(57)【要約】【課題】モータに作用する電圧がモータの耐圧を超えるのを抑制する。【解決手段】気圧Ｐｏｕｔが所定気圧Ｐｏｕｔ１未満のときに気圧Ｐｏｕｔが所定気圧Ｐｏｕｔ１以上のときに比して低くなるように高電圧系電力ラインの許容上限電圧ＶＨｍａｘを設定し、高電圧系電力ラインの電圧が許容上限電圧ＶＨｍａｘ以下の範囲内で調節されるように昇圧コンバータを制御する。そして、気圧Ｐｏｕｔが所定気圧Ｐｏｕｔ１未満の領域において、モータのトルク指令が所定トルク以下のとき（フラグＦが値１のとき）には、トルク指令が所定トルクよりも大きいとき（フラグＦが値０のとき）に比して低くなるように許容上限電圧ＶＨｍａｘを設定する。【選択図】図４
2017093134.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用のモータと、
前記モータを駆動するインバータと、
バッテリと、
前記バッテリが接続された第１電力ラインと前記インバータが接続された第２電力ラインとに接続され、前記第２電力ラインの電圧の調節を行なう昇圧コンバータと、
気圧が第１所定気圧未満のときに気圧が該第１所定気圧以上のときに比して低くなるように前記第２電力ラインの許容上限電圧を設定し、前記第２電力ラインの電圧が前記許容上限電圧以下の範囲内で調節されるように前記昇圧コンバータを制御する制御手段と、
を備える自動車であって、
前記制御手段は、気圧が前記第１所定気圧以下の第２所定気圧未満のときにおいて、前記モータのトルクが所定トルク以下のときには、前記モータのトルクが前記所定トルクよりも大きいときに比して低くなるように前記許容上限電圧を設定する、
ことを特徴とする自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車に関し、詳しくは、モータとインバータとバッテリと昇圧コンバータとを備える自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の自動車としては、走行用のモータと、モータを駆動するインバータと、バッテリと、バッテリとインバータとに接続されると共にシステム電圧（インバータの入力電圧）を調節するコンバータと、を備える構成において、システム電圧がシステム電圧上限値以下となるようにコンバータを制御するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この自動車では、高地でないときには、サージ電圧を考慮してシステム電圧上限値を設定し、高地であるときには、高地走行用のシステム電圧上限値を設定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１８６９０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
発明者は、実験・解析によって、所定の低トルク領域且つ所定の回転数領域としての所定領域内でモータを駆動するときに、所定領域外でモータを駆動するときに比して、サージ電圧が大きくなりやすいことを発見した。そして、気圧が比較的低い（標高が比較的高い）ときには、モータの耐圧（各相の導線間での絶縁を確保可能な上限電圧）が低くなるなどの理由によって、所定領域内でモータを駆動すると、サージ電圧によってモータに作用する電圧がモータの耐圧を超えやすくなることを発見した。
【０００５】
本発明の自動車は、モータに作用する電圧がモータの耐圧を超えるのを抑制することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の自動車は、
走行用のモータと、
前記モータを駆動するインバータと、
バッテリと、
前記バッテリが接続された第１電力ラインと前記インバータが接続された第２電力ラインとに接続され、前記第２電力ラインの電圧の調節を行なう昇圧コンバータと、
気圧が第１所定気圧未満のときに気圧が該第１所定気圧以上のときに比して低くなるように前記第２電力ラインの許容上限電圧を設定し、前記第２電力ラインの電圧が前記許容上限電圧以下の範囲内で調節されるように前記昇圧コンバータを制御する制御手段と、
を備える自動車であって、
前記制御手段は、気圧が前記第１所定気圧以下の第２所定気圧未満のときにおいて、前記モータのトルクが所定トルク以下のときには、前記モータのトルクが前記所定トルクよりも大きいときに比して低くなるように前記許容上限電圧を設定する、
ことを特徴とする。
【０００８】
この本発明の自動車では、気圧が第１所定気圧未満のときに気圧が第１所定気圧以上のときに比して低くなるように第２電力ラインの許容上限電圧を設定し、第２電力ラインの電圧が許容上限電圧以下の範囲内で調節されるように昇圧コンバータを制御する。そして、気圧が第１所定気圧以下の第２所定気圧未満のときにおいて、モータのトルクが所定トルク以下のときには、モータのトルクが所定トルクよりも大きいときに比して低くなるように許容上限電圧を設定する。ここで、「モータのトルク」は、指令値を用いるものとしてもよいし、出力値（推定値）を用いるものとしてもよい。また、「所定トルク」は、サージ電圧が大きくなりやすい領域（以下、「大サージ領域」という）の上限トルクを用いることができる。本発明の自動車では、気圧が第２所定気圧未満のときにおいて、モータのトルクが所定トルク以下のときには、モータのトルクが所定トルクよりも大きいときに比して許容上限電圧をより低くするから、大サージ領域内でモータを駆動するときでも、サージ電圧によってモータに作用する電圧がモータの耐圧を超えるのを抑制することができる。また、気圧が第２所定気圧未満のときにおいて、モータのトルクが所定トルクよりも大きいときには、モータのトルクが所定トルク以下のときほど許容上限電圧を低くしないから、モータの出力の低下ひいては走行性能の低下を抑制することができる。
【０００９】
本発明の自動車において、前記制御手段は、気圧が前記第２所定気圧未満のときにおいて、前記モータのトルクが前記所定トルク以下で且つ前記モータの回転数が所定回転数以下のときには、前記モータのトルクが前記所定トルクよりも大きいとき、および、前記モータのトルクが前記所定トルク以下で且つ前記モータの回転数が前記所定回転数よりも大きいとき、に比して低くなるように前記許容上限電圧を設定するものとしてもよい。ここで、「所定回転数」は、大サージ領域の上限回転数を用いることができる。こうすれば、許容上限電圧をより低くする領域を狭くすることができる。
【００１０】
本発明の自動車において、前記制御手段は、気圧が前記第２所定気圧未満のときにおいて、前記モータのトルクが前記所定トルク以下であると共に前記モータの回転数が第１所定回転数以下で且つ第２所定回転数以上であるときには、前記モータのトルクが前記所定トルクよりも大きいとき、および、前記モータのトルクが前記所定トルク以下であると共に前記モータの回転数が前記第１所定回転数よりも大きいまたは前記第２所定回転数よりも小さいとき、に比して低くなるように前記許容上限電圧を設定するものとしてもよい。ここで、「第１所定回転数」，「第２所定回転数」は、それぞれ大サージ領域の上限回転数，下限回転数を用いることができる。こうすれば、許容上限電圧をより低くする領域をより狭くすることができる。
【００１１】
本発明の自動車において、前記制御手段は、パルス幅変調制御モードまたは矩形波制御モードで前記インバータを制御し、更に、前記制御手段は、気圧が前記第２所定気圧未満のときにおいて、前記モータのトルクが前記所定トルク以下で且つ前記インバータをパルス幅変調制御モードで制御するときには、前記モータのトルクが前記所定トルクよりも大きいとき、および、前記モータのトルクが前記所定トルク以下で且つ前記インバータを矩形波制御モードで制御するとき、に比して低くなるように前記許容上限電圧を設定するものとしてもよい。発明者は、モータのトルクが小さく且つインバータをパルス幅変調制御モード（特に、過変調制御モード）でインバータを制御するときに、サージ電圧が大きくなりやすいことを発見した。したがって、このように許容上限電圧を設定することにより、許容上限電圧をより低くする領域を狭くすることができる。
【００１２】
本発明の自動車において、前記制御手段は、正弦波制御モードと過変調制御モードと矩形波制御モードとの何れかで前記インバータを制御し、更に、前記制御手段は、気圧が前記第２所定気圧未満のときにおいて、前記モータのトルクが前記所定トルク以下で且つ前記インバータを過変調制御モードで制御するときには、前記モータのトルクが前記所定トルクよりも大きいとき、および、前記モータのトルクが前記所定トルク以下で且つ前記インバータを正弦波制御モードまたは矩形波制御モードで制御するとき、に比して低くなるように前記許容上限電圧を設定するものとしてもよい。こうすれば、許容上限電圧をより低くする領域をより狭くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施例としての電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】実施例のＥＣＵ５０によって実行される許容上限電圧設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】大サージ領域および制限領域の一例を示す説明図である。
【図４】許容上限電圧設定用マップの一例を示す説明図である。
【図５】変形例の制限領域の一例を示す説明図である。
【図６】変形例の制限領域の一例を示す説明図である。
【図７】変形例の制限領域の一例を示す説明図である。
【図８】変形例の制限領域の一例を示す説明図である。
【図９】変形例の許容上限電圧設定用マップの一例を示す説明図である。
【図１０】変形例の許容上限電圧設定用マップの一例を示す説明図である。
【図１１】変形例の許容上限電圧設定用マップの一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１５】
図１は、本発明の一実施例としての電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の電気自動車２０は、図示するように、モータ３２と、インバータ３４と、バッテリ３６と、昇圧コンバータ４０と、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）５０と、を備える。
【００１６】
モータ３２は、同期発電電動機として構成されており、永久磁石が埋め込まれた回転子と、三相コイルが巻回された固定子と、を備える。このモータ３２の回転軸は、駆動輪２２ａ，２２ｂにドライブシャフト（車軸）２３およびデファレンシャルギヤ２４を介して連結された駆動軸２６に接続されている。
【００１７】
インバータ３４は、高電圧系電力ライン４２を介して昇圧コンバータ４０と接続されている。このインバータ３４は、６つのトランジスタＴ１１〜Ｔ１６と、６つのダイオードＤ１１〜Ｄ１６と、を有する。トランジスタＴ１１〜Ｔ１６は、それぞれ、高電圧系電力ライン４２の正極母線と負極母線とに対して、ソース側とシンク側になるように、２個ずつペアで配置されている。６つのダイオードＤ１１〜Ｄ１６は、それぞれ、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６に逆方向に並列接続されている。トランジスタＴ１１〜Ｔ１６の対となるトランジスタ同士の接続点の各々には、モータ３２の三相コイル（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の各々が接続されている。したがって、インバータ３４に電圧が作用しているときに、ＥＣＵ５０によって、対となるトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のオン時間の割合が調節されることにより、三相コイルに回転磁界が形成され、モータ３２が回転駆動される。高電圧系電力ライン４２の正極母線と負極母線とには、平滑用のコンデンサ４６が取り付けられている。
【００１８】
バッテリ３６は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、低電圧系電力ライン４４を介して昇圧コンバータ４０と接続されている。低電圧系電力ライン４４の正極母線と負極母線とには、平滑用のコンデンサ４８が取り付けられている。
【００１９】
昇圧コンバータ４０は、高電圧系電力ライン４２とバッテリ３６とに接続されている。この昇圧コンバータ４０は、２つのトランジスタＴ３１，Ｔ３２と、２つのダイオードＤ３１，Ｄ３２と、リアクトルＬと、を有する。トランジスタＴ３１は、高電圧系電力ライン４２の正極母線に接続されている。トランジスタＴ３２は、トランジスタＴ３１と、高電圧系電力ライン４２および低電圧系電力ライン４４の負極母線と、に接続されている。２つのダイオードＤ３１，Ｄ３２は、それぞれ、トランジスタＴ３１，Ｔ３２に逆方向に並列接続されている。リアクトルＬは、トランジスタＴ３１，Ｔ３２同士の接続点と、低電圧系電力ライン４４の正極母線と、に接続されている。昇圧コンバータ４０は、ＥＣＵ５０によって、トランジスタＴ３１，Ｔ３２のオン時間の割合が調節されることにより、低電圧系電力ライン４４の電力を電圧の昇圧を伴って高電圧系電力ライン４２に供給したり、高電圧系電力ライン４２の電力を電圧の降圧を伴って低電圧系電力ライン４４に供給したりする。
【００２０】
ＥＣＵ５０は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。
【００２１】
ＥＣＵ５０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。ＥＣＵ５０に入力される信号としては、以下のものを挙げることができる。
・モータ３２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ３２ａからの回転位置θｍ
・モータ３２とインバータ３４とを接続する電力ラインに取り付けられた電流センサ３２ｕ，３２ｖからのモータ３２のＵ相，Ｖ相の相電流Ｉｕ，Ｉｖ
・バッテリ３６の端子間に取り付けられた電圧センサからの電池電圧Ｖｂ
・バッテリ３６の出力端子に取り付けられた電流センサからの電池電流Ｉｂ
・バッテリ３６に取り付けられた温度センサからの電池温度Ｔｂ
・コンデンサ４６の端子間に取り付けられた電圧センサ４６ａからのコンデンサ４６（高電圧系電力ライン４２）の電圧ＶＨ
・コンデンサ４８の端子間に取り付けられた電圧センサ４８ａからのコンデンサ４８（低電圧系電力ライン４４）の電圧ＶＬ
・イグニッションスイッチ６０からのイグニッション信号
・シフトレバー６１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ６２からのシフトポジションＳＰ
・アクセルペダル６３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ６４からのアクセル開度Ａｃｃ
・ブレーキペダル６５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ６６からのブレーキペダルポジションＢＰ
・車速センサ６８からの車速Ｖ
・気圧センサ６９からの気圧Ｐｏｕｔ
【００２２】
ＥＣＵ５０からは、各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。ＥＣＵ５０から出力される信号としては、以下のものを挙げることができる。
・インバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６へのスイッチング制御信号
・昇圧コンバータ４０のトランジスタＴ３１，Ｔ３２へのスイッチング制御信号
【００２３】
ＥＣＵ５０は、回転位置検出センサ３２ａにより検出されたモータ３２の回転子の回転位置θｍに基づいて、モータ３２の電気角θｅ，回転数Ｎｍを演算している。また、ＥＣＵ５０は、電流センサにより検出された電池電流Ｉｂの積算値に基づいて、バッテリ３６の蓄電割合ＳＯＣを演算している。ここで、蓄電割合ＳＯＣは、バッテリ３６の全容量に対するバッテリ５０から放電可能な電力の容量の割合である。
【００２４】
こうして構成された実施例の電気自動車２０では、ＥＣＵ５０は、アクセルペダルポジションセンサ６４からのアクセル開度Ａｃｃと車速センサ６８からの車速Ｖとに基づいて、走行に要求される要求トルクＴｄ＊を設定する。続いて、要求トルクＴｄ＊をモータ３２のトルク制限Ｔｍａｘで制限（上限ガード）してモータ３２のトルク指令Ｔｍ＊を設定する。ここで、モータ３２のトルク制限Ｔｍａｘは、高電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨおよびモータ３２の回転数Ｎｍにおいて、モータ３２から出力してもよいトルクの上限である。このモータ３２のトルク制限Ｔｍａｘは、実施例では、高電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨおよびモータ３２の回転数Ｎｍとモータ３２のトルク制限Ｔｍａｘとの関係を予め定めてマップとして記憶しておき、高電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨおよびモータ３２の回転数Ｎｍが与えられると、このマップから対応するモータ３２のトルク制限Ｔｍａｘを導出して設定するものとした。そして、モータ３２がトルク指令Ｔｍ＊で駆動されるように、インバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のスイッチング制御を行なう。
【００２５】
ここで、インバータ３４の制御について説明する。実施例では、インバータ３４は、ＥＣＵ５０により、正弦波制御モード，過変調制御モード，矩形波制御モードの何れかで行なうものとした。正弦波制御モードは、モータ３２の電圧指令と搬送波（三角波）電圧との比較によってトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のオン時間の割合を調節するパルス幅変調（ＰＷＭ）制御モードのうち、搬送波電圧の振幅以下の振幅の正弦波状の電圧指令を変換して得られる擬似的三相交流電圧をモータ３２に供給する制御モードである。過変調制御モードは、パルス幅変調制御モードのうち、三角波電圧の振幅に比して大きい振幅の正弦波状の電圧指令を変換して得られる過変調電圧をモータ３２に供給する制御モードである。矩形波制御モードは、矩形波電圧をモータ３２に供給する制御モードである。なお、正弦波制御モードでは、変調率（電圧利用率）Ｒｍが値０〜値Ｒｒｅｆ１（約０．６１）の範囲となる。過変調制御モードでは、変調率Ｒｍが値Ｒｒｅｆ１（約０．６１）〜値Ｒｒｅｆ２（約０．７８）の範囲となる。矩形波制御モードでは、変調率Ｒｍが値Ｒｒｅｆ２（約０．７８）で一定となる。変調率Ｒｍは、インバータ３４の入力電圧に対する出力電圧（モータ３２に作用する電圧）の実効値の割合である。
【００２６】
インバータ３４の制御モードは、実施例では、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊および回転数Ｎｍと高電圧系電力ライン４２の目標電圧ＶＨ＊とインバータ３４の制御モードとの関係を予め定めて制御モード設定用マップとして図示しないＲＯＭに記憶しておき、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊および回転数Ｎｍと高電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨとが与えられると、このマップから対応するインバータ３４の制御モードを導出して設定するものとした。インバータ３４の制御モードは、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊および回転数Ｎｍが絶対値の小さい側から大きい側に向けて正弦波制御モード，過変調制御モード，矩形波制御モードとなるように定められる。また、インバータ３４の制御モードは、高電圧系電力ライン４２の目標電圧ＶＨ＊が高いほど矩形波制御モードと過変調制御モードとの境界（切替ライン）および過変調制御モードと正弦波制御モードとの境界（切替ライン）がモータ３２の回転数Ｎｍおよびトルク指令Ｔｍ＊が絶対値の大きい側に移行するように定められる。
【００２７】
また、ＥＣＵ５０は、高電圧系電力ライン４２の許容上限電圧ＶＨｍａｘを設定する。この許容上限電圧ＶＨｍａｘの設定処理については後述する。続いて、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊および回転数Ｎｍと高電圧系電力ライン４２の許容上限電圧ＶＨｍａｘとに基づいて、高電圧系電力ライン４２の目標電圧ＶＨ＊を設定する。高電圧系電力ライン４２の目標電圧ＶＨ＊は、実施例では、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊および回転数Ｎｍと高電圧系電力ライン４２の許容上限電圧ＶＨｍａｘと高電圧系電力ライン４２の目標電圧ＶＨ＊との関係を予め定めてマップとして図示しないＲＯＭに記憶しておき、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊および回転数Ｎｍと高電圧系電力ライン４２の許容上限電圧ＶＨｍａｘとが与えられると、このマップから対応する高電圧系電力ライン４２の目標電圧ＶＨ＊を導出して設定するものとした。実施例では、高電圧系電力ライン４２の許容上限電圧ＶＨｍａｘ以下の範囲内で、車両全体の効率などを考慮して、高電圧系電力ライン４２の目標電圧ＶＨ＊を設定するものとした。こうして高電圧系電力ライン４２の目標電圧ＶＨ＊を設定すると、高電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨが目標電圧ＶＨ＊となるように昇圧コンバータ４０のトランジスタＴ３１，Ｔ３２のスイッチング制御を行なう。
【００２８】
次に、こうして構成された実施例の電気自動車２０の動作、特に、高電圧系電力ライン４２の許容上限電圧ＶＨｍａｘの設定処理について説明する。図２は、実施例のＥＣＵ５０によって実行される許容上限電圧設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、繰り返し実行される。
【００２９】
許容上限電圧設定ルーチンが実行されると、ＥＣＵ５０は、まず、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊および回転数Ｎｍ，気圧Ｐｏｕｔなどのデータを入力する（ステップＳ１００）。ここで、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊は、上述の制御によって設定された値を入力するものとした。モータ３２の回転数Ｎｍは、回転位置検出センサ３２ａにより検出されたモータ３２の回転子の回転位置θｍに基づいて演算された値を入力するものとした。気圧Ｐｏｕｔは、気圧センサ６９によって検出された値を入力するものとした。
【００３０】
こうしてデータを入力すると、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊を所定トルクＴｍ１と比較することによって、モータ３２の目標駆動点（トルク指令Ｔｍ＊および回転数Ｎｍ）が大サージ領域を含む制限領域内であるか否かを判定し（ステップＳ１１０）、モータ３２の目標駆動点が制限領域外のときには、フラグＦに値０を設定し（ステップＳ１２０）、モータ３２の目標駆動点が制限領域内のときには、フラグＦに値０を設定する（ステップＳ１３０）。ここで、大サージ領域は、発明者が実験・解析によって発見した、モータ３２を駆動するときに大サージ領域外に比してサージ電圧が大きくなりやすい領域である。また、制限領域は、気圧が比較的低いとき（標高が比較的高いとき）に、制限領域外に比して許容上限電圧ＶＨｍａｘを制限する（より低くする）領域である。
【００３１】
図３は、大サージ領域および制限領域の一例を示す説明図である。図３では、大サージ領域は、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊が所定トルクＴｍ１以下で且つモータ３２の回転数Ｎｍが所定回転数Ｎｍ１以上で所定回転数Ｎｍ２以下の領域とした。また、制限領域は、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊が所定トルクＴｍ１以下の領域とした。所定トルクＴｍ１は、例えば、８Ｎｍ，１０Ｎｍ，１２Ｎｍなどを用いることができる。所定回転数Ｎｍ１は、７５００ｒｐｍ，７６００ｒｐｍ，７７００ｒｐｍなどを用いることができる。所定回転数Ｎｍ２は、７９００ｒｐｍ，８００ｒｐｍ，８１００ｒｐｍなどを用いることができる。
【００３２】
モータ３２のトルクが小さいときには、モータ３２に流れる電流が小さいことから、その電流の向きが反転しやすい。また、インバータ３４を過変調制御モードで制御するときには、インバータ３４を正弦波制御モードまたは矩形波制御モードで制御するときに比して、モータ３２の電気角の１周期における特定の位相範囲で、インバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のスイッチング間隔が短くなる。特に、変調率Ｒｍが高い（例えば、０．７６〜０．７８程度）ときには、この特定の位相範囲でのトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のスイッチング間隔がより短くなる。これらの理由によって、大サージ領域ではサージ電圧が大きくなりやすいと考えられる。所定トルクＴｍ１は、例えば、モータ３２に流れる電流の向きが反転しやすいと想定されるトルク範囲の上限として設定される。また、所定回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、例えば、インバータ３４を過変調制御モードで制御すると想定される回転数範囲の下限，上限として設定される。
【００３３】
こうしてフラグＦを設定すると、気圧ＰｏｕｔとフラグＦとに基づいて、高電圧系電力ライン４２の許容上限電圧ＶＨｍａｘを設定する（ステップＳ１４０）。ここで、高電圧系電力ライン４２の許容上限電圧ＶＨｍａｘは、モータ３２の耐圧（各相の導線間での絶縁を確保可能な上限電圧）に対してマイナス側のマージンを考慮して定められる。この高電圧系電力ライン４２の許容上限電圧ＶＨｍａｘは、実施例では、気圧ＰｏｕｔおよびフラグＦと高電圧系電力ライン４２の許容上限電圧ＶＨｍａｘとの関係を予め定めて許容上限電圧設定用マップとして図示しないＲＯＭに記憶しておき、気圧ＰｏｕｔおよびフラグＦが与えられると、このマップから対応する高電圧系電力ライン４２の許容上限電圧ＶＨｍａｘを導出して設定するものとした。許容上限電圧設定用マップの一例を図４に示す。
【００３４】
図４中、所定気圧Ｐｏｕｔ１は、例えば、８９ｋＰａ，９０ｋＰａ，９１ｋＰａなど（標高が１０００ｍ程度のときの気圧など）とすることができる。所定気圧Ｐｏｕｔ２は、例えば、５７ｋＰａ，５８ｋＰａ，５９ｋＰａなどとすることができる。所定電圧ＶＨｍａｘ１は、例えば、６４０Ｖ，６５０Ｖ，６６０Ｖなどとすることができる。所定電圧ＶＨｍａｘ２は、例えば、４８０Ｖ，４８５Ｖ，４９０Ｖなどとすることができる。所定電圧ＶＨｍａｘ３は、例えば、４０５Ｖ，４１０Ｖ，４１５Ｖなどとすることができる。
【００３５】
図４に示すように、フラグＦが値０のとき（モータ３２の目標駆動点が制限領域外のとき）において、気圧Ｐｏｕｔが所定気圧Ｐｏｕｔ１以上の領域では、許容上限電圧ＶＨｍａｘに所定電圧ＶＨｍａｘ１を設定するものとした。また、フラグＦが値０のときにおいて、気圧Ｐｏｕｔが所定気圧Ｐｏｕｔ１未満で且つ所定気圧Ｐｏｕｔ２よりも高い領域では、気圧Ｐｏｕｔが低いときに高いときよりも低くなるように、具体的には、気圧Ｐｏｕｔが低いほど所定電圧ＶＨｍａｘ１から所定電圧ＶＨｍａｘ２に向かって直線的に低くなるように、許容上限電圧ＶＨｍａｘを設定するものとした。さらに、フラグＦが値０のときにおいて、気圧Ｐｏｕｔが所定気圧Ｐｏｕｔ２以下の領域では、許容上限電圧ＶＨｍａｘに所定電圧ＶＨｍａｘ２を設定するものとした。
【００３６】
フラグＦが値１のとき（モータ３２の目標駆動点が制限領域内のとき）において、気圧Ｐｏｕｔが所定気圧Ｐｏｕｔ１以上の領域では、フラグＦが値０のときと同様に、許容上限電圧ＶＨｍａｘに所定電圧ＶＨｍａｘ１を設定するものとした。また、フラグＦが値１のときにおいて、気圧Ｐｏｕｔが所定気圧Ｐｏｕｔ１未満で且つ所定気圧Ｐｏｕｔ２よりも高い領域では、気圧Ｐｏｕｔが低いときに高いときよりも低くなり且つフラグＦが値０のときよりも低くなるように、具体的には、気圧Ｐｏｕｔが低いほど所定電圧ＶＨｍａｘ１から所定電圧ＶＨｍａｘ２よりも低い所定電圧ＶＨｍａｘ３に向かって直線的に低くなるように、許容上限電圧ＶＨｍａｘを設定するものとした。さらに、フラグＦが値１のときにおいて、気圧Ｐｏｕｔが所定気圧Ｐｏｕｔ２以下の領域では、許容上限電圧ＶＨｍａｘに所定電圧ＶＨｍａｘ３を設定するものとした。
【００３７】
上述したように、発明者は、大サージ領域内でモータ３２を駆動するときに、大サージ領域外でモータ３２を駆動するときに比して、サージ電圧が大きくなりやすいことを発見した。そして、気圧Ｐｏｕｔが所定気圧Ｐｏｕｔ１よりも低い所定気圧Ｐｏｕｔ３（例えば、６９ｋＰａ，７０ｋＰａ，７１ｋＰａなど（標高が３０００ｍ程度のときの気圧など））未満のときには、モータ３２の耐圧が低くなるなどの理由によって、大サージ領域内でモータ３２を駆動するときに、サージ電圧によってモータ３２に作用する電圧がモータ３２の耐圧を超えやすくなることを発見した。これを踏まえて、実施例では、気圧Ｐｏｕｔが所定気圧Ｐｏｕｔ１未満のときには、気圧が比較的低い（標高が比較的高い）と判断し、フラグＦが値１のとき（モータ３２の目標駆動点が制限領域内のとき）に、フラグＦが値０のとき（モータ３２の目標駆動点が制限領域外のとき）に比して高電圧系電力ライン４２の許容上限電圧ＶＨｍａｘをより低くするものとした。これにより、気圧Ｐｏｕｔが所定気圧Ｐｏｕｔ３未満で且つ大サージ領域内でモータ３２を駆動するときでも、サージ電圧によってモータ３２に作用する電圧がモータ３２の耐圧を超えるのを抑制することができる。この結果、インバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のスイッチング速度がより速くなるのを許容することができるから、スイッチング速度をより上昇させることが可能となり、エネルギ効率のより向上を図ることができる。また、気圧Ｐｏｕｔが所定気圧Ｐｏｕｔ１未満のときにおいて、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊が所定トルクＴｍ１よりも大きいときには、トルク指令Ｔｍ＊が所定トルクＴｍ１以下のときほど許容上限電圧ＶＨｍａｘを低くしないから、モータ３２の出力の低下ひいては走行性能の低下を抑制することができる。
【００３８】
また、以下のことも言える。フラグＦが値０か値１かに拘わらずに一律の許容上限電圧ＶＨｍａｘを設定する比較例では、気圧Ｐｏｕｔが所定気圧Ｐｏｕｔ３未満のときに大サージ領域内でモータ３２を駆動するときでもモータ３２の各相の導線間での絶縁を確保可能とするためには、このときのサージ電圧を考慮して、モータ３２の各相の導線の被膜の厚みなどを設計する必要がある。このため、気圧Ｐｏｕｔが所定気圧Ｐｏｕｔ３以上のときや大サージ領域外でモータ３２を駆動するときについて考えると、各相の導線の被膜の厚みを過剰な値に設計することになる。実施例では、気圧Ｐｏｕｔが所定気圧Ｐｏｕｔ１未満の領域において、フラグＦが値１のときに、フラグＦが値０のときに比して高電圧系電力ライン４２の許容上限電圧ＶＨｍａｘを低くすることにより、気圧Ｐｏｕｔが所定気圧Ｐｏｕｔ３以上のときや大サージ領域外でモータ３２を駆動するときについて考えたときに各相の導線の被膜の厚みを過剰な値に設計しなくてもよくなるから、各相の導線の被膜の厚みを比較例に比して薄くして、コスト削減を図ることができる。
【００３９】
さらに、実施例では、気圧Ｐｏｕｔが所定気圧Ｐｏｕｔ１未満のときにおいて、モータ３２の目標駆動点が制限領域内のときには、その目標駆動点が大サージ領域外でも、目標駆動点が大サージ領域内のときと同様に許容上限電圧ＶＨｍａｘを設定する（目標駆動点が制限領域外のときに比して低くする）。これにより、モータ３２の回転数Ｎｍが所定回転数Ｎｍ１付近または所定回転数Ｎｍ２付近で増減を繰り返したときでも、高電圧系電力ライン４２の許容上限電圧ＶＨｍａｘの変動を抑制することができ、高電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨの変動ひいてはモータ３２のトルクＴｍの変動を抑制することができる。なお、制限領域は、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊が所定トルクＴｍ１以下の領域であることから、許容上限電圧ＶＨｍａｘを低くしても、走行性能に影響を与える可能性は十分に低いと考えられる。
【００４０】
以上説明した実施例の電気自動車２０では、気圧Ｐｏｕｔが所定気圧Ｐｏｕｔ１未満のときに気圧Ｐｏｕｔが所定気圧Ｐｏｕｔ１以上のときに比して低くなるように高電圧系電力ライン４２の許容上限電圧ＶＨｍａｘを設定し、高電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨが許容上限電圧ＶＨｍａｘ以下の範囲内で調節されるように昇圧コンバータ４０を制御する。そして、気圧Ｐｏｕｔが所定気圧Ｐｏｕｔ１未満の領域において、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊が所定トルクＴｍ１以下のとき（モータ３２の目標駆動点が大サージ領域を含む制限領域内のとき）には、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊が所定トルクＴｍ１よりも大きいとき（モータ３２の目標駆動点が制限領域外のとき）に比して低くなるように許容上限電圧ＶＨｍａｘを設定する。これにより、気圧Ｐｏｕｔが所定気圧Ｐｏｕｔ３未満で且つ大サージ領域内でモータ３２を駆動するときでも、サージ電圧によってモータ３２に作用する電圧がモータ３２の耐圧を超えるのを抑制することができる。また、気圧Ｐｏｕｔが所定気圧Ｐｏｕｔ１未満のときにおいて、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊が所定トルクＴｍ１よりも大きいときには、トルク指令Ｔｍ＊が所定トルクＴｍ１以下のときほど許容上限電圧ＶＨｍａｘを低くしないから、モータ３２の出力の低下ひいては走行性能の低下を抑制することができる。
【００４１】
実施例の電気自動車２０では、図３に示したように、制限領域は、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊が所定トルクＴｍ１以下の領域とした。しかし、図５に示すように、制限領域は、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊が所定トルクＴｍ１以下で且つモータ３２の回転数Ｎｍが所定回転数Ｎｍ２以下の領域としてもよい。また、図６に示すように、制限領域は、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊が所定トルクＴｍ１以下で且つモータ３２の回転数Ｎｍが所定回転数Ｎｍ１以上で所定回転数Ｎｍ２以下の領域、即ち、大サージ領域と同一の領域としてもよい。これらの場合、高電圧系電力ライン４２の許容上限電圧ＶＨｍａｘをより制限する領域（制限領域外に比してより低くする領域）をより狭くすることができる。
【００４２】
実施例の電気自動車２０では、図３に示したように、制限領域は、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊が所定トルクＴｍ１以下の領域とした。しかし、図７に示すように、制限領域は、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊が所定トルクＴｍ１以下で且つインバータ３４を正弦波制御モードまたは過変調制御モードで制御する領域としてもよい。また、図８に示すように、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊が所定トルクＴｍ１以下で且つインバータ３４を過変調制御モードで制御する領域としてもよい。これらは、発明者が、モータ３２のトルクが小さくインバータ３４を過変調制御モードで制御するときにサージ電圧が大きくなりやすいことを発見したことに基づくものである。
【００４３】
実施例の電気自動車２０では、図４に示したように、フラグＦが値１のとき（モータ３２の目標駆動点が制限領域内のとき）において、気圧Ｐｏｕｔが所定気圧Ｐｏｕｔ１未満で且つ所定気圧Ｐｏｕｔ２よりも高い領域では、気圧Ｐｏｕｔが低いほど所定電圧ＶＨｍａｘ１から所定電圧ＶＨｍａｘ３に向かって直線的に低くなるように許容上限電圧ＶＨｍａｘを設定し、気圧Ｐｏｕｔが所定気圧Ｐｏｕｔ２以下の領域では、許容上限電圧ＶＨｍａｘに所定電圧ＶＨｍａｘ３を設定するものとした。しかし、図９に示すように、フラグＦが値１のときにおいて、気圧Ｐｏｕｔが所定気圧Ｐｏｕｔ１未満の領域では、許容上限電圧ＶＨｍａｘに所定電圧ＶＨｍａｘ３を設定するものとしてもよい。
【００４４】
実施例の電気自動車２０では、図４に示したように、フラグＦが値１のときにおいて、気圧Ｐｏｕｔが所定気圧Ｐｏｕｔ１以上の領域では、フラグＦが値０のときと同一の値を高電圧系電力ライン４２の許容上限電圧ＶＨｍａｘに設定し、気圧Ｐｏｕｔが所定気圧Ｐｏｕｔ１未満の領域では、フラグＦが値０のときに比して低い値を高電圧系電力ライン４２の許容上限電圧ＶＨｍａｘに設定するものとした。しかし、図１０，図１１に示すように、フラグＦが値１のときにおいて、気圧Ｐｏｕｔが所定気圧Ｐｏｕｔ１と所定気圧Ｐｏｕｔ２との間の上述の所定気圧Ｐｏｕｔ３以上の領域では、フラグＦが値０のときと同一の値を高電圧系電力ライン４２の許容上限電圧ＶＨｍａｘに設定し、気圧Ｐｏｕｔが所定気圧Ｐｏｕｔ３未満の領域では、フラグＦが値０のときに比して低い値を高電圧系電力ライン４２の許容上限電圧ＶＨｍａｘに設定するものとしてもよい。具体的には、図１０に示すように、フラグＦが値１のときにおいて、気圧Ｐｏｕｔが所定気圧Ｐｏｕｔ３未満で所定気圧Ｐｏｕｔ２よりも高い領域では、気圧Ｐｏｕｔが低いほど所定電圧ＶＨｍａｘ３に向かって直線的に低くなるように許容上限電圧ＶＨｍａｘを設定し、気圧Ｐｏｕｔが所定気圧Ｐｏｕｔ２以下の領域では、許容上限電圧ＶＨｍａｘに所定電圧ＶＨｍａｘ３を設定するものとしてもよい。また、図１１に示すように、フラグＦが値１のときにおいて、気圧Ｐｏｕｔが所定気圧Ｐｏｕｔ３未満の領域では、許容上限電圧ＶＨｍａｘに所定電圧ＶＨｍａｘ３を設定するものとしてもよい。
【００４５】
実施例の電気自動車２０では、モータ３２の目標駆動点が制限領域内であるか否かに応じて高電圧系電力ライン４２の許容上限電圧ＶＨｍａｘを設定するものとした。しかし、モータ３２の目標駆動点に代えて、モータ３２の駆動点（トルクＴｍおよび回転数Ｎｍ）が制限領域内であるか否かに応じて高電圧系電力ライン４２の許容上限電圧ＶＨｍａｘを設定するものとしてもよい。ここで、モータ３２のトルクＴｍは、電流センサ３２ｕ，３２ｖからのモータ３０のＵ相，Ｖ相の相電流Ｉｕ，Ｉｖに基づくｄ軸，ｑ軸の電流Ｉｄ，Ｉｑに基づいて推定するものとしてもよい。
【００４６】
実施例では、モータ３２とインバータ３４とバッテリ３６と昇圧コンバータ４０とを備える電気自動車２０の構成とした。しかし、モータ３２とインバータ３４とバッテリ３６と昇圧コンバータ４０とに加えて、走行用のエンジンを備えるハイブリッド自動車の構成としてもよい。また、モータ３２とインバータ３４とバッテリ３６と昇圧コンバータ４０とに加えて、第２昇圧コンバータを介して接続された燃料電池を備える燃料電池自動車の構成としてもよい。
【００４７】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、モータ３２が「モータ」に相当し、インバータ３４が「インバータ」に相当し、バッテリ３６が「バッテリ」に相当し、昇圧コンバータ４０が「昇圧コンバータ」が相当し、ＥＣＵ５０が「制御手段」に相当する。
【００４８】
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００４９】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、自動車の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００５１】
２０  電気自動車、２２ａ，２２ｂ  駆動輪、２３  ドライブシャフト、２４  デファレンシャルギヤ、２６  駆動軸、３２  モータ、３２ａ  回転位置検出センサ、３２ｕ，３２ｖ  電流センサ、３４  インバータ、３６  バッテリ、４０  昇圧コンバータ、４２  高電圧系電力ライン、４４  低電圧系電力ライン、４６，４８  コンデンサ、４６ａ，４８ａ  電圧センサ、５０  電子制御ユニット（ＥＣＵ）、６０  イグニッションスイッチ、６１  シフトレバー、６２  シフトポジションセンサ、６３  アクセルペダル、６４  アクセルペダルポジションセンサ、６５  ブレーキペダル、６６  ブレーキペダルポジションセンサ、６８  車速センサ、６９  気圧センサ、Ｄ１１〜Ｄ１６，Ｄ３１，Ｄ３２  ダイオード、Ｌ  リアクトル、Ｔ１１〜Ｔ１６，Ｔ３１，Ｔ３２  トランジスタ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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