JP6930363B2

JP6930363B2 - 駆動装置

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Publication number: JP6930363B2
Application number: JP2017204311A
Authority: JP
Inventors: 将平大井
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2017-10-23
Filing date: 2017-10-23
Publication date: 2021-09-01
Anticipated expiration: 2037-10-23
Also published as: EP3474432A1; EP3474432B1; CN109693622B; US10784782B2; CN109693622A; JP2019080398A; US20190123652A1

Description

本発明は、駆動装置に関し、詳しくは、蓄電装置側と電気負荷側との間で電圧の変換を伴って電力をやりとりする並列接続された複数の昇圧コンバータを備える駆動装置に関する。

従来、この種の駆動装置としては、車載用のものとして、バッテリと駆動用の電動機との間に並列接続された２つの昇圧コンバータを備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、１つの昇圧コンバータを動作させるモードと２つの昇圧コンバータを動作させるモードとを切り替えて使用している。

特開２０１０−１０４１３９号公報

上述の駆動装置では、一般的に、電動機の出力が小さいうちは２つの昇圧コンバータのうちの一方だけを駆動し、電動機の出力が大きくなると２つの昇圧コンバータの双方を駆動するように２つの昇圧コンバータを制御する。この場合、２つの昇圧コンバータの双方を駆動するよりも１つの昇圧コンバータだけを駆動する方がスイッチングロスが小さくなるため、エネルギ効率を向上させる観点から、１つの昇圧コンバータだけの駆動をできる限り行ない、１つの昇圧コンバータの駆動では出力の増加に対応することができないときにもう１つの昇圧コンバータも駆動するものを考えることができる。この場合、１つの昇圧コンバータだけの駆動から２つの昇圧コンバータの駆動への移行の応答性によっては、出力の増加に追従できず、電動機に要求される電力供給が不足する場合が生じる。一方、電動機の出力の増加に追従するめ、１つの昇圧コンバータだけの駆動でもまだ充分出力を賄うことができるときに、もう１つの昇圧コンバータも駆動するものを考えることができる。この場合、必要以上に２つの昇圧コンバータの双方を駆動するため、スイッチングロスが大きくなってしまう。

ところで、上述の駆動装置では、エネルギ効率を優先する駆動モードや、応答性を優先する駆動モードなどの種々の駆動モードを備え、駆動モードを操作者に選択させる場合がある。この場合、２つの昇圧コンバータをどのように駆動するかについては考慮されていない。

本発明の駆動装置は、操作者が選択した駆動モードに合致した昇圧制御を行なうことを主目的とする。

本発明の駆動装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の駆動装置は、
蓄電装置と、
電気負荷と、
前記蓄電装置側と前記電気負荷側との間で電圧の変換を伴って電力をやりとりする並列接続された複数の昇圧コンバータと、
前記複数の昇圧コンバータの一部の昇圧コンバータだけを駆動制御する第１制御モードと、前記一部の昇圧コンバータより多い昇圧コンバータを駆動制御する第２制御モードと、を含む複数の制御モードのうちいずれかの制御モードを用いて前記複数の昇圧コンバータを制御する制御装置と、
を備える駆動装置であって、
前記駆動装置を駆動する際の複数の駆動モードを操作者により設定する駆動モード設定スイッチを備え、
前記制御装置は、前記電気負荷の負荷に応じて前記第１制御モードと前記第２制御モードとを切り替える際の切替閾値を前記駆動モード設定スイッチにより設定された駆動モードに基づいて変更する、
ことを要旨とする。

この本発明の駆動装置では、複数の昇圧コンバータの一部の昇圧コンバータだけを駆動制御する第１制御モードと、この第１制御モードで駆動制御する一部の昇圧コンバータよりも多い昇圧コンバータを駆動制御する第２制御モードと、を含む複数の制御モードのうちいずれかの制御モードを用いて複数の昇圧コンバータを制御する。そして、電気負荷の負荷に応じて第１制御モードと第２制御モードとを切り替える際の切替閾値を駆動モード設定スイッチにより設定された駆動モードに基づいて変更する。これにより、駆動モードに応じた切替閾値を用いて第１制御モードと第２制御モードとを切り替えることができる。この結果、操作者が選択した駆動モードに合致した昇圧制御を行なうことができる。

本発明の駆動装置において、前記駆動モードは、所定モードと、前記所定モードよりエネルギ効率を優先する効率優先モードと、を含み、前記制御装置は、前記効率優先モードが設定されたときには前記所定モードが設定されているときより大きい値を前記切替閾値とするものとしてもよい。これにより、第１制御モードと第２制御モードのうち駆動する昇圧コンバータの数が少ない第１制御モードによる制御をより長い時間に亘って行なうことができる。駆動する昇圧コンバータの数が少なくなるとスイッチングロスが小さくなるから、よりエネルギ効率が向上させることができる。これらの結果、操作者が選択した駆動モードに合致した昇圧制御とすることができる。

本発明の駆動装置において、前記駆動モードは、所定モードと、前記所定モードより応答性を優先する応答性優先モードと、を含み、前記制御装置は、前記応答性優先モードが設定されたときには前記所定モードが設定されているときより小さい値を前記切替閾値とするものとしてもよい。これにより、第１制御モードと第２制御モードのうち電気負荷の負荷変動に対して速やかに追従できる第２制御モードによる制御をより長い時間に亘って行なうことができる。駆動する昇圧コンバータの数が多くなると電気負荷の負荷変動に対する追従性が良好となるから、より応答性を優先するものとすることができる。これらの結果、操作者が選択した駆動モードに合致した昇圧制御とすることができる。

本発明の駆動装置において、エンジンと、前記エンジンからの動力を用いて発電する発電機と、を備え、前記駆動モードは、所定モードと、前記所定モードより前記蓄電装置の充電を優先する充電優先モードと、を含み、前記制御装置は、前記充電優先モードが設定されたときには前記所定モードが設定されているときより大きい値を前記切替閾値とするものとしてもよい。これにより、第１制御モードと第２制御モードのうち駆動する昇圧コンバータの数が少ない第１制御モードによる制御をより長い時間に亘って行なうことができる。駆動する昇圧コンバータの数が少なくなるとスイッチングロスが小さくなるから、発電機によって発電された電力のより多くを蓄電装置の充電に用いることができるようになる。これらの結果、操作者が選択した駆動モードに合致した昇圧制御とすることができる。

本発明の駆動装置において、エンジンと、前記エンジンからの動力を用いて発電する発電機と、を備え、前記駆動モードは、所定モードと、前記所定モードより前記蓄電装置の放電を優先する放電優先モードと、を含み、前記制御装置は、前記放電優先モードが設定されたときには前記所定モードが設定されているときより小さい値を前記切替閾値とするものとしてもよい。これにより、第１制御モードと第２制御モードのうち駆動する昇圧コンバータの数が多い第２制御モードによる制御をより長い時間に亘って行なうことができる。駆動する昇圧コンバータの数が多くなるとスイッチングロスが大きくなるから、蓄電装置の放電を促進することができるようになる。これらの結果、操作者が選択した駆動モードに合致した昇圧制御とすることができる。

本発明の駆動装置において、エンジンと、前記エンジンからの動力を用いて発電する発電機と、を備え、前記駆動モードは、所定モードと、前記所定モードより前記蓄電装置の蓄電割合の保持を優先する保持優先モードと、を含み、前記制御装置は、前記保持優先モードが設定されたときには前記所定モードが設定されているときより大きい値を前記切替閾値とするものとしてもよい。これにより、第１制御モードと第２制御モードのうち駆動する昇圧コンバータの数が少ない第１制御モードによる制御をより長い時間に亘って行なうことができる。駆動する昇圧コンバータの数が少なくなるとスイッチングロスが小さくなるから、蓄電装置の放電を抑制し、蓄電装置の蓄電割合を保持することができるようになる。これらの結果、操作者が選択した駆動モードに合致した昇圧制御とすることができる。

本発明の一実施例としての駆動装置を搭載する電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。モータ３２を含む電機駆動系の構成の概略を示す構成図である。実施例の電子制御ユニット７０により実行される切替閾値設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。駆動モードと切替閾値Ｐｒｅｆとの関係の一例を示す説明図である。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。充電モード、保持モード、放電モードからなる駆動モードと切替閾値Ｐｒｅｆとの関係の一例を示す説明図である。ＣＤモードとＣＳモードとからなる駆動モードと切替閾値Ｐｒｅｆとの関係の一例を示す説明図である。

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、本発明の一実施例としての駆動装置を搭載する電気自動車２０の構成の概略を示す構成図であり、図２は、モータ３２を含む電機駆動系の構成の概略を示す構成図である。実施例の電気自動車２０は、図１に示すように、モータ３２と、インバータ３４と、蓄電装置としてのバッテリ３６と、第１，第２昇圧コンバータ４０，４１と、電子制御ユニット７０と、を備える。ここで、実施例の駆動装置としては、モータ３２とインバータ３４とバッテリ３６と第１，第２昇圧コンバータ４０，４１と電子制御ユニット７０とが相当する。

モータ３２は、例えば同期発電電動機として構成されており、回転子が駆動輪２２ａ，２２ｂにデファレンシャルギヤ２４を介して連結された駆動軸２６に接続されている。インバータ３４は、モータ３２に接続されると共に高電圧側電力ライン４２に接続されている。モータ３２は、電子制御ユニット７０によって、インバータ３４の図示しない複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。高電圧側電力ライン４２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４６が取り付けられている。

バッテリ３６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、第２電力ラインとしての低電圧側電力ライン４４に接続されている。低電圧側電力ライン４４の正極側ラインと負極側ラインとには、バッテリ３６の接続や遮断を行なうシステムメインリレー３８と平滑用のコンデンサ４８とがこの順にバッテリ３６側から取り付けられている。

図２に示すように、第１昇圧コンバータ４０は、高電圧側電力ライン４２と低電圧側電力ライン４４とに接続されており、２つのトランジスタＴ１１，Ｔ１２と、２つのダイオードＤ１１，Ｄ１２と、リアクトルＬ１と、を有する周知の昇降圧コンバータとして構成されている。トランジスタＴ１１は、高電圧側電力ライン４２の正極側ラインに接続されている。トランジスタＴ１２は、トランジスタＴ１１と、高電圧側電力ライン４２および低電圧側電力ライン４４の負極側ラインと、に接続されている。リアクトルＬ１は、トランジスタＴ１１，Ｔ１２同士の接続点と、低電圧側電力ライン４４の正極側ラインと、に接続されている。第１昇圧コンバータ４０は、電子制御ユニット７０によって、トランジスタＴ１１，Ｔ１２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４４の電力を電圧の昇圧を伴って高電圧側電力ライン４２に供給したり、高電圧側電力ライン４２の電力を電圧の降圧を伴って低電圧側電力ライン４４に供給したりする。

第２昇圧コンバータ４１は、製造誤差等を有するものの、第１昇圧コンバータ４０と同一の性能の昇圧コンバータとして構成されている。即ち、第２昇圧コンバータ４１は、第１昇圧コンバータ４０と同様に、高電圧側電力ライン４２と低電圧側電力ライン４４とに接続されており、２つのトランジスタＴ２１，Ｔ２２と、２つのダイオードＤ２１，Ｄ２２と、リアクトルＬ２と、を有する周知の昇降圧コンバータとして構成されている。この第２昇圧コンバータ４１は、電子制御ユニット７０によって、トランジスタＴ２１，Ｔ２２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４４の電力を電圧の昇圧を伴って高電圧側電力ライン４２に供給したり、高電圧側電力ライン４２の電力を電圧の降圧を伴って低電圧側電力ライン４４に供給したりする。

電子制御ユニット７０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やデータを一時的に記憶するＲＡＭ，不揮発性のフラッシュメモリ，入出力ポートを備える。

電子制御ユニット７０には、図１に示すように、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。電子制御ユニット７０に入力される信号としては、例えば、モータ３２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ３２ａからの回転位置θｍや、モータ３２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Ｉｕ，Ｉｖを挙げることができる。また、バッテリ３６の端子間に取り付けられた電圧センサ３６ａからの電圧Ｖｂや、バッテリ３６の出力端子に取り付けられた電流センサ３６ｂからの電流Ｉｂ、バッテリ３６に取り付けられた温度センサ３６ｃからの電池温度Ｔｂも挙げることができる。さらに、コンデンサ４６の端子間に取り付けられた電圧センサ４６ａからの高電圧側電力ライン４２（コンデンサ４６）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からの低電圧側電力ライン４４（コンデンサ４８）の電圧ＶＬを挙げることもできる。第１，第２昇圧コンバータ４０，４１のリアクトルＬ１，Ｌ２に流れる電流を検出する電流センサ４０ａ，４１ａからのリアクトルＬ１，Ｌ２の電流ＩＬ１，ＩＬ２や、第１，第２昇圧コンバータ４０，４１に取り付けられた温度センサ４０ｂ，４１ｂからの第１，第２昇圧コンバータ４０，４１の温度ｔｃ１，ｔｃ２も挙げることができる。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。また、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，車速センサ８８からの車速Ｖも挙げることができる。さらに、運転者の操作により変更される駆動モード選択スイッチ９０からのスイッチ制御信号ＳＷも挙げることができる。駆動モードとしては、実施例では、エネルギ効率（燃費）と応答性との両立を図った通常モードと、通常モードよりエネルギ効率（燃費）を優先するエコモードと、通常モードより応答性を優先するパワーモードとがある。

電子制御ユニット７０からは、図１に示すように、各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。電子制御ユニット７０から出力される信号としては、例えば、インバータ３４の複数のスイッチング素子へのスイッチング制御信号や、第１昇圧コンバータ４０のトランジスタＴ１１，Ｔ１２へのスイッチング制御信号，第２昇圧コンバータ４１のトランジスタＴ２１，Ｔ２２へのスイッチング制御信号、システムメインリレー３８への駆動制御信号を挙げることができる。電子制御ユニット７０は、回転位置検出センサ３２ａからのモータ３２の回転子の回転位置θｍに基づいてモータ３２の電気角θｅや回転数Ｎｍを演算している。

電子制御ユニット７０は、電流センサからのバッテリ３６の電流Ｉｂの累積値に基づいてバッテリ３６の蓄電割合ＳＯＣを演算したり、演算した蓄電割合ＳＯＣとバッテリ３６に取り付けられた図示しない温度センサにより検出された電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ３６を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算したりしている。ここで、蓄電割合ＳＯＣは、バッテリ３６の全容量に対するバッテリ３６から放電可能な電力の容量の割合である。

こうして構成された実施例の電気自動車２０では、電子制御ユニット７０は、まず、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて走行に要求される（駆動軸２６に要求される）要求トルクＴｐ＊を設定し、設定した要求トルクＴｐ＊をモータ３２のトルク指令Ｔｍ＊に設定し、モータ３２がトルク指令Ｔｍ＊で駆動されるようにインバータ３４の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

こうして構成された実施例の電気自動車２０では、電子制御ユニット７０は、まず、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて走行に要求される（駆動軸２６に要求される）要求トルクＴｄ＊を設定すると共に要求トルクＴｄ＊に駆動軸２６の回転数を乗じて走行のためにモータ３２から出力が要求される負荷パワーＰｍを設定する。続いて、負荷パワーＰｍをモータ３２から出力するようにトルク指令Ｔｍ＊を設定する。そして、トルク指令Ｔｍ＊が出力されるようにインバータ３４のスイッチング素子をスイッチング制御する。一方、トルク指令Ｔｍ＊に基づいて高電圧側電力ライン４２の目標電圧ＶＨ＊を設定すると共に、バッテリ３６からの電力を目標電圧ＶＨ＊に昇圧して負荷パワーＰｍがインバータ３４に供給されるように、第１昇圧コンバータ４０および第２昇圧コンバータ４１を制御する。第１昇圧コンバータ４０と第２昇圧コンバータ４１の制御は、負荷パワーＰｍが切替閾値Ｐｒｅｆ未満のときには第１昇圧コンバータ４０と第２昇圧コンバータ４１のうちの一方の昇圧コンバータ（例えば、第１昇圧コンバータ４０）を駆動する第１制御モードにより行なわれ、負荷パワーＰｍが切替閾値Ｐｒｅｆ以上に至ると第１昇圧コンバータ４０と第２昇圧コンバータ４１の双方を駆動する第２制御モードにより行なわれる。

次に、こうして構成された実施例の電気自動車２０が搭載する駆動装置の動作、特に、選択された駆動モードに基づいて第１，第２昇圧コンバータの制御モードが第１制御モードから第２制御モードに切り替える際の切替閾値を設定する動作について説明する。図３は、実施例の電子制御ユニット７０により実行される切替閾値設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは所定時間毎（例えば、数十ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

切替閾値設定ルーチンが実行されると、電子制御ユニット７０は、まず、駆動モード選択スイッチ９０からのスイッチ制御信号ＳＷを入力し（ステップＳ１００）、そのときの駆動モードを判定する（ステップＳ１１０）。上述したように、駆動モードは、通常モード、通常モードよりエネルギ効率（燃費）を優先するエコモード、通常モードより応答性（動力性能）を優先するパワーモードのいずれかである。

ステップＳ１１０で駆動モードが通常モードであると判定されると、第１昇圧コンバータ４０と第２昇圧コンバータ４１の制御において、負荷パワーＰｍの大きさに基づいて第１制御モードと第２制御モードとを切り替える切替閾値Ｐｒｅｆに値Ｐｎｏｒを設定し（ステップＳ１２０）、本ルーチンを終了する。第１制御モードでは第１昇圧コンバータ４０のみを駆動するため、第１昇圧コンバータ４０と第２昇圧コンバータ４１の双方を駆動する第２制御モードに比して駆動する昇圧コンバータの数が少ないため、第１昇圧コンバータ４０と第２昇圧コンバータ４１におけるスイッチングロス（損失）を小さくすることができる。一方、第２制御モードでは、第１昇圧コンバータ４０と第２昇圧コンバータ４１の双方を駆動するから、第１昇圧コンバータ４０のみを駆動する第１制御モードに比して駆動する昇圧コンバータの数が多くなるため、モータ３２の出力の急変に対する応答性を良好なものにすることができる。通常モードでは、エネルギ効率（燃費）と応答性（動力性能）とを両立する値Ｐｎｏｒが切替閾値Ｐｒｅｆに設定される。図４は、駆動モードと切替閾値Ｐｒｅｆとの関係を示す説明図である。値Ｐｎｏｒは、図４に示すように、第１制御モードから第２制御モードの切替がある程度速やかに行なうことができ、且つ、第１昇圧コンバータ４０と第２昇圧コンバータ４１のスイッチングロス（損失）がある程度小さくすることができる値が用いられる。

ステップＳ１１０で駆動モードがエコモードであると判定されると、第１制御モードと第２制御モードとを切り替える切替閾値Ｐｒｅｆに値Ｐｎｏｒより大きい値Ｐｅｃｏを設定し（ステップＳ１３０）、本ルーチンを終了する。値Ｐｅｃｏは、図４に示すように、値Ｐｎｏｒより大きい値が用いられるから、エコモードでは、通常モードに比して、第１制御モードの領域が広くなり、スイッチングロス（損失）が小さくなる。この結果、エコモードでは、通常モードに比して、応答性（動力性能）は若干劣るもののエネルギ効率（燃費）は良好なものとなる。

ステップＳ１１０で駆動モードがパワーモードであると判定されると、第１制御モードと第２制御モードとを切り替える切替閾値Ｐｒｅｆに値Ｐｎｏｒより小さい値Ｐｐｗｒを設定し（ステップＳ１４０）、本ルーチンを終了する。値Ｐｐｗｒは、図４に示すように、値Ｐｎｏｒより小さい値が用いられるから、パワーモードでは、通常モードに比して、第１制御モードの領域が狭くなり、スイッチングロス（損失）が大きくなる。この結果、パワーモードでは、通常モードに比して、エネルギ効率（燃費）は若干劣るものの応答性（動力性能）は良好なものとなる。

以上説明した実施例の電気自動車２０が搭載する駆動装置では、運転者が操作する駆動モード選択スイッチ９０からのスイッチ制御信号ＳＷを入力して駆動モードを判定する。駆動モードが通常モードのときには、第１制御モードから第２制御モードの切替がある程度速やかに行なうことができると共に第１昇圧コンバータ４０と第２昇圧コンバータ４１のスイッチングロス（損失）がある程度小さくなる値Ｐｎｏｒを第１制御モードと第２制御モードとを切り替える切替閾値Ｐｒｅｆに設定する。駆動モードが通常モードよりエネルギ効率（燃費）を優先するエコモードのときには、値Ｐｎｏｒより大きな値Ｐｅｃｏを切替閾値Ｐｒｅｆに設定し、通常モードに比して、応答性（動力性能）は若干劣るもののエネルギ効率（燃費）は良好なものとする。駆動モードが通常モードより応答性（動力性能）を優先するパワーモードのときには、値Ｐｎｏｒより小さな値Ｐｐｗｒを切替閾値Ｐｒｅｆに設定し、通常モードに比して、エネルギ効率（燃費）は若干劣るものの応答性（動力性能）は良好なものとする。これらの結果、運転者が選択した駆動モードに合致した昇圧制御（第１昇圧コンバータ４０と第２昇圧コンバータ４１の制御）を行なうことができる。

実施例では電気自動車２０に搭載される駆動装置としたが、図５に例示するように、エンジン１２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とがプラネタリギヤ１３０のキャリア、サンギヤ、リングギヤにそれぞれ接続されると共にプラネタリギヤ１３０のリングギヤが駆動軸２６に接続されたハイブリッド自動車１２０に搭載される駆動装置としてもよい。また、図６に例示するように、エンジン２２２とモータＭＧとをクラッチ１２９を介して接続すると共にエンジン２２２とモータＭＧとを変速機２６０を介して駆動軸２６に接続するハイブリッド自動車２２０に搭載される駆動装置としてもよい。さらに、いわゆるシリーズハイブリッド自動車に搭載される駆動装置としたり、燃料電池車に搭載される駆動装置としてもよい。

図５や図６に例示するハイブリッド自動車１２０，２２０のようにハイブリッド自動車に駆動装置を搭載する場合、駆動モードとしては上述の通常モード、エコモード、パワーモードの他に、バッテリ３６の充電を行ないながら走行する充電モード、バッテリ３６の蓄電割合ＳＯＣを保持しながら走行する保持モード、バッテリ３６の放電を行ないながら走行する放電モードなどを考えることができる。充電モードは、走行に要求される走行要求パワーより大きなパワーをエンジン１２２，２２２から出力してバッテリ３６の蓄電割合ＳＯＣを大きくするようにハイブリッド走行（ＨＶ走行）するモードが該当する。保持モードは、走行に要求される走行要求パワーをエンジン１２２，２２２から出力してバッテリ３６の蓄電割合ＳＯＣを保持してハイブリッド走行（ＨＶ走行）するモードが該当する。放電モードは、エンジン１２２，２２２の運転を停止して走行に要求される走行要求パワーをバッテリ３６から出力して電動走行（ＥＶ走行）するモードや、走行に要求される走行要求パワーより小さいパワーをエンジン１２２，２２２から出力してバッテリ３６の蓄電割合ＳＯＣを小さくするようにハイブリッド走行（ＨＶ走行）するモードが該当する。

図７は、充電モード、保持モード、放電モードからなる駆動モードと切替閾値Ｐｒｅｆとの関係の一例を示す説明図である。この変形例では、駆動モードが充電モードのときには、バッテリ３６の蓄電割合ＳＯＣを大きくするために、エネルギ効率（燃費）を優先し、保持モードや放電モードに比して大きい値Ｐ１が切替閾値Ｐｒｅｆに設定される。このため、充電モードでは、保持モードや放電モードに比して、第１制御モードの領域が広くなり、スイッチングロス（損失）が小さくなる。この結果、充電モードでは、保持モードや放電モードに比して、応答性（動力性能）は若干劣るもののエネルギ効率（燃費）は良好なものとなる。なお、応答性（動力性能）が若干劣ることから、乗り心地も保持モードや放電モードに比して若干劣るものとなる。駆動モードが保持モードのときには、バッテリ３６の蓄電割合ＳＯＣを保持するために、エネルギ効率（燃費）を優先したり応答性（動力性能）を優先する必要がないために、充電モードに比して小さく放電モードに比して大きな値Ｐ２が切替閾値Ｐｒｅｆに設定される。このため、保持モードでは、第１制御モードの領域は充電モードに比して狭くなるが放電モードに比して広くなり、スイッチングロス（損失）は充電モードに比して大きくなるが放電モードに比して小さくなる。この結果、保持モードでは、エネルギ効率（燃費）と応答性（動力性能）とが両立されるものとなる。なお、エネルギ効率（燃費）と応答性（動力性能）とが両立されることから、乗り心地は放電モードに比して若干良好となるが放電モードに比して若干劣るものとなる。駆動モードが放電モードのときには、応答性（動力性能）を良好なものとしてバッテリ３６の蓄電割合ＳＯＣを小さくするために、放電モードや保持モードに比して小さい値Ｐ３が切替閾値Ｐｒｅｆに設定される。このため、放電モードでは、充電モードや保持モードに比して、第１制御モードの領域が狭くなり、スイッチングロス（損失）が大きくなる。この結果、放電モードでは、充電モードや保持モードに比して、エネルギ効率（燃費）は若干劣るものの応答性（動力性能）は良好なものとなる。なお、応答性（動力性能）が良好なものとなることから、乗り心地は充電モードや保持モードに比して良好なものとなる。このように駆動モードを充電モード、保持モード、放電モードからなるものとしても、運転者が選択した駆動モードに合致した昇圧制御（第１昇圧コンバータ４０と第２昇圧コンバータ４１の制御）を行なうことができる。

また、図５や図６に例示するハイブリッド自動車１２０，２２０のようにハイブリッド自動車に駆動装置を搭載する場合、駆動モードとしては、バッテリ３６の蓄電割合ＳＯＣを低下させるＣＤ（Charge Depleting）モード、バッテリ３６の蓄電割合ＳＯＣを制御中心ＳＯＣ＊を中心とする範囲に維持するＣＳ（Charge Sustaining）モードなども考えることができる。図８は、ＣＤモードとＣＳモードとからなる駆動モードと切替閾値Ｐｒｅｆとの関係の一例を示す説明図である。この変形例では、駆動モードがＣＤモードのときには、応答性（動力性能）を優先するために、ＣＳモードに比して小さい値Ｐｌｏｗが切替閾値Ｐｒｅｆに設定される。このため、ＣＤモードでは、ＣＳモードに比して、第１制御モードの領域が狭くなり、スイッチングロス（損失）が大きくなる。この結果、ＣＤモードでは、ＣＳモードに比して、エネルギ効率（燃費）は若干劣るものの応答性（動力性能）は良好なものとなる。なお、応答性（動力性能）が良好なものとなることから、乗り心地は充電モードや保持モードに比して良好なものとなる。駆動モードがＣＳモードのときには、ＣＤモードに比して大きい値Ｐｈｉｇｈが切替閾値Ｐｒｅｆに設定される。このため、ＣＳモードでは、ＣＤモードに比して、第１制御モードの領域が広くなり、スイッチングロス（損失）が小さくなる。この結果、ＣＳモードでは、ＣＤモードに比して、応答性（動力性能）は若干劣るもののエネルギ効率（燃費）は良好なものとなる。なお、応答性（動力性能）が若干劣ることから、乗り心地も保持モードや放電モードに比して若干劣るものとなる。このように駆動モードをＣＤモードとＣＳモードとからなるものとしても、運転者が選択した駆動モードに合致した昇圧制御（第１昇圧コンバータ４０と第２昇圧コンバータ４１の制御）を行なうことができる。

実施例の電気自動車２０や変形例のハイブリッド自動車１２０，２２０が搭載する駆動装置では、駆動モードとして、通常モードとエコモードとパワーモードとからなるものや、充電モードと保持モードと放電モードとからなるもの、ＣＤモードとＣＳモードとからなるものとした。しかし、駆動モードとして、これらのモード以外の他のモードからなるものとしてもよい。

実施例の電気自動車２０や変形例のハイブリッド自動車１２０，２２０が搭載する駆動装置では、第１昇圧コンバータ４０と第２昇圧コンバータ４１との２つの昇圧コンバータを備えるものとしたが、３つ以上の昇圧コンバータを備えるものとしてもよい。３つの昇圧コンバータを備える場合、第１制御モードとして１つの昇圧コンバータのみを駆動するモードとし、第２制御モードとして２つの昇圧コンバータを駆動するモードとしたり、第１制御モードとして１つの昇圧コンバータのみを駆動するモードとし、第２制御モードとして３つの昇圧コンバータを駆動するモードとしたり、第１制御モードとして２つの昇圧コンバータのみを駆動するモードとし、第２制御モードとして３つの昇圧コンバータを駆動するモードとしたりしてもよい。即ち、第１制御モードとしては複数の昇圧コンバータのうちの一部の昇圧コンバータを駆動するモードとし、第２制御モードとしては複数の昇圧コンバータのうち第１制御モードで駆動する一部の昇圧コンバータより多くの昇圧コンバータを駆動するモードとすればよい。

実施例の電気自動車２０変形例のハイブリッド自動車１２０，２２０が搭載する駆動装置では、蓄電装置として１つのバッテリ３６を備えるものとしたが、バッテリ３６に代えてキャパシタを用いるものとしてもよい。

実施例や変形例では、電気自動車２０やハイブリッド自動車１２０，２２０に搭載される駆動装置の形態とした。しかし、自動車以外の移動体に搭載される駆動装置の形態としてもよいし、建設設備などの移動しない設備に組み込まれる駆動装置の形態としてもよい。

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、バッテリ３６が「蓄電装置」に相当し、インバータ３４とモータ３２が「電気負荷」に相当し、第１昇圧コンバータ４０が「第１昇圧コンバータ」に相当し、第２昇圧コンバータ４１が「第２昇圧コンバータ」に相当し、電子制御ユニット７０が「制御装置」に相当し、駆動モード選択スイッチ９０が「駆動モード設定スイッチ」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、駆動装置の製造産業などに利用可能である。

２０電気自動車、２２ａ，２２ｂ駆動輪、２４デファレンシャルギヤ、２６駆動軸、３２モータ、３２ａ回転位置検出センサ、３４インバータ、３６バッテリ、３６ａ電圧センサ、３６ｂ電圧センサ、３６ｃ温度センサ、３８システムメインリレー、４０第１昇圧コンバータ、４０ａ，４１ａ電流センサ、４０ｂ，４１ｂ温度センサ、４１第２昇圧コンバータ、４２高電圧側電力ライン、４４低電圧側電力ライン、４６，４８コンデンサ、４６ａ，４８ａ電圧センサ、７０電子制御ユニット、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、９０駆動モード選択スイッチ、１２０，２２０ハイブリッド自動車、１２２，２２２エンジン、１２９クラッチ、１３０プラネタリギヤ、２６０変速機、Ｄ１１，Ｄ１２，Ｄ２１，Ｄ２２ダイオード、Ｌ１，Ｌ２リアクトル、Ｔ１１，Ｔ１２，Ｔ２１，Ｔ２２トランジスタ。

Claims

蓄電装置と、
電気負荷と、
前記蓄電装置側と前記電気負荷側との間で電圧の変換を伴って電力をやりとりする並列接続された複数の昇圧コンバータと、
前記複数の昇圧コンバータの一部の昇圧コンバータだけを駆動制御する第１制御モードと、前記一部の昇圧コンバータより多い昇圧コンバータを駆動制御する第２制御モードと、を含む複数の制御モードのうちいずれかの制御モードを用いて前記複数の昇圧コンバータを制御する制御装置と、
を備える駆動装置であって、
前記駆動装置を駆動する際の複数の駆動モードを操作者により設定する駆動モード設定スイッチを備え、
前記制御装置は、前記電気負荷の負荷に応じて前記第１制御モードと前記第２制御モードとを切り替える際の切替閾値を前記駆動モード設定スイッチにより設定された駆動モードに基づいて変更する、
駆動装置。
請求項１記載の駆動装置であって、
前記駆動モードは、所定モードと、前記所定モードよりエネルギ効率を優先する効率優先モードと、を含み、
前記制御装置は、前記効率優先モードが設定されたときには前記所定モードが設定されているときより大きい値を前記切替閾値とする、
駆動装置。
請求項１記載の駆動装置であって、
前記駆動モードは、所定モードと、前記所定モードより応答性を優先する応答性優先モードと、を含み、
前記制御装置は、前記応答性優先モードが設定されたときには前記所定モードが設定されているときより小さい値を前記切替閾値とする、
駆動装置。
請求項１記載の駆動装置であって、
エンジンと、
前記エンジンからの動力を用いて発電する発電機と、
を備え、
前記駆動モードは、所定モードと、前記所定モードより前記蓄電装置の充電を優先する充電優先モードと、を含み、
前記制御装置は、前記充電優先モードが設定されたときには前記所定モードが設定されているときより大きい値を前記切替閾値とする、
駆動装置。
請求項１記載の駆動装置であって、
エンジンと、
前記エンジンからの動力を用いて発電する発電機と、
を備え、
前記駆動モードは、所定モードと、前記所定モードより前記蓄電装置の放電を優先する放電優先モードと、を含み、
前記制御装置は、前記放電優先モードが設定されたときには前記所定モードが設定されているときより小さい値を前記切替閾値とする、
駆動装置。
請求項１記載の駆動装置であって、
エンジンと、
前記エンジンからの動力を用いて発電する発電機と、
を備え、
前記駆動モードは、所定モードと、前記所定モードより前記蓄電装置の蓄電割合の保持を優先する保持優先モードと、を含み、
前記制御装置は、前記保持優先モードが設定されたときには前記所定モードが設定されているときより大きい値を前記切替閾値とする、
駆動装置。