(57)【要約】【課題】交流モータの駆動力を確保するとともに装置の部品点数を削減することで、小型で低コストの駆動力制御装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の車両用駆動力制御装置は、直流電源と、２つのインバータと、２つの走行用モータジェネレータと、コンプレッサ用モータと、制御装置とを備えている。コンプレッサ用モータの２相は走行用モータジェネレータの中性点に、他の１相は直流電源の直列接続された２つの平滑用コンデンサの接続点に接続されている。そして、制御装置が、走行用モータジェネレータに交流電圧を供給するとともに、中性点の電圧が交流電圧となるようにインバータを制御する。これにより、インバータを追加することなくコンプレッサ用モータの駆動力を確保でき、装置を小型化、低コスト化することができる。【選択図】図１
2006158040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電圧を出力する直流電源と、前記直流電源に接続され直流電圧を交流電圧に変換する直交変換手段と、前記直交変換手段に接続され交流電圧を供給されることで駆動力を発生し駆動力を伝達されることで交流電圧を発生する前段交流モータと、いずれかの相が前記前段交流モータの中性点に接続され交流電圧を供給されることで駆動力を発生し駆動力を伝達されることで交流電圧を発生する後段交流モータと、前記前段交流モータに交流電圧を供給するとともに前記前段交流モータの中性点の電圧が交流電圧となるように前記直交変換手段を制御する制御手段とを有することを特徴とする駆動力制御装置。
【請求項２】
前記直交変換手段は、直流電圧と交流電圧を双方向に変換する双方向直交変換手段であることを特徴とする請求項１記載の駆動力制御装置。
【請求項３】
前記双方向直交変換手段及び前記前段交流モータは、少なくとも１組あり、
前記後段交流モータは、いずれか１つの相が１つの前記前段交流モータに接続されていることを特徴とする請求項２記載の駆動力制御装置。
【請求項４】
前記双方向直交変換手段及び前記前段交流モータは、少なくとも２組あり、
前記後段交流モータは、いずれか２つの相が２つの前記前段交流モータの中性点にそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項２記載の駆動力制御装置。
【請求項５】
前記双方向直交変換手段及び前記前段交流モータは、少なくとも３組あり、
前記後段交流モータは、いずれか３つの相が３つの前記前段交流モータの中性点にそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項２記載の駆動力制御装置。
【請求項６】
前記後段交流モータは、回転角度センサを備えておらず、
前記制御手段は、前記後段交流モータに供給する交流電圧と流れる交流電流の位相差に基づいて前記双方向直交変換手段を制御することを特徴とする請求項２乃至５記載の駆動力制御装置。
【請求項７】
直流電圧を出力する直流電源と、前記直流電源に接続され直流電圧を交流電圧に変換する第１の直交変換手段と、前記第１の直交変換手段に接続され交流電圧を供給されることで駆動力を発生し駆動力を伝達されることで交流電圧を発生する前段交流モータと、前記直流電源に接続され直流電圧を交流電圧に変換する第２の直交変換手段と、いずれかの相が前記前段交流モータの中性点にそれ以外のいずれかの相が前記第２の直交変換手段にそれぞれ接続され交流電圧を供給されることで駆動力を発生し駆動力を伝達されることで交流電圧を発生する後段交流モータと、前記前段交流モータに交流電圧を供給するとともに前記前段交流モータの中性点の電圧が交流電圧となるように前記第１の直交変換手段を制御し前記後段交流モータに交流電圧を供給するように前記第２の直交変換手段を制御する制御手段とを有することを特徴とする駆動力制御装置。
【請求項８】
前記第１の直交変換手段及び前記第２の直交変換手段は、直流電圧と交流電圧を双方向に変換する第１の双方向直交変換手段及び第２の双方向直交変換手段であることを特徴とする請求項７記載の駆動力制御装置。
【請求項９】
前記後段交流モータは、回転角度センサを備えておらず、
前記制御手段は、前記後段交流モータに供給する交流電圧と流れる交流電流の位相差に基づいて前記第１の双方向直交変換手段及び前記第２の双方向直交変換手段を制御することを特徴とする請求項８記載の駆動力制御装置。
【請求項１０】
前記直流電源は、電池と前記電池の出力する直流電圧を昇圧する昇圧手段とからなり、
前記昇圧手段及び前記第２の双方向直交変換手段は、それぞれスイッチング素子を備え、前記スイッチング素子は、１つのモジュールで構成されていることを特徴とする請求項８又は９記載の駆動力制御装置。
【請求項１１】
前記後段交流モータは、いずれか１つの相が前記直流電源の出力する直流電圧より低い電圧になる所定点に接続されていることを特徴とする請求項１乃至１０記載の駆動力制御装置。
【請求項１２】
前記直流電源は、直列接続された複数のコンデンサを出力端子間に備え、
前記所定点は、前記複数のコンデンサの接続点のいずれかであることを特徴とする請求項１１記載の駆動力制御装置。
【請求項１３】
前記直流電源は、直列接続された複数の電池からなり、
前記所定点は、前記複数の電池の接続点のいずれかであることを特徴とする請求項１１記載の駆動力制御装置。
【請求項１４】
前記直流電源は、電池と前記電池の出力する直流電圧を昇圧する昇圧手段とからなり、
前記所定点は、前記電池の正極端子であることを特徴とする請求項１１記載の駆動力制御装置。
【請求項１５】
前記後段交流モータは、いずれかの相が接続されている前記前段交流モータより出力が小さいことを特徴とする請求項１乃至１４記載の駆動力制御装置。
【請求項１６】
前記前段交流モータと前記後段交流モータとを電気的に切断する切断手段を有することを特徴とする請求項１乃至１５記載の駆動力制御装置。
【請求項１７】
前記制御手段は、前記後段交流モータが接続されている少なくとも１つの前記前段交流モータの全ての相の電流を検出していることを特徴とする請求項１乃至１６記載の駆動力制御装置。
【請求項１８】
前記制御手段は、前記後段交流モータの少なくとも１つの相の電流の大きさ又は極性を検出していることを特徴とする請求項１乃至１７記載の駆動力制御装置。
【請求項１９】
前記後段交流モータのいずれかの相が接続されている前記前段交流モータは、少なくとも１つが、交流電圧を供給されることでハイブリッド車を走行させるための駆動力を発生し、駆動力を伝達されることで交流電圧を発生する走行用モータジェネレータであることを特徴とする請求項１乃至１８記載の駆動力制御装置。
【請求項２０】
前記後段交流モータは、交流電圧を供給されることでコンプレッサを駆動するための駆動力を発生するコンプレッサ用モータ、又は、膨張機の発生する熱膨張による駆動力を伝達されることで交流電圧を発生する熱回収用ジェネレータであることを特徴とする請求項１乃至１９記載の駆動力制御装置。
【請求項２１】
電池と前記電池の出力する直流電圧を昇圧する昇圧手段とからなる直流電源と、前記直流電源に接続され直流電圧を交流電圧に変換する直交変換手段と、いずれか１つの相が前記電池の正極端子にそれ以外の相が前記直交変換手段にそれぞれ接続され交流電圧を供給されることで駆動力を発生し駆動力を伝達されることで交流電圧を発生する交流モータと、前記交流モータに交流電圧を供給するように前記直交変換手段を制御する制御手段とを有することを特徴とする駆動力制御装置。
【請求項２２】
前記直交変換手段は、直流電圧と交流電圧を双方向に変換する双方向直交変換手段であることを特徴とする請求項２１記載の駆動力制御装置。
【請求項２３】
前記交流モータは、回転角度センサを備えておらず、
前記制御手段は、前記交流モータに供給する交流電圧と流れる交流電流の位相差に基づいて前記双方向直交変換手段を制御することを特徴とする請求項２２記載の駆動力制御装置。
【請求項２４】
前記昇圧手段及び前記双方向直交変換手段は、それぞれスイッチング素子を備え、
前記スイッチング素子は、１つのモジュールで構成されていることを特徴とする請求項２２又は２３記載の駆動力制御装置。
【請求項２５】
前記制御手段は、前記交流モータの少なくとも１つの相の電流の大きさ又は極性を検出していることを特徴とする請求項２２乃至２４記載の駆動力制御装置。
【請求項２６】
前記交流モータは、ハイブリッド車に搭載され、交流電圧を供給されることでコンプレッサを駆動するための駆動力を発生するコンプレッサ用モータ、又は、膨張機の発生する熱膨張による駆動力を伝達されることで交流電圧を発生する熱回収用ジェネレータであることを特徴とする請求項２２乃至２５記載の駆動力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流モータを制御して駆動力を発生させる駆動力制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題を背景に、排気ガスの発生を抑制するとともに燃費を向上させることが
できるハイブリッド車の開発が盛んに進められており、乗用車やトラックで一部実用化されている。従来、ハイブリッド車のモータを駆動するハイブリッド車駆動装置として、例えば、特開２００４−２７４９４５号公報に開示されているハイブリッド車駆動装置がある。このハイブリッド車駆動装置は、直流電源と、昇降圧コンバータと、２つのインバータと、２つの交流モータと、制御装置とを備えている。２つの交流モータは、それぞれインバータに接続されている。
【０００３】
昇降圧コンバータは、直流電源の出力する直流電圧を昇圧する。昇圧された直流電圧は、インバータで交流電圧に変換される。一方の交流モータは、インバータを介して交流電圧を供給されることで、エンジンを始動するための駆動力を発生する。エンジンが始動すると、交流モータは、エンジンから駆動力を伝達されることで交流電圧を発生する。もう一方の交流モータは、インバータを介して交流電圧を供給されることで、ハイブリッド車の駆動輪を駆動するための駆動力を発生する。ハイブリッド車が制動を掛けると、交流モータは、ハイブリッド車の駆動輪から駆動力を伝達されることで、交流電圧を発生する。それぞれの交流モータで発生した交流電圧は、インバータで直流電圧に変換される。変換された直流電圧は、昇降圧コンバータで降圧され、直流電源を充電する。
【０００４】
ハイブリッド車は、エンジンの駆動力と交流モータの駆動力とを適切に制御することで、排気ガスの発生を抑制するとともに燃費を向上することができる。
【特許文献１】特許２００４−２７４９４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このようなハイブリッド車において、さらに、燃費の向上をはかるため、従来、エンジンによって駆動されていた空調用コンプレッサをモータによって駆動する構成がとられている。この場合、前述したハイブリッド車駆動装置において、コンプレッサ駆動用の交流モータ及びインバータを新たに追加しなければならない。そのため、空調用コンプレッサがエンジンによって駆動されていた場合に比べ、装置の搭載スペースが大きくなり、さらに、コストアップしてしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、交流モータの駆動力を確保するとともに装置の部品点数を削減することで、小型で低コストの駆動力制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで、本発明者は、この課題を解決すべく鋭意研究し試行錯誤を重ねた結果、双方向直交変換手段を共用すること、また、双方向直交変換手段の構成を見直すことで、双方向直交変換手段や双方向直交変換手段を構成する部品点数を削減できることを思いつき、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、請求項１に記載の駆動力制御装置は、直流電圧を出力する直流電源と、前記直流電源に接続され、直流電圧を交流電圧に変換する直交変換手段と、前記直交変換手段に接続され、交流電圧を供給されることで駆動力を発生し、駆動力を伝達されることで交流電圧を発生する前段交流モータと、いずれかの相が前記前段交流モータの中性点に接続され、交流電圧を供給されることで駆動力を発生し、駆動力を伝達されることで交流電圧を発生する後段交流モータと、前記前段交流モータに交流電圧を供給するとともに、前記前段交流モータの中性点の電圧が交流電圧となるように前記直交変換手段を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の駆動力制御装置は、請求項１に記載の駆動力制御装置において、さらに、前記直交変換手段は、直流電圧と交流電圧を双方向に変換する双方向直交変換手段であることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の駆動力制御装置は、請求項２に記載の駆動力制御装置において、さらに、前記双方向直交変換手段及び前記前段交流モータは、少なくとも１組あり、前記後段交流モータは、いずれか１つの相が１つの前記前段交流モータに接続されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の駆動力制御装置は、請求項２に記載の駆動力制御装置において、さらに、前記双方向直交変換手段及び前記前段交流モータは、少なくとも２組あり、前記後段交流モータは、いずれか２つの相が２つの前記前段交流モータの中性点にそれぞれ接続されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載の駆動力制御装置は、請求項２に記載の駆動力制御装置において、さらに、前記双方向直交変換手段及び前記前段交流モータは、少なくとも３組あり、前記後段交流モータは、いずれか３つの相が３つの前記前段交流モータの中性点にそれぞれ接続されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載の駆動力制御装置は、請求項２乃至５に記載の駆動力制御装置において、さらに、前記後段交流モータは、回転角度センサを備えておらず、前記制御手段は、前記後段交流モータに供給する交流電圧と流れる交流電流の位相差に基づいて前記双方向直交変換手段を制御することを特徴とする。
【００１４】
請求項７に記載の駆動力制御装置は、直流電圧を出力する直流電源と、前記直流電源に接続され、直流電圧を交流電圧に変換する第１の直交変換手段と、前記第１の直交変換手段に接続され、交流電圧を供給されることで駆動力を発生し、駆動力を伝達されることで交流電圧を発生する前段交流モータと、前記直流電源に接続され、直流電圧を交流電圧に変換する第２の直交変換手段と、いずれかの相が前記前段交流モータの中性点にそれ以外のいずれかの相が前記第２の直交変換手段にそれぞれ接続され、交流電圧を供給されることで駆動力を発生し、駆動力を伝達されることで交流電圧を発生する後段交流モータと、前記前段交流モータに交流電圧を供給するとともに、前記前段交流モータの中性点の電圧が交流電圧となるように前記第１の直交変換手段を制御し、前記後段交流モータに交流電圧を供給するように前記第２の直交変換手段を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１５】
請求項８に記載の駆動力制御装置は、請求項７に記載の駆動力制御装置において、さらに、前記第１の直交変換手段及び前記第２の直交変換手段は、直流電圧と交流電圧を双方向に変換する第１の双方向直交変換手段及び第２の双方向直交変換手段であることを特徴とする。
【００１６】
請求項９に記載の駆動力制御装置は、請求項８に記載の駆動力制御装置において、さらに、前記後段交流モータは、回転角度センサを備えておらず、前記制御手段は、前記後段交流モータに供給する交流電圧と流れる交流電流の位相差に基づいて前記第１の双方向直交変換手段及び前記第２の双方向直交変換手段を制御することを特徴とする。
【００１７】
請求項１０に記載の駆動力制御装置は、請求項８又は９に記載の駆動力制御装置において、さらに、前記直流電源は、電池と前記電池の出力する直流電圧を昇圧する昇圧手段とからなり、前記昇圧手段及び前記第２の双方向直交変換手段は、それぞれスイッチング素子を備え、前記スイッチング素子は、１つのモジュールで構成されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項１１に記載の駆動力制御装置は、請求項１乃至１０に記載の駆動力制御装置において、さらに、前記後段交流モータは、いずれか１つの相が前記直流電源の出力する直流電圧より低い電圧になる所定点に接続されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項１２に記載の駆動力制御装置は、請求項１１に記載の駆動力制御装置において、さらに、前記直流電源は、直列接続された複数のコンデンサを出力端子間に備え、前記所定点は、前記複数のコンデンサの接続点のいずれかであることを特徴とする。
【００２０】
請求項１３に記載の駆動力制御装置は、請求項１１に記載の駆動力制御装置において、さらに、前記直流電源は、直列接続された複数の電池からなり、前記所定点は、前記複数の電池の接続点のいずれかであることを特徴とする。
【００２１】
請求項１４に記載の駆動力制御装置は、請求項１１に記載の駆動力制御装置において、さらに、前記直流電源は、電池と前記電池の出力する直流電圧を昇圧する昇圧手段とからなり、前記所定点は、前記電池の正極端子であることを特徴とする。
【００２２】
請求項１５に記載の駆動力制御装置は、請求項１乃至１４に記載の駆動力制御装置において、さらに、前記後段交流モータは、いずれかの相が接続されている前記前段交流モータより出力が小さいことを特徴とする。
【００２３】
請求項１６に記載の駆動力制御装置は、請求項１乃至１５に記載の駆動力制御装置において、さらに、前記前段交流モータと前記後段交流モータとを電気的に切断する切断手段を有することを特徴とする。
【００２４】
請求項１７に記載の駆動力制御装置は、請求項１乃至１６に記載の駆動力制御装置において、さらに、前記制御手段は、前記後段交流モータが接続されている少なくとも１つの前記前段交流モータの全ての相の電流を検出していることを特徴とする。
【００２５】
請求項１８に記載の駆動力制御装置は、請求項１乃至１７に記載の駆動力制御装置において、さらに、前記制御手段は、前記後段交流モータの少なくとも１つの相の電流の大きさ又は極性を検出していることを特徴とする。
【００２６】
請求項１９に記載の駆動力制御装置は、請求項１乃至１８に記載の駆動力制御装置において、さらに、前記後段交流モータのいずれかの相が接続されている前記前段交流モータは、少なくとも１つが、交流電圧を供給されることでハイブリッド車を走行させるための駆動力を発生し、駆動力を伝達されることで交流電圧を発生する走行用モータジェネレータであることを特徴とする。
【００２７】
請求項２０に記載の駆動力制御装置は、請求項１乃至１９に記載の駆動力制御装置において、さらに、前記後段交流モータは、交流電圧を供給されることでコンプレッサを駆動するための駆動力を発生するコンプレッサ用モータ、又は、膨張機の発生する熱膨張による駆動力を伝達されることで交流電圧を発生する熱回収用ジェネレータであることを特徴とする。
【００２８】
請求項２１に記載の駆動力制御装置は、電池と前記電池の出力する直流電圧を昇圧する昇圧手段とからなる直流電源と、前記直流電源に接続され直流電圧を交流電圧に変換する直交変換手段と、いずれか１つの相が前記電池の正極端子に、それ以外の相が前記直交変換手段にそれぞれ接続され、交流電圧を供給されることで駆動力を発生し、駆動力を伝達されることで交流電圧を発生する交流モータと、前記交流モータに交流電圧を供給するように前記直交変換手段を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【００２９】
請求項２２に記載の駆動力制御装置は、請求項２１に記載の駆動力制御装置において、さらに、前記直交変換手段は、直流電圧と交流電圧を双方向に変換する双方向直交変換手段であることを特徴とする。
【００３０】
請求項２３に記載の駆動力制御装置は、請求項２２に記載の駆動力制御装置において、さらに、前記交流モータは、回転角度センサを備えておらず、前記制御手段は、前記交流モータに供給する交流電圧と流れる交流電流の位相差に基づいて前記双方向直交変換手段を制御することを特徴とする。
【００３１】
請求項２４に記載の駆動力制御装置は、請求項２２又は２３に記載の駆動力制御装置において、さらに、前記昇圧手段及び前記双方向直交変換手段は、それぞれスイッチング素子を備え、前記スイッチング素子は、１つのモジュールで構成されていることを特徴とする。
【００３２】
請求項２５に記載の駆動力制御装置は、請求項２２乃至２４に記載の駆動力制御装置において、さらに、前記制御手段は、前記交流モータの少なくとも１つの相の電流の大きさ又は極性を検出していることを特徴とする。
【００３３】
請求項２６に記載の駆動力制御装置は、請求項２２乃至２５に記載の駆動力制御装置において、さらに、前記交流モータは、ハイブリッド車に搭載され、交流電圧を供給されることでコンプレッサを駆動するための駆動力を発生するコンプレッサ用モータ、又は、膨張機の発生する熱膨張による駆動力を伝達されることで交流電圧を発生する熱回収用ジェネレータであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３４】
請求項１に記載の駆動力制御装置によれば、直交変換手段で、前段交流モータに交流電圧を供給するとともに、前段交流モータの中性点に接続されている後段交流モータにも交流電圧を供給することができる。そのため、後段交流モータに交流電圧を供給する直交変換手段を個別に設けることなく後段交流モータを駆動し、駆動力を発生させることができる。従って、駆動力制御装置を小型化、低コスト化することができる。
【００３５】
請求項２に記載の駆動力制御装置によれば、双方向直交変換手段で、直流電源の出力する直流電圧を交流電圧に変換して、前段交流モータ及び後段交流モータに供給することができる。また、前段交流モータ及び後段交流モータの出力する交流電圧を直流電圧に変換して、直流電源に供給することができる。そのため、エネルギーを効率的に利用することができる。
【００３６】
請求項３に記載の駆動力制御装置によれば、１つの双方向直交変換手段で、１つの前段交流モータに交流電圧を供給するとともに、この前段交流モータの中性点に接続されている後段交流モータの１つの相にも確実に交流電圧を供給することができる。
【００３７】
請求項４に記載の駆動力制御装置によれば、２つの双方向直交変換手段で、２つの前段交流モータにそれぞれ交流電圧を供給するとともに、これらの前段交流モータの中性点に接続されている後段交流モータの２つの相にも確実に交流電圧を供給することができる。
【００３８】
請求項５に記載の駆動力制御装置によれば、３つの双方向直交変換手段で、３つの前段交流モータにそれぞれ交流電圧を供給するとともに、これらの前段交流モータの中性点に接続されている後段交流モータの３つの相にも確実に交流電圧を供給することができる。
【００３９】
請求項６に記載の駆動力制御装置によれば、後段交流モータに供給する交流電圧と流れる交流電流の位相差に基づいて双方向直交変換手段を制御することで、回転角度センサを備えていない後段交流モータを確実に制御することができる。
【００４０】
請求項７に記載の駆動力制御装置によれば、第１の直交変換手段で、前段交流モータに交流電圧を供給するとともに、前段交流モータの中性点に接続されている後段交流モータの相にも交流電圧を供給することができる。さらに、第２の直交変換手段で、前段交流モータの中性点に接続されていない後段交流モータの相に交流電圧を供給することができる。そのため、第２の直交変換手段で、後段交流モータの全ての相に交流電圧を供給する必要がなくなり、第２の直交変換手段を簡略化することができる。従って、駆動力制御装置を小型化、低コスト化することができる。
【００４１】
請求項８に記載の駆動力制御装置によれば、第１の双方向直交変換手段及び第２の双方向直交変換手段で、直流電源の出力する直流電圧を交流電圧に変換して、前段交流モータ及び後段交流モータに供給することができる。また、前段交流モータ及び後段交流モータの出力する交流電圧を直流電圧に変換して、直流電源に供給することができる。そのため、エネルギーを効率的に利用することができる。
【００４２】
請求項９に記載の駆動力制御装置によれば、後段交流モータに供給する交流電圧と流れる交流電流の位相差に基づいて第１の双方向直交変換手段及び第２の双方向直交変換手段を制御することで、回転角度センサを備えていない後段交流モータを確実に制御することができる。
【００４３】
請求項１０に記載の駆動力制御装置によれば、昇圧手段及び第２の双方向直交変換手段のスイッチング素子を１つのモジュールで構成することで、駆動力制御装置をさらに小型化、低コスト化することができる。
【００４４】
請求項１１に記載の駆動力制御装置によれば、後段交流モータにおいて、前段交流モータの中性点に接続した相と、所定点に接続した相の間の線間電圧を確実に交流電圧にすることができる。ところで、後段交流モータのいずれかの相が接続されている前段交流モータの中性点の電圧は、直流電源の出力する直流電圧より低い電圧を基準にした交流電圧である。そのため、後段交流モータのいずれか１つの相を直流電源の出力する直流電圧より低くすることで、後段交流モータの線間電圧を交流電圧にすることができる。
【００４５】
請求項１２に記載の駆動力制御装置によれば、後段交流モータのいずれか１つの相を、直流電源の出力端子間にある直列接続された複数のコンデンサの接続点に接続することで、確実に直流電源の出力する直流電圧より低い電圧にすることができる。
【００４６】
請求項１３に記載の駆動力制御装置によれば、後段交流モータのいずれか１つの相を、直流電源を構成する直列接続された複数の電池の接続点に接続することで、確実に直流電源の出力する直流電圧より低い電圧にすることができる。
【００４７】
請求項１４に記載の駆動力制御装置によれば、後段交流モータのいずれか１つの相を、直流電源を構成する昇圧手段の前段に接続されている電池の正極端子に接続することで、確実に直流電源の出力する直流電圧より低い電圧にすることができる。
【００４８】
請求項１５に記載の駆動力制御装置によれば、後段交流モータの制御性を向上させることができる。ところで、双方向直交変換手段は、前段交流モータに交流電圧を供給するとともに、前段交流モータの中性点を介して後段交流モータに交流電圧を供給している。そのため、後段交流モータが接続されている前段交流モータに比べ、後段交流モータの出力が小さい方が、後段交流モータの制御性を向上させることができる。
【００４９】
請求項１６に記載の駆動力制御装置によれば、後段交流モータが故障した場合でも、切断手段で故障した後段交流モータを切断し、影響を受けることなく、前段交流モータを駆動させることができる。
【００５０】
請求項１７に記載の駆動力制御装置によれば、後段交流モータが接続されている、少なくとも１つの前段交流モータの全相の電流を検出することで、後段交流モータに流れる相電流を検出することができる。そのため、後段交流モータを確実に制御することができる。
【００５１】
請求項１８に記載の駆動力制御装置によれば、後段交流モータの少なくともいずれか１つの相の電流の大きさ又は極性を検出することで、後段交流モータを確実に制御することができる。
【００５２】
請求項１９に記載の駆動力制御装置によれば、ハイブリッド車に搭載される走行用モータジェネレータを備えた駆動力制御装置を小型化、低コスト化することができる。
【００５３】
請求項２０に記載の駆動力制御装置によれば、ハイブリッド車に搭載されるコンプレッサ用モータ又は熱回収用ジェネレータを備えた駆動力制御装置を小型化、低コスト化することができる。
【００５４】
請求項２１に記載の駆動力制御装置によれば、交流モータのいずれか１つの相を、直流電源を構成する昇圧手段の前段に接続されている電池の正極端子に接続することで、直流電源の出力する直流電圧より低い電圧にすることができる。さらに、それ以外の相に、直交変換手段で、交流電圧を供給することができる。そのため、交流モータの線間電圧を確実に交流電圧にすることができる。従って、直交変換手段を簡素化でき、駆動力制御装置を小型化、低コスト化することができる。
【００５５】
請求項２２に記載の駆動力制御装置によれば、双方向直交変換手段で、直流電源の出力する直流電圧を交流電圧に変換して、交流モータに供給することができる。また、交流モータの出力する交流電圧を直流電圧に変換して、直流電源に供給することができる。そのため、エネルギーを効率的に利用することができる。
【００５６】
請求項２３に記載の駆動力制御装置によれば、交流モータに供給する交流電圧と流れる交流電流の位相差に基づいて双方向直交変換手段を制御することで、回転角度センサを備えていない交流モータを確実に制御することができる。
【００５７】
請求項２４に記載の駆動力制御装置によれば、昇圧手段及び双方向直交変換手段のスイッチング素子を１つのモジュールで構成することで、駆動力制御装置をさらに小型化、低コスト化することができる。
【００５８】
請求項２５に記載の駆動力制御装置によれば、交流モータの少なくともいずれか１つの相の電流の大きさ又は極性を検出することで、後段交流モータを確実に制御することができる。
【００５９】
請求項２６に記載の駆動力制御装置によれば、ハイブリッド車に搭載されるコンプレッサ用モータ又は熱回収用ジェネレータを含む駆動力制御装置を小型化、低コスト化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６０】
本実施形態は、本発明に係る駆動力制御装置を、ハイブリッド車に搭載され、駆動輪に駆動力を供給する走行用モータジェネレータと、空調用のコンプレッサを駆動するコンプレッサ用モータとを制御して駆動力を発生させる車両用駆動力制御装置に適用した例を示す。
【００６１】
（第１実施形態）
第１実施形態における車両用駆動力制御装置の回路図を図１に、走行用モータジェネレータの相電圧波形を図２に、コンプレッサ用モータの線間電圧波形と相電流波形を図３に示す。そして、図１、図２及び図３を参照して、構成、動作、効果の順で具体的に説明する。
【００６２】
まず、具体的構成について説明する。図１に示すように、車両用駆動力制御装置１（駆動力制御装置）は、直流電源１０と、３相インバータ１１、１２（双方向直交変換手段）と、走行用モータジェネレータ１３、１４（前段交流モータ）と、コンプレッサ用モータ１５（後段交流モータ）と、リレー１６（切断手段）と、制御装置１７（制御手段）とから構成されている。
【００６３】
直流電源１０は、高圧の直流電圧を出力する回路である。直流電源１０は、組電池１００と、昇降圧回路１０１とから構成されている。
【００６４】
組電池１００は、充放電可能な複数のバッテリ１００ａを直列接続して構成されている。組電池１００の正極端子と負極端子は、昇降圧回路１０１に接続されている。
【００６５】
昇降圧回路１０１は、制御装置１７によって制御され、組電池１００の出力する直流電圧を昇圧して３相インバータ１１、１２に供給する回路である。また、３相インバータ１１、１２の出力する直流電圧を降圧して組電池１００を充電する回路でもある。昇降圧回路１０１は、リアクトル１０１ａと、昇降圧用ＩＧＢＴ１０１ｂ、１０１ｃと、フライホイールダイオード１０１ｄ、１０１ｅと、平滑用コンデンサ１０１ｆ、１０１ｇ（コンデンサ）とから構成されている。
【００６６】
リアクトル１０１ａは、電流が流れることで磁気エネルギーを蓄積、放出するとともに、電圧を誘起する素子である。リアクトル１０１ａの一端は組電池１０１の正極端子に、他端は後述する昇降圧用ＩＧＢＴ１０１ｂ、１０１ｃの接続点にそれぞれ接続されている。
【００６７】
昇降圧用ＩＧＢＴ１０１ｂ、１０１ｃは、オン、オフすることで、リアクトル１０１ａに磁気エネルギーを蓄積させるとともに、蓄積された磁気エネルギーを放出させるためのスイッチング素子である。昇降圧用ＩＧＢＴ１０１ｂ、１０１ｃは直列接続されている。直列接続された昇降圧用ＩＧＢＴ１０１ｂ、１０１ｃの内、昇降圧用ＩＧＢＴ１０１ｂのコレクタと昇降圧用ＩＧＢＴ１０１ｃのエミッタは、３相インバータ１１、１２にそれぞれ接続されている。また、昇降圧用ＩＧＢＴ１０１ｂ、１０１ｃのゲートは、制御装置１７にそれぞれ接続されている。さらに、昇降圧用ＩＧＢＴ１０１ｂ、１０１ｃの接続点は、リアクトル１０１ａの他端に接続されている。
【００６８】
フライホイールダイオード１０１ｄ、１０１ｅは、昇降圧用ＩＧＢＴ１０１ｂ又は昇降圧用ＩＧＢＴ１０１ｃがオフし、リアクトル１０１ａに蓄積された磁気エネルギーが放出されるときに発生する電流を流すための素子である。フライホイールダイオード１０１ｄ、１０１ｅのアノードは昇降圧用ＩＧＢＴ１０１ｂ、１０１ｃのエミッタに、カソードは昇降圧用ＩＧＢＴ１０１ｂ、１０１ｃのコレクタにそれぞれ接続されている。
【００６９】
平滑用コンデンサ１０１ｆ、１０１ｇは、昇降圧回路１０１の出力する昇圧された直流電圧を平滑する素子である。また、３相インバータ１１、１２の出力する直流電圧を平滑する素子でもある。平滑用コンデンサ１０１ｆ、１０１ｇは直列接続されている。直列接続された平滑用コンデンサ１０１ｆ、１０１ｇの内、平滑用コンデンサ１０１ｆの一端は昇降圧用ＩＧＢＴ１０１ｂのコレクタに、平滑用コンデンサ１０１ｃの一端は昇降圧用ＩＧＢＴ１０１ｃのエミッタにそれぞれ接続されている。また、平滑用コンデンサ１０１ｆ、１０１ｇの接続点Ａは、コンプレッサ用モータ１５に接続されている。ここで、コンプレッサ用モータ１５に接続されている平滑用コンデンサ１０１ｆ、１０１ｇの接続点Ａの電圧は、直流電源１０の出力電圧が平滑用コンデンサ１０１ｆ、１０１ｇで分圧されるため、直流電源１０の出力電圧より低い電圧になっている。
【００７０】
３相インバータ１１は、制御装置１７によって制御され、走行用モータジェネレータ１３が力行状態のとき、直流電源１０の供給する昇圧された直流電圧を交流電圧に変換して、走行用モータジェネレータ１３に供給する回路である。また、逆に、走行用モータジェネレータ１３が回生状態のとき、走行用モータジェネレータ１３の発生する交流電圧を直流電圧に変換して、直流電源１０に出力する回路でもある。３相インバータ１１は、インバータ用ＩＧＢＴ１１ａ〜１１ｆと、フライホイールダイオード１１ｇ〜１１ｌとから構成されている。
【００７１】
インバータ用ＩＧＢＴ１１ａ〜１１ｆは、オン、オフすることで、直流電圧を交流電圧に変換するためのスイッチング素子である。インバータ用ＩＧＢＴ１１ａ〜１１ｆは三相ブリッジ接続されている。３相インバータ１１の上側にある３つのインバータ用ＩＧＢＴ１１ａ〜１１ｃのコレクタは昇降圧用ＩＧＢＴ１０１ｂのコレクタに、下側にある３つのインバータ用ＩＧＢＴ１１ｄ〜１１ｆのエミッタは昇降圧用ＩＧＢＴ１０１ｃのエミッタにそれぞれ接続されている。また、インバータ用ＩＧＢＴ１１ａ〜１１ｆのゲートは、制御装置１７にそれぞれ接続されている。さらに、インバータ用ＩＧＢＴ１１ａ、１１ｄの接続点、インバータ用ＩＧＢＴ１１ｂ、１１ｅの接続点及びインバータ用ＩＧＢＴ１１ｃ、１１ｆの接続点は、走行用モータジェネレータ１３にそれぞれ接続されている。
【００７２】
フライホイールダイオード１１ｇ〜１１ｌは、整流することで、交流電圧を直流電圧に変換するための素子である。フライホイールダイオード１１ｇ〜１１ｌのアノードはインバータ用ＩＧＢＴ１１ａ〜１１ｆのエミッタに、カソードはインバータ用ＩＧＢＴ１１ａ〜１１ｆのコレクタにそれぞれ接続されている。
【００７３】
３相インバータ１２は、制御装置１７によって制御され、走行用モータジェネレータ１４が力行状態のとき、直流電源１０の供給する昇圧された直流電圧を交流電圧に変換して、走行用モータジェネレータ１４に供給する回路である。また、逆に、走行用モータジェネレータ１４が回生状態のとき、走行用モータジェネレータ１４の発生する交流電圧を直流電圧に変換して、直流電源１０に出力する回路でもある。３相インバータ１２は、インバータ用ＩＧＢＴ１２ａ〜１２ｆと、フライホイールダイオード１２ｇ〜１２ｌとから構成されている。ここで、３相インバータ１２の構成は、３相インバータ１１の構成と同一であるため、詳細な説明は省略する。
【００７４】
走行用モータジェネレータ１３は、３相インバータ１１を介して交流電圧を供給されることでハイブリッド車の駆動輪を駆動する駆動力を発生し、逆に、ハイブリッド車の駆動輪から駆動力を伝達されることで交流電圧を発生する、例えば、３相同期モータである。走行用モータジェネレータ１３は、電機子相巻線１３ａ〜１３ｃと、回転角度センサ１３ｄとから構成されている。
【００７５】
電機子相巻線１３ａ〜１３ｃは、電圧が印加され電流が流れることで駆動力を発生するための磁束を発生し、逆に、鎖交する磁束が変化することで電圧を発生する巻線である。電機子相巻線１３ａ〜１３ｃの一端は共通接続され、電機子相巻線１３ａ〜１３ｃの他端はインバータ用ＩＧＢＴ１１ａ、１１ｄの接続点、インバータ用ＩＧＢＴ１１ｂ、１１ｅの接続点及びインバータ用ＩＧＢＴ１１ｃ、１１ｆの接続点にそれぞれ接続されている。また、走行用モータジェネレータ１３の中性点である電機子相巻線１３ａ〜１３ｃの共通接続点は、リレー１６を介してコンプレッサ１５に接続されている。
【００７６】
回転角度センサ１３ｄは、走行用モータジェネレータ１３の回転角度を検出するセンサであり、制御装置１７に接続されている。
【００７７】
走行用モータジェネレータ１４は、３相インバータ１２を介して交流電圧を供給されることでハイブリッド車の駆動輪を駆動する駆動力を発生し、逆に、ハイブリッド車の駆動輪から駆動力を伝達されることで交流電圧を発生する、例えば、３相同期モータである。走行用モータジェネレータ１４は、電機子相巻線１４ａ〜１４ｃと、回転角度センサ１４ｄとから構成されている。ここで、走行用モータジェネレータ１４の構成は、走行用モータジェネレータ１３の構成と同一であるため、詳細な説明は省略する。なお、走行用モータジェネレータ１４の中性点である電機子相巻線１４ａ〜１４ｃの共通接続点は、リレー１６を介してコンプレッサ１５に接続されている。
【００７８】
コンプレッサ用モータ１５は、交流電圧を供給されることで空調用コンプレッサを駆動する駆動力を発生する、走行用モータジェネレータ１３、１４より出力の小さい、例えば、３相同期モータである。コンプレッサ用モータ１５は、電機子相巻線１５ａ〜１５ｃを備えている。しかし、走行用モータジェネレータ１３、１４のような回転角度センサは備えていない。
【００７９】
電機子相巻線１５ａ〜１５ｃは、電圧が印加され電流が流れることで駆動力を発生するための磁束を発生し、逆に、鎖交する磁束が変化することで電圧を発生する巻線である。電機子相巻線１５ａ〜１５ｃの一端は共通接続されている。また、電機子相巻線１５ａの他端はリレー１６を介して走行用モータジェネレータ１３の中性点に、電機子相巻線１５ｂの他端はリレー１６を介して走行用モータジェネレータ１４の中性点にそれぞれ接続されている。さらに、電機子相巻線１５ｃの他端は、直流電源１０を構成する平滑用コンデンサ１０１ｆ、１０１ｇの接続点Ａに接続されている。
【００８０】
リレー１６は、制御装置１７によって制御され、走行用モータジェネレータ１３、１４の中性点に、コンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ａ、１５ｂを接続、切断する素子である。リレー１６は２つの接点１６ａ、１６ｂを備えている。接点１６ａの一端は走行用モータジェネレータ１３の中性点に、他端はコンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ａの他端にそれぞれ接続されている。接点１６ｂの一端は走行用モータジェネレータ１４の中性点に、他端はコンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ｂの他端にそれぞれ接続されている。また、リレー１６の制御端子は制御装置１７に接続されている。
【００８１】
制御装置１７は、走行用モータジェネレータ１３、１４に交流電圧を供給するように３相インバータ１１、１２を制御する装置である。また、コンプレッサ用モータ１５が接続された走行用モータジェネレータ１３、１４の中性点の電圧が交流電圧となるように３相インバータ１１、１２を制御する装置でもある。制御装置１７は、電流センサ１７ａ、１７ｂを備えている。制御装置１７の入力端子は、回転角度センサ１３ｄ、１４ｄの出力端子と、電流センサ１７ａ、１７ｂの出力端子にそれぞれ接続されている。また、出力端子は、昇降圧用ＩＧＢＴ１０１ｂ、１０１ｃのゲートと、インバータ用ＩＧＢＴ１１ａ〜１１ｆ、１２ａ〜１２ｆのゲートと、リレー１６の制御端子にそれぞれ接続されている。
【００８２】
電流センサ１７ａ、１７ｂは、走行用モータジェネレータ１３、１４の電機子相巻線１３ａ〜１３ｃ、１４ａ〜１４ｃに流れる相電流を検出するセンサである。電流センサ１７ａ、１７ｂの出力端子は制御装置１７にそれぞれ接続されている。
【００８３】
次に、具体的動作について説明する。ハイブリッド車は、エンジンの運転効率が高い定速走行時には、エンジンの駆動力により走行する。これに対して、エンジンの運転効率が低い始動時及びフル加速時には、走行用モータジェネレータ１３、１４の駆動力を利用して走行する。
【００８４】
制御装置１７は、回転角度センサ１３ｄ、１４ｄの検出した回転角度に基づいて、３相インバータ１１、１２を介して、走行用モータジェネレータ１３、１４に、平滑用コンデンサ１０１ｆ、１０１ｇの接続点Ａの電位を基準にした３相交流電圧を供給する。３相交流電圧が供給されることで、走行用モータジェネレータ１３、１４の電機子相巻線１３ａ〜１３ｃ、１４ａ〜１４ｃに３相交流電流が流れ、走行用モータジェネレータ１３、１４は駆動力を発生する。
【００８５】
このとき、空調用コンプレッサのスイッチ（図略）がオンされると、制御装置１７は、図２（ａ）に示すように、３相インバータ１１を介して走行用モータジェネレータ１３に供給されている３相交流電圧に、別の交流電圧を重畳させる。また、図２（ｂ）に示すように、３相インバータ１２を介して走行用モータジェネレータ１４に供給されている３相交流電圧に、走行用モータジェネレータ１３において重畳された交流電圧に対して、電気角で６０°位相のずれた別の交流電圧を重畳させる。これにより、コンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ａ、１５ｂが接続されている走行用モータジェネレータ１３、１４の中性点の電圧は、重畳された交流電圧となる。重畳された交流電圧は、平滑用コンデンサ１０１ｆ、１０１ｇの接続点Ａの電位を基準にして、所定振幅、所定周波数になるように制御されている。
【００８６】
コンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ｃは、平滑用コンデンサ１０１ｆ、１０１ｇの接続点Ａに接続されているため、コンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ａ〜１５ｃ間の電圧である線間電圧は、図３（ａ）に示すように、３相交流電圧となる。３相交流電圧が供給されることで、コンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ａ〜１５ｃには、図３（ｂ）に示すように、３相交流電流が流れ、コンプレッサ用モータ１５は駆動力を発生する。
【００８７】
制御装置１７は、電流センサ１７ａによって検出される走行用モータジェネレータ１３の電機子相巻線１３ａ〜１３ｃに流れる相電流から、走行用モータジェネレータ１３の中性点を介してコンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ａに流れる相電流を検出する。また、電流センサ１７ｂによって検出される走行用モータジェネレータ１４の電機子相巻線１４ａ〜１４ｃに流れる相電流から、走行用モータジェネレータ１４の中性点を介してコンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ｂに流れる相電流を検出する。さらに、コンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ａ、１５ｂに流れる相電流から電機子相巻線１５ｃに流れる相電流を検出する。
【００８８】
制御装置１７は、３相インバータ１１、１２を介して走行用モータジェネレータ１３、１４に供給されている３相交流電圧に重畳される交流電圧の周波数を調整し、コンプレッサ用モータ１５の回転数を制御する。また、平滑用コンデンサ１０１ｆ、１０１ｇの接続点Ａの電位を基準にして、３相インバータ１１、１２から走行用モータジェネレータ１３、１４の中性点を介して供給されるコンプレッサ用モータ１５の線間電圧と、電流センサ１７ａ、１７ｂに基づいて検出された相電流の位相差が所定の位相差になるように、重畳される交流電圧の振幅を調整し、コンプレッサ用モータ１５の効率を制御する。
【００８９】
ここで、コンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ａ〜１５ｃのいずれかで、例えば、漏電が発生した場合、制御装置１７は、電流センサ１７ａ、１７ｂに基づいて検出された相電流から、コンプレッサ用モータ１５の故障を検出する。コンプレッサ用モータ１５の故障が検出されると、制御装置１７は、リレー１６の接点１６ａ、１６ｂをオフし、走行用モータジェネレータ１３、１４からコンプレッサ用モータ１５を切断する。
【００９０】
最後に、具体的効果について説明する。第１実施形態によれば、３相インバータ１１、１２で、走行用モータジェネレータ１３、１４にそれぞれ３相交流電圧を供給するとともに、走行用モータジェネレータ１３、１４の中性点に接続されているコンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ａ、１５ｂにも交流電圧を供給することができる。そのため、コンプレッサ用モータ１５に３相交流電圧を供給する３相インバータを個別に設けることなくコンプレッサ用モータ１５を駆動し、駆動力を発生させることができる。従って、車両用駆動力制御装置１を小型化、低コスト化することができる。
【００９１】
第１実施形態によれば、３相インバータ１１、１２で、直流電源１０の出力する直流電圧を交流電圧に変換して、走行用モータジェネレータ１３、１４及びコンプレッサ用モータ１５に供給することができる。また、走行用モータジェネレータ１３、１４及びコンプレッサ用モータ１５の出力する交流電圧を直流電圧に変換して、直流電源１０に供給し昇降圧回路１０１を介してバッテリ１００ａを充電することができる。そのため、エネルギーを効率的に利用することができる。
【００９２】
第１実施形態によれば、コンプレッサ用モータ１５に供給される線間電圧と流れる相電流の位相差に基づいて３相インバータ１１、１２を制御することで、回転角度センサを備えていないコンプレッサ用モータ１５を確実に制御することができる。
【００９３】
第１実施形態によれば、コンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ｃを直流電源１０の出力電圧より低い電圧である平滑用コンデンサ１０１ｆ、１０１ｇの接続点Ａに接続することで、コンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ａ〜１５ｃの間の線間電圧を確実に交流電圧にすることができる。ところで、コンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ａ、１５ｂが接続される走行用モータジェネレータ１３、１４の中性点の電圧は、直流電源１０の出力電圧より低い、平滑用コンデンサ１０１ｆ、１０１ｇの接続点Ａの電位を基準にした交流電圧である。そのため、コンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ｃを平滑用コンデンサ１０１ｆ、１０１ｇの接続点Ａに接続することで、コンプレッサ用モータ１５の線間電圧を確実に交流電圧にすることができる。
【００９４】
第１実施形態によれば、コンプレッサ用モータ１５の出力を走行用モータジェネレータ１３、１４より小さくすることで、コンプレッサ用モータ１５の制御性を向上させることができる。ところで、３相インバータ１１、１２は、走行用モータジェネレータ１３、１４に３相交流電圧を供給するとともに、走行用モータジェネレータ１３、１４の中性点を介してコンプレッサ用モータ１５にも交流電圧を供給している。そのため、コンプレッサ用モータ１５が接続されている走行用モータジェネレータ１３、１４に比べ、コンプレッサ用モータ１５の出力が小さい方が、コンプレッサ用モータ１５の制御性を向上させることができる。
【００９５】
第１実施形態によれば、コンプレッサ用モータ１５が故障した場合でも、リレー１６によって故障したコンプレッサ用モータ１５を切断することで、故障の影響を受けることなく、走行用モータジェネレータ１３、１４を駆動させることができる。
【００９６】
第１実施形態によれば、コンプレッサ用モータ１５が接続されている、走行用モータジェネレータ１３の全相の電流を検出することで、コンプレッサ用モータ１５に流れる相電流を検出することができる。そのため、コンプレッサ用モータ１５を確実に制御することができる。
【００９７】
第１実施形態によれば、ハイブリッド車に搭載される走行用モータジェネレータ１３、１４及びコンプレッサ用モータ１５を備えた車両用駆動力制御装置１を小型化、低コスト化することができる。
【００９８】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態における車両用駆動力制御装置の回路図を図４に示す。そして、図４を参照して、構成、動作、効果の順で具体的に説明する。ここでは、第１実施形態における車両用駆動力制御装置との相違部分である直流電源についてのみ説明し、共通する部分については、必要とされる箇所以外説明を省略する。なお、第１実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明する。
【００９９】
まず、具体的構成について説明する。図４に示すように、車両用駆動力制御装置１は、第１実施形態における車両用駆動力制御装置１において、昇圧回路１０１を平滑用コンデンサ１０２に置換えるとともに、平滑用コンデンサ１０１ｆ、１０１ｇの接続点Ａに接続されていた電機子相巻線１５ｃの他端を、直列接続された複数のバッテリ１００ａの接続点に接続したものである。
【０１００】
直流電源１０は、高圧の直流電圧を出力する回路である。直流電源１０は、組電池１００と、平滑用コンデンサ１０２とから構成されている。
【０１０１】
組電池１００は、３相インバータ１１、１２に高圧の直流電圧を供給する電池である。組電池１００は、充放電可能な複数のバッテリ１００ａ（電池）を直列接続して構成されている。組電池１００の正極端子は３相インバータ１１、１２の上側にある３つのインバータ用ＩＧＢＴ１１ａ〜１１ｃ、１２ａ〜１２ｃのコレクタにそれぞれ接続されている。また、負極端子は３相インバータ１１、１２の下側にある３つのインバータ用ＩＧＢＴ１１ｄ〜１１ｆ、１２ｄ〜１２ｆのエミッタにそれぞれ接続されている。さらに、直列接続された複数のバッテリ１００ａの接続点の内、１つの接続点Ｂが、コンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ｃに接続されている。ここで、直列接続された複数のバッテリ１００ａの接続点の内、コンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ｃに接続されている接続点Ｂの電圧は、組電池１００の出力電圧、つまり、直流電源１０の出力電圧より低い電圧になっている。
【０１０２】
平滑用コンデンサ１０２は、組電池１００の出力する高圧の直流電圧を平滑する素子である。また、３相インバータ１１、１２の出力する直流電圧を平滑する素子でもある。平滑用コンデンサ１０２の一端は組電池１００の正極端子に、他端は組電池１００の負極端子にそれぞれ接続されている。
【０１０３】
ところで、車両用駆動力制御装置１は、第１実施形態における車両用駆動力制御装置１において、制御装置１７が、３相インバータ１１、１２を介して走行用モータジェネレータ１３、１４に供給する３相交流電圧の基準にしていた平滑用コンデンサ１０１ｆ、１０１ｇの接続点Ａの電位を、直列接続された複数のバッテリ１００ａの接続点の内、接続点Ｂの電位に置換えたものであり、その動作は第１実施形態における動作と同一である。そのため、具体的動作についての説明は省略する。
【０１０４】
最後に、具体的効果について説明する。第２実施形態によれば、コンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ｃを、直列接続された複数のバッテリ１００ａの接続点の内、接続点Ｂに接続することで、確実に直流電源１０の出力電圧より低い電圧にすることができる。そのため、コンプレッサ用モータ１５の線間電圧を確実に交流電圧にすることができる。
【０１０５】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態における車両用駆動力制御装置の回路図を図５に示す。そして、図５を参照して、構成、動作、効果の順で具体的に説明する。ここでは、第１実施形態における車両用駆動力制御装置との相違部分である直流電源についてのみ説明し、共通する部分については、必要とされる箇所以外説明を省略する。なお、第１実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明する。
【０１０６】
まず、具体的構成について説明する。図５に示すように、車両用駆動力制御装置１は、第１実施形態における車両用駆動力制御装置１において、昇圧回路１０１の平滑用コンデンサ１０１ｆ、１０１ｇを平滑用コンデンサ１０２に置換えるとともに、平滑用コンデンサ１０１ｆ、１０１ｇの接続点Ａに接続されていた電機子相巻線１５ｃの他端を組電池１００の正極端子Ｃに接続したものである。
【０１０７】
直流電源１０は、高圧の直流電圧を出力する回路である。直流電源１０は、組電池１００（電池）と、昇圧回路１０１とから構成されている。
【０１０８】
組電池１００は、充放電可能な複数のバッテリ１００ａを直列接続して構成されている。組電池１００の正極端子Ｃと負極端子は、昇降圧回路１０１に接続されている。また、組電池１００の正極端子Ｃは、コンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ｃの他端に接続されている。
【０１０９】
昇降圧回路１０１は、制御装置１７によって制御され、組電池１００の出力する直流電圧を昇圧して３相インバータ１１、１２に供給する回路である。また、３相インバータ１１、１２の出力する直流電圧を降圧して組電池１００を充電する回路でもある。昇降圧回路１０１は、リアクトル１０１ａと、昇降圧用ＩＧＢＴ１０１ｂ、１０１ｃと、フライホイールダイオード１０１ｄ、１０１ｅと、平滑用コンデンサ１０１ｈとから構成されている。
【０１１０】
リアクトル１０１ａの一端は組電池１０１の正極端子Ｃに、昇降圧用ＩＧＢＴ１０１ｂ、１０１ｃの接続点にそれぞれ接続されている。昇降圧用ＩＧＢＴ１０１ｂ、１０１ｃは直列接続されている。直列接続された昇降圧用ＩＧＢＴ１０１ｂ、１０１ｃの内、昇降圧用ＩＧＢＴ１０１ｂのコレクタと昇降圧用ＩＧＢＴ１０１ｃのエミッタは、３相インバータ１１、１２にそれぞれ接続されている。また、昇降圧用ＩＧＢＴ１０１ｂ、１０１ｃのゲートは、制御装置１７にそれぞれ接続されている。さらに、昇降圧用ＩＧＢＴ１０１ｂ、１０１ｃの接続点は、リアクトル１０１ａの他端に接続されている。フライホイールダイオード１０１ｄ、１０１ｅのアノードは昇降圧用ＩＧＢＴ１０１ｂ、１０１ｃのエミッタに、カソードは昇降圧用ＩＧＢＴ１０１ｂ、１０１ｃのコレクタにそれぞれ接続されている。
【０１１１】
平滑用コンデンサ１０１ｈは、昇降圧回路１０１の出力する昇圧された直流電圧を平滑する素子である。また、３相インバータ１１、１２の出力する直流電圧を平滑する素子でもある。平滑用コンデンサ１０１ｈの一端は昇降圧用ＩＧＢＴ１０１ｂのコレクタに、他端は昇降圧用ＩＧＢＴ１０１ｃのエミッタにそれぞれ接続されている。
【０１１２】
ここで、コンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ｃに接続されている組電池１００の正極端子Ｃの電圧は、昇降圧回路１０１の出力電圧、つまり、直流電源１０の出力電圧より低い電圧になっている。
【０１１３】
ところで、車両用駆動力制御装置１は、第１実施形態における車両用駆動力制御装置１において、制御装置１７が、３相インバータ１１、１２を介して走行用モータジェネレータ１３、１４に供給する３相交流電圧の基準にしていた平滑用コンデンサ１０１ｆ、１０１ｇの接続点Ａの電位を、組電池１００の正極端子Ｃの電位に置換えたものであり、その動作は第１実施形態における動作と同一である。そのため、具体的動作についての説明は省略する。
【０１１４】
最後に、具体的効果について説明する。第３実施形態によれば、コンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ｃを、昇降圧回路１０１の前段に接続されている組電池１００の正極端子Ｃに接続することで、確実に直流電源１０の出力する直流電圧より低い電圧にすることができる。そのため、コンプレッサ用モータ１５の線間電圧を確実に交流電圧にすることができる。
【０１１５】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態における車両用駆動力制御装置の回路図を図６に示す。そして、図６を参照して、構成、動作、効果の順で具体的に説明する。ここでは、第３実施形態における車両用駆動力制御装置との相違部分である直流電源、３相インバータ、走行用モータジェネレータ、コンプレッサ用モータ、リレー及び電流センサについてのみ説明し、共通する部分については、必要とされる箇所以外説明を省略する。なお、第３実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明する。
【０１１６】
まず、具体的構成について説明する。図６に示すように、車両用駆動力制御装置１は、第３実施形態における車両用駆動力制御装置１において、３相インバータ１８及び走行用モータジェネレータ１９を追加するとともに、組電池１００の正極端子Ｃに接続されていた電機子相巻線１５ｃの他端を、リレー１６の追加した接点１６ｃを介して走行用モータジェネレータ１９の中性点に接続したものである。
【０１１７】
車両用駆動力制御装置１（駆動力制御装置）は、直流電源１０と、３相インバータ１１、１２、１８（双方向直交変換手段）と、走行用モータジェネレータ１３、１４、１９（前段交流モータ）と、コンプレッサ用モータ１５（後段交流モータ）と、リレー１６（切断手段）と、制御装置１７（制御手段）とから構成されている。
【０１１８】
直流電源１０は、高圧の直流電圧を出力する回路である。直流電源１０は、組電池１００と、昇降圧回路１０１とから構成されている。
【０１１９】
組電池１００は、充放電可能な複数のバッテリ１００ａを直列接続して構成されている。組電池１００の正極端子と負極端子は、昇降圧回路１０１に接続されている。
【０１２０】
昇降圧回路１０１は、リアクトル１０１ａと、昇降圧用ＩＧＢＴ１０１ｂ、１０１ｃと、フライホイールダイオード１０１ｄ、１０１ｅと、平滑用コンデンサ１０１ｈとから構成されている。昇降圧回路１０１の構成は、第３実施形態における昇降圧回路１０１の構成と同一であるため、詳細な説明は省略する。
【０１２１】
３相インバータ１８は、制御装置１７によって制御され、走行用モータジェネレータ１９が力行状態のとき、直流電源１０の供給する昇圧された直流電圧を交流電圧に変換して、走行用モータジェネレータ１９に供給する回路である。また、逆に、走行用モータジェネレータ１９が回生状態のとき、走行用モータジェネレータ１９の発生する交流電圧を直流電圧に変換して、直流電源１０に出力する回路でもある。３相インバータ１８は、インバータ用ＩＧＢＴ１８ａ〜１８ｆと、フライホイールダイオード１８ｇ〜１８ｌとから構成されている。ここで、３相インバータ１８の構成は、３相インバータ１１、１２の構成と同一であるため、詳細な説明は省略する。
【０１２２】
走行用モータジェネレータ１９は、３相インバータ１８を介して交流電圧を供給されることでハイブリッド車の駆動輪を駆動する駆動力を発生し、逆に、ハイブリッド車の駆動輪から駆動力を伝達されることで交流電圧を発生する、例えば、３相同期モータである。走行用モータジェネレータ１９は、電機子相巻線１９ａ〜１９ｃと、回転角度センサ１９ｄとから構成されている。ここで、走行用モータジェネレータ１９の構成は、走行用モータジェネレータ１３、１４の構成と同一であるため、詳細な説明は省略する。なお、走行用モータジェネレータ１９の中性点である電機子相巻線１９ａ〜１９ｃの共通接続点は、リレー１６を介してコンプレッサ１５に接続されている。
【０１２３】
コンプレッサ用モータ１５は、交流電圧を供給されることで空調用コンプレッサを駆動する駆動力を発生する、走行用モータジェネレータ１３、１４、１９より出力の小さい、例えば、３相同期モータである。コンプレッサ用モータ１５は、電機子相巻線１５ａ〜１５ｃを備えている。しかし、走行用モータジェネレータ１３、１４、１９のような回転角度センサは備えていない。
【０１２４】
電機子相巻線１５ａ〜１５ｃは、電圧が印加され電流が流れることで駆動力を発生するための磁束を発生し、逆に、鎖交する磁束が変化することで電圧を発生する巻線である。電機子相巻線１５ａ〜１５ｃの一端は共通接続されている。また、電機子相巻線１５ａ〜１５ｃの他端はリレー１６を介して走行用モータジェネレータ１３、１４、１９の中性点にそれぞれ接続されている。
【０１２５】
リレー１６は、制御装置１７によって制御され、走行用モータジェネレータ１３、１４、１９の中性点に、コンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ａ、１５ｂ、１５ｃを接続、切断する素子である。リレー１６は３つの接点１６ａ〜１６ｃを備えている。接点１６ａ〜１６ｃの一端は走行用モータジェネレータ１３、１４、１９の中性点に、他端はコンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ａ〜１５ｃの他端にそれぞれ接続されている。また、リレー１６の制御端子は制御装置１７に接続されている。
【０１２６】
制御装置１７は、走行用モータジェネレータ１３、１４、１９に交流電圧を供給するように３相インバータ１１、１２、１９を制御する装置である。また、コンプレッサ用モータ１５が接続された走行用モータジェネレータ１３、１４、１９の中性点の電圧が交流電圧となるように３相インバータ１１、１２、１８を制御する装置でもある。制御装置１７は、電流センサ１７ｃ〜１７ｅを備えている。制御装置１７の入力端子は、回転角度センサ１３ｄ、１４ｄ、１９ｄの出力端子と、電流センサ１７ｃ〜１７ｅの出力端子にそれぞれ接続されている。また、出力端子は、昇降圧用ＩＧＢＴ１０１ｂ、１０１ｃのゲートと、インバータ用ＩＧＢＴ１１ａ〜１１ｆ、１２ａ〜１２ｆ、１９ａ〜１９ｆのゲートと、リレー１６の制御端子にそれぞれ接続されている。
【０１２７】
電流センサ１７ｃ〜１７ｅは、走行用モータジェネレータ１３、１４、１９の電機子相巻線１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂ、１９ａ、１９ｂに流れる相電流を検出するセンサである。電流センサ１７ｃ〜１７ｅの出力端子は制御装置１７にそれぞれ接続されている。
【０１２８】
次に、具体的動作について説明する。ハイブリッド車は、エンジンの運転効率が高い定速走行時には、エンジンの駆動力により走行する。これに対して、エンジンの運転効率が低い始動時及びフル加速時には、走行用モータジェネレータ１３、１４、１９の駆動力を利用して走行する。
【０１２９】
制御装置１７は、回転角度センサ１３ｄ、１４ｄ、１９ｄの検出した回転角度に基づいて、３相インバータ１１、１２、１８を介して、走行用モータジェネレータ１３、１４、１９に、３相交流電圧を供給する。３相交流電圧が供給されることで、走行用モータジェネレータ１３、１４、１９の電機子相巻線１３ａ〜１３ｃ、１４ａ〜１４ｃ、１９ａ〜１９ｃに３相交流電流が流れ、走行用モータジェネレータ１３、１４、１９は駆動力を発生する。
【０１３０】
このとき、空調用コンプレッサのスイッチ（図略）がオンされると、制御装置１７は、３相インバータ１１を介して走行用モータジェネレータ１３に供給されている３相交流電圧に、別の交流電圧を重畳させる。また、３相インバータ１２を介して走行用モータジェネレータ１４に供給されている３相交流電圧に、走行用モータジェネレータ１３において重畳された交流電圧に対して、電気角で６０°位相のずれた別の交流電圧を重畳させる。さらに、３相インバータ１８を介して走行用モータジェネレータ１９に供給されている３相交流電圧に、走行用モータジェネレータ１４において重畳された交流電圧に対して、電気角で６０°位相のずれた別の交流電圧を重畳させる。これにより、コンプレッサ用モータの電機子相巻線１５ａ〜１５ｃが接続されている走行用モータジェネレータ１３、１４、１９の中性点の電圧は、重畳された交流電圧となる。重畳された交流電圧は、所定振幅、所定周波数になるように制御されている。そのため、コンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ａ〜１５ｃの線間電圧は、３相交流電圧となる。３相交流電圧が供給されることで、コンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ａ〜１５ｃには、３相交流電流が流れ、コンプレッサ用モータ１５は駆動力を発生する。
【０１３１】
制御装置１７は、電流センサ１７ｆによってコンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ｃに流れる相電流の大きさ又は極性を検出する。
【０１３２】
制御装置１７は、３相インバータ１１、１２、１８を介して走行用モータジェネレータ１３、１４、１９に供給されている３相交流電圧に重畳される交流電圧の周波数を調整し、コンプレッサ用モータ１５の回転数を制御する。また、３相インバータ１１、１２、１８から走行用モータジェネレータ１３、１４、１９の中性点を介して供給されるコンプレッサ用モータ１５の線間電圧と、電流センサ１７ｆによって検出された相電流の位相差が所定の位相差になるように、重畳される交流電圧の振幅を調整し、コンプレッサ用モータ１５の効率を制御する。
【０１３３】
ここで、コンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ａ〜１５ｃのいずれかで、例えば、漏電が発生した場合、制御装置１７は、電流センサ１７ｆによって検出された相電流から、コンプレッサ用モータ１５の故障を検出する。コンプレッサ用モータ１５の故障が検出されると、制御装置１７は、リレー１６の接点１６ａ〜１６ｃをオフし、走行用モータジェネレータ１３、１４、１９からコンプレッサ用モータ１５を切断する。
【０１３４】
最後に、具体的効果について説明する。第４実施形態によれば、電流センサ１７ｆによって、コンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ｃの相電流の大きさ又は極性を検出することで、コンプレッサ用モータ１５を確実に制御することができる。
【０１３５】
（第５実施形態）
次に、第５実施形態における車両用駆動力制御装置の回路図を図７に示す。そして、図７を参照して、構成、動作、効果の順で具体的に説明する。ここでは、第１実施形態における車両用駆動力制御装置との相違部分である単相インバータ、コンプレッサ用モータ、リレー及び制御装置についてのみ説明し、共通する部分については、必要とされる箇所以外説明を省略する。なお、第１実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明する。
【０１３６】
まず、具体的構成について説明する。図７に示すように、車両用駆動力制御装置１は、第１実施形態における車両用駆動力制御装置１において、３相インバータ１２及び走行用モータジェネレータ１４を単相インバータ２０に置換えるとともに、リレー１６を介して走行用モータジェネレータ１４の中性点に接続されていた電機子相巻線１５ｂの他端を、単相インバータ２０に接続したものである。
【０１３７】
車両用駆動力制御装置１（駆動力制御装置）は、直流電源１０と、３相インバータ１１（双方向直交変換手段、第１の双方向直交変換手段）と、走行用モータジェネレータ１３（前段交流モータ）と、単相インバータ２０（第２の双方向直交変換手段）と、コンプレッサ用モータ１５（後段交流モータ）と、リレー１６（切断手段）と、制御装置１７（制御手段）とから構成されている。
【０１３８】
単相インバータ２０は、制御装置１７によって制御され、直流電源１０の供給する昇圧された直流電圧を単相交流電圧に変換して、コンプレッサ用モータ１５の１つの相に供給する回路である。また、逆に、コンプレッサ用モータ１５の発生する交流電圧を直流電圧に変換して、直流電源１０に出力する回路でもある。単相インバータ２０は、インバータ用ＩＧＢＴ２０ａ、２０ｂと、フライホイールダイオード２０ｃ、２０ｄとから構成されている。
【０１３９】
インバータ用ＩＧＢＴ２０ａ、２０ｂは、オン、オフすることで、直流電圧を交流電圧に変換するためのスイッチング素子である。インバータ用ＩＧＢＴ２０ａ、２０ｂは直列接続されている。直列接続されたインバータ用ＩＧＢＴ２０ａ、２０ｂの内、インバータ用ＩＧＢＴ２０ａのコレクタは昇降圧用ＩＧＢＴ１０１ｂのコレクタに、インバータ用ＩＧＢＴ２０ｂのエミッタは昇降圧用ＩＧＢＴ１０１ｃのエミッタにそれぞれ接続されている。また、インバータ用ＩＧＢＴ２０ａ、２０ｂのゲートは、制御装置１７にそれぞれ接続されている。さらに、インバータ用ＩＧＢＴ２０ａ、２０ｂの接続点は、コンプレッサ用モータ１５にそれぞれ接続されている。
【０１４０】
フライホイールダイオード２０ｃ、２０ｄは、整流することで、交流電圧を直流電圧に変換するための素子である。フライホイールダイオード２０ｃ、２０ｄのアノードはインバータ用ＩＧＢＴ２０ａ、２０ｂのエミッタに、カソードはインバータ用ＩＧＢＴ２０ａ、２０ｂのコレクタにそれぞれ接続されている。
【０１４１】
コンプレッサ用モータ１５は、交流電圧を供給されることで空調用コンプレッサを駆動する駆動力を発生する、走行用モータジェネレータ１３より出力の小さい、例えば、３相同期モータである。コンプレッサ用モータ１５は、電機子相巻線１５ａ〜１５ｃを備えている。しかし、走行用モータジェネレータ１３のような回転角度センサは備えていない。
【０１４２】
電機子相巻線１５ａ〜１５ｃは、電圧が印加され電流が流れることで駆動力を発生するための磁束を発生し、逆に、鎖交する磁束が変化することで電圧を発生する巻線である。電機子相巻線１５ａ〜１５ｃの一端は共通接続されている。また、電機子相巻線１５ａの他端はリレー１６を介して走行用モータジェネレータ１３の中性点に、電機子相巻線１５ｂの他端は単相インバータ２０を構成するインバータ用ＩＧＢＴ２０ａ、２０ｂの接続点にそれぞれ接続されている。さらに、電機子相巻線１５ｃの他端は、直流電源１０を構成する平滑用コンデンサ１０１ｆ、１０１ｇの接続点Ａに接続されている。
【０１４３】
リレー１６は、制御装置１７によって制御され、走行用モータジェネレータ１３の中性点に、コンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ａを接続、切断する素子である。リレー１６は１つの接点１６ａを備えている。接点１６ａの一端は走行用モータジェネレータ１３の中性点に、他端はコンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ａの他端にそれぞれ接続されている。また、リレー１６の制御端子は制御装置１７に接続されている。
【０１４４】
制御装置１７は、走行用モータジェネレータ１３に３相交流電圧を供給するとともに、コンプレッサ用モータ１５が接続された走行用モータジェネレータ１３の中性点の電圧が交流電圧となるように３相インバータ１１を制御する装置である。また、コンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ｂの電圧が交流電圧となるように単相インバータ２０を制御する装置でもある。制御装置１７は、電流センサ１７ａを備えている。制御装置１７の入力端子は、回転角度センサ１３ｄの出力端子と、電流センサ１７ａの出力端子にそれぞれ接続されている。また、出力端子は、昇降圧用ＩＧＢＴ１０１ｂ、１０１ｃのゲートと、インバータ用ＩＧＢＴ１１ａ〜１１ｆ、２０ａ、２０ｂのゲートと、リレー１６の制御端子にそれぞれ接続されている。
【０１４５】
電流センサ１７ａは、走行用モータジェネレータ１３の電機子相巻線１３ａ〜１３ｃに流れる相電流を検出するセンサである。電流センサ１７ａの出力端子は制御装置１７に接続されている。
【０１４６】
次に、具体的動作について説明する。ハイブリッド車は、エンジンの運転効率が高い定速走行時には、エンジンの駆動力により走行する。これに対して、エンジンの運転効率が低い始動時及びフル加速時には、走行用モータジェネレータ１３の駆動力を利用して走行する。
【０１４７】
制御装置１７は、回転角度センサ１３ｄの検出した回転角度に基づいて、３相インバータ１１を介して、走行用モータジェネレータ１３に、平滑用コンデンサ１０１ｆ、１０１ｇの接続点Ａの電位を基準にした３相交流電圧を供給する。３相交流電圧が供給されることで、走行用モータジェネレータ１３の電機子相巻線１３ａ〜１３ｃに３相交流電流が流れ、走行用モータジェネレータ１３は駆動力を発生する。
【０１４８】
このとき、空調用コンプレッサのスイッチ（図略）がオンされると、制御装置１７は、３相インバータ１１を介して走行用モータジェネレータ１３に供給されている３相交流電圧に、別の交流電圧を重畳させる。これにより、コンプレッサ用モータの電機子相巻線１５ａが接続されている走行用モータジェネレータ１３の中性点の電圧は、重畳された交流電圧となる。重畳された交流電圧は、平滑用コンデンサ１０１ｆ、１０１ｇの接続点Ａの電位を基準にして、所定振幅、所定周波数になるように制御されている。また、制御装置１７は、単相インバータ２０を介して、コンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ｂに、走行用モータジェネレータ１３において重畳された交流電圧に対して、電気角で６０°位相のずれた交流電圧を供給させる。この交流電圧も、平滑用コンデンサ１０１ｆ、１０１ｇの接続点Ａの電位を基準にして、所定振幅、所定周波数になるように制御されている。
【０１４９】
コンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ｃは、平滑用コンデンサ１０１ｆ、１０１ｇの接続点Ａに接続されているため、コンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ａ〜１５ｃの線間電圧は、３相交流電圧となる。３相交流電圧が供給されることで、コンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ａ〜１５ｃには、３相交流電流が流れ、コンプレッサ用モータ１５は駆動力を発生する。
【０１５０】
制御装置１７は、電流センサ１７ａによって検出される走行用モータジェネレータ１３の電機子相巻線１３ａ〜１３ｃに流れる相電流から、走行用モータジェネレータ１３の中性点を介してコンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ａに流れる相電流を検出する。
【０１５１】
制御装置１７は、３相インバータ１１を介して走行用モータジェネレータ１３に供給されている３相交流電圧に重畳される交流電圧及び単相インバータ２０から供給される交流電圧の周波数を調整し、コンプレッサ用モータ１５の回転数を制御する。また、平滑用コンデンサ１０１ｆ、１０１ｇの接続点Ａの電位を基準にして、３相インバータ１１及び単相インバータ２０から供給されるコンプレッサ用モータ１５の線間電圧と、電流センサ１７ａに基づいて検出された相電流の位相差が所定の位相差になるように、重畳される交流電圧の振幅を調整し、コンプレッサ用モータ１５の効率を制御する。
【０１５２】
ここで、コンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ａ〜１５ｃのいずれかで、例えば、漏電が発生した場合、制御装置１７は、電流センサ１７ａに基づいて検出された相電流から、コンプレッサ用モータ１５の故障を検出する。コンプレッサ用モータ１５の故障が検出されると、制御装置１７は、リレー１６の接点１６ａをオフし、走行用モータジェネレータ１３からコンプレッサ用モータ１５を切断する。
【０１５３】
最後に、具体的効果について説明する。第５実施形態によれば、３相インバータ１１で、走行用モータジェネレータ１３に３相交流電圧を供給するとともに、走行用モータジェネレータ１３の中性点に接続されているコンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ａにも交流電圧を供給することができる。また、単相インバータ２０で、コンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ｂに交流電圧を供給することができる。さらに、コンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ｃを平滑用コンデンサ１０１ｆ、１０１ｇの接続点Ａに接続することで、直流電源１０の出力電圧より低い電圧にすることができる。これにより、コンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ａ〜１５ｃの間の線間電圧を確実に交流電圧にすることができる。そのため、コンプレッサ用モータ１５に３相交流電圧を供給する３相インバータを個別に設けることなく、より簡素な構成の単相インバータ２０でコンプレッサ用モータ１５を駆動し、駆動力を発生させることができる。従って、車両用駆動力制御装置１を小型化、低コスト化することができる。
【０１５４】
第５実施形態によれば、３相インバータ１１及び単相インバータ２０で、直流電源１０の出力する直流電圧を交流電圧に変換して、走行用モータジェネレータ１３及びコンプレッサ用モータ１５に供給することができる。また、走行用モータジェネレータ１３及びコンプレッサ用モータ１５の出力する交流電圧を直流電圧に変換して、直流電源１０に供給し昇降圧回路１０１を介してバッテリ１００ａを充電することができる。そのため、エネルギーを効率的に利用することができる。
【０１５５】
第５実施形態によれば、コンプレッサ用モータ１５に供給される線間電圧と流れる相電流の位相差に基づいて３相インバータ１１及び単相インバータ２０を制御することで、回転角度センサを備えていないコンプレッサ用モータ１５を確実に制御することができる。
【０１５６】
（第６実施形態）
次に、第６実施形態における車両用駆動力制御装置の回路図を図８に示す。そして、図８を参照して、構成、動作、効果の順で具体的に説明する。ここでは、第４実施形態における車両用駆動力制御装置との相違部分である２相インバータ、コンプレッサ用モータ、リレー及び制御装置についてのみ説明し、共通する部分については、必要とされる箇所以外説明を省略する。なお、第４実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明する。
【０１５７】
まず、具体的構成について説明する。図８に示すように、車両用駆動力制御装置１は、第４実施形態における車両用駆動力制御装置１において、３相インバータ１２、１８及び走行用モータジェネレータ１４、１９を２相インバータ２１に置換えるとともに、リレー１６を介して走行用モータジェネレータ１４、１９の中性点に接続されていた電機子相巻線１５ｂ、１５ｃの他端を、２相インバータ２１に接続したものである。
【０１５８】
車両用駆動力制御装置１（駆動力制御装置）は、直流電源１０と、３相インバータ１１（双方向直交変換手段、第１の双方向直交変換手段）と、走行用モータジェネレータ１３（前段交流モータ）と、２相インバータ２１（第２の双方向直交変換手段）と、コンプレッサ用モータ１５（後段交流モータ）と、リレー１６（切断手段）と、制御装置１７（制御手段）とから構成されている。
【０１５９】
２相インバータ２１は、制御装置１７によって制御され、直流電源１０の供給する昇圧された直流電圧を２相交流電圧に変換して、コンプレッサ用モータ１５の２つの相に供給する回路である。また、逆に、コンプレッサ用モータ１５の発生する交流電圧を直流電圧に変換して、直流電源１０に出力する回路でもある。２相インバータ２１は、インバータ用ＩＧＢＴ２１ａ〜２１ｄと、フライホイールダイオード２１ｅ〜２１ｈとから構成されている。
【０１６０】
インバータ用ＩＧＢＴ２１ａ〜２１ｄは、オン、オフすることで、直流電圧を交流電圧に変換するためのスイッチング素子である。インバータ用ＩＧＢＴ２１ａ〜２１ｄは二相ブリッジ接続されている。２相インバータ２１の上側にある２つのインバータ用ＩＧＢＴ２１ａ、２１ｂのコレクタは昇降圧用ＩＧＢＴ１０１ｂのコレクタに、下側にある２つのインバータ用ＩＧＢＴ２１ｃ、２１ｄのエミッタは昇降圧用ＩＧＢＴ１０１ｃのエミッタにそれぞれ接続されている。また、インバータ用ＩＧＢＴ２１ａ〜２１ｄのゲートは、制御装置１７にそれぞれ接続されている。さらに、インバータ用ＩＧＢＴ２１ａ、２１ｃの接続点及びインバータ用ＩＧＢＴ２１ｂ、２１ｄの接続点は、コンプレッサ用モータ１５にそれぞれ接続されている。ここで、インバータ用ＩＧＢＴ２１ａ〜２１ｄと昇降圧用ＩＧＢＴ１０１ｂ、１０１ｃは、１つのモジュールで構成されている。
【０１６１】
フライホイールダイオード２１ｅ〜２１ｈは、整流することで、交流電圧を直流電圧に変換するための素子である。フライホイールダイオード２１ｅ〜２１ｈのアノードはインバータ用ＩＧＢＴ２１ａ〜２１ｄのエミッタに、カソードはインバータ用ＩＧＢＴ２１ａ〜２１ｄのコレクタにそれぞれ接続されている。
【０１６２】
コンプレッサ用モータ１５は、交流電圧を供給されることで空調用コンプレッサを駆動する駆動力を発生する、走行用モータジェネレータ１３より出力の小さい、例えば、３相同期モータである。コンプレッサ用モータ１５は、電機子相巻線１５ａ〜１５ｃを備えている。しかし、走行用モータジェネレータ１３のような回転角度センサは備えていない。
【０１６３】
電機子相巻線１５ａ〜１５ｃは、電圧が印加され電流が流れることで駆動力を発生するための磁束を発生し、逆に、鎖交する磁束が変化することで電圧を発生する巻線である。電機子相巻線１５ａ〜１５ｃの一端は共通接続されている。また、電機子相巻線１５ａの他端はリレー１６を介して走行用モータジェネレータ１３の中性点に接続されている。さらに、電機子相巻線１５ｂ、１５ｃの他端は、２相インバータ２１を構成するインバータ用ＩＧＢＴ２１ａ、２１ｃの接続点とインバータ用ＩＧＢＴ２１ｂ、２１ｄの接続点にそれぞれ接続されている。
【０１６４】
リレー１６は、制御装置１７によって制御され、走行用モータジェネレータ１３の中性点に、コンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ａを接続、切断する素子である。リレー１６は１つの接点１６ａを備えている。接点１６ａの一端は走行用モータジェネレータ１３の中性点に、他端はコンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ａの他端にそれぞれ接続されている。また、リレー１６の制御端子は制御装置１７に接続されている。
【０１６５】
制御装置１７は、走行用モータジェネレータ１３に３相交流電圧を供給するとともに、コンプレッサ用モータ１５が接続された走行用モータジェネレータ１３の中性点の電圧が交流電圧となるように３相インバータ１１を制御する装置である。また、コンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ｂ、１５ｃの電圧が交流電圧となるように２相インバータ２１を制御する装置でもある。制御装置１７は、電流センサ１７ｃ、１７ｆを備えている。制御装置１７の入力端子は、回転角度センサ１３ｄの出力端子と、電流センサ１７ｃ、１７ｆの出力端子にそれぞれ接続されている。また、出力端子は、昇降圧用ＩＧＢＴ１０１ｂ、１０１ｃのゲートと、インバータ用ＩＧＢＴ１１ａ〜１１ｆ、２１ａ〜２１ｄのゲートと、リレー１６の制御端子にそれぞれ接続されている。
【０１６６】
電流センサ１７ｃは、走行用モータジェネレータ１３の電機子相巻線１３ａ、１３ｂに流れる相電流を検出するセンサである。電流センサ１７ｆは、コンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ｃに流れる相電流を検出するセンサである。電流センサ１７ｃ、１７ｆの出力端子は制御装置１７にそれぞれ接続されている。
【０１６７】
次に、具体的動作について説明する。ハイブリッド車は、エンジンの運転効率が高い定速走行時には、エンジンの駆動力により走行する。これに対して、エンジンの運転効率が低い始動時及びフル加速時には、走行用モータジェネレータ１３の駆動力を利用して走行する。
【０１６８】
制御装置１７は、回転角度センサ１３ｄの検出した回転角度に基づいて、３相インバータ１１を介して、走行用モータジェネレータ１３に、３相交流電圧を供給する。３相交流電圧が供給されることで、走行用モータジェネレータ１３の電機子相巻線１３ａ〜１３ｃに３相交流電流が流れ、走行用モータジェネレータ１３は駆動力を発生する。
【０１６９】
このとき、空調用コンプレッサのスイッチ（図略）がオンされると、制御装置１７は、３相インバータ１１を介して走行用モータジェネレータ１３に供給されている３相交流電圧に、別の交流電圧を重畳させる。これにより、コンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ａが接続されている走行用モータジェネレータ１３の中性点の電圧は、重畳された交流電圧となる。重畳された交流電圧は、所定振幅、所定周波数になるように制御されている。また、制御装置１７は、２相インバータ２１を介して、コンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ｂ、１５ｃに、走行用モータジェネレータ１３において重畳された交流電圧に対して、電気角で６０°、１２０°位相のずれた２相交流電圧を供給させる。この２相交流電圧も、所定振幅、所定周波数になるように制御されている。そのため、コンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ａ〜１５ｃの線間電圧は、３相交流電圧となる。３相交流電圧が供給されることで、コンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ａ〜１５ｃには、３相交流電流が流れ、コンプレッサ用モータ１５は駆動力を発生する。
【０１７０】
制御装置１７は、電流センサ１７ｆによってコンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ｃに流れる相電流の大きさ又は極性を検出する。
【０１７１】
制御装置１７は、３相インバータ１１を介して走行用モータジェネレータ１３に供給されている３相交流電圧に重畳される交流電圧及び２相インバータ２１から供給される２相交流電圧の周波数を調整し、コンプレッサ用モータ１５の回転数を制御する。また、３相インバータ１１及び２相インバータ２１から供給されるコンプレッサ用モータ１５の線間電圧と、電流センサ１７ｆによって検出された相電流の位相差が所定の位相差になるように、３相インバータ１１から供給される重畳される交流電圧及び２相インバータ２１から供給される２相交流電圧の振幅を調整し、コンプレッサ用モータ１５の効率を制御する。
【０１７２】
ここで、コンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ａ〜１５ｃのいずれかで、例えば、漏電が発生した場合、制御装置１７は、電流センサ１７ｆによって検出された相電流から、コンプレッサ用モータ１５の故障を検出する。コンプレッサ用モータ１５の故障が検出されると、制御装置１７は、リレー１６の接点１６ａをオフし、走行用モータジェネレータ１３からコンプレッサ用モータ１５を切断する。
【０１７３】
最後に、具体的効果について説明する。第６実施形態によれば、昇降圧用ＩＧＢＴ１０１ｂ、１０１ｃとインバータ用ＩＧＢＴ２１ａ〜２１ｄを１つのモジュールで構成することで、車両用駆動力制御装置１をさらに小型化、低コスト化することができる。
【０１７４】
（第７実施形態）
次に、第７実施形態における車両用駆動力制御装置の回路図を図９に示す。そして、図９を参照して、構成、動作、効果の順で具体的に説明する。ここでは、第６実施形態における車両用駆動力制御装置との相違部分であるコンプレッサ用モータについてのみ説明し、共通する部分については、必要とされる箇所以外説明を省略する。なお、第６実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明する。
【０１７５】
まず、具体的構成について説明する。図９に示すように、車両用駆動力制御装置１は、第６実施形態における車両用駆動力制御装置１において、走行用モータジェネレータ１３の中性点に接続されていた電機子相巻線１５ａの他端を、組電池１００の正極端子Ｃに接続したものである。
【０１７６】
車両用駆動力制御装置１（駆動力制御装置）は、直流電源１０と、３相インバータ１１と、走行用モータジェネレータ１３と、２相インバータ２１（双方向直交変換手段）と、コンプレッサ用モータ１５（交流モータ）と、制御装置１７（制御手段）とから構成されている。
【０１７７】
コンプレッサ用モータ１５は、交流電圧を供給されることで空調用コンプレッサを駆動する駆動力を発生する、走行用モータジェネレータ１３より出力の小さい、例えば、３相同期モータである。コンプレッサ用モータ１５は、電機子相巻線１５ａ〜１５ｃを備えている。しかし、走行用モータジェネレータ１３のような回転角度センサは備えていない。
【０１７８】
電機子相巻線１５ａ〜１５ｃは、電圧が印加され電流が流れることで駆動力を発生するための磁束を発生し、逆に、鎖交する磁束が変化することで電圧を発生する巻線である。電機子相巻線１５ａ〜１５ｃの一端は共通接続されている。また、電機子相巻線１５ａの他端は組電池１００（電池）の正極端子Ｃに接続されている。
【０１７９】
次に、具体的動作について説明する。ハイブリッド車は、エンジンの運転効率が高い定速走行時には、エンジンの駆動力により走行する。これに対して、エンジンの運転効率が低い始動時及びフル加速時には、走行用モータジェネレータ１３の駆動力を利用して走行する。
【０１８０】
制御装置１７は、回転角度センサ１３ｄの検出した回転角度に基づいて、３相インバータ１１を介して、走行用モータジェネレータ１３に、３相交流電圧を供給する。３相交流電圧が供給されることで、走行用モータジェネレータ１３の電機子相巻線１３ａ〜１３ｃに３相交流電流が流れ、走行用モータジェネレータ１３は駆動力を発生する。
【０１８１】
このとき、空調用コンプレッサのスイッチ（図略）がオンされると、制御装置１７は、２相インバータ２１を介して、コンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ｂ、１５ｃに、組電池１００の正極端子Ｃの電位を基準にした、電気角で６０°位相のずれた２相交流電圧を供給させる。この２相交流電圧は、所定振幅、所定周波数になるように制御されている。
【０１８２】
コンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ａは、組電池１００の正極端子Ｃに接続されているため、コンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ａ〜１５ｃの線間電圧は、３相交流電圧となる。３相交流電圧が供給されることで、コンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ａ〜１５ｃには、３相交流電流が流れ、コンプレッサ用モータ１５は駆動力を発生する。
【０１８３】
制御装置１７は、電流センサ１７ｆによってコンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ｃに流れる相電流の大きさ又は極性を検出する。
【０１８４】
制御装置１７は、２相インバータ２１を介して供給される２相交流電圧の周波数を調整し、コンプレッサ用モータ１５の回転数を制御する。また、組電池１００の正極端子Ｃの電位を基準にして、２相インバータ２１から供給されるコンプレッサ用モータ１５の線間電圧と、電流センサ１７ｆによって検出された相電流の位相差が所定の位相差になるように、２相インバータ２１から供給される２相交流電圧の振幅を調整し、コンプレッサ用モータ１５の効率を制御する。
【０１８５】
最後に、具体的効果について説明する。第７実施形態によれば、コンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ａを、昇降圧回路１０１の前段に接続されている組電池１００の正極端子Ｃに接続することで、直流電源１０の出力電圧より低い電圧にすることができる。さらに、２相インバータ２１で、電機子相巻線１５ｂ、１５ｃに２相交流電圧を供給することができる。そのため、コンプレッサ用モータ１５に３相交流電圧を供給する３相インバータを個別に設けることなく、より簡素な構成の２相インバータ２１でコンプレッサ用モータ１５を駆動し、駆動力を発生させることができる。従って、車両用駆動力制御装置１を小型化、低コスト化することができる。
【０１８６】
第７実施形態によれば、２相インバータ２１で、直流電源１０の出力する直流電圧を交流電圧に変換して、コンプレッサ用モータ１５に供給することができる。また、コンプレッサ用モータ１５の出力する交流電圧を直流電圧に変換して、直流電源１０に供給し昇降圧回路１０１を介してバッテリ１００ａを充電することができる。そのため、エネルギーを効率的に利用することができる。
【０１８７】
第７実施形態によれば、コンプレッサ用モータ１５に供給される線間電圧と、流れる相電流の位相差に基づいて２相インバータ２１を制御することで、回転角度センサを備えていないコンプレッサ用モータ１５を確実に制御することができる。
【０１８８】
第７実施形態によれば、昇降圧用ＩＧＢＴ１０１ｂ、１０１ｃと２相インバータ用ＩＧＢＴ２１ａ〜２１ｄを１つのモジュールで構成することで、車両用駆動力制御装置１をさらに小型化、低コスト化することができる。
【０１８９】
第７実施形態によれば、電流センサ１７ｆによって、コンプレッサ用モータ１５の電機子相巻線１５ｃの相電流の大きさ又は極性を検出することで、コンプレッサ用モータ１５を確実に制御することができる。
【０１９０】
第７実施形態によれば、ハイブリッド車に搭載されるコンプレッサ用モータ１５を備えた車両用駆動力制御装置１を小型化、低コスト化することができる。
【０１９１】
なお、上述した実施形態では、ハイブリッド車に搭載された走行用モータジェネレータとコンプレッサ用モータを制御して駆動力を発生させる車両用駆動力制御装置の例を挙げているが、これに限られるものではない。コンプレッサ用モータは、例えば、ハイブリッド車に搭載され、膨張機の発生する熱膨張による駆動力を伝達されることで交流電圧を発生する熱回収用ジェネレータであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１９２】
【図１】第１実施形態における車両用駆動力制御装置の回路図を示す。
【図２】図１における走行用モータの相電圧波形を示す。
【図３】図１におけるコンプレッサ用モータの線間電圧波形と相電流波形を示す。
【図４】第２実施形態における車両用駆動力制御装置の回路図を示す。
【図５】第３実施形態における車両用駆動力制御装置の回路図を示す。
【図６】第４実施形態における車両用駆動力制御装置の回路図を示す。
【図７】第５実施形態における車両用駆動力制御装置の回路図を示す。
【図８】第６実施形態における車両用駆動力制御装置の回路図を示す。
【図９】第７実施形態における車両用駆動力制御装置の回路図を示す。
【符号の説明】
【０１９３】
１・・・車両用駆動力制御装置、１０・・・直流電源、１００・・・組電池、１００ａ・・・バッテリ、１０１・・・昇降圧回路、１０１ａ・・・リアクトル、１０１ｂ、１０１ｃ・・・昇降圧用ＩＧＢＴ、１０１ｄ、１０１ｅ・・・フライホイールダイオード、１０１ｆ、１０１ｇ、１０１ｈ、１０２・・・平滑用コンデンサ、１１、１２、１８・・・３相インバータ、１１ａ〜１１ｆ、１２ａ〜１２ｆ、１８ａ〜１８ｆ、・・・インバータ用ＩＧＢＴ、１１ｇ〜１１ｌ、１２ｇ〜１２ｌ、１８ｇ〜１８ｌ、・・・フライホイールダイオード、１３、１４、１９・・・走行用モータジェネレータ、１３ａ〜１３ｃ、１４ａ〜１４ｃ、１９ａ〜１９ｃ・・・電機子相巻線、１３ｄ、１４ｄ、１９ｄ・・・回転角度センサ、１５・・・コンプレッサ用モータ、１５ａ〜１５ｃ・・・電機子相巻線、１６・・・リレー、１６ａ〜１６ｃ・・・接点、１７・・・制御装置、１７ａ〜１７ｆ  ・・電流センサ、２０・・・単相インバータ、２０ａ、２０ｂ・・・インバータ用ＩＧＢＴ、２０ｃ、２０ｄ・・・フライホイールダイオード、２１・・・２相インバータ、２１ａ〜２１ｄ・・・インバータ用ＩＧＢＴ、２１ｅ〜２１ｈ・・・フライホイールダイオード
【図１】
2006158040.tif 000003
【図２】
2006158040.tif 000004
【図３】
2006158040.tif 000005
【図４】
2006158040.tif 000006
【図５】
2006158040.tif 000007
【図６】
2006158040.tif 000008
【図７】
2006158040.tif 000009
【図８】
2006158040.tif 000010
【図９】
2006158040.tif 000011