(57)【要約】【課題】コンバータを追加することなく省電力及び小型化を図る。【解決手段】モータシステム（１００）は、バッテリ（１０）と、第１インバータ（２０）と、モータ（３０）と、発電機（５０）と、第２インバータ（６０）とを備える。モータ（３０）の回転状態に応じて、第１インバータ（２０）へ入力される目標電圧を決定し（Ｓ２）、第１インバータ（２０）へ入力される直流電圧が目標電圧となるように、発電機（５０）を制御する（Ｓ３）。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリと、
前記バッテリと接続され、入力される直流電圧を交流電圧に変換する第１インバータと、
前記第１インバータにより変換される交流電圧を受けて回転駆動するモータと、
発電機と、
前記発電機によって発電される交流電力を直流電力に変換し、前記直流電力を前記バッテリ及び前記第１インバータに供給可能に構成される第２インバータと、を備えるモータシステムの制御方法であって、
前記モータの回転状態に応じて、前記第１インバータへ入力される目標電圧を決定し、
前記第１インバータへ入力される前記直流電圧が前記目標電圧となるように、前記発電機を制御する、モータシステムの制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載のモータシステムの制御方法であって、
前記第１インバータを電圧制御している場合、かつ、前記モータの回転速度が通常時よりも高い場合には、前記目標電圧を通常時よりも高くする、モータシステムの制御方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載のモータシステムの制御方法であって、
前記第１インバータを電流制御している場合、かつ、前記モータの回転速度が通常時よりも低い場合には、前記目標電圧を通常時よりも低くする、モータシステムの制御方法。
【請求項４】
請求項３に記載のモータシステムの制御方法であって、
前記モータシステムは、前記バッテリの充電量が充電停止基準値を超える場合には、前記発電機を停止させるように構成され、
前記第１インバータを電流制御している場合、かつ、前記モータの回転速度が通常時よりも低い場合には、さらに、前記充電停止基準値を通常時よりも低くする、モータシステムの制御方法。
【請求項５】
請求項２から４のいずれか１項に記載のモータシステムの制御方法であって、
前記第１インバータを電圧制御している場合において、前記モータの回転速度が高速準値を上回る状態の経過時間が閾値を上回る時には、前記目標電圧を通常時よりも高くし、
前記第１インバータを電流制御している場合において、前記モータの回転速度が低速基準値を下回る状態の経過時間が閾値を上回る時には、前記目標電圧を通常時よりも低くする、モータシステムの制御方法。
【請求項６】
請求項２から４のいずれか１項に記載のモータシステムの制御方法であって、
前記第１インバータを電圧制御している場合、かつ、ユーザからの電圧変更要求を受け付けた時には、前記目標電圧を通常時よりも高くし、
前記第１インバータを電流制御している場合、かつ、ユーザからの電圧変更要求を受け付けた時には、前記目標電圧を通常時よりも低くする、モータシステムの制御方法。
【請求項７】
請求項２から４のいずれか１項に記載のモータシステムの制御方法であって、
前記モータシステムは、電動車両に用いられ、
前記電動車両が高速道路を走行する場合には、前記目標電圧を通常時よりも高くし、
前記電動車両が渋滞区間を走行する場合には、前記目標電圧を通常時よりも低くする、モータシステムの制御方法。
【請求項８】
バッテリと、
前記バッテリと接続され、入力される直流電圧を交流電圧に変換する第１インバータと、
前記第１インバータにおいて変換された交流電圧が印加されて、回転駆動するモータと、
発電機と、
前記発電機によって発電される交流電力を直流電力に変換し、前記バッテリ及び前記第１インバータに供給可能に構成される第２インバータと、
前記発電機を制御するコントローラと、を備えるモータシステムであって、
前記コントローラは、
前記モータの回転状態に応じて、前記第１インバータへ入力される目標電圧を決定し、
前記第１インバータへ入力される前記直流電圧が前記目標電圧となるように、前記発電機を制御する、モータシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータシステムの制御方法、及び、モータシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電動車両が備えるモータシステムは、一般に、直流電源と、直流電源から供給される直流電力を交流電力に変換するインバータと、交流電力により駆動するモータとにより構成される。このようなモータシステムが電動車両に用いられる場合には、モータが回転駆動することにより、モータの出力軸と接続された駆動輪が回転して電動車両が走行する。
【０００３】
特許文献１には、モータシステムを効率的に制御するために、バッテリとインバータとの間にコンバータを設ける技術が開示されている。この技術によれば、コンバータを用いて、モータに要求されるトルク応答性に基づいてインバータへの入力電圧を変更することで、トルク制御性の確保と燃費改善とを実現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−６１９２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されたモータシステムにおいては、コンバータが設けられるため、コンバータにおける電力の消費やモータシステムの大型化などの課題がある。特に、電動車両に用いられるモータシステムにおいては、比較的大きな電力が用いられるため、高価かつ大型なコンバータを設けなければならず、消費電力、コスト及びサイズへの影響が大きい。
【０００６】
本発明は、このような課題に着目してなされたものであり、コンバータを追加することなく電力変換装置の入力電圧を変更することで、省電力化及び小型化を図るモータシステムの制御方法、及び、モータシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のモータシステムの制御方法は、バッテリと、第１インバータと、モータと、発電機と、第２インバータと、を備えるモータシステムの制御方法である。モータの回転状態に応じて、第１インバータへ入力される目標電圧を決定し、第１インバータへ入力される直流電圧が目標電圧となるように、発電機を制御する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一態様によれば、コンバータを追加することなく省電力及び小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本実施形態のモータシステムが用いられる電動車両を示す図である。
【図２】図２は、モータシステムのブロック図である。
【図３】図３は、モータ制御を示すフローチャートである。
【図４】図４は、目標電圧の決定制御を示すフローチャートである。
【図５】図５は、電圧制御における目標電圧の決定制御を示すフローチャートである。
【図６】図６は、電流制御における目標電圧の決定制御を示すフローチャートである。
【図７】図７は、電圧制御が行われる場合のタイミングチャートである。
【図８】図８は、電圧制御が行われる場合のモータシステムの消費電力を示す図である。
【図９】図９は、電圧制御が行われる場合のエンジンの運転点を示す図である。
【図１０】図１０は、電流制御が行われる場合のタイミングチャートである。
【図１１】図１１は、電流制御が行われる場合のモータシステムの消費電力を示す図である。
【図１２】図１２は、電流制御が行われる場合のエンジンの運転点を示す図である。
【図１３】図１３は、第２実施形態における目標電圧の決定制御を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、第３実施形態におけるモータ制御を示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、電流制御における目標電圧の決定制御を示すフローチャートである。
【図１６】図１６は、電流制御が行われる場合のタイミングチャートである。
【図１７Ａ】図１７Ａは、電動車両の他の一例を示す図である。
【図１７Ｂ】図１７Ｂは、電動車両の他の一例を示す図である。
【図１７Ｃ】図１７Ｃは、電動車両の他の一例を示す図である。
【図１７Ｄ】図１７Ｄは、電動車両の他の一例を示す図である。
【図１７Ｅ】図１７Ｅは、電動車両の他の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【００１１】
（第１実施形態）
図１は、本実施形態のモータシステム１００が用いられる電動車両２００を示す図である。モータシステム１００は、バッテリ１０、第１インバータ２０、第１モータジェネレータ３０、エンジン４０、第２モータジェネレータ５０、第２インバータ６０、及び、コントローラ７０を有する。なお、本モータシステム１００を備える電動車両２００は、エンジン４０、第２モータジェネレータ５０、及び、バッテリ１０が直列（シリーズ）に接続されるため、シリーズハイブリッド車両と称される。なお、本実施形態においては、第１モータジェネレータ３０は主に電動機（モータ）として動作し、第２モータジェネレータ５０は主に発電機として動作するが、第１モータジェネレータ３０及び第２モータジェネレータ５０は、電動機及び発電機のいずれとしても動作可能である。
【００１２】
バッテリ１０から出力される直流電圧Ｖdcは、第１インバータ２０において交流電圧に変換される。変換された交流電圧の供給を受けて、第１モータジェネレータ３０は回転駆動する。第１モータジェネレータ３０の出力軸にはギアなどを介して電動車両２００の前輪駆動軸２１０が取り付けられており、前輪駆動軸２１０が第１モータジェネレータ３０に対して連れ回ることで、電動車両２００が走行する。
【００１３】
エンジン４０は、第２モータジェネレータ５０に併設されており、主に発電に用いられる。エンジン４０の回転駆動に伴って、エンジン４０とギアなどを介して接続される第２モータジェネレータ５０が回転されると、第２モータジェネレータ５０は交流電力を発電する。第２モータジェネレータ５０によって発電された交流電力は、第２インバータ６０において直流電力に変換される。第２インバータ６０は、バッテリ１０に対して第２インバータ６０と並列に設けられている。第２インバータ６０において直流に変換された電力は、バッテリ１０及び第１インバータ２０に供給可能に構成され、バッテリ１０の充電に用いられるとともに、第１インバータ２０を介して第１モータジェネレータ３０の駆動に用いられる。
【００１４】
バッテリ１０は、複数の小型バッテリにより構成されており、出力端電圧である直流電圧Ｖdcは充電量に応じて変化する。そのため、エンジン４０の出力であるエンジン出力Ｗを増加させて、第２インバータ６０からの出力電力によりバッテリ１０の充電量が増加すると、バッテリ１０から第１インバータ２０へ出力される直流電圧Ｖdcを増加させることができる。一方で、エンジン４０を停止させることにより、第２モータジェネレータ５０による発電電力がゼロとなることで、モータシステム１００の駆動による電力消費に伴ってバッテリ１０の充電量が低下して、第１バッテリの直流電圧Ｖdcを減少させることができる。
【００１５】
コントローラ７０は、第１インバータ２０を制御することで第１モータジェネレータ３０の回転駆動を制御するとともに、エンジン４０及び第２インバータ６０を制御することで第１バッテリの直流電圧Ｖdcを変化させることができる。
【００１６】
図２は、モータシステム１００のブロック図である。
【００１７】
コントローラ７０は、モータシステム１００の全体を制御するシステムコントローラ７１と、第１モータジェネレータ３０側の制御を行う第１サブコントローラ７２と、第２モータジェネレータ５０側の制御を行う第２サブコントローラ７３と、ナビゲーションシステムなどの運転補助を行う運転コントローラ７４とにより構成されている。
【００１８】
バッテリ１０と第１インバータ２０との間には、平滑コンデンサ２１が設けられている。平滑コンデンサ２１の近傍には電圧計２２が設けられ、電圧計２２によってバッテリ１０から出力される直流電圧Ｖdcが測定される。測定された直流電圧Ｖdcは、第２サブコントローラ７３を介して、システムコントローラ７１へと出力される。
【００１９】
第１インバータ２０は、複数のスイッチング素子により構成されており、主に、第１モータジェネレータ３０の駆動に用いられる。第１インバータ２０においては、第１サブコントローラ７２から出力される第１制御信号ＣＴＲ1に応じて複数のスイッチング素子のそれぞれが駆動することで、バッテリ１０から出力される直流電圧Ｖdcが交流電圧に変換される。そして、第１インバータ２０によって変換された交流電圧に応じた供給電流Ｉの供給を受けて、第１モータジェネレータ３０が回転駆動する。
【００２０】
なお、モータシステム１００を備える電動車両２００（図２において不図示）が減速する場合には、回生制動によって第１モータジェネレータ３０において発電される交流電力が、第１インバータ２０によって直流電力に変換されて、バッテリ１０に充電される。なお、第１モータジェネレータ３０には第１レゾルバ３１が設けられている。第１レゾルバ３１は、取得した第１モータジェネレータ３０の第１モータ回転速度Ｎ1を、第１サブコントローラ７２へと出力する。
【００２１】
エンジン４０は、ガソリンなどを燃料として、システムコントローラ７１から出力されるエンジン回転速度指令値Ｎe*に応じた回転速度で駆動する。なお、システムコントローラ７１は、エンジン４０のエンジン出力Ｗを制御するように構成されてもよい。エンジン４０の回転に伴って第２モータジェネレータ５０において発電が行われる。なお、第２モータジェネレータ５０には第２レゾルバ５１が設けられており、第２レゾルバ５１は、取得した第２モータジェネレータ５０の第２モータ回転速度Ｎ2を、第２サブコントローラ７３へと出力する。
【００２２】
第２インバータ６０は、複数のスイッチング素子により構成されている。第２インバータ６０は、第２サブコントローラ７３から出力される第２制御信号ＣＴＲ2に応じて複数のスイッチング素子のそれぞれが駆動することで、第２モータジェネレータ５０において発電された交流電圧が直流電圧に変換される。そして、第２インバータ６０は、変換された直流電圧をバッテリ１０、及び、第１インバータ２０に供給する。
【００２３】
次に、コントローラ７０の詳細について説明する。コントローラ７０は、システムコントローラ７１、第１サブコントローラ７２、第２サブコントローラ７３、及び、運転コントローラ７４により構成される。
【００２４】
運転コントローラ７４は、一般的なナビゲーションシステムであって、走行予定の道路における平均車速などを含む道路情報ＴＩを、システムコントローラ７１へと出力する。なお、運転コントローラ７４は、自動運転機能を有する場合は、システムコントローラ７１を介して、第１モータジェネレータ３０の第１モータ回転速度Ｎ1に加えて、ブレーキやハンドルの制御を行ってもよい。運転コントローラ７４は、モータシステム１００の駆動状態などを、表示部（不図示）に対して表示させてもよい。
【００２５】
システムコントローラ７１は、第１インバータ２０を介して第１モータジェネレータ３０を制御する。詳細には、システムコントローラ７１は、運転コントローラ７４から出力される道路情報ＴＩに基づいて、第１モータジェネレータ３０に対する第１トルク指令値Ｔ1*を算出する。システムコントローラ７１は、第１サブコントローラ７２に対して、第１トルク指令値Ｔ1*とともに第２サブコントローラ７３から出力される直流電圧Ｖdcを出力する。また、システムコントローラ７１は、ドライバによる運転モードなどの変更操作を受け付ける操作部から、操作を受け付けるように構成されてもよい。
【００２６】
ここで、第１インバータ２０の制御においては、出力電圧が一定となるように制御する電圧制御と、出力電流が一定となるように制御する電流制御とが存在する。一般に、高速運転時は電圧制御が望ましく、低速運転時は電流制御が望ましい。そのため、例えば、システムコントローラ７１は、道路情報ＴＩに基づいて電動車両２００の今後の走行予定速度を推測すると、その走行予定速度に基づいて、電圧制御または電流制御のいずれかを選択し、選択された制御方法を示す制御指令値Ｃを第１サブコントローラ７２へ出力する。なお、電圧制御または電流制御のいずれかの選択は、電動車両２００の走行速度（第１モータ回転速度Ｎ1）に限らず、他のパラメータに応じて選択されてもよい。
【００２７】
さらに、システムコントローラ７１は、エンジン４０及び第２インバータ６０を制御することで直流電圧Ｖdcの制御を行う。詳細には、システムコントローラ７１は、後述の制御によって定まる目標電圧Ｖdc*となるように、エンジン４０のエンジン回転速度指令値Ｎe*、及び、第２モータジェネレータ５０に対する第２トルク指令値Ｔ2*を求める。そして、システムコントローラ７１は、エンジン回転速度指令値Ｎe*をエンジン４０へ出力するとともに、第２トルク指令値Ｔ2*を第２サブコントローラ７３へ送信する。
【００２８】
第１サブコントローラ７２は、制御指令値Ｃに示される電圧制御もしくは電流制御のいずれかによって、第１モータジェネレータ３０において発生するトルクが第１トルク指令値Ｔ1*となるように、第１インバータ２０に対する第１制御信号ＣＴＲ1を生成する。そして、第１サブコントローラ７２は、第１制御信号ＣＴＲ1を第１インバータ２０へと出力して第１モータジェネレータ３０への供給電流Ｉを制御することで、第１モータジェネレータ３０のトルクが第１トルク指令値Ｔ1*となるようにする。
【００２９】
第２サブコントローラ７３は、所望の電圧が出力されるように、第２モータジェネレータ５０において第２トルク指令値Ｔ2*に応じたトルクが発生するように第２制御信号ＣＴＲ2を生成する。第２サブコントローラ７３は、第２制御信号ＣＴＲ2に応じて第２インバータ６０を制御する。第２インバータ６０においては、エンジン４０の出力軸と連れ回る第２モータジェネレータ５０において発電される交流電力が直流電力に変換される。この直流電力を制御することにより、バッテリ１０の充電量が変化して、直流電圧Ｖdcを目標電圧Ｖdc*とすることができる。
【００３０】
ここで、システムコントローラ７１における制御処理の詳細について、図３〜図５を用いて説明する。
【００３１】
図３は、システムコントローラ７１により行われるモータ制御を示すフローチャートである。この処理は、所定のタイミングで繰り返し行われるものとする。
【００３２】
ステップＳ１において、システムコントローラ７１は直流電圧Ｖdcを取得する。そして、システムコントローラ７１は、道路情報ＴＩに基づいて、第１インバータ２０の制御方法として、電圧制御または電圧制御のいずれかを決定する。一例として、電動車両２００が比較的高速で走行する場合には電圧制御が選択され、比較的低速で走行する場合には電流制御が選択される。
【００３３】
ステップＳ２において、システムコントローラ７１は、ステップＳ１において選択された制御方法における目標電圧Ｖdc*の決定制御が行われる。本決定制御の詳細については後に図４乃至６を用いて説明する。
【００３４】
ステップＳ３においては、システムコントローラ７１は、直流電圧Ｖdcが目標電圧Ｖdc*となるように、第２インバータ６０からの出力電力を求める。システムコントローラ７１は、求めた出力電力に応じて、エンジン４０に対するエンジン回転速度指令値Ｎe*、及び、第２モータジェネレータ５０に対する第２トルク指令値Ｔ2*を算出する。そして、エンジン４０の回転駆動を受けて第２モータジェネレータ５０において発電された交流電力が、第２インバータ６０によって交流電力に変換される。そして、変換された交流電力が、バッテリ１０及び第１インバータ２０へと供給される。
【００３５】
図４は、ステップＳ２に示される目標電圧Ｖdc*の決定制御を示すフローチャートである。
【００３６】
ステップＳ２１において、システムコントローラ７１は、選択された制御方法が電圧制御であるか否かを判断する。電圧制御が選択された場合には（Ｓ２１：Ｙｅｓ）、システムコントローラ７１は、次にステップＳ２２の処理を行う。電流制御が選択されており電圧制御が選択されていない場合には（Ｓ２１：Ｎｏ）、システムコントローラ７１は、次にステップＳ２３の処理を行う。
【００３７】
ステップＳ２２においては、システムコントローラ７１は、電圧制御における目標電圧Ｖdc*を決定する。本処理の詳細については後に図５を用いて説明する。
【００３８】
ステップＳ２３においては、システムコントローラ７１は、電流制御における目標電圧Ｖdc*を決定する。本処理の詳細については後に図６を用いて説明する。
【００３９】
システムコントローラ７１は、ステップＳ２１またはＳ２２の処理を終えると、目標電圧Ｖdc*の決定制御を終える。
【００４０】
次に、図５を用いて、ステップＳ２１に示された電圧制御における目標電圧Ｖdc*の決定制御について説明する。図５は、電圧制御における目標電圧Ｖdc*の決定制御を示すフローチャートである。
【００４１】
ステップＳ２２１においては、システムコントローラ７１は、第１モータ回転速度Ｎ1が高速基準回転速度Ｎh以上か否かを判定する。高速基準回転速度Ｎhは、電圧制御が行われる場合における比較的高速の回転速度であって、電圧制御において目標電圧Ｖdc*の増加の要否判断に用いられる基準値である。第１モータ回転速度Ｎ1が高速基準回転速度Ｎh以上である場合には（Ｓ２２１：Ｙｅｓ）、システムコントローラ７１は、次にステップＳ２２２の処理を行う。第１モータ回転速度Ｎ1が高速基準回転速度Ｎhよりも小さい場合には（Ｓ２２１：Ｎｏ）、システムコントローラ７１は、次にステップＳ２２３の処理を行う。
【００４２】
ステップＳ２２２においては、システムコントローラ７１は、経過時間Ｔhが閾値時間Ｔth以上か否かを判定することで、第１モータ回転速度Ｎ1が比較的高い状態であるか否かを判断する。ここで、経過時間Ｔhは、第１モータ回転速度Ｎ1が高速基準回転速度Ｎh以上となってからの経過時間である。経過時間Ｔhが閾値時間Ｔth以上である場合には（Ｓ２２２：Ｙｅｓ）、システムコントローラ７１は、次にステップＳ２２４の処理を行う。経過時間Ｔhが閾値時間Ｔthよりも短い場合には（Ｓ２２２：Ｎｏ）、システムコントローラ７１は決定制御を終了する。
【００４３】
ステップＳ２２４において、システムコントローラ７１は、目標電圧Ｖdc*として通常時よりも高い第１電圧Ｖ1を設定する。そして、システムコントローラ７１は、次に、ステップＳ２２５の処理を行う。
【００４４】
ステップＳ２２５において、システムコントローラ７１は、運転コントローラ７４により制御される表示部に、目標電圧Ｖdc*が変更されたことを表示させる。なお、システムコントローラ７１は、目標電圧Ｖdc*の変更によって、省電力モードの設定／解除や、運転性が変化されるおそれがある旨をあわせて表示してもよい。
【００４５】
一方、ステップＳ２２３においては、システムコントローラ７１は、第１モータ回転速度Ｎ1が非高速基準回転速度Ｎnh以下か否かを判定することで、第１モータ回転速度Ｎ1が比較的高い状態でなくなったか否かを判断する。ここで、非高速基準回転速度Ｎnhは、高速走行時における比較的高速ではない（低速の）回転速度であって、電圧制御における目標電圧Ｖdc*の増加の終了の要否判断に用いられる基準値である。第１モータ回転速度Ｎ1が非高速基準回転速度Ｎnh以下である場合には（Ｓ２２３：Ｙｅｓ）、システムコントローラ７１は、次にステップＳ２２６の処理を行う。第１モータ回転速度Ｎ1が非高速基準回転速度Ｎnhよりも大きい場合には（Ｓ２２３：Ｎｏ）、システムコントローラ７１は決定制御を終了する。
【００４６】
ステップＳ２２６においては、システムコントローラ７１は、経過時間Ｔnhが閾値時間Ｔth以上か否かを判定する。ここで、経過時間Ｔnhは、第１モータ回転速度Ｎ1が非高速基準回転速度Ｎnh以下となってからの経過時間である。経過時間Ｔnhが閾値時間Ｔth以上である場合には（Ｓ２２６：Ｙｅｓ）、システムコントローラ７１は、次にステップＳ２２７の処理を行う。経過時間Ｔnhが閾値時間Ｔthよりも小さい場合には（Ｓ２２６：Ｎｏ）、システムコントローラ７１は、決定制御を終了する。
【００４７】
ステップＳ２２７において、システムコントローラ７１は、目標電圧Ｖdc*として、通常時の電圧である通常電圧Ｖ0を設定する。通常電圧Ｖ0は、ステップＳ２２４における増加が行われていない目標電圧Ｖdc*である。システムコントローラ７１は、次に、ステップＳ２２５の処理を行い、目標電圧Ｖdc*の変更を表示部に表示させる。
【００４８】
このように、図５に示される電圧制御における目標電圧Ｖdc*の決定制御においては、第１モータジェネレータ３０の第１モータ回転速度Ｎ1が高速基準回転速度Ｎh以上であり（Ｓ２２１：Ｙｅｓ）、その状態が閾値時間Ｔthだけ継続した場合には（Ｓ２２２：Ｙｅｓ）、システムコントローラ７１は、目標電圧Ｖdc*を通常時よりも高い第１電圧Ｖ1に設定する（Ｓ２２４）。一方、第１モータジェネレータ３０が非高速基準回転速度Ｎnh以下で回転をしており（Ｓ２２３：Ｙｅｓ）、その状態が閾値時間Ｔthだけ継続した場合には（Ｓ２２６：Ｙｅｓ）、システムコントローラ７１は、目標電圧Ｖdc*を通常電圧Ｖ0に設定する（Ｓ２２７）。
【００４９】
図６は、ステップＳ２３に示される電流制御における目標電圧Ｖdc*の決定制御を示すフローチャートである。
【００５０】
ステップＳ２３１においては、システムコントローラ７１は、第１モータ回転速度Ｎ1が低速基準回転速度Ｎl以下か否かを判定する。ここで、低速基準回転速度Ｎlは、電流制御が行われる場合における通常時における比較的低速の回転速度であって、電流制御において目標電圧Ｖdc*の減少の要否判断に用いられる基準値である。第１モータ回転速度Ｎ1が低速基準回転速度Ｎl以下である場合には（Ｓ２３１：Ｙｅｓ）、システムコントローラ７１は、次にステップＳ２３２の処理を行う。第１モータ回転速度Ｎ1が低速基準回転速度Ｎlよりも大きい場合には（Ｓ２３１：Ｎｏ）、システムコントローラ７１は、次にステップＳ２３３の処理を行う。
【００５１】
ステップＳ２３２においては、システムコントローラ７１は、経過時間Ｔlが閾値時間Ｔth以上か否かを判定することで、第１モータ回転速度Ｎ1が比較的低い状態であるか否かを判断する。ここで、経過時間Ｔlは、第１モータ回転速度Ｎ1が低速基準回転速度Ｎl以下となってからの経過時間である。経過時間Ｔlが閾値時間Ｔth以上である場合には（Ｓ２３２：Ｙｅｓ）、システムコントローラ７１は、次にステップＳ２３４の処理を行う。経過時間Ｔlが閾値時間Ｔthよりも小さい場合には（Ｓ２３２：Ｎｏ）、システムコントローラ７１は決定制御を終了する。
【００５２】
ステップＳ２３４において、システムコントローラ７１は、目標電圧Ｖdc*として、通常時よりも小さな電圧である第２電圧Ｖ2を設定する。そして、システムコントローラ７１は、次に、ステップＳ２２５の処理を行う。
【００５３】
ステップＳ２３５においては、図５におけるステップＳ２２５と同じ制御が行われ、システムコントローラ７１は、表示部に目標電圧Ｖdc*が変更された旨を表示させる。
【００５４】
一方、ステップＳ２３３においては、システムコントローラ７１は、第１モータ回転速度Ｎ1が非低速基準回転速度Ｎnl以上か否かを判定することで、第１モータ回転速度Ｎ1が比較的低い状態でなくなったか否かを判断する。ここで、非低速基準回転速度Ｎnlは、低速走行時における比較的低速ではない（高速の）回転速度であって、電流制御における目標電圧Ｖdc*の減少の終了の要否判断に用いられる基準値である。第１モータ回転速度Ｎ1が非低速基準回転速度Ｎnl以上である場合には（Ｓ２３３：Ｙｅｓ）、システムコントローラ７１は、次にステップＳ２３６の処理を行う。第１モータ回転速度Ｎ1が非低速基準回転速度Ｎnlよりも小さい場合には（Ｓ２３３：Ｎｏ）、システムコントローラ７１は決定制御を終了する。
【００５５】
ステップＳ２３６においては、システムコントローラ７１は、経過時間Ｔnlが閾値時間Ｔth以上か否かを判定する。ここで、経過時間Ｔlは、第１モータ回転速度Ｎ1が非低速基準回転速度Ｎnl以上となってからの経過時間である。経過時間Ｔnlが閾値時間Ｔth以上である場合には（Ｓ２３６：Ｙｅｓ）、システムコントローラ７１は、次にステップＳ２３７の処理を行う。経過時間Ｔlが閾値時間Ｔthよりも小さい場合には（Ｓ２３６：Ｎｏ）、システムコントローラ７１は決定制御を終了する。
【００５６】
ステップＳ２３７において、図５におけるステップＳ２２７と同じ制御が行われ、システムコントローラ７１は、目標電圧Ｖdc*として通常電圧Ｖ0を設定する。通常電圧Ｖ0は、ステップＳ２３４における減少が行われていない目標電圧Ｖdc*である。システムコントローラ７１は、次に、ステップＳ２３５の処理を行い、回転速度の変更を表示させる。
【００５７】
このように、図６に示される電流制御における目標電圧Ｖdc*の決定制御においては、第１モータジェネレータ３０の第１モータ回転速度Ｎ1が低速基準回転速度Ｎl以下であり（Ｓ２３１：Ｙｅｓ）、その状態が閾値時間Ｔthだけ継続した場合には（Ｓ２３２：Ｙｅｓ）、システムコントローラ７１は、目標電圧Ｖdc*を通常時よりも低い第２電圧Ｖ2に設定する（Ｓ２３４）。一方で、第１モータジェネレータ３０が非低速基準回転速度Ｎnl以上で回転をしており（Ｓ２３３：Ｙｅｓ）、その状態が閾値時間Ｔthだけ継続した場合には（Ｓ２３６：Ｙｅｓ）、システムコントローラ７１は、目標電圧Ｖdc*を通常電圧Ｖ0に設定する（Ｓ２３７）。
【００５８】
なお、ステップＳ２２２、Ｓ２２６、Ｓ２３２、Ｓ２３６の処理において、経過時間Ｔnh、Ｔh、Ｔnl、Ｔlが閾値時間Ｔthを上回るか否かの判定を行った。これにより、後続のステップＳ２２４、２２７、Ｓ２３４、Ｓ２３７による目標電圧Ｖdc*の変更の判断がなされるため、ハンチングを防ぐことができる。また、高速基準回転速度Ｎhと非高速基準回転速度Ｎnhとは、それぞれ経過時間Ｔnh、Ｔhにおいて変化するので、大小関係は任意である。低速基準回転速度Ｎlと非低速基準回転速度Ｎnlとについても同様に大小関係は任意でよい。
【００５９】
また、ステップＳ２２２、Ｓ２２６、Ｓ２３２、Ｓ２３６の処理において、同じ閾値時間Ｔthを用いた判定処理を行ったが、これに限らない。第１モータジェネレータ３０の第１モータ回転速度Ｎ1の安定性に基づいて、それぞれの判定に用いる閾値時間Ｔthを変更してもよい。例えば、電圧の増加と減少とにおける安定性の違いに応じて、それぞれの判定処理における閾値時間Ｔthを変化させてもよい。また、ステップＳ２２２、Ｓ２２６、Ｓ２３２、Ｓ２３６を設けずに、ステップＳ２２１、Ｓ２２３、Ｓ２３１、Ｓ２３３における第１モータ回転速度Ｎ1と基準値との比較結果に基づいて、Ｓ２２４、２２７、Ｓ２３４、Ｓ２３７による目標電圧Ｖdc*の変更を行ってもよい。
【００６０】
また、ステップＳ２２２、Ｓ２２６、Ｓ２３２、Ｓ２３６の処理において、閾値時間Ｔthを用いた判定処理によって第１モータ回転速度Ｎ1の回転状態を判断したがこれに限らない。例えば、ステップＳ２２１、Ｓ２２３、Ｓ２３１、Ｓ２３３の処理の後に、表示部に省電力モードへの変更／解除が可能な旨を表示し、その後、運転者による電圧変更による省電力モードの変更／解除の要求操作を受け付けた場合に、Ｓ２２４、２２７、Ｓ２３４、Ｓ２３７による目標電圧Ｖdc*の変更を行ってもよい。
【００６１】
以下では、電圧制御が行われる場合、及び、電流制御が行われる場合における動作の詳細について説明する。まず、図７〜１０を用いて電圧制御が行われる場合について説明する。
【００６２】
図７は、電圧制御が行われる場合のタイミングチャートである。図７（ａ）には、実線でバッテリ１０の直流電圧Ｖdcが示され、一点鎖線で第１モータジェネレータ３０の第１モータ回転速度Ｎ1が示されている。図７（ｂ）には、第１モータジェネレータ３０への供給電流Ｉが示されている。図７（ｃ）には、エンジン４０のエンジン出力Ｗが示されている。なお、エンジン出力Ｗに応じて第２モータジェネレータ５０により発電される交流電力が変化する。また、図７（ａ）〜（ｃ）のそれぞれにおいて、破線によって、本実施形態の目標電圧Ｖdc*の増加（Ｓ２２４）がなされない比較例が示されている。
【００６３】
以下では、図中における各時刻における処理について説明する。
【００６４】
（時刻Ｔ0〜Ｔ2）
図７（ａ）に示されるように、高速走行区間を走行する場合などには加速に伴って第１モータ回転速度Ｎ1が上昇し、時刻Ｔ1において第１モータ回転速度Ｎ1が高速基準回転速度Ｎhを上回る（Ｓ２２１：Ｙｅｓ）。そして、時刻Ｔ2になり閾値時間Ｔthだけ経過すると（Ｓ２２２：Ｙｅｓ）、システムコントローラ７１は、目標電圧Ｖdc*を通常時よりも高い第１電圧Ｖ1に設定する（Ｓ２２４）。
【００６５】
図７（ｂ）に示されるように、時刻Ｔ0〜Ｔ2において、第１モータジェネレータ３０への供給電流Ｉは、図７（ａ）に示される第１モータ回転速度Ｎ1の増加に伴い増加する。
【００６６】
図７（ｃ）に示されるように、時刻Ｔ0〜Ｔ2において、第１モータ回転速度Ｎ1の増加に伴い、第１モータジェネレータ３０の消費電力を補うために、エンジン出力Ｗは増加する。
【００６７】
（時刻Ｔ2〜Ｔ5）
図７（ａ）に示されるように、直流電圧Ｖdcは、時刻Ｔ2〜Ｔ3において設定された目標電圧Ｖdc*である比較的高い第１電圧Ｖ1となる。その後、時刻Ｔ3〜Ｔ5において、直流電圧Ｖdcは、一定の第１電圧Ｖ1となるように制御される。同様に、第１モータ回転速度Ｎ1は、時刻Ｔ2〜Ｔ3において上昇し、その後は一定の回転速度となるように制御される。
【００６８】
図７（ｂ）に示されるように、第１モータジェネレータ３０への供給電流Ｉは、時刻Ｔ2〜Ｔ3において減少して、時刻Ｔ3〜Ｔ5以降において一定値となる。これは、第１インバータ２０が電圧制御されている場合には、入力される直流電圧Ｖdcの上昇に応じて、出力される供給電流Ｉが小さくなるためである。
【００６９】
図７（ｃ）に示されるように、時刻Ｔ2〜Ｔ3において、バッテリ１０の充電量を増加させて直流電圧Ｖdcを増加させるために、エンジン出力Ｗは大きくなる。そして、時刻Ｔ3において、直流電圧Ｖdcが第１電圧Ｖ1となると、バッテリ１０の充電量のさらなる増加は不要であるため、エンジン出力Ｗは上昇から減少へと転じ、時刻Ｔ4〜Ｔ5において一定値となる。
【００７０】
ここで、図７（ａ）〜（ｃ）において、本実施形態のように目標電圧Ｖdc*の増加がされない比較例が破線によって示されている。比較例では、図７（ａ）に示されるように、直流電圧Ｖdcは、通常電圧Ｖ0のままであり、本実施形態と比較すると小さい。比較例を本実施形態と比較すると、第１インバータ２０においては、直流電圧Ｖdcが小さいので、図７（ｃ）に示される第１モータジェネレータ３０への供給電流Ｉが大きくなる。これによりモータシステム１００全体の消費電力が大きくなり、図７（ｃ）に示されるエンジン出力Ｗが大きくなる。
【００７１】
（時刻Ｔ5〜Ｔ8）
図７（ａ）に示されるように、時刻Ｔ5において、高速走行区間の終了などにより第１モータ回転速度Ｎ1は減少し始める。そして、時刻Ｔ6において第１モータ回転速度Ｎ1が非高速基準回転速度Ｎnhを下回り（Ｓ２２３：Ｙｅｓ）、時刻Ｔ7になり閾値時間Ｔthだけ経過すると（Ｓ２２６：Ｙｅｓ）、システムコントローラ７１は、目標電圧Ｖdc*を通常電圧Ｖ0に設定する（Ｓ２２７）。そして、時刻Ｔ8以降においては、直流電圧Ｖdcは一定の通常電圧Ｖ0で制御される。また、第１モータ回転速度Ｎ1は一定値で制御される。
【００７２】
図７（ｂ）に示されるように、時刻Ｔ5〜Ｔ8において、第１モータジェネレータ３０への供給電流Ｉは、第１モータ回転速度Ｎ1の減少に応じて減少し、時刻Ｔ8以降において一定値となる。
【００７３】
図７（ｃ）に示されるように、時刻Ｔ5〜Ｔ8において、第１モータ回転速度Ｎ1の減少に伴ってモータシステム１００の消費電力が低下するので、エンジン出力Ｗは減少する。そして、時刻Ｔ8以降では、第１モータ回転速度Ｎ1が一定値となると、エンジン出力Ｗは一定値となる。
【００７４】
図８は、電圧制御が行われる場合において、直流電圧Ｖdcの変更の有無のそれぞれにおける、モータシステム１００の消費電力の一部を示す図である。図８（ａ）には直流電圧Ｖdcの増加がない場合が示され、図８（ｂ）には直流電圧Ｖdcの増加がある場合が示されている。また、それぞれの図に示される消費電力のうち、第１モータジェネレータ３０における銅損が縦縞のハッチングで、第１インバータ２０における電流の導通損失が右下がりのハッチングで示されている。
【００７５】
図８（ｂ）に示されるように、直流電圧Ｖdcが第１電圧Ｖ1に増加させることで供給電流Ｉが減少されるので、銅損及び導通損失を小さくすることができる。このようにして、モータシステム１００の全体の消費電力を低減させることができる。
【００７６】
図９は、電圧制御が行われる場合のエンジン４０の運転点を示す図である。この図においては、縦軸にトルクが示され、横軸に回転速度が示されている。そして、エンジン４０の出力の大きさに応じたトルクと回転速度との関係が、複数の等出力線によって示されている。この図においては、図右上になるほど出力が大きく、左下になるほど出力が小さい。この図にはエンジン４０の運転効率が比較的良いとされる領域が楕円にて示されている。この楕円において、中心に近くなるほどエンジン４０の運転効率がよい。
【００７７】
黒丸及び黒四角は、直流電圧Ｖdcの変更がない比較例における運転点を示す。白丸及び白四角は直流電圧Ｖdcを変更がある本実施形態における運転点を示す。図７（ｃ）に示されるように、直流電圧Ｖdcの増加によりエンジン出力Ｗが低下するため、運転点は、例えば、黒丸から白丸へ、また、黒四角から白四角へと変更される。
【００７８】
電圧制御が行われる場合は、第１モータジェネレータ３０が高速回転しているため、エンジン４０は比較的高出力で運転されており、直流電圧Ｖdcの変更がない場合の運転点（黒丸／黒四角）は比較的図右上に存在する。そして、直流電圧Ｖdcの変更後の運転点（白丸／白四角）は楕円領域においてより中心に移動するので、エンジン効率を向上させることができる。
【００７９】
このように、電圧制御が行われる場合に直流電圧Ｖdcをより大きな第１電圧Ｖ1に変更することで、モータシステム１００の消費電力の低減に加えて、エンジン４０の運転効率の向上を図ることができる。
【００８０】
次に、図１０〜１２を用いて電流制御が行われる場合について説明する。
【００８１】
図１０は、電流制御が行われる場合のタイミングチャートである。図１０（ａ）には、実線でバッテリ１０の直流電圧Ｖdcが示され、一点鎖線で第１モータ回転速度Ｎ1が示されている。図１０（ｂ）には、供給電流Ｉが示されている。図１０（ｃ）には、エンジン出力Ｗが示されている。また、図１０（ａ）、（ｃ）においては、破線によって、本実施形態の目標電圧Ｖdc*の減少（Ｓ２３４）がされない比較例が示されている。なお、電流制御がされている場合には、図１０（ｂ）に示される供給電流Ｉは、比較例においても本実施形態と同値となる。
【００８２】
以下では、図中における各時刻における処理について説明する。
【００８３】
（時刻Ｔ10〜Ｔ12）
図１０（ａ）に示されるように、低速走行区間を走行する場合などには減速に伴って第１モータ回転速度Ｎ1が減少し、時刻Ｔ11において第１モータ回転速度Ｎ1が低速基準回転速度Ｎlを下回る（Ｓ２３１：Ｙｅｓ）。そして、時刻Ｔ12になり閾値時間Ｔthだけ経過すると（Ｓ２３２：Ｙｅｓ）、システムコントローラ７１は、目標電圧Ｖdc*を通常時よりも低い第２電圧Ｖ2に設定する（Ｓ２３４）。
【００８４】
図１０（ｂ）に示されるように、時刻Ｔ10〜Ｔ12において、第１モータ回転速度Ｎ1の減少に伴って、第１モータジェネレータ３０への供給電流Ｉは減少する。
【００８５】
図１０（ｃ）に示されるように、時刻Ｔ10〜Ｔ12において、第１モータ回転速度Ｎ1の減少に伴って第１モータジェネレータ３０の消費電力が低下するので、エンジン出力Ｗは減少する。
【００８６】
（時刻Ｔ12〜Ｔ14）
図１０（ａ）に示されるように、第１モータ回転速度Ｎ1は、Ｔ12〜Ｔ13において減少し、時刻Ｔ13以降において一定の回転速度となる。また、直流電圧Ｖdcは、時刻Ｔ13において、通常時よりも低い第２電圧Ｖ2となる。
【００８７】
図１０（ｂ）に示されるように、第１モータジェネレータ３０への供給電流Ｉは、時刻Ｔ12〜Ｔ13においては図１０（ａ）に示される第１モータ回転速度Ｎ1の減少に伴って減少し、時刻Ｔ13以降において一定値となる。
【００８８】
図１０（ｃ）に示されるように、時刻Ｔ12〜Ｔ13において、エンジン出力Ｗは、減少／増加を経て小さくなり、その後、時刻Ｔ13以降において一定値となる。第１モータ回転速度Ｎ1が小さく第１モータジェネレータ３０の消費電力が少ないので、エンジン出力Ｗを低下させてもバッテリ１０の充電量が急減しない。そのため、バッテリ１０の充電量に応じて変化する直流電圧Ｖdcを制御において遅れが発生する。そこで、時刻Ｔ12〜Ｔ13においては、エンジン出力Ｗは減少／増加を経て小さくなるように制御される。そして、時刻Ｔ13以降においては、図１０（ａ）に示される直流電圧Ｖdcが第２電圧Ｖ2となるように、エンジン出力Ｗは一定値で制御される。
【００８９】
ここで、図１０（ａ）、（ｃ）において、本実施形態のように目標電圧Ｖdc*の減少がなされない場合の比較例が破線によって示されている。比較例では、図１０（ａ）に示されるように、直流電圧Ｖdcは通常電圧Ｖ0のまま一定である。また、電流制御が行われる場合には、図１０（ｂ）に示される供給電流Ｉは比較例と本実施形態とで同じとなる。このような比較例においては、本実施形態と比較すると、直流電圧Ｖdcの増加によってモータシステム１００全体の消費電力が大きくなるので、図１０（ｃ）に示されるようにエンジン出力Ｗが大きくなる。
【００９０】
（時刻Ｔ14〜Ｔ17）
図１０（ａ）に示されるように、時刻Ｔ14において、低速走行区間の終了などにより第１モータ回転速度Ｎ1の増加が開始される。そして、時刻Ｔ15において第１モータ回転速度Ｎ1が非低速基準回転速度Ｎnlを上回る（Ｓ２３３：Ｙｅｓ）。そして、時刻Ｔ16になり閾値時間Ｔthだけ経過すると（Ｓ２３６：Ｙｅｓ）、システムコントローラ７１は、目標電圧Ｖdc*を通常電圧Ｖ0に設定する（Ｓ２３７）。そして、時刻Ｔ17において、直流電圧Ｖdcが通常電圧Ｖ0となり、第１モータ回転速度Ｎ1が一定値となる。また、第１モータ回転速度Ｎ1はその後、一定値となる。
【００９１】
図１０（ｂ）に示されるように、時刻Ｔ14〜Ｔ17においては、第１モータジェネレータ３０への供給電流Ｉは、第１モータ回転速度Ｎ1に応じて大きくなるように制御される。
【００９２】
図１０（ｃ）に示されるように、時刻Ｔ14〜Ｔ17においては、エンジン出力Ｗは、増加／減少を経て大きくなる。なお、エンジン出力Ｗは、時刻Ｔ17以降において一定となる。これにより、直流電圧Ｖdcは増加する。
【００９３】
図１１は、電流制御が行われる場合において、直流電圧Ｖdcの変更の有無のそれぞれにおける、モータシステム１００の全体の消費電力を示す図である。図１１（ａ）には直流電圧Ｖdcの減少がない場合が示され、図１１（ｂ）には直流電圧Ｖdcの減少がある場合が示されている。これらの図においては、モータシステム１００の消費電力の一部が示されている。それぞれの図に示される消費電力のうち、第１モータジェネレータ３０における鉄損が縦縞のハッチングで、第１インバータ２０におけるスイッチング損失が右上がりのハッチングで示されている。
【００９４】
図１１（ｂ）に示されるように、電流制御が行われる場合には供給電流Ｉは変化しないが、直流電圧Ｖdcが第２電圧Ｖ2に減少する。このような電圧の変化は、第１モータジェネレータ３０の鉄損及び第１インバータ２０におけるスイッチング損失を小さくすることができる。このようにして、モータシステム１００の全体の消費電力を減少させることができる。
【００９５】
図１２は、電流制御が行われる場合のエンジン４０の運転点を示す図である。直流電圧Ｖdcの減少によりエンジン４０の出力が低下するため、運転点は、例えば、黒丸から白丸または黒四角から白四角へと変更される。
【００９６】
電流制御が行われる場合は、第１モータジェネレータ３０が低速回転しているため、エンジン４０も比較的低出力で運転されており、直流電圧Ｖdcの変更前の運転点（黒丸／黒四角）は比較的図左下に存在する。そして、変更後の運転点（白丸／白四角）は、変更前の運転点（黒丸／黒四角）と比較すると、楕円領域における中心からの距離に大差なく、エンジン効率は大きく変化しない。しかしながら、直流電圧Ｖdcをより小さな第２電圧Ｖ2に設定することで、図１１に示されるようにモータシステム１００の全体の消費電力の低減を図ることができる。
【００９７】
第１実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
【００９８】
第１実施形態のモータシステム１００によれば、第１モータジェネレータ３０に電力を供給するバッテリ１０に対して、エンジン４０から電力が供給される。バッテリ１０から出力される直流電圧Ｖdcは、バッテリ１０の充電量に応じて変化する。具体的には、充電量が大きいほど直流電圧Ｖdcは大きく、充電量が小さいほど直流電圧Ｖdcは小さい。このような構成においては、エンジン出力Ｗを介して第２モータジェネレータ５０の発電量を制御することにより、バッテリ１０の充電量に応じて直流電圧Ｖdcが変化する。したがって、第２モータジェネレータ５０の発電量を制御することで、コンバータを設けることなく第１インバータ２０へ供給される直流電圧Ｖdcを変化させることができる。したがって、省スペースと低コスト化を実現しながら、モータシステム１００の全体の消費電力の低減を図ることができる。
【００９９】
第１実施形態のモータシステム１００によれば、コントローラ７０は、第１モータジェネレータ３０を電圧制御している場合（Ｓ２２）であって、第１モータジェネレータ３０の第１モータ回転速度Ｎ1が電圧制御が行われる場合における通常時よりも高い場合には（Ｓ２２１：Ｙｅｓ、２２２：Ｙｅｓ）、直流電圧Ｖdcを通常時よりも高い第１電圧Ｖ1に設定する（Ｓ２２４）。
【０１００】
電圧制御が行われる場合には、第１インバータ２０において、入力される直流電圧Ｖdcが大きくなると、第１モータジェネレータ３０へ出力される供給電流Ｉが小さくなる。そのため、モータシステム１００において、銅損及び導通損失が小さくなり全体の消費電力を抑制できる。さらに、図９に示されるように、エンジン４０の運転点は比較的高出力の領域から最適な領域の中心へと変化するので、エンジン４０の運転効率の向上を図ることができる。
【０１０１】
第１実施形態のモータシステム１００によれば、コントローラ７０は、第１モータジェネレータ３０を電流制御している場合（Ｓ２３）であって、第１モータジェネレータ３０の第１モータ回転速度Ｎ1が電流制御が行われる場合における通常時よりも低い回転速度である場合には（Ｓ２３１：Ｙｅｓ、２３２：Ｙｅｓ）、直流電圧Ｖdcを通常時よりも低い第２電圧Ｖ2に設定する（Ｓ２３４）。
【０１０２】
電流制御がされている場合には、第１インバータ２０において、入力される直流電圧Ｖdcが小さくなっても、第１モータジェネレータ３０へ出力される供給電流Ｉは変化しない。しかしながら、直流電圧Ｖdcの低下により、第１モータジェネレータ３０の鉄損、及び、第１インバータ２０のスイッチング損失が小さくなるので、モータシステム１００の全体の消費電力を抑制できる。
【０１０３】
第１実施形態のモータシステム１００によれば、コントローラ７０は、第１モータ回転速度Ｎ1が高速基準回転速度Ｎh以上となり（Ｓ２２１：Ｙｅｓ）、その状態の経過時間Ｔhが閾値時間Ｔthを上回る（Ｓ２２２：Ｙｅｓ）場合に、第１モータ回転速度Ｎ1が通常時よりも高いと判断して、直流電圧Ｖdcを通常時よりも高い第１電圧Ｖ1に設定する（Ｓ２２４）。一方、コントローラ７０は、第１モータ回転速度Ｎ1が低速基準回転速度Ｎl以下となり（Ｓ２３１：Ｙｅｓ）、その状態の経過時間Ｔlが閾値時間Ｔthを上回る（Ｓ２３２）場合に、第１モータ回転速度Ｎ1が通常時よりも低いと判断して、直流電圧Ｖdcを通常時よりも低い第２電圧Ｖ2に設定する（Ｓ２３４）。このように構成することで、運転者の操作がなくてもモータシステム１００の消費電力の低下を実現することができる。
【０１０４】
第１実施形態のモータシステム１００によれば、コントローラ７０は、第１モータ回転速度Ｎ1が高速基準回転速度Ｎh以上となると（Ｓ２２１：Ｙｅｓ）、電圧変更による省電力モードに変更可能な旨を表示部に表示する。そして、コントローラ７０は、運転者からの省電力モードへの変更の要求を受け付けると、直流電圧Ｖdcを通常時よりも高い第１電圧Ｖ1に設定する（Ｓ２２４）。一方、コントローラ７０は、第１モータ回転速度Ｎ1が低速基準回転速度Ｎl以下となると（Ｓ２３１：Ｙｅｓ）、省電力モードに変更可能な旨を表示部に表示する。そして、コントローラ７０は、運転者からの電圧変更による省電力モードへの変更の要求を受け付けると、直流電圧Ｖdcを通常時よりも低い第２電圧Ｖ2に設定する（Ｓ２３４）。直流電圧Ｖdcの変更は運転性に影響を与えるおそれがあるので、運転者の明示的な操作に応じて直流電圧Ｖdcを変更して省電力モードとすることで、運転者にとって意図しない運転性の変化を抑制することができる。
【０１０５】
（第２実施形態)
第１実施形態においては、第１モータジェネレータ３０の第１モータ回転速度Ｎ1に応じて目標電圧Ｖdc*を変更したがこれに限らない。第２実施形態においては、他の条件によって目標電圧Ｖdc*を変更する例について説明する。
【０１０６】
システムコントローラ７１は、図１３に示される制御によって、目標電圧Ｖdc*を決定する。
【０１０７】
図１３は、第２実施形態における目標電圧Ｖdc*の決定制御を示すフローチャートである。この決定制御は、図３のＳ２の処理に相当する。
【０１０８】
ステップＳ２４においては、システムコントローラ７１は、道路情報ＴＩに基づいて電動車両２００が高速道路を走行しているか否かを判定する。システムコントローラ７１は、高速道路を走行していると判定すると（Ｓ２４：Ｙｅｓ）、次にステップＳ２２４の処理を行う。システムコントローラ７１は、高速道を走行していないと判定すると（Ｓ２４：Ｎｏ）、次にステップＳ２５の処理を行う。
【０１０９】
ステップＳ２２４においては、システムコントローラ７１は、目標電圧Ｖdc*として第１電圧Ｖ1を設定する。その後、ステップＳ２２５において、システムコントローラ７１は、目標電圧Ｖdc*が変更されたことを表示させて、目標電圧Ｖdc*の決定制御を終了する。
【０１１０】
ステップＳ２５においては、システムコントローラ７１は、電動車両２００が渋滞区間を走行しているか否かを判定する。システムコントローラ７１は、渋滞区間を走行していると判定すると（Ｓ２５：Ｙｅｓ）、次にステップＳ２３４の処理を行う。システムコントローラ７１は、渋滞区間を走行していないと判定すると（Ｓ２５：Ｎｏ）、次にステップＳ２２７の処理を行う。
【０１１１】
ステップＳ２３４においては、システムコントローラ７１は、目標電圧Ｖdc*として第２電圧Ｖ2を設定する。その後、ステップＳ２２５の表示処理を行い、決定制御を終了する。
【０１１２】
ステップＳ２２７においては、システムコントローラ７１は、目標電圧Ｖdc*として通常電圧Ｖ0を設定する。その後、ステップＳ２２５の表示処理を行い、決定制御を終了する。
【０１１３】
このように、システムコントローラ７１は、電動車両２００が高速道を走行している場合には（Ｓ２４：Ｙｅｓ）、目標電圧Ｖdc*として通常時よりも高い第１電圧Ｖ1を設定する（Ｓ２２４）。システムコントローラ７１は、電動車両２００が渋滞区間を走行している場合には（Ｓ２５：Ｙｅｓ）、目標電圧Ｖdc*として通常時よりも低い第２電圧Ｖ2を設定する（Ｓ２３４）。このように、走行している道路状況に応じて目標電圧Ｖdc*を変化させることで、第１モータ回転速度Ｎ1によらずに、モータシステム１００の消費電力の抑制や、エンジン４０の運転効率の向上を図ることができる。
【０１１４】
なお、電動車両２００は、運転者が操作を行わない完全な自動運転を行うものであってもよい。システムコントローラ７１は、第１モータジェネレータ３０の制御方法（電圧制御／電流制御）や第１モータ回転速度Ｎ1などを自動的に制御しているため、図１３に示されるように電動車両２００の走行区間に応じて目標電圧Ｖdc*を変化させることで、モータシステム１００の消費電力を最適化することができる。
【０１１５】
第２実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
【０１１６】
第２実施形態のモータシステム１００によれば、コントローラ７０は、電動車両２００が高速道路を走行する場合には、第１モータジェネレータ３０の回転速度は統計的に大きいので、目標電圧Ｖdc*を通常時よりも高くする。一方で、コントローラ７０は、電動車両２００が渋滞区間を走行する場合には、第１モータジェネレータ３０の回転速度が統計的に小さいので、目標電圧を通常時よりも低くする。このような構成においては、コントローラ７０は、道路状況のみに応じて第１インバータ２０へ供給される直流電圧Ｖdcを変更できるので、制御を単純化しながら、省スペース化、低コスト化及び省電力化を実現することができる。
【０１１７】
（第３実施形態）
第１実施形態においては、電流制御が行われている場合に目標電圧Ｖdc*を小さくする例について説明した。本実施形態においては、さらに、電流制御が行われている場合にエンジン４０の運転を抑制する例について説明する。
【０１１８】
第３実施形態においては、システムコントローラ７１は、エンジン４０の運転を抑制するために、直流電圧Ｖdcが充電停止電圧Ｖstよりも高い場合には、バッテリ１０の充電量が十分にあると判断して、エンジン４０を停止するものとする。
【０１１９】
図１４は、システムコントローラ７１によるモータ制御を示すフローチャートである。本実施形態においては、図１に示した第１実施形態のモータ制御と比較すると、ステップＳ３の後に、ステップＳ３１〜Ｓ３４の処理がさらに行われる。
【０１２０】
ステップＳ３１において、システムコントローラ７１は、直流電圧Ｖdcが充電停止電圧Ｖst以上であるか否かを判定する。直流電圧Ｖdcが充電停止電圧Ｖst以上である場合には（Ｓ３１：Ｙｅｓ）、システムコントローラ７１は、バッテリ１０の充電量が十分あると判断して、ステップＳ３２の処理へと進む。直流電圧Ｖdcが充電停止電圧Ｖstよりも小さい場合には（Ｓ３１：Ｎｏ）、システムコントローラ７１は、バッテリ１０の充電量が少ないと判断して、ステップＳ３３の処理へと進む。
【０１２１】
ステップＳ３２において、システムコントローラ７１は、エンジン４０を停止し、その後、制御処理を終了する。
【０１２２】
ステップＳ３３においては、システムコントローラ７１は、直流電圧Ｖdcが下限電圧Ｖlim以下であるか否かを判定する。直流電圧Ｖdcが下限電圧Ｖlim以下である場合には（Ｓ３３：Ｙｅｓ）、システムコントローラ７１は、バッテリ１０の充電量が少なく充電される必要があると判断して、ステップＳ３４の処理へと進む。直流電圧Ｖdcが下限電圧Ｖlimよりも大きい場合には（Ｓ３３：Ｎｏ）、システムコントローラ７１は、バッテリ１０を積極的に充電する必要はないと判断して、制御処理を終了する。
【０１２３】
ステップＳ３４において、システムコントローラ７１は、エンジン４０の駆動を開始し、その後、制御処理を終了する。なお、エンジン４０がすでに駆動している場合には、そのまま制御処理を終了する。
【０１２４】
図１５には、電流制御が選択されている場合においてシステムコントローラ７１により行われる制御処理が示されている。この処理は、図６に示される第１実施形態の処理と比較すると、ステップＳ２３４の処理の後にステップＳ３５の処理が行われている点と、ステップＳ２３７の処理の後にステップＳ３６の処理が行われている点とが異なる。
【０１２５】
ステップＳ３５において、システムコントローラ７１は、充電停止電圧Ｖstとして通常時よりも小さい第１停止電圧Ｖst1を設定する。第１モータ回転速度Ｎ1が低速基準回転速度Ｎlを下回る場合には、第１モータ回転速度Ｎ1の消費電力が小さく、モータシステム１００の全体の消費電力が小さいので、エンジン４０の停止をより積極的に行うことができる。
【０１２６】
ステップＳ３６において、システムコントローラ７１は、充電停止電圧Ｖstとして通常停止電圧Ｖst0を設定する。第１モータ回転速度Ｎ1が非低速基準回転速度Ｎnlを上回る場合には、モータシステム１００の全体の消費電力が大きいので、エンジン４０の停止を抑制して積極的に充電することで、バッテリ１０の充電量の低下を抑制できる。
【０１２７】
なお、システムコントローラ７１は、渋滞区間の終了においても、以降の区間において消費電力の増加が予想されるため、エンジン４０の始動を行うものとする。
【０１２８】
図１６は、本実施形態におけるタイミングチャートである。図１６（ａ）には、第１モータ回転速度Ｎ1が示されている。図１６（ｂ）には、直流電圧Ｖdcが示されている。図１６（ｃ）には、エンジン出力Ｗが示されている。また、図１６（ａ）〜（ｃ）においては、破線によって、充電停止電圧Ｖstの減少（Ｓ３１）がされない比較例が示されている。
【０１２９】
この図において、時刻Ｔ11〜Ｔ13、Ｔ14〜Ｔ17における処理は、図１０における対応する時刻における制御と同等の処理が行われる。そこで、以下においては、時刻Ｔ13とＴ14との間における時刻Ｔ21〜Ｔ27の処理について、本実施形態と比較例とについて説明する。なお、時刻Ｔ13〜Ｔ14で電動車両２００は渋滞区間を走行しているものとする。
【０１３０】
本実施形態においては、時刻Ｔ11において第１モータ回転速度Ｎ1が低速基準回転速度Ｎlを下回り（Ｓ２３１：Ｙｅｓ）、時刻Ｔ12において閾値時間Ｔth経過すると（Ｓ２３２：Ｙｅｓ）、目標電圧Ｖdc*として通常時よりも小さな第２電圧Ｖ2が設定され（Ｓ２３４）、さらに、充電停止電圧Ｖstとして通常時よりも小さな第１停止電圧Ｖst1が設定される（Ｓ３５）。
【０１３１】
これに対して、比較例においては、第２電圧Ｖ2の設定（Ｓ２３４）、及び、第１停止電圧Ｖst1の設定（Ｓ３５）が行われないものとする。
【０１３２】
（本実施形態）
まず、本実施形態について説明する。
【０１３３】
（時刻Ｔ21〜Ｔ24  本実施形態）
図１６（ａ）に示されるように、時刻Ｔ21において渋滞区間において電動車両２００が停止すると、第１モータ回転速度Ｎ1がゼロとなる。そして、時刻Ｔ22において電動車両２００が走行を再開すると、第１モータ回転速度Ｎ1が増加し、時刻Ｔ23以降において第１モータ回転速度Ｎ1が一定値の比較的低回転速度となる。
【０１３４】
図１６（ｃ）に示されるように、エンジン出力Ｗは、第１モータ回転速度Ｎ1に応じて変化する。エンジン出力Ｗは、第１モータ回転速度Ｎ1が減少し始める時刻Ｔ21から減少を開始し、第１モータ回転速度Ｎ1が増加し始める時刻Ｔ22にて増加に転ずる。その後、時刻Ｔ23以降においてエンジン出力Ｗは一定値となる。
【０１３５】
図１６（ｂ）に示されるように、直流電圧Ｖdcは、時刻Ｔ22において一旦増加する。これは、第１モータ回転速度Ｎ1がゼロであり第１モータジェネレータ３０の消費電力がゼロまたは極めて小さい状況において、エンジン４０が運転されてエンジン出力Ｗがゼロでないので、バッテリ１０が充電されるためである。その後、第１モータ回転速度Ｎ1の上昇に伴って第１モータジェネレータ３０の消費電力が増加すると、バッテリ１０の充電量が減少して、直流電圧Ｖdcは減少する。その後、時刻Ｔ23以降において直流電圧Ｖdcは一定値となる。
【０１３６】
（時刻Ｔ24〜Ｔ14  本実施形態）
図１６（ａ）に示されるように、渋滞が激しくなり電動車両２００の走行が困難になると、第１モータ回転速度Ｎ1は、時刻Ｔ24において減少を開始し、時刻Ｔ25にゼロとなる。そして、時刻Ｔ14において電動車両２００が走行可能になると、第１モータ回転速度Ｎ1は再び増加する。
【０１３７】
図１６（ｃ）に示されるように、時刻Ｔ24〜Ｔ25において、エンジン出力Ｗは、第１モータ回転速度Ｎ1に応じて減少し、時刻Ｔ25〜Ｔ26において一定値となる。この間、エンジン４０による発電量が第１モータジェネレータ３０の消費電力を上回る。そのため、図１６（ｂ）に示されるように、バッテリ１０が充電されて、直流電圧Ｖdcは上昇する。
【０１３８】
そして、時刻Ｔ26において、図１６（ｂ）に示されるように、直流電圧Ｖdcが充電停止電圧Ｖstである第１停止電圧Ｖst1を上回ると（Ｓ３１：Ｙｅｓ）、エンジン４０が停止される（Ｓ３３）。そのため、図１６（ｃ）に示されるエンジン出力Ｗはゼロとなる。時刻Ｔ26〜Ｔ27においては、エンジン４０が停止しているためバッテリ１０の充電量は減少し、図１６（ｂ）に示される直流電圧Ｖdcは減少する。
【０１３９】
そして、時刻Ｔ27において、図１６（ｂ）に示される直流電圧Ｖdcが下限電圧Ｖlimを下回ると（Ｓ３２：Ｙｅｓ）、エンジン４０が再始動される（Ｓ３４）。そのため、図１６（ｃ）に示されるように、エンジン出力Ｗは増加する。
【０１４０】
（比較例）
次に、図１６（ａ）〜（ｃ）において破線で示されるように、充電停止電圧Ｖstの減少（Ｓ３１）がされない比較例について説明する。なお、図１６（ａ）に示される第１モータ回転速度Ｎ1は、本実施形態における場合と同じである。
【０１４１】
（時刻Ｔ21〜Ｔ23  比較例）
比較例では、目標電圧Ｖdc*の減少（Ｓ２３４）が行われないので、直流電圧Ｖdcは通常電圧Ｖ0となるように制御される。時刻Ｔ23においては、本実施形態と同様に図１６（ｃ）に示されるエンジン出力Ｗ、及び、図１６（ｂ）に示される直流電圧Ｖdcにおいて一時的な上昇が起こる。
【０１４２】
（時刻Ｔ24〜Ｔ14  比較例）
時刻Ｔ24〜Ｔ36においては、図１６（ｃ）に示されるように、エンジン出力Ｗはゼロではないため、図１６（ｂ）に示されるように、直流電圧Ｖdcは上昇する。そして、時刻Ｔ36において、図１６（ｂ）に示される直流電圧Ｖdcが通常停止電圧Ｖst0を上回ると（Ｓ３１：Ｙｅｓ）、エンジン４０が停止される（Ｓ３３）。そのため、図１６（ｃ）に示されるエンジン出力Ｗはゼロとなり、バッテリ１０の充電量が低下するので、図１６（ｂ）に示される直流電圧Ｖdcは減少する。そして、時刻Ｔ14において渋滞区間が終了して、第１モータ回転速度Ｎ1が上昇を開始すると、図１６（ｃ）に示されるエンジン出力Ｗが増加を開始して、図１６（ｂ）に示される直流電圧Ｖdcが上昇する。
【０１４３】
なお、時刻Ｔ14以降においては、図１６（ａ）に示されるように第１モータ回転速度Ｎ1が増加する場合には、図１６（ｃ）に示されるエンジン出力Ｗの増加ペースは適宜制御されており単調に増加していない。また、図１６（ｂ）に示される直流電圧Ｖdcは、増加／現象を経て一定値に収束する。
【０１４４】
このように、比較例においては時刻Ｔ36においてエンジン４０が停止されるのに対して、本実施形態においては時刻Ｔ26においてエンジン４０が停止されており、エンジン４０の停止が前倒される。そのため、エンジン４０の停止機会が増えるのでアイドル状態における燃料の消費を低減することができる。
【０１４５】
第３実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
【０１４６】
第３実施形態のモータシステム１００によれば、バッテリ１０の充電量に応じて変化する直流電圧Ｖdcが充電停止電圧Ｖstを上回るとエンジン４０を停止するように構成される。そして、コントローラ７０は、第１モータジェネレータ３０を電流制御している場合（Ｓ２３）であって、第１モータジェネレータ３０の第１モータ回転速度Ｎ1が通常時よりも低い回転速度である状態であると判断した場合には（Ｓ２３１：Ｙｅｓ、２３２：Ｙｅｓ）、充電停止電圧Ｖstを通常時よりも小さな第１停止電圧Ｖst1に設定する。
【０１４７】
このように構成することで、第１モータ回転速度Ｎ1が小さく第１モータジェネレータ３０の消費電力が小さい場合には、エンジン４０を停止する基準となる充電停止電圧Ｖstを通常時よりも小さくすることで、エンジン４０の停止機会を増やすことができる。そのため、エンジン４０のアイドル状態における余分な燃料消費を抑制することができるので、全体として燃費の向上を図ることができる。
【０１４８】
なお、第１乃至第３実施形態においては、モータシステム１００は図１に示されるような電動車両２００に用いられる例について説明したが、これに限らない。図１７Ａ〜１７Ｅに示されるような電動車両２００に用いられてもよい。
【０１４９】
図１７Ａに示される電動車両２００においては、前輪駆動軸２１０に、第２インバータ６０と配線された第１モータジェネレータ３０及び第２モータジェネレータ５０がギアなどを介して接続されている。
【０１５０】
図１７Ｂに示される電動車両２００においては、前輪駆動軸２１０に、第２インバータ６０と接続される第２モータジェネレータ５０が設けられ、後輪駆動軸２２０に、第１インバータ２０と接続される第１モータジェネレータ３０が設けられている。
【０１５１】
図１７Ｃに示される電動車両２００においては、前輪駆動軸２１０に、第２インバータ６０と接続される第１モータジェネレータ３０Ａ及び第２モータジェネレータ５０が設けられ、後輪駆動軸２２０に、第１インバータ２０と接続される第１モータジェネレータ３０Ｂが設けられている。
【０１５２】
図１７Ｄに示される電動車両２００においては、前輪駆動軸２１０に、第２インバータ６０と接続される第１モータジェネレータ３０Ａ及び第２モータジェネレータ５０が設けられ、後輪駆動軸２２０に、第１インバータ２０と接続される第１モータジェネレータ３０Ｂが設けられている。
【０１５３】
図１７Ｅに示される電動車両２００においては、前輪駆動軸２１０に、第２インバータ６０と接続される第１モータジェネレータ３０Ａ及び第２モータジェネレータ５０が設けられ、後輪駆動軸２２０に、第１インバータ２０と接続される第１モータジェネレータ３０Ｂ、３０Ｃが設けられている。
【０１５４】
このような図１７Ａ〜１７Ｅに示されるような電動車両２００の構成であっても、エンジン４０を制御することによってバッテリ１０を充電することができれば、コンバータを用いることなく第１モータジェネレータ３０と接続される第１インバータ２０へ供給される直流電圧Ｖdcを変化させることができる。そのため、コンバータを設けることなく、消費電力の低減を実現することができる。
【０１５５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【符号の説明】
【０１５６】
１０    バッテリ
２０    第１インバータ
３０    第１モータジェネレータ
４０    エンジン
５０    第２モータジェネレータ
６０    第２インバータ
７０    コントローラ
１００  モータシステム
２００  電動車両
【図１】
2020005398.tif 000003
【図２】
2020005398.tif 000004
【図３】
2020005398.tif 000005
【図４】
2020005398.tif 000006
【図５】
2020005398.tif 000007
【図６】
2020005398.tif 000008
【図７】
2020005398.tif 000009
【図８】
2020005398.tif 000010
【図９】
2020005398.tif 000011
【図１０】
2020005398.tif 000012
【図１１】
2020005398.tif 000013
【図１２】
2020005398.tif 000014
【図１３】
2020005398.tif 000015
【図１４】
2020005398.tif 000016
【図１５】
2020005398.tif 000017
【図１６】
2020005398.tif 000018
【図１７Ａ】
2020005398.tif 000019
【図１７Ｂ】
2020005398.tif 000020
【図１７Ｃ】
2020005398.tif 000021
【図１７Ｄ】
2020005398.tif 000022
【図１７Ｅ】
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