電動車両およびその電圧制御方法
【課題】車両の動特性を確保した上で昇圧回路のリアクトル電流におけるリプル成分を小さくする。
【解決手段】アクセル開度Ａｃｃが１００％より若干小さい所定開度Ａｒｅｆ未満であり且つ車速Ｖが最高車速より若干小さい所定車速Ｖｒｅｆ未満であるときに、昇圧比Ｄｕｔｙが値０．５±αの範囲外となるときには高電圧系電圧ＶＨがモータ駆動に応じた目標電圧ＶＨ＊となるよう昇圧コンバータを制御し、昇圧比Ｄｕｔｙが値０．５±αの範囲内となるときには値０．５±αの範囲を上回る最小値を目標電圧ＶＨ＊として再設定し（Ｓ１６０）、高電圧系電圧ＶＨが再設定した目標電圧ＶＨ＊となるよう昇圧コンバータを制御する。これにより、リアクトル電流のリプル成分が大きく範囲となるのを抑制することができ、リアクトルに生じる発熱や振動・騒音を抑制することができる。
【解決手段】アクセル開度Ａｃｃが１００％より若干小さい所定開度Ａｒｅｆ未満であり且つ車速Ｖが最高車速より若干小さい所定車速Ｖｒｅｆ未満であるときに、昇圧比Ｄｕｔｙが値０．５±αの範囲外となるときには高電圧系電圧ＶＨがモータ駆動に応じた目標電圧ＶＨ＊となるよう昇圧コンバータを制御し、昇圧比Ｄｕｔｙが値０．５±αの範囲内となるときには値０．５±αの範囲を上回る最小値を目標電圧ＶＨ＊として再設定し（Ｓ１６０）、高電圧系電圧ＶＨが再設定した目標電圧ＶＨ＊となるよう昇圧コンバータを制御する。これにより、リアクトル電流のリプル成分が大きく範囲となるのを抑制することができ、リアクトルに生じる発熱や振動・騒音を抑制することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車両およびその電圧制御方法に関し、詳しくは、走行用の動力を入出力する電動機と、二次電池と、二次電池が接続された電池電圧系と電動機が接続された駆動電圧系とに接続され駆動電圧系の電圧を電池電圧系の電圧以上に調整する電圧調整手段と、を備える電動車両およびこうした電動車両の駆動電圧系における電圧制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術としては、蓄電池と、蓄電池の電圧を昇圧する昇圧回路と、昇圧された直流電圧を交流電圧に変換するインバータと、昇圧された直流電圧の変動を抑制するように昇圧回路を閉ループ制御する電圧制御部と、を備え、電圧制御部の応答時定数を交流電圧の周期の１倍以上としたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この技術では、閉ループ制御の応答時定数を長くとることによって、交流電圧の周波数変動に対する過度な反応を鈍化させ、蓄電池のリプル電流を低減している。
【０００３】
また、バッテリと、バッテリの電圧を昇圧する昇圧コンバータと、昇圧後の直流電圧を三相交流電圧に変換するインバータと、を備え、冷却系の異常時には、昇圧後の電圧が低下するように昇圧コンバータとインバータとを制御すると共に車両の走行速度を制限するものも提案されている（例えば、特許文献２参照）。この技術では、昇圧後の電圧を低下して昇圧コンバータのリアクトルに流れる電流の直流成分とリプル成分を共に抑制することによって、リアクトルの発熱を抑制し、リアクトルが過熱により損傷するのを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１４８１６４号公報
【特許文献２】特開２００９−１７１７６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
二次電池の電圧を昇圧して電動機に供給する昇圧回路を備える電動車両では、冷却系の小型化や車両における振動や騒音の抑制あるいは燃費の改善などの理由により、昇圧回路のリアクトルの発熱や振動・騒音を抑制するのが好ましい。このため、車両の動特性を確保した上でリアクトルの発熱や振動・騒音を生じさせるリアクトル電流のリプル成分を小さくすることが望まれる。
【０００６】
本発明の電動車両およびその電圧制御方法は、車両の動特性を確保した上で昇圧回路のリアクトル電流におけるリプル成分を小さくすることを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の電動車両およびその電圧制御方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００８】
本発明の電動車両は、
走行用の動力を入出力する電動機と、二次電池と、リアクトルとスイッチング素子とを有し前記二次電池が接続された電池電圧系の電圧を昇圧して前記電動機が接続された駆動電圧系に供給する昇圧回路と、前記駆動電圧系の電圧が車両の運転条件に応じた目標電圧となるよう前記昇圧回路のスイッチング素子を制御する電圧制御手段と、を備える電動車両において、
前記電圧制御手段は、アクセル開度が１００％より若干小さい所定開度以上である条件と車速が車両の最高車速より若干小さい所定車速以上である条件との双方が成立していない通常運転条件のときには、前記駆動電圧系の電圧をＶＨ，前記電池電圧系の電圧をＶＬとしたときに（ＶＨ−ＶＬ）／ＶＨとして計算される昇圧比が値０．５を含む所定範囲外となるよう前記昇圧回路のスイッチング素子を制御する手段である、
ことを特徴とする。
【０００９】
この本発明の電動車両では、アクセル開度が１００％より若干小さい所定開度以上である条件と車速が車両の最高車速より若干小さい所定車速以上である条件との双方が成立していない通常運転条件のときには、電動機が接続された駆動電圧系の電圧をＶＨ，二次電池が接続された電池電圧系の電圧をＶＬとしたときに（ＶＨ−ＶＬ）／ＶＨとして計算される昇圧比が値０．５を含む所定範囲外となるよう昇圧回路のスイッチング素子を制御する。リアクトルに流れるリプル成分の大きさΔＩは、リアクトルのインダクタンスをＬ、スイッチング素子のスイッチングの際の周波数（キャリア周波数）をｆｃとすると、次式（１）により計算され、昇圧比が値０．５のときに最大となる。前述したように、リアクトル電流のリプル成分が大きいと、リアクトルの発熱や振動・騒音を生じさせるから、昇圧比が値０．５を含む所定範囲外となるよう昇圧回路のスイッチング素子を制御することにより、リアクトル電流のリプル成分が最大とならない範囲で昇圧することができ、リアクトルの発熱や振動・騒音を抑制することができる。もとより、通常運転条件ではないとき、即ち、アクセル開度が１００％より若干小さい所定開度以上である条件が成立しているときや車速が車両の最高車速より若干小さい所定車速以上である条件が成立しているときには、昇圧比が値０．５を含む所定範囲外となるよう昇圧回路のスイッチング素子を制御することは行なわれないから、何ら制限されることなく電池電圧系の電圧を昇圧して駆動電圧系に供給することができ、車両の動特性を確保することができる。
【００１０】
【数１】
【００１１】
こうした本発明の電動車両において、前記電圧制御手段は、前記通常運転条件のときに前記駆動電圧系の電圧を前記目標電圧とすると前記昇圧比が前記所定範囲内となるときには、前記駆動電圧系の電圧が前記目標電圧より高く且つ前記所定範囲外となるよう前記昇圧回路のスイッチング素子を制御する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、昇圧比が値０．５を含む所定範囲外とすることができると共に電動機の駆動制御を余裕をもって行なうことができる。
【００１２】
また、本発明の電動車両において、前記昇圧回路は、前記駆動電圧系の負極母線であると共に前記電池電圧系の負極母線である負極母線と前記駆動電圧系の正極母線とに直列に接続された二つのスイッチング素子と、前記電池電圧系の正極母線と前記二つのスイッチング素子の中間接続点とに接続されたリアクトルと、を有する回路である、ものとすることもできる。
【００１３】
本発明の電動車両の電圧制御方法は、
走行用の動力を入出力する電動機と、二次電池と、リアクトルとスイッチング素子とを有し前記二次電池が接続された電池電圧系の電圧を昇圧して前記電動機が接続された駆動電圧系に供給する昇圧回路と、を備え、前記駆動電圧系の電圧が車両の運転条件に応じた目標電圧となるよう前記昇圧回路のスイッチング素子を制御する電動車両の電圧制御方法において、
アクセル開度が１００％より若干小さい所定開度以上である条件と車速が車両の最高車速より若干小さい所定車速以上である条件との双方が成立していない通常運転条件のときには、前記駆動電圧系の電圧をＶＨ，前記電池電圧系の電圧をＶＬとしたときに（ＶＨ−ＶＬ）／ＶＨとして計算される昇圧比が値０．５を含む所定範囲外となるよう前記昇圧回路のスイッチング素子を制御する、
ことを特徴とする。
【００１４】
この本発明の電動車両の電圧制御方法では、アクセル開度が１００％より若干小さい所定開度以上である条件と車速が車両の最高車速より若干小さい所定車速以上である条件との双方が成立していない通常運転条件のときには、電動機が接続された駆動電圧系の電圧をＶＨ，二次電池が接続された電池電圧系の電圧をＶＬとしたときに（ＶＨ−ＶＬ）／ＶＨとして計算される昇圧比が値０．５を含む所定範囲外となるよう昇圧回路のスイッチング素子を制御する。リアクトルに流れるリプル成分の大きさΔＩは、上述した式（１）により計算され、昇圧比が値０．５のときに最大となり、リアクトル電流のリプル成分が大きいときにリアクトルの発熱や振動・騒音を生じさせるから、昇圧比が値０．５を含む所定範囲外となるよう昇圧回路のスイッチング素子を制御することにより、リアクトルの発熱や振動・騒音を抑制することができる。もとより、通常運転条件ではないとき、即ち、アクセル開度が１００％より若干小さい所定開度以上である条件が成立しているときや車速が車両の最高車速より若干小さい所定車速以上である条件が成立しているときには、昇圧比が値０．５を含む所定範囲外となるよう昇圧回路のスイッチング素子を制御することは行なわれないから、何ら制限されることなく電池電圧系の電圧を昇圧して駆動電圧系に供給することができ、車両の動特性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】モータＭＧ１，ＭＧ２を含む電機駆動系の構成の概略を示す構成図である。
【図３】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される昇圧制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図４】昇圧比Ｄｕｔｙとリプル成分ΔＩとの関係を示す説明図である。
【図５】車速Ｖと昇圧比Ｄｕｔｙとの時間変化の一例を示す説明図である。
【図６】変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【図７】変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
【図８】変形例のハイブリッド自動車３２０の構成の概略を示す構成図である。
【図９】変形例の電機自動車４２０の構成の概略を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１７】
図１は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、ガソリンや軽油などを燃料とするエンジン２２と、エンジン２２を駆動制御するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４と、エンジン２２のクランクシャフト２６にキャリアが接続されると共に駆動輪６３ａ，６３ｂにデファレンシャルギヤ６２を介して連結された駆動軸３２にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ３０と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されたモータＭＧ１と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が駆動軸３２に接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータ４１，４２と、インバータ４１，４２をスイッチング制御することによってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０と、例えばリチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ５０と、バッテリ５０を管理するバッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２と、インバータ４１，４２が接続された電力ライン（以下、高電圧系電力ラインという）５４ａとバッテリ５０が接続された電力ライン（以下、電池電圧系電力ラインという）５４ｂとに接続されて高電圧系電力ライン５４ａの電圧ＶＨを電池電圧系電力ライン５４ｂの電圧ＶＬから最大許容電圧ＶＨｍａｘの範囲内で調節すると共に高電圧系電力ライン５４ａと低電圧系電力ライン５４ｂとの間で電力のやりとりを行なう昇圧コンバータ５５と、車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット７０と、を備える。ここで、最大許容電圧ＶＨｍａｘは、後述のコンデンサ５７の耐圧よりも若干低い値などを用いることができる。
【００１８】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも永久磁石が埋め込まれたロータと三相コイルが巻回されたステータとを備える周知の同期発電電動機として構成されている。インバータ４１，４２は、図２のモータＭＧ１，ＭＧ２を含む電機駆動系の構成図に示すように、６つのトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜２６と、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６に逆方向に並列接続された６つのダイオードＤ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６と、により構成されている。トランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６は、それぞれ高電圧系電力ライン５４ａの正極母線と負極母線とに対してソース側とシンク側になるよう２個ずつペアで配置されており、対となるトランジスタ同士の接続点の各々にモータＭＧ１，ＭＧ２の三相コイル（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の各々が接続されている。したがって、高電圧系電力ライン５４ａの正極母線と負極母線との間に電圧が作用している状態で対をなすトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６のオン時間の割合を制御することにより三相コイルに回転磁界を形成でき、モータＭＧ１，ＭＧ２を回転駆動することができる。インバータ４１，４２は、高電圧系電力ライン５４ａの正極母線と負極母線とを共用しているから、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータに供給することができる。高電圧系電力ライン５４ａの正極母線と負極母線とには平滑用のコンデンサ５７が接続されている。
【００１９】
モータＥＣＵ４０は、図示しないＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他にＲＯＭやＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流，インバータ４１，４２に取り付けられた図示しない温度センサからのインバータ温度などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜２６へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。
【００２０】
昇圧コンバータ５５は、図２に示すように、２つのトランジスタＴ３１，Ｔ３２とトランジスタＴ３１，Ｔ３２に逆方向に並列接続された２つのダイオードＤ３１，Ｄ３２とリアクトルＬとからなる昇圧コンバータとして構成されている。２つのトランジスタＴ３１，Ｔ３２は、それぞれ高電圧系電力ライン５４ａの正極母線と高電圧系電力ライン５４ａおよび電池電圧系電力ライン５４ｂの負極母線とに接続されており、その接続点にリアクトルＬが接続されている。また、リアクトルＬと高電圧系電力ライン５４ａおよび電池電圧系電力ライン５４ｂの負極母線とにはそれぞれ高圧バッテリ５０の正極端子と負極端子とが接続されている。したがって、トランジスタＴ３１，Ｔ３２をオンオフ制御することにより、電池電圧系電力ライン５４ｂの電力を昇圧して高電圧系電力ライン５４ａに供給したり、高電圧系電力ライン５４ａの電力を降圧して電池電圧系電力ライン５４ｂに供給したりすることができる。リアクトルＬと高電圧系電力ライン５４ａおよび電池電圧系電力ライン５４ｂの負極母線とには平滑用のコンデンサ５８が接続されている。
【００２１】
バッテリＥＣＵ５２は、図示しないＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他にＲＯＭやＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電池電圧系電力ライン５４ｂに取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度などが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）を演算したり、演算した残容量（ＳＯＣ）と電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。
【００２２】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、コンデンサ５７の端子間に取り付けられた電圧センサ５７ａからのコンデンサ５７の電圧（高電圧系電力ライン５４ａの電圧）ＶＨやコンデンサ５８の端子間に取り付けられた電圧センサ５８ａからのコンデンサ５８の電圧（電池電圧系電力ライン５４ｂの電圧）ＶＬ，イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバーの操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダルの踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、昇圧コンバータ５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００２３】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３２に出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力が駆動軸３２に出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてがプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されて駆動軸３２に出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部がプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力が駆動軸３２に出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力を駆動軸３２に出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。なお、トルク変換運転モードと充放電運転モードは、いずれもエンジン２２の運転を伴って要求動力が駆動軸３２に出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するモードであるから、両者を合わせてエンジン運転モードとして考えることができる。
【００２４】
エンジン運転モードでは、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃと車速センサ８８からの車速Ｖとに基づいて駆動軸３２に出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定し、設定した要求トルクＴｒ＊に駆動軸３２の回転数Ｎｒ（例えば、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２や車速Ｖに換算係数を乗じて得られる回転数）を乗じて走行に要求される走行用パワーＰｄｒｖ＊を計算すると共に計算した走行用パワーＰｄｒｖ＊からバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて得られるバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を減じてエンジン２２から出力すべきパワーとしての要求パワーＰｅ＊を設定し、要求パワーＰｅ＊を効率よくエンジン２２から出力することができるエンジン２２の回転数ＮｅとトルクＴｅとの関係としての動作ライン（例えば燃費最適動作ライン）を用いてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定し、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊で回転させるための回転数フィードバック制御によりモータＭＧ１から出力すべきトルクとしてのトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共にモータＭＧ１をトルク指令Ｔｍ１＊で駆動したときにプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３２に作用するトルクを要求トルクＴｒ＊から減じてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とについてはエンジンＥＣＵ２４に送信し、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に送信する。そして、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによってエンジン２２が運転されるようエンジン２２における吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などを行なう。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようインバータ４１，４２のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６のスイッチング制御を行なう。このエンジン運転モードでは、エンジン２２の要求パワーＰｅ＊がエンジン２２を効率よく運転するためにエンジン２２を運転停止した方がよいとして定められた閾値Ｐｓｔｏｐ未満に至ったときなどに、エンジン２２の運転を停止してモータ運転モードに移行する。
【００２５】
モータ運転モードでは、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３２に出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊が駆動軸３２に出力されるようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してこれらをモータＥＣＵ４０に送信する。そして、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようインバータ４１，４２のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜２６のスイッチング制御を行なう。このモータ運転モードでは、要求トルクＴｒ＊に駆動軸３２の回転数Ｎｒを乗じて得られる走行用パワーＰｄｒｖ＊からバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊を減じて得られるエンジン２２の要求パワーＰｅ＊がエンジン２２を効率よく運転するためにエンジン２２を始動した方がよいとして定められた閾値Ｐｓｔａｒｔ以上に至ったときなどに、エンジン２２を始動してエンジン運転モードに移行する。
【００２６】
ここで、インバータ４１，４２のスイッチング制御について説明する。実施例では、モータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２とトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊とに基づいてそれぞれ複数の制御モードから１つの制御モードを選択してインバータ４１，４２をスイッチング制御する。ここで、インバータ４１，４２の制御モードは、それぞれ、図示しないマップにより、モータの回転数およびトルクが低い領域から順に、三角波比較によるパルス幅変調（ＰＷＭ）制御における三角波の振幅以下の振幅で正弦波状の出力電圧指令値を生成して変換した擬似的三相交流電圧としてのＰＷＭ信号でインバータをスイッチングする正弦波制御モード，三角波の振幅を超えた振幅で正弦波状の出力電圧指令値を生成して変換した過変調電圧としてのＰＷＭ信号でインバータをスイッチングする過変調制御モード，トルク指令に応じた電圧位相の矩形波電圧でインバータをスイッチングする矩形波制御モード，が選択されるように予め定められている。モータＭＧ１，ＭＧ２やインバータ４１，４２の特性として、矩形波制御モード，過変調制御モード，正弦波制御モードの順で、モータＭＧ１，ＭＧ２の出力応答性や制御性が良くなり、出力可能なトルクが小さくなり、インバータ４１，４２のスイッチング損失などの損失が大きくなることが分かっているから、低回転数低トルクの領域では、正弦波制御モードでインバータ４１，４２を制御することにより、モータＭＧ１，ＭＧ２の出力応答性や制御性を良くすることができ、高回転数高トルク領域では、矩形波制御モードを用いてインバータ４１，４２を制御することにより、より大きなトルクを出力可能とすると共にインバータ４１，４２のスイッチング損失などの損失を低減することができる。
【００２７】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、高電圧系電力ライン５４の電圧ＶＨを上昇させる際の昇圧制御について説明する。図３は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される昇圧制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００２８】
昇圧制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８８からの車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊や回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，電圧センサ５８ａからの低電圧系電圧ＶＬ，電圧センサ５７ａからの高電圧系電圧ＶＨなど制御に必要なデータを入力する（ステップＳ１００）。ここで、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されたモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて演算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。また、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊は、上述の駆動制御の処理で設定されたものを入力するものとした。
【００２９】
こうしてデータを入力すると、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊と回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２とに基づいて高電圧系電力ライン５４ａの目標電圧ＶＨ＊を設定すると共に（ステップＳ１１０）、高電圧系電圧ＶＨを設定した目標電圧ＶＨ＊としたときの昇圧比Ｄｕｔｙを次式（２）により計算する（ステップＳ１２０）。ここで、高電圧系電力ライン５４ａの目標電圧ＶＨ＊は、実施例では、モータＭＧ１の目標動作点（トルク指令Ｔｍ１＊，回転数Ｎｍ１）でモータＭＧ１を駆動できる電圧とモータＭＧ２の目標動作点（トルク指令Ｔｍ２＊，回転数Ｎｍ２）でモータＭＧ２を駆動できる電圧とのうち大きい方の電圧を設定するものとした。
【００３０】
【数２】
【００３１】
次に、アクセル開度Ａｃｃが１００％より若干小さい開度として予め設定された所定開度Ａｒｅｆ（例えば、９０％や９５％など）未満であるか否か（ステップＳ１３０）、車速Ｖがこの車両の最高車速として予め設定された車速より若干小さい車速として予め定められた所定車速Ｖｒｅｆ（例えば最高車速が１８０ｋｍ／ｈであれば１７０ｋｍ／ｈや１７５ｋｍ／ｈなど）未満であるか否か（ステップＳ１４０）、を判定する。アクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａｒｅｆ以上のときは運転者が車両を最大加速度かその近傍の加速度で加速しようとしているときであり、車速Ｖが所定車速Ｖｒｅｆ以上のときは車両が最高車速近傍で走行しているときであることから、双方ともモータＭＧ１，ＭＧ２から大きなトルク出力が要求されているときであると判断し、高電圧系電圧ＶＨが設定した目標電圧ＶＨ＊となるよう昇圧コンバータ５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２のスイッチング制御を行なって（ステップＳ１７０）、本ルーチンを終了する。これらの場合、目標電圧ＶＨ＊には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するのに必要な値が設定されているから、高電圧系電圧ＶＨを目標電圧ＶＨ＊とすることにより、運転者の要求する走行を行なうことができる。
【００３２】
一方、アクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａｒｅｆ未満で且つ車速Ｖが所定車速Ｖｒｅｆ未満のときには、車両の運転状態としては最大加速度が要求されていたり最高車速による走行が要求されていたりする特殊な運転条件ではく、通常の運転条件であると判断し、設定した目標電圧ＶＨ＊を用いて計算した昇圧比Ｄｕｔｙが値０．５プラスマイナスαの範囲内であるか否かを判定し（ステップＳ１５０）、昇圧比Ｄｕｔｙが値０．５プラスマイナスαの範囲外であるときには、高電圧系電圧ＶＨが設定した目標電圧ＶＨ＊となるよう昇圧コンバータ５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２のスイッチング制御を行なって（ステップＳ１７０）、本ルーチンを終了する。昇圧コンバータ５５のリアクトルＬに流れる電流（リアクトル電流）のリプル成分の大きさΔＩ（以下、リプル成分ΔＩと略す）は、昇圧コンバータ５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２のスイッチングの周波数（キャリア周波数）をｆｃとすると、次式（３）により計算することができる。昇圧比Ｄｕｔｙは上述した式（２）により定義されているから、昇圧比Ｄｕｔｙとリプル成分ΔＩとの関係を示せば図４のようになり、昇圧比Ｄｕｔｙが値０．５のときにリプル成分ΔＩが最大となる。リプル成分ΔＩは、大きいとリアクトルＬの発熱や振動・騒音が大きくなるため、ステップＳ１５０の昇圧比Ｄｕｔｙが値０．５プラスマイナスαの範囲内であるか否かを判定する処理は、リアクトルＬに生じる発熱や振動・騒音が大きい範囲であるか否かを判定する処理と考えることができる。したがって、圧比Ｄｕｔｙが値０．５プラスマイナスαの範囲外であるときは、リアクトルＬに生じる発熱や振動・騒音が大きい範囲ではないと判断して、ステップＳ１１０で設定した目標電圧ＶＨ＊を用いて昇圧コンバータ５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２のスイッチング制御を行なうのである。なお、「α」は、例えば値０．０３や値０．０５，値０．０７などを用いることができる。
【００３３】
【数３】
【００３４】
ステップＳ１５０で昇圧比Ｄｕｔｙが値０．５プラスマイナスαの範囲内であると判定されたときには、高電圧系電圧ＶＨを目標電圧ＶＨ＊にするとリアクトルＬに生じる発熱や振動・騒音が大きい範囲となると判断し、目標電圧ＶＨ＊を、モータＭＧ１，ＭＧ２の駆動に応じた値（ステップＳ１２０で設定した目標電圧ＶＨ＊）より大きく且つ昇圧比Ｄｕｔｙが値０．５プラスマイナスαの範囲外となるよう、即ち、昇圧比Ｄｕｔｙが値０．５プラスマイナスαの範囲を上回る最小値となるよう次式（４）によって再設定し（ステップＳ１６０）、高電圧系電圧ＶＨが再設定した目標電圧ＶＨ＊となるよう昇圧コンバータ５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２のスイッチング制御を行なって（ステップＳ１７０）、本ルーチンを終了する。このように昇圧比Ｄｕｔｙが値０．５プラスマイナスαの範囲内となるときには、昇圧比Ｄｕｔｙが値０．５プラスマイナスαの範囲を上回る最小値となるよう目標電圧ＶＨ＊を設定して高電圧系電圧ＶＨを制御することにより、リアクトルＬに生じる発熱や振動・騒音を抑制することができる。また、再設定する目標電圧ＶＨ＊はモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動に応じた値（ステップＳ１２０で設定した目標電圧ＶＨ＊）より大きく設定されるから、モータＭＧ１，ＭＧ２の駆動制御については何ら支障を生じさせることがない。
【００３５】
【数４】
【００３６】
図５は、車速Ｖと昇圧比Ｄｕｔｙとの時間変化の一例を示す説明図である。図示するように、運転者がアクセルペダルをある程度踏み込んで発進し、車速Ｖがある程度大きくなる時間Ｔ１までは、昇圧比Ｄｕｔｙが値０．５プラスマイナスαの範囲を下回るため、モータＭＧ１，ＭＧ２の駆動に応じた目標電圧ＶＨ＊（ステップＳ１２０で設定した目標電圧ＶＨ＊）により高電圧系電圧ＶＨは制御される。時間Ｔ１から運転者が更にアクセルペダルを踏み込んだことによる更なる加速度による加速途中の時間Ｔ２までは、昇圧比Ｄｕｔｙが値０．５プラスマイナスαの範囲内となるため、昇圧比Ｄｕｔｙが値０．５プラスマイナスαの範囲を上回る最小値となるよう目標電圧ＶＨ＊が設定され、この目標電圧ＶＨ＊により高電圧系電圧ＶＨが制御される。時間Ｔ２から時間Ｔ３では更に加速するが、昇圧比Ｄｕｔｙは値０．５プラスマイナスαの範囲を上回るため、モータＭＧ１，ＭＧ２の駆動に応じた目標電圧ＶＨ＊（ステップＳ１２０で設定した目標電圧ＶＨ＊）により高電圧系電圧ＶＨは制御される。運転者がアクセルペダルの踏み込みを戻して巡航走行に至った時間Ｔ３から運転者がアクセルペダルの踏み込みを戻してブレーキペダルを踏み込む時間Ｔ４までは、再び昇圧比Ｄｕｔｙが値０．５プラスマイナスαの範囲内となるため、昇圧比Ｄｕｔｙが値０．５プラスマイナスαの範囲を上回る最小値となるよう目標電圧ＶＨ＊が設定され、この目標電圧ＶＨ＊により高電圧系電圧ＶＨが制御される。時間Ｔ４以降は、昇圧比Ｄｕｔｙが値０．５プラスマイナスαの範囲を下回るため、モータＭＧ１，ＭＧ２の駆動に応じた目標電圧ＶＨ＊（ステップＳ１２０で設定した目標電圧ＶＨ＊）により高電圧系電圧ＶＨは制御される。
【００３７】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、アクセル開度Ａｃｃが１００％より若干小さい所定開度Ａｒｅｆ未満であり且つ車速Ｖが最高車速より若干小さい所定車速Ｖｒｅｆ未満である通常の運転条件のときに、目標電圧ＶＨ＊を用いた昇圧比Ｄｕｔｙが値０．５プラスマイナスαの範囲外となるときには高電圧系電圧ＶＨがモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動に応じて設定した目標電圧ＶＨ＊になるように昇圧コンバータ５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２をスイッチング制御し、目標電圧ＶＨ＊を用いた昇圧比Ｄｕｔｙが値０．５プラスマイナスαの範囲内となるときには値０．５プラスマイナスαの範囲を上回る最小値を目標電圧ＶＨ＊として再設定し、高電圧系電圧ＶＨが再設定した目標電圧ＶＨ＊になるように昇圧コンバータ５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２をスイッチング制御することにより、即ち、昇圧比Ｄｕｔｙが値０．５プラスマイナスαの範囲外となるようにすることにより、リアクトル電流のリプル成分ΔＩが大きくなる範囲としないようにして、昇圧コンバータ５５のリアクトルＬに生じる発熱や振動・騒音を抑制することができる。この結果、燃費の向上にも資することができる。しかも、再設定する目標電圧ＶＨ＊はモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動に応じて設定した値（ステップＳ１２０の目標電圧ＶＨ＊）より大きく設定されるから、モータＭＧ１，ＭＧ２の駆動制御については何ら支障を生じさせることがない。もとより、アクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａｒｅｆ以上であったり、車速Ｖが所定車速Ｖｒｅｆ以上であるときには、昇圧比Ｄｕｔｙに拘わらずに、高電圧系電圧ＶＨがモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動に応じて設定した目標電圧ＶＨ＊となるよう昇圧コンバータ５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２のスイッチング制御するから、車両の動特性を確保することができる。
【００３８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、アクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａｒｅｆ未満であり且つ車速Ｖが所定車速Ｖｒｅｆ未満である通常の運転条件のときに目標電圧ＶＨ＊を用いた昇圧比Ｄｕｔｙが値０．５プラスマイナスαの範囲内となるときには、値０．５プラスマイナスαの範囲を上回る最小値を目標電圧ＶＨ＊として再設定し、高電圧系電圧ＶＨが再設定した目標電圧ＶＨ＊になるように昇圧コンバータ５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２をスイッチング制御するものとしたが、目標電圧ＶＨ＊の再設定としては、値０．５プラスマイナスαの範囲を下回る最大値を目標電圧ＶＨ＊として設定するものとしてもよい。また、目標電圧ＶＨ＊を用いた昇圧比Ｄｕｔｙが値０．５以上のときには値０．５プラスマイナスαの範囲を上回る最小値を目標電圧ＶＨ＊として再設定し、目標電圧ＶＨ＊を用いた昇圧比Ｄｕｔｙが値０．５未満のときには値０．５プラスマイナスαの範囲を下回る最大値を目標電圧ＶＨ＊として再設定するものとしても構わない。
【００３９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２からの動力を駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された駆動軸３２に出力するものとしたが、図６の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２からの動力を駆動軸３２が接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された車軸）とは異なる車軸（図６における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に出力するものとしてもよい。
【００４０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２からの動力をプラネタリギヤ３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸３２に出力すると共にモータＭＧ２からの動力を駆動軸３２に出力するものとしたが、図７の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸に変速機２３０を介してモータＭＧを取り付け、モータＭＧの回転軸にクラッチ２２９を介してエンジン２２を接続する構成とし、エンジン２２からの動力をモータＭＧの回転軸と変速機２３０とを介して駆動軸に出力すると共にモータＭＧからの動力を変速機２３０を介して駆動軸に出力するものとしてもよい。また、図８の変形例のハイブリッド自動車３２０に例示するように、エンジン２２からの動力を変速機３３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された車軸に出力すると共にモータＭＧからの動力を駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された車軸とは異なる車軸（図８における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に出力するものとしてもよい。
【００４１】
実施例では、本発明を、駆動軸３２にプラネタリギヤ３０を介して接続されたエンジン２２およびモータＭＧ１と、駆動軸３２に接続されたモータＭＧ２と、を備えるハイブリッド自動車２０に適用するものとしたが、図９の変形例の電気自動車４２０に例示するように、走行用の動力を出力するモータＭＧを備える単純な電気自動車に適用するものとしてもよい。
【００４２】
また、こうした自動車に限定されるものではなく、列車などの電動車両の形態としてもよいし、電動車両の電圧制御方法の形態としてもよい。
【００４３】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、バッテリ５０が「二次電池」に相当し、昇圧コンバータ５５が「昇圧回路」に相当し、ハイブリッド用電子制御ユニット７０が「電圧制御手段」に相当する。
【００４４】
ここで、「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、走行用の動力を入出力するものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「二次電池」としては、リチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ５０に限定されるものではなく、ニッケル水素二次電池やニッケルカドミウム二次電池，鉛蓄電池など、如何なるタイプの二次電池であっても構わない。「昇圧コンバータ」としては、昇圧コンバータ５５に限定されるものではなく、リアクトルとスイッチング素子とを有し二次電池が接続された電池電圧系の電圧を昇圧して電動機が接続された駆動電圧系に供給するものであれば如何なるものとしても構わない。「電圧制御手段」としては、図３の昇圧制御ルーチンを実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０に限定されるものではなく、通常の運転条件のときに目標電圧ＶＨ＊を用いた昇圧比Ｄｕｔｙが値０．５プラスマイナスαの範囲内となるときには、値０．５プラスマイナスαの範囲を下回る最大値を目標電圧ＶＨ＊として再設定すると共に高電圧系電圧ＶＨが再設定した目標電圧ＶＨ＊になるように昇圧コンバータ５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２をスイッチング制御するものとしたり、昇圧比Ｄｕｔｙが値０．５以上のときには値０．５プラスマイナスαの範囲を上回る最小値を目標電圧ＶＨ＊として再設定すると共に高電圧系電圧ＶＨが再設定した目標電圧ＶＨ＊になるように昇圧コンバータ５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２をスイッチング制御し、昇圧比Ｄｕｔｙが値０．５未満のときには値０．５プラスマイナスαの範囲を下回る最大値を目標電圧ＶＨ＊として再設定すると共に高電圧系電圧ＶＨが再設定した目標電圧ＶＨ＊になるように昇圧コンバータ５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２をスイッチング制御するものしたりするなど、アクセル開度が１００％より若干小さい所定開度以上である条件と車速が車両の最高車速より若干小さい所定車速以上である条件との双方が成立していない通常運転条件のときには、駆動電圧系の電圧をＶＨ，電池電圧系の電圧をＶＬとしたときに（ＶＨ−ＶＬ）／ＶＨとして計算される昇圧比が値０．５を含む所定範囲外となるよう昇圧回路のスイッチング素子を制御するものであれば如何なるものとしても構わない。
【００４５】
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００４６】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、電動車両の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００４８】
２０，１２０，２２０，３２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、３０ プラネタリギヤ、３２ 駆動軸、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５４ａ 高電圧系電力ライン、５４ｂ 電池電圧系電力ライン、５５ 昇圧コンバータ、５７，５８ コンデンサ、５７ａ，５７ｂ 電圧センサ、６２ デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ 駆動輪、６４ａ，６４ｂ 車輪、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８２ シフトポジションセンサ、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、２２９ クラッチ、２３０，３３０ 変速機、４２０ 電気自動車、Ｄ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６，Ｄ３１，Ｄ３２ ダイオード、Ｌ リアクトル、ＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２ モータ、Ｔ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６，Ｔ３１，Ｔ３２ トランジスタ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車両およびその電圧制御方法に関し、詳しくは、走行用の動力を入出力する電動機と、二次電池と、二次電池が接続された電池電圧系と電動機が接続された駆動電圧系とに接続され駆動電圧系の電圧を電池電圧系の電圧以上に調整する電圧調整手段と、を備える電動車両およびこうした電動車両の駆動電圧系における電圧制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術としては、蓄電池と、蓄電池の電圧を昇圧する昇圧回路と、昇圧された直流電圧を交流電圧に変換するインバータと、昇圧された直流電圧の変動を抑制するように昇圧回路を閉ループ制御する電圧制御部と、を備え、電圧制御部の応答時定数を交流電圧の周期の１倍以上としたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この技術では、閉ループ制御の応答時定数を長くとることによって、交流電圧の周波数変動に対する過度な反応を鈍化させ、蓄電池のリプル電流を低減している。
【０００３】
また、バッテリと、バッテリの電圧を昇圧する昇圧コンバータと、昇圧後の直流電圧を三相交流電圧に変換するインバータと、を備え、冷却系の異常時には、昇圧後の電圧が低下するように昇圧コンバータとインバータとを制御すると共に車両の走行速度を制限するものも提案されている（例えば、特許文献２参照）。この技術では、昇圧後の電圧を低下して昇圧コンバータのリアクトルに流れる電流の直流成分とリプル成分を共に抑制することによって、リアクトルの発熱を抑制し、リアクトルが過熱により損傷するのを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１４８１６４号公報
【特許文献２】特開２００９−１７１７６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
二次電池の電圧を昇圧して電動機に供給する昇圧回路を備える電動車両では、冷却系の小型化や車両における振動や騒音の抑制あるいは燃費の改善などの理由により、昇圧回路のリアクトルの発熱や振動・騒音を抑制するのが好ましい。このため、車両の動特性を確保した上でリアクトルの発熱や振動・騒音を生じさせるリアクトル電流のリプル成分を小さくすることが望まれる。
【０００６】
本発明の電動車両およびその電圧制御方法は、車両の動特性を確保した上で昇圧回路のリアクトル電流におけるリプル成分を小さくすることを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の電動車両およびその電圧制御方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００８】
本発明の電動車両は、
走行用の動力を入出力する電動機と、二次電池と、リアクトルとスイッチング素子とを有し前記二次電池が接続された電池電圧系の電圧を昇圧して前記電動機が接続された駆動電圧系に供給する昇圧回路と、前記駆動電圧系の電圧が車両の運転条件に応じた目標電圧となるよう前記昇圧回路のスイッチング素子を制御する電圧制御手段と、を備える電動車両において、
前記電圧制御手段は、アクセル開度が１００％より若干小さい所定開度以上である条件と車速が車両の最高車速より若干小さい所定車速以上である条件との双方が成立していない通常運転条件のときには、前記駆動電圧系の電圧をＶＨ，前記電池電圧系の電圧をＶＬとしたときに（ＶＨ−ＶＬ）／ＶＨとして計算される昇圧比が値０．５を含む所定範囲外となるよう前記昇圧回路のスイッチング素子を制御する手段である、
ことを特徴とする。
【０００９】
この本発明の電動車両では、アクセル開度が１００％より若干小さい所定開度以上である条件と車速が車両の最高車速より若干小さい所定車速以上である条件との双方が成立していない通常運転条件のときには、電動機が接続された駆動電圧系の電圧をＶＨ，二次電池が接続された電池電圧系の電圧をＶＬとしたときに（ＶＨ−ＶＬ）／ＶＨとして計算される昇圧比が値０．５を含む所定範囲外となるよう昇圧回路のスイッチング素子を制御する。リアクトルに流れるリプル成分の大きさΔＩは、リアクトルのインダクタンスをＬ、スイッチング素子のスイッチングの際の周波数（キャリア周波数）をｆｃとすると、次式（１）により計算され、昇圧比が値０．５のときに最大となる。前述したように、リアクトル電流のリプル成分が大きいと、リアクトルの発熱や振動・騒音を生じさせるから、昇圧比が値０．５を含む所定範囲外となるよう昇圧回路のスイッチング素子を制御することにより、リアクトル電流のリプル成分が最大とならない範囲で昇圧することができ、リアクトルの発熱や振動・騒音を抑制することができる。もとより、通常運転条件ではないとき、即ち、アクセル開度が１００％より若干小さい所定開度以上である条件が成立しているときや車速が車両の最高車速より若干小さい所定車速以上である条件が成立しているときには、昇圧比が値０．５を含む所定範囲外となるよう昇圧回路のスイッチング素子を制御することは行なわれないから、何ら制限されることなく電池電圧系の電圧を昇圧して駆動電圧系に供給することができ、車両の動特性を確保することができる。
【００１０】
【数１】
【００１１】
こうした本発明の電動車両において、前記電圧制御手段は、前記通常運転条件のときに前記駆動電圧系の電圧を前記目標電圧とすると前記昇圧比が前記所定範囲内となるときには、前記駆動電圧系の電圧が前記目標電圧より高く且つ前記所定範囲外となるよう前記昇圧回路のスイッチング素子を制御する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、昇圧比が値０．５を含む所定範囲外とすることができると共に電動機の駆動制御を余裕をもって行なうことができる。
【００１２】
また、本発明の電動車両において、前記昇圧回路は、前記駆動電圧系の負極母線であると共に前記電池電圧系の負極母線である負極母線と前記駆動電圧系の正極母線とに直列に接続された二つのスイッチング素子と、前記電池電圧系の正極母線と前記二つのスイッチング素子の中間接続点とに接続されたリアクトルと、を有する回路である、ものとすることもできる。
【００１３】
本発明の電動車両の電圧制御方法は、
走行用の動力を入出力する電動機と、二次電池と、リアクトルとスイッチング素子とを有し前記二次電池が接続された電池電圧系の電圧を昇圧して前記電動機が接続された駆動電圧系に供給する昇圧回路と、を備え、前記駆動電圧系の電圧が車両の運転条件に応じた目標電圧となるよう前記昇圧回路のスイッチング素子を制御する電動車両の電圧制御方法において、
アクセル開度が１００％より若干小さい所定開度以上である条件と車速が車両の最高車速より若干小さい所定車速以上である条件との双方が成立していない通常運転条件のときには、前記駆動電圧系の電圧をＶＨ，前記電池電圧系の電圧をＶＬとしたときに（ＶＨ−ＶＬ）／ＶＨとして計算される昇圧比が値０．５を含む所定範囲外となるよう前記昇圧回路のスイッチング素子を制御する、
ことを特徴とする。
【００１４】
この本発明の電動車両の電圧制御方法では、アクセル開度が１００％より若干小さい所定開度以上である条件と車速が車両の最高車速より若干小さい所定車速以上である条件との双方が成立していない通常運転条件のときには、電動機が接続された駆動電圧系の電圧をＶＨ，二次電池が接続された電池電圧系の電圧をＶＬとしたときに（ＶＨ−ＶＬ）／ＶＨとして計算される昇圧比が値０．５を含む所定範囲外となるよう昇圧回路のスイッチング素子を制御する。リアクトルに流れるリプル成分の大きさΔＩは、上述した式（１）により計算され、昇圧比が値０．５のときに最大となり、リアクトル電流のリプル成分が大きいときにリアクトルの発熱や振動・騒音を生じさせるから、昇圧比が値０．５を含む所定範囲外となるよう昇圧回路のスイッチング素子を制御することにより、リアクトルの発熱や振動・騒音を抑制することができる。もとより、通常運転条件ではないとき、即ち、アクセル開度が１００％より若干小さい所定開度以上である条件が成立しているときや車速が車両の最高車速より若干小さい所定車速以上である条件が成立しているときには、昇圧比が値０．５を含む所定範囲外となるよう昇圧回路のスイッチング素子を制御することは行なわれないから、何ら制限されることなく電池電圧系の電圧を昇圧して駆動電圧系に供給することができ、車両の動特性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】モータＭＧ１，ＭＧ２を含む電機駆動系の構成の概略を示す構成図である。
【図３】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される昇圧制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図４】昇圧比Ｄｕｔｙとリプル成分ΔＩとの関係を示す説明図である。
【図５】車速Ｖと昇圧比Ｄｕｔｙとの時間変化の一例を示す説明図である。
【図６】変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【図７】変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
【図８】変形例のハイブリッド自動車３２０の構成の概略を示す構成図である。
【図９】変形例の電機自動車４２０の構成の概略を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１７】
図１は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、ガソリンや軽油などを燃料とするエンジン２２と、エンジン２２を駆動制御するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４と、エンジン２２のクランクシャフト２６にキャリアが接続されると共に駆動輪６３ａ，６３ｂにデファレンシャルギヤ６２を介して連結された駆動軸３２にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ３０と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されたモータＭＧ１と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が駆動軸３２に接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータ４１，４２と、インバータ４１，４２をスイッチング制御することによってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０と、例えばリチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ５０と、バッテリ５０を管理するバッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２と、インバータ４１，４２が接続された電力ライン（以下、高電圧系電力ラインという）５４ａとバッテリ５０が接続された電力ライン（以下、電池電圧系電力ラインという）５４ｂとに接続されて高電圧系電力ライン５４ａの電圧ＶＨを電池電圧系電力ライン５４ｂの電圧ＶＬから最大許容電圧ＶＨｍａｘの範囲内で調節すると共に高電圧系電力ライン５４ａと低電圧系電力ライン５４ｂとの間で電力のやりとりを行なう昇圧コンバータ５５と、車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット７０と、を備える。ここで、最大許容電圧ＶＨｍａｘは、後述のコンデンサ５７の耐圧よりも若干低い値などを用いることができる。
【００１８】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも永久磁石が埋め込まれたロータと三相コイルが巻回されたステータとを備える周知の同期発電電動機として構成されている。インバータ４１，４２は、図２のモータＭＧ１，ＭＧ２を含む電機駆動系の構成図に示すように、６つのトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜２６と、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６に逆方向に並列接続された６つのダイオードＤ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６と、により構成されている。トランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６は、それぞれ高電圧系電力ライン５４ａの正極母線と負極母線とに対してソース側とシンク側になるよう２個ずつペアで配置されており、対となるトランジスタ同士の接続点の各々にモータＭＧ１，ＭＧ２の三相コイル（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の各々が接続されている。したがって、高電圧系電力ライン５４ａの正極母線と負極母線との間に電圧が作用している状態で対をなすトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６のオン時間の割合を制御することにより三相コイルに回転磁界を形成でき、モータＭＧ１，ＭＧ２を回転駆動することができる。インバータ４１，４２は、高電圧系電力ライン５４ａの正極母線と負極母線とを共用しているから、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータに供給することができる。高電圧系電力ライン５４ａの正極母線と負極母線とには平滑用のコンデンサ５７が接続されている。
【００１９】
モータＥＣＵ４０は、図示しないＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他にＲＯＭやＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流，インバータ４１，４２に取り付けられた図示しない温度センサからのインバータ温度などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜２６へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。
【００２０】
昇圧コンバータ５５は、図２に示すように、２つのトランジスタＴ３１，Ｔ３２とトランジスタＴ３１，Ｔ３２に逆方向に並列接続された２つのダイオードＤ３１，Ｄ３２とリアクトルＬとからなる昇圧コンバータとして構成されている。２つのトランジスタＴ３１，Ｔ３２は、それぞれ高電圧系電力ライン５４ａの正極母線と高電圧系電力ライン５４ａおよび電池電圧系電力ライン５４ｂの負極母線とに接続されており、その接続点にリアクトルＬが接続されている。また、リアクトルＬと高電圧系電力ライン５４ａおよび電池電圧系電力ライン５４ｂの負極母線とにはそれぞれ高圧バッテリ５０の正極端子と負極端子とが接続されている。したがって、トランジスタＴ３１，Ｔ３２をオンオフ制御することにより、電池電圧系電力ライン５４ｂの電力を昇圧して高電圧系電力ライン５４ａに供給したり、高電圧系電力ライン５４ａの電力を降圧して電池電圧系電力ライン５４ｂに供給したりすることができる。リアクトルＬと高電圧系電力ライン５４ａおよび電池電圧系電力ライン５４ｂの負極母線とには平滑用のコンデンサ５８が接続されている。
【００２１】
バッテリＥＣＵ５２は、図示しないＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他にＲＯＭやＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電池電圧系電力ライン５４ｂに取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度などが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）を演算したり、演算した残容量（ＳＯＣ）と電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。
【００２２】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、コンデンサ５７の端子間に取り付けられた電圧センサ５７ａからのコンデンサ５７の電圧（高電圧系電力ライン５４ａの電圧）ＶＨやコンデンサ５８の端子間に取り付けられた電圧センサ５８ａからのコンデンサ５８の電圧（電池電圧系電力ライン５４ｂの電圧）ＶＬ，イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバーの操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダルの踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、昇圧コンバータ５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００２３】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３２に出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力が駆動軸３２に出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてがプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されて駆動軸３２に出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部がプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力が駆動軸３２に出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力を駆動軸３２に出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。なお、トルク変換運転モードと充放電運転モードは、いずれもエンジン２２の運転を伴って要求動力が駆動軸３２に出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するモードであるから、両者を合わせてエンジン運転モードとして考えることができる。
【００２４】
エンジン運転モードでは、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃと車速センサ８８からの車速Ｖとに基づいて駆動軸３２に出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定し、設定した要求トルクＴｒ＊に駆動軸３２の回転数Ｎｒ（例えば、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２や車速Ｖに換算係数を乗じて得られる回転数）を乗じて走行に要求される走行用パワーＰｄｒｖ＊を計算すると共に計算した走行用パワーＰｄｒｖ＊からバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて得られるバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を減じてエンジン２２から出力すべきパワーとしての要求パワーＰｅ＊を設定し、要求パワーＰｅ＊を効率よくエンジン２２から出力することができるエンジン２２の回転数ＮｅとトルクＴｅとの関係としての動作ライン（例えば燃費最適動作ライン）を用いてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定し、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊で回転させるための回転数フィードバック制御によりモータＭＧ１から出力すべきトルクとしてのトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共にモータＭＧ１をトルク指令Ｔｍ１＊で駆動したときにプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３２に作用するトルクを要求トルクＴｒ＊から減じてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とについてはエンジンＥＣＵ２４に送信し、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に送信する。そして、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによってエンジン２２が運転されるようエンジン２２における吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などを行なう。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようインバータ４１，４２のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６のスイッチング制御を行なう。このエンジン運転モードでは、エンジン２２の要求パワーＰｅ＊がエンジン２２を効率よく運転するためにエンジン２２を運転停止した方がよいとして定められた閾値Ｐｓｔｏｐ未満に至ったときなどに、エンジン２２の運転を停止してモータ運転モードに移行する。
【００２５】
モータ運転モードでは、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３２に出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊が駆動軸３２に出力されるようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してこれらをモータＥＣＵ４０に送信する。そして、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようインバータ４１，４２のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜２６のスイッチング制御を行なう。このモータ運転モードでは、要求トルクＴｒ＊に駆動軸３２の回転数Ｎｒを乗じて得られる走行用パワーＰｄｒｖ＊からバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊を減じて得られるエンジン２２の要求パワーＰｅ＊がエンジン２２を効率よく運転するためにエンジン２２を始動した方がよいとして定められた閾値Ｐｓｔａｒｔ以上に至ったときなどに、エンジン２２を始動してエンジン運転モードに移行する。
【００２６】
ここで、インバータ４１，４２のスイッチング制御について説明する。実施例では、モータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２とトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊とに基づいてそれぞれ複数の制御モードから１つの制御モードを選択してインバータ４１，４２をスイッチング制御する。ここで、インバータ４１，４２の制御モードは、それぞれ、図示しないマップにより、モータの回転数およびトルクが低い領域から順に、三角波比較によるパルス幅変調（ＰＷＭ）制御における三角波の振幅以下の振幅で正弦波状の出力電圧指令値を生成して変換した擬似的三相交流電圧としてのＰＷＭ信号でインバータをスイッチングする正弦波制御モード，三角波の振幅を超えた振幅で正弦波状の出力電圧指令値を生成して変換した過変調電圧としてのＰＷＭ信号でインバータをスイッチングする過変調制御モード，トルク指令に応じた電圧位相の矩形波電圧でインバータをスイッチングする矩形波制御モード，が選択されるように予め定められている。モータＭＧ１，ＭＧ２やインバータ４１，４２の特性として、矩形波制御モード，過変調制御モード，正弦波制御モードの順で、モータＭＧ１，ＭＧ２の出力応答性や制御性が良くなり、出力可能なトルクが小さくなり、インバータ４１，４２のスイッチング損失などの損失が大きくなることが分かっているから、低回転数低トルクの領域では、正弦波制御モードでインバータ４１，４２を制御することにより、モータＭＧ１，ＭＧ２の出力応答性や制御性を良くすることができ、高回転数高トルク領域では、矩形波制御モードを用いてインバータ４１，４２を制御することにより、より大きなトルクを出力可能とすると共にインバータ４１，４２のスイッチング損失などの損失を低減することができる。
【００２７】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、高電圧系電力ライン５４の電圧ＶＨを上昇させる際の昇圧制御について説明する。図３は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される昇圧制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００２８】
昇圧制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８８からの車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊や回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，電圧センサ５８ａからの低電圧系電圧ＶＬ，電圧センサ５７ａからの高電圧系電圧ＶＨなど制御に必要なデータを入力する（ステップＳ１００）。ここで、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されたモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて演算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。また、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊は、上述の駆動制御の処理で設定されたものを入力するものとした。
【００２９】
こうしてデータを入力すると、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊と回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２とに基づいて高電圧系電力ライン５４ａの目標電圧ＶＨ＊を設定すると共に（ステップＳ１１０）、高電圧系電圧ＶＨを設定した目標電圧ＶＨ＊としたときの昇圧比Ｄｕｔｙを次式（２）により計算する（ステップＳ１２０）。ここで、高電圧系電力ライン５４ａの目標電圧ＶＨ＊は、実施例では、モータＭＧ１の目標動作点（トルク指令Ｔｍ１＊，回転数Ｎｍ１）でモータＭＧ１を駆動できる電圧とモータＭＧ２の目標動作点（トルク指令Ｔｍ２＊，回転数Ｎｍ２）でモータＭＧ２を駆動できる電圧とのうち大きい方の電圧を設定するものとした。
【００３０】
【数２】
【００３１】
次に、アクセル開度Ａｃｃが１００％より若干小さい開度として予め設定された所定開度Ａｒｅｆ（例えば、９０％や９５％など）未満であるか否か（ステップＳ１３０）、車速Ｖがこの車両の最高車速として予め設定された車速より若干小さい車速として予め定められた所定車速Ｖｒｅｆ（例えば最高車速が１８０ｋｍ／ｈであれば１７０ｋｍ／ｈや１７５ｋｍ／ｈなど）未満であるか否か（ステップＳ１４０）、を判定する。アクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａｒｅｆ以上のときは運転者が車両を最大加速度かその近傍の加速度で加速しようとしているときであり、車速Ｖが所定車速Ｖｒｅｆ以上のときは車両が最高車速近傍で走行しているときであることから、双方ともモータＭＧ１，ＭＧ２から大きなトルク出力が要求されているときであると判断し、高電圧系電圧ＶＨが設定した目標電圧ＶＨ＊となるよう昇圧コンバータ５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２のスイッチング制御を行なって（ステップＳ１７０）、本ルーチンを終了する。これらの場合、目標電圧ＶＨ＊には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するのに必要な値が設定されているから、高電圧系電圧ＶＨを目標電圧ＶＨ＊とすることにより、運転者の要求する走行を行なうことができる。
【００３２】
一方、アクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａｒｅｆ未満で且つ車速Ｖが所定車速Ｖｒｅｆ未満のときには、車両の運転状態としては最大加速度が要求されていたり最高車速による走行が要求されていたりする特殊な運転条件ではく、通常の運転条件であると判断し、設定した目標電圧ＶＨ＊を用いて計算した昇圧比Ｄｕｔｙが値０．５プラスマイナスαの範囲内であるか否かを判定し（ステップＳ１５０）、昇圧比Ｄｕｔｙが値０．５プラスマイナスαの範囲外であるときには、高電圧系電圧ＶＨが設定した目標電圧ＶＨ＊となるよう昇圧コンバータ５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２のスイッチング制御を行なって（ステップＳ１７０）、本ルーチンを終了する。昇圧コンバータ５５のリアクトルＬに流れる電流（リアクトル電流）のリプル成分の大きさΔＩ（以下、リプル成分ΔＩと略す）は、昇圧コンバータ５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２のスイッチングの周波数（キャリア周波数）をｆｃとすると、次式（３）により計算することができる。昇圧比Ｄｕｔｙは上述した式（２）により定義されているから、昇圧比Ｄｕｔｙとリプル成分ΔＩとの関係を示せば図４のようになり、昇圧比Ｄｕｔｙが値０．５のときにリプル成分ΔＩが最大となる。リプル成分ΔＩは、大きいとリアクトルＬの発熱や振動・騒音が大きくなるため、ステップＳ１５０の昇圧比Ｄｕｔｙが値０．５プラスマイナスαの範囲内であるか否かを判定する処理は、リアクトルＬに生じる発熱や振動・騒音が大きい範囲であるか否かを判定する処理と考えることができる。したがって、圧比Ｄｕｔｙが値０．５プラスマイナスαの範囲外であるときは、リアクトルＬに生じる発熱や振動・騒音が大きい範囲ではないと判断して、ステップＳ１１０で設定した目標電圧ＶＨ＊を用いて昇圧コンバータ５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２のスイッチング制御を行なうのである。なお、「α」は、例えば値０．０３や値０．０５，値０．０７などを用いることができる。
【００３３】
【数３】
【００３４】
ステップＳ１５０で昇圧比Ｄｕｔｙが値０．５プラスマイナスαの範囲内であると判定されたときには、高電圧系電圧ＶＨを目標電圧ＶＨ＊にするとリアクトルＬに生じる発熱や振動・騒音が大きい範囲となると判断し、目標電圧ＶＨ＊を、モータＭＧ１，ＭＧ２の駆動に応じた値（ステップＳ１２０で設定した目標電圧ＶＨ＊）より大きく且つ昇圧比Ｄｕｔｙが値０．５プラスマイナスαの範囲外となるよう、即ち、昇圧比Ｄｕｔｙが値０．５プラスマイナスαの範囲を上回る最小値となるよう次式（４）によって再設定し（ステップＳ１６０）、高電圧系電圧ＶＨが再設定した目標電圧ＶＨ＊となるよう昇圧コンバータ５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２のスイッチング制御を行なって（ステップＳ１７０）、本ルーチンを終了する。このように昇圧比Ｄｕｔｙが値０．５プラスマイナスαの範囲内となるときには、昇圧比Ｄｕｔｙが値０．５プラスマイナスαの範囲を上回る最小値となるよう目標電圧ＶＨ＊を設定して高電圧系電圧ＶＨを制御することにより、リアクトルＬに生じる発熱や振動・騒音を抑制することができる。また、再設定する目標電圧ＶＨ＊はモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動に応じた値（ステップＳ１２０で設定した目標電圧ＶＨ＊）より大きく設定されるから、モータＭＧ１，ＭＧ２の駆動制御については何ら支障を生じさせることがない。
【００３５】
【数４】
【００３６】
図５は、車速Ｖと昇圧比Ｄｕｔｙとの時間変化の一例を示す説明図である。図示するように、運転者がアクセルペダルをある程度踏み込んで発進し、車速Ｖがある程度大きくなる時間Ｔ１までは、昇圧比Ｄｕｔｙが値０．５プラスマイナスαの範囲を下回るため、モータＭＧ１，ＭＧ２の駆動に応じた目標電圧ＶＨ＊（ステップＳ１２０で設定した目標電圧ＶＨ＊）により高電圧系電圧ＶＨは制御される。時間Ｔ１から運転者が更にアクセルペダルを踏み込んだことによる更なる加速度による加速途中の時間Ｔ２までは、昇圧比Ｄｕｔｙが値０．５プラスマイナスαの範囲内となるため、昇圧比Ｄｕｔｙが値０．５プラスマイナスαの範囲を上回る最小値となるよう目標電圧ＶＨ＊が設定され、この目標電圧ＶＨ＊により高電圧系電圧ＶＨが制御される。時間Ｔ２から時間Ｔ３では更に加速するが、昇圧比Ｄｕｔｙは値０．５プラスマイナスαの範囲を上回るため、モータＭＧ１，ＭＧ２の駆動に応じた目標電圧ＶＨ＊（ステップＳ１２０で設定した目標電圧ＶＨ＊）により高電圧系電圧ＶＨは制御される。運転者がアクセルペダルの踏み込みを戻して巡航走行に至った時間Ｔ３から運転者がアクセルペダルの踏み込みを戻してブレーキペダルを踏み込む時間Ｔ４までは、再び昇圧比Ｄｕｔｙが値０．５プラスマイナスαの範囲内となるため、昇圧比Ｄｕｔｙが値０．５プラスマイナスαの範囲を上回る最小値となるよう目標電圧ＶＨ＊が設定され、この目標電圧ＶＨ＊により高電圧系電圧ＶＨが制御される。時間Ｔ４以降は、昇圧比Ｄｕｔｙが値０．５プラスマイナスαの範囲を下回るため、モータＭＧ１，ＭＧ２の駆動に応じた目標電圧ＶＨ＊（ステップＳ１２０で設定した目標電圧ＶＨ＊）により高電圧系電圧ＶＨは制御される。
【００３７】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、アクセル開度Ａｃｃが１００％より若干小さい所定開度Ａｒｅｆ未満であり且つ車速Ｖが最高車速より若干小さい所定車速Ｖｒｅｆ未満である通常の運転条件のときに、目標電圧ＶＨ＊を用いた昇圧比Ｄｕｔｙが値０．５プラスマイナスαの範囲外となるときには高電圧系電圧ＶＨがモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動に応じて設定した目標電圧ＶＨ＊になるように昇圧コンバータ５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２をスイッチング制御し、目標電圧ＶＨ＊を用いた昇圧比Ｄｕｔｙが値０．５プラスマイナスαの範囲内となるときには値０．５プラスマイナスαの範囲を上回る最小値を目標電圧ＶＨ＊として再設定し、高電圧系電圧ＶＨが再設定した目標電圧ＶＨ＊になるように昇圧コンバータ５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２をスイッチング制御することにより、即ち、昇圧比Ｄｕｔｙが値０．５プラスマイナスαの範囲外となるようにすることにより、リアクトル電流のリプル成分ΔＩが大きくなる範囲としないようにして、昇圧コンバータ５５のリアクトルＬに生じる発熱や振動・騒音を抑制することができる。この結果、燃費の向上にも資することができる。しかも、再設定する目標電圧ＶＨ＊はモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動に応じて設定した値（ステップＳ１２０の目標電圧ＶＨ＊）より大きく設定されるから、モータＭＧ１，ＭＧ２の駆動制御については何ら支障を生じさせることがない。もとより、アクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａｒｅｆ以上であったり、車速Ｖが所定車速Ｖｒｅｆ以上であるときには、昇圧比Ｄｕｔｙに拘わらずに、高電圧系電圧ＶＨがモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動に応じて設定した目標電圧ＶＨ＊となるよう昇圧コンバータ５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２のスイッチング制御するから、車両の動特性を確保することができる。
【００３８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、アクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａｒｅｆ未満であり且つ車速Ｖが所定車速Ｖｒｅｆ未満である通常の運転条件のときに目標電圧ＶＨ＊を用いた昇圧比Ｄｕｔｙが値０．５プラスマイナスαの範囲内となるときには、値０．５プラスマイナスαの範囲を上回る最小値を目標電圧ＶＨ＊として再設定し、高電圧系電圧ＶＨが再設定した目標電圧ＶＨ＊になるように昇圧コンバータ５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２をスイッチング制御するものとしたが、目標電圧ＶＨ＊の再設定としては、値０．５プラスマイナスαの範囲を下回る最大値を目標電圧ＶＨ＊として設定するものとしてもよい。また、目標電圧ＶＨ＊を用いた昇圧比Ｄｕｔｙが値０．５以上のときには値０．５プラスマイナスαの範囲を上回る最小値を目標電圧ＶＨ＊として再設定し、目標電圧ＶＨ＊を用いた昇圧比Ｄｕｔｙが値０．５未満のときには値０．５プラスマイナスαの範囲を下回る最大値を目標電圧ＶＨ＊として再設定するものとしても構わない。
【００３９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２からの動力を駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された駆動軸３２に出力するものとしたが、図６の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２からの動力を駆動軸３２が接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された車軸）とは異なる車軸（図６における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に出力するものとしてもよい。
【００４０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２からの動力をプラネタリギヤ３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸３２に出力すると共にモータＭＧ２からの動力を駆動軸３２に出力するものとしたが、図７の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸に変速機２３０を介してモータＭＧを取り付け、モータＭＧの回転軸にクラッチ２２９を介してエンジン２２を接続する構成とし、エンジン２２からの動力をモータＭＧの回転軸と変速機２３０とを介して駆動軸に出力すると共にモータＭＧからの動力を変速機２３０を介して駆動軸に出力するものとしてもよい。また、図８の変形例のハイブリッド自動車３２０に例示するように、エンジン２２からの動力を変速機３３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された車軸に出力すると共にモータＭＧからの動力を駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された車軸とは異なる車軸（図８における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に出力するものとしてもよい。
【００４１】
実施例では、本発明を、駆動軸３２にプラネタリギヤ３０を介して接続されたエンジン２２およびモータＭＧ１と、駆動軸３２に接続されたモータＭＧ２と、を備えるハイブリッド自動車２０に適用するものとしたが、図９の変形例の電気自動車４２０に例示するように、走行用の動力を出力するモータＭＧを備える単純な電気自動車に適用するものとしてもよい。
【００４２】
また、こうした自動車に限定されるものではなく、列車などの電動車両の形態としてもよいし、電動車両の電圧制御方法の形態としてもよい。
【００４３】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、バッテリ５０が「二次電池」に相当し、昇圧コンバータ５５が「昇圧回路」に相当し、ハイブリッド用電子制御ユニット７０が「電圧制御手段」に相当する。
【００４４】
ここで、「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、走行用の動力を入出力するものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「二次電池」としては、リチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ５０に限定されるものではなく、ニッケル水素二次電池やニッケルカドミウム二次電池，鉛蓄電池など、如何なるタイプの二次電池であっても構わない。「昇圧コンバータ」としては、昇圧コンバータ５５に限定されるものではなく、リアクトルとスイッチング素子とを有し二次電池が接続された電池電圧系の電圧を昇圧して電動機が接続された駆動電圧系に供給するものであれば如何なるものとしても構わない。「電圧制御手段」としては、図３の昇圧制御ルーチンを実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０に限定されるものではなく、通常の運転条件のときに目標電圧ＶＨ＊を用いた昇圧比Ｄｕｔｙが値０．５プラスマイナスαの範囲内となるときには、値０．５プラスマイナスαの範囲を下回る最大値を目標電圧ＶＨ＊として再設定すると共に高電圧系電圧ＶＨが再設定した目標電圧ＶＨ＊になるように昇圧コンバータ５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２をスイッチング制御するものとしたり、昇圧比Ｄｕｔｙが値０．５以上のときには値０．５プラスマイナスαの範囲を上回る最小値を目標電圧ＶＨ＊として再設定すると共に高電圧系電圧ＶＨが再設定した目標電圧ＶＨ＊になるように昇圧コンバータ５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２をスイッチング制御し、昇圧比Ｄｕｔｙが値０．５未満のときには値０．５プラスマイナスαの範囲を下回る最大値を目標電圧ＶＨ＊として再設定すると共に高電圧系電圧ＶＨが再設定した目標電圧ＶＨ＊になるように昇圧コンバータ５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２をスイッチング制御するものしたりするなど、アクセル開度が１００％より若干小さい所定開度以上である条件と車速が車両の最高車速より若干小さい所定車速以上である条件との双方が成立していない通常運転条件のときには、駆動電圧系の電圧をＶＨ，電池電圧系の電圧をＶＬとしたときに（ＶＨ−ＶＬ）／ＶＨとして計算される昇圧比が値０．５を含む所定範囲外となるよう昇圧回路のスイッチング素子を制御するものであれば如何なるものとしても構わない。
【００４５】
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００４６】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、電動車両の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００４８】
２０，１２０，２２０，３２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、３０ プラネタリギヤ、３２ 駆動軸、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５４ａ 高電圧系電力ライン、５４ｂ 電池電圧系電力ライン、５５ 昇圧コンバータ、５７，５８ コンデンサ、５７ａ，５７ｂ 電圧センサ、６２ デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ 駆動輪、６４ａ，６４ｂ 車輪、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８２ シフトポジションセンサ、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、２２９ クラッチ、２３０，３３０ 変速機、４２０ 電気自動車、Ｄ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６，Ｄ３１，Ｄ３２ ダイオード、Ｌ リアクトル、ＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２ モータ、Ｔ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６，Ｔ３１，Ｔ３２ トランジスタ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用の動力を入出力する電動機と、二次電池と、リアクトルとスイッチング素子とを有し前記二次電池が接続された電池電圧系の電圧を昇圧して前記電動機が接続された駆動電圧系に供給する昇圧回路と、前記駆動電圧系の電圧が車両の運転条件に応じた目標電圧となるよう前記昇圧回路のスイッチング素子を制御する電圧制御手段と、を備える電動車両において、
前記電圧制御手段は、アクセル開度が１００％より若干小さい所定開度以上である条件と車速が車両の最高車速より若干小さい所定車速以上である条件との双方が成立していない通常運転条件のときには、前記駆動電圧系の電圧をＶＨ，前記電池電圧系の電圧をＶＬとしたときに（ＶＨ−ＶＬ）／ＶＨとして計算される昇圧比が値０．５を含む所定範囲外となるよう前記昇圧回路のスイッチング素子を制御する手段である、
電動車両。
【請求項２】
請求項１記載の電動車両であって、
前記電圧制御手段は、前記通常運転条件のときに前記駆動電圧系の電圧を前記目標電圧とすると前記昇圧比が前記所定範囲内となるときには、前記駆動電圧系の電圧が前記目標電圧より高く且つ前記所定範囲外となるよう前記昇圧回路のスイッチング素子を制御する手段である、
電動車両。
【請求項３】
請求項１または２記載の電動車両であって、
前記昇圧回路は、前記駆動電圧系の負極母線であると共に前記電池電圧系の負極母線である負極母線と前記駆動電圧系の正極母線とに直列に接続された二つのスイッチング素子と、前記電池電圧系の正極母線と前記二つのスイッチング素子の中間接続点とに接続されたリアクトルと、を有する回路である、
電動車両。
【請求項４】
走行用の動力を入出力する電動機と、二次電池と、リアクトルとスイッチング素子とを有し前記二次電池が接続された電池電圧系の電圧を昇圧して前記電動機が接続された駆動電圧系に供給する昇圧回路と、を備え、前記駆動電圧系の電圧が車両の運転条件に応じた目標電圧となるよう前記昇圧回路のスイッチング素子を制御する電動車両の電圧制御方法において、
アクセル開度が１００％より若干小さい所定開度以上である条件と車速が車両の最高車速より若干小さい所定車速以上である条件との双方が成立していない通常運転条件のときには、前記駆動電圧系の電圧をＶＨ，前記電池電圧系の電圧をＶＬとしたときに（ＶＨ−ＶＬ）／ＶＨとして計算される昇圧比が値０．５を含む所定範囲外となるよう前記昇圧回路のスイッチング素子を制御する、
ことを特徴とする電動車両の電圧制御方法。
【請求項１】
走行用の動力を入出力する電動機と、二次電池と、リアクトルとスイッチング素子とを有し前記二次電池が接続された電池電圧系の電圧を昇圧して前記電動機が接続された駆動電圧系に供給する昇圧回路と、前記駆動電圧系の電圧が車両の運転条件に応じた目標電圧となるよう前記昇圧回路のスイッチング素子を制御する電圧制御手段と、を備える電動車両において、
前記電圧制御手段は、アクセル開度が１００％より若干小さい所定開度以上である条件と車速が車両の最高車速より若干小さい所定車速以上である条件との双方が成立していない通常運転条件のときには、前記駆動電圧系の電圧をＶＨ，前記電池電圧系の電圧をＶＬとしたときに（ＶＨ−ＶＬ）／ＶＨとして計算される昇圧比が値０．５を含む所定範囲外となるよう前記昇圧回路のスイッチング素子を制御する手段である、
電動車両。
【請求項２】
請求項１記載の電動車両であって、
前記電圧制御手段は、前記通常運転条件のときに前記駆動電圧系の電圧を前記目標電圧とすると前記昇圧比が前記所定範囲内となるときには、前記駆動電圧系の電圧が前記目標電圧より高く且つ前記所定範囲外となるよう前記昇圧回路のスイッチング素子を制御する手段である、
電動車両。
【請求項３】
請求項１または２記載の電動車両であって、
前記昇圧回路は、前記駆動電圧系の負極母線であると共に前記電池電圧系の負極母線である負極母線と前記駆動電圧系の正極母線とに直列に接続された二つのスイッチング素子と、前記電池電圧系の正極母線と前記二つのスイッチング素子の中間接続点とに接続されたリアクトルと、を有する回路である、
電動車両。
【請求項４】
走行用の動力を入出力する電動機と、二次電池と、リアクトルとスイッチング素子とを有し前記二次電池が接続された電池電圧系の電圧を昇圧して前記電動機が接続された駆動電圧系に供給する昇圧回路と、を備え、前記駆動電圧系の電圧が車両の運転条件に応じた目標電圧となるよう前記昇圧回路のスイッチング素子を制御する電動車両の電圧制御方法において、
アクセル開度が１００％より若干小さい所定開度以上である条件と車速が車両の最高車速より若干小さい所定車速以上である条件との双方が成立していない通常運転条件のときには、前記駆動電圧系の電圧をＶＨ，前記電池電圧系の電圧をＶＬとしたときに（ＶＨ−ＶＬ）／ＶＨとして計算される昇圧比が値０．５を含む所定範囲外となるよう前記昇圧回路のスイッチング素子を制御する、
ことを特徴とする電動車両の電圧制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１７０３００（Ｐ２０１２−１７０３００Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３１２８０（Ｐ２０１１−３１２８０）
【出願日】平成２３年２月１６日（２０１１．２．１６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１６日（２０１１．２．１６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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