(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電圧系に接続されたバッテリと、第２の電圧系に接続されたモータと、リアクトルとスイッチング素子とを有し前記第１の電圧系の電力を昇圧して前記第２の電圧系に供給可能な昇圧コンバータと、前記第２の電圧系の電圧を平滑するためのコンデンサと、前記コンデンサの電圧を検出する電圧センサと、前記リアクトルの電流を検出する電流センサと、前記コンデンサの目標電圧を第１の許容上限電圧で制限して該コンデンサの電圧指令を設定し、該設定した電圧指令と前記検出されたコンデンサの電圧とを用いたフィードバック制御によって前記リアクトルの目標電流を設定し、該設定した目標電流と前記検出されたリアクトルの電流とを用いたフィードバック制御によって目標デューティ比を設定し、該設定した目標デューティ比を用いて前記昇圧コンバータを制御する制御手段と、を備える駆動装置において、
前記制御手段は、前記電流センサに異常が生じているときには、前記コンデンサの目標電圧を前記第１の許容上限電圧より低い第２の許容上限電圧で制限して該コンデンサの電圧指令を設定し、該設定した電圧指令と前記検出されたコンデンサの電圧とを用いたフィードバック制御によって目標デューティ比を設定し、該設定した目標デューティ比を用いて前記昇圧コンバータを制御する手段であり、
更に、前記制御手段は、前記モータに要求される要求トルクの減少時において、前記電流センサに異常が生じているときには、前記電流センサに異常が生じていないときに比して前記要求トルクに緩やかに追従するトルクが前記モータから出力されるよう該モータを制御する手段である、
ことを特徴とする駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動装置に関し、詳しくは、第１の電圧系に接続されたバッテリと、第２の電圧系に接続されたモータと、リアクトルとスイッチング素子とを有し第１の電圧系の電力を昇圧して第２の電圧系に供給可能な昇圧コンバータと、第２の電圧系の電圧を平滑するためのコンデンサと、コンデンサの電圧を検出する電圧センサと、リアクトルの電流を検出する電流センサと、を備える駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンからの動力を用いて発電したりエンジンを始動したりする第１のモータジェネレータと、第１のモータジェネレータを駆動するための第１のインバータと、車両の駆動トルクを発生可能な第２のモータジェネレータと、第２のモータジェネレータを駆動するための第２のインバータと、バッテリと、バッテリからの電力を昇圧して第１，第２のインバータに供給可能な昇圧コンバータとを備える装置において、第２のモータジェネレータの回転数が制限値を超えて第２のモータジェネレータのトルク指令値を値０とするときには、第１，第２のインバータの入力電圧の電圧指令を所定量だけ低減させる駆動装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、こうした処理により、第２のモータジェネレータのトルク低減制御に伴って発生し得る第１，第２のインバータの入力電圧の過電圧を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００６／０９５４９７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、昇圧コンバータのリアクトルに流れる電流を電流センサによって検出して昇圧コンバータの制御に用いることが考えられている。これは、リアクトルに流れる電流が正の値から値０を跨いで負の値になる際における第１，第２のインバータに作用するサージ電圧の上昇による第１，第２のインバータの入力電圧の上昇を抑制して、昇圧コンバータのスイッチング素子などを保護することと第１，第２のインバータの入力電圧の指令値を高くすることとの両立を図るためである。この場合、電流センサが正常であればよいが、電流センサに異常が生じると、リアクトルの電流を昇圧コンバータの制御に用いることができなくなるため、どのように対処するかが課題となる。
【０００５】
本発明の駆動装置は、昇圧コンバータのリアクトルの電流を検出する電流センサに異常が生じているときに、より適正に対処することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の駆動装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の駆動装置は、
第１の電圧系に接続されたバッテリと、第２の電圧系に接続されたモータと、リアクトルとスイッチング素子とを有し前記第１の電圧系の電力を昇圧して前記第２の電圧系に供給可能な昇圧コンバータと、前記第２の電圧系の電圧を平滑するためのコンデンサと、前記コンデンサの電圧を検出する電圧センサと、前記リアクトルの電流を検出する電流センサと、前記コンデンサの目標電圧を第１の許容上限電圧で制限して該コンデンサの電圧指令を設定し、該設定した電圧指令と前記検出されたコンデンサの電圧とを用いたフィードバック制御によって前記リアクトルの目標電流を設定し、該設定した目標電流と前記検出されたリアクトルの電流とを用いたフィードバック制御によって目標デューティ比を設定し、該設定した目標デューティ比を用いて前記昇圧コンバータを制御する制御手段と、を備える駆動装置において、
前記制御手段は、前記電流センサに異常が生じているときには、前記コンデンサの目標電圧を前記第１の許容上限電圧より低い第２の許容上限電圧で制限して該コンデンサの電圧指令を設定し、該設定した電圧指令と前記検出されたコンデンサの電圧とを用いたフィードバック制御によって目標デューティ比を設定し、該設定した目標デューティ比を用いて前記昇圧コンバータを制御する手段である、
ことを特徴とする駆動装置。
【０００８】
この本発明の駆動装置では、コンデンサの目標電圧を第１の許容上限電圧で制限してコンデンサの電圧指令を設定し、設定した電圧指令と電圧センサによって検出されたコンデンサの電圧とを用いたフィードバック制御によってリアクトルの目標電流を設定し、設定した目標電流と電流センサによって検出されたリアクトルの電流とを用いたフィードバック制御によって目標デューティ比を設定し、設定した目標デューティ比を用いて昇圧コンバータを制御するものにおいて、電流センサに異常が生じているときには、コンデンサの目標電圧を第１の許容上限電圧より低い第２の許容上限電圧で制限してコンデンサの電圧指令を設定し、設定した電圧指令と電圧センサによって検出されたコンデンサの電圧とを用いたフィードバック制御によって目標デューティ比を設定し、設定した目標デューティ比を用いて昇圧コンバータを制御する。電流センサによって検出されたリアクトルの電流を用いて昇圧コンバータを制御する場合、リアクトルの電流を用いずに昇圧コンバータを制御するときに比して昇圧コンバータの制御性の向上を図ることができるため、コンデンサの電圧指令をより高くすることが可能となる。一方、電流センサに異常が生じてリアクトルの電流を用いずに昇圧コンバータを制御するときに、電流センサに異常が生じていないときと同一の電圧をコンデンサの電圧指令とすると、コンデンサの電圧変動によってコンデンサの電圧が過電圧となる可能性がある。本発明の駆動装置では、電流センサに異常が生じているときには、異常が生じていないときの第１の許容上限電圧より低い第２の許容上限電圧を用いてコンデンサの電圧指令を設定することにより、リアクトルの電流を用いずに昇圧コンバータを制御する場合にコンデンサの電圧が過電圧となるのを抑制することができ、昇圧コンバータの各素子やコンデンサの保護をより図ることができる。即ち、電流センサに異常が生じているときに、より適正に対処することができると言える。ここで、「第１の許容上限電圧」は、リアクトルの電流を用いて昇圧コンバータを制御する場合にコンデンサの電圧が昇圧コンバータの各素子やコンデンサの耐圧を超えない範囲で設定されてなる、ものとすることもできる。また、「第２の許容上限電圧」は、第１の許容上限電圧より低く、且つ、リアクトルの電流を用いずに昇圧コンバータを制御する場合にコンデンサの電圧が昇圧コンバータの各素子やコンデンサの耐圧を超えない範囲で設定されてなる、ものとすることもできる。
【０００９】
こうした本発明の駆動装置において、前記制御手段は、前記モータに要求される要求トルクの減少時において、前記電流センサに異常が生じているときには、前記電流センサに異常が生じていないときに比して前記要求トルクに緩やかに追従するトルクが前記モータから出力されるよう該モータを制御する手段である、ものとすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施例としての駆動装置を搭載する電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】電機駆動系の構成の概略を示す構成図である。
【図３】電子制御ユニット５０により実行される昇圧制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図４】目標デューティ比Ｄｕｔｙ＊に基づくデューティ信号，トランジスタＴ３１，Ｔ３２のオンオフ状態，上アームおよび下アームのオンオフ状態の時間変化の様子の一例を示す説明図である。
【図５】異常判定フラグＦ，駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨ，電圧指令ＶＨ＊との時間変化の様子の一例を示す説明図である。
【図６】電流センサ４１に異常が生じているときの要求トルクＴｒ＊，モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊，駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨの時間変化の様子の一例を示す説明図である。
【図７】変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【図８】変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
【図９】変形例のハイブリッド自動車３２０の構成の概略を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１２】
図１は、本発明の一実施例としての駆動装置を搭載する電気自動車２０の構成の概略を示す構成図であり、図２は、電機駆動系の構成の概略を示す構成図である。実施例の電気自動車２０は、図１に示すように、駆動輪２６ａ，２６ｂにデファレンシャルギヤ２４を介して接続された駆動軸２２に動力を入出力可能なモータ３２と、モータ３２を駆動するためのインバータ３４と、例えばリチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ３６と、インバータ３４が接続された電力ライン（以下、駆動電圧系電力ラインという）４２とバッテリ３６が接続された電力ライン（以下、電池電圧系電力ラインという）４４とに接続されて駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨを調節すると共に駆動電圧系電力ライン４２と電池電圧系電力ライン４４との間で電力のやりとりを行なう昇圧コンバータ４０と、車両全体をコントロールする電子制御ユニット５０と、を備える。
【００１３】
モータ３２は、永久磁石が埋め込まれたロータと三相コイルが巻回されたステータとを備える周知の同期発電電動機として構成されている。インバータ３４は、図２に示すように、６つのスイッチング素子としてのトランジスタＴ１１〜Ｔ１６と、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６に逆方向に並列接続された６つのダイオードＤ１１〜Ｄ１６と、により構成されている。トランジスタＴ１１〜Ｔ１６は、駆動電圧系電力ライン４２の正極母線と負極母線とに対してソース側とシンク側となるよう２個ずつペアで配置されており、対となるトランジスタ同士の接続点の各々にモータ３２の三相コイル（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の各々が接続されている。したがって、インバータ３４に電圧が作用している状態でトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のオン時間の割合を調節することにより、三相コイルに回転磁界を形成でき、モータ３２を回転駆動することができる。駆動電圧系電力ライン４２の正極母線と負極母線とには平滑用のコンデンサ４６が接続されている。
【００１４】
昇圧コンバータ４０は、図２に示すように、２つのトランジスタＴ３１，Ｔ３２とトランジスタＴ３１，Ｔ３２に逆方向に並列接続された２つのダイオードＤ３１，Ｄ３２とリアクトルＬとからなる昇圧コンバータとして構成されている。２つのトランジスタＴ３１，Ｔ３２は、それぞれ駆動電圧系電力ライン４２の正極母線，駆動電圧系電力ライン４２および電池電圧系電力ライン４４の負極母線に接続されており、トランジスタＴ３１，Ｔ３２同士の接続点と電池電圧系電力ライン４４の正極母線とにはリアクトルＬが接続されている。したがって、トランジスタＴ３１，Ｔ３２をオンオフすることにより、電池電圧系電力ライン４４の電力を昇圧して駆動電圧系電力ライン４２に供給したり、駆動電圧系電力ライン４２の電力を降圧して電池電圧系電力ライン４４に供給したりすることができる。電池電圧系電力ライン４４の正極母線と負極母線とには平滑用のコンデンサ４８が接続されている。以下、トランジスタＴ３１とダイオードＤ３１とをまとめて上アーム、トランジスタＴ３２とダイオードＤ３２とをまとめて下アームと称することがある。
【００１５】
電子制御ユニット５０は、ＣＰＵ５２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ５２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ５４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ５６と、図示しない入出力ポートと、を備える。電子制御ユニット５０には、モータ３２のロータの回転位置を検出する回転位置検出センサ３２ａからのモータ３２のロータの回転位置θｍや、モータ３２の三相コイルのＶ相，Ｗ相に流れる相電流を検出する電流センサ３３Ｕ，３３Ｖからの相電流Ｉｕ，Ｉｖ，バッテリ３６の端子間に取り付けられた電圧センサ３７ａからの端子間電圧Ｖｂ，バッテリ３６の出力端子に取り付けられた電流センサ３７ｂからの充放電電流Ｉｂ，バッテリ３６に取り付けられた温度センサ３７ｃからの電池温度Ｔｂ，昇圧コンバータ３０のトランジスタＴ３１，Ｔ３２同士の接続点とリアクトルＬとの間に取り付けられた電流センサ４１からのリアクトル電流ＩＬ（電池電圧系電力ライン４４側からトランジスタＴ３１，Ｔ３２同士の接続点側に流れるときを正とする），コンデンサ４６の端子間に取り付けられた電圧センサ４６ａからのコンデンサ４６の電圧（駆動電圧系電力ライン４２の電圧）ＶＨ，コンデンサ４８の端子間に取り付けられた電圧センサ４８ａからのコンデンサ４８の電圧（電池電圧系電力ライン４４の電圧）ＶＬ，イグニッションスイッチ６０からのイグニッション信号，シフトレバー６１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ６２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル６３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ６４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル６５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ６６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ６８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。実施例では、電流センサ３７ｂと電流センサ４１とについては、電流センサ３７ｂの方が検出精度が高く、電流センサ４１の方が応答性が高くなるよう設計されているものとした。電子制御ユニット５０からは、インバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６へのスイッチング制御信号や昇圧コンバータ４０のトランジスタＴ３１，Ｔ３２へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、電子制御ユニット５０は、回転位置検出センサ３２ａにより検出されたモータ３２のロータの回転位置θｍに基づいてモータ３２のロータの電気角θｅや回転数Ｎｍを演算したり、電流センサ３７ｂにより検出されたバッテリ３６の充放電電流Ｉｂに基づいてそのときのバッテリ３６から放電可能な電力量の全容量に対する割合である蓄電割合ＳＯＣを演算したり、演算した蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ３６を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算したりしている。
【００１６】
こうして構成された実施例の電気自動車２０では、電子制御ユニット５０は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに応じて駆動軸２２に出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定し、設定した要求トルクＴｒ＊に対してレート処理やなまし処理などの緩変化処理を施してモータ３２から出力すべきトルクの仮の値としての仮トルクＴｍｔｍｐを設定し、バッテリ３６の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔをモータ３２の回転数Ｎｍで除してモータ３２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを設定し、仮トルクＴｍｔｍｐをトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで制限してモータ３２から出力すべきトルクとしてのトルク指令Ｔｍ＊を設定する。そして、インバータ３４については、設定したトルク指令Ｔｍ＊でモータ３２が駆動されるようトランジスタＴ１１〜Ｔ１６をスイッチング制御する。また、昇圧コンバータ４０については、トルク指令Ｔｍ＊と回転数Ｎｍとを用いて図３に例示する昇圧制御ルーチンを実行することによって制御する。このルーチンは、所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００１７】
昇圧制御ルーチンが実行されると、電子制御ユニット５０は、まず、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊や回転数Ｎｍ，電圧センサ４６ａからの駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨ，電圧センサ４８ａからの電池電圧系電力ライン４４の電圧ＶＬ，電流センサ４１からのリアクトルＬの電流ＩＬ，電流センサ４１に異常が生じているか否かを示す異常判定フラグＦなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、異常判定フラグＦは、初期値として値０が設定され、電流センサ４１に異常が生じていると判定されたときに値１が設定されるフラグである。なお、電流センサ４１に異常が生じているとの判定は、昇圧コンバータ４０を駆動停止してインバータ３４によってモータ３２を駆動している状態で電流センサ４１により検出されるリアクトルＬの電流ＩＬと電流センサ３７ｂにより検出される充放電電流Ｉｂとの差分が許容範囲より大きいときや、電流センサ４１からリアクトルＬの電流ＩＬが所定時間に亘って入力されないときなどに行なうことができる。
【００１８】
こうしてデータを入力すると、入力したモータ３２のトルク指令Ｔｍ＊と回転数Ｎｍとに基づいて駆動電圧系電力ライン４２の目標電圧ＶＨｔａｇを設定する（ステップＳ１１０）。ここで、目標電圧ＶＨｔａｇは、実施例では、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊と回転数Ｎｍとからなる目標駆動点でモータ３２を駆動できる電圧を設定するものとした。
【００１９】
続いて、入力した異常判定フラグＦの値を調べ（ステップＳ１２０）、異常判定フラグＦが値０のときには、電流センサ４１に異常は生じていないと判断し、駆動電圧系電力ライン４２の目標電圧ＶＨｔａｇを許容上限電圧ＶＨｌｉｍ１で制限して駆動電圧系電力ライン４２の電圧指令ＶＨ＊を設定し（ステップＳ１３０）、設定した駆動電圧系電力ライン４２の電圧指令ＶＨ＊と駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨと電池電圧系電力ライン４４の電圧ＶＬとコンデンサ４６の静電容量Ｃと本ルーチンの実行間隔Δｔ（電圧ＶＨの取得周期，電圧指令ＶＨ＊の設定周期）とを用いて次式（１）によりリアクトルＬの電流指令ＩＬ＊を設定し（ステップＳ１４０）、設定したリアクトルＬの電流指令ＩＬ＊とリアクトルＬの電流ＩＬと電池電圧系電力ライン４４の電圧ＶＬと駆動電圧系電力ライン４２の電圧指令ＶＨ＊とを用いて式（２）により昇圧コンバータ４０の目標デューティ比Ｄｕｔｙ＊を設定し（ステップＳ１５０）、設定した目標デューティ比Ｄｕｔｙ＊を用いて昇圧コンバータ４０を制御して（ステップＳ１８０）、本ルーチンを終了する。ここで、式（１）は、駆動電圧系電力ライン４２の電圧指令ＶＨ＊と電圧ＶＨとを用いたフィードバック制御における関係式であり、右辺第１項はフィードバック項における比例項であり、右辺第２項はフィードバック項における積分項である。また、式（２）は、リアクトルＬの電流指令ＩＬ＊とリアクトルＬの電流ＩＬとを用いたフィードバック制御における関係式であり、右辺第１項はフィードフォワード項であり、右辺第２項はフィードバック項における比例項であり、右辺第３項はフィードバック項における積分項である。式（１），（２）中、「Ｋｐ１」，「Ｋｐ２」は比例項のゲインであり、「Ｋｉ１」，「Ｋｉ２」は積分項のゲインである。また、式（１）中、右辺第１項や第２項の「Ｋｐ１」や「Ｋｉ１」を除く部分は、駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨの調整に要する単位時間当たりのエネルギ（「Ｃ／２」と「ＶＨ＊」の二乗との積と、「Ｃ／２」と「ＶＨ」の二乗との積と、の差分を「Δｔ」で除したもの）を「ＶＬ」で除して電流値に換算したものに相当する。以下、駆動電圧系電力ライン４２の電圧指令ＶＨ＊と電圧ＶＨとを用いたフィードバック制御によってリアクトルＬの電流指令ＩＬ＊を設定すると共にリアクトルＬの電流指令ＩＬ＊と電流ＩＬとを用いたフィードバック制御によって昇圧コンバータ４０の目標デューティ比Ｄｕｔｙ＊を設定する一連の処理を電圧電流ＦＢ処理という。上述の許容上限電圧ＶＨｌｉｍ１は、リアクトルＬの電流ＩＬを用いて（電圧電流ＦＢ処理を用いて）昇圧コンバータ４０を制御する場合に駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨが昇圧コンバータ４０の各素子やコンデンサ４６の耐圧を超えない範囲で比較的高い値を設定するものとした。この許容上限電圧ＶＨｌｉｍ１は、例えば、リアクトルＬの電流ＩＬを用いて昇圧コンバータ４０を制御する場合に想定される駆動電圧系電力ライン４２の最大電圧変動（昇圧コンバータ４０の下アームや駆動電圧系電力ライン４２に作用するサージ電圧を含む）などを実験や解析などによって求めて、求めた最大電圧変動と昇圧コンバータ４０の各素子やコン��ンサ４６の仕様などとを踏まえて設定することができる。昇圧コンバータ４０の制御は、実施例では、目標デューティ比Ｄｕｔｙ＊に基づくデューティ信号（トランジスタＴ３１，Ｔ３２のスイッチング周期のうち目標デューティ比Ｄｕｔｙ＊に相当する時間についてはオンとなり、スイッチング周期のうち残余の時間についてはオフとなる信号）を用いて、デッドタイム（駆動電圧系電力ライン４２が短絡しないようにトランジスタＴ３１，Ｔ３２を共にオフとする時間）を考慮してトランジスタＴ３１，Ｔ３２をスイッチングすることによって行なうものとした。
【００２０】
【数１】
0005786500.tif 000002
【００２１】
図４は、目標デューティ比Ｄｕｔｙ＊に基づくデューティ信号，トランジスタＴ３１，Ｔ３２のオンオフ状態，上アームおよび下アームのオンオフ状態の時間変化の様子の一例を示す説明図である。図４では、目標デューティ比Ｄｕｔｙ＊が値０．５のときについて示した。また、この図４では、トランジスタＴ３１，Ｔ３２のオンオフ切替時に、目標デューティ比Ｄｕｔｙ＊の値０．１に相当する時間をデッドタイムとして設けるものとした。図４から分かるように、上アームの実際のデューティ比Ｄｕｔｙ（トランジスタＴ３１，Ｔ３２のスイッチング周期に対する上アームに電流が流れる時間の割合）は、リアクトルＬの電流ＩＬが正のとき（電池電圧系電力ライン４４側からトランジスタＴ３１，Ｔ３２同士の接続点側に電流が流れるとき）には目標デューティ比Ｄｕｔｙ＊に比して大きくなり（図４では値０．６となり）、リアクトルＬの電流ＩＬが負のときには目標デューティ比Ｄｕｔｙ＊に比して小さくなる（図４では値０．４となる）。これは、リアクトルＬの電流ＩＬが正のときには、デッドタイムにダイオードＤ３１に電流が流れるが、リアクトルＬの電流ＩＬが負のときには、デッドタイムにダイオードＤ３１に電流が流れないためである。
【００２２】
図３の昇圧制御ルーチンの説明に戻る。ステップＳ１１０で異常判定フラグＦが値１のときには、電流センサ４１に異常が生じていると判断し、駆動電圧系電力ライン４２の目標電圧ＶＨｔａｇを許容上限電圧ＶＨｌｉｍ１より低い許容上限電圧ＶＨｌｉｍ２で制限して駆動電圧系電力ライン４２の電圧指令ＶＨ＊を設定し（ステップＳ１６０）、駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨと駆動電圧系電力ライン４２の電圧指令ＶＨ＊と電池電圧系電力ライン４４の電圧ＶＬとを用いて次式（３）により昇圧コンバータ４０のトランジスタＴ３１，Ｔ３２のスイッチングに用いる目標デューティ比Ｄｕｔｙ＊を設定し（ステップＳ１７０）、設定した目標デューティ比Ｄｕｔｙ＊を用いて昇圧コンバータ４０のトランジスタＴ３１，Ｔ３２をスイッチング制御して（ステップＳ１８０）、本ルーチンを終了する。ここで、式（３）は、駆動電圧系電力ライン４２の電圧指令ＶＨ＊と電圧ＶＨとを用いたフィードバック制御における関係式でであり、右辺第１項はフィードフォワード項であり、右辺第２項はフィードバック項における比例項であり、右辺第３項はフィードバック項における積分項である。式（３）中、「Ｋｐ３」は比例項のゲインであり、「Ｋｉ３」は積分項のゲインである。以下、駆動電圧系電力ライン４２の電圧指令ＶＨ＊と電圧ＶＨとを用いたフィードバック制御によって昇圧コンバータ４０の目標デューティ比Ｄｕｔｙ＊を設定する処理を電圧ＦＢ処理という。許容上限電圧ＶＨｌｉｍ２は、上述の許容上限電圧ＶＨｌｉｍ１より低く且つリアクトルＬの電流ＩＬを用いずに（電圧ＦＢ処理を用いて）昇圧コンバータ４０を制御する場合に駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨが昇圧コンバータ４０の各素子やコンデンサ４６の耐圧を超えない範囲で比較的高い値を設定するものとした。この許容上限電圧ＶＨｌｉｍ２は、例えば、リアクトルＬの電流ＩＬを用いずに昇圧コンバータ４０を制御する場合に想定される駆動電圧系電力ライン４２の最大電圧変動（昇圧コンバータ４０の下アームや駆動電圧系電力ライン４２に作用するサージ電圧を含む）などを実験や解析などによって求めて、求めた最大電圧変動と昇圧コンバータ４０の各素子やコンデンサ４６の仕様などとを踏まえて設定することができる。電流センサ４１に異常が生じているときには、このように駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨと電圧指令ＶＨ＊とを用いて目標デューティ比Ｄｕｔｙ＊を設定して昇圧コンバータ４０のトランジスタＴ３１，Ｔ３２をスイッチング制御することにより、駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨを調節することができる。以下、電流センサ４１に異常が生じているとき（電圧ＦＢ処理を用いて昇圧コンバータ４０を制御するとき）に、電流センサ４１に異常が生じていないとき（電圧電流ＦＢ処理を用いて昇圧コンバータ４０を制御するとき）の許容上限電圧ＶＨｌｉｍ１より低い許容上限電圧ＶＨｌｉｍ２を用いて電圧指令ＶＨ＊を設定する理由について説明する。
【００２３】
【数２】
0005786500.tif 000003
【００２４】
上述したように、上アームの実際のデューティ比Ｄｕｔｙ（トランジスタＴ３１，Ｔ３２のスイッチング周期に対する上アームに電流が流れる時間の割合）は、リアクトルＬの電流ＩＬが正のとき（電池電圧系電力ライン４４側からトランジスタＴ３１，Ｔ３２同士の接続点側に電流が流れるとき）には目標デューティ比Ｄｕｔｙ＊に比して大きくなり、リアクトルＬの電流ＩＬが負のときには目標デューティ比Ｄｕｔｙ＊に比して小さくなる。昇圧コンバータ４０では、上アームの実際のデューティ比Ｄｕｔｙが小さいほど駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨが高くなる傾向があることから、リアクトルＬの電流ＩＬが正の値から値０を跨いで負の値になる際には、上アームの実際のデューティ比Ｄｕｔｙの減少によって昇圧コンバータ４０の下アームや駆動電圧系電力ライン４２に作用するサージ電圧が上昇し、駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨが上昇すると考えられる。電流センサ４１に異常が生じていないとき（電圧電流ＦＢ処理を用いて昇圧コンバータ４０を制御するとき）には、リアクトルＬの電流ＩＬが負の値になると、式（２）から分かるように、目標デューティ比Ｄｕｔｙ＊が大きくなり、これにより、上アームの実際のデューティ比Ｄｕｔｙの減少が抑制されるから、サージ電圧の上昇による駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨの上昇はそれほど大きくならないと考えられる。このため、許容上限電圧ＶＨｌｉｍ１として比較的高い値を用いることができる。一方、電流センサ４１に異常が生じているとき（電圧ＦＢ処理を用いて昇圧コンバータ４０を制御するとき）には、リアクトルＬの電流ＩＬが負になったことを把握することができないため、上アームの実際のデューティ比Ｄｕｔｙの減少により、サージ電圧の増加による駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨの上昇の程度が比較的大きくなる（電圧電流ＦＢ処理を用いて昇圧コンバータ４０を制御する場合に比して大きくなる）と考えられる。実施例では、このことを踏まえて、電流センサ４１に異常が生じているときには、電流センサ４１に異常が生じていないときの許容上限電圧ＶＨｌｉｍ１より低い許容上限電圧ＶＨｌｉｍ２で駆動電圧系電力ライン４２の目標電圧ＶＨｔａｇを制限して得られる電圧指令ＶＨ＊を用いて昇圧コンバータ４０を制御するものとした。これにより、駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨが過電圧となるのを抑制することができ、昇圧コンバータ４０の各素子やコンデンサ４６をより保護することができる。なお、異常判定フラグＦ，駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨ，電圧指令ＶＨ＊との時間変化の様子の一例を図５に示す。
【００２５】
以上説明した実施例の電気自動車２０によれば、電流センサ４１に異常が生じているときには、電流センサ４１に異常が生じていないときの許容上限電圧ＶＨｌｉｍ１より低い許容上限電圧ＶＨｌｉｍ２で駆動電圧系電力ライン４２の目標電圧ＶＨｔａｇを制限して駆動電圧系電力ライン４２の電圧指令ＶＨ＊を設定し、電圧センサ４６ａからのコンデンサ４６の電圧（駆動電圧系電力ライン４２の電圧）ＶＨと駆動電圧系電力ライン４２の電圧指令ＶＨ＊とを用いたフィードバック制御によって目標デューティ比Ｄｕｔｙ＊を設定し、設定した目標デューティ比Ｄｕｔｙ＊を用いて昇圧コンバータ４０を制御するから、電流センサ４１からのリアクトルＬの電流ＩＬを用いずに昇圧コンバータ４０を制御する場合に、駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨが過電圧となるのを抑制することができ、昇圧コンバータ４０の各素子やコンデンサ４６をより保護することができる。
【００２６】
実施例の電気自動車２０では、要求トルクＴｒ＊に対してレート処理やなまし処理などの緩変化処理を施してモータ３２の仮トルクＴｍｔｍｐを設定し、設定した仮トルクＴｍｔｍｐをトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで制限してモータ３２のトルク指令Ｔｍ＊を設定し、設定したトルク指令Ｔｍ＊でモータ３２が駆動されるようインバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６をスイッチング制御するものとしたが、この緩変化処理における変化の程度を電流センサ４１に異常が生じていないか否か（電圧電流ＦＢ処理と電圧ＦＢ処理とのうちいずれを用いて昇圧コンバータ４０を制御するか）によって変えるものとしてもよい。この場合、例えば、要求トルクＴｒ＊の減少時において、電流センサ４１に異常が生じているとき（電圧ＦＢ処理を用いて昇圧コンバータ４０を制御するとき）には、電流センサ４１に異常が生じていないとき（電圧電流ＦＢ処理を用いて昇圧コンバータ４０を制御するとき）に比して緩やかに変化するよう仮トルクＴｍｔｍｐを設定するものとしてもよい。図６は、電流センサ４１に異常が生じているときの要求トルクＴｒ＊，モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊，駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨの時間変化の様子の一例を示す説明図である。図中、一点鎖線は電流センサ４１に異常が生じていないときと同一の緩変化処理でトルク指令Ｔｍ＊を変化させる比較例の様子を示し、実線は電流センサ４１に異常が生じていないときより緩やかにトルク指令Ｔｍ＊を変化させる実施例の様子を示す。トルク指令Ｔｍ＊の減少時には、昇圧コンバータ４０によって電池電圧系電力ライン４４側から駆動電圧系電力ライン４２側に供給される電力の一部がモータ３２の消費電力の減少によってコンデンサ４６に充電されやすく、駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨが上昇しやすい。特に、トルク指令Ｔｍ＊の減少率が大きいほど（急峻に減少するほど）駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨが上昇しやすいと考えられる。また、上述したように、リアクトルＬの電流ＩＬが正の値から値０を跨いで負の値になるときには、昇圧コンバータ４０の下アームや駆動電圧系電力ライン４２に作用するサージ電圧の上昇によって駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨが上昇しやすい。この変形例では、これらを踏まえて、電流センサ４１に異常が生じているときには、図中の実線に示すように、電流センサ４１に異常が生じていないとき（トルク指令Ｔｍ＊の一点鎖線参照）に比して緩やかにトルク指令Ｔｍ＊を変化させるものとした。これにより、駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨの上昇を抑制することができる。この結果、駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨが過電圧となるのをより抑制することができ、昇圧コンバータ４０の各素子やコンデンサ４６をより保護することができる。
【００２７】
実施例の電気自動車２０では、電流センサ４１に異常が生じていないときには、駆動電圧系電力ライン４２の電圧指令ＶＨ＊と電圧ＶＨとを用いた上述の式（２）によるフィードバック制御によってリアクトルＬ電流指令ＩＬ＊を設定するものとしたが、駆動電圧系電力ライン４２の電圧指令ＶＨ＊と電圧ＶＨとを用いた次式（４）によるフィードバック制御によってリアクトルＬの電流指令ＩＬ＊を設定するものとしてもよい。式（４）中、「Ｋｐ４」は比例項のゲインであり、「Ｋｉ４」は積分項のゲインである。
【００２８】
【数３】
0005786500.tif 000004
【００２９】
実施例では、駆動輪２６ａ，２６ｂに連結された駆動軸２２に動力を入出力可能なモータ３２を備える電気自動車２０に適用するものしたが、例えば、図７の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、遊星歯車機構１２６を介して駆動軸２２に接続されたエンジン１２２およびモータ１２４と、駆動軸２２に動力を入出力可能なモータ３２と、を備えるハイブリッド自動車１２０に適用するものとしてもよいし、図８の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン１２２と、エンジン１２２のクランクシャフトに接続されたインナーロータ２３２と駆動輪２６ａ，２６ｂに連結された駆動軸２２に接続されたアウターロータ２３４とを有しエンジン１２２からの動力の一部を駆動軸２２に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０と、駆動軸２２に動力を入出力可能なモータ３２と、を備えるハイブリッド自動車２２０に適用するものとしてもよいし、図９の変形例のハイブリッド自動車３２０に例示するように、駆動軸２２に変速機３３０を介してモータ３２を取り付けると共にモータ３２の回転軸にクラッチ２２９を介してエンジン１２２を接続する構成とし、エンジン１２２からの動力をモータ３２の回転軸と変速機３３０とを介して駆動軸２２に出力すると共にモータ３２からの動力を変速機３３０を介して駆動軸２２に出力するハイブリッド自動車３２０に適用するものとしてもよい。
【００３０】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、バッテリ３６が「バッテリ」に相当し、モータ３２が「モータ」に相当し、昇圧コンバータ４０が「昇圧コンバータ」に相当し、コンデンサ４６が「コンデンサ」に相当し、電圧センサ４６ａが「電圧センサ」に相当し、電流センサ４１が「電流センサ」に相当し、電子制御ユニット５０が「制御手段」に相当する。
【００３１】
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００３２】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、駆動装置の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００３４】
２０  電気自動車、２２  駆動軸、２４  デファレンシャルギヤ、２６ａ，２６ｂ  駆動輪、３２  モータ、３２ａ  回転位置検出センサ、３３Ｕ，３３ｖ  電流センサ、３４  インバータ、３６  バッテリ、３７ａ  電圧センサ、３７ｂ  電流センサ、３７ｃ  温度センサ、４０  昇圧コンバータ、４１  電流センサ、４２  駆動電圧系電力ライン、４４  電池電圧系電力ライン、４６，４８  コンデンサ、４６ａ，４８ａ  電圧センサ、５０  電子制御ユニット、５２  ＣＰＵ、５４  ＲＯＭ、５６  ＲＡＭ、６０  イグニッションスイッチ、６１  シフトレバー、６２  シフトポジションセンサ、６３  アクセルペダル、６４  アクセルペダルポジションセンサ、６５  ブレーキペダル、６６  ブレーキペダルポジションセンサ、６８  車速センサ、１２０，２２０，３２０  ハイブリッド自動車、１２２  エンジン、１２４  モータ、１２６  遊星歯車機構、３２９  クラッチ、３３０  変速機、Ｄ１１〜Ｄ１６，Ｄ３１，Ｄ３２  ダイオード、Ｌ  リアクトル、Ｔ１１〜Ｔ１６，Ｔ３１，Ｔ３２  トランジスタ。
【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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