JP6389103B2

JP6389103B2 - Power converter

Info

Publication number: JP6389103B2
Application number: JP2014224083A
Authority: JP
Inventors: 芳光高橋; 脇本　亨; 亨脇本; 野村　由利夫; 由利夫野村
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-11-04
Filing date: 2014-11-04
Publication date: 2018-09-12
Anticipated expiration: 2034-11-04
Also published as: JP2016092945A

Description

本発明は、電力変換装置に関する。 The present invention relates to a power conversion device.

従来、２つのインバータによりモータの電力を変換するインバータ駆動システムが知られている。例えば特許文献１では、高電圧時において、第１のインバータシステムと第２のインバータシステムのパルス幅変調信号（以下、パルス幅変調を「ＰＷＭ」という。）の基本波成分の位相を１８０［°］ずらすことで２つの電源が電気的に直列接続され、２つの電源電圧の和によりモータを駆動する。また、特許文献１では、低電圧時において、第１のインバータシステムまたは第２のインバータシステムの一方の上アームまたは下アームのいずれかを３相同時オンし、他方をＰＷＭ駆動している。 Conventionally, an inverter drive system that converts electric power of a motor by two inverters is known. For example, in Patent Document 1, the phase of the fundamental wave component of the pulse width modulation signal (hereinafter referred to as “PWM”) of the first inverter system and the second inverter system at a high voltage is 180 [°. By shifting, the two power supplies are electrically connected in series, and the motor is driven by the sum of the two power supply voltages. Further, in Patent Document 1, at the time of a low voltage, either one of the upper arm or the lower arm of the first inverter system or the second inverter system is simultaneously turned on for three phases, and the other is PWM driven.

特開２００６−２３８６８６号公報JP 2006-238686 A

特許文献１では、回転機から生じた電力の回生制御については、何ら言及されていない。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、１つの回転電機に２つのインバータを設ける構成において、モータジェネレータにより生じる電力を電圧源に適切に充電可能な電力変換装置を提供することにある。 In patent document 1, nothing is mentioned about the regeneration control of the electric power generated from the rotating machine.
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a power converter that can appropriately charge power generated by a motor generator to a voltage source in a configuration in which two inverters are provided in one rotating electrical machine. Is to provide.

本発明は、巻線を有するモータジェネレータの電力を変換する電力変換装置であって、第１インバータと、第２インバータと、制御部と、を備える。
第１インバータは、巻線の一端と第１電圧源とに接続される。
第２インバータは、巻線の他端と第２電圧源とに接続される。
制御部は、モータジェネレータの発電量に応じて第１インバータおよび第２インバータを制御し、第１電圧源および第２電圧源の充電量を可変とする。
モータジェネレータは、駆動源により駆動される。制御部は、モータジェネレータの回生制動により生じる回生電力を第１電圧源に優先的に充電させ、駆動源によりモータジェネレータが駆動されて生じる発電電力を第２電圧源に優先的に充電させる。 The present invention is a power conversion device that converts electric power of a motor generator having a winding, and includes a first inverter, a second inverter, and a control unit.
The first inverter is connected to one end of the winding and the first voltage source.
The second inverter is connected to the other end of the winding and the second voltage source.
The control unit controls the first inverter and the second inverter according to the power generation amount of the motor generator, and makes the charge amounts of the first voltage source and the second voltage source variable.
The motor generator is driven by a drive source. The control unit preferentially charges the first voltage source with regenerative power generated by regenerative braking of the motor generator, and preferentially charges the second voltage source with generated power generated by driving the motor generator by the drive source.

これにより、モータジェネレータにより生じる電力を第１電圧源および第２電圧源に適切に充電させることができる。また、例えばモータジェネレータを電動車両の主機モータに適用する場合、第１電圧源および第２電圧源の充電状態を適切に制御することで、電圧源の容量に対する航続距離（いわゆる「電費」）の向上に寄与する。 Thereby, the electric power generated by the motor generator can be appropriately charged in the first voltage source and the second voltage source. For example, when the motor generator is applied to the main motor of an electric vehicle, the cruising distance (so-called “electricity cost”) with respect to the capacity of the voltage source can be controlled by appropriately controlling the charging states of the first voltage source and the second voltage source. Contributes to improvement.

本発明の第１実施形態の電力変換装置の構成を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the structure of the power converter device of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態による片側駆動動作を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the one-side drive operation | movement by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態による反転駆動動作を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the inversion drive operation | movement by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態による電流値および電圧値を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the electric current value and voltage value by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態による両側充電動作を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the both-sides charging operation by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態による両側充電動作を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the both-sides charging operation by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態による両側充電動作を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the both-sides charging operation by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態による片側充電動作と両側充電動作との切り替えを説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the switching of the one-side charge operation | movement by the 1st Embodiment of this invention, and a both-sides charge operation. 本発明の第１実施形態による充電制御処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the charge control process by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態による電力変換装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the power converter device by 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態による電力変換装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the power converter device by 3rd Embodiment of this invention.

以下、本発明による電力変換装置を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による電力変換装置を図１〜図９に基づいて説明する。以下、複数の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
図１に示すように、本実施形態の電力変換装置１は、モータジェネレータ１０の電力を変換するものである。
モータジェネレータ１０は、例えば電気自動車やハイブリッド車両等の電動自動車に適用され、図示しない駆動輪を駆動するためのトルクを発生する、いわゆる「主機モータ」である。モータジェネレータ１０は、駆動輪を駆動するための電動機としての機能、および、図示しないエンジンや駆動輪から伝わる運動エネルギによって駆動されて発電する発電機としての機能を有する。 Hereinafter, a power converter according to the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
The power converter device by 1st Embodiment of this invention is demonstrated based on FIGS. Hereinafter, in a plurality of embodiments, the same numerals are given to the substantially same composition, and explanation is omitted.
As shown in FIG. 1, the power conversion device 1 of the present embodiment converts the power of the motor generator 10.
The motor generator 10 is a so-called “main motor” that is applied to an electric vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle and generates torque for driving drive wheels (not shown). The motor generator 10 has a function as an electric motor for driving the drive wheels, and a function as a generator that generates electric power by being driven by kinetic energy transmitted from an engine or drive wheels (not shown).

モータジェネレータ１０は、３相交流の回転機であって、Ｕ相コイル１１、Ｖ相コイル１２、および、Ｗ相コイル１３を有する。Ｕ相コイル１１、Ｖ相コイル１２およびＷ相コイル１３が「巻線」に対応し、以下適宜、Ｕ相コイル１１、Ｖ相コイル１２およびＷ相コイル１３を「コイル１１〜１３」という。また、Ｕ相コイル１１に通電される電流をＵ相電流Ｉｕ、Ｖ相コイル１２に通電される電流をＶ相電流Ｉｖ、Ｗ相コイル１３に通電される電流をＷ相電流Ｉｗという。また、モータジェネレータ１０の最大回転数をＮｍａｘとする。
モータジェネレータ１０のロータ近傍には、ロータの回転角θを検出する回転角センサ１４が設けられる。 Motor generator 10 is a three-phase AC rotating machine, and includes U-phase coil 11, V-phase coil 12, and W-phase coil 13. The U-phase coil 11, the V-phase coil 12, and the W-phase coil 13 correspond to “windings”, and the U-phase coil 11, the V-phase coil 12, and the W-phase coil 13 are hereinafter appropriately referred to as “coils 11 to 13”. Further, the current supplied to the U-phase coil 11 is referred to as U-phase current Iu, the current supplied to the V-phase coil 12 is referred to as V-phase current Iv, and the current supplied to the W-phase coil 13 is referred to as W-phase current Iw. Further, the maximum rotation speed of motor generator 10 is assumed to be Nmax.
A rotation angle sensor 14 for detecting the rotation angle θ of the rotor is provided in the vicinity of the rotor of the motor generator 10.

電力変換装置１は、第１インバータ２０、第２インバータ３０、および、制御部６０等を備える。
第１インバータ２０は、コイル１１〜１３への通電を切り替える３相インバータであり、６つのスイッチング素子であるＵ１上アーム素子２１、Ｖ１上アーム素子２２、Ｗ１上アーム素子２３、Ｕ１下アーム素子２４、Ｖ１下アーム素子２５、および、Ｗ１下アーム素子２６を有する。以下適宜、Ｕ１上アーム素子２１、Ｖ１上アーム素子２２、Ｗ１上アーム素子２３、Ｕ１下アーム素子２４、Ｖ１下アーム素子２５、および、Ｗ１下アーム素子２６を「（第１）スイッチング素子２１〜２６」という。 The power conversion device 1 includes a first inverter 20, a second inverter 30, a control unit 60, and the like.
The first inverter 20 is a three-phase inverter that switches energization to the coils 11 to 13, and includes U1 upper arm element 21, V1 upper arm element 22, W1 upper arm element 23, and U1 lower arm element 24 that are six switching elements. , V1 lower arm element 25, and W1 lower arm element 26. Hereinafter, the U1 upper arm element 21, the V1 upper arm element 22, the W1 upper arm element 23, the U1 lower arm element 24, the V1 lower arm element 25, and the W1 lower arm element 26 are appropriately referred to as “(first) switching elements 21 to 21”. 26 ".

Ｕ１上アーム素子２１はＵ１下アーム素子２４の高電位側に接続され、Ｖ１上アーム素子はＶ１下アーム素子２５の高電位側に接続され、Ｗ１上アーム素子２３は、Ｗ１下アーム素子２６の高電位側に接続される。以下適宜、Ｕ１上アーム素子２１、Ｖ１上アーム素子２２、および、Ｗ１上アーム素子２３を「（第１）上アーム素子２１〜２３」、Ｕ１下アーム素子２４、Ｖ１下アーム素子２５、および、Ｗ１下アーム素子２６を「（第１）下アーム素子２４〜２６」という。 The U1 upper arm element 21 is connected to the high potential side of the U1 lower arm element 24, the V1 upper arm element is connected to the high potential side of the V1 lower arm element 25, and the W1 upper arm element 23 is connected to the W1 lower arm element 26. Connected to the high potential side. The U1 upper arm element 21, the V1 upper arm element 22, and the W1 upper arm element 23 are hereinafter referred to as “(first) upper arm elements 21 to 23”, the U1 lower arm element 24, the V1 lower arm element 25, and The W1 lower arm element 26 is referred to as “(first) lower arm elements 24-26”.

第１インバータ２０は、コイル１１、１２、１３の一端１１１、１２１、１３１と第１電圧源としての第１バッテリ４１との間に接続される。具体的には、Ｕ１上アーム素子２１とＵ１下アーム素子２４との接続点２７がＵ相コイル１１の一端１１１に接続され、Ｖ１上アーム素子２２とＶ１下アーム素子２５の接続点２８がＶ相コイル１２の一端１２１に接続され、Ｗ１上アーム素子２３とＷ１下アーム素子２６との接続点２９がＷ相コイル１３の一端１３１に接続される。また、第１上アーム素子２１〜２３の高電位側を接続する高電位側配線が第１バッテリ４１の正極と接続され、第１下アーム素子２４〜２６の低電位側を接続する低電位側配線が第１バッテリ４１の負極と接続される。 The first inverter 20 is connected between one end 111, 121, 131 of the coils 11, 12, 13 and a first battery 41 as a first voltage source. Specifically, a connection point 27 between the U1 upper arm element 21 and the U1 lower arm element 24 is connected to one end 111 of the U-phase coil 11, and a connection point 28 between the V1 upper arm element 22 and the V1 lower arm element 25 is V. The connection point 29 between the W1 upper arm element 23 and the W1 lower arm element 26 is connected to one end 131 of the W phase coil 13. Further, the high potential side wiring that connects the high potential side of the first upper arm elements 21 to 23 is connected to the positive electrode of the first battery 41, and the low potential side that connects the low potential side of the first lower arm elements 24 to 26. The wiring is connected to the negative electrode of the first battery 41.

第２インバータ３０は、コイル１１〜１３への通電を切り替える３相インバータであり、６つのスイッチング素子であるＵ２上アーム素子３１、Ｖ２上アーム素子３２、Ｗ２上アーム素子３３、Ｕ２下アーム素子３４、Ｖ２下アーム素子３５、および、Ｗ２下アーム素子３６を有する。以下適宜、Ｕ２上アーム素子３１、Ｖ２上アーム素子３２、Ｗ２上アーム素子３３、Ｕ２下アーム素子３４、Ｖ２下アーム素子３５、および、Ｗ２下アーム素子３６を「（第２）スイッチング素子３１〜３６」という。 The second inverter 30 is a three-phase inverter that switches energization to the coils 11 to 13, and is a U2 upper arm element 31, a V2 upper arm element 32, a W2 upper arm element 33, and a U2 lower arm element 34 that are six switching elements. , V2 lower arm element 35, and W2 lower arm element 36. Hereinafter, the U2 upper arm element 31, the V2 upper arm element 32, the W2 upper arm element 33, the U2 lower arm element 34, the V2 lower arm element 35, and the W2 lower arm element 36 are appropriately referred to as “(second) switching elements 31 to 31”. 36 ".

Ｕ２上アーム素子３１はＵ２下アーム素子３４の高電位側に接続され、Ｖ２上アーム素子３２はＶ２下アーム素子３５の高電位側に接続され、Ｗ２上アーム素子３３はＷ２下アーム素子３６の高電位側に接続される。以下適宜、Ｕ２上アーム素子３１、Ｖ２上アーム素子３２およびＷ２上アーム素子を「（第２）上アーム素子３１〜３３」、Ｕ２下アーム素子３４、Ｖ２下アーム素子３５およびＷ２下アーム素子３６を「（第２）下アーム素子３４〜３６」という。 The U2 upper arm element 31 is connected to the high potential side of the U2 lower arm element 34, the V2 upper arm element 32 is connected to the high potential side of the V2 lower arm element 35, and the W2 upper arm element 33 is connected to the W2 lower arm element 36. Connected to the high potential side. Hereinafter, the U2 upper arm element 31, the V2 upper arm element 32, and the W2 upper arm element are referred to as “(second) upper arm elements 31 to 33”, the U2 lower arm element 34, the V2 lower arm element 35, and the W2 lower arm element 36, respectively. Is referred to as “(second) lower arm elements 34 to 36”.

第２インバータ３０は、コイル１１、１２、１３の他端１１２、１２２、１３２と第２電圧源としての第２バッテリ４２との間に接続される。具体的には、Ｕ２上アーム素子３１とＵ２下アーム素子３４との接続点３７がＵ相コイル１１の他端１１２に接続され、Ｖ２上アーム素子３２とＶ２下アーム素子３５との接続点３８がＶ相コイル１２の他端１２２に接続され、Ｗ２上アーム素子３３とＷ２下アーム素子３６との接続点３９がＷ相コイル１３の他端１３２に接続される。また、第２上アーム素子３１〜３３の高電位側を接続する高電位側配線が第２バッテリ４２の正極と接続され、第２下アーム素子３４〜３６の低電位側を接続する低電位側配線が第２バッテリ４２の負極と接続される。
このように、本実施形態では、第１インバータ２０および第２インバータ３０がコイル１１〜１３の両側に接続される。以下適宜、図中において、第１インバータ２０を「ＩＮＶ１」、第２インバータ３０を「ＩＮＶ２」と記載する。
本実施形態では、スイッチング素子２１〜２６、３１〜３６は、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）であるが、ＭＯＳＦＥＴ（金属酸化物半導体電界効果トランジスタ）やサイリスタ等としてもよい。 The second inverter 30 is connected between the other ends 112, 122, 132 of the coils 11, 12, 13, and the second battery 42 as a second voltage source. Specifically, a connection point 37 between the U2 upper arm element 31 and the U2 lower arm element 34 is connected to the other end 112 of the U-phase coil 11, and a connection point 38 between the V2 upper arm element 32 and the V2 lower arm element 35. Is connected to the other end 122 of the V-phase coil 12, and a connection point 39 between the W2 upper arm element 33 and the W2 lower arm element 36 is connected to the other end 132 of the W-phase coil 13. Further, the high potential side wiring that connects the high potential side of the second upper arm elements 31 to 33 is connected to the positive electrode of the second battery 42, and the low potential side that connects the low potential side of the second lower arm elements 34 to 36. The wiring is connected to the negative electrode of the second battery 42.
Thus, in this embodiment, the 1st inverter 20 and the 2nd inverter 30 are connected to the both sides of the coils 11-13. Hereinafter, in the drawings, the first inverter 20 is referred to as “INV1” and the second inverter 30 is referred to as “INV2” as appropriate.
In the present embodiment, the switching elements 21 to 26 and 31 to 36 are IGBTs (insulated gate bipolar transistors), but may be MOSFETs (metal oxide semiconductor field effect transistors), thyristors, or the like.

第１バッテリ４１は、リチウムイオン電池等の充放電可能な直流電源であり、第１インバータ２０と接続され、第１インバータ２０を経由してモータジェネレータ１０と電力を授受可能に設けられる。第１バッテリ４１は、ＳＯＣ（State Of Charge）が第１下限値ＳＬ１以上、第１上限値ＳＨ１以下となるように制御される。 The first battery 41 is a chargeable / dischargeable DC power source such as a lithium ion battery, and is connected to the first inverter 20 so as to be able to exchange power with the motor generator 10 via the first inverter 20. The first battery 41 is controlled such that the SOC (State Of Charge) is not less than the first lower limit value SL1 and not more than the first upper limit value SH1.

第２バッテリ４２は、リチウムイオン電池等の充放電可能な直流電源であり、第２インバータ３０と接続され、第２インバータ３０を経由してモータジェネレータ１０と電力を授受可能に設けられる。第２バッテリ４２は、ＳＯＣが第２下限値ＳＬ２以上、第２上限値ＳＨ２以下となるように制御される。第１下限値ＳＬ１と第２下限値ＳＬ２とは、等しくてもよいし、異なっていてもよい。同様に、第１上限値ＳＨ１と第２上限値ＳＨ２とは、等しくてもよいし、異なっていてもよい。 The second battery 42 is a chargeable / dischargeable DC power source such as a lithium ion battery, and is connected to the second inverter 30 so as to be able to exchange power with the motor generator 10 via the second inverter 30. The second battery 42 is controlled such that the SOC is equal to or higher than the second lower limit value SL2 and equal to or lower than the second upper limit value SH2. The first lower limit value SL1 and the second lower limit value SL2 may be the same or different. Similarly, the first upper limit value SH1 and the second upper limit value SH2 may be the same or different.

本実施形態では、第１バッテリ４１の内部抵抗は、第２バッテリ４２の内部抵抗より小さい。また、第１バッテリ４１は、第２バッテリ４２より高出力とする。第２バッテリ４２は、第１バッテリ４１より高容量とする。また本実施形態では、第１バッテリ４１の電圧である第１バッテリ電圧Ｖｂ１と、第２バッテリ４２の電圧である第２バッテリ電圧Ｖｂ２とは等しいものとする。 In the present embodiment, the internal resistance of the first battery 41 is smaller than the internal resistance of the second battery 42. The first battery 41 has a higher output than the second battery 42. The second battery 42 has a higher capacity than the first battery 41. In the present embodiment, the first battery voltage Vb1 that is the voltage of the first battery 41 and the second battery voltage Vb2 that is the voltage of the second battery 42 are equal.

第１コンデンサ４３は、第１バッテリ４１から第１インバータ２０側への電流、または、第１インバータ２０から第１バッテリ４１側への電流を平滑化する平滑コンデンサである。
第２コンデンサ４４は、第２バッテリ４２から第２インバータ３０側への電流、または、第２インバータ３０側から第２バッテリ４２側への電流を平滑化する平滑コンデンサである。 The first capacitor 43 is a smoothing capacitor that smoothes the current from the first battery 41 to the first inverter 20 side or the current from the first inverter 20 to the first battery 41 side.
The second capacitor 44 is a smoothing capacitor that smoothes the current from the second battery 42 to the second inverter 30 or the current from the second inverter 30 to the second battery 42.

制御部６０は、通常のコンピュータとして構成されており、内部にはＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ、および、これらの構成を接続するバスライン等を備える。制御部６０における各処理は、予め記憶されたプログラムをＣＰＵで実行することによるソフトウェア処理であってもよいし、専用の電子回路によるハードウェア処理であってもよい。 The control unit 60 is configured as a normal computer, and includes a CPU, a ROM, a RAM, an I / O, a bus line that connects these configurations, and the like. Each processing in the control unit 60 may be software processing by executing a program stored in advance by the CPU, or may be hardware processing by a dedicated electronic circuit.

制御部６０は、回転角センサ１４から回転角θに係る検出値を取得し、当該検出値に基づき、回転数Ｎを演算する。
制御部６０は、第１制御信号生成部６１および第２制御信号生成部６２を有する。第１制御信号生成部６１は、第１スイッチング素子２１〜２６のオンオフ作動を制御する制御信号を生成する。第２制御信号生成部６２は、第２スイッチング素子３１〜３６のオンオフ作動を制御する制御信号を生成する。 The control unit 60 acquires a detection value related to the rotation angle θ from the rotation angle sensor 14 and calculates the rotation speed N based on the detection value.
The control unit 60 includes a first control signal generation unit 61 and a second control signal generation unit 62. The first control signal generator 61 generates a control signal for controlling the on / off operation of the first switching elements 21 to 26. The second control signal generator 62 generates a control signal for controlling the on / off operation of the second switching elements 31 to 36.

モータジェネレータ１０を電動機として機能させる場合の第１インバータ２０および第２インバータ３０の駆動動作を図２および図３に基づいて説明する。なお、図２および図３では、回転角センサ１４、および制御部６０の記載を省略した。図４についても同様である。
（１−１）片側駆動動作
第１バッテリ４１または第２バッテリ４２の電力によりモータジェネレータ１０を駆動するときの第１インバータ２０および第２インバータ３０の動作を片側駆動動作とする。片側駆動動作は、１電源駆動動作と捉えることもできる。
第１バッテリ４１の電力によりモータジェネレータ１０を駆動する第１片側駆動動作では、第２上アーム素子３１〜３３の全相、または、第２下アーム素子３４〜３６の全相の一方をオン、他方をオフすることにより、第２インバータ３０を中性点化する。また、モータジェネレータ１０の駆動要求に応じ、第１インバータ２０をＰＷＭ制御により制御する。 The drive operation of the first inverter 20 and the second inverter 30 when the motor generator 10 functions as an electric motor will be described with reference to FIGS. 2 and 3, the illustration of the rotation angle sensor 14 and the control unit 60 is omitted. The same applies to FIG.
(1-1) One-side Drive Operation The operations of the first inverter 20 and the second inverter 30 when the motor generator 10 is driven by the electric power of the first battery 41 or the second battery 42 are referred to as a one-side drive operation. The one-side drive operation can also be regarded as a single power supply drive operation.
In the first one-side drive operation for driving the motor generator 10 by the electric power of the first battery 41, one of all phases of the second upper arm elements 31 to 33 or all phases of the second lower arm elements 34 to 36 is turned on. The second inverter 30 is neutralized by turning off the other. Further, the first inverter 20 is controlled by PWM control in response to the drive request of the motor generator 10.

図２（ａ）に示す例では、第２上アーム素子３１〜３３の全相がオン、第２下アーム素子３４〜３６の全相がオフされることにより、第２インバータ３０が中性点化される。また、第１インバータ２０において、Ｕ１上アーム素子２１、Ｖ１下アーム素子２５、および、Ｗ１下アーム素子２６がオンされると、図２（ａ）中の矢印Ｙ１で示す経路の電流が流れる。図２では、オンである素子を実線、オフである素子を破線で示す。後述の図３も同様である。 In the example shown in FIG. 2A, all the phases of the second upper arm elements 31 to 33 are turned on, and all the phases of the second lower arm elements 34 to 36 are turned off, so that the second inverter 30 is neutral. It becomes. In the first inverter 20, when the U1 upper arm element 21, the V1 lower arm element 25, and the W1 lower arm element 26 are turned on, a current in a path indicated by an arrow Y1 in FIG. In FIG. 2, elements that are on are indicated by solid lines, and elements that are off are indicated by broken lines. The same applies to FIG. 3 described later.

第２バッテリ４２の電力によりモータジェネレータ１０を駆動する第２片側駆動動作では、第１上アーム素子２１〜２３の全相、または、第１下アーム素子２４〜２６の全相の一方をオン、他方をオフすることにより、第１インバータ２０を中性点化する。また、モータジェネレータ１０の駆動要求に応じ、第２インバータ３０をＰＷＭ制御により制御する。 In the second one-side drive operation in which the motor generator 10 is driven by the electric power of the second battery 42, all phases of the first upper arm elements 21 to 23 or all phases of the first lower arm elements 24 to 26 are turned on. The first inverter 20 is neutralized by turning off the other. Further, the second inverter 30 is controlled by PWM control in response to the drive request of the motor generator 10.

図２（ｂ）に示す例では、第１上アーム素子２１〜２３の全相がオン、第１下アーム素子２４〜２６の全相がオフされることにより、第１インバータ２０が中性点化される。また、第２インバータ３０において、Ｕ２上アーム素子３１、Ｖ２下アーム素子３５、および、Ｗ２下アーム素子３６がオンされると、図２（ｂ）中の矢印Ｙ２で示す経路の電流が流れる。 In the example shown in FIG. 2B, all phases of the first upper arm elements 21 to 23 are turned on, and all phases of the first lower arm elements 24 to 26 are turned off, so that the first inverter 20 is neutral. It becomes. In the second inverter 30, when the U2 upper arm element 31, the V2 lower arm element 35, and the W2 lower arm element 36 are turned on, a current in a path indicated by an arrow Y2 in FIG.

第２スイッチング素子３１〜３６の熱劣化等に応じ、第２上アーム素子３１〜３３がオンされる状態と、第２下アーム素子３４〜３６がオンされる状態とを適宜切り替えてもよい。第１インバータ２０を中性点化する場合も同様である。
また、第１バッテリ電圧Ｖｂ１と第２バッテリ電圧Ｖｂ２とが等しいので、モータジェネレータ１０に印加される電圧は、第１片側駆動動作と第２片側駆動動作とで等しい。そのため、スイッチング素子２１〜２６、３１〜３６の熱劣化等に応じ、第１片側駆動動作と第２片側駆動動作とを適宜切り替えてもよい。
なお、第１バッテリ電圧Ｖｂ１と第２バッテリ電圧Ｖｂ２とが異なる場合、電圧が低い方で駆動要求を満たせるときには、高電圧側を中性点化し、低電圧側で駆動する。これにより、スイッチング損失を低減することができる。 Depending on thermal degradation or the like of the second switching elements 31 to 36, a state in which the second upper arm elements 31 to 33 are turned on and a state in which the second lower arm elements 34 to 36 are turned on may be appropriately switched. The same applies to the case where the first inverter 20 is neutralized.
Further, since the first battery voltage Vb1 and the second battery voltage Vb2 are equal, the voltage applied to the motor generator 10 is equal in the first one-side drive operation and the second one-side drive operation. Therefore, the first one-side driving operation and the second one-side driving operation may be appropriately switched according to thermal deterioration of the switching elements 21 to 26 and 31 to 36.
When the first battery voltage Vb1 and the second battery voltage Vb2 are different, when the drive request can be satisfied at a lower voltage, the high voltage side is neutralized and driven at the low voltage side. Thereby, switching loss can be reduced.

（１−２）反転駆動動作
第１バッテリ４１および第２バッテリ４２の電力によりモータジェネレータ１０を駆動する場合、第１インバータ２０および第２インバータ３０を反転駆動動作とする。反転駆動動作は、２電源駆動動作と捉えることもできる。
反転駆動動作では、モータジェネレータ１０の駆動要求に応じた第１基本波Ｆ１に基づいて第１インバータ２０の駆動を制御し、駆動要求に応じた第２基本波Ｆ２に基づいて第２インバータ３０の駆動を制御する。 (1-2) Inversion Drive Operation When the motor generator 10 is driven by the electric power of the first battery 41 and the second battery 42, the first inverter 20 and the second inverter 30 are set to the inversion drive operation. The inversion driving operation can also be regarded as a two-power supply driving operation.
In the reverse drive operation, the drive of the first inverter 20 is controlled based on the first fundamental wave F1 corresponding to the drive request of the motor generator 10, and the second inverter 30 of the second inverter 30 is controlled based on the second fundamental wave F2 corresponding to the drive request. Control the drive.

例えば、制御部６０は、第１基本波Ｆ１とキャリア波との比較によるＰＷＭ制御により第１制御信号を生成し、第２基本波Ｆ２とキャリア波との比較によるＰＷＭ制御により第２制御信号を生成する。ＰＷＭ制御には、基本波Ｆ１、Ｆ２の振幅がキャリア波の振幅より小さい「正弦波ＰＷＭ制御」、および、基本波Ｆ１、Ｆ２の振幅がキャリア波より大きい「過変調ＰＷＭ制御」を含むものとする。 For example, the control unit 60 generates a first control signal by PWM control by comparing the first fundamental wave F1 and the carrier wave, and generates a second control signal by PWM control by comparing the second fundamental wave F2 and the carrier wave. Generate. The PWM control includes “sine wave PWM control” in which the amplitudes of the fundamental waves F1 and F2 are smaller than the amplitude of the carrier wave, and “overmodulation PWM control” in which the amplitudes of the fundamental waves F1 and F2 are larger than the carrier wave.

反転駆動動作において、第１基本波Ｆ１と第２基本波Ｆ２とは、位相が反転されている。換言すると、第１基本波Ｆ１と第２基本波Ｆ２とは、位相が略１８０［°］ずれている。これにより、第１バッテリ４１と第２バッテリ４２とが直列接続されている状態とみなすことができ、第１バッテリ電圧Ｖｂ１と第２バッテリ電圧Ｖｂ２との和に相当する電圧をモータジェネレータ１０に印加可能である。
なお、第１基本波Ｆ１と第２基本波Ｆ２との位相差は、１８０［°］とするが、第１バッテリ電圧Ｖｂ１および第２バッテリ電圧Ｖｂ２の和に相当する電圧をモータジェネレータ１０に印加可能な程度のずれは許容される。 In the inversion driving operation, the phases of the first fundamental wave F1 and the second fundamental wave F2 are inverted. In other words, the first fundamental wave F1 and the second fundamental wave F2 are out of phase by approximately 180 [°]. Thereby, it can be considered that the first battery 41 and the second battery 42 are connected in series, and a voltage corresponding to the sum of the first battery voltage Vb1 and the second battery voltage Vb2 is applied to the motor generator 10. Is possible.
The phase difference between the first fundamental wave F1 and the second fundamental wave F2 is 180 [°], but a voltage corresponding to the sum of the first battery voltage Vb1 and the second battery voltage Vb2 is applied to the motor generator 10. A possible deviation is allowed.

第１基本波Ｆ１の振幅と第２基本波Ｆ２の振幅とは、等しくてもよいし、異なっていてもよい。第１基本波Ｆ１の振幅と第２基本波Ｆ２の振幅とが等しい場合、各相にてオンされる素子が第１インバータ２０と第２インバータ３０とで上下反対となる。
図３に示す例では、Ｕ１上アーム素子２１、Ｖ１下アーム素子２５、Ｗ１下アーム素子２６、Ｖ２上アーム素子３２、Ｗ２上アーム素子３３、および、Ｕ２下アーム素子３４がオンされ、このとき、矢印Ｙ３で示す経路の電流が流れる。 The amplitude of the first fundamental wave F1 and the amplitude of the second fundamental wave F2 may be equal or different. When the amplitude of the first fundamental wave F1 and the amplitude of the second fundamental wave F2 are equal, the first inverter 20 and the second inverter 30 are turned upside down in the elements that are turned on in each phase.
In the example shown in FIG. 3, the U1 upper arm element 21, the V1 lower arm element 25, the W1 lower arm element 26, the V2 upper arm element 32, the W2 upper arm element 33, and the U2 lower arm element 34 are turned on. , A current in a path indicated by an arrow Y3 flows.

また、第１基本波Ｆ１と第２基本波Ｆ２とは、ともに正弦波である場合のように同様の波形であってもよいし、例えば第１インバータ２０または第２インバータ３０の一方を正弦波ＰＷＭ制御し、他方を過変調ＰＷＭ制御するといった場合のように、異なる波形であってもよい。また、振幅を無限大とみなし、基本波の半周期ごとにオンオフが切り替えられる矩形波制御としてもよい。矩形波制御は、１８０度通電制御ともいえる。また、矩形波制御に替えて、基本波に基づき、１２０度通電制御としてもよい。
なお、反転駆動動作にて、振幅や波形が異なる場合、各相にてオンされる素子は、第１インバータ２０と第２インバータ３０とで、必ずしも上下反対にならない。 Further, the first fundamental wave F1 and the second fundamental wave F2 may have the same waveform as in the case where both are sine waves. For example, one of the first inverter 20 and the second inverter 30 may be a sine wave. Different waveforms may be used, as in the case of PWM control and the other overmodulation PWM control. Alternatively, rectangular wave control may be performed in which the amplitude is infinite and the on / off state is switched every half cycle of the fundamental wave. The rectangular wave control can be said to be 180-degree energization control. Further, instead of the rectangular wave control, 120-degree energization control may be performed based on the fundamental wave.
Note that, when the amplitude and the waveform are different in the inversion driving operation, the elements that are turned on in each phase are not necessarily upside down in the first inverter 20 and the second inverter 30.

次に、車両減速時にモータジェネレータ１０を回生駆動することによる第１バッテリ４１および第２バッテリ４２の充電について説明する。
本実施形態では、モータジェネレータ１０は、電動車両に適用されている。そのため、第１バッテリ４１および第２バッテリ４２の容量に対する航続距離（いわゆる「電費」）を向上させるためには、第１バッテリ４１および第２バッテリ４２の入出力電力を適切に制御することが重要である。 Next, charging of the first battery 41 and the second battery 42 by regeneratively driving the motor generator 10 during vehicle deceleration will be described.
In the present embodiment, the motor generator 10 is applied to an electric vehicle. Therefore, in order to improve the cruising distance with respect to the capacity of the first battery 41 and the second battery 42 (so-called “electric cost”), it is important to appropriately control the input / output power of the first battery 41 and the second battery 42. It is.

モータジェネレータ１０が発電機として機能することで生じる電力を第１バッテリ４１および第２バッテリ４２に充電する際の第１インバータ２０および第２インバータ３０の動作を説明する。本実施形態では、モータジェネレータ１０の回生制動による発電を中心に説明する。この場合、モータジェネレータ１０の回生量（以下単に「回生量」という。）Ｐが「モータジェネレータの発電量」に対応する。「モータジェネレータの発電量」は、回生量Ｐに替えて、エンジン等の駆動源によりモータジェネレータ１０が駆動されて発電する場合の発電量であってもよい。 The operation of the first inverter 20 and the second inverter 30 when charging the first battery 41 and the second battery 42 with the electric power generated by the motor generator 10 functioning as a generator will be described. In the present embodiment, power generation by regenerative braking of the motor generator 10 will be mainly described. In this case, the regeneration amount (hereinafter simply referred to as “regeneration amount”) P of the motor generator 10 corresponds to the “power generation amount of the motor generator”. The “power generation amount of the motor generator” may be the power generation amount when the motor generator 10 is driven by a driving source such as an engine to generate power instead of the regeneration amount P.

（２−１）片側充電動作
片側充電動作では、第２インバータ３０を中性点化し、第１インバータ２０を回生量Ｐに応じて駆動させることにより、第１バッテリ４１が充電される。また、第１インバータ２０を中性点化し、第２インバータ３０を回生量Ｐに応じて駆動させることにより、第２バッテリ４２が充電される。
片側充電動作では、第１インバータ２０または第２インバータ３０が中性点化されるため、後述する両側充電動作と比較してスイッチング損失が小さいので有利である。本実施形態では、第１バッテリ４１の方が第２バッテリ４２よりも内部抵抗が小さいので、第１バッテリ４１を優先的に充電する。 (2-1) One-side charging operation In the one-side charging operation, the first battery 41 is charged by neutralizing the second inverter 30 and driving the first inverter 20 according to the regeneration amount P. Further, the second battery 42 is charged by neutralizing the first inverter 20 and driving the second inverter 30 according to the regeneration amount P.
In the one-side charging operation, the first inverter 20 or the second inverter 30 is neutralized, which is advantageous because the switching loss is small compared to the both-side charging operation described later. In the present embodiment, since the first battery 41 has a smaller internal resistance than the second battery 42, the first battery 41 is preferentially charged.

（２−２）両側充電動作
回生により生じる電力が第１バッテリ４１または第１インバータ２０の少なくとも一方、もしくは、第２バッテリ４２または第２インバータ３０の少なくとも一方の許容入力電力を上回る場合、両側充電動作により、第１バッテリ４１および第２バッテリ４２を同時に充電する。両側充電動作では、反転駆動動作のように、第１基本波Ｆ１の位相と第２基本波Ｆ２の位相とを反転させることにより、第１バッテリ４１および第２バッテリ４２を同時に充電する。
本実施形態では、第１基本波Ｆ１の振幅および第２基本波Ｆ２の振幅を可変とし、第１インバータ２０のデューティおよび第２インバータ３０のデューティを可変とすることにより、第１バッテリ４１および第２バッテリ４２の充電量を適切に制御する。 (2-2) Both-side charging operation When the electric power generated by regeneration exceeds the allowable input power of at least one of the first battery 41 or the first inverter 20 or at least one of the second battery 42 or the second inverter 30, both-side charging is performed. By the operation, the first battery 41 and the second battery 42 are charged simultaneously. In the both-side charging operation, the first battery 41 and the second battery 42 are simultaneously charged by inverting the phase of the first fundamental wave F1 and the phase of the second fundamental wave F2 as in the inversion driving operation.
In the present embodiment, the amplitude of the first fundamental wave F1 and the amplitude of the second fundamental wave F2 are made variable, and the duty of the first inverter 20 and the duty of the second inverter 30 are made variable, so that the first battery 41 and the second 2 The charge amount of the battery 42 is appropriately controlled.

ここで、図５〜図７に基づく両側充電動作の説明に先立ち、電流値および電圧値について、図４に基づいて説明しておく。
図４に示すように、コイル１１〜１３において、第１インバータ２０側から第２インバータ３０側へ流れる電流を正、第２インバータ３０から第１インバータ２０側へ流れる電流を負とする。また、第１バッテリ４１から第１インバータ２０側への電流を第１バッテリ電流Ｉ１とし、第２バッテリ４２から第２インバータ３０側への電流を第２バッテリ電流Ｉ２とする。本実施形態では、第１バッテリ電流Ｉ１が負のとき、第１バッテリ４１が充電され、第２バッテリ電流Ｉ２が負のとき、第２バッテリ４２が充電される。
また、コイル１１〜１３の第１インバータ２０側における相間電圧を第１相間電圧Ｖ１とし、コイル１１〜１３の第２インバータ３０側における相間電圧を第２相間電圧Ｖ２とする。図５〜図７においては、Ｗ相基準のＵ相電圧（Ｕ−Ｗ間電圧）を相間電圧Ｖ１、Ｖ２とする。 Here, prior to the description of the both-side charging operation based on FIGS. 5 to 7, the current value and the voltage value will be described based on FIG.
As shown in FIG. 4, in the coils 11 to 13, the current flowing from the first inverter 20 side to the second inverter 30 side is positive, and the current flowing from the second inverter 30 to the first inverter 20 side is negative. Further, the current from the first battery 41 to the first inverter 20 side is defined as a first battery current I1, and the current from the second battery 42 to the second inverter 30 side is defined as a second battery current I2. In the present embodiment, the first battery 41 is charged when the first battery current I1 is negative, and the second battery 42 is charged when the second battery current I2 is negative.
Further, the phase voltage on the first inverter 20 side of the coils 11 to 13 is defined as a first phase voltage V1, and the phase voltage on the second inverter 30 side of the coils 11 to 13 is defined as a second phase voltage V2. 5 to 7, the W-phase reference U-phase voltage (U-W voltage) is assumed to be the inter-phase voltages V1 and V2.

図５〜図７に基づいて両側充電動作について説明する。図５〜図７において、（ａ）が相電流、（ｂ）が第１基本波Ｆ１、（ｃ）が第２基本波Ｆ２、（ｄ）が第１相間電圧Ｖ１、（ｅ）が第２相間電圧Ｖ２、（ｆ）が第１バッテリ電流Ｉ１、（ｇ）が第２バッテリ電流Ｉ２である。また、（ｂ）、（ｃ）における「ｋ」は、キャリア波の振幅を示し、図７（ｂ）における第１基本波Ｆ１の振幅αｋは、キャリア波の振幅ｋよりも十分に大きいことを意味する。
また、図５が第１インバータ２０と第２インバータ３０とでデューティが等しい場合、図６が第１インバータ２０のデューティが第２インバータ３０のデューティより大きい場合、図７が第１インバータ２０のデューティを最大（本実施形態では、１２０度通電）とした場合を示している。図５〜図７では、モータジェネレータ１０の回転数Ｎおよび回生量Ｐが等しい。また、回生量Ｐは、第１バッテリ４１により充電可能な最大量より、大きいものとする。 The both-side charging operation will be described with reference to FIGS. 5-7, (a) is the phase current, (b) is the first fundamental wave F1, (c) is the second fundamental wave F2, (d) is the first interphase voltage V1, and (e) is the second. The interphase voltage V2, (f) is the first battery current I1, and (g) is the second battery current I2. Further, “k” in (b) and (c) indicates the amplitude of the carrier wave, and the amplitude αk of the first fundamental wave F1 in FIG. 7 (b) is sufficiently larger than the amplitude k of the carrier wave. means.
5 shows that the first inverter 20 and the second inverter 30 have the same duty, FIG. 6 shows that the duty of the first inverter 20 is larger than the duty of the second inverter 30, and FIG. Is the maximum (in this embodiment, 120 degrees energization). 5 to 7, the rotational speed N and the regeneration amount P of the motor generator 10 are equal. The regenerative amount P is assumed to be larger than the maximum amount that can be charged by the first battery 41.

図５に示すように、第１インバータ２０と第２インバータ３０とのデューティを等しくする場合、第１基本波Ｆ１の振幅と第２基本波Ｆ２の振幅とが等しく、第１バッテリ電流Ｉ１の平均値（以下、「第１電流平均値」という。）Ｉ１＿ａｖｅと、第２バッテリ電流Ｉ２の平均値（以下、「第２電流平均値」という。）Ｉ２＿ａｖｅとは等しい。ここで、ロス等を無視すれば、第１バッテリ４１の充電量（以下、「第１充電量」という。）Ｃ１、および、第２バッテリ４２の充電量（以下、「第２充電量」という。）Ｃ２は、式（１）、（２）となる。
Ｃ１＝−Ｉ１×Ｖｂ１・・・（１）
Ｃ２＝−Ｉ２×Ｖｂ２・・・（２）
本実施形態では、第１バッテリ電圧Ｖｂ１と第２バッテリ電圧Ｖｂ２とが等しく、また、図５の例では、第１バッテリ電流Ｉ１と第２バッテリ電流Ｉ２とが等しいので、第１充電量Ｃ１と第２充電量Ｃ２とが等しい。 As shown in FIG. 5, when the duties of the first inverter 20 and the second inverter 30 are made equal, the amplitude of the first fundamental wave F1 and the amplitude of the second fundamental wave F2 are equal, and the average of the first battery current I1 The value (hereinafter referred to as “first current average value”) I1_ave and the average value of the second battery current I2 (hereinafter referred to as “second current average value”) I2_ave are equal. Here, if loss or the like is ignored, the charge amount of the first battery 41 (hereinafter referred to as “first charge amount”) C1 and the charge amount of the second battery 42 (hereinafter referred to as “second charge amount”). .) C2 is represented by equations (1) and (2).
C1 = −I1 × Vb1 (1)
C2 = −I2 × Vb2 (2)
In the present embodiment, the first battery voltage Vb1 and the second battery voltage Vb2 are equal, and in the example of FIG. 5, the first battery current I1 and the second battery current I2 are equal. The second charge amount C2 is equal.

図６に示すように、第１インバータ２０のデューティを第２インバータ３０のデューティより大きくする場合、第１基本波Ｆ１の振幅は第２基本波Ｆ２の振幅より大きく、第１電流平均値Ｉ１＿ａｖｅの絶対値は第２電流平均値Ｉ２＿ａｖｅの絶対値より大きい。また、第１充電量Ｃ１は、第２充電量Ｃ２より大きい。 As shown in FIG. 6, when the duty of the first inverter 20 is made larger than the duty of the second inverter 30, the amplitude of the first fundamental wave F1 is larger than the amplitude of the second fundamental wave F2, and the first current average value I1_ave The absolute value is larger than the absolute value of the second current average value I2_ave. Further, the first charge amount C1 is larger than the second charge amount C2.

図７に示すように、第１インバータ２０のデューティを最大とすべく、１２０度通電制御とする。これにより、第１バッテリ４１の充電量が最大化される。また、第１バッテリ４１にて充電できない分の電力が第２バッテリ４２に充電されるように、第２基本波Ｆ２の振幅および第２インバータ３０のデューティが設定される。このとき、第１電流平均値Ｉ１＿ａｖｅの絶対値は、第２電流平均値Ｉ２＿ａｖｅの絶対値より大きく、第１充電量Ｃ１は第２充電量Ｃ２より大きい。また、図６における第１充電量Ｃ１と第２充電量Ｃ２との差より、図７における第１充電量Ｃ１と第２充電量Ｃ２との差が大きい。 As shown in FIG. 7, the 120-degree energization control is performed to maximize the duty of the first inverter 20. Thereby, the charge amount of the first battery 41 is maximized. Further, the amplitude of the second fundamental wave F2 and the duty of the second inverter 30 are set so that the second battery 42 is charged with power that cannot be charged by the first battery 41. At this time, the absolute value of the first current average value I1_ave is greater than the absolute value of the second current average value I2_ave, and the first charge amount C1 is greater than the second charge amount C2. Further, the difference between the first charge amount C1 and the second charge amount C2 in FIG. 7 is larger than the difference between the first charge amount C1 and the second charge amount C2 in FIG.

損失について考慮すると、スイッチング回数が少ない方がスイッチングによる損失が小さい。また、本実施形態では、第１バッテリ４１の方が、第２バッテリ４２よりも内部抵抗が小さいので、損失が小さい。そこで本実施形態では、第１バッテリ４１および第２バッテリ４２を同時に充電する場合、第１バッテリ４１を優先的に充電する。 Considering the loss, the switching loss is smaller when the number of times of switching is smaller. Further, in the present embodiment, the first battery 41 has a smaller loss because the internal resistance is smaller than that of the second battery 42. Therefore, in the present embodiment, when the first battery 41 and the second battery 42 are charged simultaneously, the first battery 41 is preferentially charged.

第１バッテリ４１のＳＯＣが第１上限値ＳＨ１未満、かつ、第２バッテリ４２のＳＯＣが第２上限値ＳＨ２未満である場合、図８に示すように、モータジェネレータ１０の回転数Ｎおよび回生量Ｐが第１閾値Ｌ１以下である領域Ｒ１において、第２インバータ３０を中性点化し、第１インバータ２０を回生量Ｐに応じて制御することにより、第１バッテリ４１を充電する。また、モータジェネレータ１０の回転数Ｎおよび回生量Ｐが第１閾値Ｌ１以上、上限値Ｌ２以下である領域Ｒ２において、図７に示す如く、第１インバータ２０のデューティを最大とし（本実施形態では、１２０度通電制御）、第１バッテリ４１の充電量を最大化する。また、第１バッテリ４１にて充電しきれない余剰量に応じて第２インバータ３０を制御することにより、余剰分を第２バッテリ４２に充電する。 When the SOC of the first battery 41 is less than the first upper limit value SH1 and the SOC of the second battery 42 is less than the second upper limit value SH2, as shown in FIG. 8, the rotational speed N and the regeneration amount of the motor generator 10 In the region R1 where P is equal to or less than the first threshold L1, the second battery 30 is neutralized, and the first battery 41 is charged by controlling the first inverter 20 according to the regeneration amount P. In the region R2 where the rotation speed N and the regeneration amount P of the motor generator 10 are not less than the first threshold value L1 and not more than the upper limit value L2, the duty of the first inverter 20 is maximized as shown in FIG. 120 degree energization control), the charge amount of the first battery 41 is maximized. In addition, the second battery 30 is charged by controlling the second inverter 30 according to the surplus amount that cannot be charged by the first battery 41.

また、モータジェネレータ１０の回転数Ｎおよび回生量Ｐが上限値Ｌ２より大きい場合、第１インバータ２０および第２インバータ３０を、ともにデューティを最大とし、第１充電量Ｃ１および第２充電量Ｃ２が最大となるようにする。また、第１インバータ２０側および第２インバータ３０側にて回生しきれない分については、図示しない機械式ブレーキを用いる。
なお、図８は、第１インバータ２０の最大回生量と、第２インバータ３０の最大回生量とが等しい場合の例である。 Further, when the rotational speed N and the regeneration amount P of the motor generator 10 are larger than the upper limit value L2, both the first inverter 20 and the second inverter 30 are set to the maximum duty, and the first charge amount C1 and the second charge amount C2 are Try to be the maximum. Further, a mechanical brake (not shown) is used for the portion that cannot be fully regenerated on the first inverter 20 side and the second inverter 30 side.
FIG. 8 shows an example in which the maximum regeneration amount of the first inverter 20 and the maximum regeneration amount of the second inverter 30 are equal.

本実施形態における充電制御処理を図９に示すフローチャートに基づいて説明する。図９は、制御部６０にて所定の間隔にて実行される処理である。図９中では、第１バッテリ４１のＳＯＣを「ＳＯＣ１」、第２バッテリ４２のＳＯＣを「ＳＯＣ２」と記載する。
最初のステップＳ１０１（以下、「ステップ」を省略し、単に記号「Ｓ」と記す。）では、モータジェネレータ１０の回転数Ｎを取得する。また、当該回転数Ｎにおける第１インバータ２０側での最大回生量（以下、「第１最大回生量」という。）Ｐ１、第２インバータ３０側での最大回生量（以下、「第２最大回生量」という。）Ｐ２、および、第１インバータ２０側および第２インバータ３０側の両側での最大回生量（以下、「両側最大回生量」）Ｐ０を決定する。最大回生量Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２を算出するにあたり、モータジェネレータ１０の回転数Ｎに加え、第１インバータ２０および第２インバータ３０の冷却限界等を考慮してもよい。 The charge control process in this embodiment is demonstrated based on the flowchart shown in FIG. FIG. 9 shows processing executed by the control unit 60 at predetermined intervals. In FIG. 9, the SOC of the first battery 41 is described as “SOC1”, and the SOC of the second battery 42 is described as “SOC2”.
In the first step S101 (hereinafter, “step” is omitted and simply referred to as “S”), the rotational speed N of the motor generator 10 is acquired. In addition, the maximum regeneration amount on the first inverter 20 side (hereinafter referred to as “first maximum regeneration amount”) P1 and the maximum regeneration amount on the second inverter 30 side (hereinafter referred to as “second maximum regeneration amount”) at the rotation speed N. P2 and the maximum regeneration amount on both sides of the first inverter 20 side and the second inverter 30 side (hereinafter, “both maximum regeneration amount”) P0 is determined. In calculating the maximum regeneration amounts P0, P1, and P2, in addition to the rotational speed N of the motor generator 10, the cooling limits of the first inverter 20 and the second inverter 30 may be considered.

Ｓ１０２では、モータジェネレータ１０での回生量Ｐが両側最大回生量Ｐ０未満か否かを判断する。回生量Ｐが両側最大回生量Ｐ０以上であると判断された場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、Ｓ１１１へ移行する。回生量Ｐが両側最大回生量Ｐ０未満であると判断された場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、Ｓ１０３へ移行する。 In S102, it is determined whether or not the regeneration amount P in the motor generator 10 is less than the double-side maximum regeneration amount P0. When it is determined that the regeneration amount P is greater than or equal to the maximum regeneration amount P0 on both sides (S102: NO), the process proceeds to S111. When it is determined that the regeneration amount P is less than the double-side maximum regeneration amount P0 (S102: YES), the process proceeds to S103.

Ｓ１０３では、モータジェネレータ１０での回生量Ｐが第１最大回生量Ｐ１未満か否かを判断する。回生量Ｐが第１最大回生量Ｐ１以上であると判断された場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、Ｓ１０９へ移行する。回生量Ｐが第１最大回生量Ｐ１未満であると判断された場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、Ｓ１０４へ移行する。 In S103, it is determined whether or not the regeneration amount P in the motor generator 10 is less than the first maximum regeneration amount P1. When it is determined that the regeneration amount P is equal to or greater than the first maximum regeneration amount P1 (S103: NO), the process proceeds to S109. When it is determined that the regeneration amount P is less than the first maximum regeneration amount P1 (S103: YES), the process proceeds to S104.

Ｓ１０４では、第１バッテリ４１のＳＯＣが第１上限値ＳＨ１未満か否かを判断する。第１バッテリ４１のＳＯＣが第１上限値ＳＨ１未満であれば、第１バッテリ４１を充電可能である。第１バッテリ４１のＳＯＣが第１上限値ＳＨ１以上であると判断された場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、Ｓ１０６へ移行する。第１バッテリ４１のＳＯＣが第１上限値ＳＨ１未満であると判断された場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、Ｓ１０５へ移行する。
Ｓ１０５では、第２インバータ３０を中性点化し、回生量Ｐに応じて第１インバータ２０を回生制御し、第１バッテリ４１を充電する片側充電動作とする。 In S104, it is determined whether the SOC of the first battery 41 is less than the first upper limit value SH1. If the SOC of the first battery 41 is less than the first upper limit SH1, the first battery 41 can be charged. When it is determined that the SOC of the first battery 41 is equal to or greater than the first upper limit SH1 (S104: NO), the process proceeds to S106. When it is determined that the SOC of the first battery 41 is less than the first upper limit SH1 (S104: YES), the process proceeds to S105.
In S105, the second inverter 30 is neutralized, the first inverter 20 is regeneratively controlled according to the regeneration amount P, and the one-side charging operation for charging the first battery 41 is performed.

第１バッテリ４１のＳＯＣが第１上限値ＳＨ１以上であると判断された場合（Ｓ１０４：ＮＯ）に移行するＳ１０６では、回生量Ｐが第２最大回生量Ｐ２未満か否かを判断する。回生量Ｐが第２最大回生量Ｐ２以上であると判断された場合（Ｓ１０６：ＮＯ）、Ｓ１１５へ移行する。回生量Ｐが第２最大回生量Ｐ２未満であると判断された場合（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、Ｓ１０７へ移行する。 In S106, when the SOC of the first battery 41 is determined to be greater than or equal to the first upper limit value SH1 (S104: NO), it is determined whether the regeneration amount P is less than the second maximum regeneration amount P2. When it is determined that the regeneration amount P is equal to or greater than the second maximum regeneration amount P2 (S106: NO), the process proceeds to S115. When it is determined that the regeneration amount P is less than the second maximum regeneration amount P2 (S106: YES), the process proceeds to S107.

Ｓ１０７では、第２バッテリ４２のＳＯＣが第２上限値ＳＨ２未満か否かを判断する。第２バッテリ４２のＳＯＣが第２上限値ＳＨ２未満であれば、第２バッテリ４２を充電可能である。第２バッテリ４２のＳＯＣが第２上限値ＳＨ２以上であると判断された場合（Ｓ１０７：ＮＯ）、Ｓ１１７へ移行する。第２バッテリ４２のＳＯＣが第２上限値ＳＨ２未満であると判断された場合（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、Ｓ１０８へ移行する。
Ｓ１０８では、第１インバータ２０を中性点化し、回生量Ｐに応じて第２インバータ３０を回生制御し、第２バッテリ４２を充電する片側充電動作とする。 In S107, it is determined whether the SOC of the second battery 42 is less than the second upper limit value SH2. If the SOC of the second battery 42 is less than the second upper limit SH2, the second battery 42 can be charged. When it is determined that the SOC of the second battery 42 is equal to or greater than the second upper limit value SH2 (S107: NO), the process proceeds to S117. When it is determined that the SOC of the second battery 42 is less than the second upper limit SH2 (S107: YES), the process proceeds to S108.
In S108, the first inverter 20 is neutralized, the second inverter 30 is regeneratively controlled according to the regeneration amount P, and the one-side charging operation for charging the second battery 42 is performed.

回生量Ｐが第１最大回生量Ｐ１以上であると判断された場合（Ｓ１０３：ＮＯ）に移行するＳ１０９では、第１バッテリ４１のＳＯＣが第１上限値ＳＨ１未満であり、かつ、第２バッテリ４２のＳＯＣが第２上限値ＳＨ２未満であるか否かを判断する。第１バッテリ４１のＳＯＣが第１上限値ＳＨ１以上、または、第２バッテリ４２のＳＯＣが第２上限値ＳＨ２以上であると判断された場合（Ｓ１０９：ＮＯ）、Ｓ１１３へ移行する。第１バッテリ４１のＳＯＣが第１上限値ＳＨ１未満、かつ、第２バッテリ４２のＳＯＣが第２上限値ＳＨ２未満であると判断された場合（Ｓ１０９：ＹＥＳ）、Ｓ１１０へ移行する。 In S109, when the regeneration amount P is determined to be greater than or equal to the first maximum regeneration amount P1 (S103: NO), the SOC of the first battery 41 is less than the first upper limit SH1, and the second battery It is determined whether or not the SOC of 42 is less than the second upper limit SH2. When it is determined that the SOC of the first battery 41 is equal to or higher than the first upper limit value SH1 or the SOC of the second battery 42 is equal to or higher than the second upper limit value SH2 (S109: NO), the process proceeds to S113. When it is determined that the SOC of the first battery 41 is less than the first upper limit value SH1 and the SOC of the second battery 42 is less than the second upper limit value SH2 (S109: YES), the process proceeds to S110.

Ｓ１１０では、回生量Ｐに応じて第１インバータ２０および第２インバータ３０を回生制御し、第１バッテリ４１および第２バッテリ４２を充電する両側充電動作とする。本実施形態では、第１バッテリ４１の充電量が最大となるように第１インバータ２０を制御し、余剰分が第２バッテリ４２に充電されるように第２インバータ３０を制御する。 In S110, the first inverter 20 and the second inverter 30 are regeneratively controlled according to the regeneration amount P, and the both-side charging operation for charging the first battery 41 and the second battery 42 is performed. In the present embodiment, the first inverter 20 is controlled so that the charging amount of the first battery 41 is maximized, and the second inverter 30 is controlled so that the second battery 42 is charged with the surplus.

回生量Ｐが両側最大回生量Ｐ０以上であると判断された場合（Ｓ１０２：ＮＯ）に移行するＳ１１１では、Ｓ１０９と同様、第１バッテリ４１のＳＯＣが第１上限値ＳＨ１未満であり、かつ、第２バッテリ４２のＳＯＣが第２上限値ＳＨ２未満であるか否かを判断する。第１バッテリ４１のＳＯＣが第１上限値ＳＨ１以上、または、第２バッテリ４２のＳＯＣが第２上限値ＳＨ２以上であると判断された場合（Ｓ１１１：ＮＯ）、Ｓ１１３へ移行する。第１バッテリ４１のＳＯＣが第１上限値ＳＨ１未満、かつ、第２バッテリ４２のＳＯＣが第２上限値ＳＨ２未満であると判断された場合（Ｓ１１１：ＹＥＳ）、Ｓ１１２へ移行する。 In S111, when the regeneration amount P is determined to be equal to or greater than the both-side maximum regeneration amount P0 (S102: NO), as in S109, the SOC of the first battery 41 is less than the first upper limit value SH1, and It is determined whether the SOC of the second battery 42 is less than the second upper limit value SH2. When it is determined that the SOC of the first battery 41 is equal to or higher than the first upper limit value SH1 or the SOC of the second battery 42 is equal to or higher than the second upper limit value SH2 (S111: NO), the process proceeds to S113. When it is determined that the SOC of the first battery 41 is less than the first upper limit value SH1 and the SOC of the second battery 42 is less than the second upper limit value SH2 (S111: YES), the process proceeds to S112.

Ｓ１１２では、第１バッテリ４１の充電量が最大となるように第１インバータ２０を回生制御し、第２バッテリ４２の充電量が最大となるように第２インバータ３０を回生制御し、第１バッテリ４１および第２バッテリ４２を充電する両側充電動作とする。また、第１インバータ２０側および第２インバータ３０側にて回生しきれない分については、機械式ブレーキを用いる。 In S112, the first inverter 20 is regeneratively controlled so that the charge amount of the first battery 41 is maximized, and the second inverter 30 is regeneratively controlled so that the charge amount of the second battery 42 is maximized. 41 and the second battery 42 are charged on both sides. Further, a mechanical brake is used for the portion that cannot be fully regenerated on the first inverter 20 side and the second inverter 30 side.

第１バッテリ４１のＳＯＣが第１上限値ＳＨ１以上、または、第２バッテリ４２のＳＯＣが第２上限値ＳＨ２以上であると判断された場合（Ｓ１０９：ＮＯ、または、Ｓ１１１：ＮＯ）に移行するＳ１１３では、第１バッテリ４１のＳＯＣが第１上限値ＳＨ１未満か否かを判断する。第１バッテリ４１のＳＯＣが第１上限値ＳＨ１以上であると判断された場合（Ｓ１１３：ＮＯ）、Ｓ１１５へ移行する。第１バッテリ４１のＳＯＣが第１上限値ＳＨ１未満であると判断された場合（Ｓ１１３：ＹＥＳ）、Ｓ１１４へ移行する。
なお、Ｓ１１３は、第１バッテリ４１のＳＯＣおよび第２バッテリ４２のＳＯＣの少なくとも一方が上限値ＳＨ１、ＳＨ２以上である場合に移行するステップであるので、Ｓ１１３にて否定判断される場合（すなわち、第１バッテリ４１のＳＯＣが第１上限値ＳＨ１未満である場合）、第２バッテリ４２のＳＯＣは第２上限値ＳＨ２以上である。 When it is determined that the SOC of the first battery 41 is equal to or higher than the first upper limit value SH1 or the SOC of the second battery 42 is equal to or higher than the second upper limit value SH2 (S109: NO or S111: NO). In S113, it is determined whether the SOC of the first battery 41 is less than the first upper limit value SH1. When it is determined that the SOC of the first battery 41 is equal to or greater than the first upper limit SH1 (S113: NO), the process proceeds to S115. When it is determined that the SOC of the first battery 41 is less than the first upper limit value SH1 (S113: YES), the process proceeds to S114.
Note that S113 is a step that proceeds when at least one of the SOC of the first battery 41 and the SOC of the second battery 42 is equal to or higher than the upper limit values SH1 and SH2, and therefore a negative determination is made in S113 (that is, When the SOC of the first battery 41 is less than the first upper limit value SH1, the SOC of the second battery 42 is equal to or greater than the second upper limit value SH2.

Ｓ１１４では、第２インバータ３０を中性点化し、第１バッテリ４１の充電量が最大となるように第１インバータ２０を回生制御する片側充電動作とする。また、第１インバータ２０側にて回生しきれない分については、機械式ブレーキを用いる。 In S114, the second inverter 30 is set to a neutral point, and the one-side charging operation is performed in which the first inverter 20 is regeneratively controlled so that the charge amount of the first battery 41 is maximized. A mechanical brake is used for the portion that cannot be fully regenerated on the first inverter 20 side.

第１バッテリ４１のＳＯＣが第１上限値ＳＨ１以上、かつ、回生量Ｐが第２最大回生量Ｐ２以上であると判断された場合（Ｓ１０４：ＮＯ、かつ、Ｓ１０６：ＮＯ）、または、回生量Ｐが両側最大回生量Ｐ０以上、かつ、第１バッテリ４１のＳＯＣが第１上限値ＳＨ１以上であると判断された場合（Ｓ１０２：ＮＯ、かつ、Ｓ１１３：ＹＥＳ）に移行するＳ１１５では、第２バッテリ４２のＳＯＣが第２上限値ＳＨ２未満であるか否かを判断する。第２バッテリ４２のＳＯＣが第２上限値ＳＨ２以上であると判断された場合（Ｓ１１５：ＮＯ）、Ｓ１１７へ移行する。第２バッテリ４２のＳＯＣが第２上限値ＳＨ２未満であると判断された場合（Ｓ１１５：ＮＯ）、Ｓ１１６へ移行する。 When it is determined that the SOC of first battery 41 is greater than or equal to first upper limit value SH1 and regeneration amount P is greater than or equal to second maximum regeneration amount P2 (S104: NO and S106: NO), or the regeneration amount In S115, when P is determined to be greater than the maximum regeneration amount P0 on both sides and the SOC of the first battery 41 is greater than or equal to the first upper limit SH1 (S102: NO and S113: YES), It is determined whether or not the SOC of the battery 42 is less than the second upper limit value SH2. When it is determined that the SOC of the second battery 42 is equal to or greater than the second upper limit value SH2 (S115: NO), the process proceeds to S117. When it is determined that the SOC of the second battery 42 is less than the second upper limit SH2 (S115: NO), the process proceeds to S116.

Ｓ１１６では、第１インバータ２０を中性点化し、第２バッテリ４２の充電量が最大となるように第２インバータ３０を回生制御する片側充電動作とする。また、第２インバータ３０側にて回生しきれない分については、機械式ブレーキを用いる。
第１バッテリ４１のＳＯＣが第１上限値ＳＨ１以上、かつ、第２バッテリ４２のＳＯＣが第２上限値ＳＨ２以上である場合（Ｓ１０４：ＮＯかつＳ１０７：ＮＯ、または、Ｓ１１３：ＮＯかつＳ１１５：ＮＯ）に移行するＳ１１７では、第１バッテリ４１および第２バッテリ４２を充電することができないので、第１インバータ２０および第２インバータ３０を回生制御せず、機械式ブレーキを用いる。 In S116, the first inverter 20 is set to a neutral point, and the one-side charging operation is performed in which the second inverter 30 is regeneratively controlled so that the charge amount of the second battery 42 is maximized. Further, a mechanical brake is used for the portion that cannot be regenerated at the second inverter 30 side.
When SOC of first battery 41 is not less than first upper limit value SH1 and SOC of second battery 42 is not less than second upper limit value SH2 (S104: NO and S107: NO, or S113: NO and S115: NO In S117, the first battery 41 and the second battery 42 cannot be charged. Therefore, the first inverter 20 and the second inverter 30 are not regeneratively controlled and a mechanical brake is used.

以上詳述したように、本実施形態の電力変換装置１は、コイル１１、１２、１３を有するモータジェネレータ１０の電力を変換するものであって、第１インバータ２０と、第２インバータ３０と、制御部６０と、を備える。
第１インバータ２０は、コイル１１、１２、１３の一端１１１、１２１、１３１および第１バッテリ４１と接続される。
第２インバータ３０は、コイル１１、１２、１３の他端１１２、１２２、１３２および第２バッテリ４２と接続される。 As described above in detail, the power conversion device 1 of the present embodiment converts the power of the motor generator 10 having the coils 11, 12, and 13, and includes the first inverter 20, the second inverter 30, And a control unit 60.
The first inverter 20 is connected to one ends 111, 121, 131 of the coils 11, 12, 13 and the first battery 41.
The second inverter 30 is connected to the other ends 112, 122, 132 of the coils 11, 12, 13 and the second battery 42.

制御部６０は、モータジェネレータ１０の発電量に応じて第１インバータ２０および第２インバータ３０を制御し、第１バッテリ４１の充電量および第２バッテリ４２の充電量を可変とする。
これにより、モータジェネレータ１０により生じる電力を第１バッテリ４１および第２バッテリ４２に適切に充電させることができる。本実施形態では、モータジェネレータ１０は電動車両の主機モータであるので、第１バッテリ４１および第２バッテリ４２の充電状態であるＳＯＣを適切に制御することで、バッテリ容量に対する航続距離（いわゆる「電費」）の向上に寄与する。 The control unit 60 controls the first inverter 20 and the second inverter 30 according to the amount of power generated by the motor generator 10, and makes the charge amount of the first battery 41 and the charge amount of the second battery 42 variable.
Thereby, the electric power generated by motor generator 10 can be appropriately charged in first battery 41 and second battery 42. In the present embodiment, since the motor generator 10 is a main motor of an electric vehicle, the cruising distance (so-called “electricity cost” with respect to the battery capacity can be controlled by appropriately controlling the SOC that is the charged state of the first battery 41 and the second battery 42. )).

制御部６０は、発電量が第１バッテリ４１にて充電可能な最大量である第１最大回生量Ｐ１より大きい場合、第１バッテリ４１の充電量を最大とし、余剰分を第２バッテリ４２に充電させる。
第１バッテリ４１の充電量が最大となるように充電する場合、例えば１２０度通電制御や１８０度通電制御とすることにより、第１インバータ２０におけるスイッチング損失が低減される。これにより、損失を低減することができ、高効率に第１バッテリ４１および第２バッテリ４２を充電させることができる。 When the power generation amount is larger than the first maximum regeneration amount P1, which is the maximum amount that can be charged by the first battery 41, the control unit 60 maximizes the charge amount of the first battery 41 and transfers the surplus to the second battery 42. Let it charge.
When charging so that the charge amount of the first battery 41 is maximized, the switching loss in the first inverter 20 is reduced by, for example, 120-degree energization control or 180-degree energization control. Thereby, loss can be reduced and the 1st battery 41 and the 2nd battery 42 can be charged highly efficiently.

特に、第１バッテリ４１が、第２バッテリ４２より内部抵抗が小さい場合、より損失を低減することができる。
また、第１バッテリ４１は、第２バッテリ４２より高出力であり、第２バッテリ４２は第１バッテリ４１より高容量である。高出力型である第１バッテリ４１は、高容量型である第２バッテリより容量が少ない。そのため、第１バッテリ４１を優先的に充電することにより、第１バッテリ４１および第２バッテリ４２のＳＯＣをより適切に制御することができる。 In particular, when the first battery 41 has a smaller internal resistance than the second battery 42, the loss can be further reduced.
The first battery 41 has a higher output than the second battery 42, and the second battery 42 has a higher capacity than the first battery 41. The first battery 41 which is a high output type has a smaller capacity than the second battery which is a high capacity type. Therefore, the SOC of the first battery 41 and the second battery 42 can be controlled more appropriately by preferentially charging the first battery 41.

また、制御部６０は、発電量が第１バッテリ４１または第２バッテリ４２の一方にて充電可能である場合、第１バッテリ４１または第２バッテリ４２の一方に充電させる。
第１バッテリ４１または第２バッテリ４２の一方を充電する片側充電動作では、第１インバータ２０または第２インバータ３０が中性点化されるので、ＰＷＭ制御等によって制御される場合と比較して、スイッチング損失が小さい。したがって、両側充電動作とする場合よりも損失を低減することができる。 In addition, when the power generation amount can be charged by one of the first battery 41 or the second battery 42, the control unit 60 charges one of the first battery 41 or the second battery 42.
In the one-side charging operation for charging one of the first battery 41 or the second battery 42, the first inverter 20 or the second inverter 30 is neutralized, so compared with the case where it is controlled by PWM control or the like, Small switching loss. Therefore, the loss can be reduced as compared with the case of the both-side charging operation.

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図１０に示す。
本実施形態では、第１バッテリ４１および第１コンデンサ４３に替えて、第１電圧源としてのキャパシタ４５が設けられる。第１インバータ２０は、コイル１１、１２、１３の一端１１１、１２１、１３１とキャパシタ４５との間に接続される。
本実施形態の充電制御処理は上記実施形態と同様であり、第１電圧源であるキャパシタ４５を優先的に充電するものとする。 (Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention is shown in FIG.
In the present embodiment, a capacitor 45 as a first voltage source is provided in place of the first battery 41 and the first capacitor 43. The first inverter 20 is connected between the ends 111, 121, 131 of the coils 11, 12, 13 and the capacitor 45.
The charge control process of this embodiment is the same as that of the said embodiment, and shall preferentially charge the capacitor 45 which is a 1st voltage source.

本実施形態では、第１電圧源は、キャパシタである。例えばリチウムイオンバッテリである第２バッテリ４２と比較し、内部抵抗が小さく、充放電の繰り返しによる劣化が小さい。そのため、キャパシタ４５を優先的に充電することにより、第２バッテリ４２の劣化を抑制することができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。 In the present embodiment, the first voltage source is a capacitor. For example, compared with the 2nd battery 42 which is a lithium ion battery, internal resistance is small and deterioration by repetition of charging / discharging is small. Therefore, deterioration of the second battery 42 can be suppressed by preferentially charging the capacitor 45.
In addition, the same effects as those of the above embodiment can be obtained.

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態を図１１に示す。
本実施形態のモータジェネレータ１５は、駆動源としてのエンジン１６と接続され、第１電力源としての第１バッテリ４６および第２電力源としての第２バッテリ４７の電力によって駆動されて電動機として機能することでエンジン１６を始動させるスタータとしての機能、および、エンジン１６から伝わる運動エネルギによって駆動されて発電するオルタネータとしての機能を併せ持つＩＳＧ（Integrated Starter Generator）である。 (Third embodiment)
A third embodiment of the present invention is shown in FIG.
The motor generator 15 of this embodiment is connected to the engine 16 as a drive source, and is driven by the power of the first battery 46 as the first power source and the second battery 47 as the second power source, and functions as an electric motor. This is an ISG (Integrated Starter Generator) having both a function as a starter for starting the engine 16 and a function as an alternator that is driven by kinetic energy transmitted from the engine 16 to generate electric power.

第１バッテリ４６は、充放電可能な直流電源であり、第１インバータ２０と接続され、第１インバータ２０を経由してモータジェネレータ１５と電力を授受可能に設けられる。本実施形態では、第１バッテリ４６は、高出力型のリチウムイオン電池とする。なお、第２実施形態のように、第１バッテリ４６および第１コンデンサ４３に替えて、キャパシタ４５としてもよい。
第２バッテリ４７は、充放電可能な直流電源であり、第２インバータ３０と接続され、第２インバータ３０を経由してモータジェネレータ１５と電力を授受可能に設けられる。本実施形態では、第２バッテリ４７は、高容量型の鉛蓄電池とする。
すなわち、第２バッテリ４７の容量は、第１バッテリ４６の容量より大きい。また、第１バッテリ４６の出力は、第２バッテリ４７の出力より大きい。 The first battery 46 is a chargeable / dischargeable DC power supply, is connected to the first inverter 20, and is provided so as to be able to exchange power with the motor generator 15 via the first inverter 20. In the present embodiment, the first battery 46 is a high-power lithium ion battery. It should be noted that the capacitor 45 may be used instead of the first battery 46 and the first capacitor 43 as in the second embodiment.
The second battery 47 is a chargeable / dischargeable DC power supply, is connected to the second inverter 30, and is provided so as to be able to exchange power with the motor generator 15 via the second inverter 30. In the present embodiment, the second battery 47 is a high-capacity lead storage battery.
That is, the capacity of the second battery 47 is larger than the capacity of the first battery 46. Further, the output of the first battery 46 is larger than the output of the second battery 47.

負荷５０は、高容量型である第２バッテリ４７の電力が供給される定電圧負荷である。負荷５０は、例えば図示しないアクセサリ電源を経由して第２バッテリ４７の電力が供給される補機類や電装品等が含まれる。少なくとも一部の負荷５０のマイナス端子は、図示しない車体に接続されることにより、接地される。 The load 50 is a constant voltage load to which power of the second battery 47 that is a high capacity type is supplied. The load 50 includes, for example, auxiliary equipment and electrical components to which the power of the second battery 47 is supplied via an accessory power source (not shown). At least a negative terminal of the load 50 is grounded by being connected to a vehicle body (not shown).

本実施形態における片側駆動動作、および、両側駆動動作は、上記実施形態と同様である。
本実施形態のモータジェネレータ１５はＩＳＧであるので、発電機として機能する場合として、エンジン１６に駆動されて発電する「エンジン発電」と、制動時の「ＭＧ回生」とがある。また、第２バッテリ４７には負荷５０が接続されているため、負荷５０への給電の観点から、負荷５０が接続されない第１バッテリ４６と比較して電圧変動が許容されない。 The one-side driving operation and the two-side driving operation in the present embodiment are the same as those in the above embodiment.
Since the motor generator 15 of the present embodiment is an ISG, there are “engine power generation” that is driven by the engine 16 to generate electric power and “MG regeneration” at the time of braking. In addition, since the load 50 is connected to the second battery 47, voltage fluctuation is not allowed from the viewpoint of power supply to the load 50 compared to the first battery 46 to which the load 50 is not connected.

そこで本実施形態では、エンジン発電時においては、高容量型である第２バッテリ４７を優先的に充電する。すなわち、片側充電可能なときには、第１インバータ２０を中性点化し、第２バッテリ４７を充電する。また、両側充電動作時においては、第２インバータ３０のデューティを第１インバータ２０のデューティよりも大きくする。これにより、第２バッテリ４７の電圧低下が抑制され、電圧変動を抑制することができる。 Therefore, in the present embodiment, the high-capacity second battery 47 is preferentially charged during engine power generation. That is, when one-side charging is possible, the first inverter 20 is neutralized and the second battery 47 is charged. Further, during the both-side charging operation, the duty of the second inverter 30 is made larger than the duty of the first inverter 20. Thereby, the voltage drop of the 2nd battery 47 is suppressed and a voltage fluctuation can be suppressed.

また、ＭＧ回生時において、高出力型である第１バッテリ４６を優先的に充電する。すなわち、片側充電可能なときには、第２インバータ３０を中性点化し、第１バッテリ４６を充電する。また、両側充電動作時においては、第１インバータ２０のデューティを第２インバータ３０のデューティよりも大きくする。これにより、ＭＧ制動により瞬発的に生じる回生エネルギを高効率に回生させることができる。
本実施形態では、エンジン発電により生じる電力が「発電電力」に対応し、ＭＧ回生により生じる電力が「回生電力」に対応する。 Further, during the MG regeneration, the first battery 46 which is a high output type is preferentially charged. That is, when one-side charging is possible, the second inverter 30 is neutralized and the first battery 46 is charged. Further, during the both-side charging operation, the duty of the first inverter 20 is set larger than the duty of the second inverter 30. Thereby, the regenerative energy which occurs instantaneously by MG braking can be regenerated with high efficiency.
In the present embodiment, power generated by engine power generation corresponds to “generated power”, and power generated by MG regeneration corresponds to “regenerated power”.

本実施形態のモータジェネレータ１５は、エンジン１６により駆動される。
制御部６０は、モータジェネレータ１５の回生により生じる回生電力が第１バッテリ４６に優先的に充電され、エンジン１６によりモータジェネレータ１５が駆動されて生じる発電電力が第２バッテリ４７に優先的に充電されるように、第１インバータ２０および第２インバータ３０を制御する。
特に、第１バッテリ４６が高出力型であり、第２バッテリ４７が高容量型である場合、回生電力を第１バッテリ４６に充電させることにより、回生エネルギを高効率に回収することができる。 The motor generator 15 of this embodiment is driven by the engine 16.
The controller 60 preferentially charges the first battery 46 with regenerative power generated by the regeneration of the motor generator 15, and preferentially charges the second battery 47 with power generated by driving the motor generator 15 by the engine 16. Thus, the first inverter 20 and the second inverter 30 are controlled.
In particular, when the first battery 46 is a high-power type and the second battery 47 is a high-capacity type, the regenerative energy can be recovered with high efficiency by charging the first battery 46 with regenerative power.

また、第２バッテリ４７には、負荷５０が接続される。負荷５０が接続される第２バッテリ４７は、負荷５０への給電の観点から電圧変動が小さいことが望ましいため、高容量型のものが適している。また、発電電力を第２バッテリ４７に優先的に充電させることにより、第２バッテリ４７の電圧変動を抑制することがきる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。 A load 50 is connected to the second battery 47. The second battery 47 to which the load 50 is connected is preferably a high-capacity type because it is desirable that the voltage fluctuation is small from the viewpoint of power supply to the load 50. In addition, by preferentially charging the second battery 47 with the generated power, voltage fluctuation of the second battery 47 can be suppressed.
In addition, the same effects as those of the above embodiment can be obtained.

（他の実施形態）
（ア）第１インバータ、第２インバータ
上記実施形態では、第１インバータおよび第２インバータは、ＰＷＭ制御、または、矩形波制御により制御される。他の実施形態では、ＰＷＭ制御および矩形波制御以外の制御方法により制御されるようにしてもよい。
また、上記実施形態の充電制御処理では、第１電圧源および第２電圧源が充電可能であるか否か、および、回生量に応じて制御される。他の実施形態では、第１電圧源または第２電圧源の一方を充電する必要がある場合（例えば、ＳＯＣが下限値以下である場合）、充電要求がある第１電圧源または第２電圧源を優先的に充電させるようにしてもよい。また、上記実施形態では、制御部は、両側充電動作において、一方の電圧源の充電量が最大となるようにし、余剰分を他方の電圧源に充電させるように制御する。他の実施形態では、制御部は、電圧源の充電要求等に応じ、第１電圧源と第２電圧源とを均等に充電させるように第１インバータおよび第２インバータを制御してもよいし、第１電圧源の充電量と第２電圧源の充電量とが所定比率にて充電されるように第１インバータおよび第２インバータを制御してもよい。 (Other embodiments)
(A) First inverter, second inverter In the above embodiment, the first inverter and the second inverter are controlled by PWM control or rectangular wave control. In another embodiment, the control may be performed by a control method other than PWM control and rectangular wave control.
Moreover, in the charge control process of the said embodiment, it is controlled according to whether the 1st voltage source and the 2nd voltage source can be charged, and the amount of regeneration. In another embodiment, when one of the first voltage source or the second voltage source needs to be charged (for example, when the SOC is equal to or lower than the lower limit value), the first voltage source or the second voltage source that has a charging request is used. May be preferentially charged. Moreover, in the said embodiment, a control part is controlled so that the charge amount of one voltage source may become the maximum, and the other voltage source may be charged by the other voltage source in both-side charging operation. In another embodiment, the control unit may control the first inverter and the second inverter so as to charge the first voltage source and the second voltage source evenly in response to a charge request for the voltage source. The first inverter and the second inverter may be controlled such that the charge amount of the first voltage source and the charge amount of the second voltage source are charged at a predetermined ratio.

（イ）第１電圧源、第２電圧源
上記実施形態では、第１電圧源の内部抵抗が小さく、高出力型の電源であり、第２電圧源が高容量型の電源である。他の実施形態では、第１電圧源を高容量型の電源とし、第２電圧源を高出力型の電源としてもよい。また、第１電圧源および第２電圧源を、同等の特性のものとしてもよい。
（ウ）負荷
上記実施形態では、負荷は、第２電圧源に接続される。他の実施形態では、第１電圧源に負荷を接続してもよいし、第１電圧源および第２電圧源にそれぞれ負荷を接続するようにしてもよい。 (A) First voltage source, second voltage source In the above embodiment, the first voltage source has a small internal resistance and is a high-output power source, and the second voltage source is a high-capacity power source. In another embodiment, the first voltage source may be a high capacity power source and the second voltage source may be a high output power source. Further, the first voltage source and the second voltage source may have equivalent characteristics.
(C) Load In the above embodiment, the load is connected to the second voltage source. In another embodiment, a load may be connected to the first voltage source, or a load may be connected to each of the first voltage source and the second voltage source.

（エ）モータジェネレータ
上記実施形態では、モータジェネレータは、３相交流の回転機である。他の実施形態では、モータジェネレータは、例えば４相以上の回転機等、どのようなものであってもよい。また、第１実施形態および第２実施形態のモータジェネレータが、第３実施形態のように駆動源により駆動されるように構成してもよい。
第１実施形態のモータジェネレータは主機モータであり、第３実施形態のモータジェネレータはＩＳＧである。他の実施形態では、モータジェネレータは、主機モータおよびＩＳＧ以外の補機モータ等の他のモータであってもよい。また、モータジェネレータを車両以外に適用してもよい。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。 (D) Motor generator In the above embodiment, the motor generator is a three-phase AC rotating machine. In other embodiments, the motor generator may be anything such as a rotating machine having four or more phases. Further, the motor generators of the first embodiment and the second embodiment may be configured to be driven by a drive source as in the third embodiment.
The motor generator of the first embodiment is a main motor, and the motor generator of the third embodiment is an ISG. In other embodiments, the motor generator may be another motor such as a main motor and an auxiliary motor other than the ISG. Moreover, you may apply a motor generator other than a vehicle.
As mentioned above, this invention is not limited to the said embodiment at all, In the range which does not deviate from the meaning of invention, it can implement with a various form.

１・・・電力変換装置
１０・・・モータジェネレータ
１１〜１３・・・コイル（巻線）
２０・・・第１インバータ
３０・・・第２インバータ
４１、４６・・・第１バッテリ（第１電圧源）
４２、４７・・・第２バッテリ（第２電圧源）
４５・・・キャパシタ（第１電圧源）
６０・・・制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Power converter 10 ... Motor generator 11-13 ... Coil (winding)
20 ... 1st inverter 30 ... 2nd inverter 41, 46 ... 1st battery (1st voltage source)
42, 47 ... second battery (second voltage source)
45. Capacitor (first voltage source)
60 ... Control unit

Claims

巻線（１１、１２、１３）を有するモータジェネレータ（１５）の電力を変換する電力変換装置（１）であって、
前記巻線の一端（１１１、１２１、１３１）および第１電圧源（４１、４５、４６）と接続される第１インバータ（２０）と、
前記巻線の他端（１１２、１２２、１３２）および第２電圧源（４２、４７）と接続される第２インバータ（３０）と、
前記モータジェネレータの発電量に応じて前記第１インバータおよび前記第２インバータを制御し、前記第１電圧源および前記第２電圧源の充電量を可変とする制御部（６０）と、
を備え、
前記モータジェネレータは、駆動源（１６）により駆動され、
前記制御部は、前記モータジェネレータの回生制動により生じる回生電力を前記第１電圧源に優先的に充電させ、前記駆動源により前記モータジェネレータが駆動されて生じる発電電力を前記第２電圧源に優先的に充電させることを特徴とする電力変換装置。 A power converter (1) for converting the power of a motor generator ( 15) having windings (11, 12, 13),
A first inverter (20) connected to one end (111, 121, 131) of the winding and a first voltage source (41, 45, 46);
A second inverter (30) connected to the other end (112, 122, 132) of the winding and a second voltage source (42, 47);
A control unit (60) for controlling the first inverter and the second inverter according to the amount of power generated by the motor generator, and making the charge amounts of the first voltage source and the second voltage source variable;
Equipped with a,
The motor generator is driven by a drive source (16),
The control unit preferentially charges the first voltage source with regenerative power generated by the regenerative braking of the motor generator, and prioritizes power generated by driving the motor generator with the drive source over the second voltage source. The power converter characterized by making it charge electrically.

前記第１電圧源は、前記第２電圧源より内部抵抗が小さいことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。 The power converter according to claim 1, wherein the first voltage source has a smaller internal resistance than the second voltage source.

前記第１電圧源は、前記第２電圧源より高出力であり、
前記第２電圧源は、前記第１電圧源より高容量であることを特徴とする請求項１または２に記載の電力変換装置。 The first voltage source has a higher output than the second voltage source;
It said second voltage source, the power converter according to claim 1 or 2, characterized in that from said first voltage source is a high capacity.

前記第１電圧源は、キャパシタであることを特徴とする請求項３に記載の電力変換装置。 The power converter according to claim 3 , wherein the first voltage source is a capacitor.

前記第１電圧源および前記第２電圧源の少なくとも一方には、負荷（５０）が接続されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の電力変換装置。 Wherein at least one of the first voltage source and said second voltage source, a load (50) is a power converter according to any one of claims 1 to 4, characterized in that connected.