JP4893458B2 - 車両用駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用駆動装置に関し、特に、動力源からのトルクを左右駆動輪に伝達する各構成要素に潤滑油を供給する車両用駆動装置に関する。

従来のこの種の車両用駆動装置としては、トランスファのドライブギヤがインプットシャフトの外周面に回転自在に支持され、差動歯車装置のフロントインタデフギヤがドライブギヤに一体に形成され、差動歯車装置のリヤインタデフギヤにスルーシャフトが連結され、スルーシャフトがアクスルハウジング内を横切るように配設されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この車両用駆動装置は、インプットシャフトが駆動されると、ドライブギヤ及びリヤインタデフギヤの羽根車がそれぞれ回転して、羽根車がポンプとして機能し、羽根車近傍とドライブギヤとインプットシャフトの接触面との間の油路を通して、オイルをドライブギヤとインプットシャフトの接触面に供給するようになっている。

また、ハイブリッド自動車に搭載される車両用駆動装置においては、低重心化のために、モータジェネレータ、遊星歯車装置等が回転する主軸の位置を従来よりも低い位置に配置することが望まれている。
特開平６−１４７３０２号公報

しかしながら、上述のような特許文献１に記載された従来の車両用駆動装置にあっては、オイルを常時供給するようになっているため、潤滑の必要がないときであっても、羽根車やドライブギヤとインプットシャフトの接触面でオイルの攪拌抵抗による損失トルクが発生し、燃費の悪化を生じてしまうという問題があった。

また、ハイブリッド自動車に搭載されるＦＦ（フロントエンジンフロントドライブ；エンジン前置き前輪駆動）形式の車両用駆動装置においては、主軸を低い位置に配置した場合、デファレンシャルが良好に潤滑されるように多量のオイルを搭載すると、主軸部分におけるオイルレベルが上昇してしまい、モータジェネレータ等、主軸上の各回転物が油没して回転部の攪拌抵抗が増大してしまい、燃費の悪化を生じてしまうという問題があった。

このような問題を解消するために、オイルレベルを低減させて回転部の攪拌抵抗を低減させるために、オイルパンのオイルレベルが低くなるようにオイルパンのオイルをオイルポンプで吐出した後、オイルクーラで冷却してオイルパンに戻すようにオイルを循環させるようにすることが考えられる。

しかしながら、このようにオイルパンのオイルレベルを低い状態にした場合には、デファレンシャルの潤滑不足が発生して焼き付きが発生してしまうという問題が発生してしまう。

本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、オイルの供給不足による焼き付きを防止することができるとともに、オイルの供給過剰による構成要素の攪拌抵抗を低減して燃費の悪化を防止することができる車両用駆動装置を提供することを目的とする。

本発明に係る車両用駆動装置は、上記目的達成のため、（１）動力源からのトルクを左右駆動輪に伝達する複数の構成要素と、前記構成要素に潤滑油を供給する第１の供給管と、備えた車両用駆動装置において、前記複数の構成要素のうち少なくとも１つの構成要素に潤滑油を供給するよう前記第１の供給管から分岐した少なくとも１つの第２の供給管と、前記第２の供給管を開放および閉止するよう前記第２の供給管上に設けられた開閉手段と、前記第２の供給管から潤滑油が供給される構成要素の焼き付き発生条件を満足するか否かを判定する焼き付き条件判定手段と、前記焼き付き条件判定手段により焼き付き発生条件を満足すると判定された構成要素に潤滑油を供給するよう前記開閉手段を制御する制御手段と、を備えたものから構成されている。

この構成により、第１の供給管から各構成要素に供給していた潤滑油の一部を、第２の供給管により焼き付きの恐れがある構成要素に供給するので、オイルレベルが低い場合であっても、焼き付きの恐れがある個所に優先的にオイルを供給するようにして、オイルの供給不足による焼き付きを防止することができるとともに、オイルの供給過剰による構成要素の攪拌抵抗を低減して燃費の悪化を防止することができる。

本発明に係る車両用駆動装置は、上記（１）に記載の車両用駆動装置において、（２）前記複数の構成要素は、電動機と、内燃機関からのトルクおよび前記電動機からのトルクを合成するトルク合成手段と、前記トルク合成手段により合成された合成トルクにより前記左右駆動輪を回転させる差動装置とより構成され、前記左右駆動輪の回転数を計測し、前記左右駆動輪の回転数から前記差動装置の差動回転数を算出する差動回転数算出手段と、前記内燃機関に指示される要求トルクおよび前記電動機に指示される要求トルクの合成トルクを算出するトルク算出手段とを備え、前記焼き付き条件判定手段は、前記差動回転数算出手段が算出した差動回転数および前記トルク算出手段が算出した合成トルクの少なくとも一方に基づいて、前記差動装置が焼き付き発生条件を満足するか否かを判定するものから構成されている。

この構成により、差動回転数または合成トルクの少なくとも一方に基づいて、差動装置の焼き付き発生条件を満足したか否かを判定し、差動装置に潤滑油を供給するので、焼き付きの恐れがある個所に優先的にオイルを供給するようにして、オイルの供給不足による焼き付き、およびオイルの供給過剰による燃費の悪化を防止することができる。また、差動装置の焼き付き発生条件を満足しないように、要求トルクを制御することにより、差動装置の焼き付きの発生を防止することができる。

また、本発明に係る車両用駆動装置は、上記（２）に記載の車両用駆動装置において、（３）前記電動機、前記トルク合成手段および前記差動装置を収納するケースと、前記ケースの底部に貯留された潤滑油の温度を検知する潤滑油温度検知手段とを備え、前記焼き付き条件判定手段は、前記差動回転数算出手段が算出した差動回転数および前記トルク算出手段が算出した合成トルクの少なくとも一方と、前記潤滑油温度検出手段が検知した潤滑油の温度とに基づいて、前記差動装置が焼き付き発生条件を満足するか否かを判定するものから構成されている。

この構成により、焼き付き発生条件を満足したか否かを、差動回転数または合成トルクの少なくとも一方に加えて、潤滑油の温度にも基づいて精度良く判定することができるので、焼き付きの恐れがある個所に優先的にオイルを供給するようにして、オイルの供給不足による焼き付き、およびオイルの供給過剰による燃費の悪化を防止することができる。また、差動装置の焼き付き発生条件を満足しないように、潤滑油の温度を参照して差動回転数または合成トルクを精度良く制御することにより、差動装置の焼き付きの発生を確実に防止することができる。

また、本発明に係る車両用駆動装置は、上記（２）または（３）に記載の車両用駆動装置において、（４）前記差動装置は、前記合成トルクが入力されるデフリングギヤと、前記デフリングギヤとともに回転するデフケースと、前記デフケース内に収納されたピニオンギヤと、前記デフケース内に収納され、前記ピニオンギヤと歯合するとともにドライブシャフトが結合されたサイドギヤとより構成され、前記デフケースは、前記ドライブシャフトが嵌合されるドライブシャフト嵌合部を有し、前記ドライブシャフト嵌合部に前記第２の供給管を通して潤滑油が供給されるものから構成されている。

この構成により、ドライブシャフト嵌合部が焼き付き発生条件を満足した場合に、ドライブシャフト嵌合部に潤滑油が供給されるので、焼き付きの恐れがある個所に優先的にオイルを供給するようにして、オイルの供給不足による焼き付き、およびオイルの供給過剰による燃費の悪化を防止することができる。

また、本発明に係る車両用駆動装置は、上記（２）または（３）に記載の車両用駆動装置において、（５）前記差動装置は、前記合成トルクが入力されるデフリングギヤと、前記デフリングギヤとともに回転するデフケースと、前記デフケース内に軸支されたピニオンギヤと、前記デフケース内に軸支され、前記ピニオンギヤと歯合するとともにドライブシャフトが結合されたサイドギヤとより構成され、前記デフケースは、前記ピニオンギヤが嵌合されるピニオンギヤ嵌合部を有し、前記ピニオンギヤ嵌合部に前記第２の供給管を通して潤滑油が供給されるものから構成されている。

この構成により、ピニオンギヤ嵌合部が焼き付き発生条件を満足した場合に、ピニオンギヤ嵌合部に潤滑油が供給されるので、焼き付きの恐れがある個所に優先的にオイルを供給するようにして、オイルの供給不足による焼き付き、およびオイルの供給過剰による燃費の悪化を防止することができる。

本発明によれば、オイルの供給不足による焼き付きを防止することができるとともに、オイルの供給過剰による構成要素の攪拌抵抗を低減して燃費の悪化を防止することができる車両用駆動装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る車両用駆動装置を搭載したＦＦ（フロントエンジンフロントドライブ；エンジン前置き前輪駆動）形式のハイブリッド自動車のスケルトン図である。

まず、構成について説明する。

図１に示すように、ハイブリッド自動車１のパワートレーン１１は、動力源としてのエンジン２と、車両用駆動装置２８と、ドライブシャフト３９、４０と、駆動輪４１、４２とを備えており、エンジン２のクランクシャフト２ａは、ハイブリッド自動車１の幅方向に、且つ、水平に配置されている。

また、クランクシャフト２ａの端部には、フライホイール３が形成されている。エンジン２の外壁には、変速機構、動力分配機構、差動機構が１つになったトランスアクスルとしての車両用駆動装置２８が取り付けられており、車両用駆動装置２８の筐体であるケース４は、金属材料、例えば、アルミニウムなどの材料を用いてダイカスト法により製造されたものであり、中空構造を有している。ケース４の内部空間４ｉには、インプットシャフト５、第１のモータジェネレータ６、動力分配機構７、変速機構８、第２のモータジェネレータ９などが設けられている。インプットシャフト５は、軸線Ａ１を中心として回転するようになっており、クランクシャフト２ａ側の端部には、クラッチハブ１０がスプライン嵌合されている。

また、フライホイール３とインプットシャフト５との間には、トルク変動を抑制および吸収するダンパ機構１２が設けられている。第１のモータジェネレータ６は、インプットシャフト５の外側に配置され、第２のモータジェネレータ９は、第１のモータジェネレータ６よりもエンジン２から遠い位置に配置されている。すなわち、エンジン２と第２のモータジェネレータ９との間に第１のモータジェネレータ６が配置されている。

第１のモータジェネレータ６および第２のモータジェネレータ９は、電力の供給により動力源として駆動する電動機としての機能、すなわち力行機能と、機械エネルギを電気エネルギに変換する発電機としての機能、すなわち回生機能とを兼ね備えたものである。第１のモータジェネレータ６は、ケース４に固定されたステータ１３と、回転自在なロータ１４と、を有している。

インプットシャフト５の外周部には、中空シャフト１７が取り付けられており、インプットシャフト５と中空シャフト１７とが相対回転可能に構成されている。ケース４の内面には、隔壁４ａ、４ｂ、４ｃが設けられている。また、隔壁４ａには、軸受１５が取り付けられるとともに隔壁４ｂには、軸受１６が取り付けられ、軸受１５、１６により中空シャフト１７が回転可能に保持されている。

また、第１のモータジェネレータ６と第２のモータジェネレータ９との間には、動力分配機構７が設けられている。動力分配機構７は、いわゆるシングルピニオン形式の遊星歯車装置７ａを有している。すなわち、遊星歯車装置７ａは、サンギヤ１８と、サンギヤ１８と同心状に配置されたリングギヤ１９と、サンギヤ１８およびリングギヤ１９に歯合する複数のピニオンギヤ２０と、ピニオンギヤ２０を保持するキャリヤ２１とを有している。サンギヤ１８は、中空シャフト１７と連結され、キャリヤ２１は、インプットシャフト５と連結されている。なお、リングギヤ１９は、インプットシャフト５と同心状に配置された環状部材２２の内周側に形成されており、この環状部材２２の外周部には、主軸の軸線Ａ１を中心として回転する構成要素であるカウンタドライブギヤ２３が形成されている。このカウンタドライブギヤ２３は、第２軸の軸線Ａ２を中心として回転する構成要素であるカウンタドリブンギヤ３７、第３軸の軸線Ａ３を中心として回転する構成要素である差動装置としてのデファレンシャル３８、ドライブシャフト３９、４０を経由して駆動輪４１、４２に連結されている。

右の駆動輪４１の近傍には、駆動輪４１の回転数を計測する右輪回転数センサ６２が設けられるとともに、左の駆動輪４２の近傍には、駆動輪４２の回転数を計測する左輪回転数センサ６３が設けられている。右輪回転数センサ６２および左輪回転数センサ６３によって計測された回転数は、演算ユニット６１に送られるようになっている。右輪回転数センサ６２および左輪回転数センサ６３は、駆動輪４１、４２の回転を磁気的または光学的に検知して、駆動輪４１、４２がそれぞれ１回転する毎にパルスを発生するように構成されている。また、演算ユニット６１は、図示しないＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、後述するように、ケース４内のオイルの潤滑を制御するようになっている。

インプットシャフト５には、連結軸５ａが同心状に連結されており、インプットシャフト５と連結軸５ａとは、一体的に回転できるようになっている。連結軸５ａの外周部には、中空シャフト２４が回転可能に取り付けられており、中空シャフト２４の外周部には、第２のモータジェネレータ９が配置されている。第２のモータジェネレータ９は、ケース４に固定されたステータ２５と、回転自在なロータ２６と、を有しており、ロータ２６は、中空シャフト２４と一体回転するように連結されている。ケース４の内面の隔壁４ｃには、軸受３５が取り付けられるともに、ケース４の端部には、軸受３６が取り付けられており、軸受３５、３６により中空シャフト２４が回転可能に保持されている。

また、動力分配機構７と第２のモータジェネレータ９との間には、変速機構８が設けられている。変速機構８は、いわゆるシングルピニオン形式の遊星歯車装置８ａを有している。すなわち、遊星歯車装置８ａは、中空シャフト２４と一体的に回転するサンギヤ２９と、サンギヤ２９と同心状に配置され、且つ、環状部材２２の内周に形成されたリングギヤ３０と、サンギヤ２９およびリングギヤ３０に歯合する複数のピニオンギヤ３１と、ピニオンギヤ３１を保持するキャリヤ３２とを有している。キャリヤ３２は、隔壁４ｃに固定されており回転しないようになっている。また、環状部材２２は、隔壁４ｂに取り付けられた軸受３３および隔壁４ｃに取り付けられた軸受３４により回転自在に保持されている。

パワートレーン１１においては、エンジン２から出力されるトルクがインプットシャフト５を介してキャリヤ２１に伝達される。キャリヤ２１に伝達されたトルクは、リングギヤ１９、環状部材２２、カウンタドライブギヤ２３等を介して駆動輪４１、４２に伝達される。また、エンジン２のトルクをキャリヤ２１に伝達する際に、第１のモータジェネレータ６を発電機として機能させ、発生した電力を図示しない蓄電装置に充電することができる。

また、パワートレーン１１においては、第２のモータジェネレータ９を電動機として駆動させ、その動力を動力分配機構７に伝達することができる。第２のモータジェネレータ９の動力が中空シャフト２４を介してサンギヤ２９に伝達されると、前述したようにキャリヤ３２が隔壁４ｃに固定されており反力要素として作用するので、各ピニオンギヤ３１は、公転せずに自転し、各ピニオンギヤ３１のトルクは、リングギヤ３０に伝達される。なお、リングギヤ３０の回転速度は、サンギヤ２９の回転速度に対して減速されたものとなり、リングギヤ３０の回転方向は、サンギヤ２９の回転方向とは逆方向となる。

また、エンジン２、第１のモータジェネレータ６および第２のモータジェネレータ９の動力は、動力分配機構７に入力されて合成され、合成された動力が駆動輪４１、４２に伝達される。したがって、パワートレーン１１を有するハイブリッド自動車１は、エンジン２と、第１のモータジェネレータ６および第２のモータジェネレータ９の少なくとも一方のトルクを駆動輪４１、４２に伝達することができる。動力分配機構７は、本発明におけるトルク合成手段を構成する。

図２は、本発明の一実施の形態に係る車両用駆動装置の水平方向の断面を示す断面図である。

図２に示すように、車両用駆動装置２８のケース４におけるデファレンシャル３８が収納される部分は、主軸の軸線Ａ１を中心として回転する構成要素を収納する部分から突出しており、デフ収納部４ｄを形成している。デフ収納部４ｄは、デフリングギヤ４３と、デフリングギヤ４３とともに回転するデフケース５１とを収納する。デフケース５１は、ピニオンシャフト５２、ピニオンギヤ５３、サイドギヤ５４を収納している。ピニオンシャフト５２は、デフケース５１に固定されており、ピニオンギヤ５３を回転可能に軸支するようになっている。ピニオンギヤ５３は、左右のドライブシャフト３９、４０にスプライン結合された２つのサイドギヤ５４と歯合して、２つのサイドギヤ５４の回転に差が生じた場合に、ピニオンシャフト５２を回転軸として回転する。

デフケース５１は、ドライブシャフト３９、４０が嵌合されるドライブシャフト嵌合部５５を有している。デフケース５１のドライブシャフト嵌合部５５には、オイルの通路となる溝５１ａが設けられており、ドライブシャフト嵌合部５５とドライブシャフト３９、４０との間に油膜が形成されるようになっている。

ピニオンギヤ５３は、ピニオンシャフト５２と接触するピニオンギヤ嵌合部５６を有しており、デフケース５１内のオイルによって、ピニオンシャフト５２とピニオンギヤ嵌合部５６との間に油膜が形成されるようになっている。

ケース４のデフ収納部４ｄの上面には、ケース４の底部に貯留されたオイルを、ケース４の外部を通してデフ収納部４ｄ内に供給するための供給口５７、５８、８５が形成されている。供給口５７は、ドライブシャフト嵌合部５５にオイルを供給するためのものであり、例えば、デフケース５１とドライブシャフト３９、４０との境界部分の上方に配置される。供給口５８は、ピニオンギヤ嵌合部５６にオイルを供給するものであり、ピニオンシャフト５２の上方に配置される。供給口８５は、デフ収納部４ｄ内の端部、すなわち主軸の軸線Ａ１を中心として回転する構成要素から最も遠い側のデフ収納部４ｄ内の端部にオイルを供給するものであり、デフ収納部４ｄ内の端部に配置される。

また、ケース４内の上部には、ケース４内の底部に貯留されたオイルを、主軸の軸線Ａ１を中心として回転する各構成要素および第２軸の軸線Ａ２を中心として回転する構成要素であるカウンタドリブンギヤ３７を主として、ケース４内の各部に供給するオイルキャッチタンク７１（図３参照）が設けられている。オイルキャッチタンク７１は、動力分配機構７、変速機構８およびカウンタドリブンギヤ３７の上方に配置されている。

図３は、本発明の一実施の形態に係る車両用駆動装置を、図２の矢印Ａ−Ａで切断した断面図であり、車両用駆動装置の潤滑系統を示すものである。

図３に示すように、ケース４の外部には、ケース４内の底部に貯留されたオイルをオイルキャッチタンク７１に供給するオイル通路６５、６７、６９、７０が設けられている。オイル通路６５とオイル通路６７の間には、エンジン２または別途設ける図示しないモータ等を動力源として駆動するオイルポンプ６６が設けられており、オイル通路６５、６７、６９、７０内をオイルが圧送されるようになっている。オイル通路６７とオイル通路６９との間には、外気に曝されるように配置された熱交換器としてのオイルクーラ６８が設けられており、オイルクーラ６８を通過したオイルが冷却されるようになっている。オイル通路６５、６７、６９、７０、オイルポンプ６６、オイルクーラ６８は、本発明における第１の供給管を構成する。オイルキャッチタンク７１に入ったオイルは、下方に滴下して、ケース４内に収納された各構成要素を潤滑する。また、ケース４内の底部に貯留されたオイルは、デフリングギヤ４３、カウンタドリブンギヤ３７、カウンタドライブギヤ２３の回転によって掻き揚げられて、ケース４内に収納された各構成要素を潤滑する。

ケース４の外部には、ケース４内の底部に貯留されたオイルを供給口５８に供給するオイル通路７２、７３、７５が設けられている。オイル通路７２は、オイル通路６９から分岐して設けられており、オイル通路７３とオイル通路７５の間には、アクチュエータ７４ａにより開閉駆動されるバルブ７４が設けられている。

ケース４の外部には、ケース４内の底部に貯留されたオイルを供給口５７に供給するオイル通路７６、７７、７９が設けられている。オイル通路７６は、オイル通路７２から分岐して設けられており、オイル通路７７とオイル通路７９の間には、アクチュエータ７８ａにより開閉駆動されるバルブ７８が設けられている。

ケース４の外部には、ケース４内の底部に貯留されたオイルを供給口８５に供給するオイル通路８０、８２が設けられている。オイル通路８０は、オイル通路７６から分岐して設けられており、オイル通路８０とオイル通路８２の間には、アクチュエータ８１ａにより開閉駆動されるバルブ８１が設けられている。オイル通路７２、７３、７５、７６、７７、７９、８０、８２は、本発明における第２の供給管を構成する。また、バルブ７４、７８、８１は、本発明における開閉手段を構成する。なお、オイル通路６５、６７、６９、７０、７２、７３、７５、７６、７７、７９、８０、８２、オイルポンプ６６、バルブ７４、７８、８１を、ケース４の内部に設けるようにしてもよい。

ケース４のデフ収納部４ｄ内の軸線Ａ１側には、デフリングギヤ４３が攪拌するオイルを制限するための仕切り板４ｅが設けられており、デフリングギヤ４３がオイルを攪拌する際の攪拌抵抗を減少するようになっている。

アクチュエータ７４ａ、７８ａ、８１ａは、電磁ソレノイド等により構成されており、演算ユニット６１に制御されて、バルブ７４、７８、８１をそれぞれ開放または閉止するようになっている。なお、アクチュエータ７４ａ、７８ａ、８１ａは、ハイブリッド自動車１が通常の走行状態にあってデフ収納部４ｄ内の構成要素に焼き付きの恐れがないときは、バルブ７４、７８、８１をそれぞれ閉止するようになっており、デフ収納部４ｄ内の構成要素に焼き付きの恐れがあるときに、演算ユニット６１からの指令によって、バルブ７４、７８、８１をそれぞれ開放するようになっている。

ケース４の底部には、ケース４内に貯留されたオイルの温度を検知する潤滑油温度検知手段としての油温計６４が設けられており、油温計６４が検知した油温は、演算ユニット６１に送られるようになっている。

演算ユニット６１は、車両コンピュータ８６がエンジンＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）８７に指示するエンジン要求トルク、および車両コンピュータ８６がモータジェネレータＥＣＵ８８に指示するモータジェネレータ要求トルクが入力されるようになっている。車両コンピュータ８６は、図示しないＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ハイブリッド自動車１の各部を統括制御するものである。エンジンＥＣＵ８７は、図示しないＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、エンジン２を電気的に制御するものである。モータジェネレータＥＣＵ８８は、図示しないＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、第１のモータジェネレータ６および第２のモータジェネレータ９を電気的に制御するものである。ここで、エンジン要求トルクおよびモータジェネレータ要求トルクとは、エンジン２、第１のモータジェネレータ６および第２のモータジェネレータ９がそれぞれ発生すべきトルクを、車両コンピュータ８６が指示する信号である。また、演算ユニット６１は、エンジン要求トルクとモータジェネレータ要求トルクの合成トルクを算出するようになっている。演算ユニット６１は、本発明におけるトルク算出手段を構成する。なお、演算ユニット６１が算出した合成トルクは、実際にエンジン２、第１のモータジェネレータ６および第２のモータジェネレータ９が出力し、動力分配機構７により合成され、デファレンシャル３８のデフリングギヤ４３に入力されるデフ軸トルクと等しいものとして扱われる。

演算ユニット６１は、右輪回転数センサ６２から入力された右の駆動輪４１の回転数と、左輪回転数センサ６３から入力された左の駆動輪４２の回転数とから、デファレンシャル３８の差動回転数（以下、デフ軸作動回転数という。）を算出するようになっている。ここで、デフ軸差動回転数の値は、右輪回転数センサ６２から入力された回転数と、左輪回転数センサ６３から入力された回転数の差である。演算ユニット６１は、本発明における差動回転数算出手段を構成する。

演算ユニット６１は、油温計６４が計測した油温、および算出した合成トルク、デフ軸差動回転数に基づいて、アクチュエータ７４ａ、７８ａ、８１ａの駆動を制御し、バルブ７４、７８、８１をそれぞれ開閉するようになっている。演算ユニット６１は、本発明における開閉制御手段を構成する。また、演算ユニット６１は、算出したデフ軸差動回転数または合成トルクの少なくとも一方と、油温計６４が検知した油温に基づいて、ドライブシャフト嵌合部５５やピニオンギヤ嵌合部５６が焼き付き発生条件を満足するか否かを判定するようになっている。演算ユニット６１は、本発明における焼き付き条件判定手段を構成する。

図４は、本発明の一実施の形態に係る車両用駆動装置のドライブシャフト嵌合部焼き付き判定動作を示すフローチャートである。

図４に示すように、演算ユニット６１は、まず、車両コンピュータ８６からエンジンＥＣＵ８７に指示されるエンジン要求トルク、車両コンピュータ８６からモータジェネレータＥＣＵ８８に指示されるモータジェネレータ要求トルクを取得するとともに、右輪回転数センサ６２および左輪回転数センサ６３から駆動輪４１、４２の回転数をそれぞれ取得する（ステップＳ１）。

次いで、演算ユニット６１は、エンジン要求トルクとモータジェネレータ要求トルクとから、これらの合成トルクであるデフ軸トルクＴｄを算出するとともに、右輪回転数センサ６２および左輪回転数センサ６３から取得した駆動輪４１、４２の回転数の差であるデフ軸差動回転数Ｎｄを算出する（ステップＳ２）。

次いで、演算ユニット６１は、デフ軸トルクＴｄ、デフ軸差動回転数Ｎｄおよび油温に基づいて、ドライブシャフト嵌合部５５が焼き付き発生条件を満足したか否かを判定する（ステップＳ３）。具体的には、演算ユニット６１は、デフ軸トルクＴｄと油温に応じて変動する閾値ＴｄＮＧとの関係が、Ｔｄ＞ＴｄＮＧを満たし、且つ、デフ軸差動回転数Ｎｄと油温に応じて変動する閾値ＮｄＮＧとの関係がＮｄ＞ＮｄＮＧを満たす場合に、ドライブシャフト嵌合部５５が焼き付き発生条件を満足したと判定する。

次いで、演算ユニット６１は、ステップＳ３でドライブシャフト嵌合部５５が焼き付き発生条件を満足したと判定した場合には、アクチュエータ７８ａを制御してバルブ７８を開放し、供給口５７からドライブシャフト嵌合部５５に優先的にオイルを戻す（ステップＳ４）。

一方、演算ユニット６１は、ステップＳ３でドライブシャフト嵌合部５５が焼き付き発生条件を満足しないと判定した場合には、ドライブシャフト嵌合部５５へのバルブ７８を閉止したままにして、通常通りオイルキャッチタンク７１にオイルを戻す（ステップＳ５）。なお、バルブ７８が開放したときの、オイルキャッチタンク７１に供給されるオイルと、供給口５７に供給されるオイルの流量比は、例えば、９：１程度になるようにするのが好ましいが、この流量比に限定されるものではなく、８：２または７：３程度であってもよい。

図５は、本発明の一実施の形態に係る車両用駆動装置のピニオンギヤ嵌合部焼き付き判定動作を示すフローチャートである。

図５に示すように、演算ユニット６１は、まず、右輪回転数センサ６２および左輪回転数センサ６３から駆動輪４１、４２の回転数をそれぞれ取得する（ステップＳ１１）。

次いで、演算ユニット６１は、右輪回転数センサ６２および左輪回転数センサ６３から取得した駆動輪４１、４２の回転数の差であるデフ軸差動回転数Ｎｄを算出する（ステップＳ１２）。

次いで、演算ユニット６１は、デフ軸差動回転数Ｎｄおよび油温に基づいて、ピニオンギヤ嵌合部５６が焼き付き発生条件を満足したか否かを判定する（ステップＳ１３）。具体的には、演算ユニット６１は、デフ軸差動回転数Ｎｄと油温に応じて変動する閾値ＮｄＮＧとの関係がＮｄ＞ＮｄＮＧを満たす場合に、ピニオンギヤ嵌合部５６が焼き付き発生条件を満足したと判定する。

次いで、演算ユニット６１は、ステップＳ１３でピニオンギヤ嵌合部５６が焼き付き発生条件を満足したと判定した場合には、アクチュエータ７４ａを制御してバルブ７４を開放し、供給口５８からピニオンギヤ嵌合部５６に優先的にオイルを戻す（ステップＳ１４）。

一方、演算ユニット６１は、ステップＳ１３でピニオンギヤ嵌合部５６が焼き付き発生条件を満足しないと判定した場合には、ピニオンギヤ嵌合部５６へのバルブ７４を閉止したままにして、通常通りオイルキャッチタンク７１にオイルを戻す（ステップＳ１５）。なお、バルブ７４が開放したときの、オイルキャッチタンク７１に供給されるオイルと、供給口５８に供給されるオイルの流量比は、例えば、９：１程度になるようにするのが好ましいが、この流量比に限定されるものではなく、８：２または７：３程度であってもよい。

図６は、本発明の一実施の形態に係る車両用駆動装置のドライブシャフト嵌合部焼き付き判定動作およびピニオンギヤ嵌合部焼き付き判定動作で用いる焼き付き性判定グラフである。

図６に示すように、ドライブシャフト嵌合部５５またはピニオンギヤ嵌合部５６が焼き付き発生条件を満足するか否かの判定に用いる閾値ＴｄＮＧ、ＮｄＮＧは、デフ軸トルクＴｄとデフ軸差動回転数Ｎｄの交点が、油温ｔに応じて定まる焼き付き限界線Ｌ１、Ｌ２よりも、焼き付き領域Ｄ側に位置するか、または安全領域Ｓ側に位置するかに応じて決定される。図６において、縦軸はデフ軸トルクＴｄを示し、横軸はデフ軸差動回転数Ｎｄを示している。ここで、油温ｔ１＞油温ｔ２とすると、油温ｔ１のときの焼き付き限界線Ｌ１は、油温ｔ２のときの焼き付き限界線Ｌ２よりも右上に位置し、油温ｔ１のときの方が、油温ｔ２のときよりも、安全領域Ｓが広くなるとともに、焼き付き領域Ｄは狭くなる。すなわち、油温が高いときの方がオイルの膨張によりケース４内のオイルレベルが高くなり、潤滑性が向上するので、焼き付きが起こりにくくなる。なお、ピニオンギヤ嵌合部５６が焼き付き発生条件を満足するか否かの判定は、油温に応じて定める閾値ＮｄＮＧのみを用いて行われる。

次に、作用について説明する。

ハイブリッド自動車１が低負荷で直進走行をしているとき等、通常の走行状態のときは、デファレンシャル３８は差動しないので、デファレンシャル３８の２つのサイドギヤ５４は、互いに等しい回転数で回転し、ドライブシャフト嵌合部５５およびピニオンギヤ嵌合部５６に摩擦が発生しない。このため、エンジン要求トルクおよびモータジェネレータ要求トルクから算出されたデフ軸トルクＴｄは、閾値Ｎｄより低いものとなる。また、デフ軸差動回転数Ｎｄは、閾値ＮｄＮＧより低いものとなる。したがって、演算ユニット６１は、バルブ７４、７８、８１を閉止したままの状態にし、オイルキャッチタンク７１にのみオイルが供給される。

一方、ハイブリッド自動車１が通常の走行状態でないときは、エンジン要求トルクおよびモータジェネレータ要求トルクから算出されたデフ軸トルクＴｄが閾値Ｎｄより高くなるときがある。また、デフ軸差動回転数Ｎｄが閾値ＮｄＮＧより高くなるときがある。したがって、演算ユニット６１は、デフ軸トルクＴｄが閾値Ｎｄより高く、且つ、デフ軸差動回転数Ｎｄが閾値ＮｄＮＧより高いときには、バルブ７８を開放して、ドライブシャフト嵌合部５５に焼き付きが発生しないよう、供給口５７からオイルを供給する。また、演算ユニット６１は、デフ軸差動回転数Ｎｄが閾値ＮｄＮＧより高いときには、バルブ７４を開放して、ピニオンギヤ嵌合部５６に焼き付きが発生しないよう、供給口５８からオイルを供給する。

なお、供給口８５に供給されるオイルを制御するバルブ８１は、デフ軸トルクＴｄが閾値Ｎｄより高く、且つ、デフ軸差動回転数Ｎｄが閾値ＮｄＮＧより高いとき、または、デフ軸差動回転数Ｎｄのみが閾値ＮｄＮＧより高いときに、演算ユニット６１によって開放されるようにすることができる。また、供給口８５の位置は、デフ収納部４ｄ内の端部またはデフ収納部４ｄ内に限定されず、ケース４内の他の位置に配置されるようにしてもよい。また、演算ユニット６１は、デフ軸トルクＴｄまたはデフ軸差動回転数Ｎｄの少なくとも一方と、油温に基づいて、ドライブシャフト嵌合部５５またはピニオンギヤ嵌合部５６が焼き付き発生条件を満足したか否かを判定するようにしてもよい。

以上のように、本実施の形態に係る車両用駆動装置は、オイル通路７２、７３、７５、７６、７７、７９、８０、８２と、バルブ７４、７８、８１と、ドライブシャフト嵌合部５５またはピニオンギヤ嵌合部５６が焼き付き発生条件を満足するか否かを判定し、焼き付き発生条件を満足すると判定されたドライブシャフト嵌合部５５またはピニオンギヤ嵌合部５６にオイルを供給するようバルブ７４、７８、８１のアクチュエータ７４ａ、７８ａ、８１ａを制御する演算ユニット６１と、を備えたので、オイルキャッチタンク７１から各構成要素に供給していたオイルの一部を、オイル通路７２、７３、７５、７６、７７、７９、８０、８２により、焼き付きの恐れがあるドライブシャフト嵌合部５５またはピニオンギヤ嵌合部５６に供給するので、オイルレベルが低い場合であっても、焼き付きの恐れがある個所に優先的にオイルを供給するようにして、オイルの供給不足による焼き付きを防止することができるとともに、オイルの供給過剰によるドライブシャフト嵌合部５５またはピニオンギヤ嵌合部５６の攪拌抵抗を低減して燃費の悪化を防止することができる。

また、本実施の形態に係る車両用駆動装置は、第１のモータジェネレータ６および第２のモータジェネレータ９と、エンジン２からのトルク、および第１のモータジェネレータ６、第２のモータジェネレータ９からのトルクを合成する動力分配機構７と、動力分配機構７により合成された合成トルクにより駆動輪４１、４２を回転させるデファレンシャル３８を有し、演算ユニット６１が、駆動輪４１、４２の回転数を計測し、駆動輪４１、４２の回転数からデファレンシャル３８の差動回転数を算出するとともに、エンジン２に指示されるエンジン要求トルクおよび第１のモータジェネレータ６および第２のモータジェネレータ９に指示されるモータジェネレータ要求トルクの合成トルクを算出し、差動回転数または合成トルクであるデフ軸トルクの少なくとも一方に基づいて、デファレンシャル３８が焼き付き発生条件を満足するか否かを判定するので、車両用駆動装置２８が、ハイブリッド自動車１に搭載されたものである場合に、演算ユニット６１が、差動回転数とデフ軸トルクを算出するとともに、差動回転数とデフ軸トルクの少なくとも一方に基づいて、デファレンシャル３８が焼き付き発生条件を満足するか否かを判断するので、焼き付きの恐れがある個所に優先的にオイルを供給するようにして、オイルの供給不足による焼き付き、およびオイルの供給過剰による燃費の悪化を防止することができ、また、デファレンシャル３８の焼き付き発生条件を満足しないように、エンジン要求トルクおよびモータジェネレータ要求トルクを制御することにより、デファレンシャル３８の焼き付きの発生を防止することができる。

また、本実施の形態に係る車両用駆動装置は、ケース４内の底部に貯留されたオイルの温度を検知する油温計６４を備え、演算ユニット６１が、差動回転数または合成トルクであるデフ軸トルクの少なくとも一方と、油温計６４が検知したオイルの温度に基づいて、デファレンシャル３８が焼き付き発生条件を満足するか否かを判定するので、焼き付き発生条件を満足するか否かを、差動回転数または合成トルクの少なくとも一方に加えて、オイルの温度にも基づいて精度良く判定することができるので、焼き付きの恐れがある個所に優先的にオイルを供給するようにして、オイルの供給不足による焼き付き、およびオイルの供給過剰による燃費の悪化を防止することができ、また、デファレンシャル３８の焼き付き発生条件を満足しないように、油温を参照してエンジン要求トルクおよびモータジェネレータ要求トルクを精度良く制御することにより、デファレンシャル３８の焼き付きの発生を確実に防止することができる。

また、本実施の形態に係る車両用駆動装置は、デファレンシャル３８が、合成トルクであるデフ軸トルクが入力されるデフリングギヤ４３と、デフリングギヤ４３とともに回転するデフケース５１と、デフケース５１内に収納されたピニオンギヤ５３と、デフケース５１内に収納され、ピニオンギヤ５３と歯合するとともにドライブシャフト３９、４０が結合された２つのサイドギヤ５４とを有し、デフケース５１が、ドライブシャフト３９、４０が嵌合されるドライブシャフト嵌合部５５を有し、オイル通路７６、７７、７９が、ケース４におけるドライブシャフト嵌合部５５の上部にオイルを供給するので、ドライブシャフト嵌合部５５が焼き付き発生条件を満足した場合に、ドライブシャフト嵌合部５５に潤滑油が供給され、焼き付きの恐れがある個所に優先的にオイルを供給するようにして、オイルの供給不足による焼き付き、およびオイルの供給過剰による燃費の悪化を防止することができる。

また、本実施の形態に係る車両用駆動装置は、デファレンシャル３８が、合成トルクであるデフ軸トルクが入力されるデフリングギヤ４３と、デフリングギヤ４３とともに回転するデフケース５１と、デフケース５１内に収納されたピニオンギヤ５３と、デフケース５１内に収納され、ピニオンギヤ５３と歯合するとともにドライブシャフト３９、４０が結合された２つのサイドギヤ５４とを有し、デフケース５１が、ピニオンギヤ５３が嵌合されるピニオンギヤ嵌合部５６を有し、オイル通路７２、７３、７５が、ケース４におけるピニオンギヤ嵌合部５６の上部にオイルを供給するので、ピニオンギヤ嵌合部５６が焼き付き発生条件を満足した場合に、ピニオンギヤ嵌合部５６に潤滑油が供給され、焼き付きの恐れがある個所に優先的にオイルを供給するようにして、オイルの供給不足による焼き付き、およびオイルの供給過剰による燃費の悪化を防止することができる。

以上説明したように、本発明に係る車両用駆動装置は、オイルの供給不足による焼き付きを防止することができるとともに、オイルの供給過剰による構成要素の攪拌抵抗を低減して燃費の悪化を防止することができるという効果を有し、動力源からのトルクを左右駆動輪に伝達する各構成要素に、潤滑油を供給する車両用駆動装置全般に有用である。

本発明の一実施の形態に係る車両用駆動装置を搭載したＦＦ（フロントエンジンフロントドライブ；エンジン前置き前輪駆動）形式のハイブリッド自動車のスケルトン図である。 本発明の一実施の形態に係る車両用駆動装置の水平方向の断面を示す断面図である。 本発明の一実施の形態に係る車両用駆動装置を、図２の矢印Ａ−Ａで切断した断面図であり、車両用駆動装置の潤滑系統を示すものである。 本発明の一実施の形態に係る車両用駆動装置のドライブシャフト嵌合部焼き付き判定動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施の形態に係る車両用駆動装置のピニオンギヤ嵌合部焼き付き判定動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施の形態に係る車両用駆動装置のドライブシャフト嵌合部焼き付き判定動作およびピニオンギヤ嵌合部焼き付き判定動作で用いる焼き付き性判定グラフである。

符号の説明

１ ハイブリッド自動車
２ エンジン（動力源、内燃機関）
４ ケース
４ｄ デフ収納部
６ 第１のモータジェネレータ（動力源、電動機）
７ 動力分配機構（トルク合成手段）
８ 変速機構
９ 第２のモータジェネレータ（動力源、電動機）
２８ 車両用駆動装置
３８ デファレンシャル（差動装置）
３９、４０ ドライブシャフト
４１、４２ 駆動輪
４３ デフリングギヤ
５１ デフケース
５３ ピニオンギヤ
５４ サイドギヤ
５５ ドライブシャフト嵌合部
５６ ピニオンギヤ嵌合部
６１ 演算ユニット（焼き付き条件判定手段、開閉制御手段、差動回転数算出手段、トルク算出手段）
６４ 油温計（潤滑油温度検知手段）
６５、６７、６９、７０ オイル通路（第１の供給管）
６６ オイルポンプ（第１の供給管）
６８ オイルクーラ（第１の供給管）
７２、７３、７５、７６、７７、７９、８０、８２ オイル通路（第２の供給管）
７４、７８、８１ バルブ（開閉手段）
７４ａ、７８ａ、８１ａ アクチュエータ（開閉手段）

Claims (5)

1. 動力源からのトルクを左右駆動輪に伝達する複数の構成要素と、前記構成要素に潤滑油を供給する第１の供給管と、を備えた車両用駆動装置において、
   前記複数の構成要素のうち少なくとも１つの構成要素に潤滑油を供給するよう前記第１の供給管から分岐した少なくとも１つの第２の供給管と、
   前記第２の供給管を開放および閉止するよう前記第２の供給管上に設けられた開閉手段と、
   前記第２の供給管から潤滑油が供給される構成要素の焼き付き発生条件を満足するか否かを判定する焼き付き条件判定手段と、
   前記焼き付き条件判定手段により焼き付き発生条件を満足すると判定された構成要素に潤滑油を供給するよう前記開閉手段を制御する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする車両用駆動装置。
2. 前記複数の構成要素は、電動機と、内燃機関からのトルクおよび前記電動機からのトルクを合成するトルク合成手段と、前記トルク合成手段により合成された合成トルクにより前記左右駆動輪を回転させる差動装置とより構成され、
   前記左右駆動輪の回転数を計測し、前記左右駆動輪の回転数から前記差動装置の差動回転数を算出する差動回転数算出手段と、
   前記内燃機関に指示される要求トルクおよび前記電動機に指示される要求トルクの合成トルクを算出するトルク算出手段とを備え、
   前記焼き付き条件判定手段は、前記差動回転数算出手段が算出した差動回転数および前記トルク算出手段が算出した合成トルクの少なくとも一方に基づいて、前記差動装置が焼き付き発生条件を満足するか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の車両用駆動装置。
3. 前記電動機、前記トルク合成手段および前記差動装置を収納するケースと、前記ケースの底部に貯留された潤滑油の温度を検知する潤滑油温度検知手段とを備え、前記焼き付き条件判定手段は、前記差動回転数算出手段が算出した差動回転数および前記トルク算出手段が算出した合成トルクの少なくとも一方と、前記潤滑油温度検出手段が検知した潤滑油の温度とに基づいて、前記差動装置が焼き付き発生条件を満足するか否かを判定することを特徴とする請求項２に記載の車両用駆動装置。
4. 前記差動装置は、前記合成トルクが入力されるデフリングギヤと、前記デフリングギヤとともに回転するデフケースと、前記デフケース内に収納されたピニオンギヤと、前記デフケース内に収納され、前記ピニオンギヤと歯合するとともにドライブシャフトが結合されたサイドギヤとより構成され、前記デフケースは、前記ドライブシャフトが嵌合されるドライブシャフト嵌合部を有し、前記ドライブシャフト嵌合部に前記第２の供給管を通して潤滑油が供給されることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の車両用駆動装置。
5. 前記差動装置は、前記合成トルクが入力されるデフリングギヤと、前記デフリングギヤとともに回転するデフケースと、前記デフケース内に軸支されたピニオンギヤと、前記デフケース内に軸支され、前記ピニオンギヤと歯合するとともにドライブシャフトが結合されたサイドギヤとより構成され、前記デフケースは、前記ピニオンギヤが嵌合されるピニオンギヤ嵌合部を有し、前記ピニオンギヤ嵌合部に前記第２の供給管を通して潤滑油が供給されることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の車両用駆動装置。