CN101978592A - 电动机驱动控制装置、具有该电动机驱动控制装置的车辆以及电动机驱动控制方法 - Google Patents

电动机驱动控制装置、具有该电动机驱动控制装置的车辆以及电动机驱动控制方法 Download PDF

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Abstract

在混合动力汽车(20)中，按照将电机的工作区域区分为不升压区域和升压区域的目标升压后电压设定用映射图来控制升压转换器，以使得当电机的目标工作点包括在升压区域中时作为变换器侧的电压的升压后电压成为与电机的目标工作点相应的目标升压后电压。目标升压后电压设定用映射图按照以下方式作成：升压后电压不升压时的伴随着电机的驱动而产生的损耗小于升压后电压升压时的损耗的区域包括在不升压区域中，并且上述升压时的损耗小于上述不升压时的损耗的区域包括在升压区域中。

Description

电动机驱动控制装置、具有该电动机驱动控制装置的车辆以及电动机驱动控制方法
技术领域
本发明涉及使用来自直流电源的电力来驱动控制电动机的电动机驱动控制装置、具有该电动机驱动控制装置的车辆、以及电动机驱动控制方法。
背景技术
以往，公知有以下的电机(モ一タ)驱动装置，该电机驱动装置包括：驱动电动发电机的变换器(インバ一タ)、将来自蓄电池的电压升压后供应给变换器的升压转换器(コンバ一タ)、以及对升压转换器指示与电动发电机的目标工作状态相应的目标升压电压的控制装置(例如，参照专利文献1)。在该装置中，准备了映射图，该映射图预先确定了对电动发电机的转矩指令、电动发电机的转速、升压转换器的目标升压电压之间的关系。并且，控制装置在应使来自蓄电池的电压升压的情况下，控制升压转换器以使得将来自蓄电池的电压升压至从该映射图导出的与转矩指令和转速相应的目标升压电压。
专利文献1：日本专利文献特开2007-202311号公报。
发明内容
在如上述以往的电机驱动装置那样预先确定了对电动发电机的转矩指令、电动发电机的转速、升压转换器的目标升压电压之间的关系(映射图)的情况下，为了使该关系更加恰当，需要考虑依赖于转速的电动发电机的感应电压(反电动势电压)、是否有用于使电动发电机的端子间电压大于等于感应电压的弱磁控制、以及伴随着升压转换器的升压工作而产生的损耗等各种因素。但是，上述专利文献1未具体地公开任何关于如何来确定转矩指令、转速、目标升压电压之间的关系的内容。
因此，本发明的电动机驱动控制装置、具有该电动机驱动控制装置的车辆、以及电动机驱动控制方法的主要目的在于：通过电压转换单元将电动机驱动电路侧的电压相对于直流电源侧的电压更加恰当地升压，进一步提高驱动控制电动机时的效率。
本发明的电动机驱动控制装置、具有该电动机驱动控制装置的车辆、以及电动机驱动控制方法为了达到上述目的而采用了以下技术方案。
本发明的电动机驱动控制装置使用来自直流电源的电力(电功率，electric power)来驱动控制电动机，该电动机驱动控制装置包括：
电动机驱动电路，其能够使用来自所述直流电源侧的电压来驱动所述电动机；
电压转换单元，其能够将所述电动机驱动电路侧的电压相对于所述直流电源侧的电压升压；
电压控制单元，其按照将所述电动机的工作区域区分为不升压区域和升压区域的预定的升压制约来控制所述电压转换单元，使得当所述电动机的目标工作点包括在所述升压区域中时所述电动机驱动电路侧的电压成为目标升压后电压，其中所述不升压区域包括所述电动机驱动电路侧的电压不升压时的伴随着所述电动机的驱动而产生的损耗小于所述电动机驱动电路侧的电压升压时的所述损耗的区域，所述升压区域包括所述升压时的所述损耗小于所述不升压时的所述损耗的区域，所述目标升压后电压是与所述目标工作点相应的目标值；以及
驱动电路控制单元，其控制所述电动机驱动电路使得所述电动机在所述目标工作点工作。
在该电动机驱动控制装置中，按照将电动机的工作区域区分为不升压区域和升压区域的预定的升压制约来控制电压转换单元，以使得当电动机的目标工作点包括在升压区域中时电动机驱动电路侧的电压成为目标升压后电压，其中所述目标升压后电压是与目标工作点相应的目标值。并且，这样使用的上述升压制约按照以下方式作成：电动机驱动电路侧的电压不升压时的伴随着电动机的驱动而产生的损耗比电动机驱动电路侧的电压升压时的损耗小的区域包括在不升压区域中，并且上述升压时的损耗比上述不升压时的损耗小的区域包括在升压区域中。由此，在该电动机驱动控制装置中，基本上当电动机驱动电路侧的电压升压时的伴随着电动机的驱动而产生的损耗比电动机驱动电路侧的电压不升压时的损耗小时通过电压转换单元将电动机驱动电路侧的电压相对于直流电源侧的电压升压，由此在电动机的工作区域中不升压区域实质上被扩大了。因此，在该电动机驱动控制装置中，能够更加恰当地区分不将电动机驱动电路侧的电压相对于直流电源侧的电压升压的不升压区域、以及将电动机驱动电路侧的电压相对于直流电源侧的电压升压的升压区域，从而能够更加恰当地通过电压转换单元将电动机驱动电路侧的电压相对于直流电源侧的电压升压，进一步提高驱动控制电动机时的效率。
另外，伴随着所述电动机的驱动而产生的损耗是，当在所述电动机驱动电路侧的电压没有通过所述电压转换单元相对于所述直流电源侧的电压升压的状态下、或者在所述电动机驱动电路侧的电压通过所述电压转换单元相对于所述直流电源侧的电压升压的状态下驱动所述电动机时，在所述电动机、所述电动机驱动电路以及所述电压转换单元中产生的损耗的合计。由此，能够更加恰当地确定出不升压区域和升压区域。
另外，所述升压制约针对所述升压区域中的所述电动机的每一个工作点来规定基于该工作点的感应电压的目标升压后电压。由此，能够在电动机在升压区域中工作的期间内抑制伴随着电动机的驱动而产生的损耗，同时能够与电动机的工作点的变动相应地来控制电压转换单元，并且能够使电动机驱动电路侧的电压连续地改变，从而能够进一步提高伴随着电动机驱动电路侧的电压的升压来驱动电动机时的效率。
另外，所述升压制约将所述升压区域区分为多个等电压区域并针对每一个所述等电压区域来规定所述目标升压后电压。这样，可以一边考虑伴随着电动机的驱动而产生的损耗，一边将升压区域区分为多个等电压区域，由此能够伴随着电动机驱动电路侧的电压的升压而进一步提高驱动电动机时的效率。
另外，也可以采用以下方式：所述电动机驱动控制装置能够将第一和第二电动机作为所述电动机来进行驱动控制，对于所述第一和第二电动机中的每一个电动机按照针对每一个工作点来规定目标升压后电压的方式确定了所述升压制约，所述电压控制单元控制所述电压转换单元，使得所述电动机驱动电路侧的电压成为基于所述第一电动机的目标工作点的目标升压后电压以及基于所述第二电动机的目标工作点的目标升压后电压中较大的一者。由此，能够在驱动控制两台电动机时更加恰当地确定出目标升压后电压。
另外，也可以采用以下方式：所述电压控制单元在按照所述升压制约不将所述电动机驱动电路侧的电压相对于所述直流电源侧的电压升压时，在最大转矩线与升压切换线交叉的情况下，控制所述电压转换单元使得所述电动机驱动电路侧的电压成为预定的目标升压后电压，其中所述最大转矩线(トルクライン)与该电动机的转速相应地规定了基于所述电动机驱动电路侧的电压驱动所述电动机时所获得的最大转矩，所述升压切换线是所述不升压区域与所述升压区域的边界。即，当按照升压制约不将电动机驱动电路侧的电压相对于直流电源侧的电压升压时，如果由于直流电源的端子间电压的下降等而导致电动机驱动电路侧的电压(和直流电源侧的电压)下降了，则基于电动机驱动电路侧的电压而能够从电动机获得的最大转矩受到限制。并且，在这样电动机驱动电路侧的电压(直流电源侧的电压)下降了的情况下，如果与电动机的转速相应地规定基于电动机驱动电路侧的电压驱动了电动机时所获得的最大转矩的最大转矩线完全包括在升压区域中，则在不将电动机驱动电路侧的电压升压时不会无法使电动机输出与目标工作点相对应的转矩，但是即使该最大转矩线仅有很小的一部分包括在不升压区域中，如果在电动机驱动电路侧的电压不升压时要求输出超过该最大转矩的转矩，则有时也会出现无法满足该要求的情况。因此，在该电动机驱动控制装置中，即使在按照升压制约不将电动机驱动电路侧的电压升压的情况下，如果最大转矩线与升压切换线交叉，则也控制电压转换单元以使得电动机驱动电路侧的电压成为预定的目标升压后电压。由此，即使在电动机驱动电路侧的电压不升压时要求输出超过该最大转矩的转矩，也能够通过将电动机驱动电路侧的电压升压来增大能够从电动机获得的转矩，从而能够满足转矩输出的要求。
另外，也可以采用以下方式：所述电动机驱动控制装置具有与所述升压制约相比将限定所述不升压区域与所述升压区域的边界的升压切换线规定在低转速侧且低转矩侧的第二升压制约，所述电压控制单元在按照所述升压制约不将所述电动机驱动电路侧的电压相对于所述直流电源侧的电压升压时，在最大转矩线与所述升压制约的升压切换线(切替ライン)交叉的情况下，按照所述第二升压制约来控制所述电压转换单元，使得当所述电动机的目标工作点包括在所述第二升压制约中的升压区域中时，所述电动机驱动电路侧的电压成为与所述电动机的所述目标工作点相应的目标升压后电压，其中所述最大转矩线与所述电动机的转速相应地规定了基于所述电动机驱动电路侧的电压驱动所述电动机时所获得的最大转矩。这样，当准备了第二升压制约而该第二升压制约与上述升压制约相比具有更多地使用电动机驱动电路侧的电压的升压的倾向时，如果在最大转矩线与升压切换线交叉时使用第二升压制约，则即使在电动机驱动电路侧的电压不升压时要求输出超过上述最大转矩的转矩，也能够通过将电动机驱动电路侧的电压升压来增大能够从电动机获得的转矩，从而能够满足更大的转矩的要求。
另外，可以采用以下方式：所述电压控制单元在按照所述升压制约不将所述电动机驱动电路侧的电压相对于所述直流电源侧的电压升压时，在基于所述电动机驱动电路侧的电压并以当前的转速驱动所述电动机时所获得的最大转矩小于升压切换线上的与所述当前的转速相对应的转矩的情况下，控制所述电压转换单元使得所述电动机驱动电路侧的电压成为预定的目标升压后电压，其中所述升压切换线是(限定)所述不升压区域与所述升压区域的边界。即，在电动机驱动电路侧的电压不升压时，如果基于电动机驱动电路侧的电压并以当前的转速驱动了电动机时所获得的最大转矩小于升压切换线上的与当前的转速相对应的转矩，则在要求输出超过该最大转矩的转矩的情况下，就将无法满足该要求。因此，如果在电动机驱动电路侧的电压不升压时，在上述最大转矩小于升压切换线上的与当前的转速相对应的转矩的情况下，控制电压转换单元以使得电动机驱动电路侧的电压成为预定的目标升压后电压，则能够通过将电动机驱动电路侧的电压升压来增大能够从电动机获得的转矩，从而能够满足转矩输出的要求。另外，通过这样来比较基于电动机的当前的转速的最大转矩和升压切换线上的转矩，能够尽可能地减小尽管电动机的工作点包括在不升压区域中、但是将电动机驱动电路侧的电压升压的机会，由此能够进一步提高驱动控制电动机时的效率。
另外，所述电压控制单元在按照所述升压制约不将所述电动机驱动电路侧的电压相对于所述直流电源侧的电压升压时，在基于所述电动机的此次和上次的目标工作点推定出的该电动机的下次的目标工作点的转矩大于基于所述电动机驱动电路侧的电压并以所述推定出的下次的目标工作点的转速驱动所述电动机时所获得的最大转矩的情况下，控制所述电压转换单元使得所述电动机驱动电路侧的电压成为预定的目标升压后电压。这样，基于电动机的此次和上次的目标工作点来推定出该电动机的下次的目标工作点，并基于推定出的目标工作点来判断是否即使电动机的工作点包括在不升压区域中、但是也将电动机驱动电路侧的电压升压，由此能够进一步减小尽管电动机的工作点包括在不升压区域中、但是将电动机驱动电路侧的电压升压的机会。
在所述电动机驱动控制装置中，也可以采用以下方式：所述目标工作点是所述电动机的当前的转速和对所述电动机的转矩指令，所述电压控制单元在按照所述升压制约不将所述电动机驱动电路侧的电压相对于所述直流电源侧的电压升压时，如果对所述电动机的转矩指令达到了基于所述电动机驱动电路侧的电压并以所述当前的转速驱动所述电动机时所获得的最大转矩，则控制所述电压转换单元使得所述电动机驱动电路侧的电压成为预定的目标升压后电压。由此，即使在电动机的工作点处于不升压区域中时电动机驱动电路侧的电压(和直流电源侧的电压)下降了，也能够更加可靠地使电动机在目标工作点工作。
另外，也可以采用以下方式：所述目标工作点是所述电动机的当前的转速和对所述电动机的转矩指令，所述电压控制单元在按照所述升压制约不将所述电动机驱动电路侧的电压相对于所述直流电源侧的电压升压时，如果对所述电动机的转矩指令达到了基于所述直流电源的端子间电压并以所述当前的转速驱动所述电动机时所获得的最大转矩，则控制所述电压转换单元使得所述电动机驱动电路侧的电压成为预定的目标升压后电压。即使在这样基于直流电源的端子间电压来求出上述最大转矩的情况下，即便当电动机的工作点处于不升压区域中时直流电源的端子间电压、进而电动机驱动电路侧的电压(和直流电源侧的电压)下降了，也能够更加可靠地使电动机在目标工作点工作。
另外，也可以采用以下方式：所述驱动电路控制单元在不通过所述电压转换单元将所述电动机驱动电路侧的电压相对于所述直流电源侧的电压升压的状态和通过所述电压转换单元将所述电动机驱动电路侧的电压相对于所述直流电源侧的电压升压的状态这两种状态下，选择性地使用利用正弦波PWM电压的正弦波PWM控制方式、利用过调制PWM电压的过调制PWM控制方式、利用矩形波电压的矩形波控制方式，来控制所述电动机驱动电路使得所述电动机在所述目标工作点工作。这样，通常仅在通过电压转换单元将电动机驱动电路侧的电压相对于直流电源侧的电压升压时使用的矩形波控制方式的应用范围扩展至不通过电压转换单元将电动机驱动电路侧的电压升压时，由此即使减小了通过电压转换单元将电动机驱动电路侧的电压升压的机会，也能够确保电动机的输出，从而能够进一步提高与电动机的驱动控制相伴的能量效率。
在该情况下，也可以采用以下方式：所述驱动电路控制单元使用根据所述电动机的目标工作点和通过所述电动机驱动电路实现的电压转换的调制率中的至少一者、以及预定的控制方式设定制约而确定的控制方式来控制所述电动机驱动电路，所述预定的控制方式设定制约规定了所述目标工作点和所述调制率中的至少一者与所述电动机驱动电路的控制方式之间的关系。由此，能够更加恰当地分开使用正弦波PWM控制方式、过调制PWM控制方式、以及矩形波控制方式。
本发明的车辆能够通过来自电动机的动力而行驶，所述车辆包括：
直流电源；
电动机驱动电路，其能够使用来自所述直流电源侧的电压来驱动所述电动机；
电压转换单元，其能够将所述电动机驱动电路侧的电压相对于所述直流电源侧的电压升压；
电压控制单元，其按照将所述电动机的工作区域区分为不升压区域和升压区域的预定的升压制约来控制所述电压转换单元，使得当所述电动机的目标工作点包括在所述升压区域中时所述电动机驱动电路侧的电压成为目标升压后电压，其中所述不升压区域包括所述电动机驱动电路侧的电压不升压时的伴随着所述电动机的驱动而产生的损耗小于所述电动机驱动电路侧的电压升压时的所述损耗的区域，所述升压区域包括所述升压时的所述损耗小于所述不升压时的所述损耗的区域，所述目标升压后电压是与所述目标工作点相应的目标值；以及
驱动电路控制单元，其控制所述电动机驱动电路使得所述电动机在所述目标工作点工作。
在该车辆中，更加恰当地区分不将电动机驱动电路侧的电压相对于直流电源侧的电压升压的不升压区域、以及将电动机驱动电路侧的电压相对于直流电源侧的电压升压的升压区域，从而能够更加恰当地通过电压转换单元将电动机驱动电路侧的电压相对于直流电源侧的电压升压，进一步提高驱动控制电动机时的效率。
本发明的电动机驱动控制方法包括：电动机驱动电路，其能够使用来自直流电源侧的电压来驱动电动机；以及电压转换单元，其能够将所述电动机驱动电路侧的电压相对于所述直流电源侧的电压升压；所述电动机驱动控制方法使用来自所述直流电源的电力来驱动控制所述电动机，所述电动机驱动控制方法包括以下步骤：
(a)按照将所述电动机的工作区域区分为不升压区域和升压区域的预定的升压制约来控制所述电压转换单元，使得当所述电动机的目标工作点包括在所述升压区域中时所述电动机驱动电路侧的电压成为目标升压后电压，其中所述不升压区域包括所述电动机驱动电路侧的电压不升压时的伴随着所述电动机的驱动而产生的损耗小于所述电动机驱动电路侧的电压升压时的所述损耗的区域，所述升压区域包括所述升压时的所述损耗小于所述不升压时的所述损耗的区域，所述目标升压后电压是与所述目标工作点相应的目标值。
根据该方法，更加恰当地区分不将电动机驱动电路侧的电压相对于直流电源侧的电压升压的不升压区域、以及将电动机驱动电路侧的电压相对于直流电源侧的电压升压的升压区域，从而能够更加恰当地通过电压转换单元将电动机驱动电路侧的电压相对于直流电源侧的电压升压，进一步提高驱动控制电动机时的效率。
附图说明
图1是作为本发明的实施例的车辆的混合动力汽车20的简要的结构图；
图2是包括电机MG1和MG2的电气驱动系统的简要的结构图；
图3是表示由实施例的电机ECU40执行的升压控制例程的一个例子的流程图；
图4是表示目标升压后电压设定用映射图的一个例子的说明图；
图5是例示电气驱动系统的损耗的特性的说明图；
图6是用于说明在按照目标升压后电压设定用映射图不将升压后电压VH相对于升压前电压VL升压时将升压后电压VH相对于升压前电压VL升压的程序的说明图；
图7是表示由实施例的电机ECU40执行的控制方式设定例程的一个例子的流程图；
图8是表示控制方式设定用映射图的一个例子的说明图；
图9是表示目标升压后电压设定用映射图的另一个例子的说明图；
图10是表示目标升压后电压设定用映射图的又一个例子的说明图；
图11是用于说明在按照目标升压后电压设定用映射图不将升压后电压VH相对于升压前电压VL升压时将升压后电压VH相对于升压前电压VL升压的另一个程序的说明图；
图12是表示目标升压后电压设定用映射图的另一个例子的说明图；
图13是例示由实施例的电机ECU40执行的发动机起动时升压控制例程的流程图；
图14是表示由实施例的电机ECU40执行的弱磁控制例程的一个例子的流程图；
图15是变形例的混合动力汽车120的简要的结构图；
图16是变形例的混合动力汽车220的简要的结构图。
具体实施方式
接下来，使用实施例来说明用于实施本发明的最佳方式。
图1是本发明的实施例的混合动力汽车20的简要的结构图，图2是混合动力汽车20所包括的电机驱动系统的简要的结构图。如这些附图所示，实施例的混合动力汽车20包括以下等部件：发动机22；三轴式动力分配统合机构30，其经由减震器28与作为发动机22的输出轴的曲轴26连接；电机MG1，其与动力分配统合机构30连接，能够发电；减速齿轮35，其安装在与动力分配统合机构30连接的、作为车轴的齿圈轴32a上；电机MG2，其经由该减速齿轮35与齿圈轴32a连接；变换器41、42，其能够在将直流电力转换为交流电力后供应给电机MG1、MG2；升压转换器55，其能够在对来自蓄电池50的电力进行电压转换后供应给变换器41、42；以及混合动力用电子控制单元(以下称为“混合动力ECU”)70，其对混合动力汽车20的整体进行控制。
发动机22是能够接受汽油或轻油等烃系燃料的供应并输出动力的内燃机，从发动机用电子控制单元(以下称为“发动机ECU”)24接受燃料喷射量、点火正时、吸入空气量等的控制。来自对发动机22设置的、检测该发动机22的运行状态的各种传感器的信号被输入到发动机ECU24。并且，发动机ECU24与混合动力ECU70进行通信，基于来自混合动力ECU70的控制信号和来自上述传感器的信号等来控制发动机22的运行，并根据需要将与发动机22的运行状态相关的数据输出给混合动力ECU70。
动力分配统合机构30包括：太阳齿轮31，其为外齿齿轮；齿圈32，其与该太阳齿轮31配置在同心圆上，为内齿齿轮；多个小齿轮33，其与太阳齿轮31啮合并与齿圈32啮合；以及行星齿轮架34，其以多个小齿轮33能够自由自转并能够自由公转的方式保持多个小齿轮33。该动力分配统合机构30构成为将太阳齿轮31、齿圈32、以及行星齿轮架34作为旋转要素(元件)而进行差动作用的行星齿轮机构。在作为内燃机侧旋转要素的行星齿轮架34上连结有发动机22的曲轴26，在太阳齿轮31上连结有电机MG1，在作为车轴侧旋转要素的齿圈32上经由齿圈轴32a连结有减速齿轮35，当电机MG1作为发电机发挥功能时，动力分配统合机构30将从行星齿轮架34输入的、来自发动机22的动力根据其传动比(ギヤ比)分配给太阳齿轮31侧和齿圈32侧，当电机MG1作为电动机发挥功能时，动力分配统合机构30对从行星齿轮架34输入的、来自发动机22的动力和从太阳齿轮31输入的、来自电机MG1的动力进行合并后输出给齿圈32侧。输出给齿圈32的动力从齿圈轴32a经由齿轮机构37和差速齿轮38最终输出给作为驱动轮的车轮39a、39b。
电机MG1和电机MG2均作为以下的同步发电电动机而构成，该同步发电电动机具有内部埋入有永久磁铁的转子和卷绕有三相绕组的定子。电机MG1和MG2经由变换器41、42与作为直流电源的蓄电池50交换电力。如图2所示，变换器41、42包括6个晶体管T11～T16或T21～T26、以及与晶体管T11～T16或T21～T26反向并联连接的6个二极管D11～D16或D21～D26。晶体管T11～T16、T21～T26分别配置成以相对于正极母线54a和负极母线54b成为源(source)侧和漏(sink)侧的方式每两个形成为一对，其中所述正极母线54a和负极母线54b由变换器41、42作为电力线54而共用。在成对的晶体管彼此的连接点上分别连接有电机MG1、MG2的三相绕组(U相、V相、W相)。因此，通过控制在正极母线54a和负极母线54b之间作用有电压的状态下成对的晶体管T11～T16、T21～T26的导通时间的比例，能够在三相绕组中形成旋转磁场来旋转驱动电机MG1、MG2。另外，由于变换器41、42共用正极母线54a和负极母线54b，因此能够将由MG1、MG2中的一个发电产生的电力供应给另一个。并且，在正极母线54a和负极母线54b上连接有使电压平滑化的平滑电容器57。
升压转换器55经由系统主继电器56与蓄电池50连接，如图2所示，该升压转换器55包括两个晶体管T31(上臂)和晶体管T32(下臂)、与晶体管T31和T32反向并联连接的两个二极管D31和D32、以及电抗器L。两个晶体管T31、T32分别与变换器41、42的正极母线54a和负极母线54b连接，在两个晶体管T31、T32之间的连接点上连接有电抗器L。另外，在电抗器L和负极母线54b上经由系统主继电器56连接有蓄电池50的正极端子和负极端子，并且连接有使升压转换器55的蓄电池50侧的电压平滑化的平滑电容器59。并且，在平滑电容器59的端子间设置有第二电压传感器92，使用该第二电压传感器92的检测值来获取升压转换器55的升压前电压(直流电源侧的电压)VL。由此，通过对晶体管T31、T32进行开关控制，能够将变换器41、42侧的电压相对于蓄电池50侧的电压(升压前电压VL)升压。在该情况下，能够使用设置在平滑电容器57的端子间的第三电压传感器93的检测值来获取可施加于变换器41和42的、通过升压转换器55实现的升压后电压(电动机驱动电路侧的电压)VH。另外，通过对升压转换器55的晶体管T31、T32进行开关控制，还能够在将作用于正极母线54a和负极母线54b的直流电压降压后对蓄电池50进行充电。
这些变换器41、42和升压转换器55均由电机用电子控制单元(以下称为“电机ECU”)40控制，由此驱动控制电机MG1、MG2。向电机ECU40输入控制电机MG1、MG2的驱动所需要的信号，例如来自检测电机MG1、MG2的转子的旋转位置的旋转位置检测传感器43、44的信号，来自第二和第三电压传感器92、93的电压VL和VH，以及由电流传感器95v、95w、96v、96w(参照图2)检测的施加于电机MG1、MG2的相电流。另外，从电机ECU40输出对变换器41、42的开关控制信号、对系统主继电器56的驱动信号、对升压转换器55的开关控制信号等。并且，电机ECU40与蓄电池ECU52和混合动力ECU70进行通信，除了来自上述传感器的信号以外还使用来自蓄电池ECU52的信号、来自混合动力ECU70的控制信号来驱动控制电机MG1、MG2。此外，电机ECU40基于来自旋转位置检测传感器43、44的信号来计算、获取电机MG1、MG2的转速Nm1、Nm2等与电机MG1、MG2的运行状态相关的数据，并根据需要将这些数据输出给混合动力ECU70等。
蓄电池50在实施例中作为镍氢二次电池或锂离子二次电池而构成，并由蓄电池用电子控制单元(以下称为蓄电池ECU)52管理。管理蓄电池50所需要的信号，例如来自设置在蓄电池50的端子间的第一电压传感器91的端子间电压VB、来自安装在与蓄电池50的输出端子连接的电力线54上的未图示的电流传感器的充放电电流、来自安装在蓄电池50上的温度传感器51的电池温度Tb等被输入给蓄电池ECU52。蓄电池ECU52根据需要将与蓄电池50的状态相关的数据通过通信输出给混合动力ECU70或发动机ECU24。并且，蓄电池ECU52为了管理蓄电池50而基于由电流传感器检测出的充放电电流的累计值来计算出剩余容量SOC，或者基于该剩余容量SOC计算出蓄电池50的充放电要求功率Pb*，或者基于剩余容量SOC和电池温度Tb计算出作为充电允许电力的输入限制Win和作为放电允许电力的输出限制Wout，其中所述充电允许电力是蓄电池50的充电所允许的电力，所述放电允许电力是蓄电池50的放电所允许的电力。可以通过以下方式来设定蓄电池50的输入输出限制Win、Wout：基于蓄电池温度Tb来设定输入输出限制Win、Wout的基本值并基于蓄电池50的剩余容量(SOC)来设定输出限制用修正系数和输入限制用修正系数，使设定了的输入输出限制Win、Wout的基本值与修正系数相乘。
混合动力ECU70作为以CPU72为中心的微处理器而构成，除了CPU72以外还包括：存储处理程序的ROM74；暂时存储数据的RAM76；以及未图示的输入输出端口和通信端口等。来自点火开关(起动开关)80的点火信号、来自检测作为换档杆81的操作位置的换档位置SP的换档位置传感器82的换档位置SP、来自检测加速踏板83的踩下量的加速踏板位置传感器84的加速器开度Acc、来自检测制动踏板85的踩下量的制动踏板行程传感器86的制动踏板行程BS、以及来自车速传感器87的车速V经由输入端口被输入给混合动力ECU70。另外，如上所述，混合动力ECU70经由通信端口与发动机ECU24、电机ECU40、以及蓄电池ECU52等连接，并与发动机ECU24、电机ECU40、以及蓄电池ECU52等交换各种控制信号和数据。
并且，混合动力ECU70在混合动力汽车20行驶时，基本上基于与驾驶者对加速踏板83的踩下量相对应的加速器开度Aec和车速V，来计算出应向作为车轴的齿圈轴32a输出的要求转矩Tr＊，并且设定发动机22的目标转速Ne*和目标转矩Te*、指示电机MG1的目标转矩的转矩指令Tm1*、指示电机MG2的目标转矩的转矩指令Tm2*，以使得基于上述要求转矩Tr*的转矩被输出给齿圈轴32a。这里，实施例的混合动力汽车20中的发动机22、电机MG1和MG2的运行控制方式包括转矩转换运行模式、充放电运行模式、以及电机运行模式等。在转矩转换运行模式下，混合动力ECU70设定目标转速Ne*和目标转矩Te*以使得从发动机22输出与要求转矩Tr*相应的动力(power)，并且设定对电机MG1和MG2的转矩指令Tm1*、Tm2*以使得从发动机22输出的全部动力通过动力分配统合机构30、电机MG1和电机MG2被进行转矩转换后被输出给齿圈轴32a。另外，在充放电运行模式下，混合动力ECU70设定目标转速Ne*和目标转矩Te*以使得从发动机22输出与要求转矩Tr*和蓄电池50的充放电所要求的充放电要求功率Pb*之和相应的动力(power)，并且设定对电机MG1和MG2的转矩指令Tm1*、Tm2*以使得伴随着蓄电池50的充放电从发动机22输出的全部动力或者其中的一部分动力通过动力分配统合机构30、电机MG1和MG2被进行转矩转换，与要求转矩TR*相应的转矩被输出给齿圈轴32a。在实施例的混合动力汽车20中，当在转矩转换运行模式或充放电运行模式下预定的条件成立了时，执行使发动机22自动地停止、起动的间歇运行。另外，在电机运行模式下，混合动力ECU70使发动机22停止运行，并且仅使电机MG2将与要求转矩Tr*相应的转矩输出给齿圈轴32a。在该情况下，混合动力ECU70将发动机22的目标转速Ne*和目标转矩Te*、对电机MG1的转矩指令Tm1*分别设定为值0，并且基于要求转矩Tr*、动力分配统合机构30的传动比ρ、减速齿轮35的传动比Gr等来设定对电机MG2的转矩指令Tm2*。此外，当在混合动力汽车20停止期间或者在电机运行模式下行驶期间按照对发动机22的起动要求来起动该发动机22时，混合动力ECU70设定对电机MG1和MG2的转矩指令Tm1*和转矩指令Tm2*，以使得通过电机MG1来起转(クランキング)发动机22，并且使得伴随着该起转而作用于齿圈轴32a的作为对于驱动转矩的反力的转矩被消除、与此同时基于要求转矩Tr*的转矩被输出给齿圈轴32a。另外，在这样的发动机22起动时，为了抑制在起转时在曲轴26上产生的转矩脉动传递至作为车轴的齿圈轴32a而执行减振处理，该减振处理是指：使电机MG1输出经过实验和分析求出的、相位与该转矩脉动相反的减振转矩，并且使电机MG2输出用于抵消被传递至齿圈轴32a的脉动的转矩。
这样，当通过混合动力ECU70设定了发动机22的目标转速Ne*和目标转矩Te*、对电机MG1的转矩指令Tm1*、对电机MG2的转矩指令Tm2*时，目标转速Ne*和目标转矩Te*被发送给发动机ECU24，并且转矩指令Tm1*、Tm2*被发送给电机ECU40。并且，发动机ECU24控制发动机22以获得来自混合动力ECU70的目标转速Ne*和目标转矩Te*。另外，电机ECU40对变换器41、42执行开关控制，以使得按照来自混合动力ECU70的转矩指令Tm1*来驱动电机MG1，并按照来自混合动力ECU70的转矩指令Tm2*来驱动电机MG2。这里，实施例的电机ECU40按照电机MG1、MG2的转矩指令Tm1*、Tm2*和转速Nm1、Nm2，通过使用正弦波PWM电压的正弦波PWM控制方式、使用过调制PWM电压的过调制PWM控制方式、以及使用矩形波电压的矩形波控制方式这三种控制方式中的一种控制方式来对变换器41和42进行开关控制。正弦波PWM控制方式一般被称为“PWM控制”，是按照正弦波状的电压指令值与三角波等载波之间的电压差对晶体管T11～T16、晶体管21～26进行导通/截止控制，并由此获得具有正弦波状的基本波成分的输出电压(PWM电压)的方式。在使用了正弦波PWM控制方式的情况下，能够将调制率Kmd大致设定在值0～值0.61的范围内，其中所述调制率Kmd是输出电压(基本波成分的振幅)相对于从升压转换器55(平滑电容器57)供应的升压后电压(变换器输入电压)VH的比例。另外，过调制PWM控制方式是在以缩小载波振幅的方式产生了变形的基础上执行与上述正弦波PWM控制方式相同的控制的方式，能够将调制率大致设定在值0.61～0.78的范围内。另外，矩形波控制方式是在理论上能够产生具有最大振幅的基本波成分的方式，能够通过使振幅恒定的矩形电压的相位按照转矩指令改变来控制电机转矩。在使用了该矩形波控制方式的情况下，调制率Kmd为恒定值(约为值0.78)。另外，变换器41、42(电机MG1、MG2)的控制精度(控制响应性)按照正弦波PWM控制方式、过调制PWM控制方式、矩形波控制方式的顺序依次降低，但是通过使用矩形波控制方式，能够提高直流电源的电压利用率，并且能够抑制铜损的产生和开关损耗而提高能量效率。另外，在电机MG1、MG2的转速高的高转速区域中，基本上使用矩形波控制方式来作为控制方式，在该情况下执行弱磁控制，该弱磁控制是指供应弱磁电流以使得作为变换器41、42侧的电压的升压后电压VH高于由电机MG1、MG2产生的感应电压。并且，在实施例的混合动力汽车20中，通过电机ECU40来控制升压转换器55，以使得与电机MG1、MG2的目标工作点(当前的转速Nm1、Nm2和转矩指令Tm1*、Tm2*)相应地将蓄电池50的额定电压(例如DC150V)升压至预定电压(例如最大650V)。
接下来，说明设定实施例的混合动力汽车20中的升压转换器55的控制程序、以及变换器41和42(电机MG1和MG2)的控制方式的程序。
图3是表示由实施例的电机ECU40间隔预定时间执行的升压控制例程的一个例子的流程图。当图3的升压控制例程开始时，电机ECU40的未图示的CPU执行输入来自混合动力ECU70的对电机MG1和MG2的转矩指令Tm1*和Tm2*、电机MG1和MG2的当前的转速Nm1和Nm2、升压前电压VL、升压后电压VH等控制所需要的数据的处理(步骤S100)。在步骤S100的数据输入处理之后，使用对电机MG1和MG2的转矩指令Tm1*和Tm2*、电机MG1和MG2的转速Nm1和Nm2、以及分别对电机MG1和MG2预先确定并存储在电机ECU40的未图示的存储装置中的目标升压后电压设定用映射图(升压制约)来设定目标升压后电压VHtag，该目标升压后电压VHtag是与混合动力汽车20的行驶状态相应的升压后电压VH的值(步骤S110)。在实施例中，从电机MG1用的目标升压后电压设定用映射图中与该电机MG1的目标工作点(当前的转速Nm1和转矩指令Tm1*)相对应地导出的值、以及从电机MG2用的目标升压后电压设定用映射图中与该电机MG2的目标工作点(当前的转速Nm2和转矩指令Tm2*)相对应地导出的值中较大的一个被设定为目标升压后电压VHtag。
图4表示了目标升压后电压设定用映射图的一个例子。该图例示了目标升压后电压设定用映射图的转矩指令和电机转速的值均为正值的区域(第一象限)。从图4可知，目标升压后电压设定用映射图按照将电机MG1、MG2的工作区域区分为不通过升压转换器55将升压后电压VH相对于升压前电压VL升压的不升压区域、以及通过升压转换器55将升压后电压VH相对于升压前电压VL升压的升压区域的方式作成。在实施例中，例如电机MG2用的目标升压后电压设定用映射图通过以下方式作成：在电机MG2的工作区域中，求出为了从电机MG2输出与转矩指令Tm2*相应的转矩而必须将升压后电压VH升压的区域，然后针对除此之外的区域中的每一个工作点(转速和转矩指令)，在未通过升压转换器55将升压后电压VH相对于升压前电压VL升压时和通过升压转换器55将升压后电压VH相对于升压前电压VL升压了时这两者之间，比较作为电机MG1和MG2中的损耗、变换器41和42中的损耗、升压转换器55中的损耗的合计值的电气驱动系统整体的损耗(参照图5)，基本上将不升压时的该损耗比升压时的该损耗小的工作点包括在不升压区域中、并且将升压时的该损耗比不升压时的该损耗小的工作点包括在升压区域中。电机MG1用的目标升压后电压设定用映射图也与电机MG2用的目标升压后电压设定用映射图同样地作成。由此，在电机MG1用和电机MG2用的目标升压后电压设定用映射图的图示中，通过如图4中由粗的实线所示那样的、作为边界线的升压切换线，将电机转速的绝对值低的一侧规定为不升压区域，并且将电机转速的绝对值高的一侧规定为升压区域(包括升压切换线)。这里，升压转换器55中的损耗能够根据电机MG1与电机MG2之间的能量差和蓄电池50的端子间电压VB、或者根据从施加于升压转换器55的电抗器L的电压推定出的蓄电池电流和升压后电压VH求出。并且，实施例的电机MG1用和电机MG2用的目标升压后电压设定用映射图按照以下方式作成：针对升压区域的电机MG1或MG2的每一个工作点来规定目标升压后电压VHtag，该目标升压后电压VHtag是能够尽量减小上述电机驱动系统的损耗并能够消除该工作点的感应电压的升压后电压VH的目标值。另外，在不升压区域中，例如蓄电池50的额定电压这样的、比升压区域中的目标升压后电压VHtag小的恒定值被确定为目标升压后电压VHtag。另外，从不升压区域向升压区域转移时所使用的升压切换线和从升压区域向不升压区域转移时所使用的升压切换线可以相同，但是例如也可以按照以下方式在两者之间设置滞后现象(ヒステリシス)，即，从升压区域向不升压区域的转移与从不升压区域向升压区域的转移相比在电机转速更低的区域中执行。
在执行了步骤S110的处理之后，例如比较设定了的目标升压后电压VHtag和在步骤S100中输入了的升压前电压VL，由此判定是否应该按照目标升压后电压设定用映射图将升压后电压VH相对于升压前电压VL升压(步骤S120)。在应将升压后电压VH升压的情况下，将在步骤S110中设定了的目标升压后电压VHtag、以及上次执行本例程时的升压后电压指令VH*与预先确定了的升压率ΔV相加而得到的值中较小的一个设定为升压后电压指令VH*(步骤S210)。另外，升压率ΔV是将升压后电压VH升压至目标升压后电压VHtag时的每单位时间(本例程的执行间隔)的电压的变化量，即可以是恒定值，也可以是可变值。并且，基于设定了的升压后电压指令VH*、在步骤S100中输入了的升压前电压VL和升压后电压VH来执行对升压转换器55的晶体管T31、T32的开关控制以使得升压后电压VH变为升压电压指令VH*(步骤S220)，然后再次执行步骤S100之后的处理。
另外，当在步骤S120中判断为不将升压后电压VH相对于升压前电压VL升压时，计算出在不升压状态下基于在步骤S100中输入的升压后电压VH并以在步骤S100中输入了的转速Nm1、Nm2驱动了电机MG1、MG2时所获得的最大转矩T1max、T2max(步骤S130)。在实施例中，规定升压后电压VH、电机转速、电机的最大转矩(最大转矩线，参照图6)之间的关系的未图示的映射图存储在电机ECU40的未图示的存储装置中，从该映射图中导出与升压后电压VH和转速Nm1相对应的电机MG1的最大转矩T1max、以及与升压后电压VH和转速Nm2相对应的电机MG2的最大转矩T2max。然后，判定是否是：在步骤S100中输入了的转矩指令Tm1*的绝对值小于在步骤S130中计算出的最大转矩T1max的绝对值、并且在步骤S100中输入了的转矩指令Tm2*的绝对值小于在步骤S130中计算出的最大转矩T2max的绝对值(步骤S140)。当在步骤S140中做出了肯定判断时，导出与在步骤S100中输入了的转速Nm1和转速Nm2相对应的、作为上述升压切换线上的转矩的转换转矩Tref1和Tref2(步骤S150)，然后通过从转换转矩Tref1的绝对值中减去最大转矩T1max的绝对值来计算出偏差ΔT1，并通过从转换转矩Tref2的绝对值中减去最大转矩T2max的绝对值来计算出偏差ΔT2(步骤S160)，然后判定偏差ΔT1和偏差ΔT2中的至少一者是否大于值0(步骤S170)。
这里，当未通过升压转换器55将升压后电压VH相对于升压前电压VL升压时(当VH＝VL时)，如果由于伴随着放电电流的增加产生的蓄电池50的端子间电压VB的下降等而导致了升压前电压VL和升压后电压VH下降了，则基于升压后电压VH能够从电机MG1、MG2获得的最大转矩受到限制。并且，在出现了这样的升压后电压VH的下降的情况下，如果与转速Nm1、Nm2相应地规定基于该升压后电压VH驱动电机MG1、MG2时所能获得的最大转矩T1max、T2max的最大转矩线完全包括在升压区域中，则在不将升压后电压VH相对于升压前电压VL升压时不会出现无法使电机MG1、MG2输出与转矩指令Tm1*Tm2*(目标工作点)相对应的转矩的情况，但是即使该最大转矩线仅有很小的一部分包括在不升压区域中，如果在升压后电压VH不升压时要求输出超过与当前的升压后电压VH和转速Nm1、Nm2相对应的最大转矩T1max、T2max的转矩，则有时也会出现无法满足该要求的情况。因此，通过在步骤S170中判定偏差ΔT1、T2是否大于值0，来判定电机MG1、MG2的目标工作点是否包括在以下区域中，该区域是指在升压后电压VH不升压时可能无法输出超过与当前的升压后电压VH和转速Nm1、Nm2相对应的最大转矩T1max、T2max的转矩的区域(在图6中标注了阴影的区域)。
当在步骤S170中判断为偏差ΔT1和偏差ΔT2中的至少一者大于值0时，基于电机MG1和MG2的此次的目标工作点、以及上次执行本例程时的目标工作点来推定出电机MG1和MG2的下次的目标工作点(步骤S180)。在实施例中，使用上次的目标工作点和此次的目标工作点之间的斜率并设定此次的电机MG1、MG2的工作点是从此次的目标工作点线性地改变至下次的目标工作点来导出电机MG1和MG2的下次的目标工作点，例如按照下式(1)和(2)来计算出电机MG2的下次的目标工作点(下次的Nm2和下次的Tm2*)。在式(1)和式(2)中，“dt”表示本例程的执行间隔。在这样推定出了电机MG1和MG2的目标工作点之后，判定电机MG1和MG2的下次的转矩指令的推定值(下次的Tm1*和下次的Tm2*)的绝对值中的至少一者是否大于与在步骤S100中输入了的升压后电压VH和电机MG1、MG2的下次转速的推定值(下次Nm1或下次Nm2)相对应的最大转矩的绝对值(步骤S190)。然后，当判断出电机MG1和MG2的下次转矩指令的推定值的绝对值中的至少一者大于该最大转矩的绝对值时，则认为如果在下次执行本例程时之后不将升压后电压VH升压，则无法从电机MG1和MG2中的至少一者输出与转矩指令相对应的转矩，因此再次将目标升压后电压VHtag例如设定为高于蓄电池50的额定电压的预定值V1(步骤S200)，然后执行上述步骤S210和S220的处理，之后再次执行步骤S100以后的处理。由此，在实施例的混合动力汽车20中，在本来按照作为升压制约的目标升压后电压设定用映射图不将升压后电压VH相对于升压前电压VL升压时，如果基于升压后电压VH并以当前的转速Nm1、Nm2驱动了电机MG1、MG2时所获得的最大转矩T1max和T2max的绝对值中的至少一者小于升压切换线上的与当前的转速Nm1、Nm2相对应的转换转矩Tref1或Tref2的绝对值，并且推定出的电机MG1、MG2的下次的目标工作点的转矩的绝对值大于基于在步骤S100中输入了的升压后电压VH并以下次的目标工作点的转速Nm1、Nm2驱动了电机MG1、MG2时所获得的最大转矩的绝对值，则控制升压转换器55以使得将升压后电压VH相对于升压前电压VL升压。
下次Nm2＝此次Nm2+(此次Nm2-上次Nm2)/(此次Tm2*-上次Tm2*)×dt         (1)
下次Tm2*＝此次Tm2*+(此次Tm2*-上次Tm2*)/(此次Nm2-上次Nm2)×dt     (2)
另外，在步骤S120中判断出不将升压后电压VH相对于升压前电压VL升压之后，当在步骤S140中判断出了转矩指令Tm1*和Tm2*的绝对值中的至少一者大于等于在步骤S130中计算出的最大转矩T1max的绝对值或最大转矩T2max的绝对值时，则也认为在下次执行本例程时之后如果不将升压后电压VH升压，则无法从电机MG1和MG2中的至少一者输出与转矩指令相应的转矩，在再次将目标升压后电压VHtag例如设定为高于蓄电池50的额定电压的预定值V1(步骤S200)之后，执行上述步骤S210和S220的处理，然后再次执行步骤S100以后的处理。即，在实施例的混合动力汽车20中，在本来按照作为升压制约的目标升压后电压设定用映射图不将升压后电压VH相对于升压前电压VL升压时，如果对电机MG1、MG2的转矩指令Tm1*、Tm2*达到了基于在步骤S100中输入了的升压后电压VH并以当前的转速Nm1、Nm2驱动了电机MG1、MG2时所获得的最大转矩T1max和T2max，则控制升压转换器55以使得将升压后电压VH相对于升压前电压VL升压。
与此相对，在步骤S120中判断出不将升压后电压VH相对于升压前电压VL升压之后，如果在步骤S170中判断出偏差ΔT1和偏差ΔT2均小于等于值0、或者如果在步骤S190中判断出电机MG1和MG2的下次转矩指令的推定值的绝对值中的至少一者大于上次最大转矩的绝对值，则从控制上的观点出发将执行升压转换器55的开关控制时所使用的升压后电压指令VH*设定为在步骤S100中输入了的升压后电压VH(步骤S230)，然后在不执行用于使升压转换器55执行升压工作的开关控制的情况下再次执行步骤S100之后的处理。
接下来，参照图7和图8来说明设定实施例的混合动力汽车20中的变换器41、42的控制方式的程序。
图7是表示由实施例的电机ECU40间隔预定时间执行的控制方式设定例程的一个例子的流程图。当图7的控制方式设定例程开始时，电机ECU40的未图示的CPU执行输入来自混合动力ECU70的对电机MG1和MG2的转矩指令Tm1*和Tm2*、电机MG1和MG2的当前的转速Nm1和Nm2、变换器41和42的调制率Kmd1和Kmd2等设定控制方式所需要的数据的处理(步骤S300)。另外，通过按照下式(5)使感应电压(线间电压振幅)Vamp除以升压后电压VH求出调制率Kmd1、Kmd2，该感应电压Vamp是使用伴随着变换器41、42的开关控制而生成的d轴电压指令值Vd*和q轴电压指令值Vq*并根据下式(3)和(4)计算出的。
Vamp＝|Vd*|·cosφ+|Vq*|·sinφ        (3)
tanφ＝Vq*/Vd*                         (4)
Kmd1或Kmd2＝Vamp/VH                    (5)
在步骤S300的数据输入处理之后，使用对电机MG1和MG2的转矩指令Tm1*和Tm2*、电机MG1和MG2的转速Nm1和Nm2、以及分别对电机MG1和MG2预先确定并存储在电机ECU40的未图示的存储装置中的控制方式设定用映射图，来决定与电机MG1相对应的变换器41和与电机MG2相对应的变换器42的控制所使用的控制方式，并且设定表示所决定了的控制方式是正弦波PWM控制方式、过调制PWM控制方式、以及矩形波控制方式中的何种控制方式的标记Fmod1、Fmod2(步骤S310)。在步骤S310中，如果从电机MG1用的控制方式设定用映射图中与电机MG1的目标工作点(当前的转速Nm1和转矩指令Tm1*)相对应地导出的控制方式为正弦波PWM控制方式，则控制方式标记Fmod1被设定为值0；如果为过调制PWM控制方式，则控制方式标记Fmod1被设定为值1；如果为矩形波控制方式，则控制方式标记Fmod1被设定为值2。同样地，如果从电机MG2用的控制方式设定用映射图中与电机MG2的目标工作点(当前的转速Nm2和转矩指令Tm2*)相对应地导出的控制方式为正弦波PWM控制方式，则控制方式标记Fmod2被设定为值0；如果为过调制PWM控制方式，则控制方式标记Fmod2被设定为值1；如果为矩形波控制方式，则控制方式标记Fmod2被设定为值2。
在图8中表示了控制方式设定用映射图的一个例子。该图例示了控制方式设定用映射图的转矩指令和电机转速的值均为正值的区域(第一象限)。从图8可知，控制方式设定用映射图与上述的目标升压后电压设定用映射图相对应，并按照将电机MG1、MG2的工作区域区分为使用正弦波PWM控制方式的区域、使用过调制PWM控制方式的区域、以及使用矩形波控制方式的区域的方式作成。另外，在实施例中，通过上述升压切换线规定的不升压区域和升压区域这两个区域，基本上从电机转速低的一侧开始依次被分别区分为使用正弦波PWM控制方式的区域、使用过调制PWM控制方式的区域、以及使用矩形波控制方式的区域。即，在实施例的混合动力汽车20中，在不通过升压转换器55将升压后电压VH相对于升压前电压VL升压的状态和通过升压转换器55将升压后电压VH相对于升压前电压VL升压的状态这两种状态下，选择性地使用正弦波PWM控制方式、过调制PWM控制方式、矩形波控制方式，来控制变换器41、42以使得电机MG1、MG2输出基于转矩指令Tm1*、Tm2*的转矩。由此，通常仅在通过升压转换器55将升压后电压VH相对于升压前电压VL升压时使用的矩形波控制方式的应用范围扩展至不通过升压转换器55将升压后电压VH升压时，由此即使减小了通过升压转换器55将升压后电压VH升压的机会，也能够确保电机MG1、MG2的输出，从而能够进一步提高与电机MG1、MG2的驱动控制相伴的能量效率。
然后，判定在步骤S310中设定了的控制方式标记Fmod1和Fmod2中的至少一者是否为值0、即在步骤S310中作为变换器41和42中的一者的控制方式是否设定成了正弦波PWM控制方式(步骤S320)。并且，在控制方式标记Fmod1和Fmod2中的至少一者为值0的情况下，判定在步骤S300中输入了的变换器41的调制率Kmd1是否超过预先确定了的阈值Ksi(步骤S330)。这里，阈值Ksi是正弦波PWM控制方式中的调制率的最大值或比其稍小的值。并且，当在步骤S330中判断为变换器41的调制率Kmd1超过了阈值Ksi时，虽然本来应使用正弦波PWM控制方式来控制变换器41，但是这样会导致升压后电压VH相对于电机MG1的感应电压未被充分地升压。因此，在该情况下，将控制方式标记Fmod1设定为值2以使用矩形波控制方式来控制变换器41(步骤S340)。另外，当在步骤S330中做出了否定判断时，跳过步骤S340的处理。另外，在步骤S330或S340的处理之后，判定在步骤S300中输入了的变换器42的调制率Kmd2是否超过上述阈值Ksi(步骤S350)。当在步骤S350中判断为变换器42的调制率Kmd2超过了阈值Ksi时，虽然本来应使用正弦波PWM控制方式来控制变换器42，但是这样会导致升压后电压VH相对于电机MG2的感应电压未被充分地升压。因此，在该情况下，将控制方式标记Fmod2设定为值2以使用矩形波控制方式来控制变换器42(步骤S360)，然后本例程暂时结束。另外，当在步骤S350中做出了否定判断时，跳过步骤S360的处理，在该阶段本例程暂时结束。由此，在实施例的混合动力汽车20中，基本上使用电机MG1、MG2的目标工作点和控制方式设定用映射图将变换器41、42的控制方式设定为正弦波PWM控制方式、过调制PWM控制方式、矩形波控制方式中的一者(步骤S310)，并且根据通过升压转换器55实现的升压后电压VH的升压状态，按照变换器41、42的调制率Kmd1、Kmd2来改变变换器41、42的控制方式的设定(步骤S320～S360)。由此，能够更恰当的分开使用正弦波PWM控制方式、过调制PWM控制方式、以及矩形波控制方式。
如上所述，在实施例的混合动力汽车20中，按照将电机MG1、MG2的工作区域区分为不升压区域和升压区域的作为升压制约的目标升压后电压设定用映射图，在电机MG1、MG2的目标工作点包括在升压区域中时控制升压转换器55以使得升压后电压VH成为作为与目标工作点相应的目标值的目标升压后电压Vhtag。并且，实施例的目标升压后电压设定用映射图按照以下方式作成：升压后电压VH不升压时的伴随着电机MG1、MG2的驱动而产生的损耗比升压后电压VH升压时的损耗小的区域包括在不升压区域中，上述升压时的损耗比上述不升压时的损耗小的区域包括在升压区域中。由此，在混合动力汽车20中，基本上在升压后电压VH升压时的伴随着电机MG1、MG2的驱动而产生的损耗比升压后电压VH不升压时的损耗小时，通过升压转换器55将升压后电压VH相对于升压前电压VL升压，由此在电机MG1、MG2的工作区域中不升压区域实质上扩大了。因此，在混合动力汽车20中，更加恰当地区分了不将升压后电压VH相对于升压前电压VL升压的不升压区域、以及将升压后电压VH相对于升压前电压VL升压的升压区域，从而能够通过升压转换器55更加恰当地将升压后电压VH升压，能够进一步提高驱动控制电机MG1、MG2时的效率。另外，在作成目标升压后电压设定用映射图时，如果将伴随着电机MG1、MG2的驱动而产生的损耗设为：在不通过升压转换器55将升压后电压VH相对于升压前电压VL升压的状态下或通过升压转换器55将升压后电压VH相对于升压前电压VL升压的状态下驱动了电机MG1、MG2时由电机MG1和MG2、变换器41和42、以及升压转换器55产生的损耗合计的话，则能够更加恰当地确定出不升压区域和升压区域。
并且，如果如上述实施例那样使用针对升压区域中的电机MG1、MG2的每一个工作点规定了基于该工作点的感应电压的目标升压后电压VHtag的目标升压后电压设定用映射图，则能够在电机MG1、MG2在升压区域中工作期间抑制伴随着电机MG1、MG2的驱动而产生的损耗，同时能够与电机MG1、MG2的工作点的变动相应地来控制升压转换器55，并且能够使升压后电压VH连续地改变，从而能够进一步提高伴随着升压后电压VH的升压来驱动电机MG1、MG2时的效率。但是，作为升压制约的目标升压后电压设定用映射图也可以如图9所示那样将升压区域区分为多个等电压区域，并针对每一个等电压区域例如按照V1、V2、V3、Vmax那样来规定目标升压后电压VHtag。根据图9所示的目标升压后电压设定用映射图，在考虑了伴随着电机MG1、MG2的驱动而产生的损耗的同时将升压区域区分为多个等电压区域，由此能够进一步提高伴随着升压后电压VH的升压来驱动电机MG1、MG2时的效率。另外，作为升压制约的目标升压后电压设定用映射图也可以是如图10所示的映射图。在图10的目标升压后电压设定用映射图中，基于升压区域的各个工作点的感应电压等在从蓄电池50的额定电压到升压后电压VH的最大值Vmax之间确定了等电压线Va～Vc，关于升压区域中所包括的工作点，对蓄电池50的额定电压、等电压线Va～Vc、升压后电压VH的最大值Vmax之间进行线性插补(插值)等，由此确定出各个目标升压后电压VHtag。并且，在具有两台电机MG1和MG2的实施例的混合动力汽车20中，如果关于电机MG1、MG2的每一个预先确定出了作为升压制约的目标升压后电压设定用映射图，并将基于电机MG1的目标工作点和电机MG1用的目标升压后电压设定用映射图的目标升压后电压、以及基于电机MG2的目标工作点和电机MG2用的目标升压后电压设定用映射图的目标升压后电压中较大的一者作为用于控制的目标升压后电压VHtag，则能够更加恰当地确定出驱动控制两台电机MG1、MG2时的目标升压后电压VHtag。
另外，在实施例的混合动力汽车20中，当按照目标升压后电压设定用映射图不将升压后电压VH相对于升压前电压VL升压时，在基于升压后电压VH并以当前的转速Nm1、Nm2驱动了电机MG1、MG2时所获得的最大转矩T1max和T2max的绝对值中的至少一者比升压切换线上的与当前的转速Nm1、Nm2相对应的转换转矩Tref1或Tref2的绝对值小(步骤S160、S170)、并且推定出的电机MG1、MG2的下次的目标动作点的转矩的绝对值比基于升压后电压VH并以下次的目标动作点的转速Nm1、Nm2驱动了电机MG1、MG2时所获得的最大转矩的绝对值大的情况下(步骤S180、S190)，控制升压转换器55以使得升压后电压VH相对于升压前电压VL升压(步骤S200～S220)。这样，按照最大转矩T1max、T2max与转换转矩Tref1、Tref2的比较结果，并基于根据电机MG1、MG2的目标工作点推定出的下次的目标工作点来判断是否将升压后电压VH升压，由此无论电机MG1、MG2的工作点是否包括在不升压区域中，均能够进一步减少将升压后电压VH升压的机会。
并且，在实施例的混合动力汽车20中，当按照目标升压后电压设定用映射图不将升压后电压VH相对于升压前电压VL升压时，在判断为转矩指令Tm1*和Tm2*的绝对值中的至少一者大于等于最大转矩T1max的绝对值或最大转矩T2max的绝对值的情况下，即在判断为转矩指令Tm1*和Tm2*的绝对值中的至少一者达到了最大转矩T1max的绝对值或最大转矩T2max的情况下(步骤S140)，也控制升压转换器55以使得升压后电压VH相对于升压前电压VL升压(步骤S200～S220)。由此，即使在电机MG1、MG2的工作点处于不升压区域中时升压后电压VH(和升压前电压VL)下降了，也能够更加可靠地使电机MG1、MG2在目标工作点工作。另外，作为该情况下的最大转矩T1max、T2max，也可以使用基于蓄电池50的端子间电压VB并以转速Nm1、Nm2驱动了电机MG1、MG2时所获得的最大转矩来代替如上述实施例那样基于升压后电压VH并以转速Nm1、Nm2驱动了电机MG1、MG2时所获得的最大转矩。即使在这样基于蓄电池50的端子间电压VB来求出最大转矩T1max、T2max的情况下，即便当电机MG1、MG2的工作点处于不升压区域中时蓄电池50的端子间电压VB、进而升压后电压VH(和升压前电压VL)下降了，也能够更可靠地使电机MG1、MG2在目标工作点工作。
另外，为了判别是否可能会由于蓄电池50的端子间电压VB的下降(电机MG1、MG2的最大转矩的下降)而导致在升压后电压VH不升压时无法满足转矩指令Tm1*、Tm2*，也可以代替如上述实施例那样比较最大转矩T1max、T2max和转换转矩Tref1、Tref2，而是在按照目标升压后电压设定用映射图不将升压后电压VH相对于升压前电压VL升压时，如图11所示那样判定最大转矩线与升压切换线是否交叉，其中所述最大转矩线与转速Nm1、Nm2相应地规定了基于升压后电压VH驱动了电机MG1、MG2时所获得的最大转矩。并且，从图11可知，例如如果基于升压后电压VH的最大转矩线上的、与电机MG1或MG2的额定最大转矩Trat相对应的转速(绝对值)比升压切换线上的与额定最大转矩Trat相对应的转速(绝对值)小，则最大转矩线与升压切换线相交叉，因此在这样的情况下也可以控制升压转换器55以使得升压后电压VH成为比蓄电池50的额定电压高的预定的目标升压后电压。由此，即使在升压后电压VH不升压时要求输出超过了该最大转矩的转矩，也能够通过将升压后电压VH升压来增大能够从电机MG1、MG2获得的转矩以满足转矩输出的要求。
另外，在混合动力汽车20中，当除了图4所示的目标升压后电压设定用映射图以外还准备了如图12所例示的第二目标升压后电压设定用映射图-该第二目标升压后电压设定用映射图与图4的目标升压后电压设定用映射图相比具有更多地使用升压后电压VH的升压的倾向-时，例如当在图3的步骤S140中做出了否定判断时、在图3的步骤S190中做出了肯定判断时(或者在图3的步骤S170中做出了肯定判断时)，另外当如图11所例示的那样最大转矩线与升压切换线相交叉了时，也可以使用第二目标升压后电压设定用映射图，控制升压转换器55以使得当电机MG1、MG2的目标工作点包括在第二目标升压后电压设定用映射图中的升压区域中时升压后电压VH成为比蓄电池50的额定电压高的预定的目标升压后电压。由此，即使在升压后电压VH不升压时要求输出超过了基于升压后电压VH的最大转矩的转矩，也能够通过将升压后电压VH升压来增大能够从电机MG1、MG2获得的转矩以满足更大的转矩的要求。另外，在使用图12所例示的第二目标升压后电压设定用映射图的情况下，优选的是如该图所示那样在某种程度上扩大升压区域中的使用正弦波PWM控制方式的区域，以使得在升压时在以图4的目标升压后电压设定用映射图中的升压切换线(参照该图中的双点划线)为中心的区域中使用正弦波PWM控制方式来控制变换器41、42。
并且，在实施例的混合动力汽车20中，如图7所示那样在不通过升压转换器55将升压后电压VH相对于升压前电压VL升压的状态和通过升压转换器55将升压后电压VH相对于升压前电压VL升压的状态这两种状态下，选择性地使用正弦波PWM控制方式、过调制PWM控制方式、矩形波控制方式来控制变换器41、42以使得电机MG1、MG2在目标工作点工作。这样，通常仅在通过升压转换器55将升压后电压VH相对于升压前电压VL升压时使用的矩形波控制方式的应用范围扩展至不通过升压转换器55将升压后电压VH升压时，由此即使减少了通过升压转换器55将升压后电压VH升压的机会，也能够确保电机MG1、MG2的输出，从而能够进一步提高与电机MG1、MG2的驱动控制相伴的能量效率。并且，在实施例的混合动力汽车20中，使用电机MG1、MG2的目标工作点和控制方式设定用映射图将变换器41、42的控制方式设定为正弦波PWM控制方式、过调制PWM控制方式、矩形波控制方式中的一种控制方式(步骤S310)，并且根据通过升压转换器55实现的升压后电压VH的升压状态，按照变换器41、42的调制率Kmd1、Kmd2来改变对变换器41、42的控制方式的设定(步骤S320～S360)。由此，能够更加恰当地分开使用正弦波PWM控制方式、过调制PWM控制方式、矩形波控制方式。另外，变换器41、42的控制方式的设定程序不限于图7所例示的程序，只要是基于电机MG1、MG2的目标工作点和变换器41、42的调制率Kmd1、Kmd2中的至少一者来设定变换器41、42的控制方式即可。例如，也可以采用以下方式：使用电机MG1、MG2的目标工作点和控制方式设定用映射图来临时设定变换器41、42的控制方式，并且如果临时设定了的变换器41、42的控制方式与根据转换器55的工作状态等而改变的变换器41、42的调制率Kmd1、Kmd2相互对应，则将从控制方式设定用映射图中导出的临时的控制方式作为变换器41、42的控制方式，当从控制方式设定用映射图中导出的临时的控制方式与调制率Kmd1、Kmd2不对应时，将与调制率Kmd1、Kmd2相对应的控制方式作为变换器41、42的控制方式。
接下来，说明本发明的变形例。图13是例示在混合动力汽车20停车期间或者在电机运行模式下混合动力汽车20行驶期间，在从发出了发动机22起动要求后到发动机22起动为止的时间内，由实施例的电机ECU40执行的发动机起动时升压控制例程的流程图。
当伴随着发动机22的起动要求的发出而开始图13的发动机起动时升压控制例程时，电机ECU40的未图示的CPU执行输入来自混合动力ECU70的对电机MG1和MG2的转矩指令Tm1*和Tm2*、电机MG1和MG2的当前的转速Nm1和Nm2、升压前电压VL、升压后电压VH、变换器41和42的调制率Kmd1和Kmd2等控制所需要的数据的处理(步骤S400)。另外，调制率Kmd2是按照上述公式(3)～(5)求出的。在步骤S400的数据输入处理之后，设定与混合动力汽车20的行驶状态相应的目标升压后电压VHtag(步骤S410)。在步骤S410中，将从电机MG1用的目标升压后电压设定用映射图(参照图4)中与该电机MG1的目标工作点相对应地导出的值、以及从电机MG2用的目标升压后电压设定用映射图(参照图4)中与该电机MG2的目标工作点相对应地导出的值中较大的一者设定为目标升压后电压VHtag。然后，例如通过比较设定了的目标升压后电压VHtag和在步骤S400中输入了的升压前电压VL，来判断是否应按照目标升压后电压设定用映射图将升压后电压VH相对于升压前电压VL升压(步骤S420)。在应将升压后电压VH升压的情况下，将在步骤S410中设定了的目标升压后电压VHtag、以及上次执行本例程时的升压后电压指令VH*与预先设定了的升压率ΔV相加而得到的值中较小的一者设定为升压后电压指令VH*(步骤S460)。然后，基于设定了的升压后电压指令VH*、在步骤S400中输入了的升压前电压VL和升压后电压VH，执行对升压转换器55的晶体管T31、T32的开关控制以使得升压后电压VH成为升压电压指令VH*(步骤S470)，然后再次执行步骤S400之后的处理。
另一方面，当在步骤S420中判断为不将升压后电压VH相对于升压前电压VL升压时，判定在步骤S400中输入了的变换器41和42的调制率Kmd1、Kmd2中的至少一者是否超过了正弦波PWM控制方式中的调制率的最大值或者作为比其稍小的值的阈值Ksi(步骤S430)。在调制率Kmd1和Kmd2中的至少一者超过了阈值Ksi的情况下，将在允许通过电机MG1执行发动机22的起转的情况下设定为值1的起转开始标记Fc设定为值0，并且将在通常时设定为值0的预定的标记F设定为值1(步骤S440)。然后，在将目标升压后电压VHtag例如再次设定为比蓄电池50的额定电压高的预定值V1之后(步骤S450)，执行上述步骤S460和S470的处理，然后再次执行步骤S400之后的处理。
另外，当在步骤S420中判断为不将升压后电压VH相对于升压前电压VL升压之后，在步骤S430中判断为变换器41和42的调制率Kmd1和Kmd2这两者均小于等于阈值Ksi时，为了允许通过电机MG1执行对发动机22的起转，将上述起转开始标记Fc设定为值1(步骤S480)。然后，判断上述标记F是否为值0，即判断是否是：紧接在发出了发动机22的起动要求之后变换器41和42的调制率Kmd1和Kmd2这两者均小于等于阈值Ksi、正在使用(曾使用了)正弦波PWM控制方式来控制变换器41和42这两者(步骤S190)。并且，在标记F为值1、紧接在发出了对发动机22的起动要求之后正在使用矩形波控制方式或过调制PWM控制方式来控制变换器41和42中的至少一者的情况下，在执行了上述步骤S450～S470的处理之后，再次执行步骤S400之后的处理。与此相对，在步骤S490中判断为标记F为值0的情况下，即在不将升压后电压VH相对于升压前电压VL升压、紧接在发出了对发动机22的起动要求之后正在使用正弦波PWM控制方式来控制变换器41和42这两者的情况下，从控制上的观点出发将在执行升压转换器55的开关控制时所使用的升压后电压指令VH*设定为在步骤S400中输入了的升压后电压VH(步骤S500)，然后在不执行用于使升压转换器55执行升压工作的开关控制的情况下再次执行步骤S400之后的处理。
这样，在发出了对发动机22的起动要求并执行了图13的例程的情况下，当本来按照作为升压制约的目标升压后电压设定用映射图不将升压后电压VH相对于升压前电压VL升压时，在调制率Kmd1和Kmd2中的至少一者超过了阈值Ksi、正在使用矩形波控制方式或过调制PWM控制方式来控制变换器41和42(电机MG1和MG2)中的至少一者的情况下，尽管发出了对发动机22的起动要求，也禁止执行发动机22的起转(步骤S440)，并且控制升压转换器55以使得将升压后电压VH相对于升压前电压VL升压(步骤S450～S470)。并且，在这样当发出了对发动机22的起动要求时禁止执行起转并执行了升压后电压VH的升压的情况下，若判断为调制率Kmd1和Kmd2这两者均变成了小于等于阈值Ksi、使用正弦波PWM控制方式来控制变换器41和42这两者(步骤S430)，则允许发动机22的起转(步骤S440)，并且继续执行升压后电压VH的升压(步骤S450～S470)。即，当在按照作为升压制约的目标升压后电压设定用映射图不将升压后电压VH相对于升压前电压VL升压的状态下发出了对发动机22的起动要求时，在正在使用矩形波控制方式或过调制PWM控制方式来控制变换器41和42中的至少一者的情况下，开始升压后电压VH的升压并禁止执行发动机22的起转，在伴随着升压后电压VH的上升而变为了使用正弦波PWM控制方式来控制变换器41和42这两者的阶段开始执行发动机22的起转。并且，在发动机22的起动完成之前的期间内，继续升压后电压VH的升压，并且使用正弦波PWM控制方式来控制变换器41和42这两者。其结果是，在采用了图13的例程的情况下，当响应于驾驶者的作为驱动力要求的加速器操作而使发动机22起动时，在发动机22的起转的开始会产生稍许迟滞，但是在执行发动机22的起转时将使用控制精度优异的正弦波PWM控制方式来控制变换器41和42这两者，因此能够更加恰当地执行伴随着电机MG1和MG2的转矩调整的减振处理，由此能够更加可靠地抑制伴随着发动机22的起动而产生的振动等的产生。
图14是表示在上述混合动力汽车20中由电机ECU40间隔预定时间执行的弱磁控制例程的一个例子的流程图。
在图14的弱磁控制例程开始时，电机ECU40的未图示的CPU执行输入升压后电压VH、变换器41和42的调制率Kmd2、发动机起动标记Fes等控制所需要的数据的处理(步骤S600)。另外，调制率Kmd2是按照上述公式(3)～(5)求出的。另外，发动机起动标记Fes例如在应起动停止了运行的发动机22时由混合动力ECU70设定为值1，在发动机22的起动结束了时设定为值0。然后，判断输入了的发动机起动标记Fes是否为值1(步骤S610)，如果发动机起动标记Fes为值0，则执行通常的弱磁控制(步骤S620)，然后再次执行步骤S600之后的处理。另外，步骤S620中的“通常的弱磁控制”是指按照预先确定了的条件并根据需要来调整弱磁电流(d轴电流)，以使得作为供应给变换器41、42的电力的升压后电压VH高于由电机MG1、MG2产生的感应电压，该通常的弱磁控制主要当在升压区域中使用矩形波控制方式时执行。另一方面，当在步骤S610中判断为发动机起动标记Fes为值1时，判定在步骤S600中输入了的变换器41的调制率Kmd1是否小于等于正弦波PWM控制方式下的调制率的最大值或者作为比其稍小的值的阈值Ksi(步骤S630)，如果调制率Kmd1小于等于阈值Ksi，则将控制方式标记Fmod1设定为值0以使用正弦波PWM控制方式来控制变换器41(步骤S640)。另外，当在步骤S630中判断为调制率Kmd1超过了阈值Ksi时，跳过步骤S640的处理。在步骤S630或S640的处理之后，判定在步骤S600中输入了的变换器42的调制率Kmd2是否小于等于上述阈值Ksi(步骤S650)，如果调制率Kmd2小于等于阈值Ksi，则将控制方式标记Fmod2设定为值0以使用正弦波PWM控制方式来控制变换器42(步骤S66)。另外，当在步骤S650中判断为调制率Kmd2超过了阈值Ksi时，跳过步骤S660的处理。并且，在步骤S650或S660的处理之后，执行发动机起动时用的弱磁控制(步骤S670)，然后再次执行步骤S600之后的处理。这里，步骤S670中的“发动机起动时用的弱磁控制”是指为了使电流相位比通常的弱磁控制提前而增大弱磁电流(d轴电流值)。
在这样采用了图14的弱磁控制例程的情况下，当在按照目标升压后电压设定用映射图不将升压后电压VH相对于升压前电压VL升压的状态下，使用矩形波控制方式或过调制PWM控制方式来控制变换器41、42的期间内发出了发动机22的起动要求时，伴随着弱磁电流的增加(步骤S670)来控制变换器41、42，并且一旦能够从矩形波控制方式或过调制PWM控制方式转为正弦波PWM控制方式时(步骤S630～S660)，使用正弦波PWM控制方式来控制变换器41、42。由此，当执行发动机22的起转时，基本上将使用控制精度优异的正弦波PWM控制方式来控制逆变器41和42这两者，因此能够更加恰当地执行伴随着电机MG1和MG2的转矩调整的减振处理，由此能够更加可靠地抑制伴随着发动机22的起动而产生的振动等。另外，图13的例程优选与图14的例程组合来执行，由此能够更加迅速地从矩形波控制方式或过调制PWM控制方式转为正弦波PWM控制方式。
另外，在上述实施例的混合动力汽车20中，作为车轴的齿圈轴32a与电机MG2经由将电机MG2的转速减速后传递给齿圈轴32a的减速齿轮35连结，但是也可以代替减速齿轮35而例如采用具有Hi、Lo的两级变速档或三档以上的变速档的、将电机MG2的转速变速后传递给齿圈轴32a的变速器。另外，实施例的混合动力汽车20将电机MG2的动力输出给与齿圈轴32a连接的车轴，但是本发明的适用对象不限于此。即，本发明也能够适用于如图15所示的变形例的混合动力汽车120那样的混合动力汽车，即，将电机MG2的动力输出给不同于与齿圈轴32a连接的车轴(连接有车轮39a、39b的车轴)的车轴(图15中的与车轮39c、39d连接的车轴)。并且，实施例的混合动力汽车20将发动机22的动力经由动力分配统合机构30输出给作为与车轮39a、39b连接的车轴的齿圈轴32a，但是本发明的适用对象不限于此。即，本发明也能够适用于如图16所示的变形例的混合动力汽车220那样具有双转子电动机230的混合动力汽车，所述对转子电动机230具有与发动机22的曲轴连接的内转子232、以及与向车轮39a和39b输出动力的车轴连接的外转子234，该双转子电动机230将发动机22的动力的一部分传递给车轴并将剩余的动力转换为电力。另外，发动机22也可以是接受汽油或轻油这样的烃系燃料的供应并输出动力的内燃机以外的氢发动机等其他的形式，电机MG1、MG2也可以是同步发电电动机以外的感应电动机这样的其他形式。
这里，说明上述实施例或变形例的主要要素与发明内容部分所记载的发明的主要要素之间的对应关系。即，在上述实施例等中，蓄电池50相当于“直流电源”，电机MG1、MG2相当于“电动机”，变换器41、42相当于“电动机驱动电路”，升压转换器55相当于“电压转换单元”，执行图3的例程的电机ECU40相当于“电压控制单元”，执行图7的例程来控制变换器41、42的电机ECU40相当于“驱动电路控制单元”。但是，这些实施例和变形例的主要要素与发明的发明内容部分所记载的发明的主要要素之间的对应关系，由于实施例是用于具体地说明用于实施发明内容部分所记载的发明的最佳方式的一个例子，因此并不限定发明内容部分所记载的发明的要素。即，实施例终究不过是发明内容部分所记载的发明的一个具体的例子，对发明内容部分所记载的发明的解释应该基于该部分的记载来进行。
以上使用实施例说明了本发明的实施方式，但是本发明不限于上述实施例，不言而喻可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变更。
产业上的可利用性
本发明能够利用于电动机驱动控制装置和具有该电动机驱动控制装置的车辆的制造产业等。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.(修改后)一种电动机驱动控制装置，使用来自直流电源的电力来驱动控制电动机，该电动机驱动控制装置包括：
电动机驱动电路，其能够使用来自所述直流电源侧的电压来驱动所述电动机；
电压转换单元，其能够将所述电动机驱动电路侧的电压相对于所述直流电源侧的电压升压；
电压控制单元，其按照将所述电动机的工作区域区分为不升压区域和升压区域的预定的升压制约来控制所述电压转换单元，使得当所述电动机的目标工作点包括在所述升压区域中时所述电动机驱动电路侧的电压成为目标升压后电压，其中所述不升压区域包括所述电动机驱动电路侧的电压不升压时的伴随着所述电动机的驱动而产生的损耗小于所述电动机驱动电路侧的电压升压时的所述损耗的区域，所述升压区域包括所述升压时的所述损耗小于所述不升压时的所述损耗的区域，所述目标升压后电压是与所述目标工作点相应的目标值；以及
驱动电路控制单元，其控制所述电动机驱动电路使得所述电动机在所述目标工作点工作；
所述电动机驱动控制装置具有与所述升压制约相比将限定所述不升压区域与所述升压区域的边界的升压切换线规定在低转速侧且低转矩侧的第二升压制约，
所述电压控制单元在按照所述升压制约不将所述电动机驱动电路侧的电压相对于所述直流电源侧的电压升压时，在最大转矩线与所述升压制约的升压切换线交叉的情况下，按照所述第二升压制约来控制所述电压转换单元，以使得当所述电动机的目标工作点包括在所述第二升压制约中的升压区域中时，所述电动机驱动电路侧的电压成为与所述电动机的所述目标工作点相应的目标升压后电压，其中所述最大转矩线与所述电动机的转速相应地规定了基于所述电动机驱动电路侧的电压驱动了所述电动机时所获得的最大转矩。
2.根据权利要求1所述的电动机驱动控制装置，其中，
伴随着所述电动机的驱动而产生的损耗是，当在所述电动机驱动电路侧的电压没有通过所述电压转换单元相对于所述直流电源侧的电压升压的状态下、或者在所述电动机驱动电路侧的电压通过所述电压转换单元相对于所述直流电源侧的电压升压的状态下驱动所述电动机时，在所述电动机、所述电动机驱动电路以及所述电压转换单元中产生的损耗的合计。
3.根据权利要求1所述的电动机驱动控制装置，其中，
所述升压制约针对所述升压区域中的所述电动机的每一个工作点来规定基于该工作点的感应电压的目标升压后电压。
4.根据权利要求1所述的电动机驱动控制装置，其中，
所述升压制约将所述升压区域区分为多个等电压区域并针对每一个所述等电压区域来规定所述目标升压后电压。
5.根据权利要求1所述的电动机驱动控制装置，其中，
能够将第一和第二电动机作为所述电动机来进行驱动控制，
对于所述第一和第二电动机中的每一个电动机按照针对每一个工作点来规定目标升压后电压的方式确定了所述升压制约，
所述电压控制单元控制所述电压转换单元，使得所述电动机驱动电路侧的电压成为基于所述第一电动机的目标工作点的目标升压后电压以及基于所述第二电动机的目标工作点的目标升压后电压中较大的一者。
6.(修改后)一种电动机驱动控制装置，使用来自直流电源的电力来驱动控制电动机，该电动机驱动控制装置包括：
电动机驱动电路，其能够使用来自所述直流电源侧的电压来驱动所述电动机；
电压转换单元，其能够将所述电动机驱动电路侧的电压相对于所述直流电源侧的电压升压；
电压控制单元，其按照将所述电动机的工作区域区分为不升压区域和升压区域的预定的升压制约来控制所述电压转换单元，使得当所述电动机的目标工作点包括在所述升压区域中时所述电动机驱动电路侧的电压成为目标升压后电压，其中所述不升压区域包括所述电动机驱动电路侧的电压不升压时的伴随着所述电动机的驱动而产生的损耗小于所述电动机驱动电路侧的电压升压时的所述损耗的区域，所述升压区域包括所述升压时的所述损耗小于所述不升压时的所述损耗的区域，所述目标升压后电压是与所述目标工作点相应的目标值，并且所述电压控制单元在按照所述升压制约不将所述电动机驱动电路侧的电压相对于所述直流电源侧的电压升压时，在基于所述电动机的此次和上次的目标工作点推定出的该电动机的下次的目标工作点的转矩大于基于所述电动机驱动电路侧的电压并以所述推定出的下次的目标工作点的转速驱动所述电动机时所获得的最大转矩的情况下，控制所述电压转换单元使得所述电动机驱动电路侧的电压成为预定的目标升压后电压；以及
驱动电路控制单元，其控制所述电动机驱动电路使得所述电动机在所述目标工作点工作。
7.(修改后)根据权利要求6所述的电动机驱动控制装置，其中，
伴随着所述电动机的驱动而产生的损耗是，当在所述电动机驱动电路侧的电压没有通过所述电压转换单元相对于所述直流电源侧的电压升压的状态下、或者在所述电动机驱动电路侧的电压通过所述电压转换单元相对于所述直流电源侧的电压升压的状态下驱动所述电动机时，在所述电动机、所述电动机驱动电路以及所述电压转换单元中产生的损耗的合计。
8.(修改后)根据权利要求6所述的电动机驱动控制装置，其中，
所述升压制约针对所述升压区域中的所述电动机的每一个工作点来规定基于该工作点的感应电压的目标升压后电压。
9.(修改后)根据权利要求6所述的电动机驱动控制装置，其中，
所述升压制约将所述升压区域区分为多个等电压区域并针对每一个所述等电压区域来规定所述目标升压后电压。
10.(修改后)根据权利要求8所述的电动机驱动控制装置，其中，
能够将第一和第二电动机作为所述电动机来进行驱动控制，
对于所述第一和第二电动机中的每一个电动机确定了所述升压制约，
所述电压控制单元控制所述电压转换单元，使得所述电动机驱动电路侧的电压成为基于所述第一电动机的目标工作点的目标升压后电压以及基于所述第二电动机的目标工作点的目标升压后电压中较大的一者。
11.(修改后)根据权利要求6所述的电动机驱动控制装置，其中，
所述目标工作点是所述电动机的当前的转速和对所述电动机的转矩指令，所述电压控制单元在按照所述升压制约不将所述电动机驱动电路侧的电压相对于所述直流电源侧的电压升压时，如果对所述电动机的转矩指令达到了基于所述电动机驱动电路侧的电压并以所述当前的转速驱动所述电动机时所获得的最大转矩，则控制所述电压转换单元使得所述电动机驱动电路侧的电压成为预定的目标升压后电压。
12.(修改后)根据权利要求6所述的电动机驱动控制装置，其中，
所述目标工作点是所述电动机的当前的转速和对所述电动机的转矩指令，所述电压控制单元在按照所述升压制约不将所述电动机驱动电路侧的电压相对于所述直流电源侧的电压升压时，如果对所述电动机的转矩指令达到了基于所述直流电源的端子间电压并以所述当前的转速驱动所述电动机时所获得的最大转矩，则控制所述电压转换单元使得所述电动机驱动电路侧的电压成为预定的目标升压后电压。
13.(修改后)一种电动机驱动控制方法，使用来自直流电源的电力来驱动控制所述电动机，所述方法利用电动机驱动电路以及电压转换单元，其中该电动机驱动电路能够使用来自直流电源侧的电压来驱动电动机，该电压转换单元能够将所述电动机驱动电路侧的电压相对于所述直流电源侧的电压升压，所述电动机驱动控制方法包括以下步骤：
(a)按照将所述电动机的工作区域区分为不升压区域和升压区域的预定的升压制约来控制所述电压转换单元，使得当所述电动机的目标工作点包括在所述升压区域中时所述电动机驱动电路侧的电压成为目标升压后电压，其中所述不升压区域包括所述电动机驱动电路侧的电压不升压时的伴随着所述电动机的驱动而产生的损耗小于所述电动机驱动电路侧的电压升压时的所述损耗的区域，所述升压区域包括所述升压时的所述损耗小于所述不升压时的所述损耗的区域，所述目标升压后电压是与所述目标工作点相应的目标值，
在步骤(a)中，在按照所述升压制约不将所述电动机驱动电路侧的电压相对于所述直流电源侧的电压升压时，在最大转矩线与所述升压制约的升压切换线交叉的情况下，按照第二升压制约来控制所述电压转换单元，以使得当所述电动机的目标工作点包括在所述第二升压制约中的升压区域中时，所述电动机驱动电路侧的电压成为与所述电动机的所述目标工作点相应的目标升压后电压，其中所述最大转矩线与所述电动机的转速相应地规定了基于所述电动机驱动电路侧的电压驱动了所述电动机时所获得的最大转矩，所述第二升压制约与所述升压制约相比将限定所述不升压区域与所述升压区域的边界的升压切换线规定在低转速侧且低转矩侧。
14.(修改后)一种电动机驱动控制方法，使用来自直流电源的电力来驱动控制所述电动机，所述方法利用电动机驱动电路以及电压转换单元，其中该电动机驱动电路能够使用来自直流电源侧的电压来驱动电动机，该电压转换单元能够将所述电动机驱动电路侧的电压相对于所述直流电源侧的电压升压，所述电动机驱动控制方法包括以下步骤：
按照将所述电动机的工作区域区分为不升压区域和升压区域的预定的升压制约来控制所述电压转换单元，使得当所述电动机的目标工作点包括在所述升压区域中时所述电动机驱动电路侧的电压成为目标升压后电压，其中所述不升压区域包括所述电动机驱动电路侧的电压不升压时的伴随着所述电动机的驱动而产生的损耗小于所述电动机驱动电路侧的电压升压时的所述损耗的区域，所述升压区域包括所述升压时的所述损耗小于所述不升压时的所述损耗的区域，所述目标升压后电压是与所述目标工作点相应的目标值，并且在按照所述升压制约不将所述电动机驱动电路侧的电压相对于所述直流电源侧的电压升压时，在基于所述电动机的此次和上次的目标工作点推定出的该电动机的下次的目标工作点的转矩大于基于所述电动机驱动电路侧的电压并以所述推定出的下次的目标工作点的转速驱动所述电动机时所获得的最大转矩的情况下，控制所述电压转换单元使得所述电动机驱动电路侧的电压成为预定的目标升压后电压。
15.(删除)

Claims (15)

1.一种电动机驱动控制装置，使用来自直流电源的电力来驱动控制电动机，该电动机驱动控制装置包括：
电动机驱动电路，其能够使用来自所述直流电源侧的电压来驱动所述电动机；
电压转换单元，其能够将所述电动机驱动电路侧的电压相对于所述直流电源侧的电压升压；
电压控制单元，其按照将所述电动机的工作区域区分为不升压区域和升压区域的预定的升压制约来控制所述电压转换单元，使得当所述电动机的目标工作点包括在所述升压区域中时所述电动机驱动电路侧的电压成为目标升压后电压，其中所述不升压区域包括所述电动机驱动电路侧的电压不升压时的伴随着所述电动机的驱动而产生的损耗小于所述电动机驱动电路侧的电压升压时的所述损耗的区域，所述升压区域包括所述升压时的所述损耗小于所述不升压时的所述损耗的区域，所述目标升压后电压是与所述目标工作点相应的目标值；以及
驱动电路控制单元，其控制所述电动机驱动电路使得所述电动机在所述目标工作点工作。
2.根据权利要求1所述的电动机驱动控制装置，其中，
伴随着所述电动机的驱动而产生的损耗是，当在所述电动机驱动电路侧的电压没有通过所述电压转换单元相对于所述直流电源侧的电压升压的状态下、或者在所述电动机驱动电路侧的电压通过所述电压转换单元相对于所述直流电源侧的电压升压的状态下驱动所述电动机时，在所述电动机、所述电动机驱动电路以及所述电压转换单元中产生的损耗的合计。
3.根据权利要求1所述的电动机驱动控制装置，其中，
所述升压制约针对所述升压区域中的所述电动机的每一个工作点来规定基于该工作点的感应电压的目标升压后电压。
4.根据权利要求1所述的电动机驱动控制装置，其中，
所述升压制约将所述升压区域区分为多个等电压区域并针对每一个所述等电压区域来规定所述目标升压后电压。
5.根据权利要求1所述的电动机驱动控制装置，其中，
能够将第一和第二电动机作为所述电动机来进行驱动控制，
对于所述第一和第二电动机中的每一个电动机按照针对每一个工作点来规定目标升压后电压的方式确定了所述升压制约，
所述电压控制单元控制所述电压转换单元，使得所述电动机驱动电路侧的电压成为基于所述第一电动机的目标工作点的目标升压后电压以及基于所述第二电动机的目标工作点的目标升压后电压中较大的一者。
6.根据权利要求1所述的电动机驱动控制装置，其中，
所述电压控制单元在按照所述升压制约不将所述电动机驱动电路侧的电压相对于所述直流电源侧的电压升压时，在最大转矩线与升压切换线交叉的情况下，控制所述电压转换单元使得所述电动机驱动电路侧的电压成为预定的目标升压后电压，其中所述最大转矩线与该电动机的转速相应地规定了基于所述电动机驱动电路侧的电压驱动所述电动机时所获得的最大转矩，所述升压切换线限定所述不升压区域与所述升压区域的边界。
7.根据权利要求1所述的电动机驱动控制装置，其中，
具有与所述升压制约相比将限定所述不升压区域与所述升压区域的边界的升压切换线规定在低转速侧且低转矩侧的第二升压制约，
所述电压控制单元在按照所述升压制约不将所述电动机驱动电路侧的电压相对于所述直流电源侧的电压升压时，在最大转矩线与所述升压制约的升压切换线交叉的情况下，按照所述第二升压制约来控制所述电压转换单元，使得当所述电动机的目标工作点包括在所述第二升压制约中的升压区域中时，所述电动机驱动电路侧的电压成为与所述电动机的所述目标工作点相应的目标升压后电压，其中所述最大转矩线与所述电动机的转速相应地规定了基于所述电动机驱动电路侧的电压驱动所述电动机时所获得的最大转矩。
8.根据权利要求1所述的电动机驱动控制装置，其中，
所述电压控制单元在按照所述升压制约不将所述电动机驱动电路侧的电压相对于所述直流电源侧的电压升压时，在基于所述电动机驱动电路侧的电压并以当前的转速驱动所述电动机时所获得的最大转矩小于升压切换线上的与所述当前的转速相对应的转矩的情况下，控制所述电压转换单元使得所述电动机驱动电路侧的电压成为预定的目标升压后电压，其中所述升压切换线限定所述不升压区域与所述升压区域的边界。
9.根据权利要求1所述的电动机驱动控制装置，其中，
所述电压控制单元在按照所述升压制约不将所述电动机驱动电路侧的电压相对于所述直流电源侧的电压升压时，在基于所述电动机的此次和上次的目标工作点推定出的该电动机的下次的目标工作点的转矩大于基于所述电动机驱动电路侧的电压并以所述推定出的下次的目标工作点的转速驱动所述电动机时所获得的最大转矩的情况下，控制所述电压转换单元使得所述电动机驱动电路侧的电压成为预定的目标升压后电压。
10.根据权利要求1所述的电动机驱动控制装置，其中，
所述目标工作点是所述电动机的当前的转速和对所述电动机的转矩指令，所述电压控制单元在按照所述升压制约不将所述电动机驱动电路侧的电压相对于所述直流电源侧的电压升压时，如果对所述电动机的转矩指令达到了基于所述电动机驱动电路侧的电压并以所述当前的转速驱动所述电动机时所获得的最大转矩，则控制所述电压转换单元使得所述电动机驱动电路侧的电压成为预定的目标升压后电压。
11.根据权利要求1所述的电动机驱动控制装置，其中，
所述目标工作点是所述电动机的当前的转速和对所述电动机的转矩指令，所述电压控制单元在按照所述升压制约不将所述电动机驱动电路侧的电压相对于所述直流电源侧的电压升压时，如果对所述电动机的转矩指令达到了基于所述直流电源的端子间电压并以所述当前的转速驱动所述电动机时所获得的最大转矩，则控制所述电压转换单元使得所述电动机驱动电路侧的电压成为预定的目标升压后电压。
12.根据权利要求1所述的电动机驱动控制装置，其中，
所述驱动电路控制单元在不通过所述电压转换单元将所述电动机驱动电路侧的电压相对于所述直流电源侧的电压升压的状态和通过所述电压转换单元将所述电动机驱动电路侧的电压相对于所述直流电源侧的电压升压的状态这两种状态下，选择性地使用利用正弦波PWM电压的正弦波PWM控制方式、利用过调制PWM电压的过调制PWM控制方式、利用矩形波电压的矩形波控制方式，来控制所述电动机驱动电路使得所述电动机在所述目标工作点工作。
13.根据权利要求12所述的电动机驱动控制装置，其中，
所述驱动电路控制单元使用根据所述电动机的目标工作点和通过所述电动机驱动电路实现的电压转换的调制率中的至少一者、以及预定的控制方式设定制约确定的控制方式来控制所述电动机驱动电路，所述预定的控制方式设定制约规定了所述目标工作点和所述调制率中的至少一者与所述电动机驱动电路的控制方式之间的关系。
14.一种车辆，能够通过来自电动机的动力而行驶，所述车辆包括：
直流电源；
电动机驱动电路，其能够使用来自所述直流电源侧的电压来驱动所述电动机；
电压转换单元，其能够将所述电动机驱动电路侧的电压相对于所述直流电源侧的电压升压；
电压控制单元，其按照将所述电动机的工作区域区分为不升压区域和升压区域的预定的升压制约来控制所述电压转换单元，使得当所述电动机的目标工作点包括在所述升压区域中时所述电动机驱动电路侧的电压成为目标升压后电压，其中所述不升压区域包括所述电动机驱动电路侧的电压不升压时的伴随着所述电动机的驱动而产生的损耗小于所述电动机驱动电路侧的电压升压时的所述损耗的区域，所述升压区域包括所述升压时的所述损耗小于所述不升压时的所述损耗的区域，所述目标升压后电压是与所述目标工作点相应的目标值；以及
驱动电路控制单元，其控制所述电动机驱动电路使得所述电动机在所述目标工作点工作。
15.一种电动机驱动控制方法，使用来自直流电源的电力来驱动控制所述电动机，所述方法利用电动机驱动电路以及电压转换单元，其中该电动机驱动电路能够使用来自所述直流电源侧的电压来驱动电动机，该电压转换单元能够将所述电动机驱动电路侧的电压相对于所述直流电源侧的电压升压，所述电动机驱动控制方法包括以下步骤：
(a)按照将所述电动机的工作区域区分为不升压区域和升压区域的预定的升压制约来控制所述电压转换单元，使得当所述电动机的目标工作点包括在所述升压区域中时所述电动机驱动电路侧的电压成为目标升压后电压，其中所述不升压区域包括所述电动机驱动电路侧的电压不升压时的伴随着所述电动机的驱动而产生的损耗小于所述电动机驱动电路侧的电压升压时的所述损耗的区域，所述升压区域包括所述升压时的所述损耗小于所述不升压时的所述损耗的区域，所述目标升压后电压是与所述目标工作点相应的目标值。
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