JP4220851B2 - 電圧変換装置および電圧変換装置におけ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 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電圧変換装置および電圧変換装置におけ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）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。
【０００４】
このようなハイブリッド自動車においては、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（特許文献１）。
【０００５】
そして、昇圧コンバータは、インバータの電源ラインとアースラインとの間に直列に接続された２つのＮＰＮトランジスタと、一方端が２つのＮＰＮトランジスタの中間点に接続され、他方端が電源の電源ラインに接続されたリアクトルとからなる。
【０００６】
昇圧コンバータは、電源ライン側に接続されたＮＰＮトランジスタ（上アーム）と、アースライン側に接続されたＮＰＮトランジスタ（下アーム）とを所定のデューティー比でオン／オフすることにより電源からの直流電圧を昇圧してインバータへ供給し、インバータからの直流電圧を降圧して電源へ供給する。
【０００７】
そして、昇圧コンバータを構成する上アームおよび下アームは、電源ラインとアースラインとの間に直列に接続されているため、上アームおよび下アームを同時にオンすることを防止する必要がある。そのため、上アームおよび下アームをスイッチング制御する制御信号には、上アームおよび下アームが同時にオンされるのを防止するためのデッドタイムが設けられている。
【０００８】
図７は、上アームおよび下アームを制御する制御信号のタイミングチャートである。図７を参照して、上アームおよび下アームは、各制御周期Ｔにおいて、所定のデューティー比でオン／オフされる。そして、下アームがタイミングｔ１までオンされ、上アームがタイミングｔ１までオフされた後、タイミングｔ１で上アームをオンし、下アームをオフすると、上アームおよび下アームが同時にオンされる虞があるため、タイミングｔ１で下アームをオフし、その後、一定のデッドタイムを経過したタイミングｔ２で上アームをオンするようにしている。
【０００９】
【特許文献１】
特開平８−２１４５９２号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、昇圧コンバータの電圧指令値が電源電圧に非常に近い場合、上アームのオンデューティー（上アームがオンされている期間を意味する）が、たとえば、０．９８と非常に大きくなる。そうすると、この０．９８のオンデューティーは、デッドタイムにより侵食されるため、上アームをオンすべき期間を確保することができない。
【００１１】
図８は、上アームのオンデューティーおよび電圧のタイミングチャートである。図８を参照して、タイミングｔ０で電源電圧Ｖｂからの昇圧動作が開始されたとすると、電圧指令値は、電源電圧Ｖｂから上昇し始める。しかし、タイミングｔ０からタイミングｔ１までの間、電圧指令値は、電源電圧Ｖｂに非常に近いため、電圧指令値に基づいて演算された上アームのオンデューティーは、上アームのデッドタイムによって侵食され、本来のオンデューティーを確保できない。その結果、上アームのオンデューティーが、たとえば、１．０〜０．９５の範囲ではリニアに制御されず、振動する（図８の（ｂ）参照）。そうすると、昇圧コンバータの出力電圧も振動する（図８の（ａ）参照）。
【００１２】
そして、電圧指令値に基づいて演算された上アームのオンデューティーが、たとえば、０．９５に到達すると、オンデューティーは、デッドタイムによって侵食されず、リニアに制御できるようになる。
【００１３】
このように、電圧指令値が電源電圧Ｖｂに非常に近い領域では、上アームのオンデューティーがデッドタイムによって侵食され、昇圧コンバータの出力電圧が振動し、電源からの直流電流も振動する。その結果、電源を破損する可能性がある。
【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、出力電圧の振動を抑制可能な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、出力電圧の振動を抑制可能な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。
【００１６】
【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、モータを駆動するインバータへの入力電圧を可変する電圧変換装置であって、電圧変換器と、制御装置とを備える。電圧変換器は、電源とインバータとの間で電圧変換を行なう。制御装置は、電圧変換の電圧指令値が電源電圧以上であり、かつ、所定電圧以下のとき、デューティーを固定して電圧変換器を制御する。
【００１７】
好ましくは、所定電圧は、電圧変換器のデッドタイムに基づいて決定される。
好ましくは、制御装置は、電圧変換器の出力電圧を降下制御しているとき、電圧指令値が電源電圧以上、かつ、所定電圧以下に到達すると、デューティーを固定する。
【００１８】
好ましくは、電圧変換器は、インバータへの入力電圧をリニアに可変する。
また、この発明によれば、電圧変換装置は、モータを駆動するインバータへの入力電圧を可変する電圧変換装置であって、電圧変換器と、制御装置とを備える。電圧変換器は、第１のオンデューティーでオンされる上アームと、１から第１のオンデューティーを減算した第２のオンデューティーでオンされる下アームとを含み、上アームおよび下アームのスイッチング動作により電源とインバータとの間で電圧変換を行なう。制御装置は、電圧変換器の電圧変換における電圧指令値に基づいて演算された第１のオンデューティーが上アームおよび下アームのデッドタイムの影響を受けるとき、第１のオンデューティーをデッドタイムの影響を除去した好適なオンデューティーに固定して上アームおよび下アームをスイッチング制御する。
【００１９】
好ましくは、制御装置は、電圧指令値に基づいて演算された第１のオンデューティーが最大有効オンデューティーよりも大きく、かつ、上アームを制御周期長にわたってオンし続ける最長オンデューティーよりも小さいとき、第１のオンデューティーを好適なオンデューティーに固定して上アームおよび下アームをスイッチング制御する。そして、最大有効オンデューティーは、制御周期長からデッドタイムを減算した実効制御周期長を制御周期長で除算した値である。
【００２０】
好ましくは、好適なオンデューティーは、最大有効オンデューティーまたは最長オンデューティーである。
【００２１】
好ましくは、電圧変換器は、インバータへの入力電圧をリニアに可変する。
さらに、この発明によれば、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、電圧変換装置におけ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る。
【００２２】
電圧変換装置は、第１のオンデューティーでオンされる上アームと、１から第１のオンデューティーを減算した第２のオンデューティーでオンされる下アームとを含み、上アームおよび下アームのスイッチング動作により電源と負荷との間で電圧変換を行なう電圧変換器を備える。
【００２３】
プログラムは、電圧変換の電圧指令値に基づいて第１のオンデューティーを演算する第１のステップと、演算された第１のオンデューティーが上アームおよび下アームのデッドタイムの影響を受けるか否かを判定する第２のステップと、第１のオンデューティーがデッドタイムの影響を受けると判定されたとき、第１のオンデューティーを好適なオンデューティーに固定して上アームおよび下アームをスイッチング制御する第３のステップとをコンピュータに実行させる。
【００２４】
好ましくは、第２のステップは、デッドタイムを用いて最大有効オンデューティーを演算する第１のサブステップと、演算された第１のオンデューティーが最大有効オンデューティーよりも大きく、かつ、上アームを制御周期長にわたってオンし続ける最長オンデューティーよりも小さいか否かを判定する第２のサブステップと、第１のオンデューティーが最大有効オンデューティーよりも大きく、かつ、最長オンデューティーよりも小さいとき、第１のオンデューティーがデッドタイムの影響を受けると判定する第３のサブステップと、第１のオンデューティーが最大有効オンデューティー以下、または最長オンデューティーであるとき、第１のオンデューティーがデッドタイムの影響を受けないと判定する第４のサブステップとを含む。そして、最大有効オンデューティーは、制御周期長からデッドタイムを減算した実効制御周期長を制御周期長で除算した値である。
【００２５】
好ましくは、第３のステップは、第１のオンデューティーを最大有効オンデューティーまたは最長オンデューティーに固定して上アームおよび下アームをスイッチング制御する。
【００２６】
この発明による電圧変換装置においては、電圧変換の電圧指令値が電源電圧以上、かつ、所定電圧以下であるとき、昇圧制御のデューティーが固定される。
【００２７】
また、この発明による電圧変換装置においては、電圧変換の電圧指令値に基づいて演算された上アームのオンデューティーが上アームおよび下アームのデッドタイムの影響を受けるとき、上アームのオンデューティーをデッドタイムの影響を除去した好適なオンデューティーに固定して上アームおよび下アームがスイッチング制御される。
【００２８】
したがって、この発明によれば、電圧変換器の出力電圧および電源からの直流電流の振動を抑制できる。その結果、電源が破損するのを防止できる。
【００２９】
【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。
【００３０】
図１を参照して、この発明の実施の形態におけるモータ駆動装置１００は、直流電源Ｂと、電圧センサー１０，２０と、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２と、コンデンサ１１，１３と、昇圧コンバータ１２と、インバータ１４，３１と、電流センサー２４，２８と、制御装置３０とを備える。
【００３１】
モータジェネレータＭＧ１は、たとえば、ハイブリッド自動車に搭載される。そして、モータジェネレータＭＧ１は、ハイブリッド自動車のエンジン（図示せず）に接続され、エンジンにて駆動される発電機の機能を持つとともに、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モータである。モータジェネレータＭＧ１の発電トルクを調整することでエンジンを効率の良い運転状態に保つような制御を行なうことでハイブリッド自動車の燃費や排気ガスを良好なものにすることができる。
【００３２】
また、モータジェネレータＭＧ２は、たとえば、ハイブリッド自動車に搭載される。そして、モータジェネレータＭＧ２は、ハイブリッド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。また、自動車の減速時などで駆動輪の回転によってモータジェネレータＭＧ２が回転される場合には、モータジェネレータＭＧ２は発電機として機能し得る（いわゆる回生発電の機能）。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
各相アームの中間点は、モータジェネレータＭＧ１の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、モータジェネレータＭＧ１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。
【００３７】
インバータ３１は、インバータ１４と同じ構成から成る。
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（「バッテリ電圧Ｖｂ」とも言う。）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。
【００３８】
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／オフされる。
【００３９】
コンデンサ１１は、直流電源Ｂから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。
【００４０】
昇圧コンバータ１２は、コンデンサ１１から供給された直流電圧Ｖｂを昇圧してコンデンサ１３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ＰＷＭＵを受けると、信号ＰＷＭＵ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Ｖｂを昇圧してコンデンサ１３に供給する。
【００４１】
また、昇圧コンバータ１２は、制御装置３０から信号ＰＷＭＤを受けると、コンデンサ１３を介してインバータ１４および／またはインバータ３１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。
【００４２】
コンデンサ１３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ノードＮ１，Ｎ２を介してインバータ１４，３１へ供給する。電圧センサー２０は、コンデンサ１３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。
【００４３】
インバータ１４は、コンデンサ１３から直流電圧が供給されると制御装置３０からの信号ＰＷＭＩ１に基づいて直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ１を駆動する。これにより、モータジェネレータＭＧ１は、トルク指令値ＴＲ１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。
【００４４】
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の回生制動時、モータジェネレータＭＧ１が発電した交流電圧を制御装置３０からの信号ＰＷＭＣ１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１３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。
【００４５】
インバータ３１は、コンデンサ１３から直流電圧が供給されると制御装置３０からの信号ＰＷＭＩ２に基づいて直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ２を駆動する。これにより、モータジェネレータＭＧ２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ように駆動される。
【００４６】
また、インバータ３１は、モータ駆動装置１００が搭載されたハイブリッド自動車の回生制動時、モータジェネレータＭＧ２が発電した交流電圧を制御装置３０からの信号ＰＷＭＣ２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１３を介して昇圧コンバータ１２へ供給する。
【００４７】
電流センサー２４は、モータジェネレータＭＧ１に流れるモータ電流ＭＣＲＴ１を検出し、その検出したモータ電流ＭＣＲＴ１を制御装置３０へ出力する。電流センサー２８は、モータジェネレータＭＧ２に流れるモータ電流ＭＣＲＴ２を検出し、その検出したモータ電流ＭＣＲＴ２を制御装置３０へ出力する。
【００４８】
制御装置３０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２０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（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）から受ける。そして、制御装置３０は、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、後述する方法によりインバータ１４がモータジェネレータＭＧ１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または信号ＰＷＭＣ１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１または信号ＰＷＭＣ１をインバータ１４へ出力する。
【００４９】
また、制御装置３０は、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、後述する方法によりインバータ３１がモータジェネレータＭＧ２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または信号ＰＷＭＣ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ２または信号ＰＷＭＣ２をインバータ３１へ出力する。
【００５０】
さらに、制御装置３０は、インバータ１４（または３１）がモータジェネレータＭＧ１（またはＭ２）を駆動するとき、直流電圧Ｖｂ、出力電圧Ｖｍ、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、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をスイッチング制御するための信号ＰＷＭＵまたは信号ＰＷＭＤを生成して昇圧コンバータ１２へ出力する。
【００５１】
さらに、制御装置３０は、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２をオン／オフするための信号ＳＥを生成してシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２へ出力する。
【００５２】
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、インバータ制御手段３０１と、コンバータ制御手段３０２とを含む。
【００５３】
インバータ制御手段３０１は、トルク指令値ＴＲ１、モータ電流ＭＣＲＴ１および電圧Ｖｍに基づいて信号ＰＷＭＩ１または信号ＰＷＭＣ１を生成してインバータ１４のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８へ出力する。
【００５４】
より具体的には、インバータ制御手段３０１は、電圧Ｖｍ、モータ電流ＭＣＲＴ１およびトルク指令値ＴＲ１に基づいて、モータジェネレータＭＧ１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ＰＷＭＩ１または信号ＰＷＭＣ１を生成する。そして、インバータ制御手段３０１は、生成した信号ＰＷＭＩ１または信号ＰＷＭＣ１をインバータ１４の各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８へ出力する。
【００５５】
これにより、インバータ１４の各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８は、スイッチング制御され、モータジェネレータＭＧ１が指令されたトルクを出力するようにモータジェネレータＭＧ１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ＴＲ１に応じたモータトルクが出力される。
【００５６】
また、インバータ制御手段３０１は、電圧Ｖｍ、モータ電流ＭＣＲＴ２およびトルク指令値ＴＲ２に基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＩ２または信号ＰＷＭＣ２を生成してインバータ３１のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８へ出力する。
【００５７】
これにより、インバータ３１の各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８は、スイッチング制御され、モータジェネレータＭＧ２が指令されたトルクを出力するようにモータジェネレータＭＧ２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ＴＲ２に応じたモータトルクが出力される。
【００５８】
モータジェネレータＭＧ１（またはＭＧ２）の動作モードが力行モードであるか回生モードであるかは、トルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）とモータ回転数ＭＲＮ１（またはＭＲＮ２）との関係によって決定される。直交座標において、横軸をモータ回転数ＭＲＮとし、縦軸をトルク指令値ＴＲとした場合、トルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）とモータ回転数ＭＲＮ１（またはＭＲＮ２）との関係が第１および第２象限に存在するとき、モータジェネレータＭＧ１（またはＭＧ２）の動作モードは力行モードであり、トルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）とモータ回転数ＭＲＮ１（またはＭＲＮ２）との関係が第３および第４象限に存在するとき、モータジェネレータＭＧ１（またはＭＧ２）の動作モードは回生モードである。
【００５９】
したがって、インバータ制御手段３０１は、正のトルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）を受ければ、モータジェネレータＭＧ１（またはＭＧ２）を駆動モータとして駆動するための信号ＰＷＭＩ１（または信号ＰＷＭＩ２）を生成してインバータ１４（または３１）のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８へ出力し、負のトルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）を受ければ、モータジェネレータＭＧ１（またはＭＧ２）を回生モードで駆動するための信号ＰＷＭＣ１（またはＰＷＭＣ２）を生成してインバータ１４（または３１）のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８へ出力する。
【００６０】
コンバータ制御手段３０２は、トルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）、モータ回転数ＭＲＮ１（またはＭＲＮ２）、直流電圧Ｖｂおよび電圧Ｖｍに基づいて、後述する方法によって、信号ＰＷＭＵまたは信号ＰＷＭＤを生成して昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。
【００６１】
図３は、図２に示すコンバータ制御手段３０２の機能ブロック図である。図３を参照して、コンバータ制御手段３０２は、電圧指令演算部５０と、コンバータ用デューティー比演算部５２と、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４とを含む。
【００６２】
電圧指令演算部５０は、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）およびモータ回転数ＭＲＮ１（またはＭＲＮ２）に基づいてインバータ入力電圧の最適値（目標値）、すなわち、昇圧コンバータ１２の電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍを演算し、その演算した電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍをコンバータ用デューティー比演算部５２へ出力する。
【００６３】
コンバータ用デューティー比演算部５２は、電圧指令演算部５０からの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍと、電圧センサー１０からの直流電圧Ｖｂとに基づいて、昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１のオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を式（１）により演算する。
【００６４】
Ｄ＿ＯＮ＿１＝Ｖｂ／Ｖｄｃ＿ｃｏｍ・・・・（１）
そして、コンバータ用デューティー比演算部５２は、演算したオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を用いてＮＰＮトランジスタＱ２のオンデューティーＤ＿ＯＮ＿２＝１−Ｄ＿ＯＮ＿１を演算する。
【００６５】
また、コンバータ用デューティー比演算部５２は、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をスイッチング制御するときのキャリア周波数ｆｃをコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４から受け、その受けたキャリア周波数ｆｃによって決定される制御周期長Ｔを演算する。そして、コンバータ用デューティー比演算部５２は、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２のデッドタイムＤｔを保持しており、デッドタイムＤｔの影響を除去したＮＰＮトランジスタＱ１の最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸを式（２）により演算する。
【００６６】
Ｄ＿ＭＡＸ＝（Ｔ−Ｄｔ）／Ｔ・・・・（２）
なお、式（２）において、Ｔ−Ｄｔは、制御周期長ＴからデッドタイムＤｔを減算した実効制御周期長を表わす。
【００６７】
そうすると、コンバータ用デューティー比演算部５２は、式（１）を用いて、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに基づいて演算したオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が、デッドタイムＤｔの影響を受けるか否かを判定する。
【００６８】
より具体的には、コンバータ用デューティー比演算部５２は、演算したオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸよりも大きく、かつ、ＮＰＮトランジスタＱ１を制御周期長Ｔにわたってオンし続ける最長オンデューティー（オンデューティーが「１」であることを意味する。以下同じ。）よりも小さいか否かを判定し、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸよりも大きく、かつ、最長オンデューティーよりも小さいとき、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１がデッドタイムＤｔの影響を受けると判定する。また、コンバータ用デューティー比演算部５２は、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸ以下、または最長オンデューティーであるとき、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１がデッドタイムＤｔの影響を受けないと判定する。
【００６９】
そして、コンバータ用デューティー比演算部５２は、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１がデッドタイムＤｔの影響を受けると判定したとき、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸまたは最長オンデューティーに設定する。
【００７０】
一方、コンバータ用デューティー比演算部５２は、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１がデッドタイムＤｔの影響を受けないと判定したとき、式（１）により演算したオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を用いる。
【００７１】
図４は、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１と電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍとの関係を示す図である。図４を参照して、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍが直流電源１０から出力される直流電圧Ｖｂに等しいとき、ＮＰＮトランジスタＱ１のオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１は、最長オンデューティーである。そして、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍが直流電圧Ｖｂよりも高くなると、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１は、式（１）より電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに反比例して低下する。すなわち、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１は、曲線ｋ１に沿って低下する。
【００７２】
オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸよりも大きく、かつ、最長オンデューティーよりも小さい領域では、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに基づいて演算されたオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１は、デッドタイムＤｔによって侵食され、本来のオンデューティーを確保できない。したがって、この場合、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１は、最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸまたは最長オンデューティーに設定される。すなわち、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍが電源電圧Ｖｂ以上、かつ、所定電圧Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿Ｄ（＝Ｖｂ×Ｔ／Ｔ−Ｄｔ）以下の領域では、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１は、最大有効オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１または最長オンデューティーに設定される。
【００７３】
なお、Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿Ｄ＝Ｖｂ×Ｔ／Ｔ−Ｄｔであるので、所定電圧Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿Ｄは、デッドタイムに応じて決定される。
【００７４】
この領域においては、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｍは、振動し、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに対してリニアに制御できないので、デッドタイムＤｔの影響を除去したオンデューティー（＝１またはＤ＿ＭＡＸ）にオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を設定することにしたものである。
【００７５】
そして、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍが、出力電圧Ｖｍを電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに対してリニアに制御可能な値Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿Ｄに到達すると、それ以降は、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに基づいて演算されたオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１，Ｄ＿ＯＮ＿２が用いられる。
【００７６】
再び、図３を参照して、コンバータ用デューティー比演算部５２は、上述した方法によって、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２のオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１，Ｄ＿ＯＮ＿２を演算し、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１とオンデューティーＤ＿ＯＮ＿２との比をデューティー比としてコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４へ出力する。
【００７７】
なお、コンバータ用デューティー比演算部５２は、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍと電圧センサー２０からの電圧Ｖｍとの偏差Ｖｄｃ＿ｃｏｍ−Ｖｍを演算し、その演算した偏差Ｖｄｃ＿ｃｏｍ−Ｖｍが零になるようにデューティー比を演算する。
【００７８】
コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４は、コンバータ用デューティー比演算部５２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ＰＷＭＵまたは信号ＰＷＭＤを生成し、その生成した信号ＰＷＭＵまたは信号ＰＷＭＤを昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。また、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４は、生成した信号ＰＷＭＵまたは信号ＰＷＭＤのキャリア周波数ｆｃをコンバータ用デューティー演算部５２へ出力する。
【００７９】
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。
【００８０】
図５は、昇圧コンバータ１２における電圧変換をコンバータ制御手段３０２が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５を参照して、一連の動作が開始されると、コンバータ用デューティー比演算部５２は、電圧指令演算部５０からの電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍと、電圧センサー１０からの直流電圧Ｖｂとに基づいて、式（１）によりＮＰＮトランジスタＱ１（上アーム）のオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を演算する（ステップＳ１）。
【００８１】
そして、コンバータ用デューティー比演算部５２は、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４からキャリア周波数ｆｃを受け、その受けたキャリア周波数ｆｃによって決定される制御周期長Ｔを演算する。そうすると、コンバータ用デューティー比演算部５２は、制御周期長Ｔと、デッドタイムＤｔとを式（２）に代入して最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸを演算する（ステップＳ２）。
【００８２】
その後、コンバータ用デューティー比演算部５２は、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が、最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸよりも大きく、かつ、最長オンデューティーよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ３）。すなわち、コンバータ用デューティー比演算部５２は、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１がデッドタイムＤｔの影響を受けるか否かを判定する。
【００８３】
コンバータ用デューティー比演算部５２は、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が、最大オンデューティーＤ＿ＭＡＸよりも大きく、かつ、最長オンデューティーよりも小さいとき、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１がデッドタイムＤｔの影響を受けると判定し、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸまたは最長オンデューティーに設定する。そして、コンバータ用デューティー比演算部５２は、設定したオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１に基づいてオンデューティーＤ＿ＯＮ＿２（＝１−Ｄ＿ＯＮ＿１）を演算する。
【００８４】
コンバータ用デューティー比演算部５２は、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１（＝１またはＤ＿ＭＡＸ）とオンデューティーＤ＿ＯＮ＿２（＝０または１−Ｄ＿ＭＡＸ）との比をデューティー比としてコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４へ出力する。
【００８５】
コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４は、コンバータ用デューティー比演算部５２からのデューティー比に基づいて信号ＰＷＭＵまたは信号ＰＷＭＤを生成してＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。これにより、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を最長オンデューティーまたは最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸに設定してスイッチング制御される（ステップＳ４）。
【００８６】
その後、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸに到達するまで最長オンデューティーまたは最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸに固定されてステップＳ１〜Ｓ４が繰返し実行される。そして、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸに到達し、ステップＳ３においてオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸ以下、または最長オンデューティーであると判定されたとき、コンバータ用デューティー比演算部５２は、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに基づいて演算したオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１とオンデューティーＤ＿ＯＮ＿２との比をデューティー比として演算し、その演算したデューティー比をコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４へ出力する。
【００８７】
コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４は、コンバータ用デューティー比演算部５２からのデューティー比に基づいて信号ＰＷＭＵまたは信号ＰＷＭＤを生成してＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。これにより、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに基づいて演算されたオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１，Ｄ＿ＯＮ＿２を用いてスイッチング制御される（ステップＳ５）。
【００８８】
そして、一連の動作が終了する。
図６は、ＮＰＮトランジスタＱ１（上アーム）のオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１および電圧のタイミングチャートである。図６を参照して、図５に示すフローチャートに従って昇圧動作が行なわれる場合、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍは、タイミングｔ０から上昇し始める。そして、タイミングｔ０からタイミングｔ１までの間、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍは、直流電源Ｂから出力される直流電圧Ｖｂに非常に近いため、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに基づいて演算されたオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１は、デッドタイムＤｔの影響を受ける（図５のステップＳ３で”Ｙｅｓ”と判定された場合に相当する）。
【００８９】
したがって、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１は、タイミングｔ０からタイミングｔ１までの間、デッドタイムＤｔの影響を除去した最長オンデューティー（Ｄ＿ＯＮ＿１＝１．０）に固定される（図６の（ｂ）参照）。この場合、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｍは、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍからずれるが、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１は、最長オンデューティーに固定される。そして、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が最長オンデューティーに固定された状態で昇圧動作が行なわれる（図５のステップＳ３で”Ｎｏ”と判定されるまでステップＳ１〜Ｓ４を繰返し実行することに相当する）。
【００９０】
そうすると、出力電圧Ｖｍは、タイミングｔ０からタイミングｔ１までの間、直流電圧Ｖｂに保持される（図６の（ａ）参照）。
【００９１】
その後、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍがさらに上昇し、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに基づいて演算されたオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が、たとえば、０．９５に到達すると、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１は、デットタイムＤｔの影響を受けない。したがって、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに基づいて演算されたオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１，Ｄ＿ＯＮ＿２を用いて昇圧動作が行なわれる（図５のステップＳ５に相当する）。
【００９２】
昇圧動作時に出力電圧Ｖｍを直流電圧Ｖｂに近づけるような動作が行なわれる場合も、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１は、タイミングｔ０からタイミングｔ１までの間、最長オンデューティーに固定され、それ以外の領域では、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに基づいてリニアに変化される。
【００９３】
図６においては、タイミングｔ０からタイミングｔ１までの間、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１は、最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸに固定されるようにしてもよい。
【００９４】
このように、コンバータ制御手段３０２は、昇圧動作および降圧動作の両方において、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに基づいて演算したＮＰＮトランジスタＱ１のオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１がデッドタイムＤｔの影響を受ける場合、デッドタイムＤｔの影響を除去したオンデューティー（最長オンデューティーまたは最大オンデューティーＤ＿ＭＡＸ）にオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を固定してＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をスイッチング制御し、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１がデッドタイムＤｔの影響を受けない場合、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに基づいて演算したオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１，Ｄ＿ＯＮ＿２を用いてＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をスイッチング制御する。
【００９５】
そして、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を最長オンデューティーに固定してＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２がスイッチング制御される場合、コンバータ制御手段３０２は、図４に示すＡ点→Ｂ点→Ｃ点→Ｄ点の経路に沿ってオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を変化させ、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸに固定してＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２がスイッチング制御される場合、コンバータ制御手段３０２は、図４に示すＡ点→Ｅ点→Ｃ点→Ｄ点の経路に沿ってオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を変化させる。
【００９６】
その結果、図６に示すように、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍが直流電圧Ｖｂに近づく昇圧率が１．０付近の領域においても、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｍおよび直流電源Ｂからの直流電流Ｉｂの乱れを抑制できる。
【００９７】
なお、最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸは、式（２）により決定されるが、式（２）における制御周期長Ｔは、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をスイッチング制御するときのキャリア周波数ｆｃによって決定されるので、キャリア周波数ｆｃによって最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸを変えるようにしてもよい。
【００９８】
また、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２のスイッチング損失は、キャリア周波数ｆｃと関係するので、キャリア周波数ｆｃおよびスイッチング損失を考慮して最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸを決定するようにしてもよい。
【００９９】
さらに、図１に示すモータ駆動装置１００をハイブリッド自動車に搭載する場合、モータジェネレータＭＧ１は、動力分割機構を介してエンジンに連結され、モータジェネレータＭＧ２は、動力分割機構を介して前輪（駆動輪）に連結される。そして、昇圧コンバータ１２が降圧動作を行なう場合としては、ハイブリッド自動車の走行中にブレーキペダルが踏まれ、モータジェネレータＭＧ１が停止し、モータジェネレータＭＧ２に供給する電圧が低下する場合と、ハイブリッド自動車の低速走行中にモータジェネレータＭＧ１による発電が停止され、モータジェネレータＭＧ２に供給する電圧が低下する場合とがある。そして、このような場合に、コンバータ制御手段３０２は、図４に示す点Ｄ→点Ｃ→点Ｂ→点Ａの経路、または点Ｄ→点Ｃ→点Ｅ→点Ａの経路に沿ってオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を変化させて出力電圧Ｖｍを電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに降圧するように昇圧コンバータ１２を制御する。その結果、ハイブリッド自動車が減速または低速走行を行なっても、出力電圧Ｖｍおよび直流電流Ｉｂの振動を抑制でき、直流電源Ｂが破損するのを防止できる。
【０１００】
さらに、制御装置３０のコンバータ制御手段３０２における電圧変換の制御は、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電圧変換の制御を行なう。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。
【０１０１】
さらに、昇圧コンバータ１２および制御装置３０は、「電圧変換装置」を構成する。
【０１０２】
さらに、ＮＰＮトランジスタＱ１は、「上アーム」を構成し、ＮＰＮトランジスタＱ２は、「下アーム」を構成する。
【０１０３】
さらに、最長オンデューティー（＝オンデューティーが「１」）または最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸは、「好適なオンデューティー」を意味する。
【０１０４】
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】 この発明による実施の形態における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に示すコンバータ制御手段の機能ブロック図である。
【図４】 オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１と電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍとの関係を示す図である。
【図５】 昇圧コンバータにおける電圧変換をコンバータ制御手段が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６】 ＮＰＮトランジスタＱ１（上アーム）のオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１および電圧のタイミングチャートである。
【図７】 上アームおよび下アームを制御する制御信号のタイミングチャートである。
【図８】 上アームのオンデューティーおよび電圧のタイミングチャートである。
【符号の説明】
１０，２０ 電圧センサー、１１，１３ コンデンサ、１２ 昇圧コンバータ、１４，３１ 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 制御装置、５０ 電圧指令演算部、５２ コンバータ用デューティー比演算部、５４ コンバータ用ＰＷＭ信号変換部、１００ モータ駆動装置、３０１ インバータ制御手段、３０２ コンバータ制御手段、Ｂ 直流電源、ＳＲ１，ＳＲ２ システムリレー、Ｄ１〜Ｄ８ ダイオード、Ｑ１〜Ｑ８ ＮＰＮトランジスタ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ。
【発明の属する技術分野】
この発明は、電圧変換装置および電圧変換装置におけ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）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。
【０００４】
このようなハイブリッド自動車においては、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（特許文献１）。
【０００５】
そして、昇圧コンバータは、インバータの電源ラインとアースラインとの間に直列に接続された２つのＮＰＮトランジスタと、一方端が２つのＮＰＮトランジスタの中間点に接続され、他方端が電源の電源ラインに接続されたリアクトルとからなる。
【０００６】
昇圧コンバータは、電源ライン側に接続されたＮＰＮトランジスタ（上アーム）と、アースライン側に接続されたＮＰＮトランジスタ（下アーム）とを所定のデューティー比でオン／オフすることにより電源からの直流電圧を昇圧してインバータへ供給し、インバータからの直流電圧を降圧して電源へ供給する。
【０００７】
そして、昇圧コンバータを構成する上アームおよび下アームは、電源ラインとアースラインとの間に直列に接続されているため、上アームおよび下アームを同時にオンすることを防止する必要がある。そのため、上アームおよび下アームをスイッチング制御する制御信号には、上アームおよび下アームが同時にオンされるのを防止するためのデッドタイムが設けられている。
【０００８】
図７は、上アームおよび下アームを制御する制御信号のタイミングチャートである。図７を参照して、上アームおよび下アームは、各制御周期Ｔにおいて、所定のデューティー比でオン／オフされる。そして、下アームがタイミングｔ１までオンされ、上アームがタイミングｔ１までオフされた後、タイミングｔ１で上アームをオンし、下アームをオフすると、上アームおよび下アームが同時にオンされる虞があるため、タイミングｔ１で下アームをオフし、その後、一定のデッドタイムを経過したタイミングｔ２で上アームをオンするようにしている。
【０００９】
【特許文献１】
特開平８−２１４５９２号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、昇圧コンバータの電圧指令値が電源電圧に非常に近い場合、上アームのオンデューティー（上アームがオンされている期間を意味する）が、たとえば、０．９８と非常に大きくなる。そうすると、この０．９８のオンデューティーは、デッドタイムにより侵食されるため、上アームをオンすべき期間を確保することができない。
【００１１】
図８は、上アームのオンデューティーおよび電圧のタイミングチャートである。図８を参照して、タイミングｔ０で電源電圧Ｖｂからの昇圧動作が開始されたとすると、電圧指令値は、電源電圧Ｖｂから上昇し始める。しかし、タイミングｔ０からタイミングｔ１までの間、電圧指令値は、電源電圧Ｖｂに非常に近いため、電圧指令値に基づいて演算された上アームのオンデューティーは、上アームのデッドタイムによって侵食され、本来のオンデューティーを確保できない。その結果、上アームのオンデューティーが、たとえば、１．０〜０．９５の範囲ではリニアに制御されず、振動する（図８の（ｂ）参照）。そうすると、昇圧コンバータの出力電圧も振動する（図８の（ａ）参照）。
【００１２】
そして、電圧指令値に基づいて演算された上アームのオンデューティーが、たとえば、０．９５に到達すると、オンデューティーは、デッドタイムによって侵食されず、リニアに制御できるようになる。
【００１３】
このように、電圧指令値が電源電圧Ｖｂに非常に近い領域では、上アームのオンデューティーがデッドタイムによって侵食され、昇圧コンバータの出力電圧が振動し、電源からの直流電流も振動する。その結果、電源を破損する可能性がある。
【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、出力電圧の振動を抑制可能な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、出力電圧の振動を抑制可能な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。
【００１６】
【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、モータを駆動するインバータへの入力電圧を可変する電圧変換装置であって、電圧変換器と、制御装置とを備える。電圧変換器は、電源とインバータとの間で電圧変換を行なう。制御装置は、電圧変換の電圧指令値が電源電圧以上であり、かつ、所定電圧以下のとき、デューティーを固定して電圧変換器を制御する。
【００１７】
好ましくは、所定電圧は、電圧変換器のデッドタイムに基づいて決定される。
好ましくは、制御装置は、電圧変換器の出力電圧を降下制御しているとき、電圧指令値が電源電圧以上、かつ、所定電圧以下に到達すると、デューティーを固定する。
【００１８】
好ましくは、電圧変換器は、インバータへの入力電圧をリニアに可変する。
また、この発明によれば、電圧変換装置は、モータを駆動するインバータへの入力電圧を可変する電圧変換装置であって、電圧変換器と、制御装置とを備える。電圧変換器は、第１のオンデューティーでオンされる上アームと、１から第１のオンデューティーを減算した第２のオンデューティーでオンされる下アームとを含み、上アームおよび下アームのスイッチング動作により電源とインバータとの間で電圧変換を行なう。制御装置は、電圧変換器の電圧変換における電圧指令値に基づいて演算された第１のオンデューティーが上アームおよび下アームのデッドタイムの影響を受けるとき、第１のオンデューティーをデッドタイムの影響を除去した好適なオンデューティーに固定して上アームおよび下アームをスイッチング制御する。
【００１９】
好ましくは、制御装置は、電圧指令値に基づいて演算された第１のオンデューティーが最大有効オンデューティーよりも大きく、かつ、上アームを制御周期長にわたってオンし続ける最長オンデューティーよりも小さいとき、第１のオンデューティーを好適なオンデューティーに固定して上アームおよび下アームをスイッチング制御する。そして、最大有効オンデューティーは、制御周期長からデッドタイムを減算した実効制御周期長を制御周期長で除算した値である。
【００２０】
好ましくは、好適なオンデューティーは、最大有効オンデューティーまたは最長オンデューティーである。
【００２１】
好ましくは、電圧変換器は、インバータへの入力電圧をリニアに可変する。
さらに、この発明によれば、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、電圧変換装置におけ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る。
【００２２】
電圧変換装置は、第１のオンデューティーでオンされる上アームと、１から第１のオンデューティーを減算した第２のオンデューティーでオンされる下アームとを含み、上アームおよび下アームのスイッチング動作により電源と負荷との間で電圧変換を行なう電圧変換器を備える。
【００２３】
プログラムは、電圧変換の電圧指令値に基づいて第１のオンデューティーを演算する第１のステップと、演算された第１のオンデューティーが上アームおよび下アームのデッドタイムの影響を受けるか否かを判定する第２のステップと、第１のオンデューティーがデッドタイムの影響を受けると判定されたとき、第１のオンデューティーを好適なオンデューティーに固定して上アームおよび下アームをスイッチング制御する第３のステップとをコンピュータに実行させる。
【００２４】
好ましくは、第２のステップは、デッドタイムを用いて最大有効オンデューティーを演算する第１のサブステップと、演算された第１のオンデューティーが最大有効オンデューティーよりも大きく、かつ、上アームを制御周期長にわたってオンし続ける最長オンデューティーよりも小さいか否かを判定する第２のサブステップと、第１のオンデューティーが最大有効オンデューティーよりも大きく、かつ、最長オンデューティーよりも小さいとき、第１のオンデューティーがデッドタイムの影響を受けると判定する第３のサブステップと、第１のオンデューティーが最大有効オンデューティー以下、または最長オンデューティーであるとき、第１のオンデューティーがデッドタイムの影響を受けないと判定する第４のサブステップとを含む。そして、最大有効オンデューティーは、制御周期長からデッドタイムを減算した実効制御周期長を制御周期長で除算した値である。
【００２５】
好ましくは、第３のステップは、第１のオンデューティーを最大有効オンデューティーまたは最長オンデューティーに固定して上アームおよび下アームをスイッチング制御する。
【００２６】
この発明による電圧変換装置においては、電圧変換の電圧指令値が電源電圧以上、かつ、所定電圧以下であるとき、昇圧制御のデューティーが固定される。
【００２７】
また、この発明による電圧変換装置においては、電圧変換の電圧指令値に基づいて演算された上アームのオンデューティーが上アームおよび下アームのデッドタイムの影響を受けるとき、上アームのオンデューティーをデッドタイムの影響を除去した好適なオンデューティーに固定して上アームおよび下アームがスイッチング制御される。
【００２８】
したがって、この発明によれば、電圧変換器の出力電圧および電源からの直流電流の振動を抑制できる。その結果、電源が破損するのを防止できる。
【００２９】
【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。
【００３０】
図１を参照して、この発明の実施の形態におけるモータ駆動装置１００は、直流電源Ｂと、電圧センサー１０，２０と、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２と、コンデンサ１１，１３と、昇圧コンバータ１２と、インバータ１４，３１と、電流センサー２４，２８と、制御装置３０とを備える。
【００３１】
モータジェネレータＭＧ１は、たとえば、ハイブリッド自動車に搭載される。そして、モータジェネレータＭＧ１は、ハイブリッド自動車のエンジン（図示せず）に接続され、エンジンにて駆動される発電機の機能を持つとともに、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モータである。モータジェネレータＭＧ１の発電トルクを調整することでエンジンを効率の良い運転状態に保つような制御を行なうことでハイブリッド自動車の燃費や排気ガスを良好なものにすることができる。
【００３２】
また、モータジェネレータＭＧ２は、たとえば、ハイブリッド自動車に搭載される。そして、モータジェネレータＭＧ２は、ハイブリッド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。また、自動車の減速時などで駆動輪の回転によってモータジェネレータＭＧ２が回転される場合には、モータジェネレータＭＧ２は発電機として機能し得る（いわゆる回生発電の機能）。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
各相アームの中間点は、モータジェネレータＭＧ１の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、モータジェネレータＭＧ１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。
【００３７】
インバータ３１は、インバータ１４と同じ構成から成る。
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（「バッテリ電圧Ｖｂ」とも言う。）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。
【００３８】
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／オフされる。
【００３９】
コンデンサ１１は、直流電源Ｂから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。
【００４０】
昇圧コンバータ１２は、コンデンサ１１から供給された直流電圧Ｖｂを昇圧してコンデンサ１３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ＰＷＭＵを受けると、信号ＰＷＭＵ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Ｖｂを昇圧してコンデンサ１３に供給する。
【００４１】
また、昇圧コンバータ１２は、制御装置３０から信号ＰＷＭＤを受けると、コンデンサ１３を介してインバータ１４および／またはインバータ３１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。
【００４２】
コンデンサ１３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ノードＮ１，Ｎ２を介してインバータ１４，３１へ供給する。電圧センサー２０は、コンデンサ１３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。
【００４３】
インバータ１４は、コンデンサ１３から直流電圧が供給されると制御装置３０からの信号ＰＷＭＩ１に基づいて直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ１を駆動する。これにより、モータジェネレータＭＧ１は、トルク指令値ＴＲ１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。
【００４４】
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の回生制動時、モータジェネレータＭＧ１が発電した交流電圧を制御装置３０からの信号ＰＷＭＣ１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１３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。
【００４５】
インバータ３１は、コンデンサ１３から直流電圧が供給されると制御装置３０からの信号ＰＷＭＩ２に基づいて直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ２を駆動する。これにより、モータジェネレータＭＧ２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ように駆動される。
【００４６】
また、インバータ３１は、モータ駆動装置１００が搭載されたハイブリッド自動車の回生制動時、モータジェネレータＭＧ２が発電した交流電圧を制御装置３０からの信号ＰＷＭＣ２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１３を介して昇圧コンバータ１２へ供給する。
【００４７】
電流センサー２４は、モータジェネレータＭＧ１に流れるモータ電流ＭＣＲＴ１を検出し、その検出したモータ電流ＭＣＲＴ１を制御装置３０へ出力する。電流センサー２８は、モータジェネレータＭＧ２に流れるモータ電流ＭＣＲＴ２を検出し、その検出したモータ電流ＭＣＲＴ２を制御装置３０へ出力する。
【００４８】
制御装置３０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２０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（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）から受ける。そして、制御装置３０は、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、後述する方法によりインバータ１４がモータジェネレータＭＧ１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または信号ＰＷＭＣ１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１または信号ＰＷＭＣ１をインバータ１４へ出力する。
【００４９】
また、制御装置３０は、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、後述する方法によりインバータ３１がモータジェネレータＭＧ２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または信号ＰＷＭＣ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ２または信号ＰＷＭＣ２をインバータ３１へ出力する。
【００５０】
さらに、制御装置３０は、インバータ１４（または３１）がモータジェネレータＭＧ１（またはＭ２）を駆動するとき、直流電圧Ｖｂ、出力電圧Ｖｍ、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、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をスイッチング制御するための信号ＰＷＭＵまたは信号ＰＷＭＤを生成して昇圧コンバータ１２へ出力する。
【００５１】
さらに、制御装置３０は、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２をオン／オフするための信号ＳＥを生成してシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２へ出力する。
【００５２】
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、インバータ制御手段３０１と、コンバータ制御手段３０２とを含む。
【００５３】
インバータ制御手段３０１は、トルク指令値ＴＲ１、モータ電流ＭＣＲＴ１および電圧Ｖｍに基づいて信号ＰＷＭＩ１または信号ＰＷＭＣ１を生成してインバータ１４のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８へ出力する。
【００５４】
より具体的には、インバータ制御手段３０１は、電圧Ｖｍ、モータ電流ＭＣＲＴ１およびトルク指令値ＴＲ１に基づいて、モータジェネレータＭＧ１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ＰＷＭＩ１または信号ＰＷＭＣ１を生成する。そして、インバータ制御手段３０１は、生成した信号ＰＷＭＩ１または信号ＰＷＭＣ１をインバータ１４の各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８へ出力する。
【００５５】
これにより、インバータ１４の各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８は、スイッチング制御され、モータジェネレータＭＧ１が指令されたトルクを出力するようにモータジェネレータＭＧ１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ＴＲ１に応じたモータトルクが出力される。
【００５６】
また、インバータ制御手段３０１は、電圧Ｖｍ、モータ電流ＭＣＲＴ２およびトルク指令値ＴＲ２に基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＩ２または信号ＰＷＭＣ２を生成してインバータ３１のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８へ出力する。
【００５７】
これにより、インバータ３１の各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８は、スイッチング制御され、モータジェネレータＭＧ２が指令されたトルクを出力するようにモータジェネレータＭＧ２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ＴＲ２に応じたモータトルクが出力される。
【００５８】
モータジェネレータＭＧ１（またはＭＧ２）の動作モードが力行モードであるか回生モードであるかは、トルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）とモータ回転数ＭＲＮ１（またはＭＲＮ２）との関係によって決定される。直交座標において、横軸をモータ回転数ＭＲＮとし、縦軸をトルク指令値ＴＲとした場合、トルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）とモータ回転数ＭＲＮ１（またはＭＲＮ２）との関係が第１および第２象限に存在するとき、モータジェネレータＭＧ１（またはＭＧ２）の動作モードは力行モードであり、トルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）とモータ回転数ＭＲＮ１（またはＭＲＮ２）との関係が第３および第４象限に存在するとき、モータジェネレータＭＧ１（またはＭＧ２）の動作モードは回生モードである。
【００５９】
したがって、インバータ制御手段３０１は、正のトルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）を受ければ、モータジェネレータＭＧ１（またはＭＧ２）を駆動モータとして駆動するための信号ＰＷＭＩ１（または信号ＰＷＭＩ２）を生成してインバータ１４（または３１）のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８へ出力し、負のトルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）を受ければ、モータジェネレータＭＧ１（またはＭＧ２）を回生モードで駆動するための信号ＰＷＭＣ１（またはＰＷＭＣ２）を生成してインバータ１４（または３１）のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８へ出力する。
【００６０】
コンバータ制御手段３０２は、トルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）、モータ回転数ＭＲＮ１（またはＭＲＮ２）、直流電圧Ｖｂおよび電圧Ｖｍに基づいて、後述する方法によって、信号ＰＷＭＵまたは信号ＰＷＭＤを生成して昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。
【００６１】
図３は、図２に示すコンバータ制御手段３０２の機能ブロック図である。図３を参照して、コンバータ制御手段３０２は、電圧指令演算部５０と、コンバータ用デューティー比演算部５２と、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４とを含む。
【００６２】
電圧指令演算部５０は、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）およびモータ回転数ＭＲＮ１（またはＭＲＮ２）に基づいてインバータ入力電圧の最適値（目標値）、すなわち、昇圧コンバータ１２の電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍを演算し、その演算した電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍをコンバータ用デューティー比演算部５２へ出力する。
【００６３】
コンバータ用デューティー比演算部５２は、電圧指令演算部５０からの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍと、電圧センサー１０からの直流電圧Ｖｂとに基づいて、昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１のオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を式（１）により演算する。
【００６４】
Ｄ＿ＯＮ＿１＝Ｖｂ／Ｖｄｃ＿ｃｏｍ・・・・（１）
そして、コンバータ用デューティー比演算部５２は、演算したオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を用いてＮＰＮトランジスタＱ２のオンデューティーＤ＿ＯＮ＿２＝１−Ｄ＿ＯＮ＿１を演算する。
【００６５】
また、コンバータ用デューティー比演算部５２は、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をスイッチング制御するときのキャリア周波数ｆｃをコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４から受け、その受けたキャリア周波数ｆｃによって決定される制御周期長Ｔを演算する。そして、コンバータ用デューティー比演算部５２は、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２のデッドタイムＤｔを保持しており、デッドタイムＤｔの影響を除去したＮＰＮトランジスタＱ１の最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸを式（２）により演算する。
【００６６】
Ｄ＿ＭＡＸ＝（Ｔ−Ｄｔ）／Ｔ・・・・（２）
なお、式（２）において、Ｔ−Ｄｔは、制御周期長ＴからデッドタイムＤｔを減算した実効制御周期長を表わす。
【００６７】
そうすると、コンバータ用デューティー比演算部５２は、式（１）を用いて、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに基づいて演算したオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が、デッドタイムＤｔの影響を受けるか否かを判定する。
【００６８】
より具体的には、コンバータ用デューティー比演算部５２は、演算したオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸよりも大きく、かつ、ＮＰＮトランジスタＱ１を制御周期長Ｔにわたってオンし続ける最長オンデューティー（オンデューティーが「１」であることを意味する。以下同じ。）よりも小さいか否かを判定し、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸよりも大きく、かつ、最長オンデューティーよりも小さいとき、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１がデッドタイムＤｔの影響を受けると判定する。また、コンバータ用デューティー比演算部５２は、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸ以下、または最長オンデューティーであるとき、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１がデッドタイムＤｔの影響を受けないと判定する。
【００６９】
そして、コンバータ用デューティー比演算部５２は、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１がデッドタイムＤｔの影響を受けると判定したとき、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸまたは最長オンデューティーに設定する。
【００７０】
一方、コンバータ用デューティー比演算部５２は、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１がデッドタイムＤｔの影響を受けないと判定したとき、式（１）により演算したオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を用いる。
【００７１】
図４は、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１と電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍとの関係を示す図である。図４を参照して、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍが直流電源１０から出力される直流電圧Ｖｂに等しいとき、ＮＰＮトランジスタＱ１のオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１は、最長オンデューティーである。そして、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍが直流電圧Ｖｂよりも高くなると、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１は、式（１）より電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに反比例して低下する。すなわち、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１は、曲線ｋ１に沿って低下する。
【００７２】
オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸよりも大きく、かつ、最長オンデューティーよりも小さい領域では、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに基づいて演算されたオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１は、デッドタイムＤｔによって侵食され、本来のオンデューティーを確保できない。したがって、この場合、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１は、最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸまたは最長オンデューティーに設定される。すなわち、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍが電源電圧Ｖｂ以上、かつ、所定電圧Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿Ｄ（＝Ｖｂ×Ｔ／Ｔ−Ｄｔ）以下の領域では、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１は、最大有効オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１または最長オンデューティーに設定される。
【００７３】
なお、Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿Ｄ＝Ｖｂ×Ｔ／Ｔ−Ｄｔであるので、所定電圧Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿Ｄは、デッドタイムに応じて決定される。
【００７４】
この領域においては、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｍは、振動し、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに対してリニアに制御できないので、デッドタイムＤｔの影響を除去したオンデューティー（＝１またはＤ＿ＭＡＸ）にオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を設定することにしたものである。
【００７５】
そして、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍが、出力電圧Ｖｍを電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに対してリニアに制御可能な値Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿Ｄに到達すると、それ以降は、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに基づいて演算されたオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１，Ｄ＿ＯＮ＿２が用いられる。
【００７６】
再び、図３を参照して、コンバータ用デューティー比演算部５２は、上述した方法によって、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２のオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１，Ｄ＿ＯＮ＿２を演算し、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１とオンデューティーＤ＿ＯＮ＿２との比をデューティー比としてコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４へ出力する。
【００７７】
なお、コンバータ用デューティー比演算部５２は、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍと電圧センサー２０からの電圧Ｖｍとの偏差Ｖｄｃ＿ｃｏｍ−Ｖｍを演算し、その演算した偏差Ｖｄｃ＿ｃｏｍ−Ｖｍが零になるようにデューティー比を演算する。
【００７８】
コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４は、コンバータ用デューティー比演算部５２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ＰＷＭＵまたは信号ＰＷＭＤを生成し、その生成した信号ＰＷＭＵまたは信号ＰＷＭＤを昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。また、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４は、生成した信号ＰＷＭＵまたは信号ＰＷＭＤのキャリア周波数ｆｃをコンバータ用デューティー演算部５２へ出力する。
【００７９】
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。
【００８０】
図５は、昇圧コンバータ１２における電圧変換をコンバータ制御手段３０２が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５を参照して、一連の動作が開始されると、コンバータ用デューティー比演算部５２は、電圧指令演算部５０からの電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍと、電圧センサー１０からの直流電圧Ｖｂとに基づいて、式（１）によりＮＰＮトランジスタＱ１（上アーム）のオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を演算する（ステップＳ１）。
【００８１】
そして、コンバータ用デューティー比演算部５２は、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４からキャリア周波数ｆｃを受け、その受けたキャリア周波数ｆｃによって決定される制御周期長Ｔを演算する。そうすると、コンバータ用デューティー比演算部５２は、制御周期長Ｔと、デッドタイムＤｔとを式（２）に代入して最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸを演算する（ステップＳ２）。
【００８２】
その後、コンバータ用デューティー比演算部５２は、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が、最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸよりも大きく、かつ、最長オンデューティーよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ３）。すなわち、コンバータ用デューティー比演算部５２は、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１がデッドタイムＤｔの影響を受けるか否かを判定する。
【００８３】
コンバータ用デューティー比演算部５２は、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が、最大オンデューティーＤ＿ＭＡＸよりも大きく、かつ、最長オンデューティーよりも小さいとき、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１がデッドタイムＤｔの影響を受けると判定し、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸまたは最長オンデューティーに設定する。そして、コンバータ用デューティー比演算部５２は、設定したオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１に基づいてオンデューティーＤ＿ＯＮ＿２（＝１−Ｄ＿ＯＮ＿１）を演算する。
【００８４】
コンバータ用デューティー比演算部５２は、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１（＝１またはＤ＿ＭＡＸ）とオンデューティーＤ＿ＯＮ＿２（＝０または１−Ｄ＿ＭＡＸ）との比をデューティー比としてコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４へ出力する。
【００８５】
コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４は、コンバータ用デューティー比演算部５２からのデューティー比に基づいて信号ＰＷＭＵまたは信号ＰＷＭＤを生成してＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。これにより、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を最長オンデューティーまたは最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸに設定してスイッチング制御される（ステップＳ４）。
【００８６】
その後、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸに到達するまで最長オンデューティーまたは最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸに固定されてステップＳ１〜Ｓ４が繰返し実行される。そして、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸに到達し、ステップＳ３においてオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸ以下、または最長オンデューティーであると判定されたとき、コンバータ用デューティー比演算部５２は、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに基づいて演算したオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１とオンデューティーＤ＿ＯＮ＿２との比をデューティー比として演算し、その演算したデューティー比をコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４へ出力する。
【００８７】
コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４は、コンバータ用デューティー比演算部５２からのデューティー比に基づいて信号ＰＷＭＵまたは信号ＰＷＭＤを生成してＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。これにより、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに基づいて演算されたオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１，Ｄ＿ＯＮ＿２を用いてスイッチング制御される（ステップＳ５）。
【００８８】
そして、一連の動作が終了する。
図６は、ＮＰＮトランジスタＱ１（上アーム）のオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１および電圧のタイミングチャートである。図６を参照して、図５に示すフローチャートに従って昇圧動作が行なわれる場合、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍは、タイミングｔ０から上昇し始める。そして、タイミングｔ０からタイミングｔ１までの間、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍは、直流電源Ｂから出力される直流電圧Ｖｂに非常に近いため、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに基づいて演算されたオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１は、デッドタイムＤｔの影響を受ける（図５のステップＳ３で”Ｙｅｓ”と判定された場合に相当する）。
【００８９】
したがって、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１は、タイミングｔ０からタイミングｔ１までの間、デッドタイムＤｔの影響を除去した最長オンデューティー（Ｄ＿ＯＮ＿１＝１．０）に固定される（図６の（ｂ）参照）。この場合、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｍは、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍからずれるが、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１は、最長オンデューティーに固定される。そして、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が最長オンデューティーに固定された状態で昇圧動作が行なわれる（図５のステップＳ３で”Ｎｏ”と判定されるまでステップＳ１〜Ｓ４を繰返し実行することに相当する）。
【００９０】
そうすると、出力電圧Ｖｍは、タイミングｔ０からタイミングｔ１までの間、直流電圧Ｖｂに保持される（図６の（ａ）参照）。
【００９１】
その後、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍがさらに上昇し、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに基づいて演算されたオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１が、たとえば、０．９５に到達すると、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１は、デットタイムＤｔの影響を受けない。したがって、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに基づいて演算されたオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１，Ｄ＿ＯＮ＿２を用いて昇圧動作が行なわれる（図５のステップＳ５に相当する）。
【００９２】
昇圧動作時に出力電圧Ｖｍを直流電圧Ｖｂに近づけるような動作が行なわれる場合も、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１は、タイミングｔ０からタイミングｔ１までの間、最長オンデューティーに固定され、それ以外の領域では、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに基づいてリニアに変化される。
【００９３】
図６においては、タイミングｔ０からタイミングｔ１までの間、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１は、最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸに固定されるようにしてもよい。
【００９４】
このように、コンバータ制御手段３０２は、昇圧動作および降圧動作の両方において、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに基づいて演算したＮＰＮトランジスタＱ１のオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１がデッドタイムＤｔの影響を受ける場合、デッドタイムＤｔの影響を除去したオンデューティー（最長オンデューティーまたは最大オンデューティーＤ＿ＭＡＸ）にオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を固定してＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をスイッチング制御し、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１がデッドタイムＤｔの影響を受けない場合、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに基づいて演算したオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１，Ｄ＿ＯＮ＿２を用いてＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をスイッチング制御する。
【００９５】
そして、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を最長オンデューティーに固定してＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２がスイッチング制御される場合、コンバータ制御手段３０２は、図４に示すＡ点→Ｂ点→Ｃ点→Ｄ点の経路に沿ってオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を変化させ、オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸに固定してＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２がスイッチング制御される場合、コンバータ制御手段３０２は、図４に示すＡ点→Ｅ点→Ｃ点→Ｄ点の経路に沿ってオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を変化させる。
【００９６】
その結果、図６に示すように、電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍが直流電圧Ｖｂに近づく昇圧率が１．０付近の領域においても、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｍおよび直流電源Ｂからの直流電流Ｉｂの乱れを抑制できる。
【００９７】
なお、最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸは、式（２）により決定されるが、式（２）における制御周期長Ｔは、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をスイッチング制御するときのキャリア周波数ｆｃによって決定されるので、キャリア周波数ｆｃによって最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸを変えるようにしてもよい。
【００９８】
また、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２のスイッチング損失は、キャリア周波数ｆｃと関係するので、キャリア周波数ｆｃおよびスイッチング損失を考慮して最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸを決定するようにしてもよい。
【００９９】
さらに、図１に示すモータ駆動装置１００をハイブリッド自動車に搭載する場合、モータジェネレータＭＧ１は、動力分割機構を介してエンジンに連結され、モータジェネレータＭＧ２は、動力分割機構を介して前輪（駆動輪）に連結される。そして、昇圧コンバータ１２が降圧動作を行なう場合としては、ハイブリッド自動車の走行中にブレーキペダルが踏まれ、モータジェネレータＭＧ１が停止し、モータジェネレータＭＧ２に供給する電圧が低下する場合と、ハイブリッド自動車の低速走行中にモータジェネレータＭＧ１による発電が停止され、モータジェネレータＭＧ２に供給する電圧が低下する場合とがある。そして、このような場合に、コンバータ制御手段３０２は、図４に示す点Ｄ→点Ｃ→点Ｂ→点Ａの経路、または点Ｄ→点Ｃ→点Ｅ→点Ａの経路に沿ってオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１を変化させて出力電圧Ｖｍを電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍに降圧するように昇圧コンバータ１２を制御する。その結果、ハイブリッド自動車が減速または低速走行を行なっても、出力電圧Ｖｍおよび直流電流Ｉｂの振動を抑制でき、直流電源Ｂが破損するのを防止できる。
【０１００】
さらに、制御装置３０のコンバータ制御手段３０２における電圧変換の制御は、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電圧変換の制御を行なう。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。
【０１０１】
さらに、昇圧コンバータ１２および制御装置３０は、「電圧変換装置」を構成する。
【０１０２】
さらに、ＮＰＮトランジスタＱ１は、「上アーム」を構成し、ＮＰＮトランジスタＱ２は、「下アーム」を構成する。
【０１０３】
さらに、最長オンデューティー（＝オンデューティーが「１」）または最大有効オンデューティーＤ＿ＭＡＸは、「好適なオンデューティー」を意味する。
【０１０４】
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】 この発明による実施の形態における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に示すコンバータ制御手段の機能ブロック図である。
【図４】 オンデューティーＤ＿ＯＮ＿１と電圧指令値Ｖｄｃ＿ｃｏｍとの関係を示す図である。
【図５】 昇圧コンバータにおける電圧変換をコンバータ制御手段が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６】 ＮＰＮトランジスタＱ１（上アーム）のオンデューティーＤ＿ＯＮ＿１および電圧のタイミングチャートである。
【図７】 上アームおよび下アームを制御する制御信号のタイミングチャートである。
【図８】 上アームのオンデューティーおよび電圧のタイミングチャートである。
【符号の説明】
１０，２０ 電圧センサー、１１，１３ コンデンサ、１２ 昇圧コンバータ、１４，３１ 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 制御装置、５０ 電圧指令演算部、５２ コンバータ用デューティー比演算部、５４ コンバータ用ＰＷＭ信号変換部、１００ モータ駆動装置、３０１ インバータ制御手段、３０２ コンバータ制御手段、Ｂ 直流電源、ＳＲ１，ＳＲ２ システムリレー、Ｄ１〜Ｄ８ ダイオード、Ｑ１〜Ｑ８ ＮＰＮトランジスタ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ。
Claims (11)
- モータを駆動するインバータへの入力電圧を可変する電圧変換装置であって、
電源と前記インバータとの間で電圧変換を行なう電圧変換器と、
前記電圧変換の電圧指令値が電源電圧以上であり、かつ、前記電圧変換器のデッドタイムを確保可能な最低電圧以下のとき、前記電圧変換器に含まれる上アームおよび下アームのスイッチングデューティーを前記デッドタイムの影響を除去したデューティーに制御する制御装置とを備える電圧変換装置。 - 前記制御装置は、前記電圧指令値が前記電源電圧以上であり、かつ、前記最低電圧以下のとき、前記スイッチングデューティーを固定して前記電圧変換器を制御する、請求項１に記載の電圧変換装置。
- 前記制御装置は、前記電圧変換器の出力電圧を降下制御しているとき、前記電圧指令値が前記電源電圧以上、かつ、前記最低電圧以下に到達すると、前記スイッチングデューティーを固定する、請求項１または請求項２に記載の電圧変換装置。
- 前記電圧変換器は、前記入力電圧をリニアに可変する、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。
- モータを駆動するインバータへの入力電圧を可変する電圧変換装置であって、
第１のオンデューティーでオンされる上アームと、１から前記第１のオンデューティーを減算した第２のオンデューティーでオンされる下アームとを含み、前記上アームおよび前記下アームのスイッチング動作により電源と前記インバータとの間で電圧変換を行なう電圧変換器と、
前記電圧変換器の電圧変換における電圧指令値に基づいて演算された前記第１のオンデューティーが前記上アームおよび前記下アームのデッドタイムの影響を受けるとき、前記第１のオンデューティーを前記デッドタイムの影響を除去した好適なオンデューティーに固定して前記上アームおよび前記下アームをスイッチング制御する制御装置とを備える電圧変換装置。 - 前記制御装置は、前記電圧指令値に基づいて演算された前記第１のオンデューティーが最大有効オンデューティーよりも大きく、かつ、前記上アームを制御周期長にわたってオンし続ける最長オンデューティーよりも小さいとき、前記第１のオンデューティーを前記好適なオンデューティーに固定して前記上アームおよび前記下アームをスイッチング制御し、
前記最大有効オンデューティーは、前記制御周期長から前記デッドタイムを減算した実効制御周期長を前記制御周期長で除算した値である、請求項５に記載の電圧変換装置。 - 前記好適なオンデューティーは、前記最大有効オンデューティーまたは前記最長オンデューティーである、請求項６に記載の電圧変換装置。
- 前記電圧変換器は、前記入力電圧をリニアに可変する、請求項５から請求項７のいずれか１項に記載の電圧変換装置。
- 電圧変換装置におけ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、
前記電圧変換装置は、
第１のオンデューティーでオンされる上アームと、１から前記第１のオンデューティーを減算した第２のオンデューティーでオンされる下アームとを含み、前記上アームおよび前記下アームのスイッチング動作により電源とインバータとの間で電圧変換を行なう電圧変換器を備え、
前記プログラムは、
前記電圧変換の電圧指令値に基づいて前記第１のオンデューティーを演算する第１のステップと、
前記演算された第１のオンデューティーが前記上アームおよび前記下アームのデッドタイムの影響を受けるか否かを判定する第２のステップと、
前記第１のオンデューティーが前記デッドタイムの影響を受けると判定されたとき、前記第１のオンデューティーを好適なオンデューティーに固定して前記上アームおよび前記下アームをスイッチング制御する第３のステップとをコンピュータに実行させる、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。 - 前記第２のステップは、
前記デッドタイムを用いて最大有効オンデューティーを演算する第１のサブステップと、
前記演算された第１のオンデューティーが前記最大有効オンデューティーよりも大きく、かつ、前記上アームを制御周期長にわたってオンし続ける最長オンデューティーよりも小さいか否かを判定する第２のサブステップと、
前記第１のオンデューティーが前記最大有効オンデューティーよりも大きく、かつ、前記最長オンデューティーよりも小さいとき、前記第１のオンデューティーが前記デッドタイムの影響を受けると判定する第３のサブステップと、
前記第１のオンデューティーが前記最大有効オンデューティー以下、または、前記最長オンデューティーであるとき、前記第１のオンデューティーが前記デッドタイムの影響を受けないと判定する第４のサブステップとを含み、
前記最大有効オンデューティーは、前記制御周期長から前記デッドタイムを減算した実効制御周期長を前記制御周期長で除算した値である、請求項９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。 - 前記第３のステップは、前記第１のオンデューティーを前記最大有効オンデューティーまたは前記最長オンデューティーに固定して前記上アームおよび前記下アームをスイッチング制御する、請求項１０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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