JP2007306658A - モータ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】システム効率を高めることが可能なモータ制御装置を提供する。
【解決手段】モータ駆動装置１００は、電源電圧を昇圧して昇圧電圧を出力する昇圧コンバータ１２と、昇圧コンバータ１２から昇圧電圧を受けてモータＭ１を駆動するインバータ１４と、昇圧コンバータ１２に対して昇圧電圧の目標値を指示し、インバータ１４の制御方式を矩形波制御と非矩形波制御のいずれかに定める制御装置３０とを備える。制御装置３０は、トルクの要求を示す同じ所定の入力信号に対して、第１の昇圧目標値を指示し制御方式として非矩形波制御を指定する第１の動作モードと、第１の昇圧目標値より低い第２の昇圧目標値を指示し制御方式として矩形波制御を指定する第２の動作モードとを選択可能に構成される。
【選択図】図１

Description

この発明は、モータ制御装置に関し、特に車両用のモータ制御装置に関する。

近年、環境に配慮した自動車として電気自動車、ハイブリッド自動車および燃料電池自動車等の電気モータを使用する車両が大きな注目を集めている。

このようなハイブリッド自動車および電気自動車等においては、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を交流電圧に変換してモータを駆動することも検討されている。

特開２００５−４５８８０号公報（特許文献１）は、このような昇圧コンバータを備えたハイブリッド自動車において、インバータの制御方式を正弦波パルス幅変調（ＰＷＭ）制御、過変調ＰＷＭ制御、矩形波制御の間で切換えることについて記載されている。
特開２００５−４５８８０号公報 特開２００４−１６６４１５号公報 特開２００５−１６０１８３号公報 特開２００５−５１８９４号公報

矩形波制御は、正弦波ＰＷＭ制御、過変調ＰＷＭ制御よりスイッチング損失が少なく、システム効率が良い。その反面、矩形波制御は過渡的な外乱に弱いため、追従可能な範囲に限界がある。したがって、矩形波制御を実行する領域（以下、矩形波制御領域と呼ぶ）を余裕を持って設定する必要がありシステム効率を高めるのにも限界があった。

一方、過渡的な外乱の有無は、運転者の運転の態様によっても大きく左右される。運転者によっては、矩形波制御領域をもっと拡大して適用可能な場合も考えられる。

この発明の目的は、システム効率を高めることが可能なモータ制御装置を提供することである。

この発明は、要約すると、モータ駆動装置であって、電源電圧を昇圧して昇圧電圧を出力する昇圧装置と、昇圧装置から昇圧電圧を受けてモータを駆動するインバータと、昇圧装置に対して昇圧電圧の目標値を指示し、インバータの制御方式を矩形波制御と非矩形波制御のいずれかに定める制御装置とを備える。制御装置は、トルクの要求を示す同じ所定の入力信号に対して、第１の昇圧目標値を指示し制御方式として非矩形波制御を指定する第１の動作モードと、第１の昇圧目標値より低い第２の昇圧目標値を指示し制御方式として矩形波制御を指定する第２の動作モードとを選択可能に構成される。

この発明の他の局面に従うと、モータ駆動装置であって、電源電圧を昇圧して昇圧電圧を出力する昇圧装置と、昇圧装置から昇圧電圧を受けてモータを駆動するインバータと、昇圧装置に対して昇圧電圧の目標値を指示し、インバータの制御方式をパルス幅変調制御と非パルス幅変調制御のいずれかに定める制御装置とを備える。制御装置は、トルクの要求を示す同じ所定の入力信号に対して、第１の昇圧目標値を指示し制御方式としてパルス幅変調制御を指定する第１の動作モードと、第１の昇圧目標値より低い第２の昇圧目標値を指示し制御方式として非パルス幅変調制御を指定する第２の動作モードとを選択可能に構成される。

好ましくは、制御装置は、トルクの要求を示す同じ所定の入力信号に対して、第１の指令トルクと、第１の指令トルクよりも緩慢に変化が制限された第２の指令トルクとを選択可能であり、第１の動作モードを選択した場合には第１の指令トルクを選択し、第２の動作モードを選択した場合には第２の指令トルクを選択する。

好ましくは、モータ駆動装置は、第１、第２の動作モードのいずれを選択するかの指示を制御装置に与える入力スイッチをさらに備える。

好ましくは、モータ駆動装置は、第１、第２のモードのいずれが選択されているかを操作者に認識させるモード報知部をさらに備える。

好ましくは、制御装置は、進路に渋滞が予測される場合には、動作モードを第１の動作モードから第２の動作モードに切換える。

本発明によれば、モータ制御においてシステム効率をさらに改善することが可能となる。

以下、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。

図１は、この発明の実施の形態に係るモータ駆動装置の回路図である。
図１を参照して、モータ駆動装置１００は、直流電源Ｂと、電圧センサ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１１，２４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。

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ＰＬ１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ＰＬ２と接地ラインＳＬ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ＰＬ２に接続され、ＮＰＮトランジスタＱ２のエミッタは接地ラインＳＬ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。

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とを含む。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ＰＬ２と接地ラインＳＬとの間に並列に設けられる。

Ｕ相アーム１５は、直列接続されたＮＰＮトランジスタＱ３，Ｑ４を含む。Ｖ相アーム１６は、直列接続されたＮＰＮトランジスタＱ５，Ｑ６を含む。Ｗ相アーム１７は、直列接続されたＮＰＮトランジスタＱ７，Ｑ８を含む。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向けて電流を流すようにダイオードＤ３〜Ｄ８がそれぞれ接続されている。

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。

なお、ＮＰＮトランジスタＱ１〜Ｑ８等に代えて、他のパワースイッチング素子たとえばＩＧＢＴ（insulated gate bipolar transistor）やパワーＭＯＳＦＥＴを用いることもできる。

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を含む。電圧センサ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。電流センサ１１は、直流電源Ｂから出力される直流電流Ｉｂを検出し、その検出した直流電流Ｉｂ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。

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。

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。

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ＶＨ（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ＶＨを制御装置３０へ出力する。

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。

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。

電流センサ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。

制御装置３０は、アクセル開度センサ３２から得られるアクセル開度Ａｃｃに基づいてトルク指令値ＴＲを決定する。そしてトルク指令値ＴＲ、モータ回転数ＭＲＮ、電圧センサ１０からの直流電圧ＶＢ、電圧センサ１３からの出力電圧ＶＨ、および電流センサ２４からのモータ電流ＭＣＲＴに基づいて、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。

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ＶＨ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ＶＨに変換する場合に、出力電圧ＶＨをフィードバック制御し、出力電圧ＶＨが目標値と一致す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。

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。

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。

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。

制御装置３０は、アクセル開度センサ３２、入力スイッチ３７、ナビゲーション装置３６からの情報に基づき、動作モードを決定しインバータ１４の制御を行なう。また制御装置３０は、モード報知部３４を使用して決定した動作モードを乗員に報知する。

図２は、図１の制御装置３０がインバータ１４の制御する際の制御方式について示した図である。

図１に示すような直流電圧をインバータによって交流電圧に変換して交流モータを駆動制御するモータ駆動システムでは、一般的には交流モータを高効率に駆動するためにベクトル制御に基づく正弦波ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御に従ってモータ電流が制御されることが多い。

しかしながら、正弦波ＰＷＭ制御方式では、インバータの出力電圧の基本波成分を十分に高めることができず電圧利用率に限界があるため、回転速度の高い領域で高出力を得ることが難しいという問題点がある。この点を考慮して、正弦波ＰＷＭ制御方式よりも基本波成分が大きい電圧を出力可能な変調方式の採用が提案されている。

たとえば、高回転域での出力向上のために矩形波電圧を交流モータに印加して、この交流モータを回転駆動する制御構成（以下、「矩形波制御方式」とも称する）において、トルク指令値と実際のトルクとの偏差に基づいてこの矩形波電圧の位相を制御することによって交流電動機のトルク制御を行なうことが提案されている。

また、上記矩形波制御方式と正弦波ＰＷＭ制御方式の中間的な電圧波形を利用する「過変調ＰＷＭ制御方式」をさらに採用することも提案されている。モータ駆動装置１００では、正弦波ＰＷＭ制御、過変調ＰＷＭ制御および矩形波制御の３制御方式を、モータ運転条件（代表的にはトルク・回転数）によって適切に切換えて使用する。

図２に示すように、正弦波ＰＷＭ制御方式は、一般的なＰＷＭ制御として用いられるものであり、各相アームにおけるスイッチング素子のオン／オフを、正弦波状の電圧指令値と搬送波（代表的には三角波）との電圧比較に従って制御する。この結果、上アーム素子のオン期間に対応するハイレベル期間と、下アーム素子のオン期間に対応するローレベル期間との集合について、一定期間内でその基本波成分が正弦波となるようにデューティ比が制御される。周知のように、正弦波ＰＷＭ制御方式では、インバータ直流入力電圧に対するこの基本波成分の実効値の比率（変調率）を０．６１倍までしか高めることができない。

一方、矩形波制御方式では、上記一定期間内で、ハイレベル期間およびローレベル期間の比が１：１の矩形波１パルス分を交流モータに印加する。これにより、変調率は０．７８まで高められる。

過変調ＰＷＭ制御方式は、搬送波の振幅を縮小するようにを歪ませた上で上記正弦波ＰＷＭ制御方式と同様のＰＷＭ制御を行なうものである。この結果、基本波成分を歪ませることができ、変調率を０．６１〜０．７８の範囲まで高めることができる。

交流モータＭ１では、回転数や出力トルクが増加すると誘起電圧が高くなり、その必要電圧が高くなる。昇圧コンバータ１２による昇圧電圧すなわち、システム電圧ＶＨは、このモータ必要電圧（誘起電圧）よりも高く設定する必要がある。その一方で、昇圧コンバータ１２による昇圧電圧すなわち、システム電圧ＶＨには限界値（ＶＨ最大電圧）が存在する。

したがって、モータ必要電圧（誘起電圧）がシステム電圧ＶＨの最大値（ＶＨ最大電圧）より低い領域では、正弦波ＰＷＭ制御方式または過変調ＰＷＭ制御方式による最大トルク制御が適用されて、ベクトル制御に従ったモータ電流制御によって出力トルクがトルク指令値に制御される。

その一方で、モータ必要電圧（誘起電圧）がシステム電圧ＶＨの最大値（ＶＨ最大電圧）に達すると、システム電圧ＶＨを維持した上で弱め界磁制御に従った矩形波制御方式が適用される。矩形波制御方式では、基本波成分の振幅が固定されるため、電力演算によって求められるトルク実績値とトルク指令値との偏差に基づく、矩形波パルスの電圧位相制御によってトルク制御が実行される。

図３は、ある昇圧電圧において、制御方式がどのように決定されているかを示した図である。

図３に示されるように、低回転数域Ａ１ではトルク変動を小さくするために正弦波ＰＷＭ制御方式が用いられ、中回転数域Ａ２では過変調ＰＷＭ制御方式、高回転数域Ａ３では、矩形波制御方式が適用される。特に、過変調ＰＷＭ制御方式および矩形波制御方式の適用により、中回転および高回転域における交流モータＭ１の出力向上が実現される。このように、図２に示した制御方式のいずれを用いるかについては、実現可能な変調率の範囲内で決定される。

図４は、昇圧コンバータによる昇圧電圧と図３の制御方式との関係を説明するための図である。

図１、図４を参照して、昇圧コンバータ１２の出力電圧である電圧ＶＨがＶＨ１である場合は、図４の実線のマップＡに示されるように、低回転数域Ａ１では正弦波ＰＷＭ制御方式、中回転数域Ａ２では過変調ＰＷＭ制御方式、高回転数域Ａ３では、矩形波制御方式が用いられる。

これに対し、電圧ＶＨがＶＨ１より低いＶＨ２である場合には、図４の破線のマップＢに示されるように、低回転数域Ｂ１では正弦波ＰＷＭ制御方式、中回転数域Ｂ２では過変調ＰＷＭ制御方式、高回転数域Ｂ３では、矩形波制御方式が用いられる。

このようなマップは、電圧ＶＨごとに定められて予め制御装置３０が内蔵するメモリに記憶されている。

すなわち、回転数とトルクが同じ領域であっても、昇圧コンバータ１２の昇圧電圧をいくらに設定するかによって適用される制御方式は異なってくる。たとえば、１０・１５モード燃費の測定において多く用いられる領域Ｙは、電圧ＶＨ＝ＶＨ１である場合には領域Ａ１に属し正弦波ＰＷＭ制御方式が適用されるが、電圧ＶＨ＝ＶＨ２である場合には領域Ｂ３に属し矩形波制御方式が適用される。

燃費を重視する場合には、この場合電圧ＶＨをＶＨ２に設定する。すると昇圧コンバータ１２は、昇圧をあまり行なわない。また、領域ＹはマップＢの領域Ｂ３に属し、矩形波制御方式が適用される。電圧がバッテリ電圧ＶＢで足りる場合にはスイッチング損失がゼロになる。インバータ１４のスイッチングに関しても、正弦波ＰＷＭ制御方式よりも矩形波制御方式の方がパワー素子のスイッチング頻度が少ないのでスイッチング損失が低減される。したがって、昇圧コンバータ１２においてもインバータ１４においても損失が減るので車両の燃費が改善される。この場合は、外乱に弱いので、要求トルクの急な変化を制限するほうが望ましい。たとえば、アクセル開度の変化に対して要求トルクの変化を緩慢にすることによって要求トルクの急な変化を制限できる。

一方で、急加速を繰返す場合やカーブや起伏の多い道を走行する場合には、運転者によっては燃費よりも車両の応答性を重視する。この場合、電圧ＶＨをＶＨ１に設定する。すると、昇圧コンバータ１２は余分に昇圧を行ない領域ＹはマップＡの領域Ａ１に属することになり、インバータ１４は応答性の良い正弦波ＰＷＭ制御方式で制御されることになる。

図５は、図１の制御装置３０が昇圧電圧と制御方式の決定に関して実行するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、一定時間経過ごとにまたは所定の条件が成立するごとにメインルーチンから呼び出されて実行される。

図１、図５を参照して、制御装置３０は、まずステップＳ１において、入力スイッチ３７がどのように設定されているかを検知する。ここで、図１の入力スイッチ３７は、たとえば、動作モードを燃費重視モードに設定するエコスイッチと称される。

通常モードとエコモードとのいずれを選択するかの指示は、エコスイッチから制御装置３０に与えられる。エコスイッチの設定がオン状態であれば、ステップＳ２に処理が進み、エコスイッチの設定がオフ状態であれば、ステップＳ３に処理が進む。

図６は、負荷に対する昇圧電圧を決定するマップを示した図である。横軸の負荷は、たとえば一定回転のもとではトルクと回転数の積に比例する。

図７は、アクセル開度に対する要求トルクを決定するマップを示した図である。
図５のステップＳ２では、図６の電圧Ｖ２に基づいて昇圧電圧目標値が定められ、図７の要求トルクＴ２に基づいて要求トルクが定められる。一方、ステップＳ３では、図６の電圧Ｖ１に基づいて昇圧電圧目標値が定められ、図７の要求トルクＴ１に基づいて要求トルクが定められる。

ステップＳ２またはステップＳ３のマップ選択が終了すると、ステップＳ４に処理が進む。ステップＳ４では、アクセル開度から定まる要求トルクによりトルク指令値を算出する。すなわち、図７に示すように、制御装置３０は、アクセル開度センサ３２から与えられるトルクの要求を示す同じ所定の入力信号Ａｃｃに対して、要求トルクＴ１と、緩慢に変化が制限された要求トルクＴ２とを選択可能である。入力スイッチ３７によって運転者が通常モードを選択した場合には要求トルクＴ１が選択され、エコモードを選択した場合には要求トルクＴ２が選択される。

なお、変化が緩慢になるように制限する方法としては、このようなマップを切り換えて使用する方法の他にもいくつかの方法がある。

図８は、トルク要求の変化を緩慢にする他の例を説明するための波形図である。
図８を参照して、たとえばアクセル開度センサから与えられる入力信号ＩＮを、フィルタを通した後に要求トルクとして用いる。このフィルタの係数を通常モードとエコモードで切り換えることにより、通常モードでは信号ＯＵＴ１が要求トルクとして使用され、エコモードではそれより変化が緩慢に制限された信号ＯＵＴ２が要求トルクとして使用される。

再び図５を参照して、ステップＳ４に続いて実行されるステップＳ５以降の処理について説明を続ける。

ステップＳ５では、制御装置３０は、ステップＳ４で算出されたトルク指令値およびレゾルバ３８で検知されたモータ回転数から、図６のマップを用いて昇圧電圧ＶＨの目標値を決定する。そして、ステップＳ５に続いてステップＳ６の処理が実行される。

ステップＳ６では、図４に示したような昇圧電圧ＶＨごとに定められたマップから、制御方式を正弦波ＰＷＭ制御、過変調ＰＷＭ制御および矩形波制御のいずれにするかを決定する。

ステップＳ５およびＳ６で実行される処理をまとめると以下のように言うことができる。すなわち、モータ駆動装置１００は、電源電圧を昇圧して昇圧電圧を出力する昇圧コンバータ１２と、昇圧コンバータ１２から昇圧電圧を受けてモータＭ１を駆動するインバータ１４と、昇圧コンバータ１２に対して昇圧電圧の目標値を指示し、インバータ１４の制御方式を矩形波制御と非矩形波制御のいずれかに定める制御装置３０とを備える。なお、この制御方式の切り替えは、他の局面によれば、パルス幅変調制御と非パルス幅変調制御とのいずれかに定めると表現してもよい。

このような構成において、図４で説明した領域Ｙに車両の状態があるときには図６の負荷はＹＬで示す範囲にあるので、制御装置３０は、トルクの要求を示す同じ所定の入力信号Ａｃｃに対して、第１の昇圧目標値Ｖ１を指示し制御方式として非矩形波制御を指定する第１の動作モード（通常モード）と、第１の昇圧目標値Ｖ１より低い第２の昇圧目標値Ｖ２を指示し制御方式として矩形波制御を指定する第２の動作モード（エコモード）とを選択可能に構成されている。そして、運転者は、入力スイッチ３７を用いて動作モードを好みに応じて変えることができる。

ステップＳ６で制御方式が決定されると、その制御方式に従ってステップＳ７においてインバータ１４のトランジスタＱ３〜Ｑ８をスイッチングが行なわれモータの電流制御が実行され、ステップＳ８において制御はメインルーチンに移される。

なお、好ましくは、ステップＳ４の前に、モード報知部３４を用いて、通常モードとエコモードのいずれが選択されているかを操作者に認識させる処理が実行されるようにしても良い。

制御装置３０は、乗り心地や応答性重視の動作モード（以下通常モードと呼ぶ）と燃費を重視する動作モード（以下エコモードと呼ぶ）とを入力スイッチ３７の設定に応じて選択する。制御装置３０は、モード報知部３４を使って、現在選択されている動作モードが通常モードとエコモードのいずれであるかを運転者に報知する。

たとえば、モード報知部３４として、エコモードが選択されているときに点灯するランプを設けたり、背景部分の色が動作モードによって変化するメータパネルを設けたりすることができる。空気清浄機付の車両であれば、空気清浄機にエコモード選択時に森林浴をイメージするような匂いを発生させて、エコモードが選択されていることを運転者に報知しても良い。

運転者にエコモードの選択を積極的に報知しておくことで、エコモード選択に伴う車両の操作感の違いについて過剰な違和感を運転者に抱かせずにすむ。

また、好ましくは、ステップＳ１からステップＳ３に移行させる前に、制御装置３０は、ナビゲーション装置３６からの情報に基づいて進路に渋滞が予測される場合には、動作モードを通常モードからエコモードに切り換え、ステップＳ３のマップに代えてステップＳ２のマップを使用させるようにしても良い。たとえば、ＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System）等の交通情報提供サービスから提供される渋滞情報をナビゲーション装置３６に取り込み、現在地から設定された目的地に至る経路に渋滞が検出されれば、渋滞に到達予測時刻に動作モードをエコモードに切り換えるようにすればよい。

このようにすれば、運転者が通常モードを指定している場合においても、車両性能がさほど必要ない状況では燃費を改善することができる。

なお、本実施の形態においては、車両の性能が高い動作モードを通常モードとし、燃費が改善されるモードをエコモードと称したが、これに限定されるものではない。たとえば、燃費が改善されるモードを通常モードとし、車両の性能が高い動作モードをパワーモードと称して本願発明を適用することも可能である。

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。

この発明の実施の形態に係るモータ駆動装置の回路図である。 図１の制御装置３０がインバータ１４の制御する際の制御方式について示した図である。 ある昇圧電圧において、制御方式がどのように決定されているかを示した図である。 昇圧コンバータによる昇圧電圧と図３の制御方式との関係を説明するための図である。 図１の制御装置３０が昇圧電圧と制御方式の決定に関して実行するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 負荷に対する昇圧電圧を決定するマップを示した図である。 アクセル開度に対する要求トルクを決定するマップを示した図である。 トルク要求の変化を緩慢にする他の例を説明するための波形図である。

符号の説明

１０，１３ 電圧センサ、１１，２４ 電流センサ、１２ 昇圧コンバータ、１４ インバータ、１５ Ｕ相アーム、１６ Ｖ相アーム、１７ Ｗ相アーム、３０ 制御装置、３２ アクセル開度センサ、３４ モード報知部、３６ ナビゲーション装置、３７ 入力スイッチ、３８ レゾルバ、１００ モータ駆動装置、Ｂ 直流電源、Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ、Ｄ１〜Ｄ８ ダイオード、Ｌ１ リアクトル、Ｍ１ モータ、ＰＬ１，ＰＬ２ 電源ライン、Ｑ１〜Ｑ８ トランジスタ、ＳＬ 接地ライン、ＳＲ１，ＳＲ２ システムリレー。

Claims (6)

1. 電源電圧を昇圧して昇圧電圧を出力する昇圧装置と、
   前記昇圧装置から昇圧電圧を受けてモータを駆動するインバータと、
   前記昇圧装置に対して昇圧電圧の目標値を指示し、前記インバータの制御方式を矩形波制御と非矩形波制御のいずれかに定める制御装置とを備え、
   前記制御装置は、トルクの要求を示す同じ所定の入力信号に対して、第１の昇圧目標値を指示し前記制御方式として前記非矩形波制御を指定する第１の動作モードと、前記第１の昇圧目標値より低い第２の昇圧目標値を指示し前記制御方式として前記矩形波制御を指定する第２の動作モードとを選択可能に構成される、モータ駆動装置。
2. 電源電圧を昇圧して昇圧電圧を出力する昇圧装置と、
   前記昇圧装置から昇圧電圧を受けてモータを駆動するインバータと、
   前記昇圧装置に対して昇圧電圧の目標値を指示し、前記インバータの制御方式をパルス幅変調制御と非パルス幅変調制御のいずれかに定める制御装置とを備え、
   前記制御装置は、トルクの要求を示す同じ所定の入力信号に対して、第１の昇圧目標値を指示し前記制御方式として前記パルス幅変調制御を指定する第１の動作モードと、前記第１の昇圧目標値より低い第２の昇圧目標値を指示し前記制御方式として前記非パルス幅変調制御を指定する第２の動作モードとを選択可能に構成される、モータ駆動装置。
3. 前記制御装置は、前記所定の入力信号に対して第１の指令トルクと、前記第１の指令トルクよりも緩慢に変化が制限された第２の指令トルクとを選択可能であり、前記第１の動作モードを選択した場合には前記第１の指令トルクを選択し、前記第２の動作モードを選択した場合には前記第２の指令トルクを選択する、請求項１または２に記載のモータ駆動装置。
4. 前記第１、第２の動作モードのいずれを選択するかの指示を前記制御装置に与える入力スイッチをさらに備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載のモータ駆動装置。
5. 前記第１、第２のモードのいずれが選択されているかを操作者に認識させるモード報知部をさらに備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載のモータ駆動装置。
6. 前記制御装置は、進路に渋滞が予測される場合には、前記動作モードを前記第１の動作モードから前記第２の動作モードに切換える、請求項１〜５のいずれか１項に記載のモータ駆動装置。

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