(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻線（２１、２２、２３）を有する電動機（２０）と、
前記巻線の一端（２１１、２２１、２３１）、および、駆動源（１０）により駆動される発電機（１５、１０５）と接続される第１インバータ（３０）と、
前記巻線の他端（２１２、２２２、２３２）、および、電源（５０）と接続される第２インバータ（４０）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（８５）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（８６）と、
前記高電位側接続線に設けられる高電位側リレー（８７）と、
前記低電位側接続線に設けられる低電位側リレー（８８）と、
前記第１インバータ、前記第２インバータ、ならびに、前記高電位側リレーおよび前記低電位側リレーの開閉動作を制御する制御部（８０）と、
を備え、
前記第１インバータを中性点化し、前記電動機の要求出力に基づいて前記第２インバータを駆動する動作を片側駆動動作とし、
前記要求出力に応じた第１基本波に基づいて前記第１インバータを駆動し、前記要求出力に応じた第２基本波に基づいて前記第２インバータを駆動する動作であって、前記第１基本波の位相と前記第２基本波の位相とが反転されている動作を反転駆動動作とすると、
前記制御部は、
前記要求出力に応じたトルクおよび回転数が前記電源の電圧である電源電圧にて出力可能な上限値である第１上限値以下である場合、前記電動機での発電を行わせず、前記高電位側リレーおよび前記低電位側リレーを開とし、前記第１インバータおよび前記第２インバータを前記片側駆動動作させ、
前記要求出力に応じたトルクおよび回転数が前記第１上限値よりも大きく、前記電源電圧の２倍の電圧にて出力可能な上限値である第２上限値以下である場合、
前記発電機での発電を行わせず、前記高電位側リレーおよび前記低電位側リレーを閉とし、前記第１インバータおよび前記第２インバータを前記反転駆動動作させる発電電力不使用動作、
または、
前記発電機での発電を行わせ、前記高電位側リレーおよび前記低電位側リレーを開とし、前記第１インバータおよび前記第２インバータを前記反転駆動動作させる発電電力使用動作とし、
前記要求出力に応じたトルクおよび回転数が前記第２上限値より大きい場合、前記発電機での発電を行わせ、前記高電位側リレーおよび前記低電位側リレーを閉とし、前記第１インバータおよび前記第２インバータを前記反転駆動動作させることを特徴とする電動機駆動装置。
【請求項２】
前記電動機の要求出力に応じた第１基本波に基づいて前記第１インバータを駆動し、前記要求出力に応じた第２基本波に基づいて前記第２インバータを駆動する動作であって、前記第１基本波の位相と前記第２基本波との位相が同位相である動作を同相駆動動作、
前記第２インバータを中性点化し、前記第１基本波に基づいて前記第１インバータを駆動する動作を還流動作、
前記第１基本波に基づいて前記第１インバータを駆動し、前記第２基本波に基づいて前記第２インバータを駆動する動作であって、前記第１基本波の位相と前記第２基本波の位相とが反転されている動作を反転駆動動作とすると、
前記制御部は、
前記電動機を駆動せずに前記電源を充電する場合、前記発電機での発電を行わせ、前記高電位側リレーおよび前記低電位側リレーを閉とし、前記第１インバータおよび前記第２インバータのスイッチング素子（３１〜３６、４１〜４６）を全てオフし、
前記電動機を駆動しつつ前記電源を充電する場合、前記発電機での発電を行わせ、前記電源の電圧である電源電圧、前記発電機の発電量に応じて前記第１インバータ側に印加される電圧である発電供給電圧、および、前記要求出力に基づき、前記第１インバータおよび前記第２インバータにおいて、前記同相駆動動作と、前記還流動作または前記反転駆動動作と、を所定期間毎に切り替えることを特徴とする請求項１に記載の電動機駆動装置。
【請求項３】
巻線（２１、２２、２３）を有する電動機（２０）と、
前記巻線の一端（２１１、２２１、２３１）、および、駆動源（１０）により駆動される発電機（１５、１０５）と接続される第１インバータ（３０）と、
前記巻線の他端（２１２、２２２、２３２）、および、電源（５０）と接続される第２インバータ（４０）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（８５）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（８６）と、
前記高電位側接続線に設けられる高電位側リレー（８７）と、
前記低電位側接続線に設けられる低電位側リレー（８８）と、
前記第１インバータ、前記第２インバータ、ならびに、前記高電位側リレーおよび前記低電位側リレーの開閉動作を制御する制御部（８０）と、
を備え、
前記電動機の要求出力に応じた第１基本波に基づいて前記第１インバータを駆動し、前記要求出力に応じた第２基本波に基づいて前記第２インバータを駆動する動作であって、前記第１基本波の位相と前記第２基本波との位相が同位相である動作を同相駆動動作、
前記第２インバータを中性点化し、前記第１基本波に基づいて前記第１インバータを駆動する動作を還流動作、
前記第１基本波に基づいて前記第１インバータを駆動し、前記第２基本波に基づいて前記第２インバータを駆動する動作であって、前記第１基本波の位相と前記第２基本波の位相とが反転されている動作を反転駆動動作とすると、
前記制御部は、
前記電動機を駆動せずに前記電源を充電する場合、前記発電機での発電を行わせ、前記高電位側リレーおよび前記低電位側リレーを閉とし、前記第１インバータおよび前記第２インバータのスイッチング素子（３１〜３６、４１〜４６）を全てオフし、
前記電動機を駆動しつつ前記電源を充電する場合、前記発電機での発電を行わせ、前記電源の電圧である電源電圧、前記発電機の発電量に応じて前記第１インバータ側に印加される電圧である発電供給電圧、および、前記要求出力に基づき、前記第１インバータおよび前記第２インバータにおいて、前記同相駆動動作と、前記還流動作または前記反転駆動動作と、を所定期間毎に切り替えることを特徴とする電動機駆動装置。
【請求項４】
前記発電機は、前記第１インバータに代えて、前記第２インバータに接続されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動機駆動装置。
【請求項５】
前記第１インバータを中性点化し、前記電動機の要求出力に基づいて前記第２インバータを駆動する動作を片側駆動動作とし、
前記要求出力に応じた第１基本波に基づいて前記第１インバータを駆動し、前記要求出力に応じた第２基本波に基づいて前記第２インバータを駆動する動作であって、前記第１基本波の位相と前記第２基本波の位相とが反転されている動作を反転駆動動作とすると、
前記制御部は、
前記要求出力に応じたトルクおよび回転数が前記電源の電圧である電源電圧にて出力可能な上限値である第１上限値以下である場合、前記発電機での発電を行わせず、前記第１インバータおよび前記第２インバータを前記片側駆動動作させ、
前記要求出力に応じたトルクおよび回転数が前記第１上限値よりも大きく、前記電源電圧の２倍の電圧にて出力可能な上限値である第２上限値以下である場合、
前記発電機での発電を行わせず、前記高電位側リレーおよび前記低電位側リレーを閉とし、前記第１インバータおよび前記第２インバータを反転駆動動作させる発電電力不使用動作、
または、
前記発電機での発電を行わせ、前記高電位側リレーおよび前記低電位側リレーを開とし、前記第１インバータおよび前記第２インバータを前記片側駆動動作させる発電電力使用動作とし、
前記要求出力に応じたトルクおよび回転数が前記第２上限値より大きい場合、前記発電機での発電を行い、前記高電位側リレーおよび前記低電位側リレーを閉とし、前記第１インバータおよび前記第２インバータを反転駆動動作させることを特徴とする請求項４に記載の電動機駆動装置。
【請求項６】
巻線（２１、２２、２３）を有する電動機（２０）と、
前記巻線の一端（２１１、２２１、２３１）と接続される第１インバータ（３０）と、
前記巻線の他端（２１２、２２２、２３２）、電源（５０）および駆動源（１０）により駆動される発電機と接続される第２インバータ（４０）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（８５）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（８６）と、
前記高電位側接続線に設けられる高電位側リレー（８７）と、
前記低電位側接続線に設けられる低電位側リレー（８８）と、
前記第１インバータ、前記第２インバータ、ならびに、前記高電位側リレーおよび前記低電位側リレーの開閉動作を制御する制御部（８０）と、
を備え、
前記第１インバータを中性点化し、前記電動機の要求出力に基づいて前記第２インバータを駆動する動作を片側駆動動作とし、
前記要求出力に応じた第１基本波に基づいて前記第１インバータを駆動し、前記要求出力に応じた第２基本波に基づいて前記第２インバータを駆動する動作であって、前記第１基本波の位相と前記第２基本波の位相とが反転されている動作を反転駆動動作とすると、
前記制御部は、
前記要求出力に応じたトルクおよび回転数が前記電源の電圧である電源電圧にて出力可能な上限値である第１上限値以下である場合、前記発電機での発電を行わせず、前記第１インバータおよび前記第２インバータを前記片側駆動動作させ、
前記要求出力に応じたトルクおよび回転数が前記第１上限値よりも大きく、前記電源電圧の２倍の電圧にて出力可能な上限値である第２上限値以下である場合、
前記発電機での発電を行わせず、前記高電位側リレーおよび前記低電位側リレーを閉とし、前記第１インバータおよび前記第２インバータを反転駆動動作させる発電電力不使用動作、
または、
前記発電機での発電を行わせ、前記高電位側リレーおよび前記低電位側リレーを開とし、前記第１インバータおよび前記第２インバータを前記片側駆動動作させる発電電力使用動作とし、
前記要求出力に応じたトルクおよび回転数が前記第２上限値より大きい場合、前記発電機での発電を行い、前記高電位側リレーおよび前記低電位側リレーを閉とし、前記第１インバータおよび前記第２インバータを反転駆動動作させることを特徴とする電動機駆動装置。
【請求項７】
巻線（２１、２２、２３）を有する電動機（２０）と、
前記巻線の一端（２１１、２２１、２３１）、および、駆動源（１０）により駆動される発電機（１５、１０５）と接続される第１インバータ（３０）と、
前記巻線の他端（２１２、２２２、２３２）、および、電源（５０）と接続される第２インバータ（４０）と、
前記第１インバータ、および、前記第２インバータを制御する制御部（８０）と、
を備え、
前記電動機の要求出力に応じた第１基本波に基づいて前記第１インバータを駆動し、前記要求出力に応じた第２基本波に基づいて前記第２インバータを駆動する動作であって、前記第１基本波の位相と前記第２基本波の位相とが同位相である動作を同相駆動動作、
前記第２インバータを中性点化し、前記第１基本波に基づいて前記第１インバータを駆動する動作を還流動作、
前記第１基本波に基づいて前記第１インバータを駆動し、前記第２基本波に基づいて前記第２インバータを駆動する動作であって、前記第１基本波の位相と前記第２基本波の位相とが反転されている動作を反転駆動動作とすると、
前記制御部は、前記電源を充電する場合、前記発電機での発電を行わせ、前記電源の電圧である電源電圧、前記発電機の発電量に応じて前記第１インバータ側に印加される電圧である発電供給電圧、および、前記要求出力に基づき、前記第１インバータおよび前記第２インバータにおいて、前記同相駆動動作と、前記還流動作または前記反転駆動動作と、を所定期間毎に切り替えることを特徴とする電動機駆動装置。
【請求項８】
前記第１インバータを中性点化し、前記電動機の要求出力に基づいて前記第２インバータを駆動する動作を片側駆動動作とし、
前記要求出力に応じた第１基本波に基づいて前記第１インバータを駆動し、前記要求出力に応じた第２基本波に基づいて前記第２インバータを駆動する動作であって、前記第１基本波の位相と前記第２基本波の位相とが反転されている動作を反転駆動動作とすると、
前記制御部は、
前記要求出力に応じたトルクおよび回転数が前記電源の電圧である電源電圧にて出力可能な上限値以下である場合、前記発電機での発電を行わせず、前記第１インバータおよび前記第２インバータを前記片側駆動動作させ、
前記要求出力に応じたトルクおよび回転数が前記上限値より大きい場合、前記発電機での発電を行わせ、前記第１インバータおよび前記第２インバータの動作を前記反転駆動動作させることを特徴とする請求項７に記載の電動機駆動装置。
【請求項９】
巻線（２１、２２、２３）を有する電動機（２０）と、
前記巻線の一端（２１１、２２１、２３１）、および、駆動源（１０）により駆動される発電機（１５、１０５）と接続される第１インバータ（３０）と、
前記巻線の他端（２１２、２２２、２３２）、および、電源（５０）と接続される第２インバータ（４０）と、
前記第１インバータ、および、前記第２インバータを制御する制御部（８０）と、
を備え、
前記第１インバータを中性点化し、前記電動機の要求出力に基づいて前記第２インバータを駆動する動作を片側駆動動作とし、
前記要求出力に応じた第１基本波に基づいて前記第１インバータを駆動し、前記要求出力に応じた第２基本波に基づいて前記第２インバータを駆動する動作であって、前記第１基本波の位相と前記第２基本波の位相とが反転されている動作を反転駆動動作とすると、
前記制御部は、
前記要求出力に応じたトルクおよび回転数が前記電源の電圧である電源電圧にて出力可能な上限値以下である場合、前記発電機での発電を行わせず、前記第１インバータおよび前記第２インバータを前記片側駆動動作させ、
前記要求出力に応じたトルクおよび回転数が前記上限値より大きい場合、前記発電機での発電を行わせ、前記第１インバータおよび前記第２インバータの動作を前記反転駆動動作させ、
駆動動作の切り替えに係る閾値が可変であることを特徴とする電動機駆動装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記電動機の要求出力に基づき、前記発電機の発電量を制御することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の電動機駆動装置。
【請求項１１】
前記発電機（１５）は、交流発電機であって、
前記発電機と前記第１インバータとの間に設けられ、前記発電機により発電された交流電力を直流電力に変換する第３インバータ（７０）を備えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の電動機駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、２つのインバータによりモータの電力を変換するインバータ駆動システムが知られている。例えば特許文献１では、高電圧時において、高電圧時において、第１のインバータシステムと第２のインバータシステムのパルス幅変調信号（以下、パルス幅変調を「ＰＷＭ」という。）の基本波成分の位相を１８０［°］ずらすことで２つの電源が電気的に直列接続され、２つの電源電圧の和によりモータを駆動する。また特許文献１では、低電圧時において、第１のインバータシステムまたは第２のインバータシステムの一方の上アームまたは下アームのいずれかを３相同時オンし、他方をＰＷＭ駆動している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２３８６８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のように、２つのインバータに電力を供給する電圧源として共にバッテリを用いた場合、バッテリ電圧が略固定であるため、インバータにおける損失が比較的大きくなる。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、損失を低減可能な電動機駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の電動機駆動装置は、巻線を有する電動機と、第１インバータと、第２インバータと、制御部と、を備える。
第１インバータは、巻線の一端、および、駆動源により駆動される発電機と接続される。
第２インバータは、巻線の他端、および、電源と接続される。
制御部は、第１インバータ、および、第２インバータを制御する。
第１態様〜第３態様では、電動機駆動装置は、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を接続する高電位側接続線と、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を接続する低電位側接続線と、高電位側接続線に設けられる高電位側リレーと、低電位側接続線に設けられる低電位側リレーと、をさらに備え、制御部は、高電位側リレーおよび前記低電位側リレーの開閉動作を制御する。
第１態様では、第１インバータを中性点化し、電動機の要求出力に基づいて第２インバータを駆動する動作を片側駆動動作とし、要求出力に応じた第１基本波に基づいて第１インバータを駆動し、要求出力に応じた第２基本波に基づいて第２インバータを駆動する動作であって、第１基本波の位相と第２基本波の位相とが反転されている動作を反転駆動動作とする。制御部は、要求出力に応じたトルクおよび回転数が電源の電圧である電源電圧にて出力可能な上限値である第１上限値以下である場合、電動機での発電を行わせず、高電位側リレーおよび低電位側リレーを開とし、第１インバータおよび第２インバータを片側駆動動作させ、要求出力に応じたトルクおよび回転数が第１上限値よりも大きく、電源電圧の２倍の電圧にて出力可能な上限値である第２上限値以下である場合、発電機での発電を行わせず、高電位側リレーおよび低電位側リレーを閉とし、第１インバータおよび第２インバータを反転駆動動作させる発電電力不使用動作、または、発電機での発電を行わせ、高電位側リレーおよび低電位側リレーを開とし、第１インバータおよび第２インバータを反転駆動動作させる発電電力使用動作とし、要求出力に応じたトルクおよび回転数が第２上限値より大きい場合、発電機での発電を行わせ、高電位側リレーおよび低電位側リレーを閉とし、第１インバータおよび第２インバータを反転駆動動作させる。
第２態様では、電動機の要求出力に応じた第１基本波に基づいて第１インバータを駆動し、要求出力に応じた第２基本波に基づいて第２インバータを駆動する動作であって、第１基本波の位相と第２基本波との位相が同位相である動作を同相駆動動作、第２インバータを中性点化し、第１基本波に基づいて第１インバータを駆動する動作を還流動作、第１基本波に基づいて第１インバータを駆動し、第２基本波に基づいて第２インバータを駆動する動作であって、第１基本波の位相と第２基本波の位相とが反転されている動作を反転駆動動作とする。制御部は、電動機を駆動せずに電源を充電する場合、発電機での発電を行わせ、高電位側リレーおよび低電位側リレーを閉とし、第１インバータおよび第２インバータのスイッチング素子を全てオフし、電動機を駆動しつつ電源を充電する場合、発電機での発電を行わせ、電源の電圧である電源電圧、発電機の発電量に応じて第１インバータ側に印加される電圧である発電供給電圧、および、要求出力に基づき、第１インバータおよび第２インバータにおいて、同相駆動動作と、還流動作または反転駆動動作と、を所定期間毎に切り替える。
第３態様では、発電機は、第１インバータに代えて、第２インバータに接続される。第１インバータを中性点化し、電動機の要求出力に基づいて第２インバータを駆動する動作を片側駆動動作とし、要求出力に応じた第１基本波に基づいて第１インバータを駆動し、要求出力に応じた第２基本波に基づいて第２インバータを駆動する動作であって、第１基本波の位相と第２基本波の位相とが反転されている動作を反転駆動動作とする。制御部は、要求出力に応じたトルクおよび回転数が電源の電圧である電源電圧にて出力可能な上限値である第１上限値以下である場合、発電機での発電を行わせず、第１インバータおよび第２インバータを片側駆動動作させ、要求出力に応じたトルクおよび回転数が第１上限値よりも大きく、電源電圧の２倍の電圧にて出力可能な上限値である第２上限値以下である場合、発電機での発電を行わせず、高電位側リレーおよび低電位側リレーを閉とし、第１インバータおよび第２インバータを反転駆動動作させる発電電力不使用動作、または、発電機での発電を行わせ、高電位側リレーおよび低電位側リレーを開とし、第１インバータおよび第２インバータを片側駆動動作させる発電電力使用動作とし、要求出力に応じたトルクおよび回転数が第２上限値より大きい場合、発電機での発電を行い、高電位側リレーおよび低電位側リレーを閉とし、第１インバータおよび第２インバータを反転駆動動作させる。
第４態様では、電動機の要求出力に応じた第１基本波に基づいて第１インバータを駆動し、要求出力に応じた第２基本波に基づいて第２インバータを駆動する動作であって、第１基本波の位相と第２基本波の位相とが同位相である動作を同相駆動動作、第２インバータを中性点化し、第１基本波に基づいて第１インバータを駆動する動作を還流動作、第１基本波に基づいて第１インバータを駆動し、第２基本波に基づいて第２インバータを駆動する動作であって、第１基本波の位相と第２基本波の位相とが反転されている動作を反転駆動動作とする。制御部は、電源を充電する場合、発電機での発電を行わせ、電源の電圧である電源電圧、発電機の発電量に応じて第１インバータ側に印加される電圧である発電供給電圧、および、要求出力に基づき、第１インバータおよび第２インバータにおいて、同相駆動動作と、還流動作または反転駆動動作と、を所定期間毎に切り替える。
第５態様では、第１インバータを中性点化し、電動機の要求出力に基づいて第２インバータを駆動する動作を片側駆動動作とし、要求出力に応じた第１基本波に基づいて第１インバータを駆動し、要求出力に応じた第２基本波に基づいて第２インバータを駆動する動作であって、第１基本波の位相と第２基本波の位相とが反転されている動作を反転駆動動作とする。制御部は、要求出力に応じたトルクおよび回転数が電源の電圧である電源電圧にて出力可能な上限値以下である場合、発電機での発電を行わせず、第１インバータおよび第２インバータを片側駆動動作させ、要求出力に応じたトルクおよび回転数が上限値より大きい場合、発電機での発電を行わせ、第１インバータおよび第２インバータの動作を反転駆動動作させる。駆動動作の切り替えに係る閾値が可変である。
【０００６】
本発明では、電動機の両側に第１インバータおよび第２インバータを設け、発電機により発電された発電電力および電源の電力を、第１インバータおよび第２インバータを経由して電動機に供給可能である。これにより、電源からの電力のみで電動機を駆動する場合と比較し、電動機の出力を高めることができる。
【０００７】
また、例えば電動機の要求出力に基づいて発電機の発電量を制御することにより、第１インバータ側から電動機に印加される電圧である発電供給電圧を可変とすることができる。これにより、電動機に印加される駆動電圧が可変となり、ＰＡＭ（Pulse Amplitude Modulation）制御のように電動機の駆動を制御することができるので、第１インバータ側からバッテリ等により略固定の電圧を印加する場合と比較して、電動機駆動装置における損失を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態による車両制御システムの構成を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態による駆動領域を説明する説明図である。
【図３】本発明の第１実施形態による片側駆動動作および反転駆動動作を説明する説明図である。
【図４】本発明の第１実施形態による車速とモータ出力および駆動電圧との関係を説明する説明図である。
【図５】本発明の第１実施形態による同相駆動動作を説明する説明図である。
【図６】本発明の第１実施形態による還流動作を説明する説明図である。
【図７】本発明の第２実施形態による電動機駆動装置を示す回路図である。
【図８】本発明の第２実施形態による駆動領域を説明する説明図である。
【図９】本発明の第２実施形態において、第１領域における動作を説明する説明図である。
【図１０】本発明の第２実施形態において、第２領域における発電電力不使用動作を説明する説明図である。
【図１１】本発明の第２実施形態において、第２領域における発電電力使用動作を説明する説明図である。
【図１２】本発明の第２実施形態において、第３領域および第４領域における動作を説明する説明図である。
【図１３】本発明の第３実施形態による電動機駆動装置を示す回路図である。
【図１４】本発明の第３実施形態による発電電力使用動作を説明する説明図である。
【図１５】本発明の第４実施形態による電動機駆動装置を示す概略構成図である。
【図１６】本発明の他の実施形態による車両制御システムの構成を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明による電動機駆動装置を図面に基づいて説明する。なお、以下、複数の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による電動機駆動装置を図１〜図６に基づいて説明する。
電動機駆動システム５は、電動機駆動装置１、エンジン１０、動力分割機構１２、第１モータジェネレータ（以下、「モータジェネレータ」を「ＭＧ」と記載する。）１５、および、電源５０等を備える。電動機駆動システム５は、ハイブリッド車両である車両９０に適用される、所謂「シリーズパラレルハイブリッドシステム」である。
【００１０】
エンジン１０は、複数の気筒を有する内燃機関で、第１ＭＧ１５および後述する第２ＭＧ２０とともに、車両９０の駆動源を構成する。エンジン１０は、動力分割機構１２および減速機９１等を介し、車両９０の駆動軸９２、および、駆動軸９２に接続される車輪９３を回転させる。
【００１１】
動力分割機構１２は、図示しないサンギア、リングギア、プラネタリキャリアからなる周知の遊星歯車機構によって構成される。本実施形態では、サンギアが第１ＭＧ１５の回転軸と接続され、リングギアが第２ＭＧ２０の回転軸と接続され、プラネタリキャリアがエンジン１０のクランク軸と接続される。これにより、第１ＭＧ１５の回転軸、第２ＭＧ２０の回転軸、および、エンジン１０のクランク軸とは、動力分割機構１２を介して機械的に接続されている。
【００１２】
第１ＭＧ１５は、永久磁石式同期型の３相交流電動機である。第１ＭＧ１５は、エンジン１０によって駆動され、主に発電機として用いられる。
第１ＭＧ１５は、コイル１６、１７、１８を有する。コイル１６、１７、１８は、一端１６１、１７１、１８１が第３インバータ７０に接続され、他端が結線部１９にて結線される。第１ＭＧ１５により発電された電力は、電源５０の充電、および、第２ＭＧ２０の駆動に用いられる。
【００１３】
電動機駆動装置１は、第２ＭＧ２０、第１インバータ３０、第２インバータ４０、第３インバータ７０、および、制御部８０等を備える。
本実施形態では、第２ＭＧ２０、第１インバータ３０、第２インバータ４０、および、電源５０が第１電力変換回路１０１を構成し、第１ＭＧ１５、および、第３インバータ７０が第２電力変換回路１０２を構成する。
【００１４】
第２ＭＧ２０は、コイル２１、２２、２３を有する。コイル２１、２２、２３は、一端２１１、２２１、２３１が第１インバータ３０と接続され、他端２１２、２２２、２３２が第２インバータ４０と接続される。本実施形態では、コイル２１、２２、２３が、「巻線」に対応する。
第２ＭＧ２０は、力行時には電動機として機能し、減速機９１等を介し、車両９０の駆動軸９２および車輪９３を回転させる。また、第２ＭＧ２０は、回生時には発電機として機能し、発電された電力により電源５０を充電する。
第２ＭＧ２０は、例えば車速等に基づいて決定される要求出力となるように、駆動が制御される。
本実施形態では、第１ＭＧ１５が「発電機」に対応し、第２ＭＧ２０が「電動機」に対応する。以下、第１ＭＧ１５が発電機として機能し、第２ＭＧ２０が電動機として機能する場合を中心に説明する。
【００１５】
第１インバータ３０は、第２ＭＧ２０のコイル２１〜２３の一端２１１、２２１、２３１に接続される。第１インバータ３０は、３相インバータであり、第１上アーム素子３１、３２、３３と、第１下アーム素子３４、３５、３６とが接続される。以下適宜、「第１Ｕ相上アーム素子３１」といった具合に、対応する相を併せて記載する。
【００１６】
第１Ｕ相上アーム素子３１と第１Ｕ相下アーム素子３４との接続点は、Ｕ相コイルであるコイル２１の一端２１１に接続される。第１Ｖ相上アーム素子３２と第１Ｖ相下アーム素子３５との接続点は、Ｖ相コイルであるコイル２２の一端２２１に接続される。第１Ｗ相上アーム素子３３と第１Ｗ相下アーム素子３６との接続点は、Ｗ相コイルであるコイル２３の一端２３１に接続される。
第１上アーム素子３１〜３３の高電位側は、第１高電位側配線３７により接続され、第１下アーム素子３４〜３６の低電位側は、第１低電位側配線３８により接続される。
【００１７】
第２インバータ４０は、第２ＭＧ２０のコイル２１〜２３の他端２１２、２２２、２３２および電源５０に接続される。第２インバータ４０は、３相インバータであり、第２上アーム素子４１、４２、４３と、第２下アーム素子４４、４５、４６とが接続される。
第２Ｕ相上アーム素子４１と第２Ｕ相下アーム素子４４との接続点は、Ｕ相コイルであるコイル２１の他端２１２に接続される。第２Ｖ相上アーム素子４２と第２Ｖ相下アーム素子４５との接続点は、Ｖ相コイルであるコイル２２の他端２２２に接続される。第２Ｗ相上アーム素子４３と第２Ｗ相下アーム素子４６との接続点は、Ｗ相コイルであるコイル２３の他端２３２に接続される。
【００１８】
第２上アーム素子４１〜４３の高電位側は、第２高電位側配線４７により接続され、第２下アーム素子４４〜４６の低電位側は、第２低電位側配線４８により接続される。
第２高電位側配線４７は電源５０の正極と接続され、第２低電位側配線４８は電源５０の負極と接続される。
【００１９】
電源５０は、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の充放電可能な二次電池であり、第２インバータ４０と接続され、第２インバータ４０を経由して第２ＭＧ２０と電力を授受可能に設けられる。また電源５０は、例えば電気二重層キャパシタやリチウムイオンキャパシタ等により構成してもよい。電源５０は、ＳＯＣ（State of charge）が所定の範囲内となるように制御される。本実施形態では、電源５０の電圧を電源電圧Ｖｂとする。
第１コンデンサ５１は、第１インバータ３０と並列に接続される平滑コンデンサである。第２コンデンサ５２は、第２インバータ４０と並列に接続される平滑コンデンサである。
【００２０】
第３インバータ７０は、第１ＭＧ１５のコイル１６〜１８の一端１６１、１７１、１８１および第１インバータ３０に接続される。第３インバータ７０は、３相インバータであり、第３上アーム素子７１、７２、７３と、第３下アーム素子７４、７５、７６とが接続される。
【００２１】
第３上アーム素子７１と第３下アーム素子７４との接続点は、コイル１６の一端１６１に接続される。第３上アーム素子７２と第３下アーム素子７５との接続点は、コイル１７の一端１７１に接続される。第３上アーム素子７３と第３下アーム素子７６との接続点は、コイル１８の一端１８１に接続される。
【００２２】
第３上アーム素子７１〜７３の高電位側は、第３高電位側配線７７により接続され、第３下アーム素子７４〜７６の低電位側は、第３低電位側配線７８により接続される。
第３高電位側配線７７は第１高電位側配線３７と接続され、第３低電位側配線７８は第１低電位側配線３８と接続される。これにより、第３インバータ７０は、第１インバータ３０と接続される。
第３インバータ７０は、回生動作することで、ジェネレータ１５により発電された交流電力を直流電力に変換する。また、第３インバータ７０により変換された直流電力は、第１インバータ３０側へ供給される。本実施形態では、第３インバータ７０にて変換され第１電力変換回路１０１側へ供給される直流電圧を発電供給電圧Ｖｇとする。発電供給電圧Ｖｇは、第１ＭＧ１５の発電量に応じて可変である。
【００２３】
本実施形態の上アーム素子３１〜３３、４１〜４３、７１〜７３、および、下アーム素子３４〜３６、４４〜４６、７４〜７６は、いずれもＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）であるが、例えばＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタ、バイポーラトランジスタ等を用いてもよい。以下適宜、上アーム素子３１〜３３、４１〜４３、７１〜７３、および、下アーム素子３４〜３６、４４〜４６、７４〜７６を、単に「スイッチング素子」という。
【００２４】
制御部８０は、通常のコンピュータとして構成され、内部にはＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ、および、これらの構成を接続するバスライン等が備えられる。制御部８０は、スイッチング素子３１〜３６、４１〜４６のオンオフを切り替える制御信号を生成する。制御信号は、第２ＭＧ２０の要求出力に応じた電圧指令に基づく基本波とキャリア波との比較により生成される。本実施形態では、第１インバータ３０の駆動に係る基本波を第１基本波とし、第２インバータ４０の駆動に係る基本波を第２基本波とする。生成された制御信号はスイッチング素子３１〜３６、４１〜４６に出力され、制御信号に基づいてスイッチング素子３１〜３６、４１〜４６のオンオフ作動が制御される。これにより、第２ＭＧ２０の駆動がＰＷＭ制御される。
【００２５】
また、制御部８０は、エンジン１０の駆動を制御することで、第１ＭＧ１５の駆動を制御する。これにより、第１ＭＧ１５により発電される発電量は、制御部８０により制御される。また、制御部８０は、スイッチング素子７１〜７６のオンオフを切り替える制御信号を生成する。スイッチング素子７１〜７６のオンオフ作動は、第１ＭＧ１５の発電電力に応じ、スイッチング素子３１〜３６、４１〜４６の作動とは独立にＰＷＭ制御等により制御される。
【００２６】
第２ＭＧ２０の要求出力に応じた制御について、図２〜図６に基づいて説明する。図３〜図６においては、制御部８０の記載、コイル１６〜１８、２１〜２３の一端、他端の符号の記載を省略した。また、図３等において、オンされているスイッチング素子を実線、オフされているスイッチング素子を破線で示す。
まず、電源５０のＳＯＣが充電要求閾値以上であり、電源５０の充電が不要である場合について説明する。
本実施形態では、第２ＭＧ２０の駆動領域に応じて、電動機駆動システム５の動作を切り替える。図２に示すように、第２ＭＧ２０の要求出力に応じたトルクおよび回転数が閾値Ｔ１１より小さい領域を「第１領域Ｒ１１」、閾値Ｔ１１と閾値Ｔ１２との間の領域を「第２領域Ｒ１２」、閾値Ｔ１２より大きい領域を「第３領域Ｒ１３」とする。閾値Ｔ１３は、第２ＭＧ２０の出力限界とする。本実施形態では、閾値Ｔ１１が、「電源にて出力可能な上限値」に対応する。
【００２７】
第２ＭＧ２０の駆動領域が第１領域Ｒ１１である場合、電源５０の電力により第２ＭＧ２０を駆動する。
図３（ａ）に示すように、第１領域Ｒ１１では、第１ＭＧ１５での発電を行わず、第３インバータ７０のスイッチング素子７１〜７６をオフするので、第２電力変換回路１０２側から第１電力変換回路１０１側への電力供給が行われない。
【００２８】
また、第１領域Ｒ１１では、第１インバータ３０および第２インバータ４０を片側駆動動作とする。片側駆動動作では、第１インバータ３０の上アーム素子３１〜３３、または、下アーム素子３４〜３６の一方を全相オン、他方を全相オフとし、第１インバータ３０を中性点化する。中性点化されるインバータにおいて、オンされる上アーム素子または下アーム素子を、熱損失等に応じて適宜切り替えてもよい。後述の例においても同様である。
また、第２インバータ４０は、要求出力に基づいてＰＷＭ制御される。
【００２９】
図３（ａ）には、第１上アーム素子３１〜３３が全相オンされ、第１下アーム素子３４〜３６が全相オフされ、第２Ｕ相上アーム素子４１、第２Ｖ相下アーム素子４５、および、第２Ｗ相下アーム素子４６がオンされている状態を示している。このとき、矢印Ｙ１１で示す経路の電流が流れ、第２ＭＧ２０には電源電圧Ｖｂが印加され、電源５０の電力により第２ＭＧ２０が駆動される。
【００３０】
第２ＭＧ２０の駆動領域が第２領域Ｒ１２である場合、第１ＭＧ１５の発電電力、および、電源５０の電力により第２ＭＧ２０を駆動する。
図３（ｂ）に示すように、第２領域Ｒ１２では、第１ＭＧ１５は、第２ＭＧ２０の要求出力に基づいて制御される。また、第３インバータ７０は、第１ＭＧ１５の発電量に基づいて回生駆動される。これにより、矢印ＹＧ１で示すように、直流電力に変換された第１ＭＧ１５の発電電力は、第１電力変換回路１０１側へ供給される。
【００３１】
なお、第１電力変換回路１０１から供給された電力によりコンデンサ５１が充電されるので、第２ＭＧ２０の要求出力、および、コンデンサ５１の充電状態に応じ、電源５０から供給される電力、および、コンデンサ５１からの電力で第２ＭＧ２０を駆動可能であれば、第１ＭＧ１５での発電を行わず、第３インバータ７０のスイッチング素子７１〜７６を全てオフとし、第２電力変換回路１０２側から第１電力変換回路１０１側への電力供給を停止してもよい。
【００３２】
また、第２領域Ｒ１２では、第１インバータ３０および第２インバータ４０を反転駆動動作とする。反転駆動動作では、要求出力に応じた第１基本波に基づいて第１インバータ３０を制御し、要求出力に応じた第２基本波に基づいて第２インバータ４０の駆動を制御する。
【００３３】
反転駆動動作において、第１基本波と、第２基本波とは、位相が反転される。換言すると、第１基本波と第２基本波とは、位相が略１８０［°］ずれている。なお、第１基本波と第２基本波との位相差は、１８０［°］であるが、電源電圧Ｖｂと発電供給電圧Ｖｇとの和に相当する電圧を第２ＭＧ２０に印加可能な程度のずれは許容される。
【００３４】
第１基本波の振幅と第２基本波の振幅とが等しい場合、各相にてオンされる素子が第１インバータ３０と第２インバータ４０とで上下反対となる。例えば、図３（ｂ）では、第１Ｕ相上アーム素子３１、第１Ｖ相下アーム素子３５、第１Ｗ相下アーム素子３６、第２Ｖ相上アーム素子４２、第２Ｗ相上アーム素子４３、および、第２Ｕ相下アーム素子４４がオンされる状態を示している。このとき、矢印Ｙ１２で示す経路の電流が流れる。これにより、第２ＭＧ２０には、電源電圧Ｖｂと発電供給電圧Ｖｇとの和に相当する電圧が駆動電圧として印加される。
【００３５】
なお、第１基本波および第２基本波は、振幅が等しくてもよいし、異なっていてもよい。また、第１基本波および第２基本波は、いずれも正弦波である場合のように同様の波形であってもよいし、例えば第１インバータ３０または第２インバータ４０の一方を正弦波ＰＷＭ制御し、他方を過変調ＰＷＭ制御するといった場合のように、波形が異なっていてもよい。後述する同相駆動動作の場合も同様である。
なお、反転駆動動作において、振幅や波形が異なる場合、各相にてオンされる素子は、第１インバータ３０と第２インバータ４０とで、必ずしも上下反対にならない。
【００３６】
第２ＭＧ２０の駆動領域が第３領域Ｒ１３である場合、第２電力変換回路１０２から第１電力変換回路１０１へ供給される電力が最大となるように、第１ＭＧ１５および第３インバータ７０を制御する。また、第１インバータ３０および第２インバータ４０は、第２領域Ｒ１２と同様、反転駆動動作とする。
【００３７】
ここで、車速と第２ＭＧ２０の出力であるモータ出力と、駆動電圧との関係を図４に示す。図４（ａ）は、車速とモータ出力との関係を示す図であり、図４（ｂ）は、車速と第２ＭＧ２０に印加される電圧である駆動電圧との関係を示す図である。
図４（ａ）に示すように、車速が第２車速閾値Ｓ２以下の場合、第２ＭＧ２０の出力は、車速の増加に伴って増加する。ここで、電源電圧Ｖｂにて出力可能な出力を片側最大出力Ｅ１とし、第２ＭＧ２０の出力が片側最大出力Ｅ１となるときの車速を、第１車速閾値Ｓ１とする。また、第２ＭＧ２０にて出力可能な最大出力を最大出力Ｅ２とする。車速が第２車速閾値Ｓ２以上である場合、第２ＭＧ２０の出力を最大出力Ｅ２とする。
【００３８】
図４（ｂ）に示すように、車速が第１車速閾値Ｓ１以下のとき、第２ＭＧ２０出力が片側最大出力Ｅ１以下であるので、第１ＭＧ１５での発電を行わず、第１インバータ３０および第２インバータ４０を片側駆動動作とする。このとき、第２ＭＧ２０には、第２インバータ４０側から電源５０の電圧である電源電圧Ｖｂが印加される。
【００３９】
車速が第１車速閾値Ｓ１より大きく第２車速閾値Ｓ２より小さい範囲では、第２ＭＧ２０の出力が片側最大出力Ｅ１より大きいので、第１ＭＧ１５での発電を行い、第１インバータ３０および第２インバータ４０を反転駆動動作とする。このとき、第２電力変換回路１０２側から第１電力変換回路１０１側へ供給される電力が、第２ＭＧ２０の出力に応じた発電量となるように、第１ＭＧ１５の発電量、および、第３インバータ７０を制御する。これにより、第１インバータ３０側には、発電供給電圧Ｖｇが印加される。このとき、第２ＭＧ２０に印加される駆動電圧は、電源電圧Ｖｂと発電供給電圧Ｖｇの和に相当する電圧となる。
【００４０】
本実施形態では、車速が第１車速閾値Ｓ１より大きいとき、換言すると、第２ＭＧ２０の要求出力が片側最大出力Ｅ１より大きいとき、第１ＭＧ１５の発電量および第３インバータ７０の駆動を制御し、第２ＭＧ２０の要求に応じて発電供給電圧Ｖｇを可変とすることにより、第２ＭＧ２０の駆動をいわばＰＡＭ制御のように制御することができる。これにより、第２ＭＧ２０に印加される電圧を最適化することができるので、第１インバータ３０側から印加される電圧が固定である場合と比較し、損失を低減することができる。
【００４１】
次に、電源５０のＳＯＣが充電要求閾値より小さく、第１ＭＧ１５の発電電力により電源５０を充電する場合について説明する。
図５および図６に示すように、第１ＭＧ１５は、第２ＭＧ２０の要求出力、および、電源５０の充電要求に基づいて発電を行う。第３インバータ７０は、発電量に応じて回生駆動される。これにより、矢印ＹＧ１で示すように、第１ＭＧ１５にて発電された電力は、第２電力変換回路１０２側から第１電力変換回路１０１側に供給される。
【００４２】
電源５０を充電する際に、第１インバータ３０および第２インバータ４０にて実行される同相駆動動作を図５、還流動作を図６に基づいて説明する。
同相駆動動作において、第１基本波と第２基本波とを同位相とする。すなわち、第１基本波と第２基本波との位相差は０［°］であるが、電源５０を充電可能な程度のずれは許容されるものとする。
第１基本波の振幅と第２基本波の振幅とが等しい場合、各相にてオンされる素子が第１インバータ３０と第２インバータ４０とで上下同じとなる。
【００４３】
図５（ａ）に示す例では、第１Ｕ相上アーム素子３１、第１Ｖ相下アーム素子３５、第１Ｗ相下アーム素子３６、第２Ｕ相上アーム素子４１、第２Ｖ相下アーム素子４５、および、第２Ｗ相下アーム素子４６がオンされる状態を示している。このとき、矢印Ｙ１４で示す経路の電流が流れることで、電源５０が充電される。
なお、同相駆動動作において、振幅や波形が異なる場合、各相にてオンされる素子は、第１インバータ３０と第２インバータ４０とで、必ずしも上下同じにならない。
【００４４】
なお、第２ＭＧ２０を駆動しない場合、図５（ｂ）に示すように、１相（この例ではＷ相）の第１基本波および第２基本波をゼロとし、第１インバータ３０および第２インバータ４０の１相のスイッチング素子を上下ともオフにしてもよい。このような場合についても、同相駆動動作の概念に含まれるものとする。
例えば、図５（ｂ）では、第１Ｕ相上アーム素子３１、第１Ｖ相下アーム素子３５、第２Ｕ相上アーム素子４１、および、第２Ｖ相下アーム素子４５がオンされ、Ｗ相のスイッチング素子３３、３６、４３、４６がオフされる状態を示している。このとき、矢印Ｙ１５で示す経路の電流が流れることで、電源５０が充電される。
【００４５】
同相駆動動作を行うと、発電供給電圧Ｖｇが電源電圧Ｖｂより大きいことを前提とし、発電供給電圧Ｖｇと電源電圧Ｖｂとの電位差に応じた電流が、第２ＭＧ２０、第１インバータ３０および第２インバータ４０を経由して電源５０に流れ込むことで電源５０が充電される。
また、同相駆動動作を継続すると、発電供給電圧Ｖｇと電源電圧Ｖｂとの電位差が大きい場合、電源５０に過電流が流れる虞がある。そのため、本実施形態では、発電供給電圧Ｖｇと電源電圧Ｖｂとの電位差、および、第２ＭＧ２０の要求出力に応じ、同相駆動動作と、還流動作または反転駆動動作とを所定期間毎に切り替える。なお、反転駆動動作は、図３（ｂ）にて説明したものと同様である。
【００４６】
図６に示すように、還流動作では、第１基本波に基づき、第１インバータ３０を駆動する。また、第２インバータ４０において、上アーム素子４１〜４３の全相、または、下アーム素子４４〜４６の全相の一方をオン、他方をオフにすることにより第２インバータ４０を中性点化する。
例えば、図６（ａ）に示す例では、第２下アーム素子４４〜４６の全相をオン、第２上アーム素子４１〜４３を全相オフにする。また、これに替えて、第２上アーム素子４１〜４３の全相をオン、第２下アーム素子４４〜４６の全相をオフにしてもよい。
【００４７】
また、第２ＭＧ２０を駆動しない場合、還流動作では、１相（ここではＷ相）の第１インバータ３０および第２インバータ４０のスイッチング素子をオフし、残り２相（ここではＵ相およびＶ相）の第２上アーム素子または第２下アーム素子の一方をオン、他方をオフとすることで、第２インバータ４０を中性点化してもよい。図６（ｂ）に示す例では、第２インバータ４０において、第２下アーム素子４４、４５をオン、他のスイッチング素子４１〜４３、４６をオフにする。また、これに替えて、第２インバータ４０において、第２上アーム素子４１、４２をオン、他のスイッチング素子４３〜４６をオフにしてもよい。
図６に示すように、還流動作は、第２インバータ４０を中性点化する片側駆動動作と捉えることもできる。
【００４８】
ここで、第２ＭＧ２０の要求出力に応じた充電制御を説明する。
第２ＭＧ２０を駆動せずに電源５０を充電する場合、または、第２ＭＧ２０を比較的低負荷にて駆動しつつ電源５０を充電する場合、同相駆動動作と還流動作とを、所定期間毎に切り替える。これにより、過電流を防ぐことができる。
【００４９】
第２ＭＧ２０を駆動しない場合、第２ＭＧ２０に流れる電流が無効電流となるように、ロータ位置に基づき、第１インバータ３０および第２インバータ４０の動作が制御される。
第２ＭＧ２０を比較的低負荷にて駆動しつつ、電源５０を充電する場合、第２ＭＧ２０に流れる電流の位相が最大トルク位相と無効電流の位相との間となるように、第１インバータ３０および第２インバータ４０の動作が制御される。
【００５０】
同相駆動動作が行われる充電期間Ｐ１１、および、還流動作が行われる還流期間Ｐ１２は、発電供給電圧Ｖｇと電源電圧Ｖｂとの電位差、および、第２ＭＧ２０の要求出力に基づいて設定される。発電供給電圧Ｖｇと電源電圧Ｖｂとの電位差が大きいほど、また、第２ＭＧ２０の要求出力が大きいほど、充電期間Ｐ１１が短く、還流期間Ｐ１２が長くなるように設定される。なお、発電供給電圧Ｖｇと電源電圧Ｖｂとの電位差、および、第２ＭＧ２０の要求出力によっては、還流期間Ｐ１２をゼロとしてもよい。
【００５１】
充電期間Ｐ１１おいて、発電供給電圧Ｖｇから電源電圧Ｖｂを減じた差電圧Ｖｄ（＝Ｖｇ−Ｖｂ）が第２ＭＧ２０に印加される。また、還流期間Ｐ１２において、発電供給電圧Ｖｇが第２ＭＧ２０に印加される。
同相駆動動作および還流動作を所定期間毎に切り替える場合、第２ＭＧ２０に印加される電圧Ｖｍ１は、式（１）となる。
Ｖｍ１＝Ｖｄ×｛Ｐ１１／（Ｐ１１＋Ｐ１２）｝
＋Ｖｇ×｛Ｐ１２／（Ｐ１１＋Ｐ１２）｝          ・・・（１）
【００５２】
第２ＭＧ２０の負荷が比較的大きく、電圧Ｖｍ１では第２ＭＧ２０の要求を満たせない場合、同相駆動動作と反転駆動動作（図３（ｂ）参照）とを所定期間毎に切り替える。
同相駆動動作が行われる充電期間Ｐ１１、および、反転駆動動作が行われる反転駆動期間Ｐ１３は、発電供給電圧Ｖｇと電源電圧Ｖｂとの電位差、および、第２ＭＧ２０の要求出力に基づいて設定される。発電供給電圧Ｖｇと電源電圧Ｖｂとの電位差が大きいほど、また、第２ＭＧ２０の要求出力が大きいほど、充電期間Ｐ１１が短く、反転駆動期間Ｐ１３が長くなるように設定される。
【００５３】
反転駆動期間Ｐ１３において、発電供給電圧Ｖｇと電源電圧Ｖｂとの和に相当する電圧が第２ＭＧ２０に印加される。
同相駆動動作および反転駆動動作を所定期間毎に切り替える場合、第２ＭＧ２０に印加される電圧Ｖｍ２は、式（２）となる。
Ｖｍ２＝Ｖｄ×｛Ｐ１１／（Ｐ１１＋Ｐ１３）｝
＋（Ｖｂ＋Ｖｇ）×｛Ｐ１３／（Ｐ１１＋Ｐ１３）｝    ・・・（２）
これにより、第２ＭＧ２０を適切に駆動するとともに、電源５０を充電することができる。
なお、電源５０の充電は、第２ＭＧ２０の要求出力が充電期間Ｐ１１を可及的に短くしたときの電圧Ｖｍ２にて出力可能な範囲にて実行される。
【００５４】
以上詳述したように、電動機駆動装置１は、第２ＭＧ２０と、第１インバータ３０と、第２インバータ４０と、制御部８０と、を備える。
第２ＭＧ２０は、コイル２１、２２、２３を有する。
第１インバータ３０は、高電位側に接続される第１上アーム素子３１、３２、３３および低電位側に接続される第１下アーム素子３４、３５、３６を有し、コイル２１、２２、２３の一端２１１、２２１、２３１、および、エンジン１０により駆動される第１ＭＧ１５と接続される。
第２インバータ４０は、高電位側に接続される第２上アーム素子４１、４２、４３および低電位側に接続される第２下アーム素子４４、４５、４６を有し、コイル２１、２２、２３の他端２１２、２２２、２３２、および、電源５０と接続される。
制御部８０は、第１インバータ３０、および、第２インバータ４０を制御する。
【００５５】
本実施形態では、第２ＭＧ２０の両側に第１インバータ３０および第２インバータ４０を設け、第１ＭＧ１５により発電された発電電力および電源５０の電力を、第１インバータ３０および第２インバータ４０を経由して第２ＭＧ２０に供給可能である。これにより、電源５０からの電力のみで第２ＭＧ２０を駆動する場合と比較し、第２ＭＧ２０の出力を高めることができる。
【００５６】
制御部８０は、第２ＭＧ２０の要求出力に基づき、第１ＭＧ１５の発電量を制御する。
要求出力に基づいて第１ＭＧ１５の発電量を制御することにより、第１インバータ３０側から第２ＭＧ２０に印加される発電供給電圧Ｖｇを可変とすることができる。これにより、第２ＭＧ２０に印加される駆動電圧が可変となり、ＰＡＭ制御のように第２ＭＧ２０の駆動を制御することができので、電動機駆動装置１、特に第１電力変換回路１０１における損失を低減することができる。
【００５７】
第１ＭＧ１５は、交流発電機であって、第１ＭＧ１５と第１インバータ３０との間に設けられ、第１ＭＧ１５により発電された交流電力を直流電力に変換する第３インバータ７０を備える。
これにより、交流発電機である第１ＭＧ１５の発電電力を、第１インバータ３０へ適切に供給することができる。
【００５８】
本実施形態では、第１インバータ３０を中性点化し、第２ＭＧ２０の要求出力に基づいて第２インバータを駆動する動作を片側駆動動作とする。
また、第２ＭＧ２０の要求出力に応じた第１基本波に基づいて第１インバータ３０を駆動し、要求出力に応じた第２基本波に基づいて第２インバータ４０を駆動する動作であって、第１基本波の位相と第２基本波の位相とが反転されている動作を反転駆動動作とする。
【００５９】
制御部８０は、第２ＭＧ２０の要求出力に応じたトルクおよび回転数が電源５０の電圧である電源電圧Ｖｂにて出力可能な上限値（すなわち閾値Ｔ１１）以下である場合、第１ＭＧ１５での発電を行わせず、第１インバータ３０および第２インバータ４０を片側駆動動作させる。
また、制御部８０は、第２ＭＧ２０の要求出力に応じたトルクおよび回転数が電源５０の電圧である電源電圧Ｖｂにて出力可能な上限値より大きい場合、第１ＭＧ１５での発電を行わせ、第１インバータ３０および第２インバータ４０を反転駆動動作させる。
【００６０】
第２ＭＧ２０の要求出力が電源電圧Ｖｂにて出力可能な範囲内である場合、第１ＭＧ１５での発電を行わず、片側駆動動作とすることで、要求出力が比較的小さい場合に第２ＭＧ２０に印加される電圧を抑え、損失を低減することができる。
また、第２ＭＧ２０の要求出力が電源電圧Ｖｂにて出力可能な上限値よりも大きい場合、第１ＭＧ１５による発電を行い、反転駆動動作とすることで、第１インバータ３０側から第１ＭＧ１５の発電量に応じた発電供給電圧Ｖｇを印加し、第２インバータ４０側から電源電圧Ｖｂを印加する。これにより、発電供給電圧Ｖｇと電源電圧Ｖｂとの和に相当する電圧を駆動電圧として第２ＭＧ２０に印加することができるので、第２ＭＧ２０の出力を高めることができる。
特に、第１ＭＧ１５の発電量を要求出力に応じて可変とすることで、第２ＭＧ２０に印加される電圧を最適化することができ、第１電力変換回路１０１における損失を低減することができる。
【００６１】
第２ＭＧ２０の要求出力に応じた第１基本波に基づいて第１インバータ３０を駆動し、要求出力に応じた第２基本波に基づいて第２インバータ４０を駆動する動作であって、第１基本波の位相と第２基本波の位相とが同位相である動作を同相駆動動作とする。
【００６２】
第２インバータ４０を中性点化し、第１基本波に基づいて第１インバータ３０を駆動する動作を還流動作とする。
第２ＭＧ２０の要求出力に応じた第１基本波に基づいて第１インバータ３０を駆動し、要求出力に応じた第２基本波に基づいて第２インバータ４０を駆動する動作であって、第１基本波の位相と第２基本波の位相とが反転されている動作を反転駆動動作とする。
【００６３】
制御部８０は、電源５０を充電する場合、第１ＭＧ１５での発電を行わせる。また、電源５０の電圧である電源電圧Ｖｂ、発電量に応じて第１インバータ３０側に印加される電圧である発電供給電圧Ｖｇ、および、要求出力に基づき、第１インバータ３０および第２インバータ４０において、同相駆動動作と、還流動作または反転駆動動作と、を所定期間毎に切り替える。
これにより、第１ＭＧ１５の発電電力により、電源５０を適切に充電することができる。
【００６４】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図７〜図１２に示す。図７においては、エンジン１０、動力分割機構１２、および、制御部８０の記載を省略した。図９〜図１３についても同様とする。
図７に示すように、本実施形態の電動機駆動システム６では、電動機駆動装置２が上記実施形態と異なる。
【００６５】
電動機駆動装置２では、第１高電位側配線３７と第２高電位側配線４７とは、高電位側接続線８５により接続され、第１低電位側配線３８と第２低電位側配線４８とは、低電位側接続線８６により接続される。
本実施形態では、高電位側接続線８５および低電位側接続線８６を設けることにより、第１インバータ３０と第２インバータ４０とが、第２ＭＧ２０を経由することなく、直接的に接続される。これにより、第２ＭＧ２０を経由することなく、第１インバータ３０側に電源電圧Ｖｂを印加可能であるので、第２ＭＧ２０の出力を高めることができる。
【００６６】
高電位側接続線８５には、第１高電位側配線３７と第２高電位側配線４７とを断続可能な高電位側リレー８７が設けられる。また、低電位側接続線８６には、第１低電位側配線３８と第２低電位側配線４８とを断続可能な低電位側リレー８８が設けられる。
本実施形態では、高電位側接続線８５および低電位側接続線８６により接続された第１インバータ３０および第２インバータ４０、第２ＭＧ２０、ならびに、電源５０が第１電力変換回路１０３を構成する。
【００６７】
第２ＭＧ２０の要求出力に応じた制御について、図８〜図１２に基づいて説明する。
まず、電源５０のＳＯＣが充電要求閾値以上であり、電源５０の充電が不要である場合について説明する。
本実施形態では、第２ＭＧ２０の駆動領域に応じて、電動機駆動装置２の動作を切り替える。図８に示すように、第２ＭＧ２０の要求出力に応じたトルクおよび回転数が閾値Ｔ２１より小さい領域を「第１領域Ｒ２１」、閾値Ｔ２１と閾値Ｔ２２との間の領域を「第２領域Ｒ２２」、閾値Ｔ２２と閾値Ｔ２３との間の領域を「第３領域Ｒ２３」、閾値Ｔ２３より大きい領域を「第４領域Ｒ２４」とする。閾値Ｔ２４は、第２ＭＧ２０の出力限界とする。本実施形態では、閾値Ｔ２１は、第１実施形態の閾値Ｔ１１と同様とするが、異なっていてもよい。本実施形態では、閾値Ｔ２１が「電源電圧にて出力可能な上限値である第１上限値」に対応し、閾値Ｔ２２が「電源電圧の２倍の電圧にて出力可能な上限値である第２上限値」に対応する。
【００６８】
第２ＭＧ２０の駆動領域が第１領域Ｒ２１である場合、電源５０の電力により第２ＭＧ２０を駆動する片側駆動動作とする。
すなわち、図９に示すように、第１領域Ｒ２１では、第１ＭＧ１５での発電を行わず、第３インバータ７０のスイッチング素子７１〜７６を全てオフにする。これにより、第２電力変換回路１０２側から第１電力変換回路１０１側への電力供給が行われない。
【００６９】
また、高電位側リレー８７および低電位側リレー８８を開とする。
さらにまた、第１インバータ３０、および、第２インバータ４０を片側駆動動作とする。これにより、矢印Ｙ２１で示す経路の電流が流れ、第２ＭＧ２０には電源電圧Ｖｂが印加され、電源５０の電力により第２ＭＧ２０が駆動される。
【００７０】
第２ＭＧ２０の駆動領域が第２領域Ｒ２２である場合、発電電力不使用動作、または、発電電力使用動作にて、第２ＭＧ２０を駆動する。
図１０（ａ）に示すように、発電電力不使用動作では、第１ＭＧ１５での発電を行わず、第３インバータ７０のスイッチング素子７１〜７６を全てオフにする。これにより、第２電力変換回路１０２側から第１電力変換回路１０１側への電力供給が行われない。
発電電力不使用動作では、高電位側リレー８７および低電位側リレー８８を閉とする。また、第１インバータ３０、および、第２インバータ４０を上記実施形態の反転駆動動作と同様に制御する（図３（ｂ）参照）。
【００７１】
本実施形態では、高電位側リレー８７および低電位側リレー８８を閉とすることで、図１０（ｂ）に示すように、仮想的に、第１インバータ３０側に電源５０と同電圧の仮想電源５５が接続された状態とみなすことができ、第１インバータ３０側からも電源電圧Ｖｂと等しい電圧を第２ＭＧ２０に印加することができる。
【００７２】
すなわち、高電位側リレー８７および低電位側リレー８８を閉とし、第１インバータ３０および第２インバータ４０において、各相にてオンされる素子が上下反対となるように制御することで、矢印Ｙ２２で示す経路の電流が流れ、電源電圧Ｖｂの２倍の電圧を第２ＭＧ２０に印加することができる。
これにより、第１インバータ３０および第２インバータ４０の高電位側と低電位側とを接続しない場合と比較し、第２電力変換回路１０２からの電力供給がない状態における第２ＭＧ２０の出力を高めることができる。
【００７３】
図１１に示すように、発電電力使用動作では、第１ＭＧ１５は、第２ＭＧ２０の要求出力に基づいて制御される。また、第３インバータ７０は、第１ＭＧ１５の発電量に基づいて回生駆動される。これにより、矢印ＹＧ１で示すように、第１ＭＧ１５の発電電力が直流電力に変換され、第１電力変換回路１０１側へ供給される。
【００７４】
また、高電位側リレー８７および低電位側リレー８８をオフとする。
さらにまた、第１インバータ３０、および、第２インバータ４０を反転駆動動作とする。これにより、矢印Ｙ２３で示す経路の電流が流れ、第２ＭＧ２０には、電源電圧Ｖｂに発電供給電圧Ｖｇを加えた電圧が駆動電圧として印加される。また、第１ＭＧ１５の発電量および第３インバータ７０の駆動を制御し、第２ＭＧ２０の要求に応じて発電供給電圧Ｖｇを可変とすることにより、第２ＭＧ２０の駆動をいわばＰＡＭ制御のように制御することができる。
【００７５】
ここで、発電電力不使用動作および発電電力使用動作の損失について言及しておく。
発電電力不使用動作では、第１ＭＧ１５での発電を行わないので、第１ＭＧ１５での発電による発電損失、および、第３インバータ７０における変換損失はゼロとなる。一方、第１電力変換回路１０３には、電源電圧Ｖｂの２倍の電圧が印加されるため、第１電力変換回路１０３における損失は比較的大きくなる。
【００７６】
発電電力使用動作では、第１ＭＧ１５での発電を行うので、第１ＭＧ１５での発電による発電損失、および、第３インバータ７０における変換損失が生じる。一方、第１電力変換回路１０３には、要求出力に応じて発電供給電圧Ｖｇが調整されるので、第１電力変換回路１０３における損失は比較的小さくなる。
そのため、第２領域Ｒ２２では、第１電力変換回路１０３における損失、および、第２電力変換回路１０２における損失に応じ、システム全体としての損失が小さくなるように、発電電力使用動作または発電電力不使用動作を選択することが望ましい。
【００７７】
第２ＭＧ２０の駆動領域が第３領域Ｒ２３である場合、電源５０の電力、および、第１ＭＧ１５の発電電力により第２ＭＧ２０を駆動する反転駆動動作とする。
図１２に示すように、第１ＭＧ１５は、第２ＭＧ２０の要求出力に基づいて制御される。また、第３インバータ７０は、第１ＭＧ１５の発電量に基づいて回生駆動される。これにより、矢印ＹＧ１で示すように、第１ＭＧ１５の発電電力が直流電力に変換され、第１電力変換回路１０１側へ供給される。
【００７８】
また、高電位側リレー８７および低電位側リレー８８を閉とする。
さらにまた、第１インバータ３０および第２インバータ４０を反転駆動動作とする。
高電位側リレー８７および低電位側リレー８８を閉とした状態にて、第２電力変換回路１０２から第１電力変換回路１０３へ電力を供給することにより、第２ＭＧ２０に印加可能な電圧をさらに高めることができるので、第２ＭＧ２０の出力をさらに高めることができる。
【００７９】
第２ＭＧ２０の駆動領域が第４領域Ｒ２４である場合、第２電力変換回路１０２から第１電力変換回路１０３へ供給される電力が最大となるように、第１ＭＧ１５および第３インバータ７０を制御する。また、第３領域Ｒ２３と同様、高電位側リレー８７および低電位側リレー８８を閉とし、第１インバータ３０および第２インバータ４０を反転駆動動作とする。
【００８０】
続いて、電源５０のＳＯＣが充電要求閾値より小さく、電源５０の充電が必要である場合について説明する。
第１ＭＧ１５は、第２ＭＧ２０の要求出力、および、電源５０の充電要求に基づいて発電を行う。第３インバータ７０は、発電量に応じて回生駆動される。
【００８１】
第２ＭＧ２０を駆動しない場合、高電位側リレー８７および低電位側リレー８８を閉とする。第１インバータ３０および第２インバータ４０のスイッチング素子３１〜３６、６１〜６６は、全てオフの状態にて、電源５０を充電可能である。これにより、第２ＭＧ２０、第１インバータ３０および第２インバータ４０を経由することなく、第１ＭＧ１５の発電電力を電源５０に供給可能であり、電源５０を高効率に充電することができる。
【００８２】
第２ＭＧ２０を駆動する場合、高電位側リレー８７および低電位側リレー８８を開とし、第１インバータ３０および第２インバータ４０を上記実施形態と同様、電源電圧Ｖｂ、発電供給電圧Ｖｇ、および、第２ＭＧ２０の要求出力に応じ、同相駆動動作と、還流動作または反転駆動動作とを、所定期間毎に切り替える（図５（ａ）および図６（ａ）参照）。
また、高電位側リレー８７および低電位側リレー８８を閉とし、同相駆動動作と、還流動作または反転駆動動作とを切り替えてもよい。
【００８３】
本実施形態の電動機駆動装置２は、高電位側接続線８５と、低電位側接続線８６と、高電位側リレー８７と、低電位側リレー８８と、を備える。
高電位側接続線８５は、第１インバータ３０の高電位側と第２インバータ４０の高電位側とを接続する。低電位側接続線８６は、第１インバータ３０の低電位側と第２インバータ４０の低電位側とを接続する。
高電位側リレー８７は、高電位側接続線８５に設けられる。低電位側リレー８８は、低電位側接続線８６に設けられる。
制御部８０は、高電位側リレー８７および低電位側リレー８８の開閉動作を制御する。
【００８４】
高電位側リレー８７および低電位側リレー８８を閉とし、第１インバータ３０および第２インバータ４０を反転駆動動作とすることで、第１ＭＧ１５が停止している状態であっても、第２ＭＧ２０に電源電圧Ｖｂの２倍の電圧を印加可能である。これにより、例えばエンジン１０を停止した状態における第２ＭＧ２０の高出力化が可能である。また、高電位側リレー８７および低電位側リレー８８を閉とすることで、第２ＭＧ２０を経由することなく、電源５０を充電することができる。
【００８５】
制御部８０は、第２ＭＧ２０の要求出力に応じたトルクおよび回転数が電源５０の電圧である電源電圧Ｖｂにて出力可能な上限値である第１上限値（すなわち閾値Ｔ２１）以下である場合、第１ＭＧ１５での発電を行わず、高電位側リレー８７および低電位側リレー８８を開とし、第１インバータ３０および第２インバータ４０を片側駆動動作させる。
【００８６】
また、制御部８０は、第２ＭＧ２０の要求出力に応じたトルクおよび回転数が第１上限値より大きく、電源電圧Ｖｂの２倍の電圧にて出力可能な上限値である第２上限値（すなわち閾値Ｔ２２）以下である場合、発電電力不使用動作、または、発電電力使用動作とする。
【００８７】
発電電力不使用動作では、第１ＭＧ１５での発電を行わせず、高電位側リレー８７および低電位側リレー８８を閉とし、第１インバータ３０および第２インバータ４０を反転駆動動作させる。
発電電力使用動作では、第１ＭＧ１５での発電を行わせ、高電位側リレー８７および低電位側リレー８８を開とし、第１インバータ３０および第２インバータ４０を反転駆動動作させる。
【００８８】
制御部８０は、第２ＭＧ２０の要求出力に応じたトルクおよび回転数が第２上限値より大きい場合、第１ＭＧ１５での発電を行わせ、高電位側リレー８７および低電位側リレー８８を閉とし、第１インバータ３０および第２インバータ４０を反転駆動動作させる。
【００８９】
第２ＭＧ２０の要求出力に応じたトルクおよび回転数が、電源電圧Ｖｂにて出力可能な範囲である場合、電源５０の電力により第２ＭＧ２０を駆動する。
本実施形態では、発電電力不使用動作では、高電位側リレー８７および低電位側リレー８８を閉とすることで、第１インバータ３０と第２インバータ４０とを第２ＭＧ２０を経由することなく、直接的に接続可能であるので、第１ＭＧ１５による発電電力を用いることなく、電源電圧Ｖｂの２倍の電圧を第２ＭＧ２０に印加することができる。
【００９０】
発電電力使用動作では、高電位側リレー８７および低電位側リレー８８を開とし、第１ＭＧ１５による発電を行い、第１インバータ３０側から第１ＭＧ１５の発電量に応じた発電供給電圧Ｖｇを印加し、第２インバータ４０側から電源電圧Ｖｂを印加し、発電供給電圧Ｖｇと電源電圧Ｖｂとの和に相当する電圧を第２ＭＧ２０に印加することができる。特に、要求出力に応じて発電量を制御することにより、第２ＭＧ２０に印加される電圧を最適化することができる。
また、要求出力、第１電力変換回路１０３における損失、および、第２電力変換回路１０２における損失に基づき、発電電力不使用動作または発電電力使用動作を選択することにより、電動機駆動装置２全体としての損失を低減することができる。
【００９１】
高電位側リレー８７および低電位側リレー８８を閉とし、第１ＭＧ１５による発電を行い、第１インバータ３０および第２インバータ４０を反転駆動することで、より高い電圧を駆動電圧として第２ＭＧ２０に印加することができる。これにより、第２ＭＧ２０の出力をさらに高めることができる。
【００９２】
第２ＭＧ２０の要求出力に応じた第１基本波に基づいて第１インバータ３０を駆動し、要求出力に応じた第２基本波に基づいて第２インバータ４０を駆動する動作であって、第１基本波の位相と第２基本波の位相が同位相である動作を同相駆動動作とする。
【００９３】
第２インバータ４０を中性点化し、第１基本波に基づいて第１インバータ３０を駆動する動作を還流動作とする。
第１基本波に基づいて第１インバータ３０を駆動し、第２基本波に基づいて第２インバータ４０を駆動する動作であって、第１基本波の位相と第２基本波の位相とが反転されている動作を反転駆動動作とする。
【００９４】
制御部８０は、第２ＭＧ２０を駆動せずに電源５０を充電する場合、第１ＭＧ１５での発電を行わせ、高電位側リレー８７および低電位側リレー８８を閉とする。また、第１上アーム素子３１〜３３、第１下アーム素子３４〜３６、第２上アーム素子４１〜４３、および、第２下アーム素子４４〜４６を全てオフする。
【００９５】
また、制御部８０は、第２ＭＧ２０駆動しつつ電源５０を充電する場合、第１ＭＧ１５での発電を行わせる。また、電源５０の電圧である電源電圧Ｖｂ、第１ＭＧ１５の発電量に応じて第１インバータ３０側に印加される電圧である発電供給電圧Ｖｇ、および、要求出力に基づき、第１インバータ３０および第２インバータ４０において、同相駆動動作と、還流動作または反転駆動動作と、を所定期間毎に切り替える。
【００９６】
これにより、第２ＭＧ２０を駆動していないとき、第２ＭＧ２０、第１インバータ３０、および、第２インバータ４０を経由することなく、高効率に電源５０を充電することができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
【００９７】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態を図１３および図１４に示す。
本実施形態は、第２実施形態の変形例であって、電動機駆動システム７では、第２電力変換回路１０２が第２インバータ４０側に設けられている点が第２実施形態と異なっている。すなわち、電動機駆動装置３では、第３高電位側配線７７が第２高電位側配線４７と接続され、第３低電位側配線７８が第２低電位側配線４８と接続される。
【００９８】
本実施形態では、第１領域Ｒ２１および第３領域Ｒ２３における制御、および、第２領域Ｒ２２における発電電力不使用動作は、第２実施形態と同様である。
また、図１４に示すように、第２領域Ｒ２２における発電電力使用動作では、第１ＭＧ１５は、第２ＭＧ２０の要求出力に基づいて制御される。また、第３インバータ７０は、第１ＭＧ１５の発電量に基づいて回生駆動される。これにより、矢印ＹＧ２で示すように、第１ＭＧ１５の発電電力が直流電力に変換され、第２インバータ４０側へ供給される。
【００９９】
また、高電位側リレー８７および低電位側リレー８８を開とし、第１インバータ３０および第２インバータ４０を片側駆動動作とする。これにより、矢印Ｙ３１で示す経路の電流が流れ、第２実施形態の発電電力使用動作と同様、第２ＭＧ２０には、電源電圧Ｖｂと発電供給電圧Ｖｇとの和に相当する電圧が駆動電圧として印加される。
【０１００】
充電制御については、本実施形態では、第２電力変換回路１０４が第２インバータ４０側に設けられているので、第２ＭＧ２０の駆動状態によらず、第２ＭＧ２０、第１インバータ３０および第２インバータ４０を経由することなく、第１ＭＧ１５の発電電力により電源５０を充電可能である。
そのため、本実施形態では、電源５０の充電の有無によらず、高電位側リレー８７および低電位側リレー８８は、第１インバータ３０および第２インバータ４０を反転駆動動作させる場合に閉とし、第１インバータ３０および第２インバータ４０を片側駆動動作させる場合、および、第１インバータ３０および第２インバータ４０を停止させる場合に開とする。
【０１０１】
本実施形態では、高電位側接続線８５および低電位側接続線８６が設けられることを前提とし、第１ＭＧ１５は、第１インバータ３０に代えて、第２インバータ４０に接続される。
このように構成しても、第１ＭＧ１５により発電された発電電力、および、電源５０の電力を第２ＭＧ２０に供給可能であるので、電源５０の電力のみで第２ＭＧ２０を駆動する場合と比較し、出力を高めることができる。特に、要求出力に応じて発電量を制御し、いわばＰＡＭ制御のように制御することで、電動機駆動装置２の損失を低減することができる。
【０１０２】
制御部８０は、第２ＭＧ２０の要求出力に応じたトルクおよび回転数が電源電圧Ｖｂにて出力可能な上限値である第１上限値（すなわち閾値Ｔ１１）以下である場合、第１ＭＧ１５での発電を行わせず、高電位側リレー８７および低電位側リレー８８を開とし、第１インバータ３０および第２インバータ４０を片側駆動動作とする。
【０１０３】
また、制御部８０は、第２ＭＧ２０の要求出力に応じたトルクおよび回転数が第１上限値より大きく、電源電圧Ｖｂの２倍の電圧にて出力可能な上限値である第２上限値（すなわち閾値Ｔ１２）以下である場合、発電電力不使用動作、または、発電電力使用動作により、第１インバータ３０および第２インバータ４０の動作を制御する。
【０１０４】
発電電力不使用動作では、第１ＭＧ１５での発電を行わせず、高電位側リレー８７および低電位側リレー８８を閉とする。また、第１インバータ３０および第２インバータ４０を反転駆動動作させる。
発電電力使用動作では、第１ＭＧ１５での発電を行わせ、高電位側リレー８７および低電位側リレー８８を開とする。また、第１インバータ３０および第２インバータ４０を片側駆動動作させる。
【０１０５】
第２ＭＧ２０の要求出力に応じたトルクおよび回転数が第２上限値より大きい場合、第１ＭＧ１５での発電を行わせ、高電位側リレー８７および低電位側リレー８８を閉とし、第１インバータ３０および第２インバータ４０を反転駆動動作させる。
このように構成しても、上記実施形態と同様の効果を奏する。
【０１０６】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態を図１５に示す。図１５においては、動力分割機構１２の記載を省略した。
本実施形態の電動機駆動システム８は、上記実施形態の電動機駆動システム５の第１ＭＧ１５および第３インバータ７０（すなわち第２電力変換回路１０２）に替えて、直流発電機１０５を備える。
また、電動機駆動装置４は、第３インバータ７０が省略されている。
直流発電機１０５は、エンジン１０により駆動され、直流電力を発電する。直流発電機１０５は、第１インバータ３０と接続される。直流発電機１０５により発電された直流の発電電力は、第１インバータ３０側に供給される。
第２ＭＧ２０の駆動制御、および、電源５０の充電制御は、第３インバータ７０に係る回生制御を行わない点を除き、上記実施形態と同様である。
【０１０７】
図１５は、第１実施形態の第２電力変換回路１０２に替えて直流発電機１０５を設ける例を記載しているが、第２実施形態または第３実施形態の第２電力変換回路１０２に替えて直流発電機１０５を設けてもよい。
このように構成しても、上記実施形態と同様の効果を奏する。
【０１０８】
（他の実施形態）
上記実施形態の電動機駆動装置は、シリーズパラレルハイブリッドシステムである電動機駆動システムに適用される。他の実施形態では、図１６に示すように、電動機駆動装置を、シリーズハイブリッドシステムである電動機駆動システム９に適用してもよい。なお、図１６では、第１実施形態の電動機駆動装置を電動機駆動システム９に適用する例を示しているが、第２実施形態〜第４実施形態の電動機駆動装置をシリーズハイブリッドシステムに適用してもよい。
また、電動機駆動装置を、ハイブリッド車両を駆動する車両制御システム以外のシステムに適用してもよい。
【０１０９】
上記実施形態では、発電機および電動機は、いずれも発電機としての機能および電動機としての機能を併せ持つ所謂モータジェネレータである。他の実施形態では、電動機は、発電機としての機能を有さなくてもよい。また、発電機は、電動機としての機能を有さなくてもよい。上記実施形態では、発電機の発電量は、電動機の要求出力に基づいて制御される。他の実施形態では、発電機の発電量は、電動機の要求出力によらずに制御されてもよいし、一定であってもよい。
また、上記実施形態では、電動機および発電機は、いずれも３相交流の回転電機である。他の実施形態では、４相以上の回転電機であってもよい。
【０１１０】
上記実施形態では、制御部が駆動源の駆動を制御することで、発電機の駆動を制御する。他の実施形態では、例えば制御部が電動機の要求出力に応じた発電量に係る発電指令を生成し、当該発電指令を他の制御部（例えばエンジンＥＣＵ）に出力するように構成してもよい。そして、他の制御部にてエンジンおよび発電機の少なくとも一方の駆動が制御されるように構成してもよい。第３インバータの動作についても同様に、他の制御部に制御されるようにしてもよい。
【０１１１】
また、上記実施形態では、第１インバータおよび第２インバータがＰＷＭ制御される。他の実施形態では、例えば基本波の半周期ごとにスイッチング素子のオンオフを切り替える矩形波制御等、ＰＷＭ制御以外の制御方法にて第１インバータおよび第２インバータを制御してもよい。第３インバータについても同様である。
また、他の実施形態では、電源と第２インバータとの間に昇圧回路を設けてもよい。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【０１１２】
１〜４・・・電動機駆動装置
１０・・・エンジン（駆動源）
１５・・・第１モータジェネレータ（発電機）
２０・・・第２モータジェネレータ（電動機）
３０・・・第１インバータ
４０・・・第２インバータ
７０・・・第３インバータ
８０・・・制御部
１０５・・・直流発電機（発電機）
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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