JP2023048297A - 電動車 - Google Patents

Abstract

【課題】モータがロック状態であるときに、第１電力ラインの電圧をより十分に低下可能とする。【解決手段】第１電力ラインの電圧指令に基づいてデューティ指令を設定し、デューティ指令と昇圧キャリアとを用いて２つの第２スイッチング素子のＰＷＭ信号を生成し、２つの第２スイッチング素子のＰＷＭ信号にデッドタイムを付与して２つの第２スイッチング素子を制御する。この場合に、モータがロック状態であるときには、ロック状態でないときに比して低くなるように電圧指令および昇圧キャリアのキャリア周波数を設定する。【選択図】図２

Description

本発明は、電動車に関する。

従来、この種の電動車としては、走行用のモータと、複数の第１スイッチング素子のスイッチングによりモータを駆動するインバータと、蓄電装置と、上アームおよび下アームの２つの第２スイッチング素子とリアクトルとを有すると共にインバータが接続された第１電力ラインと蓄電装置が接続された第２電力ラインとの間で電圧変換を伴って電力のやりとりを行なうコンバータと、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この電動車では、モータがロック状態であるときには、インバータへの入力が許容される最大電圧よりも低い電圧を上限電圧に設定し、設定した上限電圧で目標電圧を上限ガードして電圧指令を設定してコンバータの２つの第２スイッチング素子を制御することにより、インバータの特定の第１スイッチング素子に発生する発熱を抑制している。

特開２０１３－６３６９２号公報

こうした電動車において、コンバータの制御では、基本的に、第１電力ラインの電圧指令に基づいてデューティ指令を設定し、デューティ指令と昇圧キャリア（搬送波）とを用いてコンバータの２つの第２スイッチング素子のＰＷＭ信号を生成し、２つの第２スイッチング素子のＰＷＭ信号にデッドタイムを付与して２つの第２スイッチング素子を制御する。モータがロック状態であるときに、このデッドタイムの影響によりデューティ指令の許容範囲が制限され、第１電力ラインの電圧を十分に低下させることができない場合が生じる。

本発明の電動車は、モータがロック状態であるときに、第１電力ラインの電圧をより十分に低下可能とすることを主目的とする。

本発明の電動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の電動車は、
走行用のモータと、
複数の第１スイッチング素子のスイッチングにより前記モータを駆動するインバータと、
蓄電装置と、
上アームおよび下アームの２つの第２スイッチング素子とリアクトルとを有し、前記インバータが接続された第１電力ラインと前記蓄電装置が接続された第２電力ラインとの間で電圧変換を伴って電力のやりとりを行なうコンバータと、
前記第１電力ラインの電圧指令に基づいてデューティ指令を設定し、前記デューティ指令と昇圧キャリアとを用いて前記２つの前記第２スイッチング素子のＰＷＭ信号を生成し、前記２つの前記第２スイッチング素子の前記ＰＷＭ信号にデッドタイムを付与して前記２つの前記第２スイッチング素子を制御する制御装置と、
を備える電動車であって、
前記制御装置は、前記モータがロック状態であるときには、前記ロック状態でないときに比して低くなるように前記電圧指令および前記昇圧キャリアのキャリア周波数を設定する、
ことを要旨とする。

本発明の電動車では、第１電力ラインの電圧指令に基づいてデューティ指令を設定し、デューティ指令と昇圧キャリアとを用いて２つの第２スイッチング素子のＰＷＭ信号を生成し、２つの第２スイッチング素子のＰＷＭ信号にデッドタイムを付与して２つの第２スイッチング素子を制御する。この場合に、モータがロック状態であるときには、ロック状態でないときに比して低くなるように電圧指令および昇圧キャリアのキャリア周波数を設定する。ここで、モータのロック状態は、モータの回転数の絶対値が所定値以下でモータを駆動していることにより、モータの特定の一相に電流が集中して流れている状態を意味する。キャリア周波数を低下させると、キャリア周期が長くなるから、キャリア周期に対するデッドタイムの割合が小さくなる。このため、デューティ指令の許容範囲をより大きくすることができる。これにより、モータがロック状態であるときに、第１電力ラインの電圧をより十分に低下させることができる。この結果、インバータの複数の第１スイッチング素子などの保護をより十分に図ることができる。

ここで、前記上アームの前記第２スイッチング素子は、前記第１電力ラインの正極側ラインに接続され、前記下アームは、前記第１電力ラインおよび前記第２電力ラインの負極側ラインに接続されると共に前記上アームに接続され、前記リアクトルは、前記上アームの前記第２スイッチング素子と前記下アームの前記第２スイッチング素子との接続点に接続されると共に前記第２電力ラインの前記正極側ラインに接続されるものとしてもよい。

本発明の電動車において、前記制御装置は、前記モータが前記ロック状態であるときには、前記ロック状態でないときに比して低くなるように前記第１電力ラインの目標電圧を設定し、前記キャリア周波数が低いときには、高いときに比して低くなるように前記第１電力ラインの許容下限電圧を設定し、前記目標電圧を前記許容下限電圧で下限ガードして前記電圧指令を設定するものとしてもよい。これらのようにして、モータがロック状態であるときに、ロック状態でないときに比して電圧指令を低下させることができる。

本発明の電動車において、前記制御装置は、前記モータがロック状態であるときにおいて、前記第２電力ラインの電圧が第１所定電圧未満であるときおよび前記電圧指令が前記第１所定電圧よりも高い第２所定電圧よりも高いときには、前記第２電力ラインの電圧が前記第１所定電圧以上であり且つ前記電圧指令が前記第２所定電圧以下であるときに比して高くなるように前記キャリア周波数を設定するものとしてもよい。また、前記制御装置は、前記モータがロック状態であるときにおいて、前記電圧指令と前記第２電力ラインの電圧との差分が大きいときには、小さいときに比して高くなるように前記キャリア周波数を設定するものとしてもよい。さらに、前記制御装置は、前記モータがロック状態であるときにおいて、前記第２電力ラインの電圧を前記電圧指令で除した値が小さいときには、大きいときに比して高くなるように前記キャリア周波数を設定するものとしてもよい。これらのようにすれば、キャリア周波数をより適切に設定することができる。

本発明の一実施例としての電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 電子制御ユニット５０により実行される昇圧制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 トランジスタＴ３１，Ｔ３２のＰＷＭ信号の生成方法を示す説明図である。

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、本発明の一実施例としての電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の電気自動車２０は、図示するように、モータ３２と、インバータ３４と、バッテリ（蓄電装置）３６と、昇圧コンバータ４０と、電子制御ユニット５０とを備える。

モータ３２は、同期発電電動機として構成されており、回転子コアに永久磁石が埋め込まれた回転子と、固定子コアに三相コイルが巻回された固定子とを有する。このモータ３２の回転子は、駆動輪２２ａ，２２ｂにデファレンシャルギヤ２４を介して連結された駆動軸２６に接続されている。

インバータ３４は、モータ３２の駆動に用いられると共に高電圧側電力ライン（第１電力ライン）４２を介して昇圧コンバータ４０に接続されている。このインバータ３４は、６つのスイッチング素子としてのトランジスタＴ１１～Ｔ１６と、６つのトランジスタＴ１１～Ｔ１６のそれぞれに並列に接続された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４２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２つのトランジスタの接続点の各々には、モータ３２の三相コイル（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のコイル）の各々が接続されている。したがって、インバータ３４に電圧が作用しているときに、電子制御ユニット５０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３２が回転駆動される。高電圧側電力ライン４２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４６が取り付けられている。

バッテリ３６は、例えば定格電圧が数百Ｖ程度の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（第２電力ライン）４４を介して昇圧コンバータ４０に接続されている。低電圧側電力ライン４４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４８が取り付けられている。

昇圧コンバータ４０は、高電圧側電力ライン４２と低電圧側電力ライン４４とに接続されており、２つのスイッチング素子としてのトランジスタＴ３１，Ｔ３２と、２つのトランジスタＴ３１，Ｔ３２のそれぞれに並列に接続された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４２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４２および低電圧側電力ライン４４の負極側ラインと、に接続されている。リアクトルＬは、２つのトランジスタＴ３１，Ｔ３２の接続点と、低電圧側電力ライン４４の正極側ラインと、に接続されている。昇圧コンバータ４０は、電子制御ユニット５０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４４の電力を昇圧して高電圧側電力ライン４２に供給したり、高電圧側電力ライン４２の電力を降圧して低電圧側電力ライン４４に供給したりする。以下、トランジスタＴ３１を「上アーム」といい、トランジスタＴ３２を「下アーム」という場合がある。

電子制御ユニット５０は、図示しないが、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、入出力ポート、通信ポートを有するマイクロコンピュータを備える。電子制御ユニット５０に入力される信号としては、例えば、モータ３２の回転子の回転位置を検出する回転位置センサ（例えばレゾルバ）３２ａからの回転位置θｍや、モータ３２の各相の相電流を検出する電流センサ３２ｖ，３２ｗからの相電流Ｉｖ，Ｉｗを挙げることができる。バッテリ３６の端子間に取り付けられた電圧センサ３６ａからの電圧Ｖｂや、バッテリ３６の出力端子に取り付けられた電流センサ３６ｂからの電流Ｉｂも挙げることができる。リアクトルＬに直列に取り付けられた電流センサ４０ａからの電流ＩＬや、高電圧側電力ライン４２（コンデンサ４６の端子間）に取り付けられた電圧センサ４６ａからの高電圧側電力ライン４２（コンデンサ４６）の電圧ＶＨ、低電圧側電力ライン４４（コンデンサ４８の端子間）に取り付けられた電圧センサ４８ａからの低電圧側電力ライン４４（コンデンサ４８）の電圧ＶＬも挙げることができる。イグニッションスイッチ６０からのイグニッション信号や、シフトレバー６１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ６２からのシフトポジションＳＰも挙げることができる。アクセルペダル６３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６４からのアクセル開度Ａｃｃや、ブレーキペダル６５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６６からのブレーキペダルポジションＢＰ、車速センサ６７からの車速Ｖも挙げることができる。

電子制御ユニット５０からは、各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。電子制御ユニット５０から出力される信号としては、例えば、インバータ３４のトランジスタＴ１１～Ｔ１６へのスイッチング制御信号や、昇圧コンバータ４０のトランジスタＴ３１，Ｔ３２へのスイッチング制御信号を挙げることができる。電子制御ユニット５０は、回転位置検出センサ３２ａからのモータ３２の回転子の回転位置θｍに基づいてモータ３２の電気角θｅや回転数Ｎｍを演算したり、電流センサ３６ｂからのバッテリ３６の電流Ｉｂの積算値に基づいてバッテリ３６の蓄電割合ＳＯＣを演算したりしている。蓄電割合ＳＯＣは、バッテリ３６の全容量に対するバッテリ３６の蓄電量（放電可能な電力量）の割合である。また、電子制御ユニット５０は、電流センサ３２ｖ，３２ｗからのＶ相、Ｗ相の相電流Ｉｖ，Ｉｗに基づいてＵ相の相電流Ｉｕを演算している。

こうして構成された実施例の電気自動車２０では、電子制御ユニット５０は、アクセル開度Ａｃｃおよび車速Ｖに基づいて駆動軸２６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＊が駆動軸２６に出力されるようにモータ３２のトルク指令Ｔｍ＊に設定し、モータ３２がトルク指令Ｔｍ＊で駆動されるようにインバータ３４のトランジスタＴ１１～Ｔ１６のスイッチング制御を行なう。

次に、実施例の電気自動車２０の動作、特に、昇圧コンバータ４０を制御する際の動作について説明する。図２は、電子制御ユニット５０により実行される昇圧制御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。

図２の昇圧制御ルーチンが実行されると、電子制御ユニット５０は、最初に、昇圧コンバータ４０のリアクトルＬの電流ＩＬや、高電圧側電力ライン４２の電圧ＶＨ、低電圧側電力ライン４４の電圧ＶＬ、モータ３２の回転数Ｎｍおよびトルク指令Ｔｍ＊、モータロック状態フラグＦｍなどのデータを入力する（ステップＳ１００）。ここで、リアクトルＬの電流ＩＬは、電流センサ４０ａにより検出された値が入力される。高電圧側電力ライン４２の電圧ＶＨは、電圧センサ４６ａにより検出された値が入力される。低電圧側電力ライン４４の電圧ＶＬは、電圧センサ４８ａにより検出された値が入力される。モータ３２の回転数Ｎｍは、回転位置検出センサ３２ａからのモータ３２の回転子の回転位置θｍに基づいて演算された値が入力される。モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊は、要求トルクＴｄ＊に基づいて設定された値が入力される。モータロック状態フラグＦｍは、電子制御ユニット５０により実行される図示しないモータロック状態判定ルーチンにより設定された値が入力される。モータロック状態判定ルーチンでは、電子制御ユニット５０は、モータ３２がロック状態（モータ３２の特定の一相に電流が集中して流れている状態）であると判定したときには、モータロック状態フラグＦｍに値１を設定し、モータ３２がロック状態でないと判定したときには、モータロック状態フラグＦｍに値０を設定する。モータ３２がロック状態であるか否かの判定は、例えば、モータ３２の回転数Ｎｍの絶対値が閾値Ｎｍｒｅｆ以下であり且つモータ３２の各相の相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗのうちの何れかの絶対値が閾値Ｉｒｅｆ以上である電流集中状態が所定時間以上に亘って継続しているか否かを判定することにより行なうことができる。

こうしてデータを入力すると、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊および回転数Ｎｍに基づいて、昇圧コンバータ４０の目標電圧ＶＨｔａｇの仮値としての仮電圧ＶＨｔｍｐを設定する（ステップＳ１１０）。ここで、高電圧側電力ライン４２の仮電圧ＶＨｔｍｐは、例えば、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊および回転数Ｎｍと高電圧側電力ライン４２の仮電圧ＶＨｔｍｐとの関係として予め定めた仮電圧設定用マップにモータ３２のトルク指令Ｔｍ＊および回転数Ｎｍを適用して設定することができる。高電圧側電力ライン４２の仮電圧ＶＨｔｍｐは、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊の絶対値や回転数Ｎｍの絶対値が大きいほど高くなるように設定される。

続いて、モータロック状態フラグＦｍの値を調べる（ステップＳ１２０）。モータロック状態フラグＦｍが値０である即ちモータ３２がロック状態でないときには、高電圧側電力ライン４２の仮電圧ＶＨｔｍｐを目標電圧ＶＨｔａｇに設定する（ステップＳ１３０）。一方、モータロック状態フラグＦｍが値１である即ちモータ３２がロック状態であるときには、高電圧側電力ライン４２の仮電圧ＶＨｔｍｐから電圧ΔＶＨを減じた電圧を目標電圧ＶＨｔａｇに設定する（ステップＳ１４０）。ここで、電圧ΔＶＨとしては、数十Ｖ程度が用いられる。

そして、前回に本ルーチンが実行されたときに昇圧コンバータ４０のトランジスタＴ３１，Ｔ３２のＰＭＷ信号の生成に用いた昇圧キャリア（搬送波）のキャリア周波数（前回ｆｃ）に基づいて高電圧側電力ライン４２の許容下限電圧ＶＨｍｉｎを設定する（ステップＳ１５０）。ここで、高電圧側電力ライン４２の許容下限電圧ＶＨｍｉｎは、例えば、前回のキャリア周波数（前回ｆｃ）と高電圧側電力ライン４２の許容下限電圧ＶＨｍｉｎとの関係として予め定めた許容下限電圧設定用マップに前回のキャリア周波数（前回ｆｃ）を適用して設定することができる。高電圧側電力ライン４２の許容下限電圧ＶＨｍｉｎは、前回のキャリア周波数（前回ｆｃ）が低いほど低くなるように設定される。この理由については後述する。

続いて、高電圧側電力ライン４２の目標電圧ＶＨｔａｇを許容下限電圧ＶＨｍｉｎで下限ガードして高電圧側電力ライン４２の電圧指令ＶＨ＊を設定し（ステップＳ１６０）、式（１）に示すように、高電圧側電力ライン４２の電圧ＶＨと電圧指令ＶＨ＊とを用いて昇圧コンバータ４０のリアクトルＬの電流指令ＩＬ＊を設定する（ステップＳ１７０）。ここで、式（１）は、高電圧側電力ライン４２の電圧ＶＨが電圧指令ＶＨ＊となるようにするための電圧フィードバック制御における関係式であり、式（１）中、右辺第１項および第２項は、フィードバック項における比例項および積分項であり、「ｋｐ１」および「ｋｉ１」は、フィードバック項における比例項および積分項のゲインである。

IL*＝kp1・(VH*－VH)+ki1・∫(VH*－VH)dt (1)

こうして高電圧側電力ライン４２の電圧指令ＶＨ＊を設定すると、式（２）に示すように、高電圧側電力ライン４２の電圧指令ＶＨ＊と低電圧側電力ライン４４の電圧ＶＬと昇圧コンバータ４０のリアクトルＬの電流ＩＬおよび電流指令ＩＬ＊とを用いて昇圧コンバータ４０のデューティ指令Ｄ＊を設定する（ステップＳ１８０）。ここで、式（２）は、昇圧コンバータ４０のリアクトルＬの電流ＩＬが電流指令ＩＬ＊となるようにするための電流フィードバック制御における関係式であり、式（２）中、右辺１項は、フィードフォワード項であり、右辺第２項および第３項は、フィードバック項における比例項および積分項であり、「ｋｐ２」および「ｋｉ２」は、フィードバック項における比例項および積分項のゲインである。デューティ指令Ｄ＊は、トランジスタＴ３１，Ｔ３２のスイッチング制御におけるデッドタイムを考慮しないときのトランジスタＴ３１（上アーム）のオン時間とオフ時間との和に対するオン時間の割合、言い換えれば、トランジスタＴ３２（下アーム）のオン時間とオフ時間との和に対するオフ時間の割合である。なお、デッドタイムは、トランジスタＴ３１，Ｔ３２の同時オン（高電圧側電力ライン４２の正極側ラインと負極側ラインとの短絡）を回避するために設けられる。

D*＝VL/VH*＋kp2・(IL*－IL)+ki2・∫(IL*－IL)dt (2)

続いて、モータロック状態フラグＦｍの値を調べ（ステップＳ１９０）、モータロック状態フラグＦｍが値０である即ちモータ３２がロック状態でないときには、キャリア周波数ｆｃに比較的高い周波数ｆｃ１を設定し（ステップＳ２２０）、昇圧コンバータ４０のデューティ指令Ｄ＊およびキャリア周波数ｆｃの昇圧キャリア（搬送波）との比較結果に基づいてトランジスタＴ３１，Ｔ３２のＰＷＭ信号を生成して（ステップＳ２５０）、本ルーチンを終了する。ここで、周波数ｆｃ１としては、トランジスタＴ３１，Ｔ３２のスイッチングに起因する騒音を運転者に感じさせるのを抑制するために、可聴域の上限よりも高い周波数が用いられる。また、ステップＳ２５０の処理では、図３に示すように、昇圧キャリアが増加する増加区間で昇圧キャリアがデューティ指令Ｄ＊以上に至ったときにトランジスタＴ３１（上アーム）がオンからオフになると共に昇圧キャリアが減少する減少区間で昇圧キャリアがデューティ指令Ｄ＊未満に至ったときにトランジスタＴ３１がオンからオフになるようにトランジスタＴ３１のＰＷＭ信号を生成すると共に、トランジスタＴ３１のＰＷＭ信号と背反となるようにトランジスタＴ３２（下アーム）のＰＷＭ信号を生成する。したがって、デューティ指令Ｄ＊が大きいほど、昇圧キャリアの周期であるキャリア周期Ｔｃにおいて、トランジスタＴ３１のオン時間が長くなると共にトランジスタＴ３２のオン時間が短くなる。こうしてトランジスタＴ３１，Ｔ３２のＰＷＭ信号を生成すると、これらのＰＷＭ信号にデッドタイムを付与して（オフからオンのタイミングをデッドタイム分だけ遅くして）トランジスタＴ３１，Ｔ３２のスイッチング制御を行なう。キャリア周期ＴｃにおけるトランジスタＴ３１のオン時間が長いほど、高電圧側電力ライン４２の電圧ＶＨを低下させることができる。

ステップＳ１９０でモータロック状態フラグＦｍが値１である即ちモータ３２がロック状態であるときには、低電圧側電力ライン４４の電圧ＶＬを閾値ＶＬｒｅｆと比較すると共に（ステップＳ２００）、高電圧側電力ライン４２の電圧ＶＨを閾値ＶＨｒｅｆと比較する（ステップＳ２１０）。ここで、閾値ＶＬｒｅｆおよび閾値ＶＨｒｅｆは、低電圧側電力ライン４４の電圧ＶＬと高電圧側電力ライン４２の電圧指令ＶＨ＊とが接近しているか否かを判定するのに用いられる閾値であり、閾値ＶＨｒｅｆは、閾値ＶＬｒｅｆよりも数十Ｖ～１００Ｖ程度高い電圧が用いられる。

ステップＳ２００で低電圧側電力ライン４４の電圧ＶＬが閾値ＶＬｒｅｆ以上であり、且つ、ステップＳ２１０で高電圧側電力ライン４２の電圧指令ＶＨ＊が閾値ＶＨｒｅｆ以下であるときには、低電圧側電力ライン４４の電圧ＶＬと高電圧側電力ライン４２の電圧指令ＶＨ＊とが接近していると判断し、キャリア周波数ｆｃに周波数ｆｃ１よりも低い周波数ｆｃ２を設定し（ステップＳ２３０）、昇圧コンバータ４０のデューティ指令Ｄ＊およびキャリア周波数ｆｃを用いてトランジスタＴ３１，Ｔ３２のＰＷＭ信号を生成して（ステップＳ２５０）、本ルーチンを終了する。ここで、周波数ｆｃ２としては、例えば、可聴域の上限程度の周波数が用いられる。この場合、キャリア周波数ｆｃを低下させることにより、昇圧キャリアのキャリア周期Ｔｃが長くなり、キャリア周期Ｔｃに対するデッドタイムの割合が小さくなるから、デューティ指令Ｄ＊の許容上限値Ｄｍａｘを大きくすることができる。例えば、キャリア周波数ｆｃが２０ｋＨｚでデッドタイムが５μｓｅｃの場合、キャリア周期５０μｓｅｃに対してデッドタイムが１０％となるため、デューティ指令Ｄ＊の許容上限値Ｄｍａｘは０．９となる。デューティ指令Ｄ＊を許容上限値Ｄｍａｘよりも大きくすると、トランジスタＴ３２（下アーム）のＰＷＭ信号におけるオン時間がデッドタイムよりも短くなるためである。これに対して、キャリア周波数ｆｃを１５ｋＨｚに低下させると、キャリア周期６７μｓｅｃに対してデッドタイムが７．５％となるため、デューティ指令Ｄ＊の許容上限値Ｄｍａｘを０．９２５に大きくすることができる。そして、デューティ指令Ｄ＊を大きくするほど、キャリア周期ＴｃにおけるトランジスタＴ３１（上アーム）のオン時間が長くなるから、高電圧側電力ライン４２の電圧ＶＨを低下させることができる。実施例では、デューティ指令Ｄ＊が許容上限値Ｄｌｉｍ以下の値となるように許容下限電圧設定用マップを定めて、前回のキャリア周波数（前回ｆｃ）に基づいて高電圧側電力ライン４２の許容下限電圧ＶＨｍｉｎを設定するものとした（ステップＳ１５０参照）。このため、上述したように、キャリア周波数ｆｃが低いほど低くなるように高電圧側電力ライン４２の許容下限電圧ＶＨｍｉｎを設定することになり、高電圧側電力ライン４２の電圧指令ＶＨ＊ひいては電圧ＶＨをより十分に低下させることができる。モータ３２がロック状態であるときに、モータ３２がロック状態でないときに比して、高電圧側電力ライン４２の電圧ＶＨをより十分に低下させることにより、インバータ３４のトランジスタＴ１１～Ｔ１６やダイオードＤ１１～Ｄ１６の温度上昇をより十分に抑制し、これらの保護をより図ることができる。

ステップＳ２００で低電圧側電力ライン４４の電圧ＶＬが閾値ＶＬｒｅｆ未満であるときや、ステップＳ２１０で高電圧側電力ライン４２の電圧指令ＶＨ＊が閾値ＶＨｒｅｆよりも高いときには、低電圧側電力ライン４４の電圧ＶＬと高電圧側電力ライン４２の電圧指令ＶＨ＊とが接近していないと判断し、キャリア周波数ｆｃに周波数ｆｃ１以下で且つ周波数ｆｃ２よりも高い周波数ｆｃ３を設定し（ステップＳ２４０）、昇圧コンバータ４０のデューティ指令Ｄ＊およびキャリア周波数ｆｃを用いてトランジスタＴ３１，Ｔ３２のＰＷＭ信号を生成して（ステップＳ２５０）、本ルーチンを終了する。ここで、周波数ｆｃ３としては、例えば、周波数ｆｃ１と同一の周波数やそれよりも若干低い周波数が用いられる。低電圧側電力ライン４４の電圧ＶＬと高電圧側電力ライン４２の電圧指令ＶＨ＊とが比較的離間しているときには、上述の式（２）のフィードフォワード項が比較的小さくなり、デューティ指令Ｄ＊が大きくなりにくいため、高電圧側電力ライン４２の電圧指令ＶＨ＊をそれほど低くしなくてよいと考えられる。このため、キャリア周波数ｆｃに周波数ｆｃ３を設定することにより、周波数ｆｃ２を設定する場合に比して、トランジスタＴ３１，Ｔ３２のスイッチングに起因する騒音を運転者に感じさせるのを抑制することができる。

以上説明した実施例の電気自動車２０では、モータ３２がロック状態であるときには、ロック状態でないときに比して低くなるように高電圧側電力ライン４２の電圧指令ＶＨ＊およびキャリア周波数ｆｃを設定する。これにより、モータ３２がロック状態であるときに、高電圧側電力ライン４２の電圧ＶＨをより低下させることができる。この結果、インバータ３４のトランジスタＴ１１～Ｔ１６やダイオードＤ１１～Ｄ１６の温度上昇をより十分に抑制し、これらの保護をより十分に図ることができる。

実施例の電気自動車２０では、モータ３２がロック状態であるときにおいて、低電圧側電力ライン４４の電圧ＶＬが閾値ＶＬｒｅｆ以上であり且つ高電圧側電力ライン４２の電圧指令ＶＨ＊が閾値ＶＨｒｅｆ以下であるときには、キャリア周波数ｆｃに周波数ｆｃ２を設定し、低電圧側電力ライン４４の電圧ＶＬが閾値ＶＬｒｅｆ未満であるときや高電圧側電力ライン４２の電圧指令ＶＨ＊が閾値ＶＨｒｅｆよりも高いときには、キャリア周波数ｆｃに周波数ｆｃ２よりも高い周波数ｆｃ３を設定するものとした。しかし、低電圧側電力ライン４４の電圧ＶＬと高電圧側電力ライン４２の電圧指令ＶＨ＊とが接近しているときには、キャリア周波数ｆｃに周波数ｆｃ２を設定し、両者が接近していないときには、キャリア周波数ｆｃに周波数ｆｃ３を設定するものであればよい。例えば、高電圧側電力ライン４２の電圧指令ＶＨ＊と低電圧側電力ライン４４の電圧ＶＬとの差分として得られる値（ＶＨ＊－ＶＬ）が閾値ΔＶｒｅｆ以下であるときには、キャリア周波数ｆｃに周波数ｆｃ２を設定し、値（ＶＨ＊－ＶＬ）が閾値ΔＶｒｅｆよりも大きいときには、キャリア周波数ｆｃに周波数ｆｃ３を設定するものとしてもよい。また、低電圧側電力ライン４４の電圧ＶＬを高電圧側電力ライン４２の電圧指令ＶＨ＊で除して得られる値（ＶＬ／ＶＨ＊）が値１未満の閾値Ｒｖｒｅｆ以上であるときには、キャリア周波数ｆｃに周波数ｆｃ２を設定し、値（ＶＬ／ＶＨ＊）が閾値Ｒｖｒｅｆ未満であるときには、キャリア周波数ｆｃに周波数ｆｃ３を設定するものとしてもよい。これらに代えて、周波数ｆｃ１以下の範囲内で、値（ＶＨ＊－ＶＬ）が大きいほど大きくなるようにキャリア周波数ｆｃを設定するものとしてもよいし、値（ＶＬ／ＶＨ＊）が小さいほど大きくなるようにキャリア周波数ｆｃを設定するものとしてもよい。

実施例の電気自動車２０では、モータ３２がロック状態であるときにおいて、低電圧側電力ライン４４の電圧ＶＬが閾値ＶＬｒｅｆ以上であり且つ高電圧側電力ライン４２の電圧指令ＶＨ＊が閾値ＶＨｒｅｆ以下であるときには、キャリア周波数ｆｃに周波数ｆｃ２を設定し、低電圧側電力ライン４４の電圧ＶＬが閾値ＶＬｒｅｆ未満であるときや高電圧側電力ライン４２の電圧指令ＶＨ＊が閾値ＶＨｒｅｆよりも高いときには、キャリア周波数ｆｃに周波数ｆｃ２よりも高い周波数ｆｃ３を設定するものとした。しかし、モータ３２がロック状態であるときには、低電圧側電力ライン４４の電圧ＶＬや高電圧側電力ライン４２の電圧指令ＶＨ＊に拘わらずに、キャリア周波数ｆｃに周波数ｆｃ２を設定するものとしてもよい。

実施例では、モータ３２とインバータ３４とバッテリ３６と昇圧コンバータ４０とを備える電気自動車２０の構成とした。しかし、電気自動車２０と同様の構成に加えてエンジンを備えるハイブリッド車の構成としたり、電気自動車２０と同様の構成に加えて燃料電池を備える燃料電池車の構成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３２が「モータ」に相当し、インバータ３４が「インバータ」に相当し、バッテリ３６が「蓄電装置」に相当し、昇圧コンバータ４０が「コンバータ」に相当し、電子制御ユニット５０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、電動車の製造産業などに利用可能である。

２０ 電気自動車、２２ａ，２２ｂ 駆動輪、２４ デファレンシャルギヤ、２６ 駆動軸、３２ モータ、３２ａ 回転位置検出センサ、３２ｖ，３２ｗ 電流センサ、３４ インバータ、３６ バッテリ、３６ａ 電圧センサ、３６ｂ 電流センサ、４０ 昇圧コンバータ、４０ａ 電流センサ、４２ 高電圧側電力ライン、４４ 低電圧側電力ライン、４６ コンデンサ、４６ａ 電圧センサ、４８ コンデンサ、４８ａ 電圧センサ、５０ 電子制御ユニット、６０ イグニッションスイッチ、６１ シフトレバー、６２ シフトポジションセンサ、６３ アクセルペダル、６４ アクセルペダルポジションセンサ、６５ ブレーキペダル、６６ ブレーキペダルポジションセンサ、Ｄ１１～Ｄ１６，Ｄ３１～Ｄ３６ ダイオード、Ｌ リアクトル、Ｔ１１～Ｔ１６，Ｔ３１，Ｔ３２ トランジスタ。

Claims (3)

1. 走行用のモータと、
   複数の第１スイッチング素子のスイッチングにより前記モータを駆動するインバータと、
   蓄電装置と、
   上アームおよび下アームの２つの第２スイッチング素子とリアクトルとを有し、前記インバータが接続された第１電力ラインと前記蓄電装置が接続された第２電力ラインとの間で電圧変換を伴って電力のやりとりを行なうコンバータと、
   前記第１電力ラインの電圧指令に基づいてデューティ指令を設定し、前記デューティ指令と昇圧キャリアとを用いて前記２つの前記第２スイッチング素子のＰＷＭ信号を生成し、前記２つの前記第２スイッチング素子の前記ＰＷＭ信号にデッドタイムを付与して前記２つの前記第２スイッチング素子を制御する制御装置と、
   を備える電動車であって、
   前記制御装置は、前記モータがロック状態であるときには、前記ロック状態でないときに比して低くなるように前記電圧指令および前記昇圧キャリアのキャリア周波数を設定する、
   電動車。
2. 請求項１記載の電動車であって、
   前記制御装置は、
   前記モータが前記ロック状態であるときには、前記ロック状態でないときに比して低くなるように前記第１電力ラインの目標電圧を設定し、
   前記キャリア周波数が低いときには、高いときに比して低くなるように前記第１電力ラインの許容下限電圧を設定し、
   前記目標電圧を前記許容下限電圧で下限ガードして前記電圧指令を設定する、
   電動車。
3. 請求項１または２記載の電動車であって、
   前記制御装置は、前記モータがロック状態であるときにおいて、前記第２電力ラインの電圧が第１所定電圧未満であるときおよび前記電圧指令が前記第１所定電圧よりも高い第２所定電圧よりも高いときには、前記第２電力ラインの電圧が前記第１所定電圧以上であり且つ前記電圧指令が前記第２所定電圧以下であるときに比して高くなるように前記キャリア周波数を設定する、
   電動車。

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