JP2012257363A

JP2012257363A - 電気自動車

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Publication number: JP2012257363A
Application number: JP2011128180A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Endo; 康浩遠藤; Yukihiro Minesawa; 幸弘峯澤
Original assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-06-08
Filing date: 2011-06-08
Publication date: 2012-12-27
Anticipated expiration: 2031-06-08
Also published as: JP5466201B2; CN102991348A; US20130006460A1; US9151221B2; CN102991348B

Abstract

【課題】通常走行域において一層高いモータ効率が得られる電気自動車を提供する。
【解決手段】大きな駆動力が要求される発進加速モードの場合には、エアコン用コンプレッサ１２の回転の回転をブレーキＢ１により停止させた状態で第１駆動モータＭＧ１および第２駆動モータＭＧ２を作動させてそれらの出力を共に用いて駆動輪３８、４０を回転駆動し、通常走行モードでは、ブレーキＢ１を解放させて専ら第２駆動モータＭＧ２の出力で車両の駆動輪３８、４０を回転駆動する。このとき、１つの第２駆動モータＭＧ２を用いて常用される通常の加速走行を行うので、高いモータ効率が得ら、電気自動車の走行距離が長くなり、或いは蓄電装置が小型となるという効果が得られる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両を駆動する車両駆動モータとエアコン用コンプレッサを駆動するエアコン駆動モータとを備える電気自動車に関するものである。

車両の駆動輪を回転駆動する車両駆動モータとエアコン用コンプレッサを回転駆動するエアコン駆動モータとを遊星歯車機構を介して連結し、エアコン駆動モータの回転力を車両駆動モータにも伝達して車両駆動をアシストできるようにした電気自動車の駆動装置が提案されている。たとえば、特許文献１に記載の電気自動車用駆動システムがそれである。

このような電気自動車用駆動システムによれば、エアコン駆動モータの回転力をエアコン用コンプレッサの回転駆動に利用するだけでなく、遊星歯車機構を介して車両駆動モータに伝達してそれをアシストすることで、モータの台数が３台から２台に少なくされ、車両駆動モータを小型化して車両の重量増大を抑制することが可能となる。

特開２０１０−１７８４０３号公報

ところで、上記電気自動車用駆動システムでは、遊星歯車機構のリングギヤに車両駆動モータの出力が入力されると同時にエアコン駆動モータの出力がサンギヤに入力され、キャリヤから駆動輪へ出力するように、遊星歯車機構の回転要素が連結されているので、駆動輪を回転駆動するときには必ず車両駆動モータとエアコン駆動モータとが同時に出力する必要があるので、モータ効率が低下する場合があるという不都合があった。一般に、車両の駆動力を発生させる場合に、１台の駆動モータを用いる場合は、常用の通常走行域において相対的に高負荷駆動となって高いモータ効率が得られるが、２台の駆動モータで駆動する場合は負荷が分散されて各駆動モータでは低負荷駆動となり、モータ効率が低くなる可能性があった。そのモータ効率の低下は、同じ蓄電装置の容量を前提とすれば電気自動車の走行距離の短縮化に直結し、同じ走行距離を前提とすれば蓄電装置の大型化に直結する。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、通常走行域において一層高いモータ効率が得られる電気自動車を提供することにある。

上記目的を達成するための、本発明の要旨とするところは、(a) 駆動輪に連結されて該駆動輪を回転駆動するための第２駆動モータと、車両のエアコンを作動させるためのエアコン用コンプレッサと、該エアコン用コンプレッサを駆動可能な第１駆動モータとを備える電気自動車であって、(b) それら車両駆動モータ、エアコン用コンプレッサ、およびエアコン駆動モータがそれぞれ連結された３つの回転要素を有する遊星歯車装置と、(c) 該エアコン用コンプレッサを選択的に非回転部材に連結するブレーキとを、含むことを特徴とする。

このように構成された電気自動車によれば、車両の登坂発進時、急発進時、中間加速時のように大きな駆動力が要求される場合には、エアコン用コンプレッサの回転およびそれが連結された遊星歯車装置の回転を前記ブレーキにより停止させた状態で第１駆動モータおよび第２駆動モータを作動させてそれらの出力を共に用いて車両の駆動輪を回転駆動することができるので、２つの第１駆動モータおよび第２駆動モータを用いた高加速走行が得られる。その高加速走行よりも低い通常の加速走行時には、ブレーキを解放させて専ら該第２駆動モータの出力で車両の駆動輪を回転駆動することができるので、１つの第２駆動モータを用いた通常の加速走行が得られる。このように、常用される通常の加速走行時は、１つの第２駆動モータを用いた走行となって高いモータ効率が得られる。このため、同じ蓄電装置の容量を前提とすれば電気自動車の走行距離が長くなり、同じ走行距離を前提とすれば蓄電装置が小型となるという効果が得られる。

ここで、好適には、(d) 前記ブレーキを係合させて前記第１駆動モータおよび前記第２駆動モータを駆動してそれらの出力で車両の駆動輪を駆動する発進加速モードと、該ブレーキを解放させて専ら該第２駆動モータの出力で車両の駆動輪を駆動する通常走行モードと、該ブレーキを解放させて専ら該第１駆動モータの出力で前記エアコン用コンプレッサを駆動可能な車両停止モードとを車両の要求出力に基づいて択一的に切り換える電子制御装置を、さらに含むことにある。このようにすれば、発進加速モード、通常走行モード、および車両停止モードが、電子制御装置により車両の要求出力に基づいて択一的に切り換えられるので、常用される通常の加速走行時のような通常の要求出力時は、通常走行モードが選択されて、１つの第２駆動モータを用いた走行となって高いモータ効率が得られる。このため、同じ蓄電装置の容量を前提とすれば電気自動車の走行距離が長くなり、同じ走行距離を前提とすれば蓄電装置が小型となるという効果が得られる。また、車両の登坂発進時、急発進時、中間加速時のように大きな駆動力が要求される場合には発進加速モードが選択されるので、２つの第１駆動モータおよび第２駆動モータを用いた高加速走行が得られる。また、要求出力のないときは車両停止モードが選択されるので、第２駆動モータの出力で前記エアコン用コンプレッサを駆動可能な状態となり、必要に応じてエアコンを作動させることが可能となる。

また、好適には、(e) 前記電子制御装置は、前記発進加速モードにおいて前記第１駆動モータおよび前記第２駆動モータを駆動させるとき、該第１駆動モータおよび該第２駆動モータの出力トルクの割合を、予め記憶された関係から該第１駆動モータおよび該第２駆動モータの合計損失が最小となるように決定するものである。このようにすれば、発進加速モードにおいて第１駆動モータおよび第２駆動モータが作動させられるとき、両者の合計損失が最小となるようにそれら第１駆動モータおよび第２駆動モータの出力トルクの割合が決定されるので、車両の燃費が一層向上させられる利点がある。

本発明の一実施例である電気自動車の駆動装置を説明する骨子図である。図１の駆動装置の遊星歯車装置の作動を説明する共線図である。図１の電気自動車に設けられた電子制御装置の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図３のモータ制御部の制御により第２駆動モータが単独で車両を駆動する通常走行モードにおける常用作動域を、２モータ駆動での走行モードにおける第２駆動モータの常用作動域と対比して説明する図である。図３のモータ制御部の制御により第１駆動モータおよび第２駆動モータで車両を駆動する発進加速モードにおける出力割合を損失曲線に基づいて決定する作動を説明する図である。図１の電気自動車に設けられた電子制御装置の制御作動の要部を説明するフローチャートである。本発明の他の実施例である電気自動車の駆動装置を説明する骨子図である。図７の実施例の駆動装置の遊星歯車装置の作動を説明する共線図である。本発明の他の実施例である電気自動車の駆動装置を説明する骨子図である。図９の実施例の駆動装置の遊星歯車装置の作動を説明する共線図である。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施例である電気自動車の駆動装置１０を説明する骨子図である。図１において、本実施例の電気自動車には、エアコンを作動させるためのエアコン用コンプレッサ１２と、エアコン用コンプレッサ１２を回転駆動するためのエアコン用の第１駆動モータＭＧ１と、車両を駆動するための車両駆動用の第２駆動モータＭＧ２とが備えられている。本実施例では、それら第１駆動モータＭＧ１および第２駆動モータＭＧ２は、電動機および発電機として機能可能なモータジェネレータから構成されるが、少なくとも駆動モータＭＧ１は通常の電動機であってもよい。

上記駆動装置１０は、エアコン用コンプレッサ１２の回転を停止させるためのブレーキＢ１と、第２駆動モータＭＧ２、エアコン用コンプレッサ１２、および第１駆動モータＭＧ１が直接にまたは間接的にそれぞれ連結された３要素を有する遊星歯車装置１６と、を備えている。詳しくは、遊星歯車装置１６は、第１駆動モータＭＧ１に連結されたサンギヤＳ１と、サンギヤＳ１と噛み合う遊星歯車Ｐ１を自転公転可能に支持し、エアコン用コンプレッサ１２に連結され且つブレーキＢ１により非回転部材であるケース１４に選択的に連結されて回転停止させられるキャリヤＣＡ１と、遊星歯車Ｐ１と噛み合うリングギヤＲ１とを備えている。

第２駆動モータＭＧ２は、上記リングギヤＲ１に設けられた出力ギヤ１８と噛み合うカウンタドリブンギヤ２０と終減速機２２の大径ギヤ２４と噛み合い且つカウンタドリブンギヤ２０よりも小径のカウンタドライブギヤ２６とを有するカウンタ軸２８に直結されており、遊星歯車装置１６のリングギヤＲ１と間接的に連結されている。終減速機２２は、カウンタドライブギヤ２６よりも大径の大径ギヤ２４と、ピニオン３０を回転可能に支持するピニオンシャフト３２を径方向に備えて大径ギヤ２４と一体的に回転するデフケ−ス３４と、左右一対の駆動輪３８および４０に一対の車軸４２および４４を介してそれぞれ連結され、デフケース３４内においてピニオン３０の両側からそれと噛み合う一対のサイドギヤ４６および４８とを備えている。

図２は、上記のように構成された駆動装置１０の作動を説明する共線図である。図２の共線図は、サンギヤＳ１の回転数を示す左側の縦軸とキャリヤＣＡ１の回転数を示す中間の縦軸とがそれらの間を１とする間隔で配置され、その中間の縦軸とリングギヤＲ１の回転数を示す右側の縦軸とが、それらの間を遊星歯車装置１６のギヤ比ρ( ＝サンギヤＳ１の歯数／リングギヤＲ１の歯数) とする間隔で相対的に配置されることにより構成されている。この共線図では、左側の縦軸と中間の縦軸と右側の縦軸とを交差する直線により、サンギヤＳ１、キャリヤＣＡ１、およびリングギヤＲ１の相互の回転数がそれぞれの交点において示される。

図２を用いて説明すると、電気自動車の発進加速走行モードでは、ブレーキＢ１の係合作動によりエアコン用コンプレッサ１２及びそれに連結されたキャリヤＣＡ１の回転が固定されるとともに、エアコン用の第１駆動モータＭＧ１の出力と車両を駆動するための車両駆動用の第２駆動モータＭＧ２の出力とが、左右一対の駆動輪３８および４０に共に伝達され、電気自動車はそれら第１駆動モータＭＧ１および第２駆動モータＭＧ２の出力によって、登坂発進走行、発進加速走行、中間加速走行などにおいて高加速走行が得られる。図２の直線Ｌ１はこの状態を示している。

上記発進加速走行モードよりも低駆動力である電気自動車の常用域の通常走行モードでは、ブレーキＢ１が解放状態とされるとともに第１駆動モータＭＧ１が非作動状態とされ、専ら第２駆動モータＭＧ２の出力が左右一対の駆動輪３８および４０に伝達されて、電気自動車は専ら第２駆動モータＭＧ２の出力によって走行させられる。図２の直線Ｌ２はこの状態を示している。第１駆動モータＭＧ１は成り行きで回転させられるのでたとえば破線に示す状態にもなり得て一定しない。このとき、エアコン要求に従ってエアコンを作動させる場合には、第１駆動モータＭＧ１の回転を上昇させてエアコン用コンプレッサ１２の回転を引き上げることが行われる。このときの第１駆動モータＭＧ１は、負回転から零回転に向かっては直線Ｌ２に示す状態までは回生によりエアコン用コンプレッサ１２の回転を引き上げることができる。また、第１駆動モータＭＧ１を力行させることによってそれを零回転から正回転駆動とすることにより、エアコン用コンプレッサ１２の回転をさらに引き上げることも可能である。

車両が停止している電気自動車の車両停止モードでは、ブレーキＢ１が解放状態とされるとともに第２駆動モータＭＧ２が非作動状態とされる。このとき、図示しない電磁ブレーキ、車両のホイールブレーキ、或いはパーキングブレーキによって第２駆動モータＭＧ２の回転が拘束されており、エアコン要求に従ってエアコンを作動させる場合には、第１駆動モータＭＧ１の回転を上昇させてエアコン用コンプレッサ１２の回転を引き上げることが行われる。図２の直線Ｌ３はこの状態を示している。

図１の電気自動車に設けられた電子制御装置５０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェースを含む所謂マイクロコンピュータを備えて構成されており、ＣＰＵはＲＯＭ或いはＲＡＭに予め記憶されたプログラムに従って入力信号を処理し、第１駆動モータＭＧ１、第２駆動モータＭＧ２、ブレーキＢ１を制御する。図３は、この電子制御装置５０の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図３において、要求出力推定部６０は、予め記憶された関係から電気自動車のアクセルペダルの操作量であるアクセル開度ＴＡＰと車速Ｖとに基づいて車両の要求出力量Ｐを算出する。モード切換制御部６２は、予め記憶された関係から要求出力推定部６０により推定された実際の要求出力量Ｐに基づいて、発進加速走行モード、通常走行モード、車両停止モードのいずれかを択一的に選択する。たとえば、モード切換制御部６２は、要求出力推定部６０により推定された実際の要求出力量Ｐが予め設定された発進加速走行モード判定値以上である場合は車両の発進加速走行モードを選択し、その実際の要求出力量Ｐがその発進加速走行モード判定値を下回り且つ車両の走行中である場合は車両の通常走行モードを選択し、実際の要求出力量Ｐがその発進加速走行モード判定値を下回り且つ車両の停止中である場合は車両停止モードを選択する。

モータ制御部６４およびブレーキ制御部６６は、モード切換制御部６２により発進加速走行モードが選択されると、ブレーキＢ１を係合させてエアコン用コンプレッサ１２及びそれに連結されたキャリヤＣＡ１の回転を固定するとともに、第１駆動モータＭＧ１の出力と第２駆動モータＭＧ２の出力とを制御して、要求出力推定部６０により算出された車両の要求出力量Ｐが得られるようにする。

また、モータ制御部６４およびブレーキ制御部６６は、モード切換制御部６２により通常走行モードが選択されると、ブレーキＢ１を解放させるとともに第１駆動モータＭＧ１を非作動状態とし、専ら第２駆動モータＭＧ２の出力を制御して、要求出力推定部６０により算出された車両の要求出力量Ｐが得られるようにするとともに、エアコンの作動要求があった場合には、第１駆動モータＭＧ１の回転制御してエアコン用コンプレッサ１２の回転を引き上げる。また、モータ制御部６４およびブレーキ制御部６６は、モード切換制御部６２により車両停止モードが選択されると、ブレーキＢ１を解放状態とするとともに第１駆動モータＭＧ２を非作動状態とし、エアコンの作動要求があった場合には、第１駆動モータＭＧ１の回転を上昇させてエアコン用コンプレッサ１２の回転を引き上げる。

また、上記モータ制御部６４は、モード切換制御部６２により発進加速走行モードが選択されて第１駆動モータＭＧ１の出力と第２駆動モータＭＧ２の出力とを制御するとき、第１駆動モータＭＧ１の損失と第２駆動モータＭＧ２の損失との合計損失が最小となるように、第１駆動モータＭＧ１の出力と第２駆動モータＭＧ２の出力との割合を決定し、出力させる。

図４は、上記の通常走行モードにおいて専ら第２駆動モータＭＧ２の出力で車両を駆動する場合の常用作動域を、第１駆動モータＭＧ１および第２駆動モータＭＧ２の出力で車両を駆動する場合と比較して説明している。図４において、実線で示される第２駆動モータＭＧ２の作動可能範囲内において、モータ効率が１点鎖線で等高線状に示されており、通常走行モードにおいて単独で車両を駆動する第２駆動モータＭＧ２の常用作動域は、破線で示されているものであり、第２駆動モータＭＧ２のモータ効率の比較的高い領域で作動させられることになる。これに対して、第１駆動モータＭＧ１および第２駆動モータＭＧ２の出力で車両を駆動する場合は、第２駆動モータＭＧ２の出力は第１駆動モータＭＧ１のアシスト分だけ小さくなり、その場合の常用作動域は、２点鎖線で示すように低くなり、第２駆動モータＭＧ２はモータ効率の低い領域で作動させられることになる。第１駆動モータＭＧ１も、その出力が第２駆動モータＭＧ２の出力分小さいので、同様に、モータ効率の低い領域で作動させられることになる。

図５は、上記の発進加速走行モードにおいて、モータ制御部６４により決定される第１駆動モータＭＧ１の出力と第２駆動モータＭＧ２の出力との割合を説明している。図５の横軸は第１駆動モータＭＧ１および第２駆動モータＭＧ２の出力割合を表わし、縦軸は第１駆動モータＭＧ１および第２駆動モータＭＧ２の損失を表わしている。図５には、第１駆動モータＭＧ１および出力と第２駆動モータＭＧ２の所定回転数での損失曲線が二次曲線状にそれぞれ示されている。この損失曲線は、出力割合が１００％( 定格出力) に向かうほど低くなることを示している。また、第１駆動モータＭＧ１および第２駆動モータＭＧ２における損失は、モータ温度Ｔ１およびＴ２が高くなるほど大きくなる傾向があり、第１駆動モータＭＧ１および第２駆動モータＭＧ２の損失曲線は、図５の１点鎖線或いは破線に示すようにモータ温度Ｔ１およびＴ２に応じてそれぞれずれる。さらに、第１駆動モータＭＧ１および第２駆動モータＭＧ２における損失は、モータ回転数Ｎ１およびＮ２が高くなるほど大きくなる傾向があり、第１駆動モータＭＧ１および第２駆動モータＭＧ２の損失曲線は、図５の１点鎖線或いは破線に示すようにモータ回転数Ｎ１およびＮ２に応じてそれぞれずれる。モータ制御部６４は、モータ温度Ｔおよびモータ回転数Ｎに応じて第１駆動モータＭＧ１および第２駆動モータＭＧ２の損失曲線を予めそれぞれ決定し、それら第１駆動モータＭＧ１および第２駆動モータＭＧ２の損失曲線に基づいて、第１駆動モータＭＧ１および第２駆動モータＭＧ２の合計損失が最小となる第１駆動モータＭＧ１および第２駆動モータＭＧ２の相互の出力割合（％) を決定し、その出力割合を維持するように第１駆動モータＭＧ１および第２駆動モータＭＧ２の作動を制御する。

図６は、図１の電子制御装置５０の制御作動の要部を説明するフローチャートである。図６において、要求出力推定部６０に対応するステップＳ１( 以下、ステップを省略する) では、予め記憶された関係から電気自動車のアクセルペダルの操作量であるアクセル開度ＴＡＰと車速Ｖとに基づいて実際の車両の要求出力量Ｐが算出される。次いで、モード切換制御部６２に対応するＳ２およびＳ３では、予め記憶された関係から定された実際の要求出力量Ｐに基づいて、発進加速走行モード、通常走行モード、車両停止モードのいずれかが択一的に選択される。たとえば、実際の要求出力量Ｐが予め設定された発進加速走行モード判定値以上である場合は発進加速走行モードであるか否かのＳ２の判断が肯定され、その実際の要求出力量Ｐがその発進加速走行モード判定値を下回り且つ車両の走行中である場合は通常走行モードであるか否かのＳ３の判断が肯定され、実際の要求出力量Ｐがその発進加速走行モード判定値を下回り且つ車両の停止中である場合はＳ３の判断が否定されて車両停止モードが選択される。

Ｓ２の判断が肯定された場合は、発進加速走行モードであるので、Ｓ４において、第１駆動モータＭＧ１および第２駆動モータＭＧ２のモータ温度Ｔ１およびＴ２とモータ回転数Ｎ１およびＮ２とが読み込まれ、Ｓ５において、それら第１駆動モータＭＧ１および第２駆動モータＭＧ２のモータ温度Ｔ１およびＴ２とモータ回転数Ｎ１およびＮ２とに基づいて第１駆動モータＭＧ１および第２駆動モータＭＧ２の損失曲線がそれぞれ決定され、Ｓ６において、図５に示すように、第１駆動モータＭＧ１および第２駆動モータＭＧ２の合計損失が最小となる第１駆動モータＭＧ１および第２駆動モータＭＧ２の出力割合が決定される。通常、第１駆動モータＭＧ１および第２駆動モータＭＧ２の損失曲線の交点に対応する第１駆動モータＭＧ１および第２駆動モータＭＧ２の出力割合が最小合計損失点として決定される。そして、モータ制御部６４およびブレーキ制御部６６に対応するＳ７において、第１駆動モータＭＧ１および第２駆動モータＭＧ２の合計出力が車両の要求出力量Ｐを満足する値となり、且つ第１駆動モータＭＧ１および第２駆動モータＭＧ２がＳ６において決定された出力割合となるように駆動制御される。同時に、ブレーキＢ１が係合作動させられる。

Ｓ２の判断が否定され且つＳ３の判断が肯定された場合は、通常走行モードであるので、モータ制御部６４およびブレーキ制御部６６に対応するＳ８において、ブレーキＢ１が解放されるとともに第１駆動モータＭＧ１が非作動状態とされ、第２駆動モータＭＧ２の出力が車両の要求出力量Ｐが得られる値となるように専ら第２駆動モータＭＧ２の出力が制御される。このＳ８では、エアコンの作動要求があった場合には、エアコン用コンプレッサ１２の回転を引き上げるように第１駆動モータＭＧ１の回転が制御される。

Ｓ３の判断が否定された場合は、車両停止モードであるので、モータ制御部６４およびブレーキ制御部６６に対応するＳ９において、ブレーキＢ１が解放状態とされるとともに第２駆動モータＭＧ２が非作動状態とされ、エアコンの作動要求があった場合には、エアコン用コンプレッサ１２の回転を引き上げるように第１駆動モータＭＧ１の回転が上昇させられる。

上述のように、本実施例の電気自動車の駆動装置１０によれば、車両の登坂発進時、急発進時、中間加速時のように大きな駆動力が要求される発進加速モードの場合には、エアコン用コンプレッサ１２の回転およびそれが連結された遊星歯車装置１６の回転をブレーキＢ１により停止させた状態で第１駆動モータＭＧ１および第２駆動モータＭＧ２を作動させてそれらの出力を共に用いて車両の駆動輪３８、４０を回転駆動することができるので、２つの第１駆動モータＭＧ１および第２駆動モータＭＧ２を用いた高加速走行が得られる。その高加速走行よりも低い通常走行モードでは、ブレーキＢ１を解放させて専ら第２駆動モータＭＧ２の出力で車両の駆動輪３８、４０を回転駆動することができるので、１つの第２駆動モータＭＧ２を用いた通常の加速走行が得られる。このように、常用される通常の加速走行時は、１つの第２駆動モータＭＧ２を用いた走行となって高いモータ効率が得られる。このため、同じ蓄電装置の容量を前提とすれば電気自動車の走行距離が長くなり、同じ走行距離を前提とすれば蓄電装置が小型となるという効果が得られる。

また、本実施例の電気自動車の駆動装置１０によれば、ブレーキＢ１を係合させて第１駆動モータＭＧ１および第２駆動モータＭＧ２を駆動してそれらの出力で車両の駆動輪３８、４０を駆動する発進加速モードと、ブレーキＢ１を解放させて専ら第２駆動モータＭＧ２の出力で車両の駆動輪３８、４０を駆動する通常走行モードと、ブレーキＢ１を解放させて第１駆動モータＭＧ１の出力でエアコン用コンプレッサ１２を駆動可能な車両停止モードとを車両の要求出力に基づいて択一的に切り換える電子制御装置５０が、含まれる。このように、発進加速モード、通常走行モード、および車両停止モードが電子制御装置５０により車両の要求出力に基づいて択一的に切り換えられるので、常用される通常の加速走行時のような通常の要求出力時は通常走行モードが選択されて、１つの第２駆動モータＭＧ２を用いた走行となって高いモータ効率が得られる。このため、同じ蓄電装置の容量を前提とすれば電気自動車の走行距離が長くなり、同じ走行距離を前提とすれば蓄電装置が小型となるという効果が得られる。また、車両の登坂発進時、急発進時、中間加速時のように大きな駆動力が要求される場合には発進加速モードが選択されるので、２つの第１駆動モータＭＧ１および第２駆動モータＭＧ２を用いた高加速走行が得られる。また、要求出力のないときは車両停止モードが選択されるので、第２駆動モータＭＧ２の出力でエアコン用コンプレッサ１２を駆動可能な状態となり、必要に応じてエアコンを作動させることが可能となる。

また、本実施例の電気自動車の駆動装置１０によれば、電子制御装置５０は、発進加速モードにおいて第１駆動モータＭＧ１および第２駆動モータＭＧ２を駆動させるとき、それら第１駆動モータＭＧ１および第２駆動モータＭＧ２の出力トルクの割合を、予め記憶された関係から第１駆動モータＭＧ１および第２駆動モータＭＧ２の合計損失が最小となるように決定するものである。このようにすれば、発進加速モードにおいて第１駆動モータＭＧ１および第２駆動モータＭＧ２が作動させられるとき、両者の合計損失が最小となるようにそれら第１駆動モータＭＧ１および第２駆動モータＭＧ２の出力トルクの割合が決定されるので、車両の燃費が一層向上させられる利点がある。

図７は、本発明の他の実施例である電気自動車の駆動装置７０を説明する骨子図である。本実施例の駆動装置７０では、遊星歯車装置１６のサンギヤＳ１はエアコン用コンプレッサ１２に連結されるとともにブレーキＢ１を介して選択的に非回転部材であるケース１４に連結され、遊星歯車装置１６のキャリヤＣＡ１は第１駆動モータＭＧ１に連結され、遊星歯車装置１６のリングギヤＲ１はカウンタ軸２８を介して第２駆動モータＭＧ２に間接的に連結されている。すなわち、前述の実施例１に比較して、第１駆動モータＭＧ１、第２駆動モータＭＧ２、およびエアコン用コンプレッサ１２と、遊星歯車装置１６の３回転要素との接続が相違しており、前述の実施例１では、エアコン用コンプレッサ１２がキャリヤＣＡ１に連結され、第１駆動モータＭＧ１がサンギヤＳ１に連結されているのに対して、本実施例では、逆に、エアコン用コンプレッサ１２がサンギヤＳ１に連結され、第１駆動モータＭＧ１がキャリヤＣＡ１に連結されている点で相違し、他の部分は共通している。それら他の部分には同一の符号を付して説明を省略する。

図８は、本実施例における電気自動車の駆動装置７０に設けられている遊星歯車装置１６の作動を説明する共線図である。図８において、直線Ｌ１で示される電気自動車の発進加速走行モードでは、ブレーキＢ１の係合作動によりエアコン用コンプレッサ１２及びそれに連結されたサンギヤＳ１の回転が固定されるとともに、エアコン用の第１駆動モータＭＧ１の出力と車両を駆動するための車両駆動用の第２駆動モータＭＧ２の出力とが、左右一対の駆動輪３８および４０に共に伝達され、電気自動車はそれら第１駆動モータＭＧ１および第２駆動モータＭＧ２の出力によって、登坂発進走行、発進加速走行、中間加速走行などにおいて高加速走行が得られる。

図８の直線Ｌ２は上記発進加速走行モードよりも低駆動力である電気自動車の常用作動域の通常走行モードを示している。この通常走行モードでは、ブレーキＢ１が解放状態とされるとともに第１駆動モータＭＧ１が非作動状態とされ、専ら第２駆動モータＭＧ２の出力が左右一対の駆動輪３８および４０に伝達されて、電気自動車は専ら第２駆動モータＭＧ２の出力によって走行させられる。第１駆動モータＭＧ１は成り行きで回転させられ、エアコン用コンプレッサ１２の回転は略停止させられるが、エアコン要求に従ってエアコンを作動させる場合には、第１駆動モータＭＧ１の回転を上昇させてエアコン用コンプレッサ１２の回転を引き上げることが行われる。

図８直線Ｌ３は、車両が停止している電気自動車の車両停止モードを示している。ブレーキＢ１が解放状態とされるとともに第２駆動モータＭＧ２が非作動状態とされる。このとき、図示しない電磁ブレーキ、車両のホイールブレーキ、或いはパーキングブレーキによって第２駆動モータＭＧ２の回転が拘束されており、エアコン要求に従ってエアコンを作動させる場合には、第１駆動モータＭＧ１の回転を上昇させてエアコン用コンプレッサ１２の回転を引き上げることが行われる。本実施例の駆動装置７０においても、上記のように直線Ｌ１で示される電気自動車の発進加速走行モード、直線Ｌ２で示される常用作動域の通常走行モード、直線Ｌ３で示される車両停止モードが、モード切換制御部６２によって切換られ、モータ制御部６４およびブレーキ制御部６６によって、第１電動モータＭＧ１、第２電動モータＭＧ２、ブレーキＢ１が制御されるので、前述の実施例と同様の効果が得られる。

図９は、本発明の他の実施例である電気自動車の駆動装置８０を説明する骨子図である。本実施例の駆動装置８０では、遊星歯車装置１６のサンギヤＳ１はエアコン用コンプレッサ１２に連結されるとともにブレーキＢ１を介して選択的に非回転部材であるケース１４に連結され、遊星歯車装置１６のリングギヤＲ１は第１駆動モータＭＧ１に連結され、遊星歯車装置１６のキャリヤＣＡ１はカウンタ軸２８を介して第２駆動モータＭＧ２に間接的に連結されている。すなわち、前述の実施例２に比較して、第１駆動モータＭＧ１、第２駆動モータＭＧ２、およびエアコン用コンプレッサ１２と、遊星歯車装置１６の３回転要素との接続が相違しており、前述の実施例２では、第１駆動モータＭＧ１がキャリヤＣＡ１に連結され、第２駆動モータＭＧ２がリングギヤＲ１に連結されているのに対して、本実施例では、逆に、第１駆動モータＭＧ１がリングギヤＲ１に連結され、第２駆動モータＭＧ２がキャリヤＣＡ１に連結されている点で相違し、他の部分は共通している。それら他の部分には同一の符号を付して説明を省略する。

図１０は、本実施例における電気自動車の駆動装置８０に設けられている遊星歯車装置１６の作動を説明する共線図である。図１０において、直線Ｌ１で示される電気自動車の発進加速走行モードでは、ブレーキＢ１の係合作動によりエアコン用コンプレッサ１２及びそれに連結されたサンギヤＳ１の回転が固定されるとともに、エアコン用の第１駆動モータＭＧ１の出力と車両を駆動するための車両駆動用の第２駆動モータＭＧ２の出力とが、左右一対の駆動輪３８および４０に共に伝達され、電気自動車はそれら第１駆動モータＭＧ１および第２駆動モータＭＧ２の出力によって、登坂発進走行、発進加速走行、中間加速走行などにおいて高加速走行が得られる。

図１０の直線Ｌ２は上記発進加速走行モードよりも低駆動力である電気自動車の常用作動域の通常走行モードを示している。この通常走行モードでは、ブレーキＢ１が解放状態とされるとともに第１駆動モータＭＧ１が非作動状態とされ、専ら第２駆動モータＭＧ２の出力が左右一対の駆動輪３８および４０に伝達されて、電気自動車は専ら第２駆動モータＭＧ２の出力によって走行させられる。第１駆動モータＭＧ１は成り行きで回転させられ、エアコン用コンプレッサ１２の回転は略停止させられるが、エアコン要求に従ってエアコンを作動させる場合には、第１駆動モータＭＧ１の回転を上昇させてエアコン用コンプレッサ１２の回転を引き上げることが行われる。

図８直線Ｌ３は、車両が停止している電気自動車の車両停止モードを示している。ブレーキＢ１が解放状態とされるとともに第２駆動モータＭＧ２が非作動状態とされる。このとき、図示しない電磁ブレーキ、車両のホイールブレーキ、或いはパーキングブレーキによって第２駆動モータＭＧ２の回転が拘束されており、エアコン要求に従ってエアコンを作動させる場合には、第１駆動モータＭＧ１の回転を上昇させてエアコン用コンプレッサ１２の回転を引き上げることが行われる。本実施例の駆動装置７０においても、上記のように直線Ｌ１で示される電気自動車の発進加速走行モード、直線Ｌ２で示される常用作動域の通常走行モード、直線Ｌ３で示される車両停止モードが、モード切換制御部６２によって切換られ、モータ制御部６４およびブレーキ制御部６６によって、第１駆動モータＭＧ１、第２駆動モータＭＧ２、ブレーキＢ１が制御されるので、前述の実施例と同様の効果が得られる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

例えば、前述の実施例において、遊星歯車装置１６は、シングルピニオン型の一組の遊星歯車機構から構成されたものであっが、ダブルピニオン型の遊星歯車機構であってもよいし、複数組の遊星歯車機構から構成されていてもよい。

また、前述の実施例の電気自動車では、駆動源として第１駆動モータＭＧ１および第２駆動モータＭＧ２は遊星歯車装置１６に対して左側に、エアコン用コンプレッサ１２は遊星歯車装置１６に対して右側に配置されていたが、それら第１駆動モータＭＧ１、第２駆動モータＭＧ２、およびエアコン用コンプレッサ１２の配置は、種々変更されることができる。

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０：駆動装置
１２：エアコン用コンプレッサ
３８、４０：駆動輪
５０：電子制御装置
６２：モード切換制御部
６４：モータ制御部
６６：ブレーキ制御部
ＭＧ１：第１駆動モータ
ＭＧ２：第２駆動モータ
Ｂ１：ブレーキ

Claims

駆動輪に連結されて該駆動輪を回転駆動するための第２駆動モータと、車両のエアコンを作動させるためのエアコン用コンプレッサと、該エアコン用コンプレッサを駆動可能な第１駆動モータとを備える電気自動車であって、
該第２駆動モータ、エアコン用コンプレッサ、および第１駆動モータがそれぞれ連結された３つの回転要素を有する遊星歯車装置と、
該エアコン用コンプレッサを選択的に非回転部材に連結するブレーキと
を、含むことを特徴とする電気自動車。
前記ブレーキを係合させて前記第１駆動モータおよび前記第２駆動モータを駆動してそれらの出力で車両の駆動輪を駆動する発進加速モードと、該ブレーキを解放させて専ら該第２駆動モータの出力で車両の駆動輪を駆動する通常走行モードと、該ブレーキを解放させて専ら該第１駆動モータの出力で前記エアコン用コンプレッサを駆動可能な車両停止モードとを車両の要求出力に基づいて択一的に切り換える電子制御装置を、さらに含むことを特徴とする請求項１の電気自動車。
前記電子制御装置は、前記発進加速モードにおいて前記第１駆動モータおよび前記第２駆動モータを駆動させるとき、該第１駆動モータおよび該第２駆動モータの出力トルクの割合を、予め記憶された関係から該第１駆動モータおよび該第２駆動モータの合計損失が最小となるように決定するものであることを特徴とする請求項２の電気自動車。