JP2009262859A - 駆動装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】制御装置を一体化させた上で全体の大型化を抑制することができるとともに、制御装置における配線を単純化し配線長を短くすることができる駆動装置を提供する。
【解決手段】エンジンに接続される入力軸と、回転電機と、差動歯車装置と、出力軸DFoに接続された駆動出力装置DFと、インバータユニット12とコンデンサ14とを備えた制御装置と、制御装置と電源装置とを接続するためのコネクタ15と、を備えた駆動装置1であって、回転電機及び差動歯車装置の一方又は双方を入力同軸部品として備え、出力軸DFoが入力軸よりも下方かつ入力軸を通る鉛直面のいずれか一方側に配置され、インバータユニット12が入力同軸部品よりも下方に配置され、コンデンサ14が入力軸を通る鉛直面の出力軸DFoとは反対側かつ少なくとも一部がインバータユニット12よりも上方に配置され、コネクタ15がコンデンサ14の上方に配置されている。
【選択図】図1
【解決手段】エンジンに接続される入力軸と、回転電機と、差動歯車装置と、出力軸DFoに接続された駆動出力装置DFと、インバータユニット12とコンデンサ14とを備えた制御装置と、制御装置と電源装置とを接続するためのコネクタ15と、を備えた駆動装置1であって、回転電機及び差動歯車装置の一方又は双方を入力同軸部品として備え、出力軸DFoが入力軸よりも下方かつ入力軸を通る鉛直面のいずれか一方側に配置され、インバータユニット12が入力同軸部品よりも下方に配置され、コンデンサ14が入力軸を通る鉛直面の出力軸DFoとは反対側かつ少なくとも一部がインバータユニット12よりも上方に配置され、コネクタ15がコンデンサ14の上方に配置されている。
【選択図】図1
Description
本発明は、エンジンに接続される入力軸と、回転電機と、差動歯車装置と、出力軸に接続された駆動出力装置と、前記回転電機の制御を行うインバータユニットと、前記インバータユニットへの入力電源を平滑するコンデンサと、を備えた制御装置と、前記制御装置と電源装置とを接続するためのコネクタと、を備えた駆動装置に関する。
近年、車両の駆動源としてエンジン及びモータやジェネレータ等の回転電機を備えた、いわゆるハイブリッド車が燃費、環境保護等の点から注目を集めている。このようなハイブリッド車両用の駆動装置は、回転電機の制御を行う制御装置を必要とする。そして、組み合わせて動作されるこれらの回転電機及び制御装置は、パワーケーブル等の接続部材で接続されるため、車載上の便宜性の観点からは一つのケース内に一体化してしまうことが望ましい。例えば下記の特許文献1には、二つの回転電機や差動歯車装置等を収容する駆動装置ケースの上部に、制御装置を構成する制御基板やリアクトル、コンデンサ等を収容した駆動装置の構成が開示されている。
この駆動装置は、エンジンに接続される入力軸と、二つの回転電機と、差動歯車装置と、出力軸に接続された駆動出力装置と、回転電機の制御を行う制御装置と、インバータを含むパワー制御ユニットとコンデンサとを備えた制御装置と、制御装置と電源装置とを接続するためのコネクタと、を備えている。この駆動装置が備える各構成部品の配置に関しては、二つの回転電機、差動歯車装置、及び入力軸が同軸上に配置され、制御装置を構成するインバータユニットやリアクトル、コンデンサ等の制御装置構成部品が、駆動装置の上方に配置された構成が開示されている。ここで、制御装置は、回転電機の一方と軸方向に重複する位置に配置されていることから、制御装置構成部品の中でも比較的大きな部品であるコンデンサ及びリアクトルを、回転電機の回転軸を通る鉛直面に対して互いに反対側に配置させることにより、これらを駆動装置ケース内に効率良く収納することを可能とし、駆動装置全体としての寸法拡大を抑制している。
しかし、特許文献1に記載されたような駆動装置では、単にコンデンサ及びリアクトルを駆動装置ケース内に効率良く収納することのみを考慮してこれらの部品が配置されている。つまり、リアクトル、コンデンサ、インバータの実際の配列順序が、回転電機を制御するための電気回路の配列順序とは必ずしも対応しておらず、これらの間の配線が複雑化してしまい、配線長が長くなってしまうという課題があった。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、制御装置を一体化させた上で全体の大型化を抑制することができるとともに、制御装置における配線を単純化し配線長を短くすることができる駆動装置を提供することを目的とする。
この目的を達成するための、エンジンに接続される入力軸と、回転電機と、差動歯車装置と、出力軸に接続された駆動出力装置と、前記回転電機の制御を行うインバータユニットと、前記インバータユニットへの入力電源を平滑するコンデンサと、を備えた制御装置と、前記制御装置と電源装置とを接続するためのコネクタと、を備えた駆動装置の特徴構成は、前記回転電機及び前記差動歯車装置の一方又は双方を、前記入力軸と同軸上に配置される入力同軸部品として備え、前記出力軸が、前記入力軸よりも下方であって、かつ、前記入力軸を通る鉛直面に対していずれか一方側に配置され、前記インバータユニットが、前記入力同軸部品よりも下方に配置され、前記コンデンサが、前記入力軸を通る鉛直面に対して前記出力軸とは反対側であって、かつ、前記コンデンサの少なくとも一部が前記インバータユニットよりも上方に配置され、前記コネクタが、前記コンデンサの上方に配置されている点にある。
ここで、本願において「入力同軸部品」とは、駆動装置を構成する各種の部品のうち、入力軸と同軸上に配置される部品を意味する。例えば、入力軸と同軸上に配置される回転電機や差動歯車装置等がこれに含まれ、入力軸と同軸上に配置される限り、これら以外の他の部品をも含む概念である。また、入力軸それ自体をも含む概念である。なお、入力軸と同軸上に配置される部品が一つだけの場合は、当該部品が「入力同軸部品」であり、入力軸と同軸上に配置される部品が複数存在する場合は、それらのうちの一又は二以上の部品が「入力同軸部品」となる。
また、本願では、「回転電機」は、モータ(電動機)、ジェネレータ(発電機)、及び必要に応じてモータ及びジェネレータの双方の機能を果たすモータ・ジェネレータのいずれをも含む概念として用いている。
また、本願では、「接続」は、部材間の直接的な接続だけではなく、部材間に一又は二以上の部材を介する間接的な接続をも含む概念として用いている。
上記の特徴構成によれば、入力軸の軸方向から見た軸方向視で、入力軸の下方から入力軸を通る鉛直面に対して出力軸が配置された側とは反対側に亘るスペースに、制御装置を構成するインバータユニット及びコンデンサを効率良く配置することができる。よって、駆動装置全体の大型化を抑制することができる。また、当該スペースにおいて、入力軸の下方にインバータユニットが配置され、インバータユニットに隣接して、その少なくとも一部がインバータユニットよりも上方に位置するようにコンデンサが配置され、コンデンサの上方にコネクタが配置される。以上のような配列順序は、回転電機を制御するための電気回路上での好ましい配列順序、すなわち、電源装置に接続されるコネクタ、コンデンサ、インバータユニットの順に対応したものとされているので、これらの制御装置構成部品を電気的に接続する際に配線が複雑化することがない。よって、制御装置を一体化させた上で全体を小型化することができるとともに、制御装置における配線を単純化し配線長を短くすることができる駆動装置を提供することができる。
このとき、コネクタの設置位置は駆動装置の上部側となり、水分等がかかりにくく短絡等を抑制することができるので、制御装置の信頼性を向上させることができる。
ここで、前記コネクタは、前記電源装置への接続端子が上向きに設置されていると好適である。
この構成によれば、制御装置と電源装置とを接続する際に、コネクタに対して、電源装置からの電源ケーブルの一方側の端部に設けられる端子を、車両内において比較的スペースに余裕のある駆動装置の上側から差し込むことが可能となるので、接続が容易となる。また、当該接続のための特別なスペースを確保する必要がなくなるので、駆動装置全体の大型化を抑制することができる。
また、前記回転電機を第一回転電機とするとともに、第二回転電機を更に備え、前記第一回転電機と前記第二回転電機とが互いに異なる軸上において軸方向に重複して配置され、前記インバータユニットが、前記第一回転電機よりも下方であって、かつ、鉛直上方から見た平面視で前記インバータユニットの少なくとも一部が前記第一回転電機と重複する位置に配置されていると好適である。
この構成によれば、第一回転電機と第二回転電機とが互いに異なる軸上において軸方向に重複して配置されるため、これらを同軸上に配置する場合と比べて、駆動装置全体としての軸方向長さを短く抑えつつ、それぞれの回転電機の軸方向長さを長くすることができる。よって、回転電機が出力可能な回転駆動力を従来と同等としたまま回転電機の直径を小さくすることができるので、直径が小さくなった分だけ回転電機の径方向外側にスペースを生じさせることができる。そして、当該スペースのうち第一回転電機の下方であって、かつ、鉛直上方から見た平面視で少なくとも一部が第一回転電機と重複する位置に、インバータユニットが配置されるので、駆動装置内の空間を有効利用することができる。
また、前記コンデンサの少なくとも一部が、上下方向で前記第一回転電機と重複して配置されていると好適である。
ここで、「上下方向で第一回転電機と重複する」とは、第一回転電機が上下方向において占める高さ範囲内の位置にあることを意味する。
この構成によれば、回転電機の直径を小さくすることによって回転電機の径方向外側に生じるスペースのうち、第一回転電機が上下方向において占める高さ範囲内の位置に、コンデンサが配置されるので、駆動装置内の空間をより一層有効利用することができる。
また、前記コネクタと前記インバータユニットとが2本の電気的接続部材で接続され、当該2本の電気的接続部材に、前記コンデンサが接続されていると好適である。
この構成によれば、電気的接続部材を用いてコネクタ、インバータユニット及びコンデンサを適切に接続して、回転電機を制御するための電気回路を形成することができる。
また、前記コネクタと前記コンデンサとが2本の電気的接続部材で接続され、前記コンデンサと前記インバータユニットとが2本の電気的接続部材で接続されていると好適である。
この構成によれば、電気的接続部材は、コネクタとコンデンサとの間、及びコンデンサとインバータユニットとの間のみを接続すれば良いので、電気的接続部材の全体としての長さを短く抑えることができる。
これまで説明してきた構成において、互いに液密状に隔離された第一室と第二室とを有するケースを備え、前記第一室に前記回転電機、前記差動歯車装置及び前記駆動出力装置を収容し、前記第二室に前記制御装置を収容してなると好適である。
回転電機や差動歯車装置には、これらの部品の冷却や潤滑を行うための潤滑油が供給されることが好ましい。一方、制御装置はインバータユニット等の電気部品を含んで構成されるため電気的絶縁が必要となり、潤滑油等の液体とは接触しないようにされていることが好ましい。上記の構成によれば、回転電機及び差動歯車装置を収容する第一室と制御装置を収容する第二室とが、互いに液密状に隔離されているので、回転電機及び差動歯車装置に対して適切に潤滑油を供給しながらも、容易に、第二室に収容された制御装置の電気的絶縁性を確保することが可能となる。
以下に、本発明に係る駆動装置1の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態においては、本発明に係る駆動装置1を、FF(Front Engine Front Drive)車両に適用する場合を例として説明する。図1は、本発明の実施形態に係る駆動装置1の軸方向に垂直な平面における断面図である。図2は、本発明の実施形態に係る駆動装置1を第一軸A1の下方から見た下面図であり、図3は、本発明の実施形態に係る駆動装置1を第一軸A1の側方から見た側面図である。図4は、本発明の実施形態に係る駆動装置1の展開断面図である。図5は、駆動装置1を上方から見たときの各構成部品の配置を概略的に示す模式図である。図6は、コネクタ15、平滑コンデンサ14、インバータユニット12の電気的接続関係の一例を示す模式図であり、図7は、コネクタ15、平滑コンデンサ14、インバータユニット12の電気的接続関係の他の例を示す模式図である。図8は、車両C内での駆動装置1の配置を概略的に示す模式図である。
1.駆動装置の全体構成
まず、本実施形態に係る駆動装置1の全体構成について説明する。本実施形態に係る駆動装置1は、図8に示すように、車両Cに横置きされるエンジンEに対して車両Cの幅方向に隣接して配置され、エンジンEの出力軸Eoの軸方向に連結される。エンジンEの出力軸Eoから入力された回転駆動力(または、回転電機MGにより発生させられた回転駆動力)は、駆動装置1の駆動出力装置DFの出力軸DFoを介して駆動輪Wに伝達され、車両Cは走行することができる。なお、図示の例では、駆動出力装置DFの出力軸DFoは、車両Cの前後方向でエンジンEの出力軸Eo(駆動装置1の入力軸I(図4を参照))よりも後方側に配置されているが、エンジンEの出力軸Eo(駆動装置1の入力軸I)よりも前方側に配置されていても良い。
まず、本実施形態に係る駆動装置1の全体構成について説明する。本実施形態に係る駆動装置1は、図8に示すように、車両Cに横置きされるエンジンEに対して車両Cの幅方向に隣接して配置され、エンジンEの出力軸Eoの軸方向に連結される。エンジンEの出力軸Eoから入力された回転駆動力(または、回転電機MGにより発生させられた回転駆動力)は、駆動装置1の駆動出力装置DFの出力軸DFoを介して駆動輪Wに伝達され、車両Cは走行することができる。なお、図示の例では、駆動出力装置DFの出力軸DFoは、車両Cの前後方向でエンジンEの出力軸Eo(駆動装置1の入力軸I(図4を参照))よりも後方側に配置されているが、エンジンEの出力軸Eo(駆動装置1の入力軸I)よりも前方側に配置されていても良い。
図1には、車両Cに搭載された駆動装置1の軸方向に垂直な平面における断面図を示している。以下では、図1における上下方向を鉛直方向として説明する。この図に示すように、この駆動装置1は、第一回転電機MG1及び第二回転電機MG2の2つの回転電機MGと、駆動出力装置DFとを備えている。ここで、「回転電機MG」は、第一回転電機MG1と第二回転電機MG2とを包括する概念として用いている(以下、同様)。なお、図1には、これらの外形のみを示し、詳細な形状は省略している。これらの第一回転電機MG1、第二回転電機MG2、及び駆動出力装置DFは、径方向に互いに隣接して配置され、これらの軸を結ぶ線が三角形を形成するように配置されている。ここでは、第一回転電機MG1の軸(すなわち第一回転電機MG1のロータRo1の回転軸31(図4を参照))を第一軸A1、第二回転電機MG2の軸(すなわち第二回転電機MG2のロータRo2の回転軸32(図4を参照))を第二軸A2、駆動出力装置DFの軸(駆動出力装置DFの出力軸DFo)を第三軸A3とする。これら第一軸A1、第二軸A2、及び第三軸A3は、互いに平行に配置されている。なお、以下の説明においては、「軸方向」とはこれら第一軸A1、第二軸A2、及び第三軸A3に平行な方向(図1における紙面に垂直な方向)を意味するものとする。これらの第一回転電機MG1、第二回転電機MG2、及び駆動出力装置DFは、ケース2の機械室R1内に収容されている。
また、この駆動装置1は、第一回転電機MG1及び第二回転電機MG2の制御を行う制御装置11を備えている。制御装置11は、少なくともインバータユニット12と平滑コンデンサ14とを含んで構成される。ここで、平滑コンデンサ14は、電源装置としてのバッテリ(図示はしていない)からの入力電源を平滑してインバータユニット12へ供給する。インバータユニット12は、少なくとも3組6個のスイッチング素子を用いて構成されるブリッジ回路を備え、直流電力と交流電力との間の変換を行う。制御装置11を構成するこれらの部品は、バスバー16a、16bを介して互いに電気的に接続されており、駆動装置1は、更に制御装置11とバッテリとの間の電気的接続を行うためのコネクタ15を備えている。これらのインバータユニット12及び平滑コンデンサ14は、ケース2の電気室R2内に収容されている。ここで、ケース2は外周壁4と隔壁5とを有して構成されており、隔壁5により機械室R1と電気室R2とが区画されている。機械室R1及び電気室R2は、互いに液密状に隔離されている。したがって、本実施形態においては、この機械室R1及び電気室R2が、それぞれ本発明における「第一室」及び「第二室」に相当する。
2.ケースの構成
次に、ケース2の構成について説明する。図1に示すように、ケース2は、第一回転電機MG1、第二回転電機MG2等が収容される機械室R1と、制御装置11を構成するインバータユニット12や平滑コンデンサ14等が収容される電気室R2とを備えている。機械室R1と電気室R2との間は隔壁5により区画されている。このとき、機械室R1と電気室R2とは、隔壁5によって第一回転電機MG1の径方向に区画されており、電気室R2は、機械室R1に対して第一回転電気MG1の径方向外側に形成されている。
次に、ケース2の構成について説明する。図1に示すように、ケース2は、第一回転電機MG1、第二回転電機MG2等が収容される機械室R1と、制御装置11を構成するインバータユニット12や平滑コンデンサ14等が収容される電気室R2とを備えている。機械室R1と電気室R2との間は隔壁5により区画されている。このとき、機械室R1と電気室R2とは、隔壁5によって第一回転電機MG1の径方向に区画されており、電気室R2は、機械室R1に対して第一回転電気MG1の径方向外側に形成されている。
ケース2の外形を構成する外周壁4は、第一回転電機MG1、第二回転電機MG2、及び駆動出力装置DFの各軸(第一軸A1、第二軸A2及び第三軸A3)に略平行な軸を有する異形筒状に形成されている。機械室R1は、ケース2の内部の大部分を占めており、その形状は外周壁4の形状に従い、第一回転電機MG1、第二回転電機MG2、及び駆動出力装置DFの各軸(第一軸A1、第二軸A2及び第三軸A3)に略平行な軸を有し、これらの外形を囲む形状の異形筒状とされている。電気室R2は、このような機械室R1の径方向外側の一部を囲むように形成されている。電気室R2は第一回転電機MG1の外形に沿うように円弧状に延びる隔壁5の外側に位置するとともに、第一回転電機MG1の軸心周方向に延びている。電気室R2内には、水平方向(図1における左右方向)での第一回転電機MG1の一方側の最外周部(図1における左側)において、隔壁5から略鉛直下向きに延びる補助隔壁6が形成されている。このため、電気室R2は図1に示された方向から見て、断面が略L字状の空間となっている。
インバータユニット12は、電気室R2内において、鉛直方向(図1における上下方向)で第一回転電機MG1の下方に、略水平姿勢となるように保持される。平滑コンデンサ14は、水平方向で第一回転電機MG1の側方、すなわち、第一回転電機MG1の回転軸を通る鉛直面に対して駆動出力装置DFとは反対側に、略垂直姿勢となるように保持される。インバータユニット12と平滑コンデンサ14とは、それぞれの端部どうしが隣接して配置される。平滑コンデンサ14の上方には、制御装置11を構成するこれらのインバータユニット12及び平滑コンデンサ14を、バッテリと電気的に接続するためのコネクタ15が設置されている。コネクタ15は、電気室R2からケース2を貫通して、ケース2の外側に露出するように支持されている。ここで、本実施形態においては、図3に示すように、コネクタ15と平滑コンデンサ14とが2本のバスバー16aで接続されるとともに、平滑コンデンサ14とインバータユニット12とが2本のバスバー16bで接続されている。本実施形態においては、このバスバー16a、16bが、本発明における「電気的接続部材」に相当する。なお、コネクタ15と平滑コンデンサ14とインバータユニット12との間の電気的接続関係が図6に示されている。この図に示されるように、平滑コンデンサ14は、そのユニットケース内においてコネクタ15への二つの接続端子とインバータユニット12への二つの接続端子とが二本の電線等で接続され、当該電線にコンデンサの二つの極板が接続されて構成されている。
図2に示すように、インバータユニット12は、第一回転電機MG1のU相、V相、及びW相の3相のコイルに接続される3個の端子13a、及び第二回転電機MG2のU相、V相、及びW相の3相のコイルに接続される3個の端子13bを備えている。インバータユニット12の各端子13a、13bは、バスバー16cを介して第一回転電機MG1及び第二回転電機MG2の各相のコイルに接続される(図3を参照)。これにより、インバータユニット12を介して、バッテリから供給される直流電力を交流電力に変換して第一回転電機MG1及び第二回転電機MG2の各相コイルに供給し、或いは、第一回転電機MG1及び第二回転電機MG2の各相コイルから、これらの回転電機MGが発電した交流電力の供給を受け、交流電力を直流電力に変換してバッテリに供給する。なお、図3には、バスバー16cを介したインバータユニット12と第一回転電機MG1との間の結線のみを示し、インバータユニット12と第二回転電機MG2との間の結線の図示は省略されている。
図1に示すように、電気室R2には、下方に開口する第一開口部41及び側方に開口する第二開口部42が形成されている。この第一開口部41及び第二開口部42は、ケース2の外周壁4に形成されている。第一開口部41は、電気室R2における第一回転電機MG1の下方に配置されるインバータユニット12のケース2への組み付け及び保守点検等を容易にするための開口部である。したがって、図2に示すように、ケース2の下方から見た際に、第一開口部41の平面形状はインバータユニット12の平面形状よりも広くなるように形成されている。これにより、インバータユニット12を第一開口部41から電気室R2に収容し、ケース2に固定することができる。この第一開口部41は、第一カバー43により覆われている。第一カバー43は、第一開口部41の全体を覆うようにケース2の外周壁4に取り付けられている。第一カバー43は、その両面にフィン45を備えている。インバータユニット12に対向して設置される第一カバー43がこのようなフィン45を備えることにより、インバータユニット12が発生した熱を効率良く外部に放出することができる構成となっている。
第二開口部42は、電気室R2における第一回転電機MG1の側方に配置される平滑コンデンサ14のケース2への組み付け及び保守点検等を容易にするための開口部である。したがって、図3に示すように、ケース2の側方から見た際に、第二開口部42の平面形状は平滑コンデンサ14の平面形状よりも広くなるように形成されている。これにより、平滑コンデンサ14を第二開口部42から電気室R2に収容し、ケース2に固定することができる。この第二開口部42は、第二カバー44により覆われている。第二カバー44は、第二開口部42の全体を覆うようにケース2の外周壁4に取り付けられている。
機械室R1と電気室R2とは、ケース2内において隔壁5により物理的に区画されるとともに、図示はされていないが、ケース2の機械室R1及び電気室R2における開口端面にカバー3(図3及び図4を参照)が当接することにより、互いに液密状に隔離されている。このとき、機械室R1及び電気室R2の開口端面とカバー3との間に液体ガスケット等を配置すると、液密性が高まるので好ましい。このように、機械室R1と電気室R2とが互いに液密状に隔離されているので、冷却や潤滑を必要とする、第一回転電機MG1や第二回転電機MG2、遊星歯車装置PG、駆動出力装置DF等に対して適切に潤滑油を供給しながらも、電気室R2内には潤滑油が入らないようにすることができるため、容易に、第二室に収容されたインバータユニット12及び平滑コンデンサ14の電気的絶縁性を確保することが可能となる。
3.駆動機構の構成
次に、本実施形態に係る駆動装置1が備える駆動機構の構成について説明する。図4に示すように、第一回転電機MG1及びそのロータRo1の回転軸31と、エンジンEの出力軸Eoに接続される入力軸Iと、第一回転電機MG1及び入力軸Iの回転を駆動出力装置DF側へ伝達するための遊星歯車装置PGとが、第一軸A1上に配置されている。このように、第一回転電機MG1及び遊星歯車装置PGの双方が入力軸Iと同軸上に配置されており、本実施形態においては、これらの第一回転電機MG1及び遊星歯車装置PGの双方が、本発明における「入力同軸部品」とされている。
次に、本実施形態に係る駆動装置1が備える駆動機構の構成について説明する。図4に示すように、第一回転電機MG1及びそのロータRo1の回転軸31と、エンジンEの出力軸Eoに接続される入力軸Iと、第一回転電機MG1及び入力軸Iの回転を駆動出力装置DF側へ伝達するための遊星歯車装置PGとが、第一軸A1上に配置されている。このように、第一回転電機MG1及び遊星歯車装置PGの双方が入力軸Iと同軸上に配置されており、本実施形態においては、これらの第一回転電機MG1及び遊星歯車装置PGの双方が、本発明における「入力同軸部品」とされている。
入力軸IはエンジンEの出力軸Eoに接続されている。ここで、エンジンEは燃料の燃焼により駆動される内燃機関であり、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の公知の各種エンジンを用いることができる。エンジンEの出力軸Eoと駆動装置1の入力軸Iとの間にはダンパ21が介挿されており、ダンパ21は、両軸間の捩れ振動を吸収しながらエンジンEを駆動することによって発生した回転を入力軸Iに伝達して駆動装置1内へ入力する。
第一回転電機MG1は、ケース2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Ro1と、を有している。ステータSt1は、ステータコアSc1とステータコアSc1に巻装されたコイルCo1とを有する。第一回転電機MG1のロータRo1の回転軸31は、遊星歯車装置PGのサンギヤsと一体回転するように接続されており、第一回転電機MG1は、主として、ロータRo1の回転軸31を介して伝達される回転によって電力を発生させるジェネレータとして機能する。なお、第一回転電機MG1は、回転方向と回転駆動力の向きとの関係次第では、モータとしても機能する。
第二回転電機MG2は、ケース2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Ro2と、を有している。ステータSt2は、ステータコアSc2とステータコアSc2に巻装されたコイルCo2とを有する。第二回転電機MG2のロータRo2の回転軸32は、第二回転電機出力ギヤ23と一体回転するように接続されており、第二回転電機MG2は、主として、回転を発生させてトルクを発生させるモータとして機能する。第二回転電機MG2の回転により発生したトルクは、ロータRo2の回転軸32を介して第二回転電機出力ギヤ23に伝達される。なお、第二回転電機MG2は主としてモータとして機能するが、第二回転電機MG2は、車両Cの減速のための回生制動時等にはジェネレータとしても機能する。
これらの第一回転電機MG1及び第二回転電機MG2は、ジェネレータとして機能する場合には、発電した電力をバッテリに供給して充電し、或いは当該電力をモータとして機能する他方の回転電機MGに供給して力行させる。また、第一回転電機MG1及び第二回転電機MG2は、モータとして機能する場合には、バッテリに充電され、或いはジェネレータとして機能する他方の回転電機MGにより発電された電力の供給を受けて力行する。
遊星歯車装置PGは、入力軸Iと同軸上に配置され、第一回転要素、第二回転要素、及び第三回転要素の3つの回転要素を備えている。本実施形態においては、遊星歯車装置PGは、複数のピニオンギヤを回転自在に支持するキャリアcaと、ピニオンギヤにそれぞれ噛合するサンギヤsと、リングギヤrと、を有するシングルピニオン型の遊星歯車装置PGとされている。本実施形態においては、この遊星歯車装置PGが、本発明における「差動歯車装置」に相当する。また、遊星歯車装置PGの3つの回転要素を、回転速度の順に第一回転要素、第二回転要素、第三回転要素とすると、それぞれ、サンギヤsが本発明における「第一回転要素」、キャリアcaが「第二回転要素」、及びリングギヤrが「第三回転要素」に相当する。
サンギヤsは、ロータRo1の回転軸31を介して第一回転電機MG1と一体回転するように接続されている。キャリアcaは、入力軸Iと一体回転するように接続されている。リングギヤrは出力回転要素となっており、軸方向でリングギヤrよりもエンジンE側において入力軸Iと同軸上に設けられたカウンタドライブギヤ22と一体回転する。遊星歯車装置PGは、入力軸Iからの回転駆動力を、出力回転要素としてのリングギヤrと第一回転電機MG1とに分配する動力分配用差動歯車装置として機能し、第一回転電機MG1及び入力軸Iから入力されるそれぞれの回転駆動力とギヤ比(サンギヤsとリングギヤrとの歯数比=〔サンギヤsの歯数〕/〔リングギヤrの歯数〕)とに基づいて決定される回転駆動力を、リングギヤrと一体回転するカウンタドライブギヤ22を介して駆動出力装置DF側へ伝達する。
駆動装置1は、カウンタドライブギヤ22の回転を、駆動出力装置DFへ伝達するカウンタギヤ機構Tを更に備える。カウンタギヤ機構Tは、カウンタドライブギヤ22に噛合するカウンタドリブンギヤ24と、駆動出力装置DFのファイナルドリブンギヤ27に噛合するファイナルドライブギヤ26と、カウンタドリブンギヤ24とファイナルドライブギヤ26とを連結するカウンタシャフト25と、を有する。カウンタシャフト25は、入力軸Iと平行に配置され、ファイナルドライブギヤ26は軸方向でカウンタドリブンギヤ24よりもエンジンE側に配置されている。また、カウンタドリブンギヤ24には、第二回転電機出力ギヤ23が噛合させられる。こうして、カウンタドライブギヤ22の回転及び第二回転電機出力ギヤ23の回転が反転されてカウンタドリブンギヤ24に伝達されるようになっている。
カウンタドリブンギヤ24に伝達された回転は、カウンタシャフト25を介してファイナルドライブギヤ26に伝達される。駆動出力装置DFは、ファイナルドライブギヤ26と噛合するファイナルドリブンギヤ27を有しており、ファイナルドリブンギヤ27に伝達された回転駆動力を分配し、出力軸DFoを介して二つの駆動輪Wに伝達する。このように、駆動出力装置DFは、二つの駆動輪Wへの出力を分配する駆動出力用差動歯車装置として機能する。本実施形態においては、駆動出力装置DFの出力軸DFoが、本発明における「出力軸」に相当する。なお、本実施形態においては、ファイナルドリブンギヤ27と出力軸DFoの回転軸は一致している。つまり、本実施形態においては、第三軸A3はファイナルドリブンギヤ27の回転軸でもある。
このように、本実施形態に係る駆動装置1は、エンジンE、第一回転電機MG1及び第二回転電機MG2によって発生した回転を、カウンタギヤ機構T、駆動出力装置DF及び出力軸DFoを介して二つの駆動輪Wに伝達し、車両Cを走行させることができる。具体的には、第二回転電機MG2だけを駆動するモータ駆動モードや、エンジンE、第一回転電機MG1及び第二回転電機MG2の全てを駆動するハイブリッド駆動モード等を切り替えて車両Cを走行させることができる。
4.各構成部品の配置構成
次に、本発明の要部である、駆動装置1における各構成部品の配置構成について説明する。ここでは、ケース2内における第一軸A1、第二軸A2及び第三軸A3の配置構成、軸方向の配置構成、制御装置構成部品の配置構成に焦点を当てて説明する。
次に、本発明の要部である、駆動装置1における各構成部品の配置構成について説明する。ここでは、ケース2内における第一軸A1、第二軸A2及び第三軸A3の配置構成、軸方向の配置構成、制御装置構成部品の配置構成に焦点を当てて説明する。
4−1.三軸の配置構成
図1に示すように、第一回転電機MG1、第二回転電機MG2及び駆動出力装置DFは、ケース2の機械室R1内において径方向に互いに隣接して配置されている。前述の通り、本実施形態においては、入力軸I及び第一回転電機MG1の軸(第一回転電機MG1のロータRo1の回転軸31)が第一軸A1を、第二回転電機MG2の軸(第二回転電機MG2のロータRo2の回転軸32)が第二軸A2を、駆動出力装置DFの軸(駆動出力装置DFの出力軸DFo、ファイナルドリブンギヤ27の回転軸)が第三軸A3を構成している。これら第一軸A1、第二軸A2及び第三軸A3は、互いに平行に配置されるとともに、軸方向視でこれらの軸を結ぶ線が三角形を形成するように配置されている。
図1に示すように、第一回転電機MG1、第二回転電機MG2及び駆動出力装置DFは、ケース2の機械室R1内において径方向に互いに隣接して配置されている。前述の通り、本実施形態においては、入力軸I及び第一回転電機MG1の軸(第一回転電機MG1のロータRo1の回転軸31)が第一軸A1を、第二回転電機MG2の軸(第二回転電機MG2のロータRo2の回転軸32)が第二軸A2を、駆動出力装置DFの軸(駆動出力装置DFの出力軸DFo、ファイナルドリブンギヤ27の回転軸)が第三軸A3を構成している。これら第一軸A1、第二軸A2及び第三軸A3は、互いに平行に配置されるとともに、軸方向視でこれらの軸を結ぶ線が三角形を形成するように配置されている。
具体的には、第一軸A1を基準とした場合、鉛直方向では、第二軸A2は第一軸A1を通る水平面に対して上方に配置され、第三軸A3は第一軸A1を通る水平面に対して下方に配置されている。したがって、ファイナルドリブンギヤ27の回転軸及び駆動出力装置DFからの出力軸DFoが入力軸Iよりも下方に配置されることになる。また、第二回転電機MG2の回転軸が入力軸Iに対して上方に配置されることになる。
第一軸A1を基準とした場合における水平方向では、第二軸A2及び第三軸A3は共に第一軸A1を通る鉛直面に対して一方側(図1における右側)に配置されている。したがって、第二回転電機MG2の回転軸が入力軸Iを通る鉛直面に対して出力軸DFoと同じ側に配置されることになる。第二軸A2は第三軸A3に対してやや一方側(図1における右側)に配置されている。
このように、駆動出力装置DFの出力軸DFoが、入力軸Iよりも下方であって、かつ、入力軸Iを通る鉛直面に対して一方側に配置される場合、駆動出力装置DFの上方であって、かつ、第一回転電機MG1と水平方向に重複する位置にスペースが生じる。よって、当該スペースを利用して第二回転電機MG2を配置することにより、駆動装置1内の空間を有効利用することができる。
第一軸A1を基準とした場合における水平方向では、第二軸A2及び第三軸A3は共に第一軸A1を通る鉛直面に対して一方側(図1における右側)に配置されている。したがって、第二回転電機MG2の回転軸が入力軸Iを通る鉛直面に対して出力軸DFoと同じ側に配置されることになる。第二軸A2は第三軸A3に対してやや一方側(図1における右側)に配置されている。
このように、駆動出力装置DFの出力軸DFoが、入力軸Iよりも下方であって、かつ、入力軸Iを通る鉛直面に対して一方側に配置される場合、駆動出力装置DFの上方であって、かつ、第一回転電機MG1と水平方向に重複する位置にスペースが生じる。よって、当該スペースを利用して第二回転電機MG2を配置することにより、駆動装置1内の空間を有効利用することができる。
4−2.軸方向の配置構成
図4及び図5に示すように、第一軸A1上においては、エンジンEが連結される側から、入力軸I、遊星歯車装置PG、第一回転電機MG1の順に配置されている。駆動装置1を車両Cに搭載する際には、駆動出力装置DFは車両Cの幅方向のできるだけ中央に配置されていることが好ましく、エンジンEと駆動装置1との大きさのバランスを考慮すると、駆動出力装置DFはできるだけエンジンE側に寄せて配置することが好ましい。このとき、第一軸A1上において、エンジンEが連結される側とは反対側から、第一回転電機MG1、遊星歯車装置PG、入力軸Iの順に配置されることになる。更に、遊星歯車装置PGを構成するリングギヤrよりも軸方向でエンジンE側にカウンタドライブギヤ22が配置され、カウンタドライブギヤ22に噛合するカウンタドリブンギヤ24よりも軸方向でエンジンE側にファイナルドライブギヤ26が配置され、ファイナルドライブギヤ26に駆動出力装置DFのファイナルドリブンギヤ27が噛合する。よって、駆動出力装置DFと第一回転電機MG1とが軸方向で重複しないように互いに離間させて配置することができる。したがって、比較的大きなこれらの部品を軸方向にずらして配置することで、駆動装置1全体の径方向への拡大を防止して、駆動装置1全体を小型化することができる。
図4及び図5に示すように、第一軸A1上においては、エンジンEが連結される側から、入力軸I、遊星歯車装置PG、第一回転電機MG1の順に配置されている。駆動装置1を車両Cに搭載する際には、駆動出力装置DFは車両Cの幅方向のできるだけ中央に配置されていることが好ましく、エンジンEと駆動装置1との大きさのバランスを考慮すると、駆動出力装置DFはできるだけエンジンE側に寄せて配置することが好ましい。このとき、第一軸A1上において、エンジンEが連結される側とは反対側から、第一回転電機MG1、遊星歯車装置PG、入力軸Iの順に配置されることになる。更に、遊星歯車装置PGを構成するリングギヤrよりも軸方向でエンジンE側にカウンタドライブギヤ22が配置され、カウンタドライブギヤ22に噛合するカウンタドリブンギヤ24よりも軸方向でエンジンE側にファイナルドライブギヤ26が配置され、ファイナルドライブギヤ26に駆動出力装置DFのファイナルドリブンギヤ27が噛合する。よって、駆動出力装置DFと第一回転電機MG1とが軸方向で重複しないように互いに離間させて配置することができる。したがって、比較的大きなこれらの部品を軸方向にずらして配置することで、駆動装置1全体の径方向への拡大を防止して、駆動装置1全体を小型化することができる。
また、本実施形態においては、図4及び図5に示すように、ファイナルドリブンギヤ27が、駆動出力装置DFの中心部DFcに対してインバータユニット12とは反対側に配置されている。ここでは、軸方向におけるエンジンE側にファイナルドリブンギヤ27が配置され、ファイナルドリブンギヤ27に対してエンジンEとは反対側に、駆動出力装置DFの中心部DFc及びインバータユニット12が配置されている。また、駆動出力装置DFの本体部とインバータユニット12とは、軸方向で重複するように配置される。ここで、本実施形態のように、駆動出力装置DFの中でファイナルドリブンギヤ27の外径が最も大きい場合には、上記のような配置構成を採用することで、駆動出力装置DFの中心部DFcに対してインバータユニット12とファイナルドリブンギヤ27とが同じ側に配置される場合に比べて、ファイナルドリブンギヤ27との干渉によるインバータユニット12の配置上の制約が少なくなる。よって、駆動装置1全体の軸方向長さを短くしつつ、軸方向におけるインバータユニット12の寸法を拡大することができる。
また、図4に示すように、カウンタギヤ機構Tのカウンタシャフト25の回転軸方向において、ファイナルドライブギヤ26が、カウンタドリブンギヤ24よりもエンジンE側に配置されている。このように、駆動出力装置DFのファイナルドリブンギヤ27に噛合するファイナルドライブギヤ26をエンジンE側に寄せて配置することで、ファイナルドリブンギヤ27をエンジンE側に近接させて配置することが可能となり、軸方向におけるインバータユニット12の寸法を拡大することができる。
第一回転電機MG1と第二回転電機MG2とは、軸方向に重複する位置に配置されている。すなわち、第一回転電機MG1と第二回転電機MG2とは、側面視(図3に示す方向から見た状態)で互いに重なる位置に配置されている。本実施形態においては、図4に示すように、第二回転電機MG2の方が第一回転電機MG1よりも、軸方向において僅かにエンジンE側に配置されているものの、二つの回転電機MGが略全体に亘って重複している。これにより、第一回転電機MG1と第二回転電機MG2とが重複した分だけ、これらを同軸上に配置する場合と比べて、それぞれの回転電機MGの軸方向長さを長くすることを可能としながらも、駆動装置1の軸方向における全長を短く抑えることができる構成となっている。よって、回転電機MGが出力可能な回転駆動力の大きさを従来と同等としたまま回転電機MGの直径を小さくすることができる。
4−3.制御装置構成部品の配置構成
本実施形態においては、図1及び図3に示すように、制御装置11を構成するインバータユニット12が、第一回転電機MG1及び遊星歯車装置PGの下方に配置されている。また、図5に示すように、インバータユニット12は、鉛直上方から見た平面視で少なくとも一部が第一回転電機MG1及び遊星歯車装置PGと重複する位置に配置されている。前述の通り、本実施形態に係る回転電機MGは、その直径を小さくすることが可能となっているので、直径が小さくなった分だけ第一回転電機MG1の径方向外側にスペースを生じさせることができる。そして、当該スペースのうち第一回転電機MG1の下方に、制御装置11を構成する部品の一つであるインバータユニット12が配置されるので、駆動装置1内の空間を有効利用することができる。
本実施形態においては、図1及び図3に示すように、制御装置11を構成するインバータユニット12が、第一回転電機MG1及び遊星歯車装置PGの下方に配置されている。また、図5に示すように、インバータユニット12は、鉛直上方から見た平面視で少なくとも一部が第一回転電機MG1及び遊星歯車装置PGと重複する位置に配置されている。前述の通り、本実施形態に係る回転電機MGは、その直径を小さくすることが可能となっているので、直径が小さくなった分だけ第一回転電機MG1の径方向外側にスペースを生じさせることができる。そして、当該スペースのうち第一回転電機MG1の下方に、制御装置11を構成する部品の一つであるインバータユニット12が配置されるので、駆動装置1内の空間を有効利用することができる。
また、インバータユニット12は、その少なくとも一部が、上下方向(図1における上下方向)でファイナルドリブンギヤ27と重複する位置に配置されている。すなわち、インバータユニット12は、ファイナルドリブンギヤ27が上下方向において占める高さ範囲内にその少なくとも一部が配置されている。図示の例では、インバータユニット12は、その上端面12aが、ファイナルドリブンギヤ27に接する上下二つの水平面の間の空間に位置するように配置されている。ここで、前述のとおり、ファイナルドリブンギヤ27の回転軸及び駆動出力装置DFからの出力軸DFoは、入力軸Iよりも下方に配置されている。そのため、入力軸Iと同軸に配置される第一回転電機MG1の下方であって、かつ、駆動出力装置DF及びファイナルドリブンギヤ27と水平方向に重複する位置にスペースが生じる。よって、当該スペースを利用してインバータユニット12を配置することにより、駆動装置1内の空間を有効利用することができる。
更に、本実施形態においては、図1に示すように、ファイナルドリブンギヤ27の回転軸方向から見た軸方向視で、インバータユニット12の少なくとも一部がファイナルドリブンギヤ27と重複する位置に配置されている。このため、水平面上で軸方向に対して直交する方向に関しては、少なくとも駆動出力装置DFの本体部との干渉を避ければ、駆動装置内1における物理的な制約が少なくなるので、インバータユニット12の寸法を当該方向に拡大することが可能となる。
また、直径が小さくなったことにより第一回転電機MG1の径方向外側に生じたスペースのうち、第一回転電機MG1と上下方向で重複する位置に、制御装置11を構成する部品の一つである平滑コンデンサ14が配置されている。平滑コンデンサ14は、その少なくとも一部が第一回転電機MG1と上下方向で重複している。すなわち、平滑コンデンサ14は、第一回転電機MG1が上下方向において占める高さ範囲内にその少なくとも一部が配置されている。図示の例では、平滑コンデンサ14は、その上端面が第一回転電機MG1に接する上下二つの水平面の間の空間に位置するように配置されている。また、その少なくとも一部がインバータユニット12よりも上方に配置される。本実施形態においては、インバータユニット12と平滑コンデンサ14とは、鉛直上方から見た平面視で軸方向に重複する位置であって、かつ、インバータユニット12の上端面12aと平滑コンデンサ14の下端面14bとが略同じ高さとなる位置に保持され、(図1〜図3を参照)平滑コンデンサ14の全体がインバータユニット12よりも上方に配置されている。したがって、インバータユニット12と平滑コンデンサ14とは、電気室R2内において第一回転電機MG1の軸心周方向に沿って、第一回転電機MG1の径方向外側の一部を囲むように、軸方向視で略L字状に配置されている。ここで、平滑コンデンサ14は、その上端部が電気室R2からケース2を貫通してケース2の外側に露出するように支持されたコネクタ15にも隣接するように配置されている。
このように、入力軸Iの軸方向から見た軸方向視で、入力軸Iの下方から入力軸Iを通る鉛直面に対して出力軸DFoが配置された側とは反対側に亘るスペースにおいて、入力軸Iの下方にインバータユニット12を配置し、インバータユニット12と端部どうしを隣接させてインバータユニット12よりも上方に位置するように平滑コンデンサ14を配置し、平滑コンデンサ14の上方にコネクタ15を配置することにより、駆動装置1内の空間を更に有効利用することができる。更に、以上のような配列順序は、回転電機MGを制御するための電気回路上での好ましい配列順序、すなわち、バッテリに接続されるコネクタ15、平滑コンデンサ14、インバータユニット12の順に対応したものとされているので、これらの制御装置構成部品を電気的に接続する際に配線が複雑化することがない。よって、制御装置11における配線を単純化して配線長を短くすることができ、電力損失を軽減することが可能となる。
このとき、コネクタ15は、平滑コンデンサ14の上方において、電気室R2からケース2を貫通してケース2の外側に露出するとともに、コネクタ端子15aが上向きに設置されている。コネクタ端子15aを介して、制御装置11とバッテリとが電気的に接続される。本実施形態においては、このコネクタ端子15aが、本発明における「接続端子」に相当する。このような配置形態を採用することにより、制御装置11とバッテリとを接続する際に、コネクタ15に対して、バッテリからの電源ケーブルの一方側の端部に設けられる端子(図示はしていない)を、車両C内において比較的スペースに余裕のある駆動装置1の上側から差し込むことが可能となるので、接続が容易となるとともに、当該接続のための特別なスペースを確保する必要がなくなるので、駆動装置1全体の大型化を抑制することができる。また、コネクタ15と平滑コンデンサ14とを2本のバスバー16aで接続するとともに、平滑コンデンサ14とインバータユニット12とを2本のバスバー16bで接続することにより、バスバー16a、16bの全体としての長さを短く抑えることができる。
また、インバータユニット12を回転電機MG1の下方に配置したことにより、第一カバー43を外すことによりケース2の下部に形成された第一開口部41からのアクセスが可能となるので、インバータユニット12の保守点検や修理等の際における作業性を良好なものとすることができる。また、第一カバー43は、その両面にフィン45を備え、電気室R2の下部においてインバータユニット12が発生した熱を、フィン45を介して外部に伝達する。このとき、駆動装置1の下面に沿って流れる冷却風を利用して、効率良く熱を外部に放出することができる。
以上より、本実施形態に係る駆動装置1によれば、各構成部品の配置構成を工夫することにより、制御装置11を一体化させた上で全体の大型化を抑制することができるとともに、制御装置11における配線を単純化し配線長を短くすることができる駆動装置1を提供することができる。
なお、図1を参照して、軸方向における形状及び配置を考慮すると、インバータユニット12が配置されている位置は、通常のAT(Automatic Transmission)やCVT(Continuously Variable Transmission)の駆動装置において、ブレーキやクラッチ等へ供給する油圧を制御するためのバルブボディが配置されている位置に相当する。よって、これらの駆動装置との間における形状互換性が高くなるので、従来これらの駆動装置を搭載していた車両に対して、特別な部品の移動等を必要とすることなく本実施形態に係る駆動装置1を搭載することが可能となる。なお、本実施形態の駆動装置1においては、制御装置11が第一回転電機MG1の回転駆動力を電気的に制御することにより変速を行なうことが可能であり、作動油等による油圧制御を行う必要がないため、バルブボディを別途設置する必要がない。よって、全体としての大型化を招くこともない。
更に、第一回転電機MG1、第二回転電機MG2及び遊星歯車装置PGが配置されている位置は、CVTの駆動装置において、それぞれプライマリプーリー、セカンダリプーリー及び前後進切換機構が配置されている位置に相当する。よって、CVTの駆動装置との間における形状互換性が非常に高くなるので、従来CVTの駆動装置を搭載していた車両に対して、特別な部品の移動等を必要とすることなく本実施形態に係る駆動装置1を搭載することが可能となる。
〔その他の実施形態〕
(1)上記の実施形態においては、第一回転電機MG1及び遊星歯車装置PGを入力同軸部品として、インバータユニット12が、第一回転電機MG1及び遊星歯車装置PGの下方であって、かつ、鉛直上方から見た平面視でインバータユニット12の一部が第一回転電機MG1及び遊星歯車装置PGと重複する位置に配置されている例について説明した。しかし、しかし、第一回転電機MG1及び遊星歯車装置PGのいずれか一方のみを入力同軸部品としても良い。また、入力軸Iと同軸上に配置される部品であれば、第一回転電機MG1以外の部品を入力同軸部品としても良く、入力軸Iそれ自体、或いは、例えば第二回転電機MG2等を入力同軸部品として、当該入力同軸部品の下方にインバータユニット12が配置される構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。
(1)上記の実施形態においては、第一回転電機MG1及び遊星歯車装置PGを入力同軸部品として、インバータユニット12が、第一回転電機MG1及び遊星歯車装置PGの下方であって、かつ、鉛直上方から見た平面視でインバータユニット12の一部が第一回転電機MG1及び遊星歯車装置PGと重複する位置に配置されている例について説明した。しかし、しかし、第一回転電機MG1及び遊星歯車装置PGのいずれか一方のみを入力同軸部品としても良い。また、入力軸Iと同軸上に配置される部品であれば、第一回転電機MG1以外の部品を入力同軸部品としても良く、入力軸Iそれ自体、或いは、例えば第二回転電機MG2等を入力同軸部品として、当該入力同軸部品の下方にインバータユニット12が配置される構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。
(2)上記の実施形態においては、コネクタ15と平滑コンデンサ14とが2本のバスバー16aで接続されるとともに、平滑コンデンサ14とインバータユニット12とが2本のバスバー16bで接続される例について説明した。しかし、制御装置11を構成する各構成部品が、バッテリに接続されるコネクタ15、平滑コンデンサ14、インバータユニット12の順に配列されていれば、回転電機MGを制御するための電気回路を適切に形成することができ、例えば、図7に模式的に示すように、コネクタ15とインバータユニット12とを2本のバスバー16hで接続し、当該2本のバスバー16hに、バスバー16iを介して平滑コンデンサ14を接続するように構成することも、本発明の好適な実施形態の一つである。
(3)上記の実施形態においては、電気的接続部材としてバスバー16a、16bを用いる場合について説明した。しかし、コネクタ15とインバータユニット12との間を電気的に接続し、或いは、コネクタ15と平滑コンデンサ14との間及び平滑コンデンサ14とインバータユニット12との間を電気的に接続することができるものであれば、電気的接続部材として、電線等のその他の部材を用いても良い。また、端子どうしを直接接続させても良い。
(4)上記の実施形態においては、制御装置11が、インバータユニット12と平滑コンデンサ14とにより構成されている例について説明した。しかし、電気室R2に収容可能な範囲内で、必要に応じて、バッテリの電源ノイズを除去するためのノイズフィルタや、バッテリからの入力電圧を昇圧するための昇圧回路を構成するためのリアクトル等を備え、これらを第一構成部品や第二構成部品としても良い。
(5)上記の実施形態においては、差動歯車装置として、サンギヤsとキャリアcaとリングギヤrとを備える遊星歯車装置PGを用いる例について説明した。しかし、例えば、互いに噛合する複数の傘歯車を用いた差動歯車装置等を用いても良い。
(6)上記の実施形態においては、差動歯車装置として、キャリアcaに支持されるピニオンギヤが、サンギヤs及びリングギヤrの双方に噛合するシングルピニオン型の遊星歯車装置PGを用いる例について説明した。しかし、キャリアcaに支持され、互いに噛合する二つのピニオンギヤのうち、一方がサンギヤsに噛合し他方がリングギヤrに噛合するダブルピニオン型の遊星歯車装置PGを用いることもできる。
(7)上記の実施形態においては、本発明に係る駆動装置1を、FF(Front Engine Front Drive)車両に適用する場合を例として説明した。しかし、本発明は、車両Cに横置きされるエンジンEに対して車両Cの幅方向に隣接して配置され、エンジンEの出力軸Eoの軸方向に連結される駆動装置1に採用可能な構成として特に適しており、例えば、RR(Rear Engine Rear Drive)車両やMR(Midship Engine Rear Drive)車両等に適用しても好適である。
本発明は、エンジンに接続される入力軸と、回転電機と、差動歯車装置と、出力軸に接続された駆動出力装置と、前記回転電機の制御を行うインバータユニットと、前記インバータユニットへの入力電源を平滑するコンデンサと、を備えた制御装置と、前記制御装置と電源装置とを接続するためのコネクタと、を備えた駆動装置に好適に利用することができる。
1 駆動装置
2 ケース
11 制御装置
12 インバータユニット
14 平滑コンデンサ
15 コネクタ
15a コネクタ端子
16 バスバー
27 ファイナルドリブンギヤ
E エンジン
I 入力軸
MG1 第一回転電機
MG2 第二回転電機
PG 遊星歯車装置
ca キャリア
s サンギヤ
r リングギヤ
DF 駆動出力装置
DFo 出力軸
R1 機械室
R2 電気室
2 ケース
11 制御装置
12 インバータユニット
14 平滑コンデンサ
15 コネクタ
15a コネクタ端子
16 バスバー
27 ファイナルドリブンギヤ
E エンジン
I 入力軸
MG1 第一回転電機
MG2 第二回転電機
PG 遊星歯車装置
ca キャリア
s サンギヤ
r リングギヤ
DF 駆動出力装置
DFo 出力軸
R1 機械室
R2 電気室
Claims (7)
- エンジンに接続される入力軸と、回転電機と、差動歯車装置と、出力軸に接続された駆動出力装置と、
前記回転電機の制御を行うインバータユニットと、前記インバータユニットへの入力電源を平滑するコンデンサと、を備えた制御装置と、
前記制御装置と電源装置とを接続するためのコネクタと、を備えた駆動装置であって、
前記回転電機及び前記差動歯車装置の一方又は双方を、前記入力軸と同軸上に配置される入力同軸部品として備え、
前記出力軸が、前記入力軸よりも下方であって、かつ、前記入力軸を通る鉛直面に対していずれか一方側に配置され、
前記インバータユニットが、前記入力同軸部品よりも下方に配置され、
前記コンデンサが、前記入力軸を通る鉛直面に対して前記出力軸とは反対側であって、かつ、前記コンデンサの少なくとも一部が前記インバータユニットよりも上方に配置され、
前記コネクタが、前記コンデンサの上方に配置されている駆動装置。 - 前記コネクタは、前記電源装置への接続端子が上向きに設置されている請求項1に記載の駆動装置。
- 前記回転電機を第一回転電機とするとともに、第二回転電機を更に備え、
前記第一回転電機と前記第二回転電機とが互いに異なる軸上において軸方向に重複して配置され、
前記インバータユニットが、前記第一回転電機よりも下方であって、かつ、鉛直上方から見た平面視で前記インバータユニットの少なくとも一部が前記第一回転電機と重複する位置に配置されている請求項1又は2に記載の駆動装置。 - 前記コンデンサの少なくとも一部が、上下方向で前記第一回転電機と重複して配置されている請求項3に記載の駆動装置。
- 前記コネクタと前記インバータユニットとが2本の電気的接続部材で接続され、
当該2本の電気的接続部材に、前記コンデンサが接続されている請求項1から4のいずれか一項に記載の駆動装置。 - 前記コネクタと前記コンデンサとが2本の電気的接続部材で接続され、
前記コンデンサと前記インバータユニットとが2本の電気的接続部材で接続されている請求項1から4のいずれか一項に記載の駆動装置。 - 互いに液密状に隔離された第一室と第二室とを有するケースを備え、
前記第一室に前記回転電機、前記差動歯車装置及び前記駆動出力装置を収容し、
前記第二室に前記制御装置を収容してなる請求項1から6のいずれか一項に記載の駆動装置。
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