JP6941510B2 - Control method of control device and power converter - Google Patents
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Description
本発明は、制御装置および電力変換装置の制御方法に関する。 The present invention relates to a control method for a control device and a power conversion device.
従来、車両に搭載された電源(例えば鉛バッテリ)の電圧を昇降圧し、インバータへ出力する電圧変換装置を制御する制御装置がある。かかる制御装置では、フィードフォワード演算およびフィードバック演算を用い電圧変換装置を制御する。 Conventionally, there is a control device that controls a voltage conversion device that raises and lowers the voltage of a power source (for example, a lead battery) mounted on a vehicle and outputs the voltage to an inverter. In such a control device, the voltage conversion device is controlled by using feedforward calculation and feedback calculation.
しかしながら、従来技術では、電圧変換装置の通電経路を切り替える場合に、電圧変換装置の出力する電流が発振し、電圧変換装置の応答性が低下するおそれがあった。 However, in the prior art, when the energization path of the voltage converter is switched, the current output by the voltage converter oscillates, which may reduce the responsiveness of the voltage converter.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電力変換装置の応答性を向上させることができる制御装置および制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a control device and a control method capable of improving the responsiveness of the power conversion device.
実施形態に係る制御装置は、切替部と、補正部とを備える。前記切替部は、電力変換装置の出力側のスイッチング素子をオフにして寄生ダイオードを介して電流を出力する第1モードと、前記スイッチング素子をオンにして前記スイッチング素子を介して電流を出力する第2モードとを切り替える。前記補正部は、前記切替部によって一方のモードから他方のモードへ切り替えられる場合に、前記電力変換装置へ入力する駆動信号を補正する。 The control device according to the embodiment includes a switching unit and a correction unit. The switching unit has a first mode in which the switching element on the output side of the power conversion device is turned off and a current is output via the parasitic diode, and a first mode in which the switching element is turned on and the current is output via the switching element. Switch between 2 modes. The correction unit corrects the drive signal input to the power conversion device when the switching unit switches from one mode to the other mode.
本発明によれば、電力変換装置の応答性を向上させることができる。 According to the present invention, the responsiveness of the power conversion device can be improved.
以下、添付図面を参照して、実施形態に係る制御装置および電力変換装置の制御方法について詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, the control method of the control device and the power conversion device according to the embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to this embodiment.
まず、図1を用いて実施形態に係る制御装置を含む電源システムSについて説明する。図1は、実施形態に係る電源システムSのブロック図である。電源システムSは、車両用電源装置1と、鉛バッテリ3と、電気負荷4と、リチウムイオンバッテリ(LIB)5と、発電機6と、スタータ7とを備える。 First, the power supply system S including the control device according to the embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram of the power supply system S according to the embodiment. The power supply system S includes a vehicle power supply device 1, a lead battery 3, an electric load 4, a lithium ion battery (LIB) 5, a generator 6, and a starter 7.
鉛バッテリ3は、電極に鉛を用いた二次電池である。鉛バッテリ3は、車両に搭載される電気機器の主要な電源となる。電気負荷4は、車両に備わる電気機器である。例えば、電気負荷4としてナビゲーション装置やオーディオ、エアーコンディショナ等が挙げられる。あるいは、例えば、電気負荷4がPCS(Pre-crash Safety System)やAEB(Advanced Emergency Braking System)などの車両制御を行う車両制御装置であってもよい。 The lead battery 3 is a secondary battery using lead as an electrode. The lead battery 3 serves as a main power source for electrical equipment mounted on the vehicle. The electric load 4 is an electric device provided in the vehicle. For example, examples of the electric load 4 include a navigation device, an audio system, an air conditioner, and the like. Alternatively, for example, the electric load 4 may be a vehicle control device that controls a vehicle such as a PCS (Pre-crash Safety System) or an AEB (Advanced Emergency Braking System).
LIB5は、電荷を蓄える蓄電池である。LIB5は、鉛バッテリ3の補助電源である。なお、補助電源は、蓄電装置であればよく、LIB5の代わりにキャパシタや他の二次電池であってもよい。 The LIB 5 is a storage battery that stores electric charges. The LIB 5 is an auxiliary power source for the lead battery 3. The auxiliary power supply may be a power storage device, and may be a capacitor or another secondary battery instead of the LIB 5.
発電機6は、エンジンの回転を動力源として電力を生成する機器である。また、車両の減速時には回生ブレーキによる回生電力を生成する。なお、発電機6は、オルタネータまたはジェネレータと呼ばれる場合もある。 The generator 6 is a device that generates electric power by using the rotation of an engine as a power source. In addition, when the vehicle is decelerating, regenerative electric power is generated by the regenerative brake. The generator 6 may be called an alternator or a generator.
発電機6は、例えば図示しないエンジン制御装置からの指示に応じて電力を生成する。例えば発電した電力を鉛バッテリ3およびLIB5に供給することで、鉛バッテリ3およびLIB5を充電する。 The generator 6 generates electric power in response to an instruction from an engine control device (not shown), for example. For example, the lead battery 3 and the LIB 5 are charged by supplying the generated electric power to the lead battery 3 and the LIB 5.
スタータ7は、電気モータを備え、エンジンを始動する始動装置である。なお、ここでは、電源システムSがスタータ7と発電機6とを備えるとしたが、スタータ7および発電機6の代わりにISG(Integrated Starter Generator)を備えていてもよい。 The starter 7 is a starting device including an electric motor and starting an engine. Although it is assumed here that the power supply system S includes the starter 7 and the generator 6, an ISG (Integrated Starter Generator) may be provided instead of the starter 7 and the generator 6.
車両用電源装置1は、電源システムSの全体を制御する。また、車両用電源装置1は、第1スイッチ部11と、第2スイッチ部12と、電源制御装置13と、DCDCコンバータ14と、コンバータ制御装置15とを備える。
The vehicle power supply device 1 controls the entire power supply system S. Further, the vehicle power supply device 1 includes a first switch unit 11, a
第1、第2スイッチ部11、12は、回路の短絡と開放を制御する開閉器(リレー)である。第1スイッチ部11は、鉛バッテリ3と発電機6との間および鉛バッテリ3とスタータ7との間に接続される。第2スイッチ部12は、LIB5と発電機6との間およびLIB5とスタータ7との間に接続される。第1スイッチ部11と第2スイッチ部12とは、互いに一端が接続され、後述の電源制御装置13によって開閉(オン/オフ)が制御される。なお、図1に示す第1、第2スイッチ部11、12の個数や配置は一例であり、これに限定されず、例えば車両用電源装置1が3個以上のスイッチ部を有していてもよい。
The first and
電源制御装置13は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、入出力ポートなどを有するマイクロコンピュータや各種の回路を含む。そして、電源制御装置13は、CPUがROMに記憶されたプログラムを、RAMを作業領域として使用して実行することによりスイッチ制御部13aと、駆動信号生成部13bと、車両状態取得部13cと、充電状態取得部13dとして機能する。
The power control device 13 includes, for example, a microcomputer having a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), an input / output port, and various circuits. Then, the power supply control device 13 executes the program stored in the ROM by the CPU using the RAM as a work area, thereby causing the
スイッチ制御部13aは、鉛バッテリ3およびLIB5の充電状態、電気負荷4の消費電流、および車両の状態等を参照し、第1スイッチ部11および第2スイッチ部12の開閉状態を制御する。
The
駆動信号生成部13bは、鉛バッテリ3およびLIB5の充電状態、電気負荷4の消費電流および車両の状態等に応じてDCDCコンバータ14の駆動状態を制御する。具体的には、駆動信号生成部13bは、DCDCコンバータ14の目標出力電流に応じた目標駆動信号を生成し、コンバータ制御装置15に出力する。
The drive signal generation unit 13b controls the drive state of the
車両状態取得部13cは、車載センサ(図示せず)から車両の状態を取得する。車両の状態とは、車両の走行状態やエンジンの駆動状態を含む。車両の走行状態とは、車両の走行中や減速中等の状態である。車両状態取得部13cは、車載センサのうち例えば車速センサから出力される信号により車両の走行中や減速中の状態を判別する。 The vehicle state acquisition unit 13c acquires the state of the vehicle from an in-vehicle sensor (not shown). The state of the vehicle includes the running state of the vehicle and the driving state of the engine. The traveling state of the vehicle is a state in which the vehicle is traveling, decelerating, or the like. The vehicle state acquisition unit 13c determines a state in which the vehicle is running or decelerating based on a signal output from, for example, a vehicle speed sensor among the in-vehicle sensors.
エンジンの駆動状態とは、エンジンの初回の始動時やアイドリングストップからの再始動時(復帰時)等である。エンジンの初回の始動時とは、ドライバが車両に乗り込み、キーやボタンを操作して最初にエンジンを始動する時である。アイドリングストップからの再始動時(復帰時)とは、例えば信号待ち等の間にエンジンを一時的に停止させ(アイドリングストップ)、その後ドライバがアクセルを操作した際にエンジンを再始動する時である。 The driving state of the engine is when the engine is started for the first time, when the engine is restarted from the idling stop (when returning), and the like. The first time the engine is started is when the driver gets into the vehicle and operates keys and buttons to start the engine for the first time. When restarting from idling stop (when returning) is when the engine is temporarily stopped (idling stop) while waiting for a traffic light, etc., and then restarted when the driver operates the accelerator. ..
充電状態取得部13dは、鉛バッテリ3およびLIB5の充電状態を取得する。DCDCコンバータ14は、直流電圧(入力電圧)を別の直流電圧(出力電圧)に変換(降圧または昇圧)する電圧変換装置である。
The charge state acquisition unit 13d acquires the charge state of the lead battery 3 and the LIB 5. The
DCDCコンバータ14は、鉛バッテリ3とLIB5との間および電気負荷4とLIB5との間に接続される。また、DCDCコンバータ14は、一端が第1スイッチ部11と接続され、他端が第2スイッチ部12と接続される。
The
例えば、LIB5から鉛バッテリ3に電力を供給する場合、DCDCコンバータ14は、LIB5の電圧を昇圧し、鉛バッテリ3へ供給する。また、LIB5から電気負荷4に電力を供給する場合、DCDCコンバータ14はLIB5の電圧を昇圧または降圧し、電気負荷4に供給する。
For example, when power is supplied from the LIB 5 to the lead battery 3, the
コンバータ制御装置15は、DCDCコンバータ14を制御する制御装置である。コンバータ制御装置15は、電源制御装置13から入力される駆動信号に基づいてDCDCコンバータ14を制御する。なお、コンバータ制御装置15の詳細については図2を用いて後述する。
The
次に、図2を用いてコンバータ制御装置15の構成について説明する。図2は、コンバータ制御装置15のブロック図である。コンバータ制御装置15は、生成部15aと、切替部15bと、補正部15cとを備える。
Next, the configuration of the
生成部15aは、比例演算部155と、積分演算部154と、積分器156と、加算器157とを備える。
The
比例演算部155は、目標駆動信号と、DCDCコンバータ14の出力信号との差分に比例した比例操作量を算出する。例えばDCDCコンバータ14が電流制御される場合、比例演算部155は、目標電流である目標駆動信号とDCDCコンバータ14の出力電流との差分に比例した比例操作量を算出する。
The
積分演算部154は、目標駆動信号とDCDCコンバータ14の出力電流との差分と積分ゲインとに応じた演算値を求め、積分器156に出力する。積分器156は、積分演算部154が算出した演算値を積分し、積分操作量を算出する。
The
加算器157は、比例演算部155が算出した比例操作量と、積分器156が算出した積分操作量とを加算して制御信号を生成し、DCDCコンバータ14へ出力する。これにより、DCDCコンバータ14は、かかる制御信号に応じた出力電圧を出力する。
The
切替部15bは、DCDCコンバータ14の出力電流に応じてDCDCコンバータ14の出力モードを切り替える。また、切替部15bは、出力モードを切り替える場合に、スイッチSW1をオンにする。これにより、後述する補正部15cによって生成された補正信号が生成部15aに入力されることとなる。ここで、図3A〜図3Cを用いてDCDCコンバータ14の構成および出力モードの詳細について説明する。
The switching unit 15b switches the output mode of the
図3Aは、DCDCコンバータ14の構成例を示す図である。図3Aに示すように、DCDCコンバータ14は、いわゆるHブリッジ型コンバータであり、スイッチング素子Q1〜Q4、寄生ダイオードD1〜D4およびインダクタLを備える。
FIG. 3A is a diagram showing a configuration example of the
なお、図3Aでは、各スイッチング素子Q1〜Q4が、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)である場合について示しているが、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)などの他の電荷効果トランジスタであってもよい。また、各スイッチング素子Q1〜Q4のソース・ドレイン間には、寄生ダイオードD1〜D4がそれぞれ接続される。 Although FIG. 3A shows a case where each switching element Q1 to Q4 is a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), it may be another charge effect transistor such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor). good. Further, parasitic diodes D1 to D4 are connected between the source and drain of the switching elements Q1 to Q4, respectively.
上述の生成部15aによって生成される制御信号は、各スイッチング素子Q1〜Q4のオン/オフを制御するゲート電圧のパルス幅(Duty比)に対応する。また、DCDCコンバータ14は、双方向に昇圧または降圧することが可能であるが、以下では、図中左側(スイッチング素子Q1側)から入力される入力電圧を昇圧して出力電圧を図中右側(スイッチング素子Q3側)から出力する場合について説明する。
The control signal generated by the
図3Bは、昇圧時における第1モードを示す図である。図3Bに示すように、コンバータ制御装置15は、第1モードにおいて、DCDCコンバータ14のスイッチング素子Q1をオン、スイッチング素子Q2およびスイッチング素子Q3をオフにした状態で、スイッチング素子Q4のオン/オフを切り替える。
FIG. 3B is a diagram showing a first mode at the time of boosting. As shown in FIG. 3B, the
これにより、電磁誘導によりインダクタLにエネルギを蓄積し、入力電圧を所望の出力電圧まで昇圧することができる。また、第1モードにおいて昇圧された出力電圧は、寄生ダイオードD3を介して出力される。このように、第1モードは、出力側の寄生ダイオードD3を介してDCDCコンバータ14から電流が出力されるモードである。
As a result, energy can be stored in the inductor L by electromagnetic induction, and the input voltage can be boosted to a desired output voltage. Further, the output voltage boosted in the first mode is output via the parasitic diode D3. As described above, the first mode is a mode in which the current is output from the
第1モードでは、スイッチング素子Q3をオフにしておくため、スイッチング素子Q3側からスイッチング素子Q1側への電流の逆流を防止することができる。つまり、昇圧した電圧が出力側(スイッチング素子Q3側)の電圧よりも低い場合に、出力側から入力側への電流の逆流を抑制することができる。 In the first mode, since the switching element Q3 is turned off, it is possible to prevent the backflow of current from the switching element Q3 side to the switching element Q1 side. That is, when the boosted voltage is lower than the voltage on the output side (switching element Q3 side), the backflow of current from the output side to the input side can be suppressed.
しかしながら、スイッチング素子Q3をオフにしたままにしておくと、出力電流が大きくなった場合に、寄生ダイオードD3に大きな電流が流れる。これにより、寄生ダイオードD3が発熱し、焼損するおそれがある。 However, if the switching element Q3 is left off, a large current flows through the parasitic diode D3 when the output current becomes large. As a result, the parasitic diode D3 generates heat and may be burnt out.
そのため、切替部15bは、DCDCコンバータ14の出力電流が切替点Tpを超えた場合に、DCDCコンバータ14の出力モードを第1モードから第2モードへ切り替える。
Therefore, the switching unit 15b switches the output mode of the
ここで、切替点Tpは、例えば、寄生ダイオードD3の許容電流に対応する。これにより、寄生ダイオードD3には、切替点Tpを超える電流が流れないので、寄生ダイオードD3の発熱による焼損を防ぐとともに、寄生ダイオードD3の長寿命化を図ることが可能となる。 Here, the switching point Tp corresponds to, for example, the allowable current of the parasitic diode D3. As a result, since a current exceeding the switching point Tp does not flow through the parasitic diode D3, it is possible to prevent the parasitic diode D3 from burning due to heat generation and to extend the life of the parasitic diode D3.
図3Cは、昇圧時における第2モードを示す図である。図3Cに示すように、第2モードは、入力側のスイッチング素子Q1がオン、スイッチング素子Q2がオフである状態において、スイッチング素子Q3およびスイッチング素子Q4のオン/オフが交互に切り替えられるモードである。具体的には、第2モードは、スイッチング素子Q3がオンである場合に、スイッチング素子Q4がオフであり、スイッチング素子Q3がオフである場合に、スイッチング素子Q4がオンであるモードである。 FIG. 3C is a diagram showing a second mode at the time of boosting. As shown in FIG. 3C, the second mode is a mode in which the switching element Q3 and the switching element Q4 are alternately turned on / off while the switching element Q1 on the input side is on and the switching element Q2 is off. .. Specifically, the second mode is a mode in which the switching element Q4 is off when the switching element Q3 is on, and the switching element Q4 is on when the switching element Q3 is off.
すなわち、第1モードでは、寄生ダイオードD3を介した電流経路(以下、第1経路とも記載する)で電流を出力していたのに対して、第2モードでは、スイッチング素子Q3を介した電流経路(以下、第2経路とも記載する)で電流を出力する。このように、第2モードにおいては、寄生ダイオードD3の発熱を抑えることが可能となり、寄生ダイオードD3の焼損を抑制することができる。 That is, in the first mode, the current was output through the current path via the parasitic diode D3 (hereinafter, also referred to as the first path), whereas in the second mode, the current path via the switching element Q3. The current is output by (hereinafter, also referred to as the second path). As described above, in the second mode, the heat generation of the parasitic diode D3 can be suppressed, and the burning of the parasitic diode D3 can be suppressed.
ところで、第1経路では、寄生ダイオードD3を介して電流が流れるため、寄生ダイオードD3が有する抵抗の分だけ第2経路に比べて通電損失が大きくなる。つまり、第1モードと第2モードとでは、異なる通電損失を有する。 By the way, in the first path, since the current flows through the parasitic diode D3, the energization loss becomes larger than that in the second path by the amount of the resistance of the parasitic diode D3. That is, the first mode and the second mode have different energization losses.
そのため、第1モードと第2モードとの間で出力モードを切り替えると、通電経路の切り替わるタイミングでDCDCコンバータ14の出力電流が変動する。具体的には、第1モードにおいて13Vまで昇圧し、寄生ダイオードD3による通電損失により、12Vまで降圧されていた場合を想定する。
Therefore, when the output mode is switched between the first mode and the second mode, the output current of the
かかる場合に、第1モードから第2モードに切り替えると、13Vの電圧がそのまま出力されることとなる(ここでは、スイッチング素子Q3による通電損失(抵抗)をゼロと仮定する)。 In such a case, when the mode is switched from the first mode to the second mode, the voltage of 13 V is output as it is (here, it is assumed that the energization loss (resistance) by the switching element Q3 is zero).
このような電圧の変動により、DCDCコンバータ14の出力電流が発振し、DCDCコンバータ14の応答性が低下する。また、かかる電圧の変動により、出力電流のオーバーシュートやアンダーシュートが発生する場合もある。
Due to such voltage fluctuations, the output current of the
このため、実施形態に係るコンバータ制御装置15では、出力モードが切り替わるタイミングで制御信号を補正することとしている。これによりDCDCコンバータ14の出力電流の発振を抑制し、DCDCコンバータ14の応答性を向上させることが可能となる。
Therefore, in the
具体的には、コンバータ制御装置15は、制御信号を補正する補正部15cを備える。ここで、図2の説明に戻り、補正部15cについて説明する。補正部15cは、図2に示すように、補正信号生成部153と、スイッチSW1とを備える。補正信号生成部153は、駆動信号に応じて補正信号を生成し、スイッチSW1を介して生成部15aへ出力することで、制御信号を補正する。
Specifically, the
かかる補正信号は、積分演算部154が出力する演算値に加算もしくは減算され、積分器156に入力される。具体的には、第1モードから第2モードに切り替わる場合、補正信号が演算値から減算され、第2モードから第1モードへ切り替わる場合、補正信号が演算値に加算される。
Such a correction signal is added or subtracted from the calculated value output by the
つまり、第1モードから第2モードへ切り替わる場合、上述のように通電経路の通電損失が小さくなるため、第1経路と第2経路とにおける通電損失の差分を演算値から減算する。一方、第2モードから第1モードへ切り替わる場合、通電損失が大きくなるため、第1経路と第2経路とにおける通電損失の差分を演算値に加算する。 That is, when switching from the first mode to the second mode, the energization loss of the energization path becomes smaller as described above, so the difference in the energization loss between the first path and the second path is subtracted from the calculated value. On the other hand, when switching from the second mode to the first mode, the energization loss becomes large, so the difference in the energization loss between the first path and the second path is added to the calculated value.
つまり、補正部15cは、出力モードの切り替わりにおける通電損失の差分を排除もしくは補填する。これにより、出力モードの切り替わりにおける出力電流の変動を抑えることができる。
That is, the
したがって、出力モードが切り替わる際に、DCDCコンバータ14の出力電流の発振を抑制することができるので、DCDCコンバータ14の応答性を向上させることが可能となる。
Therefore, when the output mode is switched, the oscillation of the output current of the
また、補正信号は演算値に加算もしくは減算された後に、補正後の演算値が積分器156によって積分される。これにより、1度の補正信号の入力によって、その後の補正の効果を維持することができる。つまり、補正部15cが、積分演算部154に対して補正信号を入力することで、演算値の補正回数を最小限に抑えることが可能となる。
Further, after the correction signal is added or subtracted from the calculated value, the corrected calculated value is integrated by the
スイッチSW1は、例えば、切替部15bによってオン/オフが制御される。また、スイッチSW1は、一端が補正信号生成部153に接続され、他端が生成部15aに接続される。
The switch SW1 is controlled on / off by, for example, the switching unit 15b. Further, one end of the switch SW1 is connected to the correction signal generation unit 153, and the other end is connected to the
スイッチSW1は、例えば、切替部15bが出力モードを切り替える場合、切替部15bの制御によりオンになり、その後、一定期間経過後にオフになる。つまり、スイッチSW1は、第1モードから第2モードおよび第2モードから第1モードへ出力モードが切り替わる一定期間のみオンになる。 For example, when the switching unit 15b switches the output mode, the switch SW1 is turned on by the control of the switching unit 15b, and then turned off after a certain period of time. That is, the switch SW1 is turned on only for a certain period of time when the output mode is switched from the first mode to the second mode and from the second mode to the first mode.
かかる一定期間は、生成部15aによって行われるフィードバック制御の1周期である。これにより、上述したように、出力モードが切り替わるタイミングのみ、補正信号が積分器156に入力されることとなる。
Such a fixed period is one cycle of feedback control performed by the
次に、図4を用いて補正部15cの補正のタイミングについて説明する。図4は、補正部15cによる補正のタイミングを示すタイミングチャートである。
Next, the correction timing of the
図4のAに示すように、切替部15bは、DCDCコンバータ14の出力電流が切替点Tpを超える時刻t1において図4のBに示すように出力モードを第1モードから第2モードへ切り替える。
As shown in A of FIG. 4, the switching unit 15b switches the output mode from the first mode to the second mode as shown in B of FIG. 4 at the time t1 when the output current of the
このとき、図4のCに示すように、切替部15bは、時刻t1から時刻t2までの所定期間だけスイッチSW1をオンにする。これにより、同図のDに示すように、補正信号生成部153によって生成された補正信号が制御信号から減算される。 At this time, as shown in C of FIG. 4, the switching unit 15b turns on the switch SW1 only for a predetermined period from the time t1 to the time t2. As a result, as shown in D in the figure, the correction signal generated by the correction signal generation unit 153 is subtracted from the control signal.
その後、同図のAに示すように、出力電流が切替点Tpを下回る時刻t3において、切替部15bは、同図のBに示すように、出力モードを第2モードから第1モードへ切り替える。 After that, as shown in A of the figure, at time t3 when the output current falls below the switching point Tp, the switching unit 15b switches the output mode from the second mode to the first mode as shown in B of the figure.
このとき、同図のCに示すように、時刻t3から時刻t4までの所定期間、スイッチSW1をオンにする。これにより、補正信号が制御信号に加算されることとなる。 At this time, as shown in C of the figure, the switch SW1 is turned on for a predetermined period from the time t3 to the time t4. As a result, the correction signal is added to the control signal.
このように、コンバータ制御装置15では、出力モードの切り替わりにおいて、補正信号を加算もしくは減算する。これにより、図4のEに示すように、DCDCコンバータ14へ入力される第1モードの制御信号を第2モードの制御信号よりも大きくすることができる。
In this way, the
つまり、出力モードの切り替わりにおいて生じる第1経路と第2経路との通電損失の差分を埋めることができる。これにより、出力モードの切り替わりにおける出力電流の変動に基づく発振を抑制することができる。 That is, it is possible to fill the difference in the energization loss between the first path and the second path that occurs when the output mode is switched. As a result, it is possible to suppress oscillation based on fluctuations in the output current when the output mode is switched.
図5は、補正後の出力電流を示す図である。上述したように切替部15bは、DCDCコンバータ14の出力電流が切替点Tpを超えた場合、もしくは、出力電流が切替点Tpより低下した場合に、DCDCコンバータ14の出力モードを切り替える。
FIG. 5 is a diagram showing the output current after correction. As described above, the switching unit 15b switches the output mode of the
そして、補正部15cは、かかる出力モードの切り替わるタイミングにあわせて制御信号を補正する。これにより、コンバータ制御装置15は、図1に示した電源制御装置13より入力される駆動信号に対するDCDCコンバータ14の応答性を向上させることが可能となる。
Then, the
次に、図6を用いて実施形態に係るコンバータ制御装置15が実行する処理手順について説明する。図6は、コンバータ制御装置15が実行する処理手順を示すフローチャートである。なお、かかる処理手順は、コンバータ制御装置15によって繰り返し実行される。
Next, a processing procedure executed by the
図6に示すように、コンバータ制御装置15は、DCDCコンバータ14の出力モードが第1モードか否かを判定する(ステップS101)。ここで、出力モードが第1モードであれば(ステップS101,Yes)、DCDCコンバータ14の出力電流が切替点Tpよりも小さいか否かを判定する(ステップS102)。
As shown in FIG. 6, the
出力電流が切替点Tpよりも小さい場合(ステップS102,Yes)、ステップS102の判定処理を継続して行う。一方、出力電流が切替点Tp以上である場合(ステップS102,No)、出力モードを第1モードから第2モードへ切り替える(ステップS103)。続いて、補正部15cは、演算値から補正信号を減算し(ステップS104)、生成部15aは、補正後の制御信号を出力して(ステップS105)、処理を終了する。
When the output current is smaller than the switching point Tp (steps S102, Yes), the determination process of step S102 is continuously performed. On the other hand, when the output current is equal to or higher than the switching point Tp (step S102, No), the output mode is switched from the first mode to the second mode (step S103). Subsequently, the
一方、出力モードが第1モードでない場合(ステップS101,No)、切替部15bは、出力電流が切替点Tpよりも大きいか否かを判定する(ステップS106)。 On the other hand, when the output mode is not the first mode (step S101, No), the switching unit 15b determines whether or not the output current is larger than the switching point Tp (step S106).
ここで、出力電流が切替点Tpよりも大きい場合(ステップS106,Yes)、ステップS106の判定処理を継続して行う。出力電流が切替点Tp以下の場合(ステップS106,No)、DCDCコンバータ14の出力モードを第1モードへ切り替える(ステップS107)。
Here, when the output current is larger than the switching point Tp (steps S106, Yes), the determination process of step S106 is continuously performed. When the output current is equal to or less than the switching point Tp (step S106, No), the output mode of the
そして、補正部15cは、演算値に対して補正信号を加算して(ステップS108)、生成部15aは、補正後の制御信号を出力して(ステップS105)、処理を終了する。
Then, the
上述したように、実施形態に係る制御装置(コンバータ制御装置15)は、切替部15bと、補正部15cとを備える。切替部15bは、電力変換装置(DCDCコンバータ14)の出力側のスイッチング素子Qをオフにして寄生ダイオードDを介して電流を出力する第1モードと、スイッチング素子Qをオンにしてスイッチング素子Qを介して電流を出力する第2モードとを切り替える。
As described above, the control device (converter control device 15) according to the embodiment includes a switching unit 15b and a
補正部15cは、切替部15bによって一方のモードから他方のモードへ切り替えられる場合に、電力変換装置へ入力する制御信号を補正する。したがって、実施形態に係る制御装置によれば、電力変換装置の応答性を向上させることができる。
The
ところで、上述した実施形態では、コンバータ制御装置15が、車両用の電源システムSに用いられるDCDCコンバータ14を制御する場合について説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、コンバータ制御装置15は、種々のDCDCコンバータの制御装置として適用することが可能である。
By the way, in the above-described embodiment, the case where the
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。 Further effects and variations can be easily derived by those skilled in the art. For this reason, the broader aspects of the invention are not limited to the particular details and representative embodiments expressed and described above. Therefore, various modifications can be made without departing from the spirit or scope of the general concept of the invention as defined by the appended claims and their equivalents.
14 DCDCコンバータ
15 コンバータ制御装置
15a 生成部
15b 切替部
15c 補正部
Q スイッチング素子
D 寄生ダイオード
Tp 切替点
14
Claims (4)
前記切替部によって一方のモードから他方のモードへ切り替えられる場合に、前記電力変換装置を制御する制御信号を補正する補正部と、
比例制御および積分制御に基づいて前記制御信号を生成する生成部と
を備え、
前記補正部は、
前記積分制御に対して補正信号を入力し、前記制御信号を補正すること
を特徴とする制御装置。 The first mode in which the switching element on the output side of the power converter is turned off and the current is output via the parasitic diode is switched between the first mode in which the switching element is turned on and the current is output via the switching element. Switching part and
A correction unit that corrects a control signal that controls the power conversion device when the switching unit switches from one mode to the other mode .
It includes a generator that generates the control signal based on proportional control and integral control .
The correction unit
A control device characterized in that a correction signal is input to the integral control and the control signal is corrected.
前記第1モードと前記第2モードとの通電損失の差分に応じた前記補正信号を入力すること
を特徴とする請求項1に記載の制御装置。 The correction unit
The control device according to claim 1 , wherein the correction signal is input according to the difference in energization loss between the first mode and the second mode.
前記第1モードから前記第2モードへ切り替わる場合、前記補正信号を減算し、前記第2モードから前記第1モードへ切り替わる場合に、前記補正信号を加算すること
を特徴とする請求項1または2に記載の制御装置。 The correction unit
Claim 1 or 2 is characterized in that when switching from the first mode to the second mode, the correction signal is subtracted, and when switching from the second mode to the first mode, the correction signal is added. The control device described in.
前記切替工程によって一方のモードから他方のモードへ切り替えられる場合に、前記電力変換装置へ入力する制御信号を補正する補正工程と、
比例制御および積分制御に基づいて前記制御信号を生成する生成工程と
を含み、
前記補正工程は、
前記積分制御に対して補正信号を入力し、前記制御信号を補正すること
を特徴とする電力変換装置の制御方法。 The first mode in which the switching element on the output side of the power converter is turned off and the current is output via the parasitic diode is switched between the first mode in which the switching element is turned on and the current is output via the switching element. Switching process and
A correction step of correcting a control signal input to the power conversion device when switching from one mode to the other mode by the switching step, and a correction step of correcting the control signal input to the power conversion device .
Look including a generating step of generating the control signal based on proportional control and integral control,
The correction step is
A control method of a power conversion device, characterized in that a correction signal is input to the integration control and the control signal is corrected.
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