JP7000235B2 - 車両用動力伝達装置の潤滑装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用動力伝達装置の潤滑および冷却に用いられる潤滑油を供給する車両用動力伝達装置の潤滑装置に関するものである。

車両の走行にともなって機械的に回転駆動される機械式オイルポンプと、前記機械式オイルポンプとは異なる駆動力源によって回転駆動される他の機械式オイルポンプとを備えた車両用動力伝達装置の潤滑装置が知られている。たとえば、特許文献１の車両用動力伝達装置の潤滑装置においては、駆動輪の車軸を回転駆動する出力部によって機械的に回転駆動される第１機械式オイルポンプからファレンシャル装置等を含むギヤ機構に潤滑油が供給されるとともに、内燃機関によって機械的に回転駆動される第２機械式オイルポンプによって電動機に潤滑油が供給される。

特開２０１７－１３７９９１号公報

しかしながら、ギヤ機構がギヤ室内に収納され、電動機が前記ギヤ室に隣接するモータ室内に収納されている車両用動力伝達装置の潤滑装置においては、内燃機関を停止した状態で電動機によって走行した場合、第２機械式オイルポンプが停止することによって、モータ室内に供給される潤滑油量が低下し易くなっていた。特に電動機の軸受は、他の部位と比較してより短時間で潤滑油量が低下する可能性があり、内燃機関を停止した状態で、電動機によって長時間走行し、かつ高速で走行している場合に、電動機の軸受の潤滑油量が低下することを避けるため、電動機走行の範囲が制限される虞が生じていた。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、高速の電動機走行においても前記電動機の軸受における潤滑油量の低下が生じることがなく、前記電動機走行による走行距離をより長くすることが可能となる車両用動力伝達装置の潤滑装置を提供することにある。

第１発明の要旨とするところは、（ａ）動力伝達装置のモータ室に収納された電動機と、前記モータ室に隣接して設けられた前記動力伝達装置のギヤ室に収納されたギヤ機構と、前記ギヤ機構の一部を構成するとともに駆動輪の車軸を回転駆動する出力部によって機械的に回転駆動される第１機械式オイルポンプと、内燃機関の駆動力によって前記ギヤ室に貯留された潤滑油を前記電動機に供給する第２機械式オイルポンプと、を備えた車両用動力伝達装置の潤滑装置であって、（ｂ）前記第１機械式オイルポンプから吐出される潤滑油は、前記ギヤ機構に供給されるとともに、前記モータ室内の前記電動機の軸受に供給され、（ｃ）前記第２機械式オイルポンプから冷却パイプを経由して前記電動機に潤滑油が供給され、（ｄ）前記第１機械式オイルポンプから前記電動機に供給される潤滑油は、前記冷却パイプの外周面に設けられた樋の内側を経由して前記モータ室内の前記電動機の軸受に供給されることにある。

第１発明によれば、動力伝達装置のモータ室に収納された電動機と、前記モータ室に隣接して設けられた前記動力伝達装置のギヤ室に収納されたギヤ機構と、前記ギヤ機構の一部を構成するとともに駆動輪の車軸を回転駆動する出力部によって機械的に回転駆動される第１機械式オイルポンプと、内燃機関の駆動力によって前記ギヤ室に貯留された潤滑油を前記電動機に供給する第２機械式オイルポンプと、を備えた車両用動力伝達装置の潤滑装置であって、前記第１機械式オイルポンプから吐出される潤滑油は、前記ギヤ機構に供給されるとともに、前記モータ室内の前記電動機の軸受に供給される。そのため、高速の電動機走行においても前記電動機の軸受における潤滑油量の低下が生じることが無く、電動機走行の距離を延ばすことが可能となる。また、前記第２機械式オイルポンプから冷却パイプを経由して前記電動機に潤滑油が供給され、前記第１機械式オイルポンプから前記電動機に供給される潤滑油は、前記冷却パイプの外周面に設けられた樋の内側を経由して前記モータ室内の前記電動機の軸受に供給される。そのため、別途潤滑パイプを用いる場合と比較して、樋を経由してより少量の潤滑油を供給することが可能となるとともに、より小さい設置面積が可能となる。

本発明の車両用動力伝達装置の潤滑装置が適用される車両の概略構成を説明する骨子図である。 図１の車両用動力伝達装置に備えられる複数の軸の位置関係を示す断面図である。 図１の車両で実行可能な２種類の走行モードを説明する図である。 図３の２種類の走行モードの走行領域の一例を説明するマップである。 図１の車両用動力伝達装置の従来の潤滑装置の構成の一例を説明する油圧回路図である。 図１の車両用動力伝達装置の潤滑装置を収容するケース内の電動機、およびギヤ機構等の配置を示した断面図である。 図１の車両用動力伝達装置に用いられる、本発明の潤滑装置の構成の一例を説明する油圧回路図である。 図２の断面図に、モータ室内の電動機の軸受に供給される潤滑油の油路を加え、その配置の一例を示した図である。 図８に示された矢印の方向Ａから見た断面を示す矢視図である。 図９と異なった構造の、モータ室内の電動機の軸受に潤滑油を供給する油路を示した断面図である。 図１０の冷却パイプの外周面に設けられた樋の構造を説明する斜視図である。 図１０の冷却パイプおよび樋の構造を示す断面図である。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本発明が適用されるハイブリッド車両１０の車両用動力伝達装置（以下、動力伝達装置という）１２を説明する骨子図で、その動力伝達装置１２を構成している複数の軸が共通の平面内に位置するように展開して示した展開図である。図２は、その複数の軸の位置関係を示した断面図である。動力伝達装置１２は、複数の軸が車両幅方向に沿って配置されるＦＦ車両等の横置き型のハイブリッド車両用トランスアクスルで、図２に示されるケース１４内に収容されている。ケース１４は、必要に応じて複数の部材にて構成され、図２においては、複数の部材がボルト等で締結されるための面、すなわちケース合せ面４６が斜線で示されている。

動力伝達装置１２は、車両幅方向と略平行な第１軸線Ｓ１～第５軸線Ｓ５を備えており、第１軸線Ｓ１上には、駆動力源である内燃機関に対応するエンジン２０に連結された入力軸２２が設けられているとともに、その第１軸線Ｓ１と同心にシングルピニオン型の遊星歯車装置２４および電動機に相当する第１モータジェネレータＭＧ１が配設されている。遊星歯車装置２４および第１モータジェネレータＭＧ１は電動式差動部２６として機能するもので、差動機構である遊星歯車装置２４のキャリア２４ｃに入力軸２２が連結され、サンギヤ２４ｓに第１モータジェネレータＭＧ１が連結され、リングギヤ２４ｒに出力歯車Ｇｅが設けられている。第１モータジェネレータＭＧ１は電動モータおよび発電機として択一的に用いられるもので、発電機として機能する回生制御などでサンギヤ２４ｓの回転速度が連続的に制御されることにより、エンジン２０の回転速度が連続的に変化させられて出力歯車Ｇｅから出力される。また、第１モータジェネレータＭＧ１のトルクが０とされてサンギヤ２４ｓが空転させられることにより、エンジン２０の連れ廻りが防止される。

第２軸線Ｓ２上には、シャフト２８の両端に減速大歯車Ｇｒ１および減速小歯車Ｇｒ２が設けられた減速部３０が配設されており、減速大歯車Ｇｒ１は出力歯車Ｇｅと噛み合わされている。減速大歯車Ｇｒ１はまた、第３軸線Ｓ３上に配設された電動機すなわち第２モータジェネレータＭＧ２のモータ出力歯車Ｇｍと噛み合わされている。第２モータジェネレータＭＧ２は電動モータおよび発電機として択一的に用いられるもので、電動モータとして機能するように力行制御されることにより、ハイブリッド車両１０の走行用（駆動用）駆動力源として用いられる。この第２モータジェネレータＭＧ２は走行用電動機に相当する。

減速小歯車Ｇｒ２は、第４軸線Ｓ４上に配設されたディファレンシャル装置３２のデフリングギヤＧｄと噛み合わされており、エンジン２０および第２モータジェネレータＭＧ２からの駆動力がディファレンシャル装置３２を介して左右の車軸３６に分配され、左右の駆動輪３８に伝達される。このディファレンシャル装置３２は出力部に相当する。また、出力歯車Ｇｅ、減速大歯車Ｇｒ１、減速小歯車Ｇｒ２、デフリングギヤＧｄ（以下、特に区別しない場合は単にギヤ５２という）、遊星歯車装置２４、およびディファレンシャル装置３２によってギヤ機構１６が構成されている。

ディファレンシャル装置３２のデフリングギヤＧｄは、第５軸線Ｓ５上に配設された第１機械式オイルポンプＰ１（以降、第１オイルポンプとする）のポンプ駆動歯車Ｇｐと噛合わされている。第１オイルポンプは、デフリングギヤＧｄと噛み合わされたポンプ駆動歯車Ｇｐを介してディファレンシャル装置３２によって車両１０の走行にともなって機械的に回転駆動される機械式オイルポンプであり、デフリングギヤＧｄに連動して回転する減速大歯車Ｇｒ１や減速小歯車Ｇｒ２等にポンプ駆動歯車Ｇｐを噛み合わせて回転駆動されるようにすることも可能である。第２機械式オイルポンプＰ２（以降、第２オイルポンプとする）は、入力軸２２に連結されてエンジン２０により機械的に回転駆動される機械式オイルポンプである。

このようなハイブリッド車両１０においては、図３に示すＥＶ（Electric Vehicle）走行モードおよびＨＶ（Hybrid Vehicle）走行モードを実行可能であり、例えば図４に示すように要求駆動力（アクセル操作量など）および車速Ｖをパラメータとして定められたモード切換マップに従ってＥＶ走行モードおよびＨＶ走行モードに切り換えられる。ＥＶ走行モードは、エンジン２０を回転停止させた状態で第２モータジェネレータＭＧ２を力行制御することにより駆動力源として用いて走行するもので、低要求駆動力すなわち低負荷の領域で選択される。エンジン２０は、燃料供給等が停止させられるとともに、第１モータジェネレータＭＧ１のトルクが０とされて遊星歯車装置２４のサンギヤ２４ｓがフリー回転可能とされることにより、走行中であっても略回転停止させられる。ＨＶ走行モードは、第１モータジェネレータＭＧ１を回生制御することにより、エンジン２０を駆動力源として用いて走行するもので、ＥＶ走行モードよりも高要求駆動力（高負荷）の領域で選択される。このＨＶ走行モードでは、第２モータジェネレータＭＧ２は、加速時などにアシスト的に力行制御されて駆動力源として用いられ、或いは常時力行制御されて駆動力源として用いられる。

図５は、ハイブリッド車両１０が備えている従来の潤滑装置４９を説明する油圧回路図である。図５に示すように、潤滑装置４９は、吸入装置として第１オイルポンプＰ１およびストレーナ５８と第２オイルポンプＰ２およびストレーナ５６とを備えており、それぞれ異なる独立の第１供給経路Ｌ１、第２供給経路Ｌ２を介して動力伝達装置１２内の各部を分担して潤滑する。ディファレンシャル装置３２のデフリングギヤＧｄに機械的に回転駆動される第１オイルポンプＰ１からは、第１供給経路Ｌ１を介してギヤ５２およびディファレンシャル装置３２に潤滑油が供給される。第２オイルポンプＰ２は、入力軸２２に連結されてエンジン２０により機械的に回転駆動される機械式オイルポンプであり、第２オイルポンプに接続されている第２油路Ｌ２には、圧力上昇を制限するための1対のリリーフ弁ＬＶ１およびリリーフ弁ＬＶ２が設けられている。第２油路Ｌ２から供給される潤滑油は、水冷オイルクーラ４０を介して上掛けパイプ６０から第１モータジェネレータＭＧ１と上掛けパイプ６２から第２モータジェネレータＭＧ２とに供給されている。また、第２オイルポンプＰ２からは、絞りＯＲ１を介して遊星歯車装置２４に潤滑油が供給されるとともに、第１モータジェネレータＭＧ１の内部に設置されている軸芯冷却穴６４に供給されることによって第１モータジェネレータＭＧ１の冷却が行われる。また、軸芯冷却穴６４および上掛けパイプ６０からは、第１モータジェネレータＭＧ１の回転を保持するＬＨベアリング４２に潤滑油が供給される。

図６は、動力伝達装置１２のケース１４の内部を、図２に示された断面図と直角をなす方向、すなわち車両１０の後側から前側にむかう方向から見た第１電動機ＭＧ１、第２電動機ＭＧ２、ディファレンシャル装置３２、ギヤ５２等のケース１４内における配置の概略が示されている。なお、第１軸線Ｓ１、第３軸線Ｓ３、および第４軸線Ｓ４の相互の位置関係を明確にするため、車両後方の斜め上の方向から見た図として示されている。ケース１４の合わせ面４６により、ケース１４と図示されていないケース１４の一部とがボルト等によって締結されることにより潤滑油を保持する空間が形成される。ケース１４内の空間は、隔壁４８によってギヤ室７０とモータ室７２との２つの空間に区分されている。ギヤ室７０には、遊星歯車装置２４、ギヤ５２およびディファレンシャル装置３２等が収納され、モータ室７２には、第１モータジェネレータＭＧ１、第１モータジェネレータＭＧ１の回転を保持するＬＨベアリング４２および第２モータジェネレータＭＧ２等が収納されている。

図７は、本実施例のハイブリッド車両１０が備えている潤滑装置５０を説明する油圧回路図である。図５で示されるように、従来の潤滑装置４９においては、エンジン２０によって回転駆動される第２オイルポンプＰ２から第２油路Ｌ２を介して、上掛けパイプ６２の開口、および軸芯冷却穴６４からＬＨベアリング４２に潤滑油が供給されている。このため、従来の潤滑装置４９においては、高速かつ長時間のＥＶ走行において、第２オイルポンプＰ２が作動しないため第１モータジェネレータＭＧ１を保持しているＬＨベアリング４２における潤滑油量低下による寿命低下が生じやすくなっていた。本実施例においては、ディファレンシャル装置３２によって駆動される第１オイルポンプＰ１からＬＨベアリング４２に潤滑油を供給する第３油路Ｌ３および第１オイルポンプから供給される潤滑油を貯留するキャッチタンク５４を設け、キャッチタンク５４に接続された第４油路Ｌ４の開口からＬＨベアリング４２に潤滑油が供給される油圧回路が追加されている。これによって、車両１０のＥＶ走行中においてもＬＨベアリング４２に潤滑油が供給される。その外は、従来の潤滑装置４９と同一である。なおキャッチタンク５４は、所定量の潤滑油を貯留するとともに、ＬＨベアリング４２に継続的に潤滑油を供給できる公知の構造を備えている。

図８においては、ケース１４内に設置されたキャッチタンク５４と第３油路Ｌ３を構成する潤滑パイプ７４との位置が模式図として示されており、ケース１４の合せ面４６と直角をなす方向において、ギヤ室７０からモータ室７２に向かう方向からケース１４内のギヤ室７０を見た図が示されている。ギヤ室７０内には、第１軸線Ｓ１から第５軸線Ｓ１、ギヤ５２、モータ出力歯車Ｇｍ、ポンプ駆動歯車Ｇｐ、第１オイルポンプＰ１、が示されており、また１モータジェネレータＭＧ１の位置が一点鎖線で示されている。キャッチタンク５４は、ギヤ室７０において出力歯車Ｇｅの車両上側に設置され、破線で示されている潤滑パイプ７４を介して第１オイルポンプＰ１から潤滑油が供給される。

図９においては、図８の矢印Ａで示される方向、から見た断面が示されている。図９には、第１電動機ＭＧ１、ＬＨベアリング４２、第１電動機ＭＧ１に潤滑油を供給する上掛けパイプ６０、ＬＨベアリング４２に潤滑油を供給するケース１４に設けられた油路であるケース油穴６６、およびキャッチタンク５４が示されている。なお、ケース油穴６６は、ケース１４内に設けるのではなく、例えばギヤ室７０とモータ室７２とを貫通するケース開口４４に別個の部材からなるケース油穴６６を溶接などによって接合することとしても良い。キャッチタンク５４から供給される潤滑油は、ケース油穴６６を介してＬＨベアリングに供給される。なお、上掛けパイプ６２から供給される潤滑油は、第２オイルポンプＰ２から供給され、ケース油穴６６から供給される潤滑油は、第１オイルポンプＰ１から供給される。

本実施例によれば、動力伝達装置１２のモータ室７２に収納された第１モータジェネレータＭＧ１と、モータ室７２に隣接して設けられた動力伝達装置１２のギヤ室７０に収納されたギヤ機構１６と、ギヤ機構１６の一部を構成するとともに駆動輪３８の車軸３６を回転駆動するディファレンシャル装置３２によって機械的に回転駆動される第１オイルポンプＰ１と、エンジン２０の駆動力によってギヤ室７０に貯留された潤滑油を第１モータジェネレータＭＧ１に供給する第２オイルポンプＰ２と、を備えた車両用動力伝達装置１２の潤滑装置５０であって、第１オイルポンプＰ１から吐出される潤滑油は、ギヤ機構１６に供給されるとともに、モータ室７２内の第１モータジェネレータＭＧのＬＨベアリング４２に供給される。そのため、高速のＥＶ走行においても第１モータジェネレータＭＧ１のＬＨベアリング４２における潤滑油量の低下が生しることが無く、ＥＶ走行の距離を延ばすことが可能となる。

つぎに、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。

図１０は、図９に示されているケース油穴６６の構造を変更したものであり、その外は前記の実施例と同一である。図１０においては、第１オイルポンプＰ１によってキャッチタンク５４に貯留された潤滑油は、ケース１４に開口されたケース開口４４から滴下され、上掛けパイプ６２に樋７６を形成した樋付上掛けパイプ６８の桶７６を経由してＬＨベアリング４２に供給される。

図１１は、樋付上掛けパイプ６８をモータ室７２側の上方からみた斜視図である。図１２は、樋付上掛けパイプ６８の断面を示している。キャッチタンク５４からケース開口４４を介して供給される潤滑油は、矢印で示されるようにケース開口４４から樋７６に滴下され、樋７６を流動後、ＬＨベアリング４２に滴下される。

本実施例によれば、動力伝達装置１２のモータ室７２に収納された第１モータジェネレータＭＧ１と、モータ室７２に隣接して設けられた動力伝達装置１２のギヤ室７０に収納されたギヤ機構１６と、ギヤ機構１６の一部を構成するとともに駆動輪３８の車軸３６を回転駆動するディファレンシャル装置３２によって機械的に回転駆動される第１オイルポンプＰ１と、エンジン２０の駆動力によってギヤ室７０に貯留された潤滑油を第１モータジェネレータＭＧ１に供給する第２オイルポンプＰ２と、を備えた車両用動力伝達装置１２の潤滑装置５０であって、第１オイルポンプＰ１から吐出される潤滑油は、ギヤ機構１６に供給されるとともに、モータ室７２内の第１モータジェネレータＭＧのＬＨベアリング４２に供給される。そのため、高速のＥＶ走行においても第１モータジェネレータＭＧ１のＬＨベアリング４２における潤滑油量の低下が生しることが無く、ＥＶ走行の距離を延ばすことが可能となる。

さらに本実施例によれば、第２オイルポンプＰ２から上掛けパイプ６８を経由して第１電動機ＭＧ１に潤滑油が供給され、第１オイルポンプＰ１から第１電動機ＭＧ１に供給される潤滑油は、上掛けパイプ６８の外周面に設けられた樋７６の内側を経由してモータ室７２内の第１電動機ＭＧ１のＬＨベアリング４２に供給される。そのため、別途誘導油路６６を用いる場合と比較して、樋７６を経由してより少量の潤滑油を供給することが可能となるとともに、より小さい設置面積が可能となる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

上述の実施例においては、車両１０のＥＶ走行において、第１オイルポンプＰ１から、第１モータジェネレータＭＧ１の回転を保持するＬＨベアリング４２に潤滑油を供給するものであったが、特にＬＨベアリング４２に限らない。例えば、第２モータジェネレータＭＧ２の回転を保持するベアリング等、ＥＶ走行中に潤滑油の不足が生じる可能性のあるＬＨベアリング４２以外の部材に第１オイルポンプＰ１から潤滑油が供給されるものであっても良い。

また、上述の実施例においては、第１オイルポンプＰ１からＬＨベアリング４２に供給される潤滑油は、一旦キャッチタンク５４に貯留されるものとしたが、特にこれに限らず、例えばオリフィス等によって供給量が制限された潤滑油がＬＨベアリング４２等に供給されるものとしても良い。

さらに、前述の実施例においては、エンジン２０と２つのモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２とを駆動力源として備えるとともに、第１オイルポンプＰ１および第２オイルポンプＰ２を設置した車両１０であった。しかし、特にこれに限らず、例えばエンジン２０と１つのモータジェネレータＭＧもしくは３つ以上のモータジェネレータＭＧを備える車両に第１オイルポンプＰ１と第２オイルポンプＰ２とを搭載する場合においても適用できる。

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１２：動力伝達装置
２０：エンジン（内燃機関）
３２：ディファレンシャル装置（出力部）
３６：車軸
３８：駆動輪
４２：ＬＨベアリング（軸受）
５０：潤滑装置
６０、６２：上掛けパイプ（冷却パイプ）
７０：ギヤ室
７２：モータ室
７６：樋
ＭＧ１、ＭＧ２：第１、第２モータジェネレータ（電動機）
Ｐ１、Ｐ２：第１、第２オイルポンプ（第１、第２機械式オイルポンプ）

Claims (1)

1. 動力伝達装置のモータ室に収納された電動機と、前記モータ室に隣接して設けられた前記動力伝達装置のギヤ室に収納されたギヤ機構と、前記ギヤ機構の一部を構成するとともに駆動輪の車軸を回転駆動する出力部によって機械的に回転駆動される第１機械式オイルポンプと、内燃機関の駆動力によって前記ギヤ室に貯留された潤滑油を前記電動機に供給する第２機械式オイルポンプと、を備えた車両用動力伝達装置の潤滑装置であって、
   前記第１機械式オイルポンプから吐出される潤滑油は、前記ギヤ機構に供給されるとともに、前記モータ室内の前記電動機の軸受に供給され、
   前記第２機械式オイルポンプから冷却パイプを経由して前記電動機に潤滑油が供給され、
   前記第１機械式オイルポンプから前記電動機に供給される潤滑油は、前記冷却パイプの外周面に設けられた樋の内側を経由して前記モータ室内の前記電動機の軸受に供給される
   ことを特徴とする車両用動力伝達装置の潤滑装置。

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