(57)【要約】【課題】電動機駆動装置において、共有化された送電ラインの容量を小さくすることでコスト削減を実現する。【解決手段】電動機１２，１４の一方が略最大出力で駆動され、電動機１２，１４の他方が停止状態または発電状態に制御される場合は、共有バスバー２６を流れる電流がバスバー２２の容量（Ａ）とバスバー２４の容量（Ａ）の最大値以下となる。この動作から、共有バスバー２６の容量（Ａ）をバスバー２２の容量（Ａ）とバスバー２４の容量（Ａ）の最大値に略等しく設定する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源と、第１の電動機と、第２の電動機と、第１の電動機への駆動電力及び第１の電動機による発電電力の伝送を行うための第１の送電手段と、第２の電動機への駆動電力及び第２の電動機による発電電力の伝送を行うための第２の送電手段と、電源と第１及び第２の送電手段との間における電力の伝送を行うための共有送電手段と、を備えた電動機駆動装置であって、
共有送電手段の容量が、第１及び第２の送電手段の容量の最大値と略等しいことを特徴とする電動機駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電動機駆動装置を含むハイブリッド型駆動装置であって、
第１の電動機を駆動させることにより始動可能で、かつ第１の電動機を発電運転可能な内燃機関をさらに備え、
第２の電動機を駆動させることにより負荷の駆動が可能であることを特徴とするハイブリッド型駆動装置。
【請求項３】
車両状態に応じて前記第１及び第２の電動機を制御する制御手段を備える、請求項１または２に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電源と電動機との間で電力の伝送が行われる送電ラインを備えた電動機駆動装置及びそれを含むハイブリッド型駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来のハイブリッド型駆動装置の一例が非特許文献１に開示されている。この従来の装置においては、モータ及びジェネレータの駆動用電源が共通化されている。すなわち、モータ用の送電ラインとジェネレータ用の送電ラインとが結合されて送電ラインが共有化されてから電源であるバッテリーに接続されている。ここでの送電ラインとしてはバスバーが用いられる。共有化された送電ラインについては、モータ用の電力とジェネレータ用の電力の両方が伝送されるため、一般的に大容量のバスバーが用いられている。なお、その他にも特許文献１に示すハイブリッド型車両の制御装置が開示されている。
【０００３】
本発明は、共有化された送電ラインの容量を小さくすることでコスト削減を実現できる電動機駆動装置及びそれを含むハイブリッド型駆動装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−１６４４０２号公報
【非特許文献１】
トヨタ自動車株式会社編集「プリウス新型車解説書」、トヨタ自動車株式会社サービス部発行、１９９７年１０月、ｐ．１−１３
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、第１の本発明に係る電動機駆動装置は、電源と、第１の電動機と、第２の電動機と、第１の電動機への駆動電力及び第１の電動機による発電電力の伝送を行うための第１の送電手段と、第２の電動機への駆動電力及び第２の電動機による発電電力の伝送を行うための第２の送電手段と、電源と第１及び第２の送電手段との間における電力の伝送を行うための共有送電手段と、を備えた電動機駆動装置であって、共有送電手段の容量が、第１及び第２の送電手段の容量の最大値と略等しいことを特徴とする。
【０００６】
第２の本発明に係るハイブリッド型駆動装置は、第１の本発明に係る電動機駆動装置を含む装置であって、第１の電動機を駆動させることにより始動可能で、かつ第１の電動機を発電運転可能な内燃機関をさらに備え、第２の電動機を駆動させることにより負荷の駆動が可能であることを特徴とする。
【０００７】
第３の本発明は、車両状態に応じて前記第１及び第２の電動機を制御する制御手段を備える、第１または第２の本発明に記載の装置である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）を、図面に従って説明する。
【０００９】
図１は、本発明の実施形態に係る電動機駆動装置を含むハイブリッド型駆動装置の構成の概略を示すブロック図である。本実施形態のハイブリッド型駆動装置は、電源としてのバッテリー１０、電動機１２，１４、パワーモジュール１６，１８、内燃機関２０、送電手段としてのバスバー２２，２４、共有送電手段としての共有バスバー２６及び制御手段としてのコントローラ３６を備えている。なお、本実施形態のハイブリッド型駆動装置の適用例としては、ハイブリッド車両が挙げられる。
【００１０】
バッテリー１０は、電動機１２，１４の駆動用電源として設けられ、直流電圧を供給可能である。電動機１２，１４は、例えば交流電動機として構成され、駆動（力行）、発電（回生）及び停止の運転が可能である。電動機１２の出力軸は内燃機関２０の出力軸と連結されており、電動機１２を駆動させることにより内燃機関２０を始動させることができる。さらに、内燃機関２０によって電動機１２を駆動させることで、電動機１２を発電運転させることもできる。一方、電動機１４の出力軸は車輪等の負荷２８と連結されており、電動機１４を駆動させることにより負荷２８が駆動される。さらに、負荷２８の回転エネルギーを利用して電動機１４を発電運転させることもできる。
【００１１】
パワーモジュール１６は、例えばインバータとして構成され、バッテリー１０からの直流電圧をスイッチング動作により１２０度ずつ位相が異なる３相交流に変換して電動機１２の３相コイル（図示せず）に交流電流をそれぞれ供給することができる。さらに、パワーモジュール１６は、電動機１２の３相コイルの交流電流を直流に変換してバッテリー１０に回生する方向の変換も可能である。同様に、パワーモジュール１８も、例えばインバータとして構成され、バッテリー１０からの直流電圧をスイッチング動作により１２０度ずつ位相が異なる３相交流に変換して電動機１４の３相コイル（図示せず）に交流電流をそれぞれ供給することができる。さらに、電動機１４の３相コイルの交流電流を直流に変換してバッテリー１０に回生する方向の変換も可能である。なお、パワーモジュール１６，１８については、図１に示すように、統合パワーモジュール３０として１つのパッケージに統合化することもできる。
【００１２】
コントローラ３６には車両状態としてアクセル開度、車速及びブレーキ操作量等を示す信号が入力される。そして、コントローラ３６は、それらの信号に応じてパワーモジュール１６，１８の駆動を制御することで電動機１２，１４の運転状態を制御する。
【００１３】
バスバー２２，２４は、パワーモジュール１６，１８とそれぞれ接続されている。バスバー２２においては、電動機１２を駆動するための電力及び電動機１２によって発電された電力の伝送が行われる。同様に、バスバー２４においては、電動機１４を駆動するための電力及び電動機１４によって発電された電力の伝送が行われる。なお、バスバー２２の容量（Ａ）は電動機１２の最大出力を考慮して設定され、バスバー２４の容量（Ａ）は電動機１４の最大出力を考慮して設定される。
【００１４】
共有バスバー２６は、その一端がバッテリー１０と接続されており、その他端がバスバー２２，２４と接続されている。共有バスバー２６においては、バッテリー１０とバスバー２２，２４との間における電力の伝送が行われる。
【００１５】
以上のように構成されたハイブリッド型駆動装置においては、電動機１２，１４の駆動用電源であるバッテリー１０が共通化されている。そして、共有バスバー２６については、電動機１２用の電力の伝送と電動機１４用の電力の伝送の両方が行われることになる。したがって、共有バスバー２６の容量（Ａ）については、電動機１２用の電力の伝送が行われるバスバー２２の容量（Ａ）と電動機１４用の電力の伝送が行われるバスバー２４の容量（Ａ）の両方を考慮して設定する必要がある。ここで、共有バスバー２６の容量（Ａ）を個々のバスバー容量（Ａ）の積み重ねにより設定した場合、すなわち共有バスバー２６の容量（Ａ）をバスバー２２の容量（Ａ）とバスバー２４の容量（Ａ）との和に設定した場合は、共有バスバー２６として大容量のものを用いる必要があるため、コスト高となってしまう。
【００１６】
そこで、本実施形態における共有バスバー２６の容量（Ａ）については、個々のバスバー容量（Ａ）の積み重ねにより設定されているのではなく、電動機１２，１４の運転状態を考慮して設定されている。以下、本実施形態におけるハイブリッド型駆動装置の動作及び共有バスバー２６の容量（Ａ）の設定について説明する。
【００１７】
本実施形態においては、電動機１２，１４の一方が略最大出力で駆動（力行）運転されている場合は、電動機１２，１４の他方は停止状態または発電状態に制御される。その一例として、電動機１４が略最大出力で負荷２８を駆動し、電動機１２が停止状態または発電状態に制御される場合について、図２を用いて説明する。そして、以下の説明においては、バスバー２２の容量（Ａ）が電動機１２の最大出力時に流れる電流と略等しく設定され、バスバー２４の容量（Ａ）が電動機１４の最大出力時に流れる電流と略等しく設定されているものとする。さらに、（バスバー２２の容量（Ａ）＜バスバー２４の容量（Ａ））であるものとする。ただし、本発明におけるバスバー２２，２４の容量（Ａ）については上記の条件に限定されるものではない。
【００１８】
まず電動機１４が略最大出力で負荷２８を駆動し、かつ電動機１２が内燃機関２０によって発電状態に運転されている場合を考える。ただし、電動機１２の発電によってバスバー２２に流れる電流がバスバー２２の容量（Ａ）を超えないように内燃機関２０の運転状態が制御されている。このとき、バスバー２４に流れる電流はバスバー２４の容量（Ａ）に略等しくなり、パワーモジュール１８には略最大電力が供給される。一方、バスバー２２においては、電動機１２によって発電された電力の伝送が行われる。ここで、バスバー２４を通ってパワーモジュール１８へ流れる電流は、図２に示すように、バッテリー１０から共有バスバー２６を通ってバスバー２４へ流れる電流（図２の電流１）と、パワーモジュール１６からバスバー２２を通ってバスバー２４へ流れる電流（図２の電流２）との和に等しい。したがって、この場合は、共有バスバー２６を流れる電流（図２の電流１）はバスバー２４の容量（Ａ）より小さくなる。また、この場合は、電動機１２の発電電力を電動機１４へ供給することにより、電動機１４を略最大出力で駆動するための電力をバッテリー１０から供給しなくても、電動機１４の出力を略最大とすることができる。
【００１９】
次に、電動機１４が略最大出力で負荷２８を駆動し、かつ電動機１２が停止状態である場合を考える。このとき、バスバー２２には電流は流れない（図２の電流２の値が０）。したがって、バスバー２４を通ってパワーモジュール１８へ流れる電流は、バッテリー１０から共有バスバー２６を通ってバスバー２４へ流れる電流（図２の電流１）に等しい。この場合は、共有バスバー２６を流れる電流（図２の電流１）はバスバー２４の容量（Ａ）に略等しくなる。また、この場合は、電動機１４を略最大出力で駆動するための電力がバッテリー１０のみから供給されることになる。
【００２０】
一方、電動機１２が略最大出力で内燃機関２０を始動し、電動機１４は停止状態または発電状態に制御される場合を同様に考える。この場合における共有バスバー２６を流れる電流は、バスバー２２の容量（Ａ）より小さいかまたは略等しくなる。
【００２１】
以上の動作を考慮すると、共有バスバー２６の容量（Ａ）をバスバー２２の容量（Ａ）とバスバー２４の容量（Ａ）の最大値に設定すれば、電動機１２，１４の運転の際に必要な共有バスバー２６の容量（Ａ）を最低限確保することができる。上記に示した（バスバー２２の容量（Ａ）＜バスバー２４の容量（Ａ））の条件においては、共有バスバー２６の容量（Ａ）をバスバー２４の容量（Ａ）に略等しく設定すれば、共有バスバー２６の必要容量（Ａ）を最低限確保できることになる。したがって、本実施形態においては、共有バスバー２６の容量（Ａ）がバスバー２２の容量（Ａ）とバスバー２４の容量（Ａ）の最大値に略等しく設定されている。このような共有バスバー２６の容量（Ａ）の設定によって、共有バスバー２６の容量（Ａ）を小さくすることができ、コスト削減を実現できる。なお、上記に説明した以外の電動機１２，１４の運転状態の場合でも、共有バスバー２６に流れる電流を電動機１２，１４の最大出力時の電流以下に制御することにより、共有バスバー２６に流れる電流が上記の設定容量（Ａ）を超えることはない。
【００２２】
なお、本発明については、図１に示すシリーズハイブリッド型駆動装置に適用が限られるものではない。例えば図３に示すパラレルシリーズハイブリッド型駆動装置においても本発明の適用が可能である。
【００２３】
図３に示す構成においては、電動機１４の出力軸が減速機３４を介して負荷２８と連結されており、電動機１４を駆動（力行）運転させることにより負荷２８を駆動させることができる。さらに負荷２８の回転エネルギーを利用して電動機１４を発電運転（回生制動）させることもできる。内燃機関２０の出力軸が動力分配機構３２及び減速機３４を介して負荷２８と連結されており、内燃機関２０を駆動させることによっても負荷２８を駆動させることができる。電動機１２の出力軸が動力分配機構３２を介して内燃機関２０の出力軸と連結されており、内燃機関２０を駆動させることにより電動機１２を発電運転させることができる。さらに、電動機１２の駆動によって内燃機関２０を始動させることもできる。動力分配機構３２は、内燃機関２０の出力を負荷２８の駆動分と電動機１２の発電分とに分配することができ、例えば遊星歯車によって構成することができる。他の構成については図１と同様であるため説明を省略する。
【００２４】
図３に示す構成においても、共有バスバー２６の容量（Ａ）をバスバー２２の容量（Ａ）とバスバー２４の容量（Ａ）の最大値に略等しく設定することにより、共有バスバー２６の容量（Ａ）を小さくすることができ、コスト削減を実現できる。
【００２５】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、共有送電手段の容量が、第１及び第２の送電手段の容量の最大値と略等しいことにより、共有送電手段の容量を小さくすることができ、コスト削減を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る電動機駆動装置を含むハイブリッド型駆動装置の構成の概略を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る電動機駆動装置を含むハイブリッド型駆動装置の動作を説明する図である。
【図３】本発明の実施形態に係る電動機駆動装置を含むハイブリッド型駆動装置の他の構成の概略を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０  バッテリー、１２，１４  電動機、１６，１８  パワーモジュール、２０  内燃機関、２２，２４  バスバー、２６  共有バスバー、３０  統合パワーモジュール、３６  コントローラ。
【図１】
2004254475.tif 000003
【図２】
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【図３】
2004254475.tif 000005