JP2006254565A - 電源装置およびそれを備えるモータ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 高い安全性を有する電源装置および安全かつ確実にモータ駆動可能なモータ駆動装置を提供する。
【解決手段】 ＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路２２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２から出力される起動信号ＳＴをトリガとして起動し、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０を制御する。負荷２４および制御装置３０は、メインバッテリＭＢからＤＣ／ＤＣコンバータ２０を介して電力の供給を受ける。メインバッテリＭＢに直接的に接続されるＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路２２、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２およびシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２は、メインバッテリＭＢと一体化され、バッテリパックＢＰに収容される。これによれば、起動信号の発生源としての補機バッテリが不要となることから、確実にエンジンを始動できるとともに、装置を小型化かつ低コスト化できる。また、高い安全性が保証される。
【選択図】 図２

Description

この発明は、電源装置およびそれを備えるモータ駆動装置に関し、特に、安全に電力を供給する電源装置およびそれを備えるモータ駆動装置に関する。

最近、環境に配慮した自動車として、ハイブリッド自動車（Hybrid Vehicle）および電気自動車（Electric Vehicle）が注目されている。ハイブリッド自動車は、従来のエンジンに加え、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。つまり、エンジンを駆動することにより動力源を得るとともに、直流電源からの直流電圧をインバータによって交流電圧に変換し、その変換した交流電圧によりモータを回転することによって動力源を得るものである。

また、電気自動車は、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。

このようなハイブリッド自動車または電気自動車に搭載されるモータ駆動装置としては、直流電源からの直流電圧を昇圧コンバータによって昇圧し、その昇圧した直流電圧がモータを駆動するインバータに供給される構成も検討されている。

図１１は、従来のモータ駆動装置の一例を示す概略ブロック図である。

図１１を参照して、モータ駆動装置は、メインバッテリＭＢと、システムリレーＳＲ１，２と、昇圧コンバータ１０１と、インバータ１０２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０と、補機バッテリＳＢと、制御装置１２０とを備える。

メインバッテリＭＢは、直流電圧を出力する。システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は、制御装置１２０からの信号ＳＥによってオンされると、メインバッテリＭＢからの直流電圧を昇圧コンバータ１０１およびＤＣ／ＤＣコンバータ１１０に供給する。

昇圧コンバータ１０１は、メインバッテリＭＢから供給された直流電圧を制御装置１２０からの制御によって昇圧し、その昇圧した直流電圧をインバータ１０２へ供給する。

インバータ１０２は、昇圧コンバータ１０１から直流電圧が供給されると、制御装置１２０からの制御に基づいて直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧを駆動する。これにより、モータジェネレータＭＧは、トルク指令値ＴＲによって指定されたトルクを発生するように駆動される。電流センサ１０４は、モータジェネレータＭＧの各相に流れるモータ電流ＭＣＲＴを検出し、その検出したモータ電流ＭＣＲＴを制御装置１２０へ出力する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０は、メインバッテリＭＢからシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２を介して供給された直流電圧を、制御装置１２０からの制御信号に応じて降圧し、その降圧した直流電圧を補機バッテリＳＢに供給する。補機バッテリＳＢは、供給された直流電圧を蓄積するとともに、図示しない補機電装品を駆動するための直流電圧を出力する。

制御装置１２０は、補機バッテリＳＢの直流電圧を用いて生成された起動信号によって起動されると、メインバッテリＭＢの直流電圧、および電流センサ１０４からのモータ電流ＭＣＲＴなどに基づいて、昇圧コンバータ１０１およびインバータ１０２を制御するための信号ＰＷＭＣ，ＰＷＭを生成し、その生成した信号ＰＷＭＣ，ＰＷＭを昇圧コンバータ１０１およびインバータ１０２へそれぞれ出力する。また、制御装置１２０は、起動信号によって起動されると、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０を制御するための制御信号を生成してＤＣ／ＤＣコンバータ１１０へ出力する。

このように、ハイブリッド自動車または電気自動車に搭載されたモータ駆動装置は、メインバッテリＭＢからの直流電圧を昇圧して、所定のトルクを発生するようにモータジェネレータＭＧを駆動するとともに、メインバッテリＭＢからの直流電圧を降圧して補機バッテリＳＢを充電する。

なお、図示は省略するが、補機バッテリＳＢから電力の供給を受けて駆動する補機電装品には、車両の走行を制御する電子制御装置（ＥＣＵ；Electrical Control Unit）の他、灯火装置、エアコンディショナ、パワーウィンドウ、オーディオ等が含まれる。

図１１のモータ駆動装置を搭載した車両のうち、特に、ハイブリッド自動車においては、メインバッテリＭＢに蓄えられた電力は、エンジン始動に利用される。具体的には、エンジン（図示せず）に連結されたモータジェネレータＭＧにメインバッテリＭＢから電力を供給し、モータジェネレータＭＧをモータとして駆動させることにより、エンジンを始動させる。

しかしながら、このような従来のモータ駆動装置を搭載したハイブリッド自動車においては、補機バッテリＳＢの蓄電量が著しく低下する、いわゆる補機バッテリ上がりが生じた場合において、車両システムを起動できないという問題が起こり得る。

詳細には、図１１に示すモータ駆動装置においては、モータジェネレータＭＧをモータとして駆動させることによってエンジンを始動させるが、モータ駆動装置全体を制御する制御装置１２０が補機バッテリＳＢを電源としていることから、補機バッテリ上がりが生じると、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２がオンされず、メインバッテリＭＢから昇圧コンバータ１０１およびＤＣ／ＤＣコンバータ１１０への電力供給が途絶えることになる。

また、制御装置１２０は、補機バッテリＳＢの直流電圧を用いて生成された起動信号によって起動されるところ、補機バッテリ上がりによって起動信号を生成することができず、起動不能の状態に陥る。結果として、モータジェネレータＭＧを駆動できず、エンジンを始動させることができない。

そこで、最近では、補機バッテリが上がった状態においても、非常スイッチをオンすることによって、高圧バッテリからの電力を用いて電源システムを始動させてモータを駆動させることのできる電源システムが開示される（たとえば特許文献１参照）。

詳細には、電源システムは、少なくとも２つのバッテリと、一方のバッテリからの給電を受けて他方のバッテリに給電を行なう充給電回路と、非常スイッチと、非常スイッチが操作されたときに、充給電回路を作動させる作動回路とを備える。これによれば、低圧バッテリが上がった状態において非常スイッチが操作されると、作動回路がオンとなり、高圧バッテリから供給される電力が、電圧が調整されて制御装置とリレーとに供給される。さらに、制御装置に電力が供給されると、ＤＣ／ＤＣコンバータが機能し、高圧バッテリからの電力が降圧されて低圧バッテリに供給される。これにより、電動発電機と負荷とを駆動することができ、エンジンを含む車両の動力システムを始動させることができる。
特開２００１−６９６８３号公報

しかしながら、上記の電源システムを搭載したハイブリッド自動車において、操作者によってオンされる非常スイッチおよび非常スイッチに直結される作動回路は、いずれも高圧バッテリに直接的に接続される。そして、高圧バッテリと非常スイッチおよび作動回路との接地ラインは、いずれも車体による接地（ボディアース）に結合されている。したがって、非常スイッチの操作上において、高電圧に対する安全性が保証されるためには、高圧バッテリの電源ライン側の電気的絶縁が確保されていることが必要とされるが、安全対策については必ずしも考慮されたものとはなっていない。

また、図１１に示す従来のモータ駆動装置および上記の電源システムはいずれも、高圧バッテリ以外に、制御回路および負荷の電源として補機バッテリを搭載することから、装置全体が大型でかつ高コストなものとなり、小型化および低コスト化が強く求められている。

それゆえ、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、高い安全性を有する電源装置を提供することである。

また、この発明の別の目的は、安全性の高い電源装置から電力の供給を受けて確実にモータを駆動可能なモータ駆動装置を提供することである。

この発明によれば、電源装置は、第１電源と、第１電源から電力の供給を受けて動作し、負荷の起動時において起動信号を生成して出力するための起動装置と、第１電源から出力された第１の電圧を、第２の電圧に変換して負荷に供給する電圧変換装置と、起動信号に応答して起動され、電圧変換装置を制御する変換装置制御回路と、第１電源と、起動装置、電圧変換装置および変換装置制御回路のうちの第１電源に接続される回路部品とを収容する絶縁部材とを備える。

好ましくは、電源装置は、負荷の起動時にオンされたことに応答して、起動信号を変換装置制御回路に入力するスイッチをさらに備える。

好ましくは、スイッチと起動装置とは、シールド線により結合される。

好ましくは、変換装置制御回路は、第１電源から電力の供給を受けて電圧変換装置を制御する。

好ましくは、起動装置は、第１の電源から出力された第１の電圧を第２の電圧に変換する電圧変換器を含み、かつ変換された第２の電圧を用いて起動信号を生成する。

好ましくは、電源装置は、起動装置の出力ノードにおいて起動装置と並列に接続される第２電源をさらに備える。電源装置は、負荷の起動時において、変換装置制御回路は、第２電源を用いて生成される起動信号および起動装置から出力される起動信号の少なくとも一方に応答して起動される。

好ましくは、起動装置は、第１の電源から出力された第１の電圧を第２の電圧に変換する電圧変換器を含み、かつ変換された第２の電圧を用いて起動信号を生成する。変換装置制御回路は、電圧変換器から第２の電圧の供給を受けて電圧変換装置を制御する。

好ましくは、電源装置は、起動装置の出力ノードにおいて起動装置と並列に接続される第２電源をさらに備える。電源装置は、負荷の起動時において、変換装置制御回路は、第２電源を用いて生成される起動信号および起動装置から出力される起動信号の少なくとも一方に応答して起動され、第２電源および電圧変換器の少なくとも一方から電力の供給を受けて電圧変換装置を制御する。

好ましくは、起動装置は、スイッチがオンされたことを検出して起動信号を起動装置に対して出力する信号検出器を含む。

この発明によれば、モータ駆動装置は、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の電源装置と、第１電源から電力の供給を受けて、車両の駆動力を発生する駆動用モータを駆動する駆動回路と、電圧変換装置から第２の電圧の供給を受けて駆動回路を制御する駆動回路制御回路とを備える。

好ましくは、モータ駆動装置は、駆動回路制御回路からの信号に応じて、電源装置と駆動回路とを電気的に結合するリレーをさらに備える。リレーは、絶縁部材に収容される。

好ましくは、モータ駆動装置は、起動回路からの信号に応じて、電源装置と駆動回路とを電気的に結合するリレーをさらに備える。電圧変換装置は、リレーを介して第１電源に接続される。

好ましくは、起動装置は、車両に搭載されるイグニッションスイッチがオンされたことに応答して、起動信号を生成して出力する。

この発明によれば、第１電源および第１電源に接続される高圧部品は絶縁部材に収容されるため、安全に、第１電源から出力される第１の電圧を降圧して負荷に供給することができる。さらに、起動装置は、第１電源から電力の供給を受けて変換装置制御回路を起動するための起動信号を生成して出力することから、従来、負荷への電力供給源および起動信号の発生源として搭載されていた補機バッテリが不要となる。その結果、電源装置の小型化および低コスト化を図ることができる。

さらに、負荷の起動時において、スイッチがオンされたことに応じて起動回路から起動信号が出力されるため、容易に変換装置制御回路を起動して、電圧変換装置を介して負荷に第２の電圧を供給することができる。

さらに、スイッチと起動装置とはシールド線により結合されるため、スイッチの操作において高い安全性が保証される。

この発明による変換装置制御回路を、第１電源を電源とする構成とすることによって、補機バッテリを制御回路の電源とする従来の電源装置に対して、電圧変換装置を確実に駆動することが可能となる。

このとき、起動装置を電圧変換器で構成し、第１の電圧を降圧した第２の電圧を用いて起動信号を生成することにより、起動信号の発生源としての補機バッテリを必要とせずに、変換装置制御回路を起動させることができる。

また、起動装置を電圧変換器で構成し、第２の電圧を用いて生成した起動信号によって変換装置制御回路を起動させるとともに、第２の電圧を電源として変換装置制御回路に供給することによっても、制御回路の電源および起動信号の発生源としての補機バッテリを必要とせずに、変換装置制御回路を動作させることができる。

また、この発明によれば、第２電源および起動回路の少なくとも一方から出力される第２の電圧を用いて起動信号を生成するため、第２電源の蓄電量が低下したときにおいても、確実に電圧変換装置を駆動することができる。さらに、第２電源を小型化することができる。

この発明の別の局面によれば、起動装置を簡易な回路構成からなる信号検出器で構成することにより、電源装置の一層の小型化および低コスト化を図ることができる。

また、この発明による電源装置をモータ駆動装置に搭載することにより、安全かつ確実に駆動用モータを駆動することができる。

このとき、電源装置と駆動回路とを結合するリレーを絶縁部材に収容することにより、高い安全性を保持することができる。

また、モータ駆動装置において、起動回路を、イグニッションスイッチがオンされたことに応じて起動信号を出力する構成とすることにより、車両システム起動時において確実にエンジンを始動させることができる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１に従う電源装置を含むモータ駆動装置を搭載した車両を示す制御ブロック図である。

図１を参照して、車両は、エンジンおよびモータを動力源とするハイブリッド車両であり、エンジンＥＮＧと、モータジェネレータＭＧ１と、モータジェネレータＭＧ２と、インバータ部１０と、メインバッテリＭＢと、動力分割機構５０と、減速機６０と、車輪７０と、ＥＣＵ９０とを備える。

エンジンＥＮＧは、ガソリンなどの燃料の燃焼エネルギを源として駆動力を発生する。エンジンＥＮＧの発生する駆動力は、図１の太斜線で示すように、動力分割機構５０により、２つの経路に分割される。一方は、減速機６０を介して車輪７０を駆動する駆動軸に伝達する経路である。もう一方は、モータジェネレータＭＧ１へ伝達する経路である。

モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、発電機としても電動機としても機能し得るが、以下に示すように、モータジェネレータＭＧ１は、主として発電機として動作し、モータジェネレータＭＧ２は、主として電動機として動作する。

詳細には、モータジェネレータＭＧ１は、三相交流回転機であり、加速時において、エンジンＥＮＧを始動する始動機として用いられる。このとき、モータジェネレータＭＧ１は、メインバッテリＭＢおよび補機バッテリＳＢの少なくともいずれか一方からの電力の供給を受けて電動機として駆動し、エンジンＥＮＧをクランキングして始動する。

さらに、エンジンＥＮＧの始動後において、モータジェネレータＭＧ１は、動力分割機構５０を介して伝達されたエンジンＥＮＧの駆動力によって回転されて発電する。

モータジェネレータＭＧ１の発電した電力は、車両の運転状態やメインバッテリＭＢのＳＯＣ（State of Charge）によって使い分けられる。たとえば、通常走行時や急加速時においては、モータジェネレータＭＧ１の発電した電力は、そのままモータジェネレータＭＧ２を駆動させる電力となる。一方、メインバッテリＭＢのＳＯＣが所定の値よりも低いときには、モータジェネレータＭＧ１の発電した電力は、インバータ部１０によって交流電力から直流電力に変換されて、メインバッテリＭＢに蓄えられる。

モータジェネレータＭＧ２は、三相交流回転機であり、メインバッテリＭＢに蓄えられた電力およびモータジェネレータＭＧ１の発電した電力の少なくともいずれか一方によって駆動される。モータジェネレータＭＧ２の駆動力は、減速機６０を介して車輪７０の駆動軸に伝達される。これにより、モータジェネレータＭＧ２は、エンジンＥＮＧをアシストして車両を走行させたり、自己の駆動力のみによって車両を走行させたりする。

また、車両の回生制動時には、モータジェネレータＭＧ２は、減速機６０を介して車輪７０により回転されて発電機として動作する。このとき、モータジェネレータＭＧ２で発電した回生電力は、インバータ部１０を介してメインバッテリＭＢに充電される。

メインバッテリＭＢは、走行用バッテリであって、たとえばニッケル水素電池や、リチウムイオン電池などの２次電池セルを多数直列に接続して構成される高電圧のバッテリである。なお、メインバッテリＭＢを、これらの２次電池以外に、キャパシタやコンデンサなどで構成してもよい。

車両は、さらに、メインバッテリＭＢの電力を降圧してＥＣＵ９０および図示しない補機電装品に電力を供給するＤＣ／ＤＣコンバータ２０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路２２と、起動装置４０と、スイッチＳＷとを備える。

図１から明らかなように、この発明の実施の形態による車両は、補機バッテリを有しない。これにより、従来の車両において補機バッテリを電源として動作していたＥＣＵ９０および補機電装品は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０を介してメインバッテリＭＢから電力供給を受けて動作することとなる。なお、補機電装品には、車両の走行を制御するエンジンＥＣＵ、パワートレインＥＣＵ、ブレーキＥＣＵなどのＥＣＵ関係、灯火装置、点火装置、電動ポンプなどが含まれる。以下において、補機バッテリに相当する低電圧を電源とするこれらの電気機器を低圧部品とも称する。一方、メインバッテリＭＢを電源とする電気機器を高圧部品とも称する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、メインバッテリＭＢから供給される電力の電圧を降圧してＥＣＵ９０および補機電装品に供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、図示は省略するが、メインバッテリＭＢの電源ラインと接地ラインとの間に直列接続される２つのスイッチング素子を含む。これらのスイッチング素子のオン／オフされる割合を制御することにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧を、所望の電圧（従来の補機バッテリの電圧レベルに相当）に降圧することができる。

ＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路２２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の降圧動作を制御する。詳細には、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路２２は、後述する起動装置４０からの起動信号ＳＴをトリガとして起動してＤＣ／ＤＣコンバータ２０のスイッチング素子をスイッチング制御するための信号を生成し、その生成した信号をＤＣ／ＤＣコンバータ２０へ出力する。なお、本実施の形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路２２をメインバッテリＭＢから電力供給を受けて動作する高圧部品とする。

起動装置４０は、高圧部品であり、車両システム起動時において、メインバッテリＭＢから電力の供給を受けて起動信号ＳＴを生成し、その生成した起動信号ＳＴをＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路２２へ出力する。より詳細には、起動装置４０は、図１に示すように、ボディアースとの間にスイッチＳＷが接続される。スイッチＳＷがオンされると、メインバッテリＭＢ〜起動装置４０〜スイッチＳＷ〜ボディアースに至る電流経路が形成される。これにより、起動装置４０は、メインバッテリＭＢから電力の供給を受ける。そして、起動装置４０は、電力が供給されたことに応答して、起動信号ＳＴを生成して出力する。

スイッチＳＷは、たとえば車両の運転席のハンドル付近に設けられ、運転手などが手動でオンすることができる手動スイッチである。すなわち、車両システム起動時において、運転手がスイッチＳＷをオンすることにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路２２を起動させることができる。なお、スイッチＳＷを、図示しないイグニッションスイッチがオンされたことに連動してオンされる構成としても良い。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路２２が起動することによって、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０からＥＣＵ９０および補機電装品に対して電力が供給されることとなる。

ここで、この発明によれば、高電圧のメインバッテリＭＢと、メインバッテリＭＢに直接的に接続される高圧部品とは、ボディアースとの電気的絶縁を確保するために、単一の筐体内に収容される。すなわち、筐体であるバッテリパックＢＰは、絶縁部材を構成し、その内部に、メインバッテリＭＢと、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路２２と、起動装置４０とを収容する。なお、図１におけるインバータ部１０は、車両システム起動時において導通されるシステムリレー（図示せず）を介して、メインバッテリＭＢに間接的に接続されることから、バッテリパックＢＰには収容されていない。

さらに、この発明において、起動装置４０とスイッチＳＷとは、シールド線４６により結合される。これにより、スイッチＳＷを操作したときに、操作者が高圧部品である起動装置４０によって感電するのを防止することができる。

ＥＣＵ９０は、本実施の形態に係るモータ駆動装置が搭載される車両を運転手の指示に応じて運転させるために、車両に搭載された機器・回路群の全体動作を制御する。詳細には、ＥＣＵ９０に内蔵される図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）において、車両の運転状態やアクセル踏込み量、アクセル踏込み量の変化率、スロットル開度、シフトポジション、メインバッテリＭＢのＳＯＣなどの各種情報を所定のプログラムに基づいて演算処理を行ない、演算処理結果としての制御信号を機器・回路群に対して出力する。

図２は、この発明の実施の形態１に従うモータ駆動装置１００の概略ブロック図である。

図２を参照して、モータ駆動装置１００は、メインバッテリＭＢと、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２と、昇圧コンバータ１２と、インバータ１３，１５と、電流センサ１４，１６と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路２２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２と、制御装置３０と、スイッチＳＷとを備える。なお、図２において、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２は、図１の起動装置４０を構成する。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０に対して、相対的に電力容量が小さい。

モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、図１に示したように、車両の運転状態に応じて、発電機としても電動機としても機能し得る。モータジェネレータＭＧ１は、インバータ１３によって駆動される。モータジェネレータＭＧ２は、インバータ１５によって駆動される。これらのインバータ１３，１５と昇圧コンバータ１２とは、図１に示すインバータ部１０を構成する。

システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は、制御装置３０からの信号ＳＥによりオン／オフされる。より具体的には、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は、制御装置３０からのＨ（論理ハイ）レベルの信号ＳＥによりオンされ、制御装置３０からのＬ（論理ロー）レベルの信号ＳＥによりオフされる。

電流センサ１４は、モータジェネレータＭＧ１に流れるモータ電流ＭＣＲＴ１を検出し、その検出したモータ電流ＭＣＲＴ１を制御装置３０へ出力する。

電流センサ１６は、モータジェネレータＭＧ２に流れるモータ電流ＭＣＲＴ２を検出し、その検出したモータ電流ＭＣＲＴ２を制御装置３０へ出力する。

昇圧コンバータ１２は、メインバッテリＭＢから供給された直流電圧を昇圧してインバータ１３，１５に供給する。より具体的には、昇圧コンバータ１２は、制御装置３０から信号ＰＷＭＣを受けると、信号ＰＷＭＣに応じて昇圧した直流電圧をインバータ１３，１５に供給する。また、昇圧コンバータ１２は、制御装置３０から信号ＰＷＭＣを受けると、インバータ１３，１５から供給された直流電圧を降圧してメインバッテリＭＢへ供給する。

インバータ１３は、３相インバータであり、メインバッテリＭＢから昇圧コンバータ１２を介して直流電圧が供給されると、制御装置３０からの制御信号ＰＷＭ１に基づいて直流電圧を３相交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ１を駆動する。これにより、モータジェネレータＭＧ１は、トルク指令値ＴＲ１によって指定されたトルクを発生するように駆動される。

インバータ１５も同様に３相インバータであり、メインバッテリＭＢから昇圧コンバータ１２を介して直流電圧が供給されると、制御装置３０からの制御信号ＰＷＭ２に基づいて直流電圧を３相交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ２を駆動する。これにより、モータジェネレータＭＧ２は、トルク指令値ＴＲ２によって指定されたトルクを発生するように駆動される。

たとえば、エンジン始動時においては、インバータ１３は、昇圧コンバータ１２からの直流電圧を信号ＰＷＭ１に応じて交流電圧に変換し、トルク指令値ＴＲ１によって指定されたトルクを出力するようにモータジェネレータＭＧ１を駆動する。モータジェネレータＭＧ１は、動力分割機構５０を介してエンジンＥＮＧのクランクシャフト（図示せず）を回転させてエンジンＥＮＧを始動させる。

また、車両発進時においては、モータジェネレータＭＧ１は、始動後のエンジンＥＮＧの回転力によって発電する発電機として機能する。このとき、インバータ１３は、モータジェネレータＭＧ１が発電した交流電圧を信号ＰＷＭ１によって直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をインバータ１５に供給する。インバータ１５は、昇圧コンバータ１２からの直流電圧とインバータ１３からの直流電圧とを受け、その受けた直流電圧を信号ＰＷＭ２に応じて交流電圧に変換し、トルク指令値ＴＲ２によって指定されたトルクを出力するようにモータジェネレータＭＧ２を駆動する。

次に、車両が軽負荷走行時においては、昇圧コンバータ１２は、制御装置３０からの信号ＰＷＭＣに応じてメインバッテリＭＢからの直流電圧を昇圧してインバータ１５に供給する。インバータ１５は、昇圧コンバータ１２からの直流電圧を信号ＰＷＭ２に応じて交流電圧に変換し、トルク指令値ＴＲ２によって指定されたトルクを出力するようにモータジェネレータＭＧ２を駆動する。

次に、車両の急加速時においては、昇圧コンバータ１２は、制御装置３０からの信号ＰＷＭＣに応じてメインバッテリＭＢからの直流電圧を昇圧してインバータ１５に供給する。インバータ１３は、モータジェネレータＭＧ１がエンジンの回転力により発電した交流電圧を直流電圧に変換し、インバータ１５に供給する。インバータ１５は、昇圧コンバータ１２からの直流電圧とインバータ１３からの直流電圧とを受け、その受けた直流電圧を信号ＰＷＭ２に応じて交流電圧に変換し、トルク指令値ＴＲ２によって指定されたトルクを出力するようにモータジェネレータＭＧ２を駆動する。

最後に、車両の回生制動時においては、インバータ１５は、モータジェネレータＭＧ２が発電した交流電圧を制御装置３０からの信号ＰＷＭ２に基づいて直流電圧に変換し、変換した直流電圧を昇圧コンバータ１２へ供給する。昇圧コンバータ１２は、制御装置３０から信号ＰＷＭＣを受けると、インバータ１５から供給された直流電圧を降圧してメインバッテリＭＢを充電する。

なお、ここで言う回生制動とは、ハイブリッド自動車を運転するドライバーによるフットブレーキ操作があった場合との回生発電を伴なう制動や、フットブレーキを操作しないものの、走行中にアクセルペダルをオフすることで回生発電をさせながら車速を減速（または加速を中止）させることを含む。

制御装置３０は、ＥＣＵ９０からトルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２およびモータ回転数ＭＲＮ１，ＭＲＮ２を受け、図示しない電圧センサからインバータ１３，１５の入力電圧Ｖｍ１，Ｖｍ２を受け、電流センサ１４，１６からモータ電流ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２を受ける。

制御装置３０は、インバータ１３の入力電圧Ｖｍ１、トルク指令値ＴＲ１およびモータ電流ＭＣＲＴ１に基づいて、インバータ１３がモータジェネレータＭＧ１を駆動するときにインバータ１３のＮＰＮトランジスタ（図示せず）をスイッチング制御するための信号ＰＷＭ１を生成し、生成した信号ＰＷＭ１をインバータ１３へ出力する。

また、制御装置３０は、インバータ１５の入力電圧Ｖｍ２、トルク指令値ＴＲ２およびモータ電流ＭＣＲＴ２に基づいて、インバータ１５がモータジェネレータＭＧ２を駆動するときにインバータ１５のＮＰＮトランジスタ（図示せず）をスイッチング制御するための信号ＰＷＭ２を生成し、生成した信号ＰＷＭ２をインバータ１５へ出力する。

さらに、制御装置３０は、インバータ１３がモータジェネレータＭＧ１を駆動するとき、メインバッテリＭＢの端子間電圧Ｖｂ、インバータ１３の入力電圧Ｖｍ１、トルク指令値ＴＲ１およびモータ回転数ＭＲＮ１に基づいて、昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタ（図示せず）をスイッチング制御するための信号ＰＷＣを生成し、生成した信号ＰＷＣを昇圧コンバータ１２へ出力する。

また、制御装置３０は、インバータ１５がモータジェネレータＭＧ２を駆動するとき、メインバッテリＭＢの端子間電圧Ｖｂ、インバータ１５の入力電圧Ｖｍ２、トルク指令値ＴＲ２およびモータ回転数ＭＲＮ２に基づいて、昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタ（図示せず）をスイッチング制御するための信号ＰＷＭＣを生成し、生成した信号ＰＷＭＣを昇圧コンバータ１２へ出力する。

さらに、制御装置３０は、モータ駆動装置１００が搭載されたハイブリッド自動車の回生制動時、インバータ１５の入力電圧Ｖｍ２、トルク指令値ＴＲ２およびモータ電流ＭＣＲＴ２に基づいて、モータジェネレータＭＧ２が発電した交流電圧を直流電圧に変換するための信号ＰＷＭ２を生成し、生成した信号ＰＷＭ２をインバータ１５へ出力する。この場合、インバータ１５のＮＰＮトランジスタ（図示せず）は、信号ＰＷＭ２によってスイッチング制御される。これにより、インバータ１５は、モータジェネレータＭＧ２が発電した交流電圧を直流電圧に変換して昇圧コンバータ１２へ供給する。

さらに、制御装置３０は、回生制動時、メインバッテリＭＢの端子間電圧Ｖｂ，インバータ１５の入力電圧Ｖｍ２、トルク指令値ＴＲ２およびモータ回転数ＭＲＮ２に基づいて、インバータ１５から供給された直流電圧を降圧するための信号ＰＷＭＣを生成し、生成した信号ＰＷＭＣを昇圧コンバータ１２へ出力する。これにより、モータジェネレータＭＧ２が発電した交流電圧は、直流電圧に変換され、降圧されてメインバッテリＭＢに供給される。

ここで、図２に示す本実施の形態に係るモータ駆動装置１００は、図１１に示す従来のモータ駆動装置に対して、以下に述べる特徴を有する。

第１の特徴として、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路２２は、メインバッテリＭＢを電源とする起動装置４０からの起動信号ＳＴによって起動される。詳細には、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路２２は、図示しないマイクロコンピュータ（以下、マイコンとも称する）を含む。マイコンは、起動装置４０であるＤＣ／ＤＣコンバータ４２から出力される起動信号ＳＴをトリガとして起動し、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０のスイッチング素子をスイッチング制御するための信号を生成する。これにより、メインバッテリＭＢの電力が降圧されて負荷２４および制御装置３０に供給される。すなわち、この発明によれば、起動信号の発生源としての補機バッテリを必要とせずに車両システムを起動できることから、モータ駆動装置１００の小型化および低コスト化が可能となる。また、従来のモータ駆動装置において生じていた補機バッテリ上がりによるシステム作動不能に陥ることもなく、確実にエンジンを始動することができる。なお、図２に示す負荷２４は、図１にて説明したＥＣＵ９０および補機電装品などの低圧部品に相当する。

第２の特徴として、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２を介さず、メインバッテリＭＢに直接的に接続される。従来のモータ駆動装置においては、図１１に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０は、車両システムの起動時に制御装置１２０からの信号ＳＥによってシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２がオンされたことに応じて、メインバッテリＭＢと接続される。これに対して、本実施の形態によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、車両システム起動の有無に関わらず、常時メインバッテリＭＢに接続されることになる。すなわち、これらの第１および第２の特徴によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路２２が起動信号ＳＴをトリガとして起動してＤＣ／ＤＣコンバータ２０を制御することにより、負荷２４および制御装置３０は、電力が供給されて動作可能な状態となる。

第３の特徴として、メインバッテリＭＢに直接的に接続されるＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路２２、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０、起動装置４０であるＤＣ／ＤＣコンバータ４２およびシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２は、メインバッテリＭＢと一体化されて、絶縁部材であるバッテリパックＢＰに収容される。これによれば、これらの高圧部品は、ボディアースとの電気的絶縁が十分に確保されることから、高い安全性が保証される。さらに、バッテリパックＢＰと手動スイッチであるスイッチＳＷとは、シールド線４６により結合されることから、操作者は、安全に負荷２４および制御装置３０に電力を供給して車両システムを起動させることができる。

ここで、メインバッテリＭＢとスイッチＳＷとの結合を、シールド線４６に限らず、ハイインピーダンスにより行なう構成としても、安全性を確保することができる。なお、シールド線４６またはハイインピーダンスは、起動装置４０の構成によっては不要となる場合がある。たとえば起動装置４０が、図３に示すＤＣ／ＤＣコンバータ４２から構成されるときには、メインバッテリＭＢとスイッチＳＷとが電気的に絶縁されていることから、シールド線４６（またはハイインピーダンス）は不要となる。

図３は、図２におけるＤＣ／ＤＣコンバータ４２の回路図である。

図３を参照して、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２は、入力端子ｔ１，ｔ２と、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４と、ダイオードＤ１〜Ｄ６と、トランスＴ１と、コイルＬ１と、コンデンサＣ１と、出力端子ｔ３，ｔ４とを含む。

入力端子ｔ１，ｔ２は、メインバッテリＭＢから直流電圧を受け、その受けた直流電圧をスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２およびスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の両端に供給する。

スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、電源電圧と接地電圧との間に直列に接続される。スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４は、電源電圧と接地電圧との間に直列に接続される。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、電源電圧と接地電圧との間に、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４と並列に接続される。各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ１〜Ｄ４がそれぞれ接続されている。

トランスＴ１は、その一次側コイルが、スイッチング素子Ｑ1，Ｑ２の接続ノードと、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の接続ノードとの間に配される。さらに、一次側コイルに対向するように、トランスＴ１の二次側コイルが配される。

ダイオードＤ５は、トランスＴ１の二次側コイルからコイルＬ１に電流を流すようにトランスＴ１の二次側コイルとコイルＬ１との間に接続される。

ダイオードＤ６は、ダイオードＤ５とコイルＬ１との接続ノードから二次側コイルの低圧側へ出力電流が流れ込むのを阻止するように、トランスＴ１の二次側コイルとコイルＬ１との間に接続される。

コイルＬ１は、ダイオードＤ５と出力端子ｔ３との間に接続される。コンデンサＣ１は、コイルＬ１の出力側と接地電圧との間に接続され、コイルＬ１からの出力電圧を平滑化して出力端子ｔ３に与える。

以上の構成において、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ４がオンされ、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３がオフされると、電源電圧〜スイッチング素子Ｑ１〜トランスＴ１の一次側コイル〜スイッチング素子Ｑ４〜接地電圧の経路で入力電流が流れる。そして、トランスＴ１は、一次側コイルと二次側コイルとの巻線比に応じて入力電圧を降圧して出力電圧を出力する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の二次側では、トランスＴ１の二次側コイル〜ダイオードＤ５〜コイルＬ１〜スイッチＳＷの経路で出力電流が流れる。そして、出力電流は、起動信号ＳＴとして図示しないＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路２２へ出力される。

スイッチング素子Ｑ１，Ｑ４がオン／オフされる割合、つまりデューティ比に応じて、入力電流が変化し、トランスＴ１に印加される電圧が変化する。すなわち、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ４のオンデューティが大きくなると、入力電流が増加してトランスＴ１に印加される電圧が増加する。一方、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ４のオンデューティが小さくなると、入力電流が減少してトランスＴ１に印加される電圧が減少する。

そして、トランスＴ１は、トランスＴ１に印加される電圧を、その電圧レベルに応じて降圧するので、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の二次側の出力電圧は、トランスＴ１に印加される電圧に応じて変化する。

したがって、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ４のオンデューティ比を制御することで、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の出力電圧を所望の電圧となるように制御することができる。なお、本実施の形態において、オンデューティ比は起動信号ＳＴの電圧レベルに応じて予め設定されている。

図４は、この発明の実施の形態１によるモータ駆動装置１００によるエンジン始動を説明するためのフローチャートである。

図４を参照して、車両システムの起動時において、イグニッションスイッチがオンされたことに応じて、運転手により手動のスイッチＳＷがオンされる（ステップＳ０１）。そして、スイッチＳＷがオンされたことに応答して、起動装置４０（たとえばＤＣ／ＤＣコンバータ４２）からＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路２２へ起動信号ＳＴが出力される。

ＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路２２は、起動信号ＳＴを受けると、これをトリガとして起動し、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０のスイッチング素子をスイッチング制御するための信号を生成する（ステップＳ０２）。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路２２は、その生成した信号をＤＣ／ＤＣコンバータ２０の各スイッチング素子のゲートへ出力する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路２２からの信号に応じてスイッチング素子のスイッチング動作を行ない、メインバッテリＭＢの直流電圧を補機バッテリの電源電圧に相当する所望の電圧にまで降圧する。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、その降圧した直流電圧を負荷２４および制御装置３０へ供給する（ステップＳ０３）。

負荷２４および制御装置３０に電力が供給されて各々が作動すると、制御装置３０からの信号ＳＥに応じてシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２がオンされ、モータ駆動装置１００内部のインバータ部１０は動作可能な状態（ＲＥＡＤＹ ＯＮ）となる（ステップＳ０４）。そして、インバータ部１０は、メインバッテリＭＢの電力によってモータジェネレータＭＧ１を駆動させる。このモータジェネレータＭＧ１の駆動力によりエンジンＥＮＧが始動される（ステップＳ０５）。

以上のように、この発明の実施の形態１によれば、メインバッテリを電源とする起動回路によってＤＣ／ＤＣコンバータが駆動され、モータ駆動装置全体を制御する制御装置には、メインバッテリからＤＣ／ＤＣコンバータを介して降圧された電力が供給されることから、制御装置の電源および起動信号の発生源としての補機バッテリが不要となる。その結果、モータ駆動装置の小型化および低コスト化を図ることができる。また、メインバッテリは補機バッテリに対して蓄電量が著しく大きいことから、バッテリ上がりによる制御装置の作動不能を生じることなく、確実にエンジンを始動することができる。

また、メインバッテリおよびメインバッテリに直接的に接続される高圧部品を絶縁部材内に収容すること、およびスイッチの電気的絶縁を確保することによって、高い安全性が保証される。

［変更例１］
図５は、この発明の実施の形態１の第１の変更例によるモータ駆動装置１００Ａの概略ブロック図である。

図５を参照して、モータ駆動装置１００Ａは、図２のモータ駆動装置１００におけるＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路２２を、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路２２Ａに変更したものである。よって、重複する回路部位についての説明は繰り返さない。

本変更例において、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路２２Ａは、起動装置４０であるＤＣ／ＤＣコンバータ４２から出力される起動信号ＳＴにより起動される。このとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路２２Ａは、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２から電力の供給を受けて動作する。すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路２２Ａは、メインバッテリＭＢからの直流電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ４２によって降圧されると、その降圧された直流電圧を電源として、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０をスイッチング制御するための信号を生成する。

なお、図５におけるＤＣ／ＤＣコンバータ４２は、図３で説明したものと同じ構成からなる。本変更例において、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ４のオンデューティ比は、出力電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路２２Ａの動作電圧となるように制御される。

すなわち、本変更例によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路２２Ａは、制御装置３０と同様に低圧部品で足りることになる。これは、モータ駆動装置１００Ａのコスト低減に有効である。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路２２Ａは、バッテリパックＢＰの外部に設ける構成とすることができることから、バッテリパックＢＰを小型化できる。

［変更例２］
図６は、この発明の実施の形態１の第２の変更例によるモータ駆動装置１００Ｂの概略ブロック図である。

図６を参照して、モータ駆動装置１００Ｂは、図２のモータ駆動装置１００におけるＤＣ／ＤＣコンバータ２０を、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２を介して間接的にメインバッテリＭＢに接続されるように変更したものである。よって、重複する回路部位についての説明は繰り返さない。

車両システム起動時において、運転手によってスイッチＳＷがオンされると、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２から起動信号ＳＴが出力される。本変更例において、この起動信号ＳＴは、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路２２に入力されるとともに、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２に入力される。すなわち、スイッチＳＷがオンされたことに応じて、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路２２が起動されるとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０がメインバッテリＭＢに接続されることになる。この状態において、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路２２からの信号に応じてスイッチング動作を行ない、メインバッテリＭＢの直流電圧を降圧して負荷２４および制御装置３０へ供給する。

本変更例によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２を介してメインバッテリＭＢに間接的に接続されることから、バッテリパックＢＰの外部に配置される。これによれば、大型のＤＣ／ＤＣコンバータ２０がバッテリパックＢＰに収容されないことから、バッテリパックＢＰを小型化できる。

図７は、この発明の実施の形態１の変更例２によるモータ駆動装置１００Ｂによるエンジン始動を説明するためのフローチャートである。

図７を参照して、車両システムの起動時において、イグニッションスイッチがオンされたことに応じて、運転手により手動のスイッチＳＷがオンされる（ステップＳ１０）。そして、スイッチＳＷがオンされたことに応答して、起動装置４０（たとえばＤＣ／ＤＣコンバータ４２）からＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路２２およびシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２へ起動信号ＳＴが出力される。

システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は、起動信号ＳＴに応じてオン状態となる。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、メインバッテリＭＢに接続される（ステップＳ１１）。

一方、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路２２は、起動信号ＳＴを受けると、これをトリガとして起動し、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０のスイッチング素子をスイッチング制御するための信号を生成する（ステップＳ１２）。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路２２は、その生成した信号をＤＣ／ＤＣコンバータ２０の各スイッチング素子のゲートへ出力する。

これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路２２からの信号に応じてスイッチング素子のスイッチング動作を行ない、メインバッテリＭＢの直流電圧を所望の電圧にまで降圧する。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、その降圧した直流電圧を負荷２４および制御装置３０へ供給する（ステップＳ１３）。

負荷２４および制御装置３０に電力が供給されて各々が作動すると、モータ駆動装置１００内部のインバータ部１０は動作可能な状態（ＲＥＡＤＹ ＯＮ）となる（ステップＳ１４）。そして、インバータ部１０は、メインバッテリＭＢの電力によってモータジェネレータＭＧ１を駆動させる。このモータジェネレータＭＧ１の駆動力によりエンジンＥＮＧが始動される（ステップＳ１５）。

［実施の形態２］
図８は、この発明の実施の形態２によるモータ駆動装置１００Ｃの概略ブロック図である。

図８を参照して、モータ駆動装置１００Ｃは、図１のモータ駆動装置１００に対して、小型バッテリＳＢ１を付加したものである。なお、図示は省略されるが、メインバッテリＭＢには、図１のモータ駆動装置１００と同様に、昇圧コンバータ１２およびインバータ１３，１５からなるインバータ部１０が接続される。インバータ部１０は、図示しない制御装置３０からの信号を受けて、メインバッテリＭＢの電力によりモータジェネレータＭＧ１を駆動する。そして、モータジェネレータＭＧ１の駆動力により、エンジンＥＮＧが始動される。

小型バッテリＳＢ１は、従来の補機バッテリと同程度の電源電圧を有し、ＥＣＵ９０に含まれるメモリの保存用電源として搭載されるものである。本実施の形態では、この小型バッテリＳＢ１を、起動信号ＳＴの発生源として、起動装置４０であるＤＣ／ＤＣコンバータ４２と併用する構成とする。

詳細には、小型バッテリＳＢ１の正極は、ダイオードＤ１０のアノードに接続され、ダイオードＤ１０のカソードがスイッチＳＷに接続される。スイッチＳＷはさらに、ダイオードＤ１１のカソードに接続される。ダイオードＤ１１のアノードには、起動装置４０であるＤＣ／ＤＣコンバータ４２が接続される。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２とダイオードＤ１１のアノードとは、シールド線４６（もしくはハイインピーダンス）により結合される。

以上の構成において、スイッチＳＷがオンされると、スイッチＳＷには、小型バッテリＳＢ１の電源電圧およびＤＣ／ＤＣコンバータ４２の出力電圧の少なくとも一方が駆動される。より詳細には、ダイオードＤ１０，Ｄ１１の整流特性によって、スイッチＳＷには、小型バッテリＳＢ１の電源電圧およびＤＣ／ＤＣコンバータ４２の出力電圧のうちの高い方の電圧が駆動される。そして、この高い方の電圧を用いて起動信号ＳＴが生成されて、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路２２に出力される。

すなわち、小型バッテリＳＢ１の蓄電量が十分であって、電源電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ４２の出力電圧よりも高いときには、スイッチＳＷがオンされたことに応じて、小型バッテリＳＢ１の電源電圧が、起動信号ＳＴとしてＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路２２に与えられる。そして、小型バッテリＳＢ１の蓄電量が減少し、電源電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ４２の出力電圧よりも低くなると、スイッチＳＷがオンされたことに応じて、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の出力電圧が起動信号ＳＴとしてＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路２２に与えられる。

したがって、この発明の実施の形態２によれば、ＥＣＵ内部のメモリの保存用電源として搭載される小型バッテリにバッテリ上がりが生じた場合であっても、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路を起動させて、メインバッテリからＤＣ／ＤＣコンバータを介して負荷に電力を供給することができる。その結果、確実にモータを駆動することができる。

また、小型バッテリを一層低容量で小型なもので構成することができるため、モータ駆動装置の小型化および低コスト化が可能となる。さらに、ＥＣＵ内部のメモリを不揮発性メモリで構成することによって小型バッテリが不要とされる場合にも、対応することができる。

また、メインバッテリに直接的に接続される高圧部品の電気的絶縁が確保されることから、高い安全性が保証される。

［実施の形態３］
図９は、この発明の実施の形態３によるモータ駆動装置１００Ｄの概略ブロック図である。

図９を参照して、モータ駆動装置１００Ｄは、図２のモータ駆動装置１００における起動装置４０であるＤＣ／ＤＣコンバータ４２を、信号検出器４４に変更したものである。

信号検出器４４は、一方端子がメインバッテリＭＢの正極に接続され、他方端子がスイッチＳＷを介してボディアースに接続される。スイッチＳＷが運転手などによりオンされると、メインバッテリＭＢ〜信号検出器４４〜スイッチＳＷ〜ボディアースに至る電流経路が形成される。そして、信号検出器４４は、内部を流れる電流により生じた電位差を検出すると、スイッチＳＷがオンされたと判断して、起動信号ＳＴを出力する。

図１０は、図９における信号検出器４４の構成例を示す回路図である。

図１０を参照して、信号検出器４４は、メインバッテリＭＢの正極とスイッチＳＷの一方端子との間に直列に接続された抵抗素子Ｒ１と、抵抗素子Ｒ１の両端に発生した電位差を検出する電圧計とからなる。

抵抗素子Ｒ１の一方端子とスイッチＳＷとは、安全面を考慮して、シールド線４６により結合される。なお、先述のように、シールド線４６をハイインピーダンスで構成することによっても、同様の効果を得ることができる。

また、シールド線４６とボディアースとの間、およびメインバッテリＭＢの負極とボディアースとの間には、それぞれ抵抗素子Ｒ２，Ｒ３が配される。いずれの抵抗素子Ｒ２，Ｒ３もハイインピーダンスに設定される。これにより、メインバッテリＭＢからボディアースに大電流が流れるのが回避される。

以上の構成において、操作者によりスイッチＳＷがオンされると、メインバッテリＭＢの正極〜抵抗素子Ｒ１〜スイッチＳＷ〜ボディアースを経路として、電流ｉが流れる。これにより、抵抗素子Ｒ１の両端には、電流ｉと抵抗素子Ｒ１の抵抗値との積に相当する電位差が生じる。電圧計は、抵抗素子Ｒ１に生じた電位差が所定の閾値を越えたことを検出して、スイッチＳＷがオンされたと判断する。そして、電圧計は、スイッチＳＷがオンされたことを判断すると、その判断結果として起動信号ＳＴを出力する。

そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路２２は、信号検出器４４から起動信号ＳＴを受けると、メインバッテリＭＢを電源として起動し、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０のスイッチング素子をスイッチング制御するための信号を生成する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路２２からの信号に応じてスイッチング動作を行ない、メインバッテリＭＢからの直流電圧を降圧して負荷２４および制御装置３０へ供給する。

なお、モータ駆動装置１００Ｄにおいても、エンジン始動は、図４に示すフローチャートに従って行なわれる。すなわち、イグニッションスイッチがオンされるとともに、スイッチＳＷがオンされると、メインバッテリＭＢからＤＣ／ＤＣコンバータ２０を介して、制御装置３０に電力が供給される。制御装置３０が作動したことによって、モータ駆動装置１００Ｄは動作可能な状態（ＲＥＡＤＹ ＯＮ）となり、メインバッテリＭＢの電力によってモータジェネレータＭＧ１を駆動させる。このモータジェネレータＭＧ１の駆動力によりエンジンＥＮＧが始動される。

また、本実施の形態においても、メインバッテリＭＢと、メインバッテリＭＢに直接的に接続されるＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路２２、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０、信号検出器４４およびシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２は、絶縁部材であるバッテリパックＢＰに収容される。これにより、高圧部品に対する電気的絶縁が確保される。

また、モータ駆動装置１００Ｄにおいても、先の実施の形態１の変更例２で示したように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０をシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２を介して、間接的に接続する構成とすることができる。本構成によれば、信号検出器４４から出力される起動信号ＳＴによって、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路２２が起動するとともに、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２がオンされる。なお、この場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０はバッテリパックＢＰの外部に設けることができる。

以上のように、この発明の実施の形態３によれば、起動装置を簡易な信号検出器で構成することにより、モータ駆動装置のさらなる小型化および低コスト化を図ることができる。また、高圧部品の電気的絶縁は確保されていることから、高い安全性のもとで、確実にモータを駆動することが可能となる。

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説明ではなく、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。

この発明は、ハイブリッド自動車に搭載されるモータ駆動装置に適用することができる。

この発明の実施の形態１に従う電源装置を含むモータ駆動装置を搭載した車両を示す制御ブロック図である。 この発明の実施の形態１に従うモータ駆動装置の概略ブロック図である。 図２におけるＤＣ／ＤＣコンバータの回路図である。 この発明の実施の形態１によるモータ駆動装置によるエンジン始動を説明するためのフローチャートである。 この発明の実施の形態１の第１の変更例によるモータ駆動装置の概略ブロック図である。 この発明の実施の形態１の第２の変更例によるモータ駆動装置の概略ブロック図である。 この発明の実施の形態１の変更例２によるモータ駆動装置によるエンジン始動を説明するためのフローチャートである。 この発明の実施の形態２によるモータ駆動装置の概略ブロック図である。 この発明の実施の形態３によるモータ駆動装置の概略ブロック図である。 図９における信号検出器の構成例を示す回路図である。 従来のモータ駆動装置の一例を示す概略ブロック図である。

符号の説明

１０ インバータ部、１２，１０１ 昇圧コンバータ、１３，１５，１０２ インバータ、１４，１６，１０４ 電流センサ、２０，４２，１１０ ＤＣ／ＤＣコンバータ、２２，２２Ａ ＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路、２４ 負荷、３０，１２０ 制御装置、４０ 起動装置、４４ 信号検出器、４６ シールド線、５０ 動力分割機構、６０ 減速機、７０ 車輪、８０ スイッチ、１００，１００Ａ〜１００Ｃ モータ駆動装置、ＥＮＧ エンジン、Ｃ１ コンデンサ、Ｄ１，Ｄ５，Ｄ６，Ｄ１０，Ｄ１１ ダイオード、Ｌ１ コイル、ＭＢ メインバッテリ、ＳＢ 補機バッテリ、ＳＢ１ 小型バッテリ、ＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、Ｑ１〜Ｑ４ フォトトランジスタ、ＳＲ１，ＳＲ２ システムリレー、Ｔ１，Ｔ２ トランス、ｔ１，ｔ２ 入力端子、ｔ３，ｔ４ 出力端子、Ｒ１〜Ｒ３ 抵抗素子、ＳＷ スイッチ、ＢＰ バッテリパック。

Claims (13)

1. 第１電源と、
   前記第１電源から電力の供給を受けて動作し、前記負荷の起動時において前記起動信号を生成して出力するための起動装置と、
   前記第１電源から出力された第１の電圧を、前記第２の電圧に変換して前記負荷に供給する電圧変換装置と、
   前記起動信号に応答して起動され、前記電圧変換装置を制御する変換装置制御回路と、
   前記第１電源と、前記起動装置、前記電圧変換装置および前記変換装置制御回路のうちの前記第１電源に接続される回路部品とを収容する絶縁部材とを備える、電源装置。
2. 前記負荷の起動時にオンされたことに応答して、前記起動信号を前記変換装置制御回路に入力するスイッチをさらに備える、請求項１に記載の電源装置。
3. 前記スイッチと前記起動装置とは、シールド線により結合される、請求項２に記載の電源装置。
4. 前記変換装置制御回路は、前記第１電源から電力の供給を受けて前記電圧変換装置を制御する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電源装置。
5. 前記起動装置は、前記第１の電源から出力された前記第１の電圧を前記第２の電圧に変換する電圧変換器を含み、かつ前記変換された第２の電圧を用いて前記起動信号を生成する、請求項４に記載の電源装置。
6. 前記起動装置の出力ノードにおいて前記起動装置と並列に接続される第２電源をさらに備え、
   前記負荷の起動時において、前記変換装置制御回路は、前記第２電源を用いて生成される前記起動信号および前記起動装置から出力される前記起動信号の少なくとも一方に応答して起動される、請求項５に記載の電源装置。
7. 前記起動装置は、前記第１の電源から出力された前記第１の電圧を前記第２の電圧に変換する電圧変換器を含み、かつ前記変換された前記第２の電圧を用いて前記起動信号を生成し、
   前記変換装置制御回路は、前記電圧変換器から前記第２の電圧の供給を受けて前記電圧変換装置を制御する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電源装置。
8. 前記起動装置の出力ノードにおいて前記起動装置と並列に接続される第２電源をさらに備え、
   前記負荷の起動時において、前記変換装置制御回路は、前記第２電源を用いて生成される前記起動信号および前記起動装置から出力される前記起動信号の少なくとも一方に応答して起動され、前記第２電源および前記電圧変換器の少なくとも一方から電力の供給を受けて前記電圧変換装置を制御する、請求項７に記載の電源装置。
9. 前記起動装置は、前記スイッチがオンされたことを検出して前記起動信号を前記起動装置に対して出力する信号検出器を含む、請求項４に記載の電源装置。
10. 請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の電源装置と、
    前記第１電源から電力の供給を受けて、車両の駆動力を発生する駆動用モータを駆動する駆動回路と、
    前記電圧変換装置から前記第２の電圧の供給を受けて前記駆動回路を制御する駆動回路制御回路とを備える、モータ駆動装置。
11. 前記駆動回路制御回路からの信号に応じて、前記電源装置と前記駆動回路とを電気的に結合するリレーをさらに備え、
    前記リレーは、前記絶縁部材に収容される、請求項１０に記載のモータ駆動装置。
12. 前記起動回路からの信号に応じて、前記電源装置と前記駆動回路とを電気的に結合するリレーをさらに備え、
    前記電圧変換装置は、前記リレーを介して前記第１電源に接続される、請求項１０に記載のモータ駆動装置。
13. 前記起動装置は、前記車両に搭載されるイグニッションスイッチがオンされたことに応答して、前記起動信号を生成して出力する、請求項１０から請求項１２のいずれか１項に記載のモータ駆動装置。

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