JP2010259190A - Dcdcコンバータの制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】DCDCコンバータ3の出力電圧Voutが最大負荷変動で起こると推定される電圧以上に変動した場合にデッドタイムによるデューティ変動が生じたと判断し、そのときのコンバータ負荷状態S(n)に応じたデッドタイム補償値Dcmpを出力して、DCDCコンバータ3の各スイッチング素子Q1〜Q3を駆動するデューティD1,D2に対してデッドタイム補償値Dcmpを加算することでデッドタイム起因の電圧変動を抑制する。
【選択図】図3
Description
図1は、本発明を適用した制御装置10を含むモータ駆動システムの概略構成を示すシステム構成図である。この図1に示すモータ駆動システムは、燃料電池自動車の駆動系システムとして構成されたものであり、燃料電池1と、強電圧バッテリである二次電池2と、双方向昇降圧型のDCDCコンバータ3と、DCDCコンバータ3の負荷となるインバータ4及び交流モータ5と、DCDCコンバータ3の動作を制御する制御装置10とを備える。このような構成のモータ駆動システムにおいて、インバータ4が交流モータ5を駆動するために必要な電力は、燃料電池1と二次電池2から供給される。DCDCコンバータ3は、燃料電池1の出力電圧を制御することで燃料電池1の発電量を調整し、また、二次電池2からの充放電電力によるインバータ4への電力供給を調整している。DCDCコンバータ3の入力電圧Vin(つまり二次電池2に接続される端子間の電圧)は電圧センサ6により測定され、DCDCコンバータ3の出力電圧Vout(つまりインバータ4に接続される端子間の電圧)は電圧センサ7により測定される。これら電圧センサ6,7による測定値Vin,Voutは制御装置10に入力され、DCDCコンバータ3の動作制御に用いられる。
降圧制御時
D1=(Vout+Verr)/Vin+Dos ・・・(1)
D2=1 ・・・(2)
昇圧制御時
D1=1 ・・・(3)
D2=(Vin−Verr)/Vout+Dos ・・・(4)
図8は、本発明の第2の実施形態として示す制御装置20の構成を示すブロック図である。本実施形態の制御装置20は、電圧PI制御と電流PI制御とを組み合わせた構成に対して本発明を適用した例である。本実施形態の制御装置20は、第1の実施形態の制御装置10と同様に、例えば燃料電池自動車の駆動系システムとして構成されたモータ駆動システム(図1参照)において、双方向昇降圧型のDCDCコンバータ3の動作を制御するコントローラとして利用される。ただし、本実施形態の制御装置20を用いる場合は、モータ駆動システムにはDCDCコンバータ3のリアクトル電流ILを測定するための電流センサ8が付加され、この電流センサ8により測定されたリアクトル電流ILが、制御装置20に入力される。なお、以下の説明において、第1の実施形態と共通もしくは同等の構成については第1の実施形態と共通の符号を用い、重複した説明は省略する。
10,20 制御装置
11 電圧PI+電流FF制御部
12 オフセット補正部(オフセット補正手段)
13 昇降圧制御切換部(デューティ比演算手段)
15 電圧目標値変動補償モデル(出力電圧推定値演算手段)
16 デッドタイム補償領域判定部(判断手段)
17 デッドタイム補償値発生器(補償値演算手段)
18 デッドタイム補償部(デッドタイム補償手段)
123,184 積分演算器
Claims (4)
- DCDCコンバータの動作を制御する制御装置において、
負荷側の要求に応じたDCDCコンバータの出力電圧目標値に基づいて、DCDCコンバータのスイッチング素子をオンさせるデューティ比を演算するデューティ比演算手段と、
電圧センサにより測定されたDCDCコンバータの出力電圧と前記出力電圧目標値との偏差を、想定される最大負荷変動に基づいて予め設定された所定値と比較して、前記偏差が前記所定値以上になった場合に、デッドタイムに起因したデューティ変動が発生していると判断する判断手段と、
前記デッドタイムに起因したデューティ変動が発生していると判断された場合に、DCDCコンバータの負荷状態に基づいてデッドタイム補償値を演算する補償値演算手段と、
前記デッドタイム補償値に基づいて前記デッドタイムに起因したデューティ変動を補償するデッドタイム補償手段と、を備えることを特徴とするDCDCコンバータの制御装置。 - 電圧PI制御によりオフセット補正を行うオフセット補正手段をさらに備え、
前記デッドタイム補償手段は、前記デッドタイム補償値を前記オフセット補正手段の積分演算器の積分値に加算した値を前記積分演算器の初期値として代入して、前記積分演算器を初期化することを特徴とする請求項1に記載のDCDCコンバータの制御装置。 - 前記デッドタイム補償手段は、前記積分演算器を初期化してから一定時間経過後に、前記補償値演算手段により前記デッドタイム補償値が出力されると、前記積分演算器を再度初期化することを特徴とする請求項2に記載のDCDCコンバータの制御装置。
- 前記出力電圧目標値の変動に応じてDCDCコンバータの出力電圧推定値を演算する出力電圧推定値演算手段をさらに備え、
前記判断手段は、前記出力電圧と前記出力電圧目標値との偏差に代えて、前記出力電圧と前記出力電圧推定値との偏差を用いて、デッドタイムに起因したデューティ変動が発生しているか否かを判断することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のDCDCコンバータの制御装置。
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