JP2012175770A - 車両用駆動システム - Google Patents

Abstract

【課題】少ない電力損失で、複数ある蓄電装置のそれぞれに入出する電力を、各蓄電装置の状態に応じて制御する。
【解決手段】駆動源としてモータ２を備えた電動車両用の駆動システム１は、モータ２を駆動させるインバータ６ａ，６ｂと、インバータ６ａ，６ｂに接続された蓄電装置７ａ，７ｂと、をそれぞれ有する複数の電源回路３ａ，３ｂを有している。これら複数の電源回路３ａ，３ｂの内、各電源回路３ａ，３ｂに設けられたインバータ６ａ，６ｂを制御する制御装置５は、電源回路３ａ，３ｂのそれぞれに入出する電力の配分を、各電源回路３ａ，３ｂの蓄電装置７ａ，７ｂの状態に基づいて調整する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば電気自動車や、ハイブリッド自動車などの電動車両に搭載される車両用駆動システムに関し、詳しくは、その電源システムに関する。

近年、環境問題の高まりを受けて、例えば、ハイブリッド自動車や、電気自動車など、駆動源として電動機（例えば、モータ・ジェネレータ（以下、単にモータという））を搭載した電動車両が盛んに研究されている。

このような電動車両は、バッテリに蓄えられた電力によってモータを回転させて走行することができるため、排気ガスの排出が少ないと共に、エネルギー回生を行って燃費の向上を図ることもできる。しかしその一方で、バッテリを充電するのに時間を要し、特に電気自動車の場合、このバッテリの容量によって車両の航続可能距離が制限されてしまうため、バッテリの大容量化が望まれていた。

一般に、電動車両用のバッテリとしては、ニッケル水素電池や、リチウムイオン電池などが使用されているが、これらの電池は、１つ当たりの電圧及び容量が規格によって、おおよそ統一されており、実際には、所望の電圧まで直列に組み合わされたセルを組み合わせて使用されている。

具体的には、所定のバッテリ容量を確保するために、複数のセルを接続して一つのバッテリを構成するが、セルを全て直列で接続すると電圧が高くなり、インバータ及びモータに過大な負荷が生じるため、このセルを並列に接続して所定のバッテリ容量を確保している。

そして、電動車両は、通常、車両に応じて上記バッテリを更に並列に接続して、車両の蓄電装置を構成している。

ところで、上述したように、複数のバッテリを用いて蓄電装置を構成すると、配線長や、バッテリの内部抵抗及び温度などのバラつきによって、各バッテリの消費電力に差が生じる。そのため、消費電力の大きなバッテリが、他のバッテリに比してバッテリ残量が早く少なくなり、この消費電力の大きなバッテリによって車両の航続距離が制限されてしまうことがあった。

そこで、従来、並列に配列された各バッテリに対してコンバータを接続し、このコンバータを制御して、各バッテリのバッテリ残量を一定になるように制御する電源システムが案出されている（特許文献１参照）。

特開２００９−３３７８５号公報

上記特許文献１に記載のように、コンバータを各バッテリに接続すると、バッテリ同士を並列に配置しているものであっても、各バッテリのバッテリ残量を一定になるように制御できるが、バッテリに入出する電流は、必ずこのコンバータを通ることとなる。

即ち、複数のバッテリを並列に接続した場合、これら複数のバッテリで１つの蓄電装置を形成しているため、この蓄電装置内のバッテリ間の充放電を制御しようとすると、モータを駆動させるインバータの他に、上記コンバータなどのバッテリを制御する装置が必ず必要となる。

しかしながら、このようなコンバータは、内部にリアクトルやダイオードを有しており、バッテリに入出する電流がこれらリアクトルやダイオードを通ることによって、電力損失を生じるという問題があった。

そこで、本発明は、蓄電装置及びインバータを有する複数の電源回路を電気的に独立して設け、これら独立した複数の電源回路の各蓄電装置が充放電する電力を、コンバータなどの装置を介さずに、蓄電装置の状況に応じて調整可能にすることによって、上記課題を解決した車両用駆動システムを提供することを目的とする。

本発明は、走行用の電動機（２）を備えた車両用駆動システム（１）において、
前記電動機（２）を駆動させるインバータ（６ａ，６ｂ）と、前記インバータ（６ａ，６ｂ）に接続された蓄電装置（７ａ，７ｂ）と、をそれぞれ有する複数の電源回路（３ａ，３ｂ）と、
前記複数の電源回路（３ａ，３ｂ）の各インバータ（６ａ，６ｂ）を制御する制御装置（５）と、を備え、
前記制御装置（５）は、前記複数の電源回路（３ａ，３ｂ）の各電源回路（３ａ，３ｂ）と、前記電動機（２）との間における電力の入出力量の配分を、前記複数の電源回路（３ａ，３ｂ）の各電源回路（３ａ，３ｂ）での蓄電装置（７ａ，７ｂ）の状態に基づいて調整する、ことを特徴とする。

具体的には、前記制御装置（５）は、前記複数の電源回路（３ａ，３ｂ）の各電源回路（３ａ，３ｂ）における前記蓄電装置（７ａ，７ｂ）の電気量（ＳＯＣ_１，ＳＯＣ_２）が平準化されるように、前記電源回路間の電力配分を設定する。

更に、前記制御装置（５）は、前記複数の電源回路（３ａ，３ｂ）における前記蓄電装置（７ａ，７ｂ）の平均温度（Ｔ_ＡＶＧ）又は、これら複数の蓄電装置（７ａ，７ｂ）のいずれか１つの温度が所定の温度（Ｔ_Ｃ）以下の場合、前記複数の電源回路からの総和として前記電動機（２）に入出する電力を維持しつつ、前記複数の電源回路（３ａ，３ｂ）の各電源回路（３ａ，３ｂ）における前記蓄電装置（７ａ，７ｂ）から入出する電力を増減させると好適である。

また、前記制御装置（５）は、前記複数の電源回路の総和としての最大放電量（Ｗ_ＯＵＴＴ）及び最大充電量（Ｗ_ＩＮＴ）を演算し、前記電動機（２）の要求トルク（Ｔ_ＲＥＱ）に応じた電力（Ｗ_ＲＥＱ）が、前記最大放電量（Ｗ_ＯＵＴＴ）もしくは最大充電量（Ｗ_ＩＮＴ）を超えた場合、これら最大放電量（Ｗ_ＯＵＴＴ）もしくは最大充電量（Ｗ_ＩＮＴ）を、前記電動機（２）に供給する電力（Ｗ_ＲＥＱ）とすると共に、
各電源回路（３ａ，３ｂ）に割り振られた電力（Ｗ_ＲＥＱ１，Ｗ_ＲＥＱ２）が、該電源回路（３ａ，３ｂ）の蓄電装置（７ａ，７ｂ）の許容放電量（Ｗ_ＯＵＴ１，Ｗ_ＯＵＴ２）もしくは許容充電量（Ｗ_ＩＮ１，Ｗ_ＩＮ２）を超えている場合、これら許容放電量（Ｗ_ＯＵＴ１，Ｗ_ＯＵＴ２）もしくは許容充電量（Ｗ_ＩＮ１，Ｗ_ＩＮ２）を超えた分の電力は、他の電源回路（３ａ，３ｂ）に配分すると好適である。

更に、前記電動機（２）は、複数組の巻線を有する多重巻線モータであり、
前記複数の電源回路（３ａ，３ｂ）における各インバータ（６ａ，６ｂ）は、前記多重巻線モータの巻線（２ａ，２ｂ）にそれぞれ接続されてなると好適である。

なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これは、発明の理解を容易にするための便宜的なものであり、特許請求の範囲の構成に何等影響を及ぼすものではない。

請求項１に係る発明によると、例えばバッテリなどの蓄電装置と、この蓄電装置に接続されたインバータと、を有して電源回路を形成すると共に、この電源回路を、互いの蓄電装置間で電力の入出がない状態で複数設けることによって、各電源回路の蓄電装置に入出する電力を、それぞれの電源装置の状態に応じて、インバータを介し制御装置によって制御することができる。また、上記各電源回路の蓄電装置に入出する電力を、必要最小限の構成で制御することができるため、各蓄電装置に入出する電力を制御する際の電力損失を抑制することができる。

請求項２に係る発明によると、それぞれの電源回路の蓄電装置の電気量が平準化されるように、各電源回路に入出する電力を制御することによって、蓄電装置間の電気量のばらつきを抑えることができる。これにより、複数の蓄電装置間の電気量が均一となり、特定の蓄電装置だけが極端に電気量が少なくなることを防止でき、駆動システム全体に蓄電された電気を最後まで使用することができる。また、それぞれのバッテリを平均的に使用して行くため、蓄電装置の劣化を抑制し、蓄電装置を長く使用することができる。

請求項３に係る発明によると、各電源回路の蓄電装置の平均温度又は、これら複数の蓄電装置のいずれかの温度が所定の温度以下の場合、複数の電源回路全体としての電動機への供給電力量は維持した状態で、各蓄電装置から入出する電力を増減させることによって、蓄電装置の内部発熱を促して蓄電装置の温度を上げることができる。そして、これにより、蓄電装置の温度を、速やかに最適な温度まで昇温させることができる。

請求項４に係る発明によると、駆動システム全体での最大放電量及び最大充電量を算出することによって、電動機からの要求がこれらシステム全体の最大充放電量を超えたとしても、複数の電源回路全体として上記最大量を超えて電力を入出させようとすることを防止することができる。また、各蓄電装置に関しても許容充電量及び許容放電量を算出するため、個々の蓄電装置から入出する電力も許容量を超えることを防止することができる。更に、システム全体で入出する電力が最大量を超えないように制限されているため、個々の蓄電装置の許容量を超えた電力については、他の電源回路の蓄電装置に割振ることができる。

請求項５に係る発明によると、電動機を複数の巻線組の巻線を有する多重巻線モータによって構成したことによって、電動機を複数有していない車両に対しても、効率よく各蓄電装置の充放電量を管理することができると共に、高調波を相殺して電動機の効率を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る車両用駆動システムを示すシステム図。 図１の車両用駆動システムの制御装置を示すブロック図。 本発明の実施形態に係る車両用駆動システムの平準化制御を示すフローチャート図。 本発明の実施形態に係る車両用駆動システムの昇温制御を示すフローチャート図。 （ａ）平準化制御を行った場合とそうでない場合のバッテリ残量の変化を示すグラフ、（ｂ）昇温制御を行った場合の車速とバッテリ電力との関係を示すグラフ。

以下、本発明の実施形態に係る車両用駆動システムついて図面に沿って説明をする。なお、以下の説明中において、電動機とは、例えばモータなどの電気エネルギーを運動エネルギーに変換する電力機のことを指し、モータとは、単に回転駆動する狭義のモータではなく、エネルギー回生も行う広義のモータ（モータ・ジェネレータ）を意味する。また、蓄電装置の放電はプラスの値、蓄電装置の充電はマイナスの値で表すこととする。

［車両用駆動システムの概要］
図１は、電気自動車（ＥＶ自動車）や、ハイブリッド自動車などに代表される電動車両の車両用駆動システム１を示すシステム図である。この車両用駆動システム１は、電動機２を回転させて車両の駆動輪を駆動させると共に、電動機２を回生させてエネルギーの回収を行うものであり、電動機２と、この電動機２に接続された電源回路３ａ，３ｂと、電動機２を制御する制御装置５と、を有している。

上記電動車両の走行用の電動機２は、複数の相を有した巻線を複数組設けた多重巻線モータから構成されており、具体的には、それぞれ１２０度ずつずらされたＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相からなる３相巻線２ａ，２ｂを２組備えた３相２多重モータから構成されている。

また、上記電源回路３ａ，３ｂは、上記巻線２ａ，２ｂに接続してモータ２に流れる電気を制御する３相インバータ６ａ，６ｂと、この３相インバータ６ａ，６ｂに接続された蓄電装置７ａ，７ｂと、を有して構成されており、該蓄電装置７ａ，７ｂは、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、燃料電池及び大容量キャパシタや、これらの組み合わせからなるバッテリによって構成されている。

ところで、３相インバータ６ａ，６ｂと蓄電装置７ａ，７ｂとからなる上記電源回路３ａ，３ｂは、モータ２の巻線数と同数設けられており、本実施形態においては、２組の３相巻線のうち、いずれか一方の３相巻線２ａに接続した第１電源回路３ａと、いずれか他方の３相巻線２ｂに接続した第２電源回路３ｂと、の２つの電源回路をシステム全体として有している。

一方、上記モータ２を制御する制御装置（ＥＣＵ）５は、各電源回路３ａ，３ｂのインバータ６ａ，６ｂにゲート駆動信号を出力して、上記３相２多重モータ２をＰＷＭ制御しており、モータ２の力行時には、上記第１及び第２電源回路３ａ，３ｂの第１及び第２インバータ６ａ，６ｂによって、これら第１及び第２インバータ６ａ，６ｂに接続された第１及び第２蓄電装置７ａ，７ｂからの直流電力を交流電力に変換して、モータ２の３相巻線２ａ，２ｂに供給するように構成されている。また、モータ２の回生時には、上記モータ２の巻線２ａ，２ｂに発生した交流電力を直流電力に変換して上記第１及び第２蓄電装置７ａ，７ｂに供給するように構成されている。

ついで、上述した制御装置５について、より詳しく説明をする。図２に示すように、制御装置５の入力側には、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ９、ブレーキの操作量を検出するブレーキセンサ１０、モータ２の回転数を検出するモータ回転数センサ１１などが接続されている。

また、各蓄電装置７ａ，７ｂには、蓄電装置の温度、電流、電圧などの情報を検出するセンサ群が設けられていると共に、これら蓄電装置のセンサ群が検出した情報に基づいて、蓄電装置の許容放電量Ｗ_ＯＵＴ、許容充電量Ｗ_ＩＮ及びバッテリ残量ＳＯＣを演算する、バッテリ状態演算手段としての蓄電装置ＥＣＵ１２ａ，１２ｂが設けられており、上記制御装置５の入力側には、これら蓄電装置ＥＣＵ１２ａ，１２ｂも接続されている。

一方、制御装置５の出力側には、上述した第１電源回路３ａの第１インバータ６ａ及び第２電源回路３ｂの第２インバータ６ｂが接続されている。

また、制御装置５は、上記第１及び第２インバータ６ａ，６ｂを制御するゲート駆動信号を生成するゲート駆動信号生成手段１１を有しているおり、このゲート駆動信号生成手段１３は、三角波発振器、などから構成されている。

ところで、上記複数の電源回路３ａ，３ｂは、互いに独立して設けられている。そのため、制御装置５は、各電源回路３ａ，３ｂのインバータ６ａ，６ｂを制御することによって、複数の電源回路３ａ，３ｂの各電源回路３ａ，３ｂと、電動機２との間における電力の入出力量の配分を調整することができる。そして、上記制御装置５は、蓄電装置ＥＣＵ１２ａ，１２ｂからの入力される各蓄電装置の情報に基づいて、上記各電源回路３ａ，３ｂに入出する電力の配分を調整するように構成されている。

具体的には、制御装置５は、各電源回路３ａ，３ｂに入出する電力の配分に関連する部分として、アクセル開度、ブレーキ操作量及びモータ回転数に基づいて、モータ２の要求トルクＷ_ＲＥＱを演算する要求トルク演算手段１５と、各電源回路３ａ，３ｂに入出する電力の配分を決める電力配分手段１６と、を有している。

また、上記電力配分手段１６は、複数の電源回路全体、即ち、システム全体に入出する電力を制限するリミット手段１７と、蓄電装置７ａ，７ｂの状態に応じて各電源回路３ａ，３ｂに入出する電力を配分する配分手段１９と、各蓄電装置７ａ，７ｂの許容充放電量を超えて割り振られた電力を、他の蓄電装置に再配分する再配分手段２０と、最終的に第１及び第２電源回路３ａ，３ｂに配分された割振電力をトルク換算するトルク換算手段２１と、を有している。

なお、上述した「電源回路を独立して設ける」とは、電気回路的に上記複数の電源回路の蓄電装置間が接続されておらず、これら蓄電装置間で電力のやりとりがなく、互いに独立した別系統の電気回路を形成していることを意味している。

［平準化制御］
ついで、各蓄電装置のバッテリ残量を平準化する平準化制御について図３に基づいて説明をする。電動車両は、運転席に乗り込んだ運転者によって、アクセルペダルが操作されると、モータ２を駆動させて車両を走行させ、ブレーキが所定領域内で踏み込まれると、モータ２を回生させて車両を減速させる。

上記電動車両の走行中、制御装置５は、まず、要求トルク演算手段１５によって、入力されたアクセル開度、ブレーキ操作量、モータ回転数ω_Ｍなどの情報を基に、モータ２の要求トルクＴ_ＲＥＱを演算する（Ｓ１）。

そして、上記モータ２の要求トルクＴ_ＲＥＱが演算されると、リミット手段１７が、この要求トルクＴ_ＲＥＱに上記モータ回転数ω_Ｍを掛けて、モータ２の要求出力Ｗ_ＲＥＱを演算する（Ｓ７）。

このリミット手段１７は、上記モータの要求出力Ｗ_ＲＥＱを演算すると、第１蓄電装置ＥＣＵ１２ａから入力された第１蓄電装置７ａの最大放電量Ｗ_ＯＵＴ１と、第２蓄電装置ＥＣＵ１２ｂから入力された第２蓄電装置７ｂの最大放電量Ｗ_ＯＵＴ２とを足し合わせ、複数の電源回路３ａ，３ｂの総和としてのシステム最大放電量Ｗ_ＯＵＴＴを演算する（Ｓ８）。

また、第１蓄電装置ＥＣＵ１２ａから入力された第１蓄電装置７ａの最大充電量Ｗ_ＩＮ１と、第２蓄電装置ＥＣＵ１２ｂから入力された第２蓄電装置７ｂの最大充電量Ｗ_ＩＮ２とを足し合せ、システム最大充電量Ｗ_ＩＮＴを演算する（Ｓ９）。

そして、リミット手段１７は、これらシステム最大放電量Ｗ_ＯＵＴＴ及びシステム最大充電量Ｗ_ＩＮＴを演算し終わると、先に演算してあったモータ２の要求出力Ｗ_ＲＥＱと、これらシステム最大放電量Ｗ_ＯＵＴＴ及びシステム最大充電量Ｗ_ＩＮＴと、を比較し、モータ２の要求出力Ｗ_ＲＥＱが上記システム最大放電量Ｗ_ＯＵＴＴを超えていた場合（Ｗ_ＲＥＱ＞Ｗ_ＯＵＴＴ）、モータ２の要求出力Ｗ_ＲＥＱをこのシステム最大放電量Ｗ_ＯＵＴＴに制限する（Ｓ１０，Ｓ１１）。また、モータ２の要求出力Ｗ_ＲＥＱが上記システム最大充電量Ｗ_ＩＮＴを超えていた（小さかった）場合（Ｗ_ＲＥＱ＜Ｗ_ＩＮＴ）、モータ２の要求出力Ｗ_ＲＥＱをシステム最大充電量Ｗ_ＩＮＴに制限する（Ｓ１２，Ｓ１３）。

モータ２の要求出力Ｗ_ＲＥＱが決定すると、制御装置５は、配分手段１９によって、第１蓄電装置７ａのバッテリ残量ＳＯＣ_１と、第２蓄電装置７ｂのバッテリ残量ＳＯＣ_２との差分（ＳＯＣ_１―ＳＯＣ_２）に基づいて、上記第１及び第２電源回路３ａ，３ｂに割り当てる出力配分比λを算出する（Ｓ１４）。

そして、この出力配分比λを算出すると、配分手段１９は、出力配分比λに基づいて第１電源回路から入出する電力と、第２電源回路から入出する電力とを決定する（Ｓ１５〜Ｓ１７）。

具体的には、上記出力配分比λは、０〜１の値の範囲で設定され、図３のステップＳ１４のグラフに示すように、第１蓄電装置２ａのバッテリ残量ＳＯＣ_１と第２蓄電装置２Ｂのバッテリ残量ＳＯＣ_２との差分ＳＯＣ_１―ＳＯＣ_２を横軸に取ると、第２蓄電装置２ｂよりも第１蓄電装置２ａのバッテリ残量が多い場合には、出力配分比λが０．５よりも大きく、第１蓄電装置２ａよりも第２蓄電装置２ｂのバッテリ残量が多い場合には、出力配分比が０．５よりも小さくなるように設定される（Ｓ１４）。

そして、システム（蓄電装置）が放電する場合には（Ｗ_ＲＥＱ≧０）、第１電源回路２ａの放電量Ｗ_ＲＥＱ１を、モータ２の要求出力Ｗ_ＲＥＱに出力配分比λを掛けたものとし、第２電源回路３ｂの放電量Ｗ_ＲＥＱ２を、モータ２の要求出力Ｗ_ＲＥＱに（１−λ）を掛けたものとする（Ｓ１５，Ｓ１６）。

また、システムが充電する場合には（Ｗ_ＲＥＱ＜０）、第１電源回路３ａの充電量Ｗ_ＲＥＱ１を、モータ２の要求出力Ｗ_ＲＥＱに（１−λ）を掛けたものとし、第２電源回路３ｂの充電量Ｗ_ＲＥＱ２を、モータ２の要求出力Ｗ_ＲＥＱに出力配分比λを掛けたものとする（Ｓ１５，Ｓ１７）。

これら第１及び第２電源回路３ａ，３ｂが放電又は充電する電力Ｗ_ＲＥＱ１，Ｗ_ＲＥＱ２が一応決定すると、制御装置５は、次に、この配分が各電源回路３ａ，３ｂに最適か否かを検証するため、再配分処理（Ｓ１８〜Ｓ２５）を行う。

即ち、制御装置５は、システムが放電する場合、再配分手段２０によって、上記配分手段１９によって配分された第１電源回路３ａの割振電力Ｗ_ＲＥＱ１が、第１蓄電装置７ａの最大放電量（許容放電量）Ｗ_ＯＵＴ１よりも大きい場合（Ｗ_ＲＥＱ１＞Ｗ_ＯＵＴ１）、第１電源回路３ａの割振電力Ｗ_ＲＥＱ１を、第１蓄電装置７ａの最大放電量Ｗ_ＯＵＴ１とすると共に、第２電源回路３ｂの割振電力Ｗ_ＲＥＱ２を、モータ２の要求出力Ｗ_ＲＥＱから第１電源装置７ａの最大放電量Ｗ_ＯＵＴ１を引いた値とする（Ｓ１８，Ｓ１９）。

そして、その後、第２蓄電装置７ｂの割振電力Ｗ_ＲＥＱ２が第２蓄電装置７ｂの最大放電量（許容放電量）Ｗ_ＯＵＴ２よりも大きくなっていないかを検証し（Ｗ_ＲＥＱ２＞Ｗ_ＯＵＴ２）、大きい場合には、第２蓄電装置の割振電力Ｗ_ＲＥＱ２を、第２蓄電装置７ｂの最大放電量Ｗ_ＯＵＴ２とし、第１蓄電装置７ａの割振電力Ｗ_ＲＥＱ１を、モータ２の要求出力Ｗ_ＲＥＱから第２電源装置７ｂの最大放電量Ｗ_ＯＵＴ２を引いた値とする（Ｓ２０，Ｓ２１）。

一方、システムが充電する場合、上記配分手段１９によって配分された第１電源回路３ａの割振電力Ｗ_ＲＥＱ１が、第１蓄電装置２ａの最大充電量（許容充電量）Ｗ_ＩＮ１よりも小さいと（Ｗ_ＲＥＱ１＜Ｗ_ＩＮ１）、再配分手段２０によって、第１電源回路３ａの割振電力Ｗ_ＲＥＱ１が、第１蓄電装置２ａの最大充電量Ｗ_ＩＮ１にされると共に、第２電源回路３ｂの割振電力Ｗ_ＲＥＱ２が、モータ２の要求出力Ｗ_ＲＥＱから第１電源装置７ａの最大充電量Ｗ_ＩＮ１を引いた値とされる（Ｓ２２，Ｓ２３）。

そして、その後、第２蓄電装置７ｂの割振電力Ｗ_ＲＥＱ２が第２蓄電装置７ｂの最大充電量（許容充電量）Ｗ_ＩＮ２よりも小さくなっていないかを検証し（Ｗ_ＲＥＱ２＜Ｗ_ＩＮ２）、小さい場合には、第２蓄電装置７ｂの割振電力Ｗ_ＲＥＱ２を、第２蓄電装置７ｂの最大充電量Ｗ_ＩＮ２とし、第１蓄電装置７ａの割振電力Ｗ_ＲＥＱ１を、モータ２の要求出力Ｗ_ＲＥＱから第２電源装置７ｂの最大充電量Ｗ_ＩＮ２を引いた値とする（Ｓ２４，Ｓ２５）。

上記割振電力再配分が行われ、第１及び第２電源回路３ａ，３ｂの割振電力Ｗ_ＲＥＱ１，Ｗ_ＲＥＱ２が最終的に決定すると、制御装置５は、トルク換算手段２１によって、これら第１及び第２電源回路３ａ，３ｂの割振電力Ｗ_ＲＥＱ１，Ｗ_ＲＥＱ２をモータ２の回転数ω_Ｍで除してトルク換算する（Ｓ２６）。

そして、これらトルク換算された第１電源回路３ａの割振電力Ｗ_ＲＥＱ１を、第１インバータ６ａへの第１トルク指令値Ｔ_ＲＥＱ１とし、トルク換算された第２電源回路３ｂの割振電力Ｗ_ＲＥＱ２を、第２インバータ６ｂへの第２トルク指令値Ｔ_ＲＥＱ２とし、制御装置５は、これら第１及び第２トルク指令値Ｔ_ＲＥＱ１，Ｔ_ＲＥＱ２に基づいて、ゲート駆動信号を生成して、第１及び第２インバータ６ａ，６ｂを制御することで、第１及び第２蓄電装置７ａ，７ｂのバッテリ残量を平準化している（Ｓ２７）。

なお、モータ２の回転数が所定の最小制御回転数ω_ＭＩＮ以下の場合（｜ω_Ｍ｜＞ω_ＭＩＮ）、上記平準化制御は、行われずに、各電源回路３ａ，３ｂのインバータ６ａ，６ｂへのトルク指令値Ｔ_ＲＥＱ１，Ｔ_ＲＥＱ２は、電動機２の要求トルクを電源回路３ａ，３ｂの数で除した値とする。

［昇温制御］
ついで、蓄電装置７ａ，７ｂの温度を上昇させる昇温制御について図４に基づいて説明をする。なお、以下の説明において、ステップＳ１〜Ｓ１３に示すモータ要求出力決定工程、ステップＳ１７〜Ｓ２５に示す再配分工程、ステップＳ２６のトルク換算工程、ステップＳ３及びＳ２７に示す制御回避工程については、ステップＳ６で蓄電装置の温度入力が必要なこと以外、図３に示す平準化制御と同様の制御であるため、その説明を省略し、相違点であるステップＳ３０，Ｓ３１の配分工程のみを説明する。

制御部５は、各電源回路３ａ，３ｂの蓄電装置７ａ，７ｂの平均温度Ｔ_ＡＶＧが所定の温度Ｔ_Ｃ以下の場合、複数の電源回路３ａ，３ｂから総和として電動機２に入出する電力（複数の電源回路全体として入出する電力の総和）Ｗ_ＲＥＱを維持しつつ、複数の電源回路３ａ，３ｂの各電源回路３ａ，３ｂにおける蓄電装置７ａ，７ｂから入出する電力を増減させる昇温制御を行う。

具体的には、図４に示すように、リミット手段１７によってモータ２の要求出力Ｗ_ＲＥＱが決定されると、配分手段３０は、各蓄電装置７ａ，７ｂの平均温度Ｔ_ＡＶＧに応じて、それぞれの蓄電装置７ａ，７ｂから入出させる電力を増減させる際の出力振幅Ｗ_Ａを設定する（Ｓ３０）。

より詳しくは、配分手段３０は、ステップＳ３０のグラフに示すように、蓄電装置７ａ，７ｂの性能の低下が始まる虞のある所定の低温度Ｔ_Ｃから温度が下がるに従って、出力振幅Ｗ_Ａが大きくなるようにし、蓄電装置７ａ，７ｂの平均温度Ｔ_ＡＶＧが０度に到達した際に、その値が最も大きくなるように設定されている。

また、この振幅Ｗ_Ａは、０度よりも低い所定の温度帯でも上記最大値Ｗ_ＡＭＡＸを維持すると共に、この温度帯から限界温度Ｔ_Ｅに向かって温度が低下するに従って、出力振幅Ｗ_Ａも小さくなるように設定されている。

そして、出力振幅Ｗ_Ａが決まると、配分手段３０は、第１電源回路３ａの割振電力Ｗ_ＲＥＱ１を、モータ２の要求出力Ｗ_ＲＥＱを電源回路３ａ、３ｂの数で除した値に、上記振幅Ｗ_Ａの正弦波の式：Ｗ_Ａ＊Ｓｉｎ（ωｔ）を足した値に設定する（Ｓ３１）。

また、配分手段３０は、第２電源回路３ｂの割振電力Ｗ_ＲＥＱ２を、モータ２の要求出力Ｗ_ＲＥＱを電源回路３ａ、３ｂの数で除した値に、上記振幅Ｗ_Ａの正弦波の式：Ｗ_Ａ＊Ｓｉｎ（ωｔ）を引いた値に設定する（Ｓ３１）。

これら配分手段３０によって設定された第１及び第２電源回路３ａ，３ｂの割振電力Ｗ_ＲＥＱ１，Ｗ_ＲＥＱ２は、再配分手段２０によって再配分処理をされ、最終的な第１及び第２電源回路３ａ，３ｂの割振電力Ｗ_ＲＥＱ１，Ｗ_ＲＥＱ２となる（Ｓ１８〜Ｓ２５）。

このように、第１及び第２電源回路３ａ，３ｂの割振電力Ｗ_ＲＥＱ１，Ｗ_ＲＥＱ２が、モータ２の要求出力Ｗ_ＲＥＱを電源回路３ａ、３ｂの数で除した値に、振幅Ｗ_Ａの正弦波の式を足した/引いた値に設定することによって、システム全体としては、モータ２の要求出力Ｗ_ＲＥＱを出力しつつ、各電源回路３ａ，３ｂの蓄電装置７ａ，７ｂから入出する電力は時間と共に増減し、蓄電装置７ａ，７ｂの温度を所定温度Ｔ_Ｃまで速やかに上昇させることができる。

なお、上記第１及び第２電源回路３ａ，３ｂの割振電力Ｗ_ＲＥＱ１，Ｗ_ＲＥＱ２は、正弦波の式を使用する必要は必ずしもなく、蓄電装置７ａ，７ｂから入出させる電力を一定周期で増減できれば、例えば余弦波のような式を用いても良いことは言うまでもない。

また、上記複数の蓄電装置７ａ，７ｂの少なくともいずれか一つの温度Ｔが所定の温度Ｔ_Ｃ以下の場合、昇温制御を実施するようにしても良い。

更に、電動車両は、上述した平準化制御と、昇温制御とのどちらか一方のみを実施するようにしても良いと共に、蓄電装置間のバッテリ残量の差分の大きさや、バッテリ温度を基準として、どちらの制御を実行するかを決定するようにしても良い。

上述したように、複数の電源回路３ａ，３ｂを互いに独立して設けることによって、コンバータなどの装置を介さずに、蓄電装置７ａ，７ｂの状態に応じて、各電源回路３ａ，３ｂに入出する電力を、インバータ６ａ，６ｂを介して、少ない電力損失で制御することができる。

また、それぞれの電源回路３ａ，３ｂの蓄電装置のバッテリ残量（電気量）が平準化されるように、各電源回路３ａ，３ｂに入出する電力を制御することによって、図５（ａ）の中段のグラフに示すように、消費電力の激しい蓄電装置７ａ，７ｂが他の蓄電装置７ａ，７ｂよりも早くなくなって、車両の航続距離を制限することを防止することができる。

即ち、図５（ａ）の下段のグラフに示すように、蓄電装置間のバッテリ残量のばらつきを抑えることによって、駆動システム全体に蓄電された電気を最後まで使用することができる。また、それぞれの蓄電装置７ａ，７ｂを平均的に使用して行くため、蓄電装置７ａ，７ｂの劣化を抑制し、長く使用することができる。

更に、各電源回路３ａ，３ｂの蓄電装置７ａ，７ｂの平均温度Ｔ_ＡＶＧ又は、これら複数の蓄電装置７ａ，７ｂのいずれかの温度が所定の温度Ｔ_Ｃ以下の場合、複数の電源回路全体としてのモータ２への供給電力量は維持した状態で、各蓄電装置７ａ，７ｂから入出する電力を増減させることによって、蓄電装置７ａ，７ｂの内部発熱を促して蓄電装置の温度を上げることができる。そして、これにより、蓄電装置７ａ，７ｂの温度を、速やかに最適な温度まで昇温させることができる。

また、駆動システム全体での最大放電量Ｗ_ＯＵＴＴ及び最大充電量Ｗ_ＩＮＴを算出することによって、モータからの要求がこれらシステム全体の最大充放電量Ｗ_ＯＵＴＴ，Ｗ_ＩＮＴを超えたとしても、複数の電源回路全体として上記最大量を超えて電力を入出させようとすることを防止することができる。また、各蓄電装置に関しても最大充電量及び最大放電量を算出するため、個々の蓄電装置７ａ，７ｂから入出する電力も最大量を超えることを防止することができる。また、システム全体で入出する電力が最大量を超えないように制限されているため、個々の蓄電装置の最大量を超えた電力については、他の電源回路の蓄電装置に割振ることができる。

更に、モータ２を複数の巻線組の巻線を有する多重巻線モータによって構成したことによって、電動機を複数有していない車両に対しても、効率よく各蓄電装置の充放電量を管理することができると共に、高調波を相殺して電動機の効率を向上させることができる。

なお、本実施形態では、電動機として、３相２多重巻線モータを使用したが、この巻線は、相数は何相でも良いと共に、その組数も何組であっても良い。また、本発明は、多重巻線モータを使用せずに、複数のモータを設けた電動車両に適用しても良い。

更に、上記実施形態に記載された発明は、どのように組み合わされても良いことは、言うまでもない。

１ 車両用駆動システム
２ 電動機（モータ）
５ 制御装置
６ａ，６ｂ インバータ（第１インバータ，第２インバータ）
７ａ，７ｂ 蓄電装置（第１蓄電装置，第２蓄電装置）
３ａ，３ｂ 電源回路（第１電源回路，第２電源回路）
ＳＯＣ_１，ＳＯＣ_２ 電気量（バッテリ残量）
Ｔ_ＡＶＧ 蓄電装置の平均温度
Ｔ_Ｃ 所定の温度
Ｗ_ＯＵＴＴ 複数の電源回路全体での最大放電量（システム最大放電量）
Ｗ_ＩＮＴ 最大充電量（システム最大充電量）
Ｔ_ＲＥＱ 要求トルク（Ｔ_ＲＥＱ）
Ｗ_ＲＥＱ 電動機に供給する電力（要求出力）
Ｗ_ＲＥＱ１，Ｗ_ＲＥＱ２ 各電源回路に割り振られた電力（割振電力）
Ｗ_ＯＵＴ１，Ｗ_ＯＵＴ２ 許容放電量
Ｗ_ＩＮ１，Ｗ_ＩＮ２ 許容充電量

Claims (5)

1. 走行用の電動機を備えた車両用駆動システムにおいて、
   前記電動機を駆動させるインバータと、前記インバータに接続された蓄電装置と、をそれぞれ有する複数の電源回路と、
   前記複数の電源回路の各インバータを制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、前記複数の電源回路の各電源回路と、前記電動機との間における電力の入出力量の配分を、前記複数の電源回路の各電源回路での前記蓄電装置の状態に基づいて調整する、
   ことを特徴とする車両用駆動システム。
2. 前記制御装置は、前記複数の電源回路の各電源回路における前記蓄電装置の電気量が平準化されるように、前記電源回路間の電力配分を設定する、
   請求項１記載の車両用駆動システム。
3. 前記制御装置は、前記複数の電源回路における前記蓄電装置の平均温度又は、これら複数の蓄電装置のいずれか１つの温度が所定の温度以下の場合、前記複数の電源回路からの総和として前記電動機に入出する電力を維持しつつ、前記複数の電源回路の各電源回路における前記蓄電装置から入出する電力を増減させる、
   請求項１又は２記載の車両用駆動システム。
4. 前記制御装置は、前記複数の電源回路の総和としての最大放電量及び最大充電量を演算し、前記電動機の要求トルクに応じた電力が、前記最大放電量もしくは最大充電量を超えた場合、これら最大放電量もしくは最大充電量を、前記電動機に供給する電力とすると共に、
   各電源回路に割り振られた電力が、該電源回路の蓄電装置の許容放電量もしくは許容充電量を超えている場合、これら許容放電量もしくは許容充電量を超えた分の電力は、他の電源回路に配分する、
   請求項１乃至３のいずれか１項記載の車両用駆動システム。
5. 前記電動機は、複数組の巻線を有する多重巻線モータであり、
   前記複数の電源回路における各インバータは、前記多重巻線モータの巻線にそれぞれ接続されてなる、
   請求項１乃至４のいずれか１項記載の車両用駆動システム。

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