JP7741760B2 - パワーユニット - Google Patents

Description

本明細書が開示する技術は、パワーユニットに関する。

特許文献１には、パワーユニットが開示されている。パワーユニットは、バッテリと、第１回転機と、バッテリと第１回転機との間に接続された第１インバータ装置と、第１インバータ装置の直流側の正極と負極との間に接続されている平滑コンデンサと、バッテリの正極と負極との間に接続されたバッテリ側コンデンサと、を備える。平滑コンデンサとバッテリ側コンデンサは、電流リプルを抑制する。

特開２０１９－１１０６９７号公報

上記のパワーユニットでは、電流リプルは、平滑コンデンサとバッテリ側コンデンサにより抑制される。上記のパワーユニットの構成を使用して、バッテリの充電状態（いわゆるＳＯＣ：ｓｔａｔｅ ｏｆ ｃｈａｒｇｅ）を推定する場合、パワーユニットは、電流リプルが抑制されたバッテリに流れる電流値を使用することができる。これにより、バッテリの充電状態の推定精度が低下することを抑制することができる。

しかしながら、パワーユニットは、２個のコンデンサを備える。このため、パワーユニットが大型化してしまう。また、パワーユニットが複数の回転機と複数のインバータ装置を備える構成とすると、パワーユニットはさらに大型化してしまう。本明細書では、パワーユニットが大型化することを抑制しつつ、バッテリの充電状態の推定精度が低下することを抑制することができる技術を開示する。

本明細書が開示する技術は、パワーユニットに具現化される。このパワーユニットは、バッテリと、第１回転機と、第２回転機と、バッテリと第１回転機との間に接続された第１インバータ装置と、バッテリと第２回転機との間に接続された第２インバータ装置と、第１回転機の回転角度を検出する第１角度センサと、第２回転機の回転角度を検出する第２角度センサと、バッテリに流れる電流値を検出する電流センサと、電流センサに接続された制御装置と、を備える。制御装置は、第１角度センサにより検出される第１回転機の回転角度と、第２角度センサにより検出される第２回転機の回転角度との差が、所定の第１基準範囲内であるときに、電流センサによる検出値を取得する。

第１インバータ装置におけるスイッチングに起因して、バッテリに流れる電流に電流リプルが発生する。第１インバータ装置におけるスイッチングは、第１回転機の回転角度に同期しているため、このときに発生する電流リプルにも、第１回転機の回転角度に応じた周期性が発現する。同様に、第２インバータ装置におけるスイッチングに起因して、同電流には電流リプルが発生する。第２インバータ装置におけるスイッチングは、第２回転機の回転角度に同期しているため、このときに発生する電流リプルにも、第２回転機の回転角度に応じた周期性が発現する。従って、第１回転機と第２回転機との間で回転速度差が発生していると、第１インバータ装置に起因する電流リプルと第２インバータ装置に起因する電流リプルとが合成されて、うなりが発生する。このうなりには、その振幅が極小となる節が繰り返し発生し、そのタイミングで電流リプルの大きさが最小となる。そして、この節は、二つの回転機の回転角度差が所定の値（３相の場合、３０、９０、１５０、２１０、２７０、３３０度）（以下では、中心値と呼ぶ）となるタイミングで現れる。

上記の知見に基づいて、本技術に係る構成では、２個の回転機の回転角度差が第１基準範囲内であるときに、電流センサによる検出値が取得される。この基準範囲は、うなりに節が発生する前述の中心値に基づいて、適宜設定することができる（例えば、中心値±５度）。これにより、バッテリに流れる電流を、電流リプルの振幅が極小となるタイミングで把握することができる。このため、制御装置は、電流リプルが抑制されたバッテリの電流値を使用して、バッテリの充電状態を推定することができる。また、電流リプルを抑制するために、パワーユニットは、大型のコンデンサや複数のコンデンサを備える必要がない。よって、パワーユニットが複数の回転機と複数のインバータ装置を備える構成において、パワーユニットが大型化することを抑制しつつ、バッテリの充電状態の推定精度が低下することを抑制することができる。

第１実施例のパワーユニットの電気回路構成を示す。 第１実施例のパワーユニットで発生する電流リプルの概略波形を示す。 第１実施例の第１回転機と第２回転機の電流ベクトルと電流進角を示す。 第１実施例において、位相差とうなりの振幅との関係を示すグラフを示す。 第１実施例のパワーユニットで発生するうなりの波形と判定図を示す。 第３実施例のパワーユニットの電気回路構成を示す。

本技術の一実施形態において、第１基準範囲の中心値は、第１インバータ装置と第２インバータ装置による制御における第１回転機と第２回転機の電流進角差（Δβ）と、第１回転機の回転角度（θ_ＩＮＶ１）と、第２回転機の回転角度（θ_ＩＮＶ２）と、を用いて下記式により算出される値であってもよい。
第１基準範囲の中心値＝θ_ＩＮＶ１－（θ_ＩＮＶ２＋Δβ）＝３６０／４ｎ＋３６０ｋ／２ｎ
Δβ＝arctan（Ｉｑ１／Ｉｄ１）－arctan（Ｉｑ２／Ｉｄ２）

ここで、ｎは、第１回転機と第２回転機の相の数であり、ｋは、任意の整数であり、Ｉｑ１は、第１回転機のｑ軸の電流指定値であり、Ｉｄ１は、第１回転機のｄ軸の電流指令値であり、Ｉｑ２は、第２回転機のｑ軸の電流指令値であり、Ｉｄ２は、第２回転機のｄ軸の電流指令値である。

上記の構成では、第１回転機と第２回転機の相の数に応じて、バッテリに流れる電流値を、電流リプルの振幅が極小となるタイミングで正確に把握することができる。これにより、パワーユニットが大型化することを抑制しつつ、バッテリの充電状態の推定精度が低下することをより抑制することができる。

本技術の一実施形態において、制御装置は、第１角度センサにより検出される第１回転機の回転角度に基づいて第１回転機の回転数を算出し、第２角度センサにより検出される第２回転機の回転角度に基づいて第２回転機の回転数を算出してもよい。制御装置は、第１回転機の回転数と、第２回転機の回転数と、第１回転機のトルク値と、第２回転機のトルク値に基づいて、第１基準範囲を設定してもよい。

上記の構成では、第１回転機の回転数とトルク値によって、第１インバータ装置への電流指令値が決まっている。また、第２回転機の回転数とトルク値によって、第２インバータ装置への電流指令値が決まっている。このため、第１回転機の回転数とトルク値および第２回転機の回転数とトルク値が決まれば、うなりの節が発生するタイミングを容易に把握することができる。これにより、パワーユニットが大型化することを抑制しつつ、バッテリの充電状態の推定精度が低下することをより抑制することができる。

本技術の一実施形態において、パワーユニットは、第３回転機と、バッテリと第３回転機との間に接続された第３インバータ装置と、第３回転機の回転角度を検出する第３角度センサと、をさらに備えてもよい。制御装置は、第１角度センサにより検出される第１回転機の回転角度と、第２角度センサにより検出される第２回転機の回転角度との差が、所定の第１基準範囲内であり、かつ、第２角度センサにより検出される第２回転機の回転角度と、第３角度センサにより検出される第３回転機の回転角度との差が所定の第２基準範囲内であり、かつ、第３角度センサにより検出される第３回転機の回転角度と、第１角度センサにより検出される第１回転機の回転角度との差が、所定の第３基準範囲内であるときに、電流センサによる検出値を取得してもよい。

上記の構成では、パワーユニットが３個の回転機と３個のインバータ装置を備える構成においても、パワーユニットが大型化することを抑制しつつ、バッテリの充電状態の推定精度が低下することを抑制することができる。

（第１実施例）
第１実施例のパワーユニット１０は、電気自動車、ハイブリッド自動車や燃料電池車等の車両（電動車）に搭載され、当該車両の車輪を駆動する動力源として機能する。図１に示すように、パワーユニット１０は、バッテリ１２と、第１インバータ装置１４と、第１回転機１６と、第２インバータ装置１８と、第２回転機２０と、電流センサ２２と、第１角度センサ２４と、第２角度センサ２６と、制御装置２８と、を備える。

第１インバータ装置１４は、複数のスイッチング素子（図示省略）を備える。第１インバータ装置１４は、複数のスイッチング素子を選択的にオンおよびオフすることより、入力される直流電流を交流電流に変換して、変換した交流電流を第１回転機１６に出力する。

第１インバータ装置１４は、バッテリ１２の正極に第１高圧配線３０を介して電気的に接続されている。第１高圧配線３０上には、バッテリ１２から第１インバータ装置１４に向かって、電流センサ２２と、抵抗成分３２と、インダクタンス成分３４と、抵抗成分３６と、インダクタンス成分３８が順番に配置されている。また、第１インバータ装置１４は、バッテリ１２の負極に第１低圧配線４０を介して電気的に接続されている。

第１高圧配線３０上の第１入力点３０ａと第１低圧配線４０の第１出力点４０ａとの間には、第１配線４２が配置されている。第１入力点３０ａは、インダクタンス成分３８よりも第１インバータ装置１４側に配置されている。第１配線４２上には、抵抗成分４４と、第１平滑コンデンサ４６が配置されている。

第１回転機１６は、第１インバータ装置１４に電気的に接続されている。第１回転機１６は、例えば、３相モータである。第１回転機１６は、第１インバータ装置１４から入力された交流電流により回転する。

第２インバータ装置１８は、複数のスイッチング素子（図示省略）を備える。第２インバータ装置１８は、複数のスイッチング素子を選択的にオンおよびオフすることより、入力される直流電流を交流電流に変換して、変換した交流電流を第２回転機２０に出力する。

第２インバータ装置１８は、第１高圧配線３０上の第１高圧分岐点３０ｂに、第２高圧配線４８を介して電気的に接続されている。第１高圧分岐点３０ｂは、インダクタンス成分３４と抵抗成分３６との間に配置されている。第２高圧配線４８上には、第１高圧分岐点３０ｂから第２インバータ装置１８に向かって、抵抗成分５０と、インダクタンス成分５２が配置されている。また、第２インバータ装置１８は、第１低圧配線４０上の第１低圧分岐点４０ｂに、第２低圧配線５４を介して電気的に接続されている。

第２高圧配線４８上の第２入力点４８ａと第２低圧配線５４の第２出力点５４ａとの間には、第２配線５６が配置されている。第２入力点４８ａは、インダクタンス成分５２よりも第２インバータ装置１８側に配置されている。第２配線５６上には、抵抗成分５８と、第２平滑コンデンサ６０が配置されている。

第２回転機２０は、第２インバータ装置１８に電気的に接続されている。第２回転機２０は、例えば、３相モータである。第２回転機２０は、第２インバータ装置１８から入力された交流電流により回転する。

電流センサ２２は、第１高圧配線３０上で、抵抗成分３２よりもバッテリ１２側に配置されている。電流センサ２２は、バッテリ１２に流れる電流値を検出する。電流センサ２２は、制御装置２８と信号線を介して接続されており、電流センサ２２による検出値が、制御装置２８に入力されるように構成されている。

第１角度センサ２４は、第１回転機１６近傍に配置されている。第１角度センサ２４は、第１回転機１６の回転角度を検出する。第１角度センサ２４は、制御装置２８と信号線を介して接続されており、第１角度センサ２４による検出値が、制御装置２８に入力されるように構成されている。

第２角度センサ２６は、第２回転機２０近傍に配置されている。第２角度センサ２６は、第２回転機２０の回転角度を検出する。第２角度センサ２６は、制御装置２８と信号線を介して接続されており、第２角度センサ２６による検出値が、制御装置２８に入力されるように構成されている。

制御装置２８は、第１インバータ装置１４と、第２インバータ装置１８と、電流センサ２２と、第１角度センサ２４と、第２角度センサ２６のそれぞれに電気的に接続されている。制御装置２８は、第１インバータ装置１４のスイッチング素子（図示省略）をスイッチングすることにより、第１インバータ装置１４から第１回転機１６に出力される交流電流を制御する。制御装置２８は、第２インバータ装置１８のスイッチング素子（図示省略）をスイッチングすることにより、第２インバータ装置１８から第２回転機２０に出力される交流電流を制御する。制御装置２８は、バッテリ１２に流れる電流値を電流センサ２２から取得する。制御装置２８は、第１回転機１６の回転角度を第１角度センサ２４から取得する。制御装置２８は、第２回転機２０の回転角度を第２角度センサ２６から取得する。

制御装置２８が第１インバータ装置１４のスイッチング素子（図示省略）をスイッチングすると、図２に示すように、第１インバータ装置１４に入力される電流Ｉ_ＩＮＶ１には、第１電流リプルＲ１が発生する。第１インバータ装置１４におけるスイッチングは、第１回転機１６の回転角度に同期しているため、第１電流リプルＲ１は、第１回転機１６の回転角度に応じた周期性を有する。また、制御装置２８が第２インバータ装置１８のスイッチング素子（図示省略）をスイッチングすると、第２インバータ装置１８に入力される電流Ｉ_ＩＮＶ２には、第２電流リプルＲ２が発生する。第２インバータ装置１８におけるスイッチングは、第２回転機２０の回転角度に同期しているため、第２電流リプルＲ２は、第２回転機２０の回転角度に応じた周期性を有する。

第１回転機１６の回転速度が第２回転機２０の回転速度と異なる場合、第１回転機１６の回転角度と第２回転機２０の回転角度には、差が生じる。このとき、第１電流リプルＲ１と第２電流リプルＲ２が合成されて、バッテリ１２に流れる電流Ｉ_ｂａｔには、うなりＲ３が発生する。うなりＲ３では、うなりＲ３の振幅が極小となる極小部Ｒｍｉｎと、うなりＲ３の振幅が極大となる極大部Ｒｍａｘが交互に繰り返し発生する。うなりＲ３の極小部Ｒｍｉｎのタイミングでは、電流リプルの大きさが最小となり、うなりＲ３の極大部Ｒｍａｘのタイミングでは、電流リプルの大きさが最大となる。極小部Ｒｍｉｎは、うなりＲ３の節と呼ばれることがあるため、以下では、うなりＲ３の節を、極小部Ｒｍｉｎと同様の符号を付して説明することがある。

うなりＲ３の節Ｒｍｉｎのタイミングは、以下の式（１）、（２）によって算出される。
うなりＲ３の節Ｒｍｉｎのタイミング＝θ_ＩＮＶ１－（θ_ＩＮＶ２＋Δβ）
＝３６０／４ｎ＋３６０ｋ／２ｎ （１）
Δβ＝arctan（Ｉｑ１／Ｉｄ１）－arctan（Ｉｑ２／Ｉｄ２） （２）

ここで、θ_ＩＮＶ１は、第１回転機１６の回転角度であり、θ_ＩＮＶ２は、第２回転機２０の回転角度であり、ｎは、第１回転機１６と第２回転機２０の相の数であり、ｋは、任意の整数である。図３に示すように、Δβは、第１インバータ装置１４と第２インバータ装置１８による制御における第１回転機１６と第２回転機２０の電流進角の位相差であり、第１インバータ装置１４の制御に伴う第１回転機１６の第１電流ベクトルＩａ_ＩＮＶ１と、第２インバータ装置１８の制御に伴う第２回転機２０の第２電流ベクトルＩａ_ＩＮＶ２とがなす角度である。Ｉｑ１は、第１電流ベクトルＩａ_ＩＮＶ１のｑ軸成分の電流指令値であり、Ｉｄ１は、第１電流ベクトルＩａ_ＩＮＶ１のｄ軸成分の電流指令値であり、Ｉｑ２は、第２電流ベクトルＩａ_ＩＮＶ２のｑ軸成分の電流指令値であり、Ｉｄ２は、第２電流ベクトルＩａ_ＩＮＶ２のｄ軸成分の電流指令値である。上記の式（１）では、第１回転機１６の回転角度θ_ＩＮＶ１と第２回転機２０の回転角度θ_ＩＮＶ２の差が、Δβにより補正されている。

第１回転機１６と第２回転機２０が３相モータである場合、ｎ＝３より、うなりＲ３の節Ｒｍｉｎは、位相差が３０、９０、１５０、２１０、２７０、３３０度となるときに発生する。また、図４に示すように、位相差が上記の値のそれぞれから±１０度の範囲にあるとき、うなりＲ３の振幅は、第１電流リプルＲ１の振幅と第２電流リプルＲ２の振幅のそれぞれよりも小さくなる。図４の縦軸は、うなりＲ３の振幅に対する第１電流リプルＲ１の振幅（第２電流リプルＲ２の振幅）を示している。

制御装置２８は、バッテリ１２の充電状態（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を推定するときに、電流センサ２２から取得した電流値を使用する。上述したように、バッテリ１２に流れる電流Ｉ_ｂａｔにはうなりＲ３が発生している。このため、制御装置２８は、例えば、うなりＲ３の極大部Ｒｍａｘ（図２参照）となるときに電流センサ２２から取得した電流値を使用すると、バッテリ１２の充電状態を正確に推定することができない。本実施例では、制御装置２８は、うなりＲ３の節Ｒｍｉｎとなるときに、電流センサ２２から電流値を取得して、バッテリ１２の充電状態を推定する。以下では、制御装置２８が電流センサ２２から電流値を取得するまでの方法のみを説明し、取得した電流値を使用してバッテリ１２の充電状態を推定する具体的な方法については説明を省略する。

バッテリ１２の充電状態を推定する処理では、制御装置２８は、第１回転機１６の回転角度を第１角度センサ２４から取得し、第２回転機２０の回転角度を第２角度センサ２６から取得することにより、第１回転機１６の回転角度と第２回転機２０の回転角度を監視している。制御装置２８は、第１回転機１６の回転角度と第２回転機２０の回転角度に差が生じたと判断する場合、第１電流ベクトルＩａ_ＩＮＶ１のｑ軸成分の電流指令値Ｉｑ１と、第１電流ベクトルＩａ_ＩＮＶ１のｄ軸成分の電流指令値Ｉｄ１と、第２電流ベクトルＩａ_ＩＮＶ２のｑ軸成分の電流指令値Ｉｑ２と、第２電流ベクトルＩａ_ＩＮＶ２のｄ軸成分の電流指令値Ｉｄ２を使用して、上記の式（２）に基づいて、Δβを算出する。

次に、制御装置２８は、取得した第１回転機１６の回転角度と、取得した第２回転機２０の回転角度と、算出したΔβを使用して、上記の式（１）に基づいて、うなりＲ３の節Ｒｍｉｎのタイミングを算出する。図５に示すように、うなりＲ３を実測した結果では、うなりＲ３の節Ｒｍｉｎのタイミングは、一定の間隔（例えば、約０．０６秒間隔）で発生する。

次に、制御装置２８は、電流センサ２２から電流値を取得する第１基準範囲を設定する。位相差がうなりＲ３の節Ｒｍｉｎのタイミングから±１０度であるときに、うなりＲ３の振幅が第１電流リプルＲ１の振幅と第２電流リプルＲ２の振幅のそれぞれよりも小さくなる。このため、制御装置２８は、第１基準範囲の中心値をうなりＲ３の節Ｒｍｉｎのタイミング（３０、９０、１５０、２１０、２７０、３３０度）に設定し、中心値からの幅を、±１０度よりも小さい第１基準幅（例えば、±５度）に設定することにより、第１基準範囲を設定する。

最後に、制御装置２８は、図５に示すように、第１基準範囲において判定フラグをオンに切り替え、電流値を電流センサ２２から取得する。図５では、判定フラグがオンとなることは、判定が「１」となることを示している。その後、制御装置２８は、取得した電流値を使用して、バッテリ１２の充電状態を推定する。

（効果）
本実施例では、パワーユニット１０は、バッテリ１２と、第１回転機１６と、第２回転機２０と、バッテリ１２と第１回転機１６との間に接続された第１インバータ装置１４と、バッテリ１２と第２回転機２０との間に接続された第２インバータ装置１８と、第１回転機１６の回転角度を検出する第１角度センサ２４と、第２回転機２０の回転角度を検出する第２角度センサ２６と、バッテリ１２に流れる電流値を検出する電流センサ２２と、電流センサ２２に接続された制御装置２８と、を備える。制御装置２８は、第１角度センサ２４により検出される第１回転機１６の回転角度と、第２角度センサ２６により検出される第２回転機２０の回転角度との差が、所定の第１基準範囲内であるときに、電流センサ２２による検出値を取得する。

上記の構成では、２個の回転機１６、２０の回転角度差が第１基準範囲内であるときに、電流センサ２２による検出値が取得される。この基準範囲は、うなりＲ３に節Ｒｍｉｎが発生するタイミング（中心値の一例）に基づいて、適宜設定することができる（例えば、中心値±５度）。これにより、バッテリ１２に流れる電流Ｉ_ｂａｔを、電流リプルの振幅が極小となるタイミングで把握することができる。このため、制御装置２８は、電流リプルが抑制されたバッテリ１２の電流値を使用して、バッテリ１２の充電状態を推定することができる。また、電流リプルを抑制するために、パワーユニット１０は、大型のコンデンサや複数のコンデンサを備える必要がない。よって、パワーユニット１０が複数の回転機１６、２０と複数のインバータ装置１４、１８を備える構成において、パワーユニット１０が大型化することを抑制しつつ、バッテリ１２の充電状態の推定精度が低下することを抑制することができる。

また、第１基準範囲の中心値は、式（１）、（２）により算出される。

上記の構成では、第１回転機１６と第２回転機２０の相の数に応じて、バッテリ１２に流れる電流値を、電流リプルの振幅が極小となるタイミングで正確に把握することができる。これにより、パワーユニット１０が大型化することを抑制しつつ、バッテリ１２の充電状態の推定精度が低下することをより抑制することができる。

（第２実施例）
第２実施例では、第１実施例と異なる点のみ説明する。第２実施例では、第１基準範囲を設定する方法が、第１実施例の方法と異なる。

制御装置２８は、第１回転機１６の回転角度と第２回転機２０の回転角度に差が生じたと判断する場合、基準範囲を設定するためのマップを使用して、第１基準範囲を設定する。具体的には、まず、制御装置２８は、監視していた第１回転機１６の回転角度から第１回転機１６の回転数を算出するとともに、監視していた第２回転機２０の回転角度から第２回転機２０の回転数を算出する。また、制御装置２８は、第１トルクセンサ（図示省略）から第１回転機１６のトルク値を取得するとともに、第２トルクセンサ（図示省略）から第２回転機２０のトルク値を取得する。次に、制御装置２８は、第１回転機１６の回転数とトルク値および第２回転機２０の回転数とトルク値を、マップ内のデータと比較する。マップは、第１回転機１６の回転数とトルク値および第２回転機２０の回転数とトルク値に関連付けられた第１基準範囲の基準データを含んでいる。マップは、予め実験により特定されており、制御装置２８に記憶されている。次に、制御装置２８は、取得した第１回転機１６の回転数とトルク値および第２回転機２０の回転数とトルク値を含んでいる第１基準範囲の基準データを、マップから選択する。最後に、制御装置２８は、選択した第１基準範囲の基準データを、第１基準範囲として設定する。

（効果）
本実施例では、制御装置２８は、第１角度センサ２４により検出される第１回転機１６の回転角度に基づいて第１回転機１６の回転数を算出し、第２角度センサ２６により検出される第２回転機２０の回転角度に基づいて第２回転機２０の回転数を算出する。制御装置２８は、第１回転機１６の回転数と、第２回転機２０の回転数と、第１回転機１６のトルク値と、第２回転機２０のトルク値に基づいて、第１基準範囲を設定する。

上記の構成では、第１回転機１６の回転数とトルク値によって、第１インバータ装置１４への電流指令値が決まっている。また、第２回転機２０の回転数とトルク値によって、第２インバータ装置１８への電流指令値が決まっている。このため、第１回転機１６の回転数とトルク値および第２回転機２０の回転数とトルク値が決まれば、うなりＲ３の節Ｒｍｉｎが発生するタイミングを容易に把握することができる。これにより、パワーユニット１０が大型化することを抑制しつつ、バッテリ１２の充電状態の推定精度が低下することをより抑制することができる。

（第３実施例）
第３実施例では、第１実施例と異なる点のみを説明する。図６に示すように、第３実施例では、パワーユニット１０は、第３インバータ装置８０と、第３回転機８２と、第３角度センサ８４と、をさらに備える。

第３インバータ装置８０は、複数のスイッチング素子（図示省略）を備える。第３インバータ装置８０は、複数のスイッチング素子を選択的にオンおよびオフすることにより、入力させる直流電流を交流電流に変換して、変換した交流電流を第３回転機８２に出力する。

第３インバータ装置８０は、第２高圧配線４８の第２高圧分岐点４８ｂに、第３高圧配線８６を介して電気的に接続されている。第２高圧分岐点４８ｂは、第１高圧分岐点３０ｂと抵抗成分５０との間に配置されている。第３高圧配線８６上には、第２高圧分岐点４８ｂから第３インバータ装置８０に向かって、抵抗成分８８と、インダクタンス成分９０が配置されている。また、第３インバータ装置８０は、第２低圧配線５４の第２低圧分岐点５４ｂに、第３低圧配線９２を介して電気的に接続されている。

第３高圧配線８６の第３入力点８６ａと第３低圧配線９２の第３出力点９２ａとの間には、第３配線９４が配置されている。第３入力点８６ａは、インダクタンス成分９０と第３インバータ装置８０との間に配置されている。第３配線９４上には、抵抗成分９６と、第３平滑コンデンサ９８が配置されている。

第３回転機８２は、第３インバータ装置８０に電気的に接続されている。第３回転機８２は、例えば、３相モータである。第３回転機８２は、第３インバータ装置８０から入力された交流電流により回転する。

第３角度センサ８４は、第３回転機８２近傍に配置されている。第３角度センサ８４は、第３回転機８２の回転角度を検出する。第３角度センサ８４は、制御装置２８と信号線を介して接続されており、第３角度センサ８４による検出値が、制御装置２８に入力されるように構成されている。

第３実施例のパワーユニット１０では、制御装置２８が第３インバータ装置８０のスイッチング素子（図示省略）をスイッチングすると、第３インバータ装置８０に入力される電流Ｉ_ＩＮＶ３には、第３電流リプルが発生する。第３インバータ装置８０におけるスイッチングは、第３回転機８２の回転角度に同期しているため、第３電流リプルは、第３回転機８２の回転角度に応じた周期性を有する。

第１回転機１６の回転速度が第２回転機２０の回転速度や第３回転機８２の回転速度と異なる場合、第１回転機１６の回転角度と第２回転機２０の回転角度と第３回転機８２の回転角度には、差が生じる。このとき、第１電流リプルＲ１と、第２電流リプルＲ２と、第３電流リプルが合成されて、バッテリ１２に流れる電流Ｉ_ｂａｔには、うなりが発生する。このうなりでは、第１実施例のうなりＲ３の同様に、うなりの振幅が極小となる極小部と、うなりの振幅が極大となる極大部が交互に繰り返し発生する。

第３実施例では、制御装置２８が電流センサ２２から電流値を取得するまでの方法が、第１実施例の方法と異なる。第３実施例では、制御装置２８は、第１回転機１６の回転角度と第２回転機２０の回転角度の差に基づいて第１基準範囲を設定するとともに、第２回転機２０の回転角度と第３回転機８２の回転角度の差に基づいて第２基準範囲を設定し、さらに、第３回転機８２の回転角度と第１回転機１６の回転角度の差に基づいて第３基準範囲を設定する。第２基準範囲を設定する方法と第３基準範囲を設定する方法は、第１基準範囲を設定する方法（式（１）、（２）を使用する方法）と同様であるため、詳細な説明を省略する。

制御装置２８は、第１基準範囲と第２基準範囲と第３基準範囲を設定すると、第１基準範囲と第２基準範囲と第３基準範囲のすべてが含まれる重複基準範囲を設定する。制御装置２８は、重複基準範囲において判定フラグをオンに切り替え、電流センサ２２から電流値を取得する。

（効果）
本実施例では、パワーユニット１０は、第３回転機８２と、バッテリ１２と第３回転機８２との間に接続された第３インバータ装置８０と、第３回転機８２の回転角度を検出する第３角度センサ８４と、をさらに備える。制御装置２８は、第１角度センサ２４により検出される第１回転機１６の回転角度と、第２角度センサ２６により検出される第２回転機２０の回転角度との差が、所定の第１基準範囲内であり、かつ、第２角度センサ２６により検出される第２回転機２０の回転角度と、第３角度センサ８４により検出される第３回転機８２の回転角度との差が所定の第２基準範囲内であり、かつ、第３角度センサ８４により検出される第３回転機８２の回転角度と、第１角度センサ２４により検出される第１回転機１６の回転角度との差が、所定の第３基準範囲内であるときに、電流センサ２２による検出値を取得する。

上記の構成では、パワーユニット１０が３個の回転機１６、２０、８２と３個のインバータ装置１４、１８、８０を備える構成においても、パワーユニット１０が大型化することを抑制しつつ、バッテリ１２の充電状態の推定精度が低下することを抑制することができる。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

１０ ：パワーユニット
１２ ：バッテリ
１４ ：第１インバータ装置
１６ ：第１回転機
１８ ：第２インバータ装置
２０ ：第２回転機
２２ ：電流センサ
２４ ：第１角度センサ
２６ ：第２角度センサ
２８ ：制御装置
８０ ：第３インバータ装置
８２ ：第３回転機
８４ ：第３角度センサ
Ｒ１ ：第１電流リプル
Ｒ２ ：第２電流リプル
Ｒｍａｘ ：極大部
Ｒｍｉｎ ：極小部、節

Claims (4)

1. 車両の車輪を駆動する動力源として機能するパワーユニットであって、
   バッテリと、
   第１回転機と、
   第２回転機と、
   前記バッテリと前記第１回転機との間に接続された第１インバータ装置と、
   前記バッテリと前記第２回転機との間に接続された第２インバータ装置と、
   前記第１回転機の回転角度を検出する第１角度センサと、
   前記第２回転機の回転角度を検出する第２角度センサと、
   前記バッテリに流れる電流値を検出する電流センサと、
   前記電流センサに接続された制御装置と、
   を備え、
   前記第１回転機の回転数と前記第２回転機の回転数に差が生じたとき、前記第１インバータ装置のスイッチング素子をスイッチングすると発生する第１電流リプルと、前記第２インバータ装置のスイッチング素子をスイッチングすると発生する第２電流リプルとが合成されて、前記バッテリに流れる電流には第１うなりが発生し、
   前記第１うなりの振幅は、前記第１回転機の前記回転角度と前記第２回転機の前記回転角度との差に応じて変化するとともに、前記第１回転機の前記回転角度と前記第２回転機の前記回転角度との前記差が第１の所定値となるときに極小となり、
   前記制御装置は、前記第１角度センサにより検出される前記第１回転機の前記回転角度と、前記第２角度センサにより検出される前記第２回転機の前記回転角度との前記差が、第１基準範囲内の値であるときに、前記電流センサによる検出値を取得し、取得した前記検出値を用いて前記バッテリの充電状態を推定するように構成され、
   前記第１基準範囲は、前記第１基準範囲の中心値が前記第１の所定値となるように定められる、
   パワーユニット。
2. 前記第１基準範囲の前記中心値は、３６０／４ｎ＋３６０ｋ／２ｎであり、
   ここで、ｎは、前記第１回転機と前記第２回転機の相の数であり、ｋは、任意の整数であり、
   前記制御装置は、前記第１回転機の前記回転角度と前記第２回転機の前記回転角度の前記差を前記第１インバータ装置と前記第２インバータ装置による制御における前記第１回転機と前記第２回転機の電流進角差（Δβ）により補正し、
   Δβは、下記式により前記制御装置によって算出される値であり、
   Δβ＝arctan（Ｉｑ１／Ｉｄ１）－arctan（Ｉｑ２／Ｉｄ２）
   ここで、Ｉｑ１は、前記第１回転機のｑ軸の電流指定値であり、Ｉｄ１は、前記第１回転機のｄ軸の電流指令値であり、Ｉｑ２は、前記第２回転機のｑ軸の電流指令値であり、Ｉｄ２は、前記第２回転機のｄ軸の電流指令値である、
   請求項１に記載のパワーユニット。
3. 前記制御装置は、前記第１角度センサにより検出される前記第１回転機の前記回転角度に基づいて前記第１回転機の前記回転数を算出し、前記第２角度センサにより検出される前記第２回転機の前記回転角度に基づいて前記第２回転機の前記回転数を算出し、
   前記制御装置は、前記第１回転機の前記回転数と、前記第２回転機の前記回転数と、前記第１回転機のトルク値と、前記第２回転機のトルク値に基づいて、前記第１基準範囲を設定する、
   請求項１に記載のパワーユニット。
4. 第３回転機と、
   前記バッテリと前記第３回転機との間に接続された第３インバータ装置と、
   前記第３回転機の回転角度を検出する第３角度センサと、
   をさらに備え、
   前記第２回転機の前記回転数と前記第３回転機の回転数に差が生じたとき、前記第２電流リプルと、前記第３インバータ装置のスイッチング素子をスイッチングすると発生する第３電流リプルとが合成されて、前記バッテリに流れる電流には第２うなりが発生し、
   前記第２うなりの振幅は、前記第２回転機の前記回転角度と前記第３回転機の前記回転角度との差に応じて変化するとともに、前記第２回転機の前記回転角度と前記第３回転機の前記回転角度との前記差が第２の所定値となるときに極小となり、
   前記第３回転機の前記回転数と前記第１回転機の前記回転数に差が生じたとき、前記第３電流リプルと前記第１電流リプルとが合成されて、前記バッテリに流れる電流には第３うなりが発生し、
   前記第３うなりの振幅は、前記第３回転機の前記回転角度と前記第１回転機の前記回転角度との差に応じて変化するとともに、前記第３回転機の前記回転角度と前記第１回転機の前記回転角度との前記差が第３の所定値となるときに極小となり、
   前記制御装置は、前記第１角度センサにより検出される前記第１回転機の前記回転角度と、前記第２角度センサにより検出される前記第２回転機の前記回転角度との前記差が、前記第１基準範囲内の値であり、かつ、前記第２角度センサにより検出される前記第２回転機の前記回転角度と、前記第３角度センサにより検出される前記第３回転機の前記回転角度との前記差が第２基準範囲内の値であり、かつ、前記第３角度センサにより検出される前記第３回転機の前記回転角度と、前記第１角度センサにより検出される前記第１回転機の前記回転角度との前記差が、第３基準範囲内の値であるときに、前記電流センサによる前記検出値を取得し、
   前記第２基準範囲は、前記第２基準範囲の中心値が前記第２の所定値となるように定められ、
   前記第３基準範囲は、前記第３基準範囲の中心値が前記第３の所定値となるように定められる、
   請求項１から３のいずれか一項に記載のパワーユニット。