CN101300725A - 车辆驱动设备 - Google Patents

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CN101300725A
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housing
driver
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小松裕
远藤康浩
立松和高
山崎丈嗣
久野裕道
吉田忠史
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Abstract

车辆的驱动装置包括电动发电机(MG2)、用于控制电动发电机(MG2)的电力控制单元(21)、和用于包含电动发电机(MG2)和电力控制单元(21)的壳体。电力控制单元(21)包括用于驱动电动发电机(MG2)的第一逆变器和用于将电源电压升压，之后将升压后的电压施加到第一逆变器的电压转换器。电压转换器包括电抗器(L1)。使用接触电抗器(L1)和壳体的润滑剂作为传热剂来散发电抗器(L1)的热量。润滑剂的循环路径形成在壳体中，电抗器布置在循环路径上。

Description

车辆驱动设备
技术领域
本发明涉及一种车辆驱动设备，更具体地，涉及在一个壳体中容纳逆变器和电动机的车辆驱动设备。
背景技术
当前大多数市售的混合动力车辆具有这样的结构：逆变器的大的箱形壳体固定在机架上，并且电动机壳体(变速车轴)布置在机架下。考虑到用于混合动力车辆的驱动设备可以安装在尽可能多的车型上，具有两个壳体的结构不利于部件的标准化，因为必须针对逐个车型使该布置最佳化。
大体上，期望将要求组合操作的单元放置到一个壳体中以一体化。鉴于前述内容，日本专利早期公开No.2004-343845和2001-119961公开了将电动机和逆变器一体化的用于混合动力车辆的驱动单元。
然而，在日本专利早期公开NO.2004-343845和2001-119961中公开的用于混合动力车辆的驱动单元具有逆变器简单地放置在电动机上这样的结构，当该结构安装在车辆中时，有对车辆的纵向方向的中心的位置进行改进的余地。此外，减小用于安装混合动力车辆的驱动单元的空间也没有得到充分的考虑。
为了能够安装到各种车型，期望将逆变器和电动机安装在与一般在通常的车辆中布置成与发动机相邻的自动变速器相当的轮廓中。
近年来，已经开发了一种具有转换器的车辆，所述转换器用于对电池电压进行升压以实现更高的效率。以上提及的现有技术文件并未提及这样的概念，即考虑到升压转换器的一体化而将逆变器和电动机一体化。当要将升压转换器一体化时，必须充分考虑到升压转换器部分处产生的热。尤其对于作为大部件的电抗器，必须提供用于冷却的对策。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有一体化和小型化的升压转换器和逆变器的车辆驱动设备。
简言之，本发明提供一种车辆驱动设备，其包括第一旋转电机；电力控制单元，其控制第一旋转电机；以及壳体，其容纳第一旋转电机和电力控制单元。电力控制单元包括第一逆变器，其驱动第一旋转电机，以及电压转换器，其将电源电压升压，并将升压后的电压施加到第一逆变器。电压转换器包括电抗器。车辆驱动设备还包括与电抗器和壳体接触的传热剂。
优选地，传热剂是润滑并冷却第一旋转电机的润滑油。车辆控制设备还包括用于循环润滑油的部分。用于润滑油的循环路径形成在壳体中。电抗器布置在循环路径上。
更优选地，循环部分包括齿轮，其浸没在润滑油中并随着第一旋转电机旋转而旋转，以及集油板，其用于接收被齿轮舀起的润滑油。
更优选地，壳体包括布置在循环路径下游的油盘，并且循环部分包括齿轮，齿轮随着旋转电机旋转而将润滑油从油盘舀起，并向润滑路径中电抗器的上游部分供应润滑油。
优选地，壳体包括第一壳体室，其容纳电抗器，并且电抗器浸没在第一壳体室中的传热剂中。
更优选地，传热剂是润滑并冷却第一旋转电机的润滑油。车辆控制设备还包括用于循环润滑油的部分。用于润滑油的循环路径形成在壳体中。壳体还包括第二壳体室，其容纳第一旋转电机，以及分隔壁，其将第一壳体室与第二壳体室分开。用于循环路径的一部分的孔形成在分隔壁中。
更优选地，电抗器包括线圈、铁心以及模制线圈和铁心的绝缘体。绝缘体形成为具有凸缘形状以用作第一壳体室的盖。
更优选地，传热剂是润滑并冷却第一旋转电机的润滑油，并且第一壳体室是储存润滑油的油盘。
优选地，车辆包括内燃机。车辆驱动设备还包括第二旋转电机，以及动力分配装置，其具有接收第一旋转电机的转子的旋转的第一轴、接收第二旋转电机的转子的旋转的第二轴以及接收曲轴的旋转的第三轴。壳体还容纳第二旋转电机和动力分配装置。
更预选地，电力控制单元还包括与第二旋转电机对应设置的第二逆变器；并且为第一和第二逆变器共用地设置电压转换器。
通过本发明，可以实现与升压转换器和逆变器一体化并且尺寸减小的车辆驱动设备。
附图说明
图1是表示与根据本发明实施例的混合动力车辆100的电动发电机控制有关的构造的电路图。
图2是表示图1所示的动力分配装置PSD和减速装置RD的细节的图示。
图3是示出根据本发明实施例的混合动力车辆的驱动设备20的外观的立体视图。
图4是驱动设备20的平面视图。
图5是从图4的方向X1看去驱动设备20的侧视图。
图6是沿着图4的线VI-VI所取的剖视图。
图7是从图4的方向X2看去驱动设备20的侧视图。在图7中，用于控制电力元件的控制电路板121位于电力元件电路板的上部。
图8是沿着图4的线VIII-VIII所取的剖视图。
图9是沿着图4的线IX-IX所取的局部剖视图。
图10是沿着图9的线X-X所取的剖视图。
图11示出当壳体从旋转轴的方向投影时壳体轮廓和容纳在其中的部件。
图12示出了当壳体从与旋转轴垂直和与纵向方向垂直的方向投影时壳体轮廓和容纳在壳体中的部件。
图13示出由差动齿轮DEF和减速齿轮RG舀起的润滑油的方向。
图14是沿着图9的线XIV-XIV所取的局部剖视图。
图15是沿着图14的线XV-XV所取的局部剖视图。
图16示出了电抗器部分L1的修改。
图17是根据第二实施例的车辆驱动设备的剖视图。
图18是示出了用于循环润滑油的部分的修改的图示。
具体实施方式
以下，将参照附图详细描述本发明的实施例。在附图中，相同或者相应的部分用相同的参考标号表示，其描述将不再重复。
(车辆部件的描述)
图1是示出与根据本发明实施例的混合动力车辆100的电动发电机控制有关的构造的电路图。
参照图1，车辆100包括电池单元40、驱动设备20、控制器30和未示出的发动机及车轮。
驱动设备20包括电动发电机MG1和MG2、动力分配装置PSD、减速装置RD和控制电动发电机MG1和MG2的电力控制单元21。
动力分配装置PSD是连接到发动机4和电动发电机MG1和MG2并在它们之间分配动力的机构。通过示例的方式，可以使用具有太阳轮、行星齿轮和齿圈的三个旋转轴的行星齿轮机构作为动力分配装置PSD。
动力分配装置PSD的两个旋转轴分别连接到发动机4和电动发电机MG1的旋转轴，另一旋转轴连接到减速装置RD。通过减速装置RD与动力分配装置PSD一体化，电动机MG2的旋转减速，并传递到动力分配装置PSD。
减速装置RD的旋转轴由未示出的减速齿轮或者差动齿轮连接到车轮。减速齿轮不是必要的，可以采用电动发电机MG2的旋转不经减速就传递到动力分配装置PSD这样的结构。
电池单元40设置有端子41和42。此外，驱动设备20设置有端子43和44。车辆100还包括连接端子41和43的电力电缆6和连接端子42和44的电力电缆8。
电池单元40包括电池B、在电池B的负极和端子42之间连接的系统主继电器SMR3、在电池B的正极和端子41之间连接的系统主继电器SMR2、串联连接在电池B的正极和端子41之间的系统主继电器SMR1和限制电阻器R。系统主继电器SMR1至SMR3的导通/非导通的状态根据从控制器30施加的控制信号SE控制。
电池单元40还包括测量电池B的端子之间电压VB的电压传感器10和检测流到电池B的电流IB的电流传感器11。
可以使用镍氢化物或者锂离子二次电池或者燃料电池作为电池B。此外，可以使用诸如电气双层电容器的大容量电容器作为蓄电器来代替电池B。
电力控制单元21包括分别与电动发电机MG1和MG2对应设置的逆变器22和14、以及设置成逆变器22和14共用的升压转换器12。
升压转换器12对端子43和44之间的电压进行升压。逆变器14将从升压转换器12施加的DC电压转换成三相AC，然后将其输出到电动发电机MG2。
升压转换器12包括一端连接到端子43的电抗器L1、串联连接在升压转换器12的输出升压了的电压VH的输出端子之间的IGBT元件Q1和Q2、分别与IGBT元件Q1和Q2并联连接的二极管D1和D2和平滑电容器C2。平滑电容器C2对升压转换器12升压了的电压进行平滑。
电抗器L1的另一端连接到IGBT元件Q1的发射极和IGBT元件Q2的集电极。二极管D1具有连接到IGBT元件Q1的集电极的阴极和连接到IGBT元件Q1的发射极的阳极。二极管D2具有连接到IGBT元件Q2的集电极的阴极和连接到IGBT元件Q2的发射极的阳极。
逆变器14将从升压转换器12输出的DC电压转换成三相AC，然后将其输出到驱动车轮的电动发电机MG2。此外，在再生制动中，逆变器14使电动发电机MG2产生的电力返回到升压转换器12。此时，升压转换器12由控制器30控制，使得其作为电压降低电路工作。
逆变器14包括U相臂15、V相臂16和W相臂17。U相臂15、V相臂16和W相臂17在升压转换器12的输出线之间并联连接。
U相臂15包括串联连接的IGBT元件Q3和Q4，和分别与IGBT元件Q3和Q4并联的二极管D3和D4。二极管D3具有连接到IGBT元件Q3的集电极的阴极和连接到IGBT元件Q3的发射极的阳极。二极管D4具有连接到IGBT元件Q4的集电极的阴极和连接到IGBT元件Q4的发射极的阳极。
V相臂16包括串联连接的IGBT元件Q5和Q6，和分别与IGBT元件Q5和Q6并联连接的二极管D5和D6。二极管D5具有连接到IGBT元件Q5的集电极的阴极和连接到IGBT元件Q5的发射极的阳极。二极管D6具有连接到IGBT元件Q6的集电极的阴极和连接到IGBT元件Q6的发射极的阳极。
W相臂17包括串联连接的IGBT元件Q7和Q8和分别与IGBT元件Q7和Q8并联连接的二极管D7和D8。二极管D7具有连接到IGBT元件Q7的集电极的阴极和连接到IGBT元件Q7的发射极的阳极。二极管D8具有连接到IGBT元件Q8的集电极的阴极和连接到IGBT元件Q8的发射极的阳极。
各相臂的中点连接到电动发电机MG2的每个线圈的各相端。具体地，电动发电机MG2是三相永磁同步电动机，并且U、V和W相的三个线圈各具有一起连接到中性点的一端。U相线圈的另一端连接到IGBT元件Q3和Q4的连接节点。V相线圈的另一端连接到IGBT元件Q5和Q6的连接节点。W相线圈的另一端连接到IGBT元件Q7和Q8的连接节点。
电流传感器24检测流经电动发电机MG2的电流作为电动机电流值MCRT2，然后将电动机电流值MCRT2输出到控制器30。
逆变器22与逆变器14并联地连接到升压转换器12。逆变器22将从升压转换器12输出的DC电压转换成三相AC，然后将其输出到电动发电机MG1。从升压转换器12接收到升压了的电压时，逆变器22驱动电动发电机MG1例如来起动发动机。
此外，逆变器22将通过从发动机曲轴传递的旋转转矩而由电动发电机MG1产生的电力供应到升压转换器12。此时，升压转换器12由控制器30控制，使得其作为电压降低电路工作。
尽管未示出，逆变器22的内部构造与逆变器14相同，因而，将不再重复其详细描述。
控制器30接收转矩指令值TR1和TR2、电动机转数MRN1和MRN2、电压VB、VL和VH和电流IB的值、电动机电流值MCRT1和MCRT2以及启动信号IGON。
此处，转矩指令值TR1、电动机转数MTN1和电动机电流值MCRT1与电动发电机MG1相关，转矩指令值TR2、电动机转数MRN2和电动机电流值MCRT2与电动发电机MG2相关。
此外，电压VB是电池B的电压，电流IB是流经电池B的电流。电压VL是升压转换器12进行升压之前的电压，电压VH是升压转换器12进行升压之后的电压。
控制器30将指令升压转换器12的控制信号PWU输出以对电压升压、输出控制信号PWD以降低电压以及输出信号CSDN以指令操作禁止。
此外，控制器30将用于将作为升压转换器12的输出的DC电压转换成用于驱动电动发电机MG2的AC电压的驱动指令PWMI2和用于将由电动发电机MG2产生的AC电压转换成DC电压并将DC电压返回到升压转换器12一侧的再生指令PWMC2输出到逆变器14。
类似地，控制器30将用于将DC电压转换成用于驱动电动发电机MG1的AC电压的驱动指令PWMI1和用于将由电动发电机MG1产生的AC电压转换成DC电压并将DC电压返回到升压转换器12一侧的再生指令PWMC1输出到逆变器22。
图2是表示图1所示的动力分配装置PSD和减速装置RD的细节的图示。
参照图2，根据本发明的混合动力输出装置包括电动发电机MG2、连接到电动发电机MG2的旋转轴的减速装置RD、随着被减速装置RD减速的旋转轴的旋转而旋转的车轴、发动机4、电动发电机MG1和用于在减速装置RD、发动机4和电动发电机MG1之间分配动力的动力分配装置PSD。减速装置RD从电动发电机MG2到动力分配装置PSD的减速比例如至少为两倍。
发动机4的曲轴50、电动发电机MG1的转子32和电动发电机MG2的转子37绕相同的轴线旋转。
动力分配装置PSD在图2所示的示例中为行星齿轮，包括连接到中空太阳轮轴的太阳轮51，且曲轴50穿过轴的中心；齿圈52，其可旋转地支撑在与曲轴50相同的轴上；小齿轮53，其布置在太阳轮51和齿圈53之间，自转和绕太阳轮51的外周公转；以及行星轮架54，其连接到曲轴50的端部并支撑每个小齿轮53的旋转轴。
在动力分配装置PSD，三个轴即连接到太阳轮51的太阳轮轴、连接到齿圈52的齿圈壳体和连接到行星轮架54的曲轴50用作动力输入/输出轴。当确定输入到三个轴中的两个轴的动力/从三个轴中的两个轴输出的动力时，基于输入到另两个轴的动力/从另两个轴输出的动力确定将输入到其余一个轴的动力/从其余一个轴输出的动力。
用于取出动力的中间驱动齿轮70设置在齿圈壳体的外侧上，并与齿圈52一体地旋转。中间驱动齿轮70连接到动力传递减速齿轮RG。动力在中间齿轮70和动力传递减速齿轮RG之间传递。动力传递减速齿轮RG驱动差动齿轮DEF。此外，在下坡行驶时，车轮的旋转传递到差动齿轮DEF，动力传递减速齿轮RG由差动齿轮DEF驱动。
电动发电机MG1包括形成旋转磁场的定子31和布置在定子31中并具有嵌在其中的多个永久磁体的转子32。定子31包括定子芯33和绕定子芯33缠绕的三相线圈34。定子32连接到与动力分配装置PAD的太阳轮51一体旋转的太阳轮。定子芯33通过堆叠薄电磁钢板而形成，并固定在未示出的壳体中。
电动发电机MG1作为电动机工作以通过由嵌在转子32中的永久磁体形成的磁场和由三相线圈34形成的磁场之间的互相作用来旋转和驱动转子32。此外，电动发电机MG1作为发电机工作以通过永久磁体的磁场和转子32的旋转之间的互相作用而在三相线圈34的相对两端处产生电动势。
电动发电机MG2包括形成旋转磁场的定子36和布置在定子31中并具有嵌在其中的多个永久磁体的转子37。定子36包括定子芯38和绕定子芯38缠绕的三相线圈39。
转子37通过减速装置RD连接到与动力分配装置PSD的齿圈52一体旋转的齿圈壳体。定子芯38通过堆叠薄电磁钢板而形成，并固定在未示出的壳体中。
电动发电机MG2还作发电机工作以通过永久磁体的磁场和转子37的旋转之间的相互作用而在三相线圈39的相对两端处产生电动势。此外，电动发电机MG2还作为电动机工作以通过由永久磁体形成的磁场和三相线圈39形成的磁场之间的互相作用而旋转和驱动转子37。
减速装置RD通过以下结构执行减速，在所述结构中作为行星齿轮的旋转元件之一的行星轮架66固定在车辆驱动设备的壳体上。具体地，减速装置RD包括连接到转子37的轴的太阳轮62、与齿圈52一体旋转的齿圈68和与齿圈68和太阳轮62啮合并用于将太阳轮62的旋转传递到齿圈68的小齿轮64。
作为示例，通过将齿圈68的齿数设定为太阳轮62的齿数的两倍大，可以将减速比设定为两倍或者更大。
(第一实施例)
图3是是示出根据本发明导电率的混合动力车辆的驱动设备20的外观的立体图。
图4是驱动设备20的平面视图。
参照图3和图4，将驱动设备20的壳体形成为分成壳体104和壳体102。壳体104主要用于容纳电动发电机MG1，壳体102主要用于容纳电动发电机MG2和电力控制单元。
凸缘106形成在壳体104上，凸缘105形成在壳体102上，借助于螺栓等固定凸缘106和195，由此壳体104和102一体化。
壳体102设置有用于安装电力控制单元21的开口108。在开口108的内左侧(沿着车辆行驶的方向)，容纳电容器C2，在右侧容纳电抗器L1。当安装在车辆上时，开口108被盖子封闭。注意，可以将该布置反向，使得电容器C2定位在右侧，电抗器L1定位在左侧。
具体地，电抗器L1定位在电动发电机MG1和MG2的旋转轴的一侧上，电容器C2定位在另一侧上。在电容器C2和电抗器L1之间的区域中，布置电力元件电路板120。在电力元件电路板120下布置电动发电机MG2。
在电力元件电路板120上，安装控制电动发电机MG1的逆变器22、控制电动发电机MG2的逆变器14和升压转换器的臂部分13。
在逆变器14和22之间的区域中，供应电力的母线布置成沿着纵向方向重叠。一根母线(bus bar)从逆变器14的U相臂15、V相臂16和W相臂17的每个延伸到端子基部116，端子基部116连接到电动发电机MG2的定子线圈。类似地，三根母线从逆变器22延伸到端子基部118，端子基部118连接到电动发电机MG1的定子。
电力元件电路板120会达到高温，因而水路设置在电力元件电路板120下以进行冷却，并且进出水路的冷却水入口114和冷却水出口112设置在壳体102上。入口和出口可以通过将联管螺母等通过凸缘106和105拧入到壳体102来形成入口和出口。
从图1的电池单元40通过电力电缆施加到端子43和44的电压被包括电抗器L1和臂部分13的升压转换器12升压，升高了的电压被电容器C2平滑，然后供应到逆变器14和22。
由于使用升压转换器12对电池电压升压，在将电池电压降低到约200V的同时，可以以超过500V的高压驱动电动发电机。结果，由于以小电流供应电力所以可以降低电力损失，并可以实现电动机的高输出。
如果将逆变器14和22、电动发电机MG1和MG2以及升压转换器12一体化为驱动设备20，则作为比较大的部件的电抗器L1和电容器C2的布置会出现问题。
参照图4，在壳体102中，油路210设置成将冷却润滑油引导到电抗器L1。通过油路210，图2的中间齿轮132舀起的润滑油从中间驱动齿轮132引导到电抗器L1。
图5是从图4的方向X1看去的驱动设备20的侧视图。
参照图5，在壳体102上，设置用于安装和保持电动发电机的开口109。当安装在车辆上时，开口109被盖子封闭。
在开口109内，布置电动发电机MG2。转子37布置在定子36中，U、V和W相的母线连接到定子36。在转子37的中央部分处，可以看见中空轴60。
如图5所示，电动发电机MG2的定子36明确地被置入壳体102的容纳室中，电力控制单元21也容纳在容纳室中，并且电抗器L1布置在一侧上，电容器C2布置在电动发电机MG2的另一侧上，由此大的部分被有效地组装。因而，实现了紧凑的混合动力车辆的驱动设备。
图6是沿着图4的线VI-VI所取的剖视图。
参照图6，示出了电动发电机MG1剖视图和容纳电力控制单元21的容纳室的剖视图。
用于混合动力车辆的驱动设备包括：各转子的中心旋转轴同轴布置的电动发电机MG2和布置在MG2的更深一侧上的电动发电机MG1；与曲轴的旋转中心轴同轴并布置在电动发电机MG1和MG2之间的动力分配装置；和控制电动发电机MG1和MG2的电力控制单元21。在电力控制单元21中，电抗器L1和平滑电容器C2彼此分开布置，且至少电抗器L1布置在电动发电机MG2的中心旋转轴的一侧上，平滑电容器C2布置在另一侧上。电动发电机MG1和MG2、动力分配装置和电力控制单元21容纳在金属壳体中并一体化。
为了防止电动发电机MG2的润滑油泄漏到电力元件电路板120的一侧上，分成两个空间的分隔壁200设置在壳体102中。分隔壁200的上表面部分处，设置水路122用于冷却电力元件电路板120，水路122与以上所述的冷却水入口114和冷却水出口112连通。
负侧的电源电势从端子44通过母线128传递到电力元件电路板120。正侧电源电势从端子43通过未示出的另一母线传递到电抗器L2。
支撑减速齿轮的旋转轴130的部分伸入到容纳电力控制单元的容纳室中。
参照电动发电机MG2的剖视图，可以在定子的内周侧上看见定子36的线圈39的缠绕部分，在内侧上可以看见转子37、壳体的分隔壁202以及转子的中空轴60。
此外，在图6中，可以在旋转轴130的上方看见油路210的剖视图。
具体地，车辆驱动设备包括电动发电机MG2、控制电动发电机MG2的电力控制单元21和容纳电动发电机MG2和电力控制单元21的壳体。电力控制单元21包括驱动电动发电机MG2的第一逆变器和对电源电压升压并将升压了的电压施加到第一逆变器的电压转换器。电压转换器包括电抗器L1。使用与电抗器L1和壳体接触的润滑油作为传热剂散发电抗器L1的热量。壳体具有润滑循环路径，该路径的一部分由油路21形成，并且电抗器L1布置在循环路径上。
图7是从图4的方向X2看去驱动设备20的侧视图。参照图7，用于控制电力元件的控制电路板121定位在电力元件电路板上。
图8是沿着图4的线VIII-VIII所取的剖视图。
参照图7和图8，发动机的曲轴50连接到阻尼器124，并且阻尼器124的输出轴连接到动力分配装置PSD。
从发动机所在的一侧，阻尼器124、电动发电机MG1、动力分配装置PSD、减速装置RD和电动发电机MG2以此顺序布置在相同的旋转轴上。电动发电机MG1的转子32的轴是中空的，阻尼器124的输出轴贯穿此中空部分。
电动发电机MG1的转子32在动力分配装置PSD一侧上具有与太阳轮51花键配合的轴。阻尼器124具有与行星轮架54连接的轴。行星轮架54绕阻尼器124的轴旋转地支撑小齿轮53的旋转轴。小齿轮53与太阳轮51和形成在齿圈壳体的内轴上的图2的齿圈52啮合。
电动发电机MG2的转子轴60在减速装置RD的一侧上与太阳轮62花键配合。减速齿轮RD的行星轮架66固定在壳体102的分隔壁202上。行星轮架66支撑小齿轮64的旋转轴。小齿轮64与太阳轮62和形成在齿圈壳体的内轴上的图2的齿圈68啮合。
从图8可见，电动发电机MG1和阻尼器124可以通过壳体104的图右方向的开口111组装，电动发电机MG2可以通过壳体102的左侧的开口109组装，并且减速装置RD和动力分配装置PSD可以从凸缘105和106的接合表面组装。
壳体102的开口109由盖子71和液体垫片等紧密封，以防止润滑油泄漏。盖子72设置在壳体104的开口111之后，容纳电动发电机MG1的空间由液体垫片或者油密封件81等紧密封，以防止润滑油泄漏。
电动发电机MG1的转子32具有由设置在自身和盖子72之间的球轴承78和设置在自身和分隔壁203之间的球轴承77可旋转地支撑的轴。转子32的轴是中空的，并且阻尼器124的轴贯穿其间。在转子32的轴和阻尼器124的轴之间，设置滚针轴承79和80。
电动发电机MG2的转子37具有由设置在自身和盖子71之间的球轴承和设置在自身和分隔壁202之间的球轴承74可旋转支撑的轴。
在内周上切削减速转子RD的齿圈和动力分配转子PSD的齿圈两者的齿圈壳体由设置在自身和分隔壁202之间的球轴承和设置在自身和分隔壁203之间的球轴承76可旋转地支撑。
尽管容纳电力控制单元21的容纳室和容纳电动发电机MG2的容纳室被壳体102的分隔壁202分开，但是这些室部分地被端子基部116贯穿的通孔连通。端子基部116的一侧连接电动发电机MG2的定子线圈的母线，另一侧连接逆变器14的母线。为了使这些母线能够电连接，导电构件设置在端子基部116的内部。具体地，端子基部116形成为使电力通过，而不让来自电动发电机MG2一侧的润滑油通过。
类似地，通过端子基部118，容纳电力控制单元的空间和容纳电动发电机MG1的空间以使电力通过而不让润滑油通过的方式连接。
参照图8，油盘设置在电动发电机MG1和MG2下面。示出了当车辆停止并暂时保持静止的油水平LVS和当车辆行驶并且润滑油循环以润滑各部件时油水平LVD。
图9的剖视图示出了沿着图4的线IX-IX所取的局部剖视图。
参照图9，作为容纳电抗器L1的第一室的油室216被盖子212从容纳其它电子部件的空间分开。从油路210流到油室216的润滑油冷却电抗器L1，沿着箭头F1、F2、F3和F4的箭头的方向流动，并通过排油孔214返回到减速齿轮RG的一侧。
图10的剖视图示出了沿着图9的线X-X所取的剖视图。
参照图10，电抗器L1的剖视图在容纳电力控制单元21的容纳室中示出。电抗器L1通过示例的方式具有这样的结构：所述结构具有通过堆叠电磁板提供的芯，线圈缠绕在芯上。
在电抗器L1附近，定位图6所示的减速齿轮RG的旋转轴130，并且减速齿轮RG的中间驱动齿轮132示出在中央部分。减速齿轮RG的旋转轴由球轴承220和222可旋转地支撑着。中间驱动齿轮132与图2的中间驱动齿轮70啮合。与中间驱动齿轮132同轴地设置末端驱动齿轮133，作为与其啮合的末端从动齿轮的差动齿轮DEF示出在其下面。
图11示出了壳体轮廓和容纳在其中的部件，且壳体从旋转轴的方向投影。
参照图11，在车辆驱动设备的壳体中示出：连接到内燃机的曲轴的阻尼器124；具有旋转轴与阻尼器124的旋转轴对齐的转子和绕转子布置的定子的电动发电机MG2；从阻尼器124接收转矩和从电动发电机MG2接收转矩的动力分配装置PSD；旋转轴大致平行于阻尼器124的旋转轴偏移并接收从动力分配装置PSD传递的转矩的减速齿轮RG；旋转轴大致平行于阻尼器124的旋转轴偏移并与减速齿轮RG啮合和将转矩传递到车轮的差动齿轮DEF；以及包括电路板120、电抗器L1和电容器C2并用于控制电动发电机MG2的电力控制单元21。壳体容纳阻尼器124、电动发电机MG2、减速齿轮RG、差动齿轮DEF和电力控制单元21。
在从图11所示的旋转轴的方向投影的壳体的投影图中，车辆驱动设备在安装在车辆上时的水平尺寸由X3表示。尺寸X3具有由容纳差动齿轮DEF的壳体部分的外边缘和容纳阻尼器124的壳体104的外边缘限定的相对的两端。因而，可以理解到形成电力控制单元的电容器C2、电路板120和电抗器L1在尺寸X3内。
此外，参照图11，车辆驱动设备在安装在车辆上时的纵向尺寸(高度方向)由Y3表示。尺寸Y3的下端由壳体容纳差动齿轮DEF的那个部分的外边缘限定。尺寸Y3的上端由壳体容纳阻尼器124的那个部分的外边缘限定。因而，可以理解到形成电力控制单元的电容器C2、电路板120和电抗器L1布置在尺寸Y3内。
壳体形成和电力控制单元21布置成，当壳体沿着旋转轴的方向投影时，壳体容纳电力控制单元21的那个部分在安装在车辆上时的投影高度至少与壳体其余空间(即，容纳阻尼器124、电动发电机MG2、减速齿轮RG和差动齿轮DEF的部分在安装在车辆上时)的高度相同或者比该壳体其余空间的高度低。因而，可以使车辆的重心较低，因而增大了行驶稳定性。
此外，壳体形成和电力控制单元21布置成，在安装在车辆上时的水平方向上，壳体容纳电力控制单元21的投影部分的位置位于壳体的其余空间的投影部分内侧。因而，使车辆驱动设备的本体较小。
图12示出了当壳体从与旋转轴线垂直和与纵向方向垂直的方向投影时壳体轮廓和容纳在壳体中的部件。
参照图12，沿着与安装在车辆上时的纵向方向垂直的方向的尺寸X3也具有由壳体容纳电动发电机MG2的那个部分的盖子的外边缘和壳体容纳阻尼器24的那个部分的外边缘限定的相对的两端，可见，形成电力控制单元的电容器C1、电路板120和电抗器L1在尺寸Z3内。
具体地，如参照图11所述，沿着纵向方向(高度方向)的尺寸Y3由容纳阻尼器124、电动发电机MG2、减速齿轮RG和差动齿轮DEF的部分确定。此外，容纳包括电路板120、电抗器L1和电容器C2的电力控制单元21的部分布置成当沿着与旋转轴的方向垂直和与安装在车辆上时的纵向方向垂直的方向投影时，该部分的投影在壳体的其余空间内，即在容纳阻尼器124、电动发电机MG2、减速齿轮RG和差动齿轮DEF的部分的投影内。
如上所述，在以此方式布置的电动发电机MG1和MG2、减速装置RD和动力分配装置PSD以及减速齿轮RD和差动齿轮DEF的情况下，利用周边的自由空间可以布置作为电力控制单元的部件的电力元件电路板120、电抗器L1和电容器C2。因而，实现了低的紧凑的用于混合动力车辆的驱动设备。
如图11所示，不仅一侧上的自由空间用于电动发电机MG2，而且，两侧上的自由空间用于布置电抗器L1和电容器C2。因而，可以实现良好的重量平衡，并节省了空间。
动力分配装置PSD、从动力分配装置PSD接收转矩的减速齿轮RG和与减速齿轮RG啮合并将转矩传递到车轮的差动齿轮DEF作为整体对应于这样的动力传递机构，其将由发动机产生的动力与由电动发电机MG1和MG2产生的动力组合，然后将合成的动力传递到驱动轴。
此外，减速齿轮RG和差动齿轮DEF两者对应于来自动力分配装置PSD的转矩传递到的动力传递齿轮。减速齿轮R和差动齿轮DEF不是必须的，并且本发明可应用到具有无减速齿轮RG的结构或者差动齿轮DEF不与驱动机构一体化的结构的车辆。
此外，本发明可应用到当发动机加速时电动机辅助驱动的并联混合动力，并且还可以应用到仅仅一个电动机与驱动设备一体化的结构。
图13示出了由差动齿轮DEF和减速齿轮RD舀起润滑油的方向。
参照图10和13，如箭头F8和F9所表示，储存在油盘中润滑油通过差动齿轮DEF旋转而被朝着减速齿轮RG提升。然后，随着减速齿轮RD旋转，如箭头F10至F12所示润滑油进一步被提升。
然后，如箭头F5和F6所示，润滑油流经油路210，进入油室216，冷却电抗器L1。然后，如箭头F7所示，润滑油通过排油孔214流出到容纳减速齿轮RG的空间。
通过使排油孔214的直径足够小以用作限制流率的孔，可以在润滑油流入油室216时将电抗器保持浸在润滑油中。
在本实施例中，在流体润滑油用来散发电抗器的热量，同时通过不打开排油孔而是将电抗器浸在润滑油中来将电抗器的热量传导到壳体。作为另一示例，流动性低的油脂等可以用来填充壳体和壳体中电抗器之间的空间，使得电抗器的热量传导到壳体，并从那里辐射开。在这些示例中，润滑油和油脂用作将热量从电抗器传导到壳体的传热剂。
图14是沿着图9的线XIV-XIV所取的局部剖视图。
图15是沿着图14的线XV-XV所取的局部剖视图。
参照图14和15，由减速齿轮RG的中间驱动齿轮132舀起的润滑油如箭头F17、F18、F14和F13所示向上流动。如果集油板224布置成接收这样提升的润滑油，则如箭头F15和F16所示一部分要求的润滑油可以有效地引导到包含电抗器L1的油室216。
图16示出了电抗器部分L1的修改。
图16中所示的修改与图10所示的结构不同之处是电抗器L1由绝缘树脂模制，并且模制部分的上端处理成具有凸缘形状，使得其还可以用作油室216的盖子。在绝缘树脂的凸缘状的盖子上，设置用于将电抗器连接到母线的端子(未示出)。其它部分与图10所示的那些相同，因而，将不再重复其描述。这便于电抗器L1组装，并且可以减小部件的数量。
如上所述，实施例1实现了与升压转换器和逆变器一体化的驱动设备。即使当升压转换器被一体化时，也可以令人满意地对升压转换器的电抗器的热量进行散热，升压转换器的效率不会被降低。
(第二实施例)
图17是根据第二实施例的车辆驱动设备的剖视图。
参照图17，在实施例2中，电抗器L1A布置在电动发电机MG2下的油盘中。油路设置分隔壁200中，使得在实施例1中被差动齿轮DEF和减速齿轮RG舀起的润滑油如箭头F19和F20所示滴落下来。因而，通过润滑油散发电抗器LIA产生的热量。
如果电容器C2与电抗器L1A干涉或者阻碍在分隔壁200中设置油路，则电容器可以移到实施例1中电抗器所在的部分。作为示例，可以布置电容器C2A代替电容器C2。
实施例2还可以实现与升压转换器和逆变器一体的驱动设备。即使当升压转换器被一体化时，可以令人满意地散发升压转换器的电抗器的热量，并且升压转换器的效率不会被降低。
(其它实施例)
图18是示出用于循环润滑油的部分的修改的图示。
图18所示的结构对应于实施例1的结构，并且与舀起油的布置不同，它包括用于从油池吸起润滑油并供应油以冷却电抗器L1的油泵。
参照图18，在此示例性油循环路径中，设置旋轮线油泵400以从壳体底部的油池吸起润滑油，并将该润滑油传递到油路407。油路407的出口定位在润滑路径中包括电路板120的电力控制单元的上游处。
油泵400包括与差动齿轮DEF啮合的驱动齿轮402、内转子404和内齿与内转子404啮合的外转子406，其中内转子404具有连接到驱动齿轮402的轴，并与驱动齿轮402一起旋转。
油路407的出口与用于将冷却的润滑油引导到电抗器L1的油路210和油室216连通。从油路210流到油室216的润滑油冷却电抗器L1，如箭头F1、F2、F3和F4所示流动，然后返回到减速齿轮RG一侧。
图18所示的修改也获得与实施例1的示例所获得的类似的效果。
此处已经描述的实施例仅仅是示例，而不理解为限制性的。本发明的范围通过适合地考虑实施例的书面描述而由各权利要求项所确定，并包括权利要求的意义和与其等同内的修改。

Claims (10)

1.一种车辆驱动设备，包括
第一旋转电机；
电力控制单元，其控制所述第一旋转电机；以及
壳体，其容纳所述第一旋转电机和所述电力控制单元；
其中
所述电力控制单元包括
第一逆变器，其驱动所述第一旋转电机，以及
电压转换器，其将电源电压升压，并将所述升压后的电压施加到所述第一逆变器；并且
所述电压转换器包括电抗器；
所述车辆驱动设备还包括
与所述电抗器和所述壳体接触的传热剂。
2.根据权利要求1所述的车辆驱动设备，其中，
所述传热剂是润滑并冷却所述第一旋转电机的润滑油；
所述车辆控制设备还包括，
用于循环所述润滑油的部分；其中
用于所述润滑油的循环路径形成在所述壳体中；并且
所述电抗器布置在所述循环路径上。
3.根据权利要求2所述的车辆驱动设备，其中，
所述循环部分包括
齿轮，其浸没在所述润滑油中，并随着所述第一旋转电机旋转而旋转，以及
集油板，其用于接收被所述齿轮舀起的所述润滑油。
4.根据权利要求2所述的车辆驱动设备，其中，
所述壳体包括布置在所述循环路径下游的油盘；并且
所述循环部分包括齿轮，所述齿轮随着所述旋转电机旋转而将所述润滑油从所述油盘舀起，并向所述润滑路径中所述电抗器的上游部分供应所述润滑油。
5.根据权利要求1所述的车辆驱动设备，其中，
所述壳体包括
第一壳体室，其容纳所述电抗器；并且
所述电抗器浸没在所述第一壳体室中的所述传热剂中。
6.根据权利要求5所述的车辆驱动设备，其中，
所述传热剂是润滑并冷却所述第一旋转电机的润滑油；
所述车辆控制设备还包括
用于循环所述润滑油的部分；其中
用于所述润滑油的循环路径形成在所述壳体中；
所述壳体还包括
第二壳体室，其容纳所述第一旋转电机，以及
分隔壁，其将所述第一壳体室与所述第二壳体室分开；并且
形成所述循环路径的一部分的孔形成在所述分隔壁中。
7.根据权利要求5所述的车辆驱动设备，其中，
所述电抗器包括
线圈，
铁心，以及
模制所述线圈和所述铁心的绝缘体；并且
所述绝缘体形成为具有凸缘形状以用作所述第一壳体室的盖。
8.根据权利要求5所述的车辆驱动设备，其中，
所述传热剂是润滑并冷却所述第一旋转电机的润滑油；并且
所述第一壳体室是储存所述润滑油的油盘。
9.根据权利要求1所述的车辆驱动设备，其中，
所述车辆包括内燃机；并且
所述车辆驱动设备还包括：
第二旋转电机，以及
动力分配装置，其具有接收所述第一旋转电机的转子的旋转的第一轴、接收所述第二旋转电机的转子的旋转的第二轴以及接收所述曲轴的旋转的第三轴；其中
所述壳体还容纳所述第二旋转电机和所述动力分配装置。
10.根据权利要求9所述的车辆驱动设备，其中，
所述电力控制单元还包括与所述第二旋转电机对应设置的第二逆变器；并且
为所述第一和第二逆变器共用地设置所述电压转换器。
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