(57)【要約】【課題】第１及び第２の回転電機２，３をマトリクスコンバータ４によって接続した構成を含むハイブリッド自動車ＨＥＶにおいて、一方の回転電機２を駆動する際に、他方の回転電機３のトルク出力が変化することを防止する。【解決手段】マトリクスコンバータ４と第２の回転電機３との間に、インバータ６を介して蓄電装置５を分岐接続する。蓄電装置５から供給される電力によって、第１の回転電機２を始動する際に、第２の回転電機３のトルク出力の変化を抑制するトルク抑制手段７を備える。【選択図】図１
2007326449.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ、作動モードに応じて電動機又は発電機として機能する第１及び第２の２つの回転電機と、
前記第１及び第２の回転電機を互いに接続して、両回転電機間での交流−交流電力変換を行うマトリクスコンバータと、
前記マトリクスコンバータと第２の回転電機との間に分岐接続された蓄電装置と、
前記蓄電装置とマトリクスコンバータ及び第２の回転電機と、の間に介設されて、交流−直流電力変換を行うインバータと、
前記蓄電装置から供給される電力によって、前記第１の回転電機を始動する始動手段と、
前記始動手段によって前記第１の回転電機を始動する際に、前記第２の回転電機のトルク出力の変化を抑制するトルク抑制手段と、を備えたハイブリッド自動車。
【請求項２】
請求項１に記載のハイブリッド自動車において、
前記第１の回転電機は、エンジンの出力軸に連結されて該エンジンによって駆動される発電機であり、
前記第２の回転電機は、駆動輪に連結されて該駆動輪に駆動力を出力する電動機であり、
前記始動手段は、前記第１の回転電機を始動することによって、前記エンジンを始動させ、
前記トルク抑制手段は、前記エンジンの始動の際に、前記第２の回転電機のトルク出力の変化を抑制するハイブリッド自動車。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のハイブリッド自動車において、
前記トルク抑制手段は、前記第１の回転電機の始動の際の、前記第２の回転電機の作動状態に応じて、その制御内容を変更するハイブリッド自動車。
【請求項４】
請求項３に記載のハイブリッド自動車において、
前記第１及び第２の回転電機はそれぞれ、三相機であり、
前記トルク抑制手段は、前記第１の回転電機の始動の際に前記第２の回転電機が停止しているときには、前記インバータ及びマトリクスコンバータを制御することによって、前記インバータから単相電力を出力させると共に、前記マトリクスコンバータから第１の回転電機に三相電力を出力させるハイブリッド自動車。
【請求項５】
請求項３又は４に記載のハイブリッド自動車において、
前記第１及び第２の回転電機はそれぞれ、同期機であり、
前記トルク抑制手段は、前記第１の回転電機の始動の際に前記第２の回転電機が停止しているときには、前記インバータ及びマトリクスコンバータを制御することによって、前記インバータから、前記第２の回転電機の駆動周波数とは異なる周波数の交流電力を出力させる一方、前記マトリクスコンバータから第１の回転電機に、該第１の回転電機の駆動周波数と略同じ周波数の交流電力を出力させるハイブリッド自動車。
【請求項６】
請求項５に記載のハイブリッド自動車において、
前記トルク抑制手段は、前記インバータから、前記第２の回転電機の駆動周波数よりも高い周波数の交流電力を出力させるハイブリッド自動車。
【請求項７】
請求項３に記載のハイブリッド自動車において、
前記トルク抑制手段は、前記第１の回転電機の始動の際に前記第２の回転電機が駆動しているときには、前記インバータ及びマトリクスコンバータを制御することによって、前記第２の回転電機に印加される駆動電圧を一定にしつつ、前記マトリクスコンバータから第１の回転電機に、該第１の回転電機の駆動に必要な駆動電力を出力させるハイブリッド自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ハイブリッド自動車の電力系統の構成として、エンジンに連結された発電機と、駆動輪に連結された電動機と、それぞれ発電機と電動機との間に介設されて交流−直流電力変換を行う第１及び第２の２つのインバータと、を備えた構成が知られている。この構成においては、発電機で発電された交流電力が、第１のインバータにおいて直流電力に変換されかつ、第２のインバータにおいて再び交流電力に変換されて、電動機に供給されることになる。
【０００３】
ところが、この構成では、発電機と電動機との間に２つのインバータが介在しているため、電力損失が大きくなるという問題がある。
【０００４】
これの改善策として、例えば特許文献１には、発電機と電動機との間に、交流−交流電力変換を直接行うマトリクスコンバータを介在させたハイブリッド自動車が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−３１８７３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、前記公報に記載のハイブリッド自動車では、次のような問題がある。つまり、前記公報に記載されたハイブリッド自動車の電力系統は、第１の回転電機と第２の回転電機との間にマトリクスコンバータが介設されると共に、そのマトリクスコンバータと第２の回転電機との間に、インバータを介して蓄電装置が分岐接続されている。そのため、第１の回転電機はインバータ及びマトリクスコンバータを介して蓄電装置に接続され、第２の回転電機はインバータのみを介して蓄電装置に接続されている。
【０００６】
ここで、前記蓄電装置からの電力によって第１の回転電機を駆動（始動）しようとしたときには、その電力が第２の回転電機にも供給されてしまう。これによって、第２の回転電機が駆動中のときは、そのトルク出力が増大することになり、第２の回転電機が停止中のときは、不要なトルクが発生してしまうことになる。
【０００７】
このような問題は、前記第１の回転電機がエンジンに連結された発電機であり、それをエンジンのスタータとして利用するケースにおいて発生する。つまり、エンジンを始動しようとして蓄電装置からインバータ及びマトリクスコンバータを介して発電機（第１の回転電機）に駆動電力を供給すれば、第２の回転電機である電動機にも駆動電力が供給されることになり、それによって電動機に、不要なトルク出力が発生又はトルク出力が不要に増加してしまうのである。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、第１及び第２の回転電機をマトリクスコンバータによって接続した構成を含むハイブリッド自動車において、一方の回転電機を駆動する際に、他方の回転電機のトルク出力が変化することを防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のハイブリッド自動車は、それぞれ、作動モードに応じて電動機又は発電機として機能する第１及び第２の２つの回転電機と、前記第１及び第２の回転電機を互いに接続して、両回転電機間での交流−交流電力変換を行うマトリクスコンバータと、前記マトリクスコンバータと第２の回転電機との間に分岐接続された蓄電装置と、前記蓄電装置とマトリクスコンバータ及び第２の回転電機と、の間に介設されて、交流−直流電力変換を行うインバータと、前記蓄電装置から供給される電力によって、前記第１の回転電機を始動する始動手段と、前記始動手段によって前記第１の回転電機を始動する際に、前記第２の回転電機のトルク出力の変化を抑制するトルク抑制手段と、を備える。
【００１０】
この構成によると、第１及び第２の回転電機の間にマトリクスコンバータが介在して、交流−交流電力変換を直接行うため、第１及び第２の回転電機のいずれか一方を発電機、他方を電動機としたときに、その発電機の発電電力を電動機への供給電力に直接変換することができ、効率が向上する。
【００１１】
そして、始動手段が、マトリクスコンバータと第２の回転電機との間に分岐接続された蓄電装置から供給される電力によって、前記第１の回転電機を始動するときには、前記第２の回転電機にも電力が供給されて第２の回転電機のトルク出力が変化するが、前記構成では、トルク抑制手段によってその第２の回転電機のトルク出力の変化が抑制される。尚、ここでいう「トルク出力の変化」には、トルク出力がゼロの状態からトルクが発生することも含む。
【００１２】
前記第１の回転電機は、エンジンの出力軸に連結されて該エンジンによって駆動される発電機であり、前記第２の回転電機は、駆動輪に連結されて該駆動輪に駆動力を出力する電動機であり、前記始動手段は、前記第１の回転電機を始動することによって、前記エンジンを始動させ、前記トルク抑制手段は、前記エンジンの始動の際に、前記第２の回転電機のトルク出力の変化を抑制する、としてもよい。
【００１３】
つまり、第１の回転電機を、エンジンの出力軸に連結することによって、この第１の回転電機は発電機として機能すると共に、エンジンのスタータとしても機能させることができる。また、第２の回転電機を、駆動輪に連結することによって、この第２の回転電機は電動機として機能すると共に、回生発電を行うことができる。その回生電力は、インバータを介して蓄電装置に蓄電されるが、本構成では、第２の回転電機と蓄電装置との間にインバータのみが介在しているため、回生電力の蓄電効率が高い。
【００１４】
そうして、前記トルク抑制手段が、第１の回転電機の始動によってエンジンを始動させる際に、第２の回転電機のトルク出力の変化を抑制することによって、ハイブリッド自動車の停車中に、不要なトルクが発生したり、ハイブリッド自動車の走行中に、不要なトルク変動が発生したりすることが防止される。
【００１５】
前記トルク抑制手段は、前記第１の回転電機の始動の際の、前記第２の回転電機の作動状態に応じて、その制御内容を変更する、ことが好ましい。
【００１６】
具体的に、前記第１及び第２の回転電機がそれぞれ、三相機であるとした場合は、前記トルク抑制手段は、前記第１の回転電機の始動の際に前記第２の回転電機が停止しているときには、前記インバータ及びマトリクスコンバータを制御することによって、前記インバータから単相電力を出力させると共に、前記マトリクスコンバータから第１の回転電機に三相電力を出力させる、としてもよい。
【００１７】
こうすることで、インバータから出力された単相電力は、マトリクスコンバータ及び第２の回転電機のそれぞれに供給されるが、第２の回転電機は三相機であることから、単相電力が供給されても回転磁界が発生せず、トルクは発生しない。
【００１８】
一方、その単相電力をマトリクスコンバータによって三相電力に変換して、第１の回転電機に出力することによって、第１の回転電機は駆動が可能になる。
【００１９】
また、前記第１及び第２の回転電機がそれぞれ、同期機であるとした場合は、前記トルク抑制手段は、前記第１の回転電機の始動の際に前記第２の回転電機が停止しているときには、前記インバータ及びマトリクスコンバータを制御することによって、前記インバータから、前記第２の回転電機の駆動周波数とは異なる周波数の交流電力を出力させる一方、前記マトリクスコンバータから第１の回転電機に、該第１の回転電機の駆動周波数と略同じ周波数の交流電力を出力させる、としてもよい。
【００２０】
こうすることで、インバータから出力された交流電力は、第２の回転電機の駆動周波数（同期速度）とは異なるため、第２の回転電機はトルクを発生しない。
【００２１】
一方、その交流電力をマトリクスコンバータによって第１の回転電機の駆動周波数と略同じ周波数（同期機が回転可能な範囲の周波数）の交流電力に変換して、第１の回転電機に出力することによって、第１の回転電機は駆動が可能になる。
【００２２】
前記トルク抑制手段は、前記インバータから、前記第２の回転電機の駆動周波数よりも高い周波数の交流電力を出力させる、ことが好ましい。
【００２３】
例えば、前記第２の回転電機に対して、その駆動周波数よりも低い周波数の交流電力を供給した場合は、所定の周期で交流電力の周波数が一時的に駆動周波数と一致してしまい、トルク出力が単発的に発生して脈動する虞がある。これに対し、駆動周波数よりも高い周波数の交流電力を供給した場合は、そうした脈動が確実に防止される。また、高い周波数の交流電力を供給した場合は、第２の回転電機のインダクタンスの負荷になるため、無駄な電力消費が回避される。
【００２４】
前記トルク抑制手段は、前記第１の回転電機の始動の際に前記第２の回転電機が駆動しているときには、前記インバータ及びマトリクスコンバータを制御することによって、前記第２の回転電機に印加される駆動電圧を一定にしつつ、前記マトリクスコンバータから第１の回転電機に、該第１の回転電機の駆動に必要な駆動電力を出力させる、としてもよい。
【００２５】
こうすることで、第２の回転電機に印加される駆動電圧は一定であるため、そのトルク出力は変化しない。一方、第１の回転電機には、その第１の回転電機の駆動に必要な駆動電力が、マトリクスコンバータを介して供給されるため、第１の回転電機は駆動が可能になる。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように、本発明のハイブリッド自動車によると、第１及び第２の回転電機の間で、マトリクスコンバータが交流−交流電力変換を直接行うため、第１及び第２の回転電機のいずれか一方を発電機、他方を電動機としたときに、その発電機の発電電力を電動機への供給電力に直接変換することができ、効率が向上する。
【００２７】
そして、蓄電装置から供給される電力によって前記第１の回転電機を始動するときには、トルク抑制手段によって第２の回転電機のトルク出力の変化を抑制することができる。従って、第１の回転電機をエンジンに連結された発電機、第２の回転電機を駆動輪に連結された電動機としたときには、その発電機の始動によってエンジンを始動する際に、電動機に不要なトルクが発生すること、及びトルクが不要に変動することを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００２９】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態に係るハイブリッド自動車ＨＥＶの概略構成を示す図であり、同図において符号１は、内燃機関であるエンジン、２は発電機（第１の回転電機）、３は電動機（第２の回転電機）、４はマトリクスコンバータ、５は蓄電装置、６はインバータである。
【００３０】
このハイブリッド自動車ＨＥＶでは、エンジン１の出力がトランスミッション１１及びデファレンシャルギヤ１２を介して駆動輪１３，１３に伝達される。また、トランスミッション１１の出力側には電動機３が接続されており、電動機３の出力も駆動輪１３に伝達される。そうして、前記駆動輪１３は、電動機３のみ、エンジン１のみ、又は、電動機３及びエンジン１の双方で駆動される。尚、前記トランスミッション１１の形式には特に限定はなく、適宜選択することができる。また、トランスミッション１１の代わりに、例えばプラネタリギヤからなる動力分割機構をエンジン１と駆動輪１３との間に配置し、その動力分割機構に電動機３を連結してもよい。さらに、後述する電力系統の構成を有するのであれば、ハイブリッド自動車ＨＥＶの駆動系統の構成は、前記に限定されるものではない。
【００３１】
前記発電機２は、本実施形態では、三相交流同期発電機とされている。発電機２は、エンジン１の出力軸に連結されていて、エンジン１により駆動されて発電を行う。また発電機２は、後述するように、蓄電装置５からの電力供給を受けて電動機として機能し、エンジン１のスタータとしての役割を担う。
【００３２】
前記電動機３は、本実施形態では、三相交流同期電動機とされている。電動機３は、マトリクスコンバータ４を介して発電機２に接続されていて、発電機２によって発電された電力の供給及び／又は蓄電装置５からの電力供給を受けて駆動する。また電動機３は、ハイブリッド自動車ＨＥＶの減速時や制動時には、駆動輪１３からの動力を受けて発電機として機能し（回生発電）、その回生電力は蓄電装置５に蓄電される。
【００３３】
前記蓄電装置５は、例えばニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池、又はキャパシタからなる直流電源であり、前記マトリクスコンバータ４と電動機３との間に、インバータ６を介して分岐接続されている。
【００３４】
図２は、前記ハイブリッド自動車ＨＥＶの電力系統の構成を示している。尚、本回路には電圧センサ及び電流センサ等の検出センサが適宜取り付けられるが、図２ではその図示を省略している。
【００３５】
前記マトリクスコンバータ４は、交流電力を任意の周波数や任意の電圧の交流電力に直接変換する電力変換装置であり、図２に示すように、マトリクスコンバータ４は、合計９個の双方向スイッチＳＷＡａ〜ＳＷＡｃ，ＳＷＢａ〜ＳＷＢｃ，ＳＷＣａ〜ＳＷＣｃと、ラインＬＡ〜ＬＣ，Ｌａ〜Ｌｃとを備える。
【００３６】
ラインＬＡ〜ＬＣはそれぞれ、発電機２のＵ相、Ｖ相、Ｗ相に接続され、ラインＬａ〜Ｌｃはそれぞれ、電動機３のＵ相、Ｖ相、Ｗ相に接続される。
【００３７】
９個の双方向スイッチＳＷＡａ〜ＳＷＡｃ，ＳＷＢａ〜ＳＷＢｃ，ＳＷＣａ〜ＳＷＣｃは、３行３列の行列状に配置される。双方向スイッチＳＷＡａは、ラインＬＡとラインＬａとの間に接続され、双方向スイッチＳＷＢａは、ラインＬＢとラインＬａとの間に接続され、双方向スイッチＳＷＣａはラインＬＣとラインＬａとの間に接続される。
【００３８】
また、双方向スイッチＳＷＡｂは、ラインＬＡとラインＬｂとの間に接続され、双方向スイッチＳＷＢｂは、ラインＬＢとラインＬｂとの間に接続され、双方向スイッチＳＷＣｂはラインＬＣとラインＬｂとの間に接続される。
【００３９】
さらに、双方向スイッチＳＷＡｃは、ラインＬＡとラインＬｃとの間に接続され、双方向スイッチＳＷＢｃは、ラインＬＢとラインＬｃとの間に接続され、双方向スイッチＳＷＣｃはラインＬＣとラインＬｃとの間に接続される。
【００４０】
そうして、３×３個のスイッチＳＷＡａ〜ＳＷＡｃ，ＳＷＢａ〜ＳＷＢｃ，ＳＷＣａ〜ＳＷＣｃは、発電機２の３相の出力であるラインＬＡ〜ＬＣのそれぞれと、電動機３の３相の入力であるラインＬａ〜Ｌｃのそれぞれと、の間に配置される。
【００４１】
図３（ａ）は、前記各双方向スイッチＳＷの構成の一例を示している。このスイッチＳＷは、端子Ｘにエミッタが接続され端子Ｙにコレクタが接続される逆阻止機能付の第１ＩＧＢＴ素子３１と、端子Ｙにエミッタが接続され端子Ｘにコレクタが接続される逆阻止機能付の第２ＩＧＢＴ素子３２とを含み、これら２つのＩＧＢＴ素子３１，３２が並列に接続されて構成される。
【００４２】
第１及び第２ＩＧＢＴ素子３１，３２は、制御部７によってそのゲートが活性化されることにより、導通状態になる。このときに、端子Ｘよりも端子Ｙの方が高電圧のときは第１ＩＧＢＴ素子３１によって電流が流れる。尚、第２ＩＧＢＴ素子３２には逆方向電圧が印加されるが、逆阻止型のＩＧＢＴであるため第２ＩＧＢＴ素子３２は電流を流さない。一方、端子Ｘの方が端子Ｙよりも高電圧のときは、第２ＩＧＢＴ素子３２に電流が流れる。こうして、スイッチＳＷは双方向のスイッチとして動作する。
【００４３】
尚、スイッチＳＷの構成は、図３（ａ）に示す構成に限らない。例えば図示は省略するが、逆阻止機能付きのＩＧＢＴ素子に代えて、ＩＧＢＴ素子とダイオードとを直列に接続した構成を採用してもよい。
【００４４】
前記構成のマトリクスコンバータ４は、前述したように交流−交流電力変換を行う装置であり、制御部７によって各スイッチＳＷＡａ〜ＳＷＡｃ，ＳＷＢａ〜ＳＷＢｃ，ＳＷＣａ〜ＳＷＣｃが制御されることにより、任意の周波数の正弦波交流電力を出力する。それによってマトリクスコンバータ４は、発電機２によって発電された三相交流電力を、電動機３を駆動するための三相交流電力に直接変換して出力する。その結果、従来のように２つのインバータによって交流−直流−交流変換を行う場合よりも、電力損失が低減する。
【００４５】
前記インバータ６は、本実施形態では、図２に示すように、Ｕ相アーム６Ｕ，Ｖ相アーム６Ｖ，Ｗ相アーム６Ｗを含む三相ブリッジ回路により構成されていて、交流−直流電力変換を行う。
【００４６】
Ｕ相アーム６Ｕ、Ｖ相アーム６Ｖ及びＷ相アーム６Ｗはそれぞれ、直列に接続される２つのスイッチＳ１１，Ｓ１２，Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ３１，Ｓ３２を含む。各スイッチＳは、図３（ｂ）に示すように、ＩＧＢＴ素子３３と、ＩＧＢＴ素子３３に対してエミッタからコレクタに向かう向きが順方向となるように並列接続されるダイオード３４とを含む。
【００４７】
ラインＬＵは、Ｕ相アーム６Ｕの２つのスイッチＳ１１，Ｓ１２の接続点と電動機３のＵ相とを互いに接続し、ラインＬＶは、Ｖ相アーム６Ｖの２つのスイッチＳ２１，Ｓ２２の接続点と電動機３のＶ相とを互いに接続し、ラインＬＷは、Ｗ相アーム６Ｗの２つのスイッチＳ３１，Ｓ３２の接続点と電動機３のＷ相とを互いに接続する。
【００４８】
インバータ６は、その各スイッチＳが制御部７によって制御されることで、蓄電装置５から出力された直流電力を交流電力に変換し、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相のラインＬＵ，ＬＶ，ＬＷから出力すると共に、ラインＬＵ，ＬＶ，ＬＷから出力する入力された交流電力を直流電力に変換して、蓄電装置５に出力する。
【００４９】
尚、コンデンサＣ１は、電圧変動に起因する、インバータ６への影響を低減するためのものである。
【００５０】
以上の構成により、前記ハイブリッド自動車ＨＥＶでは、発進時や低速走行時は、蓄電装置５からの電力供給を受けて電動機３のみで走行する一方、通常走行時は、エンジン１を駆動させてその動力を駆動輪１３に伝達すると共に発電機２により発電を行う。そうして、その発電電力をマトリクスコンバータ４を介して前記電動機３に供給して、エンジン１及び電動機３の双方で走行する。
【００５１】
また、減速時や制動時は、駆動輪１３からの動力を電動機３（発電機）において電気エネルギに変換し、その回生電力を蓄電装置５に蓄電する。尚、前記の電力系統の構成では、電動機３と蓄電装置５との間には、一つのインバータ６のみが介在しているため、回生電力の蓄電効率が高い。
【００５２】
さらに、蓄電装置５の蓄電量に基づいて、蓄電量が少なくなるとエンジン１を始動させて発電機２を駆動することにより、蓄電装置５の蓄電を行う。
【００５３】
このようにハイブリッド自動車ＨＥＶでは、その走行時や停車時に、必要に応じてエンジン１が始動されるが、そのエンジン１の始動は、前述したように、蓄電装置５からの電力を発電機２に供給して、その発電機２をスタータとして機能させることによって行う。
【００５４】
その際に、図２に示すように、電動機３はインバータ６のみを介して蓄電装置５に接続されているため、インバータ６からの出力電力がマトリクスコンバータ４側と電動機３側との双方に供給されることになる。それによって、電動機３が作動している状態（例えば発進時から通常走行への移行する場合等）では、電動機３の印加電圧に出力電力が重畳することになって、電動機３のトルク出力が増加してしまうことになる。また、電動機３が停止している状態（例えば停車中に蓄電装置５の蓄電を行う場合等）では、電動機３の駆動電圧が発生することになって、電動機３のトルク出力が発生してしまうことになる。
【００５５】
そこで、本ハイブリッド自動車ＨＥＶでは、前記制御部７が、マトリクスコンバータ４及び／又はインバータ６を制御することによって、エンジン１の始動時における電動機３のトルク出力の変化を抑制する。
【００５６】
具体的に制御部７は、エンジン１の始動タイミングになったときに、電圧センサ又は電流センサによって電動機３の作動状況を確認する。電動機３が作動中であるときには（図４（ａ）参照）、同図（ｂ）に示すように、マトリクスコンバータ４側への供給電力を追加すべく、制御部７はインバータ６を制御して、電動機３の駆動電力と発電機２の駆動電力とを足し合わせた電力をそのインバータ６から出力させる。それと共に、電動機３に印加される駆動電圧が一定になるように、マトリクスコンバータ４を制御して、その発電機２の駆動電力分をマトリクスコンバータ４側に吸い込ませる。そうして、電動機３に供給される電力を変化させずに（同図の斜線を付した矢印参照）、発電機２に駆動電力を供給する（同図の白抜きの矢印参照）。こうすることで、電動機３のトルク出力を変化させずに、発電機２を駆動させてエンジン１を始動させることができる。
【００５７】
一方、電動機３が停止中であるときには、図５に示すように、制御部７はインバータ６を制御して、三相の内の一相のスイッチＳを導通させず、それによってインバータ６から単相電力を出力させる（図例では、Ｖ相のスイッチＳ２１，Ｓ２２を非駆動にしている）。これによって、三相機である電動機３には回転磁界が形成されず、電動機３は駆動しない。
【００５８】
一方、制御部７はマトリクスコンバータ４を制御して、入力された単相電力（白抜きの矢印参照）を三相電力に変換して出力させる。それによって、三相機である発電機２を駆動させることができ、エンジン１の始動が可能になる。
【００５９】
このように、本実施形態のハイブリッド自動車ＨＥＶは、エンジン１の始動に際し、電動機３のトルク出力の変化を抑制するため、例えば停車中に不要なトルクが発生したり、走行中に不要なトルク変動が発生したりすることが防止される。
【００６０】
尚、実施形態１においては、発電機２及び電動機３として、誘導機を採用することも可能である。
【００６１】
（実施形態２）
実施形態２は、電動機３の停止時における制御が、実施形態１とは異なる。具体的に前記制御部７は、電動機３が停止中であるときには、図６に示すように、インバータ６を制御して、電動機３の駆動周波数（同期速度）よりも高い周波数の交流電力をインバータ６から出力させる。これによって、同期機である電動機３は、脱調により駆動しない。
【００６２】
一方、制御部７はマトリクスコンバータ４を制御して、入力された交流電力の周波数を、発電機２の駆動周波数まで下げて出力させる。それによって、同期機である発電機２を駆動させることができ、エンジン１の始動が可能になる。
【００６３】
このように、実施形態２の制御でも、エンジン１の始動に際し、電動機３のトルク出力の変化を抑制するため、例えば停車中に不要なトルクが発生したり、走行中に不要なトルク変動が発生したりすることが防止される。
【００６４】
また実施形態２では、インバータ６から電動機３に、高い周波数の交流電力が供給されるが、それは電動機３のインダクタンスの負荷になるため、電力消費が抑制される。
【００６５】
尚、制御部７は、電動機３の駆動周波数よりも低い周波数の交流電力をインバータ６から出力させてもよい。但し、電動機３に、その駆動周波数よりも低い周波数の交流電力を供給した場合は、所定の周期で交流電力の周波数が一時的に駆動周波数と一致してしまい、トルク出力が単発的に発生して脈動する虞がある。また、電動機３に供給する交流電力の周波数が低い場合は短絡になり、電力消費の点で不利になる。
【００６６】
（実施形態３）
実施形態３は、実施形態１，２の制御の組み合わせである。制御部７は、電動機３が停止中であるときには、インバータ６を制御して、三相の内の一相のスイッチＳを導通させず、それによってインバータ６から単相電力を出力させると共に、その単相電力の周波数を電動機３の駆動周波数よりも高い周波数とする。これによって、電動機３は駆動しない。
【００６７】
一方、制御部７はマトリクスコンバータ４を制御して、入力された単相かつ高周波数の交流電力を、発電機２の駆動周波数とほぼ等しい周波数の三相交流電力に変換させて、出力させる。それによって、三相交流同期機である発電機２を駆動させることができ、エンジン１の始動が可能になる。
【００６８】
尚、本発明は、第１の回転電機を発電機とし、第２の回転電機を電動機とした構成に限定されるのではなく、第１の回転電機と第２の回転電機との間にマトリクスコンバータが介設されると共に、そのマトリクスコンバータと第２の回転電機との間で、インバータを介して蓄電装置が分岐接続されている構成に対し、広く適用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
以上説明したように、本発明は、第１及び第２の回転電機をマトリクスコンバータによって接続した構成を含むハイブリッド自動車について有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】ハイブリッド自動車の構成を示す概略図である。
【図２】ハイブリッド自動車の電力系統の構成を示す回路図である。
【図３】（ａ）はマトリクスコンバータのスイッチの構成の一例、（ｂ）はインバータのスイッチの構成の一例である。
【図４】電動機が作動中である場合の、エンジン始動時の制御を示す説明図である。
【図５】電動機が停止中である場合の、エンジン始動時の制御を示す説明図である。
【図６】実施形態２に係る、電動機が停止中である場合の、エンジン始動時の制御を示す説明図である。
【符号の説明】
【００７１】
１    エンジン
２    発電機（第１の回転電機）
３    電動機（第２の回転電機）
４    マトリクスコンバータ
５    蓄電装置
６    インバータ
７    制御部（始動手段、トルク抑制手段）
１３  駆動輪
ＨＥＶ  ハイブリッド自動車
【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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