JP2015218867A

JP2015218867A - オイル供給装置

Info

Publication number: JP2015218867A
Application number: JP2014104767A
Authority: JP
Inventors: 弘達北畠; Hirotatsu Kitahata; 野崎　芳信; Yoshinobu Nozaki; 芳信野崎; 健輔秋本; Kensuke Akimoto
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-05-20
Filing date: 2014-05-20
Publication date: 2015-12-07

Abstract

【課題】回転電機に供給されるオイルと動力伝達機構に供給されるオイルとが混ざることを抑制しつつ、オイルが不足することを抑制できるオイル供給装置を提供する。【解決手段】オイル供給装置は、回転電機にオイルを供給する第１供給部と、動力伝達機構にオイルを供給する第２供給部と、第１供給部からのオイルを溜める第１貯留部、第２供給部からのオイルを溜める第２貯留部、及び隔壁を有するオイルパンと、第１回収部から回収された第１貯留部のオイルを第１供給部へ送る第１移送装置と、第２回収部から回収された第２貯留部のオイルを第２供給部へ送る第２移送装置と、を備える。隔壁は、第１貯留部と第２貯留部とを連通するオイル連通部を有する。第１貯留部及び第２貯留部の一方の貯留部のオイルの量が閾値よりも減少した状態において、オイル連通部は他方の貯留部のオイルの表面よりも低い位置に配置される。【選択図】図２

Description

本発明は、オイル供給装置に関する。

ハイブリット車両は、内燃機関と、回転電機と、内燃機関が発生した動力及び回転電機が発生した動力を分配する動力伝達機構とを備えている。例えば特許文献１に開示されているように、回転電機及び動力伝達機構のそれぞれに供給口からオイルが供給される。回転電機に供給されたオイル及び動力伝達機構に供給されたオイルは、オイルパンに溜められる。オイルパンに溜められたオイルは、供給口に戻され、回転電機及び動力伝達機構のそれぞれに再び供給される。

特開２０１３−２２０７７１号公報

回転電機に供給されるオイルは、回転電機の冷却のために使用される。動力伝達機構に供給されるオイルは、動力伝達機構の潤滑のために使用される。そのため、それらオイルの使用目的に合わせて、回転電機に供給されるオイルの温度及び動力伝達機構に供給されるオイルの温度がそれぞれ管理されることが要望される。

回転電機に供給されるオイルと動力伝達機構に供給されるオイルとが混ざってしまうと、回転電機に供給されるオイルの温度及び動力伝達機構に供給されるオイルの温度を効率良く管理することが困難となる可能性がある。回転電機に供給されるオイルと動力伝達機構に供給されるオイルとが混ざることを抑制するために、回転電機に供給されるオイルの循環系と動力伝達機構に供給されるオイルの循環系とを別々に設けることが考えられる。

ハイブリッド車両に使用されるオイルの量は有限である。そのため、回転電機に供給されるオイルの循環系と動力伝達機構に供給されるオイルの循環系とを別々に設けた場合、オイルの流量のバランスにより、いずれか一方の循環系のオイルパンにおいてオイルが不足する可能性が高くなる。その結果、回転電機の冷却及び動力伝達機構の潤滑のいずれか一方の目的を達成できなくなる可能性がある。

本発明の態様は、回転電機に供給されるオイルと動力伝達機構に供給されるオイルとが混ざることを抑制しつつ、オイルが不足することを抑制できるオイル供給装置を提供することを目的とする。

本発明の態様は、回転電機にオイルを供給する第１供給部と、動力伝達機構にオイルを供給する第２供給部と、前記第１供給部からのオイルを溜める第１貯留部、前記第２供給部からのオイルを溜める第２貯留部、及び前記第１貯留部と前記第２貯留部とを仕切る隔壁を有するオイルパンと、前記第１貯留部のオイルを回収する第１回収部を含み、前記第１回収部から回収されたオイルを前記第１供給部へ送る第１移送装置と、前記第２貯留部のオイルを回収する第２回収部を含み、前記第２回収部から回収されたオイルを前記第２供給部へ送る第２移送装置と、を備え、前記隔壁は、前記第１貯留部と前記第２貯留部とを連通するオイル連通部を有し、前記第１貯留部及び前記第２貯留部の一方の貯留部のオイルの量が閾値よりも減少した状態において、前記オイル連通部は他方の貯留部のオイルの表面よりも低い位置に配置される、オイル供給装置を提供する。

本発明の態様によれば、回転電機に供給されるオイルと動力伝達機構に供給されるオイルとが混ざることを抑制しつつ、オイルが不足することを抑制できる。

図１は、本実施形態に係るハイブリッド車両の一例を示す概略図である。図２は、本実施形態に係るオイル供給装置の一例を示す図である。図３は、本実施形態に係るオイル供給装置の一例を示す模式図である。図４は、本実施形態に係るオイル供給装置の一例を示す模式図である。図５は、本実施形態に係るオイル供給装置の一例を示す模式図である。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが本発明はこれに限定されない。以下で説明する各実施形態の構成要素は適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。

図１は、本実施形態に係るハイブリッド車両１００の一例を示す概略図である。図１に示すように、ハイブリッド車両１００は、動力を発生する動力装置１を備えている。動力装置１は、内燃機関２と、回転電機３と、内燃機関２が発生した動力及び回転電機３が発生した動力を分配する動力伝達機構４とを有する。

また、ハイブリッド車両１００は、回転電機３及び動力伝達機構４のそれぞれにオイル５を供給するオイル供給装置１０を備えている。

内燃機関２及び回転電機３はそれぞれ、ハイブリッド車両１００を駆動するための動力を発生可能である。本実施形態において、ハイブリッド車両１００は、回転電機３を２つ有する。

以下の説明において、２つの回転電機３のうち、一方の回転電機３を適宜、回転電機３１、と称し、他方の回転電機３を適宜、回転電機３２、と称する。回転電機３は、回転電機３１及び回転電機３２の総称である。

回転電機３は、ハイブリッド車両１００に搭載されるモータ・ジェネレータ（ＭＧ）である。電力が供給されている状態において、回転電機３は、モータとして機能する。制動時において、回転電機３は、発電機として機能する。回転電機３は、三相同期型回転電機である。本実施形態において、回転電機３１は、専ら発電機として機能する。回転電機３１は、内燃機関２によって駆動されることにより、電源の充電のために発電する。本実施形態において、回転電機３２は、専ら電源から供給される電力により作動する駆動モータとして機能する。回転電機３２は、ハイブリッド車両１００の車軸を駆動して、ハイブリッド車両１００を走行させる。また、回転電機３２は、制動時において発電機として機能して制動エネルギーを回生し、電源に電力を供給する。

動力伝達機構４は、内燃機関２との回転電機３との間に配置される。動力伝達機構４は、内燃機関２及び回転電機３が発生した動力を分配又は集合して伝達する。動力伝達機構４は、歯車を含む。動力伝達機構４は、内燃機関２の出力軸６、回転電機３の出力軸、及び車軸に対する出力軸のそれぞれに接続される遊星歯車機構を含む。出力軸６は、内燃機関２と動力伝達機構４とを接続する。

オイル供給装置１０は、回転電機３の冷却のために、回転電機３にオイル５を供給する。オイル供給装置１０は、動力伝達機構４の潤滑のために、動力伝達機構４にオイル５を供給する。オイル供給装置１０は、回転電機３の冷却のために、低温度のオイル５を回転電機３に供給する。オイル供給装置１０は、動力伝達機構４の潤滑のために、高温度のオイル５を動力伝達機構４に供給する。

以下の説明において、回転電機３に供給されるオイル５を適宜、オイル５１、と称し、動力伝達機構４に供給されるオイル５を適宜、オイル５２、と称する。オイル５は、オイル５１及びオイル５２の総称である。オイル５２の温度は、オイル５１の温度よりも高い。

すなわち、回転電機３に対するオイル５１の供給は、回転電機３の冷却を目的とする。動力伝達機構４に対するオイル５２の供給は、動力伝達機構４の潤滑を目的とする。オイル供給装置１０は、それらオイル５の使用目的に合わせて、回転電機３に供給されるオイル５１の温度及び動力伝達機構４に供給されるオイル５２の温度のそれぞれを管理する。

オイル供給装置１０は、回転電機３にオイル５１を供給する第１供給部１１と、動力伝達機構４にオイル５２を供給する第２供給部１２と、第１供給部１１からのオイル５１及び第２供給部１２からのオイル５２を溜めるオイルパン１３と、オイル５１を回収する第１回収部１５を含み、第１回収部１５から回収されたオイル５１を第１供給部１１へ送る第１移送装置１７と、オイル５２を回収する第２回収部１６を含み、第２回収部１６から回収されたオイル５２を第２供給部１２へ送る第２移送装置１８とを備えている。

本実施形態において、回転電機３、動力伝達機構４、オイルパン１３、第１供給部１１、第２供給部１２、第１回収部１５、及び第２回収部１６は、ハウジング１４の内側に配置される。

第１移送装置１７は、第１供給部１１と接続される第１供給路１９と、第１回収部１５と接続される第１回収路２１と、第１供給路１９と第１回収路２１との間に配置され、第１回収部１５から回収されたオイル５１を第１供給部１１へ送るために作動する第１オイルポンプ２３とを備えている。第１供給部１１は、第１供給路１９の先端部に設けられた第１供給口を含む。第１回収部１５は、第１回収路２１の先端部に設けられた第１回収口を含む。本実施形態において、第１回収部１５は、第１オイルストレーナ２５を含む。第１回収部１５から回収されたオイル５１は、第１オイルポンプ２３の作動により、第１回収路２１及び第１供給路１９を介して、第１供給部１１に供給される。第１供給部１１は、第１回収部１５から回収されたオイル５１を、回転電機３に供給する。

第２移送装置１８は、第２供給部１２と接続される第２供給路２０と、第２回収部１６と接続される第２回収路２２と、第２供給路２０と第２回収路２２との間に配置され、第２回収部１６から回収されたオイル５２を第２供給部１２へ送るために作動する第２オイルポンプ２４とを備えている。第２供給部１２は、第２供給路２０の先端部に設けられた第２供給口を含む。第２回収部１６は、第２回収路２２の先端部に設けられた第２回収口を含む。本実施形態において、第２回収部１６は、第２オイルストレーナ２６を含む。第２回収部１６から回収されたオイル５２は、第２オイルポンプ２４の作動により、第２回収路２２及び第２供給路２０を介して、第２供給部１２に供給される。第２供給部１２は、第２回収部１６から回収されたオイル５２を、動力伝達機構４に供給する。

なお、第１オイルポンプ２３及び第２オイルポンプ２４は、内燃機関２が発生する動力により作動する機械式オイルポンプでもよいし、電動式オイルポンプでもよい。第２オイルポンプ２３及び第２オイルポンプ２４の一方が機械式オイルポンプで、他方が電動式オイルポンプでもよい。

また、オイル供給装置１０は、第１供給部１１から供給されるオイル５１の温度を調整する第１温度調整装置２７と、第２供給部１２から供給されるオイル５２の温度を調整する第２温度調整装置２８とを備えている。

第１温度調整装置２７は、ラジエータ（ＨＶラジエータ）２９と、熱交換器３０と、ラジエータ２９及び熱交換器３０を含む循環流路３３とを備えている。循環流路３３に温度調整用の媒体（流体）が流れる。熱交換器３０において、循環流路３３の流体と、第１移送装置１７（第１供給路１９）のオイル５１とが熱交換されることによって、第１供給部１１から供給されるオイル５１の温度が調整される。本実施形態においては、第１温度調整装置２７によって、第１供給部１１から供給されるオイル５１は冷却される。

第２温度調整装置２８は、加熱部（熱源）３４と、熱交換器３５と、加熱部３４及び熱交換器３５を含む循環流路３６とを備えている。循環流路３６に温度調整用の媒体（流体）が流れる。熱交換器３５において、循環流路３６の流体と、第２移送装置１８（第２供給路２０）のオイル５２とが熱交換されることによって、第２供給部１２から供給されるオイル５２の温度が調整される。本実施形態においては、第２温度調整装置２８によって、第２供給部１２から供給されるオイル５２は加熱される。

すなわち、本実施形態において、第１温度調整装置２７は、第２供給部１２から供給されるオイル５２の温度よりも低くなるように、第１供給部１１から供給されるオイル５１の温度を調整する。第２温度調整装置２８は、第１供給部１１から供給されるオイル５１の温度よりも高くなるように、第２供給部１２から供給されるオイル５２の温度を調整する。

図２は、本実施形態に係るオイル供給装置１０の一例を模式的に示す図である。図２おいて、第１移送装置１７及び第２移送装置１８は、簡略して図示している。図２に示すように、オイルパン１３は、本体４０と、第１供給部１１からのオイル５１を溜める第１貯留部４１と、第２供給部１２からのオイル５２を溜める第２貯留部４２と、第１貯留部４１と第２貯留部４２とを仕切る隔壁４３とを有する。本体４０は、上端部に開口を有する容器である。本体４０の内側の空間に隔壁４３が配置される。隔壁４３は、本体４０の内側の空間の中央部に配置される。第１貯留部４１及び第２貯留部４２のそれぞれは、本体４０の内面と隔壁４３とによって規定される。

第１回収部１５は、第１貯留部４１に配置され、第１貯留部４１のオイル５１を回収する。第２回収部１６は、第２貯留部４２に配置され、第２貯留部４２のオイル５２を回収する。

本実施形態においては、第１供給部１１、第１貯留部４１、及び第１回収部１５を含む第１移送装置１７によって、オイル５１の第１循環系４５が構築される。第２供給部１２、第２貯留部４２、及び第２回収部１６を含む第２移送装置１８によって、オイル５２の第２循環系４６が構築される。

隔壁４３は、第１貯留部４１と第２貯留部４２とを連通するオイル連通部４４を有する。オイル５は、オイル連通部４４を流通可能である。第１貯留部４１のオイル５１は、オイル連通部４４を介して、第２貯留部４２に移動可能である。第２貯留部４２のオイル５２は、オイル連通部４４を介して、第１貯留部４１に移動可能である。

本実施形態において、オイル連通部４４は、隔壁４３の上部（上端部）４３Ｕを含む。第１貯留部４１のオイル５１は、隔壁４３の上部４３Ｕを通過して、第２貯留部４２に移動可能である。第２貯留部４２のオイル５２は、隔壁４３の上部４３Ｕを通過して、第１貯留部４１に移動可能である。

第１貯留部４１及び第２貯留部４２の一方の貯留部のオイル５の量が閾値よりも減少した状態において、オイル連通部４４は他方の貯留部のオイル５の表面よりも低い位置に配置される。すなわち、一方の貯留部のオイル５の量が閾値よりも減少した状態において、他方の貯留部のオイル５の表面よりも低い位置に配置されるように、オイル連通部４４の高さが定められている。

第１貯留部４１及び第２貯留部４２の両方の貯留部のオイル５の量が閾値よりも減少していない状態において、オイル連通部４４は、両方の貯留部の表面よりも高い位置に配置される。

以下の説明において、貯留部のオイル５の量が閾値よりも減少した状態を適宜、不足状態、と称する。貯留部のオイル５の量が閾値よりも減少していない状態を適宜、充足状態、と称する。

オイル５１は、第１循環系４５を循環する。オイル５２は、第２循環系４６を循環する。すなわち、オイル供給装置１０において使用されるオイル５の量は有限である。換言すれば、オイル供給装置１０において使用されるオイル５の総量は一定である。本実施形態においては、第１循環系４５の第１貯留部４１のオイル５１が充足状態であり、第２循環系４６の第２貯留部４２のオイル５２が充足状態であるとき、オイル連通部４４（隔壁４３の上部４３Ｕ）が、第１貯留部４１のオイル５１の表面（液面）、及び第２貯留部４２のオイル５２の表面（液面）よりも高い位置に配置されるように、そのオイル連通部４４の高さ（位置）が定められている。図２は、第１貯留部４１のオイル５１及び第２貯留部４２のオイル５２の両方が充足状態である例を示す。

図３は、一例として、第２貯留部４２のオイル５２が不足状態である例を示す。第１循環系４５のオイル５１の流量（総量）と、第２循環系４６のオイル５２の流量（総量）とのバランスが崩れた場合、図３に示すように、第２循環系４６のオイル５２が減少し、第２貯留部４２のオイル５２が不足状態になる可能性がある。上述のように、オイル供給装置１０において使用されるオイル５の総量は一定である。そのため、第２循環系４６のオイル５２が減少し、第２貯留部４２のオイル５２が不足状態になると、第１循環系４５のオイル５１が増加し、第１貯留部４１のオイル５１の量が増加する。本実施形態においては、第２貯留部４２のオイル５２が不足状態において、オイル連通部４４は、第１貯留部４１のオイル５１の表面（液面）の高さよりも低い位置に配置されるように設計されている。そのため、第２貯留部４２のオイル５２が不足状態になったとき、第１貯留部４１のオイル５１は、オイル連通部４４を通過して、第２貯留部４２に供給（補給）される。これにより、第２貯留部４２のオイル５２の不足状態が解消され、第２循環系４６のオイル５２が増加する。すなわち、第１循環系４５のオイル５１の流量（総量）と、第２循環系４６のオイル５２の流量（総量）とのバランスが改善される。したがって、例えば、第２循環系４６のオイル５２の減少に起因して、動力伝達機構４にオイル５２が十分に供給されない事態の発生が回避される。そのため、オイル５２による動力伝達機構４の潤滑が維持される。

第１貯留部４１のオイル５１が不足状態になったときも同様である。第１循環系４５のオイル５１の流量（総量）と、第２循環系４６のオイル５２の流量（総量）とのバランスが崩れて、第１貯留部４１のオイル５１が不足状態になっても、第２貯留部４２のオイル５２が、オイル連通部４４を介して、第１貯留部４１に供給（補給）される。これにより、第１循環系４５のオイル５１の流量（総量）と、第２循環系４６のオイル５２の流量（総量）とのバランスが改善される。したがって、例えば、第１循環系４５のオイル５１の減少に起因して、回転電機３にオイル５１が十分に供給されない事態の発生が回避される。そのため、オイル５１による回転電機３の冷却が維持される。

以上説明したように、本実施形態によれば、オイルパン１３において第１貯留部４１と第２貯留部４２とが隔壁４３で仕切られるため、回転電機３に供給されるオイル５１と動力伝達機構４に供給されるオイル５１とが混ざることが抑制される。オイル供給装置１０は、オイル５１で回転電機３を冷却するために、第１温度調整装置２７を使ってオイル５１を冷却する。オイル供給装置１０は、オイル５２で動力伝達機構４を潤滑するために、第２温度調整装置２８を使ってオイル５２を加熱する。このように、オイル供給装置１０は、オイル５１の使用目的（回転電機３の冷却）及びオイル５２の使用目的（動力伝達機構４の潤滑）に合わせて、それらオイル５１の温度及びオイル５２の温度を管理する。オイル５１とオイル５２とが混ざってしまうと、オイル５１の温度及びオイル５２の温度を効率良く管理することが困難となる可能性がある。例えば、オイル５１にオイル５２が混ざってしまうと、オイル５２の温度が上昇し、回転電機３を十分に冷却できなくなったり、第１温度調整装置２７の出力（機能）を高める必要が生じたりする可能性がある。同様に、オイル５２にオイル５１が混ざってしまうと、オイル５２の温度が低下し、動力伝達機構４を十分に潤滑できなくなったり、第２温度調整装置２８の出力（機能）を高める必要が生じたりする可能性がある。本実施形態によれば、オイル５（５１、５２）が溜められるオイルパン１３を隔壁４３で仕切って、オイル５１が溜められる第１貯留部４１とオイル５２が溜められる第２貯留部４２とを設けたので、オイルパン１３において、低温のオイル５１と高温のオイル５２とが混ざることが抑制される。したがって、オイル５１の温度及びオイル５２の温度を効率良く管理することができる。

また、本実施形態によれば、隔壁４３は、第１貯留部４１と第２貯留部４２とを連通するオイル連通部４４を有する。そのオイル連通部４４は、第１貯留部４１及び第２貯留部４２の一方の貯留部のオイル５が不足状態において、他方の貯留部のオイル５の表面よりも低い位置に配置される。そのため、一方の貯留部のオイル５が不足状態になった場合、他方の貯留部のオイル５がオイル連通部４４を介して一方の貯留部に補給される。これにより、一方の貯留部のオイル５の不足状態が解消される。他方の貯留部から一方の貯留部へのオイル５の移動（補給）は、一方の貯留部のオイル５が不足状態になったときにのみ実施される。両方の貯留部のオイル５が充足状態においては、他方の貯留部から一方の貯留部へのオイル５の移動（補給）は実施されない。そのため、オイルが不足状態なることを抑制しつつ、第１循環系４５のオイル５１と、第２循環系４６のオイル５２とが混ざることを最小限に抑えることができる。

このように、本実施形態によれば、回転電機３に供給されるオイル５１と動力伝達機構４に供給されるオイル５２とが不必要に混ざることを抑制しつつ、第１循環系４５のオイル５１の流量（総量）と、第２循環系４６のオイル５２の流量（総量）とのバランスが崩れることを抑制することができる。

図４は、オイル連通部４４の他の例を示す図である。図４に示すように、オイル連通部４４が、隔壁４３に形成された孔４７でもよい。図４において、第２貯留部４２のオイル５２が不足状態において、孔４７（孔４７の内面の下端）は、第１貯留部４１のオイル５１の表面よりも低い位置に配置される。これにより、第２貯留部４２のオイル５２が不足状態の場合、第１貯留部４１のオイル５１は、隔壁４３の孔４７を介して、第２貯留部４２に補給される。

図５は、オイル連通部４４の他の例を示す図である。図５に示すように、オイル連通部４４が、隔壁４３の上面４３Ｓに形成された凹部４８でもよい。例えば、第２貯留部４２のオイル５２が不足状態において、凹部４８（凹部４８の内面の下端）は、第１貯留部４１のオイル５１の表面よりも低い位置に配置される。これにより、第２貯留部４２のオイル５２が不足状態の場合、第１貯留部４１のオイル５１は、隔壁４３の凹部４８を介して、第２貯留部４２に補給される。

１０オイル供給装置
１１第１供給部
１２第２供給部
１３オイルパン
１７第１移送装置
１８第２移送装置
４１第１貯留部
４２第２貯留部
４３隔壁
４４オイル連通部

Claims

回転電機にオイルを供給する第１供給部と、
動力伝達機構にオイルを供給する第２供給部と、
前記第１供給部からのオイルを溜める第１貯留部、前記第２供給部からのオイルを溜める第２貯留部、及び前記第１貯留部と前記第２貯留部とを仕切る隔壁を有するオイルパンと、
前記第１貯留部のオイルを回収する第１回収部を含み、前記第１回収部から回収されたオイルを前記第１供給部へ送る第１移送装置と、
前記第２貯留部のオイルを回収する第２回収部を含み、前記第２回収部から回収されたオイルを前記第２供給部へ送る第２移送装置と、
を備え、
前記隔壁は、前記第１貯留部と前記第２貯留部とを連通するオイル連通部を有し、
前記第１貯留部及び前記第２貯留部の一方の貯留部のオイルの量が閾値よりも減少した状態において、前記オイル連通部は他方の貯留部のオイルの表面よりも低い位置に配置されるオイル供給装置。