(57)【要約】【課題】  出力電圧および電源からの直流電流の振動を抑制可能な電圧変換装置を提供する。【解決手段】  制御装置３０は、トルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）およびモータ回転数ＭＲＮ１（またはＭＲＮ２）に基づいて昇圧コンバータ１２の電圧指令値を演算し、その演算した電圧指令値と電圧センサー１２からの直流電圧Ｖｂとに基づいてＮＰＮトランジスタＱ１のオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を演算する。そして、制御装置３０は、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１がデッドタイムの影響を受けるときであって、かつ直流電圧Ｖｂが所定の設定値よりも小さいとき、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を１．０に固定して昇圧動作または降圧動作を行なうようにＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２を制御する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インバータへの入力電圧を可変する電圧変換装置であって、
上アームおよび下アームを含み、前記上アームおよび前記下アームのスイッチング動作により電源と前記インバータとの間で電圧変換を行なう電圧変換器と、
前記スイッチング動作におけるデューティーが受ける前記電圧変換器のデッドタイムの影響を低減するように前記電圧変換器を制御する制御装置とを備える、電圧変換装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記電圧変換の電圧指令値が電源電圧よりも大きく、かつ、所定電圧よりも小さいときであって、かつ、前記電源電圧が所定の設定値よりも小さいとき、前記デューティーを、前記電圧変換の停止状態を指示するデューティーに設定して前記電圧変換器を制御する、請求項１に記載の電圧変換装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記電圧指令値が前記電源電圧よりも大きく、かつ、前記所定電圧よりも小さいときであって、かつ、前記電源電圧が前記所定の設定値以上のとき、前記デューティーを、前記電圧変換の実行状態を指示するデューティーに設定して前記電圧変換器を制御する、請求項２に記載の電圧変換装置。
【請求項４】
前記所定の設定値は、前記電源の許容最大電圧と、前記電圧変換器が前記電圧変換の停止状態に移行するときの前記電源の直流電流の最大値と、前記電源の内部抵抗とに基づいて設定される、請求項３に記載の電圧変換装置。
【請求項５】
前記内部抵抗は、前記電源が取り得る内部抵抗の最大値に設定される、請求項４に記載の電圧変換装置。
【請求項６】
前記内部抵抗は、前記内部抵抗の測定値に設定される、請求項４に記載の電圧変換装置。
【請求項７】
前記内部抵抗は、前記電源の温度に基づいて設定される、請求項４に記載の電圧変換装置。
【請求項８】
前記直流電流の最大値は、前記電圧変換器の出力電圧の検出値と、前記電源電圧の検出値とに基づいて設定される、請求項４から請求項７のいずれか１項に記載の電圧変換装置。
【請求項９】
インバータへの入力電圧を可変する電圧変換装置であって、
第１のオンデューティーでオンされる上アームと、１から前記第１のオンデューティーを減算した第２のオンデューティーでオンされる下アームとを含み、前記上アームおよび前記下アームのスイッチング動作により電源と前記インバータとの間で電圧変換を行なう電圧変換器と、
前記電圧変換器の電圧変換における電圧指令値に基づいて演算された前記第１のオンデューティーが前記上アームおよび前記下アームのデッドタイムの影響を受けるときであって、かつ、電源電圧が前記デッドタイムの影響を受けるとき、前記第１のオンデューティーを好適なオンデューティーに設定して前記上アームおよび前記下アームをスイッチング制御する制御装置とを備える、電圧変換装置。
【請求項１０】
前記制御装置は、前記電圧指令値に基づいて演算された前記第１のオンデューティーが最大有効オンデューティーよりも大きく、かつ前記上アームを制御周期長にわたってオンし続ける最長オンデューティーよりも小さいときであって、かつ、前記電源電圧が所定の設定値以上のとき、前記第１のオンデューティーを前記最大有効オンデューティーに設定して前記上アームおよび前記下アームをスイッチング制御し、
前記最大有効オンデューティーは、前記制御周期長から前記デッドタイムを減算した実効制御周期長を前記制御周期長で除算した値であり、
前記所定の設定値は、前記電源の許容最大電圧から前記第１のオンデューティーが前記最長オンデューティーに移行するときの前記電源の直流電流の最大値と前記電源の内部抵抗との積を減算した値である、請求項９に記載の電圧変換装置。
【請求項１１】
前記制御装置は、前記電圧指令値に基づいて演算された前記第１のオンデューティーが最大有効オンデューティーよりも大きく、かつ前記上アームを制御周期長にわたってオンし続ける最長オンデューティーよりも小さいときであって、かつ、前記電源電圧が所定の設定値よりも小さいとき、前記第１のオンデューティーを前記最長オンデューティーに設定して前記上アームおよび前記下アームをスイッチング制御する、請求項１０に記載の電圧変換装置。
【請求項１２】
前記制御装置は、前記電圧変換器の電圧変換の電圧指令値が電源電圧よりも大きく、かつ、所定電圧よりも低いとき、前記デューティーを、前記所定電圧以上の電圧を前記電圧指令値としたときの第１のデューティーと前記電源電圧を前記電圧指令値としたときの第２のデューティーとを用いて設定して前記電圧変換器を制御する、請求項１に記載の電圧変換装置。
【請求項１３】
前記制御装置は、前記電源の直流電流にサージが生じ得るとき、前記デューティーを、前記所定電圧以上の電圧を前記電圧指令値としたときの第１のデューティーと前記電源電圧を前記電圧指令値としたときの第２のデューティーとを用いて設定して前記電圧変換器を制御する、請求項１に記載の電圧変換装置。
【請求項１４】
前記制御装置は、前記第１のデューティーと前記第２のデューティーとを所定の割合で切換えることにより、前記デューティーを設定する、請求項１２または請求項１３に記載の電圧変換装置。
【請求項１５】
インバータへの入力電圧を可変する電圧変換装置であって、
第１のオンデューティーでオンされる上アームと、１から前記第１のオンデューティーを減算した第２のオンデューティーでオンされる下アームとを含み、前記上アームおよび前記下アームのスイッチング動作により電源と前記インバータとの間で電圧変換を行なう電圧変換器と、
前記電圧変換器の電圧変換における電圧指令値に基づいて演算された前記第１のオンデューティーが前記上アームおよび前記下アームのデッドタイムの影響を受けるとき、前記第１のオンデューティーを、最大有効オンデューティーと前記上アームを制御周期長にわたってオンし続ける最長オンデューティーとを所定の割合で切換えることにより設定して前記上アームおよび前記下アームをスイッチング制御する制御装置とを備え、
前記最大有効オンデューティーは、前記制御周期長から前記デッドタイムを減算した実効制御周期長を前記制御周期長で除算した値である、電圧変換装置。
【請求項１６】
前記制御装置は、前記電圧変換器の電圧変換の電圧指令値が電源電圧よりも大きく、かつ、所定電圧よりも小さいとき、前記上アームおよび前記下アームをスイッチング制御するキャリア周波数を変更して前記電圧変換器を制御する、請求項１に記載の電圧変換装置。
【請求項１７】
前記制御装置は、前記電圧変換器の出力電圧を降圧制御しているとき、または前記電圧変換器の出力電圧を昇圧制御しているときであって、前記電圧指令値が前記電源電圧よりも大きく、かつ、前記所定電圧よりも小さいとき、前記キャリア周波数を変更する、請求項１６に記載の電圧変換装置。
【請求項１８】
前記制御装置は、前記電圧変換器の出力電圧を降圧制御しているときであって、前記電圧指令値が前記電源電圧よりも大きく、かつ、前記所定電圧よりも小さいとき、前記キャリア周波数を変更する、請求項１６に記載の電圧変換装置。
【請求項１９】
前記所定電圧は、前記電圧変換器のデッドタイムに基づいて決定される、請求項２から請求項８、請求項１２から請求項１４および請求項１７から請求項１８のいずれか１項に記載の電圧変換装置。
【請求項２０】
インバータへの入力電圧を可変する電圧変換装置であって、
第１のオンデューティーでオンされる上アームと、１から前記第１のオンデューティーを減算した第２のオンデューティーでオンされる下アームとを含み、前記上アームおよび前記下アームのスイッチング動作により電源と前記インバータとの間で電圧変換を行なう電圧変換器と、
前記電圧変換器の電圧変換における電圧指令値に基づいて演算された前記第１のオンデューティーが前記上アームおよび前記下アームのデッドタイムの影響を受けるとき、前記第１のオンデューティーの増加に応じて前記上アームおよび前記下アームをスイッチング制御するキャリア周波数を変更して前記上アームおよび前記下アームをスイッチング制御する制御装置とを備える、電圧変換装置。
【請求項２１】
前記制御装置は、前記電圧変換の開始時の所定の期間と、前記電圧変換の停止移行時の所定の期間とにおいて、前記キャリア周波数を変更する、請求項２０に記載の電圧変換装置。
【請求項２２】
電圧変換装置における電圧変換の制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体であって、
前記電圧変換装置は、
第１のオンデューティーでオンされる上アームと、１から前記第１のオンデューティーを減算した第２のオンデューティーでオンされる下アームとを含み、前記上アームおよび前記下アームのスイッチング動作により電源と前記インバータとの間で電圧変換を行なう電圧変換器を備え、
プログラムは、
前記電圧変換の電圧指令値に基づいて第１のオンデューティーを演算する第１のステップと、
前記演算された第１のオンデューティーが前記上アームおよび前記下アームのデッドタイムの影響を受けるか否かを判定する第２のステップと、
前記第１のオンデューティーが前記デッドタイムの影響を受けると判定されたとき、電源電圧が前記デッドタイムの影響を受けるか否かを判定する第３のステップと、
前記電源電圧が前記デッドタイムの影響を受けると判定されたとき、前記第１のオンデューティーを好適なオンデューティーに設定して前記上アームおよび前記下アームをスイッチング制御する第４のステップとをコンピュータに実行させる、コンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
【請求項２３】
前記第２のステップは、
前記デッドタイムを用いて最大有効オンデューティーを演算する第１のサブステップと、
前記演算された第１のオンデューティーが前記最大有効オンデューティーよりも大きく、かつ、前記上アームを制御周期長にわたってオンし続ける最長オンデューティーよりも小さいか否かを判定する第２のサブステップと、
前記第１のオンデューティーが前記最大有効オンデューティーよりも大きく、かつ、前記最長オンデューティーよりも小さいとき、前記第１のオンデューティーが前記デッドタイムの影響を受けると判定する第３のサブステップと、
前記第１のオンデューティーが前記最大有効オンデューティー以下、または、前記最長オンデューティーであるとき、前記第１のオンデューティーが前記デッドタイムの影響を受けないと判定する第４のサブステップとを含み、
前記最大有効オンデューティーは、前記制御周期長から前記デッドタイムを減算した実効制御周期長を前記制御周期長で除算した値である、請求項２２に記載のコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
【請求項２４】
前記第３のステップは、
前記電源電圧が所定の設定値よりも小さいか否かを判定する第５のサブステップと、
前記電源電圧が前記所定の設定値以上のとき、前記電源電圧が前記デッドタイムの影響を受けると判定する第６のサブステップと、
前記電源電圧が前記所定の設定値よりも小さいとき、前記電源電圧が前記デッドタイムの影響を受けないと判定する第７のサブステップとを含み、
前記所定の設定値は、前記電源の許容最大電圧から前記第１のオンデューティーが前記最長オンデューティーに移行するときの前記電源の直流電流の最大値と前記電源の内部抵抗との積を減算した値である、請求項２３に記載のコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
【請求項２５】
前記第４のステップは、前記電源電圧が前記デッドタイムの影響を受けると判定されたとき、前記第１のオンデューティーを前記最大有効オンデューティーに設定して前記上アームおよび前記下アームをスイッチング制御する、請求項２４に記載のコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
【請求項２６】
前記電源電圧が前記デッドタイムの影響を受けないと判定されたとき、前記第１のオンデューティーを前記最長オンデューティーに設定して前記上アームおよび前記下アームをスイッチング制御する第５のステップをさらにコンピュータに実行させる、請求項２５に記載のコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
【請求項２７】
電圧変換装置における電圧変換の制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体であって、
前記電圧変換装置は、
第１のオンデューティーでオンされる上アームと、１から前記第１のオンデューティーを減算した第２のオンデューティーでオンされる下アームとを含み、前記上アームおよび前記下アームのスイッチング動作により電源と前記インバータとの間で電圧変換を行なう電圧変換器を備え、
プログラムは、
前記電圧変換の電圧指令値に基づいて第１のオンデューティーを演算する第１のステップと、
前記演算された第１のオンデューティーが前記上アームおよび前記下アームのデッドタイムの影響を受けるか否かを判定する第２のステップと、
前記第１のオンデューティーが前記デッドタイムの影響を受けると判定されたとき、前記第１のオンデューティーを、最大有効オンデューティーと前記上アームを制御周期長にわたってオンし続ける最長オンデューティーとを用いて設定して前記上アームおよび前記下アームをスイッチング制御する第３のステップとをコンピュータに実行させる、コンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体
【請求項２８】
前記第２のステップは、
前記デッドタイムを用いて最大有効オンデューティーを演算する第１のサブステップと、
前記演算された第１のオンデューティーが前記最大有効オンデューティーよりも大きく、かつ、前記上アームを制御周期長にわたってオンし続ける最長オンデューティーよりも小さいか否かを判定する第２のサブステップと、
前記第１のオンデューティーが前記最大有効オンデューティーよりも大きく、かつ、前記最長オンデューティーよりも小さいとき、前記第１のオンデューティーが前記デッドタイムの影響を受けると判定する第３のサブステップと、
前記第１のオンデューティーが前記最大有効オンデューティー以下、または、前記最長オンデューティーであるとき、前記第１のオンデューティーが前記デッドタイムの影響を受けないと判定する第４のサブステップとを含み、
前記最大有効オンデューティーは、前記制御周期長から前記デッドタイムを減算した実効制御周期長を前記制御周期長で除算した値である、請求項２７に記載のコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
【請求項２９】
前記第２のステップは、
前記電源の直流電流を検出する第１のサブステップと、
前記検出された電源の直流電流の出力波形の傾きが所定の閾値よりも大きいか否かを判定する第２のサブステップと、
前記電源の直流電流の出力波形の傾きが前記所定の閾値よりも大きいとき、前記第１のオンデューティーが前記デッドタイムの影響を受けると判定する第３のサブステップと、
前記電源の直流電流の出力波形の傾きが前記所定の閾値以下のとき、前記第１のオンデューティーが前記デッドタイムの影響を受けないと判定する第４のサブステップとを含む、請求項２７に記載のコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
【請求項３０】
前記第３のステップは、前記最大有効オンデューティーと前記最長オンデューティーとを所定の割合で切換えることにより、前記オンデューティーを設定する、請求項２７から請求項２９のいずれか１項に記載のコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
【請求項３１】
電圧変換装置における電圧変換の制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体であって、
前記電圧変換装置は、
第１のオンデューティーでオンされる上アームと、１から前記第１のオンデューティーを減算した第２のオンデューティーでオンされる下アームとを含み、前記上アームおよび前記下アームのスイッチング動作により電源と前記インバータとの間で電圧変換を行なう電圧変換器を備え、
プログラムは、
前記電圧変換の電圧指令値に基づいて第１のオンデューティーを演算する第１のステップと、
前記演算された第１のオンデューティーが前記上アームおよび前記下アームのデッドタイムの影響を受けるか否かを判定する第２のステップと、
前記第１のオンデューティーが前記デッドタイムの影響を受けると判定されたとき、前記上アームおよび前記下アームをスイッチング制御するキャリア周波数を変更して前記上アームおよび前記下アームをスイッチング制御する第３のステップとをコンピュータに実行させる、コンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
【請求項３２】
前記第２のステップは、
前記電圧変換器の出力電圧が降圧制御されているか、または昇圧制御されているかを判定する第１のサブステップと、
前記電圧変換器の出力電圧が降圧制御されているとき、前記第１のオンデューティーが前記デッドタイムの影響を受けると判定する第２のサブステップと、
前記電圧変換器の出力電圧が昇圧制御されているとき、前記第１のオンデューティーが前記デッドタイムの影響を受けないと判定する第３のサブステップとを含む、請求項３１に記載のコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
【請求項３３】
前記第３のステップは、前記第１のオンデューティーの増加に応じて前記キャリア周波数を変更させる、請求項３１または請求項３２に記載のコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
【請求項３４】
前記第３のステップは、前記電圧変換の開始時の所定の期間と、前記電圧変換の停止移行時の所定の期間とにおいて、前記キャリア周波数を変更させる、請求項３１または請求項３２に記載のコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電圧変換装置および電圧変換装置における電圧変換の制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、環境に配慮した自動車として、ハイブリッド自動車（Hybrid Vehicle）および電気自動車（Electric Vehicle）が注目されている。ハイブリッド自動車は、従来のエンジンに加え、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。つまり、エンジンを駆動することにより動力源を得るとともに、直流電源からの直流電圧をインバータによって交流電圧に変換し、その変換した交流電圧によりモータを回転することによって動力源を得るものである。
【０００３】
また、電気自動車は、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。
【０００４】
このようなハイブリッド自動車または電気自動車においては、直流電源からの直流電圧を昇圧コンバータによって昇圧し、その昇圧した直流電圧がモータを駆動するインバータに供給される構成も検討されている（たとえば特許文献１および２参照）。
【０００５】
そして、昇圧コンバータは、インバータの電源ラインとアースラインとの間に直列に接続された２つのＮＰＮトランジスタと、一方端が２つのＮＰＮトランジスタの中間点に接続され、他方端が電源の電源ラインに接続されたリアクトルとからなる。
【０００６】
昇圧コンバータは、電源ライン側に接続されたＮＰＮトランジスタ（上アーム）と、アースライン側に接続されたＮＰＮトランジスタ（下アーム）とを所定のデューティー比でオン／オフすることにより電源からの直流電圧を昇圧してインバータへ供給し、インバータからの直流電圧を降圧して電源へ供給する。
【０００７】
そして、昇圧コンバータを構成する上アームおよび下アームは、電源ラインとアースラインとに直列に接続されているため、上アームおよび下アームを同時にオンすることを防止する必要がある。そのため、上アームおよび下アームをスイッチング制御する制御信号には、上アームおよび下アームが同時にオンされるのを防止するためのデッドタイムが設けられている。
【０００８】
図２８は、上アームおよび下アームを制御する制御信号のタイミングチャートである。
【０００９】
図２８を参照して、上アームおよび下アームは、各制御周期長Ｔにおいて所定のデューティー比でオン／オフされる。そして、下アームがタイミングｔ１までオンされ、上アームがタイミングｔ１までオフされた後、タイミングｔ１で上アームをオンし、下アームをオフすると、上アームと下アームとで同時にオンされる虞があるため、タイミングｔ１で下アームをオフし、その後一定のデッドタイムを経過したタイミングｔ２で上アームをオンするようにしている。
【特許文献１】特開平８−２１４５９２号公報
【特許文献２】特開２００５−５１８９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、昇圧コンバータの電圧指令値が電源電圧に非常に近い場合、上アームのオンデューティー（上アームがオンされている期間を意味する）が、たとえば、０．９８と非常に大きくなる。そうすると、この０．９８のオンデューティーは、デッドタイムにより侵食されるため、上アームをオンすべき期間を確保することができない。すなわち、オンデューティーにおいて、１．０に非常に近い領域には、デッドタイムにより本来のオンデューティーを確保できないという不感帯が生じることになる。
【００１１】
図２９は、上アームのオンデューティーおよび電圧のタイミングチャートである。
【００１２】
図２９を参照して、タイミングｔ０で電源電圧Ｖｂからの昇圧動作が開始されたとすると、電圧指令値は、電源電圧Ｖｂから上昇し始める。しかし、タイミングｔ０からタイミングｔ１までの間、電圧指令値は、電源電圧Ｖｂに非常に近いため、電圧指令値に基づいて演算された上アームのオンデューティーは、上アームのデッドタイムによって侵食され、本来のオンデューティーを確保できない。その結果、上アームのオンデューティーが、たとえば、１．０〜０．９５の範囲ではリニアに制御されず、振動する（図２９の（ｂ）参照）。そうすると、昇圧コンバータの出力電圧も振動する（図２９の（ａ）参照）。
【００１３】
そして、電圧指令値に基づいて演算された上アームのオンデューティーが、たとえば、０．９５に到達すると、オンデューティーは、デッドタイムによって侵食されず、リニアに制御できるようになる。
【００１４】
このように、電圧指令値が電源電圧Ｖｂに非常に近い領域では、上アームのオンデューティーがデッドタイムによって侵食され、昇圧コンバータの出力電圧が振動し、電源からの直流電流も振動する。その結果、電源を破損する可能性がある。
【００１５】
また、上アームのオンデューティーは、昇圧動作の実行中においては、上述した不感帯により、本来のオンデューティーを確保できず、昇圧動作が停止されたタイミングにおいて、１．０に急に変化する。このとき、オンデューティーの急な変化に伴なって、昇圧コンバータの出力電圧は、電源電圧Ｖｂに急激に低下する。これにより、電源からの直流電流は急激に増加する。結果として、電源は、過大な直流電流が流れることによって性能が劣化され、その寿命が短命化されてしまう。
【００１６】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、出力電圧の振動を抑制可能な電圧変換装置を提供することである。
【００１７】
また、この発明の別の目的は、出力電圧の振動を抑制可能な電圧変換の制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
この発明によれば、インバータへの入力電圧を可変する電圧変換装置であって、上アームおよび下アームを含み、上アームおよび下アームのスイッチング動作により電源とインバータとの間で電圧変換を行なう電圧変換器と、スイッチング動作におけるデューティーが受ける電圧変換器のデッドタイムの影響を低減するように電圧変換器を制御する制御装置とを備える。
【００１９】
好ましくは、制御装置は、電圧変換の電圧指令値が電源電圧よりも大きく、かつ、所定電圧よりも小さいときであって、かつ、電源電圧が所定の設定値よりも小さいとき、デューティーを、電圧変換の停止状態を指示するデューティーに設定して電圧変換器を制御する。
【００２０】
好ましくは、制御装置は、電圧指令値が電源電圧よりも大きく、かつ、所定電圧よりも小さいときであって、かつ、電源電圧が所定の設定値以上のとき、デューティーを、電圧変換の実行状態を指示するデューティーに設定して電圧変換器を制御する。
【００２１】
好ましくは、所定の設定値は、電源の許容最大電圧と、電圧変換器が電圧変換の停止状態に移行するときの電源の直流電流の最大値と、電源の内部抵抗とに基づいて設定される。
【００２２】
好ましくは、内部抵抗は、電源が取り得る内部抵抗の最大値に設定される。
【００２３】
好ましくは、内部抵抗は、内部抵抗の測定値に設定される。
【００２４】
好ましくは、内部抵抗は、電源の温度に基づいて設定される。
【００２５】
好ましくは、直流電流の最大値は、電圧変換器の出力電圧の検出値と、電源電圧の検出値とに基づいて設定される。
【００２６】
この発明によれば、インバータへの入力電圧を可変する電圧変換装置であって、第１のオンデューティーでオンされる上アームと、１から第１のオンデューティーを減算した第２のオンデューティーでオンされる下アームとを含み、上アームおよび下アームのスイッチング動作により電源とインバータとの間で電圧変換を行なう電圧変換器と、電圧変換器の電圧変換における電圧指令値に基づいて演算された第１のオンデューティーが上アームおよび下アームのデッドタイムの影響を受けるときであって、かつ、電源電圧がデッドタイムの影響を受けるとき、第１のオンデューティーを好適なオンデューティーに設定して上アームおよび下アームをスイッチング制御する制御装置とを備える。
【００２７】
好ましくは、制御装置は、電圧指令値に基づいて演算された第１のオンデューティーが最大有効オンデューティーよりも大きく、かつ上アームを制御周期長にわたってオンし続ける最長オンデューティーよりも小さいときであって、かつ、電源電圧が所定の設定値以上のとき、第１のオンデューティーを最大有効オンデューティーに設定して上アームおよび下アームをスイッチング制御する。最大有効オンデューティーは、制御周期長からデッドタイムを減算した実効制御周期長を制御周期長で除算した値である。所定の設定値は、電源の許容最大電圧から第１のオンデューティーが最長オンデューティーに移行するときの電源の直流電流の最大値と電源の内部抵抗との積を減算した値である。
【００２８】
好ましくは、制御装置は、電圧指令値に基づいて演算された第１のオンデューティーが最大有効オンデューティーよりも大きく、かつ上アームを制御周期長にわたってオンし続ける最長オンデューティーよりも小さいときであって、かつ、電源電圧が所定の設定値よりも小さいとき、第１のオンデューティーを最長オンデューティーに設定して上アームおよび下アームをスイッチング制御する。
【００２９】
好ましくは、制御装置は、電圧変換器の電圧変換の電圧指令値が電源電圧よりも大きく、かつ、所定電圧よりも低いとき、デューティーを、所定電圧以上の電圧を電圧指令値としたときの第１のデューティーと電源電圧を電圧指令値としたときの第２のデューティーとを用いて設定して電圧変換器を制御する。
【００３０】
好ましくは、制御装置は、電源の直流電流にサージが生じ得るとき、デューティーを、所定電圧以上の電圧を電圧指令値としたときの第１のデューティーと電源電圧を電圧指令値としたときの第２のデューティーとを用いて設定して電圧変換器を制御する。
【００３１】
好ましくは、制御装置は、第１のデューティーと第２のデューティーとを所定の割合で切換えることにより、デューティーを設定する。
【００３２】
この発明によれば、インバータへの入力電圧を可変する電圧変換装置であって、第１のオンデューティーでオンされる上アームと、１から第１のオンデューティーを減算した第２のオンデューティーでオンされる下アームとを含み、上アームおよび下アームのスイッチング動作により電源とインバータとの間で電圧変換を行なう電圧変換器と、電圧変換器の電圧変換における電圧指令値に基づいて演算された第１のオンデューティーが上アームおよび下アームのデッドタイムの影響を受けるとき、第１のオンデューティーを、最大有効オンデューティーと上アームを制御周期長にわたってオンし続ける最長オンデューティーとを所定の割合で切換えることにより設定して上アームおよび下アームをスイッチング制御する制御装置とを備える。最大有効オンデューティーは、制御周期長からデッドタイムを減算した実効制御周期長を制御周期長で除算した値である。
【００３３】
好ましくは、制御装置は、電圧変換器の電圧変換の電圧指令値が電源電圧よりも大きく、かつ、所定電圧よりも小さいとき、上アームおよび下アームをスイッチング制御するキャリア周波数を変更して電圧変換器を制御する。
【００３４】
好ましくは、制御装置は、電圧変換器の出力電圧を降圧制御しているとき、または電圧変換器の出力電圧を昇圧制御しているときであって、電圧指令値が電源電圧よりも大きく、かつ、所定電圧よりも小さいとき、キャリア周波数を変更する。
【００３５】
好ましくは、制御装置は、電圧変換器の出力電圧を降圧制御しているときであって、電圧指令値が電源電圧よりも大きく、かつ、所定電圧よりも小さいとき、キャリア周波数を変更する。
【００３６】
好ましくは、所定電圧は、電圧変換器のデッドタイムに基づいて決定される。
【００３７】
この発明によれば、インバータへの入力電圧を可変する電圧変換装置であって、第１のオンデューティーでオンされる上アームと、１から第１のオンデューティーを減算した第２のオンデューティーでオンされる下アームとを含み、上アームおよび下アームのスイッチング動作により電源とインバータとの間で電圧変換を行なう電圧変換器と、電圧変換器の電圧変換における電圧指令値に基づいて演算された第１のオンデューティーが上アームおよび下アームのデッドタイムの影響を受けるとき、第１のオンデューティーの増加に応じて上アームおよび下アームをスイッチング制御するキャリア周波数を変更して上アームおよび下アームをスイッチング制御する制御装置とを備える。
【００３８】
好ましくは、制御装置は、電圧変換の開始時の所定の期間と、電圧変換の停止移行時の所定の期間とにおいて、キャリア周波数を変更する。
【００３９】
この発明によれば、コンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体は、電圧変換装置における電圧変換の制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体である。電圧変換装置は、第１のオンデューティーでオンされる上アームと、１から第１のオンデューティーを減算した第２のオンデューティーでオンされる下アームとを含み、上アームおよび下アームのスイッチング動作により電源とインバータとの間で電圧変換を行なう電圧変換器を備える。プログラムは、電圧変換の電圧指令値に基づいて第１のオンデューティーを演算する第１のステップと、演算された第１のオンデューティーが上アームおよび下アームのデッドタイムの影響を受けるか否かを判定する第２のステップと、第１のオンデューティーがデッドタイムの影響を受けると判定されたとき、電源電圧がデッドタイムの影響を受けるか否かを判定する第３のステップと、電源電圧がデッドタイムの影響を受けると判定されたとき、第１のオンデューティーを好適なオンデューティーに設定して上アームおよび下アームをスイッチング制御する第４のステップとをコンピュータに実行させる。
【００４０】
好ましくは、第２のステップは、デッドタイムを用いて最大有効オンデューティーを演算する第１のサブステップと、演算された第１のオンデューティーが最大有効オンデューティーよりも大きく、かつ、上アームを制御周期長にわたってオンし続ける最長オンデューティーよりも小さいか否かを判定する第２のサブステップと、第１のオンデューティーが最大有効オンデューティーよりも大きく、かつ、最長オンデューティーよりも小さいとき、第１のオンデューティーがデッドタイムの影響を受けると判定する第３のサブステップと、第１のオンデューティーが最大有効オンデューティー以下、または、最長オンデューティーであるとき、第１のオンデューティーがデッドタイムの影響を受けないと判定する第４のサブステップとを含む。最大有効オンデューティーは、制御周期長からデッドタイムを減算した実効制御周期長を制御周期長で除算した値である。
【００４１】
好ましくは、第３のステップは、電源電圧が所定の設定値よりも小さいか否かを判定する第５のサブステップと、電源電圧が所定の設定値以上のとき、電源電圧がデッドタイムの影響を受けると判定する第６のサブステップと、電源電圧が所定の設定値よりも小さいとき、電源電圧がデッドタイムの影響を受けないと判定する第７のサブステップとを含む。所定の設定値は、電源の許容最大電圧から第１のオンデューティーが最長オンデューティーに移行するときの電源の直流電流の最大値と電源の内部抵抗との積を減算した値である。
【００４２】
好ましくは、第４のステップは、電源電圧がデッドタイムの影響を受けると判定されたとき、第１のオンデューティーを最大有効オンデューティーに設定して上アームおよび下アームをスイッチング制御する。
【００４３】
好ましくは、プログラムは、電源電圧がデッドタイムの影響を受けないと判定されたとき、第１のオンデューティーを最長オンデューティーに設定して上アームおよび下アームをスイッチング制御する第５のステップをさらにコンピュータに実行させる。
【００４４】
この発明によれば、コンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体は、電圧変換装置における電圧変換の制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体である。電圧変換装置は、第１のオンデューティーでオンされる上アームと、１から第１のオンデューティーを減算した第２のオンデューティーでオンされる下アームとを含み、上アームおよび下アームのスイッチング動作により電源とインバータとの間で電圧変換を行なう電圧変換器を備える。プログラムは、電圧変換の電圧指令値に基づいて第１のオンデューティーを演算する第１のステップと、演算された第１のオンデューティーが上アームおよび下アームのデッドタイムの影響を受けるか否かを判定する第２のステップと、第１のオンデューティーがデッドタイムの影響を受けると判定されたとき、第１のオンデューティーを、最大有効オンデューティーと上アームを制御周期長にわたってオンし続ける最長オンデューティーとを用いて設定して上アームおよび下アームをスイッチング制御する第３のステップとをコンピュータに実行させる。
【００４５】
好ましくは、第２のステップは、デッドタイムを用いて最大有効オンデューティーを演算する第１のサブステップと、演算された第１のオンデューティーが最大有効オンデューティーよりも大きく、かつ、上アームを制御周期長にわたってオンし続ける最長オンデューティーよりも小さいか否かを判定する第２のサブステップと、
第１のオンデューティーが最大有効オンデューティーよりも大きく、かつ、最長オンデューティーよりも小さいとき、第１のオンデューティーがデッドタイムの影響を受けると判定する第３のサブステップと、第１のオンデューティーが最大有効オンデューティー以下、または、最長オンデューティーであるとき、第１のオンデューティーがデッドタイムの影響を受けないと判定する第４のサブステップとを含む。最大有効オンデューティーは、制御周期長からデッドタイムを減算した実効制御周期長を制御周期長で除算した値である。
【００４６】
好ましくは、第２のステップは、電源の直流電流を検出する第１のサブステップと、検出された電源の直流電流の出力波形の傾きが所定の閾値よりも大きいか否かを判定する第２のサブステップと、電源の直流電流の出力波形の傾きが所定の閾値よりも大きいとき、第１のオンデューティーがデッドタイムの影響を受けると判定する第３のサブステップと、電源の直流電流の出力波形の傾きが所定の閾値以下のとき、第１のオンデューティーがデッドタイムの影響を受けないと判定する第４のサブステップとを含む。
【００４７】
好ましくは、第３のステップは、最大有効オンデューティーと最長オンデューティーとを所定の割合で切換えることにより、オンデューティーを設定する。
【００４８】
この発明によれば、コンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体は、電圧変換装置における電圧変換の制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体である。電圧変換装置は、第１のオンデューティーでオンされる上アームと、１から第１のオンデューティーを減算した第２のオンデューティーでオンされる下アームとを含み、上アームおよび下アームのスイッチング動作により電源とインバータとの間で電圧変換を行なう電圧変換器を備える。プログラムは、電圧変換の電圧指令値に基づいて第１のオンデューティーを演算する第１のステップと、演算された第１のオンデューティーが上アームおよび下アームのデッドタイムの影響を受けるか否かを判定する第２のステップと、第１のオンデューティーがデッドタイムの影響を受けると判定されたとき、上アームおよび下アームをスイッチング制御するキャリア周波数を変更して上アームおよび下アームをスイッチング制御する第３のステップとをコンピュータに実行させる。
【００４９】
好ましくは、第２のステップは、電圧変換器の出力電圧が降圧制御されているか、または昇圧制御されているかを判定する第１のサブステップと、電圧変換器の出力電圧が降圧制御されているとき、第１のオンデューティーがデッドタイムの影響を受けると判定する第２のサブステップと、電圧変換器の出力電圧が昇圧制御されているとき、第１のオンデューティーがデッドタイムの影響を受けないと判定する第３のサブステップとを含む。
【００５０】
好ましくは、第３のステップは、第１のオンデューティーの増加に応じてキャリア周波数を変更させる。
【００５１】
好ましくは、第３のステップは、電圧変換の開始時の所定の期間と、電圧変換の停止移行時の所定の期間とにおいて、キャリア周波数を変更させる。
【発明の効果】
【００５２】
この発明による電圧変換装置においては、電圧変換の電圧指令値が電源電圧以上、かつ、所定電圧以下であって、かつ、電源電圧が所定の設定値以上のとき、デューティーが電圧変換の実行状態を指示するデューティーに設定される。
【００５３】
これにより、電圧変換器においては電圧変換の停止状態への移行が行なわれないため、電源の電圧変動が抑えられる。
【００５４】
また、この発明による電圧変換装置においては、電圧変換の電圧指令値が電源電圧以上、かつ、所定電圧以下のとき、デューティーを所定電圧以上の電圧を電圧指令値としたときの第１のデューティーと電源電圧を電圧指令値としたときの第２のデューティーとを用いて設定する。
【００５５】
これによれば、デューティーをデッドタイムの影響を受けず、リニアに制御することができ、電源からの直流電流の振動を抑制できる。
【００５６】
さらに、この発明による電圧変換装置においては、電圧変換の電圧指令値が電源電圧以上、かつ、所定電圧以下のとき、スイッチング制御するキャリア周波数を変更して電圧変換器を制御する。
【００５７】
これによれば、デッドタイムによって生じる、電圧指令値に基づくデューティーと実際のデューティーとのずれを低減でき、電圧変換器の出力電圧の変動および直流電流の変動が抑えられる。
【００５８】
したがって、この発明によれば、電圧変換器の出力電圧および電源からの直流電流の振動を抑制できる。その結果、電源が破損するのを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５９】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。
【００６０】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による電圧変換装置を備えたモータ駆動装置の概略ブロック図である。
【００６１】
図１を参照して、モータ駆動装置１００は、直流電源Ｂと、電圧センサー１０，２０と、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２と、コンデンサ１１，１３と、昇圧コンバータ１２と、インバータ１４，３１と、電流センサー２４，２８と、制御装置３０とを備える。
【００６２】
モータジェネレータＭＧ１は、たとえば、ハイブリッド自動車に搭載される。そして、モータジェネレータＭＧ１は、ハイブリッド自動車のエンジン（図示せず）に接続され、エンジンにて駆動される発電機の機能を持つとともに、エンジンに対して電動機として動作し、たとえば、エンジン始動を行ない得るモータである。モータジェネレータＭＧ１の発電トルクを調整することでエンジンを効率の良い運転状態に保つような制御を行なうことでハイブリッド自動車の燃費や排気ガスを良好なものにすることができる。
【００６３】
また、モータジェネレータＭＧ２は、たとえば、ハイブリッド自動車に搭載される。そして、モータジェネレータＭＧ２は、ハイブリッド自動車の駆動輪を駆動するためのトルクを発生するための駆動モータである。また、自動車の減速時などで駆動輪の回転によってモータジェネレータＭＧ２が回転される場合には、モータジェネレータＭＧ２は発電機として機能し得る（いわゆる回生発電の機能）。
【００６４】
昇圧コンバータ１２は、リアクトルＬ１と、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。リアクトルＬ１の一方端は直流電源Ｂの電源ラインに接続され、他方端はＮＰＮトランジスタＱ１とＮＰＮトランジスタＱ２との中間点、すなわち、ＮＰＮトランジスタＱ１のエミッタとＮＰＮトランジスタＱ２のコレクタとの間に接続される。ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は、電源ラインとアースラインとの間に直列に接続される。そして、ＮＰＮトランジスタＱ１のコレクタは電源ラインに接続され、ＮＰＮトランジスタＱ２のエミッタはアースラインに接続される。また、各ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ１，Ｄ２がそれぞれ接続されている。
【００６５】
インバータ１４は、Ｕ相アーム１５と、Ｖ相アーム１６と、Ｗ相アーム１７とから成る。Ｕ相アーム１５、Ｖ相アーム１６、およびＷ相アーム１７は、電源ラインとアースラインとの間に並列に設けられる。
【００６６】
Ｕ相アーム１５は、直列接続されたＮＰＮトランジスタＱ３，Ｑ４から成り、Ｖ相アーム１６は、直列接続されたＮＰＮトランジスタＱ５，Ｑ６から成り、Ｗ相アーム１７は、直列接続されたＮＰＮトランジスタＱ７，Ｑ８から成る。また、各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ３〜Ｄ８がそれぞれ接続されている。
【００６７】
各相アームの中間点は、モータジェネレータＭＧ１の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、モータジェネレータＭＧ１は、３相の永久磁石モータであり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルの一端が中点に共通接続されて構成され、Ｕ相コイルの他端がＮＰＮトランジスタＱ３，Ｑ４の中間点に、Ｖ相コイルの他端がＮＰＮトランジスタＱ５，Ｑ６の中間点に、Ｗ相コイルの他端がＮＰＮトランジスタＱ７，Ｑ８の中間点にそれぞれ接続されている。
【００６８】
インバータ３１は、インバータ１４と同じ構成から成る。
【００６９】
直流電源Ｂは、ニッケル水素またはリチウムイオン等の二次電池から成る。電圧センサー１０は、直流電源Ｂから出力される直流電圧Ｖｂ（「バッテリ電圧Ｖｂ」とも言う。）を検出し、その検出した直流電圧Ｖｂを制御装置３０へ出力する。
【００７０】
システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は、制御装置３０からの信号ＳＥによりオン／オフされる。
【００７１】
コンデンサ１１は、直流電源Ｂから供給された直流電圧Ｖｂを平滑化し、その平滑化した直流電圧Ｖｂを昇圧コンバータ１２へ供給する。
【００７２】
昇圧コンバータ１２は、コンデンサ１１から供給された直流電圧Ｖｂを昇圧してコンデンサ１３へ供給する。より具体的には、昇圧コンバータ１２は、制御装置３０から信号ＰＷＭＵを受けると、信号ＰＷＭＵによってＮＰＮトランジスタＱ２がオンされた期間に応じて直流電圧Ｖｂを昇圧してコンデンサ１３に供給する。
【００７３】
また、昇圧コンバータ１２は、制御装置３０から信号ＰＷＭＤを受けると、コンデンサ１３を介してインバータ１４および／またはインバータ３１から供給された直流電圧を降圧して直流電源Ｂを充電する。
【００７４】
コンデンサ１３は、昇圧コンバータ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ノードＮ１，Ｎ２を介してインバータ１４，３１へ供給する。電圧センサー２０は、コンデンサ１３の両端の電圧、すなわち、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｍ（インバータ１４，３１への入力電圧に相当する。以下同じ。）を検出し、その検出した出力電圧Ｖｍを制御装置３０へ出力する。
【００７５】
インバータ１４は、コンデンサ１３から直流電圧が供給されると制御装置３０からの信号ＰＷＭＩ１に基づいて直流電圧を交流電圧に変換して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トルクを発生するように駆動される。
【００７６】
また、インバータ１４は、モータ駆動装置１００が搭載されたハイブリッド自動車の回生制動時、モータジェネレータＭＧ１が発電した交流電圧を制御装置３０からの信号ＰＷＭＣ１に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサ１３を介して昇圧コンバータ１２へ供給する。なお、ここで言う回生制動とは、ハイブリッド自動車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。
【００７７】
インバータ３１は、コンデンサ１３から直流電圧が供給されると制御装置３０からの信号ＰＷＭＩ２に基づいて直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ２を駆動する。これにより、モータジェネレータＭＧ２は、トルク指令値ＴＲ２によって指定されたトルクを発生するように駆動される。
【００７８】
また、インバータ３１は、モータ駆動装置１００が搭載されたハイブリッド自動車の回生制動時、モータジェネレータＭＧ２が発電した交流電圧を制御装置３０からの信号ＰＷＭＣ２に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサ１３を介して昇圧コンバータ１２へ供給する。
【００７９】
電流センサー２４は、モータジェネレータＭＧ１に流れるモータ電流ＭＣＲＴ１を検出し、その検出したモータ電流ＭＣＲＴ１を制御装置３０へ出力する。電流センサー２８は、モータジェネレータＭＧ２に流れるモータ電流ＭＣＲＴ２を検出し、その検出したモータ電流ＭＣＲＴ２を制御装置３０へ出力する。
【００８０】
制御装置３０は、直流電源Ｂから出力された直流電圧Ｖｂを電圧センサー１０から受け、モータ電流ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２をそれぞれ電流センサー２４，２８から受け、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｍ（すなわち、インバータ１４，３１への入力電圧）を電圧センサー２０から受け、トルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２およびモータ回転数ＭＲＮ１，ＭＲＮ２を外部ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）から受ける。そして、制御装置３０は、出力電圧Ｖｍ、モータ電流ＭＣＲＴ１およびトルク指令値ＴＲ１に基づいて、後述する方法によりインバータ１４がモータジェネレータＭＧ１を駆動するときにインバータ１４のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８をスイッチング制御するための信号ＰＷＭＩ１または信号ＰＷＭＣ１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１または信号ＰＷＭＣ１をインバータ１４へ出力する。
【００８１】
また、制御装置３０は、出力電圧Ｖｍ、モータ電流ＭＣＲＴ２およびトルク指令値ＴＲ２に基づいて、後述する方法によりインバータ３１がモータジェネレータＭＧ２を駆動するときにインバータ３１のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８をスイッチング制御するための信号ＰＷＭＩ２または信号ＰＷＭＣ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ２または信号ＰＷＭＣ２をインバータ３１へ出力する。
【００８２】
さらに、制御装置３０は、インバータ１４（または３１）がモータジェネレータＭＧ１（またはＭ２）を駆動するとき、直流電圧Ｖｂ、出力電圧Ｖｍ、トルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）およびモータ回転数ＭＲＮ１（またはＭＲＮ２）に基づいて、後述する方法により昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をスイッチング制御するための信号ＰＷＭＵまたは信号ＰＷＭＤを生成して昇圧コンバータ１２へ出力する。
【００８３】
さらに、制御装置３０は、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２をオン／オフするための信号ＳＥを生成してシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２へ出力する。
【００８４】
図２は、図１に示す制御装置３０の機能ブロック図である。
【００８５】
図２を参照して、制御装置３０は、インバータ制御手段３０１と、コンバータ制御手段３０２Ａとを含む。
【００８６】
インバータ制御手段３０１は、トルク指令値ＴＲ１、モータ電流ＭＣＲＴ１および電圧Ｖｍに基づいて信号ＰＷＭＩ１または信号ＰＷＭＣ１を生成してインバータ１４のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８へ出力する。
【００８７】
より具体的には、インバータ制御手段３０１は、電圧Ｖｍ、モータ電流ＭＣＲＴ１およびトルク指令値ＴＲ１に基づいて、モータジェネレータＭＧ１の各相のコイルに印加する電圧を計算し、その計算した結果に基づいて、実際にインバータ１４の各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８をオン／オフする信号ＰＷＭＩ１または信号ＰＷＭＣ１を生成する。そして、インバータ制御手段３０１は、生成した信号ＰＷＭＩ１または信号ＰＷＭＣ１をインバータ１４の各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８へ出力する。
【００８８】
これにより、インバータ１４の各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８は、スイッチング制御され、モータジェネレータＭＧ１が指令されたトルクを出力するようにモータジェネレータＭＧ１の各相に流す電流を制御する。このようにして、モータ駆動電流が制御され、トルク指令値ＴＲ１に応じたモータトルクが出力される。
【００８９】
また、インバータ制御手段３０１は、電圧Ｖｍ、モータ電流ＭＣＲＴ２およびトルク指令値ＴＲ２に基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＩ２または信号ＰＷＭＣ２を生成してインバータ３１のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８へ出力する。
【００９０】
これにより、インバータ３１の各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８は、スイッチング制御され、モータジェネレータＭＧ２が指令されたトルクを出力するようにモータジェネレータＭＧ２の各相に流す電流を制御する。このようにして、モータ駆動電流が制御され、トルク指令値ＴＲ２に応じたモータトルクが出力される。
【００９１】
モータジェネレータＭＧ１（またはＭＧ２）の動作モードが力行モードであるか回生モードであるかは、トルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）とモータ回転数ＭＲＮ１（またはＭＲＮ２）との関係によって決定される。直交座標において、横軸をモータ回転数ＭＲＮとし、縦軸をトルク指令値ＴＲとした場合、トルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）とモータ回転数ＭＲＮ１（またはＭＲＮ２）との関係が第１および第２象限に存在するとき、モータジェネレータＭＧ１（またはＭＧ２）の動作モードは力行モードであり、トルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）とモータ回転数ＭＲＮ１（またはＭＲＮ２）との関係が第３および第４象限に存在するとき、モータジェネレータＭＧ１（またはＭＧ２）の動作モードは回生モードである。
【００９２】
したがって、インバータ制御手段３０１は、正のトルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）を受ければ、モータジェネレータＭＧ１（またはＭＧ２）を駆動モータとして駆動するための信号ＰＷＭＩ１（または信号ＰＷＭＩ２）を生成してインバータ１４（または３１）のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８へ出力し、負のトルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）を受ければ、モータジェネレータＭＧ１（またはＭＧ２）を回生モードで駆動するための信号ＰＷＭＣ１（またはＰＷＭＣ２）を生成してインバータ１４（または３１）のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８へ出力する。
【００９３】
コンバータ制御手段３０２Ａは、トルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）、モータ回転数ＭＲＮ１（またはＭＲＮ２）、直流電圧Ｖｂおよび電圧Ｖｍに基づいて、後述する方法によって、信号ＰＷＭＵまたは信号ＰＷＭＤを生成して昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。
【００９４】
図３は、図２に示すコンバータ制御手段３０２Ａの機能ブロック図である。図３を参照して、コンバータ制御手段３０２Ａは、電圧指令演算部５０と、コンバータ用デューティー比演算部５２Ａと、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４とを含む。
【００９５】
電圧指令演算部５０は、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）およびモータ回転数ＭＲＮ１（またはＭＲＮ２）に基づいてインバータ入力電圧の最適値（目標値）、すなわち、昇圧コンバータ１２の電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍを演算し、その演算した電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍをコンバータ用デューティー比演算部５２Ａへ出力する。
【００９６】
コンバータ用デューティー比演算部５２Ａは、電圧指令演算部５０からの電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍと、電圧センサー１０からの直流電圧Ｖｂとに基づいて、昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１のオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を式（１）により演算する。
【００９７】
Ｄ＿ＯＮ＿１＝Ｖｂ／Ｖｄｃ＿ｃｏｍ・・・・（１）
そして、コンバータ用デューティー比演算部５２Ａは、演算したオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を用いてＮＰＮトランジスタＱ２のオンデューティーＤ＿ＯＮ＿２＝１−Ｄ＿ＯＮ＿１を演算する。
【００９８】
また、コンバータ用デューティー比演算部５２Ａは、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をスイッチング制御するときのキャリア周波数ｆｃをコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４から受け、その受けたキャリア周波数ｆｃによって決定される制御周期長Ｔを演算する。そして、コンバータ用デューティー比演算部５２は、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２のデッドタイムＤｔを保持しており、デッドタイムＤｔの影響を除去したＮＰＮトランジスタＱ１の最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸを式（２）により演算する。
【００９９】
Ｄ＿ＭＡＸ＝（Ｔ−Ｄｔ）／Ｔ・・・・（２）
なお、式（２）において、Ｔ−Ｄｔは、制御周期長ＴからデッドタイムＤｔを減算した実効制御周期長を表わす。
【０１００】
そうすると、コンバータ用デューティー比演算部５２Ａは、式（１）を用いて、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに基づいて演算したオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が、デッドタイムＤｔの影響を受けるか否かを判定する。
【０１０１】
より具体的には、コンバータ用デューティー比演算部５２Ａは、演算したオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸよりも大きく、かつ、ＮＰＮトランジスタＱ１を制御周期長Ｔにわたってオンし続ける最長オンデューティー（オンデューティーが「１」であることを意味する。以下同じ。）よりも小さいか否かを判定し、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸよりも大きく、かつ、最長オンデューティーよりも小さいとき、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１がデッドタイムＤｔの影響を受けると判定する。また、コンバータ用デューティー比演算部５２Ａは、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸ以下、または最長オンデューティーであるとき、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１がデッドタイムＤｔの影響を受けないと判定する。
【０１０２】
そして、コンバータ用デューティー比演算部５２Ａは、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１がデッドタイムＤｔの影響を受けると判定したとき、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸまたは最長オンデューティーに設定する。
【０１０３】
一方、コンバータ用デューティー比演算部５２Ａは、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１がデッドタイムＤｔの影響を受けないと判定したとき、式（１）により演算したオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を用いる。
【０１０４】
図４は、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１と電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍとの関係を示す図である。
【０１０５】
図４を参照して、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍが直流電源Ｂから出力される直流電圧Ｖｂに等しいとき、ＮＰＮトランジスタＱ１のオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１は、最長オンデューティーである。そして、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍが直流電圧Ｖｂよりも高くなると、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１は、式（１）より電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに反比例して低下する。すなわち、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１は、曲線ｋ１に沿って低下する。
【０１０６】
オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸよりも大きく、かつ、最長オンデューティーよりも小さい領域では、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに基づいて演算されたオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１は、デッドタイムＤｔによって侵食され、本来のオンデューティーを確保できない。したがって、この場合、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１は、最長オンデューティーに設定される。すなわち、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍが電源電圧Ｖｂ以上、かつ、所定電圧Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿Ｄ（＝Ｖｂ×Ｔ／Ｔ−Ｄｔ）以下の領域では、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１は、最長オンデューティーに設定される。
【０１０７】
なお、Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿Ｄ＝Ｖｂ×Ｔ／Ｔ−Ｄｔであるので、所定電圧Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿Ｄは、デッドタイムＤｔに応じて決定される。
【０１０８】
この領域においては、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｍは、振動し、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに対してリニアに制御できないので、デッドタイムＤｔの影響を除去したオンデューティー（＝１）にオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を設定することにしたものである。
【０１０９】
そして、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍが、出力電圧Ｖｍを電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに対してリニアに制御可能な値Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿Ｄに到達すると、それ以降は、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに基づいて演算されたオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１，Ｄ＿ＯＮ＿２が用いられる。
【０１１０】
再び、図３を参照して、コンバータ用デューティー比演算部５２Ａは、上述した方法によって、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２のオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１，Ｄ＿ＯＮ＿２を演算し、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１とオンデューティーＤ＿ＯＮ＿２との比をデューティー比ＤＲとしてコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４へ出力する。
【０１１１】
なお、コンバータ用デューティー比演算部５２Ａは、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍと電圧センサー２０からの電圧Ｖｍとの偏差（Ｖｄｃ＿ｃｏｍ−Ｖｍ）を演算し、その演算した偏差（Ｖｄｃ＿ｃｏｍ−Ｖｍ）が零になるようにデューティー比ＤＲを演算する。
【０１１２】
コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４は、コンバータ用デューティー比演算部５２Ａからのデューティー比に基づいて昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフするための信号ＰＷＭＵまたは信号ＰＷＭＤを生成し、その生成した信号ＰＷＭＵまたは信号ＰＷＭＤを昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。また、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４は、生成した信号ＰＷＭＵまたは信号ＰＷＭＤのキャリア周波数ｆｃをコンバータ用デューティー比演算部５２Ａへ出力する。
【０１１３】
なお、昇圧コンバータ１２の下側のＮＰＮトランジスタＱ２のオンデューティーＤ＿ＯＮ＿２を大きくすることによりリアクトルＬ１における電力蓄積が大きくなるため、より高電圧の出力を得ることができる。一方、上側のＮＰＮトランジスタＱ１のオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を大きくすることにより電源ラインの電圧が下がる。そこで、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２のデューティー比ＤＲを制御することで、電源ラインの電圧を直流電源Ｂの出力電圧以上の任意の電圧に制御可能である。
【０１１４】
図５は、ＮＰＮトランジスタＱ１（上アーム）のオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１および電圧のタイミングチャートである。
【０１１５】
図５を参照して、昇圧動作が行なわれる場合、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍは、タイミングｔ０から上昇し始める。そして、タイミングｔ０からタイミングｔ１までの間、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍは、直流電源Ｂから出力される直流電圧Ｖｂに非常に近いため、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに基づいて演算されたオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１は、デッドタイムＤｔの影響を受ける。
【０１１６】
したがって、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１は、タイミングｔ０からタイミングｔ１までの間、デッドタイムＤｔの影響を除去した最長オンデューティー（Ｄ＿ＯＮ＿１＝１．０）に固定される（図５の（ｂ）参照）。この場合、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｍは、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍからずれるが、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１は、最長オンデューティーに固定される。そして、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が最長オンデューティーに固定された状態で昇圧動作が行なわれる。
【０１１７】
そうすると、出力電圧Ｖｍは、タイミングｔ０からタイミングｔ１までの間、直流電圧Ｖｂに保持される（図５の（ａ）参照）。
【０１１８】
その後、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍがさらに上昇し、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに基づいて演算されたオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が、たとえば、０．９５に到達すると、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１は、デットタイムＤｔの影響を受けない。したがって、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに基づいて演算されたオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１，Ｄ＿ＯＮ＿２を用いて昇圧動作が行なわれる。
【０１１９】
昇圧動作時に出力電圧Ｖｍを直流電圧Ｖｂに近づけるような動作が行なわれる場合も、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１は、タイミングｔ０からタイミングｔ１までの間、最長オンデューティーに固定され、それ以外の領域では、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに基づいてリニアに変化される。
【０１２０】
このように、コンバータ制御手段３０２Ａは、昇圧動作および降圧動作の両方において、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに基づいて演算したＮＰＮトランジスタＱ１のオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１がデッドタイムＤｔの影響を受ける場合、デッドタイムＤｔの影響を除去したオンデューティー（最長オンデューティー）にオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を固定してＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をスイッチング制御し、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１がデッドタイムＤｔの影響を受けない場合、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに基づいて演算したオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１，Ｄ＿ＯＮ＿２を用いてＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をスイッチング制御する。
【０１２１】
そして、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を最長オンデューティーに固定してＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２がスイッチング制御される場合、コンバータ制御手段３０２は、図４に示すＡ点→Ｂ点→Ｃ点→Ｄ点の経路に沿ってオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を変化させる。
【０１２２】
その結果、図５に示すように、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍが直流電圧Ｖｂに近づく昇圧率が１．０付近の領域においても、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｍおよび直流電源Ｂからの直流電流Ｉｂの乱れを抑制できる。
【０１２３】
ここで、図５において、たとえば昇圧コンバータ１２が降圧動作を行なう場合、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１は、タイミングｔ１の前後において、０．９５から最長オンデューティー（＝１．０）に急激に増加する。そして、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１の急増に伴なって、出力電圧Ｖｍは、所望の電圧指令値レベル（Ｖｍ＝Ｖｂ／０．９５）から直流電圧Ｖｂに急激に低下する。
【０１２４】
この現象を図１のモータ駆動装置１００に当てはめると、タイミングｔ１においてコンデンサ１３の端子間電圧Ｖｍが瞬時に直流電圧Ｖｂにまで降圧されたことに応じて、この電圧減少分（Ｖｍ−Ｖｂ）に相当するコンデンサ１３の蓄積エネルギーが、コンデンサ１３から直流電源Ｂに一度に流れ込むことになる。
【０１２５】
そして、直流電源Ｂでは、タイミングｔ１において、直流電流Ｉｂがコンデンサ１３からのエネルギー供給に応じて増加する。これにより、直流電圧Ｖｂは、直流電源Ｂの内部抵抗Ｒｂと直流電流Ｉｂの増加分ΔＩｂとの積に相当する電圧分ΔＶｂだけ増加する。
【０１２６】
ここで、直流電源Ｂの電池温度が通常の温度範囲内にあるときには、内部抵抗Ｒｂが相対的に低いため、この電圧増加分ΔＶｂは相対的に小さく、直流電源Ｖｂへの影響は小さいといえる。一方、電池温度が通常の温度範囲よりも低い低温時には、直流電源Ｂの内部抵抗Ｒｂは著しく高くなることから、電圧増加分ΔＶｂは相対的に大きくなる。そのため、直流電源Ｂの直流電圧Ｖｂは、所定の許容電圧を越えてしまい、直流電源Ｂの劣化を招くことになる。
【０１２７】
そこで、このような直流電源Ｂの劣化を防止するためには、昇圧コンバータ１２において、昇圧動作を行なっている状態（たとえばオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１＝０．９５）から、昇圧動作の停止状態（オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１＝１．０）に移行する段階において、直流電源Ｂの直流電圧Ｖｂの著しい増加を招くおそれがあるときには、昇圧動作を停止せず、引き続き昇圧動作状態を継続することが有効である。
【０１２８】
具体的には、図３に示すコンバータ制御手段３０２Ａを参照して、コンバータ用デューティー比演算部５２Ａは、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２のデューティー比ＤＲをコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４へ出力するときにおいて、直流電源Ｂの直流電圧Ｖｂの電圧レベルが所定の設定値を下回るときにのみデューティー比ＤＲを出力することとする。
【０１２９】
詳細には、コンバータ用デューティー比演算部５２Ａは、電圧センサー１０から直流電圧Ｖｂを受けると、上述した方法によるオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１，Ｄ＿ＯＮ＿２の演算を行なうとともに、直流電圧Ｖｂが所定の設定値Ｖｂ＿ｌｉｍよりも小さいか否かを判定する。すなわち、コンバータ用デューティー比演算部５２Ａは、直流電圧Ｖｂが、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１の急変を受けて許容最大電圧Ｖｂ＿ＭＡＸを越えるか否かを判定する。このときの所定の設定値Ｖｂ＿ｌｉｍは、予め式（３）に基づいて設定され、コンバータ用ディーティー比演算部５２Ａに格納されている。
【０１３０】
Ｖｂ＿ｌｉｍ＝Ｖｂ＿ＭＡＸ−Ｉｂ＿ｍａｘ×Ｒｂ＿ｍａｘ・・・（３）
なお、式（３）において、Ｖｂ＿ＭＡＸは、直流電源Ｂの許容最大電圧を示す。また、Ｉｂ＿ｍａｘは、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が０．９５から１．０に変化するとき、すなわち昇圧動作の停止状態に移行するときの直流電流Ｉｂの最大値を示す。Ｉｂ＿ｍａｘは、コンデンサ１３から供給されるエネルギーと直流電流Ｉｂとの関係を示す式（４）を用いて予め算出した計算値が設定される。もしくは、予め得られている直流電流Ｉｂの測定値に基づいて設定される。
【０１３１】
Ｖｍ−Ｖｂ＝１／Ｃ・（Ｌ・ｄＩｂ／ｄｔ＋Ｒｂ・Ｉｂ）・・・（４）
ただし、Ｃはコンデンサ１３の静電容量、ＬはリアクトルＬ１のインダクタンスである。
【０１３２】
さらに、式（３）のＲｂ＿ｍａｘは、直流電源Ｂの内部抵抗Ｒｂの最大値を示す。Ｒｂ＿ｍａｘは、上記の最大許容電圧Ｖｂ＿ＭＡＸとともに、モータ駆動装置１００に搭載される直流電源Ｂの仕様に基づいて予め設定されている。
【０１３３】
そして、コンバータ用デューティー比演算部５２Ａは、直流電圧Ｖｂが設定値Ｖｂ＿ｌｉｍ以上のとき、このまま昇圧動作の停止状態に移行すれば直流電圧Ｖｂが許容最大電圧Ｖｂ＿ＭＡＸを越えると判定して、停止状態への移行を行なわない。具体的には、コンバータ用デューティー比演算部５２Ａは、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を、昇圧動作の実行状態を指示するオンデューティーとして、たとえば最大有効デューティーＤ＿ＭＡＸに固定する。
【０１３４】
一方、コンバータ用デューティー比演算部５２Ａは、直流電圧Ｖｂが設定値Ｖｂ＿ｌｉｍを下回るとき、このまま昇圧動作を停止しても直流電圧Ｖｂが許容最大電圧Ｖｂ＿ＭＡＸを越えないと判定して、昇圧動作の停止状態へと移行する。具体的には、コンバータ用デューティー比演算部５２Ａは、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を、昇圧動作の停止状態を指示するオンデューティーである最長オンデューティー（＝１）に固定する。
【０１３５】
なお、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸに固定してＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２がスイッチング制御される場合、コンバータ制御手段３０２Ａは、図４に示すＡ点→Ｅ点→Ｃ点→Ｄ点の経路に沿ってオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を変化させる。
【０１３６】
また、最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸは、式（２）により決定されるが、式（２）における制御周期長Ｔは、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をスイッチング制御するときのキャリア周波数ｆｃによって決定されるので、キャリア周波数ｆｃによって最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸを変えるようにしてもよい。
【０１３７】
また、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２のスイッチング損失は、キャリア周波数ｆｃと関係するので、キャリア周波数ｆｃおよびスイッチング損失を考慮して最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸを決定するようにしてもよい。
【０１３８】
図６は、昇圧コンバータ１２における電圧変換をコンバータ制御手段３０２Ａが制御する動作を説明するためのフローチャートである。
【０１３９】
図６を参照して、一連の動作が開始されると、コンバータ用デューティー比演算部５２Ａは、電圧指令演算部５０からの電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍと、電圧センサー１０からの直流電圧Ｖｂとに基づいて、式（１）によりＮＰＮトランジスタＱ１（上アーム）のオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を演算する（ステップＳ０１）。
【０１４０】
そして、コンバータ用デューティー比演算部５２Ａは、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４からキャリア周波数ｆｃを受け、その受けたキャリア周波数ｆｃによって決定される制御周期長Ｔを演算する。そうすると、コンバータ用デューティー比演算部５２Ａは、制御周期長Ｔと、デッドタイムＤｔとを式（２）に代入して最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸを演算する（ステップＳ０２）。
【０１４１】
その後、コンバータ用デューティー比演算部５２Ａは、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が、最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸよりも大きく、かつ、最長オンデューティーよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ０３）。すなわち、コンバータ用デューティー比演算部５２Ａは、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１がデッドタイムＤｔの影響を受けるか否かを判定する。
【０１４２】
コンバータ用デューティー比演算部５２Ａは、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が、最大オンデューティーＤ＿ＭＡＸよりも大きく、かつ、最長オンデューティーよりも小さいとき、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１がデッドタイムＤｔの影響を受けると判定する。そして、コンバータ用デューティー比演算部５２Ａは、続けて、直流電圧Ｖｂが設定値Ｖｂ＿ｌｉｍよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ０４）。すなわち、コンバータ用デューティー比演算部５２Ａは、直流電源Ｂが劣化するおそれがあるか否かを判定する。
【０１４３】
コンバータ用デューティー比演算部５２Ａは、直流電圧Ｖｂが、設定値Ｖｂ＿ｌｉｍよりも小さいとき、直流電源Ｂが劣化するおそれがないと判定し、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を最長オンデューティーに設定する。そして、コンバータ用デューティー比演算部５２Ａは、設定したオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１に基づいてオンデューティーＤ＿ＯＮ＿２（＝１−Ｄ＿ＯＮ＿１）を演算する。
【０１４４】
コンバータ用デューティー比演算部５２Ａは、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１（＝１）とオンデューティーＤ＿ＯＮ＿２（＝０）との比をデューティー比ＤＲとしてコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４へ出力する。
【０１４５】
コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４は、コンバータ用デューティー比演算部５２Ａからのデューティー比ＤＲに基づいて信号ＰＷＭＵまたは信号ＰＷＭＤを生成してＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。これにより、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を最長オンデューティーに設定してスイッチング制御される（ステップＳ０５）。
【０１４６】
一方、コンバータ用デューティー比演算部５２Ａは、直流電圧Ｖｂが、設定値Ｖｂ＿ｌｉｍ以上のとき、直流電源Ｂが劣化するおそれがあると判定し、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸに設定する。そして、コンバータ用デューティー比演算部５２Ａは、設定したオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１に基づいてオンデューティーＤ＿ＯＮ＿２（＝１−Ｄ＿ＯＮ＿１）を演算する。
【０１４７】
コンバータ用デューティー比演算部５２Ａは、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１（＝Ｄ＿ＭＡＸ）とオンデューティーＤ＿ＯＮ＿２（＝１−Ｄ＿ＭＡＸ）との比をデューティー比ＤＲとしてコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４へ出力する。
【０１４８】
コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４は、コンバータ用デューティー比演算部５２Ａからのデューティー比ＤＲに基づいて信号ＰＷＭＵまたは信号ＰＷＭＤを生成してＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。これにより、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を最長オンデューティーに設定してスイッチング制御される（ステップＳ０６）。
【０１４９】
その後、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸに到達するまで最長オンデューティーまたは最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸに固定されてステップＳ０１〜Ｓ０７が繰返し実行される。そして、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸに到達し、ステップＳ０３においてオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸ以下、または最長オンデューティーであると判定されたとき、コンバータ用デューティー比演算部５２Ａは、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに基づいて演算したオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１とオンデューティーＤ＿ＯＮ＿２との比をデューティー比ＤＲとして演算し、その演算したデューティー比ＤＲをコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４へ出力する。
【０１５０】
コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４は、コンバータ用デューティー比演算部５２Ａからのデューティー比ＤＲに基づいて信号ＰＷＭＵまたは信号ＰＷＭＤを生成してＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。これにより、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに基づいて演算されたオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１，Ｄ＿ＯＮ＿２を用いてスイッチング制御される（ステップＳ０７）。そして、一連の動作が終了する。
【０１５１】
ここで、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ０４に示す直流電圧Ｖｂと設定値Ｖｂ＿ｌｉｍとの大小関係の判定は、以下に示す変更例１，２に従う方法によって行なうことも可能である。なお、変更例１，２によるモータ駆動装置は、いずれも図１のモータ駆動装置１００の制御装置３０におけるコンバータ制御手段３０２Ａを、コンバータ制御手段３０２Ｂ，３０２Ｃにそれぞれ変更したものである。よって、共通する部分についての詳細な説明は省略する。
【０１５２】
［変更例１］
図７は、この発明の実施の形態１の変更例１によるモータ駆動装置のコンバータ制御手段３０２Ｂの機能ブロック図である。なお、図７を参照して、コンバータ制御手段３０２Ｂは、図３のコンバータ制御手段３０２Ａのコンバータ用デューティー比演算部５２Ａを、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｂに変更したものである。
【０１５３】
コンバータ用デューティー比演算部５２Ｂは、電圧指令演算部５０からの電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍと、電圧センサー１０からの直流電圧Ｖｂと、図示しない電池ＥＣＵからの内部抵抗Ｒｂと、昇圧コンバータ１２からの出力電圧Ｖｍと、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４からのキャリア周波数ｆｃとを受ける。そして、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｂは、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍと直流電源Ｖｂとに基づいて、上述した方法により、昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２のオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１，Ｄ＿ＯＮ＿２を演算する。
【０１５４】
また、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｂは、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに基づいて演算したオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が、デッドタイムＤｔの影響を受けるか否かを判定する。具体的な判定方法は、上述したコンバータ用デューティー比演算部５２Ａが行なう判定方法（図６のステップＳ０３に相当）と同じである。
【０１５５】
さらに、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｂは、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１がデッドタイムＤｔの影響を受けると判定すると、以下の方法に従って、直流電圧Ｖｂに劣化のおそれがあるか否かを判定する。
【０１５６】
コンバータ用デューティー比演算部５２Ｂは、直流電圧Ｖｂが設定値Ｖｂ＿ｌｉｍよりも小さいか否かを判定する。本変更例は、この設定値Ｖｂ＿ｌｉｍの設定方法において、コンバータ用デューティー比演算部５２Ａと異なる。
【０１５７】
より具体的には、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｂは、式（５）に基づいて設定値Ｖｂ＿ｌｉｍを設定する。
【０１５８】
Ｖｂ＿ｌｉｍ＝Ｖｂ＿ＭＡＸ−Ｉｂ＿ｍａｘ×Ｒｂ・・・（５）
なお、式（５）において、Ｖｂ＿ＭＡＸおよびＩｂ＿ｍａｘは、上記の式（３）と共通する。特に、Ｉｂ＿ｍａｘは、式（４）を用いて予め算出した計算値もしくは、直流電流Ｉｂの測定値に基づいて設定される。
【０１５９】
さらに、式（５）において、Ｒｂは、直流電源Ｂの内部抵抗Ｒｂの実測値が用いられる。内部抵抗Ｒｂの実測値は、図７に示すように、図示しない電池ＥＣＵからバッテリ情報として与えられるものである。
【０１６０】
ここで、本変更例において、直流電圧Ｖｂの判定に、実際の内部抵抗Ｒｂの値を用いたのは以下の理由による。図３のコンバータ用デューティー比演算部５２Ａでは、式（３）に示すように、直流電源Ｂの内部抵抗Ｒｂの最大値Ｒｂ＿ｍａｘを用いて電圧増加分ΔＶｂが求められる。これによれば、常に最悪の状態（内部抵抗Ｒｂが最大となる状態に相当）を想定して、昇圧動作の停止状態（オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１＝１）に移行できるか否かが判定される。そのため、本来ならば内部抵抗Ｒｂが比較的小さく、昇圧動作の停止状態に移行できるにも関わらず、移行できない場合が生じる。そこで、本変更例では、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｂにおいて、電池ＥＣＵが有するバッテリ情報（内部抵抗Ｒｂ）を用いて直流電源Ｂの劣化の可能性を判定する構成とする。これによれば、より精度良く、出力電圧Ｖｍおよび直流電流Ｉｂの振動を抑制でき、直流電源Ｂが破損するのを防止できる。
【０１６１】
そして、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｂは、直流電圧Ｖｂが、以上の方法によって設定した設定値Ｖｂ＿ｌｉｍよりも小さいか否かを判定し、判定結果に応じて、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を最長オンデューティーまたは最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸに設定する。そして、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｂは、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１（＝１またはＤ＿ＭＡＸ）とオンデューティーＤ＿ＯＮ＿２（＝０または１−Ｄ＿ＭＡＸ）との比をデューティー比ＤＲとしてコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４へ出力する。
【０１６２】
［変更例２］
図８は、この発明の実施の形態１の変更例２によるモータ駆動装置のコンバータ制御手段３０２Ｃの機能ブロック図である。なお、図８を参照して、コンバータ制御手段３０２Ｃは、図３のコンバータ制御手段３０２Ａのコンバータ用デューティー比演算部５２Ａを、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｃに変更したものである。
【０１６３】
コンバータ用デューティー比演算部５２Ｃは、電圧指令演算部５０からの電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍと、電圧センサー１０からの直流電圧Ｖｂと、直流電源Ｂの電池温度を検出する温度センサー（図示せず）からの電池温度Ｔｂと、昇圧コンバータ１２からの出力電圧Ｖｍと、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４からのキャリア周波数ｆｃとを受ける。そして、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｃは、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍと直流電源Ｖｂとに基づいて、上述した方法により、昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２のオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１，Ｄ＿ＯＮ＿２を演算する。
【０１６４】
また、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｃは、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに基づいて演算したオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が、デッドタイムＤｔの影響を受けるか否かを判定する。具体的な判定方法は、上述したコンバータ用デューティー比演算部５２Ａが行なう判定方法（図６のステップＳ０３に相当）と同じである。
【０１６５】
さらに、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｃは、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１がデッドタイムＤｔの影響を受けると判定すると、以下の方法に従って、直流電圧Ｖｂに劣化のおそれがあるか否かを判定する。
【０１６６】
コンバータ用デューティー比演算部５２Ｃは、直流電圧Ｖｂが設定値Ｖｂ＿ｌｉｍよりも小さいか否かを判定する。本変更例は、この設定値Ｖｂ＿ｌｉｍの設定方法において、コンバータ用デューティー比演算部５２Ａ，５２Ｂと異なる。
【０１６７】
より具体的には、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｃは、上記の式（５）に基づいて設定値Ｖｂ＿ｌｉｍを設定する。本変更例では、コンバータ用デューティー比変換部５２Ｃは、式（５）の内部抵抗Ｒｂを、温度センサーから受けた電池温度Ｔｂに基づいて推定することを特徴とする。
【０１６８】
これは、先の変更例１では、式（５）のＲｂとして、内部抵抗Ｒｂの実測値を用いる構成としたが、簡便な電池ＥＣＵでは内部抵抗Ｒｂの測定手段や推定手段を持たないことから、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｃに内部抵抗Ｒｂの推定手段を設けたことによる。
【０１６９】
内部抵抗Ｒｂの推定手段としては、直流電源Ｂの内部抵抗Ｒｂは、電池温度Ｔｂに大きく依存することから、内部抵抗Ｒｂと電池温度Ｔｂとの相関を、コンバータ用デューティー比変換部５２Ｃに予めマップまたは換算式として格納することとする。コンバータ用デューティー比演算部５２Ｃは、温度センサーで検出された電池温度Ｔｂに対応する内部抵抗Ｒｂに基づいて設定値Ｖｂ＿ｌｉｍを演算する。そして、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｃは、直流電圧Ｖｂが、演算した設定値Ｖｂ＿ｌｉｍよりも小さいか否かを判定し、判定結果に応じて、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を最長オンデューティーまたは最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸに設定する。そして、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｃは、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１（＝１またはＤ＿ＭＡＸ）とオンデューティーＤ＿ＯＮ＿２（＝０または１−Ｄ＿ＭＡＸ）との比をデューティー比ＤＲとしてコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４へ出力する。
【０１７０】
なお、以上の実施の形態１およびその変更例１，２において、式（３），（５）に含まれる昇圧動作の停止状態に移行するときの直流電流Ｉｂの最大値Ｉｂ＿ｍａｘは、コンデンサ１３から供給されるエネルギーと直流電流Ｉｂとの関係を示す式（４）を用いて予め算出した計算値、もしくは、予め得られている直流電流Ｉｂの測定値に基づいて設定される構成としたが、コンバータ用デューティー比演算部５２Ａ〜５２Ｃの各々において、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１，Ｄ＿ＯＮ＿２の演算と並行して、昇圧コンバータ１２から受ける出力電圧Ｖｍに基づいて演算する構成とすれば、コンバータ制御手段３０２Ａ〜３０２Ｃの制御の精度をさらに高めることができる。
【０１７１】
また、図１に示すモータ駆動装置１００をハイブリッド自動車に搭載する場合、モータジェネレータＭＧ１は、動力分割機構を介してエンジンに連結され、モータジェネレータＭＧ２は、動力分割機構を介して前輪（駆動輪）に連結される。そして、昇圧コンバータ１２が降圧動作を行なう場合としては、ハイブリッド自動車の走行中にブレーキペダルが踏まれ、モータジェネレータＭＧ１が停止し、モータジェネレータＭＧ２に供給する電圧が低下する場合と、ハイブリッド自動車の低速走行中にモータジェネレータＭＧ１による発電が停止され、モータジェネレータＭＧ２に供給する電圧が低下する場合とがある。そして、このような場合に、コンバータ制御手段３０２Ａ〜３０２Ｃは、直流電圧Ｖｂの電圧レベルに応じて、図４に示す点Ｄ→点Ｃ→点Ｂ→点Ａの経路、または点Ｄ→点Ｃ→点Ｅ→点Ａの経路に沿ってオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を変化させて出力電圧Ｖｍを電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに降圧するように昇圧コンバータ１２を制御する。その結果、ハイブリッド自動車が減速または低速走行を行なっても、出力電圧Ｖｍおよび直流電流Ｉｂの振動を抑制でき、直流電源Ｂが破損するのを防止できる。
【０１７２】
さらに、制御装置３０のコンバータ制御手段３０２Ａ〜３０２Ｃにおける電圧変換の制御は、実際にはＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）によって行なわれ、ＣＰＵは、図６に示すフローチャートの各ステップを備えるプログラムをＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）から読出し、その読出したプログラムを実行して図６に示すフローチャートに従って電圧変換の制御を行なう。したがって、ＲＯＭは、図６に示すフローチャートの各ステップを備えるプログラムを記録したコンピュータ（ＣＰＵ）読取り可能な記録媒体に相当する。
【０１７３】
さらに、昇圧コンバータ１２および制御装置３０は、「電圧変換装置」を構成する。
【０１７４】
さらに、ＮＰＮトランジスタＱ１は、「上アーム」を構成し、ＮＰＮトランジスタＱ２は、「下アーム」を構成する。
【０１７５】
さらに、最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸは、「好適なオンデューティー」を意味する。
【０１７６】
［実施の形態２］
先の実施の形態では、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１がデッドタイムＤｔの影響を受けるとき、コンバータ制御手段３０２Ａ〜３０２Ｃは、直流電源Ｂの劣化のおそれがないと判定されたことに基づいて、昇圧動作の停止状態へと移行する。これにより、昇圧動作の停止状態へ移行する際の直流電流Ｉｂの急激な増加によって直流電源Ｂが損傷するのが回避される。
【０１７７】
ここで、このような直流電流Ｉｂの急激な増加（以下、サージとも称する）から直流電源Ｂを保護する別の方策としては、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１のリニアな制御を可能とすることが挙げられる。
【０１７８】
そこで、本実施の形態では、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１のリニアに制御可能な電圧変換装置について開示する。
【０１７９】
図９は、この発明の実施の形態２によるモータ駆動装置におけるコンバータ制御手段３０２Ｇの機能ブロック図である。なお、図９を参照して、コンバータ制御手段３０２Ｇは、図３のコンバータ制御手段３０２Ａのコンバータ用デューティー比演算部５２Ａおよびコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４を、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｇおよびコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｇに変更したものである。
【０１８０】
コンバータ用デューティー比演算部５２Ｇは、電圧指令演算部５０からの電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍと、電圧センサー１０からの直流電圧Ｖｂと、図示しない電池ＥＣＵからの内部抵抗Ｒｂと、昇圧コンバータ１２からの出力電圧Ｖｍと、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｇからのキャリア周波数ｆｃとを受ける。そして、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｇは、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍと直流電源Ｖｂとに基づいて、上述した式（１）により、昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２のオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１，Ｄ＿ＯＮ＿２を演算する。また、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｇは、キャリア周波数ｆｃに基づいて、式（２）によりデッドタイムＤｔの影響を除去したＮＰＮトランジスタＱ１の最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸを演算する。なお、本実施の形態においては、最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸの演算結果を、０．９５と仮定する。
【０１８１】
そして、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｇは、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに基づいて演算したオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が、デッドタイムＤｔの影響を受けるか否かを判定する。具体的な判定方法は、上述したコンバータ用デューティー比演算部５２Ａが行なう判定方法（図６のステップＳ０３に相当）と同じである。すなわち、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｇは、演算したオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸよりも大きく、かつ、最長オンデューティーよりも小さいとき、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１がデッドタイムＤｔの影響を受けると判定する。また、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｇは、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸ以下、または最長オンデューティーであるとき、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１がデッドタイムの影響を受けないと判定する。
【０１８２】
そして、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｇは、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１がデッドタイムＤｔの影響を受けると判定したとき、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を、最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸと最長オンデューティーとを用いて設定する。
【０１８３】
詳細には、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｇは、最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸと最長オンデューティー（＝１）とを所定の割合ＣＲで切換えることによって、最終的に得られるオンデューティーを、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに基づいて演算したオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１に一致させる。このとき、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｇは、所定の割合ＣＲを、式（６）の関係を満たすように設定する。
【０１８４】
Ｄ＿ＯＮ＿１＝Ｄ＿ＭＡＸ×ｚ＋１×（１−ｚ）・・・（６）
ただし、ｚは最大有効デューティーＤ＿ＭＡＸが使用される割合（ｚは０以上１以下の任意の値）であり、Ｄ＿ＭＡＸは０．９５である。
【０１８５】
たとえば、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに基づいて演算したオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が０．９６のとき、式（６）よりｚ＝０．８が得られる。すなわち、最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸと最長オンデューティー（＝１）とを４：１の割合で切換えることにより、最終的に、所望のオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１＝０．９６を得ることができる。
【０１８６】
そして、この場合、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｇは、設定された所定の割合ＣＲ（すなわち、Ｄ＿ＭＡＸ（＝０．９５）：最長オンデューティー（＝１）＝４：１）をコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｇへ出力する。
【０１８７】
一方、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｇは、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１がデッドタイムＤｔの影響を受けないと判定したとき、式（１）により演算したオンデューティーＤ＿Ｏｎ＿１を用いる。そして、コンバータ用デューティー比演算部５２Ａは、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１とオンデューティーＤ＿ＯＮ＿２との比をデューティー比ＤＲとしてコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｇへ出力する。
【０１８８】
なお、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｇは、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍと電圧センサー２０からの電圧Ｖｍとの偏差（Ｖｄｃ＿ｃｏｍ−Ｖｍ）を演算し、その演算した偏差（Ｖｄｃ＿ｃｏｍ−Ｖｍ）が零となるようにデューティー比ＤＲを演算する。
【０１８９】
図１０は、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１と電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍとの関係を示す図である。
【０１９０】
図１０を参照して、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍが直流電源Ｂから出力される直流電圧Ｖｂに等しいとき、ＮＰＮトランジスタＱ１のオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１は、最長オンデューティーである。そして、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍが直流電圧Ｖｂよりも高くなると、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１は、式（１）より電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに反比例して低下する。すなわち、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１は、曲線ｋ１に沿って低下する。
【０１９１】
オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸよりも大きく、かつ、最長オンデューティーよりも小さい領域では、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに基づいて演算されたオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１は、デッドタイムＤｔによって侵食され、本来のオンデューティーを確保できない。したがって、この場合、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１は、最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸと最長オンデューティーとを所定の割合ＣＲで切換えることによって設定される。その結果、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍが電源電圧Ｖｂ以上、かつ、所定電圧Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿Ｄ（＝Ｖｂ×Ｔ／Ｔ−Ｄｔ）以下の領域においても、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１は曲線ｋ１に沿って低下する。したがって、この領域においても、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｍを、デッドタイムＤｔの影響を受けずに、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに対してリニアに制御することが可能となる。
【０１９２】
そして、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍが、出力電圧Ｖｍが所定電圧Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿Ｄに到達すると、それ以降は、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに基づいて演算されたオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１，Ｄ＿ＯＮ＿２が用いられる。
【０１９３】
なお、Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿Ｄ＝Ｖｂ×Ｔ／Ｔ−Ｄｔであるので、所定電圧Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿Ｄは、デッドタイムＤｔに応じて決定される。
【０１９４】
再び、図９を参照して、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｇは、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｇからのデューティー比ＤＲまたは所定の割合ＣＲに基づいて昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフするための信号ＰＷＭＵまたは信号ＰＷＭＤを生成し、その生成した信号ＰＷＭＵまたは信号ＰＷＭＤを昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。また、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｇは、生成した信号ＰＷＭＵまたは信号ＰＷＭＤのキャリア周波数ｆｃをコンバータ用デューティー比演算部５２Ｇへ出力する。
【０１９５】
図１１は、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｇにおいて所定の割合ＣＲに基づいて生成された信号ＰＷＭＵのタイミングチャートである。
【０１９６】
図１１を参照して、信号ＰＷＭＵ１は、昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１のゲート端子に入力され、信号ＰＷＭＵ２は、ＮＰＮトランジスタＱ２のゲート端子に入力される。また、信号ＰＷＭＵ１，ＰＷＭＵ２は、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに基づいて演算されたオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が０．９６であり、かつ所定の割合ＣＲが（Ｄ＿ＭＡＸ（＝０．９５）：１＝４：１）であるときに、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｇにて生成された信号である。
【０１９７】
図１１から明らかなように、信号ＰＷＭＵ１は、合計４個の制御周期長Ｔからなる最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸと、１個の制御周期長Ｔからなる最長オンデューティー（＝１）とで構成される。これにより、ＮＰＮトランジスタＱ１は、各制御周期長Ｔにおいて、最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸまたは最長オンデューティー（＝１）でオンされる。そして、５個の制御周期長Ｔを経ることにより、最終的に、所望のオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１である０．９６が得られる。
【０１９８】
図１２は、ＮＰＮトランジスタＱ１（上アーム）のオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１および電圧のタイミングチャートである。
【０１９９】
図１２を参照して、昇圧動作が行なわれる場合、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍは、タイミングｔ０から上昇し始める。そして、タイミングｔ０からｔ１までの間、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに基づいて演算されたオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１は、デッドタイムＤｔの影響を受ける。
【０２００】
したがって、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１は、タイミングｔ０からタイミングｔ１までの間、最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸ（たとえば０．９５）と最長オンデューティー（＝１）とを所定の割合ＣＲで切換えることにより設定される。これにより、図１２（ｂ）に示すように、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１は、リニアに制御された状態で昇圧動作が行なわれる。
【０２０１】
そうすると、出力電圧Ｖｍは、タイミングｔ０からタイミングｔ１までの間、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに一致した状態となり、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍの増加に応じてリニアに変化される。
【０２０２】
その結果、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍが直流電圧Ｖｂに近づく昇圧率が１．０付近の領域においても、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｍおよび直流電流Ｉｂの乱れを抑制できる。
【０２０３】
図１３は、昇圧コンバータ１２における電圧変換をコンバータ制御手段３０２Ｇが制御する動作を説明するためのフローチャートである。
【０２０４】
図１３を参照して、一連の動作が開始されると、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｇは、電圧指令演算部５０からの電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍと、電圧センサー１０からの直流電圧Ｖｂとに基づいて、式（１）によりＮＰＮトランジスタＱ１（上アーム）のオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を演算する（ステップＳ５０）。
【０２０５】
そして、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｇは、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｇからキャリア周波数ｆｃを受け、その受けたキャリア周波数ｆｃによって決定される制御周期長Ｔを演算する。そうすると、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｇは、制御周期長Ｔと、デッドタイムＤｔとを式（２）に代入して最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸを演算する（ステップＳ５１）。
【０２０６】
その後、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｇは、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が、最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸよりも大きく、かつ、最長オンデューティーよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ５２）。すなわち、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｇは、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１がデッドタイムＤｔの影響を受けるか否かを判定する。
【０２０７】
コンバータ用デューティー比演算部５２Ｇは、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が、最大オンデューティーＤ＿ＭＡＸよりも大きく、かつ、最長オンデューティーよりも小さいとき、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１がデッドタイムＤｔの影響を受けると判定し、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１と、最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸと、最長オンデューティー（＝１）とを式（６）に代入して所定の割合ＣＲを演算する（ステップＳ５３）。そして、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｇは、演算した所定の割合ＣＲをコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｇへ出力する。
【０２０８】
コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｇは、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｇからの所定の割合ＣＲに基づいて信号ＰＷＭＵまたは信号ＰＷＭＤを生成してＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。これにより、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は、最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸと最長オンデューティーとを所定の割合ＣＲで切換えられて、スイッチング制御される（ステップＳ５４）。
【０２０９】
その後、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸに到達するまで最長オンデューティーと最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸとを所定の割合ＣＲで切換えてステップＳ５０〜Ｓ５４が繰返し実行される。そして、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸに到達し、ステップＳ５２においてオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸ以下、または最長オンデューティーであると判定されたとき、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｇは、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに基づいて演算したオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１とオンデューティーＤ＿ＯＮ＿２との比をデューティー比ＤＲとして演算し、その演算したデューティー比ＤＲをコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｇへ出力する。
【０２１０】
コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｇは、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｇからのデューティー比ＤＲに基づいて信号ＰＷＭＵまたは信号ＰＷＭＤを生成してＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。これにより、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに基づいて演算されたオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１，Ｄ＿ＯＮ＿２を用いてスイッチング制御される（ステップＳ５５）。そして、一連の動作が終了する。
【０２１１】
ここで、図１３のフローチャートにおいて、ステップＳ５２に示すオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１がデッドタイムＤｔの影響を受けるか否かの判定は、以下に示す変更例１に従う方法によって行なうことも可能である。
【０２１２】
［変更例１］
図１４は、この発明の実施の形態２の変更例１による電圧変換装置を備えたモータ駆動装置の概略ブロック図である。
【０２１３】
図１４を参照して、モータ駆動装置１００Ｈは、図１のモータ駆動装置１００に対して、直流電流Ｉｂを検出するための電流センサー３２を付加したものである。電流センサー３２は、直流電流Ｉｂを検出し、その検出した直流電流Ｉｂを制御装置３０へ出力する。
【０２１４】
本変更例による制御装置３０は、図９のコンバータ制御手段３０２Ｇを、コンバータ制御手段３０２Ｈに変更したものである。よって、共通する部分についての詳細な説明は省略する。
【０２１５】
図１５は、図１４の制御装置３０に含まれるコンバータ制御手段３０２Ｈの機能ブロック図である。なお、図１５を参照して、コンバータ制御手段３０２Ｈは、図９のコンバータ制御手段３０２Ｇのコンバータ用デューティー比演算部５２Ｇを、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｈに変更したものである。
【０２１６】
コンバータ用デューティー比演算部５２Ｈは、電圧指令演算部５０からの電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍと、電圧センサー１０からの直流電圧Ｖｂと、図示しない電池ＥＣＵからの内部抵抗Ｒｂと、昇圧コンバータ１２からの出力電圧Ｖｍと、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４からのキャリア周波数ｆｃと、電流センサー３２からの直流電流Ｉｂとを受ける。そして、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｈは、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍと直流電源Ｖｂとに基づいて、上述した式（１）を用いて、昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２のオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１，Ｄ＿ＯＮ＿２を演算する。
【０２１７】
また、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｈは、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに基づいて演算したオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が、デッドタイムＤｔの影響を受けるか否かを判定する。本変更例では、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｈは、直流電流Ｉｂにサージが発生し得るか否かに基づいて、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１がデッドタイムＤｔの影響を受けるか否かを判定する。
【０２１８】
より具体的には、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｈは、電流センサー３２から受けた直流電流Ｉｂについて、その出力波形の傾き（ΔＩｂ／Δｔ）を求め、この傾きが所定の閾値を越えたか否かを判定する。このとき、直流電流Ｉｂの出力波形の傾きが所定の閾値を越えると、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｈは、直流電流Ｉｂに急激な変動（サージ）が発生し得ると判定する。そして、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｈは、直流電流Ｉｂにサージが発生し得ると判定されたことに基づいて、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１がデッドタイムＤｔの影響を受けると判定する。一方、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｈは、直流電流Ｉｂの出力波形の傾きが所定の閾値以下であるとき、直流電流Ｉｂにサージが発生しないと判定する。このとき、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｈは、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１がデッドタイムＤｔの影響を受けないと判定する。
【０２１９】
そして、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｈは、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１がデッドタイムＤｔの影響を受けると判定したとき、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を、最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸと最長オンデューティーとを用いて設定する。具体的な設定方法は、図９のコンバータ用デューティー比演算部５２Ｇにて説明した方法と同じである。すなわち、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｈは、最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸと最長オンデューティー（＝１）とを所定の割合ＣＲで切換えることによって、最終的に得られるオンデューティーを、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに基づいて演算したオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１に一致させる。
【０２２０】
一方、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｈは、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１がデッドタイムＤｔの影響を受けないと判定したとき、式（１）により演算したオンデューティーＤ＿Ｏｎ＿１を用いる。そして、コンバータ用デューティー比演算部５２Ａは、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１とオンデューティーＤ＿ＯＮ＿２との比をデューティー比ＤＲとしてコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｇへ出力する。
【０２２１】
図１６は、昇圧コンバータ１２における電圧変換をコンバータ制御手段３０２Ｈが制御する動作を説明するためのフローチャートである。
【０２２２】
図１６を参照して、一連の動作が開始されると、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｈは、電圧指令演算部５０からの電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍと、電圧センサー１０からの直流電圧Ｖｂとに基づいて、式（１）によりＮＰＮトランジスタＱ１（上アーム）のオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を演算する（ステップＳ５０）。
【０２２３】
そして、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｈは、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｇからキャリア周波数ｆｃを受け、その受けたキャリア周波数ｆｃによって決定される制御周期長Ｔを演算する。そうすると、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｈは、制御周期長Ｔと、デッドタイムＤｔとを式（２）に代入して最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸを演算する（ステップＳ５１）。
【０２２４】
その後、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｈは、電流センサー３２からの直流電流Ｉｂの出力波形の傾き（ΔＩｂ／Δｔ）が所定の閾値を越えるか否かを判定する（ステップＳ５２０）。すなわち、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｈは、直流電流Ｉｂにサージが発生し得るか否かに基づいて、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１がデッドタイムＤｔの影響を受けるか否かを判定する。
【０２２５】
コンバータ用デューティー比演算部５２Ｈは、直流電流Ｉｂの出力波形の傾きが所定の閾値よりも大きいとき、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１がデッドタイムＤｔの影響を受けると判定し、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１と、最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸと、最長オンデューティー（＝１）とを式（６）に代入して所定の割合ＣＲを演算する（ステップＳ５３）。そして、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｈは、演算した所定の割合ＣＲをコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｇへ出力する。
【０２２６】
コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｇは、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｈからの所定の割合ＣＲに基づいて信号ＰＷＭＵまたは信号ＰＷＭＤを生成してＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。これにより、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は、最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸと最長オンデューティーとを所定の割合ＣＲで切換えられて、スイッチング制御される（ステップＳ５４）。
【０２２７】
その後、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸに到達するまで最長オンデューティーと最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸとを所定の割合ＣＲで切換えてステップＳ５０〜Ｓ５４が繰返し実行される。そして、ステップＳ５２０において直流電流Ｉｂの出力波形の傾きが所定の閾値以下されると判定されたとき、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｈは、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに基づいて演算したオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１とオンデューティーＤ＿ＯＮ＿２との比をデューティー比ＤＲとして演算し、その演算したデューティー比ＤＲをコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｇへ出力する。
【０２２８】
コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｇは、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｈからのデューティー比ＤＲに基づいて信号ＰＷＭＵまたは信号ＰＷＭＤを生成してＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。これにより、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに基づいて演算されたオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１，Ｄ＿ＯＮ＿２を用いてスイッチング制御される（ステップＳ５５）。そして、一連の動作が終了する。
【０２２９】
以上のように、この発明の実施の形態２によれば、デッドタイムの影響を受けずに、オンデューティーをリニアに制御することができることから、直流電流の急激な変動が抑制され、直流電源の損傷を回避することができる。
【０２３０】
なお、コンバータ制御手段３０２Ｇ，３０２Ｈにおける電圧変換の制御は、実施の形態１によるコンバータ制御手段３０２Ａ〜３０２Ｃと同様に、実際にはＣＰＵによって行なわれる。ＣＰＵは、図１３および図１６に示すフローチャートの各ステップを備えるプログラムをＲＯＭからそれぞれ読出し、その読出したプログラムを実行して図１３および図１６に示すフローチャートに従って電圧変換の制御を行なう。したがって、ＲＯＭは、図１３および図１６に示すフローチャートの各ステップを備えるプログラムを記録したコンピュータ（ＣＰＵ）読取り可能な記録媒体に相当する。
【０２３１】
さらに、最長オンデューティーは、電源電圧を電圧指令値としたときの「第２のデューティー」に相当する。また、最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸは、所定電圧以上の電圧を電圧指令値としたときの「第１のデューティー」に相当する。なお、本実施の形態において、「第１のデューティー」は、所定電圧を電圧指令値としたときのデューティーとしたが、これに限らず、デッドタイムの影響が除去される、所定電圧以上の電圧を電圧指令値としたときのデューティーであれば良い。
【０２３２】
［実施の形態３］
先の実施の形態１，２では、デッドタイムＤｔがオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１に及ぼす影響として、上アームのオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が１．０に近い領域において、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１をリニアに制御できないことを挙げ、これによって生じる出力電圧Ｖｍおよび直流電流Ｉｂの振動の回避策について説明した。
【０２３３】
さらに、デッドタイムＤｔがオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１に及ぼす影響としては、図１７に示すように、演算されたオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１と、実際にＮＰＮトランジスタＱ１がオンされるときのオンデューティーとの間に誤差が生じることが挙げられる。
【０２３４】
図１７は、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１と実際のオンデューティーとの関係を示す図である。
【０２３５】
図１７において、放電方向とは、図１の昇圧コンバータ１２が直流電圧Ｖｂを昇圧してコンデンサ１３に供給する方向を表わす。放電方向において、直流電流Ｉｂは、直流電源Ｂ、リアクトルＬ１、ＮＰＮトランジスタＱ１を介してインバータ１４，３１の正極母線に流れる。ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は、デッドタイムＤｔの期間、オフされるが、リアクトルＬ１を流れるリアクトル電流ＩＬがダイオードＤ１を介して正極母線に流れるため、デッドタイムＤｔの期間、ＮＰＮトランジスタトランジスタＱ１は、実質的にオンされていることになる。
【０２３６】
その結果、ＮＰＮトランジスタＱ１の実際のオンデューティーは、図１７に示すように、演算したオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１よりも長くなる。
【０２３７】
また、図１７において、充電方向とは、昇圧コンバータ１２がコンデンサ１３を介してインバータ１４（または３１）から供給された直流電圧を降圧して直流電源Ｂに供給する方向を表わす。充電方向において、直流電流Ｉｂは、直流電源Ｂの負極、負極母線、ＮＰＮトランジスタＱ２、リアクトルＬ１、正極母線および直流電源Ｂの方向へ流れる。そうすると、上述したように、ＮＰＮトランジスタトランジスタＱ１，Ｑ２は、デッドタイムＤｔの期間、オフされるが、直流電流ＩｂがダイオードＤ２を介してリアクトルＬ１に流れるため、デッドタイムＤｔの期間、ＮＰＮトランジスタトランジスタＱ２は、実質的にオンされていることになる。
【０２３８】
その結果、ＮＰＮトランジスタＱ１の実際のオンデューティーは、図１７に示すように、演算したオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１よりも短くなる。
【０２３９】
ここで、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が１のとき、すなわち昇圧動作が停止しているときには、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２のスイッチング制御が行なわれないため、実際のオンデューティーは、デッドタイムＤｔの影響を受けず、演算したオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１と一致する。
【０２４０】
しかしながら、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が１に非常に近い領域では、昇圧動作の停止状態に移行するとき、または昇圧動作を開始するときにおいて、図１７に示すように、デッドタイムＤｔの影響を受けて実際のオンデューティーが急変するため、出力電圧Ｖｍおよび直流電流Ｉｂに急激な変動を生じることになる。その結果、直流電源Ｂおよび昇圧コンバータ１２を損傷し、寿命を低下させる可能性がある。
【０２４１】
そこで、本実施の形態では、昇圧動作の開始および停止時において、デッドタイムＤｔの影響を低減して出力電圧Ｖｍおよび直流電流Ｉｂの変動を抑制可能な電圧変換装置を開示する。なお、本実施の形態による電圧変換装置を備えたモータ駆動装置は、図１のモータ駆動装置１００と基本的な回路構成を同じとし、制御装置３０のコンバータ制御手段３０２Ａをコンバータ制御手段３０２Ｄに変更したものである。したがって、共通する回路部位についての詳細な説明は繰り返さない。
【０２４２】
図１８は、この発明の実施の形態３によるモータ駆動装置におけるコンバータ制御手段３０２Ｄの機能ブロック図である。
【０２４３】
図１８を参照して、コンバータ制御手段３０２Ｄは、電圧指令演算部５０と、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｄと、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｄとを含む。
【０２４４】
電圧指令演算部５０は、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）およびモータ回転数ＭＲＮ１（またはＭＲＮ２）に基づいてインバータ入力電圧の最適値（目標値）、すなわち、昇圧コンバータ１２の電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍを演算し、その演算した電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍをコンバータ用デューティー比演算部５２Ｄへ出力する。
【０２４５】
コンバータ用デューティー比演算部５２Ｄは、電圧指令演算部５０からの電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍと、電圧センサー１０からの直流電圧Ｖｂとに基づいて、昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１のオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を式（１）により演算する。
【０２４６】
そして、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｄは、演算したオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を用いてＮＰＮトランジスタＱ２のオンデューティーＤ＿ＯＮ＿２＝１−Ｄ＿ＯＮ＿１を演算する。コンバータ用デューティー比演算部５２Ｄは、演算したオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１をコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｄへ出力する。さらに、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｄは、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１とオンデューティーＤ＿ＯＮ＿２との比をデューティー比ＤＲとしてコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４へ出力する。
【０２４７】
なお、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｄは、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍと電圧センサー２０からの電圧Ｖｍとの偏差（Ｖｄｃ＿ｃｏｍ−Ｖｍ）を演算し、その演算した偏差（Ｖｄｃ＿ｃｏｍ−Ｖｍ）が零になるようにデューティー比ＤＲを演算する。
【０２４８】
コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｄは、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｄからのデューティー比ＤＲとオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１とに基づいて、昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフするための信号ＰＷＭＵまたは信号ＰＷＭＤを生成する。
【０２４９】
信号ＰＷＭＵまたは信号ＰＷＭＤの生成において、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｄは、図１９に示すオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１とキャリア周波数ｆｃとの関係を予めマップとして格納し、このマップに基づいて、キャリア周波数ｆｃを可変する。
【０２５０】
図１９は、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１とキャリア周波数ｆｃとの関係を示す図である。
【０２５１】
図１９を参照して、キャリア周波数ｆｃは、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が１．０に近い領域（ｘ≦Ｄ＿ＯＮ＿１≦１，ただし０＜ｘ＜１）において、キャリア周波数ｆＨに対して相対的に低いキャリア周波数ｆＬに変化する。その結果、キャリア周波数ｆｃによって決定される制御周期長Ｔは、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が１．０に近い領域において、相対的に長くなる。これにより、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が１．０に近い領域では、制御周期長Ｔに占めるデッドタイムＤｔの割合が相対的に低くなり、デッドタイムＤｔの影響が低減される。
【０２５２】
なお、キャリア周波数ｆＬとしては、周波数が低いほどデッドタイムＤｔの影響の低減に有効であるが、可聴周波数帯域まで低下させると、昇圧コンバータ１２に不快な騒音が生じてしまうことから、可聴周波数帯域を最低レベルとする任意の周波数に設定される、
そして、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｄは、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１に基づいて設定したキャリア周波数ｆｃを用いて、信号ＰＷＭＵまたは信号ＰＷＭＤを生成すると、その生成した信号ＰＷＭＵまたは信号ＰＷＭＤを昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。
【０２５３】
図２０は、コンバータ制御手段３０２Ｄにおけるコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｄがキャリア周波数ｆｃを制御する動作を説明するためのフローチャートである。
【０２５４】
図２０を参照して、コンバータ制御手段３０２Ｄにおいて、電圧変換のための一連の動作が開始されると、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｄは、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｄから、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍと直流電圧Ｖｂとに基づいて演算されたオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１と、演算されたオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１，Ｄ＿ＯＮ＿２から得られたデューティー比ＤＲとを受ける（ステップＳ１０）。
【０２５５】
そして、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｄは、図１９のオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１とキャリア周波数ｆｃとの関係を示すマップを参照し（ステップＳ１１）、受けたオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１に基づいてキャリア周波数ｆｃを設定する（ステップＳ１２）。
【０２５６】
コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｄは、昇圧コンバータ１２が昇圧動作を実行しているとき、昇圧動作の停止状態に移行するとき、および昇圧動作を開始するときの各々において、図２０のフローチャートに従ってキャリア周波数ｆｃを設定する。
【０２５７】
図２１は、この発明の実施の形態３による電圧変換に基づくオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１と実際のオンデューティーとの関係を示す図である。
【０２５８】
図２１から明らかなように、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が１．０に近い領域において、放電方向および充電方向ともに、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１と実際のオンデューティーとのずれが低減されていることが分かる。これによれば、昇圧動作の開始または停止時において、デッドタイムＤｔの影響が低減され、出力電圧Ｖｍおよび直流電流Ｉｂの急激な変動が抑制され、直流電源Ｂおよび昇圧コンバータ１２の損傷を回避することができる。
【０２５９】
［変更例１］
図２２は、この発明の実施の形態３の変更例１によるモータ駆動装置におけるコンバータ制御手段３０２Ｅの機能ブロック図である。
【０２６０】
図２２を参照して、コンバータ制御手段３０２Ｅは、電圧指令演算部５０Ｅと、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｅと、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｅとを含む。
【０２６１】
電圧指令演算部５０Ｅは、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）およびモータ回転数ＭＲＮ１（またはＭＲＮ２）に基づいてインバータ入力電圧の最適値（目標値）、すなわち、昇圧コンバータ１２の電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍを演算し、その演算した電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍをコンバータ用デューティー比演算部５２Ｅへ出力する。
【０２６２】
そして、電圧指令演算部５０Ｅは、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍの大きさに基づいて昇圧状態指令信号Ｂ＿ｃｏｍを生成して、その生成した昇圧状態指令信号Ｂ＿ｃｏｍをコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｅへ出力する。より具体的には、電圧指令演算部５０Ｅは、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍが直流電圧Ｖｂよりも高くなると、昇圧動作の開始指令を指示する昇圧状態指令信号Ｂ＿ｃｏｍを生成してコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｅへ出力する。一方、電圧指令演算部５０Ｅは、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍが直流電圧Ｖｂとなると、昇圧動作の停止指令を指示する昇圧状態指令信号Ｂ＿ｃｏｍを生成してコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｅへ出力する。
【０２６３】
コンバータ用デューティー比演算部５２Ｅは、電圧指令演算部５０からの電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍと、電圧センサー１０からの直流電圧Ｖｂとに基づいて、昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１のオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を式（１）により演算する。
【０２６４】
そして、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｅは、演算したオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を用いてＮＰＮトランジスタＱ２のオンデューティーＤ＿ＯＮ＿２＝１−Ｄ＿ＯＮ＿１を演算し、その演算したオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１とオンデューティーＤ＿ＯＮ＿２との比をデューティー比ＤＲとしてコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｅへ出力する。
【０２６５】
なお、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｅは、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍと電圧センサー２０からの電圧Ｖｍとの偏差（Ｖｄｃ＿ｃｏｍ−Ｖｍ）を演算し、その演算した偏差（Ｖｄｃ＿ｃｏｍ−Ｖｍ）が零になるようにデューティー比ＤＲを演算する。
【０２６６】
コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｅは、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｄからのデューティー比ＤＲに基づいて、昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフするための信号ＰＷＭＵまたは信号ＰＷＭＤを生成する。
【０２６７】
信号ＰＷＭＵまたは信号ＰＷＭＤの生成において、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｅは、電圧指令演算部５０Ｅからの昇圧状態指令信号Ｂ＿ｃｏｍに基づいて、キャリア周波数ｆｃを可変する。
【０２６８】
より具体的には、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｅは、昇圧動作の開始指令を指示する昇圧状態指令信号Ｂ＿ｃｏｍを受けると、指令を受けたタイミングから所定の期間、キャリア周波数ｆｃを相対的に低いキャリア周波数ｆＬに設定する。また、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｅは、昇圧動作の停止指令を指示する昇圧状態指令信号Ｂ＿ｃｏｍを受けると、指令を受けたタイミングから所定の期間、キャリア周波数ｆｃを相対的に低いキャリア周波数ｆＬに設定する。
【０２６９】
図２３は、昇圧状態指令信号Ｂ＿ｃｏｍとキャリア周波数ｆｃとの関係を示すタイミングチャートである。
【０２７０】
図２３を参照して、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｅは、タイミングｔ１において、昇圧動作の開始指令が入力されると、キャリア周波数ｆｃを通常の昇圧動作時のキャリア周波数ｆＨから相対的に低いキャリア周波数ｆＬに設定する。そして、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｅは、キャリア周波数ｆｃをタイミングｔ１からタイミングｔ２に至るまでの所定の期間において、キャリア周波数ｆＨにまで漸増させる。さらに、タイミングｔ２以降の昇圧動作状態において、コンバータ用ＰＷＮ信号変換部５４Ｅは、キャリア周波数ｆｃをキャリア周波数ｆＨに固定する。
【０２７１】
続いて、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｅは、タイミングｔ３において、昇圧動作の停止指令が入力されると、キャリア周波数ｆｃをタイミングｔ３からタイミングｔ４に至るまでの所定の期間において、キャリア周波数ｆＬにまで漸減させる。
【０２７２】
なお、相対的に低いキャリア周波数ｆＬは、図１１におけるキャリア周波数ｆＬと同一である。本変更例によれば、キャリア周波数ｆｃを相対的に低くする期間を短い期間に限定することによって、キャリア周波数ｆｃの低下に伴なう騒音の発生期間を短縮することができる。
【０２７３】
図２４は、コンバータ制御手段３０２Ｅにおけるコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｅがキャリア周波数ｆｃを制御する動作を説明するためのフローチャートである。
【０２７４】
図２４を参照して、コンバータ制御手段３０２Ｅにおいて、電圧変換を制御するための一連の動作が開始されると、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｅは、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに基づいて生成された昇圧状態指令信号Ｂ＿ｃｏｍを受ける（ステップＳ２０）。
【０２７５】
次に、コンバータ用ＰＷＮ信号変換部５４Ｅは、その受けた昇圧状態指令信号Ｂ＿ｃｏｍが昇圧動作の開始指令を指示するか否かを判定する（ステップＳ２１）。
【０２７６】
コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｅは、昇圧動作の開始指令が指示されたと判定すると、キャリア周波数ｆｃを初期化して、相対的に低いキャリア周波数ｆＬに設定する（ステップＳ２３）。そして、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｅは、内蔵するタイマ（図示せず）を初期化して、昇圧状態指令信号Ｂ＿ｃｏｍの入力タイミングｔ１を起点として所定の期間をカウントするとともに（ステップＳ２４）、１カウントごとにキャリア周波数ｆＬに所定の周波数変化分Δｆｃを加算する（ステップＳ２５）。
【０２７７】
そして、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｅは、所定の期間が経過するまで（ステップＳ２６でＹＥＳに相当）、タイマのカウント値をインクリメントさせながら（ステップＳ２７）、キャリア周波数ｆｃを漸増させる。
【０２７８】
最後に、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｅは、所定の期間が経過したタイミングｔ２において、キャリア周波数ｆｃは通常の昇圧動作時のキャリア周波数ｆＨに固定する。
【０２７９】
一方、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｅは、昇圧動作の開始指令が指示されていないと判定すると、続いて、昇圧動作の停止指令が指示されたか否かを判定する（ステップＳ２２）。
【０２８０】
コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｅは、昇圧動作の停止指令が指示されたと判定すると、タイマを初期化して（ステップＳ２８）、昇圧状態指令信号Ｂ＿ｃｏｍの入力タイミングｔ３を起点として所定の期間をカウントする。そして、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｅは、１カウントごとにキャリア周波数ｆＨから所定の周波数変化分Δｆｃを減算する（ステップＳ２９）。
【０２８１】
そして、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｅは、所定の期間が経過するまで（ステップＳ３０でＹＥＳに相当）、タイマのカウント値をインクリメントさせながら（ステップＳ３１）、キャリア周波数ｆｃを漸減させる。その結果、キャリア周波数ｆｃは、所定の期間が経過したタイミングｔ４において、相対的に低いキャリア周波数ｆＬとなる。
【０２８２】
［変更例２］
図１７に示すオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１と実際のオンデューティーとの関係を再び参照して、放電方向および充電方向のそれぞれにおいて、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに基づいて演算したオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１と実際のオンデューティーとの間には、デットタイムＤｔの期間に相当するずれが生じている。
【０２８３】
ここで、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が１．０に近い領域でのずれに着目すると、充電方向では、昇圧動作を行なっている状態（Ｄ＿ＯＮ＿１および実際のオンデューティーがともに１より小さい）から昇圧動作の停止状態（Ｄ＿ＯＮ＿１および実際のオンデューティーがともに１）に移行するタイミングにおいて、実際のオンデューティーは、ずれの影響を受けて、たとえば０．９５から１．０に急変する。その結果、出力電圧Ｖｍおよび直流電流Ｉｂは急激に変動し、直流電源Ｂおよび昇圧コンバータ１２を損傷する。
【０２８４】
一方、放電方向では、昇圧動作の停止状態（Ｄ＿ＯＮ＿１および実際のオンデューティーがともに１）から昇圧動作を開始させたタイミングにおいて、実際のオンデューティーは、ずれの影響を受けて、所定の期間、１．０に保たれる。そして、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１がたとえば０．９５以下となると、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１に比例して変化し始める。その結果、出力電圧Ｖｍおよび直流電流Ｉｂは、昇圧動作の開始直後において、急激に変動しない。すなわち、デットタイムＤｔの影響は小さいといえる。
【０２８５】
したがって、本変更例では、出力電圧Ｖｍおよび直流電流Ｉｂに急激な変動が現われる充電方向においてのみ、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が１．０に近い領域において、キャリア周波数ｆｃを低下させることとする。
【０２８６】
これによれば、デットタイムＤｔの影響を低減できるとともに、キャリア周波数ｆｃを低下させたことによって生じる騒音の発生頻度を抑えることができる。
【０２８７】
図２５は、この発明の実施の形態３の変更例２によるモータ駆動装置におけるコンバータ制御手段３０２Ｆの機能ブロック図である。
【０２８８】
図２５を参照して、コンバータ制御手段３０２Ｆは、電圧指令演算部５０と、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｆと、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｆとを含む。
【０２８９】
電圧指令演算部５０は、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）およびモータ回転数ＭＲＮ１（またはＭＲＮ２）に基づいて昇圧コンバータ１２の電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍを演算し、その演算した電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍをコンバータ用デューティー比演算部５２Ｆへ出力する。
【０２９０】
コンバータ用デューティー比演算部５２Ｆは、電圧指令演算部５０からの電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍと、電圧センサー１０からの直流電圧Ｖｂとに基づいて、昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１のオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を式（１）により演算し、その演算したオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１をコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｆへ出力する。そして、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｆは、演算したオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を用いてＮＰＮトランジスタＱ２のオンデューティーＤ＿ＯＮ＿２＝１−Ｄ＿ＯＮ＿１を演算し、その演算したオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１とオンデューティーＤ＿ＯＮ＿２との比をデューティー比ＤＲとしてコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｆへ出力する。
【０２９１】
なお、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｆは、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍと電圧センサー２０からの出力電圧Ｖｍとの偏差（Ｖｄｃ＿ｃｏｍ−Ｖｍ）を演算し、その演算した偏差（Ｖｄｃ＿ｃｏｍ−Ｖｍ）が零になるようにデューティー比ＤＲを演算する。
【０２９２】
コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｆは、コンバータ用デューティー比変換部５２ＦからのオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１およびデューティー比ＤＲと、リアクトル電流ＩＬとを受ける。なお、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｆは、リアクトル電流ＩＬとして、図１のリアクトルＬ１に新たに設けた電流センサー（図示せず）の検出値、もしくは、電流センサー１０における直流電流Ｉｂの検出値を受ける。
【０２９３】
そして、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｆは、リアクトル電流ＩＬが充電方向および放電方向のいずれの方向に流れているか、すなわち、出力電圧Ｖｍが降圧制御されているか、または昇圧制御されているかを判定する。より具体的には、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｆは、放電方向のときのリアクトル電流ＩＬを正とし、かつ充電方向のときのリアクトル電流ＩＬを負として、受けたリアクトル電流ＩＬが正／負のいずれであるかに基づいて、放電方向および充電方向のいずれに流れているかを判定する。
【０２９４】
そして、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｆは、リアクトル電流ＩＬが充電方向であって出力電圧Ｖｍが降圧制御されていると判定すると、デッドタイムＤｔの影響が大きいと判断して、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１に基づいてキャリア周波数ｆｃを可変する。詳細には、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｆは、図１１に示すオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１とキャリア周波数ｆｃとの関係を予めマップとして格納し、このマップに基づいて、キャリア周波数ｆｃを可変する。
【０２９５】
コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｆは、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１に基づいて設定したキャリア周波数ｆｃとデューティー比ＤＲとを用いて、信号ＰＷＭＵまたは信号ＰＷＭＤを生成し、その生成した信号ＰＷＭＵまたは信号ＰＷＭＤを昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。
【０２９６】
一方、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｆは、リアクトル電流ＩＬが放電方向であって出力電圧Ｖｍが昇圧制御されていると判定すると、デッドタイムＤｔの影響が小さいと判断して、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１によらず、キャリア周波数ｆｃを通常の昇圧動作時のキャリア周波数ｆＨに固定する。そして、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｆは、キャリア周波数ｆＨとデューティー比ＤＲとを用いて、昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフするための信号ＰＷＭＵまたは信号ＰＷＭＤを生成し、その生成した信号ＰＷＭＵまたは信号ＰＷＭＤを昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。
【０２９７】
図２６は、コンバータ制御手段３０２Ｆにおけるコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｆがキャリア周波数ｆｃを制御する動作を説明するためのフローチャートである。
【０２９８】
図２６を参照して、コンバータ制御手段３０２Ｆにおいて、電圧変換を制御するための一連の動作が開始されると、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｆは、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｆから、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍと直流電圧Ｖｂとに基づいて演算されたオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１，Ｄ＿ＯＮ＿２から得られたデューティー比ＤＲを受ける。さらに、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｆは、リアクトルＬ１に設けられた図示しない電流センサーから、リアクトル電流ＩＬを受ける（ステップＳ４０）。
【０２９９】
そして、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｆは、リアクトル電流ＩＬの流れる方向が充電方向か否か、すなわち出力電圧Ｖｍが降圧制御されているか否かを判定する（ステップＳ４１）。
【０３００】
コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｆは、リアクトル電流ＩＬが充電方向に流れていると判定すると、コンバータ用デューティー比変換部５２Ｆから、演算されたオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を受ける（ステップＳ４２）。
【０３０１】
コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｆは、図１９のオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１とキャリア周波数ｆｃとの関係を示すマップを参照し（ステップＳ４３）、受けたオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１に基づいてキャリア周波数ｆｃを設定する（ステップＳ４４）。
【０３０２】
一方、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｆは、リアクトル電流ＩＬが放電方向に流れていると判定すると、キャリア周波数ｆｃを通常の昇圧動作時のキャリア周波数ｆＨに設定する（ステップＳ４５）。
【０３０３】
図２７は、この発明の実施の形態３の変更例２による電圧変換に基づくオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１と実際のオンデューティーとの関係を示す図である。
【０３０４】
図２７から明らかなように、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が１．０に近い領域においては、充電方向のときにのみ、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１と実際のオンデューティーとのずれが低減されていることが分かる。これによれば、デッドタイムＤｔの影響が大きい充電方向における出力電圧Ｖｍおよび直流電流Ｉｂの急激な変動を有効に抑制できるとともに、騒音の発生頻度を低減することができる。
【０３０５】
なお、制御装置３０のコンバータ制御手段３０２Ｄ〜３０２Ｆにおける電圧変換の制御は、実施の形態１によるコンバータ制御手段３０２Ａ〜３０２Ｃと同様に、実際にはＣＰＵによって行なわれる。ＣＰＵは、図２０，図２４および図２６に示すフローチャートの各ステップを備えるプログラムをＲＯＭからそれぞれ読出し、その読出したプログラムを実行して図２０，図２４および図２６に示すフローチャートに従って電圧変換の制御を行なう。したがって、ＲＯＭは、図２１，図２５および図２７に示すフローチャートの各ステップを備えるプログラムを記録したコンピュータ（ＣＰＵ）読取り可能な記録媒体に相当する。
【０３０６】
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、特許請求の範囲によって示され、特許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。
【産業上の利用可能性】
【０３０７】
この発明は、自動車に搭載されるモータ駆動装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０３０８】
【図１】この発明の実施の形態１による電圧変換装置を備えたモータ駆動装置の概略ブロック図である。
【図２】図１に示す制御装置の機能ブロック図である。
【図３】図２に示すコンバータ制御手段の機能ブロック図である。
【図４】オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１と電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍとの関係を示す図である。
【図５】ＮＰＮトランジスタＱ１（上アーム）のオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１および電圧のタイミングチャートである。
【図６】昇圧コンバータにおける電圧変換を図３のコンバータ制御手段が制御する動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態１の変更例１によるモータ駆動装置におけるコンバータ制御手段の機能ブロック図である。
【図８】この発明の実施の形態１の変更例２によるモータ駆動装置におけるコンバータ制御手段の機能ブロック図である。
【図９】この発明の実施の形態２によるモータ駆動装置におけるコンバータ制御手段の機能ブロック図である。
【図１０】オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１と電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍとの関係を示す図である。
【図１１】コンバータ用ＰＷＭ信号変換部において所定の割合ＣＲに基づいて生成された信号ＰＷＭＵのタイミングチャートである。
【図１２】ＮＰＮトランジスタＱ１（上アーム）のオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１および電圧のタイミングチャートである。
【図１３】昇圧コンバータにおける電圧変換をコンバータ制御手段が制御する動作を説明するためのフローチャートである。
【図１４】この発明の実施の形態２の変更例１による電圧変換装置を備えたモータ駆動装置の概略ブロック図である。
【図１５】図１４の制御装置に含まれるコンバータ制御手段の機能ブロック図である。
【図１６】昇圧コンバータにおける電圧変換をコンバータ制御手段が制御する動作を説明するためのフローチャートである。
【図１７】オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１と実際のオンデューティーとの関係を示す図である。
【図１８】この発明の実施の形態３によるモータ駆動装置におけるコンバータ制御手段の機能ブロック図である。
【図１９】オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１とキャリア周波数ｆｃとの関係を示す図である。
【図２０】図１８のコンバータ制御手段におけるコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｄがキャリア周波数ｆｃを制御する動作を説明するためのフローチャートである。
【図２１】この発明の実施の形態３による電圧変換に基づくオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１と実際のオンデューティーとの関係を示す図である。
【図２２】この発明の実施の形態３の変更例１によるモータ駆動装置におけるコンバータ制御手段の機能ブロック図である。
【図２３】昇圧状態指令信号Ｂ＿ｃｏｍとキャリア周波数ｆｃとの関係を示すタイミングチャートである。
【図２４】図２２のコンバータ制御手段におけるコンバータ用ＰＷＭ信号変換部がキャリア周波数ｆｃを制御する動作を説明するためのフローチャートである。
【図２５】この発明の実施の形態３の変更例２によるモータ駆動装置におけるコンバータ制御手段の機能ブロック図である。
【図２６】図２５のコンバータ制御手段におけるコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４Ｆがキャリア周波数ｆｃを制御する動作を説明するためのフローチャートである。
【図２７】この発明の実施の形態３の変更例２による電圧変換に基づくオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１と実際のオンデューティーとの関係を示す図である。
【図２８】上アームおよび下アームを制御する制御信号のタイミングチャートである。
【図２９】上アームのオンデューティーおよび電圧のタイミングチャートである。
【符号の説明】
【０３０９】
１０，２０  電圧センサー、１１，１３  コンデンサ、１２  昇圧コンバータ、１４，３１  インバータ、１５  Ｕ相アーム、１６  Ｖ相アーム、１７  Ｗ相アーム、２４，２８，３２  電流センサー、３０  制御装置、５０，５０Ｅ  電圧指令演算部、５２Ａ〜５２Ｈ  コンバータ用デューティー比演算部、５４，５４Ｄ〜５４Ｇ  コンバータ用ＰＷＭ信号変換部、１００，１００Ｈ  モータ駆動装置、３０１  インバータ制御手段、３０２Ａ〜３０２Ｈ  コンバータ制御手段、Ｂ  直流電源、ＳＲ１，ＳＲ２  システムリレー、Ｑ１〜Ｑ８  ＮＰＮトランジスタ、Ｄ１〜Ｄ８  ダイオード、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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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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