(57)【要約】  モータ駆動制御装置におけるコンバータ（１２）において、第１のスイッチング素子（Ｑ１）および第２のスイッチング素子（Ｑ２）のいずれか一方を、リアクトル（Ｌ１）に流れる電流指令値に応じて選択する。そして、選択されたスイッチング素子の駆動指令を生成するようにコンバータ（１２）を制御する。これにより、コンバータ（１２）によって昇圧または降圧動作を行ないながら、コンバータ（１２）の効率を向上させる。
2010137127.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電装置（２６）と負荷装置（４５）との間で電圧変換が可能な電圧変換装置（１２）の制御装置（３０）であって、
前記電圧変換装置（１２）は、
前記負荷装置（４５）の電力線（ＰＬ２）と接地線（ＮＬ）との間に直列接続される第１のスイッチング素子（Ｑ１）および第２のスイッチング素子（Ｑ２）と、
前記接地線（ＮＬ）から前記電力線（ＰＬ２）に向かう方向を順方向として、前記第１のスイッチング素子（Ｑ１）および前記第２のスイッチング素子（Ｑ２）にそれぞれ並列に接続された第１の整流素子（Ｄ１）および第２の整流素子（Ｄ２）と、
前記第１のスイッチング素子（Ｑ１）および前記第２のスイッチング素子（Ｑ２）の接続ノードと前記蓄電装置（２６）の正極端子とを結ぶ経路に設けられたリアクトル（Ｌ１）とを含み、
前記制御装置（３０）は、
前記電力線（ＰＬ２）と前記接地線（ＮＬ）との間の電圧をフィードバック制御することによって、前記リアクトル（Ｌ１）に流れる電流指令値を演算するように構成された電流指令演算部（２１３）と、
前記第１のスイッチング素子（Ｑ１）および前記第２のスイッチング素子（Ｑ２）のいずれか一方を、前記電流指令値に応じて選択するように構成された選択部（２７０，２７０Ａ）と、
前記選択部（２７０，２７０Ａ）によって選択されたスイッチング素子の駆動指令を生成するように構成された駆動指令生成部（２３０，２３０Ａ）とを備える、電圧変換装置の制御装置。
【請求項２】
前記選択部（２７０，２７０Ａ）は、前記電流指令値が前記蓄電装置（２６）から前記負荷装置（４５）に向かう方向を示す場合は、前記第２のスイッチング素子（Ｑ２）を選択し、前記電流指令値が前記負荷装置（４５）から前記蓄電装置（２６）に向かう方向を示す場合は、前記第１のスイッチング素子（Ｑ１）を選択する、請求の範囲第１項に記載の電圧変換装置の制御装置。
【請求項３】
前記電圧変換装置（１２）は、動作モードとして、第１のモードおよび第２のモードを有し、
前記第１のモードは、前記選択部（２７０，２７０Ａ）によって選択されたスイッチング素子を駆動することによって電圧変換を行ない、
前記第２のモードは、前記第１のスイッチング素子（Ｑ１）および前記第２のスイッチング素子（Ｑ２）の両方を駆動することによって電圧変換を行ない、
前記電圧変換装置（１２）は、
前記電力線（ＰＬ２）と前記接地線（ＮＬ）との間の電圧を検出するための電圧検出器（１３）とをさらに含み、
前記制御装置（３０）は、
前記電圧検出器（１３）によって検出された電圧に基づいて、前記第１のモードを実行する電流範囲を演算するように構成された基準値演算部（２６０）をさらに備え、
前記選択部（２７０，２７０Ａ）は、前記電流指令値が前記電流範囲内の場合には前記第１のモードを実行する一方で、前記電流指令値が前記電流範囲外の場合には前記第２のモードを実行する、請求の範囲第２項に記載の電圧変換装置の制御装置。
【請求項４】
前記電圧変換装置（１２）は、
前記リアクトル（Ｌ１）に流れるリアクトル電流を検出するように構成された電流検出器（１８）をさらに含み、
前記制御装置（３０）は、
前記電流指令値と前記リアクトル電流との比較に基づいて、フィードバック制御を行なうように構成された電流制御部（２２０）と、
前記電流指令値に応じて、前記電流制御部（２２０）のフィードバックゲインを可変にできるように構成されたゲイン演算部（２８０）とをさらに備え、
前記ゲイン演算部（２８０）は、前記第１のモードが実行されている場合は、前記第２のモードが実行されている場合と比較して、前記フィードバックゲインを大きくする、請求の範囲第２項に記載の電圧変換装置の制御装置。
【請求項５】
前記第１のモードが実行されている場合に、前記電流指令値に応じて、前記第１のスイッチング素子（Ｑ１）および前記第２のスイッチング素子（Ｑ２）の単位時間当たりの駆動回数を減少するように構成された間欠駆動制御部（２９０）をさらに備える、請求の範囲第２項に記載の電圧変換装置の制御装置。
【請求項６】
前記間欠駆動制御部（２９０）は、前記第１のモードが実行されている場合には、前記第１のスイッチング素子（Ｑ１）および前記第２のスイッチング素子（Ｑ２）のオン時間を、前記駆動回数を減少しない場合に比べて長く設定するとともに、前記リアクトル電流の時間軸方向の平均値が前記電流指令値と等しくなるように、単位時間あたりの前記駆動回数を設定する、請求の範囲第５項に記載の電圧変換装置の制御装置。
【請求項７】
前記間欠駆動制御部（２９０）は、前記第１のモードが実行されている場合には、前記第１のスイッチング素子（Ｑ１）および前記第２のスイッチング素子（Ｑ２）をスイッチング制御するキャリア周波数を低下させるように制御する、請求の範囲第５項に記載の電圧変換装置の制御装置。
【請求項８】
前記負荷装置（４５）の負荷変動量を検出するように構成された負荷演算部（２９５）をさらに備え、
前記選択部（２７０，２７０Ａ）は、前記負荷変動量が基準範囲外の場合には、前記電流指令値にかかわらず前記第２のモードを実行する、請求の範囲第１項に記載の電圧変換装置の制御装置。
【請求項９】
車両（１００）であって、
蓄電装置（２６）と、
前記車両（１００）の推進のための駆動力を発生させるための回転電機（ＭＧ１，ＭＧ２）と、
前記回転電機（ＭＧ１，ＭＧ２）を駆動するためのインバータ（２３）と、
前記蓄電装置（２６）と前記インバータ（２３）との間で電圧変換が可能に構成された電圧変換装置（１２）と、
前記電圧変換装置（１２）を制御するための制御装置（３０）とを備え、
前記電圧変換装置（１２）は、
前記負荷装置（４５）の電力線（ＰＬ２）と接地線（ＮＬ）との間に直列接続される第１のスイッチング素子（Ｑ１）および第２のスイッチング素子（Ｑ２）と、
前記接地線（ＮＬ）から前記電力線（ＰＬ２）に向かう方向を順方向として、前記第１のスイッチング素子（Ｑ１）および前記第２のスイッチング素子（Ｑ２）にそれぞれ並列に接続された第１の整流素子（Ｄ１）および第２の整流素子（Ｄ２）と、
前記第１のスイッチング素子（Ｑ１）および前記第２のスイッチング素子（Ｑ２）の接続ノードと前記蓄電装置（２６）の正極端子とを結ぶ経路に設けられたリアクトル（Ｌ１）とを含み、
前記制御装置（３０）は、
前記電力線（ＰＬ２）と前記接地線（ＮＬ）との間の電圧をフィードバック制御することによって、前記リアクトル（Ｌ１）に流れる電流指令値を演算するように構成された電流指令演算部（２１３）と、
前記第１のスイッチング素子（Ｑ１）および前記第２のスイッチング素子（Ｑ２）のいずれか一方を、前記電流指令値に応じて選択するように構成された選択部（２７０，２７０Ａ）と、
前記選択部（２７０，２７０Ａ）によって選択されたスイッチング素子の駆動指令を生成するように構成された駆動指令生成部（２３０，２３０Ａ）とを含む、車両。
【請求項１０】
前記選択部（２７０，２７０Ａ）は、前記電流指令値が前記蓄電装置（２６）から前記負荷装置（４５）に向かう方向を示す場合は、前記第２のスイッチング素子（Ｑ２）を選択し、前記電流指令値が前記負荷装置（４５）から前記蓄電装置（２６）に向かう方向を示す場合は、前記第１のスイッチング素子（Ｑ１）を選択する、請求の範囲第９項に記載の車両。
【請求項１１】
前記電圧変換装置（１２）は、動作モードとして、第１のモードおよび第２のモードを有し、
前記第１のモードは、前記選択部（２７０，２７０Ａ）によって選択されたスイッチング素子を駆動することによって電圧変換を行ない、
前記第２のモードは、前記第１のスイッチング素子（Ｑ１）および前記第２のスイッチング素子（Ｑ２）の両方を駆動することによって電圧変換を行ない、
前記電圧変換装置（１２）は、
前記電力線（ＰＬ２）と前記接地線（ＮＬ）との間の電圧を検出するための電圧検出器（１３）とをさらに含み、
前記制御装置（３０）は、
前記電圧検出器（１３）によって検出された電圧に基づいて、前記第１のモードを実行する電流範囲を演算するように構成された基準値演算部（２６０）をさらに含み、
前記選択部（２７０，２７０Ａ）は、前記電流指令値が前記電流範囲内の場合には前記第１のモードを実行する一方で、前記電流指令値が前記電流範囲外の場合には前記第２のモードを実行する、請求の範囲第１０項に記載の車両。
【請求項１２】
前記電圧変換装置（１２）は、
前記リアクトル（Ｌ１）に流れるリアクトル電流を検出するように構成された電流検出器（１８）をさらに含み、
前記制御装置（３０）は、
前記電流指令値と前記リアクトル電流との比較に基づいて、フィードバック制御を行なうように構成された電流制御部（２２０）と、
前記電流指令値に応じて、前記電流制御部（２２０）のフィードバックゲインを可変にできるように構成されたゲイン演算部（２８０）とをさらに含み、
前記ゲイン演算部（２８０）は、前記第１のモードが実行されている場合は、前記第２のモードが実行されている場合と比較して、前記フィードバックゲインを大きくする、請求の範囲第１０項に記載の車両。
【請求項１３】
前記制御装置（３０）は、
前記第１のモードが実行されている場合に、前記電流指令値に応じて、前記第１のスイッチング素子（Ｑ１）および前記第２のスイッチング素子（Ｑ２）の単位時間当たりの駆動回数を減少するように構成された間欠駆動制御部（２９０）をさらに含む、請求の範囲第１０項に記載の車両。
【請求項１４】
前記制御装置（３０）は、
前記負荷装置（４５）の負荷変動量を検出するように構成された負荷演算部（２９５）をさらに含み、
前記選択部（２７０，２７０Ａ）は、前記負荷変動量が基準範囲外の場合には、前記電流指令値にかかわらず前記第２のモードを実行する、請求の範囲第９項に記載の車両。
【請求項１５】
蓄電装置（２６）と負荷装置（４５）との間で電圧変換が可能な電圧変換装置（１２）の制御方法であって、
前記電圧変換装置（１２）は、
前記負荷装置（４５）の電力線（ＰＬ２）と接地線（ＮＬ）との間に直列接続される第１のスイッチング素子（Ｑ１）および第２のスイッチング素子（Ｑ２）と、
前記接地線（ＮＬ）から前記電力線（ＰＬ２）に向かう方向を順方向として、前記第１のスイッチング素子（Ｑ１）および前記第２のスイッチング素子（Ｑ２）にそれぞれ並列に接続された第１の整流素子（Ｄ１）および第２の整流素子（Ｄ２）と、
前記第１のスイッチング素子（Ｑ１）および前記第２のスイッチング素子（Ｑ２）の接続ノードと前記蓄電装置（２６）の正極端子とを結ぶ経路に設けられたリアクトル（Ｌ１）とを含み、
前記制御方法は、
前記電力線（ＰＬ２）と前記接地線（ＮＬ）との間の電圧をフィードバック制御することによって、前記リアクトル（Ｌ１）に流れる電流指令値を演算するステップと、
前記電流指令値に応じて、前記第１のスイッチング素子（Ｑ１）および前記第２のスイッチング素子（Ｑ２）のいずれか一方を選択するステップと、
前記選択部（２７０，２７０Ａ）によって選択されたスイッチング素子の駆動指令を生成するステップとを備える、電圧変換装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧変換装置の制御装置およびそれを搭載した車両、電圧変換装置の制御方法に関し、より特定的には、電圧変換装置の損失低減による効率向上制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境に配慮した車両として、蓄電装置（たとえば二次電池やキャパシタなど）を搭載し、蓄電装置に蓄えられた電力から生じる駆動力を用いて走行する電動車両が注目されている。この電動車両には、たとえば電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池車などが含まれる。【０００３】
これらの電動車両においては、発進時や加速時に蓄電装置から電力を受けて走行のための駆動力を発生するとともに、制動時に回生制動によって発電を行なって蓄電装置に電気エネルギを蓄えるためのモータジェネレータを備える場合がある。このように、走行状態に応じてモータジェネレータを制御するために、電動車両にはインバータが搭載される。【０００４】
このような車両においては、車両状態によって変動するインバータが必要とする電力を安定的に供給するために、蓄電装置とインバータとの間に電圧変換器（コンバータ）が備えられる場合がある。また、このコンバータにより、インバータの入力電圧を蓄電装置の出力電圧より高くして、モータの高出力化ができるとともに、同一出力時のモータ電流を低減することで、インバータおよびモータの小型化，低コスト化を図ることができる。【０００５】
そして、電動車両のさらなる燃費向上のためには、このコンバータの損失を低減して効率を向上させることが重要である。【０００６】
国際公開第２００３／０１５２５４号パンフレット（特許文献１）には、直流電源からの出力電圧をコンバータによって電圧変換して、モータを駆動するインバータに供給するモータ駆動制御装置において、インバータの入力電圧目標値が直流電源の電源電圧より低い場合には、コンバータの上側スイッチング素子をオンとするとともに下側スイッチング素子をオフとするモータ駆動制御装置が開示される。【０００７】
このモータ駆動制御装置によれば、インバータの入力電圧目標値が直流電源の電源電圧より低くなるモータ低回転時においては、スイッチング素子の動作を停止することによってスイッチング損失を低減することができるので、コンバータの効率向上を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第２００３／０１５２５４号パンフレット
【特許文献２】特開平０５−１３７３２０号公報
【特許文献３】特開２００７−３２５４３５号公報
【特許文献４】国際公開第２００６／１０４２６８号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
国際公開第２００３／０１５２５４号パンフレット（特許文献１）においては、モータが低回転時のような、インバータの入力電圧目標値が直流電源の電源電圧より低い場合、すなわちコンバータによる昇圧および降圧動作が不要であって蓄電装置の出力電圧でモータ駆動が可能な場合を対象としている。【００１０】
そのため、コンバータによる昇圧または降圧動作が必要な場合には、国際公開第２００３／０１５２５４号パンフレット（特許文献１）に開示される技術によっては、コンバータの効率向上を行なうことができないという問題があった。【００１１】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、モータ駆動制御システムにおける電圧変換装置において、昇圧または降圧動作を行ないつつ、電圧変換装置の効率を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明による電圧変換装置の制御装置は、蓄電装置と負荷装置との間で電圧変換が可能な電圧変換装置の制御装置であって、負荷装置の電力線と接地線との間に直列接続される第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子と、接地線から電力線に向かう方向を順方向として、第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子にそれぞれ並列に接続された第１の整流素子および第２の整流素子と、第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子の接続ノードと蓄電装置の正極端子とを結ぶ経路に設けられたリアクトルとを含む。制御装置は、電力線と接地線との間の電圧をフィードバック制御することによって、リアクトルに流れる電流指令値を演算するように構成された電流指令演算部と、第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子のいずれか一方を、電流指令値に応じて選択するように構成された選択部と、選択部によって選択されたスイッチング素子の駆動指令を生成するように構成された駆動指令生成部とを備える。【００１３】
好ましくは、選択部は、電流指令値が蓄電装置から負荷装置に向かう方向を示す場合は、第２のスイッチング素子を選択し、電流指令値が負荷装置から蓄電装置に向かう方向を示す場合は、第１のスイッチング素子を選択する。【００１４】
また好ましくは、電圧変換装置は、動作モードとして、第１のモードおよび第２のモードを有する。第１のモードは、選択部によって選択されたスイッチング素子を駆動することによって電圧変換を行なう。第２のモードは、第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子の両方を駆動することによって電圧変換を行なう。また、電圧変換装置は、電力線と接地線との間の電圧を検出するための電圧検出器とをさらに含む。また、制御装置は、電圧検出器によって検出された電圧に基づいて、第１のモードを実行する電流範囲を演算するように構成された基準値演算部をさらに備える。そして、選択部は、電流指令値が電流範囲内の場合には第１のモードを実行する一方で、電流指令値が電流範囲外の場合には第２のモードを実行する。【００１５】
好ましくは、電圧変換装置は、リアクトルに流れるリアクトル電流を検出するように構成された電流検出器をさらに含む。また、制御装置は、電流指令値とリアクトル電流との比較に基づいて、フィードバック制御を行なうように構成された電流制御部と、電流指令値に応じて、電流制御部のフィードバックゲインを可変にできるように構成されたゲイン演算部とをさらに備える。そして、ゲイン演算部は、第１のモードが実行されている場合は、第２のモードが実行されている場合と比較して、フィードバックゲインを大きくする。【００１６】
また好ましくは、制御装置は、第１のモードが実行されている場合に、電流指令値に応じて、第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子の単位時間当たりの駆動回数を減少するように構成された間欠駆動制御部をさらに備える。【００１７】
さらに好ましくは、間欠駆動制御部は、第１のモードが実行されている場合には、第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子のオン時間を記駆動回数を減少しない場合に比べて長く設定するとともに、リアクトル電流の時間軸方向の平均値が電流指令値と等しくなるように、単位時間あたりの駆動回数を設定する。【００１８】
あるいは好ましくは、間欠駆動制御部は、第１のモードが実行されている場合には、第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子をスイッチング制御するキャリア周波数を低下させるように制御する。【００１９】
好ましくは、制御装置は、負荷装置の負荷変動量を検出するように構成された負荷演算部をさらに備える。そして、選択部は、負荷変動量が基準範囲外の場合には、電流指令値にかかわらず第２のモードを実行する。【００２０】
本発明による車両は、蓄電装置と、回転電機と、インバータと、電圧変換装置と、制御装置とを備える。回転電機は、車両の推進のための駆動力を発生させる。インバータは、回転電機を駆動する。電圧変換装置は、蓄電装置とインバータとの間で電圧変換が可能に構成される。制御装置は、電圧変換装置を制御する。また、電圧変換装置は、負荷装置の電力線と接地線との間に直列接続される第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子と、接地線から電力線に向かう方向を順方向として、第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子にそれぞれ並列に接続された第１の整流素子および第２の整流素子と、第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子の接続ノードと蓄電装置の正極端子とを結ぶ経路に設けられたリアクトルとを含む。そして、制御装置は、電力線と接地線との間の電圧をフィードバック制御することによって、リアクトルに流れる電流指令値を演算するように構成された電流指令演算部と、第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子のいずれか一方を、電流指令値に応じて選択するように構成された選択部と、選択部によって選択されたスイッチング素子の駆動指令を生成するように構成された駆動指令生成部とを含む。【００２１】
好ましくは、選択部は、電流指令値が蓄電装置から負荷装置に向かう方向を示す場合は、第２のスイッチング素子を選択し、電流指令値が負荷装置から蓄電装置に向かう方向を示す場合は、第１のスイッチング素子を選択する。【００２２】
また好ましくは、電圧変換装置は、動作モードとして、第１のモードおよび第２のモードを有する。第１のモードは、選択部によって選択されたスイッチング素子を駆動することによって電圧変換を行なう。第２のモードは、第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子の両方を駆動することによって電圧変換を行なう。また、電圧変換装置は、電力線と接地線との間の電圧を検出するための電圧検出器とをさらに含む。また、制御装置は、電圧検出器によって検出された電圧に基づいて、第１のモードを実行する電流範囲を演算するように構成された基準値演算部をさらに含む。そして、選択部は、電流指令値が電流範囲内の場合には第１のモードを実行する一方で、電流指令値が電流範囲外の場合には第２のモードを実行する。【００２３】
好ましくは、電圧変換装置は、リアクトルに流れるリアクトル電流を検出するように構成された電流検出器をさらに含む。また、制御装置は、電流指令値とリアクトル電流との比較に基づいて、フィードバック制御を行なうように構成された電流制御部と、電流指令値に応じて、電流制御部のフィードバックゲインを可変にできるように構成されたゲイン演算部とをさらに含む。そして、ゲイン演算部は、第１のモードが実行されている場合は、第２のモードが実行されている場合と比較して、フィードバックゲインを大きくする。【００２４】
あるいは好ましくは、制御装置は、第１のモードが実行されている場合に、電流指令値に応じて、第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子の単位時間当たりの駆動回数を減少するように構成された間欠駆動制御部をさらに含む。【００２５】
また好ましくは、制御装置は、負荷装置の負荷変動量を検出するように構成された負荷演算部をさらに含む。そして、選択部は、負荷変動量が基準範囲外の場合には、電流指令値にかかわらず第２のモードを実行する。【００２６】
本発明による、電圧変換装置の制御方法は、蓄電装置と負荷装置との間で電圧変換が可能な電圧変換装置の制御方法である。電圧変換装置は、負荷装置の電力線と接地線との間に直列接続される第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子と、接地線から電力線に向かう方向を順方向として、第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子にそれぞれ並列に接続された第１の整流素子および第２の整流素子と、第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子の接続ノードと蓄電装置の正極端子とを結ぶ経路に設けられたリアクトルとを含む。そして、電圧変換装置の制御方法は、電力線と接地線との間の電圧をフィードバック制御することによって、リアクトルに流れる電流指令値を演算するステップと、電流指令値に応じて、第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子のいずれか一方を選択するステップと、選択部よって選択されたスイッチング素子の駆動指令を生成するステップとを備える。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、モータ駆動制御システムにおける電圧変換装置において、昇圧または降圧動作を行ないつつ、電圧変換装置の効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施の形態１に従う交流電動機の制御装置が適用されるモータ駆動制御システムの全体構成図である。
【図２】リアクトルＬ１に流れるリアクトル電流ＩＬが、正の値から０を跨いで負の値になるときの、リアクトル電流ＩＬの時間変化を説明するための図である。
【図３】状態Ａにおける定常状態の場合の、リアクトル電流ＩＬとスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の時間的変化を説明するためのタイムチャートである。
【図４】状態Ｂ１における定常状態の場合の、リアクトル電流ＩＬとスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の時間的変化を説明するためのタイムチャートである。
【図５】状態Ｂ２における定常状態の場合の、リアクトル電流ＩＬとスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の時間的変化を説明するためのタイムチャートである。
【図６】状態Ｃにおける定常状態の場合の、リアクトル電流ＩＬとスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の時間的変化を説明するためのタイムチャートである。
【図７】状態Ａにおける、リアクトルＬ１を流れる電流の向きを示した図である。
【図８】状態Ｂにおける、リアクトルＬ１に流れる電流の向きを示した図である。
【図９】状態Ｃにおける、リアクトルＬ１に流れる電流の向きを示した図である。
【図１０】状態Ａにおいて、片アーム駆動制御を適用した場合の、リアクトル電流ＩＬとスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の時間的変化を説明するためのタイムチャートである。
【図１１】状態Ｂ１において、片アーム駆動制御を適用した場合の、リアクトル電流ＩＬとスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の時間的変化を説明するためのタイムチャートである。
【図１２】状態Ｂ２において、片アーム駆動制御を適用した場合の、リアクトル電流ＩＬとスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の時間的変化を説明するためのタイムチャートである。
【図１３】状態Ｃにおいて、片アーム駆動制御を適用した場合の、リアクトル電流ＩＬとスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の時間的変化を説明するためのタイムチャートである。
【図１４】状態Ｂ１において、片アーム駆動制御を適用した場合の、リアクトルＬ１を流れる電流の向きを示した図である。
【図１５】状態Ｂ２において、片アーム駆動制御を適用した場合の、リアクトルＬ１を流れる電流の向きを示した図である。
【図１６】実施の形態１において、ＥＣＵ３０で実行される片アーム駆動制御を説明するための機能ブロック図である。
【図１７】実施の形態１における、ＥＣＵ３０によって実行される片アーム駆動制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。
【図１８】変形例において、コンバータの片アーム駆動制御の開始を判定する電流基準値を説明するための図である。
【図１９】変形例において、スイッチング素子Ｑ２がオンしている場合に、回路に流れる電流の方向を示した図である。
【図２０】変形例において、スイッチング素子Ｑ２がオフしている場合に、回路に流れる電流の方向を示した図である。
【図２１】変形例において、システム電圧ＶＭとリアクトル平均電流ＩＬＡとの関係を示す図である。
【図２２】変形例における片アーム駆動制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。
【図２３】片アーム駆動制御を行なった場合と、両アーム駆動制御を行なった場合の、リアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦとデューティＤＵＴＹとの関係を説明する図である。
【図２４】片アーム駆動制御を適用しない場合の、システム電圧ＶＭとリアクトルＩＬの時間的変化の一例を示す図である。
【図２５】片アーム駆動制御を適用した場合の、システム電圧ＶＭとリアクトルＩＬの時間的変化の一例を示す図である。
【図２６】実施の形態２を適用した片アーム駆動制御の場合の、負荷電流、システム電圧ＶＭおよびリアクトル電流ＩＬの時間的変化の一例を示す図である。
【図２７】実施の形態２における、ＥＣＵで実行される片アーム駆動制御を説明するための機能ブロック図である。
【図２８】電流制御演算部の詳細な機能ブロック図である。
【図２９】実施の形態２における、ＥＣＵにて実行される片アーム駆動制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。
【図３０】制御ゲインＧＡＩＮの設定手法として、予め設定されたマップによって制御ゲインＧＡＩＮを設定する場合のフローチャートである。
【図３１】実施の形態２における、制御ゲインＧＡＩＮを設定するマップの一例を示す図である。
【図３２】実施の形態３における、状態Ｂ１での、リアクトル電流ＩＬとスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の時間的変化を説明するためのタイムチャートである。
【図３３】実施の形態３における、状態Ｂ２での、リアクトル電流ＩＬとスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の時間的変化を説明するためのタイムチャートである。
【図３４】実施の形態３における、ＥＣＵにて実行される片アーム駆動制御を説明するための機能ブロック図である。
【図３５】実施の形態３における、ＥＣＵにて実行される片アーム駆動制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。
【図３６】キャリア周波数ＦＣを変更する間欠駆動制御の場合における、ＥＣＵにて実行される片アーム駆動制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。
【図３７】実施の形態４における、ＥＣＵにて実行される片アーム駆動制御を説明するための機能ブロック図である。
【図３８】実施の形態４における、ＥＣＵにて実行される片アーム駆動制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下において、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００３０】
[実施の形態１]
図１は、実施の形態１に従う交流電動機の制御装置が適用されるモータ駆動制御システムを搭載したハイブリッド車両１００の全体構成図である。実施の形態１においては、車両１００としてエンジンおよびモータジェネレータを搭載したハイブリッド車両を例として説明するが、車両１００の構成はこれに限定されるものではなく、蓄電装置からの電力によって走行可能な車両であれば適用可能である。車両１００としては、ハイブリッド車両以外にたとえば電気自動車や燃料電池自動車などが含まれる。
【００３１】
また、本実施の形態においては、車両についてモータ駆動制御システムを適用した構成について説明するが、車両以外でも交流電動機により駆動される機器であれば、本モータ駆動制御システムの適用が可能である。
【００３２】
図１を参照して、車両１００は、直流電圧発生部２０と、負荷装置４５と、平滑コンデンサＣ２と、制御装置（以下、ＥＣＵ「Electronic  Control  Unit」とも称する。）３０とを備える。
【００３３】
直流電圧発生部２０は、蓄電装置２８と、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２と、平滑コンデンサＣ１と、コンバータ１２とを含む。
【００３４】
蓄電装置２８は、代表的には、ニッケル水素またはリチウムイオン等の二次電池や電気二重層キャパシタ等の蓄電装置を含んで構成される。また、蓄電装置２８が出力する直流電圧ＶＢおよび入出力される直流電流ＩＢは、電圧センサ１０および電流センサ１１によってそれぞれ検出される。そして、電圧センサ１０および電流センサ１１は、検出した直流電圧ＶＢおよび直流電流ＩＢの検出値をＥＣＵ３０に出力する。
【００３５】
システムリレーＳＲ１は、蓄電装置２８の正極端子および電力線ＰＬ１の間に接続され、システムリレーＳＲ２は、蓄電装置２８の負極端子および接地線ＮＬの間に接続される。システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は、ＥＣＵ３０からの信号ＳＥにより制御され、蓄電装置２８からコンバータ１２への電力の供給と遮断とを切替える。
【００３６】
コンバータ１２は、リアクトルＬ１と、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。スイッチング素子Ｑ１およびＱ２は、電力線ＰＬ２および接地線ＮＬの間に直列に接続される。スイッチング素子Ｑ１およびＱ２は、ＥＣＵ３０からのスイッチング制御信号ＰＷＣによって制御される。
【００３７】
本実施の形態において、スイッチング素子としては、ＩＧＢＴ（Insulated  Gate  Bipolar  Transistor）、電力用ＭＯＳ（Metal  Oxide  Semiconductor）トランジスタあるいは、電力用バイポーラトランジスタ等を用いることができる。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に対しては、逆並列ダイオードＤ１，Ｄ２が配置される。リアクトルＬ１は、スイッチング素子Ｑ１およびＱ２の接続ノードと電力線ＰＬ１の間に設けられる。また、平滑コンデンサＣ２は、電力線ＰＬ２および接地線ＮＬの間に接続される。
【００３８】
電流センサ１８は、リアクトルＬ１を流れるリアクトル電流を検出し、その検出値ＩＬをＥＣＵ３０に出力する。
【００３９】
負荷装置４５は、インバータ２３と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、エンジン４０と、動力分割機構４１と、駆動輪４２とを含む。また、インバータ２３は、モータジェネレータＭＧ１を駆動するためのインバータ１４と、モータジェネレータＭＧ２を駆動するためのインバータ２２とを含む。なお、図１のようにインバータおよびモータジェネレータを２組備えることは必須ではなく、たとえばインバータ１４とモータジェネレータＭＧ１、あるいはインバータ２２とモータジェネレータＭＧ２のいずれか１組のみを備える構成としてもよい。
【００４０】
モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、インバータ２３から供給される交流電力を受けて車両推進のための回転駆動力を発生する。また、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、外部から回転力を受け、ＥＣＵ３０からの回生トルク指令によって交流電力を発電するとともに回生制動力を車両１００に発生する。
【００４１】
また、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、動力分割機構４１を介してエンジン４０にも連結される。そして、エンジン４０の発生する駆動力とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の発生する駆動力とが最適な比率となるように制御される。また、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のいずれか一方を専ら電動機として機能させ、他方のモータジェネレータを専ら発電機として機能させてもよい。なお、実施の形態１においては、モータジェネレータＭＧ１をエンジン４０により駆動される発電機として機能させ、モータジェネレータＭＧ２を駆動輪４２を駆動する電動機として機能させるものとする。
【００４２】
動力分割機構４１には、エンジン４０の動力を、駆動輪４２とモータジェネレータＭＧ１との両方に振り分けるために、遊星歯車機構（プラネタリーギヤ）が使用される。
【００４３】
インバータ１４は、コンバータ１２から昇圧された電圧を受けて、たとえばエンジン４０を始動させるためにモータジェネレータＭＧ１を駆動する。また、インバータ１４は、エンジン４０から伝達される機械的動力によってモータジェネレータＭＧ１で発電された回生電力をコンバータ１２に出力する。このときコンバータ１２は、降圧回路として動作するようにＥＣＵ３０によって制御される。
【００４４】
インバータ１４は、電力線ＰＬ２および接地線ＮＬの間に並列に設けられ、Ｕ相上下アーム１５と、Ｖ相上下アーム１６と、Ｗ相上下アーム１７を含んで構成される。各相上下アームは、電力線ＰＬ２および接地線ＮＬの間に直列接続されたスイッチング素子から構成される。たとえば、Ｕ相上下アーム１５は、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４から成り、Ｖ相上下アーム１６は、スイッチング素子Ｑ５，Ｑ６から成り、Ｗ相上下アーム１７は、スイッチング素子Ｑ７，Ｑ８から成る。また、スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８に対して、逆並列ダイオードＤ３〜Ｄ８がそれぞれ接続される。スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８は、ＥＣＵ３０からのスイッチング制御信号ＰＷＩによって制御される。
【００４５】
代表的には、モータジェネレータＭＧ１は、３相の永久磁石型同期電動機であり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルの一端が中性点に共通接続される。さらに、各相コイルの他端は、各相上下アーム１５〜１７のスイッチング素子の接続ノードと接続される。
【００４６】
インバータ２２は、コンバータ１２に対してインバータ１４と並列的に接続される。
インバータ２２は駆動輪４２を駆動するモータジェネレータＭＧ２に対してコンバータ１２の出力する直流電圧を三相交流に変換して出力する。またインバータ２２は、回生制動に伴い、モータジェネレータＭＧ２において発電された回生電力をコンバータ１２に出力する。このときコンバータ１２は降圧回路として動作するようにＥＣＵ３０によって制御される。インバータ２２の内部の構成は、図示しないがインバータ１４と同様であり、詳細な説明は繰り返さない。
【００４７】
コンバータ１２は、基本的には、各スイッチング周期内でスイッチング素子Ｑ１およびＱ２が相補的かつ交互にオン・オフするように制御される。コンバータ１２は、昇圧動作時には、蓄電装置２８から供給された直流電圧ＶＢを直流電圧ＶＭ（インバータ１４への入力電圧に相当するこの直流電圧を、以下「システム電圧」とも称する）に昇圧する。この昇圧動作は、スイッチング素子Ｑ２のオン期間にリアクトルＬ１に蓄積された電磁エネルギを、スイッチング素子Ｑ１および逆並列ダイオードＤ１を介して、電力線ＰＬ２へ供給することにより行なわれる。
【００４８】
また、コンバータ１２は、降圧動作時には、直流電圧ＶＭを直流電圧ＶＢに降圧する。この降圧動作は、スイッチング素子Ｑ１のオン期間にリアクトルＬ１に蓄積された電磁エネルギを、スイッチング素子Ｑ２および逆並列ダイオードＤ２を介して、接地線ＮＬへ供給することにより行なわれる。
【００４９】
これらの昇圧動作および降圧動作における電圧変換比（ＶＭおよびＶＢの比）は、上記スイッチング周期におけるスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン期間比（デューティ比）により制御される。なお、スイッチング素子Ｑ１およびＱ２をオンおよびオフにそれぞれ固定すれば、ＶＭ＝ＶＢ（電圧変換比＝１．０）とすることもできる。
【００５０】
平滑コンデンサＣ２は、コンバータ１２からの直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧をインバータ２３へ供給する。電圧センサ１３は、平滑コンデンサＣ２の両端の電圧、すなわち、システム電圧ＶＭを検出し、その検出値をＥＣＵ３０へ出力する。
【００５１】
インバータ１４は、モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値が正（ＴＲ１＞０）の場合には、平滑コンデンサＣ２から直流電圧が供給されるとＥＣＵ３０からのスイッチング制御信号ＰＷＩ１に応答した、スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８のスイッチング動作により直流電圧を交流電圧に変換して正のトルクを出力するようにモータジェネレータＭＧ１を駆動する。また、インバータ１４は、モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値が零の場合（ＴＲ１＝０）には、スイッチング制御信号ＰＷＩ１に応答したスイッチング動作により、直流電圧を交流電圧に変換してトルクが零になるようにモータジェネレータＭＧ１を駆動する。これにより、モータジェネレータＭＧ１は、トルク指令値ＴＲ１によって指定された零または正のトルクを発生するように駆動される。
【００５２】
さらに、車両１００の回生制動時には、モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値ＴＲ１は負に設定される（ＴＲ１＜０）。この場合には、インバータ１４は、スイッチング制御信号ＰＷＩ１に応答したスイッチング動作により、モータジェネレータＭＧ１が発電した交流電圧を直流電圧に変換し、その変換した直流電圧（システム電圧）を平滑コンデンサＣ２を介してコンバータ１２へ供給する。なお、ここで言う回生制動とは、電動車両を運転するドライバーによるフットブレーキ操作があった場合の回生発電を伴う制動や、フットブレーキを操作しないものの、走行中にアクセルペダルをオフすることで回生発電をさせながら車両を減速（または加速の中止）させることを含む。
【００５３】
インバータ２２についても同様に、モータジェネレータＭＧ２のトルク指令値に対応したＥＣＵ３０からのスイッチング制御信号ＰＷＩ２を受け、スイッチング制御信号ＰＷＩ２応答したスイッチング動作によって、直流電圧を交流電圧に変換して所定のトルクになるようにモータジェネレータＭＧ２を駆動する。
【００５４】
電流センサ２４，２５は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に流れるモータ電流ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２を検出し、その検出したモータ電流をＥＣＵ３０へ出力する。なお、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の各相の電流の瞬時値の和は零であるので、図１に示すように電流センサ２４，２５は２相分のモータ電流を検出するように配置すれば足りる。
【００５５】
回転角センサ（レゾルバ）２６，２７は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転角θ１，θ２を検出し、その検出した回転角θ１，θ２をＥＣＵ３０へ送出する。ＥＣＵ３０では、回転角θ１，θ２に基づきモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転速度ＭＲＮ１，ＭＲＮ２および角速度ω１，ω２（ｒａｄ／ｓ）を算出できる。なお、回転角センサ２６，２７については、回転角θ１，θ２をＥＣＵ３０にてモータ電圧や電流から直接演算することによって、配置しないようにしてもよい。
【００５６】
ＥＣＵ３０は、いずれも図示しないがＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、記憶装置および入出力バッファを含み、車両１００の各機器を制御する。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で構築して処理することも可能である。
【００５７】
代表的な機能として、ＥＣＵ３０は、入力されたトルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２、電圧センサ１０によって検出された直流電圧ＶＢ、電流センサ１１によって検出された直流電流ＩＢ、電圧センサ１３によって検出されたシステム電圧ＶＭおよび電流センサ２４，２５からのモータ電流ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２、回転角センサ２６，２７からの回転角θ１，θ２等に基づいて、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２に従ったトルクを出力するように、コンバータ１２およびインバータ２３の動作を制御する。すなわち、コンバータ１２およびインバータ２３を上記のように制御するためのスイッチング制御信号ＰＷＣ，ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を生成して、コンバータ１２およびインバータ２３へそれぞれ出力する。
【００５８】
コンバータ１２の昇圧動作時には、ＥＣＵ３０は、システム電圧ＶＭをフィードバック制御し、システム電圧ＶＭが電圧指令値に一致するようにスイッチング制御信号ＰＷＣを生成する。
【００５９】
また、ＥＣＵ３０は、車両１００が回生制動モードに入ると、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２で発電された交流電圧を直流電圧に変換するようにスイッチング制御信号ＰＷＩ１、ＰＷＩ２を生成してインバータ２３へ出力する。これにより、インバータ２３は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２で発電された交流電圧を直流電圧に変換してコンバータ１２へ供給する。
【００６０】
さらに、ＥＣＵ３０は、車両１００が回生制動モードに入ると、インバータ２３から供給された直流電圧を降圧するようにスイッチング制御信号ＰＷＣを生成し、コンバータ１２へ出力する。これにより、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２が発電した交流電圧は、直流電圧に変換され、さらに降圧されて蓄電装置２８に供給される。
【００６１】
図２は、蓄電装置２８から放電されるときを正とした場合に、リアクトルＬ１に流れるリアクトル電流ＩＬが、正の値から０を跨いで負の値になるときの、リアクトル電流ＩＬの時間変化を説明するための図である。
【００６２】
図２中の波形Ｗ１は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチングに伴って発生する電流の脈動（リプル電流）を含んだ、リアクトル電流ＩＬを示している。また、波形Ｗ２は、リアクトル電流ＩＬを時間軸方向に平均し、リプル電流の影響を除いたリアクトル平均電流ＩＬＡを示している。
【００６３】
図２において、リアクトル平均電流ＩＬＡが正の状態は、蓄電装置２８からの電力によってモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を駆動する力行状態であり、リアクトル平均電流ＩＬＡが負の状態は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２によって発電された電力を蓄電装置２８に充電する回生状態である。なお、車両１００の走行状態によっては、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のそれぞれの状態（力行，回生）が異なる場合がある。たとえば、モータジェネレータＭＧ１を回生状態で発電しながら、モータジェネレータＭＧ２を力行状態として駆動輪４２を駆動するような場合である。そのため、本実施の形態の以降の説明においては、負荷装置４５に対して蓄電装置２８から電力が供給される場合を総称して力行状態と呼び、負荷装置４５で発電された電力が蓄電装置２８に充電される場合を総称して回生状態と呼ぶこととする。
【００６４】
また、リアクトル電流ＩＬの状態としては、状態Ａ〜状態Ｃの大きく３つの状態に分類される。状態Ａは、リアクトル電流ＩＬがリプル電流によっても常に正の状態であり、図中の時刻ｔ１までの状態である。反対に状態Ｃは、リアクトル電流ＩＬがリプル電流によっても常に負の状態であり、図中の時刻ｔ３以降の状態である。また、状態Ｂは、リプル電流によって、１回のスイッチング周期中にリアクトル電流ＩＬが正の状態から負の状態へ、または負の状態から正の状態へ変化する状態（図２中の時刻ｔ１からｔ３の状態）である。さらに状態Ｂは、リアクトル平均電流ＩＬＡが正の状態（状態Ｂ１）およびリアクトル平均電流ＩＬＡが負の状態（状態Ｂ２）に分類される。
【００６５】
次に図３から図６は、上記の状態Ａ、状態Ｂ（状態Ｂ１，状態Ｂ２）および状態Ｃについて、各々の定常状態における、リアクトル電流ＩＬとスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の時間的変化を説明するためのタイムチャートである。いずれの図においても、上段にはリアクトル電流ＩＬが示され、下段にはスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の動作状態が示される。また、上段の図における破線はリアクトル平均電流ＩＬＡである。
【００６６】
図１および図３を参照して、状態Ａは、たとえば車両１００が加速されるような大きな電流が必要な場合（高負荷）である。状態Ａにおいては、スイッチング素子Ｑ２がオン（スイッチング素子Ｑ１がオフ）の状態では、電流は電力線ＰＬ１、リアクトルＬ１、スイッチング素子Ｑ２を経由して接地線ＮＬに流れる。このとき、リアクトルＬ１に流れる電流ＩＬはリアクタンスに応じて徐々に増加し、そのリアクトル電流ＩＬに応じたエネルギがリアクトルＬ１に蓄えられる。
【００６７】
そして、スイッチング素子Ｑ２がオフ（スイッチング素子Ｑ１がオン）になると、リアクトルＬ１に蓄えられたエネルギが蓄電装置２８の電源電圧ＶＢに重畳されてインバータ１４に供給される。これにより、電源電圧ＶＢをシステム電圧ＶＭまで昇圧する。このとき、電流はダイオードＤ１を経由して電力線ＰＬ２に流れる。そして、リアクトル電流ＩＬはエネルギの放出とともに減少する。
【００６８】
図７は、状態Ａにおける、リアクトルＬ１を流れる電流の向きを示した図である。図３および図７を参照して、スイッチング素子Ｑ２がオンの場合は、図７中の矢印ＡＲ１のように電流が流れて、リアクトルＬ１にエネルギが蓄積される。そして、スイッチング素子Ｑ２がオフになると、図７中の矢印ＡＲ２のように電流が流れ、リアクトルＬ１に蓄積されたエネルギが放出される。
【００６９】
次に図４および図８を用いて、状態Ｂ１の場合について説明する。図８は、状態Ｂにおける、リアクトルＬ１に流れる電流の向きを示した図である。状態Ｂ１は、リアクトル平均電流ＩＬＡは正であり力行状態ではあるが、状態Ａと比較して相対的に電流が小さい低負荷の状態である。たとえば、車両１００を高速で定速運転しているような場合である。
【００７０】
図４および図８を参照して、スイッチング素子Ｑ２がオン（スイッチング素子Ｑ１がオフ）の状態では、状態Ａでの説明と同様に、リアクトルＬ１にエネルギが蓄積され、スイッチング素子Ｑ２がオフ（スイッチング素子Ｑ１がオン）になると、リアクトルＬ１に蓄えられたエネルギが放出される。
【００７１】
状態Ｂ１においては、リアクトルＬ１の蓄積されたエネルギが状態Ａよりも小さく、スイッチング素子Ｑ２がオフ（スイッチング素子Ｑ１がオン）直後においては、図８中の実線矢印ＡＲ２のように、リアクトルＬ１からダイオードＤ１を経由して電力線ＰＬ２の方向に電流が流れるが、リアクトルＬ１の蓄積されたエネルギの放出が完了すると、図８中の破線矢印ＡＲ４のように、電力線ＰＬ２からスイッチング素子Ｑ１を経由してリアクトルＬ１に逆向き（負）の電流が流れる。
【００７２】
その後、スイッチング素子Ｑ２がオン（スイッチング素子Ｑ１がオフ）となった直後は、上記の負の電流によってリアクトルＬ１に蓄積された負方向のエネルギが放出されるまでは、図８中の破線矢印ＡＲ３のように、電流は接地線ＮＬからダイオードＤ２を経由して電力線ＰＬ１の向きに流れる。そして、リアクトルＬ１に蓄えられた負方向のエネルギの放出が完了すると、今度は図８中の実線矢印ＡＲ１のように電流が流れて、リアクトルＬ１に状態Ａと同様の正方向のエネルギが蓄積される。
【００７３】
このように、状態Ｂ１においては、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の動作継続中に、リアクトルＬ１に流れる電流が正から負、または負から正へ切替わる。
【００７４】
図５に示される状態Ｂ２では、リアクトル平均電流ＩＬＡが負すなわち回生状態となっている状態をのぞけば、状態Ｂ１と同様であり、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が動作継続中に、リアクトルＬ１に流れる電流が正から負、または負から正へ切替わる。そのため、詳細な説明は繰り返さない。
【００７５】
次に、図６および図９を用いて、状態Ｃすなわち回生状態の場合について説明する。この場合は、車両１００が回生制動トルクにより減速されている状態であり、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２により発電された電力が蓄電装置２８に充電される。
【００７６】
図６および図９を参照して、状態Ｃにおいては、スイッチング素子Ｑ１がオン（スイッチング素子Ｑ２がオフ）の場合、図９中の破線矢印ＡＲ４のように、電流は電力線ＰＬ２からスイッチング素子Ｑ１を経由して電力線ＰＬ１に流れる。このとき、リアクトルＬ１には負方向のエネルギが蓄積される。
【００７７】
そして、スイッチング素子Ｑ１がオフ（スイッチング素子Ｑ２がオン）になると、リアクトルＬ１に蓄積された負のエネルギが放出される。このとき、電流は図９中の破線矢印ＡＲ３のように、接地線ＮＬからダイオードＤ２を経由して電力線ＰＬ１に流れる。
【００７８】
上記の説明のように、状態Ａにおいては、スイッチング素子Ｑ２のオフ期間（スイッチング素子Ｑ１のオン期間）には、常に電流はダイオードＤ１を経由して電力線ＰＬ２へ流れる。そのため、状態Ａにおいては、スイッチング素子Ｑ１の駆動を停止して、スイッチング素子Ｑ２だけを駆動させるようにしても、図３と同様に昇圧動作が可能であり、その場合のリアクトル電流ＩＬも図３と同様になる。
【００７９】
また、状態Ｃにおいても、スイッチング素子Ｑ２のオン期間（スイッチング素子Ｑ１のオフ期間）には、常に電流はダイオードＤ２を経由して電力線ＰＬ１へ流れるため、スイッチング素子Ｑ２の駆動を停止しても、図６と同様のリアクトル電流ＩＬとなる。
【００８０】
しかしながら、状態Ｂ（状態Ｂ１，状態Ｂ２）においては、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の動作継続中に、リアクトル電流ＩＬの方向が正から負、または負から正へ切替わってしまう。そのため、インバータ２３に供給する目標電流（すなわちリアクトル平均電流ＩＬＡ）を確保するために、たとえば状態Ｂ１においては、リアクトル電流ＩＬが負となる状態でリアクトルＬ１に蓄積されるエネルギを相殺するために、正方向のリアクトル電流ＩＬを余分に流すことが必要となる。そのため、互いに相殺される電流によってリアクトルＬ１による無駄な導通損が発生する。
【００８１】
そこで、実施の形態１においては、スイッチング素子Ｑ１（以下、「上アーム」とも称する。）またはスイッチング素子Ｑ２（以下、「下アーム」とも称する。）の動作継続中に、リアクトル電流ＩＬの方向が正から負、または負から正へ切替わってしまう状態Ｂにおいて、一方のスイッチング素子の駆動を停止させることによって、リアクトル電流ＩＬの方向が正から負、または負から正へ切替わらないようにし、リアクトルＬ１による導通損を低減する片アーム駆動制御を行なう。
【００８２】
図１０は、状態Ａ（力行状態）において、スイッチング素子Ｑ２のみを駆動させた場合の、リアクトル電流ＩＬとスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の時間的変化を説明するためのタイムチャートである。また、図１１は、状態Ｂ１（力行状態）において、スイッチング素子Ｑ２のみを駆動させた場合の、リアクトル電流ＩＬとスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の時間的変化を説明するためのタイムチャートである。図１２は、状態Ｂ２（回生状態）において、スイッチング素子Ｑ１のみを駆動させた場合の、リアクトル電流ＩＬとスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の時間的変化を説明するためのタイムチャートである。さらに、図１３は、状態Ｃ（回生状態）において、スイッチング素子Ｑ１のみを駆動させた場合の、リアクトル電流ＩＬとスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の時間的変化を説明するためのタイムチャートである。
【００８３】
図１０および図１３を参照して、図１０の状態Ａおよび図１３の状態Ｃにおいては、上述のように一方のスイッチング素子（状態Ａではスイッチング素子Ｑ２，状態Ｃではスイッチング素子Ｑ１）のみを駆動しても、リアクトルＬ１に流れる電流は、両方のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を駆動する図３および図６の場合と、それぞれ同様となる。
【００８４】
しかしながら、状態Ｂ１では、スイッチング素子Ｑ１の駆動を停止することで、図１４に示されるように、破線矢印ＡＲ３，ＡＲ４の方向の電流すなわちリアクトルＬ１に負方向の電流が流れない。そうすると、負方向の電流を相殺するためのリアクトルＬ１の正方向の電流が不要となるため、リアクトルＬ１の正方向の電流は小さくなる。これにより全体のリプル電流が小さくなるので、リアクトルＬ１による導通損が低減される。
【００８５】
また状態Ｂ２でも同様に、スイッチング素子Ｑ２の駆動を停止することで、図１５で示されるように、実線矢印ＡＲ１，ＡＲ２の方向の電流、すなわちリアクトルＬ１に正の電流が流れないので、全体のリプル電流が小さくでき、リアクトルＬ１による導通損が低減される。
【００８６】
図１６は、実施の形態１において、ＥＣＵ３０で実行される片アーム駆動制御を説明するための機能ブロック図である。図１６および以降の図２７，図２８，図３４，図３７で説明される機能ブロック図に記載された各機能ブロックは、ＥＣＵ３０によるハードウェア的あるいはソフトウェア的な処理によって実現される。
【００８７】
図１および図１６を参照して、ＥＣＵ３０は、電圧指令生成部２００と、電圧制御部２１０と、駆動指令生成部２３０と、サンプリングホールド部２４０と、発振部２５０と、基準値演算部２６０と、選択部２７０とを含む。電圧制御部２１０は、電流指令生成部２１３と、電流制御部２２０とを含む。
【００８８】
電圧指令生成部２００は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２への要求トルクＴＲ１，ＴＲ２と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転速度ＭＲＮ１，ＭＲＮ２の入力を受ける。そして、これらの情報に基づいて、電圧指令生成部２００は、コンバータ１２の出力電圧（すなわち、インバータ１４の入力電圧）の電圧指令ＶＲＥＦを生成する。
【００８９】
電流指令生成部２１３は、減算部２１１と、電圧制御演算部２１２とを含む。
減算部２１１は、電圧指令生成部２００から入力を受ける電圧指令ＶＲＥＦと、電圧センサ１３により検出されたコンバータ１２のシステム電圧のフィードバック値ＶＭとの電圧偏差を演算し、演算結果を電圧制御演算部２１２に出力する。
【００９０】
電圧制御演算部２１２は、減算部２１１によって演算された電圧偏差をＰＩ演算することによって、リアクトルＬ１に流れるリアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦを演算する。
【００９１】
このように、電流指令生成部２１３においては、コンバータ１２のシステム電圧のフィードバック制御を行なうことによって、リアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦを演算する。
【００９２】
そして、電圧制御演算部２１２は、このリアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦを、電流制御部２２０および選択部２７０へ出力する。
【００９３】
電流制御部２２０は、減算部２２１と、電流制御演算部２２２とを含む。
減算部２２１は、電圧制御演算部２１２からのリアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦと、サンプリングホールド部２４０によって、スイッチング周期ごとに検出値がホールドされたリアクトル電流ＩＬのフィードバック値との電流偏差を演算し、電流制御演算部２２２に出力する。
【００９４】
電流制御演算部２２２は、減算部２２１により演算された電流偏差をＰＩ演算することによって、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のデューティＤＵＴＹを演算する。なお、電流制御演算部２２２は、後述する選択部２７０からの選択フラグＳＥＬによって、スイッチング素子Ｑ１またはＱ２の片アーム駆動制御が選択された場合には、選択された側のスイッチング素子のみによって、リアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦが出力されるようにデューティＤＵＴＹを演算する。
【００９５】
駆動指令生成部２３０は、電流制御演算部２２２からのデューティＤＵＴＹと、発振部２５０からの搬送波ＣＲとの比較に基づいて、コンバータ１２の各相の上下アームのスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン・オフを制御するスイッチング制御信号ＰＷＣを生成する。このとき、駆動指令生成部２３０は、選択部２７０からの選択フラグＳＥＬに従って、駆動するスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を選択する。
【００９６】
このスイッチング制御信号ＰＷＣによって、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２が力行の場合は、蓄電装置２８からの出力電圧を所望のインバータ２３の入力電圧まで昇圧する。また、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２が回生の場合は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２により発電されインバータ２３によって変換された直流電力を、蓄電装置２８が充電可能な電圧まで降圧する。
【００９７】
発振部２５０は、所定のキャリア周波数の搬送波ＣＲを、駆動指令生成部２３０に出力する。また、発振部２５０は、サンプリングホールド部２４０に、搬送波ＣＲの１周期ごとにサンプリング信号ＳＭＰを出力する。サンプリングホールド部２４０は、各サンプリング信号ＳＭＰ入力時に、電流センサ１８により検出されたリアクトル電流ＩＬを検出して保持し、その検出した電流値を減算部２２１に出力する。
【００９８】
基準値演算部２６０は、蓄電装置２８の出力電圧ＶＢと、システム電圧ＶＭの入力を受ける。そして、これらの情報から、搬送波ＣＲの１周期中にリアクトル電流ＩＬの方向が正から負、または負から正に切替わる状態（図２における状態Ｂ）となる電流基準値ＩＬ１を演算して、選択部２７０へ出力する。
【００９９】
選択部２７０は、電圧制御演算部２１２からのリアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦと、基準値演算部２６０からの電流基準値ＩＬ１との入力を受ける。選択部２７０は、これらの情報に基づいて、駆動するスイッチング素子の選択を行なう。そして、選択部２７０は、選択結果である選択フラグＳＥＬを電流制御演算部２２２および駆動指令生成部２３０へ出力する。
【０１００】
図１７は、実施の形態１における、ＥＣＵ３０によって実行される片アーム駆動制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。図１７および、以降の図２２，図２９、図３１，図３５，図３６，図３８に示されるフローチャート中の各ステップについては、ＥＣＵ３０に予め格納されたプログラムを所定周期で実行することによって実現される。あるいは、一部のステップについては、専用のハードウェア（電子回路）を構築して処理を実現することも可能である。
【０１０１】
図１６および図１７を参照して、ＥＣＵ３０は、ステップ（以下、ステップをＳと略す。）３００にて、電圧指令生成部２００によって電圧指令ＶＲＥＦを演算する。
【０１０２】
そして、ＥＣＵ３０は、Ｓ３１０にて、電圧制御演算部２１２によってリアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦを演算する。
【０１０３】
次に、ＥＣＵ３０は、Ｓ３２０にて、リアクトル電流指令ＩＬＲＥＦが正か否か、すなわちモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２が力行状態で制御されるか否を判定する。
【０１０４】
リアクトル電流指令ＩＬＲＥＦが正の場合（Ｓ３２０にてＹＥＳ）は、ＥＣＵ３０は、Ｓ３３０にて、下アームであるスイッチング素子Ｑ２の片アーム駆動制御を行なうように、選択部２７０によって設定する。
【０１０５】
一方、リアクトル電流指令ＩＬＲＥＦがゼロまたは負の場合（Ｓ３２０にてＮＯ）は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２が回生状態で制御されるので、ＥＣＵ３０は、Ｓ３３１にて、上アームであるスイッチング素子Ｑ１の片アーム駆動制御を行なうように設定する。なお、リアクトル電流指令ＩＬＲＥＦがゼロの場合には、コンバータ１２よる電圧変換は行なわれないので、実際には上下アームとも駆動されない。
【０１０６】
次に、ＥＣＵ３０は、Ｓ３３０またはＳ３３１で設定された駆動アームと、リアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦに基づいて、電流制御演算部２２２によって、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のデューティＤＵＴＹを演算する。
【０１０７】
そして、ＥＣＵ３０は、Ｓ３５０にて、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のデューティＤＵＴＹと搬送波ＣＲとの比較に基づいて、駆動指令生成部２３０によってコンバータ１２のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を駆動するスイッチング制御指令ＰＷＣを生成し、コンバータ１２に出力する。
【０１０８】
以上のような処理によって生成された制御指令ＰＷＣに従って、コンバータ１２が制御されることによって、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２が力行の場合は下アーム（スイッチング素子Ｑ２）のみが駆動され、またモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２が回生の場合は上アーム（スイッチング素子Ｑ１）のみが駆動されるように制御が実行される。これによって、コンバータ１２によって昇圧または降圧動作を行ないながら、搬送波ＣＲの１周期中にリアクトル電流ＩＬの方向が正から負、または負から正に切替わる状態におけるリアクトルＬ１の導通損を低減することができる。また、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の一方のみしか駆動されないので、スイッチング素子のスイッチング損失もあわせて低減することができる。この結果、コンバータ１２の駆動損失が低減されるので、コンバータ１２の効率を向上させることができる。
【０１０９】
[実施の形態１の変形例]
上記の実施の形態１においては、リアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦが正か否かによって、スイッチング素子Ｑ１およびＱ２のうちのいずれの片アームを駆動するかを判定した。
【０１１０】
この変形例においては、片アーム駆動制御によって効果のある図２における状態Ｂの範囲に限って片アーム駆動制御を行なう場合について説明する。
【０１１１】
図１８は、変形例において、コンバータ１２の片アーム駆動制御の開始を判定する電流基準値を説明するための図である。なお、図１８においては、力行側を例として説明を行なう。
【０１１２】
図１８を参照して、リアクトル電流ＩＬの方向が正から負、または負から正に切替わる境界は、図１８中の波形Ｗ３０のように、リアクトル電流ＩＬのリプル電流の最小値がゼロとなる場合である。
【０１１３】
このとき、搬送波ＣＲのキャリア周期Ｔにおいて、リアクトル電流ＩＬが増加する時間Ｔ１（図１８中の時刻ｔ１からｔ２）が、スイッチング素子Ｑ２がオン（スイッチング素子Ｑ１がオフ）している時間であり、リアクトル電流ＩＬが減少する時間Ｔ２（図１８中の時刻ｔ２からｔ３）が、スイッチング素子Ｑ２がオフ（スイッチング素子Ｑ１がオン）している時間である。
【０１１４】
また、リアクトル平均電流ＩＬＡは、リアクトル電流ＩＬのピーク値の１／２になる。
図１９は、変形例において、スイッチング素子Ｑ２がオンしている場合の電流の流れる方向を示した図である。
【０１１５】
図１９を参照して、スイッチング素子Ｑ２がオンしている場合の電流は、図１９の矢印ＡＲ１０で示される方向に流れる。このときの電圧方程式は、リアクトルＬ１のリアクタンスをＬとすると以下の式（１）のように示される。
ＶＢ−Ｌ・（ｄＩＬ／ｄｔ）＝０  ・・・（１）
【０１１６】
式（１）を変形して、スイッチング素子Ｑ２がオンしている時間Ｔ１における、電流の時間的な変化の割合ｄＩＬ／ｄｔは、式（２）のように表わすことができる。
ｄＩＬ／ｄｔ＝ＶＢ／Ｌ  ・・・（２）
【０１１７】
一方、図２０は、変形例において、スイッチング素子Ｑ２がオフしている場合の電流の流れる方向を示した図である。スイッチング素子Ｑ２がオフしている時間Ｔ２においての電流は、図２０の矢印ＡＲ２０で示される方向に流れるので、このときの電圧方程式は式（３）のように示される。
ＶＢ−Ｌ・（ｄＩＬ／ｄｔ）−ＶＭ＝０  ・・・（３）
【０１１８】
式（３）を変形すると、スイッチング素子Ｑ２がオフしている時間Ｔ２における、電流の時間的な変化の割合ｄＩＬ／ｄｔは、式（４）のように表わすことができる。
ｄＩＬ／ｄｔ＝（ＶＢ−ＶＭ）／Ｌ  ・・・（４）
【０１１９】
そして、図１８のような定常状態においては、キャリア周期Ｔにおいて、時間Ｔ１で増加する電流と時間Ｔ２で減少する電流とが同じになるので、時間Ｔ１および時間Ｔ２での電流の時間的な変化に式（２）および式（４）をそれぞれ用いて、式（５）に示す関係が成立する。
Ｔ１・（ＶＢ／Ｌ）＋Ｔ２・｛（ＶＢ−ＶＭ）／Ｌ｝＝０  ・・・（５）
【０１２０】
さらに式（５）を変形すると、式（６）が得られる。
Ｔ２／（Ｔ１＋Ｔ２）＝ＶＢ／ＶＭ  ・・・（６）
【０１２１】
また、キャリア周波数をＦＣ（＝１／（Ｔ１＋Ｔ２））とすると、式（７）となる。
Ｔ２＝ＶＢ／（ＶＭ・ＦＣ）  ・・・（７）
【０１２２】
ここで、図１８の境界状態におけるリアクトル平均電流ＩＬＡは、時刻ｔ２とｔ３との中間の時刻における電流となるので、式（４）と式（７）とを用いて以下のように演算することができる。
ＩＬＡ＝（−Ｔ２／２）・（ＶＢ−ＶＭ）／Ｌ
＝{−ＶＢ／（２ＶＭ・ＦＣ）｝・（ＶＢ−ＶＭ）／Ｌ
＝（１−ＶＢ／ＶＭ）・（ＶＢ／Ｌ）／２ＦＣ  ・・・（８）
【０１２３】
式（８）をシステム電圧ＶＭについて解くと、式（９）が得られる。
ＶＭ＝ＶＢ２／（ＶＢ−２ＦＣ・Ｌ・ＩＬＡ）  ・・・（９）
【０１２４】
また、リアクトル平均電流ＩＬＡが負である回生状態においても同様に考えることができ、このときの式（９）に相当する、システム電圧ＶＭとリアクトル平均電流ＩＬＡとの関係式は、式（１０）のように表わすことができる。
ＶＭ＝ＶＢ２／（ＶＢ＋２ＦＣ・Ｌ・ＩＬＡ）  ・・・（１０）
【０１２５】
図２１は、変形例において、システム電圧ＶＭとリアクトル平均電流ＩＬＡとの関係を示す図である。
【０１２６】
リアクトル平均電流ＩＬＡが正の場合の式（９）で表わされる境界状態は、図２１中の曲線Ｗ１０の実線部分となり、搬送波ＣＲの１周期中にリアクトル電流ＩＬの方向が正から負、または負から正に切替わるのは、図２１中の領域Ｄ１０の部分となる。一方、リアクトル平均電流ＩＬＡが負の場合は、式（１０）表わされる境界状態は、図２１中の曲線Ｗ２０の実線部分となり、搬送波ＣＲの１周期中にリアクトル電流ＩＬの方向が正から負、または負から正に切替わるのは、図２１中の領域Ｄ２０の部分となる。
【０１２７】
図２１に示されるように、たとえばシステム電圧ＶＭが図２１中に示されるＶＭ＝Ｖ１である場合には、リアクトル平均電流ＩＬＡが、図２１中の−ＩＬ１からＩＬ１の範囲（−ＩＬ１＜ＩＬＡ＜ＩＬ１）のときに、搬送波ＣＲの１周期中にリアクトル電流ＩＬの方向が正から負、または負から正に切替わることになる。
【０１２８】
このように、ＥＣＵ３０において、電圧センサ１３で検出したシステム電圧ＶＭに基づいて、図２１に示すようなマップを参照することによって片アーム駆動制御を行なうか否かを判定する電流基準値ＩＬ１が演算できる。そして、ＥＣＵ３０は、リアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦと電流基準値ＩＬ１とを比較し、リアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦが図２１中の領域Ｄ１０もしくはＤ２０である場合は片アーム駆動制御を選択する一方で、リアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦが図２１中の領域Ｄ３０もしくはＤ４０である場合には、両アーム駆動制御を選択する。これにより、搬送波ＣＲの１周期中にリアクトル電流ＩＬの方向が正から負、または負から正に切替わる状態となる場合に、片アーム駆動制御を選択することができる。
【０１２９】
なお、電流基準値ＩＬ１については、マップの参照に代えて、上記のような演算式を用いて演算してもよい。さらに、電流基準値ＩＬ１は、両アーム駆動制御から片アーム駆動制御への切替時の安定性等を考慮して決定してもよい。
【０１３０】
図２２は、変形例における片アーム駆動制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。図２２は、実施の形態１の図１７で示されたフローチャートに、ステップＳ３１１、Ｓ３１２およびＳ３３２が追加されたものとなっている。図２２において、図１７と重複する部分についての説明は繰り返さない。
【０１３１】
図２２を参照して、ＥＣＵ３０は、Ｓ３１０にて、リアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦを演算すると、次にＳ３１１に処理が進められる。
【０１３２】
そして、ＥＣＵ３０は、Ｓ３１１にて、電圧センサ１３によって検出したシステム電圧ＶＭに基づいて、図２１に示すようなマップを参照して、片アーム駆動制御を行なう電流基準値ＩＬ１を演算する。
【０１３３】
そして、ＥＣＵ３０は、Ｓ３１２にて、リアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦが±ＩＬ１の範囲内（−ＩＬ１＜ＩＬＲＥＦ＜ＩＬ１）であるか否か、すなわち片アーム駆動制御を行なうか否かを判定する。
【０１３４】
リアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦが±ＩＬ１の範囲内である場合、すなわち片アーム駆動制御を行なう場合（Ｓ３１２にてＹＥＳ）は、Ｓ３２０に処理が進められる。そして、以降は実施の形態１と同様の処理によって、上アームもしくは下アームの片アーム駆動制御が行なわれる。
【０１３５】
一方、リアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦが±ＩＬ１の範囲外である場合、すなわち両アーム駆動制御を行なう場合（Ｓ３１２にてＮＯ）は、次にＳ３３２に処理が進められて、ＥＣＵ３０は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の両者を用いた両アーム駆動制御を選択する。その後、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のデューティＤＵＴＹが演算され（Ｓ３４０）、演算されたデューティＤＵＴＹに従って制御指令ＰＷＣが生成されてコンバータ１２に出力される（Ｓ３５０）。
【０１３６】
以上のような処理に従って制御することにより、搬送波ＣＲの１周期中にリアクトル電流ＩＬの方向が正から負、または負から正に切替わる状態において、片アーム駆動制御を行なうことが可能となる。
【０１３７】
[実施の形態２]
実施の形態１およびその変形例で示したように、図２の状態Ｂである搬送波ＣＲの１周期中にリアクトル電流ＩＬの方向が正から負、または負から正に切替わる範囲（変形例での−ＩＬ１＜ＩＬＡ＜ＩＬ１の範囲）では、スイッチング素子Ｑ１またはＱ２のデューティの変化が、図２の状態Ａまたは状態Ｃの場合と比較して、相対的に大きくなる。
【０１３８】
図２３は、片アーム駆動制御を行なった場合と、両アーム駆動制御を行なった場合の、リアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦとデューティＤＵＴＹとの関係を説明する図である。なお、図２３においては、片アーム駆動制御が行なわれると一方のスイッチング素子の駆動が停止されるので、リアクトル制御指令値ＩＬＲＥＦが正（すなわち力行）の場合は、スイッチング素子Ｑ２がオン状態となるデューティで表わし、リアクトル制御指令値ＩＬＲＥＦが負（すなわち回生）の場合は、スイッチング素子Ｑ１がオフ状態となるデューティで表わす。
【０１３９】
図２３を参照して、両アーム駆動制御の場合のリアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦとデューティＤＵＴＹとの関係が、破線Ｗ４０で示される。この場合には、デューティＤＵＴＹは、リアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦの全範囲において、連続的に一直線の変化となる。
【０１４０】
一方、片アーム駆動制御が行なわれる場合のリアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦとデューティＤＵＴＹとの関係が、実線のＷ５０およびＷ６０で示される。この場合、搬送波ＣＲの１周期中にリアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦの方向が正から負、または負から正に切替わる範囲（−ＩＬ１＜ＩＬＲＥＦ＜ＩＬ１）においては、デューティＤＵＴＹの変化が両アーム駆動制御の場合と比較して大きくなる。
【０１４１】
図２４および図２５に、片アーム駆動制御を適用しない場合と適用した場合とにおいて、負荷電力を力行から回生に変化させたときの、それぞれの場合のシステム電圧ＶＭとリアクトルＩＬの時間的変化の例を示す。
【０１４２】
図２４は、片アーム駆動制御を適用しない場合の、システム電圧ＶＭとリアクトルＩＬの時間的変化の一例を示す図である。この場合は、負荷電力が変化している時刻ｔ１０から時刻ｔ３０の間において、システム電圧ＶＭはほぼ一定であり安定している。
【０１４３】
図２５は、片アーム駆動制御を適用した場合の、システム電圧ＶＭとリアクトルＩＬの時間的変化の一例を示す図である。この場合、リアクトル電流ＩＬがゼロを跨ぐ時刻ｔ２１付近の、図２５中のＲＡ１の範囲においては、片アーム駆動制御によって、時刻ｔ２１より前の時刻では負側のリアクトル電流ＩＬがゼロとなり、時刻ｔ２１より後の時刻では正側のリアクトル電流ＩＬがゼロとなっている。
【０１４４】
このとき、時刻ｔ２１において駆動されるスイッチング素子が切替わった時点で、システム電圧ＶＭが大きく振動的に変化している。これは、図２３で示したように、搬送波ＣＲの１周期中にリアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦの方向が正から負、または負から正に切替わる範囲において、デューティＤＵＴＹを大きく変化させる必要があることに対して、図１６の電流制御演算部２２２でのフィードバック制御が追従できなくなってしまうためである。
【０１４５】
このようになると、コンバータ１２やインバータ１４のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ８が過電圧となって故障の原因となったり、システムの保護機能によってコンバータ１２やインバータ１４の制御が停止する場合が起こり得る。
【０１４６】
そこで、実施の形態２においては、実施の形態１で、搬送波ＣＲの１周期中にリアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦの方向が正から負、または負から正に切替わる範囲での片アーム駆動制御において、図１６の電流制御演算部２２２でのＰＩ制御におけるゲインを高ゲインに変更することによって、システム電圧ＶＭの変動を抑制する制御を行なう。
【０１４７】
図２６は、実施の形態２を適用した片アーム駆動制御の場合の、負荷電流、システム電圧ＶＭおよびリアクトル電流ＩＬの時間的変化の一例を示す図である。図２６に示すように、実施の形態２の制御を適用することにより、リアクトル電流ＩＬがゼロを跨ぐ時刻ｔ２２付近におけるシステム電圧ＶＭの振動的な変動が抑制されている。
【０１４８】
図２７は、実施の形態２における、ＥＣＵ３０で実行される片アーム駆動制御を説明するための機能ブロック図である。図２７においては、図１６で示された実施の形態１の機能ブロック図に、ゲイン演算部２８０が追加されたものとなっている。図２７において、図１６と重複する機能ブロックの説明は繰り返さない。
【０１４９】
図２７を参照して、ゲイン演算部２８０は、基準値演算部２６０からの電流基準値ＩＬ１および電圧制御演算部２１２からのリアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦの入力を受ける。
【０１５０】
そして、ゲイン演算部２８０は、リアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦと電流基準値ＩＬ１とを比較して、電流制御演算部２２２の制御ゲインＧＡＩＮを設定する。そして、設定した制御ゲインＧＡＩＮを電流制御演算部２２２に出力する。
【０１５１】
電流制御演算部２２２は、ゲイン演算部２８０から入力された制御ゲインＧＡＩＮを用いて、ＰＩ制御を行なうことによって、デューティＤＵＴＹを演算する。
【０１５２】
図２８は、図２７における電流制御演算部２２２の詳細な機能ブロック図である。図２８を参照して、電流制御演算部２２２は、比例制御部２２３と、積分制御部２２４と、積分器２２５と、加算部２２６とを含む。
【０１５３】
比例制御部２２３は、減算部２２１に演算された電流偏差に、ゲイン演算部２８０によって設定される比例ゲインＫＰを乗算し、加算部２２６に出力する。
【０１５４】
積分制御部２２４は、減算部２２１に演算された電流偏差に、ゲイン演算部２８０によって設定される積分ゲインＫＩを乗算し、その結果を積分器２２５に出力する。積分器２２５は、積分制御部２２４から入力された演算結果を積分して、加算部２２６に出力する。
【０１５５】
加算部２２６は、比例制御部２２３による演算結果と、積分器２２５による演算結果を加算することによって、デューティＤＵＴＹを演算する。
【０１５６】
なお、ゲイン演算部２８０においては、搬送波ＣＲの１周期中にリアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦの方向が正から負、または負から正に切替わる範囲において、リアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦと電流基準値ＩＬ１との比較に応じて、上記の比例ゲインＫＰおよび積分ゲインＫＩの少なくとも一方が変更される。
【０１５７】
図２９は、実施の形態２における、ＥＣＵ３０にて実行される片アーム駆動制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。図２９は、図１７に示される実施の形態１のフローチャートに、ステップＳ３１１Ａ、Ｓ３１２Ａ、Ｓ３１３およびＳ３１４が追加されたものとなっている。図２９において、図１７と重複するステップの説明は繰り返さない。
【０１５８】
図２８および図２９を参照して、ＥＣＵ３０は、Ｓ３１０にてリアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦを演算すると、Ｓ３１１Ａに処理が進められ、システム電圧ＶＭに基づいて、図２１で示されるようなマップを参照することによって、電流基準値ＩＬ１を演算する。
【０１５９】
そして、ＥＣＵ３０は、Ｓ３１２にて、リアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦと電流基準値ＩＬ１との比較に基づいて、搬送波ＣＲの１周期中にリアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦの方向が正から負、または負から正に切替わる範囲か否かが判定される。
【０１６０】
搬送波ＣＲの１周期中にリアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦの方向が正から負、または負から正に切替わる範囲でない場合（Ｓ３１２ＡにてＮＯ）は、ＥＣＵ３０は、Ｓ３１４に処理を進めて、図２７のゲイン演算部２８０にて電流制御演算部２２２で使用する制御ゲインＧＡＩＮをＧ１に設定する。このとき、制御ゲインＧＡＩＮには、比例ゲインＫＰおよび積分ゲインＫＩが含まれる。なお、比例ゲインＫＰおよび積分ゲインＫＩの値については、同じ値としてもよいし、それぞれ異なる値としてもよい。
【０１６１】
一方、搬送波ＣＲの１周期中にリアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦの方向が正から負、または負から正に切替わる範囲の場合、すなわちデューティＤＵＴＹの変化が大きい場合（Ｓ３１２ＡにてＹＥＳ）には、Ｓ３１３に処理が進められ。そして、Ｓ３１３１にて、ＥＣＵ３０は、制御ゲインＧＡＩＮとしてＳ３１４で設定されるよりも大きなＧ２を設定する。この場合、比例ゲインＫＰおよび積分ゲインＫＩの少なくとも一方が変更される。
【０１６２】
そして、Ｓ３２０〜Ｓ３３１にて、ＥＣＵ３０は、リアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦによって、いずれのアームの片側駆動制御を行なうかを設定する。そして、ＥＣＵ３０は、Ｓ３１３またはＳ３１４にて設定した制御ゲインＧＡＩＮを用いて、Ｓ３４０にてデューティＤＵＴＹを演算するとともに、Ｓ３５０にてコンバータ１２への制御指令ＰＷＣを生成して出力する。
【０１６３】
このように、片アーム駆動制御において、リアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦが、デューティＤＵＴＹの変化が大きくなるような範囲である場合に、電流制御演算部２２２で使用される制御ゲインＧＡＩＮを大きく設定することで、デューティＤＵＴＹの変化に追従した制御をすることができるので、リアクトル電流ＩＬがゼロを跨ぐときに、システム電圧ＶＭの変動を抑制することができる。
【０１６４】
また、図３０は、制御ゲインＧＡＩＮの設定手法として、予め設定されたマップによって制御ゲインＧＡＩＮを設定する場合のフローチャートである。図３０では、図２９のステップＳ３１１Ａ、Ｓ３１２Ａ、Ｓ３１３およびＳ３１４に代えて、Ｓ３１５が追加されたものとなっている。図３０において、図２９と重複するステップの説明は繰り返さない。
【０１６５】
図３０を参照して、ＥＣＵ３０は、Ｓ３１０にてリアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦを演算すると、処理をＳ３１５に進める。そして、ＥＣＵ３０は、Ｓ３１５にて、図３１に示すような予め設定されたマップを参照することによって、リアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦに対応した比例ゲインＫＰおよび積分ゲインＫＩを設定する。
【０１６６】
そして、ＥＣＵ３０は、Ｓ３１５で設定した制御ゲインＧＡＩＮを用いて、実施の形態１同様にＳ３２０以降の処理を行なう。
【０１６７】
このときに使用するマップを、図３１のようにデューティＤＵＴＹの変化が大きくなる範囲で制御ゲインを大きく設定することによって、図２９と同様に、デューティＤＵＴＹの変化に追従することができるので、リアクトル電流ＩＬがゼロを跨ぐときに、システム電圧ＶＭの変動を抑制することができる。
【０１６８】
なお、実施の形態２においても、実施の形態１の変形例を適用してもよい。
[実施の形態３]
実施の形態１および実施の形態２における片アーム駆動制御において、特に負荷電流が少なくなる領域（図２の状態Ｂ）では、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン時間は両アーム駆動制御の場合と比較して短くなる。そのため、たとえば両アーム駆動制御時と同程度までスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン時間を拡大するとともに、それに対応してスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の駆動回数（スイッチング回数）を減少させることができる。このようにすると、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の駆動回数が減少することによって、スイッチング損失を低下させることができるので、さらなる効率向上が期待できる。
【０１６９】
そこで、実施の形態３においては、片アーム駆動制御において、負荷電流が少なくなる領域で、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を間欠的に駆動する間欠駆動制御をさらに備える構成について説明する。
【０１７０】
図３２および図３３は、実施の形態３における、負荷電流が少なくなる図２の状態Ｂ（状態Ｂ１，状態Ｂ２）での、リアクトル電流ＩＬとスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の時間的変化を説明するためのタイムチャートである。図３２および図３３は、実施の形態１で説明した図１１および図１２に対応するものである。
【０１７１】
まず、力行側について説明する。図１１および図３２を参照して、図１１においては、実施の形態１で説明したように、片アーム駆動制御を行なうことによって、リアクトル電流ＩＬの負方向の電流が流れなくなるため、スイッチング素子Ｑ２の駆動時間（デューティ）は両アーム駆動制御の場合と比較して少なくなる。
【０１７２】
実施の形態３においては、図３２のように、スイッチング素子Ｑ２の駆動時間を図１１の場合と比較して大きくなるように設定する。このオン時間は、たとえば両アーム駆動制御と同程度の時間に設定する。このようにすると、１回あたりのスイッチング動作における、スイッチング素子Ｑ２への通電時間は両アーム駆動制御時と同じとなるので、スイッチング素子Ｑ２への１回あたりの通電による負荷を増加させないようにできる。
【０１７３】
ここで、スイッチング素子Ｑ２の駆動時間を拡大したことで、リアクトル電流ＩＬは図１１に比較して大きくなるので、このまま図１１と同じ周期でスイッチング素子Ｑ２を駆動すると、リアクトル平均電流ＩＬＡがリアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦに比べて大きくなる。
【０１７４】
そこで、拡大したスイッチング素子Ｑ２のオン時間に流れるリアクトル電流ＩＬの時間軸方向の平均値（すなわちリアクトル平均電流ＩＬＡ）が、リアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦと同じになるように、スイッチング素子Ｑ２を次にオンさせるタイミングを遅らせる。このようにすることで、単位時間当たりのスイッチング素子Ｑ２の駆動回数を減少させることができるので、スイッチング素子Ｑ２の駆動時に発生するスイッチング損失を減少させることができる。
【０１７５】
なお、スイッチング素子Ｑ２の駆動時間の拡大については、スイッチング素子Ｑ２の定格電流に余裕があれば、両アーム駆動制御の場合よりも長くすることも可能である。この場合、スイッチング素子Ｑ２への１回あたりの通電による負荷は増加するが、一方でスイッチング素子Ｑ２の駆動回数は減少するので、スイッチング素子Ｑ２のトータル負荷としては増加しない場合もある。したがって、スイッチング素子Ｑ２の定格電流とトータル負荷を考慮して、スイッチング素子Ｑ２の駆動時間が設定される。
【０１７６】
なお、図３３の回生側については、リアクトル電流ＩＬの方向および駆動するスイッチング素子が異なることを除けば図３２と同様であるので、詳細な説明は繰り返さない。
【０１７７】
図３４は、実施の形態３における、ＥＣＵ３０にて実行される片アーム駆動制御を説明するための機能ブロック図である。図３４においては、図１６に示された実施の形態１の機能ブロック図の基準値演算部２６０および駆動指令生成部２３０が、それぞれ基準値演算部２６０Ａおよび駆動指令生成部２３０Ａに置き換わっており、さらに間欠駆動制御部２９０が追加されたものとなっている。図３４において、図１６と重複する機能ブロックの説明は繰り返さない。
【０１７８】
図３４を参照して、基準値演算部２６０Ａは、上述の電流基準値ＩＬ１を演算するとともに、間欠駆動を行なうか否かを判定するための電流基準値ＩＬ２（ＩＬ２＜ＩＬ１）をさらに設定する。そして、基準値演算部２６０Ａは、この電流基準値ＩＬ２を間欠駆動制御部２９０に出力する。
【０１７９】
間欠駆動制御部２９０は、電圧制御演算部２１２からのリアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦ、選択部２７０からの選択フラグＳＥＬおよび基準値演算部２６０Ａからの電流基準値ＩＬ２の入力を受ける。
【０１８０】
間欠駆動制御部２９０は、選択フラグＳＥＬによって上アーム（スイッチング素子Ｑ１）もしくは下アーム（スイッチング素子Ｑ２）のどちらが片アーム駆動制御に選択されているかを判定する。また、間欠駆動制御部２９０は、リアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦと電流基準値ＩＬ２とを比較し、リアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦが±ＩＬ２の範囲内（−ＩＬ２＜ＩＬＲＥＦ＜ＩＬ２）である場合には、間欠駆動制御を行なうように判定する。
【０１８１】
そして、間欠駆動制御部２９０は、間欠駆動制御を行なうように判定した場合には、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の１回あたりの駆動時間ＰＬＴを設定して駆動指令生成部２３０へ出力する。また、間欠駆動制御部２９０は、駆動時間ＰＬＴで供給される電流によって、電流の時間軸方向の平均値（リアクトル平均電流ＩＬＡ）がリアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦを満足するように、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の駆動間隔ＤＬＹ（待ち時間）を設定して駆動指令生成部２３０Ａに出力する。
【０１８２】
駆動指令生成部２３０Ａは、間欠駆動制御部２９０から入力される駆動時間ＰＬＴおよび駆動間隔ＤＬＹに基づいて、コンバータ１２への制御信号ＰＷＣを生成して出力する。
【０１８３】
図３５は、実施の形態３における、ＥＣＵ３０にて実行される片アーム駆動制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。図３５は、実施の形態１の図１７に示されるフローチャートに、ステップＳ３１２、Ｓ３３５、Ｓ３３６およびＳ３３７が追加されたものとなっている。図３５において、図１７と重複するステップの説明は繰り返さない。
【０１８４】
図３４および図３５を参照して、ＥＣＵ３０は、Ｓ３１０にてリアクトル電流指令値ＩＬＲＦＥを演算すると、次にＳ３１２において、システム電圧ＶＭに基づいて、電流基準値ＩＬ２を演算する。電流基準値ＩＬ２の演算については、たとえば実施の形態１における電流基準値ＩＬ１と同様の手法によって演算することができる。
【０１８５】
そして、ＥＣＵ３０は、Ｓ３２０〜Ｓ３３１によって、リアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦに応じて、片アーム駆動制御を行なうアームを選択すると、ＥＣＵ３０は、Ｓ３３５にて、リアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦが±ＩＬ２の範囲内（−ＩＬ２＜ＩＬＲＥＦ＜ＩＬ２）か否か、すなわち間欠駆動制御を行なうか否かを判定する。
【０１８６】
リアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦが±ＩＬ２の範囲内（−ＩＬ２＜ＩＬＲＥＦ＜ＩＬ２）である場合（Ｓ３３５にてＹＥＳ）は、次にＳ３３６に処理が進められ、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の１回あたりの駆動時間ＰＬＴを設定する。
【０１８７】
次に、ＥＣＵ３０は、Ｓ３３７にて、電流の時間軸方向の平均値がリアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦを満足するように、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の駆動間隔ＤＬＹを演算する。
【０１８８】
そして、ＥＣＵ３０は、駆動時間ＰＬＴおよび駆動間隔ＤＬＹに基づいて、Ｓ３５０にてコンバータ１２の制御指令ＰＷＣを生成して出力する。
【０１８９】
一方、リアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦが±ＩＬ２の範囲内（−ＩＬ２＜ＩＬＲＥＦ＜ＩＬ２）でない場合（Ｓ３３５にてＮＯ）は、間欠駆動制御を行なわれず、Ｓ３４０に処理が進められ、電流制御演算部２２２によってスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のデューティＤＵＴＹが演算される。そして、ＥＣＵ３０は、Ｓ３５０にて、デューティＤＵＴＹと発振部２５０からの搬送波ＣＲとの比較に基づいて、コンバータ１２の制御指令ＰＷＣを生成して出力する。
【０１９０】
以上のような処理に従って制御することによって、負荷電力が少ない領域において、片アーム駆動制御によってリプル電流によるリアクトルＬ１の導通損を低減できるとともに、間欠駆動制御によって単位時間当たりのスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の駆動回数が低減できるので、さらにスイッチング損失を低下することができる。これによって、コンバータ１２の効率を向上することができる。
【０１９１】
なお、間欠駆動制御については、上記のようなスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の駆動時間ＰＬＴと駆動間隔ＤＬＹを設定する手法のほかにも、発振部２５０において搬送波ＣＲのキャリア周波数ＦＣを低下させることによって、単位時間当たりのスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の駆動回数を低減することもできる。
【０１９２】
この場合には、図３４において、間欠駆動制御部２９０は、選択フラグＳＥＬ、リアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦおよび電流基準値ＩＬ２に基づいて、間欠駆動制御を行なうと判定すると、キャリア周波数ＦＣを変更するためのキャリア周波数変更指令ＦＣＲを、発振部２５０に出力する（図３４中の破線矢印）。ここで、キャリア周波数変更指令ＦＣＲについては、予め設定された固定の周波数を設定してもよいし、リアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦに応じて、マップ等を参照することによって可変に設定してもよい。
【０１９３】
そして、発振部２５０は、キャリア周波数変更指令ＦＣＲに従った搬送波ＣＲを駆動指令生成部２３０に出力する。駆動指令生成部２３０は、電流制御演算部２２２からのデューティＤＵＴＹと発振部２５０からの搬送波ＣＲとに基づいて、コンバータ１２の制御指令ＰＷＣを生成して出力する。
【０１９４】
図３６は、キャリア周波数ＦＣを変更する間欠駆動制御の場合における、ＥＣＵ３０にて実行される片アーム駆動制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。図３６は、図３５で示されたフローチャートにおいて、Ｓ３３６およびＳ３３７に代えて、Ｓ３３８およびＳ３３９が追加されたものとなっている。図３６において、図１７および図３５と重複するステップの説明は繰り返さない。
【０１９５】
図３４および図３６を参照して、ＥＣＵ３０は、間欠駆動制御を行なうと判定した場合（Ｓ３３５にてＹＥＳ）は、Ｓ３３９に処理を進めて、キャリア周波数ＦＣの設定を低下させるように変更する。そして、ＥＣＵ３０は、Ｓ３４０にて、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のデューティＤＵＴＹを演算し、Ｓ３５０にて、Ｓ３３９で変更されたキャリア周波数ＦＣの搬送波ＣＲとデューティＤＵＴＹに基づいて、コンバータ１２の制御指令ＰＷＣを生成して出力する。
【０１９６】
一方、間欠駆動制御を行なわないと判定した場合（Ｓ３３５にてＮＯ）は、ＥＣＵ３０は、Ｓ３３８に処理を進めて、キャリア周波数ＦＣを標準値に設定して、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のデューティＤＵＴＹを演算し（Ｓ３４０）、さらにコンバータ１２の制御指令ＰＷＣを生成して出力する（Ｓ３５０）。
【０１９７】
このような処理によって制御することによって、片アーム駆動制御における負荷電力が少ない領域において、単位時間当たりのスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の駆動回数を低減できるので、コンバータ１２の効率を向上することができる。
【０１９８】
なお、実施の形態３においても、実施の形態１の変形例および実施の形態２を適用することができる。
【０１９９】
[実施の形態４]
実施の形態１から実施の形態３においては、リアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦによって片アーム駆動制御を行なうか否かを判定する手法について説明した。
【０２００】
しかし、片アーム駆動制御においては、特に力行から回生、または回生から力行へ切替わるような場合に、駆動するスイッチング素子を瞬時に変更する必要がある。そのため、車両１００が急加速や急減速を行なう場合のように、負荷電力が急激に変化するときには、制御周期の制約やスイッチング素子の駆動に最低限必要な時間などによって、スイッチング素子の切替時間が遅れてしまい、システム電圧ＶＭが大きく変動してしまう場合がある。このような場合には、過電圧によってコンバータ１２やインバータ１４のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ８がダメージを受けないように保護を強化する必要がある。
【０２０１】
そのため、実施の形態４においては、負荷変動により片アーム駆動制御の実施可否を判断し、急激な負荷変動が発生する場合には、機器保護を優先して片アーム駆動制御を停止する手法について説明する。
【０２０２】
図３７は、実施の形態４における、ＥＣＵ３０にて実行される片アーム駆動制御を説明するための機能ブロック図である。図３７においては、図１６に示された実施の形態１の機能ブロック図の選択部２７０が選択部２７０Ａに置き換わっており、さらに負荷変動演算部２９５が追加されたものとなっている。図３７において、図１６と重複する機能ブロックの説明は繰り返さない。
【０２０３】
図１および図３７を参照して、負荷変動演算部２９５は、電流センサ２４，２５からのモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のモータ電流ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２、およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転速度ＭＲＮ１，ＭＲＮ２の入力を受ける。そして、負荷変動演算部２９５は、モータ電流ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２または回転速度ＭＲＮ１，ＭＲＮ２基づいて、負荷変動量ＬＤを演算する。負荷変動量ＬＤは、たとえばモータ電流ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２の短時間当たりの変化量や、回転速度ＭＲＮ１，ＭＲＮ２の単位示時間当たりの変化量などが使用できる。
【０２０４】
そして、負荷変動演算部２９５は、演算した負荷変動量ＬＤが予め設定した基準値よりも大きい場合には、片アーム駆動制御禁止フラグＩＮＨを選択部２７０Ａへ出力する。
【０２０５】
選択部２７０Ａは、負荷変動演算部２９５からの片アーム駆動制御禁止フラグＩＮＨの入力受ける。そして、選択部２７０Ａは、片アーム駆動制御禁止フラグＩＮＨによって片アーム駆動制御が禁止された場合は、リアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦにかかわらず、両アーム駆動制御によりコンバータ１２を駆動するように選択フラグＳＥＬを設定する。
【０２０６】
図３８は、実施の形態４における、ＥＣＵ３０にて実行される片アーム駆動制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。図３８は、実施の形態１の図１７に示されるフローチャートに、ステップＳ３１６、Ｓ３１７およびＳ３３２Ａが追加されたものとなっている。図３８において、図１７と重複するステップの説明は繰り返さない。
【０２０７】
図３７および図３８を参照して、ＥＣＵ３０は、Ｓ３１０にて、電圧制御演算部２１２によってリアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦを演算すると、次にＳ３１６に処理を進めて、モータ電流ＭＣＲＴおよび／またはモータ回転速度ＭＲＮに基づいて、負荷変動量ＬＤを演算する。
【０２０８】
次に、ＥＣＵ３０は、Ｓ３１７にて、負荷変動量ＬＤが所定の基準値ＬＩＭより大きいか否か、すなわち急激な負荷変動が発生しているか否かを判定する。なお、負荷変動は増加する場合と減少する場合があるため、Ｓ３１７においては、負荷変動量ＬＤの絶対値と基準値ＬＩＭとを比較している。
【０２０９】
負荷変動量ＬＤが所定の基準値ＬＩＭより大きい場合、すなわち急激な負荷変動が発生していると判定した場合（Ｓ３１７にてＹＥＳ）は、ＥＣＵ３０は、Ｓ３２２Ａに処理を進めて、両アーム駆動制御を選択する。そして、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のデューティを演算し（Ｓ３４０）、コンバータ１２への制御指令ＰＷＣを生成して出力する（Ｓ３５０）。
【０２１０】
一方、負荷変動量ＬＤが所定の基準値ＬＩＭ以下の場合（Ｓ３１７にてＮＯ）は、急激な負荷変動が発生していないので、Ｓ３２０以降の処理が実行されて、実施の形態１同様に片アーム駆動制御が行なわれる。
【０２１１】
以上のような処理に従って制御することによって、急激な負荷変動が発生している場合において、片アーム駆動制御を禁止することができる。これにより、急激な負荷変動に起因するシステム電圧ＶＭの変動によるスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ８へのダメージを防止できる。
【０２１２】
なお、本実施の形態におけるコンバータ１２は、本発明の「電圧変換装置」の一例である。また、本実施の形態における片アーム駆動制御および両アーム駆動制御は、それぞれ本発明の「第１のモード」および「第２のモード」の一例である。
【０２１３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０２１４】
１０，１３  電圧センサ、１１，１８，２４，２５  電流センサ、１２  コンバータ、１４，２２，２３  インバータ、１５  Ｕ相上下アーム、１６  Ｖ相上下アーム、１７  Ｗ相上下アーム、２０  直流電圧発生部、２６，２７  回転角センサ、２８  蓄電装置、３０  ＥＣＵ、４０  エンジン、４１  動力分割機構、４２  駆動輪、４５  負荷装置、１００  車両、２００  電圧指令生成部、２１０  電圧制御部、２１１  減算部、２１２  電圧制御演算部、２１３  電流指令生成部、２２０  電流制御部、２２１  減算部、２２２  電流制御演算部、２２３  比例制御部、２２４  積分制御部、２２５  積分器、２２６  加算部、２３０，２３０Ａ  駆動指令生成部、２４０  サンプリングホールド部、２５０  発振部、２６０，２６０Ａ  基準値演算部、２７０，２７０Ａ  選択部、２８０  ゲイン演算部、２９０  間欠駆動制御部、２９５  負荷変動演算部、Ｃ１，Ｃ２  平滑コンデンサ、Ｄ１〜Ｄ８  ダイオード、Ｌ１  リアクトル、ＭＧ１，ＭＧ２  モータジェネレータ、ＮＬ  接地線、ＰＬ１，ＰＬ２  電力線、Ｑ１〜Ｑ８  スイッチング素子、ＳＲ１，ＳＲ２  システムリレー。
【図１】
2010137127.tif 000003
【図２】
2010137127.tif 000004
【図３】
2010137127.tif 000005
【図４】
2010137127.tif 000006
【図５】
2010137127.tif 000007
【図６】
2010137127.tif 000008
【図７】
2010137127.tif 000009
【図８】
2010137127.tif 000010
【図９】
2010137127.tif 000011
【図１０】
2010137127.tif 000012
【図１１】
2010137127.tif 000013
【図１２】
2010137127.tif 000014
【図１３】
2010137127.tif 000015
【図１４】
2010137127.tif 000016
【図１５】
2010137127.tif 000017
【図１６】
2010137127.tif 000018
【図１７】
2010137127.tif 000019
【図１８】
2010137127.tif 000020
【図１９】
2010137127.tif 000021
【図２０】
2010137127.tif 000022
【図２１】
2010137127.tif 000023
【図２２】
2010137127.tif 000024
【図２３】
2010137127.tif 000025
【図２４】
2010137127.tif 000026
【図２５】
2010137127.tif 000027
【図２６】
2010137127.tif 000028
【図２７】
2010137127.tif 000029
【図２８】
2010137127.tif 000030
【図２９】
2010137127.tif 000031
【図３０】
2010137127.tif 000032
【図３１】
2010137127.tif 000033
【図３２】
2010137127.tif 000034
【図３３】
2010137127.tif 000035
【図３４】
2010137127.tif 000036
【図３５】
2010137127.tif 000037
【図３６】
2010137127.tif 000038
【図３７】
2010137127.tif 000039
【図３８】
2010137127.tif 000040
【手続補正書】
【提出日】平成23年10月26日(2011.10.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
さらに好ましくは、間欠駆動制御部は、第１のモードが実行されている場合には、第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子のオン時間を駆動回数を減少しない場合に比べて長く設定するとともに、リアクトル電流の時間軸方向の平均値が電流指令値と等しくなるように、単位時間あたりの駆動回数を設定する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
本発明による車両は、蓄電装置と、回転電機と、インバータと、電圧変換装置と、制御装置とを備える。回転電機は、車両の推進のための駆動力を発生させる。インバータは、回転電機を駆動する。電圧変換装置は、蓄電装置とインバータとの間で電圧変換が可能に構成される。制御装置は、電圧変換装置を制御する。また、電圧変換装置は、インバータの電力線と接地線との間に直列接続される第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子と、接地線から電力線に向かう方向を順方向として、第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子にそれぞれ並列に接続された第１の整流素子および第２の整流素子と、第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子の接続ノードと蓄電装置の正極端子とを結ぶ経路に設けられたリアクトルとを含む。そして、制御装置は、電力線と接地線との間の電圧をフィードバック制御することによって、リアクトルに流れる電流指令値を演算するように構成された電流指令演算部と、第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子のいずれか一方を、電流指令値に応じて選択するように構成された選択部と、選択部によって選択されたスイッチング素子の駆動指令を生成するように構成された駆動指令生成部とを含む。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
好ましくは、選択部は、電流指令値が蓄電装置からインバータに向かう方向を示す場合は、第２のスイッチング素子を選択し、電流指令値がインバータから蓄電装置に向かう方向を示す場合は、第１のスイッチング素子を選択する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
また好ましくは、制御装置は、インバータの負荷変動量を検出するように構成された負荷演算部をさらに含む。そして、選択部は、負荷変動量が基準範囲外の場合には、電流指令値にかかわらず第２のモードを実行する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
【図１】実施の形態１に従う交流電動機の制御装置が適用されるモータ駆動制御システムの全体構成図である。
【図２】リアクトルＬ１に流れるリアクトル電流ＩＬが、正の値から０を跨いで負の値になるときの、リアクトル電流ＩＬの時間変化を説明するための図である。
【図３】状態Ａにおける定常状態の場合の、リアクトル電流ＩＬとスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の時間的変化を説明するためのタイムチャートである。
【図４】状態Ｂ１における定常状態の場合の、リアクトル電流ＩＬとスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の時間的変化を説明するためのタイムチャートである。
【図５】状態Ｂ２における定常状態の場合の、リアクトル電流ＩＬとスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の時間的変化を説明するためのタイムチャートである。
【図６】状態Ｃにおける定常状態の場合の、リアクトル電流ＩＬとスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の時間的変化を説明するためのタイムチャートである。
【図７】状態Ａにおける、リアクトルＬ１を流れる電流の向きを示した図である。
【図８】状態Ｂにおける、リアクトルＬ１に流れる電流の向きを示した図である。
【図９】状態Ｃにおける、リアクトルＬ１に流れる電流の向きを示した図である。
【図１０】状態Ａにおいて、片アーム駆動制御を適用した場合の、リアクトル電流ＩＬとスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の時間的変化を説明するためのタイムチャートである。
【図１１】状態Ｂ１において、片アーム駆動制御を適用した場合の、リアクトル電流ＩＬとスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の時間的変化を説明するためのタイムチャートである。
【図１２】状態Ｂ２において、片アーム駆動制御を適用した場合の、リアクトル電流ＩＬとスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の時間的変化を説明するためのタイムチャートである。
【図１３】状態Ｃにおいて、片アーム駆動制御を適用した場合の、リアクトル電流ＩＬとスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の時間的変化を説明するためのタイムチャートである。
【図１４】状態Ｂ１において、片アーム駆動制御を適用した場合の、リアクトルＬ１を流れる電流の向きを示した図である。
【図１５】状態Ｂ２において、片アーム駆動制御を適用した場合の、リアクトルＬ１を流れる電流の向きを示した図である。
【図１６】実施の形態１において、ＥＣＵ３０で実行される片アーム駆動制御を説明するための機能ブロック図である。
【図１７】実施の形態１における、ＥＣＵ３０によって実行される片アーム駆動制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。
【図１８】変形例において、コンバータの片アーム駆動制御の開始を判定する電流基準値を説明するための図である。
【図１９】変形例において、スイッチング素子Ｑ２がオンしている場合に、回路に流れる電流の方向を示した図である。
【図２０】変形例において、スイッチング素子Ｑ２がオフしている場合に、回路に流れる電流の方向を示した図である。
【図２１】変形例において、システム電圧ＶＭとリアクトル平均電流ＩＬＡとの関係を示す図である。
【図２２】変形例における片アーム駆動制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。
【図２３】片アーム駆動制御を行なった場合と、両アーム駆動制御を行なった場合の、リアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦとデューティＤＵＴＹとの関係を説明する図である。
【図２４】片アーム駆動制御を適用しない場合の、システム電圧ＶＭとリアクトルＩＬの時間的変化の一例を示す図である。
【図２５】片アーム駆動制御を適用した場合の、システム電圧ＶＭとリアクトルＩＬの時間的変化の一例を示す図である。
【図２６】実施の形態２を適用した片アーム駆動制御の場合の、負荷電力、システム電圧ＶＭおよびリアクトル電流ＩＬの時間的変化の一例を示す図である。
【図２７】実施の形態２における、ＥＣＵで実行される片アーム駆動制御を説明するための機能ブロック図である。
【図２８】電流制御演算部の詳細な機能ブロック図である。
【図２９】実施の形態２における、ＥＣＵにて実行される片アーム駆動制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。
【図３０】制御ゲインＧＡＩＮの設定手法として、予め設定されたマップによって制御ゲインＧＡＩＮを設定する場合のフローチャートである。
【図３１】実施の形態２における、制御ゲインＧＡＩＮを設定するマップの一例を示す図である。
【図３２】実施の形態３における、状態Ｂ１での、リアクトル電流ＩＬとスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の時間的変化を説明するためのタイムチャートである。
【図３３】実施の形態３における、状態Ｂ２での、リアクトル電流ＩＬとスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の時間的変化を説明するためのタイムチャートである。
【図３４】実施の形態３における、ＥＣＵにて実行される片アーム駆動制御を説明するための機能ブロック図である。
【図３５】実施の形態３における、ＥＣＵにて実行される片アーム駆動制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。
【図３６】キャリア周波数ＦＣを変更する間欠駆動制御の場合における、ＥＣＵにて実行される片アーム駆動制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。
【図３７】実施の形態４における、ＥＣＵにて実行される片アーム駆動制御を説明するための機能ブロック図である。
【図３８】実施の形態４における、ＥＣＵにて実行される片アーム駆動制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４１】
図２４および図２５に、片アーム駆動制御を適用しない場合と適用した場合とにおいて、負荷電力を力行から回生に変化させたときの、それぞれの場合のシステム電圧ＶＭとリアクトル電流ＩＬの時間的変化の例を示す。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４２】
図２４は、片アーム駆動制御を適用しない場合の、システム電圧ＶＭとリアクトル電流ＩＬの時間的変化の一例を示す図である。この場合は、負荷電力が変化している時刻ｔ１０から時刻ｔ３０の間において、システム電圧ＶＭはほぼ一定であり安定している。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４３】
図２５は、片アーム駆動制御を適用した場合の、システム電圧ＶＭとリアクトル電流ＩＬの時間的変化の一例を示す図である。この場合、リアクトル電流ＩＬがゼロを跨ぐ時刻ｔ２１付近の、図２５中のＲＡ１の範囲においては、片アーム駆動制御によって、時刻ｔ２１より前の時刻では負側のリアクトル電流ＩＬがゼロとなり、時刻ｔ２１より後の時刻では正側のリアクトル電流ＩＬがゼロとなっている。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１５９】
そして、ＥＣＵ３０は、Ｓ３１２Ａにて、リアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦと電流基準値ＩＬ１との比較に基づいて、搬送波ＣＲの１周期中にリアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦの方向が正から負、または負から正に切替わる範囲か否かが判定される。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６１】
一方、搬送波ＣＲの１周期中にリアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦの方向が正から負、または負から正に切替わる範囲の場合、すなわちデューティＤＵＴＹの変化が大きい場合（Ｓ３１２ＡにてＹＥＳ）には、Ｓ３１３に処理が進められる。そして、Ｓ３１３にて、ＥＣＵ３０は、制御ゲインＧＡＩＮとしてＳ３１４で設定されるよりも大きなＧ２を設定する。この場合、比例ゲインＫＰおよび積分ゲインＫＩの少なくとも一方が変更される。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１８４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１８４】
図３４および図３５を参照して、ＥＣＵ３０は、Ｓ３１０にてリアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦを演算すると、次にＳ３１２において、システム電圧ＶＭに基づいて、電流基準値ＩＬ２を演算する。電流基準値ＩＬ２の演算については、たとえば実施の形態１における電流基準値ＩＬ１と同様の手法によって演算することができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２０３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２０３】
図１および図３７を参照して、負荷変動演算部２９５は、電流センサ２４，２５からのモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のモータ電流ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２、およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転速度ＭＲＮ１，ＭＲＮ２の入力を受ける。そして、負荷変動演算部２９５は、モータ電流ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２または回転速度ＭＲＮ１，ＭＲＮ２基づいて、負荷変動量ＬＤを演算する。負荷変動量ＬＤは、たとえばモータ電流ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２の単位時間当たりの変化量や、回転速度ＭＲＮ１，ＭＲＮ２の単位時間当たりの変化量などが使用できる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電装置と負荷装置との間で電圧変換が可能な電圧変換装置の制御装置であって、
前記電圧変換装置は、
前記負荷装置の電力線と接地線との間に直列接続される第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子と、
前記接地線から前記電力線に向かう方向を順方向として、前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子にそれぞれ並列に接続された第１の整流素子および第２の整流素子と、
前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子の接続ノードと前記蓄電装置の正極端子とを結ぶ経路に設けられたリアクトルとを含み、
前記制御装置は、
前記電力線と前記接地線との間の電圧をフィードバック制御することによって、前記リアクトルに流れる電流指令値を演算するように構成された電流指令演算部と、
前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子のいずれか一方を、前記電流指令値に応じて選択するように構成された選択部と、
前記選択部によって選択されたスイッチング素子の駆動指令を生成するように構成された駆動指令生成部とを備える、電圧変換装置の制御装置。
【請求項２】
前記選択部は、前記電流指令値が前記蓄電装置から前記負荷装置に向かう方向を示す場合は、前記第２のスイッチング素子を選択し、前記電流指令値が前記負荷装置から前記蓄電装置に向かう方向を示す場合は、前記第１のスイッチング素子を選択する、請求項１に記載の電圧変換装置の制御装置。
【請求項３】
前記電圧変換装置は、動作モードとして、第１のモードおよび第２のモードを有し、
前記第１のモードは、前記選択部によって選択されたスイッチング素子を駆動することによって電圧変換を行ない、
前記第２のモードは、前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子の両方を駆動することによって電圧変換を行ない、
前記電圧変換装置は、
前記電力線と前記接地線との間の電圧を検出するための電圧検出器とをさらに含み、
前記制御装置は、
前記電圧検出器によって検出された電圧に基づいて、前記第１のモードを実行する電流範囲を演算するように構成された基準値演算部をさらに備え、
前記選択部は、前記電流指令値が前記電流範囲内の場合には前記第１のモードを実行する一方で、前記電流指令値が前記電流範囲外の場合には前記第２のモードを実行する、請求項２に記載の電圧変換装置の制御装置。
【請求項４】
前記電圧変換装置は、
前記リアクトルに流れるリアクトル電流を検出するように構成された電流検出器をさらに含み、
前記制御装置は、
前記電流指令値と前記リアクトル電流との比較に基づいて、フィードバック制御を行なうように構成された電流制御部と、
前記電流指令値に応じて、前記電流制御部のフィードバックゲインを可変にできるように構成されたゲイン演算部とをさらに備え、
前記ゲイン演算部は、前記第１のモードが実行されている場合は、前記第２のモードが実行されている場合と比較して、前記フィードバックゲインを大きくする、請求項３に記載の電圧変換装置の制御装置。
【請求項５】
前記第１のモードが実行されている場合に、前記電流指令値に応じて、前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子の単位時間当たりの駆動回数を減少するように構成された間欠駆動制御部をさらに備える、請求項３に記載の電圧変換装置の制御装置。
【請求項６】
前記間欠駆動制御部は、前記第１のモードが実行されている場合には、前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子のオン時間を、前記駆動回数を減少しない場合に比べて長く設定するとともに、前記リアクトルに流れるリアクトル電流の時間軸方向の平均値が前記電流指令値と等しくなるように、単位時間あたりの前記駆動回数を設定する、請求項５に記載の電圧変換装置の制御装置。
【請求項７】
前記間欠駆動制御部は、前記第１のモードが実行されている場合には、前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子をスイッチング制御するキャリア周波数を低下させるように制御する、請求項５に記載の電圧変換装置の制御装置。
【請求項８】
前記負荷装置の負荷変動量を検出するように構成された負荷演算部をさらに備え、
前記選択部は、前記負荷変動量が基準範囲外の場合には、前記電流指令値にかかわらず前記第２のモードを実行する、請求項３に記載の電圧変換装置の制御装置。
【請求項９】
車両であって、
蓄電装置と、
前記車両の推進のための駆動力を発生させるための回転電機と、
前記回転電機を駆動するためのインバータと、
前記蓄電装置と前記インバータとの間で電圧変換が可能に構成された電圧変換装置と、
前記電圧変換装置を制御するための制御装置とを備え、
前記電圧変換装置は、
前記インバータの電力線と接地線との間に直列接続される第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子と、
前記接地線から前記電力線に向かう方向を順方向として、前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子にそれぞれ並列に接続された第１の整流素子および第２の整流素子と、
前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子の接続ノードと前記蓄電装置の正極端子とを結ぶ経路に設けられたリアクトルとを含み、
前記制御装置は、
前記電力線と前記接地線との間の電圧をフィードバック制御することによって、前記リアクトルに流れる電流指令値を演算するように構成された電流指令演算部と、
前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子のいずれか一方を、前記電流指令値に応じて選択するように構成された選択部と、
前記選択部によって選択されたスイッチング素子の駆動指令を生成するように構成された駆動指令生成部とを含む、車両。
【請求項１０】
前記選択部は、前記電流指令値が前記蓄電装置から前記インバータに向かう方向を示す場合は、前記第２のスイッチング素子を選択し、前記電流指令値が前記インバータから前記蓄電装置に向かう方向を示す場合は、前記第１のスイッチング素子を選択する、請求項９に記載の車両。
【請求項１１】
前記電圧変換装置は、動作モードとして、第１のモードおよび第２のモードを有し、
前記第１のモードは、前記選択部によって選択されたスイッチング素子を駆動することによって電圧変換を行ない、
前記第２のモードは、前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子の両方を駆動することによって電圧変換を行ない、
前記電圧変換装置は、
前記電力線と前記接地線との間の電圧を検出するための電圧検出器とをさらに含み、
前記制御装置は、
前記電圧検出器によって検出された電圧に基づいて、前記第１のモードを実行する電流範囲を演算するように構成された基準値演算部をさらに含み、
前記選択部は、前記電流指令値が前記電流範囲内の場合には前記第１のモードを実行する一方で、前記電流指令値が前記電流範囲外の場合には前記第２のモードを実行する、請求項１０に記載の車両。
【請求項１２】
前記電圧変換装置は、
前記リアクトルに流れるリアクトル電流を検出するように構成された電流検出器をさらに含み、
前記制御装置は、
前記電流指令値と前記リアクトル電流との比較に基づいて、フィードバック制御を行なうように構成された電流制御部と、
前記電流指令値に応じて、前記電流制御部のフィードバックゲインを可変にできるように構成されたゲイン演算部とをさらに含み、
前記ゲイン演算部は、前記第１のモードが実行されている場合は、前記第２のモードが実行されている場合と比較して、前記フィードバックゲインを大きくする、請求項１１に記載の車両。
【請求項１３】
前記制御装置は、
前記第１のモードが実行されている場合に、前記電流指令値に応じて、前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子の単位時間当たりの駆動回数を減少するように構成された間欠駆動制御部をさらに含む、請求項１１に記載の車両。
【請求項１４】
前記制御装置は、
前記インバータの負荷変動量を検出するように構成された負荷演算部をさらに含み、
前記選択部は、前記負荷変動量が基準範囲外の場合には、前記電流指令値にかかわらず前記第２のモードを実行する、請求項１１に記載の車両。
【請求項１５】
蓄電装置と負荷装置との間で電圧変換が可能な電圧変換装置の制御方法であって、
前記電圧変換装置は、
前記負荷装置の電力線と接地線との間に直列接続される第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子と、
前記接地線から前記電力線に向かう方向を順方向として、前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子にそれぞれ並列に接続された第１の整流素子および第２の整流素子と、
前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子の接続ノードと前記蓄電装置の正極端子とを結ぶ経路に設けられたリアクトルとを含み、
前記制御方法は、
前記電力線と前記接地線との間の電圧をフィードバック制御することによって、前記リアクトルに流れる電流指令値を演算するステップと、
前記電流指令値に応じて、前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子のいずれか一方を選択するステップと、
前記選択するステップによって選択されたスイッチング素子の駆動指令を生成するステップとを備える、電圧変換装置の制御方法。
【国際調査報告】
2010137127.tif 000041
2010137127.tif 000042