WO2005081395A1

WO2005081395A1 - モータ駆動装置

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Publication number: WO2005081395A1
Application number: PCT/JP2004/016450
Authority: WO
Inventors: Hideaki Yaguchi
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2004-02-19
Filing date: 2004-10-28
Publication date: 2005-09-01
Also published as: JP4623003B2; KR20060113789A; KR100773592B1; CN1918781A; EP1717945B1; CN100555838C; US20070108936A1; EP1717945A4; EP1717945A1; JPWO2005081395A1; US7598689B2

Abstract

制御装置（３０）は、モータジェネレータ（ＭＧ２）によってハイブリッド自動車の駆動輪を駆動中にエンジン（ＥＮＧ）の始動指示を受けたとき、信号（ＰＷＭＣ）を生成して昇圧コンバータ（１２）へ出力し、バッテリー（Ｂ）から出力された直流電圧（Ｖｂ）をモータ駆動装置（１００）における最大電圧（Ｖｍａｘ）まで昇圧するように昇圧コンバータ（１２）を駆動制御する。そして、制御装置（３０）は、昇圧コンバータ（１２）の出力電圧（Ｖｍ）が最大電圧（Ｖｍａｘ）に到達すると、信号（ＰＷＭＩ１）を生成してインバータ（１４）へ出力し、モータジェネレータ（ＭＧ１）を力行モードで駆動するようにインバータ（１４）を駆動制御する。

Description

明細書モータ駆動装置技術分野

この発明は、モータ駆動装置に関し、特に、電源電圧を出力する電源への過大な電力の入出力を防止可能なモータ駆動装置に関するものである。背景技術

特許第 2 8 3 4 4 6 5号公報は、車両の電源系統装置を開示する。この電源系統装置は、パルスインバータと、双方向変換器と、バッテリーとを備える。双方向変換器は、バッテリーと、パルスインバータとの間に接続され、バッテリーからの電圧を昇圧してパルスィンバータへ供給し、パルスインバ一タからの電圧を降圧してバッテリ一^■供給する。

パルスインバータは、双方向変換器から受けた電圧によって非同期機を駆動する。非同期機は、発電機または始動機として用いられる。

したがって、電源系統装置は、非同期機が発電機として用いられる場合、非同期機が発電した交流電圧をパルスィンバータによつて直流電圧に変換し、その変換された直流電圧を双方向変換器によって降圧してバッテリ一^■供給する。また、非同期機が始動機として用いられる場合、双方向変換器は、バッテリーからの直流電圧を昇圧してパルスインバータへ供給し、パルスインバータは、双方向変換器からの直流電圧を交流電圧に変換して非同期機を駆動する。

しカゝし、従来の電源系統装置においては、バッテリーからの直流電圧を昇圧する昇圧動作と、非同期機を始動機として駆動する駆動動作とが同じタイミングで行なわれるとき、バッテリーから過大な電力が非同期機側に持ち出されるという問題がある。

また、パルスインバータからの直流電圧を降圧する降圧動作と、非同期機を発電機として駆動する駆動動作とが同じタイミングで行なわれるとき、非同期機側力らバッテリーに過大な電力が持ち込まれるという問題がある。それゆえ、この発明の目的は、電¾ への過大な電力の入出力を防止可能なモータ駆動装置を提供することである。発明の開示

この発明によれば、モータ駆動装置は、第 1のモータを駆動する第 1の駆動回路と、電源と第 1の駆動回路との間で電圧変換を行なう電圧変換器とを備え、第 1の駆動回路は、電圧変換器が電圧変換を開始するタイミングと異なるタイミングで第 1のモータを駆動し始める。

好ましくは、電圧変換器は、電源電圧を任意のレベルに昇圧し、その昇圧した昇圧電圧を出力し、第 1の駆動回路は、電圧変換器が昇圧動作を開始した後に第 1のモータをカ行モードで駆動し始める。

好ましくは、第 1の駆動回路は、昇圧動作の完了後に第 1のモータをカ行モードで駆動し合める。

好ましくは、第 1の駆動回路は、昇圧動作の完了後に第 1のモータの要求パヮ一を受け、第 1のモータをカ行モードで駆動し始める。

好ましくは、第 1の駆動回路は、電源の温度と電源の出力可能な電力レベルとの関係を予め有し、電¾1の温度に基づいて第 1のモータを駆動し始めるタイミングを決定する。

好ましくは、第 1の駆動回路は、電源の温度が第 1の所定の閾値を下回るとき、または電原の温度が第 2の所定の閾値を上回るときにおいて、昇圧動作の完了後に第 1のモータの要求パワーを受け、第 1のモータをカ行モードで駆動し始める。好ましくは、昇圧動作が完了するタイミングと第 1の駆動回路が駆動し始めるタイミングとの間には、所定の遅延時間が設けられる。

好ましくは、第 1のモータは、内燃機関を始動または停止するモータであり、電圧変換器は、内燃機関の始動指示が出力されると、昇圧動作を開始する。

好ましくは、モータ駆動装置は、第 1のモータの回転数に基づいて昇圧電圧の目標電圧を決定する目標電圧決定手段と、目標電圧決定手段により決定された目標電圧を受けて昇圧電圧が目標電圧になるように電圧変換器を制御する電圧変換制御手段とをさらに備える。電圧変換制御手段は、内燃機関の始動指示を受けると、決定された目標電圧とは無関係に内燃機関の始動に必要な所定の昇圧電圧が得られるように電圧変換器を制御する。

好ましくは、所定の昇圧電圧は、当該モータ駆動装置における最大電圧である。好ましくは、電圧変換制御手段は、昇圧動作に必要な電力が電源の出力可能な電力レベルを超えないように昇圧レートを決定し、決定した昇圧レートで電源電圧を所定の昇圧電圧まで昇圧する。

好ましくは、電圧変換制御手段は、電源の温度と電源の出力可能な電力レベルとの関係を予め有し、電原の温度に基づいて昇圧レートを決定する。

好ましくは、モータ駆動装置は、第 1の駆動回路と並列に設けられ、昇圧電圧を受けて第 2のモータを駆動する第 2の駆動回路をさらに備える。目標電圧決定手段は、第 1のモータまたは第 2のモータの回転数に基づいて目標電圧を決定し、電圧変換制御手段は、第 2のモータによる車両駆動時であり、かつ、内燃機関の始動指示時であるとき、内燃機関の始動に先立って所定の昇圧電圧が得られるように電圧変換器を制御する。

好ましくは、電圧変換制御手段は、電源の温度と電源の出力可能な電力レベルとの関係を予め有し、電源の温度に基づいて昇圧レートを決定する。

好ましくは、電圧変換器 fま、第 1の駆動回路が第 1のモータを回生モードで駆動し始めた後に、降圧動作を開始する。

好ましくは、電圧変換器ま、第 1の駆動回路が回生モードで駆動して第 1のモータを停止させた後に降圧動作を開始する。

好ましくは、電圧変換器ま、電源の温度と電源の入力可能な電力レベルとの関係を予め有し、電源の温度に基づいて降圧動作を開始するタイミングを決定する。好ましくは、第 1の駆動回路は、電源の温度が第 1の所定の閾値を下回るとき、または電源の温度が第 2の所定の閾値を上回るときにおいて、第 1のモータの停止後に降圧動作を開始する。好ましくは、第 1のモータが停止するタイミングと降圧動作が開始するタイミングとの間には、所定の遅延時間が設けられる。

好ましくは、モータ駆動装置は、第 1のモータの回転数に基づいて電圧変換器の出力電圧の目標電圧を決定する目標電圧決定手段と、目標電圧決定手段により決定された目標電圧を受けて出力電圧が目標電圧になるように電圧変換器を制御する電圧変換制御手段とをさらに備える。第 1の駆動回路は、内燃機関の停止指示が出力されると、第 1のモータを回生モードで駆動し始め、電圧変換器は、内燃機関の停止が完了したことに応じて、降圧動作を開始する。

好ましくは、電圧変換制御手段は、内燃機関が停止したことを受けると、降圧動作によって生じる電力が電源の入力可能な電力レベルを超えないように降圧レートを決定し、決定した降圧レートで目標電圧が得られるように電圧変換器を制御する。

好ましくは、電圧変換制御手段は、電源の温度と電源の入力可能な電力レベルとの関係を予め有し、電源の温度に基づいて降圧レートを決定する。

好ましくは、モータ駆動装置は、第 1の駆動回路と並列に設けられ、出力電圧を受けて第 2のモータを駆動する第 2の駆動回路をさらに備える。目標電圧決定手段は、第 1のモータまたは第 2のモータの回転数に基づいて目標電圧を決定し、電圧変換制御手段は、第 2のモータによる車両駆動時であり、つ、内燃機関の停止指示時であるとき、内燃機関の停止後において目標電圧が得られるように電圧変換器を制御する。

この発明によるモータ駆動装置は、電圧変換器が昇圧動作を開始した後に第 1 のモータをカ行モードで駆動するので、昇圧動作のために電源から電力が持ち出された後に、第 1のモータを駆動するために電源から電力が持ち出される。

さらに、この発明によるモータ駆動装置は、電池出力が低いときにおいて、電圧変換器が昇圧動作を完了した後に第 1のモータの要求パワーを受けて、第 1のモータをカ行モードで露区動し始めるので、昇圧動作のために電源から電力が持ち出されるタイミングと、第 1のモータを,駆動するために電¾1から電力が持ち出されるタイミングとは分離される。

また、この発明によるモータ駆動装置は、第 1のモータを回生モードで駆動させた後に電圧変換器が降圧動作を開始するので、第 1のモータを駆動させて生じた電力と降圧動作によって生じた電力とは異なるタイミングで電源に持ち込まれる。

この発明によるモータ駆動装置は、特に電池出力が低いときにおいて、第 1のモータの駆動停止動作を完了した後に電圧変換器が降圧動作を開始するので、第 1のモータで生じた電力と降圧動作によって生じた電力とは分離されて電源に持ち込まれる。

したがって、この発明によれば、電源への過大な電力の入出力を防止できる。図面の簡単な説明

図 1は、この発明の実施の形態 1によるモータ駆動装置の概略図である。図 2は、図 1に示す制御装置の機能プロック図である。

図 3は、図 2に示すィンバ一タ制御手段の機能ブロック図である。

図 4は、図 2に示すコンバータ制御手段の機能プロック図である。

図 5は、図 1に示すエンジンに連結されたモータジェネレータを駆動する場合の信号および電圧のタイミングチャートである。

図 6は、図 1に示すエンジンに連結されたモータジェネレータを駆動する場合の信号および電圧の他のタイミングチャートである。

図 7は、クランキング時の共線図である。

図 8は、この発明を適用した場合の直流電流、出力電圧およびモータ回転数のタイミングチヤ一トである。

図 9は、この発明を適用しない場合の直流電流、出力電圧およびモータ回転数のタイミングチヤ一トである。

図 1 0は、この発明の実施の形態 2によるモータ駆動装置の概略図である。図 1 1は、図 1 0に示す制御装置 3 0 Aの機能ブロック図である。

図 1 2は、図 1 1に示すコンバータ制御手段を示す機能ブロック図である。図 1 3は、バッテリー Bの電池出力と電池温度との関係を示す図である。図 1 4は、この発明の実施の形態 3によるモータ駆動装置の概略図である。図 1 5は、図 1 4に示す制御装置の機能プロック図である。図 1 6は、図 1 5に示すコンバータ制御手段の機能プロック図である。

図 1 7は、図 1 4に示すエンジンに連結されたモータジェネレータをカ行モードで駆動する場合の信号および電 JEのタイミングチヤ一トである。

図 1 8は、図 1 4に示すエンジンに連結されたモータジェネレータを回生モードで駆動する場合の信号およぴ電 JEのタイミングチャートである。

図 1 9は、図 1 4に示すエンジンに連結されたモータジェネレータを駆動する場合の信号および電圧の他のタイミングチャートである。発明を実施するための最良の形態

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。

, [実施の形態 1 ]

図 1は、この発明の実施の形態 1によるモータ駆動装置の概略図である。図 1 を参照して、この発明の実施の形態 1によるモータ駆動装置 1 0 0は、ノッテリ — Bと、コンデンサ C I , C 2と、電圧センサー 1 0 ， 1 3と、昇圧コンバータ 1 2と、インバータ 1 4 ， 3 1と、電流センサー 2 4 ， 2 8と、制御装置 3 0とを備える。

モータジェネレータ MG 1は、ノヽイブリッド自動車に搭載されたエンジン E N Gに連結される。そして、モータジェネレータ MG 1は、エンジン E N Gからの回転力によって交流電圧を発電する発電機として機能するとともに、エンジン E N Gを始動する電動機として機能する。また、モータジェネレータ MG 2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。

バッテリー Bは、電源ライン 1 1 1と、インバータ 1 4 , 3 1の負母線 1 1 2 との間に接続される。コンデンサ C 1は、電源ライン 1 1 1と負母線 1 1 2との間にバッテリー Bに並列に接続される。コンデンサ C 2は、インバータ 1 4 ， 3 1の正母線 1 1 3と、負母線 1 1 2 との間に接続される。

昇圧コンバータ 1 2は、リアクトノレ L 1と、 N P Nトランジスタ Q 1 ， Q 2とダイオード D l ， D 2とを含む。リアタトル L 1の一方端はバッテリー Bの電源ライン 1 1 1に接続され、他方端は ΝΓΡΝトランジスタ Q 1と NPNトランジスタ Q 2との中間点、すなわち、 NPNトランジスタ Q 1のェミッタと NPNトランジスタ Q 2のコレクタとの間に接続される。 NPNトランジスタ Ql, Q2は、正母線 1 13と負母線 1 12との間に直列に接続される。そして、 NPNトランジスタ Q 1のコレクタは正母線 11 3に接続され、 NPNトランジスタ Q 2のェミッタは負母線 1 12に接続される。また、各 NPNトランジスタ Q 1, Q2のコレクターエミッタ間には、ェミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイォード D 1, D 2がそれぞれ接続されている。

インバータ 14, 31は、ノード T 1とノード N 2との間に並列に接続される。インバータ 14は、 U相アーム 1 5と、 V相アーム 16と、 W相アーム 1 7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、正母線 1 13と負母線 1 12との間に並列に接続される。

U相アーム 15は、直列接続された NPNトランジスタ Q 3, Q 4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 Q 5， Q 6力ら成り、 W 相アーム 17は、直列接続された NPNトランジスタ Q 7， Q 8から成る。また、各 NPNトランジスタ Q 3〜Q 8のコレクターエミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイォード D 3〜D 8がそれぞれ接続されている。

各相アームの中間点は、モータジェネレータ MG 1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 MG 1は、 3相の永久磁石モータであり、 U， V， W相の 3つのコィノレ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 Q 3, Q 4の中間点に、 V相コイルの他端が NPNトランジスタ Q 5, Q 6の中間点に、 W相コイルの他端が NPNトランジスタ Q 7， Q 8の中間点にそれぞれ接続されている。

インバータ 3 1は、インバータ 14と同じ構成からなる。そして、インバータ 31の各相アームの中間点は、モータジェネレータ MG 2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 MG 2も、モータジエネレータ MG1と同じように、 3相の永久磁石モータであり、 U， V, W相の 3つのコィルの一端が中点に共通接続されて構成され、 U相コイルの他端がインバータ 3 1の NPNトランジスタ Q 3， Q 4の中間点に、 V相コイルの他端がインバータ 31の NPNトランジスタ Q 5， Q 6の中尸点に、 W相コイルの他端がインバータ 31の NPNトランジスタ Q7， Q 8の中間点にそれぞれ接続されている。バッテリー Bは、 -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、バッテリー Bから出力される直流電圧 Vbを検出し、その検出した直流電圧 Vbを制御装置 30へ出力する。コンデンサ C 1は、バッテリ一 Bから出力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。

昇圧コンバータ 12は、コンデンサ C 1力ら供給された直流電圧を任意のレべルを有する昇圧電圧に昇圧してコンデンサ C 2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 PWMCを受けると、信号 PWMC 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 C 2に供給する。この場合、 N PNトランジスタ Q 1は、信号 PWM C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からの信号 PWMCに応じて、コンデンサ C 2を介してインバータ 14 (または 31) から供給された直流電圧を降圧してバッテリー Bを充電する。

コンデンサ C 2は、昇圧コンバータ 12 こよって昇圧された直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧をノード N l， N2を介してインバータ 14, 31 に供給する。このように、コンデンサ C 2fま、昇圧コンバータ 1 2によって昇圧された直流電圧を受け、その受けた直流電圧を平滑化してインバータ 14， 31 に供給する。

電圧センサー 1 3は、コンデンサ C 2の両端の電圧 Vm (すなわち、インバータ 14， 3 1への入力電圧に相当する。以下同じ。）を検出し、その検出した電圧 Vmを制御装置 30へ出力する。

インバータ 14は、ノード Nl, N 2およびコンデンサ C 2を介して昇圧コンバータ 12から直流電圧が供給されると制御装置 30からの信号 PWMI 1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 MG 1を駆動する。これにより、モータジェネレータ MG 1は、トルク指令ィ直 TR 1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が搭載されたハイプリッド自動車の回生制動時、モータジェネレータ M G 1が発電した交流電圧を制御装置 30からの信号 PWM I 1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 C 2およびノード Nl， N2を介して昇圧コンバータ 12に供給する。

インバータ 31は、ノード Nl， N 2およびコンデンサ C 2を介して昇圧コンバータ 12から直流電圧が供給されると制御装置 30からの信号 PWMI 2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 MG 2を駆動する。これにより、モータジェネレータ MG 2は、トルク指令値 TR 2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 3 1は、モータ駆動装置 1◦ 0が搭載されたハイプリッド自動車の回生制動時、モータジェネレータ M G 2が発電した交流電圧を制御装置 30からの信号 PWM I 2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 C 2およびノード Nl, N2を介して昇圧コンバータ 12に供給する。

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。

電流センサー 24は、モータジェネレータ MG 1に流れるモータ電流 MCRT 1を検出し、その検出したモータ電流 MCRT 1を制御装置 30へ出力する。また、電流センサー 28は、モータジェネレータ MG 2に流れるモータ電流 MCR T 2を検出し、その検出したモータ電流 MCRT 2を制御装置 30へ出力する。制御装置 30は、外部 E CU (E l e c t r i c a l C o n t r o l Un i t ) 60からトルク指令値 TR 1， TR 2、モータ回転数 MRN1, MRN 2 および信号 STATを受け、電圧センサー 10から直流電圧 Vbを受け、電圧センサー 13から出力電圧 Vmを受け、電流センサー 24からモータ電流 MC RT 1を受け、電流センサー 28からモータ電流 MCRT 2を受ける。

信号 STATは、エンジン ENGの始動 Z停止を指示するための信号であり、 H (論理ハイ）レベルまたは L (論理ロー）レベルからなる。そして、 Hレベルの信号 STATは、エンジン ENGの始動を指示するための信号であり、 Lレべルの信号 ST ATは、エンジン EN Gの停止をキ旨示するための信号である。制御装置 30は、出力電圧 Vm、モータ電流] VECRT 1、およびトルク指令ィ直 TR 1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 M G 1を駆動するときにインバータ 14の NPNトランジスタ Q 3〜Q 8をスィッチング制御するための信号 P WM I 1を生成する。

また、制御装置 30は、出力電圧 Vm、モータ電流 MCRT 2、およびトルク指令値 TR 2に基づいて、後述する方法によりインバータ 31がモータジエネレータ MG 2を駆動するときにィンバータ 31の NPNトランジスタ Q 3〜Q 8をスィツチング制御するための信号 PWM I 2を生成する。

さらに、制御装置 30は、インバータ 14 (または 3 1) がモータジエネレータ MG1 (またはモータジェネレータ MG 2) を駆動するとき、直流電圧 Vb、出力電圧 Vm、トルク指令値 TR 1 (または TR 2) 、およびモータ回転数 MR N 1 (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 1 2の NPNトランジスタ Q 1， Q 2をスィツチング制御するための信号 PWMCを生成する。

そして、制御装置 30は、外部 ECU 60から Lレベルの信号 STATを受けたときに信号 PWMI 1， PWM I 2, PWMCを生成すると、出力タイミングを調整することなく、その生成した信号 PWMI 1， PWM I 2, PWMCをそれぞれィンバータ 14、インバータ 31および昇圧コンバータ 1 2へ出力する。また、制御装置 30は、外部 ECU 60から Hiレベルの信号 S TATを受けたときに信号 PWMI 1， PWMI 2, PWMCを生成すると、出力タイミングを調整して、その生成した信号 PWMI 1, PWM I 2， PWMCをそれぞれインバータ 14、インバータ 31および昇圧コンバータ 12へ出力する。

出力タイミングの調整は、最初に信号 PWMCを昇圧コンバータ 1 2へ出力して直流電圧 Vbを昇圧するように昇圧コンバータ 12を制御し、昇圧コンバータ 12における昇圧動作が完了した後に信号 PWM I 1， PWMI 2をそれぞれィンバータ 14， 31へ出力することによって行なわれる。

図 2は、図 1に示す制御装置 30の機能プロック図である。図 2を参照して、制御装置 30は、ィンバータ制御手段 301， 3 02と、コンバータ制御手段 3 03とを含む。

ィンバータ制御手段 301は、外部 E C U 60からトルク指令値 T R 1および信号 STATを受け、電流センサー 24からモータ鼋流 MCRT 1を受け、電圧センサー 13から電圧 Vmを受け、コンバータ制御手段 303から信号 UP— C PLを受ける。信号 UP— CP Lは、昇圧コンバータ 1 2における昇圧動作が完了したことを示す信号である。

インバータ制御手段 301は、トルク指令 :TR 1、モータ電流 MCRT 1おょぴ電圧 Vmに基づいて、後述する方法によって信 PWMI 1を生成する。そして、インバータ制御手段 301は、外部 ECU 60から Lレベルの信号 ST A Tを受けると、その生成した信号 PWMI 1を出力タイミングを調整せずにインバータ 14へ出力する。一方、インバータ制御手段 3 0 1は、外部 ECU60から I-Iレベルの信号 STATを受けると、信号 PWM I 1を生成と同時にィンバータ 14へ出力せず、コンバータ制御手段 303から信号 UP_C PLを受けるのを待って信号 PWMI 1をィンバータ 14へ出力する。

ィンバータ制御手段 302は、外部 ECU60からトルク指令値 T R 2および信号 STATを受け、電流センサー 28からモータ電流 MCRT 2を受け、電圧センサー 13から電圧 Vmを受け、コンバータ制御手段 303から信号 UP— C P Lを受ける。

インバータ制御手段 302は、トルク指令値 TR 2、モータ電流 MCRT2および電圧 Vmに基づいて、後述する方法によって信 PWMI 2を生成する。そして、ィンバータ制御手段 302は、外部 ECU 60から Lレベルの信号 ST A Tを受けると、その生成した信号 PWMI 2を出カタイミングを調整せずにィンバータ 31へ出力する。 —方、インバ一タ制御手段 3 02は、外部 ECU60から Hレベルの信号 S T ATを受けると、信号 PWMI 2を生成と同時にインバータ 31へ出力せず、コンバータ制御手段 303から信号 UP— CP Lを受けるのを待って信号 PWMI 2をインバータ 3 1へ出力する。

コンバータ制御手段 303は、外部 ECU 60からトルク指令値 TR 1, 2、モータ回転数 MRN1, 2および信号 STATを受け、電圧センサー 10から直流電圧 Vbを受け、電圧センサー 13から電圧 Vmを受ける。そして、コンバータ制御手段 303は、外部 ECU60から Lレベルの信号 STATを受けると、モータジェネレータ MG 1 , MG2のうち、駆動電圧が高い方のモータジエネレータ（モータジェネレータ MG 1， MG 2のいずれ力のトルク指令値およびモータ回転数に基づいて、直流電圧 Vbを昇圧するときの目標電圧を演算し、昇圧コンバータ 1 2の出力電圧 Vmをその演算した目標電圧に設定するための信号 P WMCを生成して昇圧コンバータ 12へ出力する。

すなわち、コンバータ制御手段 303は、モータジェネレータ MG 1の駆動電圧がモータジェネレータ MG 2の駆動電圧よりも高レヽとき、モータジェネレータ MG 1のトルク指令値 TR 1およびモータ回転数 MRN 1に基づいて目標電圧を演算し、その演算した目標電圧と、直流電圧 Vbと、出力電圧 Vmとに基づいて、出力電圧 Vmが目標電圧になるように直流電圧 V bを出力電圧 Vmへ昇圧するための信号 PWMCを生成して昇圧コンバータ 12へ出力する。

また、コンバータ制御手段 303は、モータジェネレータ MG 2の駆動電圧がモータジェネレータ MG 1の駆動電圧よりも高いとき、モータジェネレータ MG 2のトルク指令値 TR 2およびモータ回転数 MRN 2に基づいて目標電圧を演算し、その演算した目標電圧と、直流電圧 Vbと、出力電圧 Vmとに基づいて、出力電圧 Vmが目標電圧になるように直流電圧 V bを出力電圧 Vmへ昇圧するための信号 PWMCを生成して昇圧コンバータ 12へ出力する。

一方、コンバータ制御手段 303は、外部 ECU 6 0から Hレベルの信号 ST ATを受けると、直流電圧 Vbを昇圧するときの目標電圧をモータジェネレータ MGl, MG 2の駆動電圧とは無関係に決定し、その決定した目標電圧と、直流電圧 Vbと、出力電圧 Vmとに基づいて、出力電圧が目標電圧になるように直流電圧 Vbを出力電圧 Vmへ昇圧するための信号 PWMCを生成して昇圧コンバータ 12へ出力する。そして、コンバータ制御手段 303は、出力電圧 Vmが目標電圧に設定されると、すなわち、昇圧コンバータ 1 2における昇圧動作が完了すると、昇圧動作が完了したことを示す信号 U P— C P Lを生成してィンバータ制御手段 301， 302へ出力する。この場合、目標電圧は、モータ駆動装置 100における最高電圧に設定される。

図 3は、図 2に示すィンバータ制御手段 301， 3 02の機能プロック図である。図 3を参照して、インバータ制御手段 301， 302は、モータ制御用相電圧演算部 40と、ィンバータ用 P WM信号変換部 42とを含む。

モータ制御用相電圧演算部 40は、外部 ECU 60からトルク指令値 TR 1， 2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 Vm、すなわち、インバータ 14, 3 1への入力電圧を受け、モータジェネレータ MG 1の各相に流れるモータ電流 MCRT 1を電流センサー 24から受け、モータジェネレータ MG 2の各相に流れるモータ電流 MCRT 2を電流センサー 2 8から受ける。そして、モータ制御用相電圧演算部 40は、出力電圧 Vm、ト /レク指令値 TR 1 (または TR2) およびモータ電流 MCRT 1 (または MCRT 2) に基づいて、モータジェネレータ MG1 (またはモータジェネレータ MG 2) の各相コィノレ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 PW3VI信号変換部 42 へ出力する。

インバータ用 PWM信号変換部 42は、モータ制御用相電圧潢算部 40から受けた計算結果に基づいて、インバータ 14 (またはインバータ 31) の各 NPN トランジスタ Q 3〜Q 8を実際にオン/オフする信号 PWM I 1 (または信号 P WMI 2) を生成する。そして、インバータ用 PWM信号変換咅! 542は、外部 E CU 60から Lレベルの信号 STATを受けると、その生成した信号 PWMI 1 (または信号 PWMI 2) を出力タイミングを調整せずにインノータ 14 (またはィンバータ 3 1 ) の各 N P Nトランジスタ Q 3〜Q 8へ出力する。

これにより、各 NPNトランジスタ Q 3〜Q 8は、スイッチング制御され、モータジェネレータ MG1 (またはモータジェネレータ MG 2) 力 S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 MG 1 (またはモータジェネレータ MG 2) 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 1 (または TR2) に応じたモータトルクが出力される。

一方、インバータ用 P WM信号変換部 42は、外部 ECU6 Oから Hレベルの信号 STATを受けると、生成した信号 PWMI 1 (または信号 PWMI 2) を生成と同時にインバータ 14 (またはインバータ 31) へ出力せず、コンバータ制御手段 303から信号 UP— CP Lを受けるのを待って信号: PWMI 1 (または信号 PWMI 2) をインバータ 14 (またはインバータ 31) の各 NPNトランジスタ Q 3〜Q 8へ出力する。

これによつて、インバータ 14 (またはィンバータ 31) は、昇圧コンバータ 1 2における昇圧動作が完了した後に、信号 PWMI 1 (または信号 PWMI 2) によってモータジェネレータ MG 1 (または MG2) を駆動する。

ィンバータ 14が信号 PWM I 1によってモータジェネレータ MG 1をカ行モ一ドで駆動するか回生モードで駆動するかは、モータ回転数 MRN 1およびトルク指令値 TR 1によって決定される。すなわち、モータ回転数を横軸にとり、トルク指令値を縦軸にとった直交座標において、モータ回転数 MRN 1とトノレク指令値 TR 1との関係が第 1象限または第 2象限に存在するとき、モータジエネレータ MG 1はカ行モードにあり、モータ回転数 MRN 1とトルク指令値 TR 1との関係が第 3象限または第 4象限に存在するとき、モータジェネレータ MG 1は、回生モードにある。したがって、モータ制御用相電圧演算部 40力 S第 1象限または第 2象限に存在するモータ回転数 MR N 1とトルク指令値 TR 1とを外部 EC U60から受けたとき、インバータ用 PWM信号変換部 42は、モータジエネレータ MG 1をカ行モードで駆動するための信号 PWM I 1を生成し、モータ制御用相電圧演算部 40が第 3象限または第 4象限に存在するモータ回転数 MR N 1 とトルク指令値 TR 1とを外部 ECU 60から受けたとき、インバータ用 PWM 信号変換部 42は、モータジェネレータ MG 1を回生モードで駆動するための信号 PWM I 1を生成する。

インバータ 31が信号 PWMI 2によってモータジェネレータ MG 2をカ行モ一ドで駆動するか回生モードで駆動するかについても同様である。

図 4は、図 2に示すコンバータ制御手段 303の機能ブロック図である。図 4 を参照して、コンバータ制御手段 303は、ィンバータ入力電圧旨令演算部 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 ¾554と、判定部 56とを含む。

インバータ入力電圧指令演算部 50は、外部 ECU 60からトルク指令値 TR 1， 2、モータ回転数 MRN1, 2および信号 S TATを受ける。そして、インバータ入力電圧指令演算部 50は、外部 ECU 60から Lレベルの信号 ST AT を受けると、モータジェネレータ MG 1， MG2のうち、駆動電圧が高い方のモータジェネレータ（モータジェネレータ MG 1， MG 2のいずれか）のトノレク指令値およびモータ回転数に基づいて、インバータ入力電圧の最適値（目標値）、すなわち、電圧指令 Vd c— c om (出力電圧 Vmの目標電圧に相当する。以下同じ。）を演算する。

具体的には、インバータ入力電圧指令演算部 50は、モータジェネレータ MG

1の駆動電圧がモータジェネレータ MG 2の駆動電圧よりも高いとき、トノレク指 ■ 令値 TR 1およびモータ回転数 MR N 1に基づいて電圧指令 V d c_c οιηを演算し、モータジェネレータ MG 2の駆動電圧がモータジェネレータ MG 1の駆動電圧よりも高いとき、トルク指令値 TR 2およびモータ回転数 MRN 2に基づいて電圧指令 Vd c— c omを演算する。そして、インバータ入力電圧指令濱算部 50は、演算した電圧指令 V d c_c omをフィードバック電圧指令演算 g|55 2 および判定部 5 6へ出力する。

このように、インバータ入力電圧指令演算部 50は、外部 ECU 60から Lレベルの信号 S TATを受けると、駆動電圧が高いモータジェネレータ（モータジエネレータ MG 1， MG 2のいずれか）のモータ回転数に基づいて、目標電圧 (電圧指令 Vd _C_c om) を演算する。

—方、ィンバータ入力電圧指令演算部 50は、外部 ECU6 0から Hレベルの信号 STATを受けると、トルク指令値 TR 1， TR 2およびモータ回転数 MR N 1 , MRN 2に無関係に、モータ駆動装置 1 00における最大電圧 Vm a xを電圧指令 Vd c— c om (目標電圧）として決定し、その決定した電圧指令 Vd c_c omをフィードバック電圧指令演算部 5 2および判定部 56へ出力する。なお、インバータ入力電圧指令演算部 50は、最大電圧 Vm a Xを保持している。フィードバック電圧指令演算部 5 2は、昇圧コンバータ 1 2の出力電圧^ Vmを電圧センサー 1 3から受け、電圧指令 Vd c— c omをインバータ入力電圧指令演算部 5 0から受ける。そして、フィードバック電圧指令演算部 5 2は、出カ電圧 Vmと電圧指令 V d c_c omとに基づいて、出力電圧 Vmを電圧指令 V d c — c omに設定するためのフィードバック電圧指令 V d c_c om— f bを演算し、その演算したフィードバック電圧指令 Vd c_c om— f bをデューティー比変換部 54へ出力する。デューティー比変換部 54は、直流電圧 Vbを電圧センサー 10から受け、出力電圧 Vmを電圧センサー 13から受ける。デューティー比変換部 54は、直流電圧 Vbと、出力電圧 Vmと、フィードバック電圧指令 Vd c— c om— f bとに基づいて、出力電圧 Vmをフィードバック電圧指令 Vd c— c om_f bに設定するためのデューティー比 DRを演算し、その演算したデューティー比 DRに基づいて昇圧コンバータ 12の NPNトランジスタ Q 1 , Q 2をオン/オフするための信号 PWMC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 PWMCを昇圧コンバータ 12の NPNトランジスタ Q 1， Q 2へ出力する。

これにより、昇圧コンバータ 12は、出力電圧 Vmが目標電圧（電圧指令 Vd c_c om) になるように直流電圧 Vbを出力電圧 Vmに変換する。

なお、昇圧コンバータ 12の下側の NPNトランジスタ Q 2のオンデューティ一を大きくすることによりリアクトルし 1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 Q 1のオンデューティーを大きくすることにより正母f泉の電圧が下がる。そこで、 NP Nトランジスタ Q l， Q 2のデューティー比を制御することで、正母線の電圧をバッテリー Bの出力電圧以上の任意の電圧に制御可能である。

判定部 56は、ィンバータ入力電圧指令演算部 50から電圧指令 V d c_c o mを受け、外部 ECU 60から信号 ST ATを受け、電圧センサー 13から電圧 Vmを受ける。そして、判定部 56は、外部 ECU 60から Lレベルの信号 ST ATを受けたとき、動作を停止する。また、判定部 56は、外部 ECU60から Hレベルの信号 S TATを受けると、電圧センサー 13から受けた電圧 Vmがィンバータ入力電圧指令演算部 50から受けた電圧指令 Vd c— c om (目標電圧 =電圧 Vma x) に到達したか否かを判定し、電圧 Vmが電圧指令 Vd c— c o m ( = Vma x) に到達したと判定すると、信号 U P— C P Lを生成してインバータ制御手段 301, 302へ出力する。

上述したように、この発明においては、インバータ制御手段 301， 302は、外部 ECU 60から Lレベルの信号 ST ATを受けると、生成した信号 PWMI 1， PWM I 2を出力タイミングを調整せずにそれぞれィンバータ 14， 3 1へ出力し、外部 ECU 60から Hレベルの信号 ST ATを受けると、生成した信号 PWMI 1， PWM I 2を昇圧コンバータ 1 2における昇圧動作が完了した後にそれぞれインバータ 14， 3 1へ出力する。

すなわち、制御装置 30は、外部 ECU 60から Lレベルの信号 S TATを受けると、動作タイミングを調整せずに昇圧コンバータ 1 2およびインバータ 1 4, 3 1を駆動制御し、外部 ECU6 0から Hレベルの信号 STATを受けると、昇圧動作を行なうように昇圧コンバータ 1 2を駆動制御し、昇圧コンバータ 1 2における昇圧動作が完了した後にインバータ 14, 3 1を駆動制御する。

図 5は、図 1に示すエンジン ENGに連結されたモータジェネレータ MG 1を駆動する場合の信号および電圧のタイミングチャートである。図 5を参照して、この発明を適用した場合、タイミング t 1で信号 ST ATが Lレベルから Hレべルに変化すると、すなわち、エンジン ENGの始動が指示されると、コンバータ制御手段 30 3は、上述した方法によって信号 PWMCを生成して昇圧コンパ一タ 1 2へ出力し、モータジェネレータ MG 1 , MG 2の駆動電圧に無関係に、直流電圧 Vbをモータ駆動装置 1 00における最大電圧 Vm a xに昇圧するように昇圧コンバータ 1 2を駆動制御する。

そうすると、昇圧コンバータ 1 2は、信号 PWMCに応じて、直流電圧 Vbを最大電圧 Vma Xへ昇圧する昇圧動作を開始し、昇圧コンバータ 1 2の出力電圧 Vmは、タイミング t l以降、徐々に上昇し、タイミング t 2の近辺で最大電圧 Vma Xに到達する。そして、コンバータ制御手段 30 3は、出力電圧 Vmが最大電圧 Vm a xに到達すると、昇圧コンバータ 1 2における昇圧動作が完了したことを示す信号 U P— C P Lを生成してィンバータ制御手段 30 1へ出力する。トルク指令値 TR 1は、タイミング t 1以降、上昇し、コンバータ制御手段 3 0 3が信号 UP— CP Lをインバータ制御手段 30 1へ出力するタイミング t 2 では、所定の値に上昇している。

ィンバータ制御手段 30 1は、コンバータ制御手段 303から信号 U P— C P Lを受けると、トルク指令値 TR 1、モータ電流 MCRT 1および出力電圧 Vm (=Vma x) に基づいて、上述した方法によって信号 PWM I 1を生成し、その生成した信号 PWMI 1をインバータ 14へ出力する。そして、インバータ 1 4は、昇圧コンバータ 1 2によって昇圧された最大電圧 Vma Xを信号 PWMI 1によって交流電圧に変換してモータジェネレータ： MG 1をカ行モードで駆動する。

そうすると、モータジェネレータ MG 1は、インバータ 14によって駆動されモータ回転数 MRN1は、タイミング t 2以降、急に上昇する。そして、モータジェネレータ MG1は、トルク指令値 TR 1によつて指定されたトルクを出力し、エンジン ENGを始動する。

このように、この発明においては、エンジン EN Gの始動が指示されたとき、最初に、昇圧コンバータ 12が駆動制御され、昇圧コンバータ 1 2における昇圧動作が完了した後にィンバータ 14が駆動制御される。

そうすると、直流電圧 Vbを昇圧するために必要なパワーは、タイミング t l とタイ.ミング t 2との間に存在する領域 RGE 1において最大になり、モータジエネレータ MG 1を駆動するために必要なパワーは、タイミングお 2以降の領域 RGE 2で最大になる。その結果、直流電圧 Vbを晏圧するために必要なパワーが最大になる領域 RGE 1と、モータジェネレータ: MG 1を駆動するために必要なパワーが最大になる領域 RGE 2とをずらすことができ、バッテリー Bから昇圧コンバータ 1 2およびインバータ 14， 31側へ ϋ大な電力が持ち出されるのを防止できる。

図 6は、図 1に示すェンジン E N Gに連結されたモータジェネレータ MG 1を駆動する場合の信号および電圧の他のタイミングチャートである。図 6を参照して、この発明を適用しない場合、タイミング t 1でィ言号 STATが Lレベルから Hレベルへ切換わり、エンジン ENGの始動が指示されると、インバータ制御手段 301は、トルク指令値 TR 1、モータ電流 MC RT 1および出力電圧 Vmに基づいて、上述した方法によって信号 PWMI 1を^ Ξ成してインバータ 14へ出力する。また、コンバータ制御手段 303は、トルク指令値 TR 1、モータ回転数 MRN1、直流電圧 Vbおよび出力電圧 Vmに基づいて、上述した方法によつて信号 PWMCを生成して昇圧コンバータ 1 2へ出力する。

そうすると、インバータ 14は、昇圧コンバータ 1 2からの出力電圧 Vmを信号 PWM I 1によって交流電圧に変換してモータジュネレータ MG 1を駆動し、昇圧コンバータ 12は、信号 PWMCに応じて、直流電圧 Vbを目標電圧 Vd c — c om (トルク指令値 TR 1およびモータ回転数 MRN 1に基づいて決定される）に昇圧する。

その結果、モータジェネレータ MG 1を駆動するために必要なパワーは、タイミング t 2以降の領域 RGE 3で最大になり、直流電圧 Vbを昇圧するために必要なパワーは、タイミング t 2以降の領域 RGE4で最大になるので、モータジエネレータ MG 1を駆動するために必要なパワーが最大になる領域 RGE 3は、直流電圧 V bを昇圧するために必要なパヮ一が最大になる領域 R G E 4と重複し、バッテリー Bから昇圧コンバータ 12およびインバータ 14, 31側へ過大な電力が持ち出される。

このように、この発明を適用することによって、エンジン ENGの始動時（クランキング時) 、バッテリー Bから昇圧コンバータ 1 2およびインバータ 14， 3 1側へ過大な電力が持ち出されるのを防止できる。

モータ駆動装置 100がハイプリッド自動車に搭載される場合、モータジエネレータ MG 1 ' MG 2およびエンジン ENGは、公知のプラネタリギア (図示せず）を介して相互に連結される。図 7は、クランキング時の共線図である。図 7 を参照して、モータジェネレータ MG 1のモータ回転数 MRN 1、モータジエネレータ MG 2のモータ回転数 MRN 2、およびエンジン ENGのエンジン回転数 MRNEは、エンジン回転数 MRNEの両側にモータ回転数 MRN 1 , MRN 2 を配置した場合、直線 LN1上に位置する。すなわち、モータ回転数 MRN1, MRN 2およびエンジン回転数 MRNEは、常に、直線上に位置するように変化する。

直 HLN 2よりも上側がモータジエネレータ MG 1 , MG 2がカ行モードで駆動される領域であり、直線 LN2よりも下側がモータジェネレータ MG1, MG 2が回生モードで駆動される領域であるとすると、エンジン ENGが始動されるとき、モータジェネレータ MG 1はカ行モードで駆動されるので、モータ回転数 MRN1は、図 7に示すように直線 LN 2から上側へ大きくシフトする。

そして、駆動条件によっては、エンジン ENGの始動が指示されたとき、モータジェネレータ MG 2を回生モードで駆動してエンジン ENGを始動しなければならない場合がある。その場合、モータ回転数 MRN2W；、直,锒 LN2よりも下側へシフトするので、モータ回転数 MRN1は、直線 LN 2から益々上側へシフトする。

そうすると、エンジン ENGの始動時、モータジェネレータ MG 1における消費パワーが大きくなる。

したがって、この発明を適用して、直流電圧 Vbを昇 ffiするために必要なパヮ一が最大になる領域 RGE 1と、モータジェネレータ 1を駆動するために必要なパワーが最大になる領域 RGE 2とをずらすことは、バッテリー Bから昇圧コンバータ 12およびインバータ 14， 31側へ過大な電力を持ち出すのを防止するために特に効果が大きレ、。

また、このように、モータジェネレータ MG 1のモータ回転数 MR N 1が急激に高くなり、モータジェネレータ MG 1を駆動するため ^こ必要なパワーが急激に上昇する場合もあるので、コンバータ制御手段 303は、上述したように、外部 ECU 60から Hレベルの信号 S TATを受けると、モータ駆動装置 100における最大電圧 Vm a Xを目標電圧として決定し、モータジェネレータ MG 1を駆動するために必要なパワーがどのように変化してもモータジェネレータ MG 1によってエンジン ENGを始動できるようにしたのである。

図 8は、この発明を適用した場合の直流電流 I、出力電圧 Vmおよびモータ回転数 MRN1のタイミングチャートである。直流電流 I f 、バッテリー Bから昇圧コンバータ 12側へ流れる電流を正とする電流である。図 8において、曲線 k 1は、昇圧コンバータ 1 2の出力電圧 Vmを表わし、曲,線 k 2は、直流電流 Iを表わし、曲線 k 3は、モータ回転数 MR N 1を表わす。

図 8を参照して、昇圧コンバータ 1 2の出力電圧 Vmi 、タイミング t 3以降、上昇し始め、タイミング t 4で目標電圧 V d c— c om ( = Vma x) に到達する。したがって、タイミング t 3からタイミング t 4までの間、直流電圧 Vbを目標電圧 Vd c_c om ( = Vma x) に昇圧するために必要なパワーが最大になり、バッテリー Bのパワーは、直流電圧 Vbを目標電 BEVd c— c om ( = V ma x) に昇圧するために必要なパワーとして用いられる。そして、モータ回転数 MRN1は、タイミング t 4以降、上昇し始め、タイミング t 4からタイミング t 5に近づくに従って大きく上昇する（図 8において周期的に上下する間隔が狭い程、回転数が高いことを表わす。）。

その結果、直流電流 Iは、昇圧コンバータ 1 2における昇圧動作に必要なパヮ一が最大になることに応じて、タイミング t 3からタイミング t 4までの間で上昇し、タイミング t 4以降、一旦、減少する。そして、直流電流 Iは、タイミング t 4以降、モータ回転数 M R N 1の上昇に応じて、つまり、モータジエネレータ M G 1を駆動するために必要なパワーが増大することに応じて、上昇する。このように、この発明を適用することによって、昇圧コンバータ 1 2における昇圧動作のためにバッテリー Bから直流電流 Iが持ち出されるタイミングと、モ —タジェネレータ MG 1の駆動のためにバッテリー Bから直流電流 Iが持ち出されるタイミングとをずらせることができる。そして、バッテリー Bから持ち出される直流電流 Iを許容電流内に収めることができる。

図 9は、この発明を適用しない場合の直流電流 I、出力電圧 V mおよびモータ回転数 M R N 1のタイミングチャートである。図 9において、曲線 k 4は、昇圧コンバータ 1 2の出力電圧 V mを表わし、曲線 k 5は、直流電流 Iを表わし、曲線 k 6は、モータ回転数 M R N 1を表わす。

図 9を参照して、タイミング t 6以降、モータ回転数 M R N 1が上昇し始めると、それに応じて、直流電圧 V bを目標電圧 V d c— c o m (モータ回転数 MR N 1に応じて決定される。）に昇圧する昇圧動作が行なわれる。そして、タイミング t 7以降、昇圧コンバータ 1 2の出力電圧 V mは上昇し始め、タイミングお 8で最高になる。この場合、タイミング t 6以降の昇圧動作の開始に伴って、直流電流 Iは、タイミング t 6以降、上昇し始める。

—方、モータ回転数 M R N 1は、タイミング t 6からタイミング t 9へ近づくに従って上昇し、特に、タイミング t 7以降、急激に上昇する。そうすると、直流電流 Iは、タイミング t 7以降、さらに、急激に上昇し、昇圧コンバータ 1 2 の出力電圧 V mが最大になるタイミング t 8で最大になる。

その結果、昇圧コンバータ 1 2における昇圧動作のためにバッテリー Bから直流電流 Iが持ち出されるタイミングと、モータジェネレータ MG 1の駆動のためにバッテリー Bから直流電流 Iが持ち出されるタイミングとが重なり、バッテリ一 Bから持ち出される直流電流 Iが許容電流を越えてしまう。

再び、図 1を参照して、モータ駆動装置 100における全体動作について説明する。全体の動作が開始されると、電圧センサー 10は、バッテリー Bから出力される直流電圧 Vbを検出し、その検出した直流電圧 Vbを制御装置 30へ出力する。また、電圧センサー 1 3は、コンデンサ C 2の両端の電圧 Vmを検出し、その検出した電圧 Vmを制御装置 30へ出力する。さらに、電流センサー 24は、モータジェネレータ MG 1に流れるモータ電流 MCRT 1を検出して制御装置 3 0へ出力し、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 MCRT 2を検出して制御装置 30へ出力する。そして、制御装置 30は、外部 ECU 60からトルク指令値 TR 2、モータ回転数 MRN 2および Lレベルの信号 STATを受ける。

そうすると、制御装置 30は、電圧 Vm、モータ電流 MCRT 2、およびトルク指令値 TR 2に基づいて、上述した方法により信号 PWMI 2を生成し、その生成した信号 PWMI 2をインバータ 31へ出力する。また、制御装置 30は、インバータ 3 1がモータジェネレータ MG 2を駆動するとき、直流電圧 Vb、電圧 Vm、トルク指令値 TR 2、およびモータ回転数 MRN 2に基づいて、上述した方法によって、 NPNトランジスタ Q 1 , Q 2をスィツチング制御するための信号 PWMCを生成して昇圧コンバータ 1 2へ出力する。

そうすると、昇圧コンバータ 12は、信号 PWMCに応じて、バッテリー Bからの直流電圧 Vbを昇圧し、その昇圧した直流電圧をコンデンサ C 2に供給する。コンデンサ C 2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 N 1, N 2を介してィンバータ 3 1に供給する。そして、インバータ 3 1は、コンデンサ C 2によって平滑化された直流電圧を制御装置 3 0からの信号 PWMI 2によって交流電圧に変換してモータジェネレータ MG 2 を駆動する。これによつて、モータジェネレータ MG 2は、トルク指令値 TR 2 によって指定されたトルクを発生し、ハイプリッド自動車の駆動輪を駆動する。そして、ハイブリッド自動車は、発進し、低速走行する。

そして、モータジェネレータ MG 2の)!区動中に、制御装置 30は、外部 ECU 60から Hレベルの信号 STATを受けると、モータジェネレータ MG 1のモータ回転数 MRN 1と無関係に目標電圧 Vd c_c om ( = Vma x) を決定し、直流電圧 Vbをその決定した目標電圧 Vd c_c om ( = Vma x) に昇圧するように昇圧コンバータ 12を駆動制御する。そして、制御装置 30は、昇圧コンバータ 12の昇圧動作が完了すると、外部 ECU 60から受けたトルク指令ィ直 T R 1と、電流センサー 24から受けたモータ電流 MCRT 1と、出力電圧 Vmとに基づいて、上述した方法によって信号 PWM I 1を生成してインバータ 1 4へ出力する。そして、インバータ 14は、昇圧コンバータ 12からの出力電圧 Vm ( = Vma x) を信号 PWMI 1によって交流電圧に変換してモータジエネレータ MG1を,駆動し、モータジェネレータ MG 1は、エンジン ENGを始動する。このように、モータ駆動装置 100においては、モータジェネレータ MG 2によるハイブリッド自動車の駆動時であり、かつ、エンジン ENGの始動時であるとき、インバータ 14は、昇圧コンバータ 12における昇圧動作が完了したにモータジェネレータ MG 1を駆動する。これによつて、ノッテリー Bから過^;な電力が持ち出されるのを防止できる。

なお、上記においては、インバータ 14， 3 1がそれぞれモータジェネレータ

MG 1 , MG2を駆動するタイミングは、昇圧コンバータ 12における昇圧動作が完了した後と説明したが、この発明は、これに限らず、インバータ 14, 3 1 は、昇圧コンバータ 1 2が昇圧動作を開始した後、それぞれモータジェネレータ MG 1, MG 2を駆動するようにしてもよい。

また、上記においては、モータジェネレータ MG 2がカ行モードにあり、 ~ まり、モータジェネレータ MG 2がハイブリッド自動車の駆動輪を駆動しており、かつ、エンジン ENGの始動が指示されたとき、昇圧コンバータ 12におけ昇圧動作を開始し、昇圧コンバータ 12における昇圧動作が完了した後に、モータジェネレータ MG 1を駆動すると説明したが、この発明は、これに限らず、ユンジン ENGの始動指示を受けたときに、昇圧コンバータ 12における昇圧動ィ乍を開始した後に、モータジェネレータ MG 1を駆動するものであればよい。

さらに、この発明によるモータ駆動装置は、モータ駆動装置 100からインバータ 14またはインバータ 31を削除したものであってもよい。したがって、この発明によるモータ駆動装置は、バッテリー Bからの直流電圧 Vbを昇圧し、その昇圧した直流電圧によってモータジェネレータ MG 1またはモータジエネレータ MG 2を駆動するものであればよい。そして、 1つのモータジェネレータを駆動する場合、モータ駆動装置は、昇圧コンバータ 12における昇圧動作を開始した後、または昇圧コンバータ 12における昇圧動作が完了した後に、その 1つのモータジェネレータを駆動する。

さらに、この発明は、モータジェネレータ MG 1， MG2のうち、，駆動電圧の高いモータジェネレータのモータ回転数 MRN 1または MRN 2に基づいて昇圧コンバータ 12における目標電圧を決定するモータ駆動装置において、エンジン ENGの始動が指示されたとき、昇圧コンバータ 12における昇圧動作を開始した後、または昇圧コンバータ 12における昇圧動作が完了した後に、モータジェネレータ MG1, MG 2を駆動するモータ駆動装置であればよい。

さらに、昇圧コンバータ 12は、「電圧変換回路」を構成し、インバータ 14 は、「第 1の,駆動回路」を構成し、インバータ 31は、「第 2の馬区動回路」を構成する。

さらに、インバータ入力電圧指令演算部 50は、モータの回転数に基づいて昇圧電圧 Vmの目標電圧 Vd c— c omを決定する「目標電圧決定手段」を構成する。

さらに、フィードバック電圧指令演算部 52、デューティ一比変換部 54および判定部 56は、インバータ入力電圧指令演算部 50 (目標電圧決定手段）により決定された目標電圧を受けて昇圧電圧 Vmが目標電圧 Vd c__c omになるように昇圧コンバータ 12 (電圧変換回路）を制御する「電圧変換制御手段」を構成する。

さらに、上記において、コンバータ制御手段 303は、外部 ECU60から H レベルの信号 STATを受けると、モータ駆動装置 100における最大電圧 Vm a Xを出力電圧 Vmの目標電圧として決定すると説明したが、この発明においては、 Hレベルの信号 S T ATを受けたときの出力電圧 Vmの目標電圧は、モータ駆動装置 100における最大電圧 Vm a xでなくてもよく、モータジェネレータ MG 1のモータ回転数 MRN 1がどのように変化してもモータジェネレータ MG 1をカ行モードで駆動可能な電圧であればどのような値であってもよい。 [実施の形態 2]

先の実施の形態 1で述べたように、図 1のモータ駆動装置 100においては、 2つのモータジェネレータ MG 1， MG 2はそれぞれ、車両の走行状態に応じて、回生モードにおいて交流電圧を発電する発電機として機能するとともに、カ行モ一ドにおいてエンジン ENGまたは駆動輪を駆動するための電動機として機能する。

ここで、モータ駆動装置 100全体でのパワー収支を考えると、パワー収支 P は、一方のモータジエネレータ (MG 1 , MG 2のいずれか) がカ行モードで駆動して消費するパワーを Pm、他方のモータジェネレータが回生モードで駆動して発電するパワーを P g、およびコンデンサ C 2に入出力されるパワーを P cとして、式 (1) で表わすことができる。

P = Pm+P g + L g + Lm+P c (1)

ただし、 L g， Lmは、各モータジェネレータにおけるパワー損失分を示す。式（1) から明らかなように、パワー収支 Pが "0" となるとき、すなわち、消費パヮ一と発電パヮ一とが釣り合う範囲において、バッテリー Bから電力を入出力する必要はない。一方、パワー収支 Pが "0" とならないとき、すなわち、消費パヮ一が発電パヮ一を上回れば、その不足分がバッテリー Bから持ち出され、発電パワーが消費パワーを上回れば、その過剰分がバッテリー Bに持ち込まれることとなる。

そこで、バッテリー Bに過大な電力が入出力されるのを防ぐためには、バッテリ一 Bに入出力されるパワーがバッテリー Bに入出力可能な電力を超えないように、すなわち、式（2) に示す関係が成立するように、パワー収支 Pを調整することが必要となる。

W i n<Pm+P g + L g + Lm+P c <Wo u t (2)

ただし、 Wi nはバッテリー Bに入力可能な電力（以下、電池入力とも称する）、 Wo u tはバッテリー Bから出力可能な電力（以下、電池出力とも称する）を示す。

言い換えれば、パワー収支 Pが最終的に式（2) の関係を満たす限りにおいて、パワー収支 Pの各項の電池出力に対する調整を積極的に行なう必要は生じない。しかしながら、モータ駆動装置 100がモータジェネレータ MG 1, MG2が停止状態にあって、昇圧動作のみ、あるいは降圧動作のみを行なう場合には、パヮー収支 Pは、コンデンサ C 2に入出力されるパワー P cのみとなることから、式（2) は、式（3) の関係に書き換えられる。

W i n< P c <Wo u t (3)

式（3) から分かるように、コンデンサ C 2に入出力されるパワー P cが電池入力 Wi nおよび電池出力 Wo u tを超過しないためには、コンデンサ C 2の端子間電圧、すなわち、昇圧コンバータ 12の出力電圧 Vmの変化率（以下、昇圧動作時の変化率を昇圧レート、降圧動作時の変化率を降圧レートとも称する）を新たに管理する必要が生じる。

ここで、コンデンサ C 2の静電容量を C、制御装置 3 OAの制御周期を T (T は出力電圧 Vmを目標電圧に設定するのに必要な期間に相当）、時刻 t (tは任意の値）におけるコンデンサ C 2の端子間電圧を V₀、時刻 t+Tにおける目標電圧（1制御周期後におけるコンデンサ C 2の端子間電圧に相当）を Vとすると、式 (3) のコンデンサ C 2に入出力されるパワー P cは、式 (4) で表わされる。

W i n≤ 1/2 ■ C■ (V²— V。²) /T≤Wo u t (4)

したがって、式（4) の関係を満たすように、目標電圧 Vを決定すれば、コンデンサ C 2に入出力されるパワー P cが電池入力 Wi nおよび電池出力 Wo u t を超過するのを防止できる。

すなわち、昇圧動作においては、

V≤ (2 ■ Wo u t ■ TZC + V_Q ²) ^1/2 (5)

の関係が成り立つように目標電圧 Vを決定すればよい。また、降圧動作においては、

V≥ (2 - W i n · TZC + V。²) ^1/2 (6)

の関係が成り立つように、目標電圧 Vを決定すればよい。なお、決定した目標電圧 Vは、実施の形態 1で述べた昇圧コンバータ 12の目標電圧 Vd c_c omを最終値として、制御周期 Tごとに漸次的に増加することから、本実施の形態においては、漸次目標電圧 Vd c— _S t pとも称する。また、これに対応して、目標電圧 Vd c c omを、最終目標電圧 V d c c omとも称する。以上のように、本実施の形態に係るモータ駆動装置は、電池入力 Wi nおよび電池出力 Wo u tに基づいて昇圧コンバータ 12の昇圧レートおよび降圧レートを可変とすることを特徴とする。以下に、昇圧レートおよび降圧レートの具体的な制御方法について詳述する。なお、本実施の形態に係るモータ駆動装置は、実施の形態 1に係るモータ駆動装置 100に対して、制御装置 30におけるコンバータ制御手段 303の構成が異なるのみで、基本的な構成を同じとすることから、重複する部分についての詳細な説明は省略する。

図 10は、この発明の実施の形態 2によるモータ駆動装置の概略図である。図 10を参照して、モータ駆動装置 10 OAは、バッテリー Bと、コンデンサ C 1, C 2と、電圧センサー 10， 1 3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、温度センサー 1 1とを備える。なお、図 1 0のモータ駆動装置 10 OAは、図 1に示すモータ駆動装置 100にバッテリー Bの温度を検出する温度センサー 1 1を付加するとともに、モータ駆動装置 10 0の制御装置 30を、制御装置 30 Aに変更したものであり、その他はモータ駆動装置 100と同じである。

温度センサー 1 1は、バッテリー Bの温度を検出し、その検出した電池温度 B Tを制御装置 3 OAへ出力する。

制御装置 3 OAは、外部 ECU 60からトルク指令値 TR 1， TR2、モータ回転数 MRN1, MRN2および信号 STATを受け、電圧センサー 10から直流電圧 Vbを受け、電圧センサー 1 3から出力電圧 Vmを受け、電流センサー 2 4からモータ電流 MCRT 1を受け、電流センサー 28からモータ電流 MCRT 2を受け、温度センサー 1 1から電池温度 BTを受ける。

制御装置 3 OAは、出力電圧 Vm、モータ電流 MCRT 1、およびトルク指令値 TR 1に基づいて、上述した方法によりインバータ 14がモータジェネレータ MG 1を駆動するときにィンバータ 14の NPNトランジスタ Q 3〜Q 8をスィッチング制御するための信号 P WM I 1を生成する。

また、制御装置 3 OAは、出力電圧 Vm、モータ電流 MCRT 2、およびトルク指令ィ直 TR 2に基づいて、上述した方法によりインバータ 3 1がモータジエネレータ MG 2を駆動するときにインバータ 31の NPNトランジスタ Q3〜Q8 をスィッチング制御するための信号 P WM I 2を生成する。

さらに、制御装置 3 OAは、インバータ 14 (または 31) がモータジエネレータ MG1 (またはモータジェネレータ MG 2) を駆動するとき、直流電圧 Vb、出力電圧 Vm、トルク指令値 TR 1 (または TR 2) 、モータ回転数 MRN 1 (または MRN2) および電池温度 BT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 Q 1, Q 2をスィッチング制御するための信号 PWMCを生成する。

そして、制御装置 3 OAは、外部 ECU 60から Lレベルの信号 STATを受けたとき（=エンジン停止指示を受けたとき）に信号 PWMI 1， PWM I 2, PWMCを生成すると、出力タイミングを調整することなく、その生成した信号 PWMI 1, PWMI 2, PWMCをそれぞれインバータ 14、インバータ 31 および昇圧コンバータ 12へ出力する。

また、制御装置 3 OAは、外部 ECU60から Hレベルの信号 STATを受けたとき（=エンジン始動指示を受けたとき）に信号 PWMI 1， PWMI 2, P WMCを生成すると、出力タイミングを調整して、その生成した信号 PWMI 1， PWMI 2, PWMCをそれぞれインバータ 14、インバータ 31およぴ昇圧コンバータ 12へ出力する。

出力タイミングの調整は、実施の形態 1で説明したように、最初に信号 PWM Cを昇圧コンバータ 12へ出力して直流電圧 Vbを昇圧するように昇圧コンパ一タ 1 2を制御し、昇圧コンバータ 12における昇圧動作が完了した後に信号 PW Mi l, PWM I 2をそれぞれィンバータ 14 , 31へ出力することによって行なわれる。

図 1 1は、図 10に示す制御装置 30 Aの機能プロック図である。図 1 1を参照して、制御装置 3 OAは、インバータ制御手段 301， 302と、コンバータ制御手段 303 Aとを含む。なお、制御装置 30 Aは、図 2の制御装置 30におけるコンバータ制御手段 303を、コンバータ制御手段 303 Aに変更したものである。

インバータ制御手段 301は、外部 ECU 60からトルク指令値 TR 1および信号 STATを受け、電流センサー 24からモータ電流 MCRT 1を受け、電圧センサー 1 3から電圧 Vmを受け、コンバータ制御手段 303 Aから信号 UP— CP Lを受ける。

インバータ制御手段 301は、トルク指令値 TR 1、モータ電流 MCRT 1および電圧 Vmに基づいて、上述した方法により信号 PWMI 1を生成する。そして、インバータ制御手段 301は、外部 ECU60から Lレベルの信号 STAT を受けると、その生成した信号 PWMI 1を出力タイミングを調整せずにインバータ 14へ出力する。一方、インバータ制御手段 301は、外部 ECU 60から Hレベルの信号 S T ATを受けると、信号 PWMI 1を生成と同時にインバータ 14へ出力せず、コンバータ制御手段 303 Aから信号 UP— CP Lを受けるのを待って信号 PWMI 1をインバータ 14へ出力する。

ィンバータ制御手段 302は、外部 ECU 60からトルク指令値 TR 2および信号 STATを受け、電流センサー 28からモータ電流 MCRT 2を受け、電圧センサー 1 3から電圧 Vmを受け、コンバータ制御手段 303 Aから信号 UP— C P Lを受ける。

インバータ制御手段 302は、トルク指令値 TR 2、モータ電流 MCRT 2および電圧 Vmに基づいて、上述した方法によって信号 PWMI 2を生成する。そして、インバータ制御手段 302は、外部 ECU 60から Lレベルの信号 ST A Tを受けると、その生成した信号 PWMI 2を出カタイミングを調整せずにィンバータ 3 1へ出力する。一方、インバータ制御手段 302は、外部 ECU60力、ら Hレベルの信号 S T ATを受けると、信号 PWMI 2を生成と同時にインバータ 3 1へ出力せず、コンバータ制御手段 303 Aから信号 UP_CP Lを受けるのを待って信号 PWM I 2をィンバータ 31へ出力する。

コンバータ制御手段 303 Aは、外部 ECU 60からトルク指令値 TR 1， 2、モータ回転数 MRN1, 2および信号 STATを受け、電圧センサー 10から直流電圧 Vbを受け、電圧センサー 1 3から電圧 Vmを受け、温度センサー 1 1から電池温度 BTを受ける。

そして、コンバータ制御手段 303 Aは、外部 ECU 60から Lレベルの信号 STATを受けると、モータジェネレータ MG 1， MG2のうち、駆動電圧が高い方のモータジェネレータ（モータジェネレータ MG 1， MG 2のいずれか）のトルク指令値およびモータ回転数に基づいて、最終目標電圧 Vd c_c omを演算する。さらに、コンバータ制御手段 303 Aは、上記の式（5) ，（6) の関係を満たすように、電池入力 W i nおよび電池出力 Wo u tに基づいて、漸次目標電圧 V d c_s t を演算する。

そして、コンバータ制御手段 303 Aは、昇圧コンバータ 12の出力電圧 Vm をその演算した漸次目標電圧 Vd c_s t pに設定するための信号 PWMCを生成して昇圧コンバータ 12へ出力する。信号 PWMCの生成は、後述するフィードバック制御により、漸次目標電圧 Vd c— s t pが最終目標電圧 Vd c— c o mに達するまで行なわれる。

一方、コンバータ制御手段 303 Aは、外部 ECU 60から Hレベルの信号 S

TATを受けると、最終目標電圧 Vd c_c omをモータジェネレータ MG 1， MG 2の駆動電圧とは無関係に、モータ駆動装置 100 Aにおける最高電圧 Vm a xに決定する。さらに、コンバータ制御手段 303 Aは、上記の式（5) ， (6) の関係を満たすように、電池入力 W i nおよび電池出力 Wo u tに基づいて漸次目標電圧 Vd c_s t pを演算する。

そして、コンバータ制御手段 303 Aは、その演算した漸次目標電圧 Vd c— s t pと、直流電圧 Vbと、出力電圧 Vmとに基づいて、出力電圧 Vmが漸次目標電圧 Vd c_s t pになるように直流電圧 Vbを出力電圧 Vmへ昇圧するための信号 PWMCを生成して昇圧コンバータ 12へ出力する。そして、コンバータ制御手段 303 Aは、漸次目標電圧 Vd c_s t pが最終目標電圧 Vd c_c o mに到達すると、すなわち、昇圧コンバータ 12における昇圧動作が完了すると、昇圧動作が完了したことを示す信号 U P— C P Lを生成してィンバータ制御手段 301， 302へ出力する。

図 12は、図 1 1に示すコンバータ制御手段 303 Aの機能プロック図である。図 1 2を参照して、コンバータ制御手段 303 Aは、ィンバータ入力電圧指令演算部 50 Aと、フィードバック電圧指令演算部 52 Aと、デューティ一比変換部 54 Aと、判定部 56とを含む。なお、コンバータ制御手段 303 Aは、実施の形態 1に係るコンバータ制御手段 303 (図 4参照）のインバータ入力電圧指令演算部 50、フィードバック電圧指令演算部 52およびデューティ一比変換部 5 4を、インバータ入力電圧指令演算部 50A、フィードバック電圧指令演算部 5 2 Aおよぴデユーティ一比変換部 54 Aにそれぞれ変更したものである。

インバータ入力電圧指令演算部 5 OAは、外部 ECU 60からトルク指令値 T R 1 , TR2、モータ回転数 MRNl, MRN 2および信号 S TATを受け、温度センサー 1 1から電池温度 BTを受ける。

インバータ入力電圧指令演算部 5 OAは、外部 ECU 60から Hレベルの信号 STATを受けると、トルク指令値 TR 1， TR 2およびモータ回転数 MRN 1 MRN2とは無関係に、モータ駆動装置 100における最大電圧 Vm a xを電圧指令 Vd c— c om (出力電圧 Vmの最終目標電圧に相当する。以下同じ。）として決定し、その決定した電圧指令 Vd c_c omをフィードバック電圧指令演算部 52Aおよび判定部 56へ出力する。なお、インバータ入力電圧指令演算部 5 OAは、最大電圧 Vm a Xを保持している。

一方、インバータ入力電圧指令演算部 5 OAは、外部 ECU 6 OAから Lレべルの信号 S T ATを受けると、モータジェネレータ MG 1， MG2のうち、駆動電圧が高い方のモータジェネレータのトルク指令値およびモータ回転数に基づいて、最終目標電圧（電圧指令 Vd c— c om) を演算する。そして、インバータ入力電圧指令演算部 5 OAは、その演算した電圧指令 Vd c_c omをフィードバック電圧指令演算部 52Aおよび判定部 56へ出力する。

さらに、インバータ入力電圧指令演算部 5 OAは、このような電圧指令 Vd c — c omの決定および出力とともに、電池温度 BTから得られた電池入力 W i n および電池出力 Wo u tに基づいて、先述の漸次目標電圧に相当する第 2の電圧指令 Vd c_s t pを演算する。

ここで、電池入力 Wi nおよび電池出力 Wo u tは、一般に、電池温度 BTの変化に応じて図 1 3に示す関係を有することが知られている。図 13は、バッテリー Bの電池入力 Wi nおよび電池出力 Wo u tと電池温度 B Tとの関係を示す図である。

図 13を参照して、電池出力 Wo u tは、電池温度 BTが T 3以上でかつ T 4 以下となる領域において、電池温度 BTによらず略一定の電力レベルを保つ。一方、電池温度 BTが T 3以下となる領域においては、電池温度 BTの低下に伴なつて、電池出力 Wo u tは減少する傾向を示す。電池温度 BTが T4以上となる領域においても同様に、電池温度 BTの上昇に伴なつて、電池出力 Wo u tは減少する傾向を示す。

このような電池出力 Wo u tと電池温度 BTとの関係は、図 1 3に示される電池入力 W i nについても同様のことが言える。なお、図 13において、電池入力 Wi nは、バッテリー Bから出力される電力を正の値で表現したことに対応して負の値で表わされる。

詳細には、電池入力 W i nの大きさは、電池温度 BTが T 3以上でかつ T 4以下となる領域において略一定レベルを保つのに対して、電池温度 BTが T 3以下となる領域および T 4以上となる領域においては、それぞれ電池温度 BTの低下および上昇に応じて減少する傾向を示す。

再び図 1 2を参照して、インバータ入力電圧指令演算部 5 OAは、予め図 13 に示す電池入力 Wi nおよび電池出力 Wo u tと電池温度 BTとの関係をマップとして保持しており、信号 STATを受けたことに応答して、入力された電池温度 BTに対応する電池入力 W i nおよび電池出力 Wo u tを読出し、式（5) ， (6) を用いて漸次目標電圧 Vd c— s t pを演算する。そして、インバータ入力電圧演算部 5 OAは、演算した漸次目標電圧 Vd c_s t pを最終目標電圧 V d c_c omとともにフィードバック電圧指令演算部 52 Aへ出力する。このようにして、バッテリー Bの電池入力 W i nおよび電池出力 Wo u tに応じた昇圧 (または降圧）レートで昇圧（または降圧）動作を行なうことにより、いかなる電池出力においても、バッテリー Bに対する過大な電力の入出力を防止できる。フィードバック電圧指令演算部 52 Aは、昇圧コンバータ 12の出力電圧 Vm を電圧センサー 1 3から受け、電圧指令 Vd c_c om， Vd c— s t pをインバータ入力電圧指令演算部 5 OAから受ける。そして、フィードバック電圧指令演算部 52Aは、出力電圧 Vmと電圧指令 Vd c— s t pとに基づいて、出力電圧 Vmを電圧指令 Vd c— s t pに設定するためのフィードバック電圧指令 Vd c_s t p— f bを演算し、その演算したフィードバック電圧指令 Vd c— s t p_f bをデューティー比変換部 54 Aへ出力する。

デューティー比変換部 54 Aは、直流電圧 Vbを電圧センサー 10から受け、出力電圧 Vmを電圧センサー 13力ら受ける。デューティー比変換部 54 Aは、直流電圧 Vbと、出力電圧 Vmと、フィードバック電圧指令 Vd c— s t ρ— ί bとに基づいて、出力電圧 Vmをフィードバック電圧指令 Vd c— s t p_f b に設定するためのデューティ一比 D Rを演算し、その演算したデューティ一比 D Rに基づいて昇圧コンバータ 1 2の NPNトランジスタ Q 1， Q 2をオンオフするための信号 PWMCを生成する。そして、デューティー比変換部 54 Aは、生成した信号 PWMCを昇圧コンバータ 12の NPNトランジスタ Q 1， Q 2へ出力する。

これにより、昇圧コンバータ 12は、出力電圧 Vmが漸次目標電圧（電圧指令 V d c_s t p) になるように直流電圧 Vbを出力電圧 Vmに変換する。デューティー比変換部 54 Aおよびフィードバック指令演算部 52 Aは、かかる一連の制御を、電圧指令 Vd c— s t pを式（5) または式（6) に基づいて制御周期 Tごとに漸増または漸減させながら、出力電圧 Vmが最終目標電圧 Vd c_c o mになるまで繰り返し実行する。

判定部 56は、インバータ入力電圧指令演算部 5 OAから電圧指令 Vd c— c omを受け、外部 ECU 6 OAから信号 STATを受け、電圧センサー 13から電圧 Vmを受ける。そして、判定部 56は、外部 ECU 6 OAから Lレベルの信号 STATを受けたとき、動作を停止する。また、判定部 56は、外部 ECU6 0から Hレベルの信号 STATを受けると、電圧センサー 1 3から受けた電圧 V mがインバータ入力電圧指令演算部 5 OAから受けた電圧指令 Vd c__c om (最終目標電圧 =電圧 Vma x) に到達したか否かを判定し、電圧 Vmが電圧指令 Vd c— c om ( = Vma x) に到達したと判定すると、信号 UP_CPLを生成してインバータ制御手段 301， 302へ出力する。

ィンバータ制御手段 301， 302は、先の実施の形態 1で述べたように、外部 ECU 60から Lレベルの信号 S T ATを受けると、生成した信号 PWMI 1 PWM I 2を、出カタイミングを調整せずにそれぞれィンバータ 14， 31へ出力し、外部 ECU60から Hレベルの信号 S T A Tを受けると、生成した信号 P WMI 1， PWMI 2を昇圧コンバータ 12における昇圧動作が完了した後にそれぞれィンバータ 14， 31へ出力する。すなわち、制御装置 3 OAは、外部 ECU 60から Lレベルの信号 ST ATを受けると、動作タイミングを調整せずに昇圧コンバータ 12およびインバータ 1 4, 31を駆動制御し、外部 ECU60から Hレベルの信号 STATを受けると、昇圧動作を行なうように昇圧コンバータ 12を駆動制御し、昇圧コンバータ 12 における昇圧動作が完了した後にインバータ 14, 31を駆動制御する。

なお、モータ駆動装置 10 OAの全体動作については、以上に述べた昇圧レートおよび降圧レートの決定手段を除いて、図 1のモータ駆動装置 100の全体動作と同様であることから、その詳細な説明を省略する。

以上のように、この発明の実施の形態 2によるモータ駆動装置は、電池入力および電池出力に応じた昇圧レートまたは降圧レートで昇圧動作または降圧動作を行なうことから、電池入力および電池出力が低い場合においても、バッテリーに過大な電力が入出力されるのを防止できる。

[実施の形態 3]

先の実施の形態 1および 2によれば、エンジン ENGの始動時において、昇圧コンバータ 12の昇圧動作に必要なパワーが最大となるタイミングと、モータジエネレータ MG1を駆動するために必要なパワーが最大となるタイミングとをずらすことによって、バッテリー Bから過大な電力が持ち出されるのを防止できる。一方、バッテリー Bの電池出力は、実施の形態 2で述べたように、電池温度 B Tが相対的に低いとき、または相対的に高いときにおいて、著しく低下する。たとえば図 13によれば、電池温度 B Tが T 2以下となる低温領域および T 5以上となる高温領域では、電池入力 Wi nおよび電池出力 Wo u tの大きさは T 3〜 Τ 4間に見られる所定の電力レベルに対して著しく低下することが分かる。これにより、電池温度 ΒΤが低温または高温となるときには、バッテリー Βに入出力可能な電力が著しく制限されることになる。

ここで、電池入力 Wi ηおよび電池出力 Wo u tが低いときにおいても、ノッテリー Bからの過大な電力の入出力を回避するためには、昇圧コンバータ 1 2の昇圧動作に必要なパワーが最大となるタイミングと、モータジェネレータ MG 1 を駆動するために必要なパワーが最大となるタイミングとを完全に分離することが望ましい。すなわち、モータジェネレータ MG 1をカ行モードで駆動するときに必要なパワーを分散させることで、消費パワーが、限られた電池出力 W o u t を超過するのを防止できる。

さらに、モータ駆動装置 1 0 0， 1 0 O Aは、エンジン E N Gの停止時において、エンジン回転数 MR N Eの低下に伴なつて、モータジェネレータ MG 1を回生モードで駆動する。モータジェネレータ MG 1が発電したパワーは、コンデンサ C 2を介してバッテリー Bへ持ち込まれる。加えて、モータジェネレータ MG 1のモータ回転数 MR N 1が低下したことに伴ない、昇圧コンバータ 1 2が出力電圧 Vmを降圧させる降圧動作を行なうと、降圧動作によってコンデンサ C 2から出力されたパワーがバッテリー Bへと持ち込まれる。

したがって、エンジン E N Gの停止時には、モータジェネレータ MG 1および昇圧コンバータ 1 2からバッテリー Bへそれぞれパワーが持ち込まれることとなる。このとき、電池温度 B Tが低温または高温状態であって、電池入力 W i nが低ければ、バッテリー Bに過大な電力が持ち込まれてしまう。

このため、エンジン E N Gの停止時においても、モータジェネレータ MG 1の発電するパワーが最大となるタイミングと、昇圧コンバータ 1 2から入力されるパワーが最大となるタイミングとを完全に分離することが求められる。すなわち、モータジェネレータ MG 1を回生モードで駆動するときに生じるパワーを分散させることで、充電パワーが、限られた電池入力 W i nを超過するのを防止できる。そこで、本実施の形態に係るモータ駆動装置は、実施の形態 2に係るモータ駆動装置 1 0 O Aに、さらに電池入力および電池出力が低い場合において、モータジェネレータ MG 1をカ行モードで駆動させたときの消費パワーを分散させる手段と、モータジェネレータ MG 1を回生モードで駆動させたときの充電パワーを分散させる手段とを付加した構成とする。

具体的には、本実施の形態に係るモータ駆動装置は、図 1 0に示すモータ駆動装置 1 0 O Aを基本的な構成として、電池温度 B Tに応じてインバータ 1 4 , 3 1およぴ昇圧コンバータ 1 2に出力される信号 P WM I 1， PWM I 2 , PWM Cの出力タイミングを調整することを特徴とする。

これらの信号の出力タイミングの調整は、電池温度 B Tが通常領域（図 1 3の電池温度 B Tが T 2以上であり、かつ T 5以下となる領域に相当、以下同じ）にあるときには、実施の形態 2に従って、昇圧コンバータ 12が昇圧動作を開始するタイミングと異なるタイミングでモータジェネレータ MG 1が駆動し始めるように行なわれる。

一方、電池温度 BTが低温（電池温度 BTが T2以下）または高温領域（電池温度 BTが T 5以上）にあるときには、各信号の出力タイミングの調整は、モータジェネレータ MG1， MG 2が,駆動する期間と昇圧コンバータ 12が動作する期間とが重複しないように行なわれる。すなわち、（1) エンジン ENGの始動時においては、昇圧コンバータ 12の昇圧動作が完了した後に、モータジエネレータ MG 1がトルク指令値 TR 1を受けてカ行モードで駆動し始めて、エンジン ENGのクランキング動作を開始することとする。また、（2) エンジン ENG の停止時においては、モータジェネレータ MG 1が回生モードで駆動され、ェンジン ENGの停止処理が完了した後に、昇圧コンバータ 12が降圧動作を開始することとする。このような構成とすることにより、限られた電池入力 Wi nおよび電池出力 Wo u tにおいても、バッテリー Bに過大な電力が入出力されるのを確実に防止できる。

次に、本実施の形態に従う信号 PWM I 1 , PWM I 2， PWMCの出力タイミングの具体的な調整方法について説明する。なお、電池温度 BTが通常領域のときの出カタイミングの調整は、先の実施の形態 2で述べた手順に従うことから、その詳細な説明を省略する。したがって、以下においては、電池温度 BTが低温または高温領域となるときの各信号の出力タイミングの調整方法を主として説明する。また、このときの出力タイミングの調整方法を、上述した（1) エンジン ENGの始動時と（2) エンジン ENGの停止時とに分別して説明する。

(1) エンジン始動時における出力タイミングの調整

最初に、本実施の形態による出力タイミングの調整を実行するためのモータ駆動装置の構成を示す。図 14は、この発明の実施の形態 3によるモータ駆動装置の概略図である。

図 14を参照して、この発明の実施の形態 3によるモータ駆動装置 10 OBは、ノッテリー Bと、コンデンサ C I, C 2と、電圧センサー 10， 1 3と、温度センサー 1 1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 Bとを備える。なお、モータ駆動装置 100 Bは、図 1 0に示す外部 ECU 60およびモータ駆動装置 10 OAの制御装置 3 OAを、外部 E C U 60 Bおよび制御装置 30 Bにそれぞれ変更したものであり、その他はモータ馬区動装置 10 OAと同じである。

外部 ECU 60 Bは、温度センサー 1 1から電池温度 BTを受け、エンジン E

NGからエンジン回転数 MRNEを受け、制御装置 3 OBから昇圧動作が完了したことを指示する信号 UP— CP Lを受ける。そして、外部 ECU 60 Bは、ェンジン ENGの始動/停止を指示する信号 STATと、トルク指令値 TR 1, T R2 と、モータ回転数 MRN1, MRN2と、エンジン回転数 MR N Eとを制御装置 30 Bへ出力する。

制御装置 30 Bは、外部 ECU60Bからトルク指令値 TR 1， TR 2、モータ回車云数 MRNl, MRN2、信号 S TATおよびエンジン回転数 MRNEを受けるとともに、電圧センサー 10から直流電圧 Vbを受け、電圧センサー 13から出力電圧 Vmを受け、電流センサー 24からモータ電流 MCRT 1を受け、電流センサー 28からモータ電流 MCRT 2を受け、温度センサー 1 1から電池温度 B Tを受ける。

制御装置 30Bは、出力電圧 Vm、モータ電流 MCRT 1、およびトルク指令値 T R 1に基づいて、ィンバータ 14がモータジェネレータ MG 1を駆動するときにィンバータ 14の NPNトランジスタ Q 3〜Q 8をスィツチング制御するための信号 PWM I 1を生成する。

また、制御装置 3 OBは、出力電圧 Vm、モータ電流 MCRT2、およびトルク指令値 TR 2に基づいて、インバータ 31がモータジエネレ^ "タ MG 2を駆動するときにインバータ 3 1の NPNトランジスタ Q 3〜Q 8をスイッチング制御するための信号 PWMI 2を生成する。

また、制御装置 3 OBは、インバータ 14 (または 3 1) がモータジエネレータ MG1 (またはモータジェネレータ MG 2) を駆動するとき、直流電圧 Vb、出力電圧 Vm、トルク指令値 TR 1 (または TR 2) 、モータ回転数 MRN1 (または MRN2) 、エンジン回転数 MRNEおよび電池温度 BT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 Q 1， Q 2をスィッチング制御するための信号 P WM Cを生成する。

以上の構成において、電池温度 B Tが低温または高温領域にあるときの信号 P WM I 1， PWMI 2, PWMCの出力タイミングの調整は、外部 ECU60B と制御装置 3 OBとの間でやり取りされる信号のタイミングを制御することにより行なわれる。

詳細には、エンジン ENGの始動時において、信号 S TATが Lレベルから H レベルに切換わると、外部 ECU60Bは、電池温度 BTに応じてトルク指令値 TR 1， TR 2の出力タイミングを調整して制御装置 3 OBへ出力する。具体的には、電池温度 B Tが低温または高温領域にあるときには、外部 E C U 60 Bは、 Hレベルの信号 STATを制御装置 30 Bへ出力した後であって、制御装置 30 Bから信号 UP— C P Lを受けたタイミングで、トルク指令値 TR 1, TR2を制御装置 30 Bへ出力する。すなわち、外部 ECU 60 Bは、昇圧コンバータ 1 2における昇圧動作が完了したことを検知して初めてトルク指令値 TR 1， TR 2を制御装置 30 Bへ出力する。

なお、電池温度 BTが通常領域にあるときには、外部 ECU60Bは、このような調整を行なわず、 Hレベルの信号 STATが出力されるタイミングと同じタィミングでトルク指令値 TR 1， TR 2を制御装置 30 Bへ出力する。

これにより、制御装置 30 Bは、電池温度 B Tが低温または高温領域にあるときには、 Hレベルの信号 STATに応じて昇圧コンバータ 12を駆動制御し、昇圧動作が完了した後に外部 ECU 60 Bから入力されるトルク指令値 TR 1, T R 2に応じてインバータ 14， 3 1の駆動制御を開始し、エンジン ENGのクランキング動作を開始することになる。

一方、電池温度 BTが通常領域にあるときには、実施の形態 2と同様に、 Hレベルの信号 STATに応じて昇圧コンバータ 1 2を駆動制御し、昇圧動作が完了したタイミングにおいて所定値に達しているトルク指令値 TR 1, TR2によつて指定されたトルクを出力するように、ィンバータ 14， 31を駆動制御する。図 1 5は、図 14に示す制御装置 30 Bの機能プロック図である。

図 1 5を参照して、制御装置 30 Bは、ィンバータ制御手段 301， 302と、コンバータ制御手段 303 Bとを含む。なお、制御装置 30 Bは、図 1 1に示す制御装置 3 O Aのコンバータ制御手段 303 Aを、コンバータ制御手段 303 B に変更したものであり、その他は制御装置 3 OAと同じである。

インバータ制御手段 301は、外部 ECU 60 Bからトルク指令値 TR 1および信号 STATを受け、電流センサー 24からモータ電流 MCRT 1を受け、電圧センサー 1 3から電圧 Vmを受け、コンバータ制御手段 303 Bから信号 UP — C P Lを受ける。

このとき、インバータ制御手段 301は、信号 STATが Hレベルのときであつて、電池温度 BTが低温または高温領域にあるときには、上述した外部 ECU 6 OBの制御を受けて、信号 UP_CP Lを受けた後にトルク指令値 TR 1を受ける。一方、電池温度 BTが通常領域にあるときには、信号 STATを受けるのと同じタイミングでトルク指令 :TR 1を受ける。

そして、ィンバータ制御手段 301は、トルク指令値 TR 1、モータ電流 MC RT 1および電圧 Vmに基づいて、先述の方法によって信号 PWMI 1を生成する。なお、電池温度 BTが低温または高温領域にあるときには、インバータ制御手段 301は、信号 UP— CP Lとともにトルク指令値 TR 1を受けることから、昇圧動作が完了したタイミングで、信号 PWMI 1の生成を開始することになる。したがって、インバータ制御手段 301は、電池温度 BTが低温または高温領域にあるときには、コンバータ制御手段 303 Bから信号 UP— CP Lを受けるのを待って信号 PWMI 1を生成して、ィンバータ 14へ出力する。

ィンバータ制御手段 302は、外部 E C U 60 Bからトルク指令値 T R 2および信号 STATを受け、電流センサー 28からモータ電流 MCRT 2を受け、電圧センサー 13から電圧 Vmを受け、コンバータ制御手段 303 Bから信号 UP — CP Lを受ける。なお、インバータ制御手段 302は、インバータ制御手段 3 01と同様こ、エンジン ENGの始動時において、電池温度 BTが低温または高温領域にあるときには、信号 UP— CP Lを受けた後にトルク指令値 TR 2を受ける。一方、電池温度 BTが通常領域にあるときには、 Hレベルの信号 STAT を受けるのと同じタイミングでトルク指令値 TR 2を受ける。

インバータ制御手段 302は、トルク指令値 TR2、モータ電流 MCRT2および電圧 Vmに基づいて、先述の方法によって信号 PWMI 2を生成する。そして、ィンバータ制御手段 302は、電池温度 B Tが低温または高温領域にあるときにま、コンバータ制御手段 303 Βから信号 UP— CP Lを受けるのを待って信号 PWMI 2を生成して、インバータ 31へ出力する。

コンバータ制御手段 303 Bは、外部 ECU60 Bからトルク指令値 TR 1, 2、モータ回転数 MRN 1， 2、エンジン回転数 MRNEおよび信号 STATを受け、電圧センサー 10から直流電圧 Vbを受け、電圧センサー 13から電圧 V mを受け、温度センサー 1 1から電池温度 BTを受ける。

そして、コンバータ制御手段 303 Bは、外部 ECU 60 Bから Hレベルの信号 STATを受けると、最終目標電圧 Vd c— c omをモータジェネレータ MG 1， MG 2の駆動電圧とは無関係に、モータ駆動装置 100 Bにおける最高電圧 Vma Xに決定する。さらに、コンバータ制御手段 303 Bは、実施の形態 2で述べた式（5) の関係を満たすように、電池入力 Wi nおよび電池出力 Wo u t に基づいて漸次目標電圧 Vd c_s t pを演算する。なお、電池入力 Wi nおよび電池出力 Wo u tは、上述のように、検出された電池温度 BTに基づいて決定される。

そして、コンバータ制御手段 303 Bは、その演算した漸次目標電圧 Vd c— s t pと、直流電圧 Vbと、出力電圧 Vmとに基づいて、出力電圧 Vmが漸次目標電圧 Vd c_s t pになるように直流電圧 Vbを出力電圧 Vmへ昇圧するための信号 PWMCを生成して昇圧コンバータ 1 2へ出力する。そして、コンバータ制御手段 303 Bは、漸次目標電圧 V d c_s t pが最終目標電圧 V d c_c o mに到達すると、すなわち、昇圧コンバータ 12における昇圧動作が完了すると、昇圧動作が完了したことを示す信号 U P_CPLを生成してィンバータ制御手段 301, 302および外部 ECU 60 Bへ出力する。信号 PWMCの生成は、フイードバック制御により、漸次目標電圧 Vd c__s t pが最終目標電圧 Vd c_ c omに達するまで行なわれる。

図 1 6は、図 1 5に示すコンバータ制御手段 303 Bの機能ブロック図である。図 1 6を参照して、コンバータ制御手段 303 Bは、ィンバータ入力電圧指令演算^ 50 Bと、フィードバック電圧指令演算部 52 Aと、デューティー比変換部 54 Aと、判定部 56とを含む。なお、コンバータ制御手段 303 Bは、実施の形態 2に係るコンバータ制御手段 303 A (図 1 2参照）のインバータ入力電圧指令演算部 5 OAを、インバータ入力電圧指令演算部 50Bに変更したものであり、その他はコンバータ制御手段 303 Aと同じである。

インバータ入力電圧指令演算部 5 OBは、外部 ECU 60Bからトルク指令値 TR 1 , TR2、モータ回転数 MRN1， MRN2、信号 STATおよびェンジン回転数 MRNEを受け、温度センサー 1 1から電池温度 BTを受ける。

インバータ入力電圧指令演算部 5 OBは、外部 ECU 6 OBから Hレベルの信号 STATを受けると、トルク指令値 TR 1， TR 2およびモータ回転数 MRN 1, MRN2とは無関係に、モータ駆動装置 100 Bにおける最大電圧 Vma X を電圧指令 Vd c— c om (出力電圧 Vmの最終目標電圧に相当）として決定し、その決定した電圧指令 Vd c_c omをフィードバック電圧指令演算部 52 Aおよび判定部 56へ出力する。なお、インバータ入力電圧指令演算部 50Bは、最大電圧 Vma Xを保持している。

さらに、インバータ入力電圧指令演算部 50Bは、電池温度 BTから得られた電池入力 Wi nおよび電池出力 Wo u tに基づいて、先述の漸次目標電圧に相当する第 2の電圧指令 Vd c— s t pを演算する。そして、インバータ入力電圧演算部 50 Bは、演算した第 2の電圧指令 V d c— s t を電圧指令 V d c_c o mとともにフィードバック電圧指令演算部 52 Aへ出力する。

フィードバック電圧指令演算部 52 Aは、昇圧コンバータ 1 2の出力電圧 Vm を電圧センサー 1 3から受け、電圧指令 Vd c— c om, Vd c— s t pをインバータ入力電圧指令演算部 50 Bから受ける。そして、フィードバック電圧指令演算部 52Aは、出力電圧 Vmと電圧指令 Vd c— s t pとに基づいて、出力電圧 Vmを電圧指令 Vd c_s t：に設定するためのフィードバック電圧指令 Vd c_s t p_f bを演算し、その演算したフィードバック電圧指令 Vd c— s t p_f bをデューティー比変換部 54 Aへ出力する。

デューティー比変換部 54 Aは、直流電圧 Vbを電圧センサー 10から受け、出力電圧 Vmを電圧センサー 1 3力ら受ける。デューティー比変換部 54 Aは、直流電圧 Vbと、出力電圧 Vmと、フィードバック電圧指令 Vd c— s t ρ—ί bとに基づいて、出力電圧 Vmをフィードバック電圧指令 Vd c s t p f b に設定するためのデューティー比 D Rを演算し、その演算したデューティー比 D Rに基づいて昇圧コンバータ 12の NPNトランジスタ Q 1， Q 2をオン/オフするための信号 PWMCを生成する。そして、デューティー比変換部 54 Aは、生成した信号 PWMCを昇圧コンバータ 12の NPNトランジスタ Q 1， Q 2へ出力する。

これにより、昇圧コンバータ 1 2は、出力電圧 Vmが漸次目標電圧（電圧指令 Vd c_s t p) になるように直流電圧 Vbを出力電圧 Vmに変換する。デューティ一比変換部 54 Aおよびフィードバック指令演算部 52 Aは、電圧指令 V d c_s t pを上述した式 (5) に基づいて制御周期 Tごとに漸増または漸減させながら、力かる一連の制御を出力電圧 Vmが最終目標電圧 Vd c„c omになるまで繰り返し実行する。

判定部 56は、インバータ入力電圧指令演算部 5 OBから電圧指令 Vd c_c omを受け、外き 13ECU60 Bから信号 STATを受け、電圧センサー 13から電圧 Vmを受ける。そして、判定部 56は、外部 ECU 60 Bから Lレベルの信号 STATを受【サたとき、動作を停止する。また、判定部 56は、外部 ECU6 0Bから Hレべノレの信号 STATを受けると、電圧センサー 13から受けた電圧 Vmがインバータ入力電圧指令演算部 50 Bから受けた電圧指令 Vd c_c om (最終目標電圧 =電圧 Vma x) に到達したか否かを判定し、電圧 Vmが電圧指令 Vd c— c om ( = Vma x) に到達したと判定すると、信号 UP— CP Lを生成してインバ一タ制御手段 301， 302および外部 ECU 60 Bへ出力する。以上のように、制御装置 30 Bは、エンジン ENGの始動が指示されたとき、電池温度 B Tが低温または高温領域にあるときには、外部 ECU60Bからの H レベルの信号 STATに応じて昇圧コンバータ 1 2を駆動制御し、昇圧動作を開始する。そして、制御装置 30 Bは、昇圧動作が完了した後に入力されるトルク指令値 TR 1， TR 2に応じて信号 PWM I 1， P WM I 2を生成し、その生成した信号 PWMI 1, PWMI 2によってインバータ 14， 31を駆動制御してクランキング動作を開始する。

図 17は、図 1 4に示すエンジン ENGに連結されたモータジェネレータ MG 1をカ行モードで駆動する場合の信号および電圧のタイミングチャートである。なお、図 1 7は、電池温度 BTが低温または高温領域にあるときのタイミングチヤートである。電池温度 BTが通常領域にある場合には、先の実施の形態 1の図 5に示すタイミングチャートに従うことから、その詳細な説明は省略する。図 1 7を参照して、この発明の実施の形態 3を適用した場合、タイミング t 1 で信号 S TATが Lレベルから Hレベルに変化すると、すなわち、エンジン EN Gの始動が指示されると、コンバータ制御手段 303 Bは、上述した方法によつて信号 PWMCを生成して昇圧コンバータ 1 2へ出力し、モータジェネレータ M G 1， MG 2の駆動電圧に無関係に、直流電圧 V bをモータ駆動装置 100における最大電圧 Vm a xに昇圧するように昇圧コンバータ 12を駆動制御する。なお、このときの昇圧コンバータ 12における昇圧レートは、先述のように、検出された電池温度 BTに対応する電池出力 Wo u tに基づいて決定される。

そうすると、昇圧コンバータ 12は、信号 PWMCに応じて、直流電圧 Vbを最大電圧 Vma Xへ昇圧する昇圧動作を開始し、昇圧コンバータ 12の出力電圧 Vmは、タイミング t 1以降、徐々に上昇し、タイミング t 2の近辺で最大電圧 Vm a xに到達する。そして、コンバータ制御手段 303 Bは、出力電圧 Vmが最大電圧 Vma Xに到達すると、昇圧コンバータ 1 2における昇圧動作が完了したことを示す信号 U P_C P Lを生成してィンバータ制御手段 301および外部 E CU 60 Bへ出力する。

外部 ECU60 Bは、タイミング t 2で信号 UP— CPLを受けると、トルク指令値 T R 1を、制御装置 30 Bのィンバータ制御手段 301へ出力する。

トルク指令 !TR 1は、タイミング t 2以降、すなわち昇圧動作の完了後において上昇し、タイミング t 3の近辺で所定の値に上昇している。

インバータ制御手段 301は、コンバータ制御手段 303 Bから信号 UP— C PLを受け、外部 ECU 60Bからトルク指令値 TR 1を受けると、タイミング t 2以降、トルク指令値 TR 1、モータ電流 MCRT 1および出力電圧 Vm (= Vma x) に基づいて信号 PWMI 1を生成し、その生成した信号 PWMI 1をインバータ 14へ出力する。そして、インバータ 14は、昇圧コンバータ 12によって昇圧された最大電圧 Vma Xを信号 PWMI 1によって交流電圧に変換してモータジエネレータ MG 1をカ行モードで駆動する。そうすると、モータジェネレータ MG 1は、インバータ 14によって駆動され. モータ回転数 MRN Uま、タイミング t 3以降、急激に上昇する。そして、モータジェネレータ MG 1ほ、トルク指令値 TR 1によって指定されたトルクを出力し、エンジン ENGを女台動する。

このように、この発日月の実施の形態 3においては、電池温度 BTが低温または高温領域にある場合に、エンジン ENGの始動が指示されたとき、最初に、昇圧コンバータ 12が駆動制御され、昇圧コンバータ 12における昇圧動作が完了した後に初めてトルク指令値 TR 1が出力されてィンバータ 14の駆動制御が開始され、エンジン ENGのクランキング動作が開始する。

そうすると、直流電圧 Vbを昇圧するために必要なパワーは、タイミング t l とタイミング t 2との間に存在する領域 RGE 1において最大になり、モータジエネレータ MG 1を駆動するために必要なパワーは、タイミング t 3以降であつて、領域 RGE 1とは完全に離れた領域 RGE 2で最大になる。その結果、直流電圧 Vbを昇圧するために必要なパワーが最大になる領域 RGE 1と、モータジエネレータ MG 1を駆動するために必要なパワーが最大になる領域 RGE 2とを完全に分離することができ、電池出力 Wo u tの低い低温または高温時においても、バッテリー Bから昇圧コンバータ 12およびインバータ 14， 31側へ過大な電力が持ち出されるのを防止できる。

(2) エンジン停止日における出力タイミングの調整

次に、エンジン ENG "の停止が指示されたときに行なわれる信号 PWM I 1，

PWMI 2， PWMCの出力タイミングの調整について説明する。この場合は、上述したように、制御装置 30 Bは、電池温度 B Tが低温または高温領域にあるときには、 Lレベルの信号 S T ATに応じてモータジェネレータ MG 1を回生モードで駆動し、モータ停止処理が完了した後に降圧動作を開始するように、昇圧コンバータ 12を駆動制御する。このような制御は、主として、制御装置 30 B におけるコンバータ制御手段 303 Bにより実行される。

詳細には、再び図 15を参照して、コンバータ制御手段 303 Bは、外部 EC U 60 Bから Lレベルの信号 S TATを受けると、モータジェネレータ MG 1 , MG2のうち、駆動電 JEが高い方のモータジェネレータ（モータジェネレータ M G 1 , MG 2のいずれか）のトルク指令値おょぴモータ回転数に基づいて、最終目標電圧 Vd c— c omを演算する。さらに、コンバータ制御手段 303 Bは、上述の式（6) の関係を満たすように、電池入力 Wi nおよび電池出力 Wo u t に基づいて、漸次目標電圧 Vd c_s t pを演算する。

そして、コンバータ制御手段 303 Bは、昇圧コンバータ 1 2の出力電圧 Vm をその演算した漸次目標電圧 Vd c__s t pに設定するための信号 PWMCを生成して昇圧コンバータ 12へ出力する。

ここで、コンバータ制御手段 303 Bは、信号 STATが Lレベルのときにおいて、信号 PWMCを出力するタイミングを電池温度 BTに応じて異なるタイミングに設定する。

詳細には、電池温度 BTが低温または高温領域にあるときには、コンバータ制御手段 303 Bは、信号 PWMCの出力タイミングを、エンジン回転数 MRNE が "0" となるタイミング、すなわちエンジン ENGが停止したタイミングに設定する。

具体的には、図 16に示すコンバータ制御手段 303 Bにおいて、ィンバータ入力電圧指令演算部 50Bは、外部 ECU 6 OBから Lレベルの信号 ST ATを受けると、モータジェネレータ MG 1， MG2のうち、駆動電圧が高い方のモータジェネレータのトルク指令値およびモータ回転数に基づいて、最終目標電圧 (電圧指令 Vd c__c om) を演算する。さらに、インバータ入力電圧指令演算部 50Bは、電池温度 BTから得られた電池入力 W i nおよび電池出力 Wo u t に基づいて、第 2の電圧指令 V d c— s t pを演算する。

そして、イン^^ータ入力電圧指令演算部 5 OAは、検出された電池温度 BTが低温または高温領域にあると判断すると、その演算した電圧指令 Vd c_c om, Vd c— s t pを、モータ回転数 MRNEが "0" となったタイミングにおいて、フィードバック電圧指令演算部 52 Aおよび判定部 56へそれぞれ出力する。このような構成とすることにより、電池温度 BTが低温または高温領域にあるときには、エンジン ENGに連結されるモータジェネレータ MG 1が回生モードで駆動されてモータ停止処理を完了した後に、昇圧コンバータ 12が駆動制御されて降圧動作を開始することになる。これによれば、電池入力 Wi nが低いときであっても、バッテリー Bに過大な電力が持ち込まれるのを防止できる。

一方、電池温度 BTが通常領域にあるときには、コンバータ制御手段 303 B は、出力タイミングを調整することなく、信号 PWMCを昇圧コンバータ 12へ出力する。

図 18は、図 14に示すエンジン ENGに連結されたモータジェネレータ MG

1を回生モードで駆動する場合の信号および電圧のタイミングチャートである。なお、図 18は、電池温度 B Tが低温または高温領域にある場合のタイミングチヤートでめる。

図 18を参照して、タイミング t 1 1で信号 ST ATが Hレベルから Lレベルへ切換わり、エンジン EN Gの停止が指示されると、エンジン回転数 MRNEの低下に伴なつてトルク指令値 TR 1が低下する。ィンバータ制御手段 301は、 Lレベルの信号 STATに応じて、トノレク指令ィ直 TR 1、モータ電流 MCRT 1 および出力電圧 Vmに基づいて信号 PWM I 1を生成してインバータ 14へ出力する。

コンバータ制御手段 30 3 Bは、トルク指令値 TR 1、モータ回転数 MRN 1、直流電圧 Vb、出力電圧 V:m、電池入力 Wi nおよび電池出力 Wo u tに基づいて、上述した方法によって信号 PWMCを生成する。コンバータ制御手段 303 Bは、電池温度 BTが低温または高温領域にあると判断すると、その生成した信号 PWMCをエンジン回転数 MRNE力 S "0" となるタイミング t 12で昇圧コンバータ 12へ出力する。

これにより、モータジェネレータ MG 1は回生モードで駆動され、発電したパヮ一はインバータ 14を介してコンデンサ C 2に充電される。さらに、昇圧コンバータ 1 2は、エンジン E NGが停止したタイミング t 12で制御装置 3 OBから出力された信号 PWMCに応じて駆動し始め、出力電圧 Vmを目標電圧 Vd c —c omに降圧する。なお、昇圧コンバータ 12における降圧レートは、先述のように、検出した電池温度 BTに対応する電池入力 W i nに基づいて決定される。このように、この発明の実施の形態 3においては、電池温度 BTが低温または高温領域にある場合には、ユンジン ENGの停止が指示されたとき、最初に、ィンバータ 14が駆動制御され、インバータ 14におけるモータ停止処理が完了した後に昇圧コンバータ 12が駆動制御される。

その結果、モータジェネレータ MG 1にて発電したパワーは、タイミング t l 1からタイミング t 12の間の領域 RGE 5で最大になり、出力電圧 Vmを降圧してバッテリー Bへ入力されるパワーは、タイミング t 12以降の領域 RGE 6 で最大になるので、モータジェネレータ MG 1を回生モードで駆動して得られるパワーが最大になる領域 RGE 5は、出力電圧 Vmを降圧して得られるパワーが最大になる領域 RGE 6とは完全に分離されることとなり、電池出力の低い低温または高温時においても、昇圧コンバータ 1 2およびインバータ 14, 31側からバッテリー Bへ過大な電力が持ち込まれるのを防止することができる。

図 19は、図 14に示すエンジン ENGに連結されたモータジェネレータ MG

1を駆動する場合の信号および電圧の他のタイミングチヤ一トである。

図 19を参照して、この発明の実施の形態 3を適用しない場合、タイミング t 1 1で信号 S T A Tが Hレベルから Lレベルに切換わり、エンジン ENGの停止が指示されると、エンジン回転数 MR NEの低下に伴なつてトルク指令値 TR 1 が低下する。インバータ制御手段 301は、トルク指令値 TR 1、モータ電流 M CRT 1および出力電圧 Vmに基づいて、上述した方法によって信号 PWMI 1 を生成してインバータ 14へ出力する。

コンバータ制御手段 3 O 3 Bは、トルク指令値 TR 1、モータ回転数 MRN1. 直流電圧 Vb、出力電圧 Vmおよび電池温度 BTに基づいて、上述した方法によつて信号 PWMCを生成して昇圧コンバータ 1 2へ出力する。

そうすると、モータジェネレータ MG 1は回生モードで駆動され、発電したパヮ一はインバータ 14を介してコンデンサ C 2に充電され、これと同じタイミングで昇圧コンバータ 12は、信号 PWMCに応じて出力電圧 Vmを降圧する。その結果、モータジェネレータ MG 1が発電するパワーは、タイミング t 1 1 以降の領域 RGE 7で最大になり、降圧動作によって生じるパワーは、タイミング t 11以降の領域 RGE 8で最大になるので、モータジェネレータ MG 1を駆動して生じるパヮ一が最大になる領域 R G E 7は、降圧動作によって生じるパヮ一が最大となる領域 RGE 8と重複し、インバータ 14および昇圧コンバータ 1 2からバッテリー Bへ過大な電力が持ち込まれる。以上のように、（1 ) エンジン始動時、（2 ) エンジン停止時のそれぞれにおいて、この宪明の実施の形態 3を適用することにより、電池温度 B Tが低温または高温領域にあってバッテリー Bの電池入力 W i nおよび電池出力 W o u tが低いときであっても、バッテリー Bに過大な電力が入出力されるのを防止できる。再び図 1 4を参照して、モータ駆動装置 1 0 0 Bにおいては、モータジエネレータ MG 2によるハイブリッド自動車の駆動時であり、かつ、エンジン E N Gの始動時であるとき、昇圧コンバータ 1 2における昇圧動作が完了した後に、モータジエネレータ MG 1をカ行モードで駆動制御する。特に電池温度 B Tが低温または高温領域にあるときには、昇圧コンバータ 1 2における昇圧動作が完了したことに応じて制御装置 3 0 Bにトルク指令値 T R 1を入力することにより、昇圧動作の完了後にモータジェネレータ MG 1の駆動制御が開始される。

これによれば、モータジェネレータ MG 1をカ行モードで駆動するときの消費パワーを分散させることができ、電池出力 W o u tの大小によらず、バッテリー Bからの過大な電力の持ち出しを防止できる。

なお、昇圧コンバータ 1 2が昇圧動作を完了するタイミングと、外部 E C U 6 0 Bが制御装置 3 0 Bにトノレク指令値 T R 1を入力するタイミングとの間に所定の遅延時間を設けることによって、エンジン始動時にバッテリー Bから持ち出されるパワーをより確実に分散させることができる。

さらに、モータ駆動装置 1 0 0 Bにおいては、モータジェネレータ MG 2によつてハイブリッド自動車を駆動している時であり、かつ、エンジン E N Gの停止時であるときにおいて、電池温度 B Tが低温または高温領域にあると検知されると、昇圧コンバータ 1 2は、インバータ 1 4におけるモータジェネレータ MG 1 の停止処理が完了した後に、昇圧コンバータ 1 2における降圧動作を開始する。これによれば、モータジェネレータ MG 1を回生モードで駆動するときの充電パワーを分散させることができ、電池出力の大小によらず、バッテリー Bに過大な電力が持ち込まれるのを防止できる。

なお、上記においては、昇圧コンバータ 1 2が降圧動作を開始するタイミングは、インバータ 1 4がモータジェネレータ MG 1の停止処理を完了した後と説明したが、この発明は、これに限らず、昇圧コンバータ 1 2は、インバータ 1 4がモータジェネレータ MG 1の停止処理を開始した後、降圧動作を開始するようにしてもよい。

あるいは、インパータ 1 4がモータジェネレータ MG 1の停止処理を完了させるタイミングと、昇圧コンバータ 1 2が降圧動作を開始するタイミングとの間に所定の遅延時間を設 ίサることによって、エンジン停止時にバッテリー Βに持ち込まれるパワーをより確実に分散させることができる。

また、上記においては、モータジェネレータ MG 2によるハイブリッド自動車の駆動時であり、かつエンジン E N Gの始動または停止が指示されたときの昇圧コンバータ 1 2とインバータ 1 4との駆動制御について説明したが、この発明は、モータ駆動装置 1 0 Ο Βにおいて、上述したパワー収支 Ρが釣り合わない場合であって、バッテリー Βへの電力の入出力が必要なときにおいて広く適用されるものである。産業上の利用可能性

この発明は、電源への過大な電力の入出力を防止可能なモータ駆動装置に適用される。

Claims

請求の範囲

1. 第 1のモータ（MG 1) を駆動する第 1の駆動回路（14) と、

電源 (B) と前記第 1の駆動回路（14) との間で電圧変換を行なう電圧変換器（12) とを備え、

前記第 1の馬区動回路（14) は、前記電圧変換器（12) が電圧変換を開始するタイミングと異なるタイミングで前記第 1のモータ（MG1) を駆動し始める、モータ駆動装置。

2. 前記電圧変換器（1 2) は、電源電圧を任意のレベルに昇圧し、その昇圧した昇圧電圧を出力し、

前記第 1の馬区動回路（14) は、前記電圧変換器（12) が昇圧動作を開始した後に前記第 1のモータ（MG 1) をカ行モ "ドで駆動し始める、請求の範囲第 1項に記載のモータ駆動装置。

3. 前記第 1の駆動回路（14) は、前記昇圧動作の完了後に前記第 1のモータ (MG 1) をカ行モードで駆動し始める、請求の範囲第 2項に記載のモータ駆動装置。

4. 前記第 1の駆動回路（14) は、前記昇圧動作の完了後に前記第 1のモータ (MG 1 ) の要求パワーを受け、前記第 1のモータ（MG 1 ) をカ行モードで駆動し始める、請求の範囲第 3項に記載のモータ駆動装置。

5. 前記第 1の駆動回路（14) は、前記電源 (B) の温度と前記電源の出力可能な電力レベルとの関係を予め有し、前記電源の温度に基づいて前記第 1のモータ（MG1) を駆動し始めるタイミングを決定する、請求の範囲第 4項に記載のモータ駆動装置。

6. 前記第 1の駆動回路（14) は、前記電源の温度が第 1の所定の閾値を下回るとき、または前記電源の温度が第 2の所定の閾値を上回るときにおいて、前記昇圧動作の完了後に前記第 1のモータ（MG 1) の要求パワーを受け、前記第 1 のモータ（MG 1) をカ行モードで駆動し始める、請求の範囲第 5項に記載のモータ駆動装置。

7. 前記昇圧動作が完了するタイミングと前記第 1の駆動回路（14) が駆動し始めるタイミングとの間には、所定の遅延時間が設けられる、請求の範囲第 6項に記載のモータ駆動装置。

8. 前記第 1のモータ（MG 1) は、内燃機関（ENG) を始動または停止するモータであり、

前記電圧変換器 (L 2) は、前記内燃機関（ENG) の始動指示が出力されると、前記昇圧動作を開始する、請求の範囲第 2項から第 7項のいずれか 1項に記载のモータ駆動装置。

9. 前記第 1のモータ（MG 1) の回転数に基づいて前記昇圧電圧の目標電圧を決定する目標電圧決定手段（50) と、

前記目標電圧決定段（50) により決定された目標電圧を受けて前記昇圧電圧が前記目標電圧になるように前記電圧変換器（1 2) を制御する電圧変換制御手段（52， 54, 5 6) とをさらに備え、

前記電圧変換制御段（52， 54， 56) は、前記内燃機関（ENG) の前記始動指示を受けると、前記決定された目標電圧とは無関係に前記内燃機関（E NG) の始動に必要な所定の昇圧電圧が得られるように前記電圧変換器（1 2) を制御する、請求の範囲第 8項に記載のモータ駆動装置。

10. 前記所定の昇 IE電圧は、当該モータ駆動装置における最大電圧である、請求の範囲第 9項に記載のモータ駆動装置。

1 1. 前記電圧変換li'J御手段（52， 54， 56) は、前記昇圧動作に必要な電力が前記電源の出力可能な電力レベルを超えないように昇圧レートを決定し、前記決定した昇圧レートで前記電源電圧を前記所定の昇圧電圧まで昇圧する、請求の範囲第 10項に記載のモータ駆動装置。

12. 前記電圧変換 fi?U御手段（52， 54， 56) は、前記電源の温度と前記電源の出力可能な電力レベルとの関係を予め有し、前記電源の温度に基づいて前記昇圧レートを決定する、請求の範囲第 1 1項に記載のモータ駆動装置。

13. 前記第 1の駆劻回路（14) と並列に設けられ、前記昇圧電圧を受けて第 2のモータ（MG2) を駆動する第 2の駆動回路（31) をさらに備え、前記目標電圧決定段（50) は、前記第 1のモータ（MG1) または前記第 2のモータ（MG2) の回転数に基づいて前記目標電圧を決定し、前記電圧変換制御手段（52， 54, 56) は、前記第 2のモータ（MG2) による車両駆動時であり、かつ、前記内燃機関（ENG) の始動指示時であるとき、前記内燃機関（ENG) の始動に先立って前記所定の昇圧電圧が得られるように前記電圧変換器（1 2) を制御する、請求の範囲第 9項に記載のモータ駆動装置。

14. 前記所定の昇圧電圧は、当該モータ駆動装置における最大電圧である、請求の範囲第 13項に記載のモータ駆動装置。

15. 前記電圧変換制御手段（52, 54， 56 ) は、前記昇圧動作に必要な電力が前記電源の出力可能な電力レベルを超えないように昇圧レートを決定し、前記決定した昇圧レートで前記電源電圧を前記所定の昇圧電圧まで昇圧する、請求の範囲第 14項に記載のモータ駆動装置。

16. 前記電圧変換制御手段（52， 54， 56) は、前記電源の温度と前記電源の出力可能な電力レベルとの関係を予め有し、前記電源の温度に基づいて前記昇圧レートを決定する、請求の範囲第 1 5項に記載のモータ駆動装置。

17. 前記電圧変換器（12) は、前記第 1の駆動回路（14) が前記第 1のモータ（MG 1) を回生モードで駆動し始めた後に、降圧動作を開始する、請求の範囲第 1項に記載のモータ駆動装置。

18. 前記電圧変換器（12) は、前記第 1の駆動回路（14) が前記回生モードで駆動して前記第 1のモータ（MG 1) を停止させた後に前記降圧動作を開始する、請求の範囲第 1 7項に記載のモータ駆動装置。

19. 前記電圧変換器（12) は、前記電源 (B) の温度と前記電源の入力可能な電力レベルとの関係を予め有し、前記電源の温度に基づいて前記降圧動作を開始するタイミングを決定する、請求の範囲第 18項に記載のモータ'駆動装置。

20. 前記第 1の IT動回路（14) は、前記電源の温度が第 1の所定の閾値を下回るとき、または第 2の所定の閾値を上回るときにおいて、前記第 1のモータ (MG1) の停止後に前記降圧動作を開始する、請求の範囲第 19項に記載のモータ駆動装置。

21. 前記第 1のモータ（MG 1) が停止するタイミングと前記降圧動作が開始するタイミングとの間には、所定の遅延時間が設けられる、請求の範囲第 20項に記載のモータ駆動装置。

22. 前記第 1のモータ（MG1) の回転数に基づいて前記電圧変換器（12) の出力電圧の目標電圧を決定する目標電圧決定手段（50) と、

前記目標電圧決定手段（50) により決定された目標電圧を受けて前記出力電圧が前記目標電圧になるように前記電圧変換器（12) を制御する電圧変換制御手段（5 2, 54, 56) とをさらに備え、

前記第 1の駆動回路（14) は、前記内燃機関（ENG) の停止指示が出力されると、前記第 1のモータ（MG1) を前記回生モードで駆動し始め、

前記電圧変換器（12) は、前記内燃機関（ENG) の停止が完了したことに応じて、前記降圧動作を開始する、請求の範囲第 17項から第 21項のいずれか 1項に記載のモータ駆動装置。

23. 前記電圧変換制御手段（52， 54, 56) は、前記内燃機関（ENG) が停止したことを受けると、前記降圧動作によって生じる電力が前記電源の入力可能な電力レベルを超えないように降圧レートを決定し、前記決定した降圧レートで前記目標電圧が得られるように前記電圧変換器（12) を制御する、請求の範囲第 2 2項に記載のモータ駆動装置。

24. 前記電圧変換制御手段（52， 54， 56) は、前記電源の温度と前記電源の入力可能な電力レベルとの関係を予め有し、前記電源の温度に基づいて前記降圧レートを決定する、請求の範囲第 23項に記載のモータ駆動装置。

25. 前記第 1の駆動回路（14) と並列に設けられ、前記出力電圧を受けて第 ₂のモータ（MG2) を駆動する第 2の駆動回路（31) をさらに備え、

前記目標電圧決定手段（50) は、前記第 1のモータ（MG 1) または前記第 2のモータ（MG2) の回転数に基づいて前記目標電圧を決定し、

前記電圧変換制御手段（52， 54, 56) は、前記第 2のモータ（MG2) による車両駆動時であり、かつ、前記内燃機関（ENG) の停止指示時であるとき、前記内燃機関（ENG) の停止後において前記目標電圧が得られるように前記電圧変換器（12) を制御する、請求の範囲第 22項に記載のモータ駆動装置。