JP7336497B2 - 車両用駆動装置の油圧回路 - Google Patents

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Description

本発明は、車両用駆動装置の油圧回路に関し、詳細には、動力伝達経路に設けられたクラッチの油室に接続されたクラッチ油路に加えて、被冷却部にオイルを導くための冷却油路を備える車両用駆動装置の油圧回路に関する。
従来、車両に搭載された駆動装置の油圧回路として、例えば特許文献1に示す油圧回路がある。この特許文献1の油圧回路は、エンジンにより駆動されるオイルポンプと、クラッチの油室に接続されたクラッチ油路と、被冷却部にオイルを導くための冷却油路と、オイルポンプから吐出されるオイルを調圧する調圧バルブと、調圧バルブで調圧されたオイルの経路を切り替えるシフトバルブと、を備え、調圧バルブ及びシフトバルブの切り替えでクラッチ油路や冷却油路へのオイルの供給を切り替えるように構成されている。そして上記の油圧回路では、冷却油路は、車両駆動用の電気モータ(トラクションモータ)及び発電用の電気モータ(ジェネレータ)に冷却用のオイルを供給する。
ところで、特許文献1に記載の油圧回路が備える冷却油路は、空冷式のオイルクーラー(冷却装置)で冷却したオイルを用いて、電気モータのステータとロータを常時冷却する構造である。しかしながらこの構造では、電気モータの回転軸を冷却するための冷却用のオイルが常に供給されるため、油圧回路及び冷却油路を流通するオイルによる車両用駆動装置及び動力伝達装置の動作抵抗の十分な低減を図ることができず、そのことが車両の燃費の向上の妨げとなるおそれがあった。また、空冷式のオイルクーラーでオイルが常に冷却されることで、オイルの油温上昇が必要以上に抑えられるおそれがあり、それにより、油圧回路及び冷却油路を流通するオイルによる抵抗(フリクション)が比較的に高い状態が継続することで、それによっても車両の燃費の向上の妨げとなるおそれがあった。
特開2014-77461号公報
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的は、簡単な構成で油圧回路及び冷却油路を流通するオイルによる車両用駆動装置及び動力伝達装置の動作抵抗を効果的に低減させることができ、車両の燃費の向上を図ることができる車両用駆動装置の油圧回路を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明にかかる車両用駆動装置の油圧回路は、オイルを吐出するオイルポンプ(OP1,OP2)と、車両の動力源(10)からの動力を駆動輪(20)に伝達する動力伝達経路に設けられたクラッチ(21,22)の油室に接続されたクラッチ油路(L31,L32)と、車両の被冷却部(41)にオイルを導くための冷却油路(L1)と、オイルポンプ(OP1,OP2)から吐出されるオイルを調圧する調圧バルブ(61)と、調圧バルブ(61)で調圧されたオイルの経路を切り替えるシフトバルブ(81,82,83)と、を備え、調圧バルブ(61)及びシフトバルブ(81,82,83)の切り替えでクラッチ油路(L31,L32)及び冷却油路(L1)へのオイルの供給を切り替えるように構成された車両用駆動装置の油圧回路であって、冷却油路(L1)は、車両に搭載された電気モータ(11)の回転軸の軸心に冷却用のオイルを供給する軸心冷却油路(L12)と、軸心冷却油路(L12)へのオイルの供給の有無を切り替える冷却油路用シフトバルブ(84)と、を備えることを特徴とする。ここで、上記の電気モータ(11)は、車両の駆動輪(20)に動力を伝達する駆動用の電気モータであることが望ましい。
本発明にかかる車両用駆動装置の油圧回路によれば、冷却油路用シフトバルブの切り替えで電気モータの回転軸の軸心に冷却用のオイルを供給する軸心冷却油路に選択的にオイルを供給するように構成したので、従来構成の油圧回路と比較して、油圧回路のシフトバルブを切り替えるための新たなソレノイドバルブなどの構成要素を追加することなく、必要な場合にのみ、電気モータの回転軸の軸心に冷却用のオイルを供給することができるようになる。したがって、例えば、電気モータの動力による車両の走行中(電動モードでの走行中)の電気モータの軸心冷却の有無(電気モータの回転軸の軸心への冷却オイルの供給の有無)を自在に制御できるようになる。また、車両の高速巡行走行時など、電気モータを使用せずエンジンの動力のみで走行する際には、電気モータの回転軸の軸心への冷却用のオイルの供給を停止して軸心冷却を行わないことが可能となる。これらによって、油圧回路及び冷却油路を流通するオイルによる車両用駆動装置及び動力伝達装置の動作抵抗を効果的に低減させることができるので、車両の燃費の向上を図ることができる。
また、本発明にかかる上記の油圧回路では、上記のオイルポンプ(OP2)は、車両の車輪(20)の回転に伴い駆動される一のオイルポンプ(後述する実施形態における第二オイルポンプOP2)であり、車両の動力源であるエンジン(10)又は電気モータ(11)によって駆動される他のオイルポンプ(後述する実施形態における第一オイルポンプOP1)を更に備え、冷却油路用シフトバルブ(84)は、一のオイルポンプ(OP2)から供給されたオイルの油圧で切り替えられるように構成してもよい。
この構成によれば、冷却油路用シフトバルブは、車両の車輪の回転に伴い駆動される一のオイルポンプから供給されたオイルの油圧で切り替えられるように構成したので、車速に連動する油圧を冷却油路用シフトバルブに供給できるようになる。これにより、例えば、電気モータの負荷が比較的に低い高速走行時などであっても、電気モータの回転数が高くなることで電気モータの鉄損が多くなりロータ及び回転軸の冷却が必要となる場合が想定されるところ、そのような場合に電気モータの冷却を適切に行うことができる。したがって、車両に新たな構成要素を追加することなく部品点数を少なく抑えた簡単な構成で、必要な状況が想定される車速での走行時に電気モータの軸心冷却を行うことが可能となる。
また、本発明にかかる上記の油圧回路は、冷却油路(L1)を流通するオイルを車両の冷却水で冷却する水冷式のオイルクーラー(44)と、冷却油路(L1)を流通するオイルの温度を検出する第一温度センサ(95)と、第一温度センサ(95)の検出温度に応じてオイルクーラー(44)への冷却水の供給の有無を切り替える切替バルブ(46)と、を備えてもよい。
冷却油路を流通するオイルを車両の冷却水で冷却する水冷式のオイルクーラーを備える場合、冷却水で常時オイルが冷却されていると、油圧回路内のオイルの温度が上昇し難くなることで、油圧回路及び冷却油路を流通するオイルによる車両用駆動装置及び動力伝達装置の動作抵抗(フリクション)が高い状態が継続し、車両の燃費の向上の妨げとなる懸念がある。これに対して、本発明の上記構成では、第一温度センサの検出温度に応じてオイルクーラーへの冷却水の供給の有無を切り替える切替バルブを備えたことで、必要な場合にのみオイルクーラーによるオイルの冷却を行うことができる。したがって、車両用駆動装置及び動力伝達装置の動作抵抗(フリクション)を低く抑えることができ、車両の燃費の向上を図ることができる。
また、本発明にかかる上記の油圧回路は、車両のオイル溜まり(51)に貯留されたオイルの温度を検出する第二温度センサ(96)と、切替バルブ(46)の故障を検知するための制御手段と、を備え、制御手段は、第一温度センサ(95)と第二温度センサ(96)の検出温度に基づいて切替バルブ(46)の故障を検知するようにしてもよい。
この構成によれば、第一温度センサと第二温度センサの検出温度に基づいて切替バルブの故障を検知するようにしたことで、万一切替バルブが故障した場合でも、当該故障を適切に検知することができる。
また、本発明にかかる上記の油圧回路では、第一温度センサ(95)は、冷却油路(L1)におけるオイルクーラー(44)の下流側に設けられていてもよい。
従来は電気モータに供給されるオイルの温度を予測して電気モータの冷却による保護制御の要否の判断を行っていたのに対して、本発明の上記構成によれば、冷却油路におけるオイルクーラーを通過後のオイルの温度を検出する第一温度センサを備えることで、当該第一温度センサの検出温度に基づいて電気モータの冷却による保護制御の要否の判断ができる。したがって、電気モータの冷却による保護制御の要否の判断の精度(電気モータの磁石温度推定の精度)を向上させることができる。これにより、冷却装置等の小型化や構成の簡素化を図ることができ、また、電気モータの保護制御を実施する頻度の低減を図ることができる。
また、この場合、第一温度センサ(95)は、冷却油路(L1)におけるオイルクーラー(44)の下流側、かつ冷却油路用シフトバルブ(84)の下流側に設けられていてもよい。
この構成によれば、第一温度センサを冷却油路における冷却油路用シフトバルブの下流側に設けたことで、切替バルブの故障と冷却油路用シフトバルブの故障の両方を検知することが可能となる。したがって、部品点数を少なく抑えた簡単な構成で、より確実な故障検知を行える構成となるので、油圧回路及び車両用駆動装置の信頼性をより高めることができる。
なお、上記の括弧内の符号は、後述する実施形態における対応する構成要素の図面参照番号を参考のために示すものである。
本発明にかかる車両用駆動装置の油圧回路によれば、部品点数を少なく抑えた簡単な構成でありながら、油圧回路及び冷却油路を流通するオイルによる車両用駆動装置及び動力伝達装置の動作抵抗を効果的に低減させることができ、車両の燃費の向上を図ることができる。
本発明の一実施形態にかかる駆動装置を備えた車両の全体構成を示すスケルトン図である。 本発明の一実施形態にかかる油圧回路を示す図である。 油圧回路の各動作モードにおける油圧回路の状態と第一、第二、第三ソレノイドバルブのオン/オフ、及び第一電気モータの軸心潤滑の有無を示す表である。 ECVT(軸心潤滑カット)モードにおけるオイルの流れを示す油圧回路図である。 クラッチ締結ハイモードにおけるオイルの流れを示す油圧回路図である。
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図1は、本発明の一実施形態にかかる駆動装置を備えた車両の全体構成を示すスケルトン図である。まず、図1を用いて駆動装置の構造を説明する。図1に示すように、車両1に搭載された駆動装置100は、エンジン(内燃機関)10、第一電気モータ(トラクションモータ)11及び第二電気モータ(ジェネレータ)12を備えている。
第一電気モータ11は、図示しないバッテリから電力供給を受けて駆動して、車両1に駆動力を付与することが可能である。また、減速走行時には、第一電気モータ11は、車輪(駆動輪)20,20側からの回転駆動により発電を行ってバッテリを充電すること(エネルギー回生)が可能である。また、第二電気モータ12は、主にエンジン10の回転駆動により発電を行ってバッテリを充電することが可能である。このように、駆動装置100を搭載した車両1は、エンジン10及び第一電気モータ11を駆動源とし、第一電気モータ11及び第二電気モータ12で発電が可能なハイブリッド車両である。
駆動装置100は、エンジン10の出力軸(クランクシャフト)10aにフライホイール13を介して連結される入力軸14と、入力軸14に対して平行に配置された出力軸15、モータ軸27、及びジェネレータ軸30を備えている。出力軸15は、ファイナル駆動ギヤ16、ファイナル従動ギヤ17、ディファレンシャルギヤ18、及び左右の駆動軸19,19を介して左右の車輪(駆動輪)20,20に接続されている。
出力軸15は、ハイクラッチ(第一クラッチ)21を介して第一従動ギヤ24を支持し、この第一従動ギヤ24は、入力軸14に固定された第一駆動ギヤ23に噛合している。また、入力軸14は、ロークラッチ(第二クラッチ)22を介して第二駆動ギヤ25を支持し、この第二駆動ギヤ25は、出力軸15に固定された第二従動ギヤ26に噛合している。
また、モータ軸27に固定された第三駆動ギヤ28と、出力軸15に固定された第三従動ギヤ29とが噛合し、入力軸14に固定された第四駆動ギヤ31と、ジェネレータ軸30に固定された第四従動ギヤ32とが噛合する。
このように構成された駆動装置100によれば、第一電気モータ11を駆動させると、第一電気モータ11の駆動力が、モータ軸27、第三駆動ギヤ28、第三従動ギヤ29、出力軸15、ファイナル駆動ギヤ16、ファイナル従動ギヤ17、ディファレンシャルギヤ18、及び駆動軸19,19の順に経由して、左右の車輪(駆動輪)20,20に伝達される。
第一電気モータ11は、正逆両方向に回転可能であるため、その回転方向に応じて車両1を前進走行及び後進走行させることができる。また、車両1の減速時に、車輪20,20から伝達される駆動力で第一電気モータ11を駆動してジェネレータとして機能させれば、車両1の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収することができる。
一方、ハイクラッチ21を締結しかつロークラッチ22を解放した状態でエンジン10を駆動させれば、エンジン10の駆動力が、入力軸14、第一駆動ギヤ23、第一従動ギヤ24、ハイクラッチ21、出力軸15、ファイナル駆動ギヤ16、ファイナル従動ギヤ17、ディファレンシャルギヤ18、及び駆動軸19,19の順で経由して左右の車輪20,20に伝達される(エンジン走行 ハイモード)。また、ロークラッチ22を締結しかつハイクラッチ21を解放した状態でエンジン10を駆動させれば、エンジン10の駆動力が、入力軸14、ロークラッチ22、第二駆動ギヤ25、第二従動ギヤ26、出力軸15、ファイナル駆動ギヤ16、ファイナル従動ギヤ17、ディファレンシャルギヤ18、及び駆動軸19,19の順で経由して左右の車輪20,20に伝達される(エンジン走行 ローモード)。
このとき、第一電気モータ11を空転させることで、エンジン10の駆動力だけで車両1を前進走行させることができる。また、車両1の前進走行時にエンジン10の駆動力で第一電気モータ11の駆動力をアシストすることもできる。
また、エンジン10が駆動しているとき、エンジン10の駆動力は、入力軸14、第四駆動ギヤ31、第四従動ギヤ32、及びジェネレータ軸30の順で経由して第二電気モータ12に伝達される。これにより、第二電気モータ12で発電することができる。逆に、エンジン10の停止中に第二電気モータ12をモータとして駆動させれば、その駆動力でエンジン10を始動することができる。
次に、本発明の一実施形態にかかる油圧回路について説明する。図2は、車両用駆動装置の油圧回路を示す図である。同図に示す油圧回路40は、冷却油路L1、潤滑油路L2、ハイクラッチ油路(第一クラッチ油路)L31及びロークラッチ油路(第二クラッチ油路)L32にそれぞれ適宜な油圧を供給する。
また、油圧回路40は、第一オイルポンプ(本発明の他のオイルポンプ)OP1と第二オイルポンプ(本発明の一のオイルポンプ)OP2とを備える。図1に示すように、第一オイルポンプOP1は、エンジン10の駆動に伴い駆動されるメカ式オイルポンプである。ここでは、第1オイルポンプOP1のポンプシャフト(第1オイルポンプ駆動軸)33に固定された第1オイルポンプギヤ34が、第四従動ギヤ32と噛合している。これにより、エンジン10の駆動時に第1オイルポンプOP1は常時駆動される。一方、第二オイルポンプOP2は、駆動軸19の回転に伴い駆動するメカ式オイルポンプである。ここでは、第2オイルポンプOP2のポンプシャフト(第2オイルポンプ駆動軸)35に固定された第2オイルポンプギヤ36が、ファイナル従動ギヤ17に噛合している。これにより、車両の前進時に第2オイルポンプOP2は常時駆動される。
主として変速に使用される第一オイルポンプOP1の特性は、吐出圧が比較的に高くて吐出流量が比較的に小さく設定され、主として潤滑及び冷却に使用される第二オイルポンプOP2の特性は、吐出圧が比較的に低くて吐出流量が比較的に大きく設定されている。これにより、駆動装置100の油圧源のトータルの駆動負荷を低減することができる。
冷却油路L1は、被冷却部41をオイルで冷却するための油路である。被冷却部41は、ここでは、第一電気モータ11及び第二電気モータ12である。また、冷却油路L1には、オイルクーラー44が設けられている。冷却油路L1の下流側には、第一電気モータ11の各部に冷却用のオイルを滴下して供給するための第一滴下冷却油路L11と、第一電気モータ11の回転軸の軸心に冷却用のオイルを供給するための第一軸心冷却油路L12と、第一電気モータ11の回転軸(軸心以外の部分)に冷却用のオイルを供給するための回転軸冷却油路L13と、第二電気モータ12の各部に冷却用のオイルを滴下して供給するための第二滴下冷却油路L14と、第二電気モータ12の回転軸の軸心に冷却用のオイルを供給するための第二軸心冷却油路L15それぞれが分岐している。
このように、本実施形態の油圧回路では、第一電気モータ11の回転軸を冷却するための冷却油路として、当該回転軸の軸心に冷却用のオイルを供給する軸心専用の冷却油路である第一軸心冷却油路L12と、当該回転軸における軸心以外の部分に冷却用のオイルを供給する回転軸冷却油路L13との二系統の冷却油路を設けている。そして、第一軸心冷却油路L12については、後述する冷却油路用シフトバルブ(第四シフトバルブ)84の切り替えにより、当該第一軸心冷却油路L12への冷却用のオイルの供給の有無を切り替えることができるように構成している。
潤滑油路L2は、被潤滑部42をオイルで潤滑するための油路である。被潤滑部42は、ここでは、ハイクラッチ21及びロークラッチ22の摩擦材などである。ハイクラッチ油路L31とロークラッチ油路L32は、それぞれハイクラッチ21とロークラッチ22にオイルを供給するための油路であり、ハイクラッチ21の油室とロークラッチ22の油室、詳しくは背圧室に接続されている。
また、電力供給制御、エネルギー回生制御(充電制御)及び駆動装置100の制御を行うためにECU(Electronic Control Unit)(図示せず)が車両に搭載されており、このECUは、第一電気モータ11、第二電気モータ12及び油圧回路40(例えば、後述する第一、第二、第三ソレノイドバルブ71,72,73や切替バルブ46)などを制御する。
ECUは、各種演算処理を実行するCPUと、CPUで実行される各種演算プログラム、各種テーブル、演算結果などを記憶するROM及びRAMからなる記憶装置(メモリ)とを備え、各種電気信号を入力すると共に、演算結果などに基いて駆動信号を外部に出力する。
油圧回路40は、レギュレータバルブ(調圧バルブ)61、第一ソレノイドバルブ71、第二ソレノイドバルブ72、第三ソレノイドバルブ73、第一シフトバルブ81、第二シフトバルブ82、第三シフトバルブ83、冷却油路用シフトバルブ(第四シフトバルブ)84を備えている。
レギュレータバルブ61は、スプリングで左側に付勢されたスプールを備えており、スプールにはグルーブが形成されるとともに、スプールの外周面に臨む第一ポートP61a、第二ポートP61b、フィードバックポートP61c、および第四ポートP61dが形成される。第一ポートP61aは、元油路L8およびクラッチ元油路L4に接続され、第二ポートP61bは、冷却・潤滑元油路L5を介して冷却油路L1及び潤滑油路L2に接続され、フィードバックポートP61cは、元油路L8に接続され、第四ポートP61dは、第三シフトバルブ83を介して第三ソレノイドバルブ73に接続されている。
第一シフトバルブ81は、スプリングで右側に付勢されたスプールを備えており、スプールにはグルーブが形成されるとともに、スプールの外周面に臨む第一ポートP81a、第二ポートP81b、第三ポートP81c、第四ポートP81d、第五ポートP81e、第六ポートP81f、第七ポートP81g、第八ポートP81hが形成される。第一ポートP81aは、高圧側連通油路L6を介して第二シフトバルブ82の第三ポートP82cに接続され、第二ポートP81bには、低圧側連通油路L7から分岐した分岐油路が接続されており、第三ポートP81cは、ハイクラッチ油路L31に接続され、第四ポートP81dは、ロークラッチ油路L32に接続され、第五ポートP81eは、第一ソレノイドバルブ71に接続されている。また、第六ポートP81fには、高圧側連通油路L6から分岐した分岐油路が接続されている。また、第七ポートP81gは、低圧側連通油路L7を介して第二シフトバルブ82の第四ポートP82dに接続され、第八ポートP81hには、油圧センサ47に連通するセンサ油路(第三連通油路)L10が接続されている。
第二シフトバルブ82は、スプリングで右側に付勢されたスプールを備えており、スプールにはグルーブが形成されるとともに、スプールの外周面に臨む第一ポートP82a、第二ポートP82b、第三ポートP82c、第四ポートP82d、第五ポートP82e、第六ポートP82fが形成される。第一ポートP82aは、油路L9を介して第三シフトバルブ83の第四ポートP83dに接続され、第二ポートP82bは、冷却油路用シフトバルブ84の第三ポートP84cに接続され、第三ポートP82cは、高圧側連通油路L6を介して第一シフトバルブ81の第一ポートP81aに接続され、第四ポートP82dは、低圧側連通油路L7を介して第一シフトバルブ81の第二ポートP81bと第七ポートP81gに接続され、第五ポートP82eは、第一シフトバルブ81の第五ポートP81eを介して第一ソレノイドバルブ71に接続され、第六ポートP82fは、第二ソレノイドバルブ72に接続されている。
第三シフトバルブ83は、レギュレータバルブ61と第二シフトバルブ82との間のクラッチ元油路L4に設けられている。この第三シフトバルブ83は、スプリングで右側に付勢されたスプールを備えており、スプールにはグルーブが形成されるとともに、スプールの外周面に臨む第一ポートP83a、第二ポートP83b、第三ポートP83c、第四ポートP83d、第五ポートP83eが形成される。第一ポートP83aは、冷却・潤滑元油路L5に接続され、第二ポートP83bは、冷却油路用シフトバルブ84の第一ポートP84aに接続され、第三ポートP83cは、クラッチ元油路L4を介してレギュレータバルブ61に接続され、第四ポートP83dは、油路L9を介して第二シフトバルブ82の第一ポートP82aに接続され、第五ポートP83eは、第三ソレノイドバルブ73に接続されている。したがって、第三ソレノイドバルブ73から出力された制御圧は、第三シフトバルブ83の第五ポートP83eにこれを図面左方の開き側に押圧する背圧として入力される。
冷却油路用シフトバルブ(第四シフトバルブ)84は、冷却油路L1における第一軸心冷却油路L12の手前側(上流側)に設けられている。冷却油路用シフトバルブ84は、スプリングで右側に付勢されたスプールを備えており、スプールにはグルーブが形成されるとともに、スプールの外周面に臨む第一ポートP84a、第二ポートP84b、第三ポートP84c、第四ポートP84d、第五ポートP84eが形成される。第一ポートP84aは、第三シフトバルブ83の第二ポートP83bに接続され、第二ポートP84bは、冷却油路L1に接続され、第四ポートP84dは、後述する第一温度センサ95が設けられた油路L16に接続され、第五ポートP84eは、第一軸心冷却油路L12に接続されている。また、第三ポートP84cは、第二シフトバルブ82の第二ポートP82eと第一シフトバルブ81の第五ポートP81eを介して第一ソレノイドバルブ71に接続されている。したがって、第一ソレノイドバルブ71から出力された制御圧は、冷却油路用シフトバルブ84の第三ポートP84cにこれを図面左方の開き側に押圧する背圧として入力される。
また、第一シフトバルブ81に繋がる油路L10の油圧を検出する油圧センサ47が設けられている。また、冷却・潤滑元油路L5には、リリーフバルブ58が接続されている。また、冷却油路用シフトバルブ84の下流側には、オイルクーラー44を出たオイルの温度を検出する第一温度センサ95が設けられており、オイルパン(オイル溜まり)51には、該オイルパン51内のオイルの油温を検出する第二温度センサ96が設けられている。
第一オイルポンプOP1の吐出ポートは、元油路L8を介してレギュレータバルブ61の第一ポートP61aに接続されており、第一オイルポンプOP1が駆動すると、オイルパン51からオイルが汲み上げられ、ストレーナ52を介してレギュレータバルブ61にオイルが供給される。
一方、第二オイルポンプOP2が駆動されると、オイルパン51から汲み上げられたオイルが冷却・潤滑元油路L5に供給される。なお、第二オイルポンプOP2と潤滑油路L2の間には、車両1の後進時に第二オイルポンプOP2でエアレーションが発生することを防止するための2つのチェックバルブ(ワンウェイバルブ)56,57が設けられている。
レギュレータバルブ61は、第一オイルポンプOP1から吐出される油圧を調圧して、第三シフトバルブ83に接続されたクラッチ元油路L4に高ライン圧(ハイクラッチ21及びロークラッチ22を動作可能な程度に高い油圧)を供給する作動状態と、クラッチ元油路L4に低ライン圧(ハイクラッチ21及びロークラッチ22を動作不可能な程度に低い油圧)を供給するセット状態とを選択的に設定可能に構成されている。なお、レギュレータバルブ61は、作動状態とセット状態のいずれにおいても、冷却油路L1及び潤滑油路L2に連通する冷却・潤滑元油路L5に油圧を供給する。
第一シフトバルブ81は、高圧側連通油路L6とハイクラッチ油路L31とを非連通(遮断)としかつ低圧側連通油路L7とロークラッチ油路L32とを連通するセット状態と、高圧側連通油路L6とハイクラッチ油路L31とを連通しかつ低圧側連通油路L7とロークラッチ油路L32とを非連通(遮断)とする作動状態とを選択的に設定可能に構成されている。また、第一シフトバルブ81は、上記の作動状態において高圧側連通油路L6とセンサ油路L10とを連通し、上記のセット状態において低圧側連通油路L7とセンサ油路L10とを連通する。
また、ハイクラッチ油路L31には第一オリフィス91が設けられており、ロークラッチ油路L32には第二オリフィス92が設けられている。第一オリフィス91によってハイクラッチ油路L31でハイクラッチ21に供給されるオイルの流量が制限され、第二オリフィス92によってロークラッチ油路L32でロークラッチ22に供給されるオイルの流量が制限される。
第二シフトバルブ82は、油路L9と高圧側連通油路L6とを連通しかつ油路L9と低圧側連通油路L7とを非連通(遮断)とするセット状態と、油路L9と低圧側連通油路L7とを連通しかつ油路L9と高圧側連通油路L6とを非連通(遮断)とする作動状態とを選択的に設定可能に構成されている。
第三シフトバルブ83は、クラッチ元油路L4と油路L9(第二シフトバルブ82)とを連通する作動状態と、クラッチ元油路L4と油路L9(第二シフトバルブ82)とを非連通(遮断)とするセット状態とを選択的に設定可能に構成されている。
冷却油路用シフトバルブ84は、冷却油路L1と第一軸心冷却油路L12とを連通する作動状態と、冷却油路L1と第一軸心冷却油路L12とを非連通(遮断)とするセット状態とを選択的に設定可能に構成されている。
第一、第二、第三ソレノイドバルブ71,72,73は、第一、第二、第三ソレノイド71a,72a,73aに通電された電流値に応じて弁が開いて、通電電流値に応じた制御圧を出力し、通電が遮断されると弁が閉じられ、制御圧の出力を停止する常閉(ノーマルクローズ)型のリニアソレノイドバルブである。
第一ソレノイドバルブ71から出力される制御圧は、第一シフトバルブ81の第五ポートP81eにこれを図面左方の開き側に押圧する背圧として入力される。これにより、第一ソレノイドバルブ71から第一シフトバルブ81に制御圧に対応する油圧が供給され、第一シフトバルブ81の作動状態とセット状態との切り替えが行われる。
また、第一ソレノイドバルブ71から出力される制御圧は、冷却油路用シフトバルブ84の第三ポートP84cにこれを図面左方の開き側に押圧する背圧として入力される。これにより、第一ソレノイドバルブ71から冷却油路用シフトバルブ84に制御圧に対応する油圧が供給され、冷却油路用シフトバルブ84の作動状態とセット状態との切り替えが行われる。
第二ソレノイドバルブ72から出力される制御圧は、第二シフトバルブ82の第六ポートP82fにこれを図面左方の開き側に押圧する背圧として入力される。これにより、第二ソレノイドバルブ72から第二シフトバルブ82に制御圧に対応する油圧が供給され、第二シフトバルブ82の作動状態とセット状態との切り替えが行われる。
第三ソレノイドバルブ73から出力された制御圧は、第三シフトバルブ83の第五ポートP83eにこれを図面右方の開き側に押圧する背圧として入力される。これにより、第三シフトバルブ83の作動状態とセット状態との切り替えが行われる。また、第三ソレノイドバルブ73から出力された制御圧は、レギュレータバルブ61の第四ポートP61dにこれを図面右方の開き側に押圧する背圧として入力される。これにより、レギュレータバルブ61の作動状態とセット状態との切り替えが行われる。
次に、上記構成の油圧回路40における動作モードについて説明する。図3は、油圧回路の各動作モードにおける油圧回路の状態(車両の走行状態)と第一、第二、第三ソレノイドバルブ71,72,73のオン/オフ、及び第一電気モータ11の軸心潤滑の有無の関係を示す表である。
図3に示すように、油圧回路40では、(a)電動走行モード(以下、「ECVTモード」という。)、(b)電動走行(軸心潤滑カット)モード(以下、「ECVT(軸心潤滑カット)モード」という。)、(c)クラッチ締結準備モード、(d)クラッチ締結ハイモード、(e)クラッチ締結ローモード、の各モードが可能である。
図3(a)のECVTモードでは、第一、第二、第三ソレノイドバルブ71,72,73をいずれもオフする。これにより、第一、第二、第三シフトバルブ81,82,83がいずれもセット状態となり、ハイクラッチ油路L31とロークラッチ油路L32のいずれにもオイルが供給されない。これにより、ハイクラッチ21とロークラッチ22の両方が解放状態(Lo解放、Hi解放)となる。また、レギュレータバルブ61が作動状態となり低ライン圧が設定されることで、第一電気モータ11の駆動力で車両1を走行させるEV走行状態となる。このECVTモードでは、第一、第二、第三ソレノイドバルブ71,72,73がいずれもオフしていることで、消費電力の低減を図ることができる。そして、冷却油路用シフトバルブ84は作動状態となることで、第一軸心冷却油路L12に冷却用のオイルが供給される。これにより第一電気モータ11の軸心冷却が行われる。
図3(b)のECVT(軸心潤滑カット)モードでは、図3(a)のECVTモードにおいて、第一ソレノイドバルブ71をオフからオンに切り替える。第二、第三ソレノイドバルブ72,73はいずれもオフのままとする。これにより、第一シフトバルブ81が作動状態となる。この状態でも、ハイクラッチ油路L31とロークラッチ油路L32のいずれにもオイルが供給されないため、ハイクラッチ21とロークラッチ22の両方が解放状態(Lo解放、Hi解放)となる。また、レギュレータバルブ61が作動状態となり低ライン圧が設定されることで、この場合も、第一電気モータ11の駆動力で車両1を走行させるEV走行状態となる。そして、冷却油路用シフトバルブ84はセット状態となることで、第一軸心冷却油路L12に冷却用のオイルが供給されない。したがって、第一電気モータ11の軸心冷却は行われない。
図4は、ECVT(軸心潤滑カット)モードにおけるオイルの流れを示す油圧回路図である。同図では、第一オイルポンプOP1からのオイルの流れを一点鎖線の太線で示し、第二オイルポンプOP2からのオイルの流れを実線の太線で示し、第一ソレノイドバルブ71からの信号圧の流れを点線の太線で示している。同図に示すように、ECVT(軸心潤滑カット)モードでは、低ライン圧であり、その状態においても第一ソレノイドバルブ71の信号圧が冷却油路用シフトバルブ84に導入されることで、第三シフトバルブ83の第二ポートP83bからのオイル(油圧)を冷却油路用シフトバルブ84の第一ポートP84a(スプリング室)に入れない回路構成となる。これにより、冷却油路用シフトバルブ84を第一軸心冷却油路L12へのオイルの供給をカットする状態(セット状態)とすることができる。したがって、第一軸心冷却油路L12への冷却用のオイルの供給がカット(停止)され、第一電気モータ11の軸心冷却を行わないようにできる。
図3(c)のクラッチ締結準備モードでは、第一、第二ソレノイドバルブ71,72をいずれもオフし、第三ソレノイドバルブ73をオンする。これにより、第一、第二、第三シフトバルブ81,82,83がいずれもセット状態となり、ハイクラッチ油路L31とロークラッチ油路L32のいずれにもオイルが供給されない。これにより、ハイクラッチ21とロークラッチ22の両方が解放状態(Lo解放、Hi解放)となる。また、レギュレータバルブ61がセット状態となり高ライン圧が設定されることで、ハイクラッチ21又はロークラッチ22を締結してエンジン10の駆動力で車両1を走行させるエンジン走行を準備するためのエンジン走行準備状態(ハイクラッチ準備状態、又はロークラッチ準備状態)となる。
図3(d)のクラッチ締結ハイモードでは、第一、第三ソレノイドバルブ71,73をいずれもオンし、第二ソレノイドバルブ72をオフする。これにより、第一シフトバルブ81を作動状態とし第二シフトバルブ82をセット状態とし、第三シフトバルブ83を作動状態とすることで、ロークラッチ油路L32にはオイルが供給されず、ハイクラッチ油路L31にのみオイルが供給される。これにより、ロークラッチ22が解放状態となり、ハイクラッチ21が係合状態(Lo解放、Hi係合)となる。したがって、ハイクラッチ21を係合させてエンジン10の駆動力で車両1を走行させるエンジン走行モードとなる。
図5は、クラッチ締結ハイモードにおけるオイルの流れを示す油圧回路図である。同図に示すように、クラッチ締結ハイモードでは、第三シフトバルブ83の第二ポートP83bから冷却油路用シフトバルブ84の第一ポートP84a(スプリング室)に導入されるオイルの油圧で冷却油路用シフトバルブ84のスプールが右側に移動する。これにより、冷却油路用シフトバルブ84を第一軸心冷却油路L12へのオイルの供給を行う側(作動状態)へ作動させることができる。これにより、第一軸心冷却油路L12への冷却用のオイルが供給されて、第一電気モータ11の軸心冷却が行われる。
図3(e)のクラッチ締結ローモードでは、第一ソレノイドバルブ71をオフし、第二、第三ソレノイドバルブ72,73をいずれもオンする。これにより、第一シフトバルブ81をセット状態とし第二シフトバルブ82を作動状態とし、第三シフトバルブ83を作動状態とすることで、ハイクラッチ油路L31にはオイルが供給されず、ロークラッチ油路L32にのみオイルが供給される。これにより、ハイクラッチ21が解放状態となり、ロークラッチ22が係合状態(Lo係合、Hi解放)となる。したがって、ロークラッチ22を係合させてエンジン10の駆動力で車両1を走行させるエンジン走行モードとなる。
以上説明したように、本実施形態の車両用駆動装置の油圧回路は、車両1の動力源であるエンジン10の駆動に伴い駆動される第一オイルポンプOP1と、車両1の車輪(駆動輪)20の回転に伴い駆動される第二オイルポンプOP2と、ハイクラッチ21及びロークラッチ22の油室に接続されたハイクラッチ油路L31及びロークラッチ油路L32と、車両1の被冷却部である第一電気モータ11及び第二電気モータ12にオイルを導くための冷却油路L1と、第一オイルポンプOP1及び第二オイルポンプOP2から吐出されるオイルを調圧するレギュレータバルブ(調圧バルブ)61と、レギュレータバルブ61で調圧されたオイルの経路を切り替える第一~第三シフトバルブ81,82,83と、を備え、レギュレータバルブ61及び第一~第三シフトバルブ81,82,83の切り替えでハイクラッチ油路L31、ロークラッチ油路L32及び冷却油路L1へのオイルの供給を切り替えるように構成された車両用駆動装置の油圧回路である。そして、この油圧回路の冷却油路L1は、第一電気モータ11の回転軸の軸心に冷却用のオイルを供給する第一軸心冷却油路L12と、第一軸心冷却油路L12へのオイルの供給の有無を切り替える冷却油路用シフトバルブ84とを備えている。
本実施形態の車両用駆動装置の油圧回路によれば、冷却油路用シフトバルブ84の切り替えで、第一電気モータ11の回転軸の軸心に冷却用のオイルを供給する第一軸心冷却油路L12に選択的にオイルを供給するように構成したので、従来構成の油圧回路と比較して、油圧回路のシフトバルブを切り替えるための新たなソレノイドバルブなどの構成要素を追加することなく、第一電気モータ11の回転軸の軸心に必要な場合にのみ冷却用のオイルを供給することができるようになる。したがって、図3(a),(b)に示すように、電気モータ11の動力による車両の走行中(ECVTモードでの走行中)の電気モータ11の軸心冷却の有無(第一電気モータ11の回転軸の軸心への冷却オイルの供給の有無)を自在に制御できる。また、図3(d)に示すように、車両1の高速巡行走行時など、電気モータ11を使用せずエンジン10の動力のみで走行する際には、第一電気モータ11の回転軸の軸心への冷却用のオイルの供給を停止して軸心冷却を行わないことが可能となる。これらによって、油圧回路及びその冷却油路L1を流通するオイルによる車両用駆動装置及び動力伝達装置の動作抵抗を効果的に低減させることができるので、車両1の燃費の向上を図ることができる。
また、本実施形態の油圧回路では、冷却油路用シフトバルブ84は、車両1の車輪20の回転に伴い駆動される第二オイルポンプOP2から供給されたオイルの油圧で第一軸心冷却油路L12へのオイルの供給の有無を切り替えるようになっている。
この構成によれば、車両1の車速に連動する油圧を冷却油路用シフトバルブ84に供給できるようになる。これにより、例えば、第一電気モータ11の負荷が比較的に低い高速走行時などであっても、第一電気モータ11の回転数が高くなることで第一電気モータ11の鉄損が多くなりそのロータ及び回転軸の冷却が必要となる場合が想定されるところ、そのような場合に、第一電気モータ11の冷却を適切に行うことができる。したがって、車両1に新たな構成要素を追加することなく、部品点数を少なく抑えた簡単な構成で、必要な状況が想定される車速での走行時に第一電気モータ11の軸心冷却を行うことが可能となる。
また、本実施形態の油圧回路は、冷却油路L1を流通するオイルを車両1の冷却水で冷却する水冷式のオイルクーラー44と、冷却油路L1を流通するオイルの温度を検出する第一温度センサ95と、第一温度センサ95の検出温度に応じてオイルクーラー44への冷却水の供給の有無を切り替える切替バルブ46と、を備えている。切替バルブ46はオイルクーラー44に繋がる冷却水流路45に設けられている。
本実施形態の油圧回路のように、冷却油路L1を流通するオイルを車両1の冷却水で冷却する水冷式のオイルクーラー44を備える場合、仮に、冷却水で常にオイルが冷却されていると、油圧回路内のオイルの温度が上昇し難くなることで、油圧回路及びその冷却油路L1を流通するオイルによる車両用駆動装置及び動力伝達装置の動作抵抗(フリクション)が高い状態が継続し、車両1の燃費の向上の妨げとなる懸念がある。これに対して、本実施形態の油圧回路では、上記構成のように、第一温度センサ95の検出温度に応じてオイルクーラー44への冷却水の供給の有無を切り替える切替バルブ46を備えたことで、必要な場合にのみオイルクーラー44によるオイルの冷却を行うことができる。したがって、車両用駆動装置及び動力伝達装置の動作抵抗(フリクション)を低く抑えることができ、車両の燃費の向上を図ることができる。
また、本実施形態の油圧回路では、オイルパン51に貯留されたオイルの温度を検出する第二温度センサ96と、をさらに備え、第一温度センサ95と第二温度センサ96の検出温度の差に基づいて切替バルブ46の故障を検知するようになっている。
この構成によれば、第一温度センサ95と第二温度センサ96の検出温度の差に基づいて切替バルブ46の故障を検知するようにしたことで、万一切替バルブ46が故障した場合でも、当該故障を適切に検知することができる。
また、本実施形態では、第一温度センサ95は、冷却油路L1におけるオイルクーラー44の下流側に設けられている。
従来は、第一電気モータ11に供給されるオイルの温度を予測して第一電気モータ11の冷却による保護制御の要否の判断を行っていたのに対して、本実施形態の上記構成によれば、冷却油路L1におけるオイルクーラー44を通過後のオイルの温度を検出する第一温度センサ95を備えることで、当該第一温度センサ95の検出温度に基づいて第一電気モータ11の冷却による保護制御の要否の判断ができる。したがって、第一電気モータ11の冷却による保護制御の要否の判断の精度(第一電気モータ11の磁石温度推定の精度)を向上させることができる。これにより、冷却装置等の小型化や構成の簡素化を図ることができ、また、第一電気モータ11の保護制御を実施する頻度の低減を図ることができる。
また、本実施形態では、第一温度センサ95は、冷却油路用シフトバルブ84の下流側に設けられている。
この構成によれば、第一温度センサ95を冷却油路L1におけるオイルクーラー44の下流側、かつ冷却油路用シフトバルブ84の下流側に設けたことで、切替バルブ46の故障と冷却油路用シフトバルブ84の故障の両方を検知することが可能となる。したがって、部品点数を少なく抑えた簡単な構成で、より確実な故障検知を行える構成となるので、油圧回路及び車両用駆動装置の信頼性をより高めることができる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、車両用駆動装置の油圧回路が第一オイルポンプOP1と第二オイルポンプOP2の二つのオイルポンプを備える場合を示したが、本発明の車両用駆動装置の油圧回路は、これ以外にも、単一のオイルポンプを備える構成であってもよい。また、上記実施形態の第一オイルポンプOPは、車両の動力源であるエンジン10の駆動に伴い駆動されるオイルポンプであるが、本発明のオイルポンプは、これ以外にも、電気モータなど他の駆動源によって駆動されるオイルポンプであってもよい。
1 車両
10 エンジン(駆動源)
11 第一電気モータ(駆動源)
12 第二電気モータ
13 フライホイール
14 入力軸
15 出力軸
16 ファイナル駆動ギヤ
17 ファイナル従動ギヤ
18 ディファレンシャルギヤ
19,19 駆動軸
20,20 車輪(駆動輪)
21 ハイクラッチ(第一クラッチ)
22 ロークラッチ(第二クラッチ)
23 第一駆動ギヤ
24 第一従動ギヤ
25 第二駆動ギヤ
26 第二従動ギヤ
27 モータ軸
28 第三駆動ギヤ
29 第三従動ギヤ
30 ジェネレータ軸
31 第四駆動ギヤ
32 第四従動ギヤ
33 ポンプシャフト(第1オイルポンプ駆動軸)
34 第1オイルポンプギヤ
35 ポンプシャフト(第2オイルポンプ駆動軸)
36 第2オイルポンプギヤ
40 油圧回路
41 被冷却部
42 被潤滑部
44 オイルクーラー
45 冷却水流路
46 切替バルブ
47 油圧センサ
51 オイルパン(オイル溜まり)
52 ストレーナ
56,57 チェックバルブ(ワンウェイバルブ)
58 リリーフバルブ
61 レギュレータバルブ(調圧バルブ)
71 第一ソレノイドバルブ
72 第二ソレノイドバルブ
73 第三ソレノイドバルブ
81 第一シフトバルブ
82 第二シフトバルブ
83 第三シフトバルブ
84 冷却油路用シフトバルブ(第四シフトバルブ)
91 第一オリフィス
92 第二オリフィス
95 第一温度センサ
96 第二温度センサ
100 駆動装置
L1 冷却油路
L11 第一滴下冷却油路
L12 第一軸心冷却油路
L13 回転軸冷却油路
L14 第二滴下冷却油路
L15 第二軸心冷却油路
L16 油路
L2 潤滑油路
L31 ハイクラッチ油路
L32 ロークラッチ油路
L4 クラッチ元油路
L5 冷却・潤滑元油路
L6 高圧側連通油路
L7 低圧側連通油路
L8 元油路
L9 油路
L10 センサ油路
OP1 第一オイルポンプ(他のオイルポンプ)
OP2 第二オイルポンプ(一のオイルポンプ)

Claims (5)

  1. オイルを吐出するオイルポンプと、
    車両の動力源からの動力を駆動輪に伝達する動力伝達経路に設けられたクラッチの油室に接続されたクラッチ油路と、
    前記車両の被冷却部にオイルを導くための冷却油路と、
    前記オイルポンプから吐出されるオイルを調圧する調圧バルブと、
    前記調圧バルブで調圧されたオイルの経路を切り替えるシフトバルブと、
    を備え、前記調圧バルブ及び前記シフトバルブの切り替えで前記クラッチ油路及び前記冷却油路へのオイルの供給を切り替えるように構成された車両用駆動装置の油圧回路であって、
    前記冷却油路を流通するオイルを前記車両の冷却水で冷却する水冷式のオイルクーラーと、
    前記冷却油路を流通するオイルの温度を検出する第一温度センサと、
    前記第一温度センサの検出温度に応じて前記オイルクーラーへの前記冷却水の供給の有無を切り替える切替バルブと、
    前記車両のオイル溜まりに貯留されたオイルの温度を検出する第二温度センサと、
    前記切替バルブの故障を検知するための制御手段と、
    をさらに備え、
    前記冷却油路は、前記車両に搭載された電気モータの回転軸の軸心に冷却用のオイルを供給する軸心冷却油路と、前記軸心冷却油路へのオイルの供給の有無を切り替える冷却油路用シフトバルブと、を備え、
    前記制御手段は、前記第一温度センサと前記第二温度センサの検出温度に基づいて前記切替バルブの故障を検知する
    ことを特徴とする車両用駆動装置の油圧回路。
  2. 前記オイルポンプは、前記車両の車輪の回転に伴い駆動される一のオイルポンプであり、
    前記車両の動力源であるエンジン又は前記電気モータによって駆動される他のオイルポンプを更に備え、
    前記冷却油路用シフトバルブは、前記一のオイルポンプから供給されたオイルの油圧で切り替えられるように構成したことを特徴とする請求項1に記載の車両用駆動装置の油圧回路。
  3. 前記第一温度センサは、前記冷却油路における前記オイルクーラーの下流側に設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の車両用駆動装置の油圧回路。
  4. 前記第一温度センサは、前記冷却油路における前記オイルクーラーの下流側、かつ前記冷却油路用シフトバルブの下流側に設けられていることを特徴とする請求項3に記載の車両用駆動装置の油圧回路。
  5. 前記電気モータは、車両の駆動輪に動力を伝達する駆動用の電気モータであることを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の車両用駆動装置の油圧回路。
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