JP2007118808A - ハイブリッド車両の駆動装置 - Google Patents

ハイブリッド車両の駆動装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2007118808A
JP2007118808A JP2005314752A JP2005314752A JP2007118808A JP 2007118808 A JP2007118808 A JP 2007118808A JP 2005314752 A JP2005314752 A JP 2005314752A JP 2005314752 A JP2005314752 A JP 2005314752A JP 2007118808 A JP2007118808 A JP 2007118808A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
case
drive device
electrical machine
power
rotating electrical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2005314752A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4337803B2 (ja
Inventor
Tadashi Yoshida
忠史 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to JP2005314752A priority Critical patent/JP4337803B2/ja
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to PCT/JP2006/321932 priority patent/WO2007049808A1/ja
Priority to EP06822852.7A priority patent/EP1946955B1/en
Priority to RU2008121257/11A priority patent/RU2371329C1/ru
Priority to CN2006800403129A priority patent/CN101296814B/zh
Priority to US12/091,935 priority patent/US8201650B2/en
Priority to KR1020087012528A priority patent/KR100944006B1/ko
Publication of JP2007118808A publication Critical patent/JP2007118808A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4337803B2 publication Critical patent/JP4337803B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/26Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the motors or the generators
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/04Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/36Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings
    • B60K6/365Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings with the gears having orbital motion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/40Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the assembly or relative disposition of components
    • B60K6/405Housings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/44Series-parallel type
    • B60K6/445Differential gearing distribution type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/50Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/50Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/54Transmission for changing ratio
    • B60K6/547Transmission for changing ratio the transmission being a stepped gearing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/01Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for shielding from electromagnetic fields, i.e. structural association with shields
    • H02K11/014Shields associated with stationary parts, e.g. stator cores
    • H02K11/0141Shields associated with casings, enclosures or brackets
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/04Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for rectification
    • H02K11/049Rectifiers associated with stationary parts, e.g. stator cores
    • H02K11/05Rectifiers associated with casings, enclosures or brackets
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K51/00Dynamo-electric gears, i.e. dynamo-electric means for transmitting mechanical power from a driving shaft to a driven shaft and comprising structurally interrelated motor and generator parts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/02Arrangement or mounting of electrical propulsion units comprising more than one electric motor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00Type of vehicles
    • B60L2200/26Rail vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/42Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/421Speed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/42Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/423Torque
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/08Electric propulsion units
    • B60W2510/081Speed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/08Electric propulsion units
    • B60W2710/083Torque
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62Hybrid vehicles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64Electric machine technologies in electromobility
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S903/00Hybrid electric vehicles, HEVS
    • Y10S903/902Prime movers comprising electrical and internal combustion motors
    • Y10S903/903Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor
    • Y10S903/952Housing details

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

【課題】インバータが一体化されたハイブリッド車両の駆動装置において、インバータからの電磁ノイズが駆動装置外部への漏洩することを防止する。
【解決手段】モータジェネレータおよびインバータを一体的に収容するためのケースCS0は、インバータ収納スペースISを形成する収容部CIと、モータ収納スペースMSを形成する収容部CMとを含む。ケースCS0は、収容部CIおよび収容部CMが一体成型された構造を有する。
【選択図】図5

Description

この発明は、ハイブリッド車両の駆動装置に関し、特にインバータとモータを1つのケースに収めたハイブリッド車両の駆動装置に関する。
現状のハイブリッド車は、インバータの大きな箱型ケースがあり、それがシャーシに固定されその下にモータケース(トランスアクスル)が配置されるという構成をとっているものが多い。なるべく多くの車種に搭載することができるハイブリッド車両の駆動装置について考慮すると、ケースが2個の構成であると車種ごとにその配置が最適化されることになり部品の共通化が図りにくい。
本来、組合せて動作することが必要なユニットは1つのケースに収めて一体化してしまうことが望ましい。特開2004−343845号公報(特許文献1)には、モータとインバータとを一体化したハイブリッド車両の駆動装置が開示されている。特許文献1では、複数の電動機を個々に収容するケース部分を連結してなる駆動装置ケースと、複数の電動機に個々に対応する複数のインバータとを備える構成において、複数のインバータを上記ケース部分の1つにまとめて付設し、インバータを冷却する流路を、インバータを付設したケース部分と各インバータとの間に形成することが開示されている。これにより、各電動機に対応するインバータの駆動装置への一体化と、インバータ冷却とが両立される。
特開2004−343845号公報
しかしながら、特開2004−343845号公報(特許文献1)に開示される駆動装置ケースは、モータを格納するケース部分と、インバータを格納するケース部分とが連結される構造である。このため、特許文献1によるハイブリッド車両の駆動装置では、インバータでのパワー素子のスイッチング動作による電磁ノイズが、上記連結部分から漏洩し易い構造となる。このため、インバータのケース部分と他の部位との連結部分について電磁ノイズの漏洩防止対策を施す必要が生じ、かつ、対策が不十分でない場合には、漏洩した電磁ノイズにより車両に搭載された他の機器に悪影響を与える可能性がある。
また、モータの上にインバータを載せただけの構造であるので、高さ方向に関し車両に搭載した場合の車両重心位置について改善の余地がある。さらに、ハイブリッド車両の駆動装置を搭載するスペースの省スペース化も十分に考慮されていない。多くの車種に搭載可能とする観点から考えると、通常の車両でエンジンに隣接配置されている自動変速機とほぼ同等の輪郭内にインバータとモータとを配置することができることが望ましい。
この発明はこのような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、インバータが一体化されたハイブリッド車両の駆動装置において、駆動装置外部への電磁ノイズの漏洩を防止することである。
この発明によるハイブリッド車両の駆動装置は、動力伝達機構と、パワー制御ユニットと、ケースと、カバー部材と、固定部材とを備える。動力伝達機構は、内燃機関の発生した動力に回転電機の発生した動力を合成して駆動軸に伝達する。パワー制御ユニットは、回転電機の制御を行なう。ケースは、パワー制御ユニットを収容するための第1の収容部と、少なくとも回転電機を収容するための第2の収容部とが一体成型された構造を有する。カバー部材は、第1の収容部の開口部を覆うようにケースに対して固定される。
上記ハイブリッド車両の駆動装置によれば、パワー制御ユニットのケース部分(第1の収容部)と回転電機のケース部分(第2の収容部)とが一体成型されるので、ケースに両者の合わせ面(連結部)が発生しない。このため、これらのケース部分を別個に形成して連結するケース構造と比較して、パワー制御ユニットが発生する電磁ノイズがケース外に漏洩し難い構造とすることができる。したがって、電磁ノイズ漏洩対策のためのコスト削減および、駆動装置外部への電磁ノイズ漏洩の防止が可能となる。
好ましくは、この発明によるハイブリッド車両の駆動装置は、内燃機関のクランクシャフトと結合されるダンパをさらに備える。回転電機は、ダンパの回転軸とその回転軸が重なるように配置される。さらに、第2の収容部は、回転電機、ダンパおよび動力伝達機構を収容するように構成され、第1の収容部は、回転軸方向と直交し、かつ車両搭載時の鉛直方向に直交する方向から投影した場合に、パワー制御ユニットが第2の収容部の投影部の車両搭載時の水平方向の寸法に収まるように設けられる。
上記ハイブリッド車両の駆動装置によれば、駆動装置の水平方向の寸法を抑制することができるので、駆動装置の体格を小型化して車両搭載性を向上することができる。
また好ましくは、この発明によるハイブリッド車両の駆動装置では、パワー制御ユニットは、回転電機に対応して設けられるインバータのパワー素子が搭載され、回転電機の車両搭載時における上方に配置された回路基板をさらに含む。
上記ハイブリッド車両の駆動装置によれば、電磁ノイズの発生源となるパワー素子が搭載された回路基板を上記第1の収容部に格納して、電磁ノイズがケース外に漏洩し難い構造とすることができる。
あるいは好ましくは、この発明によるハイブリッド車両の駆動装置では、パワー制御ユニットは、回転電機に対応して設けられるインバータと、インバータの入力電圧を発生するように構成された電圧コンバータとを含む。電圧コンバータは、回転電機の回転軸に対する一方側に配置されるリアクトルと、回転電機の回転軸に対する他方側に配置されるコンデンサとを有する。
上記ハイブリッド車両の駆動装置によれば、回転電機の一方側および他方側の空きスペースを利用して。電圧コンバータの構成部品であるコンデンサおよびリアクトルを配置できる。したがって、省スペース化により駆動装置を小型化するとともに、回転電機に対する重量バランスを改善できる。
特にこのような構成では、パワー制御ユニットは、少なくとも一部分がリアクトルとコンデンサの間の領域に配置され、インバータおよび電圧コンバータのパワー素子が搭載された回路基板をさらに含む。
上記ハイブリッド車両の駆動装置によれば、車両搭載時の鉛直方向から見て、回路基板をリアクトルおよびコンデンサと重なり合わないように配置できる。したがって、回路基板の配置による駆動装置の車両高さ方向の寸法増大を回避することにより、車両の重心を低くすることができ、走行安定性を向上できる。
また好ましくは、この発明によるハイブリッド車両の駆動装置は、内燃機関のクランクシャフトと結合されるダンパをさらに備える。回転電機は、ダンパの回転軸とその回転軸が重なるように配置される。さらに、パワー制御ユニットは、回転軸方向から投影した場合に、ケースのダンパ、回転電機、および動力伝達機構を収容する部分の投影部の車両搭載時の水平方向の寸法に収まるように、ケース内に配置される。
上記ハイブリッド車両の駆動装置によれば、車両前後方向の寸法を縮小して、駆動装置を小型化することができる。
あるいは好ましくは、この発明によるハイブリッド車両の駆動装置は、内燃機関のクランクシャフトと結合されるダンパをさらに備える。回転電機は、ダンパの回転軸とその回転軸が重なるように配置される。さらに、パワー制御ユニットは、回転軸方向から投影した場合に、ケースのダンパ、回転電機、および動力伝達機構を収容する部分の投影部の車両搭載時の鉛直方向の寸法に収まるように、ケース内に配置される。
上記ハイブリッド車両の駆動装置によれば、車両高さ方向の寸法を縮小して駆動装置を小型化できる。この結果、車両の重心を低くすることができ、走行安定性を向上できる。
この発明によるハイブリッド車両の駆動装置によれば、インバータと一体化され小型化されたハイブリッド車両の駆動装置において、インバータからの電磁ノイズの駆動装置外への漏洩を防止することが可能となる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
[車両の構成要素の説明]
図1は、本発明の実施の形態に係るハイブリッド車両100のモータジェネレータ制御に関する構成を示す回路図である。
図1を参照して、車両100は、電池ユニット40と、駆動装置20と、制御装置30と、図示しないエンジンおよび車輪とを含む。
駆動装置20は、モータジェネレータMG1,MG2と、動力分割機構PSDと、減速機RDと、モータジェネレータMG1,MG2の制御を行なうパワー制御ユニット21とを備える。
動力分割機構PSDは、基本的には、後で図2で示すエンジン4とモータジェネレータMG1,MG2に結合されてこれらの間で動力を分配する機構である。たとえば動力分割機構としてはサンギヤ、プラネタリキャリヤ、リングギヤの3つの回転軸を有する遊星歯車機構を用いることができる。
動力分割機構PSDの2つの回転軸がエンジン4、モータジェネレータMG1の各回転軸にそれぞれ接続され、他の1つの回転軸は減速機RDに接続される。動力分割機構PSDと一体化された減速機RDによってモータジェネレータMG2の回転は減速されて動力分割機構PSDに伝達される。
なお減速機の回転軸は、後に説明するように図示しない減速ギヤやディファレンシャルギヤによって車輪に結合されている。
電池ユニット40には端子41,42が設けられている。また駆動装置20には端子43,44が設けられている。車両100は、さらに、端子41と端子43とを結ぶパワーケーブル6と、端子42と端子44とを結ぶパワーケーブル8とを含む。
電池ユニット40は、バッテリBと、バッテリBの負極と端子42との間に接続されるシステムメインリレーSMR3と、バッテリBの正極と端子41との間に接続されるシステムメインリレーSMR2と、バッテリBの正極と端子41との間に直列に接続される、システムメインリレーSMR1および制限抵抗Rとを含む。システムメインリレーSMR1〜SMR3は、制御装置30から与えられる制御信号SEに応じて導通/非導通状態が制御される。
電池ユニット40は、さらに、バッテリBの端子間の電圧VBを測定する電圧センサ10と、バッテリBに流れる電流IBを検知する電流センサ11とを含む。
バッテリBとしては、ニッケル水素、リチウムイオン等の二次電池や燃料電池などを用いることができる。また、バッテリBに代わる蓄電装置として電気二重層コンデンサ等の大容量キャパシタを用いることもできる。
パワー制御ユニット21は、モータジェネレータMG1,MG2にそれぞれ対応して設けられるインバータ22,14と、インバータ22,14に共通して設けられる昇圧コンバータ12とを含む。
昇圧コンバータ12は、端子43,44間の電圧を昇圧する。インバータ14は、昇圧コンバータ12から与えられる直流電圧を三相交流に変換してモータジェネレータMG2に出力する。
昇圧コンバータ12は、一方端が端子43に接続されるリアクトルL1と、昇圧後の電圧VHを出力する昇圧コンバータ12の出力端子間に直列に接続されるIGBT素子Q1,Q2と、IGBT素子Q1,Q2にそれぞれ並列に接続されるダイオードD1,D2と、平滑用コンデンサC2とを含む。平滑用コンデンサC2は、昇圧コンバータ12によって昇圧された電圧を平滑化する。なお、本実施の形態において、IGBT素子は、電力変換のための電力用半導体スイッチング素子(以下、パワー素子とも称する)の代表例として記載される。すなわち、IGBT素子に代えて、他のパワー素子を適用しても良い。
リアクトルL1の他方端はIGBT素子Q1のエミッタおよびIGBT素子Q2のコレクタに接続される。ダイオードD1のカソードはIGBT素子Q1のコレクタと接続され、ダイオードD1のアノードはIGBT素子Q1のエミッタと接続される。ダイオードD2のカソードはIGBT素子Q2のコレクタと接続され、ダイオードD2のアノードはIGBT素子Q2のエミッタと接続される。
インバータ14は車輪を駆動するモータジェネレータMG2に対して昇圧コンバータ12の出力する直流電圧を三相交流に変換して出力する。またインバータ14は、回生制動に伴い、モータジェネレータMG2において発電された電力を昇圧コンバータ12に戻す。このとき昇圧コンバータ12は降圧回路として動作するように制御装置30によって制御される。
インバータ14は、U相アーム15と、V相アーム16と、W相アーム17とを含む。U相アーム15,V相アーム16,およびW相アーム17は、昇圧コンバータ12の出力ライン間に並列に接続される。
U相アーム15は、直列接続されたIGBT素子Q3,Q4と、IGBT素子Q3,Q4とそれぞれ並列に接続されるダイオードD3,D4とを含む。ダイオードD3のカソードはIGBT素子Q3のコレクタと接続され、ダイオードD3のアノードはIGBT素子Q3のエミッタと接続される。ダイオードD4のカソードはIGBT素子Q4のコレクタと接続され、ダイオードD4のアノードはIGBT素子Q4のエミッタと接続される。
V相アーム16は、直列接続されたIGBT素子Q5,Q6と、IGBT素子Q5,Q6とそれぞれ並列に接続されるダイオードD5,D6とを含む。ダイオードD5のカソードはIGBT素子Q5のコレクタと接続され、ダイオードD5のアノードはIGBT素子Q5のエミッタと接続される。ダイオードD6のカソードはIGBT素子Q6のコレクタと接続され、ダイオードD6のアノードはIGBT素子Q6のエミッタと接続される。
W相アーム17は、直列接続されたIGBT素子Q7,Q8と、IGBT素子Q7,Q8とそれぞれ並列に接続されるダイオードD7,D8とを含む。ダイオードD7のカソードはIGBT素子Q7のコレクタと接続され、ダイオードD7のアノードはIGBT素子Q7のエミッタと接続される。ダイオードD8のカソードはIGBT素子Q8のコレクタと接続され、ダイオードD8のアノードはIGBT素子Q8のエミッタと接続される。
各相アームの中間点は、モータジェネレータMG2の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、モータジェネレータMG2は、三相の永久磁石同期モータであり、U,V,W相の3つのコイルは各々一方端が中性点に共に接続されている。そして、U相コイルの他方端がIGBT素子Q3,Q4の接続ノードに接続される。またV相コイルの他方端がIGBT素子Q5,Q6の接続ノードに接続される。またW相コイルの他方端がIGBT素子Q7,Q8の接続ノードに接続される。
電流センサ24は、モータジェネレータMG2に流れる電流をモータ電流値MCRT2として検出し、モータ電流値MCRT2を制御装置30へ出力する。
インバータ22は、昇圧コンバータ12に対してインバータ14と並列的に接続される。インバータ22は、モータジェネレータMG1に対して昇圧コンバータ12の出力する直流電圧を三相交流に変換して出力する。インバータ22は、昇圧コンバータ12から昇圧された電圧を受けてたとえばエンジンを始動させるためにモータジェネレータMG1を駆動する。
また、インバータ22は、エンジンのクランクシャフトから伝達される回転トルクによってモータジェネレータMG1で発電された電力を昇圧コンバータ12に戻す。このとき昇圧コンバータ12は降圧回路として動作するように制御装置30によって制御される。
インバータ22の内部の構成は、図示しないがインバータ14と同様であり、詳細な説明は繰返さない。
制御装置30は、トルク指令値TR1,TR2、モータ回転数MRN1,MRN2、電圧VB,VL,VH、電流IBの各値、モータ電流値MCRT1,MCRT2および起動信号IGONを受ける。
ここで、トルク指令値TR1,モータ回転数MRN1およびモータ電流値MCRT1はモータジェネレータMG1に関するものであり、トルク指令値TR2,モータ回転数MRN2およびモータ電流値MCRT2はモータジェネレータMG2に関するものである。
また、電圧VBはバッテリBの電圧であり、電流IBは、バッテリBに流れる電流である。電圧VLは昇圧コンバータ12の昇圧前電圧であり、電圧VHは昇圧コンバータ12の昇圧後電圧である。
そして制御装置30は、昇圧コンバータ12に対して昇圧指示を行なう制御信号PWU,降圧指示を行なう制御信号PWDおよび動作禁止を指示する信号CSDNを出力する。
さらに、制御装置30は、インバータ14に対して昇圧コンバータ12の出力である直流電圧をモータジェネレータMG2を駆動するための交流電圧に変換する駆動指示PWMI2と、モータジェネレータMG2で発電された交流電圧を直流電圧に変換して昇圧コンバータ12側に戻す回生指示PWMC2とを出力する。
同様に制御装置30は、インバータ22に対して直流電圧をモータジェネレータMG1を駆動するための交流電圧に変換する駆動指示PWMI1と、モータジェネレータMG1で発電された交流電圧を直流電圧に変換して昇圧コンバータ12側に戻す回生指示PWMC1とを出力する。
図2は、図1における動力分割機構PSDおよび減速機RDの詳細を説明するための模式図である。
図2を参照して、この車両駆動装置は、モータジェネレータMG2と、モータジェネレータMG2の回転軸に接続される減速機RDと、減速機RDで減速された回転軸の回転に応じて回転する車軸と、エンジン4と、モータジェネレータMG1と、減速機RDとエンジン4とモータジェネレータMG1との間で動力分配を行なう動力分割機構PSDとを備える。減速機RDは、モータジェネレータMG2から動力分割機構PSDへの減速比が、たとえば2倍以上である。
エンジン4のクランクシャフト50とモータジェネレータMG1のロータ32とモータジェネレータMG2のロータ37とは同じ軸を中心に回転する。
動力分割機構PSDは、図2に示す例ではプラネタリギヤであり、クランクシャフト50に軸中心を貫通された中空のサンギヤ軸に結合されたサンギヤ51と、クランクシャフト50と同軸上を回転可能に支持されているリングギヤ52と、サンギヤ51とリングギヤ52との間に配置され、サンギヤ51の外周を自転しながら公転するピニオンギヤ53と、クランクシャフト50の端部に結合され各ピニオンギヤ53の回転軸を支持するプラネタリキャリヤ54とを含む。
動力分割機構PSDは、サンギヤ51に結合されたサンギヤ軸と、リングギヤ52に結合されたリングギヤケースおよびプラネタリキャリヤ54に結合されたクランクシャフト50の3軸が動力の入出力軸とされる。そしてこの3軸のうちいずれか2軸へ入出力される動力が決定されると、残りの1軸に入出力される動力は他の2軸へ入出力される動力に基づいて定まる。
動力の取出用のカウンタドライブギヤ70がリングギヤケースの外側に設けられ、リングギヤ52と一体的に回転する。カウンタドライブギヤ70は、動力伝達減速ギヤRGに接続されている。そしてカウンタドライブギヤ70と動力伝達減速ギヤRGとの間で動力の伝達がなされる。動力伝達減速ギヤRGはディファレンシャルギヤDEFを駆動する。また、下り坂等では車輪の回転がディファレンシャルギヤDEFに伝達され、動力伝達減速ギヤRGはディファレンシャルギヤDEFによって駆動される。
モータジェネレータMG1は、回転磁界を形成するステータ31と、ステータ31内部に配置され複数個の永久磁石が埋め込まれているロータ32とを含む。ステータ31は、ステータコア33と、ステータコア33に巻回される三相コイル34とを含む。ロータ32は、動力分割機構PSDのサンギヤ51と一体的に回転するサンギヤ軸に結合されている。ステータコア33は、電磁鋼板の薄板を積層して形成されており、図示しないケースに固定されている。
モータジェネレータMG1は、ロータ32に埋め込まれた永久磁石による磁界と三相コイル34によって形成される磁界との相互作用によりロータ32を回転駆動する電動機として動作する。またモータジェネレータMG1は、永久磁石による磁界とロータ32の回転との相互作用により三相コイル34の両端に起電力を生じさせる発電機としても動作する。
モータジェネレータMG2は、回転磁界を形成するステータ36と、ステータ31内部に配置され複数個の永久磁石が埋め込まれたロータ37とを含む。ステータ36は、ステータコア38と、ステータコア38に巻回される三相コイル39とを含む。
ロータ37は、動力分割機構PSDのリングギヤ52と一体的に回転するリングギヤケースに減速機RDによって結合されている。ステータコア38は、たとえば電磁鋼板の薄板を積層して形成されており、図示しないケースに固定されている。
モータジェネレータMG2は、永久磁石による磁界とロータ37の回転との相互作用により三相コイル39の両端に起電力を生じさせる発電機としても動作する。またモータジェネレータMG2は、永久磁石による磁界と三相コイル39によって形成される磁界との相互作用によりロータ37を回転駆動する電動機として動作する。
減速機RDは、プラネタリギヤの回転要素の一つであるプラネタリキャリヤ66が車両駆動装置のケースに固定された構造により減速を行なう。すなわち、減速機RDは、ロータ37のシャフトに結合されたサンギヤ62と、リングギヤ52と一体的に回転するリングギヤ68と、リングギヤ68およびサンギヤ62に噛み合いサンギヤ62の回転をリングギヤ68に伝達するピニオンギヤ64とを含む。
たとえば、サンギヤ62の歯数に対しリングギヤ68の歯数を2倍以上にすることにより、減速比を2倍以上にすることができる。
[構成要素配置の概略説明および電磁ノイズ漏洩防止構造]
図3は、本発明の実施の形態に係るハイブリッド車両の駆動装置20の外観を示す斜視図であり、図4は、駆動装置20の平面図である。
図3、図4を参照して、駆動装置20のケース101は、ケース104とケース102とに分割可能に構成されている。ケース104は主としてモータジェネレータMG1を収容する部分であり、ケース102は、主としてモータジェネレータMG2およびパワー制御ユニットを収容する部分である。
ケース104にはフランジ106が形成され、ケース102にはフランジ105が形成され、フランジ106とフランジ105とがボルト等で固定されることにより、ケース104とケース102とが連結されて一体化される。
ケース102にはパワー制御ユニットを組付けるための開口部108が設けられている。パワー制御ユニットの組付け後には、開口部108は、カバー150により覆われる。すなわち、車両の完成時には、駆動装置20の全体は、ケース101およびカバー150に格納される。
さらに、開口部108の内部左側部分(車両進行方向側)にはコンデンサC2が収容され、中央部分にはパワー素子基板120と端子台116,118とが収容され、右側部分にはリアクトルL1が収容されている。なお、この開口部108は車両搭載状態においては蓋により閉じられている。また、コンデンサC2を右側に、リアクトルL1を左側に収容するように入れ換えても良い。
つまり、リアクトルL1はモータジェネレータMG1およびMG2の回転軸の一方側に配置され、コンデンサC2は当該回転軸の他方側に配置されている。そしてコンデンサC2とリアクトルL1との間の領域にパワー素子基板120が配置されている。パワー素子基板120の下方にはモータジェネレータMG2が配置されている。
パワー素子基板120にはモータジェネレータMG1を制御するインバータ22と、モータジェネレータMG2を制御するインバータ14と、昇圧コンバータのアーム部13とが搭載されている。
インバータ14とインバータ22との間の領域には上下に重ねて配置された電源用バスバーが設けられている。インバータ14のU相アーム15、V相アーム16、W相アーム17からはそれぞれ1本ずつのバスバーがモータジェネレータMG2のステータコイルにつながる端子台116に向けて設けられている。同様にインバータ22からも3本のバスバーがモータジェネレータMG1のステータコイルにつながる端子台118に向けて設けられている。
パワー素子基板120は高温になるためこれを冷却するためにパワー素子基板120の下には通水路が設けられており、通水路への冷却水入口114と冷却水出口112とがケース102に設けられている。なお、この入口や出口などは、たとえば、ケース102に対し、フランジ部106,105を貫通させてユニオンナット等を打ち込んで構成される。
図1の電池ユニット40から端子43,44にパワーケーブルを介して与えられた電圧はリアクトルL1およびアーム部13を含む昇圧コンバータ12によって昇圧されコンデンサC2によって平滑化されてインバータ14および22に供給される。
このように昇圧コンバータ12を用いて電池電圧を昇圧して用いることによりバッテリ電圧を200V程度に低減しつつ、かつモータジェネレータを500Vを超える高電圧で駆動することが可能となり、電力供給を小電流で行なうことにより電気損失を抑制しかつモータの高出力を実現することができる。
駆動装置20として、インバータ14,22およびモータジェネレータMG1,MG2に加えて、昇圧コンバータ12も含めて一体化する場合には、比較的大きな部品であるリアクトルL1およびコンデンサC2の配置場所が問題となる。
また、パワー素子基板120に配置されたパワー素子(IGBT素子)からは、電力変換のためのスイッチング動作に伴い電磁ノイズが発生される。このため、この電磁ノイズが駆動装置20のケース外部に漏洩するための構造が必要となる。
図5は、本発明の実施の形態に係る駆動装置における電磁ノイズの漏洩防止構造を説明する概念図である。インバータと一体化されたハイブリッド車両の駆動装置での電磁ノイズの漏洩防止構造について、図5(a)には、上記特許文献1と同様の比較例が示され、図5(b)には、本発明の実施の形態に係る構造が示される。
図5(a)を参照して、比較例による駆動装置では、モータジェネレータの収容スペースMSを形成するケース部材CS1と、インバータ等のパワー制御ユニットの収容スペースISを形成するケース部材CS2は別個に作製される。図示されるように、ケース部材CS1およびCS2の各々には、インバータとモータジェネレータとの間を電気的に接続する配線あるいはバスバーを取り出すための開口部が必要である。そして、ケース部材CS1およびCS2を固定部材fxによって連結することによって、モータジェネレータを含む駆動装置とインバータとが一体化される。
ケース部材CS2の上部には、パワー制御ユニットを組付けるための開口部が設けられ、この開口部は、最終的には、固定部材fxによりケース部材CS2と連結されるカバー部材CVによって覆われる。これにより、インバータを含むパワー制御ユニットは、ケース部材CS2およびカバー部材CVによって駆動装置20の外部から遮蔽される。
しかしながら、比較例の構造では、ケース部材CS2およびカバー部材CVの連結部(合わせ面)FS1のみならず、ケース部材CS2およびCS1の連結部(合わせ面)FS2についても、電磁ノイズが漏洩する可能性が存在する。したがって、合わせ面FS1およびFS2の各々について、電磁ノイズ漏洩防止のための適切な連結構造とする必要がある。
これに対して、図5(b)から理解されるように、本発明の実施の形態に係る駆動装置では、ケースCS0は、モータジェネレータの収容スペースMSを形成するモータ収容部分CMと、インバータ等のパワー制御ユニットの収容スペースISを形成するインバータ収容部分CIとが一体成型された構造を有している。すなわち、ケースCS0では、図5(a)における合わせ面FS2が存在することなく、インバータ収容部分CIおよびモータ収容部分CMが連続的に設けられる。なお、このような一体成型されたケースCS0は、たとえばアルミ合金の鋳造により作製できる。
さらに、カバー部材CVが、図5(a)と同様に設けられることにより、インバータを含むパワー制御ユニットは、インバータ収容部分CIおよびモータ収容部分CMが一体成型されたケースCS0と、カバー部材CVとによって駆動装置20の外部から遮蔽される。
したがって、図5(b)に示す構造では、図5(a)に示す構造と比較して、別個のケース部材同士を連結する合わせ面が存在しなくなることにより、パワー制御ユニットからの電磁ノイズが駆動装置20の外部に漏洩し難くなる。この結果、電磁ノズ漏洩対策のためのコスト削減および、駆動装置外部への電磁ノイズ漏洩防止が可能となる。
[構成要素配置の詳細説明および電磁ノイズ漏洩防止構造]
以下、駆動装置20の構成要素のケース内の配置についてより詳細に説明する。
図6は、駆動装置20を図4のX1方向から見た側面図である。
図6を参照して、ケース102にはモータジェネレータ組付け用および保守用の開口部109が設けられており、この開口部109は車両搭載状態においては,図示しない蓋により閉じられている。
開口部109の内部にはモータジェネレータMG2が配置されている。U,V,W相のバスバーが接続されるステータ36の内部にロータ37が配置されている。ロータ37の中央部分には中空のシャフト60が見えている。
図6に示すように、ケース102のパワー制御ユニット21を収容する収容部CIにはモータジェネレータMG2のステータ36が大きく食い込んでいるので、モータジェネレータMG2の一方側にはリアクトルL1が配置され他方側にはコンデンサC2が配置され、大型部品を効率よく収容している。このため、コンパクトなハイブリッド車両の駆動装置が実現できている。
さらに、パワー制御ユニット21の収容スペースの上方に設けられた開口部には、固定部材としてのボルト152によって、カバー150がケース102に取付けられている。図5(b)で説明したように、ケース102では、モータジェネレータMG2の収容スペース(収納室)MSを形成する収容部と、パワー制御ユニット21の収容スペース(収納室)ISを形成する収容部とが一体成型された構造を有する。なお、この一体成型されたケース102およびカバー150の間の合わせ面については、内部からの電磁ノイズが漏洩しないような連結構造とする必要がある。
図7は、図4のVII−VII断面における断面図である。
図7を参照して、モータジェネレータMG2の断面およびパワー制御ユニット21を収容する収容室の断面が示されている。
このハイブリッド車両の駆動装置は、同軸上に各ロータの回転中心軸が配置されるモータジェネレータMG2およびMG2の奥に配置されるモータジェネレータMG1と、クランクシャフトの回転中心軸と同軸上にかつモータジェネレータMG1およびMG2の間に配置される動力分割機構と、モータジェネレータMG1,MG2の制御を行なうパワー制御ユニット21とを備える。パワー制御ユニット21は、モータジェネレータMG2の回転中心軸に対し、少なくとも一方側にリアクトルL1が他方側に平滑用コンデンサC2が分割配置される。モータジェネレータMG1,MG2、動力分割機構、およびパワー制御ユニット21は、金属製のケースに収容されて一体化されている。
モータジェネレータMG2の潤滑油がパワー素子基板120側に漏れ出ないようにケース102には2つの空間を仕切る仕切り壁部200が設けられている。この仕切り壁部200の上面部分にはパワー素子基板120を冷却するための水路122が設けられ、この水路122は先に説明した冷却水入口114および冷却水出口112と連通している。
端子44からはバスバー128によってマイナス側の電源電位がパワー素子基板120に伝達される。また端子43からは図示しないが他のバスバーによってリアクトルL1に対して正の電源電位が伝達される。
なおこのパワー制御ユニットを収容する収容室には減速ギヤの回転軸130を支持する部分が食い込んでいる。
モータジェネレータMG2の断面部分について説明すると、ステータ36のコイル39の巻回部分がステータ内周側に見えており、さらにその内周にはロータ37、ケースの隔壁202およびロータの中空シャフト60が見えている。
図8は、図4のX2方向から駆動装置20を見た側面図である。図7において、パワー素子基板の上部にパワー素子を制御する制御基板121が配置されている。
図9は、図4のIX−IXにおける断面図である。
図8および図9を参照して、エンジンのクランクシャフト50はダンパ124に接続され、ダンパ124の出力軸は動力分割機構PSDに接続される。
エンジンが配置される側からはダンパ124、モータジェネレータMG1、動力分割機構PSD、減速機RDおよびモータジェネレータMG2の順で、同一の回転軸上に並んでこれらが配置されている。モータジェネレータMG1のロータ32のシャフトは中空であり、この中空部分にダンパ124からの出力軸が貫通している。
モータジェネレータMG1のロータ32のシャフトは、動力分割機構PSD側にサンギヤ51とスプライン嵌合されている。ダンパ124のシャフトは、プラネタリキャリヤ54と結合されている。プラネタリキャリヤ54は、ピニオンギヤ53の回転軸をダンパ124のシャフトの周りに回転自在に支持する。ピニオンギヤ53は、サンギヤ51およびリングギヤケースの内周に形成された図2のリングギヤ52と噛み合う。
またモータジェネレータMG2のロータシャフト60の減速機RD側は、サンギヤ62とスプライン嵌合されている。減速機RDのプラネタリキャリヤ66は、ケース102の隔壁202に固定されている。プラネタリキャリヤ66は、ピニオンギヤ64の回転軸を支持する。ピニオンギヤ64は、サンギヤ62およびリングギヤケースの内周に形成された図2のリングギヤ68と噛み合う。
図9から理解されるように、モータジェネレータMG1およびダンパ124はケース104の図右方向の開口部111から組付けることができ、モータジェネレータMG2はケース102の左方向の開口部109から組付けることができ、減速機RDおよび動力分割機構PSDはフランジ105,106の合わせ面から組付けることができる。
ケース102の開口部109は、潤滑油が漏れないように蓋71および液状ガスケット等で密閉される。ケース104の開口部111の奥には蓋72が設けられ、MG1を収容する空間は潤滑油が漏れないように液状ガスケット等やオイルシール81によって密閉される。
モータジェネレータMG1のロータ32のシャフトは、蓋72との間に設けられたボールベアリング78および隔壁203との間に設けられたボールベアリング77によって回転自在に支持されている。ロータ32のシャフトは中空であり、ダンパ124のシャフトがその内部を貫通している。ロータ32のシャフトとダンパ124のシャフトの間にはニードルベアリング79,80が設けられている。
モータジェネレータMG2のロータ37のシャフトは、蓋71との間に設けられたボールベアリング73および隔壁202との間に設けられたボールベアリング74によって回転自在に支持されている。
減速機RDのリングギヤと動力分割機構PSDのリングギヤがともに内周に刻まれたリングギヤケースは、隔壁202との間に設けられたボールベアリング75および隔壁203との間に設けられたボールベアリング76によって、回転自在に支持されている。
パワー制御ユニット21を収容する収容室とモータジェネレータMG2を収容する収容室とはケース102の隔壁202で隔てられているが、その一部は端子台116が挿入される貫通孔でつながっている。この端子台116にはモータジェネレータMG2のステータコイルのバスバーが一方側に接続され、インバータ14のバスバーが他方側に接続される。そしてこれらのバスバーを電気的に接続可能なように、端子台116の内部には導電性部材が通されている。つまり端子台116は、モータジェネレータMG2側からの潤滑油分を通さないでかつ電気を通すように構成されている。
同様に、端子台118によって、パワー制御ユニットが収容される空間とモータジェネレータMG1が収容される空間とが、電気を通しかつ潤滑油分を通さない状態で接続されている。
図10は、図4のX−Xにおける断面を示した断面図である。
図10を参照して、パワー制御ユニット21を収容する収容室においてはリアクトルL1の断面が示されている。リアクトルL1は、たとえば電磁鋼板が積層されたコアにコイルが巻回された構造を有する。
そしてリアクトルL1に近接して、図7で示された減速ギヤRGの回転軸130が配置され、減速ギヤRGのカウンタドリブンギヤ132が中央部に示される。このカウンタドリブンギヤ132は図2のカウンタドライブギヤ70と噛み合う。そしてこのカウンタドリブンギヤ132の同軸上にファイナルドライブギヤ133が設けられ、これに噛み合うファイナルドリブンギヤであるディファレンシャルギヤDEFがその下方に示されている。
図11は、ケースを回転軸方向から投影した場合に、ケース輪郭と内部に収容される部品とを示した図である。
図11において、車両の駆動装置のケース内部に、内燃機関のクランクシャフトが結合されるダンパ124と、ダンパ124の回転軸とその回転軸が重なるように配置されるロータおよびロータの周囲に配置されるステータを有するモータジェネレータMG2と、ダンパ124からのトルクおよびモータジェネレータMG2からのトルクを受ける動力分割機構PSDと、ダンパ124の回転軸と略平行にずれた回転軸を有し、動力分割機構PSDからのトルクが伝達される減速ギヤRGと、ダンパ124の回転軸と略平行にずれた回転軸を有し、減速ギヤRGと噛み合い車輪にトルクを伝達するディファレンシャルギヤDEFと、モータジェネレータMG2の制御を行なう基板120、リアクトルL1およびコンデンサC2を含むパワー制御ユニット21とが示されている。ケースは、ダンパ124、モータジェネレータMG2、減速ギヤRG、ディファレンシャルギヤDEFおよびパワー制御ユニット21を収容する。
図11に示されるケースを回転軸方向から投影した投影図において、車両駆動装置を車両に搭載したときの水平方向の寸法はX3である。そして、寸法X3は、ディファレンシャルギヤDEFを収容するケース部分の外縁とダンパ124を収容するケース104の外縁とで両端が定まっている。したがって、パワー制御ユニットを構成するコンデンサC2、基板120およびリアクトルL1は、寸法X3の内側にあることがわかる。
また図11において、車両駆動装置を車両に搭載したときの鉛直方向(高さ方向)の寸法はY3である。この寸法Y3の下端は、ケースのディファレンシャルギヤDEFを収容する部分の外縁で定まっている。また、寸法Y3の上端は、ケースのダンパ124を収容する部分の外縁で定まっている。したがって、パワー制御ユニット21を構成するコンデンサC2、基板120およびリアクトルL1は、寸法Y3の内側に配置されていることがわかる。
ケースを回転軸方向から投影した場合に、ケースのパワー制御ユニット21を収容する部分の投影部の車両搭載時の高さが、残りのケースの空間、すなわち、ダンパ124、モータジェネレータMG2、減速ギヤRGおよびディファレンシャルギヤDEFを収容する部分の投影部の車両搭載時の高さを少なくとも超えないように、ケースが構成されパワー制御ユニット21が配置される。これにより、車両の重心を低くすることができ、走行安定性を増すことができる。
また、車両搭載時の水平方向において、ケースのパワー制御ユニット21を収容する部分の投影部の位置が残りのケースの空間の投影部の内側に位置するように、ケースが構成されパワー制御ユニット21が配置される。これにより、車両駆動装置の体格を小さくしている。
図12は、ケースを回転軸方向と直交し、かつ鉛直方向に直交する方向から投影した場合に、ケース輪郭と内部に収容される部品とを示した図である。
図12を参照して、車両搭載時の鉛直方向に直交する方向の寸法X3も両端が、ケースのモータジェネレータMG2を収容する部分の蓋の外縁とケースのダンパ124を収容する部分の外縁とで定まり、パワー制御ユニットを構成するコンデンサC2、基板120およびリアクトルL1は、寸法Z3の内側にあることがわかる。
つまり、図11で説明したように鉛直方向(高さ方向)の寸法Y3がダンパ124、モータジェネレータMG2、減速ギヤRGおよびディファレンシャルギヤDEFを収容する部分によって定まる。また、図12において基板120、リアクトルL1およびコンデンサC2を含むパワー制御ユニット21を収容する部分は、回転軸方向と直交し、かつ車両搭載時の鉛直方向に直交する方向から投影した場合に、その投影部が残りのケースの空間、すなわち、ダンパ124、モータジェネレータMG2、減速ギヤRGおよびディファレンシャルギヤDEFを収容する部分の投影部に含まれるように設けられる。
このようにモータジェネレータMG1,MG2、減速機RDおよび動力分割機構PSDに加えて、減速ギヤRGおよびディファレンシャルギヤDEFを配置した状態で、周辺の空きスペースを利用してパワー制御ユニットの構成要素であるパワー素子基板120、リアクトルL1およびコンデンサC2を配置している。これにより、高さを低く抑えつつコンパクトなハイブリッド車両の駆動装置を実現することができる。
そして、図11に示すようにモータジェネレータMG2に対し、片側の空きスペースを使用するだけでなく、両側の空きスペースにリアクトルL1とコンデンサC2とをそれぞれ配置することにより、モータジェネレータMG2に対する重さのバランスが良くなるとともに、さらなる省スペース化を図ることができる。
なお、動力分割機構PSDと、動力分割機構PSDからのトルクが伝達される減速ギヤRGと、減速ギヤRGと噛み合い車輪にトルクを伝達するディファレンシャルギヤDEFとは、全体として、エンジンの発生した動力にモータジェネレータMG1,MG2の発生した動力を合成して駆動軸に伝達する「動力伝達機構」に相当する。
また、減速ギヤRGおよびディファレンシャルギヤDEFはいずれも、動力分割機構PSDからのトルクが伝達される動力伝達ギヤに相当する。しかし、減速ギヤRGおよびディファレンシャルギヤDEFは必須ではなく、本願発明は、減速ギヤRGの無い構成や、ディファレンシャルギヤDEFが駆動装置に一体化されない後輪駆動の構成の車両にも適用が可能である。
さらに、本願発明は、エンジンの加速時等にモータでアシストするようなパラレルハイブリッドにも適用が可能であり、またモータを駆動装置に1つしか一体化させていない構成にも適用が可能である。
以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、インバータを含むパワー制御ユニットと一体化されたハイブリッド車両の駆動装置のケースを、モータジェネレータ収容部分とパワー制御ユニット(インバータ)収容部分とが一体成型された構造とすることにより、駆動装置外部への電磁ノイズの漏洩を防止することが可能となる。
さらに、上述した駆動装置の構成によれば、ハイブリッド車両の駆動装置を車両に搭載した場合に重心を低く保つことが可能となり、従来に比べて車両の走行性能を向上させることが可能となる。さらに、エンジンルーム内の省スペース化を図ることができる。
また、トランスアクスルすなわちモータジェネレータMG2および動力分割機構の側方空きスペースを利用してインバータを含むパワー制御ユニット部分の高さを抑えつつかつコンパクトに配置することができ、これにより従来のガソリン車のトランスアクスル部分の形状に近づけることができたので、より多くの車種に搭載可能なハイブリッド車両の駆動装置を実現することができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
本発明の実施の形態に係るハイブリッド車両100のモータジェネレータ制御に関する構成を示す回路図である。 図1における動力分割機構PSDおよび減速機RDの詳細を説明するための模式図である。 本発明の実施の形態に係るハイブリッド車両の駆動装置20の外観を示す斜視図である。 駆動装置20の平面図である。 本発明の実施の形態に係る駆動装置における電磁ノイズの漏洩防止構造を説明する概念図である。 駆動装置20を図4のX1方向から見た側面図である。 図4のVII−VII断面における断面図である。 図4のX2方向から駆動装置20を見た側面図である。 図4のIX−IXにおける断面図である。 図4のX−Xにおける断面を示した断面図である。 ケースを回転軸方向から投影した場合に、ケース輪郭と内部に収容される部品とを示した図である。 ケースを回転軸方向と直交し、かつ鉛直方向に直交する方向から投影した場合に、ケース輪郭と内部に収容される部品とを示した図である。
符号の説明
4 エンジン、6,8 パワーケーブル、10 電圧センサ、11 電流センサ、12 昇圧コンバータ、13 アーム部、14,22 インバータ、15 U相アーム、16 V相アーム、17 W相アーム、20 駆動装置、21 パワー制御ユニット、24 電流センサ、30 制御装置、31,36 ステータ、32,37 ロータ、33,38 ステータコア、34,39 コイル、40 電池ユニット、41〜44 端子、50 クランクシャフト、51,62 サンギヤ、52,68 リングギヤ、53,64 ピニオンギヤ、54,66 プラネタリキャリヤ、60 シャフト、70 カウンタドライブギヤ、71,72 蓋、73〜78 ボールベアリング、79,80 ニードルベアリング、81 オイルシール、100 ハイブリッド車両、101,102,104 ケース、105,106 フランジ、108,109,111 開口部、112 冷却水出口、114 冷却水入口、116,118 端子台、120 パワー素子基板、122 水路、124 ダンパー、128 バスバー、130 回転軸、132 カウンタドリブンギヤ、133 ファイナルドライブギヤ、200 壁部、202 隔壁、B バッテリ、C2 コンデンサ、CI インバータ収容部分、CM モータ収容部分、CS0 ケース、CS1,CS2 ケース部材、CV カバー部材、D1〜D8 ダイオード、DEF ディファレンシャルギヤ、FS1,FS2 合わせ面、IS インバータ収容スペース、L1 リアクトル、MG1,MG2 モータジェネレータ、MS モータ収容スペース、PSD 動力分割機構、Q1〜Q8 IGBT素子、R 制限抵抗、RD 減速機、RG 減速ギヤ、SMR1〜SMR3 システムメインリレー。

Claims (7)

  1. 回転電機と、
    内燃機関の発生した動力に前記回転電機の発生した動力を合成して駆動軸に伝達する動力伝達機構と、
    前記回転電機の制御を行なうパワー制御ユニットと、
    前記パワー制御ユニットを収容するための第1の収容部と、少なくとも前記回転電機を収容するための第2の収容部とが一体成型された構造を有するケースと、
    前記第1の収容部の開口部を覆うように前記ケースに対して固定されるカバー部材とを備える、ハイブリッド車両の駆動装置。
  2. 内燃機関のクランクシャフトが結合されるダンパをさらに備え、
    前記回転電機は、前記ダンパの回転軸とその回転軸が重なるように配置され、
    前記第2の収容部は、前記回転電機、前記ダンパおよび前記動力伝達機構を収容するように構成され、
    前記第1の収容部は、前記回転軸方向と直交し、かつ車両搭載時の鉛直方向に直交する方向から投影した場合に、前記パワー制御ユニットが前記第2の収容部の投影部の車両搭載時の鉛直方向の寸法に収まるように設けられる、請求項1に記載のハイブリッド車両の駆動装置。
  3. 前記パワー制御ユニットは、
    前記回転電機に対応して設けられるインバータのパワー素子が搭載され、前記回転電機の車両搭載時における上方に配置された回路基板をさらに含む、請求項1記載のハイブリッド車両の駆動装置。
  4. 前記パワー制御ユニットは、
    前記回転電機に対応して設けられるインバータと、前記インバータの入力電圧を発生するように構成された電圧コンバータとを含み、
    前記電圧コンバータは、
    前記回転電機の前記回転軸に対する一方側に配置されるリアクトルと、
    前記回転電機の前記回転軸に対する他方側に配置されるコンデンサとを有する、請求項1記載のハイブリッド車両の駆動装置。
  5. 前記パワー制御ユニットは、
    少なくとも一部分が前記リアクトルと前記コンデンサの間の領域に配置され、前記インバータおよび前記電圧コンバータのパワー素子が搭載された回路基板をさらに含む、請求項4記載のハイブリッド車両の駆動装置。
  6. 前記内燃機関のクランクシャフトが結合されるダンパをさらに備え、
    前記回転電機は、前記ダンパの回転軸とその回転軸が重なるように配置され、
    前記パワー制御ユニットは、前記回転軸方向から投影した場合に、前記ケースの前記ダンパ、前記回転電機、および前記動力伝達機構を収容する部分の投影部の車両搭載時の水平方向の寸法に収まるように、前記ケース内に配置される、請求項1記載のハイブリッド車両の駆動装置。
  7. 前記内燃機関のクランクシャフトが結合されるダンパをさらに備え、
    前記回転電機は、前記ダンパの回転軸とその回転軸が重なるように配置され、
    前記パワー制御ユニットは、前記回転軸方向から投影した場合に、前記ケースの前記ダンパ、前記回転電機、および前記動力伝達機構を収容する部分の投影部の車両搭載時の鉛直方向の寸法に収まるように、前記ケース内に配置される、請求項1記載のハイブリッド車両の駆動装置。
JP2005314752A 2005-10-28 2005-10-28 ハイブリッド車両の駆動装置 Expired - Fee Related JP4337803B2 (ja)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005314752A JP4337803B2 (ja) 2005-10-28 2005-10-28 ハイブリッド車両の駆動装置
EP06822852.7A EP1946955B1 (en) 2005-10-28 2006-10-26 Drive device for hybrid vehicle
RU2008121257/11A RU2371329C1 (ru) 2005-10-28 2006-10-26 Устройство привода для гибридного транспортного средства
CN2006800403129A CN101296814B (zh) 2005-10-28 2006-10-26 用于混合动力车辆的驱动设备
PCT/JP2006/321932 WO2007049808A1 (ja) 2005-10-28 2006-10-26 ハイブリッド車両の駆動装置
US12/091,935 US8201650B2 (en) 2005-10-28 2006-10-26 Drive device for hybrid vehicle
KR1020087012528A KR100944006B1 (ko) 2005-10-28 2006-10-26 하이브리드차량의 구동장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005314752A JP4337803B2 (ja) 2005-10-28 2005-10-28 ハイブリッド車両の駆動装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007118808A true JP2007118808A (ja) 2007-05-17
JP4337803B2 JP4337803B2 (ja) 2009-09-30

Family

ID=37967909

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005314752A Expired - Fee Related JP4337803B2 (ja) 2005-10-28 2005-10-28 ハイブリッド車両の駆動装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8201650B2 (ja)
EP (1) EP1946955B1 (ja)
JP (1) JP4337803B2 (ja)
KR (1) KR100944006B1 (ja)
CN (1) CN101296814B (ja)
RU (1) RU2371329C1 (ja)
WO (1) WO2007049808A1 (ja)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011527968A (ja) * 2008-07-17 2011-11-10 ツェットエフ、フリードリッヒスハーフェン、アクチエンゲゼルシャフト 変速機ハウジングを備えた変速装置
WO2013069774A1 (ja) * 2011-11-09 2013-05-16 日立オートモティブシステムズ株式会社 電気自動車の駆動装置
JP2013198310A (ja) * 2012-03-21 2013-09-30 Hitachi Cable Ltd 電気接続構造、シール装置、及びインバータ一体型モータ
WO2014038530A1 (ja) * 2012-09-10 2014-03-13 日産自動車株式会社 電動車両用強電ユニットの搭載構造
JP2014069755A (ja) * 2012-09-28 2014-04-21 Aisin Aw Co Ltd 車両用駆動装置
WO2015163459A1 (ja) * 2014-04-25 2015-10-29 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 車両用駆動装置
WO2015182722A1 (ja) * 2014-05-28 2015-12-03 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 車両用駆動装置
JP2017184523A (ja) * 2016-03-31 2017-10-05 Ntn株式会社 機電一体型駆動装置
WO2021172328A1 (ja) * 2020-02-28 2021-09-02 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 車両用駆動装置
WO2022210490A1 (ja) * 2021-03-30 2022-10-06 株式会社アイシン 車両用駆動装置

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4679891B2 (ja) * 2004-11-30 2011-05-11 トヨタ自動車株式会社 交流電圧発生装置および動力出力装置
JP5234050B2 (ja) * 2010-04-27 2013-07-10 株式会社デンソー 車両用電源装置
CN102883931A (zh) * 2010-05-12 2013-01-16 本田技研工业株式会社 混合动力车辆的控制装置
JP5676314B2 (ja) * 2011-03-07 2015-02-25 Ntn株式会社 電気自動車用駆動装置
BR112013008604A2 (pt) 2011-07-20 2016-07-12 Honda Motor Co Ltd estrutura de suporte para unidade de controle de veículo
JP2013103586A (ja) * 2011-11-14 2013-05-30 Honda Motor Co Ltd 電気自動車の電力制御ユニット支持構造
US10460865B2 (en) 2012-11-09 2019-10-29 Ford Global Technologies, Llc Inductor assembly
US9892842B2 (en) 2013-03-15 2018-02-13 Ford Global Technologies, Llc Inductor assembly support structure
US9543069B2 (en) 2012-11-09 2017-01-10 Ford Global Technologies, Llc Temperature regulation of an inductor assembly
US9581234B2 (en) 2012-11-09 2017-02-28 Ford Global Technologies, Llc Liquid cooled power inductor
US20140202279A1 (en) * 2013-01-18 2014-07-24 GM Global Technology Operations LLC Transmission for a vehicle
US9539890B2 (en) * 2013-05-31 2017-01-10 Aisin Aw Co., Ltd. Vehicle drive device
US9520613B2 (en) * 2013-07-23 2016-12-13 Infineon Technologies Ag Battery control with block selection
KR102182647B1 (ko) * 2013-11-08 2020-11-24 주식회사 브이씨텍 전기 자동차용 일체형 전기 동력 시스템
JP5792867B1 (ja) * 2014-05-16 2015-10-14 三菱電機株式会社 車載用電力変換装置
DE102016208830A1 (de) * 2016-05-23 2017-11-23 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Hybridantriebsmodul mit integrierter Übersetzung in axialer Anordnung
RU2629729C1 (ru) * 2016-08-09 2017-08-31 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Гибридное транспортное средство с вентильным двигателем
RU2638219C1 (ru) * 2016-08-09 2017-12-12 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Гибридное транспортное средство с асинхронным двигателем
RU2657707C1 (ru) * 2017-02-20 2018-06-14 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Гибридное транспортное средство с вентильным двигателем
RU2657702C1 (ru) * 2017-02-20 2018-06-14 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Гибридное транспортное средство с асинхронным двигателем
JP2019077218A (ja) * 2017-10-20 2019-05-23 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の駆動装置
DE102017218868A1 (de) * 2017-10-23 2019-04-25 Audi Ag Antriebseinrichtung
GB2607732B (en) * 2019-12-26 2023-05-31 Aisin Corp Vehicle drive apparatus
US11745572B2 (en) 2019-12-26 2023-09-05 Aisin Corporation Vehicle drive apparatus

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4109379A1 (de) 1990-04-04 1991-10-10 Avl Verbrennungskraft Messtech Kraftfahrzeugantrieb
JP2965877B2 (ja) 1994-11-15 1999-10-18 本田技研工業株式会社 減速機付モータ
JP2794272B2 (ja) * 1995-02-28 1998-09-03 株式会社エクォス・リサーチ ハイブリッド車両及びハイブリッド車両の制御方法
RU2106206C1 (ru) 1996-06-21 1998-03-10 Фирма "ИМПОСТ" Лтд. Многоярусный грохот для рассева аглоруды
JP3891533B2 (ja) * 1998-11-16 2007-03-14 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 駆動装置
JP2001119961A (ja) 1999-10-18 2001-04-27 Aisin Aw Co Ltd インバータ一体型車両駆動装置
JP2001119898A (ja) 1999-10-18 2001-04-27 Aisin Aw Co Ltd 駆動装置
JP3823650B2 (ja) * 1999-12-28 2006-09-20 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 ハイブリッド車輌用駆動装置
JP2001322439A (ja) 2000-05-17 2001-11-20 Daihatsu Motor Co Ltd ハイブリッド車両用動力源のインバータ取付構造
JP2004180477A (ja) * 2002-11-29 2004-06-24 Honda Motor Co Ltd 前後輪駆動車両におけるモータの冷却構造
JP4310683B2 (ja) * 2003-05-13 2009-08-12 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 電動機内蔵駆動装置
JP2005032830A (ja) 2003-07-08 2005-02-03 Toyota Motor Corp 制御装置およびそれを搭載した自動車
JP2005253167A (ja) * 2004-03-03 2005-09-15 Hitachi Ltd 車両駆動装置及びそれを用いた電動4輪駆動車両
JP4679891B2 (ja) * 2004-11-30 2011-05-11 トヨタ自動車株式会社 交流電圧発生装置および動力出力装置
JP4218671B2 (ja) * 2005-10-13 2009-02-04 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の動力出力装置
JP4591312B2 (ja) * 2005-11-01 2010-12-01 トヨタ自動車株式会社 車両の駆動装置
JP4274188B2 (ja) * 2006-02-08 2009-06-03 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の駆動装置
JP4579256B2 (ja) * 2007-01-04 2010-11-10 トヨタ自動車株式会社 車両用駆動装置の搭載構造
JP5035631B2 (ja) * 2008-04-28 2012-09-26 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 駆動装置

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011527968A (ja) * 2008-07-17 2011-11-10 ツェットエフ、フリードリッヒスハーフェン、アクチエンゲゼルシャフト 変速機ハウジングを備えた変速装置
WO2013069774A1 (ja) * 2011-11-09 2013-05-16 日立オートモティブシステムズ株式会社 電気自動車の駆動装置
JPWO2013069774A1 (ja) * 2011-11-09 2015-04-02 日立オートモティブシステムズ株式会社 電気自動車の駆動装置
JP2013198310A (ja) * 2012-03-21 2013-09-30 Hitachi Cable Ltd 電気接続構造、シール装置、及びインバータ一体型モータ
WO2014038530A1 (ja) * 2012-09-10 2014-03-13 日産自動車株式会社 電動車両用強電ユニットの搭載構造
JP2014069755A (ja) * 2012-09-28 2014-04-21 Aisin Aw Co Ltd 車両用駆動装置
CN106458001A (zh) * 2014-04-25 2017-02-22 爱信艾达株式会社 车辆用驱动装置
WO2015163459A1 (ja) * 2014-04-25 2015-10-29 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 車両用駆動装置
JPWO2015163459A1 (ja) * 2014-04-25 2017-04-20 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 車両用駆動装置
US10391849B2 (en) 2014-04-25 2019-08-27 Aisin Aw Co., Ltd. Vehicle drive device
WO2015182722A1 (ja) * 2014-05-28 2015-12-03 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 車両用駆動装置
US9802470B2 (en) 2014-05-28 2017-10-31 Aisin Aw Co., Ltd. Vehicle drive device
JP2017184523A (ja) * 2016-03-31 2017-10-05 Ntn株式会社 機電一体型駆動装置
WO2021172328A1 (ja) * 2020-02-28 2021-09-02 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 車両用駆動装置
JPWO2021172328A1 (ja) * 2020-02-28 2021-09-02
US11858327B2 (en) 2020-02-28 2024-01-02 Aisin Corporation Vehicle drive device
JP7435728B2 (ja) 2020-02-28 2024-02-21 株式会社アイシン 車両用駆動装置
WO2022210490A1 (ja) * 2021-03-30 2022-10-06 株式会社アイシン 車両用駆動装置
JP7477717B2 (ja) 2021-03-30 2024-05-01 株式会社アイシン 車両用駆動装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP4337803B2 (ja) 2009-09-30
EP1946955A4 (en) 2010-04-21
CN101296814A (zh) 2008-10-29
WO2007049808A1 (ja) 2007-05-03
EP1946955A1 (en) 2008-07-23
US8201650B2 (en) 2012-06-19
KR100944006B1 (ko) 2010-02-24
KR20080070691A (ko) 2008-07-30
EP1946955B1 (en) 2016-03-23
US20090250275A1 (en) 2009-10-08
RU2371329C1 (ru) 2009-10-27
CN101296814B (zh) 2011-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4337803B2 (ja) ハイブリッド車両の駆動装置
JP4289340B2 (ja) ハイブリッド車両の駆動装置
JP4591428B2 (ja) 車両の駆動装置
JP4274188B2 (ja) ハイブリッド車両の駆動装置
JP4692263B2 (ja) 車両の駆動装置
JP4591312B2 (ja) 車両の駆動装置
JP4645602B2 (ja) 車両の駆動装置
JP4218671B2 (ja) ハイブリッド車両の動力出力装置
JP4539531B2 (ja) 車両の駆動装置
JP4696885B2 (ja) 車両の駆動装置
JP4645415B2 (ja) 車両の駆動装置
JP2007118809A (ja) ハイブリッド車両
JP4844434B2 (ja) リアクトル固定構造
JP2007103196A (ja) パワーケーブルおよびそれを用いるモータ駆動システム

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080708

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20081125

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090123

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20090310

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090408

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20090519

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090609

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090622

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4337803

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120710

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130710

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees