JP2005051898A - 電圧変換装置および電圧変換の制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】過電圧および過電流の発生を抑制して出力電圧が指令電圧になるように直流電圧を出力電圧に変換する電圧変換装置を提供する。
【解決手段】目標電圧Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１と出力電圧Ｖｍとの偏差が規定値Ａよりも大きいとき、出力電圧Ｖｍに規定値Ａを加算して昇圧コンバータの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２が演算される。そして、出力電圧Ｖｍが低下から上昇へ転じると、変化率が基準値以下になるように電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２が演算される。そして、演算された電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２を用いて、出力電圧Ｖｍが目標電圧Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１に一致するように昇圧コンバータがフィードバック制御される。
【選択図】 図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、直流電源からの直流電圧を目標電圧に変換する電圧変換装置および直流電圧を目標電圧に変換する電圧変換の制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、環境に配慮した自動車としてハイブリッド自動車（Ｈｙｂｒｉｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）および電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）が大きな注目を集めている。そして、ハイブリッド自動車は、一部、実用化されている。
【０００３】
このハイブリッド自動車は、従来のエンジンに加え、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。つまり、エンジンを駆動することにより動力源を得るとともに、直流電源からの直流電圧をインバータによって交流電圧に変換し、その変換した交流電圧によりモータを回転することによって動力源を得るものである。また、電気自動車は、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。
【０００４】
このようなハイブリッド自動車または電気自動車においては、直流電源からの直流電圧を昇圧コンバータによって昇圧し、その昇圧した直流電圧がモータを駆動するインバータに供給されることも検討されている（特許文献１）。
【０００５】
すなわち、ハイブリッド自動車または電気自動車は、双方向コンバータと、インバータとを備えるモータ駆動装置を搭載している。双方向コンバータは、インバータの電源ラインとアースラインとの間に直列に接続された２つのＩＧＢＴと、一方端が２つのＩＧＢＴの中間点に接続され、かつ、他方端がバッテリの正極に接続されたリアクトルＬ１とを含む。
【０００６】
双方向コンバータは、出力電圧が電圧指令に一致するようにバッテリから供給された直流電圧を昇圧し、その昇圧した出力電圧をインバータへ供給する。そして、双方向コンバータにより出力電圧が電圧指令に一致するように直流電圧を出力電圧へ昇圧する場合、制御部は、ＰＩ制御ゲインを用いたフィードバック制御を行なう。インバータは、双方向コンバータから供給された直流電圧によってモータを駆動する。
【０００７】
このように、従来のモータ駆動装置は、バッテリからの直流電圧を昇圧し、その昇圧した直流電圧によりモータを駆動する。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−２７５３６７号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のモータ駆動装置においては、モータの負荷変動により双方向コンバータの出力電圧が変動した場合に出力電圧を指令電圧に一致するようにフィードバック制御すると過電圧および過電流が発生するという問題がある。
【００１０】
図１０は、電圧のタイミングチャートである。図１０を参照して、モータの負荷が増加すると、双方向コンバータの出力電圧は、電圧指令よりも低下し、電圧指令と出力電圧との偏差が大きくなる。
【００１１】
このような場合、偏差に応じて決定された比例ゲインおよび積分ゲインを用いてフィードバック制御を行なうと双方向コンバータの出力電圧が過電圧レベルを超え、過電圧および過電流が発生するという問題がある。すなわち、比例ゲインは、偏差に応じて大きくなり、積分ゲインは、偏差の積算により大きくなるため、双方向コンバータの出力電圧が急激に上昇し、過電圧レベルを超える。その結果、過電圧および過電流が発生する。
【００１２】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、過電圧および過電流の発生を抑制して出力電圧が指令電圧になるように直流電圧を出力電圧に変換する電圧変換装置を提供することである。
【００１３】
また、この発明の別の目的は、過電圧および過電流の発生を抑制して出力電圧が指令電圧になるように直流電圧を出力電圧に変換する電圧変換の制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
この発明によれば、電圧変換装置は、出力電圧が目標電圧になるように直流電源からの直流電圧を出力電圧に変換する電圧変換装置であって、電圧変換器と、検出手段と、制御手段とを備える。電圧変換器は、直流電圧の電圧レベルを変えて出力電圧を出力する。検出手段は、電圧変換器から出力された出力電圧を検出する。制御手段は、目標電圧と検出された出力電圧との第１の偏差が所定値よりも大きいとき電圧変換器の指令電圧と出力電圧との第２の偏差が小さくなるように指令電圧をを変化させ、出力電圧が目標電圧になるように電圧変換器をフィードバック制御する。
【００１５】
好ましくは、制御手段は、検出された出力電圧が目標電圧よりも低下した場合、第１および第２のフィードバック制御により出力電圧が目標電圧になるように電圧変換器を制御する。そして、第１のフィードバック制御は、第２の偏差が所定値以下になるように指令電圧を変化させて電圧変換器をフィードバック制御することである。また、第２のフィードバック制御は、検出された出力電圧が低下から上昇に転じると指令電圧の変化率が基準値以下になるように指令電圧を変化させて電圧変換器をフィードバック制御することである。
【００１６】
好ましくは、制御手段は、第１の偏差が所定値よりも大きいとき、検出された出力電圧に所定値を加えた値を指令電圧として第１のフィードバック制御を行なう。
【００１７】
好ましくは、出力電圧は、交流モータを駆動するインバータに入力される。
好ましくは、交流モータは、車両用モータである。
【００１８】
また、この発明によれば、出力電圧が目標電圧になるように直流電源からの直流電圧を出力電圧に変換する電圧変換の制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体は、出力電圧を検出する第１のステップと、目標電圧と検出された出力電圧との第１の偏差が所定値よりも大きいとき、直流電圧を出力電圧に変換する電圧変換器の指令電圧と出力電圧との第２の偏差が小さくなるように指令電圧を変えて電圧変換器をフィードバック制御する第２のステップとをコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体である。
【００１９】
好ましくは、第２のステップは、第１の偏差を演算する第１のサブステップと、第１の偏差が所定値よりも大きいことを検出する第２のサブステップと、第２の偏差が所定値以下になるように指令電圧を変化させて電圧変換器をフィードバック制御する第３のサブステップと、検出された出力電圧が低下から上昇に転じると、指令電圧の変化率が基準値以下になるように指令電圧を変化させて電圧変換器をフィードバック制御する第４のサブステップとを含む。
【００２０】
好ましくは、第３のサブステップは、検出された出力電圧に所定値を加えて指令電圧を演算するステップと、演算された指令電圧を用いて電圧変換器をフィードバック制御するステップとを含む。
【００２１】
好ましくは、第４のサブステップは、出力電圧が低下から上昇に転じたことを検出するステップと、第１の制御タイミングにおける第１の指令電圧と第１の制御タイミングよりも前の第２の制御タイミングにおける第２の指令電圧との差分を演算するステップと、差分を基準値と比較するステップと、差分が基準値よりも大きいとき、第２の指令電圧に基準値を加えた値を第１の指令電圧として演算するステップと、差分が基準値以下であるとき、検出された出力電圧に所定値を加えた値を第１の指令電圧として演算するステップと、演算された第１の指令電圧により電圧変換器をフィードバック制御するステップとを含む。
【００２２】
この発明による電圧変換装置においては、電圧変換器の目標電圧と出力電圧との第１の偏差が所定値よりも大きいとき、電圧変換器の指令電圧を変化させて電圧変換器のフィードバック制御が行なわれる。すなわち、電圧変換器の指令電圧を目標電圧に固定した場合に比べ、出力電圧と指令電圧との偏差およびその累積された偏差を小さくしてフィードバック制御が行なわれる。
【００２３】
したがって、この発明によれば、出力電圧が目標電圧になるようにフィードバック制御した場合に過電圧および過電流が発生するのを抑制できる。
【００２４】
また、この発明による電圧変換装置においては、出力電圧が目標電圧よりも低下した場合、出力電圧が低下から上昇に転じると、指令電圧の変化率が基準値以下になるように指令電圧を変化させてフィードバック制御が行なわれる。
【００２５】
したがって、この発明によれば、出力電圧が目標電圧になるようにフィードバック制御した場合に過電圧および過電流が発生するのをより確実に抑制できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２７】
図１を参照して、この発明の実施の形態による電圧変換装置を備えたモータ駆動装置１００は、直流電源Ｂと、電圧センサー１０，１３と、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、昇圧コンバータ１２と、インバータ１４と、電流センサー２４と、制御装置３０とを備える。交流モータＭ１は、ハイブリッド自動車または電気自動車の駆動輪を駆動するためのトルクを発生するための駆動モータである。あるいは、このモータはエンジンにて駆動される発電機の機能を持つように、そして、エンジンに対して電動機として動作し、たとえば、エンジン始動を行ない得るようなものとしてハイブリッド自動車に組み込まれるようにしてもよい。
【００２８】
昇圧コンバータ１２は、リアクトルＬ１と、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。リアクトルＬ１の一方端は直流電源Ｂの電源ラインに接続され、他方端はＮＰＮトランジスタＱ１とＮＰＮトランジスタＱ２との中間点、すなわち、ＮＰＮトランジスタＱ１のエミッタとＮＰＮトランジスタＱ２のコレクタとの間に接続される。ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は、電源ラインとアースラインとの間に直列に接続される。そして、ＮＰＮトランジスタＱ１のコレクタは電源ラインに接続され、ＮＰＮトランジスタＱ２のエミッタはアースラインに接続される。また、各ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ１，Ｄ２がそれぞれ配置されている。
【００２９】
インバータ１４は、Ｕ相アーム１５と、Ｖ相アーム１６と、Ｗ相アーム１７とから成る。Ｕ相アーム１５、Ｖ相アーム１６、およびＷ相アーム１７は、電源ラインとアースラインとの間に並列に設けられる。
【００３０】
Ｕ相アーム１５は、直列接続されたＮＰＮトランジスタＱ３，Ｑ４から成り、Ｖ相アーム１６は、直列接続されたＮＰＮトランジスタＱ５，Ｑ６から成り、Ｗ相アーム１７は、直列接続されたＮＰＮトランジスタＱ７，Ｑ８から成る。また、各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ３〜Ｄ８がそれぞれ接続されている。
【００３１】
各相アームの中間点は、交流モータＭ１の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、交流モータＭ１は、３相の永久磁石モータであり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルの一端が中点に共通接続されて構成され、Ｕ相コイルの他端がＮＰＮトランジスタＱ３，Ｑ４の中間点に、Ｖ相コイルの他端がＮＰＮトランジスタＱ５，Ｑ６の中間点に、Ｗ相コイルの他端がＮＰＮトランジスタＱ７，Ｑ８の中間点にそれぞれ接続されている。
【００３２】
直流電源Ｂは、ニッケル水素またはリチウムイオン等の二次電池から成る。電圧センサー１０は、直流電源Ｂから出力される直流電圧Ｖｂを検出し、その検出した直流電圧Ｖｂを制御装置３０へ出力する。システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は、制御装置３０からの信号ＳＥによりオン／オフされる。
【００３３】
コンデンサＣ１は、直流電源Ｂから供給された直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧を昇圧コンバータ１２へ供給する。
【００３４】
昇圧コンバータ１２は、コンデンサＣ１から供給された直流電圧を昇圧してコンデンサＣ２へ供給する。より具体的には、昇圧コンバータ１２は、制御装置３０から信号ＰＷＭＵを受けると、信号ＰＷＭＵによってＮＰＮトランジスタＱ２がオンされた期間に応じて直流電圧を昇圧してコンデンサＣ２に供給する。この場合、ＮＰＮトランジスタＱ１は、信号ＰＷＭＵによってオフされている。また、昇圧コンバータ１２は、制御装置３０から信号ＰＷＭＤを受けると、コンデンサＣ２を介してインバータ１４から供給された直流電圧を降圧して直流電源Ｂを充電する。
【００３５】
コンデンサＣ２は、昇圧コンバータ１２からの直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧をインバータ１４へ供給する。電圧センサー１３は、コンデンサＣ２の両端の電圧、すなわち、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｍ（インバータ１４への入力電圧に相当する。以下同じ。）を検出し、その検出した出力電圧Ｖｍを制御装置３０へ出力する。
【００３６】
インバータ１４は、コンデンサＣ２から直流電圧が供給されると制御装置３０からの信号ＰＷＭＩに基づいて直流電圧を交流電圧に変換して交流モータＭ１を駆動する。これにより、交流モータＭ１は、トルク指令値ＴＲによって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１４は、モータ駆動装置１００が搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車の回生制動時、交流モータＭ１が発電した交流電圧を制御装置３０からの信号ＰＷＭＣに基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサＣ２を介して昇圧コンバータ１２へ供給する。
【００３７】
なお、ここで言う回生制動とは、ハイブリッド自動車または電気自動車を運転するドライバーによるフットブレーキ操作があった場合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発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。
【００３８】
電流センサー２４は、交流モータＭ１に流れるモータ電流ＭＣＲＴを検出し、その検出したモータ電流ＭＣＲＴを制御装置３０へ出力する。
【００３９】
制御装置３０は、外部に設けられたＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）から入力されたトルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮ、電圧センサー１０からの直流電圧Ｖｂ、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍ、および電流センサー２４からのモータ電流ＭＣＲＴに基づいて、後述する方法により昇圧コンバータ１２を駆動するための信号ＰＷＭＵとインバータ１４を駆動するための信号ＰＷＭＩとを生成し、その生成した信号ＰＷＭＵおよび信号ＰＷＭＩをそれぞれ昇圧コンバータ１２およびインバータ１４へ出力する。
【００４０】
信号ＰＷＭＵは、昇圧コンバータ１２がコンデンサＣ１からの直流電圧を出力電圧Ｖｍに変換する場合に昇圧コンバータ１２を駆動するための信号である。そして、制御装置３０は、昇圧コンバータ１２が直流電圧を出力電圧Ｖｍに変換する場合に、出力電圧Ｖｍをフィードバック制御し、出力電圧Ｖｍが電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍになるように昇圧コンバータ１２を駆動するための信号ＰＷＭＵを生成する。信号ＰＷＭＵの生成方法については後述する。
【００４１】
また、制御装置３０は、ハイブリッド自動車または電気自動車が回生制動モードに入ったことを示す信号を外部ＥＣＵから受けると、交流モータＭ１で発電された交流電圧を直流電圧に変換するための信号ＰＷＭＣを生成してインバータ１４へ出力する。この場合、インバータ１４のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８は信号ＰＷＭＣによってスイッチング制御される。これにより、インバータ１４は、交流モータＭ１で発電された交流電圧を直流電圧に変換して昇圧コンバータ１２へ供給する。
【００４２】
さらに、制御装置３０は、ハイブリッド自動車または電気自動車が回生制動モードに入ったことを示す信号を外部ＥＣＵから受けると、インバータ１４から供給された直流電圧を降圧するための信号ＰＷＭＤを生成し、その生成した信号ＰＷＭＤを昇圧コンバータ１２へ出力する。これにより、交流モータＭ１が発電した交流電圧は、直流電圧に変換され、降圧されて直流電源Ｂに供給される。
【００４３】
さらに、制御装置３０は、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２をオン／オフするための信号ＳＥを生成してシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２へ出力する。
【００４４】
図２は、制御装置３０の機能ブロック図である。図２を参照して、制御装置３０は、モータトルク制御手段３０１と、電圧変換制御手段３０２とを含む。モータトルク制御手段３０１は、トルク指令値ＴＲ、直流電源Ｂから出力される直流電圧Ｖｂ、モータ電流ＭＣＲＴ、モータ回転数ＭＲＮおよび昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｍに基づいて、交流モータＭ１の駆動時、後述する方法により昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフするための信号ＰＷＭＵと、インバータ１４のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８をオン／オフするための信号ＰＷＭＩとを生成し、その生成した信号ＰＷＭＵおよび信号ＰＷＭＩをそれぞれ昇圧コンバータ１２およびインバータ１４へ出力する。
【００４５】
電圧変換制御手段３０２は、回生制動時、ハイブリッド自動車または電気自動車が回生制動モードに入ったことを示す信号ＲＧＥを外部ＥＣＵから受けると、交流モータＭ１が発電した交流電圧を直流電圧に変換するための信号ＰＷＭＣを生成してインバータ１４へ出力する。
【００４６】
また、電圧変換制御手段３０２は、回生制動時、信号ＲＧＥを外部ＥＣＵから受けると、インバータ１４から供給された直流電圧を降圧するための信号ＰＷＭＤを生成して昇圧コンバータ１２へ出力する。このように、昇圧コンバータ１２は、直流電圧を降圧するための信号ＰＷＭＤにより電圧を降下させることもできるので、双方向コンバータの機能を有するものである。
【００４７】
図３は、モータトルク制御手段３０１の機能ブロック図である。図３を参照して、モータトルク制御手段３０１は、モータ制御用相電圧演算部４０と、インバータ用ＰＷＭ信号変換部４２と、インバータ入力電圧指令演算部５０と、フィードバック電圧指令演算部５２と、デューティー比変換部５４とを含む。
【００４８】
モータ制御用相電圧演算部４０は、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｍ、すなわち、インバータ１４への入力電圧を電圧センサー１３から受け、交流モータＭ１の各相に流れるモータ電流ＭＣＲＴを電流センサー２４から受け、トルク指令値ＴＲを外部ＥＣＵから受ける。そして、モータ制御用相電圧演算部４０は、これらの入力される信号に基づいて、交流モータＭ１の各相のコイルに印加する電圧を計算し、その計算した結果をインバータ用ＰＷＭ信号変換部４２へ供給する。インバータ用ＰＷＭ信号変換部４２は、モータ制御用相電圧演算部４０から受けた計算結果に基づいて、インバータ１４の各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８を実際にオン／オフする信号ＰＷＭＩを生成し、その生成した信号ＰＷＭＩをインバータ１４の各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８へ出力する。
【００４９】
これにより、各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８は、スイッチング制御され、交流モータＭ１が指令されたトルクを出力するように交流モータＭ１の各相に流す電流を制御する。このようにして、モータ駆動電流が制御され、トルク指令値ＴＲに応じたモータトルクが出力される。
【００５０】
一方、インバータ入力電圧指令演算部５０は、トルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮに基づいてインバータ入力電圧の最適値（目標値）、すなわち、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１を演算し、その演算した電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１をフィードバック電圧指令演算部５２へ出力する。
【００５１】
フィードバック電圧指令演算部５２は、電圧センサー１３からの昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｍと、インバータ入力電圧指令演算部５０からの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１とに基づいて、後述する方法によってフィードバック電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｆｂを演算し、その演算したフィードバック電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｆｂをデューティー比変換部５４へ出力する。
【００５２】
デューティー比変換部５４は、電圧センサー１０からの直流電圧Ｖｂと、フィードバック電圧指令演算部５２からのフィードバック電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｆｂとに基づいて、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍをフィードバック電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｆｂに設定するためのデューティー比を演算し、その演算したデューティー比に基づいて昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフするための信号ＰＷＭＵを生成する。そして、デューティー比変換部５４は、生成した信号ＰＷＭＵを昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。
【００５３】
なお、昇圧コンバータ１２の下側のＮＰＮトランジスタＱ２のオンデューティーを大きくすることによりリアクトルＬ１における電力蓄積が大きくなるため、より高電圧の出力を得ることができる。一方、上側のＮＰＮトランジスタＱ１のオンデューティーを大きくすることにより電源ラインの電圧が下がる。そこで、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２のデューティー比を制御することで、電源ラインの電圧を直流電源Ｂの出力電圧以上の任意の電圧に制御可能である。
【００５４】
図４は、図３に示すフィードバック電圧指令演算部５２およびデューティー比変換部５４の機能ブロック図である。図４を参照して、フィードバック電圧指令演算部５２は、減算器５２１と、電圧偏差判定部５２２と、変化率判定部５２３と、ＰＩ制御ゲイン決定部５２４と、ＰＩ制御器５２５とを含む。
【００５５】
減算器５２１は、インバータ入力電圧指令演算部５０からの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１と電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍとを受け、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１から出力電圧Ｖｍを減算する。そして、減算器５２１は、減算した結果を偏差ΔＶｄｃ１として電圧偏差判定部５２２へ出力する。
【００５６】
電圧偏差判定部５２２は、減算器５２１からの偏差ΔＶｄｃ１が規定値Ａよりも大きいか否かを判定する。そして、電圧偏差判定部５２２は、偏差ΔＶｄｃ１が規定値Ａよりも大きいとき、電圧センサー１３から受けた出力電圧Ｖｍに規定値Ａを加えた電圧Ｖｍ＋Ａを新たな電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２として変化率判定部５２３へ出力する。また、電圧偏差判定部５２２は、偏差ΔＶｄｃ１が規定値Ａ以下であるとき、インバータ入力電圧指令演算部５０からの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１を変化率判定部５２３へ出力する。
【００５７】
変化率判定部５２３は、電圧偏差判定部５２２から受けた電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２が上昇しているか否かを判定する。より具体的には、変化率判定部５２３は、前回の制御時における電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２（ｎ−１）を記憶しており、今回の制御時における電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２（ｎ）と前回の制御時における電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２（ｎ−１）との差を演算することにより電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２が上昇したか否かを判定する。
【００５８】
そして、変化率判定部５２３は、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２が上昇していないとき、電圧偏差判定部５２２から受けた電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２（ｎ）（＝Ｖｍ＋Ａ）をそのまま使用する。
【００５９】
また、変化率判定部５２３は、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２が上昇しているとき、今回の制御時における電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２（ｎ）と前回の制御時における電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２（ｎ−１）との差分ΔＶｄｃ＿ｃｏｍを演算し、その演算した差分ΔＶｄｃ＿ｃｏｍを基準値ＳＴＤと比較する。
【００６０】
そして、変化率判定部５２３は、差分ΔＶｄｃ＿ｃｏｍが基準値ＳＴＤよりも大きいとき今回の制御時における電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２（ｎ）＝Ｖｄｃ＿ｃｏｍ（ｎ−１）＋ＳＴＤを演算する。
【００６１】
一方、変化率判定部５２３は、差分ΔＶｄｃ＿ｃｏｍが基準値ＳＴＤ以下であるとき、電圧偏差判定部５２２からの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２（ｎ）（＝Ｖｍ＋Ａ）をそのまま使用する。
【００６２】
そうすると、変化率判定部５２３は、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２（ｎ）をインバータ入力電圧指令演算部５０から受けた電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１（目標電圧を意味する）と比較し、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２（ｎ）が電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１以上であるとき、目標電圧Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１をＰＩ制御ゲイン決定部５２４へ出力する。また、変化率判定部５２３は、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２（ｎ）が電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１よりも小さいとき、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２（ｎ）をＰＩ制御ゲイン決定部５２４へ出力する。
【００６３】
ＰＩ制御ゲイン決定部５２４は、変化率判定部５２３から受けた電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１またはＶｄｃ＿ｃｏｍ２（ｎ）と電圧センサー１３から受けた出力電圧Ｖｍとの偏差ΔＶｄｃ２を演算し、その演算した偏差ΔＶｄｃ２と、比例ゲインＰＧおよび積分ゲインＩＧとをＰＩ制御器５２５へ出力する。
【００６４】
ＰＩ制御器５２５は、ＰＩ制御ゲイン決定部５２４から受けた比例ゲインＰＧ、積分ゲインＩＧおよび誤差ΔＶｄｃ２に基づいてフィードバック電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｆｂを演算する。具体的には、ＰＩ制御器５２５は、ＰＩ制御ゲイン決定部５２４から受けた比例ゲインＰＧ、積分ゲインＩＧおよび誤差ΔＶｄｃ２を次式へ代入してフィードバック電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｆｂを演算する。
【００６５】
Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｆｂ＝ＰＧ×ΔＶｄｃ２＋ＩＧ×ΣΔＶｄｃ２・・・（１）
そして、ＰＩ制御器５２５は、演算したフィードバック電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｆｂをデューティー比変換部５４へ出力する。
【００６６】
デューティー比変換部５４は、コンバータ用デューティー比演算部５４１と、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４２とを含む。コンバータ用デューティー比演算部５４１は、電圧センサー１０からの直流電圧Ｖｂと、ＰＩ制御器５２５からのフィードバック電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｆｂとに基づいて、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍを、フィードバック電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｆｂに設定するためのデューティー比を演算する。
【００６７】
コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４２は、コンバータ用デューティー比演算部５４１からのデューティー比に基づいて昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフするための信号ＰＷＭＵを生成する。そして、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４２は、生成した信号ＰＷＭＵを昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。
【００６８】
そして、昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は、信号ＰＷＭＵに基づいてオン／オフされる。これによって、昇圧コンバータ１２は、出力電圧Ｖｍが電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１になるように直流電圧を出力電圧Ｖｍに変換する。
【００６９】
図５は、電圧のタイミングチャートである。図５を参照して、出力電圧Ｖｍが電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１に一致するように昇圧コンバータ１２が直流電圧Ｖｂを出力電圧Ｖｍに変換するときのフィードバック制御について説明する。
【００７０】
交流モータＭ１の負荷が増加し、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｍがタイミングｔ１で低下し始める。そして、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１と出力電圧Ｖｍとの偏差ΔＶｄｃ１が規定値Ａよりも大きいか否かが判定され、偏差ΔＶｄｃ１が規定値Ａよりも大きいとき、出力電圧Ｖｍに規定値Ａを加算することにより新たな電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２＝Ｖｍ＋Ａが演算される。
【００７１】
この場合、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１は、昇圧コンバータ１２が出力すべき目標電圧である。これに対し、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２は、出力電圧Ｖｍを電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１（＝目標電圧）に一致するようにフィードバック制御するときに出力電圧Ｖｍが電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１（＝目標電圧）を超えて過電圧および過電流が発生しないようにするための擬似的な電圧指令である。
【００７２】
したがって、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１は、一旦、インバータ入力電圧指令演算部５０から出力されると固定されるが、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２は、出力電圧Ｖｍの変動に応じて制御タイミングとともに変動する。
【００７３】
出力電圧Ｖｍが低下し続けるタイミングｔ１からタイミングｔ２までの間、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１（＝目標電圧）と出力電圧Ｖｍとの偏差ΔＶｄｃ１は、規定値Ａよりも大きいので、出力電圧Ｖｍに規定値Ａを加算することにより電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２＝Ｖｍ＋Ａが演算され、電圧指令ｖｄｃ＿ｃｏｍ２を用いたフィードバック制御が行なわれる。
【００７４】
その後、タイミングｔ２で電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２が低下から上昇に転じると、出力電圧Ｖｍに規定値Ａを加算することにより電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２が演算され、その演算された電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２の変化率ΔＶｄｃ＿ｃｏｍが基準値ＳＴＤ以下になるように電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２が決定される。
【００７５】
タイミングｔ２においても、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１と出力電圧Ｖｍとの偏差ΔＶｄｃ１は、規定値Ａよりも大きいので、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２は、基本的に出力電圧Ｖｍに規定値Ａを加算することにより演算される。しかし、出力電圧Ｖｍが上昇している領域において、出力電圧Ｖｍに規定値Ａを加算することにより演算された電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２を用いてフィードバック制御すると、出力電圧Ｖｍが電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１（＝目標電圧）を超えて過電圧レベルにまで到達し、過電圧および過電流が発生する可能性がある。
【００７６】
そこで、出力電圧Ｖｍが低下から上昇へ転じると、変化率が基準値ＳＴＤ以下になるように新たな電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２を設定することにしたものである。
【００７７】
より具体的には、今回の制御時における電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２（ｎ）と前回の制御時における電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２（ｎ−１）との差分ΔＶｄｃ＿ｃｏｍが演算され、その演算された差分ΔＶｄｃ＿ｃｏｍが基準値ＳＴＤと比較される。
【００７８】
そして、差分ΔＶｄｃ＿ｃｏｍが基準値ＳＴＤよりも大きいとき今回の制御時における電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２（ｎ）は、Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２（ｎ）＝Ｖｄｃ＿ｃｏｍ（ｎ−１）＋ＳＴＤにより演算される。
【００７９】
一方、差分ΔＶｄｃ＿ｃｏｍが基準値ＳＴＤ以下であるとき、出力電圧Ｖｍに規定値Ａを加算することにより演算された電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２（ｎ）（＝Ｖｍ＋Ａ）がそのまま使用される。
【００８０】
このようにして、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２が決定されると、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２が電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１以上であるか否かが判定され、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２が電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１以上であるとき、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１を用いてフィードバック制御が行なわれる。また、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２が電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１よりも小さいとき、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２を用いたフィードバック制御が行なわれる。
【００８１】
このように、出力電圧Ｖｍが低下し続ける領域では、出力電圧Ｖｍに規定値Ａを加算することにより電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２を演算し、その演算した電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２を用いたフィードバック制御が行なわれる。つまり、出力電圧Ｖｍが低下し続ける領域では、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２と出力電圧Ｖｍとの偏差ΔＶｄｃ２が規定値Ａ以下になるように電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２を変化させたフィードバック制御が行なわれる。
【００８２】
そして、出力電圧Ｖｍが低下から上昇へ転じると、変化率ΔＶｄｃ＿ｃｏｍが基準値ＳＴＤ以下になるように電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２を変化させたフィードバック制御が行なわれる。これにより、出力電圧Ｖｍは、過電圧レベルに到達することなく、タイミングｔｎで目標電圧Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１に一致する。
【００８３】
この場合、基準値ＳＴＤは、負荷である交流モータＭ１および直流電源Ｂに過電流が流れず、かつ、過電圧が発生しない値に設定される。すなわち、負荷への入力電圧が急激に増加すると、負荷側に過電流が流れる可能性が高くなり、負荷側に過電流が流れると、直流電源Ｂからの電力の持ち出しも急激に増加し、直流電源Ｂにも過電流が流れる。また、過電圧が発生する可能性もある。そこで、基準値ＳＴＤは、過電流および過電圧が発生しない値に設定される。
【００８４】
図５においては、タイミングｔ２以降、変化率が基準値ＳＴＤ以下になるように電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２が演算され、出力電圧Ｖｍは、タイミングｔ２からタイミングｔｎまでの間に電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２に一致するので、この発明によるフィードバック制御は、偏差ΔＶｄｃ１が規定値Ａよりも大きくなる程、出力電圧Ｖｍが目標電圧Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１から大きく低下した場合、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２と出力電圧Ｖｍとの偏差ΔＶｄｃ２が小さくなるように指令電圧Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２を変化させるフィードバック制御である。
【００８５】
なお、図５に示すように出力電圧Ｖｍが目標電圧Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１から大きく低下する場合としては、次の２つの場合がある。
【００８６】
（Ａ）負荷である交流モータＭ１の急激な出力増加により、直流電源Ｂからの出力応答が追従できない場合
（Ｂ）負荷である交流モータＭ１の出力が直流電源Ｂの最大出力を超えた場合そして、（Ａ）は、負荷が車両の駆動輪に連結された交流モータの場合、駆動輪が急激にスリップしたときに発生する。また、（Ｂ）は、周囲の温度が低下して直流電源Ｂの出力特性が低下したときに発生する。
【００８７】
図６は、電圧の他のタイミングチャートである。図６を参照して、タイミングｔ１からタイミングｔ３までの間、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２は、出力電圧Ｖｍに規定値Ａを加算することにより演算される。つまり、出力電圧Ｖｍが低下から上昇へ転じた後も電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２は、出力電圧Ｖｍに規定値Ａを加算することにより演算される。
【００８８】
そして、タイミングｔ３以降、変化率が基準値ＳＴＤ以下になるように電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２が決定される。
【００８９】
このように、変化率が基準値ＳＴＤ以下になるように電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２を決定するタイミングは、出力電圧Ｖｍが低下から上昇へ転じたタイミングと同時でなくてもよく、一般的には、出力電圧Ｖｍが低下から上昇へ転じた後であればどのタイミングであってもよい。
【００９０】
図７は、出力電圧Ｖｍが電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１に一致するように昇圧コンバータ１２が直流電圧Ｖｂを出力電圧Ｖｍに変換するときのフィードバック制御の動作を説明するためのフローチャートである。
【００９１】
図７を参照して、一連の動作が開始されると、インバータ入力電圧指令演算部５０は、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮに基づいて電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１（＝目標電圧）を生成し（ステップＳ１）、フィードバック電圧指令演算部５２へ出力する。
【００９２】
そして、フィードバック電圧指令演算部５２の減算器５２１は、目標電圧Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１と出力電圧Ｖｍとの偏差ΔＶｄｃ１を演算し（ステップＳ２）、その演算した偏差ΔＶｄｃ１を電圧偏差判定部５２２へ出力する。
【００９３】
そうすると、電圧偏差判定部５２２は、偏差ΔＶｄｃ１が規定値Ａよりも大きいか否かを判定し（ステップＳ３）、偏差ΔＶｄｃ１が規定値Ａよりも大きいとき、出力電圧Ｖｍに規定値Ａを加算することにより電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２を演算して変化率判定部５２３へ出力する（ステップＳ４）。
【００９４】
一方、ステップＳ３において、偏差ΔＶｄｃ１が規定値Ａ以下であると判定されたとき、電圧偏差判定部５２２は、インバータ入力電圧指令演算部５０から受けた電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１を変化率判定部５２３へ出力する。
【００９５】
ステップＳ３において”Ｎｏ”と判定された後、またはステップＳ４の後、変化率判定部５２３は、電圧偏差判定部５２２から受けた電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２が上昇するか否かを判定し（ステップＳ５）、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２が上昇していないとき、一連の動作はステップＳ７へ移行する。
【００９６】
一方、ステップＳ５において、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２が上昇すると判定されたとき、変化率が基準値ＳＴＤ以下になるように電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２が設定される（ステップＳ６）。
【００９７】
そして、ステップＳ５において”Ｎｏ”と判定された後、またはステップＳ６の後、ＰＩ制御ゲイン決定部５２４は、変化率判定部５２３から受けた電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２と出力電圧Ｖｍとの偏差ΔＶｄｃ２を演算し、その演算した偏差ΔＶｄｃ２と、比例ゲインＰＧと、積分ゲインＩＧとをＰＩ制御器５２５へ出力する。
【００９８】
ＰＩ制御器５２５は、ＰＩ制御ゲイン決定部５２４から受けた偏差ΔＶｄｃ２、比例ゲインＰＧおよび積分ゲインＩＧを式（１）に代入してフィードバック電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｆｂを演算する。そして、ＰＩ制御器５２５は、演算したフィードバック電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｆｂをデューティー比変換部５４へ出力する。
【００９９】
デューティー比変換部５４は、ＰＩ制御器５２５からのフィードバック電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｆｂと、電圧センサー１０からの直流電圧Ｖｂと、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍとに基づいて、出力電圧Ｖｍをフィードバック電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｆｂに設定するためのデューティー比を演算し、その演算したデューティー比に基づいて昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフするための信号ＰＷＭＵを生成する。そして、デューティー比変換部５４は、生成した信号ＰＷＭＵを昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。これにより、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２を用いた制御が行なわれる（ステップＳ７）。
【０１００】
その後、出力電圧Ｖｍが目標電圧Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１に一致するか否かが判定され（ステップＳ８）、出力電圧Ｖｍが目標電圧Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１に一致しないとき、ステップＳ２〜Ｓ８が繰返し実行される。そして、出力電圧Ｖｍが目標電圧Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１に一致すると、一連の動作が終了する。
【０１０１】
図８は、図７に示すステップＳ６の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。図７に示すステップＳ５において電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２が上昇していると判定されると、変化率判定部５２３は、今回制御時における電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２（ｎ）と前回制御時における電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２（ｎ−１）との差分ΔＶｄｃ＿ｃｏｍを演算し（ステップＳ６１）、その演算した差分ΔＶｄｃ＿ｃｏｍが基準値ＳＴＤよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ６２）。
【０１０２】
差分ΔＶｄｃ＿ｃｏｍが基準値ＳＴＤよりも大きいとき、変化率判定部５２３は、前回制御時の電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２（ｎ−１）に基準値ＳＴＤを加算することにより今回制御時の電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２（ｎ）を演算する（ステップＳ６３）。
【０１０３】
一方、ステップＳ６２において、差分ΔＶｄｃ＿ｃｏｍが基準値ＳＴＤ以下であると判定されたとき、今回制御時の電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２（ｎ）、すなわち、電圧偏差判定部５２２により出力電圧Ｖｍに規定値Ａを加算して演算された電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２（ｎ）が使用される（ステップＳ６４）。
【０１０４】
そして、ステップＳ６３またはステップＳ６４の後、変化率判定部５２３は、ステップＳ６３またはステップＳ６４において決定された電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２（ｎ）が目標電圧Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１以上であるか否かを判定し（ステップＳ６５）、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２（ｎ）が目標電圧Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１以上であるとき、目標電圧Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１を電圧指令としてＰＩ制御ゲイン決定部５２４へ出力する（ステップＳ６６）。
【０１０５】
一方、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２（ｎ）が目標電圧Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１よりも小さいとき、変化率判定部５２３は、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２（ｎ）を電圧指令としてＰＩ制御ゲイン決定部５２４へ出力する（ステップＳ６７）。
【０１０６】
そして、ステップＳ６６またはステップＳ６７の後、一連の動作は、図７に示すステップＳ７へ移行する。
【０１０７】
上述したステップＳ２，Ｓ３の”Ｙｅｓ”，Ｓ４，Ｓ５の”Ｎｏ”，Ｓ７，Ｓ８の”Ｎｏ”が繰返し実行される経路は、出力電圧Ｖｍが継続して低下し、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２が出力電圧Ｖｍに規定値Ａを加算することにより演算されてフィードバック制御される経路であり、図５に示すタイミングｔ１からタイミングｔ２までの間において電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２と出力電圧Ｖｍとの偏差が規定値Ａ以下になるように電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２を変化させてフィードバック制御することに相当する。
【０１０８】
また、上述したステップＳ２，Ｓ３の”Ｙｅｓ”，Ｓ４，Ｓ５の”Ｙｅｓ”，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８の”Ｎｏ”が繰返し実行される経路は、出力電圧Ｖｍが低下から上昇に転じ、変化率が基準値ＳＴＤ以下になるように電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２が演算されてフィードバック制御される経路であり、図５に示すタイミングｔ２以降において変化率が基準値ＳＴＤ以下になるように電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２を変化させてフィードバック制御することに相当する。
【０１０９】
そして、ステップＳ２，Ｓ３の”Ｙｅｓ”，Ｓ４，Ｓ５の”Ｎｏ”，Ｓ７，Ｓ８の”Ｎｏ”が繰返し実行される経路は、出力電圧Ｖｍの低下に伴って電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２を低下させてフィードバック制御しており、ステップＳ２，Ｓ３の”Ｙｅｓ”，Ｓ４，Ｓ５の”Ｙｅｓ”，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８の”Ｎｏ”が繰返し実行される経路は、変化率を基準値ＳＴＤ以下に制限してフィードバック制御している。したがって、出力電圧Ｖｍを目標電圧Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１に一致させるフィードバック制御は、出力電圧Ｖｍの変化率に応じて電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２の変化率を変えたフィードバック制御である。
【０１１０】
また、ステップＳ５において電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２は上昇していると判定されることは、出力電圧Ｖｍが低下から上昇へ転じたと判定されることに相当する。
【０１１１】
上述したように、この発明は、出力電圧Ｖｍと目標電圧Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１との偏差ΔＶｄｃ１が規定値よりも大きくなる程、出力電圧Ｖｍが目標電圧Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１から低下した場合、出力電圧Ｖｍとの偏差ΔＶｄｃ２が小さくなるように電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２を変化させて昇圧コンバータ１２をフィードバック制御することを特徴とする。
【０１１２】
そして、出力電圧Ｖｍとの偏差ΔＶｄｃ２が小さくなるように電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２を変化させる具体的な方法として、出力電圧Ｖｍが低下し続けているとき、出力電圧Ｖｍとの偏差ΔＶｄｃ２が規定値Ａ以下になるように電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２を変化させ、出力電圧Ｖｍが低下から上昇に転じると変化率が基準値ＳＴＤ以下になるように電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２を変化させる。
【０１１３】
この特徴により、昇圧コンバータ１２の電圧指令を目標電圧Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１に固定した場合に比べ、指令電圧と出力電圧Ｖｍとの偏差およびその偏差を累積した累積偏差を小さくでき、出力電圧Ｖｍが目標電圧Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１に一致するようにフィードバック制御したとき、出力電圧Ｖｍが目標電圧Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１を超えて過電圧レベルまで到達し、過電圧および過電流が発生するのを抑制できる。
【０１１４】
なお、上述した規定値Ａは、出力電圧Ｖｍの追従遅れが完全になくなる値に設定される。そして、上記においては、目標電圧Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１と出力電圧Ｖｍとの偏差ΔＶｄｃ１が規定値Ａよりも大きい場合、出力電圧Ｖｍに規定値Ａを単純に加算することにより電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２を演算すると説明したが、この発明においては、これに限らず、出力電圧Ｖｍの追従遅れがほぼなくなるように出力電圧Ｖｍに値Ａ±αを加算することにより電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２を演算してもよい。
【０１１５】
モータ駆動装置１００は、たとえば、ハイブリッド自動車に搭載される。この場合、交流モータＭ１は、２つのモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２からなり、インバータ１４は、２つのインバータからなる。すなわち、図９に示すように２つのインバータ１４Ａ，１４Ｂがそれぞれ２つのモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に対応して設けられる。そして、２つのインバータ１４Ａ，１４Ｂは、コンデンサＣ２の両端に接続されたノードＮ１，Ｎ２に並列に接続される。
【０１１６】
そして、モータジェネレータＭＧ１は、動力分割機構（図示せず）を介してエンジンに連結され、モータジェネレータＭＧ２は、動力分割機構を介して駆動輪に連結される。
【０１１７】
インバータ１４Ａは、昇圧コンバータ１２からの直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ１を駆動するとともに、エンジンの回転力によりモータジェネレータＭＧ１が発電した交流電圧を直流電圧に変換して昇圧コンバータ１２へ供給する。
【０１１８】
また、インバータ１４Ｂは、昇圧コンバータ１２からの直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ２を駆動するとともに、駆動輪の回転力によりモータジェネレータＭＧ２が発電した交流電圧を直流電圧に変換して昇圧コンバータ１２へ供給する。
【０１１９】
そして、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｍが目標電圧Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１よりも大きく低下するのは、モータジェネレータＭＧ１およびモータジェネレータＭＧ２が力行モードで駆動されるときである。すなわち、モータジェネレータＭＧ２の出力トルクにより駆動輪を回転させてＥＶ走行しているときにモータジェネレータＭＧ１によりエンジンを始動する場合である。
【０１２０】
このような場合に出力電圧Ｖｍが目標電圧Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１よりも大きく低下しても、上述したフィードバック制御により過電流および過電圧の発生を抑制して出力電圧Ｖｍが目標電圧Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１に一致するように直流電圧Ｖｂを出力電圧Ｖｍへ昇圧できる。
【０１２１】
したがって、この発明は、ハイブリッド自動車に搭載される昇圧コンバータのフィードバック制御に特に効果がある。
【０１２２】
なお、上記においては、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｍが目標電圧Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１から低下した場合について説明したが、この発明は、出力電圧Ｖｍが目標電圧Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１よりも上昇した場合に適用されてもよい。
【０１２３】
また、上記においては、デューティー比変換部５４は、フィードバック電圧指令演算部５２からのフィードバック電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｆｂを用いて電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍをフィードバック電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｆｂに設定するためのデューティー比を演算すると説明したが、この発明においては、これに限らず、デューティー比変換部５４は、インバータ入力電圧指令演算部５０からの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１をフィードバック電圧指令演算部５２からのフィードバック電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｆｂにより補正し、その補正した電圧指令に出力電圧Ｖｍを設定するためのデューティー比を演算するようにしてもよい。
【０１２４】
この場合、図３に示すように、インバータ入力電圧指令演算部５０は、演算した電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１をフィードバック電圧指令演算部５２およびデューティー比変換部５４へ出力する。
【０１２５】
さらに、上記においては、コンバータ用デューティー比演算部５４１は、ＰＩ制御器５２５からのフィードバック電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｆｂを用いて電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍをフィードバック電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｆｂに設定するためのデューティー比を演算すると説明したが、この発明においては、これに限らず、コンバータ用デューティー比演算部５４１は、変化率判定部５２３から受けた電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２をＰＩ制御器５２５から受けたフィードバック電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｆｂにより補正し、その補正した電圧指令に出力電圧Ｖｍを設定するためのデューティー比を演算するようにしてもよい。
【０１２６】
この場合、図４に示すように、変化率判定部５２３は、最終的に決定した電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２をＰＩ制御ゲイン決定部５２４およびコンバータ用デューティー比演算部５４１へ出力する。
【０１２７】
さらに、上記においては、制御装置３０は、回生モードにおいて外部ＥＣＵから信号ＲＧＥを受けると説明した。また、制御装置３０は、昇圧コンバータ１２を制御するための信号ＰＷＭＵ，ＰＷＭＤおよびインバータ１４を制御するための信号ＰＷＭＩ，ＰＷＭＣを生成すると説明したが、この発明においては、これらに限らず、制御装置３０は、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１に追従するようにＰＩ制御で昇圧コンバータ１２およびインバータ１４を制御するためのＰＷＭ信号を生成するようにしてもよい。
【０１２８】
さらに、この発明においては、昇圧コンバータ１２、制御装置３０のフィードバック電圧指令演算部５２およびデューティー比変換部５４は、「電圧変換装置」を構成する。
【０１２９】
さらに、この発明においては、フィードバック電圧指令演算部５２およびデューティー比変換部５４は、電圧変換器としての昇圧コンバータ１２を制御する「制御手段」を構成する。
【０１３０】
さらに、フィードバック電圧指令演算部５２およびデューティー比変換部５４におけるフィードバック制御は、実際にはＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）によって行なわれ、ＣＰＵは、図７および図８に示すフローチャートの各ステップを備えるプログラムをＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）から読出し、その読出したプログラムを実行して図７および図８に示すフローチャートに従って直流電圧から出力電圧Ｖｍへの電圧変換を制御する。したがって、ＲＯＭは、図７および図８に示すフローチャートの各ステップを備えるプログラムを記録したコンピュータ（ＣＰＵ）読取り可能な記録媒体に相当する。
【０１３１】
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、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１による電圧変換装置を備えたモータ駆動装置の概略ブロック図である。
【図２】図１に示す制御装置の機能ブロック図である。
【図３】図２に示すモータトルク制御手段の機能を説明するための機能ブロック図である。
【図４】図３に示すフィードバック電圧指令演算部およびデューティー比変換部の機能ブロック図である。。
【図５】電圧のタイミングチャートである。
【図６】電圧の他のタイミングチャートである。
【図７】出力電圧が電圧指令に一致するように昇圧コンバータが直流電圧を出力電圧に変換するときのフィードバック制御の動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】図７に示すステップＳ６の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】２つのモータジェネレータおよび２つのインバータのブロック図である。
【図１０】電圧のタイミングチャートである。
【符号の説明】
１０，１３ 電圧センサー、１２ 昇圧コンバータ、１４，１４Ａ，１４Ｂ インバータ、１５ Ｕ相アーム、１６ Ｖ相アーム、１７ Ｗ相アーム、２４ 電流センサー、３０ 制御装置、４０ モータ制御用相電圧演算部、４２ インバータ用ＰＷＭ信号変換部、５０ インバータ入力電圧指令演算部、５２ フィードバック電圧指令演算部、５４ デューティー比変換部、１００ モータ駆動装置、３０１ モータトルク制御手段、３０２ 電圧変換制御手段、５２１ 減算器、５２２ 電圧偏差判定部、５２３ 変化率判定部、５２４ ＰＩ制御ゲイン決定部、５２５ ＰＩ制御器、５４１ コンバータ用デューティー比演算部、５４２ コンバータ用ＰＷＭ信号変換部、Ｂ 直流電源、ＳＲ１，ＳＲ２ システムリレー、Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ、Ｌ１ リアクトル、Ｑ１〜Ｑ８ ＮＰＮトランジスタ、Ｄ１〜Ｄ８ ダイオード、Ｍ１ 交流モータ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ。

Claims (9)

1. 出力電圧が目標電圧になるように直流電源からの直流電圧を前記出力電圧に変換する電圧変換装置であって、
   前記直流電圧の電圧レベルを変えて出力電圧を出力する電圧変換器と、
   前記電圧変換器から出力された出力電圧を検出する検出手段と、
   前記目標電圧と前記検出された出力電圧との第１の偏差が所定値よりも大きいとき前記電圧変換器の指令電圧と前記出力電圧との第２の偏差が小さくなるように前記指令電圧を変化させ、前記出力電圧が前記目標電圧になるように前記電圧変換器をフィードバック制御する制御手段とを備える電圧変換装置。
2. 前記制御手段は、前記検出された出力電圧が前記目標電圧よりも低下した場合、第１および第２のフィードバック制御により前記出力電圧が前記目標電圧になるように前記電圧変換器を制御し、
   前記第１のフィードバック制御は、前記第２の偏差が前記所定値以下になるように前記指令電圧を変化させて前記電圧変換器をフィードバック制御することであり、
   前記第２のフィードバック制御は、前記検出された出力電圧が低下から上昇に転じると前記指令電圧の変化率が基準値以下になるように前記指令電圧を変化させて前記電圧変換器をフィードバック制御することである、請求項１に記載の電圧変換装置。
3. 前記制御手段は、前記第１の偏差が前記所定値よりも大きいとき、前記検出された出力電圧に前記所定値を加えた値を前記指令電圧として前記第１のフィードバック制御を行なう、請求項２に記載の電圧変換装置。
4. 前記出力電圧は、交流モータを駆動するインバータに入力される、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電圧変換装置。
5. 前記交流モータは、車両用モータである、請求項４に記載の電圧変換装置。
6. 出力電圧が目標電圧になるように直流電源からの直流電圧を前記出力電圧に変換する電圧変換の制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体であって、
   前記出力電圧を検出する第１のステップと、
   前記目標電圧と前記検出された出力電圧との第１の偏差が所定値よりも大きいとき、前記直流電圧を前記出力電圧に変換する電圧変換器の指令電圧と前記出力電圧との第２の偏差が小さくなるように前記指令電圧を変えて前記電圧変換器をフィードバック制御する第２のステップとをコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
7. 前記第２のステップは、
   前記第１の偏差を演算する第１のサブステップと、
   前記第１の偏差が前記所定値よりも大きいことを検出する第２のサブステップと、
   前記第２の偏差が前記所定値以下になるように前記指令電圧を変化させて前記電圧変換器をフィードバック制御する第３のサブステップと、
   前記検出された出力電圧が低下から上昇に転じると、前記指令電圧の変化率が基準値以下になるように前記指令電圧を変化させて前記電圧変換器をフィードバック制御する第４のサブステップとを含む、請求項６に記載のコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
8. 前記第３のサブステップは、
   前記検出された出力電圧に前記所定値を加えて前記指令電圧を演算するステップと、
   前記演算された指令電圧を用いて前記電圧変換器をフィードバック制御するステップとを含む、請求項７に記載のコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
9. 前記第４のサブステップは、
   前記出力電圧が低下から上昇に転じたことを検出するステップと、
   第１の制御タイミングにおける第１の指令電圧と前記第１の制御タイミングよりも前の第２の制御タイミングにおける第２の指令電圧との差分を演算するステップと、
   前記差分を前記基準値と比較するステップと、
   前記差分が前記基準値よりも大きいとき、前記第２の指令電圧に前記基準値を加えた値を前記第１の指令電圧として演算するステップと、
   前記差分が前記基準値以下であるとき、前記検出された出力電圧に前記所定値を加えた値を前記第１の指令電圧として演算するステップと、
   前記演算された第１の指令電圧により前記電圧変換器をフィードバック制御するステップとを含む、請求項７または請求項８に記載のコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。

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