(57)【要約】【課題】出力電圧の電圧指令値が急激に増加しても、昇圧動作を行なう回路素子に過電流が流れないように電気負荷に電力を供給する電圧変換装置を提供する。【解決手段】制御装置３０は、交流モータＭ１の要求パワーとコンデンサＣ２の充電パワーとを演算する。そして、制御装置３０は、要求パワーと充電パワーとの和が、昇圧コンバータ１２が供給可能な電力の最大値を超えると、トルクが零になるように交流モータＭ１を駆動するための信号ＰＷＭＩ２を生成してインバータ１４へ出力し、昇圧コンバータ１２が電力の最大値を供給するように昇圧コンバータ１２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】
直流電源からの直流電圧を出力電圧に変換する電圧変換器と、
前記出力電圧によって駆動される電気負荷と、
前記電気負荷への現在の入力電圧と前記出力電圧の目標電圧との電圧差が基準値よりも大きいとき、電力消費を抑制するように前記電気負荷を制御し、前記直流電圧から前記出力電圧への電圧変換を継続するように前記電圧変換器を制御する制御手段とを備える電圧変換装置。
【請求項２】
前記制御手段は、昇圧動作によって供給可能な電力の最大値を前記電気負荷側へ供給するように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】
前記電気負荷は、
モータと、
前記出力電圧を受けて前記モータを駆動する駆動装置とを含み、
前記制御手段は、前記モータの出力トルクを抑制するように前記駆動装置を制御する、請求項２に記載の電圧変換装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記出力トルクを零にするように前記駆動装置を制御する、請求項３に記載の電圧変換装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記電圧差が前記基準値よりも大きくなったときの前記出力トルクを保持するように前記駆動装置を制御する、請求項３に記載の電圧変換装置。
【請求項６】
前記電圧差が前記基準値以上のとき、前記直流電源と異なる経路から前記電気負荷へ電力を供給する電力供給手段をさらに備え、
前記制御手段は、昇圧動作によって前記電圧変換器が供給可能な電力の最大値と前記電力供給手段によって供給される供給電力との電力差を補うように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７】
前記電気負荷は、
モータと、
前記出力電圧を受けて前記モータを駆動する駆動装置とを含み、
前記制御手段は、前記モータの出力トルクを抑制するように前記駆動装置を制御する、請求項６に記載の電圧変換装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記出力トルクを零にするように前記駆動装置を制御する、請求項７に記載の電圧変換装置。
【請求項９】
直流電源からの直流電圧を出力電圧に変換する電圧変換器と、
前記出力電圧によって駆動される電気負荷と、
前記電気負荷への現在の入力電圧と前記出力電圧の目標電圧との電圧差が基準値よりも大きいとき、前記直流電源と異なる経路から前記電気負荷へ電力を供給する電力供給手段と、
前記電圧差が前記基準値よりも大きいとき、前記電気負荷に供給される供給電力を増加するように前記電力供給手段を制御する制御手段とを備える電圧変換装置。
【請求項１０】
前記電気負荷の入力側に接続された容量素子をさらに備え、
前記電力供給手段は、前記制御手段からの制御に従って前記容量素子の両端の電圧が前記目標電圧になるように前記供給電力を増加する、請求項９に記載の電圧変換装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、前記直流電圧から前記出力電圧への電圧変換を継続するように前記電圧変換器をさらに制御する、請求項１０に記載の電圧変換装置。
【請求項１２】
前記電圧変換器は、少なくとも１組のスイッチング素子を有するチョッパ回路を含み、
前記制御手段は、前記電圧差が前記基準値よりも大きいとき、前記チョッパ回路をさらに遮断する、請求項１０に記載の電圧変換装置。
【請求項１３】
前記制御手段は、前記容量素子の両端の電圧が前記目標電圧に達すると、前記チョッパ回路の遮断を解除する、請求項１２に記載の電圧変換装置。
【請求項１４】
前記電気負荷は、
モータと、
前記出力電圧を受けて前記モータを駆動するインバータとを含み、
前記電力供給手段は、前記インバータに対して発電電力を供給する発電機である、請求項９から請求項１３のいずれか１項に記載の電圧変換装置。
【請求項１５】
直流電源からの直流電圧を出力電圧に変換する電圧変換器における電圧変換方法であって、
前記出力電圧によって駆動される電気負荷への現在の入力電圧と前記出力電圧の目標電圧との電圧差が基準値以下のとき、前記出力電圧が前記目標電圧になるように前記直流電圧から前記出力電圧への電圧変換を行なう第１のステップと、
前記電圧差が前記基準値よりも大きいとき、昇圧動作によって供給可能な電力の最大値を前記電気負荷側へ供給するように前記電圧変換を行なう第２のステップとを含む電圧変換方法。
【請求項１６】
直流電源からの直流電圧を出力電圧に変換する電圧変換器における電圧変換方法であって、
前記出力電圧によって駆動される電気負荷への現在の入力電圧と前記出力電圧の目標電圧との電圧差が基準値以下のとき、前記出力電圧が前記目標電圧になるように前記直流電圧から前記出力電圧への電圧変換を行なう第１のステップと、
前記電圧差が前記基準値よりも大きいとき、昇圧動作によって供給可能な電力の最大値と、前記直流電源と異なる経路から前記電気負荷に供給される供給電力との電力差を前記電気負荷側へ供給するように前記電圧変換を行なう第２のステップとを含む電圧変換方法。
【請求項１７】
前記電力の最大値は、前記直流電源から持ち出し可能な電力量および前記電圧変換器に含まれるスイッチング素子に流れる電流の最大値のいずれかに基づいて決定される、請求項１５または請求項１６に記載の電圧変換方法。
【請求項１８】
直流電源からの直流電圧を出力電圧に変換する電圧変換器における電圧変換方法であって、
前記出力電圧によって駆動される電気負荷への現在の入力電圧と前記出力電圧の目標電圧との電圧差が基準値以下のとき、前記出力電圧が前記目標電圧になるように前記直流電圧から前記出力電圧への電圧変換を行なう第１のステップと、
前記電圧差が前記基準値よりも大きいとき、前記電圧差が前記基準値を超えたときの電圧指令値を保持して前記電圧変換を行なう第２のステップとを含む電圧変換方法。
【請求項１９】
前記電圧変換を停止する第３のステップと、
前記出力電圧が前記目標電圧に到達したとき、前記電圧変換の停止を解除する第４のステップとをさらに含む、請求項１８に記載の電圧変換方法。
【請求項２０】
直流電源からの直流電圧を変換した出力電圧によって駆動される電気負荷へ電力を供給する電力供給方法であって、
前記電気負荷への現在の入力電圧と、前記出力電圧の目標電圧との電圧差を検出する第１のステップと、
前記電圧差が基準値よりも大きいか否かを判定する第２のステップと、
前記電圧差が前記基準値よりも大きいとき、前記電気負荷における電力消費を抑制する第３のステップと、
前記電圧差が前記基準値よりも大きいとき、前記直流電圧を前記出力電圧に変換する電圧変換器によって継続して前記電気負荷へ電力を供給する第４のステップとを含む電力供給方法。
【請求項２１】
前記電気負荷は、
モータと、
前記出力電圧を受けて前記モータを駆動する駆動手段とを含み、
前記第３のステップは、前記モータの出力トルクを制限する、請求項２０に記載の電力供給方法。
【請求項２２】
前記第３のステップは、前記出力トルクを零にする、請求項２１に記載の電力供給方法。
【請求項２３】
前記第３のステップは、前記電圧差が前記基準値よりも大きくなったときの前記出力トルクを保持する、請求項２１に記載の電力供給方法。
【請求項２４】
前記第４のステップは、昇圧動作によって前記電圧変換器が供給可能な電力の最大値を前記電気負荷側へ供給する、請求項２０から請求項２３のいずれか１項に記載の電力供給方法。
【請求項２５】
前記電圧差が前記基準値よりも大きいとき、前記直流電源と異なる経路から前記電気負荷に電力を供給する第５のステップをさらに含む、請求項２０に記載の電力供給方法。
【請求項２６】
前記第４のステップは、昇圧動作によって前記電圧変換器が供給可能な電力の最大値と、前記第５のステップにおいて供給される供給電力との電力差を前記電圧変換器によって供給する、請求項２５に記載の電力供給方法。
【請求項２７】
直流電源からの直流電圧を変換した出力電圧によって駆動される電気負荷へ電力を供給する電力供給方法であって、
前記電気負荷への現在の入力電圧と、前記出力電圧の目標電圧との電圧差を検出する第１のステップと、
前記電圧差が基準値よりも大きいか否かを判定する第２のステップと、
前記電圧差が前記基準値よりも大きいとき、前記直流電源と異なる経路から前記電気負荷に電力を供給する第３のステップとを含む電力供給方法。
【請求項２８】
前記第３のステップは、前記電気負荷の入力側に接続された容量素子の両端の電圧が前記目標電圧になるように前記電気負荷へ電力を供給する、請求項２７に記載の電力供給方法。
【請求項２９】
前記電圧差が前記基準値よりも大きいとき、前記直流電圧を前記出力電圧に変換する電圧変換器によって継続して前記電気負荷へ電力を供給する第４のステップをさらに含む、請求項２７または請求項２８に記載の電力供給方法。
【請求項３０】
前記電圧差が前記基準値よりも大きいとき、前記直流電圧を前記出力電圧に変換する電圧変換器を停止する第４のステップをさらに含む、請求項２７または請求項２８に記載の電力供給方法。
【請求項３１】
前記容量素子の両端の電圧が前記目標電圧に到達すると、前記電圧変換器の停止を解除する第５のステップをさらに含む、請求項３０に記載の電力供給方法。
【請求項３２】
直流電源からの直流電圧を変換した出力電圧によって駆動される電気負荷への電力供給の制御をコンピュータに実行させる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、
前記電気負荷への現在の入力電圧と、前記出力電圧の目標電圧との電圧差を検出する第１のステップと、
前記電圧差が基準値よりも大きいか否かを判定する第２のステップと、
前記電圧差が前記基準値よりも大きいとき、前記電気負荷における電力消費を抑制する第３のステップと、
前記電圧差が前記基準値よりも大きいとき、前記直流電圧を前記出力電圧に変換する電圧変換器によって継続して前記電気負荷へ電力を供給する第４のステップとをコンピュータに実行させる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】
前記電気負荷は、
モータと、
前記出力電圧を受けて前記モータを駆動する駆動手段とを含み、
前記第３のステップは、前記モータの出力トルクを制限する、請求項３２に記載のコンピュータに実行させる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、前記出力トルクを零にする、請求項３３に記載のコンピュータに実行させる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３５】
前記第３のステップは、前記電圧差が前記基準値よりも大きくなったときの前記出力トルクを保持する、請求項３３に記載のコンピュータに実行させる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３６】
前記第４のステップは、昇圧動作によって前記電圧変換器が供給可能な電力の最大値を前記電気負荷側へ供給する、請求項３２から請求項３５のいずれか１項に記載のコンピュータに実行させる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３７】
前記電圧差が前記基準値よりも大きいとき、前記直流電源と異なる経路から前記電気負荷に電力を供給する第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３２に記載のコンピュータに実行させる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３８】
前記第４のステップは、昇圧動作によって前記電圧変換器が供給可能な電力の最大値と、前記第５のステップにおいて供給される供給電力との電力差を前記電圧変換器によって供給する、請求項３７に記載のコンピュータに実行させる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３９】
直流電源からの直流電圧を変換した出力電圧によって駆動される電気負荷への電力供給の制御をコンピュータに実行させる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、
前記電気負荷への現在の入力電圧と、前記出力電圧の目標電圧との電圧差を検出する第１のステップと、
前記電圧差が基準値よりも大きいか否かを判定する第２のステップと、
前記電圧差が前記基準値よりも大きいとき、前記直流電源と異なる経路から前記電気負荷に電力を供給する第３のステップとをコンピュータに実行させる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４０】
前記第３のステップは、前記電気負荷の入力側に接続された容量素子の両端の電圧が前記目標電圧になるように前記電気負荷へ電力を供給する、請求項３９に記載のコンピュータに実行させる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４１】
前記電圧差が前記基準値よりも大きいとき、前記直流電圧を前記出力電圧に変換する電圧変換器によって継続して前記電気負荷へ電力を供給する第４のステップをさらにコンピュータに実行させる、請求項３９または請求項４０に記載のコンピュータに実行させる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４２】
前記電圧差が前記基準値よりも大きいとき、前記直流電圧を前記出力電圧に変換する電圧変換器を停止する第４のステップをさらにコンピュータに実行させる、請求項３９または請求項４０に記載のコンピュータに実行させる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４３】
前記容量素子の両端の電圧が前記目標電圧に到達すると、前記電圧変換器の停止を解除する第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４２に記載のコンピュータに実行させる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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、直流電源からの直流電圧を出力電圧に変換する電圧変換装置、直流電圧を出力電圧に変換する電圧変換方法、電気負荷に電力を供給する電力供給方法および電気負荷への電力供給の制御をコンピュータに実行させる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。
【０００２】
【従来の技術】
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）が大きな注目を集めている。そして、ハイブリッド自動車は、一部、実用化されている。
【０００３】
この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に変換し、その変換した交流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。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。
【０００５】
すなわち、ハイブリッド自動車または電気自動車は、図２０に示すモータ駆動装置を搭載することが提案されている（特開平８−２１４５９２号公報参照）。図２０を参照して、モータ駆動装置３００は、直流電源Ｂと、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、双方向コンバータ３１０と、電圧センサー３２０と、インバータ３３０とを備える。
【０００６】
直流電源Ｂは、直流電圧を出力する。システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は、制御装置（図示せず）によってオンされると、直流電源Ｂからの直流電圧をコンデンサＣ１に供給する。コンデンサＣ１は、直流電源ＢからシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２を介して供給された直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧を双方向コンバータ３１０へ供給する。
【０００７】
双方向コンバータ３１０は、リアクトル３１１と、ＮＰＮトランジスタ３１２，３１３と、ダイオード３１４，３１５とを含む。リアクトル３１１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３１２とＮＰＮトランジスタ３１３との中間点、すなわち、ＮＰＮトランジスタ３１２のエミッタとＮＰＮトランジスタ３１３のコレクタとに接続される。ＮＰＮトランジスタ３１２，３１３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３１２のコレクタは電源ラインに接続され、ＮＰＮトランジスタ３１３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３１２，３１３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３１４，３１５が配置されている。
【０００８】
双方向コンバータ３１０は、制御装置（図示せず）によってＮＰＮトランジスタ３１２，３１３がオン／オフされ、コンデンサＣ１から供給された直流電圧を昇圧して出力電圧をコンデンサＣ２に供給する。また、双方向コンバータ３１０は、モータ駆動装置３００が搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車の回生制動時、交流モータＭ１によって発電され、インバータ３３０によって変換された直流電圧を降圧して直流電源Ｂへ供給する。
【０００９】
コンデンサＣ２は、双方向コンバータ３１０から供給された直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧をインバータ３３０へ供給する。電圧センサー３２０は、コンデンサＣ２の両端の電圧、すなわち、双方向コンバータ３１０の出力電圧Ｖｍを検出する。
【００１０】
インバータ３３０は、コンデンサＣ２から直流電圧が供給されると制御装置（図示せず）からの制御に基づいて直流電圧を交流電圧に変換して交流モータＭ１を駆動する。これにより、交流モータＭ１は、トルク指令値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。また、インバータ３３０は、モータ駆動装置３００が搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車の回生制動時、交流モータＭ１が発電した交流電圧を制御装置からの制御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Ｃ２を介して双方向コンバータ３１０へ供給する。
【００１１】
【特許文献１】
特開平８−２１４５９２号公報
【００１２】
【特許文献２】
特開２０００−５０６６８号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のモータ駆動装置３００においては、モータトルクおよびモータ回転数が急激に増加すると、双方向コンバータ３１０の現在の出力電圧Ｖ０を急激に目標電圧Ｖ１に上昇させる必要がある。そうすると、双方向コンバータ３１０は、コンデンサＣ２の蓄積エネルギーの増加分Ｐｃ＝Ｃ（（Ｖ１）２−（Ｖ０））２／２（Ｃ：コンデンサＣ２の容量）と、交流モータＭ１における消費パワーＰｍとの和をコンデンサＣ２およびインバータ３３０に供給する必要があり、直流電源ＢからコンデンサＣ２側に過電流が流れる。その結果、直流電源Ｂからの直流電圧を昇圧する双方向コンバータ３１０の回路素子に対する耐電流要求を高くせざるを得ず、コストダウンにつながらないという問題がある。
【００１４】
また、目標電圧Ｖ１が高い場合には、充電パワーＰｃと消費パワーＰｍとの和をコンデンサＣ２側に供給することが困難な場合もあり、交流モータＭ１の制御が破綻する可能性もある。そして、これらの問題は、コンデンサＣ２の容量が大きくなればなるほど、顕著になる。
【００１５】
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、出力電圧の電圧指令値が急激に増加しても、昇圧動作を行なう回路素子に過電流が流れないように電気負荷に電力を供給する電圧変換装置を提供することである。
【００１６】
また、この発明の別の目的は、出力電圧の電圧指令値が急激に増加しても、昇圧動作を行なう回路素子に過電流が流れないように電圧変換を行なう電圧変換方法を提供することである。
【００１７】
さらに、この発明の別の目的は、出力電圧の電圧指令値が急激に増加しても、昇圧動作を行なう回路素子に過電流が流れないように電気負荷に電力を供給する電力供給方法を提供することである。
【００１８】
さらに、この発明の別の目的は、出力電圧の電圧指令値が急激に増加しても、昇圧動作を行なう回路素子に過電流が流れないような電力供給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。
【００１９】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
この発明によれば、電圧変換装置は、電圧変換器と、電気負荷と、制御手段とを備える。電圧変換器は、直流電源からの直流電圧を出力電圧に変換する。電気負荷は、出力電圧によって駆動される。制御手段は、電気負荷への現在の入力電圧と出力電圧の目標電圧との電圧差が基準値よりも大きいとき、電力消費を抑制するように電気負荷を制御し、直流電圧から出力電圧への電圧変換を継続するように電圧変換器を制御する。
【００２０】
好ましくは、制御手段は、昇圧動作によって供給可能な電力の最大値を電気負荷側へ供給するように電圧変換器を制御する。
【００２１】
好ましくは、電気負荷は、モータと、駆動装置とを含む。駆動装置は、出力電圧を受けてモータを駆動する。そして、制御手段は、モータの出力トルクを抑制するように駆動装置を制御する。
【００２２】
好ましくは、制御手段は、モータの出力トルクを零にするように駆動装置を制御する。
【００２３】
好ましくは、制御手段は、電圧差が基準値よりも大きくなったときの出力トルクを保持するように駆動装置を制御する。
【００２４】
好ましくは、電圧変換装置は、電力供給手段をさらに備える。電力供給手段は、電圧差が基準値以上のとき、直流電源と異なる経路から電気負荷へ電力を供給する。そして、制御手段は、昇圧動作によって電圧変換器が供給可能な電力の最大値と電力供給手段によって供給される供給電力との電力差を補うように電圧変換器を制御する。
【００２５】
好ましくは、電気負荷は、モータと、駆動装置とを含む。駆動装置は、出力電圧を受けてモータを駆動する。そして、制御手段は、モータの出力トルクを抑制するように駆動装置を制御する。
【００２６】
好ましくは、制御手段は、モータの出力トルクを零にするように駆動装置を制御する。
【００２７】
また、この発明によれば、電圧変換装置は、電圧変換器と、電気負荷と、電力供給手段と、制御手段とを備える。電圧変換器は、直流電源からの直流電圧を出力電圧に変換する。電気負荷は、出力電圧によって駆動される。電力供給手段は、電気負荷への現在の入力電圧と出力電圧の目標電圧との電圧差が基準値よりも大きいとき、直流電源と異なる経路から電気負荷へ電力を供給する。制御手段は、電圧差が基準値よりも大きいとき、電気負荷に供給される供給電力を増加するように電力供給手段を制御する。
【００２８】
好ましくは、電圧変換装置は、容量素子をさらに備える。容量素子は、電気負荷の入力側に接続される。電力供給手段は、制御手段からの制御に従って容量素子の両端の電圧が目標電圧になるように供給電力を増加する。
【００２９】
好ましくは、制御手段は、直流電圧から出力電圧への電圧変換を継続するように電圧変換器をさらに制御する。
【００３０】
好ましくは、電圧変換器は、少なくとも１組のスイッチング素子を有するチョッパ回路を含み、制御手段は、電圧差が基準値よりも大きいとき、チョッパ回路をさらに遮断する。
【００３１】
好ましくは、制御手段は、容量素子の両端の電圧が目標電圧に達すると、チョッパ回路の遮断を解除する。
【００３２】
好ましくは、電気負荷は、モータと、インバータとを含む。インバータは、出力電圧を受けてモータを駆動する。そして、電力供給手段は、インバータに対して発電電力を供給する発電機である。
【００３３】
さらに、この発明によれば、電圧変換方法は、直流電源からの直流電圧を出力電圧に変換する電圧変換器における電圧変換方法であって、出力電圧によって駆動される電気負荷への現在の入力電圧と出力電圧の目標電圧との電圧差が基準値以下のとき、出力電圧が目標電圧になるように直流電圧から出力電圧への電圧変換を行なう第１のステップと、電圧差が基準値よりも大きいとき、昇圧動作によって供給可能な電力の最大値を電気負荷側へ供給するように電圧変換を行なう第２のステップとを含む。
【００３４】
さらに、この発明によれば、電圧変換方法は、直流電源からの直流電圧を出力電圧に変換する電圧変換器における電圧変換方法であって、出力電圧によって駆動される電気負荷への現在の入力電圧と出力電圧の目標電圧との電圧差が基準値以下のとき、出力電圧が目標電圧になるように直流電圧から出力電圧への電圧変換を行なう第１のステップと、電圧差が基準値よりも大きいとき、昇圧動作によって供給可能な電力の最大値と、直流電源と異なる経路から電気負荷に供給される供給電力との電力差を電気負荷側へ供給するように電圧変換を行なう第２のステップとを含む。
【００３５】
好ましくは、電力の最大値は、直流電源から持ち出し可能な電力量および電圧変換器に含まれるスイッチング素子に流れる電流の最大値のいずれかに基づいて決定される。
【００３６】
さらに、この発明によれば、電圧変換方法は、直流電源からの直流電圧を出力電圧に変換する電圧変換器における電圧変換方法であって、出力電圧によって駆動される電気負荷への現在の入力電圧と出力電圧の目標電圧との電圧差が基準値以下のとき、出力電圧が目標電圧になるように直流電圧から出力電圧への電圧変換を行なう第１のステップと、電圧差が基準値よりも大きいとき、電圧差が基準値を超えたときの電圧指令値を保持して電圧変換を行なう第２のステップとを含む。
【００３７】
好ましくは、電圧変換方法は、電圧変換を停止する第３のステップと、出力電圧が目標電圧に到達したとき、電圧変換の停止を解除する第４のステップとをさらに含む。
【００３８】
さらに、この発明によれば、電力供給方法は、直流電源からの直流電圧を変換した出力電圧によって駆動される電気負荷へ電力を供給する電力供給方法であって、電気負荷への現在の入力電圧と、出力電圧の目標電圧との電圧差を検出する第１のステップと、電圧差が基準値よりも大きいか否かを判定する第２のステップと、電圧差が基準値よりも大きいとき、電気負荷における電力消費を抑制する第３のステップと、電圧差が基準値よりも大きいとき、直流電圧を出力電圧に変換する電圧変換器によって継続して電気負荷へ電力を供給する第４のステップとを含む。
【００３９】
好ましくは、電気負荷は、モータと、駆動手段とを含む。駆動手段は、出力電圧を受けてモータを駆動する。そして、電力供給方法の第３のステップは、モータの出力トルクを制限する。
【００４０】
好ましくは、第３のステップは、モータの出力トルクを零にする。
好ましくは、第３のステップは、電圧差が基準値よりも大きくなったときの出力トルクを保持する。
【００４１】
好ましくは、第４のステップは、昇圧動作によって電圧変換器が供給可能な電力の最大値を電気負荷側へ供給する。
【００４２】
好ましくは、電力供給方法は、電圧差が基準値よりも大きいとき、直流電源と異なる経路から電気負荷に電力を供給する第５のステップをさらに含む。
【００４３】
好ましくは、第４のステップは、昇圧動作によって電圧変換器が供給可能な電力の最大値と、第５のステップにおいて供給される供給電力との電力差を電圧変換器によって供給する。
【００４４】
さらに、この発明によれば、電力供給方法は、直流電源からの直流電圧を変換した出力電圧によって駆動される電気負荷へ電力を供給する電力供給方法であって、電気負荷への現在の入力電圧と、出力電圧の目標電圧との電圧差を検出する第１のステップと、電圧差が基準値よりも大きいか否かを判定する第２のステップと、電圧差が基準値よりも大きいとき、直流電源と異なる経路から電気負荷に電力を供給する第３のステップとを含む。
【００４５】
好ましくは、第３のステップは、電気負荷の入力側に接続された容量素子の両端の電圧が目標電圧になるように電気負荷へ電力を供給する。
【００４６】
好ましくは、電圧差が前記基準値よりも大きいとき、直流電圧を出力電圧に変換する電圧変換器によって継続して電気負荷へ電力を供給する第４のステップをさらに含む。
【００４７】
好ましくは、電力供給方法は、電圧差が基準値よりも大きいとき、直流電圧を出力電圧に変換する電圧変換器を停止する第４のステップをさらに含む。
【００４８】
好ましくは、電力供給方法は、容量素子の両端の電圧が目標電圧に到達すると、電圧変換器の停止を解除する第５のステップをさらに含む。
【００４９】
さらに、この発明によれば、直流電源からの直流電圧を変換した出力電圧によって駆動される電気負荷への電力供給の制御をコンピュータに実行させる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、電気負荷への現在の入力電圧と、出力電圧の目標電圧との電圧差を検出する第１のステップと、電圧差が基準値よりも大きいか否かを判定する第２のステップと、電圧差が基準値よりも大きいとき、電気負荷における電力消費を抑制する第３のステップと、電圧差が基準値よりも大きいとき、直流電圧を出力電圧に変換する電圧変換器によって継続して電気負荷へ電力を供給する第４のステップとをコンピュータに実行させる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。
【００５０】
好ましくは、電気負荷は、モータと、駆動手段とを含む。駆動手段は、出力電圧を受けてモータを駆動する。プログラムの第３のステップは、モータの出力トルクを制限する。
【００５１】
好ましくは、第３のステップは、モータの出力トルクを零にする。
好ましくは、第３のステップは、電圧差が基準値よりも大きくなったときの出力トルクを保持する。
【００５２】
好ましくは、第４のステップは、昇圧動作によって電圧変換器が供給可能な電力の最大値を電気負荷側へ供給する。
【００５３】
好ましくは、プログラムは、電圧差が基準値よりも大きいとき、直流電源と異なる経路から電気負荷に電力を供給する第５のステップをさらに含む。
【００５４】
好ましくは、第４のステップは、昇圧動作によって電圧変換器が供給可能な電力の最大値と、第５のステップにおいて供給される供給電力との電力差を電圧変換器によって供給する。
【００５５】
さらに、この発明によれば、直流電源からの直流電圧を変換した出力電圧によって駆動される電気負荷への電力供給の制御をコンピュータに実行させる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、電気負荷への現在の入力電圧と、出力電圧の目標電圧との電圧差を検出する第１のステップと、電圧差が基準値よりも大きいか否かを判定する第２のステップと、電圧差が基準値よりも大きいとき、直流電源と異なる経路から電気負荷に電力を供給する第３のステップとをコンピュータに実行させる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。
【００５６】
好ましくは、第３のステップは、電気負荷の入力側に接続された容量素子の両端の電圧が目標電圧になるように電気負荷へ電力を供給する。
【００５７】
好ましくは、プログラムは、電圧差が基準値よりも大きいとき、直流電圧を出力電圧に変換する電圧変換器によって継続して電気負荷へ電力を供給する第４のステップをさらに含む。
【００５８】
好ましくは、プログラムは、電圧差が基準値よりも大きいとき、直流電圧を出力電圧に変換する電圧変換器を停止する第４のステップをさらに含む。
【００５９】
好ましくは、プログラムは、容量素子の両端の電圧が目標電圧に到達すると、電圧変換器の停止を解除する第５のステップをさらに含む。
【００６０】
この発明においては、電気負荷への現在の入力電圧と目標電圧との電圧差が基準値以上のとき、電気負荷における電力消費を抑制し、電圧変換器が供給可能な電力の最大値以下の範囲における電圧変換器による電圧変換を優先する。
【００６１】
したがって、この発明によれば、直流電流が直流電源から急激に流れ出るのを防止でき、電圧変換器に過電流が流れるのを防止できる。
【００６２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００６３】
［実施の形態１］
図１を参照して、この発明の実施の形態１による電圧変換装置１００は、直流電源Ｂと、電圧センサー１０，１３と、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、昇圧コンバータ１２と、インバータ１４と、電流センサー２４と、制御装置３０と、交流モータＭ１とを備える。交流モータＭ１は、ハイブリッド自動車または電気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。あるいは、このモータはエンジンにて駆動される発電機の機能を持つように、そして、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ようなものとしてハイブリッド自動車に組み込まれるようにしてもよい。
【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が配置されている。
【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、交流モータＭ１の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、交流モータＭ１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】
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。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。より具体的には、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は、制御装置３０からのＨ（論理ハイ）レベルの信号ＳＥによりオンされ、制御装置３０からのＬ（論理ロー）レベルの信号ＳＥによりオフされる。コンデンサＣ１は、直流電源Ｂから供給された直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧を昇圧コンバータ１２へ供給する。
【００６９】
昇圧コンバータ１２は、コンデンサＣ１から供給された直流電圧を昇圧してコンデンサＣ２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を昇圧してコンデンサＣ２に供給する。この場合、ＮＰＮトランジスタＱ１は、信号ＰＷＭＵによってオフされている。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Ｃ２を介してインバータ１４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。
【００７０】
コンデンサＣ２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インバータ１４へ供給する。電圧センサー１３は、コンデンサＣ２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。
【００７１】
インバータ１４は、コンデンサＣ２から直流電圧が供給されると制御装置３０からの信号ＰＷＭＩ１〜４に基づいて直流電圧を交流電圧に変換して交流モータＭ１を駆動する。これにより、交流モータＭ１は、トルク指令値ＴＲ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。なお、信号ＰＷＭＩ１は、正のトルクを出力するように交流モータＭ１を駆動するための信号であり、信号ＰＷＭＩ２は、トルクが零になるように交流モータＭ１を駆動するための信号であり、信号ＰＷＭＩ３は、トルクを保持するように交流モータＭ１を駆動するための信号であり、信号ＰＷＭＩ４は、特定のトルクＴｍを出力するように交流モータＭ１を駆動するための信号である。
【００７２】
また、インバータ１４は、電圧変換装置１００が搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車の回生制動時、交流モータＭ１が発電した交流電圧を制御装置３０からの信号ＰＷＭＣ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Ｃ２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または電気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。
【００７３】
電流センサー２４は、交流モータＭ１に流れるモータ電流ＭＣＲＴを検出し、その検出したモータ電流ＭＣＲＴを制御装置３０へ出力する。
【００７４】
制御装置３０は、外部に設けられたＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）から入力されたトルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮ、電圧センサー１０からの直流電圧Ｖｂ、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍおよび電流センサー２４からのモータ電流ＭＣＲＴに基づいて、後述する方法により昇圧コンバータ１２を駆動するための信号ＰＷＭＵとインバータ１４を駆動するための信号ＰＷＭＩ１とを生成し、その生成した信号ＰＷＭＵおよび信号ＰＷＭＩ１をそれぞれ昇圧コンバータ１２およびインバータ１４へ出力する。
【００７５】
信号ＰＷＭＵは、昇圧コンバータ１２がコンデンサＣ１からの直流電圧を出力電圧Ｖｍに変換する場合に昇圧コンバータ１２を駆動するための信号である。そして、制御装置３０は、昇圧コンバータ１２が直流電圧を出力電圧Ｖｍに変換する場合に、出力電圧Ｖｍをフィードバック制御し、出力電圧Ｖｍが指令された電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍになるように昇圧コンバータ１２を駆動するための信号ＰＷＭＵを生成する。信号ＰＷＭＵの生成方法については後述する。
【００７６】
また、制御装置３０は、各制御タイミングにおいて、交流モータＭ１の要求パワーＰｍとコンデンサＣ２の充電に必要な充電パワーＰｃとを演算し、その演算した要求パワーＰｍと充電パワーＰｃとの和Ｐｍ＋Ｐｃが基準値よりも大きいとき、交流モータＭ１の出力トルクを抑制するための信号（信号ＰＷＭＩ２〜４のいずれか）を生成し、その生成した信号（信号ＰＷＭＩ２〜４のいずれか）をインバータ１４へ出力する。
【００７７】
さらに、制御装置３０は、電圧変換装置１００が搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車が回生制動モードに入ったことを示す信号ＲＧＥを外部ＥＣＵから受けると、交流モータＭ１で発電された交流電圧を直流電圧に変換するための信号ＰＷＭＣを生成してインバータ１４へ出力する。この場合、インバータ１４のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８は信号ＰＷＭＣによってスイッチング制御される。これにより、インバータ１４は、交流モータＭ１で発電された交流電圧を直流電圧に変換して昇圧コンバータ１２へ供給する。
【００７８】
さらに、制御装置３０は、ハイブリッド自動車または電気自動車が回生制動モードに入ったことを示す信号ＲＧＥを外部ＥＣＵから受けると、インバータ１４から供給された直流電圧を降圧するための信号ＰＷＭＤを生成し、その生成した信号ＰＷＭＤを昇圧コンバータ１２へ出力する。これにより、交流モータＭ１が発電した交流電圧は、直流電圧に変換され、降圧されて直流電源Ｂに供給される。
【００７９】
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。
【００８０】
図２は、制御装置３０の機能ブロック図である。図２を参照して、制御装置３０は、モータトルク制御手段３０１と、電圧変換制御手段３０２とを含む。モータトルク制御手段３０１は、トルク指令値ＴＲ、直流電源Ｂの出力電圧Ｖｂ、モータ電流ＭＣＲＴ、モータ回転数ＭＲＮおよび昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｍに基づいて、交流モータＭ１の駆動時、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をオン／オフするための信号ＰＷＭＵと、インバータ１４のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８をオン／オフするための信号ＰＷＭＩ１とを生成し、その生成した信号ＰＷＭＵおよび信号ＰＷＭＩ１をそれぞれ昇圧コンバータ１２およびインバータ１４へ出力する。
【００８１】
また、モータトルク制御手段３０１は、トルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮに基づいて交流モータＭ１の要求パワーを演算し、その演算した要求パワーが基準値以上であるとき、交流モータＭ１の出力トルクを抑制するための信号（信号ＰＷＭＩ２〜４のいずれか）を生成し、その生成した信号（信号ＰＷＭＩ２〜４のいずれか）をインバータ１４へ出力する。
【００８２】
電圧変換制御手段３０２は、回生制動時、ハイブリッド自動車または電気自動車が回生制動モードに入ったことを示す信号ＲＧＥを外部ＥＣＵから受けると、交流モータＭ１が発電した交流電圧を直流電圧に変換するための信号ＰＷＭＣを生成してインバータ１４へ出力する。
【００８３】
また、電圧変換制御手段３０２は、回生制動時、信号ＲＧＥを外部ＥＣＵから受けると、インバータ１４から供給された直流電圧を降圧するための信号ＰＷＭＤを生成して昇圧コンバータ１２へ出力する。このように、昇圧コンバータ１２は、直流電圧を降圧するための信号ＰＷＭＤにより電圧を降下させることもできるので、双方向コンバータの機能を有するものである。
【００８４】
図３は、モータトルク制御手段３０１の機能ブロック図である。図３を参照して、モータトルク制御手段３０１は、モータ制御用相電圧演算部４０と、インバータ用ＰＷＭ信号変換部４２と、インバータ入力電圧指令演算部５０と、コンバータ用デューティー比演算部５２と、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４と、演算部５６と、判定部５８とを含む。
【００８５】
モータ制御用相電圧演算部４０は、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｍ、すなわち、インバータ１４への入力電圧を電圧センサー１３から受け、交流モータＭ１の各相に流れるモータ電流ＭＣＲＴを電流センサー２４から受け、トルク指令値ＴＲを外部ＥＣＵから受け、信号ＤＴＥ１〜ＤＴＥ４を判定部５８から受け、トルク指令値Ｔｍを演算部５６から受ける。そして、モータ制御用相電圧演算部４０は、判定部５８から信号ＤＴＥ１を受けると、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲと、モータ電流ＭＣＲＴと、出力電圧Ｖｍとに基づいて、交流モータＭ１の各相のコイルに印加する電圧を演算し、その演算した結果ＲＥＴ１をインバータ用ＰＷＭ信号変換部４２へ供給する。また、モータ制御用相電圧演算部４０は、判定部５８から信号ＤＴＥ２を受けると、交流モータＭ１が零のトルクを出力するように各相のコイルに印加する電圧を演算し、その演算した結果ＲＥＴ２をインバータ用ＰＷＭ信号変換部４２へ供給する。
【００８６】
さらに、モータ制御相電圧演算部４０は、判定部５８から信号ＤＴＥ３を受けると、前回のトルク指令値ＴＲＢと、モータ電流ＭＣＲＴと、出力電圧Ｖｍとに基づいて、交流モータＭ１の各相のコイルに印加する電圧を演算し、その演算した結果ＲＥＴ３をインバータ用ＰＷＭ信号変換部４２へ供給する。さらに、モータ制御用相電圧演算部４０は、判定部５８から信号ＤＴＥ４を受けると、演算部５６から受けたトルク指令値Ｔｍと、モータ電流ＭＣＲＴと、出力電圧Ｖｍとに基づいて、交流モータＭ１の各相のコイルに印加する電圧を演算し、その演算した結果ＲＥＴ４をインバータ用ＰＷＭ信号変換部４２へ出力する。
【００８７】
インバータ用ＰＷＭ信号変換部４２は、モータ制御用相電圧演算部４０から受けた演算結果ＲＥＴ１に基づいて、交流モータＭ１が正のトルクを出力するようにインバータ１４の各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８をオン／オフする信号ＰＷＭＩ１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１をインバータ１４の各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８へ出力する。
【００８８】
また、インバータ用ＰＷＭ信号変換部４２は、モータ制御用相電圧演算部４０から受けた演算結果ＲＥＴ２に基づいて、零のトルクを出力するように交流モータＭ１を駆動するための信号ＰＷＭＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ２をインバータ１４のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８へ出力する。
【００８９】
さらに、インバータ用ＰＷＭ信号変換部４２は、モータ制御相電圧演算部４０から受けた演算結果ＲＥＴ３に基づいて、出力トルクを保持するように交流モータＭ１を駆動するための信号ＰＷＭＩ３を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ３をインバータ１４のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８へ出力する。
【００９０】
さらに、インバータ用ＰＷＭ信号変換部４２は、モータ制御用相電圧演算部４０から受けた演算結果ＲＥＴ４に基づいて、特定のトルクＴｍを出力するように交流モータＭ１を駆動するための信号ＰＷＭＩ４を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ４をインバータ１４のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８へ出力する。
【００９１】
これにより、各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８は、スイッチング制御され、交流モータＭ１が指令されたトルクを出力するように交流モータＭ１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ＴＲに応じたモータトルクが出力される。
【００９２】
一方、インバータ入力電圧指令演算部５０は、トルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮ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、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍを演算し、その演算した電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍをコンバータ用デューティー比演算部５２、演算部５６および判定部５８へ出力する。
【００９３】
コンバータ用デューティー比演算部５２は、電圧センサー１０から直流電圧Ｖｂ（「バッテリ電圧」とも言う。）を受け、インバータ入力電圧指令演算部５０から電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍを受け、演算部５６から電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｍ１，Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｍ２を受け、判定部５８から信号ＤＴＥ１〜ＤＴＥ４を受ける。そして、コンバータ用デューティー比演算部５２は、判定部５８から信号ＤＴＥ１またはＤＴＥ４を受けると、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂに基づいて、電圧センサー１３からの電圧Ｖｍをインバータ入力電圧指令演算部５０から出力される電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに設定するためのデューティー比を演算し、その演算したデューティー比をコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４へ出力する。
【００９４】
また、コンバータ用デューティー比演算部５２は、判定部５８から信号ＤＴＥ２を受けると、バッテリ電圧Ｖｂに基づいて、電圧Ｖｍを演算部５６から出力される電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｍ１に設定するためのデューティー比を演算し、その演算したデューティー比をコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４へ出力する。
【００９５】
さらに、コンバータ用デューティー比演算部５２は、判定部５８から信号ＤＴＥ３を受けると、バッテリ電圧Ｖｂに基づいて、電圧Ｖｍを演算部５６から出力される電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｍ２に設定するためのデューティー比を演算し、その演算したデューティー比をコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４へ出力する。
【００９６】
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５２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を生成し、その生成した信号ＰＷＭＵを昇圧コンバータ１２へ出力する。
【００９７】
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。
【００９８】
演算部５６は、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮに基づいて交流モータＭ１の要求パワーＰｍを演算し、その演算した要求パワーＰｍを判定部５８へ出力する。また、演算部５６は、インバータ入力電圧指令演算部５０から受けた電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍを用いて、コンデンサＣ２の両端の電圧が現在の電圧Ｖｍから電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍへ上昇したときにコンデンサＣ２を充電するために必要な充電パワーＰｃを次式により演算し、その演算した充電パワーＰｃを判定部５８へ出力する。
【００９９】
【数１】
2004229399.tif 000003
【０１００】
演算部５６は、制御周期ΔＴおよびコンデンサＣ２の容量Ｃを保持しており、制御タイミングにおいて電圧センサー１３から電圧Ｖｍを受けると、式（１）を用いて充電パワーＰｃを演算する。
【０１０１】
さらに、演算部５６は、判定部５８から信号ＤＴＥ２を受けると、次式により電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｍ１を演算し、その演算した電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｍ１をコンバータ用デューティー比演算部５２へ出力する。
【０１０２】
【数２】
2004229399.tif 000004
【０１０３】
式（２）において、Ｐｌｉｍは、コンデンサＣ２に供給可能な電力の最大値である。そして、最大値Ｐｌｉｍは、直流電源Ｂから持ち出し可能な電力、または電流の最大値を昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２に流したときにコンデンサＣ２に供給可能な電力のうち、小さい電力値に設定される。演算部５６は、最大値Ｐｌｉｍを保持しており、制御タイミングにおいて電圧センサー１３から電圧Ｖｍを受けると、式（２）を用いて電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｍ１を演算する。
【０１０４】
さらに、演算部５６は、判定部５８から信号ＤＴＥ３を受けると、既に演算した要求パワーＰｍを用いて次式により電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｍ２を演算し、その演算した電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｍ２をコンバータ用デューティー比演算部５２へ出力する。
【０１０５】
【数３】
2004229399.tif 000005
【０１０６】
さらに、演算部５６は、判定部５８から信号ＤＴＥ４を受けると、既に演算した充電パワーＰｃと外部ＥＣＵからのモータ回転数ＭＲＮとを次式に代入してトルク指令値Ｔｍを演算し、その演算したトルク指令値Ｔｍをモータ制御用相電圧演算部４０へ出力する。
【０１０７】
【数４】
2004229399.tif 000006
【０１０８】
判定部５８は、最大値Ｐｌｉｍを保持しており、演算部５６から要求パワーＰｍおよび充電パワーＰｃを受けると、要求パワーＰｍと充電パワーＰｃとの和Ｐｍ＋Ｐｃが最大値Ｐｌｉｍ以下か否かを判定する。そして、判定部５８は、和Ｐｍ＋Ｐｃが最大値Ｐｌｉｍ以下であるとき信号ＤＴＥ１を生成し、その生成した信号ＤＴＥ１をモータ制御用相電圧演算部４０およびコンバータ用デューティー比演算部５２へ出力する。
【０１０９】
また、判定部５８は、和Ｐｍ＋Ｐｃが最大値Ｐｌｉｍよりも大きいとき、さらに、充電パワーＰｃが最大値Ｐｌｉｍよりも大きいか否かを判定する。そして、判定部５８は、充電パワーＰｃが最大値Ｐｌｉｍよりも大きいとき信号ＤＴＥ２またはＤＴＥ３を生成し、その生成した信号ＤＴＥ２またはＤＴＥ３をモータ制御用相電圧演算部４０、コンバータ用デューティー比演算部５２および演算部５６へ出力する。
【０１１０】
さらに、判定部５８は、充電パワーＰｃが最大値Ｐｌｉｍ以下であるとき信号ＤＴＥ４を生成し、その生成した信号ＤＴＥ４をモータ制御用相電圧演算部４０、コンバータ用デューティー演算部５２および演算部５６へ出力する。
【０１１１】
さらに、判定部５８は、電圧センサー１３からの電圧Ｖｍがインバータ入力電圧指令演算部５０からの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに到達したか否かを判定し、電圧Ｖｍが電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに到達したとき信号ＤＴＥ１を生成してモータ制御用相電圧演算部４０およびコンバータ用デューティー比演算部５２へ出力する。
【０１１２】
図４は、交流モータＭ１の要求パワーＰｍが変化したときの実施の形態１における動作を説明するためのフローチャートである。なお、図４に示すフローチャートに基づく動作は一定時間毎に実行される。
【０１１３】
図４を参照して、一連の動作が開始されると、インバータ入力電圧指令演算部５０は、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮに基づいて電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍを演算し（ステップＳ１）、その演算した電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍをコンバータ用デューティー比演算部５２、演算部５６および判定部５８へ出力する。そして、演算部５６は、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮに基づいて交流モータＭ１の要求パワーＰｍを演算し（ステップＳ２）、その演算した要求パワーＰｍを判定部５８へ出力する。また、演算部５６は、インバータ入力電圧指令演算部５０からの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍと電圧センサー１３からの電圧Ｖｍとを式（１）に代入して充電パワーＰｃを演算し、その演算した充電パワーＰｃを判定部５８へ出力する。
【０１１４】
そうすると、判定部５８は、要求パワーＰｍと充電パワーＰｃとの和Ｐｍ＋Ｐｃが最大値Ｐｌｉｍ以下であるか否かを判定し（ステップＳ３）、和Ｐｍ＋Ｐｃが最大値Ｐｌｉｍ以下であるとき信号ＤＴＥ１を生成してモータ制御用相電圧演算部４０およびコンバータ用デューティー比演算部５２へ出力する。モータ制御用相電圧演算部４０は、判定部５８からの信号ＤＴＥ１に応じて、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ、電圧センサー１３からの電圧Ｖｍおよび電流センサー２４からのモータ電流ＭＣＲＴに基づいて交流モータＭ１の各相のコイルに印加する電圧を演算し、その演算結果ＲＥＴ１をインバータ用ＰＷＭ信号変換部４２へ出力する。
【０１１５】
そして、インバータ用ＰＷＭ信号変換部４２は、モータ制御用相電圧演算部４０からの演算結果ＲＥＴ１に基づいて信号ＰＷＭＩ１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。
【０１１６】
一方、コンバータ用デューティー比演算部５２は、判定部５８からの信号ＤＴＥ１に応じて、バッテリ電圧Ｖｂに基づいて電圧Ｖｍをインバータ入力電圧指令演算部５０からの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに設定するためのデューティー比を演算し、その演算したデューティー比をコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４へ出力する。そして、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５２からのデューティー比に基づいて信号ＰＷＭＵ１（信号ＰＷＭＵの一種）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。
【０１１７】
そうすると、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は、信号ＰＷＭＵ１によってオン／オフされ、昇圧コンバータ１２は、出力電圧Ｖｍが電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍになるようにバッテリ電圧Ｖｂを昇圧してコンデンサＣ２に供給する。つまり、昇圧コンバータ１２は、要求された電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに出力電圧Ｖｍを設定する昇圧動作を実行する。
【０１１８】
コンデンサＣ２は、昇圧コンバータ１２からの直流電圧を平滑化してインバータ１４に供給する。そして、インバータ１４のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８は、信号ＰＷＭＩ１によってオン／オフされ、インバータ１４は、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲによって指定されたトルクを出力するように交流モータＭ１を駆動する。
【０１１９】
このようにして、電圧指令およびトルクを要求値とおりに実行する（ステップＳ４）。そして、一連の動作は一旦終了する。
【０１２０】
ステップＳ３において、和Ｐｍ＋Ｐｃが最大値Ｐｌｉｍよりも大きいと判定されたとき、判定部５８は、さらに、充電パワーＰｃが最大値Ｐｌｉｍよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ５）。そして、充電パワーＰｃが最大値Ｐｌｉｍよりも大きいとき、一連の動作はステップＳ６へ移行する。ステップＳ６は、ステップＳ６ＡまたはステップＳ６Ｂから成る。ステップＳ６Ａが実行される場合、判定部５８は、ステップＳ５において充電パワーＰｃが最大値Ｐｌｉｍよりも大きいと判定した後、信号ＤＴＥ２を生成してモータ制御用相電圧演算部４０、コンバータ用デューティー比演算部５２および演算部５６へ出力する。
【０１２１】
そうすると、演算部５６は、判定部５８からの信号ＤＴＥ２に応じて、電圧センサー１３からの電圧Ｖｍを式（２）に代入して電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｍ１を演算し、その演算した電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｍ１をコンバータ用デューティー比演算部５２へ出力する。そして、コンバータ用デューティー比演算部５２は、判定部５８からの信号ＤＴＥ２に応じて、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂに基づいて電圧センサー１３からの電圧Ｖｍを演算部５６からの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｍ１に設定するためのデューティー比を演算し、その演算したデューティー比をコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４へ出力する。
【０１２２】
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５２からのデューテー比に基づいて信号ＰＷＭＵ２（信号ＰＷＭＵの一種）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。ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は、信号ＰＷＭＵ２によってオン／オフされ、昇圧コンバータ１２は、出力電圧Ｖｍが電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｍ１になるようにバッテリ電圧Ｖｂを昇圧し、その昇圧した直流電圧をコンデンサＣ２へ供給する。
【０１２３】
一方、モータ制御用相電圧演算部４０は、判定部５８からの信号ＤＴＥ２に応じて、トルクが零になるように交流モータＭ１の各相のコイルに印加する電圧を演算し、その演算結果ＲＥＴ２をインバータ用ＰＷＭ信号変換部４２へ出力する。そして、インバータ用ＰＷＭ信号変換部４２は、モータ制御用相電圧演算部４０からの演算結果ＲＥＴ２に応じて信号ＰＷＭＩ２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。ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８は、信号ＰＷＭＩ２によってオン／オフされ、インバータ１４は、トルクが零になるように交流モータＭ１を駆動する。
【０１２４】
式（２）を用いて演算される電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｍ１は、式（１）においてＰｃ＝Ｐｌｉｍにした場合の電圧指令に等しいので、信号ＰＷＭＵ２に基づいて昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２を駆動することは、Ｐｃ＝Ｐｌｉｍになるようにバッテリ電圧Ｖｂを昇圧することに相当する。したがって、信号ＰＷＭＵ２に基づいて昇圧コンバータ１２を駆動し、信号ＰＷＭＩ２に基づいてインバータ１４を駆動することは、トルク＝０、およびＰｃ＝Ｐｌｉｍとなる昇圧動作を実行することに相当する（ステップＳ６Ａ）。
【０１２５】
一方、ステップＳ６において、ステップＳ６Ｂが実行される場合、判定部５８は、ステップＳ５において充電パワーＰｃが最大値Ｐｌｉｍよりも大きいと判定した後、信号ＤＴＥ３を生成してモータ制御用相電圧演算部４０、コンバータ用デューティー比演算部５２および演算部５６へ出力する。演算部５６は、判定部５８からの信号ＤＴＥ３に応じて、既に演算した要求パワーＰｍと電圧センサー１３からの電圧Ｖｍとを式（３）に代入して電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｍ２を演算し、その演算した電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｍ２をコンバータ用デューティー比演算部５２へ出力する。そして、コンバータ用デューティー比演算部５２は、判定部５８からの信号ＤＴＥ３に応じて、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂに基づいて電圧センサー１３からの電圧Ｖｍを演算部５６からの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｍ２に設定するためのデューティー比を演算し、その演算したデューティー比をコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４へ出力する。
【０１２６】
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５２からのデューテー比に基づいて信号ＰＷＭＵ３（信号ＰＷＭＵの一種）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。ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は、信号ＰＷＭＵ３によってオン／オフされ、昇圧コンバータ１２は、出力電圧Ｖｍが電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｍ２になるようにバッテリ電圧Ｖｂを昇圧し、その昇圧した直流電圧をコンデンサＣ２へ供給する。
【０１２７】
一方、モータ制御用相電圧演算部４０は、判定部５８からの信号ＤＴＥ３に応じて、前回の制御時におけるトルク指令値ＴＲＢと電圧センサー１３からの電圧Ｖｍと電流センサー２４からのモータ電流ＭＣＲＴとに基づいて交流モータＭ１の各相のコイルに印加する電圧を演算する。つまり、モータ制御用相電圧演算部４０は、判定部５８からの信号ＤＴＥ３に応じて交流モータＭ１が出力すべきトルクの更新を禁止し、従来のトルク指令値を保持するように交流モータＭ１を駆動するための電圧を演算する。そして、モータ制御用相電圧演算部４０は、演算結果ＲＥＴ３をインバータ用ＰＷＭ信号変換部４２へ出力する。インバータ用ＰＷＭ信号変換部４２は、モータ制御用相電圧演算部４０からの演算結果ＲＥＴ３に応じて信号ＰＷＭＩ３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。ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８は、信号ＰＷＭＩ３によってオン／オフされ、インバータ１４は、従来のトルクを保持するように交流モータＭ１を駆動する。
【０１２８】
式（３）を用いて演算される電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｍ２は、式（１）においてＰｃ＝Ｐｌｉｍ−Ｐｍにした場合の電圧指令に等しいので、信号ＰＷＭＵ３に基づいて昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２を駆動することは、Ｐｃ＝Ｐｌｉｍ−Ｐｍになるようにバッテリ電圧Ｖｂを昇圧することに相当する。したがって、信号ＰＷＭＵ３に基づいて昇圧コンバータ１２を駆動し、信号ＰＷＭＩ３に基づいてインバータ１４を駆動することは、モータトルクの更新を禁止し、Ｐｃ＝Ｐｌｉｍ−Ｐｍとなる昇圧動作を実行することに相当する（ステップＳ６Ｂ）。
【０１２９】
一方、ステップＳ５において、充電パワーＰｃが最大値Ｐｌｉｍ以下であると判定された場合、判定部５８は、信号ＤＴＥ４を生成してモータ制御用相電圧演算部４０、コンバータ用デューティー比演算部５２および演算部５６へ出力する。演算部５６は、判定部５８からの信号ＤＴＥ４に応じて、既に演算した充電パワーＰｃと外部ＥＣＵからのモータ回転数ＭＲＮとを式（４）に代入してトルク指令値Ｔｍを演算し、その演算したトルク指令値Ｔｍをモータ制御用相電圧演算部４０へ出力する。
【０１３０】
コンバータ用デューティー比演算部５２は、判定部５８からの信号ＤＴＥ４に応じて、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂに基づいて電圧センサー１３からの電圧Ｖｍをインバータ入力電圧指令演算部５０からの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに設定するためのデューティー比を演算し、その演算したデューティー比をコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４へ出力する。
【０１３１】
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５２からのデューテー比に基づいて信号ＰＷＭＵ１（信号ＰＷＭＵの一種）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。ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は、信号ＰＷＭＵ１によってオン／オフされ、昇圧コンバータ１２は、出力電圧Ｖｍが電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍになるようにバッテリ電圧Ｖｂを昇圧し、その昇圧した直流電圧をコンデンサＣ２へ供給する。
【０１３２】
一方、モータ制御用相電圧演算部４０は、判定部５８からの信号ＤＴＥ４に応じて、演算部５６からのトルク指令値Ｔｍと電圧センサー１３からの電圧Ｖｍと電流センサー２４からのモータ電流ＭＣＲＴとに基づいて交流モータＭ１の各相のコイルに印加する電圧を演算し、その演算結果ＲＥＴ４をインバータ用ＰＷＭ信号変換部４２へ出力する。そして、インバータ用ＰＷＭ信号変換部４２は、モータ制御用相電圧演算部４０からの演算結果ＲＥＴ４に応じて信号ＰＷＭＩ４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。
【０１３３】
そうすると、ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８は、信号ＰＷＭＩ４によってオン／オフされ、インバータ１４は、トルク指令値Ｔｍによって指定されたトルクを出力するように交流モータＭ１を駆動する。
【０１３４】
これにより、交流モータＭ１の要求パワーが増加した場合に要求される電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍになるように昇圧動作が実行され、トルク指令値Ｔｍによって指定されたトルクを出力するように交流モータＭ１が駆動される（ステップＳ７）。
【０１３５】
ステップＳ６（ステップＳ６ＡまたはＳ６Ｂ）、またはステップＳ７の後、判定部５８は、電圧センサー１３からの電圧Ｖｍがインバータ入力電圧指令演算部５０からの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに一致したか否かを判定し（ステップＳ８）、電圧Ｖｍが電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに一致すると、信号ＤＴＥ１を生成してモータ制御用相電圧演算部４０およびコンバータ用デューティー比演算部５２へ出力する。そして、上述したステップＳ４が実行され、一連の動作が一旦終了する。
【０１３６】
図５を参照して、上述したステップＳ６Ａ→ステップＳ８→ステップＳ４の経路におけるトルク指令値ＴＲ、電圧Ｖｍおよび実際のトルクＴＡの変化について説明する。図５において、曲線ｋ１はトルク指令値ＴＲを示し、曲線ｋ２は電圧Ｖｍを示し、曲線ｋ３は実際のトルクＴＡを示す。
【０１３７】
タイミングｔ１において、曲線ｋ１によって示すようにトルク指令値ＴＲが急激に増加し、交流モータＭ１の要求パワーＰｍとコンデンサＣ２の充電パワーＰｃとの和Ｐｍ＋Ｐｃが昇圧コンバータ１２の昇圧動作によって供給可能な電力の最大値Ｐｌｉｍを超え、かつ、充電パワーＰｃが最大値Ｐｌｉｍよりも大きい場合、上述したようにモータトルク＝０、およびＰｃ＝Ｐｌｉｍとなる昇圧動作が実行される（ステップＳ６Ａ参照）。すなわち、タイミングｔ１において、零のトルクを出力するように交流モータＭ１を駆動し、かつ、昇圧コンバータ１２の電圧指令を電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｍ１に設定して昇圧動作を行なう。したがって、曲線ｋ２によって示すように、電圧Ｖｍは、タイミングｔ１から徐々に上昇し、タイミングｔ２において電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに達する。そして、実際のトルクＴＡは、曲線ｋ３によって示されるようにタイミングｔ１からタイミングｔ２までの間、零に保持される。
【０１３８】
タイミングｔ２において、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｍが本来の電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに到達すると、トルク指令値ＴＲによって指定されたトルクを出力するように交流モータＭ１を駆動するので（ステップＳ４参照）、実際のトルクＴＡはタイミングｔ２から上昇し始め、最終的にトルク指令値ＴＲによって指定されたトルクに一致する。
【０１３９】
図６を参照して、上述したステップＳ６Ｂ→ステップＳ８→ステップＳ４の経路におけるトルク指令値ＴＲ、電圧Ｖｍおよび実際のトルクＴＡの変化について説明する。図６において、曲線ｋ４はトルク指令値ＴＲを示し、曲線ｋ５は電圧Ｖｍを示し、曲線ｋ６は実際のトルクＴＡを示す。
【０１４０】
タイミングｔ３において、曲線ｋ４によって示すようにトルク指令値ＴＲが急激に増加し、交流モータＭ１の要求パワーＰｍとコンデンサＣ２の充電パワーＰｃとの和Ｐｍ＋Ｐｃが昇圧コンバータ１２の昇圧動作によって供給可能な電力の最大値Ｐｌｉｍを超え、かつ、充電パワーＰｃが最大値Ｐｌｉｍよりも大きい場合、上述したようにモータトルクの更新を禁止し、かつ、Ｐｃ＝Ｐｌｉｍ−Ｐｍとなる昇圧動作が実行される（ステップＳ６Ｂ参照）。すなわち、タイミングｔ４において、トルク指令値ＴＲが急激に増加する前のトルクを保持するように交流モータＭ１を駆動し、かつ、昇圧コンバータ１２の電圧指令を電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｍ２に設定して昇圧動作を行なう。したがって、曲線ｋ５によって示すように、電圧Ｖｍは、タイミングｔ３から徐々に上昇し、タイミングｔ４において電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに達する。この場合、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｍ２は、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｍ１よりも低いので、タイミングｔ３からタイミングｔ４までの時間はタイミングｔ１からタイミングｔ２までの時間よりも長い。そして、実際のトルクＴＡは、曲線ｋ６によって示されるようにタイミングｔ３からタイミングｔ４までの間、タイミングｔ３以前のトルクに保持される。
【０１４１】
タイミングｔ４において、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｍが本来の電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに到達すると、トルク指令値ＴＲによって指定されたトルクを出力するように交流モータＭ１を駆動するので（ステップＳ４参照）、実際のトルクＴＡはタイミングｔ４から上昇し始め、最終的にトルク指令値ＴＲによって指定されたトルクに一致する。
【０１４２】
図７を参照して、ステップＳ７→ステップＳ８→ステップＳ４の経路におけるトルク指令値ＴＲ、電圧Ｖｍおよび実際のトルクＴＡの変化について説明する。図７において、曲線ｋ７はトルク指令値ＴＲを示し、曲線ｋ８は電圧Ｖｍを示し、曲線ｋ９は実際のトルクＴＡを示す。
【０１４３】
タイミングｔ５において、曲線ｋ７によって示すようにトルク指令値ＴＲが急激に増加し、交流モータＭ１の要求パワーＰｍとコンデンサＣ２の充電パワーＰｃとの和Ｐｍ＋Ｐｃが昇圧コンバータ１２の昇圧動作によって供給可能な電力の最大値Ｐｌｉｍを超え、かつ、充電パワーＰｃが最大値Ｐｌｉｍよりも小さい場合、上述したように電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに基づく昇圧動作が実行され、かつ、トルク指令値Ｔｍによって指定されるトルクを出力するように交流モータＭ１が駆動される（ステップＳ７参照）。すなわち、タイミングｔ５において、本来の電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍによってバッテリ電圧Ｖｂを昇圧してコンデンサＣ２を充電し、コンデンサＣ２の充電に用いられない電力によって交流モータＭ１を駆動する。したがって、曲線ｋ８によって示すように、電圧Ｖｍは、タイミングｔ３から上昇し、タイミングｔ６において電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに達する。この場合、本来の電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍを設定して昇圧動作が行なわれるので、出力電圧Ｖｍは、最も速く電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに到達する。そして、実際のトルクＴＡは、曲線ｋ８によって示されるようにタイミングｔ５から上昇してトルク指令値Ｔｍによって指定されるトルクに達し、その後、タイミングｔ６においてトルク指令値ＴＲによる指令がなされると、さらに上昇し、最終的にトルク指令値ＴＲによって指定されるトルクに到達する。
【０１４４】
このように、図４に示すフローチャートのステップＳ３において、交流モータＭ１の要求パワーＰｍとコンデンサＣ２の充電パワーＰｃとの和Ｐｍ＋Ｐｃが昇圧コンバータ１２の昇圧動作によって供給可能な電力の最大値Ｐｌｉｍを超えると、交流モータＭ１が出力すべきトルクを抑制し、かつ、昇圧コンバータ１２の昇圧動作を優先してコンデンサＣ２を充電し、コンデンサＣ２の両端の電圧Ｖｍが本来の電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに達した時点で本来のトルク指令値ＴＲによって指定されたトルクを出力するように昇圧コンバータ１２およびインバータ１４を制御する（ステップＳ５〜Ｓ７参照）。
【０１４５】
そして、充電パワーＰｃが最大値Ｐｌｉｍを超える場合、モータトルクを零または以前のトルクに抑制し、最大値Ｐｌｉｍ以下の電力を供給するように昇圧動作を行なってコンデンサＣ２を充電する（ステップＳ６参照）。また、充電パワーＰｃが最大値Ｐｌｉｍ以下の場合、出力電圧Ｖｍが本来の電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍになるように昇圧動作を行なってコンデンサＣ２を充電し、余った電力によって交流モータＭ１を駆動する（ステップＳ７参照）。
【０１４６】
これによって、直流電流が直流電源Ｂから急激に流れ出るのを防止でき、昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２に過電流が流れるのを防止できる。
【０１４７】
なお、ステップＳ３において、要求パワーＰｍと充電パワーＰｃとの和Ｐｍ＋Ｐｃが最大値Ｐｌｉｍよりも大きいと判定されることは、インバータ１４への現在の入力電圧と電圧指令値との電圧差が基準値よりも大きいと判定されることに相当する。
【０１４８】
また、ステップＳ５において、充電パワーＰｃが最大値Ｐｌｉｍよりも大きいと判定されることは、インバータ１４への現在の入力電圧と電圧指令値との電圧差が基準値よりも大きいと判定されることに相当する。
【０１４９】
再び、図１を参照して、電圧変換装置１００における動作について説明する。制御装置３０は、外部ＥＣＵからトルク指令値ＴＲが入力されると、Ｈレベルの信号ＳＥを生成してシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２へ出力するとともに、交流モータＭ１がトルク指令値ＴＲを発生するように昇圧コンバータ１２およびインバータ１４を制御するための信号ＰＷＭＵ（ＰＷＭＵ１）および信号ＰＷＭＩ１を生成してそれぞれ昇圧コンバータ１２およびインバータ１４へ出力する。
【０１５０】
そして、直流電源Ｂは直流電圧Ｖｂを出力し、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は直流電圧ＶｂをコンデンサＣ１へ供給する。コンデンサＣ１は、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を昇圧コンバータ１２へ供給する。
【０１５１】
そうすると、昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は、制御装置３０からの信号ＰＷＭＵ（ＰＷＭＵ１）に応じてオン／オフされ、直流電圧を出力電圧Ｖｍに変換してコンデンサＣ２に供給する。電圧センサー１３は、コンデンサＣ２の両端の電圧である出力電圧Ｖｍ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。
【０１５２】
コンデンサＣ２は、昇圧コンバータ１２から供給された直流電圧を平滑化してインバータ１４へ供給する。インバータ１４のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８は、制御装置３０からの信号ＰＷＭＩ１に従ってオン／オフされ、インバータ１４は、直流電圧を交流電圧に変換し、トルク指令値ＴＲによって指定されたトルクを交流モータＭ１が発生するように交流モータＭ１のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各相に所定の交流電流を流す。これにより、交流モータＭ１は、トルク指令値ＴＲによって指定されたトルクを発生する。
【０１５３】
そして、交流モータＭ１がトルク指令値ＴＲによって指定されたトルクを出力するように昇圧コンバータ１２およびインバータ１４を制御しているときに、交流モータＭ１の要求パワーＰｍが急激に増加した場合、上述した図４に示すフローチャートによる動作が実行される。
【０１５４】
また、電圧変換装置１００が搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車が回生制動モードになった場合、制御装置３０は、回生制動モードになったことを示す信号を外部ＥＣＵから受け、信号ＰＷＭＣおよび信号ＰＷＭＤを生成してそれぞれインバータ１４および昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０１５５】
交流モータＭ１は、交流電圧を発電し、その発電した交流電圧をインバータ１４へ供給する。そして、インバータ１４は、制御装置３０からの信号ＰＷＭＣに従って、交流電圧を直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサＣ２を介して昇圧コンバータ１２へ供給する。
【０１５６】
昇圧コンバータ１２は、制御装置３０からの信号ＰＷＭＤに従って直流電圧を降圧して直流電源Ｂに供給し、直流電源Ｂを充電する。
【０１５７】
なお、インバータ１４および交流モータＭ１は、「電気負荷」を構成する。
また、この発明による電圧変換方法は、図４に示すフローチャートに従って直流電圧Ｖｂを出力電圧Ｖｍに変換する電圧変換方法である。
【０１５８】
さらに、この発明による電力供給方法は、図４に示すフローチャートに従って電力をコンデンサＣ２およびインバータ１４に供給する電力供給方法である。
【０１５９】
さらに、モータトルク制御手段３０１における電力供給の制御は、実際にはＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）によって行なわれ、ＣＰＵは、図４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４に示すフローチャートに従ってコンデンサＣ２およびインバータ１４への電力供給を制御する。したがって、ＲＯＭは、図４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。
【０１６０】
実施の形態１によれば、電圧変換装置は、交流モータＭ１の要求パワーが急激に増加し、交流モータＭ１の要求パワーＰｍとコンデンサＣ２の充電パワーＰｃとの和Ｐｍ＋Ｐｃが昇圧コンバータの昇圧動作によって供給可能な電力の最大値Ｐｌｉｍを超えた場合、交流モータＭ１の出力トルクを抑制し、最大値Ｐｌｉｍ以下の電力を供給する昇圧動作を優先するように昇圧コンバータおよびインバータを制御する制御装置を備えるので、電流が直流電源から急激に流れ出るのを防止でき、昇圧コンバータを構成するＮＰＮトランジスタに過電流が流れるのを防止できる。
【０１６１】
［実施の形態２］
図８を参照して、実施の形態２による電圧変換装置１００Ａは、電圧変換装置１００の制御装置３０を制御装置３０Ａに代え、電流センサー２８、インバータ３１および交流モータＭ２を追加したものであり、その他は、電圧変換装置１００と同じである。
【０１６２】
なお、実施の形態２においては、交流モータＭ１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、交流モータＭ２は、エンジンにて駆動される発電機の機能と、エンジン始動を行ない得るような電動機の機能とを併せ持つモータである。
【０１６３】
また、電圧変換装置１００Ａにおいては、電流センサー２４は、交流モータＭ１のモータ電流ＭＣＲＴ１を検出し、その検出したモータ電流ＭＣＲＴ１を制御装置３０Ａへ出力する。
【０１６４】
インバータ１４は、制御装置３０Ａからの信号ＰＷＭＩ１１に基づいて、コンデンサＣ２からの直流電圧を交流電圧に変換して交流モータＭ１を駆動する。また、インバータ１４は、制御装置３０Ａからの信号ＰＷＭＩ１２に基づいて、零のトルクを出力するように交流モータＭ１を駆動する。さらに、インバータ１４は、制御装置３０Ａからの信号ＰＷＭＩ１３に基づいて、トルク指令値Ｔｍ１によって指定されるトルクを出力するように交流モータＭ１を駆動する。さらに、インバータ１４は、制御装置３０Ａからの信号ＰＷＭＣ１に基づいて、交流モータＭ１が発電した交流電圧を直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をノードＮ１，Ｎ２を介して昇圧コンバータ１２へ供給する。
【０１６５】
電流センサー２８は、交流モータＭ２のモータ電流ＭＣＲＴ２を検出し、その検出したモータ電流ＭＣＲＴ２を制御装置３０Ａへ出力する。
【０１６６】
インバータ３１は、インバータ１４と同じ構成から成る。そして、インバータ３１は、ノードＮ１とノードＮ２との間にインバータ１４に並列に接続される。したがって、コンデンサＣ２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インバータ１４およびインバータ３１へ供給する。
【０１６７】
そして、インバータ３１は、制御装置３０Ａからの信号ＰＷＭＩ２１に基づいて、コンデンサＣ２からの直流電圧を交流電圧に変換して交流モータＭ２を駆動し、信号ＰＷＭＣ２に基づいて交流モータＭ２が発電した交流電圧を直流電圧に変換する。
【０１６８】
制御装置３０Ａは、直流電源Ｂから出力される直流電圧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１３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から受ける。そして、制御装置３０Ａは、直流電圧Ｖｂ、出力電圧Ｖｍ、モータ電流ＭＣＲＴ１、トルク指令値ＴＲ１およびモータ回転数ＭＲＮ１に基づいて、上述した方法によりインバータ１４が交流モータＭ１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ＰＷＭＩ１１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１１をインバータ１４へ出力する。
【０１６９】
また、制御装置３０Ａは、直流電圧Ｖｂ、出力電圧Ｖｍ、モータ電流ＭＣＲＴ２、トルク指令値ＴＲ２およびモータ回転数ＭＲＮ２に基づいて、上述した方法によりインバータ３１が交流モータＭ２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ＰＷＭＩ２１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ２１をインバータ３１へ出力する。
【０１７０】
さらに、制御装置３０Ａは、インバータ１４または３１が交流モータＭ１またはＭ２を駆動するとき、直流電圧Ｖｂ、出力電圧Ｖｍ、モータ電流ＭＣＲＴ１（またはＭＣＲＴ２）、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、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をスイッチング制御するための信号ＰＷＭＵを生成して昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０１７１】
さらに、制御装置３０Ａは、回生制動時に交流モータＭ１が発電した交流電圧を直流電圧に変換するための信号ＰＷＭＣ１、または交流モータＭ２が発電した交流電圧を直流電圧に変換するための信号ＰＷＭＣ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＣ１または信号ＰＷＭＣ２をそれぞれインバータ１４またはインバータ３１へ出力する。この場合、制御装置３０Ａは、インバータ１４または３１からの直流電圧を降圧して直流電源Ｂを充電するように昇圧コンバータ１２を制御する信号ＰＷＭＤを生成して昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０１７２】
さらに、制御装置３０Ａは、各制御タイミングにおいて、交流モータＭ１の要求パワーＰｍ１と交流モータＭ２の要求パワーＰｍ２とコンデンサＣ２の充電に必要な充電パワーＰｃとを演算し、その演算した要求パワーＰｍ１，Ｐｍ２と充電パワーＰｃとの総和Ｐｍ１＋Ｐｍ２＋Ｐｃが基準値よりも大きいとき、交流モータＭ１の出力トルクを抑制するための信号（信号ＰＷＭＩ１２，１３のいずれか一方）を生成し、その生成した信号（信号ＰＷＭＩ１２，１３のいずれか一方）をインバータ１４へ出力する。また、制御装置３０Ａは、総和Ｐｍ１＋Ｐｍ２＋Ｐｃが基準値よりも大きいとき、信号ＰＷＭＣ２を生成してインバータ３１へ出力する。交流モータＭ１の要求パワーＰｍ１が大きくなるのは、交流モータＭ１がハイブリッド自動車の駆動輪を駆動している場合であり、この場合、交流モータＭ２は、エンジンによって駆動され、発電機として機能する回生モードにあるので、交流モータＭ１の要求パワーＰｍ１が増加し、総和Ｐｍ１＋Ｐｍ２＋Ｐｃが基準値よりも大きいとき、制御装置３０Ａは、信号ＰＷＭＣ２を生成してインバータ３１へ出力し、交流モータＭ２が発電した電力をコンデンサＣ２に供給することとしたものである。
【０１７３】
さらに、制御装置３０Ａ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。
【０１７４】
図９を参照して、制御装置３０Ａは、モータトルク制御手段３０１Ａと、電圧変換制御手段３０２Ａとを含む。
【０１７５】
モータトルク制御手段３０１Ａは、モータ電流ＭＣＲＴ１、トルク指令値ＴＲ１、モータ回転数ＭＲＮ１、直流電圧Ｖｂおよび電圧Ｖｍに基づいて信号ＰＷＭＩ１１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１１をインバータ１４へ出力する。
【０１７６】
また、モータトルク制御手段３０１Ａは、モータ電流ＭＣＲＴ２、トルク指令値ＴＲ２、モータ回転数ＭＲＮ２、直流電圧Ｖｂおよび電圧Ｖｍに基づいて信号ＰＷＭＩ２１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ２１をインバータ３１へ出力する。
【０１７７】
さらに、モータトルク制御手段３０１Ａは、直流電圧Ｖｂ、電圧Ｖｍ、モータ電流ＭＣＲＴ１（またはＭＣＲＴ２）、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、信号ＰＷＭＵを生成し、その生成した信号ＰＷＭＵを昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０１７８】
さらに、モータトルク制御手段３０１Ａは、モータ回転数ＭＲＮ１およびトルク指令値ＴＲ１に基づいて交流モータＭ１の要求パワーＰｍ１を演算し、モータ回転数ＭＲＮ２およびトルク指令値ＴＲ２に基づいて交流モータＭ２の要求パワーＰｍ２を演算する。また、モータトルク制御手段３０１Ａは、モータ回転数ＭＲＮ１（またはＭＲＮ２）およびトルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）に基づいて、昇圧コンバータ１２の電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍを演算し、その演算した電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍを式（１）に代入してコンデンサＣ２の充電に必要な充電パワーＰｃを演算する。
【０１７９】
そして、モータトルク制御手段３０１Ａは、演算した要求パワーＰｍ１，Ｐｍ２および充電パワーＰｃの総和Ｐｍ１＋Ｐｍ２＋Ｐｃが、昇圧コンバータ１２の昇圧動作によって供給可能な電力の最大値Ｐｌｉｍ以下か否かを判定し、総和Ｐｍ１＋Ｐｍ２＋Ｐｃが最大値Ｐｌｉｍ以下であるとき、上述した信号ＰＷＭＩ１１，ＰＷＭＩ２１および信号ＰＷＭＵを生成してそれぞれインバータ１４，３１および昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０１８０】
一方、総和Ｐｍ１＋Ｐｍ２＋Ｐｃが最大値Ｐｌｉｍよりも大きい場合、モータトルク制御手段３０１Ａは、さらに、充電パワーＰｃが最大値Ｐｌｉｍよりも大きいか否かを判定し、充電パワーＰｃが最大値Ｐｌｉｍよりも大きい場合、信号ＰＷＭＩ１２、信号ＰＷＭＵおよび信号ＲＧＥ１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１２、信号ＰＷＭＵおよび信号ＲＧＥ１をそれぞれインバータ１４、昇圧コンバータ１２および電圧変換制御手段３０２Ａへ出力する。そして、モータトルク制御手段３０１Ａは、充電パワーＰｃが最大値Ｐｌｉｍ以下である場合、信号ＰＷＭＩ１３、信号ＰＷＭＵおよび信号ＲＧＥ１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１３、信号ＰＷＭＵおよび信号ＲＧＥ１をそれぞれインバータ１４、昇圧コンバータ１２および電圧変換制御手段３０２Ａへ出力する。
【０１８１】
電圧変換制御手段３０２Ａは、電圧変換装置１００Ａが搭載されたハイブリッド自動車が回生制動モードに入ったことを示す信号ＲＧＥを外部ＥＣＵから受けると、信号ＰＷＭＣ１，ＰＷＭＣ２および信号ＰＷＭＤを生成し、その生成した信号ＰＷＭＣ１，ＰＷＭＣ２をそれぞれインバータ１４，３１へ出力し、信号ＰＷＭＤを昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０１８２】
また、電圧変換制御手段３０２Ａは、モータトルク制御手段３０１Ａから信号ＲＧＥ１を受けると、信号ＰＷＭＣ２を生成してインバータ３１へ出力する。
【０１８３】
図１０を参照して、モータトルク制御手段３０１Ａは、モータトルク制御手段３０１のモータ制御用相電圧演算部４０をモータ制御用相電圧演算部４０Ａに代え、コンバータ用デューティー比演算部５２をコンバータ用デューティー比演算部５２Ａに代え、演算部５６を演算部５６Ａに代え、判定部５８を判定部５８Ａに代えたものであり、その他は、モータトルク制御手段３０１と同じである。
【０１８４】
モータトルク制御手段３０１Ａにおいては、インバータ入力電圧指令演算部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、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍを演算し、その演算した電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍをコンバータ用デューティー比演算部５２Ａ、演算部５６Ａおよび判定部５８Ａへ出力する。
【０１８５】
モータ制御用相電圧演算部４０Ａは、判定部５８Ａから信号ＤＴＥ５を受けると、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）、電圧センサー１３からの電圧Ｖｍおよび電流センサー２４からのモータ電流ＭＣＲＴ１（またはＭＣＲＴ２）に基づいて交流モータＭ１（または交流モータＭ２）の各相のコイルに印加する電圧を演算し、その演算結果ＲＥＴ５をインバータ用ＰＷＭ信号変換部４２へ出力する。
【０１８６】
また、モータ制御用相電圧演算部４０Ａは、判定部５８Ａから信号ＤＴＥ６を受けると、トルクが零になるように交流モータＭ１の各相のコイルに印加する電圧を演算し、その演算結果ＲＥＴ６をインバータ用ＰＷＭ信号変換部４２へ出力する。
【０１８７】
さらに、モータ制御用相電圧演算部４０Ａは、判定部５８Ａから信号ＤＴＥ７を受けると、演算部５６Ａからのトルク指令値Ｔｍ１、電圧センサー１３からの電圧Ｖｍおよび電流センサー２４からのモータ電流ＭＣＲＴ１に基づいて交流モータＭ１の各相のコイルに印加する電圧を演算し、その演算結果ＲＥＴ７をインバータ用ＰＷＭ信号変換部４２へ出力する。
【０１８８】
コンバータ用デューティー比演算部５２Ａは、判定部５８Ａから信号ＤＴＥ５またはＤＴＥ７を受けると、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂに基づいて、電圧センサー１３からの電圧Ｖｍをインバータ入力電圧指令演算部５０からの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに設定するためのデューティー比を演算し、その演算したデューティー比をコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４へ出力する。
【０１８９】
また、コンバータ用デューティー比演算部５２Ａは、判定部５８Ａから信号ＤＴＥ６を受けると、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂに基づいて、電圧センサー１３からの電圧Ｖｍを演算部５６Ａからの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｍ３に設定するためのデューティー比を演算し、その演算したデューティー比をコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４へ出力する。
【０１９０】
演算部５６Ａは、上述した容量Ｃ、制御周期ΔＴおよび最大値Ｐｌｉｍを保持している。そして、演算部５６Ａは、電圧センサー１３からの電圧Ｖｍとインバータ入力電圧指令演算部５０からの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍとを式（１）に代入して充電パワーＰｃを演算し、その演算した充電パワーＰｃを判定部５８Ａへ出力する。
【０１９１】
また、演算部５６Ａは、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１およびモータ回転数ＭＲＮ１に基づいて交流モータＭ１の要求パワーＰｍ１を演算し、その演算した要求パワーＰｍ１を判定部５８Ａへ出力する。
【０１９２】
さらに、演算部５６Ａは、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ２およびモータ回転数ＭＲＮ２に基づいて交流モータＭ２の要求パワーＰｍ２を演算し、その演算した要求パワーＰｍ２を判定部５８Ａへ出力する。
【０１９３】
さらに、演算部５６Ａは、判定部５８Ａから信号ＤＴＥ６を受けると、既に演算した要求パワーＰｍ２と電圧センサー１３からの電圧Ｖｍとを次式に代入して電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｍ３を演算し、その演算した電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｍ３をコンバータ用デューティー比演算部５２Ａへ出力する。
【０１９４】
【数５】
2004229399.tif 000007
【０１９５】
さらに、演算部５６Ａは、判定部５８Ａから信号ＤＴＥ７を受けると、既に演算した要求パワーＰｍ２および充電パワーＰｃを次式に代入してトルク指令値Ｔｍ１を演算し、その演算したトルク指令値Ｔｍ１をモータ制御用相電圧演算部４０Ａへ出力する。
【０１９６】
【数６】
2004229399.tif 000008
【０１９７】
判定部５８Ａは、演算部５６Ａから受けた充電パワーＰｃおよび要求パワーＰｍ１，Ｐｍ２の総和Ｐｍ１＋Ｐｍ２＋Ｐｃが最大値Ｐｌｉｍ以下であるか否かを判定し、総和Ｐｍ１＋Ｐｍ２＋Ｐｃが最大値Ｐｌｉｍ以下である場合、信号ＤＴＥ５を生成し、その生成した信号ＤＴＥ５をモータ制御用相電圧演算部４０Ａおよびコンバータ用デューティー比演算部５２Ａへ出力する。
【０１９８】
また、判定部５８Ａは、総和Ｐｍ１＋Ｐｍ２＋Ｐｃが最大値Ｐｌｉｍよりも大きい場合、さらに、充電パワーＰｃが最大値Ｐｌｉｍよりも大きいか否かを判定し、充電パワーＰｃが最大値Ｐｌｉｍよりも大きいとき信号ＤＴＥ６を生成してモータ制御用相電圧演算部４０Ａ、コンバータ用デューティー比演算部５２Ａおよび演算部５６Ａへ出力する。そして、判定部５８Ａは、充電パワーＰｃが最大値Ｐｌｉｍ以下であるとき、信号ＤＴＥ７を生成してモータ制御用相電圧演算部４０Ａ、コンバータ用デューティー比演算部５２Ａおよび演算部５６Ａへ出力する。
【０１９９】
さらに、判定部５８Ａは、信号ＤＴＥ６または信号ＤＴＥ７を出力した後、電圧センサー１３からの電圧Ｖｍがインバータ入力電圧指令演算部５０からの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに一致したか否かを判定し、電圧Ｖｍが電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに一致すると、信号ＤＴＥ５を生成してモータ制御用相電圧演算部４０Ａおよびコンバータ用デューティー比演算部５２Ａへ出力する。
【０２００】
図１１は、交流モータＭ１の要求パワーＰｍ１が変化したときの実施の形態２における動作を説明するためのフローチャートである。なお、図１１に示すフローチャートに基づく動作は一定時間毎に実行される。また、以下においては、交流モータＭ１は力行モードにあり、交流モータＭ２は回生モードにあることを前提に説明する。
【０２０１】
図１１を参照して、一連の動作が開始されると、インバータ入力電圧指令演算部５０は、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１およびモータ回転数ＭＲＮ１に基づいて電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍを演算し（ステップＳ１０）、その演算した電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍをコンバータ用デューティー比演算部５２Ａ、演算部５６Ａおよび判定部５８Ａへ出力する。そして、演算部５６Ａは、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１およびモータ回転数ＭＲＮ１に基づいて交流モータＭ１の要求パワーＰｍ１を演算し（ステップＳ１１）、その演算した要求パワーＰｍ１を判定部５８Ａへ出力する。また、演算部５６Ａは、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ２およびモータ回転数ＭＲＮ２に基づいて交流モータＭ２の要求パワーＰｍ２を演算し（ステップＳ１２）、その演算した要求パワーＰｍ２を判定部５８Ａへ出力する。さらに、演算部５６Ａは、インバータ入力電圧指令演算部５０からの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍと電圧センサー１３からの電圧Ｖｍとを式（１）に代入して充電パワーＰｃを演算し、その演算した充電パワーＰｃを判定部５８Ａへ出力する。
【０２０２】
そうすると、判定部５８Ａは、要求パワーＰｍ１，Ｐｍ２および充電パワーＰｃの総和Ｐｍ１＋Ｐｍ２＋Ｐｃが最大値Ｐｌｉｍ以下であるか否かを判定し（ステップＳ１３）、総和Ｐｍ１＋Ｐｍ２＋Ｐｃが最大値Ｐｌｉｍ以下であるとき信号ＤＴＥ５を生成してモータ制御用相電圧演算部４０Ａおよびコンバータ用デューティー比演算部５２Ａへ出力する。
【０２０３】
モータ制御用相電圧演算部４０Ａは、判定部５８Ａからの信号ＤＴＥ５に応じて、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１、電圧センサー１３からの電圧Ｖｍおよび電流センサー２４からのモータ電流ＭＣＲＴ１に基づいて交流モータＭ１の各相のコイルに印加する電圧を演算し、その演算結果ＲＥＴ５をインバータ用ＰＷＭ信号変換部４２へ出力する。
【０２０４】
そして、インバータ用ＰＷＭ信号変換部４２は、モータ制御用相電圧演算部４０Ａからの演算結果ＲＥＴ５に基づいて信号ＰＷＭＩ１１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。
【０２０５】
一方、コンバータ用デューティー比演算部５２Ａは、判定部５８Ａからの信号ＤＴＥ５に応じて、バッテリ電圧Ｖｂに基づいて電圧Ｖｍをインバータ入力電圧指令演算部５０からの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに設定するためのデューティー比を演算し、その演算したデューティー比をコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４へ出力する。そして、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信号ＰＷＭＵ１（信号ＰＷＭＵの一種）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。
【０２０６】
そうすると、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は、信号ＰＷＭＵ１によってオン／オフされ、昇圧コンバータ１２は、出力電圧Ｖｍが電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍになるようにバッテリ電圧Ｖｂを昇圧してコンデンサＣ２に供給する。つまり、昇圧コンバータ１２は、要求された電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに出力電圧Ｖｍを設定する昇圧動作を実行する。
【０２０７】
コンデンサＣ２は、昇圧コンバータ１２からの直流電圧を平滑化してインバータ１４に供給する。そして、インバータ１４のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８は、信号ＰＷＭＩ１１によってオン／オフされ、インバータ１４は、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１によって指定されたトルクを出力するように交流モータＭ１を駆動する。
【０２０８】
このようにして、電圧指令およびトルクを要求値とおりに実行する（ステップＳ１４）。そして、一連の動作は一旦終了する。
【０２０９】
ステップＳ１３において、総和Ｐｍ１＋Ｐｍ２＋Ｐｃが最大値Ｐｌｉｍよりも大きいと判定されたとき、判定部５８Ａは、さらに、充電パワーＰｃが最大値Ｐｌｉｍよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１５）。そして、充電パワーＰｃが最大値Ｐｌｉｍよりも大きいとき、判定部５８Ａは、信号ＤＴＥ６を生成してモータ制御用相電圧演算部４０Ａ、コンバータ用デューティー比演算部５２Ａおよび演算部５６Ａへ出力し、信号ＲＧＥ１を生成して電圧変換制御手段３０２Ａへ出力する。
【０２１０】
そうすると、演算部５６Ａは、判定部５８Ａからの信号ＤＴＥ６に応じて、既に演算した要求パワーＰｍ２と電圧センサー１３からの電圧Ｖｍとを式（５）に代入して電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｍ３を演算し、その演算した電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｍ３をコンバータ用デューティー比演算部５２Ａへ出力する。そして、コンバータ用デューティー比演算部５２Ａは、判定部５８Ａからの信号ＤＴＥ６に応じて、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂに基づいて電圧センサー１３からの電圧Ｖｍを演算部５６Ａからの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｍ３に設定するためのデューティー比を演算し、その演算したデューティー比をコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４へ出力する。
【０２１１】
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からのデューテー比に基づいて信号ＰＷＭＵ４（信号ＰＷＭＵの一種）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。ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は、信号ＰＷＭＵ４によってオン／オフされ、昇圧コンバータ１２は、出力電圧Ｖｍが電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｍ３になるようにバッテリ電圧Ｖｂを昇圧し、その昇圧した直流電圧をコンデンサＣ２へ供給する。
【０２１２】
一方、モータ制御用相電圧演算部４０Ａは、判定部５８Ａからの信号ＤＴＥ６に応じて、トルクが零になるように交流モータＭ１の各相のコイルに印加する電圧を演算し、その演算結果ＲＥＴ６をインバータ用ＰＷＭ信号変換部４２へ出力する。そして、インバータ用ＰＷＭ信号変換部４２は、モータ制御用相電圧演算部４０Ａからの演算結果ＲＥＴ６に応じて信号ＰＷＭＩ１２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。ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８は、信号ＰＷＭＩ１２によってオン／オフされ、インバータ１４は、トルクが零になるように交流モータＭ１を駆動する。また、電圧変換制御手段３０２Ａは、判定部５８Ａからの信号ＲＧＥ１に応じて信号ＰＷＭＣ２を生成してインバータ３１へ出力する。インバータ３１のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８は信号ＰＷＭＣ２によってオン／オフされ、インバータ３１は、交流モータＭ２が発電した交流電圧を直流電圧に変換してコンデンサＣ２を充電する。
【０２１３】
式（５）を用いて演算される電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｍ３は、式（１）においてＰｃ＝Ｐｌｉｍ−Ｐｍ２にした場合の電圧指令に等しいので、信号ＰＷＭＵ４に基づいて昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２を駆動することは、Ｐｃ＝Ｐｌｉｍ−Ｐｍ２になるようにバッテリ電圧Ｖｂを昇圧することに相当する。したがって、信号ＰＷＭＵ４に基づいて昇圧コンバータ１２を駆動し、信号ＰＷＭＩ１２に基づいてインバータ１４を駆動することは、トルク＝０、およびＰｃ＝Ｐｌｉｍ−Ｐｍ２となる昇圧動作を実行することに相当する（ステップＳ１６）。
【０２１４】
一方、ステップＳ１５において、充電パワーＰｃが最大値Ｐｌｉｍ以下であると判定された場合、判定部５８Ａは、信号ＤＴＥ７を生成してモータ制御用相電圧演算部４０Ａ、コンバータ用デューティー比演算部５２Ａおよび演算部５６Ａへ出力し、信号ＲＧＥ１を生成して電圧変換制御手段３０２Ａへ出力する。演算部５６Ａは、判定部５８Ａからの信号ＤＴＥ７に応じて、既に演算した充電パワーＰｃおよび要求パワーＰｍ２と外部ＥＣＵからのモータ回転数ＭＲＮ１とを式（６）に代入してトルク指令値Ｔｍ１を演算し、その演算したトルク指令値Ｔｍ１をモータ制御用相電圧演算部４０Ａへ出力する。
【０２１５】
コンバータ用デューティー比演算部５２Ａは、判定部５８Ａからの信号ＤＴＥ７に応じて、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂに基づいて電圧センサー１３からの電圧Ｖｍをインバータ入力電圧指令演算部５０からの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに設定するためのデューティー比を演算し、その演算したデューティー比をコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４へ出力する。
【０２１６】
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からのデューテー比に基づいて信号ＰＷＭＵ１（信号ＰＷＭＵの一種）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。ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は、信号ＰＷＭＵ１によってオン／オフされ、昇圧コンバータ１２は、出力電圧Ｖｍが電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍになるようにバッテリ電圧Ｖｂを昇圧し、その昇圧した直流電圧をコンデンサＣ２へ供給する。
【０２１７】
一方、モータ制御用相電圧演算部４０Ａは、判定部５８Ａからの信号ＤＴＥ７に応じて、演算部５６Ａからのトルク指令値Ｔｍ１と電圧センサー１３からの電圧Ｖｍと電流センサー２４からのモータ電流ＭＣＲＴ１とに基づいて交流モータＭ１の各相のコイルに印加する電圧を演算し、その演算結果ＲＥＴ７をインバータ用ＰＷＭ信号変換部４２へ出力する。そして、インバータ用ＰＷＭ信号変換部４２は、モータ制御用相電圧演算部４０Ａからの演算結果ＲＥＴ７に応じて信号ＰＷＭＩ１３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。
【０２１８】
そうすると、ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８は、信号ＰＷＭＩ１３によってオン／オフされ、インバータ１４は、トルク指令値Ｔｍ１によって指定されたトルクを出力するように交流モータＭ１を駆動する。また、電圧変換制御手段３０２Ａは、判定部５８Ａからの信号ＲＧＥ１に応じて信号ＰＭＷＣ２を生成してインバータ３１へ出力する。インバータ３１のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８は信号ＰＷＭＣ２によってオン／オフされ、インバータ３１は、交流モータＭ２が発電した交流電圧を直流電圧に変換してコンデンサＣ２を充電する。
【０２１９】
これにより、交流モータＭ１の要求パワーが増加した場合に要求される電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍになるように昇圧動作が実行され、トルク指令値Ｔｍ１によって指定されたトルクを出力するように交流モータＭ１が駆動される（ステップＳ１７）。
【０２２０】
ステップＳ１６、またはステップＳ１７の後、判定部５８Ａは、電圧センサー１３からの電圧Ｖｍがインバータ入力電圧指令演算部５０からの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに一致したか否かを判定し（ステップＳ１８）、電圧Ｖｍが電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに一致すると、信号ＤＴＥ５を生成してモータ制御用相電圧演算部４０Ａおよびコンバータ用デューティー比演算部５２Ａへ出力する。そして、上述したステップＳ１４が実行され、一連の動作が一旦終了する。
【０２２１】
図１１に示すフローチャートにおいて、ステップＳ１６→ステップＳ１８→ステップＳ１４の経路は、実施の形態１における図４に示すフローチャートのステップＳ６Ａ→ステップＳ８→ステップＳ４の経路に相当し、トルク指令値ＴＲ１、出力電圧Ｖｍおよび実際のトルクＴＡは、それぞれ、図５に示す曲線ｋ１，ｋ２，ｋ３のように変化する。
【０２２２】
また、ステップＳ１７→ステップＳ１８→ステップＳ１４の経路は、実施の形態１における図４に示すフローチャートのステップＳ７→ステップＳ８→ステップＳ４の経路に相当し、トルク指令値ＴＲ１、出力電圧Ｖｍおよび実際のトルクＴＡは、それぞれ、図７に示す曲線ｋ７，ｋ８，ｋ９のように変化する。
【０２２３】
このように、図１１に示すフローチャートのステップＳ１３において、交流モータＭ１の要求パワーＰｍ１と交流モータＭ２の要求パワーＰｍ２とコンデンサＣ２の充電パワーＰｃとの総和Ｐｍ１＋Ｐｍ２＋Ｐｃが昇圧コンバータ１２の昇圧動作によって供給可能な電力の最大値Ｐｌｉｍを超えると、交流モータＭ１が出力すべきトルクを抑制し、かつ、昇圧コンバータ１２の昇圧動作を優先してコンデンサＣ２を充電し、コンデンサＣ２の両端の電圧Ｖｍが本来の電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに達した時点で本来のトルク指令値ＴＲ１によって指定されたトルクを出力するように昇圧コンバータ１２およびインバータ１４を制御する（ステップＳ１５〜Ｓ１７参照）。
【０２２４】
そして、充電パワーＰｃが最大値Ｐｌｉｍを超える場合、交流モータＭ１のモータトルクを零に抑制し、交流モータＭ２によって回生されるパワーＰｍ２を最大値Ｐｌｉｍから差引いたＰｌｉｍ−Ｐｍ２の電力を供給するように昇圧動作を行なってコンデンサＣ２を充電する（ステップＳ１６参照）。つまり、交流モータＭ２は、エンジンの駆動によってパワーＰｍ２を発電してコンデンサＣ２に供給し、昇圧コンバータ１２は、コンデンサＣ２側に供給可能な最大値Ｐｌｉｍから交流モータＭ２によってコンデンサＣ２に供給されるパワーＰｍ２を差引いたＰｌｉｍ−Ｐｍ２を昇圧動作によってコンデンサＣ２に供給する。
【０２２５】
また、充電パワーＰｃが最大値Ｐｌｉｍ以下の場合、出力電圧Ｖｍが本来の電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍになるように昇圧動作を行なってコンデンサＣ２を充電し、余った電力によって交流モータＭ１を駆動する（ステップＳ１７参照）。
【０２２６】
これによって、直流電流が直流電源Ｂから急激に流れ出るのを防止でき、昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２に過電流が流れるのを防止できる。
【０２２７】
なお、ステップＳ１３において、要求パワーＰｍ１，Ｐｍ２と充電パワーＰｃとの総和Ｐｍ１＋Ｐｍ２＋Ｐｃが最大値Ｐｌｉｍよりも大きいと判定されることは、インバータ１４，３１への現在の入力電圧と電圧指令値との電圧差が基準値よりも大きいと判定されることに相当する。
【０２２８】
また、ステップＳ１５において、充電パワーＰｃが最大値Ｐｌｉｍよりも大きいと判定されることは、インバータ１４，３１への現在の入力電圧と電圧指令値との電圧差が基準値よりも大きいと判定されることに相当する。
【０２２９】
さらに、図１１においては、交流モータＭ１が力行モードにあり、交流モータＭ２が回生モードにあることを前提として説明したが、交流モータＭ１が回生モードにあり、交流モータＭ２が力行モードにある場合も、図１１に示すフローチャートに従って、要求パワーが急激に増加した場合の動作が行なわれる。
【０２３０】
再び、図８を参照して、電圧変換装置１００Ａにおける全体動作について説明する。全体動作が開始されると、制御装置３０Ａは、Ｈレベルの信号ＳＥを生成してシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２へ出力し、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２がオンされる。直流電源Ｂは直流電圧をシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２を介して昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０２３１】
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を検出し、その検出した直流電圧Ｖｂを制御装置３０Ａへ出力する。また、電圧センサー１３は、コンデンサＣ２の両端の電圧Ｖｍを検出し、その検出した電圧Ｖｍを制御装置３０Ａへ出力する。さらに、電流センサー２４は、交流モータＭ１に流れるモータ電流ＭＣＲＴ１を検出して制御装置３０Ａへ出力し、電流センサー２８は、交流モータＭ２に流れるモータ電流ＭＣＲＴ２を検出して制御装置３０Ａへ出力する。そして、制御装置３０Ａは、外部ＥＣＵからトルク指令値ＴＲ１，２、およびモータ回転数ＭＲＮ１，２を受ける。
【０２３２】
そうすると、制御装置３０Ａは、直流電圧Ｖｂ、出力電圧Ｖｍ、モータ電流ＭＣＲＴ１、トルク指令値ＴＲ１およびモータ回転数ＭＲＮ１に基づいて、上述した方法により信号ＰＷＭＩ１１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１１をインバータ１４へ出力する。また、制御装置３０Ａは、直流電圧Ｖｂ、出力電圧Ｖｍ、モータ電流ＭＣＲＴ２、トルク指令値ＴＲ２およびモータ回転数ＭＲＮ２に基づいて、上述した方法により信号ＰＷＭＩ２１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ２１をインバータ３１へ出力する。
【０２３３】
さらに、制御装置３０Ａは、インバータ１４（または３１）が交流モータＭ１（またはＭ２）を駆動するとき、直流電圧Ｖｂ、出力電圧Ｖｍ、モータ電流ＭＣＲＴ１（またはＭＣＲＴ２）、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を生成し、その生成した信号ＰＷＭＵを昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０２３４】
そうすると、昇圧コンバータ１２は、信号ＰＷＭＵに応じて、直流電源Ｂからの直流電圧Ｖｂを昇圧し、その昇圧した直流電圧をノードＮ１，Ｎ２を介してコンデンサＣ２に供給する。そして、インバータ１４は、コンデンサＣ２によって平滑化された直流電圧を制御装置３０Ａからの信号ＰＷＭＩ１１によって交流電圧に変換して交流モータＭ１を駆動する。また、インバータ３１は、コンデンサＣ２によって平滑化された直流電圧を制御装置３０Ａからの信号ＰＷＭＩ２１によって交流電圧に変換して交流モータＭ２を駆動する。これによって、交流モータＭ１は、トルク指令値ＴＲ１によって指定されたトルクを発生し、交流モータＭ２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。
【０２３５】
そして、交流モータＭ１およびＭ２のいずれか一方が力行モードにあり、交流モータＭ１およびＭ２のいずれか他方が回生モードにある場合に、交流モータＭ１およびＭ２のいずれか一方の要求パワーＰｍ１（またはＰｍ２）が急激に増加した場合、上述した図１１に示すフローチャートによる動作が実行される。
【０２３６】
また、電圧変換装置１００Ａが搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車の回生制動時、制御装置３０Ａは、外部ＥＣＵから信号ＲＧＥを受け、その受けた信号ＲＧＥに応じて、信号ＰＷＭＣ１，ＰＷＭＣ２を生成してそれぞれインバータ１４，３１へ出力し、信号ＰＷＭＤを生成して昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０２３７】
そうすると、インバータ１４は、交流モータＭ１が発電した交流電圧を信号ＰＷＭＣ１に応じ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Ｃ２を介して昇圧コンバータ１２へ供給する。また、インバータ３１は、交流モータＭ２が発電した交流電圧を信号ＰＷＭＣ２に応じ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Ｃ２を介して昇圧コンバータ１２へ供給する。そして、昇圧コンバータ１２は、コンデンサＣ２からの直流電圧をノードＮ１，Ｎ２を介して受け、その受けた直流電圧を信号ＰＷＭＤによって降圧し、その降圧した直流電圧を直流電源Ｂに供給する。これにより、交流モータＭ１またはＭ２によって発電された電力が直流電源Ｂに充電される。
【０２３８】
なお、インバータ３１および交流モータＭ２は、直流電源と異なる経路から電力を供給する「電力供給手段」を構成する。
【０２３９】
また、この発明による電圧変換方法は、図１１に示すフローチャートに従って直流電圧Ｖｂを出力電圧Ｖｍに変換する電圧変換方法である。
【０２４０】
さらに、電圧変換装置１００Ａにおいては、インバータ３１および交流モータＭ２に代えて燃料電池を用いてもよい。つまり、実施の形態２においては、コンデンサＣ２側に電力を供給できるものであれば、インバータ３１および交流モータＭ２の代わりに用いることができる。
【０２４１】
さらに、この発明による電力供給方法は、図１１に示すフローチャートに従って電力をコンデンサＣ２およびインバータ１４に供給する電力供給方法である。
【０２４２】
さらに、モータトルク制御手段３０１Ａにおける電力供給の制御は、実際にはＣＰＵによって行なわれ、ＣＰＵは、図１１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から読出し、その読出したプログラムを実行して図１１に示すフローチャートに従ってコンデンサＣ２およびインバータ１４への電力供給を制御する。したがって、ＲＯＭは、図１１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。
【０２４３】
その他は、実施の形態１と同じである。
実施の形態２によれば、電圧変換装置は、交流モータＭ１が力行モードにあり、交流モータＭ２が回生モードにある場合に、交流モータＭ１の要求パワーが急激に増加し、交流モータＭ１，Ｍ２の要求パワーＰｍ１，Ｐｍ２とコンデンサＣ２の充電パワーＰｃとの総和Ｐｍ１＋Ｐｍ２＋Ｐｃが昇圧コンバータの昇圧動作によって供給可能な電力の最大値Ｐｌｉｍを超えた場合、交流モータＭ１の出力トルクを抑制し、Ｐｌｉｍ−Ｐｍ２の電力を供給する昇圧動作を優先するように昇圧コンバータおよびインバータを制御する制御装置を備えるので、電流が直流電源から急激に流れ出るのを防止でき、昇圧コンバータを構成するＮＰＮトランジスタに過電流が流れるのを防止できる。
【０２４４】
［実施の形態３］
図１２を参照して、実施の形態３による電圧変換装置１００Ｂは、電圧変換装置１００Ａの制御装置３０Ａを制御装置３０Ｂに代えたものであり、その他は、電圧変換装置１００Ａと同じである。
【０２４５】
制御装置３０Ｂは、制御装置３０Ａの機能のうち、信号ＰＷＭＩ１２を生成してインバータ１４へ出力する機能を削除し、信号ＲＵＰを生成してエンジンＥＣＵ６５へ出力する機能を追加したものである。
【０２４６】
制御装置３０Ｂは、上述した要求パワーＰｍ１，Ｐｍ２および充電パワーＰｃの総和Ｐｍ１＋Ｐｍ２＋Ｐｃが最大値Ｐｌｉｍよりも大きく、かつ、充電パワーＰｃが最大値Ｐｌｉｍよりも大きい場合、エンジン５５の回転数を増加させるための信号ＲＵＰを生成し、その生成した信号ＲＵＰをエンジンＥＣＵ６５へ出力する。
【０２４７】
交流モータＭ２は、エンジン５５に接続され、エンジン５５の駆動によって交流電圧を発電する。エンジンＥＣＵ６５は、エンジン５５を制御し、制御装置３０Ｂからの信号ＲＵＰに応じてエンジン５５の回転数を増加させる。
【０２４８】
図１３を参照して、制御装置３０Ｂは、制御装置３０Ａのモータトルク制御手段３０１Ａをモータトルク制御手段３０１Ｂに代えたものであり、その他は制御装置３０Ａと同じである。
【０２４９】
モータトルク制御手段３０１Ｂは、要求パワーＰｍ１，Ｐｍ２および充電パワーＰｃの総和Ｐｍ１＋Ｐｍ２＋Ｐｃが最大値Ｐｌｉｍ以下か否かを判定し、総和Ｐｍ１＋Ｐｍ２＋Ｐｃが最大値Ｐｌｉｍ以下よりも大きい場合、さらに、充電パワーＰｃが最大値Ｐｌｉｍよりも大きいか否かを判定する。そして、充電パワーＰｃが最大値Ｐｌｉｍよりも大きい場合、エンジン５５の回転数を増加させるための信号ＲＵＰを生成し、その生成した信号ＲＵＰをエンジンＥＣＵ６５へ出力する。また、モータトルク制御手段３０１Ｂは、信号ＰＷＭＩ１２を生成せず、信号ＰＷＭＩ１１，１３、信号ＰＷＭＩ２１および信号ＰＷＭＵを生成する。
【０２５０】
図１４を参照して、モータトルク制御手段３０１Ｂは、モータトルク制御手段３０１Ａのモータ制御用相電圧演算部４０Ａをモータ制御用相電圧演算部４０Ｂに代え、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に代え、演算部５６Ａを演算部５６Ｂに代え、判定部５８Ａを判定部５８Ｂに代えたものであり、その他は、モータトルク制御手段３０１Ａと同じである。
【０２５１】
モータ制御用相電圧演算部４０Ｂは、判定部５８Ｂからの信号ＤＴＥ５またはＤＴＥ８に応じて、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）、電圧センサー１３からの電圧Ｖｍおよび電流センサー２４（または電流センサー２８）からのモータ電流ＭＣＲＴ１（またはＭＣＲＴ２）に基づいて、交流モータＭ１（または交流モータＭ２）の各相のコイルに印加する電圧を演算し、その演算結果ＲＥＴ５をインバータ用ＰＷＭ信号変換部４２へ出力する。
【０２５２】
また、モータ制御用相電圧演算部４０Ｂは、判定部５８Ｂからの信号ＤＴＥ７に応じて、演算部５６Ｂからのトルク指令値Ｔｍ１、電圧センサー１３からの電圧Ｖｍおよび電流センサー２４からのモータ電流ＭＣＲＴ１に基づいて、交流モータＭ１の各相のコイルに印加する電圧を演算し、その演算結果ＲＥＴ７をインバータ用ＰＷＭ信号変換部４２へ出力する。
【０２５３】
コンバータ用デューティー比演算部５２Ｂは、判定部５８Ｂから信号ＤＴＥ５またはＤＴＥ７を受けると、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂに基づいて、電圧センサー１３からの電圧Ｖｍをインバータ入力電圧指令演算部５０からの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに設定するためのデューティー比を演算し、その演算したデューティー比をコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４へ出力する。
【０２５４】
また、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｂは、判定部５８Ｂから信号ＤＴＥ８を受けると、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂに基づいて、電圧センサー１３からの電圧Ｖｍを前回の制御タイミングにおける電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｂｆに設定するためのデューティー比を演算し、その演算したデューティー比をコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４へ出力する。
【０２５５】
演算部５６Ｂは、上述した要求パワーＰｍ１，Ｐｍ２および充電パワーＰｃを演算して判定部５８Ｂへ出力する。また、演算部５６Ｂは、判定部５８Ｂから信号ＤＴＥ７を受けると、既に演算した要求パワーＰｍ２および充電パワーＰｃと外部ＥＣＵからのモータ回転数ＭＲＮ１を式（６）に代入してトルク指令値Ｔｍ１を演算し、その演算したトルク指令値Ｔｍ１をモータ制御用相電圧演算部４０Ｂへ出力する。
【０２５６】
判定部５８Ｂは、演算部５６Ｂからの要求パワーＰｍ１，Ｐｍ２および充電パワーＰｃの総和Ｐｍ１＋Ｐｍ２＋Ｐｃが最大値Ｐｌｉｍ以下か否かを判定し、総和Ｐｍ１＋Ｐｍ２＋Ｐｃが最大値Ｐｌｉｍ以下であるとき信号ＤＴＥ５を生成してモータ制御用相電圧演算部４０Ｂおよびコンバータ用デューティー比演算部５２Ｂへ出力する。
【０２５７】
また、判定部５８Ｂは、総和Ｐｍ１＋Ｐｍ２＋Ｐｃが最大値Ｐｌｉｍよりも大きいとき、さらに、充電パワーＰｃが最大値Ｐｌｉｍよりも大きいか否かを判定する。そして、判定部５８Ｂは、充電パワーＰｃが最大値Ｐｌｉｍ以下であるとき信号ＤＴＥ７および信号ＲＧＥ１を生成し、信号ＤＴＥ７をモータ制御用相電圧演算部４０Ｂ、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｂおよび演算部５６Ｂへ出力し、信号ＲＧＥ１を電圧変換制御手段３０２Ａへ出力する。一方、充電パワーＰｃが最大値Ｐｌｉｍよりも大きいとき、判定部５８Ｂは、信号ＤＴＥ８、信号ＲＵＰおよび信号ＲＧＥ１を生成し、信号ＤＴＥ８をモータ制御用相電圧演算部４０Ｂおよびコンバータ用デューティー比演算部５２Ｂへ出力し、信号ＲＵＰをエンジンＥＣＵ６５へ出力し、信号ＲＧＥ１を電圧変換制御手段３０２Ａへ出力する。
【０２５８】
さらに、判定部５８Ｂは、信号ＤＴＥ７および信号ＲＧＥ１を出力した後、または信号ＤＴＥ８、信号ＲＵＰおよび信号ＲＧＥ１を出力した後、電圧センサー１３からの電圧Ｖｍがインバータ入力電圧指令演算部５０からの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに一致するか否かを判定し、電圧Ｖｍが電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに一致すると信号ＤＴＥ５を生成してモータ制御用相電圧演算部４０Ｂおよびコンバータ用デューティー比演算部５２Ｂへ出力する。
【０２５９】
図１５は、交流モータＭ１の要求パワーＰｍ１が変化したときの実施の形態３における動作を説明するためのフローチャートである。なお、図１５に示すフローチャートに基づく動作は一定時間毎に実行される。また、以下においては、交流モータＭ１は力行モードにあり、交流モータＭ２は回生モードにあることを前提に説明する。
【０２６０】
図１５に示すフローチャートは、図１１に示すフローチャートのステップＳ１６をステップＳ１６Ａに代えたものであり、その他は図１１に示すフローチャートと同じである。
【０２６１】
図１５を参照して、ステップＳ１５において充電パワーＰｃが最大値Ｐｌｉｍよりも大きいと判定されたとき、すなわち、総和Ｐｍ１＋Ｐｍ２＋Ｐｃが最大値Ｐｌｉｍよりも大きく、かつ、充電パワーＰｃが最大値Ｐｌｉｍよりも大きいとき、判定部５８Ｂは、信号ＤＴＥ８、信号ＲＵＰおよび信号ＲＧＥ１を生成し、信号ＤＴＥ８をモータ制御用相電圧演算部４０Ｂおよびコンバータ用デューティー比演算部５２Ｂへ出力し、信号ＲＵＰをエンジンＥＣＵ６５へ出力し、信号ＲＧＥ１を電圧変換制御手段３０２Ａへ出力する。
【０２６２】
コンバータ用デューティー比演算部５２Ｂは、判定部５８Ｂからの信号ＤＴＥ８に応じて前回の電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｂｆを用いてデューティー比を演算する。すなわち、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｂは、バッテリ電圧Ｖｂに基づいて、電圧Ｖｍを電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｂｆに設定するためのデューティー比を演算してコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４へ出力する。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５２Ｂからのデューティー比に基づいて信号ＰＷＭＵ５（信号ＰＷＭＵの一種）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。
【０２６３】
ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は、信号ＰＷＭＵ５によってオン／オフされ、昇圧コンバータ１２は、出力電圧Ｖｍが前回の電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｂｆになるようにバッテリ電圧Ｖｂを昇圧してコンデンサＣ２に供給する。
【０２６４】
エンジンＥＣＵ６５は、判定部５８Ｂからの信号ＲＵＰに応じてエンジン５５の回転数を上昇させる。そして、エンジン５５は、回転数を高くして回転する。そうすると、交流モータＭ２は、エンジン５５の回転数の増加に伴い、発電量を増加して交流電圧を発電し、その発電した交流電圧をインバータ３１へ供給する。この場合、交流モータＭ２は、発電量をＰｍ２からＰｍ２＋Ｐｃへ増加する。
【０２６５】
一方、電圧変換制御手段３０２Ａは、判定部５８Ｂからの信号ＲＧＥ１に応じて信号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。インバータ３１のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８は、信号ＰＷＭＣ２によってオン／オフされ、インバータ３１は、交流モータＭ２から供給された交流電圧を直流電圧に変換してコンデンサＣ２に供給する。
【０２６６】
また、モータ制御用相電圧演算部４０Ｂは、判定部５８Ｂからの信号ＤＴＥ８に応じて、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１、電圧センサー１３からの電圧Ｖｍおよび電流センサー２４からのモータ電流ＭＣＲＴ１に基づいて、交流モータＭ１の各相のコイルに印加する電圧を演算し、その演算結果ＲＥＴ５をインバータ用ＰＷＭ信号変換部４２へ出力する。インバータ用ＰＷＭ信号変換部４２は、モータ制御用相電圧演算部４０Ｂからの演算結果ＤＴＥ５に基づいて信号ＰＷＭＩ１１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。
【０２６７】
インバータ１４のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８は信号ＰＷＭＩ１１によってオン／オフされ、インバータ１４は、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１によって指定されたトルクを出力するように交流モータＭ１を駆動する（ステップＳ１６Ａ）。
【０２６８】
このように、実施の形態３においては、総和Ｐｍ１＋Ｐｍ２＋Ｐｃが最大値Ｐｌｉｍよりも大きく、かつ、充電パワーＰｃが最大値Ｐｌｉｍよりも大きいとき、交流モータＭ２における発電量をＰｍ２からＰｍ２＋Ｐｃへ増加してコンデンサＣ２の充電に必要な電力Ｐｃを交流モータＭ２およびインバータ３１からコンデンサＣ２に供給し、昇圧コンバータ１２は交流モータＭ１の要求パワーが増加する前の電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｂｆに基づく昇圧動作を行ない、インバータ１４は外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１によって指定されたトルク（すなわち、要求どおりのパワー）を出力するように交流モータＭ１を駆動する。これによって、直流電流が直流電源から急激に流れ出るのを防止でき、昇圧コンバータ１２は、最大値Ｐｌｉｍ以下の範囲において昇圧動作を行なうことができる。
【０２６９】
ステップＳ１６Ａの後、ステップＳ１８が実行される。
その他は、図１１に示すフローチャートと同じである。
【０２７０】
電圧変換装置１００Ｂにおける全体動作は、電圧変換装置１００Ａにおける全体動作において、交流モータＭ１の要求パワーが増加した場合の動作（図１１に示すフローチャートに基づく動作）を図１５に示すフローチャートに基づく動作に代えたものであり、その他は電圧変換装置１００Ａにおける動作と同じである。
【０２７１】
なお、この発明による電圧変換方法は、図１５に示すフローチャートに従って直流電圧Ｖｂを出力電圧Ｖｍに変換する電圧変換方法である。
【０２７２】
また、この発明による電力供給方法は、図１５に示すフローチャートに従って電力をコンデンサＣ２およびインバータ１４に供給する電力供給方法である。
【０２７３】
さらに、モータトルク制御手段３０１Ｂにおける電力供給の制御は、実際にはＣＰＵによって行なわれ、ＣＰＵは、図１５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から読出し、その読出したプログラムを実行して図１５に示すフローチャートに従ってコンデンサＣ２およびインバータ１４への電力供給を制御する。したがって、ＲＯＭは、図１５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。
【０２７４】
その他は、実施の形態２と同じである。
実施の形態３によれば、電圧変換装置は、交流モータＭ１が力行モードにあり、交流モータＭ２が回生モードにある場合に、交流モータＭ１の要求パワーが急激に増加し、交流モータＭ１，Ｍ２の要求パワーＰｍ１，Ｐｍ２とコンデンサＣ２の充電パワーＰｃとの総和Ｐｍ１＋Ｐｍ２＋Ｐｃが昇圧コンバータの昇圧動作によって供給可能な電力の最大値Ｐｌｉｍを超えた場合、交流モータＭ２における発電量を増加してコンデンサＣ２の充電に必要な充電パワーＰｃをコンデンサＣ２に供給するように昇圧コンバータおよびインバータを制御する制御装置を備えるので、要求されたパワーを出力しながら、電流が直流電源から急激に流れ出るのを防止でき、昇圧コンバータを構成するＮＰＮトランジスタに過電流が流れるのを防止できる。
【０２７５】
［実施の形態４］
図１６を参照して、実施の形態４による電圧変換装置１００Ｃは、電圧変換装置１００Ｂの制御装置３０Ｂを制御装置３０Ｃに代えたものであり、その他は電圧変換装置１００Ｂと同じである。
【０２７６】
制御装置３０Ｃは、制御装置３０Ｂの機能に加え、信号ＳＴＰを生成して昇圧コンバータ１２へ出力する機能を有する。
【０２７７】
図１７を参照して、制御装置３０Ｃは、制御装置３０Ｂのモータトルク制御手段３０１Ｂをモータトルク制御手段３０１Ｃに代えたものであり、その他は制御装置３０Ｂと同じである。
【０２７８】
モータトルク制御手段３０１Ｃは、上述した総和Ｐｍ１＋Ｐｍ２＋Ｐｃが最大値よりも大きいとき、信号ＳＴＰ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。モータトルク制御手段３０１Ｃのその他の機能は、モータトルク制御手段３０１Ｂの機能と同じである。
【０２７９】
図１８を参照して、モータトルク制御手段３０１Ｃは、モータトルク制御手段３０１Ｂのモータ制御用相電圧演算部４０Ｂをモータ制御用相電圧演算部４０Ｃに代え、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｂをコンバータ用デューティー比演算部５２Ｃに代え、演算部５６Ｂを演算部５６Ｃに代え、判定部５８Ｂを判定部５８Ｃに代えたものであり、その他は、モータトルク制御手段３０１Ｂと同じである。
【０２８０】
モータ制御用相電圧演算部４０Ｃは、判定部５８Ｃにおける判定結果に無関係に、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）、電圧センサー１３からの電圧Ｖｍおよび電流センサー２４（または電流センサー２８）からのモータ電流ＭＣＲＴ１（またはＭＣＲＴ２）に基づいて交流モータＭ１（またはＭ２）の各相のコイルに印加する電圧を演算し、その演算結果をインバータ用ＰＷＭ信号変換部４２へ出力する。
【０２８１】
コンバータ用デューティー比演算部５２Ｃは、判定部５８Ｃから信号ＤＴＥ５またはＤＴＥ１０を受けると、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂに基づいて、電圧センサー１３からの電圧Ｖｍをインバータ入力電圧指令演算部５０からの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに設定するためのデューティー比を演算してコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４へ出力する。
【０２８２】
また、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｃは、判定部５８Ｃから信号ＤＴＥ９を受けると、オンデューティーが零であるデューティー比をコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４へ出力する。
【０２８３】
演算部５６Ｃは、上述した要求パワーＰｍ１，Ｐｍ２および充電パワーＰｃを演算し、その演算した要求パワーＰｍ１，Ｐｍ２および充電パワーＰｃを判定部５８Ｃへ出力する。
【０２８４】
判定部５８Ｃは、要求パワーＰｍ１，Ｐｍ２および充電パワーＰｃの総和Ｐｍ１＋Ｐｍ２＋Ｐｃが最大値Ｐｌｉｍ以下か否かを判定し、総和Ｐｍ１＋Ｐｍ２＋Ｐｃが最大値Ｐｌｉｍ以下であるとき信号ＤＴＥ５を生成してコンバータ用デューティー比演算部５２Ｃへ出力する。
【０２８５】
また、判定部５８Ｃは、総和Ｐｍ１＋Ｐｍ２＋Ｐｃが最大値Ｐｌｉｍよりも大きいとき、信号ＤＴＥ９、信号ＲＵＰおよび信号ＲＧＥ１を生成し、信号ＤＴＥ９をコンバータ用デューティー比演算部５２Ｃへ出力し、信号ＲＵＰをエンジンＥＣＵ６５へ出力し、信号ＲＧＥ１を電圧変換制御手段３０２Ａへ出力する。
【０２８６】
さらに、判定部５８Ｃは、信号ＤＴＥ９、信号ＲＵＰおよび信号ＲＧＥ１を出力した後、電圧センサー１３からの電圧Ｖｍがインバータ入力電圧指令演算部５０からの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに到達すると信号ＤＴＥ１０を生成してコンバータ用デューティー比演算部５２Ｃへ出力する。
【０２８７】
図１９は、交流モータＭ１の要求パワーＰｍ１が変化したときの実施の形態４における動作を説明するためのフローチャートである。なお、図１９に示すフローチャートに基づく動作は一定時間毎に実行される。また、以下においては、交流モータＭ１は力行モードにあり、交流モータＭ２は回生モードにあることを前提に説明する。
【０２８８】
図１９に示すフローチャートは、図１１に示すフローチャートのステップＳ１５〜ステップＳ１８をステップＳ１９，Ｓ２０に代えたものであり、その他は図１１に示すフローチャートと同じである。
【０２８９】
図１９を参照して、ステップＳ１３において、総和Ｐｍ１＋Ｐｍ２＋Ｐｃが最大値Ｐｌｉｍよりも大きいと判定されると、判定部５８Ｃは、信号ＤＴＥ９、信号ＲＵＰおよび信号ＲＧＥ１を生成し、信号ＤＴＥ９をコンバータ用デューティー比演算部５２Ｃへ出力し、信号ＲＵＰをエンジンＥＣＵ６５へ出力し、信号ＲＧＥ１を電圧変換制御手段３０２Ａへ出力する。
【０２９０】
そうすると、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｃは、判定部５８Ｃからの信号ＤＴＥ９に応じてオンデューティーが零のデューティー比をコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４へ出力する。コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４は、オンデューティーが零のデューティー比に基づいて信号ＳＴＰ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。ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は、信号ＳＴＰに応じてオフされ、昇圧コンバータ１２は動作を停止する。
【０２９１】
一方、エンジンＥＣＵ６５は、判定部５８Ｃからの信号ＲＵＰに応じてエンジン５５の回転数を上昇させる。そして、エンジン５５は、回転数を高くして回転する。そうすると、交流モータＭ２は、エンジン５５の回転数の増加に伴い、発電量を増加して交流電圧を発電し、その発電した交流電圧をインバータ３１へ供給する。この場合、交流モータＭ２は、発電量をＰｍ２からＰｍ２＋Ｐｃへ増加する。
【０２９２】
一方、電圧変換制御手段３０２Ａは、判定部５８Ｃからの信号ＲＧＥ１に応じて信号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。インバータ３１のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８は、信号ＰＷＭＣ２によってオン／オフされ、インバータ３１は、交流モータＭ２から供給された交流電圧を直流電圧に変換してコンデンサＣ２に供給する。
【０２９３】
また、モータ制御用相電圧演算部４０Ｃは、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１、電圧センサー１３からの電圧Ｖｍおよび電流センサー２４からのモータ電流ＭＣＲＴ１に基づいて、交流モータＭ１の各相のコイルに印加する電圧を演算し、その演算結果をインバータ用ＰＷＭ信号変換部４２へ出力する。インバータ用ＰＷＭ信号変換部４２は、モータ制御用相電圧演算部４０Ｃからの演算結果に基づいて信号ＰＷＭＩ１１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。
【０２９４】
インバータ１４のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８は信号ＰＷＭＩ１１によってオン／オフされ、インバータ１４は、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１によって指定されたトルクを出力するように交流モータＭ１を駆動する（ステップＳ１９）。
【０２９５】
このように、ステップＳ１９においては、昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２を停止した状態で、交流モータＭ２における発電量をＰｍ２からＰｍ２＋Ｐｃまで増加してコンデンサＣ２の充電に必要なパワーＰｃをコンデンサＣ２に供給する。
【０２９６】
そして、コンデンサＣ２の両端の電圧Ｖｍがインバータ入力電圧指令演算部５０からの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに到達すると、判定部５８Ｃは、信号ＤＴＥ１０を生成してコンバータ用デューティー比演算部５２Ｃへ出力する。そして、コンバータ用デューティー比演算部５２Ｃは、判定部５８Ｃからの信号ＤＴＥ１０に応じて、バッテリ電圧Ｖｂに基づいて電圧Ｖｍを電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに設定するためのデューティー比を演算してコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４へ出力する。そして、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５２Ｃからのデューティー比に基づいて信号ＰＷＭＵ１（信号ＰＷＭＵの一種）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。
【０２９７】
したがって、電圧Ｖｍが電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに到達すると、昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は信号ＰＷＭＵ１によってオン／オフされ、昇圧コンバータ１２のゲートのオフは解除される（ステップＳ２０）。
【０２９８】
その後、ステップＳ１４が実行される。これにより、一連の動作は一旦終了する。
【０２９９】
上述したように、実施の形態４においては、昇圧コンバータ１２を停止した状態で交流モータＭ２の発電量を増加させてコンデンサＣ２の充電に必要なパワーＰｃを交流モータＭ２およびインバータ３１からコンデンサＣ２に供給し、インバータ１４は外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１によって指定されたトルク（すなわち、要求どおりのパワー）を出力するように交流モータＭ１を駆動する。これによって、直流電流が直流電源から急激に流れ出るのを防止でき、昇圧コンバータ１２を保護できる。
【０３００】
その他は、図１１に示すフローチャートと同じである。
電圧変換装置１００Ｃにおける全体動作は、電圧変換装置１００Ａにおける全体動作において、交流モータＭ１の要求パワーが増加した場合の動作（図１１に示すフローチャートに基づく動作）を図１９に示すフローチャートに基づく動作に代えたものであり、その他は電圧変換装置１００Ａにおける動作と同じである。
【０３０１】
なお、この発明による電圧変換方法は、図１９に示すフローチャートに従って直流電圧Ｖｂを出力電圧Ｖｍに変換する電圧変換方法である。
【０３０２】
また、この発明による電力供給方法は、図１９に示すフローチャートに従って電力をコンデンサＣ２およびインバータ１４に供給する電力供給方法である。
【０３０３】
さらに、モータトルク制御手段３０１Ｃにおける電力供給の制御は、実際にはＣＰＵによって行なわれ、ＣＰＵは、図１９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から読出し、その読出したプログラムを実行して図１９に示すフローチャートに従ってコンデンサＣ２およびインバータ１４への電力供給を制御する。したがって、ＲＯＭは、図１９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。
【０３０４】
その他は、実施の形態２と同じである。
実施の形態４によれば、電圧変換装置は、交流モータＭ１が力行モードにあり、交流モータＭ２が回生モードにある場合に、交流モータＭ１の要求パワーが急激に増加し、交流モータＭ１，Ｍ２の要求パワーＰｍ１，Ｐｍ２とコンデンサＣ２の充電パワーＰｃとの総和Ｐｍ１＋Ｐｍ２＋Ｐｃが昇圧コンバータの昇圧動作によって供給可能な電力の最大値Ｐｌｉｍを超えた場合、昇圧コンバータ１２を停止した状態において、交流モータＭ２における発電量を増加してコンデンサＣ２の充電に必要な充電パワーＰｃをコンデンサＣ２に供給するように昇圧コンバータおよびインバータを制御する制御装置を備えるので、要求されたパワーを出力しながら、電流が直流電源から急激に流れ出るのを防止でき、昇圧コンバータを保護できる。
【０３０５】
なお、上述の実施の形態に記載した内容以外にも、この発明は、種々のハイブリッド自動車または電気自動車に適用できることは言うまでもない。たとえば、コンデンサＣ２に対して複数のインバータおよびモータを並列に接続し、それぞれのモータ（あるいはモータジェネレータ）を独立に駆動するようにしてもよい。この場合、１つのモータを後輪駆動用に用い、他のモータを前輪駆動用に用いてもよい。また、遊星ギア機構を用いたハイブリッド自動車としては、１つのモータジェネレータを遊星ギア機構のサンギアに接続し、エンジンを遊星ギア機構のキャリアに接続し、もう１つのモータジェネレータをリングギアに接続するものも公知であるが、この発明は、このようなハイブリッド自動車にも適用できる。
【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、上記した実施の形態の説明ではなくて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。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１による電圧変換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に示すモータトルク制御手段の機能ブロック図である。
【図４】図１に示す交流モータの要求パワーが変化した場合の実施の形態１における動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】電圧Ｖｍ、トルク指令値ＴＲおよび実際のトルクＴＡのタイミングチャートである。
【図６】電圧Ｖｍ、トルク指令値ＴＲおよび実際のトルクＴＡの他のタイミングチャートである。
【図７】電圧Ｖｍ、トルク指令値ＴＲおよび実際のトルクＴＡのさらに他のタイミングチャートである。
【図８】実施の形態２による電圧変換装置の概略ブロック図である。
【図９】図８に示す制御装置の機能ブロック図である。
【図１０】図９に示すモータトルク制御手段の機能ブロック図である。
【図１１】図８に示す交流モータの要求パワーが変化した場合の実施の形態２における動作を説明するためのフローチャートである。
【図１２】実施の形態３による電圧変換装置の概略ブロック図である。
【図１３】図１２に示す制御装置の機能ブロック図である。
【図１４】図１３に示すモータトルク制御手段の機能ブロック図である。
【図１５】図１２に示す交流モータの要求パワーが変化した場合の実施の形態３における動作を説明するためのフローチャートである。
【図１６】実施の形態４による電圧変換装置の概略ブロック図である。
【図１７】図１６に示す制御装置の機能ブロック図である。
【図１８】図１７に示すモータトルク制御手段の機能ブロック図である。
【図１９】図１６に示す交流モータの要求パワーが変化した場合の実施の形態３における動作を説明するためのフローチャートである。
【図２０】従来のモータ駆動装置の概略ブロック図である。
【符号の説明】
１０，１３，３２０  電圧センサー、１２  昇圧コンバータ、１４，３１，３３０  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  電流センサー、３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ  制御装置、４０，４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ  モータ制御用相電圧演算部、４２  インバータ用ＰＷＭ信号変換部、５０  インバータ入力電圧指令演算部、５２，５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ  コンバータ用デューティー比演算部、５４  コンバータ用ＰＷＭ信号変換部、５６，５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃ  演算部、５８，５８Ａ，５８Ｂ，５８Ｃ判定部、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ  電圧変換装置、３００  モータ駆動装置、３０１，３０１Ａ，３０１Ｂ，３０１Ｃ  モータトルク制御手段、３０２，３０２Ａ  電圧変換制御手段、３１０  双方向コンバータ、Ｂ  直流電源、ＳＲ１，ＳＲ２  システムリレー、Ｃ１，Ｃ２  コンデンサ、Ｌ１，３１１  リアクトル、Ｑ１〜Ｑ８，３１２，３１３  ＮＰＮトランジスタ、Ｄ１〜Ｄ８，３１４，３１５  ダイオード、Ｍ１，Ｍ２  交流モータ。
【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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