本發明涉及一種混合動力車輛用驅動裝置,特別涉及具有發動機、發電機和電動機的混合動力車輛用驅動裝置。
背景技術:
一直以來,在具有發動機、發電機和電動機的混合動力車輛用驅動裝置中設有功率控制單元(pcu)作為控制發電機和電動機的電力控制裝置。
功率控制單元構成為具有:發電機用逆變器,其連接在電池與發電機之間,將交流電壓轉換為直流電壓;電動機用逆變器,其連接在電池與電動機之間,將直流電壓轉換為交流電壓,或將交流電壓轉換為直流電壓;以及控制它們的控制部(ecu)。
在以往的混合動力車輛用驅動裝置中,收納發電機及電動機的殼體、與功率控制單元相對于車輛骨架部件被分別安裝,功率控制單元分別經由三相電纜與發電機和電動機連接,因此不僅需要功率控制單元用的安裝框架,還可能從三相電纜產生噪聲。
因此,如專利文獻1、2所示,提出在殼體上直接搭載功率控制單元。根據這樣的混合動力車輛用驅動裝置,不需要功率控制單元用的安裝框架和三相電纜,因此具有不僅能夠使車體輕量化且降低成本、還能夠抑制噪聲的產生的優點。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本國特開2013-150472號公報
專利文獻2:日本國特開2012-170177號公報
技術實現要素:
發明所要解決的課題
但是,由于功率控制單元為重物,如果在殼體上直接搭載功率控制單元,則殼體的重心位置提高,可能使殼體的振動增大。并且,當殼體的振動增大時,不僅連接器可能發生接觸不良,還可能使混合動力車輛的室內傳遞音增大。
此外,在殼體上直接搭載功率控制單元的情況下,怎樣配置殼體側的連接器及單元側的連接器,還存在討論的余地。
而且,在相鄰地配置發動機、發電機和電動機的情況下,怎樣相對于作為熱源的發動機排氣管配置功率控制單元,也存在討論的余地。
本發明是鑒于前述的課題而完成的,其目的在于提供能在收納發電機及電動機的殼體上適當地搭載電力控制裝置的混合動力車輛用驅動裝置。
用于解決課題的手段
為了達到上述目的,本發明提供以下的方式。
第一方式是一種混合動力車輛用驅動裝置(例如后述的實施方式中的混合動力車輛用驅動裝置100),其具有:
發電機(例如后述的實施方式中的發電機20),其能夠利用來自發動機(例如后述的實施方式中的發動機4)的動力進行發電;
電動機(例如后述的實施方式中的馬達30),其受電力驅動,并且驅動車輪;
殼體(例如后述的實施方式中的驅動裝置殼體40),其收納該發電機和該電動機;以及
電力控制裝置(例如后述的實施方式中的功率控制單元60),其控制該發電機和該電動機,
在所述殼體內,所述發電機和所述電動機并置在同一軸線上,
通過將配置于所述電力控制裝置的底面的裝置側發電機連接器(例如后述的實施方式中的單元側發電機連接器61)及裝置側電動機連接器(例如后述的實施方式中的單元側馬達連接器62)與配置于所述殼體上的殼體側發電機連接器(例如后述的實施方式中的殼體側發電機連接器51)及殼體側電動機連接器(例如后述的實施方式中的殼體側馬達連接器52)直接連接,從而所述電力控制裝置被搭載于所述殼體上,
所述殼體通過裝配部件(例如后述的實施方式中的裝配部件70)固定于車輛骨架部件(例如后述的實施方式中的車體框架80),
固定所述殼體與所述裝配部件的固定點(例如后述的實施方式中的第1固定點k2)配置在所述殼體側發電機連接器及所述殼體側電動機連接器的附近。
第二方式根據第一方式的混合動力車輛用驅動裝置,其中,
從所述固定點至所述殼體側發電機連接器及所述殼體側電動機連接器的距離(例如后述的實施方式中的距離l1)比從所述固定點至固定所述裝配部件與所述車輛骨架部件的車體側固定點(例如后述的實施方式中的車體側固定點k1)的距離(例如后述的實施方式中的距離l2)短。
第三方式根據第一方式及第二方式的混合動力車輛用驅動裝置,其中,
從與所述殼體側發電機連接器及所述殼體側電動機連接器的排列方向垂直的方向觀察時,所述固定點位于所述殼體側發電機連接器的內側端部(例如后述的實施方式中的內側端部51e)與所述殼體側電動機連接器的內側端部(例如后述的實施方式中的內側端部52e)之間。
第四方式根據第一方式至第三方式中的任意一項的混合動力車輛用驅動裝置,其中,
所述固定點包括:位于所述殼體側發電機連接器的內側端部與所述殼體側電動機連接器的內側端部之間的第1固定點(例如后述的實施方式中的第1固定點k2)、以及與所述第1固定點不同的第2固定點(例如后述的實施方式中的第2固定點k3)及第3固定點(例如后述的實施方式中的第3固定點k4),
從與所述殼體側發電機連接器及所述殼體側電動機連接器的排列方向垂直的方向觀察時,所述第2固定點及所述第3固定點位于所述殼體側發電機連接器的外側端部(例如后述的實施方式中的外側端部51f)與所述殼體側電動機連接器的外側端部(例如后述的實施方式中的外側端部52f)之間。
第五方式根據第一方式至第四方式中的任意一項的混合動力車輛用驅動裝置,其中,
所述電力控制裝置與所述殼體被螺栓緊固,
所述電力控制裝置與所述殼體的螺栓緊固點(例如后述的實施方式中的螺栓緊固點t5、t6、t7、t8)以呈矩形狀地包圍所述殼體側發電機連接器及所述殼體側電動機連接器的方式設置有至少四點。
第六方式根據第一方式至第五方式中的任意一項的混合動力車輛用驅動裝置,其中,
所述殼體側發電機連接器及所述殼體側電動機連接器通過連接器保持部件(例如后述的實施方式中的連接器保持部件53)固定于所述殼體,
所述電力控制裝置固定于所述連接器保持部件,
所述電力控制裝置與所述連接器保持部件的固定點(例如后述的實施方式中的固定點k5)配置在固定所述殼體與所述裝配部件的所述固定點的附近。
第七方式根據第六方式的混合動力車輛用驅動裝置,其中,
所述連接器保持部件與所述殼體被螺栓緊固,
從所述殼體側發電機連接器及所述殼體側電動機連接器的排列方向觀察時,所述連接器保持部件與所述殼體的螺栓緊固點(例如后述的實施方式中的螺栓緊固點t1、t2)位于所述電力控制裝置與所述連接器保持部件的所述固定點、和固定所述殼體與所述裝配部件的所述固定點之間。
第八方式根據第一方式至第七方式中的任意一項的混合動力車輛用驅動裝置,其中,
在軸線方向及與所述軸線方向垂直的方向上,所述電力控制裝置的長度(例如后述的實施方式中的長度l11、l12)比所述殼體的長度(例如后述的實施方式中的長度l21、l22)短。
第九方式根據第一方式至第八方式中的任意一項的混合動力車輛用驅動裝置,其中,
并置在所述殼體內的所述發電機和所述電動機與所述發動機一同配置在車輛的發動機室內,
在所述殼體通過所述裝配部件固定于所述車輛骨架部件的狀態下,所述電力控制裝置以所述電力控制裝置的上表面沿著覆蓋該發動機室的發動機罩的形狀的方式從前方向后方增高。
第十方式根據第九方式的混合動力車輛用驅動裝置,其中,
所述電力控制裝置具有水套,
所述水套與設置于后方的脫氣罐(例如后述的實施方式中的脫氣罐69)連通。
第十一方式根據第一方式至第十方式中的任意一項的混合動力車輛用驅動裝置,其中,
所述電力控制裝置隔著空間載置于設在所述殼體的上表面的電力控制裝置載置部(例如后述的實施方式中的功率控制單元載置部42k),
在所述殼體上以與所述電力控制裝置載置部相鄰的方式形成有凹部(例如后述的實施方式中的凹部42m)。
第十二方式是一種混合動力車輛用驅動裝置(例如后述的實施方式中的混合動力車輛用驅動裝置100),其具有:
發電機(例如后述的實施方式中的發電機20),其能夠利用來自發動機(例如后述的實施方式中的發動機4)的動力進行發電;
電動機(例如后述的實施方式中的馬達30),其受電力驅動,并且驅動車輪;
殼體(例如后述的實施方式中的驅動裝置殼體40),其收納該發電機和該電動機;以及
電力控制裝置(例如后述的實施方式中的功率控制單元60),其控制該發電機和該電動機,
在所述殼體內,所述發電機和所述電動機并置在同一軸線上,
通過將配置于所述電力控制裝置的底面的裝置側發電機連接器(例如后述的實施方式中的單元側發電機連接器61)及裝置側電動機連接器(例如后述的實施方式中的單元側馬達連接器62)與配置于所述殼體上的殼體側發電機連接器(例如后述的實施方式中的殼體側發電機連接器51)及殼體側電動機連接器(例如后述的實施方式中的殼體側馬達連接器52)直接連接,從而所述電力控制裝置被搭載于所述殼體上,
所述殼體側發電機連接器及所述殼體側電動機連接器在軸線方向上的所述發電機的中心與所述軸線方向上的所述電動機的中心之間,沿著與所述軸線垂直的方向并置。
第十三方式根據第十二方式的混合動力車輛用驅動裝置,其中,
在所述發電機的線圈跨接部(例如后述的實施方式中的線圈跨接部23b)和所述電動機的線圈跨接部(例如后述的實施方式中的線圈跨接部33b)的內徑側、且在所述軸線方向上的所述發電機與所述電動機之間,設置有發電機用旋轉變壓器(例如后述的實施方式中的發電機用旋轉變壓器24)和電動機用旋轉變壓器(例如后述的實施方式中的馬達用旋轉變壓器34),
構成所述發電機用旋轉變壓器的發電機用旋轉變壓器定子(例如后述的實施方式中的旋轉變壓器定子24b)、構成所述電動機用旋轉變壓器的電動機用旋轉變壓器定子(例如后述的實施方式中的旋轉變壓器定子34b)支承于分隔壁(例如后述的實施方式中的分隔壁44),所述分隔壁將所述殼體內分為發電機收納部和電動機收納部。
第十四方式根據第十二方式或第十三方式的混合動力車輛用驅動裝置,其中,
在所述發電機的線圈跨接部(例如后述的實施方式中的線圈跨接部23b)和所述電動機的線圈跨接部(例如后述的實施方式中的線圈跨接部33b)的內徑側、且在所述軸線方向上的所述發電機與所述電動機之間,設置有發電機用旋轉變壓器(例如后述的實施方式中的發電機用旋轉變壓器24)和電動機用旋轉變壓器(例如后述的實施方式中的馬達用旋轉變壓器34),
在所述殼體上設置有旋轉變壓器連接器(例如后述的實施方式中的旋轉變壓器連接器35),
該旋轉變壓器連接器設置于與所述殼體側發電機連接器及所述殼體側電動機連接器不同的面(例如后述的實施方式中的前表面)。
第十五方式是一種混合動力車輛用驅動裝置(例如后述的實施方式中的混合動力車輛用驅動裝置100),其具有:
發動機(例如后述的實施方式中的發動機4);
排氣管(例如后述的實施方式中的排氣管4b),其與該發動機連接;
發電機(例如后述的實施方式中的發電機20),其能夠利用來自該發動機的動力進行發電;
電動機(例如后述的實施方式中的馬達30),其受電力驅動,并且驅動車輪;
殼體(例如后述的實施方式中的驅動裝置殼體40),其收納該發電機和該電動機;以及
電力控制裝置(例如后述的實施方式中的功率控制單元60),其控制該發電機和該電動機,
在所述殼體內,所述發電機和所述電動機并置在同一軸線上,
所述發動機在車輛的車寬方向上與所述殼體相鄰地配置,
所述排氣管從所述車輛的前方向后方通過所述發動機的下方而延伸,
通過將配置于所述電力控制裝置的底面的裝置側發電機連接器(例如后述的實施方式中的單元側發電機連接器61)及裝置側電動機連接器(例如后述的實施方式中的單元側馬達連接器62)與配置于所述殼體上的殼體側發電機連接器(例如后述的實施方式中的殼體側發電機連接器51)及殼體側電動機連接器(例如后述的實施方式中的殼體側馬達連接器52)直接連接,從而所述電力控制裝置被搭載于所述殼體上,并且所述電力控制裝置被配置成與沿上下方向投影所述排氣管而得的投影區域(例如后述的實施方式中的排氣管投影區域h)在所述車寬方向上錯開。
發明效果
根據第一方式,在收納發電機及電動機的殼體上,通過殼體側發電機連接器及殼體側電動機連接器直接搭載電力控制裝置,由此,來自電力控制裝置的振動通過殼體、裝配部件、車輛骨架部件向車室內傳遞,但電力控制裝置及殼體成為一個剛性部件,并且電力控制裝置配置在固定殼體與裝配部件的固定點附近,因此能減少向車室內傳遞的振動。其結果是,能夠減小來自電力控制裝置的室內傳遞音。而且,固定殼體與裝配部件的固定點配置在殼體側發電機連接器及殼體側電動機連接器的附近,因此在固定點附近的殼體側發電機連接器及殼體側電動機連接器上得到大的振動抑制效果,因此也能防止振動引起的連接器的接觸不良。
根據第二方式,能夠將固定殼體與裝配部件的固定點配置在殼體側發電機連接器及殼體側電動機連接器的附近。
根據第三方式,通過對殼體側發電機連接器及殼體側電動機連接器平衡性良好地配置固定殼體與裝配部件的固定點,能夠使殼體側發電機連接器及殼體側電動機連接器的振動進一步減小。
根據第四方式,通過對殼體側發電機連接器及殼體側電動機連接器平衡性良好地配置固定殼體與裝配部件的三個固定點,能使殼體側發電機連接器及殼體側電動機連接器的振動更進一步減小。
根據第五方式,通過利用螺栓緊固實現的電力控制裝置與殼體的一體化,提高了殼體的剛性,因此能進一步減小殼體的振動。
根據第六方式,固定于殼體的連接器保持部件與電力控制裝置的固定點配置在固定殼體與裝配部件的固定點的附近,因此能夠在該固定點的附近使連接器保持部件、電力控制裝置和殼體一體化。
根據第七方式,連接器保持部件與殼體的螺栓緊固點配置在電力控制裝置與連接器保持部件的固定點、和固定殼體與裝配部件的固定點之間,因此能促進連接器保持部件、電力控制裝置和殼體的一體化。
根據第八方式,在軸線方向及與軸線方向垂直的方向上,電力控制裝置的長度比殼體的長度短,因此能避免作為高壓部件的電力控制裝置在車輛碰撞時成為先撞擊點。
根據第九方式,電力控制裝置以電力控制裝置的上表面沿著覆蓋發動機室的發動機罩的形狀的方式從前方向后方沿斜后方增高,因此也能提高電力控制裝置向發動機室的搭載性、以及在電力控制裝置內流動的冷卻水的脫氣性。
根據第十方式,電力控制裝置的水套與設置于后方的脫氣罐連通,因此通過與向斜后方的傾斜的協同效應,能夠將冷卻水中的空氣高效地回收到罐內。
根據第十一方式,在殼體上以與電力控制裝置載置部相鄰的方式形成有凹部,因此通過向凹部引導水,能夠提高電力控制裝置載置部的排水性。而且,電力控制裝置隔著空間載置于電力控制裝置載置部上,因此能防止彼此的熱干擾。并且,風在空間內流動,由此能冷卻電力控制裝置的底面。
根據第十二方式,殼體側發電機連接器及殼體側電動機連接器在軸線方向上的發電機的中心與軸線方向上的電動機的中心之間,沿著與軸線垂直的方向并置,因此不僅能夠在距電動機和發電機都近的位置處接近地配置殼體側發電機連接器及殼體側電動機連接器,還能夠以一個部件共用連接器保持部件。
根據第十三方式,不僅能利用存在于線圈跨接部的內徑側的死區來配置發電機用旋轉變壓器及電動機用旋轉變壓器,還能將分隔壁作為發電機用旋轉變壓器及電動機用旋轉變壓器的支承壁共用。
根據第十四方式,能夠避免與電力控制裝置的干擾,從而以高自由度配置旋轉變壓器連接器。
根據第十五方式,沿車寬方向排列發動機、電動機和發電機,從而車重平衡性良好。此外,將需要采取熱對策的電力控制裝置夾著殼體而配置在排氣管的相反側,由此能抑制排氣管的熱產生的影響。而且,將電力控制裝置與排氣管的投影區域錯開地配置,由此能進一步抑制排氣管的熱產生的影響。
附圖說明
圖1是本發明的一個實施方式的混合動力車輛用驅動裝置的立體圖。
圖2是本發明的實施方式的混合動力車輛用驅動裝置的框圖。
圖3是示出本發明的實施方式的混合動力車輛用驅動裝置的驅動裝置殼體的內部的剖視圖。
圖4是示出本發明的實施方式的混合動力車輛用驅動裝置的驅動裝置殼體的內部及功率控制單元的內部的主要部分剖視圖。
圖5是本發明的實施方式的混合動力車輛用驅動裝置的分解立體圖。
圖6a是功率控制單元的側視圖。
圖6b是殼體側連接器的側視圖。
圖6c是驅動裝置殼體的側視圖。
圖7a是功率控制單元的俯視圖。
圖7b是殼體側連接器的俯視圖。
圖7c是驅動裝置殼體的俯視圖。
圖8是示出本發明的實施方式的混合動力車輛用驅動裝置的功率控制單元的剖視圖。
圖9是示出本發明的實施方式的混合動力車輛用驅動裝置的功率控制單元的底面立體圖。
圖10是示出在本發明的實施方式的混合動力車輛用驅動裝置的驅動裝置殼體上安裝了裝配部件的狀態的俯視圖。
圖11是示出安裝于本發明的實施方式的混合動力車輛用驅動裝置的功率控制單元上的脫氣罐的立體圖。
圖12是從上方觀察本發明的實施方式的混合動力車輛用驅動裝置的示意圖。
具體實施方式
以下,基于附圖,對本發明的一個實施方式的混合動力車輛用驅動裝置進行說明。
如圖1所示,本發明的實施方式的混合動力車輛用驅動裝置100中,發動機4與收納發電機20及馬達30的驅動裝置殼體40相鄰地配置在未圖示的發動機室內,在驅動裝置殼體40上搭載有控制發電機20及馬達30的功率控制單元60。
如圖2及圖3所示,在驅動裝置殼體40的內部設有分別平行地配置的輸入軸1、中間軸2和輸出軸3,中間軸2的內周軸2a以能夠相對旋轉的方式被外周軸2b圍繞。另外,在以下的說明中,所謂軸線方向是指與輸入軸1、中間軸2及輸出軸3的旋轉軸線平行的方向。混合動力車輛用驅動裝置100以軸線方向為車輛的車寬方向、與軸線方向垂直的方向為車輛的前后方向的方式配置在發動機室內。
如圖1及圖12所示,在混合動力車輛用驅動裝置100配置在發動機室內的狀態下,在發動機4的前表面連接有排氣管4b,排氣管4b沿著發動機4的前表面向下方延伸后,沿著發動機4的底面向后方延伸。在圖1及圖12中,根據從駕駛員觀察的方向,標號fr、rr、l、r、u、d分別表示前方、后方、左方、右方、上方、下方。
與發動機4的曲軸4a連接的輸入軸1通過發電機驅動齒輪對5,與在其軸線上具有發電機20的內周軸2a連接。此外,在其軸線上具有馬達30的外周軸2b通過馬達驅動力傳遞齒輪對6與輸出軸3連接,輸入軸1與輸出軸3通過發動機驅動力傳遞齒輪對7連接。輸出軸3與差動裝置8通過最終齒輪對9連接,差動裝置8通過差動軸10與驅動輪11、11連接。而且,在輸入軸1上設有通過發動機驅動力傳遞齒輪對7來連接或切斷輸入軸1與輸出軸3之間的動力傳遞的離合器12。
這樣構成的混合動力車輛用驅動裝置100具有:將馬達30的驅動力傳遞至驅動輪11、11而使車輛行駛的傳遞路徑;以及將發動機4的驅動力傳遞至驅動輪11、11而使車輛行駛的傳遞路徑,并且構成為擇一地選擇或并用這兩條傳遞路徑來行駛。
在利用將馬達30的驅動力傳遞至驅動輪11、11而使車輛行駛的傳遞路徑的情況下,在斷開離合器12的狀態下驅動發動機4。從輸入軸1經由發電機驅動齒輪對5向中間軸2的內周軸2a輸入的發動機驅動力使內周軸2a旋轉并使固定于內周軸2a的發電機20一體旋轉,由此使發電機20發電。連接在以能夠相對旋轉的方式圍繞內周軸2a的外周軸2b上的馬達30接受由發電機20發電的電力而使外周軸2b旋轉,并經由馬達驅動力傳遞齒輪對6向輸出軸3傳遞其驅動力。傳遞至輸出軸3的驅動力經由最終齒輪對9、差動裝置8、差動軸10向驅動輪11、11傳遞。由此,能夠通過發電機20將發動機4的驅動力全部轉變為電力來運轉、即所謂的串聯運轉。
另一方面,在利用將發動機4的驅動力傳遞至驅動輪11、11而使車輛行駛的傳遞路徑的情況下,在連接離合器12的狀態下驅動發動機4。從輸入軸1輸入的發動機驅動力經由發動機驅動力傳遞齒輪對7被傳遞至輸出軸3,經由最終齒輪對9、差動裝置8、差動軸10被傳遞至驅動輪11、11。此時,由于輸入軸1和內周軸2a始終通過發電機驅動齒輪對5連接,因此使發電機20發電,利用發電的電力使馬達30旋轉,從而也能進行所謂的并聯運轉。另外,對發電機20及馬達30進行零扭矩控制,由此還能夠使拖曳損失最小化而僅利用發動機4的驅動力行駛。
接著,參照圖3,對本實施方式的驅動裝置殼體40中的發電機20及馬達30的配置具體地進行說明。
本實施方式的驅動裝置殼體40構成為具有從發動機4側依次排列的第1、第2殼體42、43,在其內部彼此平行地配置有輸入軸1、中間軸2、輸出軸3。如上所述,中間軸2具有內周軸2a和外周軸2b,在該外周軸2b上連接有馬達30,在內周軸2a上通過花鍵結合的連接軸2c連接有發電機20。
即,發電機20和馬達30以排列在同一軸線上的方式收納在驅動裝置殼體40內。收納發電機20的發電機收納部gs和收納馬達30的馬達收納部ms由分隔壁44分隔,該分隔壁44通過軸承2d、2e旋轉自如地支承外周軸2b、連接軸2c。
發電機20由固定于連接軸2c的轉子21、以及與轉子21相對配置的定子22構成,在定子22上卷繞有三相(u相、v相、w相)的線圈23。線圈23具有:卷繞于定子22的齒部的線圈繞組部23a、以及將線圈繞組部23a彼此連接的線圈跨接部23b,線圈跨接部23b從定子22向所述軸線方向突出。因此,發電機20的線圈跨接部23b的內徑側通常成為死區。
馬達30由固定于外周軸2b的轉子31和與轉子31相對配置的定子32構成,在定子32上卷繞有三相(u相、v相、w相)的線圈33。線圈33具有:卷繞于定子32的齒部的線圈繞組部33a、以及將線圈繞組部33a彼此連接的線圈跨接部33b,線圈跨接部33b從定子32向所述軸線方向突出。因此,馬達30的線圈跨接部33b的內徑側也通常成為死區。
在通常成為死區的、發電機20的線圈跨接部23b與馬達30的線圈跨接部33b的內徑側,且在所述軸線方向上的發電機20與馬達30之間,配置有檢測發電機20的旋轉角的發電機用旋轉變壓器24、以及檢測馬達30的旋轉角的馬達用旋轉變壓器34。
發電機用旋轉變壓器24構成為具有固定于連接軸2c的旋轉變壓器轉子24a、以及與旋轉變壓器轉子24a相對配置的旋轉變壓器定子24b,馬達用旋轉變壓器34構成為具有固定于外周軸2b的旋轉變壓器轉子34a、以及與旋轉變壓器轉子34a相對配置的旋轉變壓器定子34b。并且,發電機用旋轉變壓器24及馬達用旋轉變壓器34的旋轉變壓器定子24b、34b均由前述的分隔壁44支承。于是,不僅能夠利用存在于線圈跨接部23b、33b的內徑側的死區來配置發電機用旋轉變壓器24及馬達用旋轉變壓器34,還能夠將分隔壁44作為發電機用旋轉變壓器24及馬達用旋轉變壓器34的支承壁共用。從旋轉變壓器定子24b、34b引出的線圈(未圖示)與配置在驅動裝置殼體40的前表面的旋轉變壓器連接器35連接,旋轉變壓器連接器35與功率控制單元60通過配線37連接。
如圖3及圖4所示,發電機20的各相(u相、v相、w相)線圈23的一端彼此接線,另一端分別作為線圈終端23c從定子22引出,在驅動裝置殼體40內與殼體側發電機連接器51連接。而且,馬達30的各相線圈33的一端彼此接線,另一端分別作為線圈終端33c從定子32引出,在驅動裝置殼體40內與殼體側馬達連接器52連接。
殼體側發電機連接器51及殼體側馬達連接器52在所述軸線方向上的發電機20的中心與所述軸線方向上的馬達30的中心之間以沿著與所述軸線垂直的方向排列的方式配置。并且,本實施方式的殼體側發電機連接器51和殼體側馬達連接器52通過連接器保持部件53連結,由此構成一體化的殼體側連接器50,并且通過連接器保持部件53固定于驅動裝置殼體40。
具體地進行說明,如圖4至圖7c所示,本實施方式的殼體側發電機連接器51及殼體側馬達連接器52具有從板狀的連接器保持部件53的上表面突出的連接器部51a、52a、以及從連接器保持部件53的下表面突出的線圈連接部51b、52b。連接器部51a、52a具有長圓筒形狀,在其內部配置有三相(u相、v相、w相)的連接器端子51c、52c。線圈連接部51b、52b具有長圓柱形狀,在其外側面部設置有與連接器端子51c、52c導通的三相的線圈連接端子51d、52d。
這樣構成的本實施方式的殼體側發電機連接器51及殼體側馬達連接器52在連接器保持部件53沿著驅動裝置殼體40的上表面、且線圈連接部51b、52b嵌入到形成于驅動裝置殼體40的上表面的連接器孔42a、42b中的狀態下,被安裝于驅動裝置殼體40。并且,在驅動裝置殼體40內,發電機20的各相線圈終端23c與殼體側發電機連接器51的線圈連接端子51d連接,并且馬達30的各相線圈終端33c與殼體側馬達連接器52的線圈連接端子52d連接(參照圖4)。
如圖8所示,本實施方式的功率控制單元60構成為具有逆變器64、控制逆變器64的控制部65(ecu)、以及未圖示的電流傳感器等。逆變器64包括:發電機用逆變器,其連接在配置于發動機室外的dc-dc變換器(未圖示)與發電機20之間,將交流電壓轉換為直流電壓;以及馬達用逆變器,其連接在未圖示的dc-dc變換器(未圖示)與馬達30之間,將直流電壓轉換為交流電壓,或者將交流電壓轉換為直流電壓。
如圖4、圖8及圖9所示,在功率控制單元60的底面設置有單元側發電機連接器61及單元側馬達連接器62,將這些單元側發電機連接器61及單元側馬達連接器62與前述的殼體側發電機連接器51及殼體側馬達連接器52電連接,由此能利用功率控制單元60控制發電機20及馬達30。
具體地進行說明,單元側發電機連接器61及單元側馬達連接器62具有:長圓形狀的嵌合孔61a、62a,其外嵌于殼體側發電機連接器51及殼體側馬達連接器52的連接器部51a、52a;連接器部61b、62b,其突出設置在嵌合孔61a、62a內,并內嵌于殼體側發電機連接器51及殼體側馬達連接器52的連接器部51a、52a;以及連接器端子61c、62c,其配置在連接器部61b、62b內,與殼體側發電機連接器51及殼體側馬達連接器52的連接器端子51c、52c接觸而導通。
并且,關于這樣構成的本實施方式的功率控制單元60,通過將配置于功率控制單元60的底面的單元側發電機連接器61及單元側馬達連接器62與配置在驅動裝置殼體40上的殼體側發電機連接器51及殼體側馬達連接器52直接連接,從而被搭載在驅動裝置殼體40上。
如圖10所示,驅動裝置殼體40通過裝配部件70固定于車體框架80。裝配部件70構成為具有:固定于車體框架80的車輛側固定部件71;固定于驅動裝置殼體40的上表面外端側的殼體側固定部件72;以及連結車輛側固定部件71與殼體側固定部件72的未圖示的防振部件,車輛側固定部件71通過螺栓71a的緊固而固定于車體框架80,殼體側固定部件72通過螺栓72a、72b、72c的緊固而固定于驅動裝置殼體40。另外,驅動裝置殼體40在其他部分處也通過裝配部件70固定于車體框架80,但此處以連接器保持部件53附近的固定為焦點進行說明。
具體而言,將螺栓71a經由形成于車輛側固定部件71的貫通孔(未圖示)緊固在形成于車體框架80的緊固孔(未圖示)中,從而構成裝配部件70與車體框架80的固定點k1(以下稱作車體側固定點k1。),將螺栓72a、72b、72c經由形成于殼體側固定部件72的貫通孔(未圖示)緊固在形成于驅動裝置殼體40的緊固孔43a、43b、43c(參照圖1、圖7c)中,從而構成裝配部件70與驅動裝置殼體40的固定點k2、k3、k4(以下將k2稱作第1固定點、k3稱作第2固定點、k4稱作第3固定點。)。
固定驅動裝置殼體40與裝配部件70的這些第1固定點k2至第3固定點k4配置在殼體側發電機連接器51及殼體側馬達連接器52的附近。具體而言,使從第1固定點k2至殼體側發電機連接器51及殼體側馬達連接器52的所述軸線方向的距離l1比從第1固定點k2至固定裝配部件70與車體框架80的車體側固定點k1的所述軸線方向的距離l2短,而且,使從第2固定點k3及第3固定點k4至殼體側發電機連接器51及殼體側馬達連接器52的所述軸線方向的距離l3比從第2固定點k3及第3固定點k4至固定裝配部件70與車體框架80的車體側固定點k1的所述軸線方向的距離l4短。
根據這樣的配置結構,在驅動裝置殼體40上通過殼體側發電機連接器51及殼體側馬達連接器52直接搭載功率控制單元60時,固定驅動裝置殼體40與裝配部件70的第1固定點k2至第3固定點k4配置在殼體側發電機連接器51及殼體側馬達連接器52的附近,因此在第1固定點k2至第3固定點k4附近的殼體側發電機連接器51及殼體側馬達連接器52上得到大的振動抑制效果。
此外,第1固定點k2優選為,從與殼體側發電機連接器51及殼體側馬達連接器52的排列方向垂直的方向(軸線方向)觀察時,位于殼體側發電機連接器51的內側端部51e與殼體側馬達連接器52的內側端部52e之間。這樣,通過對殼體側發電機連接器51及殼體側馬達連接器52平衡性良好地配置第1固定點k2,能夠使殼體側發電機連接器51及殼體側馬達連接器52的振動進一步減少。
并且,第2固定點k3及第3固定點k4優選為,從與殼體側發電機連接器51及殼體側馬達連接器52的排列方向垂直的方向(軸線方向)觀察時,位于殼體側發電機連接器51的外側端部51f與殼體側馬達連接器52的外側端部52f之間。這樣,通過對殼體側發電機連接器51及殼體側馬達連接器52平衡性良好地配置三個第1固定點k2至第3固定點k4,能夠使殼體側發電機連接器51及殼體側馬達連接器52的振動更進一步減少。
接著,對功率控制單元60與連接器保持部件53的固定、連接器保持部件53與驅動裝置殼體40的固定、功率控制單元60與驅動裝置殼體40的固定進行說明。
功率控制單元60通過固定點k5相對于保持殼體側發電機連接器51及殼體側馬達連接器52的連接器保持部件53被固定。具體而言,將螺栓60b經由形成于功率控制單元60的貫通孔60a緊固在形成于連接器保持部件53的緊固孔53a中,從而構成功率控制單元60與連接器保持部件53的固定點k5。并且,該固定點k5配置在固定驅動裝置殼體40與裝配部件70的第1固定點k2的附近,優選配置在殼體側發電機連接器51與殼體側馬達連接器52之間。于是,在固定驅動裝置殼體40與裝配部件70的第1固定點k2的附近,能夠使功率控制單元60、連接器保持部件53和驅動裝置殼體40一體化。
連接器保持部件53通過螺栓緊固而固定于驅動裝置殼體40。具體而言,將螺栓53f、53g、53h、53i經由形成于連接器保持部件53的貫通孔53b、53c、53d、53e緊固在形成于驅動裝置殼體40的緊固孔42c、42d、42e、42f中,從而構成連接器保持部件53與驅動裝置殼體40的螺栓緊固點t1、t2、t3、t4。并且,這些螺栓緊固點t1、t2、t3、t4中的、將連接器保持部件53的中間部固定于驅動裝置殼體40的螺栓緊固點t1、t2在從殼體側發電機連接器51及殼體側馬達連接器52的排列方向觀察時,位于功率控制單元60與連接器保持部件53的固定點k5和固定驅動裝置殼體40與裝配部件70的第1固定點k2之間。于是,能促進固定點k2的附近的功率控制單元60、連接器保持部件53和驅動裝置殼體40的一體化。
并且,功率控制單元60通過至少四點的螺栓緊固而固定于驅動裝置殼體40。具體而言,將螺栓60g、60h、60i(未圖示)、60j(未圖示)經由形成于功率控制單元60的貫通孔60c、60d、60e、60f緊固在形成于驅動裝置殼體40的緊固孔42g、42h、42i、42j中,從而構成功率控制單元60與驅動裝置殼體40的螺栓緊固點t5、t6、t7、t8。形成有貫通孔60c、60d、60e、60f的凸臺部與功率控制單元60的底面相比略微向下方突出,構成為僅凸臺部與驅動裝置殼體40抵接。并且,四個螺栓緊固點t5、t6、t7、t8被配置成將殼體側發電機連接器51及殼體側馬達連接器52呈矩形狀地包圍。于是,通過利用螺栓緊固實現的功率控制單元60與驅動裝置殼體40的一體化,提高了驅動裝置殼體40的剛性,因此能進一步減少驅動裝置殼體40的振動。
接著,對功率控制單元60的搭載姿勢及冷卻結構進行說明。
如圖5至圖7c所示,在驅動裝置殼體40的上表面形成有功率控制單元載置部42k。功率控制單元60中,僅形成有貫通孔60c、60d、60e、60f的凸臺部與功率控制單元載置部42k抵接,并且,功率控制單元60在隔著空間載置于功率控制單元載置部42k上的狀態下,通過螺栓緊固而相對于驅動裝置殼體40及連接器保持部件53被固定。本實施方式的功率控制單元載置部42k以從驅動裝置殼體40的上表面向上方突出的方式形成,伴隨于此,在與功率控制單元載置部42k相鄰的區域中形成有相對于功率控制單元載置部42k降低的凹部42m(圖3、圖10)。于是,即使在水浸入發動機室內的情況下,通過將水引導至凹部42m,能提高排水性。此外,功率控制單元60隔著空間載置于功率控制單元載置部42k上,因此能防止彼此的熱干涉。并且,風在空間中流動,從而能冷卻功率控制單元60的底面。
此外,在軸線方向(車寬方向)及與軸線方向垂直的方向(前后方向)上,功率控制單元60的長度l11、l12優選為比驅動裝置殼體40的長度l21、l22短。于是,能避免作為高壓部件的功率控制單元60在車輛碰撞時成為先撞擊點。
此外,功率控制單元60優選為,在驅動裝置殼體40通過裝配部件70固定于車體框架80的狀態下,以上表面沿著覆蓋發動機室的發動機罩(未圖示)的形狀的方式,從前方向后方增高。于是,也能提高功率控制單元60向發動機室的搭載性、以及在功率控制單元60內流動的后述的冷卻水的脫氣性。
而且,在功率控制單元60的內部形成有冷卻水的流路、即水套(未圖示)。如圖4及圖11所示,在功率控制單元60的前端側(傾斜低位側)設置有與水套的流入口連接的流入管66,在功率控制單元60的后端側(傾斜高位側)設置有與水套的流出口連接的流出管67。并且,通過設置從未圖示的散熱器至流入管66的冷卻水供給路徑、和從流出管67至散熱器的冷卻水返回路徑,來對功率控制單元60隨時供給冷卻水,冷卻功率控制單元60內的電子部件。
此外,在功率控制單元60的后方(傾斜高位側)設置有介于冷卻水返回路徑中的脫氣罐69。即,功率控制單元60的水套在傾斜高位側與脫氣罐69連通,因此能將冷卻水中的空氣高效地回收到脫氣罐69。
并且,如圖12所示,功率控制單元60被配置成與沿上下方向投影排氣管4b而得的排氣管投影區域h在車寬方向上錯開。由此,通過將需要采取熱對策的功率控制單元60夾著驅動裝置殼體40配置在作為熱源的排氣管4b的相反側,能抑制熱產生的影響。而且,通過將功率控制單元60相對于排氣管投影區域h在車寬方向上錯開地配置,能進一步抑制熱產生的影響。
如以上所說明那樣,上述實施方式至少提供以下的方式。
(1)混合動力車輛用驅動裝置100具有:能夠利用來自發動機4的動力進行發電的發電機20;受電力驅動、并且驅動車輪的馬達30;收納該發電機20和該馬達30的驅動裝置殼體40;控制該發電機20和該馬達30的功率控制單元60,在驅動裝置殼體40內,發電機20和馬達30并置在同一軸線上,通過將配置于功率控制單元60的底面的單元側發電機連接器61及單元側馬達連接器62與配置于驅動裝置殼體40上的殼體側發電機連接器51及殼體側馬達連接器52直接連接,從而功率控制單元60被搭載于驅動裝置殼體40上,驅動裝置殼體40通過裝配部件70固定于車體框架80,固定驅動裝置殼體40與裝配部件70的第1固定點k2配置在殼體側發電機連接器51及殼體側馬達連接器52的附近。
這樣,在收納發電機20及馬達30的驅動裝置殼體40上,通過殼體側發電機連接器51及殼體側馬達連接器52直接搭載功率控制單元60,由此來自功率控制單元60的振動經由驅動裝置殼體40、裝配部件70、車體框架80向車室內傳遞,但功率控制單元60及驅動裝置殼體40成為一個剛性部件,并且功率控制單元60配置在固定驅動裝置殼體40與裝配部件70的第1固定點k2附近,因此能減少向車室內傳遞的振動。其結果是,不僅能防止功率控制單元60內的部件因振動而破損,也能減少來自功率控制單元60的室內傳遞音。此外,固定驅動裝置殼體40與裝配部件70的第1固定點k2配置在殼體側發電機連接器51及殼體側馬達連接器52的附近,因此在第1固定點k2附近的殼體側發電機連接器51及殼體側馬達連接器52上,得到大的振動抑制效果,因此也能防止振動引起的連接器的接觸不良。
(2)混合動力車輛用驅動裝置100具有:能夠利用來自發動機4的動力進行發電的發電機20;受電力驅動、并且驅動車輪的馬達30;收納該發電機20和該馬達30的驅動裝置殼體40;以及控制該發電機20和該馬達30的功率控制單元60,在驅動裝置殼體40內,發電機20和馬達30并置在同一軸線上,通過將配置于功率控制單元60的底面的單元側發電機連接器61及單元側馬達連接器62與配置于驅動裝置殼體40上的殼體側發電機連接器51及殼體側馬達連接器52直接連接,從而功率控制單元60被搭載于驅動裝置殼體40上,殼體側發電機連接器51及殼體側馬達連接器52在軸線方向上的發電機20的中心與軸線方向上的馬達30的中心之間沿著與軸線垂直的方向并置。
這樣,殼體側發電機連接器51及殼體側馬達連接器52在軸線方向上的發電機20的中心與軸線方向上的馬達30的中心之間沿著與軸線垂直的方向并置,因此不僅能夠在距馬達30和發電機20都近的位置處接近地配置殼體側發電機連接器51及殼體側馬達連接器52,還能夠以一個部件共用連接器保持部件。
(3)混合動力車輛用驅動裝置100具有:發動機4;與發動機4連接的排氣管4b;能夠利用來自發動機4的動力進行發電的發電機20;受電力驅動、并且驅動車輪的馬達30;收納該發電機20和該馬達30的驅動裝置殼體40;以及控制該發電機20和該馬達30的功率控制單元60,在驅動裝置殼體40內,發電機20和馬達30并置在同一軸線上,發動機4在車輛的車寬方向上與驅動裝置殼體40相鄰地配置,排氣管4b從車輛的前方向后方通過發動機4的下方而延伸,通過將配置于功率控制單元60的底面的單元側發電機連接器61及單元側馬達連接器62與配置于驅動裝置殼體40上的殼體側發電機連接器51及殼體側馬達連接器52直接連接,從而功率控制單元60被搭載于驅動裝置殼體40上,并且功率控制單元60被配置成在車寬方向上與沿上下方向投影排氣管4b而得的排氣管投影區域h錯開。
這樣,通過沿車寬方向排列發動機4、馬達30和發電機20,車重平衡性良好。此外,將需要采取熱對策的功率控制單元60夾著驅動裝置殼體40而配置在作為熱源的排氣管4b的相反側,由此能抑制熱產生的影響。而且,將功率控制單元60與排氣管投影區域h錯開地配置,由此能進一步抑制熱產生的影響。
以上,對本發明的實施方式進行了說明,但本發明能夠在不脫離其主旨的范圍內進行各種設計變更。
例如,在上述實施方式中,將固定驅動裝置殼體40與裝配部件70的固定點設為第1固定點k2至第3固定點k4這三個點,但可以僅僅設置第1固定點k2這一個點,也可以設置第2固定點k3及第3固定點k4這兩個點,還可以設置四個點以上。此外,在固定點為多個點的情況下,至少一個點配置在殼體側發電機連接器51及殼體側馬達連接器52的附近即可,但優選所有的固定點配置在殼體側發電機連接器51及殼體側馬達連接器52的附近。
標號說明
4:發動機;
4b:排氣管;
20:發電機;
23b:線圈跨接部;
24:發電機用旋轉變壓器(發電機用旋轉變壓器);
24b:旋轉變壓器定子(發電機用旋轉變壓器定子);
30:馬達;
33b:線圈跨接部;
34:馬達用旋轉變壓器(電動機用旋轉變壓器);
34b:旋轉變壓器定子(電動機用旋轉變壓器定子);
40:驅動裝置殼體;
42k:功率控制單元載置部(電力控制裝置載置部);
42m:凹部;
44:分隔壁;
51:殼體側發電機連接器(殼體側發電機連接器);
51e:內側端部(殼體側發電機連接器的內側端部);
51f:外側端部(殼體側發電機連接器的外側端部);
52:殼體側馬達連接器(殼體側電動機連接器);
52e:內側端部(殼體側電動機連接器的內側端部);
52f:外側端部(殼體側電動機連接器的外側端部);
53:連接器保持部件;
60:功率控制單元(電力控制裝置);
61:單元側發電機連接器(裝置側發電機連接器);
62:單元側馬達連接器(裝置側電動機連接器);
69:脫氣罐;
70:裝配部件;
80:車體框架(車輛骨架部件);
100:混合動力車輛用驅動裝置;
k2:第1固定點;
k3:第2固定點;
k4:第3固定點;
h:排氣管投影區域。