(57)【要約】【課題】油冷を早期に開始することができる駆動装置を提供する。【解決手段】モータ１２を収納したモータハウジング１５と、モータハウジング１５内に配置され、複数のギヤ２９，３０，３１の噛み合わせによりモータ１２の回転軸２１の回転を減速する減速機１３と、モータ１２を制御するインバータ装置と、を備える。モータハウジング１５は、オイルタンクと、減速機１３のギヤ２９，３０，３１の回転に伴い掻き揚げられたオイルタンクのオイルＯをモータ１２の発熱箇所に滴下するキャッチタンク３５とを有する。インバータ装置は、流量センサにより検出されたキャッチタンク３５のオイルＯの流量とモータ１２の回転数とモータ１２のトルクとに応じて効率を悪化させる制御と通常制御を切り替える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータを収納したモータハウジングと、
前記モータハウジング内に配置され、複数のギヤの噛み合わせにより前記モータの回転軸の回転を減速する減速機と、
前記モータを制御する制御装置と、
を備え、
前記モータハウジングは、オイルタンクと、前記減速機のギヤの回転に伴い掻き揚げられた前記オイルタンクのオイルを前記モータの発熱箇所に滴下するキャッチタンクとを有し、
前記制御装置は、流量センサにより検出された前記キャッチタンクのオイルの流量と前記モータの回転数と前記モータのトルクとに応じて効率を悪化させる制御と通常制御を切り替えることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記制御装置は、油冷なしでの連続動作可能領域を超える時、前記オイルの流量が閾値より少ない期間に効率悪化制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
前記オイルの掻き揚げにより冷却する油冷機構と、冷却水の循環により冷却する水冷機構とを備え、
前記制御装置は、前記油冷機構による冷却が行われず前記水冷機構による冷却のみの連続動作可能領域を超える時、前記オイルの流量が閾値より少ない期間に効率悪化制御を行うことを特徴とする請求項２に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記モータは、永久磁石同期モータであり、
前記制御装置は、電流進角を制御することにより効率悪化制御を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の駆動装置。
【請求項５】
前記モータは、誘導モータであり、
前記制御装置は、すべり周波数と電流を制御することにより効率悪化制御を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１においては、モータハウジングにモータを収納するとともにギヤハウジングにモータの駆動力を車輪に伝達するギヤを収納した場合のモータの暖気制御についての技術が開示されている。詳しくは、所定の位置の温度とモータの回転数とからギヤのフリクショントルクを推定し、実際に運転者が要求するトルクにフリクショントルクを加味して補正トルクを算出して該補正トルクに応じた電流をモータに供給して踏み込みトルクを確保しつつ潤滑油を昇温させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１２５１２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、減速機が一体化された車両駆動用モータにおける冷却構造として、モータハウジングに組み込まれたギヤの回転によりオイルを循環してモータの冷却およびベアリングの潤滑に利用することが行われている。しかし、高いモータ回転数でしかオイルの循環を行うことができなかった。特に、オイルをギヤで掻き揚げる方式においては、ギヤが縦型配置あるいは揚程が大きい場合、オイルの温度が低いときは粘性が高くオイルの攪拌を行うためにはギヤの回転数を高める必要があり、低速・高トルク域での十分な冷却・潤滑を実施できない。つまり、定性的に油冷領域の高速側では冷却オイルが潤沢に確保されるため熱性能的には余裕があることが多いが、油冷が開始する手前の回転数でかつ高トルク領域ではモータ損失に対し抜熱が不十分となり熱性能的に厳しくなる。
【０００５】
本発明の目的は、油冷を早期に開始することができる駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明では、モータを収納したモータハウジングと、前記モータハウジング内に配置され、複数のギヤの噛み合わせにより前記モータの回転軸の回転を減速する減速機と、前記モータを制御する制御装置と、を備え、前記モータハウジングは、オイルタンクと、前記減速機のギヤの回転に伴い掻き揚げられた前記オイルタンクのオイルを前記モータの発熱箇所に滴下するキャッチタンクとを有し、前記制御装置は、流量センサにより検出された前記キャッチタンクのオイルの流量と前記モータの回転数と前記モータのトルクとに応じて効率を悪化させる制御と通常制御を切り替えることを要旨とする。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、制御装置により、流量センサにより検出されたキャッチタンクのオイルの流量とモータの回転数とモータのトルクとに応じて効率を悪化させる制御と通常制御が切り替えられる。よって、オイルの流量に基づきオイルの掻き揚げ開始近傍の動作点運転時には効率を悪化させる制御を行ってあえてモータ効率を悪化させることにより油冷を早期に開始することができ、油冷動作点領域の拡大を図ることができる。
【０００８】
請求項２に記載のように、請求項１に記載の駆動装置において、前記制御装置は、油冷なしでの連続動作可能領域を超える時、前記オイルの流量が閾値より少ない期間に効率悪化制御を行うとよい。
【０００９】
請求項３に記載のように、請求項２に記載の駆動装置において、前記オイルの掻き揚げにより冷却する油冷機構と、冷却水の循環により冷却する水冷機構とを備え、前記制御装置は、前記油冷機構による冷却が行われず前記水冷機構による冷却のみの連続動作可能領域を超える時、前記オイルの流量が閾値より少ない期間に効率悪化制御を行うとよい。
【００１０】
請求項４に記載のように、請求項１〜３のいずれか１項に記載の駆動装置において、前記モータは、永久磁石同期モータであり、前記制御装置は、電流進角を制御することにより効率悪化制御を行うとよい。
【００１１】
請求項５に記載のように、請求項１〜３のいずれか１項に記載の駆動装置において、前記モータは、誘導モータであり、前記制御装置は、すべり周波数と電流を制御することにより効率悪化制御を行うとよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、油冷を早期に開始することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態の駆動装置の模式図。
【図２】駆動装置の斜視図。
【図３】駆動装置の断面図（図５のＡ−Ａ線に対応する部位での断面図）。
【図４】左カバー部材を取り外した状態での駆動装置の左側面図。
【図５】右カバー部材を取り外した状態での駆動装置の右側面図。
【図６】駆動装置の後方側から見た分解斜視図。
【図７】駆動装置の前方側から見た斜視図。
【図８】駆動装置の前方側から見た分解斜視図。
【図９】制御装置の回路構成図。
【図１０】回転数−トルク特性図。
【図１１】回転数−トルク特性の一部拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１，２に示すように、駆動装置１０は、車両１１に搭載され、車体に取り付けられている。図３に示すように、駆動装置１０は、モータ１２と減速機１３を備えている。駆動装置１０は、モータ１２と減速機１３が一体化されており、モータ１２の出力が減速機１３により減速されて車軸１４に伝達され車両１１の走行に供される。モータ１２は、永久磁石同期モータである。
【００１５】
図３に示すように、駆動装置１０は、その外形を構成するモータハウジング１５を備えている。モータハウジング１５は、伝熱性を有する材料で形成されており、例えば金属材料（例えばアルミニウム）で形成されている。また、モータハウジング１５には、図２に示すように、車両左右方向Ｘに貫通し、車軸１４が挿通される車軸孔１６が設けられている。
【００１６】
図３に示すように、モータハウジング１５は、車両左右方向Ｘに開口した本体部１７と、本体部１７に対して車両左右方向Ｘから取り付けられる右カバー部材１８および左カバー部材１９とを備えている。これら本体部１７および各カバー部材１８，１９が組み付けられることにより、密閉空間が形成されている。なお、図４は、左カバー部材１９を取り外した状態での左側面図であり、図５は、右カバー部材１８を取り外した状態での右側面図である。
【００１７】
図３に示すように、モータハウジング１５の右カバー部材１８は、上部に取付用突部１８ａを有する。取付用突部１８ａは水平に延びる板状をなし、右側に突出している。同様に、モータハウジング１５の左カバー部材１９は、上部に取付用突部１９ａを有する。取付用突部１９ａは水平に延びる板状をなし、左側に突出している。
【００１８】
図３に示すように、モータハウジング１５はモータ収容部２０を有する。モータ収容部２０にモータ１２が収容されている。
図３に示すように、モータ１２は、全体として車両左右方向Ｘを軸線方向とする円柱状である。モータ１２は、回転軸２１と一体回転するロータ（回転子）２２と、ロータ２２の外周側に設けられたステータ（固定子）２３とを備えている。ロータ２２は永久磁石Ｍｇが埋設されたロータとなっている。回転軸２１は、車両左右方向Ｘに延びており、モータ収容部２０内に設けられたベアリング２４を介してモータハウジング１５に支持されている。このため、回転軸２１は、車両左右方向Ｘを軸として回転可能となっており、ロータ２２は、モータハウジング１５内において回転可能に支持された状態で配置されている。
【００１９】
ステータ２３は、円筒状のステータコア２５と、ティースに捲回された巻線２６とを備えており、全体として円筒状となっている。ステータ２３は、モータハウジング１５内において固定されたステータコア２５に巻線２６が巻かれ、ステータコア２５の端面２５ａ，２５ｂからコイルエンド２７ａ，２７ｂが突出している。ステータ２３は、ステータコア２５の内周面がロータ２２の外周面と対向する位置に配置されている。この場合、車両左右方向Ｘにおけるステータコア２５の端面２５ａ，２５ｂは、モータハウジング１５のカバー部材１８，１９と対向している。なお、車両前後方向Ｙは、ステータ２３の軸線方向および上下方向Ｚに対して直交する方向である。また、ステータコア２５の内周面とロータ２２の外周面との間には若干の隙間がある。
【００２０】
図３，４に示すように、コイルエンド２７ａは、ステータコア２５における回転軸２１の反出力側の端面２５ａから突出している。コイルエンド２７ａは、ロータ２２の軸方向に延在する取付用突部１９ａの基部の下側に配置されている。また、図３に示すように、コイルエンド２７ｂは、ステータコア２５における回転軸２１の出力側の端面２５ｂから突出している。
【００２１】
ステータコア２５はボルト２８（図３参照）が挿通された状態で、当該ボルト２８がモータハウジング１５内に設けられたネジ穴に螺合されることによりモータハウジング１５に固定されている。なお、図３ではボルト２８は一箇所しか図示していないが、三箇所を周方向ほぼ均等に設けられている。
【００２２】
また、モータハウジング１５内に減速機１３が配置されている。減速機１３は、３軸縦型配置の変速機であり、インプットギヤ２９、カウンタギヤ３０、デフリングギヤ３１を有する。各ギヤ２９，３０，３１はベアリングに回転支持された状態で縦方向（上下に）に配置されている。インプットギヤ２９は、モータ収容部２０外に突出した回転軸２１の出力端に取り付けられている。インプットギヤ２９にはカウンタギヤ３０の第１ギヤ３０ａが噛み合っている。カウンタギヤ３０の第２ギヤ３０ｂにはデフリングギヤ３１が噛み合っている。デフリングギヤ３１は車軸１４に取り付けられる。
【００２３】
そして、ギヤ２９，３０，３１は、モータ１２の回転軸２１が回転することにより回転し、その回転を減速して車軸１４に伝達する。つまり、減速機１３は３つのギヤ２９，３０，３１の噛み合わせによりモータ１２の回転軸２１（出力）を減速する。
【００２４】
本実施形態の駆動装置１０は、ステータ２３等を冷却するために、油冷機構３２と、水冷機構３３を備えている。油冷機構３２は、オイルの掻き揚げにより冷却する。水冷機構３３は、冷却水としての不凍液の循環により冷却する。
【００２５】
まず、油冷機構３２について説明する。
図４に示すように、モータハウジング１５は、オイルタンク３４と、キャッチタンク３５を有している。オイルタンク３４は、モータ収容部２０の下方に配置され、オイル（冷却油）Ｏが貯留される。モータ収容部２０と各タンク３４，３５とは一体化されている。
【００２６】
図５に示すように、デフリングギヤ３１の一部はオイルタンク３４のオイルＯに浸されている。このため、各ギヤ２９，３０，３１が回転するとオイルタンク３４のオイルＯが掻き揚げられる。
【００２７】
また、モータハウジング１５内には、掻き揚げられたオイルＯを、モータ収容部２０に誘導する誘導流路３７が設けられている。誘導流路３７は、図５において第１ギヤ３０ａ，インプットギヤ２９の車両前方向に配置され、モータ収容部２０の上方にまで連通しており、掻き揚げられたオイルＯを、モータ収容部２０の上部に誘導する。
【００２８】
キャッチタンク３５は、モータハウジング１５のモータ収容部２０の上部に形成されている。図３に示すようにキャッチタンク３５は車両左右方向Ｘに延びており、右側端に誘導流路３７からオイルＯが供給される。キャッチタンク３５は、オイルタンク３４から誘導されたオイルＯの供給穴（冷却油滴下穴）３６ａ，３６ｂを有する。供給穴３６ａ，３６ｂはモータ収容部２０の天井面２０ａに開口している。
【００２９】
図３に示すように、モータ収容部２０には、流下したオイルＯが貯留されるオイル溜まり３８が設けられている。オイル溜まり３８は、モータ収容部２０とオイルタンク３４とを隔てる隔壁３８ａ等によって区画されている。ステータ２３の一部、詳細にはステータコア２５の一部および巻線２６の一部は、オイル溜まり３８にて貯留されているオイルＯに浸される。
【００３０】
図４に示すように、オイルタンク３４は、ステータ２３およびオイル溜まり３８に対して下方に配置されている。そして、モータハウジング１５には、オイル溜まり３８とオイルタンク３４とを接続するものであって、オイルＯが流れるバイパス流路３９（図３参照）が設けられている。バイパス流路３９は、左カバー部材１９に設けられており、上下方向Ｚに延びている。バイパス流路３９を通してオイルＯがオイル溜まり３８からオイルタンク３４に流れる。
【００３１】
また、図３に示すように、モータハウジング１５におけるオイルタンク３４の下側には複数のフィン４０が並設されている。これらのフィン４０は、オイルタンク３４に貯留されているオイルＯを冷却する。
【００３２】
そして、ギヤ２９，３０，３１の回転によって、オイルタンク３４内のオイルＯが掻き揚げられると、その掻き揚げられたオイルＯは、誘導流路３７を流れて、キャッチタンク３５の供給穴３６ａ，３６ｂからモータ収容部２０内に滴下される。
【００３３】
図３に示すように、キャッチタンク３５の供給穴３６ａは、ステータコア２５の端面２５ａから突出するコイルエンド２７ａの上方に設けられ、コイルエンド２７ａにオイルＯが滴下されるようになっている。また、キャッチタンク３５の供給穴３６ｂは、ステータコア２５の端面２５ｂから突出するコイルエンド２７ｂの上方に設けられ、コイルエンド２７ｂにオイルＯが滴下されるようになっている。
【００３４】
このように、キャッチタンク３５は、減速機１３のギヤ２９，３０，３１の回転に伴い掻き揚げられたオイルタンク３４のオイルＯをモータ１２の発熱箇所に滴下する。
次に、水冷機構３３について説明する。
【００３５】
図２，６に示すように、駆動装置１０は、モータハウジング１５の外側に設けられたカバー４１と、モータハウジング１５のモータ収容部２０の外面の突起２０ｂとを有する。枠状の突起２０ｂに対しカバー４１がボルトＢ１（図２参照）により固定されている。そして、モータハウジング１５のステータ配置部の外面における突起２０ｂで囲まれた領域とカバー４１との間にウォータジャケット（冷却水流路）４２が区画形成される。このウォータジャケット４２に、図２に示すように冷却水としての不凍液（ＬＣＣ）Ｌが流れる。
【００３６】
図６に示すように、カバー４１および突起２０ｂは全体形状としてＬ字状をなし、Ｌ字状のウォータジャケット４２を不凍液Ｌが流れる。カバー４１の下側に入口部４３が形成されているとともに突起２０ｂの上側に出口部４４が形成されている。そして、入口部４３から不凍液Ｌが流入して、図２に示すように、出口部４４から不凍液Ｌが排出される。
【００３７】
また、図６のウォータジャケット４２の出口部４４は、図２に示すように、モータハウジング１５に形成された接続流路４５の一端と連通している。接続流路４５の他端側は、モータ１２の中心付近を通るように斜め下方向に延びている。
【００３８】
図７，８に示すように、駆動装置１０は、モータハウジング１５の外側に設けられたカバー４６と、モータハウジング１５のモータ収容部２０の外面の突起２０ｃとを有する。四角枠状の突起２０ｃに対しカバー４６がボルトＢ２（図７参照）により固定されている。そして、モータハウジング１５のステータ配置部の外面における突起２０ｃで囲まれた領域とカバー４６との間にウォータジャケット（冷却水流路）４７が区画形成されている。このウォータジャケット４７に、図７に示すように接続流路４５からの不凍液（ＬＣＣ）Ｌが流れる。
【００３９】
図８に示すように、ウォータジャケット４２において逆Ｓ字状をなす流路が形成され、不凍液Ｌは蛇行しながら流れる。突起２０ｃの下側に入口部４８が形成されているとともに突起２０ｃの上側に出口部４９が形成されている。入口部４８は図７に示すように接続流路４５の他端と連通している。そして、入口部４８から不凍液Ｌが流入して、出口部４９から不凍液Ｌが排出される。
【００４０】
なお、不凍液Ｌはポンプおよび熱交換器を介して循環される。
このように、図４に示すごとくウォータジャケット４２，４７は、ステータ２３を介して、車両前後方向Ｙに対向した位置に配置されている。このステータ２３の周方向に離間して配置された複数のウォータジャケット（外周流路）４２，４７は、モータハウジング１５のステータ配置部の外面に沿って延びている。
【００４１】
図９には、駆動装置１０に備えられた制御装置としてのインバータ装置７０の構成を示し、インバータ装置７０によりモータ１２が制御される。
図９に示すように、インバータ装置７０は、インバータ回路７１とインバータ制御装置７２を備えている。インバータ制御装置７２は、ドライブ回路７３と、ＰＷＭ制御部７４を備えている。
【００４２】
インバータ回路７１は、６つのスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６と６つのダイオードＤ１〜Ｄ６を有する。スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６としてＩＧＢＴを用いている。正極母線と負極母線との間に、Ｕ相上アームを構成するスイッチング素子Ｑ１と、Ｕ相下アームを構成するスイッチング素子Ｑ２が直列接続されている。正極母線と負極母線との間に、Ｖ相上アームを構成するスイッチング素子Ｑ３と、Ｖ相下アームを構成するスイッチング素子Ｑ４が直列接続されている。正極母線と負極母線との間に、Ｗ相上アームを構成するスイッチング素子Ｑ５と、Ｗ相下アームを構成するスイッチング素子Ｑ６が直列接続されている。スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６にはダイオードＤ１〜Ｄ６が逆並列接続されている。正極母線、負極母線には平滑コンデンサ７５を介して直流電源としてのバッテリ７６が接続されている。
【００４３】
スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２の間がモータ１２のＵ相端子に接続されている。スイッチング素子Ｑ３とスイッチング素子Ｑ４の間がモータ１２のＶ相端子に接続されている。スイッチング素子Ｑ５とスイッチング素子Ｑ６の間がモータ１２のＷ相端子に接続されている。上下のアームを構成するスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を有するインバータ回路７１は、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のスイッチング動作に伴いバッテリ７６の電圧である直流電圧を交流電圧に変換してモータ１２に供給することができるようになっている。
【００４４】
各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のゲート端子にはドライブ回路７３が接続されている。ドライブ回路７３は、制御信号に基づいてインバータ回路７１のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６をスイッチング動作させる。
【００４５】
モータ１２に位置検出部７７が設けられ、位置検出部７７によりモータ１２の回転位置としての電気角θが検出される。電流センサ７８によりモータ１２のＵ相実電流値Ｉｕが検出される。また、電流センサ７９によりモータ１２のＷ相実電流値Ｉｗが検出される。
【００４６】
ＰＷＭ制御部７４は、トルク／指令電流値変換部８０と、減算部８１，８２と、電流制御部８３と、座標変換部８４，８５と、ＰＷＭ発生部８６と、進角制御部８７とを備えている。
【００４７】
座標変換部８４は、電流センサ７８，７９によるＵ相実電流値ＩｕおよびＷ相実電流値Ｉｗからモータ１２のＶ相実電流値Ｉｖを求め、位置検出部７７により検出される電気角θに基づいて、Ｕ相実電流値Ｉｕ、Ｖ相実電流値ＩｖおよびＷ相実電流値Ｉｗをｄ軸実電流値（励磁成分電流値）Ｉｄおよびｑ軸実電流値（トルク成分電流値）Ｉｑに変換する。なお、ｄ軸実電流値（励磁成分電流値）Ｉｄはモータ１２に流れる電流において、界磁を発生させるための電流ベクトル成分であり、ｑ軸実電流値（トルク成分電流値）Ｉｑはモータ１２に流れる電流において、トルクを発生させるための電流ベクトル成分である。
【００４８】
トルク／指令電流値変換部８０は、外部から入力されるトルク指令値Ｔｒｅｆを、ｄ軸指令電流値Ｉｄ＊およびｑ軸指令電流値Ｉｑ＊に変換する。例えば、トルク／指令電流値変換部８０は、記憶部（図示略）に予め記憶されるトルク指令値Ｔｒｅｆとｄ軸指令電流値Ｉｄ＊およびｑ軸指令電流値Ｉｑ＊とが対応付けられたテーブルを用いてトルク／指令電流値変換を行う。
【００４９】
減算部８１は、ｄ軸指令電流値Ｉｄ＊とｄ軸実電流値Ｉｄとの差ΔＩｄを算出する。減算部８２は、ｑ軸指令電流値Ｉｑ＊とｑ軸実電流値Ｉｑとの差ΔＩｑを算出する。電流制御部８３は、差ΔＩｄおよび差ΔＩｑに基づいて制御値としてのｄ軸指令電圧値Ｖｄ＊およびｑ軸指令電圧値Ｖｑ＊を算出する。座標変換部８５は、位置検出部７７により検出される電気角θに基づいて、ｄ軸指令電圧値Ｖｄ＊およびｑ軸指令電圧値Ｖｑ＊を指令電圧値Ｖｕ＊、Ｖｖ＊、Ｖｗ＊に変換する。
【００５０】
ＰＷＭ発生部８６は、ＰＷＭ制御により基準となる三角波と指令電圧値Ｖｕ＊、Ｖｖ＊、Ｖｗ＊との比較結果に基づいて、インバータ回路７１の各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６をオン、オフさせるためのＰＷＭ制御信号を出力する。
【００５１】
つまり、ＰＷＭ制御部７４は、モータ１２に流れるＵ、Ｖ、Ｗの各相の電流（実電流値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ）に基づいてモータ１２におけるｄ軸実電流値（励磁成分電流値）とｑ軸実電流値（トルク成分電流値）が目標値となるようにモータ１２の電流経路に設けられたスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を制御する。ＰＷＭ発生部８６からの信号はドライブ回路７３に送られる。
【００５２】
進角制御部８７は、オイルの流量センサ（油量センサ）８８と接続されている。流量センサ８８は、キャッチタンク３５のオイル流路に取り付けられ、キャッチタンク３５のオイルの流量を検出する。進角制御部８７は、電流センサ７８，７９によるＵ相実電流値ＩｕおよびＷ相実電流値Ｉｗからモータ１２のＶ相実電流値Ｉｖを求め、電流値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗからモータトルクを算出する。進角制御部８７は、位置検出部７７により検出される電気角θに基づいてモータ回転数を検知する。進角制御部８７はトルク／指令電流値変換部８０と接続され、進角制御部８７はトルク／指令電流値変換部８０に進角指令を出力する。この進角指令によりトルク／指令電流値変換部８０において電流進角（電流ベクトルの位相）が調整される。
【００５３】
進角制御部８７は、流量センサ８８により検出されたキャッチタンク３５のオイルＯの流量と、モータ１２の回転数と、モータ１２のトルクとに応じて効率を悪化させる制御と通常制御を切り替える。具体的には、油冷前においては油冷なし連続Ｎ−Ｔライン（図１０参照）で運転しているがオイルが来ていない時に図１０の出力拡大領域に入っていると、今のモータトルクとモータ回転数から電流と進角を求め、効率悪化制御を行う（進角制御部８７は、電流進角を制御することにより効率悪化制御を行う）。つまり、ｄ軸電流を増加するとともにｑ軸電流を増加して所定のトルクが出るようにする。この効率悪化制御を行うことにより、効率が悪いがモータ電流が大きくなり、オイル温度を速やかに上昇させオイル粘度を低下させることにより、オイルを掻き揚げやすくする。そして、キャッチタンク３５においてオイルが来る、若しくは、図１０の出力拡大領域から外れると通常の油冷最大効率制御（図１０のＬ１参照）を行う。なお、一旦オイルが掻き揚がるようになれば、通常の最大トルク制御に戻して、効率を確保することもできる。
【００５４】
次に、駆動装置１０の作用について説明する。
駆動装置１０は、モータ１２と減速機１３が一体化された一体型動力取出しユニット（トランスアクスルユニット）である。駆動装置１０は、機能構成として、モータ１２、減速機１３、オイルタンク３４とキャッチタンク３５を有する油冷機構３２、水冷機構３３（ウォータジャケット４２，４７）を具備している。
【００５５】
モータハウジング１５にはモータ１２の冷却のための水路（ウォータジャケット４２，４７）が形成されており、図２で一点鎖線および図７で一点鎖線で示すごとく不凍液Ｌが流れてモータ１２の冷却に供される。また、モータハウジング１５の内部にモータ出力を減速する減速機１３が配置され、図５に示すごとくデフリングギヤ３１の中心軸付近までオイルＯが充填されており、減速機１３のギヤ２９，３０，３１の回転により、オイルＯが攪拌され、モータ１２の冷却およびベアリング２４の潤滑がなされる。
【００５６】
オイルＯの攪拌は、駆動装置１０に配設された減速機１３のギヤ２９，３０，３１の回転によって行われる。
図３の駆動装置１０において、一点鎖線でオイル（冷却油）Ｏの攪拌フローを示すとともに図５において一点鎖線でオイルＯの攪拌経路を示す。
【００５７】
オイルタンク３４内のオイルＯがギヤ２９，３０，３１の回転に伴ってキャッチタンク３５に掻き揚げられ、キャッチタンク３５内のオイルＯは供給穴３６ａ，３６ｂから垂下され、モータ１２の冷却に供される。つまり、図５において、デフリングギヤ３１の中心付近まで充填されたオイルＯはデフリングギヤ３１の回転に伴い時計回り（ＣＷ方向）に攪拌され、カウンタギヤ室のオイルタンク５０に充填される。このオイルＯはカウンタギヤ３０の回転に伴い反時計回り（ＣＣＷ方向）に攪拌され、駆動装置１０の上部に位置するキャッチタンク３５まで送り込まれる。キャッチタンク３５まで送り込まれたオイルＯはモータコイルエンド２７ａ，２７ｂなどに供給され、モータ１２の冷却および、ベアリング２４の潤滑がなされる。
【００５８】
このように減速機１３が３軸縦型配置の場合、図１０の油冷なし連続Ｎ−Ｔラインで運転している状況から油冷を開始する際には、オイル攪拌を行うための掻き揚げの揚程が大きいため、減速機１３の回転数が大きくないと、オイル循環を実施することができない。そのため、図１０に示すように、熱的には油冷が開始する直前の連続回転数の動作点（Ｎ１）のところが、最も厳しくなりやすい。
【００５９】
図９のインバータ装置７０の進角制御部８７は、流量センサ８８により検出されたキャッチタンク３５のオイルＯの流量と、モータ１２の回転数と、モータ１２のトルクとに応じて効率を悪化させる制御と通常制御を切り替える。詳しくは、進角制御部８７は、油冷なしでの連続動作可能領域を超える時、オイルの流量が閾値より少ない期間に効率悪化制御を行う。特に、進角制御部８７は、油冷機構３２による冷却が行われず水冷機構３３による冷却のみの連続動作可能領域を超え、モータ動作点が出力拡大領域に入っている時、オイルの流量が閾値より少ない期間に効率悪化制御を行う。
【００６０】
具体的には、キャッチタンク３５のオイルＯの流量が閾値よりも小さく（例えばオイルが来ていない）、かつ、モータ１２の回転数Ｎおよびモータ１２のトルクＴが図１０の出力拡大領域に入っていると、モータ効率を悪化させる制御を実行する。また、キャッチタンク３５のオイルＯの流量が閾値よりも大きい（例えばオイルが来ている）、若しくは、モータ１２の回転数Ｎおよびモータ１２のトルクＴが図１０の出力拡大領域から外れると、通常制御を実行する。
【００６１】
以下、詳しく説明する。
モータ１２は永久磁石同期モータであり、電流進角を制御している。
図１０には、モータ（電動機）のＮ−Ｔ特性を示す。図１０は、横軸がモータ回転数Ｎであり、縦軸がモータトルクＴである。図１１は、図１０の一部拡大図である。
【００６２】
図１０において、モータの出力は、油冷なし最大Ｎ−Ｔラインと油冷なし連続Ｎ−Ｔラインとに規定されており、油冷なし最大Ｎ−Ｔラインは短時間（例えば数秒）の出力保証値、油冷なし連続Ｎ−Ｔラインは長時間の出力保証値となっている。具体的には、油冷なし最大Ｎ−Ｔラインの電流に対し油冷なし連続Ｎ−Ｔラインの電流は絞られており、例えば５０％程度になっている。なお、所定の回転数に達すると必然的に油攪拌が行われるため、ここでいう油冷なしＮ−Ｔラインとは、トランスアクスル内にオイル封入がない場合で水冷のみ行われた場合の仮想の出力ラインのことである。
【００６３】
連続出力の規制は、モータ絶縁性能保護の観点からモータの温度（主に巻線）によって制限されている。ギヤ２９，３０，３１による油冷構造を内包する駆動装置１０は、油冷による冷却性能向上により、モータ１２の出力が向上されている。
【００６４】
電機子電流は、Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３の順に大きくなっている（Ｉ１＜Ｉ２＜Ｉ３）。電機子電流進角は、β１，β２，β３の順に大きくなっている（β１＜β２＜β３）。オイルの温度は、ｔ１，ｔ２，ｔ３の順に大きくなっている（ｔ１＜ｔ２＜ｔ３）。
【００６５】
図１０，１１において、Ｌ１で連続運転（連続Ｎ−Ｔライン）における進角β１（油温ｔ１）による油冷最大効率制御ラインを示し、電機子電流Ｉ１が流れる。ｔ１油冷開始ラインより高回転側にラインがあるので、油冷が開始されており、油冷最大効率ラインでは油冷なし連続Ｎ−Ｔラインよりも大きな電流を流すことができ、より大きな連続出力で運転することができる。油冷最大効率制御ラインＬ１のトルクは常に一定の値ではなく、回転数Ｎの上昇に伴いモータの逆起電圧抑制のため進角を増大（β１＜β２＜β３）させて最大効率制御ではなく、弱め界磁制御を行う。進角β２（＞β１）による油冷弱め磁界制御では電機子電流Ｉ２（＞Ｉ１）が流れ、油温がｔ２になる。進角β３（＞β２＞β１）による油冷弱め磁界制御では電機子電流Ｉ３（＞Ｉ２＞Ｉ１）が流れ、油温がｔ３になる。油温が上昇すれば、油冷開始ラインが低回転側へシフトし、進角β，電流Ｉで連続動作できるライン（Ｌ２やＬ３）も低回転側へシフトする。
【００６６】
油冷が開始されると、それまで水冷で均衡していた発熱収支が放熱大となるため、それによって、図１１に示すように、油冷なし連続Ｎ−Ｔライン上の動作点を、油冷最大効率制御ラインＬ１との交点の回転数（＝Ｎ１）から効率悪化弱め界磁制御最大進角βｍａｘラインとの交点の回転数（＝Ｎｍｉｎ）に拡大させることができる。
【００６７】
油冷の開始する領域は、図１０のｔ１油冷開始ラインやｔ２油冷開始ラインやｔ３油冷開始ラインにより示しており、温度が低いと回転数を上げないと油冷を開始することができない。つまり、トルク低下によって、油温が低くなるほど油冷開始ラインが高速側にシフトしているのは、トルク減により通電電流が低下して、オイル温度が低下するため、オイルの粘度が上昇して、より高い回転数でなければ、オイルを掻き揚げることができないためである。
【００６８】
ここで、本実施形態では油冷最大効率制御から弱め界磁制御へ動作点をシフト（β２＞β１）することで、油冷領域を拡大した出力拡大領域を用いることで油冷開始の際の連続Ｎ−Ｔライン上の出力を拡大させ、電機子電流を増大（Ｉ２＞Ｉ１）させてモータ効率を低下させる。これに伴い発熱でオイルも暖気し（ｔ２＞ｔ１）オイル粘度が低下する。
【００６９】
つまり、キャッチタンク３５の油路に流量センサ８８を配設し、出力拡大領域においてのみ、弱め界磁制御を行う。具体的には、図１１においてＬ１と油冷なし連続Ｎ−Ｔラインとβｍａｘ時（ライン）で囲まれた領域が出力拡大領域であり、インバータ装置７０の進角制御部８７は、検出されたキャッチタンク３５のオイルＯの流量Ｑが閾値より小さいときにおいて、モータ１２の回転数Ｎと、モータ１２のトルクＴから出力拡大領域に入っていると、対応する進角および電流にする。即ち、弱め界磁制御を行わないとＬ１までしか（Ｎ１までしか）使えないが、弱め界磁制御を使うことにより、Ｎ１よりも低い回転数でオイルが循環するので油冷領域が増加する。
【００７０】
このようにして、掻き揚げ油冷システムにおいて、モータ１２の上部のキャッチタンク３５と、そこに配設した流量センサ８８を組み合わせて、モータ駆動動作点を最大効率制御から弱め界磁制御へシフトする。これにより、油冷領域を拡大してモータ１２の冷却性能を向上させることができる。
【００７１】
ここで、油冷方式として、油浴と掻き揚げを比較しつつ説明する。
油浴では、モータが油浴されている部分の温度は低いが、そうでない部分の温度は高くなり、結果的に温度分布が大きくなる。よって、モータの熱性能としては、モータの最も温度の高い部分に引きずられてしまうことになるため、あまり効果的な抜熱効果が期待できない。
【００７２】
これに対し、掻き揚げでは、モータ全体の熱を均等に受け取ることができ、抜熱効果が大きくなる。ましてモータの巻線温度の高い部位は、モータ動力線の引き出し部である場合が多く、この部位は一般的にモータ構造上部に配置されるので、この熱を効果的に利用するには掻き揚げ方式が有効である。つまり、掻き揚げでは巻線の油浴が僅かでもオイルを効果的に昇温することができる。
【００７３】
このような掻き揚げ方式において、オイルがキャッチタンクに来ているか否かを流量センサで検知してオイルがキャッチタンクに来ていない時に効率を悪化させる制御を行ってオイルを掻き揚げてキャッチタンクに来させることができるとともにキャッチタンクにオイルが来たら通常制御に戻す。これにより早く油冷モードに入ることができる。即ち、オイルの掻き揚げ開始（循環開始）を低いモータ回転数から行って動作領域を広げることができる。これにより、オイルを掻き揚げやすくして油冷を早期に開始することができる。
【００７４】
特に、リミッタ機能によりモータ温度が閾値温度に達するとそれ以上電流を流さない場合においても本実施形態の効率を悪化させる制御を実行することにより、出力を上げてリミッタが掛かっている状況下でもオイルを循環させてモータを冷却することによりリミッタによる電流制限が加わらずにモータを運転することができる。
【００７５】
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）駆動装置１０の構成として、モータ１２を収納したモータハウジング１５と、モータハウジング１５内に配置され、複数のギヤ２９，３０，３１の噛み合わせによりモータ１２の回転軸２１の回転を減速する減速機１３と、モータ１２を制御する制御装置としてのインバータ装置７０と、を備える。モータハウジング１５は、オイルタンク３４と、減速機１３のギヤ２９，３０，３１の回転に伴い掻き揚げられたオイルタンク３４のオイルＯをモータ１２の発熱箇所に滴下するキャッチタンク３５とを有する。インバータ装置７０（進角制御部８７）は、流量センサ８８により検出されたキャッチタンク３５のオイルＯの流量とモータ１２の回転数とモータ１２のトルクとに応じて効率を悪化させる制御と通常制御を切り替える。よって、オイルの流量に基づきオイルの掻き揚げ開始近傍の動作点運転時には効率を悪化させる制御を行ってあえてモータ効率を悪化させることにより油冷を早期に開始することができ、油冷動作点領域の拡大を図ることができる。
【００７６】
（２）インバータ装置７０の進角制御部８７は、油冷なしでの連続動作可能領域を超える時、オイルＯの流量が閾値より少ない期間に効率悪化制御を行うので、実用的である。
（３）特に、オイルＯの掻き揚げにより冷却する油冷機構３２と、冷却水としての不凍液Ｌの循環により冷却する水冷機構３３とを備え、インバータ装置７０の進角制御部８７は、油冷機構３２による冷却が行われず水冷機構３３による冷却のみの連続動作可能領域を超える時、オイルＯの流量が閾値より少ない期間に効率悪化制御を行う。よって、効率が良い。
【００７７】
（４）モータ１２は、永久磁石同期モータであり、インバータ装置７０の進角制御部８７は、電流進角を制御することにより効率悪化制御を行う。よって、容易に出力を上げることができる。
【００７８】
（５）キャッチタンク３５のオイル量に応じて制御するため、モータ１２の回転数とトルク以外の要素でオイル温度が変動（上昇）してオイル量が増加した際、通常制御に切り替えるので、効率悪化制御を最小限にできる。
【００７９】
（６）オイル量だけでなく、モータ１２の回転数とトルクを併用して効率悪化制御を行うため、出力拡大領域（効率悪化制御で拡大可能な動作範囲）以外の領域で効率悪化制御を行うことがない。したがって、効率悪化制御を最小限にできる。
【００８０】
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
・上記実施形態では水冷機構３３（ウォータジャケット４２，４７）を有しているが、水冷機構３３を有さない駆動装置にも適用できる。
【００８１】
・オイルＯの流量の閾値は固定ではなく、モータ１２の回転数とトルクに応じて変化させてもよい。あらかじめマップとして持っていてもよい。
・上記実施形態では永久磁石同期モータであり電流進角を制御したが、これに代わり、誘導機を用いて「すべり」をシフトして動作点を変更するようにしてもよい。つまり、モータは、誘導モータであり、制御装置は、すべり周波数と電流を制御することにより効率悪化制御を行うようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８２】
１０…駆動装置、１２…モータ、１３…減速機、１５…モータハウジング、２１…回転軸、２９…ギヤ、３０…ギヤ、３１…ギヤ、３２…油冷機構、３３…水冷機構、３４…オイルタンク、３５…キャッチタンク、７０…インバータ装置、８７…進角制御部、８８…流量センサ、Ｌ…不凍液、Ｏ…オイル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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