(57)【要約】【課題】  モータを駆動制御する制御装置をより簡易な構成で冷却する。【解決手段】  自動車の後輪駆動系のモータを駆動制御するパワーコントロールユニット（以下、ＰＣＵという）５０に冷却フィン９０を取り付けて、後輪用のギヤ機構６４やディファレンシャルギヤ６５が収められたギヤケース９４内に冷却フィン９０が突出するようＰＣＵ５０をギヤケース９４の上部に載置すると共にディファレンシャルギヤ６５をその一部が潤滑油に浸漬させるよう配置することにより、自動車の走行に伴って回転するディファレンシャルギヤ６５により掻き上げられた潤滑油を冷却フィン９２に掛けてＰＣＵ５０を冷却する。ギヤ機構６４やディファレンシャルギヤ６５を潤滑する潤滑油でＰＣＵ５０の冷却するから、より簡易な構成でＰＣＵ５０を冷却することができる。【選択図】        図２
2006264442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の車軸と第２の車軸とに動力を出力して走行する自動車に搭載され、前記第１の車軸を駆動する駆動装置であって、
前記第１の車軸に動力を出力可能な動力手段と、
該動力手段に隣接して配置され該動力手段を駆動制御する駆動制御手段と、
液状媒体を用いて前記動力手段の機械部分を潤滑すると共に前記駆動制御手段を冷却する潤滑冷却手段と、
を備える駆動装置。
【請求項２】
前記潤滑冷却手段は、前記動力手段の機械部分の少なくとも一部を浸漬するよう前記液状媒体を貯留する貯留部を有し、前記機械部分の浸漬部によって掻き上げられた液状媒体を用いて直接または間接に前記駆動制御手段を冷却する手段である請求項１記載の駆動装置。
【請求項３】
前記潤滑冷却手段は、前記液状媒体を貯留する貯留部と、該貯留部に貯留している液状媒体が前記駆動制御手段および前記動力手段に供給されるよう圧送する圧送手段と、を備える手段である請求項１記載の駆動装置。
【請求項４】
前記駆動制御手段は、前記液状媒体が供給される供給路に対して前記動力手段と直列または並列に配置された手段である請求項３記載の駆動装置。
【請求項５】
請求項１ないし４いずれか記載の駆動装置を搭載する自動車であって、
前記第２の車軸に動力を出力可能な第２動力手段を備え、
前記第１の車軸は後輪または前輪に連結されてなり、
前記第２の車軸は前記第１の車軸が連結された車輪と異なる車輪に連結されてなる
自動車。
【請求項６】
前記第２動力手段は内燃機関であり、前記動力手段は電動機であり、前記駆動制御手段は走行状態に基づいて前記動力手段を間欠運転するよう制御する手段である請求項５記載の自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動装置および自動車に関し、詳しくは、第１の車軸と第２の車軸とに動力を出力して走行する自動車に搭載され第１の車軸を駆動する駆動装置およびこの駆動装置を搭載する自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の駆動装置としては、走行用の動力を出力するモータに駆動用インバータおよび平滑コンデンサを近接して設けたものが提案されている（特に、特許文献１参照）。この装置では、内部を冷却水が循環するヒートシンクの一方の面にインバータを取り付け、他方の面に平滑コンデンサを取り付けることにより、一つのヒートシンクでインバータと平滑コンデンサとを冷却することができる。
【特許文献１】特開２００４−８８９８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述の装置では、モータを駆動する駆動用インバータや平滑コンデンサなどの駆動回路を冷却するためにはヒートシンク内に冷却水を循環させるためのポンプなどの装置を別途設ける必要があり、装置が複雑になってしまう。
【０００４】
本発明の駆動装置および自動車は、第１の車軸と第２の車軸とに動力を出力して走行する自動車に搭載され第１の車軸を駆動する駆動装置において、第１の車軸に動力を出力可能な動力装置を駆動制御する駆動制御回路を簡易な構成で冷却することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の駆動装置および自動車は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の駆動装置は、
第１の車軸と第２の車軸とに動力を出力して走行する自動車に搭載され、前記第１の車軸を駆動する駆動装置であって、
前記第１の車軸に動力を出力可能な動力手段と、
該動力手段に隣接して配置され該動力手段を駆動制御する駆動制御手段と、
液状媒体を用いて前記動力手段の機械部分を潤滑すると共に前記駆動制御手段を冷却する潤滑冷却手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
本発明の駆動装置では、液状媒体を用いて動力手段の機械部分を潤滑すると共に駆動制御手段を冷却する。つまり、潤滑冷却手段で動力手段の機械部分の潤滑と駆動制御手段の冷却とを兼ねるから、簡易な構成で駆動制御手段を冷却することができる。なお、「液状媒体」には、潤滑油が含まれる。
【０００８】
本発明の駆動装置において、前記潤滑冷却手段は、前記動力手段の機械部分の少なくとも一部を浸漬するよう前記液状媒体を貯留する貯留部を有し、前記機械部分の浸漬部によって掻き上げられた液状媒体を用いて直接または間接に前記駆動制御手段を冷却する手段であるものとすることもできる。こうすれば、貯留された液状媒体を動力手段の機械部分の浸漬部により掻き上げて駆動制御手段を冷却することができる。
【０００９】
本発明の駆動装置において、前記潤滑冷却手段は、前記液状媒体を貯留する貯留部と、該貯留部に貯留している液状媒体が前記駆動制御手段および前記動力手段に供給されるよう圧送する圧送手段と、を備える手段であるものとすることもできる。こうすれば、圧送手段により液状媒体を駆動制御手段および動力手段に供給して駆動制御手段を冷却すると共に動力手段の機械部分を潤滑することができる。この場合、前記駆動制御手段は、前記液状媒体が供給される供給路に対して前記動力手段と直列または並列に配置された手段であるものとすることもできる。
【００１０】
本発明の自動車は、上述したいずれかの態様の本発明の駆動装置、すなわち、基本的には、第１の車軸と第２の車軸とに動力を出力して走行する自動車に搭載され、前記第１の車軸を駆動する駆動装置であって、前記第１の車軸に動力を出力可能な動力手段と、該動力手段に隣接して配置され該動力手段を駆動制御する駆動制御手段と、液状媒体を用いて前記動力手段の機械部分を潤滑すると共に前記駆動制御手段を冷却する潤滑冷却手段と、を備える駆動装置を搭載する自動車であって、前記第２の車軸に動力を出力可能な第２動力手段を備え、前記第１の車軸は後輪または前輪に連結されてなり、前記第２の車軸は前記第１の車軸が連結された車輪と異なる車輪に連結されてなることを要旨とする。
【００１１】
本発明の自動車では、上述したいずれかの態様の本発明の駆動装置を搭載しているから、本発明の駆動装置が奏する効果、例えば、簡易な構成で駆動制御手段を冷却することができる効果などと同様の効果を奏することができる。なお、第２動力手段には内燃機関や電動機が含まれる。
【００１２】
本発明の自動車において、前記第２動力手段は内燃機関であり、前記動力手段は電動機であり、前記駆動制御手段は走行状態に基づいて前記動力手段を間欠運転するよう制御する手段であるものとすることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１４】
図１は、本発明の実施例としての駆動装置を搭載したハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。ハイブリッド自動車２０は、前輪３６ａ，３６ｂを駆動する前輪駆動系と、後輪６７ａ，６７ｂを駆動する実施例の駆動装置としての後輪駆動系と、装置全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット（以下、ハイブリッドＥＣＵ）７０とを備える。
【００１５】
前輪駆動系は、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフトに接続されたトルクコンバータ２５と、トルクコンバータ２５の出力側にクラッチＣ１を介して接続されエンジン２２からの動力を無段階に変速して出力するＣＶＴ２６とを備える。クラッチＣ１は、必要に応じて接続されたり接続を解除される。エンジン２２のクランクシャフトには、オルタネータ４０がベルトを介して取り付けられており、その発電電力を高圧バッテリ４２やインバータ５４を介してモータ６０に供給したり、ＤＣ／ＤＣコンバータ５６を介して低圧バッテリ４４に供給する。なお、エンジン２２やトルクコンバータ２５，ＣＶＴ２６，オルタネータ４０，クラッチＣ１の制御は、ハイブリッドＥＣＵ７０により行なわれている。また、高圧バッテリ４２や低圧バッテリ４４の管理は、モータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵ）５２により行なわれている。
【００１６】
後輪駆動系は、モータ６０と、モータ６０を駆動制御するパワーコントロールユニット（以下、ＰＣＵという）５０とを備え、モータ６０からの動力をギヤ機構６４やギヤ機構６４の外歯歯車のギヤ６４ａと噛合するリングギヤを含むディファレンシャルギヤ６５を介して後軸６６に出力して後輪６７ａ，６７ｂを駆動する。なお、ギヤ機構６４とディファレンシャルギヤ６５は、機械部分が潤滑油により潤滑されている。
【００１７】
ＰＣＵ５０は、モータ６０を駆動するインバータ５４と、ＤＣ／ＤＣコンバータ５６と、モータ６０やＤＣ／ＤＣコンバータ５６を制御するモータＥＣＵ５２とを備え、インバータ５４やＤＣ／ＤＣコンバータ５６、モータＥＣＵ５２がアルミニウムなど放熱性の良い材料からなる筐体に気密封止された構成となっている。インバータ５４は、ＩＧＢＴがスイッチング素子として組み込まれた通常のモータ駆動用インバータとして構成されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ５６は、直流電力を異なる電圧の直流電力に変換する通常のＤＣ／ＤＣコンバータとして構成されている。モータＥＣＵ５２は、半導体素子で構成された図示しないＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、モータ６０やＤＣ／ＤＣコンバータ５６を制御するために必要な信号が入出力されたり、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信して各種制御信号やデータのやり取りを行なっている。
【００１８】
ハイブリッドＥＣＵ７０は、図示しないＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、図示しないアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサからのアクセル開度など装置全体の制御に必要なデータなどが入力されている。
【００１９】
こうして構成されたハイブリッド自動車２０は、操作者のアクセル操作に応じて、主としてエンジン２２からの動力を前輪３６ａ，３６ｂに出力して走行し、必要に応じてモータ６０からの動力を後輪６７ａ，６７ｂに出力して４輪駆動により走行する。また、ハイブリッド自動車２０では、図示しないアクセルペダルを戻したときには、クラッチＣ１の接続を解除してエンジン２２をＣＶＴ２６から切り離した状態でエンジン２２を停止すると共にモータ６０を回生制御したり、クラッチＣ１を接続した状態でエンジンブレーキによる制動力を用いると共にモータ６０を回生制御して必要な減速度が確保される。４輪駆動により走行する場合の例としては、例えば図示しないアクセルペダルが大きく踏み込まれた急加速時や車輪がスリップしたとき，冬場の雪路で図示しない４ＷＤスイッチがオンされたときなどがあげられる。このようにハイブリッド自動車２０では、急加速時や車輪のスリップ時など限定された場合にだけモータ６０を駆動するモータ６０の間欠運転制御が行なわれるから、ＰＣＵ５０のインバータ５４も間欠的にしか駆動されないし、ＰＣＵ５０のモータＥＣＵ５２も負荷が比較的小さい。
【００２０】
続いて、本発明の駆動装置におけるＰＣＵ５０の冷却機構について説明する。図２は、ＰＣＵ５０の冷却機構を説明する説明図である。ＰＣＵ５０は、底部にアルミニウムなど放熱性の良い材料からなる冷却フィン９０が取り付けられており、冷却フィン９０がギヤ機構６４やリングギヤを含むディファレンシャルギヤ６５が収納されているギヤケース９４内に突出するようギヤケース９４の上部に載置されている。ギヤケース９４の底部には、ギヤ機構６４やディファレンシャルギヤ６５の機械部分を潤滑する潤滑油が貯留されており、ディファレンシャルギヤ６５は、その一部がギヤケース９４に貯留された潤滑油に浸漬されるようギヤケース９４内に配置されている。
【００２１】
ここで、ＰＣＵ５０の冷却機構の動作と潤滑油の循環について説明する。ハイブリッド自動車２０が走行しているときには、ハイブリッド自動車２０の走行に伴い後輪６７ａ，６７ｂが駆動してディファレンシャルギヤ６５が回転する。これに伴い、ギヤケース９４の底部に貯留された潤滑油がディファレンシャルギヤ６５に掻き上げられてＰＣＵ５０の冷却フィン９０に当たり、冷却フィン９０に当たった潤滑油と冷却フィン９０との熱交換によりＰＣＵ５０を冷却する。冷却フィン９０に当たった潤滑油は、滴下してギヤケース９４の底部に貯留され、再びディファレンシャルギヤ６５に掻き上げられる。つまり、ディファレンシャルギヤ６５で掻き上げられた潤滑油は、ＰＣＵ５０を冷却すると共にギヤケース９４内で循環する。このようにギヤケース９４内で循環する潤滑油を用いてＰＣＵ５０を冷却するから、ＰＣＵ５０の冷却用の冷却水ポンプなどを別途設ける必要がなく、簡易な構成でＰＣＵ５０を冷却することができる。ＰＣＵ５０の発熱は、インバータ５４やモータＥＣＵ５２による発熱が主となるが、前述したように、インバータ５４は間欠的にしか駆動されないし、モータＥＣＵ５２は負荷が比較的小さいため、ＰＣＵ５０の発熱も間欠的になる。従って、潤滑油だけでもＰＵＣ５０を充分に冷却することができる。
【００２２】
以上説明した実施例の駆動装置によれば、ディファレンシャルギヤ６５で掻き上げられた潤滑油を用いてＰＣＵ５０を冷却するから、ＰＣＵ５０を冷却水で冷却するものと比較して簡易な構成でＰＣＵ５０を冷却することができる。特に、モータ６０は間欠運転されるよう制御されるからＰＣＵ５０の発熱も間欠的であり、潤滑油でもＰＣＵ５０を充分冷却できる。
【００２３】
実施例の駆動装置では、ＰＣＵ５０に取り付けた冷却フィン９０にディファレンシャルギヤ６５で掻き上げた潤滑油を直接掛けてＰＣＵ５０を冷却するものとしたが、ディファレンシャルギヤ６５で掻き上げた潤滑油にＰＣＵ５０を浸漬させて冷却するものとしてもよい。この場合、図３に例示するように、ディファレンシャルギヤ６５の上方にディファレンシャルギヤ６５で掻き上げた潤滑油を一旦貯留する貯留部９４ａを設け、貯留部９４ａに貯留した潤滑油にＰＣＵ５０を浸漬させて冷却するものとしてもよい。なお、貯留部９４ａに貯留された潤滑油は、貯留部９４ａの底部に設けられた排出穴から滴下してギヤケース９４の底部に貯留されて、再びディファレンシャルギヤ６５に掻き上げられることにより、ギヤケース９４内で循環している。
【００２４】
実施例の駆動装置では、ＰＣＵ５０をギヤ機構６４やディファレンシャルギヤ６５を収納する収納部の上部に載置するものとしたが、ＰＣＵ５０をギヤ機構６４やディファレンシャルギヤ６５を収納する収納部とは異なる部位に配置するものとしてもよい。この場合、図４に例示するように、ギヤケース９４に、ディファレンシャルギヤ６５の上方に設けられディファレンシャルギヤ６５で掻き上げた潤滑油を貯留する貯留部９４ｂと、ギヤ機構６４やディファレンシャルギヤ６５を収納している収納部の外に設けられＰＣＵ５０を収納するＰＣＵ収納部９６と、ＰＣＵ収納部９６の上部と貯留部９４ｂとの底部とを連通する連絡管９５と、収納部９６の底部とギヤケース９４の底部とを連通する連絡管９７とを設け、貯留部９４ｂに貯留された潤滑油を連絡管９５を介して収納部９６の底部に貯留して、ＰＣＵ収納部９６の底部に貯留された潤滑油にＰＣＵ５０を浸漬させて冷却するものとしてもよい。なお、収納部９６の底部に貯留された潤滑油は、連絡管９７を介してギヤケース９４の底部に回収された後再びディファレンシャルギヤ６５に掻き上げられることにより循環する。
【００２５】
実施例の駆動装置では、ディファレンシャルギヤ６５で潤滑油を掻き上げるものとしたが、ポンプにより潤滑油を循環させるものとしてもよい。図５は、潤滑油を循環させる潤滑油循環系９８の構成の概略を示す構成図である。潤滑油循環系９８は、潤滑油を貯留するオイルパン９８ａと、図示しない電動モータまたはギヤ機構６４により駆動されオイルパン９８ａに貯留された潤滑油を圧送するオイルポンプ９８ｂと、オイルポンプ９８ｂから圧送された潤滑油を外気と熱交換させる熱交換器９８ｃと、熱交換器９８ｃからギヤ機構６４やディファレンシャルギヤ６５に至る潤滑油の供給流路９８ｄとを備える。ＰＣＵ５０は、内部に流路が設けられており、この流路が供給流路９８ｄの一部をなすよう供給流路９８ｄに取り付けられている。潤滑油循環系９８では、オイルパン９８ａに貯留された潤滑油は、オイルポンプ９８ｂで圧送されて熱交換器９８ｃや供給流路９８ｄ，ギヤ機構６４やディファレンシャルギヤ６５の機械部分に供給されてギヤ機構６４やディファレンシャルギヤ６５の機械部分を潤滑した後に滴下してオイルパン９８ａに貯留される。一方、オイルポンプ９８ｂで熱交換器９８ｃに圧送された潤滑油は、熱交換器９８ｃで外気と熱交換し、その後、ＰＣＵ５０内の流路を通る際にＰＣＵ５０と熱交換してＰＣＵ５０を冷却する。このように、潤滑油循環系９８を循環する潤滑油を用いてＰＣＵ５０を冷却することができるから、簡易な構成でＰＣＵ５０を冷却することができる。なお、潤滑油循環系９８は、熱交換器９８ｃを備えているものとしたが、熱交換器９８ｃを備えていないものとしてもよい。また、潤滑油循環系９８では、供給流路９８ｄに対してＰＣＵ５０がギヤ機構６４やディファレンシャルギヤ６５と直列に配置されていて熱交換器９８ｃに圧送された潤滑油がＰＣＵ５０，ギヤ機構６４，ディファレンシャルギヤ６５に供給されてオイルパン９８ａに貯留されるものとしたが、供給流路９８ｄに対してＰＣＵ５０がギヤ機構６４やディファレンシャルギヤ６５と並列に配置されていて熱交換器９８ｃに圧送された潤滑油が供給流路９８ｄから分流してＰＣＵ５０を冷却した後にオイルパン９８ａに貯留されるものとしてもよい。
【００２６】
実施例の駆動装置では、モータ６０からの電力を用いて後輪６７ａ，６７ｂを駆動するものとしたが、エンジンなど他の動力源からの動力を用いて後輪６７ａ，６７ｂを駆動するものとしてもよい。
【００２７】
実施例の駆動装置では、エンジン２２からの電力を用いて前輪３６ａ，３６ｂを駆動するものとしたが、モータなど他の動力源からの動力を用いて前輪３６ａ，３６ｂを駆動するものとしてもよい。
【００２８】
実施例の駆動装置が搭載されたハイブリッド自動車２０では、エンジン２２からの動力で前輪３６ａ，３６ｂを駆動する前輪駆動系と、モータ６０からの動力で後輪６７ａ，６７ｂを駆動する後輪駆動系とを備え、主として前輪駆動系で走行するものとしたが、前輪駆動系の構成と後輪駆動系の構成とを入れ替えて、主として後輪駆動系で走行するものとしてもよい。
【００２９】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、自動車産業などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本実施例の駆動装置を搭載したハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】本実施例の駆動装置におけるＰＣＵ５０の冷却機構を示す説明図である。
【図３】変形例の駆動装置におけるＰＣＵ５０の冷却機構を示す説明図である。
【図４】変形例の駆動装置におけるＰＣＵ５０の冷却機構を示す説明図である。
【図５】潤滑油循環系９８の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
【００３２】
２０  ハイブリッド自動車、２２  エンジン、２５  トルクコンバータ、２６  ＣＶＴ、３６ａ，３６ｂ  前輪、４０  オルタネータ、４２  高圧バッテリ、４４  低圧バッテリ、５０  パワーコントロールユニット、５２  モータ用電子制御ユニット、５４  インバータ、５６  ＤＣ／ＤＣコンバータ、６０  モータ、６４  ギヤ機構、６４ａ  ギヤ、６５  ディファレンシャルギヤ、６６  後軸、６７ａ，６７ｂ  後輪、７０  ハイブリッド用電子制御ユニット、９０  冷却フィン、９４  ギヤケース、９４ａ，９４ｂ  貯留部、９５，９７  連絡管、９６  ＰＣＵ収納部、９８  潤滑油循環系、９８ａ  オイルパン、９８ｂ  オイルポンプ、９８ｃ  熱交換器、９８ｄ  供給流路、Ｃ１  クラッチ。
【図１】
2006264442.tif 000003
【図２】
2006264442.tif 000004
【図３】
2006264442.tif 000005
【図４】
2006264442.tif 000006
【図５】
2006264442.tif 000007