駆動装置および車両
【課題】モータを良好に駆動するのに必要な電圧センサに検出誤差がある異常を判定する。
【解決手段】モータのトルク指令Ｔｍ＊に基づいてＰＷＭ制御モードと矩形波制御モードとのうちいずれかの制御モードでインバータを制御するものにおいて、矩形波制御モードは、電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧ＶＨとモータの回転数Ｎｍとに基づいて電圧位相上限θｌｉｍを設定すると共に、設定した電圧位相上限θｌｉｍを用いてトルク指令Ｔｍ＊に基づいて電圧位相指令θ＊を設定して矩形波信号を出力する制御モードであり、インバータの制御モードＣｍの過変調制御モードから矩形波制御モードへの切り替え直前の過変調制御モードにおけるモータの電圧位相θｏｖｍが切り替え直後の矩形波制御モードで設定すべき電圧位相上限θｌｉｍより大きい場合には（Ｓ３１０）、電圧センサに検出誤差があるセンサ異常と判定する（Ｓ３３０）。
【解決手段】モータのトルク指令Ｔｍ＊に基づいてＰＷＭ制御モードと矩形波制御モードとのうちいずれかの制御モードでインバータを制御するものにおいて、矩形波制御モードは、電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧ＶＨとモータの回転数Ｎｍとに基づいて電圧位相上限θｌｉｍを設定すると共に、設定した電圧位相上限θｌｉｍを用いてトルク指令Ｔｍ＊に基づいて電圧位相指令θ＊を設定して矩形波信号を出力する制御モードであり、インバータの制御モードＣｍの過変調制御モードから矩形波制御モードへの切り替え直前の過変調制御モードにおけるモータの電圧位相θｏｖｍが切り替え直後の矩形波制御モードで設定すべき電圧位相上限θｌｉｍより大きい場合には（Ｓ３１０）、電圧センサに検出誤差があるセンサ異常と判定する（Ｓ３３０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動装置および車両に関し、詳しくは、モータと、モータを駆動するインバータと、バッテリと、バッテリからの電力を昇圧してインバータが接続された駆動電圧系に供給する昇圧コンバータと、駆動電圧系の電圧を検出する電圧センサと、電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧を用いて昇圧コンバータを制御すると共にモータのトルク指令に基づいてパルス幅変調制御モードと矩形波制御モードとのうちいずれかの制御モードでインバータを制御する制御手段と、を備える駆動装置およびこうした駆動装置を搭載した車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の駆動装置としては、交流モータと、バッテリと、バッテリからの直流電圧をシステム電圧に昇圧するコンバータと、コンバータからのシステム電圧としての直流電圧を交流電圧に変換して交流モータを駆動するインバータと、システム電圧を検出する電圧センサとを備え、電圧センサにより検出されたシステム電圧がシステム電圧指令値となるようにコンバータを制御すると共に、パルス幅変調制御方式としての正弦波ＰＷＭ制御方式や過変調制御方式と矩形波制御方式とを切り替えながら、交流モータからトルク指令値に従ったトルクが出力されるようインバータを制御するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２４６３５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の駆動装置では、電圧センサにより検出されたシステム電圧に誤差が含まれると、矩形波制御モードでの制御手法によっては、インバータの制御方式をパルス幅変調制御モードと矩形波制御モードとの間で切り替えたときに、モータに流れる電流が乱れ、モータからのトルクが変動する場合が生じる。このため、電圧センサに検出誤差がある異常を判定することが望まれている。
【０００５】
本発明の駆動装置および車両は、モータを良好に駆動するのに必要な電圧センサに検出誤差がある異常を判定することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の駆動装置および車両は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の第１の駆動装置は、
モータと、該モータを駆動するインバータと、バッテリと、該バッテリからの電力を昇圧して前記インバータが接続された駆動電圧系に供給する昇圧コンバータと、前記駆動電圧系の電圧を検出する電圧センサと、前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧を用いて前記昇圧コンバータを制御すると共に前記モータのトルク指令に基づいてパルス幅変調制御モードと矩形波制御モードとのうちいずれかの制御モードで前記インバータを制御する制御手段と、を備える駆動装置であって、
前記矩形波制御モードは、前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧と前記モータの回転数とに基づいて電圧位相上限を設定すると共に、該設定した電圧位相上限の範囲内で前記トルク指令に基づいて電圧位相指令を設定して矩形波信号を前記モータに出力する制御モードであり、
前記インバータの制御モードを前記パルス幅変調制御モードから前記矩形波制御モードに切り替える際の該切り替え直前の該パルス幅変調制御モードにおける前記モータの電圧位相が該切り替え直後の該矩形波制御モードで設定すべき前記電圧位相上限より大きい場合には、前記電圧センサに検出誤差がある異常と判定する異常判定手段
を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明の第１の駆動装置では、電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧を用いて昇圧コンバータを制御すると共にモータのトルク指令に基づいてパルス幅変調制御モードと矩形波制御モードとのうちいずれかの制御モードでインバータを制御する。一般に、昇圧コンバータの制御は、電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧がモータのトルク指令とモータの回転数とに基づく目標電圧となるように電圧フィードバック制御によって昇圧コンバータを制御することにより行なわれ、パルス幅変調制御モードにおけるインバータの制御は、モータに流れる電流がモータのトルク指令に基づく電流指令となるように電流フィードバック制御によって正弦波状の電圧指令を設定すると共に設定した電圧指令に基づくパルス幅変調信号をモータに出力することによって行なわれ、矩形波制御モードにおけるインバータの制御は、モータのトルク指令に基づく電圧位相指令に基づく矩形波信号をモータに出力することによって行なわれる。
【０００９】
さらに、この本発明の第１の駆動装置では、矩形波制御モードは、電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧とモータの回転数とに基づいて電圧位相上限を設定すると共に、設定した電圧位相上限の範囲内でトルク指令に基づいて電圧位相指令を設定して矩形波信号をモータに出力する制御モードであり、インバータの制御モードをパルス幅変調制御モードから矩形波制御モードに切り替える際の切り替え直前のパルス幅変調制御モードにおけるモータの電圧位相が切り替え直後の矩形波制御モードで設定すべき電圧位相上限より大きい場合には、電圧センサに検出誤差がある異常と判定する。矩形波制御モードで設定される電圧位相上限は、駆動電圧系の電圧とモータの回転数と電圧位相上限との関係としてインバータおよびモータを良好に制御可能な電圧位相上限が得られるように予め定められた関係などを用いて設定されるから、インバータおよびモータが良好に制御されている通常時には、インバータを制御している最中にパルス幅変調制御モードから矩形波制御モードに切り替えたときにモータの電圧位相が電圧位相上限により制限されることはない。したがって、この切り替え直前のモータの電圧位相が切り替え直後の電圧位相上限より大きい場合には、矩形波制御モードで設定される電圧位相上限は異常と判断することができ、さらに、通常時にはモータの回転数として制御上適正な値が取得されると考えられることから、電圧位相上限の設定に用いられる電圧センサに検出誤差がある異常と判定することができる。こうしてモータを良好に駆動するのに必要な電圧センサに検出誤差がある異常を判定することができる。ここで、モータの電圧位相および電圧位相指令は、モータのｄ軸に対する位相やモータのｑ軸に対する位相などを用いることができる。また、前記パルス幅変調制御モードは、搬送波電圧の振幅以下の振幅の正弦波状の電圧指令を用いてパルス幅変調信号を出力する正弦波制御モードと搬送波電圧の振幅より大きな振幅の正弦波状の電圧指令を用いてパルス幅変調信号を出力する過変調制御モードとを含む、ものとすることができる。
【００１０】
こうした本発明の第１の駆動装置において、前記制御手段は、前記切り替えが指示されたときに前記異常判定手段により異常と判定されたときには、前記インバータの制御モードを前記矩形波制御モードに切り替えることなく前記パルス幅変調制御モードで該インバータ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、インバータの制御モードをパルス幅変調制御モードから矩形波制御モードに切り替えたときにモータの電圧位相が電圧位相上限により制限されることがないから、例えばモータに流れる電流の急変やモータに流れる電流波形の乱れなど、モータの電圧位相が制限されることによる不都合が生じるのを抑制することができる。
【００１１】
また、本発明の第１の駆動装置において、前記矩形波制御モードは、前記駆動電圧系の電圧と前記モータの回転数と電圧位相上限との予め定められた関係として該モータの回転数が所定の低回転数未満のときには該モータの回転数の低下量に対する該電圧位相上限の低下量の割合が該モータの回転数が該所定の低回転数以上のときに比して大きい所定の関係に基づいて該電圧位相上限を設定すると共に、該設定した電圧位相上限の範囲内で前記トルク指令に基づいて設定される目標電圧位相に対して第１の変化程度による所定の緩変化処理を施して電圧位相指令を設定して矩形波信号を前記モータに出力する制御モードであり、前記制御手段は、前記切り替えが指示されたときに前記異常判定手段により異常と判定されたときには、前記インバータの制御モードを前記パルス幅変調制御モードから前記矩形波制御モードに切り替えると共に、該矩形波制御モードで前記目標電圧位相に対して前記第１の変化程度より緩やかに変化させる第２の変化程度による前記所定の緩変化処理を用いて前記インバータを制御する手段である、ものとすることもできる。即ち、この切り替え（第１の切り替え）が指示されたときに異常判定手段により異常と判定されないときには、インバータの制御モードをパルス幅変調制御モードから矩形波制御モードに切り替えると共に、矩形波制御モードで目標電圧位相に対して第１の変化程度による所定の緩変化処理を施して電圧位相指令を設定してインバータを制御し、この切り替え（第１の切り替え）が指示されたときに異常判定手段により異常と判定されたときには、インバータの制御モードをパルス幅変調制御モードから矩形波制御モードに切り替えると共に、矩形波制御モードで目標電圧位相に対して第２の変化程度による所定の緩変化処理を施して電圧位相指令を設定してインバータを制御するのである。こうすれば、インバータの制御モードをパルス幅変調制御モードから矩形波制御モードに切り替えるから、モータからより大きなトルクを出力することができる。
【００１２】
さらに、一般に、矩形波制御モードからパルス幅変調制御モードへの切り替え（第２の切り替え）は、モータの回転数の低下やモータのトルク指令の低下によって生じるため、モータのトルク指令の上昇を伴わずにモータの回転数の低下によって矩形波制御モードからパルス幅変調制御モードへの切り替え（第２の切り替え）を行なう際には、矩形波制御モードでモータの回転数が所定の低回転数以上から所定の低回転数未満となりモータの電圧位相上限が小さくなる場合がある。このとき、インバータおよびモータが良好に制御されている通常時でも電圧センサに検出誤差がある異常が生じている場合には電圧位相上限による制限が過大になる場合が生じる。したがって、インバータの制御モードをパルス幅変調制御モードから矩形波制御モードに切り替える際の切り替え（第１の切り替え）が指示されたときに異常と判定されたときに、矩形波制御モードで目標電圧位相に対して比較的緩やかに変化させる第２の変化程度による所定の緩変化処理を施して電圧位相指令を設定してインバータを制御するから、矩形波制御モードからパルス幅変調制御モードへの切り替え（第２の切り替え）に際して、矩形波制御モードでのモータの電圧位相が検出誤差のある電圧センサからの電圧に基づく電圧位相上限により過大に制限される状態となる前にインバータの制御モードを矩形波制御モードからパルス幅変調制御モードに切り替えやすくすることができる。この結果、インバータの制御モードを矩形波制御モードからパルス幅変調制御モードに切り替える（第２の切り替えの）際に、モータの電圧位相が電圧位相上限により制限された状態から制限されない状態に移行するのが抑制され、例えばモータに流れる電流波形の乱れやモータに流れる電流の急変などモータの電圧位相が制限された状態から制限されない状態に移行することによる不都合が生じるのを抑制することができる。この場合、前記制御手段は、前記インバータの制御モードを前記矩形波制御モードから前記パルス幅変調制御モードに切り替える第２の切り替えが指示されたときには、前記パルス幅変調制御モードで前記インバータを制御する手段である、ものとすることができる。ここで、所定の緩変化処理としては、レート処理やなまし処理などを用いることができる。また、第１の変化程度としては、矩形波制御モードでインバータおよびモータを良好に制御可能な程度などを用いることができ、第２の変化程度としては、モータの回転数が所定の低回転数未満のときにモータの電圧位相上限の急変を抑制可能な程度などを用いることができる。
【００１３】
この矩形波制御モードでは所定の関係に基づく電圧位相上限の範囲内で設定した目標電圧位相に対して所定の緩変化処理を施して電圧位相指令を設定する態様の本発明の第１の駆動装置において、前記制御手段は、前記切り替えが指示されたときに前記異常判定手段により異常と判定されたときには、前記インバータの制御モードを前記パルス幅変調制御モードから前記矩形波制御モードに切り替えると共に、前記モータの回転数が前記所定の低回転数未満のときのみ該矩形波制御モードで前記第２の変化程度による前記所定の緩変化処理を用いて前記インバータを制御する手段である、ものとすることもできる。即ち、この切り替え（第１の切り替え）が指示されたときに異常判定手段により異常と判定されたときには、インバータの制御モードをパルス幅変調制御モードから矩形波制御モードに切り替えると共に、モータの回転数が所定の低回転数以上のときには矩形波制御モードで目標電圧位相に対して第１の変化程度による所定の緩変化処理を施して電圧位相指令を設定してインバータを制御し、モータの回転数が所定の低回転数未満のときのみ矩形波制御モードで目標電圧位相に対して第２の変化程度による所定の緩変化処理を施して電圧位相指令を設定してインバータを制御するのである。こうすれば、矩形波制御モードでモータの回転数が所定の低回転数以上のときには電圧位相指令を比較的迅速に変化させることができ、矩形波制御モードでのモータの出力応答性や制御性を良好にすることができる。
【００１４】
また、矩形波制御モードでは所定の関係に基づく電圧位相上限の範囲内で設定した目標電圧位相に対して所定の緩変化処理を施して電圧位相指令を設定する態様の本発明の第１の駆動装置において、前記制御手段は、前記切り替えが指示されたときに前記異常判定手段により異常と判定されたときには、前記インバータの制御モードを前記パルス幅変調制御モードから前記矩形波制御モードに切り替えると共に、該矩形波制御モードで前記モータの回転数が前記所定の低回転数未満のときには前記所定の関係より該モータの回転数の低下量に対する該電圧位相上限の低下量の割合が小さい第２の関係に基づいて該電圧位相上限を設定して前記インバータを制御する手段である、ものとすることもできる。即ち、この切り替え（第１の切り替え）が指示されたときに異常判定手段により異常と判定されないときには、インバータの制御モードをパルス幅変調制御モードから矩形波制御モードに切り替えると共に、矩形波制御モードで電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧とモータの回転数と所定の関係とに基づいて電圧位相上限を設定してインバータを制御し、この切り替え（第１の切り替え）が指示されたときに異常判定手段により異常と判定されたときには、インバータの制御モードをパルス幅変調制御モードから矩形波制御モードに切り替えると共に、矩形波制御モードで電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧とモータの回転数と第２の関係とに基づいて電圧位相上限を設定してインバータを制御するのである。こうすれば、インバータの制御モードを矩形波制御モードからパルス幅変調制御モードに切り替える際の切り替え（第２の切り替え）に際して、矩形波制御モードでのモータの電圧位相が検出誤差のある電圧センサからの電圧に基づく電圧位相上限により過大に制限されるのを抑制しつつインバータの制御モードを矩形波制御モードからパルス幅変調制御モードに切り替えることができる。この結果、インバータの制御モードを矩形波制御モードからパルス幅変調制御モードに切り替える（第２の切り替えの）際に、モータの電圧位相が電圧位相上限により制限された状態から制限されない状態に移行するのが抑制され、例えばモータに流れる電流波形の乱れやモータに流れる電流の急変などモータの電圧位相が制限された状態から制限されない状態に移行することによる不都合が生じるのを抑制することができる。ここで、所定の関係としては、矩形波制御モードでインバータおよびモータを良好に制御可能な電圧位相上限が得られるように予め定められた関係などを用いることができ、第２の関係としては、モータの回転数が所定の低回転数未満のときにはモータの回転数の低下量に対する電圧位相上限の低下量の割合がモータの電圧位相上限の急変を抑制可能な程度に小さい関係などを用いることができる。
【００１５】
あるいは、本発明の第１の駆動装置において、前記バッテリと前記昇圧コンバータとの接続および接続の解除を行なうリレーと、前記駆動電圧系の電圧を平滑する平滑コンデンサと、前記異常判定手段により異常と判定された後にシステム停止する際、前記リレーをオフとすると共に前記平滑コンデンサに蓄えられた電荷が放電されるよう前記昇圧コンバータと前記インバータとを制御し、該制御後に前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧を前記電圧センサの検出誤差を補正するための補正用電圧として設定する補正用電圧設定手段と、を備える、ものとすることもできる。こうすれば、補正用電圧を用いて電圧センサの検出値を検出誤差の影響が解消される方向に補正することができるから、矩形波制御モードでモータの電圧位相が検出誤差のある電圧センサからの電圧に基づく電圧位相上限により過大に制限されるのを抑制することができ、インバータの制御モードをパルス幅変調制御モードと矩形波制御モードとの間で切り替える際に例えばモータに流れる電流波形の乱れやモータに流れる電流の急変などの不都合が生じるのを抑制することができると共に、モータをより適正に駆動することができる。
【００１６】
また、本発明の第１の駆動装置において、前記制御手段は、前記切り替えが指示されたときに前記異常判定手段により異常と判定されたときには、該切り替えが指示されたときに該異常判定手段により異常と判定されなくなるまで該異常と判定される毎に所定電圧ずつ絶対値が大きくなるように前記電圧センサの検出誤差を補正するための補正用電圧を設定し、前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧に代えて該電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧を該設定した補正用電圧により補正した電圧を用いて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、補正用電圧を用いて電圧センサの検出値を検出誤差の影響が解消される方向に段階的に補正することができるから、矩形波制御モードでのモータの電圧位相が検出誤差のある電圧センサからの電圧に基づく電圧位相上限により過大に制限されるのを抑制することができ、インバータの制御モードをパルス幅変調制御モードと矩形波制御モードとの間で切り替える際に例えばモータに流れる電流波形の乱れやモータに流れる電流の急変などの不都合が生じるのを抑制することができると共に、モータをより適正に駆動することができる。
【００１７】
本発明の第２の駆動装置は、
モータと、該モータを駆動するインバータと、バッテリと、該バッテリからの電力を昇圧して前記インバータが接続された駆動電圧系に供給する昇圧コンバータと、前記駆動電圧系の電圧を検出する電圧センサと、前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧を用いて前記昇圧コンバータを制御すると共に前記モータのトルク指令に基づいてパルス幅変調制御モードと矩形波制御モードとのうちいずれかの制御モードで前記インバータを制御する制御手段と、を備える駆動装置であって、
前記矩形波制御モードは、前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧と前記モータの回転数とに基づいて電圧位相上限を設定すると共に、該設定した電圧位相上限の範囲内で前記トルク指令に基づいて電圧位相指令を設定して矩形波信号を前記モータに出力する制御モードであり、
前記制御手段は、前記インバータの制御モードの前記パルス幅変調制御モードから前記矩形波制御モードへの切り替えが指示されたときに該切り替え直前の該パルス幅変調制御モードにおける前記モータの電圧位相が該切り替え直後の該矩形波制御モードで設定すべき前記電圧位相上限より大きい場合には、前記インバータの制御モードを前記矩形波制御モードに切り替えることなく前記パルス幅変調制御モードで該インバータを制御する手段である、
ことを要旨とする。
【００１８】
この本発明の第２の駆動装置では、切り替えが指示されたときに異常と判定されたときにはインバータの制御モードを矩形波制御モードに切り替えることなくパルス幅変調制御モードでインバータを制御する態様の本発明の第１の駆動装置と同様に、インバータの制御モードをパルス幅変調制御モードから矩形波制御モードに切り替えたときにモータの電圧位相が電圧位相上限により制限されることがないから、例えばモータに流れる電流の急変やモータに流れる電流波形の乱れなど、モータの電圧位相が制限されることによる不都合が生じるのを抑制することができる。
【００１９】
本発明の第３の駆動装置は、
モータと、該モータを駆動するインバータと、バッテリと、該バッテリからの電力を昇圧して前記インバータが接続された駆動電圧系に供給する昇圧コンバータと、前記駆動電圧系の電圧を検出する電圧センサと、前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧を用いて前記昇圧コンバータを制御すると共に前記モータのトルク指令に基づいてパルス幅変調制御モードと矩形波制御モードとのうちいずれかの制御モードで前記インバータを制御する制御手段と、を備える駆動装置であって、
前記矩形波制御モードは、前記駆動電圧系の電圧と前記モータの回転数と電圧位相上限との予め定められた関係として該モータの回転数が所定の低回転数未満のときには該モータの回転数の低下量に対する該電圧位相上限の低下量の割合が該モータの回転数が該所定の低回転数以上のときに比して大きい所定の関係に前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧と前記モータの回転数とを適用して該電圧位相上限を設定すると共に、該設定した電圧位相上限の範囲内で前記トルク指令に基づいて設定される目標電圧位相に対して第１の変化程度による所定の緩変化処理を施して電圧位相指令を設定して矩形波信号を前記モータに出力する制御モードであり、
前記制御手段は、前記インバータの制御モードの前記パルス幅変調制御モードから前記矩形波制御モードへの切り替えが指示されたときに該切り替え直前の該パルス幅変調制御モードにおける前記モータの電圧位相が該切り替え直後の該矩形波制御モードで設定すべき前記電圧位相上限より大きい場合には、前記インバータの制御モードを前記パルス幅変調制御モードから前記矩形波制御モードに切り替えると共に、該矩形波制御モードで前記目標電圧位相に対して前記第１の変化程度より緩やかに変化させる第２の変化程度による前記所定の緩変化処理を用いて前記インバータを制御する手段である、
ことを要旨とする。
【００２０】
この本発明の第３の駆動装置では、矩形波制御モードでは所定の関係に基づく電圧位相上限の範囲内で設定した目標電圧位相に対して所定の緩変化処理を施して電圧位相指令を設定する態様の本発明の第１の駆動装置と同様に、矩形波制御モードからパルス幅変調制御モードへの切り替えに際して、矩形波制御モードでのモータの電圧位相が検出誤差のある電圧センサからの電圧に基づく電圧位相上限により過大に制限される状態となる前にインバータの制御モードを矩形波制御モードからパルス幅変調制御モードに切り替えやすくすることができる。この結果、インバータの制御モードを矩形波制御モードからパルス幅変調制御モードに切り替える際に、モータの電圧位相が電圧位相上限により制限された状態から制限されない状態に移行するのが抑制され、例えばモータに流れる電流波形の乱れやモータに流れる電流の急変などモータの電圧位相が制限された状態から制限されない状態に移行することによる不都合が生じるのを抑制することができる。ここで、所定の緩変化処理としては、レート処理やなまし処理などを用いることができる。また、第１の変化程度としては、矩形波制御モードでインバータおよびモータを良好に制御可能な程度などを用いることができ、第２の変化程度としては、モータの回転数が所定の低回転数未満のときにモータの電圧位相上限の急変を抑制可能な程度などを用いることができる。
【００２１】
こうした本発明の第３の駆動装置において、前記制御手段は、前記切り替えが指示されたときに該切り替え直前の該パルス幅変調制御モードにおける前記モータの電圧位相が該切り替え直後の該矩形波制御モードで設定すべき前記電圧位相上限より大きい場合には、前記インバータの制御モードを前記パルス幅変調制御モードから前記矩形波制御モードに切り替えると共に、前記モータの回転数が前記所定の低回転数未満のときのみ該矩形波制御モードで前記第２の変化程度による前記所定の緩変化処理を用いて前記インバータ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、矩形波制御モードでモータの回転数が所定の低回転数以上のときには電圧位相指令を比較的迅速に変化させることができ、矩形波制御モードでのモータの出力応答性や制御性を良好にすることができる。
【００２２】
また、本発明の第３の駆動装置において、前記制御手段は、前記切り替えが指示されたときに該切り替え直前の該パルス幅変調制御モードにおける前記モータの電圧位相が該切り替え直後の該矩形波制御モードで設定すべき前記電圧位相上限より大きい場合には、前記インバータの制御モードを前記パルス幅変調制御モードから前記矩形波制御モードに切り替えると共に、該矩形波制御モードで前記モータの回転数が前記所定の低回転数未満のときには前記所定の関係より該モータの回転数の低下量に対する前記電圧位相上限の低下量の割合が小さい第２の関係に基づいて該電圧位相上限を設定して前記インバータ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、インバータの制御モードを矩形波制御モードからパルス幅変調制御モードに切り替える際の切り替えに際して、矩形波制御モードでのモータの電圧位相が検出誤差のある電圧センサからの電圧に基づく電圧位相上限により過大に制限されるのを抑制しつつインバータの制御モードを矩形波制御モードからパルス幅変調制御モードに切り替えることができる。この結果、インバータの制御モードを矩形波制御モードからパルス幅変調制御モードに切り替える際に、モータの電圧位相が電圧位相上限により制限された状態から制限されない状態に移行するのが抑制され、例えばモータに流れる電流波形の乱れやモータに流れる電流の急変などモータの電圧位相が制限された状態から制限されない状態に移行することによる不都合が生じるのを抑制することができる。ここで、所定の関係としては、矩形波制御モードでインバータおよびモータを良好に制御可能な電圧位相上限が得られるように予め定められた関係などを用いることができ、第２の関係としては、モータの回転数が所定の低回転数未満のときにはモータの回転数の低下量に対する電圧位相上限の低下量の割合がモータの電圧位相上限の急変を抑制可能な程度に小さい関係などを用いることができる。
【００２３】
本発明の第４の駆動装置は、
モータと、該モータを駆動するインバータと、バッテリと、該バッテリからの電力を昇圧して前記インバータが接続された駆動電圧系に供給する昇圧コンバータと、前記バッテリと前記昇圧コンバータとの接続および接続の解除を行なうリレーと、前記駆動電圧系の電圧を平滑する平滑コンデンサと、前記駆動電圧系の電圧を検出する電圧センサと、前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧を用いて前記昇圧コンバータを制御すると共に前記モータのトルク指令に基づいてパルス幅変調制御モードと矩形波制御モードとのうちいずれかの制御モードで前記インバータを制御する制御手段と、を備える駆動装置であって、
前記矩形波制御モードは、前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧と前記モータの回転数とに基づいて電圧位相上限を設定すると共に、該設定した電圧位相上限の範囲内で前記トルク指令に基づいて電圧位相指令を設定して矩形波信号を前記モータに出力する制御モードであり、
前記インバータの制御モードの前記パルス幅変調制御モードから前記矩形波制御モードへの切り替えが指示されたときに該切り替え直前の該パルス幅変調制御モードにおける前記モータの電圧位相が該切り替え直後の該矩形波制御モードで設定すべき前記電圧位相上限より大きい場合にシステム停止する際、前記リレーをオフとすると共に前記平滑コンデンサに蓄えられた電荷が放電されるよう前記昇圧コンバータと前記インバータとを制御し、該制御後に前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧を前記電圧センサの検出誤差を補正するための補正用電圧として設定する補正用電圧設定手段
を備えることを要旨とする。
【００２４】
この本発明の第４の駆動装置では、昇圧コンバータとインバータとを制御した後に補正用電圧を設定する態様の本発明の第１の駆動装置と同様に、補正用電圧を用いて電圧センサの検出値を検出誤差の影響が解消される方向に補正することができるから、矩形波制御モードでモータの電圧位相が検出誤差のある電圧センサからの電圧に基づく電圧位相上限により過大に制限されるのを抑制することができ、インバータの制御モードをパルス幅変調制御モードと矩形波制御モードとの間で切り替える際に例えばモータに流れる電流波形の乱れやモータに流れる電流の急変などの不都合が生じるのを抑制することができると共に、モータをより適正に駆動することができる。
【００２５】
本発明の第５の駆動装置は、
モータと、該モータを駆動するインバータと、バッテリと、該バッテリからの電力を昇圧して前記インバータが接続された駆動電圧系に供給する昇圧コンバータと、前記駆動電圧系の電圧を検出する電圧センサと、前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧を用いて前記昇圧コンバータを制御すると共に前記モータのトルク指令に基づいてパルス幅変調制御モードと矩形波制御モードとのうちいずれかの制御モードで前記インバータを制御する制御手段と、を備える駆動装置であって、
前記矩形波制御モードは、前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧と前記モータの回転数とに基づいて電圧位相上限を設定すると共に、該設定した電圧位相上限の範囲内で前記トルク指令に基づいて電圧位相指令を設定して矩形波信号を前記モータに出力する制御モードであり、
前記制御手段は、前記インバータの制御モードの前記パルス幅変調制御モードから前記矩形波制御モードへの切り替えが指示されたときに該切り替え直前の該パルス幅変調制御モードにおける前記モータの電圧位相が該切り替え直後の該矩形波制御モードで設定すべき前記電圧位相上限より大きい所定状態である場合には、該切り替えが指示されたときに該所定状態でなくなるまで該所定状態となる毎に所定電圧ずつ絶対値が大きくなるように前記電圧センサの検出誤差を補正するための補正用電圧を設定し、前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧に代えて該電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧を該設定した補正用電圧により補正した電圧を用いて制御する手段である、
ことを要旨とする。
【００２６】
この本発明の第５の駆動装置では、切り替えが指示されたときに異常と判定されたときには異常と判定される毎に所定電圧ずつ絶対値が大きくなるように補正用電圧を設定して制御する態様の本発明の第１の駆動装置と同様に、補正用電圧を用いて電圧センサの検出値を検出誤差の影響が解消される方向に段階的に補正することができるから、矩形波制御モードでのモータの電圧位相が検出誤差のある電圧センサからの電圧に基づく電圧位相上限により過大に制限されるのを抑制することができ、インバータの制御モードをパルス幅変調制御モードと矩形波制御モードとの間で切り替える際に例えばモータに流れる電流波形の乱れやモータに流れる電流の急変などの不都合が生じるのを抑制することができると共に、モータをより適正に駆動することができる。
【００２７】
本発明の車両は、上述のいずれかの態様の本発明の第１ないし第５のいずれかの駆動装置を搭載し、前記モータからのトルクを用いて走行する、ことを要旨とする。
【００２８】
この本発明の車両は、上述のいずれかの態様の本発明の第１ないし第５のいずれかの駆動装置を備えるから、本発明の各駆動装置の奏する効果、例えば、モータを良好に駆動するのに必要な電圧センサに検出誤差がある異常を判定することができる効果などと同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１実施例としての電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】電子制御ユニット５０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図４】制御モード設定用マップの一例を示す説明図である。
【図５】目標電流設定用マップの一例を示す説明図である。
【図６】電圧位相上限設定用マップの一例を示す説明図である。
【図７】電子制御ユニット５０により実行される異常判定処理の一例を示すフローチャートである。
【図８】インバータ３４の制御モードＣｍとモータ３２の電圧位相との時間変化の様子の一例を示す説明図である。
【図９】電子制御ユニット５０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図１０】電圧位相上限設定用マップの一例を示す説明図である。
【図１１】電子制御ユニット５０により実行される停止時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図１２】電子制御ユニット５０により実行される異常判定処理の一例を示すフローチャートである。
【図１３】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１４】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。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
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１】
【００３１】
図１は、本発明の第１実施例としての電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の電気自動車２０は、図示するように、例えば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有する同期発電電動機として構成されて駆動輪２６ａ，２６ｂにデファレンシャルギヤ２４を介して接続された駆動軸２２に動力を入出力可能なモータ３２と、モータ３２を駆動するインバータ３４と、例えばリチウムイオン電池などの二次電池として構成されたバッテリ３６と、インバータ３４が接続された電力ライン（以下、駆動電圧系電力ラインという）４２とバッテリ３６がシステムメインリレー３８を介して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）４４とに接続されて電池電圧系電力ライン４４の電力を昇圧して駆動電圧系電力ライン４２に供給可能な昇圧コンバータ４０と、車両全体をコントロールする電子制御ユニット５０と、を備える。なお、駆動電圧系電力ライン４２の正極母線と負極母線とには平滑用のコンデンサ４６が接続されており、電池電圧系電力ライン４４の正極母線と負極母線とには平滑用のコンデンサ４８が接続されている。
【００３２】
インバータ３４は、６つのスイッチング素子としてのトランジスタＴ１１〜Ｔ１６と、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６に逆方向に並列接続された６つのダイオードＤ１１〜Ｄ１６と、により構成されている。トランジスタＴ１１〜Ｔ１６は、駆動電圧系電力ライン４２の正極母線と負極母線とに対してソース側とシンク側となるよう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３２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、インバータ３４に電圧が作用している状態でトランジスタＴ１１〜Ｔ１６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３２を回転駆動することができる。
【００３３】
電子制御ユニット５０は、ＣＰＵ５２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、ＣＰＵ５２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ５４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ５６と、図示しない入出力ポートと、を備える。電子制御ユニット５０には、モータ３２のロータの回転位置を検出する回転位置検出センサ３２ａからのモータ３２のロータの回転位置θｍや、インバータ３４からモータ３２への電力ラインに取り付けられた電流センサ３２Ｕ，３２Ｖからの相電流Ｉｕ，Ｉｖ，バッテリ３６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３６の出力端子に接続された電力ライン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３６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，コンデンサ４６の端子間に取り付けられた電圧センサ４６ａからのコンデンサ４６の電圧（駆動電圧系電力ライン４２の電圧）ＶＨやコンデンサ４８の端子間に取り付けられた電圧センサ４８ａからのコンデンサ４８の電圧（電池電圧系電力ライン４４の電圧）ＶＬ，イグニッションスイッチ６０からのイグニッション信号，シフトレバー６１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ６２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル６３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６４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル６５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６６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ６８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。電子制御ユニット５０からは、システムメインリレー３８をオンオフする駆動信号やインバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６へのスイッチング制御信号，昇圧コンバータ４０のスイッチング素子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。なお、電子制御ユニット５０は、回転位置検出センサ３２ａからのモータ３２のロータの回転位置θｍに基づいてモータ３２の電気角θｅや回転数Ｎｍも演算している。
【００３４】
次に、こうして構成された第１実施例の電気自動車２０の動作について説明する。図２は、電子制御ユニット５０により実行される駆動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。なお、電子制御ユニット５０は、このルーチンと並行して、モータ３２から出力すべきトルクとしてのトルク指令Ｔｍ＊とモータ３２の回転数Ｎｍとからなる目標駆動点でモータ３２を駆動できる電圧を駆動電圧系電力ライン４２の目標電圧ＶＨ＊に設定すると共に駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨが目標電圧ＶＨ＊となるよう電圧フィードバック制御によって昇圧コンバータ４０のスイッチング素子をスイッチング制御する。
【００３５】
図２の駆動制御ルーチンが実行されると、電子制御ユニット５０のＣＰＵ５２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ６４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ６８からの車速Ｖ，モータ３２の回転数Ｎｍ，電気角θｅ，電流センサ３２Ｕ，３２Ｖからの相電流Ｉｕ，Ｉｖなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、モータ３２の回転数Ｎｍや電気角θｅは、回転位置検出センサ３２ａにより検出されたモータ３２のロータの回転位置θｍに基づいて演算されてＲＡＭ５６に書き込まれたものを読み込むことによりそれぞれ入力するものとした。
【００３６】
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動軸２２に出力すべき要求トルクＴｄ＊を設定すると共に（ステップＳ１１０）、設定した要求トルクＴｄ＊をモータ３２のトルク指令Ｔｍ＊に設定する（ステップＳ１２０）。ここで、要求トルクＴｄ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｄ＊との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ５４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴｄ＊を導出して設定するものとした。図３に要求トルク設定用マップの一例を示す。
【００３７】
続いて、設定したモータ３２のトルク指令Ｔｍ＊と回転数Ｎｍとに基づいてインバータ３４の制御モードＣｍを設定する（ステップＳ１３０）。ここで、インバータ３４の制御モードＣｍは、実施例では、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊および回転数Ｎｍと駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨと制御モードＣｍとの関係を予め定めて制御モード設定用マップとしてＲＯＭ５４に記憶しておき、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊および回転数Ｎｍと駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨとが与えられると記憶したマップから対応する制御モードＣｍを導出して設定するものとした。図４に制御モード設定用マップの一例を示す。インバータ３４の制御モードは、モータ３２の電圧指令と三角波（搬送波）電圧との比較によってトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のオン時間の割合を調節するパルス幅変調（ＰＷＭ）制御において三角波電圧の振幅以下の振幅の正弦波状の電圧指令を変換して得られる擬似的三相交流電圧をモータ３２に印加する正弦波制御モード，パルス幅変調制御において三角波電圧の振幅より大きな振幅の正弦波状の電圧指令を変換して得られる過変調電圧をモータ３２に印加する過変調制御モード，矩形波電圧をモータ３２に印加する矩形波制御モードがあり、駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨ毎に、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊や回転数Ｎｍが小さい側から順に正弦波制御モード，過変調制御モード，矩形波制御モードが定められていると共に、駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨが高いほど正弦波制御モードと過変調制御モードとの境界，過変調制御モードと矩形波制御モードとの境界が高回転高トルク側に定められている。モータ３２やインバータ３４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３２の出力応答性や制御性がよくなり、出力可能なトルクが小さくなり、インバータ３４のスイッチング損失など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３４を制御することによってモータ３２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３４を制御することによって大きなトルクを出力可能とすると共にインバータ３４のスイッチング損失などを低減することができる。なお、正弦波制御モードと過変調制御モードとは、いずれもＰＷＭ制御を行なうための制御モードであるため、以下では、両者をまとめてＰＷＭ制御モードともいう。
【００３８】
次に、モータ３２の三相コイルのＵ相，Ｖ相，Ｗ相に流れる相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの総和を値０として電気角θｅを用いて相電流Ｉｕ，Ｉｖをｄ軸，ｑ軸の電流Ｉｄ，Ｉｑに次式（１）により座標変換（３相−２相変換）し（ステップＳ１４０）、インバータ３４の制御モードＣｍを調べる（ステップＳ１５０）。ここで、ｄ軸はモータ３２のロータに埋め込まれた永久磁石によって形成される磁束の方向であり、ｑ軸はｄ軸に対してモータ３２の正回転方向にπ／２だけ電気角θｅが進角した方向である。
【００３９】
【数１】
【００４０】
インバータ３４の制御モードＣｍが正弦波制御モードや過変調制御モードのときには、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊に基づいてｄ軸，ｑ軸の目標電流Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を設定する（ステップＳ１６０）。ここで、ｄ軸，ｑ軸の目標電流Ｉｄ＊，Ｉｑ＊は、実施例では、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊とｄ軸，ｑ軸の目標電流Ｉｄ＊，Ｉｑ＊との関係（例えば、目標電流Ｉｄ＊の二乗と目標電流Ｉｑ＊の二乗との和の平方根（以下、目標電流大きさＩｒｅという）を比較的小さくしてモータ３２のトルク指令Ｔｍ＊に対応するトルクをモータ３２から出力できる関係）を予め定めて電流指令設定用マップとしてＲＯＭ５４に記憶しておき、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊が与えられると記憶したマップから対応するｄ軸，ｑ軸の目標電流Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を導出して設定するものとした。目標電流設定用マップの一例を図５に示す。図５の例では、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊がトルクＴ３のときにこのトルク指令Ｔｍ＊に対応するｄ軸，ｑ軸の目標電流Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を設定する際の様子を示している。なお、図５には、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊や目標電流Ｉｄ＊，Ｉｑ＊の他に、目標電流大きさＩｒｅと、三相コイルに通電される電流によってステータに形成される磁界の方向（ステータ磁界の方向）のｑ軸に対する角度としての目標電流角度θｒｅと、についても図示した。
【００４１】
続いて、ｄ軸，ｑ軸の電流Ｉｄ，Ｉｑと目標電流Ｉｄ＊，Ｉｑ＊とを用いて次式（２）および式（３）によりｄ軸，ｑ軸の電圧指令Ｖｄ＊，Ｖｑ＊を計算し（ステップＳ１７０）、計算したｄ軸，ｑ軸の電圧指令Ｖｄ＊，Ｖｑ＊に基づくＰＷＭ信号を用いてインバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６をスイッチング制御して（ステップＳ１８０）、駆動制御ルーチンを終了する。ここで、ｄ軸，ｑ軸の電圧指令Ｖｄ＊，Ｖｑ＊に基づくＰＷＭ信号は、実施例では、電気角θｅを用いてｄ軸，ｑ軸の電圧指令Ｖｄ＊，Ｖｑ＊をモータ３２の三相コイルのＵ相，Ｖ相，Ｗ相に印加すべき電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に次式（４）および式（５）により座標変換（２相−３相変換）し、座標変換した電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊をインバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６をスイッチングするためのＰＷＭ信号に変換して出力するものとした。式（２）および式（３）は、ｄ軸，ｑ軸の電流Ｉｄ，Ｉｑを目標電流Ｉｄ＊，Ｉｑ＊とするためのフィードバック制御における関係式であり、式（２）および式（３）中、右辺第１項の「ｋｄ１」および「ｋｑ１」は比例項のゲインであり、右辺第２項の「ｋｄ２」および「ｋｑ２」は積分項のゲインである。こうした制御により、インバータ３４の制御モードＣｍを正弦波制御モードや過変調制御モードとしてモータ３２から駆動軸２２に要求トルクＴｒ＊に相当するトルクを出力して走行することができる。
【００４２】
【数２】
【００４３】
ステップＳ１５０でインバータ３４の制御モードＣｍが矩形波制御モードのときには、座標変換によって得られたモータ３２のｄ軸，ｑ軸の電流Ｉｄ，Ｉｑに基づいてモータ３２から出力されていると推定される推定出力トルクＴｍｅｓｔを設定し（ステップＳ１９０）、駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨとモータ３２の回転数Ｎｍとに基づいてモータ３２のｑ軸に対する電圧位相を制限するための電圧位相上限θｌｉｍを設定する（ステップＳ２００）。ここで、推定出力トルクＴｍｅｓｔは、実施例では、ｄ軸，ｑ軸の電流Ｉｄ，Ｉｑと推定出力トルクＴｍｅｓｔとの関係として予め実験や解析などにより定められてＲＯＭ５４に記憶したマップにｄ軸，ｑ軸の電流Ｉｄ，Ｉｑを適用することによって導出されたものを設定するものとした。また、電圧位相上限θｌｉｍは、実施例では、駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨとモータ３２の回転数Ｎｍと電圧位相上限θｌｉｍとの関係を予め実験や解析などにより定めて電圧位相上限設定用マップとしてＲＯＭ５４に記憶しておき、駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨとモータ３２の回転数Ｎｍとが与えられると記憶したマップから対応する電圧位相上限θｌｉｍを導出して設定するものとした。電圧位相上限設定用マップの一例を図６に示す。実施例の電圧位相上限設定用マップでは、電圧位相上限θｌｉｍは、矩形波制御モードでインバータ３４およびモータ３２を良好に（適正に）制御可能な電圧位相上限θｌｉｍが得られるように、即ちモータ３２の電圧位相が過度に進むことによるインバータ３４の制御破綻が抑制されるように且つモータ３２に流れる相電流が乱れる（例えば電流振幅が一時的に突出する）ことのないように、予め実験や解析などにより定められている。図６の例では、電圧位相上限θｌｉｍは、駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨが大きいほど小さくなると共に、モータ３２の回転数Ｎｍが所定の低回転数Ｎｒｅｆ未満では回転数Ｎｍが大きいほど比較的急峻に大きくなり且つモータ３２の回転数Ｎｍが所定の低回転数Ｎｒｅｆ以上では回転数Ｎｍが大きくなっても比較的緩やかに変化する。モータ３２の回転数Ｎｍと電圧位相上限θｌｉｍとの関係は、言い換えると、モータ３２の回転数Ｎｍが所定の低回転数Ｎｒｅｆ未満のときにはモータ３２の回転数Ｎｍの低下量に対する電圧位相上限θｌｉｍの低下量（制限が厳しくなる方向への変化量）の割合がモータ３２の回転数Ｎｍが所定の低回転数Ｎｒｅｆ以上のときに比して大きい関係ということができる。
【００４４】
こうして推定出力トルクＴｍｅｓｔと電圧位相上限θｌｉｍとを設定すると、前回本ルーチンを実行したときに設定されたインバータ３４の制御モードＣｍ（前回Ｃｍ）を調べ（ステップＳ２１０）、前回Ｃｍが過変調制御モードのときには、過変調制御モードから矩形波制御モードへの切り替えが指示されたと判断し、駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨを検出する電圧センサ４６ａに検出誤差がある異常（以下、センサ異常という）が生じている状態を判定するための異常判定処理を実行すると共に（ステップＳ２２０）、異常判定処理の実行結果を調べる（ステップＳ２３０）。電圧センサ４６ａの異常判定処理は、実施例では、図７のフローチャートにより例示する異常判定処理により実行される。ここで、図２の駆動制御ルーチンの説明を一旦中断し、図７の異常判定処理について説明する。
【００４５】
図７の異常判定処理では、電子制御ユニット５０のＣＰＵ５２は、まず、過変調制御モードから矩形波制御モードへの切り替え直前の過変調制御モードにおける電圧指令Ｖｄ＊，Ｖｑ＊に基づいてモータ３２のｑ軸に対する電圧位相θｏｖｍを設定する（ステップＳ３００）。ここで、電圧位相θｏｖｍは、実施例では、過変調制御モードにおける電圧指令Ｖｄ＊，Ｖｑ＊とモータ３２のｑ軸に対する電圧位相θｏｖｍとの関係として予め定められてＲＯＭ５４に記憶されたマップに前回図２の駆動制御ルーチンを実行したときに過変調制御モードで設定された電圧指令Ｖｄ＊，Ｖｑ＊を適用することによって導出されたものを設定するものとした。
【００４６】
続いて、設定した電圧位相θｏｖｍと図２の駆動制御ルーチンのステップＳ２００で設定した電圧位相上限θｌｉｍとを比較し（ステップＳ３１０）、電圧位相θｏｖｍが電圧位相上限θｌｉｍ以下の場合には、センサ異常が生じているとはいえないと判断して、センサ異常フラグＦ１に値０を設定し（ステップＳ３２０）、電圧位相θｏｖｍが電圧位相上限θｌｉｍより大きい場合には、センサ異常が生じていると判断して、センサ異常フラグＦ１に値１を設定して（ステップＳ３３０）、異常判定処理を終了する。ここで、ステップＳ３１０での比較に用いる電圧位相上限θｌｉｍは、過変調制御モードから矩形波制御モードへの切り替えが指示されたときのその切り替え直後の矩形波制御モードで設定すべき電圧位相上限θｌｉｍであるから、ステップＳ３１０の処理は、インバータ３４の制御モードＣｍを過変調制御モードから矩形波制御モードに切り替える際のその切り替え直前の過変調制御モードにおけるモータ３２のθｏｖｍとその切り替え直後の矩形波制御モードで設定すべき電圧位相上限θｌｉｍとを比較する処理ということができる。
【００４７】
図８にインバータ３４の制御モードＣｍとモータ３２の電圧位相との時間変化の様子の一例を示す。図示するように、時刻ｔ１で過変調制御モードから矩形波制御モードに切り替えられると、電圧位相が急峻に小さくなる場合がある。この場合は、切り替え前の過変調制御モードでは電圧センサ４６ａからの電圧ＶＨを用いずに電流フィードバック制御によって電圧指令Ｖｄ＊，Ｖｑ＊を設定してＰＷＭ信号を出力するのに対し、例えば図６の回転数Ｎ１に対して本来の制限値θ１より小さな制限値θ２が設定されるときのように、切り替え後の矩形波制御モードでは検出誤差（実施例では、正側への誤差）がある異常時の電圧センサ４６ａからの電圧ＶＨに基づく電圧位相上限θｌｉｍによって、電圧センサ４６ａが正常であれば制限されないにも拘わらず仮電圧位相指令θｔｍｐが小さい値に制限されることにより生じる。矩形波制御モードにおける電圧位相上限θｌｉｍは、インバータ３４およびモータ３２を良好に制御可能に定められているから、インバータ３４およびモータ３２が良好に制御されている通常時には、インバータ３４を制御している最中に過変調制御モードから矩形波制御モードに切り替えることによりモータ３２の電圧位相が電圧位相上限θｌｉｍにより制限されることはない。したがって、この切り替え前後の２つの制御モードにおけるモータ３２のｑ軸に対する電圧位相の位相差がある場合には、矩形波制御モードで設定される電圧位相指令θ＊は異常と判断することができる。さらに、通常時には、モータ３２の種々の制御で用いられる回転位置検出センサ３２ａからの回転位置θｍに基づく回転数Ｎｍは制御上適正な値が取得されることから、電圧位相上限θｌｉｍの設定に用いられる電圧ＶＨと回転数Ｎｍとのうち電圧センサ４６ａからの電圧ＶＨが異常な値であり、この電圧センサ４６ａに検出誤差がある異常が生じていると判定することができる。以上、電圧センサ４６ａの異常判定処理について説明した。図２の駆動制御ルーチンの説明に戻る。
【００４８】
こうした電圧センサ４６ａの異常判定処理の実行結果としてセンサ異常が生じていると判定されたとき（センサ異常フラグＦ１が値１のとき）には、過変調制御モードから矩形波制御モードに切り替えることなく過変調制御モードを継続すると判断し、制御モードＣｍに過変調制御モードを再設定し（ステップＳ２４０）、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊に基づいてｄ軸，ｑ軸の目標電流Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を設定し（ステップＳ１６０）、ｄ軸，ｑ軸の電流Ｉｄ、Ｉｑと目標電流Ｉｄ＊，Ｉｑ＊とを用いてｄ軸，ｑ軸の電圧指令Ｖｄ＊，Ｖｑ＊を計算し（ステップＳ１７０）、計算したｄ軸，ｑ軸の電圧指令Ｖｄ＊，Ｖｑ＊に基づくＰＷＭ信号を用いてインバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６をスイッチング制御して（ステップＳ１８０）、駆動制御ルーチンを終了する。
【００４９】
ステップＳ２１０で前回Ｃｍが矩形波制御モードのときには、矩形波制御モードを継続すると判断し、また、ステップＳ２３０で電圧センサ４６ａの異常判定処理の実行結果としてセンサ異常が生じているとは判定されないとき（センサ異常フラグＦ１が値０のとき）のときには、過変調制御モードから矩形波制御モードへ切り替えると判断し、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊と推定出力トルクＴｍｅｓｔとを用いて次式（６）によりモータ３２のｑ軸に対する電圧位相指令の仮の値である仮電圧位相指令θｔｍｐを計算すると共に（ステップＳ２５０）、計算した仮電圧位相指令θｔｍｐを式（７）により電圧位相上限θｌｉｍで制限して電圧位相指令θ＊を設定し（ステップＳ２６０）、設定した電圧位相指令θ＊に基づく矩形波電圧がモータ３２に印加されるよう矩形波信号でインバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６をスイッチング制御して（ステップＳ２７０）、駆動制御ルーチンを終了する。
【００５０】
θtmp=k3・(Tm*-Tmest)+k4・Σ(Tm*-Tmest) (6)
θ*=min(θtmp,θlim) (7)
【００５１】
このように、第１実施例の電気自動車２０では、インバータ３４の制御モードＣｍを過変調制御モードから矩形波制御モードに切り替えるよう指示されたときに異常判定処理により電圧センサ４６ａに検出誤差がある異常と判定されたときには、インバータ３４の制御モードＣｍを過変調制御モードから矩形波制御モードに切り替えることなく矩形波制御モードでインバータ３４を制御する。これにより、モータ３２からのトルクがトルク指令Ｔｍ＊に対して不足する場合が生じ得るものの、インバータ３４の制御モードＣｍを過変調制御モードから矩形波制御モードに切り替えることによりモータ３２の電圧位相が電圧位相上限θｌｉｍにより制限されることがないから、例えばモータ３２に流れる相電流の急変やモータ３２に流れる電流の乱れなど、モータ３２の電圧位相が制限されることによる不都合が生じるのを抑制することができる。なお、第１実施例の電気自動車２０では、図７の異常判定処理の実行結果としてセンサ異常フラグＦ１に値１が設定された以降は、イグニッションオフされるまではステップＳ２２０で異常判定処理を再度実行することなく値１のセンサ異常フラグＦ１を保持することにより、インバータ３４の制御モードＣｍを過変調制御モードから矩形波制御モードに切り替えるよう指示されたときに制御モードＣｍに過変調制御モードを再設定して過変調制御モードでのインバータ３４の制御を継続するものとしてもよい。
【００５２】
以上説明した第１実施例の電気自動車２０によれば、電圧センサ４６ａにより検出された駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨを用いて昇圧コンバータ４０を制御すると共にモータ３２のトルク指令Ｔｍ＊に基づいて正弦波制御モードや過変調制御モードのＰＷＭ制御モードと矩形波制御モードとのうちいずれかの制御モードでインバータ３４を制御するものにおいて、矩形波制御モードは、電圧センサ４６ａにより検出された駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨとモータ３２の回転数Ｎｍとに基づいて電圧位相上限θｌｉｍを設定すると共に、設定した電圧位相上限θｌｉｍの範囲内でトルク指令Ｔｍ＊に基づいて電圧位相指令θ＊を設定して矩形波信号をモータ３２に出力する制御モードであり、インバータ３４の制御モードＣｍを過変調制御モードから矩形波制御モードに切り替える際の切り替え直前の過変調制御モードにおけるモータ３２の電圧位相θｏｖｍが切り替え直後の矩形波制御モードで設定すべき電圧位相上限θｌｉｍより大きい場合には、電圧センサ４６ａに検出誤差があるセンサ異常と判定する。これにより、モータ３２を良好に駆動するのに必要な電圧センサ４６ａに検出誤差がある異常を判定することができる。
【００５３】
さらに、第１実施例の電気自動車２０では、インバータ３４の制御モードＣｍの過変調制御モードから矩形波制御モードへの切り替えが指示されたときにセンサ異常と判定されたときには、インバータ３４の制御モードＣｍを矩形波制御モードに切り替えることなく過変調制御モードでインバータ３４を制御する。これにより、インバータ３４の制御モードＣｍを過変調制御モードから矩形波制御モードに切り替えることによりモータ３２の電圧位相が電圧位相上限θｌｉｍにより制限されることがないから、例えばモータ３２に流れる電流の急変やモータ３２に流れる電流波形の乱れなど、モータ３２の電圧位相が制限されることによる不都合が生じるのを抑制することができる。
【実施例２】
【００５４】
第２実施例の電気自動車２０Ｂは、図１に例示した第１実施例の電気自動車２０と同一のハード構成をしている。したがって、重複した説明を回避するため、第２実施例の電気自動車２０Ｂのハード構成については、第１実施例の電気自動車２０のハード構成と同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５５】
第２実施例の電気自動車２０Ｂでは、電子制御ユニット５０により、図２の駆動制御ルーチンに代えて図９の駆動制御ルーチンが実行される。図９の駆動制御ルーチンは、ステップＳ２３０〜Ｓ２７０の処理に代えてステップＳ４００〜Ｓ４８０の処理を実行する点を除いて図２の駆動制御ルーチンと同一である。したがって、同一の処理については同一のステップ番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５６】
図９の駆動制御ルーチンでは、電子制御ユニット５０のＣＰＵ５２は、ステップＳ２１０，Ｓ２２０で過変調制御モードから矩形波制御モードへの切り替えが指示されたときに電圧センサ４６ａの異常判定処理を実行すると、異常判定処理の実行結果を調べ（ステップＳ４００）、センサ異常フラグＦ１が値０のときには、モータ３２のｑ軸に対する電圧位相指令θ＊をレート処理によって設定するための実行レートΔθとして値θ１を設定する（ステップＳ４５０）。ここで、値θ１は、実施例では、矩形波制御モードでインバータ３４およびモータ３２を良好に（適正に）制御可能な比較的大きな値、例えばモータ３２が比較的迅速に応答する値などとして予め実験や解析などにより定められたものを用いるものとした。
【００５７】
そして、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊と推定出力トルクＴｍｅｓｔとを用いて次式（８）によりモータ３２のｑ軸に対する目標電圧位相の仮の値である仮目標電圧位相θｔｔｍｐを計算すると共に（ステップＳ４５０）、計算した仮目標電圧位相θｔｔｍｐを式（９）により電圧位相上限θｌｉｍで制限して目標電圧位相θｔａｇを設定し（ステップＳ４６０）、設定した目標電圧位相θｔａｇに対して式（１０）により実行レートΔθによるレート処理を施して電圧位相指令θ＊を設定し（ステップＳ４７０）、設定した電圧位相指令θ＊に基づく矩形波電圧がモータ３２に印加されるよう矩形波信号でインバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６をスイッチング制御して（ステップＳ４８０）、駆動制御ルーチンを終了する。式（１０）中、「前回θ＊」は、前回本ルーチンを実行したときに設定された電圧位相指令θ＊である。なお、実施例では、過変調制御モードから矩形波制御モードへの切り替え直後で前回θ＊が設定されていないときには、目標電圧位相θｔａｇをそのまま電圧位相指令θ＊として設定するものとした。こうした制御により、インバータ３４の制御モードＣｍを過変調制御モードから矩形波制御モードに切り替えると共に矩形波制御モードでのインバータ３４の制御を開始するから、過変調制御モードで制御する場合に比して、モータ３２からより大きなトルクを出力することができる。
【００５８】
θttmp=k5・(Tm*-Tmest)+k6・Σ(Tm*-Tmest) (8)
θtag=min(θttmp,θlim) (9)
θ*=min(max(θtag,前回θ*-Δθ),前回θ*+Δθ) (10)
【００５９】
こうして矩形波制御モードでインバータ３４の制御を開始した後は、ステップＳ２１０で前回Ｃｍが矩形波制御モードであると判定されると共に、センサ異常フラグＦ１が値０と判定されるから（ステップＳ４００）、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊と推定出力トルクＴｍｅｓｔとに基づく仮目標電圧位相θｔｔｍｐを電圧位相上限θｌｉｍにより制限して得られる目標電圧位相θｔａｇに値θ１の実行レートΔθによるレート処理を施して電圧位相指令θ＊を設定し（ステップＳ４１０，Ｓ４５０〜Ｓ４７０）、設定した電圧位相指令θ＊に基づく矩形波電圧がモータ３２に印加されるよう矩形波信号でインバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６をスイッチング制御して（ステップＳ４８０）、駆動制御ルーチンを終了する。こうした制御により、過変調制御モードから矩形波制御モードへの切り替えが指示されたときに電圧センサ４６ａの異常判定処理の実行結果としてセンサ異常フラグＦ１が値０のときには、インバータ３４の制御モードＣｍを過変調制御モードから矩形波制御モードに切り替えると共に、インバータ３４やモータ３２を良好に制御可能な比較的大きな値θ１の実行レートΔθによるレート処理を用いて電圧位相指令θ＊を設定してインバータ３４を制御するから、矩形波制御モードでのモータ３２の出力応答性や制御性を良好にすることができる。
【００６０】
ステップＳ２１０，Ｓ２２０で過変調制御モードから矩形波制御モードへの切り替えが指示されたときに電圧センサ４６ａの異常判定処理の実行結果としてセンサ異常フラグＦ１が値１のときや、ステップＳ２１０で前回Ｃｍが矩形波制御モードであると判定されたときにセンサ異常フラグＦ１が値１のときには（ステップＳ４００）、モータ３２の回転数Ｎｍが図６に示した所定の低回転数Ｎｒｅｆ未満か否かを判定し（ステップＳ４２０）、モータ３２の回転数Ｎｍが所定の低回転数Ｎｒｅｆ以上のときには、矩形波制御モードから過変調制御モードに切り替える際にセンサ異常のために電圧位相指令θ＊が過大に制限される可能性はないと判断し、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊と推定出力トルクＴｍｅｓｔとに基づく仮目標電圧位相θｔｔｍｐを電圧位相上限θｌｉｍにより制限して得られる目標電圧位相θｔａｇに値θ１の実行レートΔθによるレート処理を施して電圧位相指令θ＊を設定し（ステップＳ４１０，Ｓ４５０〜Ｓ４７０）、設定した電圧位相指令θ＊に基づく矩形波電圧がモータ３２に印加されるよう矩形波信号でインバータ３４をスイッチング制御して（ステップＳ４８０）、駆動制御ルーチンを終了する。
【００６１】
モータ３２の回転数Ｎｍが所定の低回転数Ｎｒｅｆ未満のときには、矩形波制御モードから過変調制御モードに切り替える際にセンサ異常のために電圧位相指令θ＊が過大に制限される可能性があると判断し、図６のマップとは異なる電圧位相上限設定用マップに駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨとモータ３２の回転数Ｎｍとを適用して電圧位相上限θｌｉｍを再設定すると共に（ステップＳ４３０）、値θ１より小さい値θ２を実行レートΔθに設定し（ステップＳ４４０）、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊と推定出力トルクＴｍｅｓｔとに基づく仮目標電圧位相θｔｔｍｐを再設定した電圧位相上限θｌｉｍにより制限して得られる目標電圧位相θｔａｇに値θ２の実行レートΔθによるレート処理を施して電圧位相指令θ＊を設定し（ステップＳＳ４５０〜Ｓ４７０）、設定した電圧位相指令θ＊に基づく矩形波電圧がモータ３２に印加されるよう矩形波信号でインバータ３４をスイッチング制御して（ステップＳ４８０）、駆動制御ルーチンを終了する。図１０に、図６のマップとは異なる電圧位相上限設定用マップの一例を示す。図中、一点鎖線は、比較のために図６のマップにおける電圧位相上限θｌｉｍを示したものである。図示するように、図１０の電圧位相上限θｌｉｍは、モータ３２の回転数Ｎｍが所定の低回転数Ｎｒｅｆ以上では図６のマップと同じ値が定めらており、モータ３２の回転数Ｎｍが所定の低回転数範Ｎｒｅｆ未満ではモータ３２の回転数Ｎｍの低下量に対する電圧位相上限θｌｉｍの低下量（制限が厳しくなる方向への変化量）の割合が図６の電圧位相上限θｌｉｍに比して小さくなっている。この割合は、実施例では、インバータ３４の制御モードＣｍを矩形波制御モードから過変調制御モードに切り替える際にモータ３２の電圧位相上限θｌｉｍの急変を抑制可能な程度に小さい割合となるように予め実験や解析などにより定めるものとした。また、値θ２は、実施例では、矩形波制御モードでモータ３２の回転数Ｎｍが所定の低回転数Ｎｒｅｆ未満のときでも電圧位相上限θｌｉｍの急変を抑制可能な程度に小さい値として、予め実験や解析などにより定められたものを用いるものとした。
【００６２】
一般に、矩形波制御モードから過変調制御モードへの切り替えは、図４の制御モード設定用マップからも分かるように、モータ３２の回転数Ｎｍの低下やトルク指令Ｔｍ＊の低下によって生じるため、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊の上昇を伴わずにモータ３２の回転数Ｎｍの低下によってこの切り替えを行なう際には、矩形波制御モードでモータ３２の回転数Ｎｍが所定の低回転数Ｎｒｅｆ以上からから所定の低回転数Ｎｒｅｆ未満に入りモータ３２の電圧位相上限θｌｉｍが小さくなる場合がある。このとき、インバータ３４およびモータ３２が良好に制御されている通常時でも電圧センサ４６ａに検出誤差（実施例では、正側への誤差）がある異常が生じてる場合には電圧位相上限θｌｉｍによる制限が過大になる場合がある。これに対し、第２実施例の電気自動車２０Ｂでは、インバータ３４の制御モードＣｍの過変調制御モードから矩形波制御モードへの切り替え（第１の切り替え）が指示されたときに電圧センサ４６ａに検出誤差があるセンサ異常と判定されたときに、矩形波制御モードに切り替えると共に、モータ３２の回転数Ｎｍが所定の低回転数Ｎｒｅｆ未満のときには、矩形波制御モードで目標電圧位相θｔａｇに対して比較的緩やかに変化させる値θ２によるレート処理を施して電圧位相指令θ＊を設定してインバータ３４を制御するから、その後、矩形波制御モードから過変調制御モードへの切り替え（第２の切り替え）に際して、矩形波制御モードでのモータ３２の電圧位相が検出誤差のある電圧センサ４６ａからの電圧ＶＨに基づく電圧位相上限θｌｉｍにより過大に制限される状態となる前に、インバータ３４の制御モードＣｍを矩形波制御モードから過変調制御モードに切り替えやすくすることができる。また、第１の切り替えが指示されたときにセンサ異常と判定されたときに、モータ３２の回転数Ｎｍが所定の低回転数Ｎｒｅｆ以上のときには、矩形波制御モードで目標電圧位相θｔａｇに対して比較的大きな値θ１によるレート処理を施して電圧位相指令θ＊を設定してインバータ３４を制御するから、目標電圧位相θｔａｇを比較的迅速に変化させることができ、矩形波制御モードでのモータ３２の出力応答性や制御性を良好にすることができる。
【００６３】
さらに、インバータ３４の制御モードＣｍを過変調制御モードから矩形波制御モードに切り替える際の切り替え（第１の切り替え）が指示されたときに電圧センサ４６ａに検出誤差があるセンサ異常と判定されたときに、矩形波制御モードで、モータ３２の回転数Ｎｍが所定の低回転数Ｎｒｅｆ未満のときにはモータ３２の回転数Ｎｍの低下量に対する電圧位相上限θｌｉｍの低下量の割合が比較的小さい図１０のマップを用いて電圧位相上限θｌｉｍを再設定してインバータ３４を制御するから、インバータ３４の制御モードＣｍを矩形波制御モードから過変調制御モードに切り替える際の切り替え（第２の切り替え）に際して、矩形波制御モードでのモータ３２の電圧位相が検出誤差のある電圧センサ４６ａからの電圧ＶＨに基づく電圧位相上限θｌｉｍにより過大に制限されるのを抑制しつつ、インバータ３４の制御モードＣｍを矩形波制御モードから過変調制御モードに切り替えることができる。なお、矩形波制御モードで図１０のマップを用いて電圧位相上限θｌｉｍを設定すると、モータ３２の回転数Ｎｍが所定の低回転数Ｎｒｅｆ未満のときにインバータ３４やモータ３２を良好に制御することができなくなる場合が生じ得るが、第２実施例では、こうした場合よりも矩形波制御モードから過変調制御モードへの切り替えに際して生じ得る不都合に対処することを優先するものとした。
【００６４】
以上説明した第２実施例の電気自動車２０Ｂによれば、インバータ３４の制御モードＣｍの過変調制御モードから矩形波制御モードへの切り替え（第１の切り替え）が指示されたときに電圧センサ４６ａに検出誤差があるセンサ異常と判定されたときに、過変調制御モードから矩形波制御モードに切り替え、モータ３２の回転数Ｎｍが所定の低回転数Ｎｒｅｆ未満のときには、モータ３２の回転数Ｎｍの低下量に対する電圧位相上限θｌｉｍの低下量の割合が比較的小さい図１０のマップを用いて電圧位相上限θｌｉｍを再設定すると共に、矩形波制御モードで仮目標電圧位相θｔｔｍｐを電圧位相上限θｌｉｍで制限した目標電圧位相θｔａｇに対して比較的緩やかに変化させる値θ２によるレート処理を施して電圧位相指令θ＊を設定してインバータ３４を制御する。これにより、矩形波制御モードから過変調制御モードへの切り替え（第２の切り替え）に際して、矩形波制御モードでのモータ３２の電圧位相が検出誤差のある電圧センサ４６ａからの電圧ＶＨに基づく電圧位相上限θｌｉｍにより過大に制限されるのを抑制しつつインバータ３４の制御モードＣｍを矩形波制御モードから過変調制御モードに切り替えることができると共に、矩形波制御モードでのモータ３２の電圧位相が検出誤差のある電圧センサ４６ａからの電圧ＶＨに基づく電圧位相上限θｌｉｍにより過大に制限される状態となる前に過変調制御モードに切り替えやすくすることができる。
【００６５】
第２実施例の電気自動車２０Ｂでは、過変調制御モードから矩形波制御モードへの切り替えが指示されたときにセンサ異常と判定されたときに、過変調制御モードから矩形波制御モードに切り替え、モータ３２の回転数Ｎｍが所定の低回転数Ｎｒｅｆ未満のときには、モータ３２の回転数Ｎｍの低下量に対する電圧位相上限θｌｉｍの低下量の割合が図６のマップより小さい図１０のマップを用いて電圧位相上限θｌｉｍを再設定するものとしたが、これに代えて、モータ３２の回転数Ｎｍに拘わらずに（即ち、ステップＳ４００でセンサ異常フラグＦ１が値１のときにはモータ３２の回転数Ｎｍを判定することなく）図１０のマップを用いて電圧位相上限θｌｉｍを再設定するものとしてもよいし、電圧位相上限θｌｉｍの再設定は行なわずに図６のマップを用いて設定した電圧位相上限θｌｉｍをそのまま目標電圧位相θｔａｇの設定に用いるものとしてもよい。
【００６６】
第２実施例の電気自動車２０Ｂでは、過変調制御モードから矩形波制御モードへの切り替えが指示されたときにセンサ異常と判定されたときに、過変調制御モードから矩形波制御モードに切り替え、モータ３２の回転数Ｎｍが所定の低回転数Ｎｒｅｆ未満のときには、モータ３２の回転数Ｎｍの低下量に対する電圧位相上限θｌｉｍの低下量の割合が図６のマップより小さい図１０のマップを用いて電圧位相上限θｌｉｍを再設定すると共に、矩形波制御モードで仮目標電圧位相θｔｔｍｐを電圧位相上限θｌｉｍで制限した目標電圧位相θｔａｇに対して値θ１より小さい値θ２によるレート処理を施して電圧位相指令θ＊を設定してインバータ３４を制御するものとしたが、これに代えて、モータ３２の回転数Ｎｍに拘わらずに（即ち、ステップＳ４００でセンサ異常フラグＦ１が値１のときにはモータ３２の回転数Ｎｍを判定することなく）図１０のマップを用いて電圧位相上限θｌｉｍを再設定すると共に値θ２によるレート処理を用いて電圧位相指令θ＊を設定するものとしてもよい。
【００６７】
第２実施例の電気自動車２０Ｂでは、矩形波制御モードで仮目標電圧位相θｔｔｍｐを電圧位相上限θｌｉｍで制限した目標電圧位相θｔａｇに対して値θ１またはこの値θ１より小さい値θ２によるレート処理を施して電圧位相指令θ＊を設定してインバータ３４を制御するものとしたが、矩形波制御モードで仮目標電圧位相θｔｔｍｐを電圧位相上限θｌｉｍで制限した目標電圧位相θｔａｇに対して第１の時定数またはこの第１の時定数より緩やかに変化させる第２の時定数によるなまし処理を施して電圧位相指令θ＊を設定してインバータ３４を制御するものとしてもよい。
【実施例３】
【００６８】
第３実施例の電気自動車２０Ｃは、図１に例示した第１実施例の電気自動車２０と同一のハード構成をしている。したがって、重複した説明を回避するため、第３実施例の電気自動車２０Ｃのハード構成については、第１実施例の電気自動車２０のハード構成と同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００６９】
第３実施例の電気自動車２０Ｃでは、電子制御ユニット５０により、図２の駆動制御ルーチンと図７の異常判定処理とに加えて図１１の停止時制御ルーチンが実行される。図１１の停止時制御ルーチンは、電圧センサ４６ａに検出誤差がある異常と判定されてセンサ異常フラグＦ１が値１のときに、モータ３２の回転が停止した状態で車両のイグニションオフなどによりシステム停止が指示されたときに実行される。
【００７０】
図１１の停止時制御ルーチンが実行されると、電子制御ユニット５０のＣＰＵ５２は、まず、システムメインリレー３８をオンからオフとすると共に（ステップＳ５００）、昇圧コンバータ４０の２つのトランジスタをオフとして昇圧コンバータ３０を駆動停止した状態とし（ステップＳ５１０）、モータ３２にｄ軸電流を流すことによって駆動電圧系電力ライン４２のコンデンサ４６に蓄えられた電荷が放電されるようインバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のスイッチング制御を行なう（ステップＳ５２０）。このインバータ３４の制御は、実施例では、コンデンサ４６の電荷を放電するのに十分な時間として予め定められた所定時間に亘って行なうものとした。即ち、この昇圧コンバータ４０とインバータ３４との制御（以下、放電制御ともいう）によって、モータ３２のコイルに通電して発熱させてコンデンサ４６の電荷を放電するものとした。このとき、モータ３２は回転しておらず、モータ３２からトルクは出力されない。
【００７１】
こうして駆動電圧系電力ライン４２の電圧を平滑するコンデンサ４６の電荷が放電されると、電圧センサ４６ａから駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨを入力し（ステップＳ５３０）、入力した電圧ＶＨを電圧センサ４６ａの検出誤差を補正するための補正用電圧ＶＨｏｓとして設定すると共に設定した補正用電圧ＶＨｏｓを図示しないフラッシュメモリの所定領域に記憶し（ステップＳ５４０）、車両全体をシステム停止する処理を行なって（ステップＳ５５０）、停止時制御ルーチンを終了する。こうして本ルーチンを終了すると、次に車両のイグニッションオンによりシステム起動して駆動制御を実行する際に、電圧センサ４６ａにより検出された駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨに代えて、この電圧ＶＨからフラッシュメモリに記憶された補正用電圧ＶＨｏｓを減じたものを電圧ＶＨに代わる制御用電圧として用いて、昇圧コンバータ４０を制御すると共に矩形波制御モードで電圧位相上限θｌｉｍを設定したりして、モータ３２からトルク指令Ｔｍ＊に相当するトルクが出力されるようインバータ３４を制御する。このように、電圧センサ４６ａの検出誤差の影響が解消される方向に電圧ＶＨを補正することにより、矩形波制御モードでモータ３２の電圧位相が検出誤差のある電圧センサ４６ａからの電圧ＶＨに基づく電圧位相上限θｌｉｍにより過大に制限されるのを抑制することができる。
【００７２】
以上説明した第３実施例の電気自動車２０Ｃによれば、電圧センサ４６ａに検出誤差がある異常と判定された後にシステム停止する際に、システムメインリレー３８をオフとすると共に駆動電圧系電力ライン４２の平滑用のコンデンサ４６に蓄えられた電荷が放電されるよう昇圧コンバータ４０とインバータ３４とを制御し、その制御後に電圧センサ４６ａにより検出された駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨを電圧センサ４６ａの検出誤差を補正するための補正用電圧ＶＨｏｓとして設定するから、電圧センサ４６ａの検出誤差の影響が解消される方向に電圧ＶＨを補正することができ、矩形波制御モードでのモータ３２の電圧位相が検出誤差のある電圧センサ４６ａからの電圧に基づく電圧位相上限θｌｉｍにより過大に制限されるのを抑制することができる。この結果、インバータ３４の制御モードＣｍを過変調制御モードと矩形波制御モードとの間で切り替える際に例えばモータ３２に流れる電流波形の乱れやモータ３２に流れる電流の急変などの不都合が生じるのを抑制することができると共に、モータ３２をより適正に駆動することができる。
【００７３】
第３実施例の電気自動車２０Ｃでは、コンデンサ４６の放電制御として昇圧コンバータ４０を駆動停止すると共にモータ３２にｄ軸電流が流れるようにインバータ３４のスイッチング制御を行なうものとしたが、インバータ３４をゲート遮断すると共に昇圧コンバータ４０の２つのトランジスタを共にオンとしたりオフとしたりしてコンデンサ４６の電荷を放電するものとしてもよい。
【００７４】
第３実施例の電気自動車２０Ｃでは、第１実施例で説明した図２の駆動制御ルーチンに加えて図１１の停止時制御ルーチンを実行するものとしたが、第２実施例で説明した図９の駆動制御ルーチンや第２実施例の変形例を図９の駆動制御ルーチンに適用したものに加えて図１１の停止時制御ルーチンを実行するものとしてもよい。
【実施例４】
【００７５】
第４実施例の電気自動車２０Ｄは、図１に例示した第１実施例の電気自動車２０と同一のハード構成をしている。したがって、重複した説明を回避するため、第４実施例の電気自動車２０Ｄのハード構成については、第１実施例の電気自動車２０のハード構成と同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００７６】
第４実施例の電気自動車２０Ｄでは、電子制御ユニット５０により、図２の駆動制御ルーチンに加えて、図７の異常判定処理に代わる図１２の異常判定処理が実行される。図１２の異常判定処理は、ステップＳ３００〜Ｓ３３０の処理に加えてステップＳ６００の処理を実行する点を除いて図７の異常判定処理と同一である。したがって、同一の処理については同一のステップ番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００７７】
図１２の異常判定処理が実行されると、電子制御ユニット５０のＣＰＵ５２は、過変調制御モードから矩形波制御モードへの切り替え直前の過変調制御モードにおけるモータ３２のｑ軸に対する電圧位相θｏｖｍを設定すると共に（ステップＳ３００）、設定した電圧位相θｏｖｍとこの切り替え直後の矩形波制御モードで設定すべきモータ３２のｑ軸に対する電圧位相を制限するための電圧位相上限θｌｉｍとを比較し（ステップＳ３１０）、電圧位相θｏｖｍが電圧位相上限θｌｉｍ以下の場合には、センサ異常が生じているとはいえないと判断して、センサ異常フラグＦ１に値０を設定する（ステップＳ３２０）。一方、電圧位相θｏｖｍが電圧位相上限θｌｉｍより大きい場合には、センサ異常が生じていると判断して、センサ異常フラグＦ１に値１を設定し（ステップＳ３３０）、図示しないフラッシュメモリの所定領域に記憶された電圧センサ４６ａの検出誤差を補正するための補正用電圧ＶＨｏｓ（初期値は値０）に所定電圧ΔＶを加えたものを新たに補正用電圧ＶＨｏｓとして設定してフラッシュメモリの所定領域に記憶し（ステップＳ６００）、異常判定処理を終了する。ここで、所定電圧ΔＶは、電圧センサ４６ａの検出誤差を段階的に補正するための比較的小さな電圧（正の値）として予め定められたものである。
【００７８】
こうして本ルーチンを終了すると、その後に駆動制御を実行する際に、電子制御ユニット５０は、電圧センサ４６ａにより検出された駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨに代えて、この電圧ＶＨからフラッシュメモリに記憶された補正用電圧ＶＨｏｓを減じたものを電圧ＶＨに代わる制御用電圧として用いて、昇圧コンバータ４０を制御すると共に矩形波制御モードで電圧位相上限θｌｉｍを設定したりして、モータ３２からトルク指令Ｔｍ＊に相当するトルクが出力されるようインバータ３４を制御する。具体的には、図２の駆動制御ルーチンのステップＳ１００では電圧ＶＨに代えて制御用電圧が入力され、ステップＳ２００では電圧ＶＨに代えて制御用電圧に基づいて電圧位相上限θｌｉｍが設定され、図７の異常判定処理でも電圧ＶＨに代えて制御用電圧に基づいて設定された電圧位相上限θｌｉｍを用いた判定結果に応じてセンサ異常フラグＦ１の設定が行なわれる。したがって、図２の駆動制御ルーチンでは、ステップＳ２１０で過変調制御モードから矩形波制御モードへの切り替えが指示されたときにステップＳ２３０でセンサ異常フラグＦ１が値１のときには、次回以降にステップＳ２１０で切り替えが指示されたときにステップＳ２３０でセンサ異常フラグＦ１が値０と判定されるまで、図１２の異常判定処理のステップＳ６００で補正用電圧ＶＨｏｓが所定電圧ΔＶずつ段階的に大きくなる値として設定されると共に、電圧センサ４６ａにより検出された駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨから補正用電圧ＶＨｏｓを減じたもの（電圧センサ４６ａの検出誤差に基づく電圧位相上限θｌｉｍによる過大な制限が解消される方向に電圧ＶＨを補正したもの）を電圧ＶＨに代わる制御用電圧として用いて駆動制御が行なわれることになる。このように、電圧センサ４６ａの検出誤差の影響が解消される方向に電圧ＶＨを段階的に補正するから、矩形波制御モードでモータ３２の電圧位相が検出誤差のある電圧センサ４６ａからの電圧に基づく電圧位相上限θｌｉｍにより過大に制限されるのを抑制することができる。
【００７９】
以上説明した第４実施例の電気自動車２０Ｄによれば、過変調制御モードから矩形波制御モードへの切り替えが指示されたときに電圧センサ４６ａに検出誤差があるセンサ異常と判定されたときには、その切り替えが指示されたときにセンサ異常と判定されなくなるまでセンサ異常と判定される毎に所定電圧ΔＶずつ大きくなるように電圧センサ４６ａの検出誤差を補正するための補正用電圧ＶＨｏｓを設定し、電圧センサ４６ａにより検出された駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨに代えてこの電圧ＶＨを補正用電圧ＶＨｏｓにより補正した制御用電圧を用いて昇圧コンバータ４０やインバータ３４を制御する。これにより、補正用電圧ＶＨｏｓを用いて電圧センサ４６ａの検出値を検出誤差の影響が解消される方向に段階的に補正することができるから、矩形波制御モードでのモータの電圧位相が検出誤差のある電圧センサ４６ａからの電圧ＶＨに基づく電圧位相上限θｌｉｍにより過大に制限されるのを抑制することができる。この結果、インバータ３４の制御モードＣｍを過変調制御モードと矩形波制御モードとの間で切り替える際に例えばモータ３２に流れる電流波形の乱れやモータ３２に流れる電流の急変などの不都合が生じるのを抑制することができると共に、モータ３２をより適正に駆動することができる。
【００８０】
第４実施例の電気自動車２０Ｄでは、第１実施例で説明した図２の駆動制御ルーチンに加えて、図７の異常判定処理に代わる図１２の異常判定処理を実行するものとしたが、第２実施例で説明した図９の駆動制御ルーチンや第２実施例の変形例を図９の駆動制御ルーチンに適用したものに加えて、図７の異常判定処理に代わる図１２の異常判定処理を実行するものとしてもよい。
【００８１】
第１〜第４実施例の電気自動車２０〜２０Ｄでは、インバータ３４の制御モードＣｍの過変調制御モードから矩形波制御モードへの切り替え直前の過変調制御モードにおけるモータ３２のｑ軸に対する電圧位相θｏｖｍが切り替え直後の矩形波制御モードで設定すべきモータ３２のｑ軸に対する電圧位相を制限するための電圧位相上限θｌｉｍより大きい場合には電圧センサ４６ａに検出誤差があるセンサ異常と判定するものとしたが、モータ３２の制御に用いられる電気的な軸であればｑ軸に限られず、インバータ３４の制御モードＣｍの過変調制御モードから矩形波制御モードへの切り替え直前の過変調制御モードにおけるモータ３２のｄ軸に対する電圧位相が切り替え直後の矩形波制御モードで設定すべきｄ軸に対する電圧位相を制限するための電圧位相上限θｌｉｍより大きい場合には電圧センサ４６ａに検出誤差があるセンサ異常と判定するものとしてもよい。
【００８２】
第１〜第４実施例の電気自動車２０〜２０Ｄでは、過変調制御モードから矩形波制御モードへの切り替え前後の２つの制御モードにおける電圧位相θｏｖｍと電圧位相上限θｌｉｍとを比較して電圧センサ４６ａのセンサ異常を判定すると共に、過変調制御モードから矩形波制御モードへの切り替えが指示されたときに電圧センサ４６ａのセンサ異常と判定されたときには過変調制御モードでインバータ３４を制御するものとしたが、正弦波制御モードから矩形波制御モードへの切り替えが生じ得る装置では、正弦波制御モードから矩形波制御モードへの切り替え前後の２つの制御モードにおける電圧位相と電圧位相上限とを比較して電圧センサ４６ａのセンサ異常を判定すると共に、正弦波制御モードから矩形波制御モードへの切り替えが指示されたときに電圧センサ４６ａのセンサ異常と判定されたときには正弦波制御モードや過変調制御モードでインバータ３４を制御するものとしてもよい。
【００８３】
第１〜第４実施例の電気自動車２０〜２０Ｄでは、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊や回転数Ｎｍに基づいてインバータ３４の制御モードＣｍを設定するものとしたが、例えば、モータ３２の変調率（電圧利用率）Ｒに基づいて制御モードＣｍを切り替えるなどとしてもよい。この場合、過変調制御モードから矩形波制御モードへの切り替えは、ｄ軸の電圧指令Ｖｄ＊の二乗とｑ軸の電圧指令Ｖｑ＊の二乗との和の平方根（モータ電流の実効値）を駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨで除して得られる変調率（電圧利用率）Ｒが値Ｒｒｅｆ（約０．７８）になったときに行なうなどとすることができる。この場合、電圧ＶＨに検出誤差が含まれているときでもモータ電流の実効値にも誤差が影響する結果として制御モードＣｍの切り替えは適正に行なわれることが分かっている。
【００８４】
第１〜第４実施例では、駆動輪２６ａ，２６ｂに接続された駆動軸２２に動力を入出力可能なモータ３２とモータ３２を駆動するインバータ３４とバッテリ３６とバッテリ３６からの電力を昇圧してインバータ３４側に供給する昇圧コンバータ４０とを備える電気自動車２０に適用するものしたが、モータとこのモータを駆動するインバータとバッテリとこのバッテリからの電力を昇圧してインバータが接続された駆動電圧系に供給する昇圧コンバータとを備えるものであればよいから、例えば、図１３の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、遊星歯車機構１２６を介して駆動軸２２に接続されたエンジン１２２およびモータ１２４と、駆動軸２２に動力を入出力可能なモータ３２と、を備えるハイブリッド自動車１２０に適用するものとしてもよいし、図１４の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、駆動軸２２にモータ３２を取り付けると共に、モータ３２の回転軸にクラッチ２２９を介してエンジン１２２を接続する構成とし、エンジン１２２からの動力をモータ３２の回転軸を介して駆動軸２２に出力すると共にモータ３２からの動力を駆動軸２２に出力するハイブリッド自動車２２０に適用するものとしてもよい。
【００８５】
また、こうした電気自動車やハイブリッド自動車に適用するものに限定されるものではなく、自動車以外の列車などの車両に適用するものとしてもよいし、車両以外の移動体や移動しない設備などに組み込まれた駆動装置の形態としても構わない。
【００８６】
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３２が「モータ」に相当し、インバータ３４が「インバータ」に相当し、バッテリ３６が「バッテリ」に相当し、昇圧コンバータ４０が「昇圧コンバータ」に相当し、電圧センサ４６ａが「電圧センサ」に相当し、電圧センサ４６ａにより検出された駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨとモータ３２の回転数Ｎｍとに基づく電圧位相上限θｌｉｍの範囲内でモータ３２のトルク指令Ｔｍ＊に基づいて電圧位相指令θ＊を設定して矩形波信号をモータ３２に出力する矩形波制御モードや電流フィードバック制御によってＰＷＭ信号をモータ３２に出力するＰＷＭ制御モード（正弦波制御モード，過変調制御モード）でインバータ３４を制御する図２または図９の駆動制御ルーチンを実行したり電圧センサ４６ａにより検出された駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨを用いて昇圧コンバータ４０を制御したりする電子制御ユニット５０が「制御手段」に相当し、インバータ３４の制御モードＣｍを過変調制御モードから矩形波制御モードに切り替える際のその切り替え直前の過変調制御モードにおけるモータ３２の電圧位相θｏｖｍが切り替え直後の矩形波制御モードで設定すべき電圧位相上限θｌｉｍより大きい場合にはセンサ異常フラグＦ１に値１を設定する図７または図１２の異常判定処理を実行する電子制御ユニット５０が「異常判定手段」に相当する。また、システムメインリレー３８が「リレー」に相当し、コンデンサ４６が「平滑コンデンサ」に相当し、センサ異常フラグＦ１が値１とされた後にシステム停止する際にシステムメインリレー３８をオフとすると共に駆動電圧系電力ライン４２の平滑用のコンデンサ４６に蓄えられた電荷が放電されるよう昇圧コンバータ４０とインバータ３４とを制御し該制御後に電圧センサ４６ａにより検出された駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨを電圧センサ４６ａの検出誤差を補正するための補正用電圧ＶＨｏｓとして設定する図１１の停止時制御ルーチンを実行する電子制御ユニット５０が「補正用電圧設定手段」に相当する。
【００８７】
ここで、「モータ」としては、同期発電電動機として構成されたモータ３２に限定されるものではなく、ＰＷＭ制御モードや矩形波制御モードで制御可能なものであれば如何なるタイプのモータであっても構わない。「インバータ」としては、インバータ３４に限定されるものではなく、モータを駆動するものであれば如何なるタイプのインバータであっても構わない。「バッテリ」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３６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、如何なるタイプのバッテリ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４０に限定されるものではなく、バッテリからの電力を昇圧してインバータ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。「電圧センサ」としては、電圧センサ４６ａに限定されるものではなく、駆動電圧系の電圧を検出するものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、矩形波制御モードやＰＷＭ制御モードでインバータ３４を制御する図２または図９の駆動制御ルーチンを実行したり電圧ＶＨを用いて昇圧コンバータ４０を制御したりする電子制御ユニット５０に限定されるものではなく、電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧を用いて昇圧コンバータを制御すると共にモータのトルク指令に基づいてパルス幅変調制御モードと矩形波制御モードとのうちいずれかの制御モードでインバータを制御するものであって矩形波制御モードは電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧とモータの回転数とに基づいて電圧位相上限を設定すると共に設定した電圧位相上限の範囲内でトルク指令に基づいて電圧位相指令を設定して矩形波信号をモータに出力する制御モードであるものであれば如何なるものとしても構わない。「異常判定手段」としては、モータ３２の電圧位相θｏｖｍが電圧位相上限θｌｉｍより大きい場合にはセンサ異常フラグＦ１に値１を設定する図７または図１２の異常判定処理を実行する電子制御ユニット５０に限定されるものではなく、インバータの制御モードをパルス幅変調制御モードから矩形波制御モードに切り替える際の切り替え直前のパルス幅変調制御モードにおけるモータの電圧位相が切り替え直後の矩形波制御モードで設定すべき電圧位相上限より大きい場合には電圧センサに検出誤差がある異常と判定するものであれば如何なるものとしても構わない。
【００８８】
また、「リレー」としては、システムメインリレー３８に限定されるものではなく、バッテリと昇圧コンバータとの接続および接続の解除を行なうものであれば如何なるものとしても構わない。「平滑コンデンサ」としては、コンデンサ４６に限定されるものではなく、駆動電圧系の電圧を平滑するものであれば如何なるものとしても構わない。「補正用電圧設定手段」としては、図１１の停止時制御ルーチンを実行する電子制御ユニット５０に限定されるものではなく、異常判定手段により異常と判定された後にシステム停止する際、リレーをオフとすると共に平滑コンデンサに蓄えられた電荷が放電されるよう昇圧コンバータとインバータとを制御し、制御後に電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧を電圧センサの検出誤差を補正するための補正用電圧として設定するものであれば如何なるものとしても構わない。
【００８９】
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。
【００９０】
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】
【００９１】
本発明は、駆動装置や車両の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００９２】
２０ 電気自動車、２２ 駆動軸、２４ デファレンシャルギヤ、２６ａ，２６ｂ 駆動輪、３２ モータ、３２ａ 回転位置検出センサ、３２Ｕ，３２Ｖ 電流センサ、３４ インバータ、３６ バッテリ、３８ システムメインリレー、４０ 昇圧コンバータ、４２ 駆動電圧系電力ライン、４４ 電池電圧系電力ライン、４６，４８ コンデンサ、４６ａ，４８ａ 電圧センサ、５０ 電子制御ユニット、５２ ＣＰＵ、５４ ＲＯＭ、５６ ＲＡＭ、６０ イグニッションスイッチ、６１ シフトレバー、６２ シフトポジションセンサ、６３ アクセルペダル、６４ アクセルペダルポジションセンサ、６５ ブレーキペダル、６６ ブレーキペダルポジションセンサ、６８ 車速センサ、１２０，２２０ ハイブリッド自動車、１２２ エンジン、１２４ モータ、１２６ 遊星歯車機構、２２９ クラッチ、Ｄ１１〜Ｄ１６ ダイオード、Ｔ１１〜Ｔ１６ トランジスタ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動装置および車両に関し、詳しくは、モータと、モータを駆動するインバータと、バッテリと、バッテリからの電力を昇圧してインバータが接続された駆動電圧系に供給する昇圧コンバータと、駆動電圧系の電圧を検出する電圧センサと、電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧を用いて昇圧コンバータを制御すると共にモータのトルク指令に基づいてパルス幅変調制御モードと矩形波制御モードとのうちいずれかの制御モードでインバータを制御する制御手段と、を備える駆動装置およびこうした駆動装置を搭載した車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の駆動装置としては、交流モータと、バッテリと、バッテリからの直流電圧をシステム電圧に昇圧するコンバータと、コンバータからのシステム電圧としての直流電圧を交流電圧に変換して交流モータを駆動するインバータと、システム電圧を検出する電圧センサとを備え、電圧センサにより検出されたシステム電圧がシステム電圧指令値となるようにコンバータを制御すると共に、パルス幅変調制御方式としての正弦波ＰＷＭ制御方式や過変調制御方式と矩形波制御方式とを切り替えながら、交流モータからトルク指令値に従ったトルクが出力されるようインバータを制御するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２４６３５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の駆動装置では、電圧センサにより検出されたシステム電圧に誤差が含まれると、矩形波制御モードでの制御手法によっては、インバータの制御方式をパルス幅変調制御モードと矩形波制御モードとの間で切り替えたときに、モータに流れる電流が乱れ、モータからのトルクが変動する場合が生じる。このため、電圧センサに検出誤差がある異常を判定することが望まれている。
【０００５】
本発明の駆動装置および車両は、モータを良好に駆動するのに必要な電圧センサに検出誤差がある異常を判定することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の駆動装置および車両は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の第１の駆動装置は、
モータと、該モータを駆動するインバータと、バッテリと、該バッテリからの電力を昇圧して前記インバータが接続された駆動電圧系に供給する昇圧コンバータと、前記駆動電圧系の電圧を検出する電圧センサと、前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧を用いて前記昇圧コンバータを制御すると共に前記モータのトルク指令に基づいてパルス幅変調制御モードと矩形波制御モードとのうちいずれかの制御モードで前記インバータを制御する制御手段と、を備える駆動装置であって、
前記矩形波制御モードは、前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧と前記モータの回転数とに基づいて電圧位相上限を設定すると共に、該設定した電圧位相上限の範囲内で前記トルク指令に基づいて電圧位相指令を設定して矩形波信号を前記モータに出力する制御モードであり、
前記インバータの制御モードを前記パルス幅変調制御モードから前記矩形波制御モードに切り替える際の該切り替え直前の該パルス幅変調制御モードにおける前記モータの電圧位相が該切り替え直後の該矩形波制御モードで設定すべき前記電圧位相上限より大きい場合には、前記電圧センサに検出誤差がある異常と判定する異常判定手段
を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明の第１の駆動装置では、電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧を用いて昇圧コンバータを制御すると共にモータのトルク指令に基づいてパルス幅変調制御モードと矩形波制御モードとのうちいずれかの制御モードでインバータを制御する。一般に、昇圧コンバータの制御は、電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧がモータのトルク指令とモータの回転数とに基づく目標電圧となるように電圧フィードバック制御によって昇圧コンバータを制御することにより行なわれ、パルス幅変調制御モードにおけるインバータの制御は、モータに流れる電流がモータのトルク指令に基づく電流指令となるように電流フィードバック制御によって正弦波状の電圧指令を設定すると共に設定した電圧指令に基づくパルス幅変調信号をモータに出力することによって行なわれ、矩形波制御モードにおけるインバータの制御は、モータのトルク指令に基づく電圧位相指令に基づく矩形波信号をモータに出力することによって行なわれる。
【０００９】
さらに、この本発明の第１の駆動装置では、矩形波制御モードは、電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧とモータの回転数とに基づいて電圧位相上限を設定すると共に、設定した電圧位相上限の範囲内でトルク指令に基づいて電圧位相指令を設定して矩形波信号をモータに出力する制御モードであり、インバータの制御モードをパルス幅変調制御モードから矩形波制御モードに切り替える際の切り替え直前のパルス幅変調制御モードにおけるモータの電圧位相が切り替え直後の矩形波制御モードで設定すべき電圧位相上限より大きい場合には、電圧センサに検出誤差がある異常と判定する。矩形波制御モードで設定される電圧位相上限は、駆動電圧系の電圧とモータの回転数と電圧位相上限との関係としてインバータおよびモータを良好に制御可能な電圧位相上限が得られるように予め定められた関係などを用いて設定されるから、インバータおよびモータが良好に制御されている通常時には、インバータを制御している最中にパルス幅変調制御モードから矩形波制御モードに切り替えたときにモータの電圧位相が電圧位相上限により制限されることはない。したがって、この切り替え直前のモータの電圧位相が切り替え直後の電圧位相上限より大きい場合には、矩形波制御モードで設定される電圧位相上限は異常と判断することができ、さらに、通常時にはモータの回転数として制御上適正な値が取得されると考えられることから、電圧位相上限の設定に用いられる電圧センサに検出誤差がある異常と判定することができる。こうしてモータを良好に駆動するのに必要な電圧センサに検出誤差がある異常を判定することができる。ここで、モータの電圧位相および電圧位相指令は、モータのｄ軸に対する位相やモータのｑ軸に対する位相などを用いることができる。また、前記パルス幅変調制御モードは、搬送波電圧の振幅以下の振幅の正弦波状の電圧指令を用いてパルス幅変調信号を出力する正弦波制御モードと搬送波電圧の振幅より大きな振幅の正弦波状の電圧指令を用いてパルス幅変調信号を出力する過変調制御モードとを含む、ものとすることができる。
【００１０】
こうした本発明の第１の駆動装置において、前記制御手段は、前記切り替えが指示されたときに前記異常判定手段により異常と判定されたときには、前記インバータの制御モードを前記矩形波制御モードに切り替えることなく前記パルス幅変調制御モードで該インバータ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、インバータの制御モードをパルス幅変調制御モードから矩形波制御モードに切り替えたときにモータの電圧位相が電圧位相上限により制限されることがないから、例えばモータに流れる電流の急変やモータに流れる電流波形の乱れなど、モータの電圧位相が制限されることによる不都合が生じるのを抑制することができる。
【００１１】
また、本発明の第１の駆動装置において、前記矩形波制御モードは、前記駆動電圧系の電圧と前記モータの回転数と電圧位相上限との予め定められた関係として該モータの回転数が所定の低回転数未満のときには該モータの回転数の低下量に対する該電圧位相上限の低下量の割合が該モータの回転数が該所定の低回転数以上のときに比して大きい所定の関係に基づいて該電圧位相上限を設定すると共に、該設定した電圧位相上限の範囲内で前記トルク指令に基づいて設定される目標電圧位相に対して第１の変化程度による所定の緩変化処理を施して電圧位相指令を設定して矩形波信号を前記モータに出力する制御モードであり、前記制御手段は、前記切り替えが指示されたときに前記異常判定手段により異常と判定されたときには、前記インバータの制御モードを前記パルス幅変調制御モードから前記矩形波制御モードに切り替えると共に、該矩形波制御モードで前記目標電圧位相に対して前記第１の変化程度より緩やかに変化させる第２の変化程度による前記所定の緩変化処理を用いて前記インバータを制御する手段である、ものとすることもできる。即ち、この切り替え（第１の切り替え）が指示されたときに異常判定手段により異常と判定されないときには、インバータの制御モードをパルス幅変調制御モードから矩形波制御モードに切り替えると共に、矩形波制御モードで目標電圧位相に対して第１の変化程度による所定の緩変化処理を施して電圧位相指令を設定してインバータを制御し、この切り替え（第１の切り替え）が指示されたときに異常判定手段により異常と判定されたときには、インバータの制御モードをパルス幅変調制御モードから矩形波制御モードに切り替えると共に、矩形波制御モードで目標電圧位相に対して第２の変化程度による所定の緩変化処理を施して電圧位相指令を設定してインバータを制御するのである。こうすれば、インバータの制御モードをパルス幅変調制御モードから矩形波制御モードに切り替えるから、モータからより大きなトルクを出力することができる。
【００１２】
さらに、一般に、矩形波制御モードからパルス幅変調制御モードへの切り替え（第２の切り替え）は、モータの回転数の低下やモータのトルク指令の低下によって生じるため、モータのトルク指令の上昇を伴わずにモータの回転数の低下によって矩形波制御モードからパルス幅変調制御モードへの切り替え（第２の切り替え）を行なう際には、矩形波制御モードでモータの回転数が所定の低回転数以上から所定の低回転数未満となりモータの電圧位相上限が小さくなる場合がある。このとき、インバータおよびモータが良好に制御されている通常時でも電圧センサに検出誤差がある異常が生じている場合には電圧位相上限による制限が過大になる場合が生じる。したがって、インバータの制御モードをパルス幅変調制御モードから矩形波制御モードに切り替える際の切り替え（第１の切り替え）が指示されたときに異常と判定されたときに、矩形波制御モードで目標電圧位相に対して比較的緩やかに変化させる第２の変化程度による所定の緩変化処理を施して電圧位相指令を設定してインバータを制御するから、矩形波制御モードからパルス幅変調制御モードへの切り替え（第２の切り替え）に際して、矩形波制御モードでのモータの電圧位相が検出誤差のある電圧センサからの電圧に基づく電圧位相上限により過大に制限される状態となる前にインバータの制御モードを矩形波制御モードからパルス幅変調制御モードに切り替えやすくすることができる。この結果、インバータの制御モードを矩形波制御モードからパルス幅変調制御モードに切り替える（第２の切り替えの）際に、モータの電圧位相が電圧位相上限により制限された状態から制限されない状態に移行するのが抑制され、例えばモータに流れる電流波形の乱れやモータに流れる電流の急変などモータの電圧位相が制限された状態から制限されない状態に移行することによる不都合が生じるのを抑制することができる。この場合、前記制御手段は、前記インバータの制御モードを前記矩形波制御モードから前記パルス幅変調制御モードに切り替える第２の切り替えが指示されたときには、前記パルス幅変調制御モードで前記インバータを制御する手段である、ものとすることができる。ここで、所定の緩変化処理としては、レート処理やなまし処理などを用いることができる。また、第１の変化程度としては、矩形波制御モードでインバータおよびモータを良好に制御可能な程度などを用いることができ、第２の変化程度としては、モータの回転数が所定の低回転数未満のときにモータの電圧位相上限の急変を抑制可能な程度などを用いることができる。
【００１３】
この矩形波制御モードでは所定の関係に基づく電圧位相上限の範囲内で設定した目標電圧位相に対して所定の緩変化処理を施して電圧位相指令を設定する態様の本発明の第１の駆動装置において、前記制御手段は、前記切り替えが指示されたときに前記異常判定手段により異常と判定されたときには、前記インバータの制御モードを前記パルス幅変調制御モードから前記矩形波制御モードに切り替えると共に、前記モータの回転数が前記所定の低回転数未満のときのみ該矩形波制御モードで前記第２の変化程度による前記所定の緩変化処理を用いて前記インバータを制御する手段である、ものとすることもできる。即ち、この切り替え（第１の切り替え）が指示されたときに異常判定手段により異常と判定されたときには、インバータの制御モードをパルス幅変調制御モードから矩形波制御モードに切り替えると共に、モータの回転数が所定の低回転数以上のときには矩形波制御モードで目標電圧位相に対して第１の変化程度による所定の緩変化処理を施して電圧位相指令を設定してインバータを制御し、モータの回転数が所定の低回転数未満のときのみ矩形波制御モードで目標電圧位相に対して第２の変化程度による所定の緩変化処理を施して電圧位相指令を設定してインバータを制御するのである。こうすれば、矩形波制御モードでモータの回転数が所定の低回転数以上のときには電圧位相指令を比較的迅速に変化させることができ、矩形波制御モードでのモータの出力応答性や制御性を良好にすることができる。
【００１４】
また、矩形波制御モードでは所定の関係に基づく電圧位相上限の範囲内で設定した目標電圧位相に対して所定の緩変化処理を施して電圧位相指令を設定する態様の本発明の第１の駆動装置において、前記制御手段は、前記切り替えが指示されたときに前記異常判定手段により異常と判定されたときには、前記インバータの制御モードを前記パルス幅変調制御モードから前記矩形波制御モードに切り替えると共に、該矩形波制御モードで前記モータの回転数が前記所定の低回転数未満のときには前記所定の関係より該モータの回転数の低下量に対する該電圧位相上限の低下量の割合が小さい第２の関係に基づいて該電圧位相上限を設定して前記インバータを制御する手段である、ものとすることもできる。即ち、この切り替え（第１の切り替え）が指示されたときに異常判定手段により異常と判定されないときには、インバータの制御モードをパルス幅変調制御モードから矩形波制御モードに切り替えると共に、矩形波制御モードで電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧とモータの回転数と所定の関係とに基づいて電圧位相上限を設定してインバータを制御し、この切り替え（第１の切り替え）が指示されたときに異常判定手段により異常と判定されたときには、インバータの制御モードをパルス幅変調制御モードから矩形波制御モードに切り替えると共に、矩形波制御モードで電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧とモータの回転数と第２の関係とに基づいて電圧位相上限を設定してインバータを制御するのである。こうすれば、インバータの制御モードを矩形波制御モードからパルス幅変調制御モードに切り替える際の切り替え（第２の切り替え）に際して、矩形波制御モードでのモータの電圧位相が検出誤差のある電圧センサからの電圧に基づく電圧位相上限により過大に制限されるのを抑制しつつインバータの制御モードを矩形波制御モードからパルス幅変調制御モードに切り替えることができる。この結果、インバータの制御モードを矩形波制御モードからパルス幅変調制御モードに切り替える（第２の切り替えの）際に、モータの電圧位相が電圧位相上限により制限された状態から制限されない状態に移行するのが抑制され、例えばモータに流れる電流波形の乱れやモータに流れる電流の急変などモータの電圧位相が制限された状態から制限されない状態に移行することによる不都合が生じるのを抑制することができる。ここで、所定の関係としては、矩形波制御モードでインバータおよびモータを良好に制御可能な電圧位相上限が得られるように予め定められた関係などを用いることができ、第２の関係としては、モータの回転数が所定の低回転数未満のときにはモータの回転数の低下量に対する電圧位相上限の低下量の割合がモータの電圧位相上限の急変を抑制可能な程度に小さい関係などを用いることができる。
【００１５】
あるいは、本発明の第１の駆動装置において、前記バッテリと前記昇圧コンバータとの接続および接続の解除を行なうリレーと、前記駆動電圧系の電圧を平滑する平滑コンデンサと、前記異常判定手段により異常と判定された後にシステム停止する際、前記リレーをオフとすると共に前記平滑コンデンサに蓄えられた電荷が放電されるよう前記昇圧コンバータと前記インバータとを制御し、該制御後に前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧を前記電圧センサの検出誤差を補正するための補正用電圧として設定する補正用電圧設定手段と、を備える、ものとすることもできる。こうすれば、補正用電圧を用いて電圧センサの検出値を検出誤差の影響が解消される方向に補正することができるから、矩形波制御モードでモータの電圧位相が検出誤差のある電圧センサからの電圧に基づく電圧位相上限により過大に制限されるのを抑制することができ、インバータの制御モードをパルス幅変調制御モードと矩形波制御モードとの間で切り替える際に例えばモータに流れる電流波形の乱れやモータに流れる電流の急変などの不都合が生じるのを抑制することができると共に、モータをより適正に駆動することができる。
【００１６】
また、本発明の第１の駆動装置において、前記制御手段は、前記切り替えが指示されたときに前記異常判定手段により異常と判定されたときには、該切り替えが指示されたときに該異常判定手段により異常と判定されなくなるまで該異常と判定される毎に所定電圧ずつ絶対値が大きくなるように前記電圧センサの検出誤差を補正するための補正用電圧を設定し、前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧に代えて該電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧を該設定した補正用電圧により補正した電圧を用いて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、補正用電圧を用いて電圧センサの検出値を検出誤差の影響が解消される方向に段階的に補正することができるから、矩形波制御モードでのモータの電圧位相が検出誤差のある電圧センサからの電圧に基づく電圧位相上限により過大に制限されるのを抑制することができ、インバータの制御モードをパルス幅変調制御モードと矩形波制御モードとの間で切り替える際に例えばモータに流れる電流波形の乱れやモータに流れる電流の急変などの不都合が生じるのを抑制することができると共に、モータをより適正に駆動することができる。
【００１７】
本発明の第２の駆動装置は、
モータと、該モータを駆動するインバータと、バッテリと、該バッテリからの電力を昇圧して前記インバータが接続された駆動電圧系に供給する昇圧コンバータと、前記駆動電圧系の電圧を検出する電圧センサと、前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧を用いて前記昇圧コンバータを制御すると共に前記モータのトルク指令に基づいてパルス幅変調制御モードと矩形波制御モードとのうちいずれかの制御モードで前記インバータを制御する制御手段と、を備える駆動装置であって、
前記矩形波制御モードは、前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧と前記モータの回転数とに基づいて電圧位相上限を設定すると共に、該設定した電圧位相上限の範囲内で前記トルク指令に基づいて電圧位相指令を設定して矩形波信号を前記モータに出力する制御モードであり、
前記制御手段は、前記インバータの制御モードの前記パルス幅変調制御モードから前記矩形波制御モードへの切り替えが指示されたときに該切り替え直前の該パルス幅変調制御モードにおける前記モータの電圧位相が該切り替え直後の該矩形波制御モードで設定すべき前記電圧位相上限より大きい場合には、前記インバータの制御モードを前記矩形波制御モードに切り替えることなく前記パルス幅変調制御モードで該インバータを制御する手段である、
ことを要旨とする。
【００１８】
この本発明の第２の駆動装置では、切り替えが指示されたときに異常と判定されたときにはインバータの制御モードを矩形波制御モードに切り替えることなくパルス幅変調制御モードでインバータを制御する態様の本発明の第１の駆動装置と同様に、インバータの制御モードをパルス幅変調制御モードから矩形波制御モードに切り替えたときにモータの電圧位相が電圧位相上限により制限されることがないから、例えばモータに流れる電流の急変やモータに流れる電流波形の乱れなど、モータの電圧位相が制限されることによる不都合が生じるのを抑制することができる。
【００１９】
本発明の第３の駆動装置は、
モータと、該モータを駆動するインバータと、バッテリと、該バッテリからの電力を昇圧して前記インバータが接続された駆動電圧系に供給する昇圧コンバータと、前記駆動電圧系の電圧を検出する電圧センサと、前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧を用いて前記昇圧コンバータを制御すると共に前記モータのトルク指令に基づいてパルス幅変調制御モードと矩形波制御モードとのうちいずれかの制御モードで前記インバータを制御する制御手段と、を備える駆動装置であって、
前記矩形波制御モードは、前記駆動電圧系の電圧と前記モータの回転数と電圧位相上限との予め定められた関係として該モータの回転数が所定の低回転数未満のときには該モータの回転数の低下量に対する該電圧位相上限の低下量の割合が該モータの回転数が該所定の低回転数以上のときに比して大きい所定の関係に前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧と前記モータの回転数とを適用して該電圧位相上限を設定すると共に、該設定した電圧位相上限の範囲内で前記トルク指令に基づいて設定される目標電圧位相に対して第１の変化程度による所定の緩変化処理を施して電圧位相指令を設定して矩形波信号を前記モータに出力する制御モードであり、
前記制御手段は、前記インバータの制御モードの前記パルス幅変調制御モードから前記矩形波制御モードへの切り替えが指示されたときに該切り替え直前の該パルス幅変調制御モードにおける前記モータの電圧位相が該切り替え直後の該矩形波制御モードで設定すべき前記電圧位相上限より大きい場合には、前記インバータの制御モードを前記パルス幅変調制御モードから前記矩形波制御モードに切り替えると共に、該矩形波制御モードで前記目標電圧位相に対して前記第１の変化程度より緩やかに変化させる第２の変化程度による前記所定の緩変化処理を用いて前記インバータを制御する手段である、
ことを要旨とする。
【００２０】
この本発明の第３の駆動装置では、矩形波制御モードでは所定の関係に基づく電圧位相上限の範囲内で設定した目標電圧位相に対して所定の緩変化処理を施して電圧位相指令を設定する態様の本発明の第１の駆動装置と同様に、矩形波制御モードからパルス幅変調制御モードへの切り替えに際して、矩形波制御モードでのモータの電圧位相が検出誤差のある電圧センサからの電圧に基づく電圧位相上限により過大に制限される状態となる前にインバータの制御モードを矩形波制御モードからパルス幅変調制御モードに切り替えやすくすることができる。この結果、インバータの制御モードを矩形波制御モードからパルス幅変調制御モードに切り替える際に、モータの電圧位相が電圧位相上限により制限された状態から制限されない状態に移行するのが抑制され、例えばモータに流れる電流波形の乱れやモータに流れる電流の急変などモータの電圧位相が制限された状態から制限されない状態に移行することによる不都合が生じるのを抑制することができる。ここで、所定の緩変化処理としては、レート処理やなまし処理などを用いることができる。また、第１の変化程度としては、矩形波制御モードでインバータおよびモータを良好に制御可能な程度などを用いることができ、第２の変化程度としては、モータの回転数が所定の低回転数未満のときにモータの電圧位相上限の急変を抑制可能な程度などを用いることができる。
【００２１】
こうした本発明の第３の駆動装置において、前記制御手段は、前記切り替えが指示されたときに該切り替え直前の該パルス幅変調制御モードにおける前記モータの電圧位相が該切り替え直後の該矩形波制御モードで設定すべき前記電圧位相上限より大きい場合には、前記インバータの制御モードを前記パルス幅変調制御モードから前記矩形波制御モードに切り替えると共に、前記モータの回転数が前記所定の低回転数未満のときのみ該矩形波制御モードで前記第２の変化程度による前記所定の緩変化処理を用いて前記インバータ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、矩形波制御モードでモータの回転数が所定の低回転数以上のときには電圧位相指令を比較的迅速に変化させることができ、矩形波制御モードでのモータの出力応答性や制御性を良好にすることができる。
【００２２】
また、本発明の第３の駆動装置において、前記制御手段は、前記切り替えが指示されたときに該切り替え直前の該パルス幅変調制御モードにおける前記モータの電圧位相が該切り替え直後の該矩形波制御モードで設定すべき前記電圧位相上限より大きい場合には、前記インバータの制御モードを前記パルス幅変調制御モードから前記矩形波制御モードに切り替えると共に、該矩形波制御モードで前記モータの回転数が前記所定の低回転数未満のときには前記所定の関係より該モータの回転数の低下量に対する前記電圧位相上限の低下量の割合が小さい第２の関係に基づいて該電圧位相上限を設定して前記インバータ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、インバータの制御モードを矩形波制御モードからパルス幅変調制御モードに切り替える際の切り替えに際して、矩形波制御モードでのモータの電圧位相が検出誤差のある電圧センサからの電圧に基づく電圧位相上限により過大に制限されるのを抑制しつつインバータの制御モードを矩形波制御モードからパルス幅変調制御モードに切り替えることができる。この結果、インバータの制御モードを矩形波制御モードからパルス幅変調制御モードに切り替える際に、モータの電圧位相が電圧位相上限により制限された状態から制限されない状態に移行するのが抑制され、例えばモータに流れる電流波形の乱れやモータに流れる電流の急変などモータの電圧位相が制限された状態から制限されない状態に移行することによる不都合が生じるのを抑制することができる。ここで、所定の関係としては、矩形波制御モードでインバータおよびモータを良好に制御可能な電圧位相上限が得られるように予め定められた関係などを用いることができ、第２の関係としては、モータの回転数が所定の低回転数未満のときにはモータの回転数の低下量に対する電圧位相上限の低下量の割合がモータの電圧位相上限の急変を抑制可能な程度に小さい関係などを用いることができる。
【００２３】
本発明の第４の駆動装置は、
モータと、該モータを駆動するインバータと、バッテリと、該バッテリからの電力を昇圧して前記インバータが接続された駆動電圧系に供給する昇圧コンバータと、前記バッテリと前記昇圧コンバータとの接続および接続の解除を行なうリレーと、前記駆動電圧系の電圧を平滑する平滑コンデンサと、前記駆動電圧系の電圧を検出する電圧センサと、前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧を用いて前記昇圧コンバータを制御すると共に前記モータのトルク指令に基づいてパルス幅変調制御モードと矩形波制御モードとのうちいずれかの制御モードで前記インバータを制御する制御手段と、を備える駆動装置であって、
前記矩形波制御モードは、前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧と前記モータの回転数とに基づいて電圧位相上限を設定すると共に、該設定した電圧位相上限の範囲内で前記トルク指令に基づいて電圧位相指令を設定して矩形波信号を前記モータに出力する制御モードであり、
前記インバータの制御モードの前記パルス幅変調制御モードから前記矩形波制御モードへの切り替えが指示されたときに該切り替え直前の該パルス幅変調制御モードにおける前記モータの電圧位相が該切り替え直後の該矩形波制御モードで設定すべき前記電圧位相上限より大きい場合にシステム停止する際、前記リレーをオフとすると共に前記平滑コンデンサに蓄えられた電荷が放電されるよう前記昇圧コンバータと前記インバータとを制御し、該制御後に前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧を前記電圧センサの検出誤差を補正するための補正用電圧として設定する補正用電圧設定手段
を備えることを要旨とする。
【００２４】
この本発明の第４の駆動装置では、昇圧コンバータとインバータとを制御した後に補正用電圧を設定する態様の本発明の第１の駆動装置と同様に、補正用電圧を用いて電圧センサの検出値を検出誤差の影響が解消される方向に補正することができるから、矩形波制御モードでモータの電圧位相が検出誤差のある電圧センサからの電圧に基づく電圧位相上限により過大に制限されるのを抑制することができ、インバータの制御モードをパルス幅変調制御モードと矩形波制御モードとの間で切り替える際に例えばモータに流れる電流波形の乱れやモータに流れる電流の急変などの不都合が生じるのを抑制することができると共に、モータをより適正に駆動することができる。
【００２５】
本発明の第５の駆動装置は、
モータと、該モータを駆動するインバータと、バッテリと、該バッテリからの電力を昇圧して前記インバータが接続された駆動電圧系に供給する昇圧コンバータと、前記駆動電圧系の電圧を検出する電圧センサと、前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧を用いて前記昇圧コンバータを制御すると共に前記モータのトルク指令に基づいてパルス幅変調制御モードと矩形波制御モードとのうちいずれかの制御モードで前記インバータを制御する制御手段と、を備える駆動装置であって、
前記矩形波制御モードは、前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧と前記モータの回転数とに基づいて電圧位相上限を設定すると共に、該設定した電圧位相上限の範囲内で前記トルク指令に基づいて電圧位相指令を設定して矩形波信号を前記モータに出力する制御モードであり、
前記制御手段は、前記インバータの制御モードの前記パルス幅変調制御モードから前記矩形波制御モードへの切り替えが指示されたときに該切り替え直前の該パルス幅変調制御モードにおける前記モータの電圧位相が該切り替え直後の該矩形波制御モードで設定すべき前記電圧位相上限より大きい所定状態である場合には、該切り替えが指示されたときに該所定状態でなくなるまで該所定状態となる毎に所定電圧ずつ絶対値が大きくなるように前記電圧センサの検出誤差を補正するための補正用電圧を設定し、前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧に代えて該電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧を該設定した補正用電圧により補正した電圧を用いて制御する手段である、
ことを要旨とする。
【００２６】
この本発明の第５の駆動装置では、切り替えが指示されたときに異常と判定されたときには異常と判定される毎に所定電圧ずつ絶対値が大きくなるように補正用電圧を設定して制御する態様の本発明の第１の駆動装置と同様に、補正用電圧を用いて電圧センサの検出値を検出誤差の影響が解消される方向に段階的に補正することができるから、矩形波制御モードでのモータの電圧位相が検出誤差のある電圧センサからの電圧に基づく電圧位相上限により過大に制限されるのを抑制することができ、インバータの制御モードをパルス幅変調制御モードと矩形波制御モードとの間で切り替える際に例えばモータに流れる電流波形の乱れやモータに流れる電流の急変などの不都合が生じるのを抑制することができると共に、モータをより適正に駆動することができる。
【００２７】
本発明の車両は、上述のいずれかの態様の本発明の第１ないし第５のいずれかの駆動装置を搭載し、前記モータからのトルクを用いて走行する、ことを要旨とする。
【００２８】
この本発明の車両は、上述のいずれかの態様の本発明の第１ないし第５のいずれかの駆動装置を備えるから、本発明の各駆動装置の奏する効果、例えば、モータを良好に駆動するのに必要な電圧センサに検出誤差がある異常を判定することができる効果などと同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１実施例としての電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】電子制御ユニット５０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図４】制御モード設定用マップの一例を示す説明図である。
【図５】目標電流設定用マップの一例を示す説明図である。
【図６】電圧位相上限設定用マップの一例を示す説明図である。
【図７】電子制御ユニット５０により実行される異常判定処理の一例を示すフローチャートである。
【図８】インバータ３４の制御モードＣｍとモータ３２の電圧位相との時間変化の様子の一例を示す説明図である。
【図９】電子制御ユニット５０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図１０】電圧位相上限設定用マップの一例を示す説明図である。
【図１１】電子制御ユニット５０により実行される停止時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図１２】電子制御ユニット５０により実行される異常判定処理の一例を示すフローチャートである。
【図１３】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１４】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。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
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１】
【００３１】
図１は、本発明の第１実施例としての電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の電気自動車２０は、図示するように、例えば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有する同期発電電動機として構成されて駆動輪２６ａ，２６ｂにデファレンシャルギヤ２４を介して接続された駆動軸２２に動力を入出力可能なモータ３２と、モータ３２を駆動するインバータ３４と、例えばリチウムイオン電池などの二次電池として構成されたバッテリ３６と、インバータ３４が接続された電力ライン（以下、駆動電圧系電力ラインという）４２とバッテリ３６がシステムメインリレー３８を介して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）４４とに接続されて電池電圧系電力ライン４４の電力を昇圧して駆動電圧系電力ライン４２に供給可能な昇圧コンバータ４０と、車両全体をコントロールする電子制御ユニット５０と、を備える。なお、駆動電圧系電力ライン４２の正極母線と負極母線とには平滑用のコンデンサ４６が接続されており、電池電圧系電力ライン４４の正極母線と負極母線とには平滑用のコンデンサ４８が接続されている。
【００３２】
インバータ３４は、６つのスイッチング素子としてのトランジスタＴ１１〜Ｔ１６と、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６に逆方向に並列接続された６つのダイオードＤ１１〜Ｄ１６と、により構成されている。トランジスタＴ１１〜Ｔ１６は、駆動電圧系電力ライン４２の正極母線と負極母線とに対してソース側とシンク側となるよう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３２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、インバータ３４に電圧が作用している状態でトランジスタＴ１１〜Ｔ１６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３２を回転駆動することができる。
【００３３】
電子制御ユニット５０は、ＣＰＵ５２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、ＣＰＵ５２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ５４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ５６と、図示しない入出力ポートと、を備える。電子制御ユニット５０には、モータ３２のロータの回転位置を検出する回転位置検出センサ３２ａからのモータ３２のロータの回転位置θｍや、インバータ３４からモータ３２への電力ラインに取り付けられた電流センサ３２Ｕ，３２Ｖからの相電流Ｉｕ，Ｉｖ，バッテリ３６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３６の出力端子に接続された電力ライン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３６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，コンデンサ４６の端子間に取り付けられた電圧センサ４６ａからのコンデンサ４６の電圧（駆動電圧系電力ライン４２の電圧）ＶＨやコンデンサ４８の端子間に取り付けられた電圧センサ４８ａからのコンデンサ４８の電圧（電池電圧系電力ライン４４の電圧）ＶＬ，イグニッションスイッチ６０からのイグニッション信号，シフトレバー６１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ６２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル６３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６４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル６５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６６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ６８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。電子制御ユニット５０からは、システムメインリレー３８をオンオフする駆動信号やインバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６へのスイッチング制御信号，昇圧コンバータ４０のスイッチング素子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。なお、電子制御ユニット５０は、回転位置検出センサ３２ａからのモータ３２のロータの回転位置θｍに基づいてモータ３２の電気角θｅや回転数Ｎｍも演算している。
【００３４】
次に、こうして構成された第１実施例の電気自動車２０の動作について説明する。図２は、電子制御ユニット５０により実行される駆動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。なお、電子制御ユニット５０は、このルーチンと並行して、モータ３２から出力すべきトルクとしてのトルク指令Ｔｍ＊とモータ３２の回転数Ｎｍとからなる目標駆動点でモータ３２を駆動できる電圧を駆動電圧系電力ライン４２の目標電圧ＶＨ＊に設定すると共に駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨが目標電圧ＶＨ＊となるよう電圧フィードバック制御によって昇圧コンバータ４０のスイッチング素子をスイッチング制御する。
【００３５】
図２の駆動制御ルーチンが実行されると、電子制御ユニット５０のＣＰＵ５２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ６４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ６８からの車速Ｖ，モータ３２の回転数Ｎｍ，電気角θｅ，電流センサ３２Ｕ，３２Ｖからの相電流Ｉｕ，Ｉｖなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、モータ３２の回転数Ｎｍや電気角θｅは、回転位置検出センサ３２ａにより検出されたモータ３２のロータの回転位置θｍに基づいて演算されてＲＡＭ５６に書き込まれたものを読み込むことによりそれぞれ入力するものとした。
【００３６】
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動軸２２に出力すべき要求トルクＴｄ＊を設定すると共に（ステップＳ１１０）、設定した要求トルクＴｄ＊をモータ３２のトルク指令Ｔｍ＊に設定する（ステップＳ１２０）。ここで、要求トルクＴｄ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｄ＊との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ５４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴｄ＊を導出して設定するものとした。図３に要求トルク設定用マップの一例を示す。
【００３７】
続いて、設定したモータ３２のトルク指令Ｔｍ＊と回転数Ｎｍとに基づいてインバータ３４の制御モードＣｍを設定する（ステップＳ１３０）。ここで、インバータ３４の制御モードＣｍは、実施例では、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊および回転数Ｎｍと駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨと制御モードＣｍとの関係を予め定めて制御モード設定用マップとしてＲＯＭ５４に記憶しておき、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊および回転数Ｎｍと駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨとが与えられると記憶したマップから対応する制御モードＣｍを導出して設定するものとした。図４に制御モード設定用マップの一例を示す。インバータ３４の制御モードは、モータ３２の電圧指令と三角波（搬送波）電圧との比較によってトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のオン時間の割合を調節するパルス幅変調（ＰＷＭ）制御において三角波電圧の振幅以下の振幅の正弦波状の電圧指令を変換して得られる擬似的三相交流電圧をモータ３２に印加する正弦波制御モード，パルス幅変調制御において三角波電圧の振幅より大きな振幅の正弦波状の電圧指令を変換して得られる過変調電圧をモータ３２に印加する過変調制御モード，矩形波電圧をモータ３２に印加する矩形波制御モードがあり、駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨ毎に、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊や回転数Ｎｍが小さい側から順に正弦波制御モード，過変調制御モード，矩形波制御モードが定められていると共に、駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨが高いほど正弦波制御モードと過変調制御モードとの境界，過変調制御モードと矩形波制御モードとの境界が高回転高トルク側に定められている。モータ３２やインバータ３４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３２の出力応答性や制御性がよくなり、出力可能なトルクが小さくなり、インバータ３４のスイッチング損失など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３４を制御することによってモータ３２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３４を制御することによって大きなトルクを出力可能とすると共にインバータ３４のスイッチング損失などを低減することができる。なお、正弦波制御モードと過変調制御モードとは、いずれもＰＷＭ制御を行なうための制御モードであるため、以下では、両者をまとめてＰＷＭ制御モードともいう。
【００３８】
次に、モータ３２の三相コイルのＵ相，Ｖ相，Ｗ相に流れる相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの総和を値０として電気角θｅを用いて相電流Ｉｕ，Ｉｖをｄ軸，ｑ軸の電流Ｉｄ，Ｉｑに次式（１）により座標変換（３相−２相変換）し（ステップＳ１４０）、インバータ３４の制御モードＣｍを調べる（ステップＳ１５０）。ここで、ｄ軸はモータ３２のロータに埋め込まれた永久磁石によって形成される磁束の方向であり、ｑ軸はｄ軸に対してモータ３２の正回転方向にπ／２だけ電気角θｅが進角した方向である。
【００３９】
【数１】
【００４０】
インバータ３４の制御モードＣｍが正弦波制御モードや過変調制御モードのときには、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊に基づいてｄ軸，ｑ軸の目標電流Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を設定する（ステップＳ１６０）。ここで、ｄ軸，ｑ軸の目標電流Ｉｄ＊，Ｉｑ＊は、実施例では、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊とｄ軸，ｑ軸の目標電流Ｉｄ＊，Ｉｑ＊との関係（例えば、目標電流Ｉｄ＊の二乗と目標電流Ｉｑ＊の二乗との和の平方根（以下、目標電流大きさＩｒｅという）を比較的小さくしてモータ３２のトルク指令Ｔｍ＊に対応するトルクをモータ３２から出力できる関係）を予め定めて電流指令設定用マップとしてＲＯＭ５４に記憶しておき、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊が与えられると記憶したマップから対応するｄ軸，ｑ軸の目標電流Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を導出して設定するものとした。目標電流設定用マップの一例を図５に示す。図５の例では、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊がトルクＴ３のときにこのトルク指令Ｔｍ＊に対応するｄ軸，ｑ軸の目標電流Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を設定する際の様子を示している。なお、図５には、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊や目標電流Ｉｄ＊，Ｉｑ＊の他に、目標電流大きさＩｒｅと、三相コイルに通電される電流によってステータに形成される磁界の方向（ステータ磁界の方向）のｑ軸に対する角度としての目標電流角度θｒｅと、についても図示した。
【００４１】
続いて、ｄ軸，ｑ軸の電流Ｉｄ，Ｉｑと目標電流Ｉｄ＊，Ｉｑ＊とを用いて次式（２）および式（３）によりｄ軸，ｑ軸の電圧指令Ｖｄ＊，Ｖｑ＊を計算し（ステップＳ１７０）、計算したｄ軸，ｑ軸の電圧指令Ｖｄ＊，Ｖｑ＊に基づくＰＷＭ信号を用いてインバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６をスイッチング制御して（ステップＳ１８０）、駆動制御ルーチンを終了する。ここで、ｄ軸，ｑ軸の電圧指令Ｖｄ＊，Ｖｑ＊に基づくＰＷＭ信号は、実施例では、電気角θｅを用いてｄ軸，ｑ軸の電圧指令Ｖｄ＊，Ｖｑ＊をモータ３２の三相コイルのＵ相，Ｖ相，Ｗ相に印加すべき電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に次式（４）および式（５）により座標変換（２相−３相変換）し、座標変換した電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊をインバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６をスイッチングするためのＰＷＭ信号に変換して出力するものとした。式（２）および式（３）は、ｄ軸，ｑ軸の電流Ｉｄ，Ｉｑを目標電流Ｉｄ＊，Ｉｑ＊とするためのフィードバック制御における関係式であり、式（２）および式（３）中、右辺第１項の「ｋｄ１」および「ｋｑ１」は比例項のゲインであり、右辺第２項の「ｋｄ２」および「ｋｑ２」は積分項のゲインである。こうした制御により、インバータ３４の制御モードＣｍを正弦波制御モードや過変調制御モードとしてモータ３２から駆動軸２２に要求トルクＴｒ＊に相当するトルクを出力して走行することができる。
【００４２】
【数２】
【００４３】
ステップＳ１５０でインバータ３４の制御モードＣｍが矩形波制御モードのときには、座標変換によって得られたモータ３２のｄ軸，ｑ軸の電流Ｉｄ，Ｉｑに基づいてモータ３２から出力されていると推定される推定出力トルクＴｍｅｓｔを設定し（ステップＳ１９０）、駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨとモータ３２の回転数Ｎｍとに基づいてモータ３２のｑ軸に対する電圧位相を制限するための電圧位相上限θｌｉｍを設定する（ステップＳ２００）。ここで、推定出力トルクＴｍｅｓｔは、実施例では、ｄ軸，ｑ軸の電流Ｉｄ，Ｉｑと推定出力トルクＴｍｅｓｔとの関係として予め実験や解析などにより定められてＲＯＭ５４に記憶したマップにｄ軸，ｑ軸の電流Ｉｄ，Ｉｑを適用することによって導出されたものを設定するものとした。また、電圧位相上限θｌｉｍは、実施例では、駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨとモータ３２の回転数Ｎｍと電圧位相上限θｌｉｍとの関係を予め実験や解析などにより定めて電圧位相上限設定用マップとしてＲＯＭ５４に記憶しておき、駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨとモータ３２の回転数Ｎｍとが与えられると記憶したマップから対応する電圧位相上限θｌｉｍを導出して設定するものとした。電圧位相上限設定用マップの一例を図６に示す。実施例の電圧位相上限設定用マップでは、電圧位相上限θｌｉｍは、矩形波制御モードでインバータ３４およびモータ３２を良好に（適正に）制御可能な電圧位相上限θｌｉｍが得られるように、即ちモータ３２の電圧位相が過度に進むことによるインバータ３４の制御破綻が抑制されるように且つモータ３２に流れる相電流が乱れる（例えば電流振幅が一時的に突出する）ことのないように、予め実験や解析などにより定められている。図６の例では、電圧位相上限θｌｉｍは、駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨが大きいほど小さくなると共に、モータ３２の回転数Ｎｍが所定の低回転数Ｎｒｅｆ未満では回転数Ｎｍが大きいほど比較的急峻に大きくなり且つモータ３２の回転数Ｎｍが所定の低回転数Ｎｒｅｆ以上では回転数Ｎｍが大きくなっても比較的緩やかに変化する。モータ３２の回転数Ｎｍと電圧位相上限θｌｉｍとの関係は、言い換えると、モータ３２の回転数Ｎｍが所定の低回転数Ｎｒｅｆ未満のときにはモータ３２の回転数Ｎｍの低下量に対する電圧位相上限θｌｉｍの低下量（制限が厳しくなる方向への変化量）の割合がモータ３２の回転数Ｎｍが所定の低回転数Ｎｒｅｆ以上のときに比して大きい関係ということができる。
【００４４】
こうして推定出力トルクＴｍｅｓｔと電圧位相上限θｌｉｍとを設定すると、前回本ルーチンを実行したときに設定されたインバータ３４の制御モードＣｍ（前回Ｃｍ）を調べ（ステップＳ２１０）、前回Ｃｍが過変調制御モードのときには、過変調制御モードから矩形波制御モードへの切り替えが指示されたと判断し、駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨを検出する電圧センサ４６ａに検出誤差がある異常（以下、センサ異常という）が生じている状態を判定するための異常判定処理を実行すると共に（ステップＳ２２０）、異常判定処理の実行結果を調べる（ステップＳ２３０）。電圧センサ４６ａの異常判定処理は、実施例では、図７のフローチャートにより例示する異常判定処理により実行される。ここで、図２の駆動制御ルーチンの説明を一旦中断し、図７の異常判定処理について説明する。
【００４５】
図７の異常判定処理では、電子制御ユニット５０のＣＰＵ５２は、まず、過変調制御モードから矩形波制御モードへの切り替え直前の過変調制御モードにおける電圧指令Ｖｄ＊，Ｖｑ＊に基づいてモータ３２のｑ軸に対する電圧位相θｏｖｍを設定する（ステップＳ３００）。ここで、電圧位相θｏｖｍは、実施例では、過変調制御モードにおける電圧指令Ｖｄ＊，Ｖｑ＊とモータ３２のｑ軸に対する電圧位相θｏｖｍとの関係として予め定められてＲＯＭ５４に記憶されたマップに前回図２の駆動制御ルーチンを実行したときに過変調制御モードで設定された電圧指令Ｖｄ＊，Ｖｑ＊を適用することによって導出されたものを設定するものとした。
【００４６】
続いて、設定した電圧位相θｏｖｍと図２の駆動制御ルーチンのステップＳ２００で設定した電圧位相上限θｌｉｍとを比較し（ステップＳ３１０）、電圧位相θｏｖｍが電圧位相上限θｌｉｍ以下の場合には、センサ異常が生じているとはいえないと判断して、センサ異常フラグＦ１に値０を設定し（ステップＳ３２０）、電圧位相θｏｖｍが電圧位相上限θｌｉｍより大きい場合には、センサ異常が生じていると判断して、センサ異常フラグＦ１に値１を設定して（ステップＳ３３０）、異常判定処理を終了する。ここで、ステップＳ３１０での比較に用いる電圧位相上限θｌｉｍは、過変調制御モードから矩形波制御モードへの切り替えが指示されたときのその切り替え直後の矩形波制御モードで設定すべき電圧位相上限θｌｉｍであるから、ステップＳ３１０の処理は、インバータ３４の制御モードＣｍを過変調制御モードから矩形波制御モードに切り替える際のその切り替え直前の過変調制御モードにおけるモータ３２のθｏｖｍとその切り替え直後の矩形波制御モードで設定すべき電圧位相上限θｌｉｍとを比較する処理ということができる。
【００４７】
図８にインバータ３４の制御モードＣｍとモータ３２の電圧位相との時間変化の様子の一例を示す。図示するように、時刻ｔ１で過変調制御モードから矩形波制御モードに切り替えられると、電圧位相が急峻に小さくなる場合がある。この場合は、切り替え前の過変調制御モードでは電圧センサ４６ａからの電圧ＶＨを用いずに電流フィードバック制御によって電圧指令Ｖｄ＊，Ｖｑ＊を設定してＰＷＭ信号を出力するのに対し、例えば図６の回転数Ｎ１に対して本来の制限値θ１より小さな制限値θ２が設定されるときのように、切り替え後の矩形波制御モードでは検出誤差（実施例では、正側への誤差）がある異常時の電圧センサ４６ａからの電圧ＶＨに基づく電圧位相上限θｌｉｍによって、電圧センサ４６ａが正常であれば制限されないにも拘わらず仮電圧位相指令θｔｍｐが小さい値に制限されることにより生じる。矩形波制御モードにおける電圧位相上限θｌｉｍは、インバータ３４およびモータ３２を良好に制御可能に定められているから、インバータ３４およびモータ３２が良好に制御されている通常時には、インバータ３４を制御している最中に過変調制御モードから矩形波制御モードに切り替えることによりモータ３２の電圧位相が電圧位相上限θｌｉｍにより制限されることはない。したがって、この切り替え前後の２つの制御モードにおけるモータ３２のｑ軸に対する電圧位相の位相差がある場合には、矩形波制御モードで設定される電圧位相指令θ＊は異常と判断することができる。さらに、通常時には、モータ３２の種々の制御で用いられる回転位置検出センサ３２ａからの回転位置θｍに基づく回転数Ｎｍは制御上適正な値が取得されることから、電圧位相上限θｌｉｍの設定に用いられる電圧ＶＨと回転数Ｎｍとのうち電圧センサ４６ａからの電圧ＶＨが異常な値であり、この電圧センサ４６ａに検出誤差がある異常が生じていると判定することができる。以上、電圧センサ４６ａの異常判定処理について説明した。図２の駆動制御ルーチンの説明に戻る。
【００４８】
こうした電圧センサ４６ａの異常判定処理の実行結果としてセンサ異常が生じていると判定されたとき（センサ異常フラグＦ１が値１のとき）には、過変調制御モードから矩形波制御モードに切り替えることなく過変調制御モードを継続すると判断し、制御モードＣｍに過変調制御モードを再設定し（ステップＳ２４０）、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊に基づいてｄ軸，ｑ軸の目標電流Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を設定し（ステップＳ１６０）、ｄ軸，ｑ軸の電流Ｉｄ、Ｉｑと目標電流Ｉｄ＊，Ｉｑ＊とを用いてｄ軸，ｑ軸の電圧指令Ｖｄ＊，Ｖｑ＊を計算し（ステップＳ１７０）、計算したｄ軸，ｑ軸の電圧指令Ｖｄ＊，Ｖｑ＊に基づくＰＷＭ信号を用いてインバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６をスイッチング制御して（ステップＳ１８０）、駆動制御ルーチンを終了する。
【００４９】
ステップＳ２１０で前回Ｃｍが矩形波制御モードのときには、矩形波制御モードを継続すると判断し、また、ステップＳ２３０で電圧センサ４６ａの異常判定処理の実行結果としてセンサ異常が生じているとは判定されないとき（センサ異常フラグＦ１が値０のとき）のときには、過変調制御モードから矩形波制御モードへ切り替えると判断し、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊と推定出力トルクＴｍｅｓｔとを用いて次式（６）によりモータ３２のｑ軸に対する電圧位相指令の仮の値である仮電圧位相指令θｔｍｐを計算すると共に（ステップＳ２５０）、計算した仮電圧位相指令θｔｍｐを式（７）により電圧位相上限θｌｉｍで制限して電圧位相指令θ＊を設定し（ステップＳ２６０）、設定した電圧位相指令θ＊に基づく矩形波電圧がモータ３２に印加されるよう矩形波信号でインバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６をスイッチング制御して（ステップＳ２７０）、駆動制御ルーチンを終了する。
【００５０】
θtmp=k3・(Tm*-Tmest)+k4・Σ(Tm*-Tmest) (6)
θ*=min(θtmp,θlim) (7)
【００５１】
このように、第１実施例の電気自動車２０では、インバータ３４の制御モードＣｍを過変調制御モードから矩形波制御モードに切り替えるよう指示されたときに異常判定処理により電圧センサ４６ａに検出誤差がある異常と判定されたときには、インバータ３４の制御モードＣｍを過変調制御モードから矩形波制御モードに切り替えることなく矩形波制御モードでインバータ３４を制御する。これにより、モータ３２からのトルクがトルク指令Ｔｍ＊に対して不足する場合が生じ得るものの、インバータ３４の制御モードＣｍを過変調制御モードから矩形波制御モードに切り替えることによりモータ３２の電圧位相が電圧位相上限θｌｉｍにより制限されることがないから、例えばモータ３２に流れる相電流の急変やモータ３２に流れる電流の乱れなど、モータ３２の電圧位相が制限されることによる不都合が生じるのを抑制することができる。なお、第１実施例の電気自動車２０では、図７の異常判定処理の実行結果としてセンサ異常フラグＦ１に値１が設定された以降は、イグニッションオフされるまではステップＳ２２０で異常判定処理を再度実行することなく値１のセンサ異常フラグＦ１を保持することにより、インバータ３４の制御モードＣｍを過変調制御モードから矩形波制御モードに切り替えるよう指示されたときに制御モードＣｍに過変調制御モードを再設定して過変調制御モードでのインバータ３４の制御を継続するものとしてもよい。
【００５２】
以上説明した第１実施例の電気自動車２０によれば、電圧センサ４６ａにより検出された駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨを用いて昇圧コンバータ４０を制御すると共にモータ３２のトルク指令Ｔｍ＊に基づいて正弦波制御モードや過変調制御モードのＰＷＭ制御モードと矩形波制御モードとのうちいずれかの制御モードでインバータ３４を制御するものにおいて、矩形波制御モードは、電圧センサ４６ａにより検出された駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨとモータ３２の回転数Ｎｍとに基づいて電圧位相上限θｌｉｍを設定すると共に、設定した電圧位相上限θｌｉｍの範囲内でトルク指令Ｔｍ＊に基づいて電圧位相指令θ＊を設定して矩形波信号をモータ３２に出力する制御モードであり、インバータ３４の制御モードＣｍを過変調制御モードから矩形波制御モードに切り替える際の切り替え直前の過変調制御モードにおけるモータ３２の電圧位相θｏｖｍが切り替え直後の矩形波制御モードで設定すべき電圧位相上限θｌｉｍより大きい場合には、電圧センサ４６ａに検出誤差があるセンサ異常と判定する。これにより、モータ３２を良好に駆動するのに必要な電圧センサ４６ａに検出誤差がある異常を判定することができる。
【００５３】
さらに、第１実施例の電気自動車２０では、インバータ３４の制御モードＣｍの過変調制御モードから矩形波制御モードへの切り替えが指示されたときにセンサ異常と判定されたときには、インバータ３４の制御モードＣｍを矩形波制御モードに切り替えることなく過変調制御モードでインバータ３４を制御する。これにより、インバータ３４の制御モードＣｍを過変調制御モードから矩形波制御モードに切り替えることによりモータ３２の電圧位相が電圧位相上限θｌｉｍにより制限されることがないから、例えばモータ３２に流れる電流の急変やモータ３２に流れる電流波形の乱れなど、モータ３２の電圧位相が制限されることによる不都合が生じるのを抑制することができる。
【実施例２】
【００５４】
第２実施例の電気自動車２０Ｂは、図１に例示した第１実施例の電気自動車２０と同一のハード構成をしている。したがって、重複した説明を回避するため、第２実施例の電気自動車２０Ｂのハード構成については、第１実施例の電気自動車２０のハード構成と同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５５】
第２実施例の電気自動車２０Ｂでは、電子制御ユニット５０により、図２の駆動制御ルーチンに代えて図９の駆動制御ルーチンが実行される。図９の駆動制御ルーチンは、ステップＳ２３０〜Ｓ２７０の処理に代えてステップＳ４００〜Ｓ４８０の処理を実行する点を除いて図２の駆動制御ルーチンと同一である。したがって、同一の処理については同一のステップ番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５６】
図９の駆動制御ルーチンでは、電子制御ユニット５０のＣＰＵ５２は、ステップＳ２１０，Ｓ２２０で過変調制御モードから矩形波制御モードへの切り替えが指示されたときに電圧センサ４６ａの異常判定処理を実行すると、異常判定処理の実行結果を調べ（ステップＳ４００）、センサ異常フラグＦ１が値０のときには、モータ３２のｑ軸に対する電圧位相指令θ＊をレート処理によって設定するための実行レートΔθとして値θ１を設定する（ステップＳ４５０）。ここで、値θ１は、実施例では、矩形波制御モードでインバータ３４およびモータ３２を良好に（適正に）制御可能な比較的大きな値、例えばモータ３２が比較的迅速に応答する値などとして予め実験や解析などにより定められたものを用いるものとした。
【００５７】
そして、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊と推定出力トルクＴｍｅｓｔとを用いて次式（８）によりモータ３２のｑ軸に対する目標電圧位相の仮の値である仮目標電圧位相θｔｔｍｐを計算すると共に（ステップＳ４５０）、計算した仮目標電圧位相θｔｔｍｐを式（９）により電圧位相上限θｌｉｍで制限して目標電圧位相θｔａｇを設定し（ステップＳ４６０）、設定した目標電圧位相θｔａｇに対して式（１０）により実行レートΔθによるレート処理を施して電圧位相指令θ＊を設定し（ステップＳ４７０）、設定した電圧位相指令θ＊に基づく矩形波電圧がモータ３２に印加されるよう矩形波信号でインバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６をスイッチング制御して（ステップＳ４８０）、駆動制御ルーチンを終了する。式（１０）中、「前回θ＊」は、前回本ルーチンを実行したときに設定された電圧位相指令θ＊である。なお、実施例では、過変調制御モードから矩形波制御モードへの切り替え直後で前回θ＊が設定されていないときには、目標電圧位相θｔａｇをそのまま電圧位相指令θ＊として設定するものとした。こうした制御により、インバータ３４の制御モードＣｍを過変調制御モードから矩形波制御モードに切り替えると共に矩形波制御モードでのインバータ３４の制御を開始するから、過変調制御モードで制御する場合に比して、モータ３２からより大きなトルクを出力することができる。
【００５８】
θttmp=k5・(Tm*-Tmest)+k6・Σ(Tm*-Tmest) (8)
θtag=min(θttmp,θlim) (9)
θ*=min(max(θtag,前回θ*-Δθ),前回θ*+Δθ) (10)
【００５９】
こうして矩形波制御モードでインバータ３４の制御を開始した後は、ステップＳ２１０で前回Ｃｍが矩形波制御モードであると判定されると共に、センサ異常フラグＦ１が値０と判定されるから（ステップＳ４００）、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊と推定出力トルクＴｍｅｓｔとに基づく仮目標電圧位相θｔｔｍｐを電圧位相上限θｌｉｍにより制限して得られる目標電圧位相θｔａｇに値θ１の実行レートΔθによるレート処理を施して電圧位相指令θ＊を設定し（ステップＳ４１０，Ｓ４５０〜Ｓ４７０）、設定した電圧位相指令θ＊に基づく矩形波電圧がモータ３２に印加されるよう矩形波信号でインバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６をスイッチング制御して（ステップＳ４８０）、駆動制御ルーチンを終了する。こうした制御により、過変調制御モードから矩形波制御モードへの切り替えが指示されたときに電圧センサ４６ａの異常判定処理の実行結果としてセンサ異常フラグＦ１が値０のときには、インバータ３４の制御モードＣｍを過変調制御モードから矩形波制御モードに切り替えると共に、インバータ３４やモータ３２を良好に制御可能な比較的大きな値θ１の実行レートΔθによるレート処理を用いて電圧位相指令θ＊を設定してインバータ３４を制御するから、矩形波制御モードでのモータ３２の出力応答性や制御性を良好にすることができる。
【００６０】
ステップＳ２１０，Ｓ２２０で過変調制御モードから矩形波制御モードへの切り替えが指示されたときに電圧センサ４６ａの異常判定処理の実行結果としてセンサ異常フラグＦ１が値１のときや、ステップＳ２１０で前回Ｃｍが矩形波制御モードであると判定されたときにセンサ異常フラグＦ１が値１のときには（ステップＳ４００）、モータ３２の回転数Ｎｍが図６に示した所定の低回転数Ｎｒｅｆ未満か否かを判定し（ステップＳ４２０）、モータ３２の回転数Ｎｍが所定の低回転数Ｎｒｅｆ以上のときには、矩形波制御モードから過変調制御モードに切り替える際にセンサ異常のために電圧位相指令θ＊が過大に制限される可能性はないと判断し、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊と推定出力トルクＴｍｅｓｔとに基づく仮目標電圧位相θｔｔｍｐを電圧位相上限θｌｉｍにより制限して得られる目標電圧位相θｔａｇに値θ１の実行レートΔθによるレート処理を施して電圧位相指令θ＊を設定し（ステップＳ４１０，Ｓ４５０〜Ｓ４７０）、設定した電圧位相指令θ＊に基づく矩形波電圧がモータ３２に印加されるよう矩形波信号でインバータ３４をスイッチング制御して（ステップＳ４８０）、駆動制御ルーチンを終了する。
【００６１】
モータ３２の回転数Ｎｍが所定の低回転数Ｎｒｅｆ未満のときには、矩形波制御モードから過変調制御モードに切り替える際にセンサ異常のために電圧位相指令θ＊が過大に制限される可能性があると判断し、図６のマップとは異なる電圧位相上限設定用マップに駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨとモータ３２の回転数Ｎｍとを適用して電圧位相上限θｌｉｍを再設定すると共に（ステップＳ４３０）、値θ１より小さい値θ２を実行レートΔθに設定し（ステップＳ４４０）、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊と推定出力トルクＴｍｅｓｔとに基づく仮目標電圧位相θｔｔｍｐを再設定した電圧位相上限θｌｉｍにより制限して得られる目標電圧位相θｔａｇに値θ２の実行レートΔθによるレート処理を施して電圧位相指令θ＊を設定し（ステップＳＳ４５０〜Ｓ４７０）、設定した電圧位相指令θ＊に基づく矩形波電圧がモータ３２に印加されるよう矩形波信号でインバータ３４をスイッチング制御して（ステップＳ４８０）、駆動制御ルーチンを終了する。図１０に、図６のマップとは異なる電圧位相上限設定用マップの一例を示す。図中、一点鎖線は、比較のために図６のマップにおける電圧位相上限θｌｉｍを示したものである。図示するように、図１０の電圧位相上限θｌｉｍは、モータ３２の回転数Ｎｍが所定の低回転数Ｎｒｅｆ以上では図６のマップと同じ値が定めらており、モータ３２の回転数Ｎｍが所定の低回転数範Ｎｒｅｆ未満ではモータ３２の回転数Ｎｍの低下量に対する電圧位相上限θｌｉｍの低下量（制限が厳しくなる方向への変化量）の割合が図６の電圧位相上限θｌｉｍに比して小さくなっている。この割合は、実施例では、インバータ３４の制御モードＣｍを矩形波制御モードから過変調制御モードに切り替える際にモータ３２の電圧位相上限θｌｉｍの急変を抑制可能な程度に小さい割合となるように予め実験や解析などにより定めるものとした。また、値θ２は、実施例では、矩形波制御モードでモータ３２の回転数Ｎｍが所定の低回転数Ｎｒｅｆ未満のときでも電圧位相上限θｌｉｍの急変を抑制可能な程度に小さい値として、予め実験や解析などにより定められたものを用いるものとした。
【００６２】
一般に、矩形波制御モードから過変調制御モードへの切り替えは、図４の制御モード設定用マップからも分かるように、モータ３２の回転数Ｎｍの低下やトルク指令Ｔｍ＊の低下によって生じるため、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊の上昇を伴わずにモータ３２の回転数Ｎｍの低下によってこの切り替えを行なう際には、矩形波制御モードでモータ３２の回転数Ｎｍが所定の低回転数Ｎｒｅｆ以上からから所定の低回転数Ｎｒｅｆ未満に入りモータ３２の電圧位相上限θｌｉｍが小さくなる場合がある。このとき、インバータ３４およびモータ３２が良好に制御されている通常時でも電圧センサ４６ａに検出誤差（実施例では、正側への誤差）がある異常が生じてる場合には電圧位相上限θｌｉｍによる制限が過大になる場合がある。これに対し、第２実施例の電気自動車２０Ｂでは、インバータ３４の制御モードＣｍの過変調制御モードから矩形波制御モードへの切り替え（第１の切り替え）が指示されたときに電圧センサ４６ａに検出誤差があるセンサ異常と判定されたときに、矩形波制御モードに切り替えると共に、モータ３２の回転数Ｎｍが所定の低回転数Ｎｒｅｆ未満のときには、矩形波制御モードで目標電圧位相θｔａｇに対して比較的緩やかに変化させる値θ２によるレート処理を施して電圧位相指令θ＊を設定してインバータ３４を制御するから、その後、矩形波制御モードから過変調制御モードへの切り替え（第２の切り替え）に際して、矩形波制御モードでのモータ３２の電圧位相が検出誤差のある電圧センサ４６ａからの電圧ＶＨに基づく電圧位相上限θｌｉｍにより過大に制限される状態となる前に、インバータ３４の制御モードＣｍを矩形波制御モードから過変調制御モードに切り替えやすくすることができる。また、第１の切り替えが指示されたときにセンサ異常と判定されたときに、モータ３２の回転数Ｎｍが所定の低回転数Ｎｒｅｆ以上のときには、矩形波制御モードで目標電圧位相θｔａｇに対して比較的大きな値θ１によるレート処理を施して電圧位相指令θ＊を設定してインバータ３４を制御するから、目標電圧位相θｔａｇを比較的迅速に変化させることができ、矩形波制御モードでのモータ３２の出力応答性や制御性を良好にすることができる。
【００６３】
さらに、インバータ３４の制御モードＣｍを過変調制御モードから矩形波制御モードに切り替える際の切り替え（第１の切り替え）が指示されたときに電圧センサ４６ａに検出誤差があるセンサ異常と判定されたときに、矩形波制御モードで、モータ３２の回転数Ｎｍが所定の低回転数Ｎｒｅｆ未満のときにはモータ３２の回転数Ｎｍの低下量に対する電圧位相上限θｌｉｍの低下量の割合が比較的小さい図１０のマップを用いて電圧位相上限θｌｉｍを再設定してインバータ３４を制御するから、インバータ３４の制御モードＣｍを矩形波制御モードから過変調制御モードに切り替える際の切り替え（第２の切り替え）に際して、矩形波制御モードでのモータ３２の電圧位相が検出誤差のある電圧センサ４６ａからの電圧ＶＨに基づく電圧位相上限θｌｉｍにより過大に制限されるのを抑制しつつ、インバータ３４の制御モードＣｍを矩形波制御モードから過変調制御モードに切り替えることができる。なお、矩形波制御モードで図１０のマップを用いて電圧位相上限θｌｉｍを設定すると、モータ３２の回転数Ｎｍが所定の低回転数Ｎｒｅｆ未満のときにインバータ３４やモータ３２を良好に制御することができなくなる場合が生じ得るが、第２実施例では、こうした場合よりも矩形波制御モードから過変調制御モードへの切り替えに際して生じ得る不都合に対処することを優先するものとした。
【００６４】
以上説明した第２実施例の電気自動車２０Ｂによれば、インバータ３４の制御モードＣｍの過変調制御モードから矩形波制御モードへの切り替え（第１の切り替え）が指示されたときに電圧センサ４６ａに検出誤差があるセンサ異常と判定されたときに、過変調制御モードから矩形波制御モードに切り替え、モータ３２の回転数Ｎｍが所定の低回転数Ｎｒｅｆ未満のときには、モータ３２の回転数Ｎｍの低下量に対する電圧位相上限θｌｉｍの低下量の割合が比較的小さい図１０のマップを用いて電圧位相上限θｌｉｍを再設定すると共に、矩形波制御モードで仮目標電圧位相θｔｔｍｐを電圧位相上限θｌｉｍで制限した目標電圧位相θｔａｇに対して比較的緩やかに変化させる値θ２によるレート処理を施して電圧位相指令θ＊を設定してインバータ３４を制御する。これにより、矩形波制御モードから過変調制御モードへの切り替え（第２の切り替え）に際して、矩形波制御モードでのモータ３２の電圧位相が検出誤差のある電圧センサ４６ａからの電圧ＶＨに基づく電圧位相上限θｌｉｍにより過大に制限されるのを抑制しつつインバータ３４の制御モードＣｍを矩形波制御モードから過変調制御モードに切り替えることができると共に、矩形波制御モードでのモータ３２の電圧位相が検出誤差のある電圧センサ４６ａからの電圧ＶＨに基づく電圧位相上限θｌｉｍにより過大に制限される状態となる前に過変調制御モードに切り替えやすくすることができる。
【００６５】
第２実施例の電気自動車２０Ｂでは、過変調制御モードから矩形波制御モードへの切り替えが指示されたときにセンサ異常と判定されたときに、過変調制御モードから矩形波制御モードに切り替え、モータ３２の回転数Ｎｍが所定の低回転数Ｎｒｅｆ未満のときには、モータ３２の回転数Ｎｍの低下量に対する電圧位相上限θｌｉｍの低下量の割合が図６のマップより小さい図１０のマップを用いて電圧位相上限θｌｉｍを再設定するものとしたが、これに代えて、モータ３２の回転数Ｎｍに拘わらずに（即ち、ステップＳ４００でセンサ異常フラグＦ１が値１のときにはモータ３２の回転数Ｎｍを判定することなく）図１０のマップを用いて電圧位相上限θｌｉｍを再設定するものとしてもよいし、電圧位相上限θｌｉｍの再設定は行なわずに図６のマップを用いて設定した電圧位相上限θｌｉｍをそのまま目標電圧位相θｔａｇの設定に用いるものとしてもよい。
【００６６】
第２実施例の電気自動車２０Ｂでは、過変調制御モードから矩形波制御モードへの切り替えが指示されたときにセンサ異常と判定されたときに、過変調制御モードから矩形波制御モードに切り替え、モータ３２の回転数Ｎｍが所定の低回転数Ｎｒｅｆ未満のときには、モータ３２の回転数Ｎｍの低下量に対する電圧位相上限θｌｉｍの低下量の割合が図６のマップより小さい図１０のマップを用いて電圧位相上限θｌｉｍを再設定すると共に、矩形波制御モードで仮目標電圧位相θｔｔｍｐを電圧位相上限θｌｉｍで制限した目標電圧位相θｔａｇに対して値θ１より小さい値θ２によるレート処理を施して電圧位相指令θ＊を設定してインバータ３４を制御するものとしたが、これに代えて、モータ３２の回転数Ｎｍに拘わらずに（即ち、ステップＳ４００でセンサ異常フラグＦ１が値１のときにはモータ３２の回転数Ｎｍを判定することなく）図１０のマップを用いて電圧位相上限θｌｉｍを再設定すると共に値θ２によるレート処理を用いて電圧位相指令θ＊を設定するものとしてもよい。
【００６７】
第２実施例の電気自動車２０Ｂでは、矩形波制御モードで仮目標電圧位相θｔｔｍｐを電圧位相上限θｌｉｍで制限した目標電圧位相θｔａｇに対して値θ１またはこの値θ１より小さい値θ２によるレート処理を施して電圧位相指令θ＊を設定してインバータ３４を制御するものとしたが、矩形波制御モードで仮目標電圧位相θｔｔｍｐを電圧位相上限θｌｉｍで制限した目標電圧位相θｔａｇに対して第１の時定数またはこの第１の時定数より緩やかに変化させる第２の時定数によるなまし処理を施して電圧位相指令θ＊を設定してインバータ３４を制御するものとしてもよい。
【実施例３】
【００６８】
第３実施例の電気自動車２０Ｃは、図１に例示した第１実施例の電気自動車２０と同一のハード構成をしている。したがって、重複した説明を回避するため、第３実施例の電気自動車２０Ｃのハード構成については、第１実施例の電気自動車２０のハード構成と同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００６９】
第３実施例の電気自動車２０Ｃでは、電子制御ユニット５０により、図２の駆動制御ルーチンと図７の異常判定処理とに加えて図１１の停止時制御ルーチンが実行される。図１１の停止時制御ルーチンは、電圧センサ４６ａに検出誤差がある異常と判定されてセンサ異常フラグＦ１が値１のときに、モータ３２の回転が停止した状態で車両のイグニションオフなどによりシステム停止が指示されたときに実行される。
【００７０】
図１１の停止時制御ルーチンが実行されると、電子制御ユニット５０のＣＰＵ５２は、まず、システムメインリレー３８をオンからオフとすると共に（ステップＳ５００）、昇圧コンバータ４０の２つのトランジスタをオフとして昇圧コンバータ３０を駆動停止した状態とし（ステップＳ５１０）、モータ３２にｄ軸電流を流すことによって駆動電圧系電力ライン４２のコンデンサ４６に蓄えられた電荷が放電されるようインバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のスイッチング制御を行なう（ステップＳ５２０）。このインバータ３４の制御は、実施例では、コンデンサ４６の電荷を放電するのに十分な時間として予め定められた所定時間に亘って行なうものとした。即ち、この昇圧コンバータ４０とインバータ３４との制御（以下、放電制御ともいう）によって、モータ３２のコイルに通電して発熱させてコンデンサ４６の電荷を放電するものとした。このとき、モータ３２は回転しておらず、モータ３２からトルクは出力されない。
【００７１】
こうして駆動電圧系電力ライン４２の電圧を平滑するコンデンサ４６の電荷が放電されると、電圧センサ４６ａから駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨを入力し（ステップＳ５３０）、入力した電圧ＶＨを電圧センサ４６ａの検出誤差を補正するための補正用電圧ＶＨｏｓとして設定すると共に設定した補正用電圧ＶＨｏｓを図示しないフラッシュメモリの所定領域に記憶し（ステップＳ５４０）、車両全体をシステム停止する処理を行なって（ステップＳ５５０）、停止時制御ルーチンを終了する。こうして本ルーチンを終了すると、次に車両のイグニッションオンによりシステム起動して駆動制御を実行する際に、電圧センサ４６ａにより検出された駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨに代えて、この電圧ＶＨからフラッシュメモリに記憶された補正用電圧ＶＨｏｓを減じたものを電圧ＶＨに代わる制御用電圧として用いて、昇圧コンバータ４０を制御すると共に矩形波制御モードで電圧位相上限θｌｉｍを設定したりして、モータ３２からトルク指令Ｔｍ＊に相当するトルクが出力されるようインバータ３４を制御する。このように、電圧センサ４６ａの検出誤差の影響が解消される方向に電圧ＶＨを補正することにより、矩形波制御モードでモータ３２の電圧位相が検出誤差のある電圧センサ４６ａからの電圧ＶＨに基づく電圧位相上限θｌｉｍにより過大に制限されるのを抑制することができる。
【００７２】
以上説明した第３実施例の電気自動車２０Ｃによれば、電圧センサ４６ａに検出誤差がある異常と判定された後にシステム停止する際に、システムメインリレー３８をオフとすると共に駆動電圧系電力ライン４２の平滑用のコンデンサ４６に蓄えられた電荷が放電されるよう昇圧コンバータ４０とインバータ３４とを制御し、その制御後に電圧センサ４６ａにより検出された駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨを電圧センサ４６ａの検出誤差を補正するための補正用電圧ＶＨｏｓとして設定するから、電圧センサ４６ａの検出誤差の影響が解消される方向に電圧ＶＨを補正することができ、矩形波制御モードでのモータ３２の電圧位相が検出誤差のある電圧センサ４６ａからの電圧に基づく電圧位相上限θｌｉｍにより過大に制限されるのを抑制することができる。この結果、インバータ３４の制御モードＣｍを過変調制御モードと矩形波制御モードとの間で切り替える際に例えばモータ３２に流れる電流波形の乱れやモータ３２に流れる電流の急変などの不都合が生じるのを抑制することができると共に、モータ３２をより適正に駆動することができる。
【００７３】
第３実施例の電気自動車２０Ｃでは、コンデンサ４６の放電制御として昇圧コンバータ４０を駆動停止すると共にモータ３２にｄ軸電流が流れるようにインバータ３４のスイッチング制御を行なうものとしたが、インバータ３４をゲート遮断すると共に昇圧コンバータ４０の２つのトランジスタを共にオンとしたりオフとしたりしてコンデンサ４６の電荷を放電するものとしてもよい。
【００７４】
第３実施例の電気自動車２０Ｃでは、第１実施例で説明した図２の駆動制御ルーチンに加えて図１１の停止時制御ルーチンを実行するものとしたが、第２実施例で説明した図９の駆動制御ルーチンや第２実施例の変形例を図９の駆動制御ルーチンに適用したものに加えて図１１の停止時制御ルーチンを実行するものとしてもよい。
【実施例４】
【００７５】
第４実施例の電気自動車２０Ｄは、図１に例示した第１実施例の電気自動車２０と同一のハード構成をしている。したがって、重複した説明を回避するため、第４実施例の電気自動車２０Ｄのハード構成については、第１実施例の電気自動車２０のハード構成と同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００７６】
第４実施例の電気自動車２０Ｄでは、電子制御ユニット５０により、図２の駆動制御ルーチンに加えて、図７の異常判定処理に代わる図１２の異常判定処理が実行される。図１２の異常判定処理は、ステップＳ３００〜Ｓ３３０の処理に加えてステップＳ６００の処理を実行する点を除いて図７の異常判定処理と同一である。したがって、同一の処理については同一のステップ番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００７７】
図１２の異常判定処理が実行されると、電子制御ユニット５０のＣＰＵ５２は、過変調制御モードから矩形波制御モードへの切り替え直前の過変調制御モードにおけるモータ３２のｑ軸に対する電圧位相θｏｖｍを設定すると共に（ステップＳ３００）、設定した電圧位相θｏｖｍとこの切り替え直後の矩形波制御モードで設定すべきモータ３２のｑ軸に対する電圧位相を制限するための電圧位相上限θｌｉｍとを比較し（ステップＳ３１０）、電圧位相θｏｖｍが電圧位相上限θｌｉｍ以下の場合には、センサ異常が生じているとはいえないと判断して、センサ異常フラグＦ１に値０を設定する（ステップＳ３２０）。一方、電圧位相θｏｖｍが電圧位相上限θｌｉｍより大きい場合には、センサ異常が生じていると判断して、センサ異常フラグＦ１に値１を設定し（ステップＳ３３０）、図示しないフラッシュメモリの所定領域に記憶された電圧センサ４６ａの検出誤差を補正するための補正用電圧ＶＨｏｓ（初期値は値０）に所定電圧ΔＶを加えたものを新たに補正用電圧ＶＨｏｓとして設定してフラッシュメモリの所定領域に記憶し（ステップＳ６００）、異常判定処理を終了する。ここで、所定電圧ΔＶは、電圧センサ４６ａの検出誤差を段階的に補正するための比較的小さな電圧（正の値）として予め定められたものである。
【００７８】
こうして本ルーチンを終了すると、その後に駆動制御を実行する際に、電子制御ユニット５０は、電圧センサ４６ａにより検出された駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨに代えて、この電圧ＶＨからフラッシュメモリに記憶された補正用電圧ＶＨｏｓを減じたものを電圧ＶＨに代わる制御用電圧として用いて、昇圧コンバータ４０を制御すると共に矩形波制御モードで電圧位相上限θｌｉｍを設定したりして、モータ３２からトルク指令Ｔｍ＊に相当するトルクが出力されるようインバータ３４を制御する。具体的には、図２の駆動制御ルーチンのステップＳ１００では電圧ＶＨに代えて制御用電圧が入力され、ステップＳ２００では電圧ＶＨに代えて制御用電圧に基づいて電圧位相上限θｌｉｍが設定され、図７の異常判定処理でも電圧ＶＨに代えて制御用電圧に基づいて設定された電圧位相上限θｌｉｍを用いた判定結果に応じてセンサ異常フラグＦ１の設定が行なわれる。したがって、図２の駆動制御ルーチンでは、ステップＳ２１０で過変調制御モードから矩形波制御モードへの切り替えが指示されたときにステップＳ２３０でセンサ異常フラグＦ１が値１のときには、次回以降にステップＳ２１０で切り替えが指示されたときにステップＳ２３０でセンサ異常フラグＦ１が値０と判定されるまで、図１２の異常判定処理のステップＳ６００で補正用電圧ＶＨｏｓが所定電圧ΔＶずつ段階的に大きくなる値として設定されると共に、電圧センサ４６ａにより検出された駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨから補正用電圧ＶＨｏｓを減じたもの（電圧センサ４６ａの検出誤差に基づく電圧位相上限θｌｉｍによる過大な制限が解消される方向に電圧ＶＨを補正したもの）を電圧ＶＨに代わる制御用電圧として用いて駆動制御が行なわれることになる。このように、電圧センサ４６ａの検出誤差の影響が解消される方向に電圧ＶＨを段階的に補正するから、矩形波制御モードでモータ３２の電圧位相が検出誤差のある電圧センサ４６ａからの電圧に基づく電圧位相上限θｌｉｍにより過大に制限されるのを抑制することができる。
【００７９】
以上説明した第４実施例の電気自動車２０Ｄによれば、過変調制御モードから矩形波制御モードへの切り替えが指示されたときに電圧センサ４６ａに検出誤差があるセンサ異常と判定されたときには、その切り替えが指示されたときにセンサ異常と判定されなくなるまでセンサ異常と判定される毎に所定電圧ΔＶずつ大きくなるように電圧センサ４６ａの検出誤差を補正するための補正用電圧ＶＨｏｓを設定し、電圧センサ４６ａにより検出された駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨに代えてこの電圧ＶＨを補正用電圧ＶＨｏｓにより補正した制御用電圧を用いて昇圧コンバータ４０やインバータ３４を制御する。これにより、補正用電圧ＶＨｏｓを用いて電圧センサ４６ａの検出値を検出誤差の影響が解消される方向に段階的に補正することができるから、矩形波制御モードでのモータの電圧位相が検出誤差のある電圧センサ４６ａからの電圧ＶＨに基づく電圧位相上限θｌｉｍにより過大に制限されるのを抑制することができる。この結果、インバータ３４の制御モードＣｍを過変調制御モードと矩形波制御モードとの間で切り替える際に例えばモータ３２に流れる電流波形の乱れやモータ３２に流れる電流の急変などの不都合が生じるのを抑制することができると共に、モータ３２をより適正に駆動することができる。
【００８０】
第４実施例の電気自動車２０Ｄでは、第１実施例で説明した図２の駆動制御ルーチンに加えて、図７の異常判定処理に代わる図１２の異常判定処理を実行するものとしたが、第２実施例で説明した図９の駆動制御ルーチンや第２実施例の変形例を図９の駆動制御ルーチンに適用したものに加えて、図７の異常判定処理に代わる図１２の異常判定処理を実行するものとしてもよい。
【００８１】
第１〜第４実施例の電気自動車２０〜２０Ｄでは、インバータ３４の制御モードＣｍの過変調制御モードから矩形波制御モードへの切り替え直前の過変調制御モードにおけるモータ３２のｑ軸に対する電圧位相θｏｖｍが切り替え直後の矩形波制御モードで設定すべきモータ３２のｑ軸に対する電圧位相を制限するための電圧位相上限θｌｉｍより大きい場合には電圧センサ４６ａに検出誤差があるセンサ異常と判定するものとしたが、モータ３２の制御に用いられる電気的な軸であればｑ軸に限られず、インバータ３４の制御モードＣｍの過変調制御モードから矩形波制御モードへの切り替え直前の過変調制御モードにおけるモータ３２のｄ軸に対する電圧位相が切り替え直後の矩形波制御モードで設定すべきｄ軸に対する電圧位相を制限するための電圧位相上限θｌｉｍより大きい場合には電圧センサ４６ａに検出誤差があるセンサ異常と判定するものとしてもよい。
【００８２】
第１〜第４実施例の電気自動車２０〜２０Ｄでは、過変調制御モードから矩形波制御モードへの切り替え前後の２つの制御モードにおける電圧位相θｏｖｍと電圧位相上限θｌｉｍとを比較して電圧センサ４６ａのセンサ異常を判定すると共に、過変調制御モードから矩形波制御モードへの切り替えが指示されたときに電圧センサ４６ａのセンサ異常と判定されたときには過変調制御モードでインバータ３４を制御するものとしたが、正弦波制御モードから矩形波制御モードへの切り替えが生じ得る装置では、正弦波制御モードから矩形波制御モードへの切り替え前後の２つの制御モードにおける電圧位相と電圧位相上限とを比較して電圧センサ４６ａのセンサ異常を判定すると共に、正弦波制御モードから矩形波制御モードへの切り替えが指示されたときに電圧センサ４６ａのセンサ異常と判定されたときには正弦波制御モードや過変調制御モードでインバータ３４を制御するものとしてもよい。
【００８３】
第１〜第４実施例の電気自動車２０〜２０Ｄでは、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊や回転数Ｎｍに基づいてインバータ３４の制御モードＣｍを設定するものとしたが、例えば、モータ３２の変調率（電圧利用率）Ｒに基づいて制御モードＣｍを切り替えるなどとしてもよい。この場合、過変調制御モードから矩形波制御モードへの切り替えは、ｄ軸の電圧指令Ｖｄ＊の二乗とｑ軸の電圧指令Ｖｑ＊の二乗との和の平方根（モータ電流の実効値）を駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨで除して得られる変調率（電圧利用率）Ｒが値Ｒｒｅｆ（約０．７８）になったときに行なうなどとすることができる。この場合、電圧ＶＨに検出誤差が含まれているときでもモータ電流の実効値にも誤差が影響する結果として制御モードＣｍの切り替えは適正に行なわれることが分かっている。
【００８４】
第１〜第４実施例では、駆動輪２６ａ，２６ｂに接続された駆動軸２２に動力を入出力可能なモータ３２とモータ３２を駆動するインバータ３４とバッテリ３６とバッテリ３６からの電力を昇圧してインバータ３４側に供給する昇圧コンバータ４０とを備える電気自動車２０に適用するものしたが、モータとこのモータを駆動するインバータとバッテリとこのバッテリからの電力を昇圧してインバータが接続された駆動電圧系に供給する昇圧コンバータとを備えるものであればよいから、例えば、図１３の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、遊星歯車機構１２６を介して駆動軸２２に接続されたエンジン１２２およびモータ１２４と、駆動軸２２に動力を入出力可能なモータ３２と、を備えるハイブリッド自動車１２０に適用するものとしてもよいし、図１４の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、駆動軸２２にモータ３２を取り付けると共に、モータ３２の回転軸にクラッチ２２９を介してエンジン１２２を接続する構成とし、エンジン１２２からの動力をモータ３２の回転軸を介して駆動軸２２に出力すると共にモータ３２からの動力を駆動軸２２に出力するハイブリッド自動車２２０に適用するものとしてもよい。
【００８５】
また、こうした電気自動車やハイブリッド自動車に適用するものに限定されるものではなく、自動車以外の列車などの車両に適用するものとしてもよいし、車両以外の移動体や移動しない設備などに組み込まれた駆動装置の形態としても構わない。
【００８６】
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３２が「モータ」に相当し、インバータ３４が「インバータ」に相当し、バッテリ３６が「バッテリ」に相当し、昇圧コンバータ４０が「昇圧コンバータ」に相当し、電圧センサ４６ａが「電圧センサ」に相当し、電圧センサ４６ａにより検出された駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨとモータ３２の回転数Ｎｍとに基づく電圧位相上限θｌｉｍの範囲内でモータ３２のトルク指令Ｔｍ＊に基づいて電圧位相指令θ＊を設定して矩形波信号をモータ３２に出力する矩形波制御モードや電流フィードバック制御によってＰＷＭ信号をモータ３２に出力するＰＷＭ制御モード（正弦波制御モード，過変調制御モード）でインバータ３４を制御する図２または図９の駆動制御ルーチンを実行したり電圧センサ４６ａにより検出された駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨを用いて昇圧コンバータ４０を制御したりする電子制御ユニット５０が「制御手段」に相当し、インバータ３４の制御モードＣｍを過変調制御モードから矩形波制御モードに切り替える際のその切り替え直前の過変調制御モードにおけるモータ３２の電圧位相θｏｖｍが切り替え直後の矩形波制御モードで設定すべき電圧位相上限θｌｉｍより大きい場合にはセンサ異常フラグＦ１に値１を設定する図７または図１２の異常判定処理を実行する電子制御ユニット５０が「異常判定手段」に相当する。また、システムメインリレー３８が「リレー」に相当し、コンデンサ４６が「平滑コンデンサ」に相当し、センサ異常フラグＦ１が値１とされた後にシステム停止する際にシステムメインリレー３８をオフとすると共に駆動電圧系電力ライン４２の平滑用のコンデンサ４６に蓄えられた電荷が放電されるよう昇圧コンバータ４０とインバータ３４とを制御し該制御後に電圧センサ４６ａにより検出された駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨを電圧センサ４６ａの検出誤差を補正するための補正用電圧ＶＨｏｓとして設定する図１１の停止時制御ルーチンを実行する電子制御ユニット５０が「補正用電圧設定手段」に相当する。
【００８７】
ここで、「モータ」としては、同期発電電動機として構成されたモータ３２に限定されるものではなく、ＰＷＭ制御モードや矩形波制御モードで制御可能なものであれば如何なるタイプのモータであっても構わない。「インバータ」としては、インバータ３４に限定されるものではなく、モータを駆動するものであれば如何なるタイプのインバータであっても構わない。「バッテリ」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３６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、如何なるタイプのバッテリ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４０に限定されるものではなく、バッテリからの電力を昇圧してインバータ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。「電圧センサ」としては、電圧センサ４６ａに限定されるものではなく、駆動電圧系の電圧を検出するものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、矩形波制御モードやＰＷＭ制御モードでインバータ３４を制御する図２または図９の駆動制御ルーチンを実行したり電圧ＶＨを用いて昇圧コンバータ４０を制御したりする電子制御ユニット５０に限定されるものではなく、電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧を用いて昇圧コンバータを制御すると共にモータのトルク指令に基づいてパルス幅変調制御モードと矩形波制御モードとのうちいずれかの制御モードでインバータを制御するものであって矩形波制御モードは電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧とモータの回転数とに基づいて電圧位相上限を設定すると共に設定した電圧位相上限の範囲内でトルク指令に基づいて電圧位相指令を設定して矩形波信号をモータに出力する制御モードであるものであれば如何なるものとしても構わない。「異常判定手段」としては、モータ３２の電圧位相θｏｖｍが電圧位相上限θｌｉｍより大きい場合にはセンサ異常フラグＦ１に値１を設定する図７または図１２の異常判定処理を実行する電子制御ユニット５０に限定されるものではなく、インバータの制御モードをパルス幅変調制御モードから矩形波制御モードに切り替える際の切り替え直前のパルス幅変調制御モードにおけるモータの電圧位相が切り替え直後の矩形波制御モードで設定すべき電圧位相上限より大きい場合には電圧センサに検出誤差がある異常と判定するものであれば如何なるものとしても構わない。
【００８８】
また、「リレー」としては、システムメインリレー３８に限定されるものではなく、バッテリと昇圧コンバータとの接続および接続の解除を行なうものであれば如何なるものとしても構わない。「平滑コンデンサ」としては、コンデンサ４６に限定されるものではなく、駆動電圧系の電圧を平滑するものであれば如何なるものとしても構わない。「補正用電圧設定手段」としては、図１１の停止時制御ルーチンを実行する電子制御ユニット５０に限定されるものではなく、異常判定手段により異常と判定された後にシステム停止する際、リレーをオフとすると共に平滑コンデンサに蓄えられた電荷が放電されるよう昇圧コンバータとインバータとを制御し、制御後に電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧を電圧センサの検出誤差を補正するための補正用電圧として設定するものであれば如何なるものとしても構わない。
【００８９】
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。
【００９０】
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】
【００９１】
本発明は、駆動装置や車両の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００９２】
２０ 電気自動車、２２ 駆動軸、２４ デファレンシャルギヤ、２６ａ，２６ｂ 駆動輪、３２ モータ、３２ａ 回転位置検出センサ、３２Ｕ，３２Ｖ 電流センサ、３４ インバータ、３６ バッテリ、３８ システムメインリレー、４０ 昇圧コンバータ、４２ 駆動電圧系電力ライン、４４ 電池電圧系電力ライン、４６，４８ コンデンサ、４６ａ，４８ａ 電圧センサ、５０ 電子制御ユニット、５２ ＣＰＵ、５４ ＲＯＭ、５６ ＲＡＭ、６０ イグニッションスイッチ、６１ シフトレバー、６２ シフトポジションセンサ、６３ アクセルペダル、６４ アクセルペダルポジションセンサ、６５ ブレーキペダル、６６ ブレーキペダルポジションセンサ、６８ 車速センサ、１２０，２２０ ハイブリッド自動車、１２２ エンジン、１２４ モータ、１２６ 遊星歯車機構、２２９ クラッチ、Ｄ１１〜Ｄ１６ ダイオード、Ｔ１１〜Ｔ１６ トランジスタ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、該モータを駆動するインバータと、バッテリと、該バッテリからの電力を昇圧して前記インバータが接続された駆動電圧系に供給する昇圧コンバータと、前記駆動電圧系の電圧を検出する電圧センサと、前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧を用いて前記昇圧コンバータを制御すると共に前記モータのトルク指令に基づいてパルス幅変調制御モードと矩形波制御モードとのうちいずれかの制御モードで前記インバータを制御する制御手段と、を備える駆動装置であって、
前記矩形波制御モードは、前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧と前記モータの回転数とに基づいて電圧位相上限を設定すると共に、該設定した電圧位相上限の範囲内で前記トルク指令に基づいて電圧位相指令を設定して矩形波信号を前記モータに出力する制御モードであり、
前記インバータの制御モードを前記パルス幅変調制御モードから前記矩形波制御モードに切り替える際の該切り替え直前の該パルス幅変調制御モードにおける前記モータの電圧位相が該切り替え直後の該矩形波制御モードで設定すべき前記電圧位相上限より大きい場合には、前記電圧センサに検出誤差がある異常と判定する異常判定手段
を備える駆動装置。
【請求項２】
請求項１記載の駆動装置であって、
前記制御手段は、前記切り替えが指示されたときに前記異常判定手段により異常と判定されたときには、前記インバータの制御モードを前記矩形波制御モードに切り替えることなく前記パルス幅変調制御モードで該インバータを制御する手段である、
駆動装置。
【請求項３】
請求項１記載の駆動装置であって、
前記矩形波制御モードは、前記駆動電圧系の電圧と前記モータの回転数と電圧位相上限との予め定められた関係として該モータの回転数が所定の低回転数未満のときには該モータの回転数の低下量に対する該電圧位相上限の低下量の割合が該モータの回転数が該所定の低回転数以上のときに比して大きい所定の関係に基づいて該電圧位相上限を設定すると共に、該設定した電圧位相上限の範囲内で前記トルク指令に基づいて設定される目標電圧位相に対して第１の変化程度による所定の緩変化処理を施して電圧位相指令を設定して矩形波信号を前記モータに出力する制御モードであり、
前記制御手段は、前記切り替えが指示されたときに前記異常判定手段により異常と判定されたときには、前記インバータの制御モードを前記パルス幅変調制御モードから前記矩形波制御モードに切り替えると共に、該矩形波制御モードで前記目標電圧位相に対して前記第１の変化程度より緩やかに変化させる第２の変化程度による前記所定の緩変化処理を用いて前記インバータを制御する手段である、
駆動装置。
【請求項４】
請求項３記載の駆動装置であって、
前記制御手段は、前記切り替えが指示されたときに前記異常判定手段により異常と判定されたときには、前記インバータの制御モードを前記パルス幅変調制御モードから前記矩形波制御モードに切り替えると共に、前記モータの回転数が前記所定の低回転数未満のときのみ該矩形波制御モードで前記第２の変化程度による前記所定の緩変化処理を用いて前記インバータを制御する手段である、
駆動装置。
【請求項５】
請求項３または４記載の駆動装置であって、
前記制御手段は、前記切り替えが指示されたときに前記異常判定手段により異常と判定されたときには、前記インバータの制御モードを前記パルス幅変調制御モードから前記矩形波制御モードに切り替えると共に、該矩形波制御モードで前記モータの回転数が前記所定の低回転数未満のときには前記所定の関係より該モータの回転数の低下量に対する前記電圧位相上限の低下量の割合が小さい第２の関係に基づいて該電圧位相上限を設定して前記インバータを制御する手段である、
駆動装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１つの請求項に記載の駆動装置であって、
前記バッテリと前記昇圧コンバータとの接続および接続の解除を行なうリレーと、
前記駆動電圧系の電圧を平滑する平滑コンデンサと、
前記異常判定手段により異常と判定された後にシステム停止する際、前記リレーをオフとすると共に前記平滑コンデンサに蓄えられた電荷が放電されるよう前記昇圧コンバータと前記インバータとを制御し、該制御後に前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧を前記電圧センサの検出誤差を補正するための補正用電圧として設定する補正用電圧設定手段と、
を備える駆動装置。
【請求項７】
請求項１ないし５のいずれか１つの請求項に記載の駆動装置であって、
前記制御手段は、前記切り替えが指示されたときに前記異常判定手段により異常と判定されたときには、該切り替えが指示されたときに該異常判定手段により異常と判定されなくなるまで該異常と判定される毎に所定電圧ずつ絶対値が大きくなるように前記電圧センサの検出誤差を補正するための補正用電圧を設定し、前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧に代えて該電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧を該設定した補正用電圧により補正した電圧を用いて制御する手段である、
駆動装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１つの請求項に記載の駆動装置であって、
前記パルス幅変調制御モードは、搬送波電圧の振幅以下の振幅の正弦波状の電圧指令を用いてパルス幅変調信号を出力する正弦波制御モードと搬送波電圧の振幅より大きな振幅の正弦波状の電圧指令を用いてパルス幅変調信号を出力する過変調制御モードとを含む、
駆動装置。
【請求項９】
モータと、該モータを駆動するインバータと、バッテリと、該バッテリからの電力を昇圧して前記インバータが接続された駆動電圧系に供給する昇圧コンバータと、前記駆動電圧系の電圧を検出する電圧センサと、前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧を用いて前記昇圧コンバータを制御すると共に前記モータのトルク指令に基づいてパルス幅変調制御モードと矩形波制御モードとのうちいずれかの制御モードで前記インバータを制御する制御手段と、を備える駆動装置であって、
前記矩形波制御モードは、前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧と前記モータの回転数とに基づいて電圧位相上限を設定すると共に、該設定した電圧位相上限の範囲内で前記トルク指令に基づいて電圧位相指令を設定して矩形波信号を前記モータに出力する制御モードであり、
前記制御手段は、前記インバータの制御モードの前記パルス幅変調制御モードから前記矩形波制御モードへの切り替えが指示されたときに該切り替え直前の該パルス幅変調制御モードにおける前記モータの電圧位相が該切り替え直後の該矩形波制御モードで設定すべき前記電圧位相上限より大きい場合には、前記インバータの制御モードを前記矩形波制御モードに切り替えることなく前記パルス幅変調制御モードで該インバータを制御する手段である、
駆動装置。
【請求項１０】
モータと、該モータを駆動するインバータと、バッテリと、該バッテリからの電力を昇圧して前記インバータが接続された駆動電圧系に供給する昇圧コンバータと、前記駆動電圧系の電圧を検出する電圧センサと、前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧を用いて前記昇圧コンバータを制御すると共に前記モータのトルク指令に基づいてパルス幅変調制御モードと矩形波制御モードとのうちいずれかの制御モードで前記インバータを制御する制御手段と、を備える駆動装置であって、
前記矩形波制御モードは、前記駆動電圧系の電圧と前記モータの回転数と電圧位相上限との予め定められた関係として該モータの回転数が所定の低回転数未満のときには該モータの回転数の低下量に対する該電圧位相上限の低下量の割合が該モータの回転数が該所定の低回転数以上のときに比して大きい所定の関係に前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧と前記モータの回転数とを適用して該電圧位相上限を設定すると共に、該設定した電圧位相上限の範囲内で前記トルク指令に基づいて設定される目標電圧位相に対して第１の変化程度による所定の緩変化処理を施して電圧位相指令を設定して矩形波信号を前記モータに出力する制御モードであり、
前記制御手段は、前記インバータの制御モードの前記パルス幅変調制御モードから前記矩形波制御モードへの切り替えが指示されたときに該切り替え直前の該パルス幅変調制御モードにおける前記モータの電圧位相が該切り替え直後の該矩形波制御モードで設定すべき前記電圧位相上限より大きい場合には、前記インバータの制御モードを前記パルス幅変調制御モードから前記矩形波制御モードに切り替えると共に、該矩形波制御モードで前記目標電圧位相に対して前記第１の変化程度より緩やかに変化させる第２の変化程度による前記所定の緩変化処理を用いて前記インバータを制御する手段である、
駆動装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の駆動装置であって、
前記制御手段は、前記切り替えが指示されたときに該切り替え直前の該パルス幅変調制御モードにおける前記モータの電圧位相が該切り替え直後の該矩形波制御モードで設定すべき前記電圧位相上限より大きい場合には、前記インバータの制御モードを前記パルス幅変調制御モードから前記矩形波制御モードに切り替えると共に、前記モータの回転数が前記所定の低回転数未満のときのみ該矩形波制御モードで前記第２の変化程度による前記所定の緩変化処理を用いて前記インバータを制御する手段である、
駆動装置。
【請求項１２】
請求項１０または１１記載の駆動装置であって、
前記制御手段は、前記切り替えが指示されたときに該切り替え直前の該パルス幅変調制御モードにおける前記モータの電圧位相が該切り替え直後の該矩形波制御モードで設定すべき前記電圧位相上限より大きい場合には、前記インバータの制御モードを前記パルス幅変調制御モードから前記矩形波制御モードに切り替えると共に、該矩形波制御モードで前記モータの回転数が前記所定の低回転数未満のときには前記所定の関係より該モータの回転数の低下量に対する前記電圧位相上限の低下量の割合が小さい第２の関係に基づいて該電圧位相上限を設定して前記インバータを制御する手段である、
駆動装置。
【請求項１３】
モータと、該モータを駆動するインバータと、バッテリと、該バッテリからの電力を昇圧して前記インバータが接続された駆動電圧系に供給する昇圧コンバータと、前記バッテリと前記昇圧コンバータとの接続および接続の解除を行なうリレーと、前記駆動電圧系の電圧を平滑する平滑コンデンサと、前記駆動電圧系の電圧を検出する電圧センサと、前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧を用いて前記昇圧コンバータを制御すると共に前記モータのトルク指令に基づいてパルス幅変調制御モードと矩形波制御モードとのうちいずれかの制御モードで前記インバータを制御する制御手段と、を備える駆動装置であって、
前記矩形波制御モードは、前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧と前記モータの回転数とに基づいて電圧位相上限を設定すると共に、該設定した電圧位相上限の範囲内で前記トルク指令に基づいて電圧位相指令を設定して矩形波信号を前記モータに出力する制御モードであり、
前記インバータの制御モードの前記パルス幅変調制御モードから前記矩形波制御モードへの切り替えが指示されたときに該切り替え直前の該パルス幅変調制御モードにおける前記モータの電圧位相が該切り替え直後の該矩形波制御モードで設定すべき前記電圧位相上限より大きい場合にシステム停止する際、前記リレーをオフとすると共に前記平滑コンデンサに蓄えられた電荷が放電されるよう前記昇圧コンバータと前記インバータとを制御し、該制御後に前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧を前記電圧センサの検出誤差を補正するための補正用電圧として設定する補正用電圧設定手段
を備える駆動装置。
【請求項１４】
モータと、該モータを駆動するインバータと、バッテリと、該バッテリからの電力を昇圧して前記インバータが接続された駆動電圧系に供給する昇圧コンバータと、前記駆動電圧系の電圧を検出する電圧センサと、前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧を用いて前記昇圧コンバータを制御すると共に前記モータのトルク指令に基づいてパルス幅変調制御モードと矩形波制御モードとのうちいずれかの制御モードで前記インバータを制御する制御手段と、を備える駆動装置であって、
前記矩形波制御モードは、前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧と前記モータの回転数とに基づいて電圧位相上限を設定すると共に、該設定した電圧位相上限の範囲内で前記トルク指令に基づいて電圧位相指令を設定して矩形波信号を前記モータに出力する制御モードであり、
前記制御手段は、前記インバータの制御モードの前記パルス幅変調制御モードから前記矩形波制御モードへの切り替えが指示されたときに該切り替え直前の該パルス幅変調制御モードにおける前記モータの電圧位相が該切り替え直後の該矩形波制御モードで設定すべき前記電圧位相上限より大きい所定状態である場合には、該切り替えが指示されたときに該所定状態でなくなるまで該所定状態となる毎に所定電圧ずつ絶対値が大きくなるように前記電圧センサの検出誤差を補正するための補正用電圧を設定し、前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧に代えて該電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧を該設定した補正用電圧により補正した電圧を用いて制御する手段である、
駆動装置。
【請求項１５】
請求項１ないし１４のいずれか１つの請求項に記載の駆動装置を搭載し、前記モータからのトルクを用いて走行する車両。
【請求項１】
モータと、該モータを駆動するインバータと、バッテリと、該バッテリからの電力を昇圧して前記インバータが接続された駆動電圧系に供給する昇圧コンバータと、前記駆動電圧系の電圧を検出する電圧センサと、前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧を用いて前記昇圧コンバータを制御すると共に前記モータのトルク指令に基づいてパルス幅変調制御モードと矩形波制御モードとのうちいずれかの制御モードで前記インバータを制御する制御手段と、を備える駆動装置であって、
前記矩形波制御モードは、前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧と前記モータの回転数とに基づいて電圧位相上限を設定すると共に、該設定した電圧位相上限の範囲内で前記トルク指令に基づいて電圧位相指令を設定して矩形波信号を前記モータに出力する制御モードであり、
前記インバータの制御モードを前記パルス幅変調制御モードから前記矩形波制御モードに切り替える際の該切り替え直前の該パルス幅変調制御モードにおける前記モータの電圧位相が該切り替え直後の該矩形波制御モードで設定すべき前記電圧位相上限より大きい場合には、前記電圧センサに検出誤差がある異常と判定する異常判定手段
を備える駆動装置。
【請求項２】
請求項１記載の駆動装置であって、
前記制御手段は、前記切り替えが指示されたときに前記異常判定手段により異常と判定されたときには、前記インバータの制御モードを前記矩形波制御モードに切り替えることなく前記パルス幅変調制御モードで該インバータを制御する手段である、
駆動装置。
【請求項３】
請求項１記載の駆動装置であって、
前記矩形波制御モードは、前記駆動電圧系の電圧と前記モータの回転数と電圧位相上限との予め定められた関係として該モータの回転数が所定の低回転数未満のときには該モータの回転数の低下量に対する該電圧位相上限の低下量の割合が該モータの回転数が該所定の低回転数以上のときに比して大きい所定の関係に基づいて該電圧位相上限を設定すると共に、該設定した電圧位相上限の範囲内で前記トルク指令に基づいて設定される目標電圧位相に対して第１の変化程度による所定の緩変化処理を施して電圧位相指令を設定して矩形波信号を前記モータに出力する制御モードであり、
前記制御手段は、前記切り替えが指示されたときに前記異常判定手段により異常と判定されたときには、前記インバータの制御モードを前記パルス幅変調制御モードから前記矩形波制御モードに切り替えると共に、該矩形波制御モードで前記目標電圧位相に対して前記第１の変化程度より緩やかに変化させる第２の変化程度による前記所定の緩変化処理を用いて前記インバータを制御する手段である、
駆動装置。
【請求項４】
請求項３記載の駆動装置であって、
前記制御手段は、前記切り替えが指示されたときに前記異常判定手段により異常と判定されたときには、前記インバータの制御モードを前記パルス幅変調制御モードから前記矩形波制御モードに切り替えると共に、前記モータの回転数が前記所定の低回転数未満のときのみ該矩形波制御モードで前記第２の変化程度による前記所定の緩変化処理を用いて前記インバータを制御する手段である、
駆動装置。
【請求項５】
請求項３または４記載の駆動装置であって、
前記制御手段は、前記切り替えが指示されたときに前記異常判定手段により異常と判定されたときには、前記インバータの制御モードを前記パルス幅変調制御モードから前記矩形波制御モードに切り替えると共に、該矩形波制御モードで前記モータの回転数が前記所定の低回転数未満のときには前記所定の関係より該モータの回転数の低下量に対する前記電圧位相上限の低下量の割合が小さい第２の関係に基づいて該電圧位相上限を設定して前記インバータを制御する手段である、
駆動装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１つの請求項に記載の駆動装置であって、
前記バッテリと前記昇圧コンバータとの接続および接続の解除を行なうリレーと、
前記駆動電圧系の電圧を平滑する平滑コンデンサと、
前記異常判定手段により異常と判定された後にシステム停止する際、前記リレーをオフとすると共に前記平滑コンデンサに蓄えられた電荷が放電されるよう前記昇圧コンバータと前記インバータとを制御し、該制御後に前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧を前記電圧センサの検出誤差を補正するための補正用電圧として設定する補正用電圧設定手段と、
を備える駆動装置。
【請求項７】
請求項１ないし５のいずれか１つの請求項に記載の駆動装置であって、
前記制御手段は、前記切り替えが指示されたときに前記異常判定手段により異常と判定されたときには、該切り替えが指示されたときに該異常判定手段により異常と判定されなくなるまで該異常と判定される毎に所定電圧ずつ絶対値が大きくなるように前記電圧センサの検出誤差を補正するための補正用電圧を設定し、前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧に代えて該電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧を該設定した補正用電圧により補正した電圧を用いて制御する手段である、
駆動装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１つの請求項に記載の駆動装置であって、
前記パルス幅変調制御モードは、搬送波電圧の振幅以下の振幅の正弦波状の電圧指令を用いてパルス幅変調信号を出力する正弦波制御モードと搬送波電圧の振幅より大きな振幅の正弦波状の電圧指令を用いてパルス幅変調信号を出力する過変調制御モードとを含む、
駆動装置。
【請求項９】
モータと、該モータを駆動するインバータと、バッテリと、該バッテリからの電力を昇圧して前記インバータが接続された駆動電圧系に供給する昇圧コンバータと、前記駆動電圧系の電圧を検出する電圧センサと、前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧を用いて前記昇圧コンバータを制御すると共に前記モータのトルク指令に基づいてパルス幅変調制御モードと矩形波制御モードとのうちいずれかの制御モードで前記インバータを制御する制御手段と、を備える駆動装置であって、
前記矩形波制御モードは、前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧と前記モータの回転数とに基づいて電圧位相上限を設定すると共に、該設定した電圧位相上限の範囲内で前記トルク指令に基づいて電圧位相指令を設定して矩形波信号を前記モータに出力する制御モードであり、
前記制御手段は、前記インバータの制御モードの前記パルス幅変調制御モードから前記矩形波制御モードへの切り替えが指示されたときに該切り替え直前の該パルス幅変調制御モードにおける前記モータの電圧位相が該切り替え直後の該矩形波制御モードで設定すべき前記電圧位相上限より大きい場合には、前記インバータの制御モードを前記矩形波制御モードに切り替えることなく前記パルス幅変調制御モードで該インバータを制御する手段である、
駆動装置。
【請求項１０】
モータと、該モータを駆動するインバータと、バッテリと、該バッテリからの電力を昇圧して前記インバータが接続された駆動電圧系に供給する昇圧コンバータと、前記駆動電圧系の電圧を検出する電圧センサと、前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧を用いて前記昇圧コンバータを制御すると共に前記モータのトルク指令に基づいてパルス幅変調制御モードと矩形波制御モードとのうちいずれかの制御モードで前記インバータを制御する制御手段と、を備える駆動装置であって、
前記矩形波制御モードは、前記駆動電圧系の電圧と前記モータの回転数と電圧位相上限との予め定められた関係として該モータの回転数が所定の低回転数未満のときには該モータの回転数の低下量に対する該電圧位相上限の低下量の割合が該モータの回転数が該所定の低回転数以上のときに比して大きい所定の関係に前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧と前記モータの回転数とを適用して該電圧位相上限を設定すると共に、該設定した電圧位相上限の範囲内で前記トルク指令に基づいて設定される目標電圧位相に対して第１の変化程度による所定の緩変化処理を施して電圧位相指令を設定して矩形波信号を前記モータに出力する制御モードであり、
前記制御手段は、前記インバータの制御モードの前記パルス幅変調制御モードから前記矩形波制御モードへの切り替えが指示されたときに該切り替え直前の該パルス幅変調制御モードにおける前記モータの電圧位相が該切り替え直後の該矩形波制御モードで設定すべき前記電圧位相上限より大きい場合には、前記インバータの制御モードを前記パルス幅変調制御モードから前記矩形波制御モードに切り替えると共に、該矩形波制御モードで前記目標電圧位相に対して前記第１の変化程度より緩やかに変化させる第２の変化程度による前記所定の緩変化処理を用いて前記インバータを制御する手段である、
駆動装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の駆動装置であって、
前記制御手段は、前記切り替えが指示されたときに該切り替え直前の該パルス幅変調制御モードにおける前記モータの電圧位相が該切り替え直後の該矩形波制御モードで設定すべき前記電圧位相上限より大きい場合には、前記インバータの制御モードを前記パルス幅変調制御モードから前記矩形波制御モードに切り替えると共に、前記モータの回転数が前記所定の低回転数未満のときのみ該矩形波制御モードで前記第２の変化程度による前記所定の緩変化処理を用いて前記インバータを制御する手段である、
駆動装置。
【請求項１２】
請求項１０または１１記載の駆動装置であって、
前記制御手段は、前記切り替えが指示されたときに該切り替え直前の該パルス幅変調制御モードにおける前記モータの電圧位相が該切り替え直後の該矩形波制御モードで設定すべき前記電圧位相上限より大きい場合には、前記インバータの制御モードを前記パルス幅変調制御モードから前記矩形波制御モードに切り替えると共に、該矩形波制御モードで前記モータの回転数が前記所定の低回転数未満のときには前記所定の関係より該モータの回転数の低下量に対する前記電圧位相上限の低下量の割合が小さい第２の関係に基づいて該電圧位相上限を設定して前記インバータを制御する手段である、
駆動装置。
【請求項１３】
モータと、該モータを駆動するインバータと、バッテリと、該バッテリからの電力を昇圧して前記インバータが接続された駆動電圧系に供給する昇圧コンバータと、前記バッテリと前記昇圧コンバータとの接続および接続の解除を行なうリレーと、前記駆動電圧系の電圧を平滑する平滑コンデンサと、前記駆動電圧系の電圧を検出する電圧センサと、前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧を用いて前記昇圧コンバータを制御すると共に前記モータのトルク指令に基づいてパルス幅変調制御モードと矩形波制御モードとのうちいずれかの制御モードで前記インバータを制御する制御手段と、を備える駆動装置であって、
前記矩形波制御モードは、前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧と前記モータの回転数とに基づいて電圧位相上限を設定すると共に、該設定した電圧位相上限の範囲内で前記トルク指令に基づいて電圧位相指令を設定して矩形波信号を前記モータに出力する制御モードであり、
前記インバータの制御モードの前記パルス幅変調制御モードから前記矩形波制御モードへの切り替えが指示されたときに該切り替え直前の該パルス幅変調制御モードにおける前記モータの電圧位相が該切り替え直後の該矩形波制御モードで設定すべき前記電圧位相上限より大きい場合にシステム停止する際、前記リレーをオフとすると共に前記平滑コンデンサに蓄えられた電荷が放電されるよう前記昇圧コンバータと前記インバータとを制御し、該制御後に前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧を前記電圧センサの検出誤差を補正するための補正用電圧として設定する補正用電圧設定手段
を備える駆動装置。
【請求項１４】
モータと、該モータを駆動するインバータと、バッテリと、該バッテリからの電力を昇圧して前記インバータが接続された駆動電圧系に供給する昇圧コンバータと、前記駆動電圧系の電圧を検出する電圧センサと、前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧を用いて前記昇圧コンバータを制御すると共に前記モータのトルク指令に基づいてパルス幅変調制御モードと矩形波制御モードとのうちいずれかの制御モードで前記インバータを制御する制御手段と、を備える駆動装置であって、
前記矩形波制御モードは、前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧と前記モータの回転数とに基づいて電圧位相上限を設定すると共に、該設定した電圧位相上限の範囲内で前記トルク指令に基づいて電圧位相指令を設定して矩形波信号を前記モータに出力する制御モードであり、
前記制御手段は、前記インバータの制御モードの前記パルス幅変調制御モードから前記矩形波制御モードへの切り替えが指示されたときに該切り替え直前の該パルス幅変調制御モードにおける前記モータの電圧位相が該切り替え直後の該矩形波制御モードで設定すべき前記電圧位相上限より大きい所定状態である場合には、該切り替えが指示されたときに該所定状態でなくなるまで該所定状態となる毎に所定電圧ずつ絶対値が大きくなるように前記電圧センサの検出誤差を補正するための補正用電圧を設定し、前記電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧に代えて該電圧センサにより検出された駆動電圧系の電圧を該設定した補正用電圧により補正した電圧を用いて制御する手段である、
駆動装置。
【請求項１５】
請求項１ないし１４のいずれか１つの請求項に記載の駆動装置を搭載し、前記モータからのトルクを用いて走行する車両。
【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】
【公開番号】特開２０１３−１３２６０（Ｐ２０１３−１３２６０Ａ）
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４４９２４（Ｐ２０１１−１４４９２４）
【出願日】平成２３年６月２９日（２０１１．６．２９）
【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２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２９日（２０１１．６．２９）
【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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