JP2012127502A - 車両駆動装置の油圧回路 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】シンクロメッシュ機構37を接続状態から遮断状態へと切り換える場合にはH/Lソレノイド86のみを作動させ、シンクロメッシュ機構37を遮断状態から接続状態へと切り換える場合にはH/Lソレノイド86および給排切換えバルブ85の両方を作動させ、シンクロメッシュ機構37を遮断状態から接続状態へと切り換えた後、先にH/Lソレノイド86を停止し、次に給排切換えバルブ85を停止する構成とした。
【選択図】図4
Description
油圧クラッチによるリングギヤの制動が解除されると、電動機から車輪への動力伝達が遮断される。これにより、車輪側回転速度が電動機側回転速度よりも速いとき(減速時)等に、電動機の過剰回転や車軸フリクションの増大を防止することができる。
この構成によれば、第1切換弁が第1位置に且つ第2切換弁が第2位置にあるときには、オイルポンプの油は接続側作動室に供給され、その油圧により制御ピストンは接続側の制御位置に位置している。この状態から、第1切換弁を第2位置に第2切換弁を第1位置に制御するとき、仮に先に第1切換弁を第2位置に制御した後に第2切換弁を第1位置に制御した場合には、解除側作動室に油が供給されて、その油圧により制御ピストンが解除側の制御位置に移動してしまう。これに対して本発明では、先に第2切換弁を第1位置に制御した後に第1切換弁を第2位置に制御するので、接続側作動室への油の供給を遮断した後も、制御ピストンを接続側の制御位置に維持することができる。したがって、断接手段を適切に制御することができる。
この構成によれば、電動機によって駆動されるオイルポンプを採用した場合でも、平常時には第3油路に油を供給して冷却・潤滑を安定的に行い、断接手段の断接切換時には第3油路への油の供給を遮断しつつ第1油路または第2油路に油を供給して、高圧で断接切り換えを行うことが可能になる。したがって、断接切り換えを行うときのみ高圧に調圧し、それ以外では低圧に調圧するため、オイルポンプを高圧で制御する頻度を抑制することにより、オイルポンプの損失を低減することができる。
また、第3切換弁が第2位置にあるときは、接続側作動室または解除側作動室に油を供給して制御ピストンを移動させるときなので、第3油路を遮断することで、オイルポンプから全ての油を第1油路および第2油路に供給することができる。また、断接手段の接続および遮断を切り換えるための接続側作動室または解除側作動室への油の供給は、第2切換弁の切換を一時的に行うことで完了することができるので、第3油路への油供給量の減少を防止することができる。
この構成によれば、第3切換弁が第2位置にあり、第3油路に油が供給されていないときでも、油貯留部に貯留された油を用いて被冷却部・被潤滑部への油の供給ができるので、安定的な冷却および潤滑が可能である。さらに、油貯留部に格納室内の油を一時貯留することで、格納室内の残留油量を減少させることができるので、電動機の動力損失を低減することができる。
この構成によれば、冷却潤滑部に必要な油を供給しながら、油貯留部にも油を供給することで、油貯留部の油がなくなるのを防止することができる。
この構成によれば、格納室の油貯留量が過度に低下するのを防止することができる。
この発明にかかる駆動装置1は、電動機2を車輪駆動用の駆動源とするものであり、例えば、図1に示すような駆動システムの車両3に用いられる。
図1に示す車両3は、内燃機関4と電動機5が直列に接続された駆動ユニット6を有するハイブリッド車両であり、この駆動ユニット6の動力がトランスミッション7を介して前輪Wf側に伝達される一方で、この駆動ユニット6と別に設けられたこの発明にかかる駆動装置1の動力が後輪Wr側に伝達されるようになっている。駆動ユニット6の電動機5と後輪Wr側駆動装置1の電動機2は、PDU8(パワードライブユニット)を介してバッテリ9に接続され、バッテリ9からの電力供給と、各電動機5,2からバッテリ9へのエネルギー回生とが、PDU8を介して行われるようになっている。
車輪側の第2軸36は、一端に右車輪側の図示しない接続ロッドがスプライン嵌合される軸部42と、この軸部42の接続ハブ35側の端部に一体に形成されたフランジ部43とを備え、フランジ部43の外周に接続ハブ35方向に突出する円筒壁44が設けられるとともに、この円筒壁44の外周面に、接続ハブ35のスプラインギヤ40と同径のスプラインギヤ45が形成されている。
電動機2の停止時にはオイルポンプ75も停止するため、図2に示すようにハウジング11の底部における残留油量99は増加する。これに対して、電動機2の作動時にはオイルポンプ75も作動するため、図5に示すようにハウジング11の底部における残留油量99は減少する。
ここで、図4に示す油圧回路58について説明する。
この油圧回路58は、ハウジング11内の底部の油を吸い上げて吐出するオイルポンプ75と、オイルポンプ75から吐出された油を高圧のライン通路82と低圧通路83に振り分けるレギュレータバルブ84とを備えている。低圧通路83には、油をオイルポンプ75に戻す還流バルブ122が設けられている。ライン通路82には、シンクロメッシュ機構37の制御ピストン50を制御するための給排通路59,60に対してライン通路82を選択的に連通させる給排切換えバルブ85が設けられている。レギュレータバルブ84および給排切換えバルブ85は、夫々電磁式の制御バルブ86,87によって操作されるようになっている。なお、以下では、説明の都合上レギュレータバルブ84を操作する制御バルブ86をH/Lソレノイド86と呼び、給排切換えバルブ85を操作する制御バルブ87をSYNソレノイド87と呼ぶものとする。
また、図4中、120は、ライン通路82の圧力を検出してその信号をコントローラ100に出力する圧力センサであり、121は、ライン通路82に設けられたリリーフバルブである。なお圧力センサ120およびリリーフバルブ121を設けない構成としてもよい。
低圧通路83を流れる油は、複数の分岐通路(不図示)を介して車両駆動装置の各部に供給され、冷却油や潤滑油として使用される。
図5は、油の分配方法の説明図である。オイルポンプ75は、ストレーナ81を介して、ハウジング11の底部中央から油を吸上げる。オイルポンプ75が吸上げた油は、冷却通路(不図示)を通って電動機2の上方に供給され、複数箇所から電動機2に滴下される。これにより、電動機2が冷却される。電動機2の冷却油として、例えば合計Qc(L/min)の油を供給する。またオイルポンプ75が吸上げた油は、車軸10Bの中心軸に沿って形成された潤滑通路を通って、遊星歯車式減速機12等の各ギヤに供給され、また遊星歯車式減速機12や円筒軸16等の各ベアリングに供給される。これにより、各ギヤや各ベアリングが潤滑される。この場合には、各ギヤの潤滑油として例えばQg(L/min)の油を供給し、各ベアリングの潤滑油として例えばQb2(L/min)の油を供給する。
以上のように、オイルポンプ75が例えばQc+Qg+Qb2+Qt(L/min)の油を吸上げて、車両駆動装置の各部に供給する。
この貯蔵時間は、ハウジング底部の残留油量の低下時間に一致する。そのため図6を用いて、残留油量の低下時間を予測することができる。さらに図6を用いて、所定時間内に残留油量を低下させるためのタンク供給量を求めることができる。
(車両発進、加速)
図11は、本実施形態に係る車両駆動装置の油圧回路の第1タイミングチャートである。まず車両の発進・加速時について説明する。車両の発進時に電動機2が始動されると、電動機2の駆動力が遊星歯車式減速機12によって設定減速比に減速され、さらに差動装置13を介して左右の車軸10A,10Bに伝達される。このとき、電動機2から車輪に動力を伝達するため、シンクロメッシュ機構37は接続状態とされている。そのため、差動装置13で分配された駆動力は左右の車軸10A,10Bを通して車輪に伝達される。ここでは、電動機2の冷却および動力伝達機構(遊星歯車式減速機12や差動装置13等)の潤滑を行うため、車両駆動装置の油圧回路を冷却および潤滑モードに設定する。
図7は、油圧回路のモードとソレノイドの動作との対応表である。なお図7では、ソレノイドをオン制御する場合を○で、オフ制御する場合を×で示している。図7(3)に示すように、冷却および潤滑モードでは、SYNソレノイド87およびH/Lソレノイド86を共にオフにする。
図11に戻り、加速を終了して、車速一定でクルーズ走行する場合について説明する。この場合には、電動機2から車輪に動力を伝達する必要性が小さくなる。そこで、シンクロメッシュ機構37を接続状態(オン状態)から遮断状態(オフ状態)に切り換える。図7(2)に示すように、シンクロOFF切換モードでは、H/Lソレノイド86のみをオンにして、SYNソレノイド87はオフのままに維持する。具体的には、図11に示すように、コントローラ100によりクルーズ走行状態と判定された時点で、コントローラ100がH/Lソレノイド86をオンにする。
図11に戻り、クルーズ走行状態を終了して、急加速を行う場合について説明する。この場合には、電動機2から車輪に動力を伝達する必要があり、シンクロメッシュ機構37を遮断状態(オフ状態)から接続状態(オン状態)に切り換える。図7(1)に示すように、シンクロON切換モードでは、H/Lソレノイド86およびSYNソレノイド87を共にオンにする。具体的には、図11に示すように、コントローラ100により急加速状態が判定されると、コントローラ100が電動機2を再始動させて、現在の車速に合致するように電動機2の回転速度を制御する。これと同時に、コントローラ100はH/Lソレノイド86をオンにする。さらに電動機の回転数合わせの終了後、コントローラ100はSYNソレノイド87をオンにする。
図11に戻り、車速が所定値V3を超えた時点で、電動機2の過回転を防止するため、電動機2を停止する場合について説明する。この場合には、車輪の回転が電動機に伝達されるのを遮断する必要がある。そこで、シンクロメッシュ機構37を接続状態(オン状態)から遮断状態(オフ状態)に切り換える。図7(2)に示すように、シンクロOFF切換モードでは、H/Lソレノイド86のみをオンにして、SYNソレノイド87はオフのままに維持する。具体的には、図11に示すように、車速が第1所定値V3を上回ったとコントローラ100が判定した時点で、コントローラ100がH/Lソレノイド86をオンにする。そして、図9に示すように油圧回路を動作させ、シンクロメッシュ機構37を解除する。
図12は、本実施形態に係る車両駆動装置の油圧回路の第2タイミングチャートである。まず車両の減速中に、電動機からバッテリへのエネルギー回生を行う場合について説明する。この場合には、車輪の回転を電動機2に伝達する必要がある。そこで、シンクロメッシュ機構37を遮断状態(オフ状態)から接続状態(オン状態)に切り換える。図7(1)に示すように、シンクロON切換モードでは、H/Lソレノイド86およびSYNソレノイド87を共にオンにする。具体的には、図12に示すように、車速が第2所定値V2(<第1所定値V3)を下回ったとコントローラ100が判定した時点で、コントローラ100が電動機2を再始動させて、現在の車速に合致するように電動機2の回転速度を制御する。これと同時に、コントローラ100はH/Lソレノイド86をオンにする。電動機の回転数合わせ後、コントローラ100はSYNソレノイド87をオンにする。そして、図10に示すように油圧回路を動作させ、シンクロメッシュ機構37を接続する。
シンクロメッシュ機構37が接続され、そのことが状態検出スイッチ68によって検出されると、コントローラ100がH/Lソレノイド86をオフにし、その後にSYNソレノイド87をつづけてオフにする。ここでは電動機2が作動しているので、低油面の冷却・潤滑モードとなり、電動機2に冷却油が供給されて電動機2が冷却され、また動力伝達機構に潤滑油が供給されて各ギヤが潤滑される。
図11に戻り、減速回生を終了し、クルーズ走行する場合について説明する。この場合には、電動機2から車輪に動力を伝達する必要性が小さくなるので、シンクロメッシュ機構37を接続状態(オン状態)から遮断状態(オフ状態)に切り換える。図7(2)に示すように、シンクロOFF切換モードでは、H/Lソレノイド86のみをオンにして、SYNソレノイド87はオフのままに維持する。具体的には、コントローラ100によりクルーズ走行状態と判定された時点で、コントローラ100がH/Lソレノイド86をオンにする。そして、図9に示すように油圧回路を動作させ、シンクロメッシュ機構37を解除する。
図11に戻り、車両の停止時について説明する。車両を停止する前に、減速回生を行うとともに前後輪のバランスをとるため、車輪と電動機2とを連結する必要がある。そこで、シンクロメッシュ機構37を遮断状態(オフ状態)から接続状態(オン状態)に切り換える。その具体的な方法は、減速回生について上述した方法と同様である。
これにより、電動機2によって駆動されるオイルポンプ75を採用した場合でも、平常時には低圧通路83に冷却油および潤滑油を供給して安定的に冷却および潤滑を行い、シンクロメッシュ機構37の断接切換時にはライン通路82に作動油を供給して、高圧で断接切り換えを行うことが可能になる。したがって、断接切り換えを行うときのみ高圧に調圧し、それ以外では低圧に調圧するため、オイルポンプ75を高圧で制御する頻度を抑制することにより、オイルポンプ75の損失を低減することができる。
これにより、ライン通路82の圧力検出や圧力調整等を行うことなく、シンクロメッシュ機構37の断接切り換えを行うことが可能になる。したがって、オイルポンプの損失を低減することができる。
これにより、シンクロメッシュ機構37の断接切り換えを簡単に行うことができる。
最初にSYNソレノイド87を停止すると、H/Lソレノイド86のみが作動状態になり、シンクロメッシュ機構37が遮断状態に戻ってしまうが、本発明ではシンクロメッシュ機構37の接続状態を維持することができる。
そこで本実施形態では、電動機2、遊星歯車式減速機12および差動装置13を格納するとともに、前記油が回収されるハウジング11と、ハウジング11から区画され、電動機2の前進駆動時に油を一時貯留するリザーバタンク80とを備える構成とした。
これにより、電動機2の前進駆動時には、リザーバタンク80に油を一時貯留してハウジング11の残留油量を減少させることが可能になる。これに伴って、動力伝達機構のギヤによる残留油の撹拌作用を最小限に抑制することが可能になり、また残留油に起因する電動機2のフリクションを低減することが可能になる。したがって、動力損失を低減することができる。一方、電動機2の停止時には、リザーバタンク80からハウジング11に油が流出するので、ハウジング11の残留油量を増加させることが可能になる。これに伴って、シンクロメッシュ機構37の遮断によりハウジング11内で空転する差動装置13のサイドギヤ32を十分に冷却および潤滑することが可能になる。したがって、サイドギヤ32の焼き付きや異常磨耗を防止することができる。以上により、動力損失の低減と焼き付きの防止を両立することができる。
これにより、差動装置13および減速機12の潤滑用に必要な油を供給した後に、余剰の油をリザーバタンク80に供給することが可能になる。したがって、差動装置13および減速機12の潤滑を確保することができる。
またリザーバタンク80は、油の貯留量が所定量以上になった場合に、ハウジング11に油を流出させる構成とした。これにより、電動機2の前進駆動時におけるハウジング11の残留油量を調整することができる。
Claims (5)
- 車両の車輪を駆動する電動機と、
前記電動機から前記車輪への動力の接続と遮断とを切り換える断接手段と、
前記断接手段に油を供給するオイルポンプと、を備えた車両駆動装置の油圧回路であって、
前記断接手段は、
接続側の制御位置と解除側の制御位置との間で移動する制御ピストンと、
前記オイルポンプから供給される油の圧力により、前記制御ピストンを前記接続側の制御位置方向に移動させる接続側作動室と、前記制御ピストンを前記解除側の作動位置方向に移動させる解除側作動室と、
前記制御ピストンを前記接続側の制御位置および前記解除側の制御位置において位置決めするディテント機構と、
を備え、
前記オイルポンプと前記接続側作動室とを接続する第1油路と、
前記オイルポンプと前記解除側作動室とを接続する第2油路と、
前記第1油路を接続し且つ前記第2油路を遮断する第1位置と前記第1油路を遮断し且つ前記第2油路を接続する第2位置とを切換可能な第1切換弁と、
前記第2油路を遮断する第1位置と前記第2油路を接続する第2位置とを切換可能な第2切換弁と、を備え、
前記第1切換弁が前記第1位置で且つ前記第2切換弁が前記第2位置の状態から、前記第1切換弁が前記第2位置で且つ前記第2切換弁が前記第1位置の状態に制御するとき、先に前記第2切換弁を前記第1位置に制御した後に前記第1切換弁を前記第2位置に制御する、
ことを特徴とする車両駆動装置の油圧回路。 - 前記オイルポンプと前記車両駆動装置の被冷却部・被潤滑部とを接続する第3油路と、
前記第3油路を接続する第1位置と前記第3油路を遮断する第2位置とを切換可能な第3切換弁と、をさらに備え、
前記第2切換弁が前記第1位置のとき前記第3切換弁は前記第1位置となり、前記第2切換弁が前記第2位置のとき前記第3切換弁は前記第2位置となる、
ことを特徴とする請求項1に記載の車両駆動装置の油圧回路。 - 前記電動機および前記断接手段を格納するとともに、前記油が回収される格納室と、
前記格納室から区画され、前記電動機の前進駆動時に前記油を一時貯留する油貯留部と、
を備えたことを特徴とする請求項2に記載の車両駆動装置の油圧回路。 - 前記第3油路は、前記車両駆動装置の被冷却部・被潤滑部に加えて、前記油貯留部にも一時貯留用の前記油を供給することを特徴とする請求項3に記載の車両駆動装置の油圧回路。
- 前記油貯留部は、前記油の貯留量が所定量以上になった場合に、前記格納室に前記油を供給することを特徴とする請求項3または請求項4に記載の車両駆動装置の油圧回路。
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