JP2008206213A - 電気自動車用電動機構造 - Google Patents

Abstract

【課題】電気自動車において、車両の省スペース化及び低コスト化を実現できるようにした、電気自動車用電動機構造を提供する。
【解決手段】電気自動車用の電動機構造であって、電動機２が、車両１の駆動系６に接続され、ステータ２２に設けられたコイル２２Ａに通電することにより回転駆動して車両１を駆動する走行駆動用ロータ２３と、走行駆動用ロータ２３と同軸上に設けられるとともに、車両１の補機４０に接続され、コイル２２Ａに通電することにより回転駆動して補機１１を駆動する補機駆動用ロータ２５とを有して構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ハイブリッド電気自動車を含む電気自動車に搭載される電動機の構造に関する。

近年、ハイブリッド電気自動車を含め、電動機（モータともいう）により車両を駆動する電気自動車に対する注目が高まっている。
電気自動車は、車両の走行のための駆動力を得るための走行駆動用モータと、エアコンや冷却水の循環用のウォータポンプ等の補機を駆動するために走行駆動用モータよりも比較的低電圧で作動する単数あるいは複数の補機駆動用モータとをそれぞれ別個に備えている（例えば、特許文献１参照）。

ここで、一般的な電気自動車の冷却系の構成を図５を用いて説明すると、この電気自動車は、走行駆動用モータ１０１，ＭＣＵ（モータ制御装置）１０２，ラジエータ１０３，ウォータポンプ１０４を有しており、これらは、冷却水循環路１０５ａ〜１０５ｄにより直列に接続され、冷却水循環路１０５ａ〜１０５ｄの内部を冷却水が循環しうるように構成されている。

走行駆動用モータ１０１は駆動輪（図示略）に動力伝達可能に接続されている。ＭＣＵ１０２は、インバータやコントローラ（いずれも図示略）により構成されており、走行駆動用モータ１０１に供給する電力を制御するようになっている。
ラジエータ１０３は、内部に表面積が大きな放熱用流路及び放熱フィン（いずれも図示略）を有しており、冷却水は、ラジエータ１０３を通る際に周囲の空気側に放熱するようになっている。これにより、熱を帯びた冷却水が冷却されるようになっている。

ウォータポンプ１０４は内部に図示しないポンプ駆動用モータを有しており、このポンプ駆動用モータの駆動により冷却水循環路１０５ａ〜１０５ｄ内の冷却水を強制的に送出するように構成されている。そして、この冷却水により、発熱源である走行駆動用モータ１０１及びＭＣＵ１０２が冷却される。
そして、走行駆動用モータ１０１及びＭＣＵ１０２との熱交換によって熱せられた冷却水はラジエータ１０３により冷却される。このラジエータ１０３により冷却された冷却水は再びウォータポンプ１０４に戻り、ウォータポンプ１０４に戻った冷却水は再び走行駆動用モータ１０１側に送出される。

このように、電気自動車においては、走行駆動用モータ１０１とは別個に、補機駆動用モータとしてのポンプ駆動用モータを設けることにより、冷却水循環路１０５ａ〜１０５ｄ内の冷却水を強制的に循環させるように構成されている。
特開２００６−１１２５１９号公報

ところで、上述したように、従来の電気自動車では車両の駆動力を得るための走行駆動用モータに加えて、車両に搭載されている補機類（上述の場合はウォータポンプ）を駆動させるための補機駆動用モータが設けられている。
このように、走行駆動用モータに加えてさらに補機駆動用の電動機を設ける必要があるため、走行駆動用モータとは別に補機駆動用モータを設ける分だけコストが増大する。

また、走行駆動用モータとは別に、補機駆動用モータを車両内に搭載する必要があるため、補機駆動用モータを搭載するスペースを確保する必要があり、車両の省スペース化に対する妨げとなっている。
特に、電気自動車においては、一度の充電による航続距離を伸長させるために、走行のための電力を蓄電するバッテリを大容量にする必要があり、大容量のバッテリを搭載するために大きなスペースを確保する必要がある。このような理由から、電気自動車においては、車両に搭載する機器の省スペース化が強く求められている。

本発明はこのような課題に鑑み創案されたもので、車両の省スペース化及び低コスト化を実現できるようにした、電気自動車用電動機構造を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明の電気自動車用電動機構造（請求項１）は、電気自動車用の電動機構造であって、該電動機が、車両の駆動系に接続され、ステータに設けられたコイルに通電することにより回転駆動して該車両を駆動する走行駆動用ロータと、該走行駆動用ロータと同軸上に設けられるとともに、該車両の補機に接続され、該コイルに通電することにより回転駆動して該補機を駆動する補機駆動用ロータとを有することを特徴としている。

また、該車両の走行速度を検出する車速検出手段と、該車両のドライバの運転要求に応じて該コイルに供給する電力を制御する電動機制御手段とをそなえ、該電動機制御手段は、該車速検出手段により該車両の停止が検出されると、該走行駆動用ロータが駆動せずに且つ該補機駆動用ロータのみが駆動するような電力を該コイルに供給することが好ましい（請求項２）。

また、該車両の走行速度を検出する車速検出手段と、該車両のブレーキ操作状態を検出するブレーキ操作状態検出手段と、該車両のドライバの運転要求に応じて該コイルに供給する電力を制御する電動機制御手段とをそなえ、該電動機制御手段は、該車速検出手段により該車両の停止が検出され、且つ該ブレーキ操作状態検出手段でブレーキ操作が検出されると、該走行駆動用ロータが駆動せずに且つ該補機駆動用ロータのみが駆動するような電力を該コイルに供給することが好ましい（請求項３）。

なお、ブレーキ操作状態検出手段は、通常のフットブレーキ操作のみを検出するものであっても良いし、パーキングブレーキの操作のみを検出するものであっても良い。さらにはこれら２つのブレーキ操作の両方ともを検出するように構成してもよい。
あるいは、車両の停止が検出され、ブレーキ操作が検出され、且つシフトレバーがパーキングに入力されているという条件がいずれも成立した場合に、走行駆動用ロータが駆動せずに且つ補機駆動用ロータのみが駆動するような電力をコイルに供給するようにしてもよい。この場合、ブレーキ操作が検出されるという条件は省略してもよい。

また、該車両が冷却水により該電動機を含む車両の要冷却箇所を冷却する冷却装置をそなえ、該冷却装置が、該冷却水が流れる冷却水通路と、該冷却水通路内を流れる該冷却水の熱を放射させて冷却する冷却水放熱手段と、該冷却水通路内の冷却水を循環させる該補機としてのウォータポンプとをそなえ、該補機駆動用ロータがウォータポンプに接続されていることが好ましい（請求項４）。

また、該補機駆動用ロータと該ウォータポンプとの間に該補機駆動用ロータの回転速度を減速する減速機構が介装されていることが好ましい（請求項５）。
また、該電動機が該コイルを固定するとともに該走行駆動用ロータ及び該補機駆動用ロータを収納するハウジングを有し、該ハウジングに該冷却水が流通するウォータジャケットが形成され、該ウォータジャケットに該冷却水通路が接続されていることが好ましい（請求項６）。

また、該補機として該車両に潤滑油を循環させる、あるいは、所定の機器に作動油を供給するオイルポンプが設けられ、該補機駆動用ロータが該オイルポンプに接続されていることも好ましい（請求項７）。
また、該補機として該車両に空調装置を作動させるコンプレッサが設けられ、該補機駆動用ロータが該コンプレッサに接続されていることも好ましい（請求項８）。

また、該走行駆動用ロータと該補機駆動用ロータとの間には、少なくとも該車両の前進時において、該補機駆動用ロータが該走行駆動用ロータよりも高い回転数で回転するのを許容し、且つ該補機駆動用ロータが該走行駆動用ロータよりも低い回転数で回転するのを禁止するワンウェイクラッチが介装されていることが好ましい（請求項９）。

本発明の電気自動車用電動機構造（請求項１）によれば、走行駆動用ロータにより車両を駆動するとともに、補機駆動用ロータにより補機を駆動するので、一つの電動機により車両の駆動と補機の駆動とを兼用して行うことができる。したがって、走行駆動用のモータに加えて補機駆動用モータを別個に設ける必要がなく、その分だけ車両の機器類を省スペース化することができるとともに補機駆動用モータにかかる費用を無くすことができ、コストを低減することができる。

また、本発明の電気自動車用電動機構造（請求項２）によれば、車両が停車中である場合等走行駆動用ロータが停止する状態であっても、補機駆動用ロータを停止させることなく駆動することにより補機を連続して作動させることができる。
また、本発明の電気自動車用電動機構造（請求項３）によれば、車両の停止中且つブレーキ操作が検出した状態にのみ、コイルに電力を供給するので、補機駆動用ロータを停止させることなく駆動することにより補機を連続して作動させることができるとともに、コイルに供給された電力により、ドライバの意図に反して誤って車両が走行してしまうことを防止することができることができる。

また、本発明の電気自動車用電動機構造（請求項４）によれば、ウォータポンプ駆動用の専用の電動機（モータ）を備えることなく、冷却水を循環させることができる。また、車両の停止時等、走行駆動用ロータが停止している場合であっても、補機駆動用ロータを駆動させることにより冷却水の循環を停止させることなく連続的に冷却水を循環させることができ、これにより、要冷却箇所を冷却することができる。

また、本発明の電気自動車用電動機構造（請求項５）によれば、補機駆動用ロータの回転力を冷却水の循環に最適な回転速度にして、ウォータポンプに伝達することができる。
また、本発明の電気自動車用電動機構造（請求項６）によれば、電動機のハウジング内のウォータジャケットを冷却水が循環することにより、電気自動車において最も大きな発熱源となる電動機を冷却することができる。

また、本発明の電気自動車用電動機構造（請求項７）によれば、オイルポンプ駆動用の専用の電動機を備えることなく、潤滑油を循環させたり、あるいは、所定の機器に作動油を供給することができる。また、車両の停止時等、走行駆動用ロータが停止している場合であっても、補機駆動用ロータを駆動させることによりオイルポンプを停止させることなくオイルポンプを連続的に作動させることができる。

また、本発明の電気自動車用電動機構造（請求項８）によれば、コンプレッサのための専用の電動機を備えることなく、空調装置を作動させることができる。また、車両の停止時等、走行駆動用ロータが停止している場合であっても、補機駆動用ロータを駆動させることにより空調装置を停止させることなく連続的に作動させることができる。
また、本発明の電気自動車用電動機構造（請求項９）によれば、車両の前進時において、ワンウェイクラッチにより補機駆動用ロータが走行駆動用ロータよりも低い回転数で回転するのが禁止されるので、補機の駆動負荷が大きい等の理由により補機駆動用ロータの回転速度が低くなった場合には、補助的に走行駆動用ロータの駆動トルクにより補機駆動用ロータを強制的に駆動することができ、補機の駆動負荷が大きい場合でも補機を安定して作動させることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１〜図３は、いずれも本発明の一実施形態に係る電気自動車用電動機構造を説明するためのものであって、図１は電動機の構成を示す模式的な断面図、図２は電気自動車の要部の構成を模式的に示すブロック図、図３は、電子制御装置及びモータ制御装置の機能ブロック図である。
図２に示すように、車両１は電動機（モータ）２を搭載しており、電動機２の駆動力により走行する電気自動車である。

車両１は、電動機２の他にＭＣＵ（モータ制御装置，電動機制御手段）３，ＥＣＵ（電子制御装置，電動機制御手段）４，バッテリ５，車両駆動系（駆動系）６，減速機（減速機構）７，シフトセンサ８，車速センサ（車速検出手段）９，ブレーキスイッチ（ブレーキ操作状態検出手段）１０及び冷却装置１１を有している。
ＭＣＵ３は、図３に示すようにインバータ３Ａと、演算装置及び記憶装置からなるコントローラ３Ｂとを有して構成されている。インバータ３Ａはバッテリ５から供給される直流電力を三相交流に変換して電動機２に供給するように構成されている。

また、ＭＣＵ３は、ＥＣＵ４から入力される運転者の運転要求等の信号に基づいて電動機２に供給する電力を制御しうるように構成されている。
ＥＣＵ４は、ドライバの運転要求や車両の走行状態等に応じて車両１の各装置の総合的な制御を実施する制御装置でありいずれも図示しない入出力装置、制御プログラムや制御マップ等を記憶する記憶装置、演算装置及びタイマやカウンタ類等により構成されている。

図２に示すように、ＥＣＵ４には、シフトセンサ８，車速センサ９及びブレーキスイッチ１０やその他の図示しないセンサ類が接続されている。そして、シフトセンサ８からは図示しないシフトレバーの位置情報（シフトレンジ）が入力されるようになっており，車速センサ９からは車両１の現在の走行速度情報が入力されるようになっている。また、ブレーキスイッチ１０からは図示しないフットブレーキのオン／オフ信号が入力されるようになっている。

なお、ブレーキスイッチ１０は、フットブレーキのオン／オフに加えて図示しないパーキングブレーキのオン／オフも検知するように構成し、ＥＣＵ４には、パーキングブレーキのオン／オフ信号も入力されるように構成してもよい。なお、ＭＣＵ３及びＥＣＵ４の詳細な機能構成については後述する。
バッテリ５は、充電及び放電を繰り返し行うことができる蓄電装置であり、図示しない電力供給源からの電力を充電可能であるとともに、ＭＣＵ３の要求に応じた直流電力をＭＣＵ３のインバータ３Ａに供給しうるようになっている。

電動機２についての詳細な構成については後述するが、電動機２は、いわゆる三相交流式のモータであり、三相交流の電力により駆動するようになっている。
また、後述するように電動機２は、同一軸線上に一対の駆動軸（走行駆動用シャフト２４，補機駆動用シャフト２６）を有している。そして、走行駆動用シャフト２４は、いずれも図示しないトランスミッションや駆動輪等の車両駆動系６に回転力を伝達可能に接続されるとともに、補機駆動用シャフト２６は減速機７を介して車両１の冷却装置１１のウォータポンプ（補機）４０に動力伝達可能に接続されている。

減速機７は、補機駆動用シャフト２６から入力された回転力を減速してウォーターポンプ４０の駆動シャフト４３に伝達しうるように構成されている。
次に、冷却装置１１の構成について説明する。図１に示すように、冷却装置１１は、ウォータポンプ４０，各冷却水通路４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ，４４Ｄ（各冷却通路全体を示す場合には冷却水通路４４ともいう），ヒートシンク４５を有して構成されている。また、ウォータポンプ４０は、インペラ４１及びハウジング４２を有している。

ハウジング４２は、内部にインペラ４１を収納しており、インペラ４１は駆動シャフト４３と一体となって回転しうるように駆動シャフト４３の先端に取り付けられている。
即ち、ウォータポンプ４０は、駆動シャフト４３から入力される駆動力によりハウジング４２内のインペラ４１が回転することによって、冷却水を加圧し、冷却水通路４４内の冷却水を循環させるように構成されている。

したがって、冷却水は、ウォータポンプ４０から各冷却水通路４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ，４４Ｄを介してそれぞれ電動機２，ヒートシンク４５，ＭＣＵ３を順に通過し、ＭＣＵ３を通過した冷却水は再びウォータポンプ４０に戻るようになっている。なお、本実施形態では、電動機２とＭＣＵ３とが要冷却箇所として設定されている。
ヒートシンク４５は、内部に表面積が大きな冷却水放熱用の冷却水通路及び多数の放熱フィン（いずれも図示略）を有しており、冷却水は、ヒートシンク４５を通過する間に冷却水の熱が周囲の空気側に放熱されるようになっている。これにより、各要冷却箇所を通過することで熱せられた冷却水が冷却されるようになっている。

次に、本発明の最も特徴的な箇所である電動機２の詳細な構成について説明する。電動機２は、ハウジング２０，ウォータジャケット２１，ステータ２２，走行駆動用ロータ２３，走行駆動用シャフト２４，補機駆動用ロータ２５，補機駆動用シャフト２６及び三個のベアリング（軸受け）２７〜２９を有して構成されている。
電動機２のハウジング２０は、円柱状に電動機２の外郭をなし、内部の空間にステータ２２，走行駆動用ロータ２３及び補機駆動用ロータ２５等が収納されている。

また、ウォータジャケット２１は、ハウジング２０の円筒壁部２０Ａの内部に冷却水が流通しうるように形成されている。このウォータジャケット２１は、冷却水通路４４Ａと冷却水通路４４Ｂとに連通されており、冷却水通路４４Ａから供給される冷却水により電動機２の温度が抑制されるとともに、電動機２から熱を奪って暖められた冷却水が冷却水通路４４Ｂから排出されるようになっている。

ステータ２２は、ハウジング２０の内周面に沿って環状に形成されており、ハウジング２０に固定されている。また、ステータ２２は、コイル２２Ａを有しており、ＭＣＵ３のインバータ３Ａから供給される三相交流電力をコイル２２Ａに通電することにより、走行駆動用ロータ２３及び補機駆動用ロータ２５を回転させるための誘電磁界を発生させるようになっている。

また、ステータ２２の内側には走行駆動用ロータ２３及び補機駆動用ロータ２５が配設されている。走行駆動用ロータ２３及び補機駆動用ロータ２５は、それぞれ離隔した別体のロータ（回転子）として形成されるとともに、図示するように同軸上に配設されている。そして、これらの各ロータ２３，２５はいずれも共通のコイル２２Ａで生じる誘電磁界により回転駆動するようになっている。

なお、走行駆動用ロータ２３と補機駆動用ロータ２５とは互いに回転が干渉されることはなく、それぞれコイル２２Ａにより発生する誘電磁界と接続された負荷に応じて独立して回転するようになっている。
また、図示するように、走行駆動用ロータ２３は、その回転軸としての走行駆動用シャフト２４によりハウジング２０の内部に支持されており、補機駆動用ロータ２５はその回転軸としての補機駆動用シャフト２６によりハウジング２０の内部に支持されている。

また、走行駆動用シャフト２４の一端側は、ベアリング２７を介してハウジング２０に支持されている。また、走行駆動用シャフト２４の一端側は、走行駆動系６に動力伝達可能に接続されており、走行駆動用ロータ２３の駆動力により図示しない駆動輪が回転することにより車両１が走行するようになっている。
一方、走行駆動用シャフト２４の他端側はベアリング２８，補機駆動用シャフト２６及びベアリング２９を介してハウジング２０に支持されている。即ち、図示するように、走行駆動用ロータ２３に隣接して補機駆動用ロータ２５が設けられており、この補機駆動用ロータ２５の回転軸（補機駆動用シャフト）２６の一端部に走行駆動用シャフト２４の他端部がベアリング２８を介して同軸上に且つ相対回転可能に接続されているのである。

また、補機駆動用シャフト２６の他端部は、ベアリング２９を介してハウジング２０に支持されており、補機駆動用シャフト２６の他端部は、上述したように減速機７を介してウォーターポンプ４０の駆動シャフト４３に回転力を伝達可能に接続されている。
また、走行駆動用ロータ２３の回転軸方向の長さは、補機駆動用ロータ２５の回転軸方向の長さよりも十分に長く設定されている。また、走行駆動用ロータ２３と補機駆動用ロータ２５とではロータの径は同一に形成されている。つまり、ステータ２２のコイル２２Ａが通電された場合走行駆動用ロータ２３の方が補機駆動用ロータ２５よりも大きな駆動力が得られるように構成されている。

次に、ＭＣＵ３及びＥＣＵ４の機能構成について詳細に説明する。図３に示すように、ＭＣＵ３は、インバータ３Ａ及びコントローラ３Ｂを有して構成されている。
インバータ３Ａは、上述したようにバッテリ５から供給される電力を三相交流電力に変換して電動機２に供給するようになっている。また、インバータ３Ａは、電動機２のコイル２２Ａに供給する電力の大小を増減しうるように構成されており、電動機２に供給する電力はコントローラ３Ｂにより制御されるようになっている。

コントローラ３Ｂは、ＥＣＵ４から入力される電力機出力指令信号に応じてインバータ３Ａから電動機２に供給される電力値を制御するようになっている。
ＥＣＵ４は、機能要素としてモータ出力演算部４Ａ及び車両停止判定部４Ｂとを有している。
まず、モータ出力演算部４Ａについて説明する。モータ出力演算部４Ａは、ドライバの運転要求に応じて、図示しないセンサ等から入力されるアクセル開度信号等の各種センシング信号に応じて、電動機２に供給する電力（以下、モータ供給電力Ｅという）の値を設定し、ＭＣＵ３に向けてモータ供給電力信号を出力するようになっている。

また、モータ出力演算部４Ａは、後述する車両停止判定部４Ｂにより車両停止判定信号が入力された場合には、走行駆動用ロータ２３が駆動することなく、且つ、補機駆動用ロータ２５のみが十分に駆動する程度の電力値（以下、停止時モータ供給電力Ｅ₀という）に上述のモータ供給電力Ｅを設定するようになっている。
ここで、停止時モータ供給電力Ｅ₀についてさらに詳細に説明する。

即ち、車両１を駆動するための負荷と補機（ここではウォーターポンプ４０）を駆動させるための負荷とでは、一般に、車両１を駆動させるための負荷の方がはるかに大きい。その一方、走行駆動用ロータ２３の方が補機駆動用ロータ２５よりもコイル２２Ａに通電する電力に対して得られる駆動力が大きくなるように設定されている。
したがって、停止時モータ供給電力Ｅ₀はこれらをバランスして補機駆動用ロータ２５のみが冷却装置１１を十分に機能させうる程度に回転しうるような電力（電流）を実験等により予め求めておき、予めＥＣＵ４に設定するようになっている。

次に、車両停止判定部４Ｂについて説明する。車両停止判定部４Ｂは、以下に示す条件（１）〜（３）の内、条件（１）と条件（２）とがいずれも成立した場合、あるいは、条件（１）と条件（３）とがいずれも成立した場合には、車両停止時であると判定し、車両停止判定信号をモータ出力演算部４Ａに出力するようになっている。
条件（１）：車速センサ９からの入力により車両１の車速がゼロ又は略ゼロであることが検出されること
条件（２）：ブレーキスイッチ１０からの入力により、ブレーキがオンとなっていることが検出されること（なお、このときのブレーキはフットブレーキのオンが検出されることでも良く、パーキングブレーキのオンが検出されることでも良い。また、その両方ともがオンと検出される場合であってもよい。）
条件（３）：シフトセンサ８からの入力により、シフトレバーがパーキングであることが検出されること
なお、当然ながら、車両停止判定部４Ｂは、上記の各条件（１）〜（３）が全て成立した場合にも車両停止判定信号を出力するようになっている。

本発明の一実施形態にかかる電気自動車用電動機構造はこのように構成されているので、車両１の走行時（即ち、車両停止判定部４Ｂにより車両停止判定がなされていない状態）には、走行駆動用ロータ２３及び補機駆動用ロータ２５が共に回転駆動して、車両駆動系６を駆動するとともに、ウォータポンプ４０を駆動することにより冷却水通路４４内の冷却水を強制的に循環させ、電動機２及びＭＣＵ３を冷却する。

特に、電動機２では、コイル２２Ａが通電することにより大きな熱が発生するが、電動機２のウォータジャケット２１がステータ２２に沿って配置されて冷却水を循環するので、効率的に電動機２が冷却される。
また、電動機２を通過した冷却水はその直後にヒートシンク４５により冷却されるので、電動機２から発生する熱により熱せられた冷却水はすぐに冷却され、この冷却された冷却水をインバータ３Ａ等の発熱源を有するＭＣＵ３に供給することにより、ＭＣＵ３が効果的に冷却される。

また、車両１の停止時（即ち、車両停止判定部４Ｂにより車両停止判定がなされた状態）には、インバータ３Ａからコイル２２Ａに停止時供給電力Ｅ₀の電力が供給され、この停止時供給電力Ｅ₀により生じる誘電磁界によって、走行駆動用ロータ２３を停止させたまま、補機駆動用ロータ２５のみを駆動させ、これにより、ウォータポンプ４０を駆動して冷却水通路４４内を冷却水が強制的に循環され、電動機２及びＭＣＵ３が十分に冷却される。

このように、本発明の電気自動車用電動機構造によれば、走行駆動用ロータ２３により、車両１を駆動するとともに、走行駆動用ロータ２３と独立して回転可能な補機駆動用ロータ２５により補機としてのウォータポンプ４０を駆動するので、一つの電動機２により車両１の走行と冷却装置１１の作動とを兼用して且つ独立して行うことができる。
したがって、車両１に走行用の電動機と冷却装置の駆動用の電動機とを別個に設ける必要がなく、その分だけ車両１を省スペース化することができる。

また、冷却装置１１を駆動するための専用の電動機を省略できるので、それにかかる費用を無くすことができ、車両１全体としての装置コストを低減することができる。
また、走行駆動用ロータ２３と補機駆動用ロータ２５とが同じ回転軸で且つ互いの回転を干渉しないように各ベアリング２７〜２９によりそれぞれ回転自在に指示されているので、車両１が停止し、走行駆動用ロータ２３回転が停止している場合であっても停止時供給電力Ｅ₀をコイル２２Ａに供給することにより、ウォータポンプ４０を十分に駆動させて、電動機２及びＭＣＵ３を十分に冷却することができる。

さらに上記の条件（１），（２）が成立した場合、及び、上記の条件（１），（３）が成立した場合、並びに、上記の条件（１）〜（３）がいずれも成立した場合にのみ、コイル２２Ａに停止時供給電力Ｅ₀を供給するので、例えば、下り坂時等、停止時供給電力Ｅ₀がコイル２２Ａに通電することにより、車両１がドライバの意図に反して走行してしまうことを防止することができることができる。

また、補機駆動用ロータ２５と駆動シャフト４３とが減速機７を介して接続されているので、補機駆動用ロータ２５の回転力を冷却水の循環に最適な回転速度及び回転トルクにして、ウォータポンプ４０のインペラ４１に伝達することができ。過度な冷却水の循環やインペラ等のウォータポンプ４０の破損等を防止することができる。
さらに、補機駆動用ロータ２５の回転軸方向の長さ（厚み）が、走行駆動用ロータ２３の回転軸方向の長さよりも十分に小さく形成されているので、車両１が停止している際には補機駆動用ロータ２５のみを駆動することで消費電力（即ち、停止時供給電力Ｅ₀）を低減することができる。

次に、本発明の変形例について図４を用いて説明する。本変形例は、一部を除いて上述の実施形態と同様に構成されている。このため、上述の実施形態と同様のものについては詳細な説明を省略し、同符号を用いて説明する。
本変形例では、走行駆動用ロータ２３がベアリング２８の代わりにワンウェイクラッチ５０を介してハウジング２０に支持されているという点が上述の実施形態のものと異なっている。

ワンウェイクラッチ５０は、車両の前進時において、補機駆動用ロータ２５が走行駆動用ロータ２３よりも高い回転数（回転速度）で回転するのを許容するとともに、補機駆動用ロータ２５が走行駆動用ロータ２３よりも低い回転数（回転速度）で回転するのを禁止するように構成されている。
また、本変形例では、補機として、ウォーターポンプ４０に加え、車両１の潤滑油を循環させる、あるいは、車両１の所定の機器に作動油を供給（あるいは加圧）するオイルポンプ６０と、車両１の図示しない空調装置を作動させるコンプレッサ６１とを有している点でも上述の実施形態のものと異なっている。

そして、オイルポンプ６０及びコンプレッサ６１は、減速機７から図示しない動力伝達機構を介してそれぞれオイルポンプ６０及びコンプレッサ６１に補機駆動用ロータ２５の駆動力を伝達可能に接続されている。
このように、本変形例によれば、走行駆動用ロータ２３と補機駆動用ロータ２５との間にワンウェイクラッチ５０を介装し、補機駆動用ロータ２５が走行駆動用ロータ２３よりも低い回転数で回転するのを禁止するので、補機類の駆動負荷が大きくなって、補機駆動用ロータ２５の回転数が低下して走行駆動用ロータ２３の回転数よりも低下しそうになると、走行駆動用ロータ２３からワンウェイクラッチ５０を介して補機駆動用ロータ２５に駆動力が伝達されて走行駆動用ロータ２３の駆動力を補助的に各補機類４０，６０，６１の駆動に使用することができ、各補機類４０，６０，６１の駆動負荷が大きい場合でも各補機類４０，６０，６１を安定して駆動させることができる。

さらに、潤滑油を循環させるためのオイルポンプ専用の電動機を省略できるとともに、空調装置を作動させるコンプレッサ専用の電動機をも省略してもオイルポンプ６０及びコンプレッサ６１を駆動させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、上述の実施形態において、車両停止判定部４Ｂは条件（１）のみが成立した場合に車両停止判定信号を出力するようにしてもよい。即ち、車速センサ９により車両１の停止が検出されると、ブレーキ操作状態に関わらず、走行駆動用ロータ２３が駆動せずに且つ補機駆動用ロータ２５のみが駆動するような電力（実施形態では停止時供給電力Ｅ₀）をコイル２２Ａに供給するようにしてもよい。

また、本発明の電気自動車の電動機構造を電動機によりエンジンの駆動力を補助して走行するパラレル式ハイブリッド電気自動車に適用しても良く、エンジンの駆動力により発電した電力を用いて電動機を駆動するシリーズ式ハイブリッド電気自動車にも適用してもよい。また、もちろん、本発明は、電源等により予めバッテリに充電した電力を用いて走行する電気自動車にも適用可能である。

また、上述の実施形態では、電動機及びＭＣＵが要冷却箇所として設定されているが、要冷却箇所としてはこれらに限定されるものではなく、例えば、ＥＣＵを要冷却箇所に設定してもよい。この場合ＥＣＵの内部あるいは近傍に冷却水通路を設けて冷却水を循環させるようにすればよい。
また、上述の実施形態及びその変形例においては、車両の補機として冷却装置，オイルポンプ及びコンプレッサを適用した例について説明したが、車両に搭載される補機類としてはこれに限定されるものではなく、適宜選択可能である。

また、上述の実施形態では、走行駆動用ロータから図示しないトランスミッション等の駆動系に接続するように構成しているが、いわゆるインホイールモータのように各駆動輪に電動機を設けるように構成してもよい。

本発明の一実施形態に係る電気自動車用電動機構造を説明するためのものであって、電動機の構成を示す模式的な断面図である。 本発明の一実施形態に係る電気自動車用電動機構造を説明するためのものであって、電気自動車の要部の構成を模式的に示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る電気自動車用電動機構造を説明するためのものであって、電子制御装置及びモータ制御装置の機能ブロック図である。 本発明の一実施形態の変形例に係る電気自動車用電動機構造を説明するためのものであって、電動機の構成を示す模式的な断面図である。 従来技術として、一般的な電気自動車の冷却系の構成を模式的に示す図である。

模式的に示す図である。

符号の説明

１ 車両
２ 電動機
３ ＭＣＵ（モータ制御装置）
４ ＥＣＵ（電子制御装置）
５ バッテリ
６ 車両駆動系（駆動系）
７ 減速機（減速機構）
８ シフトセンサ
９ 車速センサ（車速検出手段）
１０ ブレーキスイッチ
１１ 冷却装置
２０ ハウジング
２０Ａ 円筒壁部
２１ ウォータジャケット
２２ ステータ
２２Ａ コイル
２３ 走行駆動用ロータ
２４ 走行駆動用シャフト
２５ 補機駆動用ロータ
２６ 補機駆動用シャフト
２７，２８，２９ ベアリング
４０ ウォータポンプ（補機）
４１ インペラ
４２ ハウジング
４３ 駆動シャフト
４４，４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ，４４Ｄ 冷却水通路
４５ ヒートシンク
５０ ワンウェイクラッチ
６０ オイルポンプ（補機）
６１ コンプレッサ（補機）

Claims (9)

1. 電気自動車用の電動機構造であって、
   該電動機が、
   車両の駆動系に接続され、ステータに設けられたコイルに通電することにより回転駆動して該車両を駆動する走行駆動用ロータと、
   該走行駆動用ロータと同軸上に設けられるとともに、該車両の補機に接続され、該コイルに通電することにより回転駆動して該補機を駆動する補機駆動用ロータとを有する
   ことを特徴とする、電気自動車用電動機構造。
2. 該車両の走行速度を検出する車速検出手段と、
   該車両のドライバの運転要求に応じて該コイルに供給する電力を制御する電動機制御手段とをそなえ、
   該電動機制御手段は、該車速検出手段により該車両の停止が検出されると、該走行駆動用ロータが駆動せずに且つ該補機駆動用ロータのみが駆動するような電力を該コイルに供給する
   ことを特徴とする、請求項１記載の電気自動車用電動機構造。
3. 該車両の走行速度を検出する車速検出手段と、
   該車両のブレーキ操作状態を検出するブレーキ操作状態検出手段と、
   該車両のドライバの運転要求に応じて該コイルに供給する電力を制御する電動機制御手段とをそなえ、
   該電動機制御手段は、該車速検出手段により該車両の停止が検出され、且つ該ブレーキ操作状態検出手段でブレーキ操作が検出されると、該走行駆動用ロータが駆動せずに且つ該補機駆動用ロータのみが駆動するような電力を該コイルに供給する
   ことを特徴とする、請求項１記載の電気自動車用電動機構造。
4. 該車両が冷却水により該電動機を含む車両の要冷却箇所を冷却する冷却装置をそなえ、
   該冷却装置が、該冷却水が流れる冷却水通路と、該冷却水通路内を流れる該冷却水の熱を放射させて冷却する冷却水放熱手段と、該冷却水通路内の冷却水を循環させる該補機としてのウォータポンプとをそなえ、
   該補機駆動用ロータがウォータポンプに接続されている
   ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気自動車用電動機構造。
5. 該補機駆動用ロータと該ウォータポンプとの間に該補機駆動用ロータの回転速度を減速する減速機構が介装されている
   ことを特徴とする、請求項４記載の電気自動車用電動機構造。
6. 該電動機が該コイルを固定するとともに該走行駆動用ロータ及び該補機駆動用ロータを収納するハウジングを有し、
   該ハウジングに該冷却水が流通するウォータジャケットが形成され、該ウォータジャケットに該冷却水通路が接続されている
   ことを特徴とする、請求項４又は５記載の電気自動車用電動機構造。
7. 該補機として該車両に潤滑油を循環させる、あるいは、所定の機器に作動油を供給するオイルポンプが設けられ、
   該補機駆動用ロータが該オイルポンプに接続されている
   ことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の電気自動車用電動機構造。
8. 該補機として該車両に空調装置を作動させるコンプレッサが設けられ、
   該補機駆動用ロータが該コンプレッサに接続されている
   ことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の電気自動車用電動機構造。
9. 該走行駆動用ロータと該補機駆動用ロータとの間には、少なくとも該車両の前進時において、該補機駆動用ロータが該走行駆動用ロータよりも高い回転数で回転するのを許容し、且つ該補機駆動用ロータが該走行駆動用ロータよりも低い回転数で回転するのを禁止するワンウェイクラッチが介装されている
   ことを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の電気自動車用電動機構造。

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