JP7559793B2 - 電動機の冷却装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動力源として車両に搭載される電動機の冷却装置に関する。

駆動力源として車両に搭載される電動機の冷却装置として、様々な態様が提案されている。例えば、特許文献１には、電動機の鉛直上方に冷却パイプを配置し、冷却パイプに形成された噴出穴から電動機のステータコイルに向かって冷媒を噴出する、電動機の冷却装置が記載されている。

特開２００７－２０９１６０号公報

ところで、車両走行中に、前後加速度、左右加速度、上下加速度が変化すると、冷却パイプから噴出される冷媒の噴出方向が変わってしまい、噴出穴から噴出された冷媒が、ステータコイルの適切な部位に掛からなくなる虞がある。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、車両走行中の車両挙動の変化に拘わらず、電動機の上方から噴出された冷媒を、電動機のステータコイルの適切な部位に掛けることができる電動機の冷却装置を提供することにある。

第１発明の要旨とするところは、（ａ）駆動力源として車両に搭載され、ステータコアおよび前記ステータコアに巻き掛けられたステータコイルを備えた電動機に適用され、前記ステータコイルに向かって冷媒を噴出する電動機の冷却装置であって、（ｂ）車両搭載状態において鉛直線の方向で前記電動機よりも上方に設けられ、冷媒が噴出される噴出穴が形成された冷却パイプと、（ｃ）車両の加速度情報を検出または推定する加速度情報取得部と、（ｄ）前記加速度情報に基づいて、前記冷却パイプに供給される冷媒の流量を調整する冷媒流量調整部と、を備え、（ｅ）前記冷却パイプの噴出穴は、冷媒の流量に応じて前記噴出穴から噴出される冷媒の噴出方向を調整可能に形成されていることを特徴とする。

第２発明の要旨とするところは、第１発明において、前記噴出穴は、車両搭載状態において、前記噴出穴の向きが鉛直線に対して傾斜するようにして形成されていることを特徴とする。

第３発明の要旨とするところは、第１発明において、前記冷却パイプには、電動オイルポンプから吐出される冷媒が供給されるように構成されていることを特徴とする。

第４発明の要旨とするところは、第１発明において、前記電動機は、車両の車輪に備えられたインホイールモータであることを特徴とする。

第１発明によれば、冷却パイプに形成される噴出穴が、冷媒の流量に応じて冷媒の噴出方向を調整可能に構成され、車両の加速度情報に基づいて冷却パイプに供給される冷媒の流量が変更されるため、加速度情報に応じて冷媒の流量が適切に調整されることで、車両挙動の変化に拘わらず、冷媒の噴出方向を常に適切な状態に維持し、冷媒をステータコイルの適切な範囲に掛けることができる。

第２発明によれば、噴出穴は、車両搭載状態において、噴出穴の向きが鉛直線に対して傾斜するようにして形成されているため、冷却パイプに供給される冷媒の流量を調整することで、冷媒の噴出方向を適宜調整することが可能になる。

第３発明によれば、冷却パイプには、電動オイルポンプから吐出される冷媒が供給されるように構成されているため、電動オイルポンプから吐出される冷媒の吐出量を調整することで、冷却パイプに供給される冷媒の油量を調整することができる。

第４発明によれば、電動機が車両の車輪に備えられたインホイールモータであるため、車輪に備えられた電動機毎に冷却パイプの油量を調整することで、各冷却パイプから噴出される冷媒の噴出方向を、各々の車輪の挙動に応じて適切に調整することができる。

本発明の一実施例である車両の概要を示す全体図である。 図１のモータ駆動装置の構造を説明する断面図である。 図２の冷却パイプの噴出穴から噴出される、冷却油の噴出方向を示す図である。 図３に対して、冷却パイプに供給される冷却油の油量が少ない場合を示す図である。 図３に対して、冷却パイプに供給される冷却油の油量が多い場合を示す図である。 冷却パイプの噴出穴から噴出される冷却油の噴出方向を説明する他の図である。 冷却パイプの噴出穴から噴出される冷却油の噴出方向を説明するさらに他の図である。 電子制御装置の制御作動の要部を説明するフローチャートである。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本発明の一実施例である車両１０の概要を示す全体図である。車両１０は、前輪１２Ｌ、１２Ｒおよび後輪１４Ｌ、１４Ｒにそれぞれ駆動力源として内蔵されたインホイールモータ駆動装置１６ＦＬ、１６ＦＲ、１６ＲＬ、１６ＲＲが駆動されることによって、前輪１２Ｌ、１２Ｒおよび後輪１４Ｌ、１４Ｒが駆動される四輪駆動形式の電気自動車である。各インホイールモータ駆動装置１６ＦＬ、１６ＦＲ、１６ＲＬ、１６ＲＲ（以下、各モータ駆動装置１６）については後述する。

各モータ駆動装置１６は、フロントインバータ１８Ｆ（ＦｒＩＮＶ）またはリヤインバータ１８Ｒ（ＲｒＩＮＶ）を介してバッテリ２０に接続されており、フロントインバータ１８Ｆまたはリヤインバータ１８Ｒを介してバッテリ２０から供給される電力によって走行用の動力を発生させる。

フロントインバータ１８Ｆおよびリヤインバータ１８Ｒは、電子制御装置２２からの制御指令信号Ｓmfl、Ｓmfr、Ｓmrl、Ｓmrrに基づいて、各モータ駆動装置１６に備えられる後述する各電動機ＭＧの作動状態を制御する。

電子制御装置２２は、車両１０の走行状態に応じて、各モータ駆動装置１６に備えられる各電動機ＭＧの駆動状態を制御したり、各モータ駆動装置１６に備えられた電動オイルポンプ２４ＦＬ、２４ＦＲ、２４ＲＬ、２４ＲＲ（以下、各電動オイルポンプ２４）の駆動状態を制御したりする。

電子制御装置２２には、例えば各車輪（前輪１２Ｌ、１２Ｒおよび後輪１４Ｌ、１４Ｒ）にそれぞれ設けられた各加速度センサ２８ＦＬ、２８ＦＲ、２８ＲＬ、２８ＲＲによって検出される、各車輪の加速度情報Ａfl、Ａfr、Ａrl、Ａrrなどが供給される。なお、各加速度情報Ａfl、Ａfr、Ａrl、Ａrrは、それぞれ各車輪における前後加速度Ｇfr、左右加速度Ｇlr、および上下加速度Ｇudを含んでいる。

また、電子制御装置２２は、例えば、各種センサによって検出される各種情報に基づいて各モータ駆動装置１６に備えられる電動機ＭＧの要求出力を算出し、算出された要求出力が電動機ＭＧから出力されるようにフロントインバータ１８Ｆおよびリヤインバータ１８Ｒに制御指令信号Ｓmfl、Ｓmfr、Ｓmrl、Ｓmrrを出力する。

図２は、走行用の駆動力源として車両１０に搭載されている各モータ駆動装置１６の構造を説明する断面図である。モータ駆動装置１６は、図示しないケーシング内に電動機ＭＧおよび歯車減速機構３２を備えている。電動機ＭＧのロータ軸３４から出力される駆動力は、歯車減速機構３２を介してホイール軸３６に伝達され、さらに、ホイール軸３６とホイールハブ３８とのスプライン嵌合を経由して、ホイールハブ３８に締結された各車輪（図２では図示せず）に伝達される。電動機ＭＧは、各車輪に備えられてそれぞれの車輪を駆動させる、所謂インホイールモータとして機能する。

電動機ＭＧおよび歯車減速機構３２は、ケーシングに収容されている。本実施例では、電動機ＭＧの回転中心である回転軸線Ｃ１が車両１０の幅方向と平行になるように配置されている。すなわち、電動機ＭＧは、車両１０の進行方向に対して横置きに配置されている。

電動機ＭＧは、回転軸線Ｃ１を中心にして配置されている。電動機ＭＧは、ステータ４０とロータ４２とを備えている。ステータ４０は、複数枚の電磁鋼板が積層されて円筒状に構成されるステータコア４６、および、ステータコア４６に巻き掛けられているステータコイル４８、を備えている。

ステータコア４６は、円筒状に形成され、ケーシングにボルト等で回転不能に固定されている。ステータコア４６の内周面には、回転軸線Ｃ１方向に貫通する隙間である複数のスロットが形成されており、ステータコイル４８は、そのスロット内を通ってステータコア４６に巻き掛けられている。また、ステータコイル４８がステータコア４６に巻き掛けられることによって、ステータコア４６から回転軸線Ｃ１方向に突き出す一対のコイルエンド５０ａ、５０ｂが形成される。

ロータ４２は、ステータ４０の内周側に配置されている。ロータ４２は、回転軸線Ｃ１を中心にして回転可能に支持されているロータ軸３４と、ロータ軸３４の外周面に固定されているロータコア５２と、を備えている。ロータ軸３４は、軸受５４、軸受５６、軸受５８を介して回転軸線Ｃ１を中心にして回転可能に支持されている。ロータコア５２は、複数枚の電磁鋼板が積層されて円筒状に形成されている。ロータコア５２の内周面がロータ軸３４の外周面に固定されることで、ロータコア５２およびロータ軸３４は、回転軸線Ｃ１を中心にして一体的に回転する。ロータ軸３４の回転軸線Ｃ１方向でホイールハブ３８側には、斜歯歯車からなるドライブピニオン６０が固定されている。

歯車減速機構３２は、ドライブピニオン６０と、ドライブピニオン６０と噛み合う斜歯歯車からなるドリブン歯車６２と、を備えている。ドライブピニオン６０の回転軸線Ｃ１の両端は、ロータ軸３４を支持する２個の軸受５６、５８によって回転軸線Ｃ１を中心にして回転可能に支持されている。また、ホイール軸３６は、軸受６４および軸受６６によって、回転軸線Ｃ１に平行な回転軸線Ｃ２を中心にして回転可能に支持されている。

車両搭載状態における鉛直線の方向で電動機ＭＧよりも上方には、回転軸線Ｃ１に対して平行に配置された冷却パイプ６８が設けられている。なお、車両搭載状態は、車両１０が水平面上にある状態を前提とする。

冷却パイプ６８は、車両搭載状態において水平面に対して平行に配置される。冷却パイプ６８には、冷却パイプ６８内に供給された冷媒としての冷却油が噴出される噴出穴７０ａ、７０ｂが形成されている。噴出穴７０ａ、７０ｂから噴出された冷却油は、電動機ＭＧの上方から電動機ＭＧのコイルエンド５０ａ、５０ｂに向かうように設定されている。冷却パイプ６８には、各モータ駆動装置１６に内蔵された各電動オイルポンプ２４から吐出された冷却油が供給されるように構成されている。冷却パイプ６８および電動オイルポンプ２４を含んで、電動機ＭＧを構成するステータコイル４８のコイルエンド５０ａ、５０ｂに冷却油を噴出する冷却装置７２が構成される。

図３は、図２の冷却パイプ６８の噴出穴７０ａ、７０ｂから噴出される冷却油の噴出方向を説明する図である。なお、図３では、電動機ＭＧおよび冷却パイプ６８が簡略化されて示され、実際の寸法とは異なっている。また、図３は、車両が水平面上にある車両搭載状態での配置関係が示されており、紙面上下方向が鉛直線の方向に対応し、紙面左右方向が車幅方向に対応している。図３に示すように、鉛直線の方向で電動機ＭＧの上方には、回転軸線Ｃ１に対して平行な冷却パイプ６８が配置されている。冷却パイプ６８は、車両搭載状態において水平面と平行になる。

冷却パイプ６８には、コイルエンド５０ａ、５０ｂに向かって冷却油を噴出させるための噴出穴７０ａ、７０ｂが形成されている。噴出穴７０ａ、７０ｂは、車両搭載状態において、穴の向き（方向）が鉛直線に対して車幅方向（図３において紙面右側）に傾斜している。具体的には、噴出穴７０ａ、７０ｂは、噴出穴７０ａ、７０ｂの向き（方向）に沿った直線ＣＬ１が、鉛直線ＶＬ１に対して所定角θ１だけ車幅方向に傾斜するようにして形成されている。なお、直線ＣＬ１は、噴出穴７０ａ、７０ｂの中心を通る直線に相当する。

上記のように噴出穴７０ａ、７０ｂの向きが鉛直線に対して傾斜するように形成されることで、噴出穴７０ａ、７０ｂから噴出される冷却油は、鉛直線ＶＬ１の方向に対して傾いた方向に噴出される。図３は、車両１０の左右加速度Ｇlrがゼロである状態を示している。このとき、冷却パイプ６８に供給される冷却油の油量Ｑ（すなわち冷却油の流量）が、予め設定されている基準油量Ｑstとすることで、噴出穴７０ａ、７０ｂから噴出される冷却油が、コイルエンド５０ａ、５０ｂの冷却に最適な範囲に掛かることとなる。言い換えれば、冷却油の油量Ｑの基準油量Ｑstは、予め実験的または設計的に求められ、車両１０の左右加速度Ｇlrがゼロであるとき、噴出穴７０ａ、７０ｂから噴出された冷却油が、コイルエンド５０ａ、５０ｂの冷却に最適な範囲に掛かる値とされている。

ここで、図３に示す左右加速度Ｇlrがゼロの状態において、例えば旋回走行時に左右加速度Ｇlrが発生すると、噴出穴７０ａ、７０ｂから噴出される冷却油の噴出方向が変化し、冷却油の掛かる位置がコイルエンド５０ａ、５０ｂの冷却に最適な範囲から外れる虞がある。これに対して、電子制御装置２２は、前輪１２Ｌ、１２Ｒ（以下、各前輪１２）および後輪１４Ｌ、１４Ｌ（以下、各後輪１４）のそれぞれに取り付けられた各加速度センサ２８ＦＬ、２８ＦＲ、２８ＲＬ、２８ＲＲ（以下、各加速度センサ２８）から検出される加速度情報に基づいて冷却パイプ６８に供給される冷却油の油量Ｑが調整されるように構成されている。

図４は、図３に示す状態に比べて、冷却パイプ６８に供給される冷却油の油量Ｑが少ない場合を示している。図４の上段は、車両１０の左右加速度Ｇlrがゼロである状態を示し、図４の下段は、車両１０の車幅方向で左側への左右加速度Ｇlrが発生した場合を示している。

図４の上段に示すように、冷却パイプ６８に供給される冷却油の油量Ｑが少ない場合（小油量）には、噴出穴７０ａ、７０ｂから噴出される冷却油の速度が低くなるため、矢印で示すように、冷却油が各コイルエンド５０ａ、５０ｂの回転軸線Ｃ１方向の中心に対して車幅方向の右側（紙面右側）にずれた位置に掛かっている。この状態から車幅方向の左側への左右加速度Ｇlrが発生した場合には、冷却油に車幅方向で左側への力が作用する。このとき、図４の下段に示すように、噴出された冷却油に車幅方向で左側への力が作用するため、冷却油の噴出方向が破線の矢印で示す状態から実線の矢印で示す状態に変化する。すなわち、図４の下段に示すように、冷却油の噴出方向が車幅方向の左側にずれることとなる。その結果、図３に示す左右加速度Ｇlrがゼロの場合と同様に、冷却油が各コイルエンド５０ａ、５０ｂの回転軸線Ｃ１方向で中心の位置に掛かることとなる。

図５は、図３に示す状態に比べて、冷却パイプ６８に供給される冷却油の油量Ｑが多い場合（大油量）を示している。図５の上段は、車両１０の左右加速度Ｇlrがゼロである場合を示し、図５の下段は、車両１０の車幅方向で右側への左右加速度Ｇlrが発生した場合を示している。

図５の上段に示すように、冷却パイプ６８に供給される冷却油の油量Ｑが多い場合（大油量）には、噴出穴７０ａ、７０ｂから噴出される冷却油の速度が高くなるため、矢印で示すように、冷却油が各コイルエンド５０ａ、５０ｂの回転軸線Ｃ１方向の中心に対して車幅方向の左側（紙面左側）にずれた位置に掛かっている。この状態から車幅方向で右側への左右加速度Ｇlrが発生した場合には、冷却油に車幅方向で右側への力が作用する。このとき、図５の下段に示すように、噴出された冷却油に車幅方向で右側への力が作用するため、冷却油の噴出方向が破線の矢印で示す状態から実線の矢印で示す状態に変化する。すなわち、図５の下段に示すように、冷却油の噴出方向が車幅方向の右側にずれることとなる。その結果、図３に示す左右加速度Ｇlrがゼロの場合と同様に、冷却油が、各コイルエンド５０ａ、５０ｂの回転軸線Ｃ１方向の中心の位置、すなわち冷却に最適な位置に掛かることとなる。

上記に基づいて、電子制御装置２２は、車両１０の左右加速度Ｇlrがゼロの場合には、冷却油の油量Ｑを予め設定されている基準油量Ｑstとすることで、冷却油の噴出方向を図３に示す状態にする。また、電子制御装置２２は、車両１０の左右加速度Ｇlrが車幅方向で左側に作用する場合には、冷却油の油量Ｑを基準油量Ｑstよりも少なくすることで、冷却油の噴出方向を、図４の下段における実線の矢印で示す状態とする。さらに、電子制御装置２２は、車両１０の前後加速度が車幅方向で右側に作用する場合には、冷却油の油量Ｑを基準油量Ｑstよりも多くすることで図５の下段における実線の矢印で示す状態とする。このように、噴出穴７０ａ、７０ｂは、冷却油の油量Ｑに応じて噴出穴７０ａ、７０ｂから噴出される冷却油の噴出方向を車幅方向に調整可能に構成され、電子制御装置２２は、車両１０の左右加速度Ｇlrに応じて冷却パイプ６８に供給される冷却油の油量Ｑを調整することで、左右加速度Ｇlrの変化に拘わらず、冷却油を各コイルエンド５０ａ、５０ｂの冷却に最適な範囲に掛けることを可能にする。

図３～図５は、車両１０の左右加速度Ｇlrの変化に応じた態様が示されているが、車両１０の前後加速度Ｇfr、上下加速度Ｇudについても適用することができる。図６は、図３と同様に、冷却パイプ６８の噴出穴７０ａ、７０ｂから噴出される冷却油の噴出方向を説明する図である。図６の実線で示す矢印は、冷却油の油量Ｑが基準油量Ｑstであって、上下加速度Ｇudがゼロのときの冷却油の噴出方向を示している。また、破線で示す矢印は、冷却油の油量Ｑが基準油量Ｑstであって、車両１０に鉛直上方への上下加速度Ｇudが作用した場合の冷却油の噴出方向を示ている。また、一点鎖線で示す矢印は、冷却油の油量Ｑが基準油量Ｑstであって、車両１０に鉛直下方への上下加速度Ｇudが作用した場合の冷却油の噴出方向を示している。

車両１０に鉛直上方への上下加速度Ｇudが作用した場合には、破線の矢印で示すように冷却油の噴出方向が上向きになり、コイルエンド５０ａ、５０ｂの冷却に最適な範囲に冷却油が掛からなくなる。これに対して、電子制御装置２２は、冷却パイプ６８に供給される冷却油の油量Ｑを減少させる。その結果、噴出穴７０ａ、７０ｂから噴出される冷却油の速度が低下することで、冷却油の噴出方向が実線で示す矢印となり、コイルエンド５０ａ、５０ｂの冷却に最適な範囲に冷却油が掛かることとなる。

また、車両１０に鉛直下方への上下加速度Ｇudが作用した場合には、一点鎖線の矢印で示すように冷却油の噴出方向が下向きになり、コイルエンド５０ａ、５０ｂの冷却に最適な範囲に冷却油がかからなくなる。これに対して、電子制御装置２２は、冷却パイプ６８に供給される冷却油の吐出量を増加させる。その結果、噴出穴７０ａ、７０ｂから噴出される冷却油の速度が上昇することで、冷却油の噴出方向が実線で示す矢印となり、コイルエンド５０ａ、５０ｂの冷却に最適な範囲に冷却油が掛かることとなる。

このように、電子制御装置２２は、車両１０の上下加速度Ｇudに応じて冷却パイプ６８に供給される冷却油の油量Ｑを調整することで、上下加速度Ｇudの変化に拘わらず、冷却油を各コイルエンド５０ａ、５０ｂの冷却に最適な範囲に掛けることを可能にする。

同様に、前後加速度Ｇfrについても適用することができる。図７は、電動機ＭＧおよび冷却パイプ６８を回転軸線Ｃ１から見た図である。図７において、紙面上方が鉛直上方に対応し、紙面左側が車両前方に対応する。また、図７では、電動機ＭＧのコイルエンド５０ａ側が示されているが、コイルエンド５０ｂ側についても同様に構成されている。

図７に示すように、冷却パイプ６８は、電動機ＭＧの回転軸線Ｃ１を通る鉛直線ＶＬ２に対して水平線の方向で距離Ｅだけ離れた位置に配置している。また、噴出穴７０ａ、７０ｂは、噴出穴７０ａ、７０ｂの向き（方向）が鉛直線に対して傾斜している。具体的には、噴出穴７０ａ、７０ｂは、噴出穴７０ａ、７０ｂの向き（方向）に沿った直線ＣＬ２が、冷却パイプ６８の中心点ＣＴを通る鉛直線ＶＬ３に対して所定角θ２だけ車両前後方向に傾斜している。なお、直線ＣＬ２は、噴出穴７０ａ、７０ｂの中心を通る直線に相当する。このように、噴出穴７０ａ、７０ｂの向きに沿った直線ＣＬ２が鉛直線ＶＬ３に対して傾斜することで、冷却パイプ６８に供給される冷却油の油量Ｑに応じて、冷却油の噴出方向を車両前後方向に調整することが可能になる。

図７において、実線の矢印が、前後加速度Ｇfrがゼロの状態での冷却油の噴出方向を示している。冷却油が実線の矢印で示す方向に噴出されることで冷却油がコイルエンド５０ａ、５０ｂの冷却に最適な範囲に掛かることとなる。このときの冷却油の油量Ｑは、前記基準油量Ｑstに対応する。

図７の破線で示す矢印は、冷却パイプ６８に供給される油量Ｑを、基準油量Ｑstよりも増加させた場合の冷却油の噴出方向を示している。このとき、噴出穴７０ａ、７０ｂから噴出される冷却油の速度が高くなるため、破線の矢印で示すように冷却油の噴出方向が上向きになる。図７の一点鎖線で示す矢印は、冷却パイプ６８に供給される油量Ｑを、基準油量Ｑstよりも減少させた場合の冷却油の噴出方向を示している。このとき、噴出穴７０ａ、７０ｂから噴出される冷却油の速度が低くなるため、一点鎖線の矢印で示すように冷却油の噴出方向が下向きになる。

上記を考慮して、電子制御装置２２は、車両後方への前後加速度Ｇfrが発生している場合、冷却油の油量Ｑを基準油量Ｑstよりも増加させる。その結果、噴出された冷却油に車両後方に作用する力が合わさることで、冷却油の噴出方向が実線で示す矢印となる。また、電子制御装置２２は、車両前方への前後加速度Ｇfrが発生している場合、冷却油の油量Ｑを基準油量Ｑstよりも減少させる。その結果、噴出された冷却油に車両前方に作用する力が合わさることで、冷却油の噴出方向が実線で示す矢印となる。

このように、電子制御装置２２は、車両１０の前後加速度Ｇfrに応じて冷却パイプ６８に供給される冷却油の油量Ｑを調整することで、上下加速度Ｇudの変化に拘わらず、冷却油を各コイルエンド５０ａ、５０ｂの冷却に最適な範囲に掛けることを可能にする。

図１に戻り、電子制御装置２２は、車両挙動の変化（すなわち車両１０の前後加速度Ｇfr、左右加速度Ｇlr、上下加速度Ｇud）に拘わらず、潤滑油を電動機ＭＧのコイルエンド５０ａ、５０ｂの冷却に最適な範囲に掛けるために実行される、加速度情報取得部８０および冷却油量調整部８２を機能的に備えている。なお、冷却油量調整部８２が、本発明の冷媒流量調整部に対応している。

加速度情報取得部８０は、各前輪１２および各後輪１４に取り付けられている加速度センサ２８から、各車輪（各前輪１２および各後輪１４）毎の加速度情報（前後加速度Ｇfr、左右加速度Ｇlr、上下加速度Ｇud）を取得する。

冷却油量調整部８２は、各車輪の加速度情報が取得されると、取得された加速度情報に基づいて、噴出穴７０ａ、７０ｂから噴出される冷却油の噴出方向が、最適範囲を逸脱しているか否かが判定される。冷却油量調整部８２は、例えば車両１０の前後加速度Ｇfr、左右加速度Ｇlr、上下加速度Ｇudの各々の許容範囲の閾値を記憶しており、各加速度の何れかが許容範囲の閾値から外れた場合、最適範囲を逸脱するものと判定する。各加速度の許容範囲の閾値は、予め実験的または設計的に求められ、噴出穴７０ａ、７０ｂから噴出された冷却油がコイルエンド５０ａ、５０ｂの冷却に最適とされる範囲に掛かる閾値に設定されている。

冷却油量調整部８２は、冷却油の噴出方向が最適範囲を逸脱していると判定されると、取得された加速度情報に基づいて、冷却パイプ６８に供給される冷却油の油量Ｑを調整する。ここで、冷却パイプ６８に供給される冷却油は、各電動オイルポンプ２４から吐出される冷却油であるため、冷却油量調整部８２は、実質的には、各電動オイルポンプ２４の吐出量Ｑopを調整することによって、冷却パイプ６８に供給される冷却油の油量Ｑを調整する。

冷却油量調整部８２は、車両１０の前後加速度Ｇfr、左右加速度Ｇlr、および上下加速度Ｇudをパラメータとする、電動オイルポンプ２４の要求吐出量Ｑoprを決定する関係マップを記憶しており、各車輪毎に取得された加速度情報を前記関係マップに適用することによって、各車輪毎の電動オイルポンプ２４の要求吐出量Ｑoprを決定する。なお、電動オイルポンプ２４の吐出量Ｑopは、冷却パイプ６８に供給される冷却油の油量Ｑと実質的に同じである。

前記関係マップは、予め実験的または設計的に求められて記憶され、車両挙動の変化すなわち各加速度の変化に拘わらず、噴出穴７０ａ、７０ｂから噴出される冷却油がコイルエンド５０ａ、５０ｂの冷却に適切な位置に掛かるように、電動オイルポンプ２４の要求吐出量Ｑoprが設定されている。例えば各加速度がゼロの場合には、関係マップは、冷却パイプ６８に供給される冷却油の油量Ｑが基準油量Ｑstとなるように設定されている。また、関係マップは、例えば左右加速度Ｇlrが図４の下段に示すような車幅方向で左側に作用している場合には、冷却油の油量Ｑが基準油量Ｑstよりも少なくなるように設定されている。また、関係マップは、例えば左右加速度Ｇlrが図５の下段に示すような車幅方向で右側に作用している場合には、冷却油の油量Ｑが基準油量Ｑstよりも多くなるように設定されている。

冷却油量調整部８２は、関係マップに基づく電動オイルポンプ２４の要求吐出量Ｑoprを決定すると、電動オイルポンプ２４から吐出される冷却油の吐出量Ｑopを求められた要求吐出量Ｑoprに制御する。上記のように制御されることで、車両挙動に変化（すなわち各加速度の変化）が生じても、冷却パイプ６８に供給される冷却油の油量Ｑが調整されることで、噴出穴７０ａ、７０ｂから噴出される冷却油の噴出方向が適切な状態に維持される。その結果、車両挙動の変化に拘わらず、冷却油がコイルエンド５０ａ、５０ｂの冷却に最適な範囲に掛かることなる。また、各車輪に設けられる電動オイルポンプ２４毎に要求吐出量Ｑoprが算出されることで、各冷却パイプ６８に供給される冷却油の油量Ｑが各車輪の状態に応じた最適な値となり、各電動機ＭＧのコイルエンド５０ａ、５０ｂの冷却効率が一層高くなる。

図８は、電子制御装置２２の制御作動の要部を説明するフローチャートであって、車両挙動の変化すなわち各加速度Ｇの変化に拘わらず、電動機ＭＧのコイルエンド５０ａ、５０ｂの冷却に最適な範囲に冷却油を掛けることができる制御作動を説明するフローチャートである。このフローチャートは、車両走行中において繰り返し実行される。

先ず、加速度情報取得部８０の制御機能に対応するステップ（以下、ステップを省略）Ｓ１０では、各車輪に設けられている各加速度センサ２８から、車両挙動としての前後加速度Ｇfr、左右加速度Ｇlr、上下加速度Ｇudが取得される。次いで、冷却油量調整部８２の制御機能に対応するＳ２０では、取得された各加速度Ｇ（上下加速度Ｇud、左右加速度Ｇlr、前後加速度Ｇfr）が各々に規定されている範囲内か否かに基づいて、噴出穴７０ａ、７０ｂから噴出される冷却油の噴出方向が冷却に最適な範囲を逸脱しているか否かが判定される。Ｓ２０の判定が否定された場合、電動オイルポンプ２４の要求吐出量Ｑoprが予め規定されている基準量（すなわち基準油量Ｑst）に設定される。一方、Ｓ２０の判定が肯定された場合、冷却油量調整部８２の制御機能に対応するＳ３０において、取得された加速度情報を予め規定されている関係マップに適用することで、噴出穴７０ａ、７０ｂから噴出される冷却油の噴出方向が適切となる冷却油の要求吐出量Ｑoprが求められ、求められた要求吐出量Ｑoprとなるように各電動オイルポンプ２４が制御される。

上述のように、本実施例によれば、冷却パイプ６８に形成される噴出穴７０ａ、７０ｂが、冷却油の油量Ｑに応じて冷却油の噴出方向を調整可能に構成され、車両１０の加速度情報（前後加速度Ｇfr、左右加速度Ｇlr、上下加速度Ｇud）に基づいて冷却パイプ６８に供給される冷却油の油量Ｑが変更されるため、加速度情報に応じて冷却油の油量Ｑが適切に調整されることで、車両挙動の変化に拘わらず、冷却油の噴出方向を常に適切な状態に維持し、冷却油をコイルエンド５０ａ、５０ｂの冷却に最適な範囲に掛けることができる。

また、本実施例によれば、噴出穴７０ａ、７０ｂは、車両搭載状態において、噴出穴の向きが鉛直線に対して傾斜するようにして形成されているため、冷却パイプ６８に供給される冷却油の油量Ｑを調整することで、冷却油の噴出方向を適宜調整することが可能になる。また、冷却パイプ６８には、電動オイルポンプ２４から吐出される冷却油が供給されるように構成されているため、電動オイルポンプ２４から吐出される冷却油の吐出量Ｑopを調整することで、冷却パイプ６８に供給される冷却油の油量Ｑを調整することができる。また、電動機ＭＧが車両１０の各車輪に備えられたインホイールモータであるため、各車輪に備えられた電動機ＭＧ毎に冷却パイプ６８の油量Ｑを調整することで、各冷却パイプ６８から噴出される冷却油の噴出方向を、各々の車輪の挙動に応じて適切に調整することができる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

また、前述の実施例では、電動機ＭＧが前輪１２および後輪１４に設けられたインホイールモータであったが、本発明は、必ずしもインホイールモータに限定されない。例えば、電動機ＭＧが車体に設けられた車両であっても、本発明を適用することができる。すなわち、車体に設けられた電動機ＭＧの動力が、変速機等を介して前輪および後輪の少なくとも一方に伝達される形式の車両であっても、本発明を適用することができる。また、本発明は、必ずしも電気自動車に限定されず、エンジンおよび電動機ＭＧを駆動力源とするハイブリッド形式の車両であっても、本発明を適用することができる。

また、前述の実施例では、車両１０は、前輪１２および後輪１４の各々にモータ駆動装置１６が設けられた四輪駆動車両であったが、本発明は、必ずしもこれに限定されない。例えば、前輪１２のみにモータ駆動装置１６が備えられた前輪駆動式の二輪駆動車両であったり、後輪１４のみにモータ駆動装置１６が備えられた後輪駆動式の二輪駆動車両であっても構わない。

また、前述の実施例では、電動オイルポンプ２４の要求吐出量Ｑoprが予め規定されている関係マップから求められていたが、例えば各加速度をパラメータとする予め規定されている関係式に基づいて要求吐出量Ｑoprを求めるものであっても構わない。

また、前述の実施例では、各車輪にそれぞれ加速度センサ２８が設けられるものであったが、車両１０に１個の加速度センサが設けられ、その加速度センサによって検出される加速度情報に基づいて冷却油の油量Ｑを調整するものであっても構わない。これに関連して、電動オイルポンプ２４についても必ずしも各々のモータ駆動装置１６に備えられる必要はなく、例えば車両に設けられた１つの電動オイルポンプから各モータ駆動装置１６に冷却油が供給されるものであっても構わない。

また、前述の実施例では、噴出穴７０ａ、７０ｂは、鉛直線に対して車両前後方向および車幅方向の両方向に傾斜するように形成されるものであったが、必ずしも噴出穴７０ａ、７０ｂを両方向に傾斜させる必要はなく、車両前後方向および車幅方向の一方に傾斜させるものであっても構わない。

また、前述の実施例では、加速度センサ２８によって加速度情報が取得されるものであったが、例えば回転速度センサから取得される回転速度情報に基づいて加速度が推定されるなど、他の情報に基づいて加速度情報を推定するものであっても構わない。

また、前述の実施例では、電動機ＭＧは、回転軸線Ｃ１が各車輪の回転軸に対して平行に配置される横置き形式であったが、電動機ＭＧの回転軸線Ｃ１が車両の進行方向に対して平行に配置される縦置き形式であっても構わない。この場合には、冷却パイプについても、長手方向が車両の進行方向に対して平行に配置される。

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０：車両
２４：電動オイルポンプ
４６：ステータコア
４８：ステータコイル
６８：冷却パイプ
７０ａ、７０ｂ：噴出穴
７２：冷却装置
８０：加速度情報取得部
８２：冷却油量調整部（冷媒流量調整部）
ＭＧ：電動機（インホイールモータ）

Claims (4)

1. 駆動力源として車両に搭載され、ステータコアおよび前記ステータコアに巻き掛けられたステータコイルを備えた電動機に適用され、前記ステータコイルに向かって冷媒を噴出する電動機の冷却装置であって、
   車両搭載状態において鉛直線の方向で前記電動機よりも上方に設けられ、冷媒が噴出される噴出穴が形成された冷却パイプと、
   車両の加速度情報を検出または推定する加速度情報取得部と、
   前記加速度情報に基づいて、前記冷却パイプに供給される冷媒の流量を調整する冷媒流量調整部と、を備え、
   前記冷却パイプの噴出穴は、冷媒の流量に応じて前記噴出穴から噴出される冷媒の噴出方向を調整可能に形成されている
   ことを特徴とする電動機の冷却装置。
2. 前記噴出穴は、車両搭載状態において、前記噴出穴の向きが鉛直線に対して傾斜するようにして形成されている
   ことを特徴とする請求項１の電動機の冷却装置。
3. 前記冷却パイプには、電動オイルポンプから吐出される冷媒が供給されるように構成されている
   ことを特徴とする請求項１の電動機の冷却装置。
4. 前記電動機は、車両の車輪に備えられたインホイールモータである
   ことを特徴とする請求項１電動機の冷却装置。

Images