特開 2024-164734 車両用駆動システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024164734

(43)【公開日】2024-11-27

(54)【発明の名称】車両用駆動システム

(51)【国際特許分類】

   H02P 25/02 20160101AFI20241120BHJP

   B60L 15/20 20060101ALI20241120BHJP

   H02K 21/46 20060101ALI20241120BHJP

【ＦＩ】

H02P25/02

B60L15/20 J

H02K21/46

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023080425

(22)【出願日】2023-05-15

(71)【出願人】

【識別番号】000003137

【氏名又は名称】マツダ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100121728

【弁理士】

【氏名又は名称】井関 勝守

(74)【代理人】

【識別番号】100170896

【弁理士】

【氏名又は名称】寺薗 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100227695

【弁理士】

【氏名又は名称】有川 智章

(72)【発明者】

【氏名】米盛 敬

【テーマコード（参考）】

5H125

5H505

5H621

【Ｆターム（参考）】

5H125AA01

5H125AB01

5H125AC12

5H125BA00

5H125CA01

5H125EE42

5H125EE61

5H125FF01

5H505AA16

5H505CC04

5H505DD05

5H505DD08

5H505DD20

5H505EE07

5H505HB01

5H505JJ03

5H505JJ17

5H505LL22

5H505LL24

5H505LL38

5H505LL41

5H505LL45

5H621AA01

5H621HH01

5H621HH10

(57)【要約】

【課題】モータを走行駆動源とする車両において、運転者がモータの振動から運転状態を認識することが可能な車両用駆動システムを提供する。
【解決手段】ステータとロータとを有し、車両の駆動輪を駆動するモータを備える車両用駆動システムである。ステータは周方向に並ぶ複数の一次導体を有している。ロータは、径方向外側の部位で周方向に並ぶ複数の二次導体と、径方向内側の部位で周方向に並ぶ複数の永久磁石と、を有している。一次導体への電力供給を通じてステータに回転磁界を発生させ、モータの駆動態様を、二次導体に発生する誘導電流を用いてロータを回転させる非同期運転モードとするＥＣＵ等をさらに備えている。ＥＣＵ等は、非同期運転モードでは（Ｓ８）、ステータの極数を永久磁石の極数と異ならせる（Ｓ１０）ことで、モータに脈動を発生させるように構成されている。
【選択図】図１２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

円筒状のステータと、当該ステータ内に当該ステータの中心軸と同軸で回転可能に設けられた円筒状のロータと、を有し、当該ロータの回転により車両の駆動輪を駆動するモータを備える車両用駆動システムであって、
上記ステータは、軸方向に延び且つ周方向に並ぶ複数の一次導体を有し、
上記ロータは、径方向外側の部位で軸方向に延び且つ周方向に並ぶ複数の二次導体と、これら複数の二次導体よりも径方向内側の部位で軸方向に延び且つ周方向に並ぶ複数の永久磁石と、を有し、
上記一次導体への電力供給を通じて上記ステータに回転磁界を発生させるとともに、上記モータの駆動態様を、上記二次導体に発生する誘導電流を用いて上記ロータを回転させる非同期運転モードとすることが可能な制御部をさらに備え、
上記制御部は、上記非同期運転モードでは、上記ステータの極数を上記永久磁石の極数と異ならせることで、上記モータに脈動を発生させるように構成されていることを特徴とする車両用駆動システム。

【請求項2】

上記請求項１に記載の車両用駆動システムにおいて、
上記制御部は、運転者による運転操作に応じて、上記モータの脈動が変化するように、当該運転操作に基づいて、上記複数の一次導体を流れる電流の向きをそれぞれ変更して、電流が同じ向きに流れ且つ周方向に連続して並ぶ一次導体群の数を増減することで、上記ステータの極数を変更するように構成されていることを特徴とする車両用駆動システム。

【請求項3】

上記請求項１に記載の車両用駆動システムにおいて、
上記制御部は、自車両の周辺走行環境に応じて、上記モータの脈動が変化するように、当該周辺走行環境に基づいて、上記複数の一次導体を流れる電流の向きをそれぞれ変更して、電流が同じ向きに流れ且つ周方向に連続して並ぶ一次導体群の数を増減することで、上記ステータの極数を変更するように構成されていることを特徴とする車両用駆動システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両用駆動システムに関し、特に、モータを駆動源として走行する車両に適用される車両用駆動システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から、内燃機関（エンジン）を搭載せず、エンジンよりも低振動の電動機（モータ）を駆動源として走行する電気自動車が知られている。

【0003】

かかるモータとしては、ステータと、かご型ロータとを備えるＩＭモータ（非同期モータ）や、ステータと、永久磁石が埋め込まれたロータとを備えるＰＭモータ（同期モータ）が一般的であるが、例えば特許文献１には、ステータと、かご型ロータとを備え、かご型ロータの内部に永久磁石が埋め込まれたモータが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０００－１７８８４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、エンジンを搭載した車両では、燃焼等により発生するエンジンの振動が車室にも伝達されることが知られている。このようなエンジンの振動は、例えば、アイドル運転時やアクセルペダルの踏込み時などといったエンジンの運転状態の違いに応じて変化することから、かかる車室に伝達される振動からエンジンの運転状態を認識しているユーザ（運転者）も多い。

【0006】

これに対し、モータを駆動源とする電気自動車では、例えば、停車時にはモータは回転（振動）しておらず、また、走行時におけるモータの振動もエンジンに比べて小さいので、モータの振動が運転者に認知され難い。このため、エンジンを搭載した車両の運転に慣れた運転者が電気自動車の運転をすると、車室に伝達される振動から運転状態を認識することができないことに対して違和感を覚えるおそれがある。この点、上記特許文献１のものには、モータの振動については何ら記載されていない。

【0007】

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、モータを走行駆動源とする車両において、運転者がモータの振動から運転状態を認識することが可能な車両用駆動システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

前記目的を達成するため、本発明に係る車両用駆動システムでは、モータを回転駆動させる際に、脈動が発生し易い状態を作出するようにしている。

【0009】

具体的には、本発明は、円筒状のステータと、当該ステータ内に当該ステータの中心軸と同軸で回転可能に設けられた円筒状のロータと、を有し、当該ロータの回転により車両の駆動輪を駆動するモータを備える車両用駆動システムを対象としている。

【0010】

そして、この車両用駆動システムは、上記ステータは、軸方向に延び且つ周方向に並ぶ複数の一次導体を有し、上記ロータは、径方向外側の部位で軸方向に延び且つ周方向に並ぶ複数の二次導体と、これら複数の二次導体よりも径方向内側の部位で軸方向に延び且つ周方向に並ぶ複数の永久磁石と、を有し、上記一次導体への電力供給を通じて上記ステータに回転磁界を発生させるとともに、上記モータの駆動態様を、上記二次導体に発生する誘導電流を用いて上記ロータを回転させる非同期運転モードとすることが可能な制御部をさらに備え、上記制御部は、上記非同期運転モードでは、上記ステータの極数を上記永久磁石の極数と異ならせることで、上記モータに脈動を発生させるように構成されていることを特徴とするものである。

【0011】

この構成によれば、制御部は、非同期運転モードでは、ステータの極数を永久磁石の極数と異ならせることによって、脈動を発生させることから、車室に伝達されるモータの振動から運転者が運転状態を認識することが可能となる。

【0012】

また、上記車両用駆動システムでは、上記制御部は、運転者による運転操作に応じて、上記モータの脈動が変化するように、当該運転操作に基づいて、上記複数の一次導体を流れる電流の向きをそれぞれ変更して、電流が同じ向きに流れ且つ周方向に連続して並ぶ一次導体群の数を増減することで、上記ステータの極数を変更するように構成されていてもよい。

【0013】

この構成によれば、例えばアクセル操作等といった運転者による運転操作に基づいて、ステータ（モータ）の極数を変更することから、かかる運転操作の前後で、モータの脈動が変化するので、例えば自身が望む加速が行われていることを、車室に伝達されるモータの振動によって運転者に認識させることができる。

【0014】

さらに、上記車両用駆動システムでは、上記制御部は、自車両の周辺走行環境に応じて、上記モータの脈動が変化するように、当該周辺走行環境に基づいて、上記複数の一次導体を流れる電流の向きをそれぞれ変更して、電流が同じ向きに流れ且つ周方向に連続して並ぶ一次導体群の数を増減することで、上記ステータの極数を変更するように構成されていてもよい。

【0015】

この構成によれば、例えば、登坂時、旋回時、ワインディングロード走行時等といった自車両の周辺走行環境に基づいて、ステータ（モータ）の極数を変更することから、周辺走行環境の変化の前後で、モータの脈動が変化するので、例えば登坂のためにモータトルクが大きくなったこと等を、車室に伝達されるモータの振動によって運転者に認識させることができる。

【発明の効果】

【0016】

以上説明したように、本発明に係る車両用駆動システムによれば、モータを走行駆動源とする車両において、運転者がモータの振動から運転状態を認識することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の実施形態に係る車両用駆動システムが搭載された車両を模式的に示す平面図である。

【図2】車両用駆動システムを模式的に示すブロック図である。

【図3】バッテリの構成を模式的に示す図である。

【図4】モータを模式的に示す断面図である。

【図5】二次導体を模式的に示す斜視図である。

【図6】一次導体およびインバータを模式的に示す斜視図である。

【図7】インバータを模式的に示す正面図である。

【図8】６極のステータを模式的に説明する概念図である。

【図9】８極のステータを模式的に説明する概念図である。

【図10】非同期運転モードにおける、モータの回転原理を模式的に説明する図であり、同図（ａ）は低速域における８極のモータを示し、同図（ｂ）は高速域における４極のモータを示している。

【図11】非同期運転モードにおいて、ステータの極数と永久磁石の極数とを異ならせた場合における、モータの出力トルクを模式的に示す図である。

【図12】制御部が実行する制御の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。

【0019】

（電気自動車の全体構成）
図１は、本実施形態に係る車両用駆動システム１０が搭載された車両１を模式的に示す平面図である。なお、図１の、符号Ｆｗは車両前後方向前側を、また、符号Ｒｒは車両前後方向後側を、また、符号Ｒｈは車幅方向右側を、また、符号Ｌｆは車幅方向左側をそれぞれ示している。車両１は、図１に示すように、バッテリ２０と、インバータ３０と、モータ４０と、これらを制御する各種ＥＣＵ１１，１３，１５と、を備えている。これらバッテリ２０、インバータ３０、モータ４０および各種ＥＣＵ１１，１３，１５は、車両用駆動システム１０の要部を構成している。

【0020】

この車両１では、バッテリ２０から供給された直流電流が、インバータ３０で交流電流に変換されてモータ４０に供給されることで、モータ４０が回転駆動する。このように回転駆動したモータ４０で発生したトルクが、減速機５で減速されてドライブシャフト６に出力され、左右一対の駆動輪（前輪７）が回転駆動するとともに従動輪（後輪８）が連れ回されることで、車両１が走行するようになっている。つまり、車両１は、モータ４０を駆動源として走行する電気自動車として構成されている。それ故、以下では、車両１を「電気自動車１」とも称する。

【0021】

また、電気自動車１は、図１に示すように、シフター２と、ステアリングホイール３に設けられたパドルスイッチ７３と、を備えている。これらシフター２およびパドルスイッチ７３の操作に対応する信号は、ＥＣＵ１１に入力されるようになっている。この電気自動車１には、エンジン車両に通常搭載されている変速機が搭載されていないが、これらシフター２およびパドルスイッチ７３を運転者が操作することによって、モータ４０の特性が変化し、これにより、運転者の趣向を反映した「走り」を実現することが可能になっている。

【0022】

（車両用駆動システム）
図２は、車両用駆動システム１０を模式的に示す図である。この車両用駆動システム１０は、図２に示すように、ＥＣＵ１１と、モータＥＣＵ１３と、バッテリＥＣＵ１５と、バッテリ２０と、インバータ３０と、モータ４０と、例えばアクセル踏込み量やブレーキ踏込み量や電気自動車１の車速Ｖ等を検出する各種センサ（スイッチを含む）７０，７１，７２，７３，７４と、ＧＰＳ受信機７５と、を備えている。

【0023】

－ＥＣＵ－
ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）や、ＣＰＵが実行するプログラムおよびマップ等を予め記憶したＲＯＭ（Read Only Memory）や、ＣＰＵが必要に応じてデータを一時的に格納するＲＡＭ（Random Access Memory）や、電源が遮断されている間もデータを保持するバックアップＲＡＭや、入力出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されている。ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ、予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより各種制御を実行する。

【0024】

また、ＥＣＵ１１は、モータＥＣＵ１３およびバッテリＥＣＵ１５とＣＡＮ（Controller Area Network）通信線（図示せず）を介して接続されており、図２の破線矢印で示すように、相互に情報の交換を行うことが可能となっていて、モータＥＣＵ１３およびバッテリＥＣＵ１５を統合する役割を担っている。

【0025】

さらに、ＥＣＵ１１は、図２に示すように、アクセルペダルセンサ７０、ブレーキペダルセンサ７１、シフトポジションセンサ７２、パドルスイッチ７３、車速センサ７４およびＧＰＳ受信機７５と、電気的に接続されていて、これらの検出結果や各種情報がＥＣＵ１１に入力・送信されるようになっている。

【0026】

アクセルペダルセンサ７０は、アクセルペダル（図示せず）に取り付けられていて、アクセル踏込み量を検出し、検出したアクセル踏込み量を表す信号をＥＣＵ１１に出力するようになっている。なお、アクセルペダルセンサ７０は、アクセル踏込み変化量（単位時間当たりの変化量）を検出するように構成されていてもよい。

【0027】

ブレーキペダルセンサ７１は、ブレーキペダル（図示せず）に取り付けられていて、ブレーキ踏込み量を検出し、検出したブレーキ踏込み量を表す信号をＥＣＵ１１に出力するようになっている。なお、ブレーキペダルセンサ７１は、ブレーキ踏込み変化量（単位時間当たりの変化量）を検出するように構成されていてもよい。

【0028】

シフトポジションセンサ７２は、シフター２における各シフトポジションに設けられていて、シフトレバー２ａが、メインゲート２ｂに配置されたＰ（パーキング）レンジ、Ｒ（後進）レンジおよびＤ（ドライブ）レンジ、並びに、サブゲート２ｃに配置されたＭ（マニュアル）レンジのどこに位置しているかを検出して、ＥＣＵ１１に出力するようになっている。さらに、サブゲート２ｃはＭレンジを基準位置とする復帰式のゲートとなっている。シフトポジションセンサ７２は、運転者が行う、シフトレバー２ａを車両前後方向前側に動かす操作（プラス操作）、または、後側に動かす操作（マイナス操作）の回数に対応して、Ｄ－－、Ｄ－、Ｄ、Ｄ＋およびＤ＋＋の５段階の信号をＥＣＵ１１に出力するように構成されている。

【0029】

パドルスイッチ７３は、ステアリングホイール３の裏側（車両前後方向前側）に左右一対で設けられていて、それぞれ運転者が手前（車両前後方向後側）に引く操作を繰り返し行うことが可能な復帰式のスイッチとなっている。左右一対のパドルスイッチ７３は、運転者が行う、車幅方向右側のパドルスイッチ７３を手前に引く操作（プラス操作）、または、左側のパドルスイッチ７３を手前に引く操作（マイナス操作）の回数に対応して、Ｄ－－、Ｄ－、Ｄ、Ｄ＋およびＤ＋＋の５段階の信号をＥＣＵ１１に出力するように構成されている。

【0030】

ＥＣＵ１１のＲＯＭには、Ｄ－－、Ｄ－、Ｄ、Ｄ＋、Ｄ＋＋の順に大きくなるように設定されたモータ４０への要求トルクが記憶されていて、シフトレバー２ａまたはパドルスイッチ７３の操作で表される運転者の意思を反映したモータ４０の制御が、ＥＣＵ１１によって行われるようになっている。

【0031】

車速センサ７４は、駆動輪（前輪７）の車輪速などに基づいて、電気自動車１の車速Ｖを検出し、検出した車速Ｖを表す信号をＥＣＵ１１に出力するように構成されている。ＥＣＵ１１は、車速センサ７４によって検出された車速Ｖ等に基づいて、モータ４０の制御を行うように構成されている。

【0032】

ＧＰＳ受信機７５は、複数のＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からの電波を受信することにより、電気自動車１の位置（例えば、電気自動車１の緯度および経度）を測定し、その位置情報をＥＣＵ１１に送信する。ＥＣＵ１１は、ＧＰＳ受信機７５から受け取った位置情報と、例えばＲＯＭに記憶された地図データベース等と、に基づき、電気自動車１の周辺走行環境を取得（認識）するように構成されている。具体的には、ＥＣＵ１１は、電気自動車１が現在、平坦路を走行中か、登坂路を走行中か、降坂路を走行中か、旋回中か、ワインディングロードを走行中か、市街地を走行中か、といった情報を取得する。なお、電気自動車１が現在、登坂路を走行中か、降坂路を走行中か、といった情報を取得する場合には、これに限らず、路面勾配を検出する勾配センサ（図示せず）を用いてもよい。

【0033】

－バッテリ－
バッテリ２０は、電気的に接続された複数の電池モジュール２１（図３参照）が積層されて、電池ケース（図示せず）に収容された電池パックとして構成されている。各電池モジュール２１は、各々リチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池等から成る複数の電池セル（図示せず）を主要部として構成されている。より詳しくは、各電池モジュール２１は、絶縁体（図示せず）を間に挟むように、絶縁体と交互に積層された複数の電池セルを、電気的に接続してモジュール化したものとなっている。

【0034】

バッテリ２０には、図２に示すように、バッテリ２０の温度を検出するバッテリ温度センサ２５や、バッテリ２０の電圧を検出する電圧センサ２７や、バッテリ２０の充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）を検出するＳＯＣセンサ２９等が取り付けられている。これらバッテリ温度センサ２５、電圧センサ２７およびＳＯＣセンサ２９は、バッテリＥＣＵ１５と電気的に接続されていて、検出温度を表す信号、検出電圧を表す信号、充電状態を表す信号をそれぞれバッテリＥＣＵ１５に出力するように構成されている。

【0035】

－バッテリＥＣＵ－
バッテリＥＣＵ１５は、ＥＣＵ１１と同様に、例えばＣＰＵや、ＲＯＭや、ＲＡＭや、バックアップＲＡＭや、入力出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されている。ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより各種制御を実行する。

【0036】

バッテリＥＣＵ１５は、上述の如く、ＣＡＮ通信線を介してＥＣＵ１１と接続されており、バッテリ温度センサ２５から入力されたバッテリ２０の温度や、電圧センサ２７から入力されたバッテリ２０の電圧や、ＳＯＣセンサ２９から入力されたバッテリ２０の充電状態に関する信号をＥＣＵ１１に出力するように構成されている。また、バッテリ２０の温度が低過ぎると、回生充電能力が低下する一方、バッテリ２０の温度が高過ぎると、故障のおそれが生じることから、バッテリＥＣＵ１５は、バッテリ２０の温度に基づいて、バッテリ冷却水の流量等を調整するように構成されている。

【0037】

図３は、バッテリ２０の構成を模式的に示す図である。なお、図３では、図を見易くするために、電池モジュール２１や切替えスイッチ２３をデフォルメして描いている。複数の電池モジュール２１は、図３に示すように、切替えスイッチ２３を介して互いに電気的に接続される電池モジュール対２２を複数対（［電池モジュール２１の数－１］対）含むようにして構成されている。切替えスイッチ２３は、バッテリＥＣＵ１５の指令に基づいて、ＯＮ／ＯＦＦが切り替えられるように構成されている。

【0038】

かかる構成により、バッテリＥＣＵ１５の指令によって、図３（ａ）に示すように切替えスイッチ２３が切り替えられれば、複数の電池モジュール２１（電池モジュール対２２）全てが並列接続されたバッテリ２０を実現することができる。このように、複数の電池モジュール２１全てが並列接続されたバッテリ２０とすれば、供給電圧は相対的に低くなるものの、供給電流を相対的に高くすることが可能となる。

【0039】

一方、バッテリＥＣＵ１５の指令によって、図３（ｂ）に示すように切替えスイッチ２３が切り替えられれば、複数の電池モジュール２１（電池モジュール対２２）全てが直列接続されたバッテリ２０を実現することができる。このように、複数の電池モジュール２１全てが直列接続されたバッテリ２０とすれば、供給電流は相対的に低くなるものの、供給電圧を相対的に高くすることが可能となる。

【0040】

また、図示省略するが、バッテリＥＣＵ１５の指令によって切替えスイッチ２３が切り替えられることで、電池モジュール対２２の一部の接続形態を直列とするとともに、電池モジュール対２２の残部の接続形態を並列とすることも可能となっている。

【0041】

なお、バッテリＥＣＵ１５およびバッテリ２０は、電気自動車１の停車中や駐車中のみならず、電気自動車１の走行中でも、電池モジュール対２２の接続形態を直列と並列との間で変更可能に構成されている。

【0042】

－モータおよびインバータ－
〈全体構成〉
図４は、モータ４０を模式的に示す断面図である。なお、図４では、図を見易くするために、二次導体６５および樹脂６６のハッチングを省略している。また、図４では、図を見易くするために、エアギャップＧの大きさを誇張して示している。モータ４０は、図４に示すように、回転軸４１と、ロータ６０と、ステータ５０と、を備えている。モータ４０は、回転軸４１が略水平になるように電気自動車１に搭載されている。

【0043】

回転軸４１は、モータ４０のケーシング（図示せず）に対して、軸受（図示せず）により回転可能に支持されている。回転軸４１は、円筒状に形成されていて、その内部空間は、モータ４０の各部を冷却するための冷媒が流れる流路４２を構成している。流路４２の一端には、ポンプ（図示せず）が接続されていて、このポンプから冷媒が供給されるようになっている。

【0044】

ロータ６０は、その内径が回転軸４１の外径よりも僅かに大きい円筒状に形成されている。ロータ６０は、回転軸４１の径方向外側に配置されていて、回転軸４１に対して一体回転可能に取付けられている。一方、ステータ５０は、円筒状に形成されていて、その中心軸が回転軸４１の中心軸と一致するように、ロータ６０の径方向外側に配置されている。換言すると、ロータ６０は、ステータ５０内にステータ５０の中心軸と同軸で回転可能に配置されている。ステータ５０の内径とロータ６０の外径とは、ステータ５０内にロータ６０が配置されると、ステータ５０の内周面５１ａとロータ６０の外周面６１ａとが、エアギャップＧを挟んで対向するような寸法に設定されている。

【0045】

また、モータ４０には、図２に示すように、モータ４０の温度を検出するモータ温度センサ４３や、モータトルクを検出するトルクセンサ４５や、ロータ６０の回転角を検出する回転角センサ４７等が取り付けられている。これらモータ温度センサ４３、トルクセンサ４５および回転角センサ４７は、モータＥＣＵ１３と電気的に接続されていて、検出温度を表す信号、モータトルクの大きさを表す信号、ロータ６０の回転角を表す信号をそれぞれモータＥＣＵ１３に出力するようになっている。

【0046】

以上のように構成されたモータ４０では、モータＥＣＵ１３の指令に基づき、バッテリ２０からインバータ３０を介して、ステータ５０へ駆動電流が供給されることで、ステータ５０に回転磁界を発生し、これに伴ってロータ６０が回転駆動されて、電気自動車１の前輪７が駆動されるようになっている。以下、ロータ６０、ステータ５０およびインバータ３０について詳細に説明する。

【0047】

〈ロータ〉
ロータ６０は、図４に示すように、ロータコア６１と、ロータコア６１に埋め込まれた複数の二次導体６５と、同じくロータコア６１に埋め込まれた複数（８つ）の永久磁石８０と、を有している。

【0048】

ロータコア６１は、例えば鉄等の磁性材からなり、内側筒状部６１ｂと、外側筒状部６１ｃと、を有している。内側筒状部６１ｂは、軸方向に見て、外形が八角形で且つ内形が円形の筒状に形成されている。

【0049】

外側筒状部６１ｃは、８つのブロック６９を有している。各ブロック６９は、軸方向に見て、等脚台形の下底６９ｂを円弧状にしたような断面形状に形成されている。また、各ブロック６９の円弧状の下底６９ｂには、上底６９ａに向かって延びる８つの溝条部６３が形成されている。外側筒状部６１ｃは、各ブロック６９の上底６９ａが径方向内側に向き、且つ、脚６９ｃ同士が周方向に対向するように、８つのブロック６９を組み合わせることで、軸方向に見て、外形が円形で且つ内形が八角形の筒状を構成するようになっている。また、８つのブロック６９を組み合わせた際、周方向に対向する脚６９ｃ同士の間の空間も、溝条部６３を形成することになる。これにより、ロータコア６１の外周部には、ロータコア６１の軸方向の全長に亘って延び且つロータコア６１の外周面６１ａから径方向内側に窪む、断面矩形状の溝条部６３が、周方向に等間隔で７２条（８ブロック×８条＋８条）形成されることになる。換言すると、ロータコア６１の外周部には、径方向に延びる７２条の溝条部６３が、軸方向に見て、放射状に形成されている。なお、図示省略するが、８つのブロック６９を組み合わせたロータコア６１の外周面には、ロータ飛散防止カバーが取り付けられている。

【0050】

永久磁石８０は、ロータ６０の軸方向に延びる、矩形断面を有する板状に形成されている。永久磁石８０は、外形が八角形の内側筒状部６１ｂの外周面と、８つのブロック６９の上底６９ａと、の間に挟まれるようにして、ロータコア６１に８つ埋め込まれている。これら８つの永久磁石８０は、図４に示すように、黒塗りで示すＮ極が径方向外側を向く一方、白抜きで示すＳ極が径方向内側を向くものと、Ｓ極が径方向外側を向く一方、Ｎ極が径方向内側を向くものと、が周方向に交互に並ぶように配置されていて、８つの極を形成している。また、これら８つの永久磁石８０は、周方向に対向する脚６９ｃ同士で形成される溝条部６３を通って充填される樹脂６６によって、ロータコア６１との一体化が図られている。

【0051】

各永久磁石８０は、フェライト磁石により構成されている。永久磁石にネオジウムなどの希土類磁石を用いたモータでは、永久磁石が高温（２２０°）になることで反磁界によって永久減磁してしまい、磁石としての機能を喪失することで、モータとして機能しなくなる懸念があるが、本実施形態では、永久磁石８０にフェライト磁石を用いることで、高回転高負荷状態で永久磁石８０が減磁することに起因して、モータ出力が低下するのを抑えることができる。

【0052】

図５は、二次導体６５を模式的に示す斜視図である。なお、図５では、図を見易くするために、７２本の二次導体６５のうち４本のみを示している。また、図５の符号ＲＡは、モータ４０の回転軸を示している。各二次導体６５は、銅等の磁性材から成っていて、図４および図５に示すように、ロータ６０の軸方向の全長に亘って延びる、矩形板状に形成されている。７２本の二次導体６５は、各二次導体６５がロータコア６１の外周部に形成された各溝条部６３に挿入されることで、軸方向に見て、放射状をなすように周方向に並んでいる。溝条部６３と、溝条部６３に挿入された二次導体６５と、の間の隙間は、射出成型によって充填された樹脂６６で埋められており、これにより、ロータコア６１と二次導体６５との一体化が図られている。なお、図４では、７２条の溝条部６３および７２本の二次導体６５が描かれているが、これらは飽くまでも例示であり、溝条部６３および二次導体６５の数はこれに限定されない。

【0053】

図５に示すように、７２本の二次導体６５は、（回転軸ＲＡの）軸方向一方側（図５の左側）の端部が銅製の第１エンドリング６７（短絡環）に溶接等で連結され、且つ、軸方向他方側（図５の右側）の端部が銅製の第２エンドリング６８（短絡環）に溶接等で連結されることで、かご状をなしている。このように、７２本の二次導体６５は、第１および第２エンドリング６７，６８を介して互いに電気的に接続されることで、閉回路を形成している。各二次導体６５が磁場を横切ると、電磁誘導により各二次導体６５に誘導起電力が生じるところ、このように７２本の二次導体６５が閉回路を成すことにより、各二次導体６５に誘導電流が流れるようになっている。なお、周方向で相隣り合う二次導体６５に、反対方向の誘導電流が流れる場合における漏電を可及的に抑えるべく、各二次導体６５は外周面が絶縁被覆されている。

【0054】

〈ステータ〉
ステータ５０は、図４に示すように、円筒状のステータコア５１と、ステータ５０を軸方向に貫くように、ステータコア５１内に設けられた複数の一次導体５５と、を有している。

【0055】

ステータコア５１は、例えば、各々所定の形状に打ち抜かれた複数の電磁鋼板を積層し、一体に連結することにより形成されていてもよいし、また例えば、磁性粉末を成形型で圧縮成形した圧粉磁性体によって形成されてもよい。ステータコア５１は、スロット５３と呼ばれる溝を複数有している。各スロット５３は、ステータコア５１の内周面５１ａから径方向外側へ延びていて、隣り合うスロット５３同士は、ステータコア５１の周方向に互いに離間している。

【0056】

図６は、一次導体５５およびインバータ３０を模式的に示す斜視図である。なお、図６では、図を見易くするために、３６本の一次導体５５のうち３本のみを示している。各一次導体５５は、銅等の磁性材から成っていて、図４および図６に示すように、ロータ６０の軸方向の全長に亘って延びる、丸棒状に形成されている。３６本の一次導体５５は、各一次導体５５が各スロット５３に挿入されることで、軸方向に見て、円を描くように間欠的に周方向に並んでいる。なお、図４では、３６個のスロット５３および３６本の一次導体５５が描かれているが、これらは飽くまでも例示であり、スロット５３および一次導体５５の数はこれに限定されない。

【0057】

スロット５３に挿入された３６本の一次導体５５は、図６に示すように、（回転軸ＲＡの）軸方向他方側（図６の右側）の端部が銅製のバスリング５７に溶接等でそれぞれ接続され、各接続部５７ａが、電位が０（Ｖ）となる中性点を構成するようになっている。これに対し、各一次導体５５の軸方向一方側（図６の左側）の端部は、インバータ３０における円環状のボード３１に形成された、円を描くように間欠的に周方向に並ぶ孔３１ａを貫通して、ボード３１よりも軸方向一方側に突出している。

【0058】

〈インバータ〉
図７は、インバータ３０を模式的に示す正面図である。インバータ３０は、図７に示すように、ボード３１の他、外側リング部３２と、内側リング部３３と、（＋）端子３４と、（－）端子３５と、外側アーム素子３６と、内側アーム素子３７と、信号線端子３８と、を備えていて、図６に示すように、モータ４０と一体となっている。

【0059】

外側リング部３２は、銅製の円環状の部材であり、円環状のボード３１の軸方向一方側の面における径方向外側の部位に、ボード３１と同心に取り付けられている。この外側リング部３２には、下方に延びる（＋）端子３４が一体に形成されていて、この（＋）端子３４が、バッテリ２０のプラス端子と接続されることで、外側リング部３２に直流電流が供給されるようになっている。この外側リング部３２は、径方向内側に延びる銅製の外側アーム３２ａを介して、ボード３１よりも軸方向一方側に突出している３６本の一次導体５５の端部とそれぞれ電気的に接続されている。

【0060】

内側リング部３３は、外側リング部３２よりも小径に形成された、銅製の円環状の部材であり、円環状のボード３１の軸方向一方側の面における径方向内側の部位に、ボード３１と同心に取り付けられている。この内側リング部３３には、ボード３１の軸方向一方側の面で内側リング部３３と繋がるとともに、ボード３１を裏側に貫通して、軸方向他方側の面にて下方に延びる（－）端子３５が一体に形成されていて、この（－）端子３５が、バッテリ２０のマイナス端子と接続されている。また、内側リング部３３は、径方向外側に延びる銅製の内側アーム３３ａを介して、３６本の一次導体５５の端部とそれぞれ電気的に接続されている。

【0061】

図７に示すように、外側アーム３２ａの中間位置には外側アーム素子３６が、また、内側アーム３３ａの中間位置には内側アーム素子３７がそれぞれ設けられている。外側アーム素子３６および内側アーム素子３７は、例えば、Ｓｉ－ＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）で構成されていて、高速スイッチングが可能となっている。３６個の外側アーム素子３６および内側アーム素子３７は、図７の破線で示すように、信号線端子３８とそれぞれ電気的に接続されていて、これら外側アーム素子３６および内側アーム素子３７のスイッチＯＮ／ＯＦＦが、信号線端子３８によって個別に制御されるようになっている。なお、信号線端子３８によるスイッチＯＮ／ＯＦＦ制御は、モータＥＣＵ１３からの指令に基づいて行われる。

【0062】

外側アーム素子３６がスイッチＯＮの場合には、外側リング部３２から一次導体５５へ電流が流れる一方、外側アーム素子３６がスイッチＯＦＦの場合には、外側リング部３２と一次導体５５との間が絶縁されて、外側リング部３２から一次導体５５へ電流が流れないようになっている。同様に、内側アーム素子３７がスイッチＯＮの場合には、一次導体５５から内側リング部３３へ電流が流れる一方、内側アーム素子３７がスイッチＯＦＦの場合には、一次導体５５と内側リング部３３との間が絶縁されて、一次導体５５から内側リング部３３へ電流が流れないようになっている。

【0063】

図８は、６極のステータ５０を模式的に説明する概念図であり、図９は、８極のステータ５０を模式的に説明する概念図である。なお、図８および図９では、図を見易くするために、円環状の外側リング部３２、内側リング部３３およびバスリング５７を直線状にデフォルメして描いている。また、図８および図９では、外側アーム素子３６および内側アーム素子３７を、白抜きで示している場合は、スイッチＯＮの状態を表し、黒塗りで示している場合は、スイッチＯＦＦの状態を表している。

【0064】

図８に示す例では、電流が図８の右向きに（実際にはボード３１側からバスリング５７側へ向かって）流れ、且つ、連続して並ぶ（実際には周方向に並ぶ）６本の一次導体５５が、１つの一次導体群５５Ａを構成するように、モータＥＣＵ１３によって、これら６本の一次導体５５と接続される、外側アーム素子３６がそれぞれスイッチＯＮ状態とされるとともに、内側アーム素子３７がそれぞれスイッチＯＦＦ状態とされる。また、電流が図８の左向きに（実際にはバスリング５７側からボード３１側へ向かって）流れ、且つ、連続して並ぶ（実際には周方向に並ぶ）６本の一次導体５５が、１つの一次導体群５５Ｂを構成するように、モータＥＣＵ１３によって、これら６本の一次導体５５と接続される、外側アーム素子３６がそれぞれスイッチＯＦＦ状態とされるとともに、内側アーム素子３７がそれぞれスイッチＯＮ状態とされる。これにより、図８に示すように６つの極Ｐが形成されることになる。

【0065】

これに対し、図９に示す例では、電流が図９の右向きに（実際にはボード３１側からバスリング５７側へ向かって）流れ、且つ、連続して並ぶ（実際には周方向に並ぶ）４本の一次導体５５が、１つの一次導体群５５Ａを構成するように、モータＥＣＵ１３によって、これら４本の一次導体５５と接続される、外側アーム素子３６がそれぞれスイッチＯＮ状態とされるとともに、内側アーム素子３７がそれぞれスイッチＯＦＦ状態とされる。また、電流が図９の左向きに（実際にはバスリング５７側からボード３１側へ向かって）流れ、且つ、連続して並ぶ（実際には周方向に並ぶ）４本の一次導体５５が、１つの一次導体群５５Ｂを構成するように、モータＥＣＵ１３によって、これら４本の一次導体５５と接続される、外側アーム素子３６がそれぞれスイッチＯＦＦ状態とされるとともに、内側アーム素子３７がそれぞれスイッチＯＮ状態とされる。さらに、一次導体群５５Ａと一次導体群５５Ｂとの間に、電流が流れない一次導体５５’が、８つおきに生じるように、モータＥＣＵ１３によって、かかる一次導体５５’と接続される外側アーム素子３６および内側アーム素子３７がそれぞれスイッチＯＦＦ状態とされる。これにより、図９に示すように８つの極Ｐが形成されることになる。

【0066】

このように、本実施形態のモータ４０は、モータＥＣＵ１３によって、信号線端子３８を介して、３６本の一次導体５５を流れる電流の向きがそれぞれ変更されて、電流が同じ向きに流れ且つ周方向に連続して並ぶ一次導体群５５Ａ，５５Ｂの数が増減されることで、ステータ５０の極数が変更されるように構成されている。以下、これを「極数変更制御」とも称する。

【0067】

なお、６極や８極は飽くまでも例示であり、同じインバータ３０およびステータ５０を用いて、例えば９本の一次導体５５が１つの一次導体群５５Ａ，５５Ｂを構成するようにして４極にすることや、例えば２本の一次導体５５が１つの一次導体群５５Ａ，５５Ｂを構成するとともに、電流が流れない一次導体５５’が８つおきに生じるようにして１６極にすることや、例えば、三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の４極や６極にすることも可能である。また、ステータ５０の極数変更が可能であることを除けば、本実施形態のインバータ３０は通常のインバータと同様の機能を有するので、当然に、モータ４０が発生させる回生電力を直流電流に変換してバッテリ２０に供給することにより、バッテリ２０を充電することが可能となっている。

【0068】

－モータＥＣＵ－
モータＥＣＵ１３は、ＥＣＵ１１やバッテリＥＣＵ１５と同様に、例えばＣＰＵや、ＲＯＭや、ＲＡＭや、バックアップＲＡＭや、入力出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されている。ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより各種制御を実行する。

【0069】

モータＥＣＵ１３は、上述の如く、ＣＡＮ通信線を介してＥＣＵ１１と接続されており、モータ温度センサ４３から入力されたモータ４０の温度や、トルクセンサ４５から入力されたモータトルクや、回転角センサ４７から入力されたロータ６０の回転角に関する信号をＥＣＵ１１に出力するように構成されている。そうして、モータＥＣＵ１３は、ＥＣＵ１１からの指令に基づいて、モータ４０を制御するように構成されている。

【0070】

図１０は、非同期運転モードにおける、モータ４０の回転原理を模式的に説明する図であり、同図（ａ）は低速域における８極のモータ４０を示し、同図（ｂ）は高速域における４極のモータ４０を示している。なお、図１０では、丸内に×を描いた矢尻のマークは紙面奥側へ（例えばボード３１側からバスリング５７側へ向かって）電流が流れることを表す一方、丸内に黒点を描いた矢頭のマークは紙面手前側へ（例えばバスリング５７側からボード３１側へ向かって）電流が流れることを表している。また、以下では、永久磁石８０の影響を無視して、モータ４０の回転原理を説明している。

【0071】

モータ４０におけるモータ回転速度は、ステータ５０の極数に反比例することから、低速域では、モータＥＣＵ１３は、図１０（ａ）に示すように、例えば極数を８極に設定（相対的に多く）する。そうして、モータＥＣＵ１３は、信号線端子３８を介して、ステータ５０（一次導体５５）へ電流を供給しつつ、外側アーム素子３６および内側アーム素子３７の高速スイッチングを行わせることで、図１０（ａ）の黒塗り矢印で示すような時計回りの回転磁界を発生させる。すると、二次導体６５が、回転磁界に対し相対移動することから、フレミングの右手の法則により、二次導体６５に誘導電流が流れる。このように、回転磁界内にある二次導体６５に電流が流れることで、フレミングの左手の法則により、二次導体６５に電磁力が発生し、これにより、二次導体６５が埋め込まれたロータ６０が、図１０（ａ）の白抜き矢印で示すように、回転磁界に対し遅れながら時計回りに低速で回転する非同期運転が行われることになる。

【0072】

一方、高速域では、モータＥＣＵ１３は、図１０（ｂ）に示すように、例えば極数を４極に設定（相対的に少なく）する。そうして、モータＥＣＵ１３が、図１０（ｂ）の黒塗り矢印で示すような時計回りの回転磁界を発生させると、二次導体６５に電磁力が発生し、これにより、二次導体６５が埋め込まれたロータ６０が、図１０（ｂ）の白抜き矢印で示すように、回転磁界に対し遅れながら時計回りに高速で回転する非同期運転が行われることになる。

【0073】

これらにより、請求項との関係では、本実施形態のＥＣＵ１１、モータＥＣＵ１３およびインバータ３０が、本発明で言うところの「一次導体への電力供給を通じてステータに回転磁界を発生させるとともに、モータの駆動態様を、二次導体に発生する誘導電流を用いてロータを回転させる非同期運転モードとすることが可能な制御部」に相当する。なお、以下では、ＥＣＵ１１、モータＥＣＵ１３およびインバータ３０を「ＥＣＵ１１等」とも称する。

【0074】

（モード切替え制御）
本実施形態に係る車両用駆動システム１０では、上述の如く、ロータ６０が永久磁石８０のみならず二次導体６５をも有していることから、永久磁石８０の磁力を用いてロータ６０を回転させる同期運転モードと、二次導体６５に発生する誘導電流を用いてロータ６０を回転させる非同期運転モードという、異なる２つのモードでモータ４０を回転駆動させることが可能となっている。

【0075】

具体的には、ＥＣＵ１１等は、回転角センサ４７が検出したロータ６０の回転角等に基づいて、所定の相、所定の進角、所定の大きさの入力電流を一次導体５５に流すことで、回転磁界を制御し、それを通じて、同期運転モードと非同期運転モードとを切り替えるモード切替え制御を実行するように構成されている。以下、ＥＣＵ１１等が実行する、同期運転モードと非同期運転モードについて説明する。

【0076】

－同期運転モード－
同期運転モードでは、ＥＣＵ１１等による回転磁界の制御により、回転磁界の角速度と、ロータ６０の機械的回転速度とを同期（一致）させる。また、同期運転モードでは、ロータ６０の回転中は、バッテリ２０から供給される直流電力を交流化する一方、ロータ６０の静止中は直流化する。同期運転モードでは、回転磁界と永久磁石８０とにより定常トルクが生じる。また、誘導電流は、上述の如く、二次導体６５が回転磁界に対し相対移動する（磁界を横切る）ことによって生じるところ、回転磁界の角速度とロータ６０の機械的回転速度とが一致する同期運転モードでは、誘導電流が二次導体６５に流れることはない。つまり、同期運転モードでは、二次導体６５がモータ４０の出力トルクに影響を及ぼさないようになっている。

【0077】

－非同期運転モード－
非同期運転モードでは、ＥＣＵ１１等による回転磁界の制御により、回転磁界の角速度と、ロータ６０の機械的回転速度とに速度差を持たせて、両者を一致させない（すべらせる）。また、非同期運転モードでは、ロータ６０の回転中も静止中も、バッテリ２０から供給される直流電力を交流化する。非同期運転モードでは、回転磁界と二次導体６５に発生する誘導電流とにより定常トルクが生じる。もっとも、非同期運転モードでは、ステータ５０の極数と永久磁石８０の極数とが一致している場合でも、ロータ６０の機械的回転速度に対して、回転磁界の角速度が常に過大または過小になることから、永久磁石８０が正負のトルク変動を生じさせることになり、この影響により、回転磁界と二次導体６５とにより生じる定常トルクが変動することになる。つまり、非同期運転モードでは、永久磁石８０がモータ４０の出力トルクに影響を及ぼすようになっている。

【0078】

－両モードの使い分け－
永久磁石８０を利用する同期運転モードは、低回転領域においても瞬時に最大トルクで作動可能であるという点でメリットがあるものの、高回転領域においては、永久磁石８０の影響により逆起電力が大きくなり、その結果、出力が低下してしまうというデメリットがある。そのため、本実施形態に係る車両用駆動システム１０では、低回転領域においては同期運転モードを積極的に用いる一方、特に高回転領域を含むそれ以外の領域では、非同期運転モードを用いるように、ＥＣＵ１１等を構成している。

【0079】

このように、モータ４０の駆動態様を、同期運転モードと、非同期運転モードと、に切り替えることによってモータ４０の特性を変更することができ、これにより、運転者の趣向に応じた広い要求出力に対応することが可能となる。

【0080】

（脈動発生制御）
ところで、エンジン車両では、車室に伝達されるエンジンの振動が、エンジンの運転状態の違いに応じて変化することから、かかる車室に伝達される振動からエンジンの運転状態を認識している運転者も多い。これに対し、電気自動車１では、モータ４０の振動が運転者に認知され難いため、エンジン車両の運転に慣れた運転者が電気自動車１の運転をすると、車室に伝達される振動から運転状態を認識することができないことに対して違和感を覚えるケースが想定される。

【0081】

ここで、例えば、モータ４０の運転状態の変化に伴って、疑似的な振動を発生する機構を別途設けることも考えられるが、このような車両の走行に何ら資されない機構を設けると、車両構造の複雑化や車体重量の増加や製造コストの増大等を招くことになる。

【0082】

そこで、本実施形態では、モータ４０を回転駆動させる際に、脈動が発生し易い状態を作出するようにしている。具体的には、本実施形態に係る車両用駆動システム１０では、非同期運転モードにおいて、ステータ５０の極数を永久磁石８０の極数と異ならせることで、モータ４０に脈動を発生させる脈動発生制御を行うように、ＥＣＵ１１等を構成している。

【0083】

図１１は、非同期運転モードにおいて、ステータ５０の極数と永久磁石８０の極数とを異ならせた場合における、モータ４０の出力トルクを模式的に示す図である。非同期運転モードにおいて、上記極数変更制御を行うことで、ステータ５０の極数を、永久磁石８０の極数（８極）とは異なる１６極とした場合でも、永久磁石８０の影響を無視すれば、図１１に示すように、回転磁界と二次導体６５に発生する誘導電流とにより定常トルクＳＴが生じる。

【0084】

もっとも、１６極のＩＭモータ（非同期モータ）としての磁界の周期と、８極の永久磁石８０を用いたＰＭモータ（同期モータ）としての磁界の周期とは異なるため、換言すると、両者には周期差が存在するため、図１１の点線（ＩＭ）と細実線（ＰＭ）とを見比べれば分かるように、両者には位相差が生じることになる。このため、両者を合成した磁界（図１１の破線参照）によって生じる出力トルクは定常トルクとはならず、図１１の太実線で示すように変動する（脈動を生じる）ことになる。

【0085】

つまり、非同期運転モードでは、上述の如く、ステータ５０の極数と永久磁石８０の極数とが一致している場合でも、永久磁石８０が正負のトルク変動を生じることにより、脈動が発生するところ、このように脈動発生制御を行うことで、永久磁石８０によるトルク変動と、ステータ５０の極数と永久磁石８０の極数との不一致による位相差の発生と、が相俟って、より大きな脈動をモータ４０に確実に発生させることが可能となる。

【0086】

そうして、本実施形態に係る車両用駆動システム１０では、非同期運転モードでは、ステータ５０の極数を永久磁石８０の極数と敢えて異ならせることによって、脈動を発生させることから、車室に伝達されるモータ４０の振動から、運転者がモータ４０の運転状態を認識することが可能となる。これにより、疑似的な振動を発生する機構を別途設けることなく、運転者が違和感を覚えるのを抑えることができる。

【0087】

ところで、エンジン車両では、急加速時や急減速時や登坂発進時等にエンジンの運転状態が顕著に変わることから、運転者が違和感を覚えるのを抑えるという点では、電気自動車１においても、そのようなシチュエーションにおいて脈動を発生させるのが効果的といえる。

【0088】

そこで、本実施形態に係る車両用駆動システム１０では、運転者による運転操作および自車両の周辺走行環境の少なくとも一方に応じて、モータ４０の脈動が変化するように、これら運転操作および周辺走行環境の少なくとも一方に基づいて、ステータ５０の極数を変更するように、ＥＣＵ１１等を構成している。

【0089】

ここで、「運転者による運転操作」には、アクセル操作およびブレーキ操作が含まれている。そうして、ＥＣＵ１１は、予めＲＯＭに記憶された、アクセル踏込み量（およびブレーキ踏込み量）と車速Ｖとで規定されるモータ４０への要求トルクをマップ化した制御マップ（第１制御マップ）を用いて、モータ４０への要求トルクが大きくなるようなシチュエーションの発生を認識するように構成されている。

【0090】

具体的には、ＥＣＵ１１は、第１制御マップを用いて、車速センサ７４によって検出された車速Ｖと、アクセルペダルセンサ７０によって検出されたアクセル踏込み量（アクセル操作）と、に基づいて推定される要求駆動力（要求トルク）が大きい場合には、ステータ５０の極数を永久磁石８０の極数と異ならせるように構成されている。例えば、走行中にアクセルペダルが大きく踏み込まれた場合には、ＥＣＵ１１等がステータ５０の極数を永久磁石８０の極数と異ならせることから、かかるアクセル操作の前後で、モータ４０の脈動が変化するので、例えば自身が望む加速が行われていることを、車室に伝達されるモータ４０の振動によって運転者に認識させることができる。

【0091】

一方、ＥＣＵ１１は、車速Ｖと、ブレーキペダルセンサ７１によって検出されたブレーキ踏込み量（ブレーキ操作）と、に基づいて推定される要求制動力が大きい場合にも、ステータ５０の極数を永久磁石８０の極数と異ならせるように構成されている。例えば、高速走行中にブレーキペダルが踏み込まれた場合には、ＥＣＵ１１等がステータ５０の極数を永久磁石８０の極数と異ならせることから、かかるブレーキ操作の前後で、モータ４０の脈動が変化するので、例えば自身が望む減速が行われていることを、車室に伝達されるモータ４０の振動によって運転者に認識させることができる。

【0092】

また、ＥＣＵ１１は、上述の如く、ＧＰＳ受信機７５から受け取った位置情報と、ＲＯＭに記憶された地図データベースと、に基づき、電気自動車１の周辺走行環境（平坦路、登坂路、降坂路、旋回中、ワインディングロード、市街地）を取得する。そうして、ＥＣＵ１１は、予めＲＯＭに記憶された、車速Ｖと周辺走行環境とで規定されるモータ４０への要求トルクをマップ化した制御マップ（第２制御マップ）を用いて、モータ４０への要求トルクが大きくなるようなシチュエーションの発生を認識するように構成されている。

【0093】

具体的には、ＥＣＵ１１は、電気自動車１が登坂路を走行している場合には、ステータ５０の極数を永久磁石８０の極数と異ならせることから、周辺走行環境の変化の前後で、モータ４０の脈動が変化するので、登坂のためにモータトルクが大きくなったこと等を、車室に伝達されるモータ４０の振動によって運転者に認識させることができる。

【0094】

なお、モータトルクは、ステータ５０の極数に比例して大きくなることから、モータ４０への要求トルクが大きくなるようなシチュエーションにおいては、ステータ５０の極数を永久磁石８０の極数と異ならせるのみならず、可能な範囲でステータ５０の極数を多くするように、ＥＣＵ１１等を構成してもよい。

【0095】

また、本実施形態では、上述の如く、電流が流れない一次導体５５’を意図的に作出することで、磁界のギャップが生じるとともに、極Ｐのピッチが不均等になることから、脈動を生じさせることが可能となる。したがって、一次導体５５’を意図的に作出する場合には、一次導体５５’による脈動と脈動発生制御による脈動とが相俟って、車室に伝達されるモータ４０の振動から、モータ４０の運転状態をより一層確実に運転者に認識させることができる。

【0096】

（制御フロー）
次に、ＥＣＵ１１等が実行するモード切替え制御および脈動発生制御の一例を、図１２に示すフローチャートを参照しながら説明する。なお、このフローチャートでは、ステータ５０の極数と永久磁石８０の極数とが、ＳＴＡＲＴの際、共に８極で一致しているものとする。

【0097】

先ず、ステップＳ１では、ＥＣＵ１１が、ＲＯＭに記憶されたモータ４０の許容トルクを読み込んだ後、ステップＳ２へ進む。次のステップＳ２では、ＥＣＵ１１が、ＲＯＭに記憶された永久磁石８０の許容温度を読み込んだ後、ステップＳ３へ進む。

【0098】

次のステップＳ３では、ＥＣＵ１１等が、トルクセンサ４５が検出したモータトルク（モータ４０の実動作トルク）を取得した後、ステップＳ４へ進む。次のステップＳ４では、ＥＣＵ１１等が、モータ温度センサ４３が検出した永久磁石８０の温度（実動作温度）を取得した後、ステップＳ５へ進む。

【0099】

次のステップＳ５では、ＥＣＵ１１が、ステップＳ３で取得したモータ４０の実動作トルクが、ステップＳ１で読み込んだ許容トルク未満か否かを判定する。このステップＳ５での判定がＮＯの場合はステップＳ８に進む一方、このステップＳ５での判定がＹＥＳの場合にはステップＳ６に進む。次のステップＳ６では、ＥＣＵ１１が、ステップＳ４で取得した永久磁石８０の実動作温度が、ステップＳ２で読み込んだ永久磁石８０の許容温度未満か否かを判定する。このステップＳ６での判定がＮＯの場合はステップＳ８に進む一方、このステップＳ６での判定がＹＥＳの場合にはステップＳ７に進む。つまり、実動作トルクが許容トルク未満で且つ実動作温度が許容温度未満の場合には、ステップＳ７へ進む一方、それ以外の場合にはステップＳ８に進む。

【0100】

ステップＳ７では、ＥＣＵ１１等が、モータ４０の運転モードを同期運転モードに設定した後、ＲＥＴＵＲＮする。これに対し、ステップＳ８では、ＥＣＵ１１等が、モータ４０の運転モードを非同期運転モードに設定した後、ステップＳ９へ進む。

【0101】

一方、ステップＳ９では、ＥＣＵ１１が、運転者によるアクセル操作若しくはブレーキ操作、または、電気自動車１の周辺走行環境に基づいて、要求トルクが大きくなる状況（シチュエーション）が発生しているか否かを判定する。このステップＳ９での判定がＮＯの場合には、そのままＲＥＴＵＲＮする。一方、このステップＳ９での判定がＹＥＳの場合には、ステップＳ１０に進み、ＥＣＵ１１等が、ステータ５０の極数と永久磁石８０の極数とを異ならせた後、ＲＥＴＵＲＮする。

【0102】

（その他の実施形態）
本発明は、実施形態に限定されず、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。

【0103】

上記実施形態では、ＥＣＵ１１等がステータ５０の極数を変更可能としたが、これに限らず、例えば、ステータ５０の極Ｐを、永久磁石８０の極数と異なる数の極数で固定するようにしてもよい。

【0104】

また、上記実施形態では、８つの永久磁石８０をロータコア６１に埋め込むようにしたが、これに限らず、６つ以下または１０以上の永久磁石８０をロータコア６１に埋め込むようにしてもよい。

【0105】

さらに、上記実施形態では、モータ４０を電気自動車１の車両前後方向前側に配置し、前輪７を駆動輪としたが、これに限らず、例えばモータ４０を電気自動車１の車両前後方向後側に配置し、後輪８を駆動輪としてもよい。

【0106】

このように、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

【産業上の利用可能性】

【0107】

本発明によると、簡単な構成で、運転者がモータの振動から運転状態を認識することができるので、走行駆動源としてモータを備える車両用駆動システムに適用して極めて有益である。

【符号の説明】

【0108】

１ 車両
７ 前輪（駆動輪）
１０ 車両用駆動システム
１１ ＥＣＵ（制御部）
１３ モータＥＣＵ（制御部）
３０ インバータ（制御部）
４０ モータ
５０ ステータ
５５ 一次導体
５５Ａ 一次導体群
５５Ｂ 一次導体群
６０ ロータ
６１ｃ 外側筒状部（径方向外側の部位）
６５ 二次導体
８０ 永久磁石
Ｐ 極

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】