(57)【要約】【課題】機能安全を保障したとしても車両の駆動に関わる構成の大型化を抑えることのできる車両用駆動装置を提供する。【解決手段】車両駆動装置１は、前輪７の駆動源として同期モータ２と後輪１１の駆動源として誘導モータ３とを備えている。同期モータ２は、巻線が巻回されるステータと、永久磁石を有するロータからなる。また、誘導モータ３は、巻線が巻回されるステータと巻線が巻回される巻線形ロータからなる。そして、同期モータ２のステータと誘導モータ３のステータとに電力を供給するように接続される各１次側インバータ１５，１６と、誘導モータ３の巻線形ロータに電力を供給するように接続される２次側インバータ１７とを備えている。【選択図】図１
2016201953.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前後輪の駆動源として同期モータと誘導モータとを備えた車両用駆動装置において、
前記同期モータは、巻線が巻回される電機子巻線部と界磁を形成する界磁形成部を有するものであり、
前記誘導モータは、巻線が巻回される１次側巻線部と巻線が巻回される２次側巻線部を有するものであり、
前記同期モータの前記電機子巻線部と前記誘導モータの前記１次側巻線部とに電力を供給するように接続される複数の１次側電力供給部と、
前記誘導モータの前記２次側巻線部に電力を供給するように接続される２次側電力供給部と、
を備えることを特徴とする車両用駆動装置。
【請求項２】
前記同期モータの前記電機子巻線部及び前記誘導モータの前記１次側巻線部には、前記複数の１次側電力供給部のそれぞれに対応した巻線がそれぞれ巻回されており、
前記複数の１次側電力供給部が正常の場合、前記複数の１次側電力供給部から電力の供給がなされる一方、前記複数の１次側電力供給部のなかに異常の１次側電力供給部が含まれる場合、該異常の１次側電力供給部以外の１次側電力供給部から電力の供給がなされる請求項１に記載の車両用駆動装置。
【請求項３】
車両の走行状態に応じて前記同期モータの前記電機子巻線部への前記複数の１次側電力供給部からの電力の供給を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記同期モータへの前記複数の１次側電力供給部からの電力の供給に応じて前記誘導モータの前記１次側巻線部への前記複数の１次側電力供給部からの電力の供給量を調整する請求項１又は請求項２に記載の車両用駆動装置。
【請求項４】
前記同期モータは前後輪のうち前輪の駆動源であって車両の前方側に配置されるとともに、前記誘導モータは前後輪のうち後輪の駆動源であって車両の後方側に配置されてなり、
前記複数の１次側電力供給部は車両の前方側に配置されるとともに、前記２次側電力供給部は車両の後方側に配置されてなる請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の車両用駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、４輪を有する車両の全輪に駆動力を伝達する方法としては、特許文献１に記載のものが知られている。特許文献１には、主駆動輪の２輪をブラシレスモータ、所謂、同期モータ（同期電動機）で駆動させるとともに、副駆動輪の２輪を誘導モータ（誘導電動機）で駆動させることが開示されている。同期モータの駆動は、電力供給部となるモータ駆動回路によって制御される。そして、誘導モータの駆動は、同期モータの駆動だけでは駆動力が足りない場合、該誘導モータと上記モータ駆動回路との間がリレーにより電気的に繋がれることで制御される。すなわち、４輪全てに駆動力を伝達する際には、共通のモータ駆動回路によって、同期モータ及び誘導モータの駆動を制御するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３１９５１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に開示されるように、４輪を有する車両の全輪に駆動力を伝達するために電気的な構成を用いている場合、同期モータ、誘導モータ、モータ駆動回路のどれかが故障等してしまうと、車両の走行に支障をきたしてしまう。そこで、機能安全を保障すべく、例えば、モータ駆動回路を１系統ではなく予め２系統用意することによって、モータ駆動回路の故障等に対処可能にすることも行われている。ただし、この場合のモータ駆動回路としては、同期モータ及び誘導モータの駆動を制御するだけの容量（電力）に耐えうるそれなりの体格を有する。そのため、車両の駆動に関わる構成の大型化を抑えたいという要望があっても、その要望に応えることは容易ではなかった。
【０００５】
本発明は、上述の様な実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、機能安全を保障したとしても車両の駆動に関わる構成の大型化を抑えることのできる車両用駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する車両用駆動装置は、前後輪の駆動源として同期モータと誘導モータとを備えている。また、上記同期モータは、巻線が巻回される電機子巻線部と界磁を形成する界磁形成部を有するものであり、上記誘導モータは、巻線が巻回される１次側巻線部と巻線が巻回される２次側巻線部を有するものである。そして、同期モータの電機子巻線部と誘導モータの１次側巻線部とに電力を供給するように接続される複数の１次側電力供給部と、誘導モータの２次側巻線部に電力を供給するように接続される２次側電力供給部とを備えることとした。
【０００７】
上記構成によれば、１次側電力供給部の一つが故障した場合であっても、残った１次側電力供給部によって同期モータ（電機子巻線部）及び誘導モータ（１次側巻線部）に電力を供給し続けることができる。すなわち、一つの１次側電力供給部が故障しても、残った１次側電力供給部によりモータの駆動を継続でき、前後輪の駆動力を維持できるため機能安全を達成できる。
【０００８】
そして、誘導モータに巻線形誘導モータを用いる場合、１次側巻線部には１次側電力供給部から電力を供給するとともに、２次側巻線部には２次側電力供給部から電力を供給するように、電力の供給元を分けることができる。しかも、巻線形誘導モータの２次側巻線部に必要な電力は、誘導モータで必要な電力に対するすべりの割合程度（例えば、１割以下）にできる。そのため、２次側電力供給部を１次側電力供給部とは別に備えたとしても、巻線形誘導モータでないタイプで誘導モータ用に２次側電力供給部を備えないもので、別々に複数の１次側電力供給部を持つものよりも、その供給すべき電力（容量）を小さくすることができる。例えば、電力供給部に用いる半導体素子等もより小さいものを用いることができるようになり、１次側電力供給部それぞれの体格自体を小さくすることができる。したがって、機能安全を保障したとしても車両の駆動に関わる構成の大型化を抑えることができる。
【０００９】
また、上記車両用駆動装置において、同期モータの電機子巻線部及び誘導モータの１次側巻線部には、複数の１次側電力供給部のそれぞれに対応した巻線がそれぞれ巻回されており、複数の１次側電力供給部が正常の場合、複数の１次側電力供給部から電力の供給がなされる一方、複数の１次側電力供給のなかに異常の１次側電力供給部が含まれる場合、該異常の１次側電力供給部以外の１次側電力供給部から電力の供給がなされることが好ましい。
【００１０】
上記構成によれば、前後輪の駆動源には、複数の１次側電力供給部で同時に電力が供給される。そのため、複数の１次側電力供給部ひとつひとつから供給すべき電力（容量）は、電力の供給に供する１次側電力供給部を１つのみとして、冗長用にさらに１次側電力供給部を用意する場合に比べて小さくすることができる。これにより、電力の供給に供する１次側電力供給部を１つのみとした場合に比べて、少なくとも複数の１次側電力供給部ひとつひとつの体格の方が小さくなる。したがって、機能安全を保障したとしても車両の駆動に関わる構成の大型化を抑えることができる。
【００１１】
またさらに、複数の１次側電力供給部のなかに故障等がある場合、同期モータ及び誘導モータへの電力の供給の流れについては替えることなくそのままで機能安全が保障される。すなわち、故障等した１次側電力供給部があればその１次側電力供給部からの電力の供給を遮り開放するだけでよく、機械的な切り替え等を不要にすることができる。したがって、車両の駆動に関わる構成の大型化を抑える構成を簡素で、安価に実現することができる。
【００１２】
また、上記車両用駆動装置は、車両の走行状態に応じて同期モータの電機子巻線部への複数の１次側電力供給部からの電力の供給を制御する制御部を備え、制御部は、同期モータへの複数の１次側電力供給部からの電力の供給に応じて誘導モータの１次側巻線部への複数の１次側電力供給部からの電力の供給量を調整することが好ましい。
【００１３】
上記構成によれば、同期モータへの電力の供給が制御される場合、該同期モータへの電力の供給に応じて誘導モータへの電力の供給が調整される。これにより、同期モータと誘導モータとの間で、発生させるトルクを調整することができるようになり、車両の走行を好適に安定させることができる。
【００１４】
また、上記車両用駆動装置において、同期モータは前後輪のうち前輪の駆動源であって車両の前方側に配置されるとともに、誘導モータは前後輪のうち後輪の駆動源であって車両の後方側に配置されてなり、複数の１次側電力供給部は車両の前方側に配置されるとともに、２次側電力供給部は車両の後方側に配置されてなることが好ましい。
【００１５】
上記構成によれば、２次側電力供給部は後輪の駆動源である誘導モータに電力を供給するものであることから、誘導モータに近付けて車両の後方側に配置することで電力の供給の効率化を図ることができる。そして、上記構成のように２次側電力供給部の容量は、必要な電力に対するすべりの割合程度（例えば、１割以下）で済むことから、発熱についても比較的低く抑えられる。したがって、上記構成の２次側電力供給部の場合、冷却性能の観点で不利な車両の後方側に配置することができ、電力の供給の効率化を好適に図ることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、機能安全を保障したとしても車両の駆動に関わる構成の大型化を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】前後輪モータ駆動式の四輪駆動車の概略構成を示すブロック図。
【図２】同期モータについてその断面構造を示す断面図。
【図３】（ａ）は誘導モータについてその断面構造を示す断面図、（ｂ）は誘導モータについてその巻線形ロータの断面構造を示す拡大図。
【図４】車両用駆動装置についてその電気的構成を示すブロック図。
【図５】（ａ），（ｂ）は車両用駆動装置についてその冗長化の態様を示すブロック図。
【図６】インバータの容量について従来例と比較した結果を示す図。
【図７】各相コイルについてその巻き方の変形例を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、車両用駆動装置の一実施形態として、前後輪モータ駆動式の四輪駆動車に搭載される車両用駆動装置を例に挙げて説明する。はじめに、前後輪モータ駆動式の四輪駆動車の概略について説明する。
【００１９】
図１に示すように、本実施形態の車両Ａは、前後輪の駆動力を発生させる車両用駆動装置１を備える。車両用駆動装置１は、前輪駆動用の駆動源としての同期モータ２と、後輪駆動用の駆動源としての誘導モータ３とを備える。同期モータ２には、減速機４、デファレンシャルギア５（図中、「デフ」）、及びドライブシャフト６を介して左右の前輪７が連結される。誘導モータ３には、減速機８、デファレンシャルギア９（図中、「デフ」）、及びドライブシャフト１０を介して左右の後輪１１が連結される。すなわち、前輪７は、同期モータ２の動力により回転駆動する。そのため、同期モータ２は、前輪７に近付けるように車両Ａの前方側に配置される。また、後輪１１は、誘導モータ３の動力により回転駆動する。そのため、誘導モータ３は、後輪１１に近付けるように車両Ａの後方側に配置される。
【００２０】
また、車両用駆動装置１は、同期モータ２及び誘導モータ３の駆動を制御する制御部としての駆動力制御装置１３を備える。なお、車両Ａは、図示しないオルタネータにより発電される電力を蓄えることによって直流電源となる二次電池１２を搭載している。二次電池１２は、車両用駆動装置１の同期モータ２及び誘導モータ３の電源となる。
【００２１】
そして、車両用駆動装置１は、二次電池１２から同期モータ２（後述するステータ４０）及び誘導モータ３（後述するステータ７０）に電力を供給する１次側電力供給部の主構成たる１次側インバータ１４を備える。１次側インバータ１４は、複数系統（本実施形態では、２系統）のインバータからなり、Ａ系統１次側インバータ１５（図中、「１次Ａ」）及びＢ系統１次側インバータ１６（図中、「１次Ｂ」）を備える。１次側インバータ１４（各１次側インバータ１５，１６）は、同期モータ２に近付けるように車両Ａの前方側に配置される。
【００２２】
また、車両用駆動装置１は、二次電池１２から誘導モータ３（後述する巻線形ロータ６０）に電力を供給する２次側電力供給部の主構成たる２次側インバータ１７（図中、「２次」）を備える。２次側インバータ１７は、誘導モータ３に近付けるように車両Ａの後方側に配置される。
【００２３】
駆動力制御装置１３は、車両Ａに搭載されたセンサ１８によりアクセル開度や車速等の車両状態量を検出し、検出された車両状態量に基づき各１次側インバータ１５，１６、及び２次側インバータ１７を制御して二次電池１２から同期モータ２及び誘導モータ３への電力の供給を制御する。なお、センサ１８には、同期モータ２のモータ回転角を検出する回転角センサや、同期モータ２及び誘導モータ３に通電される電流値を検出するための電流センサ等が含まれる。すなわち、駆動力制御装置１３は、同期モータ２及び誘導モータ３を駆動させる。これにより、車両Ａの走行状態に応じて前輪７や後輪１１が回転駆動し、前輪駆動の走行性能や四輪駆動の走行性能を得ることができる。なお、本実施形態の車両用駆動装置１は、前輪７（主駆動輪）の駆動を主な駆動源とし、車両Ａの走行状態に応じて後輪１１（副駆動輪）の駆動によって走行を補助（アシスト）する。
【００２４】
次に、同期モータ２の構造について説明する。本実施形態の同期モータ２は三相ブラシレスモータである。
図２に示すように、同期モータ２は、減速機４に連結されて軸線ｍを中心に回転する出力軸２０と、出力軸２０の外周に一体的に取り付けられるロータ３０と、ロータ３０の外周に配置されるステータ４０とを備える。
【００２５】
ロータ３０は、円筒状のロータコア３１を備える界磁形成部である。ロータコア３１には、その外周に永久磁石が固定されていたり、その内部に複数の長方形板状に形成された永久磁石が埋め込まれていたりする。永久磁石は、ロータ３０の周方向に異なる極性（Ｎ極、Ｓ極）が交互に並んで配置される。こうした永久磁石は、同期モータ２が回転する際に磁界、すなわち界磁を形成する。ロータコア３１は、その軸方向に複数の電磁鋼板が積層されて構成される。ロータコア３１の中央孔３１ａには出力軸２０が嵌合される。
【００２６】
ステータ４０は、円環状のステータコア４１と、電機子としての各相コイル４２ｕ〜４２ｗ，４３ｕ〜４３ｗとを有する電機子巻線部である。ステータコア４１は、それぞれ分割された１２個のティース４４ａ〜４４ｌを有する。
【００２７】
ティース４４ａ〜４４ｌ（１２スロット）には、所定極数（例えば、１０極）をなすように、Ａ用各相コイル４２ｕ〜４２ｗ（図中、網掛けなし）と、Ｂ用各相コイル４３ｕ〜４３ｗ（図中、網掛け）とが巻回される。Ａ用各相コイル４２ｕ〜４２ｗの各相の巻線端部４２ａは、Ａ系統１次側インバータ１５に電気的に接続される。Ｂ用各相コイル４３ｕ〜４３ｗの各相の巻線端部４３ａは、Ｂ系統１次側インバータ１６に電気的に接続される。
【００２８】
ティース４４ａ〜４４ｌには、Ａ系統１次側インバータ１５に接続されるＡ用各相コイル４２ｕ〜４２ｗと、Ｂ系統１次側インバータ１６に接続されるＢ用各相コイル４３ｕ〜４３ｗとが交互に巻回される。なお、Ａ用コイルＵ相コイル４２ｕ及びＢ用Ｕ相コイル４３ｕが隣り合い、Ａ用Ｖ相コイル４２ｖ及びＢ用Ｖ相コイル４３ｖが隣り合い、Ａ用Ｗ相コイル４２ｗ及びＢ用Ｗ相コイル４３ｗが隣りあって配置される。
【００２９】
次に、誘導モータ３の構造について説明する。本実施形態の誘導モータ３は三相誘導モータであって、巻線形誘導電動機（巻線形誘導モータ）である。なお、本実施形態の車両Ａは、後輪１１の駆動を補助的な駆動源としていることから、同期モータ２と誘導モータ３とで発生させるトルク比は、同期モータ２の方が大きいこと（例えば、同期モータ２「３」に対して誘導モータ３「１」の割合）としている。そのため、誘導モータ３それ自体の体格は、同期モータ２の体格よりも小さい。なお、図３（ａ），（ｂ）では、誘導モータ３を便宜上図２の同期モータ２と同程度の大きさで現す。
【００３０】
図３（ａ），（ｂ）に示すように、誘導モータ３は、減速機８に連結されて軸線ｍを中心に回転する出力軸５０と、出力軸５０の外周に一体的に取り付けられる巻線形ロータ６０と、巻線形ロータ６０の外周に配置されるステータ７０とを備える。
【００３１】
巻線形ロータ６０は、円環状の巻線形ロータコア６１と、各相コイル６２ｕ〜６２ｗとを有する２次側巻線部である。巻線形ロータコア６１は、その軸方向に複数の電磁鋼板が積層されて構成される。巻線形ロータコア６１の中央孔６１ａには出力軸５０が嵌合される。
【００３２】
図３（ｂ）に示すように、巻線形ロータコア６１は、１２個のティース６３ａ〜６３ｌを有する。ティース６３ａ〜６３ｌ（１２スロット）には、所定極数（例えば、１０極）をなすように、２次側用各相コイル６２ｕ〜６２ｗが巻回される。２次側用各相コイル６２ｕ〜６２ｗの各相の巻線端部６２ａは、２次側インバータ１７に電気的に接続される。また、ティース４４ａ〜４４ｌには、２次側用各相コイル６２ｕ〜６２ｗが所定順に巻回される。なお、２次側用各相コイル６２ｕ〜６２ｗは、同相のコイルが２つずつ並んで配置される。
【００３３】
図３（ａ）に示すように、ステータ７０は、円環状のステータコア７１と、各相コイル７２ｕ〜７２ｗ，７３ｕ〜７３ｗとを有する１次側巻線部である。ステータコア７１は、それぞれ分割された１２個のティース７４ａ〜７４ｌを有する。ティース７４ａ〜７４ｌには、所定極数（例えば、１０極）をなすように、Ａ用各相コイル７２ｕ〜７２ｗ（図中、網掛けなし）と、Ｂ用各相コイル７３ｕ〜７３ｗ（図中、網掛け）とが同期モータ２のステータ４０同様の手法にて巻回される。Ａ用各相コイル７２ｕ〜７２ｗの各相の巻線端部７２ａは、Ａ系統１次側インバータ１５に電気的に接続される。Ｂ用各相コイル７３ｕ〜７３ｗの各相の巻線端部７３ａは、Ｂ系統１次側インバータ１６に電気的に接続される。
【００３４】
次に、同期モータ２及び誘導モータ３に電力を供給するための電気的構成について、説明する。
図４に示すように、Ａ系統１次側インバータ１５は、三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の交流電力を給電線８０ｕ〜８０ｗを介して同期モータ２のＡ用各相コイル４２ｕ〜４２ｗに供給する。なお、給電線８０ｕ〜８０ｗと各相の巻線端部４２ａとは、１次側電力供給部の一部をなすバスバー８１によって接続される。同じくＡ系統１次側インバータ１５は、三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の交流電力を給電線８２ｕ〜８２ｗを介して誘導モータ３のＡ用各相コイル７２ｕ〜７２ｗに供給する。なお、給電線８２ｕ〜８２ｗと各相の巻線端部７２ａとは、１次側電力供給部の一部をなすバスバー８３によって接続される。
【００３５】
また、Ｂ系統１次側インバータ１６は、三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の交流電力を給電線８４ｕ〜８４ｗを介して同期モータ２のＢ用各相コイル４３ｕ〜４３ｗに供給する。なお、給電線８４ｕ〜８４ｗと各相の巻線端部４３ａとは、１次側電力供給部の一部をなすバスバー８５によって接続される。同じくＢ系統１次側インバータ１６は、三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の交流電力を給電線８６ｕ〜８６ｗを介して誘導モータ３のＢ用各相コイル７３ｕ〜７３ｗに供給する。なお、給電線８６ｕ〜８６ｗと各相の巻線端部７３ａとは、１次側電力供給部の一部をなすバスバー８７によって接続される。
【００３６】
また、２次側インバータ１７は、三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の交流電力を給電線８８ｕ〜８８ｗを介して誘導モータ３の２次側用各相コイル６２ｕ〜６２ｗに供給する。なお、給電線８８ｕ〜８８ｗと各相の巻線端部６２ａとは、２次側電力供給部の一部をなすスリップリング８９ｕ〜８９ｗによって接続される。スリップリング８９ｕは、給電線８８ｕと２次側用Ｕ相コイル６２ｕとを接続する。スリップリング８９ｖは、給電線８８ｖと２次側用Ｖ相コイル６２ｖとを接続する。スリップリング８９ｗは、給電線８８ｗと２次側用Ｗ相コイル６２ｗとを接続する。
【００３７】
各インバータ１５〜１７は、トランジスタに分類されるスイッチング素子（本実施形態では、ＩＧＢＴ）としての複数のスイッチを有する。具体的に、各インバータ１５〜１７は、一対のスイッチ３組の直列回路を基本単位（スイッチングアーム）とし、各スイッチングアームを並列に接続してなる周知の三相インバータとして構成される。一対のスイッチの上流側は二次電池１２に接続されるとともに、一対のスイッチの下流側は基準電位点に接続される（接地される）。
【００３８】
各１次側インバータ１５，１６において、一対のスイッチの各接続点は、各給電線８０ｕ〜８０ｗ，８２ｕ〜８２ｗ，８４ｕ〜８４ｗ，８６ｕ〜８６ｗを介してそれぞれ同期モータ２又は誘導モータ３のＡ用各相コイル４２ｕ〜４２ｗ，７２ｕ〜７２ｗ又はＢ用各相コイル４３ｕ〜４３ｗ，７３ｕ〜７３ｗに接続される。また、２次側インバータ１７において、一対のスイッチの各接続点は、給電線８８ｕ〜８８ｗを介してそれぞれ誘導モータ３の２次側用各相コイル６２ｕ〜６２ｗに接続される。
【００３９】
なお、各インバータ１５〜１７は、駆動力制御装置１３から送信される駆動信号Ｓｃ１，Ｓｃ２に基づき各トランジスタがスイッチングされることにより、二次電池１２から供給される直流電力を三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の交流電力に変換する。変換された各相交流電力は各給電線８０ｕ〜８０ｗ，８２ｕ〜８２ｗ，８４ｕ〜８４ｗ，８６ｕ〜８６ｗ，８８ｕ〜８８ｗを介して各相コイル４２ｕ〜４２ｗ，４３ｕ〜４３ｗ，６２ｕ〜６２ｗ，７２ｕ〜７２ｗ，７３ｕ〜７３ｗにそれぞれ供給される。
【００４０】
各給電線８０ｕ〜８０ｗ，８２ｕ〜８２ｗ，８４ｕ〜８４ｗ，８６ｕ〜８６ｗ，８８ｕ〜８８ｗの途中には、同期モータ２及び誘導モータ３に通電される電流値ＩＡ，ＩＢ，ＩＡＡ，ＩＢＢ，ＩＣを検出するための電流センサ９０，９１，９２，９３，９４が設けられる。電流センサ９０，９１，９２，９３，９４は、駆動力制御装置１３に接続される。また、各給電線８４ｕ〜８４ｗ，８６ｕ〜８６ｗの途中には、各１次側インバータ１５，１６から誘導モータ３に通電される電流量を調整するレギュレータとして電流調整装置９５，９６が設けられる。なお、電流調整装置９５，９６は、抵抗値を変化させる等して電流量を調整する。
【００４１】
駆動力制御装置１３は、センサ１８から取り込むアクセル開度や車速等の車両状態量に基づき同期モータ２に発生させるモータトルク指令値を演算する。モータトルク指令値は、例えば、アクセル開度が大きくなるほど、また車速が大きくなるほど大きい値に設定される。駆動力制御装置１３は、駆動トルク指令値、電流センサ９０，９１により検出される電流値ＩＡ，ＩＢ、及びセンサ１８から取り込むモータ回転角に基づき駆動信号Ｓｃ１を生成する。なお、駆動力制御装置１３は、各１次側インバータ１５，１６で動作が同期するようにそれぞれに対して同一の駆動信号Ｓｃ１を生成する。これにより、各１次側インバータ１５，１６は、１次側インバータ１４、すなわち１台のインバータとして動作しているのと同じである。
【００４２】
本実施形態の誘導モータ３のステータ７０には、同期モータ２に供給される三相交流が各１次側インバータ１５，１６から分岐して供給される。これにより、誘導モータ３のステータ７０の中を一定の速度で回転する回転磁界が発生する。一方、誘導モータ３の巻線形ロータ６０は、車両Ａの走行中であればその時の走行状態に応じた回転速度で回転している。そして、誘導モータ３において、ステータ７０に発生している回転磁界に対する巻線形ロータ６０の回転速度の差（遅れ）が、所謂、すべり（本実施形態では、すべりが大きくても１０％程度）となってその差（遅れ）に応じたトルクが発生する。そして、本実施形態の誘導モータ３では、巻線形ロータ６０に２次側インバータ１７を接続して電力を供給するとともに、その時の電圧及び周波数を可変制御して巻線形ロータ６０の回転速度、すなわちモータのトルクが制御される（所謂、超同期セルビウス方式）。
【００４３】
そのため、駆動力制御装置１３は、センサ１８から取り込むアクセル開度や車速等の車両状態量に基づき誘導モータ３に発生させるモータトルク指令値を演算する。駆動力制御装置１３は、駆動トルク指令値、及び電流センサ９２，９３，９４により検出される電流値ＩＡＡ，ＩＢＢ，ＩＣに基づき電流調整装置９５，９６によって電流量を調整制御するとともに、巻線形ロータ６０に供給する電力の電圧及び周波数を調整制御する。この場合、駆動力制御装置１３は、２次側インバータ１７によって巻線形ロータ６０に供給すべき電力の電圧及び周波数に応じた駆動信号Ｓｃ２を生成する。
【００４４】
次に、本実施形態の車両用駆動装置１の作用及び効果を説明する。
（１）図５（ａ）に示すように、車両用駆動装置１の駆動力制御装置１３は、各１次側インバータ１５，１６のいずれにも異常がない正常時、これらで動作を同期させる。そのため、同期モータ２の各相コイル４２ｕ〜４２ｗ，４３ｕ〜４３ｗ（図中、網掛け）には、各１次側インバータ１５，１６から電力が同時に供給される。この場合、誘導モータ３の各相コイル７２ｕ〜７２ｗ，７３ｕ〜７３ｗ（図中、網掛け）には、各１次側インバータ１５，１６から電力が同時に供給される。
【００４５】
一方、図５（ｂ）に示すように、駆動力制御装置１３は、各１次側インバータ１５，１６のうちＡ系統１次側インバータ１５が故障等した異常時、その故障等したＡ系統１次側インバータ１５からの電力の供給を停止させ、Ａ系統を同期モータ２から切り離す。なお、駆動力制御装置１３は、電流センサ９０，９１により検出される電流値ＩＡ，ＩＢに基づき各１次側インバータ１５，１６の故障等を監視する。そのため、同期モータ２のＡ用各相コイル４２ｕ〜４２ｗ（図中、網掛けなし）への電力の供給が停止され、Ｂ用各相コイル４３ｕ〜４３ｗ（図中、網掛け）には、Ｂ系統１次側インバータ１６から電力が供給される。この場合、Ａ系統を誘導モータ３から切り離すことにより誘導モータ３のＡ用各相コイル７２ｕ〜７２ｗ（図中、網掛けなし）への電力の供給が停止され、Ｂ用各相コイル７３ｕ〜７３ｗ（図中、網掛け）には、Ｂ系統１次側インバータ１６から電力が供給される。この場合、同期モータ２及び誘導モータ３には、１次側インバータ１４から供給される電力は低下するものの３相分の電力が供給されることで、同期モータ２及び誘導モータ３の駆動を維持することができる。なお、Ｂ系統１次側インバータ１６が故障等した場合は、電力が停止される対象と電力が供給される対象とがＡ系統とＢ系統とで入れ替わるのみである。
【００４６】
そのため、本実施形態によれば、１次側インバータ１４の一つが故障した場合であっても、残った１次側インバータ１４によって同期モータ２及び誘導モータ３に電力を供給し続けることができる。すなわち、１次側インバータ１４の一つが故障しても、残った１次側インバータ１４により同期モータ２及び誘導モータ３の駆動を継続でき、前輪７及び後輪１１の駆動力を維持できるため機能安全を達成できる。
【００４７】
そして、誘導モータ３に巻線形誘導モータを用いる場合、ステータ７０には１次側インバータ１４から電力を供給するとともに、巻線形ロータ６０には２次側インバータ１７から電力を供給するように、電力の供給元を分けることができる。しかも、巻線形誘導モータの巻線形ロータ６０に必要な電力は、誘導モータ３で必要な電力に対するすべりの割合程度（本実施形態では、大きくても１０％程度）にできる。そのため、２次側インバータ１７を１次側インバータ１４とは別に備えたとしても、巻線形誘導モータでないタイプで誘導モータ用に２次側インバータを備えないもので、別々に複数の１次側インバータを持つものよりも、その供給すべき電力（容量）を小さくすることができる。すなわちこの場合、各１次側インバータ１５，１６に用いるスイッチング素子等もより小さいものを用いることができるようになり、各１次側インバータ１５，１６の体格自体を小さくすることができる。したがって、機能安全を保障したとしても車両用駆動装置１の大型化を抑えることができる。
【００４８】
（２）各１次側インバータ１５、１６が正常の場合、同期モータ２及び誘導モータ３（１次側）には、２つの各１次側インバータ１５，１６（１次側インバータ１４）で同時に電力が供給される。そのため、本実施形態の各１次側インバータ１５，１６ひとつひとつから供給すべき電力（容量）は、電力の供給に供する１次側インバータを１系統として、冗長用にさらに１系統用意する場合に比べて小さくすることができる。
【００４９】
例えば、図６に示すように、同期モータ２及び誘導モータ３に１次側インバータとして１００［ｋｗ］供給すべき場合、１次側インバータの冗長化を図ると、図中の従来例のごとく１００［ｋｗ］の容量の１次側インバータ１００と冗長用インバータ２００の２系統用意しなければいけない。その点、本実施形態では、図中の本実施形態のごとく５０［ｋｗ］の容量の各１次側インバータ１５，１６を２系統用意すれば済む。そのため、本実施形態では、冗長化を図ったとしても、従来例において冗長化を図らない場合の１系統分の容量にできる。
【００５０】
これを図６では視覚的に分かり易く示している。ここでは、便宜上、１００［ｋｗ］の容量の従来例の１次側インバータ１００の体格を５０［ｋｗ］の容量の本実施形態の各１次側インバータ１５，１６の体格の約２倍としているが、少なくとも５０［ｋｗ］の容量の各１次側インバータ１５，１６の体格の方が小さくなることは言及するまでもなく明らかである。また、本実施形態では、５０［ｋｗ］の容量の各１次側インバータ１５，１６の２系統の他、２次側インバータ１７を必要とする。しかし、２次側インバータ１７の容量は、１００［ｋｗ］の１割程度で済むことから５０［ｋｗ］の容量の各１次側インバータ１５，１６に比べても明らかに小さい。これにより、図中の従来例のごとく１００［ｋｗ］の容量の１次側インバータ１００と冗長用インバータ２００を２系統用意しなければいけない場合に比べては、全インバータの体格自体を明らかに小さくすることができる。したがって、機能安全を保障したとしても車両用駆動装置１の大型化を抑えることができる。
【００５１】
またさらに、各１次側インバータ１５，１６のいずれかに故障等がある場合、同期モータ２及び誘導モータ３への電力の供給の流れについては替えることなくそのままで機能安全が保障される。すなわち、各１次側インバータ１５，１６のうち故障等したインバータからの電力の供給を遮り開放する（インバータの上下アームをすべてＯＦＦにし停止させる）だけでよく、機械的な切り替え（例えば、リレー）等を不要にすることができる。したがって、車両用駆動装置１の大型化を抑える構成を簡素で、安価で実現することができる。
【００５２】
（３）同期モータ２への電力の供給が制御される場合、該同期モータ２への電力の供給に応じて誘導モータ３への電力の供給、すなわち各１次側インバータ１５，１６からの電流量や、２次側インバータ１７が供給する電力の電圧及び周波数が調整される。これにより、同期モータ２と誘導モータ３との間で、発生させるトルクを調整することができるようになり、車両Ａの走行を好適に安定させることができる。
【００５３】
（４）２次側インバータ１７は後輪１１の駆動源である誘導モータ３に電力を供給するものであることから、誘導モータ３に近付けて車両Ａの後方側に配置することで電力の供給の効率化を図ることができる。そして、本実施形態のように２次側インバータ１７の容量は、誘導モータ３で必要な電力に対して１割程度で済むことから、発熱についても比較的低く抑えられる。したがって、本実施形態の２次側インバータ１７の場合、冷却性能の観点で不利な車両Ａの後方側に配置することができ、電力の供給の効率化を好適に図ることができる。
【００５４】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・同期モータ２と誘導モータ３とで発生させるトルク比は、同一割合としてもよいし、誘導モータ３の方が高くなっていてもよい。例えば、誘導モータ３を前輪７の駆動源とする場合、誘導モータ３の方が同期モータ２よりもトルク比を高くすることとなる。その他、車両Ａは、後輪１１の駆動を主な駆動源とし、前輪７の駆動によって走行を補助（アシスト）するものであってもよく、この場合にも誘導モータ３の方が同期モータ２よりもトルク比を高くすることができる。
【００５５】
・各インバータ１５〜１７の配置は、変更してもよく、例えば、Ａ系統１次側インバータ１５とＢ系統１次側インバータ１６とを離間して配置してもよいし、２次側インバータ１７を１次側インバータ１４周辺、すなわち車両Ａの前方側に配置してもよいし、１次側インバータ１４を２次側インバータ１７周辺、すなわち車両Ａの後方側に配置してもよい。
【００５６】
・１次側インバータ１４としては、複数系統用意されていれば、３系統以上等に変更してもよい。
・電流調整装置９５，９６における電流量の調整方法は、任意に変更してもよく、例えば、電力の回生等を利用した調整方法も考えられる。
【００５７】
・電流調整装置９５，９６を備えていなくてもよい。なお、この場合であっても、２次側インバータ１７による誘導モータ３の巻線形ロータ６０の回転速度の制御を通じて誘導モータ３で発生させるトルクを制御することもできる。
【００５８】
・上記実施形態では、車両用駆動装置１の構成要素として、駆動力制御装置１３を含むように定義したが、駆動力制御装置１３等によって制御される対象のみを構成要素としてもよい。すなわち、車両用駆動装置１の構成要素として、同期モータ２、誘導モータ３、１次側インバータ１４（各１次側インバータ１５，１６）、及び２次側インバータ１７を少なくとも備えていればよい。
【００５９】
・駆動力制御装置１３は、各１次側インバータ１５，１６用と、２次側インバータ１７用とで、それぞれに対応した専用の制御装置を設けていてもよい。
・上記実施形態において、駆動力制御装置１３の配置は特に言及しなかったが、１次側インバータ１４周辺に配置してもよいし、２次側インバータ１７周辺に配置してもよい。
【００６０】
・各１次側インバータ１５，１６で動作の位相がずれていてもよい。例えば、回転磁界の回転方向に位置する系統の動作タイミングを、そのティース位置の電気角に応じた分の位相だけ遅らせることにより、回転磁界をなめらかに回転させることができる効果を奏する。また、Ａ系統１次側インバータ１５をプライマリとして使用するとともに、Ｂ系統１次側インバータ１６をセカンダリとして使用することもでき、この場合であっても少なくとも誘導モータ３を巻線形誘導モータ、且つ、電力の供給元を分けることができていれば（所謂、超同期セルビウス方式）、上記（１）の作用及び効果を奏しうる。
【００６１】
・図７に示すように、同期モータ２のステータ４０のティース４４ａ〜４４ｌでは、Ａ用各相コイル４２ｕ〜４２ｗ（図中、網掛けなし）が巻回される領域と、Ｂ用各相コイル４３ｕ〜４３ｗ（図中、網掛け）が巻回される領域とが半円ずつで配置されていてもよい。これは、誘導モータ３のステータ７０に適用してもよい。その他、同期モータ２のステータ４０及び誘導モータ３のステータ７０では、一のティースにＡ用、Ｂ用の各相コイルを同時に巻回する２層巻を採用してもよい。
【００６２】
・上記実施形態では、同期モータ２のステータ４０及び誘導モータ３のステータ７０（巻線形ロータ６０）として、１２スロット（例えば、１０極）をなすようにしたが、スロット数や極数はこれに限定されるわけではなく、１８スロット（例えば、１２極）をなすようにしてもよい。
【００６３】
・誘導モータ３の巻線形ロータ６０の各相コイル６２ｕ〜６２ｗに対しては、スリップリング８９ｕ〜８９ｗを設ける替わりに、無線送電によって電力を供給するようにしてもよい。
【００６４】
・各１次側インバータ１５，１６と、２次側インバータ１７とでは、異なる電源を割り当てるようにしてもよい。
・同期モータ２については、ロータ３０における界磁を形成する構成として、電磁石（コイル）を用いてもよい。
【００６５】
・前輪駆動を同期モータ２でだけで行うものに限定されず、エンジン（内燃機関）と同期モータ２を併用するものであってもよい。
・車両Ａの走行を補助（アシスト）する側の駆動源（上記実施形態では、誘導モータ３）については、対象となる車輪（上記実施形態では、後輪１１）との間にモータのトルクの伝達及び遮断を切り替えるクラッチ機構を介在させてもよい。例えば、上記実施形態であれば、クラッチ機構の切り替えを誘導モータ３の巻線形ロータ６０の回転速度の制御の一部を担わせることもできる。
【００６６】
次に、上記実施形態及びその変形例から把握できる技術的思想について追記する。
（イ）上記車両用駆動装置において、前記同期モータと前記誘導モータとで発生させるトルク比は、前記同期モータの方が高いこととしている。上記構成によれば、誘導モータに必要な電力それ自体を比較的小さくできる。これにより、２次側電力供給部を益々小さくすることができ、機能安全を保障したとしても車両の駆動に関わる構成の大型化を抑えることができる。
【符号の説明】
【００６７】
Ａ…車両、１…車両用駆動装置、２…同期モータ、３…誘導モータ、７…前輪、１１…後輪、１３…駆動力制御装置（制御部）、１４…１次側インバータ、１５…Ａ系統１次側インバータ（１次側電力供給部）、１６…Ｂ系統１次側インバータ（１次側電力供給部）、１７…２次側インバータ（２次側電力供給部）、３０…ロータ（界磁形成部）、４０…ステータ（電機子巻線部）、６０…巻線形ロータ（２次側巻線部）、７０…ステータ（１次側巻線部）、４２ｕ〜４２ｗ，４３ｕ〜４３ｗ…１次側用各相コイル（電機子）、７２ｕ〜７２ｗ，７３ｕ〜７３ｗ…１次側用各相コイル、６２ｕ〜６２ｗ…２次側用各相コイル、８１，８３，８５，８７…バスバー（１次側電力供給部）、８９ｕ〜８９ｗ…スリップリング（２次側電力供給部）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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