JP2023102406A - モータ駆動システム - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリに充電する際の回生効率の低下を抑制する。【解決手段】バッテリと、ダブルステータ型のアキシャルギャップモータと、アキシャルギャップモータの力行駆動及び回生駆動を制御するインバータ回路と、少なくともアキシャルギャップモータの回生発電電力の電圧を調節する昇降圧回路と、インバータ回路及び昇降圧回路の駆動を制御する制御装置と、を備えたモータ駆動は、アキシャルギャップモータを複数備え、インバータ回路は、それぞれのアキシャルギャップモータの二つのステータのそれぞれに接続された複数のインバータ回路を含み、複数のインバータ回路は直列に接続され、昇降圧回路は、それぞれのアキシャルギャップモータに対して一つずつ設けられ、それぞれのアキシャルギャップモータに設けられる昇降圧回路は、二つのステータに接続されたインバータ回路のうちのいずれか一方のインバータ回路に接続される。【選択図】図２

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。

これに対して、ダブルステータ型のアキシャルギャップモータの２つのステータに対してそれぞれ接続された２つのインバータを備えている場合、それぞれのインバータを直列に接続することで回生発電電圧を高くすることができる。このとき、それぞれのインバータから出力される回生発電電流を一致させる必要があるが、ダブルステータ型のアキシャルギャップモータの場合、２つのステータの回生トルクのバランスを調節することで、合計の回生発電電流を一定にしつつそれぞれのインバータから出力される回生発電電流を一致させることができる。

しかしながら、例えば前輪及び後輪にそれぞれ独立したダブルステータ型のアキシャルギャップモータを備える場合等、ダブルステータ型のアキシャルギャップモータを２つ以上設けた場合、回生トルク（要求ブレーキトルク）がそれぞれのモータで異なることが多い。このため、それぞれのインバータを直列接続したときにモータごとに回生発電電流を一致させるだけではすべてのインバータの回生発電電流を一致させることができない。回生発電電流が一致しない場合、例えばすべてのインバータの回生発電電流を、回生発電電流が最小となるいずれかのモータの回生発電電流に一致させ、余剰の電流分に相当する制動トルク（回生トルク）を摩擦ブレーキでまかない、熱エネルギとして放出することになって、回生効率が低下することとなる。

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、複数のダブルステータ型のアキシャルギャップモータを直列に接続したモータ駆動システムにおいて、回生発電電圧を調節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、バッテリと、ダブルステータ型のアキシャルギャップモータと、アキシャルギャップモータの力行駆動及び回生駆動を制御するインバータ回路と、少なくともアキシャルギャップモータの回生発電電力の電圧を調節する昇降圧回路と、インバータ回路及び昇降圧回路の駆動を制御する制御装置と、を備えたモータ駆動システムにおいて、アキシャルギャップモータを複数備え、インバータ回路は、それぞれのアキシャルギャップモータの二つのステータのそれぞれに接続された複数のインバータ回路を含み、複数のインバータ回路は直列に接続され、昇降圧回路は、それぞれのアキシャルギャップモータに対して一つずつ設けられ、それぞれのアキシャルギャップモータに設けられる昇降圧回路は、二つのステータに接続されたインバータ回路のうちのいずれか一方のインバータ回路に接続される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、複数のダブルステータ型のアキシャルギャップモータを直列に接続したモータ駆動システムにおいて、回生発電電圧を調節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、本実施形態に係るモータ駆動システム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）を備えた四輪駆動の電気自動車である。当該車両１では、車両１の駆動トルクを生成する駆動力源としての前輪駆動用モータ１０Ｆから出力される駆動トルクが左前輪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、後輪駆動用モータ１０Ｒから出力される駆動トルクが左後輪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、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、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。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。

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

図２に示すように、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、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ステータ１１Ｆａ，１１Ｒａ及び第２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ステータ１１Ｆａ及び第２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ステータ１１Ｆａ及び第２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、第１インバータ回路２１Ｆａ及び第２インバータ回路２１Ｆｂを含んで構成される。第１インバータ回路２１Ｆａ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１１Ｆａに供給する。また、第１インバータ回路２１Ｆａは、第１ステータ１１Ｆａ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、前輪用コンバータユニット３０Ｆへ供給する。同様に、第２インバータ回路２１Ｆｂ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２ステータ１１Ｆｂに供給する。また、第２インバータ回路２１Ｆｂは、第２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、前輪用コンバータユニット３０Ｆの昇降圧回路３１Ｆへ供給する。前輪用インバータユニット２０Ｆの駆動は、制御装置５０により制御される。後輪駆動用モータ１０Ｒに接続された後輪用インバータユニット２０Ｒも同様の機能を有する。

前輪用コンバータユニット３０Ｆは、昇降圧回路３１Ｆを含んで構成される。昇降圧回路３１Ｆは、前輪駆動用モータ１０Ｆの第１ステータ１１Ｆａにより回生発電されて第１インバータ回路２１Ｆａから出力される電力の電圧を調節して第２インバータ回路２１Ｆｂへ供給する。後輪用コンバータユニット３０Ｒは、昇降圧回路３１Ｒを含んで構成される。昇降圧回路３１Ｒは、後輪駆動用モータ１０Ｒの第１ステータ１１Ｒａにより回生発電されて第１インバータ回路２１Ｒａ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，３１Ｒは、それぞれ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へ電流を供給する際に供給電流の電圧を昇圧する機能を有していてもよい。前輪用コンバータユニット３０Ｆ及び後輪用コンバータユニット３０Ｒの駆動は、制御装置５０により制御される。

図３に示すように、前輪用インバータユニット２０Ｆの第１インバータ回路２１Ｆａ及び第２インバータ回路２１Ｆｂは、それぞれ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２１Ｆａ及び第２インバータ回路２１Ｆｂの各スイッチング素子の動作は、制御装置５０により制御される。第１インバータ回路２１Ｆａ及び第２インバータ回路２１Ｆｂは、同一の構成を有している。以下、第１インバータ回路２１Ｆａの構成を説明し、第２インバータ回路２１Ｆｂの構成の説明を適宜省略する。

第１インバータ回路２１Ｆａ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、前輪駆動用モータ１０Ｆの第１ステータ１１Ｆａのｕ相のコイルに電気的に接続される。アーム回路２３ｖａは、前輪駆動用モータ１０Ｆの第１ステータ１１Ｆａのｖ相のコイルに電気的に接続される。アーム回路２３ｗａは、前輪駆動用モータ１０Ｆの第１ステータ１１Ｆａのｗ相のコイルに電気的に接続される。それぞれのアーム回路２３ａ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。

前輪駆動用モータ１０Ｆの第１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の動作は制御装置５０により制御され、前輪駆動用モータ１０Ｆの第１ステータ１１Ｆａによるロータ１３Ｆの回転駆動及び第１ステータ１１Ｆａによる回生発電が制御される。

前輪駆動用モータ１０Ｆの第２ステータ１１Ｆｂに接続された第２インバータ回路２１Ｆｂは、第１インバータ回路２１Ｆａと同様の構成を有する。ただし、第１インバータ回路２１Ｆａのアーム回路２３ａの上アームは、昇降圧回路３１Ｆの上アーム側に電気的に接続される。また、アーム回路２３ａの下アームは、昇降圧回路３１Ｆの下アーム側に電気的に接続される。昇降圧回路３１Ｆの下アーム側は、第２インバータ回路２１Ｆｂのアーム回路２３ｂの上アーム側に電気的に接続されている。第２インバータ回路２１Ｆｂのアーム回路２３ｂの上アームは、昇降圧回路３１Ｆの下アーム側に電気的に接続される。また、アーム回路２３ｂの下アームは、後輪用コンバータユニット３０Ｒの昇降圧回路３１Ｒ側に電気的に接続される。

また、昇降圧回路３１Ｆは、コイル３９Ｆ、二つのスイッチング素子３５Ｆ，３７Ｆ及び平滑キャパシタ２９Ｆを含んで構成される。昇降圧回路３１Ｆは、第１インバータ回路２１Ｆａ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２１Ｆａの下アーム側及び第２インバータ回路２１Ｆｂのアーム回路２３ｂの上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３５Ｆ，３７Ｆがそれぞれ設けられている。スイッチング素子３５Ｆ，３７Ｆ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。コイル３９Ｆ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３９Ｆの他端は二つのスイッチング素子３５Ｆ，３７Ｆの間に電気的に接続される。平滑キャパシタ２９Ｆは、第１インバータ回路２１Ｆａ及び第２インバータ回路２１Ｆｂ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。各スイッチング素子３５Ｆ，３７Ｆの動作は、制御装置５０により制御される。

後輪駆動用モータ１０Ｒに接続された後輪用インバータユニット２０Ｒ及び後輪用コンバータユニット３０Ｒは、前輪用インバータユニット２０Ｆ及び前輪用コンバータユニット３０Ｆと同様に構成される。ただし、後輪用コンバータユニット３０Ｒの昇降圧回路３１Ｒは、前輪用インバータユニット２０Ｆの第２インバータ回路２１Ｆｂの下アーム側に電気的に接続される。また、昇降圧回路３１Ｒの下アームは、第２インバータ回路２１Ｒｂのアーム回路２３ｂの上アーム側に電気的に接続される。さらに、第２インバータ回路２１Ｒｂのアーム回路２３ｂの下アーム側はバッテリ４０の負極側に電気的に接続される。

制御装置５０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場合、昇降圧回路３１Ｆ，３１Ｒそれぞれのスイッチング素子の動作をそれぞれ制御し、バッテリ４０の電力を昇圧してそれぞれの第１インバータ回路２１Ｆａ，２１Ｒａ及び第２インバータ回路２１Ｆｂ，２１Ｒｂ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、第１インバータ回路２１Ｆａ，２１Ｒａ及び第２インバータ回路２１Ｆｂ，２１Ｒｂそれぞれのスイッチング素子の動作をそれぞれ制御し、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ステータ１１Ｆａ，１１Ｒａ及び第２ステータ１１Ｆｂ，１１Ｒｂへの供給電流を制御する。

また、制御装置５０は、前輪駆動用モータ１０Ｆ及び後輪駆動用モータ１０Ｒの回生駆動を制御する場合、第１インバータ回路２１Ｆａ，２１Ｒａ及び第２インバータ回路２１Ｆｂ，２１Ｒｂそれぞれのスイッチング素子の動作をそれぞれ制御し、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ステータ１１Ｆａ，１１Ｒａ及び第２ステータ１１Ｆｂ，１１Ｒｂによる回生発電電流を調節する。また、制御装置５０は、昇降圧回路３１Ｆ，３１Ｒそれぞれのスイッチング素子の動作をそれぞれ制御し、バッテリ４０の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電圧を調節する。

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として二つのダブルステータ型のアキシャルギャップモータを備えている。また、前輪駆動用モータ１０Ｆの第１ステータ１１Ｆａ及び第２ステータ１１Ｆｂにそれぞれ接続された第１インバータ回路２１Ｆａ及び第２インバータ回路２１Ｆｂと、後輪駆動用モータ１０Ｒの第１ステータ１１Ｒａ及び第２ステータ１１Ｒｂにそれぞれ接続された第１インバータ回路２１Ｒａ及び第２インバータ回路２１Ｒｂとが直列に接続されている。

ここで、本実施形態における車両１に搭載されたモータ駆動システム２において、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。モータ駆動システム２では、第１インバータ回路２１Ｆａ，２１Ｒａ及び第２インバータ回路２１Ｆｂ，２１Ｒｂからそれぞれ出力される回生発電電圧の和がバッテリ４０の充電電圧である。

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を備えており、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。例えば車両１の減速時に前輪駆動用モータ１０Ｆ及び後輪駆動用モータ１０Ｒの回転数がほぼ同じであるとすると、第１ステータ１１Ｆａ，１１Ｒａ及び第２ステータ１１Ｆｂ，１１Ｒｂそれぞれの回生発電電圧は同じ値になるため、回生トルクの違いは第１ステータ１１Ｆａ，１１Ｒａ及び第２ステータ１１Ｆｂ，１１Ｒｂそれぞれの回生発電電流の違いとなって現れる。

このとき、第１ステータ１１Ｆａ，１１Ｒａ及び第２ステータ１１Ｆｂ，１１Ｒｂそれぞれによる回生発電電流の和が多いほど回生効率が高くなる。つまり、モータ駆動システム２では、前輪駆動用モータ１０Ｆ及び後輪駆動用モータ１０Ｒによる回生発電電圧の和をバッテリ４０の要求充電電圧の範囲内にすること、及び、前輪駆動用モータ１０Ｆ及び後輪駆動用モータ１０Ｒによる回生発電電流の和を多くすること、が求められる。

このため、本実施形態に係るモータ駆動システム２では、昇降圧回路３１Ｆ，３１Ｒが、前輪駆動用モータ１０Ｆ及び後輪駆動用モータ１０Ｒのそれぞれに対して一つずつ設けられ、それぞれの昇降圧回路３１Ｆ，３１Ｒは、第１インバータ回路２１Ｆａ，２１Ｒａ及び第２インバータ回路２１Ｆｂ，２１Ｒｂのうちの第１インバータ回路２１Ｆａ，２１Ｒａに接続される。これにより、二つの昇降圧回路３１Ｆ，３１Ｒを用いてバッテリ４０の充電電圧を調節しつつ、前輪駆動用モータ１０Ｆ及び後輪駆動用モータ１０Ｒによる回生発電電流の和が多くなるように、前輪駆動用モータ１０Ｆ及び後輪駆動用モータ１０Ｒそれぞれ第１ステータ１１Ｆａ，１１Ｒａによる回生発電電流と第２ステータ１１Ｆｂ，１１Ｒｂによる回生発電電流との比を調節することができる。当該比は、前輪駆動用モータ１０Ｆ及び後輪駆動用モータ１０Ｒそれぞれについて、回生発電電流に対する、昇降圧回路３１Ｆ（３１Ｒ）が接続された第１インバータ回路２１Ｆａ（２１Ｒａ）の出力電流の比に依存する。

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、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、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インタフェースを備えている。

処理部５１は、第１インバータ回路２１Ｆａ，２１Ｒａ、第２インバータ回路２１Ｆｂ，２１Ｒｂ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。また、処理部５１は、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２１Ｆａ，２１Ｒａ、第２インバータ回路２１Ｆｂ，２１Ｒｂ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、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、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２１Ｆａ，２１Ｒａ、第２インバータ回路２１Ｆｂ，２１Ｒｂ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の回生駆動を制御する。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は、回生発電を行い、回生ブレーキトルクを生成する。以下、処理部５１による制御処理の内容を詳細に説明する。

（３－２．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２に備えられた制御装置５０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、処理部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。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が自動運転モードで走行している場合、処理部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、処理部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）、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（ステップＳ１５）。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_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。

次いで、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、第１インバータ回路２１Ｆａ，２１Ｒａ及び第２インバータ回路２１Ｆｂ，２１Ｒｂ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の力行駆動を制御する（ステップＳ４１）。前輪駆動用モータ１０Ｆ及び後輪駆動用モータ１０Ｒの力行駆動の制御処理は、基本的に同様の手順に沿って実行される。以下、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簡単に説明する。

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、第１インバータ回路２１Ｆａ及び第２インバータ回路２１Ｆｂ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ステータ１１Ｆａ及び第２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。第１ステータ１１Ｆａの駆動トルクTq_drv_tgt_F1及び第２ステータ１１Ｆｂの駆動トルクTq_drv_tgt_F2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２１Ｆａに供給する直流電流の電圧と第２インバータ回路２１Ｆｂに供給する直流電流の電圧、及び、第１インバータ回路２１Ｆａのスイッチング素子２５ａ，２７ａの駆動量と第２インバータ回路２１Ｆｂ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。

処理部５１は、バッテリ４０の出力電圧と、第１インバータ回路２１Ｆａ及び第２インバータ回路２１Ｆｂ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３５Ｆ，３７Ｆ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、第１インバータ回路２１Ｆａ及び第２インバータ回路２１Ｆｂ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ステータ１１Ｆａ及び第２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）、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Ｓ１７）。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、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、処理部５１は、第１インバータ回路２１Ｆａ，２１Ｒａ及び第２インバータ回路２１Ｆｂ，２１Ｒｂからそれぞれ出力する回生発電電圧の和の目標値（回生目標電圧）V_ tgtを設定する（ステップＳ１９）。ここでは、処理部５１は、車両１の減速時において前輪駆動用モータ１０Ｆの回転数と後輪駆動用モータ１０Ｒの回転数とが同じであるものとして回生目標電圧V_tgtを設定する。つまり、処理部５１は、第１インバータ回路２１Ｆａ，２１Ｒａ及び第２インバータ回路２１Ｆｂ，２１Ｒｂそれぞれの回生発電電圧V_invが同じ値であると仮定して回生目標電圧V_tgtを設定する。

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

つまり、それぞれの第１インバータ回路２１Ｆａ，２１Ｒａ及び第２インバータ回路２１Ｆｂ，２１Ｒｂによる回生発電電圧V_inv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、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ことから、処理部５１は、車速に基づいて第１インバータ回路２１Ｆａ，２１Ｒａ及び第２インバータ回路２１Ｆｂ，２１Ｒｂの回生発電電圧V_invを算出することができる。処理部５１は、算出した回生発電電圧V_invを４倍して回生目標電圧V_tgtとする。

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第１インバータ回路２１Ｆａ，２１Ｒａ及び第２インバータ回路２１Ｆｂ，２１Ｒｂの回生発電電圧V_inv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Ｓ２１）。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。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、ステップＳ１９で算出した回生目標電圧V_tgtがバッテリ４０の要求充電電圧V_bat_crgの範囲内か否かを判定する（ステップＳ２３）。上述のとおり、回生発電電圧V_invは車速に比例することから、車速が低速の状態では回生目標電圧V_tgtがバッテリ４０の要求充電電圧V_bat_crgの範囲よりも小さくなる場合がある一方、車速が高速の状態では回生目標電圧V_tgtがバッテリ４０の要求充電電圧V_bat_crgの範囲よりも大きくなる場合がある。

回生目標電圧V_tgtがバッテリ４０の要求充電電圧V_bat_crgの範囲内ではない場合（Ｓ２３／Ｎｏ）、処理部５１は、回生目標電圧V_tgtがバッテリ４０の要求充電電圧V_bat_crgを下回っているか否かを判定する（ステップＳ２５）。回生目標電圧V_tgtがバッテリ４０の要求充電電圧V_bat_crgの範囲を下回っている場合（Ｓ２５／Ｙｅｓ）、処理部５１は、回生目標電圧V_tgtを増大させる（ステップＳ２７）。処理部５１は、一定値ずつ回生目標電圧V_tgtを増大させてもよく、回生目標電圧V_tgtとバッテリ４０の要求充電電圧V_bat_crgとの差に基づいて回生目標電圧V_tgtの増大幅を設定してもよい。

一方、回生目標電圧V_tgtがバッテリ４０の要求充電電圧V_bat_crgの範囲を下回っていない場合（Ｓ２５／Ｎｏ）、つまり、回生目標電圧V_tgtがバッテリ４０の要求充電電圧V_bat_crgの範囲を超えている場合、処理部５１は、回生目標電圧V_tgtを減少させる（ステップＳ２９）。処理部５１は、一定値ずつ回生目標電圧V_tgtを減少させてもよく、回生目標電圧V_tgtとバッテリ４０の要求充電電圧V_bat_crgとの差に基づいて回生目標電圧V_tgtの減少幅を設定してもよい。

ステップＳ２７又はステップＳ２９の処理を行った後、処理部５１は、ステップＳ２１に戻って、回生目標電圧V_tgtがバッテリ４０の要求充電電圧V_bat_crgの範囲内であるか否かの判定を繰り返す。ステップＳ２５～ステップＳ２９では、回生目標電圧V_tgtをバッテリ４０の要求充電電圧V_bat_crgの範囲内とするために回生目標電圧V_tgtを調節する処理が行われる。

ステップＳ２３において、回生目標電圧V_tgtがバッテリ４０の要求充電電圧V_bat_crgの範囲内である場合（Ｓ２３／Ｙｅｓ）、処理部５１は、前輪駆動用モータ１０Ｆの回生電力量IV1及び後輪駆動用モータ１０Ｒの回生電力量IV2の和SUM(IV)からバッテリ４０に充電する電力の目標電流値（充電目標電流値）I_tgtを算出する（ステップＳ３１）。前輪駆動用モータ１０Ｆの回生電力量IV1及び後輪駆動用モータ１０Ｒの回生電力量IV2は、各モータの目標回生トルクTq_reg_tgt_F，Tq_reg_tgt_Rに基づいて算出することができる。また、充電目標電流値I_tgtは、前輪駆動用モータ１０Ｆの回生電力量IV1及び後輪駆動用モータ１０Ｒの回生電力量IV2の和SUM(IV)を回生目標電圧V_tgtで割ることにより算出することができる。

次いで、処理部５１は、算出した充電目標電流値I_tgtが、バッテリ４０の充電最大電流値I_bat_max以下であるか否かを判定する（ステップＳ３３）。充電目標電流値I_tgtがバッテリ４０の充電最大電流値I_bat_maxを超えている場合（Ｓ３３／Ｎｏ）、処理部５１は、充電目標電流値I_tgtを低下させるために回生目標電圧V_tgtを増大させる（ステップＳ２７）。回生目標電圧V_tgtを増大させた後、処理部５１は、再びステップＳ２１に戻って、これまでに説明した各ステップの処理を実行する。

一方、充電目標電流値I_tgtがバッテリ４０の充電最大電流値I_bat_max以下である場合（Ｓ３３／Ｙｅｓ）、処理部５１は、前輪駆動用モータ１０Ｆの回生電力量IV1及び後輪駆動用モータ１０Ｒの回生電力量IV2から、それぞれのモータの回生目標電圧V1_tgt，V2_tgtを算出する（ステップＳ３５）。つまり、バッテリ４０に充電する電流値を充電目標電流値I_tgtとする場合における各モータの回生目標電圧V1_tgt，V2_tgtを算出する。具体的に、処理部５１は、前輪駆動用モータ１０Ｆの回生電力量IV1を充電目標電流値I_tgtで割ることにより、前輪駆動用モータ１０Ｆの回生目標電圧V1_tgtを算出する。同様に、処理部５１は、後輪駆動用モータ１０Ｒの回生電力量IV2を充電目標電流値I_tgtで割ることにより、後輪駆動用モータ１０Ｒの回生目標電圧V2_tgtを算出する。

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それぞれに接続された第１インバータ回路２１Ｆａ，２１Ｒａ及び第２インバータ回路２１Ｆｂ，２１Ｒｂのうち、昇降圧回路３１Ｆ，３１Ｒが接続された第１インバータ回路２１Ｆａ，２１Ｒａから出力する電流割合Ratio1，Ratio2を算出する（ステップＳ３７）。ここでは、それぞれの昇降圧回路３１Ｆ，３１Ｒにより回生発電電圧が調節される第１インバータ回路２１Ｆａ，２１Ｒａから出力される電流、及び、電圧の調節が行われない第２インバータ回路２１Ｆｂ，２１Ｒｂから出力される電流がそれぞれ充電目標電流値I_tgtとなるように、第１インバータ回路２１Ｆａ，２１Ｒａ側の電流割合Ratio1，Ratio2が設定される。
具体的に、処理部５１は、下記式（２）及び（３）により、第１インバータ回路２１Ｆａ，２１Ｒａから出力する電流割合Ratio1，Ratio2を算出する。

Ratio1＝1－（V_inv／V1_tgt） …（２）
Ratio2＝1－（V_inv／V2_tgt） …（３）
なお、「V_inv」は、車速あるいは各モータの回転数から算出される第１インバータ回路２１Ｆａ，２１Ｒａによる回生発電電圧である（上記式（１）を参照）。

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それぞれの第１インバータ回路２１Ｆａ，２１Ｒａに接続された昇降圧回路３１Ｆ，３１Ｒの目標出力電圧V1_con_tgt，V2_con_tgtを算出する（ステップＳ３９）。具体的に、処理部５１は、前輪駆動用モータ１０Ｆの回生目標電圧V1_tgtに第１インバータ回路２１Ｆａ側の電流割合Ratio1をかけて、昇降圧回路３１Ｆの目標出力電圧V1_con_tgtを算出する。同様に、処理部５１は、後輪駆動用モータ１０Ｒの回生目標電圧V2_tgtに第１インバータ回路２１Ｒａ側の電流割合Ratio2をかけて、昇降圧回路３１Ｒの目標出力電圧V2_con_tgtを算出する。

次いで、処理部５１は、各モータの目標回生トルクTq_reg_tgt_F，Tq_reg_tgt_R、電流割合Ratio1，Ratio2及び昇降圧回路３１Ｆ，３１Ｒの目標出力電圧V1_con_tgt，V2_con_tgtに基づいて、昇降圧回路３１Ｆ，３１Ｒ、第１インバータ回路２１Ｆａ，２１Ｒａ及び第２インバータ回路２１Ｆｂ，２１Ｒｂ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Ｓ４１）。

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に電流割合Ratio1をかけて第１ステータ１１Ｆａの目標回生トルクを算出する。また、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から第１ステータ１１Ｆａの目標回生トルクを引いて第２ステータ１１Ｆｂの目標回生トルクを算出する。また、処理部５１は、第１ステータ１１Ｆａ及び第２ステータ１１Ｆｂそれぞれの目標回生トルク及び前輪駆動用モータ１０Ｆの回転数に基づいて、第１インバータ回路２１Ｆａ及び第２インバータ回路２１Ｆｂ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、昇降圧回路３１Ｆの目標出力電圧V1_con_tgtと要求充電電圧V_bat_crgとの比に基づいて、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、第１インバータ回路２１Ｒａ、第２インバータ回路Ｒｂ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、第１インバータ回路２１Ｆａ，２１Ｒａ、第２インバータ回路２１Ｆｂ，２１Ｒｂ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ステータ１１Ｆａ，１１Ｒａ及び第２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。

以上のようにして、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２１Ｆａ，２１Ｒａ、第２インバータ回路２１Ｆｂ，２１Ｒｂ及び昇降圧回路３１Ｆ，３１Ｒをそれぞれ制御することにより、各インバータ回路による回生発電電流を一致させるとともにバッテリ４０の充電電圧を要求充電電圧に調節する。モータ駆動システム２では、昇降圧回路３１Ｆ，３１Ｒは、それぞれ前輪駆動用モータ１０Ｆ及び後輪駆動用モータ１０Ｒの第１ステータ１１Ｆａ，１１Ｒａに接続された第１インバータ回路２１Ｆａ，２１Ｒａ側にのみ設けられている。このため、第２インバータ回路２１Ｆｂ，２１Ｒｂ側の回生効率を低下させることなく各インバータ回路による回生発電電流を一致させるとともにバッテリ４０の充電電圧を要求充電電圧に調節することができる。したがって、直列に接続された前輪駆動用モータ１０Ｆ及び後輪駆動用モータ１０Ｒによる回生発電電力を昇降圧回路３１Ｆ，３１Ｒ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。

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１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１は、各車輪に対してそれぞれ一つのアキシャルギャップ型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において、それぞれの駆動用モータの目標回生トルクを異ならせるトルクベクタリング制御が実行される場合であっても、それぞれの駆動用モータの第１ステータ及び第２ステータに接続される第１インバータ回路及び第２インバータ回路のうち第１インバータ回路側に昇降圧回路を接続した構成とすることにより、上記と同様に回生駆動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ステータ、１１Ｆｂ・１１Ｒｂ：第２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、２１Ｆａ・２１Ｒａ：第１インバータ回路、２１Ｆｂ・２１Ｒｂ：第２インバータ回路、３０Ｆ：前輪用コンバータユニット、３０Ｒ：後輪用コンバータユニット、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 (3)

1. バッテリと、
   ダブルステータ型のアキシャルギャップモータと、
   前記アキシャルギャップモータの力行駆動及び回生駆動を制御するインバータ回路と、
   少なくとも前記アキシャルギャップモータの回生発電電力の電圧を調節する昇降圧回路と、
   前記インバータ回路及び前記昇降圧回路の駆動を制御する制御装置と、
   を備えたモータ駆動システムにおいて、
   前記アキシャルギャップモータを複数備え、
   前記インバータ回路は、それぞれの前記アキシャルギャップモータの二つのステータのそれぞれに接続された複数のインバータ回路を含み、
   前記複数のインバータ回路は直列に接続され、
   前記昇降圧回路は、それぞれの前記アキシャルギャップモータに対して一つずつ設けられ、
   それぞれの前記アキシャルギャップモータに設けられる前記昇降圧回路は、前記二つのステータに接続されたインバータ回路のうちのいずれか一方のインバータ回路に接続される、モータ駆動システム。
2. 前記制御装置は、
   前記アキシャルギャップモータの回生駆動時に、それぞれの前記アキシャルギャップモータの前記二つのインバータ回路の回生発電電流が一致するように前記昇降圧回路の駆動を制御して前記一方のインバータ回路からの出力電圧を調節し、前記一方のインバータ回路から他方のインバータ回路へ電流を供給する、請求項１に記載のモータ駆動システム。
3. 前記モータ駆動システムは、車両のモータ駆動システムであり、
   前記制御装置は、
   前記アキシャルギャップモータの回生駆動時に、前記車両の要求減速度に基づいて求められるすべての前記アキシャルギャップモータの回生発電電力の和と、前記バッテリの要求充電電圧と、前記バッテリの充電最大電流と、に基づいて前記バッテリの充電目標電流を設定し、
   それぞれの前記アキシャルギャップモータについて、前記回生発電電力と前記充電目標電流とに基づいて当該アキシャルギャップモータの回生目標電圧を求め、
   当該回生目標電圧と、前記アキシャルギャップモータの回生発電電流に対する、前記昇降圧回路が接続されたインバータ回路の出力電流の比と、に基づいて前記昇降圧回路の目標出力電圧を設定する、請求項２に記載のモータ駆動システム。

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