(57)【要約】  ＥＣＵ（４０）は、モータジェネレータ（ＭＧ１，ＭＧ２）およびインバータ（２０，３０）の電力損失に基づきシステム電圧の目標値を設定して昇圧コンバータ（１０）を制御する。ＥＣＵ（４０）は、システム電圧の変化に対する電力損失の変化を示す損失特性をモータジェネレータ（ＭＧ１，ＭＧ２）の動作点毎にシステム電圧の二次式または一次式で近似した関数式を用いて、システム電圧の目標値を算出する。
2013001634.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの電動機（ＭＧ１；ＭＧ２）を駆動する電動機駆動装置であって、
パルス幅変調された電圧を前記少なくとも１つの電動機に印加するＰＷＭ制御モードと位相制御された矩形波電圧を前記少なくとも１つの電動機に印加する矩形波電圧制御モードとを選択的に切替えて前記少なくとも１つの電動機を駆動する駆動部（２０；３０）と、
直流電源（Ｂ）と前記駆動部との間に設けられ、前記駆動部側の電圧を示すシステム電圧を前記直流電源の電圧以上に昇圧する昇圧回路（１０）と、
前記駆動部および前記少なくとも１つの電動機の電力損失に基づき前記システム電圧の目標値を設定して前記昇圧回路を制御する制御装置（４０）とを備え、
前記制御装置は、前記システム電圧の変化に対する前記電力損失の変化を示す損失特性を前記少なくとも１つの電動機の動作点毎に前記システム電圧の二次式または一次式で近似した関数式を用いて、前記システム電圧の目標値を算出する、電動機駆動装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つの電動機は、第１および第２の電動機（ＭＧ１，ＭＧ２）を含み、
前記駆動部は、前記第１および第２の電動機をそれぞれ駆動する第１および第２の駆動回路（２０，３０）を含み、
前記制御装置は、前記システム電圧の変化に対する前記第１の電動機および前記第１の駆動回路の損失特性を前記第１の電動機の動作点毎に前記システム電圧の二次式または一次式で近似した第１の関数式に、前記システム電圧の変化に対する前記第２の電動機および前記第２の駆動回路の損失特性を前記第２の電動機の動作点毎に前記システム電圧の二次式または一次式で近似した第２の関数式を加算して得られる第３の関数式を用いて、前記システム電圧の目標値を算出する、請求項１に記載の電動機駆動装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記システム電圧が変化することによって前記ＰＷＭ制御モードと前記矩形波電圧制御モードとが選択的に切替わる動作点については、前記ＰＷＭ制御モードが選択される領域と前記矩形波電圧制御モードが選択される領域とに分けて前記損失特性を近似した２つの異なる関数式を用いて、前記システム電圧の目標値を算出する、請求項１に記載の電動機駆動装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記関数式を示す第１の関数式に、前記システム電圧の変化に対する前記昇圧回路の損失特性を前記システム電圧の二次式または一次式で近似した第２の関数式を加算して得られる第３の関数式を用いて、前記システム電圧の目標値を算出する、請求項１に記載の電動機駆動装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記昇圧回路による昇圧動作を行なう昇圧領域と前記昇圧回路による昇圧動作を行なわない非昇圧領域とに分けて前記昇圧回路の損失特性をそれぞれ近似した第３および第４の関数式を前記第２の関数式として用いて、前記システム電圧の目標値を算出する、請求項４に記載の電動機駆動装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の電動機駆動装置を備える車両。
【請求項７】
少なくとも１つの電動機（ＭＧ１；ＭＧ２）を駆動する電動機駆動装置の制御方法であって、
前記電動機駆動装置は、
パルス幅変調された電圧を前記少なくとも１つの電動機に印加するＰＷＭ制御モードと位相制御された矩形波電圧を前記少なくとも１つの電動機に印加する矩形波電圧制御モードとを選択的に切替えて前記少なくとも１つの電動機を駆動する駆動部（２０；３０）と、
直流電源（Ｂ）と前記駆動部との間に設けられ、前記駆動部側の電圧を示すシステム電圧を前記直流電源の電圧以上に昇圧する昇圧回路（１０）とを備え、
前記制御方法は、
前記駆動部および前記少なくとも１つの電動機の電力損失に基づいて前記システム電圧の目標値を設定するステップと、
前記システム電圧の目標値に基づいて前記昇圧回路を制御するステップとを含み、
前記目標値を設定するステップは、前記システム電圧の変化に対する前記電力損失の変化を示す損失特性を前記少なくとも１つの電動機の動作点毎に前記システム電圧の二次式または一次式で近似した関数式を用いて、前記システム電圧の目標値を算出するステップを含む、電動機駆動装置の制御方法。
【請求項８】
前記少なくとも１つの電動機は、第１および第２の電動機（ＭＧ１，ＭＧ２）を含み、
前記駆動部は、前記第１および第２の電動機をそれぞれ駆動する第１および第２の駆動回路（２０，３０）を含み、
前記目標値を算出するステップは、前記システム電圧の変化に対する前記第１の電動機および前記第１の駆動回路の損失特性を前記第１の電動機の動作点毎に前記システム電圧の二次式または一次式で近似した第１の関数式に、前記システム電圧の変化に対する前記第２の電動機および前記第２の駆動回路の損失特性を前記第２の電動機の動作点毎に前記システム電圧の二次式または一次式で近似した第２の関数式を加算して得られる第３の関数式を用いて、前記システム電圧の目標値を算出するステップを含む、請求項７に記載の電動機駆動装置の制御方法。
【請求項９】
前記目標値を算出するステップは、前記システム電圧が変化することによって前記ＰＷＭ制御モードと前記矩形波電圧制御モードとが選択的に切替わる動作点については、前記ＰＷＭ制御モードが選択される領域と前記矩形波電圧制御モードが選択される領域とに分けて前記損失特性を近似した２つの異なる関数式を用いて、前記システム電圧の目標値を算出するステップを含む、請求項７に記載の電動機駆動装置の制御方法。
【請求項１０】
前記目標値を算出するステップは、前記関数式を示す第１の関数式に、前記システム電圧の変化に対する前記昇圧回路の損失特性を前記システム電圧の二次式または一次式で近似した第２の関数式を加算して得られる第３の関数式を用いて、前記システム電圧の目標値を算出するステップを含む、請求項７に記載の電動機駆動装置の制御方法。
【請求項１１】
前記目標値を算出するステップは、前記昇圧回路による昇圧動作を行なう昇圧領域と前記昇圧回路による昇圧動作を行なわない非昇圧領域とに分けて前記昇圧回路の損失特性をそれぞれ近似した第３および第４の関数式を前記第２の関数式として用いて、前記システム電圧の目標値を算出するステップを含む、請求項１０に記載の電動機駆動装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動機駆動装置およびそれを備えた車両、ならびに電動機駆動装置の制御方法に関し、特に、電動機を駆動する駆動部と直流電源との間に昇圧回路を備える電動機駆動装置およびそれを備えた車両、ならびに電動機駆動装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２０１０−８１６８２号公報（特許文献１）は、ＰＷＭ（Pulse  Width  Modulation）電圧と矩形波電圧とを選択的に利用してモータを駆動可能なインバータと、バッテリ側の電圧に対してインバータ側の電圧を昇圧可能な昇圧コンバータとを備える電動機駆動制御装置を開示する。この電動機駆動制御装置においては、モータＭＧ２の回転数とトルク指令値と昇圧後電圧の目標値である目標昇圧後電圧との関係を規定したモータＭＧ２用の目標昇圧後電圧設定用マップが予め作成され、そのマップを用いてモータＭＧ２の目標動作点に対応した目標昇圧後電圧が導出される。一例として、モータＭＧ２用の目標昇圧後電圧設定用マップは、昇圧領域中のモータＭＧ２の動作点毎に電機駆動系の損失をできるだけ小さくし、かつ、その動作点での誘起電圧を打ち消すことができる昇圧後電圧の目標値を規定するように作成される（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−８１６８２号公報
【特許文献２】特開２００９−２２５６３４号公報
【特許文献３】特開２００８−２０６３４０号公報
【特許文献４】特開２０１０−１１４９８７号公報
【特許文献５】特開２００８−１９３７６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の特開２０１０−８１６８２号公報に開示される電動機駆動制御装置では、モータＭＧ２用の目標昇圧後電圧設定用マップを用いて、モータＭＧ２の目標動作点に対応した目標昇圧後電圧が導出される。このようにマップを用いて目標昇圧後電圧を直接決定する方法では、システム全体の損失を考慮する場合には、機器毎に予め作成された設定マップを用いて機器毎に導出される目標昇圧後電圧のうち最大のものを選択する等して最終的な目標昇圧後電圧を決定する必要がある。しかしながら、この手法では、ある機器の損失は最小にすることができても、システム全体の損失は最小とならない場合がある。【０００５】
それゆえに、この発明の目的は、システム全体の損失を最小化可能な電動機駆動装置およびそれを備えた車両を提供することである。【０００６】
また、この発明の別の目的は、システム全体の損失を最小化可能な電動機駆動装置の制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明によれば、電動機駆動装置は、少なくとも１つの電動機を駆動する電動機駆動装置であって、駆動部と、昇圧回路と、制御装置とを備える。駆動部は、パルス幅変調された電圧を少なくとも１つの電動機に印加するＰＷＭ制御モードと位相制御された矩形波電圧を少なくとも１つの電動機に印加する矩形波電圧制御モードとを選択的に切替えて少なくとも１つの電動機を駆動する。昇圧回路は、直流電源と駆動部との間に設けられ、駆動部側の電圧を示すシステム電圧を直流電源の電圧以上に昇圧する。制御装置は、駆動部および少なくとも１つの電動機の電力損失に基づきシステム電圧の目標値を設定して昇圧回路を制御する。制御装置は、システム電圧の変化に対する損失の変化を示す損失特性を少なくとも１つの電動機の動作点毎にシステム電圧の二次式または一次式で近似した関数式を用いて、システム電圧の目標値を算出する。【０００８】
好ましくは、少なくとも１つの電動機は、第１および第２の電動機を含む。駆動部は、第１および第２の電動機をそれぞれ駆動する第１および第２の駆動回路を含む。制御装置は、システム電圧の変化に対する第１の電動機および第１の駆動回路の損失特性を第１の電動機の動作点毎にシステム電圧の二次式または一次式で近似した第１の関数式に、システム電圧の変化に対する第２の電動機および第２の駆動回路の損失特性を第２の電動機の動作点毎にシステム電圧の二次式または一次式で近似した第２の関数式を加算して得られる第３の関数式を用いて、システム電圧の目標値を算出する。【０００９】
好ましくは、制御装置は、システム電圧が変化することによってＰＷＭ制御モードと矩形波電圧制御モードとが選択的に切替わる動作点については、ＰＷＭ制御モードが選択される領域と矩形波電圧制御モードが選択される領域とに分けて損失特性を近似した２つの異なる関数式を用いて、システム電圧の目標値を算出する。【００１０】
好ましくは、制御装置は、関数式を示す第１の関数式に、システム電圧の変化に対する昇圧回路の損失特性をシステム電圧の二次式または一次式で近似した第２の関数式を加算して得られる第３の関数式を用いて、システム電圧の目標値を算出する。【００１１】
さらに好ましくは、制御装置は、昇圧回路による昇圧動作を行なう昇圧領域と昇圧回路による昇圧動作を行なわない非昇圧領域とに分けて昇圧回路の損失特性をそれぞれ近似した第３および第４の関数式を第２の関数式として用いて、システム電圧の目標値を算出する。【００１２】
また、この発明によれば、車両は、上述したいずれかの電動機駆動装置を備える。
また、この発明によれば、電動機駆動装置の制御方法は、少なくとも１つの電動機を駆動する電動機駆動装置の制御方法である。電動機駆動装置は、駆動部と、昇圧回路とを備える。駆動部は、パルス幅変調された電圧を少なくとも１つの電動機に印加するＰＷＭ制御モードと位相制御された矩形波電圧を少なくとも１つの電動機に印加する矩形波電圧制御モードとを選択的に切替えて少なくとも１つの電動機を駆動する。昇圧回路は、直流電源と駆動部との間に設けられ、駆動部側の電圧を示すシステム電圧を直流電源の電圧以上に昇圧する。そして、制御方法は、駆動部および少なくとも１つの電動機の電力損失に基づいてシステム電圧の目標値を設定するステップと、システム電圧の目標値に基づいて昇圧回路を制御するステップとを含む。目標値を設定するステップは、システム電圧の変化に対する電力損失の変化を示す損失特性を少なくとも１つの電動機の動作点毎にシステム電圧の二次式または一次式で近似した関数式を用いて、システム電圧の目標値を算出するステップを含む。【００１３】
好ましくは、少なくとも１つの電動機は、第１および第２の電動機を含む。駆動部は、第１および第２の電動機をそれぞれ駆動する第１および第２の駆動回路を含む。そして、目標値を算出するステップは、システム電圧の変化に対する第１の電動機および第１の駆動回路の損失特性を第１の電動機の動作点毎にシステム電圧の二次式または一次式で近似した第１の関数式に、システム電圧の変化に対する第２の電動機および第２の駆動回路の損失特性を第２の電動機の動作点毎にシステム電圧の二次式または一次式で近似した第２の関数式を加算して得られる第３の関数式を用いて、システム電圧の目標値を算出するステップを含む。【００１４】
好ましくは、目標値を算出するステップは、システム電圧が変化することによってＰＷＭ制御モードと矩形波電圧制御モードとが選択的に切替わる動作点については、ＰＷＭ制御モードが選択される領域と矩形波電圧制御モードが選択される領域とに分けて損失特性を近似した２つの異なる関数式を用いて、システム電圧の目標値を算出するステップを含む。【００１５】
好ましくは、目標値を算出するステップは、関数式を示す第１の関数式に、システム電圧の変化に対する昇圧回路の損失特性をシステム電圧の二次式または一次式で近似した第２の関数式を加算して得られる第３の関数式を用いて、システム電圧の目標値を算出するステップを含む。【００１６】
さらに好ましくは、目標値を算出するステップは、昇圧回路による昇圧動作を行なう昇圧領域と昇圧回路による昇圧動作を行なわない非昇圧領域とに分けて昇圧回路の損失特性をそれぞれ近似した第３および第４の関数式を第２の関数式として用いて、システム電圧の目標値を算出するステップを含む。
【発明の効果】
【００１７】
この発明においては、システム電圧の変化に対する損失の変化を示す損失特性を電動機の動作点毎にシステム電圧の二次式または一次式で近似した関数式を用いて、システム電圧の目標値が算出される。これにより、システム全体の損失を最小にするシステム電圧を検索し得る。したがって、この発明によれば、システム全体の損失を最小にすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の実施の形態１による電動機駆動装置を備える車両の一例として示されるハイブリッド自動車の全体ブロック図である。
【図２】モータジェネレータの制御モードを説明する図である。
【図３】モータジェネレータの動作状態と図２に示す制御モードとの対応関係を説明する図である。
【図４】図１に示すＥＣＵの機能ブロック図である。
【図５】ＰＷＭ制御が適用される動作点におけるインバータおよびモータジェネレータの損失特性の傾向を示す図である。
【図６】矩形波電圧制御が適用される動作点におけるインバータおよびモータジェネレータの損失特性の傾向を示す図である。
【図７】システム電圧の変化により制御モードが切替わる動作点におけるインバータおよびモータジェネレータの損失特性の傾向を示す図である。
【図８】モータジェネレータＭＧ１用のマップを示した図である。
【図９】モータジェネレータＭＧ２用のマップを示した図である。
【図１０】ＥＣＵにより実行されるシステム電圧の設定処理の手順を説明するためのフローチャートである。
【図１１】蓄電装置の電流を一定としたときの、システム電圧と昇圧コンバータの損失との関係を示す損失特性の傾向を示す図である。
【図１２】昇圧コンバータ用のマップを示した図である。
【図１３】実施の形態２におけるＥＣＵにより実行されるシステム電圧の設定処理の手順を説明するためのフローチャートである。
【図１４】システム電圧の変化により制御モードが切替わる動作点におけるインバータおよびモータジェネレータの損失特性の傾向を示す図である。
【図１５】実施の形態３における、モータジェネレータＭＧ１用のマップを示した図である。
【図１６】実施の形態３における、モータジェネレータＭＧ２用のマップを示した図である。
【図１７】昇圧コンバータ用のマップを示した図である。
【図１８】実施の形態３におけるＥＣＵにより実行されるシステム電圧の設定処理の手順を説明するための第１のフローチャートである。
【図１９】実施の形態３におけるＥＣＵにより実行されるシステム電圧の設定処理の手順を説明するための第２のフローチャートである。
【図２０】蓄電装置の電流を一定としたときの、実施の形態４における昇圧コンバータの損失特性の傾向を示す図である。
【図２１】実施の形態４における、昇圧コンバータ用のマップを示した図である。
【図２２】実施の形態４におけるＥＣＵにより実行されるシステム電圧の設定処理の手順を説明するための第１のフローチャートである。
【図２３】実施の形態４におけるＥＣＵにより実行されるシステム電圧の設定処理の手順を説明するための第２のフローチャートである。
【図２４】システム電圧の設定に用いるマップを特定するための上位マップを示した図である。
【図２５】図２４に示す上位マップによって特定される各マップを示した図である。
【図２６】実施の形態５におけるＥＣＵにより実行されるシステム電圧の設定処理の手順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】
【００１９】
以下、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、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２０】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による電動機駆動装置を備える車両の一例として示されるハイブリッド自動車の全体ブロック図である。図１を参照して、このハイブリッド自動車１００は、蓄電装置Ｂと、システムメインリレーＳＭＲと、昇圧コンバータ１０と、インバータ２０，３０と、コンデンサＣとを備える。また、ハイブリッド自動車１００は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、エンジン２と、動力分割装置３と、駆動輪４とをさらに備える。さらに、ハイブリッド自動車１００は、電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）」と称する。）４０と、電圧センサ５２，５６と、電流センサ５４と、回転位置センサ５８，６０とをさらに備える。
【００２１】
蓄電装置Ｂは、再充電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池によって構成される。蓄電装置Ｂは、システムメインリレーＳＭＲのオン時、昇圧コンバータ１０へ直流電力を供給する。また、蓄電装置Ｂは、昇圧コンバータ１０から正極線ＰＬ１に出力される電力を受けて充電される。なお、蓄電装置Ｂとして、大容量のキャパシタを用いてもよい。システムメインリレーＳＭＲは、蓄電装置Ｂと昇圧コンバータ１０との間に接続され、蓄電装置Ｂと昇圧コンバータ１０との電気的な接続／切離しを行なう。
【００２２】
昇圧コンバータ１０は、システムメインリレーＳＭＲとインバータ２０，３０との間に接続される。昇圧コンバータ１０は、電力用半導体スイッチング素子（以下、単に「スイッチング素子」と称する。）Ｑ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２と、リアクトルＬとを含む。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、正極線ＰＬ２と負極線ＮＬとの間に直列に接続される。ダイオードＤ１，Ｄ２は、それぞれスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に逆並列に接続される。リアクトルＬは、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続ノードと正極線ＰＬ１との間に接続される。
【００２３】
なお、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２には、たとえば、ＩＧＢＴ（Insulated  Gate  Bipolar  Transistor）やパワーＭＯＳＦＥＴ（Metal  Oxide  Semiconductor  Field-Effect  Transistor）等を用いることができる。
【００２４】
昇圧コンバータ１０は、蓄電装置Ｂから電力の供給を受け、ＥＣＵ４０からの信号ＰＷＣに基づいて、正極線ＰＬ２の電圧を正極線ＰＬ１の電圧以上に昇圧する。具体的には、昇圧コンバータ１０は、スイッチング素子Ｑ２のオン時に流れる電流をリアクトルＬに磁場エネルギーとして蓄積し、その蓄積されたエネルギーをスイッチング素子Ｑ２のオフ時にダイオードＤ１を介して正極線ＰＬ２へ放出することによって、正極線ＰＬ２の電圧を正極線ＰＬ１以上の電圧に調整することができる。
【００２５】
なお、スイッチング素子Ｑ２のオンデューティーを大きくすると、リアクトルＬに蓄積されるエネルギーが大きくなるので、正極線ＰＬ２の電圧は上昇する。一方、スイッチング素子Ｑ１のオンデューティーを大きくすると、正極線ＰＬ２から正極線ＰＬ１へ流れる電流が大きくなるので、正極線ＰＬ２の電圧は低下する。そこで、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のデューティー比を制御することによって、正極線ＰＬ２の電圧を正極線ＰＬ１の電圧以上の任意の電圧に制御することができる。なお、スイッチング素子Ｑ１を常時オンにすることによって、正極線ＰＬ２の電圧を正極線ＰＬ１の電圧と同じくすることができる（非昇圧状態）。
【００２６】
インバータ２０，３０は、それぞれモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に対応して設けられ、互いに並列して正極線ＰＬ２および負極線ＮＬに接続される。インバータ２０，３０は、たとえば三相ブリッジ回路によって構成される。インバータ２０は、ＥＣＵ４０からの信号ＰＷＩ１に基づいて、モータジェネレータＭＧ１を力行モードまたは回生モードで駆動する。詳しくは、インバータ２０は、エンジン２の動作時、モータジェネレータＭＧ１を回生モードで駆動し、モータジェネレータＭＧ１が発生する三相交流電力を直流電力に変換して正極線ＰＬ２へ出力する。また、インバータ２０は、エンジン２の始動時、エンジン２のクランキングを行なうためにモータジェネレータＭＧ１を力行モードで駆動する。
【００２７】
インバータ３０は、ＥＣＵ４０からの信号ＰＷＩ２に基づいて、モータジェネレータＭＧ２を力行モードまたは回生モードで駆動する。詳しくは、インバータ３０は、車両の加速時、信号ＰＷＩ２に基づいてモータジェネレータＭＧ２を力行モードで駆動し、車両の制動時や下り斜面での加速度低減時は、信号ＰＷＩ２に基づいてモータジェネレータＭＧ２を回生モードで駆動する。
【００２８】
エンジン２およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、動力分割装置３に連結される。そして、ハイブリッド自動車１００は、エンジン２およびモータジェネレータＭＧ２の少なくとも一方からの駆動力によって走行する。エンジン２が発生する動力は、動力分割装置３によって２経路に分割される。すなわち、一方は駆動輪４へ伝達される経路であり、もう一方はモータジェネレータＭＧ１へ伝達される経路である。
【００２９】
モータジェネレータＭＧ１は、交流回転電機であり、たとえばロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動機によって構成される。モータジェネレータＭＧ１は、動力分割装置３によって分割されたエンジン２の運動エネルギーを用いて発電する。たとえば、蓄電装置Ｂの充電状態（以下「ＳＯＣ（State  Of  Charge）」とも称する。）が予め定められた値よりも低くなると、インバータ２０によりモータジェネレータＭＧ１が力行モードで駆動され、エンジン２が始動する。その後、モータジェネレータＭＧ１はインバータ２０により回生モードで駆動され、発電した回生電力をインバータ２０へ出力する。
【００３０】
モータジェネレータＭＧ２も、交流回転電機であり、モータジェネレータＭＧ１と同様に、たとえばロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動機によって構成される。モータジェネレータＭＧ２は、車両の加速時、インバータ３０により力行モードで駆動され、蓄電装置Ｂに蓄えられた電力およびモータジェネレータＭＧ１により発電された電力の少なくとも一方を用いて駆動力を発生する。そして、モータジェネレータＭＧ２の駆動力は駆動輪４に伝達される。
【００３１】
また、車両の制動時や下り斜面での加速度低減時には、モータジェネレータＭＧ２は、インバータ３０により回生モードで駆動され、運動エネルギーや位置エネルギーとして車両に蓄えられた力学的エネルギーを駆動輪４から受けて発電する。これにより、モータジェネレータＭＧ２は、制動エネルギーを電力に変換する回生ブレーキとして作動する。そして、モータジェネレータＭＧ２により発電された電力は、蓄電装置Ｂに蓄えられる。
【００３２】
動力分割装置３は、エンジン２とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とに連結されてこれらの間で動力を分配する。たとえば、動力分割装置３としては、サンギヤ、プラネタリキャリヤおよびリングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車機構を用いることができる。この３つの回転軸がモータジェネレータＭＧ１、エンジン２およびモータジェネレータＭＧ２の回転軸にそれぞれ接続される。たとえば、モータジェネレータＭＧ１のロータを中空としてその中心にエンジン２のクランク軸を通すことで動力分割装置３にエンジン２とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とを機械的に接続することができる。なお、モータジェネレータＭＧ２の回転軸は、図示されない減速ギヤや差動ギヤによって駆動輪４に連結される。
【００３３】
電圧センサ５２は、蓄電装置Ｂの電圧ＶＢを検出し、その検出値をＥＣＵ４０へ出力する。電流センサ５４は、蓄電装置Ｂに対して入出力される電流ＩＢを検出し、その検出値をＥＣＵ４０へ出力する。電圧センサ５６は、コンデンサＣの両端の電圧、すなわち正極線ＰＬ２と負極線ＮＬとの間の電圧ＶＨＡを検出し、その検出値をＥＣＵ４０へ出力する。回転位置センサ５８は、モータジェネレータＭＧ１の回転角θ１を検出し、その検出値をＥＣＵ４０へ出力する。回転位置センサ６０は、モータジェネレータＭＧ２の回転角θ２を検出し、その検出値をＥＣＵ４０へ出力する。なお、以下では、正極線ＰＬ２と負極線ＮＬとの間の電圧を「システム電圧ＶＨ」とも称する。
【００３４】
ＥＣＵ４０は、予め記憶されたプログラムを図示しないＣＰＵ（Central  Processing  Unit）で実行することによるソフトウェア処理および／または専用の電子回路によるハードウェア処理により、以下の各種制御を実行する。すなわち、ＥＣＵ４０は、シフトレバーの操作位置を示すシフトポジション信号ＳＰ、アクセルペダルの踏込量を示すアクセル開度信号ＡＣＣ、ブレーキペダルの踏込量を示すブレーキペダルストローク信号ＢＰ、車両速度を示す車速信号ＳＶ等に基づいて、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令値を算出する。また、ＥＣＵ４０は、回転位置センサ５８，６０からの回転角θ１，θ２の検出信号に基づいて、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転数を算出する。
【００３５】
そして、ＥＣＵ４０は、算出されたトルク指令値や回転数、システム電圧ＶＨ等を用いて、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２をそれぞれ駆動するための信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２をそれぞれインバータ２０，３０へ出力する。
【００３６】
また、ＥＣＵ４０は、算出されたトルク指令値および回転数に基づいて、後述の方法によりシステム電圧ＶＨの目標値を設定する。そして、ＥＣＵ４０は、電圧センサ５６により検出される電圧ＶＨＡがシステム電圧ＶＨの上記目標値に一致するように昇圧コンバータ１０を駆動するための信号ＰＷＣを生成し、その生成した信号ＰＷＣを昇圧コンバータ１０へ出力する。
【００３７】
図２は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の制御モードを説明する図である。なお、以下では、モータジェネレータＭＧ１について代表的に説明するが、モータジェネレータＭＧ２についても同様である。図２を参照して、このハイブリッド自動車１００では、モータジェネレータＭＧ１の制御、すなわちインバータ２０における電力変換について、ＰＷＭ制御モードと矩形波電圧制御モードとを切替えて使用する。
【００３８】
ＰＷＭ制御モードは、正弦波ＰＷＭ制御と過変調ＰＷＭ制御とを含む。正弦波ＰＷＭ制御では、正弦波状の電圧指令と搬送波（代表的には三角波）との大小比較結果に基づき生成されるパルス幅変調された信号に従って、インバータ２０の各相上下アームがオン／オフ制御される。この結果、上アームのオン期間に対応するハイレベル期間と、下アームのオン期間に対応するローレベル期間との集合について、一定期間内でその基本波成分が正弦波となるように上下アームのデューティーが制御される。なお、正弦波状の電圧指令の振幅が搬送波振幅以下の範囲に制限されるこの正弦波ＰＷＭ制御では、モータジェネレータＭＧ１への印加電圧（以下、単に「モータ電圧」とも称する。）の基本波成分を入力電圧の約０．６１倍程度までしか高めることができない。なお、以下では、インバータ２０の入力電圧（すなわちシステム電圧ＶＨ）に対するモータ電圧（線間電圧）の基本波成分（実効値）の比を「変調率」と称する。
【００３９】
過変調ＰＷＭ制御は、電圧指令（正弦波成分）の振幅が搬送波振幅より大きい範囲で上記正弦波ＰＷＭ制御と同様のＰＷＭ制御を行なうものである。特に、電圧指令を本来の正弦波波形から歪ませること（振幅補正）によって基本波成分を高めることができ、変調率を正弦波ＰＷＭ制御での最高変調率から０．７８の範囲まで高めることができる。なお、過変調ＰＷＭ制御では、電圧指令（正弦波成分）の振幅が搬送波振幅より大きいため、電動機Ｍ１に印加される線間電圧は、正弦波ではなく歪んだ電圧となる。
【００４０】
矩形波電圧制御では、上記一定期間内で、ハイレベル期間およびローレベル期間の比が１：１の矩形波１パルス分がモータジェネレータＭＧ１に印加される。これにより、矩形波電圧制御では、変調率は０．７８まで高められる。
【００４１】
モータジェネレータＭＧ１においては、回転数や出力トルクが増加すると誘起電圧が高くなるので、必要となる駆動電圧（モータ必要電圧）が高くなる。昇圧コンバータ１０による昇圧電圧すなわちシステム電圧ＶＨは、このモータ必要電圧よりも高く設定する必要がある。一方、システム電圧ＶＨには、限界値（ＶＨ最大電圧）が存在する。したがって、モータジェネレータＭＧ１の動作状態に応じて、正弦波ＰＷＭ制御または過変調ＰＷＭ制御によるＰＷＭ制御モードと、矩形波電圧制御モードとが選択的に適用される。なお、矩形波電圧制御では、モータ印加電圧の振幅が固定されるので、トルク指令値に対するトルク偏差（トルク実績値（推定値）とトルク指令値との差）に基づく矩形波電圧パルスの位相制御によってトルク制御が実行される。
【００４２】
図３は、モータジェネレータＭＧ１（ＭＧ２）の動作状態と図２に示した制御モードとの対応関係を説明する図である。なお、この図３においても、モータジェネレータＭＧ１について代表的に説明するが、モータジェネレータＭＧ２についても同様である。また、この図３は、モータジェネレータＭＧ１のトルクおよび回転数が正となる領域（第１象限）を例示するものである。
【００４３】
図３を参照して、図２で説明した制御モードのいずれを用いるかについては、基本的には変調率に基づいて決定される。したがって、概略的には、システム電圧ＶＨがＶ１のとき、モータ電圧が低く変調率が低い低回転数域Ｒ１Ｈでは、正弦波ＰＷＭ制御が用いられ、モータ電圧が高くなることにより変調率が高くなる中回転数域Ｒ２Ｈおよび高回転数域Ｒ３Ｈでは、それぞれ過変調ＰＷＭ制御および矩形波電圧制御が適用される。
【００４４】
システム電圧ＶＨがＶ２（＜Ｖ１）に低下すると、モータジェネレータＭＧ１が出力可能な回転数およびトルクは、システム電圧ＶＨがＶ１のときよりも制限される。適用される制御モードの領域もシステム電圧ＶＨの低下に従ってシフトし、領域Ｒ１Ｌ，Ｒ２Ｌ，Ｒ３Ｌにおいてそれぞれ正弦波ＰＷＭ制御、過変調ＰＷＭ制御および矩形波電圧制御が適用される。
【００４５】
このように、モータジェネレータＭＧ１の動作点（トルクおよび回転数）が同じであっても、システム電圧ＶＨによって制御モードは変化し得る。たとえば、領域Ｒ３Ｌに含まれる動作点については、システム電圧ＶＨがＶ１のときは正弦波ＰＷＭ制御が適用されるが、システム電圧ＶＨがＶ２のときは矩形波電圧制御が適用される。一方、領域Ｒ１Ｌに含まれる動作点については、システム電圧ＶＨがＶ１，Ｖ２のいずれの場合も正弦波ＰＷＭ制御が適用され、領域Ｒ３Ｈに含まれる動作点については、矩形波電圧制御のみが適用される。
【００４６】
図４は、図１に示したＥＣＵ４０の機能ブロック図である。図４を参照して、ＥＣＵ４０は、ＰＷＭ制御部７０，７６と、矩形波電圧制御部７２，７８と、制御モード切替部７４，８０と、システム電圧設定部８２と、コンバータ制御部８４とを含む。
【００４７】
ＰＷＭ制御部７０（７６）は、モータジェネレータＭＧ１（ＭＧ２）のトルク指令値ＴＲ１（ＴＲ２）と、図示されない電流センサによって検出されるモータジェネレータＭＧ１（ＭＧ２）の電流Ｉ１（Ｉ２）と、回転位置センサ５８（６０）により検出される回転角θ１（θ２）とを受ける。そして、ＰＷＭ制御部７０（７６）は、これらの信号に基づいてモータジェネレータＭＧ１（ＭＧ２）の電圧指令値を生成し、その生成された電圧指令値と搬送波とに基づいて、インバータ２０（３０）を駆動するためのＰＷＭ信号を生成する。なお、過変調ＰＷＭ制御時は、電圧振幅が補正され、電圧指令値の基本波成分が高められる。
【００４８】
矩形波電圧制御部７２（７８）は、トルク指令値ＴＲ１（ＴＲ２）と、電流Ｉ１（Ｉ２）および回転角θ１（θ２）の各検出値とを受ける。そして、矩形波電圧制御部７２（７８）は、これらの信号に基づいて矩形波電圧の位相を設定し、その設定された電圧位相に従ってモータジェネレータＭＧ１（ＭＧ２）の電圧指令値（矩形波パルス）を生成する。矩形波電圧制御部７２（７８）は、その生成された電圧指令値（矩形波パルス）を制御モード切替部７４（８０）へ出力する。
【００４９】
制御モード切替部７４（８０）は、ＰＷＭ制御部７０（７６）において算出される電圧指令値と、システム電圧設定部８２により設定されるシステム電圧ＶＨとに基づいて変調率を算出する。そして、制御モード切替部７４（８０）は、その算出された変調率に基づいて、ＰＷＭ制御モードと矩形波電圧制御モードとの切替を行なう。制御モード切替部７４（８０）は、ＰＷＭ制御モード時は、ＰＷＭ制御部７０（７６）から受けるＰＷＭ信号を信号ＰＷＩ１（ＰＷＩ２）としてインバータ２０（３０）へ出力し、矩形波電圧制御モード時は、矩形波電圧制御部７２（７８）から受ける矩形波パルス信号を信号ＰＷＩ１（ＰＷＩ２）としてインバータ２０（３０）へ出力する。
【００５０】
システム電圧設定部８２は、モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値ＴＲ１および回転数Ｎ１、ならびにモータジェネレータＭＧ２のトルク指令値ＴＲ２および回転数Ｎ２を受ける。そして、システム電圧設定部８２は、後述の方法により、システム電圧ＶＨの目標値を設定する。
【００５１】
コンバータ制御部８４は、電圧センサ５６により検出される電圧ＶＨＡを受ける。そして、コンバータ制御部８４は、システム電圧設定部８２により設定されたシステム電圧ＶＨに電圧ＶＨＡが一致するように昇圧コンバータ１０を駆動するための信号ＰＷＣを生成し、その生成された信号ＰＷＣを昇圧コンバータ１０へ出力する。
【００５２】
次に、この実施の形態１におけるシステム電圧ＶＨの設定方法について説明する。
図５〜７は、システム電圧ＶＨとインバータおよびモータジェネレータの電力損失（以下、単に「損失」とも称する。）との関係を示す損失特性の傾向を説明するための図である。なお、以下では、インバータ２０およびモータジェネレータＭＧ１の損失特性について代表的に説明するが、インバータ３０およびモータジェネレータＭＧ２の損失特性についても同様である。
【００５３】
図５は、ＰＷＭ制御が適用される動作点におけるインバータ２０およびモータジェネレータＭＧ１の損失特性の傾向を示す図である。図５を参照して、ＰＷＭ制御モード時は、インバータ２０およびモータジェネレータＭＧ１の損失特性は、システム電圧ＶＨにほぼ比例する。すなわち、ＰＷＭ制御モードにおいては、モータジェネレータＭＧ１の動作点（トルクおよび回転数）が決まると電流が決まり、システム電圧ＶＨに拘わらず電流は一定となる。したがって、システム電圧ＶＨが変化しても、モータジェネレータＭＧ１の銅損やインバータ２０のオン損失は変化しない。一方、インバータ２０のスイッチング損失はシステム電圧ＶＨに依存し、スイッチング損失はシステム電圧ＶＨに比例する。したがって、ＰＷＭ制御モード時は、インバータ２０およびモータジェネレータＭＧ１の損失特性は、システム電圧ＶＨの一次式で近似可能である。
【００５４】
図６は、矩形波電圧制御が適用される動作点におけるインバータ２０およびモータジェネレータＭＧ１の損失特性の傾向を示す図である。図６を参照して、矩形波電圧制御モード時は、インバータ２０およびモータジェネレータＭＧ１の損失特性は、システム電圧ＶＨが上昇すると損失が単調に減少し、かつ、変曲点が存在しない曲線で示される。矩形波電圧制御モードでは、モータ電圧は一定（振幅一定）であり、モータジェネレータＭＧ１の銅損が支配的となる。システム電圧ＶＨが変化すると電流が変化し、システム電圧ＶＨが低くなると電流は大きくなる。電流の増大傾向は、力率も関係するので一概に説明することはできないが、銅損は電流の二乗に比例することから、この実施の形態１では、矩形波電圧制御モード時は、インバータ２０およびモータジェネレータＭＧ１の損失特性をシステム電圧ＶＨの二次式で近似することとする。
【００５５】
図７は、システム電圧ＶＨの変化により制御モードが切替わる動作点におけるインバータ２０およびモータジェネレータＭＧ１の損失特性の傾向を示す図である。図７を参照して、この動作点においては、インバータ２０およびモータジェネレータＭＧ１の損失特性は、極小値が１つ存在し、かつ、変曲点が存在しない曲線で示される。より詳しくは、この動作点においては、図３でも説明したように、システム電圧ＶＨが高いときはＰＷＭ制御モードが適用され、システム電圧ＶＨが低くなると矩形波電圧制御モードが適用される。したがって、システム電圧ＶＨが低い領域では、図６で説明したようにシステム電圧ＶＨの二次式に近い曲線となり、システム電圧ＶＨが高い領域では、図５で説明したようにシステム電圧ＶＨの一次式に近い直線となる。そこで、この実施の形態１では、制御モードが切替わる動作点については、インバータ２０およびモータジェネレータＭＧ１の損失特性をシステム電圧ＶＨの二次式で近似することとする。
【００５６】
以上に基づいて、この実施の形態１では、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各々について、動作点毎に損失特性をシステム電圧ＶＨの一次式または二次式から成る以下の関数で近似する。
【００５７】
ｆ１（ｉ，ＶＨ）＝ａ１（ｉ）×ＶＨ2＋ｂ１（ｉ）×ＶＨ＋ｃ１（ｉ）  …（１）
ｆ２（ｊ，ＶＨ）＝ａ２（ｊ）×ＶＨ2＋ｂ２（ｊ）×ＶＨ＋ｃ２（ｊ）  …（２）
ここで、ｆ１（ｉ，ＶＨ）は、動作点ｉにおけるモータジェネレータＭＧ１およびインバータ２０の損失特性を示す関数であり、ａ１（ｉ），ｂ１（ｉ），ｃ１（ｉ）は、それぞれｆ１（ｉ，ＶＨ）の二次項係数、一次項係数、および定数項である。また、ｆ２（ｊ，ＶＨ）は、動作点ｊにおけるモータジェネレータＭＧ２およびインバータ３０の損失特性を示す関数であり、ａ２（ｊ），ｂ２（ｊ），ｃ２（ｊ）は、それぞれｆ２（ｊ，ＶＨ）の二次項係数、一次項係数、および定数項である。なお、ＰＷＭ制御のみの動作点については、二次項の係数は０である。
【００５８】
そして、動作点毎の二次項係数マップおよび一次項係数マップを予め準備しておき、その時々の動作点に応じて損失特性の関数が特定される。なお、この実施の形態１では、後述のように、損失を最小にするシステム電圧ＶＨの算出に定数項ｃ１（ｉ），ｃ２（ｊ）は不要であるので、定数項ｃ１（ｉ），ｃ２（ｊ）についてはマップを作成する必要はない。
【００５９】
図８は、モータジェネレータＭＧ１用のマップを示した図である。図８を参照して、マップＭＡＰ（ａ１）は、式（１）に示した二次項係数ａ１（ｉ）のマップであり、モータジェネレータＭＧ１の動作点（トルクおよび回転数）毎に式（１）の二次項係数ａ１を格納する。マップＭＡＰ（ｂ１）は、式（１）に示した二次項係数ｂ１（ｉ）のマップであり、モータジェネレータＭＧ１の動作点毎に式（１）の二次項係数ｂ１を格納する。マップＭＡＰ（ＶＨ１）は、モータジェネレータＭＧ１の動作を実現するために最低限必要なシステム電圧ＶＨの下限を設定するためのマップであり、モータジェネレータＭＧ１の動作点毎に予め定められたシステム電圧ＶＨの下限電圧ＶＨ１を格納する。
【００６０】
図９は、モータジェネレータＭＧ２用のマップを示した図である。図９を参照して、マップＭＡＰ（ａ２）は、式（２）に示した二次項係数ａ２（ｊ）のマップであり、モータジェネレータＭＧ２の動作点毎に式（２）の二次項係数ａ２を格納する。マップＭＡＰ（ｂ２）は、式（２）に示した二次項係数ｂ２（ｊ）のマップであり、モータジェネレータＭＧ２の動作点毎に式（２）の二次項係数ｂ２を格納する。マップＭＡＰ（ＶＨ２）は、モータジェネレータＭＧ２の動作を実現するために最低限必要なシステム電圧ＶＨの下限を設定するためのマップであり、モータジェネレータＭＧ２の動作点毎に予め定められたシステム電圧ＶＨの下限電圧ＶＨ２を格納する。
【００６１】
図１０は、ＥＣＵ４０により実行されるシステム電圧ＶＨの設定処理の手順を説明するためのフローチャートである。図１０を参照して、ＥＣＵ４０は、モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値ＴＲ１および回転数Ｎ１を取得する（ステップＳ１０）。そして、ＥＣＵ４０は、ステップＳ１０において取得されたモータジェネレータＭＧ１の動作点におけるモータジェネレータＭＧ１およびインバータ２０の損失関数ｆ１（ＶＨ）を特定する（ステップＳ２０）。より具体的には、ＥＣＵ４０は、図８に示したマップＭＡＰ（ａ１），ＭＡＰ（ｂ１）を参照して、ステップＳ１０において取得されたモータジェネレータＭＧ１の動作点における損失関数ｆ１（ＶＨ）の二次項係数ａ１および一次項係数ｂ１を特定する。さらに、ＥＣＵ４０は、図８に示したマップＭＡＰ（ＶＨ１）を参照して、ステップＳ１０において取得されたモータジェネレータＭＧ１の動作点に対応する下限電圧ＶＨ１を特定する（ステップＳ３０）。
【００６２】
モータジェネレータＭＧ２についても同様に、ＥＣＵ４０は、モータジェネレータＭＧ２のトルク指令値ＴＲ２および回転数Ｎ２を取得する（ステップＳ４０）。そして、ＥＣＵ４０は、ステップＳ４０において取得されたモータジェネレータＭＧ２の動作点におけるモータジェネレータＭＧ２およびインバータ３０の損失関数ｆ２（ＶＨ）を特定する（ステップＳ５０）。より具体的には、ＥＣＵ４０は、図９に示したマップＭＡＰ（ａ２），ＭＡＰ（ｂ２）を参照して、ステップＳ４０において取得されたモータジェネレータＭＧ２の動作点における損失関数ｆ２（ＶＨ）の二次項係数ａ２および一次項係数ｂ２を特定する。さらに、ＥＣＵ４０は、図９に示したマップＭＡＰ（ＶＨ２）を参照して、ステップＳ４０において取得されたモータジェネレータＭＧ２の動作点に対応する下限電圧ＶＨ２を特定する（ステップＳ６０）。
【００６３】
次いで、ＥＣＵ４０は、損失関数ｆ１（ＶＨ）に損失関数ｆ２（ＶＨ）を加えることによって、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２およびインバータ２０，３０全体の損失を示す関数ｆｔ（ＶＨ）を算出する。そして、ＥＣＵ４０は、関数ｆｔ（ＶＨ）の極小値を与えるシステム電圧ＶＨを示す電圧ＶＨＬを次式によって算出する（ステップＳ７０）。
【００６４】
ＶＨＬ＝−（ｂ１＋ｂ２）／{２×（ａ１＋ａ２）}  …（３）
ここで、ａ１，ｂ１は、ステップＳ２０において特定された係数であり、ａ２，ｂ２は、ステップＳ５０において特定された係数である。なお、この式（３）は、関数ｆｔ（ＶＨ）の導関数の値を０とすることによって得られるものである。
【００６５】
次いで、ＥＣＵ４０は、ステップＳ３０，Ｓ６０においてそれぞれ特定された下限電圧ＶＨ１，ＶＨ２のうち大きい方（ｍａｘ（ＶＨ１，ＶＨ２））よりも電圧ＶＨＬが低いか否かを判定する（ステップＳ８０）。電圧ＶＨＬがｍａｘ（ＶＨ１，ＶＨ２）よりも低いと判定されると（ステップＳ８０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ４０は、ステップＳ７０において算出された電圧ＶＨＬの値をｍａｘ（ＶＨ１，ＶＨ２）に置き換える（ステップＳ９０）。ステップＳ８０において電圧ＶＨＬがｍａｘ（ＶＨ１，ＶＨ２）以上であると判定されたときは（ステップＳ８０においてＮＯ）、ＥＣＵ４０は、ステップＳ１００へ処理を移行する。そして、ＥＣＵ４０は、システム電圧ＶＨ（目標値）に電圧ＶＨＬを設定する（ステップＳ１００）。
【００６６】
以上のように、この実施の形態１においては、システム電圧ＶＨの変化に対する損失の変化を示す損失特性をモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の動作点毎にシステム電圧ＶＨの二次式または一次式で近似した関数式を用いて、システム電圧ＶＨが設定される。これにより、システム全体の損失を最小にするシステム電圧ＶＨを検索し得る。したがって、この実施の形態１によれば、システム全体の損失を最小にすることが可能となる。
【００６７】
［実施の形態２］
実施の形態２では、昇圧コンバータ１０の損失がさらに考慮される。
【００６８】
この実施の形態２におけるハイブリッド自動車の全体構成は、図１に示した実施の形態１におけるハイブリッド自動車１００と同じである。また、ＥＣＵの機能の全体構成も、図４に示した実施の形態１におけるＥＣＵ４０と同じである。
【００６９】
図１１は、蓄電装置Ｂの電流ＩＢを一定としたときの、システム電圧ＶＨと昇圧コンバータ１０の損失との関係を示す損失特性の傾向を示す図である。図１１を参照して、昇圧コンバータ１０の損失特性は、システム電圧ＶＨが上昇すると損失が単調に増加し、かつ、変曲点が存在しない曲線で示される。そこで、昇圧コンバータ１０の損失特性についても、システム電圧ＶＨの二次式で近似することとする。
【００７０】
なお、昇圧コンバータ１０の損失特性については、モータジェネレータの動作点毎ではなく蓄電装置Ｂの電流ＩＢの値毎に、システム電圧ＶＨの二次式から成る以下の関数で損失特性が近似される。
【００７１】
ｆ３（ｋ，ＶＨ）＝ａ３（ｋ）×ＶＨ2＋ｂ３（ｋ）×ＶＨ＋ｃ３（ｋ）  …（４）
ここで、ｆ３（ｋ，ＶＨ）は、電流ＩＢの値がＩＢ（ｋ）のときの昇圧コンバータ１０の損失特性を示す関数であり、ａ３（ｋ），ｂ３（ｋ），ｃ３（ｋ）は、それぞれｆ３（ｋ，ＶＨ）の二次項係数、一次項係数、および定数項である。なお、昇圧コンバータ１０の損失特性は、システム電圧ＶＨに比例するものとしてシステム電圧ＶＨの一次式で近似してもよく、その場合はａ３（ｋ）を０とすればよい。
【００７２】
そして、電流ＩＢ毎の二次項係数マップおよび一次項係数マップを予め準備しておき、電流ＩＢに応じて損失特性の関数が特定される。なお、この実施の形態２においても、損失を最小にするシステム電圧ＶＨの算出に定数項ｃ３（ｋ）は不要であるので、定数項ｃ３（ｋ）についてはマップを作成する必要はない。
【００７３】
図１２は、昇圧コンバータ１０用のマップを示した図である。図１２を参照して、マップＭＡＰ（ａ３，ｂ３）は、式（４）に示した二次項係数ａ３（ｋ）および一次項係数ｂ３（ｋ）のマップであり、電流ＩＢ毎に式（４）の二次項係数ａ３および一次項係数ｂ３を格納する。
【００７４】
図１３は、実施の形態２におけるＥＣＵ４０により実行されるシステム電圧ＶＨの設定処理の手順を説明するためのフローチャートである。図１３を参照して、このフローチャートは、図１０に示したフローチャートにおいて、ステップＳ６２，Ｓ６４をさらに含み、ステップＳ７０に代えてステップＳ７２を含む。
【００７５】
すなわち、ステップＳ６０において下限電圧ＶＨ２が特定されると、ＥＣＵ４０は、電流センサ５４（図１）によって検出される電流ＩＢを取得する（ステップＳ６２）。そして、ＥＣＵ４０は、その取得された電流ＩＢにおける昇圧コンバータ１０の損失関数ｆ３（ＶＨ）を特定する（ステップＳ６４）。より具体的には、ＥＣＵ４０は、図１２に示したマップＭＡＰ（ａ３，ｂ３）を参照して、ステップＳ６２において取得された電流ＩＢにおける損失関数ｆ３（ＶＨ）の二次項係数ａ３および一次項係数ｂ３を特定する。
【００７６】
次いで、ＥＣＵ４０は、損失関数ｆ１（ＶＨ）に損失関数ｆ２（ＶＨ）を加え、さらに損失関数ｆ３（ＶＨ）も加えることによって、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２およびインバータ２０，３０ならびに昇圧コンバータ１０全体の損失を示す関数ｆｔ（ＶＨ）を算出する。そして、ＥＣＵ４０は、関数ｆｔ（ＶＨ）の極小値を与えるシステム電圧ＶＨを示す電圧ＶＨＬを次式によって算出する（ステップＳ７２）。
【００７７】
ＶＨＬ＝−（ｂ１＋ｂ２＋ｂ３）／{２×（ａ１＋ａ２＋ａ３）}  …（５）
ここで、ａ３，ｂ３は、ステップＳ６４において特定された係数である。なお、この式（５）は、関数ｆｔ（ＶＨ）の導関数の値を０とすることによって得られるものである。そして、ステップＳ７２において電圧ＶＨＬが算出されると、ステップＳ８０へ処理が移行される。
【００７８】
なお、上記においては、昇圧コンバータ１０の損失特性をシステム電圧ＶＨの二次関数で近似したが、システム電圧ＶＨと昇圧コンバータ１０の損失特性との関係は比例関係に比較的近く、昇圧コンバータ１０の損失特性をシステム電圧ＶＨの一次関数で近似してもよい。
【００７９】
以上のように、この実施の形態２によれば、昇圧コンバータ１０を含むシステム全体の損失を最小にすることができる。
【００８０】
［実施の形態３］
図７で説明したように、システム電圧ＶＨの変化によって制御モードが切替わる動作点における損失特性については、システム電圧ＶＨが低く矩形波電圧制御モードが選択される領域では、システム電圧ＶＨの二次式に近い曲線となり、システム電圧ＶＨが高くＰＷＭ制御モードが選択される領域では、システム電圧ＶＨの一次式に近い直線となる。そして、上記の実施の形態では、そのような動作点における損失特性をシステム電圧ＶＨの二次式で近似することとした。
【００８１】
この実施の形態３では、システム電圧ＶＨの変化により制御モードが切替わる動作点における損失特性について、矩形波電圧制御モードが選択される領域とＰＷＭ制御モードが選択される領域とで異なる関数を用いて損失特性が近似される。
【００８２】
図１４は、システム電圧ＶＨの変化により制御モードが切替わる動作点におけるインバータ２０およびモータジェネレータＭＧ１の損失特性の傾向を示す図である。図１４を参照して、この実施の形態３では、制御モードが切替わる動作点については、システム電圧ＶＨがＶＨＣよりも低く矩形波電圧制御モードが支配的な領域では、インバータ２０（３０）およびモータジェネレータＭＧ１（ＭＧ２）の損失特性をシステム電圧ＶＨの二次式で近似し、システム電圧ＶＨがＶＨＣよりも高くＰＷＭ制御モードが支配的な領域では、システム電圧ＶＨの一次式で損失特性を近似することとする。
【００８３】
具体的には、インバータ２０およびモータジェネレータＭＧ１の損失特性について、制御モードが切替わる動作点については、損失特性が動作点毎に以下の関数で近似される。
【００８４】
ＶＨ＜ＶＨＣ１：ｆ１１（ＶＨ）＝ａ１１×ＶＨ2＋ｂ１１×ＶＨ＋ｃ１１  …（６）
ＶＨ≧ＶＨＣ１：ｆ１２（ＶＨ）＝ｂ１２×ＶＨ＋ｃ１２  …（７）
ここで、ｆ１１（ＶＨ）は、システム電圧ＶＨが切替電圧ＶＨＣ１よりも低いときのモータジェネレータＭＧ１およびインバータ２０の損失特性を示す関数であり、ａ１１，ｂ１１，ｃ１１は、それぞれｆ１１（ＶＨ）の二次項係数、一次項係数、および定数項である。また、ｆ１２（ＶＨ）は、システム電圧ＶＨが切替電圧ＶＨＣ１以上であるときのモータジェネレータＭＧ１およびインバータ２０の損失特性を示す関数であり、ｂ１２，ｃ１２は、それぞれｆ１２（ＶＨ）の一次項係数および定数項である。なお、切替電圧ＶＨＣ１についても、動作点毎に設定される。
【００８５】
同様に、インバータ３０およびモータジェネレータＭＧ２の損失特性について、制御モードが切替わる動作点についての損失特性は、動作点毎に以下の関数で近似される。
【００８６】
ＶＨ＜ＶＨＣ２：ｆ２１（ＶＨ）＝ａ２１×ＶＨ2＋ｂ２１×ＶＨ＋ｃ２１  …（８）
ＶＨ≧ＶＨＣ２：ｆ２２（ＶＨ）＝ｂ２２×ＶＨ＋ｃ２２  …（９）
ここで、ｆ２１（ＶＨ）は、システム電圧ＶＨが切替電圧ＶＨＣ２よりも低いときのモータジェネレータＭＧ２およびインバータ３０の損失特性を示す関数であり、ａ２１，ｂ２１，ｃ２１は、それぞれｆ２１（ＶＨ）の二次項係数、一次項係数、および定数項である。また、ｆ２２（ＶＨ）は、システム電圧ＶＨが切替電圧ＶＨＣ２以上であるときのモータジェネレータＭＧ２およびインバータ３０の損失特性を示す関数であり、ｂ２２，ｃ２２は、それぞれｆ２２（ＶＨ）の一次項係数および定数項である。なお、切替電圧ＶＨＣ２についても、動作点毎に設定される。
【００８７】
図１５は、実施の形態３における、モータジェネレータＭＧ１用のマップを示した図である。図１５を参照して、マップＭＡＰ（ＶＨＣ１）は、切替電圧ＶＨＣ１のマップであり、モータジェネレータＭＧ１の動作点（トルクおよび回転数）毎に切替電圧ＶＨＣ１を格納する。マップＭＡＰ（ａ１１）は、式（６）に示した二次項係数ａ１１のマップであり、モータジェネレータＭＧ１の動作点毎に式（６）の二次項係数ａ１１を格納する。マップＭＡＰ（ｂ１１）は、式（６）に示した一次項係数ｂ１１のマップであり、モータジェネレータＭＧ１の動作点毎に式（６）の一次項係数ｂ１１を格納する。マップＭＡＰ（ｃ１１）は、式（６）に示した定数項ｃ１１のマップであり、モータジェネレータＭＧ１の動作点毎に式（６）の定数項ｃ１１を格納する。
【００８８】
また、マップＭＡＰ（ｂ１２）は、式（７）に示した一次項係数ｂ１２のマップであり、モータジェネレータＭＧ１の動作点毎に式（７）の一次項係数ｂ１２を格納する。マップＭＡＰ（ｃ１２）は、式（７）に示した定数項ｃ１２のマップであり、モータジェネレータＭＧ１の動作点毎に式（７）の定数項ｃ１２を格納する。マップＭＡＰ（ＶＨ１）は、モータジェネレータＭＧ１の動作点毎に予め定められたシステム電圧ＶＨの下限電圧ＶＨ１を格納する。
【００８９】
なお、ＰＷＭ制御のみの動作点については、二次項係数ａ１１、一次項係数ｂ１１および定数項ｃ１１に０が設定される。また、矩形波電圧制御のみの動作点については、一次項係数ｂ１２および定数項ｃ１２に０が設定される。
【００９０】
図１６は、実施の形態３における、モータジェネレータＭＧ２用のマップを示した図である。図１６を参照して、マップＭＡＰ（ＶＨＣ２）は、切替電圧ＶＨＣ２のマップであり、モータジェネレータＭＧ２の動作点毎に切替電圧ＶＨＣ２を格納する。マップＭＡＰ（ａ２１）は、式（８）に示した二次項係数ａ２１のマップであり、モータジェネレータＭＧ２の動作点毎に式（８）の二次項係数ａ２１を格納する。マップＭＡＰ（ｂ２１）は、式（８）に示した一次項係数ｂ２１のマップであり、モータジェネレータＭＧ２の動作点毎に式（８）の一次項係数ｂ２１を格納する。マップＭＡＰ（ｃ２１）は、式（８）に示した定数項ｃ２１のマップであり、モータジェネレータＭＧ２の動作点毎に式（８）の定数項ｃ２１を格納する。
【００９１】
また、マップＭＡＰ（ｂ２２）は、式（９）に示した一次項係数ｂ２２のマップであり、モータジェネレータＭＧ２の動作点毎に式（９）の一次項係数ｂ２２を格納する。マップＭＡＰ（ｃ２２）は、式（９）に示した定数項ｃ２２のマップであり、モータジェネレータＭＧ２の動作点毎に式（９）の定数項ｃ２２を格納する。マップＭＡＰ（ＶＨ２）は、モータジェネレータＭＧ２の動作点毎に予め定められたシステム電圧ＶＨの下限電圧ＶＨ２を格納する。
【００９２】
なお、ＰＷＭ制御のみの動作点については、二次項係数ａ２１、一次項係数ｂ２１および定数項ｃ２１に０が設定される。また、矩形波電圧制御のみの動作点については、一次項係数ｂ２２および定数項ｃ２２に０が設定される。
【００９３】
図１７は、昇圧コンバータ１０用のマップを示した図である。図１７を参照して、マップＭＡＰ（ａ３，ｂ３，ｃ３）は、式（４）に示した二次項係数ａ３、一次項係数ｂ３、および定数項ｃ３のマップであり、電流ＩＢ毎に式（４）の二次項係数ａ３、一次項係数ｂ３、および定数項ｃ３を格納する。
【００９４】
図１８，１９は、実施の形態３におけるＥＣＵ４０により実行されるシステム電圧ＶＨの設定処理の手順を説明するためのフローチャートである。図１８を参照して、ＥＣＵ４０は、モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値ＴＲ１および回転数Ｎ１を取得する（ステップＳ１１０）。そして、ＥＣＵ４０は、図１５に示したマップＭＡＰ（ＶＨＣ１）を参照して、ステップＳ１１０において取得されたモータジェネレータＭＧ１の動作点における切替電圧ＶＨＣ１を特定する（ステップＳ１２０）。
【００９５】
さらに、ＥＣＵ４０は、ステップＳ１１０において取得されたモータジェネレータＭＧ１の動作点におけるモータジェネレータＭＧ１およびインバータ２０の損失関数ｆ１１（ＶＨ），ｆ１２（ＶＨ）を特定する（ステップＳ１３０）。より具体的には、ＥＣＵ４０は、図１５に示したマップＭＡＰ（ａ１１），ＭＡＰ（ｂ１１），ＭＡＰ（ｃ１１）を参照して、ステップＳ１１０において取得されたモータジェネレータＭＧ１の動作点における損失関数ｆ１１（ＶＨ）の二次項係数ａ１１、一次項係数ｂ１１、および定数項ｃ１１を特定する。また、ＥＣＵ４０は、図１５に示したＭＡＰ（ｂ１２），ＭＡＰ（ｃ１２）を参照して、ステップＳ１１０において取得されたモータジェネレータＭＧ１の動作点における損失関数ｆ１２（ＶＨ）の一次項係数ｂ１２および定数項ｃ１２を特定する。さらに、ＥＣＵ４０は、図１５に示したマップＭＡＰ（ＶＨ１）を参照して、ステップＳ１１０において取得されたモータジェネレータＭＧ１の動作点に対応する下限電圧ＶＨ１を特定する（ステップＳ１４０）。
【００９６】
モータジェネレータＭＧ２についても同様に、ＥＣＵ４０は、モータジェネレータＭＧ２のトルク指令値ＴＲ２および回転数Ｎ２を取得する（ステップＳ１５０）。そして、ＥＣＵ４０は、図１６に示したマップＭＡＰ（ＶＨＣ２）を参照して、ステップＳ１５０において取得されたモータジェネレータＭＧ２の動作点における切替電圧ＶＨＣ２を特定する（ステップＳ１６０）。
【００９７】
さらに、ＥＣＵ４０は、ステップＳ１５０において取得されたモータジェネレータＭＧ２の動作点におけるモータジェネレータＭＧ２およびインバータ３０の損失関数ｆ２１（ＶＨ），ｆ２２（ＶＨ）を特定する（ステップＳ１７０）。より具体的には、ＥＣＵ４０は、図１６に示したマップＭＡＰ（ａ２１），ＭＡＰ（ｂ２１），ＭＡＰ（ｃ２１）を参照して、ステップＳ１５０において取得されたモータジェネレータＭＧ２の動作点における損失関数ｆ２１（ＶＨ）の二次項係数ａ２１、一次項係数ｂ２１、および定数項ｃ２１を特定する。また、ＥＣＵ４０は、図１６に示したＭＡＰ（ｂ２２），ＭＡＰ（ｃ２２）を参照して、ステップＳ１５０において取得されたモータジェネレータＭＧ２の動作点における損失関数ｆ２２（ＶＨ）の一次項係数ｂ２２および定数項ｃ２２を特定する。さらに、ＥＣＵ４０は、図１６に示したマップＭＡＰ（ＶＨ２）を参照して、ステップＳ１５０において取得されたモータジェネレータＭＧ２の動作点に対応する下限電圧ＶＨ２を特定する（ステップＳ１８０）。
【００９８】
次いで、ＥＣＵ４０は、電流センサ５４（図１）によって検出される電流ＩＢを取得する（ステップＳ１９０）。そして、ＥＣＵ４０は、その取得された電流ＩＢにおける昇圧コンバータ１０の損失関数ｆ３（ＶＨ）を特定する（ステップＳ２００）。より具体的には、ＥＣＵ４０は、図１７に示したマップＭＡＰ（ａ３，ｂ３，ｃ３）を参照して、ステップＳ１９０において取得された電流ＩＢにおける損失関数ｆ３（ＶＨ）の二次項係数ａ３、一次項係数ｂ３、および定数項ｃ３を特定する。
【００９９】
図１９を参照して、ＥＣＵ４０は、ステップＳ１２０において特定された切替電圧ＶＨＣ１が、ステップＳ１６０において特定された切替電圧ＶＨＣ２よりも低いか否かを判定する（ステップＳ２１０）。切替電圧ＶＨＣ１が切替電圧ＶＨＣ２よりも低いと判定されると（ステップＳ２１０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ４０は、システム電圧ＶＨが切替電圧ＶＨＣ１以下である場合において、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２およびインバータ２０，３０ならびに昇圧コンバータ１０全体の損失の極小値を与えるシステム電圧ＶＨを示す電圧ＶＨＬ１１と、そのときの損失極小値ＬＳ１１を算出する（ステップＳ２２０）。
【０１００】
具体的には、ＥＣＵ４０は、損失関数ｆ１１（ＶＨ）に損失関数ｆ２１（ＶＨ）を加え、さらに損失関数ｆ３（ＶＨ）も加えることによって、システム全体の損失を示す関数ｆｔ１１（ＶＨ）を算出する。そして、ＥＣＵ４０は、関数ｆｔ１１（ＶＨ）を用いて、電圧ＶＨＬ１１および損失極小値ＬＳ１１を次式によって算出する。
【０１０１】
ＶＨＬ１１＝−（ｂ１１＋ｂ２１＋ｂ３）／{２×（ａ１１＋ａ２１＋ａ３）}  …（１０）
ＬＳ１１＝（ａ１１＋ａ２１＋ａ３）×ＶＨＬ１１2＋（ｂ１１＋ｂ２１＋ｂ３）×ＶＨＬ１１＋（ｃ１１＋ｃ２１＋ｃ３）  …（１１）
ここで、ａ１１，ｂ１１，ｃ１１は、ステップＳ１３０において特定された係数であり、ａ２１，ｂ２１，ｃ２１は、ステップＳ１７０において特定された係数であり、ａ３，ｂ３，ｃ３は、ステップＳ２００において特定された係数である。なお、式（１０）は、関数ｆｔ１１（ＶＨ）の導関数の値を０とすることによって得られるものである。
【０１０２】
また、ＥＣＵ４０は、システム電圧ＶＨが切替電圧ＶＨＣ１よりも高くかつ切替電圧ＶＨＣ２以下である場合において、システム全体の損失の極小値を与えるシステム電圧ＶＨを示す電圧ＶＨＬ１２と、そのときの損失極小値ＬＳ１２を算出する（ステップＳ２３０）。
【０１０３】
具体的には、ＥＣＵ４０は、損失関数ｆ１２（ＶＨ）に損失関数ｆ２１（ＶＨ）を加え、さらに損失関数ｆ３（ＶＨ）も加えることによって、システム全体の損失を示す関数ｆｔ１２（ＶＨ）を算出する。そして、ＥＣＵ４０は、関数ｆｔ１２（ＶＨ）を用いて、電圧ＶＨＬ１２および損失極小値ＬＳ１２を次式によって算出する。
【０１０４】
ＶＨＬ１２＝−（ｂ１２＋ｂ２１＋ｂ３）／{２×（ａ２１＋ａ３）}  …（１２）
ＬＳ１２＝（ａ２１＋ａ３）×ＶＨＬ１２2＋（ｂ１２＋ｂ２１＋ｂ３）×ＶＨＬ１２＋（ｃ１２＋ｃ２１＋ｃ３）  …（１３）
ここで、ｂ１２，ｃ１２は、ステップＳ１３０において特定された係数である。なお、式（１２）は、関数ｆｔ１２（ＶＨ）の導関数の値を０とすることによって得られるものである。
【０１０５】
さらに、ＥＣＵ４０は、システム電圧ＶＨが切替電圧ＶＨＣ２よりも高くかつ最大電圧ＶＨｍａｘ以下である場合において、システム全体の損失の極小値を与えるシステム電圧ＶＨを示す電圧ＶＨＬ１３と、そのときの損失極小値ＬＳ１３を算出する（ステップＳ２４０）。
【０１０６】
具体的には、ＥＣＵ４０は、損失関数ｆ１２（ＶＨ）に損失関数ｆ２２（ＶＨ）を加え、さらに損失関数ｆ３（ＶＨ）も加えることによって、システム全体の損失を示す関数ｆｔ１３（ＶＨ）を算出する。そして、ＥＣＵ４０は、関数ｆｔ１３（ＶＨ）を用いて、電圧ＶＨＬ１３および損失極小値ＬＳ１３を次式によって算出する。
【０１０７】
ＶＨＬ１３＝ＶＨＣ２  …（１４）
ＬＳ１３＝ａ３×ＶＨＬ１３2＋（ｂ１２＋ｂ２２＋ｂ３）×ＶＨＬ１３＋（ｃ１２＋ｃ２２＋ｃ３）  …（１５）
ここで、ｂ２２，ｃ２２は、ステップＳ１７０において特定された係数である。
【０１０８】
そして、ＥＣＵ４０は、上記において算出された損失極小値ＬＳ１１，ＬＳ１２，ＬＳ１３の中で最小のものを実現するシステム電圧を電圧ＶＨＬとして特定する（ステップＳ２５０）。具体的には、ＥＣＵ４０は、ＬＳ１１が最小のときはＶＨＬ＝ＶＨＬ１１とし、ＬＳ１２が最小のときはＶＨＬ＝ＶＨＬ１２とし、ＬＳ１３が最小のときはＶＨＬ＝ＶＨＬ１３とする。
【０１０９】
一方、ステップＳ２１０において切替電圧ＶＨＣ１が切替電圧ＶＨＣ２以上であると判定されると（ステップＳ２１０においてＮＯ）、ＥＣＵ４０は、システム電圧ＶＨが切替電圧ＶＨＣ２以下である場合において、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２およびインバータ２０，３０ならびに昇圧コンバータ１０全体の損失の極小値を与えるシステム電圧ＶＨを示す電圧ＶＨＬ２１と、そのときの損失極小値ＬＳ２１を算出する（ステップＳ２６０）。なお、電圧ＶＨＬ２１および損失極小値ＬＳ２１の算出方法は、それぞれステップＳ２２０における電圧ＶＨＬ１１および損失極小値ＬＳ１１の算出方法と同じである。
【０１１０】
また、ＥＣＵ４０は、システム電圧ＶＨが切替電圧ＶＨＣ２よりも高くかつ切替電圧ＶＨＣ１以下である場合において、システム全体の損失の極小値を与えるシステム電圧ＶＨを示す電圧ＶＨＬ２２と、そのときの損失極小値ＬＳ２２を算出する（ステップＳ２７０）。
【０１１１】
具体的には、ＥＣＵ４０は、損失関数ｆ１１（ＶＨ）に損失関数ｆ２２（ＶＨ）を加え、さらに損失関数ｆ３（ＶＨ）も加えることによって、システム全体の損失を示す関数ｆｔ２２（ＶＨ）を算出する。そして、ＥＣＵ４０は、関数ｆｔ２２（ＶＨ）を用いて、電圧ＶＨＬ２２および損失極小値ＬＳ２２を次式によって算出する。
【０１１２】
ＶＨＬ２２＝−（ｂ１１＋ｂ２２＋ｂ３）／{２×（ａ１１＋ａ３）}  …（１６）
ＬＳ２２＝（ａ１１＋ａ３）×ＶＨＬ２２2＋（ｂ１１＋ｂ２２＋ｂ３）×ＶＨＬ２２＋（ｃ１１＋ｃ２２＋ｃ３）  …（１７）
なお、式（１６）は、関数ｆｔ２２（ＶＨ）の導関数の値を０とすることによって得られるものである。
【０１１３】
さらに、ＥＣＵ４０は、システム電圧ＶＨが切替電圧ＶＨＣ１よりも高くかつ最大電圧ＶＨｍａｘ以下である場合において、システム全体の損失の極小値を与えるシステム電圧ＶＨを示す電圧ＶＨＬ２３と、そのときの損失極小値ＬＳ２３を算出する（ステップＳ２８０）。なお、電圧ＶＨＬ２３および損失極小値ＬＳ２３の算出方法は、それぞれステップＳ２４０における電圧ＶＨＬ１３および損失極小値ＬＳ１３の算出方法と同じである。
【０１１４】
そして、ＥＣＵ４０は、上記において算出された損失極小値ＬＳ２１，ＬＳ２２，ＬＳ２３の中で最小のものを実現するシステム電圧を電圧ＶＨＬとして特定する（ステップＳ２９０）。具体的には、ＥＣＵ４０は、ＬＳ２１が最小のときはＶＨＬ＝ＶＨＬ２１とし、ＬＳ２２が最小のときはＶＨＬ＝ＶＨＬ２２とし、ＬＳ２３が最小のときはＶＨＬ＝ＶＨＬ２３とする。
【０１１５】
ステップＳ２５０またはステップＳ２９０が実行されると、ＥＣＵ４０は、ステップＳ３００へ処理を移行する。ステップＳ３００，Ｓ３１０，Ｓ３２０において実行される処理は、それぞれ図１０に示したステップＳ８０，Ｓ９０，Ｓ１００において実行される処理と同じであるので、説明を繰り返さない。
【０１１６】
以上のように、この実施の形態３においては、システム電圧ＶＨの変化により制御モードが切替わる動作点における損失特性について、矩形波電圧制御モードが選択される領域とＰＷＭ制御モードが選択される領域とで異なる関数を用いて損失特性が近似される。これにより、電力損失がより正確に近似され、その結果、損失に基づくシステム電圧ＶＨの設定精度が高まる。したがって、この実施の形態３によれば、より確実に損失を抑制することができる。
【０１１７】
［実施の形態４］
この実施の形態４では、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転数が低いとき、昇圧コンバータ１０の損失低減を目的として、上アームのスイッチング素子Ｑ１を常時オン状態（下アームのスイッチング素子Ｑ２は常時オフ状態）とする非昇圧制御が実行される。非昇圧制御時は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２がスイッチング動作を行なわないので、スイッチング損失が発生しない。そのため、非昇圧制御と昇圧制御との切替点において昇圧コンバータ１０の損失特性に段差ができる。そこで、この実施の形態４では、昇圧コンバータ１０の損失特性について、非昇圧制御時と昇圧制御時とで異なる関数を用いて損失特性が近似される。
【０１１８】
図２０は、蓄電装置Ｂの電流ＩＢを一定としたときの、実施の形態４における昇圧コンバータ１０の損失特性の傾向を示す図である。図２０を参照して、電流ＩＢ毎に定められた切替電圧ＶＨＣ３をシステム電圧ＶＨが下回ると、非昇圧制御が実行される。上述のように、非昇圧領域では、昇圧コンバータ１０においてスイッチング損失が発生しないので、切替電圧ＶＨＣ３において損失特性に段差が生じる。そこで、この実施の形態４では、非昇圧領域と昇圧領域とで異なる関数を用いて昇圧コンバータ１０の損失特性が近似される。具体的には、蓄電装置Ｂの電流ＩＢの値毎に、システム電圧ＶＨの二次式から成る以下の関数で損失特性が近似される。
【０１１９】
ＶＨ＜ＶＨＣ３：ｆ３１（ＶＨ）＝ａ３１×ＶＨ2＋ｂ３１×ＶＨ＋ｃ３１…（１８）
ＶＨ≧ＶＨＣ３：ｆ３２（ＶＨ）＝ａ３２×ＶＨ2＋ｂ３２×ＶＨ＋ｃ３２…（１９）
ここで、ｆ３１（ＶＨ）は、非昇圧制御実行時の昇圧コンバータ１０の損失特性を示す関数であり、ａ３１，ｂ３１，ｃ３１は、それぞれｆ３１（ＶＨ）の二次項係数、一次項係数、および定数項である。また、ｆ３２（ＶＨ）は、昇圧制御実行時の昇圧コンバータ１０の損失特性を示す関数であり、ａ３２，ｂ３２，ｃ３２は、それぞれｆ３２（ＶＨ）の二次項係数、一次項係数、および定数項である。
【０１２０】
図２１は、実施の形態４における、昇圧コンバータ１０用のマップを示した図である。図２１を参照して、マップＭＡＰ（ａ３１，ｂ３１，ｃ３１）は、式（１８）に示した二次項係数ａ３１、一次項係数ｂ３１、および定数項ｃ３１のマップであり、電流ＩＢ毎に式（１８）の二次項係数ａ３１、一次項係数ｂ３１、および定数項ｃ３１を格納する。マップＭＡＰ（ａ３２，ｂ３２，ｃ３２）は、式（１９）に示した二次項係数ａ３２、一次項係数ｂ３２、および定数項ｃ３２のマップであり、電流ＩＢ毎に式（１９）の二次項係数ａ３２、一次項係数ｂ３２、および定数項ｃ３２を格納する。マップＭＡＰ（ＶＨＣ３）は、切替電圧ＶＨＣ３のマップであり、電流ＩＢ毎に切替電圧ＶＨＣ３を格納する。
【０１２１】
図２２，２３は、実施の形態４におけるＥＣＵ４０により実行されるシステム電圧ＶＨの設定処理の手順を説明するためのフローチャートである。図２２，２３を参照して、このフローチャートは、図１８，１９に示したフローチャートにおいて、ステップＳ１９２をさらに含み、ステップＳ２００に代えてステップＳ２０２を含み、ステップＳ２１０〜Ｓ２９０に代えてステップＳ２９５を含む。
【０１２２】
すなわち、ステップＳ１９０において、電流センサ５４（図１）によって検出される電流ＩＢが取得されると、ＥＣＵ４０は、図２１に示したマップＭＡＰ（ＶＨＣ３）を参照して、ステップＳ１９０において取得された電流ＩＢにおける切替電圧ＶＨＣ３を特定する（ステップＳ１９２）。そして、ＥＣＵ４０は、その取得された電流ＩＢにおける昇圧コンバータ１０の損失関数ｆ３１（ＶＨ），ｆ３２（ＶＨ）を特定する（ステップＳ２０２）。より具体的には、ＥＣＵ４０は、図２１に示したマップＭＡＰ（ａ３１，ｂ３１，ｃ３１）を参照して、ステップＳ１９０において取得された電流ＩＢにおける損失関数ｆ３１（ＶＨ）の二次項係数ａ３１、一次項係数ｂ３１、および定数項ｃ３１を特定する。また、ＥＣＵ４０は、図２１に示したマップＭＡＰ（ａ３２，ｂ３２，ｃ３２）を参照して、ステップＳ１９０において取得された電流ＩＢにおける損失関数ｆ３２（ＶＨ）の二次項係数ａ３２、一次項係数ｂ３２、および定数項ｃ３２を特定する。
【０１２３】
図２３を参照して、ＥＣＵ４０は、ステップＳ１２０，Ｓ１６０，Ｓ１９２（図２２）においてそれぞれ特定された切替電圧ＶＨＣ１，ＶＨＣ２，ＶＨＣ３の大小関係によって場合分けを行ない、各場合におけるモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２およびインバータ２０，３０ならびに昇圧コンバータ１０全体の損失の極小値を算出する。そして、ＥＣＵ４０は、算出された極小値の中で最小のものを実現するシステム電圧を電圧ＶＨＬとして特定する（ステップＳ２９５）。その後、ＥＣＵ４０は、ステップＳ３００へ処理を移行する。
【０１２４】
なお、上記においては、昇圧コンバータ１０の損失特性をシステム電圧ＶＨの二次関数で近似したが、実施の形態２の説明においても付言したように、昇圧コンバータ１０の損失特性をシステム電圧ＶＨの一次関数で近似してもよい。
【０１２５】
以上のように、この実施の形態４においては、昇圧コンバータ１０の非昇圧制御を実行可能である。そして、昇圧コンバータ１０の損失特性について、昇圧領域と非昇圧領域とで異なる関数を用いて損失特性が近似される。これにより、昇圧コンバータ１０の損失がより正確に近似され、その結果、損失に基づくシステム電圧ＶＨの設定精度が高まる。したがって、この実施の形態４によっても、より確実に損失を抑制することができる。
【０１２６】
［実施の形態５］
上記の各実施の形態によれば、電力損失を関数近似し、その関数を用いてシステム電圧ＶＨを算出するので、システム電圧ＶＨを設定するためのマップ数を少なくすることができる。一方、この実施の形態５では、ＥＣＵのメモリリソースが十分にあるものとして、電力損失を関数近似することなく、システム電圧ＶＨの設定値を全てマップで持つ方法が示される。
【０１２７】
この実施の形態５では、モータジェネレータＭＧ１のある動作点について、モータジェネレータＭＧ２の動作点毎のシステム電圧ＶＨ設定値を格納するマップが作成され、そのようなマップをモータジェネレータＭＧ１の動作点毎に持つというものである。すなわち、モータジェネレータＭＧ１（あるいはＭＧ２）の動作点分のマップが存在する。
【０１２８】
図２４，２５は、実施の形態５におけるマップ構成を説明するための図である。図２４は、システム電圧ＶＨの設定に用いるマップを特定するための上位マップを示した図である。図２４を参照して、この上位マップは、モータジェネレータＭＧ１の動作点（トルクおよび回転数）毎に、システム電圧ＶＨの設定に用いるマップの情報を格納する。
【０１２９】
図２５は、図２４に示した上位マップによって特定される各マップを示した図である。図２５を参照して、各マップは、対応のモータジェネレータＭＧ１の動作点における、モータジェネレータＭＧ２の動作点毎のシステム電圧ＶＨ設定値を格納する。すなわち、この図２５に示される複数のマップは、モータジェネレータＭＧ１の動作点の数だけ存在し、各マップは、モータジェネレータＭＧ２の動作点毎にシステム電圧ＶＨの目標値を格納する。
【０１３０】
図２６は、実施の形態５におけるＥＣＵ４０により実行されるシステム電圧ＶＨの設定処理の手順を説明するためのフローチャートである。図２６を参照して、ＥＣＵ４０は、モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値ＴＲ１および回転数Ｎ１を取得する（ステップＳ４１０）。そして、ＥＣＵ４０は、図２４に示したマップを参照して、ステップＳ４１０において取得されたモータジェネレータＭＧ１の動作点に対応するマップを特定する（ステップＳ４２０）。
【０１３１】
次いで、ＥＣＵ４０は、モータジェネレータＭＧ２のトルク指令値ＴＲ２および回転数Ｎ２を取得する（ステップＳ４３０）。そして、ＥＣＵ４０は、ステップＳ４２０において特定されたマップを参照して、ステップＳ４３０において取得されたモータジェネレータＭＧ２の動作点に対応するシステム電圧ＶＨの目標値を特定する（ステップＳ４４０）。
【０１３２】
なお、特に図示しないが、モータジェネレータＭＧ２のある動作点について、モータジェネレータＭＧ１の動作点毎のシステム電圧ＶＨ設定値を格納するマップを作成し、そのようなマップをモータジェネレータＭＧ２の動作点毎に持つようにしてもよい。
【０１３３】
以上のように、この実施の形態５によっても、システム全体の損失を最小にすることができる。
【０１３４】
なお、上記の各実施の形態においては、ハイブリッド自動車１００は、２つのモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を備え、これらを含むシステムの損失最小化を図るものとしたが、モータジェネレータを一つしか備えない車両や、他のモータジェネレータをさらに備える車両にも、この発明は適用可能である。すなわち、機器毎にシステム電圧の二次式または一次式で損失特性を近似することによって、上記と同様の考え方でシステム全体の損失最小化を図ることが可能である。
【０１３５】
なお、上記において、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、この発明における「少なくとも１つの電動機」の一実施例に対応し、インバータ２０，３０は、この発明における「駆動部」の一実施例に対応する。また、昇圧コンバータ１０は、この発明における「昇圧回路」の一実施例に対応し、ＥＣＵ４０は、この発明における「制御装置」の一実施例に対応する。
【０１３６】
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、上記した実施の形態の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】
【０１３７】
２  エンジン、３  動力分割装置、４  駆動輪、１０  昇圧コンバータ、２０，３０  インバータ、４０  ＥＣＵ、５２，５６  電圧センサ、５４  電流センサ、５８，６０  回転位置センサ、７０，７６  ＰＷＭ制御部、７２，７８  矩形波電圧制御部、７４，８０  制御モード切替部、８２  システム電圧設定部、８４  コンバータ制御部、１００  ハイブリッド自動車、Ｂ  蓄電装置、ＳＭＲ  システムメインリレー、ＰＬ１，ＰＬ２  正極線、ＮＬ  負極線、Ｃ  コンデンサ、Ｑ１，Ｑ２  スイッチング素子、Ｄ１，Ｄ２  ダイオード、Ｌ  リアクトル、ＭＧ１，ＭＧ２  モータジェネレータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【国際調査報告】
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