WO2007111286A1 - 電動機駆動制御システムおよびその制御方法 - Google Patents

Abstract

昇圧可能なコンバータを含んで構成された電動機駆動制御システムにおいて、電動機として動作するＭＧ２のロック状態非発生時（Ｓ１３０のＮＯ時）には、発電機として動作するＭＧ１とＭＧ２との必要電圧に対応して、コンバータ出力電圧の電圧指令値ＶＨｒｅｆが設定される（Ｓ１４０）。一方、ＭＧ２のロック状態発生時（Ｓ１３０のＹＥＳ時）には、コンバータでの昇圧を制限するように、制限電圧Ｖｌｍｔ以下に電圧指令値ＶＨｒｅｆが設定される（Ｓ１５０，Ｓ１６０）。ロック状態発生時には、コンバータ出力電圧を低下させることにより、インバータでスイッチングされる直流電圧が低くなるので、インバータを構成するスイッチング素子でのスイッチング損失が低減されて、その発熱による温度上昇が抑制できる。

Description

明細書 電動機駆動制御システムおよびその制御方法 技術分野

. この発明は、 電動機駆動制御システムおよびその制御方法に関し、 より特定的 には、 直流電源の出力電圧を昇圧可能に構成されたコンバータを含んで構成され る電動機駆動制御システムの制御技術に関する。 背景技術

直流電源からの直流電力を電力変換器 （代表的にはインパータ） によって交流 電力に変換して交流電動機を駆動制御する電動機駆動制御システムが一般的に用 いられている。 インバータ等の電力変換器では、 高周波かつ大電力でのスィッチ ングにより電力変換が行なわれているため、 このようなスィツチング動作を行な ぅスィツチング素子 （たとえば I G B T： Insulated Gate Bipolar Transistor 等の大電力用トランジスタ） の発熱を回避するように構成する必要がある _ώ 特に、 永久磁石励磁型の同期電動機 （ΡΜモータ） 等をインバータ等の電力変 換器により駆動しているときに、 電動機の回転が外力によりロックされると、 電 動機に設けられている複数相の巻線のうち 1相の巻線のみに電流が集中する。 こ の結果、 電力変換器 （インバータ） 中に設けちれている複数のスイッチング素'子 のうちのこの相に対応するスィッチング素子が急激に発熱する。 このような急発 熱が生じると、 スイッチング素子の熱破壊を招いてしまうおそれがある。 このた め、 モータのロック時に、 電力変 (インバータ） を構成するスイッチング素 子の発熱を抑えるための構成が提案されている。

たとえば、 特開平 9— 7 0 1 9 5号公報 （以下、 特許文献 1 ) には、 電動機の ロック時に、 PWM (パルス幅変調） 信号のキャリア周波数を通常の周波数 （1 0 k H z ) から低周波数 （1 . 2 5 k H z ) に切換えることにより、 インバータ のスィツチング素子のスィツチング周波数を低下してスィツチング損失を低減す ることにより、 ィンバータの各スィツチング素子に急激な発熱を生じることを回 避している。

また、 特開 2 0 0 5— 1 1 7 7 5 8号公報 （以下、 特許文献 2 ) には、 インバ ータの各スィツチング素子について 2個の駆動回路を並列に設け、 通常時には一 方の駆動回路のみでスィツチング素子をオンオフする一方で、 電動機の口ック状 態時には、 両方の駆動回路によりスイッチング素子をオンオフする構成が開示さ れる。 このような構成によれば、 ロック状態時にはスイッチング素子のオンオフ を急峻なものとして、 通常時よりもスィツチング損失を抑制することにより発熱 を低減することができる。

また、 特開平 9一 2 1 5 3 8 8号公報 （以下、 特許文献 3 ) には、 各相のモー ■ タ駆動電流の二乗の積分値に基づき、 一定電流が継続的に流れる電動機のロック 状態を早期に検出して、 ィンバータの保護を行なうことが開示されている。

一方、 電動機駆動制御システムの一形式として、 直流電源からの直流電圧をコ ンバータによって昇圧可能な構成とし、 コンバータによって可変制御される直流 電圧をインパータによって交流電圧に変換して交流電動機を駆動制御する構成が、 たとえば特開 2 0 0 3— 3 0 9 9 9 7号公報 （以下、 特許文献 4 ) に開示されて いる。 このような構成では、 電動機に印加される交流電圧振幅を電動機の動作状 態に応じて可変とできるため、 電動機を高効率で運転し、 かつ高出力を得ること が可能となる。 発明の開示

しかしながら、 特許文献 1に開示された構成では、 電動機のロック時にスィッ チング素子の発熱を低下することはできるものの、 キヤリァ周波数の低下により 制御応答性が低下してしまうとともに、 スィツチング周波数が可聴周波数帯域ま で低下することによってノイズが増大してしまうという問題がある。

また、 特許文献 2に開示された構成では、 通常使用する駆動回路に加えて、 電 動機の口ック時にのみ用いられる駆動回路を並列に設ける必要があるため、 駆動 回路の大型化ゃコスト上昇を招くといった問題がある。

したがって、 特許文献 4に開示されたような、 コンバータを含む電動機駆動制 御システムにおいて、 電動機の口ック検知時におけるスィツチング素子の発熱防 止を図る場合には、 上記特許文献 1および 2のような問題を発生しないような制 御構成とすることが好ましい。 この点につき、 特許文献 3は、 ロック状態の確実 な検出について開示するものの、 口ック状態時におけるスィツチング素子の発熱 防止のための技術については言及していない。

この発明は、 このような問題点を解決するためになされたものであって、 この 発明の目的は、 直流電源の出力電圧を昇圧可能に構成されたコンバータを含んで 構成された電動機駆動制御システムにおいて、 効率的な制御構成によって、 電動 機のロック発生時に電力変換器 （インバータ） を構成する各スイッチング素子の 発熱による温度上昇を抑制することである。

この発明による電動機駆動制御システムは、 直流電源と、 コンバータと、 第 1 のインパータと、 電圧設定手段と、 ロック検知手段と、 電圧制限手段とを備える。 コンバータは、 直流電源の出力電圧を昇圧可能に構成されて、 直流電源の出力電 圧を電圧指令値に従って可変制御して直流電源配線に出力するように構成される。 第 1のインバータは、 電動機が動作指令に従つで作動するように、 複数のスイツ チング素子により直流電源配線上の直流電力と電動機を駆動する交流電力との間 で電力変換を行なう。 電圧設定手段は、 電動機の動作状態に応じて、 コンバータ の電圧指令値を設定する。 ロック検知手段は、 電動機のロック状態を検知するよ うに構成される。 電圧制限手段は、 ロック検知手段によるロック状態の検知時に、 電圧設定手段により設定される電圧指令値および所定の制限電圧のうちの低い方. の電圧に電圧指令値を設定する。

この発明による電動機駆動制御システムの制御方法によれ 、 電動機駆動制御 システムは、 直流電源と、 直流電源の出力電圧を昇圧可能に構成ざれて、 直流電 源の出力電圧を電圧指令値に従って可変制御して直流電源配線に出力するように 構成されたコンバータと、 電動機が動作指令に従って作動するように、 複数のス ィツチング素子により直流電源配線上の直流電力と電動機を駆動する交流電力と の間で電力変換を行なう第 1のインパータとを備える。 そして、 制御方法は、 電 動機の動作状態に応じて、 コンバータの電圧指令値を設定するステップと、 電動 機のロック状態を検知するステップと、 ロック状態の検知時に、 電動機の動作状 態に応じて設定される電圧指令値および所定の制限電圧のうちの低い方の電圧に 電圧指令値を制限するステップとを備える。

上記電動機駆動制御システムおよびその制御方法によれば、 電動機のロック状 態検知時には、 コンバータ出力電圧が制限電圧以下となるように電圧指令値を設 定して、 第 1のィンバータでスィツチングされる直流電圧を低くすることができ る。 電動機の同一トルク出力下では、 インバータでスイッチングされる直流電圧 が小さい程、 各スイッチング素子でのスイッチング損失は低減されるので、 電動 機での口ック状態発生時に、 第 1のィンパータ中の電流が集中する特定相におけ るスィツチング素子でのスィツチング損失を減少させて、 その発熱による温度上 昇を抑制できる。 さらにこの際に、 スイッチング周波数の低下による電力損失低 減とは異なり、 制御性の低下や可聴ノィズの発生を招くことがなく、 駆動回路の 並列化による回路の大型化ゃコスト上昇を招くこともない。

また、 スイッチング素子の温度上昇が抑制されて緩やかになることにより、 口 ック状態時での電動機からのトルク出力がより長い時間可能となる。 あるいは、 動作条件が厳しい電動機のロック状態発生時における温度上昇が緩やかになるこ とを見込んでスィツチング素子の温度耐性を低く設計できることにより、 スイツ チング素子の小型化および低コスト化を図ることも可能である。 ' 好ましくは、 この発明による電動機駆動制御システムおよびその制御方法では、 制限電圧は、 直流電源の出力電圧と同等である。

上記電動機駆動制御システムおよびその制御方法によれば、 電動機の口ック状 態発生時には、 コンバータによる昇圧を禁止して、 第 1のインバータによりスィ ツチングざれる直流電圧を低く設定できる。 したがって、 電動機のロック状態時 におけるインバータ （第 1のィンバータ） のスィツチング素子の温度上昇効果を 大きく得ることができる。 .

また好ましくは、 この発明による電動機駆動制御システムは、 発電機と、 第 2 のインバータとをさらに備える。 発電機は、 外力によって回転駆動可能に構成さ れる。 第 2のインバータは、 発電機が動作指令に従って作動するように、 複数の スィツチング素子により直流電源配線上の直流電力と発電機を駆動する交流電力 との間で電力変換を行なう。 そして、 電圧設定手段は、 電動機の動作状態に加え て、 発電機の動作状態にさらに応じて、 コンバータの電圧指令値を設定する。 さ らに、 電圧設定手段は、 電動機の動作状態に対応して設定されるべき電圧指令値 を算出する第 1の設定手段と、 発電機の動作状態に対応して設定されるべき電圧 指令値を算出する第 2の設定手段と、 第 1および第 2の設定手段により算出され た電圧指令値のうちの高い方の電圧にコンバータの電圧指令値を設定する第 3の 設定手段とを含む。

また好ましくは、 この発明による電動機駆動制御システムの制御方法では、 電 動機駆動制御システムは、 外力によって回転駆動可能に構成された発電機と、 発 電機が動作指令に従って作動するように、 複数のスィツチング素子により直流電 源配線上の直流電力と発電機を駆動する交流電力との間で電力変換を行なう第 2 · のインバータとをさらに備える。 そして、 電圧指令値を設定するステップは、 電 動機の動作状態に加えて、 発電機の動作状態にさらに応じて、 コンバータの電圧 指令値を設定するように、 電動機の動作状態に対応して設定されるべき電圧指令 値を算出する第 1のサブステップと、 発電機の動作状態に対応して設定されるべ き電圧指令値を算出する第 2のサブステップと、'第 1およぴ第 2のサブステップ により算出された電圧指令値のうちの高い方の電圧にコンバータの電圧指令値を 設定する第 3のサブステップとを含む。 · 上記電動機駆動制御システムおよびその制御方法によれば、 共通のコンバータ の出力電圧を受けて電動機および発電機が駆動制御される構成において、 ロック 状態の非発生時には電動機および発電機の両方の動作状態に対応させてコンパ一 タ出力電圧の電圧指令値を適切に設定することができる。 さらに、 電動機のロッ ク状態発生時には、 コンバータの出力電圧が制限電圧以下となるようにして、 電 動機に対応するインバータ （第 1のインパータ） を構成するスィツチング素子の 温度上昇を抑制することができる。

さらに好ましくは、 この発明による電動機駆動制御システムは、 発電確保手段 をさらに備える。 発電確保手段は、 ロック検知手段による電動機のロック状態の 検知時に、 発電機から直流電源配線へ電力を供給するように構成される。

特に、 発電確保手段は、 電動機のロック状態の検知時には、 発電機から直流電 源配線へ電力が供給可能となるように制限電圧を設定するように構成することが できる。 あるいは、 複数のスイッチング素子とそれぞれ並列に、 発電機の発電電 力を直流電源配線へ導けるように接続された整流素子を含むように第 2のィンバ ータを構成した上で、 発電確保手段は、 ロック検知手段によるロック状態の検知 時に、 第 2のインバータ中の各スイッチング素子をオフするとともに、 発電機に 誘起される交流電圧の振幅が直流電源配線の電圧よりも高くなるように宪電機の 回転速度を上昇させるように構成することができる。

■ さらに好ましくは、 この発明による電動機駆動制御システムの制御方法は、 電 動機の口ック状態の検知時に、 発電機から直流電源配線へ電力が供給されるよう に発電機での発電を確保するステップをさらに備える。

特に、 この発電を確保するステップは、 電動機のロック状態の検知時には、 発 · 電機から直流電源配線へ電力が供給可能となるように制限電圧を設定する。 ある いは、 複数のスイッチング素子とそれぞれ並列に、 発電機の発電電力を直流電源 配線へ導けるように接続された整流素子を含むように第 2のィンバータを構成し た上で、 発電を確保するステップは、 電動機のロック状態の検知時に、 第 2のィ ンバータ中の各スィツチング素子をオフするとともに、 発電機に誘起される交流 電圧の振幅が直流電源配線の電圧よりも高くなるように発電機の回転速度を上昇 させる。 ' 上記電動機駆動制御システムおよびその制御方法によれば、 電動機のロック状 態発生時において、 第 1のィンバータ中のスィツチング素子の温度上昇を抑制す るとともに、 発電機による発電量を確保できる。 これにより、 スイッチング素子 の温度上昇抑制効果を活かして、 ロック状態の継続可能時間、 すなわち、 電動機 が要求されたトルクを継続的に出力可能な期間を確保することができる。

好ましくは、 この発明による電動機駆動制御システムは車両に搭載され、 かつ、 電動機は車両の駆動力を発生するように構成される。

上記電動機駆動制御システムおよびその制御方法によれば、 車両の駆動力を発 生するように構成された電動機を駆動制御する電動機駆動制御システムにおいて、 電動機のロック状態発生時に、 インバータ （第 1のインバータ） のスイッチング 素子の温度上昇を抑制することができる。 特に、 スイッチング素子の温度上昇が 抑制されて緩やかになることにより、 ロック状態時での電動機による車両駆動力 の発生がより長い時間可能となるので、 車両性能が向上される。 また好ましくは、 この発明による電動機駆動制御システムの車両搭載時には、 電動機駆動制御システムは、 スト^"ル検知手段と、 動作領域制限手段とをさらに 備える。 ストール検知手段は、 アクセルペダルおよびブレーキペダルの両方が操 作されたストール状態を検知する。 動作領域制限手段は、 ロック検知手段により ロック状態が検知され、 かつ、 スト一ル 知手段によりストール状態が検知され たときに、 電動機の動作領域を所定の低回転速度領域内かつ低出力トルク領域内 に制限するように、 電動機の動作指令値を生成する。 あるいは、 制御方法は、 車 両のァクセルペダルおよぴブレーキペダルの両方が操作されたストール状態を検 知するステップと、 電動機のロック状態が検知され、 かつ、 ストール状態が検知 · されたときに、 電動機の動作領域を所定の低回転速度領域内かつ低出力トルク領 域内に制限するように、 電動機の動作指令値を生成するステップをさらに備える。 上記電動機駆動制御システムおよびその制御方法によれば、 ァクセルペダルお よびブレーキペダルの両方が操作されたストール状態および電動機の口ック状態 の両方が発生する場合には、 電動機の動作領域も低回転速度および低出力トルク の一定領域内に制限することにより、 電動機による車両駆動力を発生可能とした 上で、 インバータ （第 1のインバータ） を構成するスイッチング素子の温度上昇 を抑制するとともに、 ストール発進性能を確保することができる。

さらに好ましくは、 この発明による電動機駆動制御システムは車両に搭載され、 かつ、 電動機は車両の駆動力を発生するように構成される。 さらに、 車両には、 . 燃料の燃焼により作動するエンジンと、 直流電源配線から直流電源の出力電圧よ りも高い電圧を供給されてエンジンを始動する始動電動機とが搭載される。 そし て、 電動機駆動制御システムは、 始動制限手段をさらに備える。 始動制限手段は、 ロック検知手段による電動機のロック状態の検知時に、 ェンジンの始動を制限す る。 あるいは、 制御方法は、 電動機のロック状態の検知時に、 エンジンの始動を 制限するステップをさらに備える。

上記電動機駆動制御システムおよびその制御方法によれば、 ェンジンぉよぴ電 動機、 ならびに、 コンバータの出力電圧を用いてエンジンを始動する始動電動機 とを備えたハイプリッド車両への搭載時において、 電動機のロック状態発生時に はエンジンの始動を制限することにより、 コンバータ出力電圧の上昇を制限して、 電動機を駆動制御するインバータ （第 1のィンバータ） を構成するスィツチング 素子の温度上昇を抑制することができる。

また、 さらに好ましくは、 この発明による電動機駆動制御システムは車両に搭 載され、 かつ、 電動機は車両の駆動力を発生するように構成される。 さらに、 車 両には、 燃料の燃焼により作動するエンジンと、 直流電源酉 から直流電源の出 力電圧よりも高い電圧を供給されてエンジンを始動する始動電動機とが搭載され る。 そして、 電動機駆動制御システムは、 始動確保手段をさらに備える。 始動確 保手段は、 口ック検知手段による口ック状態の検知時に、 エンジンの始動が指示 されたときに、 エンジンの始動に必要な所定期間に限って、 コンバータの電圧指 令値を、 始動電動機の必要電圧まで一時的に上昇させる。 あるいは、 制御方法は、 電動機のロック状態の検知時に、 エンジンの始動が指示されたときに、 エンジン の始動に必要な所定期間に限って、 コンバータの電圧指令値を、 始動電動機の必 要電圧まで一時的に上昇させるステップをさらに備える。

上記電動機駆動制御システムおよびその制御方法によれば、 ェンジンぉよび電 動機、 ならびに、 コンバータの出力電圧を用いてエンジンを始動する始動電動機 とを備えたハイプリッド車両への搭載時において、 エンジン始動が指令された所 定期間に限ってコンバータの出力電圧を始動電動機の必要電圧まで一時的に上昇 させることができる。 したがって、 エンジン停止中でのロック状態 生時にもェ ンジン始動を可能とした上で、 その他の期間ではコンバータによる昇圧を制限し て電動機を駆動制御するインバータ （第 1のインバータ） 中のスイッチング素子 での温度上昇を抑制することができる。

さらに好ましくは、 この発明による電動機駆動制御システムが搭載された車両 では、 始動電動機は、 エンジンの作動時にはエンジンの出力の少なくとも一部に より回転駆動されることにより発電可能であるとともに、 エンジンの停止時には エンジンを回転駆動するトルクを発生することによりエンジンを始動可能に構成 されたモータジェネレータにより構成される。

上記電動機駆動制御システムおよびその制御方法によれば、 単一のモータジェ ネレータにより発電機および始動電動機を構成するハイプリッド車両の構成にお いて、 電動機のロック状態発生時に対応のインバータ （第 1のインバータ） 中の スィツチング素子の温度上昇を抑制することができる。

したがって、 この発明の主たる利点は、 直流電源の出力電圧を昇圧可能に構成 されたコンパータを含む構成の電動機駆動制御において、 制御性の低下や可聴ノ ィズの発生を招くことなく簡易な構成で、 電動機のロック発生時に電力変換器 (インバータ） を構成する各スイッチング素子の発熱による温度上昇を抑制する ことができる点にある。 図面の簡単な説明

図 1は、 本発明の実施の形態による電動機駆動制御システムが搭載される構成 の一例として示されるハイプリッド車両の構成を説明 ~るプロック図である。 図 2は、 本発明の実施の形態 1による昇降圧コンバータの電圧指令値設定を説 明するフローチャートである。

図 3は、 モータジェネレータの動作状態と必要電圧との関係を説明する第 1の 概念図である。 '

図 4は、 モータジェネレータの動作状態と必要電圧との関係を説明する第 2の 概念図である。

図 5は、 インバータ中の各スィツチング素子で発生するスィツチング損失を説 明する波形図である。

図 6は、 本発明の実施の形態 2による昇降圧コンバータの電圧指令値設定の第 1の例を説明するフローチャートである。

図 7は、 本発明の実施の形態 2による昇降圧コンバータの電圧指令値設定の第 2の例を説明するフローチャートである。

図 8は、 図 7のステップ S 1 7 0による制御動作を説明する共線図である。 図 9は、 本発明の実施の形態 3による車両制御を説明するフローチャートであ る。

図 1 0は、 本発明の実施の形態 3の変形例による車両制御を説明するブローチ ヤートである。

図 1 1は、 本発明の実施の形態 4による車両制御を説明するフローチャートで ある。 図 1 2は、 モータジエネレ^ "タの動作領域を示す概念図である。

図 1 3は、 図 1 1のステップ S 2 3 0での制御動作の一例を説明する共線図で

発明を実施するための最良の形態 .

.以下において、 本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。 なお以下では図中の同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則的 に繰返さないものとする。

(実施の形態 1 )

図 1は、 本発明の実施の形態による電動機駆動制御システムが搭載される構成 の一例として示されるハイプリッド車両 1 0 0の構成を説明するプロック図であ る。

図 1を参照して、 ハイブリッド車両 1 0 0は、 エンジン 1 1 0と、 動力分割機 構 1 2 0と、 モータジェネレータ MG 1， MG 2と、 減速機 1 3 0と、 駆動軸 1 4 0および車輪 （駆動輪） 1 5 0を備える。 ハイプリッド車両 1 0 0は、 さらに, モータジエネレータ MG 1， MG 2を駆動制御するための、 直流電圧発生部 1 0 #と、 平滑コンデンサ C Oと、 インバータ 2 0， 3 0と、 制御装置 5 0とを備え る。 ' エンジン 1 1 0は、 たとえば、 ガソリンエンジンやディーゼノレエンジン等の内 燃機関により構成される。 エンジン 1 1 0には、 冷却水の温度を検知する冷却水 温センサ 1.1 2が設けられる。 冷却水温センサ 1 1 2の出力は、 制御装置 5 0へ 送出される。

動力分割機構 1 2 0は、 エンジン 1 1 0の発生する動力を、 駆動軸 1 4 0への 経路とモータジェネレータ MG 1への経路とに分割可能に構成される。 動力分割 機構 1 2 0としては、 サンギヤ、 ブラネタリギヤおよびリングギヤの 3つの回転 軸を有する遊星歯車機構を用いることができる。 たとえば、 モータジェネレータ MG 1のロータを中空としてその中心にエンジン 1 1 0のクランク軸を通すこと で、 動力分割機構 1 2 0にエンジン 1 1 0とモータジェネレータ MG 1 , MG 2 とを機械的に接続することができる。 具体的には、 モータジェネレータ MG 1の ロータをサンギヤに接続し、 エンジン 1 1 0の出力軸をプラネタリギヤに接続し, かつ、 出力軸 1 2 5をリングギヤに接続する。 モータジェネレータ MG 2の回転 軸とも接続された出力軸 1 2 5は、 減速機 1 3 0を介して駆動輪 1 5 0を回転駆 動するための駆動軸 1 4 0に接続される。 なお、 モータジエネレ タ MG 2の回 転軸に対する減速機をさらに組込んでもよい。

,モ タジェネレータ MG 1は、 エンジン 1 1 0によって駆動される発電機とし て動作し、 かつ、 エンジン 1 1 0の始動を行なう電動機として動作するものとし て、 電動機および発電機の機能を併せ持つように構成される。 すなわち、 モータ ジェネレータ MG 1は本発明における 「発電機」 に対応し、 モータジェネレータ MG 1と接続されるインバータ 2 0は本発明における 「第 2のインバータ」 に対 応する。

同様に、 モータジェネレータ MG 2は、 出力軸 1 2 5および減速機 1 3 0を介 して、 駆動軸 1 4 0へ出力が伝達される車両駆動力発生用としてハイプリッド車 両 1 0 0に組込まれる。 さらに、 モータジェネレータ MG 2は、 車輪 1 5 0の回 転方向と反対方向の出力トルクを発生することによって回生発電を行なうように 電動機および発電機への機能を併せ持つように構成される。 すなわち、 ハイプリ ッド車両 1 0 0において、 モータジェネレータ MG 2は本発明における 「電動 機」 に対応する。 同様に、 モータジェネレータ MG 2と接続されるインバータ 3 0は本発明における 「第 1のインパータ J に対応する。 . 次に、 モータジェネレータ MG 1， MG 2 'を駆動制御するための構成について 説明する。 .

直流電圧発生部 1 0 #は、 走行用バッテリ Bと、 平滑コンデンサ C 1と、 昇降 圧コンバータ 1 5とを含む。 走行用バッテリ Bは本発明における 「直流電源」 に 対応し、 昇降圧コンバータ 1 5は、 本発明での 「コンバータ」 に対応する。

走行用バッテリ Bとしては、 ニッケノレ水素またはリチウムイオン等の二次電池 を適用可能である。 なお、 本実施の形態では、 二次電池で構成された走行用バッ テリ Bを 「直流電源」 とする構成について説明するが、 走行用バッテリ Bに代え て、 電気二重層キャパシタ等の蓄電装置を適用することも可能である。

走行用パッテリ Bが出力するバッテリ電圧 V bは電圧センサ 1 0によって検知 され、 走行用バッテリ Bに入出力されるバッテリ電流 I bは電流センサ 1 1によ つて検知される。 さらに、 走行用バッテリ Bには、 温度センサ 1 2が設けられる。 なお、 走行用パッテリ Bの温度が局所的に異なる可能性があるため、 温度センサ 1 2は、 走行用バッテリ Bの複数箇所に設けてもよい。 電圧センサ 1 0、 電流セ ンサ 1 1および温度センサ 1 2によって検出された、 パッテ.リ電圧 V b、 バッテ リ電流 I bおよびバッテリ温度 T bは、 制御装置 5 0へ出力される。

平滑コンデンサ C 1は、 接地ライン 5および電源ライン 6の間に接続される。 なお、 走行用バッテリ Bの正極端子および電源ライン 6の間、 ならびに、 走行用 バッテリ Bの負極端子および接地ライン 5の間には、 車両運転時にオンされ、 車 ■ 両運転停止時にオフされるリレー （図示せず） が設けられる。

昇降圧コンバータ 1 5は、 リァクトルし 1と、 スィツチング制御される電力用 半導体素子 （以下、 「スイッチング素子」 と称する) Q l , Q 2とを含む。 リア クトル 1は、 スイッチング素子 Q 1および Q 2の接続ノードと電源ライン 6の 間に接続される。 また、 平滑コンデンサ C Oは、 電源ライン 7および接地ライン 5の間に接続される。

電力用半導体スィツチング素子 Q 1および Q 2は、 電源ライン 7および接地ラ イン 5の間に直列に接続される。 電力用半導体スィツチング素子 Q 1および Q 2 のオンオフは、 制御装置 5 0からのスィツチング制御信号 S 1および S 2 よつ て制御される。 . この発明の実施の形態において、 スイッチング素子としては、 I G B T、 電力 用 MO S (Metal Oxide Semiconductor) トランジスタあるいは、 電力用バイポ ーラトランジスタ等を用いることができる。 スイッチング素子 Q l'， Q 2に対し ては、 逆並列ダイオード D l， D 2が配置されている。

インバータ 2 0および 3 0の直流電圧側は、 共通の接地ライン 5およぴ電源、ラ イン 7を介して、 昇降圧コンバータ 1 5と接続される。 すなわち、 電源ライン 7 は、 本発明での 「直流電源配線」 に対応する。

インバータ 2 0は、 電源ライン 7および接地ライン 5の間に並列に設けられる、 U相アーム 2 2と、 V相アーム 2 4と、 W相アーム 2 6とから成る。 各相アーム は、 電源ライン 7および接地ライン 5の間に直列接続されたスィツチング素子か ら構成される。 たとえば、 U相アーム 2 2は、 スイッチング素子 Q 1 1 , Q 1 2 から成り、 V相アーム 2 4は、 スイッチング素子 Q 1 3 ， Q 1 4力 ら成り、 W相 アーム 2 6は、 スイッチング素子 Q 1 5 ， Q 1 6から成る。 また、 スイッチング 素子 Q 1 1 〜Q 1 6に対レて、 逆並列ダイォード D 1 1 〜D 1 6がそれぞれ接続 されている。 スイッチング素子 Q 1 1 〜Q 1 6のオンオフは、 制御装置 5 0から のスイッチング制御信号 S 1 1 〜 S 1 6によって制御される。

モータジェネレータ MG 1は、 固定子に設けられた U相コイル卷線 U 1 、 V相 コィル卷線 V iおよび W相コィル卷線 W 1と、 図示しない回転子とを含む。 U相 コィル卷線 U 1 、 V相コイソレ卷線 V 1および W相コィル卷線 W 1の一端は、 中性 点 N 1で互いに接続され、 その他端は、 インバータ 2. 0の U相アーム 2 2、 V相 アーム 2 4.および W相アーム 2 6とそれぞれ接続される。 ィンバータ 2 0は、 制 御装置 5 0からのスィツチング制御信号 S 1 1 〜 S 1 6に応答したスィツチング 素子 Q 1 1 〜Q 1 6のオンオフ制御 （スイッチング制御） により、 直流電圧 生 部 1 0 #およぴモ タジェネレータ MG 1の間 の双方向の電力変換を行なう。 具体的には、 ィンバータ 2 0は、 制御装置 5 0によるスィツチング制御に従つ て、 電源ライン 7から受ける直流電圧を 3相交流電圧に変換し、 その変換した 3 相交流電圧をモータジェネレータ MG 1へ出力することができる。 これにより、 モータジエネレータ MG 1は、 指定されたトルクを発生するように駆動される。 また、 インバータ 2 0は、 エンジン 1 1 0の出力を受けてモータジェネレータ M G 1が発電した 3相交流電圧を制御装置 5 0 よるスィツチング制御に従って直 流電圧に変換し、 その変換した直流電圧を電源ライン 7へ出力することもできる。 ィンバ一タ 3 0は、 ィンバータ 2 0と同様に構成されて、 スィツチング制御信 号 S 2 1 〜 S 2 6によってオンオフ制御されるスィツチング素子 Q 2 1 -Q 2 6 および、 逆並列ダイォード D 2 1 〜D 2 6を含んで構成される。

モータジェネレータ MG 2は、 モータジェネレータ MG 1と同様に構成されて、 固定子に設けられた U相コィル卷線 U 2、 V相コィル巻線 V 2および W相コイル 卷線 W 2と、 図示しない回転子とを含む。 モータジェネレータ MG 1と同様に、 U相コィル巻線 U 2、 V相コィル卷線 V 2および W相コィル卷線 W 2の一端は、 中性点 N 2で互いに接続され、 その他端は、 インバータ 3 0の U相アーム 3 2、 V相アーム 3 4および W相アーム 3 6とそれぞれ接続される。

ィンバータ 3 0は、 制御装置 5 0からのスィツチング制御信号 S 2 1〜 S 2 6 に応答したスイッチング素子 Q 2 1〜Q 2 6のオンオフ制御 （スイッチング制 御） により、 直流電圧努生部 1 0 #およびモータジェネレータ MG 2の間での双 方向の電力変換を行なう。

.具体的には、 インバータ 3 0は、 制御装置 5 0によるスィツチング制御に従つ て、 電源ライン 7から受ける直流電圧を 3相交流電圧に変換し、 その変換した 3 相交流電圧をモータジェネレータ MG 2へ出力することができる。 これにより、 モータジエネレ^ "タ MG 2は、 指定されたトルクを発生するように駆動される。 また、 インバータ 3 0は、 車両の回生制動時、 車輪 1 5 0からの回転力を受けて モータジェネレータ MG 2が発電した 3相交流電圧を制御装置 5 0によるスィッ チング制御に従って直流電圧に変換し、 その変換した直流電圧を電源ライン 7へ 出力することができる。

なお、 ここで言う回生制動とは、 ハイブリツ 車両を運転するドライバ一によ るフットブレーキ操作があった場合の回生発電を伴う制動や、 フットブレーキを 操作しないものの、 走行中にアクセルペダルをオフすることで回生宪電をさせな がら車両を減速 （または加速の中止） させることを含む。

モータジェネレータ MG 1 , MG 2の各々には電流センサ 2 7およぴ回耘角セ ンサ （レゾルバ） 2 8が設けられる。 三相電流 i u , i v , i wの瞬時 の和は 零であるので、 図 1に示すように電流センサ 2 7は 2相分のモータ電流 （たとえ ば、 V相電流 i Vおよび W相電流 i w) を検出するように配置すれば足りる。 回 転角センサ 2 8は、 モータジェネレータ MG 1， MG 2の図示しない回転子の回 転角 Θを検出し、 その検出した回転角 Θを制御装置 5 0へ送出する。 制御装置 5 0では、 回転角 0に基づきモータジェネレータ MG 1 , MG 2の回転数 Nm t (回転角速度 ω ) を算出することができる。

これらのセンサによって検出された、 モータジェネレータ MG 1のモータ電流 MC R T ( 1 ) およびロータ回転角 0 ( 1 ) ならびに、 モータジェネレータ MG 2のモータ電流 MC R T ( 2 ) およびロータ回転角 0 ( 2 ) は、 制御装置 5 0へ 入力される。 さらに、 制御装置 5 0は、 モータ指令としての、 モータジエネレー タ MG1のトルク指令値 Tq c om (1) および回生動作を示す制御信号 R G E

(1) 、 ならびに、 モータジェネレータ MG2のトルク指令値 Tq c om (2) および回生動作を示す制御信号 RGE (2) の入力を受ける。

電子制御ユニット （ECU) で構成される制御装置 50は、 マイクロコンピュ ータ （図示せず） 、 RAM (Random Access Memory) 5 1および ROM (Read Only Memory) 52を含んで構成され、 所定のプログラム処理に従って、 上位の 電子制御ユニット （ECU) から入力されたモータ指令に従ってモータジエネレ ータ MG1, MG2が動作するように、 昇降圧コンバータ 15およびインバータ 20， 30のスィツチング制御のためのスィツチング制御信号 S 1, S 2 (昇降 圧コンバータ 15) 、 S 1 1〜S 16 (インバータ 20) 、 および S 21〜S 2 6 (インバータ 30) を生成する。

さらに、 制御装置 50には、 走行用バッテリ Bに関する、 充電率 （SOC : State of Charge) ゃ充放電制限を示す入出力可能電力量 W i n, Wo u t等の 情報が入力される。 '

これにより、 制御装置 50は、 走行用バッテリ Bの過充電あるいは過放電が発生 しないように、 モータジェネレータ MG 1， MG 2での消費電力および発電電力 (回生電力） を必要に応じて制限する機能を有する。

また、 本実施の形態では、 単一の制御装置 （ECU) 50によってインバータ 制御におけるスィツチング周波数を切換える機構について説明したが、 複数の制 御装置 （ECU) の協調動作によって同様の制御構成を実現することも可能であ る。 '

周知のように、 運転者によるハイブリッド車両 100の加速および減速■停止 指令は、 ァクセノレペダル 70およびブレーキペダル 71の操作により入力される。 運転者によるァクセルペダル 70およぴブレーキペダル 71の操作 （踏込み量） は、 アクセルペダル踏込み量センサ 73およびブレーキペダル踏込み量センサ 7 4によつて検知される。 ァクセルペダル踏込み量センサ 73およびブレーキぺダ ル踏込み量センサ 74は、 運転者によるァクセルペダル 70およびブレーキぺダ ル 71の踏込み量に応じた電圧をそれぞれ出力する。

ァクセルペダル踏込み量センサ 73およぴブレーキペダル踏込み量センサ 74 の踏込み量を示す出力信号 A C Cおよび B R Kは、 制御装置 5 0へ入力される。 なお、 アクセルペダル 7 0およびプレーキペダル 7 1の両方が操作されるストー ル状態を検知ことのみを考えれば、 制御装置 5 0へ入力される信号 A C Cおよび B R Kは、 アクセルペダル 7 0およびブレーキペダル 7 1のそれぞれの踏込み量 を表わす信号のみならず、 運転者による踏込み操作の有無 （踏込み量≠0である か否か） を示すフラグ信号であってもよい。

次に、 モータジェネレータ MG 1， MG 2の駆動制御における昇降圧コンパ タ 1 5およびインバータ 2 0， 3 0の動作について説明する。

昇降圧コンバータ 1 5の昇圧動作時には、 制御装置 5 0は、 モータジエネレ タ MG 1 , MG 2の運転状態に応じてシステム電圧 VHの指令値 VH r e f (以 下、 単に電圧指令値 VH r e f とも称する） を設定し、 電圧指令値 VH r e f お よび電圧センサ 1 3によるシステム電圧 VHの検出値に基づいて、 昇降圧コンパ ータ 1 5の出力電圧が電圧指令値 VH r e f と等しくなるようにスイッチング制 御信号 S 1， S 2を生成する。

昇降圧コンバータ 1 5は、 昇圧動作時には、 走行用バッテリ Bから供給された 直流電圧 （バッテリ電圧） V bを昇圧した直流電圧 VH (ィンバータ 2 0，- 3 0 への入力電圧に相当するこの直流電圧を、 以下 「システム電圧 VH」 とも称す る） をィンパータ 2 0， 3 0へ共通に供給する。 より具体的には、 制御装蘀 5 0 からのスィツチング制御信号 S 1， S 2に応答して、 交互にオンオフするスィッ. チング素子 Q 1 , Q 2のデューティ比 （オン期間比率） が設定され、 昇圧比は、 デューティ比に応じたものとなる。

また、 昇降圧コンバータ 1 5は、 降圧動作時には、 平滑コンデンサ C Oを介し てインバータ 2 0， 3 0から供給された直流電圧 （システム電圧） を降圧して走 行用パッテリ Bを充電する。 より具体的には、 制御装置 5 0からのスイッチング 制御信号 S 1， S 2に応答して、 スィツチング素子 Q 1のみがオンする期間と、 スィツチング素子 Q 1， Q 2の両方がオフする期間とが交互に設けられ、 降圧比 は上記ォン期間のデューティ比に応じたものとなる。

平滑コンデンサ C Oは、 昇降圧コンバータ 1 5からの直流電圧 （システム電 圧） を平滑化し、 その平滑化した直流電圧をインバータ 2 0， 3 0へ供給する。 電圧センサ 13は、 平滑コンデンサ COの両端の電圧、 すなわち、 システム電圧 VHを検出し、 その検出値を制御装置 50へ出力する。

インバータ 3◦は、 対応のモータジェネレータ MG 2のトルク指令値が正の場 合 （Tq c om (2) >0) には、 制御装置 50からのスイッチング制御信号 S 21〜S 26に応答したスイッチング素子 Q 21〜Q26のオンオフ動作 （スィ ツチング動作） により、 平滑コンデンサ COから供給される直流電圧を交流電圧 に変換して正のトルクを出力するようにモータジエネレ^ "タ MG 2を駆動する。 また、 インバータ 30は、 モータジェネレータ MG 2のトルク指令値が零の場合 (Tq c om (2) =0) には、 スイッチング制御信号 S 21〜 S 26に応答し たスイッチング動作により、 直流電圧を交流電圧に変換してトルクが零になるよ うにモータジェネレータ MG 2を駆動する。 これにより、 モータジェネレータ M G2は、 トルク指令値 T q c om (2) によって指定された零または正のトルク を発生するように駆動される。

さらに、 ハイブリッド車両の回生制動時には、 モータジェネレータ MG 2のト ルク指令ィ直は負に設定される （Tq c om (2) く 0) 。 この場合には、 インバ ータ 30は、 スィツチング制御信号 S 21〜S 26に応答したスィツチング動作 により、 モータジェネレータ MG 2が発電した交流電圧を直流電圧に変換し、 そ の変換した直流電圧 （システム電圧） を平滑コンデンサ COを介して昇降圧コン パータ 15へ供給する。 . このように、 インバータ 30は、 制御装置 50からのスィツチング制御信号 S 21〜S 2-6に従ったスィツチング素子 Q 21〜Q 26のオンオフ制御により、 モータジュネレータ MG 2が指令値に従つて動作するように電力変換を行なう。 また、 ィンバータ 20は、 上記のィンバータ 30の動作と同様に、 制御装置 50 からのスイッチング制御信号 S 11〜S 16に従ったスイッチング素子 Q 1 1〜 Q 16のオンオフ制御により、 モータジェネレータ MG 1が指令値に従って動作 するように電力変換を行なう。

このように、 制御装置 50がトルク指令値 Tq c om (1) ， (2) に従って モータジェネレータ MG 1， MG 2を駆動制御することにより、 ハイブリッド車 両 100では、 モータジェネレータ MG 2での電力消費による車両駆動力の発生、 モータジェネレータ MG 1での発電による走行用バッテリ Bの充電電力またはモ タジエネレ タ MG 2の消費電力の発生、 およびモータジェネレータ MG 2で の回生制動動作 （発電） による走行用バッテリ Bの充電電力の発生を、 車両の運 転状態に応じて適宜に実行できる。

図 2は、 本発明の実施の形態 1による昇降圧コンバータ 1.5の電圧指令値 VH r e ίの設定を説明するフローチャートである。 なお、 図 2に示すフローチヤ一 トに従うプログラムは、 制御装置 50内の ROM52に格納されており、 制御装 置 50により所定周期ごとに実行されるものとする。，

図 2を参照して、 制御装置 50は、 ステップ S 100により、 車両状態 （車速、 ペダル操作等） に応じて、 モータジェネレータ MG 1および MG 2のトルク指令 値 Tq c om (1) および Tq c om (2) を設定する。

制御装置 50は、 さらに、 ステップ S 110により、 モータジェネレータ MG 1の回転数およびトルク指令値 Tq c om (1) に従い、 モータジェネレータ M G1の誘起電圧に対応させて必要電圧 Vmg 1 算出する。 同様に、 制御装置 5 0は、 ステップ S 120により、 モータジェネレータ MG 2の回転数およびトル ク指令値 Tq c om (2) に従い、 モータジェネレータ MG 2の誘起電圧に対応 させて必要電圧 Vmg 2を算出する。

ここで、 モータジェネレータ MG (MG 1, MG 2を総括的に表記するもの、 以下同じ） では、 回転数および Zまたはトルクが増加すると、 逆起電力が増加し て誘起電圧が高くなる。 なお、 本発明の実施の形態では、 特に説明がない限り、 「回転数」 との文言は、 単位時間当たり （代表的には毎分当たり） の回転数をい うものとする。 この誘起電圧が上昇して、 インパータの直流側電圧すなわちシス テム電圧 VHより高くなると、 ィンバータの直流側から交流側へ電流を供給する ことができなくなるため、 インバータ 20または 30によるモータジェネレータ の制御が不能となる。 したがって、 ステップ S 1 10および S 120では、 必要 電圧 Vmg 1および Vmg 2は、 モータジェネレータ MG 1および MG 2の誘起 電圧以上にそれぞれ設定される。

すなわち、 図 3に示されるように、 モータジェネレータ MGのトルクおよび回 転数に応じて、 具体的には、 高回転数 ·高トルクの領域になるに従って、 必要電 圧 Vmg 1および Vmg 2は、 相対的に高く設定される。 また、 図 4に示すよう に、 必要電圧 Vmg 1および Vmg 2は、 基本的には、 モータジェネレータ MG に要求される出力 （回転数 Xトルク） に応じて決まり、 かつ、 同一回転数に対し ては、 出力が増大するのに従って必要電圧 Vmg 1および Vmg 2も相対的に高 く設定される。

ここで、 図 5を用いてインバータ 20, 30の各スイッチング素子で発生する スィツチング損失について説明する。

図 5を参照して、 インバータ 20, 30の各スィツチング素子におけるスィッ チング動作は、 パルス幅変調制御 （PWM制御） に従って設定される。 具体的に は、 図 5 (a) に示されるように、 PWM制御では、 .所定のキャリア波 200と 電圧指令波 210との電圧比較に基づき、 インバータ 20， 30の各相アームで のスイッチング素子のオンオフが制御される。 ここで、 キャリア波 200は、 所 定周波数の三角波やのこぎり波とされることが一般的であり、 電圧指令波 210 は、 モータジェネレータ MGをトルク指令値 T q c o mに従つて作動させるため に必要な各相電流を発生させるための、 モータジェネレータへの印加電圧 （交流 電圧） を示す。 そして、 キャリア波が電圧指令波よりも高電圧のときと、 その反 対のときとで、 同一アームを構成するスィツチング素子のオンオフが切換えられ る。 図 5には、 一例として、 電圧指令波がキャリア波よりも高電圧のときにオン され、 その反対のときにオフされるスィツチング素子のスィツチング波形が示さ れている。

図 5 (b) に示されるように、 スイッチング素子のオン時には、 コレクタ 'ェ ミッタ間電圧 V c e = 0となる一方で、 コレクタ■ェミッタ間電流 i c eが発生 する。 これに対して、 スイッチング素子のオフ時には、 コレクタ 'ェミッタ間電 流 i c e = 0となる一方で、 コレクタ，ェミッタ間電圧 V c e =VHとなる。 こ こで、 スィツチング素子のオンオフ時には、 完全にオンまたはオフされるまでの 期間、 すなわち、 コレクタ 'エミッタ間電圧 V c e = 0またはコレクタ 'エミッ タ間電流 i c e = 0に変化するまでの期間において、 図 5 (c) に示すように、 コレクタ■エミッタ間電圧 V c eおよびコレクタ 'ェミッタ間電流 i c eの積に 相当するスィツチング損失 P l o s s (P 1 o s s = V c e - i c e) が発生す る。 このスイッチング損失 P 1 o s sの発生により、 スイッチング素子が発熱し てその温度が上昇する。

ここで、 コレクタ■ェミッタ間電圧 V c eの振幅はシステム電圧 V Hに相当し コレクタ 'ェミッタ間電流 i c eは、 モータジェネレータ MGへの供給電流に応 じた電流となる。 したがって、 同一トルク出力時に、 すなわち、 トルク指令値が 同一の下では、 システム電圧 VHが高くなるほどスイッチング損失 P 1 o s sが 大きくなる。

したがって、 実施の形態 1では、 電動機 （モータジェネレータ MG 2) のロッ ク発生時に、 以下に説明するような電圧指令値 VHr e f の設定を実行すること により、 インバータ 30のスィツチング素子の温度上昇を抑制する。

再び図 2を参照して、 制御装置 50は、 ステップ S 130により、 モータジェ ネレータ MG 2にロック状態が発生しているかどうかを判定する。 ロック状態は. 登坂走行時等、 トルク指令値 Tq c om (2) に従ってモータジェネレータ MG 2へ一定以上の電流が供給されているにも関わらず、 その回転数が極低速 （ほぼ 0) となっている状態である。 ステップ S 130では、 たとえば、 モータジエネ レータ MG2が、 トルク指令値 Tq c om (2) が所定値以上であるにもかかわ らず回転数がほぼ 0である状態が発生しているか否かを判定することによって、 ロック状態の発生を検知することができる。 あるいは、 特許文献 3と同様 、 各 相モータ電流の二乗の積分値に基づいて、 口ック状態の発生を検知してもよい。 . すなわち、 ステップ S 130における、 具体的なロック状態の検知方法について は、 特に限定されるものではない。

制御装置 50は、 ステップ S 130によりロック状態の発生が検知されなかつ た場合 （ステップ S 130の NO判定時） には、 ステップ S 140により、 昇降 圧コンバータ 15の電圧指令値 VHr e f を、 ステップ S 1 10および S 120 でそれぞれ算出された MG 1必要電圧 Vm g 1および MG 2必要電圧 Vm g 2の 最大値に設定する。 これにより、 ロック状態の発生時以外では、 昇降圧コンパ一 タ 15の出力電圧であるシステム電圧 VHを、 モータジェネレータ MG 1， MG 2の誘起電圧よりも高く設定できる。 この結果、 制御装置 50は、 インバータ 2 0， 30によって、 トルク指令値 Tq c om (1) ， T q c o m (2) に従って モータジェネレータ MG 1， MG ²を駆動制御することできる。

一方、 ロック状態の発生時には、 上述のように、 モータジエネレ^ "タ MG 2の 特定相に集中して継続的に電流が流れる。 したがって、 この特定相に対応するァ ームを構成するスィツチング素子でのスィツチング損失が増大して、 急激に発熱 するおそれがある。

-したがって、 制御装置 50は、 ロック状態の検知時 （ステップ S 130による YES判定時） には、 ステップ S 150および S 160により、 昇降圧コンバー タ 15の電圧指令値 VHr e f を設定する。 制御装置 50は、 ステップ S 150 では、 システム電圧 VHの制限電圧 V 1 m tを設定する。 制限電圧 VI mtは、 走行用バッテリ B (直流電源） の出力電圧 （検出電圧 Vbまたは出力定格電圧） と同等に貢 定される。

さらに、 制御装置 50は、 ステップ S 160により、 電圧指令値 VH r e f を、 ステップ S 150で設定された制限電圧 V 1 m tと、 必要電圧 Vmg 1, Vmg 2のうちの最大電圧との間の低い方の電圧に設 する。 すなわち、 電圧指令値 V Hr e f は、 制限電圧 V 1 m tを超えないように設定されて、 昇降圧コンバータ 15での昇圧が制限される。

これにより、 本発明の実施の形態 1によれば、 モータジェネレータ MG 2の口 ック状態検知時には、 電圧指令値 VHr e f の設定によりシステム電圧 VHを低 く設定することにより、 ィンバータ 20， 30を構成する各スィツチング素子で のスイッチング損失 P 1 o s sを減少することができる。 この結果、 インバータ 30中の電流が集中する特定相におけるスィツチング素子での温度上昇を抑制で きる。 また、 この際にスイッチング周波数の低下による電力損失低減とは異なり、 制御性の低下や可聴ノィズの発生を招くことがない。

ステップ S 150による制限電圧 Vim tの設定は、 昇降圧コンバータ 15で の昇圧を、 ステップ S 140による電圧指令値設定と比較して抑制するものであ れば、 制限電圧 V lmt=Vbとすることに限定されず、 上述したスイッチング 素子の温度上昇抑制効果を得ることができる。 ただし、 制限電圧 V lmt=Vb として昇降圧コンバータ 15による昇圧を禁止してシステム電圧 VHをバッテリ 電圧 Vbと同等とすることにより、 上記の温度上昇抑制効果が最大に得られる。 このように口ック状態宪生時におけるスィツチング素子の温度上昇が抑制され て緩やかになることにより、 ロック状態時の電動機 （モータジエネレ^ "タ MG 2 ) からのトルク出力がより長い時間可能となる。 したがって、 モータジエネレ タ MG 2により駆動力を得るハイプリッド車両では、 車両性能が向上される。 あるいは、 動作条件が厳しい口ック状態発生時における温度上昇が緩やかになる ことを見込んでスィツチング素子の温度耐性を低く設計できることにより、 スィ ツチング素子の小型化および低コスト化を図ることも可能である。

なお、 実施め形態 1において、 図 2のステップ S 1 3 0は本発明の 「ロック検 知手段」 に対応し、 ステップ S 1 5 0， S 1 6 0は、 本発明での 「電圧制限手 段」 に対応する。 また、 ステップ S 1 1 0 , S 1 2 0 , S 1 4 0は本発明での 「電圧設定手段」 に対応し、 特に、 ステップ S 1 2 0が本発明の 「第 1の設定手 段」 に対応し、 ステップ S 1 1 0が本発明の 「第 2の設定手段」 に対応し、 ステ ップ S 1 4 0が本発明の 「第 3の設定手段」 に対応する。

(実施の形態 2 ) '

実施の形態 1によれば、 口ック状態発生時におけるスィツチング素子の温度上 昇を緩やかなものとすることによって、 ロック状態の電動機 （モータジエネレー タ MG 2 ) が要求されたトルクを継続的に出力可能となる時間 （すなわち、 ロッ ク状態の継続可能時間） をより長く確保することができる。

し力 しな力 Sら、 登坂走行中等、 比較的高トルク出力が要求されるロック状態中 に、 走行用バッテリ B (直流電源） のみから ¾力供給を行なうと、 走行用パッテ リ Bの残存容量の急激な低下を招くことにより、 この面からロック状態の,継続可 能時間が制約される可能性がある。 したがって、 実施の形態 2では、 ロック状態 時にも発電機による発電量を確保して、 ロック状態の継続可能時間を確保する制 御構成について説明する。

図 6は、 本発明の実施の形態 2による昇降圧コンバータ 1 5の電圧指令値 (V H r e f ) 設定の第 1の例を説明するフローチャートである。 なお、 図 6に示す フローチヤ—トに従うプログラムについても、 制御装置 5 0内の R OM 5 2に格 納されており、 図 1に示したハイプリッド車両 1 0 0において制御装置 5 0によ り所定周期ごとに実行されるものとする。 図 6を図 2と比較して、 実施の形態 2の第 1の例による電圧指令値設定では、 制御装置 50は、 図 2に示したステップ S 100〜S 1 60の処理において、 ス テツプ S 1 50をステップ S 1 50 #に置換した制御処理を実行する。 ステップ S 1 50#以外の制御処理については、 図 2と同様であるので詳細な説明は省略 する。

.制御装置 50は、 ステップ S 1 50 #では、 システム電圧 VHの制限電圧 V 1 m tを V 1 m t =Vb +Vo!に設定する。 ここで、 所定電圧 V o;は、 ロック状態 となったモータジェネレータ MG 2を制御するインバータ 30中のスイッチング 素子のスイッチング損失をある程度抑制でき、 かつ、 モータジェネレータ MG 1 での発電を可能とするように考慮して設定される。 この所定電圧 Vo!は、 固定値 としてもよく、 モータジェネレータ MG 1の動作状態 （たとえば、 回転数および ノまたはトルク指令値） に応じた可変値としてもよい。

この結果、 制御装置 50は、 モータジェネレータ MG 2のロック状態検知時に は、 ステップ S 1 60により、 上記のように設定された制限電圧 V l mt (Vb +Va) 以下に電圧指令値 VHr e f を設定する。 これにより、 必要電圧 Vmg 1が制限電圧 V l m tより高いときに、 昇降圧コンバータ 1 5による昇圧は実施 の形態 1と同様に制限されるものの、 所定電圧 V に対応した発電量をモータジ エネレータ MG 1により発電することが可能となる。

したがって、 モータジェネレータ MG 2のロック状態発生時には、 実施の形鶴 1と同様に、 システム電圧 VHを低く設定することによってインバータ 30中の スィツチング素子の温度上昇抑制効果を発揮するとともに、 モータジエネレータ MG 1による発電量を所定量確保できる。 これにより、 スイッチング素子の温度 上昇抑制効果を活かして、 ロック状態の継続可能時間、 すなわち、 電動機 （モー タジェネレータ MG 2) が要求されたトルクを継続的に出力可能な期間を確保す ることが可能となる。

図 7は、 本発明の実施の形態 2による昇降圧コンバータ 1 5の電圧指令値 (V Hr e f ) 設定の第 2の例を説明するフローチャートである。 なお、 図 7に示す フローチャートに従うプログラムについても、 制御装置 5 0内の ROM5 2に格 納されており、 図 Γに示したハイプリッド車両 1 00において制御装置 50によ り所定周期ごとに実行されるものとする。

図 7を図 2と比較して、 実施の形態 2の第 2の例による電圧指令値設定では、 制御装置 50は、 図 2に示したステップ S 100〜S 160の処理に加えて、 ス テツプ S 160の実行時に、 ステップ S 170および S 180をさらに実行する 制御処理を実行する。 ステップ S 100〜S 160の制御処理については、 図 2 と同様であるので詳細な説明は省略する。

制御装置 50は、 ステップ S 150および S 160により、 電圧指令値 VH r 6 ；[を制限電庄¥ 1111セ (V 1 m t =Vb) として昇降圧コンバータ 15による 昇圧を禁止してシステム電圧 VHをバッテリ電圧 Vbと同等に制限した上で、 ス テツプ S 170および S 180での処理によりモータジェネレータ MG 1での発 電を可能とする。

制御装置 50は、 ステップ S 170では、 エンジン回転数の上昇によりモータ ジエネレータ MG 1の回転数を上昇させる。

図 8は、 ステップ S 170による制御動作を説明する共線図である。 図 8には、 動力分割機構 120を介した、 モータジェネレータ MG 1, MG2およびェンジ ンの回転数の関係が共線図によって示される。

図 8を参照して、 モータジェネレータ MG 2は、 ロック状態時では回転数はほ ぼ 0であり、 モータジェネレータ MG 1の回転数は、 エンジン回転数に応じたも のとなる。 実施の形態 2の第 2の例による電圧指令値設定では、 ステップ S 17 0での処理により、 エンジン回転数を上昇さ ることにより、 モータジエネレー タ MG 1の.回転数を上昇させる。 これにより、 モータジェネレータ MG 1での逆 起電力が増大して、 誘起電圧が高められる。

再ぴ図 7を参照して、 制御装置 50は、 ステップ S 180により、 モータジェ ネレータ MG 1を駆動制御するインバータ 20の動作を停止する。 すなわち、 各 スイッチング素子 Q 11〜Q 16はオフされる。 この状態では、 インバータ制御 による高効率の発電動作をモータジェネレータ MG 1に実行させることはできな いものの、 モータジェネレータ MG 1の誘起電圧上昇による逆並列ダイォード D 1 1, D 13, D 15の導通によって、 モ一タジェネレータ MG 1の逆起電力を コイル卷線 Ul， VI, W1から電源ライン 7へ導く電流経路を形成することが できる。 すなわち、 逆並列ダイオード D 1 1， D 1 3 , D 1 5は、 本発明におけ る 「整流素子」 を構成する。

これにより、 インバータ制御時と比較して発電電力の回収効率は低下するもの の、 モータジエネレータ MG 1の逆起電力による発電量を確保することができる。 この結果、 モータジェネレータ MG 2のロック状態発生時には、 実施の形態 1 と同様に、 システム電圧 VHを低く設定することによってインバータ 3 0中のス ィツチング素子の温度上昇抑制効果を発揮するとともに、 モータジエネレ^ "タ M G 1による発電を所定量確保できる。 これにより、 スイッチング素子の温度上昇 抑制効果を活かして、 ロック状態の,継続可能時を確保することが可能となる。 なお、 実施の形態 2において、 図 6のステップ S 1 5 0 #および、 図 7のステ ップ S 1 7 0， S 1 8 0は、 本発明の 「発電確保手段」 に対応する。

(実施の形態 3 )

ハイプリッド車両では、 エンジン停止中にモータジェネレータ MG 2のロック 状態が発生し、 さらに、 エンジン 1 1 0の始動要求が発せられるケースがある。 たとえば、 ロック状態の継続中に走行用バッテリ Bの残存容量が低下して充電要 求が発せられた場合や、 運転者によるアクセル操作量 （アクセルペダル踏込み 量） が増大した場合に、 上記のようなケースが発生する。 実施の形態 3では、 こ のようなケースへの対処について説明する。

図 9は、 本発明の実施の形態 3によるハイプリッド車両 1 0 0の制御を説明す るフローチャートである。 なお、 図 9に示すフローチャートに従うプログラムに ついても、 制御装置 5 0内の R OM 5 2に格納されており、 図 1に示したハイブ リッド車両 1 0 0において制御装置 5 0により所定周期ごとに実行されるものと する。

図 9を図 2と比較して、 実施の形態 3による車両制御では、 制御装置 5 0は、 図 2に示した電圧指令値設定のための制御処理に加えて、 ステップ S 1 3 0の Y E S判定時、 すなわちロック状態検知時に、 ステップ S 1 9 0および S 1 9 2の 処理をさらに実行する。 それ以外の制御処理については、 図 2と同様であるので 詳細な説明は省略する。

制御装置 5 0は、 ステップ S 1 9 0により、 停止中のエンジン 1 1 0に始動要 求が発せられているかどうかを判定する。 そして、 エンジン始動指示が発せられ ている場合 （ステップ S 1 9 0での Y E S判定時） には、 制御装置 5 0は、 ステ ップ S 1 9 2によりエンジン始動を禁止する。

そして、 制御装置 5 0は、 ステップ S 2 1◦の処理後、 ステップ S 1 5 0 (ま たは S 1 5 0 #) およびステップ S 1 6 0を実行して、 システム電圧 VHが制限 電圧 V l m tを超えないように、 昇降圧コンバータ 1 5の電圧指令値 VH r e f を設定する。 エンジン始動要求が発生されていない場合 （ステップ S 1 9 0の N O判定時） に 、 制御装置 5 0は、 同様にステップ S 1 5 0 (または S 1 5 0 #) およびステップ S 1 6 0を実行して、 電圧指令値 VH r e f を設定する。 一般に、 「始動電動機」 として動作するモータジェネレータ MG 1によって、 停止中のエンジン 1 1 0を回転駆動してエンジン始動するためのトルクを出力す るためには、 バッテリ電圧 V bを昇圧してシステム電圧 VHを発生させることが 必要である。 したがって、 エンジン始動を実行すれば、 システム電圧 VHを上昇 させる必要が生じるため、 口ック状態のモータジエネレータ MG 2を駆動制御す るインバータ 3 0の各スィツチング素子での温度上昇を招く可能性がある。 このため、 図 9に示したような制御構成とすることにより、 ロック状態の検知 時には、 エンジン始動要求が発せられてもエンジン始動を禁止した上で、 システ ム電圧 VHが制限される。 これにより、 エンジン停止中でのロック状態の発生時 に、 モータジェネレータ MG 2を駆動するインバータ 3 0でのスイッチング素子 の温度上昇を確実に抑制することが可能となる。

(実施の形態 3の変形例)

図 1 0は、 本発明の実施の形態 3の変形例によるハイブリッド車両 1 0 0の制 御を説明するフローチャートである。 なお、 図 1 0に示すフローチャートに従う プログラムについても、 制御装置 5 0内の R OM 5 2に格納されており、 図 1に 示したハイプリッド車両 1 0 0において制御装置 5 0により所定周期ごとに実行 されるものとする。

図 1 0を図 2と比較して、 実施の形態 3の変形例による車両制御では、 制御装 置 5 0は、 図 2に示した電圧指令値設定のための制御処理に加えて、 ステップ S 1 3 0の Y E S判定時、 すなわち口ック状態検知時に、 ステップ S 1 9 5の処理 をさらに実行する。 それ以外の制御処理については、 図 2と同様であるので詳細 な説明は省略する。

制御装置 5 0は、 ステップ S 1 9 5では、 エンジン始動要求が発せられてから、 エンジンの始動が完了するまでのエンジン始動期間であるかどうかを判定する。 たとえば、 エンジン始動要求の発生に応答して 「オン」 され、 モータジエネレー タ MG 1によるエンジン始動後にエンジン 1 1 0の回転数が所定回転数以上に上 昇したことに応答して 「オフ」 されるフラグを設けることにより、 当該フラグの オンオフに従って、 ステップ S 1 9 5での判定を実行できる。

制御装置 5 0は、 エンジン始動期間以外 （ステップ S 1 9 5の N O判定時） で ■ は、 ステップ S 1 5 0 (または S 1 5 0 #) およびステップ S 1 6 0を実行して、 システム電圧 VHが制限電圧 V 1 m tを超えないように、 昇降圧コンバータ 1 5 の電圧指令値 VH r e f を設定する。

一方、 制御装置 5 0は、 エンジン始動期間中 （ステップ S 1 9 5の Y E S判定 時） には、 ステップ S 1 4 0を実行して、 モータジェネレータ MG 1の必要電圧 Vm g 1が確保されるように、 電圧指令値 VH r e ίを設定する。 これにより、 エンジン始動のために必要なトルク指令値 T q c o m ( 1 ) に従ったモータジェ ネレータ MG 1の駆動制御を可能とするようなシステム電圧 V Hの発生が許可さ れる。

これにより、 エンジン停止中でのロック状態発生時にも、 エンジン始動を可能 とした上で、 全体的には、 実施の形態 1と同様に、 モータジェネレータ MG 2を 駆動するインバータ 3 0でのスィツチング素子の温度上昇を抑制することが可能 となる。 +

なお、 エンジン始動を禁止する実施の形態 3による制御 （図 9 ) と、 エンジン 始動を確保する実施の形態 3の変形例による制御 （図 1 0 ) については、 ェンジ ン始動要求の性質によって選択的に実行する制御構成としてもよい。 たとえば、 走行用バッテリ Bからの充電要求によりェンジン始動要求が発せられている場合 には、 以降での車両走行性を確保するために、 実施の形態 3の変形例による制御 (図 1 0 ) を実行して、 エンジン始動を確保することが好ましい。 一方、 運転者 によるアクセル操作量の増大によりエンジン始動要求が発せられている場合には、 実施の形態 3による制御 （図 9 ) を実行してエンジン始動については禁止すると ともに、 駆動力要求の増大をモータジェネレータ MG 2のトルク指令値に反映す る制御構成とすることが可能である。

なお、 実施の形態 3およびその変形例において、 図 9のステップ S 1 9 2は本 発明の 「始動制限手段」 に対応し、 図 1 0のステップ S 1 9 .5は本発明の 「始動 確保手段」 に対応する。

また、 本実施の形態では、 モータジェネレータ MG 1が本発明における 「始動 電動機」 にも対応するが、 電源ライン 7から電力供給を受ける、 エンジン始動用 の始動電動機を別途設ける構成としても、 実施の形態 3およびその変形例による 車両制御を適用可能であることを確認的に記載する。

(実施の形態 4 )

実施の形態 4では、 運転者がァクセルペダルとブレーキペダルの両方を操作す るストール状態となって、 モータジェネレータ MG 2にロック状態が発生してい るケースにおけるモータジェネレータ制御について説明する。

図 1 1は、 本宪明の実施の形態 4による車両制御を説明するフロ^"チャートで あ o

図 1 1を参照して、 制御装置 5 0は、 ステップ S 2 0 0では、 図 2等に示した ステップ S 1 3 0と同様の処理により、 モータジェネレータ MG 2にロック'状態 が発生しているかどうかを判定する。 そして、 ロック状態の発生時 (ステップ S. 2 0 0の Y E S判定時） には、 制御装置 5 0は、 ステップ S 2 1 0をさらに実行 して、 ストール状態が発生しているかどうかを検知する。 ステップ S 2 1 0の判 定は、 信号 A C Cおよび信号 B R K (図 1 ) に基づいて実行される。 制御装置 5 0は、 ァクセルペダル 7 0およびプレーキペダル 7 1の両方で踏込み量が 0でな い場合に、 ストール状態を検知する。

ステップ S 2 0 0またはステップ S 2 1 0が N O判定であるとき、 すなわち口 ック状態の非発生時または、 ロック状態発生時であってもストール状態の非発生 時においては、 制御装置 5 0は、 ステップ S 2 2 0により、 モータジェネレータ MG 1 , MG 2について通常のトルクおよび回転数設定とする。 具体的には、 図 1 2に示した最大出力線 2 5 0の範囲内の動作領域 （回転数' トルク） で、 車両 状態に応じてモ^ "タジェネレータのトルク指令値 Tq c om (1) ， Tq c om (2) が生成され、 かつ、 モータジェネレータ MG1, MG 2の回転数が設定さ れる。

一方、 ロック状態の発生時 （ステップ S 200の YES判定時） に、 さらにス トール状態が検知されたとき （ステップ S 210の YES判定時） には、 制御装 置 50は、 ステップ S 230を実行して、 モータジェネレータ MG 1， MG2の 動作領域を制限する。 この場合には、 図 12に示す制限領域 260 (回転数≤N 0かつトルク^ T 0の動作領域） の範囲内に制限して、 モータジェネレータ MG 1， MG 2のトルクおよび回転数が設定される。 この制限領域 260は、 たとえ ば、 昇降圧コンバータ 15により昇圧しなくても、 モータジェネレータ MG 1， MG 2を制御可能な （すなわち、 必要電圧 Vm g 1， Vm g 2≤バッテリ定格電 圧） 動作領域に対応して設定される。

そして、 図 1 2に示すように、 トルク指令値 Tq c om (1) , T q c om (2) が制限値 TOより大きい場合には、 トル 指令値 Tq c om (1) ≤TO および Ζまたは T q c om (2) T 0に修正される。

また、 モータジェネレータ MG 2は口ック状態のため回転数がほぼ 0である力 モータジェネレータ MG 1の回転数が制限値 NOを超えている場合には、 図 13 の共線図に示されるように、 エンジン回転数を低下させることによって、 キータ ジェネレータ MG 1の回転数を制限値 NO以下に低下させる。 . このような構成とすることにより、 ロック 態およびストール状態の両方が発 生する場合には、 モータジェネレータ MG1， MG 2の動作領域を、 低回転，低 トルク領域内に制限することで、 ィンバータ 20, 30を構成するスィツチング 素子でのスィツチング損失を低減させてその温度上昇を抑制できる。 これにより、 スィツチング素子の温度上昇が緩やかになることにより、 このような状態での電 動機 （モ タジェネレータ MG 2) からのトルク出力がより長い時間可能となる。 この結果、 インパータを構成するスイッチング素子の保護を図るとともに、 ス ト一ノレ発進性能を確保できるので車両性能を向上できる。 あるいは、 動作条件が 厳しい、 ストール発進でのロック状態発生時における温度上昇が緩やかになるこ とを見込んでスィツチング素子の温度耐性を低く設計できることにより、 スイツ チング素子の小型化および低コスト化を図ることも可能である。

なお、 発電機 （モータジェネレータ MG 1 ) が搭載されていない構成では、 電 動機 （モータジェネレータ MG 2 ) についてのみ、 実施の形態 4による動作領域 制限を実行する構成としても、 スィツチング素子の温度上昇抑制による素子保護 と、 ストール発進性能の確保とを両立できる。

. また、 実施の形態 4において、 図 1 1のステップ S 2 1 0は本発明の 「ストー ル検知手段」 に対応し、 ステップ S 2 3 0は本発明の 「動作領域制限手段」 に対 応する。

なお、 本実施の形態では、 本発明による電動機駆動制御システムがハイプリッ ド車両に搭載される例を示したが、 本発明の適用はこのような例に限定されるも のではない。 すなわち、 エンジン始動に係る実施の形態 3およびその変形例を除 く、 実施の形態 1、 2および 4は、 電気自動車等のエンジンを搭載しない電動車 両についても、 駆動制御される回転電機 （電動機、 発電機またはモータジエネレ ータ） の個数を限定することなく適用可能である。 また、 実施の形態 1および 2 については、 電気自動車、 ハイブリッド車両等の電動車両のみならず、 直流電源 の出力電圧を昇圧可能に構成されたコンバータを含んで構成される電動機駆動制 御システムであれば、 駆動制御される回転電機 （電動機、 発電機またはモータジ エネレータ） の個数および、 回転電機 （電動機またはモータジェネレータ）'によ る駆動負荷を限定することなく、 適用可能である。

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て請求の範囲に よって示され、 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。

Claims

請求の範囲

1 . 直流電源と、

前記直流電源の出力電圧を昇圧可能に構成されて、 前記直流電源の出力電圧を 電圧指令値に従って可変制御して直流電源配線に出力するよ.うに構成されたコン バータと、

電動機が動作指令に従って作動するように、 複数のスィツチング素子により前 記直流電源配線上の直流電力と前記電動機を駆動する交流電力との間で電力変換 を行なう第 1のィンバータと、

前記電動機の動作状態に応じて、 前記コンバータの前記電圧指令値を設定する 電圧設定手段と、

前記電動機の口ック状態を検知するロック検知手段と、

前記口ック検知手段による前記口ック状態の検知時に、 前記電圧設定手段によ り設定される前記電圧指令値および所定の制限電圧のうちの低い方の電圧に前記 電圧指令値を設定する電圧制限手段とを備える、 電動機駆動制御システム。

2 . 前記制限電圧は、 前記直流電源の出力電圧と同等である、 請求の範囲第 1 項に電動機駆動制御システム。

3 . 外力によって回転駆動可能に構成された発電機と、

前記発電機が動作指令に従って作動するように、 複数のスィツチング素子によ. り前記直流電源配線上の直流電力と前記発電機を駆動する交流電力との間で電力 変換を行なう第 2のィンバータとをさらに備え、

前記電圧設定手段は、 前記電動機の動作状態に加えて、 前記発電機の動作状態 にさらに応じて、 前記コンバータの前記電圧指令値を設定し、

前記電圧設定手段は、

前記電動機の動作状態に対応して設定されるべき前記電圧指令値を算出する第 1の設定手段と、

前記発電機の動作状態に対応して設定されるべき前記電圧指令値を算出する第 2の設定手段と、

前記第 1および第 2の設定手段により算出された前記電圧指令値のうちの高い 方の電圧に前記コンバータの前記電圧指令値を設定する第 3の設定手段とを含む、 請求の範囲第 1項に記載の電動機駆動制御システム。

4 . 前記ロック検知手段による前記電動機のロック状態の検知時に、 前記発電 機から前記直流電源配線へ電力を供給するための発電確保手段をさらに備える、 請求の範囲第 3項に記載の電動機駆動制御システム。

5 . 前記発電確保手段は、 前記電動機のロック状態の検知時には、 前記発電機 から前記直流電源配線へ電力が供給可能となるように前記制限電圧を設定する、 請求の範囲第 4項に記載の電動機駆動制御システム。

6 . 前記第 2のインパータは、 前記複数のスイッチング素子とそれぞれ並列に、 前記発電機の発電電力を前記直流電源配線へ導けるように接続された整流素子を 含み、

前記発電確保手段は、

前記口ック検知手段による前記口ック状態の検知時に、 前記第 2のインバータ 中の各前記スィツチング素子をオフするととも【こ、 前記発電機に誘起される交流 電圧の振幅が前記直流電源配線の電圧よりも高くなるように前記発電機の回転速 度を上昇させる、 請求の範囲第 4項に記載の電動機駆動制御システム。

7 . 前記電動機駆動制御システムは車両に搭載され、 かつ、 前記電動機は前記 車両の駆動力を発生するように構成される、 請求項 1から 6のいずれか 1項に記 載の電動機駆動制御システム。

8 . 前記車両のアクセルペダルおよびブレーキペダルの両方が操作されたスト ール状態を検知するスト一ル検知手段と、

前記ロック検知手段により前記ロック状態が検知され、 かつ、 前記ストール検 知手段により前記ストール状態が検知されたときに、 前記電動機の動作領域を所 定の低回転速度領域内かつ低出力トルク領域内に制限するように、 前記電動機の 動作指令値を生成する動作領域制限手段とをさらに備える、 請求の範囲第 7項に 記載の電動機駆動制御システム。

9 . 前記電動機駆動制御システムは車両に搭載され、 かつ、 前記電動機は前記 車両の駆動力を発生するように構成され、

前記車両には、 燃料の燃焼により作動するエンジンと、 前記直流電源配線から 前記直流電源の出力電圧よりも高い電圧を供給されて前記エンジンを始動する始 動電動機とがさらに搭載され、

前記電動機駆動制御システムは、

前記口ック検知手段による前記電動機の口ック状態の検知時に、 前記エンジン の始動を制限する始動制限手段をさらに備える、 請求の範囲第 1項に記載の電動 機駆動制御システム。

1 0 . 前記電動機駆動制御システムは車両に搭載され、 かつ、 前記電動機は前 記車両の駆動力を発生するように構成され、

前記車両には、 燃料の燃焼により作動するエンジンと、 前記直流電源配線から 前記直流電源の出力電圧よりも高い電圧を供給されて前記エンジンを始動する始 動電動機とがさらに搭載され、

前記電動機駆動制御システムは、

前記口ック検知手段による前記口ック状態の検知時に、 前記エンジンの始動が 指示されたときに、 前記エンジンの始動に必要な所定期間に限って、 前記コンパ —タの前記電圧指令値を、 前記始動電動機の必要電圧まで一時的に上昇させる始 動確保手段をさらに備える、 請求の範囲第 1項記載の電動機駆動制御システム。

1 1 . 前記始動電動機は、 前記エンジンの作動時には前記エンジンの出力の少 なくとも一部により回転駆動されることにより発電可能であるとともに、 前記ェ ンジンの停止時には前記エンジンを回転駆動するトルクを発生することにより前 記エンジンを始動可能に構成されたモータジェネレータにより構成される、 請求 の範囲第 9.項または第 1 0項に記載の電動機駆動制御システム。

1 2 . 電動機駆動制御システムの制御方法であって、

前記電動機駆動制御システムは、

直流電源と、

前記直流電源の出力電圧を昇圧可能に構成されて、 前記直流電源の出力電圧を 電圧指令値に従って可変制御して直流電源配線に出力するように構成されたコン ノ ータと、

電動機が動作指令に従って作動するように、 複数のスィツチング素子により前 記直流電源配線上の直流電力と前記電動機を駆動する交流電力との間で電力変換 を行なう第 1のィンバータとを備え、 '

前記制御方法は、

前記電動機の動作状態に応じて、 前記コンバータの前記電圧指令値を設定する ステップと、

前記電動機のロック状態を検知するステップと、

. 前記ロック状態の検知時に、 前記電動機の動作状態に応じて設定される前記電 圧指令値および所定の制限電圧のうちの低い方の電圧に前記電圧指令値を制限す るステップと'を備える、 電動機駆動制御システムの制御方法。

1 3 . 前記制限電圧は、 前記直流電源の出力電圧と同等である、 請求の範囲第 + 1 2項に電動機駆動制御システムの制御方法。

1 4 . 前記電動機駆動制御システムは、

外力によって回転駆動可能に構成された発電機と、

前記発電機が動作指令に従って作動するように、 複数のスィツチング素子によ り前記直流電源配線上の直流電力と前記発電機'を駆動する交流電力との間で電力 変換を行なう第 2のィンバータとをさらに備え、

前記電圧指令値を設定するステップは、 前記電動機の動作状態に加えて、 前記 発電機の動作状態にさらに応じて、 前記コンバータの前記電圧指令値を設定する ように、

前記電動機の動作状態に対応して設定されるべき前記電圧指令値を算出する第 1のサブステップと、

前記発電機の動作状態に対応して設定されるべき前記電圧指令値を算出する第 2のサブステップと、

前記第 1および第 2のサブステップにより算出された前記電圧指令値のうちの 高い方の電圧に前記コンバータの前記電圧指令値を設定する第 3のサブステップ とを含む、 請求の範囲第 1 2項に記載の電動機駆動制御システムの制御方法。

1 5 . 前記電動機のロック状態の検知時に、 前記発電機から前記直流電源配線 へ電力が供給されるように前記発電機での発電を確保するステップをさらに備え る、 請求の範囲第 1 4項に記載の電動機駆動制御システムの制御方法。

1 6 . 前記発電を確保するステップは、 前記電動機のロック状態の検知時には、 前記発電機から前記直流電源配線へ電力が供給可能となるように前記制限電圧を 設定する、 請求の範囲第 1 5項に記載の電動機駆動制御システムの制御方法。

1 7 . 前記第 2のィンパータは、 前記複数のスィツチング素子とそれぞれ並列 に、 前記発電機の発電電力を前記直流電源配線へ導けるように接続された整流素 子を含み、

前記発電を確保するステップは、

前記電動機の口ック状態の検知時に、 前記第 2のインバータ中の各前記スィッ チング素子をオフするとともに、 前記宪電機に誘起される交流電圧の振幅が前記 直流電源配線の電圧よりも高くなるように前記発電機の回転速度を上昇させる、 請求の範囲第 1 5項に記載の電動機駆動制御システムの制御方法。

1 8 . 前記電動機駆動制御システムは車両に搭載され、 かつ、 前記電動機は前 記車両の駆動力を発生するように構成される、 請求項 1 2から 1 7のいずれか 1 項に記載の電動機駆動制御システムの制御方法。

1 9 . 前記車両のアクセルペダルおよびブレーキペダルの両方が操作されたス トール状態を検知するステップと、

前記電動機の前記ロック状態が検知され、 かつ、 前記ストール状態が検知され たときに、 前記電動機の動作領域を所定の低回転速度領域内かつ低出力トルク領 域内に制限するように、 前記電動機の動作指令値を生成するステツプをさらに備 える、 請求の範囲第 1 8項に記載の電動機駆動制御システムの制御方法。 .

2 0 . 前記電動機駆動制御システムは車両に搭載され、 かつ、 前記電動機は前 記車両の駆動力を発生するように構成され、 .

前記車両には、 燃料の燃焼により作動するエンジンと、 前記直流電源配線から 前記直流電源の出力電圧よりも高い電圧を供給されて前記エンジンを始動する始 動電動機とがさらに搭載され、

前記制御方法は、

前記電動機の口ック状態の検知時に、 前記エンジンの始動を制限するステップ をさらに備える、 請求の範囲第 1 2項に記載の電動機駆動制御システムの制御方 法。

2 1 . 前記電動機駆動制御システムは車両に搭載され、 力ゝっ、 前記電動機は前 記車両の駆動力を発生するように構成され、

前記車両には、 燃料の燃焼により作動するエンジンと、 前記直流電源配線から 前記直流電源の出力電圧よりも高い電圧を供給されて前記エンジンを始動する始 動電動機とがさらに搭載され、

前記制御方法は、

前記電動機のロック状態の検知時に、 前記エンジンの始動が指示されたときに. 前記エンジンの始動に必要な所定期間に限って、 前記コンバータの前記電圧指令 値を、 前記始動電動機の必要電圧まで一時的に上昇させるステップをさらに備え る、 請求の範囲第 1 2項記載の電動機駆動制御システムの制御方法。

2 2 . 前記始動電動機は、 前記エンジンの作動時には前記エンジンの出力の少 なくとも一部により回転駆動されることにより発電可能であるとともに、 前記ェ ンジンの停止時には前記エンジンを回転駆動するトルクを発生することにより前 記エンジンを始動可能に構成されたモータジェネレータにより構成される、 請求 の範囲第 2 0項または第 2 1項に記載の電動機駆動制御システムの制御方法。