電力制御装置およびそれを備えた車両
【課題】車両に搭載された蓄電装置と車両外部の電気負荷または電源との間で電力を授受可能であって、十分なノイズ抑制効果を有しつつフィルタを小型化可能な電力制御装置およびそれを備えた車両を提供する。
【解決手段】モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の中性点Ｎ１，Ｎ２に電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２が接続される。ＥＣＵ３０は、蓄電装置Ｂとプラグ７０に接続される負荷９０との間で電力を授受するようにインバータ１０，２０を制御する。コモンモードチョークコイル４０は、電力線対上に配設される。Ｙコンデンサ５０は、コモンモードチョークコイル４０とプラグ７０との間において電力線ＡＣＬ３，ＡＣＬ４と車両アース８０との間に接続される。
【解決手段】モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の中性点Ｎ１，Ｎ２に電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２が接続される。ＥＣＵ３０は、蓄電装置Ｂとプラグ７０に接続される負荷９０との間で電力を授受するようにインバータ１０，２０を制御する。コモンモードチョークコイル４０は、電力線対上に配設される。Ｙコンデンサ５０は、コモンモードチョークコイル４０とプラグ７０との間において電力線ＡＣＬ３，ＡＣＬ４と車両アース８０との間に接続される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電力制御装置およびそれを備えた車両に関し、特に、車両に搭載された蓄電装置と車両外部の電気負荷または電源との間で電力を授受可能な電力制御装置およびそれを備えた車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開平４−２９５２０２号公報（特許文献１）は、車両外部の交流電源と車載直流電源との間で電力を授受可能な電動機駆動および動力処理装置を開示する。この装置は、直流電源と、パルス幅変調（Pulse Width Modulation、以下「ＰＷＭ」とも称する。）される２つのインバータと、２つの誘導電動機と、制御ユニットと、入力／出力ポートと、ＥＭＩフィルタとを備える。各誘導電動機は、Ｙ結線された巻線を含み、各巻線の中性点に入力／出力ポートが接続される。
【０００３】
この装置においては、再充電モード時、入力／出力ポートに接続される単相電源から各巻線の中性点に与えられる交流電力を直流電力に変換して直流電源を充電することができる。また、各巻線の中性点間に正弦波の調整された交流電力を発生し、その発生した交流電力を入力／出力ポートに接続される外部装置へ出力することができる。
【０００４】
ＥＭＩフィルタは、各巻線の中性点と入力／出力ポートとの間に設けられ、入力／出力ポートに現れる高周波のコモンモードノイズを低減させる（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平４−２９５２０２号公報
【特許文献２】特開２００６−１０１６３２号公報
【特許文献３】特開２００５−２３７１３３号公報
【特許文献４】特開２００２−５１５６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、車両に搭載される種々の装置に対しては、限定的なスペースに各装置をレイアウトする関係上、省スペース化が強く要求される。特開平４−２９５２０２号公報に開示される装置は、既設のインバータを用いて蓄電装置と車両外部の電気負荷または電源との間で電力を授受可能な点で有用である。
【０００６】
しかしながら、上記の装置では、インバータが発生する高周波のコモンモード電圧を低減するためのフィルタが必須であり、このフィルタに対しても省スペース化の観点から小型化が要求される。ところが、特開平４−２９５２０２号公報では、そのような観点からのＥＭＩフィルタの具体的な構成については何ら開示されていない。
【０００７】
それゆえに、この発明の目的は、車両に搭載された蓄電装置と車両外部の電気負荷または電源との間で電力を授受可能であって、十分なノイズ抑制効果を有しつつフィルタを小型化可能な電力制御装置およびそれを備えた車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明によれば、電力制御装置は、車両に搭載された蓄電装置と車両外部の電気負荷または電源との間で電力を授受可能な電力制御装置であって、複数の交流回転電機と、複数のインバータと、プラグと、電力線対と、制御ユニットと、コモンモードチョークコイルと、ラインバイパスコンデンサとを備える。複数の交流回転電機の各々は、星形結線された多相巻線を固定子巻線として含む。複数のインバータは、複数の交流回転電機に対応して設けられ、パルス幅変調法により制御される。プラグは、電気負荷または電源に接続可能である。電力線対は、複数の交流回転電機のうち２つの交流回転電機の多相巻線の中性点とプラグとの間に配設される。制御ユニットは、上記２つの交流回転電機に対応するインバータを制御することによって蓄電装置と電気負荷または電源との間で電力を授受するように構成される。コモンモードチョークコイルは、電力線対に配設される。ラインバイパスコンデンサは、コモンモードチョークコイルとプラグとの間において電力線対と車両アースとの間に接続される。
【０００９】
この発明においては、複数の交流回転電機のうち２つの交流回転電機の多相巻線の中性点に接続される電力線対を介して、蓄電装置と車両外部の電気負荷または電源との間で電力が授受される。そして、コモンモードチョークコイルとともにラインバイパスコンデンサが電力線対に設けられるので、インバータの高周波スイッチングに応じて発生するコモンモード電圧の抑制をコモンモードチョークコイルとラインバイパスコンデンサとで分担できる。したがって、この発明によれば、コモンモード電圧を十分に抑制し、かつ、コモンモードチョークコイルを小型化することができる。また、ラインバイパスコンデンサは、コモンモードチョークコイルに対して電気負荷または電源側に配設されるので、コモンモード電圧の周波数に対してコモンモードチョークコイルのインピーダンスを高くし車両アースへのリターン線インピーダンスを低く設計することで、インバータコモンモード電圧の大部分をコモンモードチョークコイルに印加させるとともに負荷中性点電位を低い値に抑制することができる。したがって、この発明によれば、負荷のコモンモードインピーダンス変化の広い範囲にわたり所望の抑制効果を得ることができる。
【００１０】
また、この発明によれば、電力制御装置は、車両に搭載された蓄電装置と車両外部の電気負荷または電源との間で電力を授受可能な電力制御装置であって、複数の交流回転電機と、複数のインバータと、プラグと、電力線対と、制御ユニットと、コモンモードチョークコイルと、ラインバイパスコンデンサとを備える。電力線対は、複数の交流回転電機のうち２つの交流回転電機の多相巻線の中性点とプラグとの間に配設される。コモンモードチョークコイルは、電力線対に配設される。ラインバイパスコンデンサは、コモンモードチョークコイルと上記２つの交流回転電機の中性点との間において電力線対と車両アースとの間に接続される。
【００１１】
この発明においては、ラインバイパスコンデンサがコモンモードチョークコイルに対して交流回転電機の中性点側に配設されるので、インバータのコモンモード電圧の多くが交流回転電機のコモンインピーダンスに印加され、ラインバイパスコンデンサ両端のコモンモード電圧は低い値となる。よって、負荷コモンモードインピーダンスが小さい条件でも、コモンモードチョークコイルに印加されるコモンモードが抑えられる。したがって、この発明によれば、コモンモード電圧を十分に抑制し、かつ、コモンモードチョークコイルをさらに小型化することができる。
【００１２】
好ましくは、電力制御装置は、もう１つのラインバイパスコンデンサをさらに備える。もう１つのラインバイパスコンデンサは、コモンモードチョークコイルとプラグとの間において電力線対と車両アースとの間に接続される。
【００１３】
この発明においては、ラインバイパスコンデンサがコモンモードチョークコイルに対して交流回転電機の中性点側に配設されるので、コモンモードチョークコイルに印加されるコモンモード電圧が抑えられる。また、もう１つのラインバイパスコンデンサがコモンモードチョークコイルに対して電気負荷または電源側に配設されるので、車両アースと電気負荷または電源との間の電位差が低い値に抑えられる。したがって、この発明によれば、さらに、電気負荷または電源のコモンモードインピーダンスの変化に対して広範囲にわたりコモンモード電圧の抑制効果を得ることができる。
【００１４】
好ましくは、制御ユニットは、複数の信号生成部を含む。複数の信号生成部の各々は、対応するインバータのスイッチング素子をオン／オフするための信号を生成する。２つの交流回転電機に対応する信号生成部は、互いに位相が略１８０°ずらされた搬送波を用いて信号を生成する。
【００１５】
この発明においては、２つの交流回転電機に対応する信号生成部は、互いに位相が略１８０°ずらされた搬送波を用いて信号を生成するので、各インバータが発生するコモンモード電圧が相殺され、コモンモード電圧が低減する。したがって、この発明によれば、コモンモードチョークコイルをさらに小型化することができる。
【００１６】
さらに好ましくは、電力制御装置は、インダクタをさらに備える。インダクタは、２つの交流回転電機のうちコモンモードインピーダンスが小さい方の交流回転電機の中性点に接続された電力線上に配設される。
【００１７】
この発明においては、上記インダクタが設けられることにより２つの交流回転電機のコモンモードインピーダンスが平衡化されるので、コモンモード電圧がさらに低減する。したがって、この発明によれば、コモンモードチョークコイルをさらに小型化することができる。
【００１８】
また、好ましくは、制御ユニットは、対応するインバータのスイッチング素子をオン／オフするための信号を各々が生成する複数の信号生成部を含む。２つの交流回転電機に対応するインバータの各々は、三相インバータである。２つの交流回転電機に対応する信号生成部の各々は、互いに位相が略１２０°ずつずらされた第１から第３の搬送波を用いて、対応するインバータのＵ相スイッチング素子、Ｖ相スイッチング素子およびＷ相スイッチング素子をそれぞれオン／オフするための信号を生成する。
【００１９】
この発明においては、搬送波の位相が各相ごとに互いに略１２０°ずつずらされるので、コモンモード電圧の振幅が１／３になり、かつ、周波数が３倍になる。したがって、この発明によれば、コモンモードチョークコイルをさらに小型化することができる。
【００２０】
また、この発明によれば、車両は、複数の交流回転電機の少なくとも１つから駆動トルクを受ける車輪と、上述したいずれかの電力制御装置とを備える。したがって、この発明によれば、車両の小型化を阻害することなく、コモンモード電圧を十分に抑制することができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように、この発明によれば、蓄電装置と車両外部の電気負荷または電源との間で電力を授受する際に発生するコモンモードノイズを十分に抑制し、かつ、コモンモードチョークコイルを小型化することができる。その結果、車両の小型化を阻害することなく、コモンモードノイズを十分に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２３】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による車両の一例として示されるハイブリッド車両の全体ブロック図である。図１を参照して、このハイブリッド車両１００は、エンジン２と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分割機構４と、車輪６とを備える。また、ハイブリッド車両１００は、蓄電装置Ｂと、インバータ１０，２０と、電子制御装置（Electronic Control Unit：以下「ＥＣＵ」と称する。）３０と、平滑コンデンサＣ１と、正極線ＰＬと、負極線ＮＬとをさらに備える。
【００２４】
さらに、ハイブリッド車両１００は、電力線ＡＣＬ１〜ＡＣＬ４と、平滑コンデンサＣ２と、コモンモードチョークコイル４０と、Ｙコンデンサ５０と、ＡＣポート６０と、プラグ７０とをさらに備える。
【００２５】
動力分割機構４は、エンジン２とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とに結合されてこれらの間で動力を分配する。たとえば、動力分割機構４として、サンギヤ、プラネタリキャリヤおよびリングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車を用いることができる。この３つの回転軸がエンジン２およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各回転軸にそれぞれ接続される。たとえば、モータジェネレータＭＧ１のロータを中空としてその中心にエンジン２のクランク軸を通すことによって、エンジン２およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を動力分割機構４に機械的に接続することができる。
【００２６】
エンジン２が発生する動力は、動力分割機構４によって車輪６とモータジェネレータＭＧ１とに分配される。すなわち、エンジン２は、車輪６を駆動するとともにモータジェネレータＭＧ１を駆動する動力源としてハイブリッド車両１００に組込まれる。モータジェネレータＭＧ１は、エンジン２によって駆動される発電機として動作し、かつ、エンジン２の始動を行ない得る電動機として動作するものとしてハイブリッド車両１００に組込まれ、モータジェネレータＭＧ２は、車輪６を駆動する動力源としてハイブリッド車両１００に組込まれる。
【００２７】
また、このハイブリッド車両１００は、後ほど説明するように、車両外部の電気負荷または電源を総括的に示す負荷９０にプラグ７０を接続することによって、蓄電装置Ｂと負荷９０との間で電力を授受することができる。
【００２８】
蓄電装置Ｂの正極端子は、正極線ＰＬに接続され、蓄電装置Ｂの負極端子は、負極線ＮＬに接続される。平滑コンデンサＣ１は、正極線ＰＬと負極線ＮＬとの間に接続される。インバータ１０は、Ｕ相アーム１２、Ｖ相アーム１４およびＷ相アーム１６を含む。Ｕ相アーム１２、Ｖ相アーム１４およびＷ相アーム１６は、正極線ＰＬと負極線ＮＬとの間に並列に接続される。Ｕ相アーム１２は、直列に接続されたスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２からなり、Ｖ相アーム１４は、直列に接続されたスイッチング素子Ｑ１３，Ｑ１４からなり、Ｗ相アーム１６は、直列に接続されたスイッチング素子Ｑ１５，Ｑ１６から成る。スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６には、それぞれダイオードＤ１１〜Ｄ１６が逆並列に接続される。インバータ２０は、Ｕ相アーム２２、Ｖ相アーム２４およびＷ相アーム２６を含む。インバータ２０の構成は、インバータ１０と同様である。
【００２９】
なお、上記のスイッチング素子として、たとえば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）やパワーＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor）などを用いることができる。
【００３０】
モータジェネレータＭＧ１は、Ｙ結線された三相コイルを含み、各コイルの一端が互いに接続されて中性点Ｎ１を形成する。モータジェネレータＭＧ２も、Ｙ結線された三相コイルを含み、各コイルの一端が互いに接続されて中性点Ｎ２を形成する。そして、中性点Ｎ１，Ｎ２には、それぞれ電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２が接続される。
【００３１】
コモンモードチョークコイル４０は、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２とＡＣポート６０に接続される電力線ＡＣＬ３，ＡＣＬ４との間に設けられる。Ｙコンデンサ５０は、電力線ＡＣＬ３，ＡＣＬ４と車両アース８０との間に設けられる。具体的には、Ｙコンデンサ５０は、コンデンサＣ５，Ｃ６を含み、コンデンサＣ５，Ｃ６は、電力線ＡＣＬ３，ＡＣＬ４と車両アース８０との間に接続される。そして、ＡＣポート６０にプラグ７０が接続される。
【００３２】
蓄電装置Ｂは、充電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池から成る。蓄電装置Ｂは、インバータ１０，２０へ電力を供給し、また、インバータ１０および／または２０から出力される回生電力を受けて充電される。なお、蓄電装置Ｂとして、大容量のキャパシタを用いてもよい。
【００３３】
平滑コンデンサＣ１は、正極線ＰＬと負極線ＮＬとの間の電圧変動を平滑化する。容量Ｃ３は、正極線ＰＬと車両アース８０との間の浮遊容量を示す。容量Ｃ４は、負極線ＮＬと車両アース８０との間の浮遊容量を示す。なお、車両アース８０としては、たとえば車両フレームが用いられる。
【００３４】
インバータ１０は、ＥＣＵ３０からの信号ＰＷＭ１に基づいて、蓄電装置Ｂからの直流電圧を三相交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ１へ出力する。また、インバータ１０は、エンジン２の動力を用いてモータジェネレータＭＧ１が発電した三相交流電圧を直流電圧に変換して正極線ＰＬおよび負極線ＮＬへ出力する。
【００３５】
インバータ２０は、ＥＣＵ３０からの信号ＰＷＭ２に基づいて、蓄電装置Ｂからの直流電圧を三相交流電圧に変換し、その変換した三相交流電圧をモータジェネレータＭＧ２へ出力する。また、インバータ２０は、車両の回生制動時、車輪６の回転力を用いてモータジェネレータＭＧ２が発電した三相交流電圧を直流電圧に変換して正極線ＰＬおよび負極線ＮＬへ出力する。
【００３６】
ここで、車両外部の電源（たとえば系統電源）としての負荷９０から蓄電装置Ｂの充電が要求されると、インバータ１０，２０は、プラグ７０、ＡＣポート６０および電力線ＡＣＬ１〜４を介して中性点Ｎ１，Ｎ２に与えられる交流電力を直流電力に変換して正極線ＰＬおよび負極線ＮＬへ出力し、蓄電装置Ｂを充電する。また、交流電気負荷（たとえば家電）としての負荷９０への給電が要求されると、インバータ１０，２０は、所定の周波数（たとえば商用電源周波数）を有する交流電圧を中性点Ｎ１，Ｎ２間に発生させ、プラグ７０から負荷９０へ交流電力が出力される。
【００３７】
モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各々は、三相交流回転電機であり、たとえば、ロータに永久磁石を有する三相永久磁石同期モータから成る。モータジェネレータＭＧ１は、インバータ１０によって回生駆動され、エンジン２の動力を用いて発電した三相交流電力をインバータ１０へ出力する。また、モータジェネレータＭＧ１は、エンジン２の始動時、インバータ１０によって力行駆動され、エンジン２をクランキングする。モータジェネレータＭＧ２は、インバータ２０によって力行駆動され、車輪６を駆動するための駆動力を発生する。また、モータジェネレータＭＧ２は、車両の回生制動時、インバータ２０によって回生駆動され、車輪６の回転力を用いて発電した三相交流電力をインバータ２０へ出力する。
【００３８】
ＥＣＵ３０は、パルス幅変調法によって、インバータ１０を駆動するためのＰＷＭ信号を生成し、その生成したＰＷＭ信号を信号ＰＷＭ１としてインバータ１０へ出力する。また、ＥＣＵ３０は、インバータ２０を駆動するためのＰＷＭ信号を生成し、その生成したＰＷＭ信号を信号ＰＷＭ２としてインバータ２０へ出力する。
【００３９】
ここで、外部電源としての負荷９０から蓄電装置Ｂの充電が要求されると、ＥＣＵ３０は、中性点Ｎ１，Ｎ２に与えられる負荷９０からの交流電力を直流電力に変換して蓄電装置Ｂを充電するようにインバータ１０，２０を制御する。また、交流電気負荷としての負荷９０への給電が要求されると、ＥＣＵ３０は、中性点Ｎ１，Ｎ２間に交流電圧を発生して負荷９０へ出力するようにインバータ１０，２０を制御する。
【００４０】
平滑コンデンサＣ２は、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２間の電圧変動を抑制する。すなわち、平滑コンデンサＣ２は、インバータ１０，２０の高周波スイッチングに起因して発生するノーマルモードノイズを抑制する。
【００４１】
コモンモードチョークコイル４０は、リング状のフェライトコアと、互いに逆方向にコアに巻回された２つのコイルとから成る（図示せず）。コモンモードチョークコイル４０とＹコンデンサ５０とから成るフィルタは、コモンモード電圧の周波数に対してコモンモードチョークコイル４０のインピーダンスを高くし車両アース８０へのリターン線インピーダンスを低く設計することで、インバータコモンモード電圧の大部分をコモンモードチョークコイル４０に印加させるとともに負荷中性点電位を低い値に抑制し、負荷のコモンモードインピーダンス変化の広い範囲でコモンモード電圧を抑制する。すなわち、コモンモードチョークコイル４０およびＹコンデンサ５０はいずれも、インバータ１０，２０の高周波スイッチングに起因して発生するコモンモードノイズを抑制する。
【００４２】
ＡＣポート６０は、電力線ＡＣＬ３，ＡＣＬ４とプラグ７０との接続／切離しを行なうリレーと、電力線ＡＣＬ３，ＡＣＬ４間の電圧ＶＡＣを検出する電圧センサと、電力線ＡＣＬ３またはＡＣＬ４に流れる電流ＩＡＣを検出する電流センサとを含む（いずれも図示せず）。ＡＣポート６０は、車両と負荷９０との間で電力の授受が行なわれるとき、ＥＣＵ３０からの指令に応じてリレーをオンさせ、負荷９０に接続されるプラグ７０を電力線ＡＣＬ３，ＡＣＬ４と電気的に接続する。また、ＡＣポート６０は、電圧ＶＡＣおよび電流ＩＡＣの検出値をＥＣＵ３０へ出力する。
【００４３】
プラグ７０は、このハイブリッド車両１００を負荷９０と電気的に接続するための接続端子である。負荷９０は、上述のように、蓄電装置Ｂを充電するための外部電源、またはハイブリッド車両１００から電力の供給を受ける電気負荷を総括的に示したものであり、接地ノード９５に接地される。
【００４４】
次に、コモンモード電圧の発生原因について説明する。
図２は、三相インバータの回路図である。図２を参照して、正極線ＰＬと負極線ＮＬとの間に並列接続されたＵ，Ｖ，Ｗ各相アームのスイッチングパターンの変化により、直流側の中性点ＮＤＣからみたモータジェネレータＭＧの中性点Ｎの電圧すなわちコモンモード電圧Ｖｃｏｍが変化する。以下では、各相アームのスイッチングパターンとして、上アームがオン（下アームはオフ）しているときを「１」と定義し、下アームがオン（上アームはオフ）しているときを「０」と定義する。そして、Ｕ，Ｖ，Ｗ相アームのスイッチングパターンをそれぞれｕ，ｖ，ｗとし、三相インバータのスイッチングパターンを（ｕ，ｖ，ｗ）と表記する。
【００４５】
図３は、第１のスイッチングパターン時の三相インバータの等価回路を示した図である。図３を参照して、スイッチングパターンが（１，１，１）のとき、すなわち各相アームとも上アームがオンしているとき、直流側の電圧をＶＤＣとすると、コモンモード電圧Ｖｃｏｍは、ＶＤＣ／２となる。
【００４６】
なお、特に図示しないが、スイッチングパターンが（０，０，０）のとき、すなわち各相アームとも下アームがオンしているときは、コモンモード電圧Ｖｃｏｍは、−ＶＤＣ／２となる。
【００４７】
図４は、第２のスイッチングパターン時の三相インバータの等価回路を示した図である。図４を参照して、スイッチングパターンが（１，１，０）のとき、すなわちＵ，Ｖ相アームでは上アームがオンし、Ｗ相アームでは下アームがオンしているとき、コモンモード電圧Ｖｃｏｍは、ＶＤＣ／６となる。
【００４８】
なお、特に図示しないが、スイッチングパターンが（１，０，１）および（０，１，１）のときも、コモンモード電圧Ｖｃｏｍは、ＶＤＣ／６となる。
【００４９】
図５は、第３のスイッチングパターン時の三相インバータの等価回路を示した図である。図５を参照して、スイッチングパターンが（１，０，０）のとき、すなわちＵ相アームでは上アームがオンし、Ｖ，Ｗ相アームでは下アームがオンしているとき、コモンモード電圧Ｖｃｏｍは、−ＶＤＣ／６となる。
【００５０】
なお、特に図示しないが、スイッチングパターンが（０，１，０）および（０，０，１）のときも、コモンモード電圧Ｖｃｏｍは、−ＶＤＣ／６となる。
【００５１】
したがって、コモンモード電圧Ｖｃｏｍは、±ＶＤＣ／６，±ＶＤＣ／２の４段階となる。そして、電圧指令値の周波数に対してキャリア周波数が十分に高い場合には、キャリア周波数ごとにほぼ同じスイッチングパターンが現われることとなる。したがって、コモンモード電圧Ｖｃｏｍの変動周波数は、キャリア周波数（たとえば１０ｋＨｚ程度）に等しくなる。
【００５２】
このように、三相インバータのスイッチング動作に応じて、キャリア周波数で変動する４レベルの電圧波形を有するコモンモード電圧がモータの中性点に発生する。そして、図１に示したように、中性点Ｎ１，Ｎ２を介して車両と車両外部の負荷９０との間で電力の授受が行なわれるところ、この実施の形態１では、コモンモードチョークコイル４０およびＹコンデンサ５０が設けられ、コモンモード電圧が抑制される。そして、コモンモードチョークコイル４０に加えてＹコンデンサ５０が設けられることにより、コモンモードチョークコイル４０を小型化することができる。
【００５３】
再び図１を参照して、この実施の形態１では、Ｙコンデンサ５０は、電力線ＡＣＬ３，ＡＣＬ４と車両アース８０との間に接続される。すなわち、Ｙコンデンサ５０は、コモンモードチョークコイル４０に対して負荷９０側に配設される。
【００５４】
ここで、コモンモード電圧の変動周波数（キャリア周波数に相当）に対してコモンモードチョークコイル４０のインピーダンスを高くし、Ｙコンデンサ５０のインピーダンスが低くなるようにＹコンデンサ５０を適切に設計することにより車両アース８０へのリターン線インピーダンスを低くすることで、インバータコモンモード電圧の大部分をコモンモードチョークコイル４０に印加させるとともに、車両アース８０と負荷９０との間の電位差を小さくすることができる。したがって、負荷９０のコモンモードインピーダンス変化に対して広範囲にわたりコモンモード電圧の抑制効果を得ることができる。
【００５５】
図６は、図１に示したＥＣＵ３０の機能ブロック図である。図６を参照して、ＥＣＵ３０は、第１および第２のインバータ制御部３２，３４と、充放電制御部３６とを含む。第１のインバータ制御部３２は、正極線ＰＬおよび負極線ＮＬ間の電圧ＶＤＣの検出値、モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値ＴＲ１、ならびにモータジェネレータＭＧ１のモータ電流Ｉ１および回転角θ１の各検出値を受ける。そして、第１のインバータ制御部３２は、上記各信号に基づいて、モータジェネレータＭＧ１を駆動するためのＰＷＭ信号を生成し、その生成したＰＷＭ信号を信号ＰＷＭ１としてインバータ１０へ出力する。
【００５６】
第２のインバータ制御部３４は、電圧ＶＤＣの検出値、モータジェネレータＭＧ２のトルク指令値ＴＲ２、ならびにモータジェネレータＭＧ２のモータ電流Ｉ２および回転角θ２の各検出値を受ける。そして、第２のインバータ制御部３４は、上記各信号に基づいて、モータジェネレータＭＧ２を駆動するためのＰＷＭ信号を生成し、その生成したＰＷＭ信号を信号ＰＷＭ２としてインバータ２０へ出力する。
【００５７】
ここで、第１および第２のインバータ制御部３２，３４は、中性点Ｎ１，Ｎ２を介して車両と車両外部の負荷９０との間で電力の授受が行なわれるとき、充放電制御部３６からの零相電圧指令ＡＣ１，ＡＣ２に基づいて信号ＰＷＭ１，ＰＷＭ２をそれぞれ生成し、その生成した信号ＰＷＭ１，ＰＷＭ２をそれぞれインバータ１０，２０へ出力する。
【００５８】
充放電制御部３６は、負荷９０から蓄電装置Ｂの充電を指示する信号ＣＧが活性化されているとき、ＡＣポート６０において検出される電圧ＶＡＣおよび電流ＩＡＣに基づいて、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２およびインバータ１０，２０を単相ＰＷＭコンバータとして動作させるための零相電圧指令ＡＣ１，ＡＣ２を生成する。そして、充放電制御部３６は、その生成した零相電圧指令ＡＣ１，ＡＣ２をそれぞれ第１および第２のインバータ制御部３２，３４へ出力する。
【００５９】
また、充放電制御部３６は、中性点Ｎ１，Ｎ２から負荷９０への給電を指示する信号ＤＣＧが活性化されているとき、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２およびインバータ１０，２０を単相ＰＷＭインバータとして動作させるための零相電圧指令ＡＣ１，ＡＣ２を生成する。そして、充放電制御部３６は、その生成した零相電圧指令ＡＣ１，ＡＣ２をそれぞれ第１および第２のインバータ制御部３２，３４へ出力する。
【００６０】
なお、信号ＣＧ，ＤＣＧは、たとえば、プラグ７０が負荷９０に接続されているときに利用者により充電開始または給電開始が指示されると活性化される。
【００６１】
図７は、図１に示したインバータ１０，２０およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の零相等価回路を示した図である。三相ブリッジ回路から成る各インバータ１０，２０においては、６個のスイッチング素子のオン／オフの組合わせは８パターン存在する。その８つのスイッチングパターンのうち（１，１，１）および（０，０，０）は相間電圧が零となり、そのような電圧状態は零電圧ベクトルと称される。零電圧ベクトルについては、上アームの３つのスイッチング素子は互いに同じスイッチング状態（全てオンまたはオフ）であり、また、下アームの３つのスイッチング素子も互いに同じスイッチング状態である。したがって、この図７では、インバータ１０の上アームの３つのスイッチング素子は上アーム１０Ａとしてまとめて示され、インバータ１０の下アームの３つのスイッチング素子は下アーム１０Ｂとしてまとめて示されている。同様に、インバータ２０の上アームの３つのスイッチング素子は上アーム２０Ａとしてまとめて示され、インバータ２０の下アームの３つのスイッチング素子は下アーム２０Ｂとしてまとめて示されている。
【００６２】
図７に示されるように、この零相等価回路は、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２を介して中性点Ｎ１，Ｎ２に与えられる単相交流電力を入力とする単相ＰＷＭコンバータとみることができる。そこで、インバータ１０，２０の各々において零電圧ベクトルを変化させ、インバータ１０，２０を単相ＰＷＭコンバータのアームとして動作するようにスイッチング制御することによって、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２から入力される交流電力を直流電力に変換して正極線ＰＬおよび負極線ＮＬへ出力することができる。
【００６３】
また、この零相等価回路は、正極線ＰＬおよび負極線ＮＬから供給される直流電圧を用いて中性点Ｎ１，Ｎ２間に単相交流電圧を生じさせる単相ＰＷＭインバータとみることもできる。そこで、インバータ１０，２０の各々において零電圧ベクトルを変化させ、インバータ１０，２０を単相ＰＷＭインバータのアームとして動作するようにスイッチング制御することによって、正極線ＰＬおよび負極線ＮＬから供給される直流電力を交流電力に変換して負荷９０へ供給することができる。
【００６４】
なお、特に図示しないが、コモンモードチョークコイル４０とＹコンデンサ５０とによって構成されるＬＣ回路の共振のＱ値をキャリア周波数よりも低減する目的で、Ｙコンデンサ５０と車両アース８０との間に共振ダンピング用の抵抗を設けてもよい。
【００６５】
以上のように、この実施の形態１においては、中性点Ｎ１，Ｎ２に接続される電力線対を介して、蓄電装置Ｂと車両外部の負荷９０との間で電力が授受される。そして、コモンモードチョークコイル４０とともにＹコンデンサ５０が電力線対に設けられるので、インバータ１０，２０の高周波スイッチングに応じて発生するコモンモード電圧の抑制をコモンモードチョークコイル４０とＹコンデンサ５０とで分担できる。したがって、この実施の形態１によれば、コモンモード電圧を十分に抑制し、かつ、コモンモードチョークコイル４０を小型化することができる。
【００６６】
また、Ｙコンデンサ５０は、コモンモードチョークコイル４０に対して負荷９０側に配設されるので、コモンモード電圧の周波数に対してコモンモードチョークコイル４０のインピーダンスを高くし、インバータコモンモード電圧の大部分をコモンモードチョークコイル４０に印加させると、車両アース８０と負荷９０との間の電位差が低い値に抑えられる。したがって、この実施の形態１によれば、負荷９０のコモンモードインピーダンスの変化に対して広範囲にわたりコモンモード電圧の抑制効果を得ることができる。
【００６７】
［実施の形態２］
図８は、実施の形態２による車両の一例として示されるハイブリッド車両の全体ブロック図である。図８を参照して、このハイブリッド車両１００Ａは、図１に示した実施の形態１におけるハイブリッド車両１００の構成において、Ｙコンデンサ５０に代えてＹコンデンサ５５を備える。
【００６８】
Ｙコンデンサ５５は、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２と車両アース８０との間に設けられる。具体的には、Ｙコンデンサ５５は、コンデンサＣ７，Ｃ８を含み、コンデンサＣ７，Ｃ８は、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２と車両アース８０との間に接続される。このＹコンデンサ５５は、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２上のコモンモード電圧を抑制する。
【００６９】
この実施の形態２においても、実施の形態１と同様に、中性点Ｎ１，Ｎ２とプラグ７０との間にコモンモードチョークコイル４０およびＹコンデンサ５５が設けられ、コモンモード電圧が抑制される。そして、コモンモードチョークコイル４０に加えてＹコンデンサ５５が設けられることにより、コモンモードチョークコイル４０を小型化することができる。
【００７０】
ここで、この実施の形態２では、Ｙコンデンサ５５は、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２と車両アース８０との間に接続される。すなわち、Ｙコンデンサ５５は、コモンモードチョークコイル４０に対して中性点Ｎ１，Ｎ２側に配設される。このような構成により、コモンモード電圧をモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のコモンモードインピーダンスに分担させることができ、コモンモードチョークコイル４０に印加されるコモンモード電圧が低減される。
【００７１】
したがって、この実施の形態２によれば、コモンモードチョークコイル４０をさらに小型化することが可能となる。
【００７２】
［実施の形態３］
図９は、実施の形態３による車両の一例として示されるハイブリッド車両の全体ブロック図である。図９を参照して、このハイブリッド車両１００Ｂは、図１に示した実施の形態１におけるハイブリッド車両１００の構成において、Ｙコンデンサ５５をさらに備える。
【００７３】
すなわち、コモンモードチョークコイル４０に対して負荷９０側に配設されたＹコンデンサ５０により、車両アース８０と負荷９０との電位差が低減され、負荷９０のコモンモードインピーダンスの変化に対して広範囲にわたりコモンモード電圧の抑制効果が得られる。また、コモンモードチョークコイル４０に対して中性点Ｎ１，Ｎ２側に配設されたＹコンデンサ５５により、コモンモードチョークコイル４０に印加されるコモンモード電圧が低減される。
【００７４】
したがって、この実施の形態３によれば、コモンモード電圧抑制効果の負荷依存性を低減し、かつ、コモンモードチョークコイル４０をさらに小型化することができる。
【００７５】
［実施の形態４］
この実施の形態４では、中性点Ｎ１，Ｎ２を介して車両と車両外部の負荷９０との間で電力の授受が行なわれるとき、各インバータのキャリア信号の位相が互いに１８０°ずらされる。言い換えると、インバータ１０のキャリア信号に対してインバータ２０のキャリア信号を反転させる。
【００７６】
この実施の形態４によるハイブリッド車両の全体構成は、図１に示したハイブリッド車両１００と同じである。
【００７７】
再び図６を参照して、実施の形態４におけるＥＣＵ３０は、実施の形態１におけるＥＣＵの構成において、第２のインバータ制御部３４に代えて第２のインバータ制御部３４Ａを含む。第２のインバータ制御部３４Ａは、充放電制御部３６から零相電圧指令ＡＣ２を受けているとき、第１のインバータ制御部３２において用いられるキャリア信号に対して位相を１８０°ずらしたキャリア信号を用いて、零相電圧指令ＡＣ２に基づいて信号ＰＷＭ２を生成する。なお、第２のインバータ制御部３４Ａのその他の構成は、第２のインバータ制御部３４と同じである。
【００７８】
図１０は、実施の形態４における各インバータのスイッチングパターンを示した図である。図１０を参照して、第１のインバータ制御部３２は、キャリア信号ＣＲ１を用いて、零相電圧指令ＡＣ１（＝ＶＡＣ／２）に基づいて信号ＰＷＭ１を生成する。すなわち、零相電圧指令ＡＣ１がキャリア信号ＣＲ１よりも小さい時刻ｔ１〜ｔ２，ｔ３〜ｔ４において、インバータ１０の各相下アームがオンされる。一方、零相電圧指令ＡＣ１がキャリア信号ＣＲ１よりも大きい時刻ｔ１前，ｔ２〜ｔ３およびｔ４以降においては、インバータ１０の各相上アームがオンされる。
【００７９】
第２のインバータ制御部３４Ａは、キャリア信号ＣＲ１に対して位相を１８０°ずらしたキャリア信号ＣＲ２を用いて、零相電圧指令ＡＣ２（＝−ＶＡＣ／２）に基づいて信号ＰＷＭ２を生成する。すなわち、零相電圧指令ＡＣ２がキャリア信号ＣＲ２よりも大きい時刻ｔ１〜ｔ２，ｔ３〜ｔ４においては、インバータ２０の各相上アームがオンされる。一方、零相電圧指令ＡＣ２がキャリア信号ＣＲ２よりも小さい時刻ｔ１前，ｔ２〜ｔ３およびｔ４以降においては、インバータ２０の各相下アームがオンされる。
【００８０】
そうすると、中性点Ｎ１の瞬時電位ＶＮ１と中性点Ｎ２の瞬時電位ＶＮ２との間には、ＶＮ１＝−ＶＮ２の関係が成立するので、中性点Ｎ１，Ｎ２に電気的に接続される負荷９０からみた場合、インバータ１０，２０が発生するコモンモード電圧は相殺されて常時零となる。
【００８１】
なお、実際には、モータジェネレータＭＧ１とＭＧ２とのコモンモードインピーダンスが異なるので、コモンモード電圧が完全に相殺されて零となることはないが、キャリア信号ＣＲ１，ＣＲ２が同相の場合に比べてコモンモード電圧は抑制される。
【００８２】
したがって、この実施の形態４によれば、コモンモードチョークコイル４０をさらに小型化することができる。
【００８３】
なお、上記においては、実施の形態１の構成において各インバータのキャリア信号を反転させるものとしたが、実施の形態２または３の構成において各インバータのキャリア信号を反転させてもよい。
【００８４】
［実施の形態５］
図１１は、実施の形態５による車両の一例として示されるハイブリッド車両の全体ブロック図である。図１１を参照して、このハイブリッド車両１００Ｃは、実施の形態４におけるハイブリッド車両の構成において、インダクタ８５をさらに備える。インダクタ８５は、電力線ＡＣＬ１上に設けられる。このインダクタ８５は、モータジェネレータＭＧ１とＭＧ２とのコモンモードインピーダンスの差を補償するために設けられる。
【００８５】
すなわち、主に発電用として用いられるモータジェネレータＭＧ１は、車両走行用に用いられるモータジェネレータＭＧ２に比べてサイズが小さく、モータジェネレータＭＧ１のコモンモードインピーダンスは、モータジェネレータＭＧ２のコモンモードインピーダンスよりも小さい。そこで、その差を補償するために、モータジェネレータＭＧ１の中性点Ｎ１に接続される電力線ＡＣＬ１上にインダクタ８５が設けられる。
【００８６】
インダクタ８５が設けられることにより、モータジェネレータＭＧ１側とＭＧ２側との回路定数が平衡するので、インバータ１０，２０のキャリア信号を互いに反転させた場合、コモンモード電圧の相殺効果が高くなる。
【００８７】
したがって、この実施の形態５によれば、コモンモード電圧をさらに抑制することができる。その結果、コモンモードチョークコイル４０をさらに小型化することができる。
【００８８】
なお、特に図示しないが、実施の形態２または３の構成において各インバータのキャリア信号を反転させ、さらに電力線ＡＣＬ１上にインダクタ８５を設けてもよい。
【００８９】
また、モータジェネレータＭＧ２のコモンモードインピーダンスの方がモータジェネレータＭＧ１のコモンモードインピーダンスよりも小さいときは、モータジェネレータＭＧ２の中性点Ｎ２に接続される電力線ＡＣＬ２上にインダクタ８５が設けられる。
【００９０】
［実施の形態６］
この実施の形態６では、中性点Ｎ１，Ｎ２を介して車両と車両外部の負荷９０との間で電力の授受が行なわれるとき、各インバータ１０，２０において、キャリア信号の位相が各相ごとに互いに１２０°ずつずらされる。
【００９１】
この実施の形態６によるハイブリッド車両の全体構成は、図１に示したハイブリッド車両１００と同じである。
【００９２】
再び図６を参照して、実施の形態６におけるＥＣＵ３０は、実施の形態１におけるＥＣＵの構成において、第１および第２のインバータ制御部３２，３４に代えてそれぞれ第１および第２のインバータ制御部３２Ａ，３４Ｂを含む。
【００９３】
第１のインバータ制御部３２Ａは、充放電制御部３６から零相電圧指令ＡＣ１を受けているとき、互いに１２０°ずつ位相がずらされた各相キャリア信号を用いて、零相電圧指令ＡＣ１に基づいて信号ＰＷＭ１を生成する。同様に、第２のインバータ制御部３４Ｂは、充放電制御部３６から零相電圧指令ＡＣ２を受けているとき、互いに１２０°ずつ位相がずらされた各相キャリア信号を用いて、零相電圧指令ＡＣ２に基づいて信号ＰＷＭ２を生成する。なお、第１および第２のインバータ制御部３２Ａ，３４Ｂのその他の構成は、それぞれ第１および第２のインバータ制御部３２，３４と同じである。
【００９４】
図１２は、実施の形態６におけるインバータ１０のスイッチングパターンを示した図である。図１２を参照して、第１のインバータ制御部３２Ａは、互いに位相が１２０°ずつずらされたＵ相キャリア信号ＣＲ１ｕ、Ｖ相キャリア信号ＣＲ１ｖおよびＷ相キャリア信号ＣＲ１ｗを用いて、零相電圧指令ＡＣ１（＝ＶＡＣ／２）に基づいて信号ＰＷＭ１を生成する。
【００９５】
すなわち、零相電圧指令ＡＣ１がＵ相キャリア信号ＣＲ１ｕよりも大きい時刻ｔ２前、ｔ３〜ｔ８，ｔ９以降においては、インバータ１０のＵ相上アームがオンされる。また、零相電圧指令ＡＣ１がＶ相キャリア信号ＣＲ１ｖよりも大きい時刻ｔ４前，ｔ５〜ｔ１０においては、インバータ１０のＶ相上アームがオンされる。さらに、零相電圧指令ＡＣ１がＷ相キャリア信号ＣＲ１ｗよりも大きい時刻ｔ１〜ｔ６，ｔ７以降においては、インバータ１０のＷ相上アームがオンされる。
【００９６】
したがって、時刻ｔ１〜ｔ２，ｔ３〜ｔ４，ｔ５〜ｔ６，ｔ７〜ｔ８およびｔ９〜ｔ１０においては、インバータ１０のスイッチングパターンは（１，１，１）となり、中性点Ｎ１の電位ＶＮ１は、ＶＤＣ／２となる。また、その他の時間帯においては、インバータ１０のスイッチングパターンは（０，１，１），（１，０，１）および（１，１，０）のいずれかとなり、中性点Ｎ１の電位ＶＮ１は、ＶＤＣ／６となる。
【００９７】
図１３は、実施の形態６におけるインバータ２０のスイッチングパターンを示した図である。図１３を参照して、第２のインバータ制御部３４Ｂは、互いに位相が１２０°ずつずらされたＵ相キャリア信号ＣＲ２ｕ、Ｖ相キャリア信号ＣＲ２ｖおよびＷ相キャリア信号ＣＲ２ｗを用いて、零相電圧指令ＡＣ２（＝−ＶＡＣ／２）に基づいて信号ＰＷＭ２を生成する。
【００９８】
すなわち、零相電圧指令ＡＣ２がＵ相キャリア信号ＣＲ２ｕよりも小さい時刻ｔ１４前，ｔ１５以降においては、インバータ２０のＵ相下アームがオンされる。また、零相電圧指令ＡＣ２がＶ相キャリア信号ＣＲ２ｖよりも小さい時刻ｔ１１〜ｔ１６，ｔ１７以降においては、インバータ２０のＶ相下アームがオンされる。さらに、零相電圧指令ＡＣ２がＷ相キャリア信号ＣＲ２ｗよりも小さい時刻ｔ１２前，ｔ１３〜ｔ１８，ｔ１９以降においては、インバータ２０のＷ相下アームがオンされる。
【００９９】
したがって、時刻ｔ１１〜ｔ１２，ｔ１３〜ｔ１４，ｔ１５〜ｔ１６，ｔ１７〜ｔ１８およびｔ１９以降においては、インバータ２０のスイッチングパターンは（０，０，０）となり、中性点Ｎ２の電位ＶＮ２は、−ＶＤＣ／２となる。また、その他の時間帯においては、インバータ２０のスイッチングパターンは（１，０，０），（０，１，０）および（０，０，１）のいずれかとなり、中性点Ｎ２の電位ＶＮ２は、−ＶＤＣ／６となる。
【０１００】
したがって、中性点Ｎ１，Ｎ２の電位ＶＮ１，ＶＮ２の和の１／２であるコモンモード電圧Ｖｃｏｍは、振幅が±ＶＤＣ／６であり、かつ、キャリア周波数の３倍の周波数を有する３レベルの矩形波状電圧となる。
【０１０１】
このように、この実施の形態６においては、コモンモードチョークコイル４０に印加されるコモンモード電圧が実施の形態１に比べて１／３となり、かつ、周波数が３倍となるので、コモンモードチョークコイル４０のコアの最大磁束密度が１／９に低減する。したがって、この実施の形態６によれば、実施の形態１に比べてコモンモードチョークコイル４０のコアを１／３の大きさに低減することができる。さらに、コモンモード電圧の低減により、コモンモードチョークコイル４０のコイル絶縁の容易化も期待できる。
【０１０２】
なお、上記においては、実施の形態１の構成において各インバータの各相キャリア信号の位相をずらすものとしたが、実施の形態２または３の構成において各インバータの各相キャリア信号の位相を互いに１２０°ずつずらしてもよい。
【０１０３】
なお、上記の各実施の形態において、蓄電装置Ｂとインバータ１０，２０との間で電圧変換を行なうコンバータを蓄電装置Ｂとインバータ１０，２０との間に設けてもよい。なお、そのようなコンバータとしては、公知のチョッパ回路を用いることができる。
【０１０４】
また、上記の各実施の形態においては、ハイブリッド車両は２つのモータジェネレータを備えるものとしたが、この発明は、３つ以上のモータジェネレータを備えたハイブリッド車両にも適用し得る。その場合、３つ以上のモータジェネレータのうち２つのモータジェネレータおよびそれに対応するインバータを用いて上記の各実施の形態を実現することができる。
【０１０５】
また、上記の各実施の形態においては、ハイブリッド車両は、動力分割機構４によりエンジン２の動力を車軸とモータジェネレータＭＧ１とに分割して伝達可能なシリーズ／パラレル型とした。しかしながら、この発明は、モータジェネレータＭＧ１を駆動するためにのみエンジン２を用い、モータジェネレータＭＧ２でのみ車両の駆動力を発生する、いわゆるシリーズ型のハイブリッド車両にも適用可能である。
【０１０６】
また、この発明は、エンジン２を備えずに電力のみで走行する電気自動車や、電源として蓄電装置に加えて燃料電池をさらに備える燃料電池車にも適用可能である。
【０１０７】
なお、上記において、負荷９０は、この発明における「車両外部の電気負荷または電源」に対応し、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、この発明における「複数の交流回転電機」に対応する。また、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２（ＡＣＬ３，ＡＣＬ４）は、この発明における「電力線対」を形成し、ＥＣＵ３０は、この発明における「制御ユニット」に対応する。
【０１０８】
さらに、Ｙコンデンサ５０，５５は、この発明における「ラインバイパスコンデンサ」に対応し、実施の形態３におけるＹコンデンサ５０は、この発明における「もう１つのラインバイパスコンデンサ」に対応する。また、さらに、第１および第２のインバータ制御部３２（３２Ａ），３４（３４Ａ，３４Ｂ）は、この発明における「複数の信号生成部」に対応する。
【０１０９】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】この発明の実施の形態１による車両の一例として示されるハイブリッド車両の全体ブロック図である。
【図２】三相インバータの回路図である。
【図３】第１のスイッチングパターン時の三相インバータの等価回路を示した図である。
【図４】第２のスイッチングパターン時の三相インバータの等価回路を示した図である。
【図５】第３のスイッチングパターン時の三相インバータの等価回路を示した図である。
【図６】図１に示すＥＣＵの機能ブロック図である。
【図７】図１に示すインバータおよびモータジェネレータの零相等価回路を示した図である。。
【図８】実施の形態２による車両の一例として示されるハイブリッド車両の全体ブロック図である。
【図９】実施の形態３による車両の一例として示されるハイブリッド車両の全体ブロック図である。
【図１０】実施の形態４における各インバータのスイッチングパターンを示した図である。
【図１１】実施の形態５による車両の一例として示されるハイブリッド車両の全体ブロック図である。
【図１２】実施の形態６におけるインバータ１０のスイッチングパターンを示した図である。
【図１３】実施の形態６におけるインバータ２０のスイッチングパターンを示した図である。
【符号の説明】
【０１１１】
２ エンジン、４ 動力分割機構、６ 車輪、１０，２０ インバータ、１０Ａ，２０Ａ 上アーム、１０Ｂ，２０Ｂ 下アーム、１２，２２ Ｕ相アーム、１４，２４ Ｖ相アーム、１６，２６ Ｗ相アーム、３０ ＥＣＵ、３２，３２Ａ 第１のインバータ制御部、３４，３４Ａ，３４Ｂ 第２のインバータ制御部、３６ 充放電制御部、４０ コモンモードチョークコイル、５０，５５ Ｙコンデンサ、６０ ＡＣポート、７０ プラグ、８０ 車両アース、８５ インダクタ、９０ 負荷、９５ 接地ノード、１００，１００Ａ〜１００Ｃ ハイブリッド車両、Ｂ 蓄電装置、Ｃ１，Ｃ２ 平滑コンデンサ、Ｃ３，Ｃ４ 容量、ＰＬ 正極線、ＮＬ 負極線、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、Ｎ１，Ｎ２，ＮＤＣ，Ｎ 中性点、ＡＣＬ１〜ＡＣＬ４ 電力線、Ｃ５〜Ｃ８ コンデンサ。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電力制御装置およびそれを備えた車両に関し、特に、車両に搭載された蓄電装置と車両外部の電気負荷または電源との間で電力を授受可能な電力制御装置およびそれを備えた車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開平４−２９５２０２号公報（特許文献１）は、車両外部の交流電源と車載直流電源との間で電力を授受可能な電動機駆動および動力処理装置を開示する。この装置は、直流電源と、パルス幅変調（Pulse Width Modulation、以下「ＰＷＭ」とも称する。）される２つのインバータと、２つの誘導電動機と、制御ユニットと、入力／出力ポートと、ＥＭＩフィルタとを備える。各誘導電動機は、Ｙ結線された巻線を含み、各巻線の中性点に入力／出力ポートが接続される。
【０００３】
この装置においては、再充電モード時、入力／出力ポートに接続される単相電源から各巻線の中性点に与えられる交流電力を直流電力に変換して直流電源を充電することができる。また、各巻線の中性点間に正弦波の調整された交流電力を発生し、その発生した交流電力を入力／出力ポートに接続される外部装置へ出力することができる。
【０００４】
ＥＭＩフィルタは、各巻線の中性点と入力／出力ポートとの間に設けられ、入力／出力ポートに現れる高周波のコモンモードノイズを低減させる（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平４−２９５２０２号公報
【特許文献２】特開２００６−１０１６３２号公報
【特許文献３】特開２００５−２３７１３３号公報
【特許文献４】特開２００２−５１５６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、車両に搭載される種々の装置に対しては、限定的なスペースに各装置をレイアウトする関係上、省スペース化が強く要求される。特開平４−２９５２０２号公報に開示される装置は、既設のインバータを用いて蓄電装置と車両外部の電気負荷または電源との間で電力を授受可能な点で有用である。
【０００６】
しかしながら、上記の装置では、インバータが発生する高周波のコモンモード電圧を低減するためのフィルタが必須であり、このフィルタに対しても省スペース化の観点から小型化が要求される。ところが、特開平４−２９５２０２号公報では、そのような観点からのＥＭＩフィルタの具体的な構成については何ら開示されていない。
【０００７】
それゆえに、この発明の目的は、車両に搭載された蓄電装置と車両外部の電気負荷または電源との間で電力を授受可能であって、十分なノイズ抑制効果を有しつつフィルタを小型化可能な電力制御装置およびそれを備えた車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明によれば、電力制御装置は、車両に搭載された蓄電装置と車両外部の電気負荷または電源との間で電力を授受可能な電力制御装置であって、複数の交流回転電機と、複数のインバータと、プラグと、電力線対と、制御ユニットと、コモンモードチョークコイルと、ラインバイパスコンデンサとを備える。複数の交流回転電機の各々は、星形結線された多相巻線を固定子巻線として含む。複数のインバータは、複数の交流回転電機に対応して設けられ、パルス幅変調法により制御される。プラグは、電気負荷または電源に接続可能である。電力線対は、複数の交流回転電機のうち２つの交流回転電機の多相巻線の中性点とプラグとの間に配設される。制御ユニットは、上記２つの交流回転電機に対応するインバータを制御することによって蓄電装置と電気負荷または電源との間で電力を授受するように構成される。コモンモードチョークコイルは、電力線対に配設される。ラインバイパスコンデンサは、コモンモードチョークコイルとプラグとの間において電力線対と車両アースとの間に接続される。
【０００９】
この発明においては、複数の交流回転電機のうち２つの交流回転電機の多相巻線の中性点に接続される電力線対を介して、蓄電装置と車両外部の電気負荷または電源との間で電力が授受される。そして、コモンモードチョークコイルとともにラインバイパスコンデンサが電力線対に設けられるので、インバータの高周波スイッチングに応じて発生するコモンモード電圧の抑制をコモンモードチョークコイルとラインバイパスコンデンサとで分担できる。したがって、この発明によれば、コモンモード電圧を十分に抑制し、かつ、コモンモードチョークコイルを小型化することができる。また、ラインバイパスコンデンサは、コモンモードチョークコイルに対して電気負荷または電源側に配設されるので、コモンモード電圧の周波数に対してコモンモードチョークコイルのインピーダンスを高くし車両アースへのリターン線インピーダンスを低く設計することで、インバータコモンモード電圧の大部分をコモンモードチョークコイルに印加させるとともに負荷中性点電位を低い値に抑制することができる。したがって、この発明によれば、負荷のコモンモードインピーダンス変化の広い範囲にわたり所望の抑制効果を得ることができる。
【００１０】
また、この発明によれば、電力制御装置は、車両に搭載された蓄電装置と車両外部の電気負荷または電源との間で電力を授受可能な電力制御装置であって、複数の交流回転電機と、複数のインバータと、プラグと、電力線対と、制御ユニットと、コモンモードチョークコイルと、ラインバイパスコンデンサとを備える。電力線対は、複数の交流回転電機のうち２つの交流回転電機の多相巻線の中性点とプラグとの間に配設される。コモンモードチョークコイルは、電力線対に配設される。ラインバイパスコンデンサは、コモンモードチョークコイルと上記２つの交流回転電機の中性点との間において電力線対と車両アースとの間に接続される。
【００１１】
この発明においては、ラインバイパスコンデンサがコモンモードチョークコイルに対して交流回転電機の中性点側に配設されるので、インバータのコモンモード電圧の多くが交流回転電機のコモンインピーダンスに印加され、ラインバイパスコンデンサ両端のコモンモード電圧は低い値となる。よって、負荷コモンモードインピーダンスが小さい条件でも、コモンモードチョークコイルに印加されるコモンモードが抑えられる。したがって、この発明によれば、コモンモード電圧を十分に抑制し、かつ、コモンモードチョークコイルをさらに小型化することができる。
【００１２】
好ましくは、電力制御装置は、もう１つのラインバイパスコンデンサをさらに備える。もう１つのラインバイパスコンデンサは、コモンモードチョークコイルとプラグとの間において電力線対と車両アースとの間に接続される。
【００１３】
この発明においては、ラインバイパスコンデンサがコモンモードチョークコイルに対して交流回転電機の中性点側に配設されるので、コモンモードチョークコイルに印加されるコモンモード電圧が抑えられる。また、もう１つのラインバイパスコンデンサがコモンモードチョークコイルに対して電気負荷または電源側に配設されるので、車両アースと電気負荷または電源との間の電位差が低い値に抑えられる。したがって、この発明によれば、さらに、電気負荷または電源のコモンモードインピーダンスの変化に対して広範囲にわたりコモンモード電圧の抑制効果を得ることができる。
【００１４】
好ましくは、制御ユニットは、複数の信号生成部を含む。複数の信号生成部の各々は、対応するインバータのスイッチング素子をオン／オフするための信号を生成する。２つの交流回転電機に対応する信号生成部は、互いに位相が略１８０°ずらされた搬送波を用いて信号を生成する。
【００１５】
この発明においては、２つの交流回転電機に対応する信号生成部は、互いに位相が略１８０°ずらされた搬送波を用いて信号を生成するので、各インバータが発生するコモンモード電圧が相殺され、コモンモード電圧が低減する。したがって、この発明によれば、コモンモードチョークコイルをさらに小型化することができる。
【００１６】
さらに好ましくは、電力制御装置は、インダクタをさらに備える。インダクタは、２つの交流回転電機のうちコモンモードインピーダンスが小さい方の交流回転電機の中性点に接続された電力線上に配設される。
【００１７】
この発明においては、上記インダクタが設けられることにより２つの交流回転電機のコモンモードインピーダンスが平衡化されるので、コモンモード電圧がさらに低減する。したがって、この発明によれば、コモンモードチョークコイルをさらに小型化することができる。
【００１８】
また、好ましくは、制御ユニットは、対応するインバータのスイッチング素子をオン／オフするための信号を各々が生成する複数の信号生成部を含む。２つの交流回転電機に対応するインバータの各々は、三相インバータである。２つの交流回転電機に対応する信号生成部の各々は、互いに位相が略１２０°ずつずらされた第１から第３の搬送波を用いて、対応するインバータのＵ相スイッチング素子、Ｖ相スイッチング素子およびＷ相スイッチング素子をそれぞれオン／オフするための信号を生成する。
【００１９】
この発明においては、搬送波の位相が各相ごとに互いに略１２０°ずつずらされるので、コモンモード電圧の振幅が１／３になり、かつ、周波数が３倍になる。したがって、この発明によれば、コモンモードチョークコイルをさらに小型化することができる。
【００２０】
また、この発明によれば、車両は、複数の交流回転電機の少なくとも１つから駆動トルクを受ける車輪と、上述したいずれかの電力制御装置とを備える。したがって、この発明によれば、車両の小型化を阻害することなく、コモンモード電圧を十分に抑制することができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように、この発明によれば、蓄電装置と車両外部の電気負荷または電源との間で電力を授受する際に発生するコモンモードノイズを十分に抑制し、かつ、コモンモードチョークコイルを小型化することができる。その結果、車両の小型化を阻害することなく、コモンモードノイズを十分に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２３】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による車両の一例として示されるハイブリッド車両の全体ブロック図である。図１を参照して、このハイブリッド車両１００は、エンジン２と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分割機構４と、車輪６とを備える。また、ハイブリッド車両１００は、蓄電装置Ｂと、インバータ１０，２０と、電子制御装置（Electronic Control Unit：以下「ＥＣＵ」と称する。）３０と、平滑コンデンサＣ１と、正極線ＰＬと、負極線ＮＬとをさらに備える。
【００２４】
さらに、ハイブリッド車両１００は、電力線ＡＣＬ１〜ＡＣＬ４と、平滑コンデンサＣ２と、コモンモードチョークコイル４０と、Ｙコンデンサ５０と、ＡＣポート６０と、プラグ７０とをさらに備える。
【００２５】
動力分割機構４は、エンジン２とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とに結合されてこれらの間で動力を分配する。たとえば、動力分割機構４として、サンギヤ、プラネタリキャリヤおよびリングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車を用いることができる。この３つの回転軸がエンジン２およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各回転軸にそれぞれ接続される。たとえば、モータジェネレータＭＧ１のロータを中空としてその中心にエンジン２のクランク軸を通すことによって、エンジン２およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を動力分割機構４に機械的に接続することができる。
【００２６】
エンジン２が発生する動力は、動力分割機構４によって車輪６とモータジェネレータＭＧ１とに分配される。すなわち、エンジン２は、車輪６を駆動するとともにモータジェネレータＭＧ１を駆動する動力源としてハイブリッド車両１００に組込まれる。モータジェネレータＭＧ１は、エンジン２によって駆動される発電機として動作し、かつ、エンジン２の始動を行ない得る電動機として動作するものとしてハイブリッド車両１００に組込まれ、モータジェネレータＭＧ２は、車輪６を駆動する動力源としてハイブリッド車両１００に組込まれる。
【００２７】
また、このハイブリッド車両１００は、後ほど説明するように、車両外部の電気負荷または電源を総括的に示す負荷９０にプラグ７０を接続することによって、蓄電装置Ｂと負荷９０との間で電力を授受することができる。
【００２８】
蓄電装置Ｂの正極端子は、正極線ＰＬに接続され、蓄電装置Ｂの負極端子は、負極線ＮＬに接続される。平滑コンデンサＣ１は、正極線ＰＬと負極線ＮＬとの間に接続される。インバータ１０は、Ｕ相アーム１２、Ｖ相アーム１４およびＷ相アーム１６を含む。Ｕ相アーム１２、Ｖ相アーム１４およびＷ相アーム１６は、正極線ＰＬと負極線ＮＬとの間に並列に接続される。Ｕ相アーム１２は、直列に接続されたスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２からなり、Ｖ相アーム１４は、直列に接続されたスイッチング素子Ｑ１３，Ｑ１４からなり、Ｗ相アーム１６は、直列に接続されたスイッチング素子Ｑ１５，Ｑ１６から成る。スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６には、それぞれダイオードＤ１１〜Ｄ１６が逆並列に接続される。インバータ２０は、Ｕ相アーム２２、Ｖ相アーム２４およびＷ相アーム２６を含む。インバータ２０の構成は、インバータ１０と同様である。
【００２９】
なお、上記のスイッチング素子として、たとえば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）やパワーＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor）などを用いることができる。
【００３０】
モータジェネレータＭＧ１は、Ｙ結線された三相コイルを含み、各コイルの一端が互いに接続されて中性点Ｎ１を形成する。モータジェネレータＭＧ２も、Ｙ結線された三相コイルを含み、各コイルの一端が互いに接続されて中性点Ｎ２を形成する。そして、中性点Ｎ１，Ｎ２には、それぞれ電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２が接続される。
【００３１】
コモンモードチョークコイル４０は、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２とＡＣポート６０に接続される電力線ＡＣＬ３，ＡＣＬ４との間に設けられる。Ｙコンデンサ５０は、電力線ＡＣＬ３，ＡＣＬ４と車両アース８０との間に設けられる。具体的には、Ｙコンデンサ５０は、コンデンサＣ５，Ｃ６を含み、コンデンサＣ５，Ｃ６は、電力線ＡＣＬ３，ＡＣＬ４と車両アース８０との間に接続される。そして、ＡＣポート６０にプラグ７０が接続される。
【００３２】
蓄電装置Ｂは、充電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池から成る。蓄電装置Ｂは、インバータ１０，２０へ電力を供給し、また、インバータ１０および／または２０から出力される回生電力を受けて充電される。なお、蓄電装置Ｂとして、大容量のキャパシタを用いてもよい。
【００３３】
平滑コンデンサＣ１は、正極線ＰＬと負極線ＮＬとの間の電圧変動を平滑化する。容量Ｃ３は、正極線ＰＬと車両アース８０との間の浮遊容量を示す。容量Ｃ４は、負極線ＮＬと車両アース８０との間の浮遊容量を示す。なお、車両アース８０としては、たとえば車両フレームが用いられる。
【００３４】
インバータ１０は、ＥＣＵ３０からの信号ＰＷＭ１に基づいて、蓄電装置Ｂからの直流電圧を三相交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ１へ出力する。また、インバータ１０は、エンジン２の動力を用いてモータジェネレータＭＧ１が発電した三相交流電圧を直流電圧に変換して正極線ＰＬおよび負極線ＮＬへ出力する。
【００３５】
インバータ２０は、ＥＣＵ３０からの信号ＰＷＭ２に基づいて、蓄電装置Ｂからの直流電圧を三相交流電圧に変換し、その変換した三相交流電圧をモータジェネレータＭＧ２へ出力する。また、インバータ２０は、車両の回生制動時、車輪６の回転力を用いてモータジェネレータＭＧ２が発電した三相交流電圧を直流電圧に変換して正極線ＰＬおよび負極線ＮＬへ出力する。
【００３６】
ここで、車両外部の電源（たとえば系統電源）としての負荷９０から蓄電装置Ｂの充電が要求されると、インバータ１０，２０は、プラグ７０、ＡＣポート６０および電力線ＡＣＬ１〜４を介して中性点Ｎ１，Ｎ２に与えられる交流電力を直流電力に変換して正極線ＰＬおよび負極線ＮＬへ出力し、蓄電装置Ｂを充電する。また、交流電気負荷（たとえば家電）としての負荷９０への給電が要求されると、インバータ１０，２０は、所定の周波数（たとえば商用電源周波数）を有する交流電圧を中性点Ｎ１，Ｎ２間に発生させ、プラグ７０から負荷９０へ交流電力が出力される。
【００３７】
モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各々は、三相交流回転電機であり、たとえば、ロータに永久磁石を有する三相永久磁石同期モータから成る。モータジェネレータＭＧ１は、インバータ１０によって回生駆動され、エンジン２の動力を用いて発電した三相交流電力をインバータ１０へ出力する。また、モータジェネレータＭＧ１は、エンジン２の始動時、インバータ１０によって力行駆動され、エンジン２をクランキングする。モータジェネレータＭＧ２は、インバータ２０によって力行駆動され、車輪６を駆動するための駆動力を発生する。また、モータジェネレータＭＧ２は、車両の回生制動時、インバータ２０によって回生駆動され、車輪６の回転力を用いて発電した三相交流電力をインバータ２０へ出力する。
【００３８】
ＥＣＵ３０は、パルス幅変調法によって、インバータ１０を駆動するためのＰＷＭ信号を生成し、その生成したＰＷＭ信号を信号ＰＷＭ１としてインバータ１０へ出力する。また、ＥＣＵ３０は、インバータ２０を駆動するためのＰＷＭ信号を生成し、その生成したＰＷＭ信号を信号ＰＷＭ２としてインバータ２０へ出力する。
【００３９】
ここで、外部電源としての負荷９０から蓄電装置Ｂの充電が要求されると、ＥＣＵ３０は、中性点Ｎ１，Ｎ２に与えられる負荷９０からの交流電力を直流電力に変換して蓄電装置Ｂを充電するようにインバータ１０，２０を制御する。また、交流電気負荷としての負荷９０への給電が要求されると、ＥＣＵ３０は、中性点Ｎ１，Ｎ２間に交流電圧を発生して負荷９０へ出力するようにインバータ１０，２０を制御する。
【００４０】
平滑コンデンサＣ２は、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２間の電圧変動を抑制する。すなわち、平滑コンデンサＣ２は、インバータ１０，２０の高周波スイッチングに起因して発生するノーマルモードノイズを抑制する。
【００４１】
コモンモードチョークコイル４０は、リング状のフェライトコアと、互いに逆方向にコアに巻回された２つのコイルとから成る（図示せず）。コモンモードチョークコイル４０とＹコンデンサ５０とから成るフィルタは、コモンモード電圧の周波数に対してコモンモードチョークコイル４０のインピーダンスを高くし車両アース８０へのリターン線インピーダンスを低く設計することで、インバータコモンモード電圧の大部分をコモンモードチョークコイル４０に印加させるとともに負荷中性点電位を低い値に抑制し、負荷のコモンモードインピーダンス変化の広い範囲でコモンモード電圧を抑制する。すなわち、コモンモードチョークコイル４０およびＹコンデンサ５０はいずれも、インバータ１０，２０の高周波スイッチングに起因して発生するコモンモードノイズを抑制する。
【００４２】
ＡＣポート６０は、電力線ＡＣＬ３，ＡＣＬ４とプラグ７０との接続／切離しを行なうリレーと、電力線ＡＣＬ３，ＡＣＬ４間の電圧ＶＡＣを検出する電圧センサと、電力線ＡＣＬ３またはＡＣＬ４に流れる電流ＩＡＣを検出する電流センサとを含む（いずれも図示せず）。ＡＣポート６０は、車両と負荷９０との間で電力の授受が行なわれるとき、ＥＣＵ３０からの指令に応じてリレーをオンさせ、負荷９０に接続されるプラグ７０を電力線ＡＣＬ３，ＡＣＬ４と電気的に接続する。また、ＡＣポート６０は、電圧ＶＡＣおよび電流ＩＡＣの検出値をＥＣＵ３０へ出力する。
【００４３】
プラグ７０は、このハイブリッド車両１００を負荷９０と電気的に接続するための接続端子である。負荷９０は、上述のように、蓄電装置Ｂを充電するための外部電源、またはハイブリッド車両１００から電力の供給を受ける電気負荷を総括的に示したものであり、接地ノード９５に接地される。
【００４４】
次に、コモンモード電圧の発生原因について説明する。
図２は、三相インバータの回路図である。図２を参照して、正極線ＰＬと負極線ＮＬとの間に並列接続されたＵ，Ｖ，Ｗ各相アームのスイッチングパターンの変化により、直流側の中性点ＮＤＣからみたモータジェネレータＭＧの中性点Ｎの電圧すなわちコモンモード電圧Ｖｃｏｍが変化する。以下では、各相アームのスイッチングパターンとして、上アームがオン（下アームはオフ）しているときを「１」と定義し、下アームがオン（上アームはオフ）しているときを「０」と定義する。そして、Ｕ，Ｖ，Ｗ相アームのスイッチングパターンをそれぞれｕ，ｖ，ｗとし、三相インバータのスイッチングパターンを（ｕ，ｖ，ｗ）と表記する。
【００４５】
図３は、第１のスイッチングパターン時の三相インバータの等価回路を示した図である。図３を参照して、スイッチングパターンが（１，１，１）のとき、すなわち各相アームとも上アームがオンしているとき、直流側の電圧をＶＤＣとすると、コモンモード電圧Ｖｃｏｍは、ＶＤＣ／２となる。
【００４６】
なお、特に図示しないが、スイッチングパターンが（０，０，０）のとき、すなわち各相アームとも下アームがオンしているときは、コモンモード電圧Ｖｃｏｍは、−ＶＤＣ／２となる。
【００４７】
図４は、第２のスイッチングパターン時の三相インバータの等価回路を示した図である。図４を参照して、スイッチングパターンが（１，１，０）のとき、すなわちＵ，Ｖ相アームでは上アームがオンし、Ｗ相アームでは下アームがオンしているとき、コモンモード電圧Ｖｃｏｍは、ＶＤＣ／６となる。
【００４８】
なお、特に図示しないが、スイッチングパターンが（１，０，１）および（０，１，１）のときも、コモンモード電圧Ｖｃｏｍは、ＶＤＣ／６となる。
【００４９】
図５は、第３のスイッチングパターン時の三相インバータの等価回路を示した図である。図５を参照して、スイッチングパターンが（１，０，０）のとき、すなわちＵ相アームでは上アームがオンし、Ｖ，Ｗ相アームでは下アームがオンしているとき、コモンモード電圧Ｖｃｏｍは、−ＶＤＣ／６となる。
【００５０】
なお、特に図示しないが、スイッチングパターンが（０，１，０）および（０，０，１）のときも、コモンモード電圧Ｖｃｏｍは、−ＶＤＣ／６となる。
【００５１】
したがって、コモンモード電圧Ｖｃｏｍは、±ＶＤＣ／６，±ＶＤＣ／２の４段階となる。そして、電圧指令値の周波数に対してキャリア周波数が十分に高い場合には、キャリア周波数ごとにほぼ同じスイッチングパターンが現われることとなる。したがって、コモンモード電圧Ｖｃｏｍの変動周波数は、キャリア周波数（たとえば１０ｋＨｚ程度）に等しくなる。
【００５２】
このように、三相インバータのスイッチング動作に応じて、キャリア周波数で変動する４レベルの電圧波形を有するコモンモード電圧がモータの中性点に発生する。そして、図１に示したように、中性点Ｎ１，Ｎ２を介して車両と車両外部の負荷９０との間で電力の授受が行なわれるところ、この実施の形態１では、コモンモードチョークコイル４０およびＹコンデンサ５０が設けられ、コモンモード電圧が抑制される。そして、コモンモードチョークコイル４０に加えてＹコンデンサ５０が設けられることにより、コモンモードチョークコイル４０を小型化することができる。
【００５３】
再び図１を参照して、この実施の形態１では、Ｙコンデンサ５０は、電力線ＡＣＬ３，ＡＣＬ４と車両アース８０との間に接続される。すなわち、Ｙコンデンサ５０は、コモンモードチョークコイル４０に対して負荷９０側に配設される。
【００５４】
ここで、コモンモード電圧の変動周波数（キャリア周波数に相当）に対してコモンモードチョークコイル４０のインピーダンスを高くし、Ｙコンデンサ５０のインピーダンスが低くなるようにＹコンデンサ５０を適切に設計することにより車両アース８０へのリターン線インピーダンスを低くすることで、インバータコモンモード電圧の大部分をコモンモードチョークコイル４０に印加させるとともに、車両アース８０と負荷９０との間の電位差を小さくすることができる。したがって、負荷９０のコモンモードインピーダンス変化に対して広範囲にわたりコモンモード電圧の抑制効果を得ることができる。
【００５５】
図６は、図１に示したＥＣＵ３０の機能ブロック図である。図６を参照して、ＥＣＵ３０は、第１および第２のインバータ制御部３２，３４と、充放電制御部３６とを含む。第１のインバータ制御部３２は、正極線ＰＬおよび負極線ＮＬ間の電圧ＶＤＣの検出値、モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値ＴＲ１、ならびにモータジェネレータＭＧ１のモータ電流Ｉ１および回転角θ１の各検出値を受ける。そして、第１のインバータ制御部３２は、上記各信号に基づいて、モータジェネレータＭＧ１を駆動するためのＰＷＭ信号を生成し、その生成したＰＷＭ信号を信号ＰＷＭ１としてインバータ１０へ出力する。
【００５６】
第２のインバータ制御部３４は、電圧ＶＤＣの検出値、モータジェネレータＭＧ２のトルク指令値ＴＲ２、ならびにモータジェネレータＭＧ２のモータ電流Ｉ２および回転角θ２の各検出値を受ける。そして、第２のインバータ制御部３４は、上記各信号に基づいて、モータジェネレータＭＧ２を駆動するためのＰＷＭ信号を生成し、その生成したＰＷＭ信号を信号ＰＷＭ２としてインバータ２０へ出力する。
【００５７】
ここで、第１および第２のインバータ制御部３２，３４は、中性点Ｎ１，Ｎ２を介して車両と車両外部の負荷９０との間で電力の授受が行なわれるとき、充放電制御部３６からの零相電圧指令ＡＣ１，ＡＣ２に基づいて信号ＰＷＭ１，ＰＷＭ２をそれぞれ生成し、その生成した信号ＰＷＭ１，ＰＷＭ２をそれぞれインバータ１０，２０へ出力する。
【００５８】
充放電制御部３６は、負荷９０から蓄電装置Ｂの充電を指示する信号ＣＧが活性化されているとき、ＡＣポート６０において検出される電圧ＶＡＣおよび電流ＩＡＣに基づいて、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２およびインバータ１０，２０を単相ＰＷＭコンバータとして動作させるための零相電圧指令ＡＣ１，ＡＣ２を生成する。そして、充放電制御部３６は、その生成した零相電圧指令ＡＣ１，ＡＣ２をそれぞれ第１および第２のインバータ制御部３２，３４へ出力する。
【００５９】
また、充放電制御部３６は、中性点Ｎ１，Ｎ２から負荷９０への給電を指示する信号ＤＣＧが活性化されているとき、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２およびインバータ１０，２０を単相ＰＷＭインバータとして動作させるための零相電圧指令ＡＣ１，ＡＣ２を生成する。そして、充放電制御部３６は、その生成した零相電圧指令ＡＣ１，ＡＣ２をそれぞれ第１および第２のインバータ制御部３２，３４へ出力する。
【００６０】
なお、信号ＣＧ，ＤＣＧは、たとえば、プラグ７０が負荷９０に接続されているときに利用者により充電開始または給電開始が指示されると活性化される。
【００６１】
図７は、図１に示したインバータ１０，２０およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の零相等価回路を示した図である。三相ブリッジ回路から成る各インバータ１０，２０においては、６個のスイッチング素子のオン／オフの組合わせは８パターン存在する。その８つのスイッチングパターンのうち（１，１，１）および（０，０，０）は相間電圧が零となり、そのような電圧状態は零電圧ベクトルと称される。零電圧ベクトルについては、上アームの３つのスイッチング素子は互いに同じスイッチング状態（全てオンまたはオフ）であり、また、下アームの３つのスイッチング素子も互いに同じスイッチング状態である。したがって、この図７では、インバータ１０の上アームの３つのスイッチング素子は上アーム１０Ａとしてまとめて示され、インバータ１０の下アームの３つのスイッチング素子は下アーム１０Ｂとしてまとめて示されている。同様に、インバータ２０の上アームの３つのスイッチング素子は上アーム２０Ａとしてまとめて示され、インバータ２０の下アームの３つのスイッチング素子は下アーム２０Ｂとしてまとめて示されている。
【００６２】
図７に示されるように、この零相等価回路は、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２を介して中性点Ｎ１，Ｎ２に与えられる単相交流電力を入力とする単相ＰＷＭコンバータとみることができる。そこで、インバータ１０，２０の各々において零電圧ベクトルを変化させ、インバータ１０，２０を単相ＰＷＭコンバータのアームとして動作するようにスイッチング制御することによって、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２から入力される交流電力を直流電力に変換して正極線ＰＬおよび負極線ＮＬへ出力することができる。
【００６３】
また、この零相等価回路は、正極線ＰＬおよび負極線ＮＬから供給される直流電圧を用いて中性点Ｎ１，Ｎ２間に単相交流電圧を生じさせる単相ＰＷＭインバータとみることもできる。そこで、インバータ１０，２０の各々において零電圧ベクトルを変化させ、インバータ１０，２０を単相ＰＷＭインバータのアームとして動作するようにスイッチング制御することによって、正極線ＰＬおよび負極線ＮＬから供給される直流電力を交流電力に変換して負荷９０へ供給することができる。
【００６４】
なお、特に図示しないが、コモンモードチョークコイル４０とＹコンデンサ５０とによって構成されるＬＣ回路の共振のＱ値をキャリア周波数よりも低減する目的で、Ｙコンデンサ５０と車両アース８０との間に共振ダンピング用の抵抗を設けてもよい。
【００６５】
以上のように、この実施の形態１においては、中性点Ｎ１，Ｎ２に接続される電力線対を介して、蓄電装置Ｂと車両外部の負荷９０との間で電力が授受される。そして、コモンモードチョークコイル４０とともにＹコンデンサ５０が電力線対に設けられるので、インバータ１０，２０の高周波スイッチングに応じて発生するコモンモード電圧の抑制をコモンモードチョークコイル４０とＹコンデンサ５０とで分担できる。したがって、この実施の形態１によれば、コモンモード電圧を十分に抑制し、かつ、コモンモードチョークコイル４０を小型化することができる。
【００６６】
また、Ｙコンデンサ５０は、コモンモードチョークコイル４０に対して負荷９０側に配設されるので、コモンモード電圧の周波数に対してコモンモードチョークコイル４０のインピーダンスを高くし、インバータコモンモード電圧の大部分をコモンモードチョークコイル４０に印加させると、車両アース８０と負荷９０との間の電位差が低い値に抑えられる。したがって、この実施の形態１によれば、負荷９０のコモンモードインピーダンスの変化に対して広範囲にわたりコモンモード電圧の抑制効果を得ることができる。
【００６７】
［実施の形態２］
図８は、実施の形態２による車両の一例として示されるハイブリッド車両の全体ブロック図である。図８を参照して、このハイブリッド車両１００Ａは、図１に示した実施の形態１におけるハイブリッド車両１００の構成において、Ｙコンデンサ５０に代えてＹコンデンサ５５を備える。
【００６８】
Ｙコンデンサ５５は、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２と車両アース８０との間に設けられる。具体的には、Ｙコンデンサ５５は、コンデンサＣ７，Ｃ８を含み、コンデンサＣ７，Ｃ８は、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２と車両アース８０との間に接続される。このＹコンデンサ５５は、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２上のコモンモード電圧を抑制する。
【００６９】
この実施の形態２においても、実施の形態１と同様に、中性点Ｎ１，Ｎ２とプラグ７０との間にコモンモードチョークコイル４０およびＹコンデンサ５５が設けられ、コモンモード電圧が抑制される。そして、コモンモードチョークコイル４０に加えてＹコンデンサ５５が設けられることにより、コモンモードチョークコイル４０を小型化することができる。
【００７０】
ここで、この実施の形態２では、Ｙコンデンサ５５は、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２と車両アース８０との間に接続される。すなわち、Ｙコンデンサ５５は、コモンモードチョークコイル４０に対して中性点Ｎ１，Ｎ２側に配設される。このような構成により、コモンモード電圧をモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のコモンモードインピーダンスに分担させることができ、コモンモードチョークコイル４０に印加されるコモンモード電圧が低減される。
【００７１】
したがって、この実施の形態２によれば、コモンモードチョークコイル４０をさらに小型化することが可能となる。
【００７２】
［実施の形態３］
図９は、実施の形態３による車両の一例として示されるハイブリッド車両の全体ブロック図である。図９を参照して、このハイブリッド車両１００Ｂは、図１に示した実施の形態１におけるハイブリッド車両１００の構成において、Ｙコンデンサ５５をさらに備える。
【００７３】
すなわち、コモンモードチョークコイル４０に対して負荷９０側に配設されたＹコンデンサ５０により、車両アース８０と負荷９０との電位差が低減され、負荷９０のコモンモードインピーダンスの変化に対して広範囲にわたりコモンモード電圧の抑制効果が得られる。また、コモンモードチョークコイル４０に対して中性点Ｎ１，Ｎ２側に配設されたＹコンデンサ５５により、コモンモードチョークコイル４０に印加されるコモンモード電圧が低減される。
【００７４】
したがって、この実施の形態３によれば、コモンモード電圧抑制効果の負荷依存性を低減し、かつ、コモンモードチョークコイル４０をさらに小型化することができる。
【００７５】
［実施の形態４］
この実施の形態４では、中性点Ｎ１，Ｎ２を介して車両と車両外部の負荷９０との間で電力の授受が行なわれるとき、各インバータのキャリア信号の位相が互いに１８０°ずらされる。言い換えると、インバータ１０のキャリア信号に対してインバータ２０のキャリア信号を反転させる。
【００７６】
この実施の形態４によるハイブリッド車両の全体構成は、図１に示したハイブリッド車両１００と同じである。
【００７７】
再び図６を参照して、実施の形態４におけるＥＣＵ３０は、実施の形態１におけるＥＣＵの構成において、第２のインバータ制御部３４に代えて第２のインバータ制御部３４Ａを含む。第２のインバータ制御部３４Ａは、充放電制御部３６から零相電圧指令ＡＣ２を受けているとき、第１のインバータ制御部３２において用いられるキャリア信号に対して位相を１８０°ずらしたキャリア信号を用いて、零相電圧指令ＡＣ２に基づいて信号ＰＷＭ２を生成する。なお、第２のインバータ制御部３４Ａのその他の構成は、第２のインバータ制御部３４と同じである。
【００７８】
図１０は、実施の形態４における各インバータのスイッチングパターンを示した図である。図１０を参照して、第１のインバータ制御部３２は、キャリア信号ＣＲ１を用いて、零相電圧指令ＡＣ１（＝ＶＡＣ／２）に基づいて信号ＰＷＭ１を生成する。すなわち、零相電圧指令ＡＣ１がキャリア信号ＣＲ１よりも小さい時刻ｔ１〜ｔ２，ｔ３〜ｔ４において、インバータ１０の各相下アームがオンされる。一方、零相電圧指令ＡＣ１がキャリア信号ＣＲ１よりも大きい時刻ｔ１前，ｔ２〜ｔ３およびｔ４以降においては、インバータ１０の各相上アームがオンされる。
【００７９】
第２のインバータ制御部３４Ａは、キャリア信号ＣＲ１に対して位相を１８０°ずらしたキャリア信号ＣＲ２を用いて、零相電圧指令ＡＣ２（＝−ＶＡＣ／２）に基づいて信号ＰＷＭ２を生成する。すなわち、零相電圧指令ＡＣ２がキャリア信号ＣＲ２よりも大きい時刻ｔ１〜ｔ２，ｔ３〜ｔ４においては、インバータ２０の各相上アームがオンされる。一方、零相電圧指令ＡＣ２がキャリア信号ＣＲ２よりも小さい時刻ｔ１前，ｔ２〜ｔ３およびｔ４以降においては、インバータ２０の各相下アームがオンされる。
【００８０】
そうすると、中性点Ｎ１の瞬時電位ＶＮ１と中性点Ｎ２の瞬時電位ＶＮ２との間には、ＶＮ１＝−ＶＮ２の関係が成立するので、中性点Ｎ１，Ｎ２に電気的に接続される負荷９０からみた場合、インバータ１０，２０が発生するコモンモード電圧は相殺されて常時零となる。
【００８１】
なお、実際には、モータジェネレータＭＧ１とＭＧ２とのコモンモードインピーダンスが異なるので、コモンモード電圧が完全に相殺されて零となることはないが、キャリア信号ＣＲ１，ＣＲ２が同相の場合に比べてコモンモード電圧は抑制される。
【００８２】
したがって、この実施の形態４によれば、コモンモードチョークコイル４０をさらに小型化することができる。
【００８３】
なお、上記においては、実施の形態１の構成において各インバータのキャリア信号を反転させるものとしたが、実施の形態２または３の構成において各インバータのキャリア信号を反転させてもよい。
【００８４】
［実施の形態５］
図１１は、実施の形態５による車両の一例として示されるハイブリッド車両の全体ブロック図である。図１１を参照して、このハイブリッド車両１００Ｃは、実施の形態４におけるハイブリッド車両の構成において、インダクタ８５をさらに備える。インダクタ８５は、電力線ＡＣＬ１上に設けられる。このインダクタ８５は、モータジェネレータＭＧ１とＭＧ２とのコモンモードインピーダンスの差を補償するために設けられる。
【００８５】
すなわち、主に発電用として用いられるモータジェネレータＭＧ１は、車両走行用に用いられるモータジェネレータＭＧ２に比べてサイズが小さく、モータジェネレータＭＧ１のコモンモードインピーダンスは、モータジェネレータＭＧ２のコモンモードインピーダンスよりも小さい。そこで、その差を補償するために、モータジェネレータＭＧ１の中性点Ｎ１に接続される電力線ＡＣＬ１上にインダクタ８５が設けられる。
【００８６】
インダクタ８５が設けられることにより、モータジェネレータＭＧ１側とＭＧ２側との回路定数が平衡するので、インバータ１０，２０のキャリア信号を互いに反転させた場合、コモンモード電圧の相殺効果が高くなる。
【００８７】
したがって、この実施の形態５によれば、コモンモード電圧をさらに抑制することができる。その結果、コモンモードチョークコイル４０をさらに小型化することができる。
【００８８】
なお、特に図示しないが、実施の形態２または３の構成において各インバータのキャリア信号を反転させ、さらに電力線ＡＣＬ１上にインダクタ８５を設けてもよい。
【００８９】
また、モータジェネレータＭＧ２のコモンモードインピーダンスの方がモータジェネレータＭＧ１のコモンモードインピーダンスよりも小さいときは、モータジェネレータＭＧ２の中性点Ｎ２に接続される電力線ＡＣＬ２上にインダクタ８５が設けられる。
【００９０】
［実施の形態６］
この実施の形態６では、中性点Ｎ１，Ｎ２を介して車両と車両外部の負荷９０との間で電力の授受が行なわれるとき、各インバータ１０，２０において、キャリア信号の位相が各相ごとに互いに１２０°ずつずらされる。
【００９１】
この実施の形態６によるハイブリッド車両の全体構成は、図１に示したハイブリッド車両１００と同じである。
【００９２】
再び図６を参照して、実施の形態６におけるＥＣＵ３０は、実施の形態１におけるＥＣＵの構成において、第１および第２のインバータ制御部３２，３４に代えてそれぞれ第１および第２のインバータ制御部３２Ａ，３４Ｂを含む。
【００９３】
第１のインバータ制御部３２Ａは、充放電制御部３６から零相電圧指令ＡＣ１を受けているとき、互いに１２０°ずつ位相がずらされた各相キャリア信号を用いて、零相電圧指令ＡＣ１に基づいて信号ＰＷＭ１を生成する。同様に、第２のインバータ制御部３４Ｂは、充放電制御部３６から零相電圧指令ＡＣ２を受けているとき、互いに１２０°ずつ位相がずらされた各相キャリア信号を用いて、零相電圧指令ＡＣ２に基づいて信号ＰＷＭ２を生成する。なお、第１および第２のインバータ制御部３２Ａ，３４Ｂのその他の構成は、それぞれ第１および第２のインバータ制御部３２，３４と同じである。
【００９４】
図１２は、実施の形態６におけるインバータ１０のスイッチングパターンを示した図である。図１２を参照して、第１のインバータ制御部３２Ａは、互いに位相が１２０°ずつずらされたＵ相キャリア信号ＣＲ１ｕ、Ｖ相キャリア信号ＣＲ１ｖおよびＷ相キャリア信号ＣＲ１ｗを用いて、零相電圧指令ＡＣ１（＝ＶＡＣ／２）に基づいて信号ＰＷＭ１を生成する。
【００９５】
すなわち、零相電圧指令ＡＣ１がＵ相キャリア信号ＣＲ１ｕよりも大きい時刻ｔ２前、ｔ３〜ｔ８，ｔ９以降においては、インバータ１０のＵ相上アームがオンされる。また、零相電圧指令ＡＣ１がＶ相キャリア信号ＣＲ１ｖよりも大きい時刻ｔ４前，ｔ５〜ｔ１０においては、インバータ１０のＶ相上アームがオンされる。さらに、零相電圧指令ＡＣ１がＷ相キャリア信号ＣＲ１ｗよりも大きい時刻ｔ１〜ｔ６，ｔ７以降においては、インバータ１０のＷ相上アームがオンされる。
【００９６】
したがって、時刻ｔ１〜ｔ２，ｔ３〜ｔ４，ｔ５〜ｔ６，ｔ７〜ｔ８およびｔ９〜ｔ１０においては、インバータ１０のスイッチングパターンは（１，１，１）となり、中性点Ｎ１の電位ＶＮ１は、ＶＤＣ／２となる。また、その他の時間帯においては、インバータ１０のスイッチングパターンは（０，１，１），（１，０，１）および（１，１，０）のいずれかとなり、中性点Ｎ１の電位ＶＮ１は、ＶＤＣ／６となる。
【００９７】
図１３は、実施の形態６におけるインバータ２０のスイッチングパターンを示した図である。図１３を参照して、第２のインバータ制御部３４Ｂは、互いに位相が１２０°ずつずらされたＵ相キャリア信号ＣＲ２ｕ、Ｖ相キャリア信号ＣＲ２ｖおよびＷ相キャリア信号ＣＲ２ｗを用いて、零相電圧指令ＡＣ２（＝−ＶＡＣ／２）に基づいて信号ＰＷＭ２を生成する。
【００９８】
すなわち、零相電圧指令ＡＣ２がＵ相キャリア信号ＣＲ２ｕよりも小さい時刻ｔ１４前，ｔ１５以降においては、インバータ２０のＵ相下アームがオンされる。また、零相電圧指令ＡＣ２がＶ相キャリア信号ＣＲ２ｖよりも小さい時刻ｔ１１〜ｔ１６，ｔ１７以降においては、インバータ２０のＶ相下アームがオンされる。さらに、零相電圧指令ＡＣ２がＷ相キャリア信号ＣＲ２ｗよりも小さい時刻ｔ１２前，ｔ１３〜ｔ１８，ｔ１９以降においては、インバータ２０のＷ相下アームがオンされる。
【００９９】
したがって、時刻ｔ１１〜ｔ１２，ｔ１３〜ｔ１４，ｔ１５〜ｔ１６，ｔ１７〜ｔ１８およびｔ１９以降においては、インバータ２０のスイッチングパターンは（０，０，０）となり、中性点Ｎ２の電位ＶＮ２は、−ＶＤＣ／２となる。また、その他の時間帯においては、インバータ２０のスイッチングパターンは（１，０，０），（０，１，０）および（０，０，１）のいずれかとなり、中性点Ｎ２の電位ＶＮ２は、−ＶＤＣ／６となる。
【０１００】
したがって、中性点Ｎ１，Ｎ２の電位ＶＮ１，ＶＮ２の和の１／２であるコモンモード電圧Ｖｃｏｍは、振幅が±ＶＤＣ／６であり、かつ、キャリア周波数の３倍の周波数を有する３レベルの矩形波状電圧となる。
【０１０１】
このように、この実施の形態６においては、コモンモードチョークコイル４０に印加されるコモンモード電圧が実施の形態１に比べて１／３となり、かつ、周波数が３倍となるので、コモンモードチョークコイル４０のコアの最大磁束密度が１／９に低減する。したがって、この実施の形態６によれば、実施の形態１に比べてコモンモードチョークコイル４０のコアを１／３の大きさに低減することができる。さらに、コモンモード電圧の低減により、コモンモードチョークコイル４０のコイル絶縁の容易化も期待できる。
【０１０２】
なお、上記においては、実施の形態１の構成において各インバータの各相キャリア信号の位相をずらすものとしたが、実施の形態２または３の構成において各インバータの各相キャリア信号の位相を互いに１２０°ずつずらしてもよい。
【０１０３】
なお、上記の各実施の形態において、蓄電装置Ｂとインバータ１０，２０との間で電圧変換を行なうコンバータを蓄電装置Ｂとインバータ１０，２０との間に設けてもよい。なお、そのようなコンバータとしては、公知のチョッパ回路を用いることができる。
【０１０４】
また、上記の各実施の形態においては、ハイブリッド車両は２つのモータジェネレータを備えるものとしたが、この発明は、３つ以上のモータジェネレータを備えたハイブリッド車両にも適用し得る。その場合、３つ以上のモータジェネレータのうち２つのモータジェネレータおよびそれに対応するインバータを用いて上記の各実施の形態を実現することができる。
【０１０５】
また、上記の各実施の形態においては、ハイブリッド車両は、動力分割機構４によりエンジン２の動力を車軸とモータジェネレータＭＧ１とに分割して伝達可能なシリーズ／パラレル型とした。しかしながら、この発明は、モータジェネレータＭＧ１を駆動するためにのみエンジン２を用い、モータジェネレータＭＧ２でのみ車両の駆動力を発生する、いわゆるシリーズ型のハイブリッド車両にも適用可能である。
【０１０６】
また、この発明は、エンジン２を備えずに電力のみで走行する電気自動車や、電源として蓄電装置に加えて燃料電池をさらに備える燃料電池車にも適用可能である。
【０１０７】
なお、上記において、負荷９０は、この発明における「車両外部の電気負荷または電源」に対応し、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、この発明における「複数の交流回転電機」に対応する。また、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２（ＡＣＬ３，ＡＣＬ４）は、この発明における「電力線対」を形成し、ＥＣＵ３０は、この発明における「制御ユニット」に対応する。
【０１０８】
さらに、Ｙコンデンサ５０，５５は、この発明における「ラインバイパスコンデンサ」に対応し、実施の形態３におけるＹコンデンサ５０は、この発明における「もう１つのラインバイパスコンデンサ」に対応する。また、さらに、第１および第２のインバータ制御部３２（３２Ａ），３４（３４Ａ，３４Ｂ）は、この発明における「複数の信号生成部」に対応する。
【０１０９】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】この発明の実施の形態１による車両の一例として示されるハイブリッド車両の全体ブロック図である。
【図２】三相インバータの回路図である。
【図３】第１のスイッチングパターン時の三相インバータの等価回路を示した図である。
【図４】第２のスイッチングパターン時の三相インバータの等価回路を示した図である。
【図５】第３のスイッチングパターン時の三相インバータの等価回路を示した図である。
【図６】図１に示すＥＣＵの機能ブロック図である。
【図７】図１に示すインバータおよびモータジェネレータの零相等価回路を示した図である。。
【図８】実施の形態２による車両の一例として示されるハイブリッド車両の全体ブロック図である。
【図９】実施の形態３による車両の一例として示されるハイブリッド車両の全体ブロック図である。
【図１０】実施の形態４における各インバータのスイッチングパターンを示した図である。
【図１１】実施の形態５による車両の一例として示されるハイブリッド車両の全体ブロック図である。
【図１２】実施の形態６におけるインバータ１０のスイッチングパターンを示した図である。
【図１３】実施の形態６におけるインバータ２０のスイッチングパターンを示した図である。
【符号の説明】
【０１１１】
２ エンジン、４ 動力分割機構、６ 車輪、１０，２０ インバータ、１０Ａ，２０Ａ 上アーム、１０Ｂ，２０Ｂ 下アーム、１２，２２ Ｕ相アーム、１４，２４ Ｖ相アーム、１６，２６ Ｗ相アーム、３０ ＥＣＵ、３２，３２Ａ 第１のインバータ制御部、３４，３４Ａ，３４Ｂ 第２のインバータ制御部、３６ 充放電制御部、４０ コモンモードチョークコイル、５０，５５ Ｙコンデンサ、６０ ＡＣポート、７０ プラグ、８０ 車両アース、８５ インダクタ、９０ 負荷、９５ 接地ノード、１００，１００Ａ〜１００Ｃ ハイブリッド車両、Ｂ 蓄電装置、Ｃ１，Ｃ２ 平滑コンデンサ、Ｃ３，Ｃ４ 容量、ＰＬ 正極線、ＮＬ 負極線、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、Ｎ１，Ｎ２，ＮＤＣ，Ｎ 中性点、ＡＣＬ１〜ＡＣＬ４ 電力線、Ｃ５〜Ｃ８ コンデンサ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された蓄電装置と車両外部の電気負荷または電源との間で電力を授受可能な電力制御装置であって、
星形結線された多相巻線を固定子巻線として各々が含む複数の交流回転電機と、
前記複数の交流回転電機に対応して設けられ、パルス幅変調法により制御される複数のインバータと、
前記電気負荷または前記電源に接続可能なプラグと、
前記複数の交流回転電機のうち２つの交流回転電機の多相巻線の中性点と前記プラグとの間に配設される電力線対と、
前記２つの交流回転電機に対応するインバータを制御することによって前記蓄電装置と前記電気負荷または前記電源との間で電力を授受するように構成された制御ユニットと、
前記電力線対に配設されるコモンモードチョークコイルと、
前記コモンモードチョークコイルと前記プラグとの間において前記電力線対と車両アースとの間に接続されるラインバイパスコンデンサとを備える電力制御装置。
【請求項２】
車両に搭載された蓄電装置と車両外部の電気負荷または電源との間で電力を授受可能な電力制御装置であって、
星形結線された多相巻線を固定子巻線として各々が含む複数の交流回転電機と、
前記複数の交流回転電機に対応して設けられ、パルス幅変調法により制御される複数のインバータと、
前記電気負荷または前記電源に接続可能なプラグと、
前記複数の交流回転電機のうち２つの交流回転電機の多相巻線の中性点と前記プラグとの間に配設される電力線対と、
前記２つの交流回転電機に対応するインバータを制御することによって前記蓄電装置と前記電気負荷または前記電源との間で電力を授受するように構成された制御ユニットと、
前記電力線対に配設されるコモンモードチョークコイルと、
前記コモンモードチョークコイルと前記中性点との間において前記電力線対と車両アースとの間に接続されるラインバイパスコンデンサとを備える電力制御装置。
【請求項３】
前記コモンモードチョークコイルと前記プラグとの間において前記電力線対と前記車両アースとの間に接続されるもう１つのラインバイパスコンデンサをさらに備える、請求項２に記載の電力制御装置。
【請求項４】
前記制御ユニットは、対応するインバータのスイッチング素子をオン／オフするための信号を各々が生成する複数の信号生成部を含み、
前記２つの交流回転電機に対応する信号生成部は、互いに位相が略１８０°ずらされた搬送波を用いて前記信号を生成する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電力制御装置。
【請求項５】
前記２つの交流回転電機のうちコモンモードインピーダンスが小さい方の交流回転電機の中性点に接続された電力線上に配設されるインダクタをさらに備える、請求項４に記載の電力制御装置。
【請求項６】
前記制御ユニットは、対応するインバータのスイッチング素子をオン／オフするための信号を各々が生成する複数の信号生成部を含み、
前記２つの交流回転電機に対応するインバータの各々は、三相インバータであり、
前記２つの交流回転電機に対応する信号生成部の各々は、互いに位相が略１２０°ずつずらされた第１から第３の搬送波を用いて、対応するインバータのＵ相スイッチング素子、Ｖ相スイッチング素子およびＷ相スイッチング素子をそれぞれオン／オフするための信号を生成する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電力制御装置。
【請求項７】
前記複数の交流回転電機の少なくとも１つから駆動トルクを受ける車輪と、
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電力制御装置とを備える車両。
【請求項１】
車両に搭載された蓄電装置と車両外部の電気負荷または電源との間で電力を授受可能な電力制御装置であって、
星形結線された多相巻線を固定子巻線として各々が含む複数の交流回転電機と、
前記複数の交流回転電機に対応して設けられ、パルス幅変調法により制御される複数のインバータと、
前記電気負荷または前記電源に接続可能なプラグと、
前記複数の交流回転電機のうち２つの交流回転電機の多相巻線の中性点と前記プラグとの間に配設される電力線対と、
前記２つの交流回転電機に対応するインバータを制御することによって前記蓄電装置と前記電気負荷または前記電源との間で電力を授受するように構成された制御ユニットと、
前記電力線対に配設されるコモンモードチョークコイルと、
前記コモンモードチョークコイルと前記プラグとの間において前記電力線対と車両アースとの間に接続されるラインバイパスコンデンサとを備える電力制御装置。
【請求項２】
車両に搭載された蓄電装置と車両外部の電気負荷または電源との間で電力を授受可能な電力制御装置であって、
星形結線された多相巻線を固定子巻線として各々が含む複数の交流回転電機と、
前記複数の交流回転電機に対応して設けられ、パルス幅変調法により制御される複数のインバータと、
前記電気負荷または前記電源に接続可能なプラグと、
前記複数の交流回転電機のうち２つの交流回転電機の多相巻線の中性点と前記プラグとの間に配設される電力線対と、
前記２つの交流回転電機に対応するインバータを制御することによって前記蓄電装置と前記電気負荷または前記電源との間で電力を授受するように構成された制御ユニットと、
前記電力線対に配設されるコモンモードチョークコイルと、
前記コモンモードチョークコイルと前記中性点との間において前記電力線対と車両アースとの間に接続されるラインバイパスコンデンサとを備える電力制御装置。
【請求項３】
前記コモンモードチョークコイルと前記プラグとの間において前記電力線対と前記車両アースとの間に接続されるもう１つのラインバイパスコンデンサをさらに備える、請求項２に記載の電力制御装置。
【請求項４】
前記制御ユニットは、対応するインバータのスイッチング素子をオン／オフするための信号を各々が生成する複数の信号生成部を含み、
前記２つの交流回転電機に対応する信号生成部は、互いに位相が略１８０°ずらされた搬送波を用いて前記信号を生成する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電力制御装置。
【請求項５】
前記２つの交流回転電機のうちコモンモードインピーダンスが小さい方の交流回転電機の中性点に接続された電力線上に配設されるインダクタをさらに備える、請求項４に記載の電力制御装置。
【請求項６】
前記制御ユニットは、対応するインバータのスイッチング素子をオン／オフするための信号を各々が生成する複数の信号生成部を含み、
前記２つの交流回転電機に対応するインバータの各々は、三相インバータであり、
前記２つの交流回転電機に対応する信号生成部の各々は、互いに位相が略１２０°ずつずらされた第１から第３の搬送波を用いて、対応するインバータのＵ相スイッチング素子、Ｖ相スイッチング素子およびＷ相スイッチング素子をそれぞれオン／オフするための信号を生成する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電力制御装置。
【請求項７】
前記複数の交流回転電機の少なくとも１つから駆動トルクを受ける車輪と、
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電力制御装置とを備える車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００８−１９３７８８（Ｐ２００８−１９３７８８Ａ）
【公開日】平成２０年８月２１日（２００８．８．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２４４３６（Ｐ２００７−２４４３６）
【出願日】平成１９年２月２日（２００７．２．２）
【出願人】（３０４０２１４１７）国立大学法人東京工業大学 (1,821)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００００３６０９）株式会社豊田中央研究所 (4,200)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年８月２１日（２００８．８．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月２日（２００７．２．２）
【出願人】（３０４０２１４１７）国立大学法人東京工業大学 (1,821)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００００３６０９）株式会社豊田中央研究所 (4,200)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]