(57)【要約】【課題】駆動システムの電力損失を抑制できる駆動システムを提供することにある。【解決手段】上、下アームスイッチを相毎に有する第１インバータ２０と、上、下アームスイッチを相毎に有する第２インバータ３０と、高電位側接続線ＬＵと、低電位側接続線ＬＤと、高電位側接続線と低電位側接続線との少なくとも一方に設けられた半導体スイッチである第１切替スイッチ５３と、第１切替スイッチに並列接続されたリレースイッチである第２切替スイッチ６３と、第１インバータと第２インバータとのうち、一方のインバータにスイッチング駆動を実施し、他方のインバータに中性点駆動を実施する第１モードと、両方のインバータにスイッチング駆動を実施する第２モードと、を切り替えるモード制御部と、第１モードから第２モードに切り替える場合に、第１切替スイッチ及び第２切替スイッチをオフ状態からオン状態に切り替える切替制御部と、を備える。【選択図】      図１
2020078216.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多相の巻線（１１）を有する回転電機（１０）を備える回転電機システム（１００）に適用される駆動システム（７０）であって、
直列接続された上アームスイッチ（２２）と下アームスイッチ（２３）とを相毎に有し、それら上アームスイッチと下アームスイッチとの接続点が各相の巻線の両端のうち第１端に接続される第１インバータ（２０）と、
直列接続された上アームスイッチ（３２）と下アームスイッチ（３３）とを相毎に有し、それら上アームスイッチと下アームスイッチとの接続点が前記各相の巻線の両端のうち第２端に接続される第２インバータ（３０）と、
前記第１インバータの高電位側と前記第２インバータの高電位側とを接続する高電位側接続線（ＬＵ）と、
前記第１インバータの低電位側と前記第２インバータの低電位側とを接続する低電位側接続線（ＬＤ）と、
前記高電位側接続線と前記低電位側接続線との少なくとも一方に設けられた半導体スイッチである第１切替スイッチ（５３）と、
前記第１切替スイッチに並列接続されたリレースイッチである第２切替スイッチ（６３）と、
前記第１インバータ及び前記第２インバータのうち、一方のインバータにおける上、下アームスイッチにスイッチング駆動を実施し、他方のインバータにおける上、下アームスイッチのうちの少なくとも一方をオン状態に維持する中性点駆動を実施する第１モードと、両方のインバータにおける上、下アームスイッチにスイッチング駆動を実施する第２モードと、を切り替えるモード制御部と、
前記モード制御部による前記第１モードと前記第２モードとの切り替え時に、前記第１切替スイッチ及び前記第２切替スイッチのオン状態とオフ状態とを切り替える切替制御部と、を備える駆動システム。
【請求項２】
前記第１インバータ及び前記第２インバータにおける上、下アームスイッチは、半導体スイッチであり、
前記切替制御部は、前記第１モードから前記第２モードへの切り替え時に、前記第１切替スイッチ及び前記第２切替スイッチをオフ状態からオン状態に切り替え、該切り替え時に、前記第１切替スイッチをオン状態とする第１オン信号を出力した後に、前記第２切替スイッチをオン状態とする第２オン信号を出力する請求項１に記載の駆動システム。
【請求項３】
前記切替制御部は、前記第１モードから前記第２モードへの切り替え時に、前記第２オン信号を出力してから、前記第２切替スイッチがオフ状態からオン状態に移行するのに要する第１所定期間（ＨＮ）経過後に、前記第１切替スイッチをオフ状態とする第１オフ信号を出力する請求項２に記載の駆動システム。
【請求項４】
前記第１インバータ及び前記第２インバータにおける上、下アームスイッチは、半導体スイッチであり、
前記切替制御部は、前記第２モードから前記第１モードへの切り替え時に、前記第１切替スイッチ及び前記第２切替スイッチをオン状態からオフ状態に切り替え、該切り替え時に、前記第２切替スイッチをオフ状態とする第２オフ信号を出力し、前記第２オフ信号を出力してから、前記第２切替スイッチがオン状態からオフ状態に移行するのに要する第２所定期間（ＨＦ）経過後に、前記第１切替スイッチをオフ状態とする第１オフ信号を出力する請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の駆動システム。
【請求項５】
前記モード制御部は、所定の動作条件（ＣＮ１）を満たす場合に、前記第２モードから前記第１モードに切り替え、前記所定の動作条件を満たさない場合に、前記第１モードから前記第２モードに切り替え、
前記所定の動作条件において、前記第２モードを動作可能である請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の駆動システム。
【請求項６】
前記回転電機システムは、前記回転電機との間で電力の入出力を行う蓄電装置（４０）を備えており、
前記蓄電装置と前記第１インバータとを接続する第１接続線（ＬＥ１）に設けられた半導体スイッチである第３切替スイッチ（５５）と、
前記蓄電装置と前記第２インバータとを接続する第２接続線（ＬＥ２）に設けられた半導体スイッチである第４切替スイッチ（５６）と、
前記第３切替スイッチに並列接続されたリレースイッチである第５切替スイッチ（６５）と、
前記第４切替スイッチに並列接続されたリレースイッチである第６切替スイッチ（６６）と、
前記第１モードの動作中において、前記第１インバータに前記スイッチング駆動を実施し、前記第２インバータに前記中性点駆動を実施する第１駆動と、前記第１インバータに前記中性点駆動を実施し、前記第２インバータに前記スイッチング駆動を実施する第２駆動と、を切り替える駆動切替部と、を備え、
前記切替制御部は、前記駆動切替部による前記第１駆動から前記第２駆動への切り替え時に、前記第３切替スイッチ及び前記第５切替スイッチをオン状態からオフ状態に切り替えるとともに、前記第４切替スイッチ及び前記第６切替スイッチをオフ状態からオン状態に切り替え、前記駆動切替部による前記第２駆動から前記第１駆動への切り替え時に、前記第３切替スイッチ及び前記第５切替スイッチをオフ状態からオン状態に切り替えるとともに、前記第４切替スイッチ及び前記第６切替スイッチをオン状態からオフ状態に切り替える請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の駆動システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、オープンデルタ型の巻線を有する回転電機の駆動を制御する駆動システムが知られている（例えば、特許文献１）。この駆動システムでは、回転電機を構成する各相の巻線の両端のうち第１端には、第１インバータが接続され、第２端には、第２インバータが接続されている。また、第１インバータの高電位側と第２インバータの高電位側とが、高電位側接続線により接続され、第１インバータの低電位側と第２インバータの低電位側とが、低電位側接続線により接続されている。高電位側接続線及び低電位側接続線には、切替スイッチが設けられており、この切替スイッチの状態を切り替えることにより、第１インバータ及び第２インバータの駆動を切り替える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１８１９４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
第１インバータ及び第２インバータの上、下アームスイッチとして、比較的スイッチング速度が速い半導体スイッチが用いられる。切替スイッチの状態と、第１インバータ及び第２インバータの駆動とを同期して切り替えるために、切替スイッチとして半導体スイッチが用いられることがある。しかし、半導体スイッチは比較的オン抵抗が大きいため、切替スイッチが設けられた接続線の導通損が増加し、これにより駆動システムの電力損失が増大する問題が生じる。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、駆動システムの電力損失を抑制できる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】
【０００６】
本発明は、多相の巻線を有する回転電機を備える回転電機システムに適用される駆動システムであって、直列接続された上アームスイッチと下アームスイッチとを相毎に有し、それら上アームスイッチと下アームスイッチとの接続点が各相の巻線の両端のうち第１端に接続される第１インバータと、直列接続された上アームスイッチと下アームスイッチとを相毎に有し、それら上アームスイッチと下アームスイッチとの接続点が前記各相の巻線の両端のうち第２端に接続される第２インバータと、前記第１インバータの高電位側と前記第２インバータの高電位側とを接続する高電位側接続線と、前記第１インバータの低電位側と前記第２インバータの低電位側とを接続する低電位側接続線と、前記高電位側接続線と前記低電位側接続線との少なくとも一方に設けられた半導体スイッチである第１切替スイッチと、前記第１切替スイッチに並列接続されたリレースイッチである第２切替スイッチと、前記第１インバータ及び前記第２インバータのうち、一方のインバータにおける上、下アームスイッチにスイッチング駆動を実施し、他方のインバータにおける上、下アームスイッチのうちの少なくとも一方をオン状態に維持する中性点駆動を実施する第１モードと、両方のインバータにおける上、下アームスイッチにスイッチング駆動を実施する第２モードと、を切り替えるモード制御部と、前記モード制御部による前記第１モードと前記第２モードとの切り替え時に、前記第１切替スイッチ及び前記第２切替スイッチのオン状態とオフ状態とを切り替える切替制御部と、を備える。
【０００７】
本発明の駆動システムでは、回転電機が有する各相の巻線の両端がそれぞれ接続される第１インバータと第２インバータとにおいて、第１モードと第２モードとに切り替え可能であり、第１モードと第２モードとの切り替え時に、高電位側接続線と低電位側接続線との少なくとも一方に並列接続された第１切替スイッチ及び第２切替スイッチのオン状態とオフ状態とが切り替えられる。第１切替スイッチは半導体スイッチであり、リレースイッチに比べて切り替えの応答性が優れている。また、第２切替スイッチはリレースイッチであり、半導体スイッチに比べてオン抵抗が小さく、これらのスイッチが設けられた接続線における導通損を抑制することができる。この結果、駆動システムにおいて、第１モードと第２モードとの切り替え時における応答性を高く維持しつつ、電力損失を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態に係る駆動システムの全体構成図。
【図２】第２モードにおける電流経路を示す図。
【図３】第１モードの第１Ｙ結線駆動時における電流経路を示す図。
【図４】第１実施形態に係る切替制御処理のフローチャート。
【図５】切替制御処理における第１切替スイッチと第２切替スイッチとの状態の推移を示す図。
【図６】第１動作条件ＣＮ１と第２動作条件ＣＮ２との関係を示す図。
【図７】第２実施形態に係る駆動システムの全体構成図。
【図８】第１モードの第２Ｙ結線駆動時における電流経路を示す図。
【図９】第２実施形態に係る切替制御処理のフローチャート。
【図１０】第３実施形態に係る駆動システムの全体構成図。
【図１１】第４実施形態に係る駆動システムの全体構成図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１実施形態）
以下、本発明に係る駆動システムを、車載の回転電機システム１００に適用した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１０】
図１に示すように、本実施形態に係る駆動システム７０は、回転電機１０と、第１インバータ２０と、第２インバータ３０と、回転電機１０を制御対象とする制御装置５０と、を備えている。
【００１１】
回転電機１０は、回生発電及び力行駆動の機能を有し、具体的には、ＭＧ（Motor Generator）である。回転電機１０は、バッテリ４０との間で電力の入出力を行うものであり、力行時には、バッテリ４０から供給される電力により車両に推進力を付与し、回生時には、車両の減速エネルギーを用いて発電を行い、バッテリ４０に電力を出力する。
【００１２】
回転電機１０は、オープンデルタ型の３相の巻線１１を有する。巻線１１は、Ｕ相、Ｖ相、及び、Ｗ相の各相に対応した多相巻線である。各相の巻線１１は、直列に接続された第１巻線部１２と第２巻線部１３とを含む。回転電機１０のロータは、車両の駆動輪と動力伝達が可能なように接続されている。回転電機１０は、例えば同期機である。
【００１３】
回転電機１０の各相の巻線１１は、第１インバータ２０を介して、直流の電源部であるバッテリ４０に接続されている。バッテリ４０は、充放電可能な蓄電池であり、具体的には、複数のリチウムイオン蓄電池が直列接続された組電池である。なお、バッテリ４０は、他の種類の蓄電池であってもよい。なお、本実施形態において、バッテリ４０が「蓄電装置」に相当する。
【００１４】
第１インバータ２０は、高電位側のスイッチング素子である上アームスイッチ２２（２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ）、及び低電位側のスイッチング素子である下アームスイッチ２３（２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ）の直列接続体が、並列に接続されて構成されている。各相上、上アームスイッチ２２と下アームスイッチ２３の接続点には、回転電機１０の対応する相の巻線１１の第１端が接続されている。なお、本実施形態では、スイッチ２２，２３として、電圧制御形の半導体スイッチング素子を用いており、より具体的にはＩＧＢＴを用いている。各スイッチには、フリーホイールダイオード２４が逆並列にそれぞれ接続されている。
【００１５】
第２インバータ３０は、高電位側のスイッチング素子である上アームスイッチ３２（３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ）、及び低電位側のスイッチング素子である下アームスイッチ３３（３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ）の直列接続体が、並列に接続されて構成されている。各相上、上アームスイッチ３２と下アームスイッチ３３の接続点には、回転電機１０の対応する相の巻線１１の第２端が接続されている。なお、本実施形態では、スイッチ３２，３３として、電圧制御形の半導体スイッチング素子を用いており、より具体的にはＩＧＢＴを用いている。各スイッチには、フリーホイールダイオード３４が逆並列にそれぞれ接続されている。
【００１６】
バッテリ４０の高電位側と第１インバータ２０の高電位側とは、電源線ＬＥにより接続されており、バッテリ４０の低電位側と第１インバータ２０の低電位側とは、接地線ＬＧにより接続されている。また、第１インバータ２０の高電位側と第２インバータ３０の高電位側とは、高電位側接続線ＬＵにより接続されており、第１インバータ２０の低電位側と第２インバータ３０の低電位側とは、低電位側接続線ＬＤにより接続されている。これにより、第２インバータ３０は、第１インバータ２０を介してバッテリ４０に接続される。
【００１７】
高電位側接続線ＬＵに第１切替スイッチ５３が設けられている。本実施形態では、第１切替スイッチ５３として、電圧制御形の半導体スイッチング素子を用いており、より具体的にはＩＧＢＴを用いている。第１切替スイッチ５３には、フリーホイールダイオード５４が、第２インバータ３０から第１インバータ２０に電流が流れる向きが順方向となるように接続されている。
【００１８】
制御装置５０は、回転電機１０の力行または発電が行われる作動時に、バッテリ４０の電源電圧Ｖｂａｔを検出する電圧センサ５１、回転電機１０の各相の巻線１１に流れる電流を検出する相電流センサ５２、及び回転電機１０の回転速度ＮＥを検出する回転速度センサ５８等から検出値を取得する。制御装置５０は、取得した検出値に基づき、回転電機１０の制御量をその指令値に制御すべく、第１インバータ２０及び第２インバータ３０を制御する。制御量は、例えばトルクＴＥである。
【００１９】
具体的には、制御装置５０は、第１インバータ２０の制御において、デッドタイムを挟みつつスイッチ２２，２３を交互にオン状態（閉状態）とすべく、スイッチ２２，２３それぞれに対応する第１駆動信号ＳＧ１を、スイッチ２２，２３に出力する。第１駆動信号ＳＧ１は、スイッチのオン状態への切り替えを指示するオン指令と、オフ状態（開状態）への切り替えを指示するオフ指令とのいずれかをとる。
【００２０】
また、制御装置５０は、第２インバータ３０の制御において、デッドタイムを挟みつつスイッチ３２，３３を交互にオン状態とすべく、スイッチ３２，３３それぞれに対応する第２駆動信号ＳＧ２を、スイッチ３２，３３に出力する。
【００２１】
さらに、制御装置５０は、取得した検出値に基づいて、回転電機１０の動作状態を取得する。回転電機１０の動作状態は、例えば高速回転状態や低速回転状態である。そして、取得した動作状態に基づいて、第１切替スイッチ５３を切替操作すべく、第１切替信号ＳＣ１を生成し、生成した第１切替信号ＳＣ１を第１切替スイッチ５３に出力する。制御装置５０は、生成した第１切替信号ＳＣ１に対応するように、第１駆動信号ＳＧ１及び第２駆動信号ＳＧ２を生成する。
【００２２】
具体的には、回転電機１０が高速回転状態である場合、第１切替信号ＳＣ１をオン指令とする。これにより、第１切替スイッチ５３がオン状態に切り替えられ、第１インバータ２０及び第２インバータ３０がＨブリッジ駆動される。Ｈブリッジ駆動では、第１インバータ２０及び第２インバータ３０の等しい相の一方の上アームスイッチと他方の下アームスイッチが同期するように、ＰＷＭ駆動により第１インバータ２０及び第２インバータ３０が制御される。以下、第１インバータ２０及び第２インバータ３０をＨブリッジ駆動する動作モードを、第２モードと呼ぶ。ＰＷＭ駆動は、回転電機１０への出力電圧の目標値である目標電圧と、三角波信号等のキャリア信号との大小比較に基づいて、各相の上，下アームスイッチの状態を制御する駆動である。なお、本実施形態において、ＰＷＭ駆動が「スイッチング駆動」に相当する。
【００２３】
図２に、回転電機１０の力行時における第２モードの電流経路を示す。図２に示す例では、第１インバータ２０のＵ相の上アームスイッチと第２インバータ３０のＵ相の下アームスイッチ、第１インバータ２０のＶ相の下アームスイッチと第２インバータ３０のＶ相の上アームスイッチ、第１インバータ２０のＷ相の下アームスイッチと第２インバータ３０のＷ相の上アームスイッチが同期するように制御される。なお、図２では、電圧センサ５１や相電流センサ５２等の記載が省略されている。図３，４についても同様である。
【００２４】
図２に示すように、第１インバータ２０の上アームスイッチ２２Ａ、下アームスイッチ２３Ｂ，２３Ｃ、及び第２インバータ３０の上アームスイッチ３２Ｂ，３２Ｃ、下アームスイッチ３３Ａがオン状態とされると、矢印ＩＨ１〜ＩＨ３で示す経路で電流が流れる。
【００２５】
また、回転電機１０が低速回転状態である場合、第１切替信号ＳＣ１をオフ指令とする。これにより、第１切替スイッチ５３がオフ状態に切り替えられ、第１インバータ２０及び第２インバータ３０がＹ結線駆動される。Ｙ結線駆動では、第１インバータ２０及び第２インバータ３０の一方をＰＷＭ駆動により制御するとともに、他方を中性点駆動する。ここで、中性点駆動とは、該当するインバータのスイッチのうち、第１切替スイッチ５３が設けられた側の上アームスイッチをオン状態に維持し、第１切替スイッチ５３が設けられていない側の下アームスイッチをオフ状態に維持する駆動である。中性点駆動により、該当するインバータが中性点化され、回転電機１０がＹ結線される。以下、第１インバータ２０及び第２インバータ３０をＹ結線駆動する動作モードを、第１モードと呼ぶ。
【００２６】
図３に、回転電機１０の力行時における第１モードの電流経路を示す。図３に示す例では、バッテリ４０側の第１インバータ２０がＰＷＭ駆動されるとともに、バッテリ４０とは反対側の第２インバータ３０が中性点駆動される。
【００２７】
図３に示すように、第１インバータ２０の上アームスイッチ２２Ａ、下アームスイッチ２３Ｂ，２３Ｃ、及び第２インバータ３０の上アームスイッチ３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃがオン状態とされると、矢印ＩＹ１〜ＩＹ３で示す経路で電流が流れる。
【００２８】
ところで、ＩＧＢＴなどの半導体スイッチは比較的オン抵抗が大きい。そのため、第１切替スイッチ５３として半導体スイッチング素子が用いられていると、第２モードにおいて、第１切替スイッチ５３が設けられた高電位側接続線ＬＵの導通損が増大し、これにより駆動システム７０の電力損失が増大する。
【００２９】
本実施形態の駆動システム７０は、第２切替スイッチ６３を備える。第２切替スイッチ６３は、機械式のリレースイッチであり、第１切替スイッチ５３に並列接続されている。制御装置５０は、回転電機１０の動作状態に基づいて、第１切替信号ＳＣ１を生成し、第１切替スイッチ５３に出力するとともに、第２切替スイッチ６３を切替操作すべく、第２切替信号ＳＣ２を生成し、生成した第２切替信号ＳＣ２を第２切替スイッチ６３に出力する切替制御処理を実施する。切替制御処理において、制御装置５０は、回転電機１０の動作状態に基づいて、第１モードと第２モードとを切り替え、第１モードと第２モードとの切り替え時に、第１切替スイッチ５３及び第２切替スイッチ６３のオン状態とオフ状態とを切り替える。これにより、駆動システム７０において、第１モードから第２モードへの切り替えにおける応答性を高く維持しつつ、電力損失を抑制することができる。
【００３０】
図４に本実施形態の切替制御処理のフローチャートを示す。本実施形態では、回転電機１０の力行時における切替制御処理のフローチャートを示す。制御装置５０は、回転電機１０の動作中、所定時間毎に切替制御処理を繰り返し実施する。
【００３１】
切替制御処理を開始すると、まずステップＳ１０において、動作モードが第１モードであるかを判定する。動作モードは、回転電機１０の動作状態により判定される。
【００３２】
ステップＳ１０で肯定判定すると、ステップＳ１２において、回転電機１０の動作状態が第１動作条件ＣＮ１を満たすかを判定する。第１動作条件ＣＮ１は、第１モードを動作可能な条件であり、回転電機１０の回転速度ＮＥ及びトルクＴＥを用いて定められている。具体的には、回転速度ＮＥがトルクＴＥ毎に定められた閾値速度Ｎｔｇよりも小さい場合に、第１動作条件ＣＮ１を満たす（図６参照）。なお、本実施形態において、第１動作条件ＣＮ１が「所定の動作条件」に相当する。
【００３３】
ステップＳ１２で肯定判定すると、切替制御処理を終了する。一方、ステップＳ１２で否定判定すると、つまり、第１動作条件ＣＮ１を満たさない場合に、第１モードから第２モードに切り替えるとともに、第１切替スイッチ５３及び第２切替スイッチ６３をオフ状態からオン状態に切り替える（Ｓ１４〜Ｓ２４）。具体的には、ステップＳ１４において、第１インバータ２０をＰＷＭ駆動に切り替え、ステップＳ１６において、第２インバータ３０をＰＷＭ駆動に切り替える。
【００３４】
続くステップＳ１８において、第１切替スイッチ５３にオン指令の第１切替信号ＳＣ１を出力し、第１切替スイッチ５３をオン状態とする。これにより、第１インバータ２０と第２インバータ３０とが第２モードに切り替えられる。なお、本実施形態において、オン指令の第１切替信号ＳＣ１が「第１オン信号」に相当する。
【００３５】
第１切替スイッチ５３にオン指令の第１切替信号ＳＣ１を出力した後に、ステップＳ２０において、第２切替スイッチ６３にオン指令の第２切替信号ＳＣ２を出力し、第２切替スイッチ６３をオン状態とする。続くステップＳ２２で、第２切替スイッチ６３をオン状態に切り替えてから、第２切替スイッチ６３がオフ状態からオン状態に移行するのに要するオン切替期間ＨＮが経過したかを判定する。なお、本実施形態において、オン切替期間ＨＮが「第１所定期間」に相当し、オン指令の第２切替信号ＳＣ２が「第２オン信号」に相当する。
【００３６】
ステップＳ２２で否定判定すると、ステップＳ２２を繰り返す。一方、ステップＳ２２で肯定判定すると、ステップＳ２４において、第１切替スイッチ５３にオフ指令の第１切替信号ＳＣ１を出力し、第１切替スイッチ５３をオフ状態に切り替え、切替制御処理を終了する。なお、本実施形態において、オフ指令の第１切替信号ＳＣ１が「第１オフ信号」に相当する。
【００３７】
一方、ステップＳ１０で否定判定すると、ステップＳ３２において、回転電機１０の動作状態が第１動作条件ＣＮ１を満たすかを判定する。なお、本実施形態において、ステップＳ１２，Ｓ３２の処理が「モード制御部」に相当する。
【００３８】
ステップＳ３２で否定判定すると、切替制御処理を終了する。一方、ステップＳ３２で肯定判定すると、つまり、第１動作条件ＣＮ１を満たす場合に、第２モードから第１モードに切り替えるとともに、第１切替スイッチ５３及び第２切替スイッチ６３をオン状態からオフ状態に切り替える（Ｓ３４〜Ｓ４４）。具体的には、ステップＳ３４において、第１切替スイッチ５３にオン指令の第１切替信号ＳＣ１を出力し、第１切替スイッチ５３をオン状態とする。
【００３９】
続くステップＳ３６において、第２切替スイッチ６３にオフ指令の第２切替信号ＳＣ２を出力し、第２切替スイッチ６３をオフ状態とする。続くステップＳ３８で、第２切替スイッチ６３をオフ状態に切り替えてから、第２切替スイッチ６３がオン状態からオフ状態に移行するのに要するオフ切替期間ＨＦが経過したかを判定する。なお、本実施形態において、オフ切替期間ＨＦが「第２所定期間」に相当する。
【００４０】
ステップＳ３８で否定判定すると、ステップＳ３８を繰り返す。一方、ステップＳ３８で肯定判定すると、ステップＳ４０において、第１切替スイッチ５３にオフ指令の第１切替信号ＳＣ１を出力し、第１切替スイッチ５３をオフ状態に切り替える。なお、本実施形態において、ステップＳ１８，Ｓ２０，Ｓ３６，Ｓ４０の処理が「切替制御部」に相当する。
【００４１】
ステップＳ４２において、第１インバータ２０をＰＷＭ駆動に切り替え、ステップＳ４４において、第２インバータ３０を中性点駆動に切り替え、切替制御処理を終了する。これにより、第１インバータ２０と第２インバータ３０とが第１モードに切り替えられる。なお、本実施形態において、オフ指令の第２切替信号ＳＣ２が「第２オフ信号」に相当する。
【００４２】
続いて、図５に、切替制御処理における第１切替スイッチ５３と第２切替スイッチ６３との状態の推移を示す。ここで、図５（ａ）は、回転電機１０における第１動作条件ＣＮ１の充足状態の推移を示し、図５（ｂ）は、第１切替スイッチ５３の状態の推移を示し、具体的には、第１切替スイッチ５３のゲート端子に印加されるゲート電圧の推移を示す。また、図５（ｃ）は、第２切替スイッチ６３の状態の推移を示し、図５（ｃ）は、第１インバータ２０及び第２インバータ３０の動作モードの推移を示す。
【００４３】
図５に示すように、時刻ｔ１１に、回転電機１０が第１動作条件ＣＮ１を満たさなくなると、第１インバータ２０及び第２インバータ３０の動作モードを第１モードから第２モードに切り替えるために、第１切替スイッチ５３にオン指令の第１切替信号ＳＣ１が出力される。その後の時刻ｔ１２に、第２切替スイッチ６３にオン指令の第２切替信号ＳＣ２が出力される。これにより、時刻ｔ１２からオン切替期間ＨＮ経過後の時刻ｔ１３に、第２切替スイッチ６３がオン状態に切り替わる。
【００４４】
本実施形態では、オン指令の第１切替信号ＳＣ１がオン指令の第２切替信号ＳＣ２よりも先に出力されることで、第１切替スイッチ５３は、第２切替スイッチ６３よりも先にオン状態に切り替えられる。上述したように、第１インバータ２０を構成するスイッチ２２，２３、第２インバータ３０を構成するスイッチ２２，２３、及び第１切替スイッチ５３は、共に半導体スイッチであり、切り替えに必要な時間が略同一である。そのため、第１切替スイッチ５３をオン状態に切り替えた後、第１切替スイッチ５３のゲート端子に閾値電圧Ｖｔｈ以上の電圧が印加されることで、第１切替スイッチ５３がオン状態に切り替わると略同時に、第１インバータ２０及び第２インバータ３０が第１モードから第２モードに切り替わる。この結果、回転電機１０が第１動作条件ＣＮ１を満たさなくなった場合に、第１インバータ２０及び第２インバータ３０を迅速に第１モードから第２モードに切り替えることができる。
【００４５】
その後の時刻ｔ１４に、つまり、時刻ｔ１２にオン指令の第２切替信号ＳＣ２が出力されてからオン切替期間ＨＮ経過後に、第１切替スイッチ５３にオフ指令の第１切替信号ＳＣ１が出力される。これにより、第１切替スイッチ５３がオフ状態に切り替えられ、第２モードにおいて第１切替スイッチ５３に電流が流れる期間を短縮することで、第１切替スイッチ５３の劣化が抑制される。
【００４６】
時刻ｔ１５に、回転電機１０が第１動作条件ＣＮ１を満たすようになると、第１インバータ２０及び第２インバータ３０の動作モードを第２モードから第１モードに切り替えるために、第１切替スイッチ５３にオン指令の第１切替信号ＳＣ１が出力される。これにより、第１切替スイッチ５３及び第２切替スイッチ６３が共にオン状態に切り替えられる。
【００４７】
その後の時刻ｔ１６に、第２切替スイッチ６３にオフ指令の第２切替信号ＳＣ２が出力される。これにより、時刻ｔ１６からオフ切替期間ＨＦ経過後の時刻ｔ１７に、第２切替スイッチ６３がオフ状態に切り替わる。
【００４８】
その後の時刻ｔ１８に、つまり、時刻ｔ１６にオフ指令の第２切替信号ＳＣ２が出力されてからオフ切替期間ＨＦ経過後に、第１切替スイッチ５３にオフ指令の第１切替信号ＳＣ１が出力される。
【００４９】
本実施形態では、オフ指令の第２切替信号ＳＣ２が出力されてからオフ切替期間ＨＦ経過後に、オフ指令の第１切替信号ＳＣ１が出力されることで、第１切替スイッチ５３は、第２切替スイッチ６３よりも後にオフ状態に切り替えられるようにしている。そのため、第１切替スイッチ５３をオフ状態に切り替えた後、第１切替スイッチ５３のゲート端子に印加される電圧が閾値電圧Ｖｔｈよりも低下することで、第１切替スイッチ５３がオフ状態に切り替わると略同時に、第１インバータ２０及び第２インバータ３０が第２モードから第１モードに切り替わる。
【００５０】
一方、本実施形態では、回転電機１０が第１動作条件ＣＮ１を満たすようになってから、第１インバータ２０及び第２インバータ３０が第１モードに切り替えられるまでに、時刻ｔ１５から時刻ｔ１８までの遅延期間ＨＤが必要とされる。そのため、第１インバータ２０及び第２インバータ３０を迅速に第２モードから第１モードに切り替えることができない。したがって、この遅延期間ＨＤにおいて第１インバータ２０及び第２インバータ３０が第２モードを継続できないと、回転電機１０の動作状態が不安定となる。
【００５１】
本実施形態では、第１動作条件ＣＮ１において、第２モードを動作可能であるため、回転電機１０の動作状態が不安定となることが抑制される。以下、第１動作条件ＣＮ１において、第２モードを動作可能である理由について説明する。
【００５２】
図６に、第１動作条件ＣＮ１と第２動作条件ＣＮ２との関係を示す。ここで、第２動作条件ＣＮ２は、第２モードを動作可能な条件である。図６には、第１動作条件ＣＮ１を満たす範囲（実線）と、第２動作条件ＣＮ２を満たす範囲（破線）とが示されている。図６に示すように、本実施形態では、第２動作条件ＣＮ２を満たす範囲は、第１動作条件ＣＮ１を満たす範囲を含む。そのため、第１動作条件ＣＮ１において、第２モードを動作可能である。
【００５３】
例えば、矢印ＹＡに示すように、回転電機１０における回転速度ＮＥの低下により、回転速度ＮＥが閾値速度Ｎｔｇよりも低下した場合について検討する。この場合、第１動作条件ＣＮ１を満たすこととなるため、第２モードから第１モードに切り替えられる。本実施形態では、第１動作条件ＣＮ１において、第２モードを動作可能であるため、第１動作条件ＣＮ１を満たすこととなっても、直ちに第１モードに切り替える必要がない。したがって、第２モードから第１モードに切り替えられる場合に遅延期間ＨＤが生じる場合でも、回転電機１０の動作状態が不安定となることが抑制される。
【００５４】
これとは反対に、矢印ＹＢに示すように、回転電機１０における回転速度ＮＥの上昇により、回転速度ＮＥが閾値速度Ｎｔｇよりも上昇した場合について検討する。この場合、第１動作条件ＣＮ１を満たさなくなるため、第１モードを継続することができず、第１モードから第２モードに迅速に切り替える必要がある。本実施形態では、第１モードから第２モードへの切り替えにおいて、第１切替スイッチ５３を第２切替スイッチ６３よりも先にオン状態に切り替えるため、第１モードから第２モードに迅速に切り替えることができる。
【００５５】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
【００５６】
・本実施形態の駆動システム７０では、第１インバータ２０及び第２インバータ３０の動作モードが、第１モードと第２モードとで切り替え可能であり、第１モードと第２モードとの切り替え時に、高電位側接続線ＬＵに並列接続された第１切替スイッチ５３及び第２切替スイッチ６３のオン状態とオフ状態とが切り替えられる。第１切替スイッチ５３は半導体スイッチであり、リレースイッチに比べて切り替えの応答性が優れている。また、第２切替スイッチ６３はリレースイッチであり、半導体スイッチに比べてオン抵抗が小さく、これらのスイッチが設けられた高電位側接続線ＬＵにおける導通損を抑制することができる。この結果、駆動システム７０において、第１モードと第２モードとの切り替え時における応答性を高く維持しつつ、電力損失を抑制することができる。
【００５７】
・リレースイッチでは、切り替えに時間がかかるとともに、切り替えに必要な時間のばらつきが大きい。そのため、半導体スイッチにより構成される第１インバータ２０及び第２インバータ３０を第１モードから第２モードに切り替えるタイミングと、リレースイッチである第２切替スイッチ６３をオフ状態からオン状態に切り替えるタイミングと、を合わせることは難しい。本実施形態の駆動システム７０では、第１モードから第２モードへの切り替え時に、第１切替スイッチ５３及び第２切替スイッチ６３をオフ状態からオン状態に切り替え、この切り替え時に、オン指令の第１切替信号ＳＣ１をオン指令の第２切替信号ＳＣ２よりも先に出力し、半導体スイッチである第１切替スイッチ５３が先にオン状態に切り替えられるようにする。この結果、第１インバータ２０及び第２インバータ３０を第１モードから第２モードに切り替えるタイミングと、半導体スイッチである第１切替スイッチ５３をオフ状態からオン状態に切り替えるタイミングと、を好適に合わせることができる。
【００５８】
・同様に、第１インバータ２０及び第２インバータ３０を第２モードから第１モードに切り替えるタイミングと、第２切替スイッチ６３をオン状態からオフ状態に切り替えるタイミングとを合わせることは難しい。本実施形態の駆動システム７０では、第２モードから第１モードへの切り替え時に、第１切替スイッチ５３及び第２切替スイッチ６３をオン状態からオフ状態に切り替え、この切り替え時に、オフ指令の第２切替信号ＳＣ２を出力してからオフ切替期間ＨＦ経過後にオフ指令の第１切替信号ＳＣ１を出力し、半導体スイッチである第１切替スイッチ５３が遅れてオフ状態に切り替えられるようにする。この結果、第１インバータ２０及び第２インバータ３０を第２モードから第１モードに切り替えるタイミングと、第１切替スイッチ５３をオン状態からオフ状態に切り替えるタイミングとを好適に合わせることができる。
【００５９】
・また、リレースイッチでは、オン状態からオフ状態に切り替えた後に、短時間にオン状態とオフ状態を繰り返す事象（以下、チャタリングと呼ぶ）が発生することがある。そのため、第１切替スイッチ５３及び第２切替スイッチ６３のオン状態からオフ状態への切り替え時に、第２切替スイッチ６３が遅れてオフ状態に切り替えられると、チャタリングにより第１モードに切り替えた後にリレースイッチである第２切替スイッチ６３がオン状態となり、回転電機１０の動作状態が不安定となる。本実施形態の駆動システム７０では、半導体スイッチである第１切替スイッチ５３が遅れてオフ状態に切り替えられるようにする。半導体スイッチである第１切替スイッチ５３は、リレースイッチに比べてチャタリングが発生しにくいため、回転電機１０の動作状態が不安定となることが抑制される。
【００６０】
・本実施形態の駆動システム７０では、第１モードから第２モードへの切り替え時に、オン指令の第２切替信号ＳＣ２を出力してからオン切替期間ＨＮ経過後にオフ指令の第１切替信号ＳＣ１を出力し、第１切替スイッチ５３をオフ状態に切り替える。これにより、第２モードにおいて第１切替スイッチ５３に電流が流れる期間を短縮することができ、第１切替スイッチ５３の劣化を抑制することができる。
【００６１】
・本実施形態の駆動システム７０では、第１動作条件ＣＮ１を満たす場合に、第２モードから第１モードに切り替え、第１動作条件ＣＮ１を満たさない場合に、第１モードから第２モードに切り替える。そのため、第１動作条件ＣＮ１を満たさない場合には、迅速に第１モードから第２モードに切り替える必要ある。本発明の駆動システム７０では、第１切替スイッチ５３が半導体スイッチであり、第１モードから第２モードへの切り替えにおいて、第１切替スイッチ５３を第２切替スイッチ６３よりも先にオン状態に切り替える。これにより、第１モードから第２モードに迅速に切り替えることができる。
【００６２】
・一方、第２切替スイッチ６３がリレースイッチであるため、第２モードから第１モードへの切り替えにおいて遅延期間ＨＤが生じる。本実施形態の駆動システム７０では、第１動作条件ＣＮ１において第２モードを動作可能である。そのため、第１動作条件ＣＮ１を満たすこととなっても、直ちに第１モードに切り替える必要がない。したがって、第２モードから第１モードに切り替えられる場合に遅延期間ＨＤが生じる場合でも、回転電機１０の動作状態が不安定となることが抑制される。
【００６３】
・本実施形態の駆動システム７０では、高電位側接続線ＬＵに第１切替スイッチ５３及び第２切替スイッチ６３が並列接続されている。そのため、これらのスイッチの一方がオープン故障した場合でも、他方のスイッチを用いて、第１モードと第２モードとを切り替えることができ、回転電機１０の動作状態を適切に制御することができる。
【００６４】
＜第２実施形態＞
以下、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、駆動システム７０に、第２電源線ＬＥ２を備える点で異なる。第２電源線ＬＥ２は、電源線ＬＥ及び高電位側接続線ＬＵとは異なる経路で、バッテリ４０の高電位側と第２インバータ３０の高電位側とを接続する。本実施形態において、電源線ＬＥを第１電源線ＬＥ１と呼ぶ。図７において、先の図１に示した内容と同一の内容については、便宜上、同一の符号を付して説明を省略する。
【００６５】
本実施形態では、駆動システム７０に、第３切替スイッチ５５と、第４切替スイッチ５６と、第５切替スイッチ６５と、第６切替スイッチ６６と、を備える点で異なる。第３切替スイッチ５５は、第１電源線ＬＥ１に設けられており、第４切替スイッチ５６は、第２電源線ＬＥ２に設けられている。本実施形態では、各スイッチ５５，５６として、電圧制御形の半導体スイッチング素子を用いており、より具体的にはＩＧＢＴを用いている。各スイッチ５５，５６には、フリーホイールダイオード５７が、対応するインバータからバッテリ４０に電流が流れる向きが順方向となるように接続されている。なお、本実施形態において、第１電源線ＬＥ１と接地線ＬＧとが「第１接続線」に相当し、第２電源線ＬＥ２，接地線ＬＧ，及び低電位側接続線ＬＤが「第２接続線」に相当する。
【００６６】
第５切替スイッチ６５は、機械式のリレースイッチであり、第３切替スイッチ５５に並列接続されている。第６切替スイッチ６６は、機械式のリレースイッチであり、第４切替スイッチ５６に並列接続されている。制御装置５０は、第２モードが実施されている期間、つまりＹ結線駆動が実施されている期間に基づいて、第３〜第６切替スイッチ５５，５６，６５，６６に対応する第３〜第６切替信号ＳＣ３〜ＳＣ６を生成し、対応する切替スイッチ５５，５６，６５，６６に出力する。
【００６７】
制御装置５０は、第１モードの動作中において、所定条件に基づいて、第１インバータ２０と第２インバータ３０とで、ＰＷＭ駆動が実施されるインバータと、中性点駆動が実施されるインバータと、を切り替える。具体的には、制御装置５０は、第３，第５切替スイッチ５５，６５と第４，第６切替スイッチ５６，６６とのうち、一方のスイッチ群をオン状態に切り替え、他方のスイッチ群をオフ状態に切り替える。具体的には、デッドタイムを挟みつつ各スイッチ群を交互にオン状態とすべく、切替スイッチ５５，５６，６５，６６それぞれに対応する第３〜第６切替信号ＳＣ３〜ＳＣ６を各切替スイッチ５５，５６，６５，６６に出力する。
【００６８】
図３に示す例は、第３，第５切替スイッチ５５，６５がオン状態とされ、第４，第６切替スイッチ５６，６６がオフ状態とされた状態を示す。この場合、オン状態に制御された第３，第５切替スイッチ５５，６５側の第１インバータ２０にＰＷＭ駆動を実施し、オフ状態に制御された第４，第６切替スイッチ５６，６６側の第２インバータ３０に中性点駆動を実施する。以下、第１インバータ２０にＰＷＭ駆動を実施し、第２インバータ３０に中性点駆動を実施するＹ結線駆動を第１Ｙ結線駆動と呼ぶ。なお、本実施形態において、第１Ｙ結線駆動が「第１駆動」に相当する。
【００６９】
図８に、回転電機１０の力行時における第１モードの電流経路を示す。図４に示す例では、第３，第５切替スイッチ５５，６５がオフ状態とされ、第４，第６切替スイッチ５６，６６がオン状態とされる。この場合、オン状態に制御された第４，第６切替スイッチ５６，６６側の第２インバータ３０にＰＷＭ駆動を実施し、オフ状態に制御された第３，第５切替スイッチ５５，６５側の第１インバータ２０に中性点駆動を実施する。以下、第１インバータ２０に中性点駆動を実施し、第２インバータ３０にＰＷＭ駆動を実施するＹ結線駆動を第２Ｙ結線駆動と呼ぶ。そのため、Ｙ結線駆動には、第１Ｙ結線駆動と第２Ｙ結線駆動とが含まれる。なお、本実施形態において、第２Ｙ結線駆動が「第２駆動」に相当する。
【００７０】
図８に示すように、第２Ｙ結線駆動において、第１インバータ２０の上アームスイッチ３２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ、及び第２インバータ３０の上アームスイッチ３２Ａ、下アームスイッチ３３Ｂ，３３Ｃがオン状態とされると、矢印ＩＹ４〜ＩＹ６で示す経路で電流が流れる。
【００７１】
図９に、本実施形態の切替制御処理を示す。なお、図９において、先の図４に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一のステップ番号を付して説明を省略する。
【００７２】
本実施形態の切替制御処理では、ステップＳ１２で否定判定すると、つまり、第１モードから第２モードに切り替える際に、ステップＳ５２において、第３，第５切替スイッチ５５，６５にオン指令の第３，第５切替信号ＳＣ３，ＳＣ５を出力し、第３，第５切替スイッチ５５，６５をオフ状態からオン状態に切り替える。第３，第５切替スイッチ５５，６５をオン状態に切り替える場合に、第１切替スイッチ５３及び第２切替スイッチ６３をオン状態に切り替える場合と同様に、第３切替スイッチ５５が第５切替スイッチ６５よりも先にオン状態に切り替えられるようにしてもよい。なお、第４，第６切替スイッチ５６，６６をオフ状態からオン状態に切り替える場合も同様である。
【００７３】
続くステップＳ５４において、第４，第６切替スイッチ５６，６６にオフ指令の第４，第６切替信号ＳＣ４，ＳＣ６を出力し、第４，第６切替スイッチ５６，６６をオン状態からオフ状態に切り替える。第４，第６切替スイッチ５６，６６をオフ状態に切り替える場合に、第１切替スイッチ５３及び第２切替スイッチ６３をオフ状態に切り替える場合と同様に、第４切替スイッチ５６が第６切替スイッチ６６よりも遅れてオフ状態に切り替えられるようにしてもよい。なお、第３，第５切替スイッチ５５，６５をオン状態からオフ状態に切り替える場合も同様である。
【００７４】
一方、ステップＳ１２で肯定判定、またはステップＳ３６の処理を実施すると、つまり、第１モードを維持、または第２モードから第１モードに切り替える際に、ステップＳ６２において、第１Ｙ結線駆動を実施するかを判定する。制御装置５０は、第２モードから第１モードに切り替える際に、第１Ｙ結線駆動を実施する。また、制御装置５０は、先の切替制御処理におけるＹ結線駆動が第１Ｙ結線駆動である場合に、第１Ｙ結線駆動を実施する。ここで、先の切替制御処理とは、Ｙ結線駆動が実施された最近の切替制御処理であり、例えば前回の切替制御処理において第１Ｙ結線駆動と第２Ｙ結線駆動との一方が実施された場合には、前回の切替制御処理を意味する。
【００７５】
ステップＳ６２で肯定判定すると、ステップＳ６４において、第１Ｙ結線駆動が継続して実施されている期間である第１駆動期間ＹＨ１を取得する。制御装置５０は、第１Ｙ結線駆動と第２Ｙ結線駆動との切り替えからの経過期間を計測しており、第２Ｙ結線駆動から第１Ｙ結線駆動への切り替えからの経過期間を第１駆動期間ＹＨ１として取得する。
【００７６】
ステップＳ６６において、ステップＳ６４で取得された第１駆動期間ＹＨ１が、所定の基準期間ＹＫ経過したかを判定する。所定の基準期間ＹＫは、第１Ｙ結線駆動または第２Ｙ結線駆動が継続して実施されることにより、ＰＷＭ駆動されたインバータのスイッチが過度に温度上昇することを抑制可能な期間である。
【００７７】
ステップＳ６６で否定判定すると、第１Ｙ結線駆動を維持するために、ステップＳ６８において、第３，第５切替スイッチ５５，６５にオン指令の第３，第５切替信号ＳＣ３，ＳＣ５を出力し、第３，第５切替スイッチ５５，６５をオン状態とする。続くステップＳ７０において、第４，第６切替スイッチ５６，６６にオフ指令の第４，第６切替信号ＳＣ４，ＳＣ６を出力し、第４，第６切替スイッチ５６，６６をオフ状態とする。
【００７８】
ステップＳ７２において、オン状態に切り替えた第３，第５切替信号ＳＣ３，ＳＣ５側の第１インバータ２０にＰＷＭ駆動を実施し、続くステップＳ７４において、オフ状態に制御された第４，第６切替スイッチ５６，６６側の第２インバータ３０に中性点駆動を実施し、ステップＳ４２に進む。
【００７９】
一方、ステップＳ６６で肯定判定すると、第１Ｙ結線駆動から第２Ｙ結線駆動に切り替えるために、ステップＳ８８において、第３，第５切替スイッチ５５，６５にオフ指令の第３，第５切替信号ＳＣ３，ＳＣ５を出力し、第３，第５切替スイッチ５５，６５をオフ状態とする。続くステップＳ７０において、第４，第６切替スイッチ５６，６６にオン指令の第４，第６切替信号ＳＣ４，ＳＣ６を出力し、第４，第６切替スイッチ５６，６６をオン状態とする。
【００８０】
ステップＳ９２において、オフ状態に切り替えた第３，第５切替信号ＳＣ３，ＳＣ５側の第１インバータ２０に中性点駆動を実施し、続くステップＳ９４において、オン状態に制御された第４，第６切替スイッチ５６，６６側の第２インバータ３０にＰＷＭ駆動を実施し、ステップＳ４２に進む。
【００８１】
また一方、ステップＳ６２で肯定判定すると、ステップＳ８４において、第２Ｙ結線駆動が継続して実施されている期間である第２駆動期間ＹＨ２を取得する。続くステップＳ８６において、ステップＳ８４で取得された第２駆動期間ＹＨ２が基準期間ＹＫ経過したかを判定する。
【００８２】
ステップＳ８６で否定判定すると、第２Ｙ結線駆動を維持するために、ステップＳ８８に進む。一方、ステップＳ８６で肯定判定すると、第２Ｙ結線駆動から第１Ｙ結線駆動に切り替えるために、ステップＳ６８に進む。なお、本実施形態において、ステップＳ６６，Ｓ８６の処理が「駆動切替部」に相当し、ステップＳ６６，Ｓ８６の処理が「駆動切替部」に相当し、ステップＳ１８，Ｓ２０，Ｓ３６，Ｓ４４，Ｓ５２，Ｓ５４，Ｓ６８，Ｓ７０，Ｓ８８，Ｓ９０の処理が「切替制御部」に相当する。
【００８３】
・以上説明した本実施形態によれば、第１電源線ＬＥ１に第３切替スイッチ５５と第５切替スイッチ６５とが並列接続されており、第１Ｙ結線駆動から第２Ｙ結線駆動への切り替え時に、これらのスイッチをオフ状態からオン状態に切り替える。また、第２Ｙ結線駆動から第１Ｙ結線駆動への切り替え時に、これらのスイッチをオン状態からオフ状態に切り替える。第３切替スイッチ５５は半導体スイッチであり、リレースイッチに比べて切り替えの応答性が優れている。また、第５切替スイッチ６５はリレースイッチであり、半導体スイッチに比べてオン抵抗が小さく、これらのスイッチが設けられた第１電源線ＬＥ１における導通損を抑制することができる。この結果、駆動システム７０において、第１Ｙ結線駆動と第２Ｙ結線駆動との切り替え時における応答性を高く維持しつつ、電力損失を抑制することができる。
【００８４】
・また、本実施形態によれば、第２電源線ＬＥ２に第４切替スイッチ５６と第６切替スイッチ６６とが並列接続されており、第２Ｙ結線駆動から第１Ｙ結線駆動への切り替え時に、これらのスイッチをオン状態からオフ状態に切り替える。また、第１Ｙ結線駆動から第２Ｙ結線駆動への切り替え時に、これらのスイッチをオフ状態からオン状態に切り替える。第４切替スイッチ５６は半導体スイッチであり、リレースイッチに比べて切り替えの応答性が優れている。また、第６切替スイッチ６５はリレースイッチであり、半導体スイッチに比べてオン抵抗が小さく、これらのスイッチが設けられた第２電源線ＬＥ２における導通損を抑制することができる。この結果、駆動システム７０において、第１Ｙ結線駆動と第２Ｙ結線駆動との切り替え時における応答性を高く維持しつつ、電力損失を抑制することができる。
【００８５】
＜第３実施形態＞
以下、第３実施形態について、第２実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、駆動システム７０に、第２電源線ＬＥ２に代えて第２接地線ＬＧ２を備える点で異なる。第２接地線ＬＧ２は、接地線ＬＧ及び低電位側接続線ＬＤとは異なる経路で、バッテリ４０の低電位側と第２インバータ３０の低電位側とを接続する。本実施形態において、第１電源線ＬＥ１を電源線ＬＥと呼び、接地線ＬＧを第１接地線ＬＧ１と呼ぶ。図１０において、先の図１，７に示した内容と同一の内容については、便宜上、同一の符号を付して説明を省略する。
【００８６】
本実施形態では、第１〜第６切替スイッチ５３，５５，５６，６３，６５，６６に代えて第１〜第６低圧側切替スイッチ５３Ｄ，５５Ｄ，５６Ｄ，６３Ｄ，６５Ｄ，６６Ｄを備える点で異なる。第１低圧側切替スイッチ５３Ｄは、低電位側接続線ＬＤに設けられている。本実施形態では、第１低圧側切替スイッチ５３Ｄとして、電圧制御形の半導体スイッチング素子を用いており、より具体的にはＩＧＢＴを用いている。第１低圧側切替スイッチ５３Ｄには、フリーホイールダイオード５４Ｄが、第１インバータ２０から第２インバータ３０に電流が流れる向きが順方向となるように接続されている。第２低圧側切替スイッチ６３Ｄは、第１低圧側切替スイッチ５３Ｄに並列接続されている。第１，第２低圧側切替スイッチ５３Ｄ，６３Ｄは、第１，第２切替信号ＳＣ１，ＳＣ２により切替操作される。
【００８７】
第３低圧側切替スイッチ５５Ｄは、第１接地線ＬＧ１に設けられており、第４低圧側切替スイッチ５６Ｄは、第２接地線ＬＧ２に設けられている。本実施形態では、各スイッチ５５Ｄ，５６Ｄとして、電圧制御形の半導体スイッチング素子を用いており、より具体的にはＩＧＢＴを用いている。各スイッチ５５Ｄ，５６Ｄには、フリーホイールダイオード５７Ｄが、バッテリ４０から対応するインバータに電流が流れる向きが順方向となるように接続されている。第５低圧側切替スイッチ６５Ｄは、第３低圧側切替スイッチ５５Ｄに並列接続されている。第６低圧側切替スイッチ６６Ｄは、第４低圧側切替スイッチ５６Ｄに並列接続されている。第３〜第６低圧側切替スイッチ５５Ｄ，５６Ｄ，６５Ｄ，６６Ｄは、第３〜第６切替信号ＳＣ３〜ＳＣ６により切替操作される。
【００８８】
・以上説明した本実施形態によれば、低電位側接続線ＬＤに第１低圧側切替スイッチ５３Ｄと第２低圧側切替スイッチ６３Ｄとが並列接続されており、第１モードと第２モードとの切り替え時に、これらのスイッチのオン状態とオフ状態とが切り替えられる。そのため、駆動システム７０において、第１モードと第２モードとの切り替え時における応答性を高く維持しつつ、電力損失を抑制することができる。
【００８９】
・また、本実施形態によれば、第１接地線ＬＧ１に第３低圧側切替スイッチ５５Ｄと第５低圧側切替スイッチ６５Ｄとが並列接続されており、第１Ｙ結線駆動と第２Ｙ結線駆動との切り替え時に、これらのスイッチのオン状態とオフ状態とが切り替えられる。そのため、駆動システム７０において、第１Ｙ結線駆動と第２Ｙ結線駆動との切り替え時における応答性を高く維持しつつ、電力損失を抑制することができる。
【００９０】
・さらに、本実施形態によれば、第２接地線ＬＧ２に第４低圧側切替スイッチ５６Ｄと第６低圧側切替スイッチ６６Ｄとが並列接続されており、第１Ｙ結線駆動と第２Ｙ結線駆動とが切り替え時に、これらのスイッチのオン状態とオフ状態とが切り替えられる。そのため、駆動システム７０において、第１Ｙ結線駆動と第２Ｙ結線駆動との切り替え時における応答性を高く維持しつつ、電力損失を抑制することができる。
【００９１】
・特に、本実施形態の駆動システム７０では、第１〜第６低圧側切替スイッチ５３Ｄ，５５Ｄ，５６Ｄ，６３Ｄ，６５Ｄ，６６Ｄが、バッテリ４０の低電位側に設けられている。そのため、バッテリ４０の高電位側に設けられる場合に比べて、これらのスイッチに印加されている電位が低いため、これらのスイッチの劣化を抑制することができる。
【００９２】
＜第４実施形態＞
以下、第４実施形態について、第２実施形態及び第３実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、駆動システム７０に、第２電源線ＬＥ２に加えて第２接地線ＬＧ２を備える点で異なる。図１１において、先の図７，１０に示した内容と同一の内容については、便宜上、同一の符号を付して説明を省略する。
【００９３】
本実施形態では、駆動システム７０に、第１〜第６切替スイッチ５３，５５，５６，６３，６５，６６に加えて、第１〜第６低圧側切替スイッチ５３Ｄ，５５Ｄ，５６Ｄ，６３Ｄ，６５Ｄ，６６Ｄが設けられている点で異なる。本実施形態では、第１〜第６切替スイッチ５３，５５，５６，６３，６５，６６を第１〜第６高圧側切替スイッチ５３Ｕ，５５Ｕ，５６Ｕ，６３Ｕ，６５Ｕ，６６Ｕと呼ぶ。
【００９４】
・以上説明した本実施形態によれば、高電位側接続線ＬＵに第１高圧側切替スイッチ５３Ｕと第２高圧側切替スイッチ６３Ｕとが並列接続されており、低電位側接続線ＬＤに第１低圧側切替スイッチ５３Ｄと第２低圧側切替スイッチ６３Ｄとが並列接続されている。そして、第１モードと第２モードとの切り替え時に、これらのスイッチのオン状態とオフ状態とが切り替えられる。そのため、駆動システム７０において、第１モードと第２モードとの切り替え時における応答性を高く維持しつつ、電力損失を抑制することができる。
【００９５】
・また、本実施形態によれば、第１電源線ＬＥ１に第３高圧側切替スイッチ５５Ｕと第５高圧側切替スイッチ６５Ｕとが並列接続されており、第１接地線ＬＧ１に第３低圧側切替スイッチ５５Ｄと第５低圧側切替スイッチ６５Ｄとが並列接続されている。そして、第第１Ｙ結線駆動と第２Ｙ結線駆動との切り替え時に、これらのスイッチのオン状態とオフ状態とが切り替えられる。そのため、駆動システム７０において、第１Ｙ結線駆動と第２Ｙ結線駆動との切り替え時における応答性を高く維持しつつ、電力損失を抑制することができる。
【００９６】
・さらに、本実施形態によれば、第２電源線ＬＥ２に第４高圧側切替スイッチ５６Ｕと第６高圧側切替スイッチ６６Ｕとが並列接続されており、第２接地線ＬＧ２に第４低圧側切替スイッチ５６Ｄと第６低圧側切替スイッチ６６Ｄとが並列接続されている。そして、第１Ｙ結線駆動と第２Ｙ結線駆動との切り替え時に、これらのスイッチのオン状態とオフ状態とが切り替えられる。そのため、駆動システム７０において、第１Ｙ結線駆動と第２Ｙ結線駆動との切り替え時における応答性を高く維持しつつ、電力損失を抑制することができる。
【００９７】
・特に、本実施形態の駆動システム７０では、高電位側接続線ＬＵに第１，第２高圧側切替スイッチ５３Ｕ，６３Ｕが設けられており、低電位側接続線ＬＤに第１，第２低圧側切替スイッチ５３Ｄ，６３Ｄが設けられている。そして、第１モードにおいて、第１，第２高圧側切替スイッチ５３Ｕ，６３Ｕ及び第１，第２低圧側切替スイッチ５３Ｄ，６３Ｄがオフ状態に維持される。そのため、第１モードにおいて中性点駆動が実施されるインバータにおいて、上アームスイッチと下アームスイッチとの両方をオフ状態に維持することができ、該当するインバータ内に流れる電流を、上アームスイッチ側と下アームスイッチ側とに分散させることができる。これにより、上アームスイッチと下アームスイッチとの一方しかオフ状態にできない場合に比べて、中性点駆動が実施されるインバータにおける電力損失を抑制することができる。
【００９８】
＜その他の実施形態＞
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
【００９９】
・上記各実施形態では、回転電機１０の力行時における切替制御処理について説明したが、切替制御処理は回転電機１０の発電時に実施されてもよい。回転電機１０の発電時においても、回転電機１０の動作状態により第１モードと第２モードとが切り替えられ、第１切替スイッチ５３及び第２切替スイッチ６３のオン状態とオフ状態とが切り替えられてもよい。
【０１００】
・上記各実施形態では、第１切替スイッチ５３及び第２切替スイッチ６３をオフ状態からオン状態に切り替える際に、第１切替スイッチ５３にオン指令の第１切替信号ＳＣ１を出力し、第１切替スイッチ５３がオン状態に切り替わった後に第２切替スイッチ６３にオン指令の第２切替信号ＳＣ２を出力する例を示したが、これに限られない。第１切替スイッチ５３にオン指令の第１切替信号ＳＣ１を出力し、第１切替スイッチ５３がオン状態に切り替る前に第２切替スイッチ６３にオン指令の第２切替信号ＳＣ２を出力してもよい。この場合でも、半導体スイッチである第１切替スイッチ５３と、リレースイッチである第２切替スイッチ６３との応答性の違いにより、第１切替スイッチ５３を第２切替スイッチ６３よりも先にオン状態に切り替えることができる。
【０１０１】
・上記各実施形態では、第２モードの動作中において、第２切替スイッチ６３がオン状態に切り替わった後に、第１切替スイッチ５３をオフ状態に切り替える例を示しが、第１切替スイッチ５３は、必ずしもオフ状態に切り替えられる必要がない。
【０１０２】
・上記各実施形態では、スイッチング駆動としてＰＷＭ駆動を例示したが、これに限られない。例えば、矩形駆動が実施されてもよい。矩形駆動は、電気角１周期においてデットタイムを挟みつつ上，下アームスイッチをそれぞれ１回ずつオン状態とし、各相の上，下アームスイッチのスイッチングパターンが１２０°ずつずれるように制御する駆動である。また、過変調駆動が実施されてもよい。過変調駆動は、回転電機１０への出力電圧の最大値がバッテリ４０の電源電圧Ｖｂａｔの２／π倍となるように、複数のキャリア周期にわたって各相の上，下アームスイッチをオンにし続ける制御である駆動である。
【０１０３】
・第１インバータ２０及び第２インバータ３０が備えるスイッチとしては、ＩＧＢＴに限らず、例えばＭＯＳＦＥＴであってもよい。この場合、スイッチに逆接続されるダイオードとしてＭＯＳＦＥＴのボディダイオードを用いることができ、ＭＯＳＦＥＴとは別にフリーホイールダイオードを用いる必要がない。
【０１０４】
・回転電機１０としては、３相のものに限らず、２相または４相以上のものであってもよい。第１インバータ２０及び第２インバータ３０としては、回転電機１０が有する相数分の上，下アームスイッチの直列接続体を備えるインバータであればよい。例えば、２相の場合、互いに直列接続された１組目の上，下アームスイッチの接続点と、互いに直列接続された２組目の上，下アームスイッチの接続点とが、誘導性負荷（例えば巻線）を介して接続されることとなる。
【符号の説明】
【０１０５】
１０…回転電機、１１…巻線、２０…第１インバータ、３０…第２インバータ、５３…第１切替スイッチ、６３…第２切替スイッチ、１００…回転電機システム、ＬＤ…低電位側接続線、ＬＵ…高電位側接続線。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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