本發(fā)明涉及車輛，并且更具體來說，涉及包括電動機、逆變器、電池和升壓轉(zhuǎn)換器的車輛。

背景技術：

作為此類型的車輛，已提出包括電動機、逆變器、電池和升壓轉(zhuǎn)換器的車輛(例如，參照第2010/137128號國際公開)。逆變器驅(qū)動電動機。升壓轉(zhuǎn)換器具有電抗器和電容器，并且連接到第一電力線路和第二電力線路，其中逆變器連接到第一電力線路并且電池連接到第二電力線路。在此車輛中，通過設定電抗器的目標電流以使得第一電力線路的電壓變?yōu)槟繕穗妷?，并且控制升壓轉(zhuǎn)換器以使得流動到電抗器的電抗器電流變?yōu)槟繕穗娏鳎瑏矸乐沟谝浑娏€路的電壓的波動，并且以優(yōu)良的響應控制電動機。

在上述車輛中，如果電動機的電力波動的頻率變?yōu)樵诎ㄉ龎恨D(zhuǎn)換器的電抗器和電容器的電路中發(fā)生諧振的諧振頻帶內(nèi)的頻率，那么電路中發(fā)生諧振，并且電抗器電流的波動變大。如果電抗器電流的波動變大，那么逆變器所連接到的第一電力線路的電壓的波動變大，并且電動機的功率的波動變大。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種車輛，該車輛防止在包括升壓轉(zhuǎn)換器的電抗器和電容器的電路中發(fā)生諧振。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面的車輛包括：電動機；逆變器，用于驅(qū)動電動機；電池；升壓轉(zhuǎn)換器，包括電抗器和電容器，并且連接到第一電力線路和第二電力線路，逆變器連接到第一電力線路并且電池連接到第二電力線路；以及控制器，設定電抗器的目標電流以使得第一電力線路的電壓變?yōu)槟繕穗妷?，并且?zhí)行使用增益來控制升壓轉(zhuǎn)換器以使得流動到電抗器的電抗器電流變?yōu)槟繕穗娏鞯碾娏骺刂啤５谝环矫嬷械目刂破髟O定增益以使得基于電動機的轉(zhuǎn)速的電動機的電力波動的頻率在執(zhí)行電流控制時變?yōu)樵诎ㄉ龎恨D(zhuǎn)換器的電抗器和電容器的電路中發(fā)生諧振的諧振頻帶之外的頻率。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面的車輛的控制器設定電抗器的目標電流以使得第一電力線路的電壓變?yōu)槟繕穗妷海⑶沂褂迷鲆鎭砜刂粕龎恨D(zhuǎn)換器以使得流動到電抗器的電抗器電流變?yōu)槟繕穗娏?。并且，控制器設定增益以使得基于電動機的轉(zhuǎn)速的電動機的電力波動的頻率在執(zhí)行電流控制時變?yōu)樵诎ㄉ龎恨D(zhuǎn)換器的電路中發(fā)生諧振的諧振頻帶之外的頻率。因此，可防止電動機的電力波動的頻率變?yōu)橹C振頻帶內(nèi)的頻率，并且可防止在包括升壓轉(zhuǎn)換器的電抗器和電容器的電路中發(fā)生諧振。

在如此的本發(fā)明的第一方面的車輛中，控制器可在包括矩形波控制模式的多種控制模式中控制逆變器以使得轉(zhuǎn)矩從電動機輸出，并且可設定增益以使得當控制模式是矩形波控制模式時，電動機的電力波動的頻率落在諧振頻帶之外。當逆變器的控制模式是矩形波控制模式時，與控制模式是其它控制模式時相比，可假設當在包括升壓轉(zhuǎn)換器的電抗器和電容器的電路中已發(fā)生諧振時，電抗器電流的變化變大。因此，當逆變器的控制模式是矩形波控制模式時，可通過設定增益以使得電動機的電力波動的頻率落在諧振頻帶之外，而在較適當?shù)亩〞r防止在包括升壓轉(zhuǎn)換器的電抗器和電容器的電路中發(fā)生諧振。

在本發(fā)明的第一方面的車輛中，可使用用于控制升壓轉(zhuǎn)換器的載波頻率來設定諧振頻帶。諧振頻帶根據(jù)載波頻率而移動到高頻側(cè)或低頻側(cè)。因此，通過使用載波頻率來設定諧振頻帶，電動機的電力波動的頻率可以更準確地是諧振頻帶之外的頻率。因此，可較適當?shù)胤乐乖诎ㄉ龎恨D(zhuǎn)換器的電抗器和電容器的電路中發(fā)生諧振。

此外，在根據(jù)本發(fā)明的第一方面的車輛中，控制器可當電動機的電力波動的頻率處于諧振頻帶內(nèi)時，將增益設定為第一值以使得頻率變?yōu)橹C振頻帶之外的頻率，并且可當電動機的電力波動的頻率處于諧振頻帶之外時，將增益設定為不同于第一值的第二值以使得頻率保持處于諧振頻帶之外。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面的車輛包括：電動機；逆變器，用于驅(qū)動電動機；電池；升壓轉(zhuǎn)換器，包括電抗器和電容器，并且連接到第一電力線路和第二電力線路，逆變器連接到第一電力線路并且電池連接到第二電力線路；以及控制器，設定電抗器的目標電流以使得第一電力線路的電壓變?yōu)槟繕穗妷?，并且?zhí)行使用增益來控制升壓轉(zhuǎn)換器以使得流動到電抗器的電抗器電流變?yōu)槟繕穗娏鞯碾娏骺刂?。當基于電動機的轉(zhuǎn)速的電動機的電力波動的頻率處于在包括升壓轉(zhuǎn)換器的電抗器和電容器的電路中發(fā)生諧振的諧振頻帶中時，第二方面的控制器停止電流控制以執(zhí)行控制升壓轉(zhuǎn)換器以使得第一電力線路的電壓變?yōu)槟繕穗妷旱碾妷嚎刂啤?/p>

根據(jù)本發(fā)明的第二方面的車輛的控制器執(zhí)行設定電抗器的目標電流以使得第一電力線路的電壓變?yōu)槟繕穗妷旱碾娏骺刂?，并且使用增益來控制升壓轉(zhuǎn)換器以使得流動到電抗器的電抗器電流變?yōu)槟繕穗娏?。并且，當基于電動機的轉(zhuǎn)速的電動機的電力波動的頻率處于在包括升壓轉(zhuǎn)換器的電抗器和電容器的電路中發(fā)生諧振的諧振頻帶中時，控制器停止電流控制以執(zhí)行控制升壓轉(zhuǎn)換器以使得第一電力線路的電壓變?yōu)槟繕穗妷旱碾妷嚎刂啤Ｈ绻陔妱訖C的電力波動的頻率處于諧振頻帶中時執(zhí)行電流控制，那么可在包括升壓轉(zhuǎn)換器的電抗器和電容器的電路中發(fā)生諧振。因此，當電動機的電力波動的頻率處于諧振頻帶中時，可通過停止電流控制而防止在包括升壓轉(zhuǎn)換器的電抗器和電容器的電路中發(fā)生諧振。

在如此的第二方面的車輛中，控制器可在包括矩形波控制模式的多種控制模式中控制逆變器以使得轉(zhuǎn)矩從電動機輸出，并且可在控制模式是矩形波控制模式并且電動機的電力波動的頻率處于諧振頻帶中時，停止電流控制以執(zhí)行電壓控制。當逆變器的控制模式是矩形波控制模式時，與控制模式是其它控制模式時相比，可假設當在包括升壓轉(zhuǎn)換器的電抗器和電容器的電路中已發(fā)生諧振時，電抗器電流的變化變大。因此，當控制模式是矩形波控制模式并且電動機的電力波動的頻率處于諧振頻帶中時，可在較適當?shù)亩〞r防止在包括升壓轉(zhuǎn)換器的電抗器和電容器的電路中發(fā)生諧振。

附圖說明

將在下文參照附圖來描述本發(fā)明的示范性實施例的特征、優(yōu)點和技術與工業(yè)意義，其中相似數(shù)字表示相似元件，且其中：

圖1是示出作為本發(fā)明的第一實例的混合動力車輛20的配置的略圖的配置圖；

圖2是示出包括電動機MG1、MG2的電驅(qū)動系統(tǒng)的配置的略圖的配置圖；

圖3是示出將由電動機ECU 40執(zhí)行的增益設定例程的實例的流程圖；

圖4是圖示電氣一次頻率fm2與升壓轉(zhuǎn)換器55的輸出電壓(高壓側(cè)電力線路54a的電壓VH)和輸入電壓(低壓側(cè)電力線路54b的電壓VL)的電壓比Rv(VH/VL)之間的關系的說明圖；

圖5是圖示使用設定為值G2的增益G而執(zhí)行電流控制的電氣一次頻率fm2的范圍與諧振頻帶之間的關系的說明圖；

圖6是圖示使用設定為值G3的增益G而執(zhí)行電流控制的電氣一次頻率fm2的范圍與諧振頻帶之間的關系的說明圖；

圖7是圖示修改實例的增益設定例程的實例的流程圖，其中確定閾值fth1、fth2是使用載波頻率fc而設定；

圖8是圖示在增益G是值G2的狀況下，在載波頻率fc改變?yōu)橹礷c1、fc2、fc3(fc1<fc2<fc3)時，電氣一次頻率fm與升壓轉(zhuǎn)換器55的電壓比Rv(VH/VL)之間的關系的說明圖；以及

圖9是圖示將由第二實例的混合動力車輛20B的電動機ECU 40執(zhí)行的升壓轉(zhuǎn)換器控制例程的實例的流程圖。

具體實施方式

接著，將使用實例來描述用于執(zhí)行本發(fā)明的模式。

圖1是示出作為本發(fā)明的第一實例的混合動力車輛20的配置的略圖的配置圖。圖2是示出包括電動機MG1、MG2的電驅(qū)動系統(tǒng)的配置的略圖的配置圖。如圖1所圖示的第一實例的混合動力車輛20包括發(fā)動機22、行星齒輪30、電動機MG1、MG2、逆變器41、42、升壓轉(zhuǎn)換器55、電池50、系統(tǒng)主繼電器56以及混合動力車輛的電子控制單元70(下文中，被稱為HVECU)。

發(fā)動機22被構造為通過將汽油、瓦斯油等用作燃料而輸出動力的內(nèi)燃機。發(fā)動機22的操作受發(fā)動機的電子控制單元24(下文中，被稱為發(fā)動機ECU)控制。

雖然未圖示，但發(fā)動機ECU 24被構造為以CPU為中心的微處理器，并且除CPU之外還包括存儲處理程序的ROM、暫時儲存數(shù)據(jù)的RAM、輸入和輸出端口以及通信端口。控制發(fā)動機22的操作所需的來自各種傳感器的信號從輸入端口輸入到發(fā)動機ECU 24。來自各種傳感器的信號可包括以下各者。

-來自檢測發(fā)動機22的曲柄軸26的旋轉(zhuǎn)位置的曲柄位置傳感器23的曲柄角θcr

-來自檢測節(jié)氣門的位置的節(jié)氣門位置傳感器的節(jié)氣門開度TH

用于控制發(fā)動機22的操作的各種控制信號經(jīng)由輸出端口而從發(fā)動機ECU 24輸出。各種控制信號可包括以下各者。

-燃料噴射閥的驅(qū)動信號

-調(diào)整節(jié)氣門的位置的節(jié)氣門電動機的驅(qū)動信號

-與點火器集成的點火線圈的控制信號

發(fā)動機ECU 24經(jīng)由通信端口而連接到HVECU 70。發(fā)動機ECU 24通過來自HVECU 70的控制信號來控制發(fā)動機22的操作。此外，必要時，發(fā)動機ECU 24將關于發(fā)動機22的操作狀態(tài)的數(shù)據(jù)輸出到HVECU70。發(fā)動機ECU 24基于曲柄位置傳感器23所檢測的曲柄角θcr來計算曲柄軸26的轉(zhuǎn)速，即，發(fā)動機22的轉(zhuǎn)速Nm。

行星齒輪30被構造為單個小齒輪型行星齒輪機構。電動機MG1的轉(zhuǎn)子連接到行星齒輪30的太陽齒輪。經(jīng)由差速齒輪37而聯(lián)接到驅(qū)動輪38a、38b的驅(qū)動軸36以及電動機MG2的轉(zhuǎn)子連接到行星齒輪30的環(huán)形齒輪。發(fā)動機22的曲柄軸26連接到行星齒輪30的齒輪架。

電動機MG1被構造為具有嵌入有永磁體的轉(zhuǎn)子以及纏繞有三相線圈的定子的同步發(fā)電機-電動機。如上所述，在電動機MG1中，轉(zhuǎn)子連接到行星齒輪30的太陽齒輪。類似于電動機MG1，電動機MG2被構造為具有嵌入有永磁體的轉(zhuǎn)子以及纏繞有三相線圈的定子的同步發(fā)電機-電動機。如上所述，在電動機MG2中，轉(zhuǎn)子連接到驅(qū)動軸36。

如圖1和圖2所圖示，逆變器41連接到高壓側(cè)電力線路54a。逆變器41具有六個晶體管(切換元件)T11到T16以及六個二極管D11到D16。晶體管T11到T16分別成對地布置以便相對于高壓側(cè)電力線路54a的正極匯流條和負極匯流條而變?yōu)樵炊藗?cè)和吸入端側(cè)(sink side)。六個二極管D11到D16分別在相反方向上并聯(lián)連接到晶體管T11到T16。電動機MG1的三相線圈(U相、V相和W相)中的每一者連接到變?yōu)榫w管T11到T16中的每一對的晶體管之間的連接點。因此，按照在將電壓施加到逆變器41時由電動機的電子控制單元40(下文中，被稱為電動機ECU)調(diào)整的成對的晶體管T11到T16的導通時間的比率，在三相線圈中形成旋轉(zhuǎn)磁場，并且因此旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電動機MG1。

類似于逆變器41，逆變器42連接到高壓側(cè)電力線路54a。此外，類似于逆變器41，逆變器42具有六個晶體管(切換元件)T21到T26以及六個二極管D21到D26。因此，按照在將電壓施加到逆變器42時由電動機ECU 40調(diào)整的成對的晶體管T21到T26的導通時間的比率，在三相線圈中形成旋轉(zhuǎn)磁場，并且旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電動機MG2。

升壓轉(zhuǎn)換器55連接到高壓側(cè)電力線路54a以及低壓側(cè)電力線路54b，其中電池50連接到低壓側(cè)電力線路54b。升壓轉(zhuǎn)換器55具有兩個晶體管(切換元件)T31、T32、兩個二極管D31、D32以及電抗器L。晶體管T31連接到高壓側(cè)電力線路54a的正極匯流條。晶體管T32連接到晶體管T31以及高壓側(cè)電力線路54a和低壓側(cè)電力線路54b的負極匯流條。兩個二極管D31、D32分別在相反方向上并聯(lián)連接到晶體管T31、T32。電抗器L連接到晶體管T31、T32之間的連接點Cn以及低壓側(cè)電力線路54b的正極匯流條。按照由電動機ECU 40調(diào)整的晶體管T31、T32的導通時間的比率，升壓轉(zhuǎn)換器55將低壓側(cè)電力線路54b的電力升壓以將升壓電力供應到高壓側(cè)電力線路54a或?qū)⒏邏簜?cè)電力線路54a的電力降壓以將降壓電力供應到低壓側(cè)電力線路54b。

高壓側(cè)電容器57連接到高壓側(cè)電力線路54a的正極匯流條和負極匯流條。低壓側(cè)電容器58連接到低壓側(cè)電力線路54b的正極匯流條和負極匯流條。

雖然未圖示，但電動機ECU 40被構造為以CPU為中心的微處理器，并且除CPU之外還包括存儲處理程序的ROM、暫時儲存數(shù)據(jù)的RAM、輸入和輸出端口以及通信端口?？刂齐妱訖CMG1、MG2的驅(qū)動以及升壓轉(zhuǎn)換器55所需的來自各種傳感器的信號經(jīng)由輸入端口而輸入到電動機ECU 40中。來自各種傳感器的信號可包括以下各者。

-來自檢測電動機MG1、MG2的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置的旋轉(zhuǎn)位置檢測傳感器43和44的旋轉(zhuǎn)位置θm1、θm2

-來自檢測流動到電動機MG1、MG2的相應相位的電流的電流傳感器的相位電流

-來自附接在高壓側(cè)電容器57(高壓側(cè)電力線路54a)的端子之間的電壓傳感器57a的高壓側(cè)電容器57的電壓VH

-來自附接在低壓側(cè)電容器58(低壓側(cè)電力線路54b)的端子之間的電壓傳感器58a的低壓側(cè)電容器58的電壓VL

-來自附接在升壓轉(zhuǎn)換器55的連接點Cn與電抗器L之間的電流傳感器55a的電抗器L的電流IL(當從電抗器L側(cè)流動到連接點側(cè)時是正值)。

控制電動機MG1、MG2的驅(qū)動以及升壓轉(zhuǎn)換器55的各種控制信號經(jīng)由輸出端口而從電動機ECU 40輸出。各種控制信號可包括以下各者。

-到逆變器41、42的晶體管T11到T16和T21到T26的切換控制信號

-到升壓轉(zhuǎn)換器55的晶體管T31、T32的切換控制信號

電動機ECU 40經(jīng)由通信端口而連接到HVECU 70。電動機ECU 40通過來自HVECU 70的控制信號而控制電動機MG1、MG2以及升壓轉(zhuǎn)換器55的驅(qū)動。此外，必要時，電動機ECU 40將關于電動機MG1、MG2和升壓轉(zhuǎn)換器55的驅(qū)動狀態(tài)的數(shù)據(jù)輸出到HVECU 70。此外，電動機ECU 40基于電動機MG1、MG2的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置θm1、θm2而計算電動機MG1、MG2的轉(zhuǎn)速Nm1、Nm2。

電池50被構造為例如鋰離子二次電池或鎳氫二次電池，并且連接到低壓側(cè)電力線路54b。電池50由電池的電子控制單元52(下文中，被稱為電池ECU)管理。

雖然未圖示，但電池ECU 52被構造為以CPU為中心的微處理器，并且除CPU之外還包括存儲處理程序的ROM、暫時儲存數(shù)據(jù)的RAM、輸入和輸出端口以及通信端口。管理電池50所需的來自各種傳感器的信號經(jīng)由輸入端口而輸入到電池ECU 52。來自各種傳感器的信號可包括以下各者。

-來自安裝在電池50的端子之間的電壓傳感器51a的電池電壓Vb

-來自附接到電池50的輸出端子的電流傳感器51b的電池電流Ib

-來自附接到電池50的溫度傳感器51c的電池溫度Tb

電池ECU 52經(jīng)由通信端口而連接到HVECU 70。必要時，電池ECU 52將關于電池50的狀態(tài)的數(shù)據(jù)輸出到HVECU 70。電池ECU 52基于電流傳感器51b所檢測的電池電流Ib的積分值而計算電池50的蓄電率SOC。電池50的蓄電率SOC是可從電池50放電的電力容量與電池50的總?cè)萘康谋嚷?。此外，電池ECU 52基于所計算的蓄電率SOC以及溫度傳感器51c所檢測的電池溫度Tb而計算電池50的輸入極限Win和輸出極限Wout。電池50的輸入極限Win和輸出極限Wout是可對電池50充電和放電的最大容許電力。

系統(tǒng)主繼電器56被設置成比低壓側(cè)電力線路54b的正極匯流條和負極匯流條中的低壓側(cè)電容器58接近電池50。系統(tǒng)主繼電器56在導通時將電池50和升壓轉(zhuǎn)換器55相互連接，并且在關斷時將電池50和升壓轉(zhuǎn)換器55相互斷開。

雖然未圖示，但HVECU 70被構造為以CPU為中心的微處理器，并且除CPU之外還包括存儲處理程序的ROM、暫時儲存數(shù)據(jù)的RAM、輸入和輸出端口以及通信端口。來自各種傳感器的信號經(jīng)由輸入端口而輸入到HVECU 70。來自各種傳感器的信號可包括以下各者。

-來自點火開關80的點火信號

-來自檢測換檔桿81的操作位置的換檔位置傳感器82的換檔位置SP

-來自檢測加速器踏板83的踩踏量的加速器踏板位置傳感器84的加速器開度Acc

-來自檢測制動器踏板85的踩踏量的制動器踏板位置傳感器86的制動器踏板位置BP

-來自車速傳感器88的車速V

系統(tǒng)主繼電器56的控制信號等經(jīng)由輸出端口而從HVECU 70輸出。如上所述，HVECU 70經(jīng)由通信端口而連接到發(fā)動機ECU 24、電動機ECU 40、電池ECU 52。HVECU 70執(zhí)行與發(fā)動機ECU 24、電動機ECU 40、電池ECU 52的各種控制信號和數(shù)據(jù)的交換。

以此方式配置的第一實例的混合動力車輛20在例如混合動力行駛模式(HV行駛模式)和電動行駛模式(EV行駛模式)等行駛模式中行駛。HV行駛模式是車輛通過發(fā)動機22的操作和電動機MG1、MG2的驅(qū)動而行駛的行駛模式。EV行駛模式是車輛通過停止發(fā)動機22的操作并驅(qū)動電動機MG2而行駛的行駛模式。

在HV行駛模式中，首先，HVECU 70基于來自加速器踏板位置傳感器84的加速器開度Acc(將輸出到驅(qū)動軸36)以及來自車速傳感器88的車速V而設定行駛要求的要求轉(zhuǎn)矩Tr*。隨后，通過將要求轉(zhuǎn)矩Tr*與驅(qū)動軸36的轉(zhuǎn)速Np相乘而計算行駛要求的行駛功率Pdrv*。此處，通過將電動機MG2的轉(zhuǎn)速Nm2和車速V與轉(zhuǎn)換因數(shù)相乘而獲得的轉(zhuǎn)速等可用作驅(qū)動軸36的轉(zhuǎn)速Np。接著，將電池50的要求充電/放電功率Pb*(當對電池50進行放電時是正值)從行駛功率Pdrv*減去而計算車輛要求的要求功率Pe*。接著，設定發(fā)動機22中的目標轉(zhuǎn)速Ne*和目標轉(zhuǎn)矩Te*以及電動機MG1、MG2的轉(zhuǎn)矩命令Tm1*、Tm2*，以使得在電池50的輸入極限Win和輸出極限Wout內(nèi)，要求功率Pe*從發(fā)動機22輸出，并且要求轉(zhuǎn)矩Tr*輸出到驅(qū)動軸36。接著，發(fā)動機22中的目標轉(zhuǎn)速Ne*和目標轉(zhuǎn)矩Te*傳輸?shù)桨l(fā)動機ECU 24，并且電動機MG1、MG2的轉(zhuǎn)矩命令Tm1*、Tm2*傳輸?shù)诫妱訖CECU 40。發(fā)動機ECU 24執(zhí)行進氣量控制、燃料噴射控制、點火控制、打開/關閉定時控制，以使得如果接收到發(fā)動機22的目標轉(zhuǎn)速Ne*和目標轉(zhuǎn)矩Te*，那么發(fā)動機22基于所接收的目標轉(zhuǎn)速Ne*和目標轉(zhuǎn)矩Te*而操作。如果接收到電動機MG1、MG2的轉(zhuǎn)矩命令Tm1*、Tm2*，那么電動機ECU 40控制逆變器41、42的切換元件的切換，以使得電動機MG1、MG2由轉(zhuǎn)矩命令Tm1*、Tm2*驅(qū)動。在此HV行駛模式中，例如，當要求功率Pe*達到等于或小于停止閾值Pstop的值時，確定滿足發(fā)動機22的停止條件，停止發(fā)動機22的操作，并且進行到EV行駛模式的轉(zhuǎn)換。

在EV行駛模式中，類似于HV行駛模式，HVECU 70首先設定要求轉(zhuǎn)矩Tr*。隨后，將值0設定為電動機MG1的轉(zhuǎn)矩命令Tm1*。接著，設定電動機MG2的轉(zhuǎn)矩命令Tm2*，以使得在電池50的輸入極限Win和輸出極限Wout內(nèi)，要求轉(zhuǎn)矩Tr*輸出到驅(qū)動軸36。接著，電動機MG1、MG2的轉(zhuǎn)矩命令Tm1*、Tm2*傳輸?shù)诫妱訖CECU 40。如果接收到電動機MG1、MG2的轉(zhuǎn)矩命令Tm1*、Tm2*，那么電動機ECU 40控制逆變器41、42的切換元件的切換，以使得電動機MG1、MG2由轉(zhuǎn)矩命令Tm1*、Tm2*驅(qū)動。在此EV行駛模式中，例如，當類似于HV行駛模式而計算的要求功率Pe*達到等于或大于比停止閾值Pstop大的啟動閾值Pstart的值時，確定滿足發(fā)動機22的啟動條件，啟動發(fā)動機22，并且進行到HV行駛模式的轉(zhuǎn)換。

在第一實例中，電動機ECU 40分別基于電動機MG1、MG2的轉(zhuǎn)速Nm1、Nm2以及轉(zhuǎn)矩命令Tm1*、Tm2*而從多種控制模式選擇一種控制模式，并且控制逆變器41、42的切換。此處，作為逆變器41、42的控制模式，從未圖示的映射圖，從電動機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩較低的區(qū)分別依序選擇正弦控制模式、過調(diào)制控制模式以及矩形波控制模式，其中在正弦控制模式中，通過三角波比較來執(zhí)行脈寬調(diào)制(PWM)控制；在過調(diào)制控制模式中，以超過三角波的振幅的振幅產(chǎn)生正弦輸出電壓命令值，并通過充當所轉(zhuǎn)換的過調(diào)制電壓的PWM信號而對逆變器進行切換；并且在矩形波控制模式中，根據(jù)轉(zhuǎn)矩命令而以電壓相位的矩形波電壓對逆變器進行切換。這是因為，鑒于作為電動機MG1、MG2或逆變器41、42的特性，按照矩形波控制方法、過調(diào)制控制方法和正弦控制方法的次序，電動機MG1、MG2的輸出響應和可控制性變好且其輸出變小，并且因此逆變器41、42的切換損耗等變大的特性，在高轉(zhuǎn)速和低轉(zhuǎn)矩的區(qū)中，通過以正弦控制方法控制逆變器41、42，電動機MG1、MG2的輸出響應和可控制性得到改進，并且在高轉(zhuǎn)速和高轉(zhuǎn)矩區(qū)的區(qū)中，通過以矩形波控制方法控制逆變器41、42，大輸出得以實現(xiàn)并且逆變器41、42的切換損耗等減小。

電動機ECU 40基于電動機MG1、MG2的轉(zhuǎn)矩命令Tm1*、Tm2*以及電動機MG1、MG2的轉(zhuǎn)速Nm1、Nm2而設定驅(qū)動電動機MG1、MG2所需的目標電壓VH*。接著，設定使高壓側(cè)電力線路54a的電壓VH變?yōu)槟繕穗妷篤H*所需的電抗器L的目標電流ILtag。接著，通過以下表達式(1)來設定升壓轉(zhuǎn)換器55的兩個晶體管T31、T32的目標占空比Dtag*，以使得流動到電抗器L1的電流IL變?yōu)槟繕穗娏鱅Ltag，并且使用所設定的目標占空比Dtag*和載波頻率fc而控制晶體管T31、T32的切換。表達式(1)是用于使電抗器L的電流IL與目標電流ILtag一致的反饋控制的關系表達式。右側(cè)的第二項的“G”是表達式(1)中的比例項的增益G。用于使電抗器L的電流IL與目標電流ILtag一致的此反饋控制可被稱為“電流控制”。

Dtag*＝Previous Dtag*+G·(ILtag-IL) (1)

接著，將描述以此方式配置的第一實例的混合動力車輛20的操作，且明確地說，設定用于電流控制的增益G時的操作。圖3是示出將由電動機ECU 40執(zhí)行的增益設定例程的實例的流程圖。每預定時間(例如，每若干毫秒)重復地執(zhí)行主例程。此外，為了簡化描述，假設混合動力車輛20在EV行駛模式中形式。

如果執(zhí)行主例程，那么電動機ECU 40執(zhí)行輸入電動機MG2的轉(zhuǎn)速Nm2的處理(步驟S100)。作為電動機MG2的轉(zhuǎn)速Nm2，輸入基于電動機MG2的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置θm2而計算的轉(zhuǎn)速。

隨后，確定逆變器42的控制模式是否是矩形波控制模式(步驟S110)。確定逆變器42的控制模式是否是矩形波控制模式被認為是因為矩形波控制模式中，相對于高壓側(cè)電力線路54a的電壓VH的波動的電動機MG2的輸出的波動變得比其它控制模式中的大。

當逆變器42的控制模式并非矩形波控制模式時，即，當控制模式是正弦控制模式或過調(diào)制控制模式時，將值G1設定為增益G(步驟S120)，并且結束主例程。此處，作為值G1，使用預先確定為用于控制模式的增益的值的值。如果以此方式設定增益G，那么電動機ECU 40使用設定為值G1的增益G來執(zhí)行上述電流控制。通過此控制，高壓側(cè)電力線路54a的電壓VH用作具有改進的響應的目標電壓VH*。

當逆變器42的控制模式是矩形波控制模式時，使用電動機MG2的轉(zhuǎn)速Nm2和電動機MG2的磁極的數(shù)量P2通過以下表達式(2)來計算電動機MG2的電力波動的頻率的一次分量(電氣一次頻率)fm2(步驟S130)，并且確定電氣一次頻率fm2是否處于確定閾值fth1或更大且確定閾值fth2或更小的范圍內(nèi)(步驟S140)。確定閾值fth1、fth2是包括在將值G2用作增益G來執(zhí)行電流控制時在包括升壓轉(zhuǎn)換器55的電抗器L和電容器C的電路中發(fā)生諧振的諧振頻率的諧振頻帶的下限頻率famin和上限頻率famax。此處，值G2是基本上在逆變器42的控制模式是矩形波控制模式時使用的增益G的值。作為值G2，使用預先確定為可使升壓轉(zhuǎn)換器55的控制響應相對高的值的值。圖4是圖示電氣一次頻率fm2與升壓轉(zhuǎn)換器55的輸出電壓(高壓側(cè)電力線路54a的電壓VH)和輸入電壓(低壓側(cè)電力線路54b的電壓VL)的電壓比Rv(VH/VL)之間的關系的說明圖。在此圖中，陰影區(qū)是諧振頻帶。如圖示，諧振頻帶是預先確定為電壓比Rv變得相對大且在第一實例中是比諧振頻率fa小了值α1的下限頻率famin(＝fa-α1)到比諧振頻率fa大了值α1的上限頻率famax(＝fa+α1)的范圍的區(qū)的區(qū)。因此，步驟S140的處理是確定電動機MG2的電氣一次頻率fm2在將值G2作為增益G的情況下執(zhí)行電流控制時是否落入諧振頻帶內(nèi)的處理。

fm2＝Nm2·P2/2 (2)

當電氣一次頻率fm2小于確定閾值fth1或大于確定閾值fth2(步驟S140)時，確定即使在將值G2作為增益G的情況下執(zhí)行電流控制時，電氣一次頻率fm2也不落入諧振頻帶內(nèi)，將增益G設定為值G2(步驟S150)，并且結束主例程。如果以此方式設定增益G，那么電動機ECU 40使用設定為值G2的增益G來執(zhí)行上述電流控制。圖5是圖示使用設定為值G2的增益G而執(zhí)行電流控制的電氣一次頻率fm2的范圍與諧振頻帶之間的關系的說明圖。在此圖中，陰影區(qū)是諧振頻帶。通過以此方式將增益G設定為值G2，防止電氣一次頻率fm2落入諧振頻帶內(nèi)。因此，可防止升壓轉(zhuǎn)換器55的諧振，可防止電壓VH的波動變大，并且可防止從電動機MG2輸出的功率的波動進一步增大。

如果在電氣一次頻率fm2等于或大于確定閾值fth1并且等于或小于確定閾值fth2(步驟S140)時在將值G2作為增益G的情況下執(zhí)行電流控制，確定電氣一次頻率fm2落入諧振頻帶內(nèi)，那么將增益G設定為值G3(步驟S160)，并且結束主例程。以此方式，如果設定增益G，那么電動機ECU 40使用設定為值G3的增益G來執(zhí)行上述電流控制。值G3是升壓轉(zhuǎn)換器55的諧振頻帶的上限頻率fbmax(通過將預定值α2與諧振頻率fb相加而獲得的頻率)變得小于在使用設定為值G3的增益G來執(zhí)行電流控制時的上述下限頻率famin的值。通常，因為增益G較小時的諧振頻率變得小于增益較大時的諧振頻率，所以值G3是小于值G2的值。圖6是圖示使用設定為值G3的增益G而執(zhí)行電流控制的電氣一次頻率fm2的范圍與諧振頻帶之間的關系的說明圖。在此圖中，陰影區(qū)是諧振頻帶。如圖示，諧振頻帶是預先確定為電壓比Rv變得相對大且在第一實例中是電氣一次頻率比諧振頻率fb小了值α2的下限頻率famin(＝fa–α2)與電氣一次頻率比諧振頻率fb大了值α2的上限頻率famax(＝fa+α2)的范圍的區(qū)的區(qū)。如圖示，如果將增益G設定為值G3，那么防止電氣一次頻率fm2變?yōu)樘幱谥C振頻帶內(nèi)的頻率。因此，可防止升壓轉(zhuǎn)換器55的諧振，可防止電壓VH的波動變大，并且可防止從電動機MG2輸出的功率的波動進一步增大。通常，需要電動機ECU 40在增益G的值較大時具有比增益G的值較小時高的處理性能。在第一實例中，通過將增益G設定為小于值G2的值G3，可防止升壓轉(zhuǎn)換器55的諧振，而不會獲得電動機ECU 40的更高處理性能。

根據(jù)上文所述的第一實例的混合動力車輛20，當電氣一次頻率fm2小于確定閾值fth1或大于確定閾值fth2時，將值G2設定為增益G，當電氣一次頻率fm2等于或大于確定閾值fth1并且等于或小于確定閾值fth2時，設定值G3，并且使用以此方式設定的增益G來執(zhí)行升壓轉(zhuǎn)換器55中的電流控制，其中值G3小于值G2并且在值G3下，上限頻率fbmax變得小于在將值G2作為增益G的情況下執(zhí)行電流控制時的下限頻率famin。因此，可防止升壓轉(zhuǎn)換器55的諧振。

在第一實例的混合動力車輛20中，在圖3所圖示的增益設定例程的步驟S160的處理中，將增益G設定為小于值G2的值G3。然而，如果增益G具有使得電氣一次頻率fm2變?yōu)橹C振頻帶之外的頻率的值，那么可設定任何值。例如，在允許電動機ECU 40的處理性能更高的狀況下，增益G可具有大于值G2的值。在此狀況下，代替圖3所圖示的增益設定例程的步驟S160的處理，可設定增益G，以使得在使電動機MG2具有所允許的最大發(fā)動機速度時，諧振頻帶變得顯著大于電氣一次頻率。

在第一實例的混合動力車輛20中，在圖3所圖示的增益設定例程的步驟S140的處理中，在將值G2作為增益G的情況下執(zhí)行電流控制時的升壓轉(zhuǎn)換器55的諧振頻帶的下限頻率famin和上限頻率famax用作確定閾值fth1、fth2。在晶體管T31、T32的切換時的載波頻率fc根據(jù)晶體管T31、T32等的溫度而改變的狀況下，使用載波頻率fc來設定確定閾值fth1、fth2。圖7是圖示修改實例的增益設定例程的實例的流程圖，其中確定閾值fth1、fth2是使用載波頻率fc而設定。在此例程中，執(zhí)行與圖3的增益設定例程相同的處理，不同之處在于在圖3所圖示的增益設定例程的步驟S130的處理與步驟S140的處理之間執(zhí)行步驟S135的處理。

在修改實例的增益設定例程中，如果執(zhí)行電氣一次頻率fm2(步驟S130)，那么隨后，控制使用晶體管T31、T32的切換時的載波頻率fc的確定閾值fth1、fth2(步驟S135)。圖8是圖示在增益G是值G2的狀況下，在載波頻率fc改變?yōu)橹礷c1到fc3(fc1<fc2<fc3)時，電氣一次頻率fm與升壓轉(zhuǎn)換器55的電壓比Rv(VH/VL)之間的關系的說明圖。在此圖中，值fa1到fa3分別示出在載波頻率fc設定為值fc1到fc3時的諧振頻率。在此圖中，陰影區(qū)是諧振頻帶。如圖所示，當載波頻率fc高時，諧振頻率高于載波頻率低時的諧振頻率，并且諧振頻帶處于高頻側(cè)上。在步驟S135的處理中，預先確定在增益G是值G2時的載波頻率與諧振頻帶的上限頻率和下限頻率之間的關系，并將其存儲在ROM(未圖示)中，并且給出載波頻率，那么分別將對應于給定載波頻率的下限頻率和上限頻率設定為確定閾值fth1、fth2。在修改實例的增益設定例程中，使用以此方式設定的確定閾值fth1、fth2來確定電動機MG2的電氣一次頻率fm2是否落入步驟S140的處理時(在將值G2作為增益G的情況下執(zhí)行電流控制時)的諧振頻帶內(nèi)。因此，可較準確地執(zhí)行此確定。因此，可較適當?shù)胤乐闺姎庖淮晤l率fm2變?yōu)橹C振頻帶內(nèi)的頻率，并且可防止升壓轉(zhuǎn)換器55的諧振。

在第一實例的混合動力車輛20中，在圖3的增益設定例程中，執(zhí)行步驟S110的處理，并且當逆變器42的控制模式是矩形波控制模式時，執(zhí)行步驟S130到S160的處理。然而，可在不執(zhí)行步驟S110、S120的處理的情況下執(zhí)行步驟S130到S160的處理，而無關于逆變器42的控制模式。

接著，將描述本發(fā)明的第二實例的混合動力車輛20B。第二實例的混合動力車輛20B具有與參照圖1和圖2所述的第一實例的混合動力車輛20相同的硬件配置，并且與混合動力車輛20相同的控制得以執(zhí)行，不同之處在于控制升壓轉(zhuǎn)換器55的方法。因此，為了避免重復描述，將省去關于第二實例的混合動力車輛20B的硬件配置等的描述。

在第一實例的混合動力車輛20中，在圖3所圖示的增益設定例程中，當電氣一次頻率fm2等于或大于確定閾值fth1并且等于或小于確定閾值fth2時，將增益G設定為值G3并使用所設定的增益G來執(zhí)行電流控制。如果允許升壓轉(zhuǎn)換器55的控制的響應降級，那么當電氣一次頻率fm2是確定閾值fth1或更大和確定閾值fth2或更小時，可停止電流控制的執(zhí)行。圖9是圖示將由第二實例的混合動力車輛20B的電動機ECU 40執(zhí)行的升壓轉(zhuǎn)換器控制例程的實例的流程圖。每預定時間(例如，每若干毫秒)重復地執(zhí)行主例程。

如果執(zhí)行主例程，那么通過與圖3的增益設定例程的步驟S100和S110相同的處理，電動機ECU 40輸入轉(zhuǎn)速Nm2(步驟S200)并確定逆變器42的控制模式是否是矩形波控制模式(步驟S210)。接著，當控制模式是矩形波控制模式時，執(zhí)行升壓轉(zhuǎn)換器55中的電流控制(步驟S220)，并且結束主例程。

當逆變器42的控制模式是矩形波控制模式時，通過與圖3的增益設定例程的步驟S130、S140相同的處理，計算電氣一次頻率fm2(步驟S230)，并且確定所計算的電氣一次頻率fm2是否等于或大于確定閾值fth1并且等于或小于確定閾值fth2(步驟S240)。當電氣一次頻率fm2小于確定閾值fth1或大于確定閾值fth2時，執(zhí)行電流控制(步驟S250)，并且結束主例程，并且當電氣一次頻率fm2等于或大于確定閾值fth1并且等于或小于確定閾值fth2時，停止電流控制，執(zhí)行電壓控制(步驟S260)，并且結束主例程。此處，電壓控制是設定升壓轉(zhuǎn)換器55的兩個晶體管T31、T32的目標占空比Dtag*以使得高壓側(cè)電力線路54a的電壓VH變?yōu)槟繕穗妷篤H*，并且使用所設定的目標占空比Dtag*和載波頻率fc而控制晶體管T31、T32的切換的控制。雖然此電壓控制的響應變得低于上述電流控制的響應，但不發(fā)生因執(zhí)行電流控制而導致的升壓轉(zhuǎn)換器55的諧振。因此，如果電壓VH的波動變大，那么可防止從電動機MG2輸出的功率的波動進一步增大。

根據(jù)上文所述的第二實例的混合動力車輛20B，當電氣一次頻率fm2等于或大于確定閾值fth1并且等于或小于確定閾值fth2時，可通過停止電流控制并執(zhí)行電壓控制來防止在包括升壓轉(zhuǎn)換器55的電抗器L和電容器C的電路中發(fā)生諧振。

在第二實例的混合動力車輛20B中，在圖9所圖示的升壓轉(zhuǎn)換器控制例程的步驟S260的處理中，停止電流控制并執(zhí)行電壓控制。代替步驟S260的處理，可執(zhí)行使用與執(zhí)行步驟S250的處理時的載波頻率不同的載波頻率fc進行的電流控制。如上所述，根據(jù)載波頻率fc來改變諧振頻率和諧振頻帶。因此，可通過選擇載波頻率fc以使得電氣一次頻率fm2變?yōu)橹C振頻帶之外的頻率來防止升壓轉(zhuǎn)換器55的諧振。在此狀況下，如果使載波頻率fc大于執(zhí)行步驟S250的處理時的載波頻率，那么晶體管T31、T32的切換損耗增大。因此，希望使載波頻率fc較小。

在第二實例的混合動力車輛20B中，在圖9的升壓轉(zhuǎn)換器控制例程中，執(zhí)行步驟S210的處理，并且當逆變器42的控制模式是矩形波控制模式時，執(zhí)行步驟S230到S260的處理。然而，可在不執(zhí)行步驟S210、S220的處理的情況下執(zhí)行步驟S230到S260的處理，而無關于逆變器42的控制模式。

在第一實例的混合動力車輛20和第二實例的混合動力車輛20B中，在圖3所圖示的增益設定例程的步驟S130、S140的處理中，以及在圖9所圖示的升壓變換器控制例程的步驟S230、S240的處理中，計算電動機MG2的電氣一次頻率fm2，并且將電動機MG2的電氣一次頻率fm2與確定閾值fth1、fth2比較。然而，可計算電動機MG1的電氣一次頻率fm1，并且可將電動機MG1的電氣一次頻率fm1與確定閾值fth1、fth2的確定閾值進行比較。

在第一實例和第二實例中，本發(fā)明應用到包括發(fā)動機22和電動機MG1、MG2的混合動力車輛。然而，本發(fā)明可應用到任何種類車輛中，只要提供了包括電動機、控制此電動機的逆變器以及使來自電池的電壓升壓的升壓轉(zhuǎn)換器的車輛即可。

將描述實例的主要元件與用于解決問題的方式的章節(jié)所述的本發(fā)明的主要元件之間的對應關系。在實例中，電動機MG2可等同于“電動機”，逆變器42可等同于“逆變器”，電池50可等同于“電池”，升壓轉(zhuǎn)換器55等同于“升壓轉(zhuǎn)換器”，并且電動機ECU可等同于“控制器”。

此外，因為實例的主要元件與用于解決問題的方式的章節(jié)所述的本發(fā)明的主要元件之間的對應關系是具體描述用于解決問題的實例的方式的章節(jié)所述的用于執(zhí)行本發(fā)明的模式的實例，所以本發(fā)明不限于用于解決問題的方式的章節(jié)所述的本發(fā)明的元件。也就是說，用于解決問題的方式的章節(jié)所述的關于本發(fā)明的解釋應是在該章節(jié)的描述的基礎上進行，并且實例僅是用于解決問題的方式的章節(jié)所述的本發(fā)明的具體實例。

雖然已在上文使用實例來描述用于執(zhí)行本發(fā)明的模式，但本發(fā)明根本不限于這些實例，并且可按照各種形式自然地執(zhí)行，而不偏離本發(fā)明的范圍。

本發(fā)明可用于車輛制造業(yè)等。