JP2000324871A - 電力変換システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モータの体格や重量を増大させることなく、
モータと複数の直流電源とを用いて電力の変換を行なう
ことを可能にする。 【解決手段】 モータ４００は三相モータであって、ス
テータにｕ相，ｖ相，ｗ相の固定巻線を備えている。ｕ
相，ｖ相，ｗ相の各固定巻線は、２つの巻線が直列に接
続して構成されており、その直列に接続された２つの巻
線が共に高圧巻線を構成し、その高圧巻線を構成する２
つの巻線のうち、Ｙ結線における中点に近い側の巻線が
低圧巻線も構成している。高圧インバータ３００は、高
圧電池２００とモータ４００との間に接続されており、
特にモータ４００側はｕ相，ｖ相，ｗ相の各高圧巻線に
それぞれ接続されている。低圧インバータ５００も低圧
電池６００とモータ４００との間に接続されており、特
にモータ４００側はｕ相，ｖ相，ｗ相の各低圧巻線にそ
れぞれ接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多相交流電動機と
複数の直流電源を用いて電力変換を行なうための技術に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来では、例えば、特開平６−２９４３
６９号公報に記載されているように、多相交流電動機
（具体的には誘導機）のステータに、各々、別個に巻回
された高圧巻線と低圧巻線を設け、一方の高圧巻線を第
１のインバータを介して第１のバッテリに接続し、他方
の低圧巻線を第２のインバータを介して補機用の第２の
バッテリに接続すると共に、高圧巻線に関して多相交流
電動機を電動機または発電機として作動させている時
に、低圧巻線に関して多祖交流電動機を発電機として作
動させ、第２のバッテリに電力を充電させる装置が提案
されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た既提案例では、多相交流電動機において、高圧巻線と
は別個に、低圧巻線が構成されているため、その低圧巻
線を設けるためのスペース分、多相交流電動機全体の体
格が大きくなると共に、その低圧巻線の重さ分、多相交
流電動機全体の重量が重くなるという問題があった。

【０００４】従って、本発明の目的は、上記した従来技
術の問題点を解決し、多相交流電動機の体格や重量を増
大させることなく、多相交流電動機と複数の直流電源と
を用いて電力の変換を行なうことが可能な電力変換シス
テムを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
記した目的の少なくとも一部を達成するために、本発明
の電力変換システムは、電力を変換することが可能な電
力変換システムであって、ステータに各相毎に、直列に
接続された第１及び第２の巻線をそれぞれ備え、前記第
１及び第２の巻線によって第１の駆動巻線を構成し、前
記第２の巻線によって第２の駆動巻線を構成する多相交
流電動機と、所定の直流電圧を発生することが可能な第
１の直流電源と、所定の直流電圧を発生することが可能
であり、電力を充放電することが可能な第２の直流電源
と、前記第１の直流電源と前記多相交流電動機における
前記第１の駆動巻線との間に接続され、前記第１の直流
電源と前記第１の駆動巻線との間で直流−交流変換を行
なうことによって、電力のやり取りを行なわせると共
に、前記多相交流電動機における前記第１の駆動巻線に
ついて、前記多相交流電動機を駆動することが可能な第
１のインバータと、前記第２の直流電源と前記多相交流
電動機における前記第２の駆動巻線との間に接続され、
前記第２の直流電源と前記第２の駆動巻線との間で直流
−交流変換を行なうことよって、電力のやり取りを行な
わせると共に、前記多相交流電動機における前記第２の
駆動巻線について、前記多相交流電動機を駆動すること
が可能な第２のインバータと、前記第１及び第２のイン
バータを制御するための制御手段と、を備えることを要
旨とする。

【０００６】このように、本発明の電力変換システムで
は、多相交流電動機は、ステータに各相毎に、直列に接
続された第１及び第２の巻線をそれぞれ備え、前記第１
及び第２の巻線によって第１の駆動巻線を構成し、前記
第２の巻線によって第２の駆動巻線を構成している。ま
た、第１のインバータは、第１の直流電源と前記多相交
流電動機における第１の駆動巻線との間に接続され、第
１の直流電源と第１の駆動巻線との間で直流−交流変換
を行なうことによって、電力のやり取りを行なわせると
共に、多相交流電動機における第１の駆動巻線につい
て、前記多相交流電動機を駆動することが可能である。
第２のインバータも、第２の直流電源と多相交流電動機
における第２の駆動巻線との間に接続され、第２の直流
電源と第２の駆動巻線との間で直流−交流変換を行なう
ことよって、電力のやり取りを行なわせると共に、多相
交流電動機における第２の駆動巻線について、多相交流
電動機を駆動することが可能である。制御手段は第１及
び第２のインバータを制御する。

【０００７】従って、本発明の電力変換システムによれ
ば、多相交流電動機は、第１の駆動巻線の一部を構成す
る第２の巻線を、第２の駆動巻線として用いており、第
２の巻線を第１の駆動巻線と第２の駆動巻線とで共用し
ているため、従来のように第１の駆動巻線と第２の駆動
巻線とを別個に構成する場合に比較して、別個に設けて
いた第２の駆動巻線分のスペースが不要となり、別個に
設けていた第２の駆動巻線分の重さだけ、全体の重量が
軽減される。従って、多相交流電動機の体格や重量を増
大させることなく、多相交流電動機と複数の直流電源を
用いた電力変換を行なうことができる。

【０００８】本発明の電力変換システムにおいて、前記
制御手段は、前記第１のインバータを制御して、前記第
１の直流電源から出力される電力を前記第１の駆動巻線
に供給し、前記多相交流電動機を前記第１の駆動巻線に
関して電動機として作動させ、前記第２のインバータを
制御して、前記多相交流電動機を前記第２の駆動巻線に
関して発電機として作動させ、前記第２の駆動巻線から
出力される電力を前記第２の直流電源に充電させること
が好ましい。

【０００９】制御手段がこのような制御を行なうことに
より、第１の直流電源からの電力によって多相交流電動
機を力行させながら、多相交流電動機から回生される電
力によって第２の直流電源を充電させることができる。

【００１０】本発明の電力変換システムにおいて、前記
第１の直流電源は、電力を充放電することが可能である
と共に、前記制御手段は、前記第１のインバータを制御
して、前記多相交流電動機を前記第１の駆動巻線に関し
て発電機として作動させ、前記第１の駆動巻線から出力
される電力を前記第１の直流電源に充電させ、前記第２
のインバータを制御して、前記多相交流電動機を前記第
２の駆動巻線に関して発電機として作動させ、前記第２
の駆動巻線から出力される電力を前記第２の直流電源に
充電させることが好ましい。

【００１１】制御手段がこのような制御を行なうことに
より、多相交流電動機から回生される電力によって第１
の直流電源及び第２の直流電源を同時に充電させること
ができる。

【００１２】本発明の電力変換システムにおいて、前記
制御手段は、前記第１のインバータを制御して、前記第
１の直流電源から出力される電力を前記第１の駆動巻線
に供給し、前記多相交流電動機を前記第１の駆動巻線に
関して電動機として作動させ、前記第２のインバータを
制御して、前記第２の直流電源から放電される電力を前
記第２の駆動巻線に供給し、前記多相交流電動機を前記
第２の駆動巻線に関して電動機として作動させることが
好ましい。

【００１３】制御手段がこのような制御を行なうことに
より、第１の直流電源からの電力と第２の直流電源から
の電力とによって多相交流電動機を力行させることがで
きる。従って、例えば、第１の直流電源から出力される
電力が制限されている場合でも、多相交流電動機の出力
トルクの低下を抑えることができる。

【００１４】本発明の電力変換システムにおいて、前記
第１の直流電源は、電力を充放電することが可能である
と共に、前記制御手段は、前記第１のインバータを制御
して、前記多相交流電動機を前記第１の駆動巻線に関し
て発電機として作動させ、前記第１の駆動巻線から出力
される電力を前記第１の直流電源に充電させ、前記第２
のインバータを制御して、前記第２の直流電源から放電
される電力を前記第２の駆動巻線に供給し、前記多相交
流電動機を前記第２の駆動巻線に関して電動機として作
動させることが好ましい。

【００１５】制御手段がこのような制御を行なうことに
より、第２の直流電源からの電力によって多相交流電動
機を力行させながら、多相交流電動機から回生される電
力によって第１の直流電源を充電させることができる。

【００１６】本発明の電力変換システムにおいて、前記
制御手段は、前記第１のインバータを制御して、前記第
１の駆動巻線に関して前記多相交流電動機で生じるトル
クをほぼゼロにしつつ、前記第１の直流電源から出力さ
れる電力を前記第１の駆動巻線に伝達し、前記第２のイ
ンバータを制御して、前記第２の駆動巻線について前記
多相交流電動機で生じるトルクをほぼゼロにしつつ、前
記第１の駆動巻線に伝達される前記電力を前記第２の駆
動巻線から出力して前記第２の直流電源に充電させるこ
とが好ましい。

【００１７】制御手段がこのような制御を行なうことに
より、多相交流電動機にトルクを発生させることなく、
第１の直流電源からの電力を第２の直流電源に伝達して
充電させることができる。

【００１８】本発明の電力変換システムにおいて、前記
第１の直流電源は、電力を充放電することが可能である
と共に、前記制御手段は、前記第２のインバータを制御
して、前記第２の駆動巻線に関して前記多相交流電動機
で生じるトルクをほぼゼロにしつつ、前記第２の直流電
源から放電される電力を前記第２の駆動巻線に伝達し、
前記第１のインバータを制御して、前記第１の駆動巻線
に関して前記多相交流電動機で生じるトルクをほぼゼロ
にしつつ、前記第１の駆動巻線に伝達される電力を前記
第１の駆動巻線から出力して前記第１の直流電源に充電
させることが好ましい。

【００１９】制御手段がこのような制御を行なうことに
より、多相交流電動機にトルクを発生させることなく、
第２の直流電源からの電力を第１の直流電源に伝達して
充電させることができる。

【００２０】本発明の電力変換システムにおいて、前記
制御手段は、少なくとも前記第２の巻線を流れる電流が
該第２の巻線の電流容量制限を超えないように、前記第
１及び第２のインバータを制御することが好ましい。

【００２１】第２の巻線は第１の駆動巻線と第２の駆動
巻線とで共用しているため、第１の巻線に比較して過電
流が流れる恐れがある。しかし、制御手段が上記のよう
な制御を行なうことにより、第２の巻線を流れる電流は
電流容量制限以下に抑えられるため、過電流の流れる恐
れが無くなる。

【００２２】本発明の電力変換システムにおいて、前記
制御手段は、前記第１の直流電源と前記第１のインバー
タとの間を流れる電流または前記第２の直流電源と前記
第２のインバータとの間を流れる電流が所望の電流値と
なり、かつ、前記多相交流電動機で生じるトルクが所望
のトルク値となるように、前記第１及び第２のインバー
タを制御することが好ましい。

【００２３】制御手段がこのような制御をすることよ
り、多相交流電動機で発生されるトルクを所望の値に維
持しながら、第１または第２の直流電源に対し電力を適
正に充放電させることができる。

【００２４】本発明の電力変換システムにおいて、前記
制御手段は、前記第１の直流電源と前記第１のインバー
タとの間に流すべき電流値または前記第２の直流電源と
前記第２のインバータとの間に流すべき電流値に基づい
て、前記多相交流電動機で生じるべきトルク値を補正す
ることが好ましい。

【００２５】制御手段がこのような補正を行なうことよ
り、上記したように、直流電源とインバータとの間を流
れる電流が所望の値となり、かつ、多相交流電動機で生
じるトルクが所望の値となるような制御を実現すること
ができる。

【００２６】本発明の電力変換システムにおいて、前記
第１または第２の直流電源は複数の蓄電池を直列に接続
した集合電池から成ると共に、前記制御手段は、前記第
１または第２のインバータを制御して、前記第１または
第２の直流電源を満充電状態にして前記蓄電池の充電量
の均等化を図ることが好ましい。

【００２７】制御手段がこのような制御を行なうことに
より、第１または第２の直流電源の性能を向上させると
共に、寿命を延ばすことができる。

【００２８】本発明の電力変換システムにおいて、前記
制御手段は、前記多相交流電動機をｄ−ｑ軸モデルで表
した場合における、ｑ軸巻線に流れる電流がほぼゼロと
なり、ｄ軸巻線に流れる電流がゼロ以外の所望の電流値
となるように、前記第１のインバータ及び前記第２のイ
ンバータを制御することが好ましい。

【００２９】制御手段がこのような制御を行なうことに
より、第１及び第２の駆動巻線に関して多相交流電動機
で生じるトルクをほぼゼロにすることができる。

【００３０】本発明の第２の電力変換システムは、電力
変換を行なうための電力変換システムであって、ステー
タに各相毎に、直列に接続された第１から第ｎまでのｎ
（ｎは２以上の任意の整数）個の巻線をそれぞれ備え、
それらｎ個の巻線を用いて第１から第ｎまでのｎ個の駆
動巻線を、当該駆動巻線がｉ（ｉは１からｎまでの任意
の整数）番目の駆動巻線である場合に、第ｉから第ｎま
での一連の（ｎ−ｉ＋１）個の巻線によって構成される
ように、それぞれ、構成する多相交流電動機と、所定の
直流電圧を発生することが可能な第１から第ｎまでのｎ
個の直流電源と、当該インバータがｊ（ｊは１からｎま
での任意の整数）番目のインバータである場合に、前記
第ｊの直流電源と前記多相交流電動機における前記第ｊ
の駆動巻線との間に接続され、前記第ｊの直流電源と前
記第ｊの駆動巻線との間で直流−交流変換を行なうこと
によって、電力のやり取りを行なわせると共に、前記多
相交流電動機における前記第ｊの駆動巻線について、前
記多相交流電動機を駆動することが可能な第１から第ｎ
までのｎ個のインバータと、前記第１から第ｎまでのイ
ンバータを制御するための制御手段と、を備えることを
要旨とする。

【００３１】このように、本発明の電力変換システムで
は、多相交流電動機は、ステータに各相毎に、直列に接
続された第１から第ｎまでのｎ個の巻線をそれぞれ備
え、それらｎ個の巻線を用いて第１から第ｎまでのｎ個
の駆動巻線をそれぞれ構成している。その際、その駆動
巻線がｉ番目の駆動巻線である場合に、第ｉから第ｎま
での一連の（ｎ−ｉ＋１）個の巻線によって構成される
ようにしている。また、第１から第ｎまでのｎ個のイン
バータは、それぞれ、そのインバータがｊ番目のインバ
ータである場合に、第ｊの直流電源と多相交流電動機に
おける第ｊの駆動巻線との間に接続され、第ｊの直流電
源と第ｊの駆動巻線との間で直流−交流変換を行なうこ
とによって、電力のやり取りを行なわせると共に、多相
交流電動機における第ｊの駆動巻線について、多相交流
電動機を駆動することが可能となっている。制御手段は
第１から第ｎまでのインバータを制御する。

【００３２】従って、本発明の電力変換システムによれ
ば、多相交流電動機において、第ｐ（ｐは２からｎまで
の任意の整数）の巻線を第１から第ｐまでのｐ個の駆動
巻線によって共用しているため、従来のように、各駆動
巻線を別個に構成する場合に比較して、別個に設けてい
た駆動巻線分のスペースが不要となり、別個に設けてい
た駆動巻線分の重さだけ、全体の重量が軽減される。従
って、多相交流電動機の体格や重量を増大させることな
く、多相交流電動機と複数の直流電源を用いた電力変換
を行なうことができる。

【００３３】本発明の車両は、上記した電力変換システ
ムを備え、前記多相交流電動機で生じるトルクによっ
て、推進力を得ることを要旨とする。

【００３４】このように、上記した電力変換システムを
備えることにより、よりコンパクトでより軽量な動力源
を備えた車両を実現することができる。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例に基づいて説明する。図１は本発明の一実施例として
の電力変換システムの構成を示す構成図である。本実施
例の電力変換システムは、図１に示すように、高圧電池
２００と、高圧インバータ３００と、モータ４００と、
低圧インバータ５００と、低圧電池６００と、制御部７
００とを主として備えている。なお、この電力変換シス
テムは、電気自動車やハイブリッド車などの車両に搭載
されているものとする。

【００３６】このうち、モータ４００は三相モータであ
って、ステータにｕ相，ｖ相，ｗ相の固定巻線を備えて
いる。ｕ相，ｖ相，ｗ相の各固定巻線は、それぞれ、本
実施例の特徴として、２つの巻線が直列に接続して構成
されており、さらに、その直列に接続された２つの巻線
が共に高圧巻線を構成し、また、その高圧巻線を構成す
る２つの巻線のうち、Ｙ結線における中点に近い側の巻
線が低圧巻線も構成している。即ち、ｕ相の固定巻線で
は、直列に接続された巻線Ｌｕ１と巻線Ｌｕ２が共に高
圧巻線を構成し、その高圧巻線を構成する一方の巻線Ｌ
ｕ２が低圧巻線も構成する。同様に、ｖ相の固定巻線で
は、直列に接続された巻線Ｌｖ１と巻線Ｌｖ２が共に高
圧巻線を構成し、その高圧巻線を構成する一方の巻線Ｌ
ｖ２が低圧巻線も構成し、ｗ相の固定巻線では、直列に
接続された巻線Ｌｗ１と巻線Ｌｗ２が共に高圧巻線を構
成し、その高圧巻線を構成する一方の巻線Ｌｗ２が低圧
巻線も構成する。

【００３７】なお、このモータ４００の回転軸（図示せ
ず）は各種ギヤ（図示せず）を介して車両の車軸（図示
せず）に結合されている。

【００３８】高圧電池２００及び低圧電池６００は、そ
れぞれ、二次電池であって、複数のバッテリセルを直列
に接続して構成されている。高圧電池２００は比較的高
い直流電圧を発生し、低圧電池６００は高圧電池２００
よりも低い直流電圧を発生する。高圧電池２００は、主
にモータ４００を駆動するための電源として用いられ、
低圧電池６００は、主に、車両の電装品（図示せず）に
電力を供給するための電源として用いられる。

【００３９】高圧インバータ３００及び低圧インバータ
５００は、それぞれ、６つのトランジスタと６つのダイ
オードによって構成されている。このうち、高圧インバ
ータ３００は、高圧電池２００とモータ４００との間に
接続されており、特に、モータ４００側はｕ相，ｖ相，
ｗ相の各高圧巻線にそれぞれ接続されている。一方、低
圧インバータ５００は低圧電池６００とモータ４００と
の間に接続されており、特に、モータ４００側はｕ相，
ｖ相，ｗ相の各低圧巻線にそれぞれ接続されている。

【００４０】制御部７００は、図示せざるＣＰＵと、Ｒ
ＯＭと、ＲＡＭと、をそれぞれ備えている。ＣＰＵは、
ＲＯＭに記憶されている制御プログラムに従って、種々
の演算や制御を行なっている。ＲＯＭは、上記制御プロ
グラムの他、後述するマップなど種々のデータを記憶し
ているメモリである。また、ＲＡＭは、ＣＰＵによる演
算結果などの一時的なデータを記憶するためのメモリで
ある。また、制御部７００からは高圧インバータ３００
及び低圧インバータ５００の各トランジスタに制御線が
延びている。また、制御部７００には、図示せざる各種
センサから出力される検出結果が入力される。

【００４１】それでは、本実施例の動作の概要について
説明する。制御部７００には、各種センサから入力され
た検出結果に基づいて、高圧インバータ３００及び低圧
インバータ５００をそれぞれ制御する。

【００４２】高圧電池２００は、主にモータ４００を駆
動するために用いられるが、低圧電池６００の充電量が
少なくなってきた場合には、制御部７００による制御に
よって、低圧電池６００を充電するために用いることも
可能である。一方、低圧電池６００は、前述したよう
に、主に車両内の電装品への電力供給のために用いられ
るが、モータ４００において、高圧電池２００からの電
力だけではパワーが足りない場合には、制御部７００に
よる制御によって、そのモータ４００に電力を補うため
に用いることもできるし、高圧電池２００の充電量が少
なくなってきた場合には、高圧電池２００を充電するた
めに用いることもできる。

【００４３】また、モータ４００も、制御部７００によ
る制御により、電池からの電力によって力行動作（すな
わち、電動機として動作）して、車軸に動力を出力する
が、場合によっては、回生動作（すなわち、発電機とし
て動作）して、回生された電力を電池に充電することも
可能である。なお、モータ４００は、前述したとおり、
Ｙ結線における中点に近い側の巻線を共用してはいるも
のの、高圧巻線と低圧巻線をそれぞれ備えているため、
高圧巻線と低圧巻線とで独立した動作を行なうことが可
能である。

【００４４】従って、本実施例においては、制御部７０
０による制御によって、主な動作状態として、次のａ）
〜ｆ）の６つの動作状態を採ることができる。

【００４５】ａ）高圧電池放電、高圧巻線力行、低圧巻
線回生、低圧電池充電 この状態では、制御部７００による制御によって、高圧
インバータ３００は、高圧電池２００から電力を放電さ
せ、その電力をモータ４００の高圧巻線に供給して、そ
の高圧巻線に関してモータ４００を力行動作させる。一
方、低圧インバータ５００は、低圧巻線に関してモータ
４００を回生動作させ、その回生された電力を低圧電池
６００に充電させる。

【００４６】ｂ）高圧電池充電、高圧巻線回生、低圧巻
線回生、低圧電池充電 この状態では、制御部７００による制御によって、高圧
インバータ３００は、高圧巻線に関してモータ４００を
回生動作させ、その回生された電力を高圧電池２００に
充電させる。同様に、低圧インバータ５００も、低圧巻
線に関してモータ４００を回生動作させ、その回生され
た電力を低圧電池６００に充電させる。この場合、モー
タ４００からの回生される電力によって高圧電池２００
及び低圧電池６００を同時に充電させることができる。

【００４７】ｃ）高圧電池放電、高圧巻線力行、低圧巻
線力行、低圧電池放電 この状態では、制御部７００による制御によって、高圧
インバータ３００は、高圧電池２００から電力を放電さ
せ、その電力をモータ４００の高圧巻線に供給して、そ
の高圧巻線に関してモータ４００を力行動作させる。同
様に、低圧インバータ５００も、低圧電池６００から電
力を放電させ、その電力をモータ４００の低圧巻線に供
給して、その低圧巻線に関してモータ４００を力行動作
させる。この場合、例えば、高圧電池２００から出力さ
れる電力が制限されていても、低圧電池６００から出力
される電力によって、モータ４００で生じるトルクの低
下を抑えることができる。

【００４８】ｄ）高圧電池充電、高圧巻線回生、低圧巻
線力行、低圧電池放電 この状態では、制御部７００による制御によって、高圧
インバータ３００は、高圧巻線に関してモータ４００を
回生動作させ、その回生された電力を高圧電池２００に
充電させる。一方、低圧インバータ５００は、低圧電池
６００から電力を放電させ、その電力をモータ４００の
低圧巻線に供給して、その低圧巻線に関してモータ４０
０を力行動作させる。

【００４９】ｅ）高圧電池放電、高圧巻線トルク０、低
圧巻線トルク０、低圧電池充電 この状態では、制御部７００による制御によって、高圧
インバータ３００は、高圧巻線に関してモータ４００で
生じるトルクをゼロにして、高圧電池２００から電力を
放電させて高圧巻線に与える。一方、低圧インバータ５
００も、低圧巻線に関してモータ４００で生じるトルク
をゼロにして、高圧巻線に与えられた電力を低圧巻線か
ら低圧電池６００に充電させる。このとき、高圧巻線と
低圧巻線は変圧器として動作する。

【００５０】ｆ）高圧電池充電、高圧巻線トルク０、低
圧巻線トルク０、低圧電池放電 この状態では、制御部７００による制御によって、低圧
インバータ５００は、低圧巻線に関してモータ４００で
生じるトルクをゼロにして、低圧電池６００から電力を
放電させて低圧巻線に与える。一方、高圧インバータ３
００も、高圧巻線に関してモータ４００で生じるトルク
をゼロにして、低圧巻線に与えられた電力を高圧巻線か
ら高圧電池２００に充電させる。このときも、高圧巻線
と低圧巻線は変圧器として動作する。

【００５１】ｅ），ｆ）の場合、モータ４００にトルク
を発生させることなく、高圧電池２００と低圧電池６０
０との間で電力を融通し合うことができる。

【００５２】このように、本実施例においては、制御部
７００による制御によって、基本的に６つの動作状態が
実現される。

【００５３】それでは、制御部７００の詳細な構成及び
動作について説明する。制御部７００は、機能的には、
モータ４００で生じるトルクの目標値であるのトルク指
令値を生成するためのトルク指令生成部と、電池とイン
バータとの間を流れる電池電流の目標値である電池電流
指令値を生成するための電池電流指令生成部と、それら
生成された指令値に基づいてインバータを制御するため
のインバータ制御部と、に分けることができる。

【００５４】図２は図１における制御部７００を構成す
るトルク指令生成部の構成を示すブロック図である。図
２に示すように、トルク指令生成部は、トルク指令演算
部７０２と、トルク指令補正部７０４と、トルク指令分
割部７０６と、を備えている。

【００５５】トルク指令演算部７０２には、車両のアク
セルペダルポジションセンサ（図示せず）から得られる
アクセル開度と、車両の車速センサ（図示せず）から得
れる車速と、が入力されている。車両の運転者は、車両
にさらなる動力が必要な場合にアクセルペダルを踏み込
むため、アクセル開度は、運転者の希望する要求動力に
相当する。一方、車両の動力は車速と車軸のトルクの積
で表される。従って、トルク指令演算部７０２は、入力
されたアクセル開度と車速とからモータ４００で発生さ
せるべきトルク、すなわち、トルク指令値Ｔａ＊を演算
により求めることができる。

【００５６】次に、トルク指令補正部７０４は、トルク
指令演算部７０２で求めたトルク指令値Ｔａ＊から、後
述するインバータ制御部から得られるトルク補正量ΔＴ
ａを減算して、トルク指令値を補正する。

【００５７】続いて、トルク指令分割部７０６は、補正
したトルク指令値を高圧トルク指令値ＴＣＨ＊と低圧ト
ルク指令値ＴＣＬ＊とに分割する。前述したように、モ
ータ４００には、高圧巻線と低圧巻線とが存在し、高圧
巻線と低圧巻線とで独立した動作をすることが可能なた
め、モータ４００のトルク指令値も、高圧巻線で生じさ
せるべきトルク分（すなわち、高圧トルク指令値）と、
低圧巻線で生じさせるべきトルク分（すなわち、低圧ト
ルク指令値）と、に分けて与える必要があるからであ
る。なお、トルク指令分割部７０６では、インバータ３
００，５００やモータ４００で生じる損失の和が最小と
なるように、高圧トルク指令値ＴＣＨ＊と低圧トルク指
令値ＴＣＬ＊との分割比を定めている。

【００５８】図３は図１における制御部７００を構成す
る電池電流指令生成部の構成を示すブロック図である。
図３に示すように、電池電流指令生成部は、高圧電池電
流演算部７０８と、低圧電池電流演算部７１０と、優先
電池電流指令決定部７１２と、を備えている。

【００５９】高圧電池電流演算部７０８には、高圧電池
温度センサ（図示せず）から得られる高圧電池２００の
温度と、高圧電池電圧センサ（図示せず）から得られる
高圧電池２００の端子間電圧と、高圧電池充電量センサ
（図示せず）から得られる高圧電池２００の充電量（Ｓ
ＯＣ）と、が入力されている。低圧電池電流演算部７１
０にも、同じように、低圧電池温度センサ（図示せず）
から得られる低圧電池６００の温度と、低圧電池電圧セ
ンサ（図示せず）から得られる低圧電池６００の端子間
電圧と、低圧電池充電量センサ（図示せず）から得られ
る低圧電池６００の充電量と、が入力されている。

【００６０】高圧電池電流演算部７０８では、上記検出
結果を基にして、高圧電池２００と高圧インバータ３０
０との間を流れる電流（高圧電池電流）の目標値である
高圧電池電流指令値ＩＢＨ＊と、高圧電池電流として流
すことのできる最大値である高圧電池電流最大許容値Ｉ
ＢＨｍａｘと、高圧電池電流として流すことのできる最
小値である高圧電池電流最小許容値ＩＢＨｍｉｎと、を
算出する。低圧電池電流演算部７１０でも、同様に、低
圧電池６００とインバータ５００との間を流れる電流
（低圧電池電流）の目標値である低圧電池電流指令値Ｉ
ＢＬ＊と、低圧電池電流として流すことのできる最大値
である低圧電池電流最大許容値ＩＢＬｍａｘと、低圧電
池電流として流すことのできる最小値である低圧電池電
流最小許容値ＩＢＬｍｉｎと、を算出する。

【００６１】すなわち、電池電流演算部７０８，７１０
では、例えば、電池の充電量が低い場合には電池が積極
的に充電されるように、電池の充電量が高い場合には電
池が積極的に放電されるように、電池の充電量などに応
じて電池電流指令値を決定したり、あるいは、電池の温
度が異常に高くなって電池不良とならないように、電池
の温度などに応じて電池電流許容値を決定したりしてい
る。

【００６２】なお、電池電流は、電池が放電状態にある
場合（すなわち、放電電流である場合）を正、電池が充
電状態にある場合（すなわち、充電電流である場合）を
負としている。従って、電池電流指令値が正の場合には
電池電流として放電電流を流すよう（すなわち、電池を
放電するよう）指令することになり、負の場合には充電
電流を流すよう（すなわち、電池を充電するよう）指令
することになる。また、上記した最大許容値は、電池電
流が正の場合（すなわち、放電電流の場合）の最大許容
値を意味し、上記した最小許容値は、電池電流が負の場
合（すなわち、充電電流の場合）の最大許容値を意味す
ることになる。

【００６３】一方、優先電池電流指令決定部７１２に
は、高圧電池２００の充電量と低圧電池６００の充電量
とがそれぞれ入力されている。優先電池電流指令決定部
７１２では、これら２つの充電量に基づいて、高圧電池
電流演算部７０８で算出された高圧電池電流指令値ＩＢ
Ｈ＊と低圧電池電流演算部７１０で算出された低圧電池
電流指令値ＩＢＬ＊のうち、何れの電流指令値を優先さ
せるか、あるいは両方の電流指令値とも優先させるかを
決定し、その決定結果Ｓｅを出力する。

【００６４】本実施例においては、前述したように、指
令値として、トルク指令値Ｔａ＊と、高圧電池電流指令
値ＩＢＨ＊と、低圧電池電流指令値ＩＢＬ＊と、があ
り、これら３つの指令値がそれぞれ制御変数となってい
る。しかし、エネルギ保存の法則という規制があるた
め、これら３つの制御変数を各々独立に用いて同時に制
御することは不可能である。そこで、２つの制御変数だ
けを独立に用いて制御し、残りの１つの制御変数はそれ
ら２つの制御変数に従属させ、上記の制御結果として決
定されるようにする必要がある。すなわち、言い換えれ
ば、３つの制御変数のうち、独立の２つの制御変数は従
属の１つの制御変数よりも優先して制御に用いることに
なる。

【００６５】上記した優先電池電流指令決定部７１２で
は、高圧電池電流指令値ＩＢＨ＊と低圧電池電流指令値
ＩＢＬ＊のうち、何れの電流指令値を優先させるか、あ
るいは両方の電流指令値とも優先させるかを決定するこ
とによって、実質的に、トルク指令値Ｔａ＊、高圧電池
電流指令値ＩＢＨ＊及び低圧電池電流指令値ＩＢＬ＊の
うち、優先して用いるべき独立の２つの制御変数とそれ
らに従属させる従属の１つの制御変数を決定している。

【００６６】具体的には、優先電池電流指令決定部７１
２は、図４に示すようなマップを用いて、何れを優先さ
せるかを決定している。図４は図３における優先電池電
流指令決定部７１２で用いられる優先順位を決定するた
めのマップを示す説明図である。図４において、横軸は
高圧電池２００の充電量を示し、縦軸は低圧電池６００
の充電量を示している。このマップは、予め、制御部７
００内のＲＯＭに格納され、必要に応じて参照される。

【００６７】原則的には、モータ４００で生じるトルク
は優先的に制御する必要があるため、トルク指令値Ｔａ
＊は独立の制御変数の１つとして優先的に用いられる。
従って、高圧電池２００の充電量が値ＳＯＣＨ１から値
ＳＯＣＨ２の間にあるか、低圧電池６００の充電量が値
ＳＯＣＬ１から値ＳＯＣＬ２の間にある場合には、トル
ク指令値Ｔａ＊を独立の制御変数の１つとするため、高
圧電池電流指令値ＩＢＨ＊と低圧電池電流指令値ＩＢＬ
＊のうち、何れの電流指令値を残りの独立の制御変数と
して優先させるかを決定することになる。すなわち、図
４に示すように、例えば、高圧電池２００の充電量が値
ＳＯＣＨ１から値ＳＯＣＨ２の間にある場合には、高圧
電池電流指令値ＩＢＨ＊を残りの独立の制御変数として
優先させるよう決定し（すなわち、低圧電池電流指令値
ＩＢＬ＊が従属の制御変数となる）、高圧電池２００の
充電量が値ＳＯＣＨ１以下か値ＳＯＣＨ２以上であっ
て、低圧電池６００の充電量が値ＳＯＣＬ１から値ＳＯ
ＣＬ２の間にある場合には、低圧電池電流指令値ＩＢＬ
＊を残りの独立の制御変数として優先させるよう決定す
る（すなわち、高圧電池電流指令値ＩＢＨ＊が従属の制
御変数となる）。

【００６８】また、それら以外の場合、すなわち、高圧
電池２００の充電量が値ＳＯＣＨ１以下か値ＳＯＣＨ２
以上であって、かつ、低圧電池６００の充電量が値ＳＯ
ＣＬ１以下か値ＳＯＣＬ２以上である場合には、高圧電
池２００及び低圧電池６００をそれぞれ積極的に充電ま
たは放電させる必要があるため、高圧電池電流指令値Ｉ
ＢＨ＊及び低圧電池電流指令値ＩＢＬ＊を共に、独立の
制御変数として優先させることを決定する（すなわち、
トルク指令値Ｔａ＊が従属の制御変数となる）。

【００６９】なお、本実施例では、高圧電池２００の充
電量が値ＳＯＣＨ１から値ＳＯＣＨ２の間にあり、か
つ、低圧電池６００の充電量が値ＳＯＣＬ１から値ＳＯ
ＣＬ２の間にある場合は、高圧電池電流指令値ＩＢＨ＊
を独立の制御変数として優先させている（すなわち、低
圧電池電流指令値ＩＢＬ＊が従属の制御変数となってい
る）が、場合によっては、低圧電池電流指令値ＩＢＬ＊
を独立の制御変数として優先させるよう（すなわち、高
圧電池電流指令値ＩＢＨ＊が従属の制御変数となるよ
う）、マップを作成しても良い。

【００７０】以上のようにして、優先電池電流指令決定
部７１２では、独立の制御変数として優先させるべき電
流指令値を何れにするかを決定する。なお、優先電池電
流指令決定部７１２には、その他、充電量均等化指令も
入力されているが、これについては後ほど説明する。

【００７１】次に、図５は図１における制御部７００を
構成するインバータ制御部の構成を示すブロック図であ
る。図５に示すように、インバータ制御部は、高圧比例
積分制御部７１４と、低圧比例積分制御部７１６と、高
圧加減算部７１８と、低圧加減算部７２０と、加算部７
２２と、モータ速度演算部７２４と、高圧トルク制限演
算部７２６と、低圧トルク制限演算部７２８と、トルク
指令調整部７３０と、高圧モータ電流指令演算部７３２
と、低圧モータ電流指令演算部７３４と、高圧ＰＷＭ制
御部７３６と、低圧ＰＷＭ制御部７３８と、高圧ゼロト
ルク判定部７３９と、低圧ゼロトルク判定部７４０と、
を備えている。

【００７２】これらのうち、低圧比例積分制御部７１６
は図６に示す処理手順に従って処理を行ない、高圧比例
積分制御部７１４は図７に示す処理手順に従って処理を
行なう。図６は図５における低圧比例積分制御部７１６
の処理手順を示すフローチャート、図７は図５における
高圧比例積分制御部７１４の処理手順を示すフローチャ
ートである。

【００７３】低圧比例積分制御部７１６には、図３の低
圧電池電流演算部７１０で算出された低圧電池電流指令
値ＩＢＬ＊と、優先電池電流指令決定部７１２での決定
結果Ｓｅと、が入力されており、高圧比例積分制御部７
１４にも、同様に、高圧電池電流演算部７０８で算出さ
れた高圧電池電流指令値ＩＢＨ＊と、優先電池電流指令
決定部７１２での決定結果Ｓｅと、が入力されている。
低圧比例積分制御部７１６では、図６に示すように、そ
の決定結果Ｓｅに基づいて、低圧電池電流指令値ＩＢＬ
＊が優先されるべき電流指令値として決定されたか否か
を判定し（ステップＳ１０２）、高圧比例積分制御部７
１４でも、図７に示すように、決定結果Ｓｅに基づい
て、高圧電池電流指令値ＩＢＨ＊が優先されるべき電池
電流指令値として決定されたか否かを判定する（ステッ
プＳ２０２）。

【００７４】例えば、今、低圧電池６００の充電量が減
っていて値ＳＯＣＬ１以下である場合に、高圧電池２０
０の充電量は値ＳＯＣＨ１から値ＳＯＣＨ２の間にあっ
て適当な量であるとする。この場合、図４から明らかな
ように、低圧電池６００を積極的に充電するために、低
圧電池電流指令値ＩＢＬ＊が優先されるべき電池電流指
令値として決定されることになる。

【００７５】従って、この場合、低圧比例積分制御部７
１６では、図６のステップＳ１０２において、低圧電池
電流指令値ＩＢＬ＊が優先であると判定され、ステップ
Ｓ１０４に進み、高圧比例積分制御部７１４では、図７
のステップＳ２０２において、逆に、高圧電池電流指令
値ＩＢＨ＊が優先でないと判定されて、ステップＳ２２
０に進む。

【００７６】次に、低圧比例積分制御部７１６では、現
在、低圧電池６００において充電または放電されている
電力ＷＬを求める（図６のステップＳ１０４）。すなわ
ち、低圧比例積分制御部７１６は、低圧電池電圧センサ
７４４によって得られる低圧電池６００の端子間電圧Ｖ
Ｌと、低圧電池電流センサ７４８によって得られる低圧
電池６００とインバータ５００との間を流れる低圧電池
電流ＩＢＬと、を入力し、次の式（１）に従って、上記
した電力ＷＬを算出する。

【００７７】ＷＬ＝ＶＬ・ＩＢＬ …（１）

【００７８】続いて、低圧比例積分制御部７１６では、
低圧トルク指令値ＴＣＬ＊についての暫定補正量ＴＣＬ
１を求める（ステップＳ１０６）。低圧トルク指令値Ｔ
ＣＬ＊は、図２におけるトルク指令分割部７０６におい
て得られたが、この低圧トルク指令値ＴＣＬ＊は、運転
者の希望する要求動力に対応した低圧トルク指令値に過
ぎない。一方、上述したように低圧電池６００に積極的
に充電するために、低圧巻線に関してモータ４００で回
生動作を行なって、回生した電力で低圧電池６００の充
電を行なうものとすると、その回生動作により低圧巻線
で生じるトルクはその分変化する。従って、低圧トルク
指令値ＴＣＬ＊をそのまま用いて低圧インバータ５００
を制御したのでは、車両の車軸に運転者の希望する要求
動力に応じたトルク（特に、低圧巻線で生じさせるべき
トルク）を発生させることはできない。

【００７９】そこで、本実施例では、ステップＳ１０６
と次のステップＳ１０８において、低圧トルク指令値Ｔ
ＣＬ＊を、低圧電池６００に充電されるべき電力（すな
わち、低圧巻線について回生されるべき電力）に応じて
補正するための補正量を求めるようにしている。

【００８０】具体的には、低圧比例積分制御部７１６
は、モータ速度演算部７２４で得られるモータ４００の
回転速度Ｎｍを入力し、ステップＳ１０２で得られた電
力ＷＬを用い、次の式（２）に従って、上記した暫定補
正量ＴＣＬ１を算出する。

【００８１】 ＴＣＬ１＝（ＷＬ＋ΔＬ）／Ｎｍ …（２） 但し、ΔＬは低圧側における電力変換による損失分であ
り、予め実験などによって求められる値である。

【００８２】なお、モータ速度演算部７２４では、回転
センサ７５８によって得られたモータ４００のロータ位
置を示すロータ位置信号Ｐｒｏｔを入力して、そのロー
タ位置信号Ｐｒｏｔから演算によってモータ４００の回
転速度Ｎｍを算出している。

【００８３】次に、低圧比例積分制御部７１６では、暫
定補正量ＴＣＬ１を低圧電池電力の比例積分値で補正
し、最終的な補正量ＴＣＬ２を求める（ステップＳ１０
８）。暫定補正量ＴＣＬ１は、実測値である低圧電池電
流ＩＢＬを基にして算出された値であり、その暫定補正
量ＴＣＬ１には、図３の低圧電池電流演算部７１０で得
られた低圧電池電流指令値ＩＢＬ＊は加味されていな
い。そこで、本実施例では、低圧電池電流指令値ＩＢＬ
＊と実測値である低圧電池電流ＩＢＬとの偏差がゼロと
なるよう制御されるように、低圧電池電力の比例積分値
で暫定補正量ＴＣＬ１を補正する。

【００８４】すなわち、低圧比例積分制御部７１６は、
低圧電池電流演算部７１０で得られた低圧電池電流指令
値ＩＢＬ＊を入力し、式（３）に従って、暫定補正量Ｔ
ＣＬ１を補正し、補正量ＴＣＬ２を算出する。

【００８５】 ＴＣＬ２＝ＴＣＬ１＋｛ＰＩ（ＶＬ・ＩＢＬ＊−ＶＬ・ＩＢＬ）／Ｎｍ｝ …（３）

【００８６】式（３）において、ＶＬ・ＩＢＬは、実測
値である低圧電池電流ＩＢＬを基にして得られた実測換
算での低圧電池６００の電力であり、ステップＳ１０２
で算出したＷＬと同じものである。一方、ＶＬ・ＩＢＬ
＊は、低圧電池電流指令値ＩＢＬ＊を基にして得られた
指令値換算での低圧電池６００の電力である。従って、
ＶＬ・ＩＢＬ＊−ＶＬ・ＩＢＬは、低圧電池６００の電
圧についての指令値換算と実測換算の偏差である。

【００８７】また、ＰＩ（）は、（）内の値を比例積分
演算することを示している。すなわち、その比例積分演
算では、上記した偏差に所定の係数をかけて比例部分の
値を求めると共に、上記した偏差を時間積分して、その
積分値に所定の係数をかけて積分部分の値を求めて、そ
れら求めた値の和を導き出す。

【００８８】式（３）では、以上のようにして求めた低
圧電池６００の電力についての比例積分値をモータ４０
０の回転速度Ｎｍで除算することにより、トルクに変換
し、トルク補正分を得ている。そして、そのトルク補正
分をステップＳ１０４で求めた暫定補正量ＴＣＬ１に加
算して、最終的な補正量ＴＣＬ２を得ている。

【００８９】以上のようにして得られた低圧トルク指令
値ＴＣＬ＊についての補正量ＴＣＬ２は、低圧比例積分
制御部７１６から低圧加減算部７２０に入力される。

【００９０】また、低圧加減算部７２０には、図２のト
ルク指令分割部７０６で得られた低圧トルク指令値ＴＣ
Ｌ＊が入力される他、高圧比例積分制御部７１４で得ら
れる低圧トルク指令値ＴＣＬ＊についての補正量ＴＣＬ
２’が入力される。

【００９１】しかし、高圧比例積分制御部７１４では、
前述したように、高圧電池電流指令値ＩＢＨ＊は優先で
ない（すなわち、従属の制御変数として用いられる）た
め、その高圧電池電流指令値ＩＢＨ＊を基にして補正量
を導くことはしない。従って、図７のステップＳ２２０
において、高圧比例積分制御部７１４は、低圧トルク指
令値についての補正量ＴＣＬ２’を０に設定する。

【００９２】よって、低圧加減算部７２０では、高圧比
例積分制御部７１４からの補正量ＴＣＬ２’が０である
ので、低圧トルク指令値ＴＣＬ＊から、低圧比例積分制
御部７１６からの補正量ＴＣＬ２を減算して、低圧トル
ク指令値を補正し、新たな低圧トルク指令値ＴＣＬｈ＊
を導き出す。なお、仮に、高圧比例積分制御部７１４か
らの補正量ＴＣＬ２’が０でない場合には、この補正量
ＴＣＬ２’が加算されることになる。

【００９３】次に、低圧比例積分制御部７１６では、高
圧トルク指令値ＴＣＨ＊についての暫定補正量ＴＣＨ
１’を求める（ステップＳ１１０）。高圧トルク指令値
ＴＣＨ＊は、前述したようにトルク指令分割部７０６に
おいて、全体のトルク指令値を、低圧トルク指令値ＴＣ
Ｌ＊との所望の分割比で分割して得たものである。従っ
て、低圧トルク指令値についてだけ、低圧電池６００に
充電されるべき電力（すなわち、低圧巻線について回生
されるべき電力）に応じた補正を行なうと、モータ４０
０における低圧巻線で生じるトルクと高圧巻線で生じる
トルクのバランスが崩れ、車両の車軸に運転者の希望す
る要求動力に応じたトルクを発生させることはできな
い。

【００９４】そこで、本実施例では、ステップＳ１１０
と次のステップＳ１１２で、高圧トルク指令値ＴＣＨ＊
についても、低圧トルク指令値ＴＣＬ＊と同様に、低圧
電池６００に充電されるべき電力（すなわち、低圧巻線
について回生されるべき電力）に応じて補正するための
補正量を求めるようにしている。

【００９５】すなわち、低圧比例積分制御部７１６は、
ステップＳ１０２で得られた電力ＷＬを用い、次の式
（４）に従って、高圧トルク指令値ＴＣＨ＊についての
暫定補正量ＴＣＨ１’を算出する。

【００９６】 ＴＣＨ１’＝（ＷＬ＋ΔＨ）／Ｎｍ …（４） 但し、ΔＨは高圧側における電力変換による損失分であ
り、予め実験などによって求められる値である。

【００９７】続いて、低圧比例積分制御部７１６では、
暫定補正量ＴＣＨ１’を低圧電池電力の比例積分値で補
正し、最終的な補正量ＴＣＨ２’を求める（ステップＳ
１１２）。すなわち、高圧比例積分制御部７１４は、式
（３）とほぼ同様の式（５）に従って、暫定補正量ＴＣ
Ｌ１’を補正し、補正量ＴＣＬ２’を算出する。

【００９８】 ＴＣＨ２’＝ＴＣＨ１’＋｛ＰＩ（ＶＬ・ＩＢＬ＊−ＶＬ・ＩＢＬ）／Ｎｍ｝ …（５）

【００９９】以上のようにして得られた高圧トルク指令
値ＴＣＨ＊についての補正量ＴＣＨ２’は、低圧比例積
分制御部７１６から高圧加減算部７１８に入力される。

【０１００】また、高圧加減算部７１８には、図２のト
ルク指令分割部７０６で得られた高圧トルク指令値ＴＣ
Ｈ＊が入力される他、高圧比例積分制御部７１４で得ら
れる高圧トルク指令値ＴＣＨ＊についての補正量ＴＣＨ
２が入力される。

【０１０１】しかし、高圧比例積分制御部７１４では、
前述したように、高圧電池電流指令値ＩＢＨ＊は優先で
ないため、その高圧電池電流指令値ＩＢＨ＊を基にして
補正量を導くことはしない。従って、図７のステップＳ
２２２において、高圧比例積分制御部７１４は、低圧ト
ルク指令値の補正量ＴＣＨ２についても０に設定する。

【０１０２】従って、高圧加減算部７１８では、高圧比
例積分制御部７１４からの補正量ＴＣＬ２が０であるの
で、高圧トルク指令値ＴＣＨ＊に、低圧比例積分制御部
７１６からの補正量ＴＣＨ２’を加算して、高圧トルク
指令値を補正し、新たな高圧トルク指令値ＴＣＨｈ＊を
導き出す。なお、仮に、高圧比例積分制御部７１４から
の補正量ＴＣＨ２が０でない場合には、この補正量ＴＣ
Ｈ２が減算されることになる。

【０１０３】ところで、低圧比例積分制御部７１６に
は、図５に示すように、その他、高圧電池電流センサ７
４６によって得られる高圧電池２００と高圧インバータ
３００との間を流れる高圧電池電流ＩＢＨと、高圧電池
電流演算部７０８で得られた高圧電池電流最大許容値Ｉ
ＢＨｍａｘ及び高圧電池電流最小許容値ＩＢＨｍｉｎ
と、が入力されている。そこで、次に、低圧比例積分制
御部７１６では、図６に示すように、入力された実測値
である高圧電池電流ＩＢＨが、高圧電池電流最大許容値
ＩＢＨｍａｘから高圧電池電流最小許容値ＩＢＨｍｉｎ
の間の許容範囲に入っているか否かを判定する（ステッ
プＳ１１４）。

【０１０４】判定の結果、高圧電池電流ＩＢＨが上記の
許容範囲内に入っている場合には、問題がないので、低
圧比例積分制御部７１６は、トルク指令値Ｔａ＊を補正
するためのトルク補正量となるΔＴａＨを０に設定する
（ステップＳ１１８）。しかし、高圧電池電流ＩＢＨが
上記の許容範囲内に入っていない場合には、高圧電池電
流ＩＢＨが許容範囲内に入るよう制御するために、トル
ク指令値Ｔａ＊を補正するためのトルク補正量ΔＴａＨ
を次の式（６）に従って算出する（ステップＳ１１
６）。

【０１０５】 ΔＴａＨ＝ＰＩ（ＩＢＨ−ＩＢＨｍａｘ） （ＩＢＨ＞ＩＢＨｍａｘ） ΔＴａＨ＝ＰＩ（ＩＢＨ−ＩＢＨｍｉｎ） （ＩＢＨ＜ＩＢＨｍｉｎ） …（６）

【０１０６】なお、式（６）では、高圧電池電流ＩＢＨ
が高圧電池電流最大許容値ＩＢＨｍａｘより大きくなっ
て許容範囲を超えた場合は上の式を用い、高圧電池電流
最小許容値ＩＢＨｍｉｎより小さくなって許容範囲を超
えた場合は下の式を用いる。従って、上の式では、高圧
電池電流ＩＢＨと高圧電池電流最大許容値ＩＢＨｍａｘ
との偏差の比例積分値が、求めるべきトルク補正量ΔＴ
ａＨとなり、下の式では、高圧電池電流ＩＢＨと高圧電
池電流最小許容値ＩＢＨｍｉｎとの偏差の比例積分値
が、求めるべきトルク補正量ΔＴａＨとなる。

【０１０７】以上のようにして得られたトルク補正量Δ
ＴａＨは、低圧比例積分制御部７１６から加算部７２２
に入力される。また、加算部７２２には、高圧比例積分
制御部７１４で得られるトルク補正量ΔＴａＬも入力さ
れる。加算部７２２では、入力されたトルク補正量ΔＴ
ａＨとΔＴａＬとを加算して、トルク指令値Ｔａ＊を補
正するための最終的なトルク補正量ΔＴａを導き出す。

【０１０８】しかしながら、高圧比例積分制御部７１４
では、前述したように、高圧電池電流指令値ＩＢＨ＊は
優先でない（すなわち、従属の制御変数として用いられ
る）ため、トルク指令値Ｔａ＊についても補正量を導く
ことはしない。従って、図７のステップＳ２２４におい
て、高圧比例積分制御部７１４は、トルク補正量ΔＴａ
Ｌを０に設定する。

【０１０９】そのため、加算部７２２では、低圧比例積
分制御部７１６から入力されたトルク補正量ΔＴａＨが
そのまま、最終的なトルク補正量ΔＴａとして得られ
る。

【０１１０】加算部７２２で導き出されたトルク補正量
ΔＴａは、前述したように、図２におけるトルク指令補
正部７０４に与えられ、トルク指令補正部７０４におい
て、トルク指令演算部７０２で求めたトルク指令値Ｔａ
＊から減算されて、トルク指令値を補正するのに用いら
れる。この結果、前述したように、例えば、高圧電池電
流ＩＢＨが上記の許容範囲内に入っていない場合でも、
高圧電池電流ＩＢＨが許容範囲内に入るように、トルク
制御がなされる。

【０１１１】以上で、低圧比例積分制御部７１６におけ
る図６に示した処理ルーチンと高圧比例積分制御部７１
４における図７に示した処理ルーチンはそれぞれ終了す
る。

【０１１２】なお、上記した例は、低圧電池６００の充
電量が値ＳＯＣＬ１以下であり、高圧電池２００の充電
量は値ＳＯＣＨ１から値ＳＯＣＨ２の間にあって、低圧
電池電流指令値ＩＢＬ＊が優先されるべき電池電流指令
値として決定された場合（すなわち、高圧電池電流指令
値ＩＢＨ＊は従属の制御変数として用いられる場合）で
あったが、例えば、高圧電池２００の充電量が値ＳＯＣ
Ｈ１以下であり、低圧電池６００の充電量は値ＳＯＣＬ
１から値ＳＯＣＬ２の間にあって、高圧電池電流指令値
ＩＢＨ＊が優先されるべき電池電流指令値として決定さ
れた場合（すなわち、低圧電池電流指令値ＩＢＬ＊は従
属の制御変数として用いられる場合）には、前述した低
圧比例積分制御部７１６における処理と高圧比例積分制
御部７１４における処理とが入れ替わる。しかし、処理
が入れ替わるだけで、実施質的な処理内容は同じである
ため、詳細な説明は省略する。従って、主な点だけ簡単
に説明する。

【０１１３】今度の例の場合、高圧比例積分制御部７１
４では、図７のステップＳ２０２において、高圧電池電
流指令値ＩＢＨ＊が優先であると判定され、ステップＳ
２０４に進み、低圧比例積分制御部７１６では、図６の
ステップＳ１０２において、低圧電池電流指令値ＩＢＬ
＊が優先でないと判定されて、ステップＳ１２０に進
む。

【０１１４】そこで、低圧比例積分制御部７１６では、
図７のステップＳ２０４において、高圧電池電圧センサ
７４２によって得られる高圧電池２００の端子間電圧Ｖ
Ｈと、高圧電池電流センサ７４６によって得られる高圧
電池２００と高圧インバータ３００との間を流れる高圧
電池電流指令値ＩＢＨと、を入力し、次の式（７）に従
って、高圧電池２００において充電または放電されてい
る電力ＷＨを求める。

【０１１５】ＷＨ＝ＶＨ・ＩＢＨ …（７）

【０１１６】次に、高圧比例積分制御部７１４は、モー
タ速度演算部７２４で得られるモータ４００の回転速度
Ｎｍを入力し、ステップＳ２０２で得られた電力ＷＨを
用い、次の式（８）に従って、高圧トルク指令値ＴＣＨ
＊についての暫定補正量ＴＣＨ１を算出する（ステップ
Ｓ２０６）。

【０１１７】 ＴＣＨ１＝（ＷＨ＋ΔＨ）／Ｎｍ …（８） 但し、ΔＨは前述した高圧側における電力変換による損
失分である。

【０１１８】次に、高圧比例積分制御部７１４は、高圧
電池電流演算部７０８で得られた電力ＷＨを入力し、式
（９）に従って、暫定補正量ＴＣＨ１を補正し、補正量
ＴＣＨ２を算出する（ステップＳ２０８）。

【０１１９】 ＴＣＨＬ２＝ＴＣＨ１＋｛ＰＩ（ＶＨ・ＩＢＨ＊−ＶＨ・ＩＢＨ）／Ｎｍ｝ …（９）

【０１２０】一方、今度の例の場合、低圧比例積分制御
部７１６では、低圧電池電流指令値ＩＢＬ＊は優先でな
い（すなわち、従属の制御変数として用いられる）た
め、その低圧電池電流指令値ＩＢＬ＊を基にして補正量
を導くことはしない。従って、図６のステップＳ１２０
において、低圧比例積分制御部７１６は、高圧トルク指
令値についての補正量ＴＣＨ２’を０に設定する。

【０１２１】よって、高圧加減算部７１８では、低圧比
例積分制御部７１６からの補正量ＴＣＨ２’が０である
ので、高圧トルク指令値ＴＣＨ＊から、高圧比例積分制
御部７１４からの補正量ＴＣＨ２を減算して、高圧トル
ク指令値を補正し、新たな高圧トルク指令値ＴＣＨｈ＊
を導き出す。

【０１２２】次に、高圧比例積分制御部７１４は、ステ
ップＳ２０２で得られた電力ＷＨを用い、次の式（１
０）に従って、低圧トルク指令値ＴＣＬ＊についての暫
定補正量ＴＣＬ１’を算出する（ステップＳ２１０）。

【０１２３】 ＴＣＬ１’＝（ＷＨ＋ΔＬ）／Ｎｍ …（１０） 但し、ΔＬは前述の低圧側における電力変換による損失
分である。

【０１２４】続いて、高圧比例積分制御部７１４では、
式（１１）に従って、暫定補正量ＴＣＬ１’を高圧電池
電力の比例積分値で補正し、最終的な補正量ＴＣＨ２’
を算出する（ステップＳ２１２）。

【０１２５】 ＴＣＬ２’＝ＴＣＬ１’＋｛ＰＩ（ＶＨ・ＩＢＨ＊−ＶＨ・ＩＢＨ）／Ｎｍ｝ …（１１） 一方、低圧比例積分制御部７１６では、低圧電池電流指
令値ＩＢＬ＊は優先でない（すなわち、従属の制御変数
として用いられる）ため、前述したとおり、その低圧電
池電流指令値ＩＢＬ＊を基にして補正量を導くことはな
く、従って、図６のステップＳ１２２において、低圧比
例積分制御部７１６は、低圧トルク指令値についての補
正量ＴＣＬ２も０に設定する。

【０１２６】よって、高圧加減算部７１８では、低圧比
例積分制御部７１６からの補正量ＴＣＬ２が０であるの
で、低圧トルク指令値ＴＣＬ＊から、高圧比例積分制御
部７１４からの補正量ＴＣＬ２’を減算して、低圧トル
ク指令値を補正し、新たな低圧トルク指令値ＴＣＬｈ＊
を導き出す。

【０１２７】ところで、高圧比例積分制御部７１４に
も、図５に示すように、その他、低圧電池電流センサ７
４８によって得られる低圧電池６００と低圧インバータ
５００との間を流れる低圧電池電流指令値ＩＢＬと、低
圧電池電流演算部７１０で得られた低圧電池電流最大許
容値ＩＢＬｍａｘ及び低圧電池電流最小許容値ＩＢＬｍ
ｉｎと、が入力されている。そこで、次に、高圧比例積
分制御部７１４では、実測値である低圧電池電流指令値
ＩＢＬが、低圧電池電流最大許容値ＩＢＬｍａｘから低
圧電池電流最小許容値ＩＢＬｍｉｎの間の許容範囲に入
っているか否かを判定する（ステップＳ２１４）。判定
の結果、低圧電池電流指令値ＩＢＬが上記の許容範囲内
に入っている場合には、高圧比例積分制御部７１４は、
トルク補正量ΔＴａＬを０に設定する（ステップＳ２１
８）が、低圧電池電流指令値ＩＢＬが上記の許容範囲内
に入っていない場合には、低圧電池電流指令値ＩＢＬが
許容範囲内に入るよう制御するために、トルク補正量Δ
ＴａＬを次の式（１２）に従って算出する（ステップＳ
２１６）。

【０１２８】 ΔＴａＬ＝ＰＩ（ＩＢＬ−ＩＢＬｍａｘ） （ＩＢＬ＞ＩＢＬｍａｘ） ΔＴａＬ＝ＰＩ（ＩＢＬ−ＩＢＬｍｉｎ） （ＩＢＬ＜ＩＢＬｍｉｎ） …（１２）

【０１２９】一方、低圧比例積分制御部７１６では、低
圧電池電流指令値ＩＢＬ＊は優先でない（すなわち、従
属の制御変数として用いられる）ため、トルク指令値Ｔ
ａ＊についても補正量を導くことはなく、従って、図６
のステップＳ１２４において、低圧比例積分制御部７１
６は、トルク補正量ΔＴａＨを０に設定する。

【０１３０】そのため、加算部７２２では、高圧比例積
分制御部７１４から入力されたトルク補正量ΔＴａＬが
そのまま、最終的なトルク補正量ΔＴａとして得られ
る。

【０１３１】以上で、低圧比例積分制御部７１６におけ
る図６に示した処理ルーチンと高圧比例積分制御部７１
４における図７に示した処理ルーチンはそれぞれ終了す
る。

【０１３２】なお、上記した２つの例は、低圧電池電流
指令値ＩＢＬ＊または高圧電池電流指令値ＩＢＨ＊の何
れかが優先されるべき電池電流指令値として決定された
場合であったが、例えば、高圧電池２００の充電量が値
ＳＯＣＨ１以下であり、低圧電池６００の充電量も値Ｓ
ＯＣＬ１以下であって、低圧電池電流指令値ＩＢＬ＊も
高圧電池電流指令値ＩＢＨ＊も優先されるべき電池電流
指令値として決定された場合（すなわち、トルク指令値
Ｔａ＊が従属の制御変数として用いられる場合）には、
低圧比例積分制御部７１６における処理は前者の例（す
なわち、低圧電池電流指令値ＩＢＬ＊が優先の場合）と
同様の処理となり、高圧比例積分制御部７１４における
処理は後者の例（すなわち、高圧電池電流指令値ＩＢＨ
＊が優先の場合）と同様の処理となる。従って、処理内
容は前述したものとほぼ同様であるので、詳細な説明は
省略する。従って、特徴的な点だけ簡単に説明する。

【０１３３】今度の例の場合、低圧比例積分制御部７１
６では、図６のステップＳ１０２において、低圧電池電
流指令値ＩＢＬ＊が優先であると判定され、ステップＳ
１０４に進み、高圧比例積分制御部７１４でも、同様
に、図７のステップＳ２０２において、高圧電池電流指
令値ＩＢＨ＊が優先であると判定され、ステップＳ２０
４に進む。

【０１３４】従って、結果的に、低圧比例積分制御部７
１６では、ステップＳ１０４〜Ｓ１１２において、低圧
トルク指令値ＴＣＬ＊についての補正量ＴＣＬ２と高圧
トルク指令値ＴＣＨ＊についての補正量ＴＣＨ２’が得
られ、高圧比例積分制御部７１４では、ステップＳ２０
４〜Ｓ２１２において、高圧トルク指令値ＴＣＨ＊につ
いての補正量ＴＣＨ２と低圧トルク指令値ＴＣＬ＊につ
いての補正量ＴＣＬ２’が得られる。よって、低圧加減
算部７２０では、低圧トルク指令値ＴＣＬ＊に対し、低
圧比例積分制御部７１６からの補正量ＴＣＬ２を減算
し、高圧比例積分制御部７１４からの補正量ＴＣＬ２’
を加算して、低圧トルク指令値を補正し、新たな低圧ト
ルク指令値ＴＣＬｈ＊を導き出す。高圧加減算部７１８
では、高圧トルク指令値ＴＣＨ＊に対し、高圧比例積分
制御部７１４からの補正量ＴＣＨ２を減算し、低圧比例
積分制御部７１６からの補正量ＴＣＨ２’を加算して、
高圧トルク指令値を補正し、新たな高圧トルク指令値Ｔ
ＣＨｈ＊を導き出す。

【０１３５】また、低圧比例積分制御部７１６では、ス
テップＳ１１６またはＳ１１８でトルク補正量ΔＴａＨ
を得て、高圧比例積分制御部７１４では、ステップＳ２
１６またはＳ２１８でトルク補正量ΔＴａＬを得るた
め、加算部７２２では、それら両者を加算して、最終的
なトルク補正量ΔＴａを導き出す。

【０１３６】以上で、高圧比例積分制御部７１４及び低
圧比例積分制御部７１６の処理についての説明を終え
る。

【０１３７】次に、高圧トルク制限演算部７２６には、
高圧インバータ温度センサ（図示せず）から得られる高
圧インバータ３００の温度と、モータ高圧部温度センサ
（図示せず）から得られるモータ４００の高圧巻線部分
の温度と、モータ低圧部温度センサ（図示せず）から得
られるモータ４００の低圧巻線部分の温度と、が入力さ
れている。また、低圧トルク制限演算部７２８にも、同
じように、低圧インバータ温度センサ（図示せず）から
得られる低圧インバータ５００の温度と、上記のモータ
高圧部温度センサから得られるモータ４００の高圧巻線
部分の温度と、上記のモータ低圧部温度センサから得ら
れるモータ４００の低圧巻線部分の温度と、が入力され
ている。

【０１３８】高圧トルク制限演算部７２６では、上記検
出結果を基にして、モータ４００における高圧巻線で生
じさせることのできるトルクの最大値である高圧トルク
最大許容値ＴＣＨｍａｘと、同じく高圧巻線で生じさせ
ることのできるトルクの最小値である高圧トルク最小許
容値ＴＣＨｍｉｎと、を算出する。また、低圧トルク制
限演算部７２８でも、同様に、モータ４００における低
圧巻線で生じさせることのできるトルクの最大値である
低圧トルク最大許容値ＴＣＬｍａｘと、同じく低圧巻線
で生じさせることのできるトルクの最小値である低圧ト
ルク最小許容値ＴＣＬｍｉｎと、を算出する。

【０１３９】一般に、モータの巻線の温度は、その巻線
を流れる電流の値に関係している。従って、モータの巻
線の温度を測定すれば、その巻線を流れる電流の値を検
出することができる。

【０１４０】一方、本実施例においては、前述したよう
に、モータ４００は、直列に接続された２つの巻線が共
に高圧巻線を構成し、その高圧巻線を構成する２つの巻
線のうち、Ｙ結線における中点に近い側の巻線が低圧巻
線も構成している。従って、Ｙ結線における中点に近い
側の巻線Ｌｕ２，Ｌｖ２，Ｌｗ２（すなわち、低圧巻
線）には、低圧インバータ５００によって供給される低
圧巻線用のモータ電流と、高圧インバータ３００によっ
て供給される高圧巻線用のモータ電流と、が流れること
になる。よって、Ｙ結線における中点に近い側の巻線Ｌ
ｕ２，Ｌｖ２，Ｌｗ２には、Ｙ結線における中点から遠
い側の巻線Ｌｕ１，Ｌｖ１，Ｌｗ１に比較して、過電流
が流れやすいため、少なくとも、Ｙ結線における中点に
近い側の巻線Ｌｕ２，Ｌｖ２，Ｌｗ２については、その
巻線を流れるモータ電流がその巻線の電流容量を超えな
いように、モータ電流を制御する必要がある。

【０１４１】そこで、本実施例では、モータ４００にお
ける低圧巻線部分の温度を測定し、その測定結果から低
圧巻線（巻線Ｌｕ２，Ｌｖ２，Ｌｗ２）に流れる電流の
値を得て、その値が電流容量制限を超えないように、モ
ータ４００の低圧巻線で生じるトルクの許容範囲（低圧
トルク最大許容値ＴＣＬｍａｘと低圧トルク最小許容値
ＴＣＬｍｉｎ）と高圧巻線で生じるトルクの許容範囲
（高圧トルク最大許容値ＴＣＨｍａｘと高圧トルク最小
許容値ＴＣＨｍｉｎ）を決定している。

【０１４２】なお、モータ４００の低圧巻線で生じるト
ルクの許容範囲と高圧巻線で生じるトルクの許容範囲の
決定にあたっては、モータ４００における高圧巻線部分
の温度も併せて測定し、その測定結果から高圧巻線に流
れる電流の値を得て、高圧巻線についても、高圧巻線に
流れる電流の値が高圧巻線の電流容量制限を超えないよ
うに配慮している。

【０１４３】また、モータ４００で生じるトルクは、モ
ータが力行動作している場合を正、回生動作をしている
場合を負としている。従って、上記したトルクの最大許
容値は、モータが力行動作している場合の最大許容値を
意味し、上記した最小許容値は、モータが回生動作をし
ている場合の最大許容値を意味することになる。

【０１４４】次に、トルク指令調整部７３０では、高圧
加減算部７１８で得られた高圧トルク指令値ＴＣＨｈ＊
と、低圧加減算部７２０で得られた低圧トルク指令値Ｔ
ＣＬｈ＊と、高圧トルク制限演算部７２６で得られた高
圧トルク許容範囲（高圧トルク最大許容値ＴＣＨｍａｘ
及び高圧トルク最小許容値ＴＣＨｍｉｎ）と、低圧トル
ク制限演算部７２８で得られた低圧トルク許容範囲（低
圧トルク最大許容値ＴＣＬｍａｘ及び低圧トルク最小許
容値ＴＣＬｍｉｎ）を入力する。そして、高圧トルク指
令値ＴＣＨｈ＊が高圧トルク許容範囲を超えているか、
または、低圧トルク指令値ＴＣＬｈ＊が低圧トルク許容
範囲を超えている場合には、高圧モータ電流指令演算部
７３２は、その許容範囲内になるようにトルク指令値を
調整し、最終的な高圧トルク指令値ＴＣＨｈ＊’と低圧
トルク指令値ＴＣＬｈ＊’を導き出す。

【０１４５】図８は図５におけるトルク指令調整部７３
０でのトルク指令値の調整方法を説明するための説明図
である。図８において、横軸は高圧トルク指令値ＴＣＨ
ｈ＊を示し、縦軸は低圧トルク指令値ＴＣＬｈ＊を示し
ている。また、高圧トルク最大許容値ＴＣＨｍａｘ及び
高圧トルク最小許容値ＴＣＨｍｉｎと低圧トルク最大許
容値ＴＣＬｍａｘ及び低圧トルク最小許容値ＴＣＬｍｉ
ｎとで囲まれた斜線領域がモータ４００全体のトルク許
容範囲である。

【０１４６】今、高圧トルク指令値ＴＣＨｈ＊として値
ＴＣＨｈ１を、低圧トルク指令値ＴＣＬｈ＊として値Ｔ
ＣＬｈ１を得たとすると、トルク指令値としては黒丸の
点を得たことになる。しかし、高圧トルク指令値である
値ＴＣＨｈ１は高圧トルク最大許容値ＴＣＨｍａｘを超
えているため、トルク指令調整部７３０では、高圧トル
ク指令値ＴＣＨｈ＊と低圧トルク指令値ＴＣＬｈ＊との
和が一定（ＴＣＨｈ＊＋ＴＣＬｈ＊＝ｃｏｎｓｔ．）と
なり、かつ、高圧トルク指令値ＴＣＨｈ＊と低圧トルク
指令値ＴＣＬｈ＊の何れもが、上記したトルク許容範囲
内に納まるように、調整がなされる。すなわち、図８に
おいて、ＴＣＨｈ＊＋ＴＣＬｈ＊＝ｃｏｎｓｔ．の直線
上で斜線領域に入る部分が、トルク指令値として選択可
能な範囲であるので、その範囲の中から、新たなトルク
指令値を見い出す。図８の例では、高圧トルク指令値Ｔ
ＣＨｈ＊を高圧トルク最大許容値であるＴＣＨｍａｘに
調整し、低圧トルク指令値ＴＣＬｈ＊を値ＴＣＬｈ２に
調整して、星印の点を新たなトルク指令値としている。

【０１４７】以上のようにして調整された高圧トルク指
令値ＴＣＨｈ＊’は、高圧モータ電流指令演算部７３２
に入力され、低圧トルク指令値ＴＣＬｈ＊’は、低圧モ
ータ電流指令演算部７３４に入力される。

【０１４８】高圧モータ電流指令演算部７３２及び低圧
モータ電流指令演算部７３４では、それぞれ、入力され
たトルク指令値から、まず、モータ４００をｄ−ｑ軸モ
デルで表した場合における、ｄ軸巻線に流れる電流の目
標値であるｄ軸電流指令値と、ｑ軸巻線に流れる電流の
目標値であるｑ軸電流指令値と、を算出し、次に、その
算出したｄ軸電流指令値及びｑ軸電流指令値から、２相
−３相変換によって、ｕ相巻線に流すべき電流の目標値
であるｕ相電流指令値、ｖ相巻線に流すべき電流の目標
値であるｖ相電流指令値、及びｗ相巻線に流すべき電流
の目標値であるｗ相電流指令値をそれぞれ導き出す。

【０１４９】その結果、高圧モータ電流指令演算部７３
２からは、高圧ＰＷＭ制御部７３６に対し、ｕ相，ｖ
相，ｗ相の高圧巻線に流すべき目標値である高圧ｕ相電
流指令値、高圧ｖ相電流指令値及び高圧ｗ相電流指令値
が入力され、低圧モータ電流指令演算部７３４からは、
低圧ＰＷＭ制御部７３８に対し、ｕ相，ｖ相，ｗ相の低
圧巻線に流すべき目標値である低圧ｕ相電流指令値、低
圧ｖ相電流指令値及び低圧ｗ相電流指令値が入力され
る。

【０１５０】一方、高圧ＰＷＭ制御部７３６には、その
他、ｕ相の高圧巻線に流れるモータ電流の値が高圧ｕ相
モータ電流センサ７５０によって、ｖ相の高圧巻線に流
れるモータ電流の値が高圧ｖ相モータ電流センサ７５２
によって、それぞれ検出されて入力され、同じく、低圧
ＰＷＭ制御部７３８には、ｕ相の低圧巻線に流れるモー
タ電流の値が低圧ｕ相モータ電流センサ７５４によっ
て、ｖ相の低圧巻線に流れるモータ電流の値が低圧ｖ相
モータ電流センサ７５６によって、それぞれ検出されて
入力される。

【０１５１】そして、高圧ＰＷＭ制御部７３６では、検
出されたｕ相，ｖ相の高圧巻線を流れるモータ電流が高
圧ｕ相電流指令値、高圧ｖ相電流指令値に等しくなるよ
うに、高圧インバータ３００を構成する各トランジスタ
のオン／オフのデューティを制御する。同様に、低圧Ｐ
ＷＭ制御部７３８では、検出されたｕ相，ｖ相の低圧巻
線を流れるモータ電流が低圧ｕ相電流指令値、低圧ｖ相
電流指令値に等しくなるように、低圧インバータ５００
を構成する各トランジスタのオン／オフのデューティを
制御する。

【０１５２】以上のようにして、制御部７００が、各種
センサからの検出結果を基にして高圧インバータ３００
及び低圧インバータ５００を制御することにより、前述
したａ）〜ｆ）の６つの動作状態を実現することができ
る。

【０１５３】例えば、トルク指令調整部７３０から出力
される最終的な高圧トルク指令値ＴＣＨｈ＊’が正であ
れば、高圧電池２００から放電された電力によって高圧
巻線に関してモータ４００は力行動作を行ない、負であ
れば、高圧巻線に関してモータ４００は回生動作を行な
って、回生された電力を高圧電池２００に充電する。同
様に、最終的な低圧トルク指令値ＴＣＬｈ＊’が正であ
れば、低圧電池６００から放電された電力によって低圧
巻線に関してモータ４００は力行動作を行ない、負であ
れば、低圧巻線に関してモータ４００は回生動作を行な
って、回生された電力を高圧電池２００に充電する。

【０１５４】また、図２におけるトルク指令分割部７０
６で得られた高圧トルク指令値ＴＣＨ＊と低圧トルク指
令値ＴＣＬ＊の何れもがゼロの場合は、高圧巻線に関し
てモータ４００で生じるトルクと低圧巻線に関してモー
タ４００で生じるトルクは共にゼロとなる。

【０１５５】理論的には、高圧トルク指令値ＴＣＨ＊と
低圧トルク指令値ＴＣＬ＊の何れもがゼロで、さらに、
高圧加減算部７１８及び低圧加減算部７２０において、
それらトルク指令値に補正がされなければ、トルク指令
調整部７３０から出力される最終的な高圧トルク指令値
ＴＣＨｈ＊’，低圧トルク指令値ＴＣＬｈ＊’もゼロと
なり、高圧モータ電流指令演算部７３２及び低圧モータ
電流指令演算部７３４において、ｑ軸巻線に流れる電流
の目標値であるｑ軸電流指令値がゼロとなるため、モー
タ４００で生じるトルクは何れもゼロとなる。

【０１５６】しかしながら、本実施例では、高圧トルク
指令値ＴＣＨ＊と低圧トルク指令値ＴＣＬ＊が共にゼロ
となった場合に、モータ４００で生じるトルクが高圧巻
線，低圧巻線共に確実にゼロとなるように、高圧ゼロト
ルク判定部７３９及び低圧ゼロトルク判定部７４０を設
けている。

【０１５７】この高圧ゼロトルク判定部７３９及び低圧
ゼロトルク判定部７４０では、それぞれ、トルク指令分
割部７０６で得られた高圧トルク指令値ＴＣＨ＊または
低圧トルク指令値ＴＣＬ＊を入力し、そのトルク指令値
がゼロであるか否かを判定する。そして、判定の結果、
トルク指令値がゼロである場合には、高圧ＰＷＭ制御部
７３６または低圧ＰＷＭ制御部７３８にその旨を伝え
る。高圧ＰＷＭ制御部７３６及び低圧ＰＷＭ制御部７３
８では、トルク指令値がゼロであることが伝えられる
と、高圧モータ電流指令演算部７３２または低圧モータ
電流指令演算部７３４から入力されたｕ相，ｖ相，ｗ相
の電流指令値のうち、例えば、ｕ相の電流指令値をゼロ
に置き換えて、高圧インバータ３００または低圧インバ
ータ５００の制御を行なう。この結果、モータ４００の
ｕ相の高圧巻線及び低圧巻線を流れるモータ電流はゼロ
となるため、例え、ｖ相，ｗ相の巻線にモータ電流が流
れていたとしても、モータ４００全体では回転磁界とな
らないので、モータ４００で生じるトルクはゼロとな
る。

【０１５８】ところで、高圧電池２００及び低圧電池６
００は、前述したように、複数のバッテリセルを直列に
接続して構成されている。しかし、これら電池を長期に
使用していると、各バッテリセルの充電量にばらつきを
生じ、電池性能が低下する場合がある。そこで、本実施
例では、必要に応じて、各バッテリセルの充電量の均等
化を図って、電池性能を向上させるようにしている。す
なわち、制御部７００は、外部からの指示や、高圧電池
２００及び低圧電池６００の充電状態の検出結果などか
ら、バッテリセルの充電量の均等化が必要であると認識
した場合には、図３に示したように、充電量均等化指令
を優先電池電流指令決定部７１２に発する。この充電量
均等化指令には、高圧電池２００及び低圧電池６００の
何れの電池を均等化するかの情報も含まれている。

【０１５９】優先電池電流指令決定部７１２では、充電
量均等化指令が入力されると、図４に示したマップに関
わらず、均等化の対象となった電池に関わる電池電流指
令値を優先して用いるべき電池電流指令として決定す
る。これにより、均等化の対象となった電池に関わる電
池電流指令値が優先されて、上記電池に対しモータ４０
０から充電がなされる。その後、その電池が満充電状態
となって、各バッテリセルの充電量にばらつきがなくな
り、均等になったら、処理を終了する。

【０１６０】このようにして、高圧電池２００または低
圧電池６００に対し、必要に応じて、各バッテリセルの
充電量の均等化を行なうことによって、電池性能を向上
させると共に、電池の寿命を延ばすことができる。

【０１６１】さて、以上説明したように、本実施例で
は、モータ４００は、直列に接続された２つの巻線が共
に高圧巻線を構成し、その高圧巻線を構成する２つの巻
線のうち、Ｙ結線における中点に近い側の巻線が低圧巻
線も構成している。従って、本実施例によれば、Ｙ結線
における中点に近い側の巻線を高圧巻線と低圧巻線とで
で共用しているため、従来のように高圧巻線と低圧巻線
とを別個に構成する場合に比較して、別個に設けていた
低圧巻線分のスペースが不要となり、別個に設けていた
低圧巻線分の重さだけ、全体の重量が軽減される。従っ
て、モータ４００の体格や重量を増大させることなく、
モータ４００と高圧電池２００及び低圧電池６００を用
いて電力の変換を行なうことができる。

【０１６２】なお、本発明は上記した実施例や実施形態
に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲に
おいて種々の態様にて実施することが可能である。

【０１６３】上記した実施例においては、直流電源が高
圧電池２００及び低圧電池６００の２つであり、それら
直流電源に対応するインバータも２つであり、さらに、
それら直流電源に対応するモータ４００の駆動巻線も高
圧巻線及び低圧巻線の２つであったが、本発明はこれに
限定されるものではない。すなわち、直流電源を３つ以
上用い、それに対応して、インバータもその直流電源の
数だけ用い、さらに、モータ４００を構成する駆動巻線
も直流電源の数だけ用意するようにしても良い。但し、
その場合、モータ４００における各巻線とインバータと
の結線は、例えば、図９に示す通りにする。

【０１６４】図９は本発明の他の実施例として電力変換
システムの構成を示す構成図である。図９に示す電力変
換システムは、第１電池１２００と、第１インバータ１
３００と、モータ１４００と、第２インバータ１５００
と、第２電池１６００と、第３インバータ１８００と、
第３電池１９００と、制御部と、を主として備えてい
る。なお、制御部は図９では省略されている。

【０１６５】モータ１４００は三相モータであって、ス
テータにｕ相，ｖ相，ｗ相の固定巻線を備えている。ｕ
相，ｖ相，ｗ相の各固定巻線は、それぞれ、３つの巻線
が直列に接続して構成されており、さらに、その直列に
接続された３つの巻線が共に第１駆動巻線を構成し、ま
た、その第１駆動巻線を構成する３つの巻線のうち、Ｙ
結線における中点に近い側の２つの巻線が第２駆動巻線
も構成し、さらに、その第２駆動巻線を構成する２つの
巻線のうち、Ｙ結線における中点に最も近い側の巻線が
第３駆動巻線も構成している。即ち、例えば、ｕ相の固
定巻線では、直列に接続された巻線Ｌｕ１，Ｌｕ２、Ｌ
ｕ３が共に第１駆動巻線を構成し、その第１駆動巻線を
構成する巻線Ｌｕ２，Ｌｕ３が第２駆動巻線も構成し、
さらに、その第２駆動巻線を構成する巻線Ｌｕ３が第３
駆動巻線も構成する。なお、ｖ相，ｗ相の固定巻線につ
いても同様である。

【０１６６】第１電池１２００，第２電池１６００及び
第３電池１９００はそれぞれ、二次電池である。第１イ
ンバータ１３００は、第１電池１２００とモータ１４０
０との間に接続され、特に、モータ４００側はｕ相，ｖ
相，ｗ相の各第１駆動巻線にそれぞれ接続される。ま
た、第２インバータ１５００は第２電池１６００とモー
タ１４００との間に接続され、特に、モータ４００側は
ｕ相，ｖ相，ｗ相の各第２駆動巻線にそれぞれ接続され
る。また、第３インバータ１８００は第３電池１９００
とモータ１４００との間に接続され、特に、モータ４０
０側はｕ相，ｖ相，ｗ相の各第３駆動巻線にそれぞれ接
続される。

【０１６７】以上のようにして、モータ４００における
各巻線とインバータとの結線を行なうことによって、上
記した実施例と同様の効果を奏することができる。

【０１６８】また、上記した実施例においては、モータ
は三相モータであったが、三相以上のモータを用いるよ
うにしても良い。また、モータの種類としては、多相交
流電動機であれば良く、同期電動機、誘導電動機、リア
クタンスモータなど各種モータを用いることができる。

【０１６９】また、上記した実施例においては、電力変
換システムを車両に搭載するものとして説明したが、本
発明はそれに限定されるものではなく、船舶、航空機な
どの他の交通手段や、事業用または家庭用電気設備など
にも適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての電力変換システムの
構成を示す構成図である。

【図２】図１における制御部７００を構成するトルク指
令生成部の構成を示すブロック図である。

【図３】図１における制御部７００を構成する電池電流
指令生成部の構成を示すブロック図である。

【図４】図３における優先電池電流指令決定部７１２で
用いられる優先順位を決定するためのマップを示す説明
図である。

【図５】図１における制御部７００を構成するインバー
タ制御部の構成を示すブロック図である。

【図６】図５における低圧比例積分制御部７１６の処理
手順を示すフローチャートである。

【図７】図５における高圧比例積分制御部７１４の処理
手順を示すフローチャートである。

【図８】図５におけるトルク指令調整部７３０でのトル
ク指令値の調整方法を説明するための説明図である。

【図９】本発明の他の実施例として電力変換システムの
構成を示す構成図である。

【符号の説明】

１２００…第１電池 １３００…第１インバータ １４００…モータ １５００…第２インバータ １６００…第２電池 １８００…第３インバータ １９００…第３電池 ２００…高圧電池 ３００…高圧インバータ ４００…モータ ５００…低圧インバータ ６００…低圧電池 ７００…制御部 ７０２…トルク指令演算部 ７０４…トルク指令補正部 ７０６…トルク指令分割部 ７０８…高圧電池電流演算部 ７１０…低圧電池電流演算部 ７１２…優先電池電流指令決定部 ７１４…高圧比例積分制御部 ７１６…低圧比例積分制御部 ７１８…高圧加減算部 ７２０…低圧加減算部 ７２２…加算部 ７２４…モータ速度演算部 ７２６…高圧トルク制限演算部 ７２８…低圧トルク制限演算部 ７３０…トルク指令調整部 ７３２…高圧モータ電流指令演算部 ７３４…低圧モータ電流指令演算部 ７３６…高圧ＰＷＭ制御部 ７３８…低圧ＰＷＭ制御部 ７３９…高圧ゼロトルク判定部 ７４０…低圧ゼロトルク判定部 ７４２…高圧電池電圧センサ ７４４…低圧電池電圧センサ ７４６…高圧電池電流センサ ７４８…低圧電池電流センサ ７５０…高圧ｕ相モータ電流センサ ７５２…高圧ｖ相モータ電流センサ ７５４…低圧ｕ相モータ電流センサ ７５６…低圧ｖ相モータ電流センサ ７５８…回転センサ

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H115 PG04 PI14 PI16 PI29 PI30 PO17 PU09 PU10 PV10 PV23 QN03 QN06 QN09 QN22 QN23 RB22 SE04 TB01 TI01 TI05 TI06 TI10 TO05 TO12 TO21 TR01 TR04 TR19 TU11 5H576 AA15 BB03 CC04 DD02 DD04 DD05 EE09 EE11 GG02 GG04 HB02 JJ03 JJ17 JJ24 JJ25 KK06 LL01 LL22 LL24 LL38 LL44 LL45 LL60

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電力変換を行なうための電力変換システ
   ムであって、 ステータに各相毎に、直列に接続された第１及び第２の
   巻線をそれぞれ備え、前記第１及び第２の巻線によって
   第１の駆動巻線を構成し、前記第２の巻線によって第２
   の駆動巻線を構成する多相交流電動機と、 所定の直流電圧を発生することが可能な第１の直流電源
   と、 所定の直流電圧を発生することが可能であり、電力を充
   放電することが可能な第２の直流電源と、 前記第１の直流電源と前記多相交流電動機における前記
   第１の駆動巻線との間に接続され、前記第１の直流電源
   と前記第１の駆動巻線との間で直流−交流変換を行なう
   ことによって、電力のやり取りを行なわせると共に、前
   記多相交流電動機における前記第１の駆動巻線につい
   て、前記多相交流電動機を駆動することが可能な第１の
   インバータと、 前記第２の直流電源と前記多相交流電動機における前記
   第２の駆動巻線との間に接続され、前記第２の直流電源
   と前記第２の駆動巻線との間で直流−交流変換を行なう
   ことよって、電力のやり取りを行なわせると共に、前記
   多相交流電動機における前記第２の駆動巻線について、
   前記多相交流電動機を駆動することが可能な第２のイン
   バータと、 前記第１及び第２のインバータを制御するための制御手
   段と、を備える電力変換システム。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の電力変換システムにお
   いて、 前記制御手段は、前記第１のインバータを制御して、前
   記第１の直流電源から出力される電力を前記第１の駆動
   巻線に供給し、前記多相交流電動機を前記第１の駆動巻
   線に関して電動機として作動させ、前記第２のインバー
   タを制御して、前記多相交流電動機を前記第２の駆動巻
   線に関して発電機として作動させ、前記第２の駆動巻線
   から出力される電力を前記第２の直流電源に充電させる
   ことを特徴とする電力変換システム。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の電力変換システムにお
   いて、 前記第１の直流電源は、電力を充放電することが可能で
   あると共に、 前記制御手段は、前記第１のインバータを制御して、前
   記多相交流電動機を前記第１の駆動巻線に関して発電機
   として作動させ、前記第１の駆動巻線から出力される電
   力を前記第１の直流電源に充電させ、前記第２のインバ
   ータを制御して、前記多相交流電動機を前記第２の駆動
   巻線に関して発電機として作動させ、前記第２の駆動巻
   線から出力される電力を前記第２の直流電源に充電させ
   ることを特徴とする電力変換システム。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の電力変換システムにお
   いて、 前記制御手段は、前記第１のインバータを制御して、前
   記第１の直流電源から出力される電力を前記第１の駆動
   巻線に供給し、前記多相交流電動機を前記第１の駆動巻
   線に関して電動機として作動させ、前記第２のインバー
   タを制御して、前記第２の直流電源から放電される電力
   を前記第２の駆動巻線に供給し、前記多相交流電動機を
   前記第２の駆動巻線に関して電動機として作動させるこ
   とを特徴とする電力変換システム。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の電力変換システムにお
   いて、 前記第１の直流電源は、電力を充放電することが可能で
   あると共に、 前記制御手段は、前記第１のインバータを制御して、前
   記多相交流電動機を前記第１の駆動巻線に関して発電機
   として作動させ、前記第１の駆動巻線から出力される電
   力を前記第１の直流電源に充電させ、前記第２のインバ
   ータを制御して、前記第２の直流電源から放電される電
   力を前記第２の駆動巻線に供給し、前記多相交流電動機
   を前記第２の駆動巻線に関して電動機として作動させる
   ことを特徴とする電力変換システム。
6. 【請求項６】 請求項１に記載の電力変換システムにお
   いて、 前記制御手段は、前記第１のインバータを制御して、前
   記第１の駆動巻線に関して前記多相交流電動機で生じる
   トルクをほぼゼロにしつつ、前記第１の直流電源から出
   力される電力を前記第１の駆動巻線に伝達し、前記第２
   のインバータを制御して、前記第２の駆動巻線について
   前記多相交流電動機で生じるトルクをほぼゼロにしつ
   つ、前記第１の駆動巻線に伝達される前記電力を前記第
   ２の駆動巻線から出力して前記第２の直流電源に充電さ
   せることを特徴とする電力変換システム。
7. 【請求項７】 請求項１に記載の電力変換システムにお
   いて、 前記第１の直流電源は、電力を充放電することが可能で
   あると共に、 前記制御手段は、前記第２のインバータを制御して、前
   記第２の駆動巻線に関して前記多相交流電動機で生じる
   トルクをほぼゼロにしつつ、前記第２の直流電源から放
   電される電力を前記第２の駆動巻線に伝達し、前記第１
   のインバータを制御して、前記第１の駆動巻線に関して
   前記多相交流電動機で生じるトルクをほぼゼロにしつ
   つ、前記第１の駆動巻線に伝達される電力を前記第１の
   駆動巻線から出力して前記第１の直流電源に充電させる
   ことを特徴とする電力変換システム。
8. 【請求項８】 請求項２ないし請求項７のうちの任意の
   一つに記載の電力変換システムにおいて、 前記制御手段は、少なくとも前記第２の巻線を流れる電
   流が該第２の巻線の電流容量制限を超えないように、前
   記第１及び第２のインバータを制御することを特徴とす
   る電力変換システム。
9. 【請求項９】 請求項２ないし請求項７のうちの任意の
   一つに記載の電力変換システムにおいて、 前記制御手段は、前記第１の直流電源と前記第１のイン
   バータとの間を流れる電流または前記第２の直流電源と
   前記第２のインバータとの間を流れる電流が所望の電流
   値となり、かつ、前記多相交流電動機で生じるトルクが
   所望のトルク値となるように、前記第１及び第２のイン
   バータを制御することを特徴とする電力変換システム。
10. 【請求項１０】 請求項９に記載の電力変換システムに
    おいて、 前記制御手段は、前記第１の直流電源と前記第１のイン
    バータとの間に流すべき電流値または前記第２の直流電
    源と前記第２のインバータとの間に流すべき電流値に基
    づいて、前記多相交流電動機で生じるべきトルク値を補
    正することを特徴とする電力変換システム。
11. 【請求項１１】 請求項３、請求項５または請求項７に
    記載の電力変換システムにおいて、 前記第１または第２の直流電源は複数の蓄電池を直列に
    接続した集合電池から成ると共に、 前記制御手段は、前記第１または第２のインバータを制
    御して、前記第１または第２の直流電源を満充電状態に
    して前記蓄電池の充電量の均等化を図ることを特徴とす
    る電力変換システム。
12. 【請求項１２】 請求項６または請求項７に記載の電力
    変換システムにおいて、 前記制御手段は、前記多相交流電動機をｄ−ｑ軸モデル
    で表した場合における、ｑ軸巻線に流れる電流がほぼゼ
    ロとなり、ｄ軸巻線に流れる電流がゼロ以外の所望の電
    流値となるように、前記第１のインバータ及び前記第２
    のインバータを制御することを特徴とする電力変換シス
    テム。
13. 【請求項１３】 電力変換を行なうための電力変換シス
    テムであって、 ステータに各相毎に、直列に接続された第１から第ｎま
    でのｎ（ｎは２以上の任意の整数）個の巻線をそれぞれ
    備え、それらｎ個の巻線を用いて第１から第ｎまでのｎ
    個の駆動巻線を、当該駆動巻線がｉ（ｉは１からｎまで
    の任意の整数）番目の駆動巻線である場合に、第ｉから
    第ｎまでの一連の（ｎ−ｉ＋１）個の巻線によって構成
    されるように、それぞれ、構成する多相交流電動機と、 所定の直流電圧を発生することが可能な第１から第ｎま
    でのｎ個の直流電源と、 当該インバータがｊ（ｊは１からｎまでの任意の整数）
    番目のインバータである場合に、前記第ｊの直流電源と
    前記多相交流電動機における前記第ｊの駆動巻線との間
    に接続され、前記第ｊの直流電源と前記第ｊの駆動巻線
    との間で直流−交流変換を行なうことによって、電力の
    やり取りを行なわせると共に、前記多相交流電動機にお
    ける前記第ｊの駆動巻線について、前記多相交流電動機
    を駆動することが可能な第１から第ｎまでのｎ個のイン
    バータと、 前記第１から第ｎまでのインバータを制御するための制
    御手段と、 を備える電力変換システム。
14. 【請求項１４】 請求項１ないし請求項１３に記載の電
    力変換システムを備え、前記多相交流電動機で生じるト
    ルクによって、推進力を得ることを特徴とする車両。