车辆

摘要

本发明涉及一种车辆。当电动机的电力波动的电气一次频率fm2小于作为在包括升压转换器的电抗器和电容器的电路中发生谐振的频带的下限频率的确定阈值fth1或大于作为发生谐振的频带的上限频率的确定阈值fth2时，将值G2设定为增益G(步骤S140、S150)，并且当电气一次频率fm2等于或大于确定阈值fth1并且等于或小于确定阈值fth2时，将谐振频带的上限频率具有比确定阈值fth1低的频率的值G3设定为增益G(步骤S140、S160)，并且使用以此方式设定的增益G来执行升压转换器中的电流控制。可防止包括升压转换器的电抗器和电容器的电路的谐振。

权利要求

1.一种车辆，包括：

电动机；

逆变器，所述逆变器用于驱动所述电动机；

电池；

升压转换器，所述升压转换器包括电抗器和电容器，并且连接到第一电力线路和第二电力线路，所述逆变器连接到所述第一电力线路并且所述电池连接到所述第二电力线路；

以及

控制器，所述控制器设定所述电抗器的目标电流以使得所述第一电力线路的电压变为目标电压，并且执行使用增益来控制所述升压转换器以使得流动到所述电抗器的电抗器电流变为所述目标电流的电流控制，所述车辆的特征在于，所述控制器设定所述增益以使得基于所述电动机的转速的所述电动机的电力波动的频率，当执行所述电流控制时，变为在包括所述升压转换器的所述电抗器和所述电容器的电路中发生谐振的谐振频带之外的频率。

2.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于

所述控制器在包括矩形波控制模式的多种控制模式中控制所述逆变器以使得转矩从所述电动机输出，并且设定所述增益以使得当所述控制模式是所述矩形波控制模式时，所述电动机的电力波动的频率落在所述谐振频带之外。

3.根据权利要求1或2所述的车辆，其特征在于使用用于控制所述升压转换器的载波频率来设定所述谐振频带。

4.根据权利要求1或2所述的车辆，其特征在于所示控制器当所述电动机的电力波动的频率处于所述谐振频带内时，将所述增益设定为第一值以使得所述频率变为所述谐振频带之外的频率，并且当所述电动机的电力波动的频率处于所述谐振频带之外时，将所述增益设定为不同于所述第一值的第二值以使得所述频率保持处于所述谐振频带之外。

5.一种车辆，包括：

电动机；

逆变器，所述逆变器用于驱动所述电动机；

电池；

升压转换器，所述升压转换器包括电抗器和电容器，并且连接到第一电力线路和第二电力线路，所述逆变器连接到所述第一电力线路并且所述电池连接到所述第二电力线路；

以及

控制器，所述控制器设定所述电抗器的目标电流以使得所述第一电力线路的电压变为目标电压，并且执行使用增益来控制所述升压转换器以使得流动到所述电抗器的电抗器电流变为所述目标电流的电流控制，所述车辆的特征在于，当基于所述电动机的转速的所述电动机的电力波动的频率处于当执行所述电流控制时在包括所述升压转换器的所述电抗器和所述电容器的电路中发生谐振的谐振频带中时，所述控制器停止所述电流控制以执行控制所述升压转换器以使得所述第一电力线路的电压变为目标电压的电压控制。

6.根据权利要求5所述的车辆，其特征在于

所述控制器在包括矩形波控制模式的多种控制模式中控制所述逆变器以使得转矩从所述电动机输出，并且当所述控制模式是所述矩形波控制模式并且所述电动机的电力波动的频率处于所述谐振频带中时，停止所述电流控制以执行所述电压控制。

说明书

车辆

技术领域

[0001] 本发明涉及车辆，并且更具体来说，涉及包括电动机、逆变器、电池和升压转换器的车辆。

背景技术

[0002] 作为此类型的车辆，已提出包括电动机、逆变器、电池和升压转换器的车辆(例如，参照第2010/137128号国际公开)。逆变器驱动电动机。升压转换器具有电抗器和电容器，并且连接到第一电力线路和第二电力线路，其中逆变器连接到第一电力线路并且电池连接到第二电力线路。在此车辆中，通过设定电抗器的目标电流以使得第一电力线路的电压变为目标电压，并且控制升压转换器以使得流动到电抗器的电抗器电流变为目标电流，来防止第一电力线路的电压的波动，并且以优良的响应控制电动机。

[0003] 在上述车辆中，如果电动机的电力波动的频率变为在包括升压转换器的电抗器和电容器的电路中发生谐振的谐振频带内的频率，那么电路中发生谐振，并且电抗器电流的波动变大。如果电抗器电流的波动变大，那么逆变器所连接到的第一电力线路的电压的波动变大，并且电动机的功率的波动变大。

发明内容

[0004] 本发明提供一种车辆，该车辆防止在包括升压转换器的电抗器和电容器的电路中发生谐振。

[0005] 根据本发明的第一方面的车辆包括：电动机；逆变器，用于驱动电动机；电池；升压转换器，包括电抗器和电容器，并且连接到第一电力线路和第二电力线路，逆变器连接到第一电力线路并且电池连接到第二电力线路；以及控制器，设定电抗器的目标电流以使得第一电力线路的电压变为目标电压，并且执行使用增益来控制升压转换器以使得流动到电抗器的电抗器电流变为目标电流的电流控制。第一方面中的控制器设定增益以使得基于电动机的转速的电动机的电力波动的频率在执行电流控制时变为在包括升压转换器的电抗器和电容器的电路中发生谐振的谐振频带之外的频率。

[0006] 根据本发明的第一方面的车辆的控制器设定电抗器的目标电流以使得第一电力线路的电压变为目标电压，并且使用增益来控制升压转换器以使得流动到电抗器的电抗器电流变为目标电流。并且，控制器设定增益以使得基于电动机的转速的电动机的电力波动的频率在执行电流控制时变为在包括升压转换器的电路中发生谐振的谐振频带之外的频率。因此，可防止电动机的电力波动的频率变为谐振频带内的频率，并且可防止在包括升压转换器的电抗器和电容器的电路中发生谐振。

[0007] 在如此的本发明的第一方面的车辆中，控制器可在包括矩形波控制模式的多种控制模式中控制逆变器以使得转矩从电动机输出，并且可设定增益以使得当控制模式是矩形波控制模式时，电动机的电力波动的频率落在谐振频带之外。当逆变器的控制模式是矩形波控制模式时，与控制模式是其它控制模式时相比，可假设当在包括升压转换器的电抗器和电容器的电路中已发生谐振时，电抗器电流的变化变大。因此，当逆变器的控制模式是矩形波控制模式时，可通过设定增益以使得电动机的电力波动的频率落在谐振频带之外，而在较适当的定时防止在包括升压转换器的电抗器和电容器的电路中发生谐振。

[0008] 在本发明的第一方面的车辆中，可使用用于控制升压转换器的载波频率来设定谐振频带。谐振频带根据载波频率而移动到高频侧或低频侧。因此，通过使用载波频率来设定谐振频带，电动机的电力波动的频率可以更准确地是谐振频带之外的频率。因此，可较适当地防止在包括升压转换器的电抗器和电容器的电路中发生谐振。

[0009] 此外，在根据本发明的第一方面的车辆中，控制器可当电动机的电力波动的频率处于谐振频带内时，将增益设定为第一值以使得频率变为谐振频带之外的频率，并且可当电动机的电力波动的频率处于谐振频带之外时，将增益设定为不同于第一值的第二值以使得频率保持处于谐振频带之外。

[0010] 根据本发明的第二方面的车辆包括：电动机；逆变器，用于驱动电动机；电池；升压转换器，包括电抗器和电容器，并且连接到第一电力线路和第二电力线路，逆变器连接到第一电力线路并且电池连接到第二电力线路；以及控制器，设定电抗器的目标电流以使得第一电力线路的电压变为目标电压，并且执行使用增益来控制升压转换器以使得流动到电抗器的电抗器电流变为目标电流的电流控制。当基于电动机的转速的电动机的电力波动的频率处于在包括升压转换器的电抗器和电容器的电路中发生谐振的谐振频带中时，第二方面的控制器停止电流控制以执行控制升压转换器以使得第一电力线路的电压变为目标电压的电压控制。

[0011] 根据本发明的第二方面的车辆的控制器执行设定电抗器的目标电流以使得第一电力线路的电压变为目标电压的电流控制，并且使用增益来控制升压转换器以使得流动到电抗器的电抗器电流变为目标电流。并且，当基于电动机的转速的电动机的电力波动的频率处于在包括升压转换器的电抗器和电容器的电路中发生谐振的谐振频带中时，控制器停止电流控制以执行控制升压转换器以使得第一电力线路的电压变为目标电压的电压控制。如果在电动机的电力波动的频率处于谐振频带中时执行电流控制，那么可在包括升压转换器的电抗器和电容器的电路中发生谐振。因此，当电动机的电力波动的频率处于谐振频带中时，可通过停止电流控制而防止在包括升压转换器的电抗器和电容器的电路中发生谐振。

[0012] 在如此的第二方面的车辆中，控制器可在包括矩形波控制模式的多种控制模式中控制逆变器以使得转矩从电动机输出，并且可在控制模式是矩形波控制模式并且电动机的电力波动的频率处于谐振频带中时，停止电流控制以执行电压控制。当逆变器的控制模式是矩形波控制模式时，与控制模式是其它控制模式时相比，可假设当在包括升压转换器的电抗器和电容器的电路中已发生谐振时，电抗器电流的变化变大。因此，当控制模式是矩形波控制模式并且电动机的电力波动的频率处于谐振频带中时，可在较适当的定时防止在包括升压转换器的电抗器和电容器的电路中发生谐振。

附图说明

[0013] 将在下文参照附图来描述本发明的示范性实施例的特征、优点和技术与工业意义，其中相似数字表示相似元件，且其中：

[0014] 图1是示出作为本发明的第一实例的混合动力车辆20的配置的略图的配置图；

[0015] 图2是示出包括电动机MG1、MG2的电驱动系统的配置的略图的配置图；

[0016] 图3是示出将由电动机ECU 40执行的增益设定例程的实例的流程图；

[0017] 图4是图示电气一次频率fm2与升压转换器55的输出电压(高压侧电力线路54a的电压VH)和输入电压(低压侧电力线路54b的电压VL)的电压比Rv(VH/VL)之间的关系的说明图；

[0018] 图5是图示使用设定为值G2的增益G而执行电流控制的电气一次频率fm2的范围与谐振频带之间的关系的说明图；

[0019] 图6是图示使用设定为值G3的增益G而执行电流控制的电气一次频率fm2的范围与谐振频带之间的关系的说明图；

[0020] 图7是图示修改实例的增益设定例程的实例的流程图，其中确定阈值fth1、fth2是使用载波频率fc而设定；

[0021] 图8是图示在增益G是值G2的状况下，在载波频率fc改变为值fc1、fc2、fc3(fc1

[0022] 图9是图示将由第二实例的混合动力车辆20B的电动机ECU 40执行的升压转换器控制例程的实例的流程图。

具体实施方式

[0023] 接着，将使用实例来描述用于执行本发明的模式。

[0024] 图1是示出作为本发明的第一实例的混合动力车辆20的配置的略图的配置图。图2是示出包括电动机MG1、MG2的电驱动系统的配置的略图的配置图。如图1所图示的第一实例的混合动力车辆20包括发动机22、行星齿轮30、电动机MG1、MG2、逆变器41、42、升压转换器55、电池50、系统主继电器56以及混合动力车辆的电子控制单元70(下文中，被称为HVECU)。

[0025] 发动机22被构造为通过将汽油、瓦斯油等用作燃料而输出动力的内燃机。发动机22的操作受发动机的电子控制单元24(下文中，被称为发动机ECU)控制。

[0026] 虽然未图示，但发动机ECU 24被构造为以CPU为中心的微处理器，并且除CPU之外还包括存储处理程序的ROM、暂时储存数据的RAM、输入和输出端口以及通信端口。控制发动机22的操作所需的来自各种传感器的信号从输入端口输入到发动机ECU 24。来自各种传感器的信号可包括以下各者。

[0027] -来自检测发动机22的曲柄轴26的旋转位置的曲柄位置传感器23的曲柄角θcr[0028] -来自检测节气门的位置的节气门位置传感器的节气门开度TH

[0029] 用于控制发动机22的操作的各种控制信号经由输出端口而从发动机ECU 24输出。各种控制信号可包括以下各者。

[0030] -燃料喷射阀的驱动信号

[0031] -调整节气门的位置的节气门电动机的驱动信号

[0032] -与点火器集成的点火线圈的控制信号

[0033] 发动机ECU 24经由通信端口而连接到HVECU 70。发动机ECU 24通过来自HVECU 70的控制信号来控制发动机22的操作。此外，必要时，发动机ECU 24将关于发动机22的操作状态的数据输出到HVECU70。发动机ECU 24基于曲柄位置传感器23所检测的曲柄角θcr来计算曲柄轴26的转速，即，发动机22的转速Nm。

[0034] 行星齿轮30被构造为单个小齿轮型行星齿轮机构。电动机MG1的转子连接到行星齿轮30的太阳齿轮。经由差速齿轮37而联接到驱动轮38a、38b的驱动轴36以及电动机MG2的转子连接到行星齿轮30的环形齿轮。发动机22的曲柄轴26连接到行星齿轮30的齿轮架。

[0035] 电动机MG1被构造为具有嵌入有永磁体的转子以及缠绕有三相线圈的定子的同步发电机-电动机。如上所述，在电动机MG1中，转子连接到行星齿轮30的太阳齿轮。类似于电动机MG1，电动机MG2被构造为具有嵌入有永磁体的转子以及缠绕有三相线圈的定子的同步发电机-电动机。如上所述，在电动机MG2中，转子连接到驱动轴36。

[0036] 如图1和图2所图示，逆变器41连接到高压侧电力线路54a。逆变器41具有六个晶体管(切换元件)T11到T16以及六个二极管D11到D16。晶体管T11到T16分别成对地布置以便相对于高压侧电力线路54a的正极汇流条和负极汇流条而变为源端侧和吸入端侧(sink side)。六个二极管D11到D16分别在相反方向上并联连接到晶体管T11到T16。电动机MG1的三相线圈(U相、V相和W相)中的每一者连接到变为晶体管T11到T16中的每一对的晶体管之间的连接点。因此，按照在将电压施加到逆变器41时由电动机的电子控制单元40(下文中，被称为电动机ECU)调整的成对的晶体管T11到T16的导通时间的比率，在三相线圈中形成旋转磁场，并且因此旋转驱动电动机MG1。

[0037] 类似于逆变器41，逆变器42连接到高压侧电力线路54a。此外，类似于逆变器41，逆变器42具有六个晶体管(切换元件)T21到T26以及六个二极管D21到D26。因此，按照在将电压施加到逆变器42时由电动机ECU 40调整的成对的晶体管T21到T26的导通时间的比率，在三相线圈中形成旋转磁场，并且旋转驱动电动机MG2。

[0038] 升压转换器55连接到高压侧电力线路54a以及低压侧电力线路54b，其中电池50连接到低压侧电力线路54b。升压转换器55具有两个晶体管(切换元件)T31、T32、两个二极管D31、D32以及电抗器L。晶体管T31连接到高压侧电力线路54a的正极汇流条。晶体管T32连接到晶体管T31以及高压侧电力线路54a和低压侧电力线路54b的负极汇流条。两个二极管D31、D32分别在相反方向上并联连接到晶体管T31、T32。电抗器L连接到晶体管T31、T32之间的连接点Cn以及低压侧电力线路54b的正极汇流条。按照由电动机ECU 40调整的晶体管T31、T32的导通时间的比率，升压转换器55将低压侧电力线路54b的电力升压以将升压电力供应到高压侧电力线路54a或将高压侧电力线路54a的电力降压以将降压电力供应到低压侧电力线路54b。

[0039] 高压侧电容器57连接到高压侧电力线路54a的正极汇流条和负极汇流条。低压侧电容器58连接到低压侧电力线路54b的正极汇流条和负极汇流条。

[0040] 虽然未图示，但电动机ECU 40被构造为以CPU为中心的微处理器，并且除CPU之外还包括存储处理程序的ROM、暂时储存数据的RAM、输入和输出端口以及通信端口。控制电动机MG1、MG2的驱动以及升压转换器55所需的来自各种传感器的信号经由输入端口而输入到电动机ECU 40中。来自各种传感器的信号可包括以下各者。

[0041] -来自检测电动机MG1、MG2的转子的旋转位置的旋转位置检测传感器43和44的旋转位置θm1、θm2

[0042] -来自检测流动到电动机MG1、MG2的相应相位的电流的电流传感器的相位电流[0043] -来自附接在高压侧电容器57(高压侧电力线路54a)的端子之间的电压传感器57a的高压侧电容器57的电压VH

[0044] -来自附接在低压侧电容器58(低压侧电力线路54b)的端子之间的电压传感器58a的低压侧电容器58的电压VL

[0045] -来自附接在升压转换器55的连接点Cn与电抗器L之间的电流传感器55a的电抗器L的电流IL(当从电抗器L侧流动到连接点侧时是正值)。

[0046] 控制电动机MG1、MG2的驱动以及升压转换器55的各种控制信号经由输出端口而从电动机ECU 40输出。各种控制信号可包括以下各者。

[0047] -到逆变器41、42的晶体管T11到T16和T21到T26的切换控制信号

[0048] -到升压转换器55的晶体管T31、T32的切换控制信号

[0049] 电动机ECU 40经由通信端口而连接到HVECU 70。电动机ECU 40通过来自HVECU 70的控制信号而控制电动机MG1、MG2以及升压转换器55的驱动。此外，必要时，电动机ECU 40将关于电动机MG1、MG2和升压转换器55的驱动状态的数据输出到HVECU 70。此外，电动机ECU 40基于电动机MG1、MG2的转子的旋转位置θm1、θm2而计算电动机MG1、MG2的转速Nm1、Nm2。

[0050] 电池50被构造为例如锂离子二次电池或镍氢二次电池，并且连接到低压侧电力线路54b。电池50由电池的电子控制单元52(下文中，被称为电池ECU)管理。

[0051] 虽然未图示，但电池ECU 52被构造为以CPU为中心的微处理器，并且除CPU之外还包括存储处理程序的ROM、暂时储存数据的RAM、输入和输出端口以及通信端口。管理电池50所需的来自各种传感器的信号经由输入端口而输入到电池ECU 52。来自各种传感器的信号可包括以下各者。

[0052] -来自安装在电池50的端子之间的电压传感器51a的电池电压Vb

[0053] -来自附接到电池50的输出端子的电流传感器51b的电池电流Ib

[0054] -来自附接到电池50的温度传感器51c的电池温度Tb

[0055] 电池ECU 52经由通信端口而连接到HVECU 70。必要时，电池ECU 52将关于电池50的状态的数据输出到HVECU 70。电池ECU 52基于电流传感器51b所检测的电池电流Ib的积分值而计算电池50的蓄电率SOC。电池50的蓄电率SOC是可从电池50放电的电力容量与电池50的总容量的比率。此外，电池ECU 52基于所计算的蓄电率SOC以及温度传感器51c所检测的电池温度Tb而计算电池50的输入极限Win和输出极限Wout。电池50的输入极限Win和输出极限Wout是可对电池50充电和放电的最大容许电力。

[0056] 系统主继电器56被设置成比低压侧电力线路54b的正极汇流条和负极汇流条中的低压侧电容器58接近电池50。系统主继电器56在导通时将电池50和升压转换器55相互连接，并且在关断时将电池50和升压转换器55相互断开。

[0057] 虽然未图示，但HVECU 70被构造为以CPU为中心的微处理器，并且除CPU之外还包括存储处理程序的ROM、暂时储存数据的RAM、输入和输出端口以及通信端口。来自各种传感器的信号经由输入端口而输入到HVECU 70。来自各种传感器的信号可包括以下各者。

[0058] -来自点火开关80的点火信号

[0059] -来自检测换档杆81的操作位置的换档位置传感器82的换档位置SP

[0060] -来自检测加速器踏板83的踩踏量的加速器踏板位置传感器84的加速器开度Acc[0061] -来自检测制动器踏板85的踩踏量的制动器踏板位置传感器86的制动器踏板位置BP

[0062] -来自车速传感器88的车速V

[0063] 系统主继电器56的控制信号等经由输出端口而从HVECU 70输出。如上所述，HVECU 70经由通信端口而连接到发动机ECU 24、电动机ECU 40、电池ECU 52。HVECU 70执行与发动机ECU 24、电动机ECU 40、电池ECU 52的各种控制信号和数据的交换。

[0064] 以此方式配置的第一实例的混合动力车辆20在例如混合动力行驶模式(HV行驶模式)和电动行驶模式(EV行驶模式)等行驶模式中行驶。HV行驶模式是车辆通过发动机22的操作和电动机MG1、MG2的驱动而行驶的行驶模式。EV行驶模式是车辆通过停止发动机22的操作并驱动电动机MG2而行驶的行驶模式。

[0065] 在HV行驶模式中，首先，HVECU 70基于来自加速器踏板位置传感器84的加速器开度Acc(将输出到驱动轴36)以及来自车速传感器88的车速V而设定行驶要求的要求转矩Tr*。随后，通过将要求转矩Tr*与驱动轴36的转速Np相乘而计算行驶要求的行驶功率Pdrv*。此处，通过将电动机MG2的转速Nm2和车速V与转换因数相乘而获得的转速等可用作驱动轴36的转速Np。接着，将电池50的要求充电/放电功率Pb*(当对电池50进行放电时是正值)从行驶功率Pdrv*减去而计算车辆要求的要求功率Pe*。接着，设定发动机22中的目标转速Ne*和目标转矩Te*以及电动机MG1、MG2的转矩命令Tm1*、Tm2*，以使得在电池50的输入极限Win和输出极限Wout内，要求功率Pe*从发动机22输出，并且要求转矩Tr*输出到驱动轴36。接着，发动机22中的目标转速Ne*和目标转矩Te*传输到发动机ECU 24，并且电动机MG1、MG2的转矩命令Tm1*、Tm2*传输到电动机ECU 40。发动机ECU 24执行进气量控制、燃料喷射控制、点火控制、打开/关闭定时控制，以使得如果接收到发动机22的目标转速Ne*和目标转矩Te*，那么发动机22基于所接收的目标转速Ne*和目标转矩Te*而操作。如果接收到电动机MG1、MG2的转矩命令Tm1*、Tm2*，那么电动机ECU 40控制逆变器41、42的切换元件的切换，以使得电动机MG1、MG2由转矩命令Tm1*、Tm2*驱动。在此HV行驶模式中，例如，当要求功率Pe*达到等于或小于停止阈值Pstop的值时，确定满足发动机22的停止条件，停止发动机22的操作，并且进行到EV行驶模式的转换。

[0066] 在EV行驶模式中，类似于HV行驶模式，HVECU 70首先设定要求转矩Tr*。随后，将值0设定为电动机MG1的转矩命令Tm1*。接着，设定电动机MG2的转矩命令Tm2*，以使得在电池
50的输入极限Win和输出极限Wout内，要求转矩Tr*输出到驱动轴36。接着，电动机MG1、MG2的转矩命令Tm1*、Tm2*传输到电动机ECU 40。如果接收到电动机MG1、MG2的转矩命令Tm1*、Tm2*，那么电动机ECU 40控制逆变器41、42的切换元件的切换，以使得电动机MG1、MG2由转矩命令Tm1*、Tm2*驱动。在此EV行驶模式中，例如，当类似于HV行驶模式而计算的要求功率Pe*达到等于或大于比停止阈值Pstop大的启动阈值Pstart的值时，确定满足发动机22的启动条件，启动发动机22，并且进行到HV行驶模式的转换。

[0067] 在第一实例中，电动机ECU 40分别基于电动机MG1、MG2的转速Nm1、Nm2以及转矩命令Tm1*、Tm2*而从多种控制模式选择一种控制模式，并且控制逆变器41、42的切换。此处，作为逆变器41、42的控制模式，从未图示的映射图，从电动机的转速和转矩较低的区分别依序选择正弦控制模式、过调制控制模式以及矩形波控制模式，其中在正弦控制模式中，通过三角波比较来执行脉宽调制(PWM)控制；在过调制控制模式中，以超过三角波的振幅的振幅产生正弦输出电压命令值，并通过充当所转换的过调制电压的PWM信号而对逆变器进行切换；并且在矩形波控制模式中，根据转矩命令而以电压相位的矩形波电压对逆变器进行切换。
这是因为，鉴于作为电动机MG1、MG2或逆变器41、42的特性，按照矩形波控制方法、过调制控制方法和正弦控制方法的次序，电动机MG1、MG2的输出响应和可控制性变好且其输出变小，并且因此逆变器41、42的切换损耗等变大的特性，在高转速和低转矩的区中，通过以正弦控制方法控制逆变器41、42，电动机MG1、MG2的输出响应和可控制性得到改进，并且在高转速和高转矩区的区中，通过以矩形波控制方法控制逆变器41、42，大输出得以实现并且逆变器
41、42的切换损耗等减小。

[0068] 电动机ECU 40基于电动机MG1、MG2的转矩命令Tm1*、Tm2*以及电动机MG1、MG2的转速Nm1、Nm2而设定驱动电动机MG1、MG2所需的目标电压VH*。接着，设定使高压侧电力线路54a的电压VH变为目标电压VH*所需的电抗器L的目标电流ILtag。接着，通过以下表达式(1)来设定升压转换器55的两个晶体管T31、T32的目标占空比Dtag*，以使得流动到电抗器L1的电流IL变为目标电流ILtag，并且使用所设定的目标占空比Dtag*和载波频率fc而控制晶体管T31、T32的切换。表达式(1)是用于使电抗器L的电流IL与目标电流ILtag一致的反馈控制的关系表达式。右侧的第二项的“G”是表达式(1)中的比例项的增益G。用于使电抗器L的电流IL与目标电流ILtag一致的此反馈控制可被称为“电流控制”。

[0069] Dtag*＝Previous Dtag*+G·(ILtag-IL)  (1)

[0070] 接着，将描述以此方式配置的第一实例的混合动力车辆20的操作，且明确地说，设定用于电流控制的增益G时的操作。图3是示出将由电动机ECU 40执行的增益设定例程的实例的流程图。每预定时间(例如，每若干毫秒)重复地执行主例程。此外，为了简化描述，假设混合动力车辆20在EV行驶模式中形式。

[0071] 如果执行主例程，那么电动机ECU 40执行输入电动机MG2的转速Nm2的处理(步骤S100)。作为电动机MG2的转速Nm2，输入基于电动机MG2的转子的旋转位置θm2而计算的转速。

[0072] 随后，确定逆变器42的控制模式是否是矩形波控制模式(步骤S110)。确定逆变器42的控制模式是否是矩形波控制模式被认为是因为矩形波控制模式中，相对于高压侧电力线路54a的电压VH的波动的电动机MG2的输出的波动变得比其它控制模式中的大。

[0073] 当逆变器42的控制模式并非矩形波控制模式时，即，当控制模式是正弦控制模式或过调制控制模式时，将值G1设定为增益G(步骤S120)，并且结束主例程。此处，作为值G1，使用预先确定为用于控制模式的增益的值的值。如果以此方式设定增益G，那么电动机ECU 40使用设定为值G1的增益G来执行上述电流控制。通过此控制，高压侧电力线路54a的电压VH用作具有改进的响应的目标电压VH*。

[0074] 当逆变器42的控制模式是矩形波控制模式时，使用电动机MG2的转速Nm2和电动机MG2的磁极的数量P2通过以下表达式(2)来计算电动机MG2的电力波动的频率的一次分量(电气一次频率)fm2(步骤S130)，并且确定电气一次频率fm2是否处于确定阈值fth1或更大且确定阈值fth2或更小的范围内(步骤S140)。确定阈值fth1、fth2是包括在将值G2用作增益G来执行电流控制时在包括升压转换器55的电抗器L和电容器C的电路中发生谐振的谐振频率的谐振频带的下限频率famin和上限频率famax。此处，值G2是基本上在逆变器42的控制模式是矩形波控制模式时使用的增益G的值。作为值G2，使用预先确定为可使升压转换器55的控制响应相对高的值的值。图4是图示电气一次频率fm2与升压转换器55的输出电压(高压侧电力线路54a的电压VH)和输入电压(低压侧电力线路54b的电压VL)的电压比Rv(VH/VL)之间的关系的说明图。在此图中，阴影区是谐振频带。如图示，谐振频带是预先确定为电压比Rv变得相对大且在第一实例中是比谐振频率fa小了值α1的下限频率famin(＝fa-α1)到比谐振频率fa大了值α1的上限频率famax(＝fa+α1)的范围的区的区。因此，步骤S140的处理是确定电动机MG2的电气一次频率fm2在将值G2作为增益G的情况下执行电流控制时是否落入谐振频带内的处理。

[0075] fm2＝Nm2·P2/2  (2)

[0076] 当电气一次频率fm2小于确定阈值fth1或大于确定阈值fth2(步骤S140)时，确定即使在将值G2作为增益G的情况下执行电流控制时，电气一次频率fm2也不落入谐振频带内，将增益G设定为值G2(步骤S150)，并且结束主例程。如果以此方式设定增益G，那么电动机ECU 40使用设定为值G2的增益G来执行上述电流控制。图5是图示使用设定为值G2的增益G而执行电流控制的电气一次频率fm2的范围与谐振频带之间的关系的说明图。在此图中，阴影区是谐振频带。通过以此方式将增益G设定为值G2，防止电气一次频率fm2落入谐振频带内。因此，可防止升压转换器55的谐振，可防止电压VH的波动变大，并且可防止从电动机MG2输出的功率的波动进一步增大。

[0077] 如果在电气一次频率fm2等于或大于确定阈值fth1并且等于或小于确定阈值fth2(步骤S140)时在将值G2作为增益G的情况下执行电流控制，确定电气一次频率fm2落入谐振频带内，那么将增益G设定为值G3(步骤S160)，并且结束主例程。以此方式，如果设定增益G，那么电动机ECU 40使用设定为值G3的增益G来执行上述电流控制。值G3是升压转换器55的谐振频带的上限频率fbmax(通过将预定值α2与谐振频率fb相加而获得的频率)变得小于在使用设定为值G3的增益G来执行电流控制时的上述下限频率famin的值。通常，因为增益G较小时的谐振频率变得小于增益较大时的谐振频率，所以值G3是小于值G2的值。图6是图示使用设定为值G3的增益G而执行电流控制的电气一次频率fm2的范围与谐振频带之间的关系的说明图。在此图中，阴影区是谐振频带。如图示，谐振频带是预先确定为电压比Rv变得相对大且在第一实例中是电气一次频率比谐振频率fb小了值α2的下限频率famin(＝fa–α2)与电气一次频率比谐振频率fb大了值α2的上限频率famax(＝fa+α2)的范围的区的区。如图示，如果将增益G设定为值G3，那么防止电气一次频率fm2变为处于谐振频带内的频率。因此，可防止升压转换器55的谐振，可防止电压VH的波动变大，并且可防止从电动机MG2输出的功率的波动进一步增大。通常，需要电动机ECU 40在增益G的值较大时具有比增益G的值较小时高的处理性能。在第一实例中，通过将增益G设定为小于值G2的值G3，可防止升压转换器55的谐振，而不会获得电动机ECU 40的更高处理性能。

[0078] 根据上文所述的第一实例的混合动力车辆20，当电气一次频率fm2小于确定阈值fth1或大于确定阈值fth2时，将值G2设定为增益G，当电气一次频率fm2等于或大于确定阈值fth1并且等于或小于确定阈值fth2时，设定值G3，并且使用以此方式设定的增益G来执行升压转换器55中的电流控制，其中值G3小于值G2并且在值G3下，上限频率fbmax变得小于在将值G2作为增益G的情况下执行电流控制时的下限频率famin。因此，可防止升压转换器55的谐振。

[0079] 在第一实例的混合动力车辆20中，在图3所图示的增益设定例程的步骤S160的处理中，将增益G设定为小于值G2的值G3。然而，如果增益G具有使得电气一次频率fm2变为谐振频带之外的频率的值，那么可设定任何值。例如，在允许电动机ECU 40的处理性能更高的状况下，增益G可具有大于值G2的值。在此状况下，代替图3所图示的增益设定例程的步骤S160的处理，可设定增益G，以使得在使电动机MG2具有所允许的最大发动机速度时，谐振频带变得显著大于电气一次频率。

[0080] 在第一实例的混合动力车辆20中，在图3所图示的增益设定例程的步骤S140的处理中，在将值G2作为增益G的情况下执行电流控制时的升压转换器55的谐振频带的下限频率famin和上限频率famax用作确定阈值fth1、fth2。在晶体管T31、T32的切换时的载波频率fc根据晶体管T31、T32等的温度而改变的状况下，使用载波频率fc来设定确定阈值fth1、fth2。图7是图示修改实例的增益设定例程的实例的流程图，其中确定阈值fth1、fth2是使用载波频率fc而设定。在此例程中，执行与图3的增益设定例程相同的处理，不同之处在于在图3所图示的增益设定例程的步骤S130的处理与步骤S140的处理之间执行步骤S135的处理。

[0081] 在修改实例的增益设定例程中，如果执行电气一次频率fm2(步骤S130)，那么随后，控制使用晶体管T31、T32的切换时的载波频率fc的确定阈值fth1、fth2(步骤S135)。图8是图示在增益G是值G2的状况下，在载波频率fc改变为值fc1到fc3(fc1

[0082] 在第一实例的混合动力车辆20中，在图3的增益设定例程中，执行步骤S110的处理，并且当逆变器42的控制模式是矩形波控制模式时，执行步骤S130到S160的处理。然而，可在不执行步骤S110、S120的处理的情况下执行步骤S130到S160的处理，而无关于逆变器42的控制模式。

[0083] 接着，将描述本发明的第二实例的混合动力车辆20B。第二实例的混合动力车辆20B具有与参照图1和图2所述的第一实例的混合动力车辆20相同的硬件配置，并且与混合动力车辆20相同的控制得以执行，不同之处在于控制升压转换器55的方法。因此，为了避免重复描述，将省去关于第二实例的混合动力车辆20B的硬件配置等的描述。

[0084] 在第一实例的混合动力车辆20中，在图3所图示的增益设定例程中，当电气一次频率fm2等于或大于确定阈值fth1并且等于或小于确定阈值fth2时，将增益G设定为值G3并使用所设定的增益G来执行电流控制。如果允许升压转换器55的控制的响应降级，那么当电气一次频率fm2是确定阈值fth1或更大和确定阈值fth2或更小时，可停止电流控制的执行。图9是图示将由第二实例的混合动力车辆20B的电动机ECU 40执行的升压转换器控制例程的实例的流程图。每预定时间(例如，每若干毫秒)重复地执行主例程。

[0085] 如果执行主例程，那么通过与图3的增益设定例程的步骤S100和S110相同的处理，电动机ECU 40输入转速Nm2(步骤S200)并确定逆变器42的控制模式是否是矩形波控制模式(步骤S210)。接着，当控制模式是矩形波控制模式时，执行升压转换器55中的电流控制(步骤S220)，并且结束主例程。

[0086] 当逆变器42的控制模式是矩形波控制模式时，通过与图3的增益设定例程的步骤S130、S140相同的处理，计算电气一次频率fm2(步骤S230)，并且确定所计算的电气一次频率fm2是否等于或大于确定阈值fth1并且等于或小于确定阈值fth2(步骤S240)。当电气一次频率fm2小于确定阈值fth1或大于确定阈值fth2时，执行电流控制(步骤S250)，并且结束主例程，并且当电气一次频率fm2等于或大于确定阈值fth1并且等于或小于确定阈值fth2时，停止电流控制，执行电压控制(步骤S260)，并且结束主例程。此处，电压控制是设定升压转换器55的两个晶体管T31、T32的目标占空比Dtag*以使得高压侧电力线路54a的电压VH变为目标电压VH*，并且使用所设定的目标占空比Dtag*和载波频率fc而控制晶体管T31、T32的切换的控制。虽然此电压控制的响应变得低于上述电流控制的响应，但不发生因执行电流控制而导致的升压转换器55的谐振。因此，如果电压VH的波动变大，那么可防止从电动机MG2输出的功率的波动进一步增大。

[0087] 根据上文所述的第二实例的混合动力车辆20B，当电气一次频率fm2等于或大于确定阈值fth1并且等于或小于确定阈值fth2时，可通过停止电流控制并执行电压控制来防止在包括升压转换器55的电抗器L和电容器C的电路中发生谐振。

[0088] 在第二实例的混合动力车辆20B中，在图9所图示的升压转换器控制例程的步骤S260的处理中，停止电流控制并执行电压控制。代替步骤S260的处理，可执行使用与执行步骤S250的处理时的载波频率不同的载波频率fc进行的电流控制。如上所述，根据载波频率fc来改变谐振频率和谐振频带。因此，可通过选择载波频率fc以使得电气一次频率fm2变为谐振频带之外的频率来防止升压转换器55的谐振。在此状况下，如果使载波频率fc大于执行步骤S250的处理时的载波频率，那么晶体管T31、T32的切换损耗增大。因此，希望使载波频率fc较小。

[0089] 在第二实例的混合动力车辆20B中，在图9的升压转换器控制例程中，执行步骤S210的处理，并且当逆变器42的控制模式是矩形波控制模式时，执行步骤S230到S260的处理。然而，可在不执行步骤S210、S220的处理的情况下执行步骤S230到S260的处理，而无关于逆变器42的控制模式。

[0090] 在第一实例的混合动力车辆20和第二实例的混合动力车辆20B中，在图3所图示的增益设定例程的步骤S130、S140的处理中，以及在图9所图示的升压变换器控制例程的步骤S230、S240的处理中，计算电动机MG2的电气一次频率fm2，并且将电动机MG2的电气一次频率fm2与确定阈值fth1、fth2比较。然而，可计算电动机MG1的电气一次频率fm1，并且可将电动机MG1的电气一次频率fm1与确定阈值fth1、fth2的确定阈值进行比较。

[0091] 在第一实例和第二实例中，本发明应用到包括发动机22和电动机MG1、MG2的混合动力车辆。然而，本发明可应用到任何种类车辆中，只要提供了包括电动机、控制此电动机的逆变器以及使来自电池的电压升压的升压转换器的车辆即可。

[0092] 将描述实例的主要元件与用于解决问题的方式的章节所述的本发明的主要元件之间的对应关系。在实例中，电动机MG2可等同于“电动机”，逆变器42可等同于“逆变器”，电池50可等同于“电池”，升压转换器55等同于“升压转换器”，并且电动机ECU可等同于“控制器”。

[0093] 此外，因为实例的主要元件与用于解决问题的方式的章节所述的本发明的主要元件之间的对应关系是具体描述用于解决问题的实例的方式的章节所述的用于执行本发明的模式的实例，所以本发明不限于用于解决问题的方式的章节所述的本发明的元件。也就是说，用于解决问题的方式的章节所述的关于本发明的解释应是在该章节的描述的基础上进行，并且实例仅是用于解决问题的方式的章节所述的本发明的具体实例。

[0094] 虽然已在上文使用实例来描述用于执行本发明的模式，但本发明根本不限于这些实例，并且可按照各种形式自然地执行，而不偏离本发明的范围。

[0095] 本发明可用于车辆制造业等。