電力変換装置の制御方法
【課題】出力電圧が異なる２つのＤＣ電源のうちの、一方のＤＣ電源から他方のＤＣ電源に、高効率で電力を供給することが可能な電力変換装置の制御方法を提供する。
【解決手段】２つのＤＣ電源１-1、１-2の低電位側が共通電力線にて接続され、且つ、この共通電力線とモータ２がグランドスイッチを介して接続され、ＤＣ電源１-1の高電位側とモータ２が第１スイッチを介して接続され、且つ、ＤＣ電源１-2の高電位側とモータ２が第２スイッチを介して接続される。そして、ＤＣ電源１-1、及びＤＣ電源１-2の各出力電力を指令する電力指令（Ｐcmd_vdc1、Ｐcmd_vdc2）と、各ＤＣ電源１-1、１-2の各出力電圧（Ｖdc_1、Ｖdc_2）と、電圧指令（ｖｄ*、ｖｑ*）と、モータ電力（Ｐm）とに基づき、第１スイッチ、第２スイッチの双方をオン、オフ操作する電源直列運転状態でモータ２の駆動電圧を出力する。
【解決手段】２つのＤＣ電源１-1、１-2の低電位側が共通電力線にて接続され、且つ、この共通電力線とモータ２がグランドスイッチを介して接続され、ＤＣ電源１-1の高電位側とモータ２が第１スイッチを介して接続され、且つ、ＤＣ電源１-2の高電位側とモータ２が第２スイッチを介して接続される。そして、ＤＣ電源１-1、及びＤＣ電源１-2の各出力電力を指令する電力指令（Ｐcmd_vdc1、Ｐcmd_vdc2）と、各ＤＣ電源１-1、１-2の各出力電圧（Ｖdc_1、Ｖdc_2）と、電圧指令（ｖｄ*、ｖｑ*）と、モータ電力（Ｐm）とに基づき、第１スイッチ、第２スイッチの双方をオン、オフ操作する電源直列運転状態でモータ２の駆動電圧を出力する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置の制御方法に係り、特に、１つの電源から他の電源へ効率良く供給する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数電源を備え、各電源から供給する電力を任意の値に制御しモータを駆動する構成が特開２００６−３３９５６号公報（特許文献１）に開示されている。該特許文献１では、ＤＣ−ＤＣコンバータを用いずに、複数電源を用いたモータ駆動システムをより低損失で、より小型に、より低コストにしつつ、各電源から供給する電力を任意の値に制御可能とすることを目的としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３３９５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１に記載された制御方法では、一方の電源から他方の電源に電力を供給する際に、一方の電源によるモータへの電圧指令値を大きく設定し、この大きく設定した分の電力を他方の電源に供給するようにしている。このため、モータが大きく力行して他方の電源で回生するため、モータの相電流リプルが大きくなるという問題が発生する。
【０００５】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、出力電圧が異なる２つの蓄電手段のうちの、一方の蓄電手段から他方の蓄電手段に、高効率で電力を供給することが可能な電力変換装置の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明では、２つのＤＣ電源の低電位側または高電位側のうちの一方の電極が共通電力線にて接続され、且つ、共通電力線とモータがグランドスイッチを介して接続され、更に、一方のＤＣ電源の、低電位側または高電位側のうちの他方の電極とモータとが第１スイッチを介して接続され、且つ、他方のＤＣ電源の、低電位側または高電位側のうちの他方の電極とモータとが第２スイッチを介して接続される。また、第１スイッチ、及び第２スイッチを制御する制御装置は、少なくとも１回の制御周期期間で、グランドスイッチを遮断すると共に、２つのＤＣ電源の各出力電力を指令する電力指令と、２つのＤＣ電源の各出力電圧と、電圧指令と、モータ電力とに基づき、第１スイッチ、第２スイッチの双方をオン、オフ操作する電源直列運転状態でモータの駆動電圧を出力する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電源直列運転状態を実行する場合に、グランドスイッチを遮断した状態で、第１スイッチ、及び第２スイッチをオン、オフ操作することにより、モータに駆動電圧を出力する。このようにモータを駆動すると、第１の蓄電手段と第２の蓄電手段が逆直列に接続された状態でモータが駆動されるので、２つの電圧指令値を用いることなく一方の蓄電手段は放電、他方の蓄電手段は充電を行うため、相電流のリプル増加させず、更に、スイッチング電圧が各蓄電手段の電圧の差となるため、スイッチング損失を低減し高効率に蓄電手段間での電力の移動が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る制御方法が適用される電力変換装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る電力変換装置の、電力変換器及びマルチ出力ＤＣ電源の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明に係る電力変換装置の、第１の運転状態における各スイッチの接続状態を示す説明図である。
【図４】本発明に係る電力変換装置の、第２の運転状態における各スイッチの接続状態を示す説明図である。
【図５】本発明に係る電力変換装置の、第３の運転状態における各スイッチの接続状態を示す説明図である。
【図６】本発明に係る電力変換装置の、変調率補正のイメージを示す説明図である。
【図７】本発明に係る電力変換装置の、電流・電力変換手段の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明に係る電力変換装置の、変調率演算手段の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明に係る電力変換装置の、運転割合生成手段の構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明に係る電力変換装置の、電圧分配手段の構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明に係る電力変換装置の、最終運転割合生成手段の構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第２実施形態に係る電力変換装置の、最終運転割合生成手段の構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の第３実施形態に係る電力変換装置の、最終運転割合生成手段の構成を示すブロック図である。
【図１４】本発明に係る電力変換装置の、選択運転状態の設定条件を示す対応マップである。
【図１５】本発明に係る電力変換装置の、選択電源の設定条件を示す対応マップである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る制御方法が適用される電力変換装置の構成を示すブロックである。図１に示すように、この電力変換装置は、出力電圧が異なる２つのＤＣ電源１-1（第１の蓄電手段）、１-2（第２の蓄電手段）を備えるマルチ出力ＤＣ電源１と、３相交流モータ２（以下、単に「モータ」と称する）と、マルチ出力ＤＣ電源１より出力される電圧を用いてモータ２に印加する電圧を生成する電力変換器３と、該電力変換器３を駆動してモータ２のトルクを制御すると共に、２つのＤＣ電源１-1、１-2のそれぞれから供給される電力の分配比率を制御する制御装置４と、を備えている。なお、第１の蓄電手段、及び第２の蓄電手段として、コンデンサを用いることも可能である。
【００１０】
マルチ出力ＤＣ電源１は、ＤＣ電源１-1の低電位側端子と、ＤＣ電源１-2の低電位側端子が接続されて共通電位（以下、「ＧＮＤ電位」と称する）が構成されている。このマルチ出力ＤＣ電源１は、ＧＮＤ電位、ＤＣ電源１-1の電位Ｖdc_1、ＤＣ電源１-2の電位Ｖdc_2の、３通りの電位の電圧を出力する電源である。モータ２は、後述する電力変換器３より出力される交流電圧により駆動される。
【００１１】
電力変換器３は、マルチ出力ＤＣ電源１より出力される３通りの電位による電圧に基づき、モータ２に印加する電圧を生成する直流・交流電力変換器である。図２は、電力変換器３及びマルチＤＣ電源１の回路図である。図示のように、この電力変換器３は、Ｕ、Ｖ、Ｗの各相で同一の構成を有するスイッチ手段３-3、３-4、３-5を備えている。
【００１２】
以下、Ｕ相のスイッチ手段３-3について説明すると、ＤＣ電源１-1のプラス側端子が、電線１６を介してスイッチ１０４ａ、１０４ｂに接続され、更に、スイッチ１０７ａ、電線１５（共通電力線）を介してＤＣ電源１-1のマイナス側端子に接続されている。また、スイッチ１０４ａ、１０４ｂと、スイッチ１０７ａとの接続点は、モータ２のＵ相入力端子に接続されている。同様に、ＤＣ電源１-2のプラス側端子が、電線１４を介してスイッチ１０１ａ、１０１ｂに接続され、更に、モータ２のＵ相入力端子に接続されている。
【００１３】
スイッチ１０７ａには、ダイオード１０７ｂが接続されている。また、電線１５は、２つのＤＣ電源１-1、１-2のそれぞれのマイナス側端子に接続されている。更に、電線１４と電線１５の間には、平滑用のコンデンサ１２が設けられ、電線１６と電線１５の間には、平滑用のコンデンサ１３が設けられている。なお、Ｖ相、Ｗ相のスイッチ手段３-4、３-5についても同様の構成を備えている。
【００１４】
そして、スイッチ手段３-3は、モータ２のＵ相に出力する電圧を生成するために、３通りの電位、即ち、Ｖdc_1、Ｖdc_2、及びこれらの差分（Ｖdc_1−Ｖdc_2）のうちの一つを選択して接続する機能を備えており、各電位に接続する時間の割合を変化させることで、モータ２に必要な電圧を供給する。Ｖ相のスイッチ手段３-4、Ｗ相のスイッチ手段３-5も同様である。本実施例ではＶdc_2よりもＶdc_1の方が大きい場合を例に挙げて説明する。
【００１５】
以下、本発明の特徴部分である電力変換器３における３通りの運転状態について説明する。本発明の特徴は、図２に示した電力変換器３を用いてモータ２のトルクを制御しつつ、３通りの運転状態を切り替えて、各ＤＣ電源１-1、１-2より供給される電力の割合を指令値に応じて自由に変更することである。
【００１６】
以下、３通りの運転状態、即ち、第１の運転状態（電源単独運転状態）、第２の運転状態（電源単独運転状態）、及び第３の運転状態（電源直列運転状態）について詳細に説明する。なお、以下では簡単のためＵ相のみを取り挙げて説明する。Ｖ相、Ｗ相についても同様である。
【００１７】
［第１の運転状態］
まず、第１の運転状態について図３を参照して説明する。第１の運転状態は、ＤＣ電源１-2の正極からモータ２へ向かう経路に設けられるスイッチ１０１ａ（第２スイッチ）をオフとし、ＤＣ電源１-1の正極からモータ２へ向かう経路に設けられるスイッチ１０４ａ（第１スイッチ）、及びモータ２から共通の負極に向かう経路に設けられるスイッチ１０７ａ（グランドスイッチ）をオン・オフ操作することにより、電圧Ｖdc_1［Ｖ］と０［Ｖ］で変化するパルス状電圧をモータ２へ供給する運転状態である。このとき、瞬時変調率指令は、mu_vdc1_cが用いられる。なお、瞬時変調率指令については後述する。また、図３において、点線で囲むスイッチ１０１ａは、オフ状態であることを示している。
【００１８】
［第２の運転状態］
次に、第２の運転状態について図４を参照して説明する。第２の運転状態は、ＤＣ電源１-1の正極からモータ２へ向かう経路に設けられるスイッチ１０４ａをオフとし、ＤＣ電源２の正極からモータ２へ向かう経路に設けられるスイッチ１０１ａ、及びモータ２から共通の負極に向かう経路に設けられるスイッチ１０７ａをオン・オフ操作することによりＶdc_2［Ｖ］と０［Ｖ］で変化するパルス状電圧をモータ２へ供給する運転状態である。このとき、瞬時変調率指令は、mu_vdc2_cが用いられる。なお、瞬時変調率指令については後述する。また、図４において、点線で囲むスイッチ１０４ａは、オフ状態であることを示している。
【００１９】
［第３の運転状態］
次に、第３の運転状態について図５を参照して説明する。第３の運転状態は、Ｖdc_1の方がＶdc_2よりも大きい場合に、モータ２から共通の負極に向かう経路に設けられるスイッチ１０７ａをオフとし、ＤＣ電源１-1の正極からモータ２へ向かう経路に設けられるスイッチ１０４ａ、及びモータ２からＤＣ電源１-2の正極へ向かう経路に設けられるスイッチ１０１ｂをオン・オフ操作することにより、電圧Ｖdc_2［Ｖ］と電圧Ｖdc_1［Ｖ］の間で変化するパルス状電圧をモータ２へ供給する運転状態である。
【００２０】
他方、Ｖdc_2の方がＶdc_1よりも大きい場合には、モータ２から共通の負極に向かう経路に設けられるスイッチ１０７ａをオフとし、ＤＣ電源１-2の正極からモータ２へ向かう経路に設けられるスイッチ１０１ａ、及びモータ２からＤＣ電源１-1の正極へ向かう経路に設けられるスイッチ１０４ｂをオン・オフ操作することにより、電圧Ｖdc_1［Ｖ］と電圧Ｖdc_2［Ｖ］の間で変化するパルス状電圧をモータ２へ供給する運転状態である。なお、図５において、点線で囲むスイッチ１０７ａは、オフ状態であることを示している。
【００２１】
また、図１に示す制御装置４は、トルク制御手段４-1と、電流・電力制御手段４-2と、変調率演算手段４-3と、変調率補正手段４-4と、ＰＷＭパルス生成手段４-5、及び３相／ｄｑ変換手段４-6を備えている。
【００２２】
トルク制御手段４-1は、外部より与えられるトルク指令Ｔe*、及びモータ２の回転速度ωに基づいて、モータ２のｄ軸電流の指令ｉｄ*、及びｑ軸電流の指令ｉｑ*を演算する。
【００２３】
電流・電力制御手段４-2は、上述のｄｑ軸電流指令ｉｄ*、ｉｑ*と、ｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑと、各ＤＣ電源１-1、１-2の電圧Ｖdc_1、Ｖdc_2と、各ＤＣ電源１-1、１-2の出力電力指令Ｐcmd_vdc1、Ｐcmd_vdc2と、に基づき、前述の各運転状態（第１〜第３の運転状態）に応じたＵ相電圧指令Ｖu_vdc1、Ｖu_vdc2、Ｖu_vdc_s、Ｖ相電圧指令Ｖv_vdc1、Ｖv_vdc2、Ｖv_vdc_s、Ｗ相電圧指令Ｖw_vdc1、Ｖw_vdc2、Ｖw_vdc_sを生成する。ｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑは、３相／ｄｑ変換手段４-6により、３相電流ｉu、ｉvに基づいて求められる。各ＤＣ電源１-1、１-2の出力電力指令Ｐcmd_vdc1、Ｐcmd_vdc2と、モータ２に供給されるモータ電力Ｐmの関係は、次の（１）式で示される。
Ｐm＝Ｐcmd_vdc1＋Ｐcmd_vdc2 ・・・（１）
【００２４】
変調率演算手段４-3は、ＤＣ電源１-1の電圧Ｖdc_1、ＤＣ電源１-2の電圧Ｖdc_2を入力し、前述した各電圧指令Ｖu_vdc1、Ｖu_vdc2、Ｖu_vdc_s、Ｖv_vdc1、Ｖv_vdc2、Ｖv_vdc_s、Ｖw_vdc1、Ｖw_vdc2、Ｖw_vdc_sを正規格化した電圧指令である瞬時変調率指令mu_vdc1、mu_vdc2、mu_vdc_s、mv_vdc1、mv_vdc2、mv_vdc_s、mw_vdc1、mw_vdc2、mw_vdc_sを生成する。
【００２５】
変調率補正手段４-4は、入力された瞬時変調率指令（mu_vdc1、mu_vdc2、mu_vdc_s、mv_vdc1、mv_vdc2、mv_vdc_s、mw_vdc1、mw_vdc2、mw_vdc_s）に対して、ＰＷＭを行う前の処理を行い、最終的な瞬時変調率指令mu_vdc1_c、mv_vdc1_c、mw_vdc1_c、mu_vdc2_c、mv_vdc2_c、mw_vdc2_c、mu_vdc_s_c、mv_vdc_s_c、mw_vdc_s_cを生成する。
【００２６】
ＰＷＭパルス生成手段４-5は、上記の最終的な瞬時変調率指令（mu_vdc1_c、mv_vdc1_c、mw_vdc1_c、mu_vdc2_c、mv_vdc2_c、mw_vdc2_c、mu_vdc_s_c、mv_vdc_s_c、mw_vdc_s_c）に基づいて、電力変換器３の各スイッチ（図２に示す１０１ａ，１０１ｂ〜１０９ａ，１０９ｂ）をオン、オフ操作するためのＰＷＭパルス信号を生成する。
【００２７】
次に、電流・電力制御手段４-2の構成について説明する。図７は、電流・電力制御手段４-2の詳細な構成を示すブロックである。該電流・電力制御手段４-2は、電流制御手段５-1と、ｄｑ／３相変換手段５-2と、運転割合生成手段５-3と、電圧分配手段５-4と、を備えている。
【００２８】
電流制御手段５-1は、ｄｑ軸電流指令ｉｄ*、ｉｑ*と、ｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑに基づき、これらを一致させるためのｄｑ軸電圧指令ｖｄ*、ｖｑ*を演算する。ｉｄ、ｉｑは、図１に示した３相／ｄｑ変換手段４-6にて、３相電流ｉｕ、ｉｖに基づいて算出される。
【００２９】
ｄｑ／３相変換手段５-2は、上述のｄｑ軸電圧指令ｖｄ*、ｖｑ*を、３相電圧指令Ｖｕ*、Ｖｖ*、Ｖｗ*に変換し、更に、３相電圧指令の振幅Ｖupkを生成する。
【００３０】
運転割合生成手段５-3は、電圧Ｖdc_1、Ｖdc_2と、各ＤＣ電源１-1、１-2の出力電力指令Ｐcmd_vdc1、Ｐcmd_vdc2と、上述した３相電圧指令の振幅Ｖupkと、電流指令ｉｄ*、ｉｑ*、及びｄｑ軸電圧指令ｖｄ*、ｖｑ*に基づき、各運転状態（第１、第２、第３の運転状態）における電力配分指令rto_vdc1、rto_vdc2、rto_vdc_sを生成する。この際、次の（２）式に示すように、すべての電力配分指令の和は１となる。
１＝rto_vdc1＋rto_vdc2＋rto_vdc_s ・・・（２）
【００３１】
次に、電圧分配手段５-4について説明する。図１０は、電圧分配手段５-4の内部構成を示す説明図である。図示ように、電圧分配手段５-4は、３相電圧指令Ｖｕ*、Ｖｖ*、Ｖｗ*、及び、電力配分指令rto_vdc1、rto_vdc2、rto_vdc_sに基づいて乗算を行い、各運転状態に応じたＵ相電圧指令Ｖu_vdc1、Ｖu_vdc2、Ｖu_vdc_s、Ｖ相電圧指令Ｖv_vdc1、Ｖv_vdc2、Ｖv_vdc_s、Ｗ相電圧指令Ｖw_vdc1、Ｖw_vdc2、Ｖw_vdc_sを生成する。即ち、複数の電圧指令からなる電圧指令群を生成する。そして、Ｕ相電圧指令は、次の（３ａ）〜（３ｃ）式で示すことができる。
Ｖu_vdc1 ＝Ｖｕ*×rto_vdc1 ・・・（３ａ）
Ｖu_vdc2 ＝Ｖｕ*×rto_vdc2 ・・・（３ｂ）
Ｖu_vdc_s＝Ｖｕ*×rto_vdc_s ・・・（３ｃ）
【００３２】
また、Ｖ相電圧指令Ｖv_vdc1、Ｖv_vdc2、Ｖv_vdc_s、Ｗ相電圧指令Ｖw_vdc1、Ｖw_vdc2、Ｖw_vdc_sも同様に計算することができる。
【００３３】
また、各運転状態の相電圧指令の和は、３相電圧指令と等しい。即ち、次の（４ａ）〜（４ｃ）式が成立する。
Ｖｕ*＝Ｖu_vdc1＋Ｖu_vdc2＋Ｖu_vdc_s ・・・（４ａ）
Ｖｖ*＝Ｖv_vdc1＋Ｖv_vdc2＋Ｖv_vdc_s ・・・（４ｂ）
Ｖｗ*＝Ｖw_vdc1＋Ｖw_vdc2＋Ｖw_vdc_s ・・・（４ｃ）
【００３４】
次に、図１に示した変調率演算手段４-3について説明する。図８は、変調率演算手段４-3の内部構成を示す説明図である。図８、及び下記（５ａ）〜（５ｃ）式に示すように、該変調率演算手段４-3は、ＤＣ電源１-1の電圧Ｖdc_1、ＤＣ電源１-2の電圧Ｖdc_2を入力し、Ｖu_vdc1、Ｖu_vdc2、Ｖu_vdc_s、Ｖv_vdc1、Ｖv_vdc2、Ｖv_vdc_s、Ｖw_vdc1、Ｖw_vdc2、Ｖw_vdc_sを正規格化した電圧指令である瞬時変調率指令mu_vdc1、mu_vdc2、mu_vdc_s、mv_vdc1、mv_vdc2、mv_vdc_s、mw_vdc1、mw_vdc2、mw_vdc_sを生成する。
【００３５】
【数１】
なお、上記の（５ａ）〜（５ｃ）式ではＵ相の瞬時変調率指令の演算式についてのみ示しているが、変調率演算手段４-3はこれと同様に、Ｖ相、及びＷ相の瞬時変調率指令mv_vdc1、mv_vdc2、mv_vdc_s、mw_vdc1、mw_vdc2、mw_vdc_sを生成する。
【００３６】
図１に示す変調率補正手段４-4では、電源電圧Ｖdc_1、Ｖdc_2と、電力配分指令rto_vdc1、rto_vdc2、rto_vdc_sを用いて、変調率の補正を行う。まず、次の（６ａ）〜（６ｃ）式に基づいて変調率のオフセット値m_vdc1_off、m_vdc2_off、m_vdcs_offを求める。
【数２】
【００３７】
更に、上述の（６ａ）〜（６ｃ）式で求められたオフセット値m_vdc1_off、m_vdc2_off、m_vdcs_offを瞬時変調率指令に加算することにより、最終的な瞬時変調率指令mu_vdc1_c、mu_vdc2_c、mu_vdc_s_cを生成する。即ち、次の（７ａ）〜（７ｃ）式により、最終的な瞬時変調率指令を求める。
【００３８】
mu_vdc1_c＝mu_vdc_1＋m_vdc1_off ・・・（７ａ）
mu_vdc2_c＝mu_vdc_2＋m_vdc2_off ・・・（７ｂ）
mu_vdc_s_c＝mu_vdc_s＋m_vdcs_off ・・・（７ｃ）
なお、（７ａ）〜（７ｃ）式では、Ｕ相についてのみ示しているが、これと同様に、mv_vdc1_c、mw_vdc1_c、mv_vdc2_c、mw_vdc2_c、mv_vdc_s_c、mw_vdc_s_cも生成する。変調率補正のイメージ図を図６に示す。
【００３９】
このように、運転状態に応じた瞬時変調率にオフセット値を加算することで、分配電力目標値の大きさが大きい運転状態から生成する電圧を大きくできるようにしている。
【００４０】
次に、図１に示したＰＷＭパルス生成手段４-5の動作を説明する。該ＰＷＭパルス生成手段４-5は、上述の（７ａ）〜（７ｃ）式で求められた各運転状態（第１〜第３の運転状態）の瞬時変調率指令と、それに対応したキャリアを用いて比較を行い、ＰＷＭパルス生成を行う。
【００４１】
まず、第１の運転状態分瞬時変調率指令mu_vdc1_cと、第１の運転状態用キャリアを比較し、判定値pwm_vdc1を生成する。比較時の判定値pwm_vdc1の生成は、次のように行う。
mu_vdc1_c ＞第１の運転状態用キャリアならば、pwm_vdc1＝ＯＮ
mu_vdc1_c ≦第１の運転状態用キャリアならば、pwm_vdc1＝ＯＦＦ
【００４２】
また、第２の運転状態分瞬時変調率指令mu_vdc2_cと、第２の運転状態用キャリアを比較し、判定値pwm_vdc2を生成する。比較時の判定値pwm_vdc2の生成は、次のように行う。
mu_vdc2_c ＞第２の運転状態用キャリアならば、pwm_vdc2＝ＯＮ
mu_vdc2_c ≦第２の運転状態用キャリアならば、pwm_vdc2＝ＯＦＦ
【００４３】
更に、第３の運転状態分瞬時変調率指令mu_vdc_s_cと、第３の運転状態用キャリアを比較し、判定値pwm_vdcsを生成する。比較時の判定値pwm_vdcsの生成は、次のように行う。
mu_vdc_s_c ＞第３の運転状態用キャリアならば、pwm_vdcs＝ＯＮ
mu_vdc_s_c ≦第３の運転状態用キャリアならば、pwm_vdcs＝ＯＦＦ
【００４４】
また、第３の運転状態を使用する際は、第３の運転状態の駆動中を示す変調率mthと第３の運転状態用キャリアを比較し、判定値pwm_thを生成する。
【００４５】
変調率mthは、前述した（６ｃ）式で求めた変調率オフセットm_vdcs_offより演算し、次の（８）式で示すことができる。
mth＝m_vdcs_off×２ ・・・（８）
【００４６】
比較時における判定値pwm_thの生成は次のように行う。
mth＞第３の運転状態用キャリアならば、pwm_th＝ＯＮ
mth≦第３の運転状態用キャリアならば、pwm_th＝ＯＦＦ
そして、上述した各判定値pwm_vdc1， pwm_vdc2，pwm_vdcs， pwm_thを用いて、図３に示した各スイッチ１０１ａ，１０１ｂ，１０４ａ，１０４ｂ，１０７ａに与える駆動信号を生成する。
【００４７】
スイッチ１０１ａに加える信号をＡ、スイッチ１０７ｂに加える信号をＢ、スイッチ１０１ｂに加える信号をＣ、スイッチ１０４ａに加える信号をＤ、スイッチ１０４ｂに加える信号をＥとした場合の、各信号を次の（９）式に示す。なお、記号Ａ〜Ｅは、図２に示すＡ〜Ｅに対応している。
Ａ＝pwm_th or pwm_vdc2
Ｂ＝not（Ａ） and not（Ｄ）
Ｃ＝not（Ｄ）
Ｄ＝pwm_vdcs or pwm_vdc1
Ｅ＝pwm_th or not（Ａ） ・・・（９）
【００４８】
次に、図９を参照して図７に示した運転割合生成手段５-3の詳細な構成について説明する。図９は、請求項６に対応している。図示のように、運転割合生成手段５-3は、電圧状態比較手段６-1と、モータ電力演算手段６-2と、モータ運転状態判断手段６-3と、移動電力生成手段６-4と、電力比較手段６-5と、運転状態・蓄電手段選択手段６-6、及び最終運転割合生成手段６-7を備えている。そして、前述したように、該運転割合生成手段５-3は、各ＤＣ電源の電圧Ｖdc_1、Ｖdc_2と、各ＤＣ電源の出力電力指令Ｐcmd_vdc1、Ｐcmd_vdc2と、電圧指令振幅Ｖupkと、電流指令ｉｄ*、ｉｑ*、及びｄｑ軸電圧指令ｖｄ*、ｖｑ*を入力し、各運転状態における最終運転割合指令rto_vdc1、rto_vdc2、rto_vdc_sを生成する。そして、最終的な関係としては、次の（１０）式に示すように、すべての電力配分指令の和は１となる。
１＝rto_vdc1＋rto_vdc2＋rto_vdc_s ・・・（１０）
なお、（１０）式は、前述した（２）式と同一である。
【００４９】
電圧状態比較手段６-1では、電圧指令の振幅Ｖupkと、第３の運転状態を用いたときの電力変換器３の入力電圧Ｖdc_sとの比較を行う。
【００５０】
第３の運転状態では、ＤＣ電源１-1と、ＤＣ電源１-2を逆直列接続し、一つの電源として扱うため、次の（１１）式に示すように、各ＤＣ電源１-1、１-2の電圧の差が入力電圧Ｖdc_sとなる。
Ｖdc_s＝｜Ｖdc_1−Ｖdc_2｜ ・・・（１１）
【００５１】
この入力電圧Ｖdc_sは、電圧指令の振幅の２倍以上の大きさがなければ電力変換器３を駆動することができない。従って、下記のように条件を設定して、判定値Ｖ_comを出力する。
Ｖdc_s≧Ｖupk×２ならば、Ｖ_com ＝１
Ｖdc_s＜Ｖupk×２ならば、Ｖ_com ＝０
【００５２】
即ち、各蓄電手段の電圧を比較して電圧状態を取得する処理は、前記各蓄電手段の電圧の差分と、前記電圧指令の振幅を２倍した値と、を比較することにより行われる。
【００５３】
モータ電力演算手段６-2は、次の（１２）式により、ｄｑ軸電流指令ｉｄ*、ｉｑ*、及びｄｑ軸電圧指令ｖｄ*、ｖｑ*を用いて、モータ電力Ｐmを演算する。
Ｐm＝（ｉｄ*×ｖｄ*）＋（ｉｑ*×ｖｑ*） ・・・（１２）
【００５４】
モータ運転状態判断手段６-3は、モータ２の運転状態（力行運転、回生運転）を判断し、モータ２の運転状態Ｐm_comを出力する。
【００５５】
Ｐm≧０ならば、Ｐm_com ＝１
Ｐm＜０ならば、Ｐm_com ＝０
移動電力生成手段６-4は、次の（１３ａ）、（１３ｂ）式を用いて、第３の運転状態のみで電力変換器３を駆動し、モータ２に電力を供給したときの移動電力Ｐmove1、及びＰmove2を計算する。
【００５６】
【数３】
そして、（１３ａ）、（１３ｂ）式で求められるＰmove1とＰmove2を比較し、より小さいほうを移動電力Ｐmoveとする。ここで、移動電力Ｐmoveは、一方の電源に充電される電力と等しいので、負の値となる。
【００５７】
電力比較部６-5は、モータ２の運転状態Ｐm_com、各電源の出力電力指令Ｐcmd_vdc1、Ｐcmd_vdc2、移動電力Ｐmoveに基づき、第３の運転状態での移動電力と、各電源の出力電力指令の大小関係を比較する。そして、下記のように、判定値Ｐcmd_comを決定する。
【００５８】
［Ｐm_com＝１の場合］
Ｐcmd_vdc2＜Ｐmoveの場合、Ｐcmd_com＝２
Ｐcmd_vdc2≒Ｐmoveの場合、Ｐcmd_com＝１
０＞Ｐcmd_vdc2＞Ｐmoveの場合、Ｐcmd_com＝０
Ｐcmd_vdc2≧０の場合、Ｐcmd_com＝３
［Ｐm_com＝０の場合］
Ｐcmd_vdc1＜Ｐmoveの場合、Ｐcmd_com＝２
Ｐcmd_vdc1≒Ｐmoveの場合、Ｐcmd_com＝１
０＞Ｐcmd_vdc1＞Ｐmoveの場合、Ｐcmd_com＝０
Ｐcmd_vdc1≧０の場合、Ｐcmd_com＝３
【００５９】
また、図９に示す運転状態・蓄電手段選択手段６-6は、電圧状態比較手段６-1より出力されるＶ_com、電力比較手段６-5より出力される判定値Ｐcmd_com、モータ運転状態判断手段６-3より出力される運転状態Ｐm_comを用いて、モータ２を駆動する際の運転状態（電源直列運転状態、または電源単独運転状態）を示す信号である選択運転状態Drive_sele、及び選択した電源（ＤＣ電源１-1またはＤＣ電源１-2）を決定する信号である選択電源Ｖdc_seleを出力する。
【００６０】
そして、図１４に示す条件により、選択運転状態Drive_seleが、０，１，２のうちのいずれかに設定される。例えば、Ｐm_com＝１、Ｖ_com＝１、Ｐcmd_com＝３の場合には、Drive_sele＝０に設定される。
【００６１】
その結果、Drive_sele＝２に設定された場合には、第３の運転状態に加え、他の運転状態を組み合わせてモータ２を駆動する。Drive_sele＝１に設定された場合には、第３の運転状態のみでモータ２を駆動する。Drive_sele＝０に設定された場合には、第３の運転状態は用いずに、他の運転状態のみでモータを駆動する。
【００６２】
また、運転状態・蓄電手段選択手段６-6では、図１５に示すように、選択電源Ｖdc_seleが、０，１，２，３のうちのいずれかに設定される。例えば、Ｐm_com＝１、Ｖ_com＝１、Ｐcmd_com＝３の場合には、選択電源Ｖdc_sele＝３に設定される。そして、上述した選択運転状態Drive_seleによる決定事項に加えて、Ｖdc_seleの条件を加える。
【００６３】
Ｖdc_sele＝３に設定された場合には、第１の運転状態と、第２の運転状態を用いてモータ２を駆動する。Ｖdc_sele＝２に設定された場合には、第２の運転状態を用いてモータ２を駆動する。Ｖdc_sele＝１に設定された場合には、第１の運転状態を用いてモータ２を駆動する。上述した如くの条件設定の下で、選択運転状態Drive_sele、選択電源Ｖdc_seleを出力する。
【００６４】
最終運転割合生成手段６-7は、選択運転状態Drive_seleと、選択電源Ｖdc_seleと、各ＤＣ電源の電圧Ｖdc_1、Ｖdc_2と、各ＤＣ電源の出力電力指令Ｐcmd_vdc1、Ｐcmd_vdc2と、モータ電力Ｐm、及び電圧指令の振幅Ｖupkに基づき、最終運転割合rto_vdc1、rto_vdc2、rto_vdc_sを生成して出力する。ここで、rto_vdc1は第１の運転状態の運転割合指令であり、rto_vdc2は第２の運転状態の運転割合指令であり、rto_vdc_sは第３の運転状態の運転割合指令である。
【００６５】
このような流れで運転割合までを求めることによって、第３の運転状態のみを用いた場合には、第１の電源（ＤＣ電源１-1）と第２の電源（ＤＣ電源１-2）が逆直列に接続された状態でモータ２を駆動するので、電圧指令を２つ用いることなく、一方の電源は放電、他方の電源は充電を行うため、相電流のリプル低減することができる。
【００６６】
更に、スイッチング電圧が各ＤＣ電源１-1、１-2の出力電圧の差となるため、スイッチング損失を低減し高効率に各蓄電手段間での電力の移動が可能となる。また、運転状態を切り替えて行うときには、電力を配分することができるので、各ＤＣ電源１-1、１-2（蓄電手段）の電力を調整することができる。
【００６７】
また、モータ２が力行（正トルク）している場合には、電圧が大きい蓄電手段（ＤＣ電源１-1）を用いて電圧が小さい蓄電手段（ＤＣ電源１-2）を高効率に充電することが、モータ２が回生（負トルク）している場合には電圧が小さい蓄電手段を用いて電圧が大きい蓄電手段を高効率に充電することができる。
【００６８】
更に、条件に応じて運転状態を切り替えるので、第１の運転状態のみでは出力できない場合であっても第２，第３の運転状態とすることにより出力可能となる。また、電力の配分ができるので、各ＤＣ電源１-1、１-2の電力を調整することができる。
【００６９】
また、高電圧であるＤＣ電源１-1が放電を行い、低電圧であるＤＣ電源１-2が充電を行なうことができ、モータ２が力行している場合に、高電圧電源から低電圧電源へ効率良く充電することができる。
【００７０】
更に、低電圧であるＤＣ電源１-2が放電を行い、高電圧であるＤＣ電源１-1が充電を行なうことができ、モータ２が回生している場合に、低電圧電源から高電圧電源へ効率良く充電することができる。
【００７１】
また、電力指令値、モータ電圧、運転割合により、各運転状態に応じた電圧指令値群を生成し、最終的なパルス信号を作成するので、電力指令値に高応答に追従する出力パルスを出力することができる。
【００７２】
更に、第１の運転状態、及び第２の運転状態に用いる各ＤＣ電源１-1、１-2を各種条件に基づいて選択するので、電力指令値、電圧指令値を満たす可能性の有るＤＣ電源の組み合わせを取ることができる。
【００７３】
また、予め組み合わせが決まっているので、様々な演算を行わなくても、電力指令値、電圧指令値を満たす可能性のあるＤＣ電源の組み合わせを選択することができる。
【００７４】
図１１は、図９に示した最終運転割合生成手段６-7の詳細な構成を示すブロック図である。同図に示すように、該最終運転割合生成手段６-7は、最大運転割合算出手段７-1と、運転割合指令手段７-2と、運転割合比較手段７-3、及び最終運転割合指令手段７-4を備えている。
【００７５】
最大運転割合算出手段７-1は、選択運転状態Drive_sele、選択電源Ｖdc_sele、各ＤＣ電源の電圧Ｖdc_1、Ｖdc_2、及び電圧指令の振幅Ｖupkに基づき、選択された運転状態と各ＤＣ電源の組み合わせで、モータ２を駆動する際の第３の運転状態の最大運転割合rto_vdc_s_maxを生成する。
【００７６】
そして、Drive_sele＝２で、且つＶdc_sele＝２の状態では、次の（１４ａ）、（１４ｂ）式により、rto_vdc_s_maxを求める。
【００７７】
【数４】
上記（１４ａ）、（１４ｂ）式で、rto_vdc_s_max ≦１の場合と、rto_vdc_s_max ＞１の場合で、使用する式を変更する。
【００７８】
また、Drive_sele＝２で、且つＶdc_sele＝１の状態では、次の（１５ａ）、（１５ｂ）式により、rto_vdc_s_maxを求める。
【００７９】
【数５】
上記（１５ａ）、（１５ｂ）式で、rto_vdc_s_max ≦１の場合と、rto_vdc_s_max ＞１の場合で、使用する式を変更する。
【００８０】
Drive_sele＝１の状態では、rto_vdc_s_max＝１とする。この場合には、第３の運転状態のみを使用するので、第３の運転状態は１００％の運転割合となり、rto_vdc_s_maxは１となる。
【００８１】
Drive_sele＝０の状態では、rto_vdc_s_max＝０とする。この場合には、第３の運転状態を使用しないので、第３の運転状態は０％の運転割合となり、rto_vdc_s_maxは０となる。
【００８２】
以上のように、最大運転割合算出手段７-1は、選択された運転状態と各ＤＣ電源の組み合わせでモータ２を駆動する際の、第３の運転状態の最大運転割合を生成する処理を行う。
【００８３】
他方、図１１に示す運転割合指令手段７-2は、選択運転状態Drive_seleと、選択電源Ｖdc_seleと、各ＤＣ電源の電圧Ｖdc_1、Ｖdc_2と、各ＤＣ電源の出力電力指令Ｐcmd_vdc1、Ｐcmd_vdc2と、モータ電力Ｐm、及びモータ２の運転状態Ｐm_comを用いて、選択運転状態、選択電源、モータの運転状態に応じ、出力電力指令通り出力可能となる、第３の運転状態の必要運転割合rto_vdc_s_mustを演算し出力する。
【００８４】
Drive_sele＝２、Ｖdc_sele＝２、Ｐm_com＝１の状態では、次の（１６）式によりrto_vdc_s_mustを求めて出力する。
【００８５】
【数６】
Drive_sele＝２、Ｖdc_sele＝２、Ｐm_com＝０の状態では、次の（１７）式によりrto_vdc_s_mustを求めて出力する。
【００８６】
【数７】
Drive_sele＝２、Ｖdc_sele＝１、Ｐm_com＝１の状態では、次の（１８）式によりrto_vdc_s_mustを求めて出力する。
【００８７】
【数８】
Drive_sele＝２、Ｖdc_sele＝１、Ｐm_com＝０の状態では、次の（１９）式によりrto_vdc_s_mustを求めて出力する。
【００８８】
【数９】
Drive_sele＝１の状態では、rto_vdc_s_must＝１を出力する。
Drive_sele＝０の状態では、rto_vdc_s_must＝０を出力する。
【００８９】
上記の如く演算することで、第３の運転状態を用いたときの、必要運転割合を生成する。Drive_sele＝０のときは第３の運転状態を使用しないので、第３の運転状態の必要運転割合は０となる。また、Drive_sele＝１のときは第３の運転状態のみを使用するので、第３の運転状態の必要運転割合は１となる。
【００９０】
図１１に示す運転割合比較手段７-3は、第３の運転状態の必要運転割合rto_vdc_s_mustと、第３の運転状態の最大運転割合rto_vdc_s_maxとを比較し、下記の条件に基づいて第３の運転状態での運転割合指令rto_vdc_s_cmdを出力する。
【００９１】
rto_vdc_s_must ≦ rto_vdc_s_max の場合には、rto_vdc_s_cmd＝rto_vdc_s_mustとする。また、rto_vdc_s_must ＞ rto_vdc_s_max の場合には、rto_vdc_s_cmd＝０とする。
【００９２】
即ち、必要運転割合が最大運転割合以下であるならば、第３の運転状態を使用した状態で、電力指令を満たし、モータ２を駆動することができるため、運転割合指令として必要運転割合を出力する。他方、必要運転割合が最大運転割合を超える場合においては、第３の運転状態を使用すると電力指令を満たし、モータ２を駆動することは不可能であるため、第３の運転状態の運転割合を０とする。
【００９３】
最終運転割合指令算出手段７-4では、第３の運転状態の運転割合指令rto_vdc_s_cmdと、各ＤＣ電源の電圧Ｖdc_1、Ｖdc_2と、各ＤＣ電源の出力電力指令Ｐcmd_vdc1、Ｐcmd_vdc2と、モータ電力Ｐm、及び選択電源Ｖdc_seleを用いて、下記の（１）〜（４）に示す条件で、最終運転割合指令rto_vdc1(第１の運転状態用)、rto_vdc2(第２の運転状態用)、rto_vdc_s(第３の運転状態用)を出力する。
【００９４】
（１）rto_vdc_s_cmd≠０、rto_vdc_s_cmd≠１、Ｖdc_sele＝１の場合
rto_vdc_s＝rto_vdc_s_cmd
rto_vdc1 ＝１−rto_vdc_s
rto_vdc2 ＝０
（２）rto_vdc_s_cmd≠０、rto_vdc_s_cmd≠１、Ｖdc_sele＝２の場合
rto_vdc_s＝rto_vdc_s_cmd
rto_vdc1 ＝０
rto_vdc2 ＝１−rto_vdc_s
（３）rto_vdc_s_cmd＝１の場合
rto_vdc_s＝rto_vdc_s_cmd
rto_vdc1 ＝０
rto_vdc2 ＝０
（４）rto_vdc_s_cmd＝０の場合
rto_vdc_s＝rto_vdc_s_cmd
rto_vdc1 ＝Ｐcmd_vdc1／Ｐm
rto_vdc2 ＝１−rto_vdc1
【００９５】
このように、第３の運転状態を使用する場合には、第３の運転状態と選択電源との間で運転割合を割り振り、出力することで、モータ２を駆動しながら各ＤＣ電源１-1、１-2の出力電力指令を満たすことができる。
【００９６】
第３の運転状態を使用しない場合、或いは使用できない場合には、モータ２を駆動しながら出力電力指令を満たすために、第１の運転状態と、第２の運転状態のみで駆動する。以上のように行うことで、モータ２を駆動しながら、出力電力指令を満たすことができる。
【００９７】
また、各運転状態の運転割合rto_vdc1，rto_vdc2，rto_vdc_sが決定すると、各電源電圧Ｖdc_1,Ｖdc_2、キャリアの振幅Ａfc、キャリアの周波数ｆcに基づいて、次の（２０）式により、１制御周期Ｔを求めることができる。
【００９８】
【数１０】
このようにして、最大運転割合と、出力電力指令を満たす運転割合とを比較して配分割合を決定するので、出力電力指令に対して高応答に追従を行うことができる。また、第３の運転状態では条件を満たせない場合には、第３の運転状態を使わずに制御を行うので、運転不可能な状態を作らずに、確実にモータ２の制御を行うことができる。
【００９９】
また、キャリアの周波数ｆcと運転割合とから制御周期が分かるので、スイッチングの状態、各ＤＣ電源１-1、１-2（第１、第２の蓄電手段）の電力と制御周期より、この制御を使っているか否かの発見を行うことができる。
【０１００】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図１２は、本発明の第２実施形態に係る最終運転割合生成手段６-7の構成を示すブロック図である。第２実施形態では、前述した第１実施形態と対比して運転割合生成手段５-3に設けられる電圧状態比較手段６-1（図９参照）での演算方法、及び最終運転割合生成手段６-7の構成のみが相違するので、その相違点について説明する。
【０１０１】
まず、電圧状態比較手段６-1での演算方法の相違点について説明する。
【０１０２】
図９に示す電圧状態比較手段６-1は、電圧指令の振幅Ｖupkと、第３の運転状態を用いたときの電力変換器の入力電圧Ｖdc_sとの比較を行う。第３の運転状態では、ＤＣ電源１-1と、ＤＣ電源１-2を直列接続して１つの電源として扱うため、各ＤＣ電源の電圧の差が入力電圧Ｖdc_sとなる。
【０１０３】
そして、入力電圧の１／２の大きさが、電圧指令の振幅Ｖupk以上でなければ電力変換器を駆動することができず、第３の運転状態の以外の運転状態に切り替えて行う運転状態の選択の条件となる。そして、「Ｖdc_s／２≧Ｖupk」ならば「Ｖ_com＝１」を出力し、「Ｖdc_s／２＜Ｖupk」ならば「Ｖ_com＝０」を出力する。
【０１０４】
即ち、各蓄電手段（ＤＣ電源１-1、１-2）の電圧を比較して電圧状態を取得する処理は、各蓄電手段の電圧の差分を１／２倍した値と、電圧指令の振幅Ｖupkと、を比較することにより行われる。このように、各蓄電手段の電圧の差分を１／２倍した値を用いるので、前述した電圧指令の振幅Ｖupkを２倍する場合と比較して操作が簡単になる。
【０１０５】
次に、最終運転割合生成手段６-7の構成について、図１２を参照して説明する。第２実施形態に係る最終運転割合生成手段６-7は、最大運転割合算出手段８-1と、最大充電電力生成手段８-2と、充電電力指令比較手段８-3、及び最終運転割合指令手段８-4を備えている。
【０１０６】
最大運転割合算出手段８-1は、選択運転状態Drive_sele、選択電源Ｖdc_sele、各ＤＣ電源の電圧Ｖdc_1、Ｖdc_2、電圧指令の振幅Ｖupkに基づき、選択された運転状態と電源の組み合わせでモータ２を駆動する際の、第３の運転状態の最大運転割合rto_vdc_s_maxを生成する。
【０１０７】
Drive_sele＝２で、且つＶdc_sele＝２の状態では、次の（２１ａ）、（２１ｂ）式により、rto_vdc_s_maxを求める。
【０１０８】
【数１１】
上記（２１ａ）、（２１ｂ）式では、rto_vdc_s_max ≦１の場合と、rto_vdc_s_max ＞１の場合で、使用する式を変更する。
【０１０９】
また、Drive_sele＝２で、且つＶdc_sele＝１の状態では、次の（２２ａ）、（２２ｂ）式により、rto_vdc_s_maxを求める。
【０１１０】
【数１２】
上記（２２ａ）、（２２ｂ）式では、rto_vdc_s_max ≦１の場合と、rto_vdc_s_max ＞１の場合で、使用する式を変更する。
【０１１１】
Drive_sele＝１の状態では、rto_vdc_s_max＝１とする。第３の運転状態のみを使用するので、第３の運転状態は１００％の運転割合となり、rto_vdc_s_maxは１となる。
【０１１２】
Drive_sele＝０の状態では、rto_vdc_s_max＝０とする。第３の運転状態を使用しないので、第３の運転状態は０％の運転割合となり、rto_vdc_s_maxは０となる。
【０１１３】
以上のように、最大運転割合算出手段８-1は、選択された運転状態と電源の組み合わせでモータ２を駆動する際の、第３の運転状態の最大運転割合rto_vdc_s_maxを生成する処理を行う。
【０１１４】
他方、最大充電電力生成手段８-2は、第３の運転状態の最大運転割合rto_vdc_s_max、モータ電力Ｐm、電源電圧Ｖdc_1、Ｖdc_2、選択電源Ｖdc_sele、モータ２の運転状態Ｐm_comを用いて、下記の手順で最大充電電力Ｐcharge_maxを算出し出力する。
【０１１５】
（１）Ｐm_com＝１、Ｖdc_sele＝１の場合には、次の（２３）式に基づいて最大充電電力Ｐcharge_maxを算出する。
【数１３】
【０１１６】
（２）Ｐm_com＝１、Ｖdc_sele＝２の場合には、次の（２４）式に基づいて最大充電電力Ｐcharge_maxを算出する。
【数１４】
【０１１７】
（３）Ｐm_com＝０、Ｖdc_sele＝１の場合には、次の（２５）式に基づいて最大充電電力Ｐcharge_maxを算出する。
【数１５】
【０１１８】
（４）Ｐm_com＝０、Ｖdc_sele＝２の場合には、次の（２６）式に基づいて最大充電電力Ｐcharge_maxを算出する。
【数１６】
【０１１９】
（５）Ｐm_com＝１、Ｖdc_sele＝０の場合には、次の（２７）式に基づいて最大充電電力Ｐcharge_maxを算出する。
【数１７】
【０１２０】
（６）Ｐm_com＝０、Ｖdc_sele＝０の場合には、次の（２８）式に基づいて最大充電電力Ｐcharge_maxを算出する。
【数１８】
【０１２１】
上述の如く演算することにより、モータ２の運転状態、選択電源に合わせた最大充電電力Pcharge_maxを出力する。
【０１２２】
充電電力指令比較手段８-3は、最大充電電力Ｐcharge_max、各電源の出力電力指令Ｐcmd_vdc1、Ｐcmd_vdc2、及びモータ２の運転状態Ｐm_comに基づき、下記の条件により充電電力比較Ｐcharge_comを算出して出力する。
【０１２３】
［Ｐm_com＝１の場合］
Ｐcmd_vdc2＜Ｐcharge_maxの場合に、Ｐcharge_com＝１
０＞Ｐcmd_vdc2≧Ｐcharge_maxの場合に、Ｐcharge_com＝０
Ｐcmd_vdc2≧０の場合に、Ｐcharge_com＝１
［Ｐm_com＝０の場合］
Ｐcmd_vdc1＜Ｐcharge_maxの場合に、Ｐcharge_com＝１
０＞Ｐcmd_vdc1≧Ｐcharge_maxの場合に、Ｐcharge_com＝０
Ｐcmd_vdc1≧０の場合に、Ｐcharge_com＝１
【０１２４】
Ｐcharge＝０のときは、第３の運転状態を用いてモータ２を駆動することが可能な状態である。また、Ｐcharge＝１のときは、第３の運転状態を用いた場合にはモータ２を駆動しながら、出力電力指令を満足できない状態である。
【０１２５】
また、最終運転割合指令手段８-4は、充電電力比較Ｐcharge_com、選択電源Ｖdc_sele、電源電圧Ｖdc_1、Ｖdc_2、各電源の出力電力指令Ｐcmd_vdc1、Ｐcmd_vdc2、モータ電力Ｐm、及びモータ２の運転状態Ｐm_comを用いて、下記の（１）〜（６）に示す条件で、最終運転割合指令rto_vdc1(第１の運転状態用)、rto_vdc2(第２の運転状態用)、rto_vdc_s(第３の運転状態用)を演算し出力する。
【０１２６】
（１）Ｐcharge_com＝０、Ｖdc_sele＝２、Ｐm_com＝１の状態では、次の（２９ａ）〜（２９ｃ）式により最終運転割合指令を演算する。
【数１９】
【０１２７】
（２）Ｐcharge_com＝０、Ｖdc_sele＝２、Ｐm_com＝０の状態では、次の（３０ａ）〜（３０ｃ）式により最終運転割合指令を演算する。
【数２０】
【０１２８】
（３）Ｐcharge_com＝０、Ｖdc_sele＝１、Ｐm_com＝１の状態では、次の（３１ａ）〜（３１ｃ）式により最終運転割合指令を演算する。
【数２１】
【０１２９】
（４）Ｐcharge_com＝０、Ｖdc_sele＝１、Ｐm_com＝０の状態では、次の（３２ａ）〜（３２ｃ）式により最終運転割合指令を演算する。
【数２２】
【０１３０】
（５）Ｐcharge_com＝０、Ｖdc_sele＝０の状態では、次の（３３ａ）〜（３３ｃ）式により最終運転割合指令を演算する。
【数２３】
【０１３１】
（６）Ｐcharge_com＝０の状態では、次の（３４ａ）〜（３４ｃ）式により最終運転割合指令を演算する。
【数２４】
【０１３２】
このように、第３の運転状態を使用する際は、第３の運転状態と選択電源との間で運転割合を割り振り、出力することで、モータ２を駆動しながら電源の電力指令を満たすことができる。
【０１３３】
第３の運転状態を使用しない場合、或いは使用できない場合には、モータ２を駆動しながら出力電力指令を満たすために、第１の運転状態と、第２の運転状態のみで駆動する。以上のように行うことで、モータ２を駆動しながら、出力電力指令を満たすことができる。
【０１３４】
最大充電電力と、出力電力指令を比較して配分割合を決定するので、第１運転状態での充電限界値を確認するため、出力電力指令設定にＦＢを行うことができる。また、第１運転状態では条件を満たせない場合には、第１運転状態を使わずに制御を行うので、運転不可能な状態を作らずにモータの制御を行うことができる。
【０１３５】
次に、本発明の第３実施形態について説明する。図１３は、第３実施形態に係る最終運転割合生成手段６-7の構成を示すブロック図である。第３実施形態では、前述した第１実施形態と対比して運転割合生成手段５-3に設けられる最終運転割合生成手段６-7の構成のみが相違するので、図１３を用いて、その相違点について説明する。
【０１３６】
第３実施形態に係る最終運転割合生成手段６-7は、最大運転割合算出手段９-1と、最大放電電力生成手段９-2と、放電電力指令比較手段９-3、及び最終運転割合指令手段９-4を備えている。
【０１３７】
最大運転割合算出手段９-1は、選択運転状態Drive_sele、選択電源Ｖdc_sele、電源電圧Ｖdc_1、Ｖdc_2、電圧指令の振幅Ｖupkに基づき、選択された運転状態と各ＤＣ電源の組み合わせでモータ２を駆動する際の、第３の運転状態の最大運転割合rto_vdc_s_maxを生成する。
【０１３８】
Drive_sele＝２で、且つＶdc_sele＝２の状態では、次の（３５ａ）、（３５ｂ）式により、rto_vdc_s_maxを求める。
【数２５】
【０１３９】
上記（３５ａ）、（３５ｂ）式では、rto_vdc_s_max ≦１の場合と、rto_vdc_s_max ＞１の場合で、使用する式を変更する。
【０１４０】
また、Drive_sele＝２で、且つＶdc_sele＝１の状態では、次の（３６ａ）、（３６ｂ）式により、rto_vdc_s_maxを求める。
【数２６】
【０１４１】
上記（３６ａ）、（３６ｂ）式では、rto_vdc_s_max ≦１の場合と、rto_vdc_s_max ＞１の場合で、使用する式を変更する。
【０１４２】
Drive_sele＝１の状態では、rto_vdc_s_max＝１とする。第３の運転状態のみを使用するので、第３の運転状態は１００％の運転割合となり、rto_vdc_s_maxは１となる。
【０１４３】
Drive_sele＝０の状態では、rto_vdc_s_max＝０とする。第３の運転状態を使用しないので、第３の運転状態は０％の運転割合となり、rto_vdc_s_maxは０となる。
【０１４４】
以上のように、最大運転割合算出手段９-1は、選択された運転状態と各ＤＣ電源の組み合わせでモータ２を駆動する際の、第３の運転状態の最大運転割合rto_vdc_s_maxを生成する処理を行う。
【０１４５】
最大放電電力生成手段９-2は、第３の運転状態の最大運転割合rto_vdc_s_max、モータ電力Ｐm、電源電圧Ｖdc_1、Ｖdc_2、選択電源Ｖdc_sele、モータの運転状態Ｐm_comを用いて最大放電電力Ｐdischarge_maxを出力する。
【０１４６】
（１）Ｐm_com＝１、Ｖdc_sele＝１の場合には、次の（３７）式により最大放電電力Ｐdischarge_maxを演算する。
【数２７】
【０１４７】
（２）Ｐm_com＝１、Ｖdc_sele＝２の場合には、次の（３８）式により最大放電電力Ｐdischarge_maxを演算する。
【数２８】
【０１４８】
（３）Ｐm_com＝０、Ｖdc_sele＝１の場合には、次の（３９）式により最大放電電力Ｐdischarge_maxを演算する。
【数２９】
【０１４９】
（４）Ｐm_com＝０、Ｖdc_sele＝２の場合には、次の（４０）式により最大放電電力Ｐdischarge_maxを演算する。
【数３０】
【０１５０】
（５）Ｐm_com＝１、Ｖdc_sele＝０の場合には、次の（４１）式により最大放電電力Ｐdischarge_maxを演算する。
【数３１】
【０１５１】
（６）Ｐm_com＝０、Ｖdc_sele＝０の場合には、次の（４２）式により最大放電電力Ｐdischarge_maxを演算する。
【数３２】
【０１５２】
以上のように演算することで、モータの運転状態、選択電源に合わせた最大放電電力Ｐdischarge_maxを出力する。
【０１５３】
図１３に示す放電電力指令比較手段９-3は、最大放電電力Ｐdischarge_maxと、各ＤＣ電源の出力電力指令Ｐcmd_vdc1、Ｐcmd_vdc2と、モータの運転状態Ｐm_comとに基づき、下記の条件で放電電力比較Ｐdischarge_comを出力する。
【０１５４】
［Ｐm_com＝１の場合］
０＜Ｐcmd_vdc1≦Ｐdischarge_maxの場合に、Ｐdischarge_com＝０
Ｐcmd_vdc1＞Ｐdischarge_maxの場合に、Ｐdischarge_com＝１
Ｐcmd_vdc1≦０の場合Ｐdischarge_com＝１
［Ｐm_com＝０の場合］
０＜Ｐcmd_vdc2≦Ｐdischarge_maxの場合に、Ｐdischarge_com＝０
Ｐcmd_vdc2＞Ｐdischarge_maxの場合に、Ｐdischarge_com＝１
Ｐcmd_vdc2≦０の場合に、Ｐdischarge_com＝１
【０１５５】
Ｐdischarge＝０のときは、第３の運転状態を用いてモータ２を駆動することが可能な状態である。また、Ｐdischarge＝１のときは、第３の運転状態を用いた場合にはモータを駆動しながら、出力電力指令を満足できない状態である。
【０１５６】
また、最終運転割合指令手段９-4は、放電電力比較Ｐdischarge_comと、選択電源Ｖdc_seleと、各ＤＣ電源の電圧Ｖdc_1、Ｖdc_2と、各ＤＣ電源の出力電力指令Ｐcmd_vdc1、Ｐcmd_vdc2と、モータ電力Ｐm、及びモータ２の運転状態Ｐm_comを用いて、下記の（１）〜（６）に示す条件で、最終運転割合指令rto_vdc1(第１の運転状態用)、rto_vdc2(第２の運転状態用)、rto_vdc_s(第３の運転状態用)を演算し出力する。
【０１５７】
（１）Ｐdischarge_com＝０、Ｖdc_sele＝２、Ｐm_com＝１の状態では、次の（４３ａ）〜（４３ｃ）式により最終運転割合指令を演算する。
【数３３】
【０１５８】
（２）Ｐdischarge_com＝０、Ｖdc_sele＝２、Ｐm_com＝０の状態では、次の（４４ａ）〜（４４ｃ）式により最終運転割合指令を演算する。
【数３４】
【０１５９】
（３）Ｐdischarge_com＝０、Ｖdc_sele＝１、Ｐm_com＝１の状態では、次の（４５ａ）〜（４５ｃ）式により最終運転割合指令を演算する。
【数３５】
【０１６０】
（４）Ｐdischarge_com＝０、Ｖdc_sele＝１、Ｐm_com＝０の状態では、次の（４６ａ）〜（４６ｃ）式により最終運転割合指令を演算する。
【数３６】
【０１６１】
（５）Ｐdischarge_com＝０、Ｖdc_sele＝０の状態では、次の（４７ａ）〜（４７ｃ）式により最終運転割合指令を演算する。
【数３７】
【０１６２】
（６）Ｐdischarge_com＝０の状態では、次の（４８ａ）〜（４８ｃ）式により最終運転割合指令を演算する。
【数３８】
【０１６３】
このように、第３の運転状態を使用する際は、第３の運転状態と選択電源との間で運転割合を割り振り、出力することで、モータ２を駆動しながら電源の出力電力指令を満たすことができる。また、第３の運転状態を使用しない場合、或いは使用できない場合には、モータ２を駆動しながら出力電力指令を満たすために、第１の運転状態と、第２の運転状態のみで駆動する。以上のように行うことで、モータ２を駆動しながら、電力指令を満たすことができる。
【０１６４】
最大放電電力と、電力指令を比較して配分割合を決定するので、第１運転状態での放電限界値を確認するため、電力指令設定にＦＢを行うことができる。また、また、第１運転状態では条件を満たせない場合には、第１運転状態を使わずに制御を行うので、運転不可能な状態を作らずにモータ２の制御を行うことができる。
【０１６５】
以上、本発明の電力変換装置の制御方法を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１６６】
本発明は、複数の電源を用いてモータを駆動する場合に利用することができる。
【符号の説明】
【０１６７】
１ マルチ出力ＤＣ電源
２ ３相交流モータ
３ 電力変換器
４ 制御装置
４-1 トルク制御手段
４-2 電流・電力制御手段
４-3 変調率演算手段
４-4 変調率補正手段
４-5 ＰＷＭパルス生成手段
４-6 ３相／ｄｑ変換手段
５-1 電流制御手段
５-2 ｄｑ／３相変換手段
５-3 運転割合生成手段
５-4 電圧分配手段
６-1 電圧状態比較手段
６-2 モータ電力演算手段
６-3 モータ運転状態判断手段
６-4 移動電力生成手段
６-5 電力比較手段
６-6 運転状態・蓄電手段選択手段
６-7 最終運転割合生成手段
７-1 最大運転割合算出手段
７-2 運転割合指令手段
７-3 運転割合比較手段
７-4 最終運転割合指令手段
８-1 最大運転割合算出手段
８-2 最大充電電力生成手段
８-3 充電電力指令比較手段
８-4 最終運転割合指令手段
９-1 最大運転割合算出手段
９-2 最大放電電力生成手段
９-3 放電電力指令比較手段
９-4 最終運転割合指令手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置の制御方法に係り、特に、１つの電源から他の電源へ効率良く供給する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数電源を備え、各電源から供給する電力を任意の値に制御しモータを駆動する構成が特開２００６−３３９５６号公報（特許文献１）に開示されている。該特許文献１では、ＤＣ−ＤＣコンバータを用いずに、複数電源を用いたモータ駆動システムをより低損失で、より小型に、より低コストにしつつ、各電源から供給する電力を任意の値に制御可能とすることを目的としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３３９５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１に記載された制御方法では、一方の電源から他方の電源に電力を供給する際に、一方の電源によるモータへの電圧指令値を大きく設定し、この大きく設定した分の電力を他方の電源に供給するようにしている。このため、モータが大きく力行して他方の電源で回生するため、モータの相電流リプルが大きくなるという問題が発生する。
【０００５】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、出力電圧が異なる２つの蓄電手段のうちの、一方の蓄電手段から他方の蓄電手段に、高効率で電力を供給することが可能な電力変換装置の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明では、２つのＤＣ電源の低電位側または高電位側のうちの一方の電極が共通電力線にて接続され、且つ、共通電力線とモータがグランドスイッチを介して接続され、更に、一方のＤＣ電源の、低電位側または高電位側のうちの他方の電極とモータとが第１スイッチを介して接続され、且つ、他方のＤＣ電源の、低電位側または高電位側のうちの他方の電極とモータとが第２スイッチを介して接続される。また、第１スイッチ、及び第２スイッチを制御する制御装置は、少なくとも１回の制御周期期間で、グランドスイッチを遮断すると共に、２つのＤＣ電源の各出力電力を指令する電力指令と、２つのＤＣ電源の各出力電圧と、電圧指令と、モータ電力とに基づき、第１スイッチ、第２スイッチの双方をオン、オフ操作する電源直列運転状態でモータの駆動電圧を出力する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電源直列運転状態を実行する場合に、グランドスイッチを遮断した状態で、第１スイッチ、及び第２スイッチをオン、オフ操作することにより、モータに駆動電圧を出力する。このようにモータを駆動すると、第１の蓄電手段と第２の蓄電手段が逆直列に接続された状態でモータが駆動されるので、２つの電圧指令値を用いることなく一方の蓄電手段は放電、他方の蓄電手段は充電を行うため、相電流のリプル増加させず、更に、スイッチング電圧が各蓄電手段の電圧の差となるため、スイッチング損失を低減し高効率に蓄電手段間での電力の移動が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る制御方法が適用される電力変換装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る電力変換装置の、電力変換器及びマルチ出力ＤＣ電源の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明に係る電力変換装置の、第１の運転状態における各スイッチの接続状態を示す説明図である。
【図４】本発明に係る電力変換装置の、第２の運転状態における各スイッチの接続状態を示す説明図である。
【図５】本発明に係る電力変換装置の、第３の運転状態における各スイッチの接続状態を示す説明図である。
【図６】本発明に係る電力変換装置の、変調率補正のイメージを示す説明図である。
【図７】本発明に係る電力変換装置の、電流・電力変換手段の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明に係る電力変換装置の、変調率演算手段の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明に係る電力変換装置の、運転割合生成手段の構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明に係る電力変換装置の、電圧分配手段の構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明に係る電力変換装置の、最終運転割合生成手段の構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第２実施形態に係る電力変換装置の、最終運転割合生成手段の構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の第３実施形態に係る電力変換装置の、最終運転割合生成手段の構成を示すブロック図である。
【図１４】本発明に係る電力変換装置の、選択運転状態の設定条件を示す対応マップである。
【図１５】本発明に係る電力変換装置の、選択電源の設定条件を示す対応マップである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る制御方法が適用される電力変換装置の構成を示すブロックである。図１に示すように、この電力変換装置は、出力電圧が異なる２つのＤＣ電源１-1（第１の蓄電手段）、１-2（第２の蓄電手段）を備えるマルチ出力ＤＣ電源１と、３相交流モータ２（以下、単に「モータ」と称する）と、マルチ出力ＤＣ電源１より出力される電圧を用いてモータ２に印加する電圧を生成する電力変換器３と、該電力変換器３を駆動してモータ２のトルクを制御すると共に、２つのＤＣ電源１-1、１-2のそれぞれから供給される電力の分配比率を制御する制御装置４と、を備えている。なお、第１の蓄電手段、及び第２の蓄電手段として、コンデンサを用いることも可能である。
【００１０】
マルチ出力ＤＣ電源１は、ＤＣ電源１-1の低電位側端子と、ＤＣ電源１-2の低電位側端子が接続されて共通電位（以下、「ＧＮＤ電位」と称する）が構成されている。このマルチ出力ＤＣ電源１は、ＧＮＤ電位、ＤＣ電源１-1の電位Ｖdc_1、ＤＣ電源１-2の電位Ｖdc_2の、３通りの電位の電圧を出力する電源である。モータ２は、後述する電力変換器３より出力される交流電圧により駆動される。
【００１１】
電力変換器３は、マルチ出力ＤＣ電源１より出力される３通りの電位による電圧に基づき、モータ２に印加する電圧を生成する直流・交流電力変換器である。図２は、電力変換器３及びマルチＤＣ電源１の回路図である。図示のように、この電力変換器３は、Ｕ、Ｖ、Ｗの各相で同一の構成を有するスイッチ手段３-3、３-4、３-5を備えている。
【００１２】
以下、Ｕ相のスイッチ手段３-3について説明すると、ＤＣ電源１-1のプラス側端子が、電線１６を介してスイッチ１０４ａ、１０４ｂに接続され、更に、スイッチ１０７ａ、電線１５（共通電力線）を介してＤＣ電源１-1のマイナス側端子に接続されている。また、スイッチ１０４ａ、１０４ｂと、スイッチ１０７ａとの接続点は、モータ２のＵ相入力端子に接続されている。同様に、ＤＣ電源１-2のプラス側端子が、電線１４を介してスイッチ１０１ａ、１０１ｂに接続され、更に、モータ２のＵ相入力端子に接続されている。
【００１３】
スイッチ１０７ａには、ダイオード１０７ｂが接続されている。また、電線１５は、２つのＤＣ電源１-1、１-2のそれぞれのマイナス側端子に接続されている。更に、電線１４と電線１５の間には、平滑用のコンデンサ１２が設けられ、電線１６と電線１５の間には、平滑用のコンデンサ１３が設けられている。なお、Ｖ相、Ｗ相のスイッチ手段３-4、３-5についても同様の構成を備えている。
【００１４】
そして、スイッチ手段３-3は、モータ２のＵ相に出力する電圧を生成するために、３通りの電位、即ち、Ｖdc_1、Ｖdc_2、及びこれらの差分（Ｖdc_1−Ｖdc_2）のうちの一つを選択して接続する機能を備えており、各電位に接続する時間の割合を変化させることで、モータ２に必要な電圧を供給する。Ｖ相のスイッチ手段３-4、Ｗ相のスイッチ手段３-5も同様である。本実施例ではＶdc_2よりもＶdc_1の方が大きい場合を例に挙げて説明する。
【００１５】
以下、本発明の特徴部分である電力変換器３における３通りの運転状態について説明する。本発明の特徴は、図２に示した電力変換器３を用いてモータ２のトルクを制御しつつ、３通りの運転状態を切り替えて、各ＤＣ電源１-1、１-2より供給される電力の割合を指令値に応じて自由に変更することである。
【００１６】
以下、３通りの運転状態、即ち、第１の運転状態（電源単独運転状態）、第２の運転状態（電源単独運転状態）、及び第３の運転状態（電源直列運転状態）について詳細に説明する。なお、以下では簡単のためＵ相のみを取り挙げて説明する。Ｖ相、Ｗ相についても同様である。
【００１７】
［第１の運転状態］
まず、第１の運転状態について図３を参照して説明する。第１の運転状態は、ＤＣ電源１-2の正極からモータ２へ向かう経路に設けられるスイッチ１０１ａ（第２スイッチ）をオフとし、ＤＣ電源１-1の正極からモータ２へ向かう経路に設けられるスイッチ１０４ａ（第１スイッチ）、及びモータ２から共通の負極に向かう経路に設けられるスイッチ１０７ａ（グランドスイッチ）をオン・オフ操作することにより、電圧Ｖdc_1［Ｖ］と０［Ｖ］で変化するパルス状電圧をモータ２へ供給する運転状態である。このとき、瞬時変調率指令は、mu_vdc1_cが用いられる。なお、瞬時変調率指令については後述する。また、図３において、点線で囲むスイッチ１０１ａは、オフ状態であることを示している。
【００１８】
［第２の運転状態］
次に、第２の運転状態について図４を参照して説明する。第２の運転状態は、ＤＣ電源１-1の正極からモータ２へ向かう経路に設けられるスイッチ１０４ａをオフとし、ＤＣ電源２の正極からモータ２へ向かう経路に設けられるスイッチ１０１ａ、及びモータ２から共通の負極に向かう経路に設けられるスイッチ１０７ａをオン・オフ操作することによりＶdc_2［Ｖ］と０［Ｖ］で変化するパルス状電圧をモータ２へ供給する運転状態である。このとき、瞬時変調率指令は、mu_vdc2_cが用いられる。なお、瞬時変調率指令については後述する。また、図４において、点線で囲むスイッチ１０４ａは、オフ状態であることを示している。
【００１９】
［第３の運転状態］
次に、第３の運転状態について図５を参照して説明する。第３の運転状態は、Ｖdc_1の方がＶdc_2よりも大きい場合に、モータ２から共通の負極に向かう経路に設けられるスイッチ１０７ａをオフとし、ＤＣ電源１-1の正極からモータ２へ向かう経路に設けられるスイッチ１０４ａ、及びモータ２からＤＣ電源１-2の正極へ向かう経路に設けられるスイッチ１０１ｂをオン・オフ操作することにより、電圧Ｖdc_2［Ｖ］と電圧Ｖdc_1［Ｖ］の間で変化するパルス状電圧をモータ２へ供給する運転状態である。
【００２０】
他方、Ｖdc_2の方がＶdc_1よりも大きい場合には、モータ２から共通の負極に向かう経路に設けられるスイッチ１０７ａをオフとし、ＤＣ電源１-2の正極からモータ２へ向かう経路に設けられるスイッチ１０１ａ、及びモータ２からＤＣ電源１-1の正極へ向かう経路に設けられるスイッチ１０４ｂをオン・オフ操作することにより、電圧Ｖdc_1［Ｖ］と電圧Ｖdc_2［Ｖ］の間で変化するパルス状電圧をモータ２へ供給する運転状態である。なお、図５において、点線で囲むスイッチ１０７ａは、オフ状態であることを示している。
【００２１】
また、図１に示す制御装置４は、トルク制御手段４-1と、電流・電力制御手段４-2と、変調率演算手段４-3と、変調率補正手段４-4と、ＰＷＭパルス生成手段４-5、及び３相／ｄｑ変換手段４-6を備えている。
【００２２】
トルク制御手段４-1は、外部より与えられるトルク指令Ｔe*、及びモータ２の回転速度ωに基づいて、モータ２のｄ軸電流の指令ｉｄ*、及びｑ軸電流の指令ｉｑ*を演算する。
【００２３】
電流・電力制御手段４-2は、上述のｄｑ軸電流指令ｉｄ*、ｉｑ*と、ｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑと、各ＤＣ電源１-1、１-2の電圧Ｖdc_1、Ｖdc_2と、各ＤＣ電源１-1、１-2の出力電力指令Ｐcmd_vdc1、Ｐcmd_vdc2と、に基づき、前述の各運転状態（第１〜第３の運転状態）に応じたＵ相電圧指令Ｖu_vdc1、Ｖu_vdc2、Ｖu_vdc_s、Ｖ相電圧指令Ｖv_vdc1、Ｖv_vdc2、Ｖv_vdc_s、Ｗ相電圧指令Ｖw_vdc1、Ｖw_vdc2、Ｖw_vdc_sを生成する。ｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑは、３相／ｄｑ変換手段４-6により、３相電流ｉu、ｉvに基づいて求められる。各ＤＣ電源１-1、１-2の出力電力指令Ｐcmd_vdc1、Ｐcmd_vdc2と、モータ２に供給されるモータ電力Ｐmの関係は、次の（１）式で示される。
Ｐm＝Ｐcmd_vdc1＋Ｐcmd_vdc2 ・・・（１）
【００２４】
変調率演算手段４-3は、ＤＣ電源１-1の電圧Ｖdc_1、ＤＣ電源１-2の電圧Ｖdc_2を入力し、前述した各電圧指令Ｖu_vdc1、Ｖu_vdc2、Ｖu_vdc_s、Ｖv_vdc1、Ｖv_vdc2、Ｖv_vdc_s、Ｖw_vdc1、Ｖw_vdc2、Ｖw_vdc_sを正規格化した電圧指令である瞬時変調率指令mu_vdc1、mu_vdc2、mu_vdc_s、mv_vdc1、mv_vdc2、mv_vdc_s、mw_vdc1、mw_vdc2、mw_vdc_sを生成する。
【００２５】
変調率補正手段４-4は、入力された瞬時変調率指令（mu_vdc1、mu_vdc2、mu_vdc_s、mv_vdc1、mv_vdc2、mv_vdc_s、mw_vdc1、mw_vdc2、mw_vdc_s）に対して、ＰＷＭを行う前の処理を行い、最終的な瞬時変調率指令mu_vdc1_c、mv_vdc1_c、mw_vdc1_c、mu_vdc2_c、mv_vdc2_c、mw_vdc2_c、mu_vdc_s_c、mv_vdc_s_c、mw_vdc_s_cを生成する。
【００２６】
ＰＷＭパルス生成手段４-5は、上記の最終的な瞬時変調率指令（mu_vdc1_c、mv_vdc1_c、mw_vdc1_c、mu_vdc2_c、mv_vdc2_c、mw_vdc2_c、mu_vdc_s_c、mv_vdc_s_c、mw_vdc_s_c）に基づいて、電力変換器３の各スイッチ（図２に示す１０１ａ，１０１ｂ〜１０９ａ，１０９ｂ）をオン、オフ操作するためのＰＷＭパルス信号を生成する。
【００２７】
次に、電流・電力制御手段４-2の構成について説明する。図７は、電流・電力制御手段４-2の詳細な構成を示すブロックである。該電流・電力制御手段４-2は、電流制御手段５-1と、ｄｑ／３相変換手段５-2と、運転割合生成手段５-3と、電圧分配手段５-4と、を備えている。
【００２８】
電流制御手段５-1は、ｄｑ軸電流指令ｉｄ*、ｉｑ*と、ｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑに基づき、これらを一致させるためのｄｑ軸電圧指令ｖｄ*、ｖｑ*を演算する。ｉｄ、ｉｑは、図１に示した３相／ｄｑ変換手段４-6にて、３相電流ｉｕ、ｉｖに基づいて算出される。
【００２９】
ｄｑ／３相変換手段５-2は、上述のｄｑ軸電圧指令ｖｄ*、ｖｑ*を、３相電圧指令Ｖｕ*、Ｖｖ*、Ｖｗ*に変換し、更に、３相電圧指令の振幅Ｖupkを生成する。
【００３０】
運転割合生成手段５-3は、電圧Ｖdc_1、Ｖdc_2と、各ＤＣ電源１-1、１-2の出力電力指令Ｐcmd_vdc1、Ｐcmd_vdc2と、上述した３相電圧指令の振幅Ｖupkと、電流指令ｉｄ*、ｉｑ*、及びｄｑ軸電圧指令ｖｄ*、ｖｑ*に基づき、各運転状態（第１、第２、第３の運転状態）における電力配分指令rto_vdc1、rto_vdc2、rto_vdc_sを生成する。この際、次の（２）式に示すように、すべての電力配分指令の和は１となる。
１＝rto_vdc1＋rto_vdc2＋rto_vdc_s ・・・（２）
【００３１】
次に、電圧分配手段５-4について説明する。図１０は、電圧分配手段５-4の内部構成を示す説明図である。図示ように、電圧分配手段５-4は、３相電圧指令Ｖｕ*、Ｖｖ*、Ｖｗ*、及び、電力配分指令rto_vdc1、rto_vdc2、rto_vdc_sに基づいて乗算を行い、各運転状態に応じたＵ相電圧指令Ｖu_vdc1、Ｖu_vdc2、Ｖu_vdc_s、Ｖ相電圧指令Ｖv_vdc1、Ｖv_vdc2、Ｖv_vdc_s、Ｗ相電圧指令Ｖw_vdc1、Ｖw_vdc2、Ｖw_vdc_sを生成する。即ち、複数の電圧指令からなる電圧指令群を生成する。そして、Ｕ相電圧指令は、次の（３ａ）〜（３ｃ）式で示すことができる。
Ｖu_vdc1 ＝Ｖｕ*×rto_vdc1 ・・・（３ａ）
Ｖu_vdc2 ＝Ｖｕ*×rto_vdc2 ・・・（３ｂ）
Ｖu_vdc_s＝Ｖｕ*×rto_vdc_s ・・・（３ｃ）
【００３２】
また、Ｖ相電圧指令Ｖv_vdc1、Ｖv_vdc2、Ｖv_vdc_s、Ｗ相電圧指令Ｖw_vdc1、Ｖw_vdc2、Ｖw_vdc_sも同様に計算することができる。
【００３３】
また、各運転状態の相電圧指令の和は、３相電圧指令と等しい。即ち、次の（４ａ）〜（４ｃ）式が成立する。
Ｖｕ*＝Ｖu_vdc1＋Ｖu_vdc2＋Ｖu_vdc_s ・・・（４ａ）
Ｖｖ*＝Ｖv_vdc1＋Ｖv_vdc2＋Ｖv_vdc_s ・・・（４ｂ）
Ｖｗ*＝Ｖw_vdc1＋Ｖw_vdc2＋Ｖw_vdc_s ・・・（４ｃ）
【００３４】
次に、図１に示した変調率演算手段４-3について説明する。図８は、変調率演算手段４-3の内部構成を示す説明図である。図８、及び下記（５ａ）〜（５ｃ）式に示すように、該変調率演算手段４-3は、ＤＣ電源１-1の電圧Ｖdc_1、ＤＣ電源１-2の電圧Ｖdc_2を入力し、Ｖu_vdc1、Ｖu_vdc2、Ｖu_vdc_s、Ｖv_vdc1、Ｖv_vdc2、Ｖv_vdc_s、Ｖw_vdc1、Ｖw_vdc2、Ｖw_vdc_sを正規格化した電圧指令である瞬時変調率指令mu_vdc1、mu_vdc2、mu_vdc_s、mv_vdc1、mv_vdc2、mv_vdc_s、mw_vdc1、mw_vdc2、mw_vdc_sを生成する。
【００３５】
【数１】
なお、上記の（５ａ）〜（５ｃ）式ではＵ相の瞬時変調率指令の演算式についてのみ示しているが、変調率演算手段４-3はこれと同様に、Ｖ相、及びＷ相の瞬時変調率指令mv_vdc1、mv_vdc2、mv_vdc_s、mw_vdc1、mw_vdc2、mw_vdc_sを生成する。
【００３６】
図１に示す変調率補正手段４-4では、電源電圧Ｖdc_1、Ｖdc_2と、電力配分指令rto_vdc1、rto_vdc2、rto_vdc_sを用いて、変調率の補正を行う。まず、次の（６ａ）〜（６ｃ）式に基づいて変調率のオフセット値m_vdc1_off、m_vdc2_off、m_vdcs_offを求める。
【数２】
【００３７】
更に、上述の（６ａ）〜（６ｃ）式で求められたオフセット値m_vdc1_off、m_vdc2_off、m_vdcs_offを瞬時変調率指令に加算することにより、最終的な瞬時変調率指令mu_vdc1_c、mu_vdc2_c、mu_vdc_s_cを生成する。即ち、次の（７ａ）〜（７ｃ）式により、最終的な瞬時変調率指令を求める。
【００３８】
mu_vdc1_c＝mu_vdc_1＋m_vdc1_off ・・・（７ａ）
mu_vdc2_c＝mu_vdc_2＋m_vdc2_off ・・・（７ｂ）
mu_vdc_s_c＝mu_vdc_s＋m_vdcs_off ・・・（７ｃ）
なお、（７ａ）〜（７ｃ）式では、Ｕ相についてのみ示しているが、これと同様に、mv_vdc1_c、mw_vdc1_c、mv_vdc2_c、mw_vdc2_c、mv_vdc_s_c、mw_vdc_s_cも生成する。変調率補正のイメージ図を図６に示す。
【００３９】
このように、運転状態に応じた瞬時変調率にオフセット値を加算することで、分配電力目標値の大きさが大きい運転状態から生成する電圧を大きくできるようにしている。
【００４０】
次に、図１に示したＰＷＭパルス生成手段４-5の動作を説明する。該ＰＷＭパルス生成手段４-5は、上述の（７ａ）〜（７ｃ）式で求められた各運転状態（第１〜第３の運転状態）の瞬時変調率指令と、それに対応したキャリアを用いて比較を行い、ＰＷＭパルス生成を行う。
【００４１】
まず、第１の運転状態分瞬時変調率指令mu_vdc1_cと、第１の運転状態用キャリアを比較し、判定値pwm_vdc1を生成する。比較時の判定値pwm_vdc1の生成は、次のように行う。
mu_vdc1_c ＞第１の運転状態用キャリアならば、pwm_vdc1＝ＯＮ
mu_vdc1_c ≦第１の運転状態用キャリアならば、pwm_vdc1＝ＯＦＦ
【００４２】
また、第２の運転状態分瞬時変調率指令mu_vdc2_cと、第２の運転状態用キャリアを比較し、判定値pwm_vdc2を生成する。比較時の判定値pwm_vdc2の生成は、次のように行う。
mu_vdc2_c ＞第２の運転状態用キャリアならば、pwm_vdc2＝ＯＮ
mu_vdc2_c ≦第２の運転状態用キャリアならば、pwm_vdc2＝ＯＦＦ
【００４３】
更に、第３の運転状態分瞬時変調率指令mu_vdc_s_cと、第３の運転状態用キャリアを比較し、判定値pwm_vdcsを生成する。比較時の判定値pwm_vdcsの生成は、次のように行う。
mu_vdc_s_c ＞第３の運転状態用キャリアならば、pwm_vdcs＝ＯＮ
mu_vdc_s_c ≦第３の運転状態用キャリアならば、pwm_vdcs＝ＯＦＦ
【００４４】
また、第３の運転状態を使用する際は、第３の運転状態の駆動中を示す変調率mthと第３の運転状態用キャリアを比較し、判定値pwm_thを生成する。
【００４５】
変調率mthは、前述した（６ｃ）式で求めた変調率オフセットm_vdcs_offより演算し、次の（８）式で示すことができる。
mth＝m_vdcs_off×２ ・・・（８）
【００４６】
比較時における判定値pwm_thの生成は次のように行う。
mth＞第３の運転状態用キャリアならば、pwm_th＝ＯＮ
mth≦第３の運転状態用キャリアならば、pwm_th＝ＯＦＦ
そして、上述した各判定値pwm_vdc1， pwm_vdc2，pwm_vdcs， pwm_thを用いて、図３に示した各スイッチ１０１ａ，１０１ｂ，１０４ａ，１０４ｂ，１０７ａに与える駆動信号を生成する。
【００４７】
スイッチ１０１ａに加える信号をＡ、スイッチ１０７ｂに加える信号をＢ、スイッチ１０１ｂに加える信号をＣ、スイッチ１０４ａに加える信号をＤ、スイッチ１０４ｂに加える信号をＥとした場合の、各信号を次の（９）式に示す。なお、記号Ａ〜Ｅは、図２に示すＡ〜Ｅに対応している。
Ａ＝pwm_th or pwm_vdc2
Ｂ＝not（Ａ） and not（Ｄ）
Ｃ＝not（Ｄ）
Ｄ＝pwm_vdcs or pwm_vdc1
Ｅ＝pwm_th or not（Ａ） ・・・（９）
【００４８】
次に、図９を参照して図７に示した運転割合生成手段５-3の詳細な構成について説明する。図９は、請求項６に対応している。図示のように、運転割合生成手段５-3は、電圧状態比較手段６-1と、モータ電力演算手段６-2と、モータ運転状態判断手段６-3と、移動電力生成手段６-4と、電力比較手段６-5と、運転状態・蓄電手段選択手段６-6、及び最終運転割合生成手段６-7を備えている。そして、前述したように、該運転割合生成手段５-3は、各ＤＣ電源の電圧Ｖdc_1、Ｖdc_2と、各ＤＣ電源の出力電力指令Ｐcmd_vdc1、Ｐcmd_vdc2と、電圧指令振幅Ｖupkと、電流指令ｉｄ*、ｉｑ*、及びｄｑ軸電圧指令ｖｄ*、ｖｑ*を入力し、各運転状態における最終運転割合指令rto_vdc1、rto_vdc2、rto_vdc_sを生成する。そして、最終的な関係としては、次の（１０）式に示すように、すべての電力配分指令の和は１となる。
１＝rto_vdc1＋rto_vdc2＋rto_vdc_s ・・・（１０）
なお、（１０）式は、前述した（２）式と同一である。
【００４９】
電圧状態比較手段６-1では、電圧指令の振幅Ｖupkと、第３の運転状態を用いたときの電力変換器３の入力電圧Ｖdc_sとの比較を行う。
【００５０】
第３の運転状態では、ＤＣ電源１-1と、ＤＣ電源１-2を逆直列接続し、一つの電源として扱うため、次の（１１）式に示すように、各ＤＣ電源１-1、１-2の電圧の差が入力電圧Ｖdc_sとなる。
Ｖdc_s＝｜Ｖdc_1−Ｖdc_2｜ ・・・（１１）
【００５１】
この入力電圧Ｖdc_sは、電圧指令の振幅の２倍以上の大きさがなければ電力変換器３を駆動することができない。従って、下記のように条件を設定して、判定値Ｖ_comを出力する。
Ｖdc_s≧Ｖupk×２ならば、Ｖ_com ＝１
Ｖdc_s＜Ｖupk×２ならば、Ｖ_com ＝０
【００５２】
即ち、各蓄電手段の電圧を比較して電圧状態を取得する処理は、前記各蓄電手段の電圧の差分と、前記電圧指令の振幅を２倍した値と、を比較することにより行われる。
【００５３】
モータ電力演算手段６-2は、次の（１２）式により、ｄｑ軸電流指令ｉｄ*、ｉｑ*、及びｄｑ軸電圧指令ｖｄ*、ｖｑ*を用いて、モータ電力Ｐmを演算する。
Ｐm＝（ｉｄ*×ｖｄ*）＋（ｉｑ*×ｖｑ*） ・・・（１２）
【００５４】
モータ運転状態判断手段６-3は、モータ２の運転状態（力行運転、回生運転）を判断し、モータ２の運転状態Ｐm_comを出力する。
【００５５】
Ｐm≧０ならば、Ｐm_com ＝１
Ｐm＜０ならば、Ｐm_com ＝０
移動電力生成手段６-4は、次の（１３ａ）、（１３ｂ）式を用いて、第３の運転状態のみで電力変換器３を駆動し、モータ２に電力を供給したときの移動電力Ｐmove1、及びＰmove2を計算する。
【００５６】
【数３】
そして、（１３ａ）、（１３ｂ）式で求められるＰmove1とＰmove2を比較し、より小さいほうを移動電力Ｐmoveとする。ここで、移動電力Ｐmoveは、一方の電源に充電される電力と等しいので、負の値となる。
【００５７】
電力比較部６-5は、モータ２の運転状態Ｐm_com、各電源の出力電力指令Ｐcmd_vdc1、Ｐcmd_vdc2、移動電力Ｐmoveに基づき、第３の運転状態での移動電力と、各電源の出力電力指令の大小関係を比較する。そして、下記のように、判定値Ｐcmd_comを決定する。
【００５８】
［Ｐm_com＝１の場合］
Ｐcmd_vdc2＜Ｐmoveの場合、Ｐcmd_com＝２
Ｐcmd_vdc2≒Ｐmoveの場合、Ｐcmd_com＝１
０＞Ｐcmd_vdc2＞Ｐmoveの場合、Ｐcmd_com＝０
Ｐcmd_vdc2≧０の場合、Ｐcmd_com＝３
［Ｐm_com＝０の場合］
Ｐcmd_vdc1＜Ｐmoveの場合、Ｐcmd_com＝２
Ｐcmd_vdc1≒Ｐmoveの場合、Ｐcmd_com＝１
０＞Ｐcmd_vdc1＞Ｐmoveの場合、Ｐcmd_com＝０
Ｐcmd_vdc1≧０の場合、Ｐcmd_com＝３
【００５９】
また、図９に示す運転状態・蓄電手段選択手段６-6は、電圧状態比較手段６-1より出力されるＶ_com、電力比較手段６-5より出力される判定値Ｐcmd_com、モータ運転状態判断手段６-3より出力される運転状態Ｐm_comを用いて、モータ２を駆動する際の運転状態（電源直列運転状態、または電源単独運転状態）を示す信号である選択運転状態Drive_sele、及び選択した電源（ＤＣ電源１-1またはＤＣ電源１-2）を決定する信号である選択電源Ｖdc_seleを出力する。
【００６０】
そして、図１４に示す条件により、選択運転状態Drive_seleが、０，１，２のうちのいずれかに設定される。例えば、Ｐm_com＝１、Ｖ_com＝１、Ｐcmd_com＝３の場合には、Drive_sele＝０に設定される。
【００６１】
その結果、Drive_sele＝２に設定された場合には、第３の運転状態に加え、他の運転状態を組み合わせてモータ２を駆動する。Drive_sele＝１に設定された場合には、第３の運転状態のみでモータ２を駆動する。Drive_sele＝０に設定された場合には、第３の運転状態は用いずに、他の運転状態のみでモータを駆動する。
【００６２】
また、運転状態・蓄電手段選択手段６-6では、図１５に示すように、選択電源Ｖdc_seleが、０，１，２，３のうちのいずれかに設定される。例えば、Ｐm_com＝１、Ｖ_com＝１、Ｐcmd_com＝３の場合には、選択電源Ｖdc_sele＝３に設定される。そして、上述した選択運転状態Drive_seleによる決定事項に加えて、Ｖdc_seleの条件を加える。
【００６３】
Ｖdc_sele＝３に設定された場合には、第１の運転状態と、第２の運転状態を用いてモータ２を駆動する。Ｖdc_sele＝２に設定された場合には、第２の運転状態を用いてモータ２を駆動する。Ｖdc_sele＝１に設定された場合には、第１の運転状態を用いてモータ２を駆動する。上述した如くの条件設定の下で、選択運転状態Drive_sele、選択電源Ｖdc_seleを出力する。
【００６４】
最終運転割合生成手段６-7は、選択運転状態Drive_seleと、選択電源Ｖdc_seleと、各ＤＣ電源の電圧Ｖdc_1、Ｖdc_2と、各ＤＣ電源の出力電力指令Ｐcmd_vdc1、Ｐcmd_vdc2と、モータ電力Ｐm、及び電圧指令の振幅Ｖupkに基づき、最終運転割合rto_vdc1、rto_vdc2、rto_vdc_sを生成して出力する。ここで、rto_vdc1は第１の運転状態の運転割合指令であり、rto_vdc2は第２の運転状態の運転割合指令であり、rto_vdc_sは第３の運転状態の運転割合指令である。
【００６５】
このような流れで運転割合までを求めることによって、第３の運転状態のみを用いた場合には、第１の電源（ＤＣ電源１-1）と第２の電源（ＤＣ電源１-2）が逆直列に接続された状態でモータ２を駆動するので、電圧指令を２つ用いることなく、一方の電源は放電、他方の電源は充電を行うため、相電流のリプル低減することができる。
【００６６】
更に、スイッチング電圧が各ＤＣ電源１-1、１-2の出力電圧の差となるため、スイッチング損失を低減し高効率に各蓄電手段間での電力の移動が可能となる。また、運転状態を切り替えて行うときには、電力を配分することができるので、各ＤＣ電源１-1、１-2（蓄電手段）の電力を調整することができる。
【００６７】
また、モータ２が力行（正トルク）している場合には、電圧が大きい蓄電手段（ＤＣ電源１-1）を用いて電圧が小さい蓄電手段（ＤＣ電源１-2）を高効率に充電することが、モータ２が回生（負トルク）している場合には電圧が小さい蓄電手段を用いて電圧が大きい蓄電手段を高効率に充電することができる。
【００６８】
更に、条件に応じて運転状態を切り替えるので、第１の運転状態のみでは出力できない場合であっても第２，第３の運転状態とすることにより出力可能となる。また、電力の配分ができるので、各ＤＣ電源１-1、１-2の電力を調整することができる。
【００６９】
また、高電圧であるＤＣ電源１-1が放電を行い、低電圧であるＤＣ電源１-2が充電を行なうことができ、モータ２が力行している場合に、高電圧電源から低電圧電源へ効率良く充電することができる。
【００７０】
更に、低電圧であるＤＣ電源１-2が放電を行い、高電圧であるＤＣ電源１-1が充電を行なうことができ、モータ２が回生している場合に、低電圧電源から高電圧電源へ効率良く充電することができる。
【００７１】
また、電力指令値、モータ電圧、運転割合により、各運転状態に応じた電圧指令値群を生成し、最終的なパルス信号を作成するので、電力指令値に高応答に追従する出力パルスを出力することができる。
【００７２】
更に、第１の運転状態、及び第２の運転状態に用いる各ＤＣ電源１-1、１-2を各種条件に基づいて選択するので、電力指令値、電圧指令値を満たす可能性の有るＤＣ電源の組み合わせを取ることができる。
【００７３】
また、予め組み合わせが決まっているので、様々な演算を行わなくても、電力指令値、電圧指令値を満たす可能性のあるＤＣ電源の組み合わせを選択することができる。
【００７４】
図１１は、図９に示した最終運転割合生成手段６-7の詳細な構成を示すブロック図である。同図に示すように、該最終運転割合生成手段６-7は、最大運転割合算出手段７-1と、運転割合指令手段７-2と、運転割合比較手段７-3、及び最終運転割合指令手段７-4を備えている。
【００７５】
最大運転割合算出手段７-1は、選択運転状態Drive_sele、選択電源Ｖdc_sele、各ＤＣ電源の電圧Ｖdc_1、Ｖdc_2、及び電圧指令の振幅Ｖupkに基づき、選択された運転状態と各ＤＣ電源の組み合わせで、モータ２を駆動する際の第３の運転状態の最大運転割合rto_vdc_s_maxを生成する。
【００７６】
そして、Drive_sele＝２で、且つＶdc_sele＝２の状態では、次の（１４ａ）、（１４ｂ）式により、rto_vdc_s_maxを求める。
【００７７】
【数４】
上記（１４ａ）、（１４ｂ）式で、rto_vdc_s_max ≦１の場合と、rto_vdc_s_max ＞１の場合で、使用する式を変更する。
【００７８】
また、Drive_sele＝２で、且つＶdc_sele＝１の状態では、次の（１５ａ）、（１５ｂ）式により、rto_vdc_s_maxを求める。
【００７９】
【数５】
上記（１５ａ）、（１５ｂ）式で、rto_vdc_s_max ≦１の場合と、rto_vdc_s_max ＞１の場合で、使用する式を変更する。
【００８０】
Drive_sele＝１の状態では、rto_vdc_s_max＝１とする。この場合には、第３の運転状態のみを使用するので、第３の運転状態は１００％の運転割合となり、rto_vdc_s_maxは１となる。
【００８１】
Drive_sele＝０の状態では、rto_vdc_s_max＝０とする。この場合には、第３の運転状態を使用しないので、第３の運転状態は０％の運転割合となり、rto_vdc_s_maxは０となる。
【００８２】
以上のように、最大運転割合算出手段７-1は、選択された運転状態と各ＤＣ電源の組み合わせでモータ２を駆動する際の、第３の運転状態の最大運転割合を生成する処理を行う。
【００８３】
他方、図１１に示す運転割合指令手段７-2は、選択運転状態Drive_seleと、選択電源Ｖdc_seleと、各ＤＣ電源の電圧Ｖdc_1、Ｖdc_2と、各ＤＣ電源の出力電力指令Ｐcmd_vdc1、Ｐcmd_vdc2と、モータ電力Ｐm、及びモータ２の運転状態Ｐm_comを用いて、選択運転状態、選択電源、モータの運転状態に応じ、出力電力指令通り出力可能となる、第３の運転状態の必要運転割合rto_vdc_s_mustを演算し出力する。
【００８４】
Drive_sele＝２、Ｖdc_sele＝２、Ｐm_com＝１の状態では、次の（１６）式によりrto_vdc_s_mustを求めて出力する。
【００８５】
【数６】
Drive_sele＝２、Ｖdc_sele＝２、Ｐm_com＝０の状態では、次の（１７）式によりrto_vdc_s_mustを求めて出力する。
【００８６】
【数７】
Drive_sele＝２、Ｖdc_sele＝１、Ｐm_com＝１の状態では、次の（１８）式によりrto_vdc_s_mustを求めて出力する。
【００８７】
【数８】
Drive_sele＝２、Ｖdc_sele＝１、Ｐm_com＝０の状態では、次の（１９）式によりrto_vdc_s_mustを求めて出力する。
【００８８】
【数９】
Drive_sele＝１の状態では、rto_vdc_s_must＝１を出力する。
Drive_sele＝０の状態では、rto_vdc_s_must＝０を出力する。
【００８９】
上記の如く演算することで、第３の運転状態を用いたときの、必要運転割合を生成する。Drive_sele＝０のときは第３の運転状態を使用しないので、第３の運転状態の必要運転割合は０となる。また、Drive_sele＝１のときは第３の運転状態のみを使用するので、第３の運転状態の必要運転割合は１となる。
【００９０】
図１１に示す運転割合比較手段７-3は、第３の運転状態の必要運転割合rto_vdc_s_mustと、第３の運転状態の最大運転割合rto_vdc_s_maxとを比較し、下記の条件に基づいて第３の運転状態での運転割合指令rto_vdc_s_cmdを出力する。
【００９１】
rto_vdc_s_must ≦ rto_vdc_s_max の場合には、rto_vdc_s_cmd＝rto_vdc_s_mustとする。また、rto_vdc_s_must ＞ rto_vdc_s_max の場合には、rto_vdc_s_cmd＝０とする。
【００９２】
即ち、必要運転割合が最大運転割合以下であるならば、第３の運転状態を使用した状態で、電力指令を満たし、モータ２を駆動することができるため、運転割合指令として必要運転割合を出力する。他方、必要運転割合が最大運転割合を超える場合においては、第３の運転状態を使用すると電力指令を満たし、モータ２を駆動することは不可能であるため、第３の運転状態の運転割合を０とする。
【００９３】
最終運転割合指令算出手段７-4では、第３の運転状態の運転割合指令rto_vdc_s_cmdと、各ＤＣ電源の電圧Ｖdc_1、Ｖdc_2と、各ＤＣ電源の出力電力指令Ｐcmd_vdc1、Ｐcmd_vdc2と、モータ電力Ｐm、及び選択電源Ｖdc_seleを用いて、下記の（１）〜（４）に示す条件で、最終運転割合指令rto_vdc1(第１の運転状態用)、rto_vdc2(第２の運転状態用)、rto_vdc_s(第３の運転状態用)を出力する。
【００９４】
（１）rto_vdc_s_cmd≠０、rto_vdc_s_cmd≠１、Ｖdc_sele＝１の場合
rto_vdc_s＝rto_vdc_s_cmd
rto_vdc1 ＝１−rto_vdc_s
rto_vdc2 ＝０
（２）rto_vdc_s_cmd≠０、rto_vdc_s_cmd≠１、Ｖdc_sele＝２の場合
rto_vdc_s＝rto_vdc_s_cmd
rto_vdc1 ＝０
rto_vdc2 ＝１−rto_vdc_s
（３）rto_vdc_s_cmd＝１の場合
rto_vdc_s＝rto_vdc_s_cmd
rto_vdc1 ＝０
rto_vdc2 ＝０
（４）rto_vdc_s_cmd＝０の場合
rto_vdc_s＝rto_vdc_s_cmd
rto_vdc1 ＝Ｐcmd_vdc1／Ｐm
rto_vdc2 ＝１−rto_vdc1
【００９５】
このように、第３の運転状態を使用する場合には、第３の運転状態と選択電源との間で運転割合を割り振り、出力することで、モータ２を駆動しながら各ＤＣ電源１-1、１-2の出力電力指令を満たすことができる。
【００９６】
第３の運転状態を使用しない場合、或いは使用できない場合には、モータ２を駆動しながら出力電力指令を満たすために、第１の運転状態と、第２の運転状態のみで駆動する。以上のように行うことで、モータ２を駆動しながら、出力電力指令を満たすことができる。
【００９７】
また、各運転状態の運転割合rto_vdc1，rto_vdc2，rto_vdc_sが決定すると、各電源電圧Ｖdc_1,Ｖdc_2、キャリアの振幅Ａfc、キャリアの周波数ｆcに基づいて、次の（２０）式により、１制御周期Ｔを求めることができる。
【００９８】
【数１０】
このようにして、最大運転割合と、出力電力指令を満たす運転割合とを比較して配分割合を決定するので、出力電力指令に対して高応答に追従を行うことができる。また、第３の運転状態では条件を満たせない場合には、第３の運転状態を使わずに制御を行うので、運転不可能な状態を作らずに、確実にモータ２の制御を行うことができる。
【００９９】
また、キャリアの周波数ｆcと運転割合とから制御周期が分かるので、スイッチングの状態、各ＤＣ電源１-1、１-2（第１、第２の蓄電手段）の電力と制御周期より、この制御を使っているか否かの発見を行うことができる。
【０１００】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図１２は、本発明の第２実施形態に係る最終運転割合生成手段６-7の構成を示すブロック図である。第２実施形態では、前述した第１実施形態と対比して運転割合生成手段５-3に設けられる電圧状態比較手段６-1（図９参照）での演算方法、及び最終運転割合生成手段６-7の構成のみが相違するので、その相違点について説明する。
【０１０１】
まず、電圧状態比較手段６-1での演算方法の相違点について説明する。
【０１０２】
図９に示す電圧状態比較手段６-1は、電圧指令の振幅Ｖupkと、第３の運転状態を用いたときの電力変換器の入力電圧Ｖdc_sとの比較を行う。第３の運転状態では、ＤＣ電源１-1と、ＤＣ電源１-2を直列接続して１つの電源として扱うため、各ＤＣ電源の電圧の差が入力電圧Ｖdc_sとなる。
【０１０３】
そして、入力電圧の１／２の大きさが、電圧指令の振幅Ｖupk以上でなければ電力変換器を駆動することができず、第３の運転状態の以外の運転状態に切り替えて行う運転状態の選択の条件となる。そして、「Ｖdc_s／２≧Ｖupk」ならば「Ｖ_com＝１」を出力し、「Ｖdc_s／２＜Ｖupk」ならば「Ｖ_com＝０」を出力する。
【０１０４】
即ち、各蓄電手段（ＤＣ電源１-1、１-2）の電圧を比較して電圧状態を取得する処理は、各蓄電手段の電圧の差分を１／２倍した値と、電圧指令の振幅Ｖupkと、を比較することにより行われる。このように、各蓄電手段の電圧の差分を１／２倍した値を用いるので、前述した電圧指令の振幅Ｖupkを２倍する場合と比較して操作が簡単になる。
【０１０５】
次に、最終運転割合生成手段６-7の構成について、図１２を参照して説明する。第２実施形態に係る最終運転割合生成手段６-7は、最大運転割合算出手段８-1と、最大充電電力生成手段８-2と、充電電力指令比較手段８-3、及び最終運転割合指令手段８-4を備えている。
【０１０６】
最大運転割合算出手段８-1は、選択運転状態Drive_sele、選択電源Ｖdc_sele、各ＤＣ電源の電圧Ｖdc_1、Ｖdc_2、電圧指令の振幅Ｖupkに基づき、選択された運転状態と電源の組み合わせでモータ２を駆動する際の、第３の運転状態の最大運転割合rto_vdc_s_maxを生成する。
【０１０７】
Drive_sele＝２で、且つＶdc_sele＝２の状態では、次の（２１ａ）、（２１ｂ）式により、rto_vdc_s_maxを求める。
【０１０８】
【数１１】
上記（２１ａ）、（２１ｂ）式では、rto_vdc_s_max ≦１の場合と、rto_vdc_s_max ＞１の場合で、使用する式を変更する。
【０１０９】
また、Drive_sele＝２で、且つＶdc_sele＝１の状態では、次の（２２ａ）、（２２ｂ）式により、rto_vdc_s_maxを求める。
【０１１０】
【数１２】
上記（２２ａ）、（２２ｂ）式では、rto_vdc_s_max ≦１の場合と、rto_vdc_s_max ＞１の場合で、使用する式を変更する。
【０１１１】
Drive_sele＝１の状態では、rto_vdc_s_max＝１とする。第３の運転状態のみを使用するので、第３の運転状態は１００％の運転割合となり、rto_vdc_s_maxは１となる。
【０１１２】
Drive_sele＝０の状態では、rto_vdc_s_max＝０とする。第３の運転状態を使用しないので、第３の運転状態は０％の運転割合となり、rto_vdc_s_maxは０となる。
【０１１３】
以上のように、最大運転割合算出手段８-1は、選択された運転状態と電源の組み合わせでモータ２を駆動する際の、第３の運転状態の最大運転割合rto_vdc_s_maxを生成する処理を行う。
【０１１４】
他方、最大充電電力生成手段８-2は、第３の運転状態の最大運転割合rto_vdc_s_max、モータ電力Ｐm、電源電圧Ｖdc_1、Ｖdc_2、選択電源Ｖdc_sele、モータ２の運転状態Ｐm_comを用いて、下記の手順で最大充電電力Ｐcharge_maxを算出し出力する。
【０１１５】
（１）Ｐm_com＝１、Ｖdc_sele＝１の場合には、次の（２３）式に基づいて最大充電電力Ｐcharge_maxを算出する。
【数１３】
【０１１６】
（２）Ｐm_com＝１、Ｖdc_sele＝２の場合には、次の（２４）式に基づいて最大充電電力Ｐcharge_maxを算出する。
【数１４】
【０１１７】
（３）Ｐm_com＝０、Ｖdc_sele＝１の場合には、次の（２５）式に基づいて最大充電電力Ｐcharge_maxを算出する。
【数１５】
【０１１８】
（４）Ｐm_com＝０、Ｖdc_sele＝２の場合には、次の（２６）式に基づいて最大充電電力Ｐcharge_maxを算出する。
【数１６】
【０１１９】
（５）Ｐm_com＝１、Ｖdc_sele＝０の場合には、次の（２７）式に基づいて最大充電電力Ｐcharge_maxを算出する。
【数１７】
【０１２０】
（６）Ｐm_com＝０、Ｖdc_sele＝０の場合には、次の（２８）式に基づいて最大充電電力Ｐcharge_maxを算出する。
【数１８】
【０１２１】
上述の如く演算することにより、モータ２の運転状態、選択電源に合わせた最大充電電力Pcharge_maxを出力する。
【０１２２】
充電電力指令比較手段８-3は、最大充電電力Ｐcharge_max、各電源の出力電力指令Ｐcmd_vdc1、Ｐcmd_vdc2、及びモータ２の運転状態Ｐm_comに基づき、下記の条件により充電電力比較Ｐcharge_comを算出して出力する。
【０１２３】
［Ｐm_com＝１の場合］
Ｐcmd_vdc2＜Ｐcharge_maxの場合に、Ｐcharge_com＝１
０＞Ｐcmd_vdc2≧Ｐcharge_maxの場合に、Ｐcharge_com＝０
Ｐcmd_vdc2≧０の場合に、Ｐcharge_com＝１
［Ｐm_com＝０の場合］
Ｐcmd_vdc1＜Ｐcharge_maxの場合に、Ｐcharge_com＝１
０＞Ｐcmd_vdc1≧Ｐcharge_maxの場合に、Ｐcharge_com＝０
Ｐcmd_vdc1≧０の場合に、Ｐcharge_com＝１
【０１２４】
Ｐcharge＝０のときは、第３の運転状態を用いてモータ２を駆動することが可能な状態である。また、Ｐcharge＝１のときは、第３の運転状態を用いた場合にはモータ２を駆動しながら、出力電力指令を満足できない状態である。
【０１２５】
また、最終運転割合指令手段８-4は、充電電力比較Ｐcharge_com、選択電源Ｖdc_sele、電源電圧Ｖdc_1、Ｖdc_2、各電源の出力電力指令Ｐcmd_vdc1、Ｐcmd_vdc2、モータ電力Ｐm、及びモータ２の運転状態Ｐm_comを用いて、下記の（１）〜（６）に示す条件で、最終運転割合指令rto_vdc1(第１の運転状態用)、rto_vdc2(第２の運転状態用)、rto_vdc_s(第３の運転状態用)を演算し出力する。
【０１２６】
（１）Ｐcharge_com＝０、Ｖdc_sele＝２、Ｐm_com＝１の状態では、次の（２９ａ）〜（２９ｃ）式により最終運転割合指令を演算する。
【数１９】
【０１２７】
（２）Ｐcharge_com＝０、Ｖdc_sele＝２、Ｐm_com＝０の状態では、次の（３０ａ）〜（３０ｃ）式により最終運転割合指令を演算する。
【数２０】
【０１２８】
（３）Ｐcharge_com＝０、Ｖdc_sele＝１、Ｐm_com＝１の状態では、次の（３１ａ）〜（３１ｃ）式により最終運転割合指令を演算する。
【数２１】
【０１２９】
（４）Ｐcharge_com＝０、Ｖdc_sele＝１、Ｐm_com＝０の状態では、次の（３２ａ）〜（３２ｃ）式により最終運転割合指令を演算する。
【数２２】
【０１３０】
（５）Ｐcharge_com＝０、Ｖdc_sele＝０の状態では、次の（３３ａ）〜（３３ｃ）式により最終運転割合指令を演算する。
【数２３】
【０１３１】
（６）Ｐcharge_com＝０の状態では、次の（３４ａ）〜（３４ｃ）式により最終運転割合指令を演算する。
【数２４】
【０１３２】
このように、第３の運転状態を使用する際は、第３の運転状態と選択電源との間で運転割合を割り振り、出力することで、モータ２を駆動しながら電源の電力指令を満たすことができる。
【０１３３】
第３の運転状態を使用しない場合、或いは使用できない場合には、モータ２を駆動しながら出力電力指令を満たすために、第１の運転状態と、第２の運転状態のみで駆動する。以上のように行うことで、モータ２を駆動しながら、出力電力指令を満たすことができる。
【０１３４】
最大充電電力と、出力電力指令を比較して配分割合を決定するので、第１運転状態での充電限界値を確認するため、出力電力指令設定にＦＢを行うことができる。また、第１運転状態では条件を満たせない場合には、第１運転状態を使わずに制御を行うので、運転不可能な状態を作らずにモータの制御を行うことができる。
【０１３５】
次に、本発明の第３実施形態について説明する。図１３は、第３実施形態に係る最終運転割合生成手段６-7の構成を示すブロック図である。第３実施形態では、前述した第１実施形態と対比して運転割合生成手段５-3に設けられる最終運転割合生成手段６-7の構成のみが相違するので、図１３を用いて、その相違点について説明する。
【０１３６】
第３実施形態に係る最終運転割合生成手段６-7は、最大運転割合算出手段９-1と、最大放電電力生成手段９-2と、放電電力指令比較手段９-3、及び最終運転割合指令手段９-4を備えている。
【０１３７】
最大運転割合算出手段９-1は、選択運転状態Drive_sele、選択電源Ｖdc_sele、電源電圧Ｖdc_1、Ｖdc_2、電圧指令の振幅Ｖupkに基づき、選択された運転状態と各ＤＣ電源の組み合わせでモータ２を駆動する際の、第３の運転状態の最大運転割合rto_vdc_s_maxを生成する。
【０１３８】
Drive_sele＝２で、且つＶdc_sele＝２の状態では、次の（３５ａ）、（３５ｂ）式により、rto_vdc_s_maxを求める。
【数２５】
【０１３９】
上記（３５ａ）、（３５ｂ）式では、rto_vdc_s_max ≦１の場合と、rto_vdc_s_max ＞１の場合で、使用する式を変更する。
【０１４０】
また、Drive_sele＝２で、且つＶdc_sele＝１の状態では、次の（３６ａ）、（３６ｂ）式により、rto_vdc_s_maxを求める。
【数２６】
【０１４１】
上記（３６ａ）、（３６ｂ）式では、rto_vdc_s_max ≦１の場合と、rto_vdc_s_max ＞１の場合で、使用する式を変更する。
【０１４２】
Drive_sele＝１の状態では、rto_vdc_s_max＝１とする。第３の運転状態のみを使用するので、第３の運転状態は１００％の運転割合となり、rto_vdc_s_maxは１となる。
【０１４３】
Drive_sele＝０の状態では、rto_vdc_s_max＝０とする。第３の運転状態を使用しないので、第３の運転状態は０％の運転割合となり、rto_vdc_s_maxは０となる。
【０１４４】
以上のように、最大運転割合算出手段９-1は、選択された運転状態と各ＤＣ電源の組み合わせでモータ２を駆動する際の、第３の運転状態の最大運転割合rto_vdc_s_maxを生成する処理を行う。
【０１４５】
最大放電電力生成手段９-2は、第３の運転状態の最大運転割合rto_vdc_s_max、モータ電力Ｐm、電源電圧Ｖdc_1、Ｖdc_2、選択電源Ｖdc_sele、モータの運転状態Ｐm_comを用いて最大放電電力Ｐdischarge_maxを出力する。
【０１４６】
（１）Ｐm_com＝１、Ｖdc_sele＝１の場合には、次の（３７）式により最大放電電力Ｐdischarge_maxを演算する。
【数２７】
【０１４７】
（２）Ｐm_com＝１、Ｖdc_sele＝２の場合には、次の（３８）式により最大放電電力Ｐdischarge_maxを演算する。
【数２８】
【０１４８】
（３）Ｐm_com＝０、Ｖdc_sele＝１の場合には、次の（３９）式により最大放電電力Ｐdischarge_maxを演算する。
【数２９】
【０１４９】
（４）Ｐm_com＝０、Ｖdc_sele＝２の場合には、次の（４０）式により最大放電電力Ｐdischarge_maxを演算する。
【数３０】
【０１５０】
（５）Ｐm_com＝１、Ｖdc_sele＝０の場合には、次の（４１）式により最大放電電力Ｐdischarge_maxを演算する。
【数３１】
【０１５１】
（６）Ｐm_com＝０、Ｖdc_sele＝０の場合には、次の（４２）式により最大放電電力Ｐdischarge_maxを演算する。
【数３２】
【０１５２】
以上のように演算することで、モータの運転状態、選択電源に合わせた最大放電電力Ｐdischarge_maxを出力する。
【０１５３】
図１３に示す放電電力指令比較手段９-3は、最大放電電力Ｐdischarge_maxと、各ＤＣ電源の出力電力指令Ｐcmd_vdc1、Ｐcmd_vdc2と、モータの運転状態Ｐm_comとに基づき、下記の条件で放電電力比較Ｐdischarge_comを出力する。
【０１５４】
［Ｐm_com＝１の場合］
０＜Ｐcmd_vdc1≦Ｐdischarge_maxの場合に、Ｐdischarge_com＝０
Ｐcmd_vdc1＞Ｐdischarge_maxの場合に、Ｐdischarge_com＝１
Ｐcmd_vdc1≦０の場合Ｐdischarge_com＝１
［Ｐm_com＝０の場合］
０＜Ｐcmd_vdc2≦Ｐdischarge_maxの場合に、Ｐdischarge_com＝０
Ｐcmd_vdc2＞Ｐdischarge_maxの場合に、Ｐdischarge_com＝１
Ｐcmd_vdc2≦０の場合に、Ｐdischarge_com＝１
【０１５５】
Ｐdischarge＝０のときは、第３の運転状態を用いてモータ２を駆動することが可能な状態である。また、Ｐdischarge＝１のときは、第３の運転状態を用いた場合にはモータを駆動しながら、出力電力指令を満足できない状態である。
【０１５６】
また、最終運転割合指令手段９-4は、放電電力比較Ｐdischarge_comと、選択電源Ｖdc_seleと、各ＤＣ電源の電圧Ｖdc_1、Ｖdc_2と、各ＤＣ電源の出力電力指令Ｐcmd_vdc1、Ｐcmd_vdc2と、モータ電力Ｐm、及びモータ２の運転状態Ｐm_comを用いて、下記の（１）〜（６）に示す条件で、最終運転割合指令rto_vdc1(第１の運転状態用)、rto_vdc2(第２の運転状態用)、rto_vdc_s(第３の運転状態用)を演算し出力する。
【０１５７】
（１）Ｐdischarge_com＝０、Ｖdc_sele＝２、Ｐm_com＝１の状態では、次の（４３ａ）〜（４３ｃ）式により最終運転割合指令を演算する。
【数３３】
【０１５８】
（２）Ｐdischarge_com＝０、Ｖdc_sele＝２、Ｐm_com＝０の状態では、次の（４４ａ）〜（４４ｃ）式により最終運転割合指令を演算する。
【数３４】
【０１５９】
（３）Ｐdischarge_com＝０、Ｖdc_sele＝１、Ｐm_com＝１の状態では、次の（４５ａ）〜（４５ｃ）式により最終運転割合指令を演算する。
【数３５】
【０１６０】
（４）Ｐdischarge_com＝０、Ｖdc_sele＝１、Ｐm_com＝０の状態では、次の（４６ａ）〜（４６ｃ）式により最終運転割合指令を演算する。
【数３６】
【０１６１】
（５）Ｐdischarge_com＝０、Ｖdc_sele＝０の状態では、次の（４７ａ）〜（４７ｃ）式により最終運転割合指令を演算する。
【数３７】
【０１６２】
（６）Ｐdischarge_com＝０の状態では、次の（４８ａ）〜（４８ｃ）式により最終運転割合指令を演算する。
【数３８】
【０１６３】
このように、第３の運転状態を使用する際は、第３の運転状態と選択電源との間で運転割合を割り振り、出力することで、モータ２を駆動しながら電源の出力電力指令を満たすことができる。また、第３の運転状態を使用しない場合、或いは使用できない場合には、モータ２を駆動しながら出力電力指令を満たすために、第１の運転状態と、第２の運転状態のみで駆動する。以上のように行うことで、モータ２を駆動しながら、電力指令を満たすことができる。
【０１６４】
最大放電電力と、電力指令を比較して配分割合を決定するので、第１運転状態での放電限界値を確認するため、電力指令設定にＦＢを行うことができる。また、また、第１運転状態では条件を満たせない場合には、第１運転状態を使わずに制御を行うので、運転不可能な状態を作らずにモータ２の制御を行うことができる。
【０１６５】
以上、本発明の電力変換装置の制御方法を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１６６】
本発明は、複数の電源を用いてモータを駆動する場合に利用することができる。
【符号の説明】
【０１６７】
１ マルチ出力ＤＣ電源
２ ３相交流モータ
３ 電力変換器
４ 制御装置
４-1 トルク制御手段
４-2 電流・電力制御手段
４-3 変調率演算手段
４-4 変調率補正手段
４-5 ＰＷＭパルス生成手段
４-6 ３相／ｄｑ変換手段
５-1 電流制御手段
５-2 ｄｑ／３相変換手段
５-3 運転割合生成手段
５-4 電圧分配手段
６-1 電圧状態比較手段
６-2 モータ電力演算手段
６-3 モータ運転状態判断手段
６-4 移動電力生成手段
６-5 電力比較手段
６-6 運転状態・蓄電手段選択手段
６-7 最終運転割合生成手段
７-1 最大運転割合算出手段
７-2 運転割合指令手段
７-3 運転割合比較手段
７-4 最終運転割合指令手段
８-1 最大運転割合算出手段
８-2 最大充電電力生成手段
８-3 充電電力指令比較手段
８-4 最終運転割合指令手段
９-1 最大運転割合算出手段
９-2 最大放電電力生成手段
９-3 放電電力指令比較手段
９-4 最終運転割合指令手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の蓄電手段と、該第１の蓄電手段とは出力電圧が異なる第２の蓄電手段と、を備えた電力変換装置を制御する制御方法であって、
前記各蓄電手段の、低電位側または高電位側のうちの一方の電極が共通電力線にて接続され、且つ、前記共通電力線とモータがグランドスイッチを介して接続され、
更に、前記第１の蓄電手段の、低電位側または高電位側のうちの他方の電極と前記モータとが第１スイッチを介して接続され、且つ、前記第２の蓄電手段の、低電位側または高電位側のうちの他方の電極と前記モータとが第２スイッチを介して接続され、
前記第１スイッチ、及び第２スイッチを制御する制御手段は、少なくとも１回の制御周期期間で、前記グランドスイッチを遮断すると共に、
前記第１の蓄電手段及び第２の蓄電手段の各出力電力を指令する電力指令と、前記第１の蓄電手段及び第２の蓄電手段の各出力電圧と、電圧指令と、モータ電力とに基づき、前記第１スイッチ、第２スイッチの双方をオン、オフ操作する電源直列運転状態で前記モータの駆動電圧を出力することを特徴とする電力変換装置の制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の電力変換装置の制御方法において、
前記制御手段が、前記グランドスイッチをオンとし、且つ、前記第１スイッチ、または第２スイッチのいずれか一方をオン・オフ操作することにより、前記モータに電圧を供給する電源単独運転状態を備え、
前記制御手段は、前記電力指令と、前記第１の蓄電手段及び第２の蓄電手段の各出力電圧と、前記電圧指令と、前記モータ電力に基づいて、前記電源直列運転状態、または前記電源単独運転状態を切り換えて前記モータの駆動電圧を出力することを特徴とする電力変換装置の制御方法。
【請求項３】
請求項１または２のいずれかに記載の電力変換装置の制御方法において、
前記制御手段は、前記電源直列運転状態のときには、前記モータが正トルクの場合に、前記第１の蓄電手段と前記第２の蓄電手段のうち、電圧の高い方の蓄電手段が放電、電圧の低い方の蓄電手段が充電を行うことを特徴とする電力変換装置の制御方法。
【請求項４】
請求項１または２のいずれかに記載の電力変換装置の制御方法において、
前記制御手段は、前記電源直列運転状態のときには、前記モータが負トルクの場合に、前記第１の蓄電手段と前記第２の蓄電手段のうち、電圧が低い方の蓄電手段が放電、電圧が高い方の蓄電手段が充電を行うことを特徴とする電力変換装置の制御方法。
【請求項５】
請求項３または４のいずれかに記載の電力変換装置の制御方法において、
前記制御手段は、
前記電圧指令と、前記電力指令と、前記第１蓄電手段及び第２蓄電手段の各出力電圧と、に基づき、前記電源直列運転状態及び前記電源単独運転状態の運転割合を生成し、
前記運転割合と前記電圧指令に基づいて、前記電源直列運転状態及び前記電源単独運転状態に対応した複数の電圧指令からなる電圧指令群を生成し、
前記電圧指令群に基づいて、前記各運転状態に対応した前記第１スイッチ、第２スイッチ、及びグランドスイッチのうちの少なくとも一つを駆動し、前記電圧指令群に応じたパルス状電圧を生成することを特徴とする電力変換装置の制御方法。
【請求項６】
請求項５に記載の電力変換装置の制御方法において、
前記制御手段は、前記運転割合を生成する際に、
前記第１の蓄電手段及び第２の蓄電手段の各電圧と、前記モータ電力とに基づき、前記電源直列運転状態のみで駆動した場合の移動電力を生成し、
前記モータ電力が正トルクであるか、或いは負トルクであるかを判断してモータ運転状態判断結果を取得し、
前記移動電力、及び前記モータ運転状態判断結果に基づいて、各蓄電手段の電力指令の大きさを比較し、
前記第１の蓄電手段及び第２の蓄電手段の電圧と、前記電圧指令の振幅に基づいて、前記各蓄電手段の電圧を比較して電圧状態を取得し、
前記電力指令の大きさの比較結果と、前記モータ運転状態判断結果、及び、前記電圧状態に基づいて、前記モータを駆動するために使用する運転状態を選択し、この選択結果を選択運転状態として出力し、
前記電源単独運転状態が選択された場合に、前記第１の蓄電手段及び第２の蓄電手段のうち、使用する蓄電手段を選択した選択蓄電手段の決定信号を出力し、
前記選択運転状態と、前記選択蓄電手段の決定信号と、前記各蓄電手段の電圧と、前記モータ電力と、前記電圧指令の振幅と、前記電力指令、及び前記モータ運転状態判断結果に基づき、最終運転割合を生成すること、
を特徴とする電力変換装置の制御方法。
【請求項７】
請求項６に記載の電力変換装置の制御方法において、
前記各蓄電手段の電圧を比較して電圧状態を取得する処理は、前記各蓄電手段の電圧の差分と、前記電圧指令の振幅を２倍した値と、を比較することにより行われることを特徴とする電力変換装置の制御方法。
【請求項８】
請求項６に記載の電力変換装置の制御方法において、
前記各蓄電手段の電圧を比較して電圧状態を取得する処理は、前記各蓄電手段の電圧の差分を１／２倍した値と、前記電圧指令の振幅と、を比較することにより行われることを特徴とする電力変換装置の制御方法。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の電力変換装置の制御方法において、前記運転状態の選択、及び蓄電手段の選択は、
前記モータ運転状態判断手段結果が正トルクであり、
前記電圧状態の比較結果は、各蓄電手段電圧の差の方が、前記電圧指令の振幅の２倍よりも大きく、且つ、
前記各蓄電手段の電力指令の比較において、前記各蓄電手段に対応する各電力指令の方がともに、前記移動電力よりも大きいと判断した場合に、
前記電源直列運転状態と電源単独運転状態の双方を選択し、且つ、電源単独運転状態において、電圧の低い方の蓄電手段を選択することを特徴とする電力変換装置の制御方法。
【請求項１０】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の電力変換装置の制御方法において、前記運転状態の選択、及び蓄電手段の選択は、
前記モータ運転状態判断手段結果が正トルクであり、
前記電圧状態の比較結果は、各蓄電手段電圧の差の方が、前記電圧指令の振幅の２倍よりも大きく、且つ、
前記各蓄電手段の電力指令の比較において、前記各蓄電手段に対応する各電力指令と、前記移動電力とがほぼ同一であると判断した場合に、
前記電源直列運転状態のみを選択することを特徴とする電力変換装置の制御方法。
【請求項１１】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の電力変換装置の制御方法において、前記運転状態の選択、及び蓄電手段の選択は、
前記モータ運転状態判断手段結果が正トルクであり、
前記電圧状態の比較結果は、各蓄電手段電圧の差の方が、前記電圧指令の振幅の２倍よりも大きく、且つ、
前記各蓄電手段の電力指令の比較において、前記移動電力の方が前記各蓄電手段に対応する各電力指令よりも大きいと判断した場合に、
前記電源直列運転状態と電源単独運転状態の双方を選択し、且つ、電源単独運転状態において、電圧の高い方の蓄電手段を選択することを特徴とする電力変換装置の制御方法。
【請求項１２】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の電力変換装置の制御方法において、前記運転状態の選択、及び蓄電手段の選択は、
前記モータ運転状態判断手段結果が正トルクであり、
前記電圧状態の比較結果は、前記電圧指令の振幅の２倍の方が、各蓄電手段電圧の差よりも大きく、且つ、
前記各蓄電手段の電力指令の比較において、前記各蓄電手段に対応する各電力指令の方がともに、前記移動電力よりも大きいと判断した場合に、
前記電源直列運転状態と電源単独運転状態の双方を選択し、且つ、電源単独運転状態において、電圧の高い方の蓄電手段を選択することを特徴とする電力変換装置の制御方法。
【請求項１３】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の電力変換装置の制御方法において、前記運転状態の選択、及び蓄電手段の選択は、
前記モータ運転状態判断手段結果が正トルクであり、
前記電圧状態の比較結果は、前記電圧指令の振幅の２倍の方が、各蓄電手段電圧の差よりも大きく、且つ、
前記各蓄電手段の電力指令の比較において、前記各蓄電手段に対応する各電力指令と、前記移動電力とがほぼ同一であると判断した場合に、
前記電源単独運転状態を選択し、且つ、該電源単独運転状態において、電圧の高い方の蓄電手段と電圧の低い方の蓄電手段の双方を選択することを特徴とする電力変換装置の制御方法。
【請求項１４】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の電力変換装置の制御方法において、前記運転状態の選択、及び蓄電手段の選択は、
前記モータ運転状態判断手段結果が正トルクであり、
前記電圧状態の比較結果は、前記電圧指令の振幅の２倍の方が、各蓄電手段電圧の差よりも大きく、且つ、
前記各蓄電手段の電力指令の比較において、前記移動電力の方が前記各蓄電手段に対応する各電力指令よりも大きいと判断した場合に、
前記電源単独運転状態を選択し、且つ、該電源単独運転状態において、電圧の高い方の蓄電手段、及び電圧の低い方の蓄電手段の双方を選択することを特徴とする電力変換装置の制御方法。
【請求項１５】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の電力変換装置の制御方法において、前記運転状態の選択、及び蓄電手段の選択は、
前記モータ運転状態判断手段結果が負トルクであり、
前記電圧状態の比較結果は、各蓄電手段電圧の差の方が、前記電圧指令の振幅の２倍よりも大きく、且つ、
前記各蓄電手段の電力指令の比較において、前記各蓄電手段に対応する各電力指令の方がともに、前記移動電力よりも大きいと判断した場合に、
前記電源直列運転状態と電源単独運転状態の双方を選択し、且つ、電源単独運転状態において、電圧の低い方の蓄電手段を選択することを特徴とする電力変換装置の制御方法。
【請求項１６】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の電力変換装置の制御方法において、前記運転状態の選択、及び蓄電手段の選択は、
前記モータ運転状態判断手段結果が負トルクであり、
前記電圧状態の比較結果は、各蓄電手段電圧の差の方が、前記電圧指令の振幅の２倍よりも大きく、且つ、
前記各蓄電手段の電力指令の比較において、前記各蓄電手段に対応する各電力指令と、前記移動電力とがほぼ同一であると判断した場合に、
前記電源直列運転状態のみを選択することを特徴とする電力変換装置の制御方法。
【請求項１７】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の電力変換装置の制御方法において、前記運転状態の選択、及び蓄電手段の選択は、
前記モータ運転状態判断手段結果が負トルクであり、
前記電圧状態の比較結果は、各蓄電手段電圧の差の方が、前記電圧指令の振幅の２倍よりも大きく、且つ、
前記各蓄電手段の電力指令の比較において、前記移動電力の方が前記各蓄電手段に対応する各電力指令よりも大きいと判断した場合に、
前記電源直列運転状態と電源単独運転状態の双方を選択し、且つ、電源単独運転状態において、電圧の低い方の蓄電手段を選択することを特徴とする電力変換装置の制御方法。
【請求項１８】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の電力変換装置の制御方法において、前記運転状態の選択、及び蓄電手段の選択は、
前記モータ運転状態判断手段結果が負トルクであり、
前記電圧状態の比較結果は、前記電圧指令の振幅の２倍の方が、各蓄電手段電圧の差よりも大きく、且つ、
前記各蓄電手段の電力指令の比較において、前記各蓄電手段に対応する各電力指令の方がともに、前記移動電力よりも大きいと判断した場合に、
前記電源直列運転状態と電源単独運転状態の双方を選択し、且つ、電源単独運転状態において、電圧の低い方の蓄電手段を選択することを特徴とする電力変換装置の制御方法。
【請求項１９】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の電力変換装置の制御方法において、前記運転状態の選択、及び蓄電手段の選択は、
前記モータ運転状態判断手段結果が負トルクであり、
前記電圧状態の比較結果は、前記電圧指令の振幅の２倍の方が、各蓄電手段電圧の差よりも大きく、且つ、
前記各蓄電手段の電力指令の比較において、前記各蓄電手段に対応する各電力指令と、前記移動電力とがほぼ同一であると判断した場合に、
前記電源単独運転状態を選択し、且つ、該電源単独運転状態において、電圧の高い方の蓄電手段と電圧の低い方の蓄電手段の双方を選択することを特徴とする電力変換装置の制御方法。
【請求項２０】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の電力変換装置の制御方法において、前記運転状態の選択、及び蓄電手段の選択は、
前記モータ運転状態判断手段結果が負トルクであり、
前記電圧状態の比較結果は、前記電圧指令の振幅の２倍の方が、各蓄電手段電圧の差よりも大きく、且つ、
前記各蓄電手段の電力指令の比較において、前記移動電力の方が前記各蓄電手段に対応する各電力指令よりも大きいと判断した場合に、
前記電源単独運転状態を選択し、且つ、該電源単独運転状態において、電圧の高い方の蓄電手段、及び電圧の低い方の蓄電手段の双方を選択することを特徴とする電力変換装置の制御方法。
【請求項２１】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の電力変換装置の制御方法において、前記最終運転割合を生成する処理は、
前記選択運転状態と、前記選択蓄電手段の決定信号と、前記各蓄電手段の電圧と、前記電圧指令の振幅と、に基づいて、前記電源直列運転状態の最大運転割合を生成し、
前記電力指令と、前記モータ電力と、前記各蓄電手段の電圧と、前記選択運転状態と、前記選択蓄電手段の決定信号、及び、前記モータ運転状態判断結果に基づき、前記電源直列運転状態の必要運転割合指令を生成し、
更に、前記最大運転割合と、前記必要運転割合指令とを比較して、運転割合比較結果を取得し、
前記運転割合比較結果と、前記各蓄電手段の電圧と、前記モータ電力と、前記電力指令に基づいて、最終運転割合を生成することを特徴とする電力変換装置の制御方法。
【請求項２２】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の電力変換装置の制御方法において、前記最終運転割合を生成する処理は、
前記選択運転状態と、前記選択蓄電手段の決定信号と、前記各蓄電手段の電圧と、前記電圧指令の振幅と、に基づいて、前記電源直列運転状態の最大運転割合を生成し、
前記最大運転割合と、前記モータ電力と、前記各蓄電手段の電圧と、前記選択蓄電手段の決定信号と、前記モータ運転状態判断結果と、に基づいて、前記電源直列運転状態での一方の蓄電手段の最大充電電力を生成し、
前記モータ運転状態判断結果を用いて、前記電力指令と前記最大充電電力の大きさを比較して、充電電力指令比較結果を取得し、
前記充電電力指令比較結果、前記選択蓄電手段の決定信号、前記電力指令、前記モータ電力、前記各蓄電手段の電圧、前記モータ運転状態判断結果に基づいて、最終運転割合指令を生成することを特徴とする電力変換装置の制御方法。
【請求項２３】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の電力変換装置の制御方法において、前記最終運転割合を生成する処理は、
前記選択運転状態と、前記選択蓄電手段の決定信号と、前記各蓄電手段の電圧と、前記電圧指令の振幅と、に基づいて、前記電源直列運転状態の最大運転割合を生成し、
前記最大運転割合と、前記モータ電力と、前記各蓄電手段の電圧と、前記選択蓄電手段の決定信号と、前記モータ運転状態判断結果と、に基づいて、前記電源直列運転状態での一方の蓄電手段の最大放電電力を生成し、
前記モータ運転状態判断結果を用いて、前記電力指令と前記最大放電電力の大きさを比較して、放電電力指令比較結果を取得し、
前記放電電力指令比較結果、前記選択蓄電手段の決定信号、前記電力指令、前記モータ電力、前記各蓄電手段の電圧、前記モータ運転状態判断結果に基づいて、最終運転割合指令を生成することを特徴とする電力変換装置の制御方法。
【請求項２４】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の電力変換装置の制御方法において、
前記制御周期は、前記最終運転割合、及びモータの駆動電圧を、ＰＷＭ出力する搬送波周期により決定することを特徴とする電力変換装置の制御方法。
【請求項１】
第１の蓄電手段と、該第１の蓄電手段とは出力電圧が異なる第２の蓄電手段と、を備えた電力変換装置を制御する制御方法であって、
前記各蓄電手段の、低電位側または高電位側のうちの一方の電極が共通電力線にて接続され、且つ、前記共通電力線とモータがグランドスイッチを介して接続され、
更に、前記第１の蓄電手段の、低電位側または高電位側のうちの他方の電極と前記モータとが第１スイッチを介して接続され、且つ、前記第２の蓄電手段の、低電位側または高電位側のうちの他方の電極と前記モータとが第２スイッチを介して接続され、
前記第１スイッチ、及び第２スイッチを制御する制御手段は、少なくとも１回の制御周期期間で、前記グランドスイッチを遮断すると共に、
前記第１の蓄電手段及び第２の蓄電手段の各出力電力を指令する電力指令と、前記第１の蓄電手段及び第２の蓄電手段の各出力電圧と、電圧指令と、モータ電力とに基づき、前記第１スイッチ、第２スイッチの双方をオン、オフ操作する電源直列運転状態で前記モータの駆動電圧を出力することを特徴とする電力変換装置の制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の電力変換装置の制御方法において、
前記制御手段が、前記グランドスイッチをオンとし、且つ、前記第１スイッチ、または第２スイッチのいずれか一方をオン・オフ操作することにより、前記モータに電圧を供給する電源単独運転状態を備え、
前記制御手段は、前記電力指令と、前記第１の蓄電手段及び第２の蓄電手段の各出力電圧と、前記電圧指令と、前記モータ電力に基づいて、前記電源直列運転状態、または前記電源単独運転状態を切り換えて前記モータの駆動電圧を出力することを特徴とする電力変換装置の制御方法。
【請求項３】
請求項１または２のいずれかに記載の電力変換装置の制御方法において、
前記制御手段は、前記電源直列運転状態のときには、前記モータが正トルクの場合に、前記第１の蓄電手段と前記第２の蓄電手段のうち、電圧の高い方の蓄電手段が放電、電圧の低い方の蓄電手段が充電を行うことを特徴とする電力変換装置の制御方法。
【請求項４】
請求項１または２のいずれかに記載の電力変換装置の制御方法において、
前記制御手段は、前記電源直列運転状態のときには、前記モータが負トルクの場合に、前記第１の蓄電手段と前記第２の蓄電手段のうち、電圧が低い方の蓄電手段が放電、電圧が高い方の蓄電手段が充電を行うことを特徴とする電力変換装置の制御方法。
【請求項５】
請求項３または４のいずれかに記載の電力変換装置の制御方法において、
前記制御手段は、
前記電圧指令と、前記電力指令と、前記第１蓄電手段及び第２蓄電手段の各出力電圧と、に基づき、前記電源直列運転状態及び前記電源単独運転状態の運転割合を生成し、
前記運転割合と前記電圧指令に基づいて、前記電源直列運転状態及び前記電源単独運転状態に対応した複数の電圧指令からなる電圧指令群を生成し、
前記電圧指令群に基づいて、前記各運転状態に対応した前記第１スイッチ、第２スイッチ、及びグランドスイッチのうちの少なくとも一つを駆動し、前記電圧指令群に応じたパルス状電圧を生成することを特徴とする電力変換装置の制御方法。
【請求項６】
請求項５に記載の電力変換装置の制御方法において、
前記制御手段は、前記運転割合を生成する際に、
前記第１の蓄電手段及び第２の蓄電手段の各電圧と、前記モータ電力とに基づき、前記電源直列運転状態のみで駆動した場合の移動電力を生成し、
前記モータ電力が正トルクであるか、或いは負トルクであるかを判断してモータ運転状態判断結果を取得し、
前記移動電力、及び前記モータ運転状態判断結果に基づいて、各蓄電手段の電力指令の大きさを比較し、
前記第１の蓄電手段及び第２の蓄電手段の電圧と、前記電圧指令の振幅に基づいて、前記各蓄電手段の電圧を比較して電圧状態を取得し、
前記電力指令の大きさの比較結果と、前記モータ運転状態判断結果、及び、前記電圧状態に基づいて、前記モータを駆動するために使用する運転状態を選択し、この選択結果を選択運転状態として出力し、
前記電源単独運転状態が選択された場合に、前記第１の蓄電手段及び第２の蓄電手段のうち、使用する蓄電手段を選択した選択蓄電手段の決定信号を出力し、
前記選択運転状態と、前記選択蓄電手段の決定信号と、前記各蓄電手段の電圧と、前記モータ電力と、前記電圧指令の振幅と、前記電力指令、及び前記モータ運転状態判断結果に基づき、最終運転割合を生成すること、
を特徴とする電力変換装置の制御方法。
【請求項７】
請求項６に記載の電力変換装置の制御方法において、
前記各蓄電手段の電圧を比較して電圧状態を取得する処理は、前記各蓄電手段の電圧の差分と、前記電圧指令の振幅を２倍した値と、を比較することにより行われることを特徴とする電力変換装置の制御方法。
【請求項８】
請求項６に記載の電力変換装置の制御方法において、
前記各蓄電手段の電圧を比較して電圧状態を取得する処理は、前記各蓄電手段の電圧の差分を１／２倍した値と、前記電圧指令の振幅と、を比較することにより行われることを特徴とする電力変換装置の制御方法。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の電力変換装置の制御方法において、前記運転状態の選択、及び蓄電手段の選択は、
前記モータ運転状態判断手段結果が正トルクであり、
前記電圧状態の比較結果は、各蓄電手段電圧の差の方が、前記電圧指令の振幅の２倍よりも大きく、且つ、
前記各蓄電手段の電力指令の比較において、前記各蓄電手段に対応する各電力指令の方がともに、前記移動電力よりも大きいと判断した場合に、
前記電源直列運転状態と電源単独運転状態の双方を選択し、且つ、電源単独運転状態において、電圧の低い方の蓄電手段を選択することを特徴とする電力変換装置の制御方法。
【請求項１０】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の電力変換装置の制御方法において、前記運転状態の選択、及び蓄電手段の選択は、
前記モータ運転状態判断手段結果が正トルクであり、
前記電圧状態の比較結果は、各蓄電手段電圧の差の方が、前記電圧指令の振幅の２倍よりも大きく、且つ、
前記各蓄電手段の電力指令の比較において、前記各蓄電手段に対応する各電力指令と、前記移動電力とがほぼ同一であると判断した場合に、
前記電源直列運転状態のみを選択することを特徴とする電力変換装置の制御方法。
【請求項１１】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の電力変換装置の制御方法において、前記運転状態の選択、及び蓄電手段の選択は、
前記モータ運転状態判断手段結果が正トルクであり、
前記電圧状態の比較結果は、各蓄電手段電圧の差の方が、前記電圧指令の振幅の２倍よりも大きく、且つ、
前記各蓄電手段の電力指令の比較において、前記移動電力の方が前記各蓄電手段に対応する各電力指令よりも大きいと判断した場合に、
前記電源直列運転状態と電源単独運転状態の双方を選択し、且つ、電源単独運転状態において、電圧の高い方の蓄電手段を選択することを特徴とする電力変換装置の制御方法。
【請求項１２】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の電力変換装置の制御方法において、前記運転状態の選択、及び蓄電手段の選択は、
前記モータ運転状態判断手段結果が正トルクであり、
前記電圧状態の比較結果は、前記電圧指令の振幅の２倍の方が、各蓄電手段電圧の差よりも大きく、且つ、
前記各蓄電手段の電力指令の比較において、前記各蓄電手段に対応する各電力指令の方がともに、前記移動電力よりも大きいと判断した場合に、
前記電源直列運転状態と電源単独運転状態の双方を選択し、且つ、電源単独運転状態において、電圧の高い方の蓄電手段を選択することを特徴とする電力変換装置の制御方法。
【請求項１３】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の電力変換装置の制御方法において、前記運転状態の選択、及び蓄電手段の選択は、
前記モータ運転状態判断手段結果が正トルクであり、
前記電圧状態の比較結果は、前記電圧指令の振幅の２倍の方が、各蓄電手段電圧の差よりも大きく、且つ、
前記各蓄電手段の電力指令の比較において、前記各蓄電手段に対応する各電力指令と、前記移動電力とがほぼ同一であると判断した場合に、
前記電源単独運転状態を選択し、且つ、該電源単独運転状態において、電圧の高い方の蓄電手段と電圧の低い方の蓄電手段の双方を選択することを特徴とする電力変換装置の制御方法。
【請求項１４】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の電力変換装置の制御方法において、前記運転状態の選択、及び蓄電手段の選択は、
前記モータ運転状態判断手段結果が正トルクであり、
前記電圧状態の比較結果は、前記電圧指令の振幅の２倍の方が、各蓄電手段電圧の差よりも大きく、且つ、
前記各蓄電手段の電力指令の比較において、前記移動電力の方が前記各蓄電手段に対応する各電力指令よりも大きいと判断した場合に、
前記電源単独運転状態を選択し、且つ、該電源単独運転状態において、電圧の高い方の蓄電手段、及び電圧の低い方の蓄電手段の双方を選択することを特徴とする電力変換装置の制御方法。
【請求項１５】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の電力変換装置の制御方法において、前記運転状態の選択、及び蓄電手段の選択は、
前記モータ運転状態判断手段結果が負トルクであり、
前記電圧状態の比較結果は、各蓄電手段電圧の差の方が、前記電圧指令の振幅の２倍よりも大きく、且つ、
前記各蓄電手段の電力指令の比較において、前記各蓄電手段に対応する各電力指令の方がともに、前記移動電力よりも大きいと判断した場合に、
前記電源直列運転状態と電源単独運転状態の双方を選択し、且つ、電源単独運転状態において、電圧の低い方の蓄電手段を選択することを特徴とする電力変換装置の制御方法。
【請求項１６】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の電力変換装置の制御方法において、前記運転状態の選択、及び蓄電手段の選択は、
前記モータ運転状態判断手段結果が負トルクであり、
前記電圧状態の比較結果は、各蓄電手段電圧の差の方が、前記電圧指令の振幅の２倍よりも大きく、且つ、
前記各蓄電手段の電力指令の比較において、前記各蓄電手段に対応する各電力指令と、前記移動電力とがほぼ同一であると判断した場合に、
前記電源直列運転状態のみを選択することを特徴とする電力変換装置の制御方法。
【請求項１７】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の電力変換装置の制御方法において、前記運転状態の選択、及び蓄電手段の選択は、
前記モータ運転状態判断手段結果が負トルクであり、
前記電圧状態の比較結果は、各蓄電手段電圧の差の方が、前記電圧指令の振幅の２倍よりも大きく、且つ、
前記各蓄電手段の電力指令の比較において、前記移動電力の方が前記各蓄電手段に対応する各電力指令よりも大きいと判断した場合に、
前記電源直列運転状態と電源単独運転状態の双方を選択し、且つ、電源単独運転状態において、電圧の低い方の蓄電手段を選択することを特徴とする電力変換装置の制御方法。
【請求項１８】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の電力変換装置の制御方法において、前記運転状態の選択、及び蓄電手段の選択は、
前記モータ運転状態判断手段結果が負トルクであり、
前記電圧状態の比較結果は、前記電圧指令の振幅の２倍の方が、各蓄電手段電圧の差よりも大きく、且つ、
前記各蓄電手段の電力指令の比較において、前記各蓄電手段に対応する各電力指令の方がともに、前記移動電力よりも大きいと判断した場合に、
前記電源直列運転状態と電源単独運転状態の双方を選択し、且つ、電源単独運転状態において、電圧の低い方の蓄電手段を選択することを特徴とする電力変換装置の制御方法。
【請求項１９】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の電力変換装置の制御方法において、前記運転状態の選択、及び蓄電手段の選択は、
前記モータ運転状態判断手段結果が負トルクであり、
前記電圧状態の比較結果は、前記電圧指令の振幅の２倍の方が、各蓄電手段電圧の差よりも大きく、且つ、
前記各蓄電手段の電力指令の比較において、前記各蓄電手段に対応する各電力指令と、前記移動電力とがほぼ同一であると判断した場合に、
前記電源単独運転状態を選択し、且つ、該電源単独運転状態において、電圧の高い方の蓄電手段と電圧の低い方の蓄電手段の双方を選択することを特徴とする電力変換装置の制御方法。
【請求項２０】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の電力変換装置の制御方法において、前記運転状態の選択、及び蓄電手段の選択は、
前記モータ運転状態判断手段結果が負トルクであり、
前記電圧状態の比較結果は、前記電圧指令の振幅の２倍の方が、各蓄電手段電圧の差よりも大きく、且つ、
前記各蓄電手段の電力指令の比較において、前記移動電力の方が前記各蓄電手段に対応する各電力指令よりも大きいと判断した場合に、
前記電源単独運転状態を選択し、且つ、該電源単独運転状態において、電圧の高い方の蓄電手段、及び電圧の低い方の蓄電手段の双方を選択することを特徴とする電力変換装置の制御方法。
【請求項２１】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の電力変換装置の制御方法において、前記最終運転割合を生成する処理は、
前記選択運転状態と、前記選択蓄電手段の決定信号と、前記各蓄電手段の電圧と、前記電圧指令の振幅と、に基づいて、前記電源直列運転状態の最大運転割合を生成し、
前記電力指令と、前記モータ電力と、前記各蓄電手段の電圧と、前記選択運転状態と、前記選択蓄電手段の決定信号、及び、前記モータ運転状態判断結果に基づき、前記電源直列運転状態の必要運転割合指令を生成し、
更に、前記最大運転割合と、前記必要運転割合指令とを比較して、運転割合比較結果を取得し、
前記運転割合比較結果と、前記各蓄電手段の電圧と、前記モータ電力と、前記電力指令に基づいて、最終運転割合を生成することを特徴とする電力変換装置の制御方法。
【請求項２２】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の電力変換装置の制御方法において、前記最終運転割合を生成する処理は、
前記選択運転状態と、前記選択蓄電手段の決定信号と、前記各蓄電手段の電圧と、前記電圧指令の振幅と、に基づいて、前記電源直列運転状態の最大運転割合を生成し、
前記最大運転割合と、前記モータ電力と、前記各蓄電手段の電圧と、前記選択蓄電手段の決定信号と、前記モータ運転状態判断結果と、に基づいて、前記電源直列運転状態での一方の蓄電手段の最大充電電力を生成し、
前記モータ運転状態判断結果を用いて、前記電力指令と前記最大充電電力の大きさを比較して、充電電力指令比較結果を取得し、
前記充電電力指令比較結果、前記選択蓄電手段の決定信号、前記電力指令、前記モータ電力、前記各蓄電手段の電圧、前記モータ運転状態判断結果に基づいて、最終運転割合指令を生成することを特徴とする電力変換装置の制御方法。
【請求項２３】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の電力変換装置の制御方法において、前記最終運転割合を生成する処理は、
前記選択運転状態と、前記選択蓄電手段の決定信号と、前記各蓄電手段の電圧と、前記電圧指令の振幅と、に基づいて、前記電源直列運転状態の最大運転割合を生成し、
前記最大運転割合と、前記モータ電力と、前記各蓄電手段の電圧と、前記選択蓄電手段の決定信号と、前記モータ運転状態判断結果と、に基づいて、前記電源直列運転状態での一方の蓄電手段の最大放電電力を生成し、
前記モータ運転状態判断結果を用いて、前記電力指令と前記最大放電電力の大きさを比較して、放電電力指令比較結果を取得し、
前記放電電力指令比較結果、前記選択蓄電手段の決定信号、前記電力指令、前記モータ電力、前記各蓄電手段の電圧、前記モータ運転状態判断結果に基づいて、最終運転割合指令を生成することを特徴とする電力変換装置の制御方法。
【請求項２４】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の電力変換装置の制御方法において、
前記制御周期は、前記最終運転割合、及びモータの駆動電圧を、ＰＷＭ出力する搬送波周期により決定することを特徴とする電力変換装置の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１０−１７８５３４（Ｐ２０１０−１７８５３４Ａ）
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９７３０（Ｐ２００９−１９７３０）
【出願日】平成２１年１月３０日（２００９．１．３０）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月３０日（２００９．１．３０）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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