JP2016005300A - モータの冷却装置及びモータの冷却方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車両を駆動するためのエネルギーを消失することなくオイルを蓄圧し、低速走行時又は車両停止時に蓄圧したオイルをモータへ供給する。【解決手段】本発明に係るモータの冷却装置は、車両を駆動するインホイールモータ３００と、車両の駆動輪と連結され、車両減速時のエネルギーを吸収して駆動される蓄圧用油ポンプ４２０と、蓄圧用油ポンプ４２０の駆動により油が内部に充填されると内圧が上昇し、内圧が開放されると内部に充填された油をインホイールモータ３００へ供給する蓄圧機構４４０と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、モータの冷却装置及びモータの冷却方法に関する。

従来、例えば下記の特許文献１には、モータ本体の回転により駆動されオイルリザーバに貯留されるオイルを吸入して吐出するオイルポンプと、オイルポンプにより吐出されたオイルをモータ本体に供給する油路と、を備えたインホイールモータが記載されている。

特開２００９−２４８８２８号公報

しかしながら、掻き揚げ(機械)式のポンプでモータを油冷する場合、冷却のための油量は車速（タイヤ回転数）に比例する。このため、市街地や坂道等を走行する際、渋滞などにより車両が低速走行する際、または車両が停止した際などにおいては、車速が低いため、冷却のための油量が不足し、モータ冷却を十分に行うことができなくなる問題がある。この場合、モータが過熱して駆動力が低下し、走行に影響が生じてしまう。

このため、外部に取り付けた潤滑用電動ポンプを用いて油量を確保する事も考えられるが、車両の駆動力を利用できないため、エネルギー消費が大きくなり、燃費（電費）の低下につながる問題がある。

上記特許文献１には、インホイールモータのモータ本体によりオイルポンプを駆動してオイルをアキュムレータに供給し、車両が停止しているときに、オイルをアキュムレータからモータへ供給することが記載されている。しかしながら、アキュムレータにオイルを供給する際には、モータ本体によりオイルポンプが駆動されるため、車両を駆動するためのエネルギーがアキュームレータへオイルを供給するために使われてしまう問題がある。このため、車両を駆動するためのエネルギーにロスが生じてしまい、燃費（電費）の悪化を招来する問題がある。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、車両を駆動するためのエネルギーを消失することなく冷却媒体を蓄圧し、蓄圧した冷却媒体をモータへ供給することが可能な、新規かつ改良されたモータの冷却装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、車両を駆動するモータと、車両の駆動輪と連結され、車両減速時のエネルギーを吸収して駆動されるポンプと、前記ポンプの駆動により冷却媒体が内部に充填されると内圧が上昇し、内圧が開放されると内部に充填された冷却媒体を前記モータへ供給する蓄圧部と、を備える、モータの冷却装置が提供される。

前記蓄圧部は、車両の低速走行時又は車両停止時に、内部に充填された冷却媒体を前記モータへ供給するものであっても良い。

また、前記蓄圧部は、前記モータの温度が所定値を超えた場合に、内部に充填された冷却媒体を前記モータへ供給するものであっても良い。

また、前記蓄圧部は、内部の圧力が所定値以上の場合に、内部に充填された冷却媒体を前記モータへ供給するものであっても良い。

また、前記蓄圧部の内部には冷却媒体の供給を受けて圧縮される気体が充填されているものであっても良い。

また、車両減速時に前記駆動輪と前記ポンプを連結するクラッチ機構を備えるものであっても良い。

また、前記クラッチ機構は、前記蓄圧部の内部に充填された冷却媒体を前記モータへ供給する場合は、前記駆動輪と前記ポンプとの連結を解除するものであっても良い。

また、前記クラッチ機構は、前記蓄圧部の内部に充填された冷却媒体を保持する場合は、前記駆動輪と前記ポンプとの連結を解除するものであっても良い。

また、前記ポンプから前記蓄圧部へ延在する第１の通路と、前記蓄圧部から前記モータへ延在する第２の通路と、前記ポンプの駆動により前記蓄圧部の内部に冷却媒体を充填する場合は前記第１の通路と前記蓄圧部とを接続し、前記蓄圧部の内圧を開放して前記蓄圧部の内部に充填された冷却媒体を前記モータへ供給する場合は前記蓄圧部と前記第２の通路とを接続する通路切換部と、を備えるものであっても良い。

また、前記通路切換部は、前記ポンプから前記蓄圧部に至る前記第１の通路に設けられた第１のバルブと、前記蓄圧部から前記モータに至る前記第２の通路に設けられた第２のバルブと、を有し、前記ポンプの駆動により前記蓄圧部の内部に冷却媒体を充填する場合は、前記第１のバルブを開放するとともに前記第２のバルブを遮断し、前記蓄圧部の内圧を開放して前記蓄圧部の内部に充填された冷却媒体を前記モータへ供給する場合は、前記第１のバルブを遮断するとともに前記第２のバルブを開放するものであっても良い。

また、前記モータは前記駆動輪のホイール内に配置されるインホイールモータであっても良い。

また、上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、車両減速時に車両の駆動輪とポンプの駆動軸とを連結し、車両減速時のエネルギーによって前記ポンプを駆動するステップと、前記ポンプにより冷却媒体を蓄圧部の内部へ供給し、前記蓄圧部の内圧を高めるステップと、車両を駆動するモータの温度を検出するステップと、前記モータの温度が所定値以上となった場合に、前記蓄圧部の内圧を開放し、前記蓄圧部から前記モータへ冷却媒体を供給するステップと、を備える、モータの冷却方法が提供される。

以上説明したように本発明によれば、車両を駆動するためのエネルギーを消失することなく冷却媒体を蓄圧し、蓄圧した冷却媒体をモータへ供給することが可能となる。

本発明の一実施形態に係るインホイールモータの冷却装置及びその周辺の構造を示す模式図である。 ハウジングの内部を示す模式図である。 通常走行モード、通常減速モードにおける油の供給制御を示す模式図である。 蓄圧機構を用いた減速モードを示す模式図である。 渋滞等による極低速走行モード、停止モードにおける油の供給制御を示す模式図である。 通常走行時の圧力保持モードにおける油の供給制御を示す模式図である。 本実施形態に係る油の供給制御システムの構成を示すブロック図である。 油路切換部、および蓄圧機構の構成を詳細に示す模式図である。 油圧切換ソレノイド及び油圧切換ソレノイドの動作モードを示す模式図である。 蓄圧機構に蓄積された油を油路からインホイールモータへ供給している状態を示す模式図である。 蓄圧機構に蓄積された油を保持している状態を示す模式図である。 蓄圧機構に油を供給して蓄圧した後、保持するまでの処理を示すフローチャートである。 極低速走行時、車両停止時に蓄圧機構から油を供給して冷却する際の処理を示すフローチャートである 蓄圧用油ポンプ、油路切換部、及び蓄圧機構のより具体的な構成例を示す模式図である。 蓄圧用油ポンプ、油路切換部、及び蓄圧機構のより具体的な構成例を示す模式図である。 蓄圧機構の動作圧力を説明するための特性図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

まず、図１を参照して、本発明の一実施形態に係るインホイールモータの冷却装置の概略構成について説明する。図１は、本実施形態に係るインホイールモータの冷却装置及びその周辺の構造の外観を示す模式図である。図１は、自動車の車体側からホイール１００を見た状態を示している。

図１に示すように、ホイール１００の外周にはタイヤ２００が装着されている。また、ホイール１００の内周にはハウジング４００、機械式ディスクブレーキ５００等が設けられている。機械式ディスクブレーキ５００は、キャリパー５１０及びブレーキディスク５２０を有して構成される。インホイールモータ３００は、ハウジング４００の内部に収納されている。インホイールモータ３００及びハウジング４００は、サスペンションのショックアブソーバ７００等を介して自動車の車体と接続されている。

図２は、ハウジング４００の内部を示す模式図である。図２に示すように、ハウジング４００の内部には、インホイールモータ３００、油掻き上げ式ポンプ４１０、蓄圧用油ポンプ４２０、油路切換部４３０、蓄圧機構４４０、クラッチ機構４５０が設けられている。インホイールモータ３００は、ロータ３０２とステータ（マグネットコイルＭ）３０４とから構成されている。ロータ３０２は、駆動軸４６０に固定されている。駆動軸４６０の一端にはホイール１００が装着されている。また、駆動軸４６０には、ギヤ４６２、ギヤ４６４が装着されている。

油掻き上げ式ポンプ４１０の駆動軸４１２にはギヤ４１４が装着されており、ギヤ４１４はギヤ４６２と係合している。蓄圧用油ポンプ４２０の駆動軸４２２にはギヤ４２４が装着されている。ギヤ４２４は、クラッチ機構４５０によりギヤ４７０と連結可能とされている。ギヤ４７０はギヤ４６４と係合している。

ハウジング４００の内部の底には、冷却用の油（オイル）が溜められている。油掻き上げ式ポンプ４１０には油路４８０の一端が接続され、油路４８０の他端はインホイールモータ３００の上部まで延びている。また、蓄圧用油ポンプ４２０には油路４８２の一端が接続され、油路４８２の他端は油路切換部４３０に接続されている。なお、本実施形態では、インホイールモータ３００を冷却する冷却媒体として油を例示するが、油以外の液体を用いても良い。

油路切換部４３０には、油路４８４の一端が接続されている。油路４８４の他端は、インホイールモータ３００の上部まで延びている。油路切換部４３０は、蓄圧機構４４０と油路４８２とを接続した状態、蓄圧機構４４０と油路４８４とを接続した状態、又は蓄圧機構４４０を油路４８２と油路４８４のいずれにも接続していない状態（中立状態）、の３状態を切り換えることができる。

蓄圧機構４４０には不活性ガスが充填されている。蓄圧機構４４０内に油路４８２から油が供給されると、蓄圧機構４４０内の不活性ガスが圧縮されて、蓄圧機構４４０の内部の圧力が上昇する。

本実施形態では、通常運転時には、油掻き上げ式ポンプ４１０の駆動によって油路４８０から油がインホイールモータ３００へ供給され、冷却が行われる。また、車両減速時には、蓄圧用油ポンプ４２０の駆動によって油が蓄圧機構４４０へ供給され、蓄圧機構４４０内に油が充填される。蓄圧機構４４０に充填された油は、渋滞時などに不活性ガスの圧力によって放出され、油路４８４から油がインホイールモータ３００へ供給され、冷却が行われる。以下では、運転状態に応じた油の供給の制御について詳細に説明する。

図３は、通常走行モード、通常減速モードにおける油の供給制御を示す模式図である。この場合、クラッチ機構４５０がオフとされ、ギヤ４２４とギヤ４７０との連結は解除される。また、油路切換部４３０により、蓄圧機構４４０は、油路４８２と油路４８４のいずれにも接続されていない状態とされる。

通常走行モードの場合は、インホイールモータ３００の駆動により駆動軸４６０が回転する。また、通常減速モードの場合、ホイール１００の回転により駆動軸４６０が回転する。減速エネルギーは、インホイールモータ３００の回生と機械式ディスクブレーキ５００によって吸収される。

ホイール１００が回転すると、駆動軸４６０に固定されたギヤ４６２が回転する。これにより、駆動軸４１２が回転して油掻き上げ式ポンプ４１０が駆動される。油掻き上げ式ポンプ４１０が駆動されると、ハウジング４００の底に溜まっている油（オイル）が掻き上げられて、油路４８０を通ってハウジング４００内の上部へ油が輸送される。ハウジング４００内の上部に輸送された油は、インホイールモータ３００の上部に配置された油路４８０の端部の排出口から排出される。これにより、インホイールモータ３００に油が供給され、インホイールモータ３００（特にモータコイルエンド）が冷却される。

以上のように、通常走行モード、通常減速モードの場合は、油掻き上げ式ポンプ４１０の駆動により油がインホイールモータ３００へ供給され、冷却が行われる。蓄圧機構４４０に油が供給されている場合、蓄圧機構４４０は、油路４８２と油路４８４のいずれにも接続されていない状態であるため、蓄圧機構４４０内の油は保持された状態である。

図４は、蓄圧機構４４０を用いた減速モードを示す模式図である。この場合、減速開始時にクラッチ機構４５０がオンとされ、ギヤ４２４とギヤ４７０とが連結される。同時に、油路切換部４３０により蓄圧機構４４０は油路４８２と接続される。

この場合、ホイール１００の回転により駆動軸４６０が回転する。クラッチ機構４５０によりギヤ４２４とギヤ４７０が連結されているため、駆動軸４６０が回転すると、駆動軸４６０に固定されたギヤ４６４が回転する。ギヤ４６４が回転すると、ギヤ４６４と係合しているギヤ４７０が回転し、ギヤ４７０と連結されているギヤ４２４が回転し、ギヤ４２４の回転によって蓄圧用油ポンプ４２０の駆動軸４２２が駆動される。蓄圧用油ポンプ４２０が駆動されると、ハウジング４００の底に溜まっている油が掻き上げられて、油路４８２を通って油路切換部４３０へ油が輸送される。そして、油路切換部４３０によって油路４８２と蓄圧機構４４０が接続されているため、蓄圧機構４４０に油が充填されていく。

蓄圧機構４４０に油が充填されていくと、蓄圧機構４４０の内部の不活性ガスが圧縮される。これにより、蓄圧機構４４０の内部には、不活性ガスの圧縮により圧力が蓄えられた状態となり、蓄圧機構４４０の圧力開放時に油を供給するための油圧を発生させることができる。

通常減速モードと同様に、減速エネルギーは、インホイールモータ３００の回生と機械式ディスクブレーキ５００によって吸収される。これに加えて、蓄圧機構４４０を用いた減速モードでは、蓄圧用油ポンプ４２０を駆動する際に不活性ガスの圧縮による反力を受けるため、この反力によりインホイールモータ３００の回生とは独立して減速エネルギーを吸収することができる。

従って、蓄圧機構４４０を用いた減速モードでは、蓄圧による反力を独立したブレーキとしても機能させることができる。また、蓄圧の反力によるブレーキと、インホイールモータ３００の回生によるブレーキと、機械式ブレーキ５００とを併用することにより、ホイール１００内の発熱を抑制することが可能である。また、回生エネルギーを充電するためのバッテリーが満充電の場合など、回生ブレーキが使用できない場合に、機械式ブレーキ５００の負荷・発熱を抑制することも可能である。

減速完了後、油路切換部４３０は中立の状態とされ、油路４８２、油路４８４のいずれにも接続されていない状態（図６に示す状態）となる。

図５は、渋滞等による極低速走行モード、停止モードにおける油の供給制御を示す模式図である。車両が極低速で走行する場合、または車両の停止が継続した場合は、駆動軸４６０が極低速で回転するか、または停止した状態となる。この場合、油掻き上げ式ポンプ４１０によるインホイールモータ３００への油の供給が十分に行われない状態となる。このため、インホイールモータ３００の温度が規定値を超えた場合は、油路切換部４３０により蓄圧機構４４０と油路４８４を接続する。これにより、蓄圧機構４４０を用いた減速モードで蓄圧した圧力が解放され、不活性ガスの圧力により蓄圧機構４４０内の油が油路４８４へ供給される。油路４８４へ供給された油は、インホイールモータ３００の上部に配置された油路４８４の末端の排出口から排出される。これにより、インホイールモータ３００に油が供給され、インホイールモータ３００（特にモータコイルエンド）が冷却される。なお、極低速走行モード、停止モードでは、クラッチ機構４５０がオフとされ、ギヤ４２４とギヤ４７０とが連結されていない状態とされる。

図６は、通常走行時の圧力保持モードにおける油の供給制御を示す模式図である。図３と比較すると、図６では蓄圧機構４４０に油が充填されている点が相違している。蓄圧機構４４０に蓄圧した後、渋滞等による極低速走行モード、停止モードに入らない場合は、蓄圧機構４４０に油が充填された状態が保持され、蓄圧機構４４０内の油圧が保持される。

以上のように、車両が極低速で走行している場合、あるいは車両が停止している場合は、蓄圧機構４４０に蓄積した油をインホイールモータ３００へ供給することができる。従って、油掻き上げ式ポンプ４１０による油の供給を十分に行うことができない場合においても、インホイールモータ３００を確実に冷却することができ、インホイールモータ３００が過熱してしまうことを確実に抑止できる。また、市街地走行や渋滞等で車両が低速走行している場合は、低速走行が継続し、発進時に高トルクが要求され、インホイールモータ３００の冷却が厳しい状態となる。本実施形態では、蓄圧機構４４０に蓄積した油をインホイールモータ３００へ供給することができるため、このような冷却が過酷な条件下でインホイールモータが過熱することを確実に抑止できる。

次に、上述した油の供給制御を実現するための構成について説明する。図７は、本実施形態に係る油の供給制御システムの構成を示すブロック図である。図７に示すように、本実施形態に係るシステムは、制御部６００、ブレーキペダル６１０、車速センサー６２０、アクセルペダル６３０、油圧センサー６４０、温度センサー６４２、インバータ６５０、インホイールモータ３００を有している。また、本実施形態に係るシステムは、蓄圧用の油圧切換ソレノイド６６０、冷却用の油圧切換ソレノイド６７０、油圧ポンプ接続クラッチソレノイド６８０を有している。

インホイールモータ３００は、制御部６００の指示に基づき、インバータ６５０によって駆動される。油圧センサー６４０は、インホイールモータ３００の蓄圧機構４４０内の圧力を検出する。油圧センサー６４０は、インホイールモータ３００の温度を検出する。蓄圧用の油圧切換ソレノイド６６０、および冷却用の油圧切換ソレノイド６７０は、油路切換部４３０を構成する。また、油圧ポンプ接続クラッチソレノイド６８０は、クラッチ機構４５０を駆動するソレノイドである。制御部６００は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）等から構成され、各センサーの検出値に基づき、図７に示す各構成要素を制御する。

なお、図７では、１つのインホイールモータ３００の制御について示すが、複数のインホイールモータ３００を制御するためには、油圧センサー６４０、インバータ６５０、油路切換部４３０、蓄圧機構４４０、油圧切換ソレノイド６６０、油圧切換ソレノイド６７０、油圧ポンプ接続クラッチソレノイド６８０をインホイールモータ３００の数だけ設ければ良い。

図８は、油路切換部４３０、および蓄圧機構４４０の構成を詳細に示す模式図である。油路切換部４３０は、蓄圧用の油圧切換ソレノイド６６０と、冷却用の油圧切換ソレノイド６７０とを備えている。蓄圧機構４４０は、シリンダ４４２と、シリンダ４４２内に配置されたブラダ（気体袋）４４４を有し、ブラダ４４４には不活性ガスが充填されている。また、図９は、油圧切換ソレノイド６６０及び油圧切換ソレノイド６７０の動作モードを示す模式図である。

図８は、図４の状態に対応しており、蓄圧用油ポンプ４２０の駆動により蓄圧機構４４０内に油を供給して蓄圧している状態を示している。この場合、図９の「蓄圧」の動作モードに示すように、油圧切換ソレノイド６６０はオンとされ、バルブ６６０ａが油路４８２を解放する。一方、油圧切換ソレノイド６７０はオフとされ、バルブ６７０ａが油路４８４を遮断する。これにより、蓄圧用油ポンプ４２０の駆動により油が油路４８２から蓄圧機構４４０のシリンダ４４２内へ供給され、ブラダ４４４内の不活性ガスが圧縮されて蓄圧が行われる。

図１０は、図５の状態に対応しており、蓄圧機構４４０に蓄積された油を油路４８４からインホイールモータ３００へ供給している状態を示している。この場合、図９の「冷却」の動作モードに示すように、油圧切換ソレノイド６６０はオフとされ、バルブ６６０ａが油路４８２を遮断する。一方、油圧切換ソレノイド６７０はオンとされ、バルブ６７０ａが油路４８４を解放する。これにより、蓄圧機構４４０のブラダ４４４に蓄圧された圧力により、蓄圧機構４４０のシリンダ４４２内の油が油路４８４からインホイールモータ３００へ供給され、インホイールモータ３００の冷却が行われる。

図１１は図６の状態に対応しており、蓄圧機構４４０に蓄積された油を保持している状態を示している。この場合、図９の「保持」の動作モードに示すように、油圧切換ソレノイド６６０はオフとされ、バルブ６６０ａが油路４８２を遮断する。また、油圧切換ソレノイド６７０もオフとされ、バルブ６７０ａが油路４８４を遮断する。これにより、蓄圧機構４４０のシリンダ４４２内に油が保持された状態となる。ブラダ４４４内は、不活性ガスが圧縮されることによって畜圧されている。

次に、図１２及び図１３のフローチャートに基づいて、本実施形態に係る油の供給制御システムの処理について説明する。図１２及び図１３に示す処理は、主として制御部６００によって行われる。図１２は、蓄圧機構４４０に油を供給して蓄圧した後、保持するまでの処理を示している。先ず、ステップＳ１０では、油圧センサー６４０の検出値が規定値以下であるか否かを判定し、規定値以下の場合はステップＳ１２へ進む。ステップＳ１２では、車速センサー６２０の検出値から車速が０であるか否かを判定し、車速が０でない場合はステップＳ１４へ進む。

ステップＳ１４では、アクセルペダル６３０の操作がオフであり、且つブレーキペダル６１０の操作がオンであるか否かを判定し、アクセルペダル６３０の操作がオフであり、且つブレーキペダル６１０の操作がオンである場合はステップＳ１６へ進む。ステップＳ１６へ進んだ場合は、車速が０でなく、アクセルペダル６３０の操作がオフであり、且つブレーキペダル６１０の操作がオンであるため、車両が減速していることが想定される。このため、ステップＳ１６では、油圧ポンプ接続クラッチソレノイド６８０をオンにする。これにより、クラッチ機構４５０がオンとなり、ギヤ４２４とギヤ４７０とが連結される。次のステップＳ１７では、油圧切換ソレノイド６６０がオンとされる。また、油圧切換ソレノイド６７０はオフとされる。これにより、油路４８２と蓄圧機構４４０とが接続される。ステップＳ１７の後はステップＳ１８へ進み、蓄圧用油ポンプ４２０の駆動により油が畜圧機構４４０へ供給される。また、蓄圧用油ポンプ４２０の駆動による畜圧機構４４０への油の供給により、車両を減速させる力（駆動軸４６０を減速させる力）が発生し、動力が吸収される。また、インホイールモータ３００に負のトルクが発生していることが指示され、回生が行われる。ステップＳ１８の後はステップＳ１０へ戻る。

一方、ステップＳ１０で油圧センサー６４０の検出値が規定値を超えている場合は、蓄圧機構４４０に十分に蓄圧がされており、蓄圧を行う必要がない。また、ステップＳ１２で車速が０の場合は車両が減速中ではなく、ステップＳ１４でアクセルペダル６３０の操作がオフでないか又はブレーキペダル６１０の操作がオンでない場合も車両が減速中ではない。このため、ステップＳ１０で油圧センサー６４０の検出値が規定値を超えている場合、ステップＳ１２で車速が０の場合、又はステップＳ１４でアクセルペダル６３０の操作がオフでないか又はブレーキペダル６１０の操作がオンでない場合は、ステップＳ２２へ進む。

ステップＳ２２へ進んだ場合は、車両が減速中ではないため、油圧ポンプ接続クラッチソレノイド６８０をオフにする。これにより、クラッチ機構４５０がオフとなり、ギヤ４２４とギヤ４７０とが連結されていない状態となる。次のステップＳ２４では、油圧切換ソレノイド６６０がオフとされる。また、油圧切換ソレノイド６７０もオフとされる。これにより、ステップＳ２６で蓄圧機構４４０の圧力が保持される。

以上のように、図１２の処理によれば、油圧センサー６４０の検出値が規定値以下の場合であり、車両が減速している場合は、クラッチ機構４５０をオンとし、油路４８２と蓄圧機構４４０を接続することで、蓄圧用油ポンプ４２０の駆動により畜圧機構４４０に蓄圧をすることができる。

また、油圧センサー６４０の検出値が規定値を超えているか、又は車両が減速していない場合は、クラッチ機構４５０をオフとし、油圧切換ソレノイド６６０、油圧切換ソレノイド６７０をオフとすることで、蓄圧機構４４０の圧力を保持することができる。

図１３は、極低速走行時、車両停止時に蓄圧機構４４０から油を供給して冷却する際の処理を示すフローチャートである。先ず、ステップＳ３０では、油圧センサー６４０の検出値が規定値以上であるか否かを判定し、規定値以上の場合はステップＳ３２へ進む。ステップＳ３２では、インホイールモータ３００の温度が所定のしきい値以上であるか否かを判定し、温度が所定のしきい値以上の場合はステップＳ３４へ進む。ステップＳ３４では、車速が所定のしきい値以下であるか否かを判定し、車速が所定のしきい値以下の場合はステップＳ３６へ進む。ステップＳ３６へ進んだ場合は、インホイールモータ３００の温度が所定のしきい値以上であり、車速が所定のしきい値以下であるため、極低速走行または車両停止によりインホイールモータ３００の温度が上昇していることが想定される。

このため、ステップＳ３６以降では、蓄圧機構４４０に保持された油を油路４８４からインホイールモータ３００へ供給する。先ず、ステップＳ３６では、油圧ポンプ接続クラッチソレノイド６８０をオフにする。これにより、クラッチ機構４５０がオフとなり、ギヤ４２４とギヤ４７０との連結が解除される。

次に、ステップＳ３８では、油圧切換ソレノイド６６０がオフとされる。また、油圧切換ソレノイド６７０はオンとされる。これにより、油路４８４と蓄圧機構４４０とが接続され、蓄圧機構４４０に保持された油がインホイールモータ３００へ供給される。ステップＳ３８の後はステップＳ３０へ戻る。

一方、ステップＳ３０で油圧センサー６４０の検出値が規定値未満の場合は、蓄圧機構４４０に十分に蓄圧がされておらず、蓄圧機構４４０の油をインホイールモータ３００へ供給することができない。また、ステップＳ３２でインホイールモータ３００の温度が所定のしきい値未満の場合は、インホイールモータ３００を積極的に冷却する必要がない。また、ステップＳ３４で車速が所定のしきい値を超えている場合は、油掻き上げ式ポンプ４１０の駆動によりインホイールモータ３００を冷却することができる。このため、ステップＳ３０で油圧センサー６４０の検出値が規定値未満の場合、ステップＳ３２でインホイールモータ３００の温度が所定のしきい値未満の場合、又はステップＳ３４で車速が所定のしきい値を超えている場合は、ステップＳ４０へ進む。

ステップＳ４０では、油圧切換ソレノイド６６０と油圧切換ソレノイド６７０がオフとされる。これにより、ステップＳ４２では、蓄圧機構４４０の圧力が保持される。

以上のように、図１３の処理によれば、油圧センサー６４０の検出値が規定値以上であり、インホイールモータ３００の温度が所定のしきい値以上であり、車速が所定のしきい値以下の場合は、クラッチ機構４５０をオフとし、油路４８４と蓄圧機構４４０を接続することで、蓄圧機構４４０に充填されていた油をインホイールモータ３００へ供給することができる。これにより、低速走行時、車両停止時等において、インホイールモータ３００が過熱してしまうことを確実に抑止できる。

また、油圧センサー６４０の検出値が規定値未満の場合、インホイールモータ３００の温度が所定のしきい値未満の場合、又は車速が所定のしきい値を超えている場合は、クラッチ機構４５０をオフとし、油圧切換ソレノイド６６０及び油圧切換ソレノイド６７０をオフとすることで、蓄圧機構４４０の圧力を保持することができる。

図１４は、蓄圧用油ポンプ４２０、油路切換部４３０、蓄圧機構４４０のより具体的な構成例を示す模式図である。図１４に示すように、蓄圧用油ポンプ４２０は、アキシャル型回転斜板式油圧ポンプから構成され、回転斜板４２３、ピストン４２４，４２６、油吸込口４２８、油供給口４２９を有して構成されている。蓄圧用油ポンプ４２０の駆動軸４２２が回転駆動されると、回転斜板４２３が回転し、回転斜板４２３のカム面４２３ａに当接するピストン４２４が往復運動する。これにより、油吸込口４２８から油が蓄圧用油ポンプ４２０内へ導入され、油供給口４２９から油が排出される。

油路切換部４３０は、電磁切換弁から構成され、ソレノイド４３２、ソレノイド４３４、シリンダ４３７、プランジャ４３６を備えている。シリンダ４３７にはプランジャ４３６が挿入され、プランジャ４３６にはフランジ部４３６ａ，４３６ｂが設けられている。

図１４に示す状態では、ソレノイド４３２がオフとされ、ソレノイド４３４がオンとされ、プランジャが図中の右方向へ移動している。この状態では、油路４８４がシリンダ４３７と接続される位置にフランジ部４３６ａが位置し、油路４８４とシリンダ４３７との接続が遮断される。一方、油路４８２がシリンダ４３７と接続される位置からフランジ部４３６ｂが離れ、油路４８２とシリンダ４３７とが接続される。これにより、シリンダ４３７を介して油路４８２と油路４３９が接続される。油路４３９は蓄圧機構４４０と接続されているため、油路４８２と蓄圧機構４４０とが接続された状態となる。

一方、ソレノイド４３２がオンとされ、ソレノイド４３４がオフとされると、図１５に示すように、プランジャが図中の左方向へ移動する。この状態では、油路４８４がシリンダ４３７と接続される位置からフランジ部４３６ａが離れ、油路４８４とシリンダ４３７とが接続される。一方、油路４８２がシリンダ４３７と接続される位置にフランジ部４３６ｂが位置し、油路４８２とシリンダ４３７とが接続される。これにより、油路４８２と油路４８４がシリンダ４３７を介して接続される。

図１４及び図１５に示す構成では、油路４８４に圧力調整弁（ＯＰ）４９０が設けられている。蓄圧機構４４０は、窒素充填式のアキュームレータから構成される。蓄圧機構４４０は、図８と同様に、シリンダ４４２と、シリンダ４４２内に配置されたブラダ４４４を有し、ブラダ４４４には窒素が充填されている。また、蓄圧機構４４０には、ブラダ４４４内に不活性ガスを供給するためのガス充填口４４６が設けられている。

図１６は、蓄圧機構４４０の動作圧力を説明するための特性図であって、シリンダ４４２内の圧力を示している。図１６において、ガス封入圧力Ｐ１はブラダ４４４内への窒素の封入圧力を示している。また、最低作動圧力Ｐ２は、インホイールモータ３００へ油を供給可能なシリンダ４４２内の最低圧力を示している。また、最高作動圧力Ｐ３は、インホイールモータ３００へ油を供給可能なシリンダ４４２内の最大圧力を示している。

図１６に示すように、「蓄圧」の状態では、油路４８２から蓄圧機構４４０へ油が供給され、時間の経過とともにシリンダ４４２内の圧力が上昇する。シリンダ４４２内の圧力が最高作動圧力Ｐ３へ到達すると、「保持」の状態とされる。「保持」の状態では、蓄圧機構４４０は油路４８２と油路４８４のいずれにも接続されていない中立状態とされ、シリンダ４４２内の圧力は最高作動圧力Ｐ３で維持される。

「冷却」の状態では、油路４８４と蓄圧機構４４０が接続され、シリンダ４４２内の圧力が開放されることによって油がインホイールモータ３００へ供給される。このとき、時間の経過に伴ってシリンダ４４２内の圧力が低下する。シリンダ４４２内の圧力が最低作動圧力Ｐ２に達すると、蓄圧機構４４０と油路４８４との接続が遮断される。なお、油路４８４に圧力調整弁４９０を設けることによって、圧力が最高作動圧力Ｐ３から最低作動圧力Ｐ２に達するまでの時間を調整することができる。

ここで、インホイールモータ３００へ油を供給するための蓄圧機構４４０のガス充填量は、例えば以下の通り算出することができる。
先ず、前提条件として、蓄圧機構４４０（アキュームレータ）の最大容量、蓄圧用油ポンプ４２０の最大容量、ソレノイド６６０，６７０の仕様を以下の通りとする。
アキュームレータ容量：ＭＡＸ ２４．５［ＭＰａ］
油圧ポンプ容量：ＭＡＸ ２４．５［ＭＰａ］、最大回転数２５５０［ｒｐｍ］
ソレノイド容量：ＭＡＸ ２１［ＭＰａ］

次に、蓄圧機構４４０のガス充填量を選定するための仕様条件を以下の通りとする。
システム圧力：２２．０Ｍｐａ
最高作動圧力Ｐ３：２１．０Ｍｐａ
最低作動圧力Ｐ２：１２．０Ｍｐａ
平均作動圧力Ｐｍ：１６．５Ｍｐａ
必要吐出量ΔＶ：４Ｌ（モータ冷却要求仕様）
蓄圧時間Δｔｍ：４０ｓｅｃ
吐出時間Δｔｎ：１０ｓｅｃ（モータ冷却要求仕様）
環境温度Ｔ：−１０℃〜６０℃
なお、必要吐出量ΔＶは、インホイールモータ３００の冷却に必要な油の吐出量であり、インホイールモータ３００の冷却に要求される仕様から定まる。蓄圧時間Δｔｍは、図１６の「蓄圧」に要する時間であり、最低作動圧力Ｐ２から最高作動圧力Ｐ３に到達するまでの時間である。また、吐出時間Δｔｎは、図１４の「冷却」に要する時間であり、最高作動圧力Ｐ３から最低作動圧力Ｐ２に到達するまでの時間である。吐出時間Δｔｎは、インホイールモータ３００の冷却に要求される仕様から定まる。

ブラダ４４４への封入圧力Ｐ１は以下の式から設定することができる。なお、この式は、ボイル、ボイルシャルルの法則式から導出することができる。
Ｐ１＝（２７３＋Ｔｍｉｎ）／（２７３＋Ｔｍａｘ）×０．８５×Ｐ２
＝８．０６［ＭＰａ］

また、ポリトロープ指数は以下の通りとする。
蓄圧時ｍ：１ （Ｐｍ＝１６．５、 Δｔｍ＝４０）
吐出時ｎ：１ （Ｐｎ＝１６．５ Δｔｎ＝６０）

以上により、蓄圧機構４４０に充填するガス容量Ｖ１は以下の式から算出することができる。なお、この式は、ボイル、ボイルシャルルの法則式から導出することができる。

上式にΔＶ，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，ｍ，ｎを代入することにより、Ｖ１＝１３．９［Ｌ］が得られる。従って、一例として、１３．９［Ｌ］のガス容量を有する蓄圧機構４４０を設けることで、インホイールモータ３００へ油を供給することが可能である。

以上説明したように本実施形態によれば、減速時のエネルギーにより蓄圧用油ポンプ４２０を駆動し、油を蓄圧機構４４０へ充填して蓄圧するようにした。そして、渋滞時などの極低速走行時、停車時に蓄圧された油を蓄圧機構４４０からインホイールモータ３００へ供給するようにした。これにより、極低速走行時、停車時等に油掻き上げ式ポンプ４１０からインホイールモータ３００へ油を供給できない場合であっても、蓄圧機構４４０からインホイールモータ３００へ油を供給することができるため、インホイールモータ３００が過熱してしまうことを確実に抑止することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

３００ インホイールモータ
４２０ 蓄圧用油ポンプ
４３０ 油路切換部
４４０ 蓄圧機構
４５０ クラッチ機構
４８２，４８４ 油路
６６０ａ，６７０ａ バルブ

Claims (12)

1. 車両を駆動するモータと、
   車両の駆動輪と連結され、車両減速時のエネルギーを吸収して駆動されるポンプと、
   前記ポンプの駆動により冷却媒体が内部に充填されると内圧が上昇し、内圧が開放されると内部に充填された冷却媒体を前記モータへ供給する蓄圧部と、
   を備えることを特徴とする、モータの冷却装置。
2. 前記蓄圧部は、車両の低速走行時又は車両停止時に、内部に充填された冷却媒体を前記モータへ供給することを特徴とする、請求項１に記載のモータの冷却装置。
3. 前記蓄圧部は、前記モータの温度が所定値を超えた場合に、内部に充填された冷却媒体を前記モータへ供給することを特徴とする、請求項２に記載のモータの冷却装置。
4. 前記蓄圧部は、内部の圧力が所定値以上の場合に、内部に充填された冷却媒体を前記モータへ供給することを特徴とする、請求項２に記載のモータの冷却装置。
5. 前記蓄圧部の内部には冷却媒体の供給を受けて圧縮される気体が充填されていることを特徴とする、請求項１に記載のモータの冷却装置。
6. 車両減速時に前記駆動輪と前記ポンプを連結するクラッチ機構を備えることを特徴とする、請求項１に記載のモータの冷却装置。
7. 前記クラッチ機構は、前記蓄圧部の内部に充填された冷却媒体を前記モータへ供給する場合は、前記駆動輪と前記ポンプとの連結を解除することを特徴とする、請求項６に記載のモータの冷却装置。
8. 前記クラッチ機構は、前記蓄圧部の内部に充填された冷却媒体を保持する場合は、前記駆動輪と前記ポンプとの連結を解除することを特徴とする、請求項６に記載のモータの冷却装置。
9. 前記ポンプから前記蓄圧部へ延在する第１の通路と、
   前記蓄圧部から前記モータへ延在する第２の通路と、
   前記ポンプの駆動により前記蓄圧部の内部に冷却媒体を充填する場合は前記第１の通路と前記蓄圧部とを接続し、前記蓄圧部の内圧を開放して前記蓄圧部の内部に充填された冷却媒体を前記モータへ供給する場合は前記蓄圧部と前記第２の通路とを接続する通路切換部と、
   を備えることを特徴とする、請求項１に記載のモータの冷却装置。
10. 前記通路切換部は、前記ポンプから前記蓄圧部に至る前記第１の通路に設けられた第１のバルブと、前記蓄圧部から前記モータに至る前記第２の通路に設けられた第２のバルブと、を有し、
    前記ポンプの駆動により前記蓄圧部の内部に冷却媒体を充填する場合は、前記第１のバルブを開放するとともに前記第２のバルブを遮断し、
    前記蓄圧部の内圧を開放して前記蓄圧部の内部に充填された冷却媒体を前記モータへ供給する場合は、前記第１のバルブを遮断するとともに前記第２のバルブを開放することを特徴とする、請求項９に記載のモータの冷却装置。
11. 前記モータは前記駆動輪のホイール内に配置されるインホイールモータであることを特徴とする、請求項１に記載のモータの冷却装置。
12. 車両減速時に車両の駆動輪とポンプの駆動軸とを連結し、車両減速時のエネルギーによって前記ポンプを駆動するステップと、
    前記ポンプにより冷却媒体を蓄圧部の内部へ供給し、前記蓄圧部の内圧を高めるステップと、
    車両を駆動するモータの温度を検出するステップと、
    前記モータの温度が所定値以上となった場合に、前記蓄圧部の内圧を開放し、前記蓄圧部から前記モータへ冷却媒体を供給するステップと、
    を備えることを特徴とする、モータの冷却方法。

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