(57)【要約】【課題】本発明は、簡単な構造で、車両の冷間時、迅速にモータへのオイル循環を可能にした車両の電動駆動装置を提供する。【解決手段】本発明は、通電部２１から交流が通電される交流モータ５を有し、当該交流モータの各部にオイルパン７内のオイル８が循環される車両の電動駆動装置であって、通電部から交流モータのステータコイル１１ａに至る導電線の一部もしくは交流モータのステータコイルの一部をオイルパン内のオイルに浸漬させた浸漬導電部３３と、交流モータへ通電される交流を分解して交流モータのステータコイルへトルクに寄与しない特定電流成分の供給を可能とした特定電流供給部３５と、冷間時、特定電流供給部から交流モータへ特定電流成分を通電させる制御部２５とを有するものとした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電部から交流が通電される交流モータを有し、当該交流モータの各部にオイルパン内のオイルが循環される車両の電動駆動装置であって、
前記通電部から前記交流モータのステータコイルに至る導電線の一部もしくは前記交流モータのステータコイルの一部を前記オイルパン内のオイルに浸漬させた浸漬導電部と、
前記交流モータへ通電される交流を分解して前記交流モータのステータコイルへトルクに寄与しない特定電流成分の供給を可能とした特定電流供給部と、
冷間時、前記特定電流供給部から前記交流モータへ前記特定電流成分を通電させる制御部と
を有することを特徴とする車両の電動駆動装置。
【請求項２】
前記特定電流供給部は、前記通電部からの交流を前記交流モータのトルク発生に寄与する第１電流成分と、前記交流モータのトルク発生に寄与しない第２電流成分とに分解し、
前記制御部は、分解した前記第２電流成分を前記交流モータへ通電する
ことを特徴とする請求項１に記載の車両の電動駆動装置。
【請求項３】
前記オイルパンは、オイルの温度を検出するオイル温度センサを有し、
前記制御部は、前記オイルの温度が所定温度になるまで前記第２電流成分を通電する
ことを特徴とする請求項２に記載の車両の電動駆動装置。
【請求項４】
前記交流モータは、モータ温度を検出するモータ温度センサを有し、
前記制御部は、前記モータ温度が所定のモータ許容温度値を越えない範囲で、前記第２電流成分による通電を行う
ことを特徴とする請求項３に記載の車両の電動駆動装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記オイルの温度が所定温度になると、通常制御に移行する
ことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の車両の電動駆動装置。
【請求項６】
前記交流モータの各部に循環されるオイルは、オイルクーラを通過したオイルである
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の車両の電動駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オイルが循環する交流モータを有した車両の電動駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車、ＥＶ車といった交流モータ（三相モータ：モータジェネレータを含む）が搭載された車両の電動駆動装置は、−２０℃といった極外気温度のような極低温時だと、冷間時からの稼動は難しい。
すなわち、車両の交流モータは、モータ各部の潤滑のために、オイルパン内のオイルをモータの各循環部分に循環させている。
【０００３】
ところが、−２０℃のような極低温時といった冷間時は、極低温によりオイルの粘度は過度に高くなり、オイルが通る通路の圧損は極端に高くなる。このため、冷間時には、交流モータの各部へオイルが供給できず、交流モータの稼働を妨げてしまう。
こうした車両の冷間時の対策として、ハイブリッド車の場合、特許文献１に開示されているような冷間始動時、暖機を終了するまでエンジンを作動させてオイルを加温するといった暖機手法を用いたり、特許文献２に開示されているような蓄熱設備を設けて、冷間始動時、蓄熱設備に蓄熱された熱でモータを加温させるといった暖機手法を用いたりする技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２４２５４９号公報
【特許文献２】特開２０１６−  ７５４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、前者の暖機を終了するまでエンジンを作動させる暖機だと、例えば−２０℃のような 極低温時は、かなりの時間、エンジンの運転が求められる。そのため、オイルが暖まるまでかなり時間を要する。特に暖機はエンジン運転で行われるため、冷間時におけるＥＶ走行（モータ出力による走行）は難しい。
後者の蓄熱機器に蓄熱された熱でモータを加温させる暖機は、蓄熱設備の採用により、電動駆動装置そのものが、かなり複雑になる。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、簡単な構造で、車両の冷間時、迅速にモータへのオイル循環を可能にした車両の電動駆動装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の態様は、通電部から交流が通電される交流モータを有し、当該交流モータの各部にオイルパン内のオイルが循環される車両の電動駆動装置であって、通電部から交流モータのステータコイルに至る導電線の一部もしくは交流モータのステータコイルの一部をオイルパン内のオイルに浸漬させた浸漬導電部と、交流モータへ通電される交流を分解して交流モータのステータコイルへトルクに寄与しない特定電流成分の供給を可能とした特定電流供給部と、冷間時、特定電流供給部から交流モータへ特定電流成分を通電させる制御部とを有するものとした。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、極低温といった冷間時には、交流を分解して得られるトルク発生に寄与しない特定電流成分が、オイルパン内のオイルに浸漬した浸漬導電部を通じ、交流モータのコイルへ通電される。この電流により、交流モータのコイルや導電線などには熱が生ずる。つまり、浸漬導電部は暖められる。この熱がオイルパン内のオイルへ伝わり、オイルを迅速に暖め、オイルの粘度は軟らかくなる（粘度：小）。これにより、オイルの潤滑が行える体制は整う。
【０００９】
したがって、車両の冷間時、迅速にモータへのオイル循環ができ、迅速に交流モータを稼働させることができる。しかも、オイルの暖機は、交流を分解した特定電流成分を交流モータに通電させるだけなので簡単であり、ＥＶ走行を行う車両には好適である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る態様となる車両の電動駆動装置の各部を示す構成図。
【図２】同電動駆動装置における冷間時のオイルを暖める制御を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を図１および図２に示す一実施形態にもとづいて説明する。
図１において、符号１は例えばシリーズ式のハイブリッド車の車体、３は車体１の前部の機器室１ａに収められた電動駆動装置を示している。
電動駆動装置３は、エンジン（図示しない）と組み合わさる三相のモータジェネレータ５（本願の交流モータに相当：以下、単にモータ５という）を有している。モータ５は、下部にオイルパン７をもつケース９内に、三相モータ部の要素や三相のジェネレータの要素となるステータコイル１１ａ、ロータ１１ｂを収容して構成される。モータ５は、駆動輪２とつながり、駆動輪２のモータ駆動や駆動輪２からの入力による発電などが行われるようになっている。ちなみにケース９の上部には、三相モータ部のステータコイル１１ａとつながる端子ボックス９ａが設けられている。
【００１２】
またモータ５には、電動式のオイルポンプ１３を用いて、オイルパン７内に貯留されたオイル８をモータ各部へ循環させるオイル循環系統１５が設けられている。オイル循環系統１５は、オイルパン７に設けたオイル出口部７ａとケース９の上部に設けたオイル入口部９ｂとを連通するオイル路１７と、オイル路１７に介装された上記オイルポンプ１３およびオイルクーラ１９とを有して構成される。
【００１３】
つまり、オイル循環系統１５は、オイルポンプ１３によりオイルパン７内のオイル８が圧送され、同オイル８がオイルクーラ１９にて冷却されてオイル入口部９ｂへ導かれるようになっている。これによりオイル８は、モータ５の各種潤滑部（図示しない）やステータコイル１１ａなどへ行き渡り、モータ各部を循環したり冷却したりする。むろん、オイルはオイルパン７内へ戻る。
【００１４】
モータ５の端子ボックス９ａは、直流を交流に変換するインバータ２１を介して、車体１に搭載されたバッテリパック２３に接続されている。またインバータ２１は、ＥＣＵ２５（マイクロコンピュータより構成：本願の制御部に相当）が接続される。これにより、ＥＣＵ２５からの指令に基づきインバータ２１は制御され、可変される周波数の三相交流にてモータ５が駆動（あるいは発電）される。つまり、インバータ２１を通電部として、インバータ２１からモータ５へ、車両の運転状態に応じた周波数の三相交流が通電される構成となっている。
【００１５】
一方、モータ５には、極低温といった冷間時における暖機対策が講じられている。この暖機対策には、インバータ２１（通電部）からステータコイル１１ａに至る導電線の一部もしくはステータコイル１１ａの一部をオイルパン７内のオイル８に浸漬させ、冷間時、モータ５のトルク発生に寄与しない特定電流成分をモータ５へ通電させるオイル暖機装置２７が用いられている。本実施形態には、導電線の一部をオイル８に浸漬する例が示されている。
【００１６】
同オイル暖機装置２７を説明すると、図１中の符号３１は、モータ５のケース９内に配設された三相バスバーを示している。三相バスバー３１は、端子ボックス９ａとステータコイル１１ａとの間を接続する三相の導電体から構成される。この部分は、インバータ２１からステータコイル１１ａに至る導電線の一部に相当する。この三相バスバー３１の経路の一部には、オイルパン７内へ張り出す浸漬導電部３３が形成されている。この張り出した浸漬導電部３３がオイルパン７内のオイル８に浸漬されている。ここでは浸漬導電部３３は、例えば櫛形をなし、大きな放熱面積が確保される形状としてある。
【００１７】
また図１中の符号３５は、例えばインバータ２１と共に設けられたベクトル制御部（本願の特定電流供給部に相当）を示している。ベクトル制御部３５は、例えば図１中のベクトル図に示されるようにインバータ２１から出力される三相交流ｄを、三相モータ部のトルク発生に寄与するｑ軸電流成分（本願の第１電流成分に相当）と、三相モータ部のトルク発生に寄与しないｉ軸電流成分（磁束の発生だけに寄与する電流成分：本願の第２電流成分に相当）とに分解する機能と、同機能で分解されたｉ軸電流成分をインバータ２１からステータコイル１１ａへ通電する機能とを有する。ｉ軸電流成分は、三相モータ部が動かなければ、どのような電流値でもよい。この交流を分解したｉ軸電流成分の通電により、三相モータ部のステータコイル１１ａや浸漬導電部３３には、トルクに寄与しない磁束が発生し、同部分が発熱する。つまり、オイルパン７内のオイル８は、浸漬導電部３３の熱、さらにはステータコイル１１ａから浸漬導電部３３へ伝わる熱により暖められる（オイル暖機）。
【００１８】
ＥＣＵ２５には、このオイル暖機の制御として、オイルパン７内のオイル８の温度を検出するオイル温度センサ３７を用い、予め設定された規定値α（温度値：所定の温度）を閾値（例えば０℃）として、車両の冷間始動時、オイル温度センサ３７から出力される温度が規定値α以下の場合、規定値αの温度になるまで、具体的には規定値αを上回るまで、ｉ軸電流成分を通電する制御が設定されている。このオイル暖機の開始、終了制御により、オイルパン７内のオイル８が、十分に流通可能となるまで加温されるようにしている。
【００１９】
オイル８の温度が規定値α（所定温度）になると、オイル８の潤滑が行える体制が整うので、ＥＣＵ２５には、オイル８の温度が規定値αを上回ると、ｉ軸電流成分の通電を終了して、オイルポンプ１３によるオイル８の潤滑を始めたり、通常制御であるインバータ制御によるモータ制御モードへ移行したりする設定が施されている。
特にオイル暖機に際し、モータ５自身の安全性が確保されるよう、モータ温度を検出するモータ温度センサ、例えばステータコイル１１ａの温度を検出するコイル温度センサ３９や三相バスバー３１の温度を検出するバスバー温度センサ４１を用いて、ＥＣＵ２５により、モータ温度（ステータコイル温度、三相バスバー温度）がモータ５自身の許容温度値β（本願のモーた許容温度値に相当）を越えない範囲だけで、ｉ軸電流成分の通電を行う措置も講じられている。
【００２０】
つぎに、図２に示されたフローチャートに基いて電動駆動装置３の作用を説明する。
今、例えば−２０℃といった極低温下で、車両の走行を開始するとする。このときは、車両のＩＧスイッチ（図示しない）をオンする。
すると、まず、各種温度の検出が行われる。例えばステップＳ１に示されるようにオイル温度センサ３７にてオイルパン７内のオイル８の温度の検出が行われ、続いてステップＳ３に示されるようにモータ温度が検出される。ここでは、コイル温度センサ３９にてステータコイル１１ａの温度や、バスバー温度センサ４１にて三相バスバー３１の温度が検出される。
【００２１】
続くステップＳ５において、検出されたオイル温度と規定値α（例えば０℃値）とを対比し、オイル暖機が必要な冷間時であるか否かの判定が行われる。
ここでは、車両は、−２０℃といった極低温下から始動開始する状況なので、ステップＳ５では、オイル暖機を必要とする冷間時と判定され、ステップＳ７へ進む。このときモータ５は、オイルパン７内のオイル８の粘度が高く、オイルポンプ１３によるオイル循環は困難であり、そのままではモータ５の稼働には至ることはできない。
【００２２】
ちなみに０℃を越える場合、オイルパン７内のオイル８は、適度な粘度を有していると判定され、ＥＣＵ２５による通常制御モードに進む。つまり、オイルポンプ１３の作動によるオイル８の循環が始まり、モータ５によるＥＶ走行（インバータ制御による）が可能となる。
ステップＳ７へ進むと、ベクトル制御によるモータ５の通電が開始される。
【００２３】
ベクトル制御は、インバータ２１から出力される三相交流ｄを、三相モータ部のトルク発生に寄与するｑ軸電流成分と、三相モータ部のトルク発生に寄与しないｉ軸電流成分とに分解し（図１中に図示））、分解されたｉ軸電流成分をインバータ２１からステータコイル１１ａへ通電する。
このｉ軸電流成分の通電により、三相モータ部のステータコイル１１ａや浸漬導電部３３には、トルクに寄与しない磁束が発生し、同部分は発熱する。つまり、浸漬導電部３３は暖められる。むろん、ステータコイル１１ａの熱は浸漬導電部３３へ伝わる。
【００２４】
この浸漬導電部３３の熱は、オイルパン７内のオイル８へ伝わり、オイル８が暖められる（加温）。これにより、オイル８の粘度は小さくなる。
続くステップＳ９は、ｉ軸電流成分の通電中（オイル加温中）、オイルパン７内のオイル８の温度が規定値α（例えば０℃値）以上か否かを判定していて、ｉ軸電流成分の通電中、オイル８の温度が規定値αを上回ると、オイル８は適度な粘度を有する状態になったと判定される。
【００２５】
このときのｉ軸電流成分の通電（オイル加温中）は、モータ５自身の安全性を担保しながら行われている。すなわちｉ軸電流成分の通電中は、ステップＳ１５へ進む。すると、当該ステップＳ１５〜Ｓ１９を通るルーチンにより、モータ温度（ステータコイル温度、三相バスバー温度）がモータ５の部品温度の規定値β（モータ許容温度値）を越えない範囲内で、ｉ軸電流成分の通電制御（断・続）が行われる。つまり、オイル８の加温は、モータ５の安全性を確保しながら続けられる。
【００２６】
そして、ステップＳ９においてオイル８の温度が規定値αを上回ると判定されると、ＥＣＵ２５は、オイル８の潤滑が行える体制やモータ５が稼動する体制が整ったと判断され、ステップＳ１１、ステップＳ１３へと進む。これにより、ベクトル制御が停止され（ステップＳ１１）、通常制御のモードへ移行する（ステップＳ１３）。
すると、オイルポンプ１３の作動によるオイル８の循環が始まり、車両はモータ５によるＥＶ走行（インバータ制御による）が可能となる。
【００２７】
このように本実施形態によれば、冷間時、交流のうちトルクに寄与しない電流成分をモータ５に通電することによって、浸漬導電部３３を通じオイルパン７内のオイル８を加温したので、迅速にオイル８が暖められる（オイル暖機）。
したがって、短時間でモータ５へのオイル８の循環（オイルポンプ１３による）が可能となり、迅速にモータ５を稼働可能な状態に導くことができる。しかも、バッテリパック２３の大電力がもたらすｉ軸電流成分（特定電流成分）をモータ５に通電させるので、オイル暖機は早く、すぐにＥＶ走行は可能となり、ハイブリッド車やＥＶ車には好適である。
【００２８】
特にベクトル制御部３５（特定電流供給部）には、インバータ２１（通電部）から出力される交流をモータ５のトルク発生に寄与するｑ軸電流成分（第１電流成分）と、トルク発生に寄与しないｉ軸電流成分（第２電流成分）とに分解し、分解したｉ軸電流成分をモータ５へ通電する制御を用いたので、簡単な制御ですむ。
しかも、オイル温度センサ３７を用いて、オイルパン７内のオイル８を規定値α（所定温度）になるまで、ｉ軸電流成分をモータ５へ通電させたので、オイル８をオイル潤滑が行えるまで適正に温度管理できる。
【００２９】
そのうえ、ｉ軸電流成分の通電は、モータ温度（ステータコイル温度、三相バスバー温度）がモータ部品の許容温度値たる規定値β（モータ許容値温度）を越えない範囲で行われるので、モータ５の安全性が担保できる。
加えて、オイル８の温度が規定値α（所定温度）になると、通常制御に移行するので、すぐにオイルポンプ１３によるオイル循環やインバータ制御が可能となり、冷間時から迅速にＥＶ走行が可能となる。
【００３０】
ちなみにオイルパン７内のオイル８は、通常制御時（インバータ制御による）により温度上昇するが、モータ５の各部に循環されるオイル８は、オイルクーラ１９を通過する間に冷却されるので問題はない。
もちろん、図示はしないがモータ５のステータコイル１１ａの一部をオイルパン７内のオイル８に浸漬させて、浸漬導電部３３としても、同様な作用効果を奏するものである。
【００３１】
なお、本発明は、上述した一実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々可変して実施しても構わない。例えば一実施形態では、オイルの温度を規定する所定温度（規定値α）に「０℃」を用いたが、これに限らず、他の所定温度値を用いても構わない。
【符号の説明】
【００３２】
３  電動駆動装置
５  モータジェネレータ（交流モータ）
７  オイルパン
８  オイル
１１ａ  ステータコイル
１９  オイルクーラ
２１  インバータ（通電部）
２５  ＥＣＵ（制御部）
３１  三相バスバー（導電線）
３３  浸漬導電部
３５  ベクトル制御部（特定電流供給部）
３７  オイル温度センサ
３９，４０  コイル温度センサ、バスバー温度センサ（モータ温度センサ）
α  規定値（所定温度）
β  規定値（モータ許容温度値）
【図１】
2019140801.tif 000003
【図２】
2019140801.tif 000004