JP2010004700A - 電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】直流電源に過大な電流が流れるのを抑制して昇圧コンバータの制御をより適正なものにする。
【解決手段】リアクトルの出力端子に取り付けられた電流センサからのリアクトル電流ＩＬと電流指令ＩＬＴとの偏差を打ち消すためのメインフィードバック項Ｆｍを計算すると共に（Ｓ１２０）、サブバッテリの出力端子に取り付けられた電流センサからの電池電流ＩＢと電流指令ＩＬＴとの偏差を打ち消すためのサブフィードバック項Ｆｓを計算し（Ｓ１３０）、両フィードバック項Ｆｍ，Ｆｓを用いて電流制御量ＩＬ＊を設定して昇圧コンバータのスイッチング素子をスイッチング制御する（Ｓ１８０〜Ｓ２００）。これにより、特性ズレに起因して電流センサからのリアクトル電流ＩＬに検出誤差が含まれるものとしても、サブバッテリに過大な電流が流れるのを抑制しながらリアクトル電流ＩＬを電流指令ＩＬＴに近づけることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、電気機器と電力をやり取りする電源装置に関する。

従来、この種の電源装置としては、モータを駆動するインバータの正極母線側に接続された第１スイッチング素子と、第１スイッチング素子に直列接続されると共にインバータの負極母線側に接続された第２スイッチング素子と、両スイッチング素子の中間点と直流電源の出力端子とに接続されたリアクトルとを有する昇降圧コンバータを備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、第２スイッチング素子をオフして第１スイッチング素子をスイッチング制御することにより直流電源の電圧を昇圧してインバータに供給し、第１スイッチング素子をオフして第２スイッチング素子をスイッチング制御することによりインバータ側の電圧を降圧して直流電源に供給する。なお、昇降圧コンバータの低圧側と高圧側には、それぞれ平滑用のコンデンサが取り付けられている。
特開２００６−３１１６３５号公報

ところで、リアクトルの電流（リアクトル電流）を検出する電流センサを取り付けてリアクトル電流が指令値に近づくようフィードバック制御することにより直流電源の電流を制御する場合を考えると、電流センサに特性ズレなどの検出誤差が生じているときには、この電流センサにより検出されるリアクトル電流を指令値に近づけようとする結果、直流電源に予期しない過大な電流により充放電される場合が生じる。

本発明の電源装置は、直流電源に過大な電流が流れるのを抑制して昇圧コンバータの制御をより適正に行なうことを主目的とする。

本発明の電源装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の電源装置は、
電気機器と電力をやり取りする電源装置であって、
直流電源と、
前記直流電源の出力端子に接続されたリアクトルを有し、スイッチング素子をスイッチング制御することにより前記直流電源の電圧を昇圧して前記電気機器に供給可能な昇圧コンバータと、
前記昇圧コンバータからみて前記直流電源に並列接続されたコンデンサと、
前記リアクトルを流れる電流であるリアクトル電流を検出するリアクトル電流検出手段と、
前記直流電源を流れる電流である電源電流を検出する電源電流検出手段と、
前記検出される電源電流と前記リアクトル電流の指令値としてのリアクトル電流指令との偏差が所定範囲内となる状態で前記検出されるリアクトル電流が該リアクトル電流指令に近づくよう前記昇圧コンバータを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の電源装置では、電源電流検出手段により検出される電源電流とリアクトル電流指令との偏差が所定範囲内となる状態でリアクトル電流検出手段により検出されるリアクトル電流がリアクトル電流指令に近づくよう昇圧コンバータを制御するから、リアクトル電流検出手段に特定ズレなどの検出誤差が含まれるものとしても、直流電源に予期しない過大な電流により充放電がなされるのを抑制することができる。この結果、昇圧コンバータの制御をより適正なものとすることができる。

こうした本発明の電源装置において、前記制御手段は、前記検出されるリアクトル電流と前記リアクトル電流指令との偏差を打ち消す方向に演算される第１のフィードバック項と、前記検出される電源電流と前記リアクトル電流指令との偏差を打ち消す方向に演算される第２のフィードバック項とを用いて操作量を設定して前記昇圧コンバータを制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、簡易な処理により昇圧コンバータを制御することができる。

また、第１および第２のフィードバック項を用いて操作量を設定する態様の本発明の電源装置において、前記第２のフィードバック項は、前記第１のフィードバック項よりも小さなゲインが設定されてなるものとすることもできる。こうすれば、第１および第２のフィードバック項を用いるものとしても、両フィードバック項の相互作用により制御が発散するのを抑制することができる。

さらに、第１および第２のフィードバック項を用いて操作量を設定する態様の本発明の電源装置において、前記制御手段は、前記検出される電源電流と前記検出されるリアクトル電流との偏差が許容範囲を超えるときには、前記両フィードバック項により演算される値にガードを掛けて前記操作量を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、直流電源に過大な電流が流れるのをより確実に抑制することができる。

また、第１および第２のフィードバック項を用いて操作量を設定する態様の本発明の電源装置において、前記リアクトル電流検出手段の出力値を前記第２のフィードバック項により演算される値に基づいて学習する学習手段を備えるものとすることもできる。こうすれば、第１および第２のフィードバック項を用いたフィードバック制御の制御性をより良好なものとすることができる。この場合、本発明の電源装置において、前記学習手段は、前記第２のフィードバック項により演算される値が値０に近づくよう前記リアクトル電流検出手段の出力値を学習する手段であるものとすることもできる。さらにこの場合、前記学習手段は、前記第２のフィードバック項により演算される値に対してなまし処理を施した値により学習する手段であるものとすることもできる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としての電源装置２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の電源装置２０は、図示するように、インバータ１１，１２を介して電気機器としての二つのモータＭＧ１，ＭＧ２に接続されており、直流電源としてのメインバッテリ２２と、メインバッテリ２２の電圧を昇圧して二つのモータＭＧ１，ＭＧ２側に供給したりモータＭＧ１，ＭＧ２側の電圧を降圧してメインバッテリ２２側に供給したりする昇圧コンバータ３０と、昇圧コンバータ３０の昇圧側（二つのモータＭＧ１，ＭＧ２側）に配置されて昇圧側の電圧を平滑する平滑コンデンサ４２と、昇圧コンバータ３０の降圧側（メインバッテリ２２側）に配置されて降圧側の電圧を平滑する平滑コンデンサ４４と、直流電源としてのサブバッテリ２４と、サブバッテリ２４の電圧を昇圧して二つのモータＭＧ１，ＭＧ２側に供給したりモータＭＧ１，ＭＧ２側の電圧を降圧してサブバッテリ２４側に供給したりする昇圧コンバータ５０と、昇圧コンバータ５０の昇圧側に配置されて昇圧側の電圧を平滑する平滑コンデンサ６２と、昇圧コンバータ５０の降圧側（サブバッテリ２４側）に配置されて降圧側の電圧を平滑する平滑コンデンサ６４と、インバータ１１，１２の正極母線と負極母線とに接続された平滑コンデンサ２６と、装置全体をコントロールする電子制御ユニット７０と、を備える。

メインバッテリ２２とサブバッテリ２４は、いずれも、例えば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などの充放電可能な二次電池として構成されている。

昇圧コンバータ３０は、インバータ１１，１２の正極母線と負極母線に平滑コンデンサ４２と並列するよう直列に配置された二つのゲート式のスイッチング素子（例えば、ＭＯＳＦＥＴ）Ｔｒ１，Ｔｒ２と、各スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２に対して並列に電圧を保持するよう取り付けられた二つのダイオードＤ１，Ｄ２と、二つのスイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２の中間点とメインバッテリ２２の正極側に取り付けられたリアクトル３２と、により構成された周知の昇圧コンバータである。昇圧コンバータ５０も、昇圧コンバータ３０と同様に、二つのスイッチング素子Ｔｒ３，Ｔｒ４と、二つのダイオードＤ３，Ｄ４とリアクトル５２とにより構成された周知の昇圧コンバータである。

電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。電子制御ユニット７０には、平滑コンデンサ２６の端子間に取り付けられた電圧センサ２８からのコンデンサ電圧Ｖｈやスイッチング素子Ｔｒ２の端子間に取り付けられた電圧センサ４６からの素子電圧Ｖｔｒ２，スイッチング素子Ｔｒ４の端子間に設けられた電圧センサ６６からの素子電圧Ｖｔｒ４，サブバッテリ２４の出力端子に取り付けられた電流センサ２５からの電池電流ＩＢ，リアクトル５２の出力端子に取り付けられた電流センサ５４からのリアクトル電流ＩＬなどが入力ポートを介して入力されている。また、電子制御ユニット７０からは、昇圧コンバータ３０のスイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２へのスイッチング信号や昇圧コンバータ５０のスイッチング素子Ｔｒ３，Ｔｒ４へのスイッチング信号などが出力ポートを介して出力されている。電子制御ユニット７０は、電源装置２０の制御ユニットとして機能するだけでなく、二つのモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動制御ユニットとしても機能する。このため、電子制御ユニット７０にはモータＭＧ１，ＭＧ２に取り付けられた回転位置センサ１３，１４からのロータの回転位置やインバータ１１，１２に取り付けられた図示しない電流センサからのモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力ポートを介して入力されており、電子制御ユニット７０からはインバータ１１，１２へのスイッチング信号などが出力ポートを介して出力されている。

なお、二つのモータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ１１，１２および昇圧コンバータ３０を介してメインバッテリ２２と電力のやりとりを行なうとと共にインバータ１１，１２および昇圧コンバータ５０を介してサブバッテリ２４と電力のやりとりを行なう。

次に、こうして構成された電源装置２０の動作について説明する。電源装置２０の動作は、基本的には、メインバッテリ２２と二つのモータＭＧ１，ＭＧ２との間で電力のやりとりを円滑に行なうためにコンデンサ電圧Ｖｈが電圧指令Ｖｈ＊となるよう昇圧コンバータ３０のスイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２をスイッチング制御し、必要に応じてサブバッテリ２４と二つのモータＭＧ１，ＭＧ２との間で電力をやりとりするためにリアクトル電流ＩＬが電流指令ＩＬＴとなるよう昇圧コンバータ５０のスイッチング素子Ｔｒ３，Ｔｒ４をスイッチング制御する。以下、昇圧コンバータ５０の駆動制御について詳細に説明する。図２は、実施例の電子制御ユニット７０により実行される昇圧制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎に繰り返し実行される。

昇圧制御ルーチンが実行されると、電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、電流指令ＩＬＴや電流センサ５４からのリアクトル電流ＩＬ，電流センサ２５からの電池電流ＩＢ，学習値Ｇなどの制御に必要なデータを入力する処理を実行し（ステップＳ１００）、入力したリアクトル電流ＩＬから学習値Ｇを減じたものを新たなリアクトル電流ＩＬとして修正する（ステップＳ１１０）。ここで、学習値Ｇについては、後述する図３に例示する学習処理により設定されたものを入力するものとした。

続いて、フィードバック制御により昇圧コンバータ５０を駆動制御するための操作量の計算に用いられるフィードバック項として、入力した電流指令ＩＬＴと修正したリアクトル電流ＩＬとに基づいて次式（１）によりメインフィードバック項Ｆｍを計算すると共に（ステップＳ１２０）、入力した電流指令ＩＬＴと入力した電池電流ＩＢとに基づいて次式（２）によりサブフィードバック項Ｆｓを計算する（ステップＳ１３０）。ここで、式（１）中の「ＫＰｍ」と式（２）中の「ＫＰｓ」は比例項のゲインを示し、式（１）中の「ＫＩｍ」と式（２）中の「ＫＩｓ」は積分項のゲインを示す。式（１）および式（２）に示すように、メインフィードバック項Ｆｍは、リアクトル５２のリアクトル電流ＩＬをフィードバック制御により電流指令ＩＬＴに一致させるためのものであり、サブフィードバック項Ｆｓは、サブバッテリ２４の電池電流ＩＢをフィードバック制御により電流指令ＩＬＴに一致させるためのものである。サブバッテリ２４はリアクトル５２に直列接続されているから、通常リアクトル電流ＩＬを電流指令ＩＬＴに一致させることにより電池電流ＩＢも電流指令ＩＬＴに近づくが、リアクトル電流ＩＬを検出する電流センサ５２に特性ズレに起因する検出誤差が含まれているときにはリアクトル電流ＩＬを電流指令ＩＬＴに一致させても電池電流ＩＢが電流指令ＩＬＴに近づかず、場合によってはサブバッテリ２４に予期しない過大な電流が流れてしまう。実施例では、リアクトル電流ＩＬを電流指令ＩＬＴに一致させるためのメインフィードバック項Ｆｍに、電池電流ＩＢを電流指令ＩＬＴに一致させるためのサブフィードバック項Ｆｓを加えることにより上述した不都合の発生を抑制しているのである。なお、メインフィードバック項Ｆｍとサブフィードバック項Ｆｓの二つを用いることによる相互作用によりフィードバック制御が発散するのを抑制するために、実施例では、サブフィードバック項Ｆｓのゲイン（ＫＰｓ、ＫＩｓ）がメインフィードバック項Ｆｍのゲイン（ＫＰｍ，ＫＩｍ）よりも小さくなる、即ちＫＰｓ＜ＫＰｍ，ＫＩｓ＜ＫＩｍとなるよう各ゲインを定めるものとした。

Fm=KPm・(ILT-IL)+KIm・∫(ILT-IL)dt (1)
Fs=KPs・(ILT-IB)+KIs・∫(ILT-IB)dt (2)

こうして両フィードバック項Ｆｍ，Ｆｓを計算すると、入力した電池電流ＩＢと修正したリアクトル電流ＩＬとの偏差（ＩＢ−ＩＬ）が所定値αより大きいか否か（ステップＳ１４０）、偏差（ＩＢ−ＩＬ）が所定値−α（所定値αに負の符号を付したもの）より小さいか否か（ステップＳ１５０）をそれぞれ判定し、偏差（ＩＢ−ＩＬ）が所定値α以下で所定値−α以上のときにはそのまま次の処理に進み、偏差（ＩＢ−ＩＬ）が所定値αより大きいときには計算したメインフィードバック項Ｆｍの値と値０のうち大きい方を新たなメインフィードバック項Ｆｍの値とすると共に計算したサブフィードバック項Ｆｓの値と値０のうち大きい方を新たなサブフィードバック項Ｆｓの値とする幅寄せガード処理（下限ガード処理）を行ない（ステップＳ１６０）、偏差（ＩＢ−ＩＬ）が所定値−αより小さいときには計算したメインフィードバック項Ｆｍの値と値０のうち小さい方を新たなメインフィードバック項Ｆｍの値とすると共に計算したサブフィードバック項Ｆｓの値と値０のうち小さい方を新たなサブフィードバック項Ｆｓの値とする幅寄せガード処理（上限ガード処理）を行なう。

そして、入力した電流指令ＩＬＴとメインフィードバック項Ｆｍの値とサブフィードバック項Ｆｓの値との和の値を電流操作量ＩＬ＊として設定し（ステップＳ１８０）、設定した電流操作量ＩＬ＊に基づいてＰＷＭ信号を生成し（ステップＳ１９０）、生成したＰＷＭ信号により昇圧コンバータ５０のスイッチング素子Ｔｒ３，Ｔｒ４をスイッチング制御して（ステップＳ２００）、本ルーチンを終了する。

次に、図３の学習処理について説明する。学習処理が実行されると、電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、昇圧コンバータ５０が停止中か否か（ステップＳ２１０）、上述した幅寄せガード処理が実行中か否か（ステップＳ２２０）をそれぞれ判定し、昇圧コンバータ５０が停止中でなく幅寄せガード処理が実行中でないときには、学習を実行するタイミングを決定するためのカウント値Ｃを値１だけカウントアップし（ステップＳ２３０）、昇圧コンバータ５０が停止中のときや幅寄せガード処理が実行中のときには、カウント値Ｃをカウントアップすることなく本処理を終了する。なお、昇圧コンバータ５０が停止中のときや幅寄せガード処理が実行中のときにカウント値Ｃをカウントアップしないのは、不適切なタイミングで学習が開始されて誤学習するのを抑制するためである。

そして、カウント値Ｃと閾値Ｃｒｅｆとを比較し（ステップＳ２４０）、カウント値Ｃが閾値Ｃｒｅｆ以下のときには学習を実行することなく本処理を終了し、カウント値Ｃが閾値Ｃｒｅｆより大きいときには学習を実行すべきと判断してサブフィードバック項Ｆｓになまし処理を施して得られるなまし値Ｆｓｍｏを計算し（ステップＳ２５０）、計算したなまし値Ｆｓｍｏを前回の学習により設定された学習値（前回Ｇ）から減じたものを今回の学習値Ｇに設定する（ステップＳ２６０）。なお、なまし処理については周知の技術であるから、説明は省略する。学習を実行すると、なまし値Ｆｓｍｏをクリアすると共に（ステップＳ２７０）、カウント値Ｃをクリアして（ステップＳ２８０）、本処理を終了する。電流センサ５４の特性ズレに起因してリアクトル電流ＩＬに含まれる検出誤差は、図２の昇圧制御ルーチンの実行に伴ってサブフィードバック項Ｆｓに反映されるから、サブフィードバック項Ｆｓのなまし値Ｆｓｍｏに基づいて学習値Ｇを設定して図２の昇圧制御ルーチンのステップＳ１１０で電流センサ５４からのリアクトル電流ＩＬを修正することにより、電流センサ５４の特性ズレを修正することができる。これにより、学習値Ｇを用いて修正したリアクトル電流ＩＬに基づいてステップＳ１３０で計算されるサブフィードバック項Ｆｓの値は徐々に値０に近づくことになる。

図４に、実施例における電池電流ＩＢとリアクトル電流ＩＬとメインフィードバック項Ｆｍの値とサブフィードバック項Ｆｓの値とカウント値Ｃと学習値Ｇの時間変化の様子を示し、図５に、比較例における電池電流ＩＢとリアクトル電流ＩＬとメインフィードバック項Ｆｍの値の時間変化の様子を示す。なお、比較例では、サブフィードバック項Ｆｓを用いずに電流操作量ＩＬ＊を設定して昇圧コンバータ５０を制御するものを用いた。実施例では、リアクトル電流ＩＬと電流指令ＩＬＴとの偏差を打ち消すためのメインフィードバック項Ｆｍと電池電流ＩＢと電流指令ＩＬＴとの偏差を打ち消すためのサブフィードバック項Ｆｓとを用いて昇圧コンバータ５０が制御される。そして、電池電流ＩＢとリアクトル電流ＩＬとの偏差（ＩＢ−ＩＬ）が所定値αを超えたときには（時刻ｔ１）、メインフィードバック項Ｆｍの値が値０で上限ガード（幅寄せガード処理）され、電池電流ＩＢの上昇は強制的に抑制される。なお、この間は学習を実行するためのカウント値Ｃはカウントアップされない。幅寄せガード処理により偏差（ＩＢ−ＩＬ）が所定値α以下となると（時刻ｔ２）、幅寄せガード処理が解除されてメインフィードバック項Ｆｍによりリアクトル電流ＩＬが電流指令ＩＬに近づくよう昇圧コンバータ５０が制御される。また、カウント値Ｃのカウントアップも再開される。カウント値Ｃが閾値Ｃｒｅｆに至ると（時刻ｔ３や時刻ｔ４）、サブフィードバック項Ｆｓのなまし値Ｆｓｍｏに基づいて学習値Ｇが設定され、この学習値Ｇにより電流センサ５４からのリアクトル電流ＩＬが修正される。これにより、電流センサ５４の特性ズレは修正され、サブフィードバック項Ｆｓは徐々に値０に近づいていく。なお、昇圧コンバータ５０が停止中には（時刻ｔ５と時刻ｔ６との間）、カウント値Ｃがカウントアップされなくなる。このように、実施例では、特性ズレに起因して電流センサ５４からのリアクトル電流ＩＬに検出誤差が含まれるものとしても、サブバッテリ２４に過大な電流が流れるのを抑制しながら昇圧コンバータ５０が適正に制御されていることが分かる。これに対して、比較例では、特性ズレに起因して電流センサ５４からのリアクトル電流ＩＬに検出誤差が含まれるときには、リアクトル電流ＩＬを電流指令ＩＬＴに一致するようメインフィードバック項Ｆｍを設定してフィードバック制御すると、これに伴って電池電流ＩＢも上昇し、サブバッテリ２４に過大な電流が流れる。

以上説明した実施例の電源装置２０によれば、リアクトル５２の出力端子に取り付けられた電流センサ５４からのリアクトル電流ＩＬと電流指令ＩＬＴとの偏差を打ち消すためのメインフィードバック項Ｆｍとサブバッテリ２４の出力端子に取り付けられた電流センサ２５からの電池電流ＩＢと電流指令ＩＬＴとの偏差を打ち消すためのサブフィードバック項Ｆｓとを用いて電流制御量ＩＬ＊を設定して昇圧コンバータ５０のスイッチング素子Ｔｒ３，Ｔｒ４をスイッチング制御するから、特性ズレに起因して電流センサ５４からのリアクトル電流ＩＬに検出誤差が含まれるものとしても、サブバッテリ２４に過大な電流が流れるのを抑制しながらリアクトル電流ＩＬを電流指令ＩＬＴに近づけることができる。この結果、昇圧コンバータ５０をより適正に制御することができる。しかも、サブフィードバック項Ｆｓのゲイン（ＫＰｓ、ＫＩｓ）がメインフィードバック項Ｆｍのゲイン（ＫＰｍ，ＫＩｍ）よりも小さくなるよう各ゲインを定めたから、インフィードバック項Ｆｍとサブフィードバック項Ｆｓの二つを用いることによるフィードバック制御の発散を抑制することができる。また、電池電流ＩＢとリアクトル電流ＩＬとの偏差（ＩＢ−ＩＬ）が所定値αよりも大きいときは値０を下限として下限ガードし偏差（ＩＢ−ＩＬ）が所定値−αよりも小さいときには値０を上限として上限ガードする幅寄せガード処理を行なうから、サブバッテリ２４に過大な電流が流れるのをより確実に抑制することができる。

また、実施例の電源装置２０によれば、サブフィードバック項Ｆｓのなまし値Ｆｓｍｏに基づいて学習値Ｇを設定して電流センサ５４からのリアクトル電流ＩＬを修正するから、電流センサ５４の特性ズレを修正しながら昇圧コンバータ５０を制御することができる。

実施例の電源装置２０では、電流センサ５４からのリアクトル電流ＩＬを修正するための学習値Ｇをサブフィードバック項Ｆｓのなまし値Ｆｓｍｏに基づいて設定するものとしたが、学習値Ｇをサブフィードバック項Ｆｓの値に例えば値０．５などの値０〜値１の間の係数を乗じて設定するなど、学習値Ｇをサブフィードバック項Ｆｓの値に基づいて設定するものであれば如何なる手法により設定するものとしてもよい。

実施例の電源装置２０では、学習値Ｇを用いて電流センサ５４からのリアクトル電流ＩＬを修正するものとしたが、学習を行なうことなく電流センサ５４からのリアクトル電流ＩＬをそのまま用いるものとしてもよい。

実施例の電源装置２０では、電気機器としての二つのモータＭＧ１，ＭＧ２に並列接続されるメインバッテリ２２とサブバッテリ２４とを備えるものとして説明したが、電気機器に接続される一つのバッテリを備えるものとしてもよく、電気機器に並列接続される三つ以上のバッテリを備えるものとしてもよい。図６は、変形例の電源装置２０Ｂの構成の概略を示す構成図である。変形例の電源装置２０Ｂは、図示するように、二つのモータＭＧ１，ＭＧ２にインバータ１１，１２および昇圧コンバータ３０を介して一つのバッテリ２２Ｂが接続されており、リアクトル３２の出力端子に電流センサ３４が取り付けられると共にバッテリ２２Ｂの出力端子に電流センサ２３が取り付けられている。

実施例の電源装置２０では、インバータ１１，１２を介して二つのモータＭＧ１，ＭＧ２に接続されるものとして説明したが、一つのモータに接続されるものとしてもよく、三つ以上のモータに接続されるものとしてもかまわない。また、接続先としては、モータや発電機に限定されるものではなく、電力消費する如何なる機器や電力を発電または回生する如何なる機器としてもかまわない。

ここで、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、モータＭＧ１，ＭＧ２が「電気機器」に相当し、サブバッテリ２４が「直流電源」に相当し、昇圧コンバータ５０「昇圧コンバータ」に相当し、平滑コンデンサ６２が「コンデンサ」に相当し、電流センサ５４が「リアクトル電流検出手段」に相当し、電流センサ２５が「電源電流検出手段」に相当し、電流センサ５４からのリアクトル電流ＩＬと電流指令ＩＬＴとに基づいてメインフィードバック項Ｆｍを計算すると共に電流センサ２５からの電池電流ＩＢと電流指令ＩＬＴとに基づいてサブフィードバック項Ｆｓを計算し、計算した両フィードバック項Ｆｍ，Ｆｓに基づいて電流操作量ＩＬ＊を計算して昇圧コンバータ５０のスイッチング素子Ｔｒ３，Ｔｒ４をスイッチング制御する図２の昇圧制御ルーチンを実行する電子制御ユニット７０が「制御手段」に相当する。なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、電気機器の製造産業に利用可能である。

本発明の一実施例としての電源装置２０の構成の概略を示す構成図である。 実施例の電子制御ユニット７０により実行される昇圧制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 実施例の電子制御ユニット７０により実行される学習処理の一例を示すフローチャートである。 実施例における電池電流ＩＢとリアクトル電流ＩＬとメインフィードバック項Ｆｍの値とサブフィードバック項Ｆｓの値とカウント値Ｃと学習値Ｇの時間変化の様子を示す説明図である。 比較例における電池電流ＩＢとリアクトル電流ＩＬとメインフィードバック項Ｆｍの値の時間変化の様子を示す説明図である。 変形例の電源装置２０Ｂの構成の概略を示す構成図である。

符号の説明

１１，１２ インバータ、１３，１４ 回転位置センサ、２０ 電源装置、２２ メインバッテリ、２４ サブバッテリ、２６，４２，４４，６２，６４ コンデンサ、２５，５４ 電流センサ、２８，４６，６６ 電圧センサ、３０，５０ 昇圧コンバータ、３２，５２ リアクトル、７０ 電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、Ｔｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３，Ｔｒ４ スイッチング素子、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４ ダイオード、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (7)

1. 電気機器と電力をやり取りする電源装置であって、
   直流電源と、
   前記直流電源の出力端子に接続されたリアクトルを有し、スイッチング素子をスイッチング制御することにより前記直流電源の電圧を昇圧して前記電気機器に供給可能な昇圧コンバータと、
   前記昇圧コンバータからみて前記直流電源に並列接続されたコンデンサと、
   前記リアクトルを流れる電流であるリアクトル電流を検出するリアクトル電流検出手段と、
   前記直流電源を流れる電流である電源電流を検出する電源電流検出手段と、
   前記検出される電源電流と前記リアクトル電流の指令値としてのリアクトル電流指令との偏差が所定範囲内となる状態で前記検出されるリアクトル電流が該リアクトル電流指令に近づくよう前記昇圧コンバータを制御する制御手段と、
   を備える電源装置。
2. 前記制御手段は、前記検出されるリアクトル電流と前記リアクトル電流指令との偏差を打ち消す方向に演算される第１のフィードバック項と、前記検出される電源電流と前記リアクトル電流指令との偏差を打ち消す方向に演算される第２のフィードバック項とを用いて操作量を設定して前記昇圧コンバータを制御する手段である請求項１記載の電源装置。
3. 前記第２のフィードバック項は、前記第１のフィードバック項よりも小さなゲインが設定されてなる請求項２記載の電源装置。
4. 前記制御手段は、前記検出される電源電流と前記検出されるリアクトル電流との偏差が許容範囲を超えるときには、前記両フィードバック項により演算される値にガードを掛けて前記操作量を設定する手段である請求項２または３記載の電源装置。
5. 前記リアクトル電流検出手段の出力値を前記第２のフィードバック項により演算される値に基づいて学習する学習手段を備える請求項２ないし４いずれか１項に記載の電源装置。
6. 前記学習手段は、前記第２のフィードバック項により演算される値が値０に近づくよう前記リアクトル電流検出手段の出力値を学習する手段である請求項５記載の電源装置。
7. 前記学習手段は、前記第２のフィードバック項により演算される値に対してなまし処理を施した値により学習する手段である請求項５または６記載の電源装置。

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