JP5515800B2 - スイッチング制御装置 - Google Patents
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Description
a.昇圧コンバータのオフ状態への切り替えと直流交流変換回路のオン状態への切り替え
b.昇圧コンバータのオフ状態への切り替えと直流交流変換回路のオフ状態への切り替え
c.昇圧コンバータのオン状態への切り替えと直流交流変換回路のオン状態への切り替え
d.昇圧コンバータのオン状態への切り替えと直流交流変換回路のオフ状態への切り替え
ここで、上記aの事象や、上記dの事象を回避するように上記所定期間を設定すると、所定期間が過度に長くなるおそれがある。この点、上記発明では、所定期間とは別に禁止する期間を設けることで、上記事象を回避しつつも、禁止される合計時間を極力短くすることができる。
以下、本発明にかかるスイッチング制御装置をハイブリッド車に適用した第1の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
以下、第2の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
以下、第3の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
以下、第4の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
この期間は、昇圧コンバータCVの実際のオフ状態への切り替えとインバータIV1,IV2の実際のオン状態への切り替えとが重なることを回避するためのものである。昇圧コンバータCVのオフ状態への切り替えは、オフ状態への切り替え指令タイミングを基準とすると、「Tt+Td1±Δ1」となる。一方、期間AにおいてインバータIV1,IV2の特定のレッグでオフ状態への切り替えがなされた後の同一レッグのパワースイッチング素子のオン状態への切り替えタイミングは、上記基準およびデッドタイムTDを用いると、「A+TD+Td2±Δ2」となる。このため、上記昇圧コンバータCVのオフ状態への切り替えタイミングとインバータIV1,IV2のオン状態への切り替えタイミングとが重なる条件は以下の式(c1)となる。
したがって、期間Aは、以下の式(c2)となる。
所定期間Bの設定
この期間は、昇圧コンバータCVの実際のオフ状態への切り替えとインバータIV1,IV2の実際のオフ状態への切り替えとが重なること(第1の条件)と、昇圧コンバータCVの実際のオン状態への切り替えとインバータIV1,IV2の実際のオン状態への切り替えとが重なること(第2の条件)とを回避するためのものである。ここで、第1の条件は、以下の式(c3)となる。
したがって、第1の条件から定まる所定期間Bは、以下の式(c4)となる。
また、第2の条件は、以下の式(c5)となる。
したがって、第2の条件から定まる所定期間Bは、以下の式(c6)となる。
実際の所定期間Bは、上記の式(c4)から定まる期間と上記の式(c6)から定まる期間との和集合である。
この期間は、昇圧コンバータCVの実際のオン状態への切り替えとインバータIV1,IV2の実際のオフ状態への切り替えとが重なることを回避するためのものであり、以下の式(c7)が条件となる。
したがって、所定期間Cは、以下の式(c8)となる。
以上説明した本実施形態によれば、先の第1の実施形態の上記(2)、(4)の効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。
以下、第5の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
以下、第6の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
以下、第7の実施形態について、先の第2の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
遮蔽期間の事前設定処理としては、上記第2〜第4の実施形態で例示したものに限らない。例えば第4の実施形態において、同時スイッチング抑制装置30に入力される操作信号のスイッチング状態の切替指令タイミングよりも後に所定期間Aを設けるよう所定時間Ttを設定してもよい。また例えば第4の実施形態において、所定期間Aと所定期間Bとがつながるようにしたり、所定期間Bと所定期間Cとがつながるようにしたりしてもよい。また、第4の実施形態において、昇圧コンバータCVとインバータIV1,IV2との少なくとも一方が、相補信号を用いず、パワースイッチング素子に電流が流れる場合に限ってパワースイッチング素子をオン操作するものとしてもよい。この場合であっても、上記第4の実施形態において例示した要領で所定期間を適宜設定すればよい。
上記各実施形態では、インバータIV1,IV2の同時スイッチングを全て許容したがこれに限らない。例えば3つ以上のスイッチング状態の切り替えタイミングが重なることを禁止してもよい。また例えば、昇圧コンバータCVのスイッチング周波数の設定等によって、隣接する遮蔽期間の間の期間において、インバータIV1、IV2の全てのスイッチング状態の切り替えを重ならないようにすることを可能として且つ、全てのスイッチング状態の切り替えの重なりを禁止してもよい。
上記各実施形態では、遮蔽期間内にスイッチング状態の切替指令が生じた場合、これを遮蔽期間の終了時に補正したがこれに限らない。例えば、遮蔽期間内にスイッチング状態の切替指令が複数生じた場合、これらに対応する切替指令タイミングをずらすように切替指令を補正してもよい。
インバータIV1,IV2の各レッグ間でゲートの充放電速度を相違させる手法としては、ゲート抵抗値を相違させるものに限らない。例えば、ゲート印加電圧を相違させるものであってもよい。
パワースイッチング素子の温度に応じた禁止処理としては、閾値温度THth以上となることで遮蔽期間の長さをゼロとするものに限らない。例えば、温度に応じて、遮蔽期間の開始タイミング、終了タイミングの少なくとも一方を可変設定するものであってもよい。
昇圧コンバータCVの出力電圧が印加される直流交流変換回路としては、一対のインバータIVに限らない。例えば1つのインバータであってもよく、また例えば3つ以上のインバータであってもよい。
・スイッチング素子としては、IGBTに限らず、例えばパワーMOS型電界効果トランジスタ等の電界効果トランジスタであってもよい。
Claims (9)
- 昇圧コンバータと、該昇圧コンバータの出力する直流電力を交流電力に変換して回転機に出力する直流交流変換回路とを操作するスイッチング制御装置において、
前記昇圧コンバータのスイッチング素子のスイッチング状態の切替指令に同期して所定期間にわたって前記直流交流変換回路のスイッチング素子へのスイッチング状態の切替指令の出力を禁止する変換回路用禁止手段を備え、
前記変換回路用禁止手段は、前記昇圧コンバータのスイッチング素子にスイッチング状態の切替指令を出力するに先立ち、該出力のタイミングを中間に含む所定期間にわたって前記直流交流変換回路のスイッチング素子へのスイッチング状態の切替指令の出力を禁止すべく、前記禁止する処理を開始することを特徴とするスイッチング制御装置。 - 前記直流交流変換回路は、回転機の各端子のそれぞれを前記昇圧コンバータの正極側出力端子および負極側出力端子のそれぞれに接続する高電位側スイッチング素子および低電位側スイッチング素子の直列接続体であって且つ、スイッチング状態の切替指令タイミングが互いに相違しうる複数の直列接続体を備え、
前記複数の直列接続体のスイッチング状態の切替指令タイミング同士の重なりを許容することを特徴とする請求項1記載のスイッチング制御装置。 - 前記昇圧コンバータのスイッチング素子の操作信号を入力する手段と、
該入力される操作信号を所定時間遅延させて前記スイッチング素子に出力する出力手段とを備え、
前記変換回路用禁止手段は、前記出力手段から出力される操作信号による前記スイッチング状態の切替指令の出力タイミングを間に含む所定期間にわたって前記直流交流変換回路のスイッチング素子へのスイッチング状態の切替指令の出力を禁止することを特徴とする請求項1または2記載のスイッチング制御装置。 - 前記昇圧コンバータは、そのスイッチング素子のオン・オフの一周期に対するオン時間の比率である時比率が操作されることで出力電圧が制御されるものであり、
前記時比率に関する情報を取得する手段を更に備え、
前記変換回路用禁止手段は、前記取得された情報と前記オン・オフの周波数情報とに基づき前記昇圧コンバータのスイッチング素子へのスイッチング状態の切替指令の出力タイミングを予測することで該タイミングを間に含む所定期間にわたって前記直流交流変換回路のスイッチング素子へのスイッチング状態の切替指令の出力を禁止することを特徴とする請求項1または2記載のスイッチング制御装置。 - 前記昇圧コンバータは、高電位側のスイッチング素子および低電位側のスイッチング素子の直列接続体を備えて構成され、
前記昇圧コンバータおよび前記直流交流変換回路は、1の直列接続体を構成する高電位側のスイッチング素子および低電位側のスイッチング素子が交互にオン・オフされるものであり、
前記中間に含む所定期間は、前記昇圧コンバータのスイッチング素子にオフ状態への切替指令を出力するタイミングを中間に含む所定期間であり、
前記変換回路用禁止手段は、前記中間に含む所定期間の前および後の少なくとも一方において前記直流交流変換回路のスイッチング素子へのスイッチング状態の切替指令の出力を禁止する期間を更に設けることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のスイッチング制御装置。 - 前記禁止手段によってスイッチング状態の切替指令の出力が禁止される場合、当該切替指令の出力タイミングを前記禁止される1の期間の終了タイミングに補正する補正手段を更に備えることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のスイッチング制御装置。
- 前記禁止手段は、前記昇圧コンバータの出力電圧が所定電圧以上であることを条件に前記スイッチング状態の切替指令の出力を禁止する処理を行なうことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のスイッチング制御装置。
- 前記スイッチング素子の温度に関する信号を入力する手段を更に備え、
前記禁止手段は、前記温度に応じて前記スイッチング状態の切替指令の出力を禁止する時間の長さを可変設定することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のスイッチング制御装置。 - 前記直流交流変換回路は、回転機の各端子のそれぞれを前記昇圧コンバータの正極側出力端子および負極側出力端子のそれぞれに接続する高電位側スイッチング素子および低電位側スイッチング素子の直列接続体であって且つ、スイッチング状態の切替指令の出力タイミングが互いに相違しうる複数の直列接続体を備え、
前記直流交流変換回路のスイッチング素子は、電圧制御形のスイッチング素子であって且つ、その導通制御端子は、オン状態への切替指令およびオフ状態への切替指令に応じて充放電されるものであり、
該充放電の速度は、スイッチング状態の切替指令の出力タイミングが互いに相違しうる直列接続体間で互いに相違するように設定されていることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載のスイッチング制御装置。
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