JP2012254743A

JP2012254743A - 潤滑装置

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Publication number: JP2012254743A
Application number: JP2011129537A
Authority: JP
Inventors: Naoshi Fujiyoshi; 直志藤吉; Yuji Iwase; 雄二岩瀬
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-06-09
Filing date: 2011-06-09
Publication date: 2012-12-27
Anticipated expiration: 2031-06-09
Also published as: JP5682462B2

Abstract

【課題】差動機構に対して適切に潤滑油を供給することができる潤滑装置を提供すること。
【解決手段】車両１００の出力軸１２に連結された第一回転要素５１と、エンジンに連結された第二回転要素５２と、モータジェネレータに連結された第三回転要素５３とを有し、第一回転要素と第二回転要素と第三回転要素とが相対回転可能な差動機構５と、第一回転要素、第二回転要素あるいは第三回転要素のいずれか二つの回転要素にそれぞれ接続され、かつ当該二つの回転要素の相対回転によって潤滑油を吐出して差動機構に潤滑油を供給するポンプ４と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、潤滑装置に関する。

従来、差動機構の回転要素に接続されたポンプが公知である。例えば、特許文献１には、エンジン１１と、発電機１６と、エンジン入力軸１４とをプラネタリギヤユニット１３を介して連結し、プラネタリギヤユニット１３とエンジン１１の間にオイルポンプ５５を設け、走行回転軸１４とエンジン入力軸１２に設けられた駆動歯車５３、５６に噛合する従動歯車５４、５７をオイルポンプ５５の入力軸５８に接続し、従動歯車５４、５７の間にワンウェイクラッチＦ６、Ｆ７を設けるハイブリッド車両の技術が開示されている。特許文献１のハイブリッド車両では、エンジン入力軸１２と走行回転軸１４の内、回転数が高い方の回転がオイルポンプ５５へ伝達される。

特開平１０−６７２３８号公報

差動機構に対する潤滑油の供給を差動機構の回転要素に接続されたポンプによって行おうとする場合、供給量の過不足が生じる虞がある。差動機構において必要とされる油量は、差動機構の差動回転によって変化する。これに対して、回転要素の回転数に応じた流量で潤滑油が供給されると、供給油量の過剰あるいは不足を招く虞がある。差動機構に対して適切に潤滑油を供給できることが望まれている。

本発明の目的は、差動機構に対して適切に潤滑油を供給することができる潤滑装置を提供することである。

本発明の潤滑装置は、車両の出力軸に連結された第一回転要素と、エンジンに連結された第二回転要素と、モータジェネレータに連結された第三回転要素とを有し、前記第一回転要素と前記第二回転要素と前記第三回転要素とが相対回転可能な差動機構と、前記第一回転要素、前記第二回転要素あるいは前記第三回転要素のいずれか二つの回転要素にそれぞれ接続され、かつ当該二つの回転要素の相対回転によって潤滑油を吐出して前記差動機構に潤滑油を供給するポンプと、を備えることを特徴とする。

上記潤滑装置において、前記差動機構は、前記第一回転要素としてのリングギアと、前記第三回転要素としてのサンギアと、前記リングギアおよび前記サンギアにそれぞれ噛合うピニオンギアと、前記ピニオンギアを支持する前記第二回転要素としてのキャリアとを有し、前記二つの回転要素は、前記リングギアおよび前記キャリアであることが好ましい。

上記潤滑装置において、前記ポンプは、前記ピニオンギアを支持する支持部に潤滑油を供給することが好ましい。

上記潤滑装置において、更に、前記ポンプの吐出側に配置された流量制御弁を備え、前記ポンプは、前記第一回転要素および前記第二回転要素にそれぞれ接続され、前記第一回転要素と前記第二回転要素との相対回転によって潤滑油を吐出し、前記流量制御弁の開度を低減させて前記ポンプを介して前記エンジンと前記出力軸とで動力を伝達させることによって、前記差動機構を介した前記エンジンと前記出力軸との動力の伝達を抑制することが好ましい。

上記潤滑装置において、前記車両の発進時に前記流量制御弁の開度を低減させることが好ましい。

上記潤滑装置において、前記モータジェネレータと接続された蓄電装置の充電量に基づいて前記流量制御弁の開度を低減させることが好ましい。

上記潤滑装置において、前記差動機構が差動回転しない場合、前記流量制御弁の開度を低減させることが好ましい。

上記潤滑装置において、更に、前記第一回転要素と接続された出力側モータジェネレータを備え、走行中に前記出力側モータジェネレータの動力を前記エンジンに伝達して前記エンジンを始動するときに前記流量制御弁の開度を低減させることが好ましい。

上記潤滑装置において、更に、前記ポンプの吐出側に接続され、潤滑油を蓄圧する蓄圧装置を備え、前記車両の始動時に前記蓄圧装置に蓄圧された潤滑油を被潤滑部に供給することが好ましい。

上記潤滑装置において、更に、前記ポンプの吐出側に接続され、潤滑油を蓄圧する蓄圧装置を備え、前記ポンプは、前記第二回転要素に接続されており、前記エンジンの始動時に前記蓄圧装置に蓄圧された潤滑油を前記ポンプの吸入側に供給して前記エンジンを回転させることが好ましい。

本発明に係る潤滑装置は、差動機構の第一回転要素、第二回転要素あるいは第三回転要素のいずれか二つの回転要素にそれぞれ接続され、かつ当該二つの回転要素の相対回転によって潤滑油を吐出して差動機構に潤滑油を供給するポンプを備える。よって、本発明に係る潤滑装置によれば、差動機構に対して適切に潤滑油を供給することができるという効果を奏する。

図１は、第１実施形態に係る車両の概略構成図である。図２は、第１実施形態に係る遊星歯車機構の共線図である。図３は、第２実施形態に係る潤滑装置の油圧回路図である。図４は、第２実施形態に係る差動ポンプによるトルク伝達の説明図である。図５は、第２実施形態の動作に係るフローチャートである。図６は、第３実施形態に係る潤滑装置の油圧回路図である。図７は、第４実施形態に係る潤滑装置の油圧回路図である。

以下に、本発明の実施形態に係る潤滑装置につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。

［第１実施形態］
図１および図２を参照して、第１実施形態について説明する。本実施形態は、潤滑装置に関する。図１は、第１実施形態に係る車両１００の概略構成図、図２は、第１実施形態に係る遊星歯車機構の共線図である。

図１に示す車両１００は、エンジン１、動力伝達装置１１０および出力軸１２を備える。動力伝達装置１１０は、入力軸３、差動ポンプ４、遊星歯車機構（差動機構）５、第一モータジェネレータ６、第二モータジェネレータ７を備える。また、本実施形態の潤滑装置１−１は、差動ポンプ４および遊星歯車機構５を備えている。

エンジン１は、車両１００の動力源の一つである。エンジン１は、燃料の燃焼エネルギーを回転軸１ａの回転運動に変換して出力する。回転軸１ａは、ダンパ２を介して動力伝達装置１１０の入力軸３に接続されている。

入力軸３は、遊星歯車機構５のキャリア５２と接続されている。遊星歯車機構５は、リングギア５１、キャリア５２、サンギア５３およびピニオンギア５４を有する。サンギア５３は、入力軸３と同軸上に配置されている。サンギア５３の径方向において、リングギア５１はサンギア５３の径方向外側にサンギア５３と同軸上に配置されている。ピニオンギア５４は、サンギア５３の径方向におけるリングギア５１とサンギア５３との間に配置され、サンギア５３およびリングギア５１とそれぞれ噛合っている。ピニオンギア５４は、サンギア５３の周方向に沿って所定の間隔で複数配置されている。キャリア５２は、各ピニオンギア５４を自転自在に支持している。キャリア５２は、サンギア５３と同軸上に回転自在に支持されている。すなわち、キャリア５２は、ピニオンギア５４をサンギア５３と同軸上に公転自在に支持している。リングギア５１は、内歯歯車であり、その外周面にはカウンタドライブギア５５が配置されている。

本実施形態の遊星歯車機構５において、リングギア５１は、カウンタドライブギア５５、カウンタドリブンギア９、ドライブピニオンギア１０およびデフリングギア１１を介して出力軸１２に連結された第一回転要素であり、キャリア５２は、入力軸３およびダンパ２を介してエンジン１に連結された第二回転要素であり、サンギア５３は、第一モータジェネレータ６に連結された第三回転要素である。リングギア５１、キャリア５２およびサンギア５３の三つの回転要素は、相互に相対回転可能である。すなわち、リングギア５１とキャリア５２、リングギア５１とサンギア５３、キャリア５２とサンギア５３は、それぞれ相対回転することができる。

第一モータジェネレータ６および第二モータジェネレータ７は、それぞれモータ（電動機）としての機能と発電機としての機能とを備えている。第一モータジェネレータ６および第二モータジェネレータ７は、バッテリ８と接続されている。バッテリ８は、充放電可能な蓄電装置である。第一モータジェネレータ６および第二モータジェネレータ７は、バッテリ８等から供給される電力を機械的な動力に変換して出力することが可能であると共に、入力される機械的な動力を電力に変換して出力することが可能である。

第一モータジェネレータ６は、ステータ６１およびロータ６２を有しており、第二モータジェネレータ７は、ステータ７１およびロータ７２を有している。第一モータジェネレータ６のロータ６２は、サンギア５３と同軸上に配置されている。また、ロータ６２の回転軸６３は、サンギア５３と接続されており、ロータ６２とサンギア５３とは一体回転する。第二モータジェネレータ７のロータ７２の回転軸７３には、ＭＧ２リダクションギア７４が連結されている。

カウンタドライブギア５５およびＭＧ２リダクションギア７４は、それぞれカウンタドリブンギア９と噛合っている。カウンタドリブンギア９と同軸上にはドライブピニオンギア１０が配置されている。ドライブピニオンギア１０は、カウンタドリブンギア９と接続されており、カウンタドリブンギアと一体回転する。ドライブピニオンギア１０は、デフリングギア１１と噛合っている。デフリングギア１１は、デファレンシャルギアを介して出力軸１２と接続されている。出力軸１２は、車両１００の左右の駆動輪とそれぞれ接続されており、デフリングギア１１から伝達される動力を駆動輪に伝達する。

エンジン１から入力軸３に入力される動力は、遊星歯車機構５、カウンタドライブギア５５、カウンタドリブンギア９、ドライブピニオンギア１０およびデフリングギア１１を介して出力軸１２に伝達される。また、第二モータジェネレータ７が出力する動力は、ＭＧ２リダクションギア７４、カウンタドリブンギア９、ドライブピニオンギア１０およびデフリングギア１１を介して出力軸１２に伝達される。第二モータジェネレータ７は、リングギア５１と接続されており、かつリングギア５１よりも出力軸１２側に配置された出力側モータジェネレータである。

本実施形態の車両１００は、エンジン１の動力によらずに第二モータジェネレータ７の動力によって車両１００を走行させるＥＶ走行、および少なくともエンジン１の動力によって車両１００を走行させるＨＶ走行がそれぞれ可能である。ＨＶ走行では、適宜第二モータジェネレータ７にアシストトルクを発生させ、エンジン１および第二モータジェネレータ７の動力によって車両１００を走行させることができる。走行モードの切り替えは、例えば、車速、負荷、バッテリ８の状態等に基づいてなされる。

デフリングギア１１は、動力伝達装置１１０内の潤滑油を掻き揚げて各部に供給する。動力伝達装置１１０内の上部には、例えば、デフリングギア１１が回転によって送り出す潤滑油を受けるキャッチタンクが設けられており、キャッチタンクから各モータジェネレータ６，７、各ギア９，１０等の被潤滑部に潤滑油が供給される。

差動ポンプ４は、ラジアルピストンポンプである。差動ポンプ４は、シリンダ４１、ピストン４２およびカム４３を備える。シリンダ４１は、入力軸３に連結されており、入力軸３およびキャリア５２と一体回転する。シリンダ４１は、入力軸３と同軸上に配置されている。シリンダ４１の断面形状は、任意の形状とすることができるが、本実施形態では、シリンダ４１の断面形状が円形である場合、すなわちシリンダ４１が円柱形状あるは円盤形状である場合を例に説明する。シリンダ４１は、複数のシリンダ室４４を有する。シリンダ室４４は、シリンダ４１の外周面からシリンダ４１の中心軸線に向けて径方向に延在する凹部である。シリンダ室４４は、シリンダ４１の周方向に所定の間隔で配置されている。なお、差動ポンプ４の説明に関して、特に記載しない限り、「径方向」とはシリンダ４１の径方向、すなわち入力軸３の中心軸線と直交する方向を示すものとする。

各シリンダ室４４には、ピストン４２が配置されている。ピストン４２は、シリンダ室４４に対して径方向の外側から係合してシリンダ室４４を閉塞している。また、ピストン４２は、シリンダ室４４に対して径方向に相対移動することができる。ピストン４２の径方向外側の端部は、球形状である。シリンダ室４４には、導入通路および排出通路が接続されている。導入通路は、差動ポンプ４の吸入側に接続される油路であり、排出通路は、差動ポンプ４の吐出側に接続される油路である。導入通路は、オイルパンとシリンダ室４４とを連通するものであり、例えば、入力軸３に形成されている。導入通路には、オイルパンからシリンダ室４４に向かう潤滑油の流れを許容し、かつシリンダ室４４からオイルパンに向かう潤滑油の流れを規制する逆止弁が設けられている。

排出通路は、シリンダ室４４と潤滑部位、すなわち被潤滑部とを連通するものである。本実施形態の排出通路は、差動ポンプ４が吐出する潤滑油を遊星歯車機構５に導く。つまり、差動ポンプ４は、潤滑油を吐出して遊星歯車機構５に潤滑油を供給する。排出通路は、例えば、入力軸３およびキャリア５２に形成されており、シリンダ室４４とピニオンギア５４とを連通している。排出通路は、キャリア５２とピニオンギア５４との差動部５６、例えばピニオンギア５４を回転自在に支持する軸受等の支持部に対して潤滑油を供給する。排出通路には、シリンダ室４４からピニオンギア５４に向かう潤滑油の流れを許容し、かつピニオンギア５４からシリンダ室４４に向かう潤滑油の流れを規制する逆止弁が設けられている。

カム４３は、シリンダ４１の径方向外側に配置されており、径方向においてシリンダ４１と互いに対向している。カム４３は、リングギア５１に連結されており、リングギア５１と一体回転する。カム４３の内周側には、カム面４３ａが形成されている。カム面４３ａは、径方向の凹凸を有している。カム面４３ａの凹凸は、周方向に沿って連続的かつ周期的に形成されている。すなわち、カム面４３ａとシリンダ４１の中心軸線との径方向の距離は、周方向の位相の変化に従い連続的かつ周期的に増減する。カム面４３ａは、シリンダ４１の外周面との間に隙間を有している。

ピストン４２は、径方向の外側に向けて付勢されており、カム面４３ａに当接する。シリンダ４１とカム４３とが相対回転すると、カム面４３ａの凹凸に応じてピストン４２がシリンダ室４４に対して径方向に相対移動する。例えば、相対回転に伴ってカム面４３ａがシリンダ室４４に対して径方向外側に相対移動するときは、ピストン４２は付勢力によってカム面４３ａに追随し、シリンダ室４４に対して径方向外側に相対移動する。ピストン４２がシリンダ室４４に対して径方向外側に相対移動すると、シリンダ室４４の圧力が低下し、オイルパンから導入通路を介してシリンダ室４４に潤滑油が吸引される。

一方、相対回転に伴ってカム面４３ａがシリンダ室４４に対して径方向内側に相対移動するときは、ピストン４２はカム面４３ａによって押圧されてシリンダ室４４に対して径方向内側に相対移動する。ピストン４２がシリンダ室４４に対して径方向内側に相対移動すると、シリンダ室４４の圧力が上昇し、シリンダ室４４の潤滑油が排出通路に吐出され、矢印Ｙ１で示すように、排出通路を介してキャリア５２とピニオンギア５４との差動部５６に供給される。

本実施形態の差動ポンプ４は、リングギア５１とキャリア５２との相対回転によってカム４３とシリンダ４１とが相対回転することで潤滑油を吐出する。これにより、以下に説明するように、遊星歯車機構５に対して適切に潤滑油を供給することができ、動力伝達装置１１０の損失が低減される。

例えば、ピニオンギア５４やキャリア５２に対して潤滑油を供給するポンプとして、入力軸３の回転によって潤滑油を吐出するポンプや、サンギア５３の回転によって潤滑油を吐出するポンプなど、遊星歯車機構５のいずれかの回転要素の回転によって潤滑油を吐出するポンプを設けることが考えられる。しかしながら、このようなポンプでは、以下に図２を参照して説明するように、ポンプ損失や遊星歯車機構５の攪拌損失が増加してしまうことがある。

図２は、遊星歯車機構５の共線図である。図２において、Ｎｓはサンギア５３の回転数、Ｎｃはキャリア５２の回転数、Ｎｒはリングギア５１の回転数、Ｎｐはピニオンギア５４の回転数をそれぞれ示す。キャリア５２とピニオンギア５４との差動部５６において必要な潤滑油量は、ピニオンギア５４の回転数Ｎｐとキャリア５２の回転数Ｎｃとの相対回転数である第一相対回転数Ｎ１に比例する。第一相対回転数Ｎ１が大きい場合、第一相対回転数Ｎ１が小さい場合よりも多くの潤滑油がキャリア５２とピニオンギア５４との差動部５６において必要となる。

これに対して、例えば、キャリア５２の回転によって潤滑油を吐出するポンプやサンギア５３の回転によって潤滑油を吐出するポンプを設けた場合、ポンプの吐出量は、キャリア５２の回転数Ｎｃやサンギア５３の回転数Ｎｓに応じて決まる。サンギア５３の回転数Ｎｓ、キャリア５２の回転数Ｎｃおよびリングギア５１の回転数Ｎｒは、いずれも第一相対回転数Ｎ１に比例しない回転数であるため、必要な油量とポンプの吐出量とにずれが生じる。

例えば、キャリア５２の回転によって潤滑油を吐出するポンプの場合、ピニオンギア５４とキャリア５２との差動回転が生じないときであっても、キャリア５２の回転数Ｎｃに比例して大量の潤滑油がポンプから吐出されて、ポンプの仕事量に応じた損失および遊星歯車機構５内での攪拌損失が増大するといった問題が生じる。

本実施形態の差動ポンプ４の回転数（以下、単に「ポンプ回転数」と記載する。）Ｎ２は、リングギア５１の回転数Ｎｒとキャリア５２の回転数Ｎｃとの相対回転数（Ｎｃ−Ｎｒ）である。差動ポンプ４は、ポンプ回転数Ｎ２に比例した量の潤滑油を吐出する。このポンプ回転数Ｎ２は、第一相対回転数Ｎ１と比例関係にある。つまり、差動ポンプ４は、キャリア５２の回転数Ｎｃとピニオンギア５４の回転数Ｎｐとの相対回転数に比例した流量の潤滑油を吐出するポンプである。従って、差動ポンプ４は、キャリア５２とピニオンギア５４との差動部５６において必要とされる量の潤滑油を吐出することができる。

差動ポンプ４は、第一相対回転数Ｎ１が小さいときは差動部５６に対して少量の潤滑油を供給し、第一相対回転数Ｎ１が大きいときは差動部５６に対して多量の潤滑油を供給することができる。また、差動ポンプ４は、キャリア５２とピニオンギア５４との差動回転がないときは停止する。よって、本実施形態の差動ポンプ４は、差動部５６に対して適量の潤滑油を供給することができ、ポンプ損失や遊星歯車機構５内の攪拌損失を低減することができる。なお、「遊星歯車機構５において差動回転がないとき」には、遊星歯車機構５において差動回転が小さく、実質的に差動回転がない状態を含む。

なお、本実施形態の差動ポンプ４は、キャリア５２およびリングギア５１にそれぞれ接続され、キャリア５２とリングギア５１との相対回転によって潤滑油を吐出するものであったが、これには限定されない。差動ポンプ４は、リングギア５１、キャリア５２あるいはサンギア５３のいずれか二つの回転要素にそれぞれ接続され、当該二つの回転要素の相対回転によって潤滑油を吐出するものとすることができる。リングギア５１の回転数Ｎｒとサンギア５３の回転数Ｎｓとの相対回転数は、第一相対回転数Ｎ１に比例し、キャリア５２の回転数Ｎｃとサンギア５３の回転数Ｎｓとの相対回転数は、第一相対回転数Ｎ１に比例する。つまり、差動ポンプ４は、リングギア５１、キャリア５２あるいはサンギア５３のどの二つの回転要素の相対回転によって潤滑油を吐出するものであっても、第一相対回転数Ｎ１に比例した流量の潤滑油を吐出することができる。

差動ポンプ４は、ラジアルピストンポンプに限定されるものではない。差動ポンプ４は、二つの回転要素の相対回転によって潤滑油を吐出するポンプであればよく、例えば、アキシャルピストンポンプであってもよい。

差動ポンプ４によって潤滑油が供給される被潤滑部は、キャリア５２とピニオンギア５４との差動部５６には限定されない。差動ポンプ４は、差動部５６以外の被潤滑部に潤滑油を供給することが可能である。例えば、差動ポンプ４は、遊星歯車機構５の各回転要素に潤滑油を供給することが可能である。また、差動ポンプ４は、動力伝達装置１１０の各構成要素、例えば、各モータジェネレータ６，７、各ギア９，１０，１１等に潤滑油を供給するようにしてもよい。

差動ポンプ４が接続される差動機構は、図示された遊星歯車機構５に限定されるものではなく、他の公知の差動機構によって差動ポンプ４が駆動されてもよい。また、キャリア５２に接続される原動機は、エンジン１に限定されるものではなく、他の公知の原動機であってもよい。

［第２実施形態］
図３から図５を参照して、第２実施形態について説明する。第２実施形態については、上記第１実施形態で説明したものと同様の機能を有する構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。本実施形態の潤滑装置１−２において、上記第１実施形態の潤滑装置１−１と異なる点は、差動ポンプ４の吐出側に配置された流量制御弁を備える点である。流量制御弁の開度を絞ることにより、差動ポンプ４を介してエンジン１と出力軸１２とで動力を伝達させることができる。

潤滑装置１−２は、バッテリ８の充電量が上限に近い場合に、流量制御弁の開度を絞り、差動ポンプ４によってエンジン１のトルクを出力軸１２に伝達させる。これにより、バッテリ８の充電量が上限に近いときであってもエンジン１の動力を用いて車両１００を発進させることが可能となる。図３は、本実施形態に係る潤滑装置１−２の油圧回路図、図４は、本実施形態に係る差動ポンプによるトルク伝達の説明図、図５は、本実施形態の動作に係るフローチャートである。

図３に示すように、差動ポンプ４は、導入通路１３を介してオイルパン１４と接続されており、排出通路１５を介して潤滑部位、例えば差動部５６と接続されている。排出通路１５には、第一流量制御弁１６が配置されている。第一流量制御弁１６は、排出通路１５を開閉することが可能である。第一流量制御弁１６は、最小の開度とされた全閉状態であると排出通路１５を閉塞して第一流量制御弁１６を介した潤滑油の流通を規制する。また、第一流量制御弁１６は、全閉状態から、最大開度の全開状態まで任意の開度に制御可能である。

潤滑装置１−２は、ＥＣＵ３０を備える。ＥＣＵ３０は、コンピュータを有する電子制御ユニットである。ＥＣＵ３０は、第一流量制御弁１６と接続されており、第一流量制御弁１６を制御することができる。また、ＥＣＵ３０は、バッテリ状態センサ８ａと接続されている。バッテリ状態センサ８ａは、バッテリ８の電圧やバッテリ８の充放電電流の電流値、バッテリ８の温度等を検出することができる。ＥＣＵ３０は、バッテリ状態センサ８ａの検出結果に基づいてバッテリ８の充電量を含むバッテリ状態を取得することができる。

従来、バッテリ８の充電量が上限、例えばバッテリ８に対する充電が許容される充電量の上限に近いときは、エンジン１の動力を用いた車両１００の発進が制限されるという問題があった。遊星歯車機構５を介してエンジン１のトルクを出力軸１２に伝達するためには、第一モータジェネレータ６がその反力を受け持って発電する必要がある。つまり、図４に矢印Ｙ２で示すように、エンジン１からキャリア５２、ピニオンギア５４を介してリングギア５１に対してトルクを伝達する場合、同時に、ピニオンギア５４を介してサンギア５３および第一モータジェネレータ６に対する伝達トルクが発生する。第一モータジェネレータ６は、サンギア５３に伝達されるトルクに対する反力を受け持つ必要がある。

反力を受け持つときに第一モータジェネレータ６によって発電された電力は、第二モータジェネレータ７に供給して消費させることが可能ではあるものの、発進時には余剰電力が生じる。発進時に第二モータジェネレータ７の回転数が０に近く、第二モータジェネレータ７の消費電力が小さいと、第一モータジェネレータ６が発電した電力を第二モータジェネレータ７で全て消費させることができないため、バッテリ８に充電する必要がある。従って、バッテリ８に対する充電が許容されない場合、エンジン１の動力を用いた発進ができない場面が発生する。

本実施形態の潤滑装置１−２は、バッテリ８の充電量が上限に近い場合、第一流量制御弁１６の開度を絞り、差動ポンプ４で発生する油圧を介してエンジン１のトルクを出力側に伝達する。これにより、図４に矢印Ｙ３で示すように、入力軸３から差動ポンプ４を介してリングギア５１に直接トルクが伝達される。よって、ピニオンギア５４を介したエンジン１から出力軸１２に対する動力の伝達が抑制され、第一モータジェネレータ６が受ける反力の大きさが低減される。

つまり、第一流量制御弁１６の開度を低減させて差動ポンプ４を介してエンジン１と出力軸１２とで動力を伝達させることによって、遊星歯車機構５のピニオンギア５４を介したエンジン１と出力軸１２との動力の伝達を抑制することができる。例えば、実質的にピニオンギア５４を介した動力の伝達がなされないようにすることが可能である。なお、第一流量制御弁１６の開度を低減させることには、開度を閉じ側の値に変化させること、および開度を予め定められた所定の開度に変化させることが含まれる。所定の開度は、少なくとも第一流量制御弁１６の全開状態の開度よりも閉じ側の開度である。本実施形態の潤滑装置１−２によれば、バッテリ８の充電量が上限に近いときであっても、エンジン１の動力を用いて車両１００を発進させることが可能となる。

図５を参照して、本実施形態の潤滑装置１−２の動作について説明する。図５に示す制御フローは、例えば、車両１００の発進時に実行される。

まず、ステップＳ１では、ＥＣＵ３０により、バッテリ８の充電量が上限に近いか否かが判定される。ＥＣＵ３０は、例えば、バッテリ８の充電量が予め定められた閾値以上である場合にステップＳ１で肯定判定を行う。この閾値は、例えば、バッテリ８において充電が許容される充電量の範囲の上限に基づいて定められる。ステップＳ１の判定の結果、バッテリ８の充電量が上限に近いと判定された場合（ステップＳ１−Ｙ）にはステップＳ３に進み、そうでない場合（ステップＳ１−Ｎ）にはステップＳ２に進む。

ステップＳ２では、ＥＣＵ３０により、第一流量制御弁１６が緩められる。ＥＣＵ３０は、第一流量制御弁１６の開度を開き側に変化させる。ＥＣＵ３０は、例えば、第一流量制御弁１６の開度を一定量増加させるようにしても、現在の開度に対して一定の割合で開度を増加させるようにしてもよい。この場合、ＥＣＵ３０は、予め定められた開度を上限として第一流量制御弁１６の開度を増加させるようにしてもよく、最大開度を上限として第一流量制御弁１６の開度を増加させてもよい。また、ＥＣＵ３０は、一度の開弁操作で第一流量制御弁１６の開度を予め定められた開度や最大の開度まで増加させてもよい。ステップＳ２が実行されると、ステップＳ１に移行する。なお、第一流量制御弁１６の開度が上限の開度に達した場合、本制御フローが終了するようにしてもよい。

ステップＳ３では、ＥＣＵ３０により、第一モータジェネレータ６の発電量が、第二モータジェネレータ７の出力による消費電力以下であるか否かが判定される。ステップＳ３の判定の結果、第一モータジェネレータ６の発電量が、第二モータジェネレータ７の出力による消費電力以下であると判定された場合（ステップＳ３−Ｙ）には本制御フローは終了し、そうでない場合（ステップＳ３−Ｎ）にはステップＳ４に進む。

ステップＳ４では、ＥＣＵ３０により、第一流量制御弁１６が絞られる。ＥＣＵ３０は、第一流量制御弁１６の開度を閉じ側に変化させる。ＥＣＵ３０は、例えば、第一流量制御弁１６の開度を一定の開度減少させるようにしても、現在の開度に対して一定の割合で開度を減少させるようにしてもよい。ステップＳ４が実行されると、ステップＳ３に移行する。

このように、本実施形態によれば、バッテリ充電量が予め定められた上限に近い（Ｓ１−Ｙ）場合、第一モータジェネレータ６の発電量が第二モータジェネレータ７の出力による消費電力以下（Ｓ３−Ｙ）となるまで第一流量制御弁１６が絞られる。よって、バッテリ８の充電量が上限に近いときであってもエンジン１の動力を用いて車両１００を発進させることが可能となる。

なお、本実施形態では、バッテリ８の充電量が上限に近く、かつ車両１００の発進時に第一流量制御弁１６の開度を低減させたが、これに代えて、バッテリ８の充電量あるいは車両１００の発進時のいずれかに基づいて第一流量制御弁１６の開度を低減させるようにしてもよい。つまり、車両１００の発進時であるか否かにかかわらず、バッテリ８の充電量に基づいて第一流量制御弁１６の開度を低減させるようにしてもよく、バッテリ８の充電量にかかわらず、車両１００の発進時に第一流量制御弁１６の開度を低減させるようにしてもよい。

［第２実施形態の第１変形例］
第２実施形態の第１変形例について説明する。本変形例では、遊星歯車機構５の差動回転が無いときに第一流量制御弁１６が閉じられる。遊星歯車機構５の差動回転がなく、リングギア５１とキャリア５２とが同じ回転数で回転するとき、すなわち、遊星歯車機構５が変速を行わないときであっても、エンジン１のトルクを出力軸１２に伝達するためには第一モータジェネレータ６が反力を受ける必要がある。このため、第一モータジェネレータ６は反力を受け持つために発電を行い、発電された電力を第二モータジェネレータ７で消費させることとなる。このように反力を受けるために第一モータジェネレータ６に発電を行わせると、エンジン１と出力軸１２との間の伝達効率が低下してしまう。

これに対して、ＥＣＵ３０は、遊星歯車機構５の差動回転が無いときは、第一流量制御弁１６の開度を低減させ、例えば全閉状態とする。第一流量制御弁１６が閉じられることにより、ピストン４２を介してシリンダ４１とカム４３との差動回転がロックされる。これにより、入力軸３とリングギア５１とが直結され、エンジン１の動力が電気変換を介さずに出力軸１２に直達される。よって、エンジン１から出力軸１２に対する動力の伝達効率が向上する。

［第２実施形態の第２変形例］
第２実施形態の第２変形例について説明する。本変形例では、ＥＶ走行からのエンジン始動時に第一流量制御弁１６の開度が低減される。これにより、第一モータジェネレータ６の負荷（最大トルク）を低減させることができる。ＥＶ走行の実行中に、エンジン１を始動する場合、エンジン１を素早く始動させるために、第一モータジェネレータ６は、第二モータジェネレータ７からの動力の入力に対して大きな反力トルクを受け持たなければならない。これにより、第一モータジェネレータ６が受けるべき最大トルクが大きなものとなり、第一モータジェネレータ６の体格の大型化やコスト増につながる。

ＥＣＵ３０は、ＥＶ走行からのエンジン１の始動時に、第一流量制御弁１６を絞る。ＥＣＵ３０は、エンジン１を始動するときの第一流量制御弁１６の開度を閉じ側に変更し、所定の開度、例えば、全閉状態とする。これにより、第二モータジェネレータ７の動力がリングギア５１から差動ポンプ４を介して入力軸３に直達される。つまり、ピニオンギア５４を介した第二モータジェネレータ７からエンジン１に対する動力の伝達が抑制される。よって、第一モータジェネレータ６が受ける反力トルクが低減し、第一モータジェネレータ６が受けるべき最大トルクが低減する。これにより、第一モータジェネレータ６の小型化や低コスト化が可能となる。

［第３実施形態］
図６を参照して、第３実施形態について説明する。第３実施形態については、上記実施形態で説明したものと同様の機能を有する構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。本実施形態の潤滑装置１−３において、上記各実施形態の潤滑装置１−１，１−２と異なる点は、差動ポンプ４が吐出する潤滑油を蓄圧するアキュムレータを備える点である。アキュムレータに蓄圧された潤滑油は、冷間時等の車両１００の始動時に潤滑部位に供給される。本実施形態の潤滑装置１−３によれば、車両１００の始動前に予めギア等の噛合い部や摺動部の潤滑が可能となり、焼き付きを防止することができる。図６は、本実施形態に係る潤滑装置１−３の油圧回路図である。

図６に示すように、排出通路１５は、第一排出通路１５ａと第二排出通路１５ｂとに分岐している。第一排出通路１５ａおよび第二排出通路１５ｂは、それぞれ潤滑部位に接続されている。第一排出通路１５ａと第二排出通路１５ｂとは、同じ潤滑部位に接続されていても、異なる潤滑部位に接続されていてもよい。

第一排出通路１５ａには、第一流量制御弁１６が設けられている。第二排出通路１５ｂには、アキュムレータ１７、逆止弁１８および第二流量制御弁１９が配置されている。アキュムレータ１７は、潤滑油を蓄圧する蓄圧装置としての機能を有する。逆止弁１８は、第二排出通路１５ｂにおけるアキュムレータ１７よりも差動ポンプ４側に配置されている。逆止弁１８は、差動ポンプ４からアキュムレータ１７に向かう潤滑油の流れを許容し、アキュムレータ１７から差動ポンプ４に向かう潤滑油の流れを規制する。第二流量制御弁１９は、第二排出通路１５ｂを開閉することが可能である。第二流量制御弁１９は、最小の開度とされた全閉状態であると第二排出通路１５ｂを閉塞して第二流量制御弁１９を介した潤滑油の流通を規制する。また、第二流量制御弁１９は、全閉状態から、最大開度の全開状態まで任意の開度に制御可能である。第二流量制御弁１９は、ＥＣＵ３０に接続されており、ＥＣＵ３０によって制御される。

ＥＣＵ３０は、上記第２実施形態あるいは上記第２実施形態の各変形例と同様に第一流量制御弁１６を制御する。例えば、ＥＣＵ３０は、車両１００の発進時に第一流量制御弁１６の開度を低減させる。第一流量制御弁１６が閉じられると、逆止弁１８よりも差動ポンプ４側の排出通路１５の油圧が上昇し、逆止弁１８を介してアキュムレータ１７に潤滑油が流入する。

本実施形態のＥＣＵ３０は、車両１００の始動前、例えば車両１００のシステム起動後でかつ発進前の所定時期に第二流量制御弁１９を開く。また、ＥＣＵ３０は、所定時期以外は第二流量制御弁１９を閉じ、例えば全閉状態とする。従って、車両１００の発進時やＥＶ走行中のエンジン始動時等に第一流量制御弁１６が閉じられると、差動ポンプ４で発生する油圧はアキュムレータ１７に蓄圧される。

ＥＣＵ３０が車両始動前の所定時期に第二流量制御弁１９を開くと、アキュムレータ１７に蓄圧された潤滑油が潤滑部位に供給され、走行開始前に予め潤滑部位が潤滑される。本実施形態の潤滑装置１−３によれば、発進時のエンジン１の動力やＥＶ走行中のエンジン始動時の第二モータジェネレータ７の動力を有効に利用して潤滑部位に潤滑油を供給することができる。差動ポンプ４の始動前に潤滑部位に対して潤滑油を供給することが可能となり、フリクションロスの低減や焼き付きの防止等が可能となる。

なお、第二流量制御弁１９を開く時期は、所定時期には限定されない。例えば、エンジン始動時やエンジン始動前に第二流量制御弁１９が開かれるようにしてもよい。

［第４実施形態］
図７を参照して、第４実施形態について説明する。第４実施形態については、上記実施形態で説明したものと同様の機能を有する構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。本実施形態の潤滑装置１−４において、上記第３実施形態の潤滑装置１−３と異なる点は、アキュムレータ１７に蓄圧された油圧をエンジン１の始動に用いる点である。図７は、本実施形態に係る潤滑装置１−４の油圧回路図である。

図７に示すように、排出通路１５は、第一排出通路１５ａと第二排出通路１５ｃとに分岐している。第一排出通路１５ａおよび第一流量制御弁１６は、上記第３実施形態の第一排出通路１５ａおよび第一流量制御弁１６と同様とすることができる。第二排出通路１５ｃは、導入通路１３に接続されている。つまり、第二排出通路１５ｃは、差動ポンプ４によって発生した油圧を導入通路１３に導くものである。第二排出通路１５ｃには、上記第３実施形態の第二排出通路１５ｂと同様に、アキュムレータ１７、逆止弁１８および第二流量制御弁１９が配置されている。

導入通路１３には、逆止弁２０が配置されている。逆止弁２０は、導入通路１３における第二排出通路１５ｃとの接続部１３ａよりもオイルパン１４側に設けられている。逆止弁２０は、オイルパン１４から接続部１３ａに向かう潤滑油の流れを許容し、接続部１３ａからオイルパン１４に向かう潤滑油の流れを規制する。

ＥＣＵ３０は、上記第３実施形態と同様に第一流量制御弁１６を制御することができる。第一流量制御弁１６が閉じられると、差動ポンプ４で発生した油圧がアキュムレータ１７に蓄圧される。ＥＣＵ３０は、車両１００の停止中にエンジン１を始動するときに、第二流量制御弁１９を開く。ＥＣＵ３０は、車両１００の停止中のエンジン始動時以外は、第二流量制御弁１９を閉じ、例えば全閉状態とする。

車両１００の停止中のエンジン始動時に第二流量制御弁１９が開かれると、アキュムレータ１７に蓄圧された高圧油により、差動ポンプ４がモータとして機能する。アキュムレータ１７から導入通路１３を介して差動ポンプ４に供給される油圧は、リングギア５１とキャリア５２とを相対回転させる力を発生させ、差動ポンプ４はエンジン１を回転・始動させるためのモータとして機能する。つまり、ＥＣＵ３０は、アキュムレータ１７に蓄圧された潤滑油をエンジン１の始動時に差動ポンプ４の吸入側に供給してエンジン１を回転させる。これにより、エンジン始動時の第一モータジェネレータ６やバッテリ８の負荷が軽減される。

本実施形態の潤滑装置１−４によれば、車両発進時のエンジン１の動力によって蓄圧された油圧やＥＶ走行中のエンジン始動時の第二モータジェネレータ７の動力によって蓄圧された油圧を有効に利用して停車中にエンジン１を始動することができる。

上記の各実施形態および変形例に開示された内容は、適宜組み合わせて実行することができる。

１−１，１−２，１−３，１−４潤滑装置
１エンジン
４差動ポンプ
５遊星歯車機構
６第一モータジェネレータ
７第二モータジェネレータ
１２出力軸
１６第一流量制御弁
１７アキュムレータ
５１リングギア
５２キャリア
５３サンギア
５４ピニオンギア
５６差動部（支持部）
１１０動力伝達装置

Claims

車両の出力軸に連結された第一回転要素と、エンジンに連結された第二回転要素と、モータジェネレータに連結された第三回転要素とを有し、前記第一回転要素と前記第二回転要素と前記第三回転要素とが相対回転可能な差動機構と、
前記第一回転要素、前記第二回転要素あるいは前記第三回転要素のいずれか二つの回転要素にそれぞれ接続され、かつ当該二つの回転要素の相対回転によって潤滑油を吐出して前記差動機構に潤滑油を供給するポンプと、
を備えることを特徴とする潤滑装置。
前記差動機構は、前記第一回転要素としてのリングギアと、前記第三回転要素としてのサンギアと、前記リングギアおよび前記サンギアにそれぞれ噛合うピニオンギアと、前記ピニオンギアを支持する前記第二回転要素としてのキャリアとを有し、
前記二つの回転要素は、前記リングギアおよび前記キャリアである
請求項１に記載の潤滑装置。
前記ポンプは、前記ピニオンギアを支持する支持部に潤滑油を供給する
請求項２に記載の潤滑装置。
更に、前記ポンプの吐出側に配置された流量制御弁を備え、
前記ポンプは、前記第一回転要素および前記第二回転要素にそれぞれ接続され、前記第一回転要素と前記第二回転要素との相対回転によって潤滑油を吐出し、
前記流量制御弁の開度を低減させて前記ポンプを介して前記エンジンと前記出力軸とで動力を伝達させることによって、前記差動機構を介した前記エンジンと前記出力軸との動力の伝達を抑制する
請求項１から３のいずれか１項に記載の潤滑装置。
前記車両の発進時に前記流量制御弁の開度を低減させる
請求項４に記載の潤滑装置。
前記モータジェネレータと接続された蓄電装置の充電量に基づいて前記流量制御弁の開度を低減させる
請求項４または５に記載の潤滑装置。
前記差動機構が差動回転しない場合、前記流量制御弁の開度を低減させる
請求項４に記載の潤滑装置。
更に、前記第一回転要素と接続された出力側モータジェネレータを備え、
走行中に前記出力側モータジェネレータの動力を前記エンジンに伝達して前記エンジンを始動するときに前記流量制御弁の開度を低減させる
請求項４に記載の潤滑装置。
更に、前記ポンプの吐出側に接続され、潤滑油を蓄圧する蓄圧装置を備え、
前記車両の始動時に前記蓄圧装置に蓄圧された潤滑油を被潤滑部に供給する
請求項１から８のいずれか１項に記載の潤滑装置。
更に、前記ポンプの吐出側に接続され、潤滑油を蓄圧する蓄圧装置を備え、
前記ポンプは、前記第二回転要素に接続されており、
前記エンジンの始動時に前記蓄圧装置に蓄圧された潤滑油を前記ポンプの吸入側に供給して前記エンジンを回転させる
請求項１から９のいずれか１項に記載の潤滑装置。