(57)【要約】  昇圧コンバータの制御方法は、電源から入力される電圧を昇圧して負荷側に供給する昇圧コンバータの制御方法である。この昇圧コンバータの制御方法は、負荷側に接続されたモータの動作点に応じて要求される出力電力を確保し、且つ、昇圧コンバータの出力電圧が振動しない下限電圧値を設定し、昇圧コンバータの目標出力電圧を下限電圧値以上の値に設定し、目標出力電圧に応じた電圧を出力するように前記昇圧コンバータを制御する。
2019198160.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源から入力される電圧を昇圧して負荷側に供給する昇圧コンバータの制御方法において、
前記負荷側に接続されたモータの動作点に応じて要求される出力電力を確保し、且つ、前記昇圧コンバータの出力電圧が振動しない下限電圧値を算出し、
前記昇圧コンバータの目標出力電圧を前記下限電圧値以上の値に設定し、
前記目標出力電圧に応じた電圧を出力するように前記昇圧コンバータを制御する、
昇圧コンバータの制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の昇圧コンバータの制御方法において、
前記下限電圧値は、前記モータの出力電力が大きいほど大きい値に設定される、
昇圧コンバータの制御方法。
【請求項３】
請求項１に記載の昇圧コンバータの制御方法において、
前記下限電圧値は、前記モータの電流応答遅れの大きさに応じて変更される、
昇圧コンバータの制御方法。
【請求項４】
請求項３に記載の昇圧コンバータの制御方法において、
前記昇圧コンバータから前記負荷側に電力が供給される場合には、前記下限電圧値は、前記モータの電流応答遅れが小さいほど大きい値に設定される、
昇圧コンバータの制御方法。
【請求項５】
請求項３に記載の昇圧コンバータの制御方法において、
前記昇圧コンバータに負荷側から電力が供給される場合には、前記下限電圧値は、前記モータの電流応答遅れが大きいほど大きい値に設定される、
昇圧コンバータの制御方法。
【請求項６】
請求項１に記載の昇圧コンバータの制御方法において、
前記下限電圧値は、前記昇圧コンバータの共振周波数と前記モータの振動周波数との周波数差が小さいほど大きくなるように算出される補正値が加算されることにより補正される、
昇圧コンバータの制御方法。
【請求項７】
請求項６に記載の昇圧コンバータの制御方法において、
前記補正値は、前記補正後において、前記周波数差が前記補正前より小さくなり、且つ、前記昇圧コンバータの共振周波数が前記モータの振動周波数より大きい場合には、前記周波数差が０の場合に算出される値とする、
昇圧コンバータの制御方法。
【請求項８】
請求項６に記載の昇圧コンバータの制御方法において、
前記補正値は、前記補正後において、前記周波数差が前記補正前より小さくなり、且つ、前記昇圧コンバータの共振周波数が前記モータの振動周波数より小さい場合には、前記補正前の周波数差に基づいて算出される補正値と、前記補正後の周波数差に基づいて算出される補正値とを加算した値とする、
昇圧コンバータの制御方法。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の昇圧コンバータの制御方法において、
前記モータの動作点に応じて要求される出力電力を確保し、且つ、前記モータを最も効率よく駆動させる最適効率電圧値を算出し、
前記下限電圧値および前記最適効率電圧値の大きい方の電圧値を前記目標出力電圧に設定する、
昇圧コンバータの制御方法。
【請求項１０】
電源から入力される電圧を昇圧して負荷側に供給する昇圧コンバータと、当該昇圧コンバータを制御するコントローラとを備える昇圧コンバータの制御装置において、
前記コントローラは、
前記負荷側に接続されたモータの動作点に応じて要求される出力電力を確保し、且つ、前記昇圧コンバータの出力電圧が振動しない下限電圧値を算出し、
前記昇圧コンバータの目標出力電圧を前記下限電圧値以上の値に設定し、
前記目標出力電圧を出力するように前記昇圧コンバータを制御する、
昇圧コンバータの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、昇圧コンバータの制御方法、及び、制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＪＰ２００９−２２５６３４Ａでは、電力変換装置（昇圧コンバータ）の目標出力電圧の設定に関連する技術が開示されている。この昇圧コンバータは、負荷側にモータが接続されており、モータの動作領域を昇圧領域と非昇圧領域に区分けした上で、昇圧時と非昇圧時とでモータ駆動に伴う損失がより小さくなる目標出力電圧を選択することにより、モータ駆動時の効率を向上させている。
【発明の概要】
【０００３】
ここで、昇圧コンバータを介してモータを駆動する場合、モータが力行運転する際は、インバータの定電力制御に伴う負性抵抗特性によって昇圧後の電圧が振動する場合がある。また、モータが回生運転する際は、昇圧後の電圧に対して、インバータに流れ込む電流の応答遅れが発生することによって昇圧後の電圧が振動する場合がある。
【０００４】
しかしながら、ＪＰ２００９−２２５６３４Ａに開示された技術では、モータの駆動時（力行運転時）の損失のみを考慮して昇圧コンバータの目標出力電圧を設定しているため、力行運転時と回生運転時とにおいて、それぞれ別個の要因により昇圧コンバータの出力電圧が振動するという課題がある。
【０００５】
本発明は、モータの動作状態（力行運転、回生運転）に関わらず、昇圧コンバータの出力電圧が振動することを抑制する技術を提供することを目的とする。
【０００６】
本発明の一態様における昇圧コンバータの制御方法は、電源から入力される電圧を昇圧して負荷側に供給する昇圧コンバータの制御方法である。この昇圧コンバータの制御方法は、負荷側に接続されたモータの動作点に応じて要求される出力電力を確保し、且つ、昇圧コンバータの出力電圧が振動しない下限電圧値を算出し、昇圧コンバータの目標出力電圧を下限電圧値以上の値に設定し、目標出力電圧に応じた電圧を出力するように前記昇圧コンバータを制御する。
【０００７】
本発明の実施形態については、添付された図面とともに以下に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明にかかる昇圧コンバータの制御装置を適用したハイブリッド車両のシステム構成図である。
【図２】図２は、図１で示す各構成をより詳細に記述したシステム構成図である。
【図３】図３は、昇圧コンバータの回路構成を説明するための回路構成図である。
【図４】図４は、目標出力電圧Ｖ２*を決定する際に使用されるブロック構成図である。
【図５】図５は、モータジェネレータを動作点周りで線形近似することを説明するための図である。
【図６】図６は、目標出力電圧Ｖ２*の設定処理を示すフローチャートである。
【図７】図７は、条件（ａ）の場合における下限電圧Ｖ２Cの設定処理を示すフローチャートである。
【図８】図８は、下限電圧補正値Ａとモータジェネレータの振動周波数との関係を表した図である。
【図９】図９は、下限電圧補正値Ｂと周波数差との関係を表した図である。
【図１０】図１０は、条件（ｂ）の場合における下限電圧Ｖ２Cの設定処理を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、一実施形態における昇圧コンバータの制御方法の効果を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（一実施形態）
図１は、本発明にかかる昇圧コンバータの制御装置を適用したハイブリッド車両のシステム構成を示すシステム構成図である。図１では、昇圧コンバータの制御装置を二つのモータジェネレータを搭載したハイブリッド車両に適用した構成例を示している。図で示すように、本実施形態のハイブリッド車両は、バッテリ１０、昇圧コンバータ２０、第１インバータ３０、第２インバータ４０、第１モータジェネレータ５０、第２モータジェネレータ６０、エンジン７０、回転数検出器５１、６１、７１、出力軸８０、及び、制御装置９０を備える。
【００１０】
図２は、図１で示す各構成をより詳細に記述したシステム構成図である。図２を参照して、各構成の詳細について説明する。
【００１１】
バッテリ１０は、充放電可能な２次電池であって、例えばリチウムイオン２次電池である。
【００１２】
昇圧コンバータ２０は、入力された電圧を昇圧して出力する電力変換装置である。本実施形態の昇圧コンバータ２０は、一次側（入力側）に電源としてのバッテリ１０が接続されるとともに、２次側（出力側、負荷側）に第１インバータ３０と第２インバータ４０とが並列に接続されている。昇圧コンバータ２０の構成の詳細については図３を参照して説明する。
【００１３】
図３は、昇圧コンバータ２０の回路構成を説明するための回路構成図である。昇圧コンバータ２０は、主に、コンデンサ１、リアクトル（インダクタンス）３、及び、スイッチング素子４ａ、４ｂを含んで構成される。昇圧コンバータ２０は、バッテリ１０から入力される直流の入力電圧Ｖ１を昇圧して、昇圧後の出力電圧Ｖ２を出力する。
【００１４】
コンデンサ１は、スイッチング素子４ａ、４ｂがスイッチングすることに起因して入力電圧Ｖ１に発生する脈流（電圧リップル）を吸収することにより入力電圧Ｖ１を整流する。
【００１５】
電圧センサ２は、コンデンサ１に付設され、昇圧コンバータ２０の入力電圧Ｖ１すなわちコンデンサ１の電圧を検出して、検出した電圧値を制御装置９０に送信する。
【００１６】
リアクトル３は、スイッチング素子４ａがオン、４ｂがオフのときにバッテリ１０からの電気エネルギーを蓄積し、蓄積した電気エネルギーをスイッチング素子４ａがオフ、４ｂがオンのときに放電する。これにより、昇圧コンバータ２０は、バッテリ１０からの直流電圧を昇圧することができる。昇圧後の電圧値（出力電圧Ｖ２の電圧値）は、スイッチング素子４ａをオンする時間の割合（デューティー比Ｄ）を変更することにより任意に調整することができる。また、リアクトル３は、スイッチング素子４ａ、４ｂがスイッチングすることに起因して発生する電流リップルを抑制する機能も有している。
【００１７】
スイッチング素子４ａ、４ｂは、例えばＩＧＢＴやＭＯＳ−ＦＥＴ等のパワー半導体素子で構成される。また、各スイッチング素子４ａ、４ｂには、ダイオード５ａ、５ｂがそれぞれ並列に接続される。
【００１８】
電流センサ６は、リアクトル３を流れる電流を検出して、検出した電流値を制御装置９０に送信する。換言すると、電流センサ６は、昇圧コンバータ２０を介してバッテリ１０から流れ出る、あるいはバッテリ１０へ流れ込む直流電流を検出することができる。
【００１９】
コンデンサ７は、スイッチング素子４ａ、４ｂがスイッチングすることに起因して出力電圧Ｖ２に発生する脈流（電圧リップル）を吸収することにより出力電圧Ｖ２を整流する。
【００２０】
電圧センサ８は、コンデンサ７に付設され、昇圧コンバータ２０の出力電圧Ｖ２すなわちコンデンサ７の電圧を検出して、検出した電圧値を制御装置９０に送信する。以下、図２に戻って説明を続ける。
【００２１】
第１インバータ３０、及び、第２インバータ４０は、三相交流電力を出力可能な三相インバータである。
【００２２】
第１インバータ３０は、昇圧コンバータ２０から入力された直流電力（出力電圧Ｖ２）を三相の第１交流電力に変換して第１モータジェネレータ５０に供給する。また、第１インバータ３０は、第１モータジェネレータ５０が発電した三相の交流電力を直流電力に変換して、昇圧コンバータ２０を介してバッテリ１０を充電するか、若しくは、当該直流電力を第２インバータ４０に供給する。
【００２３】
第２インバータ４０は、昇圧コンバータ２０から入力された直流電力を三相の第２交流電力に変換して第２モータジェネレータ６０に供給する。また、第２インバータ４０は、第２モータジェネレータ６０が発電した三相の第２交流電力（回生電力）を直流電力に変換して、昇圧コンバータ２０を介してバッテリ１０を充電する。
【００２４】
電流センサ９ａは、第１インバータ３０と第１モータジェネレータ５０とを接続する電力線に付設され、当該電力線を流れる電流を検出して、制御装置９０に送信する。また、電流センサ９ｂは、第２インバータ４０と第２モータジェネレータ６０とを接続する電力線に付設され、当該電力線を流れる電流を検出して、検出した電流値を制御装置９０に送信する。本実施形態の電流センサ９ａ、９ｂは、インバータからモータジェネレータ側へ流れる電流、すなわち力行運転時の電流を正の値として、モータジェネレータからインバータ側へ流れる電流、すなわち回生運転時の電流を負の値として検出する。
【００２５】
なお、本明細書において、単にインバータという場合は、第１インバータ３０と第２インバータ４０の少なくともいずれか一方を示すものとする。又、本明細書において単にモータジェネレータ、或いはモータという場合は、第１モータジェネレータ５０と第２モータジェネレータ６０の少なくともいずれか一方を示すものとする。
【００２６】
本実施形態の第１モータジェネレータ５０は、例えば発電機である。第１モータジェネレータ５０は、エンジン７０からの動力によって回転することにより発電する。また、第１モータジェネレータ５０は、エンジン７０の始動時には、第１モータジェネレータ５０の動力を用いてエンジン７０をクランキングさせることや、エンジン７０を第１モータジェネレータ５０の動力を用いて力行回転させることにより電力を消費するモータリングも行う。
【００２７】
本実施形態の第２モータジェネレータ６０は、例えば、車両の駆動源として機能する駆動モータである。第２モータジェネレータ６０は、第２インバータ４０から供給される交流電力により駆動力を発生し、当該駆動力を出力軸８０に伝達する。また、車両の減速時やコースト走行中等、駆動輪に連れ回されて回転するときに、回生駆動力を発生させることで、車両の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収する。
【００２８】
すなわち、本実施形態にかかる昇圧コンバータ２０の制御装置は、発電用の第１モータジェネレータ５０（発電機）と、駆動用の第２モータジェネレータ６０（駆動モータ）とを搭載したいわゆるシリーズ方式のハイブリッド車両に適用されるものとする。
【００２９】
エンジン７０は、不図示のギヤを介して第１モータジェネレータ５０の回転軸と接続されており、第１モータジェネレータ５０が発電するための動力を第１モータジェネレータ５０へ伝達する。なお、本実施形態の昇圧コンバータ２０の制御装置が適用される車両はシリーズ方式である為、本実施形態におけるエンジン７０は、原則として第１モータジェネレータ５０を回転駆動させるための駆動源としてのみ用いられる。ただし、エンジン７０の出力トルクを出力軸８０へ伝達することを可能にするために、公知のトルク伝達装置をエンジン７０と出力軸８０との間に配置してもよい。
【００３０】
回転数検出器５１、６１、７１は、例えばレゾルバである。回転数検出器５１、６１は、第１モータジェネレータ５０、第２モータジェネレータ６０にそれぞれ付設され、第１モータジェネレータ５０と第２モータジェネレータ６０とがそれぞれ備えるロータの回転角度、又は回転数を検出して、制御装置９０へ出力する。回転数検出器７１は、エンジン７０に付設され、エンジン７０が備えるクランクシャフトの回転角度、又は回転数を検出して、制御装置９０へ出力する。
【００３１】
制御装置９０は、昇圧コンバータ２０、第１インバータ３０、第２インバータ４０、第１モータジェネレータ５０、第２モータジェネレータ６０、及び、エンジン７０の駆動を制御する。制御装置９０は、１又は複数のコントローラにより構成される。当該コントローラは、例えば、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、および、入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）から構成される。
【００３２】
より詳細には、制御装置９０は、第１モータジェネレータ５０に対するトルク指令と、第１モータジェネレータ５０のモータ回転数（回転数検出器５１の検出値）と、入出力電流値（電流センサ９ａの検出値）と、入力電圧（電圧センサ８の検出値）とに応じたスイッチングパターンを作成して、当該スイッチングパターンをゲート信号として第１インバータ３０に送信する。また、制御装置９０は、第２モータジェネレータ６０に対するトルク指令と、第２モータジェネレータ６０のモータ回転数（回転数検出器６１の検出値）と、入出力電流値（電流センサ９ｂの検出値）と、入力電圧（電圧センサ８の検出値）とに応じたスイッチングパターンを作成して、当該スイッチングパターンをゲート信号として第２インバータ４０に送信する。なお、ここでのトルク指令とは、モータに所望のトルク（要求トルク）を出力させるための指令値（トルク要求値）であって、例えばアクセル開度等に基づいて算出される。
【００３３】
また、制御装置９０は、第１モータジェネレータ５０に対するトルク指令と第１モータジェネレータ５０のモータ回転数とに応じて、第１モータジェネレータ５０に必要な入力電圧を演算する。また、制御装置９０は、第２モータジェネレータ６０に対するトルク指令と第２モータジェネレータ６０のモータ回転数とに応じて、第２モータジェネレータ６０に必要な入力電圧を演算する。そして、制御装置９０は、演算した各入力電圧に基づいて決定される電圧値を昇圧コンバータ２０の目標出力電圧Ｖ２*として設定する。そして、制御装置９０は、目標出力電圧Ｖ２*を出力するためのスイッチングパターン（デューティー比Ｄ）を作成し、当該デューティー比Ｄをゲート信号として昇圧コンバータ２０に送信する。
【００３４】
続いて、本実施形態における目標出力電圧Ｖ２*の設定方法について、図４を参照して説明する。
【００３５】
図４は、制御装置９０が目標出力電圧Ｖ２*を決定する際のブロック構成図である。本実施形態の制御装置９０は、効率最適電圧演算器４０１、４０２と、乗算器４０３、４０４と、振動回避電圧演算器４０５と、選択器４０６とを用いて目標出力電圧Ｖ２*を決定する。
【００３６】
効率最適電圧演算器４０１は、第１モータジェネレータ５０に対するトルク指令と第１モータジェネレータ５０のモータ回転数とから求められる効率最適電圧を、第１モータジェネレータ５０に対する第１効率最適電圧Ｖ２_m1として選択器４０６に出力する。なお、ここでの効率最適電圧は、第１モータジェネレータ５０の動作点に応じて要求される出力電力を確保し、且つ、第１モータジェネレータ５０に所望のトルクを最も効率よく出力させるために第１インバータ３０に入力される電圧であって、第１モータジェネレータ５０に対するトルク指令等に基づいて、公知の方法により求められる。
【００３７】
効率最適電圧演算器４０２は、第２モータジェネレータ６０に対するトルク指令と第２モータジェネレータ６０のモータ回転数とから求められる効率最適電圧を、第２モータジェネレータ６０に対する第２効率最適電圧Ｖ２_m2として選択器４０６に出力する。なお、ここでの効率最適電圧は、第２モータジェネレータ６０の動作点に応じて要求される出力電力を確保し、且つ、第２モータジェネレータ６０に所望のトルクを最も効率よく出力させるために第２インバータ４０に入力される電圧であって、第２モータジェネレータ６０に対するトルク指令等に基づいて、公知の方法により求められる。
【００３８】
乗算器４０３は、第１モータジェネレータ５０に対するトルク指令と第１モータジェネレータ５０のモータ回転数とを乗算することにより第１モータジェネレータ５０への要求出力（要求電力Ｐ１）を算出して、振動回避電圧演算器４０５に出力する。なお、要求電力Ｐ１は、第１モータジェネレータ５０が力行運転時は正の値（Ｐ１＞０）となり、第１モータジェネレータ５０が回生運転時は負の値（Ｐ１＜０）となる。
【００３９】
乗算器４０４は、第２モータジェネレータ６０に対するトルク指令と第２モータジェネレータ６０のモータ回転数とを乗算することにより第２モータジェネレータ６０への要求出力（要求電力Ｐ２）を算出して、振動回避電圧演算器４０５に出力する。なお、要求電力Ｐ２は、第２モータジェネレータ６０が力行運転時は正の値（Ｐ２＞０）となり、第２モータジェネレータ６０が回生運転時は負の値（Ｐ２＜０）となる。
【００４０】
振動回避電圧演算器４０５は、第１モータジェネレータ５０への要求電力Ｐ１、及び、第２モータジェネレータ６０への要求電力Ｐ２を入力とする。そして、振動回避電圧演算器４０５は、要求電力Ｐ１、Ｐ２に基づいて、これ以上の値であれば出力電圧Ｖ２が振動することを回避できる下限値としての下限電圧Ｖ２cを算出する。換言すれば、振動回避電圧演算器４０５は、要求電力Ｐ１、Ｐ２に基づいて、昇圧コンバータ２０の出力電圧Ｖ２が振動しないような、出力電圧Ｖ２の下限電圧Ｖ２cを算出する。算出された下限電圧Ｖ２cは、選択器４０６に出力される。下限電圧Ｖ２cの算出方法の詳細については後述する。
【００４１】
選択器４０６は、入力された３つの電圧値から最も大きい値を選択して（セレクトハイ）、出力する。すなわち、選択器４０６は、第１効率最適電圧Ｖ２_m1、第２効率最適電圧Ｖ２_m2、及び、下限電圧Ｖ２ｃの中からもっとも高い電圧を選択することにより、最終的な昇圧コンバータ２０の目標出力電圧Ｖ２*を決定する。そして、制御装置９０は、不図示の制御ブロックにおいて、昇圧コンバータ２０が目標出力電圧Ｖ２*に相当する電圧を出力するためのデューティー比Ｄをゲート信号として昇圧コンバータ２０に送信する。なお、モータジェネレータの効率を考慮しないのであれば、効率最適電圧演算器４０１、４０２、及び選択器４０６を要さずに、振動回避電圧演算器４０５において算出された下限電圧Ｖ２ｃを目標出力電圧Ｖ２*に設定してもよい。
【００４２】
ここで、昇圧コンバータ２０の出力電圧Ｖ２が振動する原理について説明する。
【００４３】
昇圧コンバータ２０が受け持つ電力は、原則として要求電力Ｐ１と要求電力Ｐ２とを足し合わせた値となる（当該値を以下「要求電力Ｐ１＋Ｐ２」と称する）。要求電力Ｐ１＋Ｐ２が正のときは、主に、第１、第２インバータ３０、４０の少なくとも一方の定電力制御に伴う負性抵抗特性に起因して出力電圧Ｖ２が振動する。一方、要求電力Ｐ１＋Ｐ２が負のときは、主に、第１、第２モータジェネレータ５０、６０の少なくとも一方に電流が流れる際の応答遅れに起因して出力電圧Ｖ２が振動する。すなわち、出力電圧Ｖ２が振動する主要因は、昇圧コンバータ２０に要求される電力の正負によって異なっている。なお、以下で単に「インバータ」と称する場合は、第１、第２インバータ３０、４０の少なくとも一方を示し、単に「モータジェネレータ」と称する場合は、第１、第２モータジェネレータ５０、６０の少なくとも一方を示すものとする。
【００４４】
まず、要求電力Ｐ１＋Ｐ２が正の場合、すなわち、昇圧コンバータ２０から電力が取り出される場合（力行運転が実施される場合）において、出力電圧Ｖ２を振動させずに安定供給するための条件について説明する。
【００４５】
昇圧コンバータ２０の出力電力Ｖ２と、昇圧コンバータ２０の出力電流（Ｉ1＋Ｉ2）との関係は以下式（１）で表される。ただし、式中のＶ20は昇圧コンバータ２０の出力電圧Ｖ２の値を示し、Ｉ10は第１インバータ３０に流れる電流Ｉ１の値を示し、Ｉ20は第２インバータ４０に流れる電流Ｉ２の値を示すものとする。また、式中のＲ0は、昇圧コンバータ２０の出力電圧Ｖ２が電圧Ｖ２0の際に第１、第２インバータ３０、４０が第１、第２モータジェネレータ５０、６０を一定電力（要求電力Ｐ１＋Ｐ２）に制御しようとするときのモータジェネレータのインピーダンスを示している。Ｉofsについては、図５を参照して後述する。
【００４６】
【数１】
2019198160.tif 000003
【００４７】
図５は、上記式（１）を導き出すために、第１、第２インバータ３０、４０が第１、第２モータジェネレータ５０、６０を一定電力に制御する際の動作点周りで線形近似することを説明するための図である。横軸は昇圧コンバータ２０の出力電圧Ｖ２を、縦軸は昇圧コンバータ２０の出力電流（Ｉ1＋Ｉ2）を示す。また、図中の太線で示す曲線は、第１、第２インバータ３０、４０が第１、第２モータジェネレータ５０、６０を一定電力に制御する際の定電力線を示す。第１、第２モータジェネレータ５０、６０の動作点は、当該定電力線上であって、横軸がＶ２0、縦軸がＩ１０＋Ｉ２０の位置に設定される。
【００４８】
図示するように、動作点（Ｖ20、Ｉ10＋Ｉ20）周りで線形近似することにより、上記式（１）が導出される（図中の点線参照）。また、図中の点線が示すように、式（１）中のＩｏｆｓは、動作点（Ｖ20、Ｉ10＋Ｉ20）において線形近似した際の直線の切片で表される。また、モータジェネレータのインピーダンスを示すＲ0は、要求電力Ｐ１＋Ｐ２が正のときは正の値、要求電力Ｐ１＋Ｐ２が負のときは負の値となるように設定される。図示する状態において、昇圧コンバータ２０の入力電圧Ｖ１から出力電圧Ｖ２までの伝達特性は以下式（２）で表される。
【００４９】
【数２】
2019198160.tif 000004
【００５０】
ただし、式（２）中のＬは、リアクトル３のインダクタンス［Ｈ］を示し、Ｃは、コンデンサ７の容量［Ｆ］を示し、Ｒは、スイッチング素子４ｂがオンのときの昇圧コンバータ２０の回路抵抗［Ω］を示している。
【００５１】
上記したように、昇圧コンバータ２０が受け持つ電力（要求電力Ｐ１＋Ｐ２）が正のときはＲ0＞０に設定される。従って、昇圧コンバータ２０の出力電圧Ｖ２を安定供給するためのＲ0の条件は、昇圧コンバータ２０を実際に設計する際のＲ、Ｌ、Ｃの値を考慮して、下記式（３）で表される。そして、下記式（３）を、下記式（４）を用いて、昇圧コンバータ２０の出力電圧Ｖ２と要求電力Ｐ１＋Ｐ２とで整理すると、下記式（５）で示す条件を得ることができる。
【００５２】
【数３】
2019198160.tif 000005
【００５３】
【数４】
2019198160.tif 000006
【００５４】
【数５】
2019198160.tif 000007
【００５５】
式（５）は、昇圧コンバータ２０の出力電圧Ｖ２を安定供給するための条件を規定する。式（５）から、昇圧コンバータ２０への要求電力Ｐ１＋Ｐ２が正のときに昇圧コンバータ２０の出力電圧Ｖ２が振動しないためには、要求電力Ｐ１＋Ｐ２が大きくなるほど、出力電圧Ｖ２を大きくしなければならないことが分かる。本実施形態では、昇圧コンバータ２０の出力電圧Ｖ２の下限電圧Ｖ２Cが、昇圧コンバータ２０の出力電圧Ｖ２が振動しないために、式（５）を満たすように設定される。
【００５６】
なお、実際には、昇圧コンバータ２０の出力電圧Ｖ２を第１、第２インバータ３０、４０の入力部（直流部）に印加する際に第１、第２モータジェネレータ５０、６０に流れる電流の応答特性を考慮した上で、入力電圧Ｖ１から出力電圧Ｖ２までの伝達特性を求めて、下限電圧Ｖ２ｃを算出してもよい。より具体的には、昇圧コンバータ２０の出力電圧Ｖ２が第１モータジェネレータ５０に印加された場合において、第１モータジェネレータ５０に要求電力Ｐ１に応じて電流Ｉ１が流れるときの電流の応答特性、及び、昇圧コンバータ２０の出力電圧Ｖ２が第２モータジェネレータ６０に印加された場合において、第２モータジェネレータ６０に要求電力Ｐ２に応じて電流Ｉ２が流れるときの電流の応答特性の少なくとも一方を考慮して、下限電圧Ｖ２Cを算出してもよい。これにより、出力電圧Ｖ２が振動しない下限電圧Ｖ２ｃをより的確に算出することができる。
【００５７】
ただし、式（５）の右辺で示す下限電圧Ｖ２Cの値は、上述した電流の応答特性を考慮せずに算出されているので、実質的には最も厳しい条件で算出された値である。そのため、式（５）の右辺で示す下限電圧Ｖ２Cの値は、電流の応答特性を考慮して算出する場合よりも大きい値となる。従って、振動抑制を主目的とする場合は、下限電圧Ｖ２Cを算出する際に上述の電流の応答特性を考慮する必要は必ずしもない。式（５）を満たすように下限電圧Ｖ２Cが設定されることにより、昇圧コンバータ２０の出力電圧Ｖ２が振動することを確実に抑制することができる。
【００５８】
次に、要求電力Ｐ１＋Ｐ２が負の場合、すなわち、昇圧コンバータ２０に電力が供給される回生運転が実施される場合において、出力電圧Ｖ２を振動させずに安定供給するための条件について説明する。
【００５９】
以下では、一例として、昇圧コンバータ２０が停止している状況下で、第２モータジェネレータ６０が回生運転している場合について説明する。この場合における昇圧コンバータ２０の入力電圧Ｖ１から出力電圧Ｖ２までの伝達特性を算出すると、下記式（７）で表される。下記式（７）では、昇圧コンバータ２０の出力電圧Ｖ２が第２インバータ４０の入力部（直流部）に印加された場合において、第２モータジェネレータ６０に要求電力Ｐ２に応じて電流Ｉ２が流れるときの電流の応答特性が考慮されている。この電流応答特性は、下記式（６）の２次遅れ系で表される。式（６）中のζ2は２次遅れ系の減衰係数を示す。ω2は２次遅れ系の固有振動周波数をｆ２としたときの固有振動数を示し、第２モータジェネレータ６０の動作点で決まる値である。また、要求電力Ｐ１＋Ｐ２は負なので、Ｐ０＜０に設定される。
【００６０】
【数６】
2019198160.tif 000008
【００６１】
【数７】
2019198160.tif 000009
【００６２】
そして、式（７）に基づいて、昇圧コンバータ２０の入力電圧Ｖ１から出力電圧Ｖ２までの伝達特性が安定的となるようなＲ0の条件を求める。具体的には、式（７）の分母多項式の特性方程式＝０の解の実部が負となるようなＲ0の条件を求める。求めたＲ0に関する条件を、上記式（４）を用いて昇圧コンバータの出力電圧Ｖ２と要求電力Ｐ１＋Ｐ２で整理することにより出力電圧Ｖ２に関する条件が算出される。そして、当該条件を満たすように、昇圧コンバータ２０の出力電圧Ｖ２を下限電圧Ｖ２C以上に設定することにより、出力電圧Ｖ２が振動することを抑制することができる。
【００６３】
また、上記以外にも出力電圧Ｖ２が振動しやすくなる条件が存在する。例えば、昇圧コンバータ２０への要求電力Ｐ１＋Ｐ２の正負に関わらず、昇圧コンバータ２０の共振周波数とモータジェネレータ（第１モータジェネレータ５０及び第２モータジェネレータ６０の少なくともいずれか一方）の振動周波数が近い場合には、両者の干渉によって昇圧コンバータ２０の出力電圧Ｖ２が振動しやすくなる。そこで、本実施形態では、昇圧コンバータ２０の共振周波数とモータジェネレータの振動周波数とが近いほど、出力電圧Ｖ２の下限電圧Ｖ２Cを高く設定する。これにより、昇圧コンバータ２０の出力電圧が大きくなり、安定性を向上させることができるので、出力電圧Ｖ２の振動をより抑制することができる。
【００６４】
次に、本実施形態における昇圧コンバータ２０の目標出力電圧Ｖ２*の設定方法について、図６から図１０を参照して説明する。
【００６５】
図６は、本実施形態の制御装置９０が実行する昇圧コンバータ２０の目標出力電圧Ｖ２*の設定処理を示すフローチャートである。以下に説明するフローは、制御装置９０に、車両システムが起動している間、一定の間隔で常時実行するようにプログラムされている。
【００６６】
ステップＳ１では、制御装置９０は、第１モータジェネレータ５０および第２モータジェネレータ６０のそれぞれに対するトルク指令と、第１モータジェネレータ５０および第２モータジェネレータ６０のそれぞれの回転数とを取得する。
【００６７】
ステップＳ２では、制御装置９０は、第１モータジェネレータ５０および第２モータジェネレータ６０の電流応答特性パラメータ値を取得する。電流応答特性パラメータ値は、モータジェネレータの電流応答特性を示す指標であって、モータジェネレータの振動周波数に関する情報を含む。本実施形態における電流応答特性パラメータ値は、ステップＳ１で取得したトルク指令値等から定まるモータジェネレータの動作点に応じて、当該動作点と電流応答特性との関係が記憶されているマップを参照して取得される。
【００６８】
ステップＳ３では、制御装置９０は、昇圧コンバータ２０の出力電圧Ｖ２を振動させずに安定供給するための下限電圧Ｖ２Cを設定する。本実施形態における下限電圧Ｖ２Cの設定方法は、以下の二つの条件に応じて異なっている。二つの条件とは、（ａ）インバータに流れ込む電流の応答特性に未知のパラメータが含まれる場合、および、（ｂ）インバータに流れ込む電流の応答特性が既知の場合である。なお、本実施形態において電流の応答特性が未知の場合とは、当該応答特性を上記式（６）では記述できない場合であり、電流の応答特性が既知の場合とは、当該応答特性を上記式（６）で記述できる場合である。
【００６９】
まず、上記（ａ）の場合、すなわち、インバータに流れ込む電流の応答特性に未知のパラメータが含まれており、当該応答特性を上記式（６）では記述できない場合における下限電圧Ｖ２Cの設定方法について説明する。図７は、条件（ａ）の場合にステップＳ３で実行される下限電圧Ｖ２Cの設定処理を示すフローチャートである。
【００７０】
ステップＳ３０１では、制御装置９０は、上記式（５）の右辺に基づいて下限電圧Ｖ２C0を算出する。これにより、インバータに流れ込む電流の応答特性を考慮せずに、出力電圧Ｖ２が振動しないための下限電圧Ｖ２Cが算出される。このとき、式（５）が示すとおり、昇圧コンバータ２０への要求出力Ｐ１＋Ｐ２が大きいほど、下限電圧Ｖ２C0は大きくなる。原則として、モータジェネレータの出力が大きくなるほど、昇圧コンバータ２０の出力電圧は振動しやすくなる。従って、モータジェネレータの出力、すなわち、要求出力Ｐ１＋Ｐ２が大きくなるほど、出力電圧Ｖ２を大きく設定することにより、出力電圧Ｖ２に対して振動が大きくなることを抑制することができる。
【００７１】
ステップＳ３０２では、制御装置９０は、モータジェネレータの電流応答遅れを考慮して下限電圧Ｖ２C0の値を変更する。モータジェネレータの電流応答遅れは、昇圧コンバータ２０とモータジェネレータとインバータとから構成される昇圧コンバータシステムの安定性に影響を及ぼす。従って、モータジェネレータの電流応答遅れに応じて下限電圧Ｖ２の値を変更することによって昇圧コンバータシステムの安定性と効率とを両立させることができる。
【００７２】
下限電圧Ｖ２をどのように変更するかは、要求電力Ｐ１＋Ｐ２の正負によって異なる。具体的には、制御装置９０は、要求電力Ｐ１＋Ｐ２が正の場合、すなわち、昇圧コンバータ２０から負荷側（第１、第２インバータ３０、４０）に電力が供給される場合（昇圧コンバータ２０から電力が取り出される場合）には、下限電圧Ｖ２C0に対して電流の応答遅れが小さいほど大きい値となる下限電圧Ｖ２C1を算出する。要求電力Ｐ１＋Ｐ２が正の場合は、主にインバータの定電力制御による負性抵抗特性の影響で昇圧コンバータシステムの安定性が低下する。負性抵抗特性の影響はモータジェネレータの電流応答遅れが小さいほど強く表れるため、当該電流応答遅れが小さいほど下限電圧Ｖ２を大きく設定することにより、出力電圧Ｖ２が振動することを抑制することができる。
【００７３】
他方、要求電力Ｐ１＋Ｐ２が負の場合、すなわち、負荷側（第１、第２インバータ３０、４０）から昇圧コンバータ２０に電力が供給される場合には、下限電圧Ｖ２C0に対して電流の応答遅れが大きいほど大きい値となる下限電圧Ｖ２C1を算出する。要求電力Ｐ１＋Ｐ２が負の場合は、モータジェネレータの電流応答遅れが大きいほど、昇圧コンバータシステムの安定性が低下する。従って、当該電流応答遅れが大きいほど下限電圧Ｖ２を大きく設定することにより、出力電圧Ｖ２が振動することを抑制することができる。ただし、以下の説明においては、要求電力Ｐ１＋Ｐ２が正であることを前提とする。下限電圧Ｖ２Ｃ１は、ステップＳ３０１で算出した下限電圧Ｖ２C0に、例えば図８に示すような下限電圧補正値Ａを加算することにより算出される。
【００７４】
図８は、要求電力Ｐ１＋Ｐ２が正である場合における下限電圧補正値Ａとモータジェネレータの振動周波数との関係を表した図である。図示するとおり、下限電圧補正値Ａは負の値であって、モータジェネレータの振動周波数が小さいほどマイナスに大きい値となる。電流の応答遅れは、モータジェネレータの振動周波数が小さいほど大きくなる。すなわち、要求電力Ｐ１＋Ｐ２が正である場合における下限電圧Ｖ２C1は、電流の応答遅れが大きいほど、下限電圧Ｖ２C0に対してより小さい値に設定される。
【００７５】
ステップＳ３０３では、制御装置９０は、昇圧コンバータ２０の共振周波数ｆｃを演算する。共振周波数ｆｃは、以下式（８）を用いて算出される。
【００７６】
【数８】
2019198160.tif 000010
【００７７】
ただし、式（８）中のＬはリアクトル３のインダクタンス［Ｈ］、Ｃは、コンデンサ７の容量［Ｆ］、Ｄは、スイッチング素子４ａをオンにするデューティー比である。なお、Ｄの逆数は、昇圧コンバータ２０の昇圧比となる。
【００７８】
ステップＳ３０４では、制御装置９０は、ステップＳ３０３で求めた昇圧コンバータ２０の共振周波数ｆｃと、図６のステップＳ２で取得したモータジェネレータの振動周波数とを比較して、その差分の絶対値（以下「周波数差」と称する）が所定値Ａより小さいか否かを判定する。所定値Ａは、当該所定値Ａとの比較結果に基づいて算出される下限電圧Ｖ２Cによって出力電圧Ｖ２の振動を実質的に抑制できるか否かの観点から、実験等により予め定められる。本実施形態における所定値Ａは、例えば５０Ｈｚに設定される。周波数差の絶対値が所定値Ａより小さければ、続くステップ３０５の処理が実行される。周波数差が所定値Ａ以上であれば、ステップＳ３０２で算出した下限電圧Ｖ２C1を下限電圧Ｖ２Cとして設定することによりステップＳ３の処理を終了し、続くステップＳ４の処理が実行される（図６参照）。
【００７９】
ステップＳ３０５では、ステップＳ３０４で取得した周波数差に基づいて、下限電圧Ｖ２C1の値を大きくする。具体的には、制御装置９０は、下限電圧Ｖ２C1に対して周波数差が小さいほど大きい値となる下限電圧Ｖ２Cを算出する。本ステップで算出される下限電圧Ｖ２Cは、ステップＳ３０２で算出した下限電圧Ｖ２C1に、例えば図９で示すような下限電圧補正値Ｂを加算することによって算出される。換言すると、本ステップでは、下限電圧Ｖ２が周波数差に基づいて算出された下限電圧補正値Ｂによって補正される。
【００８０】
図９は、下限電圧補正値Ｂと周波数差との関係を表した図である。図示する通り、下限電圧補正値Ｂは、周波数差の所定値Ａより小さい領域において正の値を示し、周波数差が０に向かって小さくなるほど大きい値になる。すなわち、本ステップでは、ステップＳ３０２で算出された下限電圧Ｖ２C1に、周波数差が小さいほどより大きい値となる下限電圧補正値Ｂが加算されることによって、下限電圧Ｖ２Cが算出される。
【００８１】
ここで、ステップＳ３０５で電圧を加算した結果、周波数差が小さくなり、さらに電圧を加算する必要が生じる場合がある。より具体的には、下限電圧補正値Ｂが加算されることにより下限電圧Ｖ２Cがより大きい値になるのに応じて、出力電圧Ｖ２を大きくするためにデューティー比Ｄをより小さい値にすると、それに応じて、共振周波数ｆｃとモータジェネレータの振動周波数との周波数差がさらに小さくなる場合がある。この場合は、更に小さくなった周波数差に応じた下限電圧補正値Ｂを加算して（図９参照）、下限電圧Ｖ２Cをさらに大きい値に再設定する必要が生じる。
【００８２】
そこで、本実施形態では、ステップＳ３０５での処理を以下のように実施してもよい。すなわち、ステップＳ３０４で取得した周波数差に基づいて算出された下限電圧補正値Ｂ（図９参照）が加算された後の周波数差が加算前より小さくなる場合は、以下の二つの条件に応じた処理を実施してもよい。二つの条件とは、（ｃ）周波数差が小さくなり、且つ、昇圧コンバータ２０の共振周波数ｆｃがモータジェネレータの振動周波数よりも大きい場合（共振周波数ｆｃ＞振動周波数）、及び、（ｄ）周波数差が小さくなり、且つ、昇圧コンバータ２０の共振周波数ｆｃがモータジェネレータの振動周波数よりも小さい場合（共振周波数ｆｃ＜振動周波数）である。
【００８３】
上記（ｃ）の場合は、制御装置９０は、ステップＳ３０２で算出された下限電圧Ｖ２C1に、周波数差がゼロの場合の下限電圧補正値Ｂ（図９参照）を加算する。上記（ｄ）の場合は、制御装置９０は、ステップＳ３０２で算出された下限電圧Ｖ２C1に、下限電圧補正値Ｂを加算する前の周波数差に基づく下限電圧補正値Ｂと、当該下限電圧補正値Ｂを加算した後の周波数差に基づく下限電圧補正値Ｂとを足し合わせた値を加算する。このように処理することによって、出力電圧Ｖ２が振動しない下限電圧Ｖ２Cを即時に設定することができるので、下限電圧Ｖ２Cの演算時間を短縮することができる。
【００８４】
以上が、図６のステップＳ３における条件（ａ）の場合、すなわち、インバータに流れ込む電流の応答特性に未知のパラメータが含まれる場合における下限電圧Ｖ２Cの設定方法の詳細である。以下では、図１０を参照して、図６のステップ３における条件（ｂ）の場合、すなわち、インバータに流れ込む電流の応答特性が既知の場合における下限電圧Ｖ２Cの設定方法について説明する。
【００８５】
図１０は、条件（ｂ）の場合にステップＳ３で実行される下限電圧Ｖ２Cの設定処理を示すフローチャートである。なお、図７で示すフローチャートと同様の処理には、同じステップ番号を付して説明は省略する。
【００８６】
ステップＳ３１１では、制御装置９０は、上記式（６）及び（７）に基づいて下限電圧Ｖ２C0を算出する。具体的には、昇圧コンバータ２０の出力電圧Ｖ２がインバータに印加された際に当該インバータに流れ込む電流の応答特性が式（６）で記述できる場合に、入力電圧Ｖ１から出力電圧Ｖ２までの伝達特性（式（７））が安定するような出力電圧Ｖ２の下限電圧Ｖ２Cを算出する。なお、式（６）で示す減衰係数ζ2、固有振動周波数ｆ２、昇圧コンバータ２０の入力電圧Ｖ１、及び、昇圧コンバータ２０への要求電力Ｐ１＋Ｐ２と、出力電圧Ｖ２が安定となる下限電圧Ｖ２Cとが関連付けられたマップを予め取得しておき、モータジェネレータの動作点に応じて当該マップを参照することにより、下限電圧Ｖ２Cを算出してもよい。
【００８７】
続くステップＳ３０４からＳ３０５では、制御装置９０は、図６において同じステップ番号を付してある処理と同様の処理を実行し、下限電圧Ｖ２Cを設定する。このように、電流応答特性が既知の場合には、電流の応答特性が考慮された下限電圧Ｖ２Cを即時に算出することができる。
【００８８】
以上説明したように、図７及び図１０で示すフローによって算出された下限電圧Ｖ２Cは、以下のような値となる。すなわち、下限電圧Ｖ２Cは、昇圧コンバータ２０への要求電力Ｐ１＋Ｐ２が大きいほど、大きい値となる。また、下限電圧Ｖ２Cは、要求電力Ｐ１＋Ｐ２が正のときは、インバータに流れ込む電流の応答遅れが大きいほど、小さい値となる。また、下限電圧Ｖ２Cは、要求電力Ｐ１＋Ｐ２が負のときは、インバータに流れ込む電流の応答遅れが大きいほど、大きい値となる。また、下限電圧Ｖ２Cは、昇圧コンバータ２０の共振周波数ｆｃとモータジェネレータの振動周波数との差（周波数差）が小さいほど、大きい値となる。なお、演算に伴う算出値や検出値のばらつき等を考慮して、下限電圧Ｖ２Cに例えば１０％のマージンを加えた値を最終的な下限電圧Ｖ２Cとして設定してもよい。下限電圧Ｖ２Cが設定されると、制御装置９０は、続いて図６で示すステップＳ４の処理を実行する。以下、図６に戻って説明を続ける。
【００８９】
ステップＳ４では、制御装置９０は、第１効率最適電圧Ｖ２_m1と第２効率最適電圧Ｖ２_m2とを算出する。より詳細には、制御装置９０は、第１モータジェネレータ５０に対するトルク指令と第１モータジェネレータ５０のモータ回転数とから、第１モータジェネレータ５０に対する第１効率最適電圧Ｖ２_m1を算出するとともに、第２モータジェネレータ６０に対するトルク指令と第２モータジェネレータ６０のモータ回転数とから第２モータジェネレータ６０に対する第２効率最適電圧Ｖ２_m2を算出する。
【００９０】
ステップＳ５では、制御装置９０は、ステップＳ３で求めた下限電圧Ｖ２C、ステップＳ４で求めた第１効率最適電圧Ｖ２_m1、及び、第２効率最適電圧Ｖ２_m2の３つの電圧値から最も大きい電圧値を選択して、選択した電圧値を目標出力電圧Ｖ２*（目標出力電圧指令値Ｖ２*）に設定する。これにより、要求電力Ｐ１＋Ｐ２を満足し、且つ、振動が抑制された出力電圧Ｖ２を昇圧コンバータ２０に出力させることができる。
【００９１】
図１１を参照して、本実施形態の昇圧コンバータ２０の制御方法を適用した場合の効果について説明する。
【００９２】
図１１は、本実施形態の昇圧コンバータ２０の制御方法を適用した場合における出力電圧Ｖ２の挙動を説明するタイムチャートである。図１１（ａ）は、昇圧コンバータ２０の出力電圧を示し、図１１（ｂ）は、昇圧コンバータ２０への要求電力Ｐ１＋Ｐ２を示している。両図とも、横軸は時間を表す。
【００９３】
図示するとおり、要求電力Ｐ１＋Ｐ２は正の値の一定値を示しており、車両は力行運転中である。このとき、昇圧コンバータ２０への目標出力電圧を要求電力Ｐ１＋Ｐ２に応じて算出する場合に、従来のように効率のみを考慮すると、図１１（ａ）中に一点鎖線で示される目標出力電圧が算出される。その結果、効率のみを考慮した目標出力電圧に応じて出力される実出力電圧は、図の点線で示すように、振動的になってしまう。
【００９４】
これに対して、本実施形態の昇圧コンバータ２０の制御装置によれば、従来と同様に効率のみを考慮した目標出力電圧（第１効率最適電圧Ｖ２_m1、第２効率最適電圧Ｖ２_m2）を算出するとともに、実出力電圧が振動しないような下限電圧Ｖ２Cを算出する。そして、これらの電圧値のセレクトハイにより、最も高い電圧値が目標出力電圧Ｖ２*として設定される。図示のとおり、本実施形態にかかる昇圧コンバータ２０の制御方法により算出された下限電圧Ｖ２Cは、従来のように効率のみを考慮して算出された目標出力電圧よりも大きい。したがって、本実施形態によれば、セレクトハイにより下限電圧Ｖ２Cが選択され、下限電圧Ｖ２Cが目標出力電圧Ｖ２*として設定される。その結果、昇圧コンバータ２０の実出力電圧が振動的になることを従来よりも大幅に抑制することができる。
【００９５】
以上、一実施形態の昇圧コンバータ２０の制御方法は、電源から入力される電圧を昇圧して負荷側に供給する昇圧コンバータ２０の制御方法であって、負荷側に接続されたモータ（第１、第２モータジェネレータ５０、６０）の動作点に応じて要求される出力電力（要求電力Ｐ１＋Ｐ２）を確保し、且つ、昇圧コンバータ２０の出力電圧Ｖ２が振動しない下限電圧値（下限電圧Ｖ２ｃ）を算出し、昇圧コンバータ２０の目標出力電圧Ｖ２*を下限電圧Ｖ２ｃ以上の値に設定し、目標出力電圧に応じた電圧を出力するように前記昇圧コンバータを制御する。これにより、昇圧コンバータ２０の出力電圧Ｖ２が振動的になることを抑制することができる。その結果、出力電圧Ｖ２が振動することに起因して、過電圧、過電流、及び、モータジェネレータのトルク振動が発生することを防止することができる。
【００９６】
また、一実施形態の昇圧コンバータ２０の制御方法によれば、下限電圧Ｖ２ｃは、モータジェネレータの出力電力（要求出力Ｐ１＋Ｐ２）が大きいほど大きい値に設定される。これにより、出力Ｐ１＋Ｐ２が大きくなるほど、出力電圧Ｖ２がより大きく設定されるので、出力電圧Ｖ２に対して振動が大きくなることを抑制することができる。その結果、出力電圧Ｖ２が振動することに起因して、過電圧、過電流、及び、モータジェネレータのトルク振動が発生することを防止することができる。
【００９７】
また、一実施形態の昇圧コンバータ２０の制御方法によれば、下限電圧Ｖ２ｃは、モータジェネレータの電流応答遅れの大きさに応じて変更される。これにより、昇圧コンバータシステムの安定性と効率との両立を図ることができる。
【００９８】
また、一実施形態の昇圧コンバータ２０の制御方法によれば、昇圧コンバータ２０から負荷側（第１、第２インバータ３０、４０）に電力が供給される場合には、下限電圧Ｖ２ｃは、モータジェネレータの電流応答遅れが小さいほど大きい値に設定される。これにより、インバータの定電力制御による負性抵抗特性の影響を低減することができるので、出力電圧Ｖ２が振動することを抑制することができる。
【００９９】
また、一実施形態の昇圧コンバータ２０の制御方法によれば、昇圧コンバータ２０に負荷側（第１、第２インバータ３０、４０）から電力が供給される場合には、下限電圧Ｖ２は、モータジェネレータの電流応答遅れが大きいほど大きい値に設定される。これにより、出力電圧Ｖ２が振動することを抑制することができる。
【０１００】
また、一実施形態の昇圧コンバータ２０の制御方法によれば、下限電圧Ｖ２は、昇圧コンバータ２０の共振周波数とモータジェネレータの振動周波数との周波数差が小さいほど大きくなるように算出される補正値（下限電圧補正値Ｂ）が加算されることによりを補正される。これにより、昇圧コンバータ２０の出力電圧が大きくなり、安定性を向上させることができるので、出力電圧Ｖ２の振動をより抑制することができる。
【０１０１】
また、一実施形態の昇圧コンバータ２０の制御方法によれば、上記の補正値（下限電圧補正値Ｂ）は、補正後において、周波数差が補正前より小さくなり、且つ、昇圧コンバータ２０の共振周波数ｆｃがモータジェネレータの振動周波数より大きい場合には、周波数差が０の場合に算出される値とする。これにより、演算時間を短縮して、出力電圧が振動しない目標出力電圧Ｖ２*をより速く算出することができる。
【０１０２】
また、一実施形態の昇圧コンバータ２０の制御方法によれば、上記の補正値（下限電圧補正値Ｂ）は、補正後において、周波数差が補正前より小さくなり、且つ、昇圧コンバータ２０の共振周波数ｆｃがモータジェネレータの振動周波数より小さい場合には、補正前の周波数差に基づいて算出される補正値（下限電圧補正値Ｂ）と、補正後の周波数差に基づいて算出される補正値（下限電圧補正値Ｂ）とを加算した値とする。これにより、演算時間を短縮して、出力電圧が振動しない目標出力電圧Ｖ２*をより速く算出することができる。
【０１０３】
また、一実施形態の昇圧コンバータ２０の制御方法によれば、モータジェネレータの動作点に応じて要求される出力電力（要求電力Ｐ１、Ｐ２）を確保し、且つ、モータジェネレータを最も効率よく駆動させる最適効率電圧値（第１、第２効率最適電圧Ｖ２_m1、Ｖ２_m2）を算出し、下限電圧Ｖ２ｃおよび最適効率電圧値の大きい方の電圧値を目標出力電圧Ｖ２*に設定する。これにより、特に最適効率電圧値が下限電圧Ｖ２ｃより大きい場合には、振動を抑制し、且つ、モータジェネレータを最も効率よく駆動可能な出力電圧Ｖ２を昇圧コンバータ２０に出力させることができる。
【０１０４】
本発明は、上述した実施形態に限定されることはなく、様々な変形や応用が可能である。
【０１０５】
例えば、本実施形態の昇圧コンバータ２０の制御方法が適用される車両はシリーズ方式のハイブリッド車両である旨説明したが、必ずしもこれに限定されない。本発明にかかる昇圧コンバータ２０の制御方法は、昇圧コンバータ２０の負荷側に少なくとも一組のインバータとモータとが接続された昇圧コンバータシステムに対して適宜適用可能である。
【図１】
2019198160.tif 000011
【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】
2019198160.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】令和2年9月17日(2020.9.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源から入力される電圧を昇圧して負荷側に供給する昇圧コンバータの制御方法において、
前記負荷側に接続されたモータの動作点に応じて要求される出力電力を確保し、且つ、前記昇圧コンバータの出力電圧が振動しない下限電圧値を算出し、
前記昇圧コンバータの目標出力電圧を前記下限電圧値以上の値に設定し、
前記目標出力電圧に応じた電圧を出力するように前記昇圧コンバータを制御する、
昇圧コンバータの制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の昇圧コンバータの制御方法において、
前記下限電圧値は、前記モータの出力電力が大きいほど大きい値に設定される、
昇圧コンバータの制御方法。
【請求項３】
請求項１に記載の昇圧コンバータの制御方法において、
前記下限電圧値は、前記モータの電流応答遅れの大きさに応じて変更される、
昇圧コンバータの制御方法。
【請求項４】
請求項３に記載の昇圧コンバータの制御方法において、
前記昇圧コンバータから前記負荷側に電力が供給される場合には、前記下限電圧値は、前記モータの電流応答遅れが小さいほど大きい値に設定される、
昇圧コンバータの制御方法。
【請求項５】
請求項３に記載の昇圧コンバータの制御方法において、
前記昇圧コンバータに負荷側から電力が供給される場合には、前記下限電圧値は、前記モータの電流応答遅れが大きいほど大きい値に設定される、
昇圧コンバータの制御方法。
【請求項６】
請求項１に記載の昇圧コンバータの制御方法において、
前記下限電圧値は、前記昇圧コンバータの共振周波数と前記モータの振動周波数との周波数差が小さいほど大きくなるように算出される補正値が加算されることにより補正される、
昇圧コンバータの制御方法。
【請求項７】
請求項６に記載の昇圧コンバータの制御方法において、
前記補正値は、補正後において、前記周波数差が前記補正前より小さくなり、且つ、前記昇圧コンバータの共振周波数が前記モータの振動周波数より大きい場合には、前記周波数差が０の場合に算出される値とする、
昇圧コンバータの制御方法。
【請求項８】
請求項６に記載の昇圧コンバータの制御方法において、
前記補正値は、補正後において、前記周波数差が補正前より小さくなり、且つ、前記昇圧コンバータの共振周波数が前記モータの振動周波数より小さい場合には、補正前の前記周波数差に基づいて算出される前記補正値に代えて、補正後の前記周波数差に基づいて算出される前記補正値とする、
昇圧コンバータの制御方法。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の昇圧コンバータの制御方法において、
前記モータの動作点に応じて要求される出力電力を確保し、且つ、前記モータを最も効率よく駆動させる最適効率電圧値を算出し、
前記下限電圧値および前記最適効率電圧値の大きい方の電圧値を前記目標出力電圧に設定する、
昇圧コンバータの制御方法。
【請求項１０】
電源から入力される電圧を昇圧して負荷側に供給する昇圧コンバータと、当該昇圧コンバータを制御するコントローラとを備える昇圧コンバータの制御装置において、
前記コントローラは、
前記負荷側に接続されたモータの動作点に応じて要求される出力電力を確保し、且つ、前記昇圧コンバータの出力電圧が振動しない下限電圧値を算出し、
前記昇圧コンバータの目標出力電圧を前記下限電圧値以上の値に設定し、
前記目標出力電圧を出力するように前記昇圧コンバータを制御する、
昇圧コンバータの制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８３】
上記（ｃ）の場合は、制御装置９０は、ステップＳ３０２で算出された下限電圧Ｖ２C１に、周波数差がゼロの場合の下限電圧補正値Ｂ（図９参照）を加算する。上記（ｄ）の場合は、制御装置９０は、ステップＳ３０２で算出された下限電圧Ｖ２C1に、下限電圧補正値Ｂを加算する前の周波数差に基づく下限電圧補正値Ｂに代えて、当該下限電圧補正値Ｂを加算した後の周波数差に基づく下限電圧補正値Ｂを加算する。このように処理することによって、出力電圧Ｖ２が振動しない下限電圧Ｖ２Cを即時に設定することができるので、下限電圧Ｖ２Cの演算時間を短縮することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０２】
また、一実施形態の昇圧コンバータ２０の制御方法によれば、上記の補正値（下限電圧補正値Ｂ）は、補正後において、周波数差が補正前より小さくなり、且つ、昇圧コンバータ２０の共振周波数ｆｃがモータジェネレータの振動周波数より小さい場合には、補正前の周波数差に基づいて算出される補正値（下限電圧補正値Ｂ）に代えて、補正後の周波数差に基づいて算出される補正値（下限電圧補正値Ｂ）とする。これにより、演算時間を短縮して、出力電圧が振動しない目標出力電圧Ｖ２*をより速く算出することができる。
【国際調査報告】
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