车辆驱动装置的制作方法

1.本发明涉及一种驱动车辆行驶的车辆驱动装置。


背景技术：

2.作为这种装置，以往已知有如下构成的装置，具有发动机、发电用第1电动机、行驶用第2电动机，经由第1传递路径向车轴传递发动机的转矩，另一方面经由第2传递路径向车轴传递第2电动机的转矩。这样的装置例如记载于专利文献1中。在专利文献1记载的装置中，通过离合器的切换来切换转矩的传递路径，从而实现利用发动机的转矩的发动机行驶和利用第2电动机的转矩的马达行驶中的任一者。
3.如专利文献1记载的那样，有时在具有能够实现发动机行驶和马达行驶的装置的车辆上，设置由发动机的输出轴的旋转所驱动的油泵和由其他的旋转元件的旋转所驱动的油泵。这样的车辆在发动机停止的马达行驶时，有可能发生向需要润滑的部位的油的供给量不足的问题。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本特开2012-091708号公报(jp2012-091708a)。


技术实现要素：

7.本发明的一技术方案的车辆驱动装置，具备：内燃机；第1电动发电机，其由内燃机驱动；第2电动发电机；转矩传递部，其形成将第2电动发电机的驱动力经由差动机构传递至驱动轮的转矩传递路径；控制部，其分别控制内燃机、第1电动发电机、第2电动发电机，将行驶模式切换为一边停止内燃机的驱动一边行驶的第1模式和一边驱动内燃机一边行驶的第2模式；第1油泵，其由内燃机驱动；第2油泵，其与转矩传递部连接；液压回路，其构成为，在行驶模式为第1模式时，从第2油泵向需要润滑的润滑部供给润滑用的油，为第2模式时，从第1油泵和第2油泵双方向润滑部供给润滑用的油；以及打滑检测部，其检测驱动轮的打滑状态。润滑部包括差动机构，控制部当在行驶模式为第1模式时由打滑检测部检测出打滑状态时，将行驶模式切换为第2模式。
附图说明
8.本发明的目的、特征以及优点，通过与附图相关的以下实施方式的说明进一步阐明。
9.图1是概略地示出本发明的实施方式的车辆驱动装置的整体构成的图。
10.图2是概略地示出本发明的实施方式的车辆驱动装置中的液压回路的构成的液压回路图。
11.图3是示出图2的液压回路中的车速与向润滑部供给润滑油的量之间的关系的图。
12.图4是示出图1的差动机构的概略构成的图。
13.图5是示出由图1的控制器执行的处理的一例的流程图。
具体实施方式
14.以下参照图1～图5对本发明的实施方式进行说明。本发明的实施方式的车辆驱动装置应用在具备作为行驶驱动源的发动机和电动发电机的混合动力车辆。图1是概略地示出本实施方式的车辆驱动装置100的整体构成图。
15.如图1所示，车辆驱动装置100具备：作为驱动源的发动机(eng)1以及第1和第2电动发电机(mg1、mg2)2、3、和夹设在驱动源与差动机构6之间，将在驱动源产生的转矩经由差动机构(df)6传递至左右车轴4的齿轮机构10。
16.车辆驱动装置100具有与车轴4平行的多个旋转轴。即，具有沿着与车轴4平行的第1轴线l1延伸，与发动机1连结的旋转轴(输出轴)11、沿着与车轴4平行的第2轴线l2延伸，分别与第1电动发电机2和第2电动发电机3连结的旋转轴12和旋转轴13、沿着与车轴4平行的第3轴线l3延伸的旋转轴(中间轴)14。
17.发动机1是将通过节气门阀供给的吸入空气和从喷射器喷射出的燃料31能够接合和能够脱离的离合器片32，为利用液压力而工作的湿式多片式液压离合器。即，根据未图示的控制阀的切换向离合器片32施加液压力，由此离合器片32与离合器片31接合，动力从旋转轴11传递至离合器片32(离合器接合状态)。另一方面，当停止施加于向离合器片32的液压力时，离合器片32从离合器片31脱离，从旋转轴11向离合器片32的动力传递被切断(离合器分离状态)。
18.齿轮机构10具有与旋转轴11一体地设置的齿轮21、与旋转轴12一体地设置的齿轮22、与旋转轴13一体地设置的齿轮23、与旋转轴14一体地设置的齿轮24、25、与差动机构6一体地设置的齿轮26、与离合器片32一体地设置的齿轮27。
19.旋转轴11的齿轮21与旋转轴12的齿轮22啮合。由此发动机1的转矩经由齿轮21和齿轮22传递至旋转轴12，第1电动发电机2被驱动。其结果是，能够在第1电动发电机2发电。
20.旋转轴13的齿轮23与旋转轴14的齿轮24啮合，旋转轴14的齿轮25与差动机构6的齿轮26啮合。由此第2电动发电机3的转矩经由齿轮23、齿轮24、旋转轴14、齿轮25以及齿轮26传递至差动机构6。其结果是，车轴4被驱动，驱动轮101旋转。需要说明的是，将从第2电动发电机3至车轴4的转矩的传递路径称为第1转矩传递路径pa1。
21.旋转轴13的齿轮23还与离合机构30的齿轮27啮合。由此在离合器接合时，发动机1的转矩经由离合机构30、齿轮27、齿轮23、齿轮24、旋转轴14、齿轮25以及齿轮26传递至差动机构6。其结果是由来自发动机1的转矩车轴4被驱动。在离合器分离时，从发动机1向齿轮27的转矩传递被切断。需要说明的是，将从发动机1至车轴4的转矩的传递路径称为第2转矩传递路径pa2。第2转矩传递路径pa2是将从发动机1经由离合机构30至齿轮23的转矩的传递路径pa3和第1转矩传递路径pa1串联连接而构成的。
22.液压控制装置9包括利用电信号工作的电磁阀、电磁比例阀等控制阀9a。控制阀9a根据来自控制器5的指令工作，控制压力油向离合机构30的流动。由此能够切换离合机构30的接合(连接)和分离(断开)。需要说明的是，压力油向其他部位的流动由液压控制装置9的其他控制阀控制。
23.控制器5包含具有cpu(中央处理器)、rom(只读存储器)、ram(随机存取存储器)、其
他外围电路等的运算处理装置而构成，具有用于控制发动机1的发动机控制用ecu5a、用于控制离合机构30的接合(连接)和分离(断开)的离合器用ecu5b、用于控制第1电动发电机2和第2电动发电机3的电动发电机控制用ecu5c。需要说明的是，还可以与各ecu5a～5c相对应地设置多个控制器5，而不是单个控制器5具有多个ecu5a～5c。
24.向控制器5输入来自检测车速的车速传感器51、检测与加速踏板的操作量相对应的加速器开度的加速器开度传感器52、检测电池8的充电率(充电状态)的soc传感器53、分别检测左右驱动轮101的转速的转速传感器54等的信号。需要说明的是，来自检测发动机1的转速的转速传感器、检测第1电动发电机2的转速的转速传感器、检测第2电动发电机3的转速的转速传感器等的信号也输入到控制器5，省略图示。
25.控制器5基于这些输入信号考虑电池8的充电率的同时，按照示出预先决定的车速和由加速器开度等规定的车辆的驱动力特性的驱动力图决定行驶模式。还向节气门阀开度调整用执行器、燃料喷射用喷射器、电力控制单元7、液压控制装置9(控制阀9a)等输出控制信号，控制发动机1、第1电动发电机2和第2电动发电机3以及离合机构30的动作，以使车辆根据行驶模式行驶。
26.本实施方式的车辆驱动装置100构成为能够切换行驶模式。能够由车辆驱动装置100实现的行驶模式包括利用第2电动发电机3的驱动而行驶的ev模式、在第1电动发电机2发电的同时利用第2电动发电机3的驱动而行驶的发电模式、利用发动机1的驱动而行驶的巡行模式。
27.在ev模式下，发动机1停止驱动，离合机构30断开。此时，第2电动发电机3的转矩经由齿轮机构10传递至车轴4，由此能够利用第2电动发电机3的转矩使车辆行驶。
28.在发电模式下，离合机构30保持断开状态，驱动发动机1。因此，第1电动发电机2被驱动而进行发电。另一方面，使用在第1电动发电机2发出的电力驱动第2电动发电机3，由此驱动车辆行驶。
29.在巡行模式下，发动机1驱动，并且离合机构30连接。巡行模式是适合车辆以高车速巡行时的模式，发动机1的转矩经由离合机构30和齿轮机构10传递至车轴4，由此能够利用发动机1的转矩使车辆行驶。
30.对设置于车辆驱动装置100的液压回路的构成进行说明。如图1所示，发动机1的输出轴11的齿轮21与齿轮28啮合。齿轮28与第1油泵(p1)35的旋转轴(输入轴)15连接。由此在发动机1工作时，借助齿轮21和齿轮28驱动第1油泵35，从第1油泵35排出油。差动机构6的齿轮26与齿轮29啮合。齿轮29与第2油泵(p2)36的旋转轴(输入轴)16连接。由此在车轴4旋转时，借助齿轮26和齿轮29驱动第2油泵36，从第2油泵36排出油。
31.图2是概略地示出本实施方式的车辆驱动装置100中的液压回路50的构成的液压回路图。如图2所示，第1油泵35和第2油泵36二者与第1电动发电机2和第2电动发电机3连接。更详细而言，液压回路50以来自第1油泵35的排出油合流到从第2油泵36至第1电动发电机2和第2电动发电机3的回路的方式构成。由此，来自第1油泵35和第2油泵36的排出油作为冷却油向第1电动发电机2和第2电动发电机3供给，第1电动发电机2和第2电动发电机3被冷却。
32.液压回路50还以来自第1油泵35的排出油合流到从第2油泵36至润滑部lp的回路的方式构成。润滑部lp为需要润滑的部位的总称，例如差动机构6包含在润滑部lp中。由此
来自第1油泵35和第2油泵36的排出油作为润滑油向润滑部lp供给，润滑部lp被润滑。
33.还有，第1油泵35与控制阀9a连接。控制阀9a根据来自控制器5(图1)的指令进行切换，由控制工作油向离合机构30的流动的电磁阀、电磁比例阀构成。当控制阀9a切换到第1位置(打开位置)时，来自第1油泵35的工作油供给到离合机构30，离合机构30接合。另一方面，当控制阀9a切换到第2位置(关闭位置)时，工作油从第1油泵35向离合机构30的流动被切断，离合机构30分离。
34.图3是示出车速v与向润滑部lp(例如差动机构6)供给的润滑油量q之间的关系的图。图中的特性f1为ev模式时的润滑油量的特性，特性f2为在发电模式时以及巡行模式时的润滑油量的特性。如图3所示，无论在ev模式时、发电模式时、巡行模式时中的哪一个，润滑油量q都随着车速v的增加而增加。然而，相对于在发电模式时和巡行模式时第1油泵35被驱动，在ev模式时第1油泵35停止。因此，润滑油量q的增加比率(特性的斜率)是特性f2比特性f1大。需要说明的是，润滑油量q的增加比率以规定的润滑油量q1为界而变得平缓。规定的润滑油量q1与液压回路内的液压达到了在液压回路50设置的未图示的安全阀的设定压力时的润滑油量相当。
35.这样，润滑油量q在ev模式时比发电模式时和巡行模式减少。因此，以在ev模式时也能够确保一般行驶时所需的润滑油量的方式设定第2油泵36的容量。但是，在驱动轮101打滑这样的特殊情况下，有可能发生像下述那样向差动机构6供给的润滑油量不足的问题。
36.图4是示出差动机构6的概略构成的图。如图4所示，差动机构6具有分别配置于差速器壳体60的内部的左右一对侧齿轮61、62和与各侧齿轮61、62啮合的一对小齿轮63、64。左右一对侧齿轮61、62分别与贯通差速器壳体60的左右一对车轴4的顶端部结合，与车轴4一体旋转。一对小齿轮63、64以能够旋转的方式支承在固定于差速器壳体60的、与车轴4垂直地延伸的小齿轮轴。
37.在一般的直行行驶时，在左右驱动轮101不产生速度差，因此小齿轮63、64不旋转，经由齿轮26输入的转矩经由差速器壳体60、小齿轮63、64以及侧齿轮61、62传递至车轴4。另一方面，当行驶在雪地上、冰上等摩擦系数较低的路面等，驱动轮101中的一个打滑(空转)时，左右侧齿轮61、62产生转速差，小齿轮63、64旋转。因此，小齿轮63、64的发热量增大，在第1油泵35停止中的ev行驶时，向差动机构6供给的润滑油量有可能不足。
38.当为了应对这样的润滑油量的不足而使第2油泵36大型化来增大泵容量时，会伴随着成本的增加，还会伴随着因摩擦力增加导致的燃油经济性的下降。因此，为了在不使第2油泵36大型化的情况下，即使在打滑状态也能向润滑部lp供给足够的润滑油量，在本实施方式中如下构成车辆驱动装置100。
39.图5是示出按照预先决定的程序由图1的控制器5执行的处理的一例的流程图。该流程图所示的处理当例如车辆的电源开关导通时开始，以规定周期反复进行。如图5所示，首先在s1(s：处理步骤)中，读入来自车速传感器51、加速器开度传感器52、soc传感器53、转速传感器54的信号。
40.接下来，在s2中，基于来自转速传感器54的信号判定车辆是否处于打滑状态。控制器5计算例如由转速传感器54检测出的左右驱动轮101的转速差，在该转速差为规定值以上时判定为处于打滑状态。还可以由转速传感器54计算车辆的加速度，在加速度为规定值以上时，判定为处于打滑状态。当s2为肯定(s2：是)时进入s3，为否定(s2：否)时结束处理。
41.在s3中，判定当前的行驶模式是否为ev模式。在当前的行驶模式为发电模式或巡行模式时，s3为否定(s3：否)，结束处理。即，在该情况下，因为向差动机构6供给着足够的润滑油量，所以结束处理。另一方面，当s3为肯定(s3：是)时进入s4，将行驶模式向发电模式切换。由此，发动机1被驱动，并且第1油泵35被驱动，因此向差动机构6供给的润滑油量增大，能够消除润滑油量的供给不足。
42.采用本实施方式能够起到如下的作用效果。
43.(1)本实施方式的车辆驱动装置100，具备：发动机(内燃机)1；第1电动发电机2，其由发动机1驱动；第2电动发电机3；齿轮机构10，其将第2电动发电机3的驱动力经由差动机构6传递至驱动轮101；离合机构30，其设置在齿轮机构10，切换成将发动机1的驱动力传递至驱动轮101的离合器接合状态(第1状态)或不传递的离合器分离状态(第2状态)；控制器(控制部)5，其分别控制发动机1、第1电动发电机2、第2电动发电机3、离合机构30，将行驶模式切换为一边停止发动机1的驱动一边行驶的ev模式和一边驱动发动机1一边行驶的发电模式或巡行模式；第1油泵35，其由发动机1驱动；第2油泵36，其与差动机构6连接；液压回路50，其构成为在行驶模式为ev模式时，从第2油泵36向需要润滑润滑部lp供给润滑用的油，在发电模式或巡行模式时，从第1油泵35和第2油泵36双方向润滑部lp供给润滑用的油；以及转速传感器54，其检测驱动轮101的打滑状态(图1、2)。润滑部lp包括差动机构6，控制器5当在行驶模式为ev模式时由转速传感器54检测出打滑状态时，将行驶模式切换为发电模式(图5)。
44.采用该构成，当在ev模式时检测出驱动轮101的打滑状态时，第1油泵35被驱动，因此能够从第1油泵35和第2油泵36双方向差动机构6供给足够的润滑油量。因此，无需使第2油泵36大型化，就能够防止因小齿轮63、64的超转速导致的差动机构的烧坏。
45.(2)液压回路50构成为，还从第1油泵35和第2油泵36向第1电动发电机2和第2电动发电机3供给冷却用的油，并且由第1油泵35向离合机构30供给离合器切换用的油(图2)。由此，利用来自油泵35、36的排出油不仅进行对润滑部lp的润滑，还能够进行电动发电机2、3的冷却和离合器切换。
46.(3)控制器5在由转速传感器54检测出的左右驱动轮101的转速差为规定值以上时，判定为处于打滑状态。因此，能够良好地检测出发生润滑油供给不足的打滑状态。
47.需要说明的是，在上述实施方式中，在由检测左右驱动轮101的转速差的传感器(转速传感器)检测出的转速差为规定值以上时，作为判定部的控制器判定为处于打滑状态，但检测驱动轮的打滑状态的打滑检测部的构成不限于以上所述。在上述实施方式中，第2油泵36经由齿轮26、29与差动机构6连接，利用差动机构6的驱动来驱动第2油泵36，但只要是与转矩从第2电动发电机3传递至驱动轮101的路径即作为转矩传递部的第1转矩传递路径pa1连接，第2油泵就可以连接于上述以外的部位。
48.在上述实施方式中，当在行驶模式为ev模式时由打滑检测部检测出打滑状态时，将行驶模式从ev模式(第1模式)切换为发电模式(第2模式)，但第1模式和第2模式不限于以上所述。即，只要是一边停止内燃机的驱动一边行驶的模式，第1模式就可以是任何模式，只要是一边驱动内燃机一边行驶的模式，第2模式就可以是任何模式。
49.在上述实施方式中，控制器5控制发动机1、第1和第2电动发电机2、3、离合机构30(控制阀9a)来切换行驶模式，但只要是构成为能够切换为第1模式和第2模式，行驶模式的
切换方式就可以是任何形式。在上述实施方式中，以第1油泵35的排出油作为电动发电机2、3的冷却油、润滑部lp的润滑油、离合器切换的工作油使用，第2油泵36的排出油作为电动发电机2、3的冷却油和润滑部lp的润滑油使用的方式构成了液压回以适当的比例混合，利用火花塞等点火使它们燃烧，由此产生旋转动力的内燃机(例如汽油发动机)。需要说明的是，也能够使用柴油发动机等各种发动机来代替汽油发动机。节气门阀的开度、从喷射器喷射出的燃料的喷射量(喷射时期、喷射时间)以及点火正时等由控制器(ecu)5控制。在发动机1产生的驱动力经由旋转轴11输出。
50.第1电动发电机2和第2电动发电机3分别具有以第2轴线l2为中心旋转的转子和配置于转子周围的大致圆筒形状的定子。更详细而言，第1电动发电机2的转子被支承得能够以第2轴线l2为中心旋转，并且与旋转轴12连结，与旋转轴12一体旋转。另一方面，第2电动发电机3的转子形成为以第2轴线l2为中心的大致圆筒形状。该转子被支承得能够以第2轴线l2为中心旋转，并且与大致圆筒形状的旋转轴13连结，与旋转轴13一体旋转。
51.第1电动发电机2和第2电动发电机3能够作为马达和发电机发挥功能。即，第1电动发电机2和第2电动发电机3的转子由从电池(bat)8经由电力控制单元(pcu)7供给到定子的线圈的电力驱动。此时第1电动发电机2和第2电动发电机3作为马达发挥功能。另一方面，当第1和第2电动发电机2、3的转子的旋转轴12、13由外力驱动时，第1和第2电动发电机2、3发电，电力经由电力控制单元7蓄电于电池8。此时第1和第2电动发电机2、3作为发电机发挥功能。
52.在一般行驶时，例如定速行驶时、加速行驶时等，第1电动发电机2主要作为发电机发挥功能，第2电动发电机3主要作为马达发挥功能。更详细而言，第1电动发电机2在发动机启动时，作为驱动与旋转轴11一体的曲轴旋转的马达发挥功能，除此之外作为发电机发挥功能。第2电动发电机3在减速行驶时为了得到再生能源作为发电机发挥功能，除此之外作为马达发挥功能。
53.电力控制单元7包含逆变器而构成。根据来自控制器5的指令控制逆变器，由此来控制第1电动发电机2和第2电动发电机3各自的输出转矩或再生转矩。
54.在旋转轴11的周围设置离合机构30。离合机构30具有与旋转轴11一体地设置，与旋转轴11一体地旋转的离合器片31和设置为与离合器片路50，但只要是构成为在行驶模式为第1模式时从第2油泵向润滑部供给润滑用的油，在为第2模式时从第1油泵和第2油泵双方向润滑部供给润滑用的油，液压回路的构成就可以是任何形式。
55.既能够任意组合上述实施方式和变形例的一个或者多个，也能够将各变形例彼此进行组合。
56.采用本发明，能够防止向润滑部供给的润滑油量不足。
57.上文结合优选实施方式对本发明进行了说明，本领域技术人员应理解为能够在不脱离后述权利要求书的公开范围的情况下进行各种修改和变更。