(57)【要約】【課題】  昇圧コンバータと2インバータを組み合わせたシステムではコンデンサ電流をある程度まで低減できるが、昇圧コンバータとインバータの運転状態に応じて三角波キャリアの位相差を制御しないとコンデンサ電流が増大してしまう可能性があり、コンデンサ発熱も増大し、コンデンササイズを大きく必要があった。【解決手段】  昇圧コンバータ(4)と、第１および第２のインバータ(INV1,INV2,7a,7b)と、第１および第２の発電電動機(MG1,MG2,9a,9b)と、前記昇圧コンバータのキャリア周波数を前記第１および第２のインバータのキャリア周波数の２倍になるよう制御し、前記第１および第２の発電電動機のトルク指令および回転速度と、前記昇圧コンバータのスイッチングデューティとに基づき、前記昇圧コンバータのキャリアと前記第１および第２のインバータのキャリアとの間の位相差を制御するキャリア制御手段(20)とを具える車両用の電動機駆動制御装置を提供する。【選択図】      図４
2006174608.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用の電動機駆動制御装置であって、
昇圧コンバータと、
第１および第２のインバータと、
第１および第２の発電電動機と、
前記昇圧コンバータのキャリア周波数が前記第１および第２のインバータのキャリア周波数の２倍になるよう制御し、前記第１および第２の発電電動機のトルク指令および回転速度と、前記昇圧コンバータのスイッチングデューティとに基づき、前記昇圧コンバータのキャリアと前記第１および第２のインバータのキャリアとの間の位相差を制御するキャリア制御手段と、
を具える車両用の電動機駆動制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用の電動機駆動制御装置において、
前記昇圧コンバータが昇圧動作をしているときは、前記キャリア制御手段は、
前記第１および第２の発電電動機が両者とも力行、或いは両者とも回生である場合、前記第１のインバータのキャリアと前記第２のインバータのキャリアとの間の位相差が９０°になるよう制御し、
前記第１および第２の発電電動機のどちらか一方が力行でもう一方が回生である場合、前記第１のインバータのキャリアと前記第２のインバータのキャリアとの間の位相差が０°或いは１８０°になるよう制御し、
前記昇圧コンバータが昇圧動作をしていないときは、前記キャリア制御手段は、
前記第１のインバータのキャリアと前記第２のインバータのキャリアとの間の位相差が０°或いは１８０°になるよう制御し、さらに、前記昇圧コンバータのキャリアの谷と、前記第１および第２のインバータのどちらか一方のキャリアの谷の位相が一致するよう制御する、
ことを特徴とする車両用の電動機駆動制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の車両用の電動機駆動制御装置において、
前記昇圧コンバータが昇圧動作をしているとき、前記キャリア制御手段は、
前記第１および第２の発電電動機が両者とも力行、或いは両者とも回生である場合、前記第１のインバータのキャリアと前記第２のインバータのキャリアとの間の位相差が０°或いは１８０°になるよう制御し、
前記第１および第２の発電電動機のどちらか一方が力行でもう一方が回生である場合、前記第１のインバータのキャリアと前記第２のインバータのキャリアとの間の位相差が９０°になるよう制御し、さらに、前記第１のインバータの出力の絶対値と前記第２のインバータの出力の絶対値とを比較し、出力の絶対値の大きい方のインバータのキャリアの谷と、前記昇圧コンバータの谷の位相が一致するよう制御する、
ことを特徴とする車両用の電動機駆動制御装置。
【請求項４】
請求項１に記載の車両用の電動機駆動制御装置において、
前記キャリア制御手段は、
前記第１および第２の発電電動機が両者とも力行、或いは両者とも回生である場合、前記第１のインバータのキャリアと前記第２のインバータのキャリアとの間の位相差が９０°になるよう制御し、さらに、前記第１のインバータの出力の絶対値と前記第２のインバータの出力の絶対値とを比較し、出力の絶対値の大きい方のインバータのキャリアの谷と、前記昇圧コンバータの谷の位相が一致するよう制御し、
前記第１および第２の発電電動機のどちらか一方が力行でもう一方が回生である場合、前記第１のインバータのキャリアと前記第２のインバータのキャリアとの間の位相差が０°或いは１８０°になるよう制御し、さらに、前記昇圧コンバータのキャリアの谷と、前記第１および第２のインバータのどちらか一方のキャリアの谷の位相が一致するよう制御する、
ことを特徴とする車両用の電動機駆動制御装置。
【請求項５】
請求項１に記載の車両用の電動機駆動制御装置において、
前記キャリア制御手段は、
前記第１および第２の発電電動機が両者とも力行、或いは両者とも回生である場合、前記第１のインバータのキャリアと前記第２のインバータのキャリアとの間の位相差が９０°になるよう制御し、さらに、前記第１のインバータの出力電流と前記第２のインバータの出力電流とを比較し、出力電流の大きい方のインバータのキャリアの谷と、前記昇圧コンバータの谷と位相が一致するよう制御し、
前記第１および第２の発電電動機のどちらか一方が力行でもう一方が回生である場合、前記第１のインバータのキャリアと前記第２のインバータのキャリアとの間の位相差が０°或いは１８０°になるよう制御し、さらに、前記昇圧コンバータのキャリアの谷と、前記第１および第２のインバータのどちらか一方のキャリアの谷の位相が一致するよう制御する、
ことを特徴とする車両用の電動機駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用の電動機駆動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図1は、従来技術の2インバータ＋2MＧ（発電電動機）のシステム構成図である。ハイブリッド車においては、MG１、MG2のどちらか一方が回転電動機、もう一方が発電機として使われたり、動力分割機構を用いてともに電動機または発電機として使われたれたりする。このようなシステムにおけるインバータはPWM制御によってスイッチングするため、インバータ直流入力電流はリップルを含んだ波形となる。リップル電流による電圧変動を平滑するため、インバータ直流入力部にコンデンサを接続する。コンデンサにはリップル電流が流れ、それによってコンデンサが発熱するという問題がある。リップル電流を低減できれば発熱も低減でき、コンデンサのサイズを小さくすることができる（特許文献１および特許文献２を参照されたい。）。
【０００３】
図2は、MG１、MG2がともに力行のときの波形図であり、図3はMG１が力行、MG2が回生のときの波形図である。図に示すように、INV1キャリアはPWM三角波キャリアを示す。Ｉ1はINV１の直流入力電流を示す。INV2キャリアはINV2のPWM三角波キャリアを示す。Ｉ2はINV2の直流入力電流を示す。Ｉ0はバッテリ出力電流を示す。Ｉｃはコンデンサ電流を示し、Ｉｃ＝Ｉ0−（Ｉ1＋Ｉ2）で表すことができる。インバータを三角波PWM制御する場合、三角波の頂点付近では、上アーム３相ともオン、下アーム3相ともオフとなるかまたは、上アーム3相ともオフ、下アーム３相ともオンとなる。このため、インバータ直流入力電流は零となる。
図２は、MG１、MG2がともに力行のときの波形図である。INV1とINV2の三角波キャリアには90°の位相差を持たせている。これによって、Ｉ1＝0のときにＩ2が流れ、Ｉ2＝0のときにＩ1が流れるようにすることができ、その結果、Ｉ1＋Ｉ2が平滑された波形となり、コンデンサ電流Icをある程度まで低減することができる。
【０００４】
図３はMG1が力行、MG2が回生のときの波形図である。ここではINV1とINV2の三角波キャリアには１８０°の位相差を持たせているが、位相差０°としても同じ効果が期待できる。MG１が力行、MG2が回生なので、Ｉ1、Ｉ2の極性が逆となる。このため、三角波キャリアの位相差を０°または１８０°とすることで、Ｉ1、Ｉ2が同じ期間に流れることになって打ち消しあい、Ｉ1+Ｉ2が平滑された波形となり、コンデンサ電流Ｉｃを低減することができる。
【０００５】
より大きな出力を必要とされるモータインバータシステムでは、図4に示すような昇圧コンバータを用いた構成にすることがある。昇圧コンバータでPＡM制御を実施することで、発電電動機の高回転域での出力を増すことができる。昇圧コンバータも三角波PWM制御され、三角波の頂点の山（振幅のプラス側の頂点）の付近で出力電流Ｉ0が流れ、谷（振幅のマイナス側の頂点）の付近では零となる。インバータは三角波キャリア1周期間に正流入力電流が流れる期間が2回あり、昇圧コンバータは三角波キャリア1周期間に出力電流流れる期間が1回ある。したがって、昇圧コンバータの三角波キャリアの周波数をインバータの2倍にして、昇圧コンバータキャリアの谷とインバータキャリアの谷の位相を一致させることで、インバータ直流入力電流が流れる期間に昇圧コンバータ出力電流が流れることになり、コンデンサ電流をある程度まで低減でき、コンデンササイズをある程度までは小さくすることができる。
【特許文献１】特開２００２−５１５６６号公報（図１、段落[0006]-[0009]）
【特許文献１】特開２００２−３００８００号公報（図１、段落[0007]-[0009]）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したような昇圧コンバータと2インバータを組み合わせたシステムではコンデンサ電流をある程度まで低減できるが、昇圧コンバータとインバータの運転状態に応じて三角波キャリアの位相差を制御しないと、コンデンサ電流が増大してしまう可能性があった。このため、コンデンサ発熱も増大し、コンデンササイズを大きくしなければならないという課題が残されており、コンデンササイズのさらなる小型化が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した諸課題を解決すべく、第1の発明による車両用の電動機駆動制御装置は、
直流電源から供給される直流電流の電圧を昇圧する昇圧コンバータと、
前記昇圧コンバータから出力された直流電流を交流電流に変換する第１および第２のインバータと、
前記第１および第２のインバータから出力された交流電流で駆動する第１および第２の発電電動機と、
前記昇圧コンバータのキャリア周波数を前記第１および第２のインバータのキャリア周波数の２倍になるよう制御し、前記第１および第２の発電電動機のトルク指令および回転速度と、前記昇圧コンバータのスイッチングデューティとに基づき、前記昇圧コンバータのキャリアと前記第１および第２のインバータのキャリアとの間の位相差を制御するキャリア制御手段（回路）と、
を具える。
【０００８】
また、第２の発明による車両用の電動機駆動制御装置は、
前記昇圧コンバータが昇圧動作をしているときは、前記キャリア制御手段が、
前記第１および第２の発電電動機が両者とも力行、或いは両者とも回生である場合、前記第１のインバータのキャリアと前記第２のインバータのキャリアとの間の位相差が９０°になるよう制御し、
前記第１および第２の発電電動機のどちらか一方が力行でもう一方が回生である場合、前記第１のインバータのキャリアと前記第２のインバータのキャリアとの間の位相差が０°或いは１８０°になるよう制御し、
前記昇圧コンバータが昇圧動作をしていないときは、前記キャリア制御手段は、
前記第１のインバータのキャリアと前記第２のインバータのキャリアとの間の位相差が０°或いは１８０°になるよう制御し、さらに、前記昇圧コンバータのキャリアの谷と、前記第１および第２のインバータのどちらか一方のキャリアの谷の位相が一致するよう制御する、
ことを特徴とする。
【０００９】
さらにまた、第３の発明による車両用の電動機駆動制御装置は、
前記昇圧コンバータが昇圧動作をしているとき、前記キャリア制御手段が、
前記第１および第２の発電電動機が両者とも力行、或いは両者とも回生である場合、前記第１のインバータのキャリアと前記第２のインバータのキャリアとの間の位相差が０°或いは１８０°になるよう制御し、
前記第１および第２の発電電動機のどちらか一方が力行でもう一方が回生である場合、前記第１のインバータのキャリアと前記第２のインバータのキャリアとの間の位相差が９０°になるよう制御し、さらに、前記第１のインバータの出力の絶対値と前記第２のインバータの出力の絶対値とを比較し、出力の絶対値の大きい方のインバータのキャリアの谷と、前記昇圧コンバータの谷の位相が一致するよう制御する、
ことを特徴とする。
【００１０】
さらにまた、第４の発明による車両用の電動機駆動制御装置は、
前記キャリア制御手段が、
前記第１および第２の発電電動機が両者とも力行、或いは両者とも回生である場合、前記第１のインバータのキャリアと前記第２のインバータのキャリアとの間の位相差が９０°になるよう制御し、さらに、前記第１のインバータの出力の絶対値と前記第２のインバータの出力の絶対値とを比較し、出力の絶対値の大きい方のインバータのキャリアの谷と、前記昇圧コンバータの谷の位相が一致するよう制御し、
前記第１および第２の発電電動機のどちらか一方が力行でもう一方が回生である場合、前記第１のインバータのキャリアと前記第２のインバータのキャリアとの間の位相差が０°或いは１８０°になるよう制御し、さらに、前記昇圧コンバータのキャリアの谷と、前記第１および第２のインバータのどちらか一方のキャリアの谷の位相が一致するよう制御する、
ことを特徴とする。
【００１１】
さらにまた、第５の発明による車両用の電動機駆動制御装置は、
前記キャリア制御手段が、
前記第１および第２の発電電動機が両者とも力行、或いは両者とも回生である場合、前記第１のインバータのキャリアと前記第２のインバータのキャリアとの間の位相差が９０°になるよう制御し、さらに、前記第１のインバータの出力電流と前記第２のインバータの出力電流とを比較し、出力電流の大きい方のインバータのキャリアの谷と、前記昇圧コンバータの谷と位相が一致するよう制御し、
前記第１および第２の発電電動機のどちらか一方が力行でもう一方が回生である場合、前記第１のインバータのキャリアと前記第２のインバータのキャリアとの間の位相差が０°或いは１８０°になるよう制御し、さらに、前記昇圧コンバータのキャリアの谷と、前記第１および第２のインバータのどちらか一方のキャリアの谷の位相が一致するよう制御する、
ことを特徴とする。
【００１２】
上述したように本発明の解決手段を装置として説明してきたが、本発明はこれらに実質的に相当する方法、プログラム、プログラムを記録した記憶媒体としても実現され得るものであり、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。
例えば、第１の発明による車両用の電動機駆動制御装置を方法として実現させると、
車両用の電動機駆動制御方法であって、
直流電源から供給される直流電流の電圧を昇圧コンバータを使用して昇圧する昇圧ステップと、
第１および第２のインバータを使用して前記昇圧ステップで得られた直流電流を交流電流に変換する第１および第２の変換ステップと、
前記第１および第２の変換ステップで得られた交流電流で第１および第２の発電電動機を駆動する駆動ステップと、
前記昇圧コンバータのキャリア周波数を前記第１および第２のインバータのキャリア周波数の２倍になるよう制御し、前記第１および第２の発電電動機のトルク指令および回転速度と、前記昇圧コンバータのスイッチングデューティとに基づき、前記昇圧コンバータのキャリアと前記第１および第２のインバータのキャリアとの間の位相差を演算手段を使用して制御するキャリア制御ステップと、
を含むものである。
【発明の効果】
【００１３】
第１の発明では、昇圧コンバータとインバータの運転状態に応じて、昇圧コンバータのキャリアとインバータのキャリアとの間の位相差を制御する。このとき、昇圧コンバータのキャリア周波数をインバータのキャリア周波数の2倍とする。
本構成によれば、インバータの直流入力電流が流れる期間に、昇圧コンバータの出力電流を流すことができるようになる。
【００１４】
また、第２の発明では、昇圧コンバータが昇圧動作していない場合、MＧ1，MＧ２がともに力行またはともに回生であればINV1とINV2のキャリア位相差を90°にし、MＧ1，MＧ2のどちらか一方が力行でもう一方が回生であればINV1とINV2のキャリア位相差を0°または180°にする。また、昇圧コンバータのキャリアとINV1とINV2のキャリアの位相差は任意とする。さらにまた、昇圧コンバータが昇圧動作している場合、MG１、ＭＧ2の運転状態に関係なく、INV1とINV2のキャリア位相差を０°または180°にする。昇圧コンバータの三角波キャリアの谷と、インバータの三角波キャリアの谷の位相が一致するようにする。
本構成によれば、以下のような利点が得られる。
・インバータ直流入力電流が流れる期間に昇圧コンバータの出力電流が流れるようにすることができる。
・コンデンサに流れる電流を低減できる。
・コンデンサ発熱を低減できる。
・コンデンサのサイズを小さくできる。
【００１５】
さらにまた第３の発明では、昇圧コンバータが昇圧動作している壊合、MG1，MG2がともに力行またはともに回生であれば、INV1とINV2のキャリア位相差を0°または180°とする。昇圧コンバータの三角波キャリアの谷と、インバータの三角波キャリアの谷の位相が一致するようにする。また、MG1，MＧ2のどちらか一方が力行でもう一方が回生であれば、INV1とINV2のキャリア位相差を90°にする。このとき、INV1の出力とINV2の出力の絶対価を比較し、出力の大きいほうのINVの三角波キャリアの谷と、昇圧コンバータの三角波キャリアの谷の位相が一致するようにする。
本構成によれば、以下のような利点が得られる。
・インバータ直流入力電流が流れる期間に昇圧コンバータの出力電流が流れるようにすることができる。
・コンデンサに流れる電流を低減できる。
・コンデンサ発熱を低減できる。
・コンデンサのサイズを小さくできる。
【００１６】
さらにまた、第４の発明では、昇圧コンバータの昇圧動作に関係なく、MＧ1、とMＧ2がともに力行またはともに回生であれば、INVI1とINVI2のキャリア位相差を90°にする。このとき、INVI1の出力とINV2の出力の絶対値を比較し、出力の大きいほうのINVIの三角波キャリアの谷と、昇圧コンバータの三角波キャリアの谷の位相が一致するようにする。また、MG1，MG2のどちらか一方が力行でもう一方が回生であれば、INVI1とINVI2のキャリア位相差を0°または180°にする。昇圧コンバータの三角波キャリアの谷と、インバータの三角波キャリアの谷の位相が一致するようにする。
本構成によれば、以下のような利点が得られる。
・インバータ直流入力電流が流れる期間に昇圧コンバータの出力一流が流れるようにすることができる。
・コンデンサに流れる電流を低減できる。
・コンデンサ発熱を低減できる。
・コンデンサのサイズを小さくできる。
・INVI1とINVI2のキャリア位相差決定ロジックを従来技術（昇圧コンバータなしの場合）と同じにできるので、ロジック流用によってロジック作成コストを低減できる。
【００１７】
さらにまた、第５の発明では、昇圧コンバータの昇圧動作に関係なく、MＧl，MＧ2がともに力行またはともに回生であれば、INVI1とINVI2のキャリア位相差を90°にする。このとき、INVI1の出力とINVI2の出力電流の大きさを比較し、出力電流の大きいほうのINVの三角波キャリアの谷と、昇圧コンバータの三角波キャリアの谷の位相が一致するようにする。また、MG1、MG2のどちらか一方が力行でもう一方が回生であれば、INVI1とINV2のキャリア位相差を0°または180°にする。昇圧コンバータの三角波キャリアの谷と、インバータの三角波キャリアの谷の位相が一致するようにする。
本構成によれば、以下のような利点が得られる。
・インバータ直流入力電流が流れる期間に昇庄コンバータの出力電流が流れるようにすることができる。
・コンデンサに流れる電流を低減できる。
・コンデンサ発熱を低減できる。
・コンデンサのサイズを小さくできる。
・INV1とINV2のキャリア位相差決定ロジックを従来技術（昇圧コンバータなしの場合）と同じにできるので、ロジック流用によってロジック作成コストを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以降、諸図面を参照しつつ、本発明の実施態様を詳細に説明する。
実施態様１
図4は、本発明で対象にするシステム構成を示す構成図である。1はバッテリで、エネルギーを充放電する。2はリアクトルで、昇圧コンバータのスイッチングによる電流リップルを平滑する。3は電流センサで、リアクトルに流れる電流を検出する。4a、4bはスイッチング素子で、昇圧比に応じてオンオフヂューティ比が制御される。4が昇圧コンバータである。5はコンテンサであり、昇圧コンバータやインバータのスイッチングによるリップル電流を吸収し、電圧リップルを抑制する。6は電圧センサであり、昇圧コンバータ出力電圧（インバータ直流入力電圧）を検出する。7ａ、7ｂは三相ブリッジインバータであり、直流電力を交流電力に変換し、発電電動機を駆動する。8a，8bは電流センサであり、インバータ7ａ，7ｂの出力電流を検出する。9a，9ｂは発電電動機(MG1,MG2)である。10a，10bは速度センサであり、発電電動機9a，9ｂの回転速度を検出する。20は制御装置であり、車両側からのトルク指令に応じたトルク出力が得られるように昇圧コンバータとインバータをスイッチング制御する。
【００１９】
図5は、制御装置20の内部ブロックを示す機能ブロック図である。21ａ，21bは電流指令演算部（回路）であり、車両側から要求されたトルク指令と回転速度とから電流マップに応じてd軸・ｑ軸電流指令値を出力する。22ａ，22ｂはべクトル制御部であり、発電電動電流を座標変換してd軸・q軸成分に分離し、d軸・q軸電流指令値と一致するように制卸され、電圧指令値を出力する。23ａ，23ｂは、PWM回路部で電圧指令値と三角波キャリアを比較してPWMスイッチングパターンを作成し、インバータにゲート信号として出力する。31はインバータ入力電圧指令演算部（回路）であり、発電電動動機9ａ，9bの回転速度に応じてインバータ入力電圧指令値を出力する。32はインバータ入力電圧制御部であり、インバータ入力電圧指令値とインバータ入力電圧検出値を比較し、昇圧コンバータのスイッチングのデューティを演算して出力する。33はPWM回路部であり、スイッチングデューティと三角波キャリアを比較してスイッチングパターンを作成し、昇圧コンバータにゲート信号を出力する。41は三角波キャリア制御部であり、発電電動機のトルク指令と回転速度、昇圧コンバータのスイッチングデューティとから、運転状態に応じたキャリア周波数とキャリア位相を決定し、インバータと昇圧コンバータに出力する。三角波キャリア制御部41は、発電電動機のトルク指令、回転速度、昇圧コンバータのスイッチングデューティから昇圧コンバータとインバータのキャリア位相差を制御する。
【００２０】
実施態様２
図6は、三角波キャリア制御部41で行われる処理の一例を示すフローチャートである。図に示すうように、ステップ101で発電電動機91、9b(MG1，MG2)のトルク指令を読み込む。ステップ102でINV1とINV2のキャリア周波数を設定する。通常、両者の周波数は同じである。ステップ103ではインバータ入力電圧制御部32の出力である昇圧コンバータのデューティを読み込む。ステップ104では統み込んだデューティから昇圧コンバータが昇圧動作しているかどうかを判断する。デューティが100％（三角波キャリアの振幅を100％とする。）のときは昇圧動作していない。100％未満であれば昇圧動作しているものと判定する。昇圧動作していればステップ107ｂに進み、昇圧動作していなければステップ105aに進む。ステップ105aではMＧ1，MG2がともに力行か判断する。ともに力行であればステップ108ａに進む。ステップ106aではMＧ1，MＧ2がともに回生か判断する。ともに回生であればステップ108ａに進む。ステップ108ａはMG1，MG2がともに力行またはともに回生の場合である。この場合、INV1とINV2のキャリア位相差を90°に設定する。ステップ107aはMＧ1，MG2のどちらか一方が力行でもう一方が回生の場合である。この場合、INV1とINV2のキャリア位相差を0°または180°に設定する。昇圧動作していない場合は昇圧コンバータがスイッチングされていないので、昇圧コンバータのキャリアとINV1，INV2のキャリアの位相差は任意でよい。
【００２１】
昇圧している場合、ステップ107ｂに進み、INV1とINV2のキャリア位相差を0°または180°に設定する。ステップ111では昇圧コンバータのキャリア周波数を設定する。昇圧コンバータのキャリア周波数はINV1、INV2のキャリア周波数の2倍にする。ステップ112ではINV1，INV2のキャリアと昇圧コンバータのキャリアの位相差を0°に設定する。ここで位相差0°とはキャリアの谷と谷の位相差が0°のときをいう。
【００２２】
図10は、昇圧動作しているときに本発明を実施した場合の波形図である。図に示すように、INV1キャリアはINV1の三角波キャリア波形を示す。I1はINV1の直流入力電流波形を示す。INV2キャリアはINV2の三角波キャリア波形を示す。I2はINV2の直流入力電流波形を示す。昇圧キャリアは昇圧コンバータの三角波キャリア波形を示す。I0は昇圧コンバータの出力電流波形を示す。Iｃはコンデンサの電流波形を示す。三角波ＰWM制御のインバータでは、三角波キャリアの頂点付近で電流が流れない。この理由は、頂点付近では上アームまたは下アームが三相ともにオフとなるからである。したがって、三角波キャリア1周期に電流が流れる期間は2回ある。
【００２３】
一方、昇圧コンバータではデューティ指令と三角波が比較され、デューティ指令が大きいときは下アームのスイッチング素子4bがオン、上アームのスイッチング素子4aがオフとなり、デューティ指令が小さいときは上アームのスイッチング素子41がオン、下アームのスイッチング素子4bがオフとなる。上アームのスイッチング素子4ａがオンしているときに出力電流I0は流れる。したがって、三角波キャリア1周期に出力電流が流れる期間は1回となる。
【００２４】
図10では、INV1と1NV2のキャリア位相差は180°である。このようにすることでI1とI2が同じ期間に流れることになり、I1＋I2は三角波キャリアの2倍の周波数となる。昇圧コンバータのキャリア周波数をインバータのキャリア周波数の2倍とし、昇圧コンバータのキャリアの谷の位相と、INV1，INV2のキャリアの谷の位相を一致させることで（位相差0°）、I1＋I2が流れる期間にI0が流れるようにすることができる。これによって、コンデンサIｃ（＝I1＋I2−I0）は小さくなりIcが流れることによる発熱も小さくなるので、コンデンササイズを小さくすることができる。
【００２５】
図11は、MG1が力行、MG2が回生のときの波形図である。INV1とINV2のキャリア位相差は180°である。INV2は回生であるため、I2の向きはI1と逆になり、I1＋I2は打ち消しあった波形となる。昇圧キャリアはインバータキャリアの2倍の周波数であり、位相は谷と谷を一致させる。I0は力行出力と回生出力の大きいほうと同じ向きに流れる。図11では力行出力が大きいので、I0はI1と同じ向きに流れる。この場合もインバータキャリアと昇圧コンバータキャリアの位相差を制御することで、I1＋I2とI0が同じ期間に流れることになり、コンデンサ電流Icを小さくすることができる。
【００２６】
実施態様３
図7は、三角波キャリア制御部41で行われる処理の他の一例を示すフローチャートである。図に示すように、ステップ104までは図６と同じである。また、昇圧動作なしの場合についても図6と同じである。ステップ104で昇圧動作ありと判断された場合、ステップ105bに進む。ステップ105bでMＧ1，MＧ2がともに力行か判断する。ステップ106ｂでMＧ1、MＧ2がともに回生か判断する。MG1，MＧ2がともに力行またはともに回生の券合、ステップ107bに進み、INV1とINV2のキャリア位相差を0°または180°に設定する。ステップ111で昇圧コンバータのキャリア周波数をインバータのキャリア周波数の2倍に設定する。ステップINV1、INV2と昇圧コンバータのキャリア位相差を0°つまり谷と谷の位相が一致するように設定する。MＧ1，MG2のどちらか一方が力行でもう一方が回生の場合、ステップ108bに進み、INV1とINV2のキャリア位相差を90°に設定する。ステップ111で昇圧コンバータのキャリア周波数をインバータキャリア周波数の2倍に設定する。ステップ113で力行出力と回生出力の絶対値の大きいほうのインバータキャリアと昇圧コンバータキャリアの位相差を0°に設定する。出力はトルク指令と回転速度の積から求める。
【００２７】
図12および図13は、本発明を実施したとき、かつ昇圧動作しているとき、かつどちらか一方が力行でもう一方が回生のときの波形図である。図12はMG1が力行、MG2が回生で、ＭＧ1力行出力が大きい場合の波形図である。INV1出力のほうが大きいので、昇圧キャリアはINV1キャリアと位相差を０°（谷と谷が同位相）に設定してある。昇圧コンバータ出力電流Ｉ0は、出力の大きINV1の直流入力電流I1と同じ期間に流れることになり、I1によるリップル電流をI0が打ち消すことになる。したがって、コンデンサ電流Iｃが小さくなり、発熱も小さくなり、コンデンササイズを小さくできる。
【００２８】
図13はMG1が力行、MG2が回生で、MＧ2回生出力が大きい場合の波形図である。INV2出力のほうが大きいので、昇圧キャリアはINV2キャリアと位相差0°に設定してある。I0は、出力の大きいINV2の入力電流I2と同じ期間に流れることになり、I2によるリップル電流をI0が打ち消すことになる。したがって、コンデンサ電流IＣが小さくなり、発熱も小さくなり、コンデンササイズを小さくできる。
【００２９】
実施態様４
図8は、三角波キャリア制御部41で行われる処理の他の一例を示すフローチャートである。図に示すように、ステップ101でトルク指令を読み込み、ステップ102でINV1とINV2のキャリア周波数を設定する。ステップ105でMGl，MＧ2がともに力行か判断し、ステップ106でMＧ1、MＧ2がともに回生か判断する。MＧ1、MＧ2がともに力行またはともに回生の場合、ステップ108に進み、INV1とINV2のキャリア位相差を90°に設定する。ステップ111で昇圧コンバータのキャリア周波数をインバータキャリア周波数の2倍に設定する。ステップ113でINV1とINV2の出力の大きさを比較し（出力はトルク指令と回転速度の積から求める。）、出力の大きいインバータのキャリアと昇圧コンバータキャリアの位相差を0°に設定する。ステップ105、106で、MＧ1，MＧ2のどちらか一方が力行でもう一方が回生と判断された場合ステップ107に進む。ステップ107でINV1とINV2のキャリア位相差をまたは180°に設定する。ステップ111で昇圧コンバータのキャリア周波数をインバータキャリア周波数の2倍に設定する。ステップ112で昇圧コンバータキャリアとインバータキャリアの位相差を0°に殴定する。
【００３０】
図14および図15は、本発明を実施したとき波形図である。図14はMＧ1、MG2がともに力行の場合の波形図であり、図15はMＧ1が力行、MG2が回生の場合の波形図である。図13ではMＧ1，MＧ2がともに力行なのでINV1とINV2のキャリア位相差は90°である。MＧ1出力のほうが出力が大きいので、昇圧コンバータのキャリアはINV1キャリアと位相差0°になるようにしてある。これによって、昇圧コンバータ出力電流Ｉ0は出力の大きいINV1の入力電流I1もと同じ期間に流れることになり、Ｉ1によるリップル電流を打ち消すことになる。したがって、コンデンサ電流IＣが小さくなり、発熱も小さくなり、コンデンササイズを小さくできる。
【００３１】
図15はMG1が力行、MＧ2が回生なので、INV1とINV2のキャリア位相差は180°にしてある。昇圧キャリア周波数はインバータキャリア周波数の2倍なので、昇圧コンバータキャリアとINV1、INV2のキャリアは位相差0°となる。I0はI1、I2が流れる期間と同じ期間に流れることになり、出力の大きいほうのインバータの入力電流によるリップルを打ち消すことになる。これによってIcが小さくなり、コンデンサ発熱も小さくなるので、コンデンササイズを小さくすることができる。
上述したような構成では、INV1とINV2のキャリア位相差を従来技術と同じロジックで決められるため、ロジック作成のコストを低減できる。
【００３２】
実施態様５
図9は、三角波キャリア制御部41で行われる処理の他の一例を示すフローチャートである。ステップ114だけが図8と異なり、ステップ114ではINV1 とINV2のどちらかが出力電流が大きいかを判断し、電流の大きいほうのインバータのキャリアと昇圧コンバータのキャリアの位相差が0°になるように設定する。
図16および図17は、本発明を実施したときの波形図である。図16はMG1，MG2がともに力行の場合の波形図、図17はMG1が力行、MG2が回生の場合の波形図である。図16ではMG1，MG2がともに力行なので、INV1とINV1のキャリア位相差は90°である。図16はINV1の電流のほうがINV2の電流より大きい場合である。INV1の電流のほうが大きいので、昇圧キャリアはINV1キャリアと位相差0°となる。昇圧コンバータ出力電流I0が流れる期間は、出力電流の大きいINV1の入力電流I1と同じ期間となり、I1によるリップル電流を打ち消す。これによってコンデンサ電流IＣが小さくなり、発熱も小さくなり、コンデンササイズを小さくすることができる。
【００３３】
図17ではMG1が力行、MG2が回生なので、INV1とINV2のキャリア位相差は180°である。図に示すように、キャリア位相差が180°なのでI1とI2は同じ期間に流れ、打ち消しあう。また、昇圧コンバータ出力電流I0が流れる期間もI1＋I2と同じ期間となり、I1＋I2によるリップル電流をI0が打ち消すことになる。これによってコンデンサ電流IＣが小さくなり、発熱も小さくなり、コンデンササイズを小さくすることができる。
また、上述したような構成では、INV1とINV2のキャリア位相差を従来技術と同じロジックで決められるため、ロジック作成のコストを低減できる。
なお、各図面の波形図の縮尺は相互には対応することを意図するものではなく、本発明の原理および効果の説明および作図の便宜上のものであり、各図の電流値などの縮尺はそれぞれ別個のものであることに注意されたい。
【００３４】
本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることを留意されたい。
例えば、本明細書の中において位相差を０°や１８０°などの数値になるように、或いは位相の谷などが一致するように、即ち一定の数値になることを目標に制御する場合があるが、必ずしも当該数値（０°や１８０°など）や位相に完全に一致するまで制御対象（位相差）を調整する必要はなく、当該数値の近傍に収まるよう調整する場合でもほぼ同様の効果が得られ、このような構成も本発明の範囲に含まれることに注意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】従来技術の2インバータ＋2MＧ（発電電動機）のシステム構成図である。
【図２】MG１、MG2がともに力行のときの波形図である。
【図３】MG１が力行、MG2が回生のときの波形図である。
【図４】本発明で対象にするシステム構成を示す構成図である。
【図５】制御装置20の内部ブロックを示す機能ブロック図である。
【図６】三角波キャリア制御部41で行われる処理の一例を示すフローチャートである。
【図７】三角波キャリア制御部41で行われる処理の他の一例を示すフローチャートである。
【図８】三角波キャリア制御部41で行われる処理の他の一例を示すフローチャートである。
【図９】三角波キャリア制御部41で行われる処理の他の一例を示すフローチャートである。
【図１０】昇圧動作しているときに本発明を実施した場合の波形図である。
【図１１】MG1が力行、MG2が回生のときの波形図である。
【図１２】MG1が力行、MG2が回生で、ＭＧ1力行出力が大きい場合の波形図である。
【図１３】MG1が力行、MG2が回生で、MＧ2回生出力が大きい場合の波形図である。
【図１４】MＧ1、MG2がともに力行の場合の波形図である。
【図１５】MＧ1が力行、MG2が回生の場合の波形図である。
【図１６】MG1，MG2がともに力行の場合の波形図である。
【図１７】MG1が力行、MG2が回生の場合の波形図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  バッテリ
2  リアクトル
3  電流センサ
4  昇圧コンバータ
4a、4b  スイッチング素子
5  コンテンサ
6  電圧センサ
7ａ、7ｂ  三相ブリッジインバータ(INV1,INV2)
8a，8b  電流センサ
9a，9ｂ  発電電動機(MG1,MG2)
10a，10b  速度センサ(RE)
20  制御装置
21ａ，21b  電流指令演算部（回路）
22ａ，22ｂ  べクトル制御部（回路）
23ａ，23ｂ  PWM回路部
31  インバータ入力電圧指令演算部（回路）
32  インバータ入力電圧制御部（回路）
33  PWM回路部
41  三角波キャリア制御部（回路）
【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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