CN101573856A - 车辆用驱动装置的装载构造 - Google Patents

Abstract

一种车辆用驱动装置的装载构造，包括：壳体(110)，固定在车辆主体上，并包括第一内部空间(111)和第二内部空间(112)，第二内部空间(112)在与第一内部空间(111)隔断的状态下被形成在比第一内部空间(111)靠下方的位置；电动发电机(MG1、MG2)，被设置在壳体(110)的第一内部空间(111)中；逆变器(320、330)，被设置在壳体(110)的第二内部空间(112)中；以及端子(121、122)，对电动发电机(MG1、MG2)与逆变器(320、330)进行电连接。在第一内部空间(111)的底部贮存用于冷却电动发电机(MG1、MG2)的机油。端子(121、122)的位于第一内部空间(111)的部分位于比贮存在第一内部空间(111)中的机油液面的最高位靠上方的位置。

Description

车辆用驱动装置的装载构造

技术领域

本发明涉及车辆用驱动装置的装载构造，特别涉及旋转电机和与该旋转电机连接的电气设备一体化的车辆用驱动装置的装载构造。

背景技术

以往公知以下车辆用驱动装置：该车辆用驱动装置具有旋转电机和与该旋转电机电连接的电气设备一体化的构造。

例如，在日本专利文献特开平10-248198号公报(专利文献1)中记载有以下的逆变器一体型马达，其马达主体载放在马达安装台的上表面部，在该马达安装台的内部容纳了逆变器装置。

同样，在日本专利文献特开2004-343845号公报(专利文献2)、日本专利文献特开2004-215355号公报(专利文献3)以及日本专利文献特开2001-234405号公报(专利文献4)等中公开了将作为旋转电机的马达和作为电气设备的逆变器一体化了的车辆用驱动装置。

在如上述那样将旋转电机和电气设备一体化的情况下，如果考虑电气设备的可维护性，则将该电气设备设置在比旋转电机靠下方的位置处比较好。另外，驱动装置的支撑结构多是从相对于驱动装置的上方或侧方支撑该驱动装置，因此即使考虑与由支撑结构支撑的支撑位置的关系，将上述电气设备设置在比旋转电机靠下方的位置处比较好。

另一方面，在将与旋转电机电连接的电气设备设置在了比该旋转电机靠下方的位置处的情况下，旋转电机侧的连接端子被设置在旋转电机上的下侧部分。这里，当在壳体的底部贮存有用于冷却旋转电机的冷却剂时，上述连接端子容易浸到贮存于底部的冷却剂中。由于连接端子被浸泡在冷却剂中，为了确保连接端子的绝缘性而需要特别的对策，从而导致成本上升。

在专利文献1～4中，由于没有对连接端子的具体结构进行公开，也有产生上述问题的时候。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抑制了旋转电机与电气设备的连接端子部被浸泡在冷却旋转电机的冷却剂中的、车辆用驱动装置的装载构造。

本发明的车辆用驱动装置的装载构造的一个方式包括：壳体，该壳体包括第一内部空间和第二内部空间，第二内部空间在与第一内部空间隔断的状态下被形成在比第一内部空间靠下方的位置；旋转电机，被设置在壳体的第一内部空间中；电气设备，被设置在壳体的第二内部空间中；以及连接部，对旋转电机与电气设备进行电连接；其中，在壳体的第一内部空间的底部贮存用于冷却旋转电机的冷却剂，连接部的位于壳体的第一内部空间的部分位于比贮存在该第一内部空间中的冷却剂的液面的最高位靠上方的位置。

本发明的车辆用驱动装置的装载构造的另一方式包括：壳体，被固定在车辆主体上，并包括第一内部空间和第二内部空间，第二内部空间在与第一内部空间隔断的状态下被形成在比第一内部空间靠下方的位置；旋转电机，被设置在壳体的第一内部空间中；电气设备，被设置在壳体的第二内部空间中；以及连接部，对旋转电机与电气设备进行电连接；其中，在壳体的第一内部空间的底部贮存用于冷却旋转电机的冷却剂，对壳体中的第一内部空间的底部进行划分的部分包括大致形成为平面状的部分，壳体被以使大致形成为平面状的部分向举起连接部的方向倾斜的方式固定在车辆主体上。

根据上述结构，在任何方面，可抑制连接部被贮存于壳体的第一内部空间的底部的冷却剂浸泡。

另外，在上述结构中，既可以通过将各自具有内部空间的多个箱体彼此固定来形成壳体的第一和第二内部空间，也可以通过设置划分一个箱体的内部空间的壁来形成壳体的第一和第二内部空间。

作为一个例子，在上述车辆用驱动装置的装载构造中，旋转电机包括多相绕组，连接部包括多个端子，多个端子分别与被包含在多相绕组中的各相绕组连接。

根据上述结构，可抑制在与各相绕组连接的各相端子间产生电短路。

作为一个例子，在上述车辆用驱动装置的装载构造中，车辆用驱动装置包括差速器齿轮，该差速器齿轮被传递旋转电机的驱动力，通过该差速器齿轮的旋转，将贮存在第一内部空间的底部的冷却剂搅上来，连接部被设置在相对于旋转电机与差速器齿轮相反的一侧。

根据上述结构，可在增大相对于差速器齿轮的冷却剂的相对液面高度的同时减少相对于连接部的冷却剂的相对液面高度。因此，可在抑制了由差速器齿轮搅上来的冷却剂的搅上量不足的情况下抑制连接部被浸泡在冷却剂中。

根据本发明，在旋转电机和与该旋转电机连接的电气设备一体化的车辆用驱动装置中，能够抑制旋转电机与电气设备的连接端子部被浸泡在冷却旋转电机的冷却剂中。

另外，也可以适宜地组合上述结构中的两个以上的结构。

附图说明

图1是表示适用本发明的一个实施方式的装载构造的车辆用驱动装置的结构；

图2是表示图1中示出的PCU的主要部分的结构的电路图；

图3是表示图1中示出的车辆用驱动装置下的旋转电机与逆变器的位置关系的图；

图4是表示图1中示出的车辆用驱动装置下的旋转电机与逆变器的连接端子的配置的图；

图5是表示图4中示出的连接端子与旋转电机的连接部分的图。

具体实施方式

下面，对本发明的实施方式进行说明。对相同或相当的部分标注相同的参照标号，并有时不重复其说明。

在下面所说明的实施方式中，当提及个数、量等时，除了有特别的记载的情况以外，本发明的范围不一定限于该个数、量等。另外，在下面的实施方式中，对于各构成部件，除了有特别的记载的情况以外，不一定是本发明必须的。另外，当在下面存在多个实施方式时，除了有特别的记载的情况以外，最初就预先计划好了适当组合各实施方式的特征部分。

图1是表示适用本发明的一个实施方式的装载构造的车辆的驱动装置的结构。参照图1，驱动装置100是驱动混合动力车辆的驱动装置，并包括电动发电机MG1和MG2、壳体110、端子部120、行星齿轮130、减速齿轮140、差速器齿轮150、以及驱动轴座部160。电动发电机MG1和MG2、行星齿轮130、减速齿轮140、以及差速器齿轮150被设置在壳体110内。

电动发电机MG1和MG2是具有电动机和发电机中的至少一个功能的旋转电机，并包括：旋转轴、固定设置在该旋转轴上的转子、以及定子。

用作“动力分配机构”的行星齿轮130包括太阳齿轮、内啮合齿轮、以及行星齿轮架(均没有图示)。行星齿轮130的太阳齿轮与电动发电机MG1的旋转轴连接。行星齿轮130的内啮合齿轮与电动发电机MG2的旋转轴连接。行星齿轮130的行星齿轮架与轴200连接，从发动机输出的动力被传递给轴200。行星齿轮130的内啮合齿轮的动力被传递到减速齿轮140。

减速齿轮140设置在行星齿轮130与差速器齿轮150之间。另外，差速器齿轮150经驱动轴座部160与驱动轴连接。

端子部120包括端子121、122。电动发电机MG1、MG2分别经设置在壳体110上的端子121、122与PCU(Power Control Unit：功率控制单元)300连接。PCU 300与驱动装置100一体化。另外，PCU 300经电缆与电池B电连接。由此，电池B与电动发电机MG1、MG2电连接。

在混合动力车辆行驶时，从发动机输出的动力传递到轴200，被行星齿轮130分割成两个路径。

上述两个路径中的一个是从减速齿轮140经由差速器齿轮150而传递到驱动轴座部160的路径。传递到驱动轴座部160的驱动力经由驱动轴而作为旋转力传递到驱动轮，从而使车辆行驶。

另一个是通过驱动电动发电机MG1而进行发电的路径。电动发电机MG1通过由行星齿轮130分配的发动机的动力来进行发电。由电动发电机MG1发电的电力根据车辆的行驶状态、电池B的状态而灵活使用。例如，在车辆的通常行驶和突然加速时，由电动发电机MG1发电得到的电力直接成为驱动电动发电机MG2的电力。另一方面，在针对电池B而确定的条件下，由电动发电机MG1发电得到的电力经设置在PCU 300内的逆变器和变换器而存储在电池B中。

电动发电机MG2通过存储在电池B中的电力和由电动发电机MG1发电的电力中的至少一者的电力来驱动。电动发电机MG2的驱动力从减速齿轮140经由差速器齿轮150而传递到驱动轴座部160。这样，通过来自电动发电机MG2的驱动力来辅助发动机的驱动力，或者仅通过来自电动发电机MG2的驱动力来使混合动力车辆行驶。

另一方面，在混合动力车辆的再生制动时，通过车身的惯性力来使驱动轮旋转。通过来自驱动轮的旋转力并经驱动轴座部160、差速器齿轮150以及减速齿轮140来驱动电动发电机MG2。此时，电动发电机MG2作为发电机工作。如此，电动发电机MG2作为将制动能转换为电力的再生制动器而发挥作用。由电动发电机MG2发电的电力经设置在PCU 300内的逆变器而存储到电池B中。

图2是表示PCU 300的主要部分的结构的电路图。参照图2，PCU300包括变换器310、逆变器320和330、控制装置340、电容器C1和C2。变换器310连接在电池B与逆变器320、330之间，逆变器320、330分别与电动发电机MG1、MG2连接。

变换器310包括功率晶体管Q1和Q2、二极管D1和D2、反应器L。功率晶体管Q1、Q2被串联连接，主要接收来自控制装置340的控制信号。二极管D1、D2分别连接在功率晶体管Q1、Q2的集电极-发射极间以分别使电流从功率晶体管Q1、Q2的发射极侧向集电极侧流动。反应器L的一端与电源线PL1连接，另一端与功率晶体管Q1、Q2的连接点连接，其中所述电源线PL1与电池B的正极连接。

该变换器310使用反应器L对从电池B接受的直流电压进行升压，将该升压了的升压电压供应给电源线PL2。另外，变换器310对从逆变器320、330接受的直流电压进行降压后对电池B进行充电。

逆变器320、330分别包括U相臂321U和331U、V相臂321V和331V、以及W相臂321W和331W。U相臂321U、V相臂321V以及W相臂321W并联连接在节点N1与节点N2之间。同样，U相臂331U、V相臂331V以及W相臂331W并联连接在节点N1与节点N2之间。

U相臂321U包括串联连接的两个功率晶体管Q3、Q4。同样，U相臂331U、V相臂321V和331V、以及W相臂321W和331W分别包括串联连接的两个功率晶体管Q5～Q14。另外，在各个功率晶体管Q3～Q14的集电极-发射极之间分别连接有使电流从发射极侧向集电极侧流动的二极管D3～D14。

逆变器320的各相臂的中间点分别经U相端子121U、V相端子121V、W相端子121W而与电动发电机MG1的各相绕组的各相端连接。并且，在电动发电机MG1中，U、V、W相的三个绕组的一端共同连接在中点处。

另外，逆变器330的各相臂的中间点分别经U相端子122U、V相端子122V、W相端子122W而与电动发电机MG2的各相绕组的各相端连接。并且，在电动发电机MG2中，U、V、W相的三个绕组的一端共同连接在中点处。

电容器C1连接在电源线PL1、PL3之间，对电源线PL1的电压电平进行平滑化。另外，电容器C2连接在电源线PL2、PL3之间，对电源线PL2的电压电平进行平滑化。

逆变器320、330根据来自控制装置340的驱动信号将来自电容器C2的直流电压转换成交流电压后驱动电动发电机MG1、MG2。

控制装置340根据马达转矩指令值、电动发电机MG1和MG2的各相电流值、以及逆变器320和330的输入电压而计算电动发电机MG1、MG2的各相绕组电压，根据该计算结果来生成使功率晶体管Q3～Q14导通(on)/截止(off)的PWM(Pulse Width Modulation：脉宽调制)信号并向逆变器320、330输出。

另外，控制装置340根据上述的马达转矩指令值和马达转速来计算用于使逆变器320、330的输入电压最优化的功率晶体管Q1、Q2的占空比，根据该计算结果来生成使功率晶体管Q1、Q2导通/截止的PWM信号并向变换器310输出。

并且，为了将由电动发电机MG1、MG2发电出的交流电力转换成直流电力后对电池B进行充电，控制装置340控制变换器310和逆变器320、330中的功率晶体管Q1～Q14的开关动作。

接下来，使用图3～图5来说明驱动装置100装载在车辆上的装载构造。如图3所示，在驱动装置100中，从车辆的前方侧到后方侧依次排列有作为电动发电机MG1的旋转轴的电动发电机轴MG1A、作为减速齿轮140的旋转轴的加速齿轮轴140A、作为差速器齿轮150的旋转轴的差速器齿轮轴150A。电动发电机MG2与电动发电机MG1配置在同轴上。与电动发电机MG1电连接的逆变器320配置在比电动发电机MG1靠下方的位置处。然后，容纳电动发电机MG1、减速齿轮140、差速器齿轮150、以及逆变器320的壳体110以靠向车辆前方的一侧被举起的方式被固定在车辆主体上。

壳体110包括第一和第二内部空间111、112(参照图4)。电动发电机MG1设置在第一内部空间111中，逆变器320设置在第二内部空间112中。第一和第二内部空间111、112处于彼此被隔断的状态。第一内部空间111的底部处的位于电动发电机MG1与逆变器320之间的部分大体上被平面状的底面111A划分开。另外，在第一内部空间111的底部贮存有机油。差速器齿轮150通过其内啮合齿轮的旋转来将贮存于第一内部空间111的底部的机油搅上来。由差速器齿轮150搅上来的机油被供应到第一内部空间111的各个部分，被用于诸如电动发电机MG1的各部分的润滑和冷却，然后再次回到第一内部空间111的底部。如此，在第一内部空间111内，通过差速器齿轮150的旋转来产生机油的循环。另外，由于如上所述那样第一和第二内部空间111、112处于被隔断的状态，在第一内部空间111内循环的机油不会被引导至第二内部空间112。

如图4所示，端子121包括分别与电动发电机MG1的各相绕组连接的U相端子121U、V相端子121V、W相端子121W。端子121设置在电动发电机MG1的前侧部分。换言之，端子121设置在相对于电动发电机MG1与差速器齿轮150相反的一侧。

如图5所示，端子121处的各相端子121U、121V、121W穿过在隔断第一和第二内部空间的隔断壁上设置的开口部113而贯穿该隔断壁，它们的顶端到达至第一内部空间111内。这样，可通过端子121来连接分别容纳在彼此被隔断的第一和第二内部空间111、112中的电动发电机MG1和逆变器320。

如上所述，在第一内部空间111的底部贮存有机油。一旦含在该机油中的水分和金属粉增多(即，机油劣化)，则机油的绝缘性下降。因此，如果位于第一内部空间111的各相端子121U、121V、121W的顶端被机油浸泡，则有以下危险：在各相端子121U、121V、121W之间产生电短路，或者在各相端子121U、121V、121W与壳体110之间产生电短路。

在本实施方式的驱动装置100中，在以举起壳体100的靠向车辆前方的一侧的方式使第一内部空间111的底面111A倾斜的情况下将壳体100固定在车辆主体上。这样，相对于第一内部空间111处的机油的液面高度，可将端子121设置在相对高的位置处，因此可抑制端子121被机油浸泡。在图4中，用单点划线表示了贮存在第一内部空间111中的机油液面的最高位。另外，一般来说，机油的液面高度在驱动装置100停止了工作时达到最高。

根据本实施方式的车辆用驱动装置的装载构造，如上所述那样在使壳体110向举起端子121的方向倾斜的情况下将壳体110固定在车辆主体上，由此可通过使端子121所在的壳体110的第一内部空间111的部分位于比机油液面的最高位靠上方的位置来抑制端子121被机油浸泡。

另外，以设置有端子121的靠向车辆前方的一侧相对高而设置有差速器齿轮150的靠向车辆后方的一侧相对低的方式固定壳体110，由此能够在差速器齿轮150所在的部分一定程度地确保机油的液面高度，而在端子121所在的部分降低机油的液面高度。因此，能够在确保由差速器齿轮150搅上来的机油的量的情况下抑制端子121被浸泡在机油中。

如果概括上述的内容，则如下。即，本实施方式的车辆用驱动装置的装载构造包括：壳体110，被固定在车辆主体上，并包括第一内部空间111和第二内部空间112，该第二内部空间112在被与第一内部空间111隔断的状态下形成在比第一内部空间111靠下方的位置；电动发电机MG1，被设置在壳体110的第一内部空间111中；作为“电气设备”的逆变器320，被设置在壳体110的第二内部空间112中；以及作为“连接部”的端子121，对电动发电机MG1与逆变器320进行电连接。在第一内部空间111的底部贮存有用于冷却电动发电机MG1的作为“冷却剂”的机油。壳体110被以使第一内部空间111的底面111A向举起端子121的方向(即，举起靠向车辆前方的一侧的方向)倾斜的方式固定在车辆主体上。并且，端子121的位于第一内部空间111的部分位于比贮存在第一内部空间111中的机油液面的最高位靠上方的位置。

在本实施方式中，主要说明了连接电动发电机MG1和逆变器320的端子121的配置，但是对于连接电动发电机MG2和逆变器330的端子122的配置，也可以适用与上述相同的构思。

另外，在本实施方式中，说明了将端子121设置在靠向车辆前方的一侧并将差速器齿轮150设置在靠向车辆后方的一侧的例子，但是本发明的范围不限于此，例如，也可以与上述相反，将端子121设置在靠向车辆后方的一侧并将差速器齿轮150设置在靠向车辆前方的一侧。在该情况下，壳体110以倾斜成靠向车辆后方的一侧被举起的状态固定在车辆主体上。

以上说明了本发明的实施方式，但是应认为此次公开的实施方式不是所有方面的例示，更不是限定性的。本发明的范围包括通过权利要求书来示出并与权利要求书相等的含义以及在其范围内的所有的变更。

产业上的可利用性

本发明例如可适用于混合动力车辆用驱动装置的装载构造等。

Claims (6)

1.一种车辆用驱动装置的装载构造，包括：

壳体(110)，该壳体(110)包括第一内部空间(111)和第二内部空间(112)，所述第二内部空间(112)在与所述第一内部空间(111)隔断的状态下被形成在比所述第一内部空间(111)靠下方的位置；

旋转电机(MG1、MG2)，被设置在所述壳体(110)的第一内部空间(111)中；

电气设备(320、330)，被设置在所述壳体(110)的第二内部空间(112)中；以及

连接部(121、122)，对所述旋转电机(MG1、MG2)与所述电气设备(320、330)进行电连接；

其中，

在所述壳体(110)的第一内部空间(111)的底部贮存用于冷却所述旋转电机(MG1、MG2)的冷却剂，

所述连接部(121、122)的位于所述壳体(110)的第一内部空间(111)中的部分位于比贮存在该第一内部空间(111)中的所述冷却剂的液面的最高位靠上方的位置。

2.如权利要求1所述的车辆用驱动装置的装载构造，其中，

所述旋转电机(MG1、MG2)包括多相绕组(U、V、W)，

所述连接部(121、122)包括多个端子(121U、121V、121W)，所述多个端子(121U、121V、121W)分别与被包含在所述多相绕组(U、V、W)中的各相绕组(U、V、W)连接。

3.如权利要求1所述的车辆用驱动装置的装载构造，其中，

所述车辆用驱动装置包括差速器齿轮(150)，所述旋转电机(MG1、MG2)的驱动力被传递至该差速器齿轮(150)，通过该差速器齿轮(150)的旋转，将贮存在所述第一内部空间(111)的底部的所述冷却剂搅上来，

所述连接部(121、122)被设置在相对于所述旋转电机(MG1、MG2)而与所述差速器齿轮(150)相反的一侧。

4.一种车辆用驱动装置的装载构造，包括：

壳体(110)，被固定在车辆主体上，并包括第一内部空间(111)和第二内部空间(112)，所述第二内部空间(112)在与所述第一内部空间(111)隔断的状态下被形成在比所述第一内部空间(111)靠下方的位置；

旋转电机(MG1、MG2)，被设置在所述壳体(110)的第一内部空间(111)中；

电气设备(320、330)，被设置在所述壳体(110)的第二内部空间(112)中；以及

连接部(121、122)，对所述旋转电机(MG1、MG2)与所述电气设备(320、330)进行电连接；

其中，

在所述壳体(110)的第一内部空间(111)的底部贮存用于冷却所述旋转电机(MG1、MG2)的冷却剂，

对所述壳体(110)中的所述第一内部空间(111)的底部进行划分的部分包括大致形成为平面状的部分(111A)，

所述壳体(110)被以使所述大致形成为平面状的部分(111A)向举起所述连接部(121、122)的方向倾斜的方式固定在所述车辆主体上。

5.如权利要求4所述的车辆用驱动装置的装载构造，其中，

所述旋转电机(MG1、MG2)包括多相绕组(U、V、W)，

所述连接部(121、122)包括多个端子(121U、121V、121W)，所述多个端子(121U、121V、121W)分别与被包含在所述多相绕组(U、V、W)中的各相绕组(U、V、W)连接。

6.如权利要求4所述的车辆用驱动装置的装载构造，其中，

所述车辆用驱动装置包括差速器齿轮(150)，所述旋转电机(MG1、MG2)的驱动力被传递至该差速器齿轮(150)，通过该差速器齿轮(150)的旋转，将贮存在所述第一内部空间(111)的底部的所述冷却剂搅上来，

所述连接部(121、122)被设置在相对于所述旋转电机(MG1、MG2)而与所述差速器齿轮(150)相反的一侧。

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