JP6563659B2 - 電気自動車用駆動装置 - Google Patents

Description

この発明は、電気自動車用駆動装置に関し、電動モータおよび減速機に潤滑油を供給する給油機構の異常を判定して例えばフェールセーフ動作を実施し得る技術に関する。

潤滑油の劣化状態や冷却水の濃度を算出する技術が提案されている。
（１）モータの診断方法
このモータの診断方法では、車両の電源が投入されている非走行時に、オイルの「汚染度合い」、「劣化度合い」、および「オイル量」の少なくともいずれか１つの検出項目の検出を行う。検出値が設定範囲から外れるときに、オイル供給システムの異常を出力するか、またはモータの回転始動を許可しない技術が提案されている（特許文献１）。

（２）インホイールモータ駆動装置
このインホイールモータ駆動装置では、内蔵する減速機およびモータの潤滑および冷却を担う潤滑油の供給に関し、油路の途中に潤滑油の劣化や不純物を検知する潤滑油監視装置を設置する構造が提案されている（特許文献２）。潤滑油監視装置としては、電磁流量計、導電率測定機構、流速計、圧力計等が提案されている。

（３）車両の診断装置および車両の診断方法
この車両の診断装置および車両の診断方法では、不凍液の濃度を算出するために、不凍液の温度、流量とポンプ性能から粘度を算出し、その粘度から濃度を算出する技術が提案されている（特許文献３）。

特開２０１２−１８９０９５号公報 特開２０１５−０２７８２０号公報 特許第５５９８６００号公報

（１）の先行技術では、モータの診断方法として、潤滑油の異常を検知し、モータの回転始動を許可しない方法が提案されているが、流量を検知することが記載されていない。このため、流路の異常により潤滑油が供給されなくなった場合には、診断を行うことができない。
（２）の先行技術では、潤滑油監視装置として、電磁流量計、導電率測定機構、流速計、圧力計等が明記されているが、具体的な異常の判定方法等については、記載されていない。

（３）の先行技術では、内燃機関の冷却に用いる冷却水に関し、凍結を防止するために不凍液を冷却水に混合して用いる際に、不凍液の濃度を精度良く推定することで、車両の診断精度が向上し、種々の警告や制御も精度が良くなることが明記されている。しかし、潤滑油の粘度については記載されていない。

この発明の目的は、減速機等に供給すべき潤滑油の流量の異常を判定することができる電気自動車用駆動装置を提供することである。

この発明の電気自動車用駆動装置は、車輪を支持する車輪用軸受５と、電動モータ１と、この電動モータ１の回転を減速して前記車輪用軸受５における回転輪に伝える減速機２と、前記電動モータ１および前記減速機２に潤滑油をポンプ２７により供給する給油機構Ｊｋと、前記電動モータ１の回転角度を検出する回転センサＳｂとを備えた電気自動車用駆動装置であって、
前記給油機構Ｊｋの異常を判定する給油異常判定手段５５を設け、
この給油異常判定手段５５は、
前記回転センサＳｂで検出された回転角度からモータ回転数を算出する回転数算出手段５９と、
前記給油機構Ｊｋの前記ポンプ２７から吐出する潤滑油の流量を検出する流量検出手段６０と、
この流量検出手段６０で検出された潤滑油の流量と前記回転数算出手段５９で算出されたモータ回転数から推定される流量とを比較し、定められた基準に従って潤滑油の流量の異常を判定する判定部６２と、
を有することを特徴とする。
前記定められた基準は、試験やシミュレーション等の結果により定められる。
前記モータ回転数は、電動モータ１の単位時間当たりの回転数であり、回転速度と同義である。

この構成によると、車両運転時、回転センサＳｂは電動モータ１の回転角度を検出する。回転数算出手段５９は、回転センサＳｂで検出された回転角度からモータ回転数を算出する。流量検出手段６０は、ポンプ２７から吐出する潤滑油の流量を検出する。判定部６２は、流量検出手段６０で検出された潤滑油の流量、および回転数算出手段５９で算出されたモータ回転数から、定められた基準に従って潤滑油の流量の異常を判定する。原則として、モータ回転数が高くなる程、潤滑油の流量は大きくなる。この関係から判定部６２は、主にモータ回転数から演算により推定される流量と、実際に流量検出手段６０で検出された潤滑油の流量とを比較し、両流量を定められた基準に当てはめて互いに乖離していれば異常と判定する。この場合、警告を発して運転者の注意を喚起したり、電動モータ１の出力制限を行う等のフェールセーフ動作を行うことができる。

前記給油異常判定手段５５は、前記回転数算出手段５９で算出されるモータ回転数が定められた回転数以上のとき、前記判定部６２が異常判定を行うものとしても良い。
前記定められた回転数は、例えば、実験値から得られた数値でも良いし、理論的な計算から得られた数値でも良い。流量検出手段６０は、低流量域の検出が難しく、精度に劣る傾向がある。また減速機２および電動モータ１に関しても、低速域で不具合が生じるような重大な異常は起こり難い。

そこで、モータ回転数が定められた回転数以上のとき判定部６２が異常判定を行うことで、流量の検出精度を高め得る。これと共に、モータ回転数が速くなるときに強制給油されていないことに起因して、減速機２および電動モータ１内の摺動面および接触面で金属接触が生じることを未然に防止することができる。

前記給油異常判定手段５５は、前記流量検出手段６０で検出された潤滑油の流量が定められた範囲内にあるとき、前記判定部６２は流量の異常ありと判定する。
前記定められた範囲は、例えば、実験やシミュレーション等の結果により定められる。
前記定められた範囲として、例えば、流量検出手段６０の下限値以下、または実験やシミュレーション等の結果から求められる潤滑に最低限必要な流量以下のとき、判定部６２は流量の異常ありと判定する。つまり流路の経年劣化による通水抵抗の変化や、流路の変化により、最悪の場合には潤滑油を強制循環できないことが考えられる。その際には、潤滑油の流量が所望の流量よりも少なくなる可能性もある。そこで、潤滑油の流量が前述のような流量以下（第１の下限値以下）のときに異常ありと判定する。

また、想定される潤滑油の上限温度での最大流量に対し、例えば係数等を乗じた流量以上（第１の上限値以上）となる範囲も、前記定められた範囲に含まれるものとする。潤滑に必要な流量を大幅に超える潤滑油が流路を流れると、回転部品の回転抵抗となることで電費の悪化につながる。そこで、潤滑油の流量が第１の上限値以上のときも異常ありと判定する。

前記給油異常判定手段５５は、給油機構Ｊｋの流路途中における潤滑油の油温を測定する油温測定部６１を有し、前記判定部６２は、前記回転数算出手段５９で算出されたモータ回転数、および前記油温測定部６１で測定される油温から推定される潤滑油の流量推定値と、前記流量検出手段６０で検出された潤滑油の流量とを比較して異常を判定しても良い。潤滑油の流量は、油温によって変化する係数にモータ回転数を乗じた値に比例する。具体的に、あるモータ回転数に対し、油温が高くなる程潤滑油の流量は大きくなり、逆に油温が低くなる程潤滑油の流量は小さくなる。そこで、判定部６２は、モータ回転数および油温から推定される潤滑油の流量推定値と、検出された潤滑油の流量とを比較して異常を判定することで、より精度良く流量の異常を判定することができる。

前記判定部６２は、前記流量推定値が設定範囲内にあるとき流量の異常ありと判定しても良い。
前記設定範囲は、例えば、実験やシミュレーション等の結果により定められる。
この場合、各モータ回転数および油温に応じて時々刻々と変化する潤滑油の流量推定値に対して異常判定を行うことにより、より早期に異常を判断し得る。あるモータ回転数および油温における流量推定値が、潤滑に最低限必要な流量以下（第２の下限値以下）のとき、判定部６２は異常と判定する。また、あるモータ回転数および油温における流量推定値が、想定される潤滑油の最大流量に例えば係数等を乗じた流量以上（第２の上限値以上）のとき、判定部６２は異常と判定する。

前記判定部６２は、モータ回転数と油温の関係から定まるマップＭｐ、または、モータ回転数と油温から定まる近似式に基づいて、前記流量推定値を推定しても良い。
前記マップＭｐおよび前記近似式は、例えば、実験やシミュレーション等の結果により定められる。

前記電動モータ１を制御する制御装置Ｃｕを備え、前記給油異常判定手段５５が前記給油機構Ｊｋに異常有りと判定すると、前記制御装置Ｃｕは前記電動モータ１の出力を定められた基準に従って制限する出力制限手段５６を有するものとしてもよい。
前記定められた基準は、例えば、実験やシミュレーション等の結果により定められる。
この場合、電動モータ１の出力を制限してモータ回転数を低減するフェールセーフ動作を実施することで、減速機２および電動モータ１に対する悪影響を低減することができる。
前記電動モータ１は、一部または全体が車輪内に配置されて前記電動モータ１と前記車輪用軸受５と前記減速機２とを含むインホイールモータ駆動装置を構成するものであっても良い。

この発明の電気自動車用駆動装置は、車輪を支持する車輪用軸受と、電動モータと、この電動モータの回転を減速して前記車輪用軸受における回転輪に伝える減速機と、前記電動モータおよび前記減速機に潤滑油をポンプにより供給する給油機構と、前記電動モータの回転角度を検出する回転センサとを備えた電気自動車用駆動装置であって、前記給油機構の異常を判定する給油異常判定手段を設け、この給油異常判定手段は、前記回転センサで検出された回転角度からモータ回転数を算出する回転数算出手段と、前記給油機構の前記ポンプから吐出する潤滑油の流量を検出する流量検出手段と、この流量検出手段で検出された潤滑油の流量と前記回転数算出手段で算出されたモータ回転数から推定される流量とを比較し、定められた基準に従って潤滑油の流量の異常を判定する判定部とを有する。このため、減速機等に供給すべき潤滑油の流量の異常を判定することができる。

この発明の実施形態に係る電気自動車用駆動装置の断面図である。 図１のII-II線断面となる減速機部分の断面図である。 図２の部分拡大図である。 図１のポンプを軸方向から見た図である。 同電気自動車用駆動装置の制御系のブロック図である。 同電気自動車用駆動装置におけるモータ回転数と流量との近似式の関係を示す図である。 この発明の他の実施形態に係る電気自動車用駆動装置におけるモータ回転数と油温の関係から定まるマップ例を示す図である。

この発明の実施形態に係る電気自動車用駆動装置を図１ないし図６と共に説明する。図１に示すように、電気自動車用駆動装置は、車輪を駆動する電動モータ１と、この電動モータ１の回転を減速する減速機２と、この減速機２の入力軸３（減速機入力軸３と称す）と同軸の出力部材４によって回転される車輪用軸受５と、給油機構Ｊｋと、後述の制御装置Ｃｕとを有する。車輪用軸受５と電動モータ１との間に減速機２を介在させ、車輪用軸受５で支持される駆動輪である車輪のハブと、電動モータ１のモータ回転軸６とを同軸心上で連結してある。この電気自動車用駆動装置は、一部または全体が車輪内に配置されるインホイールモータ駆動装置を構成する。

減速機２を収納する減速機ハウジング７には、車両における図示外のサスペンションが連結される。なお、この明細書において、インホイールモータ駆動装置を車両に設けた状態で車両の車幅方向の外側寄りとなる側をアウトボード側と呼び、車両の中央寄りとなる側をインボード側と呼ぶ。

電動モータ１は、モータハウジング８に固定したステータ９と、モータ回転軸６に取り付けたロータ１０との間にラジアルギャップを設けたＩＰＭモータ（いわゆる埋込み磁石型同期モータ）である。ステータ９は、ステータコア９ａにステータコイル９ｂ（単にコイル９ｂと称す場合がある）が巻かれたもので、モータハウジング８の内周面に嵌合して図示外のボルトにて軸方向に締め付けて固定されている。モータハウジング８内のステータ９を固定する固定部を、ハウジング段部８ａとしている。またコイル９ｂをステータコア９ａに巻くときの折り返し部を、コイルエンド９ｂａと言う。コイルエンド９ｂａは、ステータコア９ａよりも軸方向両側にやや突出する。

モータハウジング８には、軸方向に離隔して転がり軸受１１，１２が設けられ、これら転がり軸受１１，１２に主軸であるモータ回転軸６が回転自在に支持されている。モータ回転軸６の軸方向中間付近部には、半径方向外方に延びるフランジ部６ａが設けられ、このフランジ部６ａから半径方向外方に延びるロータ固定部材１３にロータ１０が取付けられている。

減速機入力軸３は、軸方向一端がモータ回転軸６内に延びて、モータ回転軸６とスプライン嵌合（セレーション嵌合も含む。以下、同じ）されている。出力部材４のカップ部内に転がり軸受１４ａが嵌合され、前記カップ部に固定された内ピン２２を介して連結される筒状の連結部材４ａ内に転がり軸受１４ｂが嵌合されている。転がり軸受１１，１２，１４ａ，１４ｂによって減速機入力軸３およびモータ回転軸６は、一体に且つ同心に回転自在に支持されている。減速機入力軸３の外周面には、偏心部１５，１６が設けられる。これら偏心部１５，１６は偏心運動による遠心力が互いに打ち消されるように１８０°位相をずらして設けられている。減速機２は、曲線板１７，１８と、複数の外ピン１９と、カウンタウェイト２１とを有するサイクロイド減速機である。

図２は、図１のII-II線断面となる減速機部分の断面図である。減速機２は、外形がなだらかな波状のトロコイド曲線で形成された２枚の曲線板１７，１８が、それぞれ転がり軸受８５を介して、各偏心部１５，１６に装着してある。これら各曲線板１７，１８の偏心運動を外周側で案内する複数の外ピン１９を、それぞれ減速機ハウジング７の内側に設け、複数の内ピン２２を、各曲線板１７，１８の内部に設けられた複数の円形の貫通孔８９に挿入状態に係合させてある。

図３に拡大して示すように、各外ピン１９と各内ピン２２には針状ころ軸受９２，９３が装着される。各外ピン１９は、それぞれ針状ころ軸受９２で両端支持される（図１参照）。これら針状ころ軸受９２の外輪９２ａが減速機ハウジング７に固定され外ピン１９は回転自在に支持され、各曲線板１７，１８の外周面と転接する。また各内ピン２２は、針状ころ軸受９３の外輪９３ａが、それぞれ各曲線板１７，１８の外周との接触抵抗、および各内ピン２２と各貫通孔８９の内周との接触抵抗を低減する。

よって、図１に示すように、各曲線板１７，１８の偏心運動をスムーズに車輪用軸受５の内方部材（回転輪）５ａに回転運動として伝達し得る。モータ回転軸６が回転すると、このモータ回転軸６と一体回転する減速機入力軸３に設けられた各曲線板１７，１８が偏心運動を行う。このとき外ピン１９が偏心運動する各曲線板１７，１８の外周面と転がり接触するように係合する。これと共に、各曲線板１７，１８が、内ピン２２と貫通孔８９（図３）との係合によって、各曲線板１７，１８の自転運動のみが出力部材４および車輪用軸受５の内方部材５ａに回転運動として伝達される。モータ回転軸６の回転に対して内方部材５ａの回転は減速されたものとなる。

車輪用軸受５は内方部材５ａと外方部材５ｂの間にボールを組み込んだ複列アンギュラ玉軸受であり、外方部材５ｂはフランジ５ｃにより減速機２の減速機ハウジング７にボルト固定されている。内方部材５ａは、前記出力部材４にスプライン嵌合（セレーション嵌合も含む）している。内方部材５ａに伝達された回転運動は、内方部材５ａに設けられた車輪取付フランジ５ｄからタイヤに伝達される。

給油機構Ｊｋについて説明する。
給油機構Ｊｋは、電動モータ１の冷却および減速機２の潤滑，冷却に用いられる潤滑油をモータ回転軸６の内部から供給するいわゆる軸心給油機構である。この給油機構Ｊｋは、油路２３，２４，２５と、ポンプ２７と、潤滑油貯留部２９とを有する。モータハウジング８に油路２３が設けられ、この油路２３はポンプ２７と油路２４とに連通する。

図４は、図１のポンプ２７を軸方向から見た図である。
図１および図４に示すように、ポンプ２７は、潤滑油貯留部２９に貯留された潤滑油を、潤滑油貯留部２９内の吸込口から吸い上げて油路２３，２４，２５に循環させる。このポンプ２７は、例えば、出力部材４の回転により回転するインナーロータ４０と、このインナーロータ４０の回転に伴って従動回転するアウターロータ４１と、ポンプ室４２と、吸入口４３と、吐出口４４とを有するサイクロイドポンプである。インナーロータ４０は、連結部材４ａに固定され出力部材４の回転により回転できるように構成されている。

電動モータ１に駆動される出力部材４の回転によりインナーロータ４０が回転すると、アウターロータ４１は従動回転する。このときインナーロータ４０およびアウターロータ４１はそれぞれ異なる回転中心ｃ１、ｃ２を中心として回転することで、ポンプ室４２の容積が連続的に変化する。これにより、潤滑油貯留部２９に貯留された潤滑油は、吸い上げられて前記吸入口４３から流入し、前記吐出口４４から油路２３，２４，２５に圧送される（図１参照）。

図１に示すように、ロータ１０の軸心つまりモータ回転軸６の内部に、油路２４が設けられる。フランジ部６ａの内部には、油路２４に連通する半径方向の油路２８が設けられる。ロータ固定部材１３の底面とロータ１０の内周面との間には、軸方向溝δ１が形成され、この軸方向溝δ１は半径方向の油路２８に連通する。さらにロータ固定部材１３のフランジには、軸方向溝δ１に連通する略径方向の環状隙間（図示せず）が形成されている。

モータハウジング８の油路２３は、潤滑油の流れ方向上流側から下流側に向かうに従って、順次、第１油路３０，第２油路３１，第３油路３２，および第４油路３３を含む。モータハウジング８内のアウトボード側には、第１および第２油路３０，３１がそれぞれ設けられる。第１油路３０は、潤滑油貯留部２９内の吸込口から半径方向略外方に延びポンプ２７の吸入口４３（図４参照）まで設けられる。

第２油路３１は、ポンプ２７の吐出口４４（図４参照）から半径方向略外方に延び第３油路３２のアウトボード側端まで設けられる。第３油路３２は、モータハウジング８内における上部において、アウトボード側からインボード側に軸方向に延びる。第４油路３３は、第３油路３２のインボード側端とモータ回転軸６の油路２４とに連通する。

車両運転時に、ロータ１０の遠心力とポンプ２７の圧力とにより、潤滑油の一部が、モータ回転軸６の油路２４およびフランジ部６ａの半径方向油路２８から半径方向外方に導かれる。さらに潤滑油が、軸方向溝δ１および前記略径方向の環状隙間に導かれることで、ロータ１０を冷却する。さらに潤滑油を、前記略径方向の環状隙間から各コイルエンド９ｂａの内周面に噴射することで、コイル９ｂが冷却される。電動モータ１の冷却に供された潤滑油は、重力によって下方に移動しモータハウジング８の下部に落ち、その後、このモータハウジング８の下部に連通する連通路３４を介して、潤滑油貯留部２９に貯留される。

また車両運転時において、油路２５に導かれた潤滑油は、オイル供給口４５を経由して、減速機２内の各部を潤滑し且つ冷却する。油路２５は、油路２４に連通し、減速機入力軸３の内部におけるインボード側端からアウトボード側に軸方向に延びる。オイル供給口４５は、油路２５のうち偏心部１５，１６が設けられる軸方向位置から半径方向外方に延びている。減速機２内において、オイル供給口４５からの遠心力とポンプ２７の圧力とにより、潤滑油を半径方向外方に供給することで、減速機２内の各部を潤滑・冷却する。この潤滑等に供された潤滑油は重力によって下方に移動して、オイル排出口４６を介して、減速機ハウジング７の下部に設けられる潤滑油貯留部２９に貯留される。

制御系について説明する。
図５は、この電気自動車用駆動装置の制御系のブロック図である。以下の説明において、図１も適宜参照しつつ説明する。
制御装置Ｃｕは、ＥＣＵ４７とインバータ装置４８とを有する。これらＥＣＵ４７およびインバータ装置４８は、この電気自動車の車体に搭載される。ＥＣＵ４７は、自動車全般の統括制御を行い、インバータ装置４８に指令を与える上位制御手段である。インバータ装置４８は、図５では１つのみ表されているが電動モータ１毎にそれぞれ設けられる。各インバータ装置４８は、ＥＣＵ４７の指令に従って各走行用の電動モータ１の制御をそれぞれ行う。ＥＣＵ４７は、コンピュータとこれに実行されるプログラム、並びに各種の電子回路等で構成される。

ＥＣＵ４７は、指令トルク演算部４７ａと、異常表示手段４７ｂとを有する。指令トルク演算部４７ａは、アクセル操作部４９の動作量を検出するアクセルセンサ４９ａの信号と、ブレーキ操作部５０の動作量を検出するブレーキセンサ５０ａの信号から、各電動モータ１に与える加速・減速指令を指令トルクとして生成する。ＥＣＵ４７は、演算された指令トルクを各電動モータ１へ分配するように各インバータ装置４８へ出力する。

インバータ装置４８は、各電動モータ１に対して設けられたパワー回路部５１と、このパワー回路部５１を制御するモータコントロール部５２とを有する。パワー回路部５１は、インバータ５１ａと、このインバータ５１ａを駆動するＰＷＭドライバ５１ｂとを有する。インバータ５１ａは、バッテリ５３の直流電力を電動モータ１の駆動に用いる３相の交流電力に変換する。インバータ５１ａは、複数の半導体スイッチング素子（図示せず）で構成され、ＰＷＭドライバ５１ｂは、オンオフ指令に基づきインバータ５１ａを駆動する。前記半導体スイッチング素子は、例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）等からなる。

モータコントロール部５２は、その基本となる制御部としてモータ駆動制御部５４を有する。モータ駆動制御部５４は、上位制御手段であるＥＣＵ４７から与えられる指令トルクによる加速・減速指令に従い、電流指令に変換してパルス幅変調し、パワー回路部５１のＰＷＭドライバ５１ｂにオンオフ指令を与える。モータ駆動制御部５４は、インバータ５１ａから電動モータ１に流すモータ電流を電流検出手段Ｓａから得て、電流フィードバック制御を行う。また、モータ駆動制御部５４は、電動モータ１のロータ１０（図１）の回転角度を回転センサＳｂから得て、ベクトル制御を行う。回転センサＳｂとしては、例えば、レゾルバやＧＭＲセンサ等を適用可能である。

この実施形態では、上記構成の制御装置Ｃｕに、給油異常判定手段５５、出力制限手段５６、異常報告手段５７、および記憶手段５８等を設けている。
給油異常判定手段５５は、前述の給油機構Ｊｋ（図１）の異常を判定する手段であって、回転数算出手段５９と、流量検出手段６０と、油温測定部６１と、判定部６２とを有する。これらのうち回転数算出手段５９および判定部６２がモータコントロール部５２に設けられている。回転数算出手段５９は、回転センサＳｂで検出された回転角度から、ロータ１０（図１）の単位時間当たりの回転数つまりモータ回転数を算出する。

流量検出手段６０は、給油機構Ｊｋ（図１）のポンプ２７（図１）から吐出する潤滑油の流量を検出する。流量検出手段６０は、この例ではモータハウジング８（図１）内における第４油路３３（図１）中に設けられる。この流量検出手段６０は、例えば、潤滑油の体積流量を測定する羽根車式のもの、容積式のもの、質量流量を直接測定できるようなコリオリ式や熱線式のもののいずれでも良い。

ところでポンプ２７（図１）の吐出量は、潤滑油の粘度の影響を受ける。油温が低いときには、同ポンプの吐出能力は低下し、回転数に対する吐出量が少なくなる。そこで油温測定部６１は潤滑油の油温を測定する。この例では、給油機構Ｊｋ（図１）における潤滑油貯留部２９（図１）の底部のうち、潤滑油の吸込み口近傍に、油温測定部６１が設置される。油温測定部６１として、例えばサーミスタ等が適用される。

判定部６２は、回転数算出手段５９で算出されたモータ回転数および油温測定部６１で測定される油温から推定される潤滑油の流量推定値と、流量検出手段６０で検出された潤滑油の流量とを比較して潤滑油の流量の異常を判定する。判定部６２は、モータ回転数がある回転数以上からこの異常判定を開始する。流量検出手段６０は低流量域の検出が難しく、検出精度に劣る傾向がある。

また減速機２（図１）および電動モータ１に関しても、低流量域で不具合が生じるような重大な異常は起こり難いからである。モータ回転数が高くなると、強制給油されていない状態で駆動したときに、減速機２（図１）および電動モータ１内の摺動面および接触面での金属接触が生じる可能性が高くなる。よって判定部６２は、モータ回転数がある回転数以上からこの異常判定を開始する。

ここで図６は、モータ回転数と流量との近似式の関係を示す図である。図５と共に説明する。
潤滑油の流量は、油温によって変化する係数Ａにモータ回転数を乗じた値に比例する。具体的に、あるモータ回転数に対し、油温が高くなる程潤滑油の流量は大きくなり、逆に油温が低くなる程潤滑油の流量は小さくなる。同図６にて表される各実線は、油温をも加味した潤滑油の流量推定値であり、流量異常がないことを前提として表された流量である。各油温における流量推定値とモータ回転数との関係は近似式により定められ、同近似式は判定部６２または記憶手段５８に記憶される。判定部６２は、モータ回転数および油温から推定される潤滑油の流量推定値と、流量検出手段６０で検出された潤滑油の流量とを比較して異常を判定することで、より精度良く流量の異常を判定し得る。

また判定部６２は、流量検出手段６０で検出された潤滑油の流量が定められた範囲内にあるとき、流量の異常ありと判定する。前記定められた範囲として、例えば、流量検出手段６０の下限値以下、または実験やシミュレーション等の結果から求められる潤滑に最低限必要な流量以下のとき、判定部６２は流量の異常ありと判定する。つまり流路の経年劣化による通水抵抗の変化や、流路の変化により、最悪の場合には潤滑油を強制循環できないことが考えられる。その際には、潤滑油の流量が所望の流量よりも少なくなる可能性もある。そこで、潤滑油の流量が前述のような流量以下（第１の下限値以下）のときに異常ありと判定する。

また、想定される潤滑油の上限温度での最大流量に対し、例えば係数等を乗じた流量以上（第１の上限値以上）となる範囲も、前記定められた範囲に含まれるものとする。潤滑に必要な流量を大幅に超える潤滑油が流路を流れると、回転部品の回転抵抗となることで電費の悪化につながる。そこで、潤滑油の流量が第１の上限値以上のときも異常ありと判定する。

判定部６２は、流量推定値が設定範囲内にあるとき流量の異常ありと判定する。この場合、各モータ回転数および油温に応じて時々刻々と変化する潤滑油の流量推定値に対して異常判定を行うことにより、より早期に異常を判断し得る。あるモータ回転数および油温における流量推定値が、潤滑に最低限必要な流量以下（第２の下限値以下）のとき、判定部６２は異常と判定する。また、あるモータ回転数および油温における流量推定値が、想定される潤滑油の最大流量に例えば係数等を乗じた流量以上（第２の上限値以上）のとき、判定部６２は異常と判定する。

図５に示すように、出力制限手段５６は、モータコントロール部５２に設けられる。出力制限手段５６は、判定部６２が流量の異常ありと判定すると、例えば、電流検出手段Ｓａで検出される電流が定められた電流以下となるように、指令トルクを制限する。なお出力制限手段５６は、判定部６２による異常ありとの判定結果を受けて、電流検出手段Ｓａの検出値に依らずインバータ５１ａへの電流指令を制限するように、モータ駆動制御部５４を介してパワー回路部５１に指令するようにしても良い。前記定められた電流は、実験やシミュレーション等の結果により定められる。モータ駆動制御部５４は、出力制限手段５６で制限された指令トルクを電流指令に変換する。

モータコントロール部５２には、異常報告手段５７が設けられる。異常報告手段５７は、判定部６２による異常ありとの判定結果を受けて、ＥＣＵ４７に異常発生情報を出力する手段である。ＥＣＵ４７に設けられた異常表示手段４７ｂは、異常報告手段５７から出力され異常発生情報を受けて、運転席の表示装置６３に、異常を知らせる表示を行わせる手段である。表示装置６３における表示は、文字や記号による表示、例えばアイコンによる表示とされる。

以上説明した電気自動車用駆動装置によれば、車両運転時、回転センサＳｂは電動モータ１の回転角度を検出する。回転数算出手段５９は、回転センサＳｂで検出された回転角度からモータ回転数を算出する。流量検出手段６０は、ポンプ２７から吐出する潤滑油の流量を検出する。判定部６２は、前述のように、モータ回転数および油温から推定される流量推定値と、流量検出手段６０で検出された潤滑油の流量とを比較して流量の異常を判定する。判定部６２が流量の異常ありと判定すると、出力制限手段５６により電動モータ１の出力制限を行う。また異常報告手段５７は、判定部６２による異常ありとの判定結果を受けて、ＥＣＵ４７に異常発生情報を出力する。異常表示手段４７ｂは、異常報告手段５７から出力され異常発生情報を受けて、運転席の表示装置６３に、異常を知らせる表示を行わせる。これにより運転者の注意を喚起し得る。このようなフェールセーフ動作を行うことができる。

他の実施形態について説明する。
以下の説明においては、各形態で先行する形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符号を付し、重複する説明を略する。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、特に記載のない限り先行して説明している形態と同様とする。同一の構成から同一の作用効果を奏する。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。

図６に示す関係に代えて、図７に示すように、モータ回転数と油温の関係から定まるマップＭｐを実験やシミュレーション等の結果により設定しても良い。このマップＭｐは、例えば、記憶手段５８（図５）に書き換え可能に記憶される。図５に示すように、判定部６２は、回転数算出手段５９で算出されたモータ回転数および油温測定部６１で測定される油温を、前記マップＭｐ（図７）に照らして潤滑油の流量推定値を推定し得る。

図６または図７から推定される流量推定値に一定の範囲を与えても良い。この場合、前記一定の範囲は、ある係数を掛けたものでも良い。流量の測定値のばらつきの影響もあるので、前記一定の範囲は、流量推定値に±５〜５０％であれば良い。前記係数は例えば実験やシミュレーション等の結果により定められる。

流量検出手段６０の検出値がある一定の閾値以下で異常判定する場合、温度変化による粘度特性に対応しきれない。このため、油温測定部６１で測定される油温に応じて、前記閾値を変化させても良い。

判定部６２は、油温を検出しないで、流量検出手段６０で検出された潤滑油の流量と、モータ回転数から推定される潤滑油の流量推定値とから、潤滑油の流量の異常を判定しても良い。この場合、油温測定部を省略することができるため、部品点数を低減し構造を簡単化できる。

流量検出手段６０は、第２油路３１途中または第３油路３２途中に設けても良い。要するに流量検出手段６０は、ポンプ２７の吐出口４４からモータ回転軸６の油路２４に至る油路途中のいずれの箇所に設けても良い。
また、前記の実施形態においては、モータ部１０にケーシング１１に固定されるステータ１２と、ステータ１２の内側に径方向の隙間を空けて対面する位置に配置されるロータ１３とを備えるラジアルギャップモータを採用した例を示したが、これに限ることなく、任意の構成のモータが適用可能である。例えばステータとロータとが軸方向に開いた隙間を介して対向配置されるアキシアルギャップモータであってもよい。
インホイールモータ駆動装置においては、サイクロイド式の減速機、遊星減速機、２軸並行減速機、その他の減速機を適用可能である。
また、前記の実施形態においては、インホイールモータ駆動装置により電気自動車用駆動装置を説明したが、これに限らず電動モータ２と減速機２を車体側に設け、減速機２と車輪用軸受５の間に等速自在継手を有するドライブシャフトを介在した２モータオンボードタイプの電気自動車用駆動装置であってもよい。

以上、実施形態に基づいてこの発明を実施するための形態を説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１…電動モータ
２…減速機
５…車輪用軸受
２７…ポンプ
５５…給油異常判定手段
５６…出力制限手段
５９…回転数算出手段
６０…流量検出手段
６１…油温測定部
６２…判定部
Ｃｕ…制御装置
Ｊｋ…給油機構
Ｓｂ…回転センサ

Claims (8)

1. 車輪を支持する車輪用軸受と、電動モータと、この電動モータの回転を減速して前記車輪用軸受における回転輪に伝える減速機と、前記電動モータおよび前記減速機に潤滑油をポンプにより供給する給油機構と、前記電動モータの回転角度を検出する回転センサとを備えた電気自動車用駆動装置であって、
   前記給油機構の異常を判定する給油異常判定手段を設け、
   この給油異常判定手段は、
   前記回転センサで検出された回転角度からモータ回転数を算出する回転数算出手段と、
   前記給油機構の前記ポンプから吐出する潤滑油の流量を検出する流量検出手段と、
   この流量検出手段で検出された潤滑油の流量と前記回転数算出手段で算出されたモータ回転数から推定される流量とを比較し、定められた基準に従って潤滑油の流量の異常を判定する判定部と、
   を有することを特徴とする電気自動車用駆動装置。
2. 請求項１に記載の電気自動車用駆動装置において、前記給油異常判定手段は、前記回転数算出手段で算出されるモータ回転数が定められた回転数以上のとき、前記判定部が異常判定を行う電気自動車用駆動装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の電気自動車用駆動装置において、前記給油異常判定手段は、前記流量検出手段で検出された潤滑油の流量が定められた範囲内にあるとき、前記判定部は流量の異常ありと判定する電気自動車用駆動装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の電気自動車用駆動装置において、前記給油異常判定手段は、給油機構の流路途中における潤滑油の油温を測定する油温測定部を有し、前記判定部は、前記回転数算出手段で算出されたモータ回転数、および前記油温測定部で測定される油温から推定される潤滑油の流量推定値と、前記流量検出手段で検出された潤滑油の流量とを比較して異常を判定する電気自動車用駆動装置。
5. 請求項４に記載の電気自動車用駆動装置において、前記判定部は、前記流量推定値が設定範囲内にあるとき流量の異常ありと判定する電気自動車用駆動装置。
6. 請求項４または請求項５に記載の電気自動車用駆動装置において、前記判定部は、モータ回転数と油温の関係から定まるマップ、または、モータ回転数と油温から定まる近似式に基づいて、前記流量推定値を推定する電気自動車用駆動装置。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の電気自動車用駆動装置において、前記電動モータを制御する制御装置を備え、前記給油異常判定手段が前記給油機構に異常有りと判定すると、前記制御装置は前記電動モータの出力を定められた基準に従って制限する出力制限手段を有する電気自動車用駆動装置。
8. 請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の電気自動車用駆動装置において、前記電動モータは、一部または全体が車輪内に配置されて前記電動モータと前記車輪用軸受と前記減速機とを含むインホイールモータ駆動装置を構成する電気自動車用駆動装置。

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