JP2023102405A - 車両の駆動システム - Google Patents

Abstract

【課題】回生発電電圧を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可能な車両の駆動システムを提供する。【解決手段】車両の駆動システムは、バッテリと、少なくとも一つの駆動用モータと、少なくとも一つの駆動用モータを駆動する複数のインバータ回路と、バッテリと複数のインバータとの間に接続された昇圧回路と、を備えた車両の駆動システムであって、昇圧回路に対する複数のインバータ回路の接続状態を直列又は並列に切り替える切替手段を備える。【選択図】図２

Description

本開示は、車両の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動車両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、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、回生発電電圧を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可能な車両の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、バッテリと、少なくとも一つの駆動用モータと、少なくとも一つの駆動用モータを駆動する複数のインバータ回路と、バッテリと複数のインバータとの間に接続された昇圧回路と、を備えた車両の駆動システムであって、昇圧回路に対する複数のインバータ回路の接続状態を直列又は並列に切り替える切替手段を備える車両の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、回生発電電力を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。

本開示の第１の実施の形態に係る車両の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。 同実施形態に係る車両の駆動システムの構成例を示すブロック図である。 同実施形態に係る車両の駆動システムの構成例を示す回路図である。 同実施形態に係る車両の駆動システムの動作例を示すフローチャートである。 本開示の第２の実施の形態に係る車両の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。 同実施形態に係る車両の駆動システムの構成例を示すブロック図である。 同実施形態に係る車両の駆動システムの構成例を示す回路図である。 同実施形態に係る車両の駆動システムの動作例を示すフローチャートである。 同実施形態に係る車両の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．第１の実施の形態＞＞
＜１－１．車両の構成例＞
まず、本開示の第１の実施の形態に係る車両の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。本実施形態に係る車両の駆動システムは、前輪を駆動する駆動用モータを備えており、当該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、本実施形態に係る車両の駆動システム２を適用した車両１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）を備えた四輪の電気自動車であり、車両１の駆動トルクを生成する駆動力源としての駆動用モータ１０から出力される駆動トルクを左前輪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）に伝達する二輪駆動式の電気自動車として構成されている。

車両１は、車両の駆動システム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み、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、駆動用モータ１０を用いた回生ブレーキと併用される。

車両の駆動システム２は、駆動用モータ１０、インバータユニット２０、コンバータユニット３０、バッテリ４０及び車両制御装置５０を備えている。車両の駆動システム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車両制御装置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車両制御装置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、例えば駆動用モータ１０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。

＜１－２．車両の駆動システム＞
続いて、本実施形態に係る車両の駆動システム２の構成を具体的に説明する。

（１－２－１．システム構成）
図２及び図３は、本実施形態に係る車両の駆動システム２の構成を示す説明図である。図２は、車両の駆動システム２の構成を模式的に示すブロック図であり、図３は、車両の駆動システム２の構成を示す回路図である。

図２に示すように、車両の駆動システム２は、駆動用モータ１０、インバータユニット２０、コンバータユニット３０、バッテリ４０及び車両制御装置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。例えばバッテリ４０は、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、コンバータユニット３０及びインバータユニット２０を介して駆動用モータ１０に接続され、駆動用モータ１０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、車両制御装置５０へ送信するバッテリ管理装置４１が設けられている。

駆動用モータ１０は、差動機構７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。駆動用モータ１０の駆動は車両制御装置５０により制御される。本実施形態において、駆動用モータ１０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１３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ステータ１１ａ及び第２ステータ１１ｂによりロータ１３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、駆動用モータ１０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。駆動用モータ１０は、第１ステータ１１ａ及び第２ステータ１１ｂ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１３が回転し、駆動トルクを出力する。また、駆動用モータ１０は、第１ステータ１１ａ及び第２ステータ１１ｂ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１３が回転することにより回生発電を行う機能を有する。

インバータユニット２０は、第１インバータ回路２１ａ及び第２インバータ回路２１ｂを含んで構成される。第１インバータ回路２１ａ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、駆動用モータ１０の第１ステータ１１ａに供給する。また、第１インバータ回路２１ａは、第１ステータ１１ａ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、コンバータユニット３０へ供給する。同様に、第２インバータ回路２１ｂ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、駆動用モータ１０の第２ステータ１１ｂに供給する。また、第２インバータ回路２１ｂは、第２ステータ１１ｂ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、昇圧回路３１へ供給する。インバータユニット２０の駆動は、車両制御装置５０により制御される。

コンバータユニット３０は、昇圧回路３１及び切替手段３３を含んで構成される。昇圧回路３１は、駆動用モータ１０により回生発電される電力の電圧をバッテリ４０の要求充電電圧まで昇圧してバッテリ４０へ供給する。昇圧回路３１は、バッテリ４０の出力電圧を昇圧又は降圧してインバータユニット２０へ供給する機能を有していてもよい。切替手段３３は、昇圧回路３１に対する第１インバータ回路２１ａ及び第２インバータ回路２１ｂの接続状態を直列又は並列に切り替える。コンバータユニット３０の駆動は、車両制御装置５０により制御される。

図３に示すように、第１インバータ回路２１ａ及び第２インバータ回路２１ｂは、それぞれの複数のスイッチング素子を含んで構成される。第１インバータ回路２１ａ及び第２インバータ回路２１ｂの各スイッチング素子の動作は、車両制御装置５０により制御される。第１インバータ回路２１ａ及び第２インバータ回路２１ｂは、同一の構成を有している。以下、第１インバータ回路２１ａの構成を説明し、第２インバータ回路２１ｂの構成の説明を省略する。

第１インバータ回路２１ａは、三つのアーム回路２３ｕａ，２３ｖａ，２３ｗａ（以下、特に区別を要しない限り、単にアーム回路２３ａと総称する）を備えている。アーム回路２３ｕａは、駆動用モータ１０の第１ステータ１１ａのｕ相のコイルに電気的に接続される。アーム回路２３ｖａは、駆動用モータ１０の第１ステータ１１ａのｖ相のコイルに電気的に接続される。アーム回路２３ｗａは、駆動用モータ１０の第１ステータ１１ａのｗ相のコイルに電気的に接続される。各アーム回路２３ａは、バッテリ４０の正極側に電気的に接続される上アームと、バッテリ４０の負極側に電気的に接続される下アームとを含む。

各アーム回路２３ａ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２５ｕａ，２７ｕａ，２５ｖａ，２７ｖａ，２５ｗａ，２７ｗａがそれぞれ設けられている。スイッチング素子２５ｕａ，２７ｕａ，２５ｖａ，２７ｖａ，２５ｗａ，２７ｗａ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。

駆動用モータ１０の第１ステータ１１ａのｕ相、ｖ相及びｗ相のコイルは、それぞれ各アーム回路２３ｕａ，２３ｖａ，２３ｗａ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。各アーム回路２３ｕａ，２３ｖａ，２３ｗａのスイッチング素子２５ｕａ，２７ｕａ，２５ｖａ，２７ｖａ，２５ｗａ，２７ｗａの動作は車両制御装置５０により制御され、駆動用モータ１０の第１ステータ１１ａによるロータ１３の回転駆動及び第１ステータ１１ａによる回生発電が制御される。

第２ステータ１１ｂに接続された第２インバータ回路２１ｂは、第１インバータ回路２１ａと同様に構成される。

また、昇圧回路２１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２９を含んで構成される。昇圧回路２１は、第１インバータ回路２１ａ及び第２インバータ回路２１ｂの上アーム側と電気的に接続される上アームと、第１インバータ回路２１ａ及び第２インバータ回路２１ｂ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。

バッテリ４０の電力を第１インバータ回路２１ａ及び第２インバータ回路２１ｂへ供給する場合、昇圧回路３１の二つのスイッチング素子３５，３７がそれぞれスイッチング制御されることにより、バッテリ４０の電力が昇圧されて第１インバータ回路２１ａ及び第２インバータ回路２１ｂへ供給される。また、駆動用モータ１０による回生発電電力をバッテリ４０に充電する場合、昇圧回路３１の二つのスイッチング素子３５，３７がそれぞれスイッチング制御されることにより、第１インバータ回路２０ａ及び第２インバータ回路２０ｂから出力される回生発電電力が昇圧されてバッテリ４０へ供給される。昇圧比は、スイッチング素子３５，３７のオンオフのデューティ比により調節される。各スイッチング素子３５，３７の動作は、車両制御装置５０により制御される。

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２９は、第１インバータ回路２１ａ及び第２インバータ回路２１ｂのそれぞれに対してバッテリ４０と並列に接続されている。

切替手段３３は、第１切替スイッチ３３ａ、第２切替スイッチ３３ｂ及び中継ライン３４を含んで構成される。第１切替スイッチ３３ａは、昇圧回路３１の下アーム側と第１インバータ回路２１ａの下アーム側とを電気的に接続する経路の途中に設けられる。第１切替スイッチ３３ａは、車両制御装置５０により駆動され、第１インバータ回路２１ａの下アーム側を昇圧回路３１の下アーム側と電気的に接続する第１の状態（実線の状態）と、第１インバータ回路２１ａの下アーム側を中継ライン３４と電気的に接続する第２の状態（破線の状態）とを切り替える。第２切替スイッチ３３ｂは、昇圧回路３１の上アーム側と第２インバータ回路２１ｂの上アーム側とを電気的に接続する経路の途中に設けられる。第２切替スイッチ３３ｂは、車両制御装置５０により駆動され、第２インバータ回路２１ｂの上アーム側を昇圧回路３１の上アーム側と電気的に接続する第１の状態（実践の状態）と、第２インバータ回路２１ｂの上アーム側を中継ライン３４と電気的に接続する第２の状態（破線の状態）とを切り替える。

第１切替スイッチ３３ａ及び第２切替スイッチ３３ｂがともに第１の状態（実線の状態）にある場合、第１インバータ回路２１ａ及び第２インバータ回路２１ｂは、それぞれ昇圧回路３１に対して並列に接続される。一方、第１切替スイッチ３３ａ及び第２切替スイッチ３３ｂがともに第２の状態（破線の状態）にある場合、第１インバータ回路２１ａ及び第２インバータ回路２１ｂは、昇圧回路３１に対して直列に接続される。第１切替スイッチ３３ａ及び第２切替スイッチ３３ｂは、車両制御装置５０による通電制御により動作するスイッチであれば特に限定されるものではない。

車両制御装置５０は、制御部５１及び記憶部５３を備えている。制御部５１は、一つ又は複数のＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサを備えて構成される。制御部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、制御部５１の一部又は全部が、ハードウェアを用いて構成されていてもよい。

記憶部５３は、制御部５１と通信可能に接続されたＲＡＭ（Random Access Memory）又はＲＯＭ（Read Only Memory）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、制御部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、車両制御装置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インタフェースを備えている。

制御部５１は、第１インバータ回路２１ａ、第２インバータ回路２１ｂ、昇圧回路３１及び切替手段３３の駆動を制御することにより、駆動用モータ１０を駆動する。具体的に、制御部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駆動用モータ１０の目標駆動トルクを算出する。また、制御部５１は、切替手段３３の第１切替スイッチ３３ａ及び第２切替スイッチ３３ｂをそれぞれ第１の状態とし、算出した目標駆動トルクに基づいて、第１インバータ回路２１ａ、第２インバータ回路２１ｂ及び昇圧回路３１に設けられた各スイッチング素子の駆動を制御することにより、駆動用モータ１０を駆動する。これにより、駆動用モータ１０は、車両１の駆動トルクを出力する。

一方、制御部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駆動用モータ１０の目標回生トルクを算出する。また、制御部５１は、切替手段３３の第１切替スイッチ３３ａ及び第２切替スイッチ３３ｂをそれぞれ第１の状態又は第２の状態とし、算出した目標回生トルクに基づいて、第１インバータ回路２１ａ、第２インバータ回路２１ｂ及び昇圧回路３１に設けられた各スイッチング素子の駆動を制御することにより、駆動用モータ１０に回生発電させる。これにより、駆動用モータ１０は、回生発電を行い、回生ブレーキトルクを生成する。以下、制御部５１による制御処理の内容を詳細に説明する。

（１－２－２．動作例）
図４は、本実施形態に係る車両の駆動システム２に備えられた車両制御装置５０による演算処理の一例を示すフローチャートである。図４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、制御部５１は、車両１の加速要求の情報を取得する（ステップＳ１１）。加速要求の情報は、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検出することができる。制御部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、制御部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、ドライバによる減速要求がされていると判定する。なお、車両１が自動運転モードで走行している場合、制御部５１は、加速要求の情報として、演算により求められる要求加速度又は要求減速度の情報を取得する。

次いで、制御部５１は、取得した加速要求の情報に基づいて、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Ｓ１３）減速要求がされていると判定されない場合（Ｓ１３／Ｎｏ）、制御部５１は、第１インバータ回路２１ａ及び第２インバータ回路２１ｂを並列に接続する（ステップＳ１５）。具体的に、制御部５１は、第１切替スイッチ３３ａ及び第２切替スイッチ３３ｂをともに第１の状態として、昇圧回路３１に対して第１インバータ回路２１ａ及び第２インバータ回路２１ｂを並列に接続する。

次いで、制御部５１は、車速及び目標加速度の情報に基づいて駆動用モータ１０から出力する目標駆動トルクTq_drv_tgtを算出する（ステップＳ１７）。車速の情報は、車速センサから送信されるセンサ信号に基づき求めることができる。また、目標加速度の情報は、アクセルポジションセンサから送信されるセンサ信号に基づき求めることができる。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。

次いで、制御部５１は、算出した目標駆動トルクTq_drv_tgtに基づいて、昇圧回路３１、第１インバータ回路２１ａ及び第２インバータ回路２１ｂの各スイッチング素子の駆動を制御し、駆動用モータ１０を駆動する（ステップＳ３７）。例えば制御部５１は、目標駆動トルクTq_drv_tgt及び駆動用モータ１０の回転数に基づいて、第１インバータ回路２１ａ及び第２インバータ回路２１ｂに供給する直流電流の電圧と、駆動用モータ１０の第１ステータ１１ａ及び第２ステータ１１ｂに供給する三相交流電流の周波数とを設定する。第１ステータ１１ａの駆動トルクTq_drv1及び第２ステータ１１ｂの駆動トルクTq_drv2の比率は、基本的には１：１とされるが、駆動トルクの比率は適宜設定されてもよい。ただし、駆動トルクの比率が１：１であれば、第１インバータ回路２１ａに供給する直流電流の電圧と第２インバータ回路２１ｂに供給する直流電流の電圧、及び、第１インバータ回路２１ａのスイッチング素子２５ａ，２７の駆動量と第２インバータ回路２１ｂのスイッチング素子２５ｂ，２７ｂの駆動量とをそれぞれ同一とすることができるため、制御処理の負荷を軽減することができる。

制御部５１は、バッテリ４０の出力電圧と、第１インバータ回路２１ａ及び第２インバータ回路２１ｂに供給する直流電流の電圧との比率に基づいて昇圧回路３１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、制御部５１は、第１インバータ回路２１ａ及び第２インバータ回路２１ｂの各スイッチング素子２５ａ，２７ａ，２５ｂ，２７ｂの駆動を制御して、直流電流を三相交流電流に変換して第１ステータ１１ａ及び第２ステータ１１ｂへ供給する。これにより、駆動用モータ１０が駆動されて、車両１の駆動トルクが出力される。なお、駆動用モータ１０を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Ｓ１３において、減速要求がされていると判定される場合（Ｓ１３／Ｙｅｓ）、制御部５１は、車速及び目標加速度の情報に基づいて駆動用モータ１０の目標回生トルクTq_reg_tgtを算出する（ステップＳ１９）。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T_reg_tgt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には上限が設定され、減速要求に対して不足するブレーキトルクの情報は、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、油圧ブレーキトルクにより補完されてもよい。

次いで、制御部５１は、第１インバータ回路２１ａ及び第２インバータ回路２１ｂを並列に接続した場合に昇圧回路３１に出力される回生発電電力の電圧（以下「並列時回生発電電圧」ともいう）V_inv_parを算出する（ステップＳ２１）。

ここで、一般に一組の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

つまり、駆動用モータ１０の回生発電電圧は、駆動用モータ１０の回転数、つまり、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）は駆動用モータ１０の仕様によりあらかじめ求められる情報であることから、制御部５１は、車速に基づいて第１インバータ回路２１ａ及び第２インバータ回路２１ｂからそれぞれ出力される回生発電電圧V_inv_reg1，V_inv_reg2を算出することができる。

第１インバータ回路２１ａ及び第２インバータ回路２１ｂを並列に接続する場合、それぞれのインバータ回路から出力される回生発電電力が昇圧回路３１へ供給されるようにするには、第１インバータ回路２１ａから出力される回生発電電圧V_inv_reg1と第２インバータ回路２１ｂから出力される回生発電電圧V_inv_reg2とを等しくする必要がある。このため、第１ステータ１１ａの目標回生トルクTq_reg_tgt1と第２ステータ１１ｂの目標回生トルクTq_reg_tgt2との比率は１：１にされる。つまり、第１ステータ１１ａの目標回生トルクTq_reg_tgt1及び第２ステータ１１ｂの目標回生トルクTq_reg_tgt2は、ともに目標回生トルクTq_reg_tgtの２分の１となる。第１インバータ回路２１ａ及び第２インバータ回路２１ｂを並列に接続した状態の並列時回生発電電圧V_inv_parは、第１ステータ１１ａ及び第２ステータ１１ｂの回生発電電圧V_inv_reg1，V_inv_reg2の値に等しい。

次いで、制御部５１は、第１インバータ回路２１ａ及び第２インバータ回路２１ｂを直列に接続した場合に昇圧回路３１に出力される回生発電電力の電圧（以下「直列時回生発電電圧」ともいう）V_inv_serを算出する（ステップＳ２３）。第１インバータ回路２１ａ及び第２インバータ回路２１ｂを直列に接続した状態の直列時回生発電電圧V_inv_serは、第１ステータ１１ａの回生発電電圧V_inv_reg1と第２ステータ１１ｂの回生発電電圧V_inv_reg2との和となる。第１ステータ１１ａの回生発電電圧V_inv_reg1と第２ステータ１１ｂの回生発電電圧V_inv_reg2との和は、第１ステータ１１ａの目標回生トルクTq_reg_tgt1と第２ステータ１１ｂの目標回生トルクTq_reg_tgt2との比率にかかわらず、目標回生トルクTq_reg_tgtに基づいて算出することができる。

具体的に、第１ステータ１１ａの回生発電電圧V_inv_reg1と第２ステータ１１ｂの回生発電電圧V_inv_reg2との比率は、第１ステータ１１ａの目標回生トルクTq_reg_tgt1と第２ステータ１１ｂの目標回生トルクTq_reg_tgt2との比率に等しい。第１インバータ回路２１ａと第２インバータ回路２１ｂとを直列に接続する場合、ロータ１３の回転数は共通であり、第１ステータ１１ａの目標回生トルクTq_reg_tgt1と第２ステータ１１ｂの目標回生トルクTq_reg_tgt2との比率を調整することにより、第１ステータ１１ａの回生発電電圧V_inv_reg1と第２ステータ１１ｂの回生発電電圧V_inv_reg2との比率を調整することができる。この場合、第１ステータ１１ａの回生発電電圧V_inv_reg1と第２ステータ１１ｂの回生発電電圧V_inv_reg2との和（＝直列時回生発電電圧V_inv_ser）は当該比率にかかわらずほぼ一定の値となる。目標回生トルクTq_reg_tgt1，Tq_reg_tgt2の比率は適宜設定されてよい。ただし、当該比率が１：１であれば第１インバータ回路２１ａのスイッチング素子２５ａ，２７ａ及び第２インバータ回路２１ｂのスイッチング素子２５ｂ，２７ｂを同じ駆動量で制御することができ、制御処理の負荷を軽減することができる。

次いで、制御部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の情報を取得する（ステップＳ２５）。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。

次いで、制御部５１は、第１インバータ回路２１ａ及び第２インバータ回路２１ｂを並列に接続した場合の電力変換効率（以下「並列時電力変換効率」ともいう）η_parを算出する（ステップＳ２７）。具体的に、制御部５１は、ステップＳ２１で算出した並列時回生発電電圧V_inv_parと要求充電電圧V_bat_crgとに基づいて、並列時電力変換効率η_parを算出する。すでに述べたように、昇圧回路３１のスイッチング素子３５，５７をオンオフさせる駆動デューティ比に応じて、スイッチング素子３５，３７をオンにする期間が長いほど電力変換効率は低下する。スイッチング素子３５，３７の駆動デューティ比は、並列時回生発電電圧V_inv_parを要求充電電圧V_bat_crgまで昇圧する昇圧比に応じて設定される。したがって、制御部５１は、あらかじめ記憶部５３に記憶された昇圧比と電力変換効率との関係を設定したデータを参照し、並列時電力変換効率η_parを算出することができる。

次いで、制御部５１は、第１インバータ回路２１ａ及び第２インバータ回路２１ｂを直列に接続した場合の電力変換効率（以下「直列時電力変換効率」ともいう）η_serを算出する（ステップＳ２９）。具体的に、制御部５１は、ステップＳ２３で算出した直列時回生発電電圧V_inv_serと要求充電電圧V_bat_crgとに基づいて、直列時電力変換効率η_serを算出する。並列時電力変換効率η_parと同様に、制御部５１は、あらかじめ記憶部５３に記憶されたデータを参照し、直列時電力変換効率ηserを算出することができる。

次いで、制御部５１は、並列時電力変換効率η_parが直列時電力変換効率η_serよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ３１）。並列時電力変換効率η_parが直列時電力変換効率η_serよりも大きい場合（Ｓ３１／Ｙｅｓ）、制御部５１は、第１切替スイッチ３３ａ及び第２切替スイッチ３３ｂをともに第１の状態で保持し、第１インバータ回路２１ａ及び第２インバータ回路２１ｂを昇圧回路３１に対して並列に接続する（ステップＳ３３）。

次いで、制御部５１は、算出した目標回生トルクTq_reg_tgtに基づいて、昇圧回路３１、第１インバータ回路２１ａ及び第２インバータ回路２１ｂの各スイッチング素子の駆動を制御し、駆動用モータ１０に回生発電させる（ステップＳ３７）。例えば制御部５１は、第１ステータ１１ａ及び第２ステータ１１ｂそれぞれの目標回生トルクTq_reg_tgt1，Tq_reg_tgt2及び駆動用モータ１０の回転数に基づいて、第１インバータ回路２１ａ及び第２インバータ回路２１ｂの各スイッチング素子２５ａ，２７ａ，２５ｂ，２７ｂのオンオフの周波数を設定する。また、制御部５１は、並列時回生発電電圧V_inv_parと要求充電電圧V_bat_crgとの比率に基づいて、昇圧回路３１のスイッチング素子３５，３７のオンオフの駆動デューティ比を設定する。制御部５１は、第１インバータ回路２１ａ、第２インバータ回路２１ｂ及び昇圧回路３１の各スイッチング素子２５ａ，２７ａ，２５ｂ，２７ｂ，３５，３７の駆動を制御して、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の要求充電電圧まで昇圧してバッテリ４０を充電する。

一方、並列時電力変換効率η_parが直列時電力変換効率η_ser以下の場合（Ｓ３１／Ｎｏ）、制御部５１は、第１切替スイッチ３３ａ及び第２切替スイッチ３３ｂをともに第２の状態で保持し、第１インバータ回路２１ａ及び第２インバータ回路２１ｂを昇圧回路３１に対して直列に接続する（ステップＳ３５）。

次いで、制御部５１は、算出した目標回生トルクTq_reg_tgtに基づいて、昇圧回路３１、第１インバータ回路２１ａ及び第２インバータ回路２１ｂの各スイッチング素子の駆動を制御し、駆動用モータ１０に回生発電させる（ステップＳ３７）。例えば制御部５１は、第１ステータ１１ａ及び第２ステータ１１ｂそれぞれの目標回生トルクTq_reg_tgt1，Tq_reg_tgt2並びに駆動用モータ１０の回転数に基づいて、第１インバータ回路２１ａ及び第２インバータ回路２１ｂの各スイッチング素子２５ａ，２７ａ，２５ｂ，２７ｂのオンオフの周波数を設定する。アキシャルギャップ型の駆動用モータ１０の場合、第１インバータ回路２１ａのスイッチング素子２５ａ，２７ａ及び第２インバータ回路２１ｂのスイッチング素子２５ｂ，２７ｂを同じ駆動量で制御することができることから、第１ステータ１１ａ及び第２ステータ１１ｂそれぞれの目標回生トルクTq_reg_tgt1，Tq_reg_tgt2の比率を１：１とすることが好ましい。

また、制御部５１は、直列時回生発電電圧V_inv_serと要求充電電圧V_bat_crgとの比率に基づいて、昇圧回路３１のスイッチング素子３５，３７のオンオフの駆動デューティ比を設定する。制御部５１は、第１インバータ回路２１ａ、第２インバータ回路２１ｂ及び昇圧回路３１の各スイッチング素子２５ａ，２７ａ，２５ｂ，２７ｂ、３５，３７の駆動を制御して、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の要求充電電圧まで昇圧してバッテリ４０を充電する。

以上のようにして、車両制御装置５０は、車両１の加速要求がされている場合、第１インバータ回路２１ａ及び第２インバータ回路２１ｂを並列に接続して第１ステータ１１ａ及び第２ステータ１１ｂに電力を供給し、駆動用モータ１０から駆動トルクを出力させる。一方、車両制御装置５０は、車両１の減速要求がされている場合、第１インバータ回路２１ａ及び第２インバータ回路２１ｂを並列に接続した場合の並列時電力変換効率η_parと、第１インバータ回路２１ａ及び第２インバータ回路２１ｂを直列に接続した場合の直列時電力変換効率η_serとを比較し、電力変換効率が高くなるように第１インバータ回路２１ａ及び第２インバータ回路２１ｂの並列又は直列を切り替える。したがって、回生発電電力を昇圧回路３１により昇圧してバッテリ４０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。

なお、本実施形態に係る車両の駆動システム２を適用可能な車両１は、前輪駆動用の一つの駆動用モータ１０を備えた電気自動車に限られない。例えば車両１は、後輪駆動用の一つのアキシャルギャップ型の駆動用モータを備えた二輪駆動式の電気自動車であってもよい。

また、車両１は、前輪駆動用のアキシャルギャップ型の駆動用モータと併せて後輪駆動用のアキシャルギャップ型の駆動用モータを備えた四輪駆動式の電気自動車であってもよく、それぞれの車輪３に対応してアキシャルギャップ型の駆動用モータを備えた四輪駆動式の電気自動車であってもよい。この場合、それぞれのアキシャルギャップ型の駆動用モータの二つのステータのそれぞれに対応して第１インバータ回路及び第２インバータ回路が設けられ、個々の駆動用モータに対して上記のインバータ回路の接続状態を切り替える処理が実行される。また、それぞれの駆動用モータの目標回生トルクは、要求ブレーキトルクを適宜の比率で配分した値とされる。

＜＜２．第２の実施の形態＞＞
次に、本開示の第２の実施の形態に係る車両の駆動システムを説明する。本実施形態に係る車両の駆動システムは、本実施形態に係る車両の駆動システムは、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、一つのロータ及び一つのステータを備えた三相交流式の駆動用モータが用いられる。以下、本実施形態に係る車両の駆動システムについて、主として第１の実施の形態に係る車両の駆動システムと異なる点を説明する。

＜２－１．車両の構成例＞
まず、本開示の第２の実施の形態に係る車両の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。
図５は、本実施形態に係る車両の駆動システム１０２を適用した車両１０１の構成例を示す模式図である。図２に示した車両１０１は、前輪駆動用モータ１０Ｆから出力される駆動トルクを左前輪３ＬＦ及び右前輪３ＲＦに伝達し、後輪駆動用モータ１０Ｒから出力される駆動トルクを左後輪３ＬＲ及び右後輪３ＲＲ（以下、特に区別を要しない場合には「後輪３Ｒ」と総称する）に伝達する四輪駆動式の電気自動車として構成されている。

車両１０１は、車両の駆動システム１０２及び油圧ブレーキシステム１６を備えている。油圧ブレーキシステム１６は、第１の実施の形態で説明した車両１の油圧ブレーキシステム１６と同様に構成される。本実施形態に係る車両の駆動システム１０２は、前輪駆動用モータ１０Ｆ、後輪駆動用モータ１０Ｒ、第１インバータ回路２１Ｆ、第２インバータ回路２１Ｒ、コンバータユニット３０、バッテリ４０及び車両制御装置１１０を備えている。

＜２－２．車両の駆動システムの構成＞
図６及び図７は、本実施形態に係る車両の駆動システム１０２の構成を示す説明図である。図６は、車両の駆動システム１０２の構成を模式的に示すブロック図であり、図７は、車両の駆動システム１０２の構成を示す回路図である。バッテリ４０及びコンバータユニット３０は、第１の実施の形態に係る車両の駆動システム２のバッテリ４０及びコンバータユニット３０と同様に構成される。

本実施形態では、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。また、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、車両制御装置１１０により制御される。上述のとおり、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、それぞれ一つのステータ１１Ｆ，１１Ｒ及び一つのロータ１３Ｆ，１３Ｒを備えた三相交流式の駆動用モータが用いられる。前輪駆動用モータ１０Ｆ及び後輪駆動用モータ１０Ｒは、ロータ及びステータが径方向に空隙を介して設けられたラジアル構造を有していてもよく、軸方向に空隙を介して設けられたアキシャルギャップ構造を有していてもよい。

第１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ステータ１１Ｆに供給する。また、第１インバータ回路２１Ｆは、前輪駆動用モータ１０Ｆ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、コンバータユニット３０へ供給する。同様に、第２インバータ回路２１Ｒ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、後輪駆動用モータ１０Ｒの第２ステータ１１Ｒに供給する。また、第２インバータ回路２１Ｒは、後輪駆動用モータ１０Ｒ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、コンバータユニット３０へ供給する。第１インバータ回路２１Ｆ及び第２インバータ回路２１Ｒは、第１の実施の形態に係る車両の駆動システム２の第１インバータ回路２１ａ及び第２インバータ回路２１ｂと同様に構成される。第１インバータ回路２１Ｆ及び第２インバータ回路２１Ｒの駆動は、車両制御装置５０により制御される。

車両制御装置１１０は、第１の実施の形態に係る車両制御装置５０と同様に、制御部１１１及び記憶部１１３を備えている。制御部１１１は、第１インバータ回路２１Ｆ、第２インバータ回路２１Ｒ、昇圧回路３１及び切替手段３３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を駆動する。具体的に、制御部１１１は、車両１０１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。また、制御部１１１は、切替手段３３の第１切替スイッチ３３ａ及び第２切替スイッチ３３ｂをそれぞれ第１の状態とし、算出した目標駆動トルクに基づいて、第１インバータ回路２１Ｆ、第２インバータ回路２１Ｒ及び昇圧回路３１に設けられた各スイッチング素子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、それぞれ車両の駆動トルクを出力する。

一方、制御部１１１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、制御部１１１は、切替手段３３の第１切替スイッチ３３ａ及び第２切替スイッチ３３ｂをそれぞれ第１の状態又は第２の状態とし、算出した目標回生トルクに基づいて、第１インバータ回路２１Ｆ、第２インバータ回路２１Ｒ及び昇圧回路３１に設けられた各スイッチング素子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に回生発電させる。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、それぞれ回生発電を行い、回生ブレーキトルクを生成する。以下、制御部１１１による制御処理の内容を詳細に説明する。

＜２－３．動作例＞
図８～図９は、本実施形態に係る車両の駆動システム１０２に備えられた車両制御装置１１０による演算処理の一例を示すフローチャートである。図８～図９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、制御部１１１は、車両１０１の加速要求の情報を取得する（ステップＳ５１）。次いで、制御部１１１は、取得した加速要求の情報に基づいて、車両１０１の減速要求がされているか否かを判定する（ステップＳ５３）減速要求がされていると判定されない場合（Ｓ５３／Ｎｏ）、制御部１１１は、第１インバータ回路２１Ｆ及び第２インバータ回路２１Ｒを並列に接続する（ステップＳ５５）。次いで、制御部１１１は、車両状態の情報及び目標加速度の情報に基づいて前輪駆動用モータ１０Ｆから出力する目標駆動トルクTq_drv_tgtF及び後輪駆動用モータ１０Ｒから出力する目標駆動トルクTq_drv_tgtRを算出する（ステップＳ５７）。それぞれの目標駆動トルクTq_drv_tgtF，Tq_drv_tgtRは、要求駆動トルクを適宜の比率で配分した値となる。次いで、制御部１１１は、算出した目標駆動トルクTq_drv_tgtF，Tq_drv_tgtRに基づいて、昇圧回路３１、第１インバータ回路２１Ｆ及び第２インバータ回路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を駆動する（ステップＳ８５）。

ここまでの前輪駆動用モータ１０Ｆ及び後輪駆動用モータ１０Ｒから駆動トルクを出力させるステップＳ５１～ステップＳ５７及びステップＳ８５の処理は、第１の実施の形態で説明した演算処理のステップＳ１１～ステップＳ１７及びステップＳ３７の処理と実質的に同様に実行される。なお、前輪駆動用モータ１０Ｆの駆動トルク及び後輪駆動用モータ１０Ｒの駆動トルクの比率は、適宜調整されてよい。

一方、上記のステップＳ５３において、減速要求がされていると判定される場合（Ｓ５３／Ｙｅｓ）、制御部１１１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の目標回生トルクTq_reg_tgtF及び後輪駆動用モータ１０Ｒの目標回生トルクTq_reg_tgtRを算出する（ステップＳ５９）。それぞれの目標回生トルクTq_reg_tgtF，Tq_reg_tgtRは、要求回生トルクを適宜の比率で配分した値となる。

次いで、制御部１１１は、第１インバータ回路２１Ｆ及び第２インバータ回路２１Ｒを並列に接続した場合に昇圧回路３１に出力される回生発電電力の電圧（並列時回生発電電圧）V_inv_parを算出する（ステップＳ６１）。制御部１１１は、車速に基づいて第１インバータ回路２１Ｆ及び第２インバータ回路２１Ｒからそれぞれ出力される回生発電電圧V_inv_reg1，V_inv_reg2を算出することができる。ここでは、車輪３のスリップがないものとして、それぞれの回生発電電圧V_inv_reg1，V_inv_reg2を等しい値とする。

次いで、制御部１１１は、第１インバータ回路２１Ｆ及び第２インバータ回路２１Ｒを直列に接続した場合に昇圧回路３１に出力される回生発電電力の電圧（直列時回生発電電圧）V_inv_serを算出する（ステップＳ６３）。第１インバータ回路２１Ｆ及び第２インバータ回路２１Ｒを直列に接続した状態の直列時回生発電電圧V_inv_serは、前輪駆動用モータ１０Ｆの回生発電電圧V_inv_regFと後輪駆動用モータ１０Ｒの回生発電電圧V_inv_regRとの和となる。

次いで、制御部１１１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の情報を記憶部５３から取得する（ステップＳ６５）。次いで、制御部１１１は、ステップＳ６１で算出した並列時回生発電電圧V_inv_parと要求充電電圧V_bat_crgとに基づいて、第１インバータ回路２１Ｆ及び第２インバータ回路２１Ｒを並列に接続した場合の並列時電力変換効率η_parを算出する（ステップＳ６７）。次いで、制御部１１１は、ステップＳ６３で算出した直列時回生発電電圧V_inv_serと要求充電電圧V_bat_crgとに基づいて、第１インバータ回路２１Ｆ及び第２インバータ回路２１Ｒを直列に接続した場合の直列時電力変換効率η_serを算出する（ステップＳ６９）。

次いで、制御部１１１は、並列時電力変換効率η_parが直列時電力変換効率η_serよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ７１）。並列時電力変換効率η_parが直列時電力変換効率η_serよりも大きい場合（Ｓ７１／Ｙｅｓ）、制御部１１１は、第１切替スイッチ３３ａ及び第２切替スイッチ３３ｂをともに第１の状態で保持し、第１インバータ回路２１Ｆ及び第２インバータ回路２１Ｒを昇圧回路３１に対して並列に接続する（ステップＳ７３）。一方、並列時電力変換効率η_parが直列時電力変換効率η_ser以下の場合（Ｓ７１／Ｎｏ）、制御部５１は、第１切替スイッチ３３ａ及び第２切替スイッチ３３ｂをともに第２の状態で保持し、第１インバータ回路２１Ｆ及び第２インバータ回路２１Ｒを昇圧回路３１に対して直列に接続する（ステップＳ７５）。

次いで、制御部１１１は、前輪駆動用モータ１０Ｆの回転数Nm_Fと後輪駆動用モータ１０Ｒの回転数Nm_Rとの差が所定の閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ７７）。前輪駆動用モータ１０Ｆの回転数Nm_F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、前輪駆動軸５Ｆの回転数を検出するセンサにより検出される前輪駆動軸５Ｆの回転数に基づいて算出されてもよい。同様に、後輪駆動用モータ１０Ｒの回転数Nm_R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、後輪駆動軸５Ｒの回転数を検出するセンサにより検出される後輪駆動軸５Ｒの回転数に基づいて算出されてもよい。所定の閾値は、前輪駆動用モータ１０Ｆと後輪駆動用モータ１０Ｒとによりそれぞれ発電される発生する回生電力の電圧差が所定範囲に収まるように適宜の値に設定される。

前輪駆動用モータ１０Ｆの回転数Nm_Fと後輪駆動用モータ１０Ｒの回転数Nm_Rとの差が所定の閾値以下の場合（Ｓ７７／Ｙｅｓ）、制御部１１１は、算出した目標回生トルクTq_reg_tgtF，Tq_reg_tgtRに基づいて、昇圧回路３１、第１インバータ回路２１Ｆ及び第２インバータ回路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Ｓ８５）。例えば制御部１１１は、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_tgtF，Tq_reg_tgtR並びに前輪駆動用モータ１０Ｆ及び後輪駆動用モータ１０Ｒそれぞれの回転数に基づいて、第１インバータ回路２１Ｆ及び第２インバータ回路２１Ｒの各スイッチング素子２５Ｆ，２７Ｆ，２５Ｒ，２７Ｒのオンオフの周波数を設定する。また、制御部１１１は、並列時回生発電電圧V_inv_parあるいは直列時回生発電電圧V_inv_serと要求充電電圧V_bat_crgとの比率に基づいて、昇圧回路３１のスイッチング素子３５，３７のオンオフの駆動デューティ比を設定する。制御部１１１は、第１インバータ回路２１Ｆ、第２インバータ回路２１Ｒ及び昇圧回路３１の各スイッチング素子２５Ｆ，２７Ｆ，２５Ｒ，２７Ｒ，３５，３７の駆動を制御して、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の要求充電電圧まで昇圧してバッテリ４０を充電する。

一方、前輪駆動用モータ１０Ｆの回転数Nm_Fと後輪駆動用モータ１０Ｒの回転数Nm_Rとの差が所定の閾値を超える場合（Ｓ７７／Ｎｏ）、制御部１１１は、前輪駆動用モータ１０Ｆの目標回生トルクTq_reg_tgtFと後輪駆動用モータ１０Ｒの目標回生トルクTq_reg_tgtRとを比較し、いずれか小さい方の目標回生トルクを前輪駆動用モータ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_tgtF，Tq_reg_tgtRとする（ステップＳ７９）。

次いで、制御部１１１は、要求ブレーキトルクから目標回生トルク（Tq_reg_tgtF又はTq_reg_tgtR）を引いた差を算出する（ステップＳ８１）。具体的に、制御部１１１は、ステップＳ７９で目標回生トルクを低下させた駆動用モータについて、前輪３Ｆ（後輪３Ｒ）への要求ブレーキトルクから前輪駆動用モータ１０Ｆ（後輪駆動用モータ１０Ｒ）の目標回生トルク（Tq_reg_tgtF又はTq_reg_tgtR）を引いた差（ΔTq_F又はΔTq_R）を算出する。さらに、制御部１１１は、算出したトルクの差（ΔTq_F又はΔTq_R）に基づいて、油圧ブレーキシステム１６の目標ブレーキトルクを算出し、ブレーキ液圧制御装置１９へ送信する（ステップＳ８５）。ここでは、ステップＳ７９で低下させた目標回生トルク（Tq_reg_tgtF又はTq_reg_tgtR）を補完する目標ブレーキトルクが算出される。

次いで、制御部１１１は、ステップＳ７９で設定した目標回生トルクTq_reg_tgtF，Tq_reg_tgtRに基づいて、昇圧回路３１、第１インバータ回路２１Ｆ及び第２インバータ回路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Ｓ８５）。制御部１１１は、第１インバータ回路２１Ｆ、第２インバータ回路２１Ｒ及び昇圧回路３１の各スイッチング素子２５Ｆ，２７Ｆ，２５Ｒ，２７Ｒ，３５，３７の駆動を制御して、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の要求充電電圧まで昇圧してバッテリ４０を充電する。

以上のようにして、車両制御装置１１０は、車両１０１の加速要求がされている場合、第１インバータ回路２１Ｆ及び第２インバータ回路２１Ｒを並列に接続して前輪駆動用モータ１０Ｆ及び後輪駆動用モータ１０Ｒに電力を供給し、前輪駆動用モータ１０Ｆ及び後輪駆動用モータ１０Ｒから駆動トルクを出力させる。一方、車両制御装置１１０は、車両１の減速要求がされている場合、第１インバータ回路２１Ｆ及び第２インバータ回路２１Ｒを並列に接続した場合の並列時電力変換効率η_parと、第１インバータ回路２１Ｆ及び第２インバータ回路２１Ｒを直列に接続した場合の直列時電力変換効率η_serとを比較し、電力変換効率が高くなるように第１インバータ回路２１Ｆ及び第２インバータ回路２１Ｒの並列又は直列を切り替える。したがって、回生発電電力を昇圧回路３１により昇圧してバッテリ４０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。

また、本実施形態では、前輪３Ｆの回転数と後輪３Ｆの回転数との差が所定の閾値を超える場合、いずれか小さい方の目標回生トルクを前輪駆動用モータ１０Ｆ及び後輪駆動用モータ１０Ｒの目標回生トルクに設定するとともに、要求ブレーキトルクに対する不足分を油圧ブレーキシステムの目標ブレーキトルクに設定してブレーキ液圧制御装置１９へ送信する。このため、前輪３Ｆ又は後輪３Ｒのスリップが発生することを抑制しつつ、要求ブレーキトルクを達成することができる。

なお、本実施形態に係る車両の駆動システム１０２を適用可能な車両１０１は、前輪駆動用モータ１０Ｆ及び後輪駆動用モータ１０Ｒを備えた電気自動車に限られない。例えば車両１０１は、それぞれの車輪３に対応してインホイールモータ等の駆動用モータを備えた四輪駆動式の電気自動車であってもよい。この場合、左前輪３ＬＦ、右前輪３ＲＦ、左後輪３ＬＲ及び右後輪３ＲＲのいずれか二つ以上の車輪３に対応して設けられた複数の駆動用モータのそれぞれに対応して複数のインバータ回路が設けられ、それぞれのインバータ回路の接続状態を切り替える処理が実行される。また、それぞれの駆動用モータの目標回生トルクは、要求ブレーキトルクを適宜の比率で配分した値とされる。

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。

１…車両、２…車両の駆動システム、１０…駆動用モータ、１０Ｆ…前輪駆動用モータ、１０Ｒ…後輪駆動用モータ、１１ａ…第１ステータ、１１ｂ…第２ステータ、１１Ｆ・１１Ｒ…ステータ、１３・１３Ｆ・１３Ｒ…ロータ、１６…油圧ブレーキシステム、１９…ブレーキ制御装置、２０…インバータユニット、２１ａ・２１Ｆ…第１インバータ回路、２１ｂ・２１Ｒ…第２インバータ回路、３０…コンバータユニット、３１…昇圧回路、３３…切替手段、３３ａ…第１切替スイッチ、３３ｂ…第２切替スイッチ、３４…中継ライン、４０…バッテリ、５０…車両制御装置、１０１…車両、１０２…車両の駆動システム、１１０…車両制御装置

Claims (5)

1. バッテリと、
   少なくとも一つの駆動用モータと、
   前記少なくとも一つの駆動用モータを駆動する複数のインバータ回路と、
   前記バッテリと前記複数のインバータ回路との間に接続された昇圧回路と、
   を備えた車両の駆動システムにおいて、
   前記昇圧回路に対する前記複数のインバータ回路の接続状態を直列又は並列に切り替える切替手段を備える、車両の駆動システム。
2. 前記車両の駆動システムは、前記駆動用モータを複数備え、
   前記複数のインバータ回路は、複数の前記駆動用モータをそれぞれ駆動するインバータ回路である、請求項１に記載の車両の駆動システム。
3. 前記駆動用モータは、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型のモータであり、
   前記複数のインバータ回路は、前記２つのステータをそれぞれ駆動する２つのインバータ回路である、請求項１に記載の車両の駆動システム。
4. 前記車両の駆動システムは、前記切替手段を制御する制御部を備え、
   前記制御部は、
   少なくとも前記バッテリの電力を前記駆動用モータに供給する場合、前記昇圧回路と前記複数のインバータ回路とを並列に接続し、
   前記駆動用モータの回生発電電力を前記バッテリに充電する場合、前記昇圧回路と前記複数のインバータ回路とを直列に接続する、請求項１～３のいずれか一項に記載の車両の駆動システム。
5. 前記制御部は、
   前記駆動用モータの回生発電電力を前記バッテリに充電する場合、それぞれの前記インバータ回路の回生発電電圧の和が前記バッテリの充電電圧未満の場合、前記昇圧回路と前記複数のインバータ回路とを直列に接続する、請求項４に記載の車両の駆動システム。
   

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