JP6881280B2 - Converter device - Google Patents
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Description
本発明は、コンバータ装置に関し、詳しくは、上アームおよび下アームの2つのスイッチング素子とリアクトルとを有する昇降圧コンバータを備えるコンバータ装置に関する。 The present invention relates to a converter device, and more particularly to a converter device including a buck-boost converter having two switching elements, an upper arm and a lower arm, and a reactor.
従来、この種のコンバータ装置としては、上アームおよび下アームの2つのスイッチング素子とリアクトルとを有する昇降圧コンバータを備えるコンバータ装置において、デューティ比Dが0%のときに下アームを構成するスイッチング素子をオン固定するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この装置では、下アームを構成するスイッチング素子をオン固定することにより、昇圧電流の応答性を良好なものにしている。 Conventionally, as this type of converter device, in a converter device including a buck-boost converter having two switching elements of an upper arm and a lower arm and a reactor, a switching element constituting the lower arm when the duty ratio D is 0%. Has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In this device, the responsiveness of the boosted current is improved by fixing the switching element constituting the lower arm on.
しかしながら、上述のコンバータ装置では、下アームを構成するスイッチング素子のオン固定を解除するタイミングによっては、過電流が生じる場合がある。昇降圧コンバータのスイッチング素子のスイッチング制御は、一定の周期(制御周期)で行なわれるから、下アームを構成するスイッチング素子のオン固定を解除するタイミングも制御周期のタイミングでしか行なうことができない。従って、昇圧電流が上限電流の達する直前のタイミングで下アームを構成するスイッチング素子のオン固定を解除しようとしても、制御周期のタイミングによっては昇圧電流が上限電流を超えてしまう場合が生じる。 However, in the above-mentioned converter device, an overcurrent may occur depending on the timing of releasing the on-fixing of the switching element constituting the lower arm. Since the switching control of the switching element of the buck-boost converter is performed in a fixed cycle (control cycle), the timing of releasing the on-fixing of the switching element constituting the lower arm can be performed only at the timing of the control cycle. Therefore, even if an attempt is made to release the on-fixing of the switching element constituting the lower arm at the timing immediately before the boost current reaches the upper limit current, the boost current may exceed the upper limit current depending on the timing of the control cycle.
本発明のコンバータ装置は、過電流を生じることなく昇圧電流の応答性を良好なものとすることを主目的とする。 The main object of the converter device of the present invention is to improve the responsiveness of the boosted current without causing an overcurrent.
本発明のコンバータ装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The converter device of the present invention has adopted the following means in order to achieve the above-mentioned main object.
本発明のコンバータ装置は、
上アームおよび下アームの2つのスイッチング素子とリアクトルとを有し、低電圧側電力ラインと高電圧側電力ラインとの間で電圧の変更を伴って電力のやりとりを行なう昇降圧コンバータと、
デューティ指令が閾値未満のときにはデューティ下限制限を行なって前記昇降圧コンバータを制御する制御装置と、
を備えるコンバータ装置であって、
前記制御装置は、前記デューティ指令が前記閾値未満のときに、下アームを構成するスイッチング素子をオン固定した状態で、前記2つのスイッチング素子のスイッチング制御周期における2周期後に推定される昇圧電流値が上限電流値以下のときには、デューティ下限制限を解除し、下アームを構成するスイッチング素子のオン固定を許可する、
ことを特徴とする。
The converter device of the present invention
A buck-boost converter that has two switching elements, an upper arm and a lower arm, and a reactor, and exchanges power between the low-voltage side power line and the high-voltage side power line with a change in voltage.
When the duty command is less than the threshold value, the lower limit of duty is limited to control the buck-boost converter, and
It is a converter device equipped with
In the control device, when the duty command is less than the threshold value, the boosted current value estimated after two cycles in the switching control cycle of the two switching elements is set in a state where the switching elements constituting the lower arm are fixed on. When it is less than the upper limit current value, the lower limit of duty is released and the switching element constituting the lower arm is allowed to be fixed on.
It is characterized by that.
この本発明のコンバータ装置では、デューティ指令が閾値以下のときにはデューティ下限制限を行なって昇降圧コンバータを制御する。デューティ指令が閾値以下のときに、下アームを構成するスイッチング素子をオン固定した状態で、2つのスイッチング素子のスイッチング制御周期における2周期後に推定される昇圧電流値が上限電流値以下のときには、デューティ下限制限を解除し、下アームを構成するスイッチング素子のオン固定を許可する。スイッチング制御周期には、周期の開始からデューティ指令に基づいて2つのスイッチング素子の1周期分のスイッチングパターンを演算する時間を要するから、1周期分のスイッチングパターンは周期の開始から演算時間を経過したタイミングからの1周期分となる。例えば周期の開始から半周期後のタイミングからの1周期分となる。このため、下アームを構成するスイッチング素子のオン固定を行なうと、次のスイッチング制御周期の開始から演算時間を経過したタイミングまでオン固定を解除することができない。従って、下アームを構成するスイッチング素子をオン固定した状態でスイッチング制御周期における1周期後に推定される昇圧電流値が上限電流値以下であっても、昇圧電流値が上限電流値を超えてしまう場合が生じる。本発明では、下アームを構成するスイッチング素子をオン固定した状態でスイッチング制御周期における2周期後に推定される昇圧電流値が上限電流値以下のときに下アームを構成するスイッチング素子のオン固定を許可するから、スイッチング制御周期における2周期後に推定される昇圧電流値が上限電流値を超えるときにオン固定の許可の解除を行なえば、オン固定を許可したスイッチング制御周期の開始から2周期以内にオン固定の許可を解除することができ、昇圧電流値が上限電流値を超えるのを抑止することができる。これらの結果、過電流を生じることなく昇圧電流の応答性を良好なものとすることができる。 In the converter device of the present invention, when the duty command is equal to or less than the threshold value, the lower limit of duty is limited to control the buck-boost converter. When the duty command is below the threshold, the duty is when the boosted current value estimated after two cycles in the switching control cycle of the two switching elements is less than or equal to the upper limit current value with the switching elements constituting the lower arm fixed on. The lower limit is released and the switching elements that make up the lower arm are allowed to be fixed on. Since the switching control cycle requires time to calculate the switching pattern for one cycle of the two switching elements based on the duty command from the start of the cycle, the calculation time has elapsed from the start of the cycle for the switching pattern for one cycle. It is one cycle from the timing. For example, it is one cycle from the timing half a cycle after the start of the cycle. Therefore, when the switching elements constituting the lower arm are fixed on, the on-fixing cannot be released from the start of the next switching control cycle to the timing when the calculation time has elapsed. Therefore, even if the boosted current value estimated after one cycle in the switching control cycle is equal to or less than the upper limit current value with the switching element constituting the lower arm fixed on, the boosted current value exceeds the upper limit current value. Occurs. In the present invention, the switching element constituting the lower arm is allowed to be fixed on when the boosted current value estimated after two cycles in the switching control cycle is equal to or less than the upper limit current value in the state where the switching element constituting the lower arm is fixed on. Therefore, if the on-fixing permission is canceled when the boosted current value estimated after two cycles in the switching control cycle exceeds the upper limit current value, the on-fixing is turned on within two cycles from the start of the switching control cycle in which the on-fixing is permitted. The fixed permission can be released, and it is possible to prevent the boosted current value from exceeding the upper limit current value. As a result, the responsiveness of the boosted current can be improved without causing an overcurrent.
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, a mode for carrying out the present invention will be described with reference to examples.
図1は、本発明の一実施例としてのコンバータ装置を搭載する電気自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例の電気自動車20は、図示するように、モータ32と、インバータ34と、バッテリ36と、昇圧コンバータ40と、高電圧側コンデンサ46と、低電圧側コンデンサ48と、システムメインリレーSMRと、電子制御ユニット50と、を備える。ここで、実施例では、昇圧コンバータ40と電子制御ユニット50とが「コンバータ装置」に相当する。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of an
モータ32は、同期発電電動機として構成されており、永久磁石が埋め込まれた回転子と、三相コイルが巻回された固定子と、を備える。このモータ32の回転子は、駆動輪22a,22bにデファレンシャルギヤ24を介して連結された駆動軸26に接続されている。
The
インバータ34は、モータ32に接続されると共に高電圧側電力ライン42に接続されている。このインバータ34は、6つのトランジスタT11〜T16と、6つのダイオードD11〜D16と、を有する。トランジスタT11〜T16は、それぞれ、高電圧側電力ライン42の正極母線と負極母線とに対して、ソース側とシンク側になるように、2個ずつペアで配置されている。6つのダイオードD11〜D16は、それぞれ、トランジスタT11〜T16に逆方向に並列接続されている。トランジスタT11〜T16の対となるトランジスタ同士の接続点の各々には、モータ32の三相コイル(U相,V相,W相)の各々が接続されている。したがって、インバータ34に電圧が作用しているときに、電子制御ユニット50によって、対となるトランジスタT11〜T16のオン時間の割合が調節されることにより、三相コイルに回転磁界が形成され、モータ32が回転駆動される。以下、トランジスタT11〜T13を「上アーム」,トランジスタT14〜T16を「下アーム」ということがある。
The
バッテリ36は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、低電圧側電力ライン44に接続されている。
The
昇圧コンバータ40は、高電圧側電力ライン42と低電圧側電力ライン44とに接続されている。この昇圧コンバータ40は、2つのトランジスタT31,T32と、2つのダイオードD31,D32と、リアクトルLと、を有する。トランジスタT31は、高電圧側電力ライン42の正極母線に接続されている。トランジスタT32は、トランジスタT31と、高電圧側電力ライン42および低電圧側電力ライン44の負極母線と、に接続されている。2つのダイオードD31,D32は、それぞれ、トランジスタT31,T32に逆方向に並列接続されている。リアクトルLは、トランジスタT31,T32同士の接続点と、低電圧側電力ライン44の正極母線と、に接続されている。昇圧コンバータ40は、電子制御ユニット50によって、デューティ指令によりトランジスタT31,T32のオン時間の割合が調節されることにより、低電圧側電力ライン44の電力を電圧の昇圧を伴って高電圧側電力ライン42に供給したり、高電圧側電力ライン42の電力を電圧の降圧を伴って低電圧側電力ライン44に供給したりする。
The
高電圧側コンデンサ46は、高電圧側電力ライン42の正極母線と負極母線とに接続されている。低電圧側コンデンサ48は、低電圧側電力ライン44の正極母線と負極母線とに取り付けられている。システムメインリレーSMRは、低電圧側電力ライン44における低電圧側コンデンサ48よりもバッテリ36側に設けられている。このシステムメインリレーSMRは、電子制御ユニット50によってオンオフ制御されることにより、バッテリ36と昇圧コンバータ40や低電圧側コンデンサ48との接続および接続の解除を行なう。
The high-
電子制御ユニット50は、CPU52を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPU52の他に、処理プログラムを記憶するROM54やデータを一時的に記憶するRAM56,入出力ポートを備える。
The
電子制御ユニット50には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。電子制御ユニット50に入力される信号としては、例えば、モータ32の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ(例えばレゾルバ)32aからの回転位置θm,モータ32の各相に流れる電流を検出する電流センサ32u,32vからの相電流Iu,Ivを挙げることができる。また、バッテリ36の端子間に取り付けられた電圧センサ36aからの電圧VB,バッテリ36の出力端子に取り付けられた電流センサ36bからの電流IBも挙げることができる。さらに、高電圧側コンデンサ46の端子間に取り付けられた電圧センサ46aからの高電圧側コンデンサ46(高電圧側電力ライン42)の電圧VH,低電圧側コンデンサ48の端子間に取り付けられた電圧センサ48aからの低電圧側コンデンサ48(低電圧側電力ライン44)の電圧VL,昇圧コンバータ40のリアクトルLに取り付けられた電流センサ40aからのリアクトル電流ILも挙げることができる。また、イグニッションスイッチ60からのイグニッション信号,シフトレバー61の操作位置を検出するシフトポジションセンサ62からのシフトポジションSP,アクセルペダル63の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ64からのアクセル開度Acc,ブレーキペダル65の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ66からのブレーキペダルポジションBP,車速センサ68からの車速VSも挙げることができる。
Signals from various sensors are input to the
電子制御ユニット50からは、各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。電子制御ユニット50から出力される信号としては、例えば、インバータ34のトランジスタT11〜T16へのスイッチング制御信号,昇圧コンバータ40のトランジスタT31,T32へのスイッチング制御信号を挙げることができる。
Various control signals are output from the
電子制御ユニット50は、回転位置検出センサ32aからのモータ32の回転子の回転位置θmに基づいてモータ32の電気角θeや角速度ωm,回転数Nmを演算している。また、電子制御ユニット50は、電流センサ36bからのバッテリ36の電流IBの積算値に基づいてバッテリ36の蓄電割合SOCを演算している。ここで、蓄電割合SOCは、バッテリ36の全容量に対するバッテリ36から放電可能な電力の容量の割合である。
The
こうして構成された実施例の電気自動車20では、電子制御ユニット50は、以下の走行制御を行なう。走行制御では、アクセル開度Accと車速VSとに基づいて駆動軸26に要求される要求トルクTd*を設定し、設定した要求トルクTd*をモータ32のトルク指令Tm*に設定し、モータ32がトルク指令Tm*で駆動されるようにインバータ34のトランジスタT11〜T16のスイッチング制御を行なう。また、モータ32をトルク指令Tm*で駆動できるように高電圧側電力ライン42の目標電圧VH*を設定し、高電圧側電力ライン42の電圧VHが目標電圧VH*となるように昇圧コンバータ40のトランジスタT31,T32のスイッチングに対してデューティ制御を行なう。
In the
次に、こうして構成された実施例の電気自動車20の動作、特に、昇圧コンバータ40のリアクトルLに流れる電流(昇圧電流)ILの目標電流IL*への応答性を良好にする際の動作について説明する。図2は、実施例の電子制御ユニット50により実行される応答性促進処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは昇圧コンバータ40のトランジスタT31,T32のスイッチング制御の制御周期毎に繰り返し実行される。
Next, the operation of the
応答性促進処理ルーチンが実行されると、電子制御ユニット50は、まず、デューティ指令D*が閾値Dref未満であるか否かを判定する(ステップS100)。ここで、閾値Drefは、例えばデッドタイム分に相当するデューティ比を用いることができる。デューティ指令D*が閾値Dref未満ではないと判定したときには、通常のデューティ下限制限を行なうデューティ制御を実行して(ステップS150)、本ルーチンを終了する。
When the responsiveness promotion processing routine is executed, the
ステップS100でデューティ指令D*が閾値Dref未満であると判定したときには、下アームを構成するトランジスタT32をオン固定した状態で2制御周期後の昇圧電流ILestを予測する(ステップS110)。この予測は、そのときの昇圧電流ILに下アームを構成するトランジスタT32をオン固定した状態で2制御周期の間に電流値が上昇する電流上昇分を加えることにより行なうことができる。電流上昇分は、例えば実験などにより予め求めることができる。そして、予測した2制御周期後の昇圧電流ILestと上限電流値Ilimと比較し(ステップS120)、2制御周期後の昇圧電流ILestが上限電流値Ilim以下であると判定したときには、デューティ下限制限を解除し(ステップS130)、下アームを構成するトランジスタT32をオン固定するのを許可し(ステップS140)、本ルーチンを終了する。一方、2制御周期後の昇圧電流ILestが上限電流値Ilimより大きいと判定したときには、通常のデューティ下限制限を行なうデューティ制御を実行して(ステップS150)、本ルーチンを終了する。 When it is determined in step S100 that the duty command D * is less than the threshold value Dreff, the boosted current ILest after two control cycles is predicted with the transistor T32 constituting the lower arm fixed on (step S110). This prediction can be made by adding the amount of current increase in which the current value increases during the two control cycles with the transistor T32 constituting the lower arm fixed on to the boosted current IL at that time. The amount of current increase can be obtained in advance by, for example, an experiment. Then, the boosted current Irest after the predicted two control cycles is compared with the upper limit current value Illim (step S120), and when it is determined that the boosted current Irest after the two control cycles is equal to or less than the upper limit current value Illim, the lower limit of duty is set. It is released (step S130), the transistor T32 constituting the lower arm is allowed to be fixed on (step S140), and this routine is terminated. On the other hand, when it is determined that the boosted current ILest after the two control cycles is larger than the upper limit current value Illim, the duty control for limiting the lower limit of the normal duty is executed (step S150), and this routine is terminated.
図3は、キャリアと下アームを構成するトランジスタT32のスイッチパターンと昇圧電流ILの時間変化の一例を示す説明図である。図中、キャリアにおける一点鎖線はデューティ下限制限を示す。昇圧電流ILにおける一点鎖線は下アームを構成するトランジスタT32をオン固定したときの推定昇圧電流ILを示す。また、昇圧電流ILにおける破線はデューティ下限制限を行なったときの昇圧電流を示す。図3では、説明の容易のため、スイッチング制御の制御周期はデューティ制御における三角波としてのキャリアの1周期であり、制御周期の演算の開始タイミングはキャリアの谷のタイミングであり、デューティ指令D*に基づいて2つのトランジスタT31,T32の1周期分のスイッチングパターンを演算するのに時間は1/2周期未満であり、演算したスイッチングパターンによる実行開始タイミングは制御周期の演算の開始タイミングから1/2周期経過したキャリアの山のタイミングとする。 FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of a switch pattern of the transistor T32 constituting the carrier and the lower arm and a time change of the boosted current IL. In the figure, the alternate long and short dash line in the carrier indicates the lower limit of duty. The alternate long and short dash line in the boosted current IL indicates the estimated boosted current IL when the transistor T32 constituting the lower arm is fixed on. The broken line in the boosted current IL indicates the boosted current when the lower limit of duty is limited. In FIG. 3, for the sake of simplicity, the control cycle of the switching control is one cycle of the carrier as a triangular wave in the duty control, and the start timing of the calculation of the control cycle is the timing of the valley of the carrier. Based on this, it takes less than 1/2 cycle to calculate the switching pattern for one cycle of the two transistors T31 and T32, and the execution start timing according to the calculated switching pattern is 1/2 from the start timing of the calculation of the control cycle. The timing is the peak of the carrier after the cycle has passed.
制御周期の開始時であるキャリアの谷のタイミングの時間T1でデューティ指令D*が閾値Dref未満であると判定し、下アームを構成するトランジスタT32をオン固定した状態で2制御周期後(時間T5)の昇圧電流ILestを予測する。予測した昇圧電流ILestは電流上限値Ilim以下であるから、デューティ下限制限を解除し、下アームを構成するトランジスタT32をオン固定を許可し、この許可に伴って1/2周期後のキャリアの山のタイミングの時間T2に下アームを構成するトランジスタT32をオン固定する。制御周期の開始時であるキャリアの谷のタイミングの時間T3,T5でも同様に2制御周期後(時間T7,T9)の昇圧電流ILestを予測する。予測した昇圧電流ILestは電流上限値Ilim以下であるから、下アームを構成するトランジスタT32をオン固定を継続する。制御周期の開始時であるキャリアの谷のタイミングの時間T7でも同様に2制御周期後(時間T11)の昇圧電流ILestを予測する。予測した昇圧電流ILestは電流上限値Ilimより大きくなる。このため、通常のデューティ下限制限を伴うデューティ制御とし、1/2周期後の時間T8から通常制御を行なう。このため、時間T9ではデューティ下限制限が適用され、下アームを構成するデューティ下限制限に応じた時間だけトランジスタT32はオフとなる。 It is determined that the duty command D * is less than the threshold value Dref at the time T1 of the carrier valley timing at the start of the control cycle, and after two control cycles (time T5) with the transistor T32 constituting the lower arm fixed on. ) Predict the step-up current Irest. Since the predicted boosted current ILest is less than or equal to the current upper limit value Illim, the duty lower limit limit is released, the transistor T32 constituting the lower arm is allowed to be fixed on, and the carrier peak after 1/2 cycle is allowed with this permission. The transistor T32 constituting the lower arm is fixed on at the time T2 of the timing of. Similarly, at the time T3 and T5 of the carrier valley timing at the start of the control cycle, the boosted current ILest after two control cycles (time T7 and T9) is predicted. Since the predicted boosted current ILest is equal to or less than the current upper limit value Illim, the transistor T32 constituting the lower arm is continuously fixed on. Similarly, at the time T7 of the carrier valley timing at the start of the control cycle, the boosted current ILest after 2 control cycles (time T11) is predicted. The predicted boost current ILest is larger than the current upper limit Illim. Therefore, the duty control is performed with the normal lower limit of the duty, and the normal control is performed from the time T8 after 1/2 cycle. Therefore, the lower limit of duty is applied at time T9, and the transistor T32 is turned off for a time corresponding to the lower limit of duty constituting the lower arm.
比較例として、1制御周期後の昇圧電流ILestを予測して下アームを構成するトランジスタT32のオン固定を許可する場合を考える。時間T9で1制御周期後(時間T11)の昇圧電流ILestを予測し、予測した昇圧電流ILestは電流上限値Ilimより大きいことから、1/2周期後の時間T10で通常のデューティ下限制限を伴うデューティ制御を行なうことになる。この場合、時間T11に至る前に昇圧電流ILが上限電流値Ilimを超える場合が生じる。実施例では、2制御周期後の昇圧電流ILestを予測して下アームを構成するトランジスタT32のオン固定を許可することにより、昇圧電流ILが上限電流値Ilimを超えるのを抑止することができる。 As a comparative example, consider a case where the boosted current Irest after one control cycle is predicted and the transistor T32 constituting the lower arm is allowed to be fixed on. The boosted current Irest after one control cycle (time T11) is predicted at time T9, and since the predicted boosted current Irest is larger than the current upper limit value Illim, the time T10 after 1/2 cycle is accompanied by the normal lower limit of duty. Duty control will be performed. In this case, the boosted current IL may exceed the upper limit current value Illim before reaching the time T11. In the embodiment, by predicting the boosted current ILest after two control cycles and allowing the transistor T32 constituting the lower arm to be fixed on, it is possible to prevent the boosted current IL from exceeding the upper limit current value Illim.
また、比較例として、下アームを構成するトランジスタT32のオン固定を行なわない場合を考える。図3の破線に示すように、昇圧電流ILの上昇の程度は下アームを構成するトランジスタT32をオン固定する実施例の場合に比して遅くなる。従って、実施例では、比較例に比して昇圧電流ILの目標電流IL*への応答性を良好なものとすることができる。 Further, as a comparative example, consider a case where the transistor T32 constituting the lower arm is not fixed on. As shown by the broken line in FIG. 3, the degree of increase in the boosting current IL is slower than in the case of the embodiment in which the transistor T32 constituting the lower arm is fixed on. Therefore, in the examples, the responsiveness of the boosted current IL to the target current IL * can be improved as compared with the comparative example.
以上説明した実施例の電気自動車20が搭載するコンバータ装置では、デューティ指令D*が閾値Dref未満であるときに、下アームを構成するトランジスタT32をオン固定した状態で2制御周期後の昇圧電流ILestを予測し、予測した昇圧電流ILestが電流上限値Ilim以下のときにデューティ下限制限を解除すると共に下アームを構成するトランジスタT32をオン固定を許可する。これにより、過電流を生じることなく昇圧電流ILの応答性を良好なものにすることができる。
In the converter device mounted on the
実施例では、スイッチング制御の制御周期はデューティ制御における三角波としてのキャリアの1周期であり、制御周期の演算の開始タイミングはキャリアの谷のタイミングであり、デューティ指令D*に基づいて2つのトランジスタT31,T32の1周期分のスイッチングパターンを演算するのに時間は1/2周期未満であり、演算したスイッチングパターンによる実行開始タイミングは制御周期の演算の開始タイミングから1/2周期経過したキャリアの山のタイミングとした。しかし、スイッチング制御の制御周期はデューティ制御における三角波としてのキャリアの2周期などとしてもいし、制御周期の演算の開始タイミングはキャリアの山のタイミングなどとしてもよいし、演算したスイッチングパターンによる実行開始タイミングは制御周期の演算の開始タイミングから1周期経過したタイミングなどとしてもよい。 In the embodiment, the control cycle of the switching control is one cycle of the carrier as a triangular wave in the duty control, the start timing of the operation of the control cycle is the timing of the valley of the carrier, and the two transistors T31 are based on the duty command D *. , It takes less than 1/2 cycle to calculate the switching pattern for one cycle of T32, and the execution start timing by the calculated switching pattern is the peak of carriers that have passed 1/2 cycle from the start timing of the calculation of the control cycle. It was the timing of. However, the control cycle of the switching control may be two cycles of the carrier as a triangular wave in the duty control, the start timing of the calculation of the control cycle may be the timing of the peak of the carrier, or the execution start timing according to the calculated switching pattern. May be the timing when one cycle has elapsed from the start timing of the calculation of the control cycle.
実施例では、コンバータ装置は電気自動車20に搭載されるものとしたが、ハイブリッド自動車に搭載されるものとしてもよいし、自動車以外の車両などの移動体に搭載されるものとしてもよいし、建設設備などの設備に組み込まれるものとしてもよい。
In the embodiment, the converter device is mounted on the
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、トランジスタT31およびトランジスタT32が「上アームおよび下アームの2つのスイッチング素子」に相当し、リアクトルLが「リアクトル」に相当し、昇圧コンバータ40が「昇降圧コンバータ」に相当し、電子制御ユニット50が「制御装置」に相当する。
The correspondence between the main elements of the examples and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem will be described. In the embodiment, the transistor T31 and the transistor T32 correspond to "two switching elements of the upper arm and the lower arm", the reactor L corresponds to the "reactor", the
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。 Regarding the correspondence between the main elements of the examples and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem, the invention described in the column of means for solving the problem in the examples is carried out. Since it is an example for specifically explaining the form for solving the problem, the elements of the invention described in the column of means for solving the problem are not limited. That is, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problem should be performed based on the description in the column, and the examples are the inventions described in the column of means for solving the problem. It is just a concrete 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 examples, the present invention is not limited to these examples, and various embodiments are used without departing from the gist of the present invention. Of course, it can be done.
本発明は、コンバータ装置の製造産業などに利用可能である。 The present invention can be used in the manufacturing industry of converter devices and the like.
20 電気自動車、22a,22b 駆動輪、24 デファレンシャルギヤ、26 駆動軸、32 モータ、32a 回転位置検出センサ、32u,32v,36b 電流センサ、34 インバータ、36 バッテリ、36a,46a,48a 電圧センサ、40 昇圧コンバータ、40a 電流センサ、42 高電圧側電力ライン、44 低電圧側電力ライン、46 高電圧側コンデンサ、48 低電圧側コンデンサ、50 電子制御ユニット、52 CPU、54 ROM、56 RAM、60 イグニッションスイッチ、61 シフトレバー、62 シフトポジションセンサ、63 アクセルペダル、64 アクセルペダルポジションセンサ、65 ブレーキペダル、66 ブレーキペダルポジションセンサ、68 車速センサ、69 加速度センサ、D11〜D16,D31,D32 ダイオード、L リアクトル、SMR システムメインリレー、T11〜T16,T31,T32 トランジスタ。 20 Electric vehicle, 22a, 22b drive wheel, 24 differential gear, 26 drive shaft, 32 motor, 32a rotation position detection sensor, 32u, 32v, 36b current sensor, 34 inverter, 36 battery, 36a, 46a, 48a voltage sensor, 40 Boost converter, 40a current sensor, 42 high voltage side power line, 44 low voltage side power line, 46 high voltage side capacitor, 48 low voltage side capacitor, 50 electronic control unit, 52 CPU, 54 ROM, 56 RAM, 60 ignition switch , 61 shift lever, 62 shift position sensor, 63 accelerator pedal, 64 accelerator pedal position sensor, 65 brake pedal, 66 brake pedal position sensor, 68 vehicle speed sensor, 69 acceleration sensor, D11 to D16, D31, D32 diode, L reactor, SMR system main relay, T11-T16, T31, T32 transistors.
Claims (1)
デューティ指令が閾値未満のときにはデューティ下限制限を行なって前記昇降圧コンバータを制御する制御装置と、
を備えるコンバータ装置であって、
前記制御装置は、前記デューティ指令が前記閾値未満のときに、下アームを構成するスイッチング素子をオン固定した状態で、前記2つのスイッチング素子のスイッチング制御周期における2周期後に推定される昇圧電流値が上限電流値以下のときには、下アームを構成するスイッチング素子のオン固定を許可する、
ことを特徴とするコンバータ装置。 A buck-boost converter that has two switching elements, an upper arm and a lower arm, and a reactor, and exchanges power between the low-voltage side power line and the high-voltage side power line with a change in voltage.
When the duty command is less than the threshold value, the lower limit of duty is limited to control the buck-boost converter, and
It is a converter device equipped with
In the control device, when the duty command is less than the threshold value, the boosted current value estimated after two cycles in the switching control cycle of the two switching elements is set in a state where the switching elements constituting the lower arm are fixed on. When the current value is less than the upper limit, the switching elements that make up the lower arm are allowed to be fixed on.
A converter device characterized by that.
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