(57)【要約】【課題】部品点数の増加を避けつつ性能が向上した車両の駆動システムおよびそれを備える車両を提供する。【解決手段】車両駆動システムは、電源ラインＰＬ２および接地ラインＳＬにともに電気的に接続され、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各ステータコイルに流れる電流をそれぞれ制御するインバータ２０，３０と、モータジェネレータＭＧ１のステータコイルの中性点Ｎ１とバッテリＢ１との接続および切離しを行なうスイッチ４０とを備える。制御装置６０は、モータジェネレータＭＧ１を使用せず、モータジェネレータＭＧ２を使用する場合に、昇圧ユニット１０の電圧変換動作と並行してスイッチ４０を接続状態にしインバータ２０にモータジェネレータＭＧ１のステータコイルをリアクトルとして使用した電圧変換動作を行なわせる。【選択図】図２
2007330022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電装置と、
前記蓄電装置の正極および負極と正極電源線および負極電源線との間で電圧変換を行なう電圧変換部と、
各々がＹ結線の三相ステータコイルを含む第１、第２の回転電機と、
前記正極電源線および前記負極電源線にともに電気的に接続され、前記第１、第２の回転電機の各ステータコイルに流れる電流をそれぞれ制御する第１、第２のインバータ回路と、
前記第１の回転電機のステータコイルの中性点と前記蓄電装置との接続および切離しを行なう接続部と、
前記第１、第２のインバータ回路および前記接続部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記第１の回転電機を使用せず、前記第２の回転電機を使用する場合に、前記電圧変換部の電圧変換動作と並行して前記接続部を接続状態にし前記第１のインバータ回路に前記第１の回転電機のステータコイルをリアクトルとして使用した電圧変換動作を行なわせる、車両駆動システム。
【請求項２】
前記制御部は、前記電圧変換部に前記蓄電装置の電圧を昇圧させて前記正極電源線と前記負極電源線との間に供給させるとともに、前記接続部を接続状態にし前記第１のインバータ回路にも前記蓄電装置の電圧を昇圧させて前記正極電源線と前記負極電源線との間に供給させる、請求項１に記載の車両駆動システム。
【請求項３】
前記制御部は、前記電圧変換部に前記正極電源線と前記負極電源線との間の電圧を降圧させて前記蓄電装置に供給させるとともに、前記接続部を接続状態にし前記第１のインバータ回路にも前記正極電源線と前記負極電源線との間の電圧を降圧させて前記蓄電装置に供給させる、請求項１に記載の車両駆動システム。
【請求項４】
前記第１のインバータ回路は、
前記Ｙ結線の三相ステータコイルの第１〜第３相コイルの端部をそれぞれ前記正極電源線に接続する第１〜第３の電力スイッチング素子と、
前記第１〜第３相コイルの前記端部をそれぞれ前記負極電源線に接続する第４〜第６の電力スイッチング素子とを含む、請求項１に記載の車両駆動システム。
【請求項５】
前記第１の回転電機は、内燃機関から機械的動力を受けて発電し、または前記内燃機関に機械的動力を与えて始動させ、
前記制御部は、少なくとも前記内燃機関の運転中は前記接続部を切離し状態に制御する、請求項１に記載の車両駆動システム。
【請求項６】
前記車両駆動システムは、内燃機関と前記第２の回転電機とを機械的動力源として併用する車両に搭載され、
前記制御部は、前記車両が前記内燃機関を使用せずに走行する場合に、前記接続部を接続状態に制御する、請求項１に記載の車両駆動システム。
【請求項７】
前記車両は、前記第１、第２の回転電機と前記内燃機関との間で機械的動力を分割する動力分割機構と、前記内燃機関と前記動力分割機構との間に設けられ機械的動力の伝達を切断するクラッチ機構とをさらに搭載し、
前記制御部は、前記車両が前記内燃機関を使用せずに走行する場合に、前記クラッチ機構を切断状態に制御する、請求項６に記載の車両駆動システム。
【請求項８】
蓄電装置と、
各々がＹ結線の三相ステータコイルを含む第１、第２の回転電機と、
正極電源線および負極電源線にともに電気的に接続され、前記第１、第２の回転電機の各ステータコイルに流れる電流をそれぞれ制御する第１、第２のインバータ回路と、
前記蓄電装置の正電極および負電極のいずれか一方の電極を、前記第１の回転電機のステータコイルの中性点と、前記正極電源線および前記負極電源線のうち前記一方の電極に対応する電源線とのいずれかに接続する接続部と、
前記第１、第２のインバータ回路および前記接続部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記第１の回転電機を使用せず、前記第２の回転電機を使用する場合に、前記接続部を接続状態にし前記第１のインバータ回路に前記第１の回転電機のステータコイルをリアクトルとして使用した電圧変換動作を行なわせる、車両駆動システム。
【請求項９】
前記制御部は、前記接続部を接続状態にし前記第１のインバータ回路に前記蓄電装置の電圧を昇圧させて前記正極電源線と前記負極電源線との間に供給させる、請求項８に記載の車両駆動システム。
【請求項１０】
前記制御部は、前記接続部を接続状態にし前記第１のインバータ回路に前記正極電源線と前記負極電源線との間の電圧を降圧させて前記蓄電装置に供給させる、請求項８に記載の車両駆動システム。
【請求項１１】
前記第１の回転電機は、内燃機関から機械的動力を受けて発電し、または前記内燃機関に機械的動力を与えて始動させ、
前記制御部は、少なくとも前記内燃機関の運転中は前記接続部を切離し状態に制御する、請求項８に記載の車両駆動システム。
【請求項１２】
前記車両駆動システムは、内燃機関と前記第２の回転電機とを機械的動力源として併用する車両に搭載され、
前記制御部は、前記車両が前記内燃機関を使用せずに走行する場合に、前記接続部を接続状態に制御する、請求項８に記載の車両駆動システム。
【請求項１３】
前記第２の回転電機で発生される機械的動力が伝達される車輪と、
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の車両駆動システムとを備える、車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両駆動システムおよびそれを備える車両に関し、特に、乗物の内部に動力供給源をもつ電気的推進装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境にやさしい電気自動車やハイブリッド自動車等のように、車両推進の動力源として電動機を搭載する車両が見られるようになってきている。
【０００３】
このような車両の例として、たとえば、特開２００２−１０６７０号公報（特許文献１）には、複数の電動機を低電圧の直流電圧を用いて独立に駆動して動力を出力すると共に装置の高効率化を図った車両が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−１０６７０号公報
【特許文献２】特開平１０−３０４６８８号公報
【特許文献３】特開平５−２０７６６４号公報
【特許文献４】特開２０００−３２４８５７号公報
【特許文献５】特開平８−１２６１２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ハイブリッド車両としては、バッテリ容量を大きくして外部から充電を可能とする構成を採用し、エンジン稼動率を下げ燃料補給をあまりしなくても済むような車両も検討されている。このような車両を外部充電可能型ハイブリッド車両と称することとする。
【０００５】
外部充電可能型ハイブリッド車両では、燃料のみを補給する通常のハイブリッド車両と比べてバッテリを高出力高容量なものとし、ＥＶ走行領域を拡大することで、バッテリの蓄電量が残存するうちは積極的にＥＶ走行し、燃費の向上および二酸化炭素の排出量低減を狙うものである。
【０００６】
たとえば、比較的近距離の通勤に外部充電可能型ハイブリッド車両を使用する場合には、夜間家庭で毎日充電を行なっておれば、エンジンが始動するのは、週末の長距離ドライブ時のようにバッテリの蓄電量がゼロに近くなったときや、アクセルペダルを踏込んで車両の負荷が軽負荷でなくなったときに限られる。
【０００７】
外部充電可能型ハイブリッド車両において、二酸化炭素の排出量低減の効果を高めるには、通常のハイブリッド車両に比べさらにバッテリ電力を燃料に優先して使用する必要がある。しかし、パラレル型ハイブリッドシステムや、動力分割機構によりエンジンの動力を車軸と発電機とに分割して伝達可能なシリーズ／パラレル型ハイブリッドシステムの場合、エンジンのトルクも急加速時や高速時の駆動トルクとして使用することが前提である。したがって、外部充電可能型ハイブリッド車両において、エンジントルクを使用せずに最大駆動トルクを同等に確保し、かつＥＶ走行領域を拡大するには、モータおよびその駆動回路のサイズを大きくして性能を向上させる必要がある。
【０００８】
しかし、エネルギ効率や製造コストの点からすると、駆動回路等の大型化や部品点数の増加はなるべく避けるほうが好ましい。
【０００９】
この発明の目的は、部品点数の増加を避けつつ性能が向上した車両の駆動システムおよびそれを備える車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、要約すると、車両駆動システムであって、蓄電装置と、蓄電装置の正極および負極と正極電源線および負極電源線との間で電圧変換を行なう電圧変換部と、各々がＹ結線の三相ステータコイルを含む第１、第２の回転電機と、正極電源線および負極電源線にともに電気的に接続され、第１、第２の回転電機の各ステータコイルに流れる電流をそれぞれ制御する第１、第２のインバータ回路と、第１の回転電機のステータコイルの中性点と蓄電装置との接続および切離しを行なう接続部と、第１、第２のインバータ回路および接続部を制御する制御部とを備える。制御部は、第１の回転電機を使用せず、第２の回転電機を使用する場合に、電圧変換部の電圧変換動作と並行して接続部を接続状態にし第１のインバータ回路に第１の回転電機のステータコイルをリアクトルとして使用した電圧変換動作を行なわせる。
【００１１】
好ましくは、制御部は、電圧変換部に蓄電装置の電圧を昇圧させて正極電源線と負極電源線との間に供給させるとともに、接続部を接続状態にし第１のインバータ回路にも蓄電装置の電圧を昇圧させて正極電源線と負極電源線との間に供給させる。
【００１２】
好ましくは、制御部は、電圧変換部に正極電源線と負極電源線との間の電圧を降圧させて蓄電装置に供給させるとともに、接続部を接続状態にし第１のインバータ回路にも正極電源線と負極電源線との間の電圧を降圧させて蓄電装置に供給させる。
【００１３】
好ましくは、第１のインバータ回路は、Ｙ結線の三相ステータコイルの第１〜第３相コイルの端部をそれぞれ正極電源線に接続する第１〜第３の電力スイッチング素子と、第１〜第３相コイルの端部をそれぞれ負極電源線に接続する第４〜第６の電力スイッチング素子とを含む。
【００１４】
好ましくは、第１の回転電機は、内燃機関から機械的動力を受けて発電し、または内燃機関に機械的動力を与えて始動させ、制御部は、少なくとも内燃機関の運転中は接続部を切離し状態に制御する。
【００１５】
好ましくは、車両駆動システムは、内燃機関と第２の回転電機とを機械的動力源として併用する車両に搭載される。制御部は、車両が内燃機関を使用せずに走行する場合に、接続部を接続状態に制御する。
【００１６】
より好ましくは、車両は、第１、第２の回転電機と内燃機関との間で機械的動力を分割する動力分割機構と、内燃機関と動力分割機構との間に設けられ機械的動力の伝達を切断するクラッチ機構とをさらに搭載する。制御部は、車両が内燃機関を使用せずに走行する場合に、クラッチ機構を切断状態に制御する。
【００１７】
この発明の他の局面に従うと、車両駆動システムであって、蓄電装置と、各々がＹ結線の三相ステータコイルを含む第１、第２の回転電機と、正極電源線および負極電源線にともに電気的に接続され、第１、第２の回転電機の各ステータコイルに流れる電流をそれぞれ制御する第１、第２のインバータ回路と、蓄電装置の正電極および負電極のいずれか一方の電極を、第１の回転電機のステータコイルの中性点と、正極電源線および負極電源線のうち一方の電極に対応する電源線とのいずれかに接続する接続部と、第１、第２のインバータ回路および接続部を制御する制御部とを備える。制御部は、第１の回転電機を使用せず、第２の回転電機を使用する場合に、接続部を接続状態にし第１のインバータ回路に第１の回転電機のステータコイルをリアクトルとして使用した電圧変換動作を行なわせる。
【００１８】
好ましくは、制御部は、接続部を接続状態にし第１のインバータ回路に蓄電装置の電圧を昇圧させて正極電源線と負極電源線との間に供給させる。
【００１９】
好ましくは、制御部は、接続部を接続状態にし第１のインバータ回路に正極電源線と負極電源線との間の電圧を降圧させて蓄電装置に供給させる。
【００２０】
好ましくは、第１の回転電機は、内燃機関から機械的動力を受けて発電し、または内燃機関に機械的動力を与えて始動させる。制御部は、少なくとも内燃機関の運転中は接続部を切離し状態に制御する。
【００２１】
好ましくは、車両駆動システムは、内燃機関と第２の回転電機とを機械的動力源として併用する車両に搭載される。制御部は、車両が内燃機関を使用せずに走行する場合に、接続部を接続状態に制御する。
【００２２】
この発明のさらに他の局面に従うと、車両であって、第２の回転電機で発生される機械的動力が伝達される車輪と、上記いずれかに記載の車両駆動システムとを備える。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、部品点数をあまり増加させずに車両の力行時または回生時の性能を上げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本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、図中同一または相当部分には同一の符号を付してそれらについての説明は繰返さない。
【００２５】
図１は、本発明の実施の形態に係る車両１の構成を示すブロック図である。この車両１は、車輪の駆動にモータとエンジンとを併用するハイブリッド自動車（Hybrid Vehicle）である。
【００２６】
図１を参照して、車両１は、前輪２ＦＲ，２ＦＬと、後輪２ＲＲ，２ＲＬと、エンジン４と、プラネタリギヤＰＧと、デファレンシャルギヤＤＧと、ギヤ５，６とを含む。
【００２７】
車両１は、さらに、バッテリＢ１と、バッテリＢ１の出力する直流電力を昇圧する昇圧ユニット１０と、昇圧ユニット１０との間で直流電力を授受するインバータ２０，３０とを含む。
【００２８】
車両１は、さらに、プラネタリギヤＰＧを介してエンジン４の機械的動力を受けて発電を行なうモータジェネレータＭＧ１と、回転軸がプラネタリギヤＰＧに接続されるモータジェネレータＭＧ２とを含む。インバータ２０，３０はモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に接続され交流電力と昇圧ユニット１０からの直流電力との変換を行なう。
【００２９】
プラネタリギヤＰＧは、エンジン４とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に結合されてこれらの間で動力を分配する動力分割機構として動作する。
【００３０】
プラネタリギヤＰＧは、サンギヤと、リングギヤと、サンギヤおよびリングギヤの両方に噛み合うピニオンギヤと、ピニオンギヤをサンギヤの周りに回転可能に支持するプラネタリキャリヤとを含む。プラネタリギヤＰＧは第１〜第３の回転軸を有する。第１の回転軸はエンジン４に接続されるプラネタリキャリヤの回転軸である。第２の回転軸はモータジェネレータＭＧ１に接続されるサンギヤの回転軸である。第３の回転軸はモータジェネレータＭＧ２に接続されるリングギヤの回転軸である。
【００３１】
この３つの回転軸がエンジン４、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各回転軸にそれぞれ接続される。たとえば、モータジェネレータＭＧ１のロータを中空としてその中心にエンジン４のクランク軸を通すことで動力分配機構にエンジン４とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とを機械的に接続することができる。
【００３２】
この第３の回転軸にはギヤ５が取付けられ、このギヤ５はギヤ６を駆動することによりデファレンシャルギヤＤＧに機械的動力を伝達する。デファレンシャルギヤＤＧはギヤ６から受ける機械的動力を前輪２ＦＲ，２ＦＬに伝達するとともに、ギヤ６，５を介して前輪２ＦＲ，２ＦＬの回転力をプラネタリギヤＰＧの第３の回転軸に伝達する。
【００３３】
プラネタリギヤＰＧは、３つの回転軸のうち２つの回転軸の回転に応じて、残る１つの回転軸の回転を決定する。したがって、エンジン４を最も効率のよい領域で動作させつつ、モータジェネレータＭＧ１の発電量を制御してモータジェネレータＭＧ２を駆動させることにより車速の制御を行ない、全体としてエネルギ効率のよい自動車を実現している。
【００３４】
なお、プラネタリギヤＰＧの内部にモータジェネレータＭＧ２の回転軸に対する減速機をさらに組み込んでもよい。
【００３５】
昇圧ユニット１０はバッテリＢ１から受ける直流電圧を昇圧し、その昇圧された直流電圧をインバータ２０，３０に供給する。インバータ２０は、供給された直流電圧を交流電圧に変換してエンジン始動時にはモータジェネレータＭＧ１を駆動制御する。また、エンジン始動後にはモータジェネレータＭＧ１が発電した交流電力は、インバータ２０によって直流に変換されて、昇圧ユニット１０によってバッテリＢ１の充電に適切な電圧に変換されバッテリＢ１が充電される。
【００３６】
また、インバータ３０はモータジェネレータＭＧ２を駆動する。モータジェネレータＭＧ２は単独で、またはエンジン４を補助して、前輪２ＦＲ，２ＦＬを駆動する。制動時には、モータジェネレータＭＧ２は回生運転を行ない、車輪の回転エネルギを電気エネルギに変換する。得られた電気エネルギは、インバータ３０および昇圧ユニット１０を経由してバッテリＢ１に戻される。
【００３７】
昇圧ユニット１０とバッテリＢ１との間にはシステムメインリレーＳＲ１，ＳＲ２が設けられ車両非運転時には高電圧が遮断される。
【００３８】
車両１は、さらに、車速を検知する車速センサ８と、運転者からの加速要求指示を受ける入力部でありアクセルペダルの位置を検知するアクセルセンサ９と、バッテリＢ１に取付けられる電圧センサ７０と、アクセルセンサ９からのアクセル開度Ａｃｃおよび電圧センサ７０からの電圧ＶＢに応じてエンジン４、インバータ２０，３０および昇圧ユニット１０を制御する制御装置６０とを含む。電圧センサ７０は、バッテリＢ１の電圧ＶＢを検知して制御装置６０に送信する。
【００３９】
車両１は、さらに、外部充電装置１００から延びる充電ケーブル１０２の先に設けられたプラグ１０４を接続するためのソケット１６と、ソケット１６を経由して外部充電装置１００から交流電力を受ける充電用インバータ１２とをさらに含む。充電用インバータ１２は、バッテリＢ１に接続されており、充電用の直流電力をバッテリＢ１に対して供給する。
【００４０】
ここで、制御装置６０は、イグニッションスイッチ（またはイグニッションキー）からの信号ＩＧおよびバッテリＢ１の充電状態ＳＯＣに基づいて、車外から与えられる交流電圧からバッテリＢ１に対する充電が行なわれるように図１の充電用インバータ１２を制御する。
【００４１】
すなわち、制御装置６０は、車両が駐車状態で信号ＩＧがオフでありかつソケット１６に外部から電圧が与えられているときは、バッテリＢ１の充電状態ＳＯＣに基づいて充電可能かを判断し、充電可能と判断したときは、充電用インバータ１２を駆動する。一方、制御装置６０は、バッテリＢ１がほぼ満充電状態であり、充電可能でないと判断したときは、ソケット１６に外部から電圧が与えられていても充電用インバータ１２を停止させる。
【００４２】
図２は、図１のブロック図を詳細に示した回路図である。
図２を参照して、この車両１は、バッテリユニットＢＵと、昇圧ユニット１０と、インバータ２０，３０と、電源ラインＰＬ１，ＰＬ２と、接地ラインＳＬと、Ｕ相ラインＵＬ１，ＵＬ２と、Ｖ相ラインＶＬ１，ＶＬ２と、Ｗ相ラインＷＬ１，ＷＬ２と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、中性ラインＭＬ１と、スイッチ４０と、エンジン４と、車輪２とを含む。
【００４３】
モータジェネレータＭＧ１は、エンジンによって駆動される発電機として動作し、かつ、エンジン始動を行ない得る電動機として動作するものとしてハイブリッド自動車に組み込まれ、モータジェネレータＭＧ２は、ハイブリッド自動車の駆動輪を駆動する電動機としてハイブリッド自動車に組み込まれる。
【００４４】
モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、たとえば、３相交流同期電動機である。モータジェネレータＭＧ１はＵ相コイルＵ１、Ｖ相コイルＶ１、Ｗ相コイルＷ１からなるＹ結線された３相コイルをステータコイルとして含む。モータジェネレータＭＧ２はＵ相コイルＵ２、Ｖ相コイルＶ２、Ｗ相コイルＷ２からなるＹ結線された３相コイルをステータコイルとして含む。
【００４５】
そして、モータジェネレータＭＧ１は、エンジン出力を用いて３相交流電圧を発生し、その発生した３相交流電圧をインバータ２０へ出力する。また、モータジェネレータＭＧ１は、インバータ２０から受ける３相交流電圧によって駆動力を発生し、エンジンの始動を行なう。
【００４６】
モータジェネレータＭＧ２は、インバータ３０から受ける３相交流電圧によって車両の駆動トルクを発生する。また、モータジェネレータＭＧ２は、車両の回生制動時、３相交流電圧を発生してインバータ３０へ出力する。
【００４７】
バッテリユニットＢＵは、負極が接地ラインＳＬに接続された蓄電装置であるバッテリＢ１と、バッテリＢ１の電圧を測定する電圧センサ７０と、バッテリＢ１の電流を測定する電流センサ８４とを含む。
【００４８】
直流電源であるバッテリＢ１は、直流電力を昇圧ユニット１０に供給するとともに、回生時に降圧ユニットとしても動作する昇圧ユニット１０からの直流電力によって充電される。バッテリＢ１は、たとえば、ニッケル水素、リチウムイオンや鉛蓄電池等の二次電池を用いることができる。また、バッテリＢ１に代えて大容量の電気二重層コンデンサを用いることもできる。
【００４９】
バッテリユニットＢＵは、バッテリＢ１から出力される直流電圧を昇圧ユニット１０へ出力する。また、昇圧ユニット１０から出力される直流電圧によってバッテリユニットＢＵ内部のバッテリＢ１が充電される。
【００５０】
昇圧ユニット１０は、リアクトルＬと、ｎｐｎ型トランジスタＱ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。リアクトルＬは、電源ラインＰＬ１に一端が接続され、ｎｐｎ型トランジスタＱ１，Ｑ２の接続点に他端が接続される。ｎｐｎ型トランジスタＱ１，Ｑ２は、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間に直列に接続され、制御装置６０からの信号ＰＷＣを制御電極に受ける。そして、各ｎｐｎ型トランジスタ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ようにダイオードＤ１，Ｄ２がそれぞれ接続される。
【００５１】
なお、上記のｎｐｎ型トランジスタおよび以下の本明細書中のｎｐｎ型トランジスタとして、たとえば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）を用いることができ、またｎｐｎ型トランジスタに代えて、パワーＭＯＳＦＥＴ（metal oxide semiconductor field-effect transistor）等の電力スイッチング素子を用いることができる。
【００５２】
インバータ２０は、Ｕ相アーム２２、Ｖ相アーム２４およびＷ相アーム２６を含む。Ｕ相アーム２２、Ｖ相アーム２４およびＷ相アーム２６は、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間に並列に接続される。
【００５３】
Ｕ相アーム２２は、直列に接続されたｎｐｎ型トランジスタＱ１１，Ｑ１２を含み、Ｖ相アーム２４は、直列に接続されたｎｐｎ型トランジスタＱ１３，Ｑ１４を含み、Ｗ相アーム２６は、直列に接続されたｎｐｎ型トランジスタＱ１５，Ｑ１６を含む。各ｎｐｎ型トランジスタＱ１１〜Ｑ１６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Ｄ１１〜Ｄ１６がそれぞれ接続される。そして、各相アームにおける各ｎｐｎ型トランジスタの接続点は、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相ラインＵＬ１，ＶＬ１，ＷＬ１を介して、モータジェネレータＭＧ１の各相コイルの中性点Ｎ１側と異なる側のコイル端に、それぞれ接続される。
【００５４】
インバータ３０は、Ｕ相アーム３２、Ｖ相アーム３４およびＷ相アーム３６を含む。Ｕ相アーム３２、Ｖ相アーム３４およびＷ相アーム３６は、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間に並列に接続される。
【００５５】
Ｕ相アーム３２は、直列に接続されたｎｐｎ型トランジスタＱ２１，Ｑ２２を含み、Ｖ相アーム３４は、直列に接続されたｎｐｎ型トランジスタＱ２３，Ｑ２４を含み、Ｗ相アーム３６は、直列に接続されたｎｐｎ型トランジスタＱ２５，Ｑ２６を含む。各ｎｐｎ型トランジスタＱ２１〜Ｑ２６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Ｄ２１〜Ｄ２６がそれぞれ接続される。
【００５６】
そして、インバータ３０においても、各相アームにおける各ｎｐｎ型トランジスタの接続点は、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相ラインＵＬ２，ＶＬ２，ＷＬ２を介して、モータジェネレータＭＧ２の各相コイルの中性点Ｎ２と異なるコイル端に、それぞれ接続される。
【００５７】
車両１は、さらに、コンデンサＣ１，Ｃ２と、制御装置６０と、電圧センサ７２〜７４と、電流センサ８０，８２とを含む。
【００５８】
コンデンサＣ１は、電源ラインＰＬ１と接地ラインＳＬとの間に接続され、電圧変動に起因するバッテリＢ１および昇圧ユニット１０への影響を低減する。電源ラインＰＬ１と接地ラインＳＬとの間の電圧ＶＬは、電圧センサ７３で測定される。
【００５９】
コンデンサＣ２は、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間に接続され、電圧変動に起因するインバータ２０，３０および昇圧ユニット１０への影響を低減する。電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間の電圧ＶＨは、電圧センサ７２で測定される。
【００６０】
昇圧ユニット１０は、バッテリユニットＢＵから電源ラインＰＬ１を介して供給される直流電圧を昇圧して電源ラインＰＬ２へ出力する。より具体的には、昇圧ユニット１０は、制御装置６０からの信号ＰＷＣに基づいて、ｎｐｎ型トランジスタＱ２のスイッチング動作に応じて流れる電流によりリアクトルＬに磁場エネルギを蓄積する。そして昇圧ユニット１０は、その蓄積したエネルギをｎｐｎ型トランジスタＱ２がＯＦＦされたタイミングに同期してダイオードＤ１を介して電源ラインＰＬ２へ電流を流すことによって放出する。この動作の繰り返しによって昇圧動作が行なわれる。
【００６１】
また、昇圧ユニット１０は、制御装置６０からの信号ＰＷＣに基づいて、電源ラインＰＬ２を介してインバータ２０および３０のいずれか一方または両方から受ける直流電圧をバッテリユニットＢＵの電圧レベルに降圧する。これにより、バッテリユニットＢＵ内部のバッテリの充電が行なわれる。
【００６２】
インバータ２０は、制御装置６０からの信号ＰＷＭ１に基づいて、電源ラインＰＬ２から供給される直流電圧を３相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によって指定されたトルクを発生するように駆動される。
【００６３】
また、インバータ２０は、エンジンからの出力を受けてモータジェネレータＭＧ１が発電した３相交流電圧を制御装置６０からの信号ＰＷＭ１に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を電源ラインＰＬ２へ出力する。
【００６４】
インバータ３０は、制御装置６０からの信号ＰＷＭ２に基づいて、電源ラインＰＬ２から供給される直流電圧を３相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。
【００６５】
また、インバータ３０は、車両１が搭載されたハイブリッド自動車の回生制動時、駆動軸からの回転力を受けてモータジェネレータＭＧ２が発電した３相交流電圧を制御装置６０からの信号ＰＷＭ２に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を電源ラインＰＬ２へ出力する。
【００６６】
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緩め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。
【００６７】
電圧センサ７０は、バッテリＢ１のバッテリ電圧ＶＢ１を検出し、その検出したバッテリ電圧ＶＢ１を制御装置６０へ出力する。電圧センサ７３は、コンデンサＣ１の両端の電圧、すなわち、昇圧ユニット１０の入力電圧ＶＬを検出し、その検出した電圧ＶＬを制御装置６０へ出力する。電圧センサ７２は、コンデンサＣ２の両端の電圧、すなわち、昇圧ユニット１０の出力電圧ＶＨ（インバータ２０，３０の入力電圧に相当する。）を検出し、その検出した電圧ＶＨを制御装置６０へ出力する。
【００６８】
電流センサ８０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６０へ出力する。電流センサ８２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６０へ出力する。
【００６９】
制御装置６０は、図示しないＥＣＵ（Electronic Control Unit）から出力されたモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２およびモータ回転数ＭＲＮ１，ＭＲＮ２と、電圧センサ７３からの電圧ＶＬと、電圧センサ７２からの電圧ＶＨとに基づいて、昇圧ユニット１０を駆動するための信号ＰＷＣを生成し、その生成した信号ＰＷＣを昇圧ユニット１０へ出力する。
【００７０】
また、制御装置６０は、電圧ＶＨならびにモータジェネレータＭＧ１のモータ電流ＭＣＲＴ１およびトルク指令値ＴＲ１に基づいて、モータジェネレータＭＧ１を駆動するための信号ＰＷＭ１を生成し、その生成した信号ＰＷＭ１をインバータ２０へ出力する。さらに、制御装置６０は、電圧ＶＨならびにモータジェネレータＭＧ２のモータ電流ＭＣＲＴ２およびトルク指令値ＴＲ２に基づいて、モータジェネレータＭＧ２を駆動するための信号ＰＷＭ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭ２をインバータ３０へ出力する。
【００７１】
さらに、制御装置６０は、スイッチ４０の導通／非導通の切換制御を行なう。制御装置６０は、バッテリＢ１の蓄電量がある程度減った場合には、スイッチ４０を非導通にするとともに、エンジン４を起動してモータジェネレータＭＧ１で発電を行なうことを許可する。この動作モードを通常ＨＶモードと呼ぶこととする。
【００７２】
一方、制御装置６０は、バッテリＢ１の蓄電量があまり減っていない場合には、スイッチ４０を導通させるとともに、エンジン４を停止状態におきモータジェネレータＭＧ１で発電を行なうことを禁止する。そしてモータジェネレータＭＧ１のステータコイルはリアクトルとしてエネルギを蓄えるために使用され、制御装置６０は、信号ＰＷＭ１を制御してインバータ２０とこのリアクトルとでバッテリＢ１の電圧を昇圧してインバータ３０に供給する。この動作モードをＥＶ優先モードと呼ぶこととする。
【００７３】
ＥＶ優先モードでは、インバータ２０とモータジェネレータＭＧ１のステータコイルで構成される昇圧ユニットが、昇圧ユニット１０に加えて動作するので、電圧ＶＨをより高い電圧まで昇圧させたり、モータジェネレータＭＧ２により大きな電力を供給したりすることが可能となる。したがって、ＥＶ走行であってもエンジンからのトルク無しでも力強い走りが実現できる。
【００７４】
次に、スイッチ４０のいろいろなバリエーションについて説明する。
図３は、スイッチの第１の構成例スイッチ４０Ａを示した回路図である。
【００７５】
図３を参照して、スイッチ４０Ａは、アノードが電源ラインＰＬ１に接続されるダイオード１５２と、ダイオード１５２のカソードにコレクタが接続されエミッタが中性ラインＭＬ１に接続されるＩＧＢＴ素子１５４とを含む。スイッチ４０Ａは、電源ラインＰＬ１から中性ラインＭＬ１に向けて電流を流すことができるスイッチである。
【００７６】
ＩＧＢＴ素子１５４の制御電極は、図２の制御装置６０によって制御され、スイッチ４０Ａは、ＥＶ優先モードにおいてモータジェネレータＭＧ２の力行時に導通される。スイッチ４０Ａを導通させてインバータ２０およびモータジェネレータＭＧ１のリアクトルで構成される昇圧回路と昇圧ユニット１０とを並列駆動させることで、力強い走行が可能となる。
【００７７】
図４は、スイッチの第２の構成例スイッチ４０Ｂを示した回路図である。
図４を参照して、スイッチ４０Ｂは、アノードが中性ラインＭＬ１に接続されるダイオード１５６と、ダイオード１５６のカソードにコレクタが接続されエミッタが電源ラインＰＬ１に接続されるＩＧＢＴ素子１５８とを含む。スイッチ４０Ｂは、中性ラインＭＬ１から電源ラインＰＬ１に向けて電流を流すことができるスイッチである。
【００７８】
ＩＧＢＴ素子１５８の制御電極は、図２の制御装置６０によって制御され、スイッチ４０Ｂは、ＥＶ優先モードにおいてモータジェネレータＭＧ２の回生時に導通される。スイッチ４０Ａを導通させてインバータ２０およびモータジェネレータＭＧ１のリアクトルで構成される降圧回路と、降圧回路として動作する昇圧ユニット１０とを並列駆動させることで、回生電力が大きい場合の回収率があがる。
【００７９】
図５は、スイッチの第３の構成例スイッチ４０Ｃを示した回路図である。
図５を参照して、スイッチ４０Ｃは、アノードが電源ラインＰＬ１に接続されるダイオード１５２と、ダイオード１５２のカソードにコレクタが接続されエミッタが中性ラインＭＬ１に接続されるＩＧＢＴ素子１５４とを含む。
【００８０】
スイッチ４０Ｃは、さらに、アノードが中性ラインＭＬ１に接続されるダイオード１５６と、ダイオード１５６のカソードにコレクタが接続されエミッタが電源ラインＰＬ１に接続されるＩＧＢＴ素子１５８とを含む。スイッチ４０Ｃは、電源ラインＰＬ１から中性ラインＭＬ１に向けて電流を流すことができ、かつ中性ラインＭＬ１から電源ラインＰＬ１に向けて電流を流すことができるスイッチである。
【００８１】
スイッチ４０Ｃを用いれば、ＥＶ走行時の力行時および回生時のいずれにおいてもモータジェネレータで大電力を扱うことができるようになる。
【００８２】
図６は、スイッチの第４の構成例スイッチ４０Ｄを示した回路図である。
図６を参照して、スイッチ４０Ｄは、電源ラインＰＬ１と中性ラインＭＬ１とを機械的接点で接続するリレーを含む。このリレーは、図２の制御装置６０によって導通／非導通が制御される。スイッチ４０Ｄは、電源ラインＰＬ１から中性ラインＭＬ１に向けて電流を流すことができ、かつ中性ラインＭＬ１から電源ラインＰＬ１に向けて電流を流すことができるスイッチである。
【００８３】
スイッチ４０Ｄを用いれば、ＥＶ走行時の力行時および回生時のいずれにおいてもモータジェネレータで大電力を扱うことができるようになる。
【００８４】
図７は、ＥＶ優先モードにおける昇降圧動作を行なう部分の等価回路図である。
図７を参照して、図２のインバータ２０および３０のうちのＵ相アームが代表として示されている。またモータジェネレータの３相コイルのうちＵ相コイルＵ１が代表として示されている。Ｕ相に代えて他の相を用いてもよい。また、Ｕ相だけを用いても良いし、必要電力に応じて他のＶ相およびＷ相をさらに用いてもよい。
【００８５】
図７を見ればわかるように、Ｕ相コイルＵ１とＵ相アーム２２からなる組は昇圧ユニット１０と同様な構成となっている。したがって、たとえば２００Ｖの程度のバッテリ電圧を昇圧してたとえば６５０Ｖ程度の電圧ＶＨに変換することが可能である。
【００８６】
昇圧時（力行時）には、トランジスタＱ２およびＱ１２がスイッチング制御される。トランジスタＱ２のオン時に電源ラインＰＬ１から接地ラインＳＬに向けて電流が流れ、このときリアクトルＬにエネルギが蓄えられる。そして、トランジスタＱ２がオフ状態となると、リアクトルＬに蓄えられていたエネルギがダイオードＤ１を介して電源ラインＰＬ２に放出される。同様に、トランジスタＱ１２のオン時に中性ラインＭＬ１から接地ラインＳＬに向けて電流が流れ、このときＵ相コイルＵ１にエネルギが蓄えられる。そして、トランジスタＱ１２がオフ状態となると、Ｕ相コイルＵ１に蓄えられていたエネルギがダイオードＤ１１を介して電源ラインＰＬ２に放出される。
【００８７】
なお、ダイオードＤ１，Ｄ１１による損失を低減させるためにダイオードＤ１，Ｄ１１の導通期間に同期させてトランジスタＱ１，Ｑ１１をそれぞれ導通させても良い。
【００８８】
降圧時（回生時）には、トランジスタＱ１およびＱ１１がスイッチング制御される。トランジスタＱ１のオン時に電源ラインＰＬ２から電源ラインＰＬ１に向けて電流が流れ、このときリアクトルＬにエネルギが蓄えられる。そして、トランジスタＱ１がオフ状態となると、リアクトルＬに蓄えられていたエネルギがダイオードＤ２を介して流れる転流電流によって放出されバッテリユニットＢＵに充電が行なわれる。同様に、トランジスタＱ１１のオン時に電源ラインＰＬ２から中性ラインＭＬ１に向けて電流が流れ、このときＵ相コイルＵ１にエネルギが蓄えられる。そして、トランジスタＱ１１がオフ状態となると、Ｕ相コイルＵ１に蓄えられていたエネルギがダイオードＤ１２を介して流れる転流電流によって放出されバッテリユニットＢＵに充電が行なわれる。
【００８９】
なお、ダイオードＤ２，Ｄ１２による損失を低減させるためにダイオードＤ２，Ｄ１２の導通期間に同期させてトランジスタＱ２，Ｑ１２をそれぞれ導通させても良い。
【００９０】
好ましくは、体感振動を減少させるために、車両にクラッチを設けても良い。
図８は、体感振動を減少させるために設けるクラッチを説明するための図である。
【００９１】
図８を参照して、車両は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とエンジン４との間で機械的動力を分割するプラネタリギヤＰＧと、エンジン４とプラネタリギヤＰＧとの間に設けられ機械的動力の伝達を切断するクラッチ機構１７０とを搭載する。制御装置６０は、ＥＶ優先モードにおいて車両がエンジン４を使用せずに走行する場合に、クラッチ機構１７０を切断状態にする。
【００９２】
モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、磁石埋め込み型同期モータが使用されている。ＥＶ優先モードでモータジェネレータＭＧ１のステータコイルを用いた昇圧動作または降圧動作が行なわれると、モータジェネレータＭＧ１のロータの永久磁石が磁束の変動に応じて好ましくない力を受ける恐れがある。この力がエンジン４に伝達されると、エンジン４が振動して乗員に体感される振動となる可能性も考えられる。
【００９３】
クラッチ機構１７０を切断することによって、ＥＶ優先モードでモータジェネレータＭＧ１のステータコイルを用いた昇圧動作または降圧動作が行なわれ、モータジェネレータＭＧ１のロータに好ましくないトルクが発生したとしても、このトルク変動が伝わってエンジン４に振動が発生するのを防ぐことができる。なお、クラッチを設ける位置はＭＧ１とプラネタリギヤＰＧとの間であっても同様な効果が得られる。
【００９４】
図９は、制御装置６０で実行されるプログラムの構造を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、一定時間毎または所定の条件が成立するごとにメインルーチンから呼び出されて実行される。
【００９５】
図２、図９を参照して、まずステップＳ１において制御装置６０は、信号ＩＧがＯＮ状態であるか否かを判断する。ステップＳ１で信号ＩＧがＯＮ状態でなければ、ステップＳ１４に処理が進み、制御はメインルーチンに移される。
【００９６】
ステップＳ１で信号ＩＧがＯＮ状態であれば、ステップＳ２に処理が進む。ステップＳ２では、制御装置６０は、バッテリＢ１の残容量Ｂが所定のしきい値Ｘ１（Ａｈ）より大きいか否かを判断する。残容量Ｂが所定のしきい値Ｘ１よりも大きいということは、バッテリＢ１が満充電に近いことを示す。たとえば、夜間家庭で車両外部の商用電源から充電しておいた電力がバッテリＢ１にまだまだ残っており、これを積極的に消費するほうが良い状態である。したがって、残容量Ｂが所定のしきい値Ｘ１よりも大きい場合には、ステップＳ３に処理が進み、制御装置６０は車両の動作モードをＥＶ優先モードに設定する。ＥＶ優先モードでは、エンジン４の起動とモータジェネレータＭＧ１の発電が禁止される。
【００９７】
そして、図８で説明したようなクラッチ機構１７０が設けられている場合には、ステップＳ４において制御装置６０は、クラッチ機構１７０をＯＦＦ状態（切断状態）に設定する。そしてステップＳ５に処理が進む。なお、クラッチ機構１７０が設けられていない車両の場合は、ステップＳ３から直接ステップＳ５に処理が進む。
【００９８】
ステップＳ５では、図２のスイッチ４０がＯＮ状態（導通状態）に制御される。これにより、モータジェネレータＭＧ１のステータコイルおよびインバータ２０で昇圧回路または降圧回路が構成される。
【００９９】
続いてステップＳ６において、ＥＶ走行において昇圧コンバータ並列駆動制御が行なわれる。すなわち、力行時にはインバータ２０およびモータジェネレータＭＧ１のリアクトルで構成される昇圧回路と昇圧ユニット１０とを並列駆動させ、回生時にはインバータ２０およびモータジェネレータＭＧ１のリアクトルで構成される降圧回路と、降圧回路として動作する昇圧ユニット１０とを並列駆動させる。
【０１００】
一方、ステップＳ２においてバッテリ残容量Ｂがしきい値Ｘ１よりも大きくなかった場合には、処理はステップＳ７に進む。ステップＳ７では、制御装置６０は、車両の動作モードを通常ＨＶモードに設定する。通常ＨＶモードでは、必要に応じてエンジン４が起動されモータジェネレータＭＧ１で発電することが許可される。
【０１０１】
そして、図８で説明したようなクラッチ機構１７０が設けられている場合には、ステップＳ８において制御装置６０は、クラッチ機構１７０をＯＮ状態（接続状態）に設定する。そしてステップＳ９に処理が進む。なお、クラッチ機構１７０が設けられていない車両の場合は、ステップＳ７から直接ステップＳ９に処理が進む。
【０１０２】
ステップＳ９では、図２のスイッチ４０がＯＦＦ状態（非導通状態）に制御される。これにより、モータジェネレータＭＧ１は発電機として動作可能となる。
【０１０３】
ステップＳ９に続いてステップＳ１０では、制御装置６０は、バッテリＢ１の残容量Ｂが所定のしきい値Ｘ２（Ａｈ）より大きいか否かを判断する。ここで、しきい値Ｘ２はステップＳ２のしきい値Ｘ１よりも小さな値である。
【０１０４】
残容量Ｂが所定のしきい値Ｘ２よりも大きいということは、バッテリＢ１がまだ充電を必要としないことを示す。この場合は直ちにエンジン４を起動してモータジェネレータＭＧ１に発電を行なわせる必要はない。そこでステップＳ１１に処理が進み、制御装置６０は車両負荷が軽負荷か否かを判断する。車両負荷は、アクセル開度と車速とに基づいて決定される。アクセル開度が大きいほど車両負荷は大きく、車速が高いほど車両負荷は大きい。
【０１０５】
ステップＳ１１において、車両負荷が軽負荷である場合、すなわちアクセル開度と車速とで決定される車両負荷が、あるしきい値未満である場合や、アクセル開度と車速のマップ上で、ある領域内である場合は、ステップＳ１２に処理が進む。ステップＳ１２では、エンジン４を停止させた状態でＥＶ走行が行なわれる。この場合には、ステップＳ６の場合と異なり、昇圧ユニット１０が単独で昇圧動作または降圧動作を実行する。
【０１０６】
ステップＳ１０においてバッテリ残容量Ｂがしきい値Ｘ２より小さい場合には、バッテリＢ１が空に近く、直ちに充電が必要である。またステップＳ１１において、車両負荷が軽負荷で無い場合には、バッテリＢ１からのパワーのみでは必要なパワーをまかなうことができない。したがってステップＳ１０でＮＯまたはステップＳ１１でＮＯの場合にはステップＳ１３に処理が進み、エンジンが始動される。すなわちステップＳ１３では、モータとエンジンとを車両の駆動に併用するハイブリッド走行が行なわれる。
【０１０７】
ステップＳ６、Ｓ１２，Ｓ１３のいずれかの処理が終了するとステップＳ１４において制御はメインルーチンに移される。
【０１０８】
以上の説明に基づいて本実施の形態について総括的に再度説明する。本実施の形態の車両駆動システムは、バッテリＢ１と、バッテリＢ１の正極および負極と電源ラインＰＬ２および接地ラインＳＬとの間で電圧変換を行なう昇圧ユニット１０と、各々がＹ結線の三相ステータコイルを含むモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、電源ラインＰＬ２および接地ラインＳＬにともに電気的に接続され、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各ステータコイルに流れる電流をそれぞれ制御するインバータ２０，３０と、モータジェネレータＭＧ１のステータコイルの中性点Ｎ１とバッテリＢ１との接続および切離しを行なうスイッチ４０と、インバータ２０，３０およびスイッチ４０を制御する制御装置６０とを備える。制御装置６０は、モータジェネレータＭＧ１を使用せず、モータジェネレータＭＧ２を使用する場合に、昇圧ユニット１０の電圧変換動作と並行してスイッチ４０を接続状態にしインバータ２０にモータジェネレータＭＧ１のステータコイルをリアクトルとして使用した電圧変換動作を行なわせる。
【０１０９】
好ましくは、制御装置６０は、昇圧ユニット１０にバッテリＢ１の電圧を昇圧させて電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間に供給させるとともに、スイッチ４０を接続状態にしインバータ２０にもバッテリＢ１の電圧を昇圧させて電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間に供給させる。
【０１１０】
好ましくは、制御装置６０は、昇圧ユニット１０に電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間の電圧を降圧させてバッテリＢ１に供給させるとともに、スイッチ４０を接続状態にしインバータ２０にも電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間の電圧を降圧させてバッテリＢ１に供給させる。
【０１１１】
好ましくは、インバータ２０は、Ｙ結線の三相ステータコイルの第１〜第３相コイルの端部をそれぞれ電源ラインＰＬ２に接続するトランジスタＱ１１，Ｑ１３，Ｑ１５と、第１〜第３相コイルの端部をそれぞれ接地ラインＳＬに接続するトランジスタＱ１２，Ｑ１４，Ｑ１６とを含む。
【０１１２】
好ましくは、モータジェネレータＭＧ１は、エンジン４から機械的動力を受けて発電し、またはエンジン４に機械的動力を与えて始動させ、制御装置６０は、少なくともエンジン４の運転中はスイッチ４０を切離し状態に制御する。
【０１１３】
好ましくは、車両駆動システムは、エンジン４とモータジェネレータＭＧ２とを機械的動力源として併用する車両に搭載される。制御装置６０は、車両がエンジン４を使用せずに走行する場合に、スイッチ４０を接続状態に制御する。
【０１１４】
この実施の形態の他の局面では、車両であって、モータジェネレータＭＧ２で発生される機械的動力が伝達される車輪２と、上記いずれかに記載の車両駆動システムとを備える。
【０１１５】
なお、以上説明した例では、昇圧ユニット１０を備える車両駆動システムについて述べたが、本発明は昇圧ユニットが無い構成に対しても適用することができる。
【０１１６】
図１０は、本発明の実施の形態の変形例を説明するための図である。
図１０を参照して、車両２０１は、バッテリＢ１と、インバータ２０，３０と、電源ラインＰＬ１，ＰＬ２と、接地ラインＳＬと、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、中性ラインＭＬ１と、スイッチ２４０と、エンジン４と、車輪２とを含む。
【０１１７】
図２に示した車両１の構成と図１０に示した車両２０１の構成との違いは、車両２０１には昇圧ユニット１０が無く、車両２０１にはスイッチ４０に換えてスイッチ２４０が設けられている点である。他の部分については、車両１と車両２０１とは同様な構成を有するので説明は繰返さない。
【０１１８】
スイッチ２４０は、電源ラインＰＬ１を電源ラインＰＬ２と中性ラインＭＬ１のいずれか一方に接続するスイッチである。
【０１１９】
通常ＨＶモードでは、スイッチ２４０は電源ラインＰＬ１と電源ラインＰＬ２とを接続する。すると、バッテリＢ１の電源電圧はそのままインバータ３０に供給される。併せてエンジン４が起動するとモータジェネレータＭＧ１では発電が行なわれこの発電電力もインバータ３０に供給される。これによりモータジェネレータＭＧ２が駆動される。また、エンジン４のトルクは、その一部が必要に応じて動力分割機構を介して車輪２の駆動に用いられる。
【０１２０】
一方、ＥＶ優先モードでは、スイッチ２４０は電源ラインＰＬ１と中性ラインＭＬ１とを接続する。これにより、モータジェネレータＭＧ１のステータコイルとインバータ２０によって昇圧回路が構成されバッテリＢ１の電源電圧を昇圧してインバータ３０に供給してこれによりモータジェネレータＭＧ２を駆動することが可能となる。この場合、モータジェネレータＭＧ２は、通常ＨＶモードよりも大きな出力を出すことが可能となる。
【０１２１】
図１０に示した変形例の車両駆動システムは、バッテリＢ１と、各々がＹ結線の三相ステータコイルを含むモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、電源ラインＰＬ２および接地ラインＳＬにともに電気的に接続され、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各ステータコイルに流れる電流をそれぞれ制御するインバータ２０，３０と、バッテリＢ１の正電極および負電極のいずれか一方の電極を、モータジェネレータＭＧ１のステータコイルの中性点と、電源ラインＰＬ２および接地ラインＳＬのうち一方の電極に対応する電源線とのいずれかに接続するスイッチ２４０と、インバータ２０，３０およびスイッチ２４０を制御する制御装置２６０とを備える。制御装置２６０は、モータジェネレータＭＧ１を使用せず、モータジェネレータＭＧ２を使用する場合に、スイッチ２４０を接続状態にしインバータ２０にモータジェネレータＭＧ１のステータコイルをリアクトルとして使用した電圧変換動作を行なわせる。
【０１２２】
好ましくは、制御装置２６０は、スイッチ２４０を接続状態にしインバータ２０にバッテリＢ１の電圧を昇圧させて電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間に供給させる。
【０１２３】
好ましくは、制御装置２６０は、スイッチ２４０を接続状態にしインバータ２０に電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間の電圧を降圧させてバッテリＢ１に供給させる。
【０１２４】
好ましくは、モータジェネレータＭＧ１は、エンジン４から機械的動力を受けて発電し、またはエンジン４に機械的動力を与えて始動させる。制御装置２６０は、少なくともエンジン４の運転中はスイッチ２４０を切離し状態に制御する。
【０１２５】
好ましくは、車両駆動システムは、エンジン４とモータジェネレータＭＧ２とを機械的動力源として併用する車両に搭載される。制御装置２６０は、車両がエンジン４を使用せずに走行する場合に、スイッチ２４０を接続状態に制御する。
【０１２６】
この実施の形態の変形例は、他の局面では、車両であって、モータジェネレータＭＧ２で発生される機械的動力が伝達される車輪と、上記いずれかに記載の車両駆動システムとを備える。
【０１２７】
なお、本実施の形態では動力分割機構によりエンジンの機械的動力を車軸と発電機とに分割して伝達可能なシリーズ／パラレル型ハイブリッドシステムに適用した例を示した。しかし本発明は、複数の回転電機を搭載するものであればパラレル型ハイブリッド自動車や電気自動車にも適用できる。
【０１２８】
たとえば、電気自動車に適用する場合、図２や図１０におけるエンジン４を必要に応じて駆動される駆動輪に置換え、四輪駆動モードのときはモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を両方車輪の駆動に用い、二輪駆動モードのときは、モータジェネレータＭＧ２のみを使用して車輪を駆動してモータジェネレータＭＧ１のステータコイルとインバータ２０で昇圧または降圧動作を行なわせることができる。
【０１２９】
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て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。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】本発明の実施の形態に係る車両１の構成を示すブロック図である。
【図２】図１のブロック図を詳細に示した回路図である。
【図３】スイッチの第１の構成例スイッチ４０Ａを示した回路図である。
【図４】スイッチの第２の構成例スイッチ４０Ｂを示した回路図である。
【図５】スイッチの第３の構成例スイッチ４０Ｃを示した回路図である。
【図６】スイッチの第４の構成例スイッチ４０Ｄを示した回路図である。
【図７】ＥＶ優先モードにおける昇降圧動作を行なう部分の等価回路図である。
【図８】体感振動を減少させるために設けるクラッチを説明するための図である。
【図９】制御装置６０で実行されるプログラムの構造を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態の変形例を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１３１】
１，２０１  車両、２  車輪、２ＦＲ，２ＦＬ  前輪、２ＲＲ，２ＲＬ  後輪、４  エンジン、５，６  ギヤ、８  車速センサ、９  アクセルセンサ、１０  昇圧ユニット、１２  充電用インバータ、１６  ソケット、２０，３０  インバータ、２２，３２  Ｕ相アーム、２４，３４  Ｖ相アーム、２６，３６  Ｗ相アーム、４０，４０Ａ〜４０Ｄ，２４０  スイッチ、６０，２６０  制御装置、７０，７２〜７４  電圧センサ、８０，８２，８４  電流センサ、１００  外部充電装置、１０２  充電ケーブル、１０４  プラグ、１５４，１５８  ＩＧＢＴ素子、１７０  クラッチ機構、Ｂ１  バッテリ、ＢＵ  バッテリユニット、Ｃ１，Ｃ２  コンデンサ、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６，１５２，１５６  ダイオード、ＤＧ  デファレンシャルギヤ、Ｌ  リアクトル、ＭＧ１，ＭＧ２  モータジェネレータ、ＭＬ１  中性ライン、Ｎ１，Ｎ２  中性点、ＰＧ  プラネタリギヤ、ＰＬ１，ＰＬ２  電源ライン、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ１１〜Ｑ１６，Ｑ２１〜Ｑ２６  トランジスタ、ＳＬ  接地ライン、ＳＲ１，ＳＲ２  システムメインリレー、Ｕ１，Ｕ２  Ｕ相コイル、ＵＬ１，ＵＬ２  Ｕ相ライン、Ｖ１，Ｖ２  Ｖ相コイル、ＶＬ１，ＶＬ２  Ｖ相ライン、Ｗ１，Ｗ２  Ｗ相コイル、ＷＬ１，ＷＬ２  Ｗ相ライン。
【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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