(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータを駆動する駆動回路と、
前記モータの出力トルクを第１のトルク指令に追従させるように前記駆動回路を制御するモータ駆動制御回路と、
電源からの電力を電圧変換して前記駆動回路に入力する電圧変換器と、
出力電圧が電圧指令と一致するように前記電圧変換を制御する電圧変換制御回路とを備え、
前記モータ駆動制御回路は、
前記モータの出力トルクの脈動を抑制するための制振トルクについて、前記モータの駆動時に想定される出力トルクの変動範囲を包含するように、前記モータの回転数変動成分とは独立した所定トルクを上限値とした設定範囲を予め設けておくとともに、前記制振トルクを前記設定範囲内にて前記モータの回転数変動成分に基づいて生成し、かつ、生成した前記制振トルクを目標駆動トルクに加算して前記第１のトルク指令とする第１の制振制御部を含み、
前記電圧変換制御回路は、前記所定トルクからなる前記制振トルクの上限値を前記目標駆動トルクに加算した結果に基づいて、前記電圧指令を決定する、モータ駆動装置。
【請求項２】
前記電圧変換器と前記駆動回路との間に配され、変換した直流電圧を平滑化して前記駆動回路に入力する電荷蓄積部をさらに備える、請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項３】
前記電圧変換制御回路は、
前記制振トルクの上限値を前記目標駆動トルクに加算して第２のトルク指令とする第２の制振制御部と、
前記第２のトルク指令および前記モータの回転数に応じて前記電圧指令を決定し、前記電圧指令に従って前記電圧変換を制御する電圧変換制御部とを含み、
前記第２の制振制御部は、前記モータの回転数が高くなるに従って前記制振トルクの上限値が低くなるように、前記制振トルクの上限値を設定する、請求項１または請求項２に記載のモータ駆動装置。
【請求項４】
前記第２の制振制御部は、前記目標駆動トルクおよび前記モータの回転数の時間的変化率に応じて制振制御の実行または停止を指令する制振制御指令部を含み、前記制振制御の停止が指令されたことに応じて、前記目標駆動トルクを直接的に前記第２のトルク指令とする、請求項３に記載のモータ駆動装置。
【請求項５】
前記制振制御指令部は、前記電源の入出力電力制限値が所定のしきい値よりも低いとき、前記制振制御の実行のみを指令する、請求項４に記載のモータ駆動装置。
【請求項６】
前記電源の温度を検出する電源温度検出部をさらに備え、
前記制振制御指令部は、検出された前記電源の温度が所定温度よりも低いことに応じて、前記電源の入出力電力制限値が前記所定のしきい値よりも低いと判定する、請求項５に記載のモータ駆動装置。
【請求項７】
車両の駆動トルクを発生するモータを駆動する駆動回路と、
前記モータの出力トルクを第１のトルク指令に追従させるように前記駆動回路を制御するモータ駆動制御回路と、
電源からの電力を電圧変換して前記駆動回路に入力する電圧変換器と、
出力電圧が電圧指令に一致するように前記電圧変換を制御する電圧変換制御回路とを備え、
前記モータ駆動制御回路は、前記モータの出力トルクの脈動を抑制するための制振トルクについて、前記モータの駆動時に想定される出力トルクの変動範囲を包含するように、前記モータの回転数変動成分とは独立した所定トルクを上限値とした設定範囲を予め設けておくとともに、前記制振トルクを前記設定範囲内にて前記モータの回転数変動成分に基づいて生成し、かつ、生成した前記制振トルクを目標駆動トルクに加算して前記第１のトルク指令とする第１の制振制御部を含み、
前記電圧変換制御回路は、
前記所定トルクからなる前記制振トルクの上限値を前記目標駆動トルクに加算して第２のトルク指令とする第２の制振制御部と、
前記第２のトルク指令に応じて前記電圧指令を決定し、前記電圧指令に従って前記電圧変換を制御する電圧変換制御部とを含み、
前記第２の制振制御部は、前記車両の状態に応じて前記制振トルクの上限値を可変とする、モータ駆動装置。
【請求項８】
前記第２の制振制御部は、車速が高くなるに従って前記制振トルクの上限値が低くなるように、前記制振トルクの上限値を設定する、請求項７に記載のモータ駆動装置。
【請求項９】
前記第２の制振制御部は、前記目標駆動トルクの時間的変化率に応じて前記制振トルクの上限値を可変とする、請求項７に記載のモータ駆動装置。
【請求項１０】
前記第２の制振制御部は、前記目標駆動トルクの時間的変化率が高くなるに従って前記制振トルクの上限値が高くなるように、前記制振トルクの上限値を設定する、請求項９に記載のモータ駆動装置。
【請求項１１】
前記車両は、前記モータとは独立の駆動源によって前記車両の駆動トルクを発生する内燃機関を有し、
前記第２の制振制御部は、前記内燃機関の始動または停止時において前記制振トルクの上限値が相対的に高くなるように、前記制振トルクの上限値を設定する、請求項７に記載のモータ駆動装置。
【請求項１２】
前記第２の制振制御部は、前記制振トルクの上限値の増加時において、前記制振トルクの上限値を前記電圧変換器の有する時定数を超えないように設定された第１の変化率で増加させ、かつ、前記制振トルクの上限値の減少時において、前記制振トルクの上限値を前記第１の変化率よりも低い第２の変化率で減少させる、請求項７に記載のモータ駆動装置。
【請求項１３】
前記第２の制振制御部は、
前記目標駆動トルクおよび前記モータの回転数の時間的変化率に応じて制振制御の実行または停止を指令する制振制御指令部と、
前記制振制御の実行時において、前記モータの回転数と目標回転数との偏差が零となるように前記第２のトルク指令をフィードバック制御するフィードバック制御部と、
前記フィードバック制御において前記偏差に乗算されるゲインを前記車両の状態に応じて調整し、かつ、前記制振制御の停止が指令されたことに応じて、前記ゲインを略零に向かって漸減させるフィードバックゲイン調整部とを含み、
前記制振制御の停止が指令されたことに応じて、前記制振トルクの上限値を前記ゲインの変化率よりも低い変化率で減少させ、かつ、前記ゲインが略零に達したことに応じて、前記制振トルクの上限値を略零に設定する、請求項７に記載のモータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、モータ駆動装置に関し、特に、出力トルクの制振制御機能を備えたモータ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、環境に配慮した自動車として、ハイブリッド自動車（Hybrid Vehicle）および電気自動車（Electric Vehicle）が注目されている。ハイブリッド自動車は、従来のエンジンに加え、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。つまり、エンジンを駆動することにより動力源を得るとともに、直流電源からの直流電圧をインバータによって交流電圧に変換し、その変換した交流電圧によりモータを回転することによって動力源を得るものである。
【０００３】
また、電気自動車は、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。
【０００４】
このようなハイブリッド自動車または電気自動車に搭載されるモータ駆動装置においては、モータの出力トルクをトルク指令に高精度に合致させ、トルク制御のずれによって生じる車両の振動を抑える制振制御技術が採用されている（たとえば特許文献１参照）。これによれば、モータ駆動装置に与えられるトルク指令は、本来モータが要求される出力トルクに対して、モータ回転数のうねり成分等に基づいて生成した制振トルクを加算したものとされる。この加算結果を最終的なトルク指令としてモータを駆動制御することにより、トルクの脈動成分が相殺され、結果として車両の振動を抑えることができる。
【特許文献１】特開２００５−１９８４０２号公報
【特許文献２】特開平１０−６６３８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、一部のタイプのハイブリッド自動車においては、モータを高効率で駆動するために、モータを駆動制御するモータ駆動装置に入力された直流電圧のレベル変換機能を持たせて、モータ駆動のための印加電圧（以下、「モータ駆動電圧」とも称する）をモータの動作状態（回転数・トルク等）に応じて調節可能とした構成が採用されている。特に、昇圧機能を持たせて、モータ駆動電圧を入力直流電圧よりも高くすることにより、直流電圧源としてのバッテリの小型化および、高圧化に伴なう電力損失低減によって、モータの高効率化が可能となる。
【０００６】
たとえば、特許文献２には、バッテリからの直流電圧を昇圧コンバータによって昇圧してモータ駆動電圧を発生し、その発生したモータ駆動電圧をインバータで交流電圧に変換して車両走行用のモータを駆動制御する構成が開示されている。この構成では、モータ駆動電圧の目標値、すなわち、昇圧コンバータの電圧指令は、モータ回転数およびトルク指令に基づいて決定される。
【０００７】
ここで、上述した制振制御の実行時において、昇圧コンバータの電圧指令の決定にトルク指令が用いられる場合を考える。制振制御におけるトルク指令は、本来の要求トルクに制振トルクが加算されたものであり、回転数のうねり成分を反映して振動的な波形を有している。そのため、かかるトルク指令を基に決定された電圧指令は、トルク指令と同様に振動することになる。そして、かかる電圧指令の振動は、昇圧コンバータに昇圧動作と降圧動作とを頻繁に繰り返させることになる。この結果、昇圧コンバータに生じる電力損失が増加し、モータ駆動装置のシステム効率が低下してしまう。
【０００８】
また、特許文献２に示されるように、上記の構成では、昇圧コンバータの出力側には、モータ駆動電圧を安定化させるための平滑用のコンデンサを設ける必要がある。このため、電圧指令が振動すると、平滑用コンデンサの保持電圧も変動し、その蓄積電力も変動する。したがって、電圧指令の振動に応じて昇圧動作と降圧動作とが頻繁に繰り返されると、昇圧コンバータには、交流モータＭ１の消費／発電電力のみならず平滑用コンデンサの蓄積電力変動分が授受されることとなる。この結果、昇圧コンバータには比較的大きな電流が通過することになる。このような電流が過大となると、昇圧コンバータを構成するスイッチング素子を破壊するおそれがある。また、昇圧コンバータにおける通過電流の増大は、電力損失を増加させるため、モータの高効率化を阻む要因となり得る。
【０００９】
それゆえ、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、昇圧コンバータの通過電流を増大させることなく制振制御を実行可能なモータ駆動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明によれば、モータ駆動装置は、モータを駆動する駆動回路と、モータの出力トルクを第１のトルク指令に追従させるように駆動回路を制御するモータ駆動制御回路と、電源からの電力を電圧変換して駆動回路に入力する電圧変換器と、出力電圧が電圧指令と一致するように電圧変換を制御する電圧変換制御回路とを備える。モータ駆動制御回路は、モータの出力トルクの脈動を抑制するための制振トルクを生成し、生成した制振トルクを目標駆動トルクに加算して第１のトルク指令とする第１の制振制御部を含む。電圧変換制御回路は、第１の制振制御部が設定可能な前記制振トルクの上限値に基づいて電圧指令を決定し、電圧指令に従って前記電圧変換を制御する。
【００１１】
上記のモータ駆動装置によれば、電圧変換制御部において電圧指令の決定に用いられるトルク指令は、制振トルクの上限値に固定された制振トルクに基づいて設定されるため、電圧指令が制振トルクに追随して振動するのが抑えられる。これにより、電圧変換器を通過する電流の増大が抑えられ、電力損失を低減させることができる。さらに、電圧指令は第１のトルク指令で指定されたトルクを出力するのに必要なモータ駆動電圧を常に満たすことから、制振制御を安定して行なうことができる。
【００１２】
好ましくは、モータ駆動装置は、電圧変換器と駆動回路との間に配され、変換した直流電圧を平滑化して駆動回路に入力する電荷蓄積部をさらに備える。
【００１３】
上記のモータ駆動装置によれば、電荷蓄積部における蓄積電力の変動が抑えられるため、電圧変換器の通過電流が増大するのを防止することができる。
【００１４】
好ましくは、電圧変換制御回路は、制振トルクの上限値を目標駆動トルクに加算して第２のトルク指令とする第２の制振制御部と、第２のトルク指令およびモータの回転数に応じて電圧指令を決定し、電圧指令に従って電圧変換を制御する電圧変換制御部とを含む。第２の制振制御部は、モータの回転数が高くなるに従って制振トルクの上限値が低くなるように、制振トルクの上限値を設定する。
【００１５】
上記のモータ駆動装置によれば、制振トルクの上限値をモータ回転数に応じて可変とすることにより、高いモータ回転数での電圧指令は、制振トルクの上限値を固定としたときに対して相対的に低い電圧に設定される。これにより、電圧変換器における通過電流の増大を抑制することができ、電圧変換器の保護および電力損失の低減を実現することができる。また、モータの高回転領域まで電源の入出力制限を遵守することができ、電源を過大な電力による充放電から保護することが可能となる。
【００１６】
好ましくは、第２の制振制御部は、目標駆動トルクおよびモータの回転数の時間的変化率に応じて制振制御の実行または停止を指令する制振制御指令部を含む。第２の制振制御部は、制振制御の停止が指令されたことに応じて、目標駆動トルクを直接的に第２のトルク指令とする。
【００１７】
上記のモータ駆動装置によれば、制振制御が有効でない期間には目標駆動トルクに制振トルクを加算しない構成とすることにより、常に制振トルクの上限値を加算したときと比較して、当該期間において無駄に高い電圧指令によって昇圧動作が行なわれるのを防止することができる。これにより、電圧変換器の電力損失が低減されるため、モータ駆動効率の更なる向上を図ることができる。
【００１８】
好ましくは、制振制御指令部は、電源の入出力電力制限値が所定のしきい値よりも低いとき、制振制御の実行のみを指令する。
【００１９】
上記のモータ駆動装置によれば、制振制御の実行と停止とが切換えられるタイミングにおいて電源に発生し得る電圧サージを防止することができる。
【００２０】
好ましくは、モータ駆動装置は、電源の温度を検出する電源温度検出部をさらに備える。制振制御指令部は、検出された電源の温度が所定温度よりも低いことに応じて、電源の入出力電力制限値が所定のしきい値よりも低いと判定する。
【００２１】
上記のモータ駆動装置によれば、電源が低温時には制振制御を継続して実行することにより、容易に電源における電圧サージの発生を防止することができる。
【００２２】
この発明によれば、モータ駆動装置は、車両の駆動トルクを発生するモータを駆動する駆動回路と、モータの出力トルクを第１のトルク指令に追従させるように駆動回路を制御するモータ駆動制御回路と、電源からの電力を電圧変換して駆動回路に入力する電圧変換器と、出力電圧が電圧指令に一致するように電圧変換を制御する電圧変換制御回路とを備える。モータ駆動制御回路は、モータの出力トルクの脈動を抑制するための制振トルクを生成し、生成した制振トルクを目標駆動トルクに加算して第１のトルク指令とする第１の制振制御部を含む。電圧変換制御回路は、第１の制振制御部が設定可能な制振トルクの上限値に基づいて第２のトルク指令を設定する第２の制振制御部と、第２のトルク指令に応じて電圧指令を決定し、電圧指令に従って電圧変換を制御する電圧変換制御部とを含む。第２の制振制御部は、車両の状態に応じて制振トルクの上限値を可変とする。
【００２３】
上記のモータ駆動装置によれば、車両の状態に適応した制振制御が行なわれるように制振トルクの上限値を変化させることにより、制振トルクの発生に必要なモータ駆動電圧よりも電圧指令が無駄に高く設定されるのを回避することができる。これにより、制振制御の安定性を確保しつつ、電圧変換器の電力損失およびモータ損失を低減することができる。この結果、モータ駆動装置のシステム効率が高められるため、車両の燃費向上を実現することができる。
【００２４】
好ましくは、第２の制振制御部は、車速が高くなるに従って制振トルクの上限値が低くなるように、制振トルクの上限値を設定する。
【００２５】
上記のモータ駆動装置によれば、車速が高いときには、トルク脈動が相対的に少なく、要求される制振トルクも小さいことから、制振トルクを制振制御に必要最小限の低トルクに設定することにより、車両の振動を抑制しつつ、電圧変換器の電力損失およびモータ損失を低減することができる。
【００２６】
好ましくは、第２の制振制御部は、目標駆動トルクの時間的変化率に応じて制振トルクの上限値を可変とする。
【００２７】
より好ましくは、第２の制振制御部は、目標駆動トルクの時間的変化率が高くなるに従って制振トルクの上限値が高くなるように、制振トルクの上限値を設定する。
【００２８】
上記のモータ駆動装置によれば、トルク脈動の大小は、目標駆動トルクの時間的変化率に左右されることから、制振トルクを常にトルク脈動の抑制に適当なトルクに設定することができる。これにより、車両の振動を抑制しつつ、電圧変換器の電力損失およびモータ損失を低減することができる。
【００２９】
好ましくは、車両は、モータとは独立の駆動源によって車両の駆動トルクを発生する内燃機関を有する。第２の制振制御部は、第２の制振制御部は、内燃機関の始動または停止時において制振トルクの上限値が相対的に高くなるように、制振トルクの上限値を設定する。
【００３０】
上記のモータ駆動装置によれば、トルク脈動が相対的に大きくなる内燃機関の始動または停止時において、制振制御を効果的に行なうことができる。
【００３１】
好ましくは、第２の制振制御部は、制振トルクの上限値の増加時において、制振トルクの上限値を電圧変換器の有する時定数を超えないように設定された第１の変化率で増加させ、かつ、制振トルクの上限値の減少時において、制振トルクの上限値を第１の変化率よりも低い第２の変化率で減少させる。
【００３２】
上記のモータ駆動装置によれば、モータ駆動電圧が電圧指令に満たないことによるトルク不足を解消して、制振制御の応答性を高めることができる。また、制振トルクを緩やかに減少させることにより、制振トルクの急減によって出力トルクに不連続部分が生じるのを防止することができる。
【００３３】
好ましくは、第２の制振制御部は、目標駆動トルクおよびモータの回転数の時間的変化率に応じて制振制御の実行または停止を指令する制振制御指令部と、制振制御の実行時において、モータの回転数と目標回転数との偏差が零となるように第２のトルク指令をフィードバック制御するフィードバック制御部と、フィードバック制御において偏差に乗算されるゲインを車両の状態に応じて調整し、かつ、制振制御の停止が指令されたことに応じて、ゲインを略零に向かって漸減させるフィードバックゲイン調整部とを含む。第２の制振制御部は、制振制御の停止が指令されたことに応じて、制振トルクの上限値をゲインの変化率よりも低い変化率で減少させ、かつ、ゲインが略零に達したことに応じて、制振トルクの上限値を略零に設定する。
【００３４】
上記のモータ駆動装置によれば、制振制御が実質的に停止したタイミングで制振トルクも強制的に略零に設定することにより、無駄な昇圧を防止して、電圧変換器における電力損失をより一層低減することができる。
【発明の効果】
【００３５】
この発明によれば、制振制御の実行時において、電圧変換器の電圧指令の決定に用いられるトルク指令は制振トルクの上限値に固定された制振トルクに基づいて設定される。これにより、電圧指令が制振トルクに追随して振動するのが抑えられるため、電圧変換器の通過電流が増大するのを抑制することができる。
【００３６】
また、電圧指令は、制振制御で指定されたトルクを出力するのに必要なモータ駆動電圧を常に満たすことから、トルク不足に陥ることなく、制振制御を安定して行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。
【００３８】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１によるモータ駆動装置の概略ブロック図である。
【００３９】
図１を参照して、モータ駆動装置１００は、直流電源Ｂと、電圧センサ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２４と、回転位置センサ２６と、制御装置３０とを備える。
【００４０】
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。また、交流モータＭ１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、たとえばエンジンを始動し得るようなモータである。
【００４１】
昇圧コンバータ１２は、リアクトルＬ１と、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）素子Ｑ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。
【００４２】
リアクトルＬ１の一方端はバッテリＢの電源ラインに接続され、他方端はＩＧＢＴ素子Ｑ１とＩＧＢＴ素子Ｑ２との中間点、すなわち、ＩＧＢＴ素子Ｑ１のエミッタとＩＧＢＴ素子Ｑ２のコレクタとの間に接続される。
【００４３】
ＩＧＢＴ素子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。ＩＧＢＴ素子Ｑ１のコレクタは電源ラインに接続され、ＩＧＢＴ素子Ｑ２のエミッタはアースラインに接続される。また、各ＩＧＢＴ素子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に電流を流すダイオードＤ１，Ｄ２がそれぞれ配されている。
【００４４】
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とからなる。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。
【００４５】
Ｕ相アーム１５は、直列接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４からなる。Ｖ相アーム１６は、直列接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６からなる。Ｗ相アーム１７は、直列接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８からなる。また、各ＩＧＢＴ素子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。
【００４６】
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に接続されて構成される。Ｕ相コイルの他端がＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４の中間点に、Ｖ相コイルの他端がＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６の中間点に、Ｗ相コイルの他端がＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８の中間点にそれぞれ接続されている。
【００４７】
なお、昇圧コンバータ１２およびインバータ１４にそれぞれ含まれるスイッチング素子は、ＩＧＢＴ素子Ｑ１〜Ｑ８に限定されず、ＭＯＳＦＥＴ等の他のパワー素子で構成しても良い。
【００４８】
バッテリＢは、充放電可能な二次電池であり、例えば、ニッケル水素またはリチウムイオンなどからなる。また、バッテリＢに代えて、二次電池以外の充放電可能な蓄電器、例えばキャパシタを用いても良い。電圧センサ１０は、バッテリＢから出力される直流電圧Ｖｂを検出し、検出した直流電圧Ｖｂを制御装置３０へ出力する。
【００４９】
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。
【００５０】
コンデンサＣ１は、バッテリＢから供給された直流電圧Ｖｂを平滑化し、その平滑化した直流電圧Ｖｂを昇圧コンバータ１２へ出力する。
【００５１】
昇圧コンバータ１２は、バッテリＢから供給された直流電圧Ｖｂ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ＰＷＭＣを受けると、信号ＰＷＭＣによってＩＧＢＴ素子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。
【００５２】
また、昇圧コンバータ１２は、制御装置３０から信号ＰＷＭＣ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バッテリＢを充電する。
【００５３】
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Ｖｈ（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Ｖｈを制御装置３０へ出力する。
【００５４】
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ＰＷＭＩ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要求トルクを発生するように駆動される。
【００５５】
また、インバータ１４は、モータ駆動装置１００が搭載されたハイブリッド自動車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ＰＷＭＩに基づいて直流電圧に変換し、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。
【００５６】
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との回生発電を伴なう制動や、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速を減速（または加速を中止）させることを含む。
【００５７】
電流センサ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。
【００５８】
回転位置センサ２６は、交流モータＭ１の回転軸に取り付けられており、交流モータＭ１の回転子の回転角度θｎを検出して制御装置３０へ出力する。制御装置３０は、外部に設けられたＥＣＵ（Electric Control Unit）から交流モータＭ１が要求される駆動トルクの目標値（以下、目標駆動トルクとも称する）Ｔｂｔおよびモータ回転数Ｎｍを受け、電圧センサ１３から出力電圧Ｖｈを受け、電圧センサ１０から直流電圧Ｖｂを受け、電流センサ２４からモータ電流ＭＣＲＴを受ける。そして、制御装置３０は、出力電圧Ｖｈ、目標駆動トルクＴｂｔ、モータ電流ＭＣＲＴに基づいて、後述する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ＩＧＢＴ素子Ｑ３〜Ｑ８をスイッチング制御するための信号ＰＷＭＩを生成し、その生成した信号ＰＷＭＩをインバータ１４へ出力する。
【００５９】
また、制御装置３０は、インバータ１４が交流モータＭ１を駆動するとき、直流電圧Ｖｂ、出力電圧Ｖｈ、目標駆動トルクＴｂｔおよびモータ回転数ＭＲＮに基づいて、後述する方法により昇圧コンバータ１２のＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２をスイッチング制御するための信号ＰＷＭＣを生成して昇圧コンバータ１２へ出力する。
【００６０】
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。
【００６１】
図２は、図１の制御装置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、インバータ制御回路３０１と、コンバータ制御回路３０２とを含む。
【００６２】
インバータ制御回路３０１は、目標駆動トルクＴｂｔ、モータ電流ＭＣＲＴおよび出力電圧Ｖｈに基づいて、交流モータＭ１の駆動時、後述する方法によりインバータ１４のＩＧＢＴ素子Ｑ３〜Ｑ８をオン／オフする信号ＰＷＭＩを生成し、その生成した信号ＰＷＭＩをインバータ１４へ出力する。
【００６３】
また、インバータ制御回路３０１は、モータ駆動装置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、目標駆動トルクＴｂｔ、モータ電流ＭＣＲＴおよび出力電圧Ｖｈ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するための信号ＰＷＭＩを生成してインバータ１４へ出力する。
【００６４】
コンバータ制御回路３０２は、目標駆動トルクＴｂｔ、モータ回転数Ｎｍ、出力電圧Ｖｈ、直流電圧Ｖｂに基づいて、後述する方法により昇圧コンバータ１２のＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２をオン／オフするための信号ＰＷＭＣを生成し、その生成した信号ＰＷＭＣを昇圧コンバータ１２へ出力する。
【００６５】
また、コンバータ制御回路３０２は、モータ駆動装置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、目標駆動トルクＴｂｔ、モータ回転数Ｎｍ、出力電圧Ｖｈおよび直流電圧Ｖｂに基づいて、インバータ１４からの直流電圧を降圧するための信号ＰＷＭＣを生成し、その生成した信号ＰＷＭＣを昇圧コンバータ１２へ出力する。
【００６６】
図３は、図２のインバータ制御回路３０１の機能ブロック図である。
図３を参照して、インバータ制御回路３０１は、インバータ用制振制御部４０と、モータ制御用相電圧演算部４２と、インバータ用ＰＷＭ信号変換部４４とを含む。
【００６７】
インバータ用制振制御部４０は、交流モータＭ１の出力トルクに生じる脈動を抑えるために、外部ＥＣＵからの目標駆動トルクＴｂｔにトルクの振れを相殺するためのトルク（以下、制振トルクとも称する）Ｔｃを加算する。
【００６８】
制振トルクＴｃは、一例として、モータ回転数Ｎｍの検出結果から回転数の変動成分を抽出し、この抽出した変動成分と逆位相となるトルク（制振トルク）を求めることにより生成される。そして、生成された制振トルクＴｃは、外部ＥＣＵからの目標駆動トルクＴｂｔに加算され、その加算結果がトルク指令Ｔｃｍｄとして、モータ制御用相電圧演算部４２へ出力される。
【００６９】
モータ制御用相電圧演算部４２は、インバータ１４の入力電圧Ｖｈを電圧センサ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２４から受け、トルク指令Ｔｃｍｄをインバータ用制振制御部４０から受ける。そして、モータ制御用相電圧演算部４２は、これらの入力信号に基づいて、交流モータＭ１の各相のコイルに印加する電圧の操作量Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊を出力する。
【００７０】
インバータ用ＰＷＭ信号変換部４４は、モータ制御用相電圧演算部４２からの電圧の操作量Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に基づいて、実際にインバータ１４の各ＩＧＢＴ素子Ｑ３〜Ｑ８をオン／オフする信号ＰＷＭＩを生成し、その生成した信号ＰＷＭＩを各ＩＧＢＴ素子Ｑ３〜Ｑ８へ出力する。
【００７１】
これにより、各ＩＧＢＴ素子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ＭＣＲＴが制御され、トルク指令Ｔｃｍｄに応じたモータトルクが出力される。
【００７２】
図４は、図２のコンバータ制御回路３０２の機能ブロック図である。
図４を参照して、コンバータ制御回路３０２は、コンバータ用制振制御部５０と、電圧指令演算部５２と、コンバータ用デューティ比変換部５４と、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５６とを含む。
【００７３】
コンバータ用制振制御部５０は、外部ＥＣＵからの目標駆動トルクＴｂｔに制振トルクＴｃｃｔを加算して昇圧コンバータ１２の制御に用いるトルク指令Ｔｈｔを生成する。
【００７４】
このとき、コンバータ用制振制御部５０は、制振トルクＴｃｃｔを、インバータ用制振制御部４０で生成される制振トルクＴｃとは異なり、後述する方法によりモータ回転数Ｎｍに表れる回転数変動成分とは独立した所定値に設定することを特徴的な構成とする。設定された制振トルクＴｃｃｔは、外部ＥＣＵからの目標駆動トルクＴｂｔに加算され、その加算結果がトルク指令Ｔｈｔとして、電圧指令演算部５２へ出力される。
【００７５】
電圧指令演算部５２は、コンバータ用制振制御部５０からのトルク指令Ｔｈｔおよび外部ＥＣＵからのモータ回転数Ｎｍに基づいてインバータ入力電圧Ｖｈの最適値（目標値）、すなわち電圧指令Ｖｈｔを演算し、その演算した電圧指令Ｖｈｔをコンバータ用デューティ比演算部５４へ出力する。
【００７６】
コンバータ用デューティ比演算部５４は、電圧センサ１０から直流電圧Ｖｂを受け、電圧センサ１３から電圧Ｖｈ（＝インバータ入力電圧）を受け、電圧指令演算部５２から電圧指令Ｖｈｔを受ける。そして、コンバータ用デューティ比演算部５４は、直流電圧Ｖｂに基づいて、インバータ入力電圧Ｖｈを電圧指令Ｖｈｔに設定するためのデューティ比ＤＲを演算し、その演算したデューティ比ＤＲをコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５６へ出力する。
【００７７】
コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５６は、コンバータ用デューティ比演算部５４からのデューティ比ＤＲに基づいて昇圧コンバータ１２のＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２をオン／オフするための信号ＰＷＭＣを生成し、その生成した信号ＰＷＭＣを昇圧コンバータ１２へ出力する。
【００７８】
図５は、図４のコンバータ用制振制御部５０の機能ブロック図である。
図５を参照して、コンバータ用制振制御部５０は、コンバータ用制振トルク設定部５０１と、加算器５０２とを含む。
【００７９】
コンバータ用制振トルク設定部５０１は、制振トルクＴｃｃｔを予め設定された所定値に固定して出力する。所定値は、制振制御において設定可能な制振トルクＴｃの上限値Ｔｃ＿ｍａｘに設定される。なお、制振トルク上限値Ｔｃ＿ｍａｘとは、制振制御の安定性を考慮して制振トルクＴｃについて予め設定されたものである。
【００８０】
すなわち、コンバータ制御用の制振トルクＴｃｃｔは、インバータ用制振制御部４０で生成される制振トルクＴｃがモータ回転数Ｎｍに応じた可変値であるのに対して、モータ回転数Ｎｍとは独立した固定値となる。
【００８１】
このように制振トルクＴｃｃｔを制振トルク上限値Ｔｃ＿ｍａｘに固定したのは、以下の理由による。
【００８２】
図６は、トルク指令Ｔｈｔと電圧指令Ｖｈｔとの関係を説明するための図である。
図６を参照して、外部ＥＣＵから与えられる目標駆動トルクＴｂｔは、直線ＬＮ１で示すように単調増加する波形を示すものとする。そして、この目標駆動トルクＴｂｔに対して、モータ回転数Ｎｍの変動成分を基に生成された制振トルクＴｃを加算して得られるトルク指令Ｔｃｍｄは、曲線ＬＮ２で示すように、目標駆動トルクＴｂｔの上下を振動する波形となる。インバータ制御回路３０１は、交流モータＭ１がトルク指令Ｔｃｍｄに応じたトルクを出力するように、モータ駆動電流ＭＣＲＴを制御する。
【００８３】
ここで、コンバータ制御回路３０２においても同様に、この振動的な波形を有するトルク指令Ｔｃｍｄに基づいて昇圧コンバータ１２の電圧指令を演算したとすれば、演算された電圧指令Ｖｈｔ１は、曲線ＬＮ４で示すように、本来の目標駆動トルクＴｂｔに対応する電圧指令Ｖｈｉに対して増減を繰り返す振動的な波形となる。
【００８４】
そして、この振動的な電圧指令Ｖｈｔ１に従って昇圧コンバータ１２の電圧変換制御を行なうと、昇圧コンバータ１２においては、電圧指令Ｖｈｔ１の増減に応じて昇圧動作と降圧動作とが頻繁に繰り返されることになる。
【００８５】
このとき、昇圧コンバータ１２の出力側とインバータ１４の入力側との間に設けられた平滑用のコンデンサＣ２においては、電圧指令Ｖｈｔ１の増加に応じて昇圧動作が行なわれると、交流モータＭ１の出力電力のみならずコンデンサＣ２での蓄積電力増加分が昇圧コンバータ１２から供給されることになる。この結果、昇圧コンバータ１２の出力電力が過大となり、昇圧コンバータ１２を構成するＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２の通過電流が増大するおそれが生じる。逆に、電圧指令Ｖｈｔ１の減少に応じて降圧動作が行なわれた場合においても、コンデンサＣ２での蓄積電力減少分が昇圧コンバータ１２に回生されることになる。この結果、ＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２には過大な電流が通過するおそれがある。
【００８６】
このように振動的な電圧指令Ｖｈｔ１により昇圧コンバータ１２には過大電流が流れることにより、昇圧コンバータ１２を構成するＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２が破壊されてハード故障を生じるという問題が起こる。
【００８７】
さらには、昇圧コンバータ１２における電力損失が増大することにより、交流モータＭ１を高効率運転させることが困難となる。これは、バッテリＢからの直流電圧のレベル変換機能を持たせて、モータ駆動のためのインバータ１４への印加電圧であるモータ駆動電圧をモータの動作状態（回転数・トルク等）に応じて調整可能とすることにより、交流モータＭ１を高効率運転させるという本来の趣旨に背反する結果となる。
【００８８】
また、制振トルクＴｃの振動周期は、通常、昇圧コンバータ１２における電圧変換に要する制御周期に対して非常に短いことから、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｈを電圧指令Ｖｈｔ１に追従させることができないという問題がある。そのため、モータ駆動電圧が電圧指令Ｖｈｔ１を満たさず、交流モータＭ１が制振制御に求められる所望のトルクを出力できない可能性が生じる。
【００８９】
そこで、本発明の実施の形態によるモータ駆動装置１００は、昇圧コンバータ１２の電圧指令Ｖｈｔの演算に用いるトルク指令Ｔｈｔを、図６の直線ＬＮ３で示すように、目標駆動トルクＴｂｔに対して制振トルク上限値Ｔｃ＿ｍａｘを加算して生成することを特徴とする。
【００９０】
制振トルク上限値Ｔｃ＿ｍａｘは、モータ駆動装置１００において、制振トルクＴｃがモータ回転数Ｎｍに重畳したノイズ成分によって通常の変動範囲から大きく超えてしまうのを防ぐことを考慮して、予め設定されたものである。
【００９１】
これによれば、トルク指令Ｔｈｔは、モータ回転数Ｎｍの変動成分とは無関係となり、振動のない波形となる。そして、このトルク指令Ｔｈｔに基づいて演算される電圧指令Ｖｈｔは、直線ＬＮ５で示すように振動を含まない波形となる。したがって、電圧指令Ｖｈｔの振動に起因して昇圧コンバータ１２の通過電流が増大するのを防止することができる。この結果、昇圧コンバータ１２の電力損失の低減により交流モータＭ１の高効率化を図ることができる。また、昇圧コンバータ１２を素子破壊から保護することができる。
【００９２】
さらに、電圧指令Ｖｈｔに従って電圧変換が行なわれることにより、インバータ入力電圧Ｖｈは、制振制御に必要なトルク、すなわちトルク指令Ｔｃｍｄを出力するのに必要なモータ駆動電圧よりも十分高い電圧に保たれる。この結果、交流モータＭ１が出力トルク不足に陥ることなく、制振制御を安定して行なうことができる。
【００９３】
図７は、この発明の実施の形態１における電圧変換制御を説明するためのフローチャートである。
【００９４】
図７を参照して、交流モータＭ１の駆動制御が開始されると、運転者のアクセル操作等に応じて交流モータＭ１の目標駆動トルクＴｂｔが算出される。算出された目標駆動トルクＴｂｔは、インバータ制御回路３０１およびコンバータ制御回路３０２にそれぞれ入力される（ステップＳ０１）。
【００９５】
インバータ制御回路３０１は、図７に示すフローチャートとは独立に、モータ回転数Ｎｍの変動成分を抽出し、その抽出した回転数変動成分から制振トルクＴｃを生成する。そして、インバータ制御回路３０１は、その生成した制振トルクＴｃと目標駆動トルクＴｂｔとを加算してモータ駆動制御に用いるトルク指令Ｔｃｍｄに設定する。
【００９６】
これに対して、コンバータ制御回路３０２は、制振トルク上限値Ｔｃ＿ｍａｘを制振トルクＴｃｃｔに設定し（ステップＳ０２）、その設定した制振トルクＴｃｃｔと外部ＥＣＵからの目標駆動トルクＴｂｔとを加算して電圧指令Ｖｈｔの演算に用いるトルク指令Ｔｈｔに設定する（ステップＳ０３）。
【００９７】
そして、設定されたトルク指令Ｔｈｔと外部ＥＣＵからのモータ回転数Ｎｍとに基づいて式（１）により電圧指令Ｖｈｔが演算される（ステップＳ０４）。
Ｖｈｔ＝Ｆ（Ｔｈｔ，Ｎｍ）  （１）
ただし、Ｆ（Ｔｈｔ，Ｎｍ）は、交流モータＭ１の目標動作状態（Ｔｈｔ，Ｎｍ）に最適なモータ駆動電圧Ｖｈを算出するための関数である。
【００９８】
そして、電圧指令Ｖｈｔに基づいて昇圧コンバータ１２のＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング制御を行なうことにより（ステップＳ０５）、インバータ１４には、トルク指令Ｔｃｍｄに指定されたトルクを出力するのに十分なモータ駆動電圧Ｖｈが安定して入力される。
【００９９】
以上のように、この発明の実施の形態１によれば、電圧指令の振動が抑制されたことにより、昇圧コンバータの通過電流が増大するのを抑えることができる。この結果、昇圧コンバータ１２における電力損失を低減して、システム効率の向上を図ることができる。また、昇圧コンバータを素子破壊から保護することができる。
【０１００】
［実施の形態２］
先の実施の形態１では、コンバータ制御回路３０２におけるトルク指令Ｔｈｔは、インバータ制御回路３０１とは独立に、制振トルク上限値Ｔｃ＿ｍａｘに固定された制振トルクＴｃｃｔを用いて生成するものであった。
【０１０１】
しかしながら、制振トルクＴｃｃｔを固定値としたことにより電圧指令Ｖｈｔの振動が抑制される一方、昇圧コンバータ１２からは制振制御に必要なモータ駆動電圧を上回る高い電圧が常時出力されることとなる。これは、昇圧コンバータ１２の電力損失を増加させるとともに、交流モータＭ１で発生するモータ損失をも増加させる結果となる。これらの損失の増大は、モータ駆動装置１００を搭載した車両の燃費を悪化させる要因となる。
【０１０２】
ところで、モータ駆動装置１００においては、上述した制振制御に加えて、装置全体でのパワー収支がバッテリＢの入出力制限を超えないように、交流モータＭ１の出力トルクを制御することが行なわれている。バッテリＢの過大な電力による充放電を防止する趣旨である。
【０１０３】
これによれば、交流モータＭ１が力行モードで駆動して消費するパワーはバッテリＢの出力制限を超えないように調整される。また、交流モータＭ１が回生モードで駆動して発電するパワーはバッテリＢの入力制限を越えないように調整される。
【０１０４】
詳細には、モータ消費パワーおよびモータ発電パワーはともに、交流モータＭ１の出力トルクにモータ回転数Ｎｍを乗じることにより計算される。そして、計算されたモータ消費パワーおよびモータ発電パワーがバッテリＢの入出力制限を越えないように、交流モータＭ１から出力しても良い上限トルクが演算される。したがって、演算された上限トルクは、モータ回転数Ｎｍが高いほど小さくなるように制限されることとなる。
【０１０５】
そこで、本発明の実施の形態は、目標駆動トルクＴｂｔに加算される制振トルク上限値Ｔｃ＿ｍａｘについても、モータ回転数Ｎｍが高くなるに従って次第に小さくなるように設定することとする。これによれば、モータ回転数Ｎｍの高低に関わらず、バッテリＢの過大な電力による充放電を防止できるとともに、昇圧コンバータ１２および交流モータＭ１の電力損失を低減して交流モータＭ１の高効率運転を実現することができる。
【０１０６】
図８は、制振トルク上限値Ｔｃ＿ｍａｘとモータ回転数Ｎｍとの関係を示す図である。
図８を参照して、制振トルク上限値Ｔｃ＿ｍａｘは、曲線ＬＮ１０で示すように、モータ回転数Ｎｍが所定のしきい値Ｎｍ＿ｓｔｄ以下の領域では、予め設定されている所定値Ｔｃ＿ｍａｘ１に固定される。そして、モータ回転数Ｎｍが所定のしきい値Ｎｍ＿ｓｔｄよりも高い領域では、制限トルク上限値Ｔｃ＿ｍａｘは、モータ回転数Ｎｍの増加に従って所定値Ｔｃ＿ｍａｘ１から次第に減少するように設定される。
【０１０７】
なお、図中の直線ＬＮ９は、曲線ＬＮ１０との比較のために、制振トルク上限値Ｔｃ＿ｍａｘを所定値Ｔｃ＿ｍａｘ１に固定したときの制振トルク上限値Ｔｃ＿ｍａｘとモータ回転数Ｎｍとの関係を示したものである。
【０１０８】
図中の曲線ＬＮ１０と直線ＬＮ９とを比較すると、モータ回転数Ｎｍが所定のしきい値Ｎｍ＿ｓｔｄよりも高い領域では、曲線ＬＮ１０の方が、制振トルク上限値Ｔｃ＿ｍａｘが低いために、同レベルの目標駆動トルクＴｂｔに対して設定されるトルク指令Ｔｈｔがより低くなる。したがって、トルク指令Ｔｈｔに基づいて演算される電圧指令Ｖｈｔについても、直線ＬＮ９よりも曲線ＬＮ１０の方が相対的に低くなると判断される。
【０１０９】
このように、制振トルク上限値Ｔｃ＿ｍａｘをモータ回転数Ｎｍに応じて可変とすることにより、制振トルク上限値Ｔｃ＿ｍａｘを固定するのに対して、図中の領域ＲＧＮに示される電力相当分だけ昇圧コンバータ１２の電力損失およびモータ損失を低減することができる。この結果、交流モータＭ１の高効率化を図ることができる。
【０１１０】
図９は、この発明の実施の形態２における電圧変換制御を説明するためのフローチャートである。なお、図９のフローチャートは、図７のステップＳ０１を、ステップＳ０１１，Ｓ０１２に変更したものである。よって、ステップＳ０２以降の動作についての詳細な説明は省略する。
【０１１１】
図９を参照して、交流モータＭ１の駆動制御が開始されると、運転者のアクセル操作等に応じて交流モータＭ１の目標駆動トルクＴｂｔが算出される。算出された目標駆動トルクＴｂｔは、モータ回転数Ｎｍとともに、インバータ制御回路３０１およびコンバータ制御回路３０２にそれぞれ入力される（ステップＳ０１１）。
【０１１２】
コンバータ制御回路３０２は、図８に示すモータ回転数Ｎｍと制振トルク上限値Ｔｃ＿ｍａｘとの関係を予めマップとして内部の記憶領域に格納している。そして、コンバータ制御回路３０２は、入力されたモータ回転数Ｎｍに対応する制振トルク上限値Ｔｃ＿ｍａｘを図８のマップから選択する（ステップＳ０１２）。
【０１１３】
次に、ステップＳ０１２にて選択された制振トルク上限値Ｔｃ＿ｍａｘは、制振トルクＴｃｃｔに設定され（ステップＳ０２）、外部ＥＣＵからの目標駆動トルクＴｂｔに加算される。加算結果はトルク指令Ｔｈｔに設定される（ステップＳ０３）。
【０１１４】
［変更例］
図８で述べたように、制振トルク上限値Ｔｃ＿ｍａｘを、モータ回転数Ｎｍに応じて可変としたことで、バッテリＢおよび昇圧コンバータ１２の保護ならびに交流モータＭ１の高効率運転が実現される。
【０１１５】
さらに、本変更例で説明するように、制振トルク上限値Ｔｃ＿ｍａｘを、モータ駆動装置１００を搭載した車両の車速に応じて可変とする構成とすれば、車両の乗り心地を損なうことなく、燃費の向上を促進することができる。
【０１１６】
図１０は、モータ駆動装置１００を搭載した車両の車速Ｖと制振トルク上限値Ｔｃ＿ｍａｘとの関係を示す図である。
【０１１７】
図１０を参照して、制振トルク上限値Ｔｃ＿ｍａｘは、曲線ＬＮ１２で示すように、車速が高くなるに従って次第に減少するように設定される。なお、図中には、比較のために、直線ＬＮ１１として、制振トルク上限値Ｔｃ＿ｍａｘを車速Ｖによらず一定値Ｔｃ＿ｍａｘ１としたときの車速Ｖと制振トルク上限値Ｔｃ＿ｍａｘとの関係が併せて示されている。
【０１１８】
図１０から明らかなように、所定の車速Ｖ＿ｓｔｄを超える領域では、曲線ＬＮ１２における制振トルク上限値Ｔｃ＿ｍａｘは、一定値Ｔｃ＿ｍａｘ１を下回る。
【０１１９】
このように車速Ｖの増加に応じて制振トルク上限値Ｔｃ＿ｍａｘを減少させる構成としたのは、車速Ｖが高くなるに従って、目標駆動トルクＴｂｔやモータ回転数Ｎｍの急変による回転数変動成分が相対的に小さくなるため、要求される制振トルクが減少することに基づく。すなわち、車速Ｖが高い領域では、トルク脈動が車速Ｖが低い領域よりも小さいために、制振トルク上限値Ｔｃ＿ｍａｘを相対的に低い値に設定することによっても、十分に車両の乗り心地を確保できることによる。
【０１２０】
そして、車速Ｖが高い領域では、制振トルク上限値Ｔｃ＿ｍａｘを低減したことによって、電圧指令演算部５２に与えられるトルク指令Ｔｈｔが、制振トルク上限値Ｔｃ＿ｍａｘを一定値Ｔｃ＿ｍａｘ１としたときのトルク指令Ｔｈｔに対して相対的に低い値に設定される。トルク指令Ｔｈｔの低下に応じて、トルク指令Ｔｈｔを基に演算される電圧指令Ｖｈｔも低くなる。したがって、車速Ｖが高いときには、モータ駆動電圧が無駄に昇圧されることが無くなるため、昇圧コンバータ１２の電力損失およびモータ損失を低減することができる。結果として、車両の燃費向上を図ることができる。
【０１２１】
以上のように、この発明の実施の形態２によれば、制振トルク上限値をモータ回転数に応じて可変とすることにより、バッテリの過大な電力による充放電を防止でき、かつ、昇圧コンバータおよび交流モータの電力損失を低減して交流モータの高効率運転を実現することができる。
【０１２２】
また、制振トルク上限値を車速に応じて可変とすることにより、車両の乗り心地を損なうことなく、昇圧コンバータの電力損失およびモータ損失を低減して車両の燃費向上を図ることができる。
【０１２３】
［実施の形態３］
制振制御は、上述したように、トルク指令やモータ回転数が急変するときにおいて、トルク脈動による車両の振動を抑制するのに有効である。その一方、制振制御の有効性が相対的に低いと判断される場合、すなわち、トルク脈動が比較的小さい場合においても一律に制振制御を行なうとすると、常に制振トルク上限値相当分だけ電圧指令Ｖｈｔが嵩上げされることになり、却って昇圧コンバータ１２の電力損失を増大させるという問題が起きてしまう。
【０１２４】
そこで、本発明の実施の形態では、制振制御の有効／無効を判定し、制振制御が無効と判定されたときには、制振制御を停止して制振トルク上限値Ｔｃ＿ｍａｘ相当分の電圧指令Ｖｈｔの嵩上げを行なわない構成とする。
【０１２５】
図１１は、本発明の実施の形態３による電圧指令Ｖｈｔを説明するための図である。
図１１を参照して、制振制御フラグは、制振制御の実行時にはオン状態に設定され、制振制御の停止時にはオフ状態に設定される。制振制御の実行／停止は、コンバータ制御回路３０２のコンバータ用制振制御部５０によって、制振制御の有効／無効の判定結果に応じて決定される。制振制御の有効／無効の判定は、コンバータ用制振制御部５０に外部ＥＣＵから入力される目標駆動トルクＴｂｔおよびモータ回転数Ｎｍに基づいて行なわれる。
【０１２６】
具体的には、コンバータ用制振制御部５０は、目標駆動トルクＴｂｔが急変した、あるいはモータ回転数Ｎｍが急変したことに応じて、制振制御が有効と判定する。そして、制振制御フラグは、制振制御が有効と判定されたことに応じて、制振制御の実行を指示するオン状態に設定される。
【０１２７】
一方、目標駆動トルクＴｂｔおよびモータ回転数Ｎｍが急変しないことに応じて、コンバータ用制振制御部５０は、制振制御が無効と判定する。この場合、制振制御フラグは、制振制御が無効と判定されたことに応じて、制振制御の停止を指示するオフ状態に設定される。
【０１２８】
そして、制振制御フラグがオン状態またはオフ状態に設定されたことに応じて、コンバータ用制振トルク設定部５０１は、制振トルクＴｃｃｔの設定を行なう。詳細には、制振制御フラグがオン状態に設定されたとき、コンバータ用制振トルク設定部５０１は、制振トルク上限値Ｔｃ＿ｍａｘを制振トルクＴｃｃｔとして加算器５０２へ出力する。これにより、目標駆動トルクＴｂｔと制振トルクＴｃｃｔとの加算結果がトルク指令Ｔｈｔとして電圧指令演算部５２へ出力される。
【０１２９】
一方、制振制御フラグがオフ状態に設定されたとき、コンバータ用制振トルク設定部５０１は、制振トルクＴｃｃｔを零に設定して加算器５０２へ出力する。これにより、目標駆動トルクＴｂｔが直接的にトルク指令Ｔｈｔとして電圧指令演算部５２へ出力される。
【０１３０】
電圧指令演算部５２は、制振制御の実行時および停止時のそれぞれについて、入力されたトルク指令Ｔｈｔに基づいて電圧指令Ｖｈｔを演算する。演算された電圧指令Ｖｈｔは、図１１の曲線ＬＮ６で示すように、制振制御フラグがオン状態となる時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間および時刻ｔ３以降の期間において、目標駆動トルクＴｂｔに基づいて演算された電圧指令Ｖｈｉに対して制振トルクＴｃｃｔ相当分嵩上げされている。これに対して、制振制御フラグがオフ状態となる時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間においては、電圧指令Ｖｈｔは、目標駆動トルクＴｂｔに基づいて演算された電圧指令Ｖｈｉに等しくなる。
【０１３１】
このように制振制御が無効のときには、制振トルクＴｃｃｔを目標駆動トルクＴｂｔに加算しない構成とすることにより、制振制御が停止される期間において無駄にモータ駆動電圧が昇圧されるのが防止される。この結果、昇圧コンバータ１２の電力損失をより一層低減して、交流モータＭ１を更なる高効率化を実現することができる。
【０１３２】
図１２は、この発明の実施の形態３における電圧変換制御を説明するためのフローチャートである。
【０１３３】
図１２を参照して、交流モータＭ１の駆動制御が開始されると、運転者のアクセル操作等に応じて交流モータＭ１の目標駆動トルクＴｂｔが算出される。算出された目標駆動トルクＴｂｔは、モータ回転数Ｎｍとともに、インバータ制御回路３０１およびコンバータ制御回路３０２にそれぞれ入力される（ステップＳ０１１）。
【０１３４】
コンバータ制御回路３０２は、最初に、目標駆動トルクＴｂｔおよびモータ回転数Ｎｍに基づいて制振制御の有効／無効の判定を行なう。制振制御フラグは、その判定結果に応じてオン状態およびオフ状態のいずれかに設定される。
【０１３５】
コンバータ用制振トルク設定部５０１は、制振制御フラグがオン状態か否かを判定する（ステップＳ０１３）。ステップＳ０１３にて制振制御フラグがオン状態と判定されたこと、すなわち、制振制御が有効と判定されたことに応じて、コンバータ用制振トルク設定部５０１は、制振トルク上限値Ｔｃ＿ｍａｘを制振トルクＴｃｃｔに設定し（ステップＳ０２）、その設定した制振トルクＴｃｃｔと外部ＥＣＵからの目標駆動トルクＴｂｔとを加算して電圧指令Ｖｈｔの演算に用いるトルク指令Ｔｈｔに設定する（ステップＳ０３）。
【０１３６】
一方、ステップＳ０１３にて制振制御フラグがオフ状態と判定されたこと、すなわち、制振制御が無効と判定されたことに応じて、コンバータ用制振トルク設定部５０１は、目標駆動トルクＴｂｔを直接的にトルク指令Ｔｈｔに設定する（ステップＳ０１４）。ステップＳ０３，Ｓ０１４の各々で設定されたトルク指令Ｔｈｔは、電圧指令演算部５２へ出力される。
【０１３７】
電圧指令演算部５２は、トルク指令Ｔｈｔと外部ＥＣＵからのモータ回転数Ｎｍとに基づいて電圧指令Ｖｈｔを演算する（ステップＳ０４）。そして、演算された電圧指令Ｖｈｔに基づいて昇圧コンバータ１２のＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング制御が行なわれることにより（ステップＳ０５）、インバータ１４には、トルク指令Ｔｃｍｄに指定されたトルクを出力するのに十分なモータ駆動電圧Ｖｈが安定して入力される。
【０１３８】
［変更例］
以上に述べたように、制振制御が無効のときには制振制御を停止して制振トルク相当分の電圧指令Ｖｈｔの嵩上げを行なわないことにより、昇圧コンバータ１２の電力損失を低減することが可能となる。
【０１３９】
しかしながら、制振制御の実行時と停止時とが切換えられるタイミングにおいては、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｈが制振トルク相当分だけ急峻に変動するため、コンデンサＣ２では、蓄積電力にその電圧変動に応じた急激な変動が生じる。そして、このときの蓄積電力増加分は、バッテリＢから昇圧コンバータ１２に供給される。一方、蓄積電力減少分は、昇圧コンバータ１２を介してバッテリＢに供給される。すなわち、バッテリＢは、制振制御の実行／停止が切換えられるごとに瞬間的に充放電されることになる。
【０１４０】
一方、バッテリＢには、上述したように入出力可能な電力についての制限がある。そして、バッテリＢの電池温度が低いほどその制限が厳しくなる。そのため、電池温度が低いときに、上記の制振制御の実行／停止の切換えに応じて、限られたバッテリＢの入出力制限を上回る電力が充放電されると、バッテリＢの直流電圧に瞬間的に電圧サージが発生し、バッテリＢを損傷するおそれがある。
【０１４１】
そこで、このような制振制御の実行／停止の切換え時におけるバッテリＢの電圧サージの発生を防止するために、本変更例は、電池温度が低いときには、制振制御の実行から停止への切換えを行なわず、制振制御の実行を継続する構成とする。
【０１４２】
図１３は、本発明の実施の形態３の変更例による電圧指令Ｖｈｔを説明するための図である。
【０１４３】
図１３から明らかなように、電池温度が低いときには、制振制御フラグがオフ状態となる時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間においても、直線ＬＮ７に示すように、電圧指令Ｖｈｔは、目標駆動トルクＴｂｔに基づいた電圧指令Ｖｈｉまで低下することなく、制振制御フラグがオン状態のときの電圧指令Ｖｈｔに保持される。そのため、時刻ｔ２，ｔ３において瞬時的に生じるバッテリＢの充放電を防止することができ、バッテリＢを電圧サージから保護することができる。
【０１４４】
図１４は、この発明の実施の形態３の変更例における電圧変換制御を説明するためのフローチャートである。
【０１４５】
図１４を参照して、交流モータＭ１の駆動制御が開始されると、運転者のアクセル操作等に応じて交流モータＭ１の目標駆動トルクＴｂｔが算出される。算出された目標駆動トルクＴｂｔは、モータ回転数Ｎｍとともに、インバータ制御回路３０１およびコンバータ制御回路３０２にそれぞれ入力される（ステップＳ０１１）。
【０１４６】
コンバータ制御回路３０２は、最初に、目標駆動トルクＴｂｔおよびモータ回転数Ｎｍに基づいて制振制御の有効／無効の判定を行なう。制振制御フラグは、その判定結果に応じてオン状態およびオフ状態のいずれかに設定される。
【０１４７】
コンバータ用制振トルク設定部５０１は、制振制御フラグがオン状態か否かを判定する（ステップＳ０１３）。ステップＳ０１３にて制振制御フラグがオン状態と判定されたこと、すなわち、制振制御が有効と判定されたことに応じて、コンバータ用制振トルク設定部５０１は、制振トルク上限値Ｔｃ＿ｍａｘを制振トルクＴｃｃｔに設定し（ステップＳ０２）、その設定した制振トルクＴｃｃｔと外部ＥＣＵからの目標駆動トルクＴｂｔとを加算して電圧指令Ｖｈｔの演算に用いるトルク指令Ｔｈｔに設定する（ステップＳ０３）。
【０１４８】
一方、ステップＳ０１３にて制振制御フラグがオフ状態と判定されたこと、すなわち、制振制御が無効と判定されたことに応じて、コンバータ用制振トルク設定部５０１は、バッテリＢの電池温度が所定のしきい値以下であるか否かを判定する（ステップＳ０１３０）。
【０１４９】
ステップＳ０１３０においてバッテリＢの電池温度が所定のしきい値以下と判定されたときには、制振制御が有効の場合と同様に、制振トルク上限値Ｔｃ＿ｍａｘが制振トルクＴｃｃｔに設定される（ステップＳ０２）。これに対して、バッテリＢの温度が所定のしきい値を上回ると判定されたときには、目標駆動トルクＴｂｔを直接、トルク指令Ｔｈｔに設定する（ステップＳ０１４）。ステップＳ０３，Ｓ０１４の各々で設定されたトルク指令Ｔｈｔは、電圧指令演算部５２へ出力される。
【０１５０】
電圧指令演算部５２は、トルク指令Ｔｈｔと外部ＥＣＵからのモータ回転数Ｎｍとに基づいて電圧指令Ｖｈｔを演算する（ステップＳ０４）。そして、演算された電圧指令Ｖｈｔに基づいて昇圧コンバータ１２のＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング制御が行なわれることにより（ステップＳ０５）、インバータ１４には、トルク指令Ｔｃｍｄに指定されたトルクを出力するのに十分なモータ駆動電圧Ｖｈが安定して入力される。
【０１５１】
以上のように、この発明の実施の形態３によれば、制振制御が無効のときには、制振トルクを目標駆動トルクに加算しない構成とすることにより、制振制御が停止される期間において無駄にモータ駆動電圧が昇圧されるのを防止することができる。この結果、昇圧コンバータ１２の電力損失をより一層低減して、交流モータＭ１を更なる高効率化を実現することができる
さらに、バッテリの入出力制限が厳しいとき、例えば電池温度が低いときには、制振制御の停止への切換えを行なわず、実行を継続することにより、バッテリにおける電圧サージ発生を防止することができる。
【０１５２】
［実施の形態４］
図１５は、この発明の実施の形態４によるモータ駆動装置におけるコンバータ用制振制御部の機能ブロック図である。なお、本発明の実施の形態によるモータ駆動装置は、図１のモータ駆動装置１００に対して、図５のコンバータ用制振制御部５０を図１５のコンバータ用制振制御部５０Ａに置き換えたものである。よって、重複する部分についての詳細な説明は省略する。
【０１５３】
図１５を参照して、コンバータ用制振制御部５０Ａは、制振トルク指標決定部５０３と、コンバータ用制振トルク設定部５０１Ａと、加算器５０２とを含む。
【０１５４】
制振トルク指標決定部５０３は、外部ＥＣＵを介して車両各部からの入力信号を受ける。入力信号には、例えば、車速センサによって検出される車速Ｖ、アクセルペダルポジションセンサによって検出されるアクセル踏込み量、イグニッション（ＩＧ）の操作状態を示す信号ＩＧ、および目標駆動トルクＴｂｔが含まれる。
【０１５５】
そして、制振トルク指標決定部５０３は、これらの入力信号に基づいて車両の状態を判定する。具体的には、車速Ｖに基づいて、車両が極低速走行を行なっているか否かが判定される。また、アクセル踏込み量に基づいて、車両が加速時か否かが判定される。さらに、信号ＩＧに基づいて、車両がエンジン始動または停止状態か否かが判定される。
【０１５６】
そして、制振トルク指標決定部５０３は、判定された車両の状態に対して制振トルク指標Ｋｃを決定する。制振トルク指標Ｋｃは、制振トルクＴｃｃｔの設定に用いられる。制振トルクＴｃｃｔは、式（２）のように制振トルク指標Ｋｃの関数で表わされる。
Ｔｃｃｔ＝Ｔｃｃｖ＿ｔｂｌ（Ｋｃ）  （２）
ただし、Ｔｃｃｖ＿ｔｂｌ（ｘ）は、ｘに対応する制振トルクＴｃｃｔを算出するための関数である。
【０１５７】
ここで、制振トルク指標の決定は、図１６に示す車両の状態と制振トルク指標との関係を予めテーブルとして備えておき、判定された車両の状態に対応する制振トルク指標を当該テーブルから選択することにより行なわれる。
【０１５８】
図１６は、車両の状態と制振トルク指標との関係を示す図である。
図１６を参照して、複数の車両の状態の各々に対応して制振トルク指標Ｋｃが設定される。一例として、車両が極低車速時のときの制振トルク指標Ｋｃは“０”に設定される。これに対して、車両が極低車速時以外のとき、すなわち、低中車速および高車速時のときの制振トルク指標Ｋｃは“１”に設定される。
【０１５９】
他の例として、車両がエンジン始動時およびエンジン停止時のいずれかであるときには、制振トルク指標Ｋｃは“２”に設定される。また、目標駆動トルクＴｂｔの急変時、またはアクセル踏込み量の急変時には、制振トルク指標Ｋｃは“３”に設定される。
【０１６０】
なお、設定される車両の状態はこれらに限定されるものではなく、例えば、ナビゲーション装置等から得られる車両の走行路の状態（路面凸凹情報など）に対応して、路面凹凸が相対的に大きいときの制振トルク指標Ｋｃを“４”に設定しておくことも可能である。
【０１６１】
制振トルク指標決定部５０３は、図１６のテーブルから各種入力信号から判定された車両の状態に対応する制振トルク指標Ｋｃを選択すると、その選択した制振トルク指標Ｋｃを制振トルク設定部５０Ａへ出力する。制振トルク設定部５０Ａは、選択された制振トルク指標Ｋｃを受けると、制振トルク指標Ｋｃを上記の式（２）に代入して制振トルクＴｃｃｔを算出する。
【０１６２】
図１７は、制振トルク指標Ｋｃと制振トルクＴｃｃｔとの関係を示す図である。
図１７を参照して、制振トルク指標Ｋｃに基づいて算出された制振トルクＴｃｃｔは、制振トルク指標Ｋｃごとに異なる値を示す。すなわち、制振トルクＴｃｃｔは、車両の状態に応じて異なる値に設定される可変値となる。
【０１６３】
このように、制振トルクＴｃｃｔを車両の状態に応じて可変とする点において、本発明の実施の形態４によるモータ駆動装置は、制振トルクＴｃｃｔを制振トルク上限値Ｔｃ＿ｍａｘに固定する先の実施の形態１によるモータ駆動装置と異なる。
【０１６４】
図１８は、図１６および図１７に基づいて生成された制振制御フラグ、制振トルク指標Ｋｃおよび制振トルクＴｃｃｔのタイミングチャートである。
【０１６５】
図１８を参照して、車両がエンジン始動時・エンジン停止時（制振トルク指標Ｋｃ＝“２”）における制振トルクＴｃｃｔが最も高く、車両が極低速時（Ｋｃ＝“０”）と、目標駆動トルク急変時およびアクセル踏込み量急変時（Ｋｃ＝“３”）とにおける制振トルクＴｃｃｔが次に高く、車両が低中車速時または高車速時（Ｋｃ＝“１”）における制振トルクＴｃｃｔが最も低い。
【０１６６】
これによれば、エンジン回転数の急変によってモータ回転数Ｎｍが変化し、駆動トルクの脈動が相対的に大きくなるエンジン始動時・エンジン停止時において、制振トルクＴｃｃｔは最も高い値に設定される。また、エンジン始動時・エンジン停止時よりもトルク脈動が小さいものの、モータ回転数Ｎｍにうねりが生じる極低車速時や、目標駆動トルクまたはアクセル踏込み量が急変する加速時には、制振トルクＴｃｃｔは、２番目に高い値に設定される。そして、トルク脈動が相対的に小さい低中車速時・高車速時のような定常走行時には、制振トルクＴｃｃｔは最も低い値に設定されることとなる。
【０１６７】
すなわち、本発明の実施の形態によれば、車両の状態に応じて制振制御の実行に必要十分な制振トルクが適宜設定されることになる。これは、制振トルクＴｃｃｔを制振トルク上限値Ｔｃ＿ｍａｘに一律に固定した場合と比較して、必要量を上回る制振トルクＴｃｃｔが設定されることによって電圧指令Ｖｈｔが無駄に高くなるのを防止することができる。したがって、車両の乗り心地を損なうことなく、昇圧コンバータ１２の電力損失およびモータ損失の低減を図ることができる。この結果、車両の燃費向上が実現される。
【０１６８】
図１９は、この発明の実施の形態４における電圧変換制御を説明するためのフローチャートである。
【０１６９】
図１９を参照して、交流モータＭ１の駆動制御が開始されると、運転者のアクセル操作等に応じて交流モータＭ１の目標駆動トルクＴｂｔが算出される。算出された目標駆動トルクＴｂｔは、モータ回転数Ｎｍとともに、インバータ制御回路３０１およびコンバータ制御回路３０２にそれぞれ入力される（ステップＳ０１１）。
【０１７０】
コンバータ制御回路３０２は、最初に、目標駆動トルクＴｂｔおよびモータ回転数Ｎｍに基づいて制振制御の有効／無効の判定を行なう。制振制御フラグは、その判定結果に応じてオン状態およびオフ状態のいずれかに設定される。
【０１７１】
制振トルク指標決定部５０３は、制振制御フラグがオン状態か否かを判定する（ステップＳ０１３）。ステップＳ０１３にて制振制御フラグがオン状態と判定されたこと、すなわち、制振制御が有効と判定されたことに応じて、制振トルク指標決定部５０３は、各種入力信号に基づいて車両の状態を判定する（ステップＳ０２０）。そして、その判定された車両の状態に対応する制振トルク指標Ｋｃを図１６のテーブルから選択して制振トルク指標Ｋｃに決定する（ステップＳ０２１）。決定された制振トルク指標Ｋｃは、制振トルク設定部５０１Ａへ出力される。
【０１７２】
制振トルク設定部５０１Ａは、制振トルク指標Ｋｃに基づいて制振トルクＴｃｃｔを算出する（ステップＳ０２２）。算出された制振トルクＴｃｃｔは、外部ＥＣＵからの目標駆動トルクＴｂｔと加算されてトルク指令Ｔｈｔに設定される（ステップＳ０３）。
【０１７３】
一方、ステップＳ０１３にて制振制御フラグがオフ状態と判定されたこと、すなわち、制振制御が無効と判定されたことに応じて、コンバータ用制振トルク設定部５０１は、目標駆動トルクＴｂｔを直接、トルク指令Ｔｈｔに設定する（ステップＳ０１４）。ステップＳ０３，Ｓ０１４の各々で設定されたトルク指令Ｔｈｔは、電圧指令演算部５２へ出力される。
【０１７４】
電圧指令演算部５２は、トルク指令Ｔｈｔと外部ＥＣＵからのモータ回転数Ｎｍとに基づいて電圧指令Ｖｈｔを演算する（ステップＳ０４）。そして、演算された電圧指令Ｖｈｔに基づいて昇圧コンバータ１２のＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング制御が行なわれることにより（ステップＳ０５）、インバータ１４には、トルク指令Ｔｃｍｄに指定されたトルクを出力するのに十分なモータ駆動電圧Ｖｈが安定して入力される。
【０１７５】
［変更例１］
図１８で説明したように、車両の状態に応じて制振トルクＴｃｃｔを変化させた場合、制振トルクＴｃｃｔは、制振トルク指標Ｋｃの切換わりに応じてステップ状に変化することになる。そして、これに対応してトルク指令Ｔｈｔもステップ状に変化することから、トルク指令Ｖｈｔに基づいて演算される電圧指令Ｖｈｔもステップ状に変化する結果となる。
【０１７６】
たとえば、制振トルクＴｃｃｔが２０Ｎｍから４０Ｎｍにステップ状に増加した場合には、電圧指令Ｖｈｔもステップ状に急峻に増加することになる。そのため、昇圧コンバータ１２では、電圧指令Ｖｈｔの増加に応じて昇圧動作を行なうようにＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング制御が実行される。この場合の昇圧動作は、実際には、出力側に配されたコンデンサＣ２の充電速度等に起因して所定の時定数を持って行なわれる。そのため、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｈを電圧指令Ｖｈｔの急峻な増加に追従させることが困難となる。そして、出力電圧Ｖｈが電圧指令Ｖｈｔに満たない場合には、交流モータＭ１がトルク指令Ｔｈｔに指定されたトルクを出力できないという問題が生じる。
【０１７７】
そこで、本変更例では、図２０に示すように、制振トルクＴｃｃｔが増加するときの変化率を、昇圧コンバータ１２の昇圧動作における時定数を超えないように設定する。これによれば、トルク不足によって制振制御が不安定となるのを防止することができる。
【０１７８】
一方、制振トルクＴｃｃｔが例えば４０Ｎｍから２０Ｎｍにステップ状に減少した場合には、電圧指令Ｖｈｔもステップ状に急峻に減少することになる。そのため、昇圧コンバータ１２では、電圧指令Ｖｈｔの減少に応じて降圧動作を行なうようにＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング制御が実行される。この場合の降圧動作も、上記の昇圧動作と同様に所定の時定数を持って行なわれる。
【０１７９】
しかしながら、先の昇圧動作とは異なり、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｈが電圧指令Ｖｈｔの急峻な減少に追従できず、出力電圧Ｖｈが電圧指令Ｖｈｔを上回る場合であっても、インバータ１４にはトルク指令Ｔｈｔに指定されたモータトルクを出力するのに十分なモータ駆動電圧が入力されているため、トルク不足といった問題は発生しない。
【０１８０】
その一方で、制振制御の実行から停止への切換え時において、制振トルクＴｃｃｔを瞬時に０Ｎｍに減少させると、交流モータＭ１の出力トルクには制振トルク分の変動が生じることになる。この変動は、出力トルクにおける不連続部分となり、車両に振動を与えることとなる。
【０１８１】
そこで、本変更例１では、制振トルクＴｃｃｔが減少するときの変化率については、図２０に示すように、出力トルクの急変による車両の振動を考慮して、制振トルクＴｃｃｔが増加するときの変化率に対して相対的に低い値に設定し、緩やかに出力トルクを減少させるものとする。なお、かかる制振トルクＴｃｃｔの変化率の調整は、実際には、図１５におけるコンバータ用制振トルク設定部５０Ａにより実行される。
【０１８２】
［変更例２］
交流モータＭ１の制振制御においては、交流モータＭ１の実際のモータ回転数Ｎｍと目標回転数との偏差ΔＮｍを求め、その偏差ΔＮｍを零とするように交流モータＭ１のフィードバック制御が実行される。このフィードバック制御においては、式（３）に示すように、モータ回転数Ｎｍと目標回転数との偏差ΔＮｍに基づいてＰＩ（比例積分）制御が行なわれて制振トルクＴｃｃｔが設定される。
Ｔｃｃｔ＝Ｋｐ・ΔＮｍ＋Ｋｉ・ΔＮｍ  （３）
ただし、ＫｐはＰゲイン、ＫｉはＩゲインである。
【０１８３】
そして、制振制御の実行中、すなわち、制振制御フラグがオン状態のときには、このＰＩ制御のゲイン（ＰゲインＫｐ、ＩゲインＫｉ）に対して、所定のフィードバックゲイン係数Ｋｆｂを乗算して特定領域でのＰＩ制御のゲインを高めたり、低めたりしている。
【０１８４】
図２１は、制振制御フラグ、制振トルク指標Ｋｃ、フィードバックゲイン係数Ｋｆｂおよび制振トルクＴｃｃｔのタイミングチャートである。
【０１８５】
図２１を参照して、制振制御の実行中においては、すなわち、制振制御フラグがオン状態のときには、フィードバックゲイン係数Ｋｆｂは、制振トルクＴｃｃｔと同様に、トルク脈動が大きい車両の状態ほど高い値に設定される。制振制御の応答性を高める趣旨である。
【０１８６】
さらに、フィードバックゲイン係数Ｋｆｂは、制振制御の実行から停止への切換え時においては、上述した出力トルクの不連続部分が生じないように、零に向かって漸減するように設定される。そして、フィードバックゲイン係数Ｋｆｂが零に到達したことに応じて、実質的に制振制御が停止される。
【０１８７】
一方、制振トルクＴｃｃｔについては、先の変更例１で述べたように、制振制御の実行から停止への切換時において所定の変化率で緩やかに減少する。このとき、所定の変化率は、フィードバックゲイン係数の減少率よりも低くなるように設定される。フィードバックゲイン係数Ｋｆｂよりも早いタイミングで制振トルクＴｃｃｔが０Ｎｍとなることにより、強制的に制振制御が停止されてしまうのを避けるためである。
【０１８８】
しかしながら、このように制振トルクＴｃｃｔの変化率を設定することにより、図中の領域ＲＧＮ１，ＲＧＮ２で示すように、フィードバックゲイン係数Ｋｆｂが零となり、制振制御が実質的に停止された状態においても、制振トルクＴｃｃｔが０Ｎｍに到達していないケースが起こり得る。これらの領域ＲＧＮ１，ＲＧＮ２においては、制振制御が停止されているにも関わらず、目標駆動トルクＴｂｔに対して制振トルクＴｃｃｔ分だけトルク指令Ｔｈｔが高く設定されるため、電圧指令Ｖｈｔが無駄に嵩上げされ、昇圧コンバータ１２の電力損失を増やす結果となる。
【０１８９】
そこで、本変更例では、フィードバックゲイン係数Ｋｆｂが零に達したことに応じて、制振トルクＴｃｃｔを強制的に０Ｎｍに設定することとする。これによれば、制振制御の停止されたタイミングにおいて制振トルクＴｃｃｔも０Ｎｍに設定されるため、無駄な昇圧を防止して、昇圧コンバータ１２の電力損失をより一層低減することができる。この結果、車両の燃費の更なる向上を図ることができる。
【０１９０】
なお、制振制御が停止から実行を開始するタイミングにおいては、図中に示すように、フィードバックゲイン係数Ｋｆｂが一定のディレイを有して零から漸増する場合がある。しかしながら、昇圧動作の時定数の影響により出力電圧Ｖｈが電圧指令Ｖｈｔに追従できない可能性があることを考慮すれば、フィードバックゲイン係数Ｋｆｂが零であっても、制振トルクＴｃｃｔを０Ｎｍに設定するのは好ましくない。
【０１９１】
したがって、制振制御の実行開始時においては、先の変更例１で示したように、昇圧動作の時定数を超えない変化率で直ちに制振トルクＴｃｃｔを増加させることとする。なお、かかる制振トルクＴｃｃｔの変化率の調整は、実際には、図１５におけるコンバータ用制振トルク設定部５０Ａにより実行される。
【０１９２】
以上のように、この発明の実施の形態４によれば、車両の状態において制振制御の実行に必要十分な制振トルクが適宜設定されることから、必要量を上回る制振トルクが設定されることによって電圧指令が無駄に高くなるのを防止することができる。したがって、車両の乗り心地を損なうことなく、昇圧コンバータの電力損失およびモータ損失の低減を図ることが可能となり、車両の燃費向上を図ることができる。
【０１９３】
また、昇圧コンバータが有する昇圧動作の時定数を超えない変化率で制振トルクを迅速に増加させることにより、出力トルク不足を防止して制振制御を安定して行なうことができる。
【０１９４】
さらに、制振制御の実行から停止への切換え時において、フィードバックゲイン係数と同じタイミングで制振トルクを零に設定することにより、無駄な昇圧を防止して、昇圧コンバータの電力損失をより一層低減することができる。結果として、車両の燃費の更なる向上を図ることができる。
【０１９５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１９６】
この発明は、出力トルクの制振制御機能を備えたモータ駆動装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１９７】
【図１】この発明の実施の形態１によるモータ駆動装置の概略ブロック図である。
【図２】図１の制御装置の機能ブロック図である。
【図３】図２のインバータ制御回路の機能ブロック図である。
【図４】図２のコンバータ制御回路の機能ブロック図である。
【図５】図４のコンバータ用制振制御部の機能ブロック図である。
【図６】トルク指令と電圧指令との関係を説明するための図である。
【図７】この発明の実施の形態１における電圧変換制御を説明するためのフローチャートである。
【図８】制振トルク上限値とモータ回転数との関係を示す図である。
【図９】この発明の実施の形態２における電圧変換制御を説明するためのフローチャートである。
【図１０】モータ駆動装置を搭載した車両の車速と制振トルク上限値との関係を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態３による電圧指令を説明するための図である。
【図１２】この発明の実施の形態３における電圧変換制御を説明するためのフローチャートである。
【図１３】本発明の実施の形態３の変更例による電圧指令を説明するための図である。
【図１４】この発明の実施の形態３の変更例における電圧変換制御を説明するためのフローチャートである。
【図１５】この発明の実施の形態４によるモータ駆動装置におけるコンバータ用制振制御部の機能ブロック図である。
【図１６】車両の状態と制振トルク指標との関係を示す図である。
【図１７】制振トルク指標と制振トルクとの関係を示す図である。
【図１８】制振制御フラグ、制振トルク指標および制振トルクのタイミングチャートである。
【図１９】この発明の実施の形態４における電圧変換制御を説明するためのフローチャートである。
【図２０】制振制御フラグ、制振トルク指標および制振トルクのタイミングチャートである。
【図２１】制振制御フラグ、制振トルク指標、フィードバックゲイン係数および制振トルクのタイミングチャートである。
【符号の説明】
【０１９８】
１０，１３  電圧センサ、１２  昇圧コンバータ、１４  インバータ、１５  Ｕ相アーム、１６  Ｖ相アーム、１７  Ｗ相アーム、２４  電流センサ、２６  回転位置センサ、３０  制御装置、３０１  インバータ制御回路、３０２，３０２Ａ  コンバータ制御回路、４０  インバータ用制振制御部、４２  モータ制御用相電圧演算部、４４  インバータ用ＰＷＭ信号変換部、５０，５０Ａ  コンバータ用制振制御部、５０１，５０１Ａ  コンバータ用制振トルク設定部、５０２  加算器、５０３  制振トルク指標決定部、５２  電圧指令演算部、５４  コンバータ用デューティ比演算部、５６  コンバータ用ＰＷＭ信号変換部、１００  モータ駆動装置、Ｂ  バッテリ、Ｍ１  交流モータ、ＳＲ１，ＳＲ２  システムリレー、Ｌ１  リアクトル、Ｑ１〜Ｑ８  ＩＧＢＴ素子、Ｄ１〜Ｄ８  ダイオード、Ｃ１，Ｃ２  コンデンサ。
【図１】
0004835171.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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