JP7684525B2 - モータ駆動システム - Google Patents

Description

本開示は、モータ駆動システムに関する。

ハイブリッド電気自動車や内燃機関を搭載していない純電気自動車（以下、まとめて電気自動車という）は、車両の駆動力を出力する駆動用モータを備えている。駆動用モータは、車両の減速時において回生ブレーキとしても用いられ、車輪の回転トルクを利用して発電を行う機能（以下「回生発電」ともいう）を有する。回生発電された電力（回生発電電力）はバッテリに充電される。これまでに実用化されている電気自動車は一つの駆動用モータを備え、当該駆動用モータの駆動を一つのインバータにより制御している（例えば特許文献１を参照）。

近年、複数の駆動用モータを備えた電気自動車の実用化が進められている。例えば前輪駆動用モータ及び後輪駆動用モータを備えた電気自動車や、それぞれの車輪に対応する駆動用モータを備えた電気自動車がある。さらに、２つのステータを有するダブルステータ型のアキシャルギャップモータを駆動用モータとして用いた電気自動車も検討されている（例えば特許文献２を参照）。このような電気自動車では、それぞれの駆動用モータあるいはステータを駆動する複数のインバータがバッテリに対して並列接続されている。

特開２００９－０２７８７０号公報 特開２０１６－１３１４４４号公報

ここで、駆動用モータを回生ブレーキとして用いた際にインバータから出力される回生発電電力の電圧（以下、「回生発電電圧」ともいう）は、駆動用モータの回転数に比例することが知られている。このため、車両が低速あるいは中速で走行中に減速する場合、回生発電電圧がバッテリの充電電圧に対して不足するおそれがある。実際に、車両の減速は、車両が高速で走行している間に比べて低速あるいは中速で走行している間に行われることが多い。

これに対して、インバータとバッテリとの間に昇降圧回路を設ける技術があるが、回生発電電圧とバッテリの充電電圧との差が大きい場合、低電圧側であるインバータから出力される回生発電電力の電流（以下、「回生発電電流」ともいう）を増やす必要がある。回生発電電流を増やしてバッテリの充電電圧まで昇圧する場合、インバータに設けられたスイッチング素子の駆動回数が増えるため、熱により損出するエネルギが増加して、回生効率が低下するおそれがある。

本開示は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本開示の目的とするところは、一つのロータ及び二つのステータを有するモータを備えた電動車両のモータ駆動システムにおいて、回生発電電力をバッテリに充電する際の回生効率の低下を抑制可能なモータ駆動システムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本開示のある観点によれば、
一つのロータ及び二つのステータを備え、車輪の駆動力を出力するとともに回生電力を発生可能なモータと、
前記二つのステータへの供給電力及び回生電力をそれぞれ制御するインバータと、
前記モータで発生した回生電力を充電可能なバッテリと、
前記インバータと前記バッテリとの間に設けられた昇圧回路と、
前記インバータに対する前記二つのステータの接続状態を直列及び並列に切り替える切替部と、
前記切替部の動作を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記回生電力を発生させる場合に、前記切替部の動作を制御して前記二つのステータを直列又は並列に切り替える、電動車両のモータ駆動システムが提供される。

以上説明したように本開示によれば、一つのロータ及び二つのステータを有するモータを備えた電動車両のモータ駆動システムにおいて、回生発電電力をバッテリに充電する際の回生効率の低下を抑制することができる。

本開示の実施の形態に係るモータ駆動システムを適用可能な車両の構成例を示す模式図である。 同実施形態に係るモータ駆動システムの構成例を示すブロック図である。 同実施形態に係るモータ駆動システムの構成例を示す回路図である。 同実施形態に係るモータ駆動システムの動作例を示すフローチャートである。 同実施形態に係るモータ駆動システムの動作例を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照しながら、本開示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。

＜１．車両の構成例＞
まず、本開示の実施の形態に係るモータ駆動システムを適用した車両の全体構成の一例を説明する。本実施形態に係るモータ駆動システムは、前輪を駆動する前輪駆動用モータ及び後輪を駆動する後輪駆動用モータを備えている。本実施形態では、前輪駆動用モータ及び後輪駆動用モータとしてダブルステータ型のアキシャルギャップモータが用いられている。

図１は、本実施形態に係るモータ駆動システムを適用した車両の構成例を示す模式図である。図１に示した車両１は、左前輪３ＬＦ、右前輪３ＲＦ、左後輪３ＬＲ及び右後輪３ＲＲ（以下、特に区別を要しない場合には「車輪３」と総称する）を備えた四輪駆動の電気自動車である。車両１は、車両１の駆動トルクを生成する駆動力源として前輪駆動用モータ１０Ｆ及び後輪駆動用モータ１０Ｒを備えている。前輪駆動用モータ１０Ｆから出力される駆動トルクは左前輪３ＬＦ及び右前輪３ＲＦ（以下、特に区別を要しない場合には「前輪３Ｆ」と総称する）に伝達される。後輪駆動用モータ１０Ｒから出力される駆動トルクは左後輪３ＬＲ及び右後輪３ＲＲに伝達される。

車両１は、モータ駆動システム２及び油圧ブレーキシステム１６を備えている。このうち油圧ブレーキシステム１６は、各車輪３に設けられたブレーキ装置１７ＬＦ，１７ＲＦ，１７ＬＲ，１７ＲＲ（以下、まとめてブレーキ装置１７と総称する）及び各ブレーキ装置１７に供給する油圧を制御するブレーキ液圧制御装置１９を備える。各ブレーキ装置１７は、例えば車輪３とともに回転するブレーキディスクを、供給される油圧を利用してブレーキパッドで挟むことで、車輪３に制動力を与える装置として構成される。

ブレーキ液圧制御装置１９は、ブレーキ液を吐出する電動モータポンプ、各ブレーキ装置１７に供給する油圧を調節する複数の電磁弁、並びにこれらの電動モータポンプ及び電磁弁の駆動を制御するブレーキ制御装置を含む。油圧ブレーキシステム１６は、各ブレーキ装置１７に供給する油圧を制御することにより、前後左右の駆動輪３ＬＦ，３ＲＦ，３ＬＲ，３ＲＲのそれぞれに所定の制動力を発生させる。油圧ブレーキシステム１６は、前輪駆動用モータ１０Ｆ及び後輪駆動用モータ１０Ｒを用いた回生ブレーキと併用される。

モータ駆動システム２は、前輪駆動用モータ１０Ｆ、前輪用インバータユニット２０Ｆ、後輪駆動用モータ１０Ｒ、後輪用インバータユニット２０Ｒ、バッテリ４０及び制御装置５０を備えている。モータ駆動システム２の具体的な構成は、後で詳しく説明する。

また、車両１は、車両状態センサ４５を備えている。車両状態センサ４５は、専用線を介して、あるいは、ＣＡＮ（Controller Area Network）又はＬＩＮ（Local Inter Net）等の通信手段を介して制御装置５０に接続されている。

車両状態センサ４５は、車両１の操作状態及び挙動（以下、まとめて「車両状態」ともいう）を検出する一つ又は複数のセンサからなる。車両状態センサ４５は、例えば舵角センサ、アクセルポジションセンサ、ブレーキストロークセンサ、ブレーキ圧センサ又はエンジン回転数センサのうちの少なくとも一つを含み、ステアリングホイールあるいは操舵輪の操舵角、アクセル開度、ブレーキ操作量又はエンジン回転数等の車両１の操作状態を検出する。また、車両状態センサ４５は、例えば車速センサ、加速度センサ、角速度センサのうちの少なくとも一つを含み、車速、前後加速度、横加速度、ヨーレート等の車両１の挙動を検出する。車両状態センサ４５は、検出した情報を含むセンサ信号を制御装置５０へ送信する。

本実施形態では、車両状態センサ４５は、少なくともアクセルポジションセンサ、ブレーキストロークセンサ及び車速センサを含む。アクセルポジションセンサは、ドライバによるアクセルペダルの操作量を検出する。例えばアクセルポジションセンサは、アクセルペダルの回転軸の回転量を検出するセンサであってよいが、特に限定されるものではない。ブレーキストロークセンサは、ドライバによるブレーキペダルの操作量を検出する。ブレーキストロークセンサは、ブレーキペダルに連結された出力ロッドの移動量を検出するセンサであってもよく、ブレーキペダルの回転軸の回転量を検出するセンサであってもよく、ブレーキペダルの踏力を検出するセンサであってもよいが、特に限定されるものではない。車速センサは、例えば前輪駆動用モータ１０Ｆ及び後輪駆動用モータ１０Ｒの回転軸又は前輪駆動軸５Ｆあるいは後輪駆動軸５Ｒのいずれかの回転数を検出するセンサであってよいが、特に限定されるものではない。

＜２．モータ駆動システム＞
続いて、本実施形態に係るモータ駆動システム２の構成を具体的に説明する。
本実施形態に係るモータ駆動システムは、一つのロータ及び二つのステータを備え、車輪の駆動力を出力するとともに回生電力を発生可能なモータと、二つのステータへの供給電力及び回生電力をそれぞれ制御するインバータと、モータで発生した回生電力を充電可能なバッテリと、インバータとバッテリとの間に設けられた昇圧回路と、インバータに対する二つのステータの接続状態を直列及び並列に切り替える切替部と、切替部の動作を制御する制御部と、を備えた電動車両のモータ駆動システムにおいて、制御部は、回生電力を発生させる場合に、切替部の動作を制御して二つのステータを直列又は並列に切り替える構成を有する。

なお、二つのステータが並列に接続される状態とは、二つのステータのうちの一つのステータに対してインバータを介して供給された電流が他方のステータを経由することなくインバータへと戻る回路構成となる接続状態を示す。また、二つのステータが直列に接続される状態とは、二つのステータのうちの一つのステータに対してインバータを介して供給された電流が、他方のステータを経由してインバータへと戻る回路構成となる接続状態を示す。

また、インバータは、以下の実施の形態におけるインバータ回路に相当する。昇圧回路は、以下の実施の形態における昇降圧回路に相当する。バッテリは、例えば複数のバッテリセルが直列に接続されたバッテリパックを示す。

（２－１．システム構成）
図２は、本実施形態に係るモータ駆動システムの構成を示す説明図である。図２は、モータ駆動システムの構成を模式的に示すブロック図である。

モータ駆動システム２は、前輪駆動用モータ１０Ｆ、前輪用インバータユニット２０Ｆ、前輪用コンバータユニット３０Ｆ、後輪駆動用モータ１０Ｒ、後輪用インバータユニット２０Ｒ、後輪用コンバータユニット３０Ｒ、バッテリ４０及び制御装置５０を備えている。バッテリ４０は、充放電可能な二次電池である。バッテリ４０は、例えば定格２００Ｖのリチウムイオン電池であってよいが、バッテリ４０の定格電圧や種類は特に限定されない。

バッテリ４０は、前輪用コンバータユニット３０Ｆ及び前輪用インバータユニット２０Ｆを介して前輪駆動用モータ１０Ｆに接続されるとともに、後輪用コンバータユニット３０Ｒ及び後輪用インバータユニット２０Ｒを介して後輪駆動用モータ１０Ｒに接続される。バッテリ４０は、前輪駆動用モータ１０Ｆ及び後輪駆動用モータ１０Ｒに供給される電力を蓄電する。バッテリ４０には、バッテリ４０の開放電圧、出力電圧及びバッテリ温度等を検出し、制御装置５０へ送信するバッテリ管理装置４１が設けられている。

前輪駆動用モータ１０Ｆは、前輪差動機構７Ｆ及び前輪駆動軸５Ｆを介して前輪３Ｆに伝達される駆動トルクを出力する。後輪駆動用モータ１０Ｒは、後輪差動機構７Ｒ及び後輪駆動軸５Ｒを介して後輪３Ｒに伝達される駆動トルクを出力する。前輪駆動用モータ１０Ｆ及び後輪駆動用モータ１０Ｒの駆動は制御装置５０により制御される。本実施形態において、前輪駆動用モータ１０Ｆ及び後輪駆動用モータ１０Ｒとしてダブルステータ型のアキシャルギャップモータが用いられる。

ダブルステータ型のアキシャルギャップモータは、ロータ１３Ｆ，１３Ｒの回転軸方向の両側にそれぞれ空隙を介して設けられた第１のステータ１１Ｆａ，１１Ｒａ及び第２のステータ１１Ｆｂ，１１Ｒｂによりロータ１３Ｆ，１３Ｒが挟まれたアキシャルギャップ構造を有する。

本実施形態では、前輪駆動用モータ１０Ｆ及び後輪駆動用モータ１０Ｒは三相交流式のモータとして構成されている。ただし、相数は特に限定されない。前輪駆動用モータ１０Ｆは、第１のステータ１１Ｆａ及び第２のステータ１１Ｆｂにそれぞれ三相交流電流が供給されることで形成される回転磁界によりロータ１３Ｆが回転し、駆動トルクを出力する。また、前輪駆動用モータ１０Ｆは、第１のステータ１１Ｆａ及び第２のステータ１１Ｆｂに三相交流電流が供給されていない状態で前輪駆動軸５Ｆを介して伝達される前輪３Ｆの回転トルクを受けてロータ１３Ｆが回転することにより回生発電を行う機能を有する。後輪３Ｒに接続された後輪駆動用モータ１０Ｒも同様の機能を有する。

前輪用インバータユニット２０Ｆは、昇降圧回路３１Ｆ、インバータ回路２１Ｆ及び切替部２９Ｆを含んで構成される。後輪用インバータユニット２０Ｒは、昇降圧回路３１Ｒ、インバータ回路２１Ｒ及び切替部２９Ｒを含んで構成される。前輪用インバータユニット２０Ｆ及び後輪用インバータユニット２０Ｒは同一の機能を有している。以下、前輪用インバータユニット２０Ｆを例にとってインバータユニットの構成及び機能を説明する。

昇降圧回路３１Ｆは、前輪駆動用モータ１０Ｆの第１のステータ１１Ｆａ及び第２のステータ１１Ｆｂにより回生発電されてインバータ回路２１Ｆから出力される電力の電圧を調節してバッテリ４０へ供給する。昇降圧回路３１Ｆは、インバータ回路２１Ｆへ電流を供給する際に供給電流の電圧を調節する機能を有していてもよい。昇降圧回路３１Ｆの駆動は、制御装置５０により制御される。

インバータ回路２１Ｆは、バッテリ４０から掃引される直流電力を三相交流の電力に変換して、前輪駆動用モータ１０Ｆの第１のステータ１１Ｆａ及び第２のステータ１１Ｆｂへ供給する。また、インバータ回路２１Ｆは、第１のステータ１１Ｆａ及び第２のステータ１１Ｆｂにより回生発電される三相交流の電力を直流電力に変換し、昇降圧回路３１Ｆへ供給する。インバータ回路２１Ｆの駆動は、制御装置５０により制御される。

切替部２９Ｆは、インバータ回路２１Ｆに対する第１のステータ１１Ｆａ及び第２のステータ１１Ｆｂの接続状態を直列及び並列に切り替える。切替部２９Ｆは、第１のステータ１１Ｆａ及び第２のステータ１１Ｆｂの各相のコイルごとに設けられた複数のスイッチを含んで構成されている。スイッチは、例えばリレーであってよいが、制御装置５０により駆動を制御可能な構成であればリレー以外のスイッチであってもよい。

続いて、駆動用モータの駆動回路の構成を詳しく説明する。前輪駆動用モータ１０Ｆの駆動回路及び後輪駆動用モータ１１Ｒの駆動回路は、同一の構成を有する。以下、前輪駆動用モータ１０Ｆの駆動回路の構成を説明し、前輪駆動用モータ１０Ｆの駆動回路の構成の説明を適宜省略する。

図３は、前輪駆動用モータの駆動回路の回路図を示す。
昇降圧回路３１Ｆは、コイル３９、二つのスイッチング素子３５，３７及び平滑キャパシタ３３を含んで構成される。昇降圧回路３１Ｆは、インバータ回路２１の上アーム側と電気的に接続される上アームと、インバータ回路２１Ｆの下アーム側と電気的に接続される下アームとを含む。上アーム及び下アームには、ダイオードが逆並列に電気的に接続されたスイッチング素子３５，３７がそれぞれ設けられている。スイッチング素子３５，３７は、例えばＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）又はＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）であってよいが、その他のスイッチング素子であってもよい。

コイル３９の一端はバッテリ４０の正極側と電気的に接続され、コイル３９の他端は二つのスイッチング素子３５，３７の間に電気的に接続される。平滑キャパシタ３３は、インバータ回路２１Ｆに対してバッテリ４０と並列に接続されている。各スイッチング素子３５，３７の駆動は、制御装置５０により制御される。

インバータ回路２１Ｆは、複数のスイッチング素子を含んで構成される。インバータ回路２１Ｆの各スイッチング素子の駆動は、制御装置５０により制御される。インバータ回路２１Ｆは、三つのアーム回路２３ｕ，２３ｖ，２３ｗ（以下、特に区別を要しない限り、単にアーム回路２３と総称する）を備えている。

アーム回路２３ｕは、前輪駆動用モータ１０Ｆの第１のステータ１１Ｆａ及び第２のステータ１１Ｆｂのｕ相のコイルに電気的に接続される。アーム回路２３ｕと、第１のステータ１１Ｆａのｕ相のコイルと、第２のステータ１１Ｆｂのｕ相のコイルとは、分岐部２６ｕにおいて電気的に接続されている。アーム回路２３ｖは、前輪駆動用モータ１０Ｆの第１のステータ１１Ｆａ及び第２のステータ１１Ｆｂのｖ相のコイルに電気的に接続される。アーム回路２３ｖと、第１のステータ１１Ｆａのｖ相のコイルと、第２のステータ１１Ｆｂのｖ相のコイルとは、分岐部２６ｖにおいて電気的に接続されている。アーム回路２３ｗは、前輪駆動用モータ１０Ｆの第１のステータ１１Ｆａ及び第２のステータ１１Ｆｂのｗ相のコイルに電気的に接続される。アーム回路２３ｗと、第１のステータ１１Ｆａのｗ相のコイルと、第２のステータ１１Ｆｂのｗ相のコイルとは、分岐部２６ｗにおいて電気的に接続されている。

それぞれのアーム回路２３は、電流の上流側の上アームと電流の下流側の下アームとを含む。それぞれのアーム回路２３の上アーム及び下アームには、ダイオードが逆並列に電気的に接続されたスイッチング素子２５ｕ，２７ｕ，２５ｖ，２７ｖ，２５ｗ，２７ｗがそれぞれ設けられている。スイッチング素子２５ｕ，２７ｕ，２５ｖ，２７ｖ，２５ｗ，２７ｗは、例えばＭＯＳＦＥＴ又はＩＧＢＴであってよいが、その他のスイッチング素子であってもよい。

前輪駆動用モータ１０Ｆの第１のステータ１１Ｆａのｕ相、ｖ相及びｗ相のコイルは、それぞれ各アーム回路２３ｕ，２３ｖ，２３ｗの上アームと下アームとの接続部と電気的に接続される。また、第１のステータ１１Ｆａのｕ相、ｖ相及びｗ相のコイルは、接続部２８ａにおいて互いに電気的に接続されている。各アーム回路２３ｕ，２３ｖ，２３ｗのスイッチング素子２５ｕ，２７ｕ，２５ｖ，２７ｖ，２５ｗ，２７ｗの駆動は制御装置５０により制御される。これにより、前輪駆動用モータ１０Ｆの第１のステータ１１Ｆａによるロータ１３Ｆの回転駆動及び第１のステータ１１Ｆａによる回生発電が制御される。

同様に、前輪駆動用モータ１０Ｆの第２のステータ１１Ｆｂのｕ相、ｖ相及びｗ相のコイルは、それぞれ各アーム回路２３ｕ，２３ｖ，２３ｗの上アームと下アームとの接続部と電気的に接続される。第２のステータ１１Ｆｂのｕ相、ｖ相及びｗ相のコイルは、接続部２８ｂにおいて互いに電気的に接続されている。各アーム回路２３ｕ，２３ｖ，２３ｗのスイッチング素子２５ｕ，２７ｕ，２５ｖ，２７ｖ，２５ｗ，２７ｗの駆動は制御装置５０により制御される。これにより、第２のステータ１１Ｆｂによるロータ１３Ｆの回転駆動及び第２のステータ１１Ｆｂによる回生発電が制御される。

切替部２９Ｆは、第１のステータ１１Ｆａのｕ相、ｖ相及びｗ相のコイルごとに設けられた第１のスイッチ２９ａａ、第２のスイッチ２９ａｂ及び第３のスイッチ２９ａｃとを含む。また、切替部２９Ｆは、第２のステータ１１Ｆｂのｕ相、ｖ相及びｗ相のコイルごとに設けられた第４のスイッチ２９ｂａ、第５のスイッチ２９ｂｂ及び第６のスイッチ２９ｂｃとを含む。

第１のスイッチ２９ａａは、第１のステータ１１Ｆａのｕ相のコイルと分岐部２６ｕとの間に設けられる。第１のスイッチ２９ａａは、分岐部２６ｕとｕ相のコイルとの電気的な接続及び遮断（オンオフ）を切り替える。第２のスイッチ２９ａｂは、第１のステータ１１Ｆａのｖ相のコイルと分岐部２６ｖとの間に設けられる。第２のスイッチ２９ａｂは、分岐部２６ｖとｖ相のコイルとの電気的な接続及び遮断（オンオフ）を切り替える。第３のスイッチ２９ａｃは、第１のステータ１１Ｆａのｗ相のコイルと分岐部２６ｗとの間に設けられる。第３のスイッチ２９ａｃは、分岐部２６ｗとｗ相のコイルとの電気的な接続及び遮断（オンオフ）を切り替える。

第４のスイッチ２９ｂａは、第２のステータ１１Ｆｂのｕ相のコイルと接続部２８ｂとの間に設けられる。第４のスイッチ２９ｂａは、ｕ相のコイルを第２のステータ１１Ｆｂの接続部２８ｂに接続する第１の接続状態、及び、ｕ相のコイルを第１のステータ１１Ｆａのｕ相のコイルに接続する第２の接続状態を切り替える。第５のスイッチ２９ｂｂは、第２のステータ１１Ｆｂのｖ相のコイルと接続部２８ｂとの間に設けられる。第５のスイッチ２９ｂｂは、ｖ相のコイルを第２のステータ１１Ｆｂの接続部２８ｂに接続する第１の接続状態、及び、ｖ相のコイルを第１のステータ１１Ｆａのｖ相のコイルに接続する第２の接続状態を切り替える。第６のスイッチ２９ｂｃは、第２のステータ１１Ｆｂのｗ相のコイルと接続部２８ｂとの間に設けられる。第６のスイッチ２９ｂｃは、ｗ相のコイルを第２のステータ１１Ｆｂの接続部２８ｂに接続する第１の接続状態、及び、ｗ相のコイルを第１のステータ１１Ｆａのｗ相のコイルに接続する第２の接続状態を切り替える。

第１のスイッチ２９ａａ、第２のスイッチ２９ａｂ及び第３のスイッチ２９ａｃをオンにするとともに、第４のスイッチ２９ｂａ、第５のスイッチ２９ｂｂ及び第６のスイッチ２９ｂｃを第１の接続状態にすることで、インバータ回路２１Ｆに対して第１のステータ１１Ｆａ及び第２のステータＦｂが並列に接続される。一方、第１のスイッチ２９ａａ、第２のスイッチ２９ａｂ及び第３のスイッチ２９ａｃをオフにするとともに、第４のスイッチ２９ｂａ、第５のスイッチ２９ｂｂ及び第６のスイッチ２９ｂｃを第２の接続状態にすることで、インバータ回路２１Ｆに対して第１のステータ１１Ｆａ及び第２のステータＦｂが直列に接続される。

制御装置５０は、前輪駆動用モータ１０Ｆの力行駆動を制御する場合、インバータ回路２１Ｆに対して第１のステータ１１Ｆａ及び第２のステータＦｂを並列に接続する。この状態で、制御装置５０は、昇降圧回路３１Ｆのスイッチング素子の駆動を制御し、バッテリ４０の出力電力を昇圧してインバータ回路２１Ｆへ供給する。昇圧比は、スイッチング素子のオンオフのデューティ比により調節される。また、制御装置５０は、インバータ回路２１Ｆのスイッチング素子の駆動を制御し、昇降圧回路３１Ｆを介して供給される直流電力を三相交流電力に変換し、前輪駆動用モータ１０Ｆの第１のステータ１１Ｆａ及び第２のステータ１１Ｆｂへ供給する。

また、制御装置５０は、前輪駆動用モータ１０Ｆの回生駆動を制御する場合、回生効率に応じて、インバータ回路２１Ｆに対する第１のステータ１１Ｆａ及び第２のステータＦｂの接続状態を直列又は並列に切り替える。この状態で、制御装置５０は、インバータ回路２１Ｆのスイッチング素子の駆動を制御し、前輪駆動用モータ１０Ｆから出力される三相交流の回生発電力を直流電力に変換して昇降圧回路３１Ｆへ供給する。また、制御装置５０は、昇降圧回路３１Ｆのスイッチング素子の駆動を制御し、バッテリ４０に供給される充電電流の電圧をバッテリ４０の要求充電電圧に昇圧する。

＜３．回生効率＞
ここで、前輪駆動用モータの駆動回路を例にとって回生効率について詳しく説明する。

前輪駆動用モータ１０Ｆの回生発電電力をバッテリ４０に充電する場合、充電電圧をバッテリ４０の要求充電電圧の範囲内に調節する必要がある。制御装置５０は、昇降圧回路３１Ｆのスイッチング素子の駆動を制御し、充電電圧がバッテリ４０の要求充電電圧の範囲内となるように回生発電電圧を調節する。このとき、前輪駆動用モータ１０Ｆから出力される回生発電電圧が小さいと、昇降圧回路３１Ｆの昇圧比が高くなるため、昇降圧回路３１Ｆで必要とされる回生発電電流が増加する。この場合、制御装置５０は、インバータ回路２１Ｆのスイッチング素子の駆動を制御し、昇降圧回路３１Ｆに供給される回生発電電流を増大する。

昇降圧回路３１Ｆに供給される回生発電電流を増大する場合、インバータ回路２１Ｆのスイッチング素子の駆動回数が増えるため、スイッチング素子の駆動による発熱量が増える。つまり、熱により損出するエネルギ量が増加し、回生効率が低下する。したがって、回生効率の低下を抑制するためには、前輪駆動用モータ１０Ｆから出力される回生発電電圧を大きくして、昇降圧回路３１Ｆでの昇圧比を小さくすることが有効である。

本実施形態に係るモータ駆動システム２の構成の場合、共通のロータ１３Ｆの回転により発電される第１のステータ１１Ｆａ及び第２のステータ１１Ｆｂの回生発電電圧は同じ値になる。インバータ回路２１Ｆに対して第１のステータ１１Ｆａ及び第２のステータ１１Ｆｂを並列に接続した場合、第１のステータ１１Ｆａ及び第２のステータ１１Ｆｂからそれぞれロータ１３Ｆの回転数に応じた電圧の回生発電電力が出力される。一方、インバータ回路２１Ｆに対して第１のステータ１１Ｆａ及び第２のステータ１１Ｆｂを並列に接続した場合、前輪駆動用モータ１０Ｆから出力される回生発電電圧（第２の回生発電電圧）は、第１のステータ１１Ｆａ及び第２のステータ１１Ｆｂの回生発電電圧の和となる。

車速が速い状態から減速した場合、ロータ１３Ｆの回転数が比較的大きく、第１のステータ１１Ｆａ及び第２のステータ１１Ｆｂの回生発電電圧は大きくなる。このため、インバータ回路２１Ｆに対して第１のステータ１１Ｆａ及び第２のステータ１１Ｆｂを並列に接続した状態であっても、昇降圧回路３１Ｆでの昇圧比が小さく抑えられて、回生効率を比較的高く維持することができる。

一方、車速遅い状態から減速した場合、ロータ１３Ｆの回転数が小さく、第１のステータ１１Ｆａ及び第２のステータ１１Ｆｂの回生発電電圧は小さくなる。ただし、インバータ回路２１Ｆに対して第１のステータ１１Ｆａ及び第２のステータ１１Ｆｂを直列に接続することで、前輪駆動用モータ１０Ｆから出力される回生発電電圧（第１の回生発電電圧）を約２倍にすることができる。これにより、昇降圧回路３１Ｆでの昇圧比が小さくなり、回生効率の低下を抑制することができる。

なお、本実施形態に係るモータ駆動システム２は、前輪駆動用モータ１０Ｆ及び後輪駆動用モータ１０Ｒを備えている。このため、車両１の減速時に前輪側の減速トルクが大きくなると、前輪駆動用モータ１０Ｆの回生トルクが後輪駆動用モータ１０Ｒの回生トルクよりも大きくなる場合がある。所定の回生発電電圧の下で回生トルクが変化する場合、回生トルクは回生発電電流に比例する。つまり、回生発電電圧が同じ場合、回生トルクの違いは回生発電電流の違いとなって現れる。したがって、モータ駆動システム２では、前輪駆動用モータ１０Ｆの駆動回路及び後輪駆動用モータ１０Ｒの駆動回路それぞれにおいて、回生駆動時の直列接続又は並列接続の切り替えが独立して行われる。

以下、本実施形態に係るモータ駆動システム２の制御処理を実行する制御装置５０の構成を説明した後、モータ駆動システム２の特徴である、前輪駆動用モータ１０Ｆ及び後輪駆動用モータ１０Ｒを回生駆動する場合の処理について詳しく説明する。

＜３．制御装置＞
（３－１．構成）
制御装置５０は、一つ又は複数のＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサがコンピュータプログラムを実行することでモータ駆動システム２の動作を制御する装置として機能する。当該コンピュータプログラムは、制御装置５０が実行すべき後述する動作をプロセッサに実行させるためのコンピュータプログラムである。プロセッサにより実行されるコンピュータプログラムは、制御装置５０に備えられた記憶部（メモリ）５３として機能する記録媒体に記録されていてもよく、制御装置５０に内蔵された記録媒体又は制御装置５０に外付け可能な任意の記録媒体に記録されていてもよい。

コンピュータプログラムを記録する記録媒体としては、ハードディスク、フロッピーディスク及び磁気テープ等の磁気媒体、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、及びＢｌｕ－ｒａｙ（登録商標）等の光記録媒体、フロプティカルディスク等の磁気光媒体、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶素子、並びにＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ及びＳＳＤ（Solid State Drive）等のフラッシュメモリ、その他のプログラムを格納可能な媒体であってよい。

図２に示すように、制御装置５０は、処理部５１及び記憶部５３を備えている。処理部５１は、一つ又は複数のＣＰＵ等のプロセッサを備えて構成される。処理部５１の一部又は全部は、ファームウェア等の更新可能なもので構成されてもよく、また、プロセッサからの指令によって実行されるプログラムモジュール等であってもよい。ただし、処理部５１の一部又は全部が、アナログ回路を用いて構成されていてもよい。

記憶部５３は、処理部５１と通信可能に接続されたＲＡＭ又はＲＯＭ等の一つ又は複数の記憶素子（メモリ）により構成される。ただし、記憶部５３の数や種類は特に限定されない。記憶部５３は、処理部５１により実行されるコンピュータプログラムや、演算処理に用いられる種々のパラメタ、検出データ、演算結果等のデータを記憶する。この他、制御装置５０は、バッテリ管理装置４１や車両状態センサ４５等と通信するための図示しないインタフェースを備えている。

処理部５１は、インバータ回路２１Ｆ，２１Ｒ、切替部２９Ｆ，２９Ｒ及び昇降圧回路３１Ｆ，３１Ｒの駆動を制御することにより、前輪駆動用モータ１０Ｆ及び後輪駆動用モータ１０Ｒの力行駆動を制御する。具体的に、処理部５１は、車両１の目標加速度の情報を取得し、目標加速度が正の値の場合、車速及び目標加速度の情報に基づいて前輪駆動用モータ１０Ｆ及び後輪駆動用モータ１０Ｒの目標駆動トルクを算出する。

処理部５１は、目標加速度が正の値の場合、インバータ回路２１Ｆ（２１Ｒ）に対して第１のステータ１１Ｆａ（１１Ｒａ）及び第２のステータＦｂ（Ｒｂ）が並列に接続された状態とする。そして、処理部５１は、目標駆動トルクに基づいて、インバータ回路２１Ｆ，２１Ｒ及び昇降圧回路３１Ｆ，３１Ｒに設けられた各スイッチング素子の駆動を制御し、前輪駆動用モータ１０Ｆ及び後輪駆動用モータ１０Ｒを駆動する。これにより、前輪駆動用モータ１０Ｆ及び後輪駆動用モータ１０Ｒは、車両１の駆動トルクを出力する。

一方、処理部５１は、目標加速度が負の値の場合、車速及び目標加速度の情報に基づいて前輪駆動用モータ１０Ｆ及び後輪駆動用モータ１０Ｒの目標回生トルクを算出する。また、処理部５１は、インバータ回路２１Ｆ（２１Ｒ）に対して第１のステータ１１Ｆａ（１１Ｒａ）及び第２のステータ１１Ｆｂ（１１Ｒｂ）を並列に接続した場合及び直列にした場合それぞれの回生効率を算出する。処理部５１は、回生効率の高い接続状態となるように切替部２９Ｆ，２９Ｒの状態を設定する。

そして、処理部５１は、算出した目標回生トルクに基づいて、インバータ回路２１Ｆ，２１Ｒ及び昇降圧回路３１Ｆ，３１Ｒに設けられた各スイッチング素子の駆動を制御し、前輪駆動用モータ１０Ｆ及び後輪駆動用モータ１０Ｒの回生を制御する。これにより、前輪駆動用モータ１０Ｆ及び後輪駆動用モータ１０Ｒによる回生発電電力がバッテリ４０に充電されるとともに、回生ブレーキトルクが生成される。

（３－２．処理動作例）
図４～図５は、本実施形態に係るモータ駆動システムに備えられた制御装置による処理動作の一例を示すフローチャートである。図４～図５に示すフローチャートは、所定の演算周期で繰り返し実行される。

まず、モータ駆動システム２が起動すると（ステップＳ１１）、処理部５１は、車両状態の情報を取得する（ステップＳ１３）。車両状態の情報は、少なくともアクセルペダルの操作量、ブレーキペダルの操作量及び車速の情報を含む。車両１が自動運転中である場合、アクセルペダルの操作量及びブレーキペダルの操作量の情報に代えて、要求加速度の情報を取得してもよい。

次いで、処理部５１は、車両１の減速要求がされているか否かを判定する（ステップＳ１５）。車両１の減速要求がされているか否かは、例えばアクセルポジションセンサ及びブレーキストロークセンサのセンサ信号に基づいて判別することができる。処理部５１は、アクセルペダルが踏み込まれている場合、ドライバによる加速要求がされていると判定する。一方、処理部５１は、ブレーキペダルが踏み込まれている場合、あるいは、アクセルペダルの操作量がゼロになる方向へ戻される速度が所定の閾値を超える場合、ドライバにより減速要求がされていると判定する。

なお、車両１が自動運転中である場合、処理部５１は、要求加速度が正の値である場合に加速要求がされていると判定し、要求加速度が負の値である場合に減速要求がされていると判定する。

減速要求がされていると判定されない場合（Ｓ１５／Ｎｏ）、処理部５１は、前輪駆動用モータ１０Ｆ及び後輪駆動用モータ１０Ｒの力行駆動を制御する（ステップＳ１９）。例えば処理部５１は、車速及び目標加速度の情報に基づいて前輪駆動用モータ１０Ｆ及び後輪駆動用モータ１０Ｒからそれぞれ出力する目標駆動トルクTq_drv_tgt_F，Tq_drv_tgt_Rを算出する。加速要求がされている場合の目標加速度は正の値となる。目標駆動トルクTq_drv_tgt_F，Tq_drv_tgt_Rは、車速が速いほど、また、目標加速度が大きいほど、大きい値となる。なお、前輪駆動用モータ１０Ｆの目標駆動トルクTq_drv_tgt_Fと後輪駆動用モータ１０Ｒの目標駆動トルクTq_drv_tgt_Rとは同じであってもよく、異なっていてもよい。また、処理部５１は、算出した目標駆動トルクTq_drv_tgt_F，Tq_drv_tgt_Rに基づいて、昇降圧回路３１Ｆ，３１Ｒ、インバータ回路２１Ｆ，２１Ｒの各スイッチング素子の駆動を制御し、前輪駆動用モータ１０Ｆ及び後輪駆動用モータ１０Ｒを力行駆動する。

前輪駆動用モータ１０Ｆを例に採って、前輪駆動用モータ１０Ｆの力行駆動の制御処理を具体的に説明する。例えば処理部５１は、前輪駆動用モータ１０Ｆの目標駆動トルクTq_drv_tgt_F及び前輪駆動用モータ１０Ｆの回転数に基づいて、インバータ回路２１Ｆに供給する直流電流の電圧と、前輪駆動用モータ１０Ｆの第１のステータ１１Ｆａ及び第２のステータ１１Ｆｂに供給する三相交流電流の周波数とを設定する。

また、処理部５１は、バッテリ４０の出力電圧と、インバータ回路２１Ｆに供給する直流電流の電圧との比率に基づいて昇降圧回路３１Ｆのスイッチング素子３５，３７の駆動を制御して、バッテリ４０から出力される直流電流の電圧を、設定した電圧に昇圧する。また、処理部５１は、インバータ回路２１Ｆの各スイッチング素子の駆動を制御し、直流電流を三相交流電流に変換して第１のステータ１１Ｆａ及び第２のステータ１１Ｆｂへ供給する。これにより、前輪駆動用モータ１０Ｆが駆動されて、車両１の駆動トルクが出力される。なお、前輪駆動用モータ１０Ｆ及び後輪駆動用モータ１０Ｒを力行駆動する場合の演算処理は、特に限定されるものではなく、従来公知の演算処理方法に沿って実行されてよい。

一方、上記のステップＳ１５において、減速要求がされていると判定される場合（Ｓ１５／Ｙｅｓ）、処理部５１は、前輪駆動用モータ１０Ｆ及び後輪駆動用モータ１０Ｒによる回生を制御する（ステップＳ１７）。

図５は、回生制御処理のフローチャートを示す。
処理部５１は、車速及び目標加速度の情報に基づいて前輪駆動用モータ１０Ｆ及び後輪駆動用モータ１０Ｒそれぞれの目標回生トルクTq_reg_tgt_F，Tq_reg_tgt_Rを算出する（ステップＳ３１）。減速要求がされている場合の目標加速度は負の値となる。また、目標回生トルクTq_reg_tgt_F，Tq_reg_tgt_Rは、車速が速いほど、また、目標加速度が小さい（負側に大きい）ほど、大きい値となる。なお、設定可能な目標回生トルクTq_reg_tgt_F，Tq_reg_tgt_Rには上限が設定されてもよい。この場合、減速要求に対して不足するブレーキトルクの情報が油圧ブレーキシステム１６のブレーキ液圧制御装置１９に送信され、不足するブレーキトルクが油圧ブレーキトルクにより補完されてもよい。

次いで、処理部５１は、前輪駆動用モータ１０Ｆ及び後輪駆動用モータ１０Ｒの回転数に基づいて、インバータ回路２１Ｆ（２１Ｒ）に対して第１のステータ１１Ｆａ（１１Ｒａ）及び第２のステータ１１Ｆｂ（Ｒｂ）が並列に接続された状態及び直列に接続された状態それぞれの回生発電電圧V_inv_pal，V_inv_serを算出する（ステップＳ３３）。

ここで、一般にステータ及びロータを備えたモータの電磁誘導による誘導発電電圧Eは下記式（１）で表すことができる。

Φ：磁束
t：時間
B：磁束密度
S：コイル面積
ω：ロータ角速度
θ：ステータのコイル面の平行方向と磁束密度の方向に対する垂線とが成す角度

式（１）に示したように、第１のステータ１１Ｆａ（１１Ｒａ）及び第２のステータ１１Ｆｂ（Ｒｂ）から出力される回生発電電力の回生発電電圧V_invは、ロータ１３Ｆ（１１Ｒ）の角速度（ω）、つまり、前輪駆動用モータ１０Ｆ及び後輪駆動用モータ１０Ｒの回転数に比例する。前輪駆動用モータ１０Ｆ及び後輪駆動用モータ１０Ｒの回転数は、車速に比例する。上記式（１）における磁束密度（B）及びコイル面積（S）は前輪駆動用モータ１０Ｆ及び後輪駆動用モータ１０Ｒの仕様によりあらかじめ求められる情報である。したがって、処理部５１は、車速に基づいて第１のステータ１１Ｆａ（１１Ｒａ）及び第２のステータ１１Ｆｂ（Ｒｂ）の回生発電電圧V_invを算出することができる。

インバータ回路２１Ｆ（２１Ｒ）に対して第１のステータ１１Ｆａ（１１Ｒａ）及び第２のステータ１１Ｆｂ（Ｒｂ）が並列に接続された状態では、第１のステータ１１Ｆａ（１１Ｒａ）及び第２のステータ１１Ｆｂ（Ｒｂ）の回生発電電圧V_invが前輪駆動用モータ１０Ｆ及び後輪駆動用モータ１０Ｒの回生発電電圧V_inv_palとなる。一方、インバータ回路２１Ｆ（２１Ｒ）に対して第１のステータ１１Ｆａ（１１Ｒａ）及び第２のステータ１１Ｆｂ（Ｒｂ）が直列に接続された状態では、第１のステータ１１Ｆａ（１１Ｒａ）及び第２のステータ１１Ｆｂ（Ｒｂ）の回生発電電圧V_invの和（V_inv×２）が前輪駆動用モータ１０Ｆ及び後輪駆動用モータ１０Ｒの回生発電電圧V_inv_serとなる。

なお、前輪駆動用モータ１０Ｆ及び後輪駆動用モータ１０Ｒの回転数を検出するセンサ等が設けられている場合、処理部５１は、車速ではなく前輪駆動用モータ１０Ｆ及び後輪駆動用モータ１０Ｒの回転数に基づいて上記回生発電電圧V_inv_pal，V_inv_serを算出してもよい。モータの回転数は、モータ軸の回転数を検出するセンサを用いて検出されてもよく、車輪の駆動軸の回転数を検出するセンサにより検出される駆動軸の回転数に基づいて算出されてもよい。

次いで、処理部５１は、バッテリ４０の要求充電電圧V_bat_crgの情報及び充電最大電流値I_bat_maxの情報を取得する（ステップＳ３５）。バッテリ４０の要求充電電圧V_bat_crgの情報及び充電最大電流値I_bat_maxの情報は、バッテリ４０の仕様に応じてあらかじめ設定されて記憶部５３に記憶されている。バッテリ４０の要求充電電圧V_bat_crgの情報及び充電最大電流値I_bat_maxの情報は、バッテリ管理装置４１から取得されてもよい。例えばバッテリ４０の開放電圧が大きいほど要求充電電圧V_bat_crgの範囲は高電圧側に設定され、充電最大電流値I_bat_maxが小さい値に設定される。一方、バッテリ４０の開放電圧が小さいほど要求充電電圧V_bat_crgの範囲は低電圧側に設定され、充電最大電流値I_bat_maxが大きい値に設定される。

次いで、処理部５１は、インバータ回路２１Ｆ（２１Ｒ）に対して第１のステータ１１Ｆａ（１１Ｒａ）及び第２のステータ１１Ｆｂ（Ｒｂ）を並列に接続した場合及び直列に接続した場合それぞれの回生効率η_pal，η_serを算出する（ステップＳ３７）。具体的に、処理部５１は、並列接続時及び直列接続時それぞれにおける、回生駆動時の昇降圧回路３１Ｆ，３１Ｒの効率と、回生駆動時のインバータ回路２１Ｆ，２１Ｒの効率とを加算し、並列接続時の回生効率η_pal及び直列接続時の回生効率η_serをそれぞれ算出する。

回生駆動時の昇降圧回路３１Ｆ，３１Ｒの効率及びインバータ回路２１Ｆ（２１Ｒ）の効率は、それぞれ効率マップを用いて求めることができる。昇降圧回路３１Ｆ，３１Ｒの効率マップは、入力電圧、入力電流及び出力電圧に応じた効率を、あらかじめ実機を用いて、あるいは、シミュレーションにより求め、求めた効率のデータに基づいて作成される。インバータ回路２１Ｆ，２１Ｒの効率は、スイッチング素子の駆動による損失が支配的であるため、インバータ回路２１Ｆ，２１Ｒの効率マップは、回生出力に応じた効率を、あらかじめ実機を用いて、あるいは、シミュレーションにより求め、求めた効率のデータに基づいて作成される。

次いで、処理部５１は、並列接続時の回生効率η_palと直列接続時の回生効率η_serとを比較し、並列接続時の回生効率η_palが直列接続時の回生効率η_ser以上であるか否かを判定する（ステップＳ３９）。並列接続時の回生効率η_palが直列接続時の回生効率η_ser以上である場合（Ｓ３９／Ｙｅｓ）、処理部５１は、切替部２９Ｆ，２９Ｒの接続状態を切り替え、インバータ回路２１Ｆ（２１Ｒ）に対して第１のステータ１１Ｆａ（１１Ｒａ）及び第２のステータ１１Ｆｂ（Ｒｂ）が並列に接続された状態とする（ステップＳ４１）。具体的に、処理部５１は、第１のスイッチ２９ａａ、第２のスイッチ２９ａｂ及び第３のスイッチ２９ａｃをオンの状態とし、第４のスイッチ２９ｂａ、第５のスイッチ２９ｂｂ及び第６のスイッチ２９ｂｃを第１の接続状態とする。非通電状態で第１のスイッチ２９ａａ、第２のスイッチ２９ａｂ及び第３のスイッチ２９ａｃがオンの状態となり、第４のスイッチ２９ｂａ、第５のスイッチ２９ｂｂ及び第６のスイッチ２９ｂｃが第１の接続状態となる構成の場合、処理部５１は、切替部２９Ｆ，２９Ｒを非通電状態とする。

一方、並列接続時の回生効率η_palが直列接続時の回生効率η_ser未満である場合（Ｓ３９／Ｎｏ）、処理部５１は、切替部２９Ｆ，２９Ｒの接続状態を切り替え、インバータ回路２１Ｆ（２１Ｒ）に対して第１のステータ１１Ｆａ（１１Ｒａ）及び第２のステータ１１Ｆｂ（Ｒｂ）が直列に接続された状態とする（ステップＳ４３）。具体的に、処理部５１は、第１のスイッチ２９ａａ、第２のスイッチ２９ａｂ及び第３のスイッチ２９ａｃをオフの状態とし、第４のスイッチ２９ｂａ、第５のスイッチ２９ｂｂ及び第６のスイッチ２９ｂｃを第２の接続状態とする。非通電状態で第１のスイッチ２９ａａ、第２のスイッチ２９ａｂ及び第３のスイッチ２９ａｃがオンの状態となり、第４のスイッチ２９ｂａ、第５のスイッチ２９ｂｂ及び第６のスイッチ２９ｂｃが第１の接続状態となる構成の場合、処理部５１は、切替部２９Ｆ，２９Ｒを通電状態とする。

なお、本実施形態では、並列接続又は直列接続のうちいずれか回生効率の高い方に接続状態を切り替えるようにしているが、処理部５１は、並列接続とする場合、昇降圧回路３１Ｆ，３１Ｒの昇圧比が所定の基準値以下となるように制御してもよい。これにより、回生効率の低下を確実に抑制することができる。

次いで、処理部５１は、前輪駆動用モータ１０Ｆ及び後輪駆動用モータ１０Ｒの目標回生トルクTq_reg_tgt_F，Tq_reg_tgt_R及び昇降圧回路３１Ｆ，３１Ｒの目標出力電圧V_con_tgtに基づいて、昇降圧回路３１Ｆ，３１Ｒ及びインバータ回路２１Ｆ，２１Ｒの各スイッチング素子の駆動を制御し、前輪駆動用モータ１０Ｆ及び後輪駆動用モータ１０Ｒに回生発電させる（ステップＳ４５）。

具体的に、処理部５１は、前輪駆動用モータ１０Ｆの目標回生トルクTq_reg_tgt_F及び前輪駆動用モータ１０Ｆの回転数に基づいて、インバータ回路２１Ｆの各スイッチング素子のオンオフの周波数を設定する。さらに、処理部５１は、回生発電電圧と要求充電電圧V_bat_crgとの比（昇圧比）に基づいて、昇降圧回路３１Ｆのスイッチング素子のオンオフの駆動デューティ比を設定する。処理部５１は、後輪駆動用モータ１０Ｒについても同様に、インバータ回路２１Ｒ及び昇降圧回路３１Ｒの各スイッチング素子のオンオフのデューティ比を設定する。

そして、処理部５１は、インバータ回路２１Ｆ，２１Ｒ及び昇降圧回路３１Ｆ，３１Ｒの各スイッチング素子の駆動を制御する。これにより、前輪駆動用モータ１０Ｆ及び後輪駆動用モータ１０Ｒそれぞれの第１のステータ１１Ｆａ，１１Ｒａ及び第２のステータ１１Ｆｂ，１１Ｒｂから出力される三相交流の回生発電電流を直流電流に変換し、さらにバッテリ４０の充電電圧を要求充電電圧まで昇圧してバッテリ４０を充電する。

なお、処理部５１は、ステップＳ４５において前輪駆動用モータ１０Ｆ及び後輪駆動用モータ１０Ｒによる回生発電を開始した後、出力されるバッテリ４０への充電電流がバッテリ４０の充電最大電流値I_bat_max以下となるように前輪駆動用モータ１０Ｆ及び後輪駆動用モータ１０Ｒの目標回生トルクTq_reg_tgt_F，Tq_reg_tgt_Rを制御する。具体的に、処理部５１は、バッテリ４０の充電電流が充電最大電流値I_bat_maxを超える場合、余剰分の回生トルクを引いた値を目標回生トルクTq_reg_tgt_F，Tq_reg_tgt_Rに設定する。この場合、余剰分の回生トルクに相当するブレーキトルクは、油圧ブレーキシステム１６のブレーキトルクに加算される。

以上のようにして、制御装置は、車両の減速要求がされている場合、回生効率が高くなるように、インバータ回路に対する第１のステータ及び第２のステータの接続状態を並列及び直列に切り替える。このため、車速が比較的遅い状態で減速した場合等、第１のステータ及び第２のステータから出力される回生発電電力の電圧が低い場合には第１のステータ及び第２のステータが直列状態にされ、駆動用モータからインバータ回路へ出力される回生発電電力の電圧を高くすることができる。したがって、駆動用モータによる回生発電電力を昇降圧回路により昇圧してバッテリに充電する際の回生効率の低下を抑制することができる。

以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示はかかる例に限定されない。本開示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、各種の変更例又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、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば本開示の技術を適用可能な車両は、前輪駆動用モータ及び後輪駆動用モータを備えた電気自動車に限られない。例えば車両は、前輪駆動用モータ又は後輪駆動用モータのいずれか一つを備えた電気自動車であってもよく、各車輪に対してそれぞれ一つの駆動用モータを備えた電気自動車であってもよい。このような電気自動車であっても、各駆動用モータを回生する際に、回生効率が高くなるように第１のインバータ及び第２のインバータの接続状態を並列及び直列に切り替えることにより、上記と同様に回生効率の低下を制御することができる。

また、上記実施形態では電気自動車に適用されるモータ駆動システムを例に採って説明したが、本開示のモータ駆動システムは電気自動車のモータ駆動システムに限定されるものではなく、鉄道その他のモータ駆動システムであってもよい。

１：車両、２：モータ駆動システム、１０Ｆ：前輪駆動用モータ、１０Ｒ：後輪駆動用モータ、１１Ｆａ・１１Ｒａ：第１のステータ、１１Ｆｂ・１１Ｒｂ：第２のステータ、１３Ｆ・１３Ｒ：ロータ、２０Ｆ：前輪用インバータユニット、２０Ｒ：後輪用インバータユニット、２１Ｆ・２１Ｒ：インバータ回路、２９Ｆ・２９Ｒ：切替部、３１Ｆ・３１Ｒ：昇降圧回路、４０：バッテリ、５０：制御装置、５１：処理部、５３：記憶部

Claims (4)

1. 一つのロータ及び二つのステータを備え、車輪の駆動力を出力するとともに回生電力を発生可能なモータと、
   前記二つのステータへの供給電力及び回生電力をそれぞれ制御するインバータと、
   前記モータで発生した回生電力を充電可能なバッテリと、
   前記インバータと前記バッテリとの間に設けられた昇圧回路と、
   前記インバータに対する前記二つのステータの接続状態を直列及び並列に切り替える切替部と、
   前記切替部の動作を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記回生電力を発生させる場合に、前記バッテリの要求充電電圧と、前記モータの回転数及び目標回生トルクと、に基づいて前記切替部の動作を制御して前記二つのステータを直列又は並列に切り替える、電動車両のモータ駆動システム。
2. 前記制御部は、
   前記回生電力を発生させる場合に、前記モータの回転数に基づいて、前記インバータに対する前記二つのステータの接続状態を直列にした場合の第１の回生発電電圧及び並列にした場合の第２の回生発電電圧をそれぞれ求め、
   前記第１の回生発電電圧、前記第２の回生発電電圧、前記バッテリの要求充電電圧、及び前記目標回生トルクに基づいて、前記インバータに対する前記二つのステータの接続状態を直列にした場合及び並列にした場合のそれぞれの回生効率を求め、
   前記回生効率が高くなるように前記二つのステータを直列又は並列に切り替える、請求項１に記載の電動車両のモータ駆動システム。
3. 前記制御部は、
   前記二つのステータを並列に切り替えて前記回生電力を発生させる場合に、前記昇圧回路の昇圧比が所定の基準値以下となるように制御する、請求項２に記載の電動車両のモータ駆動システム。
4. 前記電動車両が電気自動車であって、
   前記モータが、ダブルステータ型の一つのアキシャルギャップモータである、請求項１に記載の電動車両のモータ駆動システム。

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