JP2012070502A - 車両搭載用電力制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電池の電力に基づいてモータジェネレータに対する車両搭載用電力制御装置について、電池の温度に着目した適切なスイッチング制御を行うことことを目的とする。
【解決手段】リアクトル１４およびバイパススイッチ１６を備える誘導性回路部と、電池１０から誘導性回路部に流れる電流をスイッチングし、電池１０の出力電圧と誘導性回路部の電流入出力端間電圧とに基づく電圧を出力するスイッチング回路１８と、スイッチング回路１８の出力電圧に基づいて、第１モータジェネレータ２４および第２モータジェネレータ２８に対する制御をそれぞれ行う第１インバータ２２および第２インバータ２６とを備え、バイパススイッチ１６は電池１０の温度に応じて動作する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両搭載用電力制御装置に関し、特に、電池の電力に基づいてモータジェネレータに対する電力制御を行う装置の改良に関する。

エンジンおよびモータジェネレータを用いて走行するハイブリッド自動車、モータジェネレータを用いて走行する電気自動車等の電動車両が広く用いられている。一般に、電動車両は、スイッチングにより電池の電圧変換を行うＤＣＤＣコンバータ、およびスイッチングによりＤＣＤＣコンバータとモータジェネレータとの間で直流交流電力変換を行うインバータを備える。電動車両に搭載されるコントロールユニットは、ＤＣＤＣコンバータおよびインバータを制御することで、モータジェネレータの回転状態を制御し走行状態を制御する。

電動車両に用いられる電池には、低温となったときに出力電圧の低下、充電容量の低下等の性能劣化が生じるものがある。そこで、引用文献１に記載されているように、ＤＣＤＣコンバータのキャリア周波数の調整によって電池の温度を上昇させる制御がある。この制御では、電池の温度が所定温度よりも低いときは、ＤＣＤＣコンバータのキャリア周波数を低下させて電池に流れる電流のリプル成分を増加させ、電池の温度を上昇させる。

また、引用文献２に記載の電圧変換装置では、イグニッションキーがオンにされ車両の走行を開始するときに、ＤＣＤＣコンバータの昇圧動作によってその出力コンデンサを充電して電池に電流を流し、電池の温度を上昇させている。引用文献３には、リアクトル電流のリップル電流の制限に着目したＤＣＤＣコンバータのキャリア周波数の制御について記載されている。引用文献４には、交流リアクトルに対し並列にスイッチを接続し、スイッチング素子に過大な電圧が印加されることを回避した交流直流変換回路について記載されている。引用文献５には、モータの運転効率に着目したインバータのキャリア周波数の制御について記載されている。

国際公開第０２／０６５６２８号パンフレット 特開２００５−３１２１６０号公報 特開２０１０−９８８１９号公報 特開２００３−１６４１５７号公報 特開２００２−６５６２８号公報

電動車両においては、走行時であってもＤＣＤＣコンバータが電池の出力電圧を昇圧する必要がないことがある。この場合に、引用文献１、２等に記載されている技術に基づき電池の温度を上昇させたのでは、強制的にＤＣＤＣコンバータにスイッチングを行わせることとなり、ＤＣＤＣコンバータにおいて無駄な電力消費が生じる。

本発明は、電池の電力に基づいてモータジェネレータに対する電力制御を行う車両搭載用電力制御装置について、電池の温度に着目した適切なスイッチング制御を行うことを目的とする。

本発明は、誘導性素子を備える誘導性回路部と、電池から前記誘導性回路部に流れる電流をスイッチングし、前記電池の出力電圧と前記誘導性回路部の電流入出力端間電圧とに基づく電圧を出力するスイッチング部と、前記スイッチング部の出力電圧に基づいて、車両駆動用または発電用のモータジェネレータに対する電力制御を行う電力制御部と、を備え、前記誘導性回路部は、前記電池の温度に応じて前記誘導性素子に対し電流をバイパスさせる電流バイパス経路を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る車両搭載用電力制御装置においては、望ましくは、前記電力制御部は、前記スイッチング部と前記モータジェネレータとの間で直流交流変換を行うインバータを備え、前記インバータは、前記電流バイパス経路が前記誘導性素子に対し電流をバイパスさせているときのキャリア周波数を、前記電流バイパス経路が前記誘導性素子に対し電流をバイパスさせていないときのキャリア周波数よりも低くする。

また、本発明に係る車両搭載用電力制御装置においては、望ましくは、前記電力制御部は、前記スイッチング部と前記モータジェネレータとの間で直流交流変換を行うインバータを備え、前記インバータは、前記電池の温度に応じてキャリア周波数を変化させる。

また、本発明に係る車両搭載用電力制御装置においては、望ましくは、前記インバータは、前記電池の温度が所定温度以下のときのキャリア周波数を、前記電池の温度が所定温度を超えるときのキャリア周波数よりも低くする。

また、本発明に係る車両搭載用電力制御装置においては、望ましくは、前記電流バイパス経路は、前記電池の温度が所定温度以下のときにオンになり、前記誘導性素子の一端から他端へと至る電流経路を形成するスイッチを備える。

また、本発明に係る車両搭載用電力制御装置においては、望ましくは、前記誘導性素子の両端は前記誘導性回路部の電流入出力端をなし、前記誘導性素子の一端は前記電池の一方の端子に接続され、前記スイッチング部は、一方の端子が前記誘導性素子の他端に接続され、他方の端子が前記電池の他方の端子に接続される第１スイッチング素子と、一方の端子が前記誘導性素子の他端に接続される第２スイッチング素子と、を備え、前記第２スイッチング素子の他方の端子と、前記第１スイッチング素子の他方の端子との間の電圧を出力電圧とし、前記電流バイパス経路が前記誘導性素子に対し電流をバイパスさせているときに、前記第２スイッチング素子はオンとし、前記第１スイッチング素子はオフとする。

本発明によれば、電池の電力に基づいてモータジェネレータに対する車両搭載用電力制御装置について、電池の温度に着目した適切なスイッチング制御を行うことができる。

本発明の実施形態に係る車両駆動システムの構成を示す図である。 ＤＣＤＣコンバータの構成例を示す図である。 インバータの構成例を示す図である。 インバータを制御するためのコントロールユニットの内部構成例を示す図である。 コントロールユニットが実行する昇温制御のフローチャートである。 応用例に係る昇温制御のフローチャートである。 キャリア周波数下限特性の例を示す図である。

図１に本発明の実施形態に係る車両駆動システムの構成を示す。車両駆動システムは、電池１０、ＤＣＤＣコンバータ１２、第１インバータ２２および第２インバータ２６を備える。ＤＣＤＣコンバータ１２は、電池１０の出力電圧を昇圧し、昇圧電圧を第１インバータ２２および第２インバータ２６に出力すると共に、インバータ側から与えられた電圧を降圧し、降圧電圧を電池１０に出力する。

ＤＣＤＣコンバータ１２は、スイッチング回路１８、電池１０の正極端子に一端が接続され、他端がスイッチング回路１８に接続されたリアクトル１４、リアクトル１４に並列に接続されたバイパススイッチ１６および昇圧側の電圧端子間に接続された昇圧側コンデンサ２０を備える。リアクトル１４は、巻線によって形成された誘導性素子でありインダクタとも称される。バイパススイッチ１６は、コントロールユニット３０によってオンまたはオフに制御され、オンのときにリアクトル１４の両端を短絡し、リアクトル１４に対するバイパス経路を形成する。これによって、リアクトル１４およびバイパススイッチ１６からなる誘導性回路部は、コントロールユニット３０の制御によって、そのインダクタンス値がゼロ、またはリアクトル１４のインダクタンス値のいずれかに切り換えられる。

ＤＣＤＣコンバータ１２は、バイパススイッチ１６がオフのときに次のような電圧変換処理を実行する。スイッチング回路１８は、リアクトル１４に流れる電流をスイッチングすることで、リアクトル１４に誘導起電力を発生させる。そして、電池１０の出力電圧に誘導起電力を加えた電圧を昇圧電圧として昇圧側コンデンサ２０に印加すると共に、昇圧電圧を第１インバータ２２および第２インバータ２６に出力する。また、降圧動作に着目すれば、スイッチング回路１８は、昇圧側コンデンサ２０の端子間電圧から誘導起電力を差し引いた電圧を降圧電圧として電池１０に印加する。

図２にスイッチング回路１８の構成例を示す。このスイッチング回路１８は、２つのＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）と、各ＩＧＢＴに接続されるダイオード１８−３とを備える。上側ＩＧＢＴ１８−１のエミッタ端子は、下側ＩＧＢＴ１８−２のコレクタ端子に接続されている。また、上側ＩＧＢＴ１８−１と下側ＩＧＢＴ１８−２の接続節点にはリアクトル１４の一端が接続されている。そして、上側ＩＧＢＴ１８−１のコレクタ端子と、下側ＩＧＢＴ１８−２のエミッタ端子との間には、昇圧側コンデンサ２０が接続されている。さらに、各ＩＧＢＴのコレクタ端子とエミッタ端子との間には、エミッタ端子側がアノード端子となるよう、ダイオード１８−３が接続される。ここでは、スイッチング回路１８のスイッチング素子としてＩＧＢＴを用いた例を示しているが、スイッチング素子としては、サイリスタ、トライアック、バイポーラトランジスタ、電界効果トランジスタ等のその他の半導体素子を用いてもよい。上側ＩＧＢＴ１８−１および下側ＩＧＢＴ１８−２は、コントロールユニット３０によって、交互にオンオフ制御される。インバータ側に出力される昇圧電圧は、次のようにオンオフ制御のデューティ比を変化させることで調整される。

コントロールユニット３０は、その内部でコンバータ・キャリア信号として三角波信号を生成し、三角波信号が基準レベル以上となる時間帯に下側ＩＧＢＴ１８−２をオンにし、かつ、上側ＩＧＢＴ１８−１をオフする。他方、コントロールユニット３０は、三角波信号が基準レベル未満となる時間帯に下側ＩＧＢＴ１８−２をオフにし、かつ、上側ＩＧＢＴ１８−１をオンにする。コントロールユニット３０は、昇圧電圧に応じて基準レベルを変化させることでオンオフ制御のデューティ比を変化させ、昇圧電圧を調整する。なお、本実施形態においては、後述するように、コンバータ・キャリア信号の周波数、すなわち、コンバータ・キャリア周波数が電池１０の昇温制御のために調整される。

図１に戻り、車両駆動システムは、第１インバータ２２に接続される第１モータジェネレータ（ＭＧ１）２４、および第２インバータ２６に接続される第２モータジェネレータ（ＭＧ２）２８を備える。第１インバータ２２は、ＤＣＤＣコンバータ１２と第１モータジェネレータ２４との間で直流交流変換を行い、第２インバータ２６は、ＤＣＤＣコンバータ１２と第２モータジェネレータ２８との間で直流交流変換を行う。すなわち、各インバータは、制御状態に応じて、ＤＣＤＣコンバータ１２の直流出力電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータに出力し、または、モータジェネレータの接続端子間の交流電圧を直流電圧に変換してＤＣＤＣコンバータ１２に出力する。

図３に第１インバータ２２および第２インバータ２６の構成例を示す。この回路は、それぞれが上側ＩＧＢＴ４２−１および下側ＩＧＢＴ４２−２を含む３組のＩＧＢＴ組４２ｕ、４２ｖおよび４２ｗを備える。各ＩＧＢＴ組における上側ＩＧＢＴ４２−１のエミッタ端子は同じ組の下側ＩＧＢＴ４２−２のコレクタ端子に接続されている。また、各ＩＧＢＴのコレクタ端子とエミッタ端子との間には、エミッタ端子側がアノード端子となるようダイオード４２−３が接続されている。

各ＩＧＢＴ組の上側ＩＧＢＴ４２−１のコレクタ端子は共通に接続されＤＣＤＣコンバータ１２の昇圧出力側の正極端子に接続されている。また、各ＩＧＢＴ組の下側ＩＧＢＴ４２−２のエミッタ端子は共通に接続されＤＣＤＣコンバータ１２の昇圧出力側の負極端子に接続されている。

ＩＧＢＴ組４２ｕの上側ＩＧＢＴ４２−１と下側ＩＧＢＴ４２−２の接続節点は、モータジェネレータのＵ相端子に接続されている。また、ＩＧＢＴ組４２ｖの上側ＩＧＢＴ４２−１と下側ＩＧＢＴ４２−２の接続節点は、モータジェネレータのＶ相端子に接続され、ＩＧＢＴ組４２ｗの上側ＩＧＢＴ４２−１と下側ＩＧＢＴ４２−２の接続節点は、モータジェネレータのＷ相端子に接続されている。

ここでは、インバータのスイッチング素子としてＩＧＢＴを用いた例を示しているが、スイッチング素子としては、サイリスタ、トライアック、バイポーラトランジスタ、電界効果トランジスタ等のその他の半導体素子を用いてもよい。

コントロールユニット３０は、各ＩＧＢＴ組が備える上側ＩＧＢＴ４２−１および下側ＩＧＢＴ４２−２に対しスイッチングを行い、ＤＣＤＣコンバータ１２とモータジェネレータとの間で交流直流変換をインバータに行わせる。

図３のインバータを制御するためのコントロールユニット３０の内部構成例を図４に示す。指令信号生成部４６は、交流電圧指令値Ｖｕ、ＶｖおよびＶｗを、それぞれ、減算器４８ｕ、４８ｖ、および４８ｗに出力する。この交流電圧指令値は、インバータが出力する交流電圧を規定するものである。

三角波信号生成部４４は、インバータ・キャリア信号としての三角波信号を減算器４８ｕ、４８ｖ、および４８ｗに出力する。減算器４８ｕは、交流指令電圧Ｖｕから三角波信号を減算した信号をドライバ５０ｕに出力する。ドライバ５０ｕは、減算器４８ｕから出力された信号が負であるときは、ＩＧＢＴ組４２ｕの上側ＩＧＢＴをオンにする信号を上側ＩＧＢＴに出力し、ＩＧＢＴ組４２ｕの下側ＩＧＢＴをオフにする信号を下側ＩＧＢＴに出力する。他方、ドライバ５０ｕは、減算器４８ｕから出力された信号が０または正であるときは、ＩＧＢＴ組４２ｕの上側ＩＧＢＴをオフにする信号を上側ＩＧＢＴに出力し、ＩＧＢＴ組４２ｕの下側ＩＧＢＴをオンにする信号を下側ＩＧＢＴに出力する。

減算器４８ｖおよびドライバ５０ｖは、それぞれ、減算器４８ｕおよびドライバ５０ｕが実行する処理と同様の処理によってＩＧＢＴ組４２ｖを制御する信号を出力し、減算器４８ｗおよびドライバ５０ｗは、それぞれ、減算器４８ｕおよびドライバ５０ｕが実行する処理と同様の処理によってＩＧＢＴ組４２ｗを制御する信号を出力する。なお、本実施形態においては、後述するように、インバータ・キャリア信号の周波数、すなわち、インバータ・キャリア周波数が電池１０の昇温制御のために調整される。

このような構成により、ＤＣＤＣコンバータ１２、第１インバータ２２および第２インバータ２６は、電圧の変換および直流交流変換を行い、第１モータジェネレータ２４および第２モータジェネレータ２８に対する電力制御装置を構成する。

車両駆動システム１０をハイブリッド自動車に用いる場合、エンジン、第１モータジェネレータ２４および第２モータジェネレータ２８の各シャフトが、プラネタリギアユニット等のトルク合成機構に取り付けられる。トルク合成機構はこれらの相互間でトルクを作用させる。さらに、第２モータジェネレータ２８のシャフトには、車輪との間でトルクを作用させるトルク伝達機構が取り付けられる。また、車両駆動システム１０を電気自動車に用いる場合、第１モータジェネレータ２４および第２モータジェネレータ２８の各シャフトは、車輪との間でトルクを作用させるトルク伝達機構に取り付けられる。

なお、図１に示す車両駆動システム１０の構成から、第１インバータ２２および第１モータジェネレータ２４を取り除いた車両駆動システムを構成することも可能である。このような車両駆動システムは、エンジンおよび第２モータジェネレータ２８によって走行する１モータハイブリッド自動車や、１つのモータによって走行する電気自動車に用いることができる。

車両駆動システムによる走行制御について説明する。車両駆動システムは、電池１０の出力電圧を検出する電池電圧センサ３２、電池１０からスイッチング回路１８に至る経路に流れる電流を検出するコンバータ電流センサ３４、第１モータジェネレータ２４の３相電力伝送線のうちの２相の電力伝送線に流れる電流を検出する第１モータジェネレータ電流センサ３６、第２モータジェネレータ２８の３相電力伝送線のうちの２相の電力伝送線に流れる電流を検出する第１モータジェネレータ電流センサ３６を備える。車両の駆動を行うため、コントロールユニット３０は、次に説明するように、ＤＣＤＣコンバータ１２、第１インバータ２２および第２インバータ２６に制御信号を出力する。

コントロールユニット３０は、車両の走行状態および運転操作指令の他、電池電圧センサ３２によって検出された電池１０の出力電圧検出値、コンバータ電流センサ３４の検出値（コンバータ電流検出値）、第１モータジェネレータ電流センサ３６の検出値（第１モータジェネレータ電流検出値）、第２モータジェネレータ電流センサ３８の検出値（第２モータジェネレータ電流検出値）に基づいて、スイッチング回路１８に対する制御信号Ｃ０を生成し、スイッチング回路１８に出力する。

また、コントロールユニット３０は、車両の走行状態および運転操作指令の他、第１モータジェネレータ電流検出値に基づいて、第１インバータ２２に対する制御信号Ｃ１を生成し、第１インバータ２２に出力する。さらに、コントロールユニット３０は、車両の走行状態および運転操作指令の他、第２モータジェネレータ電流検出値に基づいて、第２インバータ２６に対する制御信号Ｃ２を生成し、第２インバータ２６に出力する。

コントロールユニット３０から出力される制御信号Ｃ１〜Ｃ３によって、ＤＣＤＣコンバータ１２、第１インバータ２２および第２インバータ２６は、例えば、次のように動作する。

第２モータジェネレータ２８を加速回転させるときは、ＤＣＤＣコンバータ１２は電池１０の出力電圧を昇圧し、昇圧電圧に基づく直流電力を各インバータに出力する。第２インバータ２６は、ＤＣＤＣコンバータ１２から供給される直流電力を交流電力に変換し、その交流電力を第２モータジェネレータ２８に供給する。そして、第２モータジェネレータ２８の回生制動時（発電時）には、第２インバータ２６は、第２モータジェネレータ２８の交流発電電力を直流電力に変換し、その直流電力をＤＣＤＣコンバータ１２に出力する。ＤＣＤＣコンバータ１２は、その直流電力に基づく電圧を降圧して電池１０に印加して電池１０を充電する。第１モータジェネレータ２４の加速回転または第１モータジェネレータ２４による発電は、第１インバータ２２を用いることにより、第２モータジェネレータ２８の加速または回生制動と同様にして行われる。

次に電池１０の昇温制御について説明する。ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の電池は、低温となったときに出力電圧の低下、充電容量の低下等の性能劣化が生じることがある。そこで、本発明に係る車両駆動システムにおいては、電池温度センサ４０によって検出された電池温度Ｔが所定の温度閾値Ｔ０以下となったときは昇温制御を行う。

図５にコントロールユニット３０が実行する昇温制御のフローチャートを示す。このフローチャートにおいて、バイパススイッチ１６をオンにすることには、これまでオフであったバイパススイッチ１６をオンにすることの他、これまでオンであったバイパススイッチ１６をオンに維持することを含む。同様に、バイパススイッチ１６をオフにすることには、これまでオンであったバイパススイッチ１６をオフにすることの他、これまでオフであったバイパススイッチ１６をオフに維持することを含む。

コントロールユニット３０は、電池温度センサ４０から電池温度Ｔを読み込み、電池温度Ｔが温度閾値Ｔ０以下であるか否かを判定する（Ｓ１０１）。コントロールユニット３０は、電池温度Ｔが温度閾値Ｔ０を超える旨の判定をしたときは通常の制御を行う。すなわち、バイパススイッチ１６をオフにし（Ｓ１０７）、スイッチング回路１８に対し通常のスイッチングを行う（Ｓ１０８）。ここで、通常のスイッチングとは、ＤＣＤＣコンバータ１２で生じる損失ができるだけ小さくなるよう定められたコンバータ・キャリア周波数を以てスイッチング回路１８に対するスイッチングを行うことをいう。ＤＣＤＣコンバータ１２で生じる損失には、例えば、スイッチング回路１８におけるスイッチング損失、リアクトル１４で発生する熱損失等、複数種の損失がある。

コントロールユニット３０は、電池温度Ｔが温度閾値Ｔ０以下である旨の判定をしたときは、ＤＣＤＣコンバータ１２に対し昇圧指令をしているか否かを判定する。具体的には、コントロールユニット３０は、昇圧動作をさせる制御信号Ｃ０をＤＣＤＣコンバータ１２に出力しているか否かを判定する。コントロールユニット３０は、ＤＣＤＣコンバータ１２に対し昇圧指令をしていないときは、バイパススイッチ１６をオンにし（Ｓ１０３）、スイッチング回路１８のスイッチングを停止する（Ｓ１０４）。

ここで、スイッチング回路１８は、スイッチングが停止された状態において、昇圧側コンデンサ２０がリアクトル１４およびバイパススイッチ１６の右端と電池１０の負極端子との間に直接接続された状態となるものとする。いまの場合、バイパススイッチ１６がオンとされるため、昇圧側コンデンサ２０の両端が電池１０の正極端子と負極端子との間に直接接続された状態となる。例えば、スイッチング回路１８が図２のように上側ＩＧＢＴ１８−１および下側ＩＧＢＴ１８−２によって構成されている場合には、コントロールユニット３０は、上側ＩＧＢＴ１８−１をオンとし、下側ＩＧＢＴ１８−２をオフとした状態で上側ＩＧＢＴ１８−１および下側ＩＧＢＴ１８−２のスイッチングを停止する。

この状態において第１モータジェネレータ２４および第２モータジェネレータ２８の少なくとも一方が回転している場合、電池１０から回転中のモータジェネレータに接続されたインバータにはリプル成分を含む電流が流れる。電池１０に流れる電流に含まれるリプル成分には、電池１０の温度を上昇する作用がある。

したがって、このような処理によれば、電池１０の温度Ｔが温度閾値Ｔ０以下となったときに、コントロールユニット３０がＤＣＤＣコンバータ１２に昇圧指令をしていない場合において、敢えて昇圧指令をしなくとも電池１０の温度を上昇させることができる。

他方、コントロールユニット３０は、ＤＣＤＣコンバータ１２に対し昇圧指令をしているときは、バイパススイッチ１６をオフにし（Ｓ１０５）、スイッチング回路１８に対し昇温スイッチングを行う（Ｓ１０６）。ここで、昇温スイッチングとは、通常のスイッチング（Ｓ１０８）におけるコンバータ・キャリア周波数よりも低いコンバータ・キャリア周波数でスイッチング回路１８に対するスイッチングを行うことをいう。このような処理によれば、通常の制御に比べて電池１０に流れる電流に含まれるリプル成分を増加させて電池１０の温度を上昇させることができる。

次に、昇温制御の応用例について説明する。上記のようにバイパススイッチ１６がオンにされ（Ｓ１０３）、スイッチング回路１８のスイッチングが停止された状態では（Ｓ１０４）、電池１０から回転中のモータジェネレータに接続されたインバータに流れる電流に含まれるリプル成分によって電池１０の温度が上昇する。本応用例は、第１インバータ２２または第２インバータ２６のインバータ・キャリア周波数を低下させることによって電池１０に流れる電流に含まれるリプル成分を増加させ、温度上昇効果を高めるものである。

図６に応用例に係る昇温制御のフローチャートを示す。図５に示す処理ステップと同一の処理ステップについては同一の符号を付してその説明を省略する。ステップＳ１０４においてスイッチング回路１８のスイッチングを停止した後、コントロールユニット３０は、第１モータジェネレータ２４および第２モータジェネレータ２８のうち少なくともいずれかにおいて低周波数キャリア化が可能であるかを判定する（Ｓ１０９）。

ここで、低周波数キャリア化とは、インバータ・キャリア周波数を通常走行制御時の周波数よりも低下させる処理をいう。一般に、インバータのスイッチング損失は、インバータ・キャリア周波数を低くする程減少する傾向にある。他方、インバータによって制御されるモータジェネレータは、インバータ・キャリア周波数を低くするとエネルギー損失の増加、振動の発生等の問題を生じることがある。また、モータジェネレータのエネルギー損失や、振動の大きさはその回転数（単位時間当たりの回転子の回転数）にも依存し、モータジェネレータの回転数に応じて、モータジェネレータが問題なく動作するためのインバータ・キャリア周波数の下限値が下限インバータ・キャリ周波数として定められる。

そこで、コントロールユニット３０においては、各モータジェネレータについてキャリア周波数下限特性が記憶されている。キャリア周波数下限特性は、下限インバータ・キャリア周波数と回転数との関係を示す特性である。図７（ａ）および（ｂ）にキャリア周波数下限特性の例を示す。図７（ａ）の特性では、回転数Ｎ０以上Ｎ１未満、Ｎ１以上Ｎ２未満、およびＮ２以上の領域において、それぞれ、下限インバータ・キャリア周波数がｆ１、ｆ２、およびｆ３となる。ここで、ｆ１＜ｆ２＜ｆ３の関係がある。図７（ｂ）の特性では、下限インバータ・キャリア周波数と回転数とは単調増加の関係にある。通常の制御においては、コントロールユニット３０は、下限インバータ・キャリア周波数よりも高い周波数のインバータ・キャリア周波数を以てインバータを制御する。

コントロールユニット３０は、第１モータジェネレータ２４および第２モータジェネレータ２８のうち少なくともいずれかにおいて低周波数キャリア化が可能である旨の判定をしたときは、低周波数キャリア化が可能であるモータジェネレータについて低周波数キャリア化を行う（Ｓ１１０）。

低周波数キャリア化は、例えば次のようにして行われる。すなわち、コントロールユニット３０は、第２モータジェネレータ２８について低周波数キャリア化が可能である旨の判定をしたときは、第２モータジェネレータ２８の回転数センサから第２モータジェネレータ２８の回転数を取得する。そして、第２モータジェネレータ２８に対するキャリア周波数下限特性を参照し、その回転数に対する下限インバータ・キャリア周波数を取得する。コントロールユニット３０は、その下限インバータ・キャリア周波数を以て第２インバータ２６を制御する。このような制御は、第１モータジェネレータ２４について低周波数キャリア化を行う場合や、第１モータジェネレータ２４および第２モータジェネレータ２８の両者について低周波数キャリア化を行う場合についても同様に行うことができる。

なお、ステップＳ１１０の低周波数キャリア化は、ステップＳ１０６の後に実行してもよい。この場合、ステップＳ１０６では、昇温スイッチングではなく通常スイッチングを行うこととしてもよい。

このような低周波数キャリア化によれば、電池１０からインバータに流れる電流に含まれるリプル成分を増加させることができ、電池１０の温度を上昇させる効果を高めることができる。

１０ 電池、１２ ＤＣＤＣコンバータ、１４ リアクトル、１６ バイパススイッチ、１８ スイッチング回路、１８−１，４２−１ 上側ＩＧＢＴ、１８−２，４２−２ 下側ＩＧＢＴ、１８−３，４２−３ ダイオード、２０ 昇圧側コンデンサ、２２ 第１インバータ、２４ 第１モータジェネレータ、２６ 第２インバータ、２８ 第２モータジェネレータ、３０ コントロールユニット、３２ 電池電圧センサ、３４ コンバータ電流センサ、３６ 第１モータジェネレータ電流センサ、３８ 第２モータジェネレータ電流センサ、４０ 電池温度センサ、４２ｕ，４２ｖ，４２ｗ ＩＧＢＴ組、４４ 三角波信号生成部、４６ 指令信号生成部、４８ｕ，４８ｖ，４８ｗ 減算器、５０ｕ，５０ｖ，５０ｗ ドライバ。

Claims (6)

1. 誘導性素子を備える誘導性回路部と、
   電池から前記誘導性回路部に流れる電流をスイッチングし、前記電池の出力電圧と前記誘導性回路部の電流入出力端間電圧とに基づく電圧を出力するスイッチング部と、
   前記スイッチング部の出力電圧に基づいて、車両駆動用または発電用のモータジェネレータに対する電力制御を行う電力制御部と、
   を備え、
   前記誘導性回路部は、前記電池の温度に応じて前記誘導性素子に対し電流をバイパスさせる電流バイパス経路を備えることを特徴とする車両搭載用電力制御装置。
2. 請求項１に記載の車両搭載用電力制御装置において、
   前記電力制御部は、
   前記スイッチング部と前記モータジェネレータとの間で直流交流変換を行うインバータを備え、
   前記インバータは、
   前記電流バイパス経路が前記誘導性素子に対し電流をバイパスさせているときのキャリア周波数を、前記電流バイパス経路が前記誘導性素子に対し電流をバイパスさせていないときのキャリア周波数よりも低くすることを特徴とする車両搭載用電力制御装置。
3. 請求項１に記載の車両搭載用電力制御装置において、
   前記電力制御部は、
   前記スイッチング部と前記モータジェネレータとの間で直流交流変換を行うインバータを備え、
   前記インバータは、
   前記電池の温度に応じてキャリア周波数を変化させることを特徴とする車両搭載用電力制御装置。
4. 請求項３に記載の車両搭載用電力制御装置において、
   前記インバータは、
   前記電池の温度が所定温度以下のときのキャリア周波数を、前記電池の温度が所定温度を超えるときのキャリア周波数よりも低くすることを特徴とする車両搭載用電力制御装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の車両搭載用電力制御装置において、
   前記電流バイパス経路は、前記電池の温度が所定温度以下のときにオンになり、前記誘導性素子の一端から他端へと至る電流経路を形成するスイッチを備えることを特徴とする車両搭載用電力制御装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の車両搭載用電力制御装置において、
   前記誘導性素子の両端は前記誘導性回路部の電流入出力端をなし、
   前記誘導性素子の一端は前記電池の一方の端子に接続され、
   前記スイッチング部は、
   一方の端子が前記誘導性素子の他端に接続され、他方の端子が前記電池の他方の端子に接続される第１スイッチング素子と、
   一方の端子が前記誘導性素子の他端に接続される第２スイッチング素子と、
   を備え、
   前記第２スイッチング素子の他方の端子と、前記第１スイッチング素子の他方の端子との間の電圧を出力電圧とし、
   前記電流バイパス経路が前記誘導性素子に対し電流をバイパスさせているときに、前記第２スイッチング素子はオンとなり、前記第１スイッチング素子はオフとなることを特徴とする車両搭載用電力制御装置。

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