(57)【要約】【課題】  二次電池およびキャパシタを電源とするモータ駆動装置において、突入電流の発生を確実に防止する。【解決手段】  制御装置３０は、車両システム起動開始前において、キャパシタＣ０の端子間電圧Ｖｃがシステム電圧Ｖｍと略同じとなるように電圧制御を行なう。キャパシタＣ０が過放電状態のとき、制御装置３０は、バッテリＢの電力を用いてモータジェネレータＭＧ１を駆動してエンジンＥＮＧを始動させた後、所望のエンジン回転数でエンジンＥＮＧを駆動する。そして、エンジンＥＮＧの駆動力でモータジェネレータＭＧ１に逆起電圧を発生させると、モータジェネレータＭＧ１の中性点から単相交流出力電圧を取り出し、システムリレーＳＲＰ１，ＳＲＰ２を介してキャパシタＣ０に供給する。キャパシタＣ０が過放電状態から脱すると、制御装置３０は逆起電圧の多相交流出力電圧を用いてキャパシタＣ０を継続して充電する。【選択図】        図１
2007089264.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源線へ直流電力を供給可能に設けられた直流電源と、
前記電源線と多相モータとの間に設けられ、前記多相モータを駆動制御するための電力変換を行なう駆動回路と、
前記電源線に、第１の開閉手段を介して接続された蓄電装置と、
前記多相モータにより始動され、始動後において前記多相モータを回転させ、回転数に応じた逆起電圧を発生させる逆起電圧発生手段と、
前記第１の開閉手段が開状態のとき、前記蓄電装置の電源電圧を前記電源線の電圧と略同じとなるように制御する電圧制御手段とを備え、
前記電圧制御手段は、前記蓄電装置の電源電圧が所定の電圧以下となるとき、前記多相モータの逆起電圧の単相交流出力電圧から前記蓄電装置を充電するための電圧を生成して前記蓄電装置に供給する、モータ駆動装置。
【請求項２】
前記電圧制御手段は、前記蓄電装置の電源電圧が前記所定の電圧以下となるとき、前記多相モータの中性点から取り出した前記単相交流出力電圧から前記蓄電装置を充電するための電圧を生成する、請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項３】
前記蓄電装置は、第２の開閉手段を介して前記多相モータの中性点に接続され、
前記電圧制御手段は、前記蓄電装置の電源電圧が前記所定の電圧以下となるとき、前記単相交流出力電圧から生成した電圧と前記蓄電装置の電源電圧との電圧差が所定のしきい値よりも小さいことに応じて、前記第２の開閉手段を閉状態とし、前記蓄電装置と前記多相モータの中性点とを電気的に接続する、請求項２に記載のモータ駆動装置。
【請求項４】
前記電圧制御手段は、前記蓄電装置の電源電圧が前記所定の電圧よりも高く、かつ、前記電源線の電圧よりも低いとき、前記第１の開閉手段を閉状態とし、かつ、前記第２の開閉手段を開状態として、前記多相モータの逆起電圧の多相交流出力電圧から前記蓄電装置を充電するための電圧を生成して前記蓄電装置に供給する、請求項３に記載のモータ駆動装置。
【請求項５】
前記逆起電圧発生手段は、車両に搭載された内燃機関であり、
前記内燃機関は、所定の回転数で回転して前記多相モータを回転させ、前記所定の回転数に応じた逆起電圧を前記多相モータに発生させる、請求項４に記載のモータ駆動装置。
【請求項６】
前記電圧制御手段は、前記車両の起動指示を受けると、前記蓄電装置の電源電圧が前記電源線の電圧と略同じとなったことに応じて、前記車両を起動させる、請求項５に記載のモータ駆動装置。
【請求項７】
前記直流電源と前記電源線との間で直流電圧を変換する電圧変換回路をさらに備える、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のモータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、モータを駆動するモータ駆動装置に関し、特に、二次電池とキャパシタとを電源として備えたモータ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、環境に配慮した自動車として、ハイブリッド自動車（Hybrid Vehicle）および電気自動車（Electric Vehicle）が注目されている。ハイブリッド自動車は、従来のエンジンに加え、インバータを介して直流電源によって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。つまり、エンジンを駆動することにより動力源を得るとともに、直流電源からの直流電圧をインバータによって交流電圧に変換し、その変換した交流電圧によりモータを回転することによって動力源を得るものである。
【０００３】
また、電気自動車は、インバータを介して直流電源によって駆動されるモータを動力源とする自動車である。
【０００４】
このようなハイブリッド自動車または電気自動車においては、車両を適切に走行させつつエネルギー効率を向上させるためには、そのモータに対する負荷に応じた電力を供給し、回生時は効率良くエネルギーを回収することが求められる。
【０００５】
このような要求に対応するために、たとえば特許文献１には、モータの電力供給源として、バッテリと大容量コンデンサ（電気二重層キャパシタ）とを備え、走行状態に応じてこれらの電力供給源とモータとの接続状態を切換える切換手段を有することを特徴とする電気自動車用電源装置が開示される。
【特許文献１】特開平７−２３１５１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、電気二重層キャパシタにおいては、蓄電エネルギーはキャパシタの電圧の２乗に比例する。すなわち、電気二重層キャパシタを直流電源として使用した場合、消費エネルギーの増大に応じてキャパシタの電圧は低下する。過放電状態に至っては、電気二重層キャパシタの電圧はほぼ零近くになってしまう。
【０００７】
したがって、上記の電気自動車用電源装置において、電気二重層キャパシタが過放電状態となって、キャパシタの電圧がほぼ零状態に至ったときには、システム電圧（モータに電力を供給する電源線の電圧に相当）との電圧差によって、電気二重層キャパシタに過大な電流（突入電流）が流れ込むおそれがある。特に、電気二重層キャパシタに瞬時に過大な突入電流が流れた場合、キャパシタ内部が加熱されて損傷する可能性がある。さらに、リレーの接点が溶着するという問題も起こり得る。
【０００８】
それゆえ、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、突入電流から構成部品が保護され、信頼度の高いモータ駆動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明によれば、モータ駆動装置は、電源線へ直流電力を供給可能に設けられた直流電源と、前記電源線と多相モータとの間に設けられ、前記多相モータを駆動制御するための電力変換を行なう駆動回路と、前記電源線に、第１の開閉手段を介して接続された蓄電装置と、前記多相モータにより始動され、始動後において前記多相モータを回転させ、回転数に応じた逆起電圧を発生させる逆起電圧発生手段と、前記第１の開閉手段が開状態のとき、前記蓄電装置の電源電圧を前記電源線の電圧と略同じとなるように制御する電圧制御手段とを備える。前記電圧制御手段は、前記蓄電装置の電源電圧が所定の電圧以下となるとき、前記多相モータの逆起電圧の単相交流出力電圧から前記蓄電装置を充電するための電圧を生成して前記蓄電装置に供給する。
【００１０】
上記のモータ駆動装置によれば、蓄電装置と電源線との電圧差が解消されることから、前記開閉手段を閉状態としたときの突入電流の発生を防止でき、構成部品を保護することができる。特に、蓄電装置が過放電状態にあるときには、蓄電装置への供給電圧を制限して充電が行なわれることから、確実に突入電流を防止することができる。その結果、信頼度の高いモータ駆動装置を実現することができる。
【００１１】
好ましくは、前記電圧制御手段は、前記蓄電装置の電源電圧が前記所定の電圧以下となるとき、前記多相モータの中性点から取り出した前記単相交流出力電圧から前記蓄電装置を充電するための電圧を生成する。
【００１２】
上記のモータ駆動装置によれば、蓄電装置が過放電状態にあるときは、多相モータの中性点から逆起電圧の単相交流出力電圧を取り出し、単相交流出力電圧から蓄電装置を充電するための電圧を生成することで、容易に突入電流の発生を防止することができる。
【００１３】
好ましくは、前記蓄電装置は、第２の開閉手段を介して前記多相モータの中性点に接続される。前記電圧制御手段は、前記蓄電装置の電源電圧が前記所定の電圧以下となるとき、前記単相交流出力電圧から生成した電圧と前記蓄電装置の電源電圧との電圧差が所定のしきい値よりも小さいことに応じて、前記第２の開閉手段を閉状態とし、前記蓄電装置と前記多相モータの中性点とを電気的に接続する。
【００１４】
上記のモータ駆動装置によれば、単相交流出力電圧から生成した蓄電装置を充電するための電圧は、蓄電装置との電圧差が小さいことに応じて蓄電装置に供給が開始されることから、突入電流を確実に防止することができる。
【００１５】
好ましくは、前記電圧制御手段は、前記蓄電装置の電源電圧が前記所定の電圧よりも高く、かつ、前記電源線の電圧よりも低いとき、前記第１の開閉手段を閉状態とし、かつ、前記第２の開閉手段を開状態として、前記多相モータの逆起電圧の多相交流出力電圧から前記蓄電装置を充電するための電圧を生成して前記蓄電装置に供給する。
【００１６】
上記のモータ駆動装置によれば、蓄電装置が過放電状態から脱したときには、多相モータの逆起電圧の多相交流出力電圧から生成した電圧で蓄電装置を充電することによって、突入電流を回避しながら、迅速に蓄電装置を充電することができる。
【００１７】
好ましくは、前記逆起電圧発生手段は、車両に搭載された内燃機関である。前記内燃機関は、所定の回転数で回転して前記多相モータを回転させ、前記所定の回転数に応じた逆起電圧を前記多相モータに発生させる。
【００１８】
上記のモータ駆動装置によれば、内燃機関の回転数を制御することで、多相モータに所望の逆起電圧を発生させることができる。
【００１９】
好ましくは、車両の起動指示を受けると、蓄電装置の電源電圧が電源線の電圧と略同じとなったことに応じて、車両を起動させる。
【００２０】
上記のモータ駆動装置によれば、蓄電装置と電源線との電圧差が解消されたことに応じて車両が起動されるため、車両システムの起動時に突入電流が発生するのを防止することができる。
【００２１】
好ましくは、モータ駆動装置は、直流電源と電源線との間で直流電圧を変換する電圧変換回路をさらに備える。
【００２２】
上記のモータ駆動装置によれば、突入電流の発生を確実に防止できるため、直流電源および蓄電装置を電源とし、高い信頼性とエネルギー効率とを備えるモータ駆動装置を構築することができる。
【発明の効果】
【００２３】
この発明によれば、蓄電装置と電源線との電圧差をなくすように電圧制御することにより、蓄電装置が過放電状態においても突入電流の発生を確実に防止することができる。その結果、信頼度の高いモータ駆動装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。
【００２５】
図１は、この発明の実施の形態に従うモータ駆動装置の概略ブロック図である。
図１を参照して、モータ駆動装置１００は、バッテリＢと、昇圧コンバータ１２と、蓄電用のキャパシタＣ０と、平滑用のコンデンサＣ１，Ｃ２と、インバータ１４，３１と、電圧センサ１０，２０，２２と、電流センサ２４，２８と、システムリレーＳＲＢ１，ＳＲＢ２，ＳＲＣ１，ＳＲＣ２，ＳＲＰ１，ＳＲＰ２，ＳＲＵ，ＳＲＶ，ＳＲＷと、制御装置３０とを備える。
【００２６】
モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、発電機としても電動機としても機能し得るが、以下に示すように、モータジェネレータＭＧ１は、主として発電機として動作し、モータジェネレータＭＧ２は、主として電動機として動作する。
【００２７】
詳細には、モータジェネレータＭＧ１は、三相交流回転機であり、加速時において、図示しないエンジンＥＮＧを始動する始動機として用いられる。このとき、モータジェネレータＭＧ１は、バッテリＢからの電力の供給を受けて電動機として駆動し、エンジンＥＮＧをクランキングして始動する。
【００２８】
さらに、エンジンＥＮＧの始動後において、モータジェネレータＭＧ１は、動力分割機構５０を介して伝達されたエンジンＥＮＧの駆動力によって回転されて発電する。
【００２９】
モータジェネレータＭＧ１の発電した電力は、車両の運転状態やキャパシタＣ０の蓄電エネルギーおよびバッテリＢの充電量によって使い分けられる。たとえば、通常走行時や急加速時においては、モータジェネレータＭＧ１の発電した電力は、そのままモータジェネレータＭＧ２を駆動させる電力となる。一方、キャパシタＣ０の蓄電エネルギーまたはバッテリＢの充電量が所定の値よりも低いときには、モータジェネレータＭＧ１の発電した電力は、インバータ１４によって交流電力から直流電力に変換されて、キャパシタＣ０またはバッテリＢに蓄えられる。
【００３０】
モータジェネレータＭＧ２は、三相交流回転機であり、バッテリＢおよびキャパシタＣ０に蓄えられた電力およびモータジェネレータＭＧ１が発電した電力の少なくとも一方によって駆動される。モータジェネレータＭＧ２の駆動力は、減速機を介して車輪の駆動軸に伝達される。これにより、モータジェネレータＭＧ２は、エンジンＥＮＧをアシストして車両を走行させたり、自己の駆動力のみによって車両を走行させたりする。
【００３１】
また、車両の回生制動時には、モータジェネレータＭＧ２は、減速機を介して車輪により回転されて発電機として動作する。このとき、モータジェネレータＭＧ２により発電された回生電力は、インバータ３１を介してキャパシタＣ０およびバッテリＢに充電される。
【００３２】
システムリレーＳＲＢ１は、バッテリＢの正極と昇圧コンバータ１２との間に接続される。システムリレーＳＲＢ２は、バッテリＢの負極と昇圧コンバータ１２との間に接続される。
【００３３】
システムリレーＳＲＢ１，ＳＲＢ２は、制御装置３０からの信号ＳＥＢによりオン／オフされる。より具体的には、システムリレーＳＲＢ１，ＳＲＢ２は、制御装置３０からのＨ（論理ハイ）レベルの信号ＳＥＢによりオンされ、制御装置３０からのＬ（論理ロー）レベルの信号ＳＥＢによりオフされる。
【００３４】
昇圧コンバータ１２は、リアクトルＬ１と、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。リアクトルＬ１の一方端は直流電源Ｂの電源ラインに接続され、他方端はＮＰＮトランジスタＱ１とＮＰＮトランジスタＱ２との中間点、すなわち、ＮＰＮトランジスタＱ１のエミッタとＮＰＮトランジスタＱ２のコレクタとの間に接続される。ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は、電源ラインＬＮ１とアースラインＬＮ２との間に直列に接続される。そして、ＮＰＮトランジスタＱ１のコレクタは電源ラインＬＮ１に接続され、ＮＰＮトランジスタＱ２のエミッタはアースラインＬＮ２に接続される。また、各ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ１，Ｄ２がそれぞれ接続されている。
【００３５】
インバータ１４は、Ｕ相アーム１５と、Ｖ相アーム１６と、Ｗ相アーム１７とから成る。Ｕ相アーム１５、Ｖ相アーム１６、およびＷ相アーム１７は、電源ラインＬＮ１とアースラインＬＮ２との間に並列に設けられる。
【００３６】
Ｕ相アーム１５は、直列接続されたＮＰＮトランジスタＱ３，Ｑ４から成り、Ｖ相アーム１６は、直列接続されたＮＰＮトランジスタＱ５，Ｑ６から成り、Ｗ相アーム１７は、直列接続されたＮＰＮトランジスタＱ７，Ｑ８から成る。また、各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ３〜Ｄ８がそれぞれ接続されている。
【００３７】
各相アームの中間点は、モータジェネレータＭＧ１の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、モータジェネレータＭＧ１は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルの一端が中性点Ｎ１に共通接続されて構成され、Ｕ相コイルの他端がＮＰＮトランジスタＱ３，Ｑ４の中間点に、Ｖ相コイルの他端がＮＰＮトランジスタＱ５，Ｑ６の中間点に、Ｗ相コイルの他端がＮＰＮトランジスタＱ７，Ｑ８の中間点にそれぞれ接続されている。
【００３８】
インバータ３１は、インバータ１４と同様の構成から成る。
バッテリＢは、ニッケル水素またはリチウムイオン等の二次電池から成る。他にも、バッテリＢは、燃料電池であっても良い。電圧センサ１０は、バッテリＢから出力される直流電圧Ｖｂを検出し、その検出した直流電圧Ｖｂを制御装置３０へ出力する。
【００３９】
コンデンサＣ１は、バッテリＢから供給された直流電圧Ｖｂを平滑化し、その平滑化した直流電圧Ｖｂを昇圧コンバータ１２へ供給する。
【００４０】
昇圧コンバータ１２は、コンデンサＣ１から供給された直流電圧Ｖｂを昇圧してコンデンサＣ２へ供給する。より具体的には、昇圧コンバータ１２は、制御装置３０から信号ＰＷＭＣを受けると、信号ＰＷＭＣによってＮＰＮトランジスタＱ２がオンされた期間に応じて直流電圧Ｖｂを昇圧してコンデンサＣ２に供給する。
【００４１】
また、昇圧コンバータ１２は、制御装置３０から信号ＰＷＭＣを受けると、コンデンサＣ２を介してインバータ１４および／またはインバータ３１から供給された直流電圧を降圧してバッテリＢを充電する。
【００４２】
キャパシタＣ０は、たとえば電気二重層キャパシタからなり、電源ラインとアースラインに対して、バッテリＢと並列に接続される。電源ラインＬＮ１およびアースラインＬＮ２とキャパシタＣ０との間は、システムリレーＳＲＣ１，ＳＲＣ２によってそれぞれ電気的に結合／分離される。
【００４３】
システムリレーＳＲＣ１は、昇圧コンバータ１２とキャパシタＣ０の正電極との間に接続される。システムリレーＳＲＣ２は、昇圧コンバータ１２とキャパシタＣ０の負電極との間に接続される。
【００４４】
システムリレーＳＲＣ１，ＳＲＣ２は、制御装置３０からの信号ＳＥＣによりオン／オフされる。より具体的には、システムリレーＳＲＣ１，ＳＲＣ２は、制御装置３０からのＨレベルの信号ＳＥＣによりオンされ、制御装置３０からのＬレベルの信号ＳＥＣによりオフされる。
【００４５】
電圧センサ２２は、キャパシタＣ０の両端の電圧Ｖｃを検出し、その検出した電圧Ｖｃを制御装置３０へ出力する。
【００４６】
この発明において、キャパシタＣ０は、さらに、システムリレーＳＲＰ１，ＳＲＰ２によってモータジェネレータＭＧ１の中性点Ｎ１と電気的に結合／分離される。
【００４７】
詳細には、システムリレーＳＲＰ１は、キャパシタＣ０の正極とモータジェネレータＭＧ１のＷ相コイルとの間に、後述するダイオードＤ９およびシステムリレーＳＲＷを介して接続される。システムリレーＳＲＰ２は、キャパシタＣ０の負極とモータジェネレータＭＧ１の中性点Ｎ１との間に接続される。
【００４８】
システムリレーＳＲＰ１，ＳＲＰ２は、制御装置３０からの信号ＳＥＰによりオン／オフされる。より具体的には、システムリレーＳＲＰ１，ＳＲＰ２は、制御装置３０からのＨレベルの信号ＳＥＰによりオンされ、制御装置３０からのＬレベルの信号ＳＥＰによりオフされる。
【００４９】
コンデンサＣ２は、昇圧コンバータ１２からの直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧をインバータ１４，３１へ供給する。電圧センサ２０は、コンデンサＣ２の両端の電圧、すなわち、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｍ（インバータ１４，３１への入力電圧に相当する。以下同じ。）を検出し、その検出した出力電圧Ｖｍを制御装置３０へ出力する。
【００５０】
インバータ１４は、コンデンサＣ２を介して昇圧コンバータ１２またはキャパシタＣ０から直流電圧が供給されると制御装置３０からの信号ＰＷＭＩ１に基づいて直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ１を駆動する。これにより、モータジェネレータＭＧ１は、トルク指令値ＴＲ１に従ったトルクを発生するように駆動される。
【００５１】
また、インバータ１４は、モータ駆動装置１００が搭載されたハイブリッド自動車の回生制動時、モータジェネレータＭＧ１が発電した交流電圧を制御装置３０からの信号ＰＷＭＩ１に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサＣ２を介してキャパシタＣ０または昇圧コンバータ１２へ供給する。なお、ここで言う回生制動とは、ハイブリッド自動車を運転するドライバーによるフットブレーキ操作があった場合の回生発電を伴う制動や、フットブレーキを操作しないものの、走行中にアクセルペダルをオフすることで回生発電をさせながら車両を減速（または加速の中止）させることを含む。
【００５２】
インバータ３１は、コンデンサＣ２を介して昇圧コンバータ１２またはキャパシタＣ０から直流電圧が供給されると制御装置３０からの信号ＰＷＭＩ２に基づいて直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ２を駆動する。これにより、モータジェネレータＭＧ２は、トルク指令値ＴＲ２によって指定されたトルクを発生するように駆動される。
【００５３】
また、インバータ３１は、モータ駆動装置１００が搭載されたハイブリッド自動車の回生制動時、モータジェネレータＭＧ２が発電した交流電圧を制御装置３０からの信号ＰＷＭＩ２に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサＣ２を介してキャパシタＣ０または昇圧コンバータ１２へ供給する。
【００５４】
電流センサ２４は、モータジェネレータＭＧ１に流れるモータ電流ＭＣＲＴ１を検出し、その検出したモータ電流ＭＣＲＴ１を制御装置３０へ出力する。電流センサ２８は、モータジェネレータＭＧ２に流れるモータ電流ＭＣＲＴ２を検出し、その検出したモータ電流ＭＣＲＴ２を制御装置３０へ出力する。
【００５５】
ここで、モータジェネレータＭＧ１においては、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の各相コイルの他端と各相アーム１５，１６，１７の中間点との間に、システムリレーＳＲＵ，ＳＲＶ，ＳＲＷがそれぞれ接続される。
【００５６】
より具体的には、システムリレーＳＲＵは、Ｕ相コイルの他端とＮＰＮトランジスタＱ３，Ｑ４の中間点との間に接続される。システムリレーＳＲＶは、Ｖ相コイルの他端とＮＰＮトランジスタＱ５，Ｑ６の中間点との間に接続される。システムリレーＳＲＷは、Ｗ相コイルの他端とＮＰＮトランジスタＱ７，Ｑ８の中間点との間に接続される。
【００５７】
なお、３つのシステムリレーＳＲＵ，ＳＲＶ，ＳＲＷのうち、システムリレーＳＲＷのみは、制御装置３０からの信号ＳＥＭに応じて、Ｗ相コイルの他端を、ＮＰＮトランジスタＱ７，Ｑ８の中間点およびダイオードＤ９の陽極のいずれか一方に選択的に結合する。詳細には、システムリレーＳＲＷは、制御装置３０からのＨレベルの信号ＳＥＭによりＷ相コイルの他端とＮＰＮトランジスタＱ７，Ｑ８の中間点とを電気的に結合する。一方、システムリレーＳＲＷは、制御装置３０からのＬレベルの信号ＳＥＭによりＷ相コイルの他端とダイオードＤ９の陽極とを電気的に結合する。
【００５８】
その他のシステムリレーＳＲＵ，ＳＲＶについては、制御装置３０からのＨレベルの信号ＳＥＭによりオンされ、制御装置３０からのＬレベルの信号ＳＥＭによりオフされる。  
【００５９】
したがって、モータジェネレータＭＧ１においては、制御装置３０からのＨレベルの信号ＳＥＭを受けると、各相コイルの他端と各相アーム１５，１６，１７の中間点とが全て電気的に結合される。一方、制御装置３０からのＬレベルの信号ＳＥＭを受けると、Ｕ相コイルおよびＶ相コイルの他端とＵ相アーム１５およびＶ相アーム１６の中間点とが電気的に分離される一方、Ｗ相コイルの他端のみがダイオードＤ９の陽極に電気的に結合される。
【００６０】
以上のように、この発明によるモータ駆動装置１００は、モータジェネレータＭＧ１とインバータ１４およびキャパシタＣ０との接続関係を、システムリレーＳＲＵ，ＳＲＶ，ＳＲＷおよびシステムリレーＳＲＰ１，ＳＲＰ２を用いて切換える構成を有する。かかる構成は、後述するように、キャパシタＣ０の電圧制御手段において、突入電流からキャパシタＣ０、システムリレーＳＲＣ１，ＳＲＣ２および昇圧コンバータ１２などを保護することを意図したものである。
【００６１】
制御装置３０は、インバータ１４の入力電圧Ｖｍ、トルク指令値ＴＲ１およびモータ電流ＭＣＲＴ１に基づいて、インバータ１４がモータジェネレータＭＧ１を駆動するときにインバータ１４のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８をスイッチング制御するための信号ＰＷＭＩ１を生成し、生成した信号ＰＷＭ１をインバータ１４へ出力する。
【００６２】
また、制御装置３０は、インバータ３１の入力電圧Ｖｍ、トルク指令値ＴＲ２およびモータ電流ＭＣＲＴ２に基づいて、インバータ３１がモータジェネレータＭＧ２を駆動するときにインバータ３１のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８をスイッチング制御するための信号ＰＷＭＩ２を生成し、生成した信号ＰＷＭＩ２をインバータ３１へ出力する。
【００６３】
さらに、制御装置３０は、インバータ１４がモータジェネレータＭＧ１を駆動するとき、バッテリＢの直流電圧Ｖｂ、インバータ１４の入力電圧Ｖｍ、トルク指令値ＴＲ１およびモータ回転数ＭＲＮ１に基づいて、昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をスイッチング制御するための信号ＰＷＭＣを生成し、その生成した信号ＰＷＭＣを昇圧コンバータ１２へ出力する。
【００６４】
また、制御装置３０は、インバータ３１がモータジェネレータＭＧ２を駆動するとき、バッテリＢの直流電圧Ｖｂ、インバータ３１の入力電圧Ｖｍ、トルク指令値ＴＲ２およびモータ回転数ＭＲＮ２に基づいて、昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をスイッチング制御するための信号ＰＷＭＣを生成し、生成した信号ＰＷＭＣを昇圧コンバータ１２へ出力する。
【００６５】
さらに、制御装置３０は、モータ駆動装置１００が搭載されたハイブリッド自動車の回生制動時、インバータ３１の入力電圧Ｖｍ、トルク指令値ＴＲ２およびモータ電流ＭＣＲＴ２に基づいて、モータジェネレータＭＧ２が発電した交流電圧を直流電圧に変換するための信号ＰＷＭＩ２を生成し、生成した信号ＰＷＭＩ２をインバータ３１へ出力する。この場合、インバータ３１のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８は、信号ＰＷＭＩ２によってスイッチング制御される。これにより、インバータ３１は、モータジェネレータＭＧ２が発電した交流電圧を直流電圧に変換してキャパシタＣ０または昇圧コンバータ１２へ供給する。
【００６６】
以上の構成において、この発明によるモータ駆動装置１００は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を力行モードで駆動させるときに必要な電力は、バッテリＢの電力に加えて、キャパシタＣ０に蓄えられている電力を用いる。また、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を回生モードで駆動させたときに発電した電力を、バッテリＢとキャパシタＣ０とに充電する。特に、キャパシタＣ０に大容量の電気二重層キャパシタを採用することから、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に迅速に電力を供給でき、モータ駆動時の応答性を高めることができる。その結果、車両の走行性能を確保することができる。
【００６７】
一方、モータ駆動装置１００に電気二重層キャパシタを搭載した場合、上述したように、キャパシタＣ０の端子間電圧Ｖｃとシステム電圧（モータ駆動装置１００の電源ラインの電圧に相当）との電圧差に起因して突入電流が発生し、バッテリＢ、インバータ１４，３１および昇圧コンバータ１２などが損傷するおそれがある。また、システムリレーＳＲＣ１，ＳＲＣ２において、接点間に溶着が生じるおそれもある。
【００６８】
そこで、この発明によるモータ駆動装置１００は、キャパシタＣ０による突入電流の回避手段として、以下に述べるキャパシタＣ０の電圧制御手段を備えることを特徴とする。これによれば、信頼性の高いモータ駆動装置を実現することができる。
【００６９】
詳細には、この発明による電圧制御手段は、キャパシタＣ０の端子間電圧Ｖｃとシステム電圧との間の電圧差を無くすための電圧制御を実行する。なお、システム電圧としては、電圧センサ２０からのインバータ１４，３１の入力電圧Ｖｍの検出値が用いられる。
【００７０】
車両システム起動時においては、キャパシタＣ０が過放電状態となっている場合があり、キャパシタＣ０の端子間電圧Ｖｃとシステム電圧Ｖｍとの電圧差によって、過大な突入電流がキャパシタＣ０に流れ込むおそれがある。
【００７１】
そこで、車両システム起動の際には、イグニッションキーＩＧがオンされたことに応じて、キャパシタＣ１の端子間電圧Ｖｃをシステム電圧Ｖｍと略同じとする電圧制御を行ない、制御終了後において通常のシステム起動を行なう構成とする。
【００７２】
図２は、この発明の実施の形態による車両システム起動時の電圧制御を説明するためのフローチャートである。なお、以下の電圧制御は、モータ駆動装置１００全体の制御を担う制御装置３０によって実行される。
【００７３】
図２を参照して、最初に、イグニッションキーＩＧがオンされたことに応じて（ステップＳ０１）、制御装置３０は、モータジェネレータＭＧ１側のシステムリレーＳＲＵ，ＳＲＶ，ＳＲＷにＨレベルの信号ＳＥＭを出力する。これにより、システムリレーＳＲＵ，ＳＲＶはオンされる（ステップＳ０２）。また、システムリレーＳＲＷは、Ｗ相コイルの他端とＷ相アーム１７の中間点とを電気的に結合する（ステップＳ０３）。すなわち、モータジェネレータＭＧ１は、インバータ１４と電気的に接続される。
【００７４】
次に、制御装置３０は、バッテリＢ側のシステムリレーＳＲＢ１〜ＳＲＢ３に、Ｈレベルの信号ＳＥＢを出力し、システムリレーＳＲＢ１〜ＳＲＢ３をオンする（ステップＳ０４）。
【００７５】
このとき、高電圧のバッテリＢをいきなり負荷に接続すると、瞬間的に過大な突入電流が流れるおそれがある。よって、電源供給開始時点においては、システムリレーＳＲＢ１に設けた抵抗Ｒ１によって突入電流を防止するような手順で、システムリレーＳＲＢ１〜ＳＲＢ３がオン／オフされる。具体的には、最初に、システムリレーＳＲＢ１とシステムリレーＳＲＢ３とが同時にオンされる。これにより、システムリレーＳＲＢ１は、バッテリＢからの直流電流を抵抗Ｒ１を介して昇圧コンバータ１２に供給する。続いて、システムリレーＳＲＢ１，ＳＲＢ３がオンされた状態で、システムリレーＳＲＢ２がオンされる。システムＳＲＢ２は、バッテリＢからの直流電流を昇圧コンバータ１２に直接供給する。最後に、システムリレーＳＲＢ１のみがオフされる。
【００７６】
次に、制御装置３０は、電圧センサ１８からキャパシタＣ０の端子間電圧Ｖｃを受けると、その端子間電圧Ｖｃの電圧レベルに基づいて、以下に述べる手順に従って、キャパシタＣ０側のシステムリレーＳＲＣ１，ＳＲＣ２をオンし、キャパシタＣ０をモータ駆動装置１００に接続する。
【００７７】
詳細には、制御装置３０は、キャパシタＣ０の端子間電圧Ｖｃが、キャパシタＣ０の接続時に突入電流を生じない電圧範囲内にあるか否かの判定を行なう。キャパシタＣ０が過放電状態にあるときに、いきなりキャパシタＣ０を接続すると、システム電圧Ｖｍとの電圧差によって、キャパシタＣ０に過大な突入電流が流れることを考慮したものである。
【００７８】
具体的には、最初に、制御装置３０は、キャパシタＣ０の端子間電圧Ｖｃが、過放電状態を示す所定の電圧（以下、過放電電圧とも称する）Ｖ１よりも大きいか否かを判断する（ステップＳ０５）。
【００７９】
ステップＳ０５において、制御装置３０は、キャパシタＣ０の端子間電圧Ｖｃが過放電電圧Ｖ１以下であると判断されると、ステップＳ０６以降のフローチャートに従ってキャパシタＣ０の充電動作を行なう。
【００８０】
一方、ステップＳ０５において、キャパシタＣ１の端子間電圧Ｖｃが過放電電圧Ｖ１よりも大きいと判断されると、制御装置３０は、続いて、端子間電圧Ｖｃが所定の電圧下限値（以下、下限電圧Ｖ２とも称する）よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１５）。なお、このときの下限電圧Ｖ２は、キャパシタＣ０の端子間電圧Ｖｃとシステム電圧Ｖｍとの電圧差が、許容値以上の突入電流を発生させないときの端子間電圧Ｖｃの下限値に予め設定されている。したがって、下限値Ｖ２は、過放電電圧Ｖ１より大きいものの、システム電圧Ｖｍに対しては低電圧となる。
【００８１】
ステップＳ１５において、キャパシタＣ０の端子間電圧Ｖｃが下限電圧Ｖ２より大きいと判断されると、制御装置３０は、Ｈレベルの信号ＳＥＣを出力してシステムリレーＳＲＣ１，ＳＲＣ２をオンする（ステップＳ１６）。キャパシタＣ０が接続されたことにより、モータ駆動装置１００は、車両システム起動開始が可能なＲＤＹ状態となり（ステップＳ１７）、以降、通常の車両システム起動動作を実行する。
【００８２】
一方、ステップＳ１５において、キャパシタＣ０の端子間電圧Ｖｃが下限電圧Ｖ２以下であると判断されると、すなわち、端子間電圧Ｖｃが過放電電圧Ｖ１より大きく、かつ、下限電圧Ｖ２以下であると判断されると、制御装置３０は、図３のフローチャートに従ってキャパシタＣ０の充電動作を行なう。
【００８３】
以上のように、図２のフローチャートにおいて、キャパシタＣ０の充電動作は、（１）端子間電圧Ｖｃが過放電電圧Ｖ１以下となるときと、（２）端子間電圧Ｖｃが過放電電圧Ｖ１より大きく、かつ下限電圧Ｖ２以下となるときとの２つの場合においてそれぞれ行なわれる。そして、この２つの充電動作は、以下に述べるように、モータジェネレータＭＧ１に発生した逆起電圧を用いて行なわれる点で共通するものの、その逆起電圧を供給する構成において互いに相違する。逆起電圧とキャパシタＣ０の端子間電圧Ｖｃとの電圧差を考慮したものである。
【００８４】
（１）キャパシタＣ０の端子間電圧Ｖｃが過放電電圧Ｖ１以下のとき
最初に、キャパシタＣ０の端子間電圧Ｖｃが過放電電圧Ｖ１以下のときのキャパシタＣ０の充電動作について説明する。
【００８５】
図２を参照して、ステップＳ０５にて端子間電圧Ｖｃが過放電電圧Ｖ１以下と判断されると、制御装置３０は、以下のステップＳ０６〜Ｓ１４に従い、エンジンＥＮＧの駆動に伴なってモータジェネレータＭＧ１に発生する逆起電圧によってキャパシタＣ０を充電する。なお、この逆起電圧は、一般に、ロータの回転角速度と永久磁石の磁束との積で表わされる。したがって、モータジェネレータＭＧ１の回転角速度、すなわちエンジン回転数に比例して、生じる逆起電圧が上昇する。
【００８６】
詳細には、まず、モータジェネレータＭＧ１は、エンジンＥＮＧを始動する始動機として用いられる。このとき、制御装置３０には、エンジン回転数がアイドル回転数に設定されるようにモータジェネレータＭＧ１を駆動するための指令（トルク指令値ＴＲ１）が外部ＥＣＵから与えられる。
【００８７】
制御装置３０は、トルク指令値ＴＲ１、モータ電流ＭＣＲＴ１および電圧Ｖｍに基づいて信号ＰＷＭＩ１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１をインバータ１４へ出力する。
【００８８】
インバータ１４は、昇圧コンバータ１２からの直流電圧を信号ＰＷＭＩ１に応じて交流電圧に変換し、トルク指令値ＴＲ１に従ったトルクを出力するようにモータジェネレータＭＧ１を駆動する。モータジェネレータＭＧ１は、バッテリＢからの電力の供給を受けて電動機として駆動し、動力分割機構５０を介してエンジンＥＮＧをクランキングして始動させる（ステップＳ０６）。
【００８９】
エンジンの始動後、エンジン回転数が所定のアイドル回転数に到達したことに応じてエンジンＥＮＧの起動が完了すると（ステップＳ０７）、制御装置３０は、Ｌレベルの信号ＳＥＢを出力して、バッテリＢ側のシステムリレーＳＲＢ２，ＳＲＢ３をオフする（ステップＳ０８）。これにより、バッテリＢがモータ駆動装置１００から電気的に切り離される。
【００９０】
ここで、エンジンＥＮＧの起動が完了すると、モータジェネレータＭＧ１は、動力分割機構５０を介して伝達されたエンジンＥＮＧの駆動力によって回転される。このとき、モータジェネレータＭＧ１には、エンジン回転数に比例した逆起電圧が発生する。この発明は、このモータジェネレータＭＧ１に発生した逆起電圧を用いてキャパシタＣ０を充電する構成とする。
【００９１】
詳細には、モータジェネレータＭＧ１には、図４に示すように、Ｕ，Ｖ，Ｗの３相の交流出力電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗからなる逆起電圧が発生する。電気角３６０°を１周期とする３相交流出力電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗは、等振幅で、かつ、位相が互いに電気角１２０°ずつ異なっている。そして、インバータ１４の入力側に配されたコンデンサＣ２には、３相交流出力電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗが整流されることによって、図４の中段に示す出力波形からなる端子間電圧Ｖｍが得られる。
【００９２】
そして、図４の時刻ｔ０のタイミングにおいて、システムリレーＳＲＣ１，ＳＲＣ２がオンされると、キャパシタＣ０は、コンデンサＣ２と電気的に接続され、図４中段の出力波形からなる端子間電圧Ｖｍを受けて充電が開始されることになる。
【００９３】
ところが、このとき、キャパシタＣ０は、上記のステップＳ０５で述べたように、過放電状態であって端子間電圧Ｖｃが略零である。そのため、コンデンサＣ２の端子間電圧ＶｍとキャパシタＣ０の端子間電圧Ｖｃとの電圧差により、キャパシタＣ０に瞬時的に過大な突入電流が流れ込むおそれがある。
【００９４】
そこで、この発明は、モータジェネレータＭＧ１の逆起電圧でキャパシタＣ０を充電する構成において、さらに、キャパシタＣ０が過放電状態であるときには、逆起電圧から単相の交流出力電圧を生成し、その生成した単相交流出力電圧を用いてキャパシタＣ０を充電する構成とする。
【００９５】
詳細には、モータジェネレータＭＧ１に逆起電圧が発生すると、制御装置３０は、モータジェネレータＭＧ１の中性点Ｎ１を用いて、３相交流出力電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗのうちのいずれか１相の交流出力電圧（単相交流出力電圧）を生成する。本実施の形態では、例えばＷ相交流出力電圧を生成するものとする。そして、制御装置３０は、その生成したＷ相交流出力電圧を、ダイオードＤ９，Ｄ１０とシステムリレーＳＲＰ１，ＳＲＰ２とを介して、キャパシタＣ０に印加する。
【００９６】
ここで、単相交流出力電圧の生成は、具体的には、図１のモータ駆動装置１００において、モータジェネレータＭＧ１の各相コイルの他端とインバータ１４の各相アーム１５〜１７の中間点との間に設けたシステムリレーＳＲＵ，ＳＲＶ，ＳＲＷを切換えることによって行なわれる。
【００９７】
詳細には、図２のステップＳ１０に示すように、システムリレーＳＲＵ，ＳＲＶは、制御装置３０からのＬレベルに信号ＳＥＭに応じてオフされ、モータジェネレータＭＧ１の中性点Ｎ１とＵ相アーム１５およびＶ相アーム１６の中間点とを電気的に分離する。
【００９８】
一方、システムリレーＳＲＷは、制御装置３０からのＬレベルの信号ＳＥＭに応じて、Ｗ相コイルの他端を、Ｗ相アーム１７の中間点からダイオードＤ９の陽極に切換えて接続する（ステップＳ１１）。これにより、Ｗ相コイルの一端である中性点Ｎ１は、システムリレーＳＲＰ２を介してキャパシタＣ０の負極に接続される。また、Ｗ相コイルの他端は、システムリレーＳＲＷ、ダイオードＤ９およびシステムリレーＳＲＰ１を介して、キャパシタＣ０の正極に接続される。すなわち、キャパシタＣ０は、システムリレーＳＲＰ１，ＳＲＰ２を介してＷ相コイルに並列接続されることとなる。したがって、システムリレーＳＲＰ１，ＳＲＰ２がオンされれば、Ｗ相コイルに生じた単相交流出力電圧Ｖｗが整流されて、キャパシタＣ０に供給されることになる。
【００９９】
図５は、この発明の実施の形態による車両システム起動時の電圧制御を説明するための模式図である。
【０１００】
図５を参照して、３相交流出力電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ（図中最上段参照）から生成された単相交流出力電圧（＝Ｗ相交流出力電圧Ｖｗ）は、ダイオードＤ９，Ｄ１０からなる整流回路を経ることにより、図中中段に示す半波整流された出力波形に変換される。すなわち、Ｗ相交流出力電圧Ｖｗには、半周期おきに電圧レベルが略零となる期間Ｔ１が生じる。
【０１０１】
そして、このＷ相交流出力電圧ＶｗのキャパシタＣ０への供給は、突入電流を防止する観点から、Ｗ相交流出力電圧Ｖｗと端子間電圧Ｖｃとの電圧差を考慮してシステムリレーＳＲＰ１，ＳＲＰ２をオンすることにより開始される。
【０１０２】
詳細には、図２のステップＳ１２において、制御装置３０は、モータジェネレータＭＧ１のモータ回転数ＭＲＮ１からＷ相交流出力電圧Ｖｗを算出し、かつ、電圧センサ２０により端子間電圧Ｖｃを検出する。そして、制御装置３０は、両者の電圧差｜Ｖｗ−Ｖｃ｜を求めると、この電圧差が所定のしきい値Ｖ＿ｓｔｄ以下となるタイミングで、Ｈレベルの信号ＳＥＰを生成してシステムリレーＳＲＰ１，ＳＲＰ２をオンする（ステップＳ１３）。
【０１０３】
図５においては、端子間電圧Ｖｃが略零を示すことから、Ｗ相交流出力電圧Ｖｗが略零となる期間Ｔ１のタイミングｔ１において、システムリレーＳＲＰ１，ＳＲＰ２がオンされる。そして、システムリレーＳＲＰ１，ＳＲＰ２がオンされたタイミングｔ１以降の期間において、キャパシタＣ０には図中中段に示すＷ相交流出力電圧Ｖｗが供給される。
【０１０４】
そして、Ｗ相交流出力電圧Ｖｗが供給されたことに応じて、キャパシタＣ０の充電が開始されると（ステップＳ１４）、キャパシタＣ０の端子間電圧Ｖｍは、図５の最下段に示すように、Ｗ相交流出力電圧Ｖｗの振幅に従って、なだらかに増加と減少とが繰り返される。すなわち、キャパシタＣ０は、Ｗ相交流出力電圧Ｖｗの周期性で充放電が繰り返される。このとき、端子間電圧Ｖｃは、キャパシタＣ０の蓄積エネルギーが漸増するに従って緩やかに増加する。
【０１０５】
そして、ステップＳ０５に戻って、端子間電圧Ｖｃが過放電電圧Ｖ１を越えたと判断されると、すなわち、キャパシタＣ０が過放電状態を脱却したと判断されると、制御装置３０は、端子間電圧Ｖｃが下限電圧Ｖ２以下であることに応じて、以下に述べる（２）のキャパシタＣ０の充電動作へ移行し、キャパシタＣ０をより迅速に充電する。
【０１０６】
（２）キャパシタＣ０の端子間電圧Ｖｃが過放電電圧Ｖ１より大きく、下限電圧Ｖ２以下のとき
上記（１）の充電動作によってキャパシタＣ０が過放電状態を脱却したと判断されると、さらに、制御装置３０は、図３のフローチャートに従って、キャパシタＣ０の充電動作を継続する。なお、以下に示す充電動作は、上記（１）の充電動作に継続して行なわれる場合のみならず、車両システム起動時のキャパシタＣ０の端子間電圧Ｖｃが過放電電圧Ｖ１よりも大きく、かつ下限電圧Ｖ２以下である場合においては単独で行なわれる。
【０１０７】
図３は、この発明の実施の形態による車両システム起動時の電圧制御を説明するためのフローチャートである。
【０１０８】
図３を参照して、キャパシタＣ０の充電動作は、上記（１）で述べたのと同様にモータジェネレータＭＧ１に発生した逆起電圧を用いて行なわれる。ただし、（２）の充電動作は、３相交流出力電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを全てキャパシタＣ０に供給して行なうことを特徴とする点において、単相交流出力電圧を用いてキャパシタＣ０を充電することを特徴とする上記（１）の充電動作とは異なる。
【０１０９】
詳細には、制御装置３０は、図２のステップＳ１５において、キャパシタＣ０の端子間電圧Ｖｃが下限電圧Ｖ２以下であると判断すると、以下のステップＳ２０〜Ｓ３０に従って、モータジェネレータＭＧ１に発生する逆起電圧によってキャパシタＣ０を充電する。なお、ステップＳ２０に示すエンジンＥＮＧの起動動作は、図２のステップＳ０６で述べたのと同様の手順で行なわれるため、詳細な説明は繰り返さない。
【０１１０】
なお、上記（１）の充電動作から（２）の充電動作に移行する場合においては、エンジンが既に起動されてバッテリＢがモータ駆動装置１００から切り離されていることから、ステップＳ２０，Ｓ２１の動作を省略するとともに、制御装置３０が、Ｈレベルの信号ＳＥＢを出力して、バッテリＢ側のシステムリレーＳＲＢ２，ＳＲＢ３をオンする（ステップＳ２２）。さらに、制御装置３０は、Ｈレベルの信号ＳＥＭを生成して、モータジェネレータＭＧ１側のシステムリレーＳＲＵ，ＳＲＶをオンするとともに（ステップＳ２３）、システムリレーＳＲＷをインバータ１４側に接続する。（ステップＳ２４）。
【０１１１】
次に、制御装置３０は、キャパシタＣ０の充電動作に先立って、インバータ１４の入力電圧Ｖｍが所定の電圧レベルＶ３よりも低いか否かを判定する（ステップＳ２５）。このときの所定の電圧レベルＶ３は、システムリレーＳＲＣ１，ＳＲＣ２をオンしてキャパシタＣ０を接続した際に、端子間電圧Ｖｃと入力電圧Ｖｍとの電圧差による突入電流の発生を防止可能な電圧レベルとする。入力電圧ＶｍがステップＳ２０のエンジンの起動によって高い電圧レベルに昇圧されていることを考慮したものである。
【０１１２】
ステップＳ２３において、インバータ１４の入力電圧Ｖｍが所定の電圧Ｖ３よりも低いと判断されると、制御装置３０は、Ｈレベルの信号ＳＥＣを出力してシステムリレーＳＲＣ１，ＳＲＣ２をオンする（ステップＳ２６）。
【０１１３】
一方、ステップＳ２５において、インバータ１４の入力電圧Ｖｍが所定の電圧Ｖ３以上であると判断されると、制御装置３０は、コンデンサＣ２に蓄積されているエネルギーを消費して、入力電圧Ｖｍを所定の電圧Ｖ３レベルにまで低減させる（ステップＳ３０）。このエネルギー消費の具体的な方法としては、インバータ３１の上側のＮＰＮトランジスタのオンデューティーを大きくして、コンデンサＣ２からインバータ３１を介してモータジェネレータＭＧ２にエネルギーが流出する経路を設けることなどが挙げられる。
【０１１４】
次に、システムリレーＳＲＣ１，ＳＲＣ２がオンされ、キャパシタＣ０がモータ駆動装置１００に接続されると、エンジンＥＮＧの駆動力によってモータジェネレータＭＧ１に発生した逆起電圧が、キャパシタＣ０に充電される。また、バッテリＢからの電力供給を受けてキャパシタＣ０が充電される。
【０１１５】
具体的には、制御装置３０は、モータジェネレータＭＧ１において所望の逆起電圧が発生するためのエンジンの目標回転数を決定する（ステップＳ２７）。所望の逆起電圧とは、キャパシタＣ０の端子間電圧Ｖｃとインバータ１４の入力電圧Ｖｍとを略同じ電圧レベルとするために、キャパシタＣ０に供給しなければならない電力量から求められる。なお、ステップＳ２５においては、制御装置３０が、エンジン回転数と逆起電圧との相関を予めマップとして格納しており、所望の逆起電圧に対応するエンジン回転数を当該マップから選出する構成としてもよい。
【０１１６】
モータジェネレータＭＧ１に発生した逆起電圧は、インバータ１４において交流電力から直流電力に変換されてキャパシタＣ０に蓄えられる。これにより、キャパシタＣ０の端子間電圧Ｖｃが増加する。
【０１１７】
制御装置３０は、以上のキャパシタＣ０の充電動作を、インバータ１４の入力電圧ＶｍとキャパシタＣ０の端子間電圧Ｖｃとの電圧差が所定のしきい値Ｖ＿ｓｔｄ以下となるまで継続する。最後に、制御装置３０は、出力電圧Ｖｍと端子間電圧Ｖｃとの電圧差が所定のしきい値Ｖ＿ｓｔｄ以下にまで縮減されたことを確認して（ステップＳ２８）、モータ駆動装置１００を、車両システム起動開始が可能なＲＤＹ状態とする（ステップＳ２９）。モータ駆動装置１００は、ＲＤＹ状態となったことに応じて、通常の車両システム起動動作を実行する。
【０１１８】
以上のように、この発明によるモータ駆動装置１００によれば、車両システム起動時において、キャパシタＣ０の端子間電圧Ｖｃとシステム電圧Ｖｍとの電圧差が解消されたことを確認して通常のシステム起動動作に移行することから、突入電流から構成部品を保護することができる。特に、キャパシタＣ０が過放電状態にあるときには、キャパシタＣ０への印加電圧を制限して充電が行なわれることから、確実に突入電流を防止することができる。その結果、信頼度の高いモータ駆動装置を実現することができる。
【０１１９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１２０】
この発明は、ハイブリッド自動車に搭載されるモータ駆動装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】この発明の実施の形態に従うモータ駆動装置の概略ブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態による車両システム起動時の電圧制御を説明するためのフローチャートである。
【図３】この発明の実施の形態による車両システム起動時の電圧制御を説明するためのフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態による車両システム起動時の電圧制御を説明するための模式図である。
【図５】この発明の実施の形態による車両システム起動時の電圧制御を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【０１２２】
１０，２０，２２  電圧センサ、１２  昇圧コンバータ、１４，３１  インバータ、１５  Ｕ相アーム、１６  Ｖ相アーム、１７  Ｗ相アーム、２４，２８  電流センサ、３０  制御装置、５０  動力分割機構、１００  モータ駆動装置、Ｂ  バッテリ、Ｑ１〜Ｑ８  ＮＰＮトランジスタ、Ｄ１〜Ｄ１０  ダイオード、Ｃ０  キャパシタ、Ｃ１，Ｃ２  コンデンサ、Ｌ１  インダクタ、ＬＮ１  電源ライン、ＬＮ２  アースライン、ＭＧ１，ＭＧ２  モータジェネレータ、ＳＲＢ１，ＳＲＢ２，ＳＲＣ１，ＳＲＣ２，ＳＲＰ１，ＳＲＰ２，ＳＲＵ，ＳＲＶ，ＳＲＷ  システムリレー、ＥＮＧ  エンジン。
【図１】
2007089264.tif 000003
【図２】
2007089264.tif 000004
【図３】
2007089264.tif 000005
【図４】
2007089264.tif 000006
【図５】
2007089264.tif 000007