JP2020065319A - Power supply device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電源装置に関し、詳しくは、蓄電装置と、第1,第2昇圧コンバータと、を備える電源装置に関する。 The present invention relates to a power supply device, and more particularly, to a power supply device including a power storage device and first and second boost converters.
従来、この種の電源装置としては、第1,第2蓄電装置と、昇圧コンバータ(コンバータ)と、を備えるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。昇圧コンバータは、上アームおよび下アームのスイッチング素子とリアクトルとを有し、第1蓄電装置と負荷(インバータ)との間で電圧の変更を伴って電力をやりとりする。第2蓄電装置は、負荷に対して昇圧コンバータと並列に接続されている。この装置では、第1蓄電装置から負荷へ供給される電力が目標要求電力となるように昇圧コンバータを制御しているときには、目標要求電力と負荷の消費電力との偏差に基づいて目標要求電力を補正する。これにより、負荷に比較的な大きな電圧が印加されることを抑制している。 Conventionally, as this type of power supply device, a device including first and second power storage devices and a boost converter (converter) has been proposed (for example, refer to Patent Document 1). The boost converter has switching elements for the upper and lower arms and a reactor, and exchanges electric power between the first power storage device and a load (inverter) with a change in voltage. The second power storage device is connected to the load in parallel with the boost converter. In this device, when the boost converter is controlled so that the electric power supplied from the first power storage device to the load becomes the target required power, the target required power is set based on the deviation between the target required power and the power consumption of the load. to correct. This suppresses application of a comparatively large voltage to the load.
ところで、蓄電装置と、第1上アームおよび第1下アームの2つのスイッチング素子と第1リアクトルとを有し蓄電装置と電気負荷との間で電圧変換を伴って電力のやりとりを行なう第1昇圧コンバータと、第2上アームおよび第2下アームの2つのスイッチング素子と第2リアクトルとを有し蓄電装置と電気負荷との間で電圧変換を伴って電力のやりとりを行なう第2昇圧コンバータと、を備える電源装置では、負荷に供給する電圧が目標電圧となるように第1,第2昇圧コンバータのデューティ比の目標値である第1,第2目標デューティ比を演算し、第1,第2目標デューティ比を用いて第1,第2上アームおよび第1,第2下アームの4つのスイッチング素子を制御する。こうした制御では、第1,第2目標デューティ比の演算に比較的に長い時間を要すると、4つのスイッチング素子のスイッチングを開始させるタイミングが遅れて、制御が適正に行なわれず、負荷に仕様を超える比較的大きな電圧が印加されてしまうことがある。 By the way, a first booster having a power storage device, two switching elements of a first upper arm and a first lower arm, and a first reactor for exchanging power with voltage conversion between the power storage device and an electric load. A converter, a second step-up converter having two switching elements of a second upper arm and a second lower arm, and a second reactor for exchanging electric power with voltage conversion between the power storage device and the electric load; In the power supply device including, the first and second target duty ratios, which are the target values of the duty ratios of the first and second boost converters, are calculated so that the voltage supplied to the load becomes the target voltage, and the first and second The target duty ratio is used to control the four switching elements of the first and second upper arms and the first and second lower arms. In such control, if it takes a relatively long time to calculate the first and second target duty ratios, the timing of starting switching of the four switching elements is delayed, the control is not properly performed, and the load exceeds the specification. A relatively large voltage may be applied.
本発明の電源装置は、負荷に比較的大きな電圧が印加されることを抑制することを主目的とする。 The main purpose of the power supply device of the present invention is to suppress application of a relatively large voltage to the load.
本発明の電源装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The power supply device of the present invention employs the following means in order to achieve the main object described above.
本発明の電源装置は、
少なくとも1つのバッテリを有する蓄電装置と、
第1上アームおよび第1下アームの2つのスイッチング素子と第1リアクトルとを有し、前記蓄電装置と電気負荷との間で電圧変換を伴って電力のやりとりを行なう第1昇圧コンバータと、
第2上アームおよび第2下アームの2つのスイッチング素子と第2リアクトルとを有し、前記蓄電装置と前記電気負荷との間で電圧変換を伴って電力のやりとりを行なう第2昇圧コンバータと、
前記電気負荷に供給する電圧が目標電圧となるように第1,第2目標デューティ比を演算し、前記第1,第2目標デューティ比を用いて前記第1,第2上アームおよび前記第1,第2下アームの4つのスイッチング素子を制御する制御装置と、
を備える電源装置であって、
前記制御装置は、
前記第1,第2目標デューティ比の演算を開始してからの所定のタイミングから前記第1,第2目標デューティ比を設定するまでの残り時間を算出し、
前記第1,第2目標デューティ比の演算を実行している途中で前記残り時間を経過したときには、前記電気負荷に供給されている電圧を保持するように前記第1,第2上アームおよび前記第1,第2下アームの4つのスイッチング素子を制御する、
ことを要旨とする。
The power supply device of the present invention is
A power storage device having at least one battery;
A first boost converter having two switching elements of a first upper arm and a first lower arm and a first reactor, and exchanging electric power with voltage conversion between the power storage device and an electric load;
A second boost converter having two switching elements of a second upper arm and a second lower arm and a second reactor, and exchanging power between the power storage device and the electric load with voltage conversion;
The first and second target duty ratios are calculated so that the voltage supplied to the electric load becomes a target voltage, and the first and second upper arms and the first target duty ratio are calculated using the first and second target duty ratios. , A control device for controlling the four switching elements of the second lower arm,
A power supply device comprising:
The control device is
Calculating the remaining time from the predetermined timing after the calculation of the first and second target duty ratios is started to the setting of the first and second target duty ratios,
When the remaining time elapses while the calculation of the first and second target duty ratios is being performed, the first and second upper arms and the first arm and the second arm are configured to hold the voltage supplied to the electric load. Controlling the four switching elements of the first and second lower arms,
That is the summary.
この本発明の電源装置では、第1,第2目標デューティ比の演算を開始してからの所定タイミングから第1,第2目標デューティ比を設定するまでの残り時間を算出し、第1,第2目標デューティ比の演算を実行している途中で残り時間を経過したときには、負荷に供給されている電圧を保持するように第1,第2上アームおよび第1,第2下アームの4つのスイッチング素子を制御する。これにより、第1,第2目標デューティ比の演算を実行している途中で残り時間を経過したときでも、負荷に比較的大きな電圧が印加されることを抑制できる。 In the power supply device of the present invention, the remaining time from the start of the calculation of the first and second target duty ratios to the setting of the first and second target duty ratios is calculated to calculate the first and second target duty ratios. When the remaining time elapses during the execution of the calculation of the 2 target duty ratios, the four of the first and second upper arms and the first and second lower arms are held so as to hold the voltage supplied to the load. Control switching elements. As a result, it is possible to prevent a relatively large voltage from being applied to the load even when the remaining time elapses while the calculation of the first and second target duty ratios is being performed.
こうした本発明の電源装置において、前記制御装置は、前記所定のタイミングと同一または前記所定のタイミングと異なる判定用タイミングから前記第1,第2目標デューティ比の演算が終了するまでに要する所要時間の最大値である最大時間と、前記判定用タイミングから前記第1,第2上アームおよび前記第1,第2下アームの4つのスイッチング素子の制御を開始すべき時刻までの判定用残り時間を算出し、前記最大時間が前記判定用残り時間より長いときには、前記電気負荷に供給されている電圧を保持するように前記第1,第2上アームおよび前記第1,第2下アームの4つのスイッチング素子を制御する。こうすれば、最大時間が判定用残り時間より長いときでも、負荷に比較的大きな電圧が印加されることを抑制できる。 In the power supply device of the present invention, the control device controls the time required from the determination timing that is the same as the predetermined timing or different from the predetermined timing to the end of the calculation of the first and second target duty ratios. The maximum time which is the maximum value and the determination remaining time from the determination timing to the time when the control of the four switching elements of the first and second upper arms and the first and second lower arms should be started are calculated. However, when the maximum time is longer than the remaining time for determination, four switching operations of the first and second upper arms and the first and second lower arms are performed so as to maintain the voltage supplied to the electric load. Control the element. In this way, it is possible to prevent a relatively large voltage from being applied to the load even when the maximum time is longer than the determination remaining time.
こうした本発明の電源装置では、蓄電装置は、第1,第2バッテリを有し、前記第1昇圧コンバータは、前記第1バッテリと前記電気負荷との間で電圧変換を伴って電力のやりとりを行ない、前記第2昇圧コンバータは、前記第2バッテリと前記電気負荷との間で電圧変換を伴って電力のやりとりを行なってもよい。 In such a power supply device of the present invention, the power storage device has first and second batteries, and the first boost converter exchanges electric power between the first battery and the electric load with voltage conversion. Alternatively, the second boost converter may exchange power between the second battery and the electric load with voltage conversion.
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。 Next, modes for carrying out the present invention will be described using examples.
図1は、本発明の一実施例としての電源装置20の構成の概略を示す構成図である。実施例の電源装置20は、図1に示すように、モータ(図示せず)を駆動するインバータ10に電力を供給するよう構成されており、第1,第2バッテリ22,24と、第1,第2昇圧コンバータ26,28と、電子制御ユニット(以下、「ECU」という)50と、を備える。 FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a power supply device 20 as one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the power supply device 20 of the embodiment is configured to supply electric power to the inverter 10 that drives a motor (not shown), and includes the first and second batteries 22 and 24 and the first and second batteries 22 and 24. , Second boost converters 26 and 28, and an electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 50.
第1バッテリ22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1低電圧側電力ライン23に接続されている。第2バッテリ24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低電圧側電力ライン25に接続されている。第1,第2バッテリ22,24は、ECU50によって管理されている。 The first battery 22 is configured as, for example, a lithium ion secondary battery or a nickel hydrogen secondary battery, and is connected to the first low voltage side power line 23. The second battery 24 is configured as, for example, a lithium ion secondary battery or a nickel hydrogen secondary battery, and is connected to the second low voltage side power line 25. The first and second batteries 22 and 24 are managed by the ECU 50.
第1昇圧コンバータ26は、インバータ10が接続された高電圧側電力ライン30と第1バッテリ22が接続された第1低電圧側電力ライン23とに接続されている。この第1昇圧コンバータ26は、上アームのトランジスタT31と下アームのトランジスタT32と、2つのダイオードD31,D32と、リアクトルL1と、を有する。トランジスタT31は、高電圧側電力ライン30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、高電圧側電力ライン30および第1低電圧側電力ライン23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に逆方向に並列に接続されている。リアクトルL1は、トランジスタT31,T32の接続点と、第1低電圧側電力ライン23の正極母線と、に接続されている。第1昇圧コンバータ26は、ECU50によって、トランジスタT31,T32のデューティ比(スイッチングの1周期に対するオン時間の割合)が調節されることにより、第1低電圧側電力ライン23の電力を電圧の昇圧を伴って高電圧側電力ライン30に供給したり、高電圧側電力ライン30の電力を電圧の降圧を伴って第1低電圧側電力ライン23に供給したりする。 The first boost converter 26 is connected to a high voltage side power line 30 to which the inverter 10 is connected and a first low voltage side power line 23 to which the first battery 22 is connected. The first boost converter 26 has an upper arm transistor T31, a lower arm transistor T32, two diodes D31 and D32, and a reactor L1. The transistor T31 is connected to the positive bus of the high voltage side power line 30. The transistor T32 is connected to the transistor T31 and the negative bus of the high voltage side power line 30 and the first low voltage side power line 23. The two diodes D31 and D32 are connected in parallel to the transistors T31 and T32 in opposite directions. The reactor L1 is connected to the connection point of the transistors T31 and T32 and the positive bus of the first low voltage side power line 23. The first boost converter 26 boosts the voltage of the power of the first low-voltage side power line 23 by adjusting the duty ratio of the transistors T31 and T32 (ratio of ON time to one switching cycle) by the ECU 50. Accordingly, the high-voltage side power line 30 is supplied, or the power of the high-voltage side power line 30 is supplied to the first low-voltage side power line 23 with a voltage drop.
第2昇圧コンバータ28は、高電圧側電力ライン30と第2バッテリ24に接続された第2低電圧側電力ライン25とに接続されている。この第2昇圧コンバータ28は、上アームのトランジスタT41と下アームのトランジスタT42と、2つのダイオードD41,D42と、リアクトルL2と、を有する。トランジスタT41は、高電圧側電力ライン30の正極母線に接続されている。トランジスタT42は、トランジスタT41と高電圧側電力ライン30および第2低電圧側電力ライン25の負極母線と、に接続されている。2つのダイオードD41,D42は、それぞれ、トランジスタT41,T42に逆方向に並列に接続されている。リアクトルL2は、トランジスタT41,T42の接続点と、第2低電圧側電力ライン25の正極母線と、に接続されている。第2昇圧コンバータ28は、ECU50によって、トランジスタT41,T42のデューティ比が調節されることにより、第2低電圧側電力ライン25の電力を電圧の昇圧を伴って高電圧側電力ライン30に供給したり、高電圧側電力ライン30の電力を電圧の降圧を伴って第2低電圧側電力ライン25に供給したりする。 The second boost converter 28 is connected to the high voltage side power line 30 and the second low voltage side power line 25 connected to the second battery 24. The second boost converter 28 has an upper arm transistor T41, a lower arm transistor T42, two diodes D41 and D42, and a reactor L2. The transistor T41 is connected to the positive bus of the high voltage side power line 30. The transistor T42 is connected to the transistor T41 and the negative bus of the high voltage side power line 30 and the second low voltage side power line 25. The two diodes D41 and D42 are connected in parallel to the transistors T41 and T42 in opposite directions, respectively. The reactor L2 is connected to the connection point of the transistors T41 and T42 and the positive bus of the second low voltage side power line 25. The second boost converter 28 supplies the power of the second low-voltage side power line 25 to the high-voltage side power line 30 by boosting the voltage by adjusting the duty ratio of the transistors T41 and T42 by the ECU 50. Alternatively, the power of the high-voltage side power line 30 is supplied to the second low-voltage side power line 25 with a voltage drop.
高電圧側電力ライン30の正極母線と負極母線とには、平滑用のコンデンサ30aが取り付けられている。第1低電圧側電力ライン23の正極母線と負極母線とには、平滑用のコンデンサ23aが取り付けられている。第2低電圧側電力ライン25の正極母線と負極母線とには、平滑用のコンデンサ25aが取り付けられている。 A smoothing capacitor 30a is attached to the positive electrode bus and the negative electrode bus of the high voltage side power line 30. A smoothing capacitor 23a is attached to the positive electrode bus and the negative electrode bus of the first low-voltage power line 23. A smoothing capacitor 25a is attached to the positive electrode bus and the negative electrode bus of the second low voltage side power line 25.
ECU50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,入出力ポート,通信ポートを備える。 Although not shown, the ECU 50 is configured as a microprocessor centered on a CPU, and includes, in addition to the CPU, a ROM for storing a processing program, a RAM for temporarily storing data, an input / output port, and a communication port.
ECU50には、第1,第2昇圧コンバータ26,28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。ECU50に入力される信号としては、例えば、コンデンサ30aの端子間に取り付けられた電圧センサ30bからのコンデンサ30a(高電圧側電力ライン30)の電圧VH,コンデンサ23aの端子間に取り付けられた電圧センサ23bからのコンデンサ23a(第1低電圧側電力ライン23)の電圧VL1,コンデンサ25aの端子間に取り付けられた電圧センサ25bからのコンデンサ25a(第2低電圧側電力ライン25)の電圧VL2,第1,第2バッテリ22,24の端子間に設置された電圧センサからの第1,第2バッテリ22,24の電圧Vb1,Vb2なども挙げることができる。更に、第1低電圧側電力ライン23の正極母線に取り付けられた電流センサ33aからのリアクトルL1の電流IL1,第2低電圧側電力ライン25の正極母線に取り付けられた電流センサ43aからのリアクトルL2の電流IL2,第1,第2バッテリ22,24の出力端子に取り付けられた電流センサ22a,24aからの第1,第2バッテリ22,24の電流Ib1,Ib2なども挙げることができる。 Signals from various sensors necessary to drive and control the first and second boost converters 26 and 28 are input to the ECU 50 via an input port. As the signal input to the ECU 50, for example, the voltage VH of the capacitor 30a (high-voltage side power line 30) from the voltage sensor 30b mounted between the terminals of the capacitor 30a and the voltage sensor mounted between the terminals of the capacitor 23a Voltage VL1 of the capacitor 23a (first low voltage side power line 23) from 23b, voltage VL2 of the capacitor 25a (second low voltage side power line 25) from the voltage sensor 25b mounted between the terminals of the capacitor 25a, The voltages Vb1 and Vb2 of the first and second batteries 22 and 24 from the voltage sensor installed between the terminals of the first and second batteries 22 and 24 can also be mentioned. Further, the current IL1 of the reactor L1 from the current sensor 33a attached to the positive electrode bus of the first low-voltage power line 23, the reactor L2 from the current sensor 43a attached to the positive bus of the second low-voltage power line 25. The current IL2, the currents Ib1 and Ib2 of the first and second batteries 22 and 24 from the current sensors 22a and 24a attached to the output terminals of the first and second batteries 22 and 24, and the like.
ECU50からは、インバータ10の図示しないトランジスタへのスイッチング制御信号や第1,第2昇圧コンバータ26,28のトランジスタT31,T32,T41,T42へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。 The ECU 50 outputs switching control signals to transistors (not shown) of the inverter 10 and switching control signals to the transistors T31, T32, T41, T42 of the first and second boost converters 26 and 28 through output ports. There is.
ECU50は、電流センサ22a,24aからの第1,第2バッテリ22,24の電流Ib1,Ib2の積算値に基づいて蓄電割合SOC1,SOC2を演算している。ここで、蓄電割合SOC1,SOC2は、第1,第2バッテリ22,24の定格容量(全容量)Sr1,Sr2に対する第1,第2バッテリ22,24から放電可能な電力の容量の割合である。 The ECU 50 calculates the charge ratios SOC1 and SOC2 based on the integrated values of the currents Ib1 and Ib2 of the first and second batteries 22 and 24 from the current sensors 22a and 24a. Here, the storage ratios SOC1 and SOC2 are the ratios of the capacities of the electric power that can be discharged from the first and second batteries 22 and 24 with respect to the rated capacities (total capacities) Sr1 and Sr2 of the first and second batteries 22 and 24. .
こうして構成された実施例の電源装置20では、ECU50は、インバータ10が駆動する図示しないモータのトルク指令Tm*を設定し、モータがトルク指令Tm*で駆動されるようにインバータ10の各トランジスタのスイッチング制御を行なう。ECU50は、モータの目標駆動点(トルク指令Tm*,モータの回転数Nm)に基づいて、高電圧側電力ライン30の目標電圧VH*を設定し、高電圧側電力ライン30の電圧VHが目標電圧VH*となるように第1,第2昇圧コンバータ26,28のトランジスタT31,T32,T41,T42のスイッチング制御を行なう。 In the power supply device 20 of the embodiment configured in this way, the ECU 50 sets the torque command Tm * of the motor (not shown) driven by the inverter 10, and controls the transistors of the inverter 10 so that the motor is driven by the torque command Tm *. Performs switching control. The ECU 50 sets the target voltage VH * of the high voltage side power line 30 based on the target driving point of the motor (torque command Tm *, motor rotation speed Nm), and the voltage VH of the high voltage side power line 30 is set as the target. Switching control of the transistors T31, T32, T41, T42 of the first and second boost converters 26, 28 is performed so that the voltage becomes VH *.
図2は、ECU50により実行される第1,第2昇圧コンバータ26,28のトランジスタT31,T32,T41,T42のスイッチング制御を説明するための機能ブロック図である。図2に例示した機能ブロック図に記載された各機能ブロックは、ECU50により実行される処理によって実現される。 FIG. 2 is a functional block diagram for explaining switching control of the transistors T31, T32, T41, T42 of the first and second boost converters 26, 28 executed by the ECU 50. Each functional block described in the functional block diagram illustrated in FIG. 2 is realized by the process executed by the ECU 50.
ECU50は、電圧指令演算部100と、電圧制御演算部102,104と、電流制御演算部106,108と、キャリア生成部110と、駆動信号生成部112,114と、を備える。 The ECU 50 includes a voltage command calculation unit 100, voltage control calculation units 102 and 104, current control calculation units 106 and 108, a carrier generation unit 110, and drive signal generation units 112 and 114.
電圧指令演算部100は、モータの目標駆動点(トルク指令Tm*,回転数Nm)などモータの駆動に関する情報が入力され、入力された目標駆動点に基づいて高電圧側電力ライン30の目標電圧VH*を設定する。 The voltage command calculation unit 100 is input with information relating to the drive of the motor such as the target drive point of the motor (torque command Tm *, rotation speed Nm), and the target voltage of the high voltage side power line 30 based on the input target drive point. Set VH *.
電圧制御演算部102,104は、高電圧側電力ライン30の目標電圧VH*と電圧VHとが入力され、電圧VHを目標電圧VH*にするための第1,第2昇圧コンバータ26,28のトータル目標電流IL*を設定する。電圧制御演算部102は、トータル目標電流IL*に第1昇圧コンバータ26(リアクトルL1)の分配比D1を乗じて、リアクトルL1の目標電流IL1*を演算する。電圧制御演算部102は、トータル目標電流IL*に第2昇圧コンバータ28(リアクトルL2)の分配比D2(=1−D1)を乗じて、リアクトルL2の目標電流IL2*を演算する。分配比D1,D2は、それぞれトータル目標電流IL*のうち第1,第2昇圧コンバータ26,28(リアクトルL1,L2)を介して第1,第2低電圧側電力ライン23,25と高電圧側電力ライン30との間でやりとりされる電流の割合である。 The voltage control calculation units 102 and 104 receive the target voltage VH * and the voltage VH of the high-voltage side power line 30, and the first and second step-up converters 26 and 28 for setting the voltage VH to the target voltage VH *. Set the total target current IL *. Voltage control calculation unit 102 multiplies total target current IL * by distribution ratio D1 of first boost converter 26 (reactor L1) to calculate target current IL1 * of reactor L1. Voltage control calculation unit 102 multiplies total target current IL * by distribution ratio D2 (= 1-D1) of second boost converter 28 (reactor L2) to calculate target current IL2 * of reactor L2. The distribution ratios D1 and D2 are the same as the high voltage and the first and second low voltage side power lines 23 and 25 via the first and second boost converters 26 and 28 (reactors L1 and L2) of the total target current IL *. It is the ratio of the current exchanged with the side power line 30.
電流制御演算部106は、目標電流IL1*と第1昇圧コンバータ26のリアクトルL1の電流IL1とを入力し、電流IL1が目標電流IL1*となるように、第1昇圧コンバータ26のトランジスタT31,T32の目標デューティ比D1*を演算する。 The current control calculation unit 106 inputs the target current IL1 * and the current IL1 of the reactor L1 of the first boost converter 26, and the transistors T31 and T32 of the first boost converter 26 are set so that the current IL1 becomes the target current IL1 *. The target duty ratio D1 * is calculated.
電流制御演算部108は、目標電流IL2*と第2昇圧コンバータ28のリアクトルL2の電流IL2とを入力し、電流IL2が目標電流IL2*となるように、第2昇圧コンバータ28のトランジスタT41,T42の目標デューティ比D2*を演算する。 The current control calculation unit 108 inputs the target current IL2 * and the current IL2 of the reactor L2 of the second boost converter 28, and the transistors T41 and T42 of the second boost converter 28 are set so that the current IL2 becomes the target current IL2 *. The target duty ratio D2 * is calculated.
キャリア生成部110は、モータの回転数Nmに基づくキャリア周波数Fcの三角波のキャリアを生成する。 The carrier generation unit 110 generates a triangular wave carrier having a carrier frequency Fc based on the rotation speed Nm of the motor.
駆動信号生成部112は、目標デューティ比D1*とキャリア周波数Fcとを用いてPWM信号を生成し、生成したPWM信号を用いてトランジスタT31,T32をスイッチング制御する。駆動信号生成部114は、目標デューティ比D2*とキャリア周波数Fcとを用いてPWM信号を生成し、生成したPWM信号を用いてトランジスタT41,T42をスイッチング制御する。 The drive signal generation unit 112 generates a PWM signal using the target duty ratio D1 * and the carrier frequency Fc, and controls the switching of the transistors T31 and T32 using the generated PWM signal. The drive signal generation unit 114 generates a PWM signal using the target duty ratio D2 * and the carrier frequency Fc, and performs switching control of the transistors T41 and T42 using the generated PWM signal.
ECU50は、基本的には、キャリアの半周期Thalf毎のタイミング(キャリアの波形で山または谷となるタイミング)までに目標デューティ比D1*,D2を設定し、目標デューティ比D1*,D2*を設定した次のキャリアの半周期Thalfの期間で目標デューティ比D1*とキャリア周波数Fcとを用いてPWM信号を生成し、生成したPWM信号を用いて第1,第2昇圧コンバータ26,28のトランジスタT31,T32,T41,T42のスイッチング制御を実行する。 The ECU 50 basically sets the target duty ratios D1 * and D2 by the timing of each half cycle Thalf of the carrier (timing at which the waveform of the carrier becomes peaks or valleys), and sets the target duty ratios D1 * and D2 *. A PWM signal is generated using the target duty ratio D1 * and the carrier frequency Fc during the set next carrier half cycle Thalf, and the transistors of the first and second boost converters 26 and 28 are generated using the generated PWM signal. Switching control of T31, T32, T41, T42 is executed.
次に、本実施例の電源装置の動作、特に、図2に例示した機能ブロックでの演算に比較的長い時間を要したときの動作について説明する。 Next, the operation of the power supply device according to the present embodiment, particularly the operation when a relatively long time is required for the calculation in the functional blocks illustrated in FIG. 2, will be described.
図3は、ECU50により実行される昇圧制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。昇圧制御ルーチンは、キャリアの1周期毎に実行される。 FIG. 3 is a flowchart showing an example of the boost control routine executed by the ECU 50. The boost control routine is executed every carrier cycle.
昇圧制御ルーチンが開始されると、ECU50は、必要な情報を入力する処理を実行する(ステップS100)。入力する情報としては、モータの目標駆動点(トルク指令Tm*,回転数Nm)や電圧センサ30bにより検出された電圧VHなどを挙げることができる。 When the boost control routine is started, the ECU 50 executes a process of inputting necessary information (step S100). Examples of the information to be input include a target drive point (torque command Tm *, rotation speed Nm) of the motor, a voltage VH detected by the voltage sensor 30b, and the like.
続いて、入力された目標駆動点に基づいて高電圧側電力ライン30の目標電圧VH*を設定する(ステップS110)。 Then, the target voltage VH * of the high voltage side power line 30 is set based on the input target driving point (step S110).
次に、目標電圧VH*と電圧VHとを比較し(ステップS120)、電圧制御演算1(ステップS130)とタイミング比較処理(ステップS140)とを実行する。 Next, the target voltage VH * is compared with the voltage VH (step S120), and the voltage control calculation 1 (step S130) and the timing comparison process (step S140) are executed.
ステップS130の電圧制御演算1では、電圧VHを目標電圧VH*にするための第1,第2昇圧コンバータ26,28のトータル目標電流IL*を演算し、トータル目標電流IL*に第1昇圧コンバータ26(リアクトルL1)の分配比D1を乗じて、リアクトルL1の目標電流IL1*を演算する。 In the voltage control calculation 1 of step S130, the total target current IL * of the first and second boost converters 26 and 28 for setting the voltage VH to the target voltage VH * is calculated, and the total target current IL * is set to the first boost converter. The target current IL1 * of the reactor L1 is calculated by multiplying by the distribution ratio D1 of 26 (reactor L1).
ステップS140のタイミング比較処理は、電圧制御演算1と共に同時に実行が開始される。図4は、タイミング比較処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。タイミング比較処理ルーチンが実行されると、ECU50は、演算タイミングパルスPctの立ち上がりエッジを検出しているか否かを判定する処理を実行する(ステップS300)。演算タイミングパルスPctは、このルーチンと同時に実行が開始される演算処理Ap(ここでは、電圧制御演算1)が開始されると立ち上がり、演算処理Apが終了したら立ち下がるパルスである。図5は、演算タイミングパルスPctを説明するための説明図である。図中、演算タイミングパルスPct(1)〜Pct(3)は、タイミング比較処理ルーチンを繰り返す毎に生成されるパルスの一例である。演算処理Apは、外乱などの影響により、同じ演算であってもその都度演算に要する時間が異なる。したがって、図5に示すように、演算の開始タイミングtsart(演算タイミングパルスPctの立ち上がりエッジ)が同一でも、演算の終了タイミングtend(1)〜tend(3)(演算タイミングパルスPctの立ち下がりエッジ)にはずれが生じる。 The timing comparison process of step S140 is started simultaneously with the voltage control calculation 1. FIG. 4 is a flowchart showing an example of the timing comparison processing routine. When the timing comparison process routine is executed, the ECU 50 executes a process of determining whether or not the rising edge of the calculation timing pulse Pct is detected (step S300). The calculation timing pulse Pct is a pulse that rises when the calculation process Ap (here, voltage control calculation 1) that is started to be executed at the same time as this routine starts, and falls when the calculation process Ap ends. FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the calculation timing pulse Pct. In the figure, the calculation timing pulses Pct (1) to Pct (3) are an example of pulses generated each time the timing comparison processing routine is repeated. Due to the influence of disturbance and the like, the calculation processing Ap has different times required for the same calculation each time. Therefore, as shown in FIG. 5, even if the operation start timing tstart (the rising edge of the operation timing pulse Pct) is the same, the operation end timing tend (1) to tend (3) (the falling edge of the operation timing pulse Pct). Gap occurs.
ステップS300で演算タイミングパルスPctの立ち上がりエッジを検出できないときには、演算タイミングパルスPctの立ち上がりエッジを検出するまで待つ。そして、演算タイミングパルスPctの立ち上がりエッジを検出したときには、タイムスタンプを取得して、取得したタイムスタンプを立ち上がり時刻trとして保持する(ステップS310)。 When the rising edge of the calculation timing pulse Pct cannot be detected in step S300, the process waits until the rising edge of the calculation timing pulse Pct is detected. When the rising edge of the calculation timing pulse Pct is detected, the time stamp is acquired and the acquired time stamp is held as the rising time tr (step S310).
続いて、立ち上がり時刻trから次に目標デューティ比D1*,D2*を設定するまでの残り時間T1を演算する(ステップS320)。上述したように、目標デューティ比D1*,D2*は、キャリアの半周期Thalf毎のタイミング(キャリアの波形で山または谷となるタイミング)までに設定する必要がある。そのため、ステップS110では、立ち上がり時刻trから次にキャリアの波形が山または谷になる時刻tcpまでの時間を残り時間T1として演算する。 Then, the remaining time T1 from the rising time tr until the next setting of the target duty ratios D1 * and D2 * is calculated (step S320). As described above, it is necessary to set the target duty ratios D1 * and D2 * by the timing of each half cycle Thalf of the carrier (the timing at which the waveform of the carrier becomes a peak or a valley). Therefore, in step S110, the time from the rising time tr to the time tcp at which the carrier waveform next rises or falls is calculated as the remaining time T1.
次に、演算タイミングパルスPctの立ち下がりエッジを検出したか否かを判定する(ステップS330)。立ち下がりエッジを検出しないときには、残り時間T1が経過したか否かを判定する(ステップS360)。残り時間T1が経過していないときには、ステップS330の処理へ戻り、演算タイミングパルスPctの立ち下がりエッジを検出するか、残り時間T1が経過するまで、ステップS330,S360の処理を繰り返す。 Next, it is determined whether or not the falling edge of the operation timing pulse Pct is detected (step S330). When the falling edge is not detected, it is determined whether the remaining time T1 has elapsed (step S360). When the remaining time T1 has not elapsed, the process returns to step S330, and the processes of steps S330 and S360 are repeated until the falling edge of the operation timing pulse Pct is detected or the remaining time T1 elapses.
立ち下がりエッジを検出したときには、タイムスタンプを取得して、取得したタイムスタンプを立ち下がり時刻tfとして保持する(ステップS340)。 When the falling edge is detected, the time stamp is acquired, and the acquired time stamp is held as the falling time tf (step S340).
続いて、立ち下がり時刻tfから次に目標デューティ比D1*,D2*を設定するまでの残り時間T2を演算する(ステップS350)。ここでは、立ち下がり時刻trから次にキャリアの波形が山または谷になる時刻tcpまでの時間を残り時間T2として演算する。 Then, the remaining time T2 from the fall time tf until the next setting of the target duty ratios D1 * and D2 * is calculated (step S350). Here, the time from the fall time tr to the time tcp at which the waveform of the carrier next rises or falls is calculated as the remaining time T2.
そして、このルーチンと同時に実行が開始される演算処理Apが終了して目標デューティ比D1*,D2*を設定するまでに要する時間の最大値である最大時間Tmを取得する(ステップS380)。最大時間Tmは、演算処理Apが終了してから目標デューティ比D1*,D2*を設定するまでに実行される各演算(演算処理Apが電圧制御演算1の場合には、後述する電圧制御演算2,電流制御演算1,電流制御演算2)の所要時間の和として演算される。各演算の所要時間は、ECU50の図示しないメモリに保持されている。各演算の所要時間は、大きい値に更新される度に更新されて保持される。 Then, the maximum time Tm, which is the maximum value of the time required to set the target duty ratios D1 * and D2 * after the end of the arithmetic processing Ap that is started simultaneously with this routine, is acquired (step S380). The maximum time Tm is calculated by each calculation performed after the calculation process Ap is finished and before the target duty ratios D1 * and D2 * are set (when the calculation process Ap is the voltage control calculation 1, a voltage control calculation described later). 2, calculated as the sum of the required times of the current control calculation 1 and the current control calculation 2). The time required for each calculation is held in a memory (not shown) of the ECU 50. The time required for each calculation is updated and held each time it is updated to a large value.
続いて、残り時間T2が最大時間Tmよりも大きいか否かを判定する(ステップS390)。残り時間T2が最大時間Tmより大きいときには、次にキャリアの波形が山または谷になる時刻tcpまでに各演算を終了して目標デューティ比D1*,D2*を設定できる、即ち、目標デューティ比D1*,D2*の設定が時刻tcpに間に合うと判定して(ステップS400)、タイミング比較処理ルーチンを終了する。ステップS390で、残り時間T2が最大時間Tm以下のときには、次にキャリアの波形が山または谷になる時刻tcpまでに各演算を終了できず目標デューティ比D1*,D2*を設定できない、即ち、目標デューティ比D1*,D2*の設定が時刻tcpに間に合わないと判定して(ステップS410)、タイミング比較処理ルーチンを終了する。 Then, it is determined whether the remaining time T2 is longer than the maximum time Tm (step S390). When the remaining time T2 is longer than the maximum time Tm, each calculation can be completed and the target duty ratios D1 * and D2 * can be set by the time tcp when the waveform of the carrier next becomes a peak or a valley, that is, the target duty ratio D1. It is determined that the settings of * and D2 * are in time for tcp (step S400), and the timing comparison processing routine is ended. In step S390, when the remaining time T2 is less than or equal to the maximum time Tm, each calculation cannot be completed and the target duty ratios D1 * and D2 * cannot be set by the time tcp when the carrier waveform next becomes a peak or a valley, that is, It is determined that the setting of the target duty ratios D1 * and D2 * is not in time for the time tcp (step S410), and the timing comparison processing routine ends.
ステップS330,S360で立ち下がりエッジを検出しない状態で残り時間T1が経過したときには、演算処理Apに比較的長い時間を要しており目標デューティ比D1*,D2*の設定が時刻tcpに間に合わないと判断して、残り時間T2を値0に設定して(ステップS370)、ステップS380以降の処理を実行し、タイミング比較処理ルーチンを終了する。このとき、残り時間T2を値0に設定しているから、残り時間T2が最大時間Tm以下となる。したがって、目標デューティ比D1*,D2*の設定が時刻tcpに間に合わないと判定される(ステップS410)。 When the remaining time T1 has elapsed without detecting the falling edge in steps S330 and S360, the calculation processing Ap requires a relatively long time, and the target duty ratios D1 *, D2 * cannot be set in time tcp. Then, the remaining time T2 is set to a value of 0 (step S370), the processes from step S380 are executed, and the timing comparison process routine ends. At this time, since the remaining time T2 is set to the value 0, the remaining time T2 becomes the maximum time Tm or less. Therefore, it is determined that the target duty ratios D1 * and D2 * are not set in time for the time tcp (step S410).
図3に例示した昇圧制御ルーチンにおいて、こうしてステップS140のタイミング比較処理が終了すると、タイミング比較処理の結果に基づいて、目標デューティ比D1*,D2*の設定が時刻tcpに間に合うか否か(演算処理が間に合うか否か)を判定する(ステップS150)。 In the step-up control routine illustrated in FIG. 3, when the timing comparison process of step S140 is completed in this way, whether or not the target duty ratios D1 * and D2 * are set at the time tcp based on the result of the timing comparison process (calculation). It is determined whether or not the processing is in time (step S150).
ステップS150で演算処理が間に合うときには、続いて、電圧制御演算2(ステップS160)とタイミング比較処理(ステップS170)とを実行する。 When the calculation process is in time in step S150, the voltage control calculation 2 (step S160) and the timing comparison process (step S170) are subsequently executed.
ステップS160の電圧制御演算2では、電圧VHを目標電圧VH*にするための第1,第2昇圧コンバータ26,28のトータル目標電流IL*を演算し、トータル目標電流IL*に第2昇圧コンバータ28(リアクトルL1)の分配比D2を乗じて、リアクトルL2の目標電流IL2*を演算する。 In the voltage control calculation 2 of step S160, the total target current IL * of the first and second boost converters 26 and 28 for setting the voltage VH to the target voltage VH * is calculated, and the total target current IL * is set to the second boost converter. The target current IL2 * of the reactor L2 is calculated by multiplying by the distribution ratio D2 of 28 (reactor L1).
ステップS170のタイミング比較処理は、ステップS140と同様の処理で、ステップS160の電圧制御演算2と同時に実行が開始される。ステップS170のタイミング比較処理は、図4に例示したタイミング比較処理ルーチンにおいて演算処理ApをステップS160の電圧制御演算2として実行される。 The timing comparison process of step S170 is the same process as step S140 and is started simultaneously with the voltage control calculation 2 of step S160. The timing comparison process of step S170 is executed by the calculation process Ap in the timing comparison process routine illustrated in FIG. 4 as the voltage control calculation 2 of step S160.
こうしてステップS170のタイミング比較処理が終了すると、タイミング比較処理の結果に基づいて、目標デューティ比D1*,D2*の設定が時刻tcpに間に合うか否か(演算処理が間に合うか否か)を判定する(ステップS180)。 When the timing comparison process of step S170 is completed in this manner, it is determined whether the setting of the target duty ratios D1 * and D2 * is in time for tcp (whether the arithmetic process is in time) based on the result of the timing comparison process. (Step S180).
ステップS180で演算処理が間に合うときには、続いて、電流センサ33a,43aから電流IL1,IL2を入力して(ステップS190)、電流制御演算1(ステップS200)とタイミング比較処理(ステップS210)とを実行する。 When the calculation process is in time in step S180, the currents IL1 and IL2 are subsequently input from the current sensors 33a and 43a (step S190), and the current control calculation 1 (step S200) and the timing comparison process (step S210) are executed. To do.
ステップS200の電流制御演算1では、目標電流IL1*と入力した電流IL1とを比較し、電流IL1が目標電流IL1*となるように、第1昇圧コンバータ26のトランジスタT31,T32の目標デューティ比D1*を演算する。 In the current control calculation 1 of step S200, the target current IL1 * is compared with the input current IL1, and the target duty ratio D1 of the transistors T31 and T32 of the first boost converter 26 is adjusted so that the current IL1 becomes the target current IL1 *. Calculate *.
ステップS210のタイミング比較処理は、ステップS140と同様の処理で、ステップS200の電流制御演算1と同時に実行が開始される。ステップS210のタイミング比較処理は、図4に例示したタイミング比較処理ルーチンにおいて演算処理ApをステップS200の電流制御演算1として実行される。 The timing comparison process of step S210 is the same process as step S140 and is started simultaneously with the current control calculation 1 of step S200. The timing comparison process of step S210 is executed by the calculation process Ap in the timing comparison process routine illustrated in FIG. 4 as the current control calculation 1 of step S200.
こうしてステップS210のタイミング比較処理が終了すると、タイミング比較処理の結果に基づいて、目標デューティ比D1*,D2*の設定が時刻tcpに間に合うか否か(演算処理が間に合うか否か)を判定する(ステップS220)。 When the timing comparison process of step S210 is completed in this way, it is determined whether or not the setting of the target duty ratios D1 * and D2 * is in time tcp (whether or not the arithmetic process is in time) based on the result of the timing comparison process. (Step S220).
ステップS220で演算処理が間に合うときには、続いて、電流制御演算2(ステップS230)とタイミング比較処理(ステップS240)とを実行する。 When the calculation process is in time in step S220, the current control calculation 2 (step S230) and the timing comparison process (step S240) are subsequently executed.
ステップS230の電流制御演算2では、目標電流IL2*と入力した電流IL2とを比較し、電流IL2が目標電流IL2*となるように、第2昇圧コンバータ28のトランジスタT41,T42の目標デューティ比D2*を演算する。 In the current control calculation 2 of step S230, the target current IL2 * is compared with the input current IL2, and the target duty ratio D2 of the transistors T41, T42 of the second boost converter 28 is adjusted so that the current IL2 becomes the target current IL2 *. Calculate *.
ステップS240のタイミング比較処理は、ステップS140と同様の処理で、ステップS230の電流制御演算2と同時に実行が開始される。ステップS240のタイミング比較処理は、図4に例示したタイミング比較処理ルーチンにおいて演算処理ApをステップS230の電流制御演算1として実行される。 The timing comparison process of step S240 is the same process as step S140 and is started simultaneously with the current control calculation 2 of step S230. The timing comparison process of step S240 is executed by the calculation process Ap in the timing comparison process routine illustrated in FIG. 4 as the current control calculation 1 of step S230.
こうしてステップS240のタイミング比較処理が終了すると、タイミング比較処理の結果に基づいて、目標デューティ比D1*,D2*の設定が時刻tcpに間に合うか否か(演算処理が間に合うか否か)を判定する(ステップS250)。 When the timing comparison process of step S240 is completed in this way, it is determined whether or not the setting of the target duty ratios D1 * and D2 * is in time tcp (whether or not the arithmetic process is in time) based on the result of the timing comparison process. (Step S250).
ステップS250で演算処理が間に合うときには、目標デューティ比D1*,D2*とキャリア周波数Fcとを用いてPWM信号を生成し、生成したPWM信号を用いてトランジスタT31,T32,T41,T42をスイッチング制御して(ステップS260)、昇圧制御ルーチンを終了する。このように、昇圧制御ルーチンでは、第1,第2昇圧コンバータ26,28のトランジスタT31,T32,T41,T42の目標デューティ比D1*,D2*を演算するために、各ステップが順に実行される。そして、目標デューティ比D1*,D2*の設定が時刻tcpに間に合うときには、目標デューティ比D1*,D2*とキャリア周波数Fcとを用いてPWM信号を生成し、生成したPWM信号を用いてトランジスタT31,T32,T41,T42をスイッチング制御するから、インバータ10に仕様を超えた比較的大きな電圧が印加されるのを抑制できる。 When the calculation processing is in time in step S250, a PWM signal is generated using the target duty ratios D1 *, D2 * and the carrier frequency Fc, and the transistors T31, T32, T41, T42 are switching-controlled using the generated PWM signal. (Step S260), the boost control routine ends. Thus, in the step-up control routine, each step is sequentially executed to calculate the target duty ratios D1 *, D2 * of the transistors T31, T32, T41, T42 of the first and second step-up converters 26, 28. . When the target duty ratios D1 *, D2 * are set in time tcp, a PWM signal is generated using the target duty ratios D1 *, D2 * and the carrier frequency Fc, and the transistor T31 is generated using the generated PWM signal. , T32, T41, T42 are controlled to be switched, so that a relatively large voltage exceeding the specification can be suppressed from being applied to the inverter 10.
ステップS150,S180,S220,S250で演算処理が間に合わないときには、演算処理を継続するとインバータ10に仕様を超えた比較的大きな電圧が印加される可能性があると判断して、現在の処理を中断して(ステップS270)、続いて、電圧維持制御を実行して(ステップS280)、昇圧制御ルーチンを終了する。 When the arithmetic processing is not in time in steps S150, S180, S220, and S250, it is determined that a relatively large voltage exceeding the specification may be applied to the inverter 10 if the arithmetic processing is continued, and the current processing is interrupted. Then, (step S270), the voltage maintaining control is subsequently executed (step S280), and the boost control routine ends.
図6は、ステップS280で実行される電圧維持制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。電圧維持制御ルーチンが実行されると、ECU50は、現在の時刻がキャリアの波形が山または谷になる時刻tcpであるか否かを判定する処理を実行する(ステップS500)。現在の時刻が時刻tcpでないときには、現在の時刻が時刻tcpとなるまで、ステップS500を繰り返す。キャリアの波形が山または谷になるタイミングtcpは、目標デューティ比D1*,D2*を設定するタイミングであることから、ステップS500を繰り返す処理は、現在時刻が目標デューティ比D1*,D2*を設定するタイミングとなるまで待つ処理となっている。 FIG. 6 is a flowchart showing an example of the voltage maintenance control routine executed in step S280. When the voltage maintenance control routine is executed, the ECU 50 executes a process of determining whether or not the current time is the time tcp at which the carrier waveform becomes a peak or a valley (step S500). When the current time is not the time tcp, step S500 is repeated until the current time becomes the time tcp. Since the timing tcp at which the waveform of the carrier becomes the peak or the valley is the timing at which the target duty ratios D1 * and D2 * are set, the process of repeating step S500 is performed so that the current time sets the target duty ratios D1 * and D2 *. It is a process of waiting until the timing comes.
ステップS500で現在の時刻が時刻tcpとなると、電流センサ33a,43aにより検出された電流IL1,IL2を目標電流IL1*,IL2*に設定し(ステップS510)、図3に例示した昇圧制御ルーチンのステップS200と同様の処理で電流制御演算1(ステップS520)を実行し、図3に例示した昇圧制御ルーチンのステップS230と同様の処理で電流制御演算2(ステップS530)を実行する。ステップS510で電流IL1,IL2を目標電流IL1*,IL2*に設定している。したがって、ステップS520,S530は、リアクトルL1,L2に流れる電流IL1,IL2が維持されて、高電圧側電力ライン30の電圧VHが維持されるように、第1,第2昇圧コンバータ26,28のトランジスタT31,T32,T41,T42の目標デューティ比D1*,D2*を演算する処理となっている。 When the current time reaches time tcp in step S500, the currents IL1 and IL2 detected by the current sensors 33a and 43a are set to the target currents IL1 * and IL2 * (step S510), and the step-up control routine illustrated in FIG. 3 is performed. The current control calculation 1 (step S520) is executed by the same process as step S200, and the current control calculation 2 (step S530) is executed by the same process as step S230 of the boost control routine illustrated in FIG. In step S510, the currents IL1 and IL2 are set to the target currents IL1 * and IL2 *. Therefore, in steps S520 and S530, the currents IL1 and IL2 flowing in the reactors L1 and L2 are maintained, and the voltage VH of the high voltage side power line 30 is maintained, so that the first and second boost converters 26 and 28 are maintained. This is a process of calculating the target duty ratios D1 *, D2 * of the transistors T31, T32, T41, T42.
こうして目標デューティ比D1*,D2*を設定すると、目標デューティ比D1*,D2*とキャリア周波数Fcとを用いてPWM信号を生成し、生成したPWM信号を用いてトランジスタT31,T32,T41,T42をスイッチング制御して(ステップS540)、電圧維持制御ルーチンを終了する。こうした処理により、電圧VHを現在の電圧で維持することができる。 When the target duty ratios D1 *, D2 * are set in this way, a PWM signal is generated using the target duty ratios D1 *, D2 * and the carrier frequency Fc, and the transistors T31, T32, T41, T42 are generated using the generated PWM signals. Is controlled by switching (step S540), and the voltage maintenance control routine is ended. By such processing, the voltage VH can be maintained at the current voltage.
図7〜図8は、キャリア(三角波)と図3,図4,図6の各処理が実行されている様子との一例を示す説明図である。図7に示すように、例えば、目標電流IL1*と電流IL1との比較に時間を要して電流制御演算1を実行中に残り時間T1が経過する場合がある。この場合、図4のタイミング比較処理ルーチンのステップS410で目標デューティ比D1*,D2*の設定が時刻tcpに間に合わないと判定され、図3のステップS280で電圧維持制御を実行される。これにより、電圧VHを現在の電圧で維持することができるから、インバータ10に仕様より大きい比較的大きな電圧が印加されることが抑制できる。 7 to 8 are explanatory diagrams showing an example of a carrier (triangular wave) and a state in which the processes of FIGS. 3, 4, and 6 are executed. As shown in FIG. 7, for example, it may take time to compare the target current IL1 * with the current IL1 and the remaining time T1 may elapse while the current control calculation 1 is being executed. In this case, it is determined in step S410 of the timing comparison processing routine of FIG. 4 that the target duty ratios D1 * and D2 * are not set in time for time tcp, and the voltage maintaining control is executed in step S280 of FIG. As a result, the voltage VH can be maintained at the current voltage, so that it is possible to suppress application of a relatively large voltage larger than the specification to the inverter 10.
また、図8に示すように、例えば、電流制御演算1の演算を終了した時刻tendでの残り時間T2が最大時間Tm未満となることがある。この場合、図4のタイミング比較処理ルーチンのステップS410で目標デューティ比D1*,D2*の設定が時刻tcpに間に合わないと判定され、図2のステップS280で電圧維持制御を実行される。これにより、電圧VHを現在の電圧で維持することができるから、インバータ10に仕様より大きい比較的大きな電圧が印加されることが抑制できる。 Further, as shown in FIG. 8, for example, the remaining time T2 at the time tend when the calculation of the current control calculation 1 is completed may be less than the maximum time Tm. In this case, it is determined in step S410 of the timing comparison processing routine of FIG. 4 that the target duty ratios D1 * and D2 * have not been set in time tcp, and the voltage maintaining control is executed in step S280 of FIG. As a result, the voltage VH can be maintained at the current voltage, so that it is possible to suppress application of a relatively large voltage larger than the specification to the inverter 10.
以上説明した実施例の電源装置20によれば、目標デューティ比D1*,D2*の演算を開始してからの所定のタイミング(ステップS140,S170,S210,S240の演算を開始したタイミング、立ち上がり時刻tr)から次に目標デューティ比D1*,D2*を設定すべき時刻tcpまでの残り時間T1を算出し、目標デューティ比D1*,D2*の演算を実行している途中で残り時間T1を経過したときには、インバータ10に供給されている電圧を保持するようにトランジスタT31,T32,T41,T42をスイッチング制御するから、インバータ10に比較的大きな電圧が印加されることを抑制できる。 According to the power supply device 20 of the embodiment described above, the predetermined timing after the calculation of the target duty ratios D1 *, D2 * is started (the timing when the calculation of steps S140, S170, S210, S240 is started, the rising time). tr) until the time tcp at which the target duty ratios D1 * and D2 * should be set next is calculated, and the remaining time T1 elapses during the calculation of the target duty ratios D1 * and D2 *. In this case, the transistors T31, T32, T41, T42 are switching-controlled so as to hold the voltage supplied to the inverter 10, so that a relatively large voltage can be suppressed from being applied to the inverter 10.
実施例の電源装置20では、演算タイミングパルスPctの立ち上がり時刻trから時刻tcpまでの残り時間T1を算出し、目標デューティ比D1*,D2*の演算を実行している途中で残り時間T1を経過したときには、残り時間T2を値0に設定して、インバータ10に供給されている電圧を保持するようにトランジスタT31,T32,T41,T42をスイッチング制御している。しかしながら、残り時間T1は、演算タイミングパルスPctの立ち上がり時刻trから時刻tcpまでの時間に限定されるわけではない。残り時間T1は、例えば、立ち上がり時刻trより少し後のタイミングから次に目標デューティ比D1*,D2*を設定するまでの時間など、目標デューティ比D1*,D2*の演算を開始してからの所定のタイミングから次の時刻tcpまでの時間とすればよい。 In the power supply device 20 of the embodiment, the remaining time T1 from the rising time tr of the calculation timing pulse Pct to the time tcp is calculated, and the remaining time T1 elapses during the calculation of the target duty ratios D1 * and D2 *. At this time, the remaining time T2 is set to 0 and the transistors T31, T32, T41, T42 are switching-controlled so as to hold the voltage supplied to the inverter 10. However, the remaining time T1 is not limited to the time from the rising time tr of the operation timing pulse Pct to the time tcp. The remaining time T1 is, for example, the time from the timing slightly after the rising time tr until the next setting of the target duty ratios D1 *, D2 *, etc., from the start of the calculation of the target duty ratios D1 *, D2 *. It may be a time from a predetermined timing to the next time tcp.
実施例の電源装置20では、図3に例示するタイミング比較処理ルーチンでは、ステップS340〜ステップS410で、最大時間Tmと残り時間T2とを算出し、最大時間Tmが残り時間T2より長いときには、ステップS410で目標デューティ比D1*,D2*の設定が時刻tcpに間に合わないと判定している。しかしながら、最大時間Tm,残り時間T2を算出しないものとして、ステップS340,S350,S370〜S390を実行しないものとしてもよい。この場合、ステップS330,S360で残り時間T1が経過する前に立ち下がりエッジを検出したときにはステップS400を実行して目標デューティ比D1*,D2*の設定が時刻tcpに間に合うと判定し、ステップS330,S360で立ち下がりエッジを検出する前に残り時間T1が経過したときには、ステップS410を実行して目標デューティ比D1*,D2*の設定が時刻tcpに間に合わないと判定してもよい。 In the power supply device 20 of the embodiment, in the timing comparison processing routine illustrated in FIG. 3, the maximum time Tm and the remaining time T2 are calculated in step S340 to step S410, and when the maximum time Tm is longer than the remaining time T2, the step is performed. In S410, it is determined that the target duty ratios D1 * and D2 * have not been set in time tcp. However, the maximum time Tm and the remaining time T2 may not be calculated, and steps S340, S350, and S370 to S390 may not be executed. In this case, when a falling edge is detected before the remaining time T1 has elapsed in steps S330 and S360, step S400 is executed to determine that the target duty ratios D1 * and D2 * are set in time tcp, and then step S330. , S360, when the remaining time T1 elapses before the falling edge is detected, step S410 may be executed to determine that the target duty ratios D1 *, D2 * are not set in time tcp.
実施例の電源装置20では、第1,第2バッテリ22,24の2つのバッテリを備えているものとしたが、蓄電装置として1つのバッテリのみを備えるものとしてもよい。この場合、第1,第2昇圧コンバータ26,28は、1つのバッテリとインバータ10との間に並列に接続すればよい。 Although the power supply device 20 of the embodiment is provided with the two batteries of the first and second batteries 22 and 24, it may be provided with only one battery as the power storage device. In this case, the first and second boost converters 26 and 28 may be connected in parallel between one battery and the inverter 10.
実施例の電源装置20では、蓄電装置として第1,第2バッテリ22,24の2つのバッテリを備えているものとしたが、2つのバッテリに代えて2つのキャパシタを備えていてもよい。また、2つのバッテリに代えて1つのバッテリと1つのキャパシタとを備えていてもよい。 In the power supply device 20 of the embodiment, the two batteries of the first and second batteries 22 and 24 are provided as the power storage device, but two capacitors may be provided instead of the two batteries. Further, instead of the two batteries, one battery and one capacitor may be provided.
実施例の電源装置20では、電気負荷としてインバータ10へ電圧(電力)を供給しているが、電気負荷としては、電圧(電力)が供給されて作動する装置であれば如何なるものとしても構わない。 In the power supply device 20 of the embodiment, the voltage (power) is supplied to the inverter 10 as an electric load, but the electric load may be any device as long as the device operates by being supplied with the voltage (power). .
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、第1,第2バッテリ22,24が「蓄電装置」に相当し、第1昇圧コンバータ26が「第1昇圧コンバータ」に相当し、第2昇圧コンバータ28が「第2昇圧コンバータ」に相当し、ECU50が「制御装置」に相当する。 Correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem will be described. In the embodiment, the first and second batteries 22 and 24 correspond to the “power storage device”, the first boost converter 26 corresponds to the “first boost converter”, and the second boost converter 28 is the “second boost converter”. And the ECU 50 corresponds to a “control device”.
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。 The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem is the same as that of the embodiment described in the section of means for solving the problem. Since this is an example for specifically explaining the mode for carrying out the invention, it does not limit the elements of the invention described in the column of means for solving the problem. That is, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problem should be made based on the description in that column, and the embodiment is the invention of the invention described in the column of means for solving the problem. This is just a specific example.
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。 Although the embodiments for carrying out the present invention have been described above with reference to the embodiments, the present invention is not limited to these embodiments, and various embodiments are possible within the scope not departing from the gist of the present invention. Of course, it can be implemented.
本発明は、電源装置の製造産業などに利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in the power supply device manufacturing industry and the like.
10 インバータ、20 電源装置、22 第1バッテリ、22a,33a,43a 電流センサ、23 第1低電圧側電力ライン、23a,25a,30a コンデンサ、23b,25b,30b 電圧センサ、24 第2バッテリ、25 第2低電圧側電力ライン、26 第1昇圧コンバータ、28 第2昇圧コンバータ、30 高電圧側電力ライン、50 電子制御ユニット(ECU)、100 電圧指令演算部、102,104 電圧制御演算部、106,108 電流制御演算部、110 キャリア生成部、112.114 駆動信号生成部、D31,D32,D41,D42 ダイオード、L1,L2 リアクトル、T31,T32,T41,T42 トランジスタ。 10 inverter, 20 power supply device, 22 first battery, 22a, 33a, 43a current sensor, 23 first low-voltage side power line, 23a, 25a, 30a capacitor, 23b, 25b, 30b voltage sensor, 24 second battery, 25 Second low-voltage side power line, 26 First step-up converter, 28 Second step-up converter, 30 High-voltage side power line, 50 Electronic control unit (ECU), 100 Voltage command calculation unit, 102, 104 Voltage control calculation unit, 106 , 108 current control calculation unit, 110 carrier generation unit, 112.114 drive signal generation unit, D31, D32, D41, D42 diode, L1, L2 reactor, T31, T32, T41, T42 transistor.
Claims (1)
第1上アームおよび第1下アームの2つのスイッチング素子と第1リアクトルとを有し、前記蓄電装置と電気負荷との間で電圧変換を伴って電力のやりとりを行なう第1昇圧コンバータと、
第2上アームおよび第2下アームの2つのスイッチング素子と第2リアクトルとを有し、前記蓄電装置と前記電気負荷との間で電圧変換を伴って電力のやりとりを行なう第2昇圧コンバータと、
前記電気負荷に供給する電圧が目標電圧となるように第1,第2目標デューティ比を演算し、前記第1,第2目標デューティ比を用いて前記第1,第2上アームおよび前記第1,第2下アームの4つのスイッチング素子を制御する制御装置と、
を備える電源装置であって、
前記制御装置は、
前記第1,第2目標デューティ比の演算を開始してからの所定のタイミングから前記第1,第2目標デューティ比を設定するまでの残り時間を算出し、
前記第1,第2目標デューティ比の演算を実行している途中で前記残り時間を経過したときには、前記電気負荷に供給されている電圧を保持するように前記第1,第2上アームおよび前記第1,第2下アームの4つのスイッチング素子を制御する、
電源装置。 A power storage device having at least one battery;
A first boost converter having two switching elements of a first upper arm and a first lower arm and a first reactor, and exchanging electric power with voltage conversion between the power storage device and an electric load;
A second boost converter having two switching elements of a second upper arm and a second lower arm and a second reactor, and exchanging power between the power storage device and the electric load with voltage conversion;
The first and second target duty ratios are calculated so that the voltage supplied to the electric load becomes a target voltage, and the first and second upper arms and the first target duty ratio are calculated using the first and second target duty ratios. , A control device for controlling the four switching elements of the second lower arm,
A power supply device comprising:
The control device is
Calculating the remaining time from the predetermined timing after the calculation of the first and second target duty ratios is started to the setting of the first and second target duty ratios,
When the remaining time elapses while the calculation of the first and second target duty ratios is being performed, the first and second upper arms and the first arm and the second arm are configured to hold the voltage supplied to the electric load. Controlling the four switching elements of the first and second lower arms,
Power supply.
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