JP3700059B2 - 電圧変換装置、電圧変換方法、電圧変換の制御をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体 - Google Patents
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- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、直流電源からの直流電圧を指令電圧に変換する電圧変換装置、直流電圧を指令電圧に変換する電圧変換方法、および直流電圧を指令電圧に変換する電圧変換の制御をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、環境に配慮した自動車としてハイブリッド自動車（Ｈｙｂｒｉｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）および電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）が大きな注目を集めている。そして、ハイブリッド自動車は、一部、実用化されている。
【０００３】
このハイブリッド自動車は、従来のエンジンに加え、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。つまり、エンジンを駆動することにより動力源を得るとともに、直流電源からの直流電圧をインバータによって交流電圧に変換し、その変換した交流電圧によりモータを回転することによって動力源を得るものである。また、電気自動車は、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。
【０００４】
このようなハイブリッド自動車または電気自動車においては、直流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がモータを駆動するインバータに供給されるようにすることも検討されている（たとえば、特開２００１−２７５３６７号公報など）。
【０００５】
すなわち、ハイブリッド自動車または電気自動車は、図２３に示すモータ駆動装置を搭載している。図２３を参照して、モータ駆動装置３００は、直流電源Ｂと、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、双方向コンバータ３１０と、電圧センサー３２０と、インバータ３３０とを備える。
【０００６】
直流電源Ｂは、直流電圧を出力する。システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は、制御装置（図示せず）によってオンされると、直流電源Ｂからの直流電圧をコンデンサＣ１に供給する。コンデンサＣ１は、直流電源ＢからシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２を介して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双方向コンバータ３１０へ供給する。
【０００７】
双方向コンバータ３１０は、リアクトル３１１と、ＮＰＮトランジスタ３１２，３１３と、ダイオード３１４，３１５とを含む。リアクトル３１１の一方端は直流電源Ｂの電源ラインに接続され、他方端はＮＰＮトランジスタ３１２とＮＰＮトランジスタ３１３との中間点、すなわち、ＮＰＮトランジスタ３１２のエミッタとＮＰＮトランジスタ３１３のコレクタとの間に接続される。ＮＰＮトランジスタ３１２，３１３は、電源ラインとアースラインとの間に直列に接続される。そして、ＮＰＮトランジスタ３１２のコレクタは電源ラインに接続され、ＮＰＮトランジスタ３１３のエミッタはアースラインに接続される。また、各ＮＰＮトランジスタ３１２，３１３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３１４，３１５が接続されている。
【０００８】
双方向コンバータ３１０は、制御装置（図示せず）によってＮＰＮトランジスタ３１２，３１３がオン／オフされ、コンデンサＣ１から供給された直流電圧を昇圧して出力電圧をコンデンサＣ２に供給する。また、双方向コンバータ３１０は、モータ駆動装置３００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によって発電され、インバータ３３０によって変換された直流電圧を降圧してコンデンサＣ１へ供給する。
【０００９】
コンデンサＣ２は、双方向コンバータ３１０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インバータ３３０へ供給する。電圧センサー３２０は、コンデンサＣ２の両側の電圧、すなわち、双方向コンバータ３１０の出力電圧Ｖｍを検出する。
【００１０】
インバータ３３０は、コンデンサＣ２から直流電圧が供給されると制御装置（図示せず）からの制御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３３０は、モータ駆動装置３００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からの制御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を介して双方向コンバータ３１０へ供給する。
【００１１】
モータ駆動装置３００においては、直流電源Ｂから出力された直流電圧を昇圧して出力電圧Ｖｍをインバータ３３０へ供給するとき、電圧センサー３２０が検出した出力電圧Ｖｍが電圧指令Ｖｄｃｃｏｍになるようにフィードバック制御される。そして、このフィードバック制御はＰＩ制御であり、出力電圧Ｖｍが電圧指令ＶｄｃｃｏｍになるようにＰＩ制御ゲインが決定される。
【００１２】
このように、従来のモータ駆動装置においては、ＰＩ制御ゲインを決定し、その決定したＰＩ制御ゲインを用いたフィードバック制御によって、昇圧された出力電圧Ｖｍが電圧指令Ｖｄｃｃｏｍになるように制御される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ある条件下でＰＩ制御ゲインを決定し、その決定したＰＩ制御ゲインに固定した場合、出力電圧Ｖｍと電圧指令Ｖｄｃｃｏｍとの差が一定であっても出力電圧Ｖｍおよび電圧指令Ｖｄｃｃｏｍが変化すれば、ＮＰＮトランジスタ３１３の両端に印加される電圧の調整量が出力電圧Ｖｍによって変化する。その結果、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性が変化するという問題が発生する。
【００１４】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、指令電圧に対する出力電圧の追従特性が一定になるように直流電圧を出力電圧に変換する電圧変換装置を提供することである。
【００１５】
また、この発明の別の目的は、指令電圧に対する出力電圧の追従特性が一定になるように直流電圧を出力電圧に変換する電圧変換方法を提供することである。
【００１６】
さらに、この発明の別の目的は、指令電圧に対する出力電圧の追従特性が一定になるように直流電圧を出力電圧に変換する電圧変換の制御をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
この発明によれば、電圧変換装置は、出力電圧が指令電圧になるように直流電源からの直流電圧を出力電圧に変換する電圧変換装置であって、電圧変換器と、検出手段と、制御手段とを備える。
【００１８】
電圧変換器は、直流電圧の電圧レベルを変えて出力電圧を出力する。検出手段は、電圧変換器から出力された出力電圧を検出する。制御手段は、検出された出力電圧と指令電圧とに基づいて、指令電圧に対する出力電圧のフィードバック制御における追従特性を基本特性に一致させ、かつ、出力電圧が指令電圧になるように電圧変換器を制御する。
【００１９】
好ましくは、電圧変換器は、チョッパ回路から成り、制御手段は、フィードバック電圧指令演算部と、デューティー比演算部と、スイッチング信号生成部とを含む。フィードバック電圧指令演算部は、出力電圧と指令電圧との誤差を検出し、その検出した誤差に応じてフィードバック制御における制御ゲインを決定し、その決定した制御ゲインと、出力電圧と誤差とに基づいて、追従特性が基本特性になるようにフィードバック制御におけるフィードバック電圧指令を演算する。また、デューティー比演算部は、演算されたフィードバック電圧指令に基づいて、チョッパ回路におけるスイッチングデューティー比を演算する。さらに、スイッチング信号生成部は、デューティー比演算部によって演算されたスイッチングデューティー比を有するスイッチング信号を生成し、その生成したスイッチング信号をチョッパ回路へ出力する。
【００２０】
好ましくは、フィードバック電圧指令演算部は、制御ゲインを用いて演算されたフィードバック予備電圧指令を追従特性が基本特性になるように補正することによりフィードバック指令電圧を演算する。
【００２１】
好ましくは、フィードバック電圧指令演算部は、減算器と、ゲイン決定部と、演算器と、補正器とを含む。
【００２２】
減算器は、出力電圧と指令電圧との誤差を演算する。ゲイン決定部は、誤差に基づいて制御ゲインを決定する。演算器は、決定された制御ゲインに基づいてフィードバック予備電圧指令を演算する。補正器は、追従特性が基本特性になるときの基準電圧に出力電圧を換算することによりフィードバック予備電圧指令を補正してフィードバック電圧指令を出力する。
【００２３】
好ましくは、補正器は、出力電圧に対する基準電圧の比を演算し、その演算結果をフィードバック予備電圧指令に乗算することによりフィードバック予備電圧指令を補正する。
【００２４】
好ましくは、フィードバック電圧指令演算部は、追従特性が基本特性になるように誤差を補正することによりフィードバック電圧指令を演算する。
【００２５】
好ましくは、フィードバック電圧指令演算部は、減算器と、補正器と、ゲイン決定部と、演算器とを含む。
【００２６】
減算器は、出力電圧と指令電圧との誤差を演算する。補正器は、追従特性が基本特性になるように誤差を補正する。ゲイン決定部は、誤差に基づいて制御ゲインを決定する。演算器は、決定された制御ゲインと補正された誤差とに基づいてフィードバック電圧指令を演算する。
【００２７】
好ましくは、補正器は、追従特性が基本特性になるときの基準電圧に出力電圧を換算することにより誤差を補正する。
【００２８】
好ましくは、補正器は、出力電圧に対する基準電圧の比を演算し、その演算結果を誤差に乗算することにより誤差を補正する。
【００２９】
好ましくは、電圧変換器は、チョッパ回路から成り、制御手段は、フィードバック電圧指令演算部と、デューティー比演算部と、スイッチング信号生成部とを含む。
【００３０】
フィードバック電圧指令演算部は、出力電圧と指令電圧との誤差を検出し、その検出した誤差に応じてフィードバック制御における制御ゲインを決定し、その決定した制御ゲインと出力電圧と誤差とに基づいて、フィードバック制御におけるフィードバック予備電圧指令を演算する。また、デューティー比演算部は、演算されたフィードバック予備電圧指令および出力電圧に基づいて、追従特性が基本特性になるようにチョッパ回路におけるスイッチングデューティー比を演算する。さらに、スイッチング信号生成部は、デューティー比演算部によって演算されたスイッチングデューティー比を有するスイッチング信号を生成し、その生成したスイッチング信号をチョッパ回路へ出力する。
【００３１】
好ましくは、デューティー比演算部は、フィードバック予備電圧指令を用いて演算された予備デューティー比を追従特性が基本特性になるように補正することによりスイッチングデューティー比を演算する。
【００３２】
好ましくは、デューティー比演算部は、演算器と、補正器とを含む。
演算器は、フィードバック予備電圧指令に応じた予備デューティー比を演算する。補正器は、追従特性が基本特性になるように予備デューティー比を補正する。
【００３３】
好ましくは、補正器は、追従特性が基本特性になるときの基準電圧に出力電圧を換算することにより予備デューティー比を補正する。
【００３４】
好ましくは、補正器は、出力電圧に対する基準電圧の比を演算し、その演算結果を予備デューティー比に乗算することにより予備デューティー比を補正する。
【００３５】
また、この発明によれば、電圧変換方法は、出力電圧が指令電圧になるようにフィードバック制御し、直流電源からの直流電圧を出力電圧に変換する電圧変換方法であって、出力電圧を検出する第１のステップと、指令電圧と出力電圧との誤差を検出する第２のステップと、検出した誤差に応じて制御ゲインを決定する第３のステップと、決定した制御ゲインと、検出した誤差と、検出した出力電圧とに基づいて、指令電圧に対する出力電圧のフィードバック制御における追従特性を基本特性に一致させ、かつ、出力電圧が指令電圧になるように直流電圧を出力電圧に変換する第４のステップとを含む。
【００３６】
好ましくは、直流電圧は、チョッパ回路により出力電圧に変換され、第４のステップは、制御ゲインと、誤差と、出力電圧とに基づいて、フィードバック制御における追従特性を基本特性に一致させるフィードバック電圧指令を演算する第１のサブステップと、フィードバック電圧指令を用いて、チョッパ回路におけるスイッチングデューティー比を演算する第２のサブステップと、スイッチングデューティー比に基づいて、出力電圧が指令電圧になるようにチョッパ回路を制御する第３のサブステップとを含む。
【００３７】
好ましくは、第１のサブステップは、制御ゲインと誤差とに基づいて、フィードバック制御におけるフィードバック予備電圧指令を演算するステップと、出力電圧を用いてフィードバック予備電圧指令を補正し、フィードバック電圧指令を演算するステップとを含む。
【００３８】
好ましくは、フィードバック電圧指令を演算するステップは、追従特性が基本特性になる基準電圧に出力電圧を換算するときの換算比を演算するステップと、フィードバック予備電圧指令に換算比を乗算してフィードバック電圧指令を演算するステップとを含む。
【００３９】
好ましくは、第１のサブステップは、出力電圧を用いて誤差を補正し、追従特性が基本特性になる補正誤差を演算するステップと、制御ゲインと補正誤差とに基づいてフィードバック電圧指令を演算するステップとを含む。
【００４０】
好ましくは、補正誤差を演算するステップは、追従特性が基本特性になる基準電圧に出力電圧を換算するときの換算比を演算するステップと、誤差に換算比を乗算して補正誤差を演算するステップとを含む。
【００４１】
好ましくは、直流電圧は、チョッパ回路により前記出力電圧に変換され、第４のステップは、制御ゲインおよび誤差に基づいてフィードバック制御におけるフィードバック予備電圧指令を演算する第１のサブステップと、フィードバック予備電圧指令に基づいて、チョッパ回路における予備スイッチングデューティー比を演算する第２のサブステップと、出力電圧を用いて予備スイッチングデューティー比を補正し、追従特性が基本特性になるスイッチングデューティー比を演算する第３のサブステップと、スイッチングデューティー比に基づいて、出力電圧が指令電圧になるようにチョッパ回路を制御する第４のサブステップとを含む。
【００４２】
好ましくは、第３のサブステップは、追従特性が基本特性になる基準電圧に出力電圧を換算するときの換算比を演算するステップと、予備スイッチングデューティー比に換算比を乗算してスイッチングデューティー比を演算するステップとを含む。
【００４３】
また、この発明によれば、出力電圧が指令電圧になるようにフィードバック制御し、直流電源からの直流電圧を出力電圧に変換する電圧変換の制御をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体は、出力電圧を検出する第１のステップと、指令電圧と出力電圧との誤差を検出する第２のステップと、検出した誤差に応じて制御ゲインを決定する第３のステップと、決定した制御ゲインと、検出した誤差と、検出した出力電圧とに基づいて、指令電圧に対する出力電圧のフィードバック制御における追従特性を基本特性に一致させ、かつ、出力電圧が指令電圧になるように直流電圧を出力電圧に変換する第４のステップとをコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体である。
【００４４】
好ましくは、直流電圧は、チョッパ回路により出力電圧に変換され、コンピュータ読取り可能な記録媒体に記録されたプログラムにおいて、第４のステップは、制御ゲインと、誤差と、出力電圧とに基づいて、フィードバック制御における追従特性を基本特性に一致させるフィードバック電圧指令を演算する第１のサブステップと、フィードバック電圧指令を用いて、チョッパ回路におけるスイッチングデューティー比を演算する第２のサブステップと、スイッチングデューティー比に基づいて、出力電圧が指令電圧になるようにチョッパ回路を制御する第３のサブステップとを含む。
【００４５】
好ましくは、コンピュータ読取り可能な記録媒体に記録されたプログラムにおいて、第１のサブステップは、制御ゲインと誤差とに基づいて、フィードバック制御におけるフィードバック予備電圧指令を演算するステップと、出力電圧を用いてフィードバック予備電圧指令を補正し、フィードバック電圧指令を演算するステップとを含む。
【００４６】
好ましくは、コンピュータ読取り可能な記録媒体に記録されたプログラムにおいて、フィードバック電圧指令を演算するステップは、追従特性が基本特性になる基準電圧に出力電圧を換算するときの換算比を演算するステップと、フィードバック予備電圧指令に換算比を乗算してフィードバック電圧指令を演算するステップとを含む。
【００４７】
好ましくは、コンピュータ読取り可能な記録媒体に記録されたプログラムにおいて、第１のサブステップは、出力電圧を用いて誤差を補正し、追従特性が基本特性になる補正誤差を演算するステップと、制御ゲインと補正誤差とに基づいてフィードバック電圧指令を演算するステップとを含む。
【００４８】
好ましくは、コンピュータ読取り可能な記録媒体に記録されたプログラムにおいて、補正誤差を演算するステップは、追従特性が基本特性になる基準電圧に出力電圧を換算するときの換算比を演算するステップと、誤差に換算比を乗算して補正誤差を演算するステップとを含む。
【００４９】
好ましくは、直流電圧は、チョッパ回路により出力電圧に変換され、コンピュータ読取り可能な記録媒体に記録されたプログラムにおいて、第４のステップは、制御ゲインおよび誤差に基づいてフィードバック制御におけるフィードバック予備電圧指令を演算する第１のサブステップと、フィードバック予備電圧指令に基づいて、チョッパ回路における予備スイッチングデューティー比を演算する第２のサブステップと、出力電圧を用いて予備スイッチングデューティー比を補正し、追従特性が基本特性になるスイッチングデューティー比を演算する第３のサブステップと、スイッチングデューティー比に基づいて、出力電圧が指令電圧になるようにチョッパ回路を制御する第４のサブステップとを含む。
【００５０】
好ましくは、コンピュータ読取り可能な記録媒体に記録されたプログラムにおいて、第３のサブステップは、追従特性が基本特性になる基準電圧に出力電圧を換算するときの換算比を演算するステップと、予備スイッチングデューティー比に換算比を乗算してスイッチングデューティー比を演算するステップとを含む。
【００５１】
したがって、この発明によれば、電圧指令に対する出力電圧のフィードバック制御における追従特性を一定に保持して直流電源からの直流電圧を出力電圧に変換できる。
【００５２】
【発明の実施の形態】
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。
【００５３】
［実施の形態１］
図１を参照して、この発明の実施の形態１による電圧変換装置を備えたモータ駆動装置１００は、直流電源Ｂと、電圧センサー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、電流センサー２４と、制御装置３０とを備える。
【００５４】
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。
【００５５】
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、電源ラインとアースライン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に接続され、ＮＰＮトランジスタＱ２のエミッタはアースラインに接続される。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が接続されている。
【００５６】
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とから成る。Ｕ相アーム１５、Ｖ相アーム１６、およびＷ相アーム１７は、電源ラインとアースラインとの間に並列に設けられる。
【００５７】
Ｕ相アーム１５は、直列接続されたＮＰＮトランジスタＱ３，Ｑ４から成り、Ｖ相アーム１６は、直列接続されたＮＰＮトランジスタＱ５，Ｑ６から成り、Ｗ相アーム１７は、直列接続されたＮＰＮトランジスタＱ７，Ｑ８から成る。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電流を流すダイオードＤ３〜Ｄ８がそれぞれ接続されている。
【００５８】
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。
【００５９】
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から成る。電圧センサー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。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。
【００６０】
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ＰＷＵを受けると、信号ＰＷＵ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。
【００６１】
また、昇圧コンバータ１２は、制御装置３０から信号ＰＷＤ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。ただし、昇圧機能のみを行なうような回路構成に適用してもよいことは言うまでもない。
【００６２】
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。電圧センサー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Ｖｍ（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Ｖｍを制御装置３０へ出力する。
【００６３】
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。
【００６４】
電流センサー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。
【００６５】
制御装置３０は、外部に設けられたＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）から入力されたトルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮ、電圧センサー１０からの直流電圧Ｖｂ、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍ、および電流センサー２４からのモータ電流ＭＣＲＴに基づいて、後述する方法により昇圧コンバータ１２を駆動するための信号ＰＷＵ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ＰＷＵ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。
【００６６】
信号ＰＷＵ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Ｖｍ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Ｖｂを出力電圧Ｖｍに変換する場合に、出力電圧Ｖｍをフィードバック制御し、出力電圧Ｖｍが指令された電圧指令Ｖｄｃｃｏｍになるように昇圧コンバータ１２を駆動するための信号ＰＷＵを生成する。信号ＰＷＵの生成方法については後述する。
【００６７】
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の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Ｑ４，Ｑ６，Ｑ８は信号ＰＷＭＣによってスイッチング制御される。すなわち、交流モータＭ１のＵ相で発電されるときＮＰＮトランジスタＱ６，Ｑ８がオンされ、Ｖ相で発電されるときＮＰＮトランジスタＱ４，Ｑ８がオンされ、Ｗ相で発電されるときＮＰＮトランジスタＱ４，Ｑ６がオンされる。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。
【００６８】
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の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ＰＷＤを生成し、その生成した信号ＰＷＤ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。
【００６９】
さらに、制御装置３０は、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２をオンするための信号ＳＥを生成してシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２へ出力する。
【００７０】
図２は、制御装置３０の機能ブロック図である。図２を参照して、制御装置３０は、モータトルク制御手段３０１と、電圧変換制御手段３０２とを含む。モータトルク制御手段３０１は、トルク指令値ＴＲ（車両におけるアクセルペダルの踏み込み度合い、ハイブリッド車両においてはエンジンの動作状態をも考慮しながらモータに与えるべきトルク指令を演算して得られている）、直流電源Ｂから出力された直流電圧Ｖｂ、モータ電流ＭＣＲＴ、モータ回転数ＭＲＮおよび昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｍに基づいて、交流モータＭ１の駆動時、後述する方法により昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフするための信号ＰＷＵと、インバータ１４のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８をオン／オフするための信号ＰＷＭＩとを生成し、その生成した信号ＰＷＵ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。
【００７１】
電圧変換制御手段３０２は、回生制動時、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ＲＧＥを外部のＥＣＵから受けると、交流モータＭ１が発電し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。
【００７２】
また、電圧変換制御手段３０２は、回生制動時、信号ＲＧＥを外部の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ＰＷＤを生成して昇圧コンバータ１２へ出力する。このように、昇圧コンバータ１２は、直流電圧を降圧するための信号ＰＷＤにより直流電圧を降下させることもできるので、双方向コンバータの機能を有するものである。
【００７３】
図３は、モータトルク制御手段３０１の機能ブロック図である。図３を参照して、モータトルク制御手段３０１は、モータ制御用相電圧演算部４０と、インバータ用ＰＷＭ信号変換部４２と、インバータ入力電圧指令演算部５０と、フィードバック電圧指令演算部５２と、デューティー比変換部５４とを含む。
【００７４】
モータ制御用相電圧演算部４０は、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｍ、すなわち、インバータ１４への入力電圧を電圧センサー１３から受け、交流モータＭ１の各相に流れるモータ電流ＭＣＲＴを電流センサー２４から受け、トルク指令値ＴＲを外部ＥＣＵから受ける。そして、モータ制御用相電圧演算部４０は、これらの入力される信号に基づいて、交流モータＭ１の各相のコイルに印加する電圧を計算し、その計算した結果をインバータ用ＰＷＭ信号変換部４２へ供給する。
【００７５】
インバータ用ＰＷＭ信号変換部４２は、モータ制御用相電圧演算部４０から受けた計算結果に基づいて、実際にインバータ１４の各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８をオン／オフする信号ＰＷＭＩを生成し、その生成した信号ＰＷＭＩをインバータ１４の各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８へ出力する。
【００７６】
これにより、各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８は、スイッチング制御され、交流モータＭ１が指令されたトルクを出すように交流モータＭ１の各相に流す電流を制御する。このようにして、モータ駆動電流が制御され、トルク指令値ＴＲに応じたモータトルクが出力される。
【００７７】
一方、インバータ入力電圧指令演算部５０は、トルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮに基づいてインバータ入力電圧の最適値（目標値）、すなわち、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍを演算し、その演算した電圧指令Ｖｄｃｃｏｍをフィードバック電圧指令演算部５２へ出力する。
【００７８】
フィードバック電圧指令演算部５２は、電圧センサー１３からの昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｍと、インバータ入力電圧指令演算部５０からの電圧指令Ｖｄｃｃｏｍとに基づいて、後述する方法によってフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂを演算し、その演算したフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂをデューティー比変換部５４へ出力する。また、フィードバック電圧指令演算部５２は、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍと電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂとに基づいて、補償率Ｒｃｏｍを演算し、その演算した補償率Ｒｃｏｍをデューティー比変換部５４へ出力する。
【００７９】
なお、この補償率Ｒｃｏｍは、直流電源Ｂから出力された直流電圧Ｖｂを出力電圧Ｖｍのフィードバック制御に組み入れるためのものである。つまり、昇圧コンバータ１２は、直流電圧Ｖｂを電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに変換するものであるため、直流電圧Ｖｂを考慮して昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフさせるデューティー比を決定するようにしたものである。
【００８０】
デューティー比変換部５４は、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂと、フィードバック電圧指令演算部５２からのフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂおよび補償率Ｒｃｏｍとに基づいて、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍを、フィードバック電圧指令演算部５２からのフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂに設定するためのデューティー比を演算し、その演算したデューティー比に基づいて昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフするための信号ＰＷＵを生成する。そして、デューティー比変換部５４は、生成した信号ＰＷＵを昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。
【００８１】
なお、昇圧コンバータ１２の下側のＮＰＮトランジスタＱ２のオンデューティーを大きくすることによりリアクトルＬ１における電力蓄積が大きくなるため、より高電圧の出力を得ることができる。一方、上側のＮＰＮトランジスタＱ１のオンデューティーを大きくすることにより電源ラインの電圧が下がる。そこで、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２のデューティー比を制御することで、電源ラインの電圧を直流電源Ｂの出力電圧以上の任意の電圧に制御可能である。
【００８２】
図４を参照して、フィードバック電圧指令演算部５２は、減算器５２１と、ゲイン決定部５２２と、ＰＩ制御器５２３と、補正器５２４と、前向き補償器５２５とを含む。減算器５２１は、インバータ入力電圧指令演算部５０からの電圧指令Ｖｄｃｃｏｍと電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍとを受け、出力電圧Ｖｍから電圧指令Ｖｄｃｃｏｍを減算する。そして、減算器５２１は、減算した結果を誤差ΔＶｄｃとしてゲイン決定部５２２およびＰＩ制御器５２３へ出力する。
【００８３】
ゲイン決定部５２２は、減算器５２１から受けた誤差ΔＶｄｃに応じたＰＩ制御ゲインを決定する。つまり、ゲイン決定部５２２は、誤差ΔＶｄｃに応じた比例ゲインＰＧおよび積分ゲインＩＧを決定する。そして、ゲイン決定部５２２は、決定したＰＩ制御ゲインをＰＩ制御器５２３へ出力する。
【００８４】
ＰＩ制御器５２３は、ゲイン決定部５２２から受けたＰＩ制御ゲインおよび減算部５２１から受けた誤差ΔＶｄｃに基づいてフィードバック予備電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ＿ｐｒを演算する。具体的には、ＰＩ制御器５２３は、ゲイン決定部５２２から受けた比例ゲインＰＧおよび積分ゲインＩＧと、減算部５２１から受けた誤差ΔＶｄｃとを次式へ代入してフィードバック予備電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ＿ｐｒを演算する。
【００８５】
【数１】
【００８６】
補正器５２４は、ＰＩ制御器５２３からのフィードバック予備電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ＿ｐｒと、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍとを受け、次式によってフィードバック予備電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ＿ｐｒを補正してフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂを演算する。
【００８７】
【数２】
【００８８】
なお、Ｖｓｔｄは、基準電圧を表わし、基準電圧Ｖｓｔｄは、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性が基本特性になるときの昇圧コンバータ１２の出力電圧である。
【００８９】
したがって、補正器５２４は、基準電圧Ｖｓｔｄを出力電圧Ｖｍで除算することにより、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性が基本特性になる基準電圧Ｖｓｔｄに出力電圧Ｖｍを換算するための換算比を演算する。そして、補正器５２４は、演算した換算比をフィードバック予備電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｇ＿ｐｒに乗算することにより、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性が基本特性になるフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂを演算する。
【００９０】
前向き補償器５２５は、インバータ入力電圧指令演算部５０からの電圧指令Ｖｄｃｃｏｍと、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂとを受け、次式により補償率Ｒｃｏｍを演算する。
【００９１】
【数３】
【００９２】
そして、前向き補償器５２５は、補償率Ｒｃｏｍを用いて補償率１−Ｒｃｏｍをさらに演算し、補償率Ｒｃｏｍ，１−Ｒｃｏｍをデューティー比変換部５４へ出力する。
【００９３】
デューティー比変換部５４は、デューティー比演算部５４１と、加算器５４２と、ＰＷＭ信号変換部５４３とを含む。デューティー比演算部５４１は、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂと、補正器５２４からのフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂとに基づいて、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍを、フィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂに設定するためのデューティー比を演算する。
【００９４】
加算器５４２は、デューティー比演算部５４１からのデューティー比と、前向き補償器５２５からの補償率Ｒｃｏｍ，１−Ｒｃｏｍとを受け、デューティー比に補償率Ｒｃｏｍ，１−Ｒｃｏｍをそれぞれ加算した２つの補償デューティー比を演算する。そして、加算器５４２は、２つの補償デューティー比をＰＷＭ信号変換部５４３へ出力する。
【００９５】
ＰＷＭ信号変換部５４３は、加算器５４２からの２つの補償デューティー比に基づいて昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフするための信号ＰＷＵを生成する。より具体的には、ＰＷＭ信号変換部５４３は、デューティー比演算部５４１が出力するオンデューティーをＤ０とすると、次の式（４），（５）によって、それぞれ、昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２のオンデューティーＤ１，Ｄ２が決定される信号ＰＷＵを生成する。
【００９６】
【数４】
【００９７】
【数５】
【００９８】
そして、ＰＷＭ信号変換部５４３は、生成した信号ＰＷＵを昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。そして、昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は、信号ＰＷＵに基づいてオン／オフされる。これによって、昇圧コンバータ１２は、出力電圧Ｖｍが電圧指令Ｖｄｃｃｏｍになるように直流電圧Ｖｂを出力電圧Ｖｍに変換する。この場合、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性は基本特性に一致する。
【００９９】
このようにして、制御装置３０のモータトルク制御手段３０１は、外部のＥＣＵからトルク指令値ＴＲを受けると、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｍがトルク指令値ＴＲに基づいて演算された電圧指令Ｖｄｃｃｏｍになるように直流電圧Ｖｂから出力電圧Ｖｍへの昇圧コンバータ１２における電圧変換をフィードバック制御し、トルク指令値ＴＲのトルクを交流モータＭ１が発生するようにインバータ１４を制御する。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。
【０１００】
上述したように、補正器５２４は、ＰＩ制御器５２３から出力されたフィードバック予備電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ＿ｐｒを式（２）により補正する。式（２）の関係を図示すると、図５に示す曲線ｋ１のようになる。
【０１０１】
図５を参照して、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄであるとき、フィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂは、フィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ０（＝Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ＿ｐｒ）になる。また、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄよりも高いとき、フィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂは、フィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ１になる。さらに、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄよりも低いとき、フィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂは、フィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ２になる。
【０１０２】
そうすると、図６を参照して、デューティー比演算部５４１は、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄであるとき、フィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ０に基づいてオンデューティーがＤ００（＜１）であるデューティー比ＤＲ０を演算する。また、デューティー比演算部５４１は、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄよりも高いとき、フィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ１に基づいてオンデューティーがＤ０１（＜Ｄ００）であるデューティー比ＤＲ１を演算する。さらに、デューティー比演算部５４１は、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄよりも低いとき、フィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ２に基づいてオンデューティーがＤ０２（Ｄ００＜Ｄ０２＜１）であるデューティー比ＤＲ２を演算する。
【０１０３】
そして、加算器５４２は、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄであるとき、デューティー比ＤＲ０に補償率Ｒｃｏｍを加算して補償デューティー比ＤＲ０ＵをＰＷＭ信号変換部５４３へ出力し、デューティー比ＤＲ０に補償率１−Ｒｃｏｍを加算して補償デューティー比ＤＲ０ＬをＰＷＭ信号変換部５４３へ出力する。
【０１０４】
また、加算器５４２は、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄよりも高いとき、デューティー比ＤＲ１に補償率Ｒｃｏｍを加算して補償デューティー比ＤＲ１ＵをＰＷＭ信号変換部５４３へ出力し、デューティー比ＤＲ１に補償率１−Ｒｃｏｍを加算して補償デューティー比ＤＲ１ＬをＰＷＭ信号変換部５４３へ出力する。
【０１０５】
さらに、加算器５４２は、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄよりも低いとき、デューティー比ＤＲ２に補償率Ｒｃｏｍを加算して補償デューティー比ＤＲ２ＵをＰＷＭ信号変換部５４３へ出力し、デューティー比ＤＲ０に補償率１−Ｒｃｏｍを加算して補償デューティー比ＤＲ２ＬをＰＷＭ信号変換部５４３へ出力する。
【０１０６】
そうすると、図７を参照して、ＰＷＭ信号変換部５４３は、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄであるとき、デューティー比ＤＲ０Ｕ，ＤＲ０Ｌに基づいて信号ＰＷＵ０Ｕ，ＰＷＵ０Ｌを生成し、信号ＰＷＵ０Ｕ，ＰＷＵ０Ｌからなる信号ＰＷＵ０を昇圧コンバータ１２へ出力する。また、ＰＷＭ信号変換部５４３は、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄよりも高いときデューティー比ＤＲ１Ｕ，ＤＲ１Ｌに基づいて信号ＰＷＵ１Ｕ，ＰＷＵ１Ｌを生成し、信号ＰＷＵ１Ｕ，ＰＷＵ１Ｌからなる信号ＰＷＵ１を昇圧コンバータ１２へ出力する。さらに、ＰＷＭ信号変換部５４３は、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄよりも低いときデューティー比ＤＲ２Ｕ，ＤＲ２Ｌに基づいて信号ＰＷＵ２Ｕ，ＰＷＵ２Ｌを生成し、信号ＰＷＵ２Ｕ，ＰＷＵ２Ｌからなる信号ＰＷＵ２を昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０１０７】
なお、信号ＰＷＵ０Ｕ，ＰＷＵ１Ｕ，ＰＷＵ２Ｕは、昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１をオン／オフするための信号であり、ＰＷＵ０Ｌ，ＰＷＵ１Ｌ，ＰＷＵ２Ｌは、昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ２をオン／オフするための信号である。
【０１０８】
図８は、図７に示す信号ＰＷＵ０，ＰＷＵ１，ＰＷＵ２を用いて昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフさせたときの出力電圧Ｖｍのフィードバック制御におけるフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ０に対する追従特性を示す。
【０１０９】
図８を参照して、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄに一致するとき、出力電圧Ｖｍはパターン１のようにフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ０に追従する。すなわち、出力電圧Ｖｍは、タイミングｔ０において点Ａから出発して、タイミングｔ１でフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ０と交差し、その後、曲線ｋ２に従ってフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ０に追従する。なお、曲線ｋ２によって示される追従特性を基本特性と言う。
【０１１０】
また、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄよりも高いとき、出力電圧Ｖｍは、パターン２のようにフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ０に追従する。すなわち、出力電圧Ｖｍは、基準電圧Ｖｓｔｄよりも高い電圧である点Ｂから出発し、ＮＰＮトランジスタＱ２のオンデューティーがパターン１の場合（Ｄ００＋１−Ｒｃｏｍ）よりも小さい（Ｄ０１＋１−Ｒｃｏｍ）ためパターン１の場合よりもゆっくりと上昇し、タイミングｔ１でフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ０と交差する。その後、出力電圧Ｖｍは、パターン１と同じように曲線ｋ２に従ってフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ０に追従する。
【０１１１】
この場合、補正器５２４によるフィードバック予備電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ＿ｐｒの補正を行なわないとき、出力電圧Ｖｍは、曲線ｋ３に従ってフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ０に追従する。すなわち、出力電圧Ｖｍは、パターン１の場合と同じ速さで上昇し、タイミングｔ１よりも早いタイミングｔ２でフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ０と交差し、その後、フィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ０に追従する。
【０１１２】
したがって、誤差ΔＶｄｃを換算比Ｖｓｔｄ＜１で補正することにより、基本特性（曲線ｋ２で表わされる）からずれていた追従特性（曲線ｋ３で表わされる）が基本特性に一致する。
【０１１３】
さらに、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄよりも低いとき、出力電圧Ｖｍは、パターン３のようにフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ０に追従する。すなわち、出力電圧Ｖｍは、基準電圧Ｖｓｔｄよりも低い電圧である点Ｃから出発し、ＮＰＮトランジスタＱ２のオンデューティーがパターン１の場合（Ｄ００＋１−Ｒｃｏｍ）よりも大きい（Ｄ０２＋１−Ｒｃｏｍ）ためパターン１の場合よりも速く上昇し、タイミングｔ１でフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ０と交差する。その後、出力電圧Ｖｍは、パターン１と同じように曲線ｋ２に従ってフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ０に追従する。
【０１１４】
この場合、補正器５２４によるフィードバック予備電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ＿ｐｒの補正を行なわないとき、出力電圧Ｖｍは、曲線ｋ４に従ってフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ０に追従する。すなわち、出力電圧Ｖｍは、パターン１の場合と同じ速さで上昇し、タイミングｔ１よりも遅いタイミングｔ３でフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ０と交差し、その後、フィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ０に追従する。
【０１１５】
したがって、誤差ΔＶｄｃを換算比Ｖｓｔｄ＞１で補正することにより、基本特性（曲線ｋ２で表わされる）からずれていた追従特性（曲線ｋ４で表わされる）が基本特性に一致する。
【０１１６】
フィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ０（＝Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ＿ｐｒ）は、出力電圧Ｖｍが電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに一致するようにフィードバック制御するために演算された電圧指令であるので、出力電圧Ｖｍがフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ０に追従することは、出力電圧Ｖｍが電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに追従することに相当する。
【０１１７】
このように、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄに一致しないとき、フィードバック予備電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ＿ｐｒが補正され、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性が基本特性になるように制御される。
【０１１８】
したがって、出力電圧Ｖｍが変動しても、出力電圧Ｖｍに基づいてフィードバック予備電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ＿ｐｒを補正することにより、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性を一定に保持できる。
【０１１９】
図９を参照して、昇圧コンバータ１２における直流電圧から出力電圧Ｖｍへの電圧変換を制御する動作について説明する。動作がスタートすると、電圧センサー１０は、直流電源Ｂからの直流電圧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。また、電圧センサー１３は、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｍを検出し、その検出した出力電圧Ｖｍを制御装置３０へ出力する（ステップＳ１）。
【０１２０】
そうすると、制御装置３０において、減算器５２１は、出力電圧Ｖｍと電圧指令Ｖｄｃｃｏｍとの誤差ΔＶｄｃを演算し、その演算した誤差ΔＶｄｃをゲイン決定部５２２およびＰＩ制御器５２３へ出力する（ステップＳ２）。そして、ゲイン決定部５２２は、誤差ΔＶｄｃに応じて比例ゲインＰＧおよび積分ゲインＩＧからなる制御ゲインを決定する（ステップＳ３）。
【０１２１】
その後、ＰＩ制御器５２３は、ゲイン決定部５２２からの制御ゲインと、減算器５２１からの誤差ΔＶｄｃとを受け、比例ゲインＰＧ、積分ゲインＩＧおよび誤差ΔＶｄｃを式（１）に代入してフィードバック予備電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ＿ｐｒを演算する（ステップＳ４）。
【０１２２】
そして、補正器５２４は、ＰＩ制御器５２３からのフィードバック予備電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ＿ｐｒと、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍとを受け、式（２）によりフィードバック予備電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ＿ｐｒを出力電圧Ｖｍに応じて補正し、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性が基本特性になるフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂを演算する。そして、補正器５２４は、演算したフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂをデューティー比演算部５４１へ出力する（ステップＳ５）。
【０１２３】
そうすると、デューティー比演算部５４１は、フィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂに基づいて、上述した方法によってデューティー比（ＤＲ０，ＤＲ１，ＤＲ２のいずれか）を演算し、その演算したデューティー比を加算器５４２へ出力する（ステップＳ６）。
【０１２４】
一方、前向き補償器５２５は、電圧センサー１０からの直流電圧Ｖｂと、インバータ入力電圧指令演算部５０からの電圧指令Ｖｄｃｃｏｍとを受け、式（３）を用いて補償率Ｒｃｏｍ，１−Ｒｃｏｍを演算して加算器５４２へ出力する。
【０１２５】
そして、加算器５４２は、デューティー比演算部５４１からのデューティー比に前向き補償器５２５からの補償率Ｒｃｏｍ，１−Ｒｃｏｍを加え、補償デューティー比をＰＷＭ信号変換部５４３へ出力する。ＰＷＭ信号変換部５４３は、加算器５４２からの補償デューティー比に基づいて信号ＰＷＵを生成し（ステップＳ７）、その生成した信号ＰＷＵを昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０１２６】
昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は、信号ＰＷＵに基づいてオン／オフされ、昇圧コンバータ１２は、出力電圧Ｖｍが電圧指令Ｖｄｃｃｏｍになるように制御される（ステップＳ８）。そして、一連の動作が終了する（ステップＳ９）。
【０１２７】
再び、図１を参照して、モータ駆動装置１００における動作について説明する。制御装置３０は、外部のＥＣＵからトルク指令値ＴＲが入力されると、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２をオンするための信号ＳＥを生成してシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２へ出力するとともに、交流モータＭ１がトルク指令値ＴＲを発生するように昇圧コンバータ１２およびインバータ１４を制御するための信号ＰＷＵおよび信号ＰＷＭＩを生成して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。
【０１２８】
そして、直流電源Ｂは直流電圧Ｖｂを出力し、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は直流電圧ＶｂをコンデンサＣ１へ供給する。コンデンサＣ１は、供給された直流電圧Ｖｂを平滑化し、その平滑化した直流電圧Ｖｂを昇圧コンバータ１２へ供給する。
【０１２９】
そうすると、昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は、制御装置３０からの信号ＰＷＵに応じてオン／オフされ、直流電圧Ｖｂを出力電圧Ｖｍに変換してコンデンサＣ２に供給する。電圧センサー１３は、コンデンサＣ２の両端の電圧である出力電圧Ｖｍを検出し、その検出した出力電圧Ｖｍを制御装置３０へ出力する。
【０１３０】
制御装置３０は、上述したように、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍと出力電圧Ｖｍとの誤差ΔＶｄｃを演算し、その演算した誤差ΔＶｄｃに応じてＰＩ制御ゲインを決定する。そして、制御装置３０は、決定したＰＩ制御ゲインを用いて演算したフィードバック予備電圧指令を、上述したように出力電圧Ｖｍに応じて補正し、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性が基本特性になる信号ＰＷＵを生成して昇圧コンバータ１２へ出力する。これによって、昇圧コンバータ１２は、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性を基本特性に一致させながら、出力電圧Ｖｍが電圧指令Ｖｄｃｃｏｍになるように直流電圧を出力電圧Ｖｍに変換する。
【０１３１】
コンデンサＣ２は、昇圧コンバータ１２から供給された直流電圧を平滑化してインバータ１４へ供給する。インバータ１４のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８は、制御装置３０からの信号ＰＷＭＩに従ってオン／オフされ、インバータ１４は、直流電圧を交流電圧に変換し、トルク指令値ＴＲによって指定されたトルクを交流モータＭ１が発生するように交流モータＭ１のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各相に所定の交流電流を流す。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。
【０１３２】
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が回生制動モードになった場合、制御装置３０は、回生制動モードになったことを示す信号を外部のＥＣＵから受け、信号ＰＷＭＣおよび信号ＰＷＤを生成してそれぞれインバータ１４および昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０１３３】
交流モータＭ１は、交流電圧を発電し、その発電した交流電圧をインバータ１４へ供給する。そして、インバータ１４は、制御装置３０からの信号ＰＷＭＣに従って、交流電圧を直流電圧に変換し、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。
【０１３４】
昇圧コンバータ１２は、制御装置３０からの信号ＰＷＤに従って直流電圧を降圧して直流電源Ｂに供給し、直流電源Ｂを充電する。
【０１３５】
このように、モータ駆動装置１００においては、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｍの追従特性が基本特性になるように直流電源Ｂからの直流電圧Ｖｂが出力電圧Ｖｍに変換され、その変換された出力電圧ＶｍはコンデンサＣ２を介してインバータ１４へ供給され、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交流モータＭ１が駆動される。また、回生制動モードにおいては、交流モータＭ１が発電した電力によって直流電源Ｂが充電されるようにモータ駆動装置１００が駆動する。
【０１３６】
なお、この発明においては、昇圧コンバータ１２、制御装置３０のフィードバック電圧指令演算部５２およびデューティー比変換部５４は、「電圧変換装置」を構成する。
【０１３７】
また、この発明においては、フィードバック電圧指令演算部５２およびデューティー比変換部５４は、電圧変換器としての昇圧コンバータ１２を制御する「制御手段」を構成する。
【０１３８】
さらに、ＰＩ制御器５２３は、フィードバック予備電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ＿ｐｒを演算する「演算器」を構成する。
【０１３９】
さらに、この発明による電圧変換方法は、図９に示すフローチャートに従ってフィードバック制御を行ない、直流電圧を出力電圧Ｖｍに変換する電圧変換方法である。
【０１４０】
さらに、フィードバック電圧指令演算部５２およびデューティー比変換部５４におけるフィードバック制御は、実際にはＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）によって行なわれ、ＣＰＵは、図９に示すフローチャートの各ステップを備えるプログラムをＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）から読出し、その読出したプログラムを実行して図９に示すフローチャートに従って直流電圧から出力電圧Ｖｍへの電圧変換を制御する。したがって、ＲＯＭは、図９に示すフローチャートの各ステップを備えるプログラムを記録したコンピュータ（ＣＰＵ）読取り可能な記録媒体に相当する。
【０１４１】
実施の形態１によれば、電圧変換装置は、直流電源からの直流電圧を変換した出力電圧が電圧指令になるように制御するフィードバック制御において、出力電圧と指令電圧との誤差に基づいて演算したフィードバック予備電圧指令を、電圧指令に対する出力電圧の追従特性が基本特性になるときのフィードバック電圧指令に補正する制御手段を備えるので、電圧指令に対する出力電圧の追従特性を一定に保持して直流電圧を出力電圧に変換できる。
【０１４２】
［実施の形態２］
図１０を参照して、実施の形態２による電圧変換装置を備えるモータ駆動装置１００Ａは、モータ駆動装置１００の制御装置３０を制御装置３０Ａに代えたものであり、その他はモータ駆動装置１００と同じである。
【０１４３】
図１１を参照して、制御装置３０Ａは、制御装置３０のモータトルク制御手段３０１をモータトルク制御手段３０１Ａに代えたものであり、その他は、制御装置３０と同じである。
【０１４４】
モータトルク制御手段３０１Ａは、モータトルク制御手段３０１と同じ方法により信号ＰＷＭＩを生成してインバータ１４へ出力するとともに、後述する方法によって、昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２を制御する信号ＰＷＵを生成し、その生成した信号ＰＷＵを昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０１４５】
図１２を参照して、モータトルク制御手段３０１Ａは、モータトルク制御手段３０１のフィードバック電圧指令演算部５２をフィードバック電圧指令演算部５２Ａに代えたものであり、その他はモータトルク制御手段３０１と同じである。
【０１４６】
フィードバック電圧指令演算部５２Ａは、インバータ入力電圧指令演算部５０からの電圧指令Ｖｄｃｃｏｍと、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍとに基づいて、出力電圧Ｖｍと電圧指令Ｖｄｃｃｏｍとの誤差ΔＶｄｃを補正して電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性が基本特性になるようにフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂｖ２を演算する。
【０１４７】
図１３を参照して、フィードバック電圧指令演算部５２Ａは、フィードバック電圧指令演算部５２の補正器５２４を補正器５２４Ａに代え、ＰＩ制御器５２３をＰＩ制御器５２３Ａに代えたものであり、その他は、フィードバック電圧指令演算部５２と同じである。
【０１４８】
フィードバック電圧指令演算部５２Ａにおいては、減算器５２１は、演算した誤差ΔＶｄｃをゲイン決定部５２２、ＰＩ制御器５２３Ａおよび補正器５２４Ａへ出力する。補正器５２４Ａは、減算器５２１からの誤差ΔＶｄｃと、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍとを受け、出力電圧Ｖｍに応じて誤差ΔＶｄｃを次式によって補正する。
【０１４９】
【数６】
【０１５０】
そして、補正器５２４Ａは、補正した補正誤差ΔＶｄｃｃをＰＩ制御器５２３Ａへ出力する。
【０１５１】
補正器５２４Ａは、基準電圧Ｖｓｔｄを出力電圧Ｖｍで除算することにより、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性が基本特性になる基準電圧Ｖｓｔｄに出力電圧Ｖｍを換算するための換算比を演算する。そして、補正器５２４Ａは、演算した換算比を誤差ΔＶｄｃに乗算することにより、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性が基本特性になるフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂｖ２を求めるための補正誤差ΔＶｄｃｃを演算する。
【０１５２】
ＰＩ制御器５２３Ａは、ゲイン決定部５２２からの制御ゲイン（比例ゲインＰＧおよび積分ゲインＩＧ）と、補正器５２４Ａからの補正誤差ΔＶｄｃｃとを受け、比例ゲインＰＧ、積分ゲインＩＧおよび補正誤差ΔＶｄｃｃを次式に代入することにより、フィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂｖ２を演算する。
【０１５３】
【数７】
【０１５４】
そして、ＰＩ制御器５２３Ａは、演算したフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂｖ２をデューティー比演算部５４１へ出力する。
【０１５５】
式（１）を式（２）に代入すると、次式になる。
【０１５６】
【数８】
【０１５７】
また、式（６）を式（７）に代入すると、次式になる。
【０１５８】
【数９】
【０１５９】
そうすると、フィードバック電圧指令演算部５２Ａが出力するフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂｖ２は、実施の形態１におけるフィードバック電圧指令演算部５２が出力するフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂに一致する。
【０１６０】
実施の形態１においては、フィードバック電圧指令演算部５２は、誤差ΔＶｄｃに応じて決定した制御ゲイン（比例ゲインＰＧおよび積分ゲインＩＧ）と誤差ΔＶｄｃとを用いてフィードバック予備電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ＿ｐｒを演算し、その演算したフィードバック予備電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ＿ｐｒを換算比Ｖｓｔｄ／Ｖｍを用いて補正してフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂを演算する。
【０１６１】
これに対して、実施の形態２におけるフィードバック電圧指令演算部５２Ａは、誤差ΔＶｄｃを換算比Ｖｓｔｄ／Ｖｍを用いて補正する。つまり、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄに一致するとき、補正器５２４Ａは、減算器５２１からの誤差ΔＶｄｃに換算比Ｖｓｔｄ／Ｖｍ＝１を乗算し、誤差ΔＶｄｃからなる補正誤差ΔＶｄｃｃを出力する。また、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄよりも高いとき、補正器５２４Ａは、誤差ΔＶｄｃに換算比Ｖｓｔｄ／Ｖｍ＜１を乗算し、ΔＶｄｃ×（Ｖｓｔｄ／Ｖｍ）からなる補正誤差ΔＶｄｃｃを出力する。さらに、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄよりも低いとき、補正器５２４Ａは、誤差ΔＶｄｃに換算比Ｖｓｔｄ／Ｖｍ＞１を乗算し、ΔＶｄｃ×（Ｖｓｔｄ／Ｖｍ）からなる補正誤差ΔＶｄｃｃを出力する。
【０１６２】
そして、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄに一致するとき、フィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂｖ２＝Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ０となり、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性は、図８に示すパターン１のようになる。また、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄよりも高いとき、フィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂｖ２＝Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ１となり、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性は、図８に示すパターン２のようになる。つまり、誤差ΔＶｄｃを換算比Ｖｓｔｄ＜１で補正することにより、基本特性（曲線ｋ２で表わされる）からずれていた追従特性（曲線ｋ３で表わされる）が基本特性に一致する。さらに、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄよりも低いとき、フィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂｖ２＝Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ２となり、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性は、図８に示すパターン３のようになる。つまり、誤差ΔＶｄｃを換算比Ｖｓｔｄ＞１で補正することにより、基本特性（曲線ｋ２で表わされる）からずれていた追従特性（曲線ｋ４で表わされる）が基本特性に一致する。
【０１６３】
このように、補正器５２４Ａは、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄからずれた場合、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性が基本特性になるように誤差ΔＶｄｃを出力電圧Ｖｍに応じて補正する。
【０１６４】
したがって、補正誤差ΔＶｄｃｃは、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性を基本特性に一致させるための誤差である。
【０１６５】
そして、フィードバック電圧指令演算部５２，５２Ａは、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性が基本特性になるフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ，Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂｖ２を演算する点で共通する。
【０１６６】
上述したように、実施の形態２においては、出力電圧Ｖｍと電圧指令Ｖｄｃｃｏｍとの誤差ΔＶｄｃを出力電圧Ｖｍに応じて補正し、その補正した補正誤差ΔＶｄｃｃを用いて電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性が基本特性になるフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂｖ２（＝Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ）を演算することを特徴とする。そして、制御ゲインとしての比例ゲインＰＧおよび積分ゲインＩＧは、補正されない。
【０１６７】
図１４を参照して、実施の形態２における電圧変換を制御する動作について説明する。図１４に示すフローチャートは、図９に示すフローチャートのステップＳ４，Ｓ５を、それぞれ、ステップＳ４ａ，Ｓ５ａに代えたものであり、その他は、図９に示すフローチャートと同じである。
【０１６８】
ステップＳ３の後、補正器５２４Ａは、減算器５２１からの誤差ΔＶｄｃと電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍとを受け、誤差ΔＶｄｃを式（６）により補正する（ステップＳ４ａ）。そして、補正器５２４Ａは、補正誤差ΔＶｄｃｃをＰＩ制御器５２３Ａへ出力する。
【０１６９】
ＰＩ制御器５２３Ａは、ゲイン決定部５２２からの制御ゲイン（比例ゲインＰＧおよび積分ゲインＩＧ）と、補正器５２４Ａからの補正誤差ΔＶｄｃｃとを受け、式（７）によりフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂｖ２（＝Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ）を演算し、その演算したフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂｖ２をデューティー比演算部５４１へ出力する（ステップＳ５ａ）。
【０１７０】
その後、上述したステップＳ６〜Ｓ８が実行されて一連の動作が終了する（ステップＳ９）。
【０１７１】
なお、この発明においては、昇圧コンバータ１２、制御装置３０Ａのフィードバック電圧指令演算部５２Ａおよびデューティー比変換部５４は、「電圧変換装置」を構成する。
【０１７２】
また、この発明においては、フィードバック電圧指令演算部５２Ａおよびデューティー比変換部５４は、電圧変換器としての昇圧コンバータ１２を制御する「制御手段」を構成する。
【０１７３】
さらに、ＰＩ制御器５２３Ａは、フィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂを演算する「演算器」を構成する。
【０１７４】
さらに、フィードバック電圧指令演算部５２Ａは、フィードバック電圧指令演算部５２と同様に、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性が基本特性になるフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂｖ２（＝Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ）を演算するので、この発明におけるフィードバック電圧指令演算部は、誤差ΔＶｄｃまたはフィードバック予備電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ＿ｐｒを換算比Ｖｓｔｄ／Ｖｍによって補正することにより、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性が基本特性になるフィードバック電圧指令を演算するものであればよい。
【０１７５】
さらに、この発明による電圧変換方法は、図１４に示すフローチャートに従ってフィードバック制御を行ない、直流電圧を出力電圧Ｖｍに変換する電圧変換方法である。
【０１７６】
さらに、フィードバック電圧指令演算部５２Ａおよびデューティー比変換部５４におけるフィードバック制御は、実際にはＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）によって行なわれ、ＣＰＵは、図１４に示すフローチャートの各ステップを備えるプログラムをＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）から読出し、その読出したプログラムを実行して図１４に示すフローチャートに従って直流電圧から出力電圧Ｖｍへの電圧変換を制御する。したがって、ＲＯＭは、図１４に示すフローチャートの各ステップを備えるプログラムを記録したコンピュータ（ＣＰＵ）読取り可能な記録媒体に相当する。
【０１７７】
さらに、この発明による電圧変換方法は、図９に示すステップＳ４，Ｓ５、または図１４に示すステップＳ４ａ，Ｓ５ａを、「誤差ΔＶｄｃおよび制御ゲイン（比例ゲインＰＧおよび積分ゲインＩＧ）に基づいて、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性が基本特性になるフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂを演算する」ステップに代えたものであってもよい。
【０１７８】
そして、このステップは、ＲＯＭに記録されたプログラムにも適用可能なものである。
【０１７９】
その他は、実施の形態１と同じである。
実施の形態２によれば、電圧変換装置は、直流電源からの直流電圧を変換した出力電圧が電圧指令になるように制御するフィードバック制御において、出力電圧と指令電圧との誤差を電圧指令に対する出力電圧の追従特性が基本特性になるときの誤差に補正し、その補正した補正誤差を用いてフィードバック電圧指令を演算する制御手段を備えるので、電圧指令に対する出力電圧の追従特性を一定に保持して直流電圧を出力電圧に変換できる。
【０１８０】
［実施の形態３］
図１５を参照して、実施の形態３による電圧変換装置を備えるモータ駆動装置１００Ｂは、モータ駆動装置１００の制御装置３０を制御装置３０Ｂに代えたものであり、その他はモータ駆動装置１００と同じである。
【０１８１】
図１６を参照して、制御装置３０Ｂは、制御装置３０のモータトルク制御手段３０１をモータトルク制御手段３０１Ｂに代えたものであり、その他は、制御装置３０と同じである。
【０１８２】
モータトルク制御手段３０１Ｂは、モータトルク制御手段３０１と同じ方法によって信号ＰＷＭＩを生成するとともに、後述する方法によって、信号ＰＷＵを生成し、その生成した信号ＰＷＵを昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０１８３】
図１７を参照して、モータトルク制御手段３０１Ｂは、モータトルク制御手段３０１のフィードバック電圧指令演算部５２をフィードバック電圧指令演算部５２Ｂに代え、デューティー比変換部５４をデューティー比変換部５４Ａに代えたものであり、その他はモータトルク制御手段３０１と同じである。
【０１８４】
フィードバック電圧指令演算部５２Ｂは、インバータ入力電圧指令演算部５０からの電圧指令Ｖｄｃｃｏｍと電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍとに基づいてフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂｖ３を演算し、その演算したフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂｖ３をデューティー比変換部５４Ａへ出力する。その他、フィードバック電圧指令演算部５２Ｂは、フィードバック電圧指令演算部５２と同じ機能を果たす。
【０１８５】
デューティー比変換部５４Ａは、フィードバック電圧指令演算部５２Ｂからのフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂｖ３および補償率Ｒｃｏｍ，１−Ｒｃｏｍと電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍとに基づいて、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性が基本特性になるための信号ＰＷＵを生成し、その生成した信号ＰＷＵを昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０１８６】
図１８を参照して、フィードバック電圧指令演算部５２Ｂは、フィードバック電圧指令演算部５２の補正器５２４を削除したものであり、その他はフィードバック電圧指令演算部５２と同じである。
【０１８７】
したがって、フィードバック電圧指令演算部５２Ｂは、出力電圧Ｖｍと電圧指令Ｖｄｃｃｏｍとの誤差ΔＶｄｃと制御ゲイン（比例ゲインＰＧおよび積分ゲインＩＧ）とを式（１）に代入してフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂｖ３を演算する。そして、フィードバック電圧指令演算部５２Ｂは、演算したフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂｖ３をデューティー比演算部５４１へ出力する。
【０１８８】
つまり、フィードバック電圧指令演算部５２Ｂは、実施の形態１，２のような補正を行なうことなく、誤差ΔＶｄｃから決定されるフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂｖ３を演算してデューティー比演算部５４１へ出力する。
【０１８９】
なお、フィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂｖ３は、実施の形態１におけるフィードバック予備電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ＿ｐｒに等しい。
【０１９０】
デューティー比変換部５４Ａは、デューティー比変換部５４に補正器５４４を追加したものであり、その他は、デューティー比変換部５４と同じである。補正器５４４は、ディーティー比演算部５４１と加算器５４２との間に配置される。そして、補正器５４４は、デューティー比演算部５４１からのデューティー比ＤＲＯと、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍとを受け、デューティー比ＤＲＯを出力電圧Ｖｍを用いて次式により補正し、補正デューティー比ＤＲＣを演算する。
【０１９１】
【数１０】
【０１９２】
そして、補正器５４４は、補正デューティー比ＤＲＣを加算器５４２へ出力する。
【０１９３】
補正器５４４は、基準電圧Ｖｓｔｄを出力電圧Ｖｍで除算することにより、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性が基本特性になる基準電圧Ｖｓｔｄに出力電圧Ｖｍを換算するための換算比を演算する。そして、補正器５４４は、演算した換算比をデューティー比ＤＲＯに乗算することにより、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性が基本特性になる補正デューティー比ＤＲＣを演算する。
【０１９４】
上述したように、フィードバック電圧指令演算部５２Ｂは、何ら補正することなく、誤差ΔＶｄｃのみに基づいてフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂｖ３を演算する。そして、デューティー比演算部５４１は、フィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂｖ３に基づいてデューティー比ＤＲＯを演算する。
【０１９５】
この場合、デューティー比ＤＲＯは、誤差ΔＶｄｃのみに基づいて演算されたデューティー比であるので、出力電圧Ｖｍが変化しても誤差ΔＶｄｃが一定であれば一定である。つまり、デューティー比演算部５４１は、フィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂｖ３に基づいてデューティー比を演算し、図６に示すデューティー比ＤＲ０と同じデューティー比ＤＲＯを補正器５４４へ出力する。
【０１９６】
そして、補正器５４４は、デューティー比演算部５４１からのデューティー比ＤＲＯを式（１０）を用いて補正し、補正デューティー比ＤＲＣを加算器５４２へ出力する。
【０１９７】
すなわち、補正器５４４は、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄに一致するとき、デューティー比演算部５４１からのデューティー比ＤＲＯに換算比Ｖｓｔｄ／Ｖｍ＝１を乗算してデューティー比ＤＲＯ（＝ＤＲ０：図６参照）からなる補正デューティー比ＤＲＣを加算器５４２へ出力する。また、補正器５４４は、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄよりも高いとき、デューティー比演算部５４１からのデューティー比ＤＲＯに換算比Ｖｓｔｄ／Ｖｍ＜１を乗算して図６に示すデューティー比ＤＲ１からなる補正デューティー比ＤＲＣを加算器５４２へ出力する。さらに、補正器５４４は、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄよりも低いとき、デューティー比演算部５４１からのデューティー比ＤＲＯに換算比Ｖｓｔｄ／Ｖｍ＞１を乗算して図６に示すデューティー比ＤＲ２からなる補正デューティー比ＤＲＣを加算器５４２へ出力する。
【０１９８】
そうすると、加算器５４２は、補正器５４４からの補正デューティー比ＤＲＣに前向き補償器５２５からの補償率Ｒｃｏｍ，１−Ｒｃｏｍを加算して補償デューティー比をＰＷＭ信号変換部５４３へ出力する。
【０１９９】
すなわち、加算器５４２は、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄに一致するとき、図６に示すデューティー比ＤＲ０からなる補正デューティー比ＤＲＣに補償率Ｒｃｏｍ，１−Ｒｃｏｍを加算して、図６に示すデューティー比ＤＲ０Ｕ，ＤＲ０Ｌからなる補償デューティー比をＰＷＭ信号変換部５４３へ出力する。また、加算器５４２は、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄよりも高いとき、図６に示すデューティー比ＤＲ１からなる補正デューティー比ＤＲＣに補償率Ｒｃｏｍ，１−Ｒｃｏｍを加算して、図６に示すデューティー比ＤＲ１Ｕ，ＤＲ１Ｌからなる補償デューティー比をＰＷＭ信号変換部５４３へ出力する。さらに、加算器５４２は、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄよりも低いとき、図６に示すデューティー比ＤＲ２からなる補正デューティー比ＤＲＣに補償率Ｒｃｏｍ，１−Ｒｃｏｍを加算して、図６に示すデューティー比ＤＲ２Ｕ，ＤＲ２Ｌからなる補償デューティー比をＰＷＭ信号変換部５４３へ出力する。
【０２００】
そして、ＰＷＭ信号変換部５４３は、加算器５４２からの補償デューティー比に基づいて信号ＰＷＵを生成して昇圧コンバータ１２へ出力する。すなわち、ＰＷＭ信号変換部５４３は、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄに一致するとき、図６に示すデューティー比ＤＲ０Ｕ，ＤＲ０Ｌからなる補償デューティー比に基づいて、それぞれ、図７に示す信号ＰＷＵ０Ｕ，ＰＷＵ０Ｌを生成し、信号ＰＷＵ０Ｕ，ＰＷＵ０Ｌからなる信号ＰＷＵ０を昇圧コンバータ１２へ出力する。また、ＰＷＭ信号変換部５４３は、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄよりも高いとき、図６に示すデューティー比ＤＲ１Ｕ，ＤＲ１Ｌからなる補償デューティー比に基づいて、それぞれ、図７に示す信号ＰＷＵ１Ｕ，ＰＷＵ１Ｌを生成し、信号ＰＷＵ１Ｕ，ＰＷＵ１Ｌからなる信号ＰＷＵ１を昇圧コンバータ１２へ出力する。さらに、ＰＷＭ信号変換部５４３は、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄよりも低いとき、図６に示すデューティー比ＤＲ２Ｕ，ＤＲ２Ｌからなる補償デューティー比に基づいて、それぞれ、図７に示す信号ＰＷＵ２Ｕ，ＰＷＵ２Ｌを生成し、信号ＰＷＵ２Ｕ，ＰＷＵ２Ｌからなる信号ＰＷＵ２を昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０２０１】
上述したように、デューティー比演算部５４１が出力するデューティー比ＤＲＯは、出力電圧Ｖｍの変動を考慮して演算されたデューティー比ではないので、この実施の形態３においては、デューティー比ＤＲＯを出力電圧Ｖｍに応じて補正し、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性が基本特性になる補正デューティー比ＤＲＣを演算することにしたものである。
【０２０２】
その結果、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性を基本特性に保持して、直流電源Ｂからの直流電圧Ｖｂを出力電圧Ｖｍに変換できる。
【０２０３】
図１９を参照して、実施の形態３における電圧変換を制御する動作について説明する。図１９に示すフローチャートは、図９に示すフローチャートのステップＳ５〜Ｓ７を、それぞれ、ステップＳ５１〜Ｓ５３に代えたものであり、その他は、図９に示すフローチャートと同じである。
【０２０４】
ステップＳ４の後、デューティー比演算部５４１は、フィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂｖ３に基づいてデューティー比ＤＲＯを演算し、その演算したデューティー比ＤＲＯを補正器５４４へ出力する（ステップＳ５１）。補正器５４４は、デューティー比ＤＲＯを式（１０）によって補正し、補正デューティー比ＤＲＣを加算器５４２へ出力する（ステップＳ５２）。
【０２０５】
加算器５４２は、補正器５４４からの補正デューティー比ＤＲＣに前向き補償器５２５からの補償率Ｒｃｏｍ，１−Ｒｃｏｍを加え、補償デューティー比をＰＷＭ信号変換部５４３へ出力する。そして、ＰＷＭ信号変換部５４３は、加算器５４２からの補償デューティー比に基づいて信号ＰＷＵ０（またはＰＷＵ１またはＰＷＵ２）を生成する（ステップＳ５３）。その後、ステップＳ８が実行され、一連の動作が終了する（ステップＳ９）。
【０２０６】
なお、この発明においては、昇圧コンバータ１２、制御装置３０Ｂのフィードバック電圧指令演算部５２Ｂおよびデューティー比変換部５４Ａは、「電圧変換装置」を構成する。
【０２０７】
また、この発明においては、フィードバック電圧指令演算部５２Ｂおよびデューティー比変換部５４Ａは、電圧変換器としての昇圧コンバータ１２を制御する「制御手段」を構成する。
【０２０８】
さらに、実施の形態３におけるデューティー比演算部５４１は、予備デューティー比を演算する「演算器」を構成する。
【０２０９】
さらに、この発明による電圧変換方法は、図１９に示すフローチャートに従ってフィードバック制御を行ない、直流電圧を出力電圧Ｖｍに変換する電圧変換方法である。
【０２１０】
さらに、フィードバック電圧指令演算部５２Ｂおよびデューティー比変換部５４Ａにおけるフィードバック制御は、実際にはＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）によって行なわれ、ＣＰＵは、図１９に示すフローチャートの各ステップを備えるプログラムをＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）から読出し、その読出したプログラムを実行して図１９に示すフローチャートに従って直流電圧から出力電圧Ｖｍへの電圧変換を制御する。したがって、ＲＯＭは、図１９に示すフローチャートの各ステップを備えるプログラムを記録したコンピュータ（ＣＰＵ）読取り可能な記録媒体に相当する。
【０２１１】
その他は、実施の形態１と同じである。
実施の形態３によれば、電圧変換装置は、直流電源からの直流電圧を昇圧コンバータにより変換した出力電圧が電圧指令になるように制御するフィードバック制御において、出力電圧と指令電圧との誤差に基づいて演算されたデューティー比を電圧指令に対する出力電圧の追従特性が基本特性になるときのデューティー比に補正し、その補正したデューティー比を用いて昇圧コンバータを制御する制御手段を備えるので、電圧指令に対する出力電圧の追従特性を一定に保持して直流電圧を出力電圧に変換できる。
【０２１２】
［実施の形態４］
図２０を参照して、実施の形態４による電圧変換装置を備えたモータ駆動装置１００Ｃは、電流センサー２８およびインバータ３１をモータ駆動装置１００に追加し、モータ駆動装置１００の制御装置３０を制御装置３０Ｃに代えたものであり、その他は、モータ駆動装置１００と同じである。
【０２１３】
なお、コンデンサＣ２は、昇圧コンバータ１２からの出力電圧ＶｍをノードＮ１，Ｎ２を介して受け、その受けた出力電圧Ｖｍを平滑化してインバータ１４のみならずインバータ３１にも供給する。また、電流センサー２４は、モータ電流ＭＣＲＴ１を検出して制御装置３０Ｃへ出力する。さらに、インバータ１４は、制御装置３０Ｃからの信号ＰＷＭＩ１に基づいてコンデンサＣ２からの直流電圧を交流電圧に変換して交流モータＭ１を駆動し、信号ＰＷＭＣ１に基づいて交流モータＭ１が発電した交流電圧を直流電圧に変換する。
【０２１４】
インバータ３１は、インバータ１４と同じ構成から成る。そして、インバータ３１は、制御装置３０Ｃからの信号ＰＷＭＩ２に基づいて、コンデンサＣ２からの直流電圧を交流電圧に変換して交流モータＭ２を駆動し、信号ＰＷＭＣ２に基づいて交流モータＭ２が発電した交流電圧を直流電圧に変換する。電流センサー２８は、交流モータＭ２の各相に流れるモータ電流ＭＣＲＴ２を検出して制御装置３０Ｃへ出力する。
【０２１５】
制御装置３０Ｃは、直流電源Ｂから出力された直流電圧Ｖｂを電圧センサー１０から受け、モータ電流ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２をそれぞれ電流センサー２４，２８から受け、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｍ（すなわち、インバータ１４，３１への入力電圧）を電圧センサー１３から受け、トルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２およびモータ回転数ＭＲＮ１，ＭＲＮ２を外部ＥＣＵから受ける。そして、制御装置３０Ｃは、電圧Ｖｂ、出力電圧Ｖｍ、モータ電流ＭＣＲＴ１、トルク指令値ＴＲ１およびモータ回転数ＭＲＮ１に基づいて、上述した方法によりインバータ１４が交流モータＭ１を駆動するときにインバータ１４のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８をスイッチング制御するための信号ＰＷＭＩ１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１をインバータ１４へ出力する。
【０２１６】
また、制御装置３０Ｃは、直流電圧Ｖｂ、出力電圧Ｖｍ、モータ電流ＭＣＲＴ２、トルク指令値ＴＲ２およびモータ回転数ＭＲＮ２に基づいて、上述した方法によりインバータ３１が交流モータＭ２を駆動するときにインバータ３１のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８をスイッチング制御するための信号ＰＷＭＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ２をインバータ３１へ出力する。
【０２１７】
さらに、制御装置３０Ｃは、インバータ１４または３１が交流モータＭ１またはＭ２を駆動するとき、直流電圧Ｖｂ、出力電圧Ｖｍ、モータ電流ＭＣＲＴ１（またはＭＣＲＴ２）、トルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）およびモータ回転数ＭＲＮ１（またはＭＲＮ２）に基づいて、上述した方法（実施の形態１〜実施の形態３のいずれかにおける方法）により昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をスイッチング制御するための信号ＰＷＵを生成して昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０２１８】
さらに、制御装置３０Ｃは、回生制動時に交流モータＭ１が発電した交流電圧を直流電圧に変換するための信号ＰＷＭＣ１、または交流モータＭ２が発電した交流電圧を直流電圧に変換するための信号ＰＷＭＣ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＣ１または信号ＰＷＭＣ２をそれぞれインバータ１４またはインバータ３１へ出力する。この場合、制御装置３０Ｃは、インバータ１４または３１からの直流電圧を降圧して直流電源Ｂを充電するように昇圧コンバータ１２を制御する信号ＰＷＤを生成して昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０２１９】
さらに、制御装置３０Ｃは、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２をオンするための信号ＳＥを生成してシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２へ出力する。
【０２２０】
図２１を参照して、制御装置３０Ｃは、モータトルク制御手段３０１Ｃおよび電圧変換制御手段３０２Ａを含む。モータトルク制御手段３０１Ｃは、モータ電流ＭＣＲＴ１，２、トルク指令値ＴＲ１，２、モータ回転数ＭＲＮ１，２、直流電圧Ｖｂおよび出力電圧Ｖｍに基づいて信号ＰＷＭＩ１，２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１，２を、それぞれ、インバータ１４，３１へ出力する。また、モータトルク制御手段３０１Ｃは、直流電圧Ｖｂ、出力電圧Ｖｍ、モータ電流ＭＣＲＴ１（またはＭＣＲＴ２）、トルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）およびモータ回転数ＭＲＮ１（またはＭＲＮ２）に基づいて、信号ＰＷＵを生成し、その生成した信号ＰＷＵを昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０２２１】
電圧変換制御手段３０２Ａは、モータ駆動装置１００Ｃが搭載された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ＲＧＥを外部ＥＣＵから受けると、信号ＰＷＭＣ１，２および信号ＰＷＤを生成し、その生成した信号ＰＷＭＣ１，２をそれぞれインバータ１４，３１へ出力し、信号ＰＷＤを昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０２２２】
図２２を参照して、モータトルク制御手段３０１Ｃは、モータトルク制御手段３０１と同じ構成からなる（図３参照）。ただし、モータトルク制御手段３０１Ｃは、２つのトルク指令値ＴＲ１，２、２つのモータ電流ＭＣＴ１，２および２つのモータ回転数ＭＲＮ１，２に基づいて、信号ＰＷＭＩ１，２および信号ＰＷＵを生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１，２および信号ＰＷＵに基づいてそれぞれインバータ１４，３１および昇圧コンバータ１２を制御する点がモータトルク制御手段３０１と異なる。
【０２２３】
モータ制御用相電圧演算部４０は、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｍ、モータ電流ＭＣＲＴ１、およびトルク指令値ＴＲ１に基づいて交流モータＭ１の各相に印加する電圧を計算し、出力電圧Ｖｍ、モータ電流ＭＣＲＴ２、およびトルク指令値ＴＲ２に基づいて交流モータＭ２の各相に印加する電圧を計算する。そして、モータ制御用相電圧演算部４０は、計算した交流モータＭ１またはＭ２用の電圧をインバータ用ＰＷＭ信号変換部４２へ出力する。
【０２２４】
インバータ用ＰＷＭ信号変換部４２は、モータ制御用相電圧演算部４０から交流モータＭ１用の電圧を受けると、その受けた電圧に基づいて信号ＰＷＭＩ１を生成してインバータ１４へ出力する。また、インバータ用ＰＷＭ信号変換部４２は、モータ制御用相電圧演算部４０から交流モータＭ２用の電圧を受けると、その受けた電圧に基づいて信号ＰＷＭＩ２を生成してインバータ３１へ出力する。
【０２２５】
インバータ入力電圧指令演算部５０は、トルク指令値ＴＲ１およびモータ回転数ＭＲＮ１（またはトルク指令値ＴＲ２およびモータ回転数ＭＲＮ２）に基づいて電圧指令Ｖｄｃｃｏｍを演算し、その演算した電圧指令Ｖｄｃｃｏｍをフィードバック電圧指令演算部５２へ出力する。
【０２２６】
フィードバック電圧指令演算部５２は、実施の形態１において説明したように、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ、出力電圧Ｖｍおよびバッテリ電圧Ｖｂに基づいて、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性が基本特性になるフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂと、補償率Ｒｃｏｍ，１−Ｒｃｏｍとを演算し、その演算したフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂおよび補償率Ｒｃｏｍ，１−Ｒｃｏｍをデューティー比変換部５４へ出力する。
【０２２７】
そうすると、デューティー比変換部５４は、実施の形態１において説明したように信号ＰＷＵ（信号ＰＷＵ０，ＰＷＵ１，ＰＷＵ２のいずれか）を生成し、その生成した信号ＰＷＵ（信号ＰＷＵ０，ＰＷＵ１，ＰＷＵ２のいずれか）を昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０２２８】
これによって、２つの交流モータＭ１，Ｍ２が接続された場合にも、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性が基本特性に保持され、直流電源Ｂから出力された直流電圧Ｖｂが出力電圧Ｖｍに変換される。
【０２２９】
モータトルク制御手段３０１Ｃにおいては、フィードバック電圧指令演算部５２に代えてフィードバック電圧指令演算部５２Ａを適用してもよい。
【０２３０】
また、モータトルク制御手段３０１Ｃにおいては、フィードバック電圧指令演算部５２に代えてフィードバック電圧指令演算部５２Ｂを適用し、デューティー比変換部５４に代えてデューティー比変換部５４Ａを適用してもよい。
【０２３１】
フィードバック電圧指令演算部５２およびデューティー比変換部５４をモータトルク制御手段３０１Ｃに適用した場合、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性を基本特性に保持した直流電圧Ｖｂから出力電圧Ｖｍへの電圧変換は、図９に示すフローチャートに従って制御される。
【０２３２】
また、フィードバック電圧指令演算部５２Ａおよびデューティー比変換部５４をモータトルク制御手段３０１Ｃに適用した場合、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性を基本特性に保持した直流電圧Ｖｂから出力電圧Ｖｍへの電圧変換は、図１４に示すフローチャートに従って制御される。
【０２３３】
さらに、フィードバック電圧指令演算部５２Ｂおよびデューティー比変換部５４Ａをモータトルク制御手段３０１Ｃに適用した場合、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性を基本特性に保持した直流電圧Ｖｂから出力電圧Ｖｍへの電圧変換は、図１９に示すフローチャートに従って制御される。
【０２３４】
さらに、モータ駆動装置１００Ｃにおいては、駆動すべきモータは２個に限らず、３個以上であってもよい。たとえば、交流モータＭ１、交流モータＭ２およびエンジンをプラネタリーギア機構に接続し（エンジン出力軸をキャリア、交流モータＭ１をサンギア、交流モータＭ２をリングギアに接続し）、リングギアの出力軸を車両のたとえば、前輪駆動軸を回転できるように構成するとともに、第３の交流モータは、たとえば、後輪駆動軸を回転できるように車両に配置することができる。電気自動車やハイブリッド自動車の種々の形態に合わせて本発明を適宜アレンジしてもよい。
【０２３５】
再び、図２０を参照して、モータ駆動装置１００Ｃにおける全体動作について説明する。なお、制御装置３０Ｃは、フィードバック電圧指令演算部５２およびデューティー比演算部５４を含むものとして説明する。
【０２３６】
全体の動作が開始されると、制御装置３０Ｃは、信号ＳＥを生成してシステムリレーＳＲ１，２へ出力し、システムリレーＳＲ１，２がオンされる。直流電源Ｂは直流電圧をシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２を介して昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０２３７】
電圧センサー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３０Ｃへ出力する。また、電圧センサー１３は、コンデンサＣ２の両端の電圧Ｖｍを検出し、その検出した電圧Ｖｍを制御装置３０Ｃへ出力する。さらに、電流センサー２４は、交流モータＭ１に流れるモータ電流ＭＣＲＴ１を検出して制御装置３０Ｃへ出力し、電流センサー２８は、交流モータＭ２に流れるモータ電流ＭＣＲＴ２を検出して制御装置３０Ｃへ出力する。そして、制御装置３０Ｃは、外部ＥＣＵからトルク指令値ＴＲ１，２、およびモータ回転数ＭＲＮ１，２を受ける。
【０２３８】
そうすると、制御装置３０Ｃは、直流電圧Ｖｂ、出力電圧Ｖｍ、モータ電流ＭＣＲＴ１、トルク指令値ＴＲ１およびモータ回転数ＭＲＮ１に基づいて、上述した方法により信号ＰＷＭＩ１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１をインバータ１４へ出力する。また、制御装置３０Ｃは、直流電圧Ｖｂ、出力電圧Ｖｍ、モータ電流ＭＣＲＴ２、トルク指令値ＴＲ２およびモータ回転数ＭＲＮ２に基づいて、上述した方法により信号ＰＷＭＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ２をインバータ３１へ出力する。
【０２３９】
さらに、制御装置３０Ｃは、インバータ１４（または３１）が交流モータＭ１（またはＭ２）を駆動するとき、直流電圧Ｖｂ、出力電圧Ｖｍ、モータ電流ＭＣＲＴ１（またはＭＣＲＴ２）、トルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）、およびモータ回転数ＭＲＮ１（またはＭＲＮ２）に基づいて、上述した方法（実施の形態１）により昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をスイッチング制御するための信号ＰＷＵを生成し、その生成した信号ＰＷＵを昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０２４０】
すなわち、制御装置３０Ｃは、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ、出力電圧Ｖｍおよびバッテリ電圧Ｖｂに基づいて、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性が基本特性になるフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂと、補償率Ｒｃｏｍ，１−Ｒｃｏｍとを演算し、その演算したフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂおよび補償率Ｒｃｏｍ，１−Ｒｃｏｍに基づいて信号ＰＷＵ（信号ＰＷＵ０，ＰＷＵ１，ＰＷＵ２のいずれか）を生成する。そして、制御装置３０Ｃは、生成した信号ＰＷＵ（信号ＰＷＵ０，ＰＷＵ１，ＰＷＵ２のいずれか）を昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０２４１】
そうすると、昇圧コンバータ１２は、信号ＰＷＵ（信号ＰＷＵ０，ＰＷＵ１，ＰＷＵ２のいずれか）に応じて、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性を基本特性に保持しながら、直流電源Ｂからの直流電圧を昇圧し、その昇圧した直流電圧をノードＮ１，Ｎ２を介してコンデンサＣ２に供給する。そして、インバータ１４は、コンデンサＣ２によって平滑化された直流電圧を制御装置３０Ｃからの信号ＰＷＭＩ１によって交流電圧に変換して交流モータＭ１を駆動する。また、インバータ３１は、コンデンサＣ２によって平滑化された直流電圧を制御装置３０Ｃからの信号ＰＷＭＩ２によって交流電圧に変換して交流モータＭ２を駆動する。これによって、交流モータＭ１は、トルク指令値ＴＲ１によって指定されたトルクを発生し、交流モータＭ２は、トルク指令値ＴＲ２によって指定されたトルクを発生する。
【０２４２】
また、モータ駆動装置１００Ｃ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、制御装置３０Ｃは、外部ＥＣＵから信号ＲＧＥを受け、その受けた信号ＲＧＥに応じて、信号ＰＷＭＣ１，２を生成してそれぞれインバータ１４，３１へ出力し、信号ＰＷＤを生成して昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０２４３】
そうすると、インバータ１４は、交流モータＭ１が発電した交流電圧を信号ＰＷＭＣ１に応じ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。また、インバータ３１は、交流モータＭ２が発電した交流電圧を信号ＰＷＭＣ２に応じ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。そして、昇圧コンバータ１２は、コンデンサＣ２からの直流電圧をノードＮ１，Ｎ２を介して受け、その受けた直流電圧を信号ＰＷＤによって降圧し、その降圧した直流電圧を直流電源Ｂに供給する。これにより、交流モータＭ１またはＭ２によって発電された電力が直流電源Ｂに充電される。
【０２４４】
なお、制御装置３０Ｃがフィードバック電圧指令演算部５２Ａおよびデューティー比演算部５４を含む場合、モータ駆動装置１００Ｃの全体動作は、上述した動作のうち、昇圧コンバータ１２による昇圧動作を図１４に示すフローチャートに従って行なわれる動作に代えたものである。
【０２４５】
また、制御装置Ｃがフィードバック電圧指令演算部５２Ｂおよびデューティー比演算部５４Ａを含む場合、モータ駆動装置１００Ｃの全体動作は、上述した動作のうち、昇圧コンバータ１２による昇圧動作を図１９に示すフローチャートに従って行なわれる動作に代えたものである。
【０２４６】
その他は、実施の形態１〜実施の形態３と同じである。
実施の形態４によれば、電圧変換装置は、直流電源からの直流電圧を変換した出力電圧が電圧指令になるように制御するフィードバック制御において、電圧指令に対する出力電圧の追従特性が基本特性になるように昇圧コンバータを制御する制御手段を備え、電圧変換装置によって変換された出力電圧は、複数のモータを駆動する複数のインバータに供給されるので、複数のモータが接続された場合にも、電圧指令に対する出力電圧の追従特性を一定に保持して直流電圧を出力電圧に変換できる。
【０２４７】
なお、上記においては、この発明を比例ゲインＰＧと積分ゲインＩＧとを用いたフィードバック制御に適用した場合について説明したが、この発明を比例ゲインＰＧと積分ゲインＩＧと微分ゲインＤＧとを用いたフィードバック制御に適用してもよい。
【０２４８】
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。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態１による電圧変換装置を備えたモータ駆動装置の概略ブロック図である。
【図２】 図１に示す制御装置の機能ブロック図である。
【図３】 図２に示すモータトルク制御手段の機能を説明するための機能ブロック図である。
【図４】 図３に示すフィードバック電圧指令演算部およびデューティー比変換部の機能を説明するための機能ブロック図である。
【図５】 フィードバック電圧指令と昇圧コンバータの出力電圧との関係図である。
【図６】 図４に示すデューティー比演算部が生成するデューティー比を説明するための図である。
【図７】 図３に示すデューティー比変換部が生成する信号のタイミングチャートである。
【図８】 制御パターンのタイミングチャートである。
【図９】 実施の形態１における電圧変換を制御する動作を説明するためのフローチャートである。
【図１０】 実施の形態２による電圧変換装置を備えたモータ駆動装置の概略ブロック図である。
【図１１】 図９に示す制御装置の機能ブロック図である。
【図１２】 図１０に示すモータトルク制御手段の機能を説明するための機能ブロック図である。
【図１３】 図１１に示すフィードバック電圧指令演算部およびデューティー比変換部の機能を説明するための機能ブロック図である。
【図１４】 実施の形態２における電圧変換を制御する動作を説明するためのフローチャートである。
【図１５】 実施の形態３による電圧変換装置を備えたモータ駆動装置の概略ブロック図である。
【図１６】 図１４に示す制御装置の機能ブロック図である。
【図１７】 図１５に示すモータトルク制御手段の機能を説明するための機能ブロック図である。
【図１８】 図１６に示すフィードバック電圧指令演算部およびデューティー比変換部の機能を説明するための機能ブロック図である。
【図１９】 実施の形態３における電圧変換を制御する動作を説明するためのフローチャートである。
【図２０】 実施の形態４による電圧変換装置を備えたモータ駆動装置の概略ブロック図である。
【図２１】 図１９に示す制御装置の機能ブロック図である。
【図２２】 図２０に示すモータトルク制御手段の機能を説明するための機能ブロック図である。
【図２３】 従来のモータ駆動装置の概略ブロック図である。
【符号の説明】
１０，１３，３２０ 電圧センサー、１２ 昇圧コンバータ、１４，３１，３３０ インバータ、１５ Ｕ相アーム、１６ Ｖ相アーム、１７ Ｗ相アーム、２４，２８ 電流センサー、３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ 制御装置、４０ モータ制御用相電圧演算部、４２ インバータ用ＰＷＭ信号変換部、５０ インバータ入力電圧指令演算部、５２，５２Ａ，５２Ｂ フィードバック電圧指令演算部、５４，５４Ａ デューティー比変換部、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，３００ モータ駆動装置、３０１，３０１Ａ，３０１Ｂ，３０１Ｃ モータトルク制御手段、３０２，３０２Ａ 電圧変換制御手段、３１０ 双方向コンバータ、５２１ 減算器、５２２ ゲイン決定部、５２３，５２３Ａ ＰＩ制御器、５２４，５２４Ａ，５４４ 補正器、５２５ 前向き補償器、５４１ デューティー比演算部、５４２ 加算器、５４３ ＰＷＭ信号変換部、Ｂ 直流電源、ＳＲ１，ＳＲ２ システムリレー、Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ、Ｌ１，３１１リアクトル、Ｑ１〜Ｑ８，３１２，３１３ ＮＰＮトランジスタ、Ｄ１〜Ｄ８，３１４，３１５ ダイオード、Ｍ１，Ｍ２ 交流モータ。
【発明の属する技術分野】
この発明は、直流電源からの直流電圧を指令電圧に変換する電圧変換装置、直流電圧を指令電圧に変換する電圧変換方法、および直流電圧を指令電圧に変換する電圧変換の制御をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、環境に配慮した自動車としてハイブリッド自動車（Ｈｙｂｒｉｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）および電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）が大きな注目を集めている。そして、ハイブリッド自動車は、一部、実用化されている。
【０００３】
このハイブリッド自動車は、従来のエンジンに加え、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。つまり、エンジンを駆動することにより動力源を得るとともに、直流電源からの直流電圧をインバータによって交流電圧に変換し、その変換した交流電圧によりモータを回転することによって動力源を得るものである。また、電気自動車は、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。
【０００４】
このようなハイブリッド自動車または電気自動車においては、直流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がモータを駆動するインバータに供給されるようにすることも検討されている（たとえば、特開２００１−２７５３６７号公報など）。
【０００５】
すなわち、ハイブリッド自動車または電気自動車は、図２３に示すモータ駆動装置を搭載している。図２３を参照して、モータ駆動装置３００は、直流電源Ｂと、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、双方向コンバータ３１０と、電圧センサー３２０と、インバータ３３０とを備える。
【０００６】
直流電源Ｂは、直流電圧を出力する。システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は、制御装置（図示せず）によってオンされると、直流電源Ｂからの直流電圧をコンデンサＣ１に供給する。コンデンサＣ１は、直流電源ＢからシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２を介して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双方向コンバータ３１０へ供給する。
【０００７】
双方向コンバータ３１０は、リアクトル３１１と、ＮＰＮトランジスタ３１２，３１３と、ダイオード３１４，３１５とを含む。リアクトル３１１の一方端は直流電源Ｂの電源ラインに接続され、他方端はＮＰＮトランジスタ３１２とＮＰＮトランジスタ３１３との中間点、すなわち、ＮＰＮトランジスタ３１２のエミッタとＮＰＮトランジスタ３１３のコレクタとの間に接続される。ＮＰＮトランジスタ３１２，３１３は、電源ラインとアースラインとの間に直列に接続される。そして、ＮＰＮトランジスタ３１２のコレクタは電源ラインに接続され、ＮＰＮトランジスタ３１３のエミッタはアースラインに接続される。また、各ＮＰＮトランジスタ３１２，３１３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３１４，３１５が接続されている。
【０００８】
双方向コンバータ３１０は、制御装置（図示せず）によってＮＰＮトランジスタ３１２，３１３がオン／オフされ、コンデンサＣ１から供給された直流電圧を昇圧して出力電圧をコンデンサＣ２に供給する。また、双方向コンバータ３１０は、モータ駆動装置３００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によって発電され、インバータ３３０によって変換された直流電圧を降圧してコンデンサＣ１へ供給する。
【０００９】
コンデンサＣ２は、双方向コンバータ３１０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インバータ３３０へ供給する。電圧センサー３２０は、コンデンサＣ２の両側の電圧、すなわち、双方向コンバータ３１０の出力電圧Ｖｍを検出する。
【００１０】
インバータ３３０は、コンデンサＣ２から直流電圧が供給されると制御装置（図示せず）からの制御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３３０は、モータ駆動装置３００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からの制御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を介して双方向コンバータ３１０へ供給する。
【００１１】
モータ駆動装置３００においては、直流電源Ｂから出力された直流電圧を昇圧して出力電圧Ｖｍをインバータ３３０へ供給するとき、電圧センサー３２０が検出した出力電圧Ｖｍが電圧指令Ｖｄｃｃｏｍになるようにフィードバック制御される。そして、このフィードバック制御はＰＩ制御であり、出力電圧Ｖｍが電圧指令ＶｄｃｃｏｍになるようにＰＩ制御ゲインが決定される。
【００１２】
このように、従来のモータ駆動装置においては、ＰＩ制御ゲインを決定し、その決定したＰＩ制御ゲインを用いたフィードバック制御によって、昇圧された出力電圧Ｖｍが電圧指令Ｖｄｃｃｏｍになるように制御される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ある条件下でＰＩ制御ゲインを決定し、その決定したＰＩ制御ゲインに固定した場合、出力電圧Ｖｍと電圧指令Ｖｄｃｃｏｍとの差が一定であっても出力電圧Ｖｍおよび電圧指令Ｖｄｃｃｏｍが変化すれば、ＮＰＮトランジスタ３１３の両端に印加される電圧の調整量が出力電圧Ｖｍによって変化する。その結果、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性が変化するという問題が発生する。
【００１４】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、指令電圧に対する出力電圧の追従特性が一定になるように直流電圧を出力電圧に変換する電圧変換装置を提供することである。
【００１５】
また、この発明の別の目的は、指令電圧に対する出力電圧の追従特性が一定になるように直流電圧を出力電圧に変換する電圧変換方法を提供することである。
【００１６】
さらに、この発明の別の目的は、指令電圧に対する出力電圧の追従特性が一定になるように直流電圧を出力電圧に変換する電圧変換の制御をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
この発明によれば、電圧変換装置は、出力電圧が指令電圧になるように直流電源からの直流電圧を出力電圧に変換する電圧変換装置であって、電圧変換器と、検出手段と、制御手段とを備える。
【００１８】
電圧変換器は、直流電圧の電圧レベルを変えて出力電圧を出力する。検出手段は、電圧変換器から出力された出力電圧を検出する。制御手段は、検出された出力電圧と指令電圧とに基づいて、指令電圧に対する出力電圧のフィードバック制御における追従特性を基本特性に一致させ、かつ、出力電圧が指令電圧になるように電圧変換器を制御する。
【００１９】
好ましくは、電圧変換器は、チョッパ回路から成り、制御手段は、フィードバック電圧指令演算部と、デューティー比演算部と、スイッチング信号生成部とを含む。フィードバック電圧指令演算部は、出力電圧と指令電圧との誤差を検出し、その検出した誤差に応じてフィードバック制御における制御ゲインを決定し、その決定した制御ゲインと、出力電圧と誤差とに基づいて、追従特性が基本特性になるようにフィードバック制御におけるフィードバック電圧指令を演算する。また、デューティー比演算部は、演算されたフィードバック電圧指令に基づいて、チョッパ回路におけるスイッチングデューティー比を演算する。さらに、スイッチング信号生成部は、デューティー比演算部によって演算されたスイッチングデューティー比を有するスイッチング信号を生成し、その生成したスイッチング信号をチョッパ回路へ出力する。
【００２０】
好ましくは、フィードバック電圧指令演算部は、制御ゲインを用いて演算されたフィードバック予備電圧指令を追従特性が基本特性になるように補正することによりフィードバック指令電圧を演算する。
【００２１】
好ましくは、フィードバック電圧指令演算部は、減算器と、ゲイン決定部と、演算器と、補正器とを含む。
【００２２】
減算器は、出力電圧と指令電圧との誤差を演算する。ゲイン決定部は、誤差に基づいて制御ゲインを決定する。演算器は、決定された制御ゲインに基づいてフィードバック予備電圧指令を演算する。補正器は、追従特性が基本特性になるときの基準電圧に出力電圧を換算することによりフィードバック予備電圧指令を補正してフィードバック電圧指令を出力する。
【００２３】
好ましくは、補正器は、出力電圧に対する基準電圧の比を演算し、その演算結果をフィードバック予備電圧指令に乗算することによりフィードバック予備電圧指令を補正する。
【００２４】
好ましくは、フィードバック電圧指令演算部は、追従特性が基本特性になるように誤差を補正することによりフィードバック電圧指令を演算する。
【００２５】
好ましくは、フィードバック電圧指令演算部は、減算器と、補正器と、ゲイン決定部と、演算器とを含む。
【００２６】
減算器は、出力電圧と指令電圧との誤差を演算する。補正器は、追従特性が基本特性になるように誤差を補正する。ゲイン決定部は、誤差に基づいて制御ゲインを決定する。演算器は、決定された制御ゲインと補正された誤差とに基づいてフィードバック電圧指令を演算する。
【００２７】
好ましくは、補正器は、追従特性が基本特性になるときの基準電圧に出力電圧を換算することにより誤差を補正する。
【００２８】
好ましくは、補正器は、出力電圧に対する基準電圧の比を演算し、その演算結果を誤差に乗算することにより誤差を補正する。
【００２９】
好ましくは、電圧変換器は、チョッパ回路から成り、制御手段は、フィードバック電圧指令演算部と、デューティー比演算部と、スイッチング信号生成部とを含む。
【００３０】
フィードバック電圧指令演算部は、出力電圧と指令電圧との誤差を検出し、その検出した誤差に応じてフィードバック制御における制御ゲインを決定し、その決定した制御ゲインと出力電圧と誤差とに基づいて、フィードバック制御におけるフィードバック予備電圧指令を演算する。また、デューティー比演算部は、演算されたフィードバック予備電圧指令および出力電圧に基づいて、追従特性が基本特性になるようにチョッパ回路におけるスイッチングデューティー比を演算する。さらに、スイッチング信号生成部は、デューティー比演算部によって演算されたスイッチングデューティー比を有するスイッチング信号を生成し、その生成したスイッチング信号をチョッパ回路へ出力する。
【００３１】
好ましくは、デューティー比演算部は、フィードバック予備電圧指令を用いて演算された予備デューティー比を追従特性が基本特性になるように補正することによりスイッチングデューティー比を演算する。
【００３２】
好ましくは、デューティー比演算部は、演算器と、補正器とを含む。
演算器は、フィードバック予備電圧指令に応じた予備デューティー比を演算する。補正器は、追従特性が基本特性になるように予備デューティー比を補正する。
【００３３】
好ましくは、補正器は、追従特性が基本特性になるときの基準電圧に出力電圧を換算することにより予備デューティー比を補正する。
【００３４】
好ましくは、補正器は、出力電圧に対する基準電圧の比を演算し、その演算結果を予備デューティー比に乗算することにより予備デューティー比を補正する。
【００３５】
また、この発明によれば、電圧変換方法は、出力電圧が指令電圧になるようにフィードバック制御し、直流電源からの直流電圧を出力電圧に変換する電圧変換方法であって、出力電圧を検出する第１のステップと、指令電圧と出力電圧との誤差を検出する第２のステップと、検出した誤差に応じて制御ゲインを決定する第３のステップと、決定した制御ゲインと、検出した誤差と、検出した出力電圧とに基づいて、指令電圧に対する出力電圧のフィードバック制御における追従特性を基本特性に一致させ、かつ、出力電圧が指令電圧になるように直流電圧を出力電圧に変換する第４のステップとを含む。
【００３６】
好ましくは、直流電圧は、チョッパ回路により出力電圧に変換され、第４のステップは、制御ゲインと、誤差と、出力電圧とに基づいて、フィードバック制御における追従特性を基本特性に一致させるフィードバック電圧指令を演算する第１のサブステップと、フィードバック電圧指令を用いて、チョッパ回路におけるスイッチングデューティー比を演算する第２のサブステップと、スイッチングデューティー比に基づいて、出力電圧が指令電圧になるようにチョッパ回路を制御する第３のサブステップとを含む。
【００３７】
好ましくは、第１のサブステップは、制御ゲインと誤差とに基づいて、フィードバック制御におけるフィードバック予備電圧指令を演算するステップと、出力電圧を用いてフィードバック予備電圧指令を補正し、フィードバック電圧指令を演算するステップとを含む。
【００３８】
好ましくは、フィードバック電圧指令を演算するステップは、追従特性が基本特性になる基準電圧に出力電圧を換算するときの換算比を演算するステップと、フィードバック予備電圧指令に換算比を乗算してフィードバック電圧指令を演算するステップとを含む。
【００３９】
好ましくは、第１のサブステップは、出力電圧を用いて誤差を補正し、追従特性が基本特性になる補正誤差を演算するステップと、制御ゲインと補正誤差とに基づいてフィードバック電圧指令を演算するステップとを含む。
【００４０】
好ましくは、補正誤差を演算するステップは、追従特性が基本特性になる基準電圧に出力電圧を換算するときの換算比を演算するステップと、誤差に換算比を乗算して補正誤差を演算するステップとを含む。
【００４１】
好ましくは、直流電圧は、チョッパ回路により前記出力電圧に変換され、第４のステップは、制御ゲインおよび誤差に基づいてフィードバック制御におけるフィードバック予備電圧指令を演算する第１のサブステップと、フィードバック予備電圧指令に基づいて、チョッパ回路における予備スイッチングデューティー比を演算する第２のサブステップと、出力電圧を用いて予備スイッチングデューティー比を補正し、追従特性が基本特性になるスイッチングデューティー比を演算する第３のサブステップと、スイッチングデューティー比に基づいて、出力電圧が指令電圧になるようにチョッパ回路を制御する第４のサブステップとを含む。
【００４２】
好ましくは、第３のサブステップは、追従特性が基本特性になる基準電圧に出力電圧を換算するときの換算比を演算するステップと、予備スイッチングデューティー比に換算比を乗算してスイッチングデューティー比を演算するステップとを含む。
【００４３】
また、この発明によれば、出力電圧が指令電圧になるようにフィードバック制御し、直流電源からの直流電圧を出力電圧に変換する電圧変換の制御をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体は、出力電圧を検出する第１のステップと、指令電圧と出力電圧との誤差を検出する第２のステップと、検出した誤差に応じて制御ゲインを決定する第３のステップと、決定した制御ゲインと、検出した誤差と、検出した出力電圧とに基づいて、指令電圧に対する出力電圧のフィードバック制御における追従特性を基本特性に一致させ、かつ、出力電圧が指令電圧になるように直流電圧を出力電圧に変換する第４のステップとをコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体である。
【００４４】
好ましくは、直流電圧は、チョッパ回路により出力電圧に変換され、コンピュータ読取り可能な記録媒体に記録されたプログラムにおいて、第４のステップは、制御ゲインと、誤差と、出力電圧とに基づいて、フィードバック制御における追従特性を基本特性に一致させるフィードバック電圧指令を演算する第１のサブステップと、フィードバック電圧指令を用いて、チョッパ回路におけるスイッチングデューティー比を演算する第２のサブステップと、スイッチングデューティー比に基づいて、出力電圧が指令電圧になるようにチョッパ回路を制御する第３のサブステップとを含む。
【００４５】
好ましくは、コンピュータ読取り可能な記録媒体に記録されたプログラムにおいて、第１のサブステップは、制御ゲインと誤差とに基づいて、フィードバック制御におけるフィードバック予備電圧指令を演算するステップと、出力電圧を用いてフィードバック予備電圧指令を補正し、フィードバック電圧指令を演算するステップとを含む。
【００４６】
好ましくは、コンピュータ読取り可能な記録媒体に記録されたプログラムにおいて、フィードバック電圧指令を演算するステップは、追従特性が基本特性になる基準電圧に出力電圧を換算するときの換算比を演算するステップと、フィードバック予備電圧指令に換算比を乗算してフィードバック電圧指令を演算するステップとを含む。
【００４７】
好ましくは、コンピュータ読取り可能な記録媒体に記録されたプログラムにおいて、第１のサブステップは、出力電圧を用いて誤差を補正し、追従特性が基本特性になる補正誤差を演算するステップと、制御ゲインと補正誤差とに基づいてフィードバック電圧指令を演算するステップとを含む。
【００４８】
好ましくは、コンピュータ読取り可能な記録媒体に記録されたプログラムにおいて、補正誤差を演算するステップは、追従特性が基本特性になる基準電圧に出力電圧を換算するときの換算比を演算するステップと、誤差に換算比を乗算して補正誤差を演算するステップとを含む。
【００４９】
好ましくは、直流電圧は、チョッパ回路により出力電圧に変換され、コンピュータ読取り可能な記録媒体に記録されたプログラムにおいて、第４のステップは、制御ゲインおよび誤差に基づいてフィードバック制御におけるフィードバック予備電圧指令を演算する第１のサブステップと、フィードバック予備電圧指令に基づいて、チョッパ回路における予備スイッチングデューティー比を演算する第２のサブステップと、出力電圧を用いて予備スイッチングデューティー比を補正し、追従特性が基本特性になるスイッチングデューティー比を演算する第３のサブステップと、スイッチングデューティー比に基づいて、出力電圧が指令電圧になるようにチョッパ回路を制御する第４のサブステップとを含む。
【００５０】
好ましくは、コンピュータ読取り可能な記録媒体に記録されたプログラムにおいて、第３のサブステップは、追従特性が基本特性になる基準電圧に出力電圧を換算するときの換算比を演算するステップと、予備スイッチングデューティー比に換算比を乗算してスイッチングデューティー比を演算するステップとを含む。
【００５１】
したがって、この発明によれば、電圧指令に対する出力電圧のフィードバック制御における追従特性を一定に保持して直流電源からの直流電圧を出力電圧に変換できる。
【００５２】
【発明の実施の形態】
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。
【００５３】
［実施の形態１］
図１を参照して、この発明の実施の形態１による電圧変換装置を備えたモータ駆動装置１００は、直流電源Ｂと、電圧センサー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、電流センサー２４と、制御装置３０とを備える。
【００５４】
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。
【００５５】
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、電源ラインとアースライン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に接続され、ＮＰＮトランジスタＱ２のエミッタはアースラインに接続される。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が接続されている。
【００５６】
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とから成る。Ｕ相アーム１５、Ｖ相アーム１６、およびＷ相アーム１７は、電源ラインとアースラインとの間に並列に設けられる。
【００５７】
Ｕ相アーム１５は、直列接続されたＮＰＮトランジスタＱ３，Ｑ４から成り、Ｖ相アーム１６は、直列接続されたＮＰＮトランジスタＱ５，Ｑ６から成り、Ｗ相アーム１７は、直列接続されたＮＰＮトランジスタＱ７，Ｑ８から成る。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電流を流すダイオードＤ３〜Ｄ８がそれぞれ接続されている。
【００５８】
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。
【００５９】
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から成る。電圧センサー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。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。
【００６０】
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ＰＷＵを受けると、信号ＰＷＵ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。
【００６１】
また、昇圧コンバータ１２は、制御装置３０から信号ＰＷＤ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。ただし、昇圧機能のみを行なうような回路構成に適用してもよいことは言うまでもない。
【００６２】
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。電圧センサー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Ｖｍ（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Ｖｍを制御装置３０へ出力する。
【００６３】
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。
【００６４】
電流センサー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。
【００６５】
制御装置３０は、外部に設けられたＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）から入力されたトルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮ、電圧センサー１０からの直流電圧Ｖｂ、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍ、および電流センサー２４からのモータ電流ＭＣＲＴに基づいて、後述する方法により昇圧コンバータ１２を駆動するための信号ＰＷＵ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ＰＷＵ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。
【００６６】
信号ＰＷＵ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Ｖｍ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Ｖｂを出力電圧Ｖｍに変換する場合に、出力電圧Ｖｍをフィードバック制御し、出力電圧Ｖｍが指令された電圧指令Ｖｄｃｃｏｍになるように昇圧コンバータ１２を駆動するための信号ＰＷＵを生成する。信号ＰＷＵの生成方法については後述する。
【００６７】
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の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Ｑ４，Ｑ６，Ｑ８は信号ＰＷＭＣによってスイッチング制御される。すなわち、交流モータＭ１のＵ相で発電されるときＮＰＮトランジスタＱ６，Ｑ８がオンされ、Ｖ相で発電されるときＮＰＮトランジスタＱ４，Ｑ８がオンされ、Ｗ相で発電されるときＮＰＮトランジスタＱ４，Ｑ６がオンされる。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。
【００６８】
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の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ＰＷＤを生成し、その生成した信号ＰＷＤ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。
【００６９】
さらに、制御装置３０は、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２をオンするための信号ＳＥを生成してシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２へ出力する。
【００７０】
図２は、制御装置３０の機能ブロック図である。図２を参照して、制御装置３０は、モータトルク制御手段３０１と、電圧変換制御手段３０２とを含む。モータトルク制御手段３０１は、トルク指令値ＴＲ（車両におけるアクセルペダルの踏み込み度合い、ハイブリッド車両においてはエンジンの動作状態をも考慮しながらモータに与えるべきトルク指令を演算して得られている）、直流電源Ｂから出力された直流電圧Ｖｂ、モータ電流ＭＣＲＴ、モータ回転数ＭＲＮおよび昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｍに基づいて、交流モータＭ１の駆動時、後述する方法により昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフするための信号ＰＷＵと、インバータ１４のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８をオン／オフするための信号ＰＷＭＩとを生成し、その生成した信号ＰＷＵ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。
【００７１】
電圧変換制御手段３０２は、回生制動時、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ＲＧＥを外部のＥＣＵから受けると、交流モータＭ１が発電し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。
【００７２】
また、電圧変換制御手段３０２は、回生制動時、信号ＲＧＥを外部の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ＰＷＤを生成して昇圧コンバータ１２へ出力する。このように、昇圧コンバータ１２は、直流電圧を降圧するための信号ＰＷＤにより直流電圧を降下させることもできるので、双方向コンバータの機能を有するものである。
【００７３】
図３は、モータトルク制御手段３０１の機能ブロック図である。図３を参照して、モータトルク制御手段３０１は、モータ制御用相電圧演算部４０と、インバータ用ＰＷＭ信号変換部４２と、インバータ入力電圧指令演算部５０と、フィードバック電圧指令演算部５２と、デューティー比変換部５４とを含む。
【００７４】
モータ制御用相電圧演算部４０は、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｍ、すなわち、インバータ１４への入力電圧を電圧センサー１３から受け、交流モータＭ１の各相に流れるモータ電流ＭＣＲＴを電流センサー２４から受け、トルク指令値ＴＲを外部ＥＣＵから受ける。そして、モータ制御用相電圧演算部４０は、これらの入力される信号に基づいて、交流モータＭ１の各相のコイルに印加する電圧を計算し、その計算した結果をインバータ用ＰＷＭ信号変換部４２へ供給する。
【００７５】
インバータ用ＰＷＭ信号変換部４２は、モータ制御用相電圧演算部４０から受けた計算結果に基づいて、実際にインバータ１４の各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８をオン／オフする信号ＰＷＭＩを生成し、その生成した信号ＰＷＭＩをインバータ１４の各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８へ出力する。
【００７６】
これにより、各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８は、スイッチング制御され、交流モータＭ１が指令されたトルクを出すように交流モータＭ１の各相に流す電流を制御する。このようにして、モータ駆動電流が制御され、トルク指令値ＴＲに応じたモータトルクが出力される。
【００７７】
一方、インバータ入力電圧指令演算部５０は、トルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮに基づいてインバータ入力電圧の最適値（目標値）、すなわち、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍを演算し、その演算した電圧指令Ｖｄｃｃｏｍをフィードバック電圧指令演算部５２へ出力する。
【００７８】
フィードバック電圧指令演算部５２は、電圧センサー１３からの昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｍと、インバータ入力電圧指令演算部５０からの電圧指令Ｖｄｃｃｏｍとに基づいて、後述する方法によってフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂを演算し、その演算したフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂをデューティー比変換部５４へ出力する。また、フィードバック電圧指令演算部５２は、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍと電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂとに基づいて、補償率Ｒｃｏｍを演算し、その演算した補償率Ｒｃｏｍをデューティー比変換部５４へ出力する。
【００７９】
なお、この補償率Ｒｃｏｍは、直流電源Ｂから出力された直流電圧Ｖｂを出力電圧Ｖｍのフィードバック制御に組み入れるためのものである。つまり、昇圧コンバータ１２は、直流電圧Ｖｂを電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに変換するものであるため、直流電圧Ｖｂを考慮して昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフさせるデューティー比を決定するようにしたものである。
【００８０】
デューティー比変換部５４は、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂと、フィードバック電圧指令演算部５２からのフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂおよび補償率Ｒｃｏｍとに基づいて、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍを、フィードバック電圧指令演算部５２からのフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂに設定するためのデューティー比を演算し、その演算したデューティー比に基づいて昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフするための信号ＰＷＵを生成する。そして、デューティー比変換部５４は、生成した信号ＰＷＵを昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。
【００８１】
なお、昇圧コンバータ１２の下側のＮＰＮトランジスタＱ２のオンデューティーを大きくすることによりリアクトルＬ１における電力蓄積が大きくなるため、より高電圧の出力を得ることができる。一方、上側のＮＰＮトランジスタＱ１のオンデューティーを大きくすることにより電源ラインの電圧が下がる。そこで、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２のデューティー比を制御することで、電源ラインの電圧を直流電源Ｂの出力電圧以上の任意の電圧に制御可能である。
【００８２】
図４を参照して、フィードバック電圧指令演算部５２は、減算器５２１と、ゲイン決定部５２２と、ＰＩ制御器５２３と、補正器５２４と、前向き補償器５２５とを含む。減算器５２１は、インバータ入力電圧指令演算部５０からの電圧指令Ｖｄｃｃｏｍと電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍとを受け、出力電圧Ｖｍから電圧指令Ｖｄｃｃｏｍを減算する。そして、減算器５２１は、減算した結果を誤差ΔＶｄｃとしてゲイン決定部５２２およびＰＩ制御器５２３へ出力する。
【００８３】
ゲイン決定部５２２は、減算器５２１から受けた誤差ΔＶｄｃに応じたＰＩ制御ゲインを決定する。つまり、ゲイン決定部５２２は、誤差ΔＶｄｃに応じた比例ゲインＰＧおよび積分ゲインＩＧを決定する。そして、ゲイン決定部５２２は、決定したＰＩ制御ゲインをＰＩ制御器５２３へ出力する。
【００８４】
ＰＩ制御器５２３は、ゲイン決定部５２２から受けたＰＩ制御ゲインおよび減算部５２１から受けた誤差ΔＶｄｃに基づいてフィードバック予備電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ＿ｐｒを演算する。具体的には、ＰＩ制御器５２３は、ゲイン決定部５２２から受けた比例ゲインＰＧおよび積分ゲインＩＧと、減算部５２１から受けた誤差ΔＶｄｃとを次式へ代入してフィードバック予備電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ＿ｐｒを演算する。
【００８５】
【数１】
補正器５２４は、ＰＩ制御器５２３からのフィードバック予備電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ＿ｐｒと、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍとを受け、次式によってフィードバック予備電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ＿ｐｒを補正してフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂを演算する。
【００８７】
【数２】
なお、Ｖｓｔｄは、基準電圧を表わし、基準電圧Ｖｓｔｄは、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性が基本特性になるときの昇圧コンバータ１２の出力電圧である。
【００８９】
したがって、補正器５２４は、基準電圧Ｖｓｔｄを出力電圧Ｖｍで除算することにより、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性が基本特性になる基準電圧Ｖｓｔｄに出力電圧Ｖｍを換算するための換算比を演算する。そして、補正器５２４は、演算した換算比をフィードバック予備電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｇ＿ｐｒに乗算することにより、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性が基本特性になるフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂを演算する。
【００９０】
前向き補償器５２５は、インバータ入力電圧指令演算部５０からの電圧指令Ｖｄｃｃｏｍと、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂとを受け、次式により補償率Ｒｃｏｍを演算する。
【００９１】
【数３】
そして、前向き補償器５２５は、補償率Ｒｃｏｍを用いて補償率１−Ｒｃｏｍをさらに演算し、補償率Ｒｃｏｍ，１−Ｒｃｏｍをデューティー比変換部５４へ出力する。
【００９３】
デューティー比変換部５４は、デューティー比演算部５４１と、加算器５４２と、ＰＷＭ信号変換部５４３とを含む。デューティー比演算部５４１は、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂと、補正器５２４からのフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂとに基づいて、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍを、フィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂに設定するためのデューティー比を演算する。
【００９４】
加算器５４２は、デューティー比演算部５４１からのデューティー比と、前向き補償器５２５からの補償率Ｒｃｏｍ，１−Ｒｃｏｍとを受け、デューティー比に補償率Ｒｃｏｍ，１−Ｒｃｏｍをそれぞれ加算した２つの補償デューティー比を演算する。そして、加算器５４２は、２つの補償デューティー比をＰＷＭ信号変換部５４３へ出力する。
【００９５】
ＰＷＭ信号変換部５４３は、加算器５４２からの２つの補償デューティー比に基づいて昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフするための信号ＰＷＵを生成する。より具体的には、ＰＷＭ信号変換部５４３は、デューティー比演算部５４１が出力するオンデューティーをＤ０とすると、次の式（４），（５）によって、それぞれ、昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２のオンデューティーＤ１，Ｄ２が決定される信号ＰＷＵを生成する。
【００９６】
【数４】
【数５】
そして、ＰＷＭ信号変換部５４３は、生成した信号ＰＷＵを昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。そして、昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は、信号ＰＷＵに基づいてオン／オフされる。これによって、昇圧コンバータ１２は、出力電圧Ｖｍが電圧指令Ｖｄｃｃｏｍになるように直流電圧Ｖｂを出力電圧Ｖｍに変換する。この場合、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性は基本特性に一致する。
【００９９】
このようにして、制御装置３０のモータトルク制御手段３０１は、外部のＥＣＵからトルク指令値ＴＲを受けると、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｍがトルク指令値ＴＲに基づいて演算された電圧指令Ｖｄｃｃｏｍになるように直流電圧Ｖｂから出力電圧Ｖｍへの昇圧コンバータ１２における電圧変換をフィードバック制御し、トルク指令値ＴＲのトルクを交流モータＭ１が発生するようにインバータ１４を制御する。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。
【０１００】
上述したように、補正器５２４は、ＰＩ制御器５２３から出力されたフィードバック予備電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ＿ｐｒを式（２）により補正する。式（２）の関係を図示すると、図５に示す曲線ｋ１のようになる。
【０１０１】
図５を参照して、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄであるとき、フィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂは、フィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ０（＝Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ＿ｐｒ）になる。また、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄよりも高いとき、フィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂは、フィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ１になる。さらに、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄよりも低いとき、フィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂは、フィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ２になる。
【０１０２】
そうすると、図６を参照して、デューティー比演算部５４１は、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄであるとき、フィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ０に基づいてオンデューティーがＤ００（＜１）であるデューティー比ＤＲ０を演算する。また、デューティー比演算部５４１は、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄよりも高いとき、フィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ１に基づいてオンデューティーがＤ０１（＜Ｄ００）であるデューティー比ＤＲ１を演算する。さらに、デューティー比演算部５４１は、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄよりも低いとき、フィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ２に基づいてオンデューティーがＤ０２（Ｄ００＜Ｄ０２＜１）であるデューティー比ＤＲ２を演算する。
【０１０３】
そして、加算器５４２は、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄであるとき、デューティー比ＤＲ０に補償率Ｒｃｏｍを加算して補償デューティー比ＤＲ０ＵをＰＷＭ信号変換部５４３へ出力し、デューティー比ＤＲ０に補償率１−Ｒｃｏｍを加算して補償デューティー比ＤＲ０ＬをＰＷＭ信号変換部５４３へ出力する。
【０１０４】
また、加算器５４２は、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄよりも高いとき、デューティー比ＤＲ１に補償率Ｒｃｏｍを加算して補償デューティー比ＤＲ１ＵをＰＷＭ信号変換部５４３へ出力し、デューティー比ＤＲ１に補償率１−Ｒｃｏｍを加算して補償デューティー比ＤＲ１ＬをＰＷＭ信号変換部５４３へ出力する。
【０１０５】
さらに、加算器５４２は、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄよりも低いとき、デューティー比ＤＲ２に補償率Ｒｃｏｍを加算して補償デューティー比ＤＲ２ＵをＰＷＭ信号変換部５４３へ出力し、デューティー比ＤＲ０に補償率１−Ｒｃｏｍを加算して補償デューティー比ＤＲ２ＬをＰＷＭ信号変換部５４３へ出力する。
【０１０６】
そうすると、図７を参照して、ＰＷＭ信号変換部５４３は、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄであるとき、デューティー比ＤＲ０Ｕ，ＤＲ０Ｌに基づいて信号ＰＷＵ０Ｕ，ＰＷＵ０Ｌを生成し、信号ＰＷＵ０Ｕ，ＰＷＵ０Ｌからなる信号ＰＷＵ０を昇圧コンバータ１２へ出力する。また、ＰＷＭ信号変換部５４３は、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄよりも高いときデューティー比ＤＲ１Ｕ，ＤＲ１Ｌに基づいて信号ＰＷＵ１Ｕ，ＰＷＵ１Ｌを生成し、信号ＰＷＵ１Ｕ，ＰＷＵ１Ｌからなる信号ＰＷＵ１を昇圧コンバータ１２へ出力する。さらに、ＰＷＭ信号変換部５４３は、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄよりも低いときデューティー比ＤＲ２Ｕ，ＤＲ２Ｌに基づいて信号ＰＷＵ２Ｕ，ＰＷＵ２Ｌを生成し、信号ＰＷＵ２Ｕ，ＰＷＵ２Ｌからなる信号ＰＷＵ２を昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０１０７】
なお、信号ＰＷＵ０Ｕ，ＰＷＵ１Ｕ，ＰＷＵ２Ｕは、昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１をオン／オフするための信号であり、ＰＷＵ０Ｌ，ＰＷＵ１Ｌ，ＰＷＵ２Ｌは、昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ２をオン／オフするための信号である。
【０１０８】
図８は、図７に示す信号ＰＷＵ０，ＰＷＵ１，ＰＷＵ２を用いて昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフさせたときの出力電圧Ｖｍのフィードバック制御におけるフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ０に対する追従特性を示す。
【０１０９】
図８を参照して、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄに一致するとき、出力電圧Ｖｍはパターン１のようにフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ０に追従する。すなわち、出力電圧Ｖｍは、タイミングｔ０において点Ａから出発して、タイミングｔ１でフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ０と交差し、その後、曲線ｋ２に従ってフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ０に追従する。なお、曲線ｋ２によって示される追従特性を基本特性と言う。
【０１１０】
また、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄよりも高いとき、出力電圧Ｖｍは、パターン２のようにフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ０に追従する。すなわち、出力電圧Ｖｍは、基準電圧Ｖｓｔｄよりも高い電圧である点Ｂから出発し、ＮＰＮトランジスタＱ２のオンデューティーがパターン１の場合（Ｄ００＋１−Ｒｃｏｍ）よりも小さい（Ｄ０１＋１−Ｒｃｏｍ）ためパターン１の場合よりもゆっくりと上昇し、タイミングｔ１でフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ０と交差する。その後、出力電圧Ｖｍは、パターン１と同じように曲線ｋ２に従ってフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ０に追従する。
【０１１１】
この場合、補正器５２４によるフィードバック予備電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ＿ｐｒの補正を行なわないとき、出力電圧Ｖｍは、曲線ｋ３に従ってフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ０に追従する。すなわち、出力電圧Ｖｍは、パターン１の場合と同じ速さで上昇し、タイミングｔ１よりも早いタイミングｔ２でフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ０と交差し、その後、フィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ０に追従する。
【０１１２】
したがって、誤差ΔＶｄｃを換算比Ｖｓｔｄ＜１で補正することにより、基本特性（曲線ｋ２で表わされる）からずれていた追従特性（曲線ｋ３で表わされる）が基本特性に一致する。
【０１１３】
さらに、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄよりも低いとき、出力電圧Ｖｍは、パターン３のようにフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ０に追従する。すなわち、出力電圧Ｖｍは、基準電圧Ｖｓｔｄよりも低い電圧である点Ｃから出発し、ＮＰＮトランジスタＱ２のオンデューティーがパターン１の場合（Ｄ００＋１−Ｒｃｏｍ）よりも大きい（Ｄ０２＋１−Ｒｃｏｍ）ためパターン１の場合よりも速く上昇し、タイミングｔ１でフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ０と交差する。その後、出力電圧Ｖｍは、パターン１と同じように曲線ｋ２に従ってフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ０に追従する。
【０１１４】
この場合、補正器５２４によるフィードバック予備電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ＿ｐｒの補正を行なわないとき、出力電圧Ｖｍは、曲線ｋ４に従ってフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ０に追従する。すなわち、出力電圧Ｖｍは、パターン１の場合と同じ速さで上昇し、タイミングｔ１よりも遅いタイミングｔ３でフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ０と交差し、その後、フィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ０に追従する。
【０１１５】
したがって、誤差ΔＶｄｃを換算比Ｖｓｔｄ＞１で補正することにより、基本特性（曲線ｋ２で表わされる）からずれていた追従特性（曲線ｋ４で表わされる）が基本特性に一致する。
【０１１６】
フィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ０（＝Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ＿ｐｒ）は、出力電圧Ｖｍが電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに一致するようにフィードバック制御するために演算された電圧指令であるので、出力電圧Ｖｍがフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ０に追従することは、出力電圧Ｖｍが電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに追従することに相当する。
【０１１７】
このように、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄに一致しないとき、フィードバック予備電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ＿ｐｒが補正され、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性が基本特性になるように制御される。
【０１１８】
したがって、出力電圧Ｖｍが変動しても、出力電圧Ｖｍに基づいてフィードバック予備電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ＿ｐｒを補正することにより、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性を一定に保持できる。
【０１１９】
図９を参照して、昇圧コンバータ１２における直流電圧から出力電圧Ｖｍへの電圧変換を制御する動作について説明する。動作がスタートすると、電圧センサー１０は、直流電源Ｂからの直流電圧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。また、電圧センサー１３は、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｍを検出し、その検出した出力電圧Ｖｍを制御装置３０へ出力する（ステップＳ１）。
【０１２０】
そうすると、制御装置３０において、減算器５２１は、出力電圧Ｖｍと電圧指令Ｖｄｃｃｏｍとの誤差ΔＶｄｃを演算し、その演算した誤差ΔＶｄｃをゲイン決定部５２２およびＰＩ制御器５２３へ出力する（ステップＳ２）。そして、ゲイン決定部５２２は、誤差ΔＶｄｃに応じて比例ゲインＰＧおよび積分ゲインＩＧからなる制御ゲインを決定する（ステップＳ３）。
【０１２１】
その後、ＰＩ制御器５２３は、ゲイン決定部５２２からの制御ゲインと、減算器５２１からの誤差ΔＶｄｃとを受け、比例ゲインＰＧ、積分ゲインＩＧおよび誤差ΔＶｄｃを式（１）に代入してフィードバック予備電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ＿ｐｒを演算する（ステップＳ４）。
【０１２２】
そして、補正器５２４は、ＰＩ制御器５２３からのフィードバック予備電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ＿ｐｒと、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍとを受け、式（２）によりフィードバック予備電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ＿ｐｒを出力電圧Ｖｍに応じて補正し、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性が基本特性になるフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂを演算する。そして、補正器５２４は、演算したフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂをデューティー比演算部５４１へ出力する（ステップＳ５）。
【０１２３】
そうすると、デューティー比演算部５４１は、フィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂに基づいて、上述した方法によってデューティー比（ＤＲ０，ＤＲ１，ＤＲ２のいずれか）を演算し、その演算したデューティー比を加算器５４２へ出力する（ステップＳ６）。
【０１２４】
一方、前向き補償器５２５は、電圧センサー１０からの直流電圧Ｖｂと、インバータ入力電圧指令演算部５０からの電圧指令Ｖｄｃｃｏｍとを受け、式（３）を用いて補償率Ｒｃｏｍ，１−Ｒｃｏｍを演算して加算器５４２へ出力する。
【０１２５】
そして、加算器５４２は、デューティー比演算部５４１からのデューティー比に前向き補償器５２５からの補償率Ｒｃｏｍ，１−Ｒｃｏｍを加え、補償デューティー比をＰＷＭ信号変換部５４３へ出力する。ＰＷＭ信号変換部５４３は、加算器５４２からの補償デューティー比に基づいて信号ＰＷＵを生成し（ステップＳ７）、その生成した信号ＰＷＵを昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０１２６】
昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は、信号ＰＷＵに基づいてオン／オフされ、昇圧コンバータ１２は、出力電圧Ｖｍが電圧指令Ｖｄｃｃｏｍになるように制御される（ステップＳ８）。そして、一連の動作が終了する（ステップＳ９）。
【０１２７】
再び、図１を参照して、モータ駆動装置１００における動作について説明する。制御装置３０は、外部のＥＣＵからトルク指令値ＴＲが入力されると、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２をオンするための信号ＳＥを生成してシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２へ出力するとともに、交流モータＭ１がトルク指令値ＴＲを発生するように昇圧コンバータ１２およびインバータ１４を制御するための信号ＰＷＵおよび信号ＰＷＭＩを生成して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。
【０１２８】
そして、直流電源Ｂは直流電圧Ｖｂを出力し、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は直流電圧ＶｂをコンデンサＣ１へ供給する。コンデンサＣ１は、供給された直流電圧Ｖｂを平滑化し、その平滑化した直流電圧Ｖｂを昇圧コンバータ１２へ供給する。
【０１２９】
そうすると、昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は、制御装置３０からの信号ＰＷＵに応じてオン／オフされ、直流電圧Ｖｂを出力電圧Ｖｍに変換してコンデンサＣ２に供給する。電圧センサー１３は、コンデンサＣ２の両端の電圧である出力電圧Ｖｍを検出し、その検出した出力電圧Ｖｍを制御装置３０へ出力する。
【０１３０】
制御装置３０は、上述したように、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍと出力電圧Ｖｍとの誤差ΔＶｄｃを演算し、その演算した誤差ΔＶｄｃに応じてＰＩ制御ゲインを決定する。そして、制御装置３０は、決定したＰＩ制御ゲインを用いて演算したフィードバック予備電圧指令を、上述したように出力電圧Ｖｍに応じて補正し、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性が基本特性になる信号ＰＷＵを生成して昇圧コンバータ１２へ出力する。これによって、昇圧コンバータ１２は、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性を基本特性に一致させながら、出力電圧Ｖｍが電圧指令Ｖｄｃｃｏｍになるように直流電圧を出力電圧Ｖｍに変換する。
【０１３１】
コンデンサＣ２は、昇圧コンバータ１２から供給された直流電圧を平滑化してインバータ１４へ供給する。インバータ１４のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８は、制御装置３０からの信号ＰＷＭＩに従ってオン／オフされ、インバータ１４は、直流電圧を交流電圧に変換し、トルク指令値ＴＲによって指定されたトルクを交流モータＭ１が発生するように交流モータＭ１のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各相に所定の交流電流を流す。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。
【０１３２】
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が回生制動モードになった場合、制御装置３０は、回生制動モードになったことを示す信号を外部のＥＣＵから受け、信号ＰＷＭＣおよび信号ＰＷＤを生成してそれぞれインバータ１４および昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０１３３】
交流モータＭ１は、交流電圧を発電し、その発電した交流電圧をインバータ１４へ供給する。そして、インバータ１４は、制御装置３０からの信号ＰＷＭＣに従って、交流電圧を直流電圧に変換し、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。
【０１３４】
昇圧コンバータ１２は、制御装置３０からの信号ＰＷＤに従って直流電圧を降圧して直流電源Ｂに供給し、直流電源Ｂを充電する。
【０１３５】
このように、モータ駆動装置１００においては、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｍの追従特性が基本特性になるように直流電源Ｂからの直流電圧Ｖｂが出力電圧Ｖｍに変換され、その変換された出力電圧ＶｍはコンデンサＣ２を介してインバータ１４へ供給され、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交流モータＭ１が駆動される。また、回生制動モードにおいては、交流モータＭ１が発電した電力によって直流電源Ｂが充電されるようにモータ駆動装置１００が駆動する。
【０１３６】
なお、この発明においては、昇圧コンバータ１２、制御装置３０のフィードバック電圧指令演算部５２およびデューティー比変換部５４は、「電圧変換装置」を構成する。
【０１３７】
また、この発明においては、フィードバック電圧指令演算部５２およびデューティー比変換部５４は、電圧変換器としての昇圧コンバータ１２を制御する「制御手段」を構成する。
【０１３８】
さらに、ＰＩ制御器５２３は、フィードバック予備電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ＿ｐｒを演算する「演算器」を構成する。
【０１３９】
さらに、この発明による電圧変換方法は、図９に示すフローチャートに従ってフィードバック制御を行ない、直流電圧を出力電圧Ｖｍに変換する電圧変換方法である。
【０１４０】
さらに、フィードバック電圧指令演算部５２およびデューティー比変換部５４におけるフィードバック制御は、実際にはＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）によって行なわれ、ＣＰＵは、図９に示すフローチャートの各ステップを備えるプログラムをＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）から読出し、その読出したプログラムを実行して図９に示すフローチャートに従って直流電圧から出力電圧Ｖｍへの電圧変換を制御する。したがって、ＲＯＭは、図９に示すフローチャートの各ステップを備えるプログラムを記録したコンピュータ（ＣＰＵ）読取り可能な記録媒体に相当する。
【０１４１】
実施の形態１によれば、電圧変換装置は、直流電源からの直流電圧を変換した出力電圧が電圧指令になるように制御するフィードバック制御において、出力電圧と指令電圧との誤差に基づいて演算したフィードバック予備電圧指令を、電圧指令に対する出力電圧の追従特性が基本特性になるときのフィードバック電圧指令に補正する制御手段を備えるので、電圧指令に対する出力電圧の追従特性を一定に保持して直流電圧を出力電圧に変換できる。
【０１４２】
［実施の形態２］
図１０を参照して、実施の形態２による電圧変換装置を備えるモータ駆動装置１００Ａは、モータ駆動装置１００の制御装置３０を制御装置３０Ａに代えたものであり、その他はモータ駆動装置１００と同じである。
【０１４３】
図１１を参照して、制御装置３０Ａは、制御装置３０のモータトルク制御手段３０１をモータトルク制御手段３０１Ａに代えたものであり、その他は、制御装置３０と同じである。
【０１４４】
モータトルク制御手段３０１Ａは、モータトルク制御手段３０１と同じ方法により信号ＰＷＭＩを生成してインバータ１４へ出力するとともに、後述する方法によって、昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２を制御する信号ＰＷＵを生成し、その生成した信号ＰＷＵを昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０１４５】
図１２を参照して、モータトルク制御手段３０１Ａは、モータトルク制御手段３０１のフィードバック電圧指令演算部５２をフィードバック電圧指令演算部５２Ａに代えたものであり、その他はモータトルク制御手段３０１と同じである。
【０１４６】
フィードバック電圧指令演算部５２Ａは、インバータ入力電圧指令演算部５０からの電圧指令Ｖｄｃｃｏｍと、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍとに基づいて、出力電圧Ｖｍと電圧指令Ｖｄｃｃｏｍとの誤差ΔＶｄｃを補正して電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性が基本特性になるようにフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂｖ２を演算する。
【０１４７】
図１３を参照して、フィードバック電圧指令演算部５２Ａは、フィードバック電圧指令演算部５２の補正器５２４を補正器５２４Ａに代え、ＰＩ制御器５２３をＰＩ制御器５２３Ａに代えたものであり、その他は、フィードバック電圧指令演算部５２と同じである。
【０１４８】
フィードバック電圧指令演算部５２Ａにおいては、減算器５２１は、演算した誤差ΔＶｄｃをゲイン決定部５２２、ＰＩ制御器５２３Ａおよび補正器５２４Ａへ出力する。補正器５２４Ａは、減算器５２１からの誤差ΔＶｄｃと、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍとを受け、出力電圧Ｖｍに応じて誤差ΔＶｄｃを次式によって補正する。
【０１４９】
【数６】
そして、補正器５２４Ａは、補正した補正誤差ΔＶｄｃｃをＰＩ制御器５２３Ａへ出力する。
【０１５１】
補正器５２４Ａは、基準電圧Ｖｓｔｄを出力電圧Ｖｍで除算することにより、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性が基本特性になる基準電圧Ｖｓｔｄに出力電圧Ｖｍを換算するための換算比を演算する。そして、補正器５２４Ａは、演算した換算比を誤差ΔＶｄｃに乗算することにより、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性が基本特性になるフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂｖ２を求めるための補正誤差ΔＶｄｃｃを演算する。
【０１５２】
ＰＩ制御器５２３Ａは、ゲイン決定部５２２からの制御ゲイン（比例ゲインＰＧおよび積分ゲインＩＧ）と、補正器５２４Ａからの補正誤差ΔＶｄｃｃとを受け、比例ゲインＰＧ、積分ゲインＩＧおよび補正誤差ΔＶｄｃｃを次式に代入することにより、フィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂｖ２を演算する。
【０１５３】
【数７】
そして、ＰＩ制御器５２３Ａは、演算したフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂｖ２をデューティー比演算部５４１へ出力する。
【０１５５】
式（１）を式（２）に代入すると、次式になる。
【０１５６】
【数８】
また、式（６）を式（７）に代入すると、次式になる。
【０１５８】
【数９】
そうすると、フィードバック電圧指令演算部５２Ａが出力するフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂｖ２は、実施の形態１におけるフィードバック電圧指令演算部５２が出力するフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂに一致する。
【０１６０】
実施の形態１においては、フィードバック電圧指令演算部５２は、誤差ΔＶｄｃに応じて決定した制御ゲイン（比例ゲインＰＧおよび積分ゲインＩＧ）と誤差ΔＶｄｃとを用いてフィードバック予備電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ＿ｐｒを演算し、その演算したフィードバック予備電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ＿ｐｒを換算比Ｖｓｔｄ／Ｖｍを用いて補正してフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂを演算する。
【０１６１】
これに対して、実施の形態２におけるフィードバック電圧指令演算部５２Ａは、誤差ΔＶｄｃを換算比Ｖｓｔｄ／Ｖｍを用いて補正する。つまり、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄに一致するとき、補正器５２４Ａは、減算器５２１からの誤差ΔＶｄｃに換算比Ｖｓｔｄ／Ｖｍ＝１を乗算し、誤差ΔＶｄｃからなる補正誤差ΔＶｄｃｃを出力する。また、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄよりも高いとき、補正器５２４Ａは、誤差ΔＶｄｃに換算比Ｖｓｔｄ／Ｖｍ＜１を乗算し、ΔＶｄｃ×（Ｖｓｔｄ／Ｖｍ）からなる補正誤差ΔＶｄｃｃを出力する。さらに、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄよりも低いとき、補正器５２４Ａは、誤差ΔＶｄｃに換算比Ｖｓｔｄ／Ｖｍ＞１を乗算し、ΔＶｄｃ×（Ｖｓｔｄ／Ｖｍ）からなる補正誤差ΔＶｄｃｃを出力する。
【０１６２】
そして、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄに一致するとき、フィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂｖ２＝Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ０となり、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性は、図８に示すパターン１のようになる。また、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄよりも高いとき、フィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂｖ２＝Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ１となり、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性は、図８に示すパターン２のようになる。つまり、誤差ΔＶｄｃを換算比Ｖｓｔｄ＜１で補正することにより、基本特性（曲線ｋ２で表わされる）からずれていた追従特性（曲線ｋ３で表わされる）が基本特性に一致する。さらに、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄよりも低いとき、フィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂｖ２＝Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ２となり、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性は、図８に示すパターン３のようになる。つまり、誤差ΔＶｄｃを換算比Ｖｓｔｄ＞１で補正することにより、基本特性（曲線ｋ２で表わされる）からずれていた追従特性（曲線ｋ４で表わされる）が基本特性に一致する。
【０１６３】
このように、補正器５２４Ａは、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄからずれた場合、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性が基本特性になるように誤差ΔＶｄｃを出力電圧Ｖｍに応じて補正する。
【０１６４】
したがって、補正誤差ΔＶｄｃｃは、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性を基本特性に一致させるための誤差である。
【０１６５】
そして、フィードバック電圧指令演算部５２，５２Ａは、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性が基本特性になるフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ，Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂｖ２を演算する点で共通する。
【０１６６】
上述したように、実施の形態２においては、出力電圧Ｖｍと電圧指令Ｖｄｃｃｏｍとの誤差ΔＶｄｃを出力電圧Ｖｍに応じて補正し、その補正した補正誤差ΔＶｄｃｃを用いて電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性が基本特性になるフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂｖ２（＝Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ）を演算することを特徴とする。そして、制御ゲインとしての比例ゲインＰＧおよび積分ゲインＩＧは、補正されない。
【０１６７】
図１４を参照して、実施の形態２における電圧変換を制御する動作について説明する。図１４に示すフローチャートは、図９に示すフローチャートのステップＳ４，Ｓ５を、それぞれ、ステップＳ４ａ，Ｓ５ａに代えたものであり、その他は、図９に示すフローチャートと同じである。
【０１６８】
ステップＳ３の後、補正器５２４Ａは、減算器５２１からの誤差ΔＶｄｃと電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍとを受け、誤差ΔＶｄｃを式（６）により補正する（ステップＳ４ａ）。そして、補正器５２４Ａは、補正誤差ΔＶｄｃｃをＰＩ制御器５２３Ａへ出力する。
【０１６９】
ＰＩ制御器５２３Ａは、ゲイン決定部５２２からの制御ゲイン（比例ゲインＰＧおよび積分ゲインＩＧ）と、補正器５２４Ａからの補正誤差ΔＶｄｃｃとを受け、式（７）によりフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂｖ２（＝Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ）を演算し、その演算したフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂｖ２をデューティー比演算部５４１へ出力する（ステップＳ５ａ）。
【０１７０】
その後、上述したステップＳ６〜Ｓ８が実行されて一連の動作が終了する（ステップＳ９）。
【０１７１】
なお、この発明においては、昇圧コンバータ１２、制御装置３０Ａのフィードバック電圧指令演算部５２Ａおよびデューティー比変換部５４は、「電圧変換装置」を構成する。
【０１７２】
また、この発明においては、フィードバック電圧指令演算部５２Ａおよびデューティー比変換部５４は、電圧変換器としての昇圧コンバータ１２を制御する「制御手段」を構成する。
【０１７３】
さらに、ＰＩ制御器５２３Ａは、フィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂを演算する「演算器」を構成する。
【０１７４】
さらに、フィードバック電圧指令演算部５２Ａは、フィードバック電圧指令演算部５２と同様に、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性が基本特性になるフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂｖ２（＝Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ）を演算するので、この発明におけるフィードバック電圧指令演算部は、誤差ΔＶｄｃまたはフィードバック予備電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ＿ｐｒを換算比Ｖｓｔｄ／Ｖｍによって補正することにより、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性が基本特性になるフィードバック電圧指令を演算するものであればよい。
【０１７５】
さらに、この発明による電圧変換方法は、図１４に示すフローチャートに従ってフィードバック制御を行ない、直流電圧を出力電圧Ｖｍに変換する電圧変換方法である。
【０１７６】
さらに、フィードバック電圧指令演算部５２Ａおよびデューティー比変換部５４におけるフィードバック制御は、実際にはＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）によって行なわれ、ＣＰＵは、図１４に示すフローチャートの各ステップを備えるプログラムをＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）から読出し、その読出したプログラムを実行して図１４に示すフローチャートに従って直流電圧から出力電圧Ｖｍへの電圧変換を制御する。したがって、ＲＯＭは、図１４に示すフローチャートの各ステップを備えるプログラムを記録したコンピュータ（ＣＰＵ）読取り可能な記録媒体に相当する。
【０１７７】
さらに、この発明による電圧変換方法は、図９に示すステップＳ４，Ｓ５、または図１４に示すステップＳ４ａ，Ｓ５ａを、「誤差ΔＶｄｃおよび制御ゲイン（比例ゲインＰＧおよび積分ゲインＩＧ）に基づいて、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性が基本特性になるフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂを演算する」ステップに代えたものであってもよい。
【０１７８】
そして、このステップは、ＲＯＭに記録されたプログラムにも適用可能なものである。
【０１７９】
その他は、実施の形態１と同じである。
実施の形態２によれば、電圧変換装置は、直流電源からの直流電圧を変換した出力電圧が電圧指令になるように制御するフィードバック制御において、出力電圧と指令電圧との誤差を電圧指令に対する出力電圧の追従特性が基本特性になるときの誤差に補正し、その補正した補正誤差を用いてフィードバック電圧指令を演算する制御手段を備えるので、電圧指令に対する出力電圧の追従特性を一定に保持して直流電圧を出力電圧に変換できる。
【０１８０】
［実施の形態３］
図１５を参照して、実施の形態３による電圧変換装置を備えるモータ駆動装置１００Ｂは、モータ駆動装置１００の制御装置３０を制御装置３０Ｂに代えたものであり、その他はモータ駆動装置１００と同じである。
【０１８１】
図１６を参照して、制御装置３０Ｂは、制御装置３０のモータトルク制御手段３０１をモータトルク制御手段３０１Ｂに代えたものであり、その他は、制御装置３０と同じである。
【０１８２】
モータトルク制御手段３０１Ｂは、モータトルク制御手段３０１と同じ方法によって信号ＰＷＭＩを生成するとともに、後述する方法によって、信号ＰＷＵを生成し、その生成した信号ＰＷＵを昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０１８３】
図１７を参照して、モータトルク制御手段３０１Ｂは、モータトルク制御手段３０１のフィードバック電圧指令演算部５２をフィードバック電圧指令演算部５２Ｂに代え、デューティー比変換部５４をデューティー比変換部５４Ａに代えたものであり、その他はモータトルク制御手段３０１と同じである。
【０１８４】
フィードバック電圧指令演算部５２Ｂは、インバータ入力電圧指令演算部５０からの電圧指令Ｖｄｃｃｏｍと電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍとに基づいてフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂｖ３を演算し、その演算したフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂｖ３をデューティー比変換部５４Ａへ出力する。その他、フィードバック電圧指令演算部５２Ｂは、フィードバック電圧指令演算部５２と同じ機能を果たす。
【０１８５】
デューティー比変換部５４Ａは、フィードバック電圧指令演算部５２Ｂからのフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂｖ３および補償率Ｒｃｏｍ，１−Ｒｃｏｍと電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍとに基づいて、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性が基本特性になるための信号ＰＷＵを生成し、その生成した信号ＰＷＵを昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０１８６】
図１８を参照して、フィードバック電圧指令演算部５２Ｂは、フィードバック電圧指令演算部５２の補正器５２４を削除したものであり、その他はフィードバック電圧指令演算部５２と同じである。
【０１８７】
したがって、フィードバック電圧指令演算部５２Ｂは、出力電圧Ｖｍと電圧指令Ｖｄｃｃｏｍとの誤差ΔＶｄｃと制御ゲイン（比例ゲインＰＧおよび積分ゲインＩＧ）とを式（１）に代入してフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂｖ３を演算する。そして、フィードバック電圧指令演算部５２Ｂは、演算したフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂｖ３をデューティー比演算部５４１へ出力する。
【０１８８】
つまり、フィードバック電圧指令演算部５２Ｂは、実施の形態１，２のような補正を行なうことなく、誤差ΔＶｄｃから決定されるフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂｖ３を演算してデューティー比演算部５４１へ出力する。
【０１８９】
なお、フィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂｖ３は、実施の形態１におけるフィードバック予備電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂ＿ｐｒに等しい。
【０１９０】
デューティー比変換部５４Ａは、デューティー比変換部５４に補正器５４４を追加したものであり、その他は、デューティー比変換部５４と同じである。補正器５４４は、ディーティー比演算部５４１と加算器５４２との間に配置される。そして、補正器５４４は、デューティー比演算部５４１からのデューティー比ＤＲＯと、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍとを受け、デューティー比ＤＲＯを出力電圧Ｖｍを用いて次式により補正し、補正デューティー比ＤＲＣを演算する。
【０１９１】
【数１０】
そして、補正器５４４は、補正デューティー比ＤＲＣを加算器５４２へ出力する。
【０１９３】
補正器５４４は、基準電圧Ｖｓｔｄを出力電圧Ｖｍで除算することにより、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性が基本特性になる基準電圧Ｖｓｔｄに出力電圧Ｖｍを換算するための換算比を演算する。そして、補正器５４４は、演算した換算比をデューティー比ＤＲＯに乗算することにより、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性が基本特性になる補正デューティー比ＤＲＣを演算する。
【０１９４】
上述したように、フィードバック電圧指令演算部５２Ｂは、何ら補正することなく、誤差ΔＶｄｃのみに基づいてフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂｖ３を演算する。そして、デューティー比演算部５４１は、フィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂｖ３に基づいてデューティー比ＤＲＯを演算する。
【０１９５】
この場合、デューティー比ＤＲＯは、誤差ΔＶｄｃのみに基づいて演算されたデューティー比であるので、出力電圧Ｖｍが変化しても誤差ΔＶｄｃが一定であれば一定である。つまり、デューティー比演算部５４１は、フィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂｖ３に基づいてデューティー比を演算し、図６に示すデューティー比ＤＲ０と同じデューティー比ＤＲＯを補正器５４４へ出力する。
【０１９６】
そして、補正器５４４は、デューティー比演算部５４１からのデューティー比ＤＲＯを式（１０）を用いて補正し、補正デューティー比ＤＲＣを加算器５４２へ出力する。
【０１９７】
すなわち、補正器５４４は、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄに一致するとき、デューティー比演算部５４１からのデューティー比ＤＲＯに換算比Ｖｓｔｄ／Ｖｍ＝１を乗算してデューティー比ＤＲＯ（＝ＤＲ０：図６参照）からなる補正デューティー比ＤＲＣを加算器５４２へ出力する。また、補正器５４４は、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄよりも高いとき、デューティー比演算部５４１からのデューティー比ＤＲＯに換算比Ｖｓｔｄ／Ｖｍ＜１を乗算して図６に示すデューティー比ＤＲ１からなる補正デューティー比ＤＲＣを加算器５４２へ出力する。さらに、補正器５４４は、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄよりも低いとき、デューティー比演算部５４１からのデューティー比ＤＲＯに換算比Ｖｓｔｄ／Ｖｍ＞１を乗算して図６に示すデューティー比ＤＲ２からなる補正デューティー比ＤＲＣを加算器５４２へ出力する。
【０１９８】
そうすると、加算器５４２は、補正器５４４からの補正デューティー比ＤＲＣに前向き補償器５２５からの補償率Ｒｃｏｍ，１−Ｒｃｏｍを加算して補償デューティー比をＰＷＭ信号変換部５４３へ出力する。
【０１９９】
すなわち、加算器５４２は、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄに一致するとき、図６に示すデューティー比ＤＲ０からなる補正デューティー比ＤＲＣに補償率Ｒｃｏｍ，１−Ｒｃｏｍを加算して、図６に示すデューティー比ＤＲ０Ｕ，ＤＲ０Ｌからなる補償デューティー比をＰＷＭ信号変換部５４３へ出力する。また、加算器５４２は、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄよりも高いとき、図６に示すデューティー比ＤＲ１からなる補正デューティー比ＤＲＣに補償率Ｒｃｏｍ，１−Ｒｃｏｍを加算して、図６に示すデューティー比ＤＲ１Ｕ，ＤＲ１Ｌからなる補償デューティー比をＰＷＭ信号変換部５４３へ出力する。さらに、加算器５４２は、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄよりも低いとき、図６に示すデューティー比ＤＲ２からなる補正デューティー比ＤＲＣに補償率Ｒｃｏｍ，１−Ｒｃｏｍを加算して、図６に示すデューティー比ＤＲ２Ｕ，ＤＲ２Ｌからなる補償デューティー比をＰＷＭ信号変換部５４３へ出力する。
【０２００】
そして、ＰＷＭ信号変換部５４３は、加算器５４２からの補償デューティー比に基づいて信号ＰＷＵを生成して昇圧コンバータ１２へ出力する。すなわち、ＰＷＭ信号変換部５４３は、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄに一致するとき、図６に示すデューティー比ＤＲ０Ｕ，ＤＲ０Ｌからなる補償デューティー比に基づいて、それぞれ、図７に示す信号ＰＷＵ０Ｕ，ＰＷＵ０Ｌを生成し、信号ＰＷＵ０Ｕ，ＰＷＵ０Ｌからなる信号ＰＷＵ０を昇圧コンバータ１２へ出力する。また、ＰＷＭ信号変換部５４３は、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄよりも高いとき、図６に示すデューティー比ＤＲ１Ｕ，ＤＲ１Ｌからなる補償デューティー比に基づいて、それぞれ、図７に示す信号ＰＷＵ１Ｕ，ＰＷＵ１Ｌを生成し、信号ＰＷＵ１Ｕ，ＰＷＵ１Ｌからなる信号ＰＷＵ１を昇圧コンバータ１２へ出力する。さらに、ＰＷＭ信号変換部５４３は、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｓｔｄよりも低いとき、図６に示すデューティー比ＤＲ２Ｕ，ＤＲ２Ｌからなる補償デューティー比に基づいて、それぞれ、図７に示す信号ＰＷＵ２Ｕ，ＰＷＵ２Ｌを生成し、信号ＰＷＵ２Ｕ，ＰＷＵ２Ｌからなる信号ＰＷＵ２を昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０２０１】
上述したように、デューティー比演算部５４１が出力するデューティー比ＤＲＯは、出力電圧Ｖｍの変動を考慮して演算されたデューティー比ではないので、この実施の形態３においては、デューティー比ＤＲＯを出力電圧Ｖｍに応じて補正し、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性が基本特性になる補正デューティー比ＤＲＣを演算することにしたものである。
【０２０２】
その結果、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性を基本特性に保持して、直流電源Ｂからの直流電圧Ｖｂを出力電圧Ｖｍに変換できる。
【０２０３】
図１９を参照して、実施の形態３における電圧変換を制御する動作について説明する。図１９に示すフローチャートは、図９に示すフローチャートのステップＳ５〜Ｓ７を、それぞれ、ステップＳ５１〜Ｓ５３に代えたものであり、その他は、図９に示すフローチャートと同じである。
【０２０４】
ステップＳ４の後、デューティー比演算部５４１は、フィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂｖ３に基づいてデューティー比ＤＲＯを演算し、その演算したデューティー比ＤＲＯを補正器５４４へ出力する（ステップＳ５１）。補正器５４４は、デューティー比ＤＲＯを式（１０）によって補正し、補正デューティー比ＤＲＣを加算器５４２へ出力する（ステップＳ５２）。
【０２０５】
加算器５４２は、補正器５４４からの補正デューティー比ＤＲＣに前向き補償器５２５からの補償率Ｒｃｏｍ，１−Ｒｃｏｍを加え、補償デューティー比をＰＷＭ信号変換部５４３へ出力する。そして、ＰＷＭ信号変換部５４３は、加算器５４２からの補償デューティー比に基づいて信号ＰＷＵ０（またはＰＷＵ１またはＰＷＵ２）を生成する（ステップＳ５３）。その後、ステップＳ８が実行され、一連の動作が終了する（ステップＳ９）。
【０２０６】
なお、この発明においては、昇圧コンバータ１２、制御装置３０Ｂのフィードバック電圧指令演算部５２Ｂおよびデューティー比変換部５４Ａは、「電圧変換装置」を構成する。
【０２０７】
また、この発明においては、フィードバック電圧指令演算部５２Ｂおよびデューティー比変換部５４Ａは、電圧変換器としての昇圧コンバータ１２を制御する「制御手段」を構成する。
【０２０８】
さらに、実施の形態３におけるデューティー比演算部５４１は、予備デューティー比を演算する「演算器」を構成する。
【０２０９】
さらに、この発明による電圧変換方法は、図１９に示すフローチャートに従ってフィードバック制御を行ない、直流電圧を出力電圧Ｖｍに変換する電圧変換方法である。
【０２１０】
さらに、フィードバック電圧指令演算部５２Ｂおよびデューティー比変換部５４Ａにおけるフィードバック制御は、実際にはＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）によって行なわれ、ＣＰＵは、図１９に示すフローチャートの各ステップを備えるプログラムをＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）から読出し、その読出したプログラムを実行して図１９に示すフローチャートに従って直流電圧から出力電圧Ｖｍへの電圧変換を制御する。したがって、ＲＯＭは、図１９に示すフローチャートの各ステップを備えるプログラムを記録したコンピュータ（ＣＰＵ）読取り可能な記録媒体に相当する。
【０２１１】
その他は、実施の形態１と同じである。
実施の形態３によれば、電圧変換装置は、直流電源からの直流電圧を昇圧コンバータにより変換した出力電圧が電圧指令になるように制御するフィードバック制御において、出力電圧と指令電圧との誤差に基づいて演算されたデューティー比を電圧指令に対する出力電圧の追従特性が基本特性になるときのデューティー比に補正し、その補正したデューティー比を用いて昇圧コンバータを制御する制御手段を備えるので、電圧指令に対する出力電圧の追従特性を一定に保持して直流電圧を出力電圧に変換できる。
【０２１２】
［実施の形態４］
図２０を参照して、実施の形態４による電圧変換装置を備えたモータ駆動装置１００Ｃは、電流センサー２８およびインバータ３１をモータ駆動装置１００に追加し、モータ駆動装置１００の制御装置３０を制御装置３０Ｃに代えたものであり、その他は、モータ駆動装置１００と同じである。
【０２１３】
なお、コンデンサＣ２は、昇圧コンバータ１２からの出力電圧ＶｍをノードＮ１，Ｎ２を介して受け、その受けた出力電圧Ｖｍを平滑化してインバータ１４のみならずインバータ３１にも供給する。また、電流センサー２４は、モータ電流ＭＣＲＴ１を検出して制御装置３０Ｃへ出力する。さらに、インバータ１４は、制御装置３０Ｃからの信号ＰＷＭＩ１に基づいてコンデンサＣ２からの直流電圧を交流電圧に変換して交流モータＭ１を駆動し、信号ＰＷＭＣ１に基づいて交流モータＭ１が発電した交流電圧を直流電圧に変換する。
【０２１４】
インバータ３１は、インバータ１４と同じ構成から成る。そして、インバータ３１は、制御装置３０Ｃからの信号ＰＷＭＩ２に基づいて、コンデンサＣ２からの直流電圧を交流電圧に変換して交流モータＭ２を駆動し、信号ＰＷＭＣ２に基づいて交流モータＭ２が発電した交流電圧を直流電圧に変換する。電流センサー２８は、交流モータＭ２の各相に流れるモータ電流ＭＣＲＴ２を検出して制御装置３０Ｃへ出力する。
【０２１５】
制御装置３０Ｃは、直流電源Ｂから出力された直流電圧Ｖｂを電圧センサー１０から受け、モータ電流ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２をそれぞれ電流センサー２４，２８から受け、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｍ（すなわち、インバータ１４，３１への入力電圧）を電圧センサー１３から受け、トルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２およびモータ回転数ＭＲＮ１，ＭＲＮ２を外部ＥＣＵから受ける。そして、制御装置３０Ｃは、電圧Ｖｂ、出力電圧Ｖｍ、モータ電流ＭＣＲＴ１、トルク指令値ＴＲ１およびモータ回転数ＭＲＮ１に基づいて、上述した方法によりインバータ１４が交流モータＭ１を駆動するときにインバータ１４のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８をスイッチング制御するための信号ＰＷＭＩ１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１をインバータ１４へ出力する。
【０２１６】
また、制御装置３０Ｃは、直流電圧Ｖｂ、出力電圧Ｖｍ、モータ電流ＭＣＲＴ２、トルク指令値ＴＲ２およびモータ回転数ＭＲＮ２に基づいて、上述した方法によりインバータ３１が交流モータＭ２を駆動するときにインバータ３１のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８をスイッチング制御するための信号ＰＷＭＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ２をインバータ３１へ出力する。
【０２１７】
さらに、制御装置３０Ｃは、インバータ１４または３１が交流モータＭ１またはＭ２を駆動するとき、直流電圧Ｖｂ、出力電圧Ｖｍ、モータ電流ＭＣＲＴ１（またはＭＣＲＴ２）、トルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）およびモータ回転数ＭＲＮ１（またはＭＲＮ２）に基づいて、上述した方法（実施の形態１〜実施の形態３のいずれかにおける方法）により昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をスイッチング制御するための信号ＰＷＵを生成して昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０２１８】
さらに、制御装置３０Ｃは、回生制動時に交流モータＭ１が発電した交流電圧を直流電圧に変換するための信号ＰＷＭＣ１、または交流モータＭ２が発電した交流電圧を直流電圧に変換するための信号ＰＷＭＣ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＣ１または信号ＰＷＭＣ２をそれぞれインバータ１４またはインバータ３１へ出力する。この場合、制御装置３０Ｃは、インバータ１４または３１からの直流電圧を降圧して直流電源Ｂを充電するように昇圧コンバータ１２を制御する信号ＰＷＤを生成して昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０２１９】
さらに、制御装置３０Ｃは、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２をオンするための信号ＳＥを生成してシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２へ出力する。
【０２２０】
図２１を参照して、制御装置３０Ｃは、モータトルク制御手段３０１Ｃおよび電圧変換制御手段３０２Ａを含む。モータトルク制御手段３０１Ｃは、モータ電流ＭＣＲＴ１，２、トルク指令値ＴＲ１，２、モータ回転数ＭＲＮ１，２、直流電圧Ｖｂおよび出力電圧Ｖｍに基づいて信号ＰＷＭＩ１，２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１，２を、それぞれ、インバータ１４，３１へ出力する。また、モータトルク制御手段３０１Ｃは、直流電圧Ｖｂ、出力電圧Ｖｍ、モータ電流ＭＣＲＴ１（またはＭＣＲＴ２）、トルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）およびモータ回転数ＭＲＮ１（またはＭＲＮ２）に基づいて、信号ＰＷＵを生成し、その生成した信号ＰＷＵを昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０２２１】
電圧変換制御手段３０２Ａは、モータ駆動装置１００Ｃが搭載された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ＲＧＥを外部ＥＣＵから受けると、信号ＰＷＭＣ１，２および信号ＰＷＤを生成し、その生成した信号ＰＷＭＣ１，２をそれぞれインバータ１４，３１へ出力し、信号ＰＷＤを昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０２２２】
図２２を参照して、モータトルク制御手段３０１Ｃは、モータトルク制御手段３０１と同じ構成からなる（図３参照）。ただし、モータトルク制御手段３０１Ｃは、２つのトルク指令値ＴＲ１，２、２つのモータ電流ＭＣＴ１，２および２つのモータ回転数ＭＲＮ１，２に基づいて、信号ＰＷＭＩ１，２および信号ＰＷＵを生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１，２および信号ＰＷＵに基づいてそれぞれインバータ１４，３１および昇圧コンバータ１２を制御する点がモータトルク制御手段３０１と異なる。
【０２２３】
モータ制御用相電圧演算部４０は、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｍ、モータ電流ＭＣＲＴ１、およびトルク指令値ＴＲ１に基づいて交流モータＭ１の各相に印加する電圧を計算し、出力電圧Ｖｍ、モータ電流ＭＣＲＴ２、およびトルク指令値ＴＲ２に基づいて交流モータＭ２の各相に印加する電圧を計算する。そして、モータ制御用相電圧演算部４０は、計算した交流モータＭ１またはＭ２用の電圧をインバータ用ＰＷＭ信号変換部４２へ出力する。
【０２２４】
インバータ用ＰＷＭ信号変換部４２は、モータ制御用相電圧演算部４０から交流モータＭ１用の電圧を受けると、その受けた電圧に基づいて信号ＰＷＭＩ１を生成してインバータ１４へ出力する。また、インバータ用ＰＷＭ信号変換部４２は、モータ制御用相電圧演算部４０から交流モータＭ２用の電圧を受けると、その受けた電圧に基づいて信号ＰＷＭＩ２を生成してインバータ３１へ出力する。
【０２２５】
インバータ入力電圧指令演算部５０は、トルク指令値ＴＲ１およびモータ回転数ＭＲＮ１（またはトルク指令値ＴＲ２およびモータ回転数ＭＲＮ２）に基づいて電圧指令Ｖｄｃｃｏｍを演算し、その演算した電圧指令Ｖｄｃｃｏｍをフィードバック電圧指令演算部５２へ出力する。
【０２２６】
フィードバック電圧指令演算部５２は、実施の形態１において説明したように、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ、出力電圧Ｖｍおよびバッテリ電圧Ｖｂに基づいて、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性が基本特性になるフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂと、補償率Ｒｃｏｍ，１−Ｒｃｏｍとを演算し、その演算したフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂおよび補償率Ｒｃｏｍ，１−Ｒｃｏｍをデューティー比変換部５４へ出力する。
【０２２７】
そうすると、デューティー比変換部５４は、実施の形態１において説明したように信号ＰＷＵ（信号ＰＷＵ０，ＰＷＵ１，ＰＷＵ２のいずれか）を生成し、その生成した信号ＰＷＵ（信号ＰＷＵ０，ＰＷＵ１，ＰＷＵ２のいずれか）を昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０２２８】
これによって、２つの交流モータＭ１，Ｍ２が接続された場合にも、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性が基本特性に保持され、直流電源Ｂから出力された直流電圧Ｖｂが出力電圧Ｖｍに変換される。
【０２２９】
モータトルク制御手段３０１Ｃにおいては、フィードバック電圧指令演算部５２に代えてフィードバック電圧指令演算部５２Ａを適用してもよい。
【０２３０】
また、モータトルク制御手段３０１Ｃにおいては、フィードバック電圧指令演算部５２に代えてフィードバック電圧指令演算部５２Ｂを適用し、デューティー比変換部５４に代えてデューティー比変換部５４Ａを適用してもよい。
【０２３１】
フィードバック電圧指令演算部５２およびデューティー比変換部５４をモータトルク制御手段３０１Ｃに適用した場合、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性を基本特性に保持した直流電圧Ｖｂから出力電圧Ｖｍへの電圧変換は、図９に示すフローチャートに従って制御される。
【０２３２】
また、フィードバック電圧指令演算部５２Ａおよびデューティー比変換部５４をモータトルク制御手段３０１Ｃに適用した場合、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性を基本特性に保持した直流電圧Ｖｂから出力電圧Ｖｍへの電圧変換は、図１４に示すフローチャートに従って制御される。
【０２３３】
さらに、フィードバック電圧指令演算部５２Ｂおよびデューティー比変換部５４Ａをモータトルク制御手段３０１Ｃに適用した場合、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性を基本特性に保持した直流電圧Ｖｂから出力電圧Ｖｍへの電圧変換は、図１９に示すフローチャートに従って制御される。
【０２３４】
さらに、モータ駆動装置１００Ｃにおいては、駆動すべきモータは２個に限らず、３個以上であってもよい。たとえば、交流モータＭ１、交流モータＭ２およびエンジンをプラネタリーギア機構に接続し（エンジン出力軸をキャリア、交流モータＭ１をサンギア、交流モータＭ２をリングギアに接続し）、リングギアの出力軸を車両のたとえば、前輪駆動軸を回転できるように構成するとともに、第３の交流モータは、たとえば、後輪駆動軸を回転できるように車両に配置することができる。電気自動車やハイブリッド自動車の種々の形態に合わせて本発明を適宜アレンジしてもよい。
【０２３５】
再び、図２０を参照して、モータ駆動装置１００Ｃにおける全体動作について説明する。なお、制御装置３０Ｃは、フィードバック電圧指令演算部５２およびデューティー比演算部５４を含むものとして説明する。
【０２３６】
全体の動作が開始されると、制御装置３０Ｃは、信号ＳＥを生成してシステムリレーＳＲ１，２へ出力し、システムリレーＳＲ１，２がオンされる。直流電源Ｂは直流電圧をシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２を介して昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０２３７】
電圧センサー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３０Ｃへ出力する。また、電圧センサー１３は、コンデンサＣ２の両端の電圧Ｖｍを検出し、その検出した電圧Ｖｍを制御装置３０Ｃへ出力する。さらに、電流センサー２４は、交流モータＭ１に流れるモータ電流ＭＣＲＴ１を検出して制御装置３０Ｃへ出力し、電流センサー２８は、交流モータＭ２に流れるモータ電流ＭＣＲＴ２を検出して制御装置３０Ｃへ出力する。そして、制御装置３０Ｃは、外部ＥＣＵからトルク指令値ＴＲ１，２、およびモータ回転数ＭＲＮ１，２を受ける。
【０２３８】
そうすると、制御装置３０Ｃは、直流電圧Ｖｂ、出力電圧Ｖｍ、モータ電流ＭＣＲＴ１、トルク指令値ＴＲ１およびモータ回転数ＭＲＮ１に基づいて、上述した方法により信号ＰＷＭＩ１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１をインバータ１４へ出力する。また、制御装置３０Ｃは、直流電圧Ｖｂ、出力電圧Ｖｍ、モータ電流ＭＣＲＴ２、トルク指令値ＴＲ２およびモータ回転数ＭＲＮ２に基づいて、上述した方法により信号ＰＷＭＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ２をインバータ３１へ出力する。
【０２３９】
さらに、制御装置３０Ｃは、インバータ１４（または３１）が交流モータＭ１（またはＭ２）を駆動するとき、直流電圧Ｖｂ、出力電圧Ｖｍ、モータ電流ＭＣＲＴ１（またはＭＣＲＴ２）、トルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）、およびモータ回転数ＭＲＮ１（またはＭＲＮ２）に基づいて、上述した方法（実施の形態１）により昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をスイッチング制御するための信号ＰＷＵを生成し、その生成した信号ＰＷＵを昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０２４０】
すなわち、制御装置３０Ｃは、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ、出力電圧Ｖｍおよびバッテリ電圧Ｖｂに基づいて、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性が基本特性になるフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂと、補償率Ｒｃｏｍ，１−Ｒｃｏｍとを演算し、その演算したフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂおよび補償率Ｒｃｏｍ，１−Ｒｃｏｍに基づいて信号ＰＷＵ（信号ＰＷＵ０，ＰＷＵ１，ＰＷＵ２のいずれか）を生成する。そして、制御装置３０Ｃは、生成した信号ＰＷＵ（信号ＰＷＵ０，ＰＷＵ１，ＰＷＵ２のいずれか）を昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０２４１】
そうすると、昇圧コンバータ１２は、信号ＰＷＵ（信号ＰＷＵ０，ＰＷＵ１，ＰＷＵ２のいずれか）に応じて、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍに対する出力電圧Ｖｍの追従特性を基本特性に保持しながら、直流電源Ｂからの直流電圧を昇圧し、その昇圧した直流電圧をノードＮ１，Ｎ２を介してコンデンサＣ２に供給する。そして、インバータ１４は、コンデンサＣ２によって平滑化された直流電圧を制御装置３０Ｃからの信号ＰＷＭＩ１によって交流電圧に変換して交流モータＭ１を駆動する。また、インバータ３１は、コンデンサＣ２によって平滑化された直流電圧を制御装置３０Ｃからの信号ＰＷＭＩ２によって交流電圧に変換して交流モータＭ２を駆動する。これによって、交流モータＭ１は、トルク指令値ＴＲ１によって指定されたトルクを発生し、交流モータＭ２は、トルク指令値ＴＲ２によって指定されたトルクを発生する。
【０２４２】
また、モータ駆動装置１００Ｃ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、制御装置３０Ｃは、外部ＥＣＵから信号ＲＧＥを受け、その受けた信号ＲＧＥに応じて、信号ＰＷＭＣ１，２を生成してそれぞれインバータ１４，３１へ出力し、信号ＰＷＤを生成して昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０２４３】
そうすると、インバータ１４は、交流モータＭ１が発電した交流電圧を信号ＰＷＭＣ１に応じ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。また、インバータ３１は、交流モータＭ２が発電した交流電圧を信号ＰＷＭＣ２に応じ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。そして、昇圧コンバータ１２は、コンデンサＣ２からの直流電圧をノードＮ１，Ｎ２を介して受け、その受けた直流電圧を信号ＰＷＤによって降圧し、その降圧した直流電圧を直流電源Ｂに供給する。これにより、交流モータＭ１またはＭ２によって発電された電力が直流電源Ｂに充電される。
【０２４４】
なお、制御装置３０Ｃがフィードバック電圧指令演算部５２Ａおよびデューティー比演算部５４を含む場合、モータ駆動装置１００Ｃの全体動作は、上述した動作のうち、昇圧コンバータ１２による昇圧動作を図１４に示すフローチャートに従って行なわれる動作に代えたものである。
【０２４５】
また、制御装置Ｃがフィードバック電圧指令演算部５２Ｂおよびデューティー比演算部５４Ａを含む場合、モータ駆動装置１００Ｃの全体動作は、上述した動作のうち、昇圧コンバータ１２による昇圧動作を図１９に示すフローチャートに従って行なわれる動作に代えたものである。
【０２４６】
その他は、実施の形態１〜実施の形態３と同じである。
実施の形態４によれば、電圧変換装置は、直流電源からの直流電圧を変換した出力電圧が電圧指令になるように制御するフィードバック制御において、電圧指令に対する出力電圧の追従特性が基本特性になるように昇圧コンバータを制御する制御手段を備え、電圧変換装置によって変換された出力電圧は、複数のモータを駆動する複数のインバータに供給されるので、複数のモータが接続された場合にも、電圧指令に対する出力電圧の追従特性を一定に保持して直流電圧を出力電圧に変換できる。
【０２４７】
なお、上記においては、この発明を比例ゲインＰＧと積分ゲインＩＧとを用いたフィードバック制御に適用した場合について説明したが、この発明を比例ゲインＰＧと積分ゲインＩＧと微分ゲインＤＧとを用いたフィードバック制御に適用してもよい。
【０２４８】
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。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態１による電圧変換装置を備えたモータ駆動装置の概略ブロック図である。
【図２】 図１に示す制御装置の機能ブロック図である。
【図３】 図２に示すモータトルク制御手段の機能を説明するための機能ブロック図である。
【図４】 図３に示すフィードバック電圧指令演算部およびデューティー比変換部の機能を説明するための機能ブロック図である。
【図５】 フィードバック電圧指令と昇圧コンバータの出力電圧との関係図である。
【図６】 図４に示すデューティー比演算部が生成するデューティー比を説明するための図である。
【図７】 図３に示すデューティー比変換部が生成する信号のタイミングチャートである。
【図８】 制御パターンのタイミングチャートである。
【図９】 実施の形態１における電圧変換を制御する動作を説明するためのフローチャートである。
【図１０】 実施の形態２による電圧変換装置を備えたモータ駆動装置の概略ブロック図である。
【図１１】 図９に示す制御装置の機能ブロック図である。
【図１２】 図１０に示すモータトルク制御手段の機能を説明するための機能ブロック図である。
【図１３】 図１１に示すフィードバック電圧指令演算部およびデューティー比変換部の機能を説明するための機能ブロック図である。
【図１４】 実施の形態２における電圧変換を制御する動作を説明するためのフローチャートである。
【図１５】 実施の形態３による電圧変換装置を備えたモータ駆動装置の概略ブロック図である。
【図１６】 図１４に示す制御装置の機能ブロック図である。
【図１７】 図１５に示すモータトルク制御手段の機能を説明するための機能ブロック図である。
【図１８】 図１６に示すフィードバック電圧指令演算部およびデューティー比変換部の機能を説明するための機能ブロック図である。
【図１９】 実施の形態３における電圧変換を制御する動作を説明するためのフローチャートである。
【図２０】 実施の形態４による電圧変換装置を備えたモータ駆動装置の概略ブロック図である。
【図２１】 図１９に示す制御装置の機能ブロック図である。
【図２２】 図２０に示すモータトルク制御手段の機能を説明するための機能ブロック図である。
【図２３】 従来のモータ駆動装置の概略ブロック図である。
【符号の説明】
１０，１３，３２０ 電圧センサー、１２ 昇圧コンバータ、１４，３１，３３０ インバータ、１５ Ｕ相アーム、１６ Ｖ相アーム、１７ Ｗ相アーム、２４，２８ 電流センサー、３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ 制御装置、４０ モータ制御用相電圧演算部、４２ インバータ用ＰＷＭ信号変換部、５０ インバータ入力電圧指令演算部、５２，５２Ａ，５２Ｂ フィードバック電圧指令演算部、５４，５４Ａ デューティー比変換部、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，３００ モータ駆動装置、３０１，３０１Ａ，３０１Ｂ，３０１Ｃ モータトルク制御手段、３０２，３０２Ａ 電圧変換制御手段、３１０ 双方向コンバータ、５２１ 減算器、５２２ ゲイン決定部、５２３，５２３Ａ ＰＩ制御器、５２４，５２４Ａ，５４４ 補正器、５２５ 前向き補償器、５４１ デューティー比演算部、５４２ 加算器、５４３ ＰＷＭ信号変換部、Ｂ 直流電源、ＳＲ１，ＳＲ２ システムリレー、Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ、Ｌ１，３１１リアクトル、Ｑ１〜Ｑ８，３１２，３１３ ＮＰＮトランジスタ、Ｄ１〜Ｄ８，３１４，３１５ ダイオード、Ｍ１，Ｍ２ 交流モータ。
Claims (33)
- 出力電圧が指令電圧になるように直流電源からの直流電圧を前記出力電圧に変換する電圧変換装置であって、
前記直流電圧の電圧レベルを変えて出力電圧を出力する電圧変換器と、
前記電圧変換器から出力された出力電圧を検出する検出手段と、
前記検出された出力電圧と前記指令電圧とに基づいて、前記指令電圧に対する前記出力電圧のフィードバック制御における追従特性を基本特性に一致させ、かつ、前記出力電圧が前記指令電圧になるように前記電圧変換器を制御する制御手段とを備える電圧変換装置。 - 前記電圧変換器は、チョッパ回路から成り、
前記制御手段は、
前記出力電圧と前記指令電圧との誤差を検出し、その検出した誤差に応じて前記フィードバック制御における制御ゲインを決定し、その決定した制御ゲインと、前記出力電圧と前記誤差とに基づいて、前記追従特性が前記基本特性になるように前記フィードバック制御におけるフィードバック電圧指令を演算するフィードバック電圧指令演算部と、
前記演算されたフィードバック電圧指令に基づいて、前記チョッパ回路におけるスイッチングデューティー比を演算するデューティー比演算部と、
前記スイッチングデューティー比を有するスイッチング信号を生成し、その生成したスイッチング信号を前記チョッパ回路へ出力するスイッチング信号生成部とを含む、請求項１に記載の電圧変換装置。 - 前記フィードバック電圧指令演算部は、前記制御ゲインを用いて演算されたフィードバック予備電圧指令を前記追従特性が前記基本特性になるように補正することにより前記フィードバック指令電圧を演算する、請求項２に記載の電圧変換装置。
- 前記フィードバック電圧指令演算部は、
前記出力電圧と前記指令電圧との誤差を演算する減算器と、
前記誤差に基づいて前記制御ゲインを決定するゲイン決定部と、
前記決定された制御ゲインに基づいて前記フィードバック予備電圧指令を演算する演算器と、
前記追従特性が前記基本特性になるときの基準電圧に前記出力電圧を換算することにより前記フィードバック予備電圧指令を補正して前記フィードバック電圧指令を出力する補正器とを含む、請求項３に記載の電圧変換装置。 - 前記補正器は、前記出力電圧に対する前記基準電圧の比を演算し、その演算結果を前記フィードバック予備電圧指令に乗算することにより前記フィードバック予備電圧指令を補正する、請求項４に記載の電圧変換装置。
- 前記フィードバック電圧指令演算部は、前記追従特性が前記基本特性になるように前記誤差を補正することにより前記フィードバック電圧指令を演算する、請求項２に記載の電圧変換装置。
- 前記フィードバック電圧指令演算部は、
前記出力電圧と前記指令電圧との誤差を演算する減算器と、
前記追従特性が前記基本特性になるように前記誤差を補正する補正器と、
前記誤差に基づいて前記制御ゲインを決定するゲイン決定部と、
前記決定された制御ゲインと前記補正された誤差とに基づいて前記フィードバック電圧指令を演算する演算器とを含む、請求項６に記載の電圧変換装置。 - 前記補正器は、前記追従特性が前記基本特性になるときの基準電圧に前記出力電圧を換算することにより前記誤差を補正する、請求項７に記載の電圧変換装置。
- 前記補正器は、前記出力電圧に対する前記基準電圧の比を演算し、その演算結果を前記誤差に乗算することにより前記誤差を補正する、請求項８に記載の電圧変換装置。
- 前記電圧変換器は、チョッパ回路から成り、
前記制御手段は、
前記出力電圧と前記指令電圧との誤差を検出し、その検出した誤差に応じて前記フィードバック制御における制御ゲインを決定し、その決定した制御ゲインと前記出力電圧と前記誤差とに基づいて、前記フィードバック制御におけるフィードバック予備電圧指令を演算するフィードバック電圧指令演算部と、
前記演算されたフィードバック予備電圧指令および前記出力電圧に基づいて、前記追従特性が前記基本特性になるように前記チョッパ回路におけるスイッチングデューティー比を演算するデューティー比演算部と、
前記スイッチングデューティー比を有するスイッチング信号を生成し、その生成したスイッチング信号を前記チョッパ回路へ出力するスイッチング信号生成部とを含む、請求項１に記載の電圧変換装置。 - 前記デューティー比演算部は、前記フィードバック予備電圧指令を用いて演算された予備デューティー比を前記追従特性が前記基本特性になるように補正することにより前記スイッチングデューティー比を演算する、請求項１０に記載の電圧変換装置。
- 前記デューティー比演算部は、
前記フィードバック予備電圧指令に応じた前記予備デューティー比を演算する演算器と、
前記追従特性が前記基本特性になるように前記予備デューティー比を補正する補正器とを含む、請求項１１に記載の電圧変換装置。 - 前記補正器は、前記追従特性が前記基本特性になるときの基準電圧に前記出力電圧を換算することにより前記予備デューティー比を補正する、請求項１２に記載の電圧変換装置。
- 前記補正器は、前記出力電圧に対する前記基準電圧の比を演算し、その演算結果を前記予備デューティー比に乗算することにより前記予備デューティー比を補正する、請求項１３に記載の電圧変換装置。
- 出力電圧が指令電圧になるようにフィードバック制御し、直流電源からの直流電圧を前記出力電圧に変換する電圧変換方法であって、
前記出力電圧を検出する第１のステップと、
前記指令電圧と前記出力電圧との誤差を検出する第２のステップと、
前記検出した誤差に応じて制御ゲインを決定する第３のステップと、
前記決定した制御ゲインと、前記検出した誤差と、前記検出した出力電圧とに基づいて、前記指令電圧に対する前記出力電圧の前記フィードバック制御における追従特性を基本特性に一致させ、かつ、前記出力電圧が前記指令電圧になるように前記直流電圧を前記出力電圧に変換する第４のステップとを含む電圧変換方法。 - 前記直流電圧は、チョッパ回路により前記出力電圧に変換され、
前記第４のステップは、
前記制御ゲインと、前記誤差と、前記出力電圧とに基づいて、前記フィードバック制御における前記追従特性を前記基本特性に一致させるフィードバック電圧指令を演算する第１のサブステップと、
前記フィードバック電圧指令を用いて、前記チョッパ回路におけるスイッチングデューティー比を演算する第２のサブステップと、
前記スイッチングデューティー比に基づいて、前記出力電圧が前記指令電圧になるように前記チョッパ回路を制御する第３のサブステップとを含む、請求項１５に記載の電圧変換方法。 - 前記第１のサブステップは、
前記制御ゲインと前記誤差とに基づいて、前記フィードバック制御におけるフィードバック予備電圧指令を演算するステップと、
前記出力電圧を用いて前記フィードバック予備電圧指令を補正し、前記フィードバック電圧指令を演算するステップとを含む、請求項１６に記載の電圧変換方法。 - 前記フィードバック電圧指令を演算するステップは、
前記追従特性が前記基本特性になる基準電圧に前記出力電圧を換算するときの換算比を演算するステップと、
前記フィードバック予備電圧指令に前記換算比を乗算して前記フィードバック電圧指令を演算するステップとを含む、請求項１７に記載の電圧変換方法。 - 前記第１のサブステップは、
前記出力電圧を用いて前記誤差を補正し、前記追従特性が前記基本特性になる補正誤差を演算するステップと、
前記制御ゲインと前記補正誤差とに基づいて前記フィードバック電圧指令を演算するステップとを含む、請求項１６に記載の電圧変換方法。 - 前記補正誤差を演算するステップは、
前記追従特性が前記基本特性になる基準電圧に前記出力電圧を換算するときの換算比を演算するステップと、
前記誤差に前記換算比を乗算して前記補正誤差を演算するステップとを含む、請求項１９に記載の電圧変換方法。 - 前記直流電圧は、チョッパ回路により前記出力電圧に変換され、
前記第４のステップは、
前記制御ゲインおよび前記誤差に基づいて前記フィードバック制御におけるフィードバック予備電圧指令を演算する第１のサブステップと、
前記フィードバック予備電圧指令に基づいて、前記チョッパ回路における予備スイッチングデューティー比を演算する第２のサブステップと、
前記出力電圧を用いて前記予備スイッチングデューティー比を補正し、前記追従特性が前記基本特性になるスイッチングデューティー比を演算する第３のサブステップと、
前記スイッチングデューティー比に基づいて、前記出力電圧が前記指令電圧になるように前記チョッパ回路を制御する第４のサブステップとを含む、請求項１５に記載の電圧変換方法。 - 前記第３のサブステップは、
前記追従特性が前記基本特性になる基準電圧に前記出力電圧を換算するときの換算比を演算するステップと、
前記予備スイッチングデューティー比に前記換算比を乗算して前記スイッチングデューティー比を演算するステップとを含む、請求項２１に記載の電圧変換方法。 - 出力電圧が指令電圧になるようにフィードバック制御し、直流電源からの直流電圧を前記出力電圧に変換する電圧変換の制御をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体であって、
前記出力電圧を検出する第１のステップと、
前記指令電圧と前記出力電圧との誤差を検出する第２のステップと、
前記検出した誤差に応じて制御ゲインを決定する第３のステップと、
前記決定した制御ゲインと、前記検出した誤差と、前記検出した出力電圧とに基づいて、前記指令電圧に対する前記出力電圧の前記フィードバック制御における追従特性を基本特性に一致させ、かつ、前記出力電圧が前記指令電圧になるように前記直流電圧を前記出力電圧に変換する第４のステップとをコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。 - 前記直流電圧は、チョッパ回路により前記出力電圧に変換され、
前記第４のステップは、
前記制御ゲインと、前記誤差と、前記出力電圧とに基づいて、前記フィードバック制御における前記追従特性を前記基本特性に一致させるフィードバック電圧指令を演算する第１のサブステップと、
前記フィードバック電圧指令を用いて、前記チョッパ回路におけるスイッチングデューティー比を演算する第２のサブステップと、
前記スイッチングデューティー比に基づいて、前記出力電圧が前記指令電圧になるように前記チョッパ回路を制御する第３のサブステップとを含む、請求項２３に記載のコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。 - 前記第１のサブステップは、
前記制御ゲインと前記誤差とに基づいて、前記フィードバック制御におけるフィードバック予備電圧指令を演算するステップと、
前記出力電圧を用いて前記フィードバック予備電圧指令を補正し、前記フィードバック電圧指令を演算するステップとを含む、請求項２４に記載のコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。 - 前記フィードバック電圧指令を演算するステップは、
前記追従特性が前記基本特性になる基準電圧に前記出力電圧を換算するときの換算比を演算するステップと、
前記フィードバック予備電圧指令に前記換算比を乗算して前記フィードバック電圧指令を演算するステップとを含む、請求項２５に記載のコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。 - 前記第１のサブステップは、
前記出力電圧を用いて前記誤差を補正し、前記追従特性が前記基本特性になる補正誤差を演算するステップと、
前記制御ゲインと前記補正誤差とに基づいて前記フィードバック電圧指令を演算するステップとを含む、請求項２４に記載のコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。 - 前記補正誤差を演算するステップは、
前記追従特性が前記基本特性になる基準電圧に前記出力電圧を換算するときの換算比を演算するステップと、
前記誤差に前記換算比を乗算して前記補正誤差を演算するステップとを含む、請求項２７に記載のコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。 - 前記直流電圧は、チョッパ回路により前記出力電圧に変換され、
前記第４のステップは、
前記制御ゲインおよび前記誤差に基づいて前記フィードバック制御におけるフィードバック予備電圧指令を演算する第１のサブステップと、
前記フィードバック予備電圧指令に基づいて、前記チョッパ回路における予備スイッチングデューティー比を演算する第２のサブステップと、
前記出力電圧を用いて前記予備スイッチングデューティー比を補正し、前記追従特性が前記基本特性になるスイッチングデューティー比を演算する第３のサブステップと、
前記スイッチングデューティー比に基づいて、前記出力電圧が前記指令電圧になるように前記チョッパ回路を制御する第４のサブステップとを含む、請求項２３に記載のコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。 - 前記第３のサブステップは、
前記追従特性が前記基本特性になる基準電圧に前記出力電圧を換算するときの換算比を演算するステップと、
前記予備スイッチングデューティー比に前記換算比を乗算して前記スイッチングデューティー比を演算するステップとを含む、請求項２９に記載のコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。 - 前記制御手段は、前記追従特性が前記基本特性となるときの前記出力電圧である基準電圧と前記検出された出力電圧との比に基づいて、前記追従特性を前記基本特性に一致させた前記フィードバック制御を行なう、請求項１に記載の電圧変換装置。
- 前記第４のステップは、前記追従特性が前記基本特性となるときの前記出力電圧である基準電圧と前記検出した出力電圧との比に基づいて、前記追従特性を前記基本特性に一致させた前記フィードバック制御を行なう、請求項１５に記載の電圧変 換方法。
- 前記第４のステップは、前記追従特性が前記基本特性となるときの前記出力電圧である基準電圧と前記検出した出力電圧との比に基づいて、前記追従特性を前記基本特性に一致させた前記フィードバック制御を行なう、請求項２３に記載のコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
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