JP2013074642A - 電気自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】走行中に車両のメインスイッチがＯＦＦ／ＯＮされた場合のインバータ（及び／又はモータ）の急な発熱に対策してその温度上昇を抑制することのできる電気自動車を提供する。
【解決手段】電気自動車は、車輪駆動用のモータ６と、モータ６に電力を供給するインバータ５と、冷却システムを備える。冷却システム１１０は、モータ６及びインバータ５とラジエータの間で冷媒を循環させる冷媒流路２１と、バイパス流路３１ａ、３１ｂとコントローラ２８を備える。バイパス流路３１ａ、３１ｂは、冷媒流路の一部を迂回するバイパス流路であって夫々モータ６とインバータ５を迂回する流路である。コントローラは、運転席に備えられた車両のメインスイッチが走行中にＯＮからＯＦＦに切り換えられたときに迂回対象のデバイスを通る流路からバイパス流路に切り換え、メインスイッチが再度ＯＮに切り換えられたときに流路を元に戻す。
【選択図】図２

Description

本発明は、車輪駆動用のモータを有する電気自動車に関する。本明細書における電気自動車には、ハイブリッド車、燃料電池車も含まれる。

電気自動車は、車輪駆動用のモータ、大容量／大電圧のバッテリ、そのバッテリの直流電力をモータ駆動に適した交流電力に変換するインバータなど、従来のエンジン車とは異なり、大電流を扱う電気系を備える。そのため、エンジン車には無い、電気系に対する様々な安全対策や不具合対策が講じられる。

例えば、特許文献１には、ハイブリッド車において走行中にエンジン停止信号が制御装置に入力されるとエンジンが強制的に停止されるのでモータに大電流が流れてしまい、メインバッテリの放電量が上限を超え、その結果、バッテリの寿命が低下してしまうことを防止する技術が開示されている。

特開２００７−２１６８３３号公報

電気自動車特有の対策の一つに、ドライバが走行中に誤って車両のメインスイッチをＯＦＦしたり再度ＯＮしたりしてしまったときの対策がある。ここで、車両のメインスイッチとは、一般には「イグニッションスイッチ」と呼ばれる、運転席に設けられているスイッチのことを意味する。電気自動車の場合は、メインスイッチがＯＮの位置で、インバータとメインバッテリをつなぐリレーが閉じ（電気系統とメインバッテリが接続され）、モータが駆動しているかあるいは駆動可能な状態となる。メインスイッチがＯＦＦの位置では、インバータとメインバッテリの間のリレーが開放され、モータへの電力供給が停止する。モータとエンジンを備えるハイブリッド車の場合は、メインスイッチがＯＮの位置で、インバータとメインバッテリをつなぐリレーが閉じ（電気系統とメインバッテリが接続され）、モータが駆動しているかあるいは駆動可能な状態となるとともに、エンジンも駆動しているかあるいは駆動可能な状態となる。ＯＦＦの位置では、モータへの電力供給が停止するとともに、エンジンへの燃料供給も停止する。また、電気自動車（ハイブリッド車含む）は、車両のメインスイッチがＯＦＦされると、駆動系に関するシステムも停止する。ここで、駆動系に関するシステムには、典型的には、インバータや、インバータ又はモータの冷却システムが含まれる。以後、説明を簡単にするため、車両のメインスイッチがＯＮからＯＦＦに切り換えられることを「ＯＮ／ＯＦＦ」と称し、ＯＦＦから再度ＯＮに切り換えられることを「ＯＦＦ／ＯＮ」と称することにする。

走行中にメインスイッチがＯＦＦ／ＯＮされることは、通常の使用態様ではないが、ドライバが誤ってそのような操作を行ってしまうことがある。メインスイッチがＯＮからＯＦＦに切り換えられると、モータへの電力供給、インバータ、冷却システムは停止するが、モータは車両の慣性力により回転を続けている。走行中にメインスイッチが再度ＯＦＦ／ＯＮされると、モータが回転している状態でインバータや冷却システムが立ち上がる。そのため、ＯＦＦ／ＯＮされた途端にインバータや冷却システムに高い負荷がかかることになる。例えば、車両の惰性走行によってモータが回転しているときにインバータが起動すると、回生電力の回収機能が作動し、インバータは、モータが発する逆起電力を直流電力に変換する動作を行う。メインスイッチのＯＦＦ／ＯＮのときからインバータに高負荷が加わり、インバータが発熱する。また、メインスイッチがＯＦＦされている間は、インバータとバッテリをつなぐメインリレーが開放されているためにモータ巻き線は開いた系となり電流（逆起電力）は流れないが、メインリレーが閉じるとモータ巻き線が閉じた系となり、逆起電力が流れるようになる。そうすると、モータ自体も発熱する。さらには、詳しくは後述するが、特定のハイブリッド車の場合は、走行中にメインスイッチがＯＦＦ／ＯＮされると、モータに高い出力が要求されるのでモータ（及びモータを制御するインバータ）が発熱する。他方、走行中にメインスイッチがＯＦＦ／ＯＮされたときにはインバータ（及び／又はモータ）の冷却装置は起動開始直後であり、インバータ（及び／又はモータ）の急激な発熱への対応が遅れる。本明細書は、走行中に車両のメインスイッチがＯＦＦ／ＯＮされた場合のインバータ（及び／又はモータ）の急な発熱に対策してその温度上昇を抑制する技術を提供する。

従来は、走行中に車両のメインスイッチがＯＮ／ＯＦＦされた場合、冷却システムは停止したが、本明細書が開示する技術では、冷却システムを駆動したままとする。さらに、その後のＯＦＦ／ＯＮに備えて冷媒を積極的に冷却しておく。本明細書が開示する電気自動車は、モータ及び／又はインバータとラジエータの間で冷媒を循環させる冷媒流路に、モータ及び／又はインバータを迂回するバイパス流路を備え、走行中にメインスイッチがＯＮ／ＯＦＦされた場合には、モータ及び／又はインバータに冷媒が流れないようにバイパス流路を有効にする。メインスイッチがＯＦＦされるとモータとインバータは停止してその後は発熱しないので積極的に冷却せずとも温度上昇は小さい。そこで、その後のＯＦＦ／ＯＮに備えてモータ及び／又はインバータを迂回させて冷媒をラジエータに送ることで冷媒温度を積極的に下げておく。そうすることで、再びＯＦＦ／ＯＮされたときのインバータあるいはモータの急激な発熱に備える。

本明細書が開示する電気自動車の一態様は、典型的には、次の構成を有する。電気自動車は、車輪駆動用のモータ（車軸と連動して回転するモータ）と、モータに電力を供給するインバータと、モータとインバータの少なくとも一方を冷却する冷却システムを備える。冷却システムは、冷媒流路とバイパス流路とコントローラを備える。冷媒流路は、モータとインバータの少なくとも一方とラジエータの間で冷媒を循環させる流路である。バイパス流路は、冷媒流路の一部を迂回する流路であってモータとインバータの少なくとも一方を迂回する流路である。コントローラは、迂回対象のデバイス（モータ及び／又はインバータ）を通る流路とバイパス流路とを切り換える。そして、コントローラは、運転席に備えられた車両のメインスイッチが走行中にＯＮからＯＦＦに切り換えられたときに迂回対象のデバイスを通る流路からバイパス流路に切り換え、メインスイッチが再度ＯＮに切り換えられたときに流路を元に戻す。上記の構成によれば、走行中にメインスイッチがＯＦＦ／ＯＮされたときには冷媒温度が十分に下がっているため、その後のインバータあるいはモータが急激に発熱しても、それらの温度上昇を抑制することができる。

本明細書が開示する好適なコントローラは、さらに、流路をバイパス流路へ切り換えている間、冷媒を冷却するラジエータファンの回転数を、車速が既定の車速閾値より低い場合は第１回転数に設定し、車速が車速閾値を超えている場合は第１回転数よりも低い第２回転数に設定するようにラジエータファンを制御することが好ましい。車速が高ければラジエータは強い風を受けるのでラジエータファンを高回転するまでもない。上記のコントローラは、走行中のＯＦＦ／ＯＮに備えた冷媒冷却において電力消費を抑制する。

走行中のメインスイッチのＯＦＦ／ＯＮに対する上記の対策は、エンジンと２個のモータとともに次の構造の動力分配機構を有するハイブリッド車に特に有効である。その動力分配機構は、プラネタリギアを含んでおり、プラネタリの各ギアが次の連結構造を有する。プラネタリキャリアはエンジンに連結している。サンギアとリングギアの一方のギアは第１モータに連結している。サンギアとリングギアの他方のギアは第２モータに連結しているとともに車軸に連結している。良く知られているように、プラネタリギアでは、キャリアが停止していると、サンギアとリングギアが互いに逆方向に回転する。他方、リングギアとキャリアとの回転比が所定回転数比以下であると、サンギアとリングギアは同方向に回転する。上記の動力分配機構では、エンジン（キャリア）が回転しているときには、リングギアとサンギアが同一方向に回転し、エンジンが停止するとリングギアとサンギアが相互に逆方向に回転する状況が生じる。従って、走行中にメインスイッチがＯＦＦ／ＯＮされると、停止していたエンジンを再び回転させるために、セルモータとして機能する第１モータには回転方向の反転を含む回転数差を生じるだけのトルクが要求される。そのためインバータとモータには一気に大電流が流れ、急激に発熱する。走行中のＯＦＦ／ＯＮ時のインバータ（モータ）の発熱による温度上昇を抑制する本明細書の技術は、上記動力分配機構を有するハイブリッド車に特に有効である。

第１実施例の電気自動車の駆動系のブロック図である。 第１実施例の電気自動車の冷却システムのブロック図である。 冷却システムの制御のフローチャート図である。 ラジエータファンの制御マップを示す。 第２実施例の電気自動車の駆動系のブロック図である。 動力分配機構を構成するプラネタリギアのスケルトン図である。 動力分配機構を構成するプラネタリギアの共線図である。

（第１実施例）図１に、第１実施例に係る電気自動車１００の駆動系のブロック図を示す。電気自動車１００は、１個の車輪駆動用モータ６を有する１モータの電気自動車である。モータ６は、バッテリ２を電源として駆動される。バッテリ２は、システムメインリレー３と昇圧コンバータ４を介してインバータ５に接続している。システムメインリレー３は、バッテリ２を電気自動車１００の駆動系（代表的にはインバータ５とモータ６）に接続したり切り離したりするためのスイッチである。システムメインリレー３は、電気自動車の電気系全体を統括的に制御する統括コントローラ９によって制御される。典型的には、統括コントローラ９は、運転席に備えられている車両のメインスイッチ１４がＯＮの位置に切り換えられると、システムメインリレー３を閉じ（バッテリ２を駆動系に接続し）、メインスイッチ１４がＯＦＦの位置に切り換えられると、システムメインリレー３を開放する（バッテリ２を駆動系から切り離す）。メインスイッチ１４については後に別途説明する。

昇圧コンバータ４は、バッテリ２の出力電圧を、モータ６の駆動に適した電圧まで高める装置である。一例として、昇圧コンバータ４は、バッテリ２の出力電圧３００［Ｖ］を６００［Ｖ］まで高める。

インバータ５は、バッテリ２の直流電力を交流電力に変換してモータ６に供給する。インバータ５は、ＰＷＭ駆動型であり、そのＰＷＭ信号は、モータコントローラ８から供給される。モータコントローラ８は、統括コントローラ９からモータ６の目標出力が与えられ、その目標出力に応じたＰＷＭ信号を生成して出力する。なお、昇圧コンバータ４も内部にスイッチング素子を備えており、そのスイッチング素子に対する駆動指令もモータコントローラ８が与える。統括コントローラ９は、車速、アクセル開度、バッテリ２の残量（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｇｅ）などから、モータ６の目標出力を特定し、モータコントローラ８へ出力する。

モータ６の出力軸は、車軸７に連結しており、デファレンシャルギア１２を介して車輪１３に繋がっている。モータ６は、車軸と連動して回転する。即ち、走行中にアクセルがＯＦＦされた場合、車両の慣性力により、モータ６は車軸側から駆動される。このとき、モータ６が発生する逆起電力は、インバータ５を介して直流電力に変換され、バッテリ２に蓄えられる。即ち、電気自動車１００は車両の運動エネルギを電気エネルギに回生して蓄えることもできる。

次に、図２を参照して、電気自動車１００の冷却システム１１０を説明する。冷却システム１１０は、インバータ５とモータ６を冷却する。冷却システム１１０は、ラジエータ２２、リザーブタンク２４、ポンプ２５、及び、冷媒をラジエータ２２とインバータ５とモータ６とリザーブタンク２４の間で循環させる冷媒流路２１を備える。なお、冷媒流路２１は、モータ６を収容しているドライブトレイン２６内を通っており、ドライブトレイン２６の中で冷媒がモータ６を冷却する。冷媒流路２１の途中には、インバータ５を迂回する第１バイパス流路３１ａと、モータ６を迂回する第２バイパス流路３１ｂが設けられている。夫々のバイパス流路の始点と終点には、冷媒の流れる方向を変える三方弁３２が備えられている。冷却システム１１０のコントローラ（冷却コントローラ２８）が三方弁３２を制御し、冷却対象であるインバータ５やモータ６を通る流路とそれらを迂回するバイパス流路を切り換える。冷却コントローラ２８は、通常の走行においては、温度センサ２６が計測する冷媒温度に基づいて、ポンプ２５の運転強度を決定する。また、詳しくは後述するが、冷却コントローラ２８は、車速に応じてラジエータファン２３の運転強度を決定する。ラジエータファン２３は、空気をラジエータ２２に送り、冷媒の冷却を促進する。冷却コントローラ２８もモータコントローラ８と同様に統括コントローラ９から車速等の情報を得てポンプ２５やラジエータファン２３を制御する。

車両の運転席に備えられたメインスイッチ１４について説明する。メインスイッチ１４は、いわゆるイグニッションスイッチと呼ばれているものである。メインスイッチ１４はロータリ式であり、次の４段階の位置を取り得る。
（１）ＯＦＦ：車両システムが完全に停止した状態である（但し、時計やセキュリティシステムなど、常時通電を要するデバイスには電力が供給される）。
（２）ＡＣＣ−ＯＮ（Ｒｅａｄｙ−ＯＦＦ）：いわゆるアクセサリ−オンであり、オーディオやルームライト、エアコンなどへは電力が供給された状態である（ただし、それらのデバイスのスイッチがＯＦＦであればそれらのデバイスは作動しない）。なお、メインバッテリ２をインバータ５に接続するシステムメインリレー３は開放されたままであり、駆動系には電力は供給されない。
（３）Ｒｅａｄｙ−ＯＮ：メインスイッチがこの位置に切り換えられると、システムメインリレー３が閉じられる（メインバッテリ２と走行駆動系の電気系が接続される）。この状態では、インバータ５に電力が供給される（ただし、インバータ５内のスイッチング素子が作動しないかぎり、モータへは電力は供給されない）。この状態でアクセルを踏み込めばインバータ５が作動してモータ６が駆動され、車両が走行を開始する。また、走行中にアクセル開度がゼロになれば、モータ６の逆起電力によってバッテリ２が充電される。

車両のメインスイッチ１４は上記３個のポジションを取り得るが、本明細書では、メインスイッチ１４がＲｅａｄｙ−ＯＮの位置にあるときを単純に「メインスイッチ１４がＯＮである」と称し、Ｒｅａｄｙ−ＯＦＦ及び、ＯＦＦの位置にあるときを、「メインスイッチ１４がＯＦＦである」と総称する。メインスイッチ１４がＯＦＦの位置に切り換えられると、バッテリ２が電気系から切り離され、また、インバータ５も機能を完全に停止する。さらに従来の電気自動車では、冷却システムも完全に停止する。即ち、ポンプ２５とラジエータファン２３への電力供給が遮断され、それらは停止する。

車両の走行中はメインスイッチ１４をＯＦＦしないことが約束ではあるが、時折、ドライバが誤って走行中にメインスイッチ１４をＯＦＦしてしまうことがある。メインスイッチ１４が誤ってＯＦＦされたことに気付いたドライバは、直ちにメインスイッチ１４を再びＯＮの位置に戻す。即ち、走行中にメインスイッチ１４がＯＮからＯＦＦへ、そして再びＯＮへと切り換えられることが起こり得る。走行中にメインスイッチ１４がＯＦＦされると、車両の慣性走行によりモータは回転し続けるが、従来は車両の機能が全て停止していた。特に、冷却システムは停止していた。メインスイッチ１４が再びＯＮに切り換えられると、モータ６は慣性で回転しているので、大きな回生電力を出力し、インバータ５がこれを直流に変換する。メインスイッチ１４がＯＮに切り換えられた途端にモータ６とインバータ５が動作し始め、発熱する。他方、冷却システムは立ち上がったばかりであり、モータ６とインバータ５の発熱に対する対応が遅れる。本明細書が開示する技術は、走行中のメインスイッチ１４のＯＦＦ／ＯＮに伴う冷却システムの対応の遅れをカバーするものである。以下、冷却コントローラ２８がモータコントローラ８や統括コントローラ９と協調して実行する処理を説明する。以下、冷却コントローラ２８、モータコントローラ８、及び、統括コントローラ９を、単純に「車両コントローラ」と総称する。

図３は、メインスイッチ１４がＯＮからＯＦＦに切り換えられたときの冷却システムの制御のフローチャートである。図３の処理は、メインスイッチ１４がＯＦＦされたときに起動される。車両コントローラはまず、車両が走行中であるか否かをチェックする（Ｓ２）。このチェックは、車速センサのセンサデータに基づく。なお、車速が厳密にゼロでなくとも例えば５［ｋｍ／ｈ］未満であれば車両コントローラは車両が停止していると判断するようにしてもよい。車両が停止している場合（Ｓ２：ＮＯ）、車両コントローラは、ラジエータファン２３とポンプ２５を停止して処理を終了する（Ｓ６、Ｓ９）。車両が走行中である場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、車両コントローラは、冷媒流路を通常の流路からバイパス流路へ切り換える（Ｓ３）。ここで、「通常の流路」とは、冷却対象のデバイスであるインバータ５とモータ６を通る流路である。ステップＳ３において、冷却コントローラ２８は、三方弁３２を制御して流路を切り換える。

次に車両コントローラは、ラジエータファン２３の出力制御を定常時に用いるノーマルモードから非常時モードに切り換える（Ｓ４）。図４にラジエータファンの制御モードの一例を示す。冷却コントローラ２８は、車速に応じてラジエータファン２３の回転数（目標回転数）を切り換える。概していえば、車速が高いほど、ラジエータファン２３の回転数を低くする。車速が高いほど、空気流による冷却効果が高まるからである。例えば、「ノーマルモード」では、冷却コントローラ２８は、車速が１０［ｋｍ／ｈ］以下では「Ｍｉｄ」でラジエータファン２３を駆動し、車速が１０〜２０［ｋｍ／ｈ］の間では、「Ｌｏ」で駆動し、２０［ｋｍ／ｈ］以上ではラジエータファン２３を停止する。また、「非常時モード」では、冷却コントローラ２８は、車速が１０［ｋｍ／ｈ］以下では「Ｈｉ」でラジエータファン２３を駆動し、車速が１０〜２０［ｋｍ／ｈ］の間では、「Ｍｉｄ」で駆動し、車速が２０〜３０［ｋｍ／ｈ］の間では、「Ｌｏ」で駆動し、３０［ｋｍ／ｈ］以上ではラジエータファン２３を停止する。ここで、ファンの回転数は、「Ｈｉ」＞「Ｍｉｄ」＞「Ｌｏ」である。図４に示すように、非常時モードでは、ノーマルモードよりもラジエータファン２３の回転数を高く設定する。冷却コントローラ２８は、選択したモードに基づいて、ラジエータファン２３を制御する。概していえば、車両コントローラは、流路をバイパス流路へ切り換えている間、ラジエータファン２３の回転数を、車速が既定の車速閾値（例えば１０［ｋｍ／ｈ］）より低い場合は第１回転数（例えば「Ｈｉ」）に設定し、車速が車速閾値（１０［ｋｍ／ｈ］）を超えている場合は第１回転数よりも低い第２回転数（例えば「Ｍｉｄ」）に設定する。なお、冷媒を送り出すポンプ２５は、図３の制御の実行中は動作したままである。即ち、メインスイッチ１４がＯＦＦされても冷媒はバイパス流路３１ａ、３１ｂを通り、冷媒流路２１を循環し続ける。

図３に戻って冷却システムの制御の説明を続ける。流路をバイパス流路に切り換え（Ｓ３）、ラジエータファンの制御を非常時モードに切り換えた後（Ｓ４）、コントローラは、車両が停止したか否かを監視する（Ｓ５）。車両が停止した場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、コントローラは、ポンプ２５を停止し（Ｓ６）、さらにラジエータファン２３を停止し（Ｓ９）、処理を終了する。なお、ラジエータファン２３を停止する際、次のメインスイッチＯＮに備え、ステップＳ４で切り換えた制御モードを非常時モードからノーマルモードに戻しておく。

メインスイッチ１４がＯＮからＯＦＦに切り換えられた後、車両が走行している間に再度ＯＮに切り換えられた場合（Ｓ５：ＮＯ、Ｓ７：ＹＥＳ）、コントローラは、冷媒の流路を元の流路に戻し（Ｓ８：バイパス流路からインバータ５とモータ６を通る流路に戻す）、さらに、通常走行時の冷却制御に戻る（Ｓ１０）。なお、ステップＳ１０において、コントローラは、ステップＳ４で切り換えた制御モードを非常時モードからノーマルモードに戻す。

上記した冷却システムの制御の利点を説明する。メインスイッチ１４がＯＮからＯＦＦに切り換えられた際、車両が走行中であれば、冷媒の流路がバイパス流路に切り換えられて冷媒が循環し続ける。冷媒は、熱源であるインバータ５とモータ６を迂回してラジエータ２２とリザーブタンク２４の間で循環する。熱源を通らずラジエータ２２は通るので、冷媒は積極的に冷却され、温度が低下する。メインスイッチ１４が再びＯＮに切り換えられたとき、バイパス流路から元の流路に切り換えられ、温度の低下した冷媒がインバータ５とモータ６に流れる。前述したように、走行中にメインスイッチ１４がＯＮからＯＦＦに切り換えられ再度ＯＮに切り換えられるとインバータ５とモータ６が急激に発熱するが、冷媒温度が非常に低いので、インバータ５とモータ６の温度上昇が抑制される。

（第２実施例）第２実施例を説明する。第２実施例の電気自動車は、車輪駆動用のエンジン１０２と２個のモータ（第１モータ６ａ、第２モータ６ｂ）を有するハイブリッド車２００である。ハイブリッド車２００の駆動系のブロック図を図５に示す。ハイブリッド車２００は、第１モータ６ａ（ＭＧ１）と第２モータ６ｂ（ＭＧ２）のそれぞれに対して第１インバータ５ａ、第２インバータ５ｂを備える。いずれのインバータも、バッテリ２から電力の供給を受ける。また、いずれのインバータも、モータコントローラ８からＰＷＭ指令を受ける。第１モータ６ａの出力トルクと第２モータ６ｂの出力トルクとエンジン１０２の出力トルクは、動力分配機構１０４で合成／分配され、車軸７に伝えられる。なお、第１モータ６ａは主に発電機及びセルモータとして機能する。第２モータ６ｂが主として駆動力を発生する。ただし、高い駆動力が必要とされる場合は第１モータ６ａも駆動力を供給し、また、回生時は第２モータ６ｂが発電機として機能する。バッテリ２、システムメインリレー３、昇圧コンバータ４、モータコントローラ８、統括コントローラ９、及び、メインスイッチ１４は第１実施例の場合と同じであるので説明は省略する。また、冷却システムの制御フローも、図３に示したフローチャートと同じであるので説明は省略する。

第２実施例のハイブリッド車２００の冷却システムは、図２に示した第１実施例の冷却システム１１０と基本的に同じである。ただし、図２のインバータ５は、第２実施例ではインバータ５ａと５ｂを含む。また、図２のドライブトレイン２６は、第２実施例では、第１モータ６ａ、第２モータ６ｂ、及び、動力分配機構１０４を収容する。その他の構成は第１実施例（図２）と同じであるので、ハイブリッド車２００の冷却システムについても詳しい説明は省略する。

第２実施例のハイブリッド車２００は、動力分配機構１０４に特徴がある。動力分配機構１０４は、主としてプラネタリギア５０で構成されている。図６に、動力分配機構４を構成するプラネタリギア５０のスケルトン図を示す。プラネタリギア５０は、サンギア５１、プラネタリキャリア５２、及び、リングギア５３が組み合わさったギアセットである。プラネタリキャリア５２は、エンジン１０２の出力軸に連結している。サンギア５１は、第１モータ６ａの出力軸に連結している。リングギア５３は、第２モータ６ｂに連結している。なお、リングギア５３の一部が第２モータ６ｂのロータを構成している。また、リングギア５３は、リングギア５３に同軸に固定されているアウトプットギア５４、アイドルギア５５を介して車軸７に連結している。なお、図３の符号５６は、車軸６に固定された伝達ギアである。上記構成の動力分配機構１０４により、エンジン１０２と第１モータ６ａ、及び、第２モータ６ｂの出力の割合によって車軸７の出力トルクが定まる。プラネタリギア５０の構造と機能は、良く知られているので詳しい説明は省略する。図６から明らかなとおり、第１モータ６ａ、第２モータ６ｂともに、車輪に連動して回転する。即ち、走行中にメインスイッチ１４がＯＦＦに切り換えられても、モータは回転し続ける。

第１モータ６ａは、セルモータとしても利用される。即ち、エンジン１０２が停止した状態（リングギア５３が回転していない状態）で、第１モータ６ａを駆動することによって、エンジン１０２をその出力軸側から回転させ、同時に燃料を供給し、エンジンを始動させる。

図７に、プラネタリギア５０の共線図を示す。グラフＬ１とＬ２は、いずれも車両が所定の車速で走行しているときのギア比を表すが、グラフＬ１はエンジン１０２が回転数Ｃ１で回転しているときのグラフを示しており、グラフＬ２はエンジン回転数がゼロのときのグラフを示している。リングギア５３の回転数は、車軸の回転数に比例するため、エンジンが回転していても停止していても回転数Ｒ１である。車両が定常走行している場合は、エンジン１０２が駆動しており、グラフＬ１が示す回転数となる。このとき、第１モータ６ａに連結しているサンギア５１の回転数はＳ１である。この場合、第１モータ６ａは発電している。

走行中にドライバが誤ってメインスイッチ１４をＯＦＦに切り換えると、エンジン１０２への燃料供給が停止し、エンジン１０２は停止する。第２モータ６ｂも電力供給が遮断されて停止するが、車両は慣性力により走行し続けているため、リングギア５３の回転数は、Ｒ１のままである。リングギア５３の回転数がＲ１のままエンジン回転数がＣ１からＣ２（ゼロ）に低下すると、サンギア５１の回転数はＳ１からＳ２に低下する。即ち、各ギアの回転数の関係がグラフＬ１からグラフＬ２に変化する。図４の共線図から明らかなとおり、サンギア５１の回転方向は反転する。

グラフＬ２の状態においてメインスイッチ１４がＯＦＦからＯＮに切り換えられると、車両のコントローラはエンジン１０２を始動し、グラフＬ１の状態へ戻す必要がある。第１モータ６ａがセルモータとして機能するので、車両のコントローラ（モータコントローラ８）は、第１インバータ５ａを介して第１モータ６ａを駆動し、第１モータ６ａの回転数をＳ２からＳ１へと持ち上げる。このとき第１モータ６ａは、負回転から正回転への反転を含む大きな回転数差を生むだけの大きなトルクを出力しなければならない。従ってこのとき、第１インバータ５ａと第１モータ６ａは急激に発熱する。

第２実施例のハイブリッド車２００の冷却システムも第１実施例の冷却システムと同様であり、走行中にメインスイッチ１４がＯＮからＯＦＦに切り換えられると、インバータとモータを迂回するバイパス流路を有効にして冷媒を循環させ、冷媒温度を下げておく。その後にメインスイッチ１４がＯＦＦからＯＮに切り換えられた際、ハイブリッド車２００は、上記説明したように第１インバータ５ａと第１モータ６ａが急激に発熱する。このとき、冷媒温度が非常に低いので、第１インバータ５ａと第１モータ６ａの熱を吸収し、それらデバイスの温度上昇を抑制する。

以上の通り、本明細書が開示する技術は、上記した動力分配機構を有するハイブリッド車に特に有効である。

本明細書が開示する技術についての留意点を述べる。第２実施例で示したように、走行中にメインスイッチがＯＦＦからＯＮに切り換えられた際、第１モータ６ａが反転を含む回転数変化が予定されている場合に、上記説明した冷却システムの制御が特に有効である。そこで、本明細書が開示する技術の改良として、次の構成を有するハイブリッド車も好適である。そのハイブリッド車は、エンジンと２個のモータを備え、さらに上記したプラネタリギアの動力分配機構を備える。走行中にメインスイッチがＯＦＦからＯＮに切り換えられた際、第１モータ６ａに反転を含む回転数変化が予定されている場合に限って、上記の冷却システムの制御（バイパス流路への切換）を実施する。「走行中にメインスイッチがＯＦＦからＯＮに切り換えられた際、第１モータ６ａに反転を含む回転数変化が予定されている場合」とは、別言すれば、「ＯＦＦからＯＮへの切り換えに先立ってメインスイッチがＯＮからＯＦＦに切り換えられた際、その前後（メインスイッチがＯＮからＯＦＦに切り換えられる前後）の第１モータ６ａの回転方向が反転している場合」である。

実施例では、冷却システムはインバータとモータの両デバイスを冷却するものであった。実施例の変形として、冷却システムは、インバータとモータのいずれか一方を冷却するものであってもよい。

また、実施例では、バイパス流路３１ａ、３１ｂ（図２参照）はそれぞれインバータ５とモータ６をバイパスするものであった。実施例の変形として、状況に応じて、インバータとモータのいずれか一方あるいは両方を選択的にバイパスするように構成してもよい。例えば、インバータの実際の温度が既定の温度範囲内にあるときにはバイパス流路３１ａ（インバータをバイパスする流路）へ切り換える。同様に、モータの実際の温度が既定の温度範囲内にあるときには、バイパス流路３１ｂ（モータをバイパスする流路）へ切り換える。インバータあるいはモータが既定の温度範囲を超えている場合には、バイパス流路へ切り換えない。即ち、インバータあるいはモータの温度が高い場合にはそれらデバイスの冷却を優先し、それらの温度が既定範囲内であれば、それらデバイスの冷却よりも冷媒自身の冷却を優先し、後の発熱に備える。なお、インバータに対する既定温度範囲とモータに対する既定温度範囲は異なっていてもよい。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

２：バッテリ
３：システムメインリレー
４：昇圧コンバータ
５、５ａ、５ｂ：インバータ
６、６ａ、６ｂ：モータ
７：車軸
８：モータコントローラ
９：統括コントローラ
１４：メインスイッチ
２１：冷媒流路
２２：ラジエータ
２３：ラジエータファン
２４：リザーブタンク
２５：ポンプ
２６：ドライブトレイン
２７：温度センサ
２８：冷却コントローラ
３１ａ、３１ｂ：バイパス流路
３２：三方弁
５０：プラネタリギア
５１：サンギア
５２：プラネタリキャリア
５３：リングギア
１００：電気自動車
１０２：エンジン
１０４：動力分配機構
１１０：冷却システム
２００：ハイブリッド車

Claims (3)

1. 車輪駆動用のモータと、
   モータに電力を供給するインバータと、
   モータとインバータの少なくとも一方とラジエータの間で冷媒を循環させる冷媒流路と、
   冷媒流路の一部を迂回する流路であってモータとインバータの少なくとも一方を迂回するバイパス流路と、
   迂回対象のデバイスを通る流路とバイパス流路とを切り換えるコントローラと、
   を備えており、
   コントローラは、運転席に備えられた車両のメインスイッチが走行中にＯＮからＯＦＦに切り換えられたときに迂回対象のデバイスを通る流路からバイパス流路に切り換え、メインスイッチが再度ＯＮに切り換えられたときに流路を元に戻すことを特徴とする電気自動車。
2. コントローラは、流路をバイパス流路へ切り換えている間、冷媒を冷却するラジエータファンの回転数を、車速が既定の車速閾値より低い場合は第１回転数に設定し、車速が車速閾値を超えている場合は第１回転数よりも低い第２回転数に設定することを特徴とする請求項１に記載の電気自動車。
3. プラネタリキャリアがエンジンに連結しており、
   サンギアとリングギアの一方のギアが第１モータに連結しており、
   サンギアとリングギアの他方のギアが第２モータに連結しているとともに車軸に連結しており、
   エンジンが回転しているときの第１モータの回転方向と、エンジンが停止しているときの第１モータの回転方向が逆となる動力分配機構をさらに備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気自動車。

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