JP6439745B2

JP6439745B2 - 自動車

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Publication number: JP6439745B2
Application number: JP2016091160A
Authority: JP
Inventors: 敏洋山本; 山田　堅滋; 堅滋山田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-04-28
Filing date: 2016-04-28
Publication date: 2018-12-19
Anticipated expiration: 2036-04-28
Also published as: CN107453670A; KR20170123245A; MY191578A; RU2659372C1; EP3240187B1; EP3240187A1; BR102017008219A2; JP2017200379A; BR102017008219B1; US10103656B2; US20170317620A1; KR102026849B1; CN107453670B

Description

本発明は、自動車に関し、詳しくは、モータとインバータとバッテリとを備える自動車に関する。

従来、この種の自動車としては、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）。この自動車では、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、電力変換装置および電動機を有する駆動システム全体の損失の低減を図っている。

また、この種の自動車としては、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モータを駆動するインバータと、を備えるものにおいて、モータのトルク指令に基づく各相の電圧指令と搬送波電圧との比較によっ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も提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１３−１６２６６０号公報特開２０１４−７５９３７号公報

しかしながら、上述の前者の手法（第１手法）では、基本的に、後者の手法（第２手法）に比して、パルス信号（ＰＷＭ信号）を生成する周期が長くなり、電動機（モータ）の応答性（目標動作点が変化したときの動作点の追従性）が低くなる。また、電動機の目標動作点によっては、第１手法と第２手法との何れを用いても損失がそれほど変わらないこともある。これらより、第１手法を用いることが必ずしも好適とは言えない。また、損失などを考慮すると、第２手法を用いることが必ずしも好適とも言えない。

本発明の自動車は、電動機（モータ）をより好適に駆動することを主目的とする。

本発明の自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の自動車は、
走行用のモータと、
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、
前記インバータを介して前記モータと電力をやりとりするバッテリと、
前記モータのトルク指令に基づいて前記インバータを制御する制御装置と、
を備える自動車であって、
前記制御装置は、
前記モータの回転数およびトルク指令からなる目標動作点が所定領域外のときには、前記トルク指令に基づく各相の電圧指令と、搬送波電圧と、の比較によって前記複数のスイッチング素子の第１ＰＷＭ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第１ＰＷＭ制御を実行し、
前記目標動作点が前記所定領域内のときには、前記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所定周期のパルス数と、に基づいて前記複数のスイッチング素子の第２ＰＷＭ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第２ＰＷＭ制御を実行する、
ことを要旨とする。

この本発明の自動車では、モータの回転数およびトルク指令からなる目標動作点が所定領域外のときには、トルク指令に基づく各相の電圧指令と、搬送波電圧と、の比較によって複数のスイッチング素子の第１ＰＷＭ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第１ＰＷＭ制御を実行する。一方、目標動作点が所定領域内のときには、トルク指令に基づく電圧の変調率および電圧位相と、モータの電気角の所定周期のパルス数と、に基づいて複数のスイッチング素子の第２ＰＷＭ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第２ＰＷＭ制御を実行する。第１ＰＷＭ制御を実行する場合、第２ＰＷＭ制御を実行する場合に比して、モータの応答性（目標動作点が変化したときの動作点の追従性）を高くすることができる。また、第２ＰＷＭ制御を実行する場合、変調率と電圧位相とパルス数とに基づいて、モータの鉄損を低減する（例えば最小にする）ように第２ＰＷＭ信号を生成したり電圧や電流の高調波（特に、モータの回転６次や回転１２次などの低次高調波）を低減する（例えば最小にする）ように第２ＰＷＭ信号を生成したりすることにより、第１ＰＷＭ制御を実行する場合に比して、モータの鉄損を低減したり高調波を低減したりすることができる。そして、所定領域を、第２ＰＷＭ制御を実行することによる効果がある程度見込める領域として定めれば、目標駆動点に応じてモータをより好適に駆動することができる。

ここで、前記制御装置は、前記第２ＰＷＭ信号を生成する際には、前記変調率と前記パルス数と前記電圧位相とに基づいてスイッチング角を設定すると共に前記パルス数に基づいてスイッチングパターンを設定し、前記スイッチング角と前記スイッチングパターンとに基づいて前記第２ＰＷＭ信号を生成する、ものとしてもよい。ここで、「スイッチング角」は、モータの各相の相電圧（複数のスイッチング素子のうち対応する相のスイッチング素子のオンオフ）を切り替える角度を意味する。「スイッチングパターン」は、複数のスイッチング素子のオンオフの組み合わせを意味する。この場合、前記変調率と前記パルス数とに基づいてスイッチング基準角を設定し、前記スイッチング基準角と前記電圧位相とに基づいて前記スイッチング角を設定する、ものとしてもよい。

こうした本発明の自動車において、前記制御装置は、前記目標動作点が前記所定領域内のときでも、前記変調率が所定変調率未満のときには、前記第１ＰＷＭ制御を実行する、ものとしてもよい。発明者は、目標動作点が所定領域内のときでも、変調率が比較的低いときには、第２ＰＷＭ制御を実行することによる効果が比較的小さいことを見出した。したがって、第１ＰＷＭ制御を実行して、モータの応答性を高くすることにより、モータをより好適に駆動することができる。

また、本発明の自動車において、前記制御装置は、前記目標動作点が前記所定領域内のときには、前記目標動作点および前記変調率に基づいて前記パルス数を設定する、ものとしてもよい。こうすれば、パルス数をより適切なものとして第２ＰＷＭ信号をより適切なものとすることができ、モータをより好適に駆動することができる。

この場合、前記制御装置は、前記目標動作点が前記所定領域内のときには、前記目標動作点および前記変調率に基づいて、前記パルス数を設定すると共に前記モータの鉄損を低減するように前記第２ＰＷＭ信号を生成するタイプと高調波を低減するように前記第２ＰＷＭ信号を生成するタイプとを含む複数のタイプから１つを選択タイプとして設定し、前記変調率と前記電圧位相と前記パルス数と前記選択タイプとに基づいて前記第２ＰＷＭ信号を生成する、ものとしてもよい。こうすれば、パルス数およびタイプをより適切なものとして第２ＰＷＭ信号をより適切なものとすることができ、モータをより好適に駆動することができる。

さらに、本発明の自動車において、前記制御装置は、前記目標動作点が前記所定領域内のときでも、前記モータと前記インバータと前記バッテリとを有する駆動システムの状態が急変したとき、および／または、前記駆動システムの状態の急変が予測されるときには、前記第１ＰＷＭ制御を実行する、ものとしてもよい。第２ＰＷＭ制御を実行する場合、第１ＰＷＭ制御を実行する場合に比してモータの応答性が低くなる。したがって、駆動システムの状態が急変したときや駆動システムの状態の急変が予測されるときには、目標動作点が所定領域内のときでも第１ＰＷＭ制御を実行して、モータの応答性を高くすることにより、モータをより好適に駆動することができる。

ここで、前記駆動システムの状態が急変したときは、前記トルク指令，前記回転数，前記インバータの電圧，前記バッテリの電圧の少なくとも１つの単位時間当たりの変化量が閾値よりも大きくなったときである、ものとしてもよい。こうすれば、駆動システムの状態が急変したか否かをトルク指令や回転数，インバータの電圧，バッテリの電圧に基づいて判定することができる。

また、前記駆動システムの状態の急変が予測されるときは、走行路が低μ路のときである、ものとしてもよい。こうすれば、駆動システムの状態の急変が予測されるときか否かを走行路に基づいて判定することができる。ここで、「低μ路」は、濡れた路面，雪道，凍結路などの駆動輪の空転によるスリップが生じやすい走行路を意味する。

本発明の一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。実施例の電子制御ユニット５０によって実行される実行用制御設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。実施例の電子制御ユニット５０によって実行される実行用制御設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。実施例の電子制御ユニット５０によって実行される実行用制御設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。モータ３２の目標動作点と第１，第２ＰＷＭ制御の領域との関係の一例を示す説明図である。エリア１〜５および変調率Ｒｍと実行用制御およびパルスパターンＰＰとの関係の一例を示す説明図である。パルスパターンＰＰおよび変調率Ｒｍとスイッチング番号１〜Ｎのスイッチング基準角θｓｔｍｐとの関係の一例を示す説明図である。パルスパターンＰＰとスイッチング番号１〜ＮのスイッチングパターンＶとの関係の一例を示す説明図である。スイッチング番号ｎｓが値５で作成数Ｎｓが値４のときの、スイッチング番号５〜８とスイッチング角θｓ［５］〜θｓ［８］とスイッチングパターンＶ［５］〜Ｖ［８］とトランジスタＴ１１〜Ｔ１３の第２ＰＷＭ信号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。

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、モータ３２と、インバータ３４と、バッテリ３６と、昇圧コンバータ４０と、電子制御ユニット５０と、を備える。

モータ３２は、同期発電電動機として構成されており、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、を備える。このモータ３２の回転子は、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系電力ライン４２を介して昇圧コンバータ４０に接続されている。このインバータ３４は、６つのトランジスタＴ１１〜Ｔ１６と、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になるように、２個ずつペアで配置されている。６つのダイオードＤ１１〜Ｄ１６は、それぞれ、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６に逆方向に並列接続されている。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ときに、電子制御ユニット５０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３２が回転駆動される。以下、トランジスタＴ１１〜Ｔ１３を「上アーム」，トランジスタＴ１４〜Ｔ１６を「下アーム」ということがある。高電圧系電力ライン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、低電圧系電力ライン４４を介して昇圧コンバータ４０に接続されている。低電圧系電力ライン４４の正極母線と負極母線とには、平滑用のコンデンサ４８が取り付けられている。

昇圧コンバータ４０は、高電圧系電力ライン４２と低電圧系電力ライン４４とに接続されている。この昇圧コンバータ４０は、２つのトランジスタＴ３１，Ｔ３２と、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、高電圧系電力ライン４２の正極母線に接続されている。トランジスタＴ３２は、トランジスタＴ３１と、高電圧系電力ライン４２および低電圧系電力ライン４４の負極母線と、に接続されている。２つのダイオードＤ３１，Ｄ３２は、それぞれ、トランジスタＴ３１，Ｔ３２に逆方向に並列接続されている。リアクトルＬは、トランジスタＴ３１，Ｔ３２同士の接続点と、低電圧系電力ライン４４の正極母線と、に接続されている。昇圧コンバータ４０は、電子制御ユニット５０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、低電圧系電力ライン４４の電力を電圧の昇圧を伴って高電圧系電力ライン４２に供給したり、高電圧系電力ライン４２の電力を電圧の降圧を伴って低電圧系電力ライン４４に供給したりする。

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やデータを一時的に記憶するＲＡＭ５６，入出力ポートを備える。

電子制御ユニット５０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。電子制御ユニット５０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（例えばレゾルバ）３２ａからの回転位置θｍ，モータ３２の各相に流れる電流を検出する電流センサ３２ｕ，３２ｖ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，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からのコンデンサ４６（高電圧系電力ライン４２）の電圧ＶＨ，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（低電圧系電力ライン４４）の電圧ＶＬも挙げることができる。加えて、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も挙げることができる。また、車速センサ６８からの車速ＶＳ，低μ路の走行を指示する低μ路スイッチ６９からの低μ路スイッチ信号も挙げることができる。ここで、「低μ路」は、濡れた路面，雪道，凍結路などの駆動輪２２ａ，２２ｂの空転によるスリップが生じやすい走行路を意味する。

電子制御ユニット５０からは、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５０から出力される信号としては、例えば、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。

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の回転子の回転位置θｍに基づいてモータ３２の電気角θｅや角速度ωｍ，回転数Ｎｍを演算している。また、電子制御ユニット５０は、電流センサ３６ｂからのバッテリ３６の電流ＩＢの積算値に基づいてバッテリ３６の蓄電割合ＳＯＣを演算している。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５０は、以下の走行制御を行なう。走行制御では、アクセル開度Ａｃｃと車速ＶＳとに基づいて駆動軸２６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＊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のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のスイッチング制御を行なう。また、モータ３２をトルク指令Ｔｍ＊で駆動できるように高電圧系電力ライン４２の目標電圧ＶＨ＊を設定し、高電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨが目標電圧ＶＨ＊となるように昇圧コンバータ４０のトランジスタＴ３１，Ｔ３２のスイッチング制御を行なう。

ここで、インバータ３４の制御について説明する。実施例では、インバータ３４の制御として、正弦波ＰＷＭ（パルス幅変調）制御，過変調ＰＷＭ制御，矩形波制御の何れかを実行する。正弦波ＰＷＭ制御は、擬似的な三相交流電圧がモータ３２に印加（供給）されるようにインバータ３４を制御する制御であり、過変調制御は、過変調電圧がモータ３２に印加されるようにインバータ３４を制御する制御であり、矩形波制御は、矩形波電圧がモータ３２に印加されるようにインバータ３４を制御する制御である。正弦波ＰＷＭ制御を実行する場合、正弦波電圧に基づくパルス幅変調電圧を擬似的な三相交流電圧とするときには、変調率Ｒｍは値０〜略０．６１となり、正弦波電圧に３ｎ次（例えば３次）高調波電圧を重畳して得られる重畳後電圧に基づくパルス幅変調電圧を擬似的な三相交流電圧とするときには、変調率Ｒｍは値０〜略０．７１となる。変調率Ｒｍは、インバータ３４の入力電圧（高電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨ）に対する出力電圧（モータ３２の印加電圧）の実効値の割合である。実施例では、正弦波ＰＷＭ制御を実行できる変調率Ｒｍの領域を大きくするために、重畳後電圧に基づくパルス幅変調電圧を擬似的な三相交流電圧とするものとした。また、矩形波制御を実行する場合、変調率Ｒｍは略０．７８となる。実施例では、これらを踏まえて、変調率Ｒｍに基づいて、正弦波ＰＷＭ制御，過変調ＰＷＭ制御，矩形波制御の何れかを実行するものとした。以下、正弦波ＰＷＭ制御について説明する。

正弦波ＰＷＭ制御として、実施例では、第１ＰＷＭ制御または第２ＰＷＭ制御を実行する。第１ＰＷＭ制御は、モータ３２の各相の電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊と搬送波電圧（三角波電圧）との比較によってトランジスタＴ１１〜Ｔ１６の第１ＰＷＭ信号を生成してトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のスイッチングを行なう制御である。第２ＰＷＭ制御は、電圧の変調率Ｒｍおよび電圧位相θｐと所定周期（例えば、モータ３２の電気角θｅの半周期や１周期など）のパルス数Ｎｐとに基づいてトランジスタＴ１１〜Ｔ１６の第２ＰＷＭ信号を生成してトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のスイッチングを行なう制御である。なお、第１ＰＷＭ制御を実行する場合には、搬送波電圧（周波数が３ｋＨｚ〜５ｋＨｚ程度の三角波電圧）の半周期や１周期などに相当する間隔Δｔ１で第１ＰＷＭ信号を生成し、第２ＰＷＭ制御を実行する場合には、間隔Δｔ１よりも長い間隔Δｔ２で第２ＰＷＭ信号を生成するものとした。

第１ＰＷＭ制御を実行する場合、第２ＰＷＭ制御を実行する場合に比して、ＰＷＭ信号の生成周期を短くすることができるから、モータ３２の応答性（目標動作点が変化したときの動作点の追従性）を高くすることができる。また、第２ＰＷＭ制御を実行する場合、モータ３２の鉄損を低減する（例えば最小にする）ように第２ＰＷＭ信号を生成したり電圧や電流の高調波（特に、モータ３２の回転６次や回転１２次などの低次高調波）を低減する（例えば最小にする）ように第２ＰＷＭ信号を生成したりすることにより、第１ＰＷＭ制御を実行する場合に比して、モータ３２の鉄損を低減したり高調波を低減したりすることができる。

過変調制御は、実施例では、第１ＰＷＭ制御と同様に行なうものとした。過変調制御や矩形波制御については本発明の中核をなさないことから、詳細な説明は省略する。

次に、こうして構成された実施例の電気自動車２０の動作、特に、正弦波ＰＷＭ制御を実行する際に第１ＰＷＭ制御または第２ＰＷＭ制御を実行用制御に設定するときの動作について説明する。図２〜図４は、実施例の電子制御ユニット５０によって実行される実行用制御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、上述の間隔Δｔ１（第１ＰＷＭ信号の生成周期）と同一またはそれよりも短い間隔で繰り返し実行される。

実行用制御設定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、モータ３２の相電流Ｉｕ，Ｉｖや電気角θｅ，回転数Ｎｍ，トルク指令Ｔｍ＊，高電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨ，バッテリ３６の電圧ＶＢ，低μ路スイッチ信号などのデータを入力する（ステップＳ１００）。ここで、モータ３２の相電流Ｉｕ，Ｉｖは、電流センサ３２ｕ，３２ｖによって検出された値を入力するものとした。モータ３２の電気角θｅや回転数Ｎｍは、回転位置検出センサ３２ａによって検出されたモータ３２の回転子の回転位置θｍに基づいて演算された値を入力するものとした。モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊は、上述の駆動制御によって設定された値を入力するものとした。高電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨは、電圧センサ４６ａによって検出された値を入力するものとした。バッテリ３６の電圧ＶＢは、電圧センサ３６ａによって検出された値を入力するものとした。低μ路スイッチ信号は、低μ路スイッチ６９からの信号（オンまたはオフ）を入力するものとした。

こうしてデータを入力すると、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊に基づいてｄ軸，ｑ軸の電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を設定する（ステップＳ１１０）。続いて、モータ３２の各相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）に流れる電流の総和が値０であるとして、モータ３２の電気角θｅを用いて、Ｕ相，Ｖ相の相電流Ｉｕ，Ｉｖをｄ軸，ｑ軸の電流Ｉｄ，Ｉｑに座標変換（３相−２相変換）する（ステップＳ１１２）。そして、ｄ軸，ｑ軸の電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊とｄ軸，ｑ軸の電流Ｉｄ，Ｉｑとの差分ΔＩｄ，ΔＩｑに基づくフィードバック項と、ｄ軸，ｑ軸の各軸相互に干渉する項をキャンセルするためのフィードフォワード項と、の和によってｄ軸，ｑ軸の電圧指令Ｖｄ＊，Ｖｑ＊を設定する（ステップＳ１１４）。

こうしてｄ軸，ｑ軸の電圧指令Ｖｄ＊，Ｖｑ＊を設定すると、設定したｄ軸，ｑ軸の電圧指令Ｖｄ＊，Ｖｑ＊を用いて電圧の変調率Ｒｍおよび電圧位相θｐを設定する（ステップＳ１１６）。ここで、変調率Ｒｍ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として計算される電圧指令絶対値Ｖｄｑを高電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨで除して得ることができる。電圧位相θｐは、ｄ軸，ｑ軸の電圧指令Ｖｄ＊，Ｖｑ＊を成分とするベクトルのｑ軸に対する角度として得ることができる。

続いて、第１ＰＷＭ信号の生成タイミングか否かを判定する（ステップＳ１２０）。この判定は、前回に第１ＰＷＭ信号を生成してから上述の間隔Δｔ１に相当する時間が経過したか否かによって行なうことができる。そして、第１ＰＷＭ信号の生成タイミングであると判定されたときには、第１ＰＷＭ信号の生成処理を実行し（ステップＳ１２２，Ｓ１２４）、第１ＰＷＭ信号の生成タイミングでないと判定されたときには、第１ＰＷＭ信号の生成処理を実行しない。

第１ＰＷＭ信号の生成処理では、モータ３２の電気角θｅを用いてｄ軸，ｑ軸の電圧指令Ｖｄ＊，Ｖｑ＊を各相の電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に座標変換（２相−３相変換）し（ステップＳ１２２）、座標変換後の各相の電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗと搬送波電圧との比較によってトランジスタＴ１１〜Ｔ１６の第１ＰＷＭ信号を生成する（ステップＳ１２４）。

次に、モータ３２の回転数Ｎｍおよびトルク指令Ｔｍ＊からなる目標動作点が第１，第２ＰＷＭ制御の領域の何れに属するかを判定する（ステップＳ１３０，Ｓ１３２）。ここで、第１，第２ＰＷＭ制御の領域は、実施例では、モータ３２の各目標動作点に対して第１，第２ＰＷＭ制御を実行した実験結果や解析結果に基づいて、第２ＰＷＭ制御を実行することによる効果がある程度見込める（変調率Ｒｍによっては見込める）領域については第２ＰＷＭ制御の領域として定め、その効果があまり見込めない（何れの変調率Ｒｍでも見込めない）領域についてはモータ３２の応答性を向上させるために第１ＰＷＭ制御の領域として定めるものとした。図５は、モータ３２の目標動作点と第１，第２ＰＷＭ制御の領域との関係の一例を示す説明図である。図５の例では、以下のように、第１，第２ＰＷＭ制御の領域を定めるものとした。

第１ＰＷＭ制御の領域としては、モータ３２の回転数Ｎｍが１０００ｒｐｍ未満や９０００ｒｐｍ以上の領域，モータ３２の回転数Ｎｍが１０００ｒｐｍ〜９０００ｒｐｍでトルク指令Ｔｍ＊が−１０Ｎｍ〜１０Ｎｍか−１００Ｎｍ未満の領域，モータ３２の回転数Ｎｍが６０００ｒｐｍ〜９０００ｒｐｍでトルク指令Ｔｍ＊が１５０Ｎｍ以上の領域を定めるものとした。

第２ＰＷＭ制御の領域としては、モータ３２の回転数Ｎｍが１０００ｒｐｍ〜６０００ｒｐｍでトルク指令Ｔｍ＊が１０Ｎｍ以上か−１００Ｎｍ〜−１０Ｎｍの領域，モータ３２の回転数Ｎｍが６０００ｒｐｍ〜９０００ｒｐｍでトルク指令Ｔｍ＊が１０Ｎｍ〜１５０Ｎｍか−１００Ｎｍ〜−１０Ｎｍの領域を定めるものとした。第２ＰＷＭ制御の領域については、以下のように、エリア１〜５を定めるものとした。

エリア１としては、モータ３２の回転数Ｎｍが１０００ｒｐｍ〜３５００ｒｐｍでトルク指令Ｔｍ＊が１０Ｎｍ以上か−１００Ｎｍ〜−１０Ｎｍの領域を定めるものとした。エリア２としては、モータ３２の回転数Ｎｍが３５００ｒｐｍ〜６０００ｒｐｍでトルク指令Ｔｍ＊が１０Ｎｍ〜１５０Ｎｍか−１００Ｎｍ〜−１０Ｎｍの領域を定めるものとした。エリア３としては、モータ３２の回転数Ｎｍが３５００ｒｐｍ〜６０００ｒｐｍでトルク指令Ｔｍ＊が１５０Ｎｍ以上の領域を定めるものとした。エリア４としては、モータ３２の回転数Ｎｍが６０００ｒｐｍ〜９０００ｒｐｍでトルク指令Ｔｍ＊が１０Ｎｍ〜１００Ｎｍか−５０Ｎｍ〜−１０Ｎｍの領域を定めるものとした。エリア５としては、モータ３２の回転数Ｎｍが６０００ｒｐｍ〜９０００ｒｐｍでトルク指令Ｔｍ＊が１００Ｎｍ〜１５０Ｎｍか−１００Ｎｍ〜−５０Ｎｍの領域を定めるものとした。

なお、図５において、モータ３２の回転数Ｎｍやトルク指令Ｔｍ＊についての各値，第１ＰＷＭ制御の領域と第２ＰＷＭ制御の領域との区分，第２ＰＷＭ制御の領域におけるエリアの区分（エリアの数を含む）については、例示しただけであり、モータ３２やインバータ３４などの仕様に応じて適宜設定することができる。

ステップＳ１３０，Ｓ１３２でモータ３２の目標動作点が第１ＰＷＭ制御の領域に属すると判定されたときには、第１ＰＷＭ制御を実行用制御に設定して（ステップＳ１４０）、本ルーチンを終了する。この場合、第１ＰＷＭ信号を用いてインバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のスイッチングを行なう。これにより、モータ３２の応答性を高くすることができる。

ステップＳ１３０，Ｓ１３２でモータ３２の目標動作点が第２ＰＷＭ制御の領域（エリア１〜５）に属すると判定されたときには、エリア１〜５のうち属するエリアと変調率Ｒｍとに基づいて、第１，第２ＰＷＭ制御の何れかを実行用制御に設定すると共に第２ＰＷＭ制御を実行用制御に設定した場合にはパルスパターンＰＰを設定する（ステップＳ１５０）。ここで、パルスパターンＰＰは、第２ＰＷＭ制御におけるパルスタイプＰＴとパルス数Ｎｐとの組み合わせである。実施例では、パルスタイプＰＴとして、モータ３２の鉄損を低減する（例えば最小にする）ように第２ＰＷＭ信号を生成するタイプ（第２ＰＷＭａ）と、電圧や電流の高調波（特に、低次高調波）を低減する（例えば最小にする）ように第２ＰＷＭ信号を生成するタイプ（第２ＰＷＭｂ）と、を用いるものとした。

実行用制御およびパルスパターンＰＰは、実施例では、エリア１〜５および変調率Ｒｍと実行用制御およびパルスパターンＰＰとの関係を予め定めてマップとしてＲＯＭ５４に記憶しておき、エリアおよび変調率Ｒｍが与えられると、このマップに適用して、実行用制御およびパルスパターンＰＰを設定するものとした。エリア１〜５および変調率Ｒｍと実行用制御およびパルスパターンＰＰとの関係の一例を図６に示す。なお、図６では、参考のために、矩形波制御や過変調制御の領域（変調率Ｒｍが略０．７１〜０．７８の領域）についても図示した。

図示するように、エリア１〜５の何れでも、変調率Ｒｍが０．２０未満の領域では第１ＰＷＭ制御を実行用制御に設定し、変調率Ｒｍが０．２０〜略０．７１の領域では第２ＰＷＭ制御を実行用制御に設定するものとした。これは、発明者が、変調率Ｒｍが所定変調率Ｒｍｒｅｆ（図６の例では０．２０）未満の領域では、第２ＰＷＭ制御を実行することによる効果が比較的小さいことを見出したためである。また、変調率Ｒｍが０．２０〜略０．７１の領域において、エリア１，２，４，５ではパルスタイプＰＴとして第２ＰＷＭａを選択し、エリア３ではパルスタイプＰＴとして第２ＰＷＭｂを選択するものとした。さらに、変調率Ｒｍが０．２０〜略０．７１の領域において、変調率Ｒｍが大きいほどパルス数Ｎｐを少なくするものとした。これは、パルス数Ｎｐが少ないほどリプル電流が大きくなってモータ３２の損失が大きくなりやすいことと、パルス数Ｎｐが多いほどトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のスイッチング回数が多くなってインバータ３４の損失が大きくなりやすいことと、を踏まえて変調率Ｒｍに応じてモータ３２およびインバータ３４のトータル損失が小さくなる（例えば最小となる）ように定めたものである。実施例では、変調率Ｒｍが比較的大きい領域では、変調率Ｒｍが比較的小さい領域に比して、パルス数Ｎｐが比較的小さいときにモータ３２の損失が大きくなりにくくモータ３２およびインバータ３４のトータル損失が大きくなりにくいことを踏まえて、パルス数Ｎｐを比較的少なくするものとした。

なお、図６において、パルス数Ｎｐの境界などについては、例示しただけであり、モータ３２やインバータ３４などの仕様に応じて適宜設定することができる。

次に、実行用制御が第１ＰＷＭ制御であるか第２ＰＷＭ制御であるかを判定し（ステップＳ１６０）、実行用制御が第１ＰＷＭ制御であると判定されたときには、そのまま本ルーチンを終了する。この場合、第１ＰＷＭ制御の第１ＰＷＭ信号を用いてインバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のスイッチングを行なう。このように、モータ３２の目標動作点が第２ＰＷＭ制御の領域に属するときでも、変調率Ｒｍが所定変調率Ｒｍｒｅｆ未満のとき（第２ＰＷＭ制御を実行することによる効果が比較的小さいとき）には、第１ＰＷＭ制御を実行して、モータ３２の応答性を高くすることにより、モータ３２をより好適に駆動することができる。

ステップＳ１６０で実行用制御が第２ＰＷＭ制御であると判定されたときには、第２ＰＷＭ信号の生成タイミングか否かを判定する（ステップＳ１７０）。この判定は、前回に第１ＰＷＭ信号を生成してから間隔Δｔ２に相当する時間が経過したか否かによって行なうことができる。なお、間隔Δｔ２は、例えば、前回の電気角（前回θｅ）と角速度（前回ωｍ）と後述のスイッチング角（前回θｓ［ｎｓ＋Ｎｓ−１］）とに基づいて式（１）によって計算される値などとすることができる。そして、第２ＰＷＭ信号の生成タイミングであると判定されたときには、第２ＰＷＭ信号の生成処理を実行し（ステップＳ１７２〜Ｓ１８２）、第２ＰＷＭ信号の生成タイミングでないと判定されたときには、第２ＰＷＭ信号の生成処理を実行しない。
Δt2=(前回θs[ns+Ns-1]-前回θe)／前回ωm (1)

第２ＰＷＭ信号の生成処理では、まず、モータ３２の回転数Ｎｍに基づいて作成数Ｎｓを設定する（ステップＳ１７２）。ここで、作成数Ｎｓは、後述のスイッチング基準角θｓｔｍｐやスイッチング角θｓ，スイッチングパターンＶをいくつ作成（設定）するかを示す値である。この作成数Ｎｓは、実施例では、モータ３２の回転数Ｎｍが大きいときには小さいときに比して多くなるように、詳細には、モータ３２の回転数Ｎｍが大きいほど多くなるように設定するものとした。これは、間隔Δｔ２を所定範囲内の時間としたときに、モータ３２の回転数Ｎｍが大きいときには小さいときに比して、間隔Δｔ２の間のスイッチング回数を多くすることができるためである。なお、この作成数Ｎｓは、一定値を用いるものとしてもよい。この場合、間隔Δｔ２は、モータ３２の回転数Ｎｍ（角速度ωｍ）が大きいときには小さいときに比して短くなる。

続いて、モータ３２の電気角θｅに基づいてスイッチング番号ｎｓを作成（設定）する（ステップＳ１７４）。ここで、スイッチング番号ｎｓは、後述のスイッチング基準角θｓｔｍｐやスイッチング角θｓ，スイッチングパターンＶの設定に用いる番号であり、値１〜値Ｎの範囲内で作成される。値Ｎは、モータ３２の電気角θｅの１周期におけるスイッチング基準角θｓｔｍｐやスイッチング角θｓ，スイッチングパターンＶの個数であり、パルスパターンＰＰのパルス数Ｎｐと値２（各パルスの立ち上がりおよび立ち下がり）と値３（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）との積となる。

そして、パルスパターンＰＰと変調率Ｒｍとスイッチング番号ｎｓと作成数Ｎｓとに基づいて、スイッチング番号ｎｓ〜（ｎｓ＋Ｎｓ−１）のスイッチング基準角θｓｔｍｐ［ｎｓ］〜θｓｔｍｐ［ｎｓ＋Ｎｓ−１］を作成（設定）する（ステップＳ１７６）。ここで、スイッチング基準角θｓｔｍｐは、スイッチング角θｓの基準角度である。スイッチング角θｓは、モータ３２の各相の相電圧（トランジスタＴ１１〜Ｔ１６のうち対応する相のトランジスタのオンオフ、例えばＵ相についてはトランジスタＴ１１，Ｔ１４のオンオフ）を切り替える角度である。スイッチング基準角θｓｔｍｐ［ｎｓ］〜θｓｔｍｐ［ｎｓ＋Ｎｓ−１］は、実施例では、パルスパターンＰＰおよび変調率Ｒｍとスイッチング番号１〜Ｎのスイッチング基準角θｓｔｍｐとの関係を予め定めてマップとしてＲＯＭ５４に記憶しておき、パルスパターンＰＰと変調率Ｒｍとスイッチング番号ｎｓと作成数Ｎｓとが与えられると、このマップに適用して、スイッチング番号ｎｓ〜（ｎｓ＋Ｎｓ−１）のスイッチング基準角θｓｔｍｐ［ｎｓ］〜θｓｔｍｐ［ｎｓ＋Ｎｓ−１］を導出して設定するものとした。パルスパターンＰＰおよび変調率Ｒｍとスイッチング番号１〜Ｎのスイッチング基準角θｓｔｍｐとの関係の一例を図７に示す。図７では、スイッチング基準角θｓｔｍｐの各値を値θ［ＰＰ，Ｒｍ，ｎ］（ｎ：１〜Ｎ）として図示した。図７において、パルスパターンＰＰがパターンＰ１で変調率Ｒｍが値Ｒ１でスイッチング番号ｎｓが値５で作成数Ｎｓが値４のときには、スイッチング番号５〜８の値θ［Ｐ１，Ｒ１，５］〜θ［Ｐ１，Ｒ１，８］をスイッチング基準角θｓｔｍｐ［５］〜θｓｔｍｐ［８］に設定する。

こうしてスイッチング基準角θｓｔｍｐ［ｎｓ］〜θｓｔｍｐ［ｎｓ＋Ｎｓ−１］を設定すると、設定したスイッチング基準角θｓｔｍｐ［ｎｓ］〜θｓｔｍｐ［ｎｓ＋Ｎｓ−１］のそれぞれに電圧位相θｐを加えて、スイッチング角θｓ［ｎｓ］〜θｓ［ｎｓ＋Ｎｓ−１］を設定する（ステップＳ１７８）。

続いて、パルスパターンＰＰとスイッチング番号ｎｓと作成数Ｎｓとに基づいて、スイッチング番号ｎｓ〜（ｎｓ＋Ｎｓ−１）のスイッチングパターンＶ［ｎｓ］〜Ｖ［ｎｓ＋Ｎｓ−１］を設定する（ステップＳ１８０）。ここで、スイッチングパターンＶは、トランジスタＴ１１〜Ｔ１３のオンオフの組み合わせを示すパターンであり、パターンＶ０〜Ｖ７を用いるものとした。なお、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６のオンオフの組み合わせでなくトランジスタＴ１１〜Ｔ１３のオンオフの組み合わせを用いるのは、通常、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６のうち対応する上アームと下アームとを同時にオンとすることはなく、トランジスタＴ１４〜Ｔ１６のオンオフの組み合わせを省略しても差し支えないためである。パターンＶ０〜Ｖ７は以下の通りである。
パターンＶ０：トランジスタＴ１１〜Ｔ１３の全てがオフ
パターンＶ１：トランジスタＴ１１，Ｔ１２がオフでトランジスタＴ１３がオン
パターンＶ２：トランジスタＴ１１，Ｔ１３がオフでトランジスタＴ１２がオン
パターンＶ３：トランジスタＴ１１がオフでトランジスタＴ１２，Ｔ１３がオン
パターンＶ４：トランジスタＴ１１がオンでトランジスタＴ１２，Ｔ１３がオフ
パターンＶ５：トランジスタＴ１１，Ｔ１３がオンでトランジスタＴ１２がオフ
パターンＶ６：トランジスタＴ１１，Ｔ１２がオンでトランジスタＴ１３がオフ
パターンＶ７：トランジスタＴ１１〜Ｔ１３が全てオン

スイッチングパターンＶ［ｎｓ］〜Ｖ［ｎｓ＋Ｎｓ−１］は、実施例では、パルスパターンＰＰとスイッチング番号１〜ＮのスイッチングパターンＶとの関係を予め定めてマップとしてＲＯＭ５４に記憶しておき、パルスパターンＰＰとスイッチング番号ｎｓと作成数Ｎｓとが与えられると、このマップに適用して、スイッチング番号ｎｓ〜（ｎｓ＋Ｎｓ−１）のスイッチングパターンＶ［ｎｓ］〜Ｖ［ｎｓ＋Ｎｓ−１］を導出して設定するものとした。パルスパターンＰＰとスイッチング番号１〜ＮのスイッチングパターンＶとの関係の一例を図８に示す。図８では、スイッチング角θｓの各値を値θ［ＰＰ，ｎ］（ｎ：１〜Ｎ）として図示した。図８において、パルスパターンＰＰがパターンＰ１でスイッチング番号ｎｓが値５で作成数Ｎｓが値４のときには、スイッチング番号５〜８のスイッチングパターンＶ［Ｐ１，５］〜Ｖ［Ｐ１，８］をスイッチングパターンＶ［５］〜Ｖ［８］に設定する。

こうしてスイッチング番号ｎｓ〜（ｎｓ＋Ｎｓ−１）のスイッチング角θｓ［ｎｓ］〜θｓ［ｎｓ＋Ｎｓ−１］およびスイッチングパターンＶ［ｎｓ］〜Ｖ［ｎｓ＋Ｎｓ−１］を設定すると、設定したスイッチング角θｓ［ｎｓ］〜θｓ［ｎｓ＋Ｎｓ−１］およびスイッチングパターンＶ［ｎｓ］〜Ｖ［ｎｓ＋Ｎｓ−１］に基づいて、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６の第２ＰＷＭ信号を生成する（ステップＳ１８２）。スイッチング番号ｎｓが値５で作成数Ｎｓが値４のときの、スイッチング番号５〜８とスイッチング角θｓ［５］〜θｓ［８］とスイッチングパターンＶ［５］〜Ｖ［８］とトランジスタＴ１１〜Ｔ１３の第２ＰＷＭ信号との関係の一例を図９に示す。

次に、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊，モータ３２の回転数Ｎｍ，高電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨ，バッテリ３６の電圧ＶＢの単位時間当たりの変化量ΔＴｍ＊，ΔＮｍ，ΔＶＨ，ΔＶＢを計算する（ステップＳ１９０）。続いて、変化量ΔＴｍ＊の絶対値を閾値ΔＴｍｒｅｆと比較し（ステップＳ２００）、変化量ΔＮｍの絶対値を閾値ΔＮｍｒｅｆと比較し（ステップＳ２０２）、変化量ΔＶＨの絶対値を閾値ΔＶＨｒｅｆと比較し（ステップＳ２０４）、変化量ΔＶＢの絶対値を閾値ΔＶＢｒｅｆと比較し（ステップＳ２０６）、走行路が低μ路か否かを判定する（ステップＳ２１０）。

ここで、閾値ΔＴｍｒｅｆ，ΔＮｍｒｅｆ，ΔＶＨｒｅｆ，ΔＶＢｒｅｆは、それぞれ、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊，モータ３２の回転数Ｎｍ，高電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨ，バッテリ３６の電圧ＶＢが急変したか否かを判定するために用いられる閾値である。走行路が低μ路か否かの判定は、低μ路スイッチ８９からの低μ路スイッチ信号がオンか否かを調べたり、駆動軸２６の回転加速度に基づいて推定した走行路の摩擦係数を閾値と比較したり、駆動輪２２ａ，２２ｂの回転加速度に基づいて推定した走行路の摩擦係数を閾値と比較したりする、ことによって行なうことができる。ステップＳ２００〜Ｓ２０６の処理は、モータ３２とインバータ３４とバッテリ３６と昇圧コンバータ４０とを有する駆動システムの状態が急変したか否かを判定する処理であり、ステップＳ２１０の処理は、駆動システムの状態の急変が予測されるか否かを判定する処理である。

ステップＳ２００〜Ｓ２０６で変化量ΔＴｍ＊の絶対値が閾値ΔＴｍｒｅｆ未満で且つ変化量ΔＮｍの絶対値が閾値ΔＮｍｒｅｆ未満で且つ変化量ΔＶＨの絶対値が閾値ΔＶＨｒｅｆ未満で且つ変化量ΔＶＢの絶対値が閾値ΔＶＢｒｅｆ未満で、さらに、ステップＳ２１０で走行路が低μ路でないと判定されたときには、駆動システムの状態は急変していないと判断すると共に駆動システムの状態の急変も予測されないと判断し、そのまま本ルーチンを終了する。いま、ステップＳ１６０で実行用制御が第２ＰＷＭ制御であると判定されたときを考えているから、第２ＰＷＭ信号を用いてインバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のスイッチングを行なう。これにより、パルスタイプＰＴ（第２ＰＷＭａまたは第２ＰＷＭｂ）およびパルス数ＮｐからなるパルスパターンＰＰに応じて、モータ３２の鉄損を低減したり電圧や電流の高調波を低減したりすることができる。この結果、モータ３２をより好適に駆動することができる。

ステップＳ２００で変化量ΔＴｍ＊の絶対値が閾値ΔＴｍｒｅｆ以上のとき，ステップＳ２０２で変化量ΔＮｍの絶対値が閾値ΔＮｍｒｅｆ以上のとき，ステップＳ２０４で変化量ΔＶＨの絶対値が閾値ΔＶＨｒｅｆ以上のとき，ステップＳ２０６で変化量ΔＶＢの絶対値が閾値ΔＶＢｒｅｆ以上のときには、駆動システムの状態が急変したと判断し、第１ＰＷＭ制御を実行用制御に再設定して（ステップＳ２２０）、本ルーチンを終了する。また、ステップＳ２１０で走行路が低μ路であると判定されたときには、駆動システムの状態の急変が予測されると判断し、第１ＰＷＭ制御を実行用制御に再設定して（ステップＳ２２０）、本ルーチンを終了する。上述したように、第２ＰＷＭ制御を実行する場合、第１ＰＷＭ制御を実行する場合に比してモータ３２の応答性が低くなる。実施例では、これを考慮して、駆動システムの状態が急変したときや駆動システムの状態の急変が予測されるときには、第１ＰＷＭ制御を実行するものとした。これにより、モータ３２の応答性を高くすることができ、モータ３２をより好適に駆動することができる。

以上説明した実施例の電気自動車２０では、正弦波ＰＷＭ制御を実行する際において、モータ３２の目標動作点（回転数Ｎｍおよびトルク指令Ｔｍ＊）が第１ＰＷＭ制御の領域に属するときには、第１ＰＷＭ制御を実行し、モータ３２の目標動作点が第２ＰＷＭ制御の領域に属するときには、基本的には、第２ＰＷＭ制御を実行する。これにより、第１ＰＷＭ制御を実行する場合には、モータ３２の応答性を高くすることができ、第２ＰＷＭ制御を実行する場合には、モータ３２の鉄損を低減したり電圧や電流の高調波を低減したりすることができる。また、第２ＰＷＭ制御を実行することによる効果がある程度見込める領域については第２ＰＷＭ制御の領域として定め、その効果があまり見込めない領域についてはモータ３２の応答性の向上のために第１ＰＷＭ制御の領域として定めるから、目標駆動点に応じてモータをより好適に駆動することができる。

また、実施例の電気自動車２０では、正弦波ＰＷＭ制御を実行する際において、モータ３２の目標動作点が第２ＰＷＭ制御の領域に属するときでも、変調率Ｒｍが所定変調率Ｒｍｒｅｆ未満のときには、第１ＰＷＭ制御を実行する。これにより、第２ＰＷＭ制御を実行することによる効果が比較的小さいときに、モータ３２の応答性を高くすることができ、モータ３２をより好適に駆動することができる。

さらに、実施例の電気自動車２０では、正弦波ＰＷＭ制御を実行する際において、モータ３２の目標動作点が第２ＰＷＭ制御の領域に属するときでも、駆動システムの状態が急変したときや駆動システムの状態の急変が予測されるときには、第１ＰＷＭ制御を実行する。第２ＰＷＭ制御を実行する場合、第１ＰＷＭ制御を実行する場合に比してモータ３２の応答性が低くなるから、第１ＰＷＭ制御を実行してモータ３２の応答性を高くすることにより、モータ３２をより好適に駆動することができる。

実施例の電気自動車２０では、正弦波ＰＷＭ制御を実行する際において、図３のステップＳ１３０，Ｓ１３２でモータ３２の目標動作点が第２ＰＷＭ制御の領域に属するときに、ステップＳ１５０で、変調率Ｒｍが所定変調率Ｒｍｒｅｆ以上のときには第２ＰＷＭ制御を実行用制御に設定し、変調率Ｒｍが所定変調率Ｒｍｒｅｆ未満のときには、第１ＰＷＭ制御を実行用制御に設定するものとした。しかし、ステップＳ１５０で変調率Ｒｍが所定変調率Ｒｍｒｅｆ以上か未満かに拘わらずに第２ＰＷＭ制御を実行用制御に設定するものとしてもよい。この場合、変調率Ｒｍが所定変調率Ｒｍｒｅｆ未満の領域についても、エリア（モータ３２の目標動作点）と変調率Ｒｍとに基づいてパルスパターンＰＰを設定すればよい。

実施例の電気自動車２０では、正弦波ＰＷＭ制御を実行する際において、図３のステップＳ１５０で第２ＰＷＭ制御を実行用制御に設定したときには、ステップＳ２００〜Ｓ２０６で、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊，モータ３２の回転数Ｎｍ，高電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨ，バッテリ３６の電圧ＶＢの単位時間当たりの変化量ΔＴｍ＊，ΔＮｍ，ΔＶＨ，ΔＶＢを用いて駆動システムの状態が急変したか否かを判定するものとした。しかし、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊，モータ３２の回転数Ｎｍ，高電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨ，バッテリ３６の電圧ＶＢの単位時間当たりの変化量ΔＴｍ＊，ΔＮｍ，ΔＶＨ，ΔＶＢの一部を用いて駆動システムの状態が急変したか否かを判定するものとしてもよい。また、これら以外のパラメータ、例えば、モータ３２の要求パワーＰｍ＊（＝Ｔｍ＊・Ｎｍ），モータ３２の相電流Ｉｕ，Ｉｖの実効値，昇圧コンバータ４０のリアクトルＬに流れる電流ＩＬ，低電圧系電力ライン４４の電圧ＶＬなどの単位時間当たりの変化量を用いて駆動システムの状態が急変したか否かを判定するものとしてもよい。

実施例の電気自動車２０では、正弦波ＰＷＭ制御を実行する際において、図３のステップＳ１５０で第２ＰＷＭ制御を実行用制御に設定したときには、ステップＳ２００〜Ｓ２０６で駆動システムの状態が急変したか否かを判定すると共にステップＳ２１０で駆動システムの状態の急変が予測されるか否かを判定するものとした。しかし、駆動システムの状態が急変したか否かについては判定するが、駆動システムの状態の急変が予測されるか否かについては判定しないものとしてもよい。また、駆動システムの状態の急変が予測されるか否かについては判定するが、駆動システムの状態が急変したか否かについては判定しないものとしてもよい。さらに、駆動システムの状態が急変したか否かについても駆動システムの状態の急変が予測されるか否かについても判定しないものとしてもよい。

実施例の電気自動車２０では、第２ＰＷＭ信号を生成する際に用いるパルスパターンＰＰのパルスタイプＰＴとして、モータ３２の鉄損を低減するように第２ＰＷＭ信号を生成するタイプ（第２ＰＷＭａ）と、電圧や電流の高調波を低減するように第２ＰＷＭ信号を生成するタイプ（第２ＰＷＭｂ）と、の２つのタイプを用いるものとした。しかし、パルスタイプＰＴとして、３つ以上のパルスタイプＰＴを用いるものとしてもよい。この場合、例えば、モータ３２の鉄損を低減するように第２ＰＷＭ信号を生成するタイプ，モータ３２の銅損を低減するように第２ＰＷＭ信号を生成するタイプ，モータ３２のトルクリプルを低減するように第２ＰＷＭ信号を生成するタイプ，インバータ３４の損失を低減するように第２ＰＷＭ信号を生成するタイプ，モータ３２およびインバータ３４のトータル損失を低減するように第２ＰＷＭ信号を生成するタイプ，電圧の高調波を低減するように第２ＰＷＭ信号を生成するタイプ，電流の高調波を低減するように第２ＰＷＭ信号を生成するタイプなどを用いるものとしてもよい。また、パルスタイプＰＴとして、１つのタイプだけを用いるものとしてもよい。この場合、パルスパターンＰＰとしては、パルス数Ｎｐだけに応じたパターンを設定すればよい。

実施例の電気自動車２０では、第２ＰＷＭ信号を生成する際には、パルスパターンＰＰ（パルスタイプＰＴおよびパルス数Ｎｐ）と変調率Ｒｍとに基づいてスイッチング基準角θｓｔｍｐを設定し、このスイッチング基準角θｓｔｍｐを電圧位相θｐを用いて補正してスイッチング角θｓを設定するものとした。しかし、パルスパターンＰＰと変調率Ｒｍと電圧位相θｐとに基づいてスイッチング角θｓを直接設定するものとしてもよい。

実施例の電気自動車２０では、バッテリ３６とインバータ３４との間に昇圧コンバータ４０を設けるものとしたが、昇圧コンバータ４０を設けないものとしてもよい。

実施例の電気自動車２０では、モータ３２とインバータ３４とバッテリ３６とを備える構成とした。しかし、図１０の変形例のハイブリッド自動車１２０に示すように、モータ３２とインバータ３４とに加えて、エンジン１２２とプラネタリギヤ１２４とモータ１３２とインバータ１３４とを備える構成としてもよい。ここで、プラネタリギヤ１２４のサンギヤにはモータ１３２が接続され、キャリヤにはエンジン１２２が接続され、リングギヤには駆動軸２６およびモータ３２が接続されている。インバータ１３４は、モータ１３２に接続されると共に高電圧系電力ライン４２に接続されている。

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、電子制御ユニット５０が「制御装置」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、自動車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、３２，１３２モータ、３２ａ回転位置検出センサ、３２ｕ，３２ｖ，３６ｂ電流センサ、３４，１３４インバータ、３６バッテリ、３６ａ，４６ａ，４８ａ電圧センサ、４０昇圧コンバータ、４２高電圧系電力ライン、４４低電圧系電力ライン、４６，４８コンデンサ、５０電子制御ユニット、５２ＣＰＵ、５４ＲＯＭ、５６ＲＡＭ、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、６９低μ路スイッチ、１２０ハイブリッド自動車、１２２エンジン、１２４プラネタリギヤ、Ｄ１１〜Ｄ１６，Ｄ３１，Ｄ３２ダイオード、Ｌリアクトル、Ｔ１１〜Ｔ１６，Ｔ３１，Ｔ３２トランジスタ。

Claims

走行用のモータと、
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、
前記インバータを介して前記モータと電力をやりとりするバッテリと、
前記モータのトルク指令に基づいて前記インバータを制御する制御装置と、
を備える自動車であって、
前記制御装置は、
前記モータの回転数およびトルク指令からなる目標動作点が所定領域外のときには、前記トルク指令に基づく各相の電圧指令と、搬送波電圧と、の比較によって前記複数のスイッチング素子の第１ＰＷＭ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第１ＰＷＭ制御を実行し、
前記目標動作点が前記所定領域内のときには、前記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所定周期のパルス数と、に基づいて前記複数のスイッチング素子の第２ＰＷＭ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第２ＰＷＭ制御を実行し、
更に、前記制御装置は、前記目標動作点が前記所定領域内のときでも、前記モータと前記インバータと前記バッテリとを有する駆動システムの状態が急変したとき、および／または、前記駆動システムの状態の急変が予測されるときには、前記第１ＰＷＭ制御を実行する、
自動車。
請求項１記載の自動車であって、
前記制御装置は、前記目標動作点が前記所定領域内のときでも、前記変調率が所定変調率未満のときには、前記第１ＰＷＭ制御を実行する、
自動車。
請求項１または２記載の自動車であって、
前記制御装置は、前記目標動作点が前記所定領域内のときには、前記目標動作点および前記変調率に基づいて前記パルス数を設定する、
自動車。
請求項３記載の自動車であって、
前記制御装置は、前記目標動作点が前記所定領域内のときには、前記目標動作点および前記変調率に基づいて、前記パルス数を設定すると共に前記モータの鉄損を低減するように前記第２ＰＷＭ信号を生成するタイプと高調波を低減するように前記第２ＰＷＭ信号を生成するタイプとを含む複数のタイプから１つを選択タイプとして設定し、前記変調率と前記電圧位相と前記パルス数と前記選択タイプとに基づいて前記第２ＰＷＭ信号を生成する、
自動車。
請求項１ないし４のうちの何れか１つの請求項に記載の自動車であって、
前記駆動システムの状態が急変したときは、前記トルク指令，前記回転数，前記インバータの電圧，前記バッテリの電圧の少なくとも１つの単位時間当たりの変化量が閾値よりも大きくなったときである、
自動車。
請求項１ないし５のうちの何れか１つの請求項に記載の自動車であって、
前記駆動システムの状態の急変が予測されるときは、走行路が低μ路のときである、
自動車。