(57)【要約】      （修正有）【課題】オイルポンプを用いること無くハウジングの内部を潤滑する。【解決手段】ハイブリッド車両用駆動装置１４の潤滑構造は、少なくとも発電機として機能する第１モータジェネレータ１８と、エンジン１２で発生する動力を第１モータジェネレータ１８及び駆動輪に分割する動力分割機構２１と、別に駆動輪を駆動するための動力を発生する第２モータジェネレータ１９と、それらを収容して潤滑油５１を貯留するハウジング２０とを備える。第１モータジェネレータ１８及び第２モータジェネレータ１９がそれぞれ複数設けられてハウジング２０内部において円周方向に交互に配置され、ハウジング２０の内底部に位置する第１モータジェネレータ１８及び第２モータジェネレータ１９がハウジング２０内部に貯留された潤滑油５１の油面に浸るように設けられる。【選択図】図１
2014237333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機あるいは発電機として機能する第１モータジェネレータ(18)と、エンジン(12)で発生する動力を前記第１モータジェネレータ(18)及び駆動輪(13)に分割する動力分割機構(21)と、前記駆動輪(13)を駆動するための動力を発生する第２モータジェネレータ(19)と、前記第１モータジェネレータ(18)，前記動力分割機構(21)及び前記第２モータジェネレータ(19)を収容して潤滑油(51)を貯留するハウジング(20)とを備えたハイブリッド車両用駆動装置の潤滑構造であって、
前記第１モータジェネレータ(18)及び前記第２モータジェネレータ(19)がそれぞれ複数設けられて前記ハウジング(20)内部において円周方向に交互に配置され、
前記ハウジング(20)の内底部に位置する前記第１モータジェネレータ(18)及び前記第２モータジェネレータ(19)が前記ハウジング(20)内部に貯留された潤滑油(51)の油面に浸るように設けられた
ことを特徴とするハイブリッド車両用駆動装置の潤滑構造。
【請求項２】
第１モータジェネレータ(18)及び第２モータジェネレータ(19)がそれぞれ一対設けられ、ハウジング(20)内部において一対の前記第１モータジェネレータ(18)及び一対の前記第２モータジェネレータ(19)が底辺を水平にして鉛直面にある仮想方形(A)の対角位置に配置された請求項１記載のハイブリッド車両用駆動装置の潤滑構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンと電動機という特性の異なる２種類の動力源を備え、状況に応じ駆動力を最適に組合わせて走行するようにしたハイブリッド車両に採用される駆動装置の潤滑構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、エンジンと電動機という特性の異なる２種類の動力源を備えたハイブリッド車両が開発・実用化されている。このハイブリッド車両では、前述した２種類の動力源の駆動力を状況に応じて最適に組合わせることで、各動力源の長所を活かし短所を補うようにしている。
【０００３】
このようなハイブリッド車両に採用される駆動装置としては、従来から種々提案されている。その１つに、図５に示すように、第１モータジェネレータ２と、動力分割機構３及び第２モータジェネレータ４とを備えたものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。第１モータジェネレータ２は主に発電機として機能するものであり、動力分割機構３は遊星歯車機構から構成され、エンジン５で発生する動力を第１モータジェネレータ２及び駆動輪６に分割するように構成される。第２モータジェネレータ４は主に電動機として機能し、エンジン５の動力とは別に駆動輪６を駆動するための補助動力を発生する。ここで、図５における符号７は、第２モータジェネレータ４の後方に設けられた減速装置７である。
【０００４】
このような第１モータジェネレータ２，動力分割機構３及び第２モータジェネレータ４は図示しないハウジングに収容され、動力分割機構３は遊星歯車機構から構成されることから、その歯車機構の摩耗を防止する観点からも、このハウジングの内部は潤滑される。その潤滑は従来、ハウジングの内部に設けられたオイルポンプにより、そのハウジング内部に貯留された潤滑油を吸入し、その後に動力分割機構３に供給して潤滑させる、いわゆる強制潤滑が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１９１７６１号公報（段落番号「００３３」等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、潤滑に必要なオイルポンプをハウジングの内部に設けることは、そのポンプを収容するスペースが必要なことから、必然的にハウジングが大型化する不具合があった。また、ハウジングの内部にオイルポンプを収容することから、オイルポンプの費用が生じて得られた駆動装置の単価が押し上げられる不具合もあった。
【０００７】
本発明の目的は、オイルポンプを用いること無くハウジングの内部を潤滑し得るハイブリッド車両用駆動装置の潤滑構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、電動機あるいは発電機として機能する第１モータジェネレータと、エンジンで発生する動力を第１モータジェネレータ及び駆動輪に分割する動力分割機構と、駆動輪を駆動するための動力を発生する第２モータジェネレータと、第１モータジェネレータ，動力分割機構及び第２モータジェネレータを収容して潤滑油を貯留するハウジングとを備えたハイブリッド車両用駆動装置の潤滑構造である。
【０００９】
その特徴ある構成は、第１モータジェネレータ及び第２モータジェネレータがそれぞれ複数設けられてハウジング内部において円周方向に交互に配置され、ハウジングの内底部に位置する第１モータジェネレータ及び第２モータジェネレータがハウジング内部に貯留された潤滑油の油面に浸るように設けられたところにある。
【００１０】
第１モータジェネレータ及び第２モータジェネレータがそれぞれ一対設けられる場合、ハウジング内部において一対の第１モータジェネレータ及び一対の第２モータジェネレータが底辺を水平にして鉛直面にある仮想方形の対角位置に配置されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のハイブリッド車両用駆動装置の潤滑構造では、ハウジングの内底部に位置する第１モータジェネレータ及び第２モータジェネレータを潤滑油の油面に浸るように設けたので、その第１モータジェネレータ及び第２モータジェネレータが、ハウジング内部に貯留された潤滑油を掻き上げることにより、オイルポンプを用いること無くハウジングの内部に存在する動力分割機構を潤滑することができる。
【００１２】
ここで、この駆動装置では、第１モータジェネレータ及び第２モータジェネレータのいずれか一方が停止することはあるけれども、第１モータジェネレータ及び第２モータジェネレータを潤滑油の油面に浸るように設けたので、一方が停止したときには他方が潤滑油を掻き上げるので、ハウジングの内部を常に潤滑させることができる。この結果、従来必要とされた潤滑用のオイルポンプは不要に成り、そのポンプを収容することに起因するハウジングの大型化やその単価が押し上げられることを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明実施形態のハイブリッド車両用駆動装置の潤滑構造を示す断面構成図である。
【図２】そのハイブリッド車両用駆動装置の一対ずつ設けられたモータジェネレータの配置を示す斜視図である。
【図３】そのハイブリッド車両用駆動装置の構成図である。
【図４】そのエンジンと各モータジェネレータの回転速度の関係を示す図である。
【図５】従来のハイブリッド車両用駆動装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図３に示すように、本発明は、フロントエンジンリヤドライブ（ＦＲ）式の駆動方式を有するハイブリッド車両１１に用いられる駆動装置の潤滑構造である。このハイブリッド車両１１は、エンジン１２が前部に設けられ、後部に駆動輪１３が設けられる。このエンジン１２と駆動輪１３との間には、本発明の潤滑の対象となる駆動装置１４、プロペラシャフト１５、ディファレンシャルギア１６、一対のアクスルシャフト１７等が設けられる。プロペラシャフト１５は、駆動装置１４の出力をディファレンシャルギア１６に伝える軸である。ディファレンシャルギア１６は、プロペラシャフト１５からの動力を両アクスルシャフト１７に分けて伝える差動装置である。各アクスルシャフト１７は、ディファレンシャルギア１６によって分けられた動力を駆動輪１３に伝える軸である。
【００１６】
ハイブリッド車両用駆動装置１４は、電動機あるいは発電機として機能する第１モータジェネレータ１８と、エンジン１２で発生する動力を第１モータジェネレータ１８及び駆動輪１３に分割する動力分割機構２１と、その動力分割機構２１で駆動輪１３に分割された動力とは別に、駆動輪１３を駆動するための動力を発生する第２モータジェネレータ１９と、この第１モータジェネレータ１８，動力分割機構２１及び第２モータジェネレータ１９を収容して潤滑油５１を貯留するハウジング２０（図１）とを備える。
【００１７】
第１モータジェネレータ１８及び第２モータジェネレータ１９は、電動機あるいは発電機として機能し、かつそれらの機能が状況に応じて切替え可能な電動機、例えば交流同期電動機によって構成される。具体的に、第１モータジェネレータ１８は、第１ステータ（固定子）３２及びその第１ステータ３２に回転可能に挿通された第１ロータ（回転子）３３を備え、第１ステータ３２の図示しないステータコイルへの通電により第１ロータ３３が回転するように構成される。また、第２モータジェネレータ１９にあっても、第２ステータ（固定子）３９及びその第２ステータ３９に回転可能に挿通された第２ロータ（回転子）４１を備え、第２ステータ３９の図示しないステータコイルへの通電により第２ロータ４１が回転するように構成される。
【００１８】
ここで、車両の通常の走行時には、第１モータジェネレータ１８はエンジン１２の動力により発電を行う発電機としての役割を主に担う。また、第２モータジェネレータ１９はエンジン１２の補助動力を発生する電動機としての役割を主に担う。別の表現をすると、第２モータジェネレータ１９は電動機として機能する場合、エンジン１２の補助動力源としてエンジン１２の動力を必要に応じてアシスト（補助）し、駆動力を高める。なお、この第１及び第２モータジェネレータ１８，１９は発電機と電動機の機能を併せ持つものでなく、いずれか一方の機能を有するだけにしても良い。
【００１９】
動力分割機構２１は、エンジン１２の動力を、駆動輪１３を直接駆動するための車両駆動力と、第１モータジェネレータ１８を作動させて発電を行わせるための発電駆動力とに適切に分割するための機構である。動力分割機構２１は、互いに同一の軸心を有するサンギヤ２２、リングギヤ２３及びプラネタリキャリヤ２４が回転可能に連結された遊星歯車機構によって構成される。
【００２０】
具体的に説明すると、サンギヤ２２には入力軸２７が相対回転可能に挿通される。入力軸２７は、トランスアクスルダンパ２８を介して、エンジン１２の出力軸であるクランク軸２９に連結される。サンギヤ２２には入力軸２７上においてそのサンギヤ２２と一体に回転する補助ギヤ２６が連結される。この補助ギヤ２６はサンギヤ２２より大径に形成され、その補助ギヤ２６には、第１モータジェネレータ１８の第１ロータ３３における回転軸３４に設けられた第１ピニオンギヤ３５が歯合するように構成される。これにより、このサンギヤ２２は第１モータジェネレータ１８に連結される。
【００２１】
リングギヤ２３には、入力軸２７と同軸の出力軸４９が連結されて回転可能に支持される。この出力軸４９は、前述したプロペラシャフト１５、ディファレンシャルギア１６、アクスルシャフト１７等を介して駆動輪１３に連結される。これにより、このリングギヤ２３は、これらを介して駆動輪１３に接続される。
【００２２】
また、プラネタリキャリヤ２４は、入力軸２７に一体的に回転可能に取付けられ、これにより、このプラネタリキャリヤ２４は、エンジン１２で発生する動力により回転するように構成される。そして、プラネタリキャリヤ２４にはピニオンギヤ２５が回転可能に軸支される。ピニオンギヤ２５はサンギヤ２２及びリングギヤ２３間に位置し、両ギヤ２２，２３間に回転可能に噛み合わされる。
【００２３】
このため、このような構成の動力分割機構２１では、エンジン１２で発生して入力軸２７に伝達された動力が、プラネタリキャリヤ２４、ピニオンギヤ２５、サンギヤ２２、補助ギヤ２６及び第１ピニオンギヤ３５を介して第１モータジェネレータ１８の第１ロータ３３に伝達される。また、入力軸２７に伝達されたエンジン１２の動力は、プラネタリキャリヤ２４及びピニオンギヤ２５を介してリングギヤ２３（出力軸４９）にも伝達される。
【００２４】
一方、内周にピニオンギヤ２５に歯合する内歯２３ａが形成されたリングギヤ２３の外面には外歯２３ｂが一体的に形成され、その外歯２３ｂに噛合する第２ピニオンギヤ４３が、第２モータジェネレータ１９の第２ロータ４１における回転軸４２に設けられる。この外歯２３ｂ及び第２ピニオンギヤ４３により、このリングギヤ２３は第２モータジェネレータ１９に連結される。そして、第２モータジェネレータ１９の第２ロータ４１の回転が回転軸４２、第２ピニオンギヤ４３及びリングギヤ２３を介して出力軸４９に伝達される。ここで、第２ピニオンギヤ４３はリングギヤ２３より小径に形成され、このような第２ピニオンギヤ４３を用いることにより、第２ロータ４１の回転は減速されてリングギヤ２３に伝達され、この減速によりトルクの増した回転が出力軸４９に加わり、エンジン１２の駆動力が補助される。
【００２５】
そして、本発明の特徴ある構成は、図１及び図２に示すように、第１モータジェネレータ１８及び第２モータジェネレータ１９がそれぞれ複数設けられてハウジング２０内部において円周方向に交互に配置されたところにある。この実施の形態では、第１モータジェネレータ１８と第２モータジェネレータ１９の双方がそれぞれ一対設けられ、それら一対の第１モータジェネレータ１８と一対の第２モータジェネレータ１９が、エンジン１２と動力分割機構２１の間に設けられる場合を示す。ただし、図３では、便宜上第１モータジェネレータ１８と第２モータジェネレータ１９をそれぞれ１つずつ描いている。
【００２６】
図２及び図３では、エンジン１２の動力を動力分割機構２１に伝達する入力軸２７の周りに、第１モータジェネレータ１８及び第２モータジェネレータ１９がその周方向に交互に設けられる場合を示す。そして、図１に示すように、ハウジング２０の内底部に位置する第１モータジェネレータ１８及び第２モータジェネレータ１９は、ハウジング２０の内部に貯留された潤滑油５１の油面に浸るように設けられる。図では、その第１モータジェネレータ１８及び第２モータジェネレータ１９が、その潤滑油を掻き上げるように水平方向に隣接して設けられる場合を示す。
【００２７】
この実施の形態では、第１モータジェネレータ１８及び第２モータジェネレータ１９がそれぞれ一対設けられるので、図１に示すように、ハウジング２０の内部において、底辺を水平にして鉛直面にある方形Ａを仮想した場合に、一対の第１モータジェネレータ１８及び一対の第２モータジェネレータ１９は、その底辺を水平にして鉛直面にある仮想方形Ａの対角位置に配置されることになる。図１では、正方形から成る仮想方形Ａを示すので、第１モータジェネレータ１８と第２モータジェネレータ１９は、入力軸２７を中心とする周方向に略９０度毎に交互に設けられ、ハウジング２０の内底部に位置する第１モータジェネレータ１８及び第２モータジェネレータ１９がハウジング２０の内部において水平方向に隣接して互いに平行に設けられ、これにより潤滑油の油面に浸るように設けられる場合を示す。
【００２８】
なお、図２及び図３に示すように、第１モータジェネレータ１８及び第２モータジェネレータ１９はともにインバータ６１を介して高電圧バッテリ６２に接続される。インバータ６１は、高電圧バッテリ６２の高電圧直流電流と、第１モータジェネレータ１８，第２モータジェネレータ１９の交流電流とを変換しながら電流を制御する装置である。
【００２９】
次に、このように構成されたハイブリッド車両用駆動装置の動作を、ハイブリッド車両の走行状況に応じて説明する。
【００３０】
発進時、低速走行時等、駆動輪１３の回転が低速かつ高負荷となってエンジン効率が低くなる領域では、エンジン１２の作動が停止され、高電圧バッテリ６２から第２モータジェネレータ１９に電力が供給される。第２モータジェネレータ１９の第２ロータ４１が回転し、その第２ロータ４１の回転が回転軸４２、第２ピニオンギヤ４３及びリングギヤ２３を介して出力軸４９に伝達される。出力軸４９の回転はプロペラシャフト１５等を通じて駆動輪１３に伝達される。このように第２モータジェネレータ１９の動力のみによって駆動輪１３が駆動される。このとき第１モータジェネレータ１８では第１ロータ３３が空転する。このときの第１モータジェネレータ１８と、エンジン１２と、第２モータジェネレータ１９のそれぞれの回転数の関係を図４（ａ）に示す。
【００３１】
また、このようにエンジン効率が低くなる領域では、エンジン１２を作動させるとしても、第２モータジェネレータ１９の第２ロータ４１を回転させることにより、エンジンの回転数を低く抑えることもできる。このときの第１モータジェネレータ１８と、エンジン１２と、第２モータジェネレータ１９のそれぞれの回転数の関係を図４（ｂ）に示す。
【００３２】
一方、通常走行時には、エンジン１２が作動され、その動力が動力分割機構２１によって２つの経路に分割された後、駆動輪１３に伝達される。１つの経路は、入力軸２７に入力された動力をピニオンギヤ２５及びリングギヤ２３に伝達する経路である。この経路に分割された動力は、出力軸４９に直接伝達される。
【００３３】
もう１つの経路は、発電機を駆動して発電する経路である。詳しくは、入力軸２７に入力された動力を、ピニオンギヤ２５、サンギヤ２２、補助ギヤ２６及び第１ピニオンギヤ３５を介して第１モータジェネレータ１８の第１ロータ３３に伝達する経路である。この動力伝達によって第１モータジェネレータ１８では第１ロータ３３が回転して発電が行われる。発電された電力は第２モータジェネレータ１９に供給され、この第２モータジェネレータ１９がエンジン１２の補助動力源として使用される。
【００３４】
すなわち、第２モータジェネレータ１９の第２ロータ４１が回転し、その第２ロータ４１の回転が回転軸４２、第２ピニオンギヤ４３及びリングギヤ２３を介して出力軸４９に伝達される。そして、両経路を通じて伝達されて、最終的に出力軸４９から出力される動力によって駆動輪１３が駆動されることとなる。このときの第１モータジェネレータ１８と、エンジン１２と、第２モータジェネレータ１９のそれぞれの回転数の関係を図４（ｃ）に示す。
【００３５】
特に、登坂状態等の高負荷時には、前述した通常走行時に加え、第２モータジェネレータ１９に対し高電圧バッテリ６２からも電力が供給される。このため、第２モータジェネレータ１９による補助動力がさらに増大する。このように、第２モータジェネレータ１９による補助動力を増大させたときの第１モータジェネレータ１８と、エンジン１２と、第２モータジェネレータ１９のそれぞれの回転数の関係を図４（ｄ）に示す。
【００３６】
図３に示すように、動力分割機構２１が遊星歯車機構から構成されている場合、第１モータジェネレータ１８と、エンジン１２と、第２モータジェネレータ１９のそれぞれの回転数の関係は、図４に示すように、必ず直線を成すような共線図の関係を有し、車両が走行中は、第１モータジェネレータ１８及び第２モータジェネレータ１９のいずれか一方が停止することはあるけれども、その双方が停止することはない。
【００３７】
そして、このようなハイブリッド車両用駆動装置１４では、動力分割機構３を構成する遊星歯車機構の摩耗を防止する観点からも潤滑が行われ、ハウジング２０の内部にはその潤滑のための潤滑油が貯留される。この潤滑油５１の量は、図１に示すように、少なくとも、ハウジング２０の内底部に水平に設けられた第１モータジェネレータ１８及び第２モータジェネレータ１９のそれぞれの回転軸３４，４２に設けられた第１及び第２ピニオンギヤ３５，４３が接する程度に貯留される。図１では、更にリングギヤ２３が接する程度にまで貯留された状態を示す。
【００３８】
そして、本発明では、ハウジング２０の内底部に位置する第１モータジェネレータ１８及び第２モータジェネレータ１９を水平方向に隣接させて、潤滑油の油面に浸るように設けたので、その第１モータジェネレータ１８及び第２モータジェネレータ１９が駆動すると、それらの回転軸３４，４２に設けられた第１及び第２ピニオンギヤ３５，４３が回転して、ハウジング２０の内部に貯留された潤滑油５１を掻き上げることになる。図１に示すように、潤滑油５１にリングギヤ２３が接触していると、その回転するリングギヤ２３も潤滑油を掻き上げることになる。すると、掻き上げられた潤滑油５１は、ハウジング２０に収容された動力分割機構２１を潤滑することになるので、本発明では、オイルポンプを用いること無くハウジング２０の内部に存在する動力分割機構２１を潤滑することができるものになる。
【００３９】
ここで、この駆動装置１４では、動力分割機構２１が遊星歯車機構から構成されており、この遊星歯車機構では、第１モータジェネレータ１８とエンジン１２と第２モータジェネレータ１９のそれぞれの回転数は、図４に示すように直線となる共線図の関係となる。このことから、車両が走行中は、第１モータジェネレータ１８及び第２モータジェネレータ１９のいずれか一方が停止することはあるけれども、その双方が停止することはない。すると、本発明では、ハウジング２０の内底部における第１モータジェネレータ１８及び第２モータジェネレータ１９を水平方向に隣接させて、潤滑油の油面に浸るように設けたので、一方が停止したときには他方が潤滑油５１を掻き上げるので、ハウジング２０の内部において潤滑油５１は常に掻き上げられることになり、ハウジング２０の内部に存在する動力分割機構２１をその掻き上げられた潤滑油５１により常に潤滑させることができる。この結果、従来必要とされた潤滑用のオイルポンプは不要に成り、そのポンプを収容することに起因するハウジングの大型化や、オイルポンプを用いることに起因して単価が押し上げられるようなことを回避することができる。
【００４０】
また、第１モータジェネレータ１８と第２モータジェネレータ１９をそれぞれ一対設けると、図１及び図２に示すように、ハウジング２０の内部において、底辺を水平にして鉛直面にある仮想方形Ａの対角位置に一対の第１モータジェネレータ１８及び一対の第２モータジェネレータ１９を配置することにより、ハウジング２０の内部において無駄なスペースが生じることは防止され、更なるスペースの有効利用を図ることができる。
【００４１】
なお、上述した実施の形態では、第１モータジェネレータ１８及び第２モータジェネレータ１９は電動機或いは発電機として機能するものとして、交流同期電動機を用いて説明したけれども、この第１モータジェネレータ１８及び第２モータジェネレータ１９は、交流同期電動機に限られずに、ＶＲ型（可変リラクタンス型）同期電動機、バーニアモータ、直流電動機、誘導電動機、超電動モータ、ステップモータ等を用いることができる。
【符号の説明】
【００４２】
１１  ハイブリッド車両
１２  エンジン
１３  駆動輪
１４  駆動装置
１８  第１モータジェネレータ
１９  第２モータジェネレータ
２０  ハウジング
２１  動力分割機構
５１  潤滑油
Ａ  仮想方形
【図１】
2014237333.tif 000003
【図２】
2014237333.tif 000004
【図３】
2014237333.tif 000005
【図４】
2014237333.tif 000006
【図５】
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