特許 7567958 駆動システム及び車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-07

(45)【発行日】2024-10-16

(54)【発明の名称】駆動システム及び車両

(51)【国際特許分類】

   H02P 27/06 20060101AFI20241008BHJP

   B60L 50/60 20190101ALI20241008BHJP

   B60L 58/18 20190101ALI20241008BHJP

【ＦＩ】

H02P27/06

B60L50/60

B60L58/18

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2023037558

(22)【出願日】2023-03-10

(65)【公開番号】P2024128546

(43)【公開日】2024-09-24

【審査請求日】2023-03-27

(73)【特許権者】

【識別番号】000000170

【氏名又は名称】いすゞ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110004222

【氏名又は名称】弁理士法人創光国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100166006

【弁理士】

【氏名又は名称】泉 通博

(74)【代理人】

【識別番号】100154070

【弁理士】

【氏名又は名称】久恒 京範

(74)【代理人】

【識別番号】100153280

【弁理士】

【氏名又は名称】寺川 賢祐

(74)【代理人】

【識別番号】100167793

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 学

(72)【発明者】

【氏名】加藤 晃太

【審査官】谿花 正由輝

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１７００４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２３／１８１３７２（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｐ ２７／０６

Ｂ６０Ｌ ５０／６０

Ｂ６０Ｌ ５８／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１直流電流を出力する第１バッテリと、
前記第１直流電流を第１スイッチング素子でスイッチングすることにより車両を推進させるための力を発生する電動機に第１交流電流を出力する第１インバータと、
第２直流電流を出力する第２バッテリと、
前記第２直流電流を第２スイッチング素子でスイッチングすることにより前記電動機に前記第１交流電流と同じ周波数の第２交流電流を出力する第２インバータと、
前記第１直流電流より前記第２直流電流が小さい場合、前記第１交流電流の１周期における前記第１スイッチング素子のオン時間が前記第２スイッチング素子のオン時間より短くなり、前記第１直流電流が小さいほど、前記第１交流電流の１周期における前記第１スイッチング素子のオン時間が長くなり、かつ、前記第２直流電流が小さいほど、前記第２交流電流の１周期における前記第２スイッチング素子のオン時間が長くなるように前記第１インバータ及び前記第２インバータをＰＷＭ制御する制御部と、
を備える駆動システム。

【請求項2】

前記制御部は、前記第１インバータからの前記第１交流電流の位相と、前記第２インバータからの前記第２交流電流の位相とをずらして前記第１交流電流及び前記第２交流電流を重ね合わせることによりインターリーブを行った交流電流を前記電動機へ出力する、
請求項１に記載の駆動システム。

【請求項3】

前記制御部は、第１制御信号を前記第１スイッチング素子に入力することにより前記第１スイッチング素子にスイッチングさせ、前記第１制御信号と同じ周波数であり、かつ前記第１制御信号と各周期の開始位置が異なる第２制御信号を前記第２スイッチング素子に入力することにより前記第２スイッチング素子にスイッチングさせることにより、前記第１交流電流を前記第１インバータに出力させ、前記第１交流電流と位相が異なる前記第２交流電流を前記第２インバータに出力させる、
請求項２に記載の駆動システム。

【請求項4】

前記第１バッテリの第１端子電圧を測定する第１電圧測定部と、
前記第２バッテリの第２端子電圧を測定する第２電圧測定部と、
をさらに備え、
前記制御部は、前記第１端子電圧及び前記第２端子電圧に基づいて、前記第１バッテリ及び前記第２バッテリの充電率を推定し、前記第１バッテリ及び前記第２バッテリのうち、推定した前記充電率が高い方のバッテリに対応するインバータから前記電動機に出力される交流電流の１周期における当該バッテリに対応するスイッチング素子のオン時間が、推定した前記充電率が低い方のバッテリに対応するインバータから前記電動機に供給される交流電流の１周期における当該バッテリに対応するスイッチング素子のオン時間より長くなるように、前記第１インバータ及び前記第２インバータをＰＷＭ制御する、
請求項１から３のいずれか一項に記載の駆動システム。

【請求項5】

前記第１バッテリ及び前記第２バッテリから所定の直流負荷へ直流電力を供給するか否かを切り替えるための切替スイッチをさらに備え、
前記制御部は、直流負荷を動作させる場合に前記切替スイッチを制御することにより、前記第１バッテリ又は前記第２バッテリの少なくともいずれかから前記直流負荷へ電力を供給させる、
請求項１から３のいずれか一項に記載の駆動システム。

【請求項6】

車両であって、
前記車両を推進させるための力を発生する電動機と、
第１直流電流を出力する第１バッテリと、
前記第１直流電流を第１スイッチング素子でスイッチングすることにより前記電動機に第１交流電流を出力する第１インバータと、
第２直流電流を出力する第２バッテリと、
前記第２直流電流を第２スイッチング素子でスイッチングすることにより前記電動機に前記第１交流電流と同じ周波数の第２交流電流を出力する第２インバータと、
前記第１直流電流より前記第２直流電流が小さい場合、前記第１交流電流の１周期における前記第１スイッチング素子のオン時間が前記第２スイッチング素子のオン時間より短くなり、前記第１直流電流が小さいほど、前記第１交流電流の１周期における前記第１スイッチング素子のオン時間が長くなり、かつ、前記第２直流電流が小さいほど、前記第２交流電流の１周期における前記第２スイッチング素子のオン時間が長くなるように前記第１インバータ及び前記第２インバータをＰＷＭ制御する制御部と、
を備える車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動機により車両を推進させる駆動システム及び当該駆動システムを搭載した車両に関する。

【背景技術】

【0002】

複数のバッテリから供給される電力を用いて車両に搭載された電動機を駆動することが提案されている（例えば、特許文献１）。特許文献１には、バッテリの故障時に車両が走行できなくなるリスクを低減することを目的として、複数のバッテリを並列に接続することが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特表２０２０－５１９２２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の技術では、複数のバッテリの内部抵抗にばらつきがある場合には内部抵抗の比較的大きいバッテリに比べて、内部抵抗の比較的小さいバッテリから大きな電流が出力されやすい。このため、内部抵抗の比較的小さいバッテリにおいて過電流が発生しやすいという問題があった。

【0005】

本発明はこの点に鑑みてなされたものであり、複数のバッテリの内部抵抗にばらつきがある場合に、いずれかのバッテリにおいて過電流が発生することを抑制することができる駆動システム及び車両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】

【0006】

本発明の第１の態様の駆動システムは、第１直流電流を出力する第１バッテリと、前記第１直流電流を第１スイッチング素子でスイッチングすることにより車両を推進させるための力を発生する電動機に第１交流電流を出力する第１インバータと、第２直流電流を出力する第２バッテリと、前記第２直流電流を第２スイッチング素子でスイッチングすることにより前記電動機に前記第１交流電流と同じ周波数の第２交流電流を出力する第２インバータと、前記第１直流電流より前記第２直流電流が小さい場合、前記第１交流電流の１周期における前記第１スイッチング素子のオン時間が前記第２スイッチング素子のオン時間より短くなるように前記第１インバータ及び前記第２インバータをＰＷＭ制御する制御部と、を備える。

【0007】

前記制御部は、前記第１インバータからの前記第１交流電流の位相と、前記第２インバータからの前記第２交流電流の位相とをずらして前記第１交流電流及び前記第２交流電流を重ね合わせることによりインターリーブを行った交流電流を前記電動機へ出力してもよい。前記制御部は、第１制御信号を前記第１スイッチング素子に入力することにより前記第１スイッチング素子にスイッチングさせ、前記第１制御信号と同じ周波数であり、かつ前記第１制御信号と各周期の開始位置が異なる第２制御信号を前記第２スイッチング素子に入力することにより前記第２スイッチング素子にスイッチングさせることにより、前記第１交流電流を前記第１インバータに出力させ、前記第１交流電流と位相が異なる前記第２交流電流を前記第２インバータに出力させてもよい。

【0008】

前記駆動システムは、前記第１バッテリの第１端子電圧を測定する第１電圧測定部と、前記第２バッテリの第２端子電圧を測定する第２電圧測定部と、をさらに備え、前記制御部は、前記第１端子電圧及び前記第２端子電圧に基づいて、前記第１バッテリ及び前記第２バッテリの充電率を推定し、前記第１バッテリ及び前記第２バッテリのうち、推定した前記充電率が高い方のバッテリに対応するインバータから前記電動機に出力される交流電流の１周期における当該バッテリに対応するスイッチング素子のオン時間が、推定した前記充電率が低い方のバッテリに対応するインバータから前記電動機に供給される交流電流の１周期における当該バッテリに対応するスイッチング素子のオン時間より長くなるように、前記第１インバータ及び前記第２インバータをＰＷＭ制御してもよい。

【0009】

前記駆動システムは、前記第１バッテリ及び前記第２バッテリから所定の直流負荷へ直流電力を供給するか否かを切り替えるための切替スイッチをさらに備え、前記制御部は、直流負荷を動作させる場合に前記切替スイッチを制御することにより、前記第１バッテリ又は前記第２バッテリの少なくともいずれかから前記直流負荷へ電力を供給させてもよい。

【0010】

本発明の第２の態様の車両は、車両であって、前記車両を推進させるための力を発生する電動機と、第１直流電流を出力する第１バッテリと、前記第１直流電流を第１スイッチング素子でスイッチングすることにより前記電動機に第１交流電流を出力する第１インバータと、第２直流電流を出力する第２バッテリと、前記第２直流電流を第２スイッチング素子でスイッチングすることにより前記電動機に前記第１交流電流と同じ周波数の第２交流電流を出力する第２インバータと、前記第１直流電流より前記第２直流電流が小さい場合、前記第１交流電流の１周期における前記第１スイッチング素子のオン時間が前記第２スイッチング素子のオン時間より長くなるように前記第１インバータ及び前記第２インバータをＰＷＭ制御する制御部と、を備える。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、複数のバッテリの内部抵抗にばらつきがある場合に、いずれかのバッテリにおいて過電流が発生することを抑制するという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施形態の駆動システムの一例である車両の構成を示す。

【図2】車両の要部の構成を示す。

【図3】制御部による第１出力電流から第４出力電流のインターリーブの一例を示す。

【図4】制御部による第１インバータから第４インバータのＰＷＭ制御の処理手順を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

［車両の概要］
図１は、本実施形態の駆動システムＳの一例である車両１００の構成を示す。車両１００は、電動機１、複数のバッテリ２、複数のインバータ３、切替スイッチ４、直流負荷５、補助バッテリ６及び制御装置７を備える。また、複数のバッテリはそれぞれ、バッテリ２ａ（第１バッテリ）、バッテリ２ｂ（第２バッテリ）、バッテリ２ｃ（第３バッテリ）、バッテリ２ｄ（第４バッテリ）である。複数のインバータ３はそれぞれ、インバータ３ａ（第１インバータ）、インバータ３ｂ（第２インバータ）、インバータ３ｃ（第３インバータ）、およびインバータ３ｄ（第４インバータ）である。電動機１は、Ｕ相ステータコイル１１、Ｖ相ステータコイル１２、Ｗ相ステータコイル１３を備える。本明細書の例では、車両１００は、電気自動車である。一例としては、車両１００は、トラック又はバス等の商用車である。

【0014】

電動機１は、車両１００を推進させるための力を発生する。例えば、電動機１は、永久磁石式同期電動機（ＰＭモータ）である。バッテリ２ａは、直流電流Ｉａを出力する。例えば、バッテリ２ａは、バッテリセルに加えて、過充電等を防止する保護回路及び充放電回路等を収容するバッテリパックである。バッテリ２ｂは、直流電流Ｉｂを出力する。例えば、バッテリ２ｂは、バッテリ２ａ同様に、バッテリセルに加えて、過充電等を防止する保護回路及び充放電回路等を収容するバッテリパックである。バッテリ２ｃは、直流電流Ｉｃを出力する。例えば、バッテリ２ｃは、バッテリ２ａ同様に、バッテリセルに加えて、過充電等を防止する保護回路及び充放電回路等を収容するバッテリパックである。バッテリ２ｄは、直流電流Ｉｄを出力する。例えば、バッテリ２ｄは、バッテリ２ａ同様に、バッテリセルに加えて、過充電等を防止する保護回路及び充放電回路等を収容するバッテリパックである。

【0015】

インバータ３ａは、バッテリ２ａが出力した直流電流Ｉａ（第１直流電流）をその内部のスイッチング素子でスイッチングすることにより電動機１に交流電流ａｃ１を出力する。本明細書の例では、インバータ３ａは、３相交流電流をＵ相ステータコイル１１、Ｖ相ステータコイル１２、Ｗ相ステータコイル１３にそれぞれ供給する。インバータ３ａは、インバータ３ｂ、インバータ３ｃ、インバータ３ｄと並列に接続されている。

【0016】

インバータ３ｂは、インバータ３ａと同様に、バッテリ２ｂが出力した直流電流Ｉｂ（第２直流電流）をその内部のスイッチング素子でスイッチングすることにより電動機１に交流電流ａｃ１と同じ周波数の交流電流ａｃ２を出力する。インバータ３ｂは、インバータ３ａと同様に、３相交流電流をＵ相ステータコイル１１、Ｖ相ステータコイル１２、Ｗ相ステータコイル１３にそれぞれ供給する。

【0017】

インバータ３ｃは、インバータ３ａと同様に、バッテリ２ｃが出力した直流電流Ｉｃ（第３直流電流）をその内部のスイッチング素子でスイッチングすることにより電動機１に交流電流ａｃ１と同じ周波数の交流電流ａｃ３を供給する。インバータ３ｄは、インバータ３ａと同様に、バッテリ２ｄが出力した直流電流Ｉｄ（第４直流電流）をその内部のスイッチング素子でスイッチングすることにより電動機１に交流電流ａｃ１と同じ周波数の交流電流ａｃ４を出力する。

【0018】

切替スイッチ４は、バッテリ２ａ又はバッテリ２ｂの少なくともいずれかから所定の直流負荷５へ直流電力を供給するか否かを切り替えるための素子である。切替スイッチ４は、制御装置７の制御により、バッテリ２ａ及びバッテリ２ｂのうち少なくともいずれかから直流負荷５へ直流電力を供給するように動作する。例えば、切替スイッチ４は、バッテリ２ａ等から直流負荷５へ直流電力を供給するモードであることを示す制御信号が制御装置７から入力されている状態では、バッテリ２ａ又はバッテリ２ｂの少なくともいずれかと直流負荷５とを電気的に導通させ、バッテリ２ａ等から直流負荷５へ直流電力を供給させる。

【0019】

切替スイッチ４は、バッテリ２ａ等から直流負荷５へ直流電力を供給するモードであることを示す制御信号が制御装置７から入力されていない状態では、バッテリ２ａ及びバッテリ２ｂと直流負荷５との間をいずれも電気的に遮断し、バッテリ２ａ等から直流負荷５へ直流電力を供給させない。なお、図１においては、バッテリ２ａ及びバッテリ２ｂが切替スイッチ４に接続されているが、バッテリ２ｃ及びバッテリ２ｄの少なくともいずれかも切替スイッチ４に接続されており、バッテリ２ｃ及びバッテリ２ｄの少なくともいずれかが切替スイッチ４を介して直流電力を直流負荷５へ供給してもよい。

【0020】

直流負荷５は、例えば、車両１００の架装に設けられたウイングを開閉するための直流モータである。直流負荷５は、車両１００の架装に搭載された冷凍装置又は冷蔵装置であってもよい。

【0021】

補助バッテリ６は、切替スイッチ４を介して直流負荷５に接続されている。補助バッテリ６は、直流電流を直流負荷５に供給する。

【0022】

制御装置７は、例えば、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。制御装置７は、各インバータ３をＰＷＭ制御することにより、電動機１へ交流電流を出力する。

【0023】

制御装置７は、複数のバッテリ２の内部抵抗にばらつきがある場合、それぞれのバッテリから電動機１に供給される電流の平均値が一定になるように、ＰＷＭ制御時の各インバータ３のスイッチング素子のオン時間の長さを設定する。このとき、制御装置７は、バッテリ２が出力する電流値が小さいほど、ＰＷＭ制御時にこのバッテリ２に対応するインバータ３のスイッチング素子のオン時間が長くなるように各インバータ３のスイッチング素子のオン時間を設定する。

【0024】

例えば、制御装置７は、バッテリ２ａから供給される電流値に比べてバッテリ２ｂから供給される電流値が小さい場合、インバータ３ａが供給する交流電流ａｃ１の１周期におけるインバータ３ａのスイッチング素子のオン時間が、インバータ３ｂのスイッチング素子のオン時間より短くなるようにインバータ３ａのスイッチング素子等のオン時間を設定する。このようにして、制御装置７は、各バッテリ２が供給する電流の平均値が略一定になるように各インバータ３を制御するので、複数のバッテリ２のいずれかのバッテリにおいて過電流が発生することを抑制することができる。

【0025】

［車両１００の要部の構成］
図２は、車両１００の要部の構成を示す。車両１００は、複数の電圧測定部２１ａ～２２ｄ、スイッチング素子３０１ａ（第１スイッチング素子）、スイッチング素子３０１ｂ（第２スイッチング素子）、スイッチング素子３０１ｃ（第３スイッチング素子）、スイッチング素子３０１ｄ（第４スイッチング素子）、切替スイッチ４及び制御装置７を備える。制御装置７は、記憶部７０１及び制御部７０２を備える。スイッチング素子３０１ａは、インバータ３ａのスイッチング素子である。スイッチング素子３０１ｂは、インバータ３ｂのスイッチング素子である。スイッチング素子３０１ｃは、インバータ３ｃのスイッチング素子である。スイッチング素子３０１ｄは、インバータ３ｄのスイッチング素子である。

【0026】

電圧測定部２１は、各バッテリ２に設けられ、各バッテリ２の端子電圧を測定する。電圧測定部２１は、例えば、ＡＤコンバータである。電圧測定部２１ａは、バッテリ２ａの端子電圧を測定する。電圧測定部２１ｂは、バッテリ２ｂの端子電圧を測定する。電圧測定部２１ｃは、バッテリ２ｃの端子電圧を測定する。電圧測定部２１ｄは、バッテリ２ｄの端子電圧を測定する。各電圧測定部２１は、測定した端子電圧を制御部７０２へ入力する。

【0027】

スイッチング素子３０１ａは、インバータ３ａに設けられている。スイッチング素子３０１ａは、例えば、パワー半導体である。スイッチング素子３０１ａは、バッテリ２ａから直流電力が供給される状態とバッテリ２ａから直流電力が供給されない状態とを切り替える。図２には図示していないが、スイッチング素子３０１ａは、Ｕ相ステータコイル１１へ供給する交流電流を出力するＵ相用スイッチング部と、Ｖ相ステータコイル１２へ供給する交流電流を出力するＶ相用スイッチング部と、Ｗ相ステータコイル１３へ供給する交流電流を出力するＷ相用スイッチング部と、を有する。

【0028】

スイッチング素子３０１ｂ、スイッチング素子３０１ｃ、及び、スイッチング素子３０１ｄは、順にインバータ３ｂ、インバータ３ｃ及びインバータ３ｄに設けられる。スイッチング素子３０１ｂ、スイッチング素子３０１ｃ、及び、スイッチング素子３０１ｄの構成および動作は、スイッチング素子３０１ａと同様であるため、説明を省略する。

【0029】

記憶部７０１は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等により構成される。記憶部７０１は、制御部７０２を機能させるための各種プログラムや各種データを記憶する。制御部７０２は、例えば、制御装置７に搭載されたプロセッサである。制御部７０２は、記憶部７０１に記憶されたプログラムを実行することにより、各種の機能を実行する。

【0030】

例えば、制御部７０２は、バッテリ２ａがインバータ３ａヘ供給する電流を電流センサ（不図示）により測定した結果を取得する。同様に、制御部７０２は、バッテリ２ｂからバッテリ２ｄがインバータ３ｂからインバータ３ｄへ供給する電流量をそれぞれ電流センサ（いずれも不図示）により測定した結果を取得する。ここで、各バッテリ２から対応する各インバータ３へ供給する電流を測定する電流センサは、バッテリ２ごとに設けられているとする。さらに、制御部７０２は、各電圧測定部２１が測定した端子電圧から端子電圧を取得する。

【0031】

制御部７０２は、スイッチング素子３０１ａ、スイッチング素子３０１ｂ、スイッチング素子３０１ｃ及びスイッチング素子３０１ｄをスイッチングすることにより、各バッテリ２が供給する直流電力を交流電力に変換する。より詳しくは、制御部７０２は、電動機１の角速度の目標値等に基づいて、電動機１のＵ相ステータコイル１１、Ｖ相ステータコイル１２及びＷ相ステータコイル１３に供給する電流の目標値を算出する。

【0032】

制御部７０２は、算出したＵ相ステータコイル１１、Ｖ相ステータコイル１２及びＷ相ステータコイル１３の電流の目標値と、Ｕ相ステータコイル１１等の現在の電流値とに基づいて、Ｕ相ステータコイル１１等に印加する電圧値を算出する。制御部７０２は、各インバータ３をＰＷＭ制御することにより、算出した電圧値の電圧がＵ相ステータコイル１１に印加されるようにする。

【0033】

［バッテリ間の内部抵抗等のばらつきの調整］
制御部７０２は、複数のバッテリ２間の内部抵抗等のばらつきに起因して発生する各バッテリ２が出力する直流電流のばらつきの影響を低減するために、各インバータ３のスイッチング素子３０１のＰＷＭ制御時のオン時間の長さを設定する。このとき、制御部７０２は、バッテリが出力する電流値が小さいほどこのバッテリに対応するスイッチング素子のＰＷＭ制御時のオン時間が長くなるように、各インバータ３のスイッチング素子３０１のオン時間を設定する。

【0034】

例えば、制御部７０２は、直流電流Ｉａより直流電流Ｉｂが小さい場合、インバータ３ａが供給する交流電流ａｃ１の１周期におけるスイッチング素子３０１ａのオン時間が、同じ１周期におけるインバータ３ｂのスイッチング素子３０１ｂのオン時間より短くようにスイッチング素子３０１ａ及びスイッチング素子３０１ｂのオン時間を設定する。

【0035】

本明細書の例では、制御部７０２は、複数のインバータ３全てをＰＷＭ制御することにより電動機１へ交流電流ａｃ１を出力する場合の例について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されない。例えば、制御部７０２は、複数のインバータ３のうちのいずれか２つ以上をＰＷＭ制御することにより電動機１へ交流電流を出力してもよく、５つ以上のインバータ３をＰＷＭ制御することにより電動機１へ交流電力を供給してもよい。

【0036】

［複数の出力電流のインターリーブ］
制御部７０２は、電動機１へ出力する交流電流のリプル低減を目的として、インバータ３ａが出力する交流電流ａｃ１の位相と、インバータ３ｂが出力する交流電流ａｃ２の位相と、インバータ３ｃが出力する交流電流ａｃ３の位相と、インバータ３ｄが出力する交流電流ａｃ４の位相と、をずらして交流電流ａｃ１から交流電流ａｃ４を重ね合わせることによりインターリーブを行った交流電流を電動機１へ供給する。

【0037】

図３（ａ）から図３（ｃ）は、インターリーブの原理を説明するための例を示す。図３（ａ）は、インバータ３ａからインバータ３ｄと同様のインバータにより生成された交流電流のグラフを示す。図３の縦軸は、電流を示す。図３の横軸は、時間を示す。図３（ｂ）は、図３（ａ）とはリプルの波形の位相が１８０度異なり、且つ、図３（ａ）の交流電流と同期する交流電流のグラフを示す。図３（ｃ）は、図３（ａ）の交流電流と図３（ｂ）の交流電流とを重ね合わせるインターリーブを行った交流電流のグラフを示す。図３（ｃ）のグラフでは、図３（ａ）及び図３（ｂ）の交流電流に比べてリプルが低減されている。

【0038】

制御部７０２は、図３の例と同様の原理により、各インバータ３から出力された交流電流のインターリーブを行う。一例としては、制御部７０２は、各インバータ３から出力された交流電流の位相を９０度ずつ異ならせることにより、各インバータ３から出力された交流電流のインターリーブを行う。制御部７０２は、制御信号Ｓａをスイッチング素子３０１ａに入力することによりスイッチング素子３０１ａにスイッチングさせ、交流電流ａｃ１をインバータ３ａに出力させる。制御部７０２は、制御信号Ｓａと同じ周波数であり、かつ制御信号Ｓａと各周期の開始位置が異なる制御信号Ｓｂをスイッチング素子３０１ｂに入力することによりスイッチング素子３０１ｂにスイッチングさせる。制御部７０２は、交流電流ａｃ１と位相が異なる交流電流ａｃ２をインバータ３ｂに出力させる。

【0039】

同様に、制御部７０２は、制御信号Ｓｃをスイッチング素子３０１ｃに入力することによりスイッチング素子３０１ｃにスイッチングさせ、交流電流ａｃ３をインバータ３ｃに出力させる。制御部７０２は、制御信号Ｓｄをスイッチング素子３０１ｄに入力することによりスイッチング素子３０１ｄにスイッチングさせ、交流電流ａｃ４をインバータ３ｄに出力させる。

【0040】

制御部７０２は、同じ周波数で互いに位相が異なる交流電流が重ね合うことにより、各インバータ３から出力された元の交流電流に比べてリプルの小さい波形を有する交流電流が各ステータコイルに入力されるようにすることができる。このとき、制御部７０２は、各ステータコイル１１に印加する電圧のリプルを低減することもできる。このため、制御部７０２は、電動機１の力率を改善し、電動機１の回転数等の制御の精度がノイズ等により低下することを抑制することができる。制御部７０２は、複数のインバータ３の交流電流を重ね合わせるインターリーブによりリプルの小さい交流電流を生成するので、スイッチング素子３０１のスイッチング周波数を４倍にすることにより同様の交流電流を生成する場合に比べて、スイッチング損失を低減することができる。

【0041】

本明細書の例では、制御部７０２が複数のインバータ３の交流電流のインターリーブを行う場合の例について説明したが、本発明は、制御部７０２が複数のインバータ３すべての交流電流をインターリーブを行う例に限定されない。例えば、制御部７０２は、複数のインバータ３のうちいずれか２以上の交流電流のインターリーブを行ってもよい。５つ以上のインバータが出力する交流電流のインターリーブを行ってもよい。

【0042】

［充電率に基づくＰＷＭ制御］
制御部７０２は、各バッテリ２の充電率に基づいて、ＰＷＭ制御時の各インバータ３のスイッチング素子３０１のオン時間を設定してもよい。まず、制御部７０２は、各電圧測定部２１が測定した端子電圧に基づいて、各バッテリ２の充電率を推定する。充電率が高いほど、供給される電流値が高いといえる。したがって、制御部７０２は、バッテリ２の充電率が高いほど、電動機１に供給される交流電流の１周期における当該バッテリ２に対応するスイッチング素子３０１のオン時間が長くなるように、オン時間を設定してもよい。

【0043】

例えば、制御部７０２は、複数のバッテリ２のうち、推定した充電率が高い方のバッテリ２に対応するインバータ３のスイッチング素子３０１のオン時間が、推定した充電率が低い方のバッテリ２に対応するインバータ３のスイッチング素子３０１のオン時間より長くなるように設定する。制御部７０２は、設定したスイッチング素子３０１のオン時間に基づいてインバータ３をＰＷＭ制御する。このようにして、制御部７０２は、各バッテリ２に蓄えられた電力を過不足なく利用して電動機１を駆動させることができる。

【0044】

［直流負荷５への電力の供給］
制御部７０２は、直流負荷５を動作させる場合に切替スイッチ４を制御することにより、バッテリ２ａ又はバッテリ２ｂの少なくともいずれかから直流負荷５へ電力を供給させる。例えば、制御部７０２は、電動機１が駆動している状態では、直流負荷５用の補助バッテリ６と、直流負荷５とを導通させ、且つ、バッテリ２ａ及びバッテリ２ｂと直流負荷との間をいずれも遮断させるように、切替スイッチ４を制御する。このとき、補助バッテリ６から直流負荷５へ電力が供給されるが、バッテリ２ａ及びバッテリ２ｂから直流負荷５へ電力は供給されない。

【0045】

一方、制御部７０２は、電動機１の停止している状態では、直流負荷５用の補助バッテリ６と直流負荷５との間を遮断させ、バッテリ２ａ又はバッテリ２ｂの少なくとも一方と直流負荷５との間を導通させるように切替スイッチ４を制御する。このとき、補助バッテリ６から直流負荷５へ電力が供給されず、バッテリ２ａ又はバッテリ２ｂの少なくとも一方から直流負荷５へ電力は供給される。このようにして、制御部７０２は、電動機１の停止している状態ではバッテリ２ａ又はバッテリ２ｂに蓄えられた電力を直流負荷５に供給するので、補助バッテリ６に蓄えられた電力が消費されるまでの時間を長くすることができる。

【0046】

制御部７０２は、複数のバッテリ２のうち１つ以上のバッテリから直流負荷５へ切替スイッチ４により直流電流を供給してもよい。制御部７０２は、５つ以上のバッテリから直流負荷５へ直流電流を供給してもよい。

【0047】

［制御装置７による電動機１の制御の処理手順］
図４は、制御部７０２による各インバータ３のＰＷＭ制御の処理手順を示すフローチャートである。この処理手順は、車両１００の走行時に開始される。まず、制御部７０２は、各電圧測定部２１が測定した各バッテリ２の端子電圧を取得する（Ｓ１０１）。

【0048】

制御部７０２は、電動機１の角速度の目標値等に基づいて、電動機１のＵ相ステータコイル１１、Ｖ相ステータコイル１２及びＷ相ステータコイル１３に供給する電流の目標値をそれぞれ算出する（Ｓ１０２）。制御部７０２は、算出したＵ相ステータコイル１１等の電流の目標値と、Ｕ相ステータコイル１１等に供給されている現在の電流値とに基づいて、電動機１のＵ相ステータコイル１１等に印加する電圧値を算出する（Ｓ１０３）。

【0049】

制御部７０２は、算出した電圧値に基づいて、各バッテリ２が供給する電流の平均値が一定になるように、各インバータ３のスイッチング素子３０１のＰＷＭ制御時のオン時間の長さを設定する（Ｓ１０４）。制御部７０２は、設定したオン時間で各インバータ３をＰＷＭ制御し、電動機１に交流電流を出力する（Ｓ１０５）。制御部７０２は、車両１００の走行が終了したか否かを判定する（Ｓ１０６）。制御部７０２は、車両１００の走行が終了したと判定した場合（Ｓ１０６のＹＥＳ）、処理を終了する。制御部７０２は、Ｓ１０６の判定において車両１００の走行が終了していないと判定した場合（Ｓ１０６のＮＯ）、Ｓ１０１の処理に戻る。

【0050】

［本実施形態の制御装置７による効果］
制御部７０２は、バッテリ２ａから供給される電流値に比べてバッテリ２ｂから供給される電流値が小さい場合、インバータ３ａが供給する交流電流ａｃ１の１周期におけるスイッチング素子３０１ａのオン時間が、インバータ３ｂのスイッチング素子３０１ｂのオン時間より短くなるようにスイッチング素子３０１ａ等のオン時間を設定する。このようにして、制御部７０２は、バッテリ２ａからバッテリ２ｄから供給される電流の平均値が略一定になるようにインバータ３ａからインバータ３ｄを制御するので、バッテリ２ａからバッテリ２ｄのいずれかのバッテリにおいて過電流が発生することを抑制することができる。

【0051】

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。

【符号の説明】

【0052】

１ 電動機
２ａ 第１バッテリ
２ｂ 第２バッテリ
２ｃ 第３バッテリ
２ｄ 第４バッテリ
３ａ 第１インバータ
３ｂ 第２インバータ
３ｃ 第３インバータ
３ｄ 第４インバータ
４ 切替スイッチ
５ 直流負荷
６ 補助バッテリ
７ 制御装置
１１ Ｕ相ステータコイル
１２ Ｖ相ステータコイル
１３ Ｗ相ステータコイル
２２ａ 電圧測定部
２２ｂ 電圧測定部
２２ｃ 電圧測定部
２２ｄ 電圧測定部
１００ 車両
３０１ａ 第１スイッチング素子
３０１ｂ 第２スイッチング素子
３０１ｃ 第３スイッチング素子
３０１ｄ 第４スイッチング素子
７０１ 記憶部
７０２ 制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】