JP2014212587A - コンバータ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コンバータ装置は、リアクトルＬ１への電流を断続することにより電圧変換する装置であり、変圧動作を指令するフィードフォワード制御における精度を高める。【解決手段】コンバータ装置は、リアクトルＬ１に電流が流れ続ける連続モードと、リアクトルに電流が断続的に流れる不連続モードとを分けてデューティー比により制御する。コンバータ装置は、電流指令値を用いて不連続モード用フィードフォワード値ＤｆｆＡと、電圧指令値に基づいた連続モード用フィードフォワード値ＤｆｆＢと、リアクトルの実際の電圧を測定した電圧測定値に基づいた判定基準値Ｒｅｆとを用いて切り替える。不連続モード用フィードフォワード値と連続モード用フィードフォワード値とを切り替えたときに、連続モード用フィードフォワード値ＤｆｆＢと判定基準値Ｒｅｆとの差分ΔＤを、フィードバック項の積分項として加算する。【選択図】図６

Description

本発明は、コンバータ装置に関する。

自動車等に搭載される燃料電池システムにおいて、二次電池や燃料電池といった電源装置から供給される電圧を昇圧して負荷装置に供給するためのコンバータ装置が知られている（特許文献１）。コンバータ装置は、リアクトルおよびスイッチング素子を有するコンバータと、リアクトルに流れる電流をスイッチング素子への指令により入り切りする制御部とを備え、上記制御部がスイッチング素子のＯＮ・ＯＦＦの時間をデューティー比制御することにより昇圧動作させるように構成されている。こうしたデューティー比制御は、リアクトルの電圧を目標の出力電圧に制御するために、フィードバック制御と、フィードフォワード制御とを組み合わせることにより行なっている。

また、コンバータ装置では、デューティー比に応じて、リアクトルに電流が断続的に流れる状態である不連続モードと、リアクトルに電流が流れ続ける状態である連続モードとをとる。制御部は、不連続モードと連続モードとで同一のデューティー比制御を行った場合に、リアクトル電流にオーバーシュートが発生し易く、不安定な挙動を示すことがある。こうした課題を解決するために、従来の技術にかかるコンバータ装置の制御部は、不連続モードと連続モードとに対応して異なった制御値を求め、該制御値を予め実験などによって定めた値や所定値に基づいて切り替えるデューティー比制御を行なっている。

特開２０１０−１２４６１５号公報

しかし、従来の技術にかかるコンバータ装置は、不連続モードと連続モードとの切替タイミングにおいて、リアクトルに流れている電流がまだ連続モードであるにもかかわらず、不連続モードに対応する制御値に基づいてデューティー比制御を行なったり、まだ不連続モードであるにもかかわらず、連続モードに対応する制御値でデューティー比制御を行なったりすることがある。このため、上記切替のタイミングにリアクトルに流れる電流の過不足が生じるという課題がある。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本発明の一形態によれば、リアクトルを備え、上記リアクトルへの電流を断続することにより電源装置と負荷装置との間で電圧変換が可能なように構成されたコンバータと、上記リアクトルに電流が流れ続ける連続モードと、該リアクトルに電流が断続的に流れる不連続モードとを分けて上記コンバータをデューティー比制御するとともに、フィードフォワード制御を行なうために設定されるフィードフォワード項とフィードバック制御を行なうために設定されるフィードバック項とを用いて上記リアクトルを上記デューティー比制御する制御部と、を備え、上記制御部は、（１）上記リアクトルに流す電流値を指令するための電流指令値に基づいて上記不連続モードのためのデューティー比の値として算出された不連続モード用フィードフォワード値と、（２）上記リアクトルにより電圧変換される電圧を指令するための電圧指令値に基づいて上記連続モードのためのデューティー比の値として算出された連続モード用フィードフォワード値と、（３）上記リアクトルの電圧を測定することにより得られる電圧測定値に基づいて上記連続モードのためのデューティー比の値として算出された判定基準値と、を算出する算出手段と、上記不連続モード用フィードフォワード値と上記判定基準値とに基づいて、上記不連続モード用フィードフォワード値と上記連続モード用フィードフォワード値とを択一的に選択して、該選択された値を上記フィードフォワード項に設定する設定手段と、を有するフィードフォワード項設定手段と、
上記設定手段が上記不連続モード用フィードフォワード値と上記連続モード用フィードフォワード値とを切り替えたときに、上記連続モード用フィードフォワード値と上記判定基準値との差分を、上記フィードバック項の積分項として加算するフィードバック項設定手段と、を備えたコンバータ装置である。
本形態にかかるコンバータ装置は、フィードフォワード制御によるデューティー比制御を実行する際に、コンバータのリアクトルに電流が流れ続ける連続モードと、リアクトルに電流が断続的に流れる不連続モードとに分けて制御することにより、連続モードと不連続モードとの各々のモードの応答性などに適したデューティー比制御を実行する。
連続モードと不連続モードとの切替判定は、不連続モード用フィードフォワード値と判定基準値とに基づいて行なわれる。判定基準値は、リアクトルの電圧を測定することにより得られる電圧測定値であるから、連続モードと不連続モードとを、リアクトルの現在の電圧に反映した基準にて、適切な領域で切り替えることができる。
連続モードと不連続モードとの切替の際に、連続モード用フィードフォワード値と判定基準値Ｒｅｆとの差分が演算され、その差分がフィードバック項の積分項に加算されているから、切替時に電圧指令値と実際の電圧とのズレがあっても、そのズレがフィードバック項の積分項で補償される。よって、リアクトルに流れる電流と制御の電流値との過不足が生じるのを防止し、フィードフォワード制御を精度よく行なうことができる。

他の形態は、上記不連続モード用フィードフォワード値が上記判定基準より小さいときに、上記不連続モード用フィードフォワード値を選択し、
上記不連続モード用フィードフォワード値が上記判定基準値より大きいときに、上記連続モード用フィードフォワード値を選択する、コンバータ装置である。

他の形態は、上記コンバータは、上記リアクトルに流れる電流を入り切りするスイッチを有し、上記制御部は、上記スイッチの入り切りにより上記デューティー比を制御する、コンバータ装置である。

本発明の一実施形態に係る車両に搭載されたＦＣＨＶシステムの構成を示す説明図である。 ＦＣコンバータの１相分の回路を抜き出した負荷駆動回路の構成図である。 不連続モードにおいてリアクトルに流れる電流の状態を説明する説明図である。 連続モードにおいてリアクトルに流れる電流の状態を説明する説明図である。 不連続モードから連続モードへの切替動作を説明する説明図である。 連続モードから不連続モードへの切替動作を説明する説明図である。 コントローラにより実行されるデューティー比制御処理を示すフローチャートである。 コントローラにより実行されるデューティー比制御処理を示すフローチャートである。

（１） ＦＣＨＶシステム１００の構成
以下、各図を参照しながら本発明にかかる一実施例について説明する。図１は本発明の一実施例にかかる車両に搭載された燃料電池自動車システムの構成を示す。なお、以下の説明では車両の一例として燃料電池自動車（ＦＣＨＶ；Fuel Cell Hybrid Vehicle）を想定するが、電気自動車などにも適用可能である。また、車両のみならず各種移動体（例えば、船舶や飛行機、ロボットなど）や定置型電源、さらには携帯型の燃料電池システムにも適用可能である。

図１はＦＣＨＶシステム１００を説明する構成図である。ＦＣＨＶシステム１００は、燃料電池１１０とインバータ１４０の間にＦＣコンバータ１５０が設けられるとともに、バッテリ１２０とインバータ１４０の間にＤＣ／ＤＣコンバータ１８０（以下、バッテリコンバータ）が設けられている。燃料電池１１０は、複数の単位セルを直列に積層してなる固体高分子電解質型セルスタックである。燃料電池１１０には、燃料電池１１０の出力側の電圧を検出するための電圧センサＶ０、および出力側の電流を検出するための電流センサＩ０が取り付けられている。

ＦＣコンバータ１５０は、燃料電池１１０の出力側の電圧を制御する役割を担っており、一次側（入力側：燃料電池１１０側）の電圧を、一次側と異なる電圧に変換（昇圧または降圧）して二次側（出力側：インバータ１４０側）の電圧として出力する電圧変換装置である。

ＦＣコンバータ１５０は、三相運転方式をとっており、具体的な回路方式としてはＵ相１５１、Ｖ相１５２、Ｗ相１５３によって構成された三相ブリッジ形コンバータとしての回路構成を備えている。また、ＦＣコンバータ１５０は、図２に示す昇圧コンバータとして構成することができる。

図２はＦＣコンバータ１５０の１相分の回路を抜き出した負荷駆動回路の構成図である。ＦＣコンバータ１５０は、ソフトスイッチによって駆動されるコンバータであり、入力された直流電圧を一旦交流に変換するインバータ類似の回路部分とその交流を再び整流して、異なる直流電圧に変換する部分とが組み合わされている。なお、以下の説明では、ＦＣコンバータ１５０に入力される昇圧前の電圧を入力電圧Ｖｉｎと呼び、ＦＣコンバータ１５０から出力される昇圧後の電圧を出力電圧Ｖｏｕｔと呼ぶ。

図２において、ＦＣコンバータ１５０（１相分）は、リアクトルＬ１と、整流用のダイオードＤ１と、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などからなるスイッチング素子ＳＷ１とを備えている。リアクトルＬ１は、その一端が燃料電池１１０の出力端（図１）に接続され、他端がスイッチング素子ＳＷ１のコレクタに接続されている。ここで、リアクトルＬ１に流れる電流は、各相のリアクトル電流を検知する電流センサＩ１〜Ｉ３（図１参照）によって検知される。スイッチング素子ＳＷ１は、インバータ１４０の電源ラインとアースラインの間に接続されている。スイッチング素子ＳＷ１のコレクタが電源ラインに接続され、エミッタがアースラインに接続されている。かかる構成において、まず、スイッチング素子ＳＷ１をＯＮにすると、燃料電池１１０→リアクトルＬ１→スイッチング素子ＳＷ１へと電流が流れ、このとき、リアクトルＬ１が直流励磁されて磁気エネルギーが蓄積される。

続いてスイッチング素子ＳＷ１をＯＦＦにすると、リアクトルＬ１に蓄積された磁気エネルギーによる誘導電圧が燃料電池１１０のＦＣ電圧（入力電圧Ｖｉｎ）に重畳され、入力電圧Ｖｉｎよりも高い作動電圧（出力電圧Ｖｏｕｔ）がリアクトルＬ１から出力されるとともに、ダイオードＤ１を介して出力電流が出力される。コントローラ１６０（制御部）は、このスイッチング素子ＳＷ１のＯＮ／ＯＦＦのデューティー比（後述）を適宜変更することで、所望の出力電圧Ｖｏｕｔ（ＶL）を得る。なお、ＦＣコンバータ１５０の入力電流（すなわち、燃料電池１１０の出力電流）は、電流センサＩ０（図１参照）により検知され、ＦＣコンバータ１５０の入力電圧（すなわち、燃料電池１１０の出力電圧）は、電圧センサＶ０（図１参照）により検知される。

図１に戻り、バッテリ１２０は、負荷１３０に対して燃料電池１１０と並列に接続されており、余剰電力の貯蔵源、回生制動時の回生エネルギー貯蔵源、燃料電池車両の加速または減速に伴う負荷変動時のエネルギーバッファとして機能する。バッテリ１２０としては、例えば、ニッケル・カドミウム蓄電池、ニッケル・水素蓄電池、リチウム二次電池等の二次電池が利用される。

バッテリコンバータ１８０は、インバータ１４０の入力電圧を制御する役割を担っており、例えばＦＣコンバータ１５０と同様の回路構成を有している。なお、バッテリコンバータ１８０の回路構成は、上記に限る趣旨ではなく、インバータ１４０への入力電圧の制御が可能なあらゆる構成を採用することができる。

インバータ１４０は、例えばパルス幅変調方式で駆動されるＰＷＭインバータであり、コントローラ１６０からの制御指令に従って、燃料電池１１０またはバッテリ１２０から出力される直流電力を三相交流電力に変換して、負荷１３０のトラクションモータの回転トルクを制御する。

コントローラ１６０は、ＦＣＨＶシステム１００の制御用のコンピュータシステムであり、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備えている。コントローラ１６０は、センサ群１７０から供給される各種の信号（例えば、アクセル開度をあらわす信号や車速をあらわす信号、燃料電池１１０の出力電流や出力端子電圧をあらわす信号など）を入力して、負荷１３０の要求電力（すなわち、システム全体の要求電力）を求める。そして、コントローラ（コンバータ制御装置）１６０は、燃料電池１１０とバッテリ１２０とのそれぞれの出力電力の配分を決定し、発電指令値を演算する。コントローラ１６０は、燃料電池１１０およびバッテリ１２０に対する要求電力を求めると、これらの要求電力が得られるようにＦＣコンバータ１５０およびバッテリコンバータ１８０の動作を制御する。

（２） フィードフォワード制御の概略
コントローラ１６０は、ＦＣコンバータ１５０を構成するリアクトルＬ１に対応するスイッチング素子ＳＷ１をＯＮ、オフするタイミングをデューティー比として設定して電圧を制御する。また、コントローラ１６０は、リアクトルＬ１に電流が流れ続ける不連続モード用フィードフォワード値と、該リアクトルＬ１に電流が断続的に流れる不連続モードとを分けて、ＦＣコンバータ１５０をデューティー比により制御するとともに、フィードフォワード制御を行なうためのフィードフォワード項とフィードバック制御を行なうためのフィードバック項とを算出してデューティー比制御する。

図３は不連続モードにおいてリアクトルＬ１（図２）に流れる電流の状態を説明する説明図である。図４は連続モードにおいてリアクトルに流れる電流の状態を説明する説明図である。図３および図４において、１点鎖線で示すＩｅが実効電流を示す。図３において、不連続モードは、スイッチング素子ＳＷ１（図２）が閉じられてＯＮになっている時間が相対的に短い場合に、リアクトルに流れる電流が０になるモードである。図４において、連続モードは、スイッチング素子ＳＷ１を開いてＯＮになっている状態からＯＦＦにしても、直ちに、リアクトルＬ１に流れる電流が０になるとは限らず、電流が０になる前にスイッチング素子が閉じられてＯＮになるモードである。このとき、実効電流Ｉｅは連続モードの方が不連続モードより大きくなる。

図５および図６はコントローラ１６０によって実行されるデューティー比の値の変化を時間的遷移の状態にて説明する説明図である。図５（Ａ）および図６（Ａ）がフィードフォワード制御におけるデューティー比Ｄｆｆを示し、図５（Ｂ）および図６（Ｂ）がフィードバック制御におけるデューティー比Ｄｆｂを示す。

図５（Ａ）および図６（Ａ）には、実線で示す不連続モード用フィードフォワード値ＤｆｆＡが記載され、１点鎖線で示す連続モード用フィードフォワード値ＤｆｆＢが記載され、判定基準値Ｒｅｆが記載されている。不連続モード用フィードフォワード値ＤｆｆＡは、図３の不連続モードの際に出力されるデューティー比Ｄｆｆである。連続モード用フィードフォワード値ＤｆｆＢは、図４の連続モードの際に出力されるデューティー比Ｄｆｆである。図５（Ａ）および図６（Ｂ）では、連続モード用フィードフォワード値ＤｆｆＢは、デューティー比が異なる２つの１点鎖線ＤｆｆＢ（１）、ＤｆｆＢ（２）で示している。判定基準値Ｒｅｆは、連続モードと不連続モードとを切り替えるための値である。

不連続モード用フィードフォワード値ＤｆｆＡは、数式（１）により導出される。

ここで、出力電圧ＶHは、目標入力電圧としての電圧指令値を意味する。入力電圧ＶLは目標出力電圧としての電圧指令値を意味する。

連続モード用フィードフォワード値ＤｆｆＢは、数式（２）により導出される。連続モード用フィードフォワード値ＤｆｆＢは、リアクトルＬ１に流す電流値を指令するための電圧指令値ＶＬｒｅｑを用いていることから、フィードフォワード制御における目標値としてのデューティー比を意味している。
ＤｆｆＢ ＝ １−ＶＬｒｅｑ／ＶＨ … （２）
ＶＬｒｅｑ： 低圧側の電圧指令値

判定基準値Ｒｅｆは、数式（３）により導出される。判定基準値Ｒｅｆは、電圧センサＶ０により測定された現在の電圧値ＶＬｓを用いていることから、実際にリアクトルに流れていると推定されるデューティー比に対応した値を意味している。
Ｒｅｆ ＝ １−ＶＬｓ／ＶＨ … （３）
ＶＬｓ：低圧側の電圧指令値

また、数式（２）の連続モード用フィードフォワード値ＤｆｆＢと数式（３）の判定基準値Ｒｅｆとを用いて、それらの差分Δが数式（４）により演算される。
ΔＤｆｆ ＝Ｒｅｆ − ＤｆｆＢ … （４）

図５を用いて、不連続モード用フィードフォワード値ＤｆｆＡから連続モード用フィードフォワード値ＤｆｆＢへ切り替えられる様子（立ち上がり状態）を説明する。図５において、時刻ｔ０から時刻ｔ１まで、不連続モード用フィードフォワード値ＤｆｆＡが判定基準値Ｒｅｆを下回っているので、フィードフォワード項のデューティー比Ｄｆｆとして、不連続モード用フィードフォワード値ＤｆｆＡが選択される。そして、時刻ｔ１を過ぎると、不連続モード用フィードフォワード値ＤｆｆＡが判定基準値Ｒｅｆを上回っているから、フィードフォワード項のデューティー比Ｄｆｆとして、連続モード用フィードフォワード値ＤｆｆＢが選択される。また、時刻ｔ１の切替時には、判定基準値Ｒｅｆと連続モード用フィードフォワード値ＤｆｆＢとの差分△Ｄが演算される。
そして、差分△Ｄは、図５（Ｂ）のフィードバック項の積分項の加算値ＦＢｉｎａｄに加算される。このとき、連続モード用フィードフォワード値ＤｆｆＢ（１）が判定基準値Ｒｅｆより小さいときには、差分△Ｄ（１）［＝Ｒｅｆ−ＤｆｆＢ（１）］がフィードバック制御における積分項の加算値ＦＢｉｎａｄに加算される。連続モード用フィードフォワード値ＤｆｆＢ（２）が判定基準値Ｒｅｆより大きいときには、差分△Ｄ（２）［＝Ｒｅｆ−ＤｆｆＢ（２）］がフィードバック制御における積分項加算値に加算される。

図６を用いて、連続モード用フィードフォワード値ＤｆｆＢから不連続モード用フィードフォワード値ＤｆｆＡへ切り替えられる様子（立ち下がり状態）を説明する。図６において、時刻ｔ２から時刻ｔ３まで、不連続モード用フィードフォワード値ＤｆｆＡが判定基準値Ｒｅｆを上回っているので、フィードフォワード項のデューティー比Ｄｆｆとして、連続モード用フィードフォワード値ＤｆｆＢが選択される。そして、時刻ｔ３を過ぎると、不連続モード用フィードフォワード値ＤｆｆＡが判定基準値Ｒｅｆを下回っているから、フィードフォワード項として、不連続モード用フィードフォワード値ＤｆｆＡが選択される。時刻ｔ３の切替時に、判定基準値Ｒｅｆと連続モード用フィードフォワード値ＤｆｆＢとの差分△Ｄが演算される。そして、その差分△Ｄがフィードバック項の積分項の加算値ＦＢｉｎａｄとして加算される。このとき、連続モード用フィードフォワード値ＤｆｆＢが判定基準値Ｒｅｆより大きいときには、差分△Ｄ（２）［Ｒｅｆ−ＤｆｆＢ（２）］がフィードバック項ＦＢに加算され、一方、連続モード用フィードフォワード値ＤｆｆＢ（１）が判定基準値Ｒｅｆより小さいときには、差分△Ｄ（１）［Ｒｅｆ−ＤｆｆＢ（１）］がフィードバック項ＦＢに加算される。

（３） デューティー比制御処理
図７および図８はコントローラ１６０により実行されるデューティー比制御処理を示すフローチャートである。本処理は、フィードバック制御にフィードフォワード制御を加えた制御であり、所定時間毎に繰り返し実行される。
図７において、ステップＳ１０２にて、上述した数式（１）〜数式（４）によりデータが演算される。すなわち、数式（１）により不連続モード用フィードフォワード値ＤｆｆＡが算出され、数式（２）により連続モード用フィードフォワード値ＤｆｆＢが算出され、さらに数式（３）により判定基準値Ｒｅｆが算出される。さらに、数式（４）により、差分ΔＤが算出される。

続くステップＳ１１０では、ステップＳ１０２にて演算された不連続モード用フィードフォワード値ＤｆｆＡと判定基準値Ｒｅｆとの大小関係が比較される。この比較判定により、不連続モードの処理をすべきか、または連続モードの処理をすべきかについて判定が実行される。ステップＳ１１０にて、不連続モード用フィードフォワード値ＤｆｆＡが判定基準値Ｒｅｆより小さいと判定されたときには、つまり不連続モードの処理をすべきであると判定されたときには、ステップＳ１１１へ進む。ステップＳ１１１では、前回の処理で設定されている連続状態フラグＦｇの値が前回の連続状態フラグＦｇ−ｂの値にセットされる。なお、最初の処理では、連続状態フラグＦｇ，Ｆｇ−ｂは初期値（ＯＦＦ）にそれぞれ設定されている。
続くステップＳ１１２にて、連続状態フラグＦｇが「ＯＦＦ」にセットされる。連続状態フラグＦｇは、連続モードにあるときに「ＯＮ」にセットされ、不連続モードにあるときに「ＯＦＦ」にセットされるフラグである。続くステップＳ１１３にて、フィードフォワード項のデューティー比Ｄｆｆに、数式（１）により演算された不連続モード用フィードフォワード値ＤｆｆＡがセットされる。

一方、ステップＳ１１０にて、不連続モード用フィードフォワード値ＤｆｆＡが判定基準値Ｒｅｆより小さくと判定されたときには、つまり連続モードの処理をすべきであると判定されたときには、ステップＳ１１６へ進む。ステップＳ１１６では、前回の処理における連続状態フラグＦｇの値が前回の連続状態フラグＦｇ−ｂの値にセットされる。続くステップＳ１１７にて、連続状態フラグＦｇが「ＯＮ」にセットされる。続くステップＳ１１８にて、フィードフォワード項のデューティー比Ｄｆｆに、数式（２）の連続モード用フィードフォワード値ＤｆｆＢがセットされる。

続くステップＳ１２０では、フィードバック比例項ＦＢｐｒが数式（５）により演算される。
ＦＢｐｒ＝Ｋｐ（ＶH−ＶL） …（５）
Ｋｐ：フィードバック制御の比例定数

図８において、ステップＳ１３０〜ステップＳ１３８にて、前回の連続状態フラグＦｇ−ｂおよび連続状態フラグＦｇの判定に基づいて、フィードバック積分項の加算値ＦＢｉｎａｄが算出される。
ステップＳ１３０にて、連続状態フラグＦｇ−ｂおよび連続状態フラグＦｇの判定が実行される。ステップＳ１３０にて、前回の連続状態フラグＦｇ−ｂが「ＯＦＦ」であり、今回の処理における連続状態フラグＦｇが「ＯＮ」であると判定されたときには、つまり、不連続モードから連続モードへ切り替えられたと判定されたときには、ステップＳ１３４へ進む。一方、ステップＳ１３０にて、否定判定されたときには、ステップＳ１３２に進み、前回の連続状態フラグＦｇ−ｂが［ＯＮ］であり、現在の連続状態フラグＦｇが「ＯＦＦ」であると判定されたとき、つまり、連続モードから不連続モードへ切り替えられたと判定されたときには、ステップＳ１３６へ進む。ステップＳ１３２にて、否定判定されたとき、つまり、連続モードが維持されているとき、または不連続モードが維持されているときには、ステップＳ１３８へ進む。

ステップＳ１３０の判定により、不連続モードから連続モードへ切り替えられたと判定されてステップＳ１３４へ進んだときには、フィードバック積分項の加算値ＦＢｉｎａｄが演算される。フィードバック積分項の加算値ＦＢｉｎａｄは、ステップＳ１０２にて取得および算出されたデータを用いて、数式（６）により演算される。
ＦＢｉｎａｄ＝ ＶH＊△Ｄ … （６）
同様に、ステップＳ１３０およびステップＳ１３２の判定により、連続モードから不連続モードへ切り替えられたと判定されてステップＳ１３６へ進んだときには、フィードバック積分項の加算値ＦＢｉｎａｄが演算される。ステップＳ１３６では、ステップＳ１３４と同様に、フィードバック積分項の加算値ＦＢｉｎａｄが式（６）にて演算される。

ステップＳ１３０およびステップＳ１３２の判定により、連続モードまたは不連続モードが維持されていると判定された場合には、ステップＳ１３８にて、フィードバック積分項の加算値ＦＢｉｎａｄが数式（７）により演算される。
ＦＢｉｎａｄ ＝ ΔＡ＊積分ゲイン … （７）
ΔＡ：目標電圧と測定電圧との差分

続くステップＳ１４０にて、フィードバック積分項ＦＢｉｎが数式（８）により演算される。ここで、ｎは本処理の回数を示すカウンタであり、前回のＦＢｉｎ（ｎ−１）に、ステップＳ１３４，Ｓ１３６，Ｓ１３８のいずれか処理で演算された加算値ＦＢｉｎａｄが加算される。
ＦＢｉｎ（ｎ）＝ＦＢｉｎ（ｎ−１）＋ＦＢｉｎａｄ …（８）

続くステップＳ１４２にて、フィードバック項ＦＢが演算される。フィードバック項ＦＢは、ステップＳ１２０で求めたフィードバック比例項ＦＢｐｒと、ステップＳ１４０で求めたフィードバック積分項ＦＢｉｎとを用いて、数式（９）により演算される。
ＦＢ＝ＦＢｐｒ ＋ ＦＢｉｎ（ｎ） …（９）

続くステップＳ１４４にて、制御用デューティー比Ｄｕｔｙが演算される。制御用デューティー比Ｄｕｔｙは、ステップＳ１１３またはステップＳ１１８で設定したフィードフォワード項のデューティー比Ｄｆｆと、ステップＳ１４２で求めたフィードバック項のデューティー比Ｄｆｂとを用いて、数式（１０）により演算され、この値によりコンバータを制御する。
Ｄｕｔｙ＝Ｄｆｆ＋Ｄｆｂ／ＶH …（１０）

（４） 実施例の作用・効果
（４）−１ 実施例にかかるコンバータ装置は、フィードフォワード制御によるデューティー比制御を実行する際に、バッテリコンバータ１８０のリアクトルＬ１に電流が流れ続ける連続モード（図４）と、リアクトルＬ１に電流が断続的に流れる不連続モード（図３）とに分けて制御することにより、連続モードと不連続モードとの各々のモードの応答性などに適したデューティー比制御が実行される。

（４）−２ 図５および図６に示すように、連続モードと不連続モードとの切替判定は、不連続モード用フィードフォワード値ＤｆｆＡと判定基準値Ｒｅｆとの比較によって行なわれる。判定基準値Ｒｅｆは、リアクトルの電圧を測定することにより得られる電圧測定値であるから、連続モードと不連続モードとを、リアクトルの現在の電圧に反映した基準にて、適切な領域で切り替えることができる。

（４）−３ 連続モードと不連続モードとの切替の際に、連続モード用フィードフォワード値と判定基準値Ｒｅｆとの差分ΔＤが演算され、その差分ΔＤがフィードバック項の積分項に加算されているから、切替時に電圧指令値と実際の電圧とのズレがあっても、そのズレがフィードバック項の積分項で補償される。よって、リアクトルに流れる電流値と指令電流値との過不足が生じるのを防止し、フィードフォワード制御を精度よく行なうことができる。

（５） 他の実施例
本発明は、上述の実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。

（５）−１ 上記実施例では、不連続モード用フィードフォワード値ＤｆｆＡおよび判定基準値Ｒｅｆを算出するパラメータとして、低圧側の電圧指令値ＶL、低圧側におけるセンサで測定した電圧測定値ＶLを用いたが、これに限らず、高圧側の電圧指令値ＶH、高圧側におけるセンサで測定した電圧測定値ＶHを用いてもよい。

（５）−２ 上記実施例では、図７のステップＳ１１０にて、不連続モード用フィードフォワード値ＤｆｆＡと判定基準値Ｒｅｆとの大小比較によって、連続モードと不連続モードとの切替を行なっているが、これに限らず、不連続モード用フィードフォワード値ＤｆｆＡと判定基準値Ｒｅｆとの差が所定の値以下になった場合などの切替タイミングを見込んだ条件が満たされている場合に、連続モードと不連続モードとの切替を行なってもよい。

（５）−３ 本実施例では、昇圧用の片方向のコンバータ装置について説明したが、これに限らず、降圧用のコンバータ装置や、双方向のコンバータ装置であっても適用することができる。

１１０…燃料電池
１２０…バッテリ
１３０…負荷
１４０…インバータ
１５０… ＦＣコンバータ
１６０…コントローラ
１７０…センサ群
１８０…ＤＣ／ＤＣコンバータ
Ｌ１…リアクトル
ＳＷ１…スイッチング素子
ＤｆｆＡ…不連続モード用フィードフォワード値
ＤｆｆＢ… 連続モード用フィードフォワード値
Ｒｅｆ… 判定基準値

Claims (3)

1. リアクトルを備え、上記リアクトルへの電流を断続することにより電源装置と負荷装置との間で電圧変換が可能なように構成されたコンバータと、
   上記リアクトルに電流が流れ続ける連続モードと、該リアクトルに電流が断続的に流れる不連続モードとを分けて上記コンバータをデューティー比制御するとともに、フィードフォワード制御を行なうために設定されるフィードフォワード項とフィードバック制御を行なうために設定されるフィードバック項とを用いて上記リアクトルを上記デューティー比制御する制御部と、
   を備え、
   上記制御部は、
   （１）上記リアクトルに流す電流値を指令するための電流指令値に基づいて上記不連続モードのためのデューティー比の値として算出された不連続モード用フィードフォワード値と、
   （２）上記リアクトルにより電圧変換される電圧を指令するための電圧指令値に基づいて上記連続モードのためのデューティー比の値として算出された連続モード用フィードフォワード値と、
   （３）上記リアクトルの電圧を測定することにより得られる電圧測定値に基づいて上記連続モードのためのデューティー比の値として算出された判定基準値と、
   を算出する算出手段と、
   上記不連続モード用フィードフォワード値と上記判定基準値とに基づいて、上記不連続モード用フィードフォワード値と上記連続モード用フィードフォワード値とを択一的に選択して、該選択された値を上記フィードフォワード項に設定する設定手段と、
   を有するフィードフォワード項設定手段と、
   上記設定手段が上記不連続モード用フィードフォワード値と上記連続モード用フィードフォワード値とを切り替えたときに、上記連続モード用フィードフォワード値と上記判定基準値との差分を、上記フィードバック項の積分項として加算するフィードバック項設定手段と、
   を備えたコンバータ装置。
2. 請求項１に記載のコンバータ装置において、
   上記設定手段は、
   上記不連続モード用フィードフォワード値が上記判定基準値より小さいときに、上記不連続モード用フィードフォワード値を選択し、
   上記不連続モード用フィードフォワード値が上記判定基準値より大きいときに、上記連続モード用フィードフォワード値を選択する、
   コンバータ装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のコンバータ装置において、
   上記コンバータは、上記リアクトルに流れる電流を入り切りするスイッチング素子を有し、
   上記制御部は、上記スイッチング素子の入り切りにより上記デューティー比を制御する、コンバータ装置。

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