(57)【要約】【課題】漏電を抑え、内燃機関や触媒装置を加熱するためのヒータに電力を供給することができる電力供給装置を提供する。【解決手段】電力供給装置１は、モータ制御装置１０と、トランス１１と、ヒータ接続切替えスイッチ１２、１３とを備えている。モータ制御装置１０は、直流電圧を３相交流電圧に変換して走行用のモータＭ１に供給するインバータ回路１０１を備えている。ヒータ接続切替え回路１２、１３は、インバータ回路１０１を、トランス１１を介してヒータＨ１に接続する。トランス１１によってインバータ回路１０１とヒータＨ１を絶縁することができる。そのため、ヒータＨ１の絶縁抵抗が低下しても、インバータ回路１０１等で漏電が発生することはない。従って、漏電を抑え、内燃機関や触媒装置を加熱するためのヒータに電力を供給することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関及び電動機を備えた車両で、前記内燃機関、及び、前記内燃機関の排気ガスを浄化する触媒装置の少なくともいずれかを加熱するためのヒータに電力を供給する電力供給装置において、
前記電動機に接続され、直流電圧を多相の交流電圧に変換して前記電動機に供給する
インバータ回路を有する電動機制御装置と、
入力された交流電圧を絶縁して出力するトランスと、
前記インバータ回路を、前記トランスを介して前記ヒータに接続する接続回路と、
を有することを特徴とする電力供給装置。
【請求項２】
前記トランスは、単相トランスであり、
前記接続回路は、前記インバータ回路の２つの出力端を、前記トランスを介して前記ヒータに接続することを特徴とする請求項１に記載の電力供給装置。
【請求項３】
前記接続回路は、前記インバータ回路の２つの出力端を、前記電動機から切断して前記トランスを介して前記ヒータに接続することを特徴とする請求項２に記載の電力供給装置。
【請求項４】
前記インバータ回路は、直流電圧を３相の交流電圧に変換して前記電動機に供給し、
前記トランスは、３相トランスであり、
前記トランスの出力する３相の交流電圧を整流して直流電圧に変換する整流回路を有し、
前記接続回路は、前記インバータ回路の３つの出力端を、前記トランス及び前記整流回路を介して前記ヒータに接続することを特徴とする請求項１に記載の電力供給装置。
【請求項５】
前記接続回路は、前記インバータ回路の出力端を、前記電動機から切断して前記トランス及び前記整流回路を介して前記ヒータに接続することを特徴とする請求項４に記載の電力供給装置。
【請求項６】
前記電動機は、車両走行用電動機、又は、コンプレッサ駆動用電動機であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電力供給装置。
【請求項７】
前記電動機制御装置は、直流電圧を昇圧して前記インバータ回路に供給する昇圧回路を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の電力供給装置。
【請求項８】
前記トランスは、前記電動機の内部に、前記電動機の巻線を利用して形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の電力供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関及び電動機を備えた車両で、内燃機関や触媒装置を加熱するためのヒータに電力を供給する電力供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関及び電動機を備えた車両で、内燃機関や触媒装置を加熱するためのヒータに電力を供給する電力供給装置として、例えば特許文献１に開示されているハイブリッド車両がある。
【０００３】
このハイブリッド車両は、蓄電装置と、昇圧コンバータと、第１及び第２インバータと、第１及び第２ＭＧと、電気加熱式触媒装置と、リレーと、ＥＣＵとを備えている。蓄電装置は、昇圧コンバータの入力端に接続されている。第１及び第２インバータは、昇圧コンバータの出力端に接続されている。第１及び第２ＭＧは、第１及び第２インバータの出力端にそれぞれ接続されている。電気加熱式触媒装置は、リレーを介して第１及び第２ＭＧの中性点の間に接続されている。
【０００４】
ハイブリッド車両の走行の際、ＥＣＵは、昇圧コンバータを制御して、蓄電装置の直流電圧を高電圧に昇圧して出力する。そして、第１及び第２インバータを制御して、昇圧コンバータの出力する直流高電圧を３相交流電圧に変換して第１及び第２ＭＧに供給する。これにより、ハイブリッド車両の走行のための駆動力を発生することができる。
【０００５】
一方、電気加熱式触媒装置に電力を供給する際、ＥＣＵは、リレーをオンし、第１及び第２ＭＧの中性点の電位差が所定値になるように昇圧コンバータと第１及び第２インバータを制御する。これにより、電気加熱式触媒装置に電力を供給し、電気加熱式触媒装置を加熱することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２８６３３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、ハイブリッド車両の走行の際、昇圧コンバータ、第１及び第２インバータ、第１及び第２ＭＧの巻線に高電圧が加わる。そのため、安全性の観点から蓄電装置、昇圧コンバータ、第１及び第２インバータ第１及び第２ＭＧの巻線、加熱式触媒装置は、ハイブリッド車両の車体から絶縁されている。
【０００８】
しかし、電気加熱式触媒装置は、触媒装置に隣接してヒータが配置されている。そのため、構造的に車体との間の絶縁抵抗が低下しやすい。従って、漏電を引き起こす可能性が高くなってしまうという問題があった。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、漏電を抑え、内燃機関や触媒装置を加熱するためのヒータに電力を供給することができる電力供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで、本発明は、この課題を解決すべく、内燃機関及び電動機を備えた車両において、電動機制御装置のインバータ回路を、トランスを介してヒータに接続することで、内燃機関や触媒装置を加熱するためのヒータに電力供給できることを見出すことができる。
【００１１】
すなわち、請求項１に記載の電力供給装置は、内燃機関及び電動機を備えた車両で、内燃機関、及び、内燃機関の排気ガスを浄化する触媒装置の少なくともいずれかを加熱するためのヒータに電力を供給する電力供給装置において、電動機に接続され、直流電圧を多相の交流電圧に変換して電動機に供給するインバータ回路を有する電動機制御装置と、入力された交流電圧を絶縁して出力するトランスと、インバータ回路を、トランスを介してヒータに接続する接続回路と、を有することを特徴とする。この構成によれば、トランスによってインバータ回路とヒータを絶縁することができる。そのため、ヒータの絶縁抵抗が低下しても、インバータ回路で漏電が発生することはない。従って、漏電を抑え、内燃機関や触媒装置を加熱するためのヒータに電力を供給することができる。
【００１２】
請求項２に記載の電力供給装置は、トランスは、単相トランスであり、接続回路は、インバータ回路の２つの出力端を、トランスを介してヒータに接続することを特徴とする。この構成によれば、単相の交流電圧によってヒータに電力を供給することができる。
【００１３】
請求項３に記載の電力供給装置は、接続回路は、インバータ回路の２つの出力端を、電動機から切断してトランスを介してヒータに接続することを特徴とする。この構成によれば、ヒータに電力を供給する際に、電動機に加わる電圧を抑えることができる。そのため、電圧が加わることによって発生する電動機のわずかな動きを抑えることができる。
【００１４】
請求項４に記載の電力供給装置は、インバータ回路は、直流電圧を３相の交流電圧に変換して電動機に供給し、トランスは、３相トランスであり、トランスの出力する３相の交流電圧を整流して直流電圧に変換する整流回路を有し、接続回路は、インバータ回路の３つの出力端を、トランス及び整流回路を介してヒータに接続することを特徴とする。この構成によれば、直流電圧によってヒータに電力を供給することができる。しかも、この直流電圧は、３相の交流電圧を整流して変換したものである。そのため、単相の交流電圧によって電力を供給する場合に比べ、ヒータにより多くの電力を供給することができる。
【００１５】
請求項５に記載の電力供給装置は、接続回路は、インバータ回路の出力端を、電動機から切断してトランス及び整流回路を介してヒータに接続することを特徴とする。この構成によれば、ヒータに電力を供給する際に、電動機に加わる電圧を確実に抑えることができる。そのため、電圧が加わることによって発生する電動機のわずかな動きを確実に抑えることができる。
【００１６】
請求項６に記載の電力供給装置は、電動機は、車両走行用電動機、又は、コンプレッサ駆動用電動機であることを特徴とする。この構成によれば、車両走行用電動機やコンプレッサ駆動用電動機を制御する電動機制御装置を利用することができる。そのため、電力供給装置を確実に構成することができる。
【００１７】
請求項７に記載の電力供給装置は、電動機制御装置は、直流電圧を昇圧してインバータ回路に供給する昇圧回路を有することを特徴とする。この構成によれば、より高い電圧でヒータに電力を供給することができる。
【００１８】
請求項８に記載の電力供給装置は、トランスは、電動機の内部に、電動機の巻線を利用して形成されていることを特徴とする。この構成によれば、トランスを別途設ける場合に比べ、搭載スペースやコストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態における電力供給装置の回路図である。
【図２】第１実施形態の変形形態における電力供給装置の回路図である。
【図３】第２実施形態における電力供給装置の回路図である。
【図４】第２実施形態の変形形態における電力供給装置の回路図である。
【図５】第２実施形態の別の変形形態における電力供給装置の回路図である。
【図６】第３実施形態における電力供給装置の回路図である。
【図７】第４実施形態における電力供給装置の回路図である。
【図８】第４実施形態の変形形態における電力供給装置の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。
（第１実施形態）
第１実施形態の電力供給装置について説明する。まず、図１を参照して第１実施形態の電力供給装置の構成について説明する。ここで、図１は、第１実施形態における電力供給装置の回路図である。
【００２１】
図１に示す電力供給装置１は、エンジン（内燃機関）及び走行用のモータ（車両走行用電動機）を備えたハイブリッド車（車両）において、エンジンの排気ガスを浄化する触媒装置を加熱するためのヒータに電力を供給する装置である。電力供給装置１は、モータ制御装置１０（電動機制御装置）と、トランス１１と、ヒータ接続切替えスイッチ１２、１３（接続回路）とを備えている。
【００２２】
モータ制御装置１０は、バッテリＢ１の出力する直流電圧を昇圧するとともに３相交流電圧（多相の交流電圧）に変換して、走行用のモータＭ１に供給する装置である。ここで、モータＭ１は、Ｕ相巻線Ｗｕ、Ｖ相巻線Ｗｖ及びＷ相巻線Ｗｗを備えている。Ｕ相巻線Ｗｕ、Ｖ相巻線Ｗｖ及びＷ相巻線Ｗｗは、Ｙ結線されている。モータ制御装置１０は、昇圧回路１００と、インバータ回路１０１と、制御回路１０２とを備えている。
【００２３】
昇圧回路１００は、バッテリＢ１の出力する直流電圧を昇圧して、インバータ回路１０１に供給する回路である。昇圧回路１００は、コンデンサ１００ａと、コイル１００ｂと、ＩＧＢＴ１００ｃ、１００ｄと、コンデンサ１００ｅとを備えている。
【００２４】
コンデンサ１００ａは、バッテリＢ１の出力する直流電圧を平滑化するための素子である。コンデンサ１００ａの一端及び他端は、バッテリＢ１の正極端子及び負極端子にそれぞれ接続されている。
【００２５】
コイル１００ｂは、電流が流れることでエネルギーを蓄積、放出するとともに電圧を誘起する素子である。コイル１００ｂの一端はコンデンサ１００ａの一端に、他端はＩＧＢＴ１００ｃ、１００ｄにそれぞれ接続されている。
【００２６】
ＩＧＢＴ１００ｃ、１００ｄは、オン、オフすることでコイル１００ｂにエネルギーを蓄積、放出させるためのスイッチング素子である。ＩＧＢＴ１００ｃ、１００ｄは直列接続されている。具体的には、ＩＧＢＴ１００ｃのエミッタが、ＩＧＢＴ１００ｄのコレクタに接続されている。直列接続されたＩＧＢＴ１００ｃ、１００ｄの直列接続点は、コイル１００ｂの他端に接続されている。ＩＧＢＴ１００ｄのエミッタは、コンデンサ１００ａの他端に接続されている。また、ＩＧＢＴ１００ｃのコレクタ及びＩＧＢＴ１００ｄのエミッタは、コンデンサ１００ｅにそれぞれ接続されている。さらに、ＩＧＢＴ１００ｃ、１００ｄのゲートは制御回路１０２にそれぞれ接続されている。
【００２７】
コンデンサ１００ｅは、インバータ回路１０１に供給する昇圧した直流電圧を平滑化するための素子である。コンデンサ１００ｅ一端はＩＧＢＴ１００ｃのコレクタに、他端はＩＧＢＴ１００ｄのエミッタにそれぞれ接続されている。また、コンデンサ１００ｅの一端及び他端は、インバータ回路１０１にそれぞれ接続されている。
【００２８】
インバータ回路１０１は、昇圧回路１００の出力する昇圧した直流電圧を３相交流電圧に変換してモータＭ１に供給する回路である。インバータ回路１０１は、ＩＧＢＴ１０１ａ〜１０１ｆを備えている。
【００２９】
ＩＧＢＴ１０１ａ〜１０１ｆは、オン、オフすることで直流電圧を３相交流電圧に変換するためのスイッチング素子である。ＩＧＢＴ１０１ａ、１０１ｄ、ＩＧＢＴ１０１ｂ、１０１ｅ及びＩＧＢＴ１０１ｃ、１０１ｆはそれぞれ直列接続されている。具体的には、ＩＧＢＴ１０１ａ〜１０１ｃのエミッタが、ＩＧＢＴ１０１ｄ〜１０１ｆのコレクタにそれぞれ接続されている。直列接続された３組のＩＧＢＴ１０１ａ、１０１ｄ、ＩＧＢＴ１０１ｂ、１０１ｅ及びＩＧＢＴ１０１ｃ、１０１ｆは並列接続されている。ＩＧＢＴ１０１ａ〜１０１ｃのコレクタはコンデンサ１００ｅの一端に、ＩＧＢＴ１０１ｄ〜１０１ｆのエミッタはコンデンサ１００ｅの他端にそれぞれ接続されている。また、ＩＧＢＴ１０１ａ〜１０１ｆのゲートは、制御回路１０２にそれぞれ接続されている。インバータ回路１０２のＵ相出力端及びＶ相出力端を構成する、直列接続されたＩＧＢＴ１０１ａ、１０１ｄ及びＩＧＢＴ１０１ｂ、１０１ｅの直列接続点は、ヒータ接続切替えスイッチ１２、１３にそれぞれ接続されている。そして、ヒータ接続切替えスイッチ１２、１３を介してモータＭ１のＵ相巻線Ｗｕの一端及びＶ相巻線Ｗｖの一端にそれぞれ接続されている。また、インバータ回路１０２のＷ相出力端を構成する、直列接続されたＩＧＢＴ１０１ｃ、１０１ｆの直列接続点は、モータＭ１のＷ相巻線Ｗｗの一端に接続されている。
【００３０】
制御回路１０２は、昇圧回路１００及びインバータ回路１０１を制御する回路である。また、外部から入力される車両始動信号に基づいて、ヒータ接続切替えスイッチ１２、１３を制御する回路でもある。ここで、車両始動信号は、ハイブリッド車の始動が予告されたとき、又は、ハイブリッド車が始動したときオン状態になる。具体的には、ハイブリッド車を始動するためにイグニッションスイッチを押したとき、バッテリＢ１を昇圧回路１００に接続するためのリレー（図略）をオンしたとき等にオン状態になる。つまり、車両始動信号は、ハイブリッド車の始動予告時又は始動時を示す信号である。制御回路１０２は、ＩＧＢＴ１００ｃ、１００ｄ、１０１ａ〜１０１ｆのゲートにそれぞれ接続されている。また、ヒータ接続切替えスイッチ１２、１３にそれぞれ接続されている。
【００３１】
トランス１１は、１次側に入力される交流電圧を絶縁して２次側から出力する素子である。具体的には、単相トランスである。トランス１１は、１次巻線１１０ａと、２次巻線１１０ｂとを備えている。１次巻線１１０ａの一端はヒータ接続切替えスイッチ１２に、他端はヒータ接続切替えスイッチ１３にそれぞれ接続されている。２次巻線１１０ｂの一端及び他端は、ヒータＨ１の一端及び他端にそれぞれ接続されている。
【００３２】
ヒータ接続切替えスイッチ１２、１３は、インバータ回路１０１を、トランス１１を介してヒータＨ１に接続する素子である。具体的には、モータＭ１のＵ相巻線Ｗｕの一端及びＶ相巻線Ｗｖの一端にそれぞれ接続される、インバータ回路１０１のＵ相出力端及びＶ相出力端（２つの出力端）を、モータＭ１から切断してトランス１１を介してヒータＨ１に接続する。ヒータ接続切替えスイッチ１２の共通端は、インバータ回路１０１のＵ相出力端に接続されている。また、一端はモータＭ１のＵ相巻線Ｗｕの一端に、他端は１次巻線１１０ａの一端にそれぞれ接続されている。さらに、制御端は、制御回路１０２に接続されている。ヒータ接続切替えスイッチ１３の共通端は、インバータ回路１０１のＶ相出力端に接続されている。また、一端はモータＭ１のＶ相巻線Ｗｖの一端に、他端は１次巻線１１０ａの他端にそれぞれ接続されている。さらに、制御端は、制御回路１０２に接続されている。
【００３３】
次に、図１を参照して電力供給装置の動作について説明する。
【００３４】
図１に示す制御回路１０２は、車両始動信号がオン状態のとき、ヒータ接続切替えスイッチ１２、１３を制御して、インバータ回路１０１のＵ相出力端及びＶ相出力端を、モータＭ１のＵ相巻線Ｗｕ及びＶ相巻線Ｗｖから切断してトランス１１の１次巻線１１０ａに接続する。そして、バッテリＢ１の出力する直流電圧を昇圧するように昇圧回路１００を制御する。具体的には、ＩＧＢＴ１００ｃ、１００ｄのスイッチングを制御する。また、Ｕ相出力端とＶ相出力端の間に、正もしくは負の同一極性のパルス電圧、又は、正負交互に極性が変化するパルス電圧が発生するようにインバータ回路１０１を制御する。具体的には、ＩＧＢＴ１０１ａ〜１０１ｆのスイッチングを制御する。Ｕ相出力端とＶ相出力端の間に発生したパルス電圧は、トランス１１を介してヒータＨ１に供給される。これにより、ヒータＨ１の温度が上昇し、触媒装置を加熱することができる。
【００３５】
その後、モータＭ１の動作信号又は動作予告信号（図略）がオン状態になると、制御回路１０２は、ヒータ接続切替えスイッチ１２、１３を制御して、インバータ回路１０１のＵ相出力端及びＶ相出力端を、トランス１１の１次巻線１１０ａから切断してモータＭ１のＵ相巻線Ｗｕ及びＶ相巻線Ｗｖに接続する。そして、バッテリＢ１の出力する直流電圧を昇圧するように昇圧回路１００を制御する。具体的には、ＩＧＢＴ１００ｃ、１００ｄのスイッチングを制御する。また、昇圧回路１００の出力する昇圧した直流電圧を３相交流電圧に変換するようにインバータ回路１０１を制御する。具体的には、ＩＧＢＴ１０１ａ〜１０１ｆのスイッチングを制御する。これにより、モータＭ１に３相交流電圧が供給され、モータＭ１が駆動力を発生する。
【００３６】
次に、効果について説明する。
【００３７】
第１実施形態によれば、車両始動信号がオン状態になると、制御回路１０２は、ヒータ接続切替えスイッチ１２、１３を制御して、インバータ回路１０１を、トランス１１を介してヒータＨ１に接続する。そのため、トランス１１によってインバータ回路１０１とヒータＨ１を絶縁することができる。従って、ヒータＨ１の絶縁抵抗が低下しても、インバータ回路１０１等で漏電が発生することはない。これにより、漏電を抑え、触媒装置を加熱するためのヒータＨ１に電力を供給することができる。
【００３８】
また、第１実施形態によれば、トランス１１は、単相トランスであり、ヒータ接続切替えスイッチ１２、１３は、インバータ回路１０１のＵ相出力端及びＶ相出力端を、トランス１１を介してヒータＨ１に接続する。そのため、正もしくは負の同一極性のパルス電圧、又は、正負交互に極性が変化するパルス電圧からなる単相の交流電圧によってヒータＨ１に電力を供給することができる。
【００３９】
また、第１実施形態によれば、ヒータ接続切替えスイッチ１２、１３は、インバータ回路１０１のＵ相出力端及びＶ相出力端を、モータＭ１から切断してトランス１１を介してヒータＨ１に接続する。そのため、ヒータＨ１に電力を供給する際に、モータＭ１に加わる電圧を抑えることができる。従って、電圧が加わることによって発生するモータＭ１のわずかな動きを抑えることができる。これにより、ハイブリッド車の乗員に与える違和感を抑えることができる。
【００４０】
さらに、第１実施形態によれば、ハイブリッド車の走行用のモータＭ１を制御するモータ制御装置１０を利用する。そのため、電力供給装置１を確実に構成することができる。
【００４１】
加えて、第１実施形態によれば、モータ制御装置１０は、直流電圧を昇圧してインバータ回路１０１に供給する昇圧回路１００を備えている。そのため、より高い電圧でヒータＨ１に電力を供給することができる。
【００４２】
なお、第１実施形態では、Ｕ相出力端とＵ相巻線Ｗｕの一端の間及びＶ相出力端とＶ相巻線Ｗｖの一端の間にヒータ接続切替えスイッチ１２、１３を設け、インバータ回路１０１を、トランス１１を介してヒータＨ１に接続する例を挙げているが、これに限られるものではない。図２に示すように、Ｕ相出力端をＵ相巻線Ｗｕの一端と１次巻線１１０ａの一端に、Ｖ相出力端をＶ相巻線Ｗｖの一端と１次巻線１１０ａの他端にそれぞれ接続しておいて、トランス１１の２次巻線１１０ｂとヒータＨ１の間にヒータ接続スイッチ１４を設けてもよい。ヒータ接続スイッチ１４をオンすることで、インバータ回路１０１からヒータＨ１に電力を供給することができる。
【００４３】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態の電力供給装置について説明する。第２実施形態の電力供給装置は、第１実施形態の電力供給装置が、インバータ回路の２つの相出力端を、単相トランスを介してヒータに接続するのに対して、インバータ回路の３つの相出力端を、３相トランス及び整流回路を介してヒータに接続するようにしたものである。
【００４４】
まず、図３を参照して電力供給装置の構成について説明する。ここで、図３は、第２実施形態における電力供給装置の回路図である。
【００４５】
図３に示すように、電力供給装置２は、モータ制御装置２０（電動機制御装置）と、トランス２１と、整流回路２２と、ヒータ接続切替えスイッチ２３〜２５（接続回路）とを備えている。モータ制御装置２０は、昇圧回路２００と、インバータ回路２０１と、制御回路２０２とを備えている。
【００４６】
昇圧回路２００は、コンデンサ２００ａと、コイル２００ｂと、ＩＧＢＴ２００ｃ、２００ｄと、コンデンサ２００ｅを、インバータ回路２０１は、ＩＧＢＴ２０１ａ〜２０１ｆをそれぞれ備えている。コンデンサ２００ａ、コイル２００ｂ、ＩＧＢＴ２００ｃ、２００ｄ、コンデンサ２００ｅ及びＩＧＢＴ２０１ａ〜２０１ｆは、第１実施形態のコンデンサ１００ａ、コイル１００ｂ、ＩＧＢＴ１００ｃ、１００ｄ、コンデンサ１００ｅ及びＩＧＢＴ１０１ａ〜１０１ｆと同一構成である。
【００４７】
制御回路２０２は、昇圧回路２００及びインバータ回路２０１を制御する回路である。また、外部から入力される車両始動信号に基づいて、ヒータ接続切替えスイッチ２３〜２５を制御する回路でもある。制御回路２０２は、ＩＧＢＴ２００ｃ、２００ｄ、２０１ａ〜２０１ｆのゲートにそれぞれ接続されている。また、ヒータ接続切替えスイッチ２３〜２５にそれぞれ接続されている。
【００４８】
トランス２１は、１次側に入力される３相交流電圧を絶縁して２次側から出力する素子である。具体的には、３相トランスである。トランス２１は、１次巻線２１０ａ〜２１０ｃと、２次巻線２１０ｄ〜２１０ｆとを備えている。１次巻線２１０ａ〜２１０ｃは、Ｙ結線されている。２次巻線２１０ｄ〜２１０ｆも、Ｙ結線されている。１次巻線２１０ａ〜２１０ｃと２次巻線２１０ｄ〜２１０ｆは、それぞれ磁気的に結合している。１次巻線２１０ａ〜２１０ｃの一端は、ヒータ接続切替えスイッチ２３〜２５にそれぞれ接続されている。２次巻線２１０ｄ〜２１０ｆの一端は、整流回路２２にそれぞれ接続されている。
【００４９】
整流回路２２は、トランス２１の出力する３相交流電圧を整流して直流電圧に変換する回路である。整流回路２２は、ダイオード２２０ａ〜２２０ｆと、コンデンサ２２０ｇとを備えている。
【００５０】
ダイオード２２０ａ〜２２０ｆは、２次巻線２１０ｄ〜２１０ｆの出力する３相交流電圧を整流して直流電圧に変換する素子である。ダイオード２２０ａ、２２０ｄ、ダイオード２２０ｂ、２２０ｅ及びダイオード２２０ｃ、２２０ｆはそれぞれ直列接続されている。具体的には、ダイオード２２０ａ〜２２０ｃのアノードが、ダイオード２２０ｄ〜２２０ｆのカソードにそれぞれ接続されている。直列接続された３組のダイオード２２０ａ、２２０ｄ、ダイオード２２０ｂ、２２０ｅ及びダイオード２２０ｃ、２２０ｆは並列接続されている。直列接続されたダイオード２２０ａ、２２０ｄ、ダイオード２２０ｂ、２２０ｅ及びダイオード２２０ｃ、２２０ｆの直列接続点は、２次巻線２１０ｄ〜２１０ｆの一端にそれぞれ接続されている。
【００５１】
コンデンサ２２０ｇは、ダイオード２２０ａ〜２２０ｆの出力する直流電圧を平滑化するための素子である。コンデンサ２２０ｇの一端はダイオード２２０ａ〜２２０ｃのカソードに、他端はダイオード２２０ｄ〜２２０ｆのアノードにそれぞれ接続されている。また、コンデンサ２２０ｇの一端及び他端は、ヒータＨ２の一端及び他端に接続されている。
【００５２】
ヒータ接続切替えスイッチ２３〜２５は、インバータ回路２０１をトランス２１及び整流回路２２を介してヒータＨ２に接続する素子である。具体的には、モータＭ２のＵ相巻線Ｗｕの一端、Ｖ相巻線Ｗｖの一端及びＷ相巻線Ｗｗの一端にそれぞれ接続される、インバータ回路２０１のＵ相出力端、Ｖ相出力端及びＷ相出力端（３つの出力端）を、モータＭ２から切断してトランス２１及び整流回路２２を介してヒータＨ２に接続する。ヒータ接続切替えスイッチ２３の共通端は、インバータ回路２０１のＵ相出力端に接続されている。また、一端はモータＭ２のＵ相巻線Ｗｕの一端に、他端は１次巻線２１０ａの一端にそれぞれ接続されている。さらに、制御端は、制御回路２０２に接続されている。ヒータ接続切替えスイッチ２４の共通端は、インバータ回路２０１のＶ相出力端に接続されている。また、一端はモータＭ２のＶ相巻線Ｗｖの一端に、他端は１次巻線２１０ｂの一端にそれぞれ接続されている。さらに、制御端は、制御回路２０２に接続されている。ヒータ接続切替えスイッチ２５の共通端は、インバータ回路２０１のＷ相出力端に接続されている。また、一端はモータＭ２のＷ相巻線Ｗｗの一端に、他端は１次巻線２１０ｃの一端にそれぞれ接続されている。さらに、制御端は、制御回路２０２に接続されている。
【００５３】
次に、図３を参照して電力供給装置の動作について説明する。
【００５４】
図３に示す制御回路２０２は、車両始動信号がオン状態のとき、ヒータ接続切替えスイッチ２３〜２５を制御して、インバータ回路２０１のＵ相出力端、Ｖ相出力端及びＷ相出力端を、モータＭ２のＵ相巻線Ｗｕ、Ｖ相巻線Ｗｖ及びＷ相巻線Ｗｗから切断してトランス２１の１次巻線２１０ａ〜２１０ｃに接続する。そして、バッテリＢ２の出力する直流電圧を昇圧するように昇圧回路２００を制御する。また、昇圧回路２００の出力する昇圧した直流電圧を３相交流電圧に変換するようにインバータ回路２０１を制御する。インバータ回路２０１の出力する３相交流電圧は、トランス２１を介して整流回路２２に供給される。整流回路２２は、インバータ回路２０１の出力する３相交流電圧を整流して直流電圧に変換し、ヒータＨ２に供給する。これにより、ヒータＨ２の温度が上昇し、触媒装置を加熱することができる。
【００５５】
その後、モータＭ２の動作信号又は動作予告信号（図略）がオン状態になると、制御回路２０２は、ヒータ接続切替えスイッチ２３〜２５を制御して、インバータ回路２０１のＵ相出力端、Ｖ相出力端及びＷ相出力端を、トランス２１の１次巻線２１０ａ〜２１０ｃから切断してモータＭ２のＵ相巻線Ｗｕ、Ｖ相巻線Ｗｖ及びＷ相巻線Ｗｗに接続する。そして、昇圧回路２００及びインバータ回路２０１を制御してモータＭ２に３相交流電圧を供給する。これにより、モータＭ２が駆動力を発生する。
【００５６】
次に、効果について説明する。
【００５７】
第２実施形態によれば、インバータ回路２０１は、直流電圧を３相交流電圧に変換する。トランス２１は、３相トランスであり、整流回路２２は、トランス２１の出力する３相交流電圧を整流して直流電圧に変換する。そして、ヒータ接続切替えスイッチ２３〜２５は、インバータ回路２０１のＵ相出力端、Ｖ相出力端及びＷ相出力端を、トランス２１及び整流回路２２を介してヒータＨ２に接続する。そのため、直流電圧によってヒータＨ２に電力を供給することができる。しかも、この直流電圧は、３相交流電圧を整流して変換したものである。そのため、第１実施形態のように、単相の交流電圧によって電力を供給する場合に比べ、ヒータＨ２により多くの電力を供給することができる。
【００５８】
また、第２実施形態によれば、ヒータ接続切替えスイッチ２３〜２５は、インバータ回路２０１のＵ相出力端、Ｖ相出力端及びＷ相出力端を、モータＭ２のＵ相巻線Ｗｕ、Ｖ相巻線Ｗｖ及びＷ相巻線Ｗｗから切断してトランス２１及び整流回路２２を介してヒータＨ２に接続する。そのため、ヒータＨ２に電力を供給する際に、モータＭ２に加わる電圧を確実に抑えることができる。従って、電圧が加わることによって発生するモータＭ２のわずかな動きを確実に抑えることができる。これにより、ハイブリッド車の乗員に与える違和感を確実に抑えることができる。
【００５９】
なお、第２実施形態では、Ｕ相出力端とＵ相巻線Ｗｕの一端の間、Ｖ相出力端とＶ相巻線Ｗｖの一端の間及びＷ相出力端とＷ相巻線Ｗｗの一端の間にヒータ接続切替えスイッチ２３〜２５を設け、インバータ回路２０１を、トランス２１及び整流回路２２を介してヒータＨ２に接続する例を挙げているが、これに限られるものではない。図４に示すように、Ｕ相出力端をＵ相巻線Ｗｕの一端と１次巻線２１０ａの一端に、Ｖ相出力端をＶ相巻線Ｗｖの一端と１次巻線２１０ｂの一端に、Ｗ相出力端をＷ相巻線Ｗｗの一端と１次巻線２１０ｃの一端にそれぞれ接続しておいて、ダイオード２２０ｄ〜２２０ｆとコンデンサ２２０ｇの間にヒータ接続スイッチ２６を設けてもよい。ヒータ接続スイッチ２６をオンすることで、インバータ回路２０１からヒータＨ２に電力を供給することができる。なお、ヒータ接続スイッチ２６は、図５に示すように、コンデンサ２２０ｇとヒータＨ２の間に設けてもよい。
【００６０】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態の電力供給装置について説明する。第３実施形態の電力供給装置は、第１実施形態の電力供給装置が、トランスを別途設けるのに対してモータの内部に、モータの巻線を利用してトランスを形成するようにしたものである。
【００６１】
まず、図６を参照して電力供給装置の構成について説明する。ここで、図６は、第２実施形態における電力供給装置の回路図である。
【００６２】
図６に示すように、電力供給装置３は、モータ制御装置３０（電動機制御装置）と、トランス３１と、ヒータ接続スイッチ３４（接続回路）とを備えている。モータ制御装置３０は、昇圧回路３００と、インバータ回路３０１と、制御回路３０２とを備えている。
【００６３】
昇圧回路３００は、コンデンサ３００ａと、コイル３００ｂと、ＩＧＢＴ３００ｃ、３００ｄと、コンデンサ３００ｅを、インバータ回路３０１は、ＩＧＢＴ３０１ａ〜３０１ｆをそれぞれ備えている。コンデンサ３００ａ、コイル３００ｂ、ＩＧＢＴ３００ｃ、３００ｄ、コンデンサ３００ｅ及びＩＧＢＴ３０１ａ〜３０１ｆは、第１実施形態のコンデンサ１００ａ、コイル１００ｂ、ＩＧＢＴ１００ｃ、１００ｄ、コンデンサ１００ｅ及びＩＧＢＴ１０１ａ〜１０１ｆと同一構成である。インバータ回路３０１のＵ相出力端、Ｖ相出力端及びＷ相出力端を構成する、直列接続されたＩＧＢＴ３０１ａ、３０１ｄ、ＩＧＢＴ３０１ｂ、３０１ｅ及びＩＧＢＴ３０１ｃ、３０１ｆの直列接続点は、モータＭ３のＵ相巻線Ｗｕの一端、Ｖ相巻線Ｗｖの一端及びＷ相巻線Ｗｗの一端にそれぞれ接続されている。
【００６４】
制御回路３０２は、昇圧回路３００及びインバータ回路３０１を制御する回路である。また、外部から入力される車両始動信号に基づいて、ヒータ接続スイッチ３４を制御する回路でもある。制御回路３０２は、ＩＧＢＴ３００ｃ、３００ｄ、３０１ａ〜３０１ｆのゲートにそれぞれ接続されている。また、ヒータ接続スイッチ３４に接続されている。
【００６５】
トランス３１は、単相トランスである。トランス３１は、モータＭ３の内部に、モータＭ３の巻線を利用して形成されている。具体的には、モータＭ３のＵ相巻線Ｗｕを利用して形成されている。トランス３１は、１次巻線３１０ａと、２次巻線３１０ｂとを備えている。１次巻線３１０ａは、モータＭ３のＵ相巻線Ｗｕである。Ｕ相巻線Ｗｕと２次巻線３１０ｂは磁気的に結合している。２次巻線３１０ｂの一端はヒータＨ３の一端に、他端はヒータ接続スイッチ３４にそれぞれ接続されている。
【００６６】
ヒータ接続スイッチ３４は、インバータ回路３０１を、トランス３１を介してヒータＨ３に接続する素子である。具体的には、トランス３１の２次巻線３１０ｂをヒータＨ３に接続する。ヒータ接続スイッチ３４の一端は２次巻線３１０ｂの他端に、他端はヒータＨ３の他端にそれぞれ接続されている。また、制御端は、制御回路３０２に接続されている。
【００６７】
次に、図６を参照して電力供給装置の動作について説明する。
【００６８】
図６に示す制御回路３０２は、車両始動信号がオン状態のとき、ヒータ接続スイッチ３４を制御して、ヒータＨ３をトランス３１の２次巻線３１０ｂに接続する。そして、バッテリＢ３の出力する直流電圧を昇圧するように昇圧回路３００を制御する。また、Ｕ相出力端とＶ相出力端の間に、正もしくは負の同一極性のパルス電圧、又は、正負交互に極性が変化するパルス電圧が発生するようにインバータ回路３０１を制御する。Ｕ相出力端とＶ相出力端の間に発生したパルス電圧は、モータＭ３の内部に形成されたトランス３１を介してヒータＨ３に供給される。これにより、ヒータＨ３の温度が上昇し、触媒装置を加熱することができる。
【００６９】
その後、モータＭ３の動作信号又は動作予告信号（図略）がオン状態になると、制御回路３０２は、ヒータ接続スイッチ３４を制御して、ヒータＨ３をトランス３１の２次巻線３１０ｂから切断する。そして、昇圧回路３００及びインバータ回路３０１を制御してモータＭ３に３相交流電圧を供給する。これにより、モータＭ３が駆動力を発生する。
【００７０】
次に、効果について説明する。
【００７１】
第３実施形態によれば、トランス３１は、モータＭ３の内部に、モータＭ３のＵ相巻線Ｗｕを利用して形成されている。そのため、第１実施形態のようにトランスを別途設ける場合に比べ、搭載スペースやコストを抑えることができる。
【００７２】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態の電力供給装置について説明する。第４実施形態の電力供給装置は、第３実施形態の電力供給装置が、インバータ回路の２つの相出力端を、モータの内部に形成された単相トランスを介してヒータに接続するのに対して、インバータ回路の３つの相出力端を、モータの内部に形成された３相トランス及び整流回路を介してヒータに接続するようにしたものである。
【００７３】
まず、図７を参照して電力供給装置の構成について説明する。ここで、図７は、第４実施形態における電力供給装置の回路図である。
【００７４】
図７に示すように、電力供給装置４は、モータ制御装置４０（電動機制御装置）と、トランス４１と、整流回路４２と、ヒータ接続スイッチ４６（接続回路）とを備えている。モータ制御装置４０は、昇圧回路４００と、インバータ回路４０１と、制御回路４０２とを備えている。
【００７５】
昇圧回路４００は、コンデンサ４００ａと、コイル４００ｂと、ＩＧＢＴ４００ｃ、４００ｄと、コンデンサ４００ｅを、インバータ回路４０１は、ＩＧＢＴ４０１ａ〜４０１ｆをそれぞれ備えている。コンデンサ４００ａ、コイル４００ｂ、ＩＧＢＴ４００ｃ、４００ｄ、コンデンサ４００ｅ及びＩＧＢＴ４０１ａ〜４０１ｆは、第３実施形態のコンデンサ３００ａ、コイル３００ｂ、ＩＧＢＴ３００ｃ、３００ｄ、コンデンサ３００ｅ及びＩＧＢＴ３０１ａ〜３０１ｆと同一構成である。
【００７６】
制御回路４０２は、昇圧回路４００及びインバータ回路４０１を制御する回路である。また、外部から入力される車両始動信号に基づいて、ヒータ接続スイッチ４６を制御する回路でもある。制御回路４０２は、ＩＧＢＴ４００ｃ、４００ｄ、４０１ａ〜４０１ｆのゲートにそれぞれ接続されている。また、ヒータ接続スイッチ４６にそれぞれ接続されている。
【００７７】
トランス４１は、３相トランスである。トランス４１は、モータＭ４の内部に、モータＭ４の巻線を利用して形成されている。具体的には、モータＭ４のＵ相巻線Ｗｕ、Ｖ相巻線Ｗｖ及びＷ相巻線Ｗｗを利用して形成されている。トランス４１は、１次巻線４１０ａ〜４１０ｃと、２次巻線４１０ｄ〜４１０ｆとを備えている。１次巻線４１０ａ〜４１０ｃは、モータＭ４のＵ相巻線Ｗｕ、Ｖ相巻線Ｗｖ及びＷ相巻線Ｗｗである。１次巻線４１０ａ〜４１０ｃは、Ｙ結線されている。２次巻線４１０ｄ〜４１０ｆも、Ｙ結線されている。１次巻線４１０ａ〜４１０ｃと、２次巻線４１０ｄ〜４１０ｆは、それぞれ磁気的に結合している。２次巻線４１０ｄ〜４１０ｆの一端は、整流回路４２にそれぞれ接続されている。
【００７８】
整流回路４２は、トランス４１の出力する３相交流電圧を整流して直流電圧に変換する回路である。整流回路４２は、ダイオード４２０ａ〜４２０ｆと、コンデンサ４２０ｇとを備えている。ダイオード４２０ａ〜４２０ｆ及びコンデンサ４２０ｇは、第２実施形態のダイオード２２０ａ〜２２０ｆ及びコンデンサ２２０ｇと同一構成である。
【００７９】
ヒータ接続スイッチ４６は、インバータ回路４０１をトランス４１及び整流回路４２を介してヒータＨ４に接続する素子である。具体的には、整流回路４２をヒータＨ４に接続する。ヒータ接続スイッチ４６の一端はダイオード４２０ｄ〜４２０ｆのアノードに、他端はヒータＨ４の他端にそれぞれ接続されている。また、制御端は、制御回路４０２に接続されている。
【００８０】
次に、図７を参照して電力供給装置の動作について説明する。
【００８１】
図７に示す制御回路４０２は、車両始動信号がオン状態のとき、ヒータ接続スイッチ４６を制御して、ヒータＨ４を整流回路４２に接続する。そして、バッテリＢ４の出力する直流電圧を昇圧するように昇圧回路４００を制御する。また、昇圧回路４００の出力する昇圧した直流電圧を３相交流電圧に変換するようにインバータ回路４０１を制御する。インバータ回路４０１の出力する３相交流電圧は、モータＭ４の内部に形成されたトランス４１を介して整流回路４２に供給される。整流回路４２は、インバータ回路４０１の出力する３相交流電圧を整流して直流電圧に変換し、ヒータＨ４に供給する。これにより、ヒータＨ４の温度が上昇し、触媒装置を加熱することができる。
【００８２】
その後、モータＭ４の動作信号又は動作予告信号（図略）がオン状態になると、制御回路４０２は、ヒータ接続スイッチ４６を制御して、ヒータＨ４を整流回路４２から切断する。そして、昇圧回路４００及びインバータ回路４０１を制御してモータＭ４に３相交流電圧を供給する。これにより、モータＭ４が駆動力を発生する。
【００８３】
次に、効果について説明する。
【００８４】
第４実施形態によれば、トランス４１は、モータＭ４の内部に、モータＭ４のＵ相巻線Ｗｕ、Ｖ相巻線Ｗｖ及びＷ相巻線Ｗｗを利用して形成されている。そのため、トランスを別途設ける場合に比べ、搭載スペースやコストを抑えることができる。
【００８５】
なお、第４実施形態では、ヒータ接続スイッチ４６が、ダイオード４２０ｄ〜４２０ｆとコンデンサ４２０ｇの間に設ける例を挙げているが、これに限られるものではない。図８に示すように、ヒータ接続スイッチ４６は、コンデンサ４２０ｇとヒータＨ４の間に
設けてもよい。
【００８６】
なお、第１〜第４実施形態では、エンジンの排気ガスを浄化する触媒装置を加熱するためのヒータに電力を供給する例を挙げているが、これに限られるものではない。冷えたエンジンを加熱するためのヒータに電力を供給する場合にも適用することができる。冷えたエンジン及び触媒装置の少なくともいずれかを加熱するためのヒータに電力を供給する場合に適用することができる。
【００８７】
また、第１〜第４実施形態では、モータが、車両走行用のモータである例を挙げているが、これに限られるものではない。エアコン装置のコンプレッサ駆動用のモータ（コンプレッサ駆動用電動機）でもよい。コンプレッサ駆動用のモータを制御するモータ制御装置を利用することで、同様の効果を得ることができる。
【００８８】
さらに、第１〜第４実施形態では、モータ制御装置が、昇圧回路を有している例を挙げているが、これに限られるものではない。昇圧回路を有していなくてもよい。高電圧バッテリの出力する直流電圧をインバータ回路で３相交流電圧に変換してモータに供給するようにしてもよい。
【００８９】
加えて、第１〜第４実施形態では、昇圧回路及びインバータ回路がＩＧＢＴによって構成されている例を挙げているが、これに限られるものではない。ＦＥＴによって構成されていてもよい。スイッチング素子によって構成されていればよい。
【符号の説明】
【００９０】
１〜４・・・電力供給装置、１０、２０、３０、４０・・・モータ制御装置（電動機制御装置）、１００、２００、３００、４００・・・昇圧回路、１００ａ、２００ａ、３００ａ、４００ａ・・・コンデンサ、１００ｂ、２００ｂ、３００ｂ、４００ｂ・・・コイル、１００ｃ、１００ｄ、２００ｃ、２００ｄ、３００ｃ、３００ｄ、４００ｃ、４００ｄ・・・ＩＧＢＴ、１００ｅ、２００ｅ、３００ｅ、４００ｅ・・・コンデンサ、１０１、２０１、３０１、４０１・・・インバータ回路、１０１ａ〜１０１ｆ、２０１ａ〜２０１ｆ、３０１ａ〜３０１ｆ、４０１ａ〜４０１ｆ・・・ＩＧＢＴ、１０２、２０２、３０２、４０２・・・制御回路、１１、２１、３１、４１・・・トランス、１１０ａ、２１０ａ〜２１０ｃ、３１０ａ、４１０ａ〜４１０ｃ・・・１次巻線、１１０ｂ、２１０ｄ〜２１０ｆ、３１０ｂ、４１０ｄ〜４１０ｆ・・・２次巻線、１２、１３、２３〜２５・・・ヒータ接続切替えスイッチ（接続回路）、１４、２６、３４、４６・・・ヒータ接続スイッチ（接続回路）、Ｂ１〜Ｂ４・・・バッテリ、Ｍ１〜Ｍ４・・・モータ（電動機）、Ｗｕ・・・Ｕ相巻線、Ｗｖ・・・Ｖ相巻線、Ｗｗ・・・Ｗ相巻線、Ｈ１〜Ｈ４・・・ヒータ
【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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