JP2021112094A - 駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のモータと、前記複数のモータそれぞれに接続される複数の駆動回路とを備える装置において、合計リップル電流を低減させることができる駆動装置等を提供する。【解決手段】駆動装置1は、複数のモータ１０と、複数のモータそれぞれに接続される複数の駆動回路と、駆動回路を介して、複数のモータそれぞれに供給する電流の相対位相を保持するための保持手段と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、駆動装置に関する。

近年、１つの直流電源にて、複数のモータを駆動する装置において、効率の向上等を目的として、回路電流を低減させるために、電源の直流電圧をインバータにより変換し駆動する装置が知られている。そして、特に、インバータとモータとの間に流れる電流に、高周波のリップル電流が生じる駆動装置では、コンデンサ等の蓄電装置を直流電源に並列接続することにより、リップル電流を平滑化して、できるだけ平滑化された直流電圧が直流電源から供給されるように構成されている。
例えば、特許文献１に記載の装置は、以下のように構成されている。すなわち、第１及び第２多相電気機器に接続されている第１及び第２インバータを備え、インバータはさらに、ＤＣ側とＡＣ側の間の変換のためのチョッピングスイッチを含むもので、本装置は、インバータのＤＣ側において高調波をろ過するためのコンデンサと、チョッピングスイッチの制御ユニットとを備える。
しかしながら、コンデンサ等の蓄電装置は、リップル電流を平滑化する際に発熱し、発熱による温度上昇が大きいと蓄電装置の劣化が進行する問題がある。また、リップル電流の影響を小さくするために、蓄電装置の容量を増大させ、モータを安定動作させることも考えられるが、蓄電装置の大きさが大きくなったり、コストが増加してしまったりしてしまう。
これに対して、特許文献１に記載の装置は、第２インバータのチョッピングスイッチを、第１インバータのチョッピングスイッチから時間的にずれるように制御するための手段を含む。

特表２０１０−５２７３０６号公報

特許文献１に記載された技術では、合計リップル電流を低減するという点においてさらなる改善の余地があった。
本発明は、合計リップル電流を低減させることができる駆動装置等を提供することを目的とする。

かかる目的のもと完成させた本発明は、複数のモータと、前記複数のモータそれぞれに接続される複数の駆動回路と、前記駆動回路を介して、前記複数のモータそれぞれに供給する電流の相対位相を保持するための保持手段と、を備える駆動装置である。
ここで、前記保持手段は、前記複数のモータのそれぞれの出力軸に装着された複数のモータギアが噛み合う１つのリングギアであっても良い。
また、前記モータは、３相であり、前記モータの個数をＮ個とした場合に、１番目の当該モータに対するｎ番目の当該モータに供給する電流の相対位相は、（（ｎ−１）×６０）／Ｎ（度）であっても良い。
また、前記モータは、単相であり、前記モータの個数をＮ個とした場合に、１番目の当該モータに対するｎ番目の当該モータに供給する電流の相対位相は、（（ｎ−１）×１８０）／Ｎ（度）であっても良い。
また、前記複数のモータの内の少なくとも一のモータの回転角度を検出する検出手段と、前記検出手段が検出した前記回転角度に基づいて前記複数の駆動回路に制御信号を出力する駆動制御部と、を備えていても良い。
また、前記複数のモータ、及び、前記複数の駆動回路は、当該モータの回転軸の軸方向に直交する面上に配置されていても良い。
他の観点から捉えると、本発明は、複数の巻線組を有するモータと、前記複数の巻線組それぞれに接続される複数の駆動回路と、前記モータの回転角度を検出する検出手段と、前記検出手段が検出した前記回転角度に基づいて、前記複数の巻線組それぞれに供給する電流の相対位相が異なるように、前記複数の駆動回路に制御信号を出力する駆動制御部と、を備える駆動装置である。

本発明によれば、合計リップル電流を低減させることができる駆動装置等を提供することができる。

第１の実施形態に係る駆動装置を備える車輪の概略構成の一例を示す図である。 駆動装置の概略構成の一部の一例を示す図である。 制御装置の概略構成の一例を示す図である。 モータハウジングを、一方側から軸方向に見た図の一例を示す図である。 モータカバーを、一方側から軸方向に見た図の一例を示す図である。 制御ケースの内部を示す、軸方向に平行な面で切断した断面図の一例を示す図である。 （ａ）は、電動モータの各相に流れる電流波形の一例を示す図である。（ｂ）は、ハイサイド側のトランジスタに流れる電流波形の一例を示す図である。（ｃ）は、各電動モータのリップル電流の一例を示す図である。（ｄ）は、２つの電動モータの合計のリップル電流の一例を示す図である。 第２の実施形態に係る駆動装置の概略構成の一例を示す図である。 第２の実施形態に係る電動モータの概略構成の一例を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態に係る駆動装置１を備える車輪１００の概略構成の一例を示す図である。
図２は、駆動装置１の概略構成の一部の一例を示す図である。
図３は、制御装置４０の概略構成の一例を示す図である。
車輪１００は、タイヤ１１０と、タイヤ１１０を支持するホイール１２０と、タイヤ１１０及びホイール１２０に回転力を与える駆動装置１とを備えている。

駆動装置１は、２つの電動モータである第１電動モータ１０ａ及び第２電動モータ１０ｂと、第１電動モータ１０ａ及び第２電動モータ１０ｂの回転駆動力を出力する出力軸２０と、出力軸２０とホイール１２０とを接続するハブ２５とを備えている。以下、第１電動モータ１０ａと、第２電動モータ１０ｂとを区別する必要がない場合には、「電動モータ１０」と称する場合がある。また、出力軸２０の軸方向を、単に「軸方向」と称する場合がある。そして、軸方向において、ハブ２５が配置された側（図１においては右側）を「一方側」、電動モータ１０が配置された側（図１においては左側）を「他方側」と称する場合がある。

駆動装置１は、さらに、電動モータ１０が発生する駆動力を、回転速度を減速させて出力軸２０に伝達する伝達機構の一例としての減速ユニット３０を備えている。
また、駆動装置１は、２つの電動モータ１０の駆動を制御する制御装置４０（図３参照）を備えている。

また、駆動装置１は、電動モータ１０、減速ユニット３０等を収容するハウジング５０を有している。ハウジング５０は、２つの電動モータ１０の後述するステータ１１等を収容するモータハウジング５１と、モータハウジング５１におけるステータ１１を収容する部分の開口部を覆うモータカバー５２と、モータカバー５２とともに、減速ユニット３０を収容する収容部材の一例としてのギアカバー５３を備えている。
また、駆動装置１は、制御装置４０の後述するモータ駆動部４２等を収容する制御ケース７０（図６参照）を備えている。

（電動モータ１０）
電動モータ１０は、固定子を構成するステータ１１と、回転子を構成するロータ１２とを備えている。また、電動モータ１０は、ロータ１２を支持してモータハウジング５１に対して回転するモータ回転軸１４とを備えている。また、電動モータ１０は、電動モータ１０の回転角度を検出する検出部１６（図３参照）を備えている。検出部１６は、レゾルバであることを例示することができる。

モータハウジング５１から突出しているモータ回転軸１４の先端部１４１には、モータギア１７が装着されている。モータギア１７は、外周面に歯が形成された円筒状の部材である。
モータ回転軸１４とモータギア１７とは一体的に回転する。モータ回転軸１４とモータギア１７とが一体的に回転するのであれば、モータ回転軸１４にモータギア１７を装着する手法は限定されない。モータ回転軸１４の先端部１４１にモータギア１７を圧入することで固定する方法や、先端部１４１の外周面にスプラインを形成して、先端部１４１とモータギア１７とをスプライン結合する方法等を例示することができる。

以上のように構成された電動モータ１０は、３相ブラシレスモータであることを例示することができる。
そして、図１に示すように、第１電動モータ１０ａ及び第２電動モータ１０ｂは、軸方向に直交する同一面上に配置されている。言い換えれば、第１電動モータ１０ａ及び第２電動モータ１０ｂは、出力軸２０の周方向の位置は重なっておらず、軸方向の位置は重なっている。

（出力軸２０）
出力軸２０は、ハブ２５側の端部の外周面にスプライン２１が形成された円柱状の部材である。出力軸２０における電動モータ１０側の端部は、モータハウジング５１に保持されたボールベアリング５５に支持されている。
（ハブ２５）
ハブ２５は、中央部に貫通孔２６が形成された円板状の部材である。貫通孔２６には、出力軸２０のスプライン２１とスプライン結合するスプライン２７が形成されている。

ハブ２５と出力軸２０とは一体的に回転する。なお、ハブ２５と出力軸２０とが一体的に回転するのであれば、出力軸２０にハブ２５を連結する手法は限定されない。上述したスプライン結合の他、出力軸２０にハブ２５を圧入する方法や、出力軸２０に形成された雄ネジに、ハブ２５の貫通孔２６に形成された雌ネジが締め付けられる方法であっても良い。また、出力軸２０の外周面に形成した溝と、ハブ２５の貫通孔２６に形成した溝とに平行キーを嵌め込むことで、出力軸２０とハブ２５とが一緒に回転するように構成しても良い。

（減速ユニット３０）
減速ユニット３０は、２つの電動モータ１０のそれぞれに設けられた２つのモータギア１７と噛み合うリングギア３１と、リングギア３１の回転速度を減速させて出力軸２０に伝達する遊星減速機３２とを備えている。
遊星減速機３２は、リングギア３１に連結されてリングギア３１とともに回転するサンギア３２１と、サンギア３２１と噛み合う複数（本実施形態においては３つ）のプラネットギア３２２とを備えている。また、遊星減速機３２は、複数のプラネットギア３２２を保持するキャリア３２３と、複数のプラネットギア３２２よりも外径側に配置されて、これら複数のプラネットギア３２２と噛み合うインターナルギア３２４とを備えている。

サンギア３２１は、リングギア３１と、例えばネジ止め、スプライン結合、圧入等の方法で連結されており、サンギア３２１はリングギア３１と一体的に回転する。
キャリア３２３は、中央部の貫通孔に形成されたスプラインを介して、出力軸２０のスプライン２１とスプライン結合することにより、出力軸２０と一体的に回転する。なお、キャリア３２３と出力軸２０とが一体的に回転するのであれば、出力軸２０にキャリア３２３を連結する手法は限定されない。上述したスプライン結合の他、出力軸２０にキャリア３２３を圧入する方法や、出力軸２０に形成された雄ネジに、キャリア３２３の貫通孔に形成された雌ネジが締め付けられる方法であっても良い。また、出力軸２０の外周面に形成した溝と、キャリア３２３の貫通孔に形成した溝とに平行キーを嵌め込むことで、出力軸２０とキャリア３２３とが一緒に回転するように構成しても良い。
インターナルギア３２４は、ギアカバー５３の内側に固定されている。固定方法は、圧入、ネジ止めであることを例示することができる。

（制御装置４０）
制御装置４０は、図３に示すように、２つの電動モータ１０の作動を制御するモータ駆動制御部４１と、２つの電動モータ１０を駆動させるモータ駆動部４２と、電動モータ１０に実際に流れる実電流Ｉａを検出するモータ電流検出部４３とを有している。

モータ駆動制御部４１は、ＣＰＵ、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ等からなる算術論理演算回路を有している。モータ駆動制御部４１は、２つの電動モータ１０に供給する目標電流Ｉｔを設定する目標電流設定部４１１を有している。また、モータ駆動制御部４１は、目標電流設定部４１１にて設定された目標電流Ｉｔと、モータ電流検出部４３にて検出された電動モータ１０へ供給される実電流Ｉａ、Ｉｂとの偏差に基づいてフィードバック制御を行うフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御部４１２を有している。また、モータ駆動制御部４１は、２つの電動モータ１０をＰＷＭ駆動するためのＰＷＭ（パルス幅変調）信号を生成するＰＷＭ信号生成部４１３を有している。

目標電流設定部４１１は、車輪１００にて移動する車両の車両本体（不図示）からの駆動指示や、検出部１６からの回転角度信号に基づいて算出したモータ回転速度等に基づいて目標電流Ｉｔを設定する。車両本体からの駆動指示は、運転者によるアクセルの踏み込み量や、所望の車速と実際の車速との差に基づいて定められることを例示することができる。
フィードバック制御部４１２は、目標電流Ｉｔと第１電流検出部４３ａにて検出された実電流Ｉａとの偏差を求め、その偏差がゼロとなるようにフィードバック処理を行う。また、フィードバック制御部４１２は、目標電流Ｉｔと第２電流検出部４３ｂにて検出された実電流Ｉｂとの偏差を求め、その偏差がゼロとなるようにフィードバック処理を行う。
ＰＷＭ信号生成部４１３は、フィードバック制御部４１２からの出力値に基づいて２つの電動モータ１０それぞれをＰＷＭ（パルス幅変調）駆動するためのＰＷＭ信号を生成し、生成したＰＷＭ信号（制御信号の一例）をモータ駆動部４２に出力する。

モータ駆動部４２は、昇圧回路４２１と、昇圧回路４２１により昇圧された直流電力を交流電力に変換して第１電動モータ１０ａに供給する第１インバータ回路４２２ａと、昇圧回路４２１により昇圧された直流電力を交流電力に変換して第２電動モータ１０ｂに供給する第２インバータ回路４２２ｂとを備えている。以下、第１インバータ回路４２２ａと、第２インバータ回路４２２ｂとを区別する必要がない場合には、「インバータ回路４２２」と称する場合がある。
また、モータ駆動部４２は、車輪１００にて移動する車両の車両本体（不図示）に備えられたバッテリＢからの電源電圧を平滑化するコンデンサＣ１と、昇圧回路４２１による昇圧後のシステム電圧を平滑化するコンデンサＣ２とを備えている。
昇圧回路４２１は、バッテリＢからの電源電圧Ｖｂを変換して所望のシステム電圧を生成するＤＣ−ＤＣコンバータであることを例示することができる。

インバータ回路４２２は、システム電圧を有する直流電力を交流電力に変換して、対応する電動モータ１０に供給するための回路である。インバータ回路４２２は、ブリッジ回路により構成され、複数組のスイッチング素子として６個の独立したトランジスタＴ１〜Ｔ６を備えている。本実施形態においては、インバータ回路４２２は、対応する電動モータ１０の各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相）のそれぞれについて一対のトランジスタを有している。具体的には、Ｗ相用のトランジスタＴ１及びトランジスタＴ２、Ｖ相用のトランジスタＴ３及びトランジスタＴ４、Ｕ相用のトランジスタＴ５及びトランジスタＴ６を有している。トランジスタＴ１，Ｔ３，Ｔ５のエミッタと、トランジスタＴ２，Ｔ４，Ｔ６のコレクタとが、対応する電動モータ１０の各相のコイルにそれぞれ接続されている。また、トランジスタＴ１，Ｔ３，Ｔ５のコレクタは電源の正極側ラインと接続され、トランジスタＴ２，Ｔ４，Ｔ６のエミッタは電源の負極側（アース）ラインと接続されている。トランジスタＴ１〜Ｔ６は、バイポーラ型、電界効果型、ＭＯＳ型等の種々の構造のパワートランジスタであることを例示することができる。

トランジスタＴ１〜Ｔ６のそれぞれは、モータ駆動制御部４１から出力される制御信号に従ってＯＮ／ＯＦＦ動作する。これにより、インバータ回路４２２は、システム電圧を交流電圧に変換して、対応する電動モータ１０に供給し、駆動力を出力させる。言い換えれば、第１電動モータ１０ａ及び第２電動モータ１０ｂは、トランジスタＴ１〜Ｔ６のＯＮ／ＯＦＦ動作に応じた電流が供給されることで駆動力を出力する。
なお、モータ駆動部４２は、昇圧回路４２１、コンデンサＣ２を備えていなくても良い。

モータ電流検出部４３は、第１電動モータ１０ａに実際に流れる実電流Ｉａを検出する第１電流検出部４３ａと、第２電動モータ１０ｂに実際に流れる実電流Ｉｂを検出する第２電流検出部４３ｂとを有している。第１電流検出部４３ａ、第２電流検出部４３ｂは、モータ駆動部４２に接続されたシャント抵抗の両端に生じる電圧から、第１電動モータ１０ａ、第２電流検出部４３ｂに流れる実電流Ｉａ、Ｉｂの値を検出するセンサや、ホール素子等の磁気センサを用いて、第１電動モータ１０ａ、第２電流検出部４３ｂに流れる実電流Ｉａ、Ｉｂの値を検出するセンサであることを例示することができる。

（ハウジング５０）
モータハウジング５１は、第１電動モータ１０ａ及び第２電動モータ１０ｂそれぞれのステータ１１やロータ１２を収容するとともに、モータ回転軸１４の他方側の端部をそれぞれ回転可能に支持するボールベアリング５６を保持する、第１モータ凹部５１１ａ及び第２モータ凹部５１１ｂを有している。以下、第１モータ凹部５１１ａと、第２モータ凹部５１１ｂとを区別する必要がない場合には、「モータ凹部５１１」と称する場合がある。

また、モータハウジング５１は、第１モータ凹部５１１ａと第２モータ凹部５１１ｂと間に設けられて、出力軸２０における他方側の端部を回転可能に支持する上述したボールベアリング５５を保持する出力軸凹部５１２を有している。また、モータハウジング５１は、出力軸凹部５１２に対して、２つのモータ凹部５１１と出力軸凹部５１２との並び方向に直交する方向に平板状に設けられて、制御ケース７０を保持するケース保持部５１３（図６参照）を有している。

図４は、モータハウジング５１を、一方側から軸方向に見た図の一例を示す図である。
本実施形態に係る電動モータ１０のステータ１１は、３個の固定子コイルである、Ｕ相コイル１１１、Ｖ相コイル１１２、Ｗ相コイル１１３を有している。そして、第１モータ凹部５１１ａに固定される第１電動モータ１０ａのステータ１１ａと、第２モータ凹部５１１ｂに固定される第２電動モータ１０ｂのステータ１１ｂとは、図４に示すように、電気角位相が３０度ずらされて取り付けられている。

図５は、モータカバー５２を、一方側から軸方向に見た図の一例を示す図である。図５においては、後述するボールベアリング５７及びオイルシール５８は省略している。
モータカバー５２は、モータ凹部５１１の開口部を覆う覆い部５２１と、ギアカバー５３とともに減速ユニット３０を収容する収容部５２２とを有している。また、モータカバー５２は、モータハウジング５１のケース保持部５１３と対向する平板状の平板状部５２３を有している。また、モータカバー５２は、モータ回転軸１４における一方側の端部を通すための貫通孔が形成されているとともにモータ回転軸１４を回転可能に支持するボールベアリング５７を保持する保持部５２４を有している。

覆い部５２１は、モータ凹部５１１における開口部に沿って、他方側に突出した突出部５２１ａ（図１参照）を有している。
保持部５２４における、ボールベアリング５７よりも他方側には、モータ回転軸１４とモータカバー５２との間の隙間をシールするオイルシール５８（図１参照）が設けられている。

収容部５２２における中央部には、出力軸２０を通すための円形の貫通孔５２２ａが形成されている。そして、収容部５２２は、貫通孔５２２ａの周囲に、収容部５２２の底面５２２ｂから一方側に突出した、直方体状の複数のフィン８０を有している。図５に示した例では、複数のフィン８０は、貫通孔５２２ａの中心から放射状に設けられている。

以上のように構成されたモータカバー５２は、例えばボルトなどの締付部材にて締め付けられることで、モータハウジング５１に固定されている。図５に示した、覆い部５２１及び平板状部５２３に形成された貫通孔５２６が、モータハウジング５１に形成された雌ネジに対向するように配置されるとともに、ボルトを通す孔として機能する。

ギアカバー５３は、モータ回転軸１４を回転可能に支持するボールベアリング５９を保持する。また、ギアカバー５３は、キャリア３２３を回転可能に支持するボールベアリング６０を保持する。また、ギアカバー５３は、ハブ２５とギアカバー５３との間の隙間をシールするオイルシール６１を保持する。
以上のように構成されたギアカバー５３は、モータカバー５２に固定されている。例えば、ギアカバー５３は、図５に示した、モータカバー５２の収容部５２２の縁に形成された雌ネジ５２７に、ギアカバー５３に形成された貫通孔を通されたボルトが締め付けられることで、固定されることを例示することができる。

（制御ケース７０）
図６は、制御ケース７０の内部を示す、軸方向に平行な面で切断した断面図の一例を示す図である。
制御ケース７０は、軸方向に平行な矩形状の内壁７１と、軸方向に平行であって、モータハウジング５１のケース保持部５１３の形状と略同様な円弧状の外壁７２とを備えている。また、制御ケース７０は、一方側に設けられた軸方向に直交する一方壁７３と、他方側に設けられた軸方向に直交する他方壁７４とを備えている。

そして、制御ケース７０は、一方壁７３が、モータハウジング５１のケース保持部５１３における他方側の面に接触するように、モータハウジング５１に装着される。モータハウジング５１に制御ケース７０を装着する態様としては、特に限定されない。例えば、モータハウジング５１に形成された雌ネジに、制御ケース７０に形成された貫通孔を通したボルトを締め付けることを例示することができる。

制御ケース７０内には、制御装置４０のモータ駆動部４２が収容されている。より具体的には、モータ駆動部４２のインバータ回路４２２を構成するトランジスタＴ１〜Ｔ６等が実装された基板４０ａが制御ケース７０内に収容されている。図６においてはトランジスタＴ１のみを示しているが、基板４０ａにトランジスタＴ１〜Ｔ６等が実装される位置は特に限定されない。そして、制御ケース７０に形成された、制御ケース７０の内外を連通する連通孔、及び、モータハウジング５１のモータ凹部５１１の内外を連通する連通孔を通された線（不図示）により、モータ駆動部４２と、第１電動モータ１０ａ、第２電動モータ１０ｂとが接続される。また、制御ケース７０の内外を連通する連通孔を通された線（不図示）により、モータ駆動部４２と、ハウジング５１外に配置されたモータ駆動制御部４１とが接続される。モータ駆動制御部４１は、車輪１００にて移動する車両の車両本体（不図示）に固定されていることを例示することができる。

また、図６に示すように、制御ケース７０は、第１電動モータ１０ａ及び第２電動モータ１０ｂと、軸方向に直交する面上に配置されている。言い換えれば、制御ケース７０は、第１電動モータ１０ａ及び第２電動モータ１０ｂと、出力軸２０の周方向の位置は重なっておらず、軸方向の位置は重なっている。
なお、制御ケース７０の軸方向の位置が、第１電動モータ１０ａ及び第２電動モータ１０ｂの軸方向の位置と重なっているのは、一部であっても良い。制御ケース７０が、第１電動モータ１０ａ及び第２電動モータ１０ｂと、軸方向に直交する同一平面上に配置されているのが最も好ましい。

以上のように構成された駆動装置１においては、モータハウジング５１の出力軸凹部５１２、モータカバー５２及びギアカバー５３で形成される空間Ｓに、出力軸２０における他方側の端部や減速ユニット３０が収容される。そして、この空間Ｓにオイルが注入される。これにより、モータギア１７とリングギア３１との噛み合い部や、サンギア３２１とプラネットギア３２２との噛み合い部等が潤滑される。
空間Ｓ内にオイルを注入する手法は、例えば、ギアカバー５３に内外を連通する貫通孔を形成しておき、駆動装置１を組み立てた後に、この貫通孔から空間Ｓ内に注入することを例示することができる。また、モータハウジング５１の出力軸凹部５１２に内外を連通する貫通孔を形成しておき、駆動装置１を組み立てた後に、この貫通孔から空間Ｓ内に注入することを例示することができる。そして、オイルを注入した後には、この貫通孔は、例えばボルトなどで塞ぐと良い。

そして、空間Ｓに注入されたオイルは、モータカバー５２に設けられたオイルシール５８にて、モータハウジング５１のモータ凹部５１１内に漏れることが抑制されている。また、空間Ｓに注入されたオイルは、ギアカバー５３に設けられたオイルシール６１にて、ハウジング５０の外部に漏れることが抑制されている。

また、駆動装置１においては、モータカバー５２がモータハウジング５１のモータ凹部５１１の開口部を覆うので、電動モータ１０が駆動することにより、電動モータ１０が高温になったとしても、空間Ｓ内に注入されたオイルにより冷却される。さらに、モータカバー５２の収容部５２２の底面５２２ｂには、空間Ｓ内に突出した複数のフィン８０が設けられて、オイルとモータカバー５２との接触面積が大きくなっているので、冷却効果が高められている。

また、駆動装置１においては、モータ駆動部４２を収容する制御ケース７０の一方側にはモータカバー５２が配置されているので、電動モータ１０を駆動させることにより、モータ駆動部４２が高温になったとしても、空間Ｓ内に注入されたオイルにより冷却される。

以上のことより、駆動装置１は、装置冷却のための外部冷却を必要としない空冷であっても、放熱能力が高いので、駆動装置の最高出力及び連続運転出力が高い高出力化を実現することができる。つまり、駆動装置１は、複数の電動モータ１０と、前記複数の電動モータ１０の駆動力を出力軸２０に伝達する伝達機構の一例としての減速ユニット３０と、減速ユニット３０を収容するとともにオイルが注入されたハウジング５０と、を備え、ハウジング５０における、空冷部の一例としてのモータハウジング５１の外面と反対側の油室部の一例としての空間Ｓにオイルとの接触面積を大きくさせるフィン８０が形成されている。この駆動装置１によれば、装置冷却のための外部冷却を必要としない空冷であっても、放熱能力が高いので、駆動装置の最高出力及び連続運転出力が高い高出力化を実現することができる。

また、以上のように構成された駆動装置１においては、図４に示すように、第１モータ凹部５１１ａに固定される第１電動モータ１０ａのステータ１１ａと、第２モータ凹部５１１ｂに固定される第２電動モータ１０ｂのステータ１１ｂとは、電気角位相が３０度ずらされて取り付けられている。加えて、第１電動モータ１０ａのモータギア１７と、第２電動モータ１０ｂのモータギア１７は、ともに、リングギア３１と噛み合っている。それゆえ、駆動装置１においては、このリングギア３１により、第１電動モータ１０ａと第２電動モータ１０ｂとの間の電気角位相差が物理的に３０度ずれた状態で固定されている。
それゆえ、第１電動モータ１０ａと第２電動モータ１０ｂとに生じるリップル電流の発生タイミングが分散されるため、第１電動モータ１０ａ及び第２電動モータ１０ｂを駆動するための合計リップル電流が抑制される。以下に、このことについて詳述する。

図７（ａ）は、電動モータ１０の各相に流れる電流波形の一例を示す図である。図７（ｂ）は、ハイサイド側のトランジスタＴ１、Ｔ３、Ｔ５に流れる電流波形の一例を示す図である。図７（ｃ）は、各電動モータ１０のリップル電流の一例を示す図である。図７（ｄ）は、２つの電動モータ１０の合計のリップル電流の一例を示す図である。
電動モータ１０は、３相のモータであることから、各相に流れる電流は、図７（ａ）に示すように、１２０度ずつ位相がずれた波形となる。また、インバータ回路４２２は、対応する電動モータ１０の各相のそれぞれについて一対のトランジスタを有していることから、ハイサイド側のトランジスタＴ１、Ｔ３、Ｔ５に流れる電流は図７（ｂ）のような波形になる。そして、インバータ回路４２２を駆動するための電源電圧Ｖｂから流れる電流は、図７（ｂ）の波形に示した電流の総和となるため、各電動モータ１０に生じるリップル電流は、図７（ｃ）のＡに示す波形のようになる。それゆえ、仮に、複数の電動モータ１０を同一タイミングで制御すると、リップル電流が同じタイミングで流れるため、２つの電動モータ１０に供給される合計のリップル電流は、図７（ｄ）のＡに示す波形のように大幅に増加する。

そこで、本実施形態に係る駆動装置１においては、第１電動モータ１０ａの制御を、第２電動モータ１０ｂに対してリップル周期の半分である３０度ずらすことで、リップルのタイミングの分散を図っている。例えば、第１電動モータ１０ａに生じるリップル電流が図７（ｃ）のＡに示す波形のようになり、第２電動モータ１０ｂに生じるリップル電流が図７（ｃ）のＢに示す波形のようになる。そのため、駆動装置１における合計のリップル電流は、図７（ｄ）のＢに示す波形のように変動量が抑えられている。
その結果、第１の実施形態に係る駆動装置１によれば、コンデンサＣ１やコンデンサＣ２の容量を小さくすることができるので、制御装置４０の小型化やコストの低減を図ることができる。

なお、上述した実施形態においては、２つの電動モータ１０のモータギア１７をリングギア３１と噛み合わせて２つの電動モータ１０の駆動力を出力軸２０に与える構成であるが特にかかる態様に限定されない。３つ以上の電動モータ１０のモータギア１７をリングギア３１と噛み合わせて３つ以上の電動モータ１０の駆動力を出力軸２０に与える構成であっても良い。そして、例えば、Ｎ個の電動モータ１０の駆動力を出力軸２０に与える構成である場合には、ｎ番目の電動モータ１０の電気角位相を、（（ｎ−１）×６０度）／Ｎとすると良い。例えば、３個の電動モータ１０の駆動力を出力軸２０に与える構成である場合には、１番目の電動モータ１０の電気角位相を０度、２番目の電動モータ１０の電気角位相を２０度、３番目の電動モータ１０の電気角位相を４０度とすると良い。これにより、合計のリップル電流の変動量を抑えることができるので、コンデンサＣ１やコンデンサＣ２の容量を小さくすることができ、制御装置４０の小型化やコストの低減を図ることができる。

また、上述した実施形態においては、２つの電動モータ１０は、３相であるが特にかかる態様に限定されない。２つの電動モータ１０は単相であっても良い。２つの電動モータ１０が単相である場合、第１モータ凹部５１１ａに固定される第１電動モータ１０ａのステータ１１ａと、第２モータ凹部５１１ｂに固定される第２電動モータ１０ｂのステータ１１ｂとの電気角位相を９０度ずらして取り付けると良い。
加えて、３つ以上の単相の電動モータ１０のモータギア１７をリングギア３１と噛み合わせて３つ以上の電動モータ１０の駆動力を出力軸２０に与える構成であっても良い。そして、例えば、Ｎ個の単相の電動モータ１０の駆動力を出力軸２０に与える構成である場合には、ｎ番目の電動モータ１０の電気角位相を、（（ｎ−１）×１８０度）／Ｎとすると良い。例えば、３個の単相の電動モータ１０の駆動力を出力軸２０に与える構成である場合には、１番目の電動モータ１０の電気角位相を０度、２番目の電動モータ１０の電気角位相を６０度、３番目の電動モータ１０の電気角位相を１２０度とすると良い。
電動モータ１０が単相である場合であっても、このように構成にすることで、合計のリップル電流の変動量を抑えることができるので、コンデンサＣ１やコンデンサＣ２の容量を小さくすることができ、制御装置４０の小型化やコストの低減を図ることができる。

また、上述した実施形態においては、第２電動モータ１０ｂの回転角度を検出する検出部１６を備え、モータ駆動制御部４１は、この検出部１６からの回転角度信号に基づいて生成した制御信号を、第１インバータ回路４２２ａ及び第２インバータ回路４２２ｂに出力する。これは、２つの電動モータ１０のモータギア１７がリングギア３１と噛み合っているため、第１電動モータ１０ａと第２電動モータ１０ｂとの回転角度は同一であるとの前提に基づくものである。ただし、検出部１６は、第１電動モータ１０ａ及び第２電動モータ１０ｂのそれぞれに設けられ、目標電流設定部４１１は、第１電動モータ１０ａからの回転角度信号に基づいて第１電動モータ１０ａの目標電流Ｉｔを設定するとともに、第２電動モータ１０ｂからの回転角度信号に基づいて第２電動モータ１０ｂの目標電流Ｉｔを設定しても良い。これにより、より精度高く２つの電動モータ１０を制御することが可能になる。

＜第２の実施形態＞
図８は、第２の実施形態に係る駆動装置２の概略構成の一例を示す図である。
図９は、第２の実施形態に係る電動モータ２１０の概略構成の一例を示す図である。
第２の実施形態に係る駆動装置２は、第１の実施形態に係る駆動装置１に対して、電動モータ１０に相当する電動モータ２１０を１つ有し、この１つの電動モータ２１０をリングギア３１と噛み合わせる点が異なる。以下、第１の実施形態に係る駆動装置１と異なる点について説明する。第１の実施形態に係る駆動装置１と第２の実施形態に係る駆動装置２とで、同じ形状、機能を有する物については同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。

電動モータ２１０は、巻線が二重化された２組の３相巻線である、第１巻線組２１１及び第２巻線組２１２を有する二重三相モータである。そして、第１巻線組２１１と第２巻線組２１２とは、図９に示すように、回転方向に３０度ずらされて組み付けられている。
そして、第１インバータ回路４２２ａ、第２インバータ回路４２２ｂは、それぞれ、バッテリＢからの電源電圧を、電動モータ２１０の第１巻線組２１１、第２巻線組２１２に供給する。

フィードバック制御部４１２は、目標電流Ｉｔと第１電流検出部４３ａにて検出された実電流Ｉａとの偏差を求め、その偏差がゼロとなるようにフィードバック処理を行う。また、フィードバック制御部４１２は、目標電流Ｉｔと第２電流検出部４３ｂにて検出された実電流Ｉｂとの偏差を求め、その偏差がゼロとなるようにフィードバック処理を行う。
ＰＷＭ信号生成部４１３は、フィードバック制御部４１２からの出力値に基づいて２つの電動モータ１０それぞれをＰＷＭ（パルス幅変調）駆動するためのＰＷＭ信号を生成し、生成したＰＷＭ信号を、第１インバータ回路４２２ａ、第２インバータ回路４２２ｂに出力する。
そして、モータ駆動制御部４１は、第１インバータ回路４２２ａ、第２インバータ回路４２２ｂへの制御信号を、互いに３０度の位相差で供給する。

以上のように構成された駆動装置２によれば、図７（ｃ）のＢに示すように、リップルのタイミングの分散を図っているので、駆動装置２における合計のリップル電流は、図７（ｄ）のＢに示す波形のように変動量が抑えられる。その結果、コンデンサＣ１やコンデンサＣ２の容量を小さくすることができるので、制御装置４０の小型化やコストの低減を図ることができる。

１…駆動装置、１０，２１０…電動モータ、２０…出力軸、２５…ハブ、３０…減速ユニット、３１…リングギア、３２…遊星減速機、４０…制御装置、４２…モータ駆動部、５０…ハウジング、５１…モータハウジング、５２…モータカバー、５３…ギアカバー、７０…制御ケース、８０…フィン、１００…車輪、１１０…タイヤ、１２０…ホイール、２１１…第１巻線組、２１２…第２巻線組、４２２ａ…第１インバータ回路、４２２ｂ…第２インバータ回路

Claims (7)

1. 複数のモータと、
   前記複数のモータそれぞれに接続される複数の駆動回路と、
   前記駆動回路を介して、前記複数のモータそれぞれに供給する電流の相対位相を保持するための保持手段と、
   を備える駆動装置。
2. 前記保持手段は、前記複数のモータのそれぞれの出力軸に装着された複数のモータギアが噛み合う１つのリングギアである
   請求項１に記載の駆動装置。
3. 前記モータは、３相であり、
   前記モータの個数をＮ個とした場合に、１番目の当該モータに対するｎ番目の当該モータに供給する電流の相対位相は、
   （（ｎ−１）×６０）／Ｎ（度）
   である
   請求項１又は２に記載の駆動装置。
4. 前記モータは、単相であり、
   前記モータの個数をＮ個とした場合に、１番目の当該モータに対するｎ番目の当該モータに供給する電流の相対位相は、
   （（ｎ−１）×１８０）／Ｎ（度）
   である
   請求項１又は２に記載の駆動装置。
5. 前記複数のモータの内の少なくとも一のモータの回転角度を検出する検出手段と、
   前記検出手段が検出した前記回転角度に基づいて前記複数の駆動回路に制御信号を出力する駆動制御部と、
   を備える請求項１から４のいずれか１項に記載の駆動装置。
6. 前記複数のモータ、及び、前記複数の駆動回路は、当該モータの回転軸の軸方向に直交する面上に配置されている
   請求項１から５のいずれか１項に記載の駆動装置。
7. 複数の巻線組を有するモータと、
   前記複数の巻線組それぞれに接続される複数の駆動回路と、
   前記モータの回転角度を検出する検出手段と、
   前記検出手段が検出した前記回転角度に基づいて、前記複数の巻線組それぞれに供給する電流の相対位相が異なるように、前記複数の駆動回路に制御信号を出力する駆動制御部と、
   を備える駆動装置。

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