JP2021066237A - 車両用駆動装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】電動ウォーターポンプの出力制限を低減させることができる車両用駆動装置を提供すること。【解決手段】少なくとも回転電機が収容されたトランスアクスルケースと、トランスアクスルケースの上部に設けられ、回転電機を制御するパワーコントロールユニットと、パワーコントロールユニットに冷却路を通して冷却水を送る電動ウォーターポンプと、を備えた車両用駆動装置であって、電動ウォーターポンプをトランスアクスルケースに設けた。【選択図】図2
Description
本発明は、車両用駆動装置に関する。
特許文献1には、エンジンで駆動される発電機と走行用モータとデファレンシャルとを備えた車両用駆動装置が開示されている。この車両用駆動装置は、エンジンの車両幅方向の側部に取り付けられており、走行用モータに供給する電力を変換するインバータが上部に配置されている。そして、ラジエータとインバータと車両用駆動装置との間にて冷却水を循環させる電動ウォーターポンプが、車両用駆動装置の車両幅方向の側方に配置したマウントの下方に配置されている。
しかしながら、電動ウォーターポンプが駆動することによって発生した振動が、マウントを経由してボデーに伝達されると、この振動が音となって車室内に伝わるため、NVによる電動ウォーターポンプの出力に制限が発生するおそれがある。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、電動ウォーターポンプの出力制限を低減させることができる車両用駆動装置を提供することである。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る車両用駆動装置は、少なくとも回転電機が収容されたトランスアクスルケースと、前記トランスアクスルケースの上部に設けられ、前記回転電機を制御するパワーコントロールユニットと、前記パワーコントロールユニットに冷却路を通して冷却水を送る電動ウォーターポンプと、を備えた車両用駆動装置であって、前記電動ウォーターポンプを前記トランスアクスルケースに設けたことを特徴とするものである。
本発明に係る車両用駆動装置は、電動ウォーターポンプをトランスアクスルケースに設けたことによって、電動ウォーターポンプを駆動させたときに発生した振動の車両伝達感度を低くすることができ、NVによる電動ウォーターポンプの出力制限を低減させることができるという効果を奏する。
以下に、本発明に係る車両用駆動装置の実施形態について説明する。なお、本実施形態により本発明が限定されるものではない。本実施形態においては、本発明に係る車両用駆動装置を、車両の駆動力源として内燃機関及び回転電機の双方を備えた車両用駆動装置に適用した場合を例として説明する。また、以下では、特に断らない限り、回転電機の回転軸に平行な方向を「軸方向」として説明する。また、車両用駆動装置が搭載される車両の前後方向の前側である車両前側を「Fr」、車両の左右方向の右側である車両右側を「RH」、車両の高さ方向の上側である車両上側を「UPPER」として、図中に矢印を用いて各方向を適宜示す。
図1は、実施形態に係る車両用駆動装置1のスケルトン図である。実施形態に係る車両用駆動装置1は、内燃機関EGと共に車両の駆動力源として機能する2つの回転電機である第1回転電機MG1及び第2回転電機MG2を、トランスアクスル100の筐体であるトランスアクスルケースを構成する第1のケース2の内部に収容して備えている。
まず、車両用駆動装置1の全体構成について説明する。図1に示すように、車両用駆動装置1は、内燃機関EGに駆動連結される入力軸Iと、第1回転電機MG1と、第2回転電機MG2と、動力分配装置PTと、出力ギヤGと、カウンタギヤ機構Cと、差動装置DFと、を備えている。これらの各構成は、車体に固定される第1のケース2内に収容されている。
入力軸Iは、内燃機関EGに駆動連結される。ここで、内燃機関EGは、機関内部における燃料の燃焼により駆動されて動力を取り出す装置であり、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの公知の各種エンジンを用いることができる。本実施形態では、入力軸Iは、内燃機関EGのクランクシャフトなどの出力回転軸と一体回転するように駆動連結されている。なお、入力軸Iが、内燃機関EGの出力回転軸に対して、ダンパやクラッチなどの他の部材を介して駆動連結された構成としても好適である。
第1回転電機MG1は、第1のケース2に固定された第1ステータSt1と、この第1ステータSt1の径方向内側に回転自在に支持された第1ロータRo1と、を有している。この第1回転電機MG1の第1ロータRo1は、動力分配装置PTのサンギヤSと一体回転するように駆動連結されている。また、第2回転電機MG2は、第1のケース2に固定された第2ステータSt2と、この第2ステータSt2の径方向内側に回転自在に支持された第2ロータRo2と、を有している。この第2回転電機MG2の第2ロータRo2は、カウンタギヤ機構Cを介して差動装置DFに駆動連結されている。第1回転電機MG1及び第2回転電機MG2は、それぞれ蓄電装置としての不図示のバッテリに電気的に接続されている。なお、バッテリ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、あるいは、複数種類の蓄電装置を併用することも可能である。また、バッテリは、家庭用電源などの外部電源により充電可能な構成とすることができる。
第1回転電機MG1及び第2回転電機MG2は、それぞれ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)としての機能を果たすことが可能とされている。ここで、第1回転電機MG1及び第2回転電機MG2は、ジェネレータとして機能する場合には、内燃機関EGのトルクや車両の慣性力により発電を行い、バッテリを充電し、あるいはモータとして機能する他方の回転電機を駆動するための電力を供給する。一方、第1回転電機MG1及び第2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た電力、あるいはジェネレータとして機能する他方の回転電機により発電された電力の供給を受けて力行する。
図1に示すように、動力分配装置PTは、入力軸Iと同軸上に配置されたシングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。すなわち、動力分配装置PTは、複数のピニオンギヤを支持するキャリヤCAと、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合うサンギヤS及びリングギヤRと、を回転要素として有している。これら3つの回転要素は、回転速度の順にサンギヤS、キャリヤCA、及びリングギヤRとなっている。サンギヤSは、第1回転電機MG1の第1ロータRo1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、入力軸I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、軸方向で動力分配装置PTと内燃機関EGとの間において入力軸Iの径方向外側に形成された出力ギヤGと一体回転するように駆動連結されている。
この動力分配装置PTは、入力軸Iを介して入力される内燃機関EGの駆動力(ここでは、「駆動力」は「トルク」と同義で用いている)を第1回転電機MG1と出力ギヤGとに分配する機能を果たす。また、この動力分配装置PTのキャリヤCAに入力軸I(内燃機関EG)のトルクが入力された状態で、第1回転電機MG1の回転速度及びトルクを制御することにより、入力軸Iの回転速度を無段階に変速して出力ギヤGに伝達することができる。
出力ギヤGは、カウンタギヤ機構Cを介して差動装置DFに駆動連結されている。また、第2回転電機MG2の第2ロータRo2も、カウンタギヤ機構Cを介して差動装置DFに駆動連結されている。よって、本実施形態では、第2回転電機MG2の第2ロータRo2は、カウンタギヤ機構Cを介して出力ギヤGに駆動連結されている。そして、本実施形態では、動力分配装置PTにより出力ギヤGに分配された入力軸I(内燃機関EG)のトルクの一部と、第2回転電機MG2の出力トルクと、が合成されて差動装置DFに伝達される。差動装置DFは、車軸Oを介して車輪Wに駆動連結されており、差動装置DFに入力される回転及びトルクを左右2つの車輪Wに分配して伝達する。
トランスアクスル100の筐体であるトランスアクスルケースは、上述したように第1回転電機MG1及び第2回転電機MG2を収容する筒状の第1のケース2と、この第1のケース2の一方側(内燃機関EGが配置される側)に連結された有底状の第2のケース3と、第1のケース2の他方側(内燃機関EGが配置される側とは反対側)に連結されたケースカバー4とが一体的に組み付けられた構造になっている。
図2は、車両用駆動装置1の正面図である。図3は、車両用駆動装置1の左側面図である。図4は、車両用駆動装置1の上面図である。図5は、車両用駆動装置1の下面図である。
第1のケース2の上部の外周面には、PCU(Power Control Unit:パワーコントロールユニット)10が搭載されている。PCU10には、充電器、昇圧器及びインバータなどが設けられている。充電器は、電源プラグなどを通じて車外から供給される電力をバッテリに供給する装置である。昇圧器は、直流電力の電圧を昇圧または高圧する装置である。また、インバータは、バッテリからの直流電力を交流電力に電力変換する装置であり、交流電力を直流電力に変換するコンバータの機能も備える。バッテリから供給された直流電力は、必要に応じて昇圧器で昇圧された後に、インバータで三相の交流電力に電力変換される。そして、三相の交流電力は、第1回転電機MG1及び第2回転電機MG2に供給される。また、PCU10は、第2回転電機MG2によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリに蓄える。
PCU10は、冷却水によって冷却が行われている。冷却水は、電動ウォーターポンプ5によって冷却路を循環しており、冷却路に設けられたラジエータで外気によって冷却された後、冷却路を通ってPCU10に送られ、PCU10を冷却する。実施形態に係る車両用駆動装置1においては、電動ウォーターポンプ5、冷却路、及び、ラジエータなどによってPCU10を冷却する冷却装置が構成されている。
実施形態1に係る車両用駆動装置1では、トランスアクスル100のトランスアクスルケースに電動ウォーターポンプ5が設けられている。電動ウォーターポンプ5は、例えば、トランスアクスルケースを構成する、第1のケース2と第2のケース3とケースカバー4とのうちのいずれかの外面に設けられたポンプ搭載部6にて、ボルト締結によって固定されている。
なお、図2には、5つの電動ウォーターポンプ5A,5B,5C,5D,5Eが図示されているが、車両用駆動装置1のトランスアクスル100のトランスアクスルケースに設けられる電動ウォーターポンプ5の数は1つである。そして、図2では、トランスアクスル100のトランスアクスルケースに対して電動ウォーターポンプ5を搭載する位置の例として、第1ポンプ搭載部6A〜第5ポンプ搭載部6Eの5カ所にそれぞれ搭載された5つの電動ウォーターポンプ5A,5B,5C,5D,5Eを一緒くたにして図示している。なお、電動ウォーターポンプ5A〜5Eを特に区別しないときには、単に電動ウォーターポンプ5といい、第1ポンプ搭載部6A〜第5ポンプ搭載部6Eを特に区別しないときには、単にポンプ搭載部6という。また、図3〜図5においても、異なるポンプ搭載部6に搭載された複数の電動ウォーターポンプ5を一緒くたに図示している。
電動ウォーターポンプ5Aは、第1のケース2の外側面の下側に設けられた第1ポンプ搭載部6Aに搭載されている。電動ウォーターポンプ5Bは、ケースカバー4の外側面における車両前側Frであって、軸方向(車両の左右方向)にて第1回転電機MG1と隣り合って設けられた第2ポンプ搭載部6Bに搭載されている。電動ウォーターポンプ5Cは、第2のケース3の車両前側Frの外周面における上側に設けられた第3ポンプ搭載部6Cに搭載されている。電動ウォーターポンプ5Dは、第2のケース3の車両前側Frの外周面における下側に設けられた第4ポンプ搭載部6Dに搭載されている。電動ウォーターポンプ5Eは、第1のケース2の車両前側Frの外周面における下側であって、軸方向と直交する方向(車両の前後方向)にて第1回転電機MG1と隣り合って設けられた第5ポンプ搭載部6Eに搭載されている。
なお、電動ウォーターポンプ5をトランスアクスルケースの車両前側Frに搭載する場合には、図4及び図5に破線Lによって示した、トランスアクスルケース(第1のケース2、第2のケース3及びケースカバー4)の車両前側Frにおける最外形の位置よりも、内側(車両後側)に電動ウォーターポンプ5を搭載させることが望ましい。これにより、車両用駆動装置1の体格が大型化することを抑制することができる。
実施形態に係る車両用駆動装置1では、電動ウォーターポンプ5をトランスアクスル100のトランスアクスルケースに設けることにより、トランスアクスルケースの質量効果によって、電動ウォーターポンプ5を駆動させたときに発生した振動の車両伝達感度を低くすることができ、NVによる電動ウォーターポンプ5の出力制限を低減させることができる。
また、トランスアクスル100のトランスアクスルケースに対する電動ウォーターポンプ5の搭載位置は、特に限定されるものではないが、例えば、第1ポンプ搭載部PA〜第5ポンプ搭載部PEに優先順位をつけるとした場合、「第5ポンプ搭載部6E≒第4ポンプ搭載部6D>第1ポンプ搭載部6A>第3ポンプ搭載部6C>第2ポンプ搭載部6B」である。これにより、前記優先順位が高いポンプ搭載部6の位置ほど、車両用駆動装置1の周りの空間を有効に活用することができるとともに、車両用駆動装置1の体格が大型化することを抑制することが可能となる。
図6は、ポンプ搭載部6に設けられた締結ボス座の一例を示した図である。図7は、ポンプ搭載部6に設けられた締結ボス座の他例を示した図である。
図6に示すように、電動ウォーターポンプ5は、ポンプ搭載部6に設けられた複数の締結ボス座71,72に対して、締結ボルト81,82によって締結されている。複数の締結ボス座71,72は、電動ウォーターポンプ5に設けられた貫通孔51,52を介して締結ボルト81,82が挿入されるボルト穴71a,72aがあけられた突起部であり、複数の締結ボス座71,72との間には空間SPが形成されている。ここで、電動ウォーターポンプ5をトランスアクスル100のトランスアクスルケースに搭載することにより、トランスアクスル100からの強制力によって電動ウォーターポンプ5から出た音が、複数の締結ボス座71,72と電動ウォーターポンプ5とによって囲まれた前記空間SPによって共鳴するおそれがある。そのため、図7に示すように、ポンプ搭載部6には、前記空間SPが形成されておらず、電動ウォーターポンプ5に設けられた貫通孔51,52を介して締結ボルト81,82が挿入されるボルト穴73a,73bがあけられた中実の締結ボス座73を設けることが好ましい。これにより、前記共鳴を防ぐことができる。
また、電動ウォーターポンプ5をポンプ搭載部6の締結ボス座71,72,73に締結ボルト81,82,83によって締結する際には、マウントゴムなどの防振材を、電動ウォーターポンプ5と締結ボス座71,72,73との間に挟むことが好ましい。これにより、防振材による振動の減衰によって、電動ウォーターポンプ5を駆動させたときに発生した振動の車両伝達感度をより低減させることができる。
1 車両用駆動装置
2 第1のケース
3 第2のケース
4 ケースカバー
5,5A,5B,5C,5D,5E 電動ウォーターポンプ
6 ポンプ搭載部
6A 第1ポンプ搭載部
6B 第2ポンプ搭載部
6C 第3ポンプ搭載部
6D 第4ポンプ搭載部
6E 第5ポンプ搭載部
51,52 貫通孔
71,72,73 締結ボス座
71a,72a,73a,73b ボルト穴
81,82 締結ボルト
10 PCU
100 トランスアクスル
MG1 第1回転電機
MG2 第2回転電機
SP 空間
2 第1のケース
3 第2のケース
4 ケースカバー
5,5A,5B,5C,5D,5E 電動ウォーターポンプ
6 ポンプ搭載部
6A 第1ポンプ搭載部
6B 第2ポンプ搭載部
6C 第3ポンプ搭載部
6D 第4ポンプ搭載部
6E 第5ポンプ搭載部
51,52 貫通孔
71,72,73 締結ボス座
71a,72a,73a,73b ボルト穴
81,82 締結ボルト
10 PCU
100 トランスアクスル
MG1 第1回転電機
MG2 第2回転電機
SP 空間
Claims (1)
- 回転電機と、
前記回転電機が少なくとも収容されたトランスアクスルケースと、
前記トランスアクスルケースの上部に設けられ、前記回転電機を制御するパワーコントロールユニットと、
前記パワーコントロールユニットに冷却路を通して冷却水を送る電動ウォーターポンプと、
を備えた車両用駆動装置であって、
前記電動ウォーターポンプを前記トランスアクスルケースに設けたことを特徴とする車両用駆動装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019191034A JP2021066237A (ja) | 2019-10-18 | 2019-10-18 | 車両用駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019191034A JP2021066237A (ja) | 2019-10-18 | 2019-10-18 | 車両用駆動装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021066237A true JP2021066237A (ja) | 2021-04-30 |
Family
ID=75636543
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019191034A Pending JP2021066237A (ja) | 2019-10-18 | 2019-10-18 | 車両用駆動装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2021066237A (ja) |
-
2019
- 2019-10-18 JP JP2019191034A patent/JP2021066237A/ja active Pending
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