JP2007252181A - 電気自動車の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】直流電源電圧を昇圧コンバータで昇圧して電源ラインにシステム電圧を発生させ、このシステム電圧でインバータを介して交流モータを駆動するシステムにおいて、そのシステム電圧を平滑する平滑コンデンサの異常の有無や異常レベルを判定可能にする。
【解決手段】システム電圧の目標値Ｖs*と検出値Ｖsfとの偏差ΔＶs が小さくなるようにＭＧユニット３０（交流モータ１４）の入力電力を操作してシステム電圧変動を抑制するシステム電圧安定化制御を実行する。平滑コンデンサ２４の容量が低下すると、それに応じてシステム電圧の高周波域の振動が大きくなり、それを補正するためにシステム電圧安定化制御によるＭＧユニット３０の入力電力操作量Ｐm が高周波振動することに着目して、入力電力操作量Ｐm の周波数と振幅に基づいて平滑コンデンサの異常（容量低下）の有無を判定すると共に異常有りの場合にその異常レベル（容量低下の度合）を判定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、直流電源の電圧を変換手段で変換してシステム電圧を発生させ、このシステム電圧によってインバータを介して交流モータを駆動するシステムを搭載した電気自動車の制御装置に関するものである。

車両の動力源として交流モータを搭載した電気自動車においては、例えば特許文献１（特開２００４−２７４９４５号公報）に記載されているように、車両の駆動輪を駆動するための交流モータと、内燃機関で駆動されて発電するための交流モータとを備え、直流電源（二次電池）の電圧を昇圧コンバータで昇圧した直流電圧を電源ラインに発生させ、この電源ラインに、それぞれインバータを介して各交流モータを接続し、昇圧コンバータで昇圧した直流電圧をインバータで交流電圧に変換して交流モータを駆動したり、交流モータで発電した交流電圧をインバータで直流電圧に変換して、この直流電圧を昇圧コンバータで降圧してバッテリに回収させるようにしたものがある。

このようなシステムにおいては、電源ラインの電圧を安定化させるために、昇圧コンバータで電源ラインの電圧を目標電圧に制御すると共に、電源ラインに接続された平滑コンデンサで電源ラインの電圧を平滑するようにしたものがある。
特開２００４−２７４９４５号公報

しかし、車両の運転状態の変化等によって一方の交流モータの駆動電力と他方の交流モータの発電電力との関係（２つの交流モータの電力収支）が大きく変化した場合、それによって生じる電源ラインの電圧変動を昇圧コンバータや平滑コンデンサで吸収しきれずに電源ラインの電圧が過大になって、電源ラインに接続された電子機器に過電圧が印加されてしまう可能性がある。この対策として、昇圧コンバータの高性能化や平滑コンデンサの大容量化によって電源ラインの電圧安定化効果を高める方法があるが、この方法では、昇圧コンバータや平滑コンデンサの大型化、高コスト化を招いてしまい、システムの小型化、低コスト化の要求を満たすことができないという問題がある。

尚、上記特許文献１では、直流電源の故障時に直流電源と昇圧コンバータとの間をリレーで遮断する際に２つの交流モータのエネルギの総和（電力収支）を「０」にするようにインバータを制御する技術が開示されているが、この技術は、直流電源の故障時の対策であって、直流電源の正常時には電源ラインの電圧安定化効果を高めることができない。また、仮に、通常時に２つの交流モータのエネルギの総和を「０」にするようにインバータを制御しようとしても、一方の交流モータが車両の駆動軸に連結され、他方の交流モータが内燃機関の出力軸に連結されている場合（つまり２つの交流モータが挙動の異なる要素に連結されている場合）や、車両の運転状態が変化する過渡時のようにインバータ制御の演算遅れの影響が大きくなる場合には、２つの交流モータのエネルギの総和を「０」にするように制御するのは極めて困難である。更に、内燃機関に連結されている交流モータは、内燃機関のトルク変動に起因する電力変動を避けられず、これが２つの交流モータのエネルギの総和を「０」にする制御を更に困難にする。

本発明は、これらの事情を考慮してなされたものであり、従って本発明の目的は、システムの小型化、低コスト化の要求を満たしながら、電源ラインの電圧安定化効果を高めることができる電気自動車の制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、直流電源の電圧を変換して電源ラインにシステム電圧を発生させる変換手段と、電源ラインに接続されたインバータ及び該インバータで駆動される交流モータからなる少なくとも１つのモータ駆動ユニット（以下「ＭＧユニット」と表記する）と、電源ラインに接続されてシステム電圧を平滑する平滑手段とを備えた電気自動車の制御装置において、システム電圧制御手段によりＭＧユニットの入力電力を操作してシステム電圧の変動を抑制するように制御するシステム電圧安定化制御を実行し、異常診断手段によってシステム電圧安定化制御によるＭＧユニットの入力電力操作量に基づいて平滑手段の異常の有無を判定すると共に該平滑手段の異常有りと判定した場合にその異常レベルを判定する構成としたものである。

この構成では、システム電圧安定化制御によってＭＧユニットの入力電力を操作してシステム電圧の変動を抑制することが可能となるため、車両の運転状態の変化等によって交流モータの電力収支が大きく変化した場合でも、システム電圧（電源ラインの電圧）を効果的に安定化させることができる。しかも、変換手段の高性能化や平滑手段の大容量化を行うことなく、電源ラインの電圧安定化効果を高めることができ、システムの小型化、低コスト化の要求を満たすことができる。

ところで、何らかの原因（例えば平滑手段の経時劣化等）で平滑手段の容量が低下すると、その分、平滑手段のシステム電圧平滑機能が低下して、システム電圧の変動が大きくなる。この平滑手段の容量低下（いわゆる容量抜け）によるシステム電圧の変動は、前述したシステム電圧安定化制御（ＭＧユニットの入力電力操作によるシステム電圧の制御）によってある程度までは抑制することが可能であるが、平滑手段の容量低下によるシステム電圧の変動が大きくなり過ぎると、その平滑手段の容量低下によるシステム電圧の変動を、システム電圧安定化制御では十分に抑制しきれなくなって、システム電圧（電源ラインの電圧）が過大になり、電源ラインに接続された電子機器に過電圧が印加されてしまう可能性がある。

この対策として、本発明は、システム電圧安定化制御によるＭＧユニットの入力電力操作量に基づいて平滑手段の異常の有無を判定すると共に該平滑手段の異常有りと判定した場合にその異常レベルを判定する。つまり、平滑手段の容量が低下すると、それに応じて平滑手段のシステム電圧平滑機能が低下してシステム電圧の変動が大きくなり、そのシステム電圧の変動を補正するようにシステム電圧安定化制御によるＭＧユニットの入力電力操作量が変化する。従って、システム電圧安定化制御によるＭＧユニットの入力電力操作量を監視すれば、平滑手段の容量低下を精度良く評価することができ、平滑手段の異常（容量低下）の有無や異常レベル（容量低下の度合）を精度良く判定することができる。これにより、平滑手段の異常が発生した場合に、その異常を早期に検出して異常レベルに応じた適切な処理を行うことが可能となるため、平滑手段の異常が原因で電源ラインに接続された電子機器に過電圧が印加される事態を未然に防止することが可能となる。

具体的には、請求項２のように、システム電圧安定化制御によるＭＧユニットの入力電力操作量の周波数及び／又は振幅に基づいて平滑手段の異常の有無を判定するようにしても良い。更に、請求項３のように、システム電圧安定化制御によるＭＧユニットの入力電力操作量の周波数及び／又は振幅に基づいて平滑手段の異常レベルを判定するようにしても良い。

図５（ａ）に示すように、原理的に、平滑手段は、システム電圧の高周波域の変動を平滑する特性を持っているが、図５（ｂ）に示すように、平滑手段の容量が低下すると、それに応じてシステム電圧を平滑する周波数帯域が狭くなって、システム電圧の高周波域の変動が大きくなる。そのシステム電圧の高周波域の変動を補正するために、図５（ｃ）に示すように、システム電圧安定化制御によってシステム電圧の変動を抑制する周波数帯域が高周波側に広がるため、システム電圧安定化制御によるＭＧユニットの入力電力操作量が高周波振動するようになる。従って、ＭＧユニットの入力電力操作量の周波数や振幅を監視すれば、平滑手段の容量低下を精度良く評価することができ、平滑手段の異常（容量低下）の有無や異常レベル（容量低下の度合）を精度良く判定することができる。

また、システム電圧安定化制御の際に、ＭＧユニットの入力電力の操作によって交流モータのトルクが大きく変動すると、車両の運転状態に悪影響を及ぼす可能性がある。この対策として、請求項４のように、交流モータのトルク発生に必要な電力とは異なる入力電力（つまり無効電力）を操作してシステム電圧を制御するようにすると良い。このようにすれば、交流モータのトルクを一定（例えばトルク指令値）に保持したまま交流モータの入力電力を操作してシステム電圧を制御することができ、車両の運転状態に悪影響を及ぼすことなくシステム電圧の変動を抑制することができる。

その際、請求項５のように、交流モータを正弦波ＰＷＭ制御方式で制御する場合には、交流モータに通電する電流ベクトル又は交流モータに印加する電圧ベクトルを操作することでＭＧユニットの入力電力を操作するようにすると良い。交流モータを正弦波ＰＷＭ制御方式で制御する場合には、交流モータのトルク発生に寄与しない無効電力のみを変化させるように電流ベクトルや電圧ベクトルを操作することで、交流モータのトルクを一定に保持したまま交流モータの入力電力を操作してシステム電圧を制御することができる。

また、請求項６のように、交流モータを矩形波制御方式で制御する場合には、交流モータに通電する際の矩形波のデューティ比及び／又は位相を操作することでＭＧユニットの入力電力を操作するようにすると良い。交流モータを矩形波制御方式で制御する場合には、矩形波のデューティ比や位相を操作することで、交流モータのトルクを一定に保持したまま交流モータの入力電力を操作してシステム電圧を制御することができる。

また、システム電圧安定化制御の具体的な制御方法は、請求項７のように、システム電圧の目標値を目標電圧設定手段により設定すると共に、システム電圧を電圧検出手段により検出して、システム電圧の目標値と検出したシステム電圧とに基づいてＭＧユニットの入力電力の操作量を操作量演算手段により演算し、この操作量に基づいてＭＧユニットの入力電力を操作してシステム電圧を制御するようにしても良い。このようにすれば、システム電圧の目標値とシステム電圧の検出値との偏差を小さくするようにＭＧユニットの入力電力を操作することができ、システム電圧の変動を確実に抑制することができる。

ところで、ＭＧユニットの入力電力を操作してシステム電圧の変動を抑制するシステム電圧安定化制御を行うと、このＭＧユニットの入力電力操作によるシステム電圧の制御と変換手段によるシステム電圧の制御とが互いに干渉する可能性がある。

この対策として、請求項８のように、変換手段の入力電力又は出力電力（以下「変換電力」という）の指令値を変換電力指令値演算手段により演算すると共に、変換電力を変換電力検出手段により検出して、変換電力の指令値と検出した変換電力とに基づいて変換手段の入力電力又は出力電力を変換電力制御手段により制御するようにしても良い。このようにすれば、ＭＧユニットの入力電力操作によるシステム電圧の制御の影響で変換電力（変換手段の入力電力又は出力電力）が変動しても、変換電力の指令値と検出した変換電力との偏差を小さくするように変換手段の入力電力又は出力電力を制御することで、ＭＧユニットの入力電力操作によるシステム電圧の制御と変換手段によるシステム電圧の制御との干渉を防止することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を２つの実施例１，２を用いて説明する。

本発明の実施例１を図１乃至図１０に基づいて説明する。
まず、図１に基づいて電気自動車の駆動システムの概略構成を説明する。内燃機関であるエンジン１２と第１の交流モータ１３及び第２の交流モータ１４が搭載され、エンジン１２と第２の交流モータ１４が車輪１１を駆動する動力源となる。エンジン１２のクランク軸１５の動力は、遊星ギヤ機構１６で二系統に分割される。この遊星ギヤ機構１６は、中心で回転するサンギヤ１７と、このサンギヤ１７の外周を自転しながら公転するプラネタリギヤ１８と、このプラネタリギヤ１８の外周を回転するリングギヤ１９とから構成され、プラネタリギヤ１８には図示しないキャリアを介してエンジン１２のクランク軸１５が連結され、リングギヤ１９には第２の交流モータ１４の回転軸が連結され、サンギヤ１７には、主に発電機として使用する第１の交流モータ１３が連結されている。

二次電池等からなる直流電源２０には昇圧コンバータ２１（変換手段）が接続され、この昇圧コンバータ２１は、直流電源２０の直流電圧を昇圧して電源ライン２２とアースライン２３との間に直流のシステム電圧を発生させたり、このシステム電圧を降圧して直流電源２０に電力を戻す機能を持つ。電源ライン２２とアースライン２３との間には、システム電圧を平滑化する平滑コンデンサ２４（平滑手段）や、システム電圧を検出する電圧センサ２５（電圧検出手段）が接続され、電流センサ２６（電流検出手段）によって電源ライン２２に流れる電流が検出される。

更に、電源ライン２２とアースライン２３との間には、電圧制御型の三相の第１のインバータ２７と第２のインバータ２８が接続され、第１のインバータ２７で第１の交流モータ１３が駆動される共に、第２のインバータ２８で第２の交流モータ１４が駆動される。第１のインバータ２７と第１の交流モータ１３で第１のモータ駆動ユニット（以下「第１のＭＧユニット」と表記する）２９が構成され、第２のインバータ２８と第２の交流モータ１４で第２のモータ駆動ユニット（以下「第２のＭＧユニット」と表記する）３０が構成されている。

メイン制御装置３１は、車両全体を総合的に制御するコンピュータであり、アクセル操作量（アクセルペダルの操作量）を検出するアクセルセンサ３２、車両の前進運転や後退運転やパーキング或はニュートラルなどのシフト操作を検出するシフトスイッチ３３、ブレーキ操作を検出するブレーキスイッチ３４、車速を検出する車速センサ３５等の各種センサやスイッチの出力信号を読み込んで車両の運転状態を検出する。このメイン制御装置３１は、エンジン１２の運転を制御するエンジン制御装置３６と、第１及び第２の交流モータ１３，１４の運転を制御するモータ制御装置３７との間で制御信号やデータ信号を送受信し、各制御装置３６，３７によって車両の運転状態に応じてエンジン１２と第１及び第２の交流モータ１３，１４の運転を制御する。

次に、図２に基づいて第１及び第２の交流モータ１３，１４の制御について説明する。第１及び第２の交流モータ１３，１４は、それぞれ三相永久磁石式同期モータで、永久磁石が内装されたものであり、そのロータの回転位置を検出するロータ回転位置センサ３９，４０が搭載されている。また、電圧制御型の三相の第１のインバータ２７は、モータ制御装置３７から出力される三相の電圧指令信号ＵＵ1 ，ＵＶ1 ，ＵＷ1 に基づいて、電源ライン２２の直流電圧（昇圧コンバータ２１によって昇圧されたシステム電圧）を三相の交流電圧Ｕ1 ，Ｖ1 ，Ｗ1 に変換して第１の交流モータ１３を駆動する。第１の交流モータ１３のＵ相電流ｉＵ1 とＷ相電流ｉＷ1 が、それぞれ電流センサ４１，４２によって検出される。

一方、電圧制御型の三相の第２のインバータ２８は、モータ制御装置３７から出力される三相の電圧指令信号ＵＵ2 ，ＵＶ2 ，ＵＷ2 に基づいて、電源ライン２２の直流電圧を三相の交流電圧Ｕ2 ，Ｖ2 ，Ｗ2 に変換して第２の交流モータ１４を駆動する。第２の交流モータ１４のＵ相電流ｉＵ2 とＷ相電流ｉＷ2 が、それぞれ電流センサ４３，４４によって検出される。

尚、第１及び第２の交流モータ１３，１４は、インバータ２７，２８で負のトルクで駆動されるときには発電機として機能する。例えば、車両の減速時には減速エネルギにより第２の交流モータ１４で発電した交流電力がインバータ２８で直流電力に変換されて直流電源２０に充電される。通常は、エンジン１２の動力の一部がプラネタリギヤ１８を介して第１の交流モータ１３に伝達されて第１の交流モータ１３で発電することでエンジン１２の動力を引き出し、その発電電力が第２の交流モータ１４に供給されて第２の交流モータ１４が電動機として機能する。また、エンジン１２の動力が遊星ギヤ機構１６で分割されてリングギヤ１９に伝達されるトルクが車両走行に要求されるトルクより大きくなる状態では、第１の交流モータ１３が電動機として機能してエンジン１２の動力を引き出し、この場合、第２の交流モータ１４が発電機として機能して、その発電電力が第１の交流モータ１３に供給される。

モータ制御装置３７は、第１の交流モータ１３をトルク制御する場合には、メイン制御装置３１から出力されるトルク指令値Ｔ1*と、第１の交流モータ１３のＵ相電流ｉＵ1 とＷ相電流ｉＷ1 （電流センサ４１，４２の出力信号）と、第１の交流モータ１３のロータ回転位置θ1 （ロータ回転位置センサ３９の出力信号）に基づいて正弦波ＰＷＭ制御方式で三相電圧指令信号ＵＵ1 ，ＵＶ1 ，ＵＷ1 を次のようにして生成する。

まず、第１の交流モータ１３のロータ回転位置θ1 （ロータ回転位置センサ３９の出力信号）を第１の回転速度演算部４５に入力して、第１の交流モータ１３の回転速度Ｎ1 を演算する。この後、第１の交流モータ１３のロータの回転座標として設定したｄ−ｑ座標系において、ｄ軸電流ｉd1とｑ軸電流ｉq1をそれぞれ独立に電流フィードバック制御するために、第１のトルク制御電流演算部４６で、第１の交流モータ１３のトルク指令値Ｔ1*と回転速度Ｎ1 とに応じたトルク制御電流ベクトルｉt1* （ｄ軸トルク制御電流ｉdt1*，ｑ軸トルク制御電流ｉqt1*）をマップ又は数式等により演算する。

この後、第１の電流ベクトル制御部４７で、第１の交流モータ１３のＵ相，Ｗ相の電流ｉＵ1 ，ｉＷ1 （電流センサ４１，４２の出力信号）と第１の交流モータ１３のロータ回転位置θ1 （ロータ回転位置センサ３９の出力信号）に基づいて実際の電流ベクトルｉ1 （ｄ軸電流ｉd1，ｑ軸電流ｉq1）を演算し、ｄ軸トルク制御電流ｉdt1*と実際のｄ軸電流ｉd1との偏差Δｉd1が小さくなるようにＰＩ制御によりｄ軸指令電圧Ｖd1* を演算すると共に、ｑ軸トルク制御電流ｉqt1*と実際のｑ軸電流ｉq1との偏差Δｉq1が小さくなるようにＰＩ制御によりｑ軸指令電圧Ｖq1* を演算する。そして、ｄ軸指令電圧Ｖd1* とｑ軸指令電圧Ｖq1* を三相電圧指令信号ＵＵ1 ，ＵＶ1 ，ＵＷ1 に変換し、これらの三相電圧指令信号ＵＵ1 ，ＵＶ1 ，ＵＷ1 を第１のインバータ２７に出力する。

一方、モータ制御装置３７は、第２の交流モータ１４をトルク制御する場合には、メイン制御装置３１から出力されるトルク指令値Ｔ2*と、第２の交流モータ１４のＵ相電流ｉＵ2 とＷ相電流ｉＷ2 （電流センサ４３，４４の出力信号）と、第２の交流モータ１４のロータ回転位置θ2 （ロータ回転位置センサ４０の出力信号）に基づいて正弦波ＰＷＭ制御方式で三相電圧指令信号ＵＵ2 ，ＵＶ2 ，ＵＷ2 を生成する。

その際、第２の交流モータ１４のトルク発生に必要な電力とは異なる入力電力（つまり無効電力）のみを変化させるように電流ベクトルを操作することで、第２の交流モータ１４のトルクを一定（トルク指令値Ｔ2*）に保持したまま第２の交流モータ１４の入力電力を操作してシステム電圧の変動を抑制するシステム電圧安定化制御を実行する。

具体的には、まず、第２の交流モータ１４のロータ回転位置θ2 （ロータ回転位置センサ４０の出力信号）を第２の回転速度演算部４８に入力して、第２の交流モータ１４の回転速度Ｎ2 を演算する。この後、第２の交流モータ１４のロータの回転座標として設定したｄ−ｑ座標系において、ｄ軸電流ｉd2とｑ軸電流ｉq2をそれぞれ独立に電流フィードバック制御するために、第２のトルク制御電流演算部４９で、第２の交流モータ１４のトルク指令値Ｔ2*と回転速度Ｎ2 とに応じたトルク制御電流ベクトルｉt2* （ｄ軸トルク制御電流ｉdt2*，ｑ軸トルク制御電流ｉqt2*）をマップ又は数式等により演算する。

更に、システム電圧目標値演算部５０（目標電圧設定手段）で、システム電圧の目標値Ｖs*を演算し、電圧センサ２５で検出したシステム電圧の検出値Ｖs を第１のローパスフィルタ５１（第一の低域通過手段）に入力してシステム電圧の検出値Ｖs のうちの低周波域の成分のみを通過させるローパスフィルタ処理を施す。この後、偏差器５２でシステム電圧の目標値Ｖs*とローパスフィルタ処理後のシステム電圧の検出値Ｖsfとの偏差ΔＶs を求め、この偏差ΔＶs をＰＩ制御器５３（電力操作量演算手段）に入力して、システム電圧の目標値Ｖs*とローパスフィルタ処理後のシステム電圧の検出値Ｖsfとの偏差ΔＶs が小さくなるようにＰＩ制御により第２の交流モータ１４の入力電力操作量Ｐm を演算する。

この後、入力電力操作量Ｐm とトルク制御電流ベクトルｉt2* （ｄ軸トルク制御電流ｉdt2*，ｑ軸トルク制御電流ｉqt2*）を指令電流演算部５４に入力して、図３に示すように、第２の交流モータ１４のトルク発生に寄与しない無効電力を入力電力操作量Ｐm だけ変化させる電力制御電流ベクトルｉp*（ｄ軸電力制御電流ｉdp* ，ｑ軸電力制御電流ｉqp* ）を求め、トルク制御電流ベクトルｉt2* （ｄ軸トルク制御電流ｉdt2*，ｑ軸トルク制御電流ｉqt2*）と電力制御電流ベクトルｉp*（ｄ軸電力制御電流ｉdp* ，ｑ軸電力制御電流ｉqp* ）とを合成して最終的な指令電流ベクトルｉ2*（ｄ軸指令電流ｉd2* ，ｑ軸指令電流ｉq2* ）を求める。

ｉ2*（ｉd2* ，ｉq2* ）＝ｉt2* （ｉdt2*，ｉqt2*）＋ｉp*（ｉdp* ，ｉqp* ）
この指令電流ベクトルｉ2*の演算は、図４に示す指令電流ベクトル演算プログラムに従って実行される。本プログラムが起動されると、まず、ステップ１０１で、トルク指令値Ｔ2*と第２の交流モータ１４の回転速度Ｎ2 とに応じたトルク制御電流ベクトルｉt2* （ｄ軸トルク制御電流ｉdt2*，ｑ軸トルク制御電流ｉqt2*）をマップ又は数式等により演算する。

この後、ステップ１０２に進み、入力電力操作量Ｐm とトルク制御電流ベクトルｉt2* （ｄ軸トルク制御電流ｉdt2*，ｑ軸トルク制御電流ｉqt2*）とに応じたｄ軸電力制御電流ｉdp* をマップ又は数式等により演算した後、ステップ１０３に進み、ｄ軸電力制御電流ｉdp* を用いて次式によりｑ軸電力制御電流ｉqp* を演算する。

ここで、φは鎖交磁束、Ｌd はｄ軸インダクタンス、Ｌq はｑ軸インダクタンスであり、それぞれ交流モータ１４の機器定数である。

これらのステップ１０２，１０３の処理により、第２の交流モータ１４のトルクを一定（トルク指令値Ｔ2*）に保持したまま第２の交流モータ１４の入力電力（無効電力）を入力電力操作量Ｐm だけ変化させる電力制御電流ベクトルｉp*（ｄ軸電力制御電流ｉdp* ，ｑ軸電力制御電流ｉqp* ）を求める。

この後、ステップ１０４に進み、トルク制御電流ベクトルｉt2* （ｄ軸トルク制御電流ｉdt2*，ｑ軸トルク制御電流ｉqt2*）と電力制御電流ベクトルｉp*（ｄ軸電力制御電流ｉdp* ，ｑ軸電力制御電流ｉqp* ）とを合成して最終的な指令電流ベクトルｉ2*（ｄ軸指令電流ｉd2* ，ｑ軸指令電流ｉq2* ）を求める。
ｉ2*（ｉd2* ，ｉq2* ）＝ｉt2* （ｉdt2*，ｉqt2*）＋ｉp*（ｉdp* ，ｉqp* ）

指令電流ベクトルｉ2*を演算した後、図２に示すように、第２の電流ベクトル制御部５５で、第２の交流モータ１４のＵ相，Ｗ相の電流ｉＵ2 ，ｉＷ2 （電流センサ４３，４４の出力信号）と第２の交流モータ１４のロータ回転位置θ2 （ロータ回転位置センサ４０の出力信号）に基づいて実際の電流ベクトルｉ2 （ｄ軸電流ｉd2，ｑ軸電流ｉq2）を演算し、ｄ軸指令電流ｉd2* と実際のｄ軸電流ｉd2との偏差Δｉd2が小さくなるようにＰＩ制御によりｄ軸指令電圧Ｖd2* を演算すると共に、ｑ軸指令電流ｉq2* と実際のｑ軸電流ｉq2との偏差Δｉq2が小さくなるようにＰＩ制御によりｑ軸指令電圧Ｖq2* を演算する。そして、ｄ軸指令電圧Ｖd2* とｑ軸指令電圧Ｖq2* を三相電圧指令信号ＵＵ2 ，ＵＶ2 ，ＵＷ2 に変換し、これらの三相電圧指令信号ＵＵ2 ，ＵＶ2 ，ＵＷ2 を第２のインバータ２８に出力する。

このようにして、メイン制御装置３１から出力されるトルク指令値Ｔ2*を実現するように第２の交流モータ１４のトルクを制御するトルク制御を実行すると共に、第２の交流モータ１４のトルクを一定（トルク指令値Ｔ2*）に保持したままシステム電圧の目標値Ｖs*と検出値Ｖsfとの偏差ΔＶs が小さくなるように第２のＭＧユニット３０（第２の交流モータ１４）の入力電力を操作してシステム電圧の変動を抑制するシステム電圧安定化制御を実行する。この場合、第２のトルク制御電流演算部４９、指令電流演算部５４、第２の電流ベクトル制御部５５等がモータ制御手段としての役割を果たし、ＰＩ制御器５３、指令電流演算部５４、第２の電流ベクトル制御部５５等がシステム電圧制御手段としての役割を果たす。

更に、モータ制御装置３７は、前述したシステム電圧安定化制御（第２のＭＧユニット３０の入力電力操作によるシステム電圧の制御）と、昇圧コンバータ２１によるシステム電圧の制御との干渉を防止するために、昇圧コンバータ２１の出力電力（以下「変換電力」という）の指令値Ｐif* と検出値Ｐi との偏差ΔＰi が小さくなるように昇圧コンバータ２１の図示しないスイッチング素子の通電デューティ比Ｄc を制御する変換電力制御を実行する。

具体的には、図２に示すように、変換電力の指令値Ｐif* を演算する場合には、まず、第１の交流モータ１３のトルク指令値Ｔ1*と回転速度Ｎ1 を第１の軸出力演算部５６に入力して第１の交流モータ１３の軸出力ＰＤ1 を演算すると共に、第１の交流モータ１３のトルク指令値Ｔ1*と回転速度Ｎ1 を第１の出力損失演算部５７に入力して第１の交流モータ１３の出力損失ＰＬ1 を演算した後、加算器５８で第１の交流モータ１３の軸出力ＰＤ1 に出力損失ＰＬ1 を加算して第１の交流モータ１３の入力電力Ｐi1を求める。この際、第１の交流モータ１３が発電機として機能している場合には、第１の交流モータ１３の入力電力Ｐi1の演算結果が負の値となる。

更に、第２の交流モータ１４のトルク指令値Ｔ2*と回転速度Ｎ2 を第２の軸出力演算部５９に入力して第２の交流モータ１４の軸出力ＰＤ2 を演算すると共に、第２の交流モータ１４のトルク指令値Ｔ2*と回転速度Ｎ2 を第２の出力損失演算部６０に入力して第２の交流モータ１４の出力損失ＰＬ2 を演算した後、加算器６１で第２の交流モータ１４の軸出力ＰＤ2 に出力損失ＰＬ2 を加算して第２の交流モータ１４の入力電力Ｐi2を求める。この際、第２の交流モータ１４が発電機として機能している場合には、第２の交流モータ１４の入力電力Ｐi2の演算結果が負の値となる。

この後、合計器６２で第１の交流モータ１３の入力電力Ｐi1と第２の交流モータの入力電力Ｐi2とを合計して合計電力Ｐi*を求め、この合計電力Ｐi*を第２のローパスフィルタ６３（第二の低域通過手段）に入力して合計電力Ｐi*のうちの低周波域の成分のみを通過させるローパスフィルタ処理を施し、このローパスフィルタ処理後の合計電力Ｐif* を変換電力の指令値Ｐif* とする。これら合計器６２と第２のローパスフィルタ６３が変換電力指令値演算手段としての役割を果たす。

一方、変換電力の検出値Ｐi を演算する場合は、電流センサ２６で検出した昇圧コンバータ２１の出力電流の検出値ｉc を第３のローパスフィルタ６４（第三の低域通過手段）に入力して昇圧コンバータ２１の出力電流の検出値ｉc のうちの低周波域の成分のみを通過させるローパスフィルタ処理を施し、変換電力検出部６５（変換電力検出手段）でシステム電圧の目標値Ｖs*とローパスフィルタ処理後の昇圧コンバータ２１の出力電流の検出値ｉcfとを乗算して変換電力の検出値Ｐi を求める。尚、システム電圧の検出値Ｖsfと出力電流の検出値ｉcfとを乗算して変換電力の検出値Ｐi を求めるようにしても良い。

この後、偏差器６６で変換電力の指令値Ｐif* と検出値Ｐi との偏差ΔＰi を求め、この偏差ΔＰi をＰＩ制御器６７（変換電力制御量演算手段）に入力し、変換電力の指令値Ｐif* と検出値Ｐi との偏差ΔＰi が小さくなるようにＰＩ制御により昇圧コンバータ２１の図示しないスイッチング素子の通電デューティ比Ｄc を演算する。この後、昇圧駆動信号演算部６８（変換電力制御手段）で、通電デューティ比Ｄc に基づいて昇圧駆動信号ＵＣＵ，ＵＣＬを演算し、この昇圧駆動信号ＵＣＵ，ＵＣＬを昇圧コンバータ２１に出力する。

このようにして、変換電力の指令値Ｐif* と検出値Ｐi との偏差ΔＰi が小さくなるように昇圧コンバータ２１の出力電力を制御する変換電力制御を実行することで、システム電圧安定化制御（第２のＭＧユニット３０の入力電力操作によるシステム電圧の制御）と、昇圧コンバータ２１によるシステム電圧の制御との干渉を防止する。

ところで、何らかの原因（例えば平滑コンデンサ２４の経時劣化等）で平滑コンデンサ２４の容量が低下すると、その分、平滑コンデンサ２４のシステム電圧平滑機能が低下して、システム電圧の変動が大きくなる。この平滑コンデンサ２４の容量低下（いわゆる容量抜け）によるシステム電圧の変動が大きくなり過ぎると、その平滑コンデンサ２４の容量低下によるシステム電圧の変動を、前述したシステム電圧安定化制御（第２のＭＧユニット３０の入力電力操作によるシステム電圧の制御）では十分に抑制しきれなくなって、システム電圧（電源ライン２２の電圧）が過大になり、電源ライン２２に接続された電子機器に過電圧が印加されてしまう可能性がある。

この対策として、モータ制御装置３７は、システム電圧安定化制御による第２のＭＧユニット３０（第２の交流モータ１４）の入力電力操作量Ｐm の周波数と振幅に基づいて平滑コンデンサ２４の異常（容量低下）の有無を判定すると共に平滑コンデンサ２４の異常有りと判定した場合にその異常レベル（容量低下の度合）を判定する。

図５（ａ）に示すように、原理的に、平滑コンデンサ２４は、システム電圧の高周波域の変動を平滑する特性を持っているが、図５（ｂ）に示すように、平滑コンデンサ２４の容量が低下すると、それに応じてシステム電圧を平滑する周波数帯域が狭くなって、システム電圧の高周波域の変動が大きくなる。そのシステム電圧の高周波域の変動を補正するために、図５（ｃ）に示すように、システム電圧安定化制御によってシステム電圧の変動を抑制する周波数帯域が高周波側に広がるため、システム電圧安定化制御による第２のＭＧユニット３０の入力電力操作量Ｐm が高周波振動するようになる。従って、第２のＭＧユニット３０の入力電力操作量Ｐm の周波数や振幅を監視すれば、平滑コンデンサ２４の容量低下を精度良く評価することができ、平滑コンデンサ２４の異常（容量低下）の有無や異常レベル（容量低下の度合）を精度良く判定することができる。

具体的には、図６に示すように、ＰＩ制御器５３から出力された入力電力操作量Ｐm をコンデンサ異常診断部６９（異常診断手段）を入力し、このコンデンサ異常診断部６９の微分器７０で、入力電力操作量Ｐm を微分して入力電力操作量微分値ｄＰm ／ｄｔを求め、この入力電力操作量微分値ｄＰm ／ｄｔを微分値振幅演算部７１に入力して、入力電力操作量微分値ｄＰm ／ｄｔの振幅Ｄを演算する。ここで、図７に示すように、入力電力操作量Ｐm の周波数が高くなるに従って、入力電力操作量微分値ｄＰm ／ｄｔの振幅Ｄが大きくなるという特性があるため、入力電力操作量微分値ｄＰm ／ｄｔの振幅Ｄは、入力電力操作量Ｐm の周波数を精度良く反映した情報となる。

更に、図６に示すように、ＰＩ制御器５３から出力された入力電力操作量Ｐm を振幅演算部７２に入力して、入力電力操作量Ｐm の振幅Ａを演算する。この後、異常判定部７３で、入力電力操作量微分値ｄＰm ／ｄｔの振幅Ｄ（入力電力操作量Ｐm の周波数の情報）と入力電力操作量Ｐm の振幅Ａを、それぞれ第１〜第３の異常判定値ＫＤ1 〜ＫＤ3 （ＫＤ1 ＜ＫＤ2 ＜ＫＤ3 ），ＫＡ1 〜ＫＡ3 （ＫＡ1 ＜ＫＡ2 ＜ＫＡ3 ）と比較する。

その結果、図８に示すように、入力電力操作量微分値ｄＰm ／ｄｔの振幅Ｄと入力電力操作量Ｐm の振幅Ａの少なくとも一方が第１の異常判定値以下の場合（Ｄ≦ＫＤ1 又はＡ≦ＫＡ1 の場合）には、平滑コンデンサ２４の異常無し（正常）であると判定する。これに対して、入力電力操作量微分値ｄＰm ／ｄｔの振幅Ｄと入力電力操作量Ｐm の振幅Ａが両方とも第１の異常判定値よりも大きい場合（Ｄ＞ＫＤ1 且つＡ＞ＫＡ1 の場合）には、平滑コンデンサ２４の異常（容量低下）有りと判定する。

平滑コンデンサ２４の異常有りと判定された場合、つまり入力電力操作量微分値ｄＰm ／ｄｔの振幅Ｄと入力電力操作量Ｐm の振幅Ａが両方とも第１の異常判定値よりも大きい場合（Ｄ＞ＫＤ1 且つＡ＞ＫＡ1 の場合）には、少なくとも一方が第２の異常判定値以下（Ｄ≦ＫＤ2 又はＡ≦ＫＡ2 ）であれば、平滑コンデンサ２４の異常レベル（容量低下の度合）が第１の異常レベルであると判定する。この第１の異常レベルは、平滑コンデンサ２４の容量低下によって発生するシステム電圧の変動を抑制するのに必要な入力電力操作量Ｐm の周波数や振幅が第２のＭＧユニット３０の設計規格範囲内となる異常レベルである。

また、入力電力操作量微分値ｄＰm ／ｄｔの振幅Ｄと入力電力操作量Ｐm の振幅Ａが両方とも第２の異常判定値よりも大きい場合（Ｄ＞ＫＤ2 且つＡ＞ＫＡ2 の場合）には、少なくとも一方が第３の異常判定値以下（Ｄ≦ＫＤ3 又はＡ≦ＫＡ3 ）であれば、平滑コンデンサ２４の異常レベルが第２の異常レベルであると判定する。この第２の異常レベルは、平滑コンデンサ２４の容量低下によって発生するシステム電圧の変動を抑制するのに必要な入力電力操作量Ｐm の周波数や振幅が第２のＭＧユニット３０の設計規格範囲外となる（つまり設計規格限界値を越える）異常レベルである。

更に、入力電力操作量微分値ｄＰm ／ｄｔの振幅Ｄと入力電力操作量Ｐm の振幅Ａが両方とも第３の異常判定値よりも大きい場合（Ｄ＞ＫＤ3 且つＡ＞ＫＡ3 の場合）には、平滑コンデンサ２４の異常レベルが第３の異常レベルであると判定する。この第３の異常レベルは、平滑コンデンサ２４の容量低下によって発生するシステム電圧の変動を抑制するのに必要な入力電力操作量Ｐm の周波数や振幅が第２のＭＧユニット３０の性能限界値を越える異常レベルである。

尚、各異常判定値ＫＤ1 〜ＫＤ3 ，ＫＡ1 〜ＫＡ3 をそれぞれ予め設定した固定値として演算処理を簡略化するようにしても良いが、例えば、車両の運転状態や各交流モータ１３，１４の運転状態等に応じて各異常判定値を変化させるようにしても良い。

以上説明した平滑コンデンサ２４の異常診断は、図９及び図１０に示す異常診断用の各プログラムに従って実行される。以下、これらの各プログラムを処理内容を説明する。
図９に示すコンデンサ異常診断メインプログラムが起動されると、まず、ステップ２０１で、ＰＩ制御器５３から出力される入力電力操作量Ｐm を読み込む。

この後、ステップ２０２に進み、入力電力操作量Ｐm を微分して入力電力操作量微分値ｄＰm ／ｄｔを求めた後、ステップ２０３に進み、入力電力操作量微分値ｄＰm ／ｄｔの振幅Ｄを演算する。この場合、例えば、入力電力操作量微分値ｄＰm ／ｄｔの所定期間内における最大値と最小値との偏差を演算し、それを入力電力操作量微分値ｄＰm ／ｄｔの振幅Ｄとする。

この後、ステップ２０４に進み、入力電力操作量Ｐm の振幅Ａを演算する。この場合、例えば、入力電力操作量Ｐm の所定期間内における最大値と最小値との偏差を演算し、それを入力電力操作量Ｐm の振幅Ａとする。

この後、ステップ２０５に進み、図１０に示す異常診断プログラムを実行する。この異常診断プログラムでは、まず、ステップ３０１で、入力電力操作量微分値ｄＰm ／ｄｔの振幅Ｄと入力電力操作量Ｐm の振幅Ａが両方とも第１の異常判定値よりも大きい（Ｄ＞ＫＤ1 且つＡ＞ＫＡ1 ）か否かを判定する。

その結果、入力電力操作量微分値ｄＰm ／ｄｔの振幅Ｄと入力電力操作量Ｐm の振幅Ａの少なくとも一方が第１の異常判定値以下（Ｄ≦ＫＤ1 又はＡ≦ＫＡ1 ）であると判定された場合には、ステップ３０２に進み、平滑コンデンサ２４の異常無し（正常）と判定する。

これに対して、上記ステップ３０１で、入力電力操作量微分値ｄＰm ／ｄｔの振幅Ｄと入力電力操作量Ｐm の振幅Ａが両方とも第１の異常判定値よりも大きい（Ｄ＞ＫＤ1 且つＡ＞ＫＡ1 ）と判定された場合には、ステップ３０３に進み、平滑コンデンサ２４の異常（容量低下）有りと判定する。

平滑コンデンサ２４の異常有りと判定された場合、つまり入力電力操作量微分値ｄＰm ／ｄｔの振幅Ｄと入力電力操作量Ｐm の振幅Ａが両方とも第１の異常判定値よりも大きい（Ｄ＞ＫＤ1 且つＡ＞ＫＡ1 ）と判定された場合には、更に、平滑コンデンサ２４の異常レベル（容量低下の度合）を判定するために、ステップ３０４に進み、入力電力操作量微分値ｄＰm ／ｄｔの振幅Ｄと入力電力操作量Ｐm の振幅Ａが両方とも第２の異常判定値よりも大きい（Ｄ＞ＫＤ2 且つＡ＞ＫＡ2 ）か否かを判定する。

このステップ３０４で、入力電力操作量微分値ｄＰm ／ｄｔの振幅Ｄと入力電力操作量Ｐm の振幅Ａの少なくとも一方が第２の異常判定値以下（Ｄ≦ＫＤ2 又はＡ≦ＫＡ2 ）であると判定された場合には、ステップ３０６に進み、平滑コンデンサ２４の異常レベルが第１の異常レベル（平滑コンデンサ２４の容量低下によって発生するシステム電圧の変動を抑制するのに必要な入力電力操作量Ｐm の周波数や振幅が第２のＭＧユニット３０の設計規格範囲内となる異常レベル）であると判定する。この場合、平滑コンデンサ２４の容量低下によって発生するシステム電圧の変動を第２のＭＧユニット３０によるシステム電圧安定化制御で抑制しても、第２のＭＧユニット３０に過負荷が掛からないが、注意処理を実行して、運転席のインストルメントパネルに設けられたランプ（図示せず）を点灯したり、或は運転席のインストルメントパネルの表示部（図示せず）に注意表示して運転者に注意を促す。

一方、上記ステップ３０４で、入力電力操作量微分値ｄＰm ／ｄｔの振幅Ｄと入力電力操作量Ｐm の振幅Ａが両方とも第２の異常判定値よりも大きい（Ｄ＞ＫＤ2 且つＡ＞ＫＡ2 ）と判定された場合には、ステップ３０５に進み、入力電力操作量微分値ｄＰm ／ｄｔの振幅Ｄと入力電力操作量Ｐm の振幅Ａが両方とも第３の異常判定値よりも大きい（Ｄ＞ＫＤ3 且つＡ＞ＫＡ3 ）か否かを判定する。

このステップ３０５で、入力電力操作量微分値ｄＰm ／ｄｔの振幅Ｄと入力電力操作量Ｐm の振幅Ａの少なくとも一方が第３の異常判定値以下（Ｄ≦ＫＤ3 又はＡ≦ＫＡ3 ）であると判定された場合には、ステップ３０７に進み、平滑コンデンサ２４の異常レベルが第２の異常レベル（平滑コンデンサ２４の容量低下によって発生するシステム電圧の変動を抑制するのに必要な入力電力操作量Ｐm の周波数や振幅が第２のＭＧユニット３０の設計規格範囲外となる異常レベル）であると判定する。この場合、平滑コンデンサ２４の容量低下によって発生するシステム電圧の変動を第２のＭＧユニット３０によるシステム電圧安定化制御で抑制すると、第２のＭＧユニット３０に過負荷が掛かるため、警告処理を実行して、要求トルクに対する出力を制限することで車両の走行を制限して、第２のＭＧユニット３０に掛かる負荷を軽減する。

一方、上記ステップ３０５で、入力電力操作量微分値ｄＰm ／ｄｔの振幅Ｄと入力電力操作量Ｐm の振幅Ａが両方とも第３の異常判定値よりも大きい（Ｄ＞ＫＤ3 且つＡ＞ＫＡ3 ）と判定された場合には、ステップ３０８に進み、平滑コンデンサ２４の異常レベルが第３の異常レベル（平滑コンデンサ２４の容量低下によって発生するシステム電圧の変動を抑制するのに必要な入力電力操作量Ｐm の周波数や振幅が第２のＭＧユニット３０の性能限界値を越える異常レベル）であると判定する。この場合、平滑コンデンサ２４の容量低下によって発生するシステム電圧の変動を第２のＭＧユニット３０によるシステム電圧安定化制御では抑制しきれないため、シャットダウン処理を実行して、車両の走行を強制的に停止させる。尚、エンジン１２と各ＭＧユニット２９，３０とを切り離してシステム電圧変動を発生させずにエンジン１２のみで走行可能なシステムでは、平滑コンデンサ２４の異常レベルが第３の異常レベルであると判定された場合に、エンジン１２のみで走行するモードに切り換えて退避走行できるようにしても良い。

尚、本実施例１では、入力電力操作量微分値ｄＰm ／ｄｔの振幅Ｄと入力電力操作量Ｐm の振幅Ａが両方とも第１の異常判定値よりも大きい場合に、平滑コンデンサ２４の異常有りと判定するようにしたが、入力電力操作量微分値ｄＰm ／ｄｔの振幅Ｄと入力電力操作量Ｐm の振幅Ａの少なくとも一方が第１の異常判定値よりも大きい場合に、平滑コンデンサ２４の異常有りと判定するようにしても良い。

更に、入力電力操作量微分値ｄＰm ／ｄｔの振幅Ｄと入力電力操作量Ｐm の振幅Ａの少なくとも一方が第１の異常判定値よりも大きい場合に第１の異常レベルと判定し、入力電力操作量微分値ｄＰm ／ｄｔの振幅Ｄと入力電力操作量Ｐm の振幅Ａの少なくとも一方が第２の異常判定値よりも大きい場合に第２の異常レベルと判定し、入力電力操作量微分値ｄＰm ／ｄｔの振幅Ｄと入力電力操作量Ｐm の振幅Ａの少なくとも一方が第３の異常判定値よりも大きい場合に第３の異常レベルと判定するようにしても良い。

また、平滑コンデンサ２４の異常レベルを３段階で判定するようにしたが、平滑コンデンサ２４の異常レベルを２段階又は４段階以上で判定するようにしても良い。
また、入力電力操作量Ｐm の周波数の情報として入力電力操作量微分値ｄＰm ／ｄｔの振幅Ｄを用いるようにしたが、例えば、入力電力操作量微分値ｄＰm ／ｄｔの挙動等に基づいて入力電力操作量Ｐm の周波数を演算して、その入力電力操作量Ｐm の周波数を異常判定値と比較するようにしても良い。

また、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）や高速フーリエ変換（ＦＦＴ）など、一般的な周波数解析手法を利用して入力電力操作量Ｐm の周波数を演算して、その入力電力操作量Ｐm の周波数を異常判定値と比較するようにしても良い。

以上説明した本実施例１では、システム電圧の目標値Ｖs*と検出値Ｖsfとの偏差ΔＶs が小さくなるように第２のＭＧユニット３０（第２の交流モータ１４）の入力電力を操作してシステム電圧（電源ライン２２の電圧）の変動を抑制するシステム電圧安定化制御を実行するようにしたので、車両の運転状態の変化等によって２つの交流モータ１３，１４の電力収支が大きく変化した場合でも、システム電圧を効果的に安定化させることができる。しかも、昇圧コンバータ２１の高性能化や平滑コンデンサ２４の大容量化を行うことなく、電源ライン２２の電圧安定化効果を高めることができ、システムの小型化、低コスト化の要求を満たすことができる。

しかし、平滑コンデンサ２４の容量低下（いわゆる容量抜け）によるシステム電圧の変動が大きくなり過ぎると、その平滑コンデンサ２４の容量低下によるシステム電圧の変動を、システム電圧安定化制御では十分に抑制しきれなくなって、システム電圧（電源ライン２２の電圧）が過大になり、電源ライン２２に接続された電子機器に過電圧が印加されてしまう可能性がある。

この対策として、本実施例１では、平滑コンデンサ２４の容量が低下して平滑コンデンサ２４のシステム電圧平滑機能が低下すると、システム電圧の高周波域の変動が大きくなり、そのシステム電圧の高周波域の変動を補正するために、システム電圧安定化制御による第２のＭＧユニット３０の入力電力操作量Ｐm が高周波振動するようになることに着目して、システム電圧安定化制御による第２のＭＧユニット３０の入力電力操作量Ｐm の周波数と振幅に基づいて平滑コンデンサ２４の異常（容量低下）の有無を判定すると共に平滑コンデンサ２４の異常有りと判定した場合にその異常レベル（容量低下の度合）を判定するようにしたので、平滑コンデンサ２４の容量低下を精度良く評価して、平滑コンデンサ２４の異常（容量低下）の有無や異常レベル（容量低下の度合）を精度良く判定することができる。これにより、平滑コンデンサ２４の異常が発生した場合に、その異常を早期に検出して異常レベルに応じた適切な処理を行うことが可能となるため、平滑コンデンサ２４の異常が原因で電源ライン２２に接続された電子機器に過電圧が印加される事態を未然に防止することが可能となる。

ところで、第２のＭＧユニット３０（第２の交流モータ１４）の入力電力を操作してシステム電圧の変動を抑制するシステム電圧安定化制御を行うと、この第２のＭＧユニット３０の入力電力操作によるシステム電圧の制御と昇圧コンバータ２０によるシステム電圧の制御とが互いに干渉する可能性がある。

この対策として、本実施例１では、第１の交流モータ１３の入力電力Ｐi1と第２の交流モータの入力電力Ｐi2とを合計した合計電力Ｐi*から変換電力の指令値Ｐif* を求めると共に、システム電圧の目標値Ｖs*（又は検出値Ｖsf）と昇圧コンバータ２１の出力電流の検出値ｉcfとを乗算して変換電力の検出値Ｐi を求め、これらの変換電力の指令値Ｐif* と検出値Ｐi との偏差ΔＰi が小さくなるように昇圧コンバータ２１の出力電力を制御する変換電力制御を実行するようにしたので、第２のＭＧユニット３０の入力電力操作によるシステム電圧の制御と昇圧コンバータ２１によるシステム電圧の制御との干渉を防止することができる。

また、本実施例１では、第２の交流モータ１４を正弦波ＰＷＭ制御方式で制御するシステムにおいて、システム電圧安定化制御の際に、第２の交流モータ１４のトルク発生に寄与しない無効電力のみを変化させるように電流ベクトルを操作することで、第２の交流モータ１４のトルクを一定（トルク指令値Ｔ2*）に保持したまま第２の交流モータ１４の入力電力を操作してシステム電圧を制御するようにしたので、車両の運転状態に悪影響を及ぼすことなくシステム電圧の変動を抑制することができる。

尚、上記実施例１では、第２の交流モータ１４の電流ベクトルを操作することで、第２の交流モータ１４のトルクを一定に保持したまま第２の交流モータ１４の入力電力を操作するようにしたが、第２の交流モータ１４の電圧ベクトルを操作することで、第２の交流モータ１４のトルクを一定に保持したまま第２の交流モータ１４の入力電力を操作するようにしても良い。

次に、図１１乃至図１３を用いて本発明の実施例２を説明する。但し、前記実施例１と実質的に同一部分には同一符号を付して説明を簡略化し、主として前記実施例１と異なる部分について説明する。

前記実施例１では、第２の交流モータ１４を正弦波ＰＷＭ制御方式で制御するようにしたが、本実施例２では、第２の交流モータ１４を矩形波制御方式で制御するようにしている。

図１１に示すように、モータ制御装置３７は、第２の交流モータ１４をトルク制御する場合には、メイン制御装置３１から出力されるトルク指令値Ｔ2*と、第２の交流モータ１４のＵ相電流ｉＵ2 とＷ相電流ｉＷ2 と、第２の交流モータ１４のロータ回転位置θ2 に基づいて矩形波制御方式で三相電圧指令信号ＵＵ2 ，ＵＶ2 ，ＵＷ2 を生成する。この矩形波制御方式は、交流モータ１４の電気角で所定角度毎に通電を転流させて交流モータ１４を制御する方式である。

その際、第２の交流モータ１４に通電する矩形波のデューティ比Ｄｕｔｙを操作してパルス幅を操作したり、矩形波の位相φを操作することで、第２の交流モータ１４のトルクを一定（トルク指令値Ｔ2*）に保持したまま第２の交流モータ１４の入力電力を操作してシステム電圧の変動を抑制するように制御する。

具体的には、まず、第２の交流モータ１４のロータ回転位置θ2 （ロータ回転位置センサ４０の出力信号）を第２の回転速度演算部４８に入力して、第２の交流モータ１４の回転速度Ｎ2 を演算すると共に、第２の交流モータ１４のＵ相，Ｗ相の電流ｉＵ2 ，ｉＷ2 （電流センサ４３，４４の出力信号）とロータ回転位置θ2 をトルク推定部７４に入力して、第２の交流モータ１４に流れる電流により発生しているトルクＴ2 を推定する。

この後、図１２に示すように、トルク制御部７５（モータ制御手段）の偏差器７７で、第２の交流モータ１４のトルク指令値Ｔ2*と推定トルクＴ2 との偏差ΔＴ2 を求め、この偏差ΔＴ2 をＰＩ制御器７８に入力して、トルク指令値Ｔ2*と推定トルクＴ2 との偏差ΔＴ2 が小さくなるようにＰＩ制御により矩形波の位相φt を演算すると共に、デューティ演算部７９で、第２の交流モータ１４のトルク指令値Ｔ2*と回転速度Ｎ2 とに応じた矩形波のデューティ比Ｄt をマップ又は数式等により演算する。

更に、ＰＩ制御器５３から出力された入力電力操作量Ｐm と推定トルクＴ2 と回転速度Ｎ2 を電力制御部７６（システム電圧制御手段）の矩形波操作量演算部８０に入力して、デューティ比操作量Ｄp と位相操作量φp を次のようにして演算する。まず、入力電力操作量Ｐm と推定トルクＴ2 と回転速度Ｎ2 に応じた矩形波のデューティ比操作量Ｄp をマップ又は数式等により演算することで、図１３に示すように、第２の交流モータ１４の入力電力を入力電力操作量Ｐm だけ変化させるデューティ比操作量Ｄp を求める。更に、入力電力操作量Ｐm と第２の交流モータ１４の推定トルクＴ2 と回転速度Ｎ2 に応じた矩形波の位相操作量φp をマップ又は数式等により演算してデューティ比操作量Ｄp に応じた位相操作量φp を求めることで、図１３に示すように、デューティ比操作量Ｄp によるデューティ比の操作によって発生する第２の交流モータ１４のトルク変動を抑制するように位相操作量φp を求める。

また、矩形波操作量演算部８０は、デューティ比操作量Ｄp 及び位相操作量φp を所定の限界値で制限（ガード処理）するリミット手段（図示せず）を備え、このリミット手段でデューティ比操作量Ｄp 及び位相操作量φp が限界値を越えて過剰に大きくなることを防止するようにしている。

尚、デューティ比操作量Ｄp と位相操作量φp を演算する際に、推定トルクＴ2 に代えてトルク指令値Ｔ2*を用いるようにしても良い。また、後述する最終的なデューティ比Ｄｕｔｙ（＝Ｄt ＋Ｄp ）とトルク指令値Ｔ2*とに基づいて位相操作量φp を演算することで、デューティ比の操作によって発生する第２の交流モータ１４のトルク変動を抑制するように位相操作量φp を求めるようにしても良い。

この後、電力制御部７６の加算器８１で矩形波の位相φt に位相操作量φp を加算して最終的な矩形波の位相φ（＝φt ＋φp ）を求めると共に、加算器８２で矩形波のデューティ比Ｄt にデューティ比操作量Ｄp を加算して最終的な矩形波のデューティ比Ｄｕｔｙ（＝Ｄt ＋Ｄp ）を求めた後、トルク制御部７５の矩形波演算部８３で、矩形波の位相φ及びデューティ比Ｄｕｔｙと第２の交流モータ１４のロータ回転位置θ2 と回転速度Ｎ2 とに基づいて三相電圧指令信号ＵＵ2 ，ＵＶ2 ，ＵＷ2 （矩形波指令信号）を演算し、これらの三相電圧指令信号ＵＵ2 ，ＵＶ2 ，ＵＷ2 を第２のインバータ２８に出力する。

このようにして、メイン制御装置３１から出力されるトルク指令値Ｔ2*を実現するように第２の交流モータ１４のトルクを制御するトルク制御を実行すると共に、第２の交流モータ１４のトルクを一定（トルク指令値Ｔ2*）に保持したままシステム電圧の目標値Ｖs*と検出値Ｖsfとの偏差ΔＶs が小さくなるように第２のＭＧユニット３０（第２の交流モータ１４）の入力電力を操作してシステム電圧の変動を抑制するシステム電圧安定化制御を実行する。

更に、モータ制御装置３７は、前記実施例１と同じようにして、コンデンサ異常診断部６９で、システム電圧安定化制御による第２のＭＧユニット３０の入力電力操作量Ｐm の周波数と振幅に基づいて平滑コンデンサ２４の異常（容量低下）の有無を判定すると共に平滑コンデンサ２４の異常有りと判定した場合にその異常レベル（容量低下の度合）判定する。

以上説明した本実施例２においても、前記実施例１と同じように、システム電圧安定化制御による第２のＭＧユニット３０の入力電力操作量Ｐm の周波数と振幅に基づいて平滑コンデンサ２４の異常（容量低下）の有無を判定すると共に平滑コンデンサ２４の異常有りと判定した場合にその異常レベル（容量低下の度合）を判定するようにしたので、平滑コンデンサ２４の容量低下を精度良く評価して、平滑コンデンサ２４の異常（容量低下）の有無や異常レベル（容量低下の度合）を精度良く判定することができる。これにより、平滑コンデンサ２４の異常が発生した場合に、その異常を早期に検出して異常レベルに応じた適切な処理を行うことが可能となるため、平滑コンデンサ２４の異常が原因で電源ライン２２に接続された電子機器に過電圧が印加される事態を未然に防止することが可能となる。

また、本実施例２では、第２の交流モータ１４を矩形波制御方式で制御するシステムにおいて、システム電圧安定化制御の際に、第２の交流モータ１４の入力電力を入力電力操作量Ｐm だけ変化させるデューティ比操作量Ｄp を求め、このデューティ比操作量Ｄp によるデューティ比の操作によって発生する第２の交流モータ１４のトルク変動を抑制するように位相操作量φp を求めるようにしたので、第２の交流モータ１４のトルクを一定（トルク指令値Ｔ2*）に保持したまま第２の交流モータ１４の入力電力を操作してシステム電圧を制御することができ、車両の運転状態に悪影響を及ぼすことなくシステム電圧の変動を抑制することができる。

尚、上記各実施例１，２では、変換電力制御の際に、昇圧コンバータ２１の出力電力の指令値Ｐi*と検出値Ｐi との偏差ΔＰi が小さくなるように昇圧コンバータ２１の出力電力を制御するようにしたが、昇圧コンバータ２１の入力電力の指令値Ｐi*と検出値Ｐi との偏差ΔＰi が小さくなるように昇圧コンバータ２１の入力電力を制御するようにしても良い。

また、上記各実施例１，２では、システム電圧安定化制御の際に、第２のＭＧユニット３０（第２の交流モータ１４）の入力電力を操作してシステム電圧の変動を抑制するようにしたが、第１のＭＧユニット２９（第１の交流モータ１３）の入力電力を操作してシステム電圧の変動を抑制するようにしても良い。或は、図示しないが、例えば従動輪に第３のＭＧユニットを搭載した全輪駆動構成の車両においては、この第３のＭＧユニットの入力電力を操作してシステム電圧の変動を抑制するようにしても良い。

また、上記各実施例１，２では、エンジンの動力を遊星ギヤ機構で分割する所謂スプリットタイプのハイブリッド車に本発明を適用したが、このスプリットタイプのハイブリッド車に限定されず、他の方式であるパラレルタイプやシリーズタイプのハイブリッド車に本発明を適用しても良い。更に、上記各実施例１，２では、交流モータとエンジンを動力源とする車両に本発明を適用したが、交流モータのみを動力源とする車両に本発明を適用しても良い。また、インバータと交流モータとからなるＭＧユニットを１つだけ搭載した車両やＭＧユニットを３つ以上搭載した車両に本発明を適用しても良い。

本発明の実施例１における電気自動車の駆動システムの概略構成図である。 交流モータの制御系の構成を示すブロック図である。 指令電流ベクトルの演算方法を説明するための図である。 指令電流ベクトル演算プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 平滑コンデンサによってシステム電圧を平滑する周波数帯域とシステム電圧安定化制御によってシステム電圧の変動を抑制する周波数帯域との関係を示す図である。 コンデンサ異常診断部及びその周辺部の構成を示すブロック図である。 入力電力操作量Ｐm の周波数と入力電力操作量微分値ｄＰm ／ｄｔの振幅との関係を説明するためのタイムチャートである。 平滑コンデンサの異常レベルの判定方法を説明するための図である。 コンデンサ異常診断メインプログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 異常診断プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 実施例２の交流モータの制御系の構成を示すブロック図である。 トルク制御部と電力制御部の構成を示すブロック図である。 デューティ比操作量と位相操作量の演算方法を説明するための図である。

符号の説明

１３，１４…交流モータ、２０…直流電源、２１…昇圧コンバータ（変換手段）、２２…電源ライン、２４…平滑コンデンサ（平滑手段）、２５…電圧センサ（電圧検出手段）、２６…電流センサ（電流検出手段）、２７，２８…インバータ、２９，３０…ＭＧユニット、３７…モータ制御装置、４９…第２のトルク制御電流演算部（モータ制御手段）、５０…システム電圧目標値演算部（目標電圧設定手段）、５３…ＰＩ制御器（電力操作量演算手段，システム電圧制御手段）、５４…指令電流演算部（モータ制御手段，システム電圧制御手段）、５５…第２の電流ベクトル制御部（モータ制御手段，システム電圧制御手段）、６２…合計器（変換電力指令値演算手段）、６５…変換電力検出部（変換電力検出手段）、６８…昇圧駆動信号演算部（変換電力制御手段）、６９…コンデンサ異常診断部（異常診断手段）、７０…微分器、７１…微分値振幅演算部、７２…振幅演算部、７３…異常判定部、７５…トルク制御部（モータ制御手段）、７６…電力制御部（システム電圧制御手段）

Claims (8)

1. 直流電源の電圧を変換して電源ラインにシステム電圧を発生させる変換手段と、前記電源ラインに接続されたインバータ及び該インバータで駆動される交流モータからなる少なくとも１つのモータ駆動ユニット（以下「ＭＧユニット」と表記する）と、前記電源ラインに接続されて前記システム電圧を平滑する平滑手段とを備えた電気自動車の制御装置において、
   前記ＭＧユニットの入力電力を操作して前記システム電圧の変動を抑制するように制御するシステム電圧安定化制御を実行するシステム電圧制御手段と、
   前記システム電圧安定化制御による前記ＭＧユニットの入力電力操作量に基づいて前記平滑手段の異常の有無を判定すると共に該平滑手段の異常有りと判定した場合にその異常レベルを判定する異常診断手段と
   を備えていることを特徴とする電気自動車の制御装置。
2. 前記異常診断手段は、前記システム電圧安定化制御による前記ＭＧユニットの入力電力操作量の周波数及び／又は振幅に基づいて前記平滑手段の異常の有無を判定することを特徴とする請求項１に記載の電気自動車の制御装置。
3. 前記異常診断手段は、前記システム電圧安定化制御による前記ＭＧユニットの入力電力操作量の周波数及び／又は振幅に基づいて前記平滑手段の異常レベルを判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の電気自動車の制御装置。
4. 前記システム電圧制御手段は、前記交流モータのトルク発生に必要な電力とは異なる入力電力を操作して前記システム電圧を制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電気自動車の制御装置。
5. 前記交流モータを正弦波ＰＷＭ制御方式で制御するモータ制御手段を備え、
   前記システム電圧制御手段は、前記正弦波ＰＷＭ制御方式で前記交流モータに通電する電流ベクトル又は前記交流モータに印加する電圧ベクトルを操作することで前記ＭＧユニットの入力電力を操作することを特徴とする請求項４に記載の電気自動車の制御装置。
6. 前記交流モータを矩形波制御方式で制御するモータ制御手段を備え、
   前記システム電圧制御手段は、前記矩形波制御方式で前記交流モータに通電する際の矩形波のデューティ比及び／又は位相を操作することで前記ＭＧユニットの入力電力を操作することを特徴とする請求項４に記載の電気自動車の制御装置。
7. 前記システム電圧の目標値を設定する目標電圧設定手段と、
   前記システム電圧を検出する電圧検出手段と、
   前記目標電圧設定手段で設定したシステム電圧の目標値と前記電圧検出手段で検出したシステム電圧とに基づいて前記ＭＧユニットの入力電力の操作量を演算する電力操作量演算手段とを備え、
   前記システム電圧制御手段は、前記電力操作量演算手段で演算した入力電力の操作量に基づいて前記ＭＧユニットの入力電力を操作して前記システム電圧を制御することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の電気自動車の制御装置。
8. 前記変換手段の入力電力又は出力電力（以下「変換電力」という）の指令値を演算する変換電力指令値演算手段と、
   前記変換電力を検出する変換電力検出手段と、
   前記変換電力指令値演算手段で演算した変換電力の指令値と前記変換電力検出手段で検出した変換電力とに基づいて前記変換手段の入力電力又は出力電力を制御する変換電力制御手段とを備えていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の電気自動車の制御装置。

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