JP2020162202A - 車両駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】システムの上限電圧に対して必要なマージンを確保しつつ、回転電機により発生可能な回転トルクを高める。【解決手段】昇圧コンバータ（２０）と、昇圧コンバータに電気的に接続されるインバータ（３０）と、インバータに電気的に接続され、車軸に回転トルクを伝達可能な回転電機（４０、ＭＧ１、ＭＧ２）と、複数のモードで昇圧コンバータを制御する制御装置（５０）とを含み、複数のモードは、制御装置が、第１キャリア周波数に基づいて、昇圧コンバータの出力電圧を第１電圧値（Ｖ１ｍａｘ）を超えない範囲内で制御する第１モードと、制御装置が、第１キャリア周波数よりも高い第２キャリア周波数に基づいて、昇圧コンバータの出力電圧を、第１電圧値よりも高い第２電圧値（Ｖ２ｍａｘ）に制御する第２モードとを含む、車両駆動装置（７）が開示される。【選択図】図８

Description

本開示は、車両駆動装置に関する。

クランキング振動の継続時間を低減するために、エンジン始動が確定するよりも前にエンジン始動用のモータの出力トルクを最大にする電圧まで昇圧コンバータの出力電圧を増加させ、昇圧コンバータの出力電圧を増加させてから、エンジンを始動させる技術が知られている。

特開２００５−１６４４２号公報

ところで、昇圧コンバータは、リプル電圧に起因して出力電圧がシステムの上限電圧を超えないように、システムの上限電圧に対して一定のマージンを持つ出力上限が設定され、当該出力上限を超えないように出力電圧が制御される場合がある。かかる制御状態が常に形成されると、一定のマージンに対応する分だけ、昇圧コンバータの出力電圧が制限された状態が常に形成されることになるので、効率的な出力の増加の観点から改善の余地がある。

そこで、１つの側面では、本発明は、システムの上限電圧に対して必要なマージンを確保しつつ、回転電機により発生可能な回転トルクを高めることを目的とする。

１つの側面では、昇圧コンバータと、
前記昇圧コンバータに電気的に接続されるインバータと、
前記インバータに電気的に接続され、車軸に回転トルクを伝達可能な回転電機と、
複数のモードで前記昇圧コンバータを制御する制御装置とを含み、
前記複数のモードは、前記制御装置が、第１キャリア周波数に基づいて、前記昇圧コンバータの出力電圧を第１電圧値を超えない範囲内で制御する第１モードと、前記制御装置が、前記第１キャリア周波数よりも高い第２キャリア周波数に基づいて、前記昇圧コンバータの出力電圧を、前記第１電圧値よりも高い第２電圧値に制御する第２モードとを含む、車両駆動装置が提供される。

１つの側面では、本発明によれば、システムの上限電圧に対して必要なマージンを確保しつつ、回転電機により発生可能な回転トルクを高めることが可能となる。

電動自動車の機械系の構成を概略的に示す図である。 電動自動車用のモータ駆動システムの全体構成の一例を示す図である。 キャリア信号とデューティとの関係で切り替わるスイッチング素子のオン／オフ状態の時系列（力行時）の一例を示す図である。 キャリア信号とデューティとの関係で切り替わるスイッチング素子のオン／オフ状態の時系列（回生時）の一例を示す図である。 モータジェネレータ（ＭＧ２）の出力特性の説明図である。 始動アシスト制御が実行される際の速度線図を示す。 モータジェネレータ（ＭＧ２）に関して、理論上発生可能なモータトルクの最大値と、電気走行モードにおいて発生可能なモータトルクの最大値との関係を示す概念図である。 キャリア信号のキャリア周波数とリプル電圧との関係の説明図である。 本実施例の効果の説明図である。 制御装置におけるＤＣ／ＤＣコンバータの制御ブロックの一例を示す図である。 電気走行モードにおいて制御装置により実現される処理の一例を示す概略フローチャートである。 適用可能な他の電動自動車の機械系の構成を概略的に示す図である。

以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。

以下の説明において、特に言及しない限り、電気系の各種の要素間の“接続”という用語は、“電気的な接続”を意味し、機械系の各種の要素間の“接続”という用語は、直接的又は間接的な“接続”を意味する。また、本明細書において、「所定」とは、「予め定められた」という意味で使用されている。

図１は、電動自動車の機械系の構成を概略的に示す図である。図１に示す例では、電動自動車は、エンジンＥＧと、２つのモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２と、動力分割機構ＳＰとを含む。エンジンＥＧの出力は、動力分割機構ＳＰを介して車軸９０に伝達される。なお、車軸９０は、車輪ＷＨを回転させる軸（ドライブシャフト）である。なお、動力分割機構ＳＰと車軸９０との間には、他の減速機構や差動伝動装置、クラッチ等が設けられてよい。動力分割機構ＳＰは、例えば遊星歯車機構であってよい。モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２は、動力分割機構ＳＰを介してエンジンＥＧに接続される。

このような構成では、モータジェネレータＭＧ２のみを動力源とする電気走行モードや、エンジンＥＧとモータジェネレータＭＧ２の双方を動力源とするハイブリッド走行モード等のような各種の走行モードを選択的に形成できる。すなわち、走行モードを、電気走行モードやハイブリッド走行モード等の各種モードに切り替えることができる。

なお、電動自動車の機械系の構成は、図１に示した構成に限られず、走行用モータを備えるものであれば、任意である。

図２は、電動自動車用のモータ駆動システム１の全体構成の一例を示す図である。モータ駆動システム１は、バッテリ１０の電力を用いてモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２を駆動することにより車両を駆動させるシステムである。なお、電動自動車は、電力を用いてモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２を駆動して走行するものであれば、その方式や構成の詳細は任意である。本実施例では、一例として、上述したように、電動自動車は、動力源がエンジンＥＧとモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２であるハイブリッド自動車であるものとする。

モータ駆動システム１は、図２に示すように、バッテリ１０、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０、インバータ３０、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２としてのモータジェネレータ４０、及び、制御装置５０を備える。なお、本実施例では、モータ駆動システム１のうちの、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０（昇圧コンバータの一例）、インバータ３０、モータジェネレータ４０、及び、制御装置５０が、車両駆動装置７の一例を形成する。

本実施例では、図１に示した２モータ構成に対応して、モータジェネレータ４０とインバータ３０は、２組設けられる。各組のモータジェネレータ４０とインバータ３０は、バッテリ１０に対して並列に接続されてよい。図２では、特に言及しない限り、任意の１組のモータジェネレータ４０とインバータ３０について説明する。

バッテリ１０は、電力を蓄積して直流電圧を出力する任意の蓄電装置であり、ニッケル水素バッテリ、リチウムイオンバッテリや電気２重層キャパシタ等の容量性素子から構成されてもよい。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、双方向のＤＣ／ＤＣコンバータ（可逆チョッパ方式の昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ）であってよい。ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、例えば２００Ｖから７００Ｖへの昇圧変換、及び、７００Ｖから２００Ｖへの降圧変換が可能であってよい。ＤＣ／ＤＣコンバータ２０のリアクトル（コイル）Ｌ１の入力側と負極ラインとの間には平滑用コンデンサＣ１が接続されてよい。

図示の例では、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、２つのスイッチング素子Ｑ２２、Ｑ２４と、リアクトルＬ１とを有する。２つのスイッチング素子Ｑ２２、Ｑ２４は、インバータ３０の正極ラインと負極ラインとの間に互いに直列に接続される。リアクトルＬ１は、バッテリ１０の正極側に直列に接続される。リアクトルＬ１は、出力側が２つのスイッチング素子Ｑ２２、Ｑ２４の接続部に接続される。

図示の例では、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の２つのスイッチング素子Ｑ２２、Ｑ２４は、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。なお、スイッチング素子Ｑ２２、Ｑ２４は、ダイオード（例えばフリーホイールダイオード）Ｄ２２、Ｄ２４を外付け素子と用いる通常のＩＧＢＴであってもよいし、ダイオードＤ２２、Ｄ２４を内蔵した逆導通ＩＧＢＴ（ＲＣ（Ｒｅｖｅｒｓｅ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ）−ＩＧＢＴ）であってもよい。いずれの場合も、上アームのスイッチング素子Ｑ２２のコレクタはインバータ３０の正極ラインに接続されており、上アームのスイッチング素子Ｑ２２のエミッタは下アームのスイッチング素子Ｑ２４のコレクタに接続されている。また、下アームのスイッチング素子Ｑ２４のエミッタは、インバータ３０の負極ライン及びバッテリ１０の負極に接続されている。なお、スイッチング素子Ｑ２２、Ｑ２４は、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）のような、ＩＧＢＴ以外の他のスイッチング素子であってもよい。

インバータ３０は、正極ラインと負極ラインとの間に互いに並列に配置されるＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各アームから構成される。Ｕ相アームは、スイッチング素子（本例ではＩＧＢＴ）Ｑ１、Ｑ２の直列接続を含み、Ｖ相アームは、スイッチング素子（本例ではＩＧＢＴ）Ｑ３、Ｑ４の直列接続を含み、Ｗ相アームは、スイッチング素子（本例ではＩＧＢＴ）Ｑ５、Ｑ６の直列接続を含む。また、各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のコレクタ−エミッタ間には、それぞれ、エミッタ側からコレクタ側に電流を流すようにダイオードＤ１〜Ｄ６が配置される。なお、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は、ＭＯＳＦＥＴのような、ＩＧＢＴ以外の他のスイッチング素子であってもよい。

モータジェネレータ４０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で共通接続されている。Ｕ相コイルの他端は、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の中点Ｍ１に接続され、Ｖ相コイルの他端は、スイッチング素子Ｑ３、Ｑ４の中点Ｍ２に接続され、Ｗ相コイルの他端は、スイッチング素子Ｑ５、Ｑ６の中点Ｍ３に接続される。スイッチング素子Ｑ１のコレクタと負極ラインとの間には、平滑用コンデンサＣ２が接続される。なお、モータジェネレータ４０は、電磁石と永久磁石とを組み合わせたハイブリッド型の３相モータであってもよい。

制御装置５０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０及びインバータ３０を制御する。制御装置５０は、マイクロコンピューターを含むＥＣＵ（電子制御ユニット）として具現化されてもよい。なお、制御装置５０の各種機能（以下で説明する機能を含む）は、任意のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はそれらの組み合わせにより実現されてもよい。例えば、制御装置５０の各種機能は、特定用途向けＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）やＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）により実現されてもよい。また、制御装置５０の各種機能は、複数のＥＣＵにより協動して実現されてもよい。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の制御方法の概要は任意であってよい。典型的には、制御装置５０は、インバータ３０の動作（力行又は回生）に応じて、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０を制御する。例えば、制御装置５０は、力行時は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の下アームのスイッチング素子Ｑ２４のみをオン／オフ切換し（下アームによる片アーム駆動）、バッテリ１０の電圧を昇圧してインバータ３０側に出力する。この際、下アームのスイッチング素子Ｑ２４は、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御されてもよい。また、回生時は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の上アームのスイッチング素子Ｑ２２のみをオン／オフ切換し（上アームによる片アーム駆動）、インバータ３０側の電圧を降圧してバッテリ１０側に出力する。この際、上アームのスイッチング素子Ｑ２２は、ＰＷＭ制御されてよい。また、リアクトルＬ１を流れる電流が０を跨ぐ際（ゼロクロス時）、制御装置５０は、２つのスイッチング素子Ｑ２２、Ｑ２４を逆相でオン／オフ駆動してもよい。

インバータ３０の制御方法の概要は任意であってよい。典型的には、制御装置５０は、各相のコイルを流れる各相電流が例えば１２０度ずつ位相がずれた関係の正弦波波形となるように、Ｕ相に係る２つのスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２をオン／オフ駆動し、Ｖ相に係る２つのスイッチング素子Ｑ３、Ｑ４をオン／オフ駆動し、Ｗ相に係る２つのスイッチング素子Ｑ５、Ｑ６をオン／オフ駆動する。

図３Ａ及び図３Ｂは、キャリア信号とデューティとの関係で切り替わるスイッチング素子Ｑ２２、Ｑ２４のオン／オフ状態の時系列の一例を示す図であり、図３Ａは、上段から、キャリア信号とデューティ（図３Ａ及び図３Ｂでは“Ｄｕｔｙ”と表記）の関係、力行時におけるスイッチング素子Ｑ２２、Ｑ２４のオン／オフ状態、及び、リアクトル電流ＩＬの波形の一例を概略的に示す図であり、図３Ｂは、上段から、キャリア信号とデューティの関係、回生時におけるスイッチング素子Ｑ２２、Ｑ２４のオン／オフ状態、及びリアクトル電流ＩＬの波形の一例を概略的に示す図である。

力行時においては、例えば、図３Ａに示すように、下アームのスイッチング素子Ｑ２４のみがオン／オフ切換され、上アームのスイッチング素子Ｑ２２はオフ状態に維持されてよい（下アームによる片アーム駆動）。図３Ａに示す例では、下アームのスイッチング素子Ｑ２４は、キャリア信号のレベルがデューティのレベルを超えると、オンからオフに切り替えられ、キャリア信号のレベルがデューティのレベルを下回ると、オフからオンに切り替えられる。

下アームのスイッチング素子Ｑ２４がオンすると、バッテリ１０の正極側からリアクトルＬ１及びスイッチング素子Ｑ２４を通ってバッテリ１０の負極側へと戻る電流ループが形成され、リアクトル電流ＩＬが上昇する。この際、リアクトル電流ＩＬは、図３Ａに示すように、一定の傾きで上昇する。次に下アームのスイッチング素子Ｑ２４がオフすると、リアクトルＬ１を流れ続けようとする電流は、上アームのダイオードＤ２２を通ってインバータ３０側に流れる。この際、リアクトル電流ＩＬは、図３Ａに示すように、一定の傾きで減少する。このようにして、力行時は、リアクトル電流ＩＬは、下アームのスイッチング素子Ｑ２４のオン／オフ切換ごとに、正の領域で傾きを変化させつつ増減する。なお、リアクトル電流ＩＬの増減は、デューティに依存し、デューティが大きいほど下アームのスイッチング素子Ｑ２４のオン期間が長くなりリアクトル電流ＩＬが増加する。

回生時においては、例えば、図３Ｂに示すように、上アームのスイッチング素子Ｑ２２のみがオン／オフ切換され、下アームのスイッチング素子Ｑ２４はオフ状態に維持されてよい（上アームによる片アーム駆動）。図３Ｂに示す例では、上アームのスイッチング素子Ｑ２２は、キャリア信号のレベルがデューティのレベルを超えると、オンからオフに切り替えられ、キャリア信号のレベルがデューティのレベルを下回ると、オフからオンに切り替えられる。

上アームのスイッチング素子Ｑ２２がオンすると、インバータ３０の正極側から上アームのスイッチング素子Ｑ２２及びリアクトルＬ１を通ってバッテリ１０の正極へと電流が流れる。この際、リアクトル電流ＩＬは、図３Ｂに示すように、一定の傾きで減少する（負方向では増加する）。次に上アームのスイッチング素子Ｑ２２がオフすると、リアクトルＬ１を流れ続けようとする電流は、下アームのダイオードＤ２４を通ってバッテリ１０の正極へと流れる。この際、リアクトル電流ＩＬは、図３Ｂに示すように、一定の傾きで上昇する。このようにして、回生時は、リアクトル電流ＩＬは、上アームのスイッチング素子Ｑ２２のオン／オフ切換ごとに、負の領域で傾きを変化させつつ増減する。なお、リアクトル電流ＩＬの増減は、デューティに依存し、デューティが大きいほど上アームのスイッチング素子Ｑ２２のオン期間が長くなりリアクトル電流ＩＬが減少（負方向に増加）する。

なお、図３Ａ及び図３Ｂに示す例では、デューティは一定であるが、デューティは、キャリア信号の半周期に対応した所定のデューティ設定周期ごとに変更（設定）される。この際、デューティは、キャリア信号の山（上側の頂点）と谷（下側の頂点）で変更されてよい。

図４は、モータジェネレータＭＧ２の出力特性の説明図である。図４には、横軸に回転数（モータジェネレータＭＧ２の回転数）を取り、縦軸にモータトルクを取り、モータジェネレータＭＧ２の出力特性として、回転数ごとの出力可能な最大のモータトルクが示される。以下では、回転数に応じたトルクの特性を表すラインを「トルクライン」とも称する。

図４には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧が３００ＶであるときのモータジェネレータＭＧ２のトルクライン３００と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧が５００ＶであるときのモータジェネレータＭＧ２のトルクライン３０１と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧が７００ＶであるときのモータジェネレータＭＧ２のトルクライン３０２とが示される。

図４に示すように、回転数ごとの出力可能な最大のモータトルクは、回転数が、ある回転数（α１、α２、α３参照）を超えると、回転数の増加につれて減少していく。すなわち、モータジェネレータＭＧ２の回転数が比較的低いときは、トルクライン３００〜３０２のうちの右下がりのトルクライン部分の制限を受けることなく最大値Ｔｍを出力することが可能であるが、モータジェネレータＭＧ２の回転数が、ある回転数を超えると、モータジェネレータＭＧ２の回転数の更なる増加に従い、トルクライン３００〜３０２のうちの右下がりのトルクライン部分の制限を受け、出力可能なモータトルクの最大値は最大値Ｔｍから減少する。

また、図４に示すトルクライン３００〜３０２からわかるように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧が増加すると、右下がりのトルクライン部分の開始する回転数（α１、α２、α３参照）が増加する。例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧が３００Ｖであるときは、モータジェネレータＭＧ２の回転数が回転数α１を超えると、右下がりのトルクライン部分の制限を受けるのに対して、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧が５００Ｖであるときは、モータジェネレータＭＧ２の回転数が回転数α１を超えても、回転数α２を超えるまでは、右下がりのトルクライン部分の制限を受けない。

このように、モータジェネレータＭＧ２の、回転数ごとの出力可能な最大のモータトルクは、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧が高くなるほど大きくなる（矢印Ｒ１参照）。

図５は、本実施例においてエンジンＥＧの始動時に実行される始動アシスト制御の説明図であり、始動アシスト制御が実行される際の速度線図を示す。図５では、エンジンＥＧが停止した状態（すなわちエンジン回転数が０の状態）がライン４００で示される。なお、この状態では、モータジェネレータＭＧ１は、負方向に回転し、モータジェネレータＭＧ２及び車軸９０は、正方向に回転している。

このような状態で、エンジンＥＧの始動要求が発生すると、モータジェネレータＭＧ１は、正方向の回転トルクであるクランキングトルク（アシストトルクの一例）Ｔｑ１を発生する。これにより、エンジンＥＧには、正方向の回転トルクが伝達され、クランキング動作がアシストされる。

このとき、クランキングトルクＴｑ１は、エンジンＥＧのクランクシャフト（図示せず）を中心としてモータジェネレータＭＧ２及びそれに伴い車軸９０に反力トルクＴｑ２として伝達する。このような反力トルクＴｑ２が車軸９０に作用すると、減速感を運転者に与えるので、かかる減速感が生じないように、モータジェネレータＭＧ２がキャンセルトルクＴｑ３（補償用の回転トルクの一例）を発生させる。キャンセルトルクＴｑ３は、典型的には、反力トルクＴｑ２と同じである。この場合、反力トルクＴｑ２は、完全に相殺される。ただし、変形例では、キャンセルトルクＴｑ３は、反力トルクＴｑ２よりも小さくてもよい。なお、クランキングトルクＴｑ１の大きさに応じて反力トルクＴｑ２の大きさが一意に決まる。従って、クランキングトルクＴｑ１の大きさが変化する構成では、キャンセルトルクＴｑ３の大きさは、クランキングトルクＴｑ１の大きさに応じて決定されてよい。

図６は、モータジェネレータＭＧ２に関して、理論上発生可能なモータトルクの最大値と、電気走行モードにおいて発生可能なモータトルクの最大値との関係を示す概念図である。図６に示すトルクライン６００、６０１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧が一定である場合の特性を示し、トルクライン６００は、理論上発生可能なモータトルクの最大値に対応し、トルクライン６０１は、電気走行モードにおいて発生可能なモータトルクの最大値に対応する。なお、理論上発生可能なモータトルクの最大値とは、制御上の制約がない場合に発生可能なモータトルクの最大値であり、図４に示した特性のとおりである。

図６に示すように、電気走行モードにおいて発生可能なモータトルクの最大値は、理論上発生可能なモータトルクの最大値に対して、マージントルクΔＴｑだけ小さくなる態様で設定される。マージントルクΔＴｑは、キャンセルトルクＴｑ３の大きさに対応し、例えば、キャンセルトルクＴｑ３の大きさに一致する。この場合、上述のようにエンジンＥＧの始動の際にクランキングトルクＴｑ１に起因して生じうる減速感を、マージントルクΔＴｑに応じた分だけ無くす又は低減できる。なお、マージントルクΔＴｑは、回転数とは無関係に一定であるが、回転数に応じて若干異なってもよい。

なお、モータジェネレータＭＧ２に関して、ある回転数であるときのモータトルクの指令値が、当該回転数において電気走行モードで発生可能なモータトルクの最大値を超えると、エンジンＥＧが始動される。そして、モータトルクの指令値のうちの、当該最大値を超えた分のトルクが、エンジンＥＧのトルクにより賄われる。換言すると、電気走行モードにおいて発生可能なモータトルクの最大値に係るトルクラインは、エンジンＥＧの始動条件を定め、更に換言すると、電気走行モードにおいて発生可能なモータトルクの最大値に係るトルクラインは、電気走行モードが可能な範囲を定める。

図７は、キャリア信号の周波数（以下、「キャリア周波数」と称する）とリプル電圧との関係の説明図である。図７では、横軸に時間を取り、縦軸にＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧（昇圧後の電圧）を取り、キャリア周波数を変化させたときの、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧の時系列波形が示される。図７では、区間７０１では、キャリア周波数が５ｋＨｚであり、区間７０２では、キャリア周波数が１０ｋＨｚであり、区間７０３では、キャリア周波数が２０ｋＨｚである。各区間７０１〜７０３では、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧は、目標電圧ＶＨ＊になるように制御されている。

図７に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧は、目標電圧ＶＨ＊になるように制御されているにもかかわらず、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧は、目標電圧ＶＨ＊を略中心として上下に振動する（すなわちリプル電圧が発生する）。このようなリプル電圧は、力行時において、図３Ａを参照して上述した下アームのスイッチング素子Ｑ２４のオン／オフ切換に起因して生じる。より具体的には、図３Ａを参照して説明したように、リアクトル電流ＩＬが、下アームのスイッチング素子Ｑ２４のオン／オフ切換ごとに傾きを変化させる。このときの傾きの変化がリプル電流（及びそれに伴いリプル電圧）を生む。

リプル電圧は、図７に示すように、キャリア周波数が高くなるほど小さくなる。具体的には、区間７０２では、区間７０１に比べてリプル電圧がΔＶ１だけ低減され、区間７０３では、区間７０２に比べてリプル電圧がΔＶ２だけ低減されている。これは、キャリア周波数が高くなることで下アームのスイッチング素子Ｑ２４のオン／オフ切換の周期が短くなれば、リプル成分がその分だけ少なくなるためである。

以上からわかるように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧の目標電圧ＶＨ＊に対する上限値（目標電圧ＶＨ＊として設定可能な上限値）は、キャリア周波数が決まると、システムの上限電圧Ｖｍａｘに応じて決まる。システムの上限電圧Ｖｍａｘとは、平滑用コンデンサＣ２の両端の電圧ＶＨの上限値に対応してよく、例えば、平滑用コンデンサＣ２に接続されるシステムの耐圧に応じて決定されてよい。

具体的には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧の目標電圧ＶＨ＊に対する上限値は、システムの上限電圧Ｖｍａｘから、キャリア周波数に応じたリプル電圧を考慮するための所定マージンＶｍを差し引いた値である。この場合、所定マージンＶｍは、例えばキャリア周波数に応じたリプル電圧以上となる。そして、キャリア周波数に応じたリプル電圧は、上述のように、キャリア周波数が高くなるほど小さくなる。

従って、キャリア周波数が高くなるほど、リプル電圧が小さくなるので、所定マージンＶｍを小さくすることができ、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧の目標電圧ＶＨ＊に対する上限値を高めることができる。その結果、電気走行モードにおいて発生可能なモータトルクの最大値を高めることができる。

そこで、本実施例では、制御装置５０は、電気走行モードにおいて、キャリア周波数が第１キャリア周波数に設定される第１駆動モード（第１モードの一例）と、キャリア周波数が第１キャリア周波数よりも高い第２キャリア周波数に設定される第２駆動モード（第２モードの一例）とを含む複数の駆動モードで動作可能とする。

この場合、制御装置５０は、第２駆動モードにおいては、第１駆動モードよりも、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧の目標電圧ＶＨ＊に対する上限値を大きくすることができる。従って、本実施例では、制御装置５０は、第１駆動モードにおいては、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧の目標電圧ＶＨ＊に対する上限値をＶ１ｍａｘとし、第２駆動モードにおいては、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧の目標電圧ＶＨ＊をＶ２ｍａｘ（＞Ｖ１ｍａｘ）に設定する。例えば、図７に示す例において、第１キャリア周波数＝５ｋＨｚとし、第２キャリア周波数＝２０ｋＨｚとした場合、上限値Ｖ２ｍａｘは、第１駆動モードにおける目標電圧ＶＨ＊に対する上限値Ｖ１ｍａｘよりも、ΔＶ１＋ΔＶ２だけ高くすることができる。

具体的には、本実施例では、制御装置５０は、第１駆動モードにおいては、第１キャリア周波数に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧が上限値Ｖ１ｍａｘ（以下、「第１上限値Ｖ１ｍａｘ」とも称する）（第１電圧値の一例）を超えないように制御する。他方、制御装置５０は、第２駆動モードにおいては、第２キャリア周波数に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧を上限値Ｖ２ｍａｘ（以下、「第２上限値Ｖ２ｍａｘ」とも称する）（第２電圧値の一例）に制御する。なお、第２上限値Ｖ２ｍａｘは、第１上限値Ｖ１ｍａｘよりも有意に高ければよく、第２上限値Ｖ２ｍａｘと第１上限値Ｖ１ｍａｘとの差は、第１キャリア周波数に応じたリプル電圧と、第２キャリア周波数に応じたリプル電圧との間の差分以下であってよい。

他方、キャリア周波数が高くなると、発熱量の増加に伴うＤＣ／ＤＣコンバータ２０の高温化等の不都合があるので、キャリア周波数を過剰に高くしたり、比較的高いキャリア周波数のキャリア信号を生成する状態を比較的長い時間維持したり、比較的高いキャリア周波数のキャリア信号を生成する状態を高い頻度で発生させたりすることは、好ましくない。

そこで、本実施例では、制御装置５０は、電気走行モード中、所定条件が成立した場合のみ第２駆動モードを形成する。具体的には、制御装置５０は、電気走行モード中、第１駆動モードにおいてエンジンＥＧの始動要求が生成された場合に、第１駆動モードから第２駆動モードに切り替え、第２キャリア周波数に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧を第２上限値Ｖ２ｍａｘに制御する。なお、変形例では、制御装置５０は、電気走行モード中、第１駆動モードにおいてエンジンＥＧの始動要求が予測された場合に、第１駆動モードから第２駆動モードに切り替え、第２キャリア周波数に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧を第２上限値Ｖ２ｍａｘに制御してもよい。なお、エンジンＥＧの始動要求は、上述のように、モータジェネレータＭＧ２に関して、ある回転数であるときのモータトルクの指令値が、同回転数における電気走行モードで発生可能なモータトルクの最大値を超えた場合に生成される。従って、電気走行モードにおいて発生可能なモータトルクの最大値に係るトルクラインを利用して（例えば、当該トルクラインに対して所定トルクだけ小さくなる方向にオフセットしたトルクラインに基づいて）、エンジンＥＧの始動要求を予測してもよい。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧が第２上限値Ｖ２ｍａｘに制御されると、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧が第１上限値Ｖ１ｍａｘであるときに比べて、モータジェネレータＭＧ２で生成可能なモータトルクを増加できる。これにより、エンジンＥＧの始動の際に、減速感を無くすようにキャンセルトルクＴｑ３を発生させつつ、電気走行モードが可能な範囲を広げることができる。

図８は、本実施例の効果の説明図である。図８では、トルクライン８００、８０１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧が第１上限値Ｖ１ｍａｘであるときの特性を示し、トルクライン８００は、理論上発生可能なモータトルクの最大値に対応し、トルクライン８０１は、電気走行モードにおいて発生可能なモータトルクの最大値に対応する。また、図８では、トルクライン９００、９０１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧が第２上限値Ｖ２ｍａｘであるときの特性を示し、トルクライン９００は、理論上発生可能なモータトルクの最大値に対応し、トルクライン９０１は、電気走行モードにおいて発生可能なモータトルクの最大値に対応する。

トルクライン８０１は、トルクライン８００に対してマージントルクΔＴｑ（キャンセルトルクＴｑ３の大きさに対応）だけ小さく、トルクライン９０１は、トルクライン９００に対してマージントルクΔＴｑだけ小さい。

本実施例においては、第１駆動モードにおいても、トルクライン９０１に基づいてモータジェネレータＭＧ２を制御できる。これにより、トルクライン８０１に基づいてモータジェネレータＭＧ２を制御する場合に比べて、電気走行モードが可能な範囲を広げることができる（矢印Ｒ２参照）。この結果、トルクライン８０１に基づいてモータジェネレータＭＧ２を制御する場合に比べて、エンジンＥＧの始動機会を低減でき、効率的な制御を実現できる。

また、本実施例では、第２駆動モードは、エンジンＥＧの始動に関連して形成されるだけであるので、キャリア周波数が比較的高い周波数（第２キャリア周波数）に比較的長い時間設定される場合や、比較的高い頻度で設定される場合に生じうる不都合（例えば発熱量の増加に伴うＤＣ／ＤＣコンバータ２０の高温化等）を低減できる。

次に、図９以降を参照して、更に具体的な例について説明する。

図９は、制御装置５０におけるＤＣ／ＤＣコンバータ２０の制御ブロック５００の一例を示す図である。制御ブロック５００は、例えばマイコンで構成されてよい。なお、図９には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の制御ブロック５００に情報等を供給する制御部（モータ制御部５４０や走行制御部５６０）も示されている。なお、モータ制御部５４０及び走行制御部５６０は、制御ブロック５００を実現するＥＣＵにより実現されてもよいし、制御ブロック５００を実現するＥＣＵとは異なるＥＣＵにより実現されてもよい。

走行制御部５６０は、例えばアクセル開度と車速とに基づいて、モータトルク指令値（モータトルクの指令値）を決定し、モータ制御部５４０に供給してよい。なお、いわゆる自動運転モードがある車両においては、モータトルク指令値は、周辺監視センサ（ミリ波レーダやＬｉＤＡＲ：Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ、画像センサ等）からの周辺情報やインフラ情報等に基づいて決定されてもよい。

また、走行制御部５６０は、エンジンＥＧの始動要求（図９では、「エンジン始動要求」と表記）を生成し、エンジンＥＧの始動要求をモータ制御部５４０及び駆動モード設定部５１６に供給する。本実施例では、走行制御部５６０は、図８に示したトルクライン９０１に基づいて、エンジンＥＧの始動要求を生成する。これにより、上述したように、図８に示したトルクライン８０１に基づいてエンジンＥＧの始動要求を生成する場合に比べて、電気走行モードが可能な範囲を広げることができる（矢印Ｒ２参照）。

モータ制御部５４０は、モータトルク指令値や各種センサ値等（例えば、電流センサによる各相電流の検出値やレゾルバによるモータ回転数の検出値）に基づいて、インバータ３０のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のオン／オフ切換のためのゲート信号（モータゲート信号）を生成してよい。モータゲート信号は、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のゲートに印加されてよい。

本実施例では、モータ制御部５４０は、アシストトルク発生部５４０１と、キャンセルトルク発生部５４０２とを含む。

アシストトルク発生部５４０１は、エンジンＥＧの始動要求に応答して、上述したクランキングトルクＴｑ１（図５参照）を発生するようにモータジェネレータＭＧ１を制御する。

キャンセルトルク発生部５４０２は、アシストトルク発生部５４０１によりモータジェネレータＭＧ１がクランキングトルクＴｑ１を発生するように制御される際に、上述したキャンセルトルクＴｑ３（図５参照）を発生するようにモータジェネレータＭＧ２を制御する。すなわち、キャンセルトルク発生部５４０２は、モータジェネレータＭＧ１によるクランキングトルクＴｑ１（図５参照）の発生に応じてモータジェネレータＭＧ２にキャンセルトルクＴｑ３（図５参照）を発生させる。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の制御ブロック５００は、図９に示すように、フィルタ５０２、ＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）５０４、電流制御部５０６、目標電流算出部５０８、目標電圧算出部５１０、キャリア生成部５１３、ゲート信号生成部５１４、及び駆動モード設定部５１６を含んでよい。

フィルタ５０２には、リアクトルＬ１を流れる電流（以下、リアクトル電流ＩＬともいう）を検出する電流センサ（図示せず）から検出信号（アナログ信号）が入力される。フィルタ５０２は、検出信号をフィルタリングし、ＡＤＣ５０４に出力する。

ＡＤＣ５０４は、フィルタ５０２からの検出信号のサンプリングを行い、リアクトル電流ＩＬのサンプリング値（デジタル値）を得る。リアクトル電流ＩＬのサンプリング値は、電流制御部５０６に供給される。

電流制御部５０６は、ＡＤＣ５０４からのリアクトル電流ＩＬのサンプリング値と、目標電流算出部５０８からのリアクトル電流ＩＬの目標値ＩＬ＊とに基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０のスイッチング素子Ｑ２２、Ｑ２４を駆動（オン／オフ切換）するためのデューティを算出する。この際、ＰＩ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｉｎｔｅｇｒａｌ）制御やＰＩＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｉｎｔｅｇｒａｌ Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ）制御が利用されてもよい。算出したデューティ（ｄｕｔｙ）は、ゲート信号生成部５１４に供給される。

目標電流算出部５０８は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の目標電圧ＶＨ＊と、平滑用コンデンサＣ２の両端の電圧ＶＨの検出値（ＶＨセンサ値）とに基づいて、リアクトル電流ＩＬの目標値ＩＬ＊を算出する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の目標電圧ＶＨ＊は、目標電圧算出部５１０により算出される。

目標電圧算出部５１０は、モータ制御部５４０からのモータ回転数及びモータトルク指令値に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の目標電圧ＶＨ＊を算出する。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の目標電圧ＶＨ＊は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧の目標電圧ＶＨ＊に対応し、平滑用コンデンサＣ２の両端電圧ＶＨ（図２参照）の目標値でもある。

本実施例では、目標電圧算出部５１０は、第１目標電圧算出部５１０１と、第２目標電圧算出部５１０２と含む。

第１目標電圧算出部５１０１は、駆動モード設定部５１６により第１駆動モードが設定された場合に動作する。第１目標電圧算出部５１０１は、第１上限値Ｖ１ｍａｘを超えない範囲内で（すなわち第１上限値Ｖ１ｍａｘ以下となるように）目標電圧ＶＨ＊を算出する。

第２目標電圧算出部５１０２は、駆動モード設定部５１６により第２駆動モードが設定された場合に動作する。第２目標電圧算出部５１０２は、第２上限値Ｖ２ｍａｘに目標電圧ＶＨ＊を設定する。

キャリア生成部５１３は、キャリア信号（図３Ａ及び図３Ｂ参照）を生成する。キャリア信号は、三角波や矩形波の波形を有してよい。本実施例では、キャリア生成部５１３は、キャリア周波数を可変とする。具体的には、駆動モード設定部５１６により第１駆動モードが設定された場合は、キャリア生成部５１３は、第１キャリア周波数のキャリア信号を生成し、駆動モード設定部５１６により第２駆動モードが設定された場合は、キャリア生成部５１３は、第２キャリア周波数のキャリア信号を生成する。第２キャリア周波数は、上述のように、第１キャリア周波数よりも有意に高い。キャリア信号は、ゲート信号生成部５１４に供給される。

ゲート信号生成部５１４は、キャリア生成部５１３からのキャリア信号と、電流制御部５０６からのデューティとに基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０のスイッチング素子Ｑ２２、Ｑ２４のオン／オフ切換のためのゲート信号を生成する（図３Ａ及び図３Ｂ参照）。ゲート信号は、スイッチング素子Ｑ２２、Ｑ２４のそれぞれのゲートに印加される。

駆動モード設定部５１６は、第１駆動モード及び第２駆動モードを含む複数の駆動モード間の切り替えを行う。本実施例では、一例として、駆動モード設定部５１６は、電気走行モードにおいて、第１駆動モード及び第２駆動モード間の切り替えを行う。具体的には、駆動モード設定部５１６は、電気走行モード中、第１駆動モードにおいて、エンジンＥＧの始動要求が生成された場合に、第１駆動モードを第２駆動モードに切り替える。そして、駆動モード設定部５１６は、第２駆動モードにおいて、所定の終了条件が成立した場合に、第２駆動モードから第１駆動モードに切り替える。所定の終了条件は、任意であるが、例えば所定の時間が経過した場合に満たされてもよいし、エンジンＥＧの回転数がアイドル回転数まで上昇した場合（すなわち始動が成功した場合）に満たされてもよい。なお、エンジンＥＧの始動が成功すると走行モードは電気走行モードからハイブリッド走行モードに移行するが、ハイブリッド走行モードにおいては、駆動モード設定部５１６は、第１駆動モードを維持してよい。また、ハイブリッド走行モードから電気走行モードに復帰する場合も、駆動モード設定部５１６は、第１駆動モードを維持してよい。

図９に示す例によれば、駆動モード設定部５１６が第１駆動モードを形成すると、キャリア生成部５１３において第１キャリア周波数のキャリア信号が生成され、目標電圧算出部５１０において第１上限値Ｖ１ｍａｘを超えないような目標電圧ＶＨ＊が算出される。このようにして、第１駆動モードでは、電流制御部５０６は、第１目標電圧算出部５１０１等と協動して、第１キャリア周波数に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧が第１上限値Ｖ１ｍａｘを超えないように制御する。

また、駆動モード設定部５１６が第２駆動モードを形成すると、キャリア生成部５１３において第２キャリア周波数のキャリア信号が生成され、目標電圧算出部５１０において第２上限値Ｖ２ｍａｘに目標電圧ＶＨ＊が設定される。このようにして、第２駆動モードでは、電流制御部５０６は、第２目標電圧算出部５１０２等と協動して、第２キャリア周波数に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧を第２上限値Ｖ２ｍａｘに制御する。

次に、図１０を参照して、電気走行モードにおけるエンジンＥＧの始動要求に関連した制御装置５０の動作例について説明する。

図１０は、電気走行モードにおいて制御装置５０により実現される処理（エンジンＥＧの始動要求に関連した処理部分）の一例を示す概略フローチャートである。図１０に示す処理ルーチンは、電気走行モードにおいて所定周期ごとに繰り返し実行されてよい。図１０においては、各ステップの入力と出力の関係を損なわない限り、各ステップの処理順序を入れ替えてもよい。

ステップＳ１００では、制御装置５０は、各種のセンサ情報や制御情報を取得する。

ステップＳ１０１では、制御装置５０は、駆動モードが第１駆動モードであるか否かを判定する。判定結果が“ＹＥＳ”の場合、ステップＳ１０２に進み、それ以外の場合（すなわち駆動モードが第２駆動モードである場合）は、ステップＳ１１６に進む。

ステップＳ１０２では、制御装置５０は、エンジンＥＧの始動要求が生成されたか否かを判定する。なお、変形例では、制御装置５０は、エンジンＥＧの始動要求が予測されたか否かを判定してもよい。判定結果が“ＹＥＳ”の場合、ステップＳ１０４に進み、それ以外の場合は、ステップＳ１１２に進む。

ステップＳ１０４では、制御装置５０は、駆動モードを第２駆動モードに切り替える。

ステップＳ１０６では、制御装置５０は、キャリア信号のキャリア周波数を第２キャリア周波数に設定する。この場合、キャリア生成部５１３は、第２キャリア周波数のキャリア信号を生成するように動作する。

ステップＳ１０８では、制御装置５０は、キャリア信号のキャリア周波数が第２キャリア周波数であるか否かを判定する。判定結果が“ＹＥＳ”の場合、ステップＳ１１０に進み、それ以外の場合は、ステップＳ１１４に進む。なお、キャリア信号のキャリア周波数が第２キャリア周波数に変化するまでの時間が非常に短い場合は、ステップＳ１０８は省略されてもよい。

ステップＳ１１０では、制御装置５０は、第２上限値Ｖ２ｍａｘに、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧の目標電圧ＶＨ＊を設定し、第２キャリア周波数のキャリア信号に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧が第２上限値Ｖ２ｍａｘになるように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０を制御する。

ステップＳ１１２では、制御装置５０は、キャリア信号のキャリア周波数を第１キャリア周波数に設定する。この場合、キャリア生成部５１３は、第１キャリア周波数のキャリア信号を生成するように動作する。

ステップＳ１１４では、制御装置５０は、第１上限値Ｖ１ｍａｘ以下に、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧の目標電圧ＶＨ＊を設定し、第１キャリア周波数のキャリア信号に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧が第１上限値Ｖ１ｍａｘを超えないように制御する。

ステップＳ１１６では、制御装置５０は、始動アシスト中フラグＦ１が“０”であるか否かを判定する。始動アシスト中フラグＦ１は、モータジェネレータＭＧ１によりクランキングトルクＴｑ１を生成するための制御が実行されている状態において“１”となり、それ以外の状態で“０”となる。始動アシスト中フラグＦ１の初期値（車両起動時の値）は“０”である。判定結果が“ＹＥＳ”の場合、ステップＳ１１８に進み、それ以外の場合は、ステップＳ１３０に進む。

ステップＳ１１８では、制御装置５０は、始動アシスト制御の開始条件が成立したか否かを判定する。始動アシスト制御の開始条件は、例えばキャリア信号のキャリア周波数が第２キャリア周波数に至り、かつ、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧が第２上限値Ｖ２ｍａｘに至った場合に満たされてもよい。なお、変形例では、ステップＳ１１８は省略されてもよい。判定結果が“ＹＥＳ”の場合、ステップＳ１２０に進み、それ以外の場合は、ステップＳ１２６に進む。

ステップＳ１２０では、制御装置５０は、始動アシスト中フラグＦ１を“１”にセットする。

ステップＳ１２２では、制御装置５０は、モータジェネレータＭＧ１がクランキングトルクＴｑ１（図５参照）を発生するように制御する。

ステップＳ１２４では、制御装置５０は、モータジェネレータＭＧ２がキャンセルトルクＴｑ３（図５参照）を発生するように制御する。

ステップＳ１２６では、制御装置５０は、キャリア信号のキャリア周波数を第２キャリア周波数に設定（維持）する。

ステップＳ１２８では、制御装置５０は、第２上限値Ｖ２ｍａｘに、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧の目標電圧ＶＨ＊を設定し、第２キャリア周波数のキャリア信号に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧が第２上限値Ｖ２ｍａｘになるように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０を制御する（すなわちステップＳ１１０の制御を継続する）。

ステップＳ１３０では、制御装置５０は、始動アシスト制御の終了条件が成立したか否かを判定する。始動アシスト制御の終了条件は、例えば始動アシスト中フラグＦ１が所定時間以上“１”である場合に満たされてもよいし、エンジンＥＧの始動が成功した場合に満たされてもよい。判定結果が“ＹＥＳ”の場合、ステップＳ１３２に進み、それ以外の場合は、ステップＳ１２２に進む。

ステップＳ１３２では、制御装置５０は、始動アシスト中フラグＦ１を“０”にリセットする。

ステップＳ１３４では、制御装置５０は、駆動モードを第１駆動モードに切り替える。

ステップＳ１３６では、制御装置５０は、キャリア信号のキャリア周波数を第１キャリア周波数に設定する。

ステップＳ１３８では、制御装置５０は、第１上限値Ｖ１ｍａｘ以下に、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧の目標電圧ＶＨ＊を設定し、第１キャリア周波数のキャリア信号に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧が第１上限値Ｖ１ｍａｘを超えないように制御する。

ステップＳ１４０では、制御装置５０は、走行モードを電気走行モードからハイブリッド走行モードに移行して終了する。この場合、図１０の処理ルーチンを抜ける。

図１０に示す処理によれば、電気走行モード中、エンジンＥＧの始動要求が生成されると、第２駆動モードに移行し、キャリア信号のキャリア周波数が第２キャリア周波数に増加され、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧が第２上限値Ｖ２ｍａｘになるように制御される。これにより、エンジンＥＧの始動要求が生成された場合に、一時的に、モータジェネレータＭＧ２によりキャンセルトルクＴｑ３（図５参照）を発生できるように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧を高めることができる。従って、第１駆動モードにおいては、第２駆動モードを見越して、キャンセルトルクＴｑ３を考慮することなく、電気走行モードが可能な範囲を広げることができる。この結果、エンジンＥＧの始動機会（エンジンＥＧを動力とするハイブリッド走行モード）を極力低減し、効率的な走行を実現できる。

以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。

例えば、上述した実施例では、電動自動車の機械系の構成は、２つのモータ（モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２）を備えるが、これに限られない。例えば、上述した技術的思想は、国際特許公開第ＷＯ２０１６／１５８５２１号パンフレットに記載されるような、モータが１つだけしか設けられない機械系の構成にも適用可能である。例えば、図１１に示す電動自動車の機械系の構成は、エンジンＥＧと車軸９０との間に、クラッチＣＬ、モータジェネレータＭＧ、及び変速装置ＡＴが設けられる。なお、変速装置ＡＴの構成は、任意であり、例えば、ＡＴ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）、ＤＣＴ（Ｄｕａｌ Ｃｌｕｔｃｈ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）、ＣＶＴ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）、ＡＭＴ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｍａｎｕａｌ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）等であってもよい。かかる構成でも、エンジンＥＧの始動要求が生成されると（又はエンジンＥＧの始動要求が予測されると）、キャリア信号のキャリア周波数が第２キャリア周波数に増加され、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧が第２上限値Ｖ２ｍａｘになるように制御されてよい。この場合、エンジンＥＧの始動要求が生成されると、モータジェネレータＭＧのモータトルクを増加し、かつ、クラッチＣＬの伝達トルク容量が大きくすることで、エンジンＥＧの始動性を高めつつ、減速感が生じる可能性を低減できる。

また、上述した実施例では、電動自動車の機械系の構成は、エンジンＥＧを含むが、これに限られない。すなわち、電動自動車は、エンジンＥＧを備えない電気自動車であってもよい。かかる構成でも、例えばアクセル開度の比較的急峻な増加が検出されると、キャリア信号のキャリア周波数が第２キャリア周波数に増加され、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧が第２上限値Ｖ２ｍａｘになるように制御されてよい。この場合、一時的にモータトルクを増加し、加速性を高めることができる。

また、上述した実施例では、第１駆動モードでは、常に、図８に示したトルクライン８０１に代えて、トルクライン９０１が利用されることで、第１駆動モードにおける電気走行モードが可能な範囲が広げられているが、これに限られない。例えば、第１駆動モードでは、所定の条件が満たされた場合だけ、図８に示したトルクライン８０１に代えて、トルクライン９０１が利用されてもよく、この場合、所定の条件が満たされない場合は、図８に示したトルクライン８０１が利用されてもよい。例えば、所定の条件は、バッテリ１０のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）が閾値以上である場合に満たされてもよい。

＜付記＞
以上の実施例に関し、更に以下を開示する。なお、以下で記載する効果のうちの、一の形態に対する追加的な各形態に係る効果は、当該追加的な各形態に起因した付加的な効果である。

（１）一の形態は、昇圧コンバータ（２０）と、
前記昇圧コンバータに電気的に接続されるインバータ（３０）と、
前記インバータに電気的に接続され、車軸に回転トルクを伝達可能な回転電機（４０、ＭＧ１、ＭＧ２）と、
複数のモードで前記昇圧コンバータを制御する制御装置（５０）とを含み、
前記複数のモードは、前記制御装置が、第１キャリア周波数に基づいて、前記昇圧コンバータの出力電圧を第１電圧値（Ｖ１ｍａｘ）を超えない範囲内で制御する第１モードと、前記制御装置が、前記第１キャリア周波数よりも高い第２キャリア周波数に基づいて、前記昇圧コンバータの出力電圧を、前記第１電圧値よりも高い第２電圧値（Ｖ２ｍａｘ）に制御する第２モードとを含む、車両駆動装置（７）である。

本形態によれば、第２キャリア周波数に基づいて昇圧コンバータの出力電圧を制御する第２モードにおいては、第１キャリア周波数に基づいて昇圧コンバータの出力電圧を制御する第１モードよりも、キャリア周波数が高くなるのに対応してリプル電圧（昇圧コンバータの出力電圧に生じるリプル成分）を小さくすることができる。これにより、第２モードにおいては、第１モードで用いる第１電圧値（例えば第１キャリア周波数に係るリプル電圧に応じた上限値）よりも高い第２電圧値に、昇圧コンバータの出力電圧を制御できる。この結果、第２モードにおいては、システムの上限電圧に対して必要なマージンを確保しつつ、回転電機により発生可能な回転トルクを第１モードよりも高めることができる。

（２）また、本形態においては、好ましくは、前記第２モードは、エンジン（ＥＧ）の始動に関連して形成される。

この場合、第２モードをエンジンの始動を補助するために有効に利用できる。

（３）また、本形態においては、好ましくは、前記回転電機は、エンジンの始動をアシストする回転トルクであるアシストトルク（Ｔｑ１）を発生可能な第１回転電機（４０、ＭＧ１）と、前記アシストトルクの発生に起因して車軸に生じうる回転トルクの変動を低減するための補償用の回転トルク（Ｔｑ３）を発生可能な第２回転電機（４０、ＭＧ２）とを含み、
前記第２モードは、前記第２回転電機が前記補償用の回転トルクを発生させる場合に形成される。

この場合、エンジンの始動を補助するためのアシストトルクを第１回転電機により発生させる際に、第２回転電機により補償用の回転トルクを発生させることで、当該アシストトルクに起因して発生しうる減速感を低減できる。また、第２回転電機が補償用の回転トルクを発生させる場合に第２モードが形成されるので、第２モードを適切な状況下で形成できる。また、第２回転電機が補償用の回転トルクを発生させる場合に第２モードが形成されるので、第１モードでは、第２回転電機が補償用の回転トルクを発生させる際に備えて、第２回転電機で発生可能な回転トルクを抑制する必要性が低減される。これにより、電気走行モードが可能な範囲（例えば回転数とモータトルクで規定される範囲ないし領域）を広げることができる。

（４）また、本形態においては、好ましくは、エンジンの停止状態における前記第１モードにおいて、ある回転数において、前記昇圧コンバータの出力電圧が前記第１電圧値であるときに前記制御装置により前記第２回転電機に発生させることが可能な回転トルクの最大値（９０１）は、同回転数において、前記昇圧コンバータの出力電圧が前記第１電圧値であるときに前記第２回転電機が発生可能な最大トルク（８００）から前記補償用の回転トルク（Ｔｑ３：ΔＴｑ）を引いたトルク（８０１）よりも大きい。

この場合、アシストトルクに起因して発生しうる減速感を低減しつつ、電気走行モードが可能な範囲（例えば回転数とモータトルクで規定される範囲ないし領域）を広げることができる。

（５）また、本形態においては、好ましくは、前記第２モードは、前記第２回転電機により発生させる回転トルクの目標値に、前記補償用の回転トルクを足した値が、前記最大トルクを超える状況下において、前記第２回転電機が前記補償用の回転トルクを発生させる場合に、形成される。

この場合、アシストトルクに起因して発生しうる減速感を低減しつつ、電気走行モードが可能な範囲（例えば回転数とモータトルクで規定される範囲ないし領域）を広げることができる。

１ モータ駆動システム
７ 車両駆動装置
１０ バッテリ
２０ ＤＣ／ＤＣコンバータ
３０ インバータ
４０ モータジェネレータ
５０ 制御装置
９０ 車軸
５０２ フィルタ
５０４ ＡＤＣ
５０６ 電流制御部
５０８ 目標電流算出部
５１０ 目標電圧算出部
５１３ キャリア生成部
５１４ ゲート信号生成部
５１６ 駆動モード設定部
５４０ モータ制御部
５６０ 走行制御部
５１０１ 第１目標電圧算出部
５１０２ 第２目標電圧算出部
５４０１ アシストトルク発生部
５４０２ キャンセルトルク発生部
ＥＧ エンジン
ＭＧ１ モータジェネレータ
ＭＧ２ モータジェネレータ
ＳＰ 動力分割機構

Claims (5)

1. 昇圧コンバータと、
   前記昇圧コンバータに電気的に接続されるインバータと、
   前記インバータに電気的に接続され、車軸に回転トルクを伝達可能な回転電機と、
   複数のモードで前記昇圧コンバータを制御する制御装置とを含み、
   前記複数のモードは、前記制御装置が、第１キャリア周波数に基づいて、前記昇圧コンバータの出力電圧を第１電圧値を超えない範囲内で制御する第１モードと、前記制御装置が、前記第１キャリア周波数よりも高い第２キャリア周波数に基づいて、前記昇圧コンバータの出力電圧を、前記第１電圧値よりも高い第２電圧値に制御する第２モードとを含む、車両駆動装置。
2. 前記第２モードは、エンジンの始動に関連して形成される、請求項１に記載の車両駆動装置。
3. 前記回転電機は、エンジンの始動をアシストする回転トルクであるアシストトルクを発生可能な第１回転電機と、前記アシストトルクの発生に起因して車軸に生じうる回転トルクの変動を低減するための補償用の回転トルクを発生可能な第２回転電機とを含み、
   前記第２モードは、前記第２回転電機が前記補償用の回転トルクを発生させる場合に形成される、請求項２に記載の車両駆動装置。
4. エンジンの停止状態における前記第１モードにおいて、ある回転数において、前記昇圧コンバータの出力電圧が前記第１電圧値であるときに前記制御装置により前記第２回転電機に発生させることが可能な回転トルクの最大値は、同回転数において、前記昇圧コンバータの出力電圧が前記第１電圧値であるときに前記第２回転電機が発生可能な最大トルクから前記補償用の回転トルクを引いたトルクよりも大きい、請求項３に記載の車両駆動装置。
5. 前記第２モードは、前記第２回転電機により発生させる回転トルクの目標値に、前記補償用の回転トルクを足した値が、前記最大トルクを超える状況下において、前記第２回転電機が前記補償用の回転トルクを発生させる場合に、形成される、請求項４に記載の車両駆動装置。

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