JP2014030296A

JP2014030296A - 電動車両の駆動装置

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Publication number: JP2014030296A
Application number: JP2012169496A
Authority: JP
Inventors: Natsuki Tanaka; 夏樹田中; Tateki Hanashima; 干城花島
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-07-31
Filing date: 2012-07-31
Publication date: 2014-02-13
Anticipated expiration: 2032-07-31
Also published as: JP5772754B2

Abstract

【課題】車両の制御装置において、電動ポンプの作動が制限される場合であっても、駆動用モータの温度上昇を抑制することである。
【解決手段】電動ポンプ３０と、電動ポンプ３０が供給する冷却液により冷却されるフロントモータ１８と、リアモータ２０と、フロントモータ１８とリアモータ２０および電動ポンプ３０を制御するＥＣＵ４６とを有する、電動車両の駆動装置に関する。車内における騒音の大きさが所定値未満である時、ＥＣＵ４６は、電動ポンプ３０の回転数を小さくし、フロントモータ１８のトルクを小さくし、リアモータ２０のトルクを大きくするよう制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動車両の駆動装置、特に電動ポンプが供給する冷却液で冷却される駆動用モータを有し、電動ポンプによる冷却と騒音との調整を図ることができる電動車両の駆動装置に関する。

電気自動車や、ハイブリット車では、駆動用モータの駆動力を利用して車両が走行する。この駆動用モータは、出力が大きいために発熱量も大きい。そこで、冷却液を循環させることにより車両の駆動用モータを冷却する冷却システムが知られている。この種の冷却システムには、冷却液を送出するポンプとして電動ポンプを採用しているものがある。

この電動ポンプが駆動する時、動作音が発生する。この動作音は、車内にいる乗員にとって騒音として感じられる場合がある。特に低速走行時には、路面をタイヤが転がるロードノイズや風切り音などが小さくなり、車内の静粛性がより高くなるために、上記電動ポンプの動作音は騒音として乗員に感じられやすくなる。

これに関連して、特許文献１には、電動ポンプの動作音を騒音として乗員に認識されにくくすることを目的として、電動ポンプの動作音以外の騒音の大きさが所定閾値以上であるときに電動ポンプをオンとし、それ以外のときには電動ポンプをオフとするようにした電動ポンプの制御装置が記載されている。

特開２００５−２０１２２５号公報

かかる冷却システムでは、電動ポンプの動作音以外の騒音が所定閾値以下の場合は、電動ポンプは駆動用モータに冷却液を送出しない。そのため、電動ポンプの動作音以外の騒音が所定閾値以下の場合、駆動用モータの冷却が十分に行われない場合がある。

本発明に係る電動車両の駆動装置は、電動ポンプと、前記電動ポンプが供給する冷却液により冷却される第１の駆動用モータと、第２の駆動用モータと、前記電動ポンプおよび前記２つの駆動用モータを制御する制御部とを有する、電動車両の駆動装置であって、車内における騒音の大きさが所定値未満である場合は、所定値以上の場合に比べて、前記制御部は、前記電動ポンプの回転数を小さくし、前記第１の駆動用モータのトルクを小さくし、前記第２の駆動用モータのトルクを大きくするよう制御することを特徴とする。

また、本発明に係る電動車両の駆動装置において、前記駆動用モータに電力を供給する二次電池を有し、前記二次電池の充電量が所定量以上の時のみ、前記電動ポンプの回転数および前記２つの駆動用モータのトルクを制御することが好ましい。

また、本発明に係る電動車両の駆動装置において、要求された駆動トルクが所定トルク以上の時のみ、前記電動ポンプの回転数および前記２つの駆動用モータのトルクを制御することが好ましい。

また、本発明に係る電動車両の駆動装置において、前記騒音は前記電動ポンプの動作音を除いた車内における騒音であることを特徴とすることが好ましい。

また、本発明に係る電動車両の駆動装置において、前記所定値とは、前記電動ポンプの動作音の大きさに基づいた値であることが好ましい。

このように、車内における騒音の大きさが所定値未満である場合は、所定値以上の場合に比べて、制御部は、電動ポンプの回転数を小さくし、第１の駆動用モータのトルクを小さくし、第２の駆動用モータのトルクを大きくするよう制限する。したがって、車内における騒音が小さく、電動ポンプの作動が制御される場合であっても、第１の駆動用モータの温度上昇を抑制することができる。

実施例の車両の全体構成を示すブロック図である。実施例の車両の車速と車内の騒音との関係を表す図である。第１の実施例の動作を表すフローチャートである。第２の実施例の動作を表すフローチャートである。第２の実施例の車両が走行した場合の、２つの駆動用モータおよび電動ポンプの作動の変化の一例を示すタイムチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。まず、図１を用いて、実施形態に係る車両の制御装置を搭載した電動車両１０の全体構成について説明する。図１に示すように、電動車両１０は、高圧バッテリ１２と、インバータ１４，１６と、フロントモータ１８と、リアモータ２０と、前輪２２と、後輪２４と、モータ冷却装置２６と、モータ制御装置２８とを有する電気自動車である。

高圧バッテリ１２は車両の駆動のための電力を蓄えておくことのできる二次電池であり、インバータ１４，１６へ電力を供給する。インバータ１４、インバータ１６は、高圧バッテリ１２から供給される直流電圧を三相交流電圧に変換して、フロントモータ１８、リアモータ２０に供給する。フロントモータ１８、リアモータ２０は三相交流電圧により駆動される、三相同期型回転電機である。フロントモータ１８から出力される駆動トルクは前輪２２に伝えられ、前輪２２が駆動される。リアモータ２０から出力される駆動トルクは後輪２４に伝えられ、後輪２４が駆動される。なお、高圧バッテリ１２は、図示しない充電用装置を介して、家庭用の商用電源、あるいは、充電スタンドの急速充電用電源などから供給される電力によって充電される。

次に、モータ冷却装置２６について説明する。モータ冷却装置２６は、フロントモータ１８の温度が過熱状態とならないように冷却するものである。モータ冷却装置２６は、電動ポンプ３０と、ラジエータ３２と、冷却配管３４とからなる。電動ポンプ３０はフロントモータ１８に冷却液を送出するためのポンプである。ラジエータ３２は外気との熱交換を行い、冷却液を冷却する。冷却配管３４は、フロントモータ１８とラジエータ３２と電動ポンプ３０との間で冷却液を循環させるための配管である。電動ポンプ３０は、モータの回転力によって、冷却液を送出するものであり、ダイヤフラムポンプなど各種タイプのポンプが採用可能である。

電動ポンプ３０により送出された冷却液は冷却配管３４を通ってラジエータ３２へと送られる。ラジエータ３２にて冷やされた冷却液は冷却配管３４を通ってフロントモータ１８へと供給され、フロントモータ１８を冷却する。フロントモータ１８との熱交換により温度の上がった冷却液は、冷却配管３４を通って再び電動ポンプ３０へと送られる。

次に、モータ制御装置２８について説明する。モータ制御装置２８は、車速センサ３６と、アクセル開度センサ３８と、トルク検出手段４０と、電圧センサ４２と、温度センサ４４と、ＥＣＵ４６とからなる。車速センサ３６は、車両の走行速度を検出してＥＣＵ４６に供給する。アクセル開度センサ３８は、アクセルペダルの開度（操作量）を検出してＥＣＵ４６に供給する。トルク検出手段４０は、フロントモータ１８、リアモータ２０が出力する駆動トルクをそれぞれ検出してＥＣＵ４６に供給する。なお、トルク検出手段４０は、例えばフロントモータ１８、リアモータ２０の駆動軸に設けたトルクセンサによって構成される。また、トルク検出手段４０がＥＣＵ４６から各インバータ１４、１６に供給するフロントモータ１８、リアモータ２０の各制御量に基づいて各駆動トルクを推定するようにしてもよい。この場合、ＥＣＵ４６が、トルク検出手段４０として機能する。電圧センサ４２は高圧バッテリ１２の電圧を検出してＥＣＵ４６に供給する。検出された電圧の値に基づき、ＥＣＵ４６は高圧バッテリ１２の充電量を推定し、その充電量に基づき高圧バッテリ１２の充電状態（ＳＯＣ）を推定する。なお、高圧バッテリ１２の充電状態（ＳＯＣ）の推定をする方法は、電圧センサ４２により行う場合に限定されない。例えば、電流センサを用いて放電電流を測定することにより高圧バッテリ１２の充電状態（ＳＯＣ）を推定してもよい。温度センサ４４は、フロントモータ１８の温度を検出してＥＣＵ４６に供給する。

次に、電動ポンプ３０の動作音以外の騒音と電動ポンプ３０の動作音とについて説明する。上記のように電動ポンプ３０を含むモータ冷却装置２６を用いてフロントモータ１８を冷却する場合、電動ポンプ３０の作動に伴い動作音が発生する。車内における電動ポンプ３０の動作音以外の騒音（ロードノイズや風切り音など）が大きいときは、電動ポンプ３０の動作音は他の騒音によってマスキングされるため、車内の乗員は電動ポンプ３０の動作音を聴覚的に認識しにくい。しかし、騒音が小さいときには、電動ポンプ３０の動作音が車内の乗員に聴覚的に認識されやすく、耳障りな音として目立ってしまう。ここで、電動ポンプ３０の動作音をマスキングされる騒音の音圧の範囲のうち、最小の値を所定値Ｌｂとする。なお、第１の実施例では騒音の大きさとして音圧を用いているが、これに限定されない。例えば、乗員にとって耳障りに感じられる特定の周波数に重みを付けて算出した値などを用いてもよい。また、第１の実施例では電動ポンプ３０の動作音がマスキングされるか否かによって所定値を決めているが、所定値の決め方はこれに限定されない。例えば、車内の静粛性がさほど必要とされていない場合は、上記の最小値よりも更に小さい値を所定値Ｌｂとしてもよい。反対に、高い静粛性が必要とされる場合は、上記の最小値よりも大きい値を所定値Ｌｂとしてもよい。

図２は、電動車両１０の車速と騒音の音圧との関係を表す図である。横軸は車速Ｖ［ｋｍ／ｈ］、縦軸は車内における騒音の音圧［ｄＢ］である。車内における騒音のうちロードノイズや風切り音等の大きさは、車速Ｖが増大するにつれて増大する傾向がある。一方、電動ポンプ３０の動作音は車速によっては増減しない。したがって、電動ポンプ３０の動作音、ロードノイズ、風切り音等を全て合わせた騒音の大きさは、図２に示すように車速Ｖが増大するにつれて増大する。したがって、あらかじめ測定等を行うことにより図２の関係が分かっていれば、車速Ｖから車内における騒音の大きさを推定することができる。具体的には、車内における騒音の大きさが所定値Ｌｂとなるときの車速がＶｂであれば、車速Ｖが閾値Ｖｂ未満である場合車内における騒音は所定値Ｌｂ未満であり、車速Ｖが閾値Ｖｂ以上である場合車内における騒音は所定値Ｌｂ以上であると推測することができる。

そこで、ＥＣＵ４６は車速Ｖが閾値Ｖｂ以上である場合は車内における騒音の大きさは所定値Ｌｂ以上であるものとし、電動ポンプ３０によりフロントモータ１８の冷却を行う。こうすることで、フロントモータ１８を冷却液により確実に冷却すると共に、電動ポンプ３０の動作音が他の騒音によりマスキングされ、乗員に電動ポンプ３０の動作音を聴覚的に認識しにくくすることができる。一方、車速Ｖが閾値Ｖｂ未満である場合は車内における騒音の大きさは所定値Ｌｂ未満であるものとし、電動ポンプ３０は作動せず、フロントモータ１８とリアモータ２０のトルク配分を変更するトルク分配を行う。電動ポンプ３０を駆動しないので電動ポンプ３０の動作音は発生せず、車内における静粛性を確保することができる。

ここで、トルク分配について説明する。ＥＣＵ４６は通常、フロントモータ１８およびリアモータ２０の全体としての効率が最大となるように、要求トルクＴｒｑｄを２つの駆動トルクＴｒｑ１、Ｔｒｑ２に配分してフロントモータ１８およびリアモータ２０を駆動制御する。より具体的には、ＥＣＵ４６は、フロントモータ１８から駆動トルクＴｒｑ１、リアモータ２０から駆動トルクＴｒｑ２をそれぞれ出力させるために必要な制御指令を、インバータ１４、１６に与える。なお要求トルクＴｒｑｄは、アクセル開度センサ３８によって検出されたアクセル開度と、車速センサ３６によって検出された車速とに応じて算出する。なお、第１の実施例のＥＣＵ４６は、通常走行時には、フロントモータ１８およびリアモータ２０の全体としての効率を最大とするために、リアモータ２０に比べて出力の大きいフロントモータ１８を使用する。また、急発進時など過度のトルクが要求される場合には、フロントモータ１８をアシストするためにリアモータ２０を使用する。

トルク分配を行う場合、ＥＣＵ４６はリアモータ２０の駆動トルクを増大させて要求トルクＴｒｑｄの全トルクを出力させるとともに、フロントモータ１８の駆動トルクをゼロまで減少させる。なお、要求トルクＴｒｑｄが大きいためにリアモータ２０をフルトルクとしても要求トルクＴｒｑｄを出力できない場合には、その不足分の駆動トルクの大きさにて、フロントモータ１８を駆動させる。これにより、要求トルクＴｒｑｄを満足させつつフロントモータ１８の駆動トルクを小さくすることができるので、駆動によるフロントモータ１８の発熱を抑制することができる。なおトルク分配を解除する場合には、フロントモータ１８とリアモータ２０の駆動トルクを、上述したように駆動装置全体としての効率を最大とするトルク配分に切り換える。

次に、図３を用いてモータ制御装置２８の動作を説明する。まずＥＣＵ４６はＳ１０において高圧バッテリ１２の充電状態（ＳＯＣ）を検出し、検出した高圧バッテリ１２の充電状態（ＳＯＣ）とあらかじめ定めた閾値Ｑ％との大小関係を判定する。高圧バッテリ１２の充電状態は電圧センサ４２によって検出された高圧バッテリ１２の放電電圧に基づき、高圧バッテリ１２の充電容量が電池定格容量に対して何％であるかを推定することによって得られる。この時の閾値Ｑ％は、高圧バッテリ１２が過放電とならない下限値として例えば４５％とすることができる。無論、この値は一例であって、これ以外の値に設定することができる。Ｓ１０において高圧バッテリ１２の充電状態（ＳＯＣ）がＱ％以上であると判定された時は、続くＳ１２において車速Ｖを検出し、検出された車速Ｖと閾値Ｖｂとの大小関係を比較する。Ｓ１２において車速Ｖが閾値Ｖｂ未満であると判定されたときは、Ｓ１４によりフロントモータ１８の駆動トルクを減少させ、リアモータ２０の駆動トルクを増大させるトルク分配を行い、Ｓ１６により電動ポンプ３０を停止する。Ｓ１０において高圧バッテリ１２の充電状態（ＳＯＣ）がＱ％未満と判定されたとき、あるいはＳ１２において車速Ｖが閾値Ｖｂ以上であると判定されたときは、Ｓ１８によりトルク分配を行わず、Ｓ２０により電動ポンプ３０を通常作動させる。以上のようなモータ制御装置２８の判定を行う動作はある周期にて繰り返される。この周期は所定時間ごと（例えば８ミリ秒ごと）に繰り返し実行される。

以上説明したように、本実施の形態によれば、車速Ｖおよび高圧バッテリ１２の充電状態（ＳＯＣ）の値に応じて、２つの駆動用モータおよび電動ポンプ３０の作動状態が最適になるように切り換えられる。具体的には、ＥＣＵ４６は高圧バッテリ１２の充電状態（ＳＯＣ）がＱ％以上であり、かつ車速Ｖが閾値Ｖｂ未満であれば電動ポンプ３０を停止させるとともにトルク分配を行う。したがって、要求トルクＴｒｑｄを満足させつつ、トルク分配によりフロントモータ１８の温度が許容温度を超過することを抑制できる。また、電動ポンプ３０を作動させないため、乗員が電動ポンプ３０の動作音を認識することはなく、電動車両１０内の静粛性を確保することができる。

また、ＥＣＵ４６は、高圧バッテリ１２の充電状態（ＳＯＣ）がＱ％以上であっても車速Ｖが閾値Ｖｂ以上であるときは、トルク分配を行わずに電動ポンプ３０を通常作動させる。したがって、電動ポンプ３０から供給された冷却液によりフロントモータ１８を確実に冷却することができ、フロントモータ１８の温度が許容温度を超過することを抑制できる。また、車速Ｖが大きいためにロードノイズや風切り音などの騒音により電動ポンプ３０の動作音がマスキングされ、乗員が電動ポンプ３０の動作音を聴覚的に認識しにくくなる。

なお、第１の実施例ではＳ１０にて高圧バッテリ１２の充電状態（ＳＯＣ）と閾値Ｑ％との大小関係を比較しているが、このステップがなくても上記のような効果を得ることができる。第１の実施例のようにＳ１０のステップがある場合は、高圧バッテリ１２の充電状態（ＳＯＣ）がＱ％未満であるときはトルク分配をせずに電動ポンプ３０を通常作動させるため、上記の効果に加え、消費電力を減少させ高圧バッテリ１２の過放電を抑制できるという効果を得ることができる。

次に本発明の第２の実施例を示す。上述の第１の実施例では電動車両１０の車速Ｖおよび高圧バッテリ１２の充電状態（ＳＯＣ）に基づいて、ＥＣＵ４６が電動ポンプ３０および二つの駆動用モータを制御していた。一方第２の実施例では、フロントモータ１８の温度と、高圧バッテリ１２の充電状態（ＳＯＣ）と、電動車両１０の車内における騒音の大きさと、要求トルクとに基づいて、ＥＣＵ４６が電動ポンプ３０および二つの駆動用モータを制御する。全体構成は図１と同じであるが、電動ポンプ３０および二つの駆動用モータの制御は図４に示すフローチャートに従って行われる。

次に、図４を用いてモータ制御装置２８の動作を説明する。ＥＣＵ４６は、まずＳ２２においてフロントモータ１８が過熱状態であるかどうかを判定する。具体的には、温度センサ４４によって検出されたフロントモータ１８の温度Ｔｍｇが１２０℃以上か否かを判定する。なお、第２の実施例の電動車両１０においては、フロントモータ１８の温度Ｔｍｇが１６０℃を超えるとその使用が制限される。したがって、フロントモータ１８の使用制限の発生を予防するため、１６０℃よりも低い１２０℃を閾値の温度としているが、この閾値は適宜変更可能である。Ｓ２２においてフロントモータ１８の温度Ｔｍｇが１２０℃未満であると判定すると、続くＳ３８によりトルク分配を行わず、続くＳ４０により電動ポンプ３０を停止させる。そして、本ルーチンを終了する。

ＥＣＵ４６は、Ｓ２２においてフロントモータ１８の温度Ｔｍｇが１２０℃以上であると判定すると、続くＳ２４においてフロントモータ１８の温度Ｔｍｇに基づいて電動ポンプ３０の基準回転数Ｎを設定する。この基準回転数Ｎは、フロントモータ１８の過熱を抑制するのに十分な量の冷却液を供給可能な電動ポンプ３０の回転数である。具体的には、電動ポンプ３０の回転数が多段階にて切り換えられる場合はフロントモータ１８の温度Ｔｍｇが高いほど大きい値を基準回転数Ｎとして設定し、Ｔｍｇが低いほど小さい値を基準回転数Ｎとして設定する。また、電動ポンプ３０の駆動状態をＯＮとＯＦＦの２通りしか選べない場合はＯＮの状態における回転数を基準回転数Ｎに設定する。また、電動ポンプ３０の回転数を連続的に切り換えられる場合は、Ｔｍｇに比例する値を基準回転数Ｎとして設定してもよい。

ＥＣＵ４６は、Ｓ２４において電動ポンプ３０の基準回転数Ｎを算出した後、続くＳ２６において要求トルクＴｒｑｄの大きさを判定する。具体的には、まずアクセル開度センサ３８によって検出されたアクセル開度と、車速センサ３６によって検出された車速とに応じて要求トルクＴｒｑｄを算出する。要求トルクＴｒｑｄと閾値Ｔｂとを比較し、要求トルクＴｒｑｄがＴｂ未満と判定すると続くＳ３８によりトルク分配を行わず、続くＳ４０により電動ポンプ３０を停止させる。そして、本ルーチンを終了する。

ＥＣＵ４６は、Ｓ２６において要求トルクＴｒｑｄがＴｂ以上と判定すると、続くＳ２８において高圧バッテリ１２の充電状態（ＳＯＣ）について判定する。高圧バッテリ１２の充電状態（ＳＯＣ）が閾値Ｑ％未満であると判定すると、続くＳ４２によりトルク分配を行わず、続くＳ４４により電動ポンプ３０を基準回転数Ｎにて作動させる。そして、本ルーチンを終了する。

ＥＣＵ４６は、Ｓ２８において高圧バッテリ１２の充電状態（ＳＯＣ）と閾値Ｑ％とを比較し、高圧バッテリ１２の充電状態（ＳＯＣ）が閾値Ｑ％以上であると判定すると、続くＳ３０において電動車両１０の車速の大きさを判定する。具体的には、車速センサ３６により検出された車速Ｖと閾値Ｖｂとを比較する。車速Ｖが閾値Ｖｂ以上であると判定すると、続くＳ４２によりトルク分配を行わず、続くＳ４４により電動ポンプ３０を基準回転数Ｎにて作動させる。そして、本ルーチンを終了する。

ＥＣＵ４６は、Ｓ３０において車速Ｖが閾値Ｖｂ未満であると判定すると、続くＳ３２において車速Ｖに基づいて電動ポンプ３０の許容回転数Ｎｐを設定する。この許容回転数Ｎｐは、電動ポンプ３０の動作音が、電動車両１０が車速Ｖにて走行するときの騒音によってマスキング可能な電動ポンプ３０の回転数のうち、最大の回転数とする。具体的には、電動ポンプ３０の回転数が多段階にて切り換えられる場合は、車速Ｖが大きいほど大きい値を許容回転数Ｎｐとして設定し、車速Ｖが小さいほど小さい値を許容回転数Ｎｐとして設定する。また、電動ポンプの駆動状態をＯＮとＯＦＦの２通りしか選べない場合は、許容回転数をＯＦＦの状態、すなわちＮｐ＝０とする。また、電動ポンプ３０の回転数が無段階にて切り換えられる場合は、車速Ｖに比例する値を許容回転数Ｎとして設定してもよい。

ＥＣＵ４６は、Ｓ３２において許容回転数Ｎｐの値を設定すると、Ｓ３４によりトルク分配を実施し、続くＳ３６により電動ポンプを許容回転数Ｎｐよりも小さい回転数にて作動する。そして、本ルーチンを終了する。第１の実施例と同じく第２の実施例のフローチャートも、所定の周期をもって繰り返し実行される。

以上説明したように、本実施の形態によれば、ＥＣＵ４６は、車速Ｖおよび高圧バッテリ１２の充電状態（ＳＯＣ）の変化に応じて、２つの駆動用モータおよび電動ポンプ３０の作動状態を切り換える。具体的には、ＥＣＵ４６は、フロントモータ１８の温度Ｔｍｇが１２０℃未満であれば、フロントモータ１８は冷却の必要がないためトルク分配を行わず電動ポンプ３０を停止する。また、フロントモータ１８の温度Ｔｍｇが１２０℃以上であっても、要求トルクＴｒｑｄがＴｂ未満であれば、フロントモータ１８の駆動トルクが小さいためにフロントモータ１８の温度が大きく上昇しないため、トルク分配を行わず電動ポンプ３０を停止する。したがって、フロントモータ１８を冷却する必要性が低い場合は電動ポンプ３０を作動させないため、電動車両１０全体の省電力化を図ることができる。

また、本実施の形態によれば、ＥＣＵ４６は、フロントモータ１８の温度Ｔｍｇが１２０℃以上であって、要求トルクＴｒｑｄがＴｂ以上であっても、高圧バッテリ１２の充電状態（ＳＯＣ）がＱ％未満であれば、トルク分配を行わず電動ポンプ３０を基準回転数Ｎにて作動させる。したがって、高圧バッテリ１２の充電状態（ＳＯＣ）が不十分である場合は、トルク分配を行うのに比べて消費電力の小さい電動ポンプ３０を作動させることにより、高圧バッテリ１２の充電容量の低下を抑制することができる。また、電動ポンプ３０を用いてフロントモータ１８を冷却するため、フロントモータ１８が過熱状態となることを抑制することができる。

また、本実施の形態によれば、ＥＣＵ４６は、フロントモータ１８の温度Ｔｍｇが１２０℃以上であり、要求トルクＴｒｑｄがＴｂ以上であり、高圧バッテリ１２の充電状態（ＳＯＣ）がＱ％以上であっても、車速Ｖが閾値Ｖｂ以上であれば、トルク分配を行わず電動ポンプ３０を基準回転数Ｎにて作動させる。したがって、車速が速く、車内におけるロードノイズや風切り音などの騒音が大きい場合は、騒音により電動ポンプ３０の作動音がマスキングされるため、乗員が電動ポンプ３０の動作音を聴覚的に認識しにくくなる。また、電動ポンプ３０を用いてフロントモータ１８を冷却するため、フロントモータ１８が許容温度を超えることを抑制することができる。

また、本実施の形態によれば、ＥＣＵ４６は、フロントモータ１８の温度Ｔｍｇが１２０℃以上であり、要求トルクＴｒｑｄがＴｂ以上であり、高圧バッテリ１２の充電状態（ＳＯＣ）がＱ％以上であり、車速Ｖが閾値Ｖｂ未満である場合、トルク分配を行うとともに電動ポンプ３０を許容回転数Ｎｐよりも小さい回転数にて作動させる。したがって、要求トルクＴｒｑｄを満足させつつ、トルク分配によりフロントモータ１８が過熱状態となることを抑制できる。また、電動ポンプ３０を、車速Ｖに応じて設定した許容回転数Ｎｐ以下の範囲にて作動する。車速Ｖと車内の騒音の大きさは図２の関係があるため、許容回転数Ｎｐは車内の騒音の大きさに応じて設定することになる。したがって、車内の騒音によってマスキングされる範囲にて電動ポンプ３０を作動することができ、乗員が電動ポンプ３０の動作音を認識しにくくなる。

次に、図５を用いて、第２の実施例の電動車両１０が走行した場合の、２つの駆動用モータおよび電動ポンプ３０の作動の変化を説明する。図５は横軸に時間を取り、縦軸に各要素の状態を示したものである。ここでは、図５の上段側から下段側に向かって、電動ポンプ３０の回転数、フロントモータ１８の駆動トルク、リアモータ２０の駆動トルク、車速、高圧バッテリ１２の充電状態（ＳＯＣ）、要求トルクが順に示されている。なお、図示はしていないが、図５における時間軸の範囲においてはフロントモータ１８の温度Ｔｍｇは１２０℃以上であるとする。

ここで、時刻ｔ１までは車速がＶｂ以上、高圧バッテリ１２の充電状態（ＳＯＣ）がＱ％以上、要求トルクがＴｂ以上であり、図４のフローチャートをＳ２２、Ｓ２４、Ｓ２６、Ｓ２８、Ｓ３０、Ｓ４２、Ｓ４４の順にたどることとなる。Ｓ４２にてトルク分配は実施せず、Ｓ４４にて電動ポンプ３０は基準回転数Ｎにて制限されることなく作動する。

時刻ｔ１において、車速Ｖが閾値Ｖｂ以下となる。したがって、時刻ｔ１以降時刻ｔ２以前においては、車速がＶｂ未満、高圧バッテリ１２の充電状態（ＳＯＣ）がＱ％以上、要求トルクがＴｂ以上であり、図４のフローチャートをＳ２２、Ｓ２４、Ｓ２６、Ｓ２８、Ｓ３０、Ｓ３２、Ｓ３４、Ｓ３６の順にたどることとなる。したがって、時刻ｔ１直前に比べて、フロントモータ１８の駆動トルクを減少させるとともに、リアモータ２０の駆動トルクを増大させる。また、時刻ｔ１直前までは電動ポンプ３０は基準回転数Ｎにて作動していたが、時刻ｔ１以降は電動ポンプ３０が許容回転数Ｎｐにて作動するように制限される。

時刻ｔ２において、高圧バッテリ１２の充電状態（ＳＯＣ）がＱ％以下となる。したがって、時刻ｔ２以降時刻ｔ３以前においては、車速がＶｂ未満、高圧バッテリ１２の充電状態（ＳＯＣ）がＱ％未満、要求トルクがＴｂ以上であり、図４のフローチャートをＳ２２、Ｓ２４、Ｓ２６、Ｓ２８、Ｓ４２、Ｓ４４の順にたどることとなる。したがって、時刻ｔ２直前に比べて、フロントモータ１８の駆動トルクを増大させるとともに、リアモータ２０の駆動トルクを減少させる。また、時刻ｔ２直前までは電動ポンプ３０は許容回転数Ｎｐにて作動するように制限されていたが、時刻ｔ２以降は電動ポンプ３０が回転数を増大させ、基準回転数Ｎにて作動するように制御される。

時刻ｔ３において、高圧バッテリ１２の充電状態（ＳＯＣ）がＱ％以上となる。したがって、時刻ｔ３以降時刻ｔ４以前においては、車速がＶｂ未満、高圧バッテリ１２の充電状態（ＳＯＣ）がＱ％以上、要求トルクがＴｂ以上であり、図４のフローチャートをＳ２２、Ｓ２４、Ｓ２６、Ｓ２８、Ｓ３０、Ｓ３２、Ｓ３４、Ｓ３６の順にたどることとなる。したがって、時刻ｔ３直前に比べて、フロントモータ１８の駆動トルクを減少させるとともに、リアモータ２０の駆動トルクを増大させる。また、時刻ｔ３直前までは電動ポンプ３０は基準回転数Ｎにて作動していたが、時刻ｔ３以降は電動ポンプ３０が許容回転数Ｎｐにて作動するように制限される。

時刻ｔ４において、要求トルクがＴｂ未満となる。したがって、時刻ｔ３以降時刻ｔ４以前においては、車速がＶｂ未満、高圧バッテリ１２の充電状態（ＳＯＣ）がＱ％以上、要求トルクがＴｂ未満であり、図４のフローチャートをＳ２２、Ｓ２４、Ｓ２６、Ｓ３８、Ｓ４０の順にたどることとなる。したがって、時刻ｔ４直前に比べて、フロントモータ１８の駆動トルクを増大させるとともに、リアモータ２０の駆動トルクを減少させる。また、時刻ｔ４直前までは電動ポンプ３０は許容回転数Ｎｐにて作動するように制限されていたが、時刻ｔ４以降は電動ポンプ３０の作動を停止するように制御される。なお、第２の実施例では時刻ｔ４にて電動ポンプ３０を停止するよう切り換えたが、停止させずに許容回転数Ｎｐにて作動を続けてもよいし、許容回転数Ｎｐ以下の回転数にて作動するように切り換えてもよい。

時刻ｔ５において、要求トルクがＴｂ以上となる。高圧バッテリ１２の充電状態（ＳＯＣ）がＱ％以上となる。したがって、時刻ｔ５以降においては、車速がＶｂ未満、高圧バッテリ１２の充電状態（ＳＯＣ）がＱ％以上、要求トルクがＴｂ以上であり、図４のフローチャートをＳ２２、Ｓ２４、Ｓ２６、Ｓ２８、Ｓ３０、Ｓ３２、Ｓ３４、Ｓ３６の順にたどることとなる。したがって、時刻ｔ５直前に比べて、フロントモータ１８の駆動トルクを減少させるとともに、リアモータ２０の駆動トルクを増大させる。また、時刻ｔ５直前までは電動ポンプ３０の作動を停止していたが、時刻ｔ５以降は電動ポンプ３０が許容回転数Ｎｐにて作動するように制御される。

以上説明したように、第２の実施例の電動車両１０が走行した場合、車速Ｖおよび高圧バッテリ１２の充電状態（ＳＯＣ）の変化に応じて、２つの駆動用モータおよび電動ポンプ３０の作動状態が最適になるように切り換えられる。したがって、その時々の電動車両１０の状態に応じて、電動ポンプ３０の動作音をできる限り制限して、車内の静粛性を確保することができる。同時に、フロントモータ１８の温度上昇を抑制し、フロントモータ１８の過熱による性能低下を抑制することができる。なお、図５に示す電動車両１０の走行状態はあくまで第２の実施例の説明のための一例であり、車速、高圧バッテリ１２の充電状態（ＳＯＣ）、要求トルクのそれぞれの推移はこれに限定されるものではない。

なお、第１の実施例及び第２の実施例では、電動車両１０がフロントモータ１８およびリアモータ２０を備える電気自動車である場合について説明した。しかし、本発明はそれらフロントモータ１８、リアモータ２０に加えて走行用の駆動源としてのエンジンを有するハイブリット自動車にも適用可能である。すなわち、本発明において電動車両１０とは、走行用の駆動源としてフロントモータ１８、リアモータ２０に加えてエンジンを有するハイブリット自動車も含む。

また、第１の実施例及び第２の実施例では、電動車両１０が備える２つの駆動用モータがフロントモータ１８およびリアモータ２０である場合について説明した。しかし本発明は、それら２つの駆動用モータは両方ともフロントに配置されていてもよいし、両方ともリアに配置されていてもよい。また、２つの駆動用モータは両方とも前輪に駆動トルクを伝えるものであってもよいし、両方とも後輪に駆動トルクを伝えるものであってもよい。また、２つのモータの出力の大きさは同程度であってもよい。すなわち、本発明において２つの駆動用モータとは、その配置等によって制限されず、駆動輪に動力を伝えるもの全てを含む。

また、第１の実施例及び第２の実施例では、モータ冷却装置２６はフロントモータ１８を冷却するものとして説明したが、リアモータ２０の出力が大きく冷却の必要性がある場合は、リアモータ２０を冷却するモータ冷却装置を備えていてもよい。また、１つのモータ冷却装置２６を用いて２つの駆動用モータを同時に冷却するものであってもよい。

また、第１の実施例及び第２の実施例におけるトルク分配では、フロントモータ１８の過熱を抑制するためにフロントモータ１８の駆動トルクを減少させ、リアモータ２０の駆動トルクを増大させるものとして説明した。しかし本発明は、リアモータ２０の出力がフロントモータ１８の出力と同等以上である場合などは、モータ冷却装置２６はリアモータ２０を冷却するものとし、トルク分配の際にはフロントモータ１８の駆動トルクを増大させると同時にリアモータ２０の駆動トルクを減少させ、リアモータ２０が過熱状態となることを抑制してもよい。また、第１の実施例及び第２の実施例にて説明したフロントモータ１８の過熱抑制のためのシステムと同じものをもう一つ備え、リアモータ２０の過熱抑制を同時に図ってもよい。

また、第１の実施例および第２の実施例では、車内における騒音の大きさを車速から推定したが、本発明は、車内にマイクロフォン等の測定器を設置し、騒音の大きさを直接測定してもよい。

また、第１の実施例及び第２の実施例では、トルク分配を行う際には、リアモータ２０にて全トルクを出力し、リアモータ２０だけでは要求トルクを出力しきれない場合は過剰分のトルクをフロントモータ１８にて出力するとした。しかし本発明は、トルクの配分方法はこの方法だけに限定されない。例えば、トルク分配を行う際には、リアモータ２０の駆動トルクをトルク分配前のリアモータ２０の駆動トルクよりも大きい範囲の値に設定してもよい。つまり、要求トルクに対するフロントモータ１８の駆動トルクの比率が、トルク分配前よりもトルク分配後に小さくなっていればよい。このようにすれば、トルク分配によってフロントモータ１８の駆動トルクが減少するため、フロントモータ１８の過熱を抑制できるという効果を得ることができる。

また、第１の実施例及び第２の実施例では、車内における騒音とは、電動ポンプ３０の動作音も含んだ騒音とした。しかし、本発明では、車内における騒音とは電動ポンプ３０の動作音以外の騒音としてもよい。電動ポンプ３０の動作音は車速にはよらないため、この場合であっても第１の実施例及び第２の実施例と同じように車速Ｖから騒音の大きさを推定すれば、電動ポンプ３０の動作音以外の騒音の大きさを推定したことになる。また、マイクロフォン等により車内の騒音の大きさを直接測定する場合は、測定した騒音の大きさから電動ポンプ３０の動作音の大きさ分だけ差し引くことにより、電動ポンプ３０の動作音以外の騒音の大きさを推定することができる。電動ポンプ３０の動作音の大きさとは、電動ポンプ３０の回転数に基づいて推定してもよいし、電動ポンプ３０の近傍に配置したマイクロフォン等の測定器により測定してもよい。このように、車内における騒音の大きさを電動ポンプ３０の動作音を除いた車内における騒音とすることにより、第１の実施例及び第２の実施例の効果に加えて以下の効果も得ることができる。すなわち、電動ポンプ３０の動作音が大きく、車内における電動ポンプ３０の動作音も含んだ騒音が大きい場合であっても、電動ポンプ３０の動作音以外の騒音が小さければ電動ポンプ３０の回転数を小さくして車内の静粛性を確保することができる。

１０電動車両、１２高圧バッテリ、１４，１６インバータ、１８フロントモータ、２０リアモータ、２２前輪、２４後輪、２６モータ冷却装置、２８モータ制御装置、３０電動ポンプ、３２ラジエータ、３４冷却配管、３６車速センサ、３８アクセル開度センサ、４０トルク検出手段、４２電圧センサ、４４温度センサ、４６ＥＣＵ。

Claims

電動ポンプと、
前記電動ポンプが供給する冷却液により冷却される第１の駆動用モータと、
第２の駆動用モータと、
前記電動ポンプおよび前記２つの駆動用モータを制御する制御部とを有する、
電動車両の駆動装置であって、
車内における騒音の大きさが所定値未満である場合は、
所定値以上の場合に比べて、
前記制御部は、前記電動ポンプの回転数を小さくし、
前記第１の駆動用モータのトルクを小さくし、
前記第２の駆動用モータのトルクを大きくするよう制御する
ことを特徴とする電動車両の駆動装置。