JP2018068038A

JP2018068038A - 駆動装置および自動車

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Publication number: JP2018068038A
Application number: JP2016205428A
Authority: JP
Inventors: 清隆松原; Kiyotaka Matsubara; 山田　堅滋; Katashige Yamada; 堅滋山田; 敏洋山本; Toshihiro Yamamoto
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-10-19
Filing date: 2016-10-19
Publication date: 2018-04-26
Anticipated expiration: 2036-10-19
Also published as: US10279802B2; CN107972529B; JP6439771B2; US20180105163A1; CN107972529A

Abstract

【課題】静粛性の要求をより十分に満たす駆動装置及び自動車を提供する。
【解決手段】インバータの制御として、モータのトルク指令に基づく各相の電圧指令と搬送波電圧との比較によって複数のスイッチング素子の第１ＰＷＭ信号を生成して複数のスイッチング素子のスイッチングを行なう第１ＰＷＭ制御と、トルク指令に基づく電圧の変調率および電圧位相とモータの電気角の単位周期のパルス数とに基づいて複数のスイッチング素子の第２ＰＷＭ信号を生成して複数のスイッチング素子のスイッチングを行なう制御であって、第１ＰＷＭ制御に比して複数のスイッチング素子のスイッチング回数を少なくする第２ＰＷＭ制御とを切り替えて実行する。そして、静粛性が要求されているときには、静粛性が要求されていないときに比して、インバータの制御として第２ＰＷＭ制御の実行を制限する。
【選択図】図４

Description

本発明は、駆動装置および自動車に関し、詳しくは、モータとインバータと蓄電装置とを備える駆動装置および駆動装置を搭載する自動車に関する。

従来、この種の駆動装置としては、電動機と、複数のスイッチング素子のスイッチングによって電動機を駆動するインバータ回路を有する電力変換装置と、を備えるものにおいて、電動機の電気１周期のパルス数と、電動機のトルク指令に基づく電圧の変調率および電圧位相と、に基づいて複数のスイッチング素子のパルス信号を生成して複数のスイッチング素子のスイッチングを行なうものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この駆動装置では、パルス数と変調率と電圧位相とに基づいて電力変換装置および電動機の電力損失が最小となるようにパルス信号を生成することにより、駆動装置全体の損失の低減を図っている。

特開２０１３−１６２６６０号公報

上述の駆動装置におけるパルス信号を生成して電力変換装置に出力する手法では、電動機の各相の電圧指令と搬送波電圧との比較によってパルス信号を生成して電力変換装置に出力する手法に比して、複数のスイッチング素子のスイッチング回数を少なくすることが考えられる。しかし、複数のスイッチング素子のスイッチング回数を少なくする場合、複数のスイッチング素子のスイッチングに起因する騒音（電磁騒音）が大きくなりやすい。このため、静粛性が要求されているときにその要求を満たせなせない可能性がある。

本発明の駆動装置および自動車は、静粛性の要求をより十分に満たすことを主目的とする。

本発明の駆動装置および自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の駆動装置は、
モータと、
複数のスイッチング素子のスイッチングによって前記モータを駆動するインバータと、
前記インバータを介して前記モータと電力をやりとりする蓄電装置と、
を備える駆動装置であって、
前記インバータの制御として、前記モータのトルク指令に基づく各相の電圧指令と搬送波電圧との比較によって前記複数のスイッチング素子の第１ＰＷＭ信号を生成して前記複数のスイッチング素子のスイッチングを行なう第１ＰＷＭ制御と、前記トルク指令に基づく電圧の変調率および電圧位相と前記モータの電気角の単位周期当たりのパルス数とに基づいて前記複数のスイッチング素子の第２ＰＷＭ信号を生成して前記複数のスイッチング素子のスイッチングを行なう制御であって前記第１ＰＷＭ制御に比して前記複数のスイッチング素子のスイッチング回数を少なくする第２ＰＷＭ制御と、を切り替えて実行する制御装置を備え、
前記制御装置は、静粛性が要求されているときには、前記静粛性が要求されていないときに比して、前記インバータの制御として前記第２ＰＷＭ制御の実行を制限する、
ことを要旨とする。

この本発明の駆動装置では、インバータの制御として、第１ＰＷＭ制御と第２ＰＷＭ制御とを切り替えて実行する。ここで、第１ＰＷＭ制御は、モータのトルク指令に基づく各相の電圧指令と搬送波電圧との比較によって複数のスイッチング素子の第１ＰＷＭ信号を生成して複数のスイッチング素子のスイッチングを行なう制御である。第２ＰＷＭ制御は、トルク指令に基づく電圧の変調率および電圧位相とモータの電気角の単位周期のパルス数とに基づいて複数のスイッチング素子の第２ＰＷＭ信号を生成して複数のスイッチング素子のスイッチングを行なう制御であって、第１ＰＷＭ制御に比して複数のスイッチング素子のスイッチング回数を少なくする制御である。そして、静粛性が要求されているときには、静粛性が要求されていないときに比して、インバータの制御として第２ＰＷＭ制御の実行を制限する。第２ＰＷＭ制御は、第１ＰＷＭ制御に比して、複数のスイッチング素子のスイッチング回数を少なくするから、スイッチング素子のスイッチングに起因する騒音（電磁騒音）が大きくなりやすい。したがって、静粛性が要求されているときには、静粛性が要求されていないときに比して、インバータの制御として第２ＰＷＭ制御の実行を制限することにより、静粛性の要求をより十分に満たすことができる。ここで、「第２ＰＷＭ制御の実行の制限」としては、第２ＰＷＭ制御の実行領域の縮小や第２ＰＷＭ制御の実行の禁止などを挙げることができる。

こうした本発明の駆動装置において、前記制御装置は、前記静粛性が要求されていないときには、前記インバータの制御として前記第２ＰＷＭ制御の実行を許可し、前記静粛性が要求されているときには、前記インバータの制御として前記第２ＰＷＭ制御の実行を禁止する、ものとしてもよい。こうすれば、静粛性が要求されているか否かに応じて、第２ＰＷＭ制御の実行または禁止を判定することができる。この場合、前記制御装置は、前記インバータの制御として前記第２ＰＷＭ制御の実行を許可すると共に前記モータの目標動作点が所定領域内のときには、前記インバータの制御として前記第２ＰＷＭ制御を実行し、前記インバータの制御として前記第２ＰＷＭ制御の実行を許可すると共に前記目標動作点が前記所定領域外のときおよび前記インバータの制御として前記第２ＰＷＭ制御の実行を禁止するときには、前記インバータの制御として前記第１ＰＷＭ制御を実行する、ものとしてもよい。こうすれば、インバータの制御として、第２ＰＷＭ制御の実行を許可したか禁止したかおよびモータの目標動作点に応じて第１ＰＷＭ制御および第２ＰＷＭ制御のうちの何れを実行するかを決定することができる。

また、本発明の駆動装置において、前記第２ＰＷＭ制御は、前記第１ＰＷＭ制御に比して、所望の次数の高調波成分が低減されると共に前記モータの損失と前記インバータの損失との合計損失が低減されるように前記複数のスイッチング素子の第２ＰＷＭ信号を生成する制御である、ものとしてもよい。こうすれば、第２ＰＷＭ制御を実行する際には、第１ＰＷＭ制御を実行する際に比して、所望の次数の高調波成分の低減や合計損失の低減を図ることができる。なお、「所望の次数」は、特定の次数であってもよいし、低次数から高次数までの比較的広範囲の次数であってもよい。

本発明の第１の自動車は、上述のいずれかの態様の本発明の駆動装置を搭載し、前記モータからの動力を用いて走行する自動車であって、前記制御装置は、車速が所定車速以下のときには、前記静粛性が要求されていると判定する、ことを要旨とする。車速が比較的低いときには高いときよりも、ロードノイズが小さく、電磁騒音がロードノイズに紛れにくく、運転者等が電磁騒音を感じやすいと考えられる。したがって、車速が所定車速以下のときには、車内に対する静粛性が要求されていると判定し、インバータの制御として第２ＰＷＭ制御の実行を制限することにより、車内に対する静粛性の要求をより十分に満たすことができる。具体的には、電磁騒音を運転者等に感じさせるのをより十分に抑制することができる。

本発明の第２の自動車は、上述のいずれかの態様の本発明の駆動装置を搭載し、前記モータからの動力を用いて走行する自動車であって、走行用の動力を出力するエンジンを備え、前記制御装置は、前記エンジンの運転を伴わずに走行しているときには、前記静粛性が要求されていると判定する、ことを要旨とする。エンジンの運転を伴わずに走行しているときには、エンジン音が生じないから、エンジンの運転を伴って走行しているときに比して、運転者等が電磁騒音を感じやすいと考えられる。したがって、エンジンの運転を伴わずに走行しているときには、車内に対する静粛性が要求されていると判定し、インバータの制御として第２ＰＷＭ制御の実行を制限することにより、車内に対する静粛性の要求をより十分に満たすことができる。具体的には、電磁騒音を運転者等に感じさせるのをより十分に抑制することができる。

本発明の第３の自動車は、上述のいずれかの態様の本発明の駆動装置を搭載し、前記モータからの動力を用いて走行する自動車であって、前記制御装置は、車両の現在地の車線数が所定車線数以下のときには、前記静粛性が要求されていると判定する、ことを要旨とする。車線数が少ないときには多いときよりも、道路の幅員が狭く、車両周辺の歩行者等が電磁騒音を感じやすいと考えられる。したがって、車両の現在地の車線数が所定車線数以下のときには、車外に対する静粛性が要求されていると判定し、インバータの制御として第２ＰＷＭ制御の実行を制限することにより、車外に対する静粛性の要求をより十分に満たすことができる。具体的には、電磁騒音を車両周辺の歩行者等に感じさせるのをより十分に抑制することができる。

本発明の第４の自動車は、上述のいずれかの態様の本発明の駆動装置を搭載し、前記モータからの動力を用いて走行する自動車であって、前記制御装置は、夜間には、前記静粛性が要求されていると判定する、ことを要旨とする。夜間には、夜間でないとき（昼間）よりも運転者等が電磁騒音を感じやすいと考えられる。したがって、夜間には、車外に対する静粛性が要求されていると判定し、インバータの制御として第２ＰＷＭ制御の実行を制限することにより、車外に対する静粛性の要求をより十分に満たすことができる。具体的には、電磁騒音を車両周辺の歩行者等に感じさせるのをより十分に抑制することができる。

本発明の第５の自動車は、上述のいずれかの態様の本発明の駆動装置を搭載し、前記モータからの動力を用いて走行する自動車であって、エンジンと、前記エンジンからの動力を用いて発電する発電機と、複数の第２スイッチング素子のスイッチングによって前記発電機を駆動する発電機用インバータと、を備え、前記蓄電装置は、前記インバータおよび前記発電機用インバータを介して前記モータおよび前記発電機と電力をやりとりし、前記制御装置は、停車中に前記蓄電装置の蓄電割合が所定割合以下のときには、前記エンジンからの動力を用いて前記発電機によって発電されて前記蓄電装置が充電されるように前記エンジンと前記発電機用インバータとを制御し、更に、前記発電機用インバータの制御として前記第１ＰＷＭ制御と前記第２ＰＷＭ制御とを切り替えて実行し、前記制御装置は、前記静粛性が要求されているときには、前記静粛性が要求されていないときに比して、前記インバータおよび前記発電機用インバータの制御として前記第２ＰＷＭ制御の実行を制限し、更に、停車中には、前記静粛性が要求されていると判定する、ことを要旨とする。停車中には、ロードノイズが生じないから、走行中に比して、運転者等が電磁騒音をより感じやすいと考えられる。したがって、停車中には、車内に対する静粛性が要求されていると判定し、インバータおよび発電機用インバータの制御として第２ＰＷＭ制御の実行を制限することにより、車内に対する静粛性の要求をより十分に満たすことができる。具体的には、電磁騒音を運転者等に感じさせるのをより十分に抑制することができる。

実施例の駆動装置を搭載するハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。モータＭＧ１，ＭＧ２を含む電機駆動系の構成の概略を示す構成図である。第１ＰＷＭ制御および第２ＰＷＭ制御におけるパルス数Ｎｐ１とモータＭＧ１の損失Ｌｍｇ１およびインバータ４１の損失Ｌｉｎｖ１および合計損失Ｌｓｕｍ１との関係の一例を示す説明図である。モータＥＣＵ４０により実行される実行用制御設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。モータＭＧ１の目標動作点Ｐ１と第１ＰＷＭ制御の領域および第２ＰＷＭ制御の領域との関係の一例を示す説明図である。モータＥＣＵ４０により実行される許可フラグ設定ルーチンの一例を示す説明図である。変形例の許可フラグ設定ルーチンの一例を示す説明図である。変形例の許可フラグ設定ルーチンの一例を示す説明図である。変形例の許可フラグ設定ルーチンの一例を示す説明図である。変形例の許可フラグ設定ルーチンの一例を示す説明図である。変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。変形例の電気自動車３２０の構成の概略を示す構成図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の実施例としての駆動装置を搭載するハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図であり、図２は、モータＭＧ１，ＭＧ２を含む電機駆動系の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図１に示すように、エンジン２２と、プラネタリギヤ３０と、モータＭＧ１，ＭＧ２と、インバータ４１，４２と、蓄電装置としてのバッテリ５０と、昇圧コンバータ５５と、システムメインリレー５６と、ナビゲーション装置９０と、ハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ＨＶＥＣＵ」という）７０と、を備える。

エンジン２２は、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されている。このエンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４によって運転制御されている。

エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２を運転制御するのに必要な各種センサからの信号、例えば、エンジン２２のクランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２３からのクランク角θｃｒなどが入力ポートから入力されている。エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ２３からのクランク角θｃｒに基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅを演算している。

プラネタリギヤ３０は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ３０のサンギヤには、モータＭＧ１の回転子が接続されている。プラネタリギヤ３０のリングギヤには、駆動輪３９ａ，３９ｂにデファレンシャルギヤ３８を介して連結された駆動軸３６が接続されている。プラネタリギヤ３０のキャリヤには、ダンパ２８を介してエンジン２２のクランクシャフト２６が接続されている。

モータＭＧ１は、永久磁石が埋め込まれた回転子と三相コイルが巻回された固定子とを有する同期発電電動機として構成されており、上述したように、回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されている。モータＭＧ２は、モータＭＧ１と同様に、永久磁石が埋め込まれた回転子と三相コイルが巻回された固定子とを有する同期発電電動機として構成されており、回転子が駆動軸３６に接続されている。

図２に示すように、インバータ４１は、高電圧側電力ライン５４ａに接続されている。このインバータ４１は、６つのトランジスタＴ１１〜Ｔ１６と、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６に逆方向に並列接続された６つのダイオードＤ１１〜Ｄ１６と、を有する。トランジスタＴ１１〜Ｔ１６は、それぞれ高電圧側電力ライン５４ａの正極側ラインと負極側ラインとに対してソース側とシンク側になるように２個ずつペアで配置されている。また、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６の対となるトランジスタ同士の接続点の各々には、モータＭＧ１の三相コイル（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の各々が接続されている。したがって、インバータ４１に電圧が作用しているときに、モータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）４０によって、対となるトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のオン時間の割合が調節されることにより、三相コイルに回転磁界が形成され、モータＭＧ１が回転駆動される。インバータ４２は、インバータ４１と同様に、高電圧側電力ライン５４ａに接続されており、６つのトランジスタＴ２１〜Ｔ２６と６つのダイオードＤ２１〜Ｄ２６とを有する。そして、インバータ４２に電圧が作用しているときに、モータＥＣＵ４０によって、対となるトランジスタＴ２１〜Ｔ２６のオン時間の割合が調節されることにより、三相コイルに回転磁界が形成され、モータＭＧ２が回転駆動される。

昇圧コンバータ５５は、インバータ４１，４２が接続された高電圧側電力ライン５４ａと、バッテリ５０が接続された低電圧側電力ライン５４ｂと、に接続されている。この昇圧コンバータ５５は、２つのトランジスタＴ３１，Ｔ３２と、トランジスタＴ３１，Ｔ３２に逆方向に並列接続された２つのダイオードＤ３１，Ｄ３２と、リアクトルＬと、を有する。トランジスタＴ３１は、高電圧側電力ライン５４ａの正極側ラインに接続されている。トランジスタＴ３２は、トランジスタＴ３１と、高電圧側電力ライン５４ａおよび低電圧側電力ライン５４ｂの負極側ラインと、に接続されている。リアクトルＬは、トランジスタＴ３１，Ｔ３２同士の接続点と、低電圧側電力ライン５４ｂの正極側ラインと、に接続されている。昇圧コンバータ５５は、モータＥＣＵ４０によってトランジスタＴ３１，Ｔ３２のオン時間の割合が調節されることにより、低電圧側電力ライン５４ｂの電力を昇圧して高電圧側電力ライン５４ａに供給したり、高電圧側電力ライン５４ａの電力を降圧して低電圧側電力ライン５４ｂに供給したりする。高電圧側電力ライン５４ａの正極側ラインと負極側ラインとには、平滑用のコンデンサ５７が取り付けられており、低電圧側電力ライン５４ｂの正極側ラインと負極側ラインとには、平滑用のコンデンサ５８が取り付けられている。

モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。図１に示すように、モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２や昇圧コンバータ５５を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。モータＥＣＵ４０に入力される信号としては、例えば、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ（例えばレゾルバ）４３，４４からの回転位置θｍ１，θｍ２や、モータＭＧ１，ＭＧ２の各相に流れる電流を検出する電流センサ４５ｕ，４５ｖ，４６ｕ，４６ｖからの相電流Ｉｕ１，Ｉｖ１，Ｉｕ２，Ｉｖ２を挙げることができる。また、コンデンサ５７の端子間に取り付けられた電圧センサ５７ａからのコンデンサ５７の電圧（高電圧側電力ライン５４ａの電圧）ＶＨやコンデンサ５８の端子間に取り付けられた電圧センサ５８ａからのコンデンサ５８の電圧（低電圧側電力ライン５４ｂの電圧）ＶＬ，リアクトルＬの端子に取り付けられた電流センサ５５ａからのリアクトルＬに流れる電流ＩＬも挙げることができる。モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６へのスイッチング制御信号や昇圧コンバータ５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の電気角θｅ１，θｅ２や回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を演算している。

バッテリ５０は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、低電圧側電力ライン５４ｂに接続されている。このバッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、「バッテリＥＣＵ」という）５２によって管理されている。

バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。バッテリＥＣＵ５２に入力される信号としては、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された電圧センサ５１ａからの電圧Ｖｂやバッテリ５０の出力端子に取り付けられた電流センサ５１ｂからの電流Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃからの温度Ｔｂを挙げることができる。バッテリＥＣＵ５２は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。バッテリＥＣＵ５２は、電流センサ５１ｂからの電池電流Ｉｂの積算値に基づいて蓄電割合ＳＯＣを演算している。蓄電割合ＳＯＣは、バッテリ５０の全容量に対するバッテリ５０から放電可能な電力の容量の割合である。

システムメインリレー５６は、低電圧側電力ライン５４ｂにおけるコンデンサ５８よりもバッテリ５０側に設けられている。このシステムメインリレー５６は、ＨＶＥＣＵ７０によってオンオフ制御されることにより、バッテリ５０と昇圧コンバータ５５との接続および接続の解除を行なう。

ナビゲーション装置９０は、地図情報などが記憶されたハードディスクなどの記憶媒体や入出力ポート，通信ポートなどを有する制御部を内蔵する本体と、車両の現在地に関する情報を受信するＧＰＳアンテナと、車両の現在地に関する情報や目的地までの走行ルートなどの各種情報を表示すると共に操作者による各種指示を入力可能なタッチパネル式のディスプレイと、を備える。ここで、地図情報には、サービス情報（例えば観光情報や駐車場、充電ステーションなど）や予め定められている走行区間（例えば信号機間や交差点間など）毎の道路情報などがデータベース化して記憶されており、道路情報には、距離情報や幅員情報，車線数情報，地域情報（市街地，郊外），種別情報（一般道路，高速道路），勾配情報，法定速度情報，信号機の数などが含まれる。ナビゲーション装置９０は、操作者により目的地が設定されたときには、地図情報と車両の現在地と目的地とに基づいて車両の現在地から目的地までの走行ルートを検索すると共に検索した走行ルートをディスプレイに出力してルート案内を行なう。このナビゲーション装置９０は、走行ルートにおけるルート情報（例えば、目的地までの残距離Ｌｎや目的地の方角Ｄｎなど）も演算している。ナビゲーション装置９０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。

ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０に入力される信号としては、例えば、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号や、シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰを挙げることができる。また、アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや、ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖも挙げることができる。なお、シフトポジションＳＰとしては、駐車ポジション（Ｐポジション）、後進ポジション（Ｒポジション）、ニュートラルポジション（Ｎポジション）、前進ポジション（Ｄポジション）などがある。ＨＶＥＣＵ７０は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４，モータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２，ナビゲーション装置９０と通信ポートを介して接続されている。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の運転を伴って走行するハイブリッド走行（ＨＶ走行）モードや、エンジン２２の運転を伴わずに走行する電動走行（ＥＶ走行）モードで走行する。

ＨＶ走行モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて走行に要求される（駆動軸３６に要求される）要求トルクＴｄ＊を設定し、設定した要求トルクＴｄ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｄ（モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２）を乗じて走行に要求される（駆動軸３６に要求される）要求パワーＰｄ＊を計算する。続いて、要求パワーＰｄ＊からバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づく充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を減じて車両に要求される（エンジン２２に要求される）要求パワーＰｅ＊を設定する。次に、要求パワーＰｅ＊がエンジン２２から出力されると共に要求トルクＴｄ＊が駆動軸３６に出力されるように、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定する。続いて、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊や回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２に基づいて高電圧側電力ライン５４ａ（コンデンサ５７）の目標電圧ＶＨ＊を設定する。そして、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊や高電圧側電力ライン５４ａの目標電圧ＶＨ＊をモータＥＣＵ４０に送信する。エンジンＥＣＵ２４は、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに基づいてエンジン２２が運転されるように、エンジン２２の吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などを行なう。モータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようにインバータ４１，４２のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６のスイッチング制御を行なうと共に高電圧側電力ライン５４ａの電圧ＶＨが目標電圧ＶＨ＊となるように昇圧コンバータ５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２のスイッチング制御を行なう。

ＥＶ走行モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｄ＊を設定し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共に要求トルクＴｄ＊が駆動軸３６に出力されるようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊や回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２に基づいて高電圧側電力ライン５４ａの目標電圧ＶＨ＊を設定する。そして、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊や高電圧側電力ライン５４ａの目標電圧ＶＨ＊をモータＥＣＵ４０に送信する。モータＥＣＵ４０によるインバータ４１，４２や昇圧コンバータ５５の制御については上述した。

ここで、インバータ４１，４２の制御について説明する。インバータ４１，４２は、実施例では、それぞれ第１ＰＷＭ制御と第２ＰＷＭ制御とを切り替えて（何れかを実行用制御に設定して）実行するものとした。第１ＰＷＭ制御は、モータＭＧ１，ＭＧ２の各相の電圧指令と搬送波電圧（三角波電圧）との比較によってトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６の第１ＰＷＭ信号を生成してトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６のスイッチングを行なう制御である。第２ＰＷＭ制御は、電圧の変調率Ｒｍ１，Ｒｍ２および電圧位相θｐ１，θｐ２と単位周期（例えば、モータＭＧ１，ＭＧ２の電気角の半周期や１周期など）のパルス数Ｎｐ１，Ｎｐ２とに基づいてトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６の第２ＰＷＭ信号を生成してトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６のスイッチングを行なう制御である。ここで、第２ＰＷＭ制御では、第１ＰＷＭ制御に比してトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６のスイッチング回数が少なくなるようにパルス数Ｎｐ１，Ｎｐ２を設定するものとした。また、第１ＰＷＭ制御では、搬送波電圧（周波数が３ｋＨｚ〜５ｋＨｚ程度の三角波電圧）の半周期や１周期などに相当する間隔Δｔ１で第１ＰＷＭ信号を生成し、第２ＰＷＭ制御では、間隔Δｔ１よりも長い間隔Δｔ２で第２ＰＷＭ信号を生成するものとした。

ここで、インバータ４１についての第２ＰＷＭ制御におけるトランジスタＴ１１〜Ｔ１６の第２ＰＷＭ信号を生成方法について説明する。第２ＰＷＭ信号の生成方法としては、例えば、以下の第１手法や第２手法，第３手法を挙げることができる。なお、インバータ４２についての第２ＰＷＭ制御におけるトランジスタＴ２１〜Ｔ２６の第２ＰＷＭ信号を生成方法については、これと同様に考えることができる。

第１手法としては、第１ＰＷＭ制御に比して、低次高調波成分が低減されるように第２ＰＷＭ信号を生成する手法を挙げることができる。この手法では、低次高調波成分を考慮して、半波対称性［ｆ（ωｍ１・ｔ）＝−ｆ（ωｍ１・ｔ＋π）］および奇対称性［ｆ（ωｍ１・ｔ）＝ｆ（π−ωｍ１・ｔ）］を有するパルス波形（スイッチングパターン）の第２ＰＷＭ信号を生成する。ここで、「ωｍ１」は、モータＭＧ１の回転角速度であり、「ｔ」は時刻である。これにより、低次高調波成分を低減しつつ、モータＭＧ１の損失を低減することができる。なお、第１手法では、モータＭＧ１が低回転で低負荷（低トルク）のときには、低次高調波成分の抑制によるモータＭＧ１の損失の低減効果が小さく、さらに、低次高調波成分を抑制することによって対象外の高調波成分が大きくなってモータの鉄損が大きくなることがある。

第２手法としては、第１ＰＷＭ制御に比して、モータＭＧ１の渦電流損失が低減されるように第２ＰＷＭ信号を生成する手法を挙げることができる。この手法では、低次高調波成分だけでなく高次高調波成分も考慮して、半波対称性［ｆ（ωｍ１・ｔ）＝−ｆ（ωｍ１・ｔ＋π）］を有するパルス波形（スイッチングパターン）の第２ＰＷＭ信号を生成する。このようなパルス波形を採用する利点は、第１手法で用いられるパルス波形よりもパルス波形の選択幅が広く、第２ＰＷＭ信号に含まれる周波数成分の振幅および位相の両者の制御性の向上が見込めるためである。

この第２手法における第２ＰＷＭ信号のパルス波形は、フーリエ級数展開を用いると、式（１）として表すことができる。式（１）中、「θｅ１，ｍ」は、モータＭＧ１のｍ回目のスイッチング位置であり、「ａ０」は、直流成分であり、「ｎ」は、１，５，７，１１，１３，・・・（奇数の整数）であり、「Ｍ」は、モータＭＧ１の電気角θｅ１の単位周期におけるトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のスイッチング回数であり、スイッチング回数Ｍとパルス数Ｎｐ１との関係は「Ｍ＝Ｎｐ１−１」となる。この式（１）における係数ａｎおよび係数ｂｎを用いて、各次数の振幅Ｃｎおよび位相αｎを式（２）により求めることができる。第２手法では、この各次数の振幅Ｃｎや位相αｎなどを用いて、モータＭＧ１の渦電流損失が低減されるように第２ＰＷＭ信号を生成する。ところで、モータＭＧ１の鉄損Ｗｉは、スタインメッツの実験式として式（３）により表すことができる。式（３）中、「Ｗｈ」はモータＭＧ１のヒステリシス損失であり、「Ｗｅ」はモータＭＧ１の渦電流損失であり、「Ｋｈ」はヒステリシス損失係数であり、「Ｂｍ」は磁束密度であり、「ｆｍ１」はモータＭＧ１の回転磁束周波数であり、「Ｋｅ」はモータＭＧ１の渦電流損失係数である。これを踏まえて、第２手法では、より詳細には、モータＭＧ１の鉄損において割合の大きい渦電流損失について着目し、渦電流損失を評価関数としてこの評価関数が最小となるように（モータＭＧ１の鉄損における渦電流損失が最小となるように）第２ＰＷＭ信号を生成する。これにより、低次高調波から高次高調波までの各高調波成分を低減しつつ、モータＭＧ１の損失をより低減することができる。

第３手法としては、モータＭＧ１の損失Ｌｍｇ１とインバータ４１の損失Ｌｉｎｖ１との合計損失Ｌｓｕｍ１が低減されるように第２ＰＷＭ信号を生成する手法を挙げることができる。図３は、第１ＰＷＭ制御および第２ＰＷＭ制御におけるパルス数Ｎｐ１とモータＭＧ１の損失Ｌｍｇ１およびインバータ４１の損失Ｌｉｎｖ１および合計損失Ｌｓｕｍ１との関係の一例を示す説明図である。図中、点Ａは、第１ＰＷＭ制御における合計損失Ｌｓｕｍ１が最小となるパルス数Ｎｐ１であり、点Ｂは、第２ＰＷＭ制御における合計損失Ｌｓｕｍ１が最小となるパルス数Ｎｐ１である。発明者らは、実験や解析により、第１手法や第２手法に比して合計損失Ｌｓｕｍ１をより低減するためには、図３に示すように、第１ＰＷＭ制御の場合よりもインバータ４１のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のスイッチング回数が少なくなるようなパルス数Ｎｐ１を用いればよいことを見出した。したがって、第３手法では、このように定めたパルス数Ｎｐ１を用いて、第１ＰＷＭ制御に比して、低次高調波から高次高調波までの各高調波成分が低減されると共に合計損失Ｌｓｕｍ１が低減されるように第２ＰＷＭ信号を生成する。これにより、低次高調波から高次高調波までの各高調波成分を低減しつつ、合計損失Ｌｓｕｍ１をより低減することができる。

実施例では、インバータ４１についての第２ＰＷＭ制御におけるトランジスタＴ１１〜Ｔ１６の第２ＰＷＭ信号を生成方法として、上述の第１手法や第２手法，第３手法のうち第３手法を用いるものとした。なお、第１手法や第２手法を用いるものとしてもよい。

第１ＰＷＭ制御を実行する場合、第２ＰＷＭ制御を実行する場合に比して、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６のスイッチング回数が多くなるようにすると共にＰＷＭ信号の生成周期を短くするから、トランジスタＴ２１〜Ｔ２６のスイッチングに起因する騒音（電磁騒音）が大きくなるのを抑制したりモータＭＧ１，ＭＧ２の制御性を高くしたりすることができる。また、第２ＰＷＭ制御を実行する場合、第１ＰＷＭ制御を実行する場合に比して、電磁騒音が大きくなったりモータＭＧ１，ＭＧ２の制御性が低くなったりしやすいものの、低次高調波から高次高調波までの各高調波成分を低減しつつ、合計損失Ｌｓｕｍ１をより低減することができる。

また、実施例のハイブリッド自動車２０では、停車中（駐車中）にバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｌｏ（例えば、３５％や４０％など）以下になると、ＨＶＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０との協調制御により、モータＭＧ１によってエンジン２２をクランキングして始動する。そして、エンジン２２を始動すると、ＨＶＥＣＵ７０は、エンジン２２がバッテリ５０の充電用の運転ポイントで運転されるようにエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊を設定し、エンジン２２からの動力を用いてモータＭＧ１によって発電されるようにモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定し、モータＭＧ１から出力されてプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３６に作用するトルクがキャンセルされるようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する。続いて、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊や回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２に基づいて高電圧側電力ライン５４ａの目標電圧ＶＨ＊を設定する。そして、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊や高電圧側電力ライン５４ａの目標電圧ＶＨ＊をモータＥＣＵ４０に送信する。エンジンＥＣＵ２４によるエンジン２２の制御や、モータＥＣＵ４０によるインバータ４１，４２や昇圧コンバータ５５の制御については上述した。こうしてエンジン２２からの動力を用いたモータＭＧ１による発電電力をバッテリ５０に充電し、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｌｏよりも大きい閾値Ｓｈｉ（例えば、４５％や５０％など）に至ると、エンジン２２の運転を停止して、バッテリ５０の充電を終了する。

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、インバータ４１，４２の実行用制御をそれぞれ第１ＰＷＭ制御または第２ＰＷＭ制御から設定する際の動作について説明する。図４は、モータＥＣＵ４０により実行される実行用制御設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、繰り返し実行される。

実行用制御設定ルーチンが実行されると、モータＥＣＵ４０は、まず、許可フラグＦ，モータＭＧ１の目標動作点（回転数Ｎｍ１およびトルク指令Ｔｍ１＊）Ｐ１，モータＭＧ２の目標動作点（回転数Ｎｍ２およびトルク指令Ｔｍ２＊）Ｐ２などのデータを入力する（ステップＳ１００）。ここで、許可フラグＦは、インバータ４１，４２の制御として第２ＰＷＭ制御の実行を許可するときには値１が設定されると共に禁止するときには値０が設定されるフラグであり、本ルーチンと並行して繰り返し実行される図６の許可フラグ設定ルーチンにより設定されたものを入力するものとした。モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ２に基づいて演算された値を入力するものとした。モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊は、上述の駆動制御で設定された値を入力するものとした。

こうしてデータを入力すると、入力した許可フラグＦの値を調べる（ステップＳ１１０）。そして、許可フラグＦが値１のとき、即ち、インバータ４１，４２の制御として第２ＰＷＭ制御の実行を許可するときには、モータＭＧ１の目標動作点Ｐ１が第１ＰＷＭ制御の領域および第２ＰＷＭ制御の領域の何れに属するかを判定する（ステップＳ１２０）。図５は、モータＭＧ１の目標動作点Ｐ１と第１ＰＷＭ制御の領域および第２ＰＷＭ制御の領域との関係の一例を示す説明図である。モータＭＧ１の目標動作点Ｐ１についての第１ＰＷＭ制御の領域および第２ＰＷＭ制御の領域は、実施例では、モータＭＧ１の各目標動作点Ｐ１に対して第１ＰＷＭ制御や第２ＰＷＭ制御を実行した実験結果や解析結果に基づいて、第２ＰＷＭ制御を実行することによる効果がある程度見込める領域については第２ＰＷＭ制御の領域として定め、その効果があまり見込めない領域については第１ＰＷＭ制御の領域として定めるものとした。図５の例では、モータＭＧ１の目標動作点Ｐ１について、以下のエリア１〜５が第２ＰＷＭ制御の領域として設定されており、第２ＰＷＭ制御の領域以外の領域が第１ＰＷＭ制御の領域として設定されている。エリア１としては、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が１０００ｒｐｍ〜３５００ｒｐｍでトルク指令Ｔｍ１＊が１０Ｎｍ以上の領域および回転数Ｎｍ１が１０００ｒｐｍ〜３５００ｒｐｍでトルク指令Ｔｍ１＊が−１００Ｎｍ〜−１０Ｎｍの領域が設定されている。エリア２としては、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が３５００ｒｐｍ〜６０００ｒｐｍでトルク指令Ｔｍ１＊が１０Ｎｍ〜１５０Ｎｍの領域および回転数Ｎｍ１が３５００ｒｐｍ〜６０００ｒｐｍでトルク指令Ｔｍ１＊が−１００Ｎｍ〜−１０Ｎｍの領域が設定されている。エリア３としては、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が３５００ｒｐｍ〜６０００ｒｐｍでトルク指令Ｔｍ１＊が１５０Ｎｍ以上の領域が設定されている。エリア４としては、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が６０００ｒｐｍ〜９０００ｒｐｍでトルク指令Ｔｍ１＊が１０Ｎｍ〜１００Ｎｍの領域および回転数Ｎｍ１が６０００ｒｐｍ〜９０００ｒｐｍでトルク指令Ｔｍ１＊が−５０Ｎｍ〜−１０Ｎｍの領域が設定されている。エリア５としては、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が６０００ｒｐｍ〜９０００ｒｐｍでトルク指令Ｔｍ１＊が１００Ｎｍ〜１５０Ｎｍの領域および回転数Ｎｍ１が６０００ｒｐｍ〜９０００ｒｐｍでトルク指令Ｔｍ１＊が−１００Ｎｍ〜−５０Ｎｍの領域が設定されている。なお、図５において、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１やトルク指令Ｔｍ１＊についての各値，第１ＰＷＭ制御の領域と第２ＰＷＭ制御の領域との区分，第２ＰＷＭ制御の領域におけるエリアの区分（エリアの数を含む）については、例示しただけであり、モータＭＧ１やインバータ４１などの仕様に応じて適宜設定される。

ステップＳ１２０でモータＭＧ１の目標動作点Ｐ１が第１ＰＷＭ制御の領域に属するときには、インバータ４１の実行用制御に第１ＰＷＭ制御を設定する（ステップＳ１３０）。一方、モータＭＧ１の目標動作点Ｐ１が第２ＰＷＭ制御の領域に属するときには、インバータ４１の実行用制御に第２ＰＷＭ制御を設定する（ステップ１４０）。

続いて、モータＭＧ２の目標動作点Ｐ２が第１ＰＷＭ制御の領域および第２ＰＷＭ制御の領域の何れに属するかを判定する（ステップＳ１５０）。モータＭＧ２の目標動作点Ｐ２についての第１ＰＷＭ制御の領域および第２ＰＷＭ制御の領域は、モータＭＧ１の目標動作点Ｐ１についての第１ＰＷＭ制御の領域および第２ＰＷＭ制御の領域と同様に設定される。モータＭＧ２の目標動作点Ｐ２が第１ＰＷＭ制御の領域に属するときには、インバータ４２の実行用制御に第１ＰＷＭ制御を設定して（ステップＳ１６０）、本ルーチンを終了する。一方、モータＭＧ２の目標動作点Ｐ２が第２ＰＷＭ制御の領域に属するときには、インバータ４２の実行用制御に第２ＰＷＭ制御を設定して（ステップ１７０）、本ルーチンを終了する。

ステップＳ１１０で許可フラグＦが値０のとき、即ち、インバータ４１，４２の制御として第２ＰＷＭ制御の実行を禁止するときには、モータＭＧ１，ＭＧ２の目標動作点Ｐ１，Ｐ２に拘わらずに、インバータ４１，４２の実行用制御に第１ＰＷＭ制御を設定して（ステップＳ１８０）、本ルーチンを終了する。

次に、図６の許可フラグ設定ルーチンについて説明する。このルーチンは、モータＥＣＵ４０により、図４の実行用制御設定ルーチンと並行して繰り返し実行される。許可フラグ設定ルーチンが実行されると、モータＥＣＵ４０は、車速センサ８８からＨＶＥＣＵ７０を介して車速Ｖを入力し（ステップＳ２００）、入力した車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以下であるか否かを判定する（ステップＳ２１０）。ステップＳ２１０の処理は、車内に対する静粛性が要求されているか否かを判断する処理である。閾値Ｖｒｅｆは、例えば、２０ｋｍ／ｈや２５ｋｍ／ｈ，３０ｋｍ／ｈなどを用いることができる。車速Ｖが低いときには高いときよりも、ロードノイズが小さく、インバータ４１，４２のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６のスイッチングに起因する騒音（電磁騒音）がロードノイズに紛れにくく、運転者等が電磁騒音を感じやすいと考えられる。実施例では、これを踏まえて、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以下であるか否かを判定することにより、車内に対する静粛性が要求されているか否かを判断するものとした。

ステップＳ２１０で車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆよりも大きいときには、車内に対する静粛性が要求されていない（運転者等が電磁騒音を感じにくい）と判断し、許可フラグＦに値１を設定して、即ち、インバータ４１，４２の制御として第２ＰＷＭ制御の実行を許可して（ステップＳ２２０）、本ルーチンを終了する。この場合、図４の実行用制御設定ルーチンで、モータＭＧ１，ＭＧ２の目標動作点Ｐ１，Ｐ２に応じて、インバータ４１，４２の実行用制御にそれぞれ第１ＰＷＭ制御または第２ＰＷＭ制御を設定する。

一方、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以下のときには、車内に対する静粛性が要求されている（運転者等が電磁騒音を感じやすい）と判断し、許可フラグＦに値０を設定して、即ち、インバータ４１，４２の制御として第２ＰＷＭ制御の実行を禁止して（ステップＳ２３０）、本ルーチンを終了する。この場合、図４の実行用制御設定ルーチンで、モータＭＧ１，ＭＧ２の目標動作点Ｐ１，Ｐ２に拘わらずに、インバータ４１，４２の実行用制御に共に第１ＰＷＭ制御を設定する。

上述したように、インバータ４１，４２の制御として、第２ＰＷＭ制御を実行する場合、第１ＰＷＭ制御を実行する場合に比して、電磁騒音が大きくなりやすい。このため、車速Ｖが比較的低いときにインバータ４１，４２の制御として第２ＰＷＭ制御を実行すると、電磁騒音を運転者等に感じさせる可能性がある。実施例では、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以下のときには、車内に対する静粛性が要求されていると判断し、インバータ４１，４２の制御として、共に（第２ＰＷＭ制御の実行を禁止して）第１ＰＷＭ制御を実行することにより、少なくとも一方で第２ＰＷＭ制御を実行するものに比して、車内に対する静粛性の要求をより十分に満たすことができる。具体的には、電磁騒音を運転者等に感じさせるのをより十分に抑制することができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０では、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以下のときには、車内に対する静粛性が要求されていると判断し、インバータ４１，４２の制御として、共に（第２ＰＷＭ制御の実行を禁止して）第１ＰＷＭ制御を実行する。これにより、インバータ４１，４２の制御として少なくとも一方で第２ＰＷＭ制御を実行するものに比して、車内に対する静粛性の要求をより十分に満たすことができる。具体的には、電磁騒音を運転者等に感じさせるのをより十分に抑制することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＥＣＵ４０は、図６の許可フラグ設定ルーチンにより許可フラグＦを設定するものとしたが、これに代えて、図７〜図１０の許可フラグ設定ルーチンの何れかにより許可フラグＦを設定するものとしてもよい。以下、順に説明する。

まず、図７の許可フラグ設定ルーチンについて説明する。図７の許可フラグ設定ルーチンが実行されると、モータＥＣＵ４０は、走行モード（ＨＶ走行モードまたはＥＶ走行モード）を入力し（ステップＳ３００）、入力した走行モードがＥＶ走行モードであるか否かを判定する（ステップＳ３１０）。ステップＳ３１０の処理は、ステップＳ２１０の処理と同様に、車内に対する静粛性が要求されているか否かを判断する処理である。ＥＶ走行モードのときには、エンジン２２を運転停止している（エンジン音が生じない）から、ＨＶ走行モードのときに比して、運転者等が電磁騒音を感じやすいと考えられる。この変形例では、これを踏まえて、走行モードがＥＶ走行モードであるか否かを判定することにより、車内に対する静粛性が要求されているか否かを判断するものとした。

ステップＳ３１０で走行モードがＥＶ走行モードでない（ＨＶ走行モードである）ときには、車内に対する静粛性が要求されていない（運転者等が電磁騒音を感じにくい）と判断し、許可フラグＦに値１を設定して、即ち、インバータ４１，４２の制御として第２ＰＷＭ制御の実行を許可して（ステップＳ３２０）、本ルーチンを終了する。一方、走行モードがＥＶ走行モードのときには、車内に対する静粛性が要求されている（運転者等が電磁騒音を感じやすい）と判断し、許可フラグＦに値０を設定して、即ち、インバータ４１，４２の制御として第２ＰＷＭ制御の実行を禁止して（ステップＳ３３０）、本ルーチンを終了する。

上述したように、インバータ４１，４２の制御として、第２ＰＷＭ制御を実行する場合、第１ＰＷＭ制御を実行する場合に比して、電磁騒音が大きくなりやすい。このため、走行モードがＥＶ走行モードのときにインバータ４１，４２の制御として第２ＰＷＭ制御を実行すると、電磁騒音を運転者等に感じさせる可能性がある。この変形例では、走行モードがＥＶ走行モードのときには、車内に対する静粛性が要求されていると判断し、インバータ４１，４２の制御として、共に（第２ＰＷＭ制御の実行を禁止して）第１ＰＷＭ制御を実行することにより、少なくとも一方で第２ＰＷＭ制御を実行するものに比して、車内に対する静粛性の要求をより十分に満たすことができる。具体的には、電磁騒音を運転者等に感じさせるのをより十分に抑制することができる。

次に、図８の許可フラグ設定ルーチンについて説明する。図８の許可フラグ設定ルーチンが実行されると、モータＥＣＵ４０は、ナビゲーション装置９０からＨＶＥＣＵ７０を介して車両の現在地の車線数ｎｌを入力し（ステップＳ４００）、入力した車線数ｎｌが閾値ｎｌｒｅｆ以下であるか否かを判定する（ステップＳ４１０）。ステップＳ４１０の処理は、車外に対する静粛性が要求されているか否かを判断する処理である。閾値ｎｌｒｅｆは、例えば、片側１車線に相当する値を用いることができる。車線数が少ないときには多いときよりも、道路の幅員が狭く、車両周辺の歩行者等が電磁騒音を感じやすいと考えられる。この変形例では、これを踏まえて、車線数ｎｌが閾値ｎｌｒｅｆ以下であるか否かを判定することにより、車外に対する静粛性が要求されているか否かを判断するものとした。

ステップＳ４１０で車線数ｎｌが閾値ｎｌｒｅｆよりも多いときには、車外に対する静粛性が要求されていない（車両周辺の歩行者等が電磁騒音を感じにくい）と判断し、許可フラグＦに値１を設定して、即ち、インバータ４１，４２の制御として第２ＰＷＭ制御の実行を許可して（ステップＳ４２０）、本ルーチンを終了する。一方、車線数ｎｌが閾値ｎｌｒｅｆ以下のときには、車外に対する静粛性が要求されている（車両周辺の歩行者等が電磁騒音を感じやすい）と判断し、許可フラグＦに値０を設定して、即ち、インバータ４１，４２の制御として第２ＰＷＭ制御の実行を禁止して（ステップＳ４３０）、本ルーチンを終了する。

上述したように、インバータ４１，４２の制御として、第２ＰＷＭ制御を実行する場合、第１ＰＷＭ制御を実行する場合に比して、電磁騒音が大きくなりやすい。このため、車線数ｎｌが少ないときにインバータ４１，４２の制御として第２ＰＷＭ制御を実行すると、電磁騒音を車両周辺の歩行者等に感じさせる可能性がある。この変形例では、車線数ｎｌが閾値ｎｌｒｅｆ以下のときには、車外に対する静粛性が要求されていると判断し、インバータ４１，４２の制御として、共に（第２ＰＷＭ制御の実行を禁止して）第１ＰＷＭ制御を実行することにより、少なくとも一方で第２ＰＷＭ制御を実行するものに比して、車外に対する静粛性の要求をより十分に満たすことができる。具体的には、電磁騒音を車両周辺の歩行者等に感じさせるのをより十分に抑制することができる。

この図８の許可フラグ設定ルーチンでは、車両の現在地の車線数ｎｌに基づいて許可フラグＦを設定するものとしたが、車線数ｎｌに代えてまたは加えて、車両の現在地の幅員や地域（市街地，郊外），法定速度などに基づいて許可フラグＦを設定するものとしてもよい。例えば、車線数ｎｌが閾値ｎｌｒｅｆ以下である条件と、幅員が所定幅以下である条件と、地域が市街地である条件と、法定速度が所定速度以下である条件と、の全ての条件が成立していないときには、車外に対する静粛性が要求されていないと判断して許可フラグＦに値１を設定し（インバータ４１，４２の制御として第２ＰＷＭ制御の実行を禁止し）、少なくとも１つの条件が成立しているときには、車外に対する静粛性が要求されていると判断して許可フラグＦに値０を設定する（インバータ４１，４２の制御として第２ＰＷＭ制御の実行を許可する）ものとしてもよい。

次に、図９の許可フラグ設定ルーチンについて説明する。図９の許可フラグ設定ルーチンが実行されると、モータＥＣＵ４０は、図示しない時計からＨＶＥＣＵ７０を介して現在時刻ｔｎｏｗを入力し（ステップＳ５００）、入力した現在時刻ｔｎｏｗを用いて夜間であるか否かを判定する（ステップＳ５１０）。ここで、「夜間」は、第１時刻（例えば、午後９時や１０時，１１時など）から第２時刻（翌日の午前５時や６時，７時など）までの時刻範囲として一律に定められるものとしてもよいし、日没から日の出までなどの時刻範囲として季節や日付に応じて定められるものとしてもよい。ステップＳ５１０の処理は、ステップＳ４１０の処理と同様に、車外に対する静粛性が要求されているか否かを判断する処理である。一般に、夜間には、夜間でないとき（昼間）よりも車両周辺の歩行者等が電磁騒音を感じやすい。また、法律等において、夜間の許容騒音レベルは、夜間でないとき（昼間）の許容騒音レベルよりも低く設定されることが多い。この変形例では、これらを踏まえて、夜間であるか否かを判定することにより、車外に対する静粛性が要求されているか否かを判断するものとした。

ステップＳ５１０で夜間でないとき（昼間のとき）には、車外に対する静粛性が要求されていない（車両周辺の歩行者等が電磁騒音を感じにくい）と判断し、許可フラグＦに値１を設定して、即ち、インバータ４１，４２の制御として第２ＰＷＭ制御の実行を許可して（ステップＳ５２０）、本ルーチンを終了する。一方、夜間のときには、車外に対する静粛性が要求されている（車両周辺の歩行者等が電磁騒音を感じやすい）と判断し、許可フラグＦに値０を設定して、即ち、インバータ４１，４２の制御として第２ＰＷＭ制御の実行を禁止して（ステップＳ５３０）、本ルーチンを終了する。

上述したように、インバータ４１，４２の制御として、第２ＰＷＭ制御を実行する場合、第１ＰＷＭ制御を実行する場合に比して、電磁騒音が大きくなりやすい。このため、夜間にインバータ４１，４２の制御として第２ＰＷＭ制御を実行すると、電磁騒音を車両周辺の歩行者等に感じさせる可能性がある。この変形例では、夜間には、車外に対する静粛性が要求されていると判断し、インバータ４１，４２の制御として、共に（第２ＰＷＭ制御の実行を禁止して）第１ＰＷＭ制御を実行することにより、少なくとも一方で第２ＰＷＭ制御を実行するものに比して、車外に対する静粛性の要求をより十分に満たすことができる。具体的には、電磁騒音を車両周辺の歩行者等に感じさせるのをより十分に抑制することができる。

次に、図１０の許可フラグ設定ルーチンについて説明する。図１０の許可フラグ設定ルーチンが実行されると、モータＥＣＵ４０は、車速センサ８８からＨＶＥＣＵ７０を介して車速Ｖを入力し（ステップＳ６００）、入力した車速Ｖを用いて停車中であるか否かを判定する（ステップＳ６１０）。ステップＳ６１０の処理は、ステップＳ２１０の処理と同様に、車内に対する静粛性が要求されているか否かを判断する処理である。停車中には、ロードノイズが生じないから、走行中に比して、運転者等が電磁騒音をより感じやすいと考えられる。この変形例では、これを踏まえて、停車中であるか否かを判定することにより、車内に対する静粛性が要求されているか否かを判断するものとした。

ステップＳ６１０で停車中でないときには、車内に対する静粛性が要求されていない（運転者等が電磁騒音を感じにくい）と判断し、許可フラグＦに値１を設定して、即ち、インバータ４１，４２の制御として第２ＰＷＭ制御の実行を許可して（ステップＳ６２０）、本ルーチンを終了する。一方、停車中であるときには、車内に対する静粛性が要求されている（運転者等が電磁騒音を感じやすい）と判断し、許可フラグＦに値０を設定して、即ち、インバータ４１，４２の制御として第２ＰＷＭ制御の実行を禁止して（ステップＳ６３０）、本ルーチンを終了する。

上述したように、インバータ４１，４２の制御として、第２ＰＷＭ制御を実行する場合、第１ＰＷＭ制御を実行する場合に比して、電磁騒音が大きくなりやすい。このため、停車中にインバータ４１，４２の制御として第２ＰＷＭ制御を実行すると、電磁騒音を運転者等に感じさせる可能性がある。この変形例では、停車中には、車内に対する静粛性が要求されていると判断し、インバータ４１，４２の制御として、共に（第２ＰＷＭ制御の実行を禁止して）第１ＰＷＭ制御を実行することにより、少なくとも一方で第２ＰＷＭ制御を実行するものに比して、車内に対する静粛性の要求をより十分に満たすことができる。具体的には、電磁騒音を運転者等に感じさせるのをより十分に抑制することができる。

実施例や変形例のハイブリッド自動車２０では、図６〜図１０のルーチンで説明したように、許可フラグＦに値０を設定する（インバータ４１，４２の制御として第２ＰＷＭ制御の実行を禁止する）条件として、以下の条件を用いるものとした。図６のルーチンでは、（Ａ）車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以下である条件を用いるものとした。図７のルーチンでは、（Ｂ）走行モードがＥＶ走行モードである条件を用いるものとした。図８のルーチンでは、（Ｃ）車線数ｎｌが閾値ｎｌｒｅｆ以下である条件を用いるものとした。図９のルーチンでは、（Ｄ）夜間である条件を用いるものとした。図１０のルーチンでは、（Ｅ）停車中である条件を用いるものとした。しかし、（Ａ）〜（Ｅ）のうちのいくつかまたは全てを組み合わせて用いるものとしてもよい。例えば、（Ａ）〜（Ｅ）の全てを組み合わせて用いる場合、（Ａ）〜（Ｅ）のうちの少なくとも１つが成立したときに、許可フラグＦ１に値０を設定するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、静粛性が要求されているときには、インバータ４１，４２の制御として、共に、モータＭＧ１，ＭＧ２の目標動作点Ｐ１，Ｐ２に拘わらずに第２ＰＷＭ制御の実行を禁止する（第１ＰＷＭ制御を実行する）ものとしたが、第２ＰＷＭ制御の実行を制限するものとしてもよい。例えば、インバータ４１，４２の制御として、第２ＰＷＭ制御の領域のうちエリア１（図５参照）以外の第２ＰＷＭ制御の実行を禁止したり、第２ＰＷＭ制御の領域で巡航走行している場合以外の第２ＰＷＭ制御の実行を禁止したりするものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とバッテリＥＣＵ５２とＨＶＥＣＵ７０とを備えるものとしたが、これらのうちのいくつかまたは全てが単一の電子制御ユニットとして構成されるものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、インバータ４１，４２とバッテリ５０との間に昇圧コンバータ５５を設けるものとしたが、この昇圧コンバータを設けないものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、蓄電装置として、バッテリ５０を用いるものとしたが、キャパシタを用いるものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６にプラネタリギヤ３０を介してエンジン２２およびモータＭＧ１を接続すると共に駆動軸３６にモータＭＧ２を接続する構成とした。しかし、図１１の変形例のハイブリッド自動車１２０に示すように、駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６に変速機１３０を介してモータＭＧを接続すると共にモータＭＧの回転軸にクラッチ１２９を介してエンジン２２を接続する構成としてもよい。また、図１２の変形例のハイブリッド自動車２２０に示すように、駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６に走行用のモータＭＧ２を接続すると共にエンジン２２の出力軸に発電用モータＭＧ１を接続するいわゆるシリーズハイブリッド自動車の構成としてもよい。さらに、図１３の変形例の電気自動車３２０に示すように、駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６に走行用のモータＭＧを接続する電気自動車の構成としてもよい。なお、電気自動車３２０の構成とした場合、モータＥＣＵ４０は、図６〜図１０の許可フラグ設定ルーチンのうち図６，図８〜図１０の許可フラグ設定ルーチンを実行することができる。

また、こうした自動車の形態に限定されるものではなく、自動車などの移動体に搭載される駆動装置の形態としたり、建設設備などの移動体でない設備に組み込まれる駆動装置の形態としたりしてもよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、モータＭＧ２が「モータ」に相当し、インバータ４２が「インバータ」に相当し、バッテリ５０が「蓄電装置」に相当し、モータＥＣＵ４０が「制御装置」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、駆動装置や自動車の製造産業などに利用可能である。

２０，１２０，２２０ハイブリッド自動車、２２エンジン、２３クランクポジションセンサ、２４エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６クランクシャフト、２８ダンパ、３０プラネタリギヤ、３６駆動軸、３８デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ駆動輪、４０モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２インバータ、４３，４４回転位置検出センサ、４５ｕ，４５ｖ，４６ｕ，４６ｖ電流センサ、５０バッテリ、５１ａ電圧センサ、５１ｂ電流センサ、５１ｃ温度センサ、５２バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ａ高電圧側電力ライン、５４ｂ低電圧側電力ライン、５５昇圧コンバータ、５５ａ電流センサ、５６システムメインリレー、５７，５８コンデンサ、５７ａ，５８ａ電圧センサ、７０ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、８０イグニッションスイッチ、８１シフトレバー、８２シフトポジションセンサ、８３アクセルペダル、８４アクセルペダルポジションセンサ、８５ブレーキペダル、８６ブレーキペダルポジションセンサ、８８車速センサ、９０ナビゲーション装置、１２９クラッチ、１３０変速機、３２０電気自動車、Ｄ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６，Ｄ３１，Ｄ３２ダイオード、Ｌリアクトル、ＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２モータ、Ｔ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６，Ｔ３１，Ｔ３２トランジスタ。

Claims

モータと、
複数のスイッチング素子のスイッチングによって前記モータを駆動するインバータと、
前記インバータを介して前記モータと電力をやりとりする蓄電装置と、
を備える駆動装置であって、
前記インバータの制御として、前記モータのトルク指令に基づく各相の電圧指令と搬送波電圧との比較によって前記複数のスイッチング素子の第１ＰＷＭ信号を生成して前記複数のスイッチング素子のスイッチングを行なう第１ＰＷＭ制御と、前記トルク指令に基づく電圧の変調率および電圧位相と前記モータの電気角の単位周期当たりのパルス数とに基づいて前記複数のスイッチング素子の第２ＰＷＭ信号を生成して前記複数のスイッチング素子のスイッチングを行なう制御であって前記第１ＰＷＭ制御に比して前記複数のスイッチング素子のスイッチング回数を少なくする第２ＰＷＭ制御と、を切り替えて実行する制御装置を備え、
前記制御装置は、静粛性が要求されているときには、前記静粛性が要求されていないときに比して、前記インバータの制御として前記第２ＰＷＭ制御の実行を制限する、
駆動装置。
請求項１記載の駆動装置であって、
前記制御装置は、前記静粛性が要求されていないときには、前記インバータの制御として前記第２ＰＷＭ制御の実行を許可し、前記静粛性が要求されているときには、前記インバータの制御として前記第２ＰＷＭ制御の実行を禁止する、
駆動装置。
請求項２記載の駆動装置であって、
前記制御装置は、前記インバータの制御として前記第２ＰＷＭ制御の実行を許可すると共に前記モータの目標動作点が所定領域内のときには、前記インバータの制御として前記第２ＰＷＭ制御を実行し、前記インバータの制御として前記第２ＰＷＭ制御の実行を許可すると共に前記目標動作点が前記所定領域外のときおよび前記インバータの制御として前記第２ＰＷＭ制御の実行を禁止するときには、前記インバータの制御として前記第１ＰＷＭ制御を実行する、
駆動装置。
請求項１ないし３のいずれか１つの請求項に記載の駆動装置であって、
前記第２ＰＷＭ制御は、前記第１ＰＷＭ制御に比して、所望の次数の高調波成分が低減されると共に前記モータの損失と前記インバータの損失との合計損失が低減されるように前記複数のスイッチング素子の第２ＰＷＭ信号を生成する制御である、
駆動装置。
請求項１ないし４のいずれか１つの請求項に記載の駆動装置を搭載し、前記モータからの動力を用いて走行する自動車であって、
前記制御装置は、車速が所定車速以下のときには、前記静粛性が要求されていると判定する、
自動車。
請求項１ないし４のいずれか１つの請求項に記載の駆動装置を搭載し、前記モータからの動力を用いて走行する自動車であって、
走行用の動力を出力するエンジンを備え、
前記制御装置は、前記エンジンの運転を伴わずに走行しているときには、前記静粛性が要求されていると判定する、
自動車。
請求項１ないし４のいずれか１つの請求項に記載の駆動装置を搭載し、前記モータからの動力を用いて走行する自動車であって、
前記制御装置は、車両の現在地の車線数が所定車線数以下のときには、前記静粛性が要求されていると判定する、
自動車。
請求項１ないし４のいずれか１つの請求項に記載の駆動装置を搭載し、前記モータからの動力を用いて走行する自動車であって、
前記制御装置は、夜間には、前記静粛性が要求されていると判定する、
自動車。
請求項１ないし４のいずれか１つの請求項に記載の駆動装置を搭載し、前記モータからの動力を用いて走行する自動車であって、
エンジンと、
前記エンジンからの動力を用いて発電する発電機と、
複数の第２スイッチング素子のスイッチングによって前記発電機を駆動する発電機用インバータと、
を備え、
前記蓄電装置は、前記インバータおよび前記発電機用インバータを介して前記モータおよび前記発電機と電力をやりとりし、
前記制御装置は、停車中に前記蓄電装置の蓄電割合が所定割合以下のときには、前記エンジンからの動力を用いて前記発電機によって発電されて前記蓄電装置が充電されるように前記エンジンと前記発電機用インバータとを制御し、更に、前記発電機用インバータの制御として前記第１ＰＷＭ制御と前記第２ＰＷＭ制御とを切り替えて実行し、
前記制御装置は、前記静粛性が要求されているときには、前記静粛性が要求されていないときに比して、前記インバータおよび前記発電機用インバータの制御として前記第２ＰＷＭ制御の実行を制限し、更に、停車中には、前記静粛性が要求されていると判定する、
自動車。