JP3969165B2 - 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

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ための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に変換し、その変換した交流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。
【０００５】
すなわち、ハイブリッド自動車または電気自動車は、図３３に示すモータ駆動装置を搭載している。図３３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が配置されている。
【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Ｖｃ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Ｖｃ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Ｖｃが電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ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Ｖｃが電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ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Ｖｃが電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ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、直流電源の内部抵抗が温度変化や経年劣化により変化したとき、双方向コンバータの出力電圧Ｖｃが電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍになるように制御できないという問題が生じる。たとえば、直流電源の内部抵抗が小さくなった場合、双方向コンバータの出力電圧がハンチング（振動）し、直流電源の内部抵抗が大きくなった場合、双方向コンバータの出力電圧がオーバーシュートまたはアンダーシュートする。
【００１４】
このような問題は、双方向コンバータを構成するリアクトルが劣化した場合にも生じる。
【００１５】
また、インバータ３３０における交流モータＭ１の制御モードには、ＰＷＭ制御モード、過変調制御モード、および矩形制御モードがある。そして、これらの制御モードは、インバータ３３０に含まれるＮＰＮトランジスタをオン／オフする周波数（「キャリア周波数」と言う。以下、同じ。）が相互に異なる。
【００１６】
したがって、ある制御モードに適した制御ゲインを決定し、その決定した制御ゲインに固定すると、交流モータＭ１の制御モードがある制御モード以外の制御モードに変更した場合、出力電圧のハンチング（振動）、オーバーシュートおよびアンダーシュートが生じるという問題がある。
【００１７】
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、昇圧された出力電圧またはモータの制御モードが変動しても、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電圧変換装置を提供することである。
【００１８】
また、この発明の別の目的は、昇圧された出力電圧またはモータの制御モードが変動しても、出力電圧が電圧指令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。
【００１９】
さらに、この発明の別の目的は、昇圧された出力電圧またはモータの制御モードが変動しても、出力電圧が電圧指令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ための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。
【００２０】
【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、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、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、指令電圧と検出された出力電圧との誤差、および指令電圧の変化率を検出し、検出した誤差および変化率に応じて出力電圧のフィードバック制御における制御ゲインを調整し、その調整した制御ゲインを用いたフィードバック制御により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制御手段とを備える。
【００２１】
電圧変換器からの出力電圧の変動に応じてフィードバック制御における制御ゲインが調整される。そして、調整された制御ゲインを用いて出力電圧が指令電圧になるようにフィードバック制御される。
【００２２】
したがって、この発明によれば、電圧変換器の出力電圧が変動しても出力電圧を指令電圧に一致させることができる。
【００２３】
好ましくは、検出手段は、電圧変換器への入力電圧を検出し、その検出した入力電圧と電圧変換器における変換比率とに基づいて出力電圧を検出する。
【００２４】
電圧変換器への入力電圧を検出して電圧変換器の出力電圧が求められる。そして、出力電圧が指令電圧に一致するようにフィードバック制御される。
【００２５】
したがって、この発明によれば、電圧変換器への入力電圧が変動しても、出力電圧を指令電圧に一致させることができる。
【００２６】
好ましくは、検出手段は、直流電源の温度に基づいて直流電源から出力される直流電圧を検出し、その検出した直流電源と電圧変換器における変換比率とに基づいて出力電圧を検出する。
【００２７】
直流電源から出力される直流電圧を検出して電圧変換器の出力電圧が求められる。そして、出力電圧が指令電圧に一致するようにフィードバック制御される。
【００２８】
したがって、この発明によれば、直流電源から出力される直流電圧が変動しても出力電圧を指令電圧に一致させることができる。
【００２９】
また、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、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、直流電源の内部抵抗の変動を検出する検出手段と、検出された内部抵抗の変動に応じて出力電圧のフィードバック制御における制御ゲインを調整し、その調整した制御ゲインを用いたフィードバック制御により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制御手段とを備える。
【００３０】
直流電源の内部抵抗の変動が検出され、その検出された内部抵抗の変動に応じてフィードバック制御における制御ゲインが調整される。そして、調整された制御ゲインを用いて出力電圧が指令電圧になるようにフィードバック制御される。
【００３１】
したがって、この発明によれば、直流電源の内部抵抗が変動しても出力電圧を指令電圧に一致させることができる。
【００３２】
好ましくは、制御手段は、指令電圧の変化率が第１の基準値よりも小さく、かつ、指令電圧と出力電圧との誤差の絶対値が第２の基準値よりも大きいとき制御ゲインを下げる第１のゲイン調整を行ない、変化率が第１の基準値よりも大きく、かつ、誤差の絶対値が第２の基準値よりも大きいとき制御ゲインを上げる第２のゲイン調整を行ない、変化率が第１の基準値よりも小さく、かつ、誤差の絶対値が第２の基準値よりも小さいとき、または変化率が第１の基準値よりも大きく、かつ、誤差の絶対値が第２の基準値よりも小さいとき制御ゲインを保持する第３のゲイン調整を行なう。
【００３３】
指令電圧の変化率と、指令電圧と電圧変換器の出力電圧との誤差とによりフィードバック制御が、ハンチング状態、オーバーシュート状態、およびアンダーシュート情報のいずれの状態であるかが検出され、その検出された各状態に応じて制御ゲインが調整される。
【００３４】
したがって、この発明によれば、電圧変換器の出力電圧が変動しても、出力電圧を指令電圧に一致させるための制御ゲインを的確に設定できる。
【００３５】
より好ましくは、制御手段は、変化率判定部と、誤差検出部と、制御ゲイン調整部と、制御部とを含む。変化率判定部は、指令電圧の変化率を検出し、検出した変化率が第１の基準値よりも小さいか否かを判定する。誤差検出部は、指令電圧と出力電圧との誤差を検出する。制御ゲイン調整部は、変化率判定部からの判定結果と誤差検出部からの誤差とに基づいて第１から第３のゲイン調整のいずれかを行なう。制御部は、制御ゲイン調整部により調整された制御ゲインを用いて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。
【００３６】
指令電圧の変化率と、指令電圧と電圧変換器の出力電圧との誤差とが独立に検出される。そして、出力電圧を指令電圧に一致させるように、検出された変化率および誤差に応じて制御ゲインが調整され、その調整された制御ゲインを用いて出力電圧が指令電圧に一致するようにフィードバック制御される。
【００３７】
したがって、この発明によれば、何らかの要因によって出力電圧が指令電圧からずれても、的確に、出力電圧を指令電圧に一致させることができる。
【００３８】
さらに好ましくは、出力電圧は、交流モータを駆動するインバータに入力される。
【００３９】
インバータは、電圧変換器からの出力電圧を交流電圧に変換してモータを駆動する。
【００４０】
したがって、この発明によれば、モータのトルクを安定させることができる。さらに、この発明によれば、電圧変換装置は、交流モータを駆動するための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、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、交流モータの制御モードを検出するモード検出手段と、検出された制御モードに応じて出力電圧のフィードバック制御における制御ゲインを調整し、その調整した制御ゲインを用いたフィードバック制御により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制御手段とを備える。
【００４１】
交流モータの制御モードが検出され、その検出された制御モードに応じてフィードバック制御における制御ゲインが調整される。そして、その調整された制御ゲインを用いて電圧変換器の出力電圧が指令電圧になるようにフィードバック制御される。
【００４２】
したがって、この発明によれば、交流モータの制御モードが変動しても出力電圧が指令電圧に一致するようにフィードバック制御を行なうことができる。
【００４３】
さらに、この発明によれば、電圧変換装置は、交流モータを駆動するための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、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、交流モータの制御モードを検出するモード検出手段と、電圧変換器から出力された出力電圧を検出する電圧検出手段と、指令電圧と検出された出力電圧との誤差、および指令電圧の変化率を検出する検出手段と、出力電圧のフィードバック制御における制御ゲインを検出された制御モードに好適な制御ゲインに調整し、その調整した好適な制御ゲインを検出された誤差および変化率に基づいて最適な制御ゲインにさらに調整し、その調整した最適な制御ゲインを用いたフィードバック制御により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制御手段とを備える。
【００４４】
交流モータの制御モードが検出され、電圧変換器からの出力電圧のフィードバック制御における制御ゲインが、検出された制御モードに好適な制御ゲインに調整される。そして、出力電圧の変動が検出され、その検出された出力電圧の変動に応じて、好適な制御ゲインがさらに調整されてフィードバック制御における制御ゲインが最適な制御ゲインに設定される。そうすると、最適な制御ゲインを用いて出力電圧が指令電圧に一致するようにフィードバック制御が行なわれる。
【００４５】
したがって、この発明によれば、交流モータの制御モードの変動、または出力電圧の変動に対して、出力電圧を指令電圧に一致させることができる。
【００４６】
好ましくは、好適な制御ゲインから最適な制御ゲインへの調整時、制御手段は、指令電圧の変化率が第１の基準値よりも小さく、かつ、指令電圧と出力電圧との誤差の絶対値が第２の基準値よりも大きいとき制御ゲインを下げる第１のゲイン調整を行ない、変化率が第１の基準値よりも大きく、かつ、誤差の絶対値が第２の基準値よりも大きいとき制御ゲインを上げる第２のゲイン調整を行ない、変化率が第１の基準値よりも小さく、かつ、誤差の絶対値が第２の基準値よりも小さいとき、または変化率が第１の基準値よりも大きく、かつ、誤差の絶対値が第２の基準値よりも小さいとき制御ゲインを保持する第３のゲイン調整を行なう。
【００４７】
モータの各制御モードに応じて制御ゲインが調整され、好適な制御ゲインから最適な制御ゲインへの調整時、指令電圧の変化率と、指令電圧と電圧変換器の出力電圧との誤差とによりフィードバック制御が、ハンチング状態、オーバーシュート状態、およびアンダーシュート情報のいずれの状態であるかが検出され、その検出された各状態に応じて制御ゲインが最適な制御ゲインに調整される。
【００４８】
したがって、この発明によれば、交流モータの各制御モードにおいて、最適な制御ゲインを設定できる。
【００４９】
より好ましくは、制御手段は、指令電圧の変化率を検出し、検出した変化率が第１の基準値よりも小さいか否かを判定する変化率判定部と、指令電圧と出力電圧との誤差を検出する誤差検出部と、変化率判定部からの判定結果と誤差検出部からの誤差とに基づいて第１から第３のゲイン調整のいずれかを行なう制御ゲイン調整部と、制御ゲイン調整部により調整された制御ゲインを用いて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制御部とを含む。
【００５０】
指令電圧の変化率と、指令電圧と電圧変換器の出力電圧との誤差とが独立に検出される。そして、出力電圧を指令電圧に一致させるように、検出された変化率および誤差に応じて制御ゲインが最適な制御ゲインに調整され、その調整された最適な制御ゲインを用いて出力電圧が指令電圧に一致するようにフィードバック制御される。
【００５１】
したがって、この発明によれば、交流モータの各制御モードにおいて、何らかの要因によって出力電圧が指令電圧からずれても、的確に、出力電圧を指令電圧に一致させることができる。
【００５２】
さらに好ましくは、モード検出手段は、キャリア周波数が異なる制御モードを検出する。
【００５３】
キャリア周波数の異なる制御モードが検出され、その検出された制御モードに応じて制御ゲインが調整される。
【００５４】
したがって、交流モータの制御モードがキャリア周波数の異なる制御モード間で変化しても出力電圧が指令電圧に一致するようにフィードバック制御できる。
【００５５】
さらに好ましくは、制御手段は、検出された制御モードのキャリア周波数に応じて制御ゲインを調整する。
【００５６】
フィードバック制御における制御ゲインが、検出された制御モードにおけるキャリア周波数に適した制御ゲインに調整される。
【００５７】
したがって、この発明によれば、電圧変換器の出力電圧を指令電圧にすみやかに一致させることができる。
【００５８】
さらに好ましくは、制御手段は、検出された制御モードのキャリア周波数が高くなるに従って制御ゲインをキャリア周波数が低いときの制御ゲインよりも大きい制御ゲインに調整する。
【００５９】
ハンチング、オーバーシュート、およびアンダーシュートが生じないようにフィードバック制御における制御ゲインが調整される。
【００６０】
したがって、この発明によれば、交流モータの制御モードがキャリア周波数の異なる制御モード間で切換わっても電圧変換器の出力電圧を指令電圧にすみやかに一致させることができる。
【００６１】
さらに好ましくは、モード検出手段は、複数の交流モータに対応する複数の制御モードを検出し、制御手段は、検出された複数の制御モードに応じて制御ゲインを調整する。
【００６２】
制御ゲインが、複数の交流モータの制御モードに適するように調整される。
したがって、この発明によれば、電圧変換器の出力電圧が複数の交流モータの駆動に用いられる場合にも、出力電圧を指令電圧にスムーズに一致させることができる。
【００６３】
さらに好ましくは、制御手段は、検出された複数の制御モードの組合わせに応じて決定されるフィードバック制御における電力変動を検出し、その検出した電力変動に応じて制御ゲインを調整する。
【００６４】
複数の交流モータの各々の制御モードが切換わることにより生じるフィードバック制御における電力変動が検出される。そして、その検出された電力変動によって制御ゲインが調整される。
【００６５】
したがって、この発明によれば、複数の交流モータの全体の制御モードに適合するように制御ゲインを調整できる。
【００６６】
さらに好ましくは、制御手段は、検出された電力変動が大きいほど制御ゲインの下げ幅を大きくして制御ゲインを調整する。
【００６７】
複数の交流モータの制御モードが切換わることにより電力が変動し、その変動後の電力に適合するように制御ゲインが調整される。
【００６８】
したがって、この発明によれば、複数の交流モータにおいて制御モードが切換わっても電圧変換器の出力電圧を指令電圧にスムーズに一致させることができる。
【００６９】
さらに好ましくは、モード検出手段は、交流モータの回転数と交流モータのトルクとを受け、その受けた回転数およびトルクに基づいて制御モードを検出する。
【００７０】
交流モータの回転数および交流モータのトルクは、交流モータの制御モードによって異なる。したがって、交流モータの制御モードが交流モータのトルクと交流モータの回転数とにより検出される。
【００７１】
したがって、この発明によれば、複数の交流モータの制御モードを正確に検出できる。
【００７２】
さらに好ましくは、モード検出手段は、交流モータの回転数と交流モータのトルクとの関係を示すマップを保持し、受けた回転数およびトルクが含まれるマップの領域を検出することにより制御モードを検出する。
【００７３】
トルクと回転数との関係を示すマップを参照して各交流モータの制御モードが検出される。
【００７４】
したがって、この発明によれば、複数の交流モータの制御モードを迅速に検出できる。
【００７５】
さらに好ましくは、制御ゲインは、フィードバック制御におけるＰＩ制御ゲインである。
【００７６】
フィードバック制御における積分ゲインおよび比例ゲインが調整される。
したがって、この発明によれば、電圧変換器の出力電圧を指令電圧に正確に一致させることができる。
【００７７】
さらに好ましくは、交流モータは、車両用モータである。
電圧変換器の出力電圧は、車両に搭載される交流モータの駆動用に用いられる。
【００７８】
したがって、この発明によれば、車両の駆動輪を安定して駆動できる。
さらに、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、および指令電圧の変化率を検出する第２のステップと、変化率および誤差に基づいて出力電圧のフィードバック制御における制御ゲインを調整する第３のステップと、調整された制御ゲインを用いたフィードバック制御により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。
【００７９】
出力電圧が変動しても、出力電圧が指令電圧に一致するようにフィードバック制御される。
【００８０】
したがって、この発明によれば、安定して出力電圧を出力できる。
好ましくは、第１のステップは、直流電圧を出力電圧へ変換する電圧変換器へ入力される入力電圧を検出する第１のサブステップと、検出された入力電圧と電圧変換器における変換比率とに基づいて出力電圧を検出する第２のサブステップとを含む。
【００８１】
電圧変換器への入力電圧が検出され、その検出された入力電圧と、既知の電圧変換率とを用いて電圧変換器の出力電圧が検出される。
【００８２】
したがって、この発明によれば、電圧変換器への入力電圧の変動に対して、出力電圧が指令電圧に一致するようにフィードバック制御を行なうことができる。
【００８３】
好ましくは、第１のステップは、直流電源の温度を検出し、その検出した温度に基づいて直流電圧を出力電圧へ変換する電圧変換器へ入力される入力電圧を検出する第１のサブステップと、検出された入力電圧と、電圧変換器における変換比率とに基づいて出力電圧を検出する第２のサブステップとを含む。
【００８４】
直流電源の温度により直流電源から出力される直流電圧が求められる。そして、求められた直流電圧、すなわち、電圧変換器の入力電圧と電圧変換率とにより電圧変換器の出力電圧が検出される。
【００８５】
したがって、この発明によれば、直流電源の温度変化に起因して電圧変換器への入力電圧が変動しても、出力電圧が指令電圧に一致するようにフィードバック制御を行なうことができる。
【００８６】
より好ましくは、第３のステップにおいて、指令電圧の変化率が第１の基準値よりも小さく、かつ、指令電圧と出力電圧との誤差の絶対値が第２の基準値よりも大きいとき制御ゲインは下げられ、変化率が第１の基準値よりも大きく、かつ、誤差の絶対値が第２の基準値よりも大きいとき制御ゲインは上げられ、変化率が第１の基準値よりも小さく、かつ、誤差の絶対値が第２の基準値よりも小さいとき、または変化率が第１の基準値よりも大きく、かつ、誤差の絶対値が第２の基準値よりも小さいとき制御ゲインは保持される。
【００８７】
指令電圧の変化率と、指令電圧と電圧変換器の出力電圧との誤差とによりフィードバック制御が、ハンチング状態、オーバーシュート状態、およびアンダーシュート情報のいずれの状態であるかが検出され、その検出された各状態に応じて制御ゲインが調整される。
【００８８】
したがって、この発明によれば、電圧変換器の出力電圧が変動しても、出力電圧を指令電圧に一致させるための制御ゲインを的確に設定できる。
【００８９】
さらに、この発明によれば、電圧変換方法は、交流モータを駆動するための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方法であって、交流モータの制御モードを検出する第１のステップと、検出された制御モードに応じて出力電圧のフィードバック制御における制御ゲインを調整する第２のステップと、調整された制御ゲインを用いたフィードバック制御により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３のステップとを含む。
【００９０】
交流モータの制御モードが検出され、その検出された制御モードに応じてフィードバック制御における制御ゲインが調整される。そして、その調整された制御ゲインを用いて電圧変換器の出力電圧が指令電圧になるようにフィードバック制御される。
【００９１】
したがって、この発明によれば、交流モータの制御モードが変動しても出力電圧が指令電圧に一致するようにフィードバック制御を行なうことができる。
【００９２】
さらに、この発明によれば、電圧変換方法は、交流モータを駆動するための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方法であって、交流モータの制御モードを検出する第１のステップと、出力電圧のフィードバック制御における制御ゲインを検出された制御モードに好適な制御ゲインに調整する第２のステップと、出力電圧を検出する第３のステップと、指令電圧と出力電圧との誤差、および指令電圧の変化率を検出する第４のステップと、検出された変化率および誤差に基づいて好適な制御ゲインを最適な制御ゲインに調整する第５のステップと、調整された最適な制御ゲインを用いたフィードバック制御により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６のステップとを含む。
【００９３】
交流モータの制御モードが検出され、電圧変換器から出力される出力電圧のフィードバック制御における制御ゲインが、検出された制御モードに好適な制御ゲインに調整される。そして、出力電圧の変動が検出され、その検出された出力電圧の変動に応じて、好適な制御ゲインがさらに調整されてフィードバック制御における制御ゲインが最適な制御ゲインに設定される。そうすると、最適な制御ゲインを用いて出力電圧が指令電圧に一致するようにフィードバック制御が行なわれる。
【００９４】
したがって、この発明によれば、交流モータの制御モードの変動、または出力電圧の変動に対して、出力電圧を指令電圧に一致させることができる。
【００９５】
好ましくは、第５のステップにおいて、指令電圧の変化率が第１の基準値よりも小さく、かつ、指令電圧と出力電圧との誤差の絶対値が第２の基準値よりも大きいとき好適な制御ゲインは下げられて最適な制御ゲインに調整され、変化率が第１の基準値よりも大きく、かつ、誤差の絶対値が第２の基準値よりも大きいとき好適な制御ゲインは上げられて最適な制御ゲインに調整され、変化率が第１の基準値よりも小さく、かつ、誤差の絶対値が第２の基準値よりも小さいとき、または変化率が第１の基準値よりも大きく、かつ、誤差の絶対値が第２の基準値よりも小さいとき好適な制御ゲインは保持されて最適な制御ゲインに調整される。
【００９６】
モータの各制御モードに応じて制御ゲインが調整され、好適な制御ゲインから最適な制御ゲインへの調整時、指令電圧の変化率と、指令電圧と電圧変換器の出力電圧との誤差とによりフィードバック制御が、ハンチング状態、オーバーシュート状態、およびアンダーシュート情報のいずれの状態であるかが検出され、その検出された各状態に応じて制御ゲインが最適な制御ゲインに調整される。
【００９７】
したがって、この発明によれば、交流モータの各制御モードにおいて、最適な制御ゲインを設定できる。
【００９８】
より好ましくは、第１のステップにおいて検出される制御モードは、キャリア周波数が異なる制御モードである。
【００９９】
キャリア周波数の異なる制御モードが検出され、その検出された制御モードに応じて制御ゲインが調整される。
【０１００】
したがって、交流モータの制御モードがキャリア周波数の異なる制御モード間で変化しても出力電圧が指令電圧に一致するようにフィードバック制御できる。
【０１０１】
さらに好ましくは、第１のステップにおいて検出される制御モードは、複数の交流モータに対する複数の制御モードであり、第２のステップにおいて制御ゲインは、検出された複数の制御モードに応じて調整される。
【０１０２】
制御ゲインが、複数の交流モータの制御モードに適するように調整される。
したがって、この発明によれば、電圧変換器の出力電圧が複数の交流モータの駆動に用いられる場合にも、出力電圧を指令電圧にスムーズに一致させることができる。
【０１０３】
さらに好ましくは、第１のステップにおいて、制御モードは、交流モータの回転数およびトルクに基づいて検出される。
【０１０４】
交流モータの回転数および交流モータのトルクは、交流モータの制御モードによって異なる。したがって、交流モータの制御モードが交流モータのトルクと交流モータの回転数とにより検出される。
【０１０５】
したがって、この発明によれば、交流モータの制御モードを正確に検出できる。
【０１０６】
さらに好ましくは、制御ゲインは、フィードバック制御におけるＰＩ制御ゲインである。
【０１０７】
フィードバック制御における積分ゲインおよび比例ゲインが調整される。
したがって、この発明によれば、電圧変換器の出力電圧を指令電圧に正確に一致させることができる。
【０１０８】
さらに、この発明によれば、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の制御をコンピュータに実行させるための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、および指令電圧の変化率を検出する第２のステップと、変化率および誤差に基づいて出力電圧のフィードバック制御における制御ゲインを調整する第３のステップと、調整された制御ゲインを用いたフィードバック制御により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させる第４のステップとをコンピュータに実行させるための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。
【０１０９】
記録媒体に記録されたプログラムがコンピュータによって実行されると、出力電圧の変動が検出され、その検出された出力電圧の変動に応じて出力電圧のフィードバック制御における制御ゲインが調整される。そして、その調整された制御ゲインを用いて出力電圧が指令電圧に一致するようにフィードバック制御が行なわれる。
【０１１０】
したがって、この発明によれば、安定した出力電圧が出力されるように制御できる。
【０１１１】
好ましくは、第１のステップは、直流電圧を出力電圧へ変換する電圧変換器へ入力される入力電圧を検出する第１のサブステップと、検出された入力電圧と電圧変換器における変換比率とに基づいて出力電圧を検出する第２のサブステップとを含む。
【０１１２】
コンピュータによりプログラムが実行されると、電圧変換器への入力電圧が検出され、その検出された入力電圧と、既知の電圧変換率とを用いて電圧変換器の出力電圧が検出される。
【０１１３】
したがって、この発明によれば、電圧変換器への入力電圧の変動に対して、出力電圧が指令電圧に一致するようにフィードバック制御を行なうことができる。
【０１１４】
より好ましくは、第１のステップは、直流電源の温度を検出し、その検出した温度に基づいて直流電圧を出力電圧へ変換する電圧変換器へ入力される入力電圧を検出する第１のサブステップと、検出された入力電圧と、電圧変換器における変換比率とに基づいて出力電圧を検出する第２のサブステップとを含む。
【０１１５】
コンピュータによりプログラムが実行されると、直流電源の温度により直流電源から出力される直流電圧が求められる。そして、求められた直流電圧、すなわち、電圧変換器の入力電圧と電圧変換率とにより電圧変換器の出力電圧が検出される。
【０１１６】
したがって、この発明によれば、直流電源の温度変化に起因して電圧変換器への入力電圧が変動しても、出力電圧が指令電圧に一致するようにフィードバック制御を行なうことができる。
【０１１７】
さらに好ましくは、第３のステップにおいて、指令電圧の変化率が第１の基準値よりも小さく、かつ、指令電圧と出力電圧との誤差の絶対値が第２の基準値よりも大きいときＰＩ制御ゲインは下げられ、変化率が第１の基準値よりも大きく、かつ、誤差の絶対値が第２の基準値よりも大きいときＰＩ制御ゲインは上げられ、変化率が第１の基準値よりも小さく、かつ、誤差の絶対値が第２の基準値よりも小さいとき、または変化率が第１の基準値よりも大きく、かつ、誤差の絶対値が第２の基準値よりも小さいときＰＩ制御ゲインは保持される。
【０１１８】
コンピュータによりプログラムが実行されると、指令電圧の変化率と、指令電圧と電圧変換器の出力電圧との誤差とによりフィードバック制御が、ハンチング状態、オーバーシュート状態、およびアンダーシュート情報のいずれの状態であるかが検出され、その検出された各状態に応じて制御ゲインが調整される。
【０１１９】
したがって、この発明によれば、電圧変換器の出力電圧が変動しても、出力電圧を指令電圧に一致させるための制御ゲインを的確に設定できる。
【０１２０】
さらに、この発明によれば、交流モータを駆動するための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の制御をコンピュータに実行させるための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、交流モータの制御モードを検出する第１のステップと、検出された制御モードに応じて出力電圧のフィードバック制御における制御ゲインを調整する第２のステップと、調整された制御ゲインを用いたフィードバック制御により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３のステップとをコンピュータに実行させるための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。
【０１２１】
コンピュータによりプログラムが実行されると、交流モータの制御モードが検出され、その検出された制御モードに応じてフィードバック制御における制御ゲインが調整される。そして、その調整された制御ゲインを用いて電圧変換器の出力電圧が指令電圧になるようにフィードバック制御される。
【０１２２】
したがって、この発明によれば、交流モータの制御モードが変動しても出力電圧が指令電圧に一致するようにフィードバック制御を行なうことができる。
【０１２３】
さらに、この発明によれば、交流モータを駆動するための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の制御をコンピュータに実行させるための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、交流モータの制御モードを検出する第１のステップと、出力電圧のフィードバック制御における制御ゲインを検出された制御モードに好適な制御ゲインに調整する第２のステップと、出力電圧を検出する第３のステップと、指令電圧と出力電圧との誤差、および指令電圧の変化率を検出する第４のステップと、検出された変化率および誤差に基づいて好適な制御ゲインを最適な制御ゲインに調整する第５のステップと、調整された最適な制御ゲインを用いたフィードバック制御により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６のステップとをコンピュータに実行させるための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。
【０１２４】
コンピュータによりプログラムが実行されると、交流モータの制御モードが検出され、電圧変換器から出力される出力電圧のフィードバック制御における制御ゲインが、検出された制御モードに好適な制御ゲインに調整される。そして、出力電圧の変動が検出され、その検出された出力電圧の変動に応じて、好適な制御ゲインがさらに調整されてフィードバック制御における制御ゲインが最適な制御ゲインに設定される。そうすると、最適な制御ゲインを用いて出力電圧が指令電圧に一致するようにフィードバック制御が行なわれる。
【０１２５】
したがって、この発明によれば、交流モータの制御モードの変動、または出力電圧の変動に対して、出力電圧を指令電圧に一致させることができる。
【０１２６】
好ましくは、第５のステップにおいて、指令電圧の変化率が第１の基準値よりも小さく、かつ、指令電圧と出力電圧との誤差の絶対値が第２の基準値よりも大きいとき好適な制御ゲインは下げられて最適な制御ゲインに調整され、変化率が第１の基準値よりも大きく、かつ、誤差の絶対値が第２の基準値よりも大きいとき好適な制御ゲインは上げられて最適な制御ゲインに調整され、変化率が第１の基準値よりも小さく、かつ、誤差の絶対値が第２の基準値よりも小さいとき、または変化率が第１の基準値よりも大きく、かつ、誤差の絶対値が第２の基準値よりも小さいとき好適な制御ゲインは保持されて最適な制御ゲインに調整される。
【０１２７】
コンピュータによりプログラムが実行されると、モータの各制御モードに応じて制御ゲインが調整され、好適な制御ゲインから最適な制御ゲインへの調整時、指令電圧の変化率と、指令電圧と電圧変換器の出力電圧との誤差とによりフィードバック制御が、ハンチング状態、オーバーシュート状態、およびアンダーシュート情報のいずれの状態であるかが検出され、その検出された各状態に応じて制御ゲインが最適な制御ゲインに調整される。
【０１２８】
したがって、この発明によれば、交流モータの各制御モードにおいて、最適な制御ゲインを設定できる。
【０１２９】
より好ましくは、第１のステップにおいて検出される制御モードは、キャリア周波数の異なる制御モードである。
【０１３０】
コンピュータによりプログラムが実行されると、キャリア周波数の異なる制御モードが検出され、その検出された制御モードに応じて制御ゲインが調整される。
【０１３１】
したがって、交流モータの制御モードがキャリア周波数の異なる制御モード間で変化しても出力電圧が指令電圧に一致するようにフィードバック制御できる。
【０１３２】
さらに好ましくは、第１のステップにおいて検出される制御モードは、複数の交流モータに対する複数の制御モードであり、第２のステップにおいて制御ゲインは、検出された複数の制御モードに応じて調整される。
【０１３３】
コンピュータによりプログラムが実行されると、制御ゲインが、複数の交流モータの制御モードに適するように調整される。
【０１３４】
したがって、この発明によれば、電圧変換器の出力電圧が複数の交流モータの駆動に用いられる場合にも、出力電圧を指令電圧にスムーズに一致させることができる。
【０１３５】
さらに好ましくは、第１のステップにおいて、制御モードは、交流モータの回転数およびトルクに基づいて検出される。
【０１３６】
交流モータの回転数および交流モータのトルクは、交流モータの制御モードによって異なる。したがって、コンピュータによりプログラムが実行されると、交流モータの制御モードが交流モータのトルクと交流モータの回転数とにより検出される。
【０１３７】
したがって、この発明によれば、交流モータの制御モードを正確に検出できる。
【０１３８】
さらに好ましくは、制御ゲインは、フィードバック制御におけるＰＩ制御ゲインである。
【０１３９】
コンピュータによりプログラムが実行されると、フィードバック制御における積分ゲインおよび比例ゲインが調整される。
【０１４０】
したがって、この発明によれば、電圧変換器の出力電圧を指令電圧に正確に一致させることができる。
【０１４１】
【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。
【０１４２】
［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１０，１１，１３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。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。
【０１４３】
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が配置されている。
【０１４４】
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との間に並列に設けられる。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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から出力される電圧Ｖ１を検出し、その検出した電圧Ｖ１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。
【０１４８】
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。この場合、ＮＰＮトランジスタＱ１は、信号ＰＷＵによってオフされている。また、昇圧コンバータ１２は、制御装置３０から信号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。
【０１４９】
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Ｖ２（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Ｖ２を制御装置３０へ出力する。
【０１５０】
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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
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からの電圧Ｖ１、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖ２、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。
【０１５３】
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Ｖ２に変換する場合に昇圧コンバータ１２を駆動するための信号である。そして、制御装置３０は、昇圧コンバータ１２が直流電圧を出力電圧Ｖ２に変換する場合に、出力電圧Ｖ２をフィードバック制御し、出力電圧Ｖ２が指令された電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ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。
【０１５４】
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。
【０１５５】
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。
【０１５６】
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。
【０１５７】
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、直流電源Ｂの出力電圧Ｖ１、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Ｖ２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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
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。
【０１６０】
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。
【０１６１】
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Ｖ２、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。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。
【０１６２】
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。
【０１６３】
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Ｖｄｃ＿ｃｏｍを演算し、その演算した電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍをフィードバック電圧指令演算部５２へ出力する。
【０１６４】
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Ｖ２と、インバータ入力電圧指令演算部５０からの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ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Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｆｂを演算し、その演算したフィードバック電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｆｂをデューティー比変換部５４へ出力する。
【０１６５】
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Ｖ１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Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｆｂとに基づいて、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖ２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Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿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。
【０１６６】
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。
【０１６７】
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、変化率判定部５２２と、電圧誤差判定部５２３と、ＰＩ制御ゲイン決定部５２４と、ＰＩ制御器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Ｖｄｃ＿ｃｏｍと電圧センサー１３からの出力電圧Ｖ２とを受け、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍから出力電圧Ｖ２を減算する。そして、減算器５２１は、減算した結果を誤差ΔＶｄｃとして変化率判定部５２２およびＰＩ制御器５２５へ出力する。
【０１６８】
変化率判定部５２２は、インバータ入力電圧指令演算部５０からの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍと、減算器５２１からの誤差ΔＶｄｃとを受け、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍの変化率を検出する。そして、変化率判定部５２２は、検出した電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍの変化率が基準値ＳＴＤ１よりも小さいか否かを判定し、その判定結果と誤差ΔＶｄｃとを電圧誤差判定部５２３へ出力する。この場合、変化率判定部５２２は、過去の電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍを記憶しており、新たに電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍを受けると、過去の電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍを参照して電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍの変化率を検出する。また、変化率判定部５２２は、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍの変化率が基準値ＳＴＤ１よりも小さいとき判定結果ＤＥ１を電圧誤差判定部５２３へ出力し、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍの変化率が基準値ＳＴＤ１よりも大きいとき判定結果ＤＥ２を電圧誤差判定部５２３へ出力する。
【０１６９】
電圧誤差判定部５２３は、変化率判定部５３２から受けた誤差ΔＶｄｃの絶対値を演算し、その演算した絶対値｜ΔＶｄｃ｜が基準値ＳＴＤ２よりも大きいか否かを判定する。そして、電圧誤差判定部５２３は、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍの変化率が基準値ＳＴＤ１よりも小さいことを示す判定結果ＤＥ１を変化率判定部５２２から受け、かつ、絶対値｜ΔＶｄｃ｜が基準値ＳＴＤ２よりも大きいとき、ＰＩ制御ゲインを下げるための信号ＧＤＷＮを生成してＰＩ制御ゲイン決定部５２４へ出力する。また、電圧誤差判定部５２３は、判定結果ＤＥ１を変化率判定部５２２から受け、かつ、絶対値｜ΔＶｄｃ｜が基準値ＳＴＤ２よりも小さいとき、ＰＩ制御ゲインを保持するための信号ＧＨＬＤを生成してＰＩ制御ゲイン決定部５２４へ出力する。さらに、電圧誤差判定部５２３は、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍの変化率が基準値ＳＴＤ１よりも大きいことを示す判定結果ＤＥ２を変化率判定部５２２から受け、かつ、絶対値｜ΔＶｄｃ｜が基準値ＳＴＤ２よりも大きいとき、ＰＩ制御ゲインを上げるための信号ＧＵＰを生成してＰＩ制御ゲイン決定部５２４へ出力する。さらに、電圧誤差判定部５２３は、判定結果ＤＥ２を変化率判定部５２２から受け、かつ、絶対値｜ΔＶｄｃ｜が基準値ＳＴＤ２よりも小さいとき、ＰＩ制御ゲインを保持するための信号ＧＨＬＤを生成してＰＩ制御ゲイン決定部５２４へ出力する。
【０１７０】
ＰＩ制御ゲイン決定部５２４は、信号ＧＤＷＮを電圧誤差判定部５２３から受けると、ＰＩ制御ゲインを所定値だけ下げ、その下げたＰＩ制御ゲインをＰＩ制御器５２５へ出力する。この場合、ＰＩ制御ゲイン決定部５２４は、比例ゲインと積分ゲインの両方を所定値だけ下げる。また、ＰＩ制御ゲイン決定部５２４は、信号ＧＨＬＤを電圧誤差判定部５２３から受けると、ＰＩ制御ゲインを変更せずに、既にフィードバック制御に用いているＰＩ制御ゲインをＰＩ制御器５２５へ出力する。この場合、ＰＩ制御ゲイン決定部５２４は、比例ゲインと積分ゲインの両方とも変更しない。さらに、ＰＩ制御ゲイン決定部５２４は、信号ＧＵＰを電圧誤差判定部５２３から受けると、ＰＩ制御ゲインを所定値だけ上げ、その上げたＰＩ制御ゲインをＰＩ制御器５２５へ出力する。この場合、ＰＩ制御ゲイン決定部５２４は、比例ゲインと積分ゲインの両方を所定値だけ上げる。
【０１７１】
ＰＩ制御器５２５は、ＰＩ制御ゲイン決定部５２４から受けたＰＩ制御ゲインおよび誤差ΔＶｄｃに基づいてフィードバック電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｆｂを演算する。具体的には、ＰＩ制御器５２５は、ＰＩ制御ゲイン決定部５２４から受けた比例ゲインＰＧ、積分ゲインＩＧおよび誤差ΔＶｄｃを次式へ代入してフィードバック電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｆｂを演算する。
【０１７２】
【数１】

【０１７３】
デューティー比変換部５４は、コンバータ用デューティー比演算部５４１と、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４２とを含む。コンバータ用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Ｖ１と、ＰＩ制御器５２５からのフィードバック電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｆｂとに基づいて、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖ２を、フィードバック電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｆｂに設定するためのデューティー比を演算する。コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４２は、コンバータ用デューティー比演算部５４１からの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、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４２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Ｖ２が電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍになるように直流電圧を出力電圧Ｖ２に変換する。
【０１７４】
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Ｖ２がトルク指令値ＴＲに基づいて演算された電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍになるように直流電圧から出力電圧Ｖ２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。
【０１７５】
直流電源Ｂの内部抵抗や昇圧コンバータ１２のリアクトルＬ１が経年劣化しないとき、ＰＩ制御ゲインを一定値に保持すれば昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖ２は電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに設定される。しかし、直流電源Ｂの内部抵抗、または昇圧コンバータ１２のリアクトルＬ１が変化すると、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖ２は電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍからずれる。
【０１７６】
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は、上述したように電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍと昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖ２との誤差ΔＶｄｃを演算するため、誤差ΔＶｄｃを演算することは出力電圧Ｖ２の変動を検出することに相当する。すなわち、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍからの出力電圧Ｖ２のずれは、出力電圧Ｖ２の変動に起因して生じるため、出力電圧Ｖ２の変動量は、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍからの出力電圧Ｖ２のずれ量である誤差ΔＶｄｃに等しくなる。
【０１７７】
そして、誤差ΔＶｄｃに基づいてＰＩ制御ゲインを調整し、その調整したＰＩ制御ゲインに基づいてフィードバック電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｆｂを演算するため、フィードバック電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｆｂは、直流電源Ｂの内部抵抗の変化または昇圧コンバータ１２のリアクトルＬ１の変化によって出力電圧Ｖ２が変動した場合に、変動した出力電圧Ｖ２を電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに設定するための電圧指令である。したがって、演算された信号ＰＷＵは、出力電圧Ｖ２の変動を考慮したものであり、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／オフされることにより、昇圧コンバータ１２は、出力電圧Ｖ２が変動しても、出力電圧Ｖ２が電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍになるように直流電圧を出力電圧Ｖ２に変換する。
【０１７８】
このように、この発明においては、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖ２の変動を検出し、その検出した出力電圧Ｖ２の変動に基づいてＰＩ制御ゲインを調整してフィードバック制御を行なうことを特徴とする。これにより、直流電源Ｂの内部抵抗、または昇圧コンバータ１２のリアクトルＬ１が変化した場合でも、出力電圧Ｖ２が電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍになるように直流電圧を出力電圧Ｖ２に変換可能である。
【０１７９】
なお、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖ２の変動は、上述したように直流電源Ｂの内部抵抗の変動によって生じるので、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖ２の変動に基づいてＰＩ制御ゲインを調整することは、直流電源Ｂの内部抵抗の変動に基づいてＰＩ制御ゲインを調整することに相当する。
【０１８０】
図５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Ｖ２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、ＰＩ制御ゲインの初期値が入力される（ステップＳ１）。これにより、ＰＩ制御ゲインは初期化される。そして、フィードバック電圧指令演算部５２の減算器５２１は、インバータ入力電圧指令演算部５０から電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍを受け、電圧センサー１３から昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖ２を受ける。そして、減算器５２１は、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍから出力電圧Ｖ２を減算して誤差ΔＶｄｃを演算する（ステップＳ２）。
【０１８１】
その後、変化率判定部５２２は、インバータ入力電圧指令演算部５０から電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍを受け、その受けた電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍの変化率を検出する。そして、変化率判定部５２２は、検出した電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍの変化率が基準値ＳＴＤ１よりも小さいか否かを判定し（ステップＳ３）、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍの変化率が基準値ＳＴＤ１よりも小さいとき判定結果ＤＥ１および誤差ΔＶｄｃを電圧誤差判定部５２３へ出力し、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍの変化率が基準値ＳＴＤ１よりも大きいとき判定結果ＤＥ２および誤差ΔＶｄｃを電圧誤差判定部５２３へ出力する。
【０１８２】
電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍの変化率が基準値ＳＴＤ１よりも小さいか否かを判定することは、出力電圧Ｖ２を電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに設定する制御系が、操作量が小さい制御モードなのか、操作量が大きい制御モードなのかを判定することに相当する。電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍの変化率が基準値ＳＴＤ１よりも小さい場合、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍと出力電圧Ｖ２との差は相対的に小さくなり、出力電圧Ｖ２を電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに近づけるための操作量は小さくなる。
【０１８３】
一方、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍの変化率が基準値ＳＴＤ１よりも大きい場合、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍと出力電圧Ｖ２との差は相対的に大きくなり、出力電圧Ｖ２を電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに近づけるための操作量が大きくなるからである。
【０１８４】
電圧誤差判定部５２３は、変換率判定部５２２から判定結果ＤＥ１および誤差ΔＶｄｃを受けた場合、すなわち、ステップＳ３において、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍの変化率が基準値ＳＴＤ１よりも小さいと判定された場合、誤差ΔＶｄｃの絶対値｜ΔＶｄｃ｜を演算し、その演算した絶対値｜ΔＶｄｃ｜が基準値ＳＴＤ２よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ４）。
【０１８５】
誤差ΔＶｄｃの絶対値｜ΔＶｄｃ｜が基準値ＳＴＤ２よりも大きいことは、目標値である電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍを中心にして出力電圧Ｖ２が上下に変化していること、すなわち、出力電圧Ｖ２がハンチング（振動）していることに相当する。そして、これは、ＰＩ制御ゲインが大きいことに起因する。したがって、電圧誤差判定部５２３は、絶対値｜ΔＶｄｃ｜が基準値ＳＴＤ２よりも大きい場合、制御系はＰＩ制御ゲインが大きすぎて（高すぎて）発振していると判定する。また、誤差ΔＶｄｃの絶対値｜ΔＶｄｃ｜が基準値ＳＴＤ２よりも小さいことは、目標値である電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍと出力電圧Ｖ２とのずれ量は小さく、出力電圧Ｖ２がハンチング（振動）に到らないことに相当する。したがって、電圧誤差判定部５２３は、絶対値｜ΔＶｄｃ｜が基準値ＳＴＤ２よりも小さい場合、発振していないと判定する。
【０１８６】
誤差ΔＶｄｃの絶対値｜ΔＶｄｃ｜が基準値ＳＴＤ２よりも大きいことは、直流電源Ｂの内部抵抗が小さくなったこと、または昇圧コンバータ１２のリアクトルＬ１が大きくなったことに起因して生じる。したがって、ステップＳ４において、絶対値｜ΔＶｄｃ｜が基準値ＳＴＤ２よりも大きいか否かを判定することは、直流電源Ｂの内部抵抗が小さくなったこと、または昇圧コンバータ１２のリアクトルＬ１が大きくなったことに起因して出力電圧Ｖ２が所定値よりも大きく変動したか否かを判定することに相当する。
【０１８７】
電圧誤差判定部５２３は、絶対値｜ΔＶｄｃ｜が基準値ＳＴＤ２よりも大きいと判定した場合、すなわち、ＰＩ制御ゲインが大きすぎて（高すぎて）発振していると判定した場合、ＰＩ制御ゲインを下げるための信号ＧＤＷＮを生成してＰＩ制御ゲイン決定部５２４へ出力する。また、電圧誤差判定部５２３は、絶対値｜ΔＶｄｃ｜が基準値ＳＴＤ２よりも小さいと判定した場合、すなわち、制御系が発振していないと判定した場合、前回のＰＩ制御ゲインを保持するための信号ＧＨＬＤを生成してＰＩ制御ゲイン決定部５２４へ出力する。
【０１８８】
ＰＩ制御ゲイン決定部５２４は、信号ＧＤＷＮを電圧誤差判定部５２３から受けると、ＰＩ制御ゲインの比例ゲインと積分ゲインとを所定値だけ下げる（ステップＳ５）。このゲインを下げるときの所定値は、たとえば、５％であるが一般的には、直流電圧を出力電圧Ｖ２に変換する昇圧コンバータ１２の負荷を考慮して決定される。
【０１８９】
また、ＰＩ制御ゲイン決定部５２４は、信号ＧＨＬＤを電圧誤差判定部５２３から受けると、ＰＩ制御ゲインの比例ゲインおよび積分ゲインを前回の値に設定する（ステップＳ６）。そして、ＰＩ制御ゲイン決定部５２４は、決定したＰＩ制御ゲインをＰＩ制御器５２５へ出力する。
【０１９０】
一方、電圧誤差判定部５２３は、変換率判定部５２２から判定結果ＤＥ２および誤差ΔＶｄｃを受けた場合、すなわち、ステップＳ３において、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍの変化率が基準値ＳＴＤ１よりも大きいと判定された場合、誤差ΔＶｄｃの絶対値｜ΔＶｄｃ｜を演算し、その演算した絶対値｜ΔＶｄｃ｜が基準値ＳＴＤ２よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ７）。
【０１９１】
この場合、誤差ΔＶｄｃの絶対値｜ΔＶｄｃ｜が基準値ＳＴＤ２よりも大きいことは、出力電圧Ｖ２が目標値である電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍから大きくずれていること、すなわち、出力電圧Ｖ２が電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに対して追従遅れが生じていることに相当する。そして、これは、ＰＩ制御ゲインが小さいことに起因する。したがって、電圧誤差判定部５２３は、絶対値｜ΔＶｄｃ｜が基準値ＳＴＤ２よりも大きい場合、制御系はＰＩ制御ゲインが小さすぎて（低すぎて）追従遅れが生じていると判定する。また、誤差ΔＶｄｃの絶対値｜ΔＶｄｃ｜が基準値ＳＴＤ２よりも小さいことは、目標値である電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍと出力電圧Ｖ２とのずれ量は小さく、出力電圧Ｖ２が電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに対して追従遅れに到らないことに相当する。したがって、電圧誤差判定部５２３は、絶対値｜ΔＶｄｃ｜が基準値ＳＴＤ２よりも小さい場合、追従遅れが生じていないと判定する。
【０１９２】
この場合、誤差ΔＶｄｃの絶対値｜ΔＶｄｃ｜が基準値ＳＴＤ２よりも大きいことは、直流電源Ｂの内部抵抗が大きくなったこと、または昇圧コンバータ１２のリアクトルＬ１が小さくなったことに起因して生じる。したがって、ステップＳ７において、絶対値｜ΔＶｄｃ｜が基準値ＳＴＤ２よりも大きいか否かを判定することは、直流電源Ｂの内部抵抗が大きくなったこと、または昇圧コンバータ１２のリアクトルＬ１が小さくなったことに起因して出力電圧Ｖ２が所定値よりも大きく変動したか否かを判定することに相当する。
【０１９３】
電圧誤差判定部５２３は、絶対値｜ΔＶｄｃ｜が基準値ＳＴＤ２よりも大きいと判定した場合、すなわち、ＰＩ制御ゲインが小さすぎて（低すぎて）追従遅れが生じていると判定した場合、ＰＩ制御ゲインを上げるための信号ＧＵＰを生成してＰＩ制御ゲイン決定部５２４へ出力する。また、電圧誤差判定部５２３は、絶対値｜ΔＶｄｃ｜が基準値ＳＴＤ２よりも小さいと判定した場合、すなわち、制御系に追従遅れが生じていないと判定した場合、前回のＰＩ制御ゲインを保持するための信号ＧＨＬＤを生成してＰＩ制御ゲイン決定部５２４へ出力する。
【０１９４】
ＰＩ制御ゲイン決定部５２４は、信号ＧＵＰを電圧誤差判定部５２３から受けると、ＰＩ制御ゲインの比例ゲインと積分ゲインとを所定値だけ上げる（ステップＳ８）。
【０１９５】
また、ＰＩ制御ゲイン決定部５２４は、信号ＧＨＬＤを電圧誤差判定部５２３から受けると、ＰＩ制御ゲインの比例ゲインおよび積分ゲインを前回の値に設定する（ステップＳ６）。そして、ＰＩ制御ゲイン決定部５２４は、決定したＰＩ制御ゲインをＰＩ制御器５２５へ出力する。
【０１９６】
その後、ＰＩ制御器５２５は、ステップＳ５，Ｓ６，Ｓ８において決定されたＰＩ制御ゲインおよび誤差ΔＶｄｃを上記の式（１）に代入してフィードバック電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｆｂを演算し、その演算したフィードバック電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｆｂをデューティー比変換部５４のコンバータ用デューティー比演算部５４１へ出力する（ステップＳ９）。
【０１９７】
そうすると、コンバータ用デューティー比演算部５４１は、フィードバック電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｆｂ、および電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖ１に基づいて、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖ２を、フィードバック電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｆｂに設定するためのデューティー比を演算する（ステップＳ１０）。そして、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４２は、コンバータ用デューティー比演算部５４１からの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。
【０１９８】
コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４２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（ステップＳ１１）。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、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖ２が電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに近づくように制御される。
【０１９９】
その後、ステップＳ２〜Ｓ１１が繰返し実行され、最終的に、昇圧コンバータ１２は、出力電圧Ｖ２が電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍになるように直流電圧を出力電圧Ｖ２に変換する。
【０２００】
このように、この発明においては、直流電源Ｂの内部抵抗の変化、または昇圧コンバータ１２のリアクトルＬ１の変化に起因した出力電圧Ｖ２の変動を検出し（ステップＳ４，Ｓ７参照）、その検出した出力電圧Ｖ２の変動値に応じてＰＩ制御ゲイン（比例ゲインおよび積分ゲイン）を調整する（ステップＳ５，Ｓ６，Ｓ８参照）ことを特徴とする。
【０２０１】
そして、出力電圧Ｖ２の変動値に応じて調整されたＰＩ制御ゲインを用いてフィードバック制御を行なうことにより、直流電源Ｂの内部抵抗の変化または昇圧コンバータ１２のリアクトルＬ１の変化が生じても、出力電圧Ｖ２を電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに設定可能である。
【０２０２】
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。
【０２０３】
そして、直流電源Ｂは直流電圧を出力し、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は直流電圧をコンデンサ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。
【０２０４】
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、直流電圧を出力電圧Ｖ２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Ｖ２を検出し、その検出した出力電圧Ｖ２を制御装置３０へ出力する。
【０２０５】
制御装置３０は、上述したように、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍと出力電圧Ｖ２との誤差ΔＶｄｃを演算し、その演算した誤差ΔＶｄｃに応じてＰＩ制御ゲインを調整する。そして、制御装置３０は、調整したＰＩ制御ゲインを用いたフィードバック制御を行ない、出力電圧Ｖ２が電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍになるように直流電圧から出力電圧Ｖ２への電圧変換を制御する信号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、出力電圧Ｖ２が電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍになるように直流電圧を出力電圧Ｖ２に変換する。
【０２０６】
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。
【０２０７】
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。
【０２０８】
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。
【０２０９】
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。
【０２１０】
このように、モータ駆動装置１００においては、直流電源Ｂの内部抵抗または昇圧コンバータ１２のリアクトルＬ１が変化した場合でも、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖ２が電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍになるように直流電源Ｂからの直流電圧が出力電圧Ｖ２に変換され、その変換された直流電圧はコンデンサ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。
【０２１１】
なお、図５に示すフローチャートのステップＳ４，Ｓ７において、出力電圧Ｖ２の変動を検出することは、出力電圧Ｖ２が変動する原因となる直流電源Ｂの内部抵抗の変化、または昇圧コンバータ１２のリアクトルＬ１の変化を検出することに相当する。
【０２１２】
また、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。
【０２１３】
さらに、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、電圧変換器として昇圧コンバータ１２を制御する「制御手段」を構成する。
【０２１４】
さらに、この発明による電圧変換方法は、図５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Ｖ２に変換する電圧変換方法である。
【０２１５】
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５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５に示すフローチャートに従って直流電圧から出力電圧Ｖ２への電圧変換を制御する。したがって、ＲＯＭは、図５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。
【０２１６】
実施の形態１によれば、電圧変換装置は、昇圧コンバータの出力電圧の変動値を検出し、その検出した変動値に応じてＰＩ制御ゲインを調整して出力電圧が電圧指令になるように直流電圧から出力電圧への電圧変換を制御する制御手段を備えるので、直流電源の内部抵抗または昇圧コンバータのリアクトルが経年変化した場合でも、出力電圧を電圧指令に設定することができる。
【０２１７】
［実施の形態２］
図６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、電圧センサー１１を追加したものであり、その他はモータ駆動装置１００と同じである。
【０２１８】
電圧センサー１１は、昇圧コンバータ１２への入力電圧Ｖ３を検出し、その検出した入力電圧Ｖ３を制御装置３０Ａへ出力する。
【０２１９】
図７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。
【０２２０】
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、後述するように、昇圧コンバータ１２への入力電圧Ｖ３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】
図８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。
【０２２２】
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Ｖｄｃ＿ｃｏｍと電圧センサー１１からのコンバータ入力電圧Ｖ３とに基づいてフィードバック電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｆｂを演算する。
【０２２３】
図９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に出力電圧生成部５２６を追加したものであり、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。なお、フィードバック電圧指令演算部５２Ａにおいては、コンバータ用デューティー比演算部５４１は、演算したデューティー比をコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４２および出力電圧生成部５２６へ出力する。
【０２２４】
出力電圧生成部５２６は、電圧センサー１１からのコンバータ入力電圧Ｖ３と、コンバータ用デューティー比演算部５４１からのデューティー比とに基づいて出力電圧Ｖ２を生成し、その生成した出力電圧Ｖ２を減算器５２１へ出力する。具体的には、出力電圧生成部５２６は、コンバータ入力電圧Ｖ３とオンデューティー比との積を演算することにより出力電圧Ｖ２を生成する。
【０２２５】
なお、出力電圧生成部５２６は、電圧センサー１３から昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｄｃを受け、コンバータ入力電圧Ｖ３とオンデューティー比との積を演算することにより求めた出力電圧Ｖ２を、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｄｃと比較し、演算により求めた出力電圧Ｖ２が出力電圧Ｖｄｃに一致することを確認する。ただし、この確認は一度行なえばよく、継続して行なう必要はない。
【０２２６】
出力電圧生成部５２６が出力電圧Ｖ２を生成した後は、実施の形態１において説明した動作に従って出力電圧Ｖ２が電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍになるようにフィードバック制御が行なわれる。
【０２２７】
この実施の形態２においては、昇圧コンバータ１２への入力電圧Ｖ３を検出し、その検出した入力電圧Ｖ３に基づいて演算した出力電圧Ｖ２が電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍになるようにフィードバック制御が行なわれるため、直流電源Ｂの内部抵抗の変化に起因した出力電圧Ｖ２の電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍからのずれが補正されることになる。
【０２２８】
図１０を参照して、実施の形態２における電圧変換の制御動作について説明する。図１０に示すフローチャートは、図５に示すフローチャートのステップＳ１とステップＳ２との間にステップＳ１ａを挿入したものであり、その他は図５に示すフローチャートと同じである。
【０２２９】
ステップＳ１の後、出力電圧生成部５２６は、電圧センサー１１からのコンバータ入力電圧Ｖ３とコンバータ用デューティー比演算部５４１からのデューティー比との積を演算することにより出力電圧Ｖ２を生成する（ステップＳ１ａ）。その後、実施の形態１において説明したように、ステップＳ２〜ステップＳ１１が実行される。そして、ステップＳ１１の後、ステップＳ１ａ〜ステップＳ１１が繰返し実行される。
【０２３０】
このように、実施の形態２においては、昇圧コンバータ１２への入力電圧Ｖ３を検出することにより、直流電源Ｂの内部抵抗の変化に起因した入力電圧Ｖ３の変動を検出する。そして、検出した入力電圧Ｖ３に基づいて出力電圧Ｖ２を求めるので、入力電圧Ｖ３の変動を検出することは出力電圧Ｖ２の変動を検出することに相当する。
【０２３１】
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、昇圧コンバータの入力電圧の変動値を検出し、その検出した入力電圧の変動値に基づいて昇圧コンバータの出力電圧の変動値を検出し、検出した変動値に応じてＰＩ制御ゲインを調整して出力電圧が電圧指令になるように直流電圧から出力電圧への電圧変換を制御する制御手段を備えるので、直流電源の内部抵抗が経年変化した場合でも、出力電圧を電圧指令に設定することができる。
【０２３２】
［実施の形態３］
図１１を参照して、実施の形態３によるモータ駆動装置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、温度センサー１０Ａおよび電流センサー２５を追加したものであり、その他はモータ駆動装置１００と同じである。
【０２３３】
温度センサー１０Ａは、直流電源Ｂの温度ＴＢを検出し、その検出した温度ＴＢを制御装置３０Ｂへ出力する。電流センサー２５は、直流電源Ｂの電源電流Ｉｂを検出し、その検出した電源電流Ｉｂを制御装置３０Ｂへ出力する。
【０２３４】
図１２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。
【０２３５】
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、後述するように、直流電源Ｂの内部抵抗の変動に伴う直流電源Ｂの電源電圧の変動を検出し、その検出した電源電圧の変動に基づいて信号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。
【０２３６】
図１３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。
【０２３７】
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Ｖｄｃ＿ｃｏｍと温度センサー１０Ａからの温度ＴＢと電流センサー２５からの電源電流Ｉｂとに基づいてフィードバック電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｆｂを演算し、その演算したフィードバック電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｆｂをデューティー比変換部５４へ出力する。
【０２３８】
図１４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に出力電圧生成部５２７を追加したものであり、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。なお、コンバータ用デューティー比演算部５４１は、演算したデューティー比をコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４２および出力電圧生成部５２７へ出力する。
【０２３９】
出力電圧生成部５２７は、温度センサー１０Ａからのバッテリ温度ＴＢと電流センサー２５からの電源電流Ｉｂとコンバータ用デューティー比演算部５４１からのデューティー比とに基づいて昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖ２を演算し、その演算した出力電圧Ｖ２を減算器５２１へ出力する。
【０２４０】
出力電圧生成部５２７における出力電圧Ｖ２の生成について説明する。直流電源Ｂの起電力をＶｂ０、直流電源Ｂの内部抵抗をＲｂ、直流電源Ｂの電源電圧をＶｂとすると、電源電圧Ｖｂは次式により表される。
【０２４１】
【数２】

【０２４２】
内部抵抗Ｒｂは、たとえば、直流電源Ｂの温度ＴＢと図１３に示す関係を有する。したがって、出力電圧生成部５２７は、図１５に示す内部抵抗Ｒｂと温度ＴＢとの関係をマップとして保持しており、温度センサー１０Ａからの温度ＴＢを受けて、保持したマップから直流電源Ｂの内部抵抗Ｒｂを求める。そして、起電力Ｖｂ０は予め解かっているため、出力電圧生成部５２７は、起電力Ｖｂ０と、求めた内部抵抗Ｒｂと、電流センサー２５からの電源電流Ｉｂとを式（２）に代入することにより電源電圧Ｖｂを演算する。
【０２４３】
そして、出力電圧生成部５２７は、演算した電源電圧Ｖｂを昇圧コンバータ１２の入力電圧Ｖ３として、入力電圧Ｖ３とデューティー比との積を演算して昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖ２を生成し、その生成した出力電圧Ｖ２を減算器５２１へ出力する。
【０２４４】
なお、出力電圧生成部５２７は、電圧センサー１３から昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｄｃを受け、上述した方法により求めた出力電圧Ｖ２が出力電圧Ｖｄｃに一致するか否かを確認する。この確認は、一度行なえばよく、継続して行なう必要はない。
【０２４５】
出力電圧生成部５２７が出力電圧Ｖ２を生成した後は、実施の形態１において説明した動作に従って出力電圧Ｖ２が電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍになるようにフィードバック制御が行なわれる。
【０２４６】
この実施の形態３においては、直流電源Ｂの温度ＴＢを検出し、その検出した温度ＴＢに基づいて直流電源Ｂの内部抵抗Ｒｂ、および電源電圧Ｖｂを求め、その求めた電源電圧Ｖｂを昇圧コンバータ１２への入力電圧Ｖ３として出力電圧Ｖ２を演算し、その演算した出力電圧Ｖ２が電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍになるようにフィードバック制御が行なわれるため、直流電源Ｂの内部抵抗の変化に起因した出力電圧Ｖ２の電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍからのずれが補正されることになる。
【０２４７】
図１６を参照して、実施の形態３における電圧変換の制御動作について説明する。図１６に示すフローチャートは、図５に示すフローチャートのステップＳ１とステップＳ２との間にステップＳ１ｂ，Ｓ１ｃを挿入したものであり、その他は図５に示すフローチャートと同じである。
【０２４８】
ステップＳ１の後、出力電圧生成部５２７は、温度センサー１０Ａからの温度ＴＢに基づいて直流電源Ｂの内部抵抗Ｒｂを検出する（ステップＳ１ｂ）。そして、出力電圧生成部５２７は、電流センサー２５からの電源電流Ｉｂと、ステップＳ１ｂにおいて求めた内部抵抗Ｒｂと、起電力Ｖｂ０とに基づいて電源電圧Ｖｂを求め、その求めた電源電圧Ｖｂを昇圧コンバータ１２への入力電圧Ｖ３として、入力電圧Ｖ３とコンバータ用デューティー比演算部５４１からのデューティー比との積を演算することにより出力電圧Ｖ２を生成する（ステップＳ１ｃ）。その後、実施の形態１において説明したように、ステップＳ２〜ステップＳ１１が実行される。そして、ステップＳ１１の後、ステップＳ１ｂ〜ステップＳ１１が繰返し実行される。
【０２４９】
このように、実施の形態３においては、直流電源Ｂの温度ＴＢを検出することにより、直流電源Ｂの内部抵抗の変化に起因した直流電源Ｂの電源電圧Ｖｂの変動、および入力電圧Ｖ３の変動を検出する。そして、検出した入力電圧Ｖ３に基づいて出力電圧Ｖ２を求めるので、電源電圧Ｖｂの変動を検出することは出力電圧Ｖ２の変動を検出することに相当する。
【０２５０】
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、直流電源の温度を検出し、その検出した温度に基づいて、直流電源の内部抵抗の変動値、電源電圧の変動値、および昇圧コンバータの入力電圧の変動値を検出し、その検出した入力電圧の変動値に基づいて昇圧コンバータの出力電圧の変動値を検出し、検出した変動値に応じてＰＩ制御ゲインを調整して出力電圧が電圧指令になるように直流電圧から出力電圧への電圧変換を制御する制御手段を備えるので、直流電源の温度が変化した場合でも、出力電圧を電圧指令に設定することができる。
【０２５１】
［実施の形態４］
図１７を参照して、実施の形態４による電圧変換装置を備えるモータ駆動装置１００Ｃは、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。
【０２５２】
図１８を参照して、制御装置３０Ｃ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３０１Ｃに代えたものであり、その他は、制御装置３０と同じである。
【０２５３】
モータトルク制御手段３０１Ｃは、交流モータＭ１の制御モードを検出し、その検出した制御モードに基づいて信号ＰＷＵを生成する。そして、モータトルク制御手段３０１Ｃは、生成した信号ＰＷＵを昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０２５４】
図１９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５２Ｃ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。
【０２５５】
フィードバック電圧指令演算部５２Ｃは、インバータ入力電圧指令演算部５０からの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍと、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲおよび交流モータＭ１の回転数ＭＲＮとに基づいてフィードバック電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｆｂを演算し、その演算したフィードバック電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｆｂをデューティー比変換部５４へ出力する。より具体的には、フィードバック電圧指令演算部５２Ｃは、トルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮに基づいて、交流モータＭ１の制御モードを検出し、その検出した制御モードに適合するＰＩ制御ゲインを決定する。そして、フィードバック電圧指令演算部５２Ｃは、決定したＰＩ制御ゲインを用いたフィードバック制御において、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖ２をインバータ入力電圧指令演算部５０からの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに設定するためのフィードバック電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｆｂを演算してデューティー比変換部５４へ出力する。
【０２５６】
図２０を参照して、フィードバック電圧指令演算部５２Ｃは、制御モード判定部５２０と、減算器５２１と、ＰＩ制御ゲイン決定部５２４と、ＰＩ制御器５２５とを含む。
【０２５７】
減算器５２１およびＰＩ制御器５２５については、実施の形態１において説明したとおりである。
【０２５８】
制御モード判定部５２０は、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲとモータ回転数ＭＲＮとに基づいて、交流モータＭ１の制御モードを判定し、その判定結果と減算器５２１からの誤差ΔＶｄｃとをＰＩ制御ゲイン決定部５２４へ出力する。
【０２５９】
より具体的には、制御モード判定部５２０は、トルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮに基づいて、交流モータＭ１の制御モードがＰＷＭ制御モード、過変調制御モード、および矩形制御モードのいずれであるかを判定する。そして、制御モード判定部５２０は、交流モータＭ１の制御モードがＰＷＭ制御モードであると判定したとき、交流モータＭ１の制御モードがＰＷＭ制御モードであることを示す信号ＳＣＭ１を生成し、その生成した信号ＳＣＭ１と減算器５２１からの誤差ΔＶｄｃとをＰＩ制御ゲイン決定部５２４へ出力する。
【０２６０】
また、制御モード判定部５２０は、交流モータＭ１の制御モードが過変調制御モードであると判定したとき、交流モータＭ１の制御モードが過変調制御モードであることを示す信号ＳＣＭ２を生成し、その生成した信号ＳＣＭ２と減算器５２１からの誤差ΔＶｄｃとをＰＩ制御ゲイン決定部５２４へ出力する。
【０２６１】
さらに、制御モード判定部５２０は、交流モータＭ１の制御モードが矩形制御モードであると判定したとき、交流モータＭ１の制御モードが矩形制御モードであることを示す信号ＳＣＭ３を生成し、その生成した信号ＳＣＭ３と減算器５２１からの誤差ΔＶｄｃとをＰＩ制御ゲイン決定部５２４へ出力する。
【０２６２】
図２１を参照して、制御モード判定部５２０における交流モータＭ１の制御モードの判定方法について説明する。図２１は、交流モータＭ１のトルクＴとモータ回転数ＭＲＮとの関係を示す図である。
【０２６３】
交流モータＭ１のトルクＴは、所定の回転数までは一定であり、所定の回転数を超えると、モータ回転数ＭＲＮの増加に伴い徐々に低下する。領域ＲＧＮ１は、交流モータＭ１の制御モードがＰＷＭ制御モードであることを示し、領域ＲＧＮ２は、交流モータＭ１の制御モードが過変調制御モードであることを示し、領域ＲＧＮ３は、交流モータＭ１の制御モードが矩形制御モードであることを示す。
【０２６４】
制御モード判定部５２０は、外部ＥＣＵからトルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮを受けると、その受けたトルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮが領域ＲＧＮ１〜ＲＧＮ３のいずれの領域に含まれるかを判定する。そして、制御モード判定部５２０は、トルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮが領域ＲＧＮ１に含まれるとき交流モータＭ１の制御モードがＰＷＭ制御モードであると判定して信号ＳＣＭ１を生成し、トルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮが領域ＲＧＮ２に含まれるとき交流モータＭ１の制御モードが過変調制御モードであると判定して信号ＳＣＭ２を生成し、トルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮが領域ＲＧＮ３に含まれるとき交流モータＭ１の制御モードが矩形制御モードであると判定して信号ＳＣＭ３を生成する。
【０２６５】
このように、制御モード判定部５２０は、トルク指令値ＴＲとモータ回転数ＭＲＮとに基づいてＰＷＭ制御モード、過変調制御モード、および矩形制御モードのいずれかを検出する。この場合、ＰＷＭ制御モードは、交流モータＭ１を駆動するインバータ１４のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８をオン／オフするキャリア周波数が最も高く、過変調制御モードはキャリア周波数が次に高く、矩形制御モードはキャリア周波数が最も低い。したがって、トルク指令値ＴＲとモータ回転数ＭＲＮとに基づいてＰＷＭ制御モード、過変調制御モード、および矩形制御モードのいずれかを検出することは、トルク指令値ＴＲとモータ回転数ＭＲＮとに基づいてキャリア周波数が異なる制御モードを検出することに相当する。
【０２６６】
なお、制御モード判定部５２０は、図２１に示すモータのトルクとモータの回転数との関係をマップとして保持しており、外部ＥＣＵからトルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮを受けると、トルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮが図２１に示す領域ＲＧＮ１〜ＲＧＮ３のいずれに含まれるかを検索して、交流モータＭ１の制御モードがＰＷＭ制御モード、過変調制御モード、および矩形制御モードのいずれであるかを判定する。
【０２６７】
再び、図２０を参照して、ＰＩ制御ゲイン決定部５２４は、制御モード判定部５２０から信号ＳＣＭ１〜ＳＣＭ３のいずれかと誤差ΔＶｄｃとを受け、その受けた信号ＳＣＭ１〜ＳＣＭ３および誤差ΔＶｄｃに基づいて、各制御モードに適したＰＩ制御ゲインを決定し、その決定したＰＩ制御ゲインをＰＩ制御器５２５へ出力する。
【０２６８】
ＰＩ制御器５２５は、ＰＩ制御ゲイン決定部５２４からのＰＩ制御ゲイン（比例ゲインＰＧおよび積分ゲインＩＧ）と減算器５２１からの誤差ΔＶｄｃとを式（１）に代入してフィードバック電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｆｂを演算し、その演算したフィードバック電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｆｂをデューティー比変換部５４へ出力する。
【０２６９】
このように、実施の形態４においては、フィードバック電圧指令演算部５２Ｃは、交流モータＭ１の制御モードを検出し、その検出した制御モードに適合したＰＩ制御ゲインを決定し、その決定したＰＩ制御ゲインを用いて出力電圧Ｖ２を電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに設定するためのフィードバック電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｆｂを演算することを特徴とする。
【０２７０】
図２２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Ｖ２への電圧変換を交流モータＭ１の制御モードに応じて制御する動作について説明する。動作がスタートすると、ＰＩ制御ゲイン決定部５２４は、ＰＩ制御ゲインを初期値に設定する（ステップＳ２０）。具体的には、ＰＩ制御ゲイン決定部５２４は、ＰＷＭ制御モード用のＰＩ制御ゲインを初期値として設定する。そして、減算器５２１は、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖ２とインバータ入力電圧指令演算部５０からの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍとを受け、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍと出力電圧Ｖ２との差分を演算して誤差ΔＶｄｃを制御モード判定部５２０へ出力する。
【０２７１】
制御モード判定部５２０は、外部ＥＣＵからモータ回転数ＭＲＮおよびトルク指令値ＴＲを受け、その受けたモータ回転数ＭＲＮおよびトルク指令値ＴＲに基づいて交流モータＭ１の制御モードがＰＷＭ制御モードか否かを上述した方法によって判定する（ステップＳ２１）。
【０２７２】
制御モード判定部５２０は、ステップＳ２１において、交流モータＭ１の制御モードがＰＷＭ制御モードであると判定したとき信号ＳＣＭ１を生成し、その生成した信号ＳＣＭ１と減算器５２１からの誤差ΔＶｄｃとをＰＩ制御ゲイン決定部５２４へ出力する。そして、ＰＩ制御ゲイン決定部５２４は、制御モード判定部５２０からの信号ＳＣＭ１に基づいて、ＰＷＭ制御モードに適したＰＩ制御ゲイン（比例ゲインＰＧおよび積分ゲインＩＧ）を決定し、その決定したＰＩ制御ゲインと誤差ΔＶｄｃとをＰＩ制御器５２５へ出力する。より具体的には、ＰＩ制御ゲイン決定部５２４は、比例ゲインＰＧを１．０に設定し、積分ゲインＩＧを０．１に設定して昇圧コンバータ１２からの出力電圧Ｖ２のフィードバック制御におけるＰＩ制御ゲインをＰＷＭ制御モードに適したＰＩ制御ゲインに設定する（ステップＳ２２）。
【０２７３】
一方、制御モード判定部５２０は、ステップＳ２１において、交流モータＭ１の制御モードがＰＷＭ制御モードではないと判定したとき、モータ回転数ＭＲＮおよびトルク指令値ＴＲに基づいて交流モータＭ１の制御モードが過変調制御モードであるか否かを判定する（ステップＳ２３）。
【０２７４】
そして、制御モード判定部５２０は、ステップＳ２３において、交流モータＭ１の制御モードが過変調制御モードであると判定したとき、信号ＳＣＭ２を生成し、その生成した信号ＳＣＭ２と減算器５２１からの誤差ΔＶｄｃとをＰＩ制御ゲイン決定部５２４へ出力する。
【０２７５】
ＰＩ制御ゲイン決定部５２４は、制御モード判定部５２０からの信号ＳＣＭ２に基づいて、過変調制御モードに適したＰＩ制御ゲイン（比例ゲインＰＧおよび積分ゲインＩＧ）を決定し、その決定したＰＩ制御ゲインと誤差ΔＶｄｃとをＰＩ制御器５２５へ出力する。より具体的には、ＰＩ制御ゲイン決定部５２４は、比例ゲインＰＧを０．７に設定し、積分ゲインＩＧを０．０７に設定して昇圧コンバータ１２からの出力電圧Ｖ２のフィードバック制御におけるＰＩ制御ゲインを過変調制御モードに適したＰＩ制御ゲインに設定する（ステップＳ２４）。
【０２７６】
一方、制御モード判定部５２０は、ステップＳ２３において、交流モータＭ１の制御モードが過変調制御モードではないと判定したとき、モータ回転数ＭＲＮおよびトルク指令値ＴＲに基づいて交流モータＭ１の制御モードが矩形制御モードか否かを判定する（ステップＳ２５）。
【０２７７】
そして、制御モード判定部５２０は、ステップＳ２５において、交流モータＭ１の制御モードが矩形制御モードであると判定したとき、信号ＳＣＭ３を生成し、その生成した信号ＳＣＭ３と減算器５２１からの誤差ΔＶｄｃとをＰＩ制御ゲイン決定部５２４へ出力する。
【０２７８】
ＰＩ制御ゲイン決定部５２４は、制御モード判定部５２０からの信号ＳＣＭ３に基づいて、矩形制御モードに適したＰＩ制御ゲイン（比例ゲインＰＧおよび積分ゲインＩＧ）を決定し、その決定したＰＩ制御ゲインと誤差ΔＶｄｃとをＰＩ制御器５２５へ出力する。より具体的には、ＰＩ制御ゲイン決定部５２４は、比例ゲインＰＧを０．５に設定し、積分ゲインＩＧを０．０５に設定して昇圧コンバータ１２からの出力電圧Ｖ２のフィードバック制御におけるＰＩ制御ゲインを矩形制御モードに適したＰＩ制御ゲインに設定する（ステップＳ２６）。
【０２７９】
一方、制御モード判定部５２０は、ステップＳ２５において、交流モータＭ１の制御モードが矩形制御モードではないと判定したとき、信号ＨＬＤを生成してＰＩ制御ゲイン５２５へ出力する。ＰＩ制御ゲイン決定部５２４は、制御モード判定部５２０からの信号ＨＬＤに基づいて、ＰＩ制御ゲイン（比例ゲインＰＧおよび積分ゲインＩＧ）を保持する（ステップＳ２７）。すなわち、ＰＩ制御ゲイン決定部５２４は、ステップＳ２０において設定した初期値をＰＩ制御ゲインと決定する。
【０２８０】
なお、交流モータＭ１の制御モードがＰＷＭ制御モードであるとき、ＰＩ制御ゲイン（比例ゲインＰＧおよび積分ゲインＩＧ）を最も大きく設定し、交流モータＭ１の制御モードが矩形制御モードであるとき、ＰＩ制御ゲイン（比例ゲインＰＧおよび積分ゲインＩＧ）を最も低く設定するのは、次の理由による。
【０２８１】
ＰＷＭ制御モード、過変調制御モード、および矩形制御モードのうちでは、ＰＷＭ制御モードが最も高いキャリア周波数を有し、過変調制御モードが次に高いキャリア周波数を有し、矩形制御モードが最も低いキャリア周波数を有するので、ＰＷＭ制御モードにおいては、ＰＩ制御ゲインを高く設定しても、ハンチング（振動）またはオーバーシュートが生じないのに対し、矩形制御モードにおいては、ＰＩ制御ゲインを低く設定しないとハンチング（振動）またはオーバーシュートを生じるからである。
【０２８２】
また、交流モータＭ１の制御モードがＰＷＭ制御モード、過変調制御モード、および矩形制御モードのいずれでもない場合に、ＰＩ制御ゲインの初期値が昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖ２のフィードバック制御におけるＰＩ制御ゲインとして設定されるのは、交流モータＭ１の制御モードがＰＷＭ制御モード、過変調制御モード、および矩形制御モードのいずれでもない場合、インバータ１４へ供給されていた直流電圧を、昇圧コンバータ１２を介して直流電源Ｂへ戻す必要がある。そうすると、フィードバック制御におけるＰＩ制御ゲインを、ＰＩ制御ゲインが最も大きいＰＷＭ制御モードに適した制御ゲインに設定した方がインバータ１４側から直流電源Ｂ側への直流電圧の回収を容易に行なうことができるからである。
【０２８３】
ステップＳ２２，Ｓ２４，Ｓ２６，Ｓ２７のいずれかの後、図５に示すフローチャートのステップＳ９〜Ｓ１１が実行される。その後、ステップＳ２１へ戻り、ステップＳ２１〜Ｓ２７およびステップＳ９〜Ｓ１１が繰返し実行される。
【０２８４】
このように、交流モータＭ１の制御モードを検出し、その検出した制御モードに応じてＰＩ制御ゲインを決定して昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖ２が電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに一致するように出力電圧Ｖ２のフィードバック制御が行なわれる。
【０２８５】
なお、ＰＷＭ制御モード、過変調制御モードおよび矩形制御モードは、キャリア周波数が異なる制御モードであるので、交流モータＭ１の制御モードに応じてＰＩ制御ゲインを決定すること、すなわち、ＰＷＭ制御モード、過変調制御モードおよび矩形制御モードに応じてＰＩ制御ゲインを決定することは、キャリア周波数に応じてＰＩ制御ゲインを決定することに相当する。
【０２８６】
上記においては、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖ２を検出し、その検出した出力電圧Ｖ２が電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍになるようにフィードバック制御を行なうとして説明したが、実施の形態４においては、実施の形態２において説明したように、昇圧コンバータ１２への入力電圧Ｖ３を検出し、その検出した入力電圧Ｖ３と昇圧コンバータ１２における電圧変換率とに基づいて演算された出力電圧Ｖ２が電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍになるようにフィードバック制御してもよい。その場合、図１０に示すフローチャートのステップＳ１ａ，Ｓ２が図２２に示すフローチャートのステップＳ２０とステップＳ２１との間に挿入されたフローチャートに従って直流電圧を出力電圧Ｖ２に変換する動作が行なわれる。
【０２８７】
また、実施の形態４においては、実施の形態３において説明したように、直流電源Ｂの温度ＴＢを検出し、その検出した温度ＴＢに基づいて直流電源Ｂの内部抵抗Ｒｂおよび電源電圧Ｖｂを求め、その求めた電源電圧Ｖｂを昇圧コンバータ１２への入力電圧Ｖ３として出力電圧Ｖ２を演算し、その演算した出力電圧Ｖ２が電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍになるようにフィードバック制御してもよい。その場合、図１６に示すフローチャートのステップＳ１ｂ，Ｓ１ｃ，Ｓ２が図２２に示すフローチャートのステップＳ２０とステップＳ２１との間に挿入されたフローチャートに従って直流電圧を出力電圧Ｖ２に変換する動作が行なわれる。
【０２８８】
さらに、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は、図２３に示すモータ駆動装置１００Ｄであってもよい。図２３を参照して、モータ駆動装置１００Ｄ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３０Ｄ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。
【０２８９】
なお、コンデンサＣ２は、昇圧コンバータ１２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３０Ｄへ出力する。さらに、インバータ１４は、制御装置３０Ｄ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。
【０２９０】
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３０Ｄ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３０Ｄへ出力する。
【０２９１】
制御装置３０Ｄは、直流電源Ｂからの出力電圧Ｖ１を電圧センサー１０から受け、昇圧コンバータ１２の入力側の電圧Ｖ３を電圧センサー１１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Ｖ２（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３０Ｄは、電圧Ｖ１、出力電圧Ｖ２、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。
【０２９２】
また、制御装置３０Ｄは、電圧Ｖ１、出力電圧Ｖ２、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。
【０２９３】
さらに、制御装置３０Ｄ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、電圧Ｖ１、出力電圧Ｖ２、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。
【０２９４】
さらに、制御装置３０Ｄ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３０Ｄ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。
【０２９５】
さらに、制御装置３０Ｄ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。
【０２９６】
図２４を参照して、制御装置３０Ｄは、モータトルク制御手段３０１Ｄおよび電圧変換制御手段３０２Ｄを含む。モータトルク制御手段３０１Ｄは、モータ電流ＭＣＲＴ１，２、トルク指令値ＴＲ１，２、モータ回転数ＭＲＮ１，２、電圧Ｖ１および出力電圧Ｖ２に基づいて信号ＰＷＭＩ１，２を生成し、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３０１Ｄは、電圧Ｖ１、出力電圧Ｖ２、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。
【０２９７】
電圧変換制御手段３０２Ｄは、モータ駆動装置１００Ｄ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。
【０２９８】
図２５を参照して、モータトルク制御手段３０１Ｄ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５２Ｄ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。
【０２９９】
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Ｖ２、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Ｖ２、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、モータトルク制御手段３０１Ｄ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。
【０３００】
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。
【０３０１】
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Ｖｄｃ＿ｃｏｍを演算し、その演算した電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍをフィードバック電圧指令演算部５２Ｄへ出力する。
【０３０２】
フィードバック電圧指令演算部５２Ｄは、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖ２、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ、モータ回転数ＭＲＮ１およびトルク指令値ＴＲ１に基づいて交流モータＭ１の制御モードを検出し、出力電圧Ｖ２、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ、モータ回転数ＭＲＮ２およびトルク指令値ＴＲ２に基づいて交流モータＭ２の制御モードを検出する。そして、フィードバック電圧指令演算部５２Ｄは、検出した交流モータＭ１，Ｍ２の制御モードに応じてＰＩ制御ゲインを決定し、その決定したＰＩ制御ゲインを用いてフィードバック制御におけるフィードバック電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｆｂを演算してデューティー比変換部５４へ出力する。
【０３０３】
図２６を参照して、フィードバック電圧指令演算部５２Ｄは、フィードバック電圧指令演算部５２Ｃの制御モード判定部５２０を制御モード判定部５２０Ｄ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５２Ｃと同じである。
【０３０４】
制御モード判定部５２０Ｄにおける制御モードの判定方法について説明する。制御モード判定部５２０Ｄは、モータ回転数ＭＲＮ１およびトルク指令値ＴＲ１に基づいて交流モータＭ１の制御モードを上述した方法により検出し、モータ回転数ＭＲＮ２およびトルク指令値ＴＲ２に基づいて交流モータＭ２の制御モードを上述した方法により検出する。そして、制御モード判定部５２０Ｄは、検出した交流モータＭ１，Ｍ２の制御モードに基づいて２つの交流モータＭ１，Ｍ２全体に対する制御モードを判定する。
【０３０５】
より具体的には、制御モード判定部５２０Ｄは、制御モード判定部５２０と同じように図２１に示すモータのトルクとモータの回転数とのマップを保持しており、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）を外部ＥＣＵから受けると、その受けたトルク指令値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）がマップの領域ＲＧＮ１〜ＲＧＮ３のいずれに含まれるかを検索して、交流モータＭ１（または交流モータＭ２）の制御モードがＰＷＭ制御モード、過変調制御モードおよび矩形制御モードのいずれであるかを判定する。
【０３０６】
この場合、交流モータＭ１の制御モードとしてＰＷＭ制御モード、過変調制御モード、および矩形制御モードが存在し、交流モータＭ２の制御モードとしてＰＷＭ制御モード、過変調制御モード、および矩形制御モードが存在する。したがって、２つの交流モータＭ１，Ｍ２全体に対して表１に示すように９個の制御モードが存在し得る。
【０３０７】
【表１】

【０３０８】
表１において、”ΔＰ”は、ＰＩ制御ゲインを変えた場合の昇圧コンバータ１２における電力変動を表す。そして、ＰＷＭ制御モードは、電力変動ΔＰが小さく、過変調制御モードは、電力変動ΔＰが中であり、矩形制御モードは、電力変動ΔＰが大きいとしている。これは、上述したように、交流モータＭ１（またはＭ２）の制御モードがＰＷＭ制御モード、過変調制御モード、および矩形制御モードへ順次切換わるに伴い、昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフするキャリア周波数は低くなるので、ＰＷＭ制御モードは、電力変動ΔＰが最も小さく、過変調制御モードは、電力変動ΔＰが中であり、矩形制御モードは、電力変動ΔＰが最も大きくなるからである。
【０３０９】
そうすると、交流モータＭ１の制御モードがＰＷＭ制御モードである場合、交流モータＭ２の制御モードとしてＰＷＭ制御モード、過変調制御モード、および矩形制御モードが存在し得るので、交流モータＭ２の制御モードがそれぞれＰＷＭ制御モード、過変調制御モード、および矩形制御モードであるとき、電力変動ΔＰは、それぞれ、「小＋小」、「小＋中」および「小＋大」になる。
【０３１０】
また、交流モータＭ１の制御モードが過変調制御モードである場合、交流モータＭ２の制御モードとしてＰＷＭ制御モード、過変調制御モード、および矩形制御モードが存在し得るので、交流モータＭ２の制御モードがそれぞれＰＷＭ制御モード、過変調制御モード、および矩形制御モードであるとき、電力変動ΔＰは、それぞれ、「中＋小」、「中＋中」および「中＋大」になる。
【０３１１】
さらに、交流モータＭ１の制御モードが矩形制御モードである場合、交流モータＭ２の制御モードとしてＰＷＭ制御モード、過変調制御モード、および矩形制御モードが存在し得るので、交流モータＭ２の制御モードがそれぞれＰＷＭ制御モード、過変調制御モード、および矩形制御モードであるとき、電力変動ΔＰは、それぞれ、「大＋小」、「大＋中」および「大＋大」になる。
【０３１２】
そして、制御モード判定部５２０Ｄは、電力変動ΔＰに基づいて２つの交流モータＭ１，Ｍ２全体の制御モードを示す信号を生成し、その生成した信号と誤差ΔＶｄｃとをＰＩ制御ゲイン決定部５２４へ出力する。
【０３１３】
より具体的には、制御モード判定部５２０Ｄは、交流モータＭ１および交流モータＭ２の制御モードがＰＷＭ制御モードであるとき、信号ＳＣＭＤ１を生成し、その生成した信号ＳＣＭＤ１と誤差ΔＶｄｃとをＰＩ制御ゲイン決定部５２４へ出力する。
【０３１４】
また、制御モード判定部５２０Ｄは、交流モータＭ１の制御モードがＰＷＭ制御モードであり、交流モータＭ２の制御モードが過変調制御モードであるとき、または交流モータＭ１の制御モードが過変調制御モードであり、交流モータＭ２の制御モードがＰＷＭ制御モードであるとき、信号ＳＣＭＤ２を生成し、その生成した信号ＳＣＭＤ２と誤差ΔＶｄｃとをＰＩ制御ゲイン決定部５２４へ出力する。
【０３１５】
さらに、制御モード判定部５２０Ｄは、交流モータＭ１の制御モードがＰＷＭ制御モードであり、交流モータＭ２の制御モードが矩形制御モードであるとき、または交流モータＭ１および交流モータＭ２の制御モードが過変調制御モードであるとき、または交流モータＭ１の制御モードが矩形制御モードであり、交流モータＭ２の制御モードがＰＷＭ制御モードであるとき、信号ＳＣＭＤ３を生成し、その生成した信号ＳＣＭＤ３と誤差ΔＶｄｃとをＰＩ制御ゲイン決定部５２４へ出力する。
【０３１６】
さらに、制御モード判定部５２０Ｄは、交流モータＭ１の制御モードが過変調制御モードであり、交流モータＭ２の制御モードが矩形制御モードであるとき、または交流モータＭ１の制御モードが矩形制御モードであり、交流モータＭ２の制御モードが過変調制御モードであるとき、信号ＳＣＭＤ４を生成し、その生成した信号ＳＣＭＤ４と誤差ΔＶｄｃとをＰＩ制御ゲイン決定部５２４へ出力する。
【０３１７】
さらに、制御モード判定部５２０Ｄは、交流モータＭ１および交流モータＭ２の制御モードが矩形制御モードであるとき、信号ＳＣＭＤ５を生成し、その生成した信号ＳＣＭＤ５と誤差ΔＶｄｃとをＰＩ制御ゲイン決定部５２４へ出力する。
【０３１８】
ＰＩ制御ゲイン決定部５２４は、制御モード判定部５２０Ｄから受けた信号ＳＣＭＤ１〜ＳＣＭＤ５に応じてＰＩ制御ゲイン（比例ゲインＰＧおよび積分ゲインＩＧ）を変えて、出力電圧Ｖ２のフィードバック制御に用いるＰＩ制御ゲインを決定する。
【０３１９】
より具体的には、ＰＩ制御ゲイン決定部５２４は、制御モード判定部５２０Ｄから信号ＳＣＭＤ１を受けると、ＰＩ制御ゲインの下げ幅を最も小さくし、制御モード判定部５２０Ｄから信号ＳＣＭＤ５を受けると、ＰＩ制御ゲインの下げ幅を最も大きくして出力電圧Ｖ２のフィードバック制御に用いるＰＩ制御ゲインを決定する。したがって、表１中のＰＩ制御ゲインの欄に記載された数字は、「１」→「５」に向かってＰＩ制御ゲインの下げ幅が大きくなることを意味する。
【０３２０】
そして、ＰＩ制御ゲイン決定部５２４は、誤差ΔＶｄｃと、決定したＰＩ制御ゲインとをＰＩ制御器５２５へ出力し、ＰＩ制御器５２５は、ＰＩ制御ゲイン（比例ゲインＰＧおよび積分ゲインＩＧ）と、誤差ΔＶｄｃとを式（１）に代入してフィードバック電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｆｂを演算してデューティー比変換部５４へ出力する。
【０３２１】
図２７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Ｖ２への電圧変換を交流モータＭ１，Ｍ２の制御モードに応じて制御する動作について説明する。
【０３２２】
動作がスタートすると、ＰＩ制御ゲイン決定部５２４は、ＰＩ制御ゲインを初期値に設定する（ステップＳ３０）。この場合、ＰＩ制御ゲイン決定部５２４は、初期値としてＰＷＭ制御モード用のＰＩ制御ゲインを設定する。そして、減算器５２１は、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖ２とインバータ入力電圧指令演算部５０からの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍとを受け、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍと出力電圧Ｖ２との差分を演算して誤差ΔＶｄｃを制御モード判定部５２０Ｄへ出力する。
【０３２３】
制御モード判定部５２０Ｄは、外部ＥＣＵからモータ回転数ＭＲＮ１，２およびトルク指令値ＴＲ１，２を受け、その受けたモータ回転数ＭＲＮ１，２およびトルク指令値ＴＲ１，２に基づいて交流モータＭ１，Ｍ２の各々の制御モードを検出し（ステップＳ３１）、その検出した交流モータＭ１，Ｍ２の制御モードに基づいて、２つの交流モータＭ１，Ｍ２全体の制御モードを示す信号（信号ＳＣＭＤ１〜ＳＣＭＤ５のいずれか）を生成してＰＩ制御ゲイン決定部５２４へ出力する。
【０３２４】
ＰＩ制御ゲイン決定部５２４は、制御モード判定部５２０Ｄからの信号ＳＣＭＤ１〜ＳＣＭＤ５に対応したＰＩ制御ゲインを上述した方法によって決定する（ステップＳ３２）。
【０３２５】
なお、ステップＳ３１において、制御モード判定部５２０Ｄは、より具体的には、図２２に示すフローチャートのステップＳ２１，Ｓ２３，Ｓ２５における動作と同じ動作によって交流モータＭ１，Ｍ２の制御モードを検出する。
【０３２６】
ステップＳ３２の後、上述したステップＳ９〜Ｓ１１が実行され、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖ２は、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに一致するように２つの交流モータＭ１，Ｍ２全体の制御モードに応じてフィードバック制御される。
【０３２７】
その後、ステップＳ３１へ戻り、ステップＳ３１〜Ｓ３２およびステップＳ９〜Ｓ１１が繰返し実行される。
【０３２８】
なお、制御モード判定部５２０Ｄは、交流モータＭ１，Ｍ２の出力能力が相互に異なるとき、出力能力の大きいモータの制御モードを２つの交流モータＭ１，Ｍ２全体の制御モードと判定してもよい。
【０３２９】
また、モータ駆動装置１００Ｄにおいては、実施の形態２において説明したように、昇圧コンバータ１２への入力電圧Ｖ３を検出し、その検出した入力電圧Ｖ３と昇圧コンバータ１２における電圧変換率とに基づいて演算された出力電圧Ｖ２が電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍになるようにフィードバック制御してもよい。その場合、図１０に示すフローチャートのステップＳ１ａ，Ｓ２が図２７に示すフローチャートのステップＳ３０とステップＳ３１との間に挿入されたフローチャートに従って直流電圧を出力電圧Ｖ２に変換する動作が行なわれる。
【０３３０】
さらに、モータ駆動装置１００Ｄにおいては、実施の形態３において説明したように、直流電源Ｂの温度ＴＢを検出し、その検出した温度ＴＢに基づいて直流電源Ｂの内部抵抗Ｒｂおよび電源電圧Ｖｂを求め、その求めた電源電圧Ｖｂを昇圧コンバータ１２への入力電圧Ｖ３として出力電圧Ｖ２を演算し、その演算した出力電圧Ｖ２が電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍになるようにフィードバック制御してもよい。その場合、図１６に示すフローチャートのステップＳ１ｂ，Ｓ１ｃ，Ｓ２が図２７に示すフローチャートのステップＳ３０とステップＳ３１との間に挿入されたフローチャートに従って直流電圧を出力電圧Ｖ２に変換する動作が行なわれる。
【０３３１】
さらに、モータ駆動装置１００Ｄ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。
【０３３２】
実施の形態４によれば、電圧変換装置は、モータの制御モードを検出し、その検出した制御モードに適合するＰＩ制御ゲインをフィードバック制御のＰＩ制御ゲインと決定して出力電圧が電圧指令になるように直流電圧から出力電圧への電圧変換を制御する制御手段を備えるので、モータの制御モードが変化した場合でも出力電圧が電圧指令になるように直流電圧を出力電圧に安定して変換できる。
【０３３３】
［実施の形態５］
図２８を参照して、実施の形態５による電圧変換装置を備えたモータ駆動装置１００Ｅは、モータ駆動装置１００の制御装置３０を制御装置３０Ｅ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。
【０３３４】
図２９を参照して、制御装置３０Ｅ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３０１Ｅに代えたものであり、その他は、制御装置３０と同じである。
【０３３５】
モータトルク制御手段３０１Ｅは、モータ電流ＭＣＲＴ、トルク指令値ＴＲおよび昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖ２に基づいて信号ＰＷＭＩを生成してインバータ１４へ出力する。また、モータトルク制御手段３０１Ｅは、モータ回転数ＭＲＮおよびトルク指令値ＴＲに基づいて交流モータＭ１の制御モードを検出し、その検出した交流モータＭ１の制御モードに応じて、出力電圧Ｖ２のフィードバック制御におけるＰＩ制御ゲインを決定し、かつ、その決定したＰＩ制御ゲインを出力電圧Ｖ２の変動に対して調整し、出力電圧Ｖ２が電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに一致するように直流電圧を出力電圧Ｖ２に変換するための信号ＰＷＵを生成してコンバータ１２へ出力する。
【０３３６】
図３０を参照して、モータトルク制御手段３０１Ｅ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５２Ｅ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。
【０３３７】
フィードバック電圧指令演算部５２Ｅは、モータ回転数ＭＲＮおよびトルク指令値ＴＲに基づいて交流モータＭ１の制御モードを上述した方法（実施の形態４参照）によって検出し、その検出した制御モードに応じてＰＩ制御ゲイン（比例ゲインＰＧおよび積分ゲインＩＧ）を決定し、かつ、その決定したＰＩ制御ゲインを出力電圧Ｖ２の変動に応じて調整して最終的なＰＩ制御ゲインを決定し、その最終的なＰＩ制御ゲインを用いてフィードバック電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｆｂを演算してデューティー比変換部５４へ出力する。
【０３３８】
図３１を参照して、フィードバック電圧指令演算部５２Ｅは、制御モード判定部５２０と、減算器５２１と、変化率判断部５２２と、電圧誤差判定部５２３と、ＰＩ制御ゲイン決定部５２４Ａと、ＰＩ制御器５２５とを含む。
【０３３９】
制御モード判定部５２０、減算器５２１、変化率判断部５２２、電圧誤差判定部５２３およびＰＩ制御器５２５については、上述したとおりである。
【０３４０】
ＰＩ制御ゲイン決定部５２４Ａは、制御モード判定部５２０からの交流モータＭ１の制御モードを示す信号（信号ＳＣＭ１〜ＳＣＭ３のいずれか）に基づいて交流モータＭ１の制御モードに応じたＰＩ制御ゲインを決定し、かつ、その決定したＰＩ制御ゲインを電圧誤差判定部５２３からの信号ＧＵＰ，ＧＨＬＤ，ＧＤＷＮに応じて調整し、最終的なＰＩ制御ゲインを決定する。そして、ＰＩ制御ゲイン決定部５２４Ａは、決定した最終的なＰＩ制御ゲインをＰＩ制御器５２５へ出力する。
【０３４１】
このように、ＰＩ制御ゲイン決定部５２４Ａは、交流モータＭ１の制御モードに応じたＰＩ制御ゲインを決定し、その決定したＰＩ制御ゲインを出力電圧Ｖ２の変動に対してさらに調整して最終的なＰＩ制御ゲインを決定することを特徴とする。
【０３４２】
なお、交流モータＭ１の制御モードに応じてＰＩ制御ゲインを決定することを「交流モータの制御モードに好適な制御ゲインに調整する」と言い、制御モードに応じて決定されたＰＩ制御ゲインを出力電圧Ｖ２の変動に対してさらに調整することを「好適な制御ゲインを出力電圧Ｖ２の変動に基づいて最適な制御ゲインに調整する」と言う。
【０３４３】
実施の形態５において、昇圧コンバータ１２における直流電圧から出力電圧Ｖ２への電圧変換を制御する動作は、図３２に示すフローチャートに従って行なわれる。
【０３４４】
図３２に示すフローチャートは、図２２に示すフローチャートのステップＳ２０〜Ｓ２７に、図５に示すフローチャートのステップＳ２〜Ｓ１１を追加したフローチャートである。
【０３４５】
図３２を参照して、ステップＳ２１〜Ｓ２７に従って行なわれる動作は、モータ回転数ＭＲＮおよびトルク指令値ＴＲに基づいて交流モータＭ１の制御モードを検出する動作である。また、ステップＳ２〜Ｓ１１に従って行なわれる動作は、出力電圧Ｖ２の変動に対してＰＩ制御ゲインを調整して出力電圧Ｖ２が電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍになるように制御する動作である。
【０３４６】
したがって、ステップＳ２０〜Ｓ２７およびステップＳ２〜Ｓ１１における詳細な動作は上述したとおりである。
【０３４７】
ステップＳ１１の後、ステップＳ２１へ戻り、ステップＳ２１〜Ｓ２７およびステップＳ２〜Ｓ１１が実行される。
【０３４８】
上記においては、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖ２を検出し、その検出した出力電圧Ｖ２が電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍになるようにフィードバック制御を行なうとして説明したが、実施の形態５においては、実施の形態２において説明したように、昇圧コンバータ１２への入力電圧Ｖ３を検出し、その検出した入力電圧Ｖ３と昇圧コンバータ１２における電圧変換率とに基づいて演算された出力電圧Ｖ２が電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍになるようにフィードバック制御してもよい。その場合、図１０に示すフローチャートのステップＳ１ａが図３２に示すフローチャートのステップＳ２２，Ｓ２４，Ｓ２６，Ｓ２７とステップＳ２との間に挿入されたフローチャートに従って直流電圧を出力電圧Ｖ２に変換する動作が行なわれる。
【０３４９】
また、実施の形態５においては、実施の形態３において説明したように、直流電源Ｂの温度ＴＢを検出し、その検出した温度ＴＢに基づいて直流電源Ｂの内部抵抗Ｒｂおよび電源電圧Ｖｂを求め、その求めた電源電圧Ｖｂを昇圧コンバータ１２への入力電圧Ｖ３として出力電圧Ｖ２を演算し、その演算した出力電圧Ｖ２が電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍになるようにフィードバック制御してもよい。その場合、図１６に示すフローチャートのステップＳ１ｂ，Ｓ１ｃが図３２に示すフローチャートのステップＳ２２，Ｓ２４，Ｓ２６，Ｓ２７とステップＳ２との間に挿入されたフローチャートに従って直流電圧を出力電圧Ｖ２に変換する動作が行なわれる。
【０３５０】
さらに、実施の形態４において説明したように、２個以上のモータに対して、各モータの制御モードに応じてＰＩ制御ゲインを決定し、その決定したＰＩ制御ゲインを昇圧コンバータ１２の出力電圧の変動に対してさらに調整するようにしてもよい。その場合、図３２に示すフローチャートのステップＳ２１〜Ｓ２７に代えて図２７に示すフローチャートのステップＳ３１，Ｓ３２が実行される。
【０３５１】
実施の形態５によれば、電圧変換装置は、モータの制御モードに応じたＰＩ制御ゲインを決定し、その決定したＰＩ制御ゲインを出力電圧の変動に応じてさらに調整し、出力電圧が電圧指令に一致するように直流電圧から出力電圧への変換をフィードバック制御する制御手段を備えるので、モータの制御モードの変動、または昇圧コンバータの出力電圧の変動に対して出力電圧を安定させることができる。
【０３５２】
なお、実施の形態１〜５においては、ＰＩ制御によるフィードバック制御について説明したが、この発明においてはＰＩＤ制御によるフィードバック制御を行なってもよい。その場合、ＰＩＤ制御ゲイン（比例ゲインＰＧ、積分ゲインＩＧ、微分ゲインＤＧ）が上述した方法によって調整され、出力電圧Ｖ２が電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに一致するようにフィードバック制御される。
【０３５３】
また、この発明においては、上記において用いられた「誤差」は、「偏差」と表現されてもよいものである。
【０３５４】
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】 実施の形態１における電圧変換の制御動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】 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７】 図６に示す制御装置の機能ブロック図である。
【図８】 図７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９】 図８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１０】 実施の形態２における電圧変換の制御動作を説明するためのフローチャートである。
【図１１】 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１２】 図１１に示す制御装置の機能ブロック図である。
【図１３】 図１２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１４】 図１３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１５】 直流電源の内部抵抗と温度との関係図である。
【図１６】 実施の形態３における電圧変換の制御動作を説明するためのフローチャートである。
【図１７】 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１８】 図１７に示す制御装置の機能ブロック図である。
【図１９】 図１８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２０】 図１９に示すフィードバック電圧指令演算部の機能を説明するための機能ブロック図である。
【図２１】 モータのトルクとモータ回転数との関係図である。
【図２２】 実施の形態４における電圧変換の制御動作を説明するためのフローチャートである。
【図２３】 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他の概略ブロック図である。
【図２４】 図２３に示す制御装置の機能ブロック図である。
【図２５】 図２４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２６】 図２５に示すフィードバック電圧指令演算部の機能を説明するための機能ブロック図である。
【図２７】 実施の形態４における電圧変換の他の制御動作を説明するためのフローチャートである。
【図２８】 実施の形態５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２９】 図２８に示す制御装置の機能ブロック図である。
【図３０】 図２９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３１】 図３０に示すフィードバック電圧指令演算部の機能を説明するための機能ブロック図である。
【図３２】 実施の形態５における電圧変換の制御動作を説明するためのフローチャートである。
【図３３】 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】
１０，１１，１３，３２０ 電圧センサー、１０Ａ 温度センサー、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、２４，２５，２８ 電流センサー、３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ 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，５２Ｃ，５２Ｄ，５２Ｅ フィードバック電圧指令演算部、５４ デューティー比変換部、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ，３００ モータ駆動装置、３０１，３０１Ａ，３０１Ｂ，３０１Ｃ，３０１Ｄ，３０１Ｅ モータトルク制御手段、３０２，３０２Ｄ 電圧変換制御手段、３１０ 双方向コンバータ、５２０，５２０Ｄ 制御モード判定部、５２１ 減算器、５２２ 変化率判定部、５２３ 電圧誤差判定部、５２４，５２４Ａ ＰＩ制御ゲイン決定部、５２５ ＰＩ制御器、５２６，５２７出力電圧生成部、５４１ コンバータ用デューティー比演算部、５４２ コンバータ用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 (43)

1. 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、
   前記指令電圧と前記検出された出力電圧との誤差、および前記指令電圧の変化率を検出し、前記検出した誤差および変化率に応じて前記出力電圧のフィードバック制御における制御ゲインを調整し、その調整した制御ゲインを用いたフィードバック制御により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。
2. 前記検出手段は、前記電圧変換器への入力電圧を検出し、その検出した入力電圧と前記電圧変換器における変換比率とに基づいて前記出力電圧を検出する、請求項１に記載の電圧変換装置。
3. 前記検出手段は、前記直流電源の温度に基づいて前記直流電源から出力される直流電圧を検出し、その検出した直流電源と前記電圧変換器における変換比率とに基づいて前記出力電圧を検出する、請求項１に記載の電圧変換装置。
4. 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、
   前記直流電源の内部抵抗の変動を検出する検出手段と、
   前記検出された内部抵抗の変動に応じて前記出力電圧のフィードバック制御における制御ゲインを調整し、その調整した制御ゲインを用いたフィードバック制御により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。
5. 前記制御手段は、
   前記変化率が第１の基準値よりも小さく、かつ、前記誤差の絶対値が第２の基準値よりも大きいとき前記制御ゲインを下げる第１のゲイン調整を行ない、
   前記変化率が前記第１の基準値よりも大きく、かつ、前記誤差の絶対値が前記第２の基準値よりも大きいとき前記制御ゲインを上げる第２のゲイン調整を行ない、
   前記変化率が前記第１の基準値よりも小さく、かつ、前記誤差の絶対値が前記第２の基準値よりも小さいとき、または前記変化率が前記第１の基準値よりも大きく、かつ、前記誤差の絶対値が前記第２の基準値よりも小さいとき前記制御ゲインを保持する第３のゲイン調整を行なう、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電圧変換装置。
6. 前記制御手段は、
   前記指令電圧の変化率を検出し、前記検出した変化率が前記第１の基準値よりも小さいか否かを判定する変化率判定部と、
   前記指令電圧と前記出力電圧との誤差を検出する誤差検出部と、
   前記変化率判定部からの判定結果と前記誤差検出部からの誤差とに基づいて前記第１から第３のゲイン調整のいずれかを行なう制御ゲイン調整部と、
   前記制御ゲイン調整部により調整された制御ゲインを用いて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部とを含む、請求項５に記載の電圧変換装置。
7. 前記出力電圧は、交流モータを駆動するインバータに入力される、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電圧変換装置。
8. 交流モータを駆動するための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、
   前記交流モータの制御モードを検出するモード検出手段と、
   前記検出された制御モードに応じて前記出力電圧のフィードバック制御における制御ゲインを調整し、その調整した制御ゲインを用いたフィードバック制御により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。
9. 交流モータを駆動するための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、
   前記交流モータの制御モードを検出するモード検出手段と、
   前記電圧変換器から出力された出力電圧を検出する電圧検出手段と、
   前記指令電圧と前記検出された出力電圧との誤差、および前記指令電圧の変化率を検出する検出手段と、
   前記出力電圧のフィードバック制御における制御ゲインを前記検出された制御モードに好適な制御ゲインに調整し、その調整した好適な制御ゲインを前記検出された誤差および変化率に基づいて最適な制御ゲインにさらに調整し、その調整した最適な制御ゲインを用いたフィードバック制御により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。
10. 前記好適な制御ゲインから前記最適な制御ゲインへの調整時、
    前記制御手段は、
    前記変化率が第１の基準値よりも小さく、かつ、前記誤差の絶対値が第２の基準値よりも大きいとき前記制御ゲインを下げる第１のゲイン調整を行ない、
    前記変化率が前記第１の基準値よりも大きく、かつ、前記誤差の絶対値が前記第２の基準値よりも大きいとき前記制御ゲインを上げる第２のゲイン調整を行ない、
    前記変化率が前記第１の基準値よりも小さく、かつ、前記誤差の絶対値が前記第２の基準値よりも小さいとき、または前記変化率が前記第１の基準値よりも大きく、かつ、前記誤差の絶対値が前記第２の基準値よりも小さいとき前記制御ゲインを保持する第３のゲイン調整を行なう、請求項９に記載の電圧変換装置。
11. 前記制御手段は、
    前記指令電圧の変化率を検出し、前記検出した変化率が前記第１の基準値よりも小さいか否かを判定する変化率判定部と、
    前記指令電圧と前記出力電圧との誤差を検出する誤差検出部と、
    前記変化率判定部からの判定結果と前記誤差検出部からの誤差とに基づいて前記第１から第３のゲイン調整のいずれかを行なう制御ゲイン調整部と、
    前記制御ゲイン調整部により調整された制御ゲインを用いて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部とを含む、請求項１０に記載の電圧変換装置。
12. 前記モード検出手段は、キャリア周波数が異なる制御モードを検出する、請求項８から請求項１１のいずれか１項に記載の電圧変換装置。
13. 前記制御手段は、前記検出された制御モードのキャリア周波数に応じて前記制御ゲインを調整する、請求項１２に記載の電圧変換装置。
14. 前記制御手段は、前記検出された制御モードのキャリア周波数が高くなるに従って前記制御ゲインを前記キャリア周波数が低いときの制御ゲインよりも大きい制御ゲインに調整する、請求項１３に記載の電圧変換装置。
15. 前記モード検出手段は、複数の交流モータに対応する複数の制御モードを検出し、
    前記制御手段は、前記検出された複数の制御モードに応じて前記制御ゲインを調整する、請求項８から請求項１１のいずれか１項に記載の電圧変換装置。
16. 前記制御手段は、前記検出された複数の制御モードの組合わせに応じて決定される前記フィードバック制御における電力変動を検出し、その検出した電力変動に応じて前記制御ゲインを調整する、請求項１５に記載の電圧変換装置。
17. 前記制御手段は、前記検出された電力変動が大きいほど前記制御ゲインの下げ幅を大きくして前記制御ゲインを調整する、請求項１６に記載の電圧変換装置。
18. 前記モード検出手段は、前記交流モータの回転数と前記交流モータのトルクとを受け、その受けた回転数およびトルクに基づいて前記制御モードを検出する、請求項８から請求項１７のいずれか１項に記載の電圧変換装置。
19. 前記モード検出手段は、前記回転数と前記トルクとの関係を示すマップを保持し、前記受けた回転数およびトルクが含まれる前記マップの領域を検出することにより前記制御モードを検出する、請求項１８に記載の電圧変換装置。
20. 前記制御ゲインは、フィードバック制御におけるＰＩ制御ゲインである、請求項１から請求項１９のいずれか１項に記載の電圧変換装置。
21. 前記交流モータは、車両用モータである、請求項７から請求項１９のいずれか１項に記載の電圧変換装置。
22. 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、および前記指令電圧の変化率を検出する第２のステップと、
    前記変化率および前記誤差に基づいて前記出力電圧のフィードバック制御における制御ゲインを調整する第３のステップと、
    前記調整された制御ゲインを用いたフィードバック制御により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。
23. 前記第１のステップは、
    前記直流電圧を前記出力電圧へ変換する電圧変換器へ入力される入力電圧を検出する第１のサブステップと、
    前記検出された入力電圧と前記電圧変換器における変換比率とに基づいて前記出力電圧を検出する第２のサブステップとを含む、請求項２２に記載の電圧変換方法。
24. 前記第１のステップは、
    前記直流電源の温度を検出し、その検出した温度に基づいて前記直流電圧を前記出力電圧へ変換する電圧変換器へ入力される入力電圧を検出する第１のサブステップと、
    前記検出された入力電圧と、前記電圧変換器における変換比率とに基づいて前記出力電圧を検出する第２のサブステップとを含む、請求項２２に記載の電圧変換方法。
25. 前記第３のステップにおいて、
    前記変化率が第１の基準値よりも小さく、かつ、前記誤差の絶対値が第２の基準値よりも大きいとき前記制御ゲインは下げられ、
    前記変化率が前記第１の基準値よりも大きく、かつ、前記誤差の絶対値が前記第２の基準値よりも大きいとき前記制御ゲインは上げられ、
    前記変化率が前記第１の基準値よりも小さく、かつ、前記誤差の絶対値が前記第２の基準値よりも小さいとき、または前記変化率が前記第１の基準値よりも大きく、かつ、前記誤差の絶対値が前記第２の基準値よりも小さいとき前記制御ゲインは保持される、請求項２２から請求項２４のいずれか１項に記載の電圧変換方法。
26. 交流モータを駆動するための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方法であって、
    前記交流モータの制御モードを検出する第１のステップと、
    前記検出された制御モードに応じて前記出力電圧のフィードバック制御における制御ゲインを調整する第２のステップと、
    前記調整された制御ゲインを用いたフィードバック制御により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３のステップとを含む電圧変換方法。
27. 交流モータを駆動するための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方法であって、
    前記交流モータの制御モードを検出する第１のステップと、
    前記出力電圧のフィードバック制御における制御ゲインを前記検出された制御モードに好適な制御ゲインに調整する第２のステップと、
    前記出力電圧を検出する第３のステップと、
    前記指令電圧と前記出力電圧との誤差、および前記指令電圧の変化率を検出する第４のステップと、
    前記検出された変化率および誤差に基づいて前記好適な制御ゲインを最適な制御ゲインに調整する第５のステップと、
    前記調整された最適な制御ゲインを用いたフィードバック制御により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６のステップとを含む電圧変換方法。
28. 前記第５のステップにおいて、
    前記変化率が第１の基準値よりも小さく、かつ、前記誤差の絶対値が第２の基準値よりも大きいとき前記好適な制御ゲインは下げられて前記最適な制御ゲインに調整され、
    前記変化率が前記第１の基準値よりも大きく、かつ、前記誤差の絶対値が前記第２の基準値よりも大きいとき前記好適な制御ゲインは上げられて前記最適な制御ゲインに調整され、
    前記変化率が前記第１の基準値よりも小さく、かつ、前記誤差の絶対値が前記第２の基準値よりも小さいとき、または前記変化率が前記第１の基準値よりも大きく、かつ、前記誤差の絶対値が前記第２の基準値よりも小さいとき前記好適な制御ゲインは保持されて前記最適な制御ゲインに調整される、請求項２７に記載の電圧変換方法。
29. 前記第１のステップにおいて検出される制御モードは、キャリア周波数が異なる制御モードである、請求項２６から請求項２８のいずれか１項に記載の電圧変換方法。
30. 前記第１のステップにおいて検出される制御モードは、複数の交流モータに対する複数の制御モードであり、
    前記第２のステップにおいて前記制御ゲインは、前記検出された複数の制御モードに応じて調整される、請求項２６または請求項２７に記載の電圧変換方法。
31. 前記第１のステップにおいて、前記制御モードは、前記交流モータの回転数およびトルクに基づいて検出される、請求項２６から請求項３０のいずれか１項に記載の電圧変換方法。
32. 前記制御ゲインは、フィードバック制御におけるＰＩ制御ゲインである、請求項２２から請求項３１のいずれか１項に記載の電圧変換方法。
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の制御をコンピュータに実行させるための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、および前記指令電圧の変化率を検出する第２のステップと、
    前記変化率および前記誤差に基づいて前記出力電圧のフィードバック制御における制御ゲインを調整する第３のステップと、
    前記調整された制御ゲインを用いたフィードバック制御により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させる第４のステップとをコンピュータに実行させるための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。
34. 前記第１のステップは、
    前記直流電圧を前記出力電圧へ変換する電圧変換器へ入力される入力電圧を検出する第１のサブステップと、
    前記検出された入力電圧と前記電圧変換器における変換比率とに基づいて前記出力電圧を検出する第２のサブステップとを含む、請求項３３に記載のコンピュータに実行させるための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。
35. 前記第１のステップは、
    前記直流電源の温度を検出し、その検出した温度に基づいて前記直流電圧を前記出力電圧へ変換する電圧変換器へ入力される入力電圧を検出する第１のサブステップと、
    前記検出された入力電圧と、前記電圧変換器における変換比率とに基づいて前記出力電圧を検出する第２のサブステップとを含む、請求項３３に記載のコンピュータに実行させるための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。
36. 前記第３のステップにおいて、
    前記変化率が第１の基準値よりも小さく、かつ、前記誤差の絶対値が第２の基準値よりも大きいとき前記ＰＩ制御ゲインは下げられ、
    前記変化率が前記第１の基準値よりも大きく、かつ、前記誤差の絶対値が前記第２の基準値よりも大きいとき前記ＰＩ制御ゲインは上げられ、
    前記変化率が前記第１の基準値よりも小さく、かつ、前記誤差の絶対値が前記第２の基準値よりも小さいとき、または前記変化率が前記第１の基準値よりも大きく、かつ、前記誤差の絶対値が前記第２の基準値よりも小さいとき前記ＰＩ制御ゲインは保持される、請求項３３から請求項３５のいずれか１項に記載のコンピュータに実行させるための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。
37. 交流モータを駆動するための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の制御をコンピュータに実行させるための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、
    前記交流モータの制御モードを検出する第１のステップと、
    前記検出された制御モードに応じて前記出力電圧のフィードバック制御における制御ゲインを調整する第２のステップと、
    前記調整された制御ゲインを用いたフィードバック制御により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３のステップとをコンピュータに実行させるための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。
38. 交流モータを駆動するための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の制御をコンピュータに実行させるための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、
    前記交流モータの制御モードを検出する第１のステップと、
    前記出力電圧のフィードバック制御における制御ゲインを前記検出された制御モードに好適な制御ゲインに調整する第２のステップと、
    前記出力電圧を検出する第３のステップと、
    前記指令電圧と前記出力電圧との誤差、および前記指令電圧の変化率を検出する第４のステップと、
    前記検出された変化率および誤差に基づいて前記好適な制御ゲインを最適な制御ゲインに調整する第５のステップと、
    前記調整された最適な制御ゲインを用いたフィードバック制御により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６のステップとをコンピュータに実行させるための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。
39. 前記第５のステップにおいて、
    前記変化率が第１の基準値よりも小さく、かつ、前記誤差の絶対値が第２の基準値よりも大きいとき前記好適な制御ゲインは下げられて前記最適な制御ゲインに調整され、
    前記変化率が前記第１の基準値よりも大きく、かつ、前記誤差の絶対値が前記第２の基準値よりも大きいとき前記好適な制御ゲインは上げられて前記最適な制御ゲインに調整され、
    前記変化率が前記第１の基準値よりも小さく、かつ、前記誤差の絶対値が前記第２の基準値よりも小さいとき、または前記変化率が前記第１の基準値よりも大きく、かつ、前記誤差の絶対値が前記第２の基準値よりも小さいとき前記好適な制御ゲインは保持されて前記最適な制御ゲインに調整される、請求項３８に記載のコンピュータに実行させるための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。
40. 前記第１のステップにおいて検出される制御モードは、キャリア周波数の異なる制御モードである、請求項３７から請求項３９のいずれか１項に記載のコンピュータに実行させるための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。
41. 前記第１のステップにおいて検出される制御モードは、複数の交流モータに対する複数の制御モードであり、
    前記第２のステップにおいて前記制御ゲインは、前記検出された複数の制御モードに応じて調整される、請求項３７または請求項３８に記載のコンピュータに実行させるための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。
42. 前記第１のステップにおいて、前記制御モードは、前記交流モータの回転数およびトルクに基づいて検出される、請求項３７から請求項４１のいずれか１項に記載のコンピュータに実行させるための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。
43. 前記制御ゲインは、フィードバック制御におけるＰＩ制御ゲインである、請求項３３から請求項４２のいずれか１項に記載のコンピュータに実行させるための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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