JP6741904B2

JP6741904B2 - 駆動装置および自動車

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Publication number: JP6741904B2
Application number: JP2016239424A
Authority: JP
Inventors: 匡水野; 敏洋山本; 山田　堅滋; 堅滋山田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2016-12-09
Filing date: 2016-12-09
Publication date: 2020-08-19
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Description

本発明は、駆動装置および自動車に関し、詳しくは、モータとインバータと蓄電装置とを備える駆動装置およびこれを搭載する自動車に関する。

従来、この種の駆動装置としては、電動機と、複数のスイッチング素子のスイッチングによって電動機を駆動するインバータ回路を有する電力変換装置と、を備えるものにおいて、電動機の電気１周期のパルス数と、電動機のトルク指令に基づく電圧の変調率および電圧位相と、に基づいて複数のスイッチング素子のパルス信号を生成して複数のスイッチング素子のスイッチングを行なうものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この駆動装置では、パルス数と変調率と電圧位相とに基づいて電力変換装置および電動機の合計電力損失が最小となるようにパルス信号を生成することにより、合計電力損失の低減を図っている。

特開２０１３−１６２６６０号公報

上述の駆動装置では、パルス数と変調率と電圧位相とに基づいて電力変換装置および電動機の合計電力損失が最小となるようにパルス信号を生成するから、電動機の駆動電力の熱変換要求があるときに、その要求に十分に対処できない可能性がある。

本発明の駆動装置および自動車は、モータ（電動機）の駆動電力の熱変換要求があるときに、より十分に対処することを主目的とする。

本発明の駆動装置および自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の駆動装置および自動車は、
モータと、
複数のスイッチング素子のスイッチングによって前記モータを駆動するインバータと、
電力ラインを介して前記インバータに接続された蓄電装置と、
前記モータのトルク指令に基づく電圧の変調率および電圧位相と、前記モータの電気角の単位周期当たりのパルス数と、に基づいて前記複数のスイッチング素子のＰＷＭ信号を生成して前記複数のスイッチング素子のスイッチングを行なう制御装置と、
を備える駆動装置であって、
前記制御装置は、前記モータの駆動電力の熱変換要求があるときには、前記熱変換要求がないときに比して、前記モータおよび前記インバータの合計損失が大きくなるように前記複数のスイッチング素子のＰＷＭ信号を生成する、
ことを要旨とする。

この本発明の駆動装置では、モータのトルク指令に基づく電圧の変調率および電圧位相と、モータの電気角の単位周期当たりのパルス数と、に基づいて複数のスイッチング素子のＰＷＭ信号を生成して複数のスイッチング素子のスイッチングを行なうものにおいて、モータの駆動電力の熱変換要求があるときには、熱変換要求がないときに比して、モータおよびインバータの合計損失が大きくなるように複数のスイッチング素子のＰＷＭ信号を生成する。これにより、熱変換要求があるときに、合計損失を大きくして発熱量（熱変換量）を大きくすることができる。即ち、熱変換要求により十分に対処することができる。

こうした本発明の駆動装置において、前記制御装置は、前記熱変換要求があるときには、前記熱変換要求がないときと同一の前記パルス数で前記合計損失が大きくなるように前記複数のスイッチング素子のＰＷＭ信号を生成する、ものとしてもよい。一般に、パルス数を少なくすると、モータの制御性が悪化し、パルス数を多くすると、インバータ損失（スイッチング損失）が大きくなる。これらに対して、同一のパルス数で合計損失を大きくすれば、モータの制御性を悪化させたりインバータ損失を大きくしたりすることなく、合計損失を大きくすることができる。

また、本発明の駆動装置において、前記制御装置は、前記熱変換要求があるときには、前記熱変換要求がないときに比して、所望の次数の高調波成分が大きくなることによって前記合計損失が大きくなるように前記複数のスイッチング素子のＰＷＭ信号を生成する、ものとしてもよい。こうすれば、所望の次数の高調波成分を調節することにより、合計損失を調節することができる。

本発明の駆動装置において、前記モータと前記インバータと前記蓄電装置とに冷却水を循環させる冷却装置を備え、前記制御装置は、前記蓄電装置の昇温要求があるときに、前記熱変換要求があると判定する、ものとしてもよい。こうすれば、蓄電装置の昇温要求があるときに、合計損失を大きくして発熱量（熱変換量）を大きくすることができる。この結果、冷却水の温度上昇を促進し、蓄電装置の昇温を促進させることができる。

本発明の駆動装置において、エンジンと、前記モータと前記インバータと前記エンジンとに冷却水を循環させる冷却装置と、を備え、前記制御装置は、前記エンジンの暖機要求があるときに、前記熱変換要求があると判定する、ものとしてもよい。こうすれば、エンジンの暖機要求があるときに、合計損失を大きくして発熱量（熱変換量）を大きくすることができる。この結果、冷却水の温度上昇を促進し、エンジンの暖機を促進させることができる。

本発明の第１の自動車は、本発明の駆動装置と、エンジンと、第２モータと、前記モータおよび前記蓄電装置に前記電力ラインを介して接続されると共に複数の第２スイッチング素子のスイッチングによって前記第２モータを駆動する第２インバータと、共線図において順に並ぶ３つの回転要素に順に前記第２モータ，前記エンジン，駆動輪に連結された駆動軸が接続されたプラネタリギヤと、前記電力ラインに取り付けられたコンデンサと、を備え、前記モータは、前記駆動軸に接続され、前記制御装置は、前記インバータの前記複数のスイッチング素子のスイッチングを行なうと共に、前記第２インバータの前記複数の第２スイッチング素子のスイッチングを行なう、自動車であって、前記制御装置は、前記駆動輪がスリップした後にグリップしたときに、前記熱変換要求および前記第２モータの駆動電力の第２熱変換要求があると判定し、前記熱変換要求および前記第２熱変換要求がないと判定したときに比して、前記合計損失が大きくなるように前記複数のスイッチング素子のＰＷＭ信号を生成して前記複数のスイッチング素子のスイッチングを行なうと共に前記第２モータおよび前記第２インバータの第２合計損失が大きくなるように前記複数の第２スイッチング素子のＰＷＭ信号を生成して前記複数の第２スイッチング素子のスイッチングを行なう、ことを要旨とする。

この本発明の第１の自動車では、本発明の駆動装置を搭載するから、本発明の駆動装置が奏する効果、例えば、熱変換要求により十分に対処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。また、本発明の第１の自動車では、駆動輪がスリップした後にグリップしたときに、熱変換要求および第２モータの駆動電力の第２熱変換要求があると判定し、熱変換要求および第２熱変換要求がないと判定したときに比して、合計損失が大きくなるように複数のスイッチング素子のＰＷＭ信号を生成して複数のスイッチング素子のスイッチングを行なうと共に第２モータおよび第２インバータの第２合計損失が大きくなるように複数の第２スイッチング素子のＰＷＭ信号を生成して複数の第２スイッチング素子のスイッチングを行なう。駆動輪がスリップしている状態から駆動輪がグリップすると、モータの回転数が急減してモータの電力が急減すると共に第２モータの電力が急減する（発電側の値として急増する）。このため、電力ライン（コンデンサ）の電圧が上昇する。本発明の第１の自動車では、このときに、熱変換要求および第２熱変換要求があると判定し、合計損失および第２合計損失を大きくするから、モータおよびインバータの電力（合計損失を含む）と第２モータおよび第２インバータの電力（第２合計損失を含む）とが急減するのを抑制することができる。この結果、電力ラインの電圧の過度の上昇を抑制することができる。

本発明の第２の自動車は、本発明の駆動装置と、エンジンと、第２モータと、前記モータおよび前記蓄電装置に前記電力ラインを介して接続されると共に複数の第２スイッチング素子のスイッチングによって前記第２モータを駆動する第２インバータと、共線図において順に並ぶ３つの回転要素に順に前記第２モータ，前記エンジン，駆動輪に連結された駆動軸が接続されたプラネタリギヤと、を備え、前記モータは、前記駆動軸に接続され、前記制御装置は、前記インバータの前記複数のスイッチング素子のスイッチングを行なうと共に、前記第２インバータの前記複数の第２スイッチング素子のスイッチングを行なう、自動車であって、前記制御装置は、降坂路で前記駆動軸に制動トルクの出力が要求されたときに、前記熱変換要求があると判定し、前記熱変換要求がないと判定したときに比して、前記合計損失が大きくなるように前記複数のスイッチング素子のＰＷＭ信号を生成して前記複数のスイッチング素子のスイッチングを行なうことによって前記モータを回生駆動する、ことを要旨とする。

この本発明の第２の自動車では、本発明の駆動装置を搭載するから、本発明の駆動装置が奏する効果、例えば、熱変換要求により十分に対処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。また、本発明の第２の自動車では、降坂路で駆動軸に制動トルクの出力が要求されたときに、熱変換要求があると判定し、熱変換要求がないと判定したときに比して、合計損失が大きくなるように複数のスイッチング素子のＰＷＭ信号を生成して複数のスイッチング素子のスイッチングを行なうことによってモータを回生駆動する。駆動軸に制動トルクの出力が要求されたときには、基本的には、車両のエネルギ効率を向上させるために、エンジンが自立運転または運転停止されると共にモータの回生駆動によって要求制動トルクが駆動軸に出力されるようにエンジンとモータとが制御される。以下、この制御を「第１制動制御」という。しかし、バッテリの蓄電割合が所定割合以上に至ると、バッテリの過充電を抑制するために、第２モータの回生駆動が制限され（禁止を含む）、燃料カットを行なったエンジンの第２モータによるモータリングによって要求制動トルクが駆動軸に出力されるようにエンジンと第２モータとモータとが制御される。以下、この制御を「第２制動制御」という。ところで、降坂路では、駆動軸に制動トルクの出力が要求される時間がある程度長くなることがある。本発明の第２の自動車では、降坂路で駆動軸に制動トルクの出力が要求されたときに、熱変換要求があると判定し、モータを回生駆動する際の合計損失を大きくするから、バッテリの充電電力が大きくなるのを抑制し、バッテリの蓄電割合が所定割合以上に至るのを抑制する（至るまでの時間を長くする）ことができる。この結果、第２制動制御が実行されるのを抑制し、エンジンの吹き上がり感を運転者に感じさせるのを抑制することができる。

本発明の実施例としての駆動装置を搭載するハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。モータＭＧ１，ＭＧ２を含む電機駆動系の構成の概略を示す構成図である。モータの電気角θｅの１周期当たりのパルス数Ｎｐとモータ損失，インバータ損失，合計損失との関係の一例を示す説明図である。実施例のモータＥＣＵ４０により実行される生成モード設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。駆動輪３９ａ，３９ｂがスリップした後にグリップしたときの共線図の一例を示す説明図である。駆動輪３９ａ，３９ｂがスリップした後にグリップしたときの様子の一例を示す説明図である。変形例の生成モード設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。降坂路で駆動軸３６に制動トルクの出力が要求されたときのバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣの様子の一例を示す説明図である。冷却装置９０の構成の概略を示す構成図である。冷却装置９０Ｂの構成の概略を示す構成図である。変形例の生成モード設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。変形例の生成モード設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。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。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。変形例の電気自動車３２０の構成の概略を示す構成図である。

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。

図１は、本発明の実施例としての駆動装置を搭載するハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図であり、図２は、モータＭＧ１，ＭＧ２を含む電機駆動系の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図１に示すように、エンジン２２と、プラネタリギヤ３０と、モータＭＧ１，ＭＧ２と、インバータ４１，４２と、昇降圧コンバータ５５と、蓄電装置としてのバッテリ５０と、システムメインリレー５６と、ハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ＨＶＥＣＵ」という）７０と、を備える。

エンジン２２は、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されている。このエンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４によって運転制御されている。

エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２を運転制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートから入力されている。エンジンＥＣＵ２４に入力される信号としては、例えば、エンジン２２のクランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２３ａからのクランク角θｃｒや、エンジン２２の温度を検出する温度センサ２３ｂからのエンジン２２の温度ｔｅを挙げることができる。エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ２３ａからのクランク角θｃｒに基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅを演算している。

プラネタリギヤ３０は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ３０のサンギヤには、モータＭＧ１の回転子が接続されている。プラネタリギヤ３０のリングギヤには、駆動輪３９ａ，３９ｂにデファレンシャルギヤ３８を介して連結された駆動軸３６が接続されている。プラネタリギヤ３０のキャリヤには、エンジン２２のクランクシャフト２６が接続されている。

モータＭＧ１は、永久磁石が埋め込まれた回転子と三相コイルが巻回された固定子とを有する同期発電電動機として構成されており、上述したように、回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されている。モータＭＧ２は、モータＭＧ１と同様に同期発電電動機として構成されており、回転子が駆動軸３６に接続されている。

図２に示すように、インバータ４１は、高電圧側電力ライン５４ａに接続されており、６つのトランジスタＴ１１〜Ｔ１６と、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６に整流方向逆方向に並列接続された６つのダイオードＤ１１〜Ｄ１６と、を有する。トランジスタＴ１１〜Ｔ１６は、それぞれ高電圧側電力ライン５４ａの正極側ラインと負極側ラインとに対してソース側とシンク側になるように２個ずつペアで配置されている。また、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６の対となるトランジスタ同士の接続点の各々には、モータＭＧ１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４１に電圧が作用しているときに、モータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）４０によって、対となるトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のオン時間の割合が調節されることにより、三相コイルに回転磁界が形成され、モータＭＧ１が回転駆動される。インバータ４２は、インバータ４１と同様に、高電圧側電力ライン５４ａに接続されており、６つのトランジスタＴ２１〜Ｔ２６と６つのダイオードＤ２１〜Ｄ２６とを有する。そして、インバータ４２に電圧が作用しているときに、モータＥＣＵ４０によって、対となるトランジスタＴ２１〜Ｔ２６のオン時間の割合が調節されることにより、三相コイルに回転磁界が形成され、モータＭＧ２が回転駆動される。

昇降圧コンバータ５５は、高電圧側電力ライン５４ａと低電圧側電力ライン５４ｂとに接続されており、２つのトランジスタＴ３１，Ｔ３２と、トランジスタＴ３１，Ｔ３２に整流方向逆方向に並列接続された２つのダイオードＤ３１，Ｄ３２と、リアクトルＬと、を有する。トランジスタＴ３１は、高電圧側電力ライン５４ａの正極側ラインに接続されている。トランジスタＴ３２は、トランジスタＴ３１と、高電圧側電力ライン５４ａおよび低電圧側電力ライン５４ｂの負極側ラインと、に接続されている。リアクトルＬは、トランジスタＴ３１，Ｔ３２同士の接続点と、低電圧側電力ライン５４ｂの正極側ラインと、に接続されている。昇降圧コンバータ５５は、モータＥＣＵ４０によってトランジスタＴ３１，Ｔ３２のオン時間の割合が調節されることにより、低電圧側電力ライン５４ｂの電力を昇圧して高電圧側電力ライン５４ａに供給したり、高電圧側電力ライン５４ａの電力を降圧して低電圧側電力ライン５４ｂに供給したりする。高電圧側電力ライン５４ａの正極側ラインと負極側ラインとには、平滑用のコンデンサ５７が取り付けられており、低電圧側電力ライン５４ｂの正極側ラインと負極側ラインとには、平滑用のコンデンサ５８が取り付けられている。

モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。図１に示すように、モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２や昇降圧コンバータ５５を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。モータＥＣＵ４０に入力される信号としては、例えば、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの回転位置θｍ１，θｍ２や、モータＭＧ１，ＭＧ２の各相に流れる電流を検出する電流センサからの相電流Ｉｕ１，Ｉｖ１，Ｉｕ２，Ｉｖ２を挙げることができる。また、コンデンサ５７の端子間に取り付けられた電圧センサ５７ａからの高電圧側電力ライン５４ａ（コンデンサ５７）の電圧ＶＨや、コンデンサ５８の端子間に取り付けられた電圧センサ５８ａからの低電圧側電力ライン５４ｂ（コンデンサ５８）の電圧ＶＬ，リアクトルＬの端子に取り付けられた電流センサからのリアクトルＬに流れる電流ＩＬも挙げることができる。モータＥＣＵ４０からは、モータＭＧ１，ＭＧ２や昇降圧コンバータ５５を駆動制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。モータＥＣＵ４０から出力される信号としては、例えば、インバータ４１，４２のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６へのスイッチング制御信号や、昇降圧コンバータ５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２へのスイッチング制御信号を挙げることができる。モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の電気角θｅ１，θｅ２や回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を演算している。

バッテリ５０は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、低電圧側電力ライン５４ｂに接続されている。このバッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、「バッテリＥＣＵ」という）５２によって管理されている。

バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。バッテリＥＣＵ５２に入力される信号としては、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された電圧センサ５１ａからのバッテリ５０の電圧Ｖｂや、バッテリ５０の出力端子に取り付けられた電流センサ５１ｂからのバッテリ５０の電流Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃからのバッテリ５０の温度ｔｂを挙げることができる。バッテリＥＣＵ５２は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。バッテリＥＣＵ５２は、電流センサ５１ｂからのバッテリ５０の電流Ｉｂの積算値に基づいて蓄電割合ＳＯＣを演算したり、演算した蓄電割合ＳＯＣと温度センサ５１ｃからのバッテリ５０の温度ｔｂとに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算したりしている。ここで、蓄電割合ＳＯＣは、バッテリ５０の全容量に対するバッテリ５０から放電可能な電力の容量の割合である。入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ５０を充放電してもよい許容充放電電力である。

システムメインリレー５６は、低電圧側電力ライン５４ｂにおけるコンデンサ５８よりもバッテリ５０側に設けられている。このシステムメインリレー５６は、ＨＶＥＣＵ７０によってオンオフ制御されることにより、バッテリ５０と昇圧コンバータ５５側との接続および接続の解除を行なう。

ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０に入力される信号としては、例えば、駆動輪３９ａ，３９ｂや従動輪３９ｃ，３９ｄに取り付けられた車輪速センサ８９ａ〜８９ｄからの駆動輪３９ａ，３９ｂや従動輪３９ｃ，３９ｄの車輪速Ｖｗａ〜Ｖｗｄを挙げることができる。また、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号や、シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰを挙げることができる。さらに、アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや、ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰも挙げることができる。加えて、車速センサ８８からの車速Ｖや、勾配センサ８９からの路面勾配θｒｄも挙げることができる。なお、シフトポジションＳＰとしては、駐車ポジション（Ｐポジション）、後進ポジション（Ｒポジション）、ニュートラルポジション（Ｎポジション）、前進ポジション（Ｄポジション）などがある。ＨＶＥＣＵ７０からは、各種制御信号、例えば、システムメインリレー５６へのオンオフ制御信号などが出力ポートを介して出力されている。ＨＶＥＣＵ７０は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４，モータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されている。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の運転を伴って走行するハイブリッド走行（ＨＶ走行）モードや、エンジン２２の運転を伴わずに走行する電動走行（ＥＶ走行）モードで走行する。

ＨＶ走行モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、アクセル開度ＡｃｃとブレーキペダルポジションＢＰと車速Ｖとに基づいて走行に要求される（駆動軸３６に要求される）要求トルクＴｄ＊を設定し、設定した要求トルクＴｄ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｄ（モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２）を乗じて走行に要求される（駆動軸３６に要求される）要求パワーＰｄ＊を計算する。続いて、要求パワーＰｄ＊からバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づく充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を減じて車両に要求される（エンジン２２に要求される）要求パワーＰｅ＊を設定する。次に、要求パワーＰｅ＊がエンジン２２から出力されると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｄ＊が駆動軸３６に出力されるように、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定する。続いて、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊や回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２に基づいて高電圧側電力ライン５４ａ（コンデンサ５７）の目標電圧ＶＨ＊を設定する。そして、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊やコンデンサ５７の目標電圧ＶＨ＊をモータＥＣＵ４０に送信する。エンジンＥＣＵ２４は、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに基づいてエンジン２２が運転されるように、エンジン２２の吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などを行なう。モータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようにインバータ４１，４２のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６のスイッチング制御を行なうと共に高電圧側電力ライン５４ａ（コンデンサ５７）の電圧ＶＨが目標電圧ＶＨ＊となるように昇圧コンバータ５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２のスイッチング制御を行なう。

ＥＶ走行モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、アクセル開度ＡｃｃとブレーキペダルポジションＢＰと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｄ＊を設定し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｄ＊が駆動軸３６に出力されるようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊や回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２に基づいて高電圧側電力ライン５４ａ（コンデンサ５７）の目標電圧ＶＨ＊を設定する。そして、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊や高電圧側電力ライン５４ａの目標電圧ＶＨ＊をモータＥＣＵ４０に送信する。モータＥＣＵ４０によるインバータ４１，４２や昇圧コンバータ５５の制御については上述した。

ここで、モータＥＣＵ４０によるインバータ４１，４２の制御について説明する。モータＥＣＵ４０は、インバータ４１，４２を制御する際には、電圧の変調率Ｒｍ１，Ｒｍ２および電圧位相θｐ１，θｐ２と、単位周期（実施例では、モータＭＧ１，ＭＧ２の電気角θｅ１，θｅ２の１周期）当たりのパルス数Ｎｐ１，Ｎｐ２と、に基づいてトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６のＰＷＭ信号を生成してトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６のスイッチングを行なう。ここで、変調率Ｒｍ１，Ｒｍ２および電圧位相θｐ１，θｐ２は、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に基づいて設定される。パルス数Ｎｐ１，Ｎｐ２は、モータＭＧ１，ＭＧ２の目標動作点（回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２およびトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊）や変調率Ｒｍ１，Ｒｍ２などに基づいて設定される。トランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６のＰＷＭ信号は、所望の次数の高調波成分が調節（低減または増大）されることによってモータＭＧ１，ＭＧ２およびインバータ４１，４２の合計損失Ｌｓｕｍ１，Ｌｓｕｍ２が調節されるように生成される。

以下、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６のＰＷＭ信号の生成方法やパルス数Ｎｐ１，Ｎｐ２の設定方法について説明する。これらの説明では、「ＭＧ１，ＭＧ２」や「４１，４２」，「Ｔ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６」などの符号を省略する。

まず、ＰＷＭ信号の生成方法について説明する。モータの回転子の角速度を「ω」、時間を「ｔ」としたときに「ｆ（ωｔ）＝−ｆ（ωｔ＋π）」で表される半波対称性を有するようにＰＷＭ信号を生成するという制約条件を用いたときにおいて、モータの電気角を「θｅ」としたときのＰＷＭ信号ｆ（θｅ）は、フーリエ級数展開を用いると、式（１）により表わすことができる。この制約条件を用いることにより、偶数次高調波成分の消去や制御の簡素化を図ることができる。式（１）中、「ｎ」は高調波成分の次数で１，３，５，７，・・・（奇数の整数）であり、「Ｍ」はモータの電気角θｅの半周期当たりのトランジスタのスイッチング回数（基準電気角（例えば、０°，１８０°など）でのスイッチングを除く）である。このスイッチング回数Ｍは、モータの電気角θｅの１周期当たりのパルス数を「Ｎｐ」としたときに、「Ｍ＝Ｎｐ−１」となる。また、式（１）中、「θｅ，ｍ」はトランジスタのｍ回目のスイッチング電気角であり、「ａｎ」はフーリエ余弦係数であり、「ｂｎ」はフーリエ正弦係数であり、「ａ０」は直流成分である。この式（１）のフーリエ余弦係数ａｎおよびフーリエ正弦係数ｂｎから、各次数の高調波成分の振幅Ｃｎと各次数の高調波成分の位相αｎは、式（２）により表すことができる。

なお、半波対称性だけでなく「ｆ（ωｔ）＝ｆ（π−ωｔ）」で表される奇対称性も有するようにＰＷＭ信号を生成するという制約条件を用いるものとしてもよい。この制約条件を用いることにより、高調波の余弦波成分を消去することができる。この場合、「ｎ」は１，５，７，１１，・・・（３の倍数を除いた奇数の整数）となり、「Ｍ」は、モータの電気角θｅの１／４周期当たりのトランジスタのスイッチング回数（基準電気角でのスイッチングを除く）となり、「Ｍ＝（Ｎｐ−１）／２」となる。

実施例では、ＰＷＭ信号の生成方法として、各次数の高調波成分の総和を調節する（低減または増大させる）方法を考えるものとした。モータ損失のうち、鉄損Ｗｉは、スタインメッツの実験式より、式（３）により表わすことができる。ここで、式（３）中、「Ｗｈ」はヒステリシス損であり、「Ｗｅ」は渦電流損であり、「Ｋｈ」はヒステリシス損失係数であり、「Ｂｍ」は磁束密度であり、「ｆｍ」はモータの回転磁束周波数であり、「Ｋｅ」は渦電流損失係数である。

モータの全鉄損において割合が大きい渦電流損Ｗｅに着目し、モータの相電位を「Ｖｍ」とすると、一般に、磁束密度Ｂｍとモータの相電位Ｖｍを回転磁束周波数ｆｍで除した値（Ｖｍ／ｆｍ）とが比例関係を有することから、式（４）を導出することができる。そして、式（４）において、ヒステリシス損失係数Ｋｅ（定数）を無視し、次数ｎの回転磁束周波数ｆｍを次数ｎに置き換え、次数ｎのモータの相電位を「Ｖｍｎ」とし、損失を低減または増大させるために考慮する最大次数を「Ｎ」（例えば１０７次）とすると、各次数の高調波成分の総和は、式（５）により表わすことができる。モータ損失を低減または増大させるには、この式（５）の値を低減または増大させればよい。そして、次数ｎのモータ相電位Ｖｍｎは、次数ｎの高調波成分の振幅Ｃｎを意味するから、式（６）の値を低減または増大させればよい。

式（６）の値が低減または増大されるように、式（１）のＰＷＭ信号ｆ（θｅ）を設定すれば、各次数の高調波成分の総和が低減または増大され、モータ損失が低減または増大される。好適には、式（６）の値が最小または最大となるように、式（１）のＰＷＭ信号ｆ（θｅ）を設定する。以下、ＰＷＭ信号の生成モードとして、式（６）の値が最小となるように式（１）のＰＷＭ信号ｆ（θｅ）を設定するモードを「損失低減モード」といい、式（６）の値が最大となるように式（１）のＰＷＭ信号ｆ（θｅ）を設定するモードを「損失増大モード」という。なお、式（１）において、１次元の基本波位相を０°とするために、「ａ１」には値０を設定するものとした。このようにして、インバータの各トランジスタのＰＷＭ信号を生成することができる。

次に、パルス数Ｎｐの設定方法について説明する。図３は、モータの電気角θｅの１周期当たりのパルス数Ｎｐとモータ損失，インバータ損失，合計損失（モータ損失およびインバータ損失の和）との関係の一例を示す説明図である。この関係は、モータの動作点（回転数やトルク）や変調率に応じて異なる。図３中、モータ損失や合計損失について、実線は、損失増大モードの場合を示し、破線は、損失低減モードの場合を示す。図３から分かるように、インバータ損失（スイッチング損失）は、パルス数Ｎｐが大きいほど大きくなり、モータ損失は、パルス数Ｎｐが少ないほど大きくなる。前者は、パルス数Ｎｐが多いほどトランジスタのスイッチング回数が多くなるためであり、後者は、パルス数Ｎｐが少ないほどモータのリプル電流が大きくなるためである。実施例では、損失低減モードにおいて合計損失が最小となる値Ｎｐａを、損失低減モードでも損失増大モードでもパルス数Ｎｐに設定するものとした。損失増大モードにおいて、損失低減モードと同一のパルス数Ｎｐ（値Ｎｐａ）でモータ損失を大きくして合計損失を大きくする利点は以下の通りである。パルス数Ｎｐを値Ｎｐａよりも少なくすると、損失増大モードとしなくも（損失低減モードのままでも）、モータ損失を大きくして合計損失を大きくすることができるものの、モータの制御性が悪化する。一方、パルス数Ｎｐを値Ｎｐａよりも多くすると、損失増大モードとしなくも（損失低減モードのままでも）、インバータ損失（スイッチング損失）を大きくして合計損失を大きくすることができるものの、トランジスタの保護要件やインバータの制御周期要件により、インバータ損失の増大には限界がある。これらに対して、パルス数Ｎｐを値Ｎｐａで損失増大モードとすれば、モータの制御性を悪化させたりインバータ損失を大きくしたりすることなく、モータ損失を大きくして合計損失を大きくすることができる。

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、インバータ４１，４２のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６のＰＷＭ信号の生成モードを設定する際の動作について説明する。図４は、実施例のモータＥＣＵ４０により実行される生成モード設定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、繰り返し実行される。

生成モード設定ルーチンが実行されると、モータＥＣＵ４０は、まず、スリップグリップフラグＦ１の値を入力する（ステップＳ１００）。ここで、スリップグリップフラグＦ１は、ＨＶＥＣＵ７０により実行される図示しない第１フラグ設定ルーチンにより設定された値を通信により入力するものとした。第１フラグ設定ルーチンでは、ＨＶＥＣＵ７０は、駆動輪３９ａ，３９ｂがスリップした後にグリップしたときには、スリップグリップフラグＦ１に値１を設定し、それ以外のときには、スリップグリップフラグＦ１に値０を設定する。実施例では、駆動輪３９ａ，３９ｂのスリップ速度Ｖｓがピーク（極大）に至って減少し始めてから値０よりも若干大きい閾値Ｖｓｒｅｆ以下に至るまでの間を「駆動輪３９ａ，３９ｂがグリップしたとき」とするものとした。なお、駆動輪３９ａ，３９ｂのスリップ速度Ｖｓは、例えば、車輪速センサ８９ａ，８９ｂからの駆動輪３９ａ，３９ｂの車輪速Ｖｗａ，Ｖｗｂの平均値Ｖｗａｂと、車輪速センサ８９ｃ，８９ｄからの従動輪３９ｃ，３９ｄの車輪速Ｖｗｃ，Ｖｗｄの平均値Ｖｗｃｄと、の差分として計算することができる。

こうしてデータを入力すると、入力したスリップグリップフラグＦ１の値を調べる（ステップＳ１１０）。そして、スリップグリップフラグＦ１が値０のときには、モータＭＧ１，ＭＧ２の駆動電力の熱変換要求がないと判定し（ステップＳ１２０）、ＰＷＭ信号の生成モードに損失低減モードを設定して（ステップＳ１３０）、本ルーチンを終了する。この場合、インバータ４１，４２を制御する際に、損失低減モードでインバータ４１，４２のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６のＰＷＭ信号を生成する。これにより、モータＭＧ１，ＭＧ２およびインバータ４１，４２の合計損失Ｌｓｕｍ１，Ｌｓｕｍ２を小さくすることができる。

ステップＳ１１０でスリップグリップフラグＦ１が値１のときには、モータＭＧ１，ＭＧ２の駆動電力の熱変換要求があると判定し（ステップＳ１４０）、ＰＷＭ信号の生成モードに損失増大モードを設定して（ステップＳ１５０）、本ルーチンを終了する。この場合、インバータ４１，４２を制御する際に、損失増大モードでインバータ４１，４２のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６のＰＷＭ信号を生成する。これにより、合計損失Ｌｓｕｍ１，Ｌｓｕｍ２を大きくすることができる。

図５は、駆動輪３９ａ，３９ｂがスリップした後にグリップしたときの共線図の一例を示す説明図である。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるプラネタリギヤ３０のサンギヤの回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるプラネタリギヤ３０のキャリヤの回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２であるプラネタリギヤ３０のリングギヤ（駆動軸３６）の回転数を示す。また、「ρ」は、プラネタリギヤ３０のギヤ比（サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）を示す。さらに、Ｒ軸の２つの太線矢印は、モータＭＧ１から出力されてプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３６に作用するトルクと、モータＭＧ２から出力されて駆動軸３６に作用するトルクとを示す。加えて、破線の直線Ａは、駆動輪３９ａ，３９ｂがスリップしたときの様子を示し、実線の直線Ｂは、駆動輪３９ａ，３９ｂがグリップしてモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が急減すると共にモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が急増したときの様子を示す。図示するように、駆動輪３９ａ，３９ｂがスリップしている状態から駆動輪３９ａ，３９ｂがグリップすると、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２が急減してモータＭＧ２およびインバータ４２の電力Ｐｍｉ２（合計損失Ｌｓｕｍ２を含む）が急減すると共にモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が急増してモータＭＧ１およびインバータ４１の電力Ｐｍｉ１（合計損失Ｌｓｕｍ１を含む）が急減する（発電側の値として急増する）。このため、高電圧側電力ライン５４ａ（コンデンサ５７）の電圧ＶＨが上昇する。実施例では、駆動輪３９ａ，３９ｂａがスリップした後にグリップしたときには、モータＭＧ１，ＭＧ２の駆動電力の熱変換要求があると判定し、ＰＷＭ信号の生成モードを損失増大モードとすることにより、ＰＷＭ信号の生成モードを損失低減モードとするものに比して、合計損失Ｌｓｕｍ１，Ｌｓｕｍ２を大きくする。これにより、電力Ｐｍｉ１，Ｐｍｉ２が急減するのを抑制することができる。この結果、高電圧側電力ライン５４ａの電圧ＶＨの過度の上昇（許容上限電圧を超える上昇）を抑制することができる。

図６は、駆動輪３９ａ，３９ｂがスリップした後にグリップしたときの様子の一例を示す説明図である。図中、ＰＷＭ信号の生成モードやモータＭＧ１，ＭＧ２の電力Ｐｍｉ１，Ｐｍｉ２，高電圧側電力ライン５４ａの電圧ＶＨについて、実線は、駆動輪３９ａ，３９ｂがグリップしたときにＰＷＭ信号の生成モードを損失低減モードから損失増大モードに切り替える実施例の様子を示し、一点鎖線は、駆動輪３９ａ，３９ｂがグリップしたときでもＰＷＭ信号の生成モードを損失低減モードで保持する比較例の様子を示す。図示するように、時刻ｔ１１から駆動輪３９ａ，３９ｂのスリップ速度Ｖｓが増加すると、電力Ｐｍｉ１，Ｐｍｉ２が増加して高電圧側電力ライン５４ａの電圧ＶＨが低下し、遅れてバッテリ５０の電力Ｐｂが増加する。そして、時刻ｔ１２にスリップ速度Ｖｓがピークに至って低下し始めると、実施例では、ＰＷＭ信号の生成モードを損失低減モードから損失増大モードに切り替える。これにより、ＰＷＭ信号の生成モードを損失低減モードで保持する比較例に比して、合計損失Ｌｓｕｍ１，Ｌｓｕｍ２を大きくし、電力Ｐｍｉ１，Ｐｍｉ２が急減するのを抑制することができる。この結果、高電圧側電力ライン５４ａの電圧ＶＨの過度の上昇を抑制することができる。なお、図示していないが、その後に、駆動輪３９ａ，３９ｂのスリップ速度Ｖｓが閾値Ｖｓｒｅｆ以下に至ると、ＰＷＭ信号の生成モードを損失増大モードから損失低減モードに切り替える。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０では、駆動輪３９ａ，３９ｂａがスリップした後にグリップしたときには、モータＭＧ１，ＭＧ２の駆動電力の熱変換要求があると判定し、ＰＷＭ信号の生成モードに損失増大モードを設定する。これにより、ＰＷＭ信号の生成モードを損失低減モードで保持するものに比して、合計損失Ｌｓｕｍ１，Ｌｓｕｍ２を大きくし、電力Ｐｍｉ１，Ｐｍｉ２が急減するのを抑制することができる。この結果、高電圧側電力ライン５４ａの電圧ＶＨの過度の上昇を抑制することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＥＣＵ４０は、図４の生成モード設定ルーチンを実行するものとしたが、図７の生成モード設定ルーチンを実行するものとしてもよい。図７の生成モード設定ルーチンが実行されると、モータＥＣＵ４０は、まず、降坂路制動フラグＦ２の値を入力する（ステップＳ２００）。ここで、降坂路制動フラグＦ２は、ＨＶＥＣＵ７０により実行される図示しない第２フラグ設定ルーチンにより設定されたものを通信により入力するものとした。第２フラグ設定ルーチンでは、ＨＶＥＣＵ７０は、降坂路で駆動軸３６に制動トルクの出力が要求されたとき（要求トルクＴｄ＊が負の値のとき）には、降坂路制動フラグＦ２に値１を設定し、それ以外のときには、降坂路制動フラグＦ２に値０を設定する。なお、降坂路か否かは、勾配センサ８９からの路面勾配θｒｄを用いて判定することができる。また、駆動軸３６に制動トルクの出力が要求されたときとしては、ブレーキオンのときやアクセルオフ且つブレーキオフのときを考えることができる。

こうしてデータを入力すると、入力した降坂路制動フラグＦ２の値を調べる（ステップＳ２１０）。そして、降坂路制動フラグＦ２が値０のときには、モータＭＧ１，ＭＧ２の駆動電力の熱変換要求がないと判定し（ステップＳ２２０）、ＰＷＭ信号の生成モードに損失低減モードを設定して（ステップＳ２３０）、本ルーチンを終了する。この場合、インバータ４１，４２を制御する際に、損失低減モードでインバータ４１，４２のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６のＰＷＭ信号を生成する。これにより、合計損失Ｌｓｕｍ１，Ｌｓｕｍ２を小さくすることができる。

ステップＳ２１０で降坂路制動フラグＦ２が値１のときには、モータＭＧ１，ＭＧ２の駆動電力の熱変換要求があると判定し（ステップＳ２４０）、ＰＷＭ信号の生成モードに損失増大モードを設定して（ステップＳ２５０）、本ルーチンを終了する。この場合、インバータ４１，４２を制御する際に、損失増大モードでインバータ４１，４２のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６のＰＷＭ信号を生成する。これにより、合計損失Ｌｓｕｍ１，Ｌｓｕｍ２を大きくすることができる。

いま、駆動軸３６に制動トルクの出力が要求されたときを考える。このとき、基本的には、車両のエネルギ効率を向上させるために、エンジン２２が自立運転または運転停止されると共にモータＭＧ２の回生駆動によって要求トルクＴｄ＊が駆動軸３６に出力されるようにエンジン２２とモータＭＧ２とが制御される。以下、この制御を「第１制動制御」という。しかし、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ（例えば、６５％や７０％，７５％など）以上に至ると、バッテリ５０の過充電を抑制するために、モータＭＧ２の回生駆動が制限され（禁止を含む）、燃料カットを行なったエンジン２２のモータＭＧ１によるモータリングによって要求トルクＴｄ＊が駆動軸３６に出力されるようにエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とが制御される。以下、この制御を「第２制動制御」という。ところで、降坂路では、駆動軸３６に制動トルクの出力が要求される時間がある程度長くなることがある。この変形例では、降坂路で駆動軸３６に制動トルクの出力が要求されたときには、モータＭＧ１，ＭＧ２の駆動電力の熱変換要求があると判定し、ＰＷＭ信号の生成モードを損失増大モードとすることにより、ＰＷＭ信号の生成モードを損失低減モードとするものに比して、モータＭＧ２を回生駆動する際の合計損失Ｌｓｕｍ２を大きくする。これにより、バッテリ５０の充電電力が大きくなるのを抑制し、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ以上に至るのを抑制する（至るまでの時間を長くする）ことができる。この結果、第２制動制御が実行されるのを抑制し、エンジン２２の吹き上がり感を運転者に感じさせるのを抑制することができる。

図８は、降坂路で駆動軸３６に制動トルクの出力が要求されたときのバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣの様子の一例を示す説明図である。図中、ＰＷＭ信号の生成モードやバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣについて、実線は、降坂路で駆動軸３６に制動トルクの出力が要求されたときにＰＷＭ信号の生成モードを損失低減モードから損失増大モードに切り替える変形例の様子を示し、一点鎖線は、降坂路で駆動軸３６に制動トルクの出力が要求されたときでもＰＷＭ信号の生成モードを損失低減モードで保持する比較例の様子を示す。図示するように、時刻ｔ２１に降坂路で駆動軸３６に制動トルクの出力が要求されると、この変形例では、ＰＷＭ信号の生成モードを損失低減モードから損失増大モードに切り替える。したがって、ＰＷＭ信号の生成モードを損失低減モードで保持するものに比して、モータＭＧ２を回生駆動する際の合計損失Ｌｓｕｍ１を大きくし、バッテリ５０の充電電力が大きくなるのを抑制し、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ以上に至るのを抑制する（至るまでの時間を長くする）ことができる。この結果、第２制動制御が実行されるのを抑制し、エンジン２２の吹き上がり感を運転者に感じさせるのを抑制することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ１，ＭＧ２やインバータ４１，４２などを冷却する冷却装置については説明していないが、図９の冷却装置９０に示すように、モータＭＧ１，ＭＧ２やインバータ４１，４２，昇降圧コンバータ５５，バッテリ５０を冷却する冷却装置９０を備えるものや、図１０の冷却装置９０Ｂに示すように、モータＭＧ１，ＭＧ２やインバータ４１，４２，昇降圧コンバータ５５，エンジン２２を冷却する冷却装置９０Ｂを備えるものとしてもよい。以下、順に説明する。

まず、図９の冷却装置９０を備える場合について説明する。冷却装置９０は、図９に示すように、冷却水（ＬＬＣ（ロングライフクーラント））と外気との熱交換を行なうラジエータ９２と、モータＭＧ１，ＭＧ２とインバータ４１，４２と昇降圧コンバータ５５とバッテリ５０とを含む循環流路９４と、冷却水が循環流路９４を循環するように冷却水を圧送する電動ポンプ９６と、を備える。ここで、循環流路９４は、ラジエータ９２，インバータ４１，モータＭＧ１，モータＭＧ２，インバータ４２，昇降圧コンバータ５５，バッテリ５０，ラジエータ９２の順に冷却水が流れるように形成されている。なお、循環流路９４における冷却水の流れる順序は、これに限定されるものではない。ＨＶＥＣＵ７０には、循環流路９４に取り付けられた温度センサ９８からの冷却水温Ｔｗ１が入力ポートを介して入力されており、ＨＶＥＣＵ７０からは、電動ポンプ９６への制御信号が出力ポートを介して出力されている。

冷却装置９０を備える場合、モータＥＣＵ４０は、図１１の生成モード設定ルーチンを実行するものとしてもよい。図１１の生成モード設定ルーチンが実行されると、モータＥＣＵ４０は、まず、バッテリ５０の温度ｔｂを入力する（ステップＳ３００）。ここで、バッテリ５０の温度ｔｂは、温度センサ５１ｃにより検出された値をバッテリＥＣＵ５２からＨＶＥＣＵ７０を介して通信により入力するものとした。

こうしてデータを入力すると、入力したバッテリ５０の温度ｔｂを閾値ｔｂｒｅｆと比較する（ステップＳ３１０）。ここで、閾値ｔｂｒｅｆは、バッテリ５０の昇温要求によるモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動電力の熱変換要求があるか否かを判定するために用いられる閾値であり、例えば、０℃や５℃，１０℃などを用いることができる。

ステップＳ３１０でバッテリ５０の温度ｔｂが閾値ｔｂｒｅｆよりも高いときには、バッテリ５０の昇温要求がなく、モータＭＧ１，ＭＧ２の駆動電力の熱変換要求がないと判定し（ステップＳ３２０）、ＰＷＭ信号の生成モードに損失低減モードを設定して（ステップＳ３３０）、本ルーチンを終了する。この場合、インバータ４１，４２を制御する際に、損失低減モードでインバータ４１，４２のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６のＰＷＭ信号を生成する。これにより、合計損失Ｌｓｕｍ１，Ｌｓｕｍ２を小さくすることができる。

ステップＳ３１０でバッテリ５０の温度ｔｂが閾値ｔｂｒｅｆ以下のときには、バッテリ５０の昇温要求によるモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動電力の熱変換要求があると判定し（ステップＳ３４０）、ＰＷＭ信号の生成モードに損失増大モードを設定して（ステップＳ３５０）、本ルーチンを終了する。この場合、インバータ４１，４２を制御する際に、損失増大モードでインバータ４１，４２のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６のＰＷＭ信号を生成する。これにより、合計損失Ｌｓｕｍ１，Ｌｓｕｍ２を大きくすることができる。この結果、冷却装置９０の循環流路９４内の冷却水の温度上昇を促進させることができ、バッテリ５０の昇温を促進させることができる。

次に、図１０の冷却装置９０Ｂを備える場合について説明する。冷却装置９０Ｂは、冷却水が循環する対象の一部がバッテリ５０に代えてエンジン２２である点を除いて、図９の冷却装置９０と同一である。したがって、同一部分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。冷却装置９０Ｂは、図１０に示すように、ラジエータ９２と、モータＭＧ１，ＭＧ２とインバータ４１，４２と昇降圧コンバータ５５とエンジン２２とを含む循環流路９４Ｂと、電動ポンプ９６と、を備える。ここで、循環流路９４Ｂは、ラジエータ９２，インバータ４１，モータＭＧ１，モータＭＧ２，インバータ４２，昇降圧コンバータ５５，エンジン２２，ラジエータ９２の順に冷却水が流れるように形成されている。なお、循環流路９４Ｂにおける冷却水の流れる順序は、これに限定されるものではない。

冷却装置９０Ｂを備える場合、モータＥＣＵ４０は、図１２の生成モード設定ルーチンを実行するものとしてもよい。図１２の生成モード設定ルーチンが実行されると、モータＥＣＵ４０は、まず、エンジン２２の温度ｔｅを入力する（ステップＳ４００）。ここで、エンジン２２の温度ｔｅは、温度センサ２３ｂにより検出された値をエンジンＥＣＵ２４からＨＶＥＣＵ７０を介して通信により入力するものとした。

こうしてデータを入力すると、入力したエンジン２２の温度ｔｅを閾値ｔｅｒｅｆと比較する（ステップＳ４１０）。ここで、閾値ｔｅｒｅｆは、エンジン２２の暖機要求によるモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動電力の熱変換要求があるか否かを判定するために用いられる閾値であり、例えば、６０℃や６５℃，７０℃などを用いることができる。

ステップＳ４１０でエンジン２２の温度ｔｅが閾値ｔｅｒｅｆよりも高いときには、エンジン２２の暖機要求がなく、モータＭＧ１，ＭＧ２の駆動電力の熱変換要求がないと判定し（ステップＳ４２０）、ＰＷＭ信号の生成モードに損失低減モードを設定して（ステップＳ４３０）、本ルーチンを終了する。この場合、インバータ４１，４２を制御する際に、損失低減モードでインバータ４１，４２のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６のＰＷＭ信号を生成する。これにより、合計損失Ｌｓｕｍ１，Ｌｓｕｍ２を小さくすることができる。

ステップＳ４１０でバッテリ５０の温度ｔｂが閾値ｔｂｒｅｆ以下のときには、バッテリ５０の昇温要求によるモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動電力の熱変換要求があると判定し（ステップＳ４４０）、ＰＷＭ信号の生成モードに損失増大モードを設定して（ステップＳ４５０）、本ルーチンを終了する。この場合、インバータ４１，４２を制御する際に、損失増大モードでインバータ４１，４２のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６のＰＷＭ信号を生成する。これにより、合計損失Ｌｓｕｍ１，Ｌｓｕｍ２を大きくすることができる。この結果、冷却装置９０の循環流路９４内の冷却水の温度上昇を促進させることができ、エンジン２２の暖機を促進させることができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、損失増大モードでは、損失低減モードと同一のパルス数Ｎｐ１，Ｎｐ２で合計損失Ｌｓｕｍ１，Ｌｓｕｍ２を大きくするものとしたが、損失低減モードとは異なるパルス数Ｎｐ１，Ｎｐ２で合計損失Ｌｓｕｍ１，Ｌｓｕｍ２を大きくするものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、インバータ４１，４２とバッテリ５０との間に昇降圧コンバータ５５を設けるものとしたが、この昇降圧コンバータを設けないものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、蓄電装置として、バッテリ５０を用いるものとしたが、キャパシタを用いるものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とバッテリＥＣＵ５２とＨＶＥＣＵ７０とを備えるものとしたが、これらのうちのいくつかまたは全てが単一の電子制御ユニットとして構成されるものとしてもよい。

実施例では、駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６にプラネタリギヤ３０を介してエンジン２２およびモータＭＧ１を接続すると共に駆動軸３６にモータＭＧ２を接続するハイブリッド自動車２０の構成とした。しかし、図１３の変形例のハイブリッド自動車１２０に示すように、駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６に変速機１３０を介してモータＭＧを接続すると共にモータＭＧの回転軸にクラッチ１２９を介してエンジン２２を接続するハイブリッド自動車１２０の構成としてもよい。また、図１４のハイブリッド自動車２２０に示すように、駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６に走行用のモータＭＧ２を接続すると共にエンジン２２の出力軸に発電用のモータＭＧ１を接続するいわゆるシリーズタイプのハイブリッド自動車２２０の構成としてもよい。ハイブリッド自動車１２０，２２０の構成の場合、図１１の生成モード設定ルーチンを実行することによって、バッテリ５０の昇温を促進させたり、図１２の生成モード設定ルーチンを実行することによって、エンジン２２の暖機を促進させたりすることができる。

実施例では、駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６にプラネタリギヤ３０を介してエンジン２２およびモータＭＧ１を接続すると共に駆動軸３６にモータＭＧ２を接続するハイブリッド自動車２０の構成とした。しかし、図１５の変形例の電気自動車３２０に示すように、駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６に走行用のモータＭＧを接続する電気自動車３２０の構成としてもよい。電気自動車３２０の構成の場合、図１１の生成モード設定ルーチンを実行することによって、バッテリ５０の昇温を促進させることができる。

また、こうした自動車の形態に限定されるものではなく、自動車などの移動体に搭載される駆動装置の形態としたり、建設設備などの移動体でない設備に組み込まれる駆動装置の形態としたりしてもよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、モータＭＧ２が「モータ」に相当し、インバータ４２が「インバータ」に相当し、バッテリ３６が「蓄電装置」に相当し、ＨＶＥＣＵ７０とモータＥＣＵ４０とが「制御装置」に相当する。また、モータＭＧ１が「第２モータ」に相当する。

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。

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。

本発明は、駆動装置および自動車の製造産業などに利用可能である。

２０，１２０，２２０ハイブリッド自動車、２２エンジン、２３ａクランクポジションセンサ、２３ｂ温度センサ、２４エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６クランクシャフト、３０プラネタリギヤ、３６駆動軸、３８デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ駆動輪、４０モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２インバータ、４３，４４回転位置検出センサ、５０バッテリ、５１ａ電圧センサ、５１ｂ電流センサ、５１ｃ温度センサ、５２バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ａ高電圧側電力ライン、５４ｂ低電圧側電力ライン、５５昇降圧コンバータ、５６システムメインリレー、５７，５８コンデンサ、５７ａ，５８ａ電圧センサ、７０ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、８０イグニッションスイッチ、８１シフトレバー、８２シフトポジションセンサ、８３アクセルペダル、８４アクセルペダルポジションセンサ、８５ブレーキペダル、８６ブレーキペダルポジションセンサ、８８車速センサ、８９勾配センサ、１２９クラッチ、１３０変速機、３２０電気自動車、Ｄ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６，Ｄ３１，Ｄ３２ダイオード、Ｌリアクトル、ＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２モータ、Ｔ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６，Ｔ３１，Ｔ３２トランジスタ。

Claims

モータと、
複数のスイッチング素子のスイッチングによって前記モータを駆動するインバータと、
電力ラインを介して前記インバータに接続された蓄電装置と、
前記モータのトルク指令に基づく電圧の変調率および電圧位相と、前記モータの電気角の単位周期当たりのパルス数と、に基づいて前記複数のスイッチング素子のＰＷＭ信号を生成して前記複数のスイッチング素子のスイッチングを行なう制御装置と、
を備える駆動装置であって、
前記制御装置は、前記モータの駆動電力の熱変換要求があるときには、前記熱変換要求がないときと同一の前記パルス数で、前記熱変換要求がないときに比して、前記モータおよび前記インバータの合計損失が大きくなるように前記複数のスイッチング素子のＰＷＭ信号を生成する、
駆動装置。
請求項１記載の駆動装置であって、
前記制御装置は、前記熱変換要求があるときには、前記熱変換要求がないときに比して、所望の次数の高調波成分が大きくなることによって前記合計損失が大きくなるように前記複数のスイッチング素子のＰＷＭ信号を生成する、
駆動装置。
請求項１または２請求項に記載の駆動装置であって、
前記モータと前記インバータと前記蓄電装置とに冷却水を循環させる冷却装置を備え、
前記制御装置は、前記蓄電装置の昇温要求があるときに、前記熱変換要求があると判定する、
駆動装置。
請求項１または２記載の駆動装置であって、
エンジンと、
前記モータと前記インバータと前記エンジンとに冷却水を循環させる冷却装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記エンジンの暖機要求があるときに、前記熱変換要求があると判定する、
駆動装置。
請求項１または２記載の駆動装置と、
エンジンと、
第２モータと、
前記モータおよび前記蓄電装置に前記電力ラインを介して接続されると共に複数の第２スイッチング素子のスイッチングによって前記第２モータを駆動する第２インバータと、
共線図において順に並ぶ３つの回転要素に順に前記第２モータ，前記エンジン，駆動輪に連結された駆動軸が接続されたプラネタリギヤと、
前記電力ラインに取り付けられたコンデンサと、
を備え、
前記モータは、前記駆動軸に接続され、
前記制御装置は、前記インバータの前記複数のスイッチング素子のスイッチングを行なうと共に、前記第２インバータの前記複数の第２スイッチング素子のスイッチングを行なう、
自動車であって、
前記制御装置は、前記駆動輪がスリップした後にグリップしたときに、前記熱変換要求および前記第２モータの駆動電力の第２熱変換要求があると判定し、前記熱変換要求および前記第２熱変換要求がないと判定したときに比して、前記合計損失が大きくなるように前記複数のスイッチング素子のＰＷＭ信号を生成して前記複数のスイッチング素子のスイッチングを行なうと共に前記第２モータおよび前記第２インバータの第２合計損失が大きくなるように前記複数の第２スイッチング素子のＰＷＭ信号を生成して前記複数の第２スイッチング素子のスイッチングを行なう、
自動車。
請求項１または２記載の駆動装置と、
エンジンと、
第２モータと、
前記モータおよび前記蓄電装置に前記電力ラインを介して接続されると共に複数の第２スイッチング素子のスイッチングによって前記第２モータを駆動する第２インバータと、
共線図において順に並ぶ３つの回転要素に順に前記第２モータ，前記エンジン，駆動輪に連結された駆動軸が接続されたプラネタリギヤと、
を備え、
前記モータは、前記駆動軸に接続され、
前記制御装置は、前記インバータの前記複数のスイッチング素子のスイッチングを行なうと共に、前記第２インバータの前記複数の第２スイッチング素子のスイッチングを行なう、
自動車であって、
前記制御装置は、降坂路で前記駆動軸に制動トルクの出力が要求されたときに、前記熱変換要求があると判定し、前記熱変換要求がないと判定したときに比して、前記合計損失が大きくなるように前記複数のスイッチング素子のＰＷＭ信号を生成して前記複数のスイッチング素子のスイッチングを行なうことによって前記モータを回生駆動する、
自動車。