(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源からの電力を用いて電動機を駆動制御する電動機駆動制御装置であって、
ＰＷＭ電圧と矩形波電圧とを選択的に用いて前記電動機を駆動することができる電動機駆動回路と、
リアクトルとコンデンサとを有すると共に前記直流電源側の電圧に対する前記電動機駆動回路側の電圧を調整可能な電圧調整手段と、
前記電動機駆動回路側の電圧が前記電動機の目標動作点に応じた目標電圧になるように前記電圧調整手段を制御すると共に、前記電動機の目標動作点が前記電圧調整手段で共振が発生するときの該電動機の動作点を含む所定の共振域に含まれるときに前記電動機駆動回路側の電圧が前記直流電源側の電圧よりも高い所定の目標電圧になるように前記電圧調整手段を制御する電圧制御手段と、
前記電圧調整手段により前記直流電源側の電圧に対する前記電動機駆動回路側の電圧が調整されていない状態と該直流電源側の電圧に対する該電動機駆動回路側の電圧が調整されている状態との双方のもとで前記ＰＷＭ電圧を用いるＰＷＭ制御方式と前記矩形波電圧を用いる矩形波制御方式とを選択的に用いて前記電動機が目標トルクを出力するように前記電動機駆動回路を制御すると共に、前記電動機の目標動作点が前記共振域に含まれるときに前記ＰＷＭ制御方式を用いて前記電動機駆動回路を制御する駆動回路制御手段と、
を備える電動機駆動制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電動機駆動装置において、
前記電動機の動作領域は、前記直流電源からの電圧が前記電圧調整手段により昇圧されない非昇圧領域と該直流電源からの電圧が該電圧調整手段により昇圧される昇圧領域とに予め区分けされると共に前記共振域は前記昇圧領域に含まれており、
前記電圧制御手段は、前記電動機の目標動作点が前記昇圧領域に含まれるときに前記電動機駆動回路に供給される電圧が前記電動機の目標動作点に応じた目標電圧に昇圧されるように前記電圧調整手段を制御する電動機駆動制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電動機駆動制御装置において、
前記駆動回路制御手段は、前記電動機の目標動作点および前記電動機駆動回路による電圧変換の変調率の少なくとも何れか一方と、該目標動作点および該変調率の少なくとも何れか一方と前記電動機駆動回路の制御方式との関係を規定する所定の制御方式設定制約とから定まる制御方式を用いて前記電動機駆動回路を制御する電動機駆動制御装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項に記載の電動機駆動制御装置において、
前記電圧調整手段で所定の度合いを超える共振が発生しているか否かを判定する共振発生判定手段を更に備え、
前記共振発生判定手段により前記電圧調整手段で前記所定の度合いを超える共振が発生していると判断されたときに、前記電圧制御手段は前記電動機駆動回路に供給される電圧が所定の目標電圧に昇圧されるように前記電圧調整手段を制御すると共に、前記駆動回路制御手段は前記ＰＷＭ制御方式を用いて前記電動機が前記目標トルクを出力するように前記電動機駆動回路を制御する電動機駆動制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電動機駆動制御装置において、
前記共振発生判定手段は、前記電動機駆動回路側の電圧の最大振幅に基づいて前記電圧調整手段で共振が発生しているか否かを判定する電動機駆動制御装置。
【請求項６】
請求項１から５の何れか一項に記載の電動機駆動制御装置と、該電動機駆動制御装置により駆動制御されて走行用の動力を出力する電動機とを備える車両。
【請求項７】
直流電源と、ＰＷＭ電圧と矩形波電圧とを選択的に用いて電動機を駆動することができる電動機駆動回路と、リアクトルとコンデンサとを有すると共に前記直流電源側の電圧に対する前記電動機駆動回路側の電圧を調整可能な電圧調整手段とを用いて前記電動機を駆動制御する電動機駆動制御方法であって、
（ａ）前記電動機駆動回路側の電圧が前記電動機の目標動作点に応じた目標電圧になるように前記電圧調整手段を制御すると共に、前記電動機の目標動作点が前記電圧調整手段で共振が発生するときの該電動機の動作点を含む所定の共振域に含まれるときに前記電動機駆動回路側の電圧が前記直流電源側の電圧よりも高い所定の目標電圧になるように前記電圧調整手段を制御するステップと、
（ｂ）前記電圧調整手段により前記直流電源側の電圧に対する前記電動機駆動回路側の電圧が調整されていない状態と該直流電源側の電圧に対する該電動機駆動回路側の電圧が調整されている状態との双方のもとで前記ＰＷＭ電圧を用いるＰＷＭ制御方式と前記矩形波電圧を用いる矩形波制御方式とを選択的に用いて前記電動機が目標トルクを出力するように前記電動機駆動回路を制御すると共に、前記電動機の目標動作点が前記共振域に含まれるときに前記ＰＷＭ制御方式を用いて前記電動機駆動回路を制御するステップと、
を含む電動機駆動制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電源からの電力を用いて電動機を駆動制御する電動機駆動制御装置、それを備えた車両および電動機駆動制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、リアクトルとスイッチング素子とを有して直流電源からの直流電圧を昇圧する昇圧コンバータと、昇圧コンバータの出力電圧を交流電圧に変換すると共に当該交流電圧を用いて交流モータを駆動するインバータと、昇圧コンバータやインバータを制御する制御装置とを備えるモータ駆動装置が知られている（例えば、特許文献１および２参照）。これらのモータ駆動装置は、インバータによる電圧変換の変調率が値０〜値０．６１の範囲となる正弦波ＰＷＭ制御方式、変調率が値０．６１〜値０．７８の範囲となる過変調ＰＷＭ制御方式および変調率が値０．７８となる矩形制御方式という３つの方式の中の何れかに従ってインバータを制御可能に構成されている。すなわち、この種のモータ駆動装置では、各制御方式におけるインバータの変調率を考慮して、交流モータの動作領域のうち、低回転数域では正弦波ＰＷＭ制御方式が用いられ、中回転数域では過変調ＰＷＭ制御方式が用いられ、高回転数域では矩形波制御方式が用いられる。これにより、交流モータの低回転数域ではトルク変動を抑えて滑らかな出力特性を得ることが可能となり、中高回転域では交流モータの出力をより向上させることが可能となる。
【特許文献１】特開２００７−１６６８７５号公報
【特許文献２】特開２００６−３１１７６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ここで、上記従来のモータ駆動装置において用いられる矩形波制御方式は、正弦波ＰＷＭ制御方式等に比べて制御精度（制御応答性）に劣るものの、交流モータの出力を向上させると共に銅損の発生やスイッチング損失を抑えてエネルギ効率を向上させることが可能なものである。従って、交流モータの動作領域における矩形波制御方式の適用範囲を拡大すれば、交流モータを含む電気駆動系の性能やエネルギ効率をより向上させることができるであろう。ただし、上述のような昇圧コンバータを含むモータ駆動装置では、昇圧コンバータの直流電源側とインバータ側とのそれぞれに平滑コンデンサが配置されることから、昇圧コンバータのリアクトルとこれら平滑コンデンサにより共振回路が構成され、交流モータの動作点が所定領域に含まれるときに昇圧コンバータで電圧や電流の共振が発生する。従って、矩形波制御方式の適用範囲を拡大するにあたっては、昇圧コンバータでの電圧や電流の共振をも考慮して、昇圧コンバータや平滑コンデンサに過大な電圧が電流が印加されないようにする必要がある。
【０００４】
そこで、本発明による電動機駆動制御装置、それを備えた車両および電動機駆動制御方法は、直流電源側の電圧に対する電動機駆動回路側の電圧を調整可能な電圧調整手段での共振の発生に起因した不具合の発生を抑制しつつ電動機の出力やエネルギ効率の向上を図ることを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による電動機駆動制御装置、それを備えた車両および電動機駆動制御方法は、上述の目的を達成するために以下の手段を採っている。
【０００６】
本発明による電動機駆動制御装置は、
直流電源からの電力を用いて電動機を駆動制御する電動機駆動制御装置であって、
ＰＷＭ電圧と矩形波電圧とを選択的に用いて前記電動機を駆動することができる電動機駆動回路と、
リアクトルとコンデンサとを有すると共に前記直流電源側の電圧に対する前記電動機駆動回路側の電圧を調整可能な電圧調整手段と、
前記電動機駆動回路側の電圧が前記電動機の目標動作点に応じた目標電圧になるように前記電圧調整手段を制御すると共に、前記電動機の目標動作点が前記電圧調整手段で共振が発生するときの該電動機の動作点を含む所定の共振域に含まれるときに前記電動機駆動回路側の電圧が前記直流電源側の電圧よりも高い所定の目標電圧になるように前記電圧調整手段を制御する電圧制御手段と、
前記電圧調整手段により前記直流電源側の電圧に対する前記電動機駆動回路側の電圧が調整されていない状態と該直流電源側の電圧に対する該電動機駆動回路側の電圧が調整されている状態との双方のもとで前記ＰＷＭ電圧を用いるＰＷＭ制御方式と前記矩形波電圧を用いる矩形波制御方式とを選択的に用いて前記電動機が目標トルクを出力するように前記電動機駆動回路を制御すると共に、前記電動機の目標動作点が前記共振域に含まれるときに前記ＰＷＭ制御方式を用いて前記電動機駆動回路を制御する駆動回路制御手段と、
を備えるものである。
【０００７】
この電動機駆動制御装置では、電動機駆動回路側の電圧が電動機の目標動作点に応じた目標電圧になるように電圧調整手段が制御されると共に、電圧調整手段により直流電源側の電圧に対する電動機駆動回路側の電圧が調整されていない状態と調整されている状態との双方のもとでＰＷＭ電圧を用いるＰＷＭ制御方式と矩形波電圧を用いる矩形波制御方式とを選択的に用いて電動機が目標トルクを出力するように電動機駆動回路が制御される。このように、一般に電圧調整手段により直流電源側の電圧に対する電動機駆動回路側の電圧が調整されるときにのみ用いられる矩形波制御方式の適用範囲を電圧調整手段によって直流電源側の電圧に対する電動機駆動回路側の電圧が調整されていないときにまで拡げることにより、電圧調整手段に直流電源からの電圧を昇圧させる機会を減らしても電動機の出力を確保することが可能となり、電動機の駆動制御に伴うエネルギ効率をより向上させることができる。そして、この電動機駆動制御装置では、電動機の目標動作点が電圧調整手段で共振が発生するときの当該電動機の動作点を含む所定の共振域に含まれるときに、電動機駆動回路側の電圧が直流電源側の電圧よりも高い所定の目標電圧になるように電圧調整手段が制御されると共に、ＰＷＭ制御方式を用いて電動機駆動回路が制御される。このように電動機の目標動作点が共振域に含まれるときに制御精度に優れるＰＷＭ制御方式を用いることにより、昇圧コンバータや平滑コンデンサに過大な電圧が作用したり過大な電流が流れてしまったりしないように電動機駆動回路をより適正に制御することが可能となる。また、電動機の目標動作点が共振域に含まれるときに例えば電動機駆動回路に供給される電圧を昇圧した上でＰＷＭ制御方式を用いて電動機駆動回路を制御することにより、変調率が比較的小さいＰＷＭ制御方式を用いても電動機の出力を良好に確保することが可能となる。従って、この電動機駆動制御装置によれば、直流電源側の電圧に対する電動機駆動回路側の電圧を調整可能な電圧調整手段での共振の発生に起因した過電圧や過電流といった不具合の発生を抑制しつつ電動機の出力やエネルギ効率の向上を図ることが可能となる。なお、ここでいう「ＰＷＭ制御方式」は、正弦波ＰＷＭ制御方式であると好ましいが、正弦波ＰＷＭ制御方式と過変調ＰＷＭ制御方式との双方であってもよい。
【０００８】
また、前記電動機の動作領域は、前記直流電源からの電圧が前記電圧調整手段により昇圧されない非昇圧領域と該直流電源からの電圧が該電圧調整手段により昇圧される昇圧領域とに予め区分けされると共に前記共振域は前記昇圧領域に含まれてもよく、前記電圧制御手段は、前記電動機の目標動作点が前記昇圧領域に含まれるときに前記電動機駆動回路に供給される電圧が前記電動機の目標動作点に応じた目標電圧に昇圧されるように前記電圧調整手段を制御するものであってもよい。このように電動機の動作領域を非昇圧領域と昇圧領域とに予め区分けした上で共振域を昇圧領域に含めておくことにより、電圧調整手段での共振の発生に起因した不具合の発生を容易かつ確実に抑制することが可能となる。
【０００９】
更に、前記駆動回路制御手段は、前記電動機の目標動作点および前記電動機駆動回路による電圧変換の変調率の少なくとも何れか一方と、該目標動作点および該変調率の少なくとも何れか一方と前記電動機駆動回路の制御方式との関係を規定する所定の制御方式設定制約とから定まる制御方式を用いて前記電動機駆動回路を制御するものであってもよい。これにより、ＰＷＭ制御方式と矩形波制御方式とをより適正に使い分けすることが可能となる。
【００１０】
また、前記電動機駆動制御装置は、前記電圧調整手段で所定の度合いを超える共振が発生しているか否かを判定する共振発生判定手段を更に備えてもよく、前記共振発生判定手段により前記電圧調整手段で前記所定の度合いを超える共振が発生していると判断されたときに、前記電圧制御手段は前記電動機駆動回路に供給される電圧が所定の目標電圧に昇圧されるように前記電圧調整手段を制御してもよく、前記駆動回路制御手段は前記ＰＷＭ制御方式を用いて前記電動機が前記目標トルクを出力するように前記電動機駆動回路を制御してもよい。これにより、電圧調整手段での共振の発生に起因した不具合の発生をより確実に抑制することが可能となる。
【００１１】
この場合、前記共振発生判定手段は、前記電動機駆動回路に供給される電圧の最大振幅に基づいて前記電圧調整手段で共振が発生しているか否かを判定するものであってもよい。これにより、共振の発生の有無をより適正に判断することが可能となる。
【００１２】
本発明による他の電動機駆動制御装置は、
直流電源からの電力を用いて電動機を駆動制御する電動機駆動制御装置であって、
正弦波ＰＷＭ電圧と矩形波電圧とを選択的に用いて前記電動機を駆動することができる電動機駆動回路と、
リアクトルとコンデンサとを有すると共に前記直流電源側の電圧に対する前記電動機駆動回路側の電圧を調整可能な電圧調整手段と、
前記電動機駆動回路側の電圧が前記電動機の目標動作点に応じた目標電圧になるように前記電圧調整手段を制御する電圧制御手段と、
前記電圧調整手段により前記直流電源からの電圧が昇圧されていない状態と該直流電源からの電圧が昇圧されている状態との双方のもとで前記正弦波ＰＷＭ電圧を用いる正弦波ＰＷＭ制御方式と前記矩形波電圧を用いる矩形波制御方式とを選択的に用いて前記電動機が目標トルクを出力するように前記電動機駆動回路を制御すると共に、前記電圧調整手段により前記直流電源からの電圧が昇圧されていない状態で前記矩形波制御方式を用いて前記電動機駆動回路を制御している最中に前記電動機の目標動作点が前記電圧調整手段で共振が発生するときの該電動機の動作点を含む所定の共振域に含まれるときには、前記矩形波制御方式を用いると共に弱め界磁電流の増加を伴って前記電動機駆動回路を制御すると共に該矩形波制御方式から前記正弦波ＰＷＭ制御方式への移行が可能になると該正弦波ＰＷＭ制御方式を用いて前記電動機駆動回路を制御する駆動回路制御手段と、
を備えるものである。
【００１３】
この電動機駆動制御装置では、電動機駆動回路側の電圧が電動機の目標動作点に応じた目標電圧になるように電圧調整手段が制御されると共に、電圧調整手段により直流電源からの電圧が昇圧されていない状態と昇圧されている状態との双方のもとで正弦波ＰＷＭ電圧を用いる正弦波ＰＷＭ制御方式と矩形波電圧を用いる矩形波制御方式とを選択的に用いて電動機が目標トルクを出力するように電動機駆動回路が制御される。このように、一般に電圧調整手段により直流電源からの電圧が昇圧されるときにのみ用いられる矩形波制御方式の適用範囲を電圧調整手段によって直流電源からの電圧が昇圧されていないときにまで拡げることにより、電圧調整手段に直流電源からの電圧を昇圧させる機会を減らしても電動機の出力を確保することが可能となり、電動機の駆動制御に伴うエネルギ効率をより向上させることができる。そして、この電動機駆動制御装置では、電圧調整手段により直流電源からの電圧が昇圧されていない状態で矩形波制御方式を用いて電動機駆動回路が制御されている最中に電動機の目標動作点が電圧調整手段で共振が発生するときの当該電動機の動作点を含む所定の共振域に含まれるときには、矩形波制御方式を用いると共に弱め界磁電流の増加を伴って電動機駆動回路が制御されると共に矩形波制御方式から正弦波ＰＷＭ制御方式への移行が可能になると正弦波ＰＷＭ制御方式を用いて電動機駆動回路が制御される。このように矩形波制御方式の使用中に電動機の目標動作点が共振域に含まれるときに、そのまま矩形波制御方式を用いると共に弱め界磁電流の増加を伴って電動機駆動回路を制御すれば、電動機の誘起電圧（端子間電圧）を低下させることができるので、電圧調整手段に直流電源からの電圧を昇圧させることなく制御方式を正弦波ＰＷＭ制御方式へと移行させることが可能となる。そして、電動機の誘起電圧が充分に低下した段階から正弦波ＰＷＭ制御方式を用いることにより、昇圧コンバータや平滑コンデンサに過大な電圧が作用したり過大な電流が流れてしまったりしないように電動機駆動回路をより適正に制御すると共に電動機からの出力を充分に確保することができる。従って、この電動機駆動制御装置によっても、直流電源側の電圧に対する電動機駆動回路側の電圧を調整可能な電圧調整手段での共振の発生に起因した過電圧や過電流といった不具合の発生を抑制しつつ電動機の出力やエネルギ効率の向上を図ることが可能となる。
【００１４】
本発明による更に他の電動機駆動制御装置は、
直流電源からの電力を用いて電動機を駆動制御する電動機駆動制御装置であって、
ＰＷＭ電圧と矩形波電圧とを選択的に用いて前記電動機を駆動することができる電動機駆動回路と、
リアクトルとコンデンサとを有すると共に前記直流電源側の電圧に対する前記電動機駆動回路側の電圧を調整可能な電圧調整手段と、
前記電動機駆動回路側の電圧が前記電動機の目標動作点に応じた目標電圧になるように前記電圧調整手段を制御する電圧制御手段と、
前記電圧調整手段により前記直流電源側の電圧に対する前記電動機駆動回路側の電圧が調整されていない状態と該直流電源側の電圧に対する該電動機駆動回路側の電圧が調整されている状態との双方のもとで前記ＰＷＭ電圧を用いるＰＷＭ制御方式と前記矩形波電圧を用いる矩形波制御方式とを選択的に用いて前記電動機が目標トルクを出力するように前記電動機駆動回路を制御する駆動回路制御手段とを備え、
前記リアクトルおよび前記コンデンサの諸元は、前記電圧調整手段で共振が発生するときの前記電動機の動作点を含む所定の共振域が該電動機の動作領域のうちの前記電圧調整手段により前記直流電源側の電圧に対する前記電動機駆動回路側の電圧が調整されず、かつ前記駆動回路制御手段により前記電動機駆動回路が前記ＰＷＭ制御方式を用いて制御される領域に含まれるように定められていることを特徴とする。
【００１５】
この電動機駆動制御装置では、電動機駆動回路側の電圧が電動機の目標動作点に応じた目標電圧になるように電圧調整手段が制御されると共に、電圧調整手段により直流電源側の電圧に対する電動機駆動回路側の電圧が調整されていない状態と調整されている状態との双方のもとでＰＷＭ電圧を用いるＰＷＭ制御方式と矩形波電圧を用いる矩形波制御方式とを選択的に用いて電動機が目標トルクを出力するように電動機駆動回路が制御される。このように、一般に電圧調整手段により直流電源側の電圧に対する電動機駆動回路側の電圧が調整されるときにのみ用いられる矩形波制御方式の適用範囲を電圧調整手段によって直流電源側の電圧に対する電動機駆動回路側の電圧が調整されていないときにまで拡げることにより、電圧調整手段に直流電源からの電圧を昇圧させる機会を減らしても電動機の出力を確保することが可能となり、電動機の駆動制御に伴うエネルギ効率をより向上させることができる。そして、この電動機駆動制御装置では、リアクトルおよびコンデンサの諸元が、電圧調整手段で共振が発生するときの電動機の動作点を含む所定の共振域が当該電動機の動作領域のうちの電圧調整手段により直流電源側の電圧に対する電動機駆動回路側の電圧が調整されず、かつ駆動回路制御手段により電動機駆動回路がＰＷＭ制御方式を用いて制御される領域に含まれるように定められている。これにより、電動機の目標動作点が共振域に含まれるときに、電圧調整手段に直流電源からの電圧を昇圧させることなく電動機からの出力を充分に確保すると共に、制御精度に優れるＰＷＭ制御方式を用いることで昇圧コンバータや平滑コンデンサに過大な電圧が作用したり過大な電流が流れてしまったりしないように電動機駆動回路をより適正に制御することができる。従って、この電動機駆動制御装置によっても、直流電源側の電圧に対する電動機駆動回路側の電圧を調整可能な電圧調整手段での共振の発生に起因した過電圧や過電流といった不具合の発生を抑制しつつ電動機の出力やエネルギ効率の向上を図ることが可能となる。
【００１６】
本発明による車両は、上記何れかの電動機駆動制御装置と、該電動機駆動制御装置により駆動制御されて走行用の動力を出力する電動機とを備えるものである。従って、この車両は、上記何れかの電動機駆動制御装置と同様の作用効果を奏することができる。
【００１７】
本発明による電動機駆動制御方法は、
直流電源と、ＰＷＭ電圧と矩形波電圧とを選択的に用いて電動機を駆動することができる電動機駆動回路と、リアクトルとコンデンサとを有すると共に前記直流電源側の電圧に対する前記電動機駆動回路側の電圧を調整可能な電圧調整手段とを用いて前記電動機を駆動制御する電動機駆動制御方法であって、
（ａ）前記電動機駆動回路側の電圧が前記電動機の目標動作点に応じた目標電圧になるように前記電圧調整手段を制御すると共に、前記電動機の目標動作点が前記電圧調整手段で共振が発生するときの該電動機の動作点を含む所定の共振域に含まれるときに前記電動機駆動回路側の電圧が前記直流電源側の電圧よりも高い所定の目標電圧になるように前記電圧調整手段を制御するステップと、
（ｂ）前記電圧調整手段により前記直流電源側の電圧に対する前記電動機駆動回路側の電圧が調整されていない状態と該直流電源側の電圧に対する該電動機駆動回路側の電圧が調整されている状態との双方のもとで前記ＰＷＭ電圧を用いるＰＷＭ制御方式と前記矩形波電圧を用いる矩形波制御方式とを選択的に用いて前記電動機が目標トルクを出力するように前記電動機駆動回路を制御すると共に、前記電動機の目標動作点が前記共振域に含まれるときに前記ＰＷＭ制御方式を用いて前記電動機駆動回路を制御するステップと、
を含むものである。
【００１８】
この方法によれば、直流電源側の電圧に対する電動機駆動回路側の電圧を調整可能な電圧調整手段での共振の発生に起因した過電圧や過電流といった不具合の発生を抑制しつつ電動機の出力やエネルギ効率の向上を図ることが可能となる。
【００１９】
本発明による他の電動機駆動制御方法は、
直流電源と、正弦波ＰＷＭ電圧と矩形波電圧とを選択的に用いて電動機を駆動することができる電動機駆動回路と、リアクトルとコンデンサとを有すると共に前記直流電源側の電圧に対する前記電動機駆動回路側の電圧を調整可能な電圧調整手段とを用いて前記電動機を駆動制御する電動機駆動制御方法であって、
前記電圧調整手段により前記直流電源からの電圧が昇圧されていない状態と該直流電源からの電圧が昇圧されている状態との双方のもとで前記正弦波ＰＷＭ電圧を用いる正弦波ＰＷＭ制御方式と前記矩形波電圧を用いる矩形波制御方式とを選択的に用いて前記電動機が目標トルクを出力するように前記電動機駆動回路を制御すると共に、前記電圧調整手段により前記直流電源からの電圧が昇圧されていない状態で前記矩形波制御方式を用いて前記電動機駆動回路を制御している最中に前記電動機の目標動作点が前記電圧調整手段で共振が発生するときの該電動機の動作点を含む所定の共振域に含まれるときには、前記矩形波制御方式を用いると共に弱め界磁電流の増加を伴って前記電動機駆動回路を制御すると共に、該矩形波制御方式から前記正弦波ＰＷＭ制御方式への移行が可能になると該正弦波ＰＷＭ制御方式を用いて前記電動機駆動回路を制御するステップと、
を含むものである。
【００２０】
この方法によっても、直流電源側の電圧に対する電動機駆動回路側の電圧を調整可能な電圧調整手段での共振の発生に起因した過電圧や過電流といった不具合の発生を抑制しつつ電動機の出力やエネルギ効率の向上を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００２２】
図１は、本発明の実施例に係るハイブリッド自動車２０の概略構成図であり、図２は、ハイブリッド自動車２０に含まれる電機駆動系の概略構成図である。これらの図面に示すように、実施例のハイブリッド自動車２０は、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸であるクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された車軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに接続されたモータＭＧ２と、直流電力を交流電力に変換してモータＭＧ１，ＭＧ２に供給可能なインバータ４１，４２と、バッテリ５０からの電力を電圧変換してインバータ４１，４２に供給可能な昇圧コンバータ５５と、ハイブリッド自動車２０の全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ハイブリッドＥＣＵ」という）７０等とを備えるものである。
【００２３】
エンジン２２は、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料の供給を受けて動力を出力する内燃機関であり、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４による燃料噴射量や点火時期、吸入空気量等の制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２に対して設けられて当該エンジン２２の運転状態を検出する各種センサからの信号が入力される。そして、エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号や上記センサからの信号等に基づいてエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ７０に出力する。
【００２４】
動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行う遊星歯車機構として構成されている。機関側回転要素としてのキャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、車軸側回転要素としてのリングギヤ３２にはリングギヤ軸３２ａを介して減速ギヤ３５がそれぞれ連結されており、動力分配統合機構３０は、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側とにそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ機構３７およびデファレンシャルギヤ３８を介して最終的に駆動輪である車輪３９ａ，３９ｂに出力される。
【００２５】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、何れも内部に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有する同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介して直流電源であるバッテリ５０と電力のやり取りを行う。インバータ４１，４２は、図２に示すように、６つのトランジスタＴ１１〜Ｔ１６またはＴ２１〜２６とトランジスタＴ１１〜Ｔ１６またはＴ２１〜Ｔ２６に逆方向に並列接続された６つのダイオードＤ１１〜Ｄ１６またはＤ２１〜Ｄ２６とにより構成されている。トランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６は、それぞれインバータ４１，４２が電力ライン５４として共用する正極母線５４ａと負極母線５４ｂとに対してソース側とシンク側になるよう２個ずつ対をなすように配置されており、対となるトランジスタ同士の接続点の各々にモータＭＧ１，ＭＧ２の三相コイル（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の各々が接続されている。従って、正極母線５４ａと負極母線５４ｂとの間に電圧が作用している状態で対をなすトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６のオン時間の割合を制御することにより三相コイルに回転磁界を形成してモータＭＧ１，ＭＧ２を回転駆動することが可能となる。また、インバータ４１，４２は、正極母線５４ａと負極母線５４ｂとを共用しているから、モータＭＧ１，ＭＧ２の何れかで発電される電力を他のモータに供給することができる。そして、正極母線５４ａと負極母線５４ｂとには電圧を平滑化する平滑コンデンサ５７が接続されている。
【００２６】
昇圧コンバータ５５は、システムメインリレー５６を介してバッテリ５０と接続されており、図２に示すように、２つのトランジスタＴ３１（上アーム）およびトランジスタＴ３２（下アーム）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とを含む。２つのトランジスタＴ３１，Ｔ３２は、それぞれインバータ４１，４２の正極母線５４ａと負極母線５４ｂとに接続されており、両者の接続点にリアクトルＬが接続されている。また、リアクトルＬと負極母線５４ｂとには、システムメインリレー５６を介してバッテリ５０の正極端子と負極端子とが接続されると共に、昇圧コンバータ５５のバッテリ５０側の電圧を平滑化する平滑コンデンサ５９が接続されている。更に、平滑コンデンサ５９の端子間には第２電圧センサ９２が設置されており、この第２電圧センサ９２の検出値を用いて昇圧コンバータ５５の昇圧前電圧（直流電源側の電圧）ＶＬが取得される。これにより、トランジスタＴ３１，Ｔ３２をスイッチング制御することによりバッテリ５０側からの直流電力の電圧（昇圧前電圧ＶＬ）を昇圧してインバータ４１，４２に供給することができる。この場合、インバータ４１，４２に印加され得る昇圧コンバータ５５による昇圧後電圧（電動機駆動回路側の電圧）ＶＨは、平滑コンデンサ５７の端子間に設置された第３電圧センサ９３の検出値を用いて取得される。また、昇圧コンバータ５５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、正極母線５４ａと負極母線５４ｂとに作用している直流電圧を降圧してバッテリ５０を充電することもできる。
【００２７】
これらのインバータ４１，４２や昇圧コンバータ５５は、何れもモータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）４０により制御され、それによりモータＭＧ１，ＭＧ２が駆動制御される。モータＥＣＵ４０には、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や、第２および第３電圧センサ９２，９３からの電圧ＶＬおよびＶＨ、電流センサ９５ｖ，９５ｗ，９６ｖ，９６ｗ（図２参照）により検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流といったモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動制御に必要な信号が入力される。また、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号や、システムメインリレー５６への駆動信号、昇圧コンバータ５５へのスイッチング制御信号等が出力される。更に、モータＥＣＵ４０は、バッテリＥＣＵ５２やハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、上記センサからの信号に加えてバッテリＥＣＵ５２からの信号、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号をも用いてモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御する。加えて、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２といったモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータを計算・取得し、必要に応じてこれらのデータをハイブリッドＥＣＵ７０等に出力する。
【００２８】
バッテリ５０は、実施例ではニッケル水素二次電池あるいはリチウムイオン二次電池として構成されており、バッテリ用電子制御ユニット（以下、「バッテリＥＣＵ」という）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された第１電圧センサ９１からの端子間電圧ＶＢ、バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流、バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からのバッテリ温度Ｔｂ等が入力されている。バッテリＥＣＵ５２は、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッドＥＣＵ７０やエンジンＥＣＵ２４に出力する。更に、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために、電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量ＳＯＣを算出したり、当該残容量ＳＯＣに基づいてバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊を算出したり、残容量ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０の充電に許容される電力である充電許容電力としての入力制限Ｗｉｎとバッテリ５０の放電に許容される電力である放電許容電力としての出力制限Ｗｏｕｔとを算出したりする。バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定すると共に、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定可能である。
【００２９】
ハイブリッドＥＣＵ７０は、ＣＰＵ７２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、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６、図示しない入出力ポートおよび通信ポート等を備える。ハイブリッドＥＣＵ７０には、イグニッションスイッチ（スタートスイッチ）８０からのイグニッション信号、シフトレバー８１の操作位置であるシフトポジションＳＰを検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ、アクセルペダル８３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８４からのアクセル開度Ａｃｃ、ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルストロークセンサ８６からのブレーキペダルストロークＢＳ、車速センサ８７からの車速Ｖ等が入力ポートを介して入力される。また、ハイブリッドＥＣＵ７０は、上述したようにエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０、バッテリＥＣＵ５２等と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０、バッテリＥＣＵ５２等と各種制御信号やデータのやり取りを行っている。
【００３０】
そして、ハイブリッドＥＣＵ７０は、ハイブリッド自動車２０の走行時に、基本的に、運転者のアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊を計算すると共に、この要求トルクＴｒ＊に基づくトルクがリングギヤ軸３２ａに出力されるようにエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊、モータＭＧ１の目標トルクを示すトルク指令Ｔｍ１＊、モータＭＧ２の目標トルクを示すトルク指令Ｔｍ２＊を設定する。ここで、実施例のハイブリッド自動車２０におけるエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２との運転制御方式には、トルク変換運転モードや充放電運転モード、モータ運転モード等が含まれる。トルク変換運転モードのもとで、ハイブリッドＥＣＵ７０は、要求トルクＴｒ＊に見合う動力（パワー）がエンジン２２から出力されるように目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定すると共に、エンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１およびＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようにモータＭＧ１およびＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定する。また、充放電運転モードのもとで、ハイブリッドＥＣＵ７０は、要求トルクＴｒ＊とバッテリ５０の充放電に要求される充放電要求パワーＰｂ＊との和に見合う動力（パワー）がエンジン２２から出力されるように目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定すると共に、バッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部または一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１およびＭＧ２とによりトルク変換されて要求トルクＴＲ＊に応じたトルクがリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定する。更に、モータ運転モードのもとで、ハイブリッドＥＣＵ７０は、エンジン２２の運転を停止させると共にモータＭＧ２にのみ要求トルクＴｒ＊に見合うトルクをリングギヤ軸３２ａに出力させる。この場合、ハイブリッドＥＣＵ７０は、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊、モータＭＧ１に対するトルク指令Ｔｍ１＊をそれぞれ値０に設定すると共に、モータＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ２＊を要求トルクＴｒ＊や動力分配統合機構３０のギヤ比ρ、減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒ等に基づいて設定する。
【００３１】
このようにして、ハイブリッドＥＣＵ７０によりエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊、モータＭＧ１に対するトルク指令Ｔｍ１＊、モータＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ２＊が設定されると、目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊がエンジンＥＣＵ２４に送信されると共に、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊がモータＥＣＵ４０に送信される。そして、エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッドＥＣＵ７０からの目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊が得られるようにエンジン２２を制御する。また、モータＥＣＵ４０は、ハイブリッドＥＣＵ７０からのトルク指令Ｔｍ１＊に従ってモータＭＧ１が駆動されると共にハイブリッドＥＣＵ７０からのトルク指令Ｔｍ２＊に従ってモータＭＧ２が駆動されるようにインバータ４１，４２のスイッチング制御を行なう。ここで、実施例のモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１およびＭＧ２をトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊と回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２とに応じて、正弦波ＰＷＭ電圧を用いる正弦波ＰＷＭ制御方式、過変調ＰＷＭ電圧を用いる過変調ＰＷＭ制御方式および矩形波電圧を用いる矩形波制御方式という３つの制御方式の何れかによりインバータ４１および４２をスイッチング制御する。正弦波ＰＷＭ制御方式は、一般に「ＰＷＭ制御」と称されるものであり、正弦波状の電圧指令値と三角波等の搬送波との電圧差に応じてトランジスタＴ１１〜Ｔ１６、トランジスタＴ２１〜２６をオン／オフ制御することにより、正弦波状の基本波成分をもった出力電圧（ＰＷＭ電圧）を得る方式である。正弦波ＰＷＭ制御方式を用いた場合、昇圧コンバータ５５（平滑コンデンサ５７）から供給される昇圧後電圧（インバータ入力電圧）ＶＨに対する出力電圧（基本波成分の振幅）の割合である変調率Ｋｍｄをおおよそ値０〜値０．６１の範囲内に設定することができる。また、過変調ＰＷＭ制御方式は、搬送波の振幅を縮小するようにを歪ませた上で上述の正弦波ＰＷＭ制御方式と同様の制御を行なうものであり、変調率をおおよそ値０．６１〜０．７８の範囲内に設定可能とするものである。更に、矩形波制御方式は、理論上、最大の振幅をもった基本波成分を発生させることができるものであって、振幅一定の矩形電圧の位相をトルク指令に応じて変化させることでモータトルクを制御可能とするものである。この矩形波制御方式を用いた場合、変調率Ｋｍｄは一定値（おおよそ値０．７８）となる。なお、インバータ４１，４２（モータＭＧ１，ＭＧ２）の制御精度（制御応答性）は、正弦波ＰＷＭ制御方式、過変調ＰＷＭ制御方式、矩形波制御方式の順に低下していくことになるが、矩形波制御方式を用いることにより、直流電源の電圧利用率を向上させる共に、銅損の発生やスイッチング損失を抑えてエネルギ効率を向上させることが可能となる。また、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数が高まる高回転域においては、基本的に制御方式として矩形波制御方式が用いられることになるが、この場合には、インバータ４１，４２に供給される電圧である昇圧後電圧ＶＨがモータＭＧ１，ＭＧ２で発生する誘起電圧よりも高くなるように弱め界磁電流を供給する弱め界磁制御が実行される。そして、実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ１，ＭＧ２の目標動作点（トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊および回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２）に応じてバッテリ５０の定格電圧（例えばＤＣ２８８Ｖ）が所定電圧（例えば最大６５０Ｖ）まで昇圧されるようにモータＥＣＵ４０により昇圧コンバータ５５が制御される。
【００３２】
次に、実施例のハイブリッド自動車２０においてモータＥＣＵ４０により実行される昇圧コンバータ５５やインバータ４１，４２の制御手順について説明する。図３は、実施例のモータＥＣＵ４０により所定時間おきに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。
【００３３】
図３の昇圧制御ルーチンの開始に際して、モータＥＣＵ４０の図示しないＣＰＵは、ハイブリッドＥＣＵ７０からのモータＭＧ１およびＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊やモータＭＧ１およびＭＧ２の現在の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２、昇圧前電圧ＶＬ、昇圧後電圧ＶＨ、昇圧後電圧ＶＨの最大振幅平均値ＶＨａｐといった制御に必要なデータの入力処理を実行する（ステップＳ１００）。なお、昇圧後電圧ＶＨの最大振幅平均値ＶＨａｐは、第３電圧センサ９３を用いてサンプリングされる昇圧後電圧ＶＨの振幅の最大値を過去数回分だけ平均化した値である。ステップＳ１００のデータ入力処理の後、モータＭＧ１，ＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊と、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２と、モータＭＧ１およびＭＧ２のそれぞれについて予め定められてモータＥＣＵ４０の図示しない記憶装置に記憶されている目標昇圧後電圧設定用マップとを用いて、ハイブリッド自動車２０の走行状態に応じた昇圧後電圧ＶＨの目標値である目標昇圧後電圧ＶＨｔａｇを設定する（ステップＳ１１０）。実施例では、モータＭＧ１用の目標昇圧後電圧設定用マップから当該モータＭＧ１の目標動作点（トルク指令Ｔｍ１＊および現在の回転数Ｎｍ１）に対応して導出される値と、モータＭＧ２用の目標昇圧後電圧設定用マップから当該モータＭＧ２の目標動作点（トルク指令Ｔｍ２＊および現在の回転数Ｎｍ２）に対応して導出される値との大きい方が目標昇圧後電圧ＶＨｔａｇとして設定される。
【００３４】
図４に目標昇圧後電圧設定用マップの一例を示す。同図は、目標昇圧後電圧設定用マップのトルク指令およびモータ回転数の値が共に正となる領域（第１象限）を例示するものであり、図４からわかるように、目標昇圧後電圧設定用マップは、モータＭＧ１，ＭＧ２の動作領域をバッテリ５０側の昇圧前電圧ＶＬが昇圧コンバータ５５により昇圧されない非昇圧領域と昇圧される昇圧領域とに区分けするように作成されている。実施例では、モータＭＧ１，ＭＧ２の動作領域のうち、モータＭＧ１，ＭＧ２からトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に応じたトルクを出力させるためにバッテリ５０側の昇圧前電圧ＶＬの昇圧が不可欠である領域を求めた上で、それ以外の領域の動作点（トルク指令および回転数）ごとに、バッテリ５０側の昇圧前電圧ＶＬを昇圧コンバータ５５により昇圧しないときとバッテリ５０側の昇圧前電圧ＶＬを昇圧コンバータ５５により昇圧したときとでモータＭＧ１，ＭＧ２、インバータ４１，４２，バッテリ５０、昇圧コンバータ５５等を含む電気駆動系における効率を比較し、基本的に、当該効率が昇圧時よりも非昇圧時に高くなる動作点を非昇圧領域に含めると共に、当該効率が非昇圧時よりも昇圧時に高くなる動作点を昇圧領域に含めることにより、目標昇圧後電圧設定用マップを作成している。これにより、基本的には、図４において二点鎖線で示すような境界線により、モータ回転数の絶対値が低い側が非昇圧領域と規定されると共にモータ回転数の絶対値が高い側が昇圧領域と規定される。また、実施例では、昇圧領域の各動作点における誘起電圧等やインバータ４１，４２の制御方式における変調率Ｋｍｄ等に基づいて、バッテリ５０の定格電圧から昇圧後電圧ＶＨの最大値Ｖｍａｘまでの間で、図４に示すような等電圧ラインＶ１〜Ｖ３が定められており、昇圧領域に含まれる動作点については、バッテリ５０の定格電圧、等電圧ラインＶ１〜Ｖ３および昇圧後電圧ＶＨの最大値Ｖｍａｘとの間を線形補間等することにより、それぞれの目標昇圧後電圧ＶＨｔａｇが予め定められている。なお、非昇圧領域については、例えばバッテリ５０の定格電圧といった昇圧領域における目標昇圧後電圧ＶＨｔａｇよりも小さい一定値が目標昇圧後電圧ＶＨｔａｇとして定められている。
【００３５】
ところで、実施例のハイブリッド自動車２０では、昇圧コンバータ５５のインバータ４１，４２側の端子間とバッテリ５０側の端子間とのそれぞれに平滑コンデンサ５７，５９が配置されていることから、昇圧コンバータ５５のリアクトルＬとこれら平滑コンデンサ５７，５９により共振回路が構成され、モータＭＧ１，ＭＧ２の動作点が所定の領域に含まれるときに昇圧コンバータ５５で電圧や電流の共振が発生する。これを踏まえて、実施例のハイブリッド自動車２０では、昇圧コンバータ５５で共振が発生するときのモータＭＧ１，ＭＧ２の動作点を含む領域である共振域を予め実験・解析を経て特定した上で、当該共振域を図４に示すように上述の昇圧領域に含むものとして目標昇圧後電圧設定用マップを作成している。図４に示す例では、電動機駆動系の効率から定まる非昇圧領域と昇圧領域との境界（図４の二点鎖線参照）付近に共振域が存在しており、このような場合には、共振域を昇圧領域に含めるべく非昇圧領域と昇圧領域との境界である昇圧ラインが非昇圧領域側に張り出すことになる。また、昇圧領域に含まれる共振域における目標昇圧後電圧ＶＨｔａｇは、共振域に含まれる動作点に対応したトルクや誘起電圧、モータＭＧ１またはＭＧ２の目標動作点が共振域に含まれるときに用いられるインバータ４１，４２の制御方式における変調率Ｋｍｄ等に基づいて定められる。なお、非昇圧領域から昇圧領域への移行時に用いられる昇圧ラインと昇圧領域から非昇圧領域への移行時に用いられる昇圧ラインとは同一とされてもよいが、例えば昇圧領域から非昇圧領域への移行が非昇圧領域から昇圧領域への移行よりもモータ回転数がより低い領域で実行されるように両者の間にヒステリシスを設けてもよい。
【００３６】
さて、ステップＳ１１０にて上述のようにして目標昇圧後電圧ＶＨｔａｇを設定したならば、モータＭＧ１，ＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊と、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２と、モータＭＧ１およびＭＧ２のそれぞれについて予め定められてモータＥＣＵ４０の図示しない記憶装置に記憶されている制御方式設定用マップとを用いて、モータＭＧ１に対応したインバータ４１とモータＭＧ２に対応したインバータ４２との制御に用いられる制御方式を決定すると共に、決定した制御方式が正弦波ＰＷＭ制御方式、過変調ＰＷＭ制御方式および矩形波制御方式の何れであるかを示す制御方式フラグＦｍｏｄ１，Ｆｍｏｄ２を設定する（ステップＳ１２０）。ステップＳ１２０において、制御方式フラグＦｍｏｄ１は、モータＭＧ１用の制御方式設定用マップから当該モータＭＧ１の目標動作点（トルク指令Ｔｍ１＊および現在の回転数Ｎｍ１）に対応して導出される制御方式が正弦波ＰＷＭ制御方式であれば値０に、過変調ＰＷＭ制御方式であれば値１に、矩形波制御方式であれば値２に設定される。同様に、制御方式フラグＦｍｏｄ２は、モータＭＧ２用の制御方式設定用マップから当該モータＭＧ２の目標動作点（トルク指令Ｔｍ２＊および現在の回転数Ｎｍ２）に対応して導出される制御方式が正弦波ＰＷＭ制御方式であれば値０に、過変調ＰＷＭ制御方式であれば値１に、矩形波制御方式であれば値２に設定される。
【００３７】
図５に制御方式設定用マップの一例を示す。同図は、制御方式設定用マップのトルク指令およびモータ回転数の値が共に正となる領域（第１象限）を例示するものであり、図５からわかるように、制御方式設定用マップは、上述の目標昇圧後電圧設定用マップに対応付けられると共にモータＭＧ１，ＭＧ２の動作領域を正弦波ＰＷＭ制御方式が用いられる領域と過変調ＰＷＭ制御方式が用いられる領域と矩形波制御方式が用いられる領域とに区分けするように作成されている。また、実施例では、上記昇圧ラインにより規定される非昇圧領域と昇圧領域との双方が、基本的にモータ回転数が低い側から順番に、正弦波ＰＷＭ制御方式が用いられる領域と過変調ＰＷＭ制御方式が用いられる領域と矩形波制御方式が用いられる領域とにそれぞれ区分けされている。すなわち、実施例のハイブリッド自動車２０では、昇圧コンバータ５５によりバッテリ５０側の昇圧前電圧ＶＬが昇圧されていない状態と昇圧されている状態との双方のもとで正弦波ＰＷＭ制御方式と過変調ＰＷＭ制御方式と矩形波制御方式とを選択的に用いてモータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に基づくトルクを出力するようにインバータ４１，４２が制御されるのである。これにより、一般に昇圧コンバータ５５によりバッテリ５０側の昇圧前電圧ＶＬが昇圧されるときにのみ用いられる矩形波制御方式の適用範囲を昇圧コンバータ５５によってバッテリ５０側の昇圧前電圧ＶＬが昇圧されないときにまで拡げることにより、昇圧コンバータ５５にバッテリ５０側の昇圧前電圧ＶＬを昇圧させる機会を減らしてもモータＭＧ１，ＭＧ２の出力を確保することが可能となり、モータＭＧ１，ＭＧ２の駆動制御に伴うエネルギ効率をより向上させることができる。更に、実施例の制御方式設定用マップは、図５に示すように昇圧コンバータ５５で共振が発生するときのモータＭＧ１またはＭＧ２の動作点を含む領域である共振域での制御方式が正弦波ＰＷＭ制御方式となると共に、モータＭＧ１およびＭＧ２の一方の目標動作点が共振域に含まれるときのモータＭＧ１およびＭＧ２の他方の目標動作点が含まれる領域での制御方式が正弦波ＰＷＭ制御方式となるように作成されている。
【００３８】
ステップＳ１２０の処理の後、例えばステップＳ１１０にて設定した目標昇圧後電圧ＶＨｔａｇとステップＳ１００にて入力した昇圧前電圧ＶＬとを比較することにより昇圧コンバータ５５にバッテリ５０側の昇圧前電圧ＶＬを昇圧させるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。そして、バッテリ５０側の昇圧前電圧ＶＬを昇圧させるべき場合には、ステップＳ１１０にて設定した目標昇圧後電圧ＶＨｔａｇと、本ルーチンの前回実行時における昇圧後電圧指令ＶＨ＊に予め定められた昇圧レートΔＶを加算した値との小さい方を昇圧後電圧指令ＶＨ＊として設定する（ステップＳ１４０）。なお、昇圧レートΔＶは、昇圧後電圧ＶＨを目標昇圧後電圧ＶＨｔａｇまで昇圧させるときの単位時間ｄｔあたりの電圧の変化量であり、一定値とされてもよく、可変値とされてもよい。そして、設定した昇圧後電圧指令ＶＨ＊やステップＳ１００にて入力した昇圧前電圧ＶＬおよび昇圧後電圧ＶＨに基づいて、昇圧後電圧ＶＨが昇圧後電圧指令ＶＨ＊となるように昇圧コンバータ５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２のスイッチング制御を実行し（ステップＳ１５０）、再度ステップＳ１００以降の処理を実行する。これにより、実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ１またはＭＧ２の目標動作点（トルク指令および回転数）が昇圧コンバータ５５で共振が発生するときのモータＭＧ１，ＭＧ２の動作点を含む領域である共振域に含まれるときには、インバータ４１，４２に供給される電圧である昇圧後電圧ＶＨが目標昇圧後電圧ＶＨｔａｇまで昇圧されるように昇圧コンバータ５５が制御されると共に、正弦波ＰＷＭ制御方式を用いてインバータ４１，４２が制御されることになる。
【００３９】
また、ステップＳ１３０にてバッテリ５０側の昇圧前電圧ＶＬを昇圧させる必要がないと判断された場合には、ステップＳ１００にて入力した昇圧後電圧ＶＨの最大振幅平均値ＶＨａｐが予め定められた閾値Ｖｒｅｆ（例えば、５０Ｖ）以上であるか否かを判定する（ステップＳ１６０）。そして、最大振幅平均値ＶＨａｐが閾値Ｖｒｅｆ以上であってインバータ４１，４２が過変調ＰＷＭ制御方式や矩形波制御方式を用いて制御されているとその影響を抑制しきれない程度の共振が昇圧コンバータ５５で発生しているとみなされる場合には、目標昇圧後電圧ＶＨｔａｇを例えばバッテリ５０の定格電圧よりも高い所定値Ｖ１に再設定すると共に（ステップＳ１７０）、インバータ４１および４２の制御方式を正弦波ＰＷＭ制御方式とすべく制御方式フラグＦｍｏｄ１およびＦｍｏｄ２をそれぞれ値０に設定する（ステップＳ１８０）。そして、上記ステップＳ１４０およびＳ１５０の処理を実行し、再度ステップＳ１００以降の処理を実行する。これにより、実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ１およびＭＧ２の目標動作点（トルク指令および回転数）が予め定められた共振域に含まれていない場合であっても、昇圧後電圧ＶＨの値に基づいて所定の度合いを超える共振が発生しているとみなされる場合には、インバータ４１，４２に供給される電圧である昇圧後電圧ＶＨが目標昇圧後電圧ＶＨｔａｇまで昇圧されるように昇圧コンバータ５５が制御されると共に、モータＭＧ１およびＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に応じたトルクを出力するように正弦波ＰＷＭ制御方式を用いてインバータ４１，４２が制御されることになる。一方、ステップＳ１３０にてバッテリ５０側の昇圧前電圧ＶＬを昇圧させる必要がないと判断されると共に、ステップＳ１６０にて昇圧後電圧ＶＨの最大振幅平均値ＶＨａｐが閾値Ｖｒｅｆ未満である判断された場合には、制御上の観点から昇圧コンバータ５５のスイッチング制御時に用いられる昇圧後電圧指令ＶＨ＊をステップＳ１００にて入力した昇圧後電圧ＶＨに設定した上で（ステップＳ１９０）、昇圧コンバータ５５を昇圧動作させるためのスイッチング制御を実行することなく、再度ステップＳ１００以降の処理を実行する。
【００４０】
以上説明したように、実施例のハイブリッド自動車２０では、インバータ４１，４２側の電圧である昇圧後電圧ＶＨがモータＭＧ１，ＭＧ２の目標動作点に応じた目標昇圧後電圧ＶＨｔａｇになるように昇圧コンバータ５５が制御されると共に、昇圧コンバータ５５によりバッテリ５０側の昇圧前電圧ＶＬが昇圧されない状態と昇圧される状態との双方のもとで正弦波ＰＷＭ制御方式と過変調ＰＷＭ制御方式と矩形波制御方式とを選択的に用いてモータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に応じたトルクを出力するようにインバータ４１，４２が制御される。このように、一般に昇圧コンバータ５５によりバッテリ５０側の昇圧前電圧ＶＬが昇圧されるときにのみ用いられる矩形波制御方式の適用範囲を昇圧コンバータ５５によってバッテリ５０側の昇圧前電圧ＶＬが昇圧されていないときにまで拡げることにより、非昇圧領域を拡大して昇圧コンバータ５５にバッテリ５０側の昇圧前電圧ＶＬを昇圧させる機会を減らしてもモータＭＧ１，ＭＧ２の出力を確保することが可能となり、モータＭＧ１，ＭＧ２の駆動制御に伴うエネルギ効率をより向上させることができる。そして、実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ１またはＭＧ２の目標動作点が昇圧コンバータ５５で共振が発生するときのモータＭＧ１，ＭＧ２の動作点を含む所定の共振域に含まれるときに、インバータ４１，４２側の電圧がバッテリ５０側の電圧よりも高い所定の目標昇圧後電圧ＶＨｔａｇになるように昇圧コンバータ５５が制御されると共に、正弦波ＰＷＭ制御方式を用いてインバータ４１，４２が制御される（ステップＳ１１０，Ｓ１２０，Ｓ１４０およびＳ１５０）。このようにモータＭＧ１またはＭＧ２の目標動作点が共振域に含まれるときに制御精度に優れる正弦波ＰＷＭ制御方式を用いることにより、昇圧コンバータ５５や平滑コンデンサ５７，５９に過大な電圧が作用したり過大な電流が流れてしまったりしないようにインバータ４１，４２をより適正に制御することが可能となる。また、モータＭＧ１，ＭＧ２の目標動作点が共振域に含まれるときにインバータ４１，４２に供給される電圧（昇圧後電圧ＶＨ）を昇圧した上で正弦波ＰＷＭ制御方式を用いてインバータ４１，４２を制御することにより、変調率Ｋｍｄが比較的小さい正弦波ＰＷＭ制御方式を用いてもモータＭＧ１，ＭＧ２の出力を良好に確保することが可能となる。従って、ハイブリッド自動車２０では、昇圧コンバータ５５での共振の発生に起因した過電圧や過電流といった不具合の発生を抑制しつつモータＭＧ１，ＭＧ２の出力やエネルギ効率の向上を図ることが可能となる。
【００４１】
また、上記実施例では、モータＭＧ１，ＭＧ２の動作領域をバッテリ５０側の昇圧前電圧ＶＬが昇圧コンバータ５５により昇圧されない非昇圧領域と昇圧される昇圧領域とに区分けすると共に上記共振域を昇圧領域に含むように作成された目標昇圧後電圧設定用マップを用いて昇圧後電圧ＶＨの目標値である目標昇圧後電圧ＶＨｔａｇが設定される（ステップＳ１１０）。更に、上記実施例では、共振域での制御方式が正弦波ＰＷＭ制御方式となると共に、モータＭＧ１およびＭＧ２の一方の目標動作点が共振域に含まれるときのモータＭＧ１およびＭＧ２の他方の目標動作点が含まれる領域での制御方式が正弦波ＰＷＭ制御方式となるように作成された制御方式設定用マップを用いてインバータ４１，４２の制御方式が定められる（ステップＳ１２０）。このようにモータＭＧ１およびＭＧ２の動作領域を非昇圧領域と昇圧領域とに予め区分けした上で共振域を昇圧領域に含めておくと共に、モータＭＧ１およびＭＧ２の一方の目標動作点が共振域に含まれるときにインバータ４１および４２（モータＭＧ１およびＭＧ２）の双方を正弦波ＰＷＭ制御方式を用いて制御することにより、昇圧コンバータ５５での共振の発生に起因した不具合の発生を容易かつ確実に抑制することが可能となる。
【００４２】
加えて、上記実施例では、目標昇圧後電圧設定用マップを用いて設定された目標昇圧後電圧ＶＨｔａｇに応じて昇圧コンバータ５５によりバッテリ５０側の昇圧前電圧ＶＬが昇圧されない場合であっても、昇圧後電圧ＶＨの最大振幅平均値ＶＨａｐに基づいてインバータ４１，４２が過変調ＰＷＭ制御方式や矩形波制御方式を用いて制御されているとその影響を抑制しきれない程度の共振が昇圧コンバータ５５で発生しているとみなされる場合には、目標昇圧後電圧ＶＨｔａｇがバッテリ５０の定格電圧よりも高い所定値Ｖ１に設定されると共に（ステップＳ１７０）、インバータ４１，４２の制御方式を正弦波ＰＷＭ制御方式とすべく制御方式フラグＦｍｏｄ１およびＦｍｏｄ２がそれぞれ値０に設定される（ステップＳ１８０）。これにより、できるだけ非昇圧領域が拡大されるように、すなわち共振域をできるだけ小さくして目標昇圧後電圧設定用マップや制御方式設定用マップを予め作成したとしても、これらのマップを用いて抑制しきれない昇圧コンバータ５５での共振の発生に起因した不具合の発生をより確実に抑制することが可能となる。また、このようにインバータ４１，４２に供給される電圧である昇圧後電圧ＶＨの最大振幅に基づいて昇圧コンバータ５５で共振が発生しているか否かを判定すれば、共振の発生の有無をより適正に判断することが可能となる。
【００４３】
なお、図３の昇圧制御ルーチンは、モータＭＧ１，ＭＧ２の目標動作点とインバータ４１，４２の制御方式との関係を規定する制御方式設定用マップを用いて実際に用いられるインバータ４１，４２の制御方式を決定するものとして説明したが、これに限られるものではない。すなわち、インバータ４１，４２の制御方式は、昇圧制御ルーチンの実行時あるいはそれ以外において、モータＭＧ１，ＭＧ２の目標動作点に加えて実際に計算される変調率Ｋｍｄを考慮して設定されてもよく、変調率Ｋｍｄのみに基づいて設定されてもよい。
【００４４】
引き続き、本発明の変形例について説明する。図６は、実施例のモータＥＣＵ４０により実行され得る他の昇圧制御ルーチンを例示するフローチャートである。
【００４５】
図６の昇圧制御ルーチンの開始に際して、モータＥＣＵ４０の図示しないＣＰＵは、ハイブリッドＥＣＵ７０からのモータＭＧ１およびＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊やモータＭＧ１およびＭＧ２の現在の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２、昇圧前電圧ＶＬ、昇圧後電圧ＶＨ、インバータ４１，４２の変調率Ｋｍｄ１，Ｋｍｄ２といった制御に必要なデータの入力処理を実行する（ステップＳ３００）。なお、変調率Ｋｍｄ１，Ｋｍｄ２は、インバータ４１，４２のスイッチング制御に伴って生成されるｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊とｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊とを用いて次式（１）および（２）から算出される誘起電圧（線間電圧振幅）Ｖａｍｐを次式（３）に従い昇圧後電圧ＶＨで除することにより求められる。
【００４６】
Vamp = |Vd*|・cosφ+ |Vq*|・sinφ  …（１）
tanφ = Vq* / Vd*  …（２）
Kmd1 or Kmd2 = Vamp / VH  …（３）
【００４７】
ステップＳ３００のデータ入力処理の後、予め定められてモータＥＣＵ４０の図示しない記憶装置に記憶されているモータＭＧ１用の目標昇圧後電圧設定用マップから当該モータＭＧ１の目標動作点（トルク指令Ｔｍ１＊および回転数Ｎｍ１）に対応して導出される値と、モータＭＧ２用の目標昇圧後電圧設定用マップから当該モータＭＧ２の目標動作点（トルク指令Ｔｍ２＊および回転数Ｎｍ２）に対応して導出される値との大きい方が目標昇圧後電圧ＶＨｔａｇとして設定される（ステップＳ３１０）。図７にステップＳ３１０にて用いられる目標昇圧後電圧設定用マップを例示する。同図も、目標昇圧後電圧設定用マップのトルク指令およびモータ回転数の値が共に正となる領域（第１象限）を例示するものであり、図７の目標昇圧後電圧設定用マップは、電気駆動系における効率が昇圧時よりも非昇圧時に高くなる動作点を非昇圧領域に含めると共に当該効率が非昇圧時よりも昇圧時に高くなる動作点を昇圧領域に含めることにより、モータＭＧ１およびＭＧ２の動作領域をバッテリ５０側の昇圧前電圧ＶＬが昇圧コンバータ５５により昇圧されない非昇圧領域と昇圧される昇圧領域とに区分けするように作成されている。ただし、図７の目標昇圧後電圧設定用マップでは、図３の目標昇圧後電圧設定用マップのように昇圧コンバータ５５で発生する共振は考慮されておらず、非昇圧領域と昇圧領域との境界である昇圧ラインは、非昇圧領域側に張り出すことなく滑らかな曲線となる。
【００４８】
ステップＳ３１０にて目標昇圧後電圧ＶＨｔａｇを設定したならば、モータＭＧ１の目標動作点とモータＭＧ２の目標動作点との何れかが、予め定められている昇圧コンバータ５５で共振が発生するときのモータＭＧ１，ＭＧ２の動作点を含む領域である共振域に含まれるか否かを判定する（ステップＳ３２０）。なお、実施例では、モータＭＧ１およびＭＧ２のそれぞれについて共振域を特定した上でそれらをマップ化し、モータＭＧ１，ＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊とモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２と当該マップとを用いてステップＳ３２０の判定処理を実行することとしている。モータＭＧ１の目標動作点とモータＭＧ２の目標動作点との双方が共振域に含まれていない場合には、例えばステップＳ３１０にて設定した目標昇圧後電圧ＶＨｔａｇとステップＳ１００にて入力した昇圧前電圧ＶＬとを比較することによりバッテリ５０側の昇圧前電圧ＶＬを昇圧させるか否かを判定する（ステップＳ３３０）。そして、バッテリ５０側の昇圧前電圧ＶＬを昇圧させるべき場合には、図３のステップＳ１４０と同様にして昇圧後電圧指令ＶＨ＊を設定すると共に（ステップＳ３４０）、図３のステップＳ１５０と同様にして昇圧コンバータ５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２のスイッチング制御を実行し（ステップＳ３５０）、再度ステップＳ３００以降の処理を実行する。また、ステップＳ３３０にてバッテリ５０側の昇圧前電圧ＶＬを昇圧させる必要がないと判断されると共に、図３のステップＳ１９０と同様に昇圧後電圧指令ＶＨ＊をステップＳ１００にて入力した昇圧後電圧ＶＨに設定した上で（ステップＳ４００）、昇圧コンバータ５５を昇圧動作させるためのスイッチング制御を実行することなく、再度ステップＳ１００以降の処理を実行する。
【００４９】
一方、ステップＳ３２０にてモータＭＧ１の目標動作点とモータＭＧ２の目標動作点との何れかが共振域に含まれると判断された場合には、ステップＳ３００にて入力した変調率Ｋｍｄ１およびＫｍｄ２の何れか一方が予め定められた閾値Ｋｓｉを上回っているか否かを判定する（ステップＳ３６０）。ここで、閾値Ｋｓｉは、正弦波ＰＷＭ制御方式における変調率の最大値またはそれよりも多少小さい値とされ、ステップＳ３６０にて変調率Ｋｍｄ１およびＫｍｄ２の何れか一方が閾値Ｋｓｉを上回っていると判断された場合には、インバータ４１および４２の少なくとも何れか一方が過変調ＰＷＭ制御方式または矩形波制御方式を用いて制御されていることになる。このため、ステップＳ３６０にて肯定判断がなされた場合には、更にステップＳ１００にて入力した昇圧前電圧ＶＬとステップＳ３１０にて設定した目標昇圧後電圧ＶＨｔａｇとに基づいて、バッテリ５０側の昇圧前電圧ＶＬが昇圧されることになるか否かを判定し（ステップＳ３７０）、バッテリ５０側の昇圧前電圧ＶＬが昇圧されない場合には、目標昇圧後電圧ＶＨｔａｇを例えばバッテリ５０の定格電圧よりも高い所定値Ｖ１に再設定すると共に（ステップＳ３８０）、インバータ４１，４２の制御方式を正弦波ＰＷＭ制御方式とすべく制御方式フラグＦｍｏｄ１およびＦｍｏｄ２をそれぞれ値０に設定する（ステップＳ３９０）。また、ステップＳ３７０にてバッテリ５０側の昇圧前電圧ＶＬが昇圧されることになると判断された場合には、ステップＳ３８０の処理をスキップした後、制御方式フラグＦｍｏｄ１およびＦｍｏｄ２をそれぞれ値０に設定する（ステップＳ３９０）。こうしてステップＳ３９０の処理が実行された後には、ステップＳ３８０の実行の有無に拘わらずステップＳ３３０にてバッテリ５０側の昇圧前電圧ＶＬを昇圧させるべきと判断され、ステップＳ３４０およびＳ３５０の処理が実行された後、再度ステップＳ３００以降の処理が実行されることになる。そして、ステップＳ３９０にて制御方式フラグＦｍｏｄ１およびＦｍｏｄ２の双方が値０に設定された場合には、モータＭＧ１およびＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に応じたトルクを出力するように正弦波ＰＷＭ制御方式を用いてインバータ４１，４２が制御されることになる。
【００５０】
このような変形例にかかる図６の昇圧制御ルーチンを用いても、モータＭＧ１またはＭＧ２の目標動作点が共振域に含まれるときに制御精度に優れる正弦波ＰＷＭ制御方式を用いることにより、昇圧コンバータ５５や平滑コンデンサ５７，５９に過大な電圧が作用したり過大な電流が流れてしまったりしないようにインバータ４１，４２をより適正に制御することが可能となる。更に、図６の昇圧制御ルーチンによれば、正弦波ＰＷＭ制御方式を用いてインバータ４１，４２が制御されている最中にモータＭＧ１またはＭＧ２の目標動作点が共振域に含まれると直ちに昇圧コンバータ５５による昇圧が実行されることから、制御方式を過変調ＰＷＭ制御方式や矩形波制御方式に移行させることなくそのまま正弦波ＰＷＭ制御方式を用いてインバータ４２，４２をより適正に制御することが可能となる。また、モータＭＧ１またはＭＧ２の目標動作点が共振域に含まれるときにインバータ４１，４２に供給される電圧（昇圧後電圧ＶＨ）を昇圧した上で正弦波ＰＷＭ制御方式を用いてインバータ４１，４２を制御することにより、変調率Ｋｍｄが比較的小さい正弦波ＰＷＭ制御方式を用いてもモータＭＧ１，ＭＧ２の出力を良好に確保することが可能となる。更に、図６の昇圧制御ルーチンによれば、共振域をより精度よく定めておくことにより、モータＭＧ１またはＭＧ２の目標動作点が共振域に含まれたことによる昇圧コンバータ５５の昇圧を必要最小限にすることが可能となり、それによりモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動制御に伴うエネルギ効率をより向上させることができる。従って、図６の昇圧制御ルーチンを採用しても、昇圧コンバータ５５での共振の発生に起因した過電圧や過電流といった不具合の発生を抑制しつつモータＭＧ１，ＭＧ２の出力やエネルギ効率の向上を図ることが可能となる。
【００５１】
図８は、本発明の他の変形例を説明するためのものであり、モータＭＧ１またはＭＧ２の動作点とインバータ４１または４２の制御方式との関係を例示する説明図である。同図に示す関係を用いてインバータ４１，４２が制御される場合にも、昇圧コンバータ５５によりバッテリ５０側の昇圧前電圧ＶＬが昇圧されるときにのみ用いられる矩形波制御方式の適用範囲を非昇圧領域を拡大して昇圧コンバータ５５にバッテリ５０側の昇圧前電圧ＶＬを昇圧させる機会を減らしてもモータＭＧ１，ＭＧ２の出力を確保することが可能となり、モータＭＧ１，ＭＧ２の駆動制御に伴うエネルギ効率をより向上させることができる。ここで、昇圧コンバータ５５のリアクトルＬのインピーダンスや平滑コンデンサ５７，５９の静電容量といったパラメータが変化すれば、それに応じて昇圧コンバータ５５で共振が発生するときのモータＭＧ１，ＭＧ２の動作点を含む共振域も変化する。従って、図８に示すように上記共振域が非昇圧領域であってインバータ４１，４２が正弦波ＰＷＭ制御方式を用いて制御される領域に含まれるように昇圧コンバータ５５のリアクトルＬや平滑コンデンサ５７，５９の諸元を定めることが可能である。これにより、モータＭＧ１またはＭＧ２の目標動作点が共振域に含まれるときに、昇圧コンバータ５５にバッテリ５０側の昇圧前電圧ＶＬを昇圧させることなくモータＭＧ１，ＭＧ２からの出力を充分に確保すると共に、制御精度に優れる正弦波ＰＷＭ制御方式を用いることで昇圧コンバータ５５や平滑コンデンサ５７，５９に過大な電圧が作用したり過大な電流が流れてしまったりしないようにインバータ４１，４２をより適正に制御することができる。従って、このように共振域が非昇圧領域であってインバータ４１，４２が正弦波ＰＷＭ制御方式を用いて制御される領域に含まれるように昇圧コンバータ５５のリアクトルＬや平滑コンデンサ５７，５９の諸元を定めても、昇圧コンバータ５５での共振の発生に起因した過電圧や過電流といった不具合の発生を抑制しつつモータＭＧ１，ＭＧ２の出力やエネルギ効率の向上を図ることが可能となる。なお、共振域を非昇圧領域であってインバータ４１，４２が正弦波ＰＷＭ制御方式を用いて制御される領域に含ませるためには、基本的に平滑コンデンサ５７の静電容量をより大きくすればよい。
【００５２】
図９は、本発明の更に他の変形例を説明するためのものであり、図８に例示する関係に従って非昇圧領域と昇圧領域との双方でインバータ４１，４２の制御方式として正弦波ＰＷＭ制御方式と過変調ＰＷＭ制御方式と矩形波制御方式とが選択的に用いられるハイブリッド自動車において、モータＭＧ２用のインバータ４２を矩形波制御方式を用いて制御するときにモータＥＣＵ４０により所定時間おきに実行される弱め界磁制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【００５３】
図９の弱め界磁制御ルーチンの開始に際して、モータＥＣＵ４０の図示しないＣＰＵは、ハイブリッドＥＣＵ７０からのモータＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ２＊やモータＭＧ２の現在の回転数Ｎｍ２、昇圧後電圧ＶＨ、インバータ４２の変調率Ｋｍｄ２といった制御に必要なデータの入力処理を実行する（ステップＳ５００）。なお、変調率Ｋｍｄ２は、上記式（１）〜（３）に従って求められるものである。次いで、モータＭＧ２の目標動作点（トルク指令Ｔｍ２＊および回転数Ｎｍ２）が予め定められている昇圧コンバータ５５で共振が発生するときのモータＭＧ２の動作点を含む領域である共振域に含まれるか否かを判定する（ステップＳ５１０）。そして、モータＭＧ２の目標動作点が共振域に含まれていない場合には、通常の弱め界磁制御を実行し（ステップＳ５２０）、再度ステップＳ５００以降の処理を実行する。なお、ステップＳ５２０における「通常の弱め界磁制御」とは、予め定められた条件に従って必要に応じてインバータ４１，４２に供給される電圧である昇圧後電圧ＶＨがモータＭＧ１，ＭＧ２で発生する誘起電圧よりも高くなるように弱め界磁電流（ｄ軸電流）を調整するものであり、主に昇圧領域において矩形波制御方式が用いられるときに実行される。一方、ステップＳ５１０にてモータＭＧ２の目標動作点が共振域に含まれると判断された場合には、ステップＳ５００にて入力した変調率Ｋｍｄ２が予め定められた閾値Ｋｓｉ以下であるか否かを判定する（ステップＳ５３０）。閾値Ｋｓｉは、正弦波ＰＷＭ制御方式における変調率の最大値またはそれより多少小さい値とされ、ステップＳ５３０にて変調率Ｋｍｄ２が閾値Ｋｓｉを上回っていると判断された場合には、共振時用の弱め界磁制御を実行し（ステップＳ５５０）、再度ステップＳ５００以降の処理を実行する。ここで、ステップＳ５４０における「共振時用の弱め界磁制御」とは、通常の弱め界磁制御よりも電流位相を進めるべく弱め界磁電流（ｄ軸電流値）を増加させるものである。そして、ステップＳ５３０にて変調率Ｋｍｄ２が閾値Ｋｓｉ以下になったと判断された場合には、モータＭＧ２の誘起電圧が充分に低下し、正弦波ＰＷＭ制御方式の使用が可能となることから、制御方式フラグＦｍｏｄ２を値０に設定した上で（ステップＳ５４０）、共振時用の弱め界磁制御を実行し（ステップＳ５５０）、再度ステップＳ５００以降の処理を実行する。
【００５４】
このような図９の弱め界磁制御ルーチンが実行されることにより、昇圧コンバータ５５によりバッテリ５０側の昇圧前電圧ＶＬが昇圧されていない状態で矩形波制御方式または過変調ＰＷＭ制御方式を用いてインバータ４２が制御されている最中にモータＭＧ２の目標動作点が共振域に含まれるときには、矩形波制御方式または過変調ＰＷＭ制御方式を用いると共に弱め界磁電流の増加（ステップＳ５５０）を伴ってインバータ４２が制御されると共に、矩形波制御方式または過変調ＰＷＭ制御方式から正弦波ＰＷＭ制御方式への移行が可能になると（ステップＳ５３０，Ｓ５４０）、正弦波ＰＷＭ制御方式を用いてインバータ４２が制御されることになる。このように矩形波制御方式または過変調ＰＷＭ制御方式の使用中にモータＭＧ２の目標動作点が共振域に含まれるときに、そのまま矩形波制御方式または過変調ＰＷＭ制御方式を用いると共に弱め界磁電流の増加を伴ってインバータ４２を制御すれば、モータＭＧ２の誘起電圧（端子間電圧）を低下させることができるので、昇圧コンバータ５５にバッテリ５０側の昇圧前電圧ＶＬを昇圧させることなく制御方式を正弦波ＰＷＭ制御方式へと移行させることが可能となる。そして、モータＭＧ２の誘起電圧が充分に低下した段階から正弦波ＰＷＭ制御方式を用いることにより、昇圧コンバータ５５や平滑コンデンサ５７，５９に過大な電圧が作用したり過大な電流が流れてしまったりしないようにインバータ４２をより適正に制御すると共にモータＭＧ２からの出力を充分に確保することができる。従って、図９の弱め界磁制御ルーチンを採用しても、昇圧コンバータ５５での共振の発生に起因した過電圧や過電流といった不具合の発生を抑制しつつモータＭＧ２の出力やエネルギ効率の向上を図ることが可能となる。
【００５５】
なお、上記実施例のハイブリッド自動車２０では、車軸としてのリングギヤ軸３２ａとモータＭＧ２とがモータＭＧ２の回転数を減速してリングギヤ軸３２ａに伝達する減速ギヤ３５を介して連結されているが、減速ギヤ３５の代わりに、例えばＨｉ，Ｌｏの２段の変速段あるいは３段以上の変速段を有したモータＭＧ２の回転数を変速してリングギヤ軸３２ａに伝達する変速機を採用してもよい。また、実施例のハイブリッド自動車２０は、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａに接続された車軸に出力するものであるが、本発明の適用対象はこれに限られるものでもない。すなわち、本発明は、図１０に示す変形例としてのハイブリッド自動車１２０のように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａに接続された車軸（車輪３９ａ，３９ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図１０における車輪３９ｃ，３９ｄに接続された車軸）に出力するものに適用されてもよい。更に、実施例のハイブリッド自動車２０は、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して車輪３９ａ，３９ｂに接続される車軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものであるが、本発明の適用対象は、これに限られるものでもない。すなわち、本発明は、図１１に示す変形例としてのハイブリッド自動車２２０のように、エンジン２２のクランクシャフトに接続されたインナーロータ２３２と車輪３９ａ，３９ｂに動力を出力する車軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を車軸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を備えたものに適用されてもよい。また、エンジン２２は、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料の供給を受けて動力を出力する内燃機関以外の水素エンジンといったような他の形式のものであってもよく、モータＭＧ１，ＭＧ２は、同期発電電動機以外の誘導電動機といったような他の形式のものであってもよい。
【００５６】
ここで、上記実施例や変形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しておく。すなわち、上記実施例等において、バッテリ５０が「直流電源」に相当し、モータＭＧ１，ＭＧ２が「電動機」に相当し、インバータ４１，４２が「電動機駆動回路」に相当し、昇圧コンバータ５５および平滑コンデンサ５７．５９が「電圧調整手段」に相当し、図３や図６のルーチンを実行するモータＥＣＵ４０が「電圧制御手段」に相当し、インバータ４１，４２を制御したり、図９のルーチンを実行したりするモータＥＣＵ４０が「駆動回路制御手段」に相当する。ただし、これら実施例および変形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最良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。すなわち、実施例はあくまで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ず、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の解釈は、その欄の記載に基づいて行なわれるべきものである。
【００５７】
以上、実施例を用いて本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施例に何ら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、様々な変更をなし得ることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、電動機駆動制御装置やそれを備えた車両の製造産業等において利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施例に係る車両としてのハイブリッド自動車２０の概略構成図である。
【図２】モータＭＧ１およびＭＧ２を含む電気駆動系の概略構成図である。
【図３】実施例のモータＥＣＵ４０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】目標昇圧後電圧設定用マップの一例を示す説明図である。
【図５】制御方式設定用マップの一例を示す説明図である。
【図６】実施例のモータＥＣＵ４０により実行され得る他の昇圧制御ルーチンを例示するフローチャートである。
【図７】目標昇圧後電圧設定用マップの他の例を示す説明図である。
【図８】本発明の変形例におけるモータの動作点とインバータの制御方式との関係を例示する説明図である。
【図９】実施例のモータＥＣＵ４０により実行される弱め界磁制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図１０】変形例に係るハイブリッド自動車１２０の概略構成図である。
【図１１】変形例に係るハイブリッド自動車２２０の概略構成図である。
【符号の説明】
【００６０】
２０，１２０，２２０  ハイブリッド自動車、２２  エンジン、２４  エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６  クランクシャフト、２８  ダンパ、３０  動力分配統合機構、３１  サンギヤ、３２  リングギヤ、３２ａ  リングギヤ軸、３３  ピニオンギヤ、３４  キャリア、３５  減速ギヤ、３７  ギヤ機構、３８  デファレンシャルギヤ、３９ａ〜３９ｄ  車輪、４０  モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２  インバータ、４３，４４  回転位置検出センサ、５０  バッテリ、５１  温度センサ、５２  バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４  電力ライン、５４ａ  正極母線、５４ｂ  負極母線、５５  昇圧コンバータ、５６  システムメインリレー、５７，５９  平滑コンデンサ、７０  ハイブリッド用電子制御ユニット（ハイブリッドＥＣＵ）、７２  ＣＰＵ、７４  ＲＯＭ、７６  ＲＡＭ、８０  イグニッションスイッチ、８１  シフトレバー、８２  シフトポジションセンサ、８３  アクセルペダル、８４  アクセルペダルポジションセンサ、８５  ブレーキペダル、８６  ブレーキペダルストロークセンサ、８７  車速センサ、９１  第１電圧センサ、９２  第２電圧センサ、９３  第３電圧センサ、２３０  対ロータ電動機、２３２  インナーロータ、２３４  アウターロータ、Ｄ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６，Ｄ３１，Ｄ３２  ダイオード、Ｌ  リアクトル、ＭＧ１，ＭＧ２  モータ、Ｔ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜２６，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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【図１０】
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【図１１】
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