JP2008179189A - ホイール駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】要求される冷却性に応じて適切なオイルポンプの駆動を行うことができるホイール駆動装置を提供する。
【解決手段】懸架装置１３０を介して車両に取付けられたケース３と、ケース３内に設けられてステータ２１及びロータ２２を含むトラクションモータ２０と、ロータ２２が固設されたロータ軸２５と、ケース３内に注入されたオイル１１と、オイル１１を冷却するオイルクーラーと、オイルクーラーで冷却されたオイル１１をステータ２１に供給するオイルポンプ５０とを備えたホイール駆動装置１において、ロータ軸２５に対して独立回転可能な領域を有するオイルポンプ駆動軸５２と、オイルポンプ駆動軸５２を駆動するオイルポンプ駆動モータ５１と、車両の走行状態に応じてオイルポンプ駆動モータ５１を回転制御するオイルポンプ制御手段とを備えるように構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ステータ及びロータを含むトラクションモータによってホイールを駆動するとともに、オイルポンプを備えたホイール駆動装置に関し、特にオイルポンプの駆動形態に特徴を有するものに関する。

従来、懸架装置を介して車両に取付けられたケースと、上記ケース内に設けられてステータ及びロータを含むトラクションモータと、上記ロータが固設されたロータ軸と、上記ケース内に注入されたオイルと、上記オイルを冷却するオイルクーラーと、上記オイルクーラーで冷却された上記オイルを少なくとも上記ステータに供給するオイルポンプとを備えたホイール駆動装置が知られている。

一般的にトラクションモータの効率は温度によって変化するため、その温度を最も効率の良い温度付近に維持しておくことが望ましい。しかし上記ホイール駆動装置に用いられるトラクションモータは、ステータに設けられたステータコイルに電流が流れることにより発熱するので、温度維持のためには冷却が必要とされる。

通常、トラクションモータの冷却は潤滑油と兼用のオイルによって行われる。オイルクーラーで冷却されたオイルをオイルポンプによってステータに供給することにより、効果的な冷却を図ることができる。

特許文献１には、オイルの循環経路を工夫することによりモータの冷却効率を向上させたホイール駆動装置（インホイールモータ）が開示されている。

このような従来のホイール駆動装置は、トラクションモータのロータ軸とオイルポンプのポンプ駆動軸とが直結され、オイルポンプ回転数が常にトラクションモータ回転数と一致するように構成されている。一般的に、オイルポンプ回転数とオイルポンプの吐出流量とは略比例し、オイルポンプの吐出流量と冷却性とも略比例する。従って従来構造では、トラクションモータ回転数と冷却性とが略比例するものであった。また特許文献１に示されるようなホイール駆動装置では、トラクションモータ回転数と車速とが比例するから、この場合、車速と冷却性とが略比例するとも言える。
特開２００５−７３３６４号公報

しかしながら、要求される冷却性は必ずしもトラクションモータ回転数や車速に略比例するものではない。また同じトラクションモータ回転数であってもトラクションモータの負荷をはじめとする走行状態の変化に応じて多様に変化する。従来構造では、この要求される冷却性と実際の冷却性とに大きな乖離が生じることが避けられず、それに伴う様々な問題が生じていた。

例えば従来の構造では、トラクションモータの停止時にはオイルポンプも停止する。従って、トラクションモータの停止時においてもステータの冷却が必要とされる場合に対応することが困難であった。また、比較的低回転領域で高い冷却性が必要とされる場合、その要求に応えるには大型・大容量の冷却系（オイルポンプやオイルクーラー）が必要となる。仮にそのような冷却系を採った場合、高回転領域においては必要以上のオイルポンプ吐出流量となるため、徒にオイルポンプ駆動トルクを増大させてしまう。従ってオイルポンプによる無駄なエネルギー消費が増大し、燃費の低下を招いてしまう。

本発明は、上記のような事情に鑑み、要求される冷却性に応じて適切なオイルポンプの駆動を行うことができるホイール駆動装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための請求項１に係る発明は、懸架装置を介して車両に取付けられたケースと、上記ケース内に設けられてステータ及びロータを含むトラクションモータと、上記ロータが固設されたロータ軸と、上記ケース内に注入されたオイルと、上記オイルを冷却するオイルクーラーと、上記オイルクーラーで冷却された上記オイルを少なくとも上記ステータに供給するオイルポンプとを備え、上記ロータ軸からの出力トルクによりホイールを駆動するホイール駆動装置において、上記ロータ軸に対して独立回転可能な領域を有する、上記オイルポンプを駆動するポンプ駆動軸と、上記ポンプ駆動軸を駆動するオイルポンプ駆動モータと、車両の走行状態に応じて上記オイルポンプ駆動モータを回転制御するオイルポンプ制御手段とを備えることを特徴とする。

なお、ポンプ駆動軸がロータ軸に対して独立回転可能な領域を有するとは、ポンプ駆動軸がロータ軸に対して全回転域で完全に独立回転可能である場合と、部分回転域（例えばトラクションモータ回転数以上の領域）で独立回転可能である場合とを含む。

請求項２に係る発明は、請求項１記載のホイール駆動装置において、上記オイルポンプ制御手段は、車両停止時に上記オイルポンプが作動するように上記オイルポンプ駆動モータを駆動することを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１または２記載のホイール駆動装置において、上記オイルポンプ制御手段は、所定の低車速領域においては、車速が高くなるほどオイルポンプ回転数が高くなるように上記オイルポンプ駆動モータを駆動し、上記低車速領域よりも高車速領域においては、車速に対するオイルポンプ回転数の増加率が上記低車速領域における同増加率よりも低減するように上記オイルポンプ駆動モータを駆動することを特徴とする。

なお、高車速領域において車速に対するオイルポンプ回転数の増加率が低車速領域における同増加率よりも低減するものには、正の増加率の範囲でより緩慢に増加して行くものと、負の増加率に転じて高車速であるほどオイルポンプ回転数が低くなるものとを含む。

請求項４に係る発明は、請求項１乃至３の何れか１項に記載のホイール駆動装置において、上記トラクションモータの負荷を検知する負荷検知手段を備え、上記オイルポンプ制御手段は、上記負荷が大きいほどオイルポンプ回転数が高くなるように上記オイルポンプ駆動モータを駆動することを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１乃至４の何れか１項に記載のホイール駆動装置において、上記トラクションモータは逆駆動時には発電を行うように構成され、上記トラクションモータの逆駆動力を検知する逆駆動力検知手段を備え、上記オイルポンプ制御手段は、上記逆駆動力が大きいほどオイルポンプ回転数が高くなるように上記オイルポンプ駆動モータを駆動することを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項１乃至５の何れか１項に記載のホイール駆動装置において、上記トラクションモータの温度を検知するモータ温度検知手段を備え、上記オイルポンプ制御手段は、トラクションモータ温度が高いほどオイルポンプ回転数が高くなるように上記オイルポンプ駆動モータを駆動することを特徴とする。

請求項７に係る発明は、請求項１乃至６の何れか１項に記載のホイール駆動装置において、上記オイルの温度を検知するオイル温度検知手段を備え、上記オイルポンプ制御手段は、オイル温度が高いほどオイルポンプ回転数が高くなるように上記オイルポンプ駆動モータを駆動することを特徴とする。

請求項８に係る発明は、請求項１乃至７の何れか１項に記載のホイール駆動装置において、外気の温度を検知する外気温度検知手段を備え、上記オイルポンプ制御手段は、外気温度が高いほどオイルポンプ回転数が高くなるように上記オイルポンプ駆動モータを駆動することを特徴とする。

請求項９に係る発明は、請求項１乃至８の何れか１項に記載のホイール駆動装置において、上記ロータ軸と上記ポンプ駆動軸との間に介設され、上記ロータ軸から上記ポンプ駆動軸への一方向にトルクを伝達可能なワンウェイクラッチを備えることを特徴とする。

請求項１の発明によると、以下説明するように、要求される冷却性に応じて適切なオイルポンプの駆動を行うことができる。

本発明のホイール駆動装置は、ポンプ駆動軸を駆動するオイルポンプ駆動モータを有する。つまりこのオイルポンプは、電動オイルポンプとして機能する。またポンプ駆動軸がロータ軸に対して独立回転可能であるから、トラクションモータ回転数や車速から独立して高い自由度でオイルポンプ回転数を設定することができる。

そして、オイルポンプ制御手段が車両の走行状態に応じてオイルポンプ駆動モータを回転制御するので、要求される冷却性に応じたオイルポンプ回転数を柔軟に設定することができる。例えば低車速領域で高い冷却性が求められるような場合であっても、オイルポンプ回転数を（トラクションモータ回転数よりも）高回転で駆動することにより要求に応じた高い冷却性を得ることができる。

従って徒に大型・大容量の冷却系を採用する必要がなく、それに伴って高車速域においてオイルポンプによる無駄なエネルギー消費が増大し、燃費の低下を招くという事態も回避することができる。

なお本発明では、ポンプ駆動軸がロータ軸に対して全回転域で完全に独立回転可能である場合と部分回転域で独立回転可能である場合とを含む。部分回転域で独立回転可能とする場合には、本発明の効果を可及的に多く享受できるようにその部分回転域を設定するのが望ましい。

請求項２の発明によると、車両停止時、つまりトラクションモータの停止時においてもオイルポンプを作動させ、冷却性を高めることができる。従って従来構造における、トラクションモータの停止時にオイルポンプも停止してしまうという問題が効果的に解消され、車両停止時においても柔軟に必要な冷却性を確保することができる。

請求項３の発明によると、以下説明するように、実際に要求される冷却性に応じたオイルポンプ回転数を設定することができる。

一般に、トラクションモータの最大負荷時の出力は、比較的低車速域ではトラクションモータ回転数に比例し、所定値以上の高車速域では一定値（最高出力）となるように設定される。従ってトラクションモータの発熱量（要求される冷却性）もその出力特性に略沿った特性を示す。すなわち比較的低車速域ではトラクションモータ回転数に略比例して比較的大きな増加率で増大し、出力設定値が一定となる車速付近（特性の折れ曲がりポイント付近）から増加率が低下し、緩やかに増大する。本発明によれば、この要求冷却性に沿ったオイルポンプ回転数とすることにより、要求に応じた適切な冷却性を得ることができる。

なお、トラクションモータが逆駆動されるときに発電機となるもの（エネルギー回生を行うもの）についても同様に、トラクションモータへの最大逆駆動力時の入力は、比較的低車速域ではトラクションモータ回転数に比例し、所定値以上の高車速域では一定値（最高入力）となるように設定される。従って駆動時と同様に、トラクションモータの発熱量は、比較的低車速域ではトラクションモータ回転数に略比例して比較的大きな増加率で増大し、入力設定値が一定となる車速付近（特性の折れ曲がりポイント付近）から増加率が低下し、緩やかに増大する。本発明によれば、この要求冷却性に沿ったオイルポンプ回転数とすることにより、要求に応じた適切な冷却性を得ることができる。

また、一般的なオイルクーラーは走行風との熱交換によってオイルを冷却するので、車速が高くなるほど冷却能力が高くなる。つまり一定の冷却性を得るために必要なクーラー流量（オイルポンプ吐出流量）が低減する。その分を考慮すると、駆動側、逆駆動側ともに、高車速域では車速が高くなるに従って要求冷却性を達成するために必要なオイルポンプ回転数が低くなるという場合もあり得る。本発明によれば、そのようなオイルポンプ回転数の特性とし、可及的にオイルポンプの消費エネルギーを低減させることもできる。

請求項４及び５の発明によると、要求される冷却性に応じたオイルポンプ回転数を適切に設定することができる。要求される冷却性は、トラクションモータの負荷が高いほど（請求項４）、逆駆動力が大きい（発電量が多い）ほど（請求項５）、大きくなる。そこで、負荷または逆駆動力が大きいほどオイルポンプ回転数を増大させ、吐出量を増大させることにより、オイルポンプの無駄な消費エネルギーを抑制しつつ、要求される冷却性を確保することができる。

請求項６〜８の発明によると、より精度良く適切なオイルポンプ回転数を設定することができる。

要求される冷却性は、トラクションモータの温度が高いほど（請求項６）、オイル温度が高いほど（請求項７）、外気温度が高いほど（請求項８）、それぞれ増大する。そこで、それらの各温度が高いほどオイルポンプ回転数を増大させることにより、適切なオイルポンプ回転数の設定精度を高めることができる。

請求項９の発明によると、以下説明するように、高い自由度でオイルポンプ回転数を設定することができることによる上記各効果を得つつ、オイルポンプ駆動モータにフェイル（故障）が発生したときのオイルポンプの動作確実性を確保することができる。

本発明によれば、ロータ軸からポンプ駆動軸へは、ワンウェイクラッチの作用（例えばロック）によりトルクの伝達が可能である。そのトルク伝達時は、従来構造と同様にポンプ駆動軸の回転数がポンプ駆動軸の回転数と一致する。すなわちオイルポンプ回転数＝トラクションモータ回転数となる。一方、ポンプ駆動軸からロータ軸へは、ワンウェイクラッチの作用、例えばオーバーラン（空転ともいう）によりトルクの伝達がなされない。従ってオイルポンプの動作（回転）はトラクションモータの動作（回転）に影響を及ぼさない。そのため、オイルポンプ回転数を、トラクションモータ回転数以上の範囲で独立して変化させることができる。

結局、本発明によれば、ポンプ駆動軸がロータ軸に対してトラクションモータ回転数以上という部分回転域で独立回転可能となる。従ってこの部分回転域でオイルポンプ回転数を柔軟に設定することができる。

一方、オイルポンプ駆動モータの停止時、或いはその回転数がトラクションモータ回転数より低くなろうとする時には、従来構造と同様にオイルポンプがロータ軸によって駆動される。従って、例えば断線や供給電力の低下等、何らかの原因によってオイルポンプ駆動モータの出力が低下するというフェイルが発生しても、トラクションモータ回転数でのオイルポンプの作動が確保される。すなわちフェイル時においても一定以上の吐出流量（冷却性）を確保することができ、大幅な冷却性低下を抑制することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の一実施形態に係るホイール駆動装置１の縦断面図である。また図２は図１の右側面図である。図１、図２においては図の上方が車両の上方を示し、図２においては図の右側が車両の前方を示す。なお図１、図２は左前輪を示すものであるが、同様の構成が全ての駆動輪に設けられている。

ホイール駆動装置１は、懸架装置１３０（図１に示す上方のストラットアッセンブリ１３１および下方のロアアーム１３２）を介して車両に取付けられたケース３と、ケース３内に設けられてステータ２１及びロータ２２を含むトラクションモータ２０と、ロータ２２に固設されてこれを支持するロータ軸２５と、ケース３内に注入されたオイル１１と、オイル１１を冷却するオイルクーラー６３（図２に示す）と、オイルクーラー６３で冷却されたオイル１１をステータ２１を含む各部に供給するオイルポンプ５０とを備え、ロータ軸２５からの出力トルクによりホイール１２０を駆動するように構成されている。

さらにホイール駆動装置１は、オイルポンプ５０を駆動するポンプ駆動軸５２と、これを駆動するオイルポンプ駆動モータ５１とを備える。ロータ軸２５とポンプ駆動軸５２との間にはワンウェイクラッチ（以下ＯＷＣと略称する）７０が介設されている。ＯＷＣ７０は、後に詳述するように、ロータ軸２５からポンプ駆動軸５２への一方向にのみトルクの伝達が可能であるように構成されている。またＯＷＣ７０の作用により、ポンプ駆動軸５２はロータ軸２５に対してトラクションモータ回転数以上という部分回転域で独立回転可能となっている。

またホイール駆動装置１は、ケース３内に回転自在に設けられた出力軸８０を備える。出力軸８０はプラネタリギヤ３０（減速機）を介してロータ軸２５からの出力をホイール１２０に伝達する。

トラクションモータ２０は、主にステータ２１とロータ２２とからなる。ステータ２１は、略円筒状のステータコアにコイルが巻回されたもので、ケース３に固設されている。ロータ２２は、そのステータ２１の内周側に設けられた略円筒状の部材である。ロータ軸２５は、ケース３に回転自在に支持されるとともに、ロータ２２の内周側に挿通されてこれに連結されている。ロータ軸２５の軸心部には軸方向に貫通するロータ軸油路２７が形成されている。ステータ２１のコイルに所定の電流を流すことにより、電磁力によってロータ２２が回転し、その駆動力がロータ軸２５から出力されるように構成されている。

またトラクションモータ２０は、逆駆動時（出力軸８０側からロータ軸２５が駆動されるとき）には発電機として作用する。すなわちエネルギー回生機能を有する。発電した電気は高圧用バッテリ９１や低圧用バッテリ９３（図４、図５参照）に蓄電しておくことができる。

オイルポンプ５０は、ケース３に貯溜されたオイル１１をオイル溜り１０から吸い上げ、昇圧して潤滑・冷却用の油路に吐出する（詳細は後述する）。オイルポンプ５０を駆動するポンプ駆動軸５２は、上述のようにロータ軸２５と同軸に、その車幅方向内側に配設されている。ポンプ駆動軸５２の、ロータ軸２５に対向する位置にロータ軸２５の端部を内包する凹部５２ａが形成されている。そしてロータ軸２５の端部外周面と凹部５２ａの内周面との間にＯＷＣ７０が介設されている。

図３は、図１のIII−III線断面図のうち、特にＯＷＣ７０の近傍を示す図であって、（ａ）はＯＷＣ７０のロック状態、（ｂ）はＯＷＣ７０のオーバーラン状態をそれぞれ示す。

図３において、矢印Ａ１は車両前進時のロータ軸２５の回転方向を示す。当実施形態のＯＷＣ７０は一般にローラタイプと呼ばれるものであり、主に外輪７１、ローラ７２、スプリング７３及び保持器７４からなる。外輪７１は略環状の部材であって、外周面はポンプ駆動軸５２の凹部５２ａの内周側に嵌入されている（スプライン嵌合等としても良い）。従って外輪７１はポンプ駆動軸５２と一体回転する。外輪７１の内周面には所定のカム面が形成されている。ロータ軸２５の外周面と外輪７１の内周面（カム面）との間には環状の隙間が設けられ、そこにローラ７２とスプリング７３とのセットが複数配設されている（当実施形態では６セット）。またこれらが保持器７４に保持されている。各スプリング７３は、各ローラ７２を周方向一方側（矢印Ａ１と同方向）に付勢する。

このような構造により、図３（ａ）に示すように、ポンプ駆動軸５２がロータ軸２５に対して矢印Ａ１方向と反対側に相対回転しようとするとき（矢印Ａ２で示す）、つまりロータ軸２５より低速で回転しようとしたり、停止しようとしたり、逆方向に回転しようとしたりするときにはロック状態（単にロックともいう）になる。ロック時には、ローラ７２がスプリング７３の付勢方向に移動し、ロータ軸２５の外周面と外輪７１の内周面（カム面）との間に噛み込んでその相対回転を阻止する（×印で示す）。従ってそのようなポンプ駆動軸５２の回転が禁止され、ポンプ駆動軸５２はロータ軸２５と一体回転する。そのときロータ軸２５からポンプ駆動軸５２にトルクの伝達が可能となる。

一方、図３（ｂ）に示すように、ポンプ駆動軸５２がロータ軸２５に対して矢印Ａ１と同じ方向に相対回転しようとするとき（矢印Ａ３で示す）、つまりロータ軸２５より高速で回転しようとするときには、オーバーラン状態（単にオーバーランともいう）となる。オーバーラン時には、外輪７１のカム面とローラ７２との間に僅かな隙間が生じてローラ７２の上記噛み込みが解除され、ローラ７２が滑らかに転動する。従ってそのようなポンプ駆動軸５２の回転が許容される（○印で示す）。そのときポンプ駆動軸５２からロータ軸２５にトルクの伝達はなされない。

結局、ＯＷＣ７０は、ロック状態となることにより、ポンプ駆動軸５２がロータ軸２５よりも低速で回転すること（停止や逆回転を含む）を禁止し、オーバーラン状態となることにより、ポンプ駆動軸５２がロータ軸２５よりも高速で独立回転することを許容する。またロック状態ではロータ軸２５からポンプ駆動軸５２へのトルク伝達が可能となり、オーバーラン状態ではポンプ駆動軸５２からロータ軸２５にトルクの伝達がなされない。

図１に戻って説明を続ける。オイルポンプ５０を挟んでトラクションモータ２０と反対側（車幅方向内側）に、オイルポンプ駆動モータ５１が設けられている。オイルポンプ駆動モータ５１はトラクションモータ２０と類似の構造を有する電動モータであり、そのロータ５３はポンプ駆動軸５２に固設されている。従ってポンプ駆動軸５２はオイルポンプ駆動モータ５１の出力軸に直結されている。オイルポンプ駆動モータ５１は、その作動時、車両前進時のロータ軸２５の回転方向と同方向（図３（ｂ）の矢印Ａ３方向）にポンプ駆動軸５２を駆動する。

出力軸８０は、ロータ軸２５と同軸上に、これを挟んでポンプ駆動軸５２の反対側（車幅方向外側）に設けられている。出力軸８０の一端側（車幅方向外側）はホイールハブ８５及びブレーキロータディスク８７を介してホイール１２０に連絡されており、他端（車幅方向内側）はプラネタリギヤ３０（減速機）を介してロータ軸２５と連絡されている。出力軸８０のロータ軸２５側の端部は拡径され、その端面にはロータ軸２５側に開口する凹部８０ａが形成されている。そしてその凹部８０ａにロータ軸２５の先端が入り込み、凹部８０ａの内周側にロータ軸油路２７の出口が位置するように配置されている。

出力軸８０の先端側（車幅方向外側）はケース３から突出してホイール１２０と連結されている。詳しくは、出力軸８０の先端側は、フランジ部を有する略円筒状のホイールハブ８５に挿嵌され、ナット８１で固定されている。ホイールハブ８５のフランジ部には略円板状のブレーキロータディスク８７と共にホイールディスク１２１がボルト・ナット１０３によって固定されている。ホイールディスク１２１の外周は、タイヤ１２２の内周面に嵌挿されている。ホイールディスク１２１とタイヤ１２２とが一体となってホイール１２０を構成している。以上の構成によって、出力軸８０、ホイールハブ８５、ブレーキロータディスク８７およびホイール１２０は一体回転する。

プラネタリギヤ３０は、ロータ軸２５の回転を減速して出力軸８０に伝達する減速機であって、トラクションモータ２０を挟んでオイルポンプ５０やオイルポンプ駆動モータ５１の反対側に設けられている。プラネタリギヤ３０の主な構成は、中心に設けられたサンギヤ３１と、このサンギヤ３１に噛合し、サンギヤ３１から放射状等距離の複数位置に配設されたピニオンギヤ３２と、サンギヤ３１と同軸のリング状部材の内周面で各ピニオンギヤ３２と噛合するリングギヤ３３と、各ピニオンギヤ３２を、互いの相対位置を維持させつつ支持するキャリヤ３４とからなる。

サンギヤ３１はロータ軸２５と連結されている。またキャリヤ３４は出力軸８０と連結されている。そしてリングギヤ３３はケース３に固定されている。

図４は、ホイール駆動装置１の動力伝達系のブロック図である。当該車両には、トラクションモータ２０を駆動する高圧用バッテリ９１と、オイルポンプ駆動モータ５１を駆動する低圧用バッテリ９３とが搭載されている。高圧用バッテリ９１とトラクションモータ２０とが第１インバータ・コンバータ９２を介して接続されている。また低圧用バッテリ９３とオイルポンプ駆動モータ５１とが第２インバータ・コンバータ９４を介して接続されている。また高圧用バッテリ９１と低圧用バッテリ９３とが接続されており、必要に応じて高圧用バッテリ９１から低圧用バッテリ９３への電力供給が可能となっている。

次にホイール駆動装置１の潤滑、冷却系について図１、図２を参照して説明する。オイルポンプ５０の吸入口５８には、ケース３内で下方に延びる油路５７が接続されており、油路５７の下端にはオイル溜り１０の底部付近に開口するオイルストレーナ５５が取付けられている。

図２に示すように、オイルポンプ５０の吐出口６１には、ケース３の外部に導出される油路６２（パイプ）の一端が接続され、油路６２の他端にはオイルクーラー６３の導入口６３ａが接続されている。オイルクーラー６３はオイル１１を熱交換によって冷却する装置であって、オイル１１の導入口６３ａから導出口６３ｂまでの間に細管が配設されている。オイル１１がその細管内を通る間に細管壁面においてオイル１１と外気との熱交換が行われる。オイルクーラー６３は、その熱交換が効果的に促進されるように、車両前進時の走行風Ｗｄが当たり易いケース３の前方に配設されている。

オイルクーラー６３の導出口６３ｂには、油路６４（パイプ）の一端が接続され、油路６４の他端はケース３に接続されている。そして油路はケース３内で分岐する。分岐した油路の一方は油路６５（パイプ）を経てケース３の上部の油路６６に接続される。図１に示すように油路６６は、ケース３の内部にあってステータ２１の上方で軸方向に延びている。そしてケース３に、一端が油路６６に開口し、他端がケース３の内部に開口する油穴６７，６８が形成されている。油穴６７は油路６６とステータ２１のステータコアの上方とを連通させ、油穴６８は油路６６とステータ２１のコイルの上方とを連通させる。オイルポンプ５０の吐出口６１からステータ２１に至る油路６２−オイルクーラー６３−油路６４−油路６５，６６−油穴６７，６８は、全体としてステータ冷却用油路６９を形成する。ステータ冷却用油路６９は、ステータ２１を優先的に冷却するオイル供給油路である。

一方、油路６４の下流で分岐した油路の他方はケース３の油路７８に接続される。図１に示すように、油路７８はロータ軸２５の軸心部に設けられたロータ軸油路２７に接続されている。ロータ軸油路２７の先端側（下流側）は、出力軸８０の凹部８０ａ付近に開口している。オイルポンプ５０の吐出口６１から出力軸８０の凹部８０ａ付近に至る油路６２−オイルクーラー６３−油路６４−油路７８−ロータ軸油路２７は、全体として出力軸冷却用油路７９を形成する。出力軸冷却用油路７９は、出力軸８０を優先的に冷却するオイル供給油路である。出力軸冷却用油路７９のうち、オイルポンプ５０の吐出口６１から油路６４までの経路はステータ冷却用油路６９と共有である。

次に、ホイール駆動装置１の制御系について説明する。図５は、ホイール駆動装置１の制御ブロック図である。ホイール駆動装置１は、第１，第２インバータ・コンバータ９２，９４を介してトラクションモータ２０及びオイルポンプ駆動モータ５１を制御するための制御手段としてコントロールユニット１００を備える。コントロールユニット１００には、走行状態や運転状態を検知するための各種センサ、具体的には車速センサ１１０、トラクションモータ回転数センサ１１１、オイルポンプ回転数センサ１１２、スロットル開度センサ１１３、ブレーキ油圧センサ１１４、モータ温度センサ１１５、油温センサ１１６及び外気温センサ１１７からの各検知信号が入力される。

車速センサ１１０は、ホイール１２０の回転数等から車速Ｖを検知する。トラクションモータ回転数センサ１１１は、トラクションモータ２０のロータ２２の回転数からトラクションモータ回転数Ｎｍを検知する。オイルポンプ回転数センサ１１２は、オイルポンプ駆動モータ５１のロータ５３の回転数からオイルポンプ回転数Ｎｐを検知する。

スロットル開度センサ１１３はスロットル開度（アクセル開度）を検知する。スロットル開度が大きいほどトラクションモータ２０の負荷が大きくなるので、スロットル開度センサ１１３は負荷検知手段として機能する。

ブレーキ油圧センサ１１４はブレーキ油圧を検知する。運転者がブレーキを踏んで車両が減速するとトラクションモータ２０はホイール１２０を介して出力軸８０側から駆動される。つまり逆駆動力が作用する。逆駆動力は減速度が大きいほど大きくなる。また運転者がブレーキを強く踏むほど減速度が大きくなる。従ってブレーキ油圧が大きいほど大きな逆駆動力が作用する。このようにブレーキ油圧センサ１１４は逆駆動力センサとして機能する。

モータ温度センサ１１５はトラクションモータ２０の温度（ステータ２１の温度）を検知するモータ温度検知手段である。油温センサ１１６はオイル１１の温度を検知するオイル温度検知手段である。外気温センサ１１７は外気の温度を検知する外気温度検知手段である。

コントロールユニット１００は、ＣＰＵ（中央演算処理部）やＲＯＭ（記憶部）等を備えた制御装置であり、第１インバータ・コンバータ９２を介してトラクションモータ２０を制御するトラクションモータ制御部１０５（トラクションモータ制御手段）と、第２インバータ・コンバータ９４を介してオイルポンプ駆動モータ５１を制御するオイルポンプ制御部１０７（オイルポンプ制御手段）とを機能的に含む。

トラクションモータ制御部１０５は、車速センサ１１０、スロットル開度センサ１１３等からの検知信号に基いてトラクションモータ回転数Ｎｍとトラクションモータ出力Ｗの各目標値を設定する。そしてその目標値となるようにトラクションモータ２０への供給電流（逆駆動時にはトラクションモータ２０の発電量）を決定し、制御信号を第１インバータ・コンバータ９２に送信する。

第１インバータ・コンバータ９２は、トラクションモータ制御部１０５からの制御信号に基いてその目標値となるように、駆動時には高圧用バッテリ９１からトラクションモータ２０に電力を供給する。また逆駆動時にはトラクションモータ２０で発電された電気を高圧用バッテリ９１に充電する。

オイルポンプ制御部１０７は、走行状態に応じたオイルポンプ回転数Ｎｐを設定し、その制御信号を第２インバータ・コンバータ９４に送信される。その設定方法は後に詳述するが、まずトラクションモータ制御部１０５で設定されたトラクションモータ回転数Ｎｍ及びトラクションモータ出力Ｗの各目標値に基いて標準設定値を設定し、それに各部の温度（モータ温度センサ１１５によって検知されるトラクションモータ２０の温度、油温センサ１１６によって検知されるオイル１１の温度および外気温センサ１１７によって検知される外気の温度）を考慮した補正を加え、最終設定値を設定する。

第２インバータ・コンバータ９４は、オイルポンプ制御部１０７からの制御信号に基いてその目標値となるように、低圧用バッテリ９３からオイルポンプ駆動モータ５１に電力を供給する。なお低圧用バッテリ９３には必要に応じて高圧用バッテリ９１から電力が供給される。

図６はトラクションモータ２０の出力特性（設定値）を示す図である。横軸にトラクションモータ回転数Ｎｍ（ｒｐｍ）、縦軸にトラクションモータ出力Ｗ（ｋＷ）を示す。トラクションモータ出力Ｗ＞０の領域は駆動側であって、トラクションモータ２０に負荷がかかっていることを示す。一方トラクションモータ出力Ｗ＜０の領域は逆駆動側であって、トラクションモータ２０が逆駆動されて発電機となっていることを示す。トラクションモータ出力Ｗの絶対値は、駆動側においては負荷が大きいほど、逆駆動側においては逆駆動力が大きいほど、大きくなるように設定されている。

トラクションモータ出力割合Ｗｒは、あるトラクションモータ回転数Ｎｍでのあるトラクションモータ出力Ｗが、その回転数Ｎｍにおける最大負荷時のトラクションモータ出力Ｗの何％であるかを示す値である。図６にはトラクションモータ出力割合Ｗｒ＝０％，±２５％，±５０％，±７５％，±１００％の各特性を示す。トラクションモータ出力割合Ｗｒ＜０のとき、トラクションモータ２０には逆駆動がかかっており、エネルギーが入力されていることを示す。

まず図６において太線で示すトラクションモータ出力割合Ｗｒ＝１００％の特性について説明する。これは、最大負荷時のトラクションモータ出力Ｗの設定値を示す特性である。このときのトラクションモータ出力Ｗは、所定の低速域（トラクションモータ回転数Ｎｍ≦Ｎｍ７）ではトラクションモータ回転数Ｎｍに比例するように設定されている。そしてトラクションモータ回転数Ｎｍ＝Ｎｍ７となったときにトラクションモータ出力Ｗが最高出力に達し、それ以上の高速域（トラクションモータ回転数Ｎｍ＞Ｎｍ７）でもその最高出力が継続するように設定されている。

トラクションモータ出力割合Ｗｒ＝０％，±２５％，±５０％，±７５％，−１００％の各特性は、トラクションモータ出力割合Ｗｒ＝１００％の特性に各割合を乗じた特性となる。

なお図６には、参考特性として、トラクションモータ出力割合Ｗｒ＝±１００％のときの出力トルクＴｑｍの特性を破線で示す。この特性に関しては縦軸にトルク（Ｎ・ｍ）を示すものとする。駆動側では出力トルクＴｑｍ＞０、逆駆動側では出力トルクＴｑｍ＜０となっている。出力トルクＴｑｍが負の値であるということはトルクが入力されていることを意味する。

トラクションモータ出力Ｗがトラクションモータ回転数Ｎｍに比例する低車速域（トラクションモータ回転数Ｎｍ≦Ｎｍ７）では出力トルクＴｑｍの絶対値は一定の最大値をとり、それよりも高車速域（トラクションモータ回転数Ｎｍ＞Ｎｍ７）では出力トルクＴｑｍはトラクションモータ回転数Ｎｍに反比例する。車両の円滑な運転を図るには、発進時を含む低車速域ではホイール１２０に大きな駆動トルクが供給され、車速の増大に伴ってその駆動トルクが減じてゆくのが望ましい。図６に示す出力特性とすることにより、そのホイール１２０の望ましい駆動トルク特性に沿ったトラクションモータ２０の出力トルク特性を得ることができる。

図６に示す出力特性は数値化され、出力割合マップＭａｐ１としてオイルポンプ制御部１０７に記憶されている。オイルポンプ制御部１０７は、オイルポンプ回転数Ｎｐの設定値を求める過程で、トラクションモータ出力割合Ｗｒを利用する。トラクションモータ出力割合Ｗｒは出力割合マップＭａｐ１を参照して、次のようにして求められる。例えばある駆動側の走行状態において、トラクションモータ回転数Ｎｍ＝Ｎｍ４、トラクションモータ出力Ｗ＝Ｗ４であったとき、その走行状態は点Ｐ１で表される。点Ｐ１がＷｒ＝７５％の特性上にあることから、そのときのトラクションモータ出力割合Ｗｒが７５％であることがわかる。同様に例えばある逆駆動側の走行状態において、トラクションモータ回転数Ｎｍ＝Ｎｍ５、トラクションモータ出力Ｗ＝Ｗ５であったとき、その走行状態は点Ｐ２で表される。点Ｐ２がＷｒ＝−５０％の特性上にあることから、そのときのトラクションモータ出力割合Ｗｒが−５０％であることがわかる。

図７はオイルポンプ回転数特性（設定値）を示す図である。横軸にトラクションモータ回転数Ｎｍ（ｒｐｍ）又はそれに比例する車速Ｖ（ｋｍ／ｈ）、縦軸にオイルポンプ回転数Ｎｐ（ｒｐｍ）を示す。

なお、このオイルポンプ回転数特性は、所定の標準状態における標準設定値の特性である。標準状態とは、ホイール駆動装置１の標準的な運転状態であって、当実施形態ではトラクションモータ温度Ｔｍ、外気温度Ｔａ、オイル温度Ｔｉが、それぞれ標準モータ温度Ｔｍ０、標準外気温度Ｔａ０、標準オイル温度Ｔｉ０である状態を指す。これらの値は予め実験等により求められ、設定されている。

図７に示すように、オイルポンプ回転数Ｎｐの標準設定値はトラクションモータ回転数Ｎｍ又は車速Ｖと、トラクションモータ出力割合Ｗｒとによって規定される。そして、他の条件が同じであればトラクションモータ出力割合Ｗｒの絶対値が大きいほど大きくなる。すなわち駆動側（トラクションモータ出力割合Ｗｒ＞０）においては、トラクションモータ２０の出力（負荷）が大きいほど、逆駆動側（トラクションモータ出力割合Ｗｒ＜０）においては、トラクションモータ２０への入力（逆駆動力）が大きいほど、高いオイルポンプ回転数Ｎｐが設定される。こうすることにより、必要に応じた適切なオイルポンプ吐出量が得られる。すなわちオイルポンプ５０の無駄な消費エネルギーを抑制しつつ、要求される冷却性を確保することができる。

このオイルポンプ回転数特性には、この他に次の３点の特徴がある。第１の特徴は、トラクションモータ回転数Ｎｍ＝０（車速Ｖ＝０）のときにオイルポンプ回転数Ｎｐ＞０とする、つまり車両停止時であってもオイルポンプ５０を作動させるように設定されている点である。これにより、トラクションモータ２０の停止時にオイルポンプ５０も停止してしまう（ロータ軸２５とポンプ駆動軸５２とが直結されたような従来構造の問題点）ことがなく、車両停止時においてもオイルポンプ５０からオイルクーラー６３にオイル１１が送られ、必要な冷却性を確保することができる。

第２の特徴は、オイルポンプ回転数Ｎｐが、所定の低車速領域（車速Ｖ≦Ｖｘ）においては、車速が高くなるほど高回転になるように設定され、それよりも高車速領域においては、車速に対するオイルポンプ回転数Ｎｐの増加率が低くなり、負の増加率（車速が高くなるほど低回転になる）に転じている点である。例えばトラクションモータ出力割合Ｗｒ＝±５０％のとき、その境界の車速Ｖｘ＝Ｖ１（トラクションモータ回転数Ｎｍ＝Ｎｍ１）に設定されている。

このような設定により、オイルポンプ回転数Ｎｐが、実際に要求される冷却性に応じた回転数となっている。図６を参照して説明したように、トラクションモータ出力Ｗは、比較的低回転域（低車速域）ではトラクションモータ回転数Ｎｍに比例し、所定値以上の高回転域（高車速域）では一定値となるように設定されている。従ってトラクションモータ２０の発熱量（要求される冷却性）もその特性に略沿った特性を示す。すなわち比較的低車速域ではトラクションモータ回転数Ｎｍに略比例して比較的大きな増加率で増大し、トラクションモータ出力Ｗが一定となる車速付近（図６のトラクションモータ回転数Ｎｍ＝Ｎｍ７に相当する車速付近。図７では車速特性Ｖｘで示す）から増加率が低下している。

なお当実施形態で、高車速域においてトラクションモータ出力Ｗが一定であるにもかかわらずトラクションモータ回転数Ｎｍに対するオイルポンプ回転数Ｎｐの増加率が負に転じているのは、走行風Ｗｄの相対速度増大に伴う影響を考慮していることによる。すなわち、走行風Ｗｄの相対速度が増大するとオイルクーラー６３の冷却性能も増大し、同じ冷却性を得るのに要するクーラー流量が低減する。当実施形態では、そのようなオイルクーラー６３の冷却性能増大を考慮に入れてこのような設定となっている。

但し、トラクションモータ２０の発熱量はトラクションモータ出力Ｗが一定であっても高車速であるほど増大する傾向にある。従って、オイルクーラー６３の性能によってはトラクションモータ回転数Ｎｍに対するオイルポンプ回転数Ｎｐの増加率を負に転じさせることなく、緩やかな増大傾向が継続するように設定する場合もある。

何れにしても、オイルポンプ５０をオイルポンプ駆動モータ５１で駆動することにより、このような柔軟な設定が可能となっており、必要なクーラー流量を確保しつつ、可及的にオイルポンプ５０の消費エネルギーを削減して燃費の向上を図ることができる。

第３の特徴は、オイルポンプ回転数Ｎｐがトラクションモータ回転数Ｎｍ以上の範囲（Ｎｐ≧Ｎｍ）で設定されていることである。これは、ＯＷＣ７０によって、常にオイルポンプ回転数Ｎｐ≧トラクションモータ回転数Ｎｍとなることに対応したものである。すなわち図７に示すＮｐ＝Ｎｍのラインより下側の領域は実際には存在しない領域なので、この領域での設定が省略されている。

例えばトラクションモータ出力割合Ｗｒ＝５０％の特性が、トラクションモータ回転数Ｎｍ＝Ｎｍ２のときにＮｐ＝Ｎｍのラインと交わっているが、仮にこの特性をトラクションモータ回転数Ｎｍ＞Ｎｍ２の領域にまで延長して設定した（図７中、二点鎖線で示す）としても、実際にはＯＷＣ７０がロックして、オイルポンプ回転数Ｎｐ＝トラクションモータ回転数Ｎｍとなる。すなわちＮｐ＝Ｎｍのラインに沿って右上がりの特性となる。

なお図７に示すように、オイルポンプ回転数Ｎｐの設定値には上限（Ｎｐｍａｘ）が設定されている。これはステータ冷却用油路６９および出力軸冷却用油路７９のパイプ接続部やシール部を保護するために設けられている。図７に示すオイルポンプ回転数特性ではオイルポンプ回転数Ｎｐの標準設定値は全域で上限回転数Ｎｐｍａｘよりも低いので、この範囲において上限回転数Ｎｐｍａｘを超えることはない。しかし当実施形態ではこの標準設定値に補正を加えて最終設定値を求めるように構成されているので、その最終設定値が高くなりすぎないように上限回転数Ｎｐｍａｘが設けられている。

図７のオイルポンプ回転数特性は数値化され、オイルポンプ回転数マップＭａｐ２として予めオイルポンプ制御部１０７に記憶されている。オイルポンプ制御部１０７は、このオイルポンプ回転数マップＭａｐ２を参照してオイルポンプ回転数Ｎｐ（標準設定値）を設定する。

なお、図７では、各特性がオイルポンプ回転数Ｎｐ≧トラクションモータ回転数Ｎｍの領域のみで規定されているが、オイルポンプ回転数マップＭａｐ２では、これらを若干オイルポンプ回転数Ｎｐ＜トラクションモータ回転数Ｎｍの領域にまで延長して設定しても良い。それは、標準設定値の段階ではオイルポンプ回転数Ｎｐ＜トラクションモータ回転数Ｎｍであっても、後に補正を加えた結果、最終設定値ではオイルポンプ回転数Ｎｐ＞トラクションモータ回転数Ｎｍとなる場合があるからである。このように中間処理段階である標準設定値で一時的にオイルポンプ回転数Ｎｐ＜トラクションモータ回転数Ｎｍとなることを許容することにより、より補正の精度を高めることができる。

次に、ホイール駆動装置１の動作について説明する。まず図５に示すコントロールユニット１００のトラクションモータ制御部１０５がトラクションモータ回転数Ｎｍとトラクションモータ出力Ｗの各目標値を設定する。そしてその目標値となるようにトラクションモータ２０への供給電流（逆駆動時にはトラクションモータ２０の発電量）を決定し、制御信号を第１インバータ・コンバータ９２に送信する。その制御信号に基いて、第１インバータ・コンバータ９２が高圧用バッテリ９１からトラクションモータ２０に電力を供給する（逆駆動時にはトラクションモータ２０で発電された電気を高圧用バッテリ９１に充電する）。

前進駆動時の場合、トラクションモータ２０のロータ軸２５は、オイルポンプ駆動モータ５１側から見て右回り（図３の矢印Ａ１方向）に回転する。ロータ軸２５と連結されたプラネタリギヤ３０のサンギヤ３１も一体となって右回りに回転する。ピニオンギヤ３２はサンギヤ３１に噛合しているので軸周りに左回転するが、リングギヤ３３がケース３に固定されていることから、その軸位置が右回りに回転する。つまりキャリヤ３４が右回りに回転する。このときのキャリヤ３４の回転数はロータ軸２５の回転数よりも低回転となり、トルクが増幅されている（減速作用）。そしてキャリヤ３４と一体の出力軸８０およびホイール１２０も同じく右回りに回転し、車両が前進駆動される。

後退駆動時には、前進駆動時とは逆向きの電流がトラクションモータ２０に供給される。これによってロータ軸２５が車両前進時とは逆方向（オイルポンプ駆動モータ５１側から見て左回り）に回転する。その結果、ホイール１２０も左回りに回転し、車両が後退駆動される。

また前進走行時において、ブレーキ作動時や下り坂の走行時など、ホイール１２０側からロータ軸２５が駆動される逆駆動時には、トラクションモータ２０が発電機として作用する。発電された電気は第１インバータ・コンバータ９２で充電用の電圧・電流に変換され、高圧用バッテリ９１に蓄電される（エネルギー回生）。図４に、このときのエネルギーの流れを経路Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３で示す。

次に、オイルポンプ５０及びオイルポンプ駆動モータ５１の動作と、それによるオイル１１の流れや各部の潤滑・冷却について説明する。前進駆動時、後退駆動時および必要に応じて車両停止時に、図４に示す第２インバータ・コンバータ９４が、低圧用バッテリ９３からの電力を所定の電圧、電流に変換してオイルポンプ駆動モータ５１に供給する。図４に、このときのエネルギーの流れを経路Ｂ２，Ｂ３（及び必要に応じてＢ１）で示す。オイルポンプ駆動モータ５１の駆動により、ポンプ駆動軸５２は車両前進時のロータ軸２５の回転方向と同方向（図３（ｂ）に矢印Ａ３で示す方向）に回転する。これによってオイルポンプ５０はオイル溜り１０からオイル１１を吸い上げ、昇圧してステータ冷却用油路６９や出力軸冷却用油路７９に吐出する。

ステータ冷却用油路６９に導かれたオイル１１は、ステータ２１を冷却した後、プラネタリギヤ３０や各軸受部等を潤滑・冷却しつつ落下し、最終的にオイル溜り１０に戻る。また出力軸冷却用油路７９に導かれたオイル１１は、ロータ軸油路２７を通ることによってトラクションモータ２０を内側から冷却する。またそのオイル１１はロータ軸油路２７の先端から噴出して出力軸８０の凹部８０ａに当たることによってこれを冷却する。出力軸８０は、ホイールハブ８５を介してブレーキロータディスク８７に連絡されているが、このブレーキロータディスク８７はブレーキ時に図外のブレーキパッドとの摩擦によって高温になる。出力軸８０を冷却することにより、ブレーキロータディスク８７から出力軸８０を経由してトラクションモータ２０にブレーキ時の熱が伝達されることを効果的に抑制することができる。ロータ軸油路２７の先端から噴出して出力軸８０を冷却したオイル１１は、プラネタリギヤ３０や各軸受部等を潤滑・冷却しつつ落下し、最終的にオイル溜り１０に戻る。

図７に示すようにオイルポンプ回転数Ｎｐはトラクションモータ回転数Ｎｍ以上に設定される。特にオイルポンプ回転数Ｎｐ＞トラクションモータ回転数Ｎｍのとき、ＯＷＣ７０がオーバーラン状態となる。このとき、ポンプ駆動軸５２からロータ軸２５へトルクが伝達されないので、オイルポンプ５０の動作（回転）はトラクションモータ２０の動作（回転）に影響を及ぼさない。従って要求吐出流量に応じてオイルポンプ回転数Ｎｐを高い自由度で設定することができる。

その作用・効果について、図８を参照して説明する。図８は、ホイール駆動装置１の熱収支に関する特性を示す図である。横軸にトラクションモータ回転数Ｎｍ（ｒｐｍ）又は車速Ｖ（ｋｍ／ｈ）、縦軸に熱量Ｑ（発熱量または放熱量）を示す。符号Ｑ３ｍａｘは、トラクションモータ２０の熱量Ｑのうち、出力割合Ｗｒ＝±１００％のときの発熱量（最大値）を示す。熱量Ｑとトラクションモータ出力Ｗには密接な関係があり、最大発熱量Ｑ３ｍａｘは、図６に示すトラクションモータ出力割合Ｗｒ＝±１００％の出力特性の絶対値に略沿った特性を示す。すなわち比較的低速域ではトラクションモータ回転数Ｎｍに略比例して比較的大きな増加率で増大し、最大出力が一定となる回転数付近（トラクションモータ回転数Ｎｍ＝Ｎｍ７となるポイント付近）から増加率が低下し、緩やかに増大する。

トラクションモータ２０、特にステータ２１の温度上昇を適正に抑制するには、その冷却系による最大放熱量が最大発熱量Ｑ３ｍａｘ以上であることが求められる。

一方、符号Ｑ１は、オイルクーラー６３以外による放熱量を示す。例えばケース３等を伝播して外気に発散される熱量がこれに該当する。放熱量Ｑ１は、高車速になるほどケース３に当たる走行風Ｗｄの相対速度が上昇する等の理由で、高車速であるほど増大する。但し全体的にその値は比較的低く、車速Ｖに対する増加率も小さい。

符号Ｑ２Ｌは、オイルクーラー６３からの放熱量Ｑ２のうち、ＯＷＣ７０をロック状態とした場合、つまりオイルポンプ回転数Ｎｐ＝トラクションモータ回転数Ｎｍとした場合の放熱量を示す。高車速であるほど走行風Ｗｄの相対速度が上昇してオイルクーラー６３の冷却能力が高くなることと、オイルポンプ５０の吐出流量（オイルクーラー６３に供給されるオイル流量）がトラクションモータ回転数Ｎｍ（＝オイルポンプ回転数Ｎｐ）に比例して増大することから、放熱量Ｑ２Ｌは高車速であるほど増大する。放熱量Ｑ２Ｌは放熱量Ｑ１に対し比較的多く、特に高車速域では全体の放熱量の大部分を占める。

ＯＷＣ７０がロック状態のとき、全体の放熱量は、放熱量Ｑ１＋放熱量Ｑ２Ｌとなる。この場合、最大負荷時には最大発熱量Ｑ３ｍａｘ−（放熱量Ｑ１＋放熱量Ｑ２Ｌ）、つまり図８において斜線で示す部分の放熱量が不足している。当実施形態では、そのような放熱量不足を、オイルポンプ回転数Ｎｐ＞トラクションモータ回転数Ｎｍとすることにより解消している。上述のようにオイルポンプ回転数Ｎｐを増大させるとオイルポンプ５０の吐出流量が増大し、冷却性が向上して放熱量Ｑ２を放熱量Ｑ２Ｌよりも増大させることができるからである。上記放熱量不足を解消するには、具体的には、オイルポンプ回転数Ｎｐを、（放熱量Ｑ１＋放熱量Ｑ２）＝発熱量Ｑ３を満たす放熱量Ｑ２となるような吐出流量が得られる回転数（＞トラクションモータ回転数Ｎｍ）とすれば良い。

なお、部分負荷時におけるトラクションモータ２０の発熱量Ｑ３は最大発熱量Ｑ３ｍａｘよりも少ない。図７に示すように当実施形態では、部分負荷時にオイルポンプ回転数Ｎｐを最大負荷時よりも低くすることにより、発熱量Ｑ３に応じた最適な放熱量Ｑ２となるように設定されているまた必要以上に放熱量Ｑ２が増大しないように設定されているので、オイルポンプ５０による無駄なエネルギー消費を抑制し、燃費を向上することができる。

また、例えば登坂路での停車時のように、トラクションモータ回転数Ｎｍ＝０ｒｐｍであってもトラクションモータ２０に負荷がかかっている場合（発熱量Ｑ３＞０）や、高負荷高車速走行直後の停車時のように、放熱量Ｑ２の急減によるトラクションモータ２０の温度上昇の虞がある場合等では、オイルクーラー６３を利用して冷却性を高めたいという要求がある。当実施形態では、図７に示すように車両停止状態（トラクションモータ回転数Ｎｍ＝０ｒｐｍ）であってもオイルポンプ５０を駆動させる。これにより冷却性要求に応じた放熱量Ｑ２を得ることができる。

さらには、車両後退時であってロータ軸２５が前進時に対して逆回転しているような場合でも、オイルポンプ駆動モータ５１によってオイルポンプ５０を正規の回転方向（車両前進時のロータ軸２５の回転方向）に駆動させ、必要な放熱量Ｑ２を得ることができる。

また、低負荷領域であって発熱量Ｑ３が小さい場合等、要求放熱量が放熱量Ｑ１＋放熱量Ｑ２Ｌよりも少ない場合には、オイルポンプ駆動モータ５１を停止させても良い。このようにするとＯＷＣ７０がロック状態となり、従来構造と同様に、オイルポンプ５０がロータ軸２５によって駆動される。

なお、従来構造のようにオイルポンプ５０をロータ軸２５で駆動する場合（当実施形態においてオイルポンプ駆動モータ５１を停止させた場合も同様）、トラクションモータ２０の出力の一部を消費してオイルポンプ５０を駆動することになる。従って、その分ホイール１２０に供給される出力が低下する（オイルポンプ駆動ロス）。当実施形態では、オイルポンプ５０をオイルポンプ駆動モータ５１で駆動することにより、そのオイルポンプ駆動ロスを抑制することができる。特に高負荷時は運転者が高出力を要求している場合なので、そのときにオイルポンプ駆動ロスを抑制し、その分ホイール１２０への供給出力を増大させることは効果的である。

以上説明したように当実施形態によれば、オイルポンプ駆動モータ５１によってオイルポンプ回転数Ｎｐを走行状態（要求吐出量或いは要求放熱量）に応じた適正回転数に設定することができる。つまりオイルポンプ回転数の設定自由度が高められている。このことは、オイルポンプ５０をロータ軸２５で直結駆動する従来構造に対し、冷却系（オイルポンプ５０やオイルクーラー６３）を小型・小容量化したり、オイルポンプ５０による無駄なエネルギー消費を抑制したりする上でも大きく貢献する。例えば、従来構造において最大発熱量Ｑ３ｍａｘ以上の放熱量を得るためには、図８において二点鎖線で示すような放熱量Ｑ１＋放熱量Ｑ２’が必要である（放熱量Ｑ２’はオイルクーラー６３からの放熱量）。放熱量Ｑ２’は放熱量Ｑ２Ｌよりもかなり大きく、またトラクションモータ回転数Ｎｍに対する増加率（特性の傾き）も大きい。このような放熱量Ｑ２’を得るためには、大型・大容量の冷却系（オイルポンプ５０やオイルクーラー６３）が必要である。

また仮にそのような冷却系を採った場合、高車速領域では放熱量Ｑ１＋放熱量Ｑ２’が最大発熱量Ｑ３ｍａｘを大幅にオーバーしてしまう。これは、徒にオイルポンプ吐出流量が多く、オイルポンプ５０を駆動するためのエネルギー消費に大きな無駄が生じていることを意味する。

当実施形態によれば、放熱量Ｑ２Ｌを放熱量Ｑ２’よりも大幅に削減することにより、冷却系を小型・小容量化し、オイルポンプ５０による無駄なエネルギー消費を抑制することができる。

また当実施形態によれば、オイルポンプ５０が単にオイルポンプ駆動モータ５１のみによって駆動されるような構成に比べ、エネルギー回生時のオイルポンプ駆動効率を高めることができ、燃費向上を図ることができる。この点について図４を参照して説明する。

上述のように、オイルポンプ５０をオイルポンプ駆動モータ５１で駆動する場合、その駆動エネルギーは経路Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４を経由して伝播される。一方、エネルギー回生によって高圧用バッテリ９１に蓄電を行う場合、その回生エネルギーは経路Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３を経由して伝播される。従ってオイルポンプ５０が単にオイルポンプ駆動モータ５１のみによって駆動されるような構成の場合、エネルギー回生時にオイルポンプ５０を駆動させるためには、これらのエネルギーの伝播（変換）をそれぞれ独立して行う必要がある。

それに対し当実施形態では、エネルギー回生時にオイルポンプ５０を駆動させるときにはオイルポンプ駆動モータ５１を停止させ、ＯＷＣ７０をロック状態にしてロータ軸２５によってオイルポンプ５０を駆動させることができる。このときのオイルポンプ５０の駆動エネルギーは、経路Ｃ１，Ｄ１，Ｂ４を経由して伝播される。この経路は、ホイール１２０からの逆駆動という機械的エネルギーを、電気的エネルギーに変換することなく、ポンプ駆動軸５２を駆動するための機械的エネルギーとして利用するものであり、一旦電気的エネルギーに変換した後に再度機械的エネルギーとして取り出す上記経路（経路Ｃ２，Ｃ３，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３）よりもエネルギーロスが小さい。換言すれば、経路Ｃ２，Ｃ３，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３をバイパスするものである。そのためオイルポンプ駆動効率を高めることができ、燃費向上を図ることができる。

なお、ホイール１２０からの逆駆動トルクがオイルポンプ５０の駆動トルクよりも大きい場合にはその余剰エネルギーを経路Ｃ２，Ｃ３を経由して高圧用バッテリ９１に蓄電すれば良い。逆にホイール１２０からの逆駆動トルクがオイルポンプ５０の駆動トルクよりも小さい場合にはその不足分のエネルギーを経路Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３を経由してオイルポンプ駆動モータ５１に供給すれば良い。

以上、ホイール駆動装置１が正常に作動しているときの動作について説明したが、フェイル（故障）の一形態として、本来オイルポンプ駆動モータ５１によってオイルポンプ５０を駆動すべきところ、例えば断線や供給電力の低下等、何らかの原因によってオイルポンプ駆動モータ５１の出力が低下するというフェイルを想定し得る。従来構造に比べてそのようなリスクが増大していると考えられるので、それに対処しておくことは重要である。このようなフェイルが発生したとき、仮にオイルポンプ５０が単にオイルポンプ駆動モータ５１のみによって駆動されるような構造では、最悪の場合オイルポンプ５０が停止してしまい、大幅な冷却性（放熱量）の低下を招く虞がある。しかし当実施形態によれば、オイルポンプ駆動モータ５１の停止という最悪の事態が発生しても、ＯＷＣ７０がロック状態となることにより、トラクションモータ回転数Ｎｍでのオイルポンプ５０の作動が確保される。すなわちこのようなフェイル時においても、放熱量Ｑ１＋放熱量Ｑ２Ｌ以上の放熱量を確保することができるので、大幅な冷却性低下を抑制することができる。

次にコントロールユニット１００による制御について、特にオイルポンプ制御部１０７によるオイルポンプ５０の制御を中心に説明する。図９は、その制御のフローチャートである。コントロールユニット１００は、まず各センサからの検知信号により、車速Ｖ、トラクションモータ回転数Ｎｍ、スロットル開度、ブレーキ油圧など各種データを読込む（ステップＳ１）。次に所定のプログラムによってトラクションモータ出力Ｗの目標値を決定する（ステップＳ２）。オイルポンプ制御部１０７は、そのトラクションモータ出力Ｗを参照し、出力割合マップＭａｐ１（図６参照）からトラクションモータ出力割合Ｗｒを読込む（ステップＳ３）。さらにそのトラクションモータ出力割合Ｗｒを参照し、オイルポンプ回転数マップＭａｐ２（図７参照）からオイルポンプ回転数Ｎｐを読込む（ステップＳ４）。その値がオイルポンプ回転数Ｎｐの標準設定値とされる。そのオイルポンプ回転数Ｎｐ（標準設定値）に補正が加えられ（ステップＳ５）、最終設定値が求められる。補正については図１０を参照して後述する。

次にオイルポンプ回転数Ｎｐ（最終設定値）＞トラクションモータ回転数Ｎｍであるか否かが判定される（ステップＳ６）。ステップＳ６でＹＥＳであれば、オイルポンプ駆動モータ５１をオイルポンプ回転数Ｎｐ（最終設定値）で電気駆動する（ステップＳ７）。これによりＯＷＣ７０がオーバーラン状態となり、オイルポンプ５０がオイルポンプ回転数Ｎｐ（最終設定値）で駆動される。

一方、ステップＳ６でＮＯの場合、オイルポンプ駆動モータ５１の電気駆動が停止される（ステップＳ８）。これによりＯＷＣ７０がロック状態となり、オイルポンプ５０が機械的に駆動される。またそのとき、オイルポンプ回転数Ｎｐ＝トラクションモータ回転数Ｎｍとなる。

図１０は図９のステップＳ５に相当するサブルーチンであり、オイルポンプ回転数Ｎｐの標準設定値に補正を加えて最終設定値を求めるものである。トラクションモータ２０に要求される冷却性は、トラクションモータ温度Ｔｍが高いほど、外気温度Ｔａが高いほど、オイル温度Ｔｉが高いほど、大きくなる。そこでこのサブルーチンでは、標準状態に対してトラクションモータ温度Ｔｍが高いほど、外気温度Ｔａが高いほど、オイル温度Ｔｉが高いほど、オイルポンプ回転数Ｎｐの設定値が高くなるように補正を行う。こうすることにより、より精度良く適切なオイルポンプ回転数Ｎｐを設定することができる。

このサブルーチンでは、まずオイルポンプ制御部１０７が、各センサからの検知信号により、トラクションモータ温度Ｔｍ、外気温度Ｔａ、オイル温度Ｔｉを読込む（ステップＳ１１）。

そして次の（式１）から、第１補正値ΔＮ１を演算する（ステップＳ１２）。

ΔＮ１＝（Ｔｍ−Ｔｍ０）×Ｃ１ ・・・（式１）
Ｔｍ：トラクションモータ温度
Ｔｍ０：標準モータ温度
Ｃ１：第１補正係数：予め実験等により求められ、設定されている。Ｃ１＞０。

さらに次の（式２）から、第２補正値ΔＮ２を演算する（ステップＳ１３）。

ΔＮ２＝（Ｔａ−Ｔａ０）×Ｃ２ ・・・（式２）
Ｔａ：外気温度
Ｔａ０：標準外気温度
Ｃ２：第２補正係数：予め実験等により求められ、設定されている。Ｃ２＞０。

さらに次の（式３）から、第３補正値ΔＮ３を演算する（ステップＳ１４）。

ΔＮ３＝（Ｔｉ−Ｔｉ０）×Ｃ３ ・・・（式３）
Ｔｉ：オイル温度
Ｔｉ０：標準オイル温度
Ｃ３：第３補正係数：予め実験等により求められ、設定されている。Ｃ３＞０。

次に、上記第１，第２，第３補正値ΔＮ１，ΔＮ２，ΔＮ３を合計し、合計補正値ΣΔＮｉを演算する（ステップＳ１５）。なお、第１補正係数Ｃ１＞０、第２補正係数Ｃ２＞０、第３補正係数Ｃ３＞０であるから、合計補正値ΣΔＮｉは、トラクションモータ温度Ｔｍが高いほど、外気温度Ｔａが高いほど、オイル温度Ｔｉが高いほど、大きくなる。

そしてオイルポンプ回転数Ｎｐ（標準設定値）に合計補正値ΣΔＮｉを加えた値がオイルポンプ回転数Ｎｐの上限値Ｎｐｍａｘより大であるか否かの判定がなされる（ステップＳ１６）。ステップＳ１６でＮＯの場合、そのオイルポンプ回転数Ｎｐ（標準設定値）に合計補正値ΣΔＮｉを加えた値を補正後の最終設定値とし（ステップＳ１７）、リターンする。一方、ステップＳでＹＥＳの場合、オイルポンプ回転数Ｎｐが上限値Ｎｐｍａｘを超えないように、その上限値Ｎｐｍａｘを最終設定値とし（ステップＳ１８）、リターンする。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定するものではなく、特許請求の範囲内で適宜変更が可能である。

例えば上記実施形態では、ＯＷＣ７０を用いることにより、ポンプ駆動軸５２がロータ軸２５に対して部分回転域（オイルポンプ回転数Ｎｐ＞トラクションモータ回転数Ｎｍの範囲）で独立回転可能となっている。しかし必ずしもそのようにする必要はなく、ＯＷＣ７０を用いずに、全回転域で完全に独立回転可能であるようにしても良い。そのようにすると、例えば図７において二点鎖線で示すような設定も可能であり、特に低負荷高車速領域においてオイルポンプ５０の消費エネルギーを削減することができる。

またＯＷＣ７０を用いる場合、上記実施形態ではＯＷＣ７０をローラタイプとしたが、これを他のタイプのワンウェイクラッチとしても良い。例えば略瓢箪形のスプラグを用いるスプラグタイプと呼ばれるワンウェイクラッチを用いても良い。

上記実施形態では、トラクションモータ温度Ｔｍが高いほど、外気温度Ｔａが高いほど、オイル温度Ｔｉが高いほど、オイルポンプ回転数Ｎｐの設定値が高くなるような補正を行ったが、必ずしもこのような補正を行わなくても良い。また補正を行う場合、これらの補正要素の一部を用いても良く、他の補正要素を追加しても良い。補正値を求める式は、（式１）〜（式３）の型に限定するものではない。

また上記実施形態では、ステータ冷却用油路６９と出力軸冷却用油路７９とが、油路６４の下流で分岐するように構成しているが、この分岐点に切替弁等を設け、適宜流量配分を行うようにしても良い。

また上記実施形態では別体型のオイルクーラー６３を設けたが、必ずしもそれに限定するものではない。例えばケース３のオイル溜り１０とケース壁面との間で走行風Ｗｄによって冷却されるような簡易的オイルクーラーであっても良い。

本発明の一実施形態に係るホイール駆動装置の縦断面図である。 図１の右側面図である。 図１のIII−III線断面図のうち、特にワンウェイクラッチの近傍を示す図であって、（ａ）はワンウェイクラッチのロック状態、（ｂ）はワンウェイクラッチのオーバーラン状態をそれぞれ示す。 上記ホイール駆動装置の動力伝達系のブロック図である。 上記ホイール駆動装置の制御ブロック図である。 トラクションモータの出力特性を示す図である。 オイルポンプ回転数特性を示す図である。 上記ホイール駆動装置の熱収支に関する特性を示す図である。 オイルポンプ制御手段によるオイルポンプの制御を示すフローチャートである。 図９のフローチャートにおけるステップ５に相当するサブルーチンである。

符号の説明

１ ホイール駆動装置
３ ケース
１１ オイル
２０ トラクションモータ
２１ （トラクションモータの）ステータ
２２ （トラクションモータの）ロータ
２５ ロータ軸
５０ オイルポンプ
５１ オイルポンプ駆動モータ
５２ ポンプ駆動軸
６３ オイルクーラー
７０ ワンウェイクラッチ
１０７ オイルポンプ制御部（オイルポンプ制御手段）
１１３ スロットル開度センサ（負荷検知手段）
１１４ ブレーキ油圧センサ（逆駆動力検知手段）
１１５ モータ温度センサ（モータ温度検知手段）
１１６ 油温センサ（オイル温度検知手段）
１１７ 外気温センサ（外気温度検知手段）
１２０ ホイール
１３０ 懸架装置

Claims (9)

1. 懸架装置を介して車両に取付けられたケースと、
   上記ケース内に設けられてステータ及びロータを含むトラクションモータと、
   上記ロータが固設されたロータ軸と、
   上記ケース内に注入されたオイルと、
   上記オイルを冷却するオイルクーラーと、
   上記オイルクーラーで冷却された上記オイルを少なくとも上記ステータに供給するオイルポンプとを備え、
   上記ロータ軸からの出力トルクによりホイールを駆動するホイール駆動装置において、
   上記ロータ軸に対して独立回転可能な領域を有する、上記オイルポンプを駆動するポンプ駆動軸と、
   上記ポンプ駆動軸を駆動するオイルポンプ駆動モータと、
   車両の走行状態に応じて上記オイルポンプ駆動モータを回転制御するオイルポンプ制御手段とを備えることを特徴とするホイール駆動装置。
2. 上記オイルポンプ制御手段は、車両停止時に上記オイルポンプが作動するように上記オイルポンプ駆動モータを駆動することを特徴とする請求項１記載のホイール駆動装置。
3. 上記オイルポンプ制御手段は、所定の低車速領域においては、車速が高くなるほどオイルポンプ回転数が高くなるように上記オイルポンプ駆動モータを駆動し、
   上記低車速領域よりも高車速領域においては、車速に対するオイルポンプ回転数の増加率が上記低車速領域における同増加率よりも低減するように上記オイルポンプ駆動モータを駆動することを特徴とする請求項１または２記載のホイール駆動装置。
4. 上記トラクションモータの負荷を検知する負荷検知手段を備え、
   上記オイルポンプ制御手段は、上記負荷が大きいほどオイルポンプ回転数が高くなるように上記オイルポンプ駆動モータを駆動することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のホイール駆動装置。
5. 上記トラクションモータは逆駆動時には発電を行うように構成され、
   上記トラクションモータの逆駆動力を検知する逆駆動力検知手段を備え、
   上記オイルポンプ制御手段は、上記逆駆動力が大きいほどオイルポンプ回転数が高くなるように上記オイルポンプ駆動モータを駆動することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のホイール駆動装置。
6. 上記トラクションモータの温度を検知するモータ温度検知手段を備え、
   上記オイルポンプ制御手段は、トラクションモータ温度が高いほどオイルポンプ回転数が高くなるように上記オイルポンプ駆動モータを駆動することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のホイール駆動装置。
7. 上記オイルの温度を検知するオイル温度検知手段を備え、
   上記オイルポンプ制御手段は、オイル温度が高いほどオイルポンプ回転数が高くなるように上記オイルポンプ駆動モータを駆動することを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載のホイール駆動装置。
8. 外気の温度を検知する外気温度検知手段を備え、
   上記オイルポンプ制御手段は、外気温度が高いほどオイルポンプ回転数が高くなるように上記オイルポンプ駆動モータを駆動することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載のホイール駆動装置。
9. 上記ロータ軸と上記ポンプ駆動軸との間に介設され、上記ロータ軸から上記ポンプ駆動軸への一方向にトルクを伝達可能なワンウェイクラッチを備えることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載のホイール駆動装置。

Images