JP5930064B2 - 昇圧コンバータの制御装置 - Google Patents
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Description
(2)昇圧コンバータの耐電圧よりも低圧側の範囲
(3)目標値との偏差が所定値以内となる範囲
(4)目標値に対して所定割合以内となる範囲
(5)目標値と較べて負荷駆動時に生じる損失の増加量が所定値以内となる範囲
(6)目標値と較べて負荷駆動時に生じる損失の増加量が所定割合以内となる範囲
間欠昇圧においては、例えば昇圧制御において出力電圧VHが目標値に達した場合又はある程度の収束誤差を伴って収束した場合に昇圧制御が停止され、例えば検出される出力電圧VHが当該範囲の境界値に達した場合に昇圧制御が再開される。
(2)ある期間における目標値と出力電圧VHとの偏差の最大値
(3)ある期間における出力電圧VHの変化量の最大値
このように間欠昇圧の開始を許可するための条件を設定すれば、例えば、目標値が大きく変化している場合等における間欠昇圧が禁止され、昇圧コンバータの出力電圧VHが乱高下する事態等を防止した上でシステム損失を的確に低減することができる。
以下、図面を参照して、本発明の各種実施形態について説明する。
<実施形態の構成>
始めに、図1を参照し、本実施形態に係るモータ駆動システム10の構成について説明する。ここに、図1は、モータ駆動システム10の構成を概念的に表すシステム構成図である。
次に、本実施形態の動作として、昇圧制御部110により実行される間欠制御処理及び目標値設定処理について説明する。
昇圧コンバータ200は、直流電源Bの電源電圧VBを昇圧する必要がある場合において、先述した昇圧制御により電源電圧VBを昇圧している。昇圧制御においては、昇圧コンバータ200の出力電圧VHが、定常的には目標値VHtgに維持される。例えば、目標値VHtgは、概ね650V程度の値を採り得る。
ここで、図5を参照し、間欠制御処理の詳細について説明する。ここに、図5は、間欠制御処理のフローチャートである。尚、間欠制御処理は、所定周期で繰り返し実行される制御であるとする。
(2)バッテリ電流IBの絶対値が所定値以内であること
(3)モータジェネレータMG又は直流電源Bの出力変化率が所定値以内であること
許可条件(1)における「出力電圧VHが安定している」とは、二つの意味を含む。即ち、一つは、目標値VHtgが一定期間以上不変であること、もう一つは、出力電圧VHが目標値VHtgに収束していることである。ステップS103に係る実際の判断処理は各種考えられる。例えば、後者の意味においては、目標値VHtgと出力電圧VHとの偏差が基準値以下であること、目標値VHtgと出力電圧VHとの偏差が基準値以下である状態が所定時間以上継続していること、一定期間にわたる出力電圧VHの変動の度合いが所定値以下であること等が判断条件とされてもよい。
次に、図6を参照し、間欠制御処理の効果について説明する。ここに、図6は、間欠制御処理の実行過程における、出力電圧VH及び昇圧損失Lcvの一時間推移を例示するタイミングチャートである。
ここで、間欠昇圧の課題について図8を参照して説明する。ここに、図8は、間欠昇圧実行時の出力電圧VHについて説明する図である。尚、これらの図において、既出の各図と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
第1実施形態では、目標値VHtgが決定されると電圧変動許可範囲も先述したオフセット値OFSにより設定される。しかしながら、特定の状況においては、電圧変動許可範囲の設定に注意を払う必要がある。このような事情に鑑みた本発明の第2実施形態について説明する。
第1実施形態における間欠制御処理において、ステップS103の間欠許可条件及びステップS104の間欠継続条件には、バッテリ電流IBに関する条件が含まれる。ここで、図12を参照し、バッテリ電流IBを判断要素とすることの意義について説明する。ここに、図12は、バッテリ電流IBに対する昇圧コンバータ200の損失差分ΔLcvの特性を例示する図である。尚、損失差分ΔLcvとは、昇圧制御の間欠処理がなされない場合、即ち出力電圧VHが目標値VHtgに維持され続けた場合の昇圧損失Lcvに対する差分を意味し、正値を採る場合には損失が悪化し、負値を採る場合には損失が減少することを意味する。
第1乃至第3実施形態では、本発明に係る負荷装置として一のモータジェネレータMGが使用される例を説明したが、負荷装置は複数のモータジェネレータであってもよい。ここでは、負荷装置として二つのモータジェネレータを搭載したハイブリッド車両1における昇圧制御の間欠処理について説明する。
始めに、図14を参照し、本発明の第4実施形態に係るハイブリッド車両1の構成について説明する。ここに、図14は、ハイブリッド車両1の構成を概念的に表してなる概略構成図である。尚、同図において、既出の各図と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
Tep=Te×1/(1+ρ)・・・(2)
尚、本発明に係る「差動機構」に係る実施形態上の構成は、動力分割機構800として例示したものに限定されない。例えば、本発明に係る差動機構は、複数の遊星歯車機構を備え、一の遊星歯車機構に備わる複数の回転要素が、他の遊星歯車機構に備わる複数の回転要素の各々と適宜連結され、一体の差動機構を構成していてもよい。
<動力分割機構800の動作>
本実施形態に係るハイブリッド車両1では、差動機構である動力分割機構800の差動作用により一種の電気的CVT(Continuously Variable Transmission)機能が実現される。ここで、図18を参照し、動力分割機構800の動作について説明する。ここに、図18は、ハイブリッド駆動装置HBの動作共線図である。尚、同図において、図16と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
上記のような基本動作を呈するハイブリッド駆動装置HBにおいては、ハイブリッド車両1が高速小負荷走行を行っている場合等に、動力循環が生じ得る。ここで、図19を参照し、ハイブリッド駆動装置HBにおける動力循環について説明する。ここに、図19は、ハイブリッド駆動装置HBの動力循環時における動作共線図である。尚、同図において、図18と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
Claims (9)
- 電源電圧VBを有する直流電源と、
スイッチング手段を備え、前記スイッチング手段のスイッチング状態の切り替えを含む所定の昇圧制御により前記電源電圧VBを昇圧して負荷装置に出力する昇圧コンバータと、
前記昇圧コンバータの出力電圧VHを検出する電圧検出手段と
を備えた電力供給システムにおいて前記昇圧コンバータを制御する、昇圧コンバータの制御装置であって、
前記直流電源、前記昇圧コンバータ及び前記負荷装置を含む電力供給システムの損失が最小となる前記出力電圧VHの目標値を設定する目標値設定手段と、
前記検出された出力電圧VHに基づいて、前記出力電圧VHが直前の前記昇圧制御の実行時における前記設定された目標値を含む範囲に維持されるように前記昇圧制御の間欠処理を実行する間欠制御手段と、
前記間欠処理の実行期間における前記出力電圧VHの平均値を算出する平均値算出手段と、
前記算出された平均値と前記設定された目標値との偏差が減少するように前記設定された目標値を補正する目標値補正手段と
を具備することを特徴とする昇圧コンバータの制御装置。 - 前記設定又は補正された目標値が大きくなるのに応じて、前記設定又は補正された目標値と前記範囲の上限値との偏差が小さくなるように前記範囲を設定する範囲設定手段を更に具備する
ことを特徴とする請求の範囲第1項に記載の昇圧コンバータの制御装置。 - 前記平均値算出手段は、前記昇圧制御の間欠処理における、相互に連続する前記昇圧制御の実行期間及び停止期間からなる期間に相当する処理を単位間欠処理とした場合に、少なくとも一の前記単位間欠処理における前記検出された出力電圧VHに基づいて前記平均値を算出する
ことを特徴とする請求の範囲第1項に記載の昇圧コンバータの制御装置。 - 前記電力供給システムは、前記直流電源又は前記昇圧コンバータに流れる電流を検出する電流検出手段を更に具備し、
前記昇圧コンバータの制御装置は、
前記一の単位間欠処理における前記昇圧制御の停止期間において前記検出された電流を補正する電流補正手段を更に具備する
ことを特徴とする請求の範囲第3項に記載の昇圧コンバータの制御装置。 - 前記目標値補正手段は、前記平均値算出手段により算出された先回の前記平均値が、(1)前記設定された目標値よりも小さい場合には、前記算出された平均値と前記設定された目標値との偏差以下の値を前記設定された目標値に加算することにより前記設定された目標値を補正し、(2)前記設定された目標値よりも大きい場合には、前記算出された平均値と前記設定された目標値との偏差以下の値を前記設定された目標値から減算することにより前記設定された目標値を補正する
ことを特徴とする請求の範囲第1項に記載の昇圧コンバータの制御装置。 - 前記間欠制御手段は、前記出力電圧VHの変動幅が所定値以内である場合に前記昇圧制御の間欠処理を開始する
ことを特徴とする請求の範囲第1項に記載の昇圧コンバータの制御装置。 - 前記電力供給システムは、車両に搭載される
ことを特徴とする請求の範囲第1項に記載の昇圧コンバータの制御装置。 - 前記車両は、前記車両の動力源として、前記負荷装置となる力行及び回生可能な少なくとも一つの回転電機を備える
ことを特徴とする請求の範囲第7項に記載の昇圧コンバータの制御装置。 - 前記車両は、
内燃機関と、
力行及び回生可能な前記負荷装置となる第1回転電機と、
前記第1回転電機に連結された第1回転要素、前記内燃機関に連結された第2回転要素及び車軸に繋がる駆動軸に連結された第3回転要素を含む相互に差動回転可能な複数の回転要素を備えた差動機構と、
前記駆動軸に連結された、力行及び回生可能な前記負荷装置となる第2回転電機と
を備えたハイブリッド車両であり、
前記間欠制御手段は、前記第1及び第2回転電機のうち一方が力行状態にあり他方が回生状態にある場合において、前記第1及び第2回転電機の電力収支が所定値以内である場合に前記昇圧制御の間欠処理を開始する
ことを特徴とする請求の範囲第8項に記載の昇圧コンバータの制御装置。
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