JP2009254105A - 回転電機制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】回転電機制御システムにおいて、２つの回転電機にそれぞれ接続されるインバータを制御する２つのＥＣＵの制御信号が誤送信されることを抑制することである。
【解決手段】回転電機制御システム１０は、回転電機部２０と制御部７０とから構成され、回転電機部２０は、蓄電装置２４を含む電源回路２２、第１の回転電機４０、第２の回転電機４２、第１のインバータ４４、第２のインバータ４６、第１のＥＣＵ４８、第２のＥＣＵ５０、第１のＥＣＵ４８と第２のＥＣＵ５０と第１のインバータ４４との間に設けられるセレクタ部６０を含んで構成される。セレクタ部６０は、第１のインバータ４４の制御信号５８として、２つの回転電機が駆動状態のときに第１のＥＣＵ４８の第１の制御信号５２を選択し、２つの回転電機が電力授受状態のときに第２のＥＣＵ５０の第３の制御信号５６を選択する。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転電機制御システムに係り、特に、蓄電装置にインバータを介して接続される２つの回転電機のそれぞれの多相コイル中性点を用いて外部との間で電力授受を行うことができる回転電機制御システムに関する。

蓄電装置と回転電機を搭載する車両においては、回転電機をモータとして用いて走行すると共に、回転電機を発電機として用いて蓄電装置を充電することが行われる。この場合に、例えば、外部との間で電力授受を行うシステムが考えられている。

例えば、特許文献１には、２個の誘導電動機、２個のインバータ、充放電可能な直流電源を備える電動機駆動及び動力処理装置が開示されている。ここでは、駆動モードでは駆動電力が直流電源と２個の電動機との間で充放電の二方向制御が行われ、再充電モードでは２個の電動機の中性点ポートに加えられた単相電力が電流と電圧とが同相、すなわち力率１で変換されエネルギが直流電源に返送されることが述べられている。

なお、本発明に関連するものとして、特許文献２には、三相ブラシレスＤＣモータの駆動回路において、同期化した２つのＰＷＭ信号として、モータが定格運転しているときのオンデューティを有するＰＷＭ１と、徐々にオンデューティが減少するＰＷＭ２とを有し、これをセレクタで切り換え、通電初期はＰＷＭ１で、つぎは一様オン状態で、通電末期はＰＷＭ２を用いて、滑らかに電流を低下させることが開示されている。

特開平４−２９５２０２号公報 特開２００１−３７２７８号公報

特許文献１に示されるように、２つの回転電機を用いるシステムでは、駆動モードにおいて２つの回転電機と蓄電装置との間で充放電が行われ、２つの回転電機の中性点を用いて外部の単相電力との間で電力授受を行うときは、インバータを用いて外部の単相電力が直流電力に変換されて蓄電装置を充電する。

ところで、２つの回転電機が搭載されるとき、これらの用途は、例えば駆動用と発電用のように、それぞれ異なっていることが多く、そのために２つの回転電機に対応する２つのインバータはそれぞれ別個の電気的制御ユニット（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ：ＥＣＵ）によって制御される。

このように、２つのインバータに対し、２つのＥＣＵが設けられていると、仮に、一方側のＥＣＵの一方側のインバータ向けのＰＷＭ制御信号等が、ノイズ等によって他方側のインバータに誤送信されると、インバータの誤動作を生じる。特に、２つの回転電機の中性点を用いて外部の単相電力との間で電力授受を行うときには、２つのインバータの制御信号が異なっているので、誤送信される信号次第では過大な貫通電流が流れることが生じえ、インバータの損傷が起こる可能性がある。

本発明の目的は、２つの回転電機にそれぞれ接続されるインバータを制御する２つのＥＣＵの制御信号が誤送信されることを抑制できる回転電機制御システムを提供することである。

本発明に係る回転電機制御システムは、蓄電装置に第１インバータを介して接続される第１回転電機と、蓄電装置に第２インバータを介して接続される第２回転電機と、第１回転電機の多相コイル中性点と第２回転電機の多相コイル中性点とを用いて外部との間で電力授受を行うことができる電力授受端子と、第１インバータに対して第１制御信号を用いて制御する第１ＥＣＵと、第２インバータに対して第２制御信号を用いて制御するとともに、第１インバータに第３制御信号を供給して制御できる第２ＥＣＵと、制御部と、を備え、制御部は、２つの回転電機が負荷との間で駆動状態にあるか、あるいは外部との間で電力授受を行っている電力授受状態かを区別して取得する状態取得手段と、駆動状態のときには、第１ＥＣＵの第１制御信号によって第１インバータの作動を制御し、第２ＥＣＵの第２制御信号によって第２インバータの作動を制御する駆動時制御手段と、電力授受のときには、第２ＥＣＵの第２制御信号によって第２インバータの作動を制御すると共に、第２ＥＣＵの第３制御信号によって第１インバータの作動を制御する電力授受時制御手段と、を含むことを特徴とする。

また、本発明に係る回転電機制御システムにおいて、第１制御信号と第３制御信号とのうちのいずれかを選択して第１インバータの制御信号として供給するセレクタ部を備え、制御部は、駆動状態のときに、セレクタ部に第１制御信号を選択させ第３制御信号を非選択とさせ、電力授受状態のときに、セレクタ部に第１制御信号を非選択とさせ第３制御信号を選択とさせる選択手段を含むことが好ましい。

また、本発明に係る回転電機制御システムにおいて、制御部の選択手段は、駆動状態のときには、第１制御信号を第１回転電機用の駆動制御信号とし、第２制御信号を第２回転電機用の駆動制御信号とし、非選択の第３制御信号をＬレベルまたはＨレベルに固定し、電力授受状態のときには、第２制御信号を第２回転電機用の電力授受制御信号とし、第３制御信号を第１回転電機用の電力授受制御信号とし、非選択の第１制御信号をＬレベルまたはＨレベルに固定することが好ましい。

また、本発明に係る回転電機制御システムにおいて、第１制御信号と第３制御信号とをＯＲ型の論理処理を行って第１インバータに対する制御信号とする信号処理回路を備え、制御部は、駆動状態のときには、第１制御信号を第１回転電機用の駆動制御信号とし、第２制御信号を第２回転電機用の駆動制御信号とし、第３制御信号をＬレベルまたはＨレベルに固定し、電力授受状態のときには、第１制御信号をＬレベルまたはＨレベルに固定し、第２制御信号を第２回転電機用の電力授受制御信号とし、第３制御信号を第１回転電機用の電力授受制御信号とすることが好ましい。

上記構成により、回転電機制御システムは、第１インバータに対して第１制御信号を用いて制御する第１ＥＣＵと、第２インバータに対して第２制御信号を用いて制御するとともに、第１インバータに第３制御信号を供給して制御できる第２ＥＣＵとを備え、制御部は、２つの回転電機が負荷との間で駆動状態にあるか、あるいは外部との間で電力授受を行っている電力授受状態かを区別して取得し、駆動状態のときには、第１ＥＣＵの第１制御信号によって第１インバータの作動を制御し、第２ＥＣＵの第２制御信号によって第２インバータの作動を制御する。そして、電力授受のときには、第２ＥＣＵの第２制御信号によって第２インバータの作動を制御すると共に、第３制御信号によって第１インバータの作動を制御する。

これによって、特に、電力授受のときに、一方のＥＣＵの制御によってのみ双方のインバータの制御を行うので、２つのＥＣＵからの制御信号の誤送信を抑制することができる。

また、回転電機制御システムにおいて、第１制御信号と第３制御信号とのうちのいずれかを選択して第１インバータの制御信号として供給するセレクタ部を備え、制御部は、駆動状態のときに、セレクタ部に第１制御信号を選択させ第３制御信号を非選択とさせ、電力授受状態のときに、セレクタ部に第１制御信号を非選択とさせ第３制御信号を選択とさせる。このように、セレクタ部によって、２つのＥＣＵの制御信号の間で、不要な制御信号の伝送径路を遮断する。したがって、２つのＥＣＵからの制御信号の誤送信を抑制することができる。

また、回転電機制御システムにおいて、選択手段は、駆動状態のときには、第１制御信号を第１回転電機用の駆動制御信号とし、第２制御信号を第２回転電機用の駆動制御信号とし、非選択の第３制御信号をＬレベルまたはＨレベルに固定し、電力授受状態のときには、第２制御信号を第２回転電機用の電力授受制御信号とし、第３制御信号を第１回転電機用の電力授受制御信号とし、非選択の第１制御信号をＬレベルまたはＨレベルに固定する。非選択とされる信号レベルをＬレベルまたはＨレベルに固定するので、２つのＥＣＵからの制御信号の誤送信を一層抑制することができる。

また、回転電機制御システムにおいて、第１制御信号と第３制御信号とをＯＲ論理処理して第１インバータに対する制御信号とし、駆動状態のときには、第１制御信号を第１回転電機用の駆動制御信号とし、第２制御信号を第２回転電機用の駆動制御信号とし、第３制御信号をＬレベルまたはＨレベルに固定し、電力授受状態のときには、第１制御信号をＬレベルまたはＨレベルに固定し、第２制御信号を第２回転電機用の電力授受制御信号とし、第３制御信号を第１回転電機用の電力授受制御信号とする。ＯＲ型の論理処理のうち正論理型の場合はと、Ｌレベルの信号を受け付けず、負論理型の場合はＨレベルの信号を受け付けないので、これにより、不要な制御信号を遮断できる。

以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。以下では、回転電機制御システムとして、車両に搭載される回転電機の制御を行うものを説明するが、これ以外の用途であっても、外部との間で電力授受をおこなうものであればよい。例えば据置型の回転電機システムであってもよい。以下では、外部との間の電力授受として、外部の商用交流電源からの電力供給によって蓄電装置を充電する場合を説明するが、蓄電装置を含む回転電機の電源装置から外部の負荷、例えば外部の電気装置に電力を供給する場合であってもよい。また、回転電機の駆動をＰＷＭ制御として説明するが、過変調制御、矩形波制御であってもよい。また、電源回路として、蓄電装置、電圧変換器、平滑コンデンサを含む構成として説明するが、これ以外の要素、例えば、低電圧ＤＣ／ＤＣコンバータ、システムメインリレー等を含むものとしても勿論構わない。

以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本文中の説明においては、必要に応じそれ以前に述べた符号を用いるものとする。

図１は、回転電機の中性点を用いて電力の授受を行うことができる回転電機制御システム１０の構成を説明する図である。ここでは、回転電機制御システム１０の構成要素ではないが、外部の商用交流電源６と、そのコンセント端子８が示されている。外部の商用交流電源６としては、単相５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの電源を用いることができる。図２は、回転電機制御システム１０において、２つのＥＣＵ４８，５０と、２つのインバータ４４，４６と、セレクタ部６０の周辺を抜き出して示す詳細図である。

回転電機制御システム１０は、回転電機部２０と制御部７０とから構成され、通常運転時には蓄電装置２４を含む電源回路２２と電力のやりとりを行って２つの回転電機４０，４２の駆動と蓄電装置２４の充電とを行い、また、電力授受時には２つの回転電機４０，４２の中性点を用いて商用交流電源６から蓄電装置２４の充電を行う機能を有する。

回転電機部２０は、蓄電装置２４を含む電源回路２２、２つの回転電機４０，４２、２つのインバータ４４，４６、２つのＥＣＵ４８，５０、２つの回転電機４０，４２のそれぞれの中性点からリレー３４を介して引き出される電力授受用端子３２を含んで構成される。

電源回路２２は、蓄電装置２４、蓄電装置側の平滑コンデンサ２６、電圧変換器２８、インバータ側の平滑コンデンサ３０を含んで構成される。

蓄電装置２４は、充放電可能な２次電池である。かかる蓄電装置２４としては、例えば、約２００Ｖから約３００Ｖの端子電圧を有するリチウムイオン組電池あるいはニッケル水素組電池、またはキャパシタ等を用いることができる。

電圧変換器２８は、蓄電装置２４の側の電圧を昇圧してインバータ側に供給し、また、インバータ側の電圧を降圧して蓄電装置に供給する機能を有する回路である。かかる電圧変換器２８としては、リアクトルを含む双方向型コンバータを用いることができる。電圧変換器２８の作動は制御部７０によって制御することができる。電圧変換器２８の正極母線と負極母線とは、それぞれ２つのインバータ４４，４６の正極母線と負極母線に接続される。なお、電圧変換器２８の前後に設けられる蓄電装置側の平滑コンデンサ２６とインバータ側の平滑コンデンサ３０は、脈動する直流電圧を平滑化する機能を有する容量器である。

２つのインバータ４４，４６は、第１の回転電機（ＭＧ１）４０に接続される第１のインバータ（ＭＧ１インバータ）４４と、第２の回転電機４２に接続される第２のインバータ（ＭＧ２インバータ）４６である。これら２つのインバータは、対応する回転電機が電動機として作動するときは、蓄電装置２４の側からの高電圧直流電力を交流三相駆動電力に変換して対応する回転電機に供給し、逆に対応する回転電機が発電機として作動するときは、回転電機の側からの交流三相回生電力を高電圧直流充電電力に変換して蓄電装置２４の側に供給する機能とを有する回路である。これらのインバータは、図２に示されるように、スイッチング素子とダイオード等を含む回路で構成することができる。スイッチング素子としては、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｅｒ）等を用いることができる。

第１のインバータ４４は、セレクタ部６０からの制御信号５８によって制御される。セレクタ部６０は後述するように、２つの回転電機４０，４２が負荷との間で駆動状態にあるか商用交流電源６との間で電力授受状態にあるかによって、第１のインバータ４４に対する制御信号５８を、第１のＥＣＵ（ＭＧ１−ＥＣＵ）４８からの制御信号５２とするか、第２のＥＣＵ（ＭＧ２−ＥＣＵ）５０からの制御信号５６とするかの選択を行うものである。したがって、第１のインバータ４４は、２つの回転電機４０，４２が駆動状態にあるか電力授受状態にあるかに応じて、異なる制御信号５２，５６で制御されることになる。

第２のインバータ４６は、図２に示すように、第１のインバータ４４と基本構成が同じであるが、第２のＥＣＵ５０からの制御信号５４によって制御される。なお、この制御信号５４は、セレクタ部６０に向けられる先ほどの制御信号５６とは異なる。すなわち、第２のＥＣＵ５０からは、第２のインバータ４６に向けられる制御信号５４と、セレクタ部６０に向けられる制御信号５６の２つの制御信号が出力されることになる。

第１のインバータ４４に接続される第１の回転電機（ＭＧ１）４０は、車両に搭載されるとき、発電機として機能する三相同期型回転電機である。すなわち、第１の回転電機４０は図示されていないエンジンに接続され、エンジンが作動しているときに発電し、その発電電力によって蓄電装置２４を充電する機能を有する。

第２のインバータ４６に接続される第２の回転電機（ＭＧ２）４２は、車両に搭載されるとき、駆動用電動機として機能する三相同期型回転電機である。すなわち、車両が走行するとき、第２の回転電機４２は、上記の第１の回転電機４０によって充電された蓄電装置２４の電力の供給を受けて、車両の車軸を駆動する機能を有する。また、車両が制動時のときは、発電機として機能し、その回生エネルギを第２のインバータ４６によって直流電力に変換して、蓄電装置２４を充電する機能を有する。

リレー３４は、第１の回転電機４０の中性点と第２の回転電機４２の中性点とからそれぞれ引き出されたケーブルと、電力授受用端子３２との間に接続される接続遮断手段である。電力授受用端子３２は、商用交流電源６のコンセント端子８と着脱自在に接続可能な端子である。リレー３４は、車両が走行中等のように、２つの回転電機４２，４４が負荷との間で駆動状態にあるときには遮断状態とされる。そして、２つの回転電機が外部との間で電力の授受を行う電力授受状態としたいときには接続状態とされる。リレー３４の作動は制御部７０によって制御される。

２つのＥＣＵ４８，５０は、２つのインバータ４４，４６の作動を制御する電気制御ユニットである。

第１のＥＣＵ（ＭＧ１−ＥＣＵ）４８は、制御信号５２を用いて、第１のインバータ４４を制御する機能を有する電気制御ユニットである。この制御信号５２を、第２のＥＣＵ５０から出力される他の２つの制御信号５４，５６と区別するために、第１の制御信号５２と呼ぶことにする。上記のように、第１のインバータ４４は、２つの回転電機４０，４２が負荷との間で駆動状態にあるか、外部との間で電力授受状態にあるかに応じて、セレクタ部６０を介して異なる信号で制御されるが、第１のＥＣＵ４８から出力される第１の制御信号５２は、２つの回転電機４０，４２が負荷との間で駆動状態にあるときに、第１のインバータ４４の作動を制御する機能を有するものである。

第２のＥＣＵ（ＭＧ２−ＥＣＵ）５０は、制御信号５４によって第２のインバータ４６を制御するとともに、セレクタ部６０を介し制御信号５６によって第１のインバータ４４を制御できる機能を有する電気制御ユニットである。第２のインバータ４６に向けて出力される制御信号５４を第２の制御信号５４、セレクタ部６０に向けて出力される制御信号５６を第３の制御信号と呼ぶことにする。第２の制御信号５４と、第３の制御信号５６は、２つの回転電機４０，４２が負荷との間で駆動状態にあるときと、外部との間で電力授受状態にあるときとで異なる信号状態をとる。

すなわち、２つの回転電機４０，４２が負荷との間で駆動状態にあるときには、第２のＥＣＵ５０は、もっぱら第２のインバータ４６の作動を制御するので、第２の制御信号５４は、第２のインバータ４６が回転電機４２を駆動するように制御し、第３の制御信号５６は、第１のインバータ４４を作動制御しない信号状態とされる。例えば、ＨレベルまたはＬレベルに固定される。

一方、２つの回転電機４０，４２が電力授受状態にあるときには、第２のＥＣＵ５０は、第２のインバータ４６の作動を制御すると共に、第１のインバータ４４の作動も制御する。第２のインバータ４６の作動制御は第２の制御信号５４によって行われ、第１のインバータ４４の作動制御はセレクタ部６０に向かう第３の制御信号５６によって行われる。なお、このとき、第１のＥＣＵ４８からセレクタ部６０へ向かう第１の制御信号５２は第１のインバータ４４の作動制御をしない信号状態とされる。例えば、ＨレベルまたはＬレベルに固定される。

電力授受状態においては、１つの商用交流電源６からの電力を受け取って２つの回転電機４２，４４のコイルをリアクトルとして用いて、２つのインバータ４４，４６で直流電力に変換される。このとき、２つのＥＣＵによって２つのインバータ４４，４６の作動制御を行うことも可能であるが、１つのＥＣＵで２つのインバータ４４，４６の作動制御を行うことで同期した作動制御が可能となり、より安定した交直変換を行うことができる。ここでは、第２のＥＣＵ５０によって２つのインバータ４４，４６の作動制御を行う。勿論、第１のＥＣＵ４８によって２つのインバータ４４，４６の作動制御を行うものとしてもよい。

このように、２つの回転電機４２，４４が負荷との間で駆動状態であるときのそれぞれのインバータ４４，４６の作動制御と、２つの回転電機４２，４４が電力授受状態にあるときのそれぞれのインバータ４４，４６の制御とは異なっている。つまり、第１のＥＣＵ４８の制御は、２つの回転電機が駆動状態であるときと電力授受状態であるときとで異なる。また、第２のＥＣＵ５０の制御は、２つの回転電機が駆動状態であるときと電力授受状態であるときとで異なる。

２つの回転電機４２，４４が負荷との間で駆動状態であるときは、第１のＥＣＵ４８の第１の制御信号５２によって第１のインバータ４４の作動が制御され、第２のＥＣＵ５０の第２の制御信号５４によって第２のインバータ４６の作動が制御される。すなわち、２つの回転電機が駆動状態であるときには、第１のＥＣＵ４８が第１のインバータ４４の作動を制御し、これによって第１の回転電機４０が駆動され、これとは独立に、第２のＥＣＵ５０が第２のインバータ４６の作動を制御し、これによって第２の回転電機４２が駆動される。このときの第１の制御信号５２、第２の制御信号５４は、典型的には、ＰＷＭ制御信号である。

電力授受のときには、第２のＥＣＵ５０の第２の制御信号５４によって第２のインバータ４６の作動が制御されると共に、第２のＥＣＵ５０の第３の制御信号５６によって第１のインバータ４４の作動も制御される。このとき、第１のＥＣＵ４８からの第１の制御信号５２は第１のインバータ４４の作動に寄与しない。すなわち、電力授受のときには、第１のインバータ４４も第２のインバータ４６も、第２のＥＣＵ５０によって制御される。このときの第２の制御信号５４は、典型的にはＰＷＭ制御信号であり、第３の制御信号５６は、典型的には、第１のインバータ４４の正極母線側のスイッチング素子等から構成される上アームと、負極母線側のスイッチング素子等から構成される下アームとについて、いずれか一方をＯＮとするとき、他方をＯＦＦとする制御信号である。

セレクタ部６０は、第１のＥＣＵ４８、第２のＥＣＵ５０の双方と、第１のインバータ４４との間に設けられる選択回路である。セレクタ部６０は、第１のＥＣＵ４８の第１の制御信号５２と、第２のＥＣＵ５０の第３の制御信号５６を２つの入力信号とし、第１のインバータ４４の制御信号５８を出力信号とし、制御部７０からの選択指令によって、第１の制御信号５２または第３の制御信号５６のいずれか１を選択して、第１のインバータ４４の制御信号５８として供給する選択機能を有する。すなわち、２つの回転電機４２，４４が負荷との間で駆動状態のときには、セレクタ部６０は、第１の制御信号５２を選択とし、第３の制御信号５６を非選択として、第１の制御信号５２を第１のインバータ４４に供給する。一方、２つの回転電機４２，４４が電力授受状態のときには、セレクタ部６０は、第１の制御信号５２を非選択とし、第３の制御信号５６を選択として、第３の制御信号５６を第１のインバータ４４に供給する。セレクタ部６０の作動は、制御部７０によって制御される。

図２には、２つのＥＣＵと、２つのインバータと、セレクタ部６０の周辺が抜き出されて詳細に示される。ここで、第１のインバータ４４、第２のインバータ４６は次のような構成である。すなわち、スイッチング素子とダイオードとを並列に接続して正極母線側に配置される上アームと、同様にスイッチング素子とダイオードとを並列に接続して負極母線側に配置される下アームとを設け、上アームと下アームとを直列に接続してその接続点が、三相同期型回転電機のＵ相、Ｖ相、Ｗ相のいずれかのコイルの一端側に接続される。したがって、第１のインバータ４４も第２のインバータ４６も、いずれも６つのスイッチング素子を有し、その制御には、６つの制御信号が用いられることになる。

第１のＥＣＵ４８から出される６つの第１の制御信号５２は、第１のインバータ４４の６つのスイッチング素子の各制御端子に対応するものである。第１の回転電機４０が負荷との間で駆動状態に有るときには、この６つの第１の制御信号５２は、セレクタ部６０を介してそのまま第１のインバータ４４の６つのスイッチング素子の制御端子にそれぞれ供給される。しかしながら、第１の回転電機４０が第２の回転電機４２と共に電力授受状態にあるときには、この６つの第１の制御信号５２は、セレクタ部６０によって遮断されて第１のインバータ４４に供給されない。

第２のＥＣＵ５０から出される６つの第２の制御信号５４は、第２のインバータ４６の６つのスイッチング素子の各制御端子に供給される。また、第２のＥＣＵ５０からは、２つの第３の制御信号５６が出される。この第３の制御信号５６は、第１の回転電機４０と第２の回転電機４２が電力授受状態にあるときに、第１のインバータ４４を第２のインバータ４６と同期的に作動させるために、第２のＥＣＵ５０から第１のインバータ４４に対して出される制御信号である。したがって、第３の制御信号５６は、電力授受状態のときに限って、セレクタ部６０を介して第１のインバータ４４の各スイッチング素子の制御端子に供給される。２つの回転電機４２，４４が負荷との間で駆動状態にあるときは、上記のように第１のインバータ４４の作動制御は第１の制御信号５２によって行われるので、このときには第３の制御信号５６は第１のインバータ４４の作動制御に寄与しない。

図２に示されるようにセレクタ部６０は、第１のインバータ４４の６つのスイッチング素子のそれぞれに対応する６つのセレクタ回路６２と、これら６つのセレクタ回路６２に接続される第１の制御信号５２のための６つの信号線、第３の制御信号５６のための２系列で合計６つの信号線、選択信号５９のための６つの信号線を含んで構成される。各セレクタ回路６２には、それぞれの種類の信号線がそれぞれ１本ずつ接続される。

選択信号５９は、制御部７０の制御の下でその信号状態が設定される。図２では選択信号５９が第１のＥＣＵ４８から出力されているが、これは、制御部７０が第１のＥＣＵ４８の作動を制御して選択信号５９を出力させていることを意味している。これを、制御部７０が第２のＥＣＵ５０の作動を制御して選択信号５９を出力させるものとでき、この場合には、選択信号５９は第２のＥＣＵ５０から出力される。勿論、制御部７０から選択信号５９を直接出力するものとしてもよい。

図３は、セレクタ回路６２の論理状態を模式的に説明する図である。ここでは、２つの入力信号である第１の制御信号５２の信号状態をＡとし、第３の制御信号５６の信号状態をＢとし、出力信号である制御信号５８の信号状態をＸとし、選択信号５９の信号状態をＳＥＬとして示してある。セレクタ回路６２は、ＳＥＬ＝１のときに、Ｘ＝Ａとし、ＳＥＬ＝０のときに、Ｘ＝Ｂとする機能を有する。

再び図１に戻り、制御部７０は、回転電機部２０の各要素の作動を制御する機能を有し、ここでは特に、２つの回転電機４０，４２が負荷との間で駆動状態にあるか、商用交流電源６との間で電力授受状態にあるかに応じて、２つのインバータ４４，４６の作動を切り換え、その際に制御信号の誤送信が生じないように制御する機能を有する。かかる制御部７０は、車両の搭載に適した電気制御ユニットによって構成でき、具体的にはコンピュータによって構成することができる。

制御部７０は、２つの回転電機４０，４２が負荷との間で駆動状態にあるか、あるいは外部との間で電力授受を行っている電力授受状態かを区別して取得する状態取得モジュール７２と、駆動状態のときには、第１のＥＣＵ４８の第１の制御信号５２によって第１のインバータ４４の作動を制御し、第２のＥＣＵ５０の第２の制御信号５４によって第２のインバータ４６の作動を制御する駆動時制御モジュール７４と、電力授受状態のときには、第２のＥＣＵ５０の第２の制御信号５４によって第２のインバータ４６の作動を制御すると共に、第２のＥＣＵ５０の第３の制御信号５６によって第１のインバータ４４の作動を制御する電力授受時制御モジュール７６と、取得された状態が駆動状態か電力授受状態かに応じて、駆動状態のときに、セレクタ部６０に第１の制御信号５２を選択させ第３の制御信号５６を非選択とさせ、電力授受状態のときに、セレクタ部６０に第１の制御信号５２を非選択とさせ第３の制御信号５６を選択とさせる選択モジュール７８とを含んで構成される。

かかる機能はソフトウェアによって実現でき、具体的には、回転電機制御プログラムを実行することで実現できる。かかる機能の一部をハードウェアで実現するものとしてもよい。

上記構成の作用を、図４のフローチャートと、図５、図６とを用いて詳細に説明する。図４は、２つの回転電機が負荷との間で駆動状態にあるか、あるいは外部との間で電力授受を行っている電力授受状態にあるかに従って回転電機の作動を制御する手順を示すフローチャートである。これらの各手順は、回転電機プログラムの各処理手順にそれぞれ対応する。図５、図６は、図２に対応する図で、２つの回転電機４０，４２が負荷との間で駆動状態にあるときの各セレクタ回路６２の選択状態を示す図である。図５は、２つの回転電機４０，４２が負荷との間で駆動状態にあるときの様子を示す図であり、図６は、外部との間で電力授受を行っている電力授受状態にあるときの様子を示す図である。

回転電機制御プログラムを立ち上げると、回転電機に関する状態取得が行われる（Ｓ１０）。この工程は、制御部７０の状態取得モジュール７２の機能によって実行される。具体的には、２つの回転電機４０，４２が負荷との間で駆動状態にあるか、あるいは外部との間で電力授受を行っている電力授受状態かを区別して取得する。

２つの回転電機４０，４２が負荷との間で駆動状態にあるとは、車両に搭載される２つの回転電機４０，４２がトルクを発生して車両を走行駆動している場合、あるいは制動時に回生エネルギを回収して発電している場合等である。この場合の負荷とは、路面の走行負荷等である。２つの回転電機４０，４２が外部との間で電力授受を行っている状態とは、図１の例では、外部の商用交流電源６からコンセント端子８、電力授受用端子３２、リレー３４を介して供給された交流電力を２つの回転電機４０，４２のコイルをリアクトルとして、インバータ４４，４６によって直流電力に変換し、蓄電装置２４を充電する場合である。

状態取得は、電力授受用端子３２のコンセント端子８への挿入を検出する検出信号、リレー３４の接続指令信号、これ以外の電力授受指令信号等を用いて取得することができる。

状態取得工程で取得された信号等に基いて、２つの回転電機４０，４２が負荷との間で駆動状態にあるか、あるいは外部との間で電力授受を行っている電力授受状態か、が判断される（Ｓ１２）。この工程はＳ１０に含まれるものとしてもよい。

駆動状態にあると判断されると、セレクタ部６０において第１の制御信号５２が選択とされ、第３の制御信号が非選択とされる（Ｓ１４）。電力授受状態にあると判断されると、セレクタ部６０において第３の制御信号５６が選択とされ、第１の制御信号が非選択とされる（Ｓ１８）。これらの工程は、制御部７０の選択モジュール７８の機能によって実行される。具体的には、図３で説明した選択信号５９の選択状態について、駆動状態のとき、ＳＥＬ＝０、電力授受状態のとき、ＳＥＬ＝１とされる。

そして、駆動状態と判断されるときは、Ｓ１４に引き続き、２つのインバータ４４，３６において駆動時制御が実行される（Ｓ１６）。この工程は、制御部７０の駆動時制御モジュール７４の機能によって実行される。具体的には、第１のインバータ４４において、回転電機４０の駆動のために典型的にはＰＷＭ制御が実行され、第２のインバータ４６において、回転電機４２の駆動のために典型的にはＰＷＭ制御が実行される。

また、電力授受状態と判断されるときは、Ｓ１８に引き続き、２つのインバータ４４，３６において電力授受時制御が実行される（Ｓ２０）。この工程は、制御部７０の電力授受時制御モジュール７６の機能によって実行される。具体的には、第２のＥＣＵ５０によって、２つのインバータ４４，４６において、外部の商用交流電源６からの交流電力を直流電力に変換するスイッチング制御が行われる。例えば、第２のインバータ４６において、典型的にはＰＷＭ制御が実行され、第２のインバータ４４において、上アームと下アームについて、いずれか一方をＯＮとするとき、他方をＯＦＦとする制御が実行される。

２つの回転電機４０，４２が負荷との間で駆動状態にあるときには、図５に示されるように、第２のインバータ４６に対して、第２の制御信号として、典型的にはＰＷＭ信号が出力されて供給される。このＰＷＭ信号は、例えば、回転電機４０に対するトルク指令等に対応するように設定される。そして、各セレクタ回路６２は、第１のインバータ４４に対する制御信号５８として、第１の制御信号５２を選択するように選択制御される。そして、第１の制御信号５２としては、典型的にはＰＷＭ信号が出力され、これによって、第１のインバータ４４に対する制御信号５８としては、典型的にはＰＷＭ信号が供給される。このＰＷＭ信号は、例えば、回転電機４２に対する回生指令等に対応するように設定される。

なお、このとき、非選択とされる第３の制御信号５６は、Ｌレベルに固定される。このレベル固定は、各セレクタ回路６２において第３の制御信号５６を非選択として遮断する際のノイズを低減させるためであるので、上記で説明したように、Ｈレベルに固定するものとしてもよい。

２つの回転電機４０，４２が外部との間で電力授受状態にあるときには、図６に示されるように、第２のインバータ４６に対して、第２の制御信号として、典型的にはＰＷＭ信号が出力されて供給される。このＰＷＭ信号は、例えば、外部の商用交流電源６の交流電力を直流電力に変換するのに適したものとして設定される。そして、各セレクタ回路６２は、第１のインバータ４４に対する制御信号５８として、第３の制御信号５６を選択するように選択制御される。第３の制御信号５６としては、典型的には、第１のインバータ４４の正極母線側のスイッチング素子等から構成される上アームと、負極母線側のスイッチング素子等から構成される下アームとについて、いずれか一方をＯＮとするとき、他方をＯＦＦとする制御信号である。第３の制御信号５６は第２の制御信号５４と共に第２のＥＣＵ５０から出力されるので、第３の制御信号５６のＯＮ／ＯＦＦ信号のタイミングと、第２の制御信号５４のＰＷＭ信号のタイミングとを精度よく同期させることができる。

なお、このとき、非選択とされる第１の制御信号５２は、Ｌレベルに固定される。このレベル固定は、各セレクタ回路６２において第１の制御信号５２を非選択として遮断する際のノイズを低減させるためであるので、上記で説明したように、Ｈレベルに固定するものとしてもよい。

このように、セレクタ部６０を用いることで、２つの回転電機４０，４２が負荷との間で駆動状態にあるとき、非選択とされる第３の制御信号５６を遮断して、第２のＥＣＵ５０からの第１のインバータ４４に対するノイズを低減することができる。また、２つの回転電機４０，４２が外部との間で電力授受状態にあるとき、非選択とされる第１の制御信号５２を遮断して、第１のＥＣＵ５０から第１のインバータ４４に対するノイズを低減することができる。

上記では、２つの回転電機４０，４２が負荷との間で駆動状態にあるか、電力授受状態にあるかに応じて各セレクタ回路６２における選択状態を変更するものとして説明した。これを、セレクタ回路６２を用いずに、第１の制御信号５２と第３の制御信号５６とをＯＲ型の論理処理を行って第１のインバータ４４に対する制御信号とするものとしてもよい。

図７は、図２に対応する図であるが、ここでは、６つのセレクタ回路６２に代わり、正論理ＯＲ型の論理処理を行う６つのＯＲ回路８０が設けられている。

このＯＲ回路は、第１のＥＣＵ４８の第１の制御信号５２と、第２のＥＣＵ５０の第３の制御信号５６を２つの入力信号とし、第１のインバータ４４の制御信号５８を出力信号とし、２つの入力信号のいずれかが１であれば、出力信号を１とする機能を有する回路である。すなわち、Ｌレベルである入力信号は、出力信号に反映されない。

ここでも、第１の制御信号５２、第２の制御信号５４、第３の制御信号５６は、２つの回転電機４０，４２が負荷との間で駆動状態にあるときと、外部との間で電力授受状態にあるときとで異なる。図８は、２つの回転電機４０，４２が駆動状態のときと電力授受状態にあるときについて、第１の制御信号５２、第２の制御信号５４、第３の制御信号５６の様子を説明する図である。

２つの回転電機４０，４２が負荷との間で駆動状態にあるときには、第１の制御信号５２は、第１の回転電機４０の駆動制御のためのＰＷＭ信号とされる。また、第２の制御信号は、第２の回転電機４２の駆動制御のためのＰＷＭ制御信号とされる。第３の制御信号５６は、Ｌレベルに固定される。正論理型のＯＲ回路８０は、Ｌレベルの入力信号は無視されるので、ＯＲ回路８０からは第１の制御信号５２がそのまま出力されて、第１のインバータ４４に対する制御信号５８となる。

２つの回転電機４０，４２が外部との間で電力授受状態にあるときには、第１の制御信号５２がＬレベル固定される。そして、第２の制御信号５４は、第２の回転電機４２の電力授受制御のためのＰＷＭ信号とされる。また、第３の制御信号５６は、第１の回転電機４０の電力授受制御のために、上アームと下アームについて、いずれか一方をＯＮとするとき、他方をＯＦＦとする信号とされる。正論理型のＯＲ回路８０は、Ｌレベルの入力信号は無視されるので、ＯＲ回路８０からは第３の制御信号５６がそのまま出力されて、第１のインバータ４４に対する制御信号５８となる。

このように、ＯＲ論理回路を用いることでも、２つの回転電機４０，４２が負荷との間で駆動状態にあるとき、第３の制御信号５６を遮断して、第２のＥＣＵ５０からの第１のインバータ４４に対するノイズを低減することができる。また、２つの回転電機４０，４２が外部との間で電力授受状態にあるとき、第１の制御信号５２を遮断して、第１のＥＣＵ５０から第１のインバータ４４に対するノイズを低減することができる。

上記では、正論理型のＯＲ回路を説明したが、これを負論理型のＯＲ回路を用いてもよい。このときには、Ｈレベルの入力信号を遮断できるので、２つの回転電機４０，４２が駆動状態にあるときの第３の制御信号５６をＨレベルとし、２つの回転電機４０，４２が電力授受状態にあるときの第１の制御信号５２をＨレベルとすればよい。

本発明に係る実施の形態において、回転電機制御システムの構成を説明する図である。 本発明に係る実施の形態の回転電機制御システムにおいて、２つのＥＣＵと、２つのインバータと、セレクタ部の周辺を抜き出して示す詳細図である。 本発明に係る実施の形態において、セレクタ回路の論理状態を模式的に説明する図である。 本発明に係る実施の形態において、２つの回転電機が駆動状態にあるか、あるいは電力授受状態にあるかに従って回転電機の作動を制御する手順を示すフローチャートである。 本発明に係る実施の形態において、２つの回転電機が負荷との間で駆動状態にあるときの各制御信号の様子を示す図である。 本発明に係る実施の形態において、２つの回転電機が外部との間で電力授受状態にあるときの各制御信号の様子を示す図である。 本発明に係る実施の形態において、セレクタ回路に代わり、正論理ＯＲ型の論理処理を行うＯＲ回路が設けられる様子を説明する図である。 図７の場合において、２つの回転電機が駆動状態のときと電力授受状態にあるときについて、各制御信号の様子を説明する図である。

符号の説明

６ 商用交流電源、８ コンセント端子、１０ 回転電機制御システム、２０ 回転電機部、２２ 電源回路、２４ 蓄電装置、２６，３０ 平滑コンデンサ、２８ 電圧変換器、３２ 電力授受用端子、３４ リレー、４０，４２ 回転電機、４４，４６ インバータ、４８，５０ ＥＣＵ、５２，５４，５６，５８ 制御信号、５９ 選択信号、６０ セレクタ部、６２ セレクタ回路、７０ 制御部、７２ 状態取得モジュール、７４ 駆動時制御モジュール、７６ 電力授受時制御モジュール、７８ 選択モジュール、８０ ＯＲ回路。

Claims (4)

1. 蓄電装置に第１インバータを介して接続される第１回転電機と、
   蓄電装置に第２インバータを介して接続される第２回転電機と、
   第１回転電機の多相コイル中性点と第２回転電機の多相コイル中性点とを用いて外部との間で電力授受を行うことができる電力授受端子と、
   第１インバータに対して第１制御信号を用いて制御する第１ＥＣＵと、
   第２インバータに対して第２制御信号を用いて制御するとともに、第１インバータに第３制御信号を供給して制御できる第２ＥＣＵと、
   制御部と、
   を備え、
   制御部は、
   ２つの回転電機が負荷との間で駆動状態にあるか、あるいは外部との間で電力授受を行っている電力授受状態かを区別して取得する状態取得手段と、
   駆動状態のときには、第１ＥＣＵの第１制御信号によって第１インバータの作動を制御し、第２ＥＣＵの第２制御信号によって第２インバータの作動を制御する駆動時制御手段と、
   電力授受のときには、第２ＥＣＵの第２制御信号によって第２インバータの作動を制御すると共に、第２ＥＣＵの第３制御信号によって第１インバータの作動を制御する電力授受時制御手段と、
   を含むことを特徴とする回転電機制御システム。
2. 請求項１に記載の回転電機制御システムにおいて、
   第１制御信号と第３制御信号とのうちのいずれかを選択して第１インバータの制御信号として供給するセレクタ部を備え、
   制御部は、
   駆動状態のときに、セレクタ部に第１制御信号を選択させ第３制御信号を非選択とさせ、電力授受状態のときに、セレクタ部に第１制御信号を非選択とさせ第３制御信号を選択とさせる選択手段を含むことを特徴とする回転電機制御システム。
3. 請求項２に記載の回転電機制御システムにおいて、
   制御部の選択手段は、
   駆動状態のときには、第１制御信号を第１回転電機用の駆動制御信号とし、第２制御信号を第２回転電機用の駆動制御信号とし、非選択の第３制御信号をＬレベルまたはＨレベルに固定し、
   電力授受状態のときには、第２制御信号を第２回転電機用の電力授受制御信号とし、第３制御信号を第１回転電機用の電力授受制御信号とし、非選択の第１制御信号をＬレベルまたはＨレベルに固定することを特徴とする回転電機制御システム。
4. 請求項１に記載の回転電機制御システムにおいて、
   第１制御信号と第３制御信号とをＯＲ型の論理処理を行って第１インバータに対する制御信号とする信号処理回路を備え、
   制御部は、
   駆動状態のときには、第１制御信号を第１回転電機用の駆動制御信号とし、第２制御信号を第２回転電機用の駆動制御信号とし、第３制御信号をＬレベルまたはＨレベルに固定し、
   電力授受状態のときには、第１制御信号をＬレベルまたはＨレベルに固定し、第２制御信号を第２回転電機用の電力授受制御信号とし、第３制御信号を第１回転電機用の電力授受制御信号とすることを特徴とする回転電機制御システム。

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