JP5807524B2 - Control device for voltage converter - Google Patents

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Description

本発明は、例えば車両等に搭載される電圧変換装置の制御装置の技術分野に関する。   The present invention relates to a technical field of a control device for a voltage conversion device mounted on, for example, a vehicle.

近年、環境に配慮した車両として、蓄電装置(たとえば二次電池やキャパシタ等)を搭載し、蓄電装置に蓄えられた電力から生じる駆動力を用いて走行する電動車両が注目されている。この電動車両には、たとえば電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池車などが含まれる。   2. Description of the Related Art In recent years, as an environmentally-friendly vehicle, an electric vehicle that is mounted with a power storage device (for example, a secondary battery or a capacitor) and travels using a driving force generated from electric power stored in the power storage device has attracted attention. Examples of the electric vehicle include an electric vehicle, a hybrid vehicle, and a fuel cell vehicle.

これらの電動車両においては、発進時や加速時に蓄電装置から電力を受けて走行のための駆動力を発生するとともに、制動時に回生制動によって発電を行なって蓄電装置に電気エネルギを蓄えるためのモータジェネレータを備える場合がある。このように、走行状態に応じてモータジェネレータを制御するために、電動車両にはインバータが搭載される。   In these electric vehicles, a motor generator for generating driving force for traveling by receiving electric power from the power storage device when starting or accelerating, and generating electric power by regenerative braking during braking to store electric energy in the power storage device May be provided. Thus, in order to control a motor generator according to a driving | running | working state, an inverter is mounted in an electric vehicle.

このような車両においては、車両状態によって変動するインバータが利用する電力を安定的に供給するために、蓄電装置とインバータとの間に電圧変換装置(コンバータ)が備えられる場合がある。このコンバータにより、インバータの入力電圧を蓄電装置の出力電圧より高くして、モータの高出力化ができるとともに、同一出力時のモータ電流を低減することで、インバータ及びモータの小型化、低コスト化を図ることができる。   In such a vehicle, a voltage conversion device (converter) may be provided between the power storage device and the inverter in order to stably supply power used by the inverter that varies depending on the vehicle state. With this converter, the inverter input voltage can be made higher than the output voltage of the power storage device to increase the output of the motor and reduce the motor current at the same output, thereby reducing the size and cost of the inverter and motor. Can be achieved.

上述したコンバータを備える構成では、例えば装置の動作を制御するために、蓄電装置等から入力される電力の電流値を検出する電流センサが設けられる。このような電流センサでは、例えば基準となるオフセット値(即ち、原点)をもとに値を検出するが、原点にずれが発生すると正確な値を検出することが困難となる。このため、例えば特許文献1では、電流を遮断した状態で電流センサのオフセット補正を行うという技術が提案されている。   In the configuration including the converter described above, for example, a current sensor that detects a current value of power input from the power storage device or the like is provided in order to control the operation of the device. In such a current sensor, for example, a value is detected based on a reference offset value (that is, the origin). However, if a deviation occurs in the origin, it is difficult to detect an accurate value. For this reason, for example, Patent Document 1 proposes a technique of performing offset correction of the current sensor in a state where the current is interrupted.

特開2006−246564号公報JP 2006-246564 A

しかしながら、上述した特許文献1に記載の技術では、完全に電流を遮断した状態でしかオフセット補正が行えないため、コンバータの動作中にはオフセット補正は行えない。よって、例えば自動車用途のように運転状態が長時間継続する場合には、オフセット補正を行う機会が起動直後に限られてしまい、定期的にオフセット補正を行うことはできない。このため、例えば運転中の温度特性の変化等に起因して原点のずれが発生してしまうと、運転が終了するまで間違った値が検出され続けてしまうおそれがある。   However, in the technique described in Patent Document 1 described above, offset correction can be performed only in a state where the current is completely cut off. Therefore, offset correction cannot be performed during the operation of the converter. Therefore, for example, when the driving state continues for a long time as in an automobile application, the opportunity to perform the offset correction is limited to immediately after activation, and the offset correction cannot be performed periodically. For this reason, if a deviation of the origin occurs due to, for example, a change in temperature characteristics during operation, an incorrect value may continue to be detected until the operation ends.

以上のように、上述した特許文献1に記載の技術は、電流センサのオフセット補正の機会が限定されてしまうため、検出値の正確性が著しく低下してしまうおそれがあるという技術的問題点を有している。   As described above, the technique described in Patent Document 1 described above has a technical problem in that the accuracy of the detection value may be significantly reduced because the opportunity for offset correction of the current sensor is limited. Have.

本発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであり、電圧変換装置に供給される電流の電流値を正確に検出することが可能な電圧変換装置の制御装置を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a control device for a voltage conversion device capable of accurately detecting the current value of the current supplied to the voltage conversion device. .

本発明の電圧変換装置の制御装置は上記課題を解決するために、互いに直列に接続される第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子、並びに前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子に供給される電流の電流値を検出する電流検出手段を備える電圧変換装置の制御装置であって、前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子のデューティ比率に対応するデューティ指令信号を生成するデューティ指令信号生成手段と、前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子のスイッチング周波数に対応するキャリア信号を生成するキャリア信号生成手段と、前記デューティ指令信号及び前記キャリア信号を互いに比較することで、前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子の各々のオンオフを切替えるスイッチング制御信号を夫々生成するスイッチング制御信号生成手段と、前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子を択一的にオンとするように前記スイッチング制御信号生成手段を制御することで、前記第1スイッチング素子を含んでなる第1アーム及び前記第2スイッチング素子を含んでなる第2アームのいずれか一方のみによる片アーム駆動を実現する片アーム駆動制御手段と、前記第1アームによる片アーム駆動及び前記第2アームによる片アーム駆動を相互に切替える際に、前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子がいずれもオフとなるデューティ指令信号を所定期間生成するようにデューティ指令信号生成手段を制御するデューティ制御手段と、前記所定期間内に前記電流検出手段で検出された電流値をオフセット原点として学習させる原点学習手段とを備える。   In order to solve the above-described problem, a control device for a voltage converter according to the present invention is supplied to a first switching element and a second switching element that are connected in series with each other, and to the first switching element and the second switching element. A control device for a voltage conversion device including current detection means for detecting a current value of a current, wherein the duty command signal generation means generates a duty command signal corresponding to a duty ratio of the first switching element and the second switching element. A carrier signal generating means for generating a carrier signal corresponding to a switching frequency of the first switching element and the second switching element, and comparing the duty command signal and the carrier signal with each other, And on / off of each of the second switching elements. Switching control signal generation means for generating a switching control signal for switching each of the switching control signal generation means, and the switching control signal generation means to selectively turn on the first switching element and the second switching element, One-arm drive control means for realizing one-arm drive by only one of the first arm including the first switching element and the second arm including the second switching element, and the one-arm by the first arm A duty command signal generating means for generating a duty command signal for turning off the first switching element and the second switching element for a predetermined period when the driving and the one-arm driving by the second arm are switched to each other; Duty control means for controlling, and the current detection means within the predetermined period And a starting learned means to train as an offset origin detected current value.

本発明に係る電圧変換装置は、例えば車両に搭載されるコンバータであり、互いに直列に接続される第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子を備えている。第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子としては、例えばIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、電力用MOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタ、或いは電力用バイポーラトランジスタ等を用いることができる。   The voltage converter according to the present invention is a converter mounted on a vehicle, for example, and includes a first switching element and a second switching element connected in series with each other. As the first switching element and the second switching element, for example, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), a power MOS (Metal Oxide Semiconductor) transistor, or a power bipolar transistor can be used.

なお、第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子の各々には、例えばダイオードが並列に接続されており、それぞれ第1アーム及び第2アームを形成している。即ち、第1スイッチング素子は第1アームを形成しており、そのスイッチング動作によって、第1アームにおける駆動のオンオフを切替えることができる。同様に、第2スイッチング素子は第2アームを形成しており、そのスイッチング動作によって、第2アームにおける駆動のオンオフを切替えることができる。   For example, a diode is connected in parallel to each of the first switching element and the second switching element to form a first arm and a second arm, respectively. In other words, the first switching element forms a first arm, and the switching operation of the first arm can be switched on and off. Similarly, the second switching element forms a second arm, and on / off of driving in the second arm can be switched by the switching operation.

本発明に係る電圧変換装置は更に、第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子に供給される電流の電流値を検出する電流検出手段を備えている。電流検出手段は、例えば第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子に電流を供給する経路に配置されたリアクトルの前段部分に設けられる。電流検出手段は、予め設定されたオフセット原点と検出された値との差に基づいて電流値を検出する。   The voltage conversion device according to the present invention further includes a current detection means for detecting a current value of a current supplied to the first switching element and the second switching element. The current detection means is provided, for example, in a front stage portion of the reactor arranged in a path for supplying current to the first switching element and the second switching element. The current detection means detects a current value based on a difference between a preset offset origin and the detected value.

本発明に係る電圧変換装置の制御装置は、上述した電圧変換装置の動作を制御する装置であって、例えば、一又は複数のCPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Processing Unit)、各種プロセッサ又は各種コントローラ、或いは更にROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、バッファメモリ又はフラッシュメモリ等の各種記憶手段等を適宜に含み得る、単体の或いは複数のECU(Electronic Controlled Unit)等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る。   A control device for a voltage conversion device according to the present invention is a device that controls the operation of the voltage conversion device described above. For example, one or a plurality of CPUs (Central Processing Units), MPUs (Micro Processing Units), various processors, Various controllers, or various types such as a single or a plurality of ECUs (Electronic Controlled Units), which may appropriately include various storage means such as ROM (Read Only Memory), RAM (Random Access Memory), buffer memory or flash memory. It can take the form of various computer systems such as processing units, various controllers or microcomputer devices.

本発明に係る電圧変換装置の制御装置の動作時には、デューティ指令信号生成手段によって、第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子のデューティ比率に対応するデューティ指令信号が生成される。デューティ指令信号は、例えば出力すべき電圧値や電流値等に基づいて決定される。   During the operation of the control device of the voltage converter according to the present invention, the duty command signal generation means generates a duty command signal corresponding to the duty ratio of the first switching element and the second switching element. The duty command signal is determined based on, for example, a voltage value or a current value to be output.

また本発明に係る電圧変換装置の制御装置の動作時には、キャリア信号生成手段によって、第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子のスイッチング周波数に対応するキャリア信号が生成される。キャリア信号は、予め設定された周波数を有する信号として生成される。   Further, when the control device of the voltage converter according to the present invention operates, a carrier signal corresponding to the switching frequency of the first switching element and the second switching element is generated by the carrier signal generation means. The carrier signal is generated as a signal having a preset frequency.

デューティ指令信号及びキャリア信号は、スイッチング制御信号生成手段によって互いに比較され、その結果として、第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子の各々のオンオフを切替えるスイッチング制御信号が夫々生成される。スイッチング制御信号は、第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子に供給される。これにより、電圧変換装置の第1アーム及び第2アームの駆動が制御されることになる。   The duty command signal and the carrier signal are compared with each other by the switching control signal generation means, and as a result, a switching control signal for switching on / off of each of the first switching element and the second switching element is generated. The switching control signal is supplied to the first switching element and the second switching element. Thereby, the drive of the 1st arm and the 2nd arm of a voltage converter is controlled.

上述したスイッチング制御信号生成手段は、片アーム駆動制御手段によって、第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子を択一的にオンとするように制御される場合がある。このような制御によれば、第1スイッチング素子を含んでなる第1アーム及び第2スイッチング素子を含んでなる第2アームのいずれか一方のみによる片アーム駆動が実現される。   The switching control signal generation means described above may be controlled by the one-arm drive control means so as to selectively turn on the first switching element and the second switching element. According to such control, one-arm driving by only one of the first arm including the first switching element and the second arm including the second switching element is realized.

片アーム駆動制御手段は、第1スイッチング素子を含んでなる第1アーム及び第2スイッチング素子を選択する際に、例えば出力すべき電圧値や電流値等に基づいて、第1アーム及び第2アームのいずれのアームで片アーム駆動を行うべきか判定する。より具体的には、片アーム駆動制御手段は、例えば電圧変換装置に接続されるモータジェネレータが回生動作を行う場合に、第1アームによる片アーム駆動を行うようにし、力行動作を行う場合に、第2アームによる片アーム駆動を行うようにする。このように、片アーム駆動制御手段は、第1アームによる片アーム駆動及び第1アームによる片アーム駆動を適宜切替えるように制御する。   When the one-arm drive control means selects the first arm and the second switching element including the first switching element, the first arm and the second arm are selected based on, for example, a voltage value or a current value to be output. It is determined which one of the arms should be driven with one arm. More specifically, for example, when the motor generator connected to the voltage converter performs a regenerative operation, the single arm drive control means performs the one-arm drive by the first arm and performs the power running operation. One arm drive by the second arm is performed. Thus, the one-arm drive control means performs control so that the one-arm drive by the first arm and the one-arm drive by the first arm are appropriately switched.

ここで本発明では特に、第1アームによる片アーム駆動及び第2アームによる片アーム駆動を相互に切替える際に、デューティ制御手段によって、第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子がいずれもオフとなるデューティ指令信号(例えば、デューティ比率が100%又は0%である信号)を所定期間生成するようにデューティ指令信号生成手段が制御される。なお、ここでの「所定期間」とは、後述する電流検出手段の原点学習において、電流検出手段で検出される電流の電流値が十分なまでに低くなる(好適にはゼロとなる)のに要する期間であり、予め理論的、実験的或いは経験的に求められ設定されている。   Here, in the present invention, in particular, when the one-arm driving by the first arm and the one-arm driving by the second arm are switched to each other, the duty that turns off both the first switching element and the second switching element by the duty control means. The duty command signal generation means is controlled so as to generate a command signal (for example, a signal having a duty ratio of 100% or 0%) for a predetermined period. Here, the “predetermined period” means that the current value of the current detected by the current detection means becomes sufficiently low (preferably zero) in the origin learning of the current detection means described later. This is a required period, and is determined and set in advance theoretically, experimentally or empirically.

本発明では更に、第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子がいずれもオフとなるデューティ指令信号が生成される所定期間内に、原点学習手段によって、電流検出手段で検出された電流値がオフセット原点として学習させられる。即ち、原点学習手段は、それまで記憶していたオフセット原点を、所定期間内に得られた値へと置き換えるような補正を行う。   Further, in the present invention, the current value detected by the current detection means by the origin learning means is used as the offset origin within a predetermined period in which the duty command signal that turns off both the first switching element and the second switching element is generated. To learn. That is, the origin learning means performs correction so as to replace the offset origin stored so far with a value obtained within a predetermined period.

上述したように、第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子がいずれもオフとなるように制御されると、その間、電流検出手段で検出される値はゼロに向かって減衰する。よって、所定期間内(好適には所定期間の終了直前)に検出された値をオフセット原点とすれば、電流検出手段において検出される電流値の正確性を高めることができる。より具体的には、例えば温度特性の変化等に起因して変化したオフセット原点の値を、アーム切替えの度に正確な値へと更新することができる。   As described above, when the first switching element and the second switching element are both controlled to be turned off, the value detected by the current detection means is attenuated toward zero during that period. Therefore, if the value detected within the predetermined period (preferably immediately before the end of the predetermined period) is used as the offset origin, the accuracy of the current value detected by the current detecting means can be improved. More specifically, for example, the offset origin value that has changed due to a change in temperature characteristics or the like can be updated to an accurate value each time the arm is switched.

なお、原点学習はアーム切替えの度に常に行われずともよく、オフセット原点が変化したおそれがある場合(例えば、前回の学習から所定時間が経過した場合や、前回の学習から環境温度が所定値変化した場合)に行われればよい。   Note that origin learning does not always have to be performed each time the arm is switched, and there is a possibility that the offset origin may change (for example, when a predetermined time has elapsed since the previous learning, or when the environmental temperature has changed by a predetermined value since the previous learning) If it is done).

また、アーム切替えの際に、上述した第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子がいずれもオフとなる所定期間を設けることで、第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子の一方をオフとしてから、他方をオンとするまでの期間が短くなる(即ち、第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子のスイッチングのタイミングが互いに近くなる)ことに起因する、第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子の短絡を好適に防止することができる。   In addition, when the arm is switched, by providing a predetermined period during which both the first switching element and the second switching element are turned off, one of the first switching element and the second switching element is turned off, and the other is turned on. It is preferable to prevent a short circuit between the first switching element and the second switching element due to a shorter period until the switch is turned on (that is, the switching timings of the first switching element and the second switching element are close to each other). can do.

以上説明したように、本発明に係る電圧変換装置の制御装置によれば、電圧変換装置における2つのスイッチング素子の短絡を防止すると共に、電圧変換装置に供給される電流の電流値を正確に検出することが可能である。   As described above, according to the control device for a voltage converter according to the present invention, the two switching elements in the voltage converter are prevented from being short-circuited, and the current value of the current supplied to the voltage converter is accurately detected. Is possible.

本発明の作用及び他の利得は次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。   The effect | action and other gain of this invention are clarified from the form for implementing invention demonstrated below.

実施形態に係る電圧変換装置の制御装置が搭載される車両の全体構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the whole structure of the vehicle by which the control apparatus of the voltage converter which concerns on embodiment is mounted. 実施形態に係るECUの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of ECU which concerns on embodiment. 実施形態に係る電圧変換装置の制御装置の全体動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the whole operation | movement of the control apparatus of the voltage converter which concerns on embodiment. 実施形態に係る電圧変換装置の制御装置の原点学習動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the origin learning operation | movement of the control apparatus of the voltage converter which concerns on embodiment. 実施形態に係る電圧変換装置の制御装置の原点学習時の各種パラメータの変化を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the change of various parameters at the time of origin learning of the control device of the voltage converter concerning an embodiment.

以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

先ず、本実施形態に係る電圧変換装置の制御装置が搭載される車両の全体構成について、図1を参照して説明する。ここに図1は、本実施形態に係る電圧変換装置の制御装置が搭載される車両の全体構成を示す概略図である。   First, an overall configuration of a vehicle in which a control device for a voltage converter according to the present embodiment is mounted will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a vehicle in which the control device for a voltage conversion device according to this embodiment is mounted.

図1において、本実施形態に係る電圧変換装置の制御装置が搭載される車両100は、エンジン40及びモータジェネレータMG1及びMG2を動力源とするハイブリッド車両として構成されている。但し、車両100の構成はこれに限定されるものではなく、蓄電装置からの電力によって走行可能な車両(例えば、電気自動車や燃料電池自動車)等にも適用可能である。また、本実施形態では、電圧変換装置の制御装置が車両100に搭載される構成について説明するが、車両以外でも交流電動機により駆動される機器であれば適用が可能である。   In FIG. 1, a vehicle 100 on which a control device for a voltage converter according to this embodiment is mounted is configured as a hybrid vehicle using an engine 40 and motor generators MG1 and MG2 as power sources. However, the configuration of the vehicle 100 is not limited to this, and the vehicle 100 can be applied to a vehicle (for example, an electric vehicle or a fuel cell vehicle) that can be driven by electric power from the power storage device. Moreover, although this embodiment demonstrates the structure mounted in the vehicle 100 by the control apparatus of a voltage converter, it is applicable if it is an apparatus driven by an AC motor other than a vehicle.

車両100は、直流電圧発生部20と、負荷装置45と、平滑コンデンサC2と、ECU30とを備えて構成されている。   The vehicle 100 includes a DC voltage generator 20, a load device 45, a smoothing capacitor C2, and an ECU 30.

直流電圧発生部20は、蓄電装置28と、システムリレーSR1,SR2と、平滑コンデンサC1と、コンバータ12とを含む。   DC voltage generation unit 20 includes a power storage device 28, system relays SR1 and SR2, a smoothing capacitor C1, and a converter 12.

蓄電装置28は、例えばニッケル水素又はリチウムイオン等の二次電池や、電気二重層キャパシタ等の蓄電装置を含んで構成される。また、蓄電装置28が出力する直流電圧VB及び入出力される直流電流IBは、電圧センサ10及び電流センサ11によってそれぞれ検出される。そして、電圧センサ10及び電流センサ11は、検出した直流電圧VB及び直流電流IBの検出値をECU30に出力する。   The power storage device 28 includes a secondary battery such as nickel hydride or lithium ion, and a power storage device such as an electric double layer capacitor. Further, the DC voltage VB output from the power storage device 28 and the input / output DC current IB are detected by the voltage sensor 10 and the current sensor 11, respectively. Then, the voltage sensor 10 and the current sensor 11 output detected values of the detected DC voltage VB and DC current IB to the ECU 30.

システムリレーSR1は、蓄電装置28の正極端子及び電力線PL1の間に接続され、システムリレーSR2は、蓄電装置28の負極端子及び接地線NLの間に接続される。システムリレーSR1,SR2は、ECU30からの信号SEにより制御され、蓄電装置28からコンバータ12への電力の供給と遮断とを切替える。   System relay SR1 is connected between the positive terminal of power storage device 28 and power line PL1, and system relay SR2 is connected between the negative terminal of power storage device 28 and ground line NL. System relays SR <b> 1 and SR <b> 2 are controlled by a signal SE from ECU 30, and switch between supply and interruption of power from power storage device 28 to converter 12.

コンバータ12は、本発明の「電圧変換装置」の一例であり、リアクトルL1と、スイッチング素子Q1,Q2と、ダイオードD1,D2とを含む。スイッチング素子Q1及びQ2は、本発明の「第1スイッチング素子」及び「第2スイッチング素子」の一例であり、電力線PL2及び接地線NLの間に直列に接続される。スイッチング素子Q1及びQ2は、ECU30からのスイッチング制御信号PWCによって制御される。   Converter 12 is an example of the “voltage converter” of the present invention, and includes a reactor L1, switching elements Q1 and Q2, and diodes D1 and D2. The switching elements Q1 and Q2 are examples of the “first switching element” and the “second switching element” of the present invention, and are connected in series between the power line PL2 and the ground line NL. Switching elements Q1 and Q2 are controlled by a switching control signal PWC from ECU 30.

スイッチング素子Q1及びQ2には、例えばIGBT、電力用MOSトランジスタあるいは、電力用バイポーラトランジスタ等を用いることができる。スイッチング素子Q1,Q2に対しては、逆並列ダイオードD1,D2が配置される。リアクトルL1は、スイッチング素子Q1及びQ2の接続ノードと電力線PL1の間に設けられる。また、平滑コンデンサC2は、電力線PL2及び接地線NLの間に接続される。   As the switching elements Q1 and Q2, for example, an IGBT, a power MOS transistor, a power bipolar transistor, or the like can be used. Anti-parallel diodes D1 and D2 are arranged for switching elements Q1 and Q2. Reactor L1 is provided between a connection node of switching elements Q1 and Q2 and power line PL1. Smoothing capacitor C2 is connected between power line PL2 and ground line NL.

電流センサ18は、本発明の「電流検出手段」の一例であり、リアクトルL1を流れるリアクトル電流を検出し、その検出値ILをECU30に出力する。   The current sensor 18 is an example of the “current detection means” in the present invention, detects the reactor current flowing through the reactor L1, and outputs the detected value IL to the ECU 30.

負荷装置45は、インバータ23と、モータジェネレータMG1,MG2と、エンジン40と、動力分割機構41と、駆動輪42とを含む。また、インバータ23は、モータジェネレータMG1を駆動するためのインバータ14と、モータジェネレータMG2を駆動するためのインバータ22とを含む。なお、図1のようにインバータ及びモータジェネレータを2組備えることは必須ではなく、たとえばインバータ14とモータジェネレータMG1、あるいはインバータ22とモータジェネレータMG2のいずれか1組のみを備える構成としてもよい。   Load device 45 includes an inverter 23, motor generators MG <b> 1 and MG <b> 2, an engine 40, a power split mechanism 41, and drive wheels 42. Inverter 23 includes an inverter 14 for driving motor generator MG1 and an inverter 22 for driving motor generator MG2. As shown in FIG. 1, it is not essential to provide two sets of inverters and motor generators. For example, only one set of inverter 14 and motor generator MG1 or inverter 22 and motor generator MG2 may be provided.

モータジェネレータMG1,MG2は、インバータ23から供給される交流電力を受けて車両推進のための回転駆動力を発生する。また、モータジェネレータMG1,MG2は、外部から回転力を受け、ECU30からの回生トルク指令によって交流電力を発電するとともに回生制動力を車両100に発生する。   Motor generators MG1 and MG2 receive AC power supplied from inverter 23 and generate rotational driving force for vehicle propulsion. Motor generators MG1 and MG2 receive rotational force from the outside, generate AC power according to a regenerative torque command from ECU 30, and generate regenerative braking force in vehicle 100.

また、モータジェネレータMG1,MG2は、動力分割機構41を介してエンジン40にも連結される。そして、エンジン40の発生する駆動力とモータジェネレータMG1,MG2の発生する駆動力とが最適な比率となるように制御される。また、モータジェネレータMG1,MG2のいずれか一方を専ら電動機として機能させ、他方のモータジェネレータを専ら発電機として機能させてもよい。なお、本実施形態においては、モータジェネレータMG1をエンジン40により駆動される発電機として機能させ、モータジェネレータMG2を駆動輪42を駆動する電動機として機能させるものとする。   Motor generators MG1 and MG2 are also coupled to engine 40 via power split mechanism 41. Then, the driving force generated by engine 40 and the driving force generated by motor generators MG1, MG2 are controlled to have an optimal ratio. Alternatively, either one of motor generators MG1 and MG2 may function exclusively as an electric motor, and the other motor generator may function exclusively as a generator. In the present embodiment, it is assumed that motor generator MG1 functions as a generator driven by engine 40, and motor generator MG2 functions as an electric motor that drives drive wheels 42.

動力分割機構41には、エンジン40の動力を、駆動輪42とモータジェネレータMG1との両方に振り分けるために、例えば遊星歯車機構(プラネタリギヤ)が使用される。   For the power split mechanism 41, for example, a planetary gear mechanism (planetary gear) is used in order to distribute the power of the engine 40 to both the drive wheels 42 and the motor generator MG1.

インバータ14は、コンバータ12から昇圧された電圧を受けて、たとえばエンジン40を始動させるためにモータジェネレータMG1を駆動する。また、インバータ14は、エンジン40から伝達される機械的動力によってモータジェネレータMG1で発電された回生電力をコンバータ12に出力する。このときコンバータ12は、降圧回路として動作するようにECU30によって制御される。   Inverter 14 receives the boosted voltage from converter 12, and drives motor generator MG1 to start engine 40, for example. Inverter 14 also outputs regenerative power generated by motor generator MG <b> 1 by mechanical power transmitted from engine 40 to converter 12. At this time, converter 12 is controlled by ECU 30 to operate as a step-down circuit.

インバータ14は、電力線PL2及び接地線NLの間に並列に設けられ、U相上下アーム15と、V相上下アーム16と、W相上下アーム17を含んで構成される。各相上下アームは、電力線PL2及び接地線NLの間に直列接続されたスイッチング素子から構成される。たとえば、U相上下アーム15は、スイッチング素子Q3,Q4から成り、V相上下アーム16は、スイッチング素子Q5,Q6から成り、W相上下アーム17は、スイッチング素子Q7,Q8から成る。また、スイッチング素子Q3〜Q8に対して、逆並列ダイオードD3〜D8がそれぞれ接続される。スイッチング素子Q3〜Q8は、ECU30からのスイッチング制御信号PWIによって制御される。   Inverter 14 is provided in parallel between power line PL2 and ground line NL, and includes U-phase upper and lower arms 15, V-phase upper and lower arms 16, and W-phase upper and lower arms 17. Each phase upper and lower arm is composed of a switching element connected in series between power line PL2 and ground line NL. For example, the U-phase upper and lower arms 15 are composed of switching elements Q3 and Q4, the V-phase upper and lower arms 16 are composed of switching elements Q5 and Q6, and the W-phase upper and lower arms 17 are composed of switching elements Q7 and Q8. Antiparallel diodes D3 to D8 are connected to switching elements Q3 to Q8, respectively. Switching elements Q3 to Q8 are controlled by a switching control signal PWI from ECU 30.

例えばモータジェネレータMG1は、3相の永久磁石型同期電動機であり、U,V,W相の3つのコイルの一端が中性点に共通接続される。さらに、各相コイルの他端は、各相上下アーム15〜17のスイッチング素子の接続ノードと接続される。   For example, motor generator MG1 is a three-phase permanent magnet type synchronous motor, and one end of three coils of U, V, and W phases is commonly connected to a neutral point. Further, the other end of each phase coil is connected to a connection node of switching elements of upper and lower arms 15 to 17 for each phase.

インバータ22は、コンバータ12に対してインバータ14と並列的に接続される。   Inverter 22 is connected to converter 12 in parallel with inverter 14.

インバータ22は駆動輪42を駆動するモータジェネレータMG2に対してコンバータ12の出力する直流電圧を三相交流に変換して出力する。またインバータ22は、回生制動に伴い、モータジェネレータMG2において発電された回生電力をコンバータ12に出力する。このときコンバータ12は降圧回路として動作するようにECU30によって制御される。インバータ22の内部の構成は、図示しないがインバータ14と同様であり、詳細な説明については省略する。   Inverter 22 converts the DC voltage output from converter 12 into three-phase AC and outputs the same to motor generator MG2 that drives drive wheels. Inverter 22 also outputs regenerative power generated by motor generator MG2 to converter 12 along with regenerative braking. At this time, converter 12 is controlled by ECU 30 to operate as a step-down circuit. Although the internal configuration of the inverter 22 is not shown, it is the same as that of the inverter 14 and will not be described in detail.

コンバータ12は、基本的には、各スイッチング周期内でスイッチング素子Q1及びQ2が相補的かつ交互にオンオフするように制御される。コンバータ12は、昇圧動作時には、蓄電装置28から供給された直流電圧VBを直流電圧VM(インバータ14への入力電圧に相当するこの直流電圧を、以下「システム電圧」とも称する)に昇圧する。この昇圧動作は、スイッチング素子Q2のオン期間にリアクトルL1に蓄積された電磁エネルギを、スイッチング素子Q1及び逆並列ダイオードD1を介して、電力線PL2へ供給することにより行われる。   Converter 12 is basically controlled such that switching elements Q1 and Q2 are turned on and off in a complementary manner in each switching period. During boosting operation, converter 12 boosts DC voltage VB supplied from power storage device 28 to DC voltage VM (this DC voltage corresponding to the input voltage to inverter 14 is also referred to as “system voltage” hereinafter). This boosting operation is performed by supplying the electromagnetic energy accumulated in the reactor L1 during the ON period of the switching element Q2 to the power line PL2 via the switching element Q1 and the antiparallel diode D1.

また、コンバータ12は、降圧動作時には、直流電圧VMを直流電圧VBに降圧する。この降圧動作は、スイッチング素子Q1のオン期間にリアクトルL1に蓄積された電磁エネルギを、スイッチング素子Q2及び逆並列ダイオードD2を介して、接地線NLへ供給することにより行われる。   Further, converter 12 steps down DC voltage VM to DC voltage VB during the step-down operation. This step-down operation is performed by supplying the electromagnetic energy accumulated in the reactor L1 during the ON period of the switching element Q1 to the ground line NL via the switching element Q2 and the antiparallel diode D2.

これらの昇圧動作及び降圧動作における電圧変換比(VM及びVBの比)は、上記スイッチング周期におけるスイッチング素子Q1,Q2のオン期間比(デューティ比)により制御される。なお、スイッチング素子Q1及びQ2をオン及びオフにそれぞれ固定すれば、VM=VB(電圧変換比=1.0)とすることもできる。   The voltage conversion ratio (ratio between VM and VB) in these step-up and step-down operations is controlled by the on-period ratio (duty ratio) of the switching elements Q1 and Q2 in the switching period. Note that if the switching elements Q1 and Q2 are fixed to ON and OFF, respectively, VM = VB (voltage conversion ratio = 1.0) can be obtained.

平滑コンデンサC2は、コンバータ12からの直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧をインバータ23へ供給する。電圧センサ13は、平滑コンデンサC2の両端の電圧、すなわち、システム電圧VMを検出し、その検出値をECU30へ出力する。   Smoothing capacitor C <b> 2 smoothes the DC voltage from converter 12 and supplies the smoothed DC voltage to inverter 23. The voltage sensor 13 detects the voltage across the smoothing capacitor C2, that is, the system voltage VM, and outputs the detected value to the ECU 30.

インバータ14は、モータジェネレータMG1のトルク指令値が正(TR1>0)の場合には、平滑コンデンサC2から直流電圧が供給されるとECU30からのスイッチング制御信号PWI1に応答した、スイッチング素子Q3〜Q8のスイッチング動作により直流電圧を交流電圧に変換して正のトルクを出力するようにモータジェネレータMG1を駆動する。また、インバータ14は、モータジェネレータMG1のトルク指令値が零の場合(TR1=0)には、スイッチング制御信号PWI1に応答したスイッチング動作により、直流電圧を交流電圧に変換してトルクが零になるようにモータジェネレータMG1を駆動する。これにより、モータジェネレータMG1は、トルク指令値TR1によって指定された零または正のトルクを発生するように駆動される。   When the torque command value of motor generator MG1 is positive (TR1> 0), inverter 14 responds to switching control signal PWI1 from ECU 30 when a DC voltage is supplied from smoothing capacitor C2, and switching elements Q3-Q8 The motor generator MG1 is driven so as to convert a DC voltage into an AC voltage and output a positive torque by the switching operation. Further, when the torque command value of motor generator MG1 is zero (TR1 = 0), inverter 14 converts the DC voltage into the AC voltage and the torque becomes zero by the switching operation in response to switching control signal PWI1. In this manner, motor generator MG1 is driven. Thus, motor generator MG1 is driven to generate zero or positive torque designated by torque command value TR1.

更に、車両100の回生制動時には、モータジェネレータMG1のトルク指令値TR1は負に設定される(TR1<0)。この場合には、インバータ14は、スイッチング制御信号PWI1に応答したスイッチング動作により、モータジェネレータMG1が発電した交流電圧を直流電圧に変換し、その変換した直流電圧(システム電圧)を、平滑コンデンサC2を介してコンバータ12へ供給する。なお、ここで言う回生制動とは、電動車両を運転するドライバーによるフットブレーキ操作があった場合の回生発電を伴う制動や、フットブレーキを操作しないものの、走行中にアクセルペダルをオフすることで回生発電をさせながら車両を減速(または加速の中止)させることを含む。   Furthermore, during regenerative braking of vehicle 100, torque command value TR1 of motor generator MG1 is set negative (TR1 <0). In this case, inverter 14 converts the AC voltage generated by motor generator MG1 into a DC voltage by a switching operation in response to switching control signal PWI1, and converts the converted DC voltage (system voltage) to smoothing capacitor C2. To the converter 12. The regenerative braking here refers to braking with regenerative power generation when the driver operating the electric vehicle performs a footbrake operation, or regenerative braking by turning off the accelerator pedal while driving, although the footbrake is not operated. This includes decelerating (or stopping acceleration) the vehicle while generating electricity.

インバータ22についても同様に、モータジェネレータMG2のトルク指令値に対応したECU30からのスイッチング制御信号PWI2を受け、スイッチング制御信号PWI2応答したスイッチング動作によって、直流電圧を交流電圧に変換して所定のトルクになるようにモータジェネレータMG2を駆動する。   Similarly, inverter 22 receives switching control signal PWI2 from ECU 30 corresponding to the torque command value of motor generator MG2, receives a switching control signal PWI2, and converts the DC voltage into an AC voltage to a predetermined torque by a switching operation. The motor generator MG2 is driven so that

電流センサ24,25は、モータジェネレータMG1,MG2に流れるモータ電流MCRT1,MCRT2を検出し、その検出したモータ電流をECU30へ出力する。なお、U相,V相,W相の各相の電流の瞬時値の和はゼロであるので、図1に示すように電流センサ24,25は2相分のモータ電流を検出するように配置すれば足りる。   Current sensors 24 and 25 detect motor currents MCRT1 and MCRT2 flowing through motor generators MG1 and MG2, and output the detected motor currents to ECU 30. Since the sum of the instantaneous values of the currents of the U-phase, V-phase, and W-phase is zero, the current sensors 24 and 25 are arranged to detect the motor current for two phases as shown in FIG. All you need is enough.

回転角センサ(レゾルバ)26,27は、モータジェネレータMG1,MG2の回転角θ1,θ2を検出し、その検出した回転角θ1,θ2をECU30へ送出する。ECU30では、回転角θ1,θ2に基づきモータジェネレータMG1,MG2の回転速度MRN1,MRN2及び角速度ω1,ω2(rad/s)を算出できる。なお、回転角センサ26,27については、回転角θ1,θ2をECU30にてモータ電圧や電流から直接演算することによって、配置しないようにしてもよい。   Rotation angle sensors (resolvers) 26 and 27 detect rotation angles θ1 and θ2 of motor generators MG1 and MG2, and send the detected rotation angles θ1 and θ2 to ECU 30. ECU 30 can calculate rotational speeds MRN1, MRN2 and angular speeds ω1, ω2 (rad / s) of motor generators MG1, MG2 based on rotational angles θ1, θ2. Note that the rotation angle sensors 26 and 27 may not be arranged by directly calculating the rotation angles θ1 and θ2 from the motor voltage and current in the ECU 30.

ECU30は、本発明の「電圧変換装置の制御装置」の一例であり、いずれも図示しないがCPU(Central Processing Unit)、記憶装置及び入出力バッファを含み、車両100の各機器を制御する。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア(電子回路)で構築して処理することも可能である。   The ECU 30 is an example of a “voltage conversion device control device” of the present invention, and includes a CPU (Central Processing Unit), a storage device, and an input / output buffer (not shown), and controls each device of the vehicle 100. Note that these controls are not limited to software processing, and can be constructed and processed by dedicated hardware (electronic circuit).

代表的な機能として、ECU30は、入力されたトルク指令値TR1,TR2、電圧センサ10によって検出された直流電圧VB、電流センサ11によって検出された直流電流IB、電圧センサ13によって検出されたシステム電圧VM及び電流センサ24,25からのモータ電流MCRT1,MCRT2、回転角センサ26,27からの回転角θ1,θ2等に基づいて、モータジェネレータMG1,MG2がトルク指令値TR1,TR2に従ったトルクを出力するように、コンバータ12及びインバータ23の動作を制御する。すなわち、コンバータ12及びインバータ23を上記のように制御するためのスイッチング制御信号PWC,PWI1,PWI2を生成して、コンバータ12及びインバータ23へそれぞれ出力する。   As representative functions, the ECU 30 includes the input torque command values TR1 and TR2, the DC voltage VB detected by the voltage sensor 10, the DC current IB detected by the current sensor 11, and the system voltage detected by the voltage sensor 13. Based on the motor currents MCRT1 and MCRT2 from the VM and current sensors 24 and 25, the rotation angles θ1 and θ2 from the rotation angle sensors 26 and 27, etc., the motor generators MG1 and MG2 generate torques according to the torque command values TR1 and TR2. The operations of the converter 12 and the inverter 23 are controlled so as to output. That is, switching control signals PWC, PWI1, and PWI2 for controlling converter 12 and inverter 23 as described above are generated and output to converter 12 and inverter 23, respectively.

コンバータ12の昇圧動作時には、ECU30は、システム電圧VMをフィードバック制御し、システム電圧VMが電圧指令値に一致するようにスイッチング制御信号PWCを生成する。   During the boosting operation of converter 12, ECU 30 feedback-controls system voltage VM and generates switching control signal PWC so that system voltage VM matches the voltage command value.

また、ECU30は、車両100が回生制動モードに入ると、モータジェネレータMG1,MG2で発電された交流電圧を直流電圧に変換するようにスイッチング制御信号PWI1、PWI2を生成してインバータ23へ出力する。これにより、インバータ23は、モータジェネレータMG1,MG2で発電された交流電圧を直流電圧に変換してコンバータ12へ供給する。   Further, when vehicle 100 enters the regenerative braking mode, ECU 30 generates switching control signals PWI1 and PWI2 so as to convert the AC voltage generated by motor generators MG1 and MG2 into a DC voltage, and outputs it to inverter 23. Thus, inverter 23 converts the AC voltage generated by motor generators MG1 and MG2 into a DC voltage and supplies it to converter 12.

さらに、ECU30は、車両100が回生制動モードに入ると、インバータ23から供給された直流電圧を降圧するようにスイッチング制御信号PWCを生成し、コンバータ12へ出力する。これにより、モータジェネレータMG1,MG2が発電した交流電圧は、直流電圧に変換され、さらに降圧されて蓄電装置28に供給される。   Further, when vehicle 100 enters the regenerative braking mode, ECU 30 generates a switching control signal PWC so as to step down the DC voltage supplied from inverter 23 and outputs it to converter 12. Thus, the AC voltage generated by motor generators MG1 and MG2 is converted into a DC voltage, and is further stepped down and supplied to power storage device 28.

次に、本実施形態に係る電圧変換装置の制御装置であるECU30の具体的な構成について、図2を参照して説明する。ここに図2は、本実施形態に係るECUの構成を示すブロック図である。   Next, a specific configuration of the ECU 30 that is a control device of the voltage conversion device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the ECU according to this embodiment.

図2において、本実施形態に係るECU30は、電圧指令生成部200と、電圧制御部210と、デューティ指令切替部230と、キャリア比較コンパレータ250と、サンプリングホールド部240と、キャリア信号生成部250と、基準値演算部260と、片アーム駆動判定部270と、デューティ指令切替判定部281と、デューティ指令切替保持部282と、原点学習要否判定部285と、原点値保持部290とを備えて構成されている。   2, the ECU 30 according to the present embodiment includes a voltage command generation unit 200, a voltage control unit 210, a duty command switching unit 230, a carrier comparison comparator 250, a sampling hold unit 240, and a carrier signal generation unit 250. , A reference value calculation unit 260, a one-arm drive determination unit 270, a duty command switching determination unit 281, a duty command switching holding unit 282, an origin learning necessity determination unit 285, and an origin value holding unit 290. It is configured.

電圧指令生成部200は、モータジェネレータMG1,MG2への要求トルクTR1,TR2と、モータジェネレータMG1,MG2の回転速度MRN1,MRN2の入力を受ける。そして、これらの情報に基づいて、電圧指令生成部200は、コンバータ12の出力電圧(すなわち、インバータ14の入力電圧)の電圧指令VREFを生成する。   Voltage command generation unit 200 receives input of required torques TR1, TR2 to motor generators MG1, MG2 and rotational speeds MRN1, MRN2 of motor generators MG1, MG2. Based on these pieces of information, voltage command generation unit 200 generates voltage command VREF for the output voltage of converter 12 (that is, the input voltage of inverter 14).

電圧制御部210は、本発明の「デューティ指令信号生成手段」の一例であり、減算部211及び電圧制御演算部212を含む電流指令生成部213と、減算部221及び電流制御演算部222を含む電流制御部220とを備えて構成されている。   The voltage control unit 210 is an example of the “duty command signal generation unit” of the present invention, and includes a current command generation unit 213 including a subtraction unit 211 and a voltage control calculation unit 212, a subtraction unit 221 and a current control calculation unit 222. And a current control unit 220.

電流指令生成部213における減算部211は、電圧指令生成部200から入力を受ける電圧指令VREFと、電圧センサ13により検出されたコンバータ12のシステム電圧のフィードバック値VMとの電圧偏差を演算し、演算結果を電圧制御演算部212に出力する。   The subtraction unit 211 in the current command generation unit 213 calculates a voltage deviation between the voltage command VREF received from the voltage command generation unit 200 and the feedback value VM of the system voltage of the converter 12 detected by the voltage sensor 13. The result is output to the voltage control calculation unit 212.

電圧制御演算部212は、減算部211によって演算された電圧偏差をPI演算することによって、リアクトルL1に流れるリアクトル電流指令値ILREFを演算する。   The voltage control calculation unit 212 calculates the reactor current command value ILREF flowing through the reactor L1 by performing PI calculation on the voltage deviation calculated by the subtraction unit 211.

このように、電流指令生成部213においては、コンバータ12のシステム電圧のフィードバック制御を行うことによって、リアクトル電流指令値ILREFを演算する。   Thus, current command generation unit 213 calculates reactor current command value ILREF by performing feedback control of the system voltage of converter 12.

そして、電圧制御演算部212は、このリアクトル電流指令値ILREFを、電流制御部220、片アーム駆動判定部270及びデューティ指令切替判定部281へ出力する。   The voltage control calculation unit 212 outputs the reactor current command value ILREF to the current control unit 220, the one-arm drive determination unit 270, and the duty command switching determination unit 281.

電流制御部220における減算部221は、電圧制御演算部212からのリアクトル電流指令値ILREFと、サンプリングホールド部240によって、スイッチング周期ごとに検出値がホールドされたリアクトル電流ILのフィードバック値との電流偏差を演算し、電流制御演算部222に出力する。   The subtraction unit 221 in the current control unit 220 has a current deviation between the reactor current command value ILREF from the voltage control calculation unit 212 and the feedback value of the reactor current IL in which the detection value is held for each switching period by the sampling hold unit 240. Is output to the current control calculation unit 222.

電流制御演算部222は、減算部221により演算された電流偏差をPI演算することによって、スイッチング素子Q1,Q2のデューティを演算する。なお、電流制御演算部222は、後述する片アーム駆動判定部270からの選択フラグSELによって、スイッチング素子Q1またはQ2の片アーム駆動制御が選択された場合には、選択された側のスイッチング素子のみによって、リアクトル電流指令値ILREFが出力されるようにデューティを演算する。   The current control calculation unit 222 calculates the duty of the switching elements Q1, Q2 by performing PI calculation on the current deviation calculated by the subtraction unit 221. It should be noted that the current control calculation unit 222 only selects the switching element on the selected side when the one-arm driving control of the switching element Q1 or Q2 is selected by the selection flag SEL from the one-arm driving determination unit 270 described later. To calculate the duty so that the reactor current command value ILREF is output.

デューティ指令切替部230は、本発明の「デューティ制御手段」の一例であり、電流制御演算部222からのデューティ、デューティ比率が100%とされた所定のデューティ及びデューティ比率が0%とされた所定のデューティからいずれか1つを選択して、キャリア比較コンパレータ235にデューティ信号DUTYを出力する。   The duty command switching unit 230 is an example of the “duty control means” of the present invention, and the duty and the duty ratio from the current control calculation unit 222 are set to a predetermined duty and the duty ratio set to 0%. The duty signal DUTY is output to the carrier comparison comparator 235.

キャリア比較コンパレータ235は、本発明の「スイッチング制御信号生成手段」の一例であり、デューティ信号DUTYと、キャリア信号生成部250からの搬送波CRとの比較に基づいて、コンバータ12の各相の上下アームのスイッチング素子Q1,Q2のオンオフを制御するスイッチング制御信号PWCを生成する。このとき、キャリア比較コンパレータ235は、片アーム駆動判定部270からの選択フラグSELに従って、駆動するスイッチング素子Q1,Q2を選択する。   The carrier comparison comparator 235 is an example of the “switching control signal generation unit” of the present invention, and based on a comparison between the duty signal DUTY and the carrier CR from the carrier signal generation unit 250, the upper and lower arms of each phase of the converter 12 The switching control signal PWC for controlling on / off of the switching elements Q1, Q2 is generated. At this time, the carrier comparison comparator 235 selects the switching elements Q1 and Q2 to be driven according to the selection flag SEL from the one-arm drive determination unit 270.

このスイッチング制御信号PWCによって、モータジェネレータMG1,MG2が力行の場合は、蓄電装置28からの出力電圧を所望のインバータ23の入力電圧まで昇圧する。また、モータジェネレータMG1,MG2が回生の場合は、モータジェネレータMG1,MG2により発電されインバータ23によって変換された直流電力を、蓄電装置28が充電可能な電圧まで降圧する。   With this switching control signal PWC, when motor generators MG1, MG2 are in power running, the output voltage from power storage device 28 is boosted to the desired input voltage of inverter 23. When motor generators MG1 and MG2 are regenerative, DC power generated by motor generators MG1 and MG2 and converted by inverter 23 is stepped down to a voltage that power storage device 28 can charge.

キャリア信号生成部250は、本発明の「キャリア信号生成手段」の一例であり、キャリア周波数指令に応じた周波数のキャリア信号CRを、キャリア比較コンパレータ235に出力する。また、キャリア信号生成部250は、サンプリングホールド部240に、キャリア信号CRの1周期ごとにサンプリング信号SMPを出力する。サンプリングホールド部240は、各サンプリング信号SMP入力時に、電流センサ18により検出されたリアクトル電流ILを検出して保持し、その検出した電流値を減算部245に出力する。   The carrier signal generation unit 250 is an example of the “carrier signal generation unit” in the present invention, and outputs a carrier signal CR having a frequency corresponding to the carrier frequency command to the carrier comparison comparator 235. Further, the carrier signal generation unit 250 outputs the sampling signal SMP to the sampling hold unit 240 for each cycle of the carrier signal CR. The sampling hold unit 240 detects and holds the reactor current IL detected by the current sensor 18 when each sampling signal SMP is input, and outputs the detected current value to the subtraction unit 245.

原点値保持部290は、オフセットにより正確な電流値を検出するための原点値を保持しており、減算部245に原点値を出力する。減算部245は、サンプリングホールド部245から入力される値に対して、原点値保持部290から入力される原点値による減算処理を行い、演算結果として得られる値を減算部221へと出力する。なお、原点値保持部290に保持されている原点値は、後述する学習動作によって書き換え可能とされている。   The origin value holding unit 290 holds an origin value for detecting an accurate current value by offset, and outputs the origin value to the subtracting unit 245. The subtraction unit 245 performs a subtraction process on the value input from the sampling hold unit 245 using the origin value input from the origin value holding unit 290, and outputs a value obtained as a calculation result to the subtraction unit 221. Note that the origin value held in the origin value holding unit 290 can be rewritten by a learning operation described later.

基準値演算部260は、蓄電装置28の出力電圧VBと、システム電圧VMの入力を受ける。そして、これらの情報から、搬送波CRの1周期中にリアクトル電流ILの方向が正から負、または負から正に切替わる状態となる電流基準値IL1を演算して、片アーム駆動判定部270へ出力する。   Reference value calculation unit 260 receives input of output voltage VB of power storage device 28 and system voltage VM. Then, from these pieces of information, a current reference value IL1 at which the direction of the reactor current IL is switched from positive to negative or from negative to positive during one cycle of the carrier wave CR is calculated, and the one-arm drive determining unit 270 is calculated. Output.

片アーム駆動判定部270は、電圧制御演算部212からのリアクトル電流指令値ILREFと、基準値演算部260からの電流基準値IL1との入力を受ける。片アーム駆動判定部270は、これらの情報に基づいて、駆動するスイッチング素子の選択を行う。そして、片アーム駆動判定部270は、選択結果である選択フラグSELをキャリア比較コンパレータ235へ出力する。   Single arm drive determination unit 270 receives input of reactor current command value ILREF from voltage control calculation unit 212 and current reference value IL1 from reference value calculation unit 260. The single arm drive determination unit 270 selects a switching element to be driven based on these pieces of information. Then, the one-arm drive determination unit 270 outputs a selection flag SEL that is a selection result to the carrier comparison comparator 235.

デューティ指令切替判定部281は、電圧制御演算部212からのリアクトル電流指令値ILREFを入力として受け、デューティ指令切替部230におけるスイッチをいずれに切替えるかを判定する。即ち、デューティ指令切替部230から、電流制御演算部222からのデューティ、デューティ比率が100%とされた所定のデューティ及びデューティ比率が0%とされた所定のデューティのいずれをデューティ信号DUTYとして出力させるかを判定する。デューティ指令切替部230における判定結果は、デューティ指令切替保持部282に出力される。   Duty command switching determination unit 281 receives reactor current command value ILREF from voltage control calculation unit 212 as an input, and determines to which switch the duty command switching unit 230 is switched. That is, the duty command switching unit 230 outputs the duty from the current control calculation unit 222, a predetermined duty with a duty ratio of 100%, and a predetermined duty with a duty ratio of 0% as the duty signal DUTY. Determine whether. The determination result in the duty command switching unit 230 is output to the duty command switching holding unit 282.

原点学習要否判定部285は、原点保持部290に保持されている原点値が正確でないと推測される場合に、原点学習を行うべきであると判定する。原点学習要否判定部285は、例えば前回の学習時から所定時間が経過した場合や、環境温度が所定値以上変化した場合に原点学習を行うべきであると判定する。原点学習要否判定部285における判定結果は、デューティ指令切替保持部282に出力される。   The origin learning necessity determination unit 285 determines that the origin learning should be performed when it is estimated that the origin value held in the origin holding unit 290 is not accurate. The origin learning necessity determination unit 285 determines that the origin learning should be performed when, for example, a predetermined time has elapsed since the previous learning or when the environmental temperature changes by a predetermined value or more. The determination result in the origin learning necessity determination unit 285 is output to the duty command switching holding unit 282.

デューティ指令切替保持部282は、上述したデューティ指令切替部230における判定結果及び原点学習要否判定部285における判定結果を入力として受け、これら判定結果に基づいて、デューティ指令切替部230におけるスイッチ切替制御及び原点値保持部290における原点値の学習を実行させる。即ち、ここでのデューティ指令切替保持部282は、本発明の「原点学習手段」の一例である。デューティ指令切替保持部282の詳細な動作については後に詳述する。   The duty command switching holding unit 282 receives the determination result in the duty command switching unit 230 and the determination result in the origin learning necessity determination unit 285 as inputs, and based on these determination results, the switch switching control in the duty command switching unit 230 is performed. And the learning of the origin value in the origin value holding unit 290 is executed. That is, the duty command switching holding unit 282 here is an example of the “origin learning unit” in the present invention. The detailed operation of the duty command switching holding unit 282 will be described in detail later.

上述した各部位を含んで構成されたECU30は、一体的に構成された電子制御ユニットであり、上記各部位に係る動作は、全てECU30によって実行されるように構成されている。但し、本発明に係る上記部位の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではなく、例えばこれら各部位は、複数のECU、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成されていてもよい。   ECU30 comprised including each part mentioned above is an electronic control unit comprised integrally, and it is comprised so that all the operation | movement concerning each said part may be performed by ECU30. However, the physical, mechanical, and electrical configurations of the above-described parts according to the present invention are not limited thereto. For example, each of these parts includes various ECUs, various processing units, various controllers, microcomputer devices, and the like. It may be configured as a computer system or the like.

次に、本実施形態に係る電圧変換装置の制御装置の動作について、図3を参照して説明する。ここに図3は、本実施形態に係る電圧変換装置の制御装置の全体動作を示すフローチャートである。なお、図3に示されるフローチャート中の各ステップは、説明の便宜上、デューティ指令切替時の処理及び原点学習時の処理を除いたものとなっている。これら除外された処理については後に図4を参照して説明するものとし、ここでは装置の全体的な処理の流れについて説明する。   Next, operation | movement of the control apparatus of the voltage converter which concerns on this embodiment is demonstrated with reference to FIG. FIG. 3 is a flowchart showing the overall operation of the control device of the voltage converter according to this embodiment. Note that each step in the flowchart shown in FIG. 3 excludes the process at the time of duty command switching and the process at the time of learning the origin for convenience of explanation. These excluded processes will be described later with reference to FIG. 4, and the overall process flow of the apparatus will be described here.

図3において、本実施形態に係る電圧変換装置の制御装置の動作時には、ECU30は、電圧指令生成部200によって電圧指令VREFを演算する(ステップS101)。   In FIG. 3, when the control device of the voltage converter according to the present embodiment operates, the ECU 30 calculates the voltage command VREF by the voltage command generator 200 (step S101).

続いて、ECU30は、電圧制御演算部212によってリアクトル電流指令値ILREFを演算する(ステップS102)。   Subsequently, the ECU 30 calculates the reactor current command value ILREF by the voltage control calculation unit 212 (step S102).

次に、ECU30は、リアクトル電流指令ILREFが正か否か、すなわちモータジェネレータMG1,MG2が力行状態で制御されるか否かを判定する(ステップS103)。   Next, ECU 30 determines whether or not reactor current command ILREF is positive, that is, whether or not motor generators MG1 and MG2 are controlled in a power running state (step S103).

ここで、リアクトル電流指令ILREFが正の場合(ステップS103:YES)、ECU30は、下アームであるスイッチング素子Q2の片アーム駆動制御を行うように、片アーム駆動判定部270によって設定する(ステップS104)。   Here, when reactor current command ILREF is positive (step S103: YES), ECU 30 sets by single arm drive determination unit 270 to perform single arm drive control of switching element Q2, which is the lower arm (step S104). ).

一方、リアクトル電流指令ILREFがゼロまたは負の場合(ステップS103:NO)、モータジェネレータMG1,MG2が回生状態で制御されるので、ECU30は、上アームであるスイッチング素子Q1の片アーム駆動制御を行うように設定する(ステップS105)。なお、リアクトル電流指令ILREFがゼロの場合には、コンバータ12よる電圧変換は行われないので、実際には上下アームとも駆動されない。   On the other hand, when reactor current command ILREF is zero or negative (step S103: NO), motor generators MG1 and MG2 are controlled in a regenerative state, and thus ECU 30 performs one-arm drive control of switching element Q1, which is the upper arm. (Step S105). When reactor current command ILREF is zero, voltage conversion by converter 12 is not performed, so neither the upper and lower arms are actually driven.

次に、ECU30は、ステップS104又はステップS105で設定された駆動アームと、リアクトル電流指令値ILREFに基づいて、電流制御演算部222によって、スイッチング素子Q1,Q2のデューティを演算する(ステップS106)。   Next, the ECU 30 calculates the duty of the switching elements Q1, Q2 by the current control calculation unit 222 based on the drive arm set in step S104 or step S105 and the reactor current command value ILREF (step S106).

そして、ECU30は、スイッチング素子Q1,Q2のデューティDUTYとキャリア信号CRとの比較に基づいて、キャリア比較コンパレータ235によってコンバータ12のスイッチング素子Q1,Q2を駆動するスイッチング制御信号PWC1及びPWC2を生成し、コンバータ12に出力する。   ECU 30 generates switching control signals PWC1 and PWC2 for driving switching elements Q1 and Q2 of converter 12 by carrier comparison comparator 235 based on the comparison between duty DUTY of switching elements Q1 and Q2 and carrier signal CR. Output to the converter 12.

以上のような処理によって生成されたスイッチング制御信号PWCに従いコンバータ12が制御されることによって、モータジェネレータMG1,MG2が力行の場合は下アーム(スイッチング素子Q2)のみが駆動され、またモータジェネレータMG1,MG2が回生の場合は上アーム(スイッチング素子Q1)のみが駆動されるように制御が実行される。
次に、本実施形態に係る電圧変換装置の制御装置による原点学習時の動作について、図4を参照して説明する。ここに図4は、実施形態に係る電圧変換装置の制御装置の原点学習動作を示すフローチャートである。
By controlling converter 12 according to switching control signal PWC generated by the above processing, when motor generators MG1 and MG2 are in power running, only lower arm (switching element Q2) is driven, and motor generators MG1 and MG1 are driven. When MG2 is regenerative, control is executed so that only the upper arm (switching element Q1) is driven.
Next, the operation at the time of origin learning by the control device of the voltage converter according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart showing the origin learning operation of the control device of the voltage converter according to the embodiment.

図4において、本実施形態に係る電圧変換装置の制御装置の動作時には、先ず原点学習要否判定部285が、原点学習を行うべきか否かを判定する(ステップS201)。なお、ここでの「原点学習」とは、電流センサ18によって検出されるILの値をより正確なものとするために、原点値保持部290に保持されている原点値を補正する処理のことを指している。   In FIG. 4, when the control device of the voltage converter according to the present embodiment operates, first, the origin learning necessity determination unit 285 determines whether or not origin learning should be performed (step S201). Here, “origin learning” refers to a process of correcting the origin value held in the origin value holding unit 290 in order to make the IL value detected by the current sensor 18 more accurate. Pointing.

原点学習を行うべきであると判定すると(ステップS201:YES)、デューティ指令切替判定部281が、片アーム駆動判定部270において下アームが選択されているか否か(即ち、スイッチング素子Q2がオンとなるよう選択されているか否か)を判定する(ステップS202)。   When it is determined that the origin learning should be performed (step S201: YES), the duty command switching determination unit 281 determines whether or not the lower arm is selected in the one-arm drive determination unit 270 (that is, the switching element Q2 is turned on). It is determined whether or not it is selected (step S202).

デューティ指令切替保持部282は、片アーム駆動判定部270において下アームが選択されていると判定した場合(ステップS202:YES)、デューティ指令切替部230におけるスイッチ切替制御の保持時間を“T1”に設定すると共に、原点学習フラグを“要”に設定する(ステップS203)。一方で、デューティ指令切替保持部282は、片アーム駆動判定部270において下アームが選択されていない(言い換えれば、上アームが選択されている)と判定した場合(ステップS202:NO)、デューティ指令切替部230におけるスイッチ切替制御の保持時間を“T2”に設定すると共に、原点学習フラグを“要”に設定する(ステップS204)。なお、ここでの保持時間“T1”及び“T2”は、電流センサ18において検出される電流値がゼロにまで減衰するのに要する時間として予め設定されている。   When the one-arm drive determining unit 270 determines that the lower arm is selected (step S202: YES), the duty command switching holding unit 282 sets the switch switching control holding time in the duty command switching unit 230 to “T1”. At the same time, the origin learning flag is set to “necessary” (step S203). On the other hand, when the one-arm drive determining unit 270 determines that the lower arm is not selected (in other words, the upper arm is selected) (step S202: NO), the duty command switching holding unit 282 determines the duty command. The switch switching control holding time in the switching unit 230 is set to “T2”, and the origin learning flag is set to “necessary” (step S204). The holding times “T1” and “T2” here are set in advance as the time required for the current value detected by the current sensor 18 to decay to zero.

他方、原点学習要否判定部285が、原点学習を行うべきでないと判定した場合には(ステップS201:NO)、デューティ指令切替保持部282は、デューティ指令切替部230におけるスイッチ切替制御の保持時間を“T0”に設定すると共に、原点学習フラグを“不要”に設定する(ステップS205)。ここでの保持時間“T0”は、上述した保持時間“T1”及び“T2”とは異なり、上下アームの短絡を防止するための時間として設定されており、典型的にはT1、T2>>T0の関係となる。   On the other hand, when the origin learning necessity determination unit 285 determines that the origin learning should not be performed (step S201: NO), the duty command switching holding unit 282 holds the switch switching control holding time in the duty command switching unit 230. Is set to “T0”, and the origin learning flag is set to “unnecessary” (step S205). Unlike the above-described holding times “T1” and “T2”, the holding time “T0” is set as a time for preventing a short circuit between the upper and lower arms, and typically T1, T2 >> The relationship is T0.

ステップS203からS205において保持時間及び原点学習フラグが設定されると、デューティ指令切替判定部281は、モータジェネレータMG1,MG2が力行状態から回生状態へと切替えられるか否かを判定する(ステップS206)。またデューティ指令切替判定部281は、モータジェネレータMG1,MG2が力行状態から回生状態へと切替えられないと判定した場合(ステップS206:NO)、モータジェネレータMG1,MG2が回生状態から力行状態へと切替えられるか否かを判定する(ステップS207)。   When the holding time and the origin learning flag are set in steps S203 to S205, duty command switching determination unit 281 determines whether motor generators MG1 and MG2 are switched from the power running state to the regenerative state (step S206). . When duty command switching determination unit 281 determines that motor generators MG1 and MG2 cannot be switched from the power running state to the regenerative state (step S206: NO), motor generators MG1 and MG2 switch from the regenerative state to the power running state. It is determined whether or not (step S207).

デューティ指令切替保持部282は、上述したステップS206及びS207の判定結果に基づいて、デューティ指令切替部230のスイッチを切替える。具体的には、モータジェネレータMG1,MG2が力行状態から回生状態へと切替えられる場合(ステップS206:YES)、デューティ指令を0%としてデューティ信号DUTYを出力するようにする(ステップS208)。また、モータジェネレータMG1,MG2が回生状態から力行状態へと切替えられる場合(ステップS207:YES)、デューティ指令を100%としてデューティ信号DUTYを出力するようにする(ステップS209)。更に、モータジェネレータMG1,MG2が運転状態の切替えを行わない場合(ステップS207:NO)、電流制御演算部222からのデューティ指令をデューティ信号DUTYとして出力するようにする(ステップS210)。   The duty command switching holding unit 282 switches the switch of the duty command switching unit 230 based on the determination results of steps S206 and S207 described above. Specifically, when motor generators MG1 and MG2 are switched from the power running state to the regenerative state (step S206: YES), duty signal is set to 0% and duty signal DUTY is output (step S208). When motor generators MG1 and MG2 are switched from the regenerative state to the power running state (step S207: YES), duty signal is set to 100% and duty signal DUTY is output (step S209). Further, when motor generators MG1 and MG2 do not switch the operation state (step S207: NO), the duty command from current control calculation unit 222 is output as duty signal DUTY (step S210).

なお、電流制御演算部222からのデューティ指令をデューティ信号DUTYとして出力する場合(即ち、モータジェネレータMG1,MG2が運転状態の切替えを行わない場合)には後述する学習動作は行われずに一連の処理が終了する。   When the duty command from the current control calculation unit 222 is output as the duty signal DUTY (that is, when the motor generators MG1 and MG2 do not switch the operating state), a series of processing is performed without performing the learning operation described later. Ends.

他方、デューティ指令を0%としてデューティ信号DUTYを出力した場合、デューティ指令切替保持部282は、出力を開始してから保持時間“T1”又は“T2”が経過したか否かを判定する(ステップS211)。同様に、デューティ指令を100%としてデューティ信号DUTYを出力した場合も、デューティ指令切替保持部282は、出力を開始してから保持時間“T1”又は“T2”が経過したか否かを判定する(ステップS212)。   On the other hand, when the duty command is set to 0% and the duty signal DUTY is output, the duty command switching holding unit 282 determines whether or not the holding time “T1” or “T2” has elapsed since the start of output (step S2). S211). Similarly, when the duty command is set to 100% and the duty signal DUTY is output, the duty command switching holding unit 282 determines whether or not the holding time “T1” or “T2” has elapsed since the output was started. (Step S212).

デューティ信号DUTYを切替えて保持時間“T1”又は“T2”が経過すると(ステップS211,S212:YES)、デューティ指令切替保持部282は、原点学習フラグが“要”と設定されているか否かを判定する(ステップS213)。ここで、原点学習フラグが“不要”である場合には(ステップS213:NO)、原点学習動作は省略され一連の処理が終了する。一方で、原点学習フラグが“要”である場合には(ステップS213:YES)、デューティ指令切替保持部282は、原点値保持部290に対して原点学習を行うように指示を出す(ステップS214)。   When the holding time “T1” or “T2” elapses after the duty signal DUTY is switched (steps S211, S212: YES), the duty command switching holding unit 282 determines whether or not the origin learning flag is set to “necessary”. Determination is made (step S213). Here, when the origin learning flag is “unnecessary” (step S213: NO), the origin learning operation is omitted and a series of processing ends. On the other hand, when the origin learning flag is “necessary” (step S213: YES), the duty command switching holding unit 282 instructs the origin value holding unit 290 to perform origin learning (step S214). ).

原点学習を行うように指示された原点値保持部290は、その時点で検出されている値を原点値として新たに保持する(即ち、原点値を書き換える)。ここで特に、新たな原点値となる値は、デューティ指令を0%又は100%とした状態(即ち、スイッチング素子Q1,Q2がいずれもオフとされた状態)で保持時間“T1”又は“T2”が経過した際に検出された値であるため、極めてゼロに近い値であると考えられる。よって、このように原点値を補正すれば、例えば温度特性の変化等によって運転中に原点値にずれが生じるような場合であっても、正確に電流値を検出することが可能となる。   The origin value holding unit 290 instructed to perform origin learning newly holds the value detected at that time as the origin value (that is, rewrites the origin value). Here, in particular, the value that becomes the new origin value is the holding time “T1” or “T2 in a state where the duty command is 0% or 100% (that is, the state where both of the switching elements Q1 and Q2 are turned off). Since it is a value detected when "" has elapsed, it is considered to be a value very close to zero. Therefore, if the origin value is corrected in this way, the current value can be accurately detected even when the origin value is shifted during operation due to, for example, a change in temperature characteristics.

また、原点学習が行われない場合であっても、アームの切替え時には、一時的にスイッチング素子Q1,Q2がいずれもオフとされた状態となるため、スイッチング素子Q1,Q2の一方をオフとしてから、他方をオンとするまでの期間が短くなる(即ち、スイッチング素子Q1,Q2のオンオフ切替えタイミングが互いに近くなる)ことに起因する、スイッチング素子Q1,Q2の短絡を好適に防止することができる。   Even when the origin learning is not performed, when the arm is switched, the switching elements Q1 and Q2 are both temporarily turned off, so that one of the switching elements Q1 and Q2 is turned off. Further, it is possible to suitably prevent short-circuiting of the switching elements Q1 and Q2 due to a shorter period until the other is turned on (that is, the on / off switching timings of the switching elements Q1 and Q2 are close to each other).

次に、上述した原点学習時の動作について、図5を参照してより具体的に説明する。ここに図5は、実施形態に係る電圧変換装置の制御装置の原点学習時の各種パラメータの変化を示すタイミングチャートである。   Next, the operation during the above-described origin learning will be described more specifically with reference to FIG. FIG. 5 is a timing chart showing changes in various parameters during the origin learning of the control device of the voltage converter according to the embodiment.

図5において、モータジェネレータMG1,MG2が力行状態から回生状態へと切替える場合を例にとり考える。なお、図に示すように、チャート開始時点での原点学習フラグは“要”とされているものとし、原点学習の制御実行タイミングはキャリア信号CRの山及び谷であるとする。   In FIG. 5, a case where motor generators MG1 and MG2 are switched from the power running state to the regenerative state will be taken as an example. As shown in the figure, it is assumed that the origin learning flag at the start of the chart is “necessary”, and the origination control execution timing is the peak and valley of the carrier signal CR.

この場合、モータジェネレータMG1,MG2が力行状態から回生状態へと切替えられるタイミングで、先ずデューティ指令が0%に切替えられる。デューティ指令が0%の状態は、上述したように保持時間“T1”保持される。   In this case, at the timing when motor generators MG1, MG2 are switched from the power running state to the regenerative state, first, the duty command is switched to 0%. When the duty command is 0%, the holding time “T1” is held as described above.

デューティ指令が0%に切替えられると、スイッチング素子Q1,Q2がいずれもオフとなり、電流センサ18の出力値はゼロに向かって減衰する。なお、この際の減速スピードであるdi/dtの値は、蓄電装置28の出力電圧VB、システム電圧VM、及びリアクトルL1のリアクトル値Lを用いて、以下の数式(1)及び(2)で表すことができる。   When the duty command is switched to 0%, both the switching elements Q1, Q2 are turned off, and the output value of the current sensor 18 attenuates toward zero. In addition, the value of di / dt which is the deceleration speed at this time is expressed by the following formulas (1) and (2) using the output voltage VB of the power storage device 28, the system voltage VM, and the reactor value L of the reactor L1. Can be represented.

下アーム選択時:di/dt=(VB−VM)/L ・・・(1)
上アーム選択時:di/dt=VB/L ・・・(2)
よって、上述した数式で表されるdi/dt及びその時点でのILの推測値に基づいて保持時間“T1”及び“T2”を設定すれば、電流値がゼロにまで減衰するまでの時間を正確に推定でき、より好適に原点学習を行える。なお、ILの推測値は、確実に電流値をゼロにまで減衰させるためにも大きめに見積もっておくことが好ましい。但し、大きすぎても不都合が発生するおそれがあるため、例えばコンバータ12の最大定格電流や、補正前の電流センサ18の出力値に最悪誤差量を加味した値を用いればよい。
When lower arm is selected: di / dt = (VB−VM) / L (1)
When upper arm is selected: di / dt = VB / L (2)
Therefore, if the holding times “T1” and “T2” are set based on di / dt expressed by the above formula and the estimated value of IL at that time, the time until the current value decays to zero can be obtained. Accurate estimation can be performed, and origin learning can be performed more preferably. Note that it is preferable to estimate the estimated value of IL to be large in order to surely attenuate the current value to zero. However, inconvenience may occur even if the value is too large. For example, a value obtained by adding the worst error amount to the maximum rated current of the converter 12 or the output value of the current sensor 18 before correction may be used.

保持時間T1が経過すると、その時点での電流センサ18の出力値がゼロであるとしてオフセット補正(原点学習)が行われる。これにより、補正前の電流センサ18の出力値がオフセット誤差を含んでいたとしても、補正後の電流センサ18の出力値は真のILの値となる。   When the holding time T1 elapses, offset correction (origin learning) is performed assuming that the output value of the current sensor 18 at that time is zero. Thereby, even if the output value of the current sensor 18 before correction includes an offset error, the output value of the current sensor 18 after correction becomes a true IL value.

オフセット補正が行われた後には、デューティ指令が元の電流制御演算部222からの値へと戻されることにより、上アームの駆動が開始される。ここで、図を見ても分かるように、下アームがオフとされてから上アームがオンとされるまでには少なくとも保持時間“T1”空くことになるので、スイッチング素子Q1,Q2の短絡を確実に防止することができる。   After the offset correction is performed, the duty command is returned to the original value from the current control calculation unit 222 to start driving the upper arm. Here, as can be seen from the figure, at least the holding time “T1” is released from when the lower arm is turned off to when the upper arm is turned on, so that the switching elements Q1 and Q2 are short-circuited. It can be surely prevented.

以上説明したように、本実施形態に係る電圧変換装置の制御装置によれば、コンバータ12における2つのスイッチング素子の短絡を防止すると共に、コンバータ12に供給される電流の電流値を正確に検出することが可能である。   As described above, according to the control device of the voltage converter according to the present embodiment, the two switching elements in the converter 12 are prevented from being short-circuited, and the current value of the current supplied to the converter 12 is accurately detected. It is possible.

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電圧変換装置の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed without departing from the gist or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification. These control devices are also included in the technical scope of the present invention.

12…コンバータ、18…電流センサ、20…直流電圧発生部、22,23…インバータ、28…蓄電装置、30…ECU、40…エンジン、41…動力分割機構、42…駆動輪、45…負荷装置、100…車両、200…電圧指令生成部、210…電圧制御部、211…減算部、212…電圧制御演算部、213…電流指令生成部、220…電流制御部、221…減算部、222…電流制御演算部、230…デューティ指令切替部、235…キャリア比較コンパレータ、240…サンプリングホールド部、245…減算部、250…キャリア信号生成部、260…基準値演算部、270…片アーム駆動判定部、281…デューティ指令切替判定部、282…デューティ指令切替保持部、285…原点学習要否判定部、290…原点値保持部、C2…平滑コンデンサ、D1,D2…ダイオード、L1…リアクトル、MG1,MG2…モータジェネレータ、Q1,Q2…スイッチング素子、SR1,SR2…システムリレー。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 ... Converter, 18 ... Current sensor, 20 ... DC voltage generation part, 22, 23 ... Inverter, 28 ... Power storage device, 30 ... ECU, 40 ... Engine, 41 ... Power split mechanism, 42 ... Drive wheel, 45 ... Load device , 100 ... vehicle, 200 ... voltage command generation unit, 210 ... voltage control unit, 211 ... subtraction unit, 212 ... voltage control calculation unit, 213 ... current command generation unit, 220 ... current control unit, 221 ... subtraction unit, 222 ... Current control calculation unit, 230 ... duty command switching unit, 235 ... carrier comparison comparator, 240 ... sampling hold unit, 245 ... subtraction unit, 250 ... carrier signal generation unit, 260 ... reference value calculation unit, 270 ... one arm drive determination unit , 281 ... Duty command switching determination unit, 282 ... Duty command switching holding unit, 285 ... Origin learning necessity determination unit, 290 ... Origin value holding unit C2 ... smoothing capacitor, D1, D2 ... diodes, L1 ... reactor, MG1, MG2 ... motor-generator, Q1, Q2 ... switching device, SR1, SR2 ... system relay.

Claims (1)

互いに直列に接続される第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子、並びに前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子に供給される電流の電流値を検出する電流検出手段を備える電圧変換装置の制御装置であって、
前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子のデューティ比率に対応するデューティ指令信号を生成するデューティ指令信号生成手段と、
前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子のスイッチング周波数に対応するキャリア信号を生成するキャリア信号生成手段と、
前記デューティ指令信号及び前記キャリア信号を互いに比較することで、前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子の各々のオンオフを切替えるスイッチング制御信号を夫々生成するスイッチング制御信号生成手段と、
前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子を択一的にオンとするように前記スイッチング制御信号生成手段を制御することで、前記第1スイッチング素子を含んでなる第1アーム及び前記第2スイッチング素子を含んでなる第2アームのいずれか一方のみによる片アーム駆動を実現する片アーム駆動制御手段と、
前記第1アームによる片アーム駆動及び前記第2アームによる片アーム駆動を相互に切替える際に、前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子がいずれもオフとなるデューティ指令信号を所定期間生成するようにデューティ指令信号生成手段を制御するデューティ制御手段と、
前記所定期間内に前記電流検出手段で検出された電流値をオフセット原点として学習する原点学習手段と
を備えることを特徴とする電圧変換装置の制御装置。
A control device for a voltage converter, comprising: a first switching element and a second switching element connected in series to each other; and a current detection means for detecting a current value of a current supplied to the first switching element and the second switching element. Because
Duty command signal generating means for generating a duty command signal corresponding to a duty ratio of the first switching element and the second switching element;
Carrier signal generating means for generating a carrier signal corresponding to a switching frequency of the first switching element and the second switching element;
Switching control signal generating means for respectively generating a switching control signal for switching on and off of each of the first switching element and the second switching element by comparing the duty command signal and the carrier signal;
The first arm including the first switching element and the second switching are controlled by controlling the switching control signal generation unit so as to selectively turn on the first switching element and the second switching element. One-arm drive control means for realizing one-arm drive by only one of the second arms including the element;
When the one-arm driving by the first arm and the one-arm driving by the second arm are switched to each other, a duty command signal for turning off both the first switching element and the second switching element is generated for a predetermined period. Duty control means for controlling the duty command signal generating means;
A control device for a voltage converter, comprising: origin learning means for learning the current value detected by the current detection means within the predetermined period as an offset origin.
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