JP5087697B2 - Vehicle drive device - Google Patents
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Description
本発明は、車両駆動装置に関するものである。 The present invention relates to a vehicle drive device.
図９（ａ）に示す車両駆動装置１は、車両左右の車輪に連結された車軸１０Ａ，１０Ｂを差動装置１３に連結するとともに、その差動装置１３に電動機２から駆動力を伝達するようにしたものである。この車両駆動装置１では、車軸駆動用の電動機２と、その電動機の駆動回転を減速する遊星歯車式減速機１２と、その減速機の出力を車両左右の車輪に分配する差動装置１３とが、一体のケース１１に収容されている。これら各部の潤滑や冷却を行うため、ケース１１内にオイル９０が貯留されるとともに、オイル９０を各部に供給するオイルポンプ７５が設けられている。このオイルポンプ７５は、車両駆動用の電動機２に連動して駆動される。またケース１１の底部付近に、オイル９０を吸い上げるストレーナ７８の吸込み口７９が設けられている。
The
この車両駆動装置１には、電動機２からの駆動力の伝達を遮断および接続する断接手段３７が設けられている。この断接手段３７は、オイルポンプ７５から油圧回路を経て供給された高圧オイルによって駆動される。この断接手段３７により駆動力の伝達が遮断されると、遊星歯車式減速機１２や差動装置１３が車輪とともに空転することになる。ところが、ケース１１内の下部領域のみにオイル９０が貯留されているので、減速機１２や差動装置１３等の空転による焼き付きや異常磨耗が懸念される。なおケース１１内の貯留オイル量を増加させれば、そのオイルによって減速機１２や差動装置１３が冷却および潤滑されるので、焼き付きや異常磨耗を防止することが可能になる。しかしながらこの場合には、各ギヤによるオイル撹拌や電動機２のフリクション等により、動力伝達時の損失が増大することになる。
The
そこで特許文献１には、ギヤポンプの吐出量が所定量を越えた場合にオイルタンク内に潤滑油を蓄積して、ケースの下部に蓄積する潤滑油のオイルレベルを低下させる発明が開示されている。これにより、「動力伝達機構の回転数が上昇してオイルタンクに潤滑油が蓄積されるようになるまでは、機械式の強制潤滑に加えて油浴方式で動力伝達機構を潤滑できるのであり、これにより、車両発進時など動力伝達機構の回転数が低い場合にも十分な潤滑作用が得られるようになる。また、動力伝達機構の回転数が上昇してオイルタンクに潤滑油が蓄積されるようになると、ケース内の下部に蓄積される潤滑油量が減少して動力伝達機構に接しなくなるため、油浴方式による潤滑が不能となって専ら機械式の強制潤滑方式で潤滑が行われるようになり、高速回転時の潤滑油の攪拌に起因するエネルギーロスや潤滑油の過熱が回避される。」と記載されている。
Therefore,
図９（ａ）に示す車両駆動装置１にはタンク８０が設けられている。このタンク８０に対して、電動機２に連動するオイルポンプ７５から、所定流量Ｑｔのオイル９０が供給されるようになっている。タンク８０にオイル９０が一時貯留されると、ケース１１の底部に滞留するオイル量が減少するため、各ギヤによるオイル撹拌や電動機２のフリクション等による動力伝達時の損失を低減させることができる。なおタンク８０の底部には、所定流量Ｑｂ（＜Ｑｔ）のオイル９０を排出するオリフィス８４が設けられている。このオリフィス８４から差動装置１３やベアリング１３ａに対してオイル９０が滴下され、これらを冷却および潤滑しうるようになっている。
A
しかしながら、図９（ａ）に示すようにケース１１底部のオイル量が減少した状態で、車両が旋回した場合には、図９（ｂ）に示すように車両駆動装置１に遠心力がはたらき、ケース１１内のオイル９０が左右一方に偏る。これにより、ストレーナ７８の吸込み口７９がオイル９０の外側に露出するという問題がある。この場合、オイルポンプ７５はオイルとともに空気を吸い込むことになり、オイルポンプ７５から空気を含んだオイルが供給される現象（エアレーション）が発生する。これに伴って、油圧回路から高圧オイルを供給しにくくなり、断接手段３７を駆動して断接切替えを行うことが困難になる。
そこで本発明は、ストレーナの吸込み口がオイルの外側に露出するのを防止して、エアレーションの発生を抑制することが可能な車両駆動装置の提供を課題とする。
However, when the vehicle turns with the oil amount at the bottom of the
Accordingly, an object of the present invention is to provide a vehicle drive device that can prevent the suction port of the strainer from being exposed to the outside of the oil and suppress the occurrence of aeration.
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、車両駆動用の電動機（例えば、実施形態における電動機２）と、前記電動機の動力を伝達する動力伝達機構（例えば、実施形態における車軸１０Ｂ）と、前記動力伝達機構の潤滑通路（例えば、実施形態における潤滑通路３３）と、前記電動機および前記動力伝達機構が収容されたケース（例えば、実施形態におけるケース１１）と、前記ケース内に封入された油（例えば、実施形態におけるオイル９０）と、前記油を前記ケースの底部から吸込んで、前記潤滑通路に供給するオイルポンプ（例えば、実施形態におけるオイルポンプ７５）と、を備えた車両駆動装置（例えば、実施形態における車両駆動装置１）であって、前記ケース内で余剰となる前記油を一時貯留するタンク（例えば、実施形態におけるタンク８０）と、前記タンク内の底面から天井面に向かって立設され、上端部にタンク側開口部（例えば、実施形態におけるタンク側開口部１８６，２８６）を有し、下端部にケース側開口部（例えば、実施形態におけるケース側開口部１８１，２８１，２８２）を有し、前記タンク内と前記ケース内とを連通する複数の連通路（例えば、実施形態における第１連通路１８０および第２連通路２８０）と、をさらに備え、前記複数の連通路における前記タンク側開口部（例えば、実施形態におけるタンク側開口部１８６，２８６）が、車幅方向に位置をずらして配置されていることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
請求項２に係る発明は、前記複数の連通路における前記ケース側開口部（例えば、実施形態におけるケース側開口部１８１，２８１，２８２）が、車幅方向に位置をずらして配置されていることを特徴とする。
In the invention according to
請求項３に係る発明は、前記複数の連通路のうち少なくとも一つの前記連通路（例えば、実施形態における第２連通路２８０）における前記ケース側開口部が複数（例えば、実施形態におけるケース側第１開口部２８１およびケース側第２開口部２８２）設けられ、車幅方向または車高方向に位置をずらして配置されていることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, a plurality of the case side openings in the at least one communication path (for example, the
請求項４に係る発明は、前記ケース側開口部（例えば、実施形態におけるケース側開口部１８１，２８１，２８２）は、前記ケース内に収容された前記油の供給対象物（例えば、実施形態におけるベアリング１３ａ、差動装置１３および遊星歯車式減速機１２）に対して前記油を供給しうる位置に配置され、前記連通路の下部には、前記油の供給対象物に供給すべき所定流量の油を前記タンク内から前記連通路内に流入させる制限通路（例えば、実施形態におけるオリフィス１８４，２８４）が形成され、前記タンク側開口部の開口面積は、前記制限通路の開口面積より大きくなっていることを特徴とする。
In the invention according to claim 4, the case side opening (for example, the case side opening 181, 281, 282 in the embodiment) is an object to be supplied with oil (for example, in the embodiment). The oil is disposed at a position where the oil can be supplied to the
請求項５に係る発明は、前記タンク側開口部の開口面積Ａ、前記タンク側開口部の周長Ｌ、および前記タンク側開口部から前記タンクの天井面までの高さＨは、Ａ≦Ｌ×Ｈを満たすように設定されていることを特徴とする。 In the invention according to claim 5, the opening area A of the tank side opening, the circumferential length L of the tank side opening, and the height H from the tank side opening to the ceiling surface of the tank are A ≦ L. It is characterized by being set to satisfy xH.
請求項６に係る発明は、前記オイルポンプによる前記油の吸込み口（例えば、実施形態における吸込み口７９）が、前記電動機の回転軸より車両前方に配置されていることを特徴とする。
The invention according to
請求項１に係る発明によれば、車両の旋回により車両駆動装置に遠心力がはたらいた場合に、複数の連通路のうち主に上方の連通路を通してケース内の空気をタンク内に供給し、主に下方の連通路を通してタンク内の油をケース内に戻すことができる。その際、タンク側開口部が車幅方向に位置をずらして配置されているので、タンク内から多量の油をケース内に排出することができる。これにより、ケース内の油面が上昇するので、ストレーナの吸込み口が油の外側に露出するのを防止することが可能になり、エアレーションの発生を抑制することができる。 According to the first aspect of the present invention, when centrifugal force is applied to the vehicle drive device due to turning of the vehicle, air in the case is supplied into the tank mainly through the upper communication path among the plurality of communication paths. The oil in the tank can be returned to the case mainly through the lower communication path. At that time, since the tank side opening is arranged at a position shifted in the vehicle width direction, a large amount of oil can be discharged from the tank into the case. Thereby, since the oil level in the case rises, it becomes possible to prevent the suction port of the strainer from being exposed to the outside of the oil, and the occurrence of aeration can be suppressed.
請求項２に係る発明によれば、複数の連通路におけるケース側開口部が、ケース内の油によって同時に閉塞されるのを防止することができる。これにより、連通路を通してケース内の空気をタンク内に供給し、タンク内の油をケース内に戻すことができる。
According to the invention which concerns on
請求項３に係る発明によれば、一のケース側開口部がケース内の油によって閉塞されても、他のケース側開口部を通してケース内の空気をタンク内に供給することができる。 According to the third aspect of the present invention, even if one case side opening is closed by the oil in the case, the air in the case can be supplied into the tank through the other case side opening.
請求項４に係る発明によれば、連通路の下部に油を流入させる制限通路が形成され、ケース側開口部が油の供給対象物に対応して配置されているので、連通路を通して供給対象物に油を供給し、供給対象物を冷却および潤滑することができる。また、タンク側開口部の開口面積が制限通路の開口面積より大きくなっているので、車両の旋回時にはタンク内の油を多量かつ瞬時に排出することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the restriction passage through which oil flows is formed in the lower portion of the communication passage, and the case side opening is arranged corresponding to the oil supply object. Oil can be supplied to the object, and the object to be supplied can be cooled and lubricated. Moreover, since the opening area of the tank side opening is larger than the opening area of the restriction passage, a large amount of oil in the tank can be discharged instantaneously when the vehicle turns.
請求項５に係る発明によれば、タンク側開口部とタンク天井面との間で、空気および油の流通が制限されるのを防止することができる。したがって、車両の旋回時にはタンク内の油を多量かつ瞬時に排出することができる。 According to the invention which concerns on Claim 5, it can prevent that the distribution | circulation of air and oil is restrict | limited between a tank side opening part and a tank ceiling surface. Therefore, a large amount of oil in the tank can be discharged instantaneously when the vehicle turns.
請求項６に係る発明によれば、油の吸込み口を前方に配置することで、ケースの底上げが可能になり、車両の最低地上高を確保することが容易になる。
According to the invention which concerns on
以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
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と前部電動機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の前部電動機５と後輪Ｗｒ側駆動装置１の後部電動機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。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
A
A vehicle 3 shown in FIG. 1 is a hybrid vehicle having a
図２は、車両駆動装置の全体の縦断面図である。図２において、１０Ａ，１０Ｂは、車両の後輪側の左右の車軸である。駆動装置１のケース１１は、両車軸１０Ａ，１０Ｂのほぼ中間位置から一方の車軸１０Ｂの外周側を覆うように設けられ、車両の後部下方に車軸１０Ｂとともに支持固定されている。また、ケース１１は全体が略円筒状に形成され、その内部には、車軸駆動用の電動機２と、この電動機２の駆動回転を減速する遊星歯車式減速機（減速機）１２と、この遊星歯車式減速機１２の出力を左右の車軸１０Ａ，１０Ｂに分配する差動装置１３とが、車軸１０Ｂと同軸になるように収容配置されている。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the entire vehicle drive device. In FIG. 2, 10A and 10B are left and right axles on the rear wheel side of the vehicle. The
ケース１１内の軸方向略中央位置には、電動機２のステータ１４が固定設置され、このステータ１４の内周側に環状のロータ１５が回転可能に配置されている。ロータ１５の内周部には車軸１０Ｂの外周側を囲繞する円筒軸１６が結合され、この円筒軸１６が車軸１０Ｂと同軸となるようにケース１１内に回転可能に支持されている。また、円筒軸１６の外周とケース１１の間には、ロータ１５の回転位置情報を電動機２の制御コントローラ（図示せず）にフィードバックするためのレゾルバ２０が設けられている。
A
遊星歯車式減速機１２は、円筒軸１６の一端側外周に一体に設けられたサンギヤ２１と、このサンギヤ２１に噛合される複数のプラネタリギヤ２２と、これらのプラネタリギヤ２２を支持するプラネタリキャリア２３と、プラネタリギヤ２２の外周側に噛合されるリングギヤ２４とを備えている。そのサンギヤ２１から電動機２の駆動力が入力され、減速された駆動力がプラネタリキャリア２３を通して出力されるようになっている。
The planetary gear
プラネタリギヤ２２は、サンギヤ２１に直接噛合される大径の第１ギヤ２６と、この第１ギヤ２６よりも小径の第２ギヤ２７を有している。これらの第１ギヤ２６および第２ギヤ２７は、同軸状にかつ軸方向にオフセットした状態で一体に形成されている。リングギヤ２４は、ケース１１内の第１ギヤ２６の軸方向側方に対面する位置に固定設置され、その内周面が小径の第２ギヤ２７に噛合されている。この実施形態の場合、リングギヤ２４の最大半径は、第１ギヤ２６の車軸１０Ｂの中心からの最大距離よりも小さくなるように設定されている。
The
一方、差動装置１３は、回転可能なピニオン３０が内面側に突設されたディファレンシャルケース３１と、このディファレンシャルケース３１内においてピニオン３０に噛合される一対のサイドギヤ３２ａ，３２ｂとを備え、これらの各サイドギヤ３２ａ，３２ｂが左右の車軸１０Ａ，１０Ｂに夫々結合されている。ディファレンシャルケース３１の外側面には、遊星歯車式減速機１２のプラネタリキャリア２３が一体に結合されている。なお、ディファレンシャルケース３１はケース１１内に回転可能に支持されている。
On the other hand, the differential 13 includes a
ところで、車軸１０Ｂは、一端に差動装置１３の前記サイドギヤ３２ｂが設けられる第１軸３４と、この第１軸３４の他端に一体回転可能に結合された接続ハブ３５と、ケース１１内の差動装置１３と逆側の軸方向の端部に回転可能に設けられた第２軸３６とを備え、その第２軸３６が右側車輪（図示せず）に接続されている。そして、接続ハブ３５と第２軸３６とが、断接手段であるシンクロメッシュ機構３７を介して、接続状態と遮断状態を任意に変更し得るようになっている。なお図２においては、シンクロメッシュ機構３７において接続ハブ３５と第２軸３６とが遮断された状態を示している。
Incidentally, the
シンクロメッシュ機構３７は、所謂トリプルコーン式のシンクロメッシュ機構であり、接続ハブ３５のフランジ部と第２軸３６のフランジ部との間に、３層の摩擦伝達部材４７を備えている。このシンクロメッシュ機構３７では、制御ピストン５０によってシンクロスリーブ４９が接続ハブ３５方向に操作されたときに、３層の摩擦伝達部材４７が隣接する各テーパ面を通して摩擦接触する。これにより、接続ハブ３５と第２軸３６の間に回転速度差がある場合に、その回転速度差が各テーパ面間の摩擦抵抗によって漸減されるようになっている。接続ハブ３５と第２軸３６の回転速度差が充分に低くなり、さらにシンクロスリーブ４９が接続ハブ３５方向に操作されると、シンクロスリーブ４９の内周面に形成された内スプライン（符号省略）が、第２軸３６の最外周のスプラインギヤおよび接続ハブ３５の最外周のスプラインギヤに跨って噛合する。それによって、第１軸３４および接続ハブ３５と第２軸３６とが結合されるようになっている。
The
一方、第１軸３４および接続ハブ３５と第２軸３６とが結合された状態から、シンクロスリーブ４９が制御ピストン５０によって接続ハブ３５から離間する方向に操作されると、シンクロスリーブ４９の内スプラインと接続ハブ３５のスプラインギヤとの噛合が解除される。それによって、第１軸３４および接続ハブ３５と第２軸３６との接続が遮断されるようになっている。なお制御ピストン５０およびシンクロスリーブ４９は、接続側作動室５７に高圧油を供給することで接続ハブ３５側に移動し、解除側作動室５６に高圧油を供給することで第２軸３６側に移動するようになっている。
On the other hand, when the
また、ケース１１内の電動機２とシンクロメッシュ機構の３７の間には、オイルポンプ７５が固定設置されている。このオイルポンプ７５は、電動機２の駆動力を受けて作動するポンプであり、例えばトロコイド型のポンプによって構成されている。オイルポンプ７５は、ケース１１内の底部からオイルを汲み上げて、シンクロメッシュ機構の作動室５６，５７や、ケース１１内の冷却通路、潤滑通路、さらにタンク８０への戻し通路に供給するものである。冷却や潤滑に使用されたオイルは、ケース１１内の底部に回収される。
An
ケースの底部には、オイルポンプ７５の吸入部を構成するストレーナ７８が配置されている。ストレーナ７８の底面には、オイルの吸込み口７９が開口されている。
図３は、図２のＡ−Ａ線に相当する部分における断面図である。図３（ｂ）に示すように、ストレーナ７８を電動機２の下方に配置する場合には、ケース１１の底部を引き下げる必要があり、車両の最低地上高を確保することが困難になる。そこで本実施形態では、図３（ａ）に示すように、ストレーナ７８を電動機２の回転軸より車両前方に配置している。これにより、ケース１１の底上げが可能になり、車両の最低地上高を確保することが容易になる。
A
3 is a cross-sectional view of a portion corresponding to the line AA in FIG. As shown in FIG. 3B, when the
図２に戻り、オイルポンプ７５が吸上げた油は、シンクロメッシュ機構の作動室５６，５７に供給されるだけでなく、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が冷却されるようになっている。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３３を通り、円筒軸１６のベアリング１６ｂや遊星歯車式減速機１２に供給される。これによりベアリング１６ｂや遊星歯車式減速機１２が潤滑されるようになっている。
Returning to FIG. 2, the oil sucked up by the
（タンク）
さらにオイルポンプ７５が吸上げた油は、タンク８０に供給される。タンク８０は、車両駆動装置１において車両左側上方に設けられている。
図４はタンクの説明図であり、図４（ａ）は上半部を外した状態の平面図であり、図４（ｂ）は図２と同じ断面図である。図４（ｂ）に示すように、タンク８０は、差動装置１３の上方に配置されている。タンク８０は、上半部８０ａおよび下半部８０ｂを連結して形成され、内部が密閉封止されている。タンク８０には、オイルポンプから供給されたオイルの導入口（不図示）が形成されている。
(tank)
Further, the oil sucked up by the
FIG. 4 is an explanatory diagram of the tank, FIG. 4 (a) is a plan view with the upper half removed, and FIG. 4 (b) is the same cross-sectional view as FIG. As shown in FIG. 4B, the
タンク８０の内部には、底面から天井面に向かって、パイプ状の連通路１８０，２８０が複数立設されている。各連通路１８０，２８０の下端部にはケース内に開口するケース側開口部１８１，２８１，２８２が形成され、各連通路１８０，２８０の上端部にはタンク内に開口するタンク側開口部１８６，２８６が形成されている。第１連通路１８０のケース側開口部１８１は、差動装置１３を支持するベアリング１３ａの上方に配置されている。第２連通路２８０のケース側第１開口部２８１は、差動装置１３の中心部の上方に配置されている。このケース側第１開口部２８１は、第１連通路１８０のケース側開口部１８１に対して、車両右側上方に位置をずらして配置されている。なお第２連通路２８０のケース１１側には、図示しない遊星歯車式減速機に向けてケース側第２開口部２８２が形成されている。このケース側第２開口部２８２は、ケース側第１開口部２８１に対して、車両右側上方に位置をずらして配置されている。
Inside the
各連通路１８０，２８０の下部には、タンク８０の内部と各連通路１８０，２８０の内部とを連通するオリフィス１８４，２８４が設けられている。タンク８０内のオイルは、オリフィス１８４，２８４から各連通路１８０，２８０に流入し、ケース側開口部１８１，２８１，２８２からベアリング１３ａ、差動装置１３および遊星歯車式減速機に供給される。これらの冷却および潤滑に必要な所定流量のオイルがオリフィス１８４，２８４から流入するように、オリフィス１８４，２８４の開口面積が設定されている。なお各連通路１８０，２８０のタンク側開口部１８６，２８６の開口面積は、オリフィス１８４，２８４の開口面積より大きくなっている。
Under the
各連通路１８０，２８０のタンク側開口部１８６，２８６は、タンク８０の左右端部にそれぞれ配置されている。なお第１連通路１８０は、ベアリング１３ａの上方に配置されたケース側開口部１８１と、タンク８０の左側端部に配置されたタンク側開口部１８６とを連結するように、屈曲した形状に形成されている。なお図４（ａ）に示すように、タンク側開口部１８６，２８６は、車両の前後方向にも位置をずらして配置されている。
The
図４（ｂ）に示すように、タンク側開口部１８６とタンク８０の天井面との間には、隙間８６が形成されている。
図５は、タンク側開口部とタンク天井面との隙間の説明図である。以下には第１連通路１８０を例にして説明するが、第２連通路についても同様である。
タンク内のオイルは、隙間８６を通ってタンク側開口部１８６に流入する。この隙間８６の流路面積Ａ０は、タンク側開口部１８６からタンク天井面８１までの高さをＨとし、タンク側開口部１８６の周長をＬとして、Ａ０＝Ｈ×Ｌで表すことができる。この流路面積Ａ０がタンク側開口部１８６の開口面積Ａより小さいと、第１連通路１８０のオイル排出能力を１００％発揮させることができなくなる。そこで、次式を満たすようにＨ，Ｌ，Ａを設定することが望ましい。
Ａ０＝Ｈ×Ｌ≧Ａ
これにより、第１連通路１８０のオイル排出能力を１００％発揮させることが可能になり、タンクからオイルを多量かつ迅速に排出してケース内に戻すことができる。
As shown in FIG. 4B, a
FIG. 5 is an explanatory diagram of a gap between the tank side opening and the tank ceiling surface. Hereinafter, the
The oil in the tank flows into the
A0 = H × L ≧ A
As a result, the oil discharge capacity of the
（走行モード）
次に、本実施形態に係る車両駆動装置の作用について説明する。最初に、車両の様々な走行モードにおける車両駆動装置の各部の動作につき、図１および図２を参照しつつ説明する。
図６は、車両の走行モードに対応する車両駆動装置の各部のタイミングチャートである。図６（ａ）のＡ部の発進加速時には、図６（ｂ）に示すように内燃機関（ＥＮＧ）４および前部電動機（ＦＲ ＭＯＴ）５を停止させた状態で、図６（ｃ）に示すように後部電動機（ＲＲ ＭＯＴ）２を駆動させる（図１参照）。このように、車両の発進加速時には後部電動機により車両を駆動するので、図６（ｄ）に示すようにシンクロメッシュ機構をＯＮ（接続状態）にして、後部電動機の駆動力を車輪に伝達しうるようにしておく。
(Driving mode)
Next, the operation of the vehicle drive device according to the present embodiment will be described. First, the operation of each part of the vehicle drive device in various travel modes of the vehicle will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
FIG. 6 is a timing chart of each part of the vehicle drive device corresponding to the travel mode of the vehicle. 6A, at the time of starting acceleration of part A, the internal combustion engine (ENG) 4 and the front motor (FR MOT) 5 are stopped as shown in FIG. As shown, the rear motor (RR MOT) 2 is driven (see FIG. 1). In this way, since the vehicle is driven by the rear electric motor at the time of starting acceleration of the vehicle, the synchromesh mechanism can be turned ON (connected state) as shown in FIG. 6D, and the driving force of the rear electric motor can be transmitted to the wheels. Keep it like that.
前記のように、図２に示す電動機２に連動してオイルポンプ７５が駆動される。そのため、車両停止時には電動機２とともにオイルポンプ７５も停止することになる。この場合、オイルポンプ７５はケース１１の底部からオイルを吸上げないので、ケース１１の底部には多量のオイルが滞留することになる。これにより、図６（ｅ）に示すように車両停止時にはケース内の油面が高い状態になっている。車両発進後には、図２に示す電動機２とともにオイルポンプ７５も駆動され、オイルポンプ７５がケース１１の底部からオイルを吸上げてタンク８０に供給する。これにより、図６（ｅ）に示すように車両発進後にはケース内の油面が徐々に低下することになる。
その後、図６（ｂ）に示すように内燃機関４および前部電動機５を駆動して、図６（ｃ）に示すように後部電動機２を停止させる。
As described above, the
Thereafter, the internal combustion engine 4 and the front motor 5 are driven as shown in FIG. 6B, and the
次に、図６（ａ）のＢ部の低車速一定走行時には、図６（ｂ）に示すように内燃機関および前部電動機を停止させた状態で、図６（ｃ）に示すように後部電動機を駆動させる。このとき、図６（ｄ）に示すようにシンクロメッシュ機構はＯＮになっている。また、図２に示す電動機２とともにオイルポンプ７５も駆動され、オイルポンプ７５がケース１１の底部からオイルを吸上げてタンク８０に供給する。これにより、図６（ｅ）に示すようにケース内は低油面の状態に保持される。
Next, when the vehicle is traveling at a constant low speed in the portion B of FIG. 6 (a), the internal combustion engine and the front motor are stopped as shown in FIG. 6 (b), and the rear portion as shown in FIG. 6 (c). Drive the electric motor. At this time, the synchromesh mechanism is ON as shown in FIG. The
次に、図６（ａ）のＣ部の再加速時、およびＤ部の高車速一定走行時には、図６（ｂ）に示すように内燃機関および前部電動機を駆動して、図６（ｃ）に示すように後部電動機を停止させる。このとき、後輪とともに後部電動機が連れ回るのを防止するため、図６（ｄ）に示すようにシンクロメッシュ機構をＯＮからＯＦＦに切り替える。また、図２に示す電動機２とともにオイルポンプ７５も停止するので、タンク８０に一時貯留されたオイルはケース１１の底部に回収される。これにより、図６（ｅ）に示すようにケース内は高油面の状態に復帰する。
Next, at the time of re-acceleration at C part in FIG. 6A and at high vehicle speed constant driving at D part, the internal combustion engine and the front motor are driven as shown in FIG. The rear motor is stopped as shown in FIG. At this time, the synchromesh mechanism is switched from ON to OFF as shown in FIG. 6D in order to prevent the rear motor from being accompanied with the rear wheels. Further, since the
次に、図６（ａ）のＥ部の減速時には、図６（ｂ）に示すように内燃機関および前部電動機によりエネルギー回生を行い、これと同時または順次に図６（ｃ）に示すように後部電動機によりエネルギー回生を行う。このとき、後輪とともに後部電動機を回転させるため、図６（ｄ）に示すようにシンクロメッシュ機構をＯＦＦからＯＮに切り替える。また、図２に示す電動機２とともにオイルポンプ７５が回転するので、オイルポンプ７５がケース１１の底部からオイルを吸上げてタンク８０に供給する。これにより、図６（ｅ）に示すようにケース内は再び低油面の状態になる。
Next, at the time of deceleration of the E portion in FIG. 6A, energy regeneration is performed by the internal combustion engine and the front motor as shown in FIG. 6B, and simultaneously or sequentially as shown in FIG. 6C. The energy is regenerated by the rear motor. At this time, in order to rotate the rear motor together with the rear wheel, the synchromesh mechanism is switched from OFF to ON as shown in FIG. Further, since the
次に、図６（ａ）のＦ部の車両停止後には、図６（ｂ）に示すように内燃機関および前部電動機を停止させ、図６（ｃ）に示すように後部電動機を停止させる。このとき次回の発進に備えて、図６（ｄ）に示すようにシンクロメッシュ機構をＯＮの状態に維持しておく。また、図２に示す電動機２とともにオイルポンプ７５も停止するので、ケース内のオイルは底部に回収される。これにより、図６（ｅ）に示すようにケース内は高油面の状態に復帰する。
以上のように、図６（ａ）のＢ部およびＥ部では、図６（ｃ）に示すように後部電動機が回転するため、図６（ｅ）に示すようにケース内は低油面の状態になる。
Next, after the vehicle of the F section in FIG. 6 (a) is stopped, the internal combustion engine and the front motor are stopped as shown in FIG. 6 (b), and the rear motor is stopped as shown in FIG. 6 (c). . At this time, in preparation for the next start, the synchromesh mechanism is maintained in the ON state as shown in FIG. Further, since the
As described above, in the parts B and E of FIG. 6 (a), the rear motor rotates as shown in FIG. 6 (c), so that the inside of the case has a low oil level as shown in FIG. 6 (e). It becomes a state.
（車両旋回時）
図７（ａ）は車両水平時における油面の説明図であり、図７（ｂ）は車両旋回時における油面の説明図である。図７（ａ）に示すように、電動機２およびオイルポンプ７５の回転時には、所定流量Ｑｔのオイル９０がタンク８０に供給され、ケース１１内は低油面の状態になる。タンク８０内に供給されたオイル９０は、連通路１８０，２８０のタンク側開口部１８６，２８６の高さまで貯留され、過剰に供給されたオイルはタンク側開口部１８６，２８６から連通路１８０，２８０に流入してケース１１内に戻される。またタンク８０内の下部から、所定流量Ｑｂ（＜Ｑｔ）のオイルがオリフィス１８４，２８４を通って連通路１８０，２８０に流入する。そして、第１連通路１８０のケース側開口部１８１からベアリング１３ａに供給され、第２連通路２８０のケース側開口部２８１，２８２から差動装置１３および遊星歯車式減速機１２に供給されて、これらの潤滑および冷却に使用される。なおオリフィス１８４，２８４はタンク８０の最下部に設けられているので、最終的にはタンク８０内の全てのオイルを潤滑および冷却に利用することができる。
(When turning the vehicle)
FIG. 7A is an explanatory diagram of the oil level when the vehicle is level, and FIG. 7B is an explanatory diagram of the oil level when the vehicle is turning. As shown in FIG. 7A, when the
ところで、図７（ａ）に示すようにケース１１底部のオイル９０が減少した状態で、車両が左右方向に旋回すると、図７（ｂ）に示すように車両駆動装置１に遠心力がはたらき、ケース１１内のオイル９０が左右一方に偏る。これにより、ストレーナ７８の吸込み口７９がオイル９０の外側に露出するおそれがある。この場合、オイルポンプ７５はオイルとともに空気を吸い込むことになり、空気を含んだオイルがオイルポンプ７５から供給される現象（エアレーション）が発生する。空気を含んだオイルは高圧化しにくいので、低圧オイルが油圧回路からシンクロメッシュ機構３７の接続側作動室および解除側作動室に供給されることになる。これにより、制御ピストンおよびシンクロスリーブを移動させることが困難になり、シンクロメッシュ機構３７を駆動して断接切替えを行うことが困難になる。
By the way, when the vehicle turns left and right with the
なお、タンク８０の底部に設けられたオリフィス１８４，２８４は、所定流量のオイルを排出するように開口面積が設定されている。そのため、車両駆動装置１に遠心力がはたらいた時にタンク８０からオリフィスを通して多量のオイルを瞬時に排出することはできない。
これに対して本実施形態では、車両駆動装置に遠心力がはたらいた時にタンク８０から連通路１８０，２８０を通して多量のオイルを瞬時に排出する。これにより、ケース１１内の油面９１を上昇させ、ストレーナ７８の吸込み口７９がオイル９０の外側に露出するのを防止して、エアレーションを抑制しうるようになっている。
The
In contrast, in the present embodiment, a large amount of oil is instantaneously discharged from the
図８（ａ）は、タンクの左旋回時における断面拡大図である。左旋回中のタンク８０内では、車両左側に配置された第１連通路１８０を通って、ケース内の空気がタンク８０内に流入する。これに伴って、タンク８０内のオイル９０が、車両右側に配置された第２連通路２８０に流入してケース内に戻される。このとき、第２連通路２８０のタンク側開口部２８６がオイル９０の外側に露出するまで、タンク８０内のオイルが排出される。ここで、第２連通路２８０のタンク側開口部２８６がタンク８０の右側端部に配置されているので、タンク８０の左旋回時におけるオイルの排出量を最大化することができる。このように、車両水平時にはタンク８０の略全体にオイルを貯留することが可能であり、車両旋回時にはタンク８０内から多量のオイル９０をケース内に戻すことができる。
FIG. 8A is an enlarged cross-sectional view of the tank when turning left. In the
図８（ｂ）は、タンクの右旋回時における断面拡大図である。右旋回中のタンク８０内では、車両右側に配置された第２連通路２８０を通って、ケース内の空気がタンク８０内に流入する。これに伴って、タンク８０内のオイル９０が、車両左側に配置された第１連通路１８０に流入してケース内に戻される。このとき、第１連通路１８０のタンク側開口部１８６がオイル９０の外側に露出するまで、タンク８０内のオイルが排出される。ここで、第１連通路１８０のタンク側開口部１８６がタンク８０の左側端部に配置されているので、タンク８０の右旋回時におけるオイルの排出量を最大化することができる。
FIG. 8B is an enlarged cross-sectional view of the tank when turning right. In the
ところで、車両が右旋回した場合には、ケース内のオイルが左側に偏ることになる。本実施形態では車両左側上方にタンク８０を配置しているので、第２連通路２８０のケース側開口部がオイル９０によって閉塞され、ケース内の空気がタンク８０内に流入しなくなるおそれがある。
これに対して本実施形態では、第２連通路のケース側第１開口部２８１が、第１連通路１８０のケース側開口部１８１に対して、車両右側上方に位置をずらして配置されている構成とした。この構成によれば、ケース側第１開口部２８１が上記と逆方向に位置をずらして配置されている場合と比べて、第２連通路のケース側第１開口部２８１がオイルによって閉塞され難くなる。すなわち、車両が右旋回した場合でも、ケース内のオイル９０が図８（ｂ）の油面９３の位置になるまでは、第２連通路２８０のケース側第１開口部２８１がオイル９０によって閉塞されない。これにより、ケース内の空気をケース側第１開口部２８１からタンク８０内に流入させることができる。
By the way, when the vehicle turns right, the oil in the case is biased to the left side. In the present embodiment, since the
On the other hand, in the present embodiment, the case side first opening 281 of the second communication path is arranged at a position shifted to the upper right side of the vehicle with respect to the case side opening 181 of the
さらに本実施形態では、上述したケース側第１開口部２８１に加えて、ケース側第２開口部２８２を備えている構成とした。さらにそのケース側第２開口部２８２が、ケース側第１開口部２８１に対して、車両右側上方に位置をずらして配置されている構成とした。この構成によれば、車両が右旋回してケース側第１開口部２８１が閉塞された場合でも、ケース側第２開口部２８２を通ってケース内の空気をタンク８０内に流入させることができる。またケース側第２開口部２８２が上記と逆方向に位置をずらして配置されている場合と比べて、ケース側第２開口部２８２がオイルによって閉塞され難くなる。すなわち、車両が右旋回した場合でも、ケース内のオイルが図８（ｂ）の油面９４の位置になるまでは、ケース側第２開口部２８２がオイルによって閉塞されない。これにより、ケース内の空気をケース側第２開口部２８２からタンク８０内に流入させることができる。
Furthermore, in this embodiment, in addition to the case side first opening 281 described above, a case side
一方、図３（ａ）に示すように、本実施形態ではストレーナ７８を電動機２の回転軸より前方に配置している。また、ストレーナ７８におけるオイルの吸込み口７９を、電動機２の回転軸の下方に近づけて配置している。そのため、車両の減速時に車両駆動装置に減速Ｇがはたらき、ケース内のオイルが前方に偏っても、ストレーナ７８の吸込み口７９が油面９５の下方に配置されるので、オイルの外側に露出することはない。
On the other hand, as shown in FIG. 3A, in this embodiment, the
これに対して、車両の加速時に車両駆動装置の油面が後傾斜し、ケース内のオイルが後方に偏ると、ストレーナ７８の吸込み口７９が油面９６の上方に配置され、オイルの外側に露出するおそれがある。これに対して本実施形態では、車両駆動装置の加速時にも、タンクから連通路を通してケース内に多量のオイルを瞬時に排出することができる。これにより、ケース１１内の油面９６を上昇させて、ストレーナ７８の吸込み口７９がオイルの外側に露出するのを抑制することができる。また図４（ａ）に示すように、第１連通路１８０のタンク側開口部１８６と第２連通路２８０のタンク側開口部２８６とが車両前後方向にずれた状態で配置されているので、車両の加速時におけるタンク８０からのオイルの排出量を増加させることができる。
On the other hand, when the oil level of the vehicle drive device is inclined rearward during acceleration of the vehicle and the oil in the case is biased rearward, the
ところで、車両駆動装置の油面の後傾斜角度が最大となるのは、加速度が最大となる車両発進時である。ここで図６（ａ）のＡ部の発進加速時には、図６（ｄ）に示すようにシンクロメッシュ機構が既にＯＮになっているので、断接切替えを行う必要がない。したがって、車両駆動装置に加速度がはたらきエアレーションが発生しても実害はない。
なお図６（ａ）のＣ部の再加速時には、車速が高めであるから加速度は大きくならず、車両駆動装置の油面が後傾斜してもストレーナの吸込み口がオイルの外側に露出しない。これによりエアレーションが発生しないので、図６（ｄ）に示すようにシンクロメッシュ機構をＯＮからＯＦＦに切替えることができる。
By the way, the rear inclination angle of the oil level of the vehicle drive device becomes maximum when the vehicle starts when the acceleration is maximum. Here, at the time of starting acceleration in the portion A of FIG. 6A, the synchromesh mechanism is already ON as shown in FIG. 6D, so there is no need to perform connection / disconnection switching. Therefore, even if acceleration is applied to the vehicle drive device and aeration occurs, there is no actual harm.
In addition, at the time of re-acceleration of C part of Fig.6 (a), since vehicle speed is high, acceleration does not become large, and even if the oil level of a vehicle drive device inclines back, the inlet of a strainer is not exposed to the outside of oil. As a result, no aeration occurs, so the synchromesh mechanism can be switched from ON to OFF as shown in FIG.
逆に、シンクロメッシュ機構がＯＮの状態で車両を発進させるため、図６（ａ）のＥ部における車両停止前の減速時には、シンクロメッシュ機構をＯＦＦからＯＮに確実に切替えておく必要がある。この点、本実施形態では車両減速時にストレーナの吸込み口がオイルの外側に露出しないので、エアレーションの発生を阻止することが可能になる。これにより、シンクロメッシュ機構の断接切替えを確実に行うことができる。
したがって、図３（ａ）に示すようにストレーナ７８を電動機２の回転軸より前方に配置することで、必要なシンクロメッシュ機構の断接切替えを確実に行うことができる。
Conversely, in order to start the vehicle while the synchromesh mechanism is ON, it is necessary to reliably switch the synchromesh mechanism from OFF to ON at the time of deceleration before stopping the vehicle in the E portion of FIG. In this regard, in this embodiment, since the suction port of the strainer is not exposed to the outside of the oil when the vehicle is decelerated, it is possible to prevent the occurrence of aeration. Thereby, connection / disconnection switching of a synchromesh mechanism can be performed reliably.
Therefore, by arranging the
以上に詳述したように、本実施形態に係る車両駆動装置では、図４に示すように、タンク８０とケースとを連通する第１連通路１８０および第２連通路２８０がタンク８０内に配置され、第１連通路１８０のタンク側開口部１８６および第２連通路２８０のタンク側開口部２８６が車幅方向に位置をずらして配置されている構成とした。この構成によれば、車両の旋回により車両駆動装置の油面が傾斜した場合に、連通路１８０，２８０を通してケース内の空気をタンク８０内に供給し、連通路１８０，２８０を通してタンク８０内のオイル９０をケース内に戻すことができる。その際、タンク側開口部１８６，２８６が車幅方向に位置をずらして配置されているので、タンク８０内から多量のオイル９０をケース内に排出することができる。これにより、ケース内の油面が上昇するので、ストレーナの吸込み口が油の外側に露出するのを防止することが可能になり、エアレーションの発生を抑制することができる。これに伴って、油圧回路から高圧オイルを供給することが可能になり、シンクロメッシュ機構３７を駆動して断接切替えを行うことができる。
As described in detail above, in the vehicle drive device according to the present embodiment, as shown in FIG. 4, the
なお、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、車両駆動装置のケース内の部材構成は、前記実施形態の部材構成に限られない。
また、前記実施形態ではタンク内に２本の連通路を備える構成としたが、３本以上の連通路を備える構成としてもよい。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various design change is possible in the range which does not deviate from the summary. For example, the member configuration in the case of the vehicle drive device is not limited to the member configuration of the embodiment.
Moreover, in the said embodiment, although it was set as the structure provided with two communicating paths in a tank, it is good also as a structure provided with three or more communicating paths.
１…車両駆動装置 ２…電動機 １０Ｂ…車軸（動力伝達機構） １１…ケース １２…遊星歯車式減速機（油の供給対象物） １３…差動装置（油の供給対象物） １３ａ…ベアリング（油の供給対象物） ３３…潤滑通路 ３７…シンクロメッシュ機構（断接手段） ７５…オイルポンプ ７９…吸込み口 ８０…タンク ９０…油 １８０…第１連通路 １８１…ケース側開口部 １８４…オリフィス（制限流路） １８６…タンク側開口部 ２８０…第２連通路 ２８１…ケース側第１開口部 ２８２…ケース側第２開口部 ２８４…オリフィス（制限流路） ２８６…タンク側開口部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記電動機の動力を伝達する動力伝達機構と、
前記動力伝達機構の潤滑通路と、
前記電動機および前記動力伝達機構が収容されたケースと、
前記ケース内に封入された油と、
前記油を前記ケースの底部から吸込んで、前記潤滑通路に供給するオイルポンプと、を備えた車両駆動装置であって、
前記ケース内で余剰となる前記油を一時貯留するタンクと、
前記タンク内の底面から天井面に向かって立設され、上端部にタンク側開口部を有し、下端部にケース側開口部を有し、前記タンク内と前記ケース内とを連通する複数の連通路と、をさらに備え、
前記複数の連通路における前記タンク側開口部が、車幅方向に位置をずらして配置されていることを特徴とする車両駆動装置。 An electric motor for driving the vehicle;
A power transmission mechanism for transmitting the power of the electric motor;
A lubricating passage of the power transmission mechanism;
A case housing the electric motor and the power transmission mechanism;
Oil enclosed in the case;
An oil pump that sucks the oil from the bottom of the case and supplies the oil to the lubrication passage,
A tank for temporarily storing the oil that becomes surplus in the case;
A plurality of tanks that are erected from a bottom surface in the tank toward a ceiling surface, have a tank side opening at an upper end, a case side opening at a lower end, and communicate between the tank and the case A communication path,
The vehicle drive device according to claim 1, wherein the tank side openings in the plurality of communication passages are arranged at different positions in the vehicle width direction.
前記連通路の下部には、前記油の供給対象物に供給すべき所定流量の油を前記タンク内から前記連通路内に流入させる制限通路が形成され、
前記タンク側開口部の開口面積は、前記制限通路の開口面積より大きくなっていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の車両駆動装置。 The case-side opening is arranged at a position where the oil can be supplied to the oil supply object accommodated in the case,
A restriction passage is formed in the lower portion of the communication passage to allow a predetermined flow rate of oil to be supplied to the oil supply target to flow into the communication passage from the tank.
4. The vehicle drive device according to claim 1, wherein an opening area of the tank side opening is larger than an opening area of the restriction passage. 5.
Ａ≦Ｌ×Ｈ
を満たすように設定されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の車両駆動装置。 The opening area A of the tank side opening, the circumferential length L of the tank side opening, and the height H from the tank side opening to the ceiling surface of the tank are:
A ≦ L × H
The vehicle drive device according to any one of claims 1 to 4, wherein the vehicle drive device is set to satisfy the following condition.
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