합 토크를 발생하고 있는 경우, 유압 브레이크(60A, 60B)의 해방을, 순방향의 좌우합 토크가 대략 영이 될 때까지 대기하고, 후술하는 소정의 타이밍(A 또는 B)에 유압 브레이크(60A, 60B)를 해방한다. 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)가 순방향의 좌우합 토크를 발생시키고 있는 동안, 즉, 링 기어(24A, 24B)에 역방향의 좌우합 토크가 가해지고 있는 동안에 유압 브레이크(60A, 60B)를 해방하여도 일방향 클러치(50)는 맞물린 상태를 유지하여, 일방향 클러치(50)의 편심은 해소되지 않기 때문에, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)의 순방향의 좌우합 토크가 제로 근방이 될 때까지 대기함으로써 불필요한 유압 브레이크(60A, 60B)의 해방을 억제할 수 있다.

(A) FWD 주행 시

FWD 주행이 될 때까지 대기하여 유압 브레이크(60A, 60B)를 강제 해방하는 경우, 즉, FWD 주행 시의 브레이크 강제 해방 제어에 대해서는, 상기(<브레이크 강제 해방 제어 FWD 주행 시>)와 동일하며, 여기서는 설명을 생략한다.

(B) 회생 구동으로의 이행 시

후륜 구동 장치(1)가 회생 구동 지령을 받으면 통상, 즉시 유압 브레이크(60A, 60B)를 체결 상태로 제어하며 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)를 회생 구동 상태로 제어하는 바, 제어 장치(8)로부터 유압 브레이크(60A, 60B)의 강제 해방 지령이 출력되어 있는 경우에는, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)의 회생 구동 전에 유압 브레이크(60A, 60B)의 해방을 끼워넣고, 또한 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)를 역역행 구동시켜 역방향의 좌우합 토크가 발생하도록, 즉, 링 기어(24A, 24B)에 순방향의 좌우합 토크가 가해지도록 제어한다. 이때, 유압 브레이크(60A, 60B)의 해방에 의해, 통상의 브레이크 해방 제어와 마찬가지로, 일방향 클러치(50)의 편심이 해소되지만, 통상의 브레이크 해방 제어에서는, 링 기어(24A, 24B)에 가해지는 순방향의 좌우합 토크는, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)의 정지에 따르는 손실에 의한 역방향의 좌우합 토크에 따라 발생하는 좌우합 토크인 데 대하여, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)를 역역행 구동시키는 경우, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)의 역역행 구동에 의한 역방향의 좌우합 토크에 따르는 좌우합 토크이기 때문에, 이너 레이스(51)가 초기 위치로 되돌아가는 것이 빨라진다.

이 제어에서는, 링 기어(24A, 24B)에 가해지는 역방향의 좌우합 토크의 최대값(T2)에 기초하여 구한 스프래그(53)의 최대 경사 각도(α)에 기초하여, 이너 레이스(51)를 초기 위치까지 복귀시키는 데 필요한 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)의 역방향의 좌우합 토크, 즉, 링 기어(24A, 24B)에 가해지는 순방향의 좌우합 토크의 발생량인 발생 시간 및 발생 속도를 결정한다. 최대 경사 각도(α)만큼, 이너 레이스(51)를 순방향으로 회전시키기 위한 회전 시간과 이너 레이스(51)의 회전 속도는, 도 15의 그래프로부터 구해진다. 도 15는 최대 경사 각도(α)만큼, 이너 레이스(51)를 순방향으로 회전시키기 위한 이너 레이스(51)의 회전 시간을 종축에, 회전 속도를 횡축에 플롯한 그래프이다.

도 15로부터, 예컨대, β(ms)로 제어를 끝내기 위해서는, γ(rpm)의 속도로 이너 레이스(51)를 순방향으로 회전시키면 되는 것을 알 수 있다. 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)의 역방향의 좌우합 토크 지령값에 대해서는, 제1 및 제2 유성 기어식 감속기(12A, 12B)의 기어비를 고려하여 산출된다.

이와 같이 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)의 회생 구동의 개시, 즉 후륜 구동 장치(1)에 의한 제동력 발생의 개시를 늦추는 경우, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)로부터의 회생 구동 토크의 발생 개시의 지연을 보충하도록, 도시하지 않는 차륜 브레이크 등으로부터, 제동력을 발생시킨다. 이와 같이 제동력은, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B) 이외의 차륜 브레이크 등에 의해서도 발생시키는 것이 가능하기 때문에, 차량 전체로서의 요구 제동력을 만족시킬 수 있다.

통상의 브레이크 해방 제어와 같이 브레이크 해방 시에 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)를 정지하는 것만으로도, 일방향 클러치(50)의 편심은 해소되지만, 회생 구동의 개시를 대기시키고 있기 때문에, 보다 단시간에 완료하도록 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)를 역역행 구동시키는 것이 바람직하다.

또한, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)의 순방향의 좌우합 토크가 발생하고 있을 때에, 한차례, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)의 역행 구동을 정지 또는 역역행 구동시킴으로써도 일방향 클러치(50)의 편심이 해소되지만, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)의 회생 구동 전에 유압 브레이크(60A, 60B)의 해방을 끼워넣음으로써, 후륜 요구 제동력을 만족시키면서 일방향 클러치(50)의 편심을 해소할 수 있다. 도 11에 기재된 주행 모드에 있어서는, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)의 역행 구동으로부터 회생 구동으로의 이행에 대해서 기재되어 있지 않지만, 예컨대, EV 가속 후에 회생하는 경우, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)의 역행 구동으로부터 회생 구동으로의 이행 시에 유압 브레이크(60A, 60B)가 해방된다.

또한, FWD 주행이 될 때까지 대기하여 유압 브레이크(60A, 60B)를 강제 해방하는 경우에도, 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)를 역역행 구동시켜도 좋다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 따르면, 제어 장치(8)는, 전동기 제어 장치 및 단접 수단 제어 장치로서의 기능에 더하여, 일방향 클러치(50)의 편심을 취득하는 편심 취득 수단으로서의 기능도 갖기 때문에, 일방향 클러치(50)의 편심을 취득할 수 있다. 또한, 소정 이상의 편심을 취득한 경우에, 소정의 주행 상태에 있어서, 통상의 BRK 해방 조건을 만족시키고 있지 않은 경우라도 유압 브레이크(60A, 60B)를 강제 해방함으로써, 일방향 클러치(50)의 편심을 해소할 수 있다.

또한, 유압 브레이크(60A, 60B)가 체결되어 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)측과 후륜(Wr)측이 접속 상태일 때에 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)가 소정 이상의 크기의 순방향의 토크가 발생한 것을 취득하여, 발생 횟수에 기초하여, 제어 장치(8)가 유압 브레이크(60A, 60B)를 제어함으로써도, 일방향 클러치(50)의 편심을 해소할 수 있다.

또한, 본 발명은 전술한 실시형태에 한정되는 것이 아니며, 적절하게, 변형, 개량 등이 가능하다.

예컨대, 링 기어(24A, 24B)에 각각 유압 브레이크(60A, 60B)를 마련할 필요는 없고, 연결된 링 기어(24A, 24B)에 적어도 하나의 유압 브레이크 등의 단접 수단과 하나의 일방향 클러치 등의 일방향 동력 전달 수단이 마련되어 있으면 좋다.

또한, 단접 수단으로서 유압 브레이크를 예시하였지만, 이에 한정되지 않고 기계식, 전자식 등을 임의로 선택할 수 있다.

또한, 선 기어(21A, 21B)에 제1 및 제2 전동기(2A, 2B)를 접속하여, 링 기어끼리를 서로 연결하였지만, 이에 한정되지 않고 선 기어끼리를 서로 연결하여, 링 기어에 제1 및 제2 전동기를 접속하여도 좋다.

또한, 단접 수단과 일방향 동력 전달 수단은, 3요소를 갖는 차동 장치의 일요소에 배치되는 경우에 한정되지 않고, 회전체와 회전체의 단순한 동력 전달부에 배치되는 것이어도 좋다.

또한, 구동원은 2개 있을 필요는 없고, 1개의 구동원에 의해 피구동부를 구동시키는 기구여도 좋다.

또한, 전륜 구동 장치는, 내연 기관을 이용하지 않고 전동기를 유일한 구동원으로 하는 것이어도 좋다.

또한, 구동원으로서, 전동기 대신에, 내연 기관 등 다른 동력 발생 장치를 이용하여도 좋다.

또한, 본 발명의 구동 장치는, 차량에 한정되지 않고 다른 수송 기관, 예컨대 선박이나 항공기여도 좋다.

또한, 본 출원은 2013년 12월 24일 출원된 일본 특허 출원(제2013-265801호)에 기초하는 것으로, 그 내용은 여기에 참조로서 받아들여진다.

1 후륜 구동 장치(구동 장치)
2A 제1 전동기(구동원)
2B 제2 전동기(구동원)
3 차량(수송 기관)
4 내연 기관(다른 구동원)
5 전동기(다른 구동원)
8 제어 장치(구동원 제어 장치, 단접 수단 제어 장치, 편심 취득 수단, 계수 수단)
50 일방향 클러치(일방향 동력 전달 수단)
51 이너 레이스(제1 부재)
52 아우터 레이스(제2 부재)
53 스프래그(맞물림 부재)
60A, 60B 유압 브레이크(단접 수단)
Wf 전륜(제2 구동륜)
Wr 후륜(피구동부, 제1 구동륜)
O 아우터 레이스의 회전 축선
O' 이너 레이스의 회전 축선

Claims

구동원과,
상기 구동원에 의해 구동되며, 수송 기관을 추진하는 피구동부와,
상기 구동원과 상기 피구동부의 동력 전달 경로 상에 마련되고, 구동원측의 일방향의 회전 동력이 피구동부측에 입력될 때에 맞물림 상태가 되며, 구동원측의 타방향의 회전 동력이 피구동부측에 입력될 때에 비(非)맞물림 상태가 되고, 피구동부측의 일방향의 회전 동력이 구동원측에 입력될 때에 비맞물림 상태가 되며, 피구동부측의 타방향의 회전 동력이 구동원측에 입력될 때에 맞물림 상태가 되는 일방향 동력 전달 수단
을 포함하는 수송 기관의 구동 장치로서,
상기 일방향 동력 전달 수단은, 동일한 회전 축선을 가지고 상대 회전 가능한 제1 부재와 제2 부재, 및 상기 제1 부재와 상기 제2 부재 사이에 개재되는 맞물림 부재를 포함하고,
상기 구동 장치는 상기 제1 부재의 회전 축선과 상기 제2 부재의 회전 축선의 어긋남인 편심을 취득하는 편심 취득 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 수송 기관의 구동 장치.
제1항에 있어서,
상기 동력 전달 경로 상에 상기 일방향 동력 전달 수단과 병렬로 마련되며, 해방 또는 체결됨으로써 상기 동력 전달 경로를 차단 상태 또는 접속 상태로 하는 단접 수단을 더 포함하고,
상기 편심 취득 수단은, 상기 단접 수단이 체결되어 구동원측과 피구동부측이 접속 상태일 때에 상기 편심을 취득하는 것을 특징으로 하는 수송 기관의 구동 장치.
제2항에 있어서,
상기 구동 장치는, 상기 단접 수단의 해방과 체결을 제어하는 단접 수단 제어 장치를 포함하고,
상기 단접 수단 제어 장치는, 상기 편심 취득 수단이 소정 이상의 편심을 취득하였을 때에, 상기 단접 수단을 해방하는 것을 특징으로 하는 수송 기관의 구동 장치.
제3항에 있어서,
상기 단접 수단 제어 장치는, 상기 편심 취득 수단이 상기 소정 이상의 편심을 취득하였을 때에, 상기 구동원이 상기 일방향의 회전 동력을 발생시키고 있는 경우, 상기 단접 수단의 해방을, 상기 일방향의 회전 동력이 대략 영이 될 때까지 대기하는 것을 특징으로 하는 수송 기관의 구동 장치.
제3항에 있어서,
상기 단접 수단 제어 장치는, 상기 편심 취득 수단이 상기 소정 이상의 편심을 취득하였을 때에, 상기 구동원이 상기 일방향의 회전 동력을 발생시키고 있는 경우, 상기 단접 수단을, 상기 구동원에의 지령이 상기 타방향의 회전 동력의 발생 지시로 전환될 때까지 체결을 유지하며, 상기 구동원이 상기 일방향의 회전 동력의 발생을 끝내고, 또한 상기 타방향의 회전 동력의 발생을 개시하기 전에 해방하는 것을 특징으로 하는 수송 기관의 구동 장치.
제5항에 있어서,
상기 수송 기관은 차량이고,
상기 피구동부는 상기 차량의 차륜이며,
상기 차량은 상기 차륜의 회전을 제동하는 제동 수단을 포함하고,
상기 구동원이 상기 타방향의 회전 동력의 발생을 개시하기 전에 상기 단접 수단을 해방할 때에, 상기 구동원으로부터의 상기 타방향의 회전 동력의 발생 개시의 지연을 보충하도록, 상기 제동 수단으로부터, 상기 타방향의 회전 동력을 보충하는 제동력을 발생시키는 것을 특징으로 하는 수송 기관의 구동 장치.
제3항에 있어서,
상기 수송 기관은 차량이고,
상기 피구동부는 상기 차량의 차륜 중, 전륜 및 후륜 중 한쪽인 제1 구동륜이며,
상기 차량은 상기 전륜 및 후륜 중 다른쪽인 제2 구동륜을 구동시키는 다른 구동원을 포함하고,
상기 단접 수단 제어 장치는, 상기 편심 취득 수단이 상기 소정 이상의 편심을 취득하였을 때에, 상기 다른 구동원이 상기 일방향의 회전 동력을 발생시키고 있는 경우, 상기 단접 수단을 해방하는 것을 특징으로 하는 수송 기관의 구동 장치.
제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 구동 장치는, 상기 구동원이 발생시키는 회전 동력을 제어하는 구동원 제어 장치를 포함하고,
상기 구동원 제어 장치는, 상기 단접 수단 제어 장치가 상기 단접 수단을 해방할 때에, 상기 구동원으로부터 상기 타방향의 회전 동력이 발생하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 수송 기관의 구동 장치.
제8항에 있어서,
상기 일방향 동력 전달 수단의 상기 맞물림 부재는, 상기 구동원의 상기 일방향의 회전 동력의 증가에 따라 경사각이 증가하도록 개재되고,
상기 구동원 제어 장치는, 상기 구동원이 발생시키는 상기 일방향의 최대 발생회전 동력에 기초하여 구한 상기 맞물림 부재의 최대 경사각에 기초하여, 상기 타방향의 회전 동력의 발생량을 결정하는 것을 특징으로 하는 수송 기관의 구동 장치.
제2항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 구동 장치는, 상기 단접 수단이 체결되어 구동원측과 피구동부측이 접속 상태일 때에 상기 구동원이 소정 이상의 크기의 상기 일방향의 회전 동력을 발생시킨 것을 취득하며, 발생 횟수를 기억하는 계수 수단을 더 포함하고,
상기 편심 취득 수단은, 상기 계수 수단이 기억하는 상기 발생 횟수에 기초하여 상기 편심을 추정하는 것을 특징으로 하는 수송 기관의 구동 장치.
제10항에 있어서, 상기 소정 이상의 크기를, 상기 단접 수단의 회전 동력 전달 용량에 기초하여 정하는 것을 특징으로 하는 수송 기관의 구동 장치.
구동원과,
상기 구동원에 의해 구동되며, 수송 기관을 추진하는 피구동부와,
상기 구동원과 상기 피구동부의 동력 전달 경로 상에 마련되고, 구동원측의 일방향의 회전 동력이 피구동부측에 입력될 때에 맞물림 상태가 되며, 구동원측의 타방향의 회전 동력이 피구동부측에 입력될 때에 비맞물림 상태가 되고, 피구동부측의 일방향의 회전 동력이 구동원측에 입력될 때에 비맞물림 상태가 되며, 피구동부측의 타방향의 회전 동력이 구동원측에 입력될 때에 맞물림 상태가 되는 일방향 동력 전달 수단과,
상기 동력 전달 경로 상에 상기 일방향 동력 전달 수단과 병렬로 마련되고, 해방 또는 체결됨으로써 상기 동력 전달 경로를 차단 상태 또는 접속 상태로 하는 단접 수단과,
상기 단접 수단의 해방과 체결을 제어하는 단접 수단 제어 장치
를 포함하는 수송 기관의 구동 장치로서,
상기 단접 수단이 체결되어 구동원측과 피구동부측이 접속 상태일 때에 상기 구동원이 소정 이상의 크기의 상기 일방향의 회전 동력을 발생시킨 것을 취득하며, 발생 횟수를 기억하는 계수 수단을 더 포함하고,
상기 단접 수단 제어 장치는, 상기 계수 수단이 기억하는 상기 발생 횟수에 기초하여, 상기 단접 수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 수송 기관의 구동 장치.
제12항에 있어서,
상기 단접 수단 제어 장치는, 상기 계수 수단이 기억하는 상기 발생 횟수가 소정 이상일 때에, 상기 단접 수단을 해방하는 것을 특징으로 하는 수송 기관의 구동 장치.
제12항 또는 제13항에 있어서,
상기 소정 이상의 크기를, 상기 단접 수단의 회전 동력 전달 용량에 기초하여 정하는 것을 특징으로 하는 수송 기관의 구동 장치.
제13항에 있어서,
상기 단접 수단 제어 장치는, 상기 발생 횟수가 소정 이상일 때에, 상기 구동원이 상기 일방향의 회전 동력을 발생시키고 있는 경우, 상기 단접 수단의 해방을, 상기 일방향의 회전 동력이 대략 영이 될 때까지 대기하는 것을 특징으로 하는 수송 기관의 구동 장치.
제13항에 있어서,
상기 단접 수단 제어 장치는, 상기 발생 횟수가 소정 이상일 때에, 상기 구동원이 상기 일방향의 회전 동력을 발생시키고 있는 경우, 상기 단접 수단을, 상기 구동원에의 지령이 상기 타방향의 회전 동력의 발생 지시로 전환될 때까지 체결을 유지하고, 상기 구동원이 상기 일방향의 회전 동력의 발생을 끝내고 또한 상기 타방향의 회전 동력의 발생을 개시하기 전에 해방하는 것을 특징으로 하는 수송 기관의 구동 장치.
제16항에 있어서,
상기 수송 기관은 차량이고,
상기 피구동부는 상기 차량의 차륜이며,
상기 차량은 상기 차륜의 회전을 제동하는 제동 수단을 포함하고,
상기 타방향의 회전 동력의 발생을 개시하기 전에 상기 단접 수단을 해방할 때에, 상기 구동원으로부터의 상기 타방향의 회전 동력의 발생 개시의 지연을 보충하도록, 상기 제동 수단으로부터, 상기 타방향의 회전 동력을 보충하는 제동력을 발생시키는 것을 특징으로 하는 수송 기관의 구동 장치.
제13항에 있어서,
상기 수송 기관은 차량이고,
상기 피구동부는 상기 차량의 차륜 중, 전륜 및 후륜 중 한쪽인 제1 구동륜이며,
상기 차량은 상기 전륜 및 후륜 중 다른쪽인 제2 구동륜을 구동시키는 다른 구동원을 포함하고,
상기 단접 수단 제어 장치는, 상기 발생 횟수가 소정 이상일 때에, 상기 다른 구동원이 상기 일방향의 회전 동력을 발생시키고 있는 경우, 상기 단접 수단을 해방하는 것을 특징으로 하는 수송 기관의 구동 장치.
제13항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 구동 장치는, 상기 구동원이 발생시키는 회전 동력을 제어하는 구동원 제어 장치를 포함하고,
상기 구동원 제어 장치는, 상기 단접 수단 제어 장치가 상기 단접 수단을 해방할 때에, 상기 구동원으로부터 상기 타방향의 회전 동력이 발생하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 수송 기관의 구동 장치.
제19항에 있어서,
상기 일방향 동력 전달 수단의 맞물림 부재는, 상기 구동원의 상기 일방향의 회전 동력의 증가에 따라, 경사각이 증가하도록 개재되고,
상기 구동원 제어 장치는, 상기 구동원이 발생시키는 상기 일방향의 최대 발생 회전 동력에 기초하여 구한 상기 맞물림 부재의 최대 경사각에 기초하여, 상기 타방향의 회전 동력의 발생량을 결정하는 것을 특징으로 하는 수송 기관의 구동 장치.