JP6107865B2 - 電動車両用駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、力行時に車輪を駆動するとともに非力行時に発電して制動力を発生させることが可能なモータと、モータで発電された電力を充電可能なバッテリと、バッテリに充電された電力を交流電力に変換しつつモータに供給するインバータと、モータおよびインバータを制御する制御手段とを備えた電動車両用駆動装置に関する。

電動車両に用いられるモータとして、例えば下記特許文献１のものが知られている。この特許文献１に示される電動車両用のモータは、いわゆる三相交流同期モータであり、直列に接続された複数の巻線を各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）に有している。このモータは、各巻線の通電状態を切り替えるために、複数のスイッチ（高速巻線スイッチおよび低速巻線スイッチ）からなる切り替え手段を有している。切り替え手段は、例えば、車両の力行時（モータで生じる駆動トルクにより車両が走行しているとき）に、モータの回転速度に応じて各巻線の通電状態を切り替える役割を果たす。例えば、モータの回転速度が低い低速域では、高いトルクを確保するために、上記複数の巻線の全てに電流が流れるように切り替え手段が制御され、モータの回転速度が高い高速域では、誘起電圧を抑えるために、上記複数の巻線のうちの一部にのみ電流が流れるように切り替え手段が制御される。

特開２０１１−５０１５０号公報

ここで、上記のようにモータの回転速度に応じて巻線の通電状態を切り替える制御は、車両の力行時だけでなく、非力行時（車両が惰性走行または減速走行しているとき）にも行われるのが一般的である。すなわち、車両の非力行時には、車輪によりモータが回転させられるのに伴い、回転速度に比例した誘起電圧が発生するが、この誘起電圧の比例定数（誘起電圧定数）を速度域に応じて変化させるために、上記巻線の切り替え制御が行われる。具体的に、モータの回転速度が低い低速域では、上記複数の巻線の全てに電流が流れる状態（つまり全ての巻線で誘起電圧が発生する状態）とされ、モータの回転速度が高い高速域では、誘起電圧定数を低速域に比べて小さくするために、上記複数の巻線のうちの一部にのみ電流が流れる状態（つまり一部の巻線のみで誘起電圧が発生する状態）とされる。これらいずれの場合でも、発生した誘起電圧に基づく逆トルクがモータに発生し、当該逆トルクによる制動力が車輪に付与される（いわゆる回生制動力）。

上記のような誘起電圧が発生する車両の非力行時は、当該誘起電圧に基づく発電電力がバッテリに充電されることにより、エネルギーの有効利用が図られる。しかしながら、バッテリの充電量が既に十分に多い場合には、バッテリで吸収できる電力に限界があるので、モータの発電電力を抑制せざるを得なくなり、それによって回生制動力が減少してしまう。このように、バッテリの都合で回生制動力を減少させた場合、バッテリの事情など知らないドライバーは、いわゆる減速抜け感を覚える（制動力が急に減少したと感じる）ので、商品性上も安全性上も好ましくない。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、バッテリの充電量に応じてモータでの発電電力を適切に調整しながら、このような発電電力の調整によって車両の減速抜け感が生じるのを効果的に防止することが可能な電動車両用駆動装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するためのものとして、本発明は、力行時に車輪を駆動するとともに非力行時に発電して制動力を発生させることが可能なモータと、モータで発電された電力を充電可能なバッテリと、バッテリに充電された電力を交流電力に変換しつつモータに供給するインバータと、モータおよびインバータを制御する制御手段とを備えた電動車両用駆動装置であって、前記モータは、直列に接続された第１巻線および第２巻線と、各巻線の通電状態を切り替えるための切り替え手段とを有し、前記切り替え手段は、第１巻線および第２巻線の両方に電流が流れる状態と、第１巻線のみに電流が流れる状態と、第２巻線に循環電流が流れるように短絡された状態との間で通電状態を切り替え可能であり、前記制御手段は、前記バッテリの充電量が予め定められた基準充電量未満となる低充電状態にある場合の非力行時に、前記モータの回転速度が予め定められた基準速度未満であるときは、前記第１巻線および第２巻線による回生制動力が生じるように前記切り替え手段を制御し、前記バッテリが前記低充電状態にある場合の非力行時に、前記回転速度が前記基準速度以上であるときは、少なくとも前記第１巻線による回生制動力が生じるように前記切り替え手段を制御し、前記バッテリの充電量が前記基準充電量以上となる高充電状態にある場合の非力行時に、前記回転速度が前記基準速度未満であるときは、前記第１巻線による回生制動力が生じかつ前記第２巻線による回生制動力が生じないように前記切り替え手段を制御し、前記バッテリが前記高充電状態にある場合の非力行時に、前記回転速度が前記基準速度以上であるときは、前記第１巻線による回生制動力と前記第２巻線による短絡制動力とが生じるように前記切り替え手段を制御する、ことを特徴とするものである（請求項１）。

本発明によれば、バッテリが低充電状態にあるときに、少なくとも第１巻線による回生制動力が生じるように切り替え手段が制御される。これにより、モータで発電された電力を十分な空き容量のあるバッテリに充電してその充電量を増やすことができるとともに、モータから車輪に対し所要の制動力を付与することができる。

一方、充電量が増えてバッテリが高充電状態になった場合で、かつモータの回転速度が基準速度未満である場合には、第１巻線による回生制動力が生じかつ第２巻線による回生制動力が生じないように切り替え手段が制御される。このように、第２巻線による回生制動が禁止されると、第１巻線および第２巻線による回生制動が行われるとき（低充電状態でかつ回転速度が基準速度未満のとき）と比べて発電効率が低下するので、同等の回生制動力を発生させたとしても、バッテリに充電される電力は減少する。このため、モータから車輪に付与される制動力を大きく減らすことなく、バッテリ充電量の上昇を抑制することができる。

また、バッテリが高充電状態になった場合で、かつモータの回転速度が基準速度以上である場合には、第１巻線による回生制動力と第２巻線による短絡制動力とが生じるように切り替え手段が制御される。このように、車輪に付与される制動力の一部を短絡制動力により賄うことにより、回生制動力を減らしてバッテリに充電される電力を減らすことができる。すなわち、短絡制動力は、第２巻線を循環する循環電流に基づくものであり、この循環電流はバッテリには流れないので、短絡制動力を発生させてもそれによってバッテリの充電量が増えることはない。これに対し、回生制動力に応じた発電電力はバッテリの充電に回されるものの、短絡制動力が存在する分、回生制動力を減らすことができるので、バッテリに充電される電力を減らすことができる。しかも、短絡制動力が存在しない場合と比較して、モータによる正味の制動力（回生制動力および短絡制動力の合計）を大きく減らさずに済む。

このように、バッテリが高充電状態になった場合には、モータの回転速度が基準速度未満であっても以上であっても、モータによる正味の制動力が急減しないように対策しながら、バッテリに充電される電力を減らすことができるので、バッテリが高充電状態になるのに伴って車両に減速抜け感が生じるのを効果的に防止することができる。

本発明において、好ましくは、前記制御手段は、前記バッテリが前記高充電状態にある場合の非力行時に、前記回転速度が前記基準速度未満であるときは、前記第１巻線による回生制動力と前記第２巻線による短絡制動力とが生じるように前記切り替え手段を制御する（請求項２）。

このように、回転速度が基準速度未満のときに、基準速度以上のときと同様の制御によって回生制動力と短絡制動力との両方を生じさせるようにした場合には、バッテリに充電される電力を減らす効果をより高めることができる。

前記構成において、より好ましくは、前記制御手段は、前記バッテリが前記高充電状態にある場合の非力行時に、バッテリの充電量が高くなるほど、前記回生制動力の割合を減少させるとともに前記短絡制動力の割合を増大させる（請求項３）。

このように、回生制動力の割合を徐々に減少させながら短絡制動力の割合を徐々に増大させた場合には、減速抜け感につながるような制動力の急減を確実に防止しつつ、バッテリ充電量の上昇を効果的に抑制することができる。

前記構成において、より好ましくは、前記切り替え手段は、前記第２巻線の短絡／非短絡をスイッチングのＯＮ／ＯＦＦに基づき切り替え可能な半導体素子を含み、前記制御手段は、前記第２巻線による短絡制動力の割合を前記半導体素子のデューティ比に基づいて制御する（請求項４）。

この構成によれば、半導体素子をスイッチング制御（ＯＮ／ＯＦＦの繰り返し）しつつそのデューティ比を調整することにより、回生制動力および短絡制動力の割合を適正に増減させることができる。

本発明において、好ましくは、ドライバーにより操作されるブレーキペダルと、摩擦による制動力を車輪に付与する液圧式のブレーキ装置とが車両に備えられ、前記制御手段は、前記ブレーキペダルの操作量に応じて目標制動力を設定するとともに、前記ブレーキ装置による制動力と前記モータによる制動力との合計が前記目標制動力に一致するように前記ブレーキ装置を制御する機能を有する（請求項５）。

この構成によれば、バッテリが高充電状態になった状態で、仮にモータから車輪に付与される制動力が不足したとしても、その不足分を液圧式のブレーキ装置によって補うことができ、バッテリの状態にかかわらず安定した制動力を車輪に付与することができる。また、モータによる制動力が存在する分だけブレーキ装置による制動力を減らすことができるので、ブレーキパッドの摩耗量を減らすことができる。

本発明において、前記バッテリが前記低充電状態にある場合の非力行時に、前記回転速度が前記基準速度以上であるときは、前記第１巻線による回生制動力が生じかつ前記第２巻線による回生制動力が生じないように前記切り替え手段を制御してもよい（請求項６）。

この構成によれば、高速域でのモータの制動力を第１巻線のみを使って適度に発生させることができる。

ここで、車両には、スポーツモードとそれ以外のモードとの間で車両の走行モードを切り替えるためのモード選択スイッチが備えられることがある。この場合、前記制御手段は、前記モード選択スイッチによりスポーツモードが選択されておりかつ前記バッテリが前記低充電状態にある場合の非力行時に、前記回転速度が前記基準速度以上であるときは、前記第１巻線および第２巻線による回生制動力が生じるように前記切り替え手段を制御することが好ましい（請求項７）。

この構成によれば、モータの高速域において、例えばアクセルペダルのリリースに伴い車両が比較的急に減速するようなスポーティな乗り味を実現することができる。

以上説明したように、本発明の電動車両用駆動装置によれば、バッテリの充電量に応じてモータでの発電電力を適切に調整しながら、このような発電電力の調整によって車両の減速抜け感が生じるのを効果的に防止することができる。

本発明の一実施形態にかかる駆動装置が適用された電動車両の構成を概略的に示す図である。 モータ、バッテリ、およびインバータの電気的構成を示す回路図である。 車両の制御系統を示すブロック図である。 車両の走行中の制御動作を示すフローチャート（その１）である。 車両の走行中の制御動作を示すフローチャート（その２）である。 車両の走行中の制御動作を示すフローチャート（その３）である。 モータの第１・第２スイッチの条件別ＯＮ／ＯＦＦを示す表である。 モータを流れる電流を説明するための図であり、（ａ）は低速モードのときのもの、（ｂ）は高速モードのときのものである。 回生発電抑制モードのときにモータに流れる電流を説明するための図である。 回生発電禁止モードのときにモータに流れる電流を説明するための図である。 モータの出力特性を示す図である。 車両の非力行時の動作例を示すタイムチャートである。 上記実施形態の変形例を説明するための図７相当図である。 上記実施形態の別の変形例を説明するための図７相当図である。

（１）全体構成
図１は、本発明の一実施形態にかかる駆動装置が適用された電動車両の構成を概略的に示す図である。本図に示される車両は、電気エネルギーのみで駆動されるいわゆる電気自動車であり、走行用の動力源として設けられた電気モータ１（以下、単にモータ１という）と、モータ１等で消費される電力を蓄えるためのバッテリ２と、バッテリ２に蓄えられた直流電力を交流電力に変換しつつモータ１に供給するインバータ３と、モータ１およびインバータ３を制御するコントローラ４（請求項にいう制御手段に相当）とを備えている。

モータ１は、ギヤトレイン５および差動装置６を介して左右一対のドライブシャフト７と連動連結されており、各ドライブシャフト７の外端部には車輪８が結合されている。なお、当実施形態の車両は前輪駆動式とされている。このため、車両の前後左右に備わる４つの車輪のうち前側の２つの車輪８にモータ１が連動連結されている。つまり、当実施形態では、前側の２つの車輪（前輪）８が駆動輪であり、後側の２つの車輪（後輪）９が従動輪である。

モータ１は、車両の力行時、つまり車両に備わる図外のアクセルペダルが踏み込まれている状態で車両が走行しているときに、バッテリ２から供給される電力により駆動されて車輪８を回転させる。すなわち、車両の力行時には、バッテリ２からインバータ３を介して供給される電力によりモータ１が駆動され、そのモータ１の駆動力が、ギヤトレイン５、差動装置６、およびドライブシャフト７を介して車輪８に伝達される。

一方、車両の非力行時、つまり上記アクセルペダルが踏み込まれていない状態で車両が走行しているとき（車両が惰性走行もしくは減速走行しているとき）は、惰性で回転している駆動輪８からドライブシャフト７等を介して入力される駆動力によりモータ１が回転させられ、当該回転に伴う誘起電圧がモータ１内に発生する（つまり発電が行われる）。モータ１で発電された電力は、インバータ３を介してバッテリ２に充電される。

車両には、車輪８，９に摩擦による制動力を付与する油圧式（液圧式）のブレーキ装置１０が設けられている。後述する図３にも示すように、ブレーキ装置１０は、車輪８，９にそれぞれ設けられたディスクブレーキ１１と、ディスクブレーキ１１に油圧を供給する油圧ポンプ１２と、油圧ポンプ１２を駆動する電動式のブレーキモータ１３と、ディスクブレーキ１１に供給される油圧を調整するための油圧ソレノイドバルブ１４とを有している。ディスクブレーキ１１は、車輪８，９と一体に回転するロータと、ロータを挟み込むブレーキパッドとを有しており（いずれも図示省略）、ブレーキパッドが油圧ポンプ１２からの油圧の供給を受けてロータに押し付けられることにより、両者の間に摩擦が生じて車輪８，９に制動力が付与されるようになっている。このとき、車輪８，９に対し所要の制動力が得られるように、ロータを押し付けるための油圧がソレノイドバルブ１４により調整される。

図２は、モータ１、バッテリ２、およびインバータ３の電気的構成を示す回路図である。本図に示すように、モータ１は、いわゆる三相交流同期モータであり、当該モータ１の各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）には、直列に接続された第１巻線Ｌ１および第２巻線Ｌ２がそれぞれ設けられている。また、モータ１には、各相の第１および第２巻線Ｌ１，Ｌ２に流れる電流の経路（各巻線の通電状態）を切り替えるための切り替え手段として、例えばＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）等の半導体素子からなる第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２が、各相ごとに設けられている。第１スイッチＳＷ１は、第１巻線Ｌ１どうしをつなぐ結線を断絶可能なように設けられており、第２スイッチＳＷ２は、第２巻線Ｌ２どうしをつなぐ結線を断絶可能なように設けられている。なお、図２では、理解を容易にするために、モータ１の内部に存在するかのようにスイッチＳＷ１，ＳＷ２が図示されているが、スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、図２の回路図と等価な機能を発揮するものであればよく、モータ１の内部および外部のどちらに設けられていてもよい。

インバータ３は、半導体素子からなる複数のスイッチング素子ＳＷを各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）ごとに有している。車両の力行時、インバータ３は、スイッチング素子ＳＷをパルス幅制御することにより、バッテリ２に蓄えられている直流電力を任意の電圧（電流）の交流電力に変換した上でモータ１に供給する。一方、車両の非力行時、インバータ３は、同じくスイッチング素子ＳＷのパルス幅制御により、モータ１で発電される交流電力を任意の電流の直流電力に変換した上でバッテリ２に充電する。

コントローラ４は、周知のＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を含むマイクロコンピュータからなるもので、後述するセンサ類（ＳＮ１〜ＳＮ５）から特定される車両の走行状態に基づいて車両の各部を統括的に制御する機能を有している。

（２）制御系統
図３は、当実施形態の車両の制御系統を示すブロック図である。本図に示すように、コントローラ４には、車両に設けられた各種センサが電気的に接続されている。すなわち、車両には、運転者により踏込み操作される図外のアクセルペダルの操作量を検出するアクセルセンサＳＮ１と、同じく運転者により踏込み操作される図外のブレーキペダルの操作量を検出するブレーキセンサＳＮ２と、車両の走行速度（車速）を検出する車速センサＳＮ３と、モータ１の出力軸の回転速度を検出するモータ回転速度センサＳＮ４と、バッテリ２の端子間電圧を検出するバッテリセンサＳＮ５とが設けられており、これらのセンサＳＮ１〜ＳＮ５による種々の検出値が電気信号としてコントローラ４に入力されるようになっている。

また、コントローラ４は、上記各センサＳＮ１〜ＳＮ５からの入力信号に基づいて種々の判定や演算等を実行しつつ、車両の各部を制御する。すなわち、コントローラ４は、モータ１の第１および第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２、インバータ３のスイッチング素子ＳＷ、ブレーキモータ１３、および油圧ソレノイドバルブ１４等の各部と電気的に接続されており、上記演算の結果等に基づいて、これらの機器にそれぞれ駆動用の制御信号を出力する。

例えば、コントローラ４は、上記各センサＳＮ１〜ＳＮ５からの入力信号に基づいて車両の走行状態やバッテリ２の充電状態を逐次判定し、判定した状態に基づいた適切な出力もしくは発電量が得られるようにモータ１（スイッチＳＷ１，ＳＷ２）およびインバータ３（スイッチング素子ＳＷ）を制御するとともに、必要な制動力が得られるようにブレーキ装置１０（油圧ソレノイドバルブ１４）を制御する。

（３）制御動作
次に、車両の走行中にコントローラ４により実行される制御動作を図４〜図７を用いて説明する。図４〜図６は、当該制御動作の手順を示すフローチャートであり、図７は、当該フローチャートに基づく制御の結果として第１・第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２のＯＮ／ＯＦＦが条件ごとにどのように切り替わるかを示した表である。

図４に示す制御がスタートすると、コントローラ４は、各種センサ値を読み込む（ステップＳ１）。すなわち、コントローラ４は、アクセルセンサＳＮ１、ブレーキセンサＳＮ２、車速センサＳＮ３、モータ回転速度センサＳＮ４、およびバッテリセンサＳＮ５からそれぞれの検出値を読み込み、読み込んだ検出値に基づいて、アクセル開度、ブレーキ操作量、車速、モータ１の回転速度、およびバッテリ２の電圧といった各種情報を取得する。

次いで、コントローラ４は、アクセルセンサＳＮ１の検出値に基づいて、アクセルペダルが踏み込まれているか否かを判定する（ステップＳ２）。

上記ステップＳ２でＹＥＳと判定されてアクセルペダルが踏み込まれていることが確認された場合、つまり車両が力行中であることが確認された場合、コントローラ４は、モータ回転速度センサＳＮ４の検出値に基づいて、モータ１の回転速度が予め定められた基準速度Ｎｘ未満であるか否かを判定する（ステップＳ３）。

上記ステップＳ３でＹＥＳと判定されてモータ１の回転速度が基準速度Ｎｘ未満であることが確認された場合、コントローラ４は、図８（ａ）に示すように、モータ１の第１スイッチＳＷ１をＯＦＦにするとともに、モータ１の第２スイッチＳＷ２をＯＮにする（ステップＳ４）。図８（ａ）では、電流が流れる部分を太い線で表している。本図に示すように、第１スイッチＳＷ１がＯＦＦ、第２スイッチＳＷ２がＯＮとされた場合、モータ１では、インバータ３から供給された電流が第１巻線Ｌ１および第２巻線Ｌ２の双方に流される。

第１スイッチＳＷ１がＯＦＦ、第２スイッチＳＷ２がＯＮとされる図８（ａ）の状態を、以下では低速モードと称する。この低速モードにおいては、第１巻線Ｌ１および第２巻線Ｌ２の双方に電流が流れるため、モータ１の誘起電圧定数が大きく、発生可能なトルクが大きくなる。反面、モータ１の回転速度がある程度高くなると、モータ１の誘起電圧がインバータ３の電圧とほぼ同一になるため、運転可能な速度域は比較的低速側の領域に制限される。基準速度Ｎｘ未満の領域で低速モードが選択されるのはこのためである。

一方、上記ステップＳ３でＮＯと判定されてモータ１の回転速度が基準速度Ｎｘ以上であることが確認された場合、コントローラ４は、図８（ｂ）に示すように、モータ１の第１スイッチＳＷ１をＯＮにするとともに、モータ１の第２スイッチＳＷ２をＯＦＦにする（ステップＳ５）。本図に示すように、第１スイッチＳＷ１がＯＮ、第２スイッチＳＷ２がＯＦＦとされた場合、モータ１では、インバータ３から供給された電流が第１巻線Ｌ１のみに流れ、第２巻線Ｌ２には流れなくなる。

第１スイッチＳＷ１がＯＮ、第２スイッチＳＷ２がＯＦＦとされる図８（ｂ）の状態を、以下では高速モードと称する。この高速モードにおいては、第１巻線Ｌ１のみに電流が流れ、第２巻線Ｌ２には電流が流れないため、モータ１の誘起電圧定数が小さく、発生可能なトルクが小さくなる。反面、モータ１の回転速度がかなり高くなってもモータ１の誘起電圧がインバータ３の電圧に到達しないため、低速モードのときと比べて、より高速側までモータ１を回転させることが可能になる。基準速度Ｎｘ以上の領域で高速モードが選択されるのはこのためである。

図１１は、低速モードのときのモータの出力特性と高速モードのときのモータの出力特性とを合わせた特性図である。本図に示すように、基準速度Ｎｘ未満では低速モード、基準速度Ｎｘ以上では高速モードが選択されることにより、モータ１は、より幅広い速度域に亘って運転が可能であり、かつ低速域では十分に大きなトルクを出力することが可能である。

なお、モータ回転速度センサＳＮ４により検出される回転速度が基準速度Ｎｘ以上か未満かに応じてモータ１の出力特性を切り替える上述した制御（ステップＳ３〜Ｓ５）において、回転速度が基準速度Ｎｘ付近にあるときに低速モードから高速モード、またはその逆へと出力特性が頻繁に切り替わる事態（いわゆるハンチング）を防止するために、基準速度Ｎｘにはヒステリシス特定が付与されている。

上記のようにして選択されるべきモータ１の運転モード（低速モードまたは高速モード）が決定されると、コントローラ４は、決定された運転モードと、アクセルセンサＳＮ１により検出されるアクセル開度とに基づいて、モータ１の要求トルクを算出する（ステップＳ６）。そして、算出された要求トルクがモータ１で発生するように、インバータ３からモータ１に供給される電力（電圧および電流）を制御する（ステップＳ７）。

次に、上記ステップＳ２でＮＯと判定された場合、つまりアクセルペダルが踏み込まれていない状態で車両が走行している場合（車両が非力行中である場合）の制御動作について、図５および図６を用いて説明する。この場合、コントローラ４は、バッテリセンサＳＮ５の検出値（バッテリ電圧）に基づいて、バッテリ２に充電されている電力量、つまりバッテリ２の充電量ＳＯＣを算出する（ステップＳ１１）。

次いで、コントローラ４は、算出された充電量ＳＯＣが予め定められた第１閾値Ｘ１未満であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。第１閾値Ｘ１は、請求項にいう「基準充電量」に相当する値であり、バッテリ２が最大限充電されたときの最大充電量に比べてある程度小さい値に設定されている。この第１閾値Ｘ１よりもバッテリ２の充電量ＳＯＣが小さいということは、バッテリ２に十分に多くの空き容量があることを意味する。このように充電量ＳＯＣが第１閾値Ｘ１よりも小さい状態のことを、以下では低充電状態と称する。

上記ステップＳ１２でＹＥＳと判定されてバッテリ２が低充電状態にあること（ＳＯＣ＜Ｘ１）が確認された場合、コントローラ４は、モータ回転速度センサＳＮ４により検出されるモータ１の回転速度が上述した基準速度Ｎｘ未満であるか否かを判定する（ステップＳ１３）。

上記ステップＳ１３でＹＥＳと判定されて回転速度が基準速度Ｎｘ未満であることが確認された場合、コントローラ４は、図８（ａ）に示すように、モータ１の第１スイッチＳＷ１をＯＦＦ、第２スイッチＳＷ２をＯＮにする（ステップＳ１４）。つまり、モータ１の運転モードとして低速モードを選択する。

上記ステップＳ１４のように、車両の非力行中に低速モードが選択されると、第１巻線Ｌ１および第２巻線Ｌ２の双方に誘起電圧が発生し、当該誘起電圧に基づく電流がインバータ３を介してバッテリ２に充電される。つまり、第１巻線Ｌ１および第２巻線Ｌ２を用いたいわゆる回生発電が行われる。また、このような回生発電に伴って、誘起電圧に基づく逆トルクがモータ１に発生し、当該逆トルクによる制動力が車輪８に付与される。以下では、このような回生発電に基づく逆トルクにより車輪８を制動することを回生制動と称し、当該回生制動による制動力のことを回生制動力と称する。回生制動力は、巻線を流れる電流をインバータ３によって制御することにより、所定の範囲で増減させることが可能である。

一方、上記ステップＳ１３でＮＯと判定されて回転速度が基準速度Ｎｘ以上であることが確認された場合、コントローラ４は、図８（ｂ）に示すように、第１スイッチＳＷ１をＯＮ、第２スイッチＳＷ２をＯＦＦにする（ステップＳ１５）。つまり、モータ１の運転モードとして高速モードを選択する。

上記ステップＳ１５のように、車両の非力行中に高速モードが選択されると、第１巻線Ｌ１のみに誘起電圧が発生し、当該誘起電圧に基づく電流がインバータ３を介してバッテリ２に充電される。つまり、第１巻線Ｌ１のみを用いた回生発電が行われる。また、このような回生発電に伴って、誘起電圧に基づく逆トルクがモータ１に発生し、当該逆トルクによる制動力（回生制動力）が車輪８に付与される。

次に、上記ステップＳ１２でＮＯと判定された場合、つまり、バッテリ２の充電量ＳＯＣが第１閾値Ｘ１以上であった場合の制御動作について説明する。この場合、コントローラ４は、充電量ＳＯＣが第２閾値Ｘ２未満であるか否かを判定する（ステップＳ１６）。第２閾値Ｘ２は、第１閾値Ｘ１よりも大きい値であって、バッテリ２の最大充電量とほぼ同じ値に設定されている。なお、ここでいう最大充電量とは、バッテリ２の使用中（車両走行中）に種々の制限により定まる最大充電量、つまり使用時最大充電量のことであり、バッテリ２の物理的な最大充電量のことを意味しない。物理的な最大充電量を１００％としたとき、使用時最大充電量は例えば７０％程度に設定される。

充電量ＳＯＣが第１閾値Ｘ１以上でかつ第２閾値Ｘ２未満であるということは、バッテリ２は未だ満充電状態（充電量ＳＯＣがほぼ最大充電量に達した状態）にはないもの、満充電状態に近く、充電可能な量に制限があることを意味する。このように充電量ＳＯＣがＸ１以上Ｘ２未満の状態のことを、以下では、高充電状態と称する。

上記ステップＳ１６でＹＥＳと判定されてバッテリ２が高充電状態にあること（Ｘ１≦ＳＯＣ＜Ｘ２）が確認された場合、コントローラ４は、モータ１の第１スイッチＳＷ１をＯＮにするとともに、スイッチを繰り返しＯＮ／ＯＦＦするスイッチング制御を第２スイッチＳＷ２に対し実行する（ステップＳ１７）。このとき、第２スイッチＳＷ２のスイッチング制御におけるデューティ比、つまり、一定周期内において第２スイッチＳＷ２がＯＮにされる期間の割合は、０〜１００％の範囲で、バッテリ２の充電量ＳＯＣに比例して増大するように設定される。すなわち、充電量ＳＯＣが小さい（第１閾値Ｘ１に近い）ほどデューティ比が小さく（０％に近く）され、充電量ＳＯＣが大きい（第２閾値Ｘ２に近い）ほどデューティ比が大きく（１００％に近く）される。以下では、このようなステップＳ１７の制御が行われている状態のことを回生発電抑制モードと称する。

上記回生発電抑制モードにおいて、スイッチング制御により第２スイッチＳＷ２がＯＮにされている期間中は、第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２の双方がＯＮになり、図９に示すように、各相の第２巻線Ｌ２どうしをつないだ閉回路が形成される（つまり第２巻線Ｌ２が短絡される）。すると、第２巻線Ｌ２での誘起電圧に基づく電流が第２巻線Ｌ２を循環することにより、図示のような循環電流Ｉｃが生成されるとともに、モータ１に逆トルクが発生し、当該逆トルクによる制動力が車輪８に付与される。以下では、このような循環電流Ｉｃに基づく逆トルクにより車輪８を制動することを短絡制動と称し、当該短絡制動による制動力のことを短絡制動力と称する。短絡制動は、上述した回生制動のときと同様、車輪８にブレーキをかける役割を果たすが、回生制動とは異なり、発生する電流Ｉｃが第２巻線Ｌ２を循環しているだけで、バッテリ２への充電には回されない。

一方、上記回生発電抑制モードでは、第１スイッチＳＷ１が常時ＯＮであるため、第１巻線Ｌ１による回生発電も継続して行われている。すなわち、図９に示すように、第１巻線Ｌ１での誘起電圧に基づき発生する回生電流Ｉｇがインバータ３を介してバッテリ２に充電されるとともに、当該回生発電に基づく回生制動力が車輪８に付与される。ただし、バッテリ２への充電電力を抑える必要がある回生発電抑制モードでは、インバータ３の制御によって、第１巻線Ｌ１を流れる回生電流Ｉｇが本来発生可能な値（バッテリ２への充電電力が制限されていなければ発生可能な値）に比べて小さくされる。例えば、仮に充電電力の制限がなかった場合に発生可能な回生電流Ｉｇを１０とすると、バッテリ２の充電量ＳＯＣが増えるほど（閾値Ｘ１に対する超過分が増えるほど）、回生電流Ｉｇが１０から０に向けて徐々に小さくされる。すると、これに比例して回生制動力も減少するので、モータ１から車輪８に付与すべき制動力を回生制動力だけで発生させることができなくなる。そこで、この回生制動力の減少分に相当する大きさの短絡制動力を発生させるべく、第２スイッチＳＷ２がスイッチング制御される。このとき、回生制動力の減少分は充電量ＳＯＣが増えるほど大きくなるので、これに合わせて短絡制動力は徐々に増やす必要がある（つまり第２スイッチＳＷ２がＯＮされる期間を増やす必要がある）。このような事情から、上記ステップＳ１７では、第１スイッチＳＷ１を常時ＯＮにしつつ、第２スイッチＳＷ２をスイッチング制御してそのデューティ比を徐々に大きくするようにしている。

上記ステップＳ１７の制御（回生発電抑制モード）では、このような短絡制動と回生制動とが併用されることにより、バッテリ２の充電に回る電力が低減され、充電量ＳＯＣの上昇が抑制される。

次に、上記ステップＳ１６でＮＯと判定された場合、つまりバッテリ２の充電量ＳＯＣが第２閾値Ｘ２以上になる満充電状態であった場合の制御動作について説明する。この場合、コントローラ４は、インバータ３を停止させるとともに、モータ１の第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２をともにＯＮにする（ステップＳ１８）。すなわち、図１０に示すように、第２巻線Ｌ２を短絡した閉回路を形成して第２巻線Ｌ２に循環電流Ｉｃを流し、当該循環電流Ｉｃに基づく制動力（短絡制動力）を車輪８に付与する。一方、インバータ３が停止されるため、第１巻線Ｌ１に回生電流は発生しない。これにより、バッテリ２に流れる電流（充電電流）がなくなる結果、バッテリ２の充電量ＳＯＣはこれ以上増大しなくなる。以下では、このようなステップＳ１８の制御が行われている状態のことを回生発電禁止モードと称する。

なお、回生発電禁止モードにおいて発生されるモータ１の短絡制動力は、第１スイッチＳＷ１を常時ＯＮにしつつ第２スイッチＳＷ２をスイッチング制御することにより、所定の範囲で増減させることが可能である。すなわち、循環電流Ｉｃが流れるように第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２の両方をＯＮにした状態と、循環電流Ｉｃが流れないように第１スイッチＳＷ１をＯＮにしつつ第２スイッチＳＷ２をＯＦＦにした状態とを交互に繰り返し、一定周期内に占める前者の状態（ＳＷ１，ＳＷ２がＯＮ）の期間をデューティ制御することにより、モータ１の短絡制動力を増減する。

上記図５のフローチャートに示したように、車両の非力行時には、バッテリ２の充電量ＳＯＣの大小に応じて、低速モードまたは高速モード（ステップＳ１４またはＳ１５）、回生発電抑制モード（ステップ１７）、回生発電禁止モード（ステップＳ１８）のいずれかが選択される。これらいずれのモードが選択された場合でも、モータ１から車輪８に制動力（回生制動力または短絡制動力）が付与されるが、一般に、短絡制動力の最大値は回生制動力の最大値よりもかなり小さいので、発生可能な制動力は、低速モードおよび高速モード → 回生発電抑制モード → 回生発電禁止モードの順に小さくなる。つまり、低速モードおよび高速モードのときに発生可能な制動力が最も大きく（中でも２つの巻線を使う低速モードのときが最も大きく）、回生発電禁止モードのときに発生可能な制動力が最も小さい。回生発電抑制モードまた回生発電禁止モードのときに制動力が不足する場合、その不足分は、後述するようにブレーキ装置１０によって補われる。

上記のようなモータ１の運転モード選択が行われた後、コントローラ４は、図６のステップＳ２１に移行する。そして、このステップＳ２１で、ブレーキセンサＳＮ２により検出されるブレーキペダルの操作量等に基づいて、車両に付与されるべき目標の制動力である目標トータル制動力を算出する。

次いで、コントローラ４は、上記ステップＳ２１で算出した目標トータル制動力と、選択されたモータ１の運転モードとに基づいて、モータ１で発生させるべき目標の制動力である目標モータ制動力を算出する（ステップＳ２２）。このとき、できるだけブレーキ装置１０を使わないようにするために、目標トータル制動力を超えない範囲で最大限の（目標トータル制動力と同一またはできるだけ近い）目標モータ制動力が設定される。

次いで、コントローラ４は、目標トータル制動力から目標モータ制動力を差し引いた値を不足制動力として算出する（ステップＳ２３）。

次いで、コントローラ４は、目標モータ制動力に一致する制動力がモータ１から車輪８に付与されるようにインバータ３または第１・第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２を制御する（ステップＳ２４）。例えば、回生制動力のみを発生させる低速モードまたは高速モードが選択されている場合には、モータ１の巻線を流れる回生電流をインバータ３を用いて制御することにより、モータ１の制動力を調整することができる。回生制動力と短絡制動力との両方を発生させる回生発電抑制モードが選択されている場合には、第１巻線Ｌ１を流れる回生電流（図９のＩｇ）をインバータ３で制御するとともに、第２巻線Ｌ２を循環電流（図９のＩｃ）が流れる期間の割合を第２スイッチＳＷ２のスイッチングで増減させることにより、モータ１の制動力を調整することができる。短絡制動力のみを発生させる回生発電禁止モードが選択されている場合には、インバータ３を停止しつつ第２スイッチＳＷ２をスイッチング制御（第１スイッチＳＷ１はＯＮ）することにより、モータ１の制動力を調整することができる。

さらに、コントローラ４は、不足制動力に一致する制動力がディスクブレーキ１１から車輪８，９に付与されるように、ブレーキ装置１０を制御する（ステップＳ２５）。このようにしてモータ１とブレーキ装置１０とが協働することにより、目標トータル制動力に一致する制動力が車両に付与される。

（４）動作例
次に、車両の非力行時の動作例を、図１２のタイムチャートを用いて説明する。この説明の前提として、当初、モータ１の運転モードは低速モードであるものとする。そして、低速モードが選択されている初期状態から、比較的長い時間に亘って車両の非力行が継続されるものとする。このような走行パターンは、例えば、車両が高地から継続して下り坂を走行しているような場合に起こり得る。

図１２に示す時点ｔ１よりも前において、バッテリ２は、その充電量ＳＯＣが第１閾値Ｘ１未満となる低充電状態にあり（グラフ（ｅ）参照）、モータ１は第１スイッチＳＷ１がＯＦＦで第２スイッチＳＷ２がＯＮの低速モードにある（グラフ（ｃ）（ｄ）参照）。これにより、第１巻線Ｌ１および第２巻線Ｌ２の両方に電流が流れる状態で発電が行われるので、グラフ（ｆ）のように、バッテリ２にはかなり大きな電力が充電される。このため、バッテリ２の充電量ＳＯＣは、グラフ（ｅ）に示すように、時間経過とともに比較的急なペースで増大していく。そして、時点ｔ１において、充電量ＳＯＣが第１閾値Ｘ１に達する（つまりバッテリ２が高充電状態に移行する）。

ＳＯＣ≧Ｘ１となった時点ｔ１において、モータ１は、回生発電抑制モードに移行する。すなわち、第１スイッチＳＷ１がＯＦＦからＯＮに切り替えられるとともに、第２スイッチＳＷ２がＯＮからスイッチング制御の状態（ＯＮ／ＯＦＦが繰り返される状態）に切り替えられる（グラフ（ｃ）（ｄ）参照）。第２スイッチＳＷ２のスイッチング制御におけるデューティ比は、充電量ＳＯＣの第１閾値Ｘ１からの増大量が増えるほど大きくされるので、グラフ（ｄ）に示すように、最初の（切り替え時点ｔ１での）デューティ比はほぼ０％となる。デューティ比＝０％は、第２スイッチＳＷ２がＯＦＦであるのと同じことなので、このときのモータ１は、実質的に高速モードで運転されているのと同じである。このため、仮にモータ１に流れる電流を同一に維持していると、切り替え時点ｔ１においてモータ１による制動力が急激に低下することになる。そこで、このような事態を回避するべく、グラフ（ｂ）に示すように、時点ｔ１において、インバータ３の制御によって電流が増やされる。これにより、第１巻線Ｌ１のみによって十分な回生電力（回生制動力）を発生させることができるので、上記のような制動力の急低下を防止して、切り替え前と同等の制動力を発生させることができる。しかも、第１巻線Ｌ１のみを用いて発電する時点ｔ１での状態は、第１巻線Ｌ１および第２巻線Ｌ２の両方で発電する時点ｔ１よりも前の状態（低速モード）と比べて、発電効率が落ちるので、その分だけバッテリ２への充電電力を低下させることができる。グラフ（ｆ）では、この発電効率の低下による充電電力の低下をΔＺとして表している。

回生発電抑制モードに切り替わった時点ｔ１以降も、充電量ＳＯＣは（その増大率は低下するものの）、徐々に増大していく。すると、これに伴って、第２スイッチＳＷ２のスイッチング制御におけるデューティ比が、１００％に向けて徐々に増大される（グラフ（ｄ）参照）。デューティ比が増大するほど、一定周期内において第２スイッチＳＷ２がＯＮされる期間の割合が増大する（言い換えれば第２スイッチＳＷ２がＯＦＦされる期間の割合が小さくなる）。一方、時点ｔ１以降は、グラフ（ｂ）に示すように、バッテリ２への充電電力を抑制するために、第１巻線Ｌ１を流れる回生電流がインバータ３の制御によって徐々に小さくされる。これらの制御の結果、第１巻線Ｌ１を流れる回生電流（図９のＩｇ）の割合が徐々に小さくなり、第２巻線Ｌ２を循環する循環電流（図９のＩｃ）の割合が徐々に大きくなる。これにより、バッテリ２への充電電力が時間経過とともに徐々に小さくなるとともに、充電量ＳＯＣの増大率が徐々に小さくなっていく（グラフ（ｅ）（ｆ）参照）。

上記のような回生発電抑制モードによる運転により、バッテリ２への充電電力は徐々に小さくなるものの、この状態が継続されることで、遂には充電量ＳＯＣが第２閾値Ｘ２に到達する（つまりバッテリ２が満充電状態になる）。図１２ではこの時点をｔ３としている。この時点ｔ３において、モータ１は、回生発電禁止モードに移行する。すなわち、第１スイッチＳＷ１がＯＮにされたまま、第２スイッチＳＷ２がスイッチング制御の状態（ＯＮ／ＯＦＦが繰り返される状態）からＯＮに切り替えられ（グラフ（ｃ）（ｄ）参照）、さらにインバータ３が停止される。これにより、モータ１で発生する電流は第２巻線Ｌ２を循環する循環電流Ｉｃのみとなるので、バッテリ２に充電される電力がなくなり、充電量ＳＯＣは第２閾値Ｘ２のまま維持される。

図１２のグラフ（ａ）は、以上のような動作が行われた場合におけるモータ制動力の変化の様子を示している。当該グラフに示すように、低速モードが選択されている時点ｔ１より前において、モータ１から車輪８に付与される制動力は、その全てが回生制動（第１巻線Ｌ１および第２巻線Ｌ２による回生制動）による制動力である。一方、時点ｔ１以降、回生発電抑制モードに移行すると、制動力中に占める回生制動力の割合は、時間経過とともに徐々に減少し、反対に、第２巻線Ｌ２による短絡制動力（第２巻線Ｌ２の循環電流Ｉｃに基づく制動力）の割合が徐々に増大していく。ここで、短絡制動により発生可能な制動力には限界があるので、当該グラフの例のように、回生発電抑制モードの途中の時点ｔ２において、第２スイッチＳＷ２のデューティ比が１００％に達し、短絡制動力が最大値に達してしまうことがある。この場合、モード移行した時点ｔ１からこの時点ｔ２までの間は、回生制動力と短絡制動力とを合計したモータ１の正味の制動力に不足は生じないものの、時点ｔ２以降は、短絡制動力をこれ以上増やせないために、モータ１の正味の制動力は時間経過とともに徐々に小さくなっていく。これより生じる不足の制動力はブレーキ装置１０により補われる。さらに、時点ｔ３以降、回生発電禁止モードに移行すると、モータ１から車輪８に付与される制動力は、その全てが短絡制動による制動力となる。この場合に生じる不足の制動力は、やはりブレーキ装置１０により補われる。

（５）作用等
以上説明したように、当実施形態では、車両の非力行時に、次のようなパターンでモータ１が制御される。
●バッテリ２の充電量ＳＯＣが第１閾値Ｘ１未満の低充電状態にあり、かつモータ１の回転速度が基準速度Ｎｘ未満のとき
→第１巻線Ｌ１および第２巻線Ｌ２による回生制動力が生じるように、第１スイッチＳＷ１がＯＦＦにされ、第２スイッチＳＷ２がＯＮにされる（低速モード）。
●バッテリ２の充電量ＳＯＣが第１閾値Ｘ１未満の低充電状態にあり、かつモータ１の回転速度が基準速度Ｎｘ以上のとき
→第１巻線Ｌ１による回生制動力が生じかつ第２巻線Ｌ２による回生制動力が生じないように、第１スイッチＳＷ１がＯＮにされ、第２スイッチＳＷ２がＯＦＦにされる（高速モード）。
●バッテリ２の充電量ＳＯＣが第１閾値Ｘ１以上かつ第２閾値Ｘ２未満の高充電状態にあるとき
→第１巻線Ｌ１による回生制動力と第２巻線Ｌ２による短絡制動力とが生じるように、第１スイッチＳＷ１がＯＮにされ、第２スイッチＳＷ２がスイッチング制御（繰り返しＯＮ／ＯＦＦ）される（回生発電抑制モード）。
●バッテリ２の充電量ＳＯＣが第２閾値Ｘ２以上の満高充電状態にあるとき
→第２巻線Ｌ２による短絡制動力が生じかつ第１巻線Ｌ１による回生制動力が生じないように、インバータ３が停止されるとともに、第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２がともにＯＮにされる（回生発電禁止モード）。

車両の非力行時にこのような制御が行われる上記実施形態では、バッテリ２の充電量ＳＯＣに応じて発電電力を適切に調整しながら、このような発電電力の調整によって車両の減速抜け感が生じるのを効果的に防止できるという利点がある。

すなわち、上記実施形態では、バッテリ２が低充電状態（ＳＯＣ＜Ｘ１）にあるときに、モータの回転速度に応じて、第１巻線Ｌ１および第２巻線Ｌ２による回生制動力が生じるか、もしくは第１巻線Ｌ１のみによる回生制動力が生じるように、スイッチＳＷ１，ＳＷ２が制御される（低速モードまたは高速モード）。これにより、モータ１で発電された電力を十分な空き容量のあるバッテリ２に充電してその充電量ＳＯＣを増やすことができるとともに、モータ１から車輪８に対し所要の制動力を付与することができる。

一方、充電量ＳＯＣが増えてバッテリ２が高充電状態（Ｘ１≦ＳＯＣ＜Ｘ２）になった場合には、第１巻線Ｌ１による回生制動力と第２巻線Ｌ２による短絡制動力とが生じるように、スイッチＳＷ１，ＳＷ２が制御される（回生発電抑制モード）。このように、車輪８に付与される制動力の一部を短絡制動力により賄うことにより、回生制動力を減らしてバッテリ２に充電される電力を減らすことができる。すなわち、短絡制動力は、第２巻線Ｌ２を循環する循環電流Ｉｃに基づくものであり、この循環電流Ｉｃはバッテリ２には流れないので、短絡制動力を発生させてもそれによってバッテリ２の充電量ＳＯＣが増えることはない。これに対し、回生制動力に応じた発電電力はバッテリ２の充電に回されるものの、短絡制動力が存在する分、回生制動力を減らすことができるので、バッテリ２に充電される電力を減らすことができる。しかも、短絡制動力が存在しない場合と比較して、モータ１による正味の制動力、つまり回生制動力および短絡制動力の合計を大きく減らさずに済む（特に短絡制動力が最大値に達するまでの間は正味の制動力を同一に維持できる）ので、減速抜け感が生じるのを効果的に防止することができる。

さらに充電量ＳＯＣが増えてバッテリ２が満充電状態（ＳＯＣ≧Ｘ２）になった場合には、第２巻線Ｌ２による短絡制動力のみが生じるようにインバータ３およびスイッチＳＷ１，ＳＷ２が制御される（回生発電禁止モード）。これにより、モータ１での発電が行われなくなるので、バッテリ２が満充電状態にあるにもかかわらずバッテリ２への充電が行われてバッテリ２が損傷するような事態を確実に防止することができる。

特に、上記実施形態では、回生制動力と短絡制動力との両方を発生させる回生発電抑制モードのときに、第２スイッチＳＷ２のスイッチング制御におけるデューティ比がバッテリ２の充電量ＳＯＣが高いほど増大されるので、制動力の急減を確実に防止することができる。

すなわち、回生発電抑制モードの間、上記のようなデューティ比制御が行われることで、回生制動力の割合が徐々に減少するとともに短絡制動力の割合が徐々に増大するので、減速抜け感につながるような制動力の急減を確実に防止しつつ、充電量ＳＯＣの上昇を効果的に抑制することができる。

ここで、発電抑制モードまたは回生発電禁止モードでは、短絡制動力が追加されるとはいえ、回生制動力は減少させられるので、一般的に短絡制動力が回生制動力の最大値よりもかなり小さいことを考慮すると、低速モードや高速モードのときに比べるとモータ１による正味の制動力が不足する事態が起き易いといえる。しかしながら、上記実施形態では、モータ１による制動力とブレーキ装置１０による制動力との合計が、ブレーキペダルの操作量等に基づき設定される目標の制動力（目標トータル制動力）に一致するようにブレーキ装置１０が制御されるので（いわゆる協調回生ブレーキシステム）、モータ１から車輪８に付与される制動力の不足をブレーキ装置１０によって補うことができ、バッテリ２の状態にかかわらず安定した制動力を車輪８に付与することができる。また、モータ１による制動力が存在する分だけブレーキ装置１０による制動力を減らすことができるので、ブレーキパッドの摩耗量を減らすことができる。

なお、上記実施形態では、バッテリ２が高充電状態（Ｘ１≦ＳＯＣ＜Ｘ２）にある場合の非力行時は、モータ１の回転速度にかかわらず（基準速度Ｎｘより高くても低くても）、第１スイッチＳＷ１をＯＮにして第２スイッチＳＷ２をスイッチング制御する回生発電抑制モードが選択されるようになっていたが、モータ１の回転速度が基準速度Ｎｘ未満の低速域では、これとは別のモードを採用することも可能である。例えば、図１３に示すように、高充電状態での非力行時において回転速度が基準速度Ｎｘ未満（低速域）の場合には、第１スイッチＳＷ１をＯＮにして第２スイッチＳＷ２をＯＦＦにする高速モードを選択することが考えられる。高速モードでは、第１巻線Ｌ１のみを使って発電するので、第１巻線Ｌ１および第２巻線Ｌ２の両方を使って発電する低速モードのときに比べれば発電効率が悪い。このため、低速モードのときと同等の制動力を発生させたとしても、バッテリ２に充電される電力を減らすことができる（図１２のグラフ（ｆ）のΔＺ参照）。

また、上記実施形態では、バッテリ２が低充電状態（ＳＯＣ＜Ｘ１）にある場合の非力行時であって、かつモータ１の回転速度が基準速度Ｎｘ以上（高速域）である場合に、第１スイッチＳＷ１をＯＮにして第２スイッチＳＷ２をＯＦＦにする高速モードが選択されるようになっていたが、場合によっては低速モードを選択してもよい。例えば、車両によっては、スポーツモードとそれ以外のモード（例えばノーマルモード、エコモードなど）との間で車両の走行モードを切り替えるためのモード選択スイッチが備えられることがある。そして、このモード選択スイッチによってスポーツモード（Ｓモード）が選択されている場合には、図１４に示すように、回転速度が基準速度Ｎｘ以上の高速域であっても低速モードを選択する、つまり第１スイッチＳＷ１をＯＦＦにして第２スイッチＳＷ２をＯＮにする、ということが考えられる。このように、第１巻線Ｌ１および第２巻線Ｌ２の両方を使って発電する低速モードが選択されると、高速モードのときよりも発生可能な制動力が増大するので、アクセルペダルのリリースに応じて車両を比較的急に減速させることが可能になり、スポーティな乗り味を実現することができる。

また、上記実施形態では、モータ１の運転モードを複数のモード（低速モード、高速モード、回生発電抑制モード、および回生発電禁止モード）の間で切り替えるための切り替え手段として、スイッチング制御が可能なＩＧＢＴ等の半導体素子からなる第１・第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２を設けたが、切り替え手段の例はこれに限られない。例えば、可変抵抗を用いたスイッチを用いてもよい。この場合、抵抗値を連続的に変化させることにより、スイッチング制御のデューティ比を連続的に変化させるのと同様の効果を得ることができる。

また、上記実施形態では、電気モータ１のみを動力源として用いた電気自動車に本発明を適用した例について説明したが、本発明が適用可能な車両は、少なくとも動力源の一部に電気モータを用いたものであればよく、内燃機関と電気モータとを併用したハイブリッド自動車に対しても、本発明は好適に適用可能である。

１ モータ
２ バッテリ
３ インバータ
４ コントローラ（制御手段）
１０ ブレーキ装置
Ｌ１ 第１巻線
Ｌ２ 第２巻線
ＳＷ１ 第１スイッチ（切り替え手段）
ＳＷ２ 第２スイッチ（切り替え手段）
Ｎｘ 基準速度
Ｘ１ 第１閾値（基準充電量）
Ｉｃ 循環電流

Claims (7)

1. 力行時に車輪を駆動するとともに非力行時に発電して制動力を発生させることが可能なモータと、モータで発電された電力を充電可能なバッテリと、バッテリに充電された電力を交流電力に変換しつつモータに供給するインバータと、モータおよびインバータを制御する制御手段とを備えた電動車両用駆動装置であって、
   前記モータは、直列に接続された第１巻線および第２巻線と、各巻線の通電状態を切り替えるための切り替え手段とを有し、
   前記切り替え手段は、第１巻線および第２巻線の両方に電流が流れる状態と、第１巻線のみに電流が流れる状態と、第２巻線に循環電流が流れるように短絡された状態との間で通電状態を切り替え可能であり、
   前記制御手段は、
   前記バッテリの充電量が予め定められた基準充電量未満となる低充電状態にある場合の非力行時に、前記モータの回転速度が予め定められた基準速度未満であるときは、前記第１巻線および第２巻線による回生制動力が生じるように前記切り替え手段を制御し、
   前記バッテリが前記低充電状態にある場合の非力行時に、前記回転速度が前記基準速度以上であるときは、少なくとも前記第１巻線による回生制動力が生じるように前記切り替え手段を制御し、
   前記バッテリの充電量が前記基準充電量以上となる高充電状態にある場合の非力行時に、前記回転速度が前記基準速度未満であるときは、前記第１巻線による回生制動力が生じかつ前記第２巻線による回生制動力が生じないように前記切り替え手段を制御し、
   前記バッテリが前記高充電状態にある場合の非力行時に、前記回転速度が前記基準速度以上であるときは、前記第１巻線による回生制動力と前記第２巻線による短絡制動力とが生じるように前記切り替え手段を制御する、ことを特徴とする電動車両用駆動装置。
2. 請求項１記載の電動車両用駆動装置において、
   前記制御手段は、前記バッテリが前記高充電状態にある場合の非力行時に、前記回転速度が前記基準速度未満であるときは、前記第１巻線による回生制動力と前記第２巻線による短絡制動力とが生じるように前記切り替え手段を制御する、ことを特徴とする電動車両用駆動装置。
3. 請求項２記載の電動車両用駆動装置において、
   前記制御手段は、前記バッテリが前記高充電状態にある場合の非力行時に、バッテリの充電量が高くなるほど、前記回生制動力の割合を減少させるとともに前記短絡制動力の割合を増大させる、ことを特徴とする電動車両用駆動装置。
4. 請求項３記載の電動車両用駆動装置において、
   前記切り替え手段は、前記第２巻線の短絡／非短絡をスイッチングのＯＮ／ＯＦＦに基づき切り替え可能な半導体素子を含み、
   前記制御手段は、前記第２巻線による短絡制動力の割合を前記半導体素子のデューティ比に基づいて制御する、ことを特徴とする電動車両用駆動装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の電動車両用駆動装置において、
   ドライバーにより操作されるブレーキペダルと、摩擦による制動力を車輪に付与する液圧式のブレーキ装置とが車両に備えられ、
   前記制御手段は、前記ブレーキペダルの操作量に応じて目標制動力を設定するとともに、前記ブレーキ装置による制動力と前記モータによる制動力との合計が前記目標制動力に一致するように前記ブレーキ装置を制御する機能を有する、ことを特徴とする電動車両用駆動装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の電動車両用駆動装置において、
   前記バッテリが前記低充電状態にある場合の非力行時に、前記回転速度が前記基準速度以上であるときは、前記第１巻線による回生制動力が生じかつ前記第２巻線による回生制動力が生じないように前記切り替え手段を制御する、ことを特徴とする電動車両用駆動装置。
7. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の電動車両用駆動装置において、
   スポーツモードとそれ以外のモードとの間で車両の走行モードを切り替えるためのモード選択スイッチが車両に備えられ、
   前記制御手段は、前記モード選択スイッチによりスポーツモードが選択されておりかつ前記バッテリが前記低充電状態にある場合の非力行時に、前記回転速度が前記基準速度以上であるときは、前記第１巻線および第２巻線による回生制動力が生じるように前記切り替え手段を制御する、ことを特徴とする電動車両用駆動装置。

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