インホイールモータ車両の駆動装置
【課題】 小型化、軽量化、および低コスト化が可能なインホイールモータ車両の駆動装置を提供する。
【解決手段】 このインホイールモータ車両の駆動装置は、複数の駆動輪２Ａ〜２Ｄのうち少なくとも２つの駆動輪に配置した複数のインホイールモータ部３Ａ〜３Ｄと、これらのインホイールモータ部３Ａ〜３Ｄをそれぞれ制御する複数のモータ駆動装置４Ａ〜４Ｄとを備える。モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄは、平滑回路、制御部、インバータ部、およびこのインバータ部を冷却する冷却器からなる。前記複数のモータ駆動装置４Ａ〜４Ｄを１箇所に集めて同一ケース７内に配置する。
【解決手段】 このインホイールモータ車両の駆動装置は、複数の駆動輪２Ａ〜２Ｄのうち少なくとも２つの駆動輪に配置した複数のインホイールモータ部３Ａ〜３Ｄと、これらのインホイールモータ部３Ａ〜３Ｄをそれぞれ制御する複数のモータ駆動装置４Ａ〜４Ｄとを備える。モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄは、平滑回路、制御部、インバータ部、およびこのインバータ部を冷却する冷却器からなる。前記複数のモータ駆動装置４Ａ〜４Ｄを１箇所に集めて同一ケース７内に配置する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の駆動輪のうち少なくとも２つの駆動輪にインホイールモータを配置した電気自動車、燃料電池車、ハイブリッド車等のインホイールモータ車両の駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の駆動輪のうち少なくとも２つの駆動輪にインホイールモータを配置した電気自動車，燃料電池車，ハイブリッド車等のインホイールモータ車両においては、インホイールモータを制御するために、インバータ部およびインバータ制御部からなるモータ駆動装置が必要である。図２９に、前左右輪３２Ａ，３２Ｂおよび後左右輪３２Ｃ，３２Ｄにそれぞれインホイールモータ部３３Ａ〜３３Ｄを配置した４輪駆動のインホイールモータ車両３１の従来例を示す。各インホイールモータ部３３Ａ〜３３Ｄに対応するモータ駆動装置３４Ａ〜３４Ｄは、各インホイールモータ部３３Ａ〜３３Ｄの直近の位置に分離して配置されている。各モータ駆動装置３４Ａ〜３４Ｄへは、バッテリ３５からバッテリコントロールユニット３６を経て直流電源が供給される。前記各モータ駆動装置３４Ａ〜３４Ｄには、駆動効率向上のために、別途、昇圧回路を設けて、バッテリ３５からの電源電圧を上昇させることもある。
【０００３】
従来、車両のモータ駆動装置におけるインバータ部を冷却する冷却器として、衝突時にエネルギー吸収できるものを設けた構成例が提案されている（特許文献１）。この構成例では、前記冷却器の片側にモータ駆動装置が配置され、もう片側に、平滑コンデンサとＤＣ／ＤＣコンバータが配置される。
【０００４】
また、車両のモータ駆動装置の他の従来例として、モータ駆動装置が備える複数の制御部を冷却器の両面に配置し、その冷却器として各制御部の発熱量の合計値よりも小さい能力のものを用いた構成例も提案されている（特許文献２）。この文献では、冷却器の両面に配置する制御部の具体例としてエアコンインバータとＤＣ／ＤＣコンバータが挙げられている。
【０００５】
さらに他の従来例として、部品配置板の上面に、モータ駆動装置の構成部品である各種インバータ部やコンデンサや高圧コンバータを配置し、その部品配置板の下面に、前記インバータ部に対応する制御部、高圧コンバータ用リアクトル、ＤＣ／ＤＣコンバータ、および低圧部品を配置した構成例が提案されている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−３０３７０４号公報
【特許文献２】特開平７−６７２１３号公報
【特許文献３】特開２００５−５７９２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、図２９の従来例のように、複数のモータ駆動装置３４Ａ〜３４Ｄや昇圧回路を載せるにはスペースも必要であり、重量の増加、コストアップの原因となる。
特許文献１に開示の構成例は、モータ駆動装置が１つの場合についてのものであり、インホイールモータ車両のように複数のモータ駆動装置を搭載した場合を想定していない。
【０００８】
特許文献２に開示の構成例では、冷却器の両面に複数の制御部を配置するが、制御部の具体例としてはエアコンインバータとＤＣ／ＤＣコンバータしか挙げられていない。複数の制御部の組み合わせ方によっては、もっと別の効果が得られることも期待できるが、この文献では、複数のモータ駆動装置や昇圧回路を持つインホイールモータ車両のような場合にまで言及されていない。
【０００９】
特許文献３に開示の構成例では、駆動装置のトータルとしての体積が小さくなる可能性はあるが、車両にまとまった大きな平面スペースが必要であり、配置できるスペースも限られ配置の自由度も少ない。また、部品配置板の上面にインバータ部を配置し、下面に制御部を配置するので、構成が複雑になる。
【００１０】
このように、インホイールモータ車両では、複数のモータ駆動装置や昇圧回路を搭載するので、そのためのスペースが必要であり、重量の増加、コストアップが懸念される。しかし、特許文献１〜３に開示の各構成例では、この問題を解決できない。
【００１１】
この発明の目的は、小型化、軽量化、および低コスト化が可能なインホイールモータ車両の駆動装置を提供することである。
この発明の他の目的は、インホイールモータを駆動する装置の小型化、軽量化、および低コスト化が可能なインホイールモータ車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明のインホイールモータ車両の駆動装置は、車両の複数の駆動輪のうち少なくとも２つの駆動輪にそれぞれ配置した複数のインホイールモータ部と、これら各インホイールモータ部をそれぞれ制御する複数のモータ駆動装置とを備え、前記モータ駆動装置が、平滑回路と、インバータ部と、このインバータ部を制御するインバータ制御部と、前記インバータ部を冷却する冷却器とを有するインホイールモータ車両の駆動装置において、前記複数のモータ駆動装置を同一ケース内に配置し、これら複数のモータ駆動装置の間で、これらモータ駆動装置の構成部品、およびこれらモータ駆動装置に付随する部品のいずれか一方または両方を互いに共有したことを特徴とする。
この構成によると、複数のモータ駆動装置を一箇所に集めて同一ケース内に配置したため、複数のモータ駆動装置の間で、構成部品や付随部品を互いに共有することが可能となる。例えば、平滑回路や冷却器を複数のモータ駆動装置で共有できる。また、複数のモータ駆動装置でインバータ制御部の演算部等を共有することも可能となる。このため、駆動装置の小型化、軽量化、および低コスト化が可能となる。
【００１３】
この発明において、電源からの供給電圧を昇圧する昇圧部を有し、これら昇圧部が、昇圧用制御部、駆動素子、リアクトル、および整流器からなり、この昇圧部を前記同一ケース内に配置しても良い。昇圧部を同一ケース内に配置することで、その冷却部を共有することができて、より小型化、軽量化、および低コスト化が可能となる。
【００１４】
前記同一ケース内に配置された複数のモータ駆動装置が、前記平滑回路として、１つの平滑回路を共有するものであっても良い。また、前記同一ケース内に配置された複数のモータ駆動装置が、前記冷却器として、１つの冷却器を共有するものであっても良い。同一ケース内に複数のモータ駆動装置が設けられているため、１つの平滑回路で複数のモータ駆動装置への電流の平滑化が行え、また１つの冷却器で複数のモータ駆動装置を冷却することができる。
【００１５】
前記冷却器が水冷方式であっても良い。水冷方式であると、空冷方式に比べて冷却効率が良い。水冷方式の場合、冷媒の循環系が必要であるが、複数のモータ駆動装置が同一ケース内に配置されているため、循環系によるコスト増が抑えられる。
【００１６】
この発明において、前記冷却器は互いに背向きとなる両面が冷却面であり、これら両面に前記モータ駆動装置の前記インバータ部およびインバータ制御部で構成される部分であるモータ駆動装置本体を配置して前記冷却器の両側にインバータ部を位置させても良い。 このように、各モータ駆動装置本体部を冷却器の両側に分けて配置する場合には、冷却器の小型化が可能となり、さらには冷却器の冷却効率も向上させることができる。その結果、駆動装置の小型化、軽量化、低コスト化が可能となる。
【００１７】
前記冷却器の一方の面側に、前記モータ駆動装置における前記冷却器を除く部分であるモータ駆動装置本体を配置して前記冷却器の一方の面側にインバータ部を位置させてもよい。
この場合に、前記各モータ駆動装置が、電源からの供給電圧を昇圧する昇圧部を有し、これら昇圧部が、昇圧用制御部、駆動素子、リアクトル、および整流器からなり、前記冷却器は互いに背向きとなる両面が冷却面であり、前記冷却器の前記インバータ部が配置された面の他方の面側に前記昇圧部を配置し、この昇圧部の駆動素子を前記他方の面側に位置させても良い。
これにより、冷却器の両側の冷却面を利用し、インバータと昇圧部の駆動素子の両方を効率的に冷却することができる。
【００１８】
この発明において、前記複数のモータ駆動装置の前記インバータ制御部を、互いに少なくとも一部が共有されるように一体化しても良い。例えば、前記インバータ制御部は第１の演算部を有し、第１の演算部を、前記複数のインバータ制御部が共有しても良い。
インバータ制御部を一体化することで、それらの通信用ケーブル、ハーネス類、コネクタ類を共通化して、コンパクト化、低コスト化が図れる。
【００１９】
また、前記各モータ駆動装置が、電源からの供給電圧を昇圧する昇圧部を有し、これら昇圧部が、昇圧用制御部、駆動素子、リアクトル、および整流器からなり、前記複数のモータ駆動装置は、前記インバータ制御部と、前記昇圧部の前記昇圧用制御部を、それぞれ複数のモータ駆動装置の間で少なくとも一部が共有されるように一体化しても良い。この場合に、前記昇圧用制御部は、第２の演算部を有し、前記インバータ制御部の第１の演算部と、前記昇圧用制御部の第２の演算部とを共有することで、前記インバータ制御部および前記昇圧用制御部をそれぞれ一体化させても良い。演算部を共有することで、モータ、モータ駆動装置の状態（回転数、電流値、温度等の状態）等の情報を、長い通信経路を使用せずに簡単に共有することができ、構成が簡素化される。
【００２０】
前記のように複数のモータ駆動装置の前記インバータ制御部を、互いに少なくとも一部が共有されるように一体化した場合に、前記複数のモータ駆動装置の前記インバータ制御部は、前記インバータ部の駆動素子をＰＷＭ（パルス幅変調）方式で駆動させる制御方式であり、前記複数のモータ駆動装置は、互いにＰＷＭの周期が等しく、かつ駆動素子のオン・オフタイミングを互いにずらすものとしても良い。
複数のモータ駆動装置のインバータ制御部を一体化した場合、駆動素子のオン・オフタイミングをずらすことで、平滑回路へのリップル電流を低減することが可能となる。演算部を共有化することで、複数のモータ駆動装置の駆動素子オンタイミングを容易に制御できるため、このようにタイミングをずらすことが出来る。
【００２１】
オン・オフタイミングをずらす場合に、前記複数のモータ駆動装置は、各モータ駆動装置のインバータ部の駆動素子のオンタイミングの中心が、ＰＷＭ周期をモータ駆動装置の個数で分割して等間隔になるようにずらしても良い。
また、前記複数のモータ駆動装置は、各モータ駆動装置のインバータ部の駆動素子オンタイミングの開始が、ＰＷＭ周期をモータ駆動装置の個数で分割して等間隔になるようにずらしても良い。
上記のように等間隔でずらすことにより、共有化した平滑コンデンサからのリップル電流のピーク値を低減させることが出来、平滑コンデンサの小型化が可能となる。
【００２２】
オン・オフタイミングをずらす場合に、２輪駆動では、前記モータ駆動装置は、インバータ部の駆動素子のオン・オフタイミングを、互いにＰＷＭ周期で１８０度ずらすのが良い。４輪駆動では、前記モータ駆動装置は、インバータ部の駆動素子のオン・オフタイミングを、互いにＰＷＭ周期で９０度ずらすが良い。８輪駆動では、前記モータ駆動装置は、インバータ部の駆動素子のオン・オフタイミングを、互いにＰＷＭ周期で４５度ずらすのが良い。
このように、４輪駆動では、ＰＷＭ制御の１周期を４分割し、９０度の間隔に各駆動装置のオン動作時間の中心が来るように制御する場合、低負荷時にはバッテリーから瞬間的に大電流を供給しなくてもよく、電流が平滑化される。上記と同様に、２輪駆動では１８０度、８輪駆動では４５度ずらせることで、低負荷時にはバッテリーから瞬間的に大電流を供給しなくてもよく、電流が平滑化される。
なお、上記２輪駆動、４輪駆動、８輪駆動は、車両として、インホイールモータ部を有する車輪の数がそれぞれ２輪、４輪、８輪である場合に限らず、駆動する車輪を切替え可能である場合には、２輪駆動、４輪駆動、および８輪駆動に切り替えた状態で、上記のずらし角度となるように制御するものであっても良い。
【００２３】
前記のようにインバータ制御部の第１の演算部と、昇圧用制御部の第２の演算部とを一体化させた場合に、前記昇圧部の昇圧用制御部は、複数の駆動素子をＰＷＭ方式で駆動し、これら複数の駆動素子のＰＷＭの周期を等しくし、各駆動素子のオン・オフタイミングをずらすものようにしても良い。
このように演算部を一体化させた場合に、昇圧部の複数の駆動素子のオン・オフタイミングをずらせても、平滑回路へのリップル電流を低減することが可能となる。
【００２４】
昇圧部の複数の駆動素子のオン・オフタイミングをずらせる場合に、前記昇圧部の昇圧用制御部は、各駆動素子のオン・オフタイミングの中心が、ＰＷＭ周期を駆動素子の個数で分割して等間隔になるようにずらすようにしても良い。
オン・オフタイミングの中心ではなく、オン・オフタイミングの開始をずらせるようにしても良い。すなわち、前記昇圧部の昇圧用制御部は、各駆動素子のオン・オフタイミングの開始が、ＰＷＭ周期を駆動素子の個数で分割して等間隔になるようにずらすものとしても良い。
【００２５】
昇圧部の複数の駆動素子のオン・オフタイミングをずらせる場合に、前記昇圧部の昇圧用制御部は、複数の駆動素子の全てのオンタイミングが重畳しないように制御しても良い。
【００２６】
前記インバータ制御部と、前記昇圧部の前記昇圧用制御部を、それぞれ複数のモータ駆動装置の間で少なくとも一部が共有されるように一体化した場合に、前記昇圧部の昇圧用制御部は、駆動素子をＰＷＭ方式で駆動し、複数の駆動素子のＰＷＭの周期を可変としても良い。
この場合に、前記昇圧部の昇圧用制御部は、複数の駆動素子を全て同じ周期で駆動するようにしても良い。
【００２７】
また、前記昇圧部の昇圧用制御部は、ＰＷＭのオンとオフの割合を固定にして、ＰＷＭの周期を可変としても良い。
この場合に、前記昇圧部の昇圧用制御部は、複数の駆動素子のＰＷＭのオンの割合が、ＰＷＭ周期を複数の駆動素子の個数で分割した間隔になるように固定し、各駆動素子のオンタイミングが重ならないようにずらすものであっても良い。
また、前記昇圧部の昇圧用制御部は、複数の駆動素子のＰＷＭのオフの割合が、ＰＷＭ周期を複数の駆動素子の個数で分割した間隔になるように固定し、各駆動素子のオンタイミングが重ならないようにずらすものであっても良い。
【００２８】
また、前記昇圧部は１つの昇圧用制御部に対して、複数の駆動素子および複数のリアクトルを有するものであっても良い。前記昇圧部は、複数の駆動素子の作動開始時間および作動停止時間がそれぞれ異なるように駆動させても良い。
昇圧部が複数のリアクトルを持ち、各リアクトルへの電流印加のタイミングをずらすことにより、平滑回路のリップル電流を低減でき、平滑回路のコンデンサを小型化できる。リアクトルを複数にすることで、リアクトルの小型化も可能である。これらにより、より一層、インホイールモータ車両の駆動装置を小型化、軽量化、低コスト化できる。
【００２９】
前記昇圧部は複数の駆動素子の作動開始時間の間隔を一定としても良い。前記昇圧部は複数の駆動素子の作動時間が重畳しないようにしても良い。これによってもリップル電流を低減できる。
【００３０】
また、前記のように、昇圧部は１つの昇圧用制御部に対して、複数の駆動素子および複数のリアクトルを有する場合に、前記リアクトルを介さずに電流を供給するバイパス経路を有するようにしても良い。昇圧部では、インホイールモータ部の回転数に応じて昇圧電圧が決定される。つまり、回転数が予め定めた値より低い場合には、昇圧動作をしない。昇圧部にバイパス経路がなければ、昇圧動作をしない場合でも、電源からリアクトルを介して電流が供給されるので、リアクトルの抵抗による損失を無視できない。そこで、昇圧部にバイパス経路を設けることにより、低回転運転時の損失を低減することができる。
【００３１】
この発明において、前記車両が、前左右車輪および後左右車輪のいずれか一方を前記インホイールモータ部で駆動する電気自動車または燃料電池車であっても良い。また、前記車両が、前左右車輪および後左右車輪のいずれか一方を前記インホイールモータ部で駆動し、他方を内燃機関で駆動するハイブリット車であっても良い。前記車両が、前左右車輪および後左右車輪の両方を前記インホイールモータ部で駆動する電気自動車または燃料電池車であっても良い。
この発明のインホイールモータ車両は、この発明のインホイールモータ車両の駆動装置を搭載したものであるため、インホイールモータを駆動する装置の小型化、軽量化、および低コスト化が可能となる。
【発明の効果】
【００３２】
この発明のインホイールモータ車両の駆動装置は、車両の複数の駆動輪のうち少なくとも２つの駆動輪にそれぞれ配置した複数のインホイールモータ部と、これら各インホイールモータ部をそれぞれ制御する複数のモータ駆動装置とを備え、前記モータ駆動装置が、平滑回路と、インバータ部と、このインバータ部を制御するインバータ制御部と、前記インバータ部を冷却する冷却器とを有するインホイールモータ車両の駆動装置において、前記複数のモータ駆動装置を同一ケース内に配置し、これら複数のモータ駆動装置の間で、これらモータ駆動装置の構成部品、およびこれらモータ駆動装置に付随する部品のいずれか一方または両方を互いに共有したため、小型化、軽量化、および低コスト化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】この発明の一実施形態にかかる駆動装置を搭載したインホイールモータ車両における構成部品の配置構成を示す概略図である。
【図２】同駆動装置におけるモータ駆動装置の回路構成例を示す概略図である。
【図３】同駆動装置におけるモータ駆動装置の他の回路構成例を示す概略図である。
【図４】同駆動装置における同一ケース内での複数のモータ駆動装置本体部と冷却器の配置構成の一例を示す正面図である。
【図５】同駆動装置における同一ケース内での複数のモータ駆動装置本体部と冷却器の配置構成の他の例を示す正面図である。
【図６】複数のモータ駆動装置の制御部を一体化した配置構成例を示すブロック図である。
【図７】複数のモータ駆動装置の制御部の演算部を１つのもので共有化した構成例を示すブロック図である。
【図８】同モータ駆動装置のモータ駆動時の電圧電流波形を示す波形図である。
【図９】（Ａ）は同モータ駆動装置のオンタイミングの一例、（Ｂ）はオンタイミングの他の例、（Ｂ）はオンタイミングのさらに他の例の波形図である。
【図１０】この発明の他の実施形態にかかる駆動装置を搭載したインホイールモータ車両における構成部品の配置構成を示す概略図である。
【図１１】同駆動装置におけるモータ駆動装置に昇圧部を加えた回路構成を示す概略図である。
【図１２】同駆動装置における同一ケース内での各モータ駆動装置本体部と冷却器と昇圧部の配置構成の一例を示す正面図である。
【図１３】同駆動装置における各モータ駆動装置の制御部を一体化した例を示す正面図である。
【図１４】同駆動装置における昇圧部の回路構成の一例を示す概略図である。
【図１５】（Ａ）は同昇圧部のオン動作のタイミング例の波形図、（Ｂ）はその整流器電流の波形図、（Ｃ）はそのコンデンサリップル電流の波形図である。
【図１６】（Ａ）は同昇圧部オン動作のオン時間を広げた場合のタイミング例の波形図、（Ｂ）はその整流器電流の波形図、（Ｃ）はそのコンデンサリップル電流の波形図である。
【図１７】同昇圧部のオン動作の他のタイミング例の波形図である。
【図１８】同昇圧部のオン動作のさらに他のタイミング例の波形図である。
【図１９】（Ａ）は同昇圧部のオン動作のさらに他のタイミング例の波形図、（Ｂ）はその整流器電流の波形図、（Ｃ）はそのコンデンサリップル電流の波形図である。
【図２０】（Ａ）は同昇圧部のオン動作のさらに他のタイミング例の波形図、（Ｂ）はその整流器電流の波形図、（Ｃ）はそのコンデンサリップル電流の波形図である。
【図２１】（Ａ）は同昇圧部のオン動作のさらに他のタイミング例の波形図、（Ｂ）はその整流器電流の波形図、（Ｃ）はそのコンデンサリップル電流の波形図である。
【図２２】同駆動装置における昇圧部の回路構成の他の例を示す概略図である。
【図２３】この発明が適用されるインホイールモータ車両の一例における構成部品の配置構成を示す概略図である。
【図２４】この発明が適用されるインホイールモータ車両の他の例における構成部品の配置構成を示す概略図である。
【図２５】この発明が適用されるインホイールモータ車両のさらに他の例における構成部品の配置構成を示す概略図である。
【図２６】モータ駆動装置の一般的な回路構成を示す概略図である。
【図２７】昇圧部の一般的な回路構成を示す概略図である。
【図２８】同昇圧部でのコンデンサリップル電流を示す波形図である。
【図２９】従来の駆動装置を搭載したインホイールモータ車両における構成部品の配置構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
この発明の一実施形態を図１ないし図７と共に説明する。図１は、この実施形態の駆動装置を搭載したインホイールモータ車両における構成部品の配置構成の概略図を示す。このインホイールモータ車両１は、駆動輪となる前左右輪２Ａ，２Ｂおよび後左右輪２Ｃ，２Ｄのそれぞれにインホイールモータ部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄを配置し、これらのインホイールモータ部３Ａ〜３Ｄで全車輪を駆動するようにしたものであり、例えば電気自動車または燃料電池車である。インホイールモータ部３Ａ〜３Ｄは、例えば、モータと、このモータの回転を減速する減速機と、車輪用軸受とで構成され、一部または全体が車輪２Ａ〜２Ｄ内に配置される。各インホイールモータ部３Ａ〜３Ｄに対応付けて４つのモータ駆動装置４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄが設けられ、これらのモータ駆動装置４Ａ〜４Ｄによって各インホイールモータ部３Ａ〜３Ｄの回転制御が行なわれる。各モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄへは、バッテリ５からバッテリコントロールユニット６を介して電源供給が行なわれる。
なお、上記各符号２Ａ〜２Ｄ，３Ａ〜３Ｄ，４Ａ〜４Ｄ等において、特に区別が必要でない場合は、数字に続くＡ〜Ｄの文字は、省略する場合がある。後に記載の各符号についても、特に区別が必要でない場合は数字に続くＡ〜Ｄの文字は、省略する場合がある。
【００３５】
４つのモータ駆動装置４Ａ〜４Ｄは１箇所に集められて、同一ケース７内に配置される。図２はモータ駆動装置４Ａ〜４Ｄの回路構成の概略図を示す。なお、同図において、前記バッテリ５およびバッテリコントロールユニット６は、簡略のためにバッテリ部として１つのブロックで示している。インホイールモータ部３Ａ〜３Ｄのモータ１７は、例えばＵＶＷの３相のコイルを有するステータ１７ａと、永久磁石で構成されるロータ１７ｂとでなる同期モータである。モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄは、平滑回路１１、インバータ制御部１２、およびインバータ部１３からなる本体部１０と、前記インバータ部１３を冷却する冷却器１４とを備える。ここでは、冷却器１４として水冷方式のものが用いられ、前記ケース７の外部には、冷媒を循環させるポンプや、冷媒を冷却するための冷却部（いずれも図示せず）が配置される。バッテリ部から供給されてくる直流電力は平滑回路１１で平滑化されて、インバータ部１３に入力される。モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄでは、インホイールモータ部３Ａ〜３Ｄの駆動の際に大電流を制御するため、入力段にコンデンサからなる平滑回路１１が必要となる。インバータ部１３は、スイッチングトランジスタ等の複数の駆動素子１５からなり、平滑回路１１を経て入力されて来る直流電力を、インバータ制御部１２による前記駆動素子１５の断続制御で三相交流電力に変換してインホイールモータ部３Ａ〜３Ｄに供給する。インバータ制御部１２では、インホイールモータ部３Ａ〜３Ｄにおいて位相検出器１６で検出されるモータロータ１７の回転位相に基づき、インバータ部１３の駆動素子１５の断続制御のタイミングが決められる。また、インバータ制御部１２は、各モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄ同士の通信、もしくは車両に配置され車両の各電装機器を統轄して制御する上位コントローラと通信する機能も有する。
【００３６】
図２では、各モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄの本体部１０の入力側にそれぞれ別々のコンデンサを設けて平滑回路１１としているが、図３のように、これらのモータ駆動装置４Ａ〜４Ｄの入力側にコンデンサを設けることで、各モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄに共用される１つの平滑回路１１を設けても良い。
【００３７】
図４は、前記ケース７内における各モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄの本体部１０と冷却器１４の配置構成の一例を正面図で示す。冷却器１４は、板状ないし薄箱状であり、互いに背向きとなる両面が冷却面１４ａとなる。この配置構成例では、モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄの本体部１０の全てを、それらのインバータ部１３が冷却器１４の冷却面に近接した位置となるように、１つの冷却器１４の片側に配置することで、１つの冷却器１４を各モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄに共用している。各モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄの本体部１０と平滑回路１１を構成するコンデンサＣとは、銅バー１８を介して接続される。
【００３８】
図４では、モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄの本体部１０の全てを、冷却器１４の片側に配置しているが、図５のように、それぞれのインバータ部１３が冷却器１４の冷却面に近接した位置となるように、１つの冷却器１４の両側に２個ずつ分けて各モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄの本体部１０を配置しても良い。
【００３９】
なお、従来のインホイールモータ車両の駆動装置では、図２９のように、各インホイールモータ部３３Ａ〜３３Ｄに対応するモータ駆動装置３４Ａ〜３４Ｄを、各インホイールモータ部３３Ａ〜３３Ｄごとに、その直近の位置または直近の車内に互いに分離して配置しているので、図２６のようにモータ駆動装置３４Ａ〜３４Ｄごとに個別に平滑回路４１を設ける必要があった。
これに対して、この実施形態のインホイールモータ車両１の駆動装置では、全てのモータ駆動装置４Ａ〜４Ｄを一箇所に集めて同一ケース７内に配置したため、１つの平滑回路１１を全てのモータ駆動装置４Ａ〜４Ｄに共用する構成が可能となる。また、図４や図５の配置構成例のように、全てのモータ駆動装置４Ａ〜４Ｄの本体部１０を１つの冷却器１４に搭載することが可能となるので、１つの冷却器１４を共用して各モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄのインバータ部１３を冷却することができる。図５のように、モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄの各本体部１０を冷却器１４の両側に分けて配置する場合には、冷却器１４の小型化が可能となり、さらには冷却器１４の冷却効率も向上させることができる。その結果、駆動装置の小型化、軽量化、低コスト化が可能となる。
【００４０】
図６は、各モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄの本体部１０を１つの冷却器１４の片側に配置した図４の配置構成例において、各モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄのインバータ制御部１２Ａ〜１２Ｄを一体化した例をブロック図で示す。インバータ制御部１２Ａ〜１２Ｄは、マイクロコンピュータや電子回路等からなる。各インバータ制御部１２Ａ〜１２Ｄは、それぞれ第１の演算部２２、センサ回路２３、駆動素子用プリドライバ回路２４からなる。演算部２２は、インバータ部１３における駆動素子１５のオン・オフタイミングを決定し、対応するインホイールモータ部３Ａ〜３Ｄでのモータトルクもしくは回転数を制御する機能、フェールセーフ機能、通信機構、温度監視機能等を担当する。センサ回路２３は、対応するインホイールモータ部３Ａ〜３Ｄに取付けられたレゾルバ等の位相検出器１６の信号から回転角を演算する。駆動素子用プリドライバ回路２４は、演算部２２からの指令に応じてインバータ部１３における駆動素子１５のオン・オフを制御する。
【００４１】
各モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄのインバータ制御部１２Ａ〜１２Ｄは、先述したように各モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄ同士の通信、もしくは車両に配置され車両の各電装機器を統轄して制御する上位コントローラと通信する機能を有する。図６のように、各モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄのインバータ制御部１２Ａ〜１２Ｄを一体化すると、各モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄ同士の間や前記上位コントローラとの間の通信用ケーブル、ハーネス類、コネクタを共通化できるので、駆動装置のコンパクト化、低コスト化が可能となる。
【００４２】
図７は、各モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄのインバータ制御部１２Ａ〜１２Ｄを一体化した図６の構成において、さらに各インバータ制御部１２Ａ〜１２Ｄの演算部２２を１つのもので共有化した例をブロック図で示す。このように各インバータ制御部１２Ａ〜１２Ｄの演算部２２を１つのもので共有化することにより、インホイールモータ部３Ａ〜３Ｄ、モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄの状態（回転数、電流値、温度等）の情報を、通信を使用せずに簡単に共有化することができる。
【００４３】
このように各インバータ制御部１２Ａ〜１２Ｄの演算部２２を１つのもので共有化して一体化した場合に、複数のモータ駆動装置４Ａ〜４Ｄのインバータ制御部１２Ａ〜１２Ｄは、インバータ部１３の駆動素子１５をＰＷＭ方式で駆動させる制御方式とし、前記複数のモータ駆動装置４Ａ〜４Ｄは、互いにＰＷＭの周期が等しく、かつ駆動素子１５のオン・オフタイミングを互いにずらすのが良い。
例えば、各モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄのインバータ部１３の駆動素子１５のオンタイミングの中心が、ＰＷＭ周期をモータ駆動装置４Ａ〜４Ｄの個数で分割して等間隔になるようにずらすのが良い。オンタイミングの中心の代わりに、オンタイミングの開始が、ＰＷＭ周期をモータ駆動装置４Ａ〜４Ｄの個数で分割して等間隔になるようにずらしても良い。
【００４４】
具体的には、２輪駆動の場合に、モータ駆動装置４は、インバータ部１３の駆動素子１５のオン・オフタイミングを、互いにＰＷＭ周期で１８０度ずらすのが良い。
４輪駆動の場合は、モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄは、インバータ部１２Ａ〜１２Ｄの駆動素子のオン・オフタイミングを、互いにＰＷＭ周期で９０度ずらすのが良い。
８輪駆動の場合は、モータ駆動装置４は、インバータ部１２の駆動素子１５のオン・オフタイミングを、互いにＰＷＭ周期で４５度ずらすのが良い。
【００４５】
図８にはモータ駆動時の電圧電流波形を示す。図２，図３，図６，図７のインバータ制御部１２，１２Ａ〜１２Ｄは、ＰＷＭ制御によりインバータ部１３の駆動素子１５をオンオフさせて正弦波状の電流を、インホイールモータ部３Ａ〜３Ｄのモータ１７におけるステータ１７ａのコイルに流す。
図９にはモータ駆動装置４Ａとモータ駆動装置４Ｂの駆動素子１５のオン（ＯＮ）タイミングを示す。図９（Ａ）は、モータ駆動装置４Ａとモータ駆動装置４Ｂの各オン動作時間の中心を基準に等間隔になるようにタイミングを決定している。図９（Ｂ）は、各オン動作の開始を基準にして等間隔になるようにタイミングを決定している。図７のように演算部２２を共有化することで、複数のモータ駆動装置４Ａ〜４Ｄの駆動素子オンタイミングを容易に制御できるため、このようにタイミングをずらすことが出来る。また、図９（Ａ），（Ｂ）のようにモータ駆動装置４Ａとモータ駆動装置４Ｂを等間隔でずらすことにより、共有化した平滑コンデンサＣからのリップル電流のピーク値を低減させることが出来、平滑コンデンサの小型化が可能となる。
【００４６】
図９（Ｃ）は、例えば４輪駆動の場合、４つのインホイールモータ部３Ａ〜３Ｄを独立に駆動するために４つのモータ駆動装置４Ａ〜４Ｄが設置された場合を示している。この例では、ＰＷＭ制御の１周期を４分割し、９０度の間隔に各駆動装置のオン動作時間の中心が来るように制御している。このため、低負荷時にはバッテリーから瞬間的に大電流を供給しなくてもよく、電流が平滑化される。４輪駆動に限ったことではなく、駆動モータの個数によってタイミングは決定される。
【００４７】
図１０〜図１２は、この発明の他の実施形態を示す。インホイールモータ駆動には、効率向上のため昇圧回路を用いて、バッテリの電源電圧を上昇させる場合がある。この実施形態では、図１に示した先の実施形態におけるインホイールモータ車両の駆動装置において、図１０に概略図で示す構成部品の配置構成例のように、同一ケース７内に、４つのモータ駆動装置４Ａ〜４Ｄに加えて昇圧部２５を配置している。図１１は、モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄに昇圧部２５を加えた回路構成の概略図を示す。この場合、モータ駆動装置本体部１０の平滑回路１１は、昇圧部２５の出力側に配置する。この昇圧部２３は、図１４にその回路構成を概略図で示すように、複数の駆動素子２７、リアクトル２８、および整流器２９からなる並列接続した複数（ここでは４つ）の昇圧回路と、これらの各昇圧回路をオン・オフ制御する１つの昇圧用制御部２６とで構成され、バッテリ部から供給されて来る電源電圧を上昇させる。なお、図１４においては、簡略化のために、図１１におけるバッテリ部（バッテリ５とバッテリコントローラユニット６）を直流電源の符号で表し、図１１における各モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄと各インホイールモータ部３Ａ〜３Ｄの部分をコンデンサと負荷とで表している。その他の構成は、図１に示した先の実施形態の場合と同様である。
【００４８】
図１２は、前記ケース７内における各モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄの本体部１０と、冷却器１４と、昇圧部２５の配置構成の一例を正面図で示す。この配置構成例では、モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄの本体部１０の全てを、それらのインバータ部１３が各モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄに共用される１つの冷却器１４の冷却面に近接した位置となるように、冷却器１４の片側に配置し、昇圧部２５を前記冷却器１４のモータ駆動装置本体部配置側とは反対の片側の冷却面に配置している。
【００４９】
このほか、各モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄの本体部１０の被冷却部（主としてインバータ部１３）を冷却器１４の冷却面に効率良く配置できるのであれば、各モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄの本体部１０のうちのいくつかを、冷却器１４の昇圧部２５が配置される片側の冷却面に配置しても良い。
【００５０】
図１３は、各モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄの本体部１０の全てを１つの冷却器１４の片側に配置した図１２の配置構成例において、各モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄのインバータ制御部１２Ａ〜１２Ｄを一体化した例を正面図で示す。この場合にも、先の実施形態において図７で示したように、各インバータ制御部１２Ａ〜１２Ｄの演算部２２を共有化しても良い。また、昇圧部２５の昇圧用制御部２６（図１４）を、各モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄの制御部１０と共に一体化しても良い。さらには、昇圧用制御部２６が備える第２の演算部４６と、各モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄの制御部１０の演算部２２とを、１つの演算部で共用するようにしても良い。
【００５１】
図１４に示す昇圧部２５の回路構成例では、昇圧回路を４回路並列接続した場合を示しているが、昇圧回路は２回路以上であれば良い。このように、昇圧部２５を、並列接続された複数の昇圧回路と、各昇圧回路を構成する複数の駆動素子２７をオン・オフ制御する１つの昇圧用制御部２６で構成することで、図１５（Ａ）に示すように、昇圧用制御部２６における各駆動素子２７に対応する出力部２６ａ〜２６ｄからのオン・オフタイミング信号を互いにずらすことができ、これによりモータ駆動装置４Ａ〜４Ｄの入力側の平滑回路１１を構成するコンデンサへ流れるリップル電流を同図（Ｃ）のように低減できる。リップル電流を低減できることから、平滑回路１１を構成するコンデンサのサイズを低減できる。また、リアクトル２８を複数にすることで、リアクトル２８の小型化も可能になる。その結果、駆動装置の小型化、低コスト化が可能となる。
【００５２】
この実施形態の前記昇圧部２５と比較するために、一般的な昇圧部の回路構成を図２７に示す。この従来の昇圧部４５では、各１つの駆動素子３７、リアクトル３８、および整流器３９により昇圧回路が１回路構成されている。この回路構成では、駆動素子３７のオン・オフタイミングによって、駆動素子３７に流れる電流と整流器３９に流れる電流とが切り換わるため、モータ駆動装置の入力側の平滑回路４１を構成するコンデンサに流れる電流は、図２８に示すように断続的な電流波形となる。
【００５３】
この実施形態では、前記のようにインバータ制御部１２の第１の演算部２２と、昇圧用制御部２６の第２の演算部４６とを一体化させてあり、前記昇圧部２５の昇圧用制御部２６は、複数の駆動素子２７をＰＷＭ方式で駆動し、これら複数の駆動素子２７のＰＷＭの周期を等しくし、各駆動素子２７のオン・オフタイミングをずらす。
このように演算部を一体化させた場合に、昇圧部の複数の駆動素子のオン・オフタイミングをずらせても、平滑回路へのリップル電流を低減することが可能となる。
【００５４】
昇圧部２５の複数の駆動素子２７のオン・オフタイミングをずらせる場合に、前記昇圧部２５の昇圧用制御部２６は、各駆動素子２７のオン・オフタイミングの中心が、ＰＷＭ周期を駆動素子２７の個数で分割して等間隔になるようにずらすようにしても良い。
オン・オフタイミングの中心ではなく、オン・オフタイミングの開始をずらせるようにしても良い。すなわち、前記昇圧部２５の昇圧用制御部２６は、各駆動素子２７のオン・オフタイミングの開始が、ＰＷＭ周期を駆動素子２７の個数で分割して等間隔になるようにずらすものとしても良い。
【００５５】
昇圧部２５の複数の駆動素子２７のオン・オフタイミングをずらせる場合に、前記昇圧部２７の昇圧用制御部２６は、複数の駆動素子２７の全てのオンタイミングが重畳しないように制御しても良い。
【００５６】
前記インバータ制御部１２と、前記昇圧部２５の前記昇圧用制御部２６を、それぞれ複数のモータ駆動装置４Ａ〜４Ｄの間で少なくとも一部が共有されるように一体化した場合に、前記昇圧部２５の昇圧用制御部２６は、駆動素子２７をＰＷＭ方式で駆動し、複数の駆動素子２７のＰＷＭの周期を可変としても良い。
この場合に、前記昇圧部２５の昇圧用制御部２６は、複数の駆動素子２７を全て同じ周期で駆動するようにしても良い。
【００５７】
また、前記昇圧部２５の昇圧用制御部２６は、ＰＷＭのオンとオフの割合を固定にして、ＰＷＭの周期を可変としても良い。
この場合に、前記昇圧部２５の昇圧用制御部２６は、複数の駆動素子２７のＰＷＭのオンの割合が、ＰＷＭ周期を複数の駆動素子２７の個数で分割した間隔になるように固定し、各駆動素子２７のオンタイミングが重ならないようにずらすものであっても良い。
また、前記昇圧部２５の昇圧用制御部２６は、複数の駆動素子２７のＰＷＭのオフの割合が、ＰＷＭ周期を複数の駆動素子２７の個数で分割した間隔になるように固定し、各駆動素子２７のオンタイミングが重ならないようにずらすものであっても良い。
【００５８】
また、前記昇圧部２５は１つの昇圧用制御部２６に対して、複数の駆動素子２７および複数のリアクトル２８を有するものであっても良い。前記昇圧部２５は、複数の駆動素子２７の作動開始時間および作動停止時間がそれぞれ異なるように駆動させても良い。
昇圧部２５が複数のリアクトル２８を持ち、各リアクトル２８への電流印加のタイミングをずらすことにより、平滑回路のリップル電流を低減でき、平滑回路のコンデンサを小型化できる。リアクトル２８を複数にすることで、リアクトル２８の小型化も可能である。これらにより、より一層、インホイールモータ車両の駆動装置を小型化、軽量化、低コスト化できる。
【００５９】
前記昇圧部２５は複数の駆動素子２７の作動開始時間の間隔を一定としても良い。前記昇圧部２５は複数の駆動素子の作動時間が重畳しないようにしても良い。これによってもリップル電流を低減できる。
【００６０】
図１６では各駆動素子２７のオン時間Ｄ１を広げた場合を示しており、供給電流を可変することができる。昇圧部２５では図示しないが、図１４の負荷の両端にかかる電圧を監視し、ＰＷＭのオン時間（デューティ）を可変させることで、負荷に応じて出力電圧が決定される。
複数の駆動素子２７の出力電流のタイミングがずれることによって、リップル電流を低減できるため、各駆動素子２７のオン作動タイミングを等間隔にすることが効率がよい。 図１７では、各オン動作時間の中心を基準に等間隔になるようにタイミングを決定している。図１８では、各オン動作時間の開始を基準に等間隔になるようにタイミングを決定している。
【００６１】
また、複数の駆動素子２７が全て同時にＯＮしないように制御する。全ての駆動素子２７が同時にオンすると、オフ時間が重ならなくなってしまうために、昇圧部２５の出力電流が断続的になりリップル電流が増大してしまう。
【００６２】
図１９では駆動素子２７のオンタイミングと電流波形を示している。図１９は複数の駆動素子２７の内、常に１つがオンした状態となった場合である。この場合、回路の入力電流が連続的になるため、バッテリーから供給される電流の脈動を低減することができる。また、図１５，図１６に見られるような出力電流のひずみも低減される。
図２０は、駆動素子２７のオフタイミングが重ならずかつ断続的な電流にならないように、駆動素子２７の内常に１つがオフした状態となった場合である。この場合、図からもわかるように出力電流のリップルが最も小さくなる。
また、リップル電流の小さい図１９もしくは図２０のオン・オフの割合でタイミングを固定し、ＰＷＭの周期を可変することで、出力電流を制御することができる。
【００６３】
図２１は、図２０の周期を２分の１にしたものである。１回のパルス幅が短くなるため周期を短くすると出力電流が低下する。逆に周期を長くすると出力電流が増加する。
ここで、周期を可変する場合、オン・オフの割合は図１９もしくは図２０に限定したものではない。周期の可変とオン・オフの割合の可変を組み合わせることも可能である。例えば、周期可変範囲を可聴帯域以上に設定し、周期の上限値から更に出力を上げる場合は、オン動作時間の割合を増やす、または周期設定の最小値において出力が大きい場合は、オン動作時間の割合を下げるといった動作である。
【００６４】
また、昇圧回路２５に使用される整流器２９（図１４参照）は、駆動素子２７のオフ時に順方向（図１４で左から右）に通電している状態から駆動素子２７がオン状態になり、瞬時に逆電圧が印加されると、逆回復電流（整流器の右から左）が流れる。この逆回復電流はノイズ発生源であるため、防止するためには、駆動素子２７がオンするタイミングに整流器の順方向の通電がなければよい。図１５と図１６の整流器電流波形で説明する。図１５は駆動素子２７がＯＮする前にリアクトルのエネルギーが消費され整流器２９は通電していない。図１６は整流器２９に通電中に駆動素子２７がオンしている。駆動素子２７のオンのタイミングで整流器電流が瞬時にゼロになっている。ここでは図示していないが、図１６では駆動素子２７のオンのタイミングで、瞬時逆向きの電流が流れる。つまり、駆動素子７をオンするタイミングで順方向の通電が終了するようにオン・オフのタイミングを制御しておき、周期を可変することで出力電圧を制御する設定でも良い。
【００６５】
図２２は、前記昇圧部２５の他の回路構成例を示す。この回路構成例では、リアクトル２８と整流器２９とでなり互いに並列接続された複数の昇圧回路に対して並列に、これらのリアクトル２８を介さずに電源からの電流をモータ駆動装置４Ａ〜４Ｄへ供給するバイパス経路３０を接続している。このバイパス経路３０は整流器からなる。
【００６６】
昇圧部２５では、インホイールモータの回転数に応じて昇圧電圧が決定される。つまり、回転数が予め定めた値より低い場合には、昇圧動作をしない。図２３に示したように、従来の昇圧部の回路構成では、昇圧動作をしない場合でも、電源からリアクトル３８を介して電流が供給される。リアクトル３８は数十〜数百ｍΩ程度の抵抗値を持ち、インホイールモータのように駆動電流が１００Ａ以上になる駆動条件では、この抵抗による損失も無視できない。そこで、図２２のようにバイパス経路３０を設けた場合、低回転運転時の損失を低減することができる。
【００６７】
なお、上記各実施形態では、図２３のように、インホイールモータ車両１が前左右輪および後左右輪にそれぞれインホイールモータ部３Ａ〜３Ｄを配置した４輪駆動の電気自動車または燃料電池車である場合（図１および図８と同じ）を例示し、各インホイールモータ部３Ａ〜３Ｄに対応する４つのモータ駆動装置４Ａ〜４Ｄを一箇所に集めて配置した。しかし、同じ４輪駆動の電気自動車や燃料電池車において、図２４のように、例えば前左右輪のインホイールモータ部３Ａ，３Ｂに対応する２つのモータ駆動装置４Ａ，４Ｂを車両前部の１箇所に集めて配置し、後左右輪のインホイールモータ部３Ｃ，３Ｄに対応する２つのモータ駆動装置４Ｃ，４Ｄを車両後部の一箇所に集めて配置しても良い。また、この発明は、インホイールモータ車両１が、図２５のような２輪駆動車、あるいは前左右輪および後左右輪のいずれか一方が内燃機関で駆動されるハイブリット車である場合（図２５では後左右輪にインホイールモータ部３Ｃ，３Ｄを配置した例を示す）にも、２つのインホイールモータ部３Ｃ，３Ｄに対応する２つのモータ駆動装置４Ｃ，４Ｄを一箇所に集めて配置することで適用できる。
【符号の説明】
【００６８】
１…インホイールモータ車両
２Ａ〜２Ｄ…車輪
３Ａ〜３Ｄ…インホイールモータ部
４Ａ〜４Ｄ…モータ駆動装置
７…ケース
１０…モータ駆動装置の本体部
１１…平滑回路
１２，１２Ａ〜１２Ｄ…インバータ制御部
１３…インバータ部
１４…冷却器
１５…駆動素子
２２…演算部
２５…昇圧部
２６…昇圧用制御部
２７…駆動素子
２８…リアクトル
２９…整流器
３０…バイパス経路
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の駆動輪のうち少なくとも２つの駆動輪にインホイールモータを配置した電気自動車、燃料電池車、ハイブリッド車等のインホイールモータ車両の駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の駆動輪のうち少なくとも２つの駆動輪にインホイールモータを配置した電気自動車，燃料電池車，ハイブリッド車等のインホイールモータ車両においては、インホイールモータを制御するために、インバータ部およびインバータ制御部からなるモータ駆動装置が必要である。図２９に、前左右輪３２Ａ，３２Ｂおよび後左右輪３２Ｃ，３２Ｄにそれぞれインホイールモータ部３３Ａ〜３３Ｄを配置した４輪駆動のインホイールモータ車両３１の従来例を示す。各インホイールモータ部３３Ａ〜３３Ｄに対応するモータ駆動装置３４Ａ〜３４Ｄは、各インホイールモータ部３３Ａ〜３３Ｄの直近の位置に分離して配置されている。各モータ駆動装置３４Ａ〜３４Ｄへは、バッテリ３５からバッテリコントロールユニット３６を経て直流電源が供給される。前記各モータ駆動装置３４Ａ〜３４Ｄには、駆動効率向上のために、別途、昇圧回路を設けて、バッテリ３５からの電源電圧を上昇させることもある。
【０００３】
従来、車両のモータ駆動装置におけるインバータ部を冷却する冷却器として、衝突時にエネルギー吸収できるものを設けた構成例が提案されている（特許文献１）。この構成例では、前記冷却器の片側にモータ駆動装置が配置され、もう片側に、平滑コンデンサとＤＣ／ＤＣコンバータが配置される。
【０００４】
また、車両のモータ駆動装置の他の従来例として、モータ駆動装置が備える複数の制御部を冷却器の両面に配置し、その冷却器として各制御部の発熱量の合計値よりも小さい能力のものを用いた構成例も提案されている（特許文献２）。この文献では、冷却器の両面に配置する制御部の具体例としてエアコンインバータとＤＣ／ＤＣコンバータが挙げられている。
【０００５】
さらに他の従来例として、部品配置板の上面に、モータ駆動装置の構成部品である各種インバータ部やコンデンサや高圧コンバータを配置し、その部品配置板の下面に、前記インバータ部に対応する制御部、高圧コンバータ用リアクトル、ＤＣ／ＤＣコンバータ、および低圧部品を配置した構成例が提案されている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−３０３７０４号公報
【特許文献２】特開平７−６７２１３号公報
【特許文献３】特開２００５−５７９２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、図２９の従来例のように、複数のモータ駆動装置３４Ａ〜３４Ｄや昇圧回路を載せるにはスペースも必要であり、重量の増加、コストアップの原因となる。
特許文献１に開示の構成例は、モータ駆動装置が１つの場合についてのものであり、インホイールモータ車両のように複数のモータ駆動装置を搭載した場合を想定していない。
【０００８】
特許文献２に開示の構成例では、冷却器の両面に複数の制御部を配置するが、制御部の具体例としてはエアコンインバータとＤＣ／ＤＣコンバータしか挙げられていない。複数の制御部の組み合わせ方によっては、もっと別の効果が得られることも期待できるが、この文献では、複数のモータ駆動装置や昇圧回路を持つインホイールモータ車両のような場合にまで言及されていない。
【０００９】
特許文献３に開示の構成例では、駆動装置のトータルとしての体積が小さくなる可能性はあるが、車両にまとまった大きな平面スペースが必要であり、配置できるスペースも限られ配置の自由度も少ない。また、部品配置板の上面にインバータ部を配置し、下面に制御部を配置するので、構成が複雑になる。
【００１０】
このように、インホイールモータ車両では、複数のモータ駆動装置や昇圧回路を搭載するので、そのためのスペースが必要であり、重量の増加、コストアップが懸念される。しかし、特許文献１〜３に開示の各構成例では、この問題を解決できない。
【００１１】
この発明の目的は、小型化、軽量化、および低コスト化が可能なインホイールモータ車両の駆動装置を提供することである。
この発明の他の目的は、インホイールモータを駆動する装置の小型化、軽量化、および低コスト化が可能なインホイールモータ車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明のインホイールモータ車両の駆動装置は、車両の複数の駆動輪のうち少なくとも２つの駆動輪にそれぞれ配置した複数のインホイールモータ部と、これら各インホイールモータ部をそれぞれ制御する複数のモータ駆動装置とを備え、前記モータ駆動装置が、平滑回路と、インバータ部と、このインバータ部を制御するインバータ制御部と、前記インバータ部を冷却する冷却器とを有するインホイールモータ車両の駆動装置において、前記複数のモータ駆動装置を同一ケース内に配置し、これら複数のモータ駆動装置の間で、これらモータ駆動装置の構成部品、およびこれらモータ駆動装置に付随する部品のいずれか一方または両方を互いに共有したことを特徴とする。
この構成によると、複数のモータ駆動装置を一箇所に集めて同一ケース内に配置したため、複数のモータ駆動装置の間で、構成部品や付随部品を互いに共有することが可能となる。例えば、平滑回路や冷却器を複数のモータ駆動装置で共有できる。また、複数のモータ駆動装置でインバータ制御部の演算部等を共有することも可能となる。このため、駆動装置の小型化、軽量化、および低コスト化が可能となる。
【００１３】
この発明において、電源からの供給電圧を昇圧する昇圧部を有し、これら昇圧部が、昇圧用制御部、駆動素子、リアクトル、および整流器からなり、この昇圧部を前記同一ケース内に配置しても良い。昇圧部を同一ケース内に配置することで、その冷却部を共有することができて、より小型化、軽量化、および低コスト化が可能となる。
【００１４】
前記同一ケース内に配置された複数のモータ駆動装置が、前記平滑回路として、１つの平滑回路を共有するものであっても良い。また、前記同一ケース内に配置された複数のモータ駆動装置が、前記冷却器として、１つの冷却器を共有するものであっても良い。同一ケース内に複数のモータ駆動装置が設けられているため、１つの平滑回路で複数のモータ駆動装置への電流の平滑化が行え、また１つの冷却器で複数のモータ駆動装置を冷却することができる。
【００１５】
前記冷却器が水冷方式であっても良い。水冷方式であると、空冷方式に比べて冷却効率が良い。水冷方式の場合、冷媒の循環系が必要であるが、複数のモータ駆動装置が同一ケース内に配置されているため、循環系によるコスト増が抑えられる。
【００１６】
この発明において、前記冷却器は互いに背向きとなる両面が冷却面であり、これら両面に前記モータ駆動装置の前記インバータ部およびインバータ制御部で構成される部分であるモータ駆動装置本体を配置して前記冷却器の両側にインバータ部を位置させても良い。 このように、各モータ駆動装置本体部を冷却器の両側に分けて配置する場合には、冷却器の小型化が可能となり、さらには冷却器の冷却効率も向上させることができる。その結果、駆動装置の小型化、軽量化、低コスト化が可能となる。
【００１７】
前記冷却器の一方の面側に、前記モータ駆動装置における前記冷却器を除く部分であるモータ駆動装置本体を配置して前記冷却器の一方の面側にインバータ部を位置させてもよい。
この場合に、前記各モータ駆動装置が、電源からの供給電圧を昇圧する昇圧部を有し、これら昇圧部が、昇圧用制御部、駆動素子、リアクトル、および整流器からなり、前記冷却器は互いに背向きとなる両面が冷却面であり、前記冷却器の前記インバータ部が配置された面の他方の面側に前記昇圧部を配置し、この昇圧部の駆動素子を前記他方の面側に位置させても良い。
これにより、冷却器の両側の冷却面を利用し、インバータと昇圧部の駆動素子の両方を効率的に冷却することができる。
【００１８】
この発明において、前記複数のモータ駆動装置の前記インバータ制御部を、互いに少なくとも一部が共有されるように一体化しても良い。例えば、前記インバータ制御部は第１の演算部を有し、第１の演算部を、前記複数のインバータ制御部が共有しても良い。
インバータ制御部を一体化することで、それらの通信用ケーブル、ハーネス類、コネクタ類を共通化して、コンパクト化、低コスト化が図れる。
【００１９】
また、前記各モータ駆動装置が、電源からの供給電圧を昇圧する昇圧部を有し、これら昇圧部が、昇圧用制御部、駆動素子、リアクトル、および整流器からなり、前記複数のモータ駆動装置は、前記インバータ制御部と、前記昇圧部の前記昇圧用制御部を、それぞれ複数のモータ駆動装置の間で少なくとも一部が共有されるように一体化しても良い。この場合に、前記昇圧用制御部は、第２の演算部を有し、前記インバータ制御部の第１の演算部と、前記昇圧用制御部の第２の演算部とを共有することで、前記インバータ制御部および前記昇圧用制御部をそれぞれ一体化させても良い。演算部を共有することで、モータ、モータ駆動装置の状態（回転数、電流値、温度等の状態）等の情報を、長い通信経路を使用せずに簡単に共有することができ、構成が簡素化される。
【００２０】
前記のように複数のモータ駆動装置の前記インバータ制御部を、互いに少なくとも一部が共有されるように一体化した場合に、前記複数のモータ駆動装置の前記インバータ制御部は、前記インバータ部の駆動素子をＰＷＭ（パルス幅変調）方式で駆動させる制御方式であり、前記複数のモータ駆動装置は、互いにＰＷＭの周期が等しく、かつ駆動素子のオン・オフタイミングを互いにずらすものとしても良い。
複数のモータ駆動装置のインバータ制御部を一体化した場合、駆動素子のオン・オフタイミングをずらすことで、平滑回路へのリップル電流を低減することが可能となる。演算部を共有化することで、複数のモータ駆動装置の駆動素子オンタイミングを容易に制御できるため、このようにタイミングをずらすことが出来る。
【００２１】
オン・オフタイミングをずらす場合に、前記複数のモータ駆動装置は、各モータ駆動装置のインバータ部の駆動素子のオンタイミングの中心が、ＰＷＭ周期をモータ駆動装置の個数で分割して等間隔になるようにずらしても良い。
また、前記複数のモータ駆動装置は、各モータ駆動装置のインバータ部の駆動素子オンタイミングの開始が、ＰＷＭ周期をモータ駆動装置の個数で分割して等間隔になるようにずらしても良い。
上記のように等間隔でずらすことにより、共有化した平滑コンデンサからのリップル電流のピーク値を低減させることが出来、平滑コンデンサの小型化が可能となる。
【００２２】
オン・オフタイミングをずらす場合に、２輪駆動では、前記モータ駆動装置は、インバータ部の駆動素子のオン・オフタイミングを、互いにＰＷＭ周期で１８０度ずらすのが良い。４輪駆動では、前記モータ駆動装置は、インバータ部の駆動素子のオン・オフタイミングを、互いにＰＷＭ周期で９０度ずらすが良い。８輪駆動では、前記モータ駆動装置は、インバータ部の駆動素子のオン・オフタイミングを、互いにＰＷＭ周期で４５度ずらすのが良い。
このように、４輪駆動では、ＰＷＭ制御の１周期を４分割し、９０度の間隔に各駆動装置のオン動作時間の中心が来るように制御する場合、低負荷時にはバッテリーから瞬間的に大電流を供給しなくてもよく、電流が平滑化される。上記と同様に、２輪駆動では１８０度、８輪駆動では４５度ずらせることで、低負荷時にはバッテリーから瞬間的に大電流を供給しなくてもよく、電流が平滑化される。
なお、上記２輪駆動、４輪駆動、８輪駆動は、車両として、インホイールモータ部を有する車輪の数がそれぞれ２輪、４輪、８輪である場合に限らず、駆動する車輪を切替え可能である場合には、２輪駆動、４輪駆動、および８輪駆動に切り替えた状態で、上記のずらし角度となるように制御するものであっても良い。
【００２３】
前記のようにインバータ制御部の第１の演算部と、昇圧用制御部の第２の演算部とを一体化させた場合に、前記昇圧部の昇圧用制御部は、複数の駆動素子をＰＷＭ方式で駆動し、これら複数の駆動素子のＰＷＭの周期を等しくし、各駆動素子のオン・オフタイミングをずらすものようにしても良い。
このように演算部を一体化させた場合に、昇圧部の複数の駆動素子のオン・オフタイミングをずらせても、平滑回路へのリップル電流を低減することが可能となる。
【００２４】
昇圧部の複数の駆動素子のオン・オフタイミングをずらせる場合に、前記昇圧部の昇圧用制御部は、各駆動素子のオン・オフタイミングの中心が、ＰＷＭ周期を駆動素子の個数で分割して等間隔になるようにずらすようにしても良い。
オン・オフタイミングの中心ではなく、オン・オフタイミングの開始をずらせるようにしても良い。すなわち、前記昇圧部の昇圧用制御部は、各駆動素子のオン・オフタイミングの開始が、ＰＷＭ周期を駆動素子の個数で分割して等間隔になるようにずらすものとしても良い。
【００２５】
昇圧部の複数の駆動素子のオン・オフタイミングをずらせる場合に、前記昇圧部の昇圧用制御部は、複数の駆動素子の全てのオンタイミングが重畳しないように制御しても良い。
【００２６】
前記インバータ制御部と、前記昇圧部の前記昇圧用制御部を、それぞれ複数のモータ駆動装置の間で少なくとも一部が共有されるように一体化した場合に、前記昇圧部の昇圧用制御部は、駆動素子をＰＷＭ方式で駆動し、複数の駆動素子のＰＷＭの周期を可変としても良い。
この場合に、前記昇圧部の昇圧用制御部は、複数の駆動素子を全て同じ周期で駆動するようにしても良い。
【００２７】
また、前記昇圧部の昇圧用制御部は、ＰＷＭのオンとオフの割合を固定にして、ＰＷＭの周期を可変としても良い。
この場合に、前記昇圧部の昇圧用制御部は、複数の駆動素子のＰＷＭのオンの割合が、ＰＷＭ周期を複数の駆動素子の個数で分割した間隔になるように固定し、各駆動素子のオンタイミングが重ならないようにずらすものであっても良い。
また、前記昇圧部の昇圧用制御部は、複数の駆動素子のＰＷＭのオフの割合が、ＰＷＭ周期を複数の駆動素子の個数で分割した間隔になるように固定し、各駆動素子のオンタイミングが重ならないようにずらすものであっても良い。
【００２８】
また、前記昇圧部は１つの昇圧用制御部に対して、複数の駆動素子および複数のリアクトルを有するものであっても良い。前記昇圧部は、複数の駆動素子の作動開始時間および作動停止時間がそれぞれ異なるように駆動させても良い。
昇圧部が複数のリアクトルを持ち、各リアクトルへの電流印加のタイミングをずらすことにより、平滑回路のリップル電流を低減でき、平滑回路のコンデンサを小型化できる。リアクトルを複数にすることで、リアクトルの小型化も可能である。これらにより、より一層、インホイールモータ車両の駆動装置を小型化、軽量化、低コスト化できる。
【００２９】
前記昇圧部は複数の駆動素子の作動開始時間の間隔を一定としても良い。前記昇圧部は複数の駆動素子の作動時間が重畳しないようにしても良い。これによってもリップル電流を低減できる。
【００３０】
また、前記のように、昇圧部は１つの昇圧用制御部に対して、複数の駆動素子および複数のリアクトルを有する場合に、前記リアクトルを介さずに電流を供給するバイパス経路を有するようにしても良い。昇圧部では、インホイールモータ部の回転数に応じて昇圧電圧が決定される。つまり、回転数が予め定めた値より低い場合には、昇圧動作をしない。昇圧部にバイパス経路がなければ、昇圧動作をしない場合でも、電源からリアクトルを介して電流が供給されるので、リアクトルの抵抗による損失を無視できない。そこで、昇圧部にバイパス経路を設けることにより、低回転運転時の損失を低減することができる。
【００３１】
この発明において、前記車両が、前左右車輪および後左右車輪のいずれか一方を前記インホイールモータ部で駆動する電気自動車または燃料電池車であっても良い。また、前記車両が、前左右車輪および後左右車輪のいずれか一方を前記インホイールモータ部で駆動し、他方を内燃機関で駆動するハイブリット車であっても良い。前記車両が、前左右車輪および後左右車輪の両方を前記インホイールモータ部で駆動する電気自動車または燃料電池車であっても良い。
この発明のインホイールモータ車両は、この発明のインホイールモータ車両の駆動装置を搭載したものであるため、インホイールモータを駆動する装置の小型化、軽量化、および低コスト化が可能となる。
【発明の効果】
【００３２】
この発明のインホイールモータ車両の駆動装置は、車両の複数の駆動輪のうち少なくとも２つの駆動輪にそれぞれ配置した複数のインホイールモータ部と、これら各インホイールモータ部をそれぞれ制御する複数のモータ駆動装置とを備え、前記モータ駆動装置が、平滑回路と、インバータ部と、このインバータ部を制御するインバータ制御部と、前記インバータ部を冷却する冷却器とを有するインホイールモータ車両の駆動装置において、前記複数のモータ駆動装置を同一ケース内に配置し、これら複数のモータ駆動装置の間で、これらモータ駆動装置の構成部品、およびこれらモータ駆動装置に付随する部品のいずれか一方または両方を互いに共有したため、小型化、軽量化、および低コスト化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】この発明の一実施形態にかかる駆動装置を搭載したインホイールモータ車両における構成部品の配置構成を示す概略図である。
【図２】同駆動装置におけるモータ駆動装置の回路構成例を示す概略図である。
【図３】同駆動装置におけるモータ駆動装置の他の回路構成例を示す概略図である。
【図４】同駆動装置における同一ケース内での複数のモータ駆動装置本体部と冷却器の配置構成の一例を示す正面図である。
【図５】同駆動装置における同一ケース内での複数のモータ駆動装置本体部と冷却器の配置構成の他の例を示す正面図である。
【図６】複数のモータ駆動装置の制御部を一体化した配置構成例を示すブロック図である。
【図７】複数のモータ駆動装置の制御部の演算部を１つのもので共有化した構成例を示すブロック図である。
【図８】同モータ駆動装置のモータ駆動時の電圧電流波形を示す波形図である。
【図９】（Ａ）は同モータ駆動装置のオンタイミングの一例、（Ｂ）はオンタイミングの他の例、（Ｂ）はオンタイミングのさらに他の例の波形図である。
【図１０】この発明の他の実施形態にかかる駆動装置を搭載したインホイールモータ車両における構成部品の配置構成を示す概略図である。
【図１１】同駆動装置におけるモータ駆動装置に昇圧部を加えた回路構成を示す概略図である。
【図１２】同駆動装置における同一ケース内での各モータ駆動装置本体部と冷却器と昇圧部の配置構成の一例を示す正面図である。
【図１３】同駆動装置における各モータ駆動装置の制御部を一体化した例を示す正面図である。
【図１４】同駆動装置における昇圧部の回路構成の一例を示す概略図である。
【図１５】（Ａ）は同昇圧部のオン動作のタイミング例の波形図、（Ｂ）はその整流器電流の波形図、（Ｃ）はそのコンデンサリップル電流の波形図である。
【図１６】（Ａ）は同昇圧部オン動作のオン時間を広げた場合のタイミング例の波形図、（Ｂ）はその整流器電流の波形図、（Ｃ）はそのコンデンサリップル電流の波形図である。
【図１７】同昇圧部のオン動作の他のタイミング例の波形図である。
【図１８】同昇圧部のオン動作のさらに他のタイミング例の波形図である。
【図１９】（Ａ）は同昇圧部のオン動作のさらに他のタイミング例の波形図、（Ｂ）はその整流器電流の波形図、（Ｃ）はそのコンデンサリップル電流の波形図である。
【図２０】（Ａ）は同昇圧部のオン動作のさらに他のタイミング例の波形図、（Ｂ）はその整流器電流の波形図、（Ｃ）はそのコンデンサリップル電流の波形図である。
【図２１】（Ａ）は同昇圧部のオン動作のさらに他のタイミング例の波形図、（Ｂ）はその整流器電流の波形図、（Ｃ）はそのコンデンサリップル電流の波形図である。
【図２２】同駆動装置における昇圧部の回路構成の他の例を示す概略図である。
【図２３】この発明が適用されるインホイールモータ車両の一例における構成部品の配置構成を示す概略図である。
【図２４】この発明が適用されるインホイールモータ車両の他の例における構成部品の配置構成を示す概略図である。
【図２５】この発明が適用されるインホイールモータ車両のさらに他の例における構成部品の配置構成を示す概略図である。
【図２６】モータ駆動装置の一般的な回路構成を示す概略図である。
【図２７】昇圧部の一般的な回路構成を示す概略図である。
【図２８】同昇圧部でのコンデンサリップル電流を示す波形図である。
【図２９】従来の駆動装置を搭載したインホイールモータ車両における構成部品の配置構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
この発明の一実施形態を図１ないし図７と共に説明する。図１は、この実施形態の駆動装置を搭載したインホイールモータ車両における構成部品の配置構成の概略図を示す。このインホイールモータ車両１は、駆動輪となる前左右輪２Ａ，２Ｂおよび後左右輪２Ｃ，２Ｄのそれぞれにインホイールモータ部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄを配置し、これらのインホイールモータ部３Ａ〜３Ｄで全車輪を駆動するようにしたものであり、例えば電気自動車または燃料電池車である。インホイールモータ部３Ａ〜３Ｄは、例えば、モータと、このモータの回転を減速する減速機と、車輪用軸受とで構成され、一部または全体が車輪２Ａ〜２Ｄ内に配置される。各インホイールモータ部３Ａ〜３Ｄに対応付けて４つのモータ駆動装置４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄが設けられ、これらのモータ駆動装置４Ａ〜４Ｄによって各インホイールモータ部３Ａ〜３Ｄの回転制御が行なわれる。各モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄへは、バッテリ５からバッテリコントロールユニット６を介して電源供給が行なわれる。
なお、上記各符号２Ａ〜２Ｄ，３Ａ〜３Ｄ，４Ａ〜４Ｄ等において、特に区別が必要でない場合は、数字に続くＡ〜Ｄの文字は、省略する場合がある。後に記載の各符号についても、特に区別が必要でない場合は数字に続くＡ〜Ｄの文字は、省略する場合がある。
【００３５】
４つのモータ駆動装置４Ａ〜４Ｄは１箇所に集められて、同一ケース７内に配置される。図２はモータ駆動装置４Ａ〜４Ｄの回路構成の概略図を示す。なお、同図において、前記バッテリ５およびバッテリコントロールユニット６は、簡略のためにバッテリ部として１つのブロックで示している。インホイールモータ部３Ａ〜３Ｄのモータ１７は、例えばＵＶＷの３相のコイルを有するステータ１７ａと、永久磁石で構成されるロータ１７ｂとでなる同期モータである。モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄは、平滑回路１１、インバータ制御部１２、およびインバータ部１３からなる本体部１０と、前記インバータ部１３を冷却する冷却器１４とを備える。ここでは、冷却器１４として水冷方式のものが用いられ、前記ケース７の外部には、冷媒を循環させるポンプや、冷媒を冷却するための冷却部（いずれも図示せず）が配置される。バッテリ部から供給されてくる直流電力は平滑回路１１で平滑化されて、インバータ部１３に入力される。モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄでは、インホイールモータ部３Ａ〜３Ｄの駆動の際に大電流を制御するため、入力段にコンデンサからなる平滑回路１１が必要となる。インバータ部１３は、スイッチングトランジスタ等の複数の駆動素子１５からなり、平滑回路１１を経て入力されて来る直流電力を、インバータ制御部１２による前記駆動素子１５の断続制御で三相交流電力に変換してインホイールモータ部３Ａ〜３Ｄに供給する。インバータ制御部１２では、インホイールモータ部３Ａ〜３Ｄにおいて位相検出器１６で検出されるモータロータ１７の回転位相に基づき、インバータ部１３の駆動素子１５の断続制御のタイミングが決められる。また、インバータ制御部１２は、各モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄ同士の通信、もしくは車両に配置され車両の各電装機器を統轄して制御する上位コントローラと通信する機能も有する。
【００３６】
図２では、各モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄの本体部１０の入力側にそれぞれ別々のコンデンサを設けて平滑回路１１としているが、図３のように、これらのモータ駆動装置４Ａ〜４Ｄの入力側にコンデンサを設けることで、各モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄに共用される１つの平滑回路１１を設けても良い。
【００３７】
図４は、前記ケース７内における各モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄの本体部１０と冷却器１４の配置構成の一例を正面図で示す。冷却器１４は、板状ないし薄箱状であり、互いに背向きとなる両面が冷却面１４ａとなる。この配置構成例では、モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄの本体部１０の全てを、それらのインバータ部１３が冷却器１４の冷却面に近接した位置となるように、１つの冷却器１４の片側に配置することで、１つの冷却器１４を各モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄに共用している。各モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄの本体部１０と平滑回路１１を構成するコンデンサＣとは、銅バー１８を介して接続される。
【００３８】
図４では、モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄの本体部１０の全てを、冷却器１４の片側に配置しているが、図５のように、それぞれのインバータ部１３が冷却器１４の冷却面に近接した位置となるように、１つの冷却器１４の両側に２個ずつ分けて各モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄの本体部１０を配置しても良い。
【００３９】
なお、従来のインホイールモータ車両の駆動装置では、図２９のように、各インホイールモータ部３３Ａ〜３３Ｄに対応するモータ駆動装置３４Ａ〜３４Ｄを、各インホイールモータ部３３Ａ〜３３Ｄごとに、その直近の位置または直近の車内に互いに分離して配置しているので、図２６のようにモータ駆動装置３４Ａ〜３４Ｄごとに個別に平滑回路４１を設ける必要があった。
これに対して、この実施形態のインホイールモータ車両１の駆動装置では、全てのモータ駆動装置４Ａ〜４Ｄを一箇所に集めて同一ケース７内に配置したため、１つの平滑回路１１を全てのモータ駆動装置４Ａ〜４Ｄに共用する構成が可能となる。また、図４や図５の配置構成例のように、全てのモータ駆動装置４Ａ〜４Ｄの本体部１０を１つの冷却器１４に搭載することが可能となるので、１つの冷却器１４を共用して各モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄのインバータ部１３を冷却することができる。図５のように、モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄの各本体部１０を冷却器１４の両側に分けて配置する場合には、冷却器１４の小型化が可能となり、さらには冷却器１４の冷却効率も向上させることができる。その結果、駆動装置の小型化、軽量化、低コスト化が可能となる。
【００４０】
図６は、各モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄの本体部１０を１つの冷却器１４の片側に配置した図４の配置構成例において、各モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄのインバータ制御部１２Ａ〜１２Ｄを一体化した例をブロック図で示す。インバータ制御部１２Ａ〜１２Ｄは、マイクロコンピュータや電子回路等からなる。各インバータ制御部１２Ａ〜１２Ｄは、それぞれ第１の演算部２２、センサ回路２３、駆動素子用プリドライバ回路２４からなる。演算部２２は、インバータ部１３における駆動素子１５のオン・オフタイミングを決定し、対応するインホイールモータ部３Ａ〜３Ｄでのモータトルクもしくは回転数を制御する機能、フェールセーフ機能、通信機構、温度監視機能等を担当する。センサ回路２３は、対応するインホイールモータ部３Ａ〜３Ｄに取付けられたレゾルバ等の位相検出器１６の信号から回転角を演算する。駆動素子用プリドライバ回路２４は、演算部２２からの指令に応じてインバータ部１３における駆動素子１５のオン・オフを制御する。
【００４１】
各モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄのインバータ制御部１２Ａ〜１２Ｄは、先述したように各モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄ同士の通信、もしくは車両に配置され車両の各電装機器を統轄して制御する上位コントローラと通信する機能を有する。図６のように、各モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄのインバータ制御部１２Ａ〜１２Ｄを一体化すると、各モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄ同士の間や前記上位コントローラとの間の通信用ケーブル、ハーネス類、コネクタを共通化できるので、駆動装置のコンパクト化、低コスト化が可能となる。
【００４２】
図７は、各モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄのインバータ制御部１２Ａ〜１２Ｄを一体化した図６の構成において、さらに各インバータ制御部１２Ａ〜１２Ｄの演算部２２を１つのもので共有化した例をブロック図で示す。このように各インバータ制御部１２Ａ〜１２Ｄの演算部２２を１つのもので共有化することにより、インホイールモータ部３Ａ〜３Ｄ、モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄの状態（回転数、電流値、温度等）の情報を、通信を使用せずに簡単に共有化することができる。
【００４３】
このように各インバータ制御部１２Ａ〜１２Ｄの演算部２２を１つのもので共有化して一体化した場合に、複数のモータ駆動装置４Ａ〜４Ｄのインバータ制御部１２Ａ〜１２Ｄは、インバータ部１３の駆動素子１５をＰＷＭ方式で駆動させる制御方式とし、前記複数のモータ駆動装置４Ａ〜４Ｄは、互いにＰＷＭの周期が等しく、かつ駆動素子１５のオン・オフタイミングを互いにずらすのが良い。
例えば、各モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄのインバータ部１３の駆動素子１５のオンタイミングの中心が、ＰＷＭ周期をモータ駆動装置４Ａ〜４Ｄの個数で分割して等間隔になるようにずらすのが良い。オンタイミングの中心の代わりに、オンタイミングの開始が、ＰＷＭ周期をモータ駆動装置４Ａ〜４Ｄの個数で分割して等間隔になるようにずらしても良い。
【００４４】
具体的には、２輪駆動の場合に、モータ駆動装置４は、インバータ部１３の駆動素子１５のオン・オフタイミングを、互いにＰＷＭ周期で１８０度ずらすのが良い。
４輪駆動の場合は、モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄは、インバータ部１２Ａ〜１２Ｄの駆動素子のオン・オフタイミングを、互いにＰＷＭ周期で９０度ずらすのが良い。
８輪駆動の場合は、モータ駆動装置４は、インバータ部１２の駆動素子１５のオン・オフタイミングを、互いにＰＷＭ周期で４５度ずらすのが良い。
【００４５】
図８にはモータ駆動時の電圧電流波形を示す。図２，図３，図６，図７のインバータ制御部１２，１２Ａ〜１２Ｄは、ＰＷＭ制御によりインバータ部１３の駆動素子１５をオンオフさせて正弦波状の電流を、インホイールモータ部３Ａ〜３Ｄのモータ１７におけるステータ１７ａのコイルに流す。
図９にはモータ駆動装置４Ａとモータ駆動装置４Ｂの駆動素子１５のオン（ＯＮ）タイミングを示す。図９（Ａ）は、モータ駆動装置４Ａとモータ駆動装置４Ｂの各オン動作時間の中心を基準に等間隔になるようにタイミングを決定している。図９（Ｂ）は、各オン動作の開始を基準にして等間隔になるようにタイミングを決定している。図７のように演算部２２を共有化することで、複数のモータ駆動装置４Ａ〜４Ｄの駆動素子オンタイミングを容易に制御できるため、このようにタイミングをずらすことが出来る。また、図９（Ａ），（Ｂ）のようにモータ駆動装置４Ａとモータ駆動装置４Ｂを等間隔でずらすことにより、共有化した平滑コンデンサＣからのリップル電流のピーク値を低減させることが出来、平滑コンデンサの小型化が可能となる。
【００４６】
図９（Ｃ）は、例えば４輪駆動の場合、４つのインホイールモータ部３Ａ〜３Ｄを独立に駆動するために４つのモータ駆動装置４Ａ〜４Ｄが設置された場合を示している。この例では、ＰＷＭ制御の１周期を４分割し、９０度の間隔に各駆動装置のオン動作時間の中心が来るように制御している。このため、低負荷時にはバッテリーから瞬間的に大電流を供給しなくてもよく、電流が平滑化される。４輪駆動に限ったことではなく、駆動モータの個数によってタイミングは決定される。
【００４７】
図１０〜図１２は、この発明の他の実施形態を示す。インホイールモータ駆動には、効率向上のため昇圧回路を用いて、バッテリの電源電圧を上昇させる場合がある。この実施形態では、図１に示した先の実施形態におけるインホイールモータ車両の駆動装置において、図１０に概略図で示す構成部品の配置構成例のように、同一ケース７内に、４つのモータ駆動装置４Ａ〜４Ｄに加えて昇圧部２５を配置している。図１１は、モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄに昇圧部２５を加えた回路構成の概略図を示す。この場合、モータ駆動装置本体部１０の平滑回路１１は、昇圧部２５の出力側に配置する。この昇圧部２３は、図１４にその回路構成を概略図で示すように、複数の駆動素子２７、リアクトル２８、および整流器２９からなる並列接続した複数（ここでは４つ）の昇圧回路と、これらの各昇圧回路をオン・オフ制御する１つの昇圧用制御部２６とで構成され、バッテリ部から供給されて来る電源電圧を上昇させる。なお、図１４においては、簡略化のために、図１１におけるバッテリ部（バッテリ５とバッテリコントローラユニット６）を直流電源の符号で表し、図１１における各モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄと各インホイールモータ部３Ａ〜３Ｄの部分をコンデンサと負荷とで表している。その他の構成は、図１に示した先の実施形態の場合と同様である。
【００４８】
図１２は、前記ケース７内における各モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄの本体部１０と、冷却器１４と、昇圧部２５の配置構成の一例を正面図で示す。この配置構成例では、モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄの本体部１０の全てを、それらのインバータ部１３が各モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄに共用される１つの冷却器１４の冷却面に近接した位置となるように、冷却器１４の片側に配置し、昇圧部２５を前記冷却器１４のモータ駆動装置本体部配置側とは反対の片側の冷却面に配置している。
【００４９】
このほか、各モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄの本体部１０の被冷却部（主としてインバータ部１３）を冷却器１４の冷却面に効率良く配置できるのであれば、各モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄの本体部１０のうちのいくつかを、冷却器１４の昇圧部２５が配置される片側の冷却面に配置しても良い。
【００５０】
図１３は、各モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄの本体部１０の全てを１つの冷却器１４の片側に配置した図１２の配置構成例において、各モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄのインバータ制御部１２Ａ〜１２Ｄを一体化した例を正面図で示す。この場合にも、先の実施形態において図７で示したように、各インバータ制御部１２Ａ〜１２Ｄの演算部２２を共有化しても良い。また、昇圧部２５の昇圧用制御部２６（図１４）を、各モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄの制御部１０と共に一体化しても良い。さらには、昇圧用制御部２６が備える第２の演算部４６と、各モータ駆動装置４Ａ〜４Ｄの制御部１０の演算部２２とを、１つの演算部で共用するようにしても良い。
【００５１】
図１４に示す昇圧部２５の回路構成例では、昇圧回路を４回路並列接続した場合を示しているが、昇圧回路は２回路以上であれば良い。このように、昇圧部２５を、並列接続された複数の昇圧回路と、各昇圧回路を構成する複数の駆動素子２７をオン・オフ制御する１つの昇圧用制御部２６で構成することで、図１５（Ａ）に示すように、昇圧用制御部２６における各駆動素子２７に対応する出力部２６ａ〜２６ｄからのオン・オフタイミング信号を互いにずらすことができ、これによりモータ駆動装置４Ａ〜４Ｄの入力側の平滑回路１１を構成するコンデンサへ流れるリップル電流を同図（Ｃ）のように低減できる。リップル電流を低減できることから、平滑回路１１を構成するコンデンサのサイズを低減できる。また、リアクトル２８を複数にすることで、リアクトル２８の小型化も可能になる。その結果、駆動装置の小型化、低コスト化が可能となる。
【００５２】
この実施形態の前記昇圧部２５と比較するために、一般的な昇圧部の回路構成を図２７に示す。この従来の昇圧部４５では、各１つの駆動素子３７、リアクトル３８、および整流器３９により昇圧回路が１回路構成されている。この回路構成では、駆動素子３７のオン・オフタイミングによって、駆動素子３７に流れる電流と整流器３９に流れる電流とが切り換わるため、モータ駆動装置の入力側の平滑回路４１を構成するコンデンサに流れる電流は、図２８に示すように断続的な電流波形となる。
【００５３】
この実施形態では、前記のようにインバータ制御部１２の第１の演算部２２と、昇圧用制御部２６の第２の演算部４６とを一体化させてあり、前記昇圧部２５の昇圧用制御部２６は、複数の駆動素子２７をＰＷＭ方式で駆動し、これら複数の駆動素子２７のＰＷＭの周期を等しくし、各駆動素子２７のオン・オフタイミングをずらす。
このように演算部を一体化させた場合に、昇圧部の複数の駆動素子のオン・オフタイミングをずらせても、平滑回路へのリップル電流を低減することが可能となる。
【００５４】
昇圧部２５の複数の駆動素子２７のオン・オフタイミングをずらせる場合に、前記昇圧部２５の昇圧用制御部２６は、各駆動素子２７のオン・オフタイミングの中心が、ＰＷＭ周期を駆動素子２７の個数で分割して等間隔になるようにずらすようにしても良い。
オン・オフタイミングの中心ではなく、オン・オフタイミングの開始をずらせるようにしても良い。すなわち、前記昇圧部２５の昇圧用制御部２６は、各駆動素子２７のオン・オフタイミングの開始が、ＰＷＭ周期を駆動素子２７の個数で分割して等間隔になるようにずらすものとしても良い。
【００５５】
昇圧部２５の複数の駆動素子２７のオン・オフタイミングをずらせる場合に、前記昇圧部２７の昇圧用制御部２６は、複数の駆動素子２７の全てのオンタイミングが重畳しないように制御しても良い。
【００５６】
前記インバータ制御部１２と、前記昇圧部２５の前記昇圧用制御部２６を、それぞれ複数のモータ駆動装置４Ａ〜４Ｄの間で少なくとも一部が共有されるように一体化した場合に、前記昇圧部２５の昇圧用制御部２６は、駆動素子２７をＰＷＭ方式で駆動し、複数の駆動素子２７のＰＷＭの周期を可変としても良い。
この場合に、前記昇圧部２５の昇圧用制御部２６は、複数の駆動素子２７を全て同じ周期で駆動するようにしても良い。
【００５７】
また、前記昇圧部２５の昇圧用制御部２６は、ＰＷＭのオンとオフの割合を固定にして、ＰＷＭの周期を可変としても良い。
この場合に、前記昇圧部２５の昇圧用制御部２６は、複数の駆動素子２７のＰＷＭのオンの割合が、ＰＷＭ周期を複数の駆動素子２７の個数で分割した間隔になるように固定し、各駆動素子２７のオンタイミングが重ならないようにずらすものであっても良い。
また、前記昇圧部２５の昇圧用制御部２６は、複数の駆動素子２７のＰＷＭのオフの割合が、ＰＷＭ周期を複数の駆動素子２７の個数で分割した間隔になるように固定し、各駆動素子２７のオンタイミングが重ならないようにずらすものであっても良い。
【００５８】
また、前記昇圧部２５は１つの昇圧用制御部２６に対して、複数の駆動素子２７および複数のリアクトル２８を有するものであっても良い。前記昇圧部２５は、複数の駆動素子２７の作動開始時間および作動停止時間がそれぞれ異なるように駆動させても良い。
昇圧部２５が複数のリアクトル２８を持ち、各リアクトル２８への電流印加のタイミングをずらすことにより、平滑回路のリップル電流を低減でき、平滑回路のコンデンサを小型化できる。リアクトル２８を複数にすることで、リアクトル２８の小型化も可能である。これらにより、より一層、インホイールモータ車両の駆動装置を小型化、軽量化、低コスト化できる。
【００５９】
前記昇圧部２５は複数の駆動素子２７の作動開始時間の間隔を一定としても良い。前記昇圧部２５は複数の駆動素子の作動時間が重畳しないようにしても良い。これによってもリップル電流を低減できる。
【００６０】
図１６では各駆動素子２７のオン時間Ｄ１を広げた場合を示しており、供給電流を可変することができる。昇圧部２５では図示しないが、図１４の負荷の両端にかかる電圧を監視し、ＰＷＭのオン時間（デューティ）を可変させることで、負荷に応じて出力電圧が決定される。
複数の駆動素子２７の出力電流のタイミングがずれることによって、リップル電流を低減できるため、各駆動素子２７のオン作動タイミングを等間隔にすることが効率がよい。 図１７では、各オン動作時間の中心を基準に等間隔になるようにタイミングを決定している。図１８では、各オン動作時間の開始を基準に等間隔になるようにタイミングを決定している。
【００６１】
また、複数の駆動素子２７が全て同時にＯＮしないように制御する。全ての駆動素子２７が同時にオンすると、オフ時間が重ならなくなってしまうために、昇圧部２５の出力電流が断続的になりリップル電流が増大してしまう。
【００６２】
図１９では駆動素子２７のオンタイミングと電流波形を示している。図１９は複数の駆動素子２７の内、常に１つがオンした状態となった場合である。この場合、回路の入力電流が連続的になるため、バッテリーから供給される電流の脈動を低減することができる。また、図１５，図１６に見られるような出力電流のひずみも低減される。
図２０は、駆動素子２７のオフタイミングが重ならずかつ断続的な電流にならないように、駆動素子２７の内常に１つがオフした状態となった場合である。この場合、図からもわかるように出力電流のリップルが最も小さくなる。
また、リップル電流の小さい図１９もしくは図２０のオン・オフの割合でタイミングを固定し、ＰＷＭの周期を可変することで、出力電流を制御することができる。
【００６３】
図２１は、図２０の周期を２分の１にしたものである。１回のパルス幅が短くなるため周期を短くすると出力電流が低下する。逆に周期を長くすると出力電流が増加する。
ここで、周期を可変する場合、オン・オフの割合は図１９もしくは図２０に限定したものではない。周期の可変とオン・オフの割合の可変を組み合わせることも可能である。例えば、周期可変範囲を可聴帯域以上に設定し、周期の上限値から更に出力を上げる場合は、オン動作時間の割合を増やす、または周期設定の最小値において出力が大きい場合は、オン動作時間の割合を下げるといった動作である。
【００６４】
また、昇圧回路２５に使用される整流器２９（図１４参照）は、駆動素子２７のオフ時に順方向（図１４で左から右）に通電している状態から駆動素子２７がオン状態になり、瞬時に逆電圧が印加されると、逆回復電流（整流器の右から左）が流れる。この逆回復電流はノイズ発生源であるため、防止するためには、駆動素子２７がオンするタイミングに整流器の順方向の通電がなければよい。図１５と図１６の整流器電流波形で説明する。図１５は駆動素子２７がＯＮする前にリアクトルのエネルギーが消費され整流器２９は通電していない。図１６は整流器２９に通電中に駆動素子２７がオンしている。駆動素子２７のオンのタイミングで整流器電流が瞬時にゼロになっている。ここでは図示していないが、図１６では駆動素子２７のオンのタイミングで、瞬時逆向きの電流が流れる。つまり、駆動素子７をオンするタイミングで順方向の通電が終了するようにオン・オフのタイミングを制御しておき、周期を可変することで出力電圧を制御する設定でも良い。
【００６５】
図２２は、前記昇圧部２５の他の回路構成例を示す。この回路構成例では、リアクトル２８と整流器２９とでなり互いに並列接続された複数の昇圧回路に対して並列に、これらのリアクトル２８を介さずに電源からの電流をモータ駆動装置４Ａ〜４Ｄへ供給するバイパス経路３０を接続している。このバイパス経路３０は整流器からなる。
【００６６】
昇圧部２５では、インホイールモータの回転数に応じて昇圧電圧が決定される。つまり、回転数が予め定めた値より低い場合には、昇圧動作をしない。図２３に示したように、従来の昇圧部の回路構成では、昇圧動作をしない場合でも、電源からリアクトル３８を介して電流が供給される。リアクトル３８は数十〜数百ｍΩ程度の抵抗値を持ち、インホイールモータのように駆動電流が１００Ａ以上になる駆動条件では、この抵抗による損失も無視できない。そこで、図２２のようにバイパス経路３０を設けた場合、低回転運転時の損失を低減することができる。
【００６７】
なお、上記各実施形態では、図２３のように、インホイールモータ車両１が前左右輪および後左右輪にそれぞれインホイールモータ部３Ａ〜３Ｄを配置した４輪駆動の電気自動車または燃料電池車である場合（図１および図８と同じ）を例示し、各インホイールモータ部３Ａ〜３Ｄに対応する４つのモータ駆動装置４Ａ〜４Ｄを一箇所に集めて配置した。しかし、同じ４輪駆動の電気自動車や燃料電池車において、図２４のように、例えば前左右輪のインホイールモータ部３Ａ，３Ｂに対応する２つのモータ駆動装置４Ａ，４Ｂを車両前部の１箇所に集めて配置し、後左右輪のインホイールモータ部３Ｃ，３Ｄに対応する２つのモータ駆動装置４Ｃ，４Ｄを車両後部の一箇所に集めて配置しても良い。また、この発明は、インホイールモータ車両１が、図２５のような２輪駆動車、あるいは前左右輪および後左右輪のいずれか一方が内燃機関で駆動されるハイブリット車である場合（図２５では後左右輪にインホイールモータ部３Ｃ，３Ｄを配置した例を示す）にも、２つのインホイールモータ部３Ｃ，３Ｄに対応する２つのモータ駆動装置４Ｃ，４Ｄを一箇所に集めて配置することで適用できる。
【符号の説明】
【００６８】
１…インホイールモータ車両
２Ａ〜２Ｄ…車輪
３Ａ〜３Ｄ…インホイールモータ部
４Ａ〜４Ｄ…モータ駆動装置
７…ケース
１０…モータ駆動装置の本体部
１１…平滑回路
１２，１２Ａ〜１２Ｄ…インバータ制御部
１３…インバータ部
１４…冷却器
１５…駆動素子
２２…演算部
２５…昇圧部
２６…昇圧用制御部
２７…駆動素子
２８…リアクトル
２９…整流器
３０…バイパス経路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の複数の駆動輪のうち少なくとも２つの駆動輪にそれぞれ配置した複数のインホイールモータ部と、これら各インホイールモータ部をそれぞれ制御する複数のモータ駆動装置とを備え、前記モータ駆動装置が、平滑回路と、インバータ部と、このインバータ部を制御するインバータ制御部と、前記インバータ部を冷却する冷却器とを有するインホイールモータ車両の駆動装置において、
前記複数のモータ駆動装置を同一ケース内に配置し、これら複数のモータ駆動装置の間で、これらモータ駆動装置の構成部品、およびこれらモータ駆動装置に付随する部品のいずれか一方または両方を互いに共有したことを特徴とするインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項２】
請求項１において、電源からの供給電圧を昇圧する昇圧部を有し、これら昇圧部が、昇圧用制御部、駆動素子、リアクトル、および整流器からなり、この昇圧部を前記同一ケース内に配置したインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記同一ケース内に配置された複数のモータ駆動装置が、前記平滑回路として、１つの平滑回路を共有するインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記同一ケース内に配置された複数のモータ駆動装置が、前記冷却器として、１つの冷却器を共有するインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項５】
請求項４において、前記冷却器が水冷方式であるインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、前記冷却器は互いに背向きとなる両面が冷却面であり、これら両面に前記モータ駆動装置の前記インバータ部およびインバータ制御部で構成される部分であるモータ駆動装置本体を配置して前記冷却器の両側にインバータ部を位置させたインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、前記冷却器の一方の面側に、前記モータ駆動装置における前記冷却器を除く部分であるモータ駆動装置本体を配置して前記冷却器の一方の面側にインバータ部を位置させたインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項８】
請求項７において、前記各モータ駆動装置が、電源からの供給電圧を昇圧する昇圧部を有し、これら昇圧部が、昇圧用制御部、駆動素子、リアクトル、および整流器からなり、前記冷却器は互いに背向きとなる両面が冷却面であり、前記冷却器の前記インバータ部が配置された面の他方の面側に前記昇圧部を配置し、この昇圧部の駆動素子を前記他方の面側に位置させたインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか１項において、前記複数のモータ駆動装置の前記インバータ制御部を、互いに少なくとも一部が共有されるように一体化したインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項１０】
請求項９において、前記インバータ制御部は第１の演算部を有し、第１の演算部を、前記複数のインバータ制御部が共有するインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項１１】
請求項９または請求項１０において、前記各モータ駆動装置が、電源からの供給電圧を昇圧する昇圧部を有し、これら昇圧部が、昇圧用制御部、駆動素子、リアクトル、および整流器からなり、前記複数のモータ駆動装置は、前記インバータ制御部と、前記昇圧部の前記昇圧用制御部を、それぞれ複数のモータ駆動装置の間で少なくとも一部が共有されるように一体化したインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項１２】
請求項１１において、前記昇圧用制御部は、第２の演算部を有し、前記インバータ制御部の第１の演算部と、前記昇圧用制御部の第２の演算部とを共有することで、前記インバータ制御部および前記昇圧用制御部をそれぞれ一体化させたインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項１３】
請求項９ないし請求項１２のいずれか１項において、前記複数のモータ駆動装置の前記インバータ制御部は、前記インバータ部の駆動素子をＰＷＭ方式で駆動させる制御方式であり、前記複数のモータ駆動装置は、互いにＰＷＭの周期が等しく、かつ駆動素子のオン・オフタイミングを互いにずらすインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項１４】
請求項１３において、前記複数のモータ駆動装置は、各モータ駆動装置のインバータ部の駆動素子のオンタイミングの中心が、ＰＷＭ周期をモータ駆動装置の個数で分割して等間隔になるようにずらすインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項１５】
請求項１３において、前記複数のモータ駆動装置は、各モータ駆動装置のインバータ部の駆動素子オンタイミングの開始が、ＰＷＭ周期をモータ駆動装置の個数で分割して等間隔になるようにずらすことを特徴とする車両の駆動装置
【請求項１６】
請求項１３ないし請求項１５のいずれか１項において、２輪駆動の場合に、前記モータ駆動装置は、インバータ部の駆動素子のオン・オフタイミングを、互いにＰＷＭ周期で１８０度ずらすインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項１７】
請求項１３ないし請求項１５のいずれ１項において、４輪駆動の場合に、前記モータ駆動装置は、インバータ部の駆動素子のオン・オフタイミングを、互いにＰＷＭ周期で９０度ずらすインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項１８】
請求項１３ないし請求項１５のいずれ１項において、８輪駆動の場合に、前記モータ駆動装置は、インバータ部の駆動素子のオン・オフタイミングを、互いにＰＷＭ周期で４５度ずらすインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項１９】
請求項１２において、前記昇圧部は１つの昇圧用制御部に対して、複数の駆動素子および複数のリアクトルを有するインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項２０】
請求項１９において、前記昇圧部の昇圧用制御部は、複数の駆動素子をＰＷＭ方式で駆動し、これら複数の駆動素子のＰＷＭの周期を等しくし、各駆動素子のオン・オフタイミングをずらすインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項２１】
請求項２０において、前記昇圧部の昇圧用制御部は、各駆動素子のオン・オフタイミングの中心が、ＰＷＭ周期を駆動素子の個数で分割して等間隔になるようにずらすインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項２２】
請求項２０において、前記昇圧部の昇圧用制御部は、各駆動素子のオン・オフタイミングの開始が、ＰＷＭ周期を駆動素子の個数で分割して等間隔になるようにずらすインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項２３】
請求項１９ないし請求項２２のいずれか１項において、前記昇圧部の昇圧用制御部は、複数の駆動素子の全てのオンタイミングが重畳しないように制御するインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項２４】
請求項２０ないし請求項２３のいずれか１項において、前記昇圧部の昇圧用制御部は、複数の駆動素子のＰＷＭの周期を可変としたインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項２５】
請求項２４において、前記昇圧部の昇圧用制御部は、複数の駆動素子を全て同じ周期で駆動するインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項２６】
請求項２４または請求項２５において、前記昇圧部の昇圧用制御部は、ＰＷＭのオンとオフの割合を固定にして、ＰＷＭの周期を可変としたインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項２７】
請求項２６において、前記昇圧部の昇圧用制御部は、複数の駆動素子のＰＷＭのオンの割合が、ＰＷＭ周期を複数の駆動素子の個数で分割した間隔になるように固定し、各駆動素子のオンタイミングが重ならないようにずらすインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項２８】
請求項２６において、前記昇圧部の昇圧用制御部は、複数の駆動素子のＰＷＭのオフの割合が、ＰＷＭ周期を複数の駆動素子の個数で分割した間隔になるように固定し、各駆動素子のオンタイミングが重ならないようにずらすインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項２９】
請求項１９ないし請求項２８のいずれか１項において、前記リアクトルを介さずに電流を供給するバイパス経路を有するインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項３０】
請求項１ないし請求項２９のいずれか１項において、前記車両が、前左右車輪および後左右車輪のいずれか一方を前記インホイールモータ部で駆動する電気自動車または燃料電池車であるインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項３１】
請求項１ないし請求項２９のいずれか１項において、前記車両が、前左右車輪および後左右車輪のいずれか一方を前記インホイールモータ部で駆動し、他方を内燃機関で駆動するハイブリット車であるインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項３２】
請求項１ないし請求項２９のいずれか１項において、前記車両が、前左右車輪および後左右車輪の両方を前記インホイールモータ部で駆動する電気自動車または燃料電池車であるインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項１】
車両の複数の駆動輪のうち少なくとも２つの駆動輪にそれぞれ配置した複数のインホイールモータ部と、これら各インホイールモータ部をそれぞれ制御する複数のモータ駆動装置とを備え、前記モータ駆動装置が、平滑回路と、インバータ部と、このインバータ部を制御するインバータ制御部と、前記インバータ部を冷却する冷却器とを有するインホイールモータ車両の駆動装置において、
前記複数のモータ駆動装置を同一ケース内に配置し、これら複数のモータ駆動装置の間で、これらモータ駆動装置の構成部品、およびこれらモータ駆動装置に付随する部品のいずれか一方または両方を互いに共有したことを特徴とするインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項２】
請求項１において、電源からの供給電圧を昇圧する昇圧部を有し、これら昇圧部が、昇圧用制御部、駆動素子、リアクトル、および整流器からなり、この昇圧部を前記同一ケース内に配置したインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記同一ケース内に配置された複数のモータ駆動装置が、前記平滑回路として、１つの平滑回路を共有するインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記同一ケース内に配置された複数のモータ駆動装置が、前記冷却器として、１つの冷却器を共有するインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項５】
請求項４において、前記冷却器が水冷方式であるインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、前記冷却器は互いに背向きとなる両面が冷却面であり、これら両面に前記モータ駆動装置の前記インバータ部およびインバータ制御部で構成される部分であるモータ駆動装置本体を配置して前記冷却器の両側にインバータ部を位置させたインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、前記冷却器の一方の面側に、前記モータ駆動装置における前記冷却器を除く部分であるモータ駆動装置本体を配置して前記冷却器の一方の面側にインバータ部を位置させたインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項８】
請求項７において、前記各モータ駆動装置が、電源からの供給電圧を昇圧する昇圧部を有し、これら昇圧部が、昇圧用制御部、駆動素子、リアクトル、および整流器からなり、前記冷却器は互いに背向きとなる両面が冷却面であり、前記冷却器の前記インバータ部が配置された面の他方の面側に前記昇圧部を配置し、この昇圧部の駆動素子を前記他方の面側に位置させたインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか１項において、前記複数のモータ駆動装置の前記インバータ制御部を、互いに少なくとも一部が共有されるように一体化したインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項１０】
請求項９において、前記インバータ制御部は第１の演算部を有し、第１の演算部を、前記複数のインバータ制御部が共有するインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項１１】
請求項９または請求項１０において、前記各モータ駆動装置が、電源からの供給電圧を昇圧する昇圧部を有し、これら昇圧部が、昇圧用制御部、駆動素子、リアクトル、および整流器からなり、前記複数のモータ駆動装置は、前記インバータ制御部と、前記昇圧部の前記昇圧用制御部を、それぞれ複数のモータ駆動装置の間で少なくとも一部が共有されるように一体化したインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項１２】
請求項１１において、前記昇圧用制御部は、第２の演算部を有し、前記インバータ制御部の第１の演算部と、前記昇圧用制御部の第２の演算部とを共有することで、前記インバータ制御部および前記昇圧用制御部をそれぞれ一体化させたインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項１３】
請求項９ないし請求項１２のいずれか１項において、前記複数のモータ駆動装置の前記インバータ制御部は、前記インバータ部の駆動素子をＰＷＭ方式で駆動させる制御方式であり、前記複数のモータ駆動装置は、互いにＰＷＭの周期が等しく、かつ駆動素子のオン・オフタイミングを互いにずらすインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項１４】
請求項１３において、前記複数のモータ駆動装置は、各モータ駆動装置のインバータ部の駆動素子のオンタイミングの中心が、ＰＷＭ周期をモータ駆動装置の個数で分割して等間隔になるようにずらすインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項１５】
請求項１３において、前記複数のモータ駆動装置は、各モータ駆動装置のインバータ部の駆動素子オンタイミングの開始が、ＰＷＭ周期をモータ駆動装置の個数で分割して等間隔になるようにずらすことを特徴とする車両の駆動装置
【請求項１６】
請求項１３ないし請求項１５のいずれか１項において、２輪駆動の場合に、前記モータ駆動装置は、インバータ部の駆動素子のオン・オフタイミングを、互いにＰＷＭ周期で１８０度ずらすインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項１７】
請求項１３ないし請求項１５のいずれ１項において、４輪駆動の場合に、前記モータ駆動装置は、インバータ部の駆動素子のオン・オフタイミングを、互いにＰＷＭ周期で９０度ずらすインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項１８】
請求項１３ないし請求項１５のいずれ１項において、８輪駆動の場合に、前記モータ駆動装置は、インバータ部の駆動素子のオン・オフタイミングを、互いにＰＷＭ周期で４５度ずらすインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項１９】
請求項１２において、前記昇圧部は１つの昇圧用制御部に対して、複数の駆動素子および複数のリアクトルを有するインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項２０】
請求項１９において、前記昇圧部の昇圧用制御部は、複数の駆動素子をＰＷＭ方式で駆動し、これら複数の駆動素子のＰＷＭの周期を等しくし、各駆動素子のオン・オフタイミングをずらすインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項２１】
請求項２０において、前記昇圧部の昇圧用制御部は、各駆動素子のオン・オフタイミングの中心が、ＰＷＭ周期を駆動素子の個数で分割して等間隔になるようにずらすインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項２２】
請求項２０において、前記昇圧部の昇圧用制御部は、各駆動素子のオン・オフタイミングの開始が、ＰＷＭ周期を駆動素子の個数で分割して等間隔になるようにずらすインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項２３】
請求項１９ないし請求項２２のいずれか１項において、前記昇圧部の昇圧用制御部は、複数の駆動素子の全てのオンタイミングが重畳しないように制御するインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項２４】
請求項２０ないし請求項２３のいずれか１項において、前記昇圧部の昇圧用制御部は、複数の駆動素子のＰＷＭの周期を可変としたインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項２５】
請求項２４において、前記昇圧部の昇圧用制御部は、複数の駆動素子を全て同じ周期で駆動するインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項２６】
請求項２４または請求項２５において、前記昇圧部の昇圧用制御部は、ＰＷＭのオンとオフの割合を固定にして、ＰＷＭの周期を可変としたインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項２７】
請求項２６において、前記昇圧部の昇圧用制御部は、複数の駆動素子のＰＷＭのオンの割合が、ＰＷＭ周期を複数の駆動素子の個数で分割した間隔になるように固定し、各駆動素子のオンタイミングが重ならないようにずらすインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項２８】
請求項２６において、前記昇圧部の昇圧用制御部は、複数の駆動素子のＰＷＭのオフの割合が、ＰＷＭ周期を複数の駆動素子の個数で分割した間隔になるように固定し、各駆動素子のオンタイミングが重ならないようにずらすインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項２９】
請求項１９ないし請求項２８のいずれか１項において、前記リアクトルを介さずに電流を供給するバイパス経路を有するインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項３０】
請求項１ないし請求項２９のいずれか１項において、前記車両が、前左右車輪および後左右車輪のいずれか一方を前記インホイールモータ部で駆動する電気自動車または燃料電池車であるインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項３１】
請求項１ないし請求項２９のいずれか１項において、前記車両が、前左右車輪および後左右車輪のいずれか一方を前記インホイールモータ部で駆動し、他方を内燃機関で駆動するハイブリット車であるインホイールモータ車両の駆動装置。
【請求項３２】
請求項１ないし請求項２９のいずれか１項において、前記車両が、前左右車輪および後左右車輪の両方を前記インホイールモータ部で駆動する電気自動車または燃料電池車であるインホイールモータ車両の駆動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【公開番号】特開２０１２−１７６６３４（Ｐ２０１２−１７６６３４Ａ）
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３９２３１（Ｐ２０１１−３９２３１）
【出願日】平成２３年２月２５日（２０１１．２．２５）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２５日（２０１１．２．２５）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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