JP6962203B2 - 昇圧システム - Google Patents

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Description

本発明は、昇圧システムに関する。
従来、この種の昇圧システムとしては、電池と出力コンデンサとの間に設けられると共に上アーム，下アームとしての第１，第２スイッチング素子と第１，第２ダイオードとリアクトルとを有するコンバータを備える昇圧システムにおいて、上アームデューティを予め定めた制御周期ごとに制御するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この昇圧システムでは、各制御周期を前半サブ制御周期と後半サブ制御周期との２つのサブ制御周期に分けたときに、各制御周期の２つのサブ制御周期のうちの一方のサブ制御周期の上アームデューティについては、下限制限値の制限を設けずに、他方のサブ制御周期の上アームデュ−ティについては、１制御周期における上アームデューティの下限制限値以上となるように制限を設ける。
特開２０１４−１３８４８６号公報
上述の昇圧システムにおいて、各制御周期の２つのサブ制御周期のうちの他方のサブ制御周期の上アームデュ−ティが一方のサブ制御周期の上アームデューティよりも大きいときには、一方のサブ制御周期の上アームデューティと他方のサブ制御周期の上アームデュ−ティとのバラツキがより大きくなってしまう。
本発明の昇圧システムは、昇圧キャリアの各１周期におけるデューティのバラツキが大きくなるのを抑制することを主目的とする。
本発明の昇圧システムは、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
本発明の昇圧システムは、
上アーム，下アームとしての第１，第２スイッチング素子と第１，第２ダイオードとリアクトルとを有し、電源側の第１電力ラインと電気負荷側の第２電力ラインとの間で電圧変換を伴って電力のやりとりを行なう昇圧コンバータと、
昇圧キャリアが減少する減少区間および前記昇圧キャリアが増加する増加区間のそれぞれで、要求デューティに基づくデューティ指令と前記昇圧キャリアとの比較結果に基づいて前記第１，第２スイッチング素子をスイッチング制御する制御装置と、
を備える昇圧システムであって、
前記制御装置は、前記減少区間の前記要求デューティと前記増加区間の前記要求デューティとのうち大きい方については、前記要求デュ−ティを前記デューティ指令に設定し、小さい方については、前記昇圧キャリアの各１周期における平均デューティが下限デューティ以上となるように前記要求デューティに下限ガードを施して前記デューティ指令を設定する、
ことを要旨とする。
この本発明の昇圧システムでは、昇圧キャリアが減少する減少区間および昇圧キャリアが増加する増加区間のそれぞれで、要求デューティに基づくデューティ指令と昇圧キャリアとの比較結果に基づいて第１，第２スイッチング素子をスイッチング制御する。そして、減少区間の要求デューティと増加区間の要求デューティとのうち大きい方については、要求デュ−ティをデューティ指令に設定し、小さい方については、昇圧キャリアの各１周期における平均デューティが下限デューティ以上となるように要求デューティに下限ガードを施してデューティ指令を設定する。これにより、昇圧キャリアの各１周期において、減少区間のデューティ指令と増加区間のデューティ指令とのバラツキが大きくなるのを抑制することができる。
こうした本発明の昇圧システムにおいて、前記制御装置は、前記減少区間の前記要求デューティと前記増加区間の前記要求デューティとのうち大きい方、小さい方の順となるように前記各１周期を設定するものとしてもよい。こうすれば、各１周期における後半の半周期の要求デューティに下限ガードを施すことにより、各１周期における平均デューティが下限デューティ以上となるようにすることができる。
また、本発明の昇圧システムにおいて、前記制御装置は、システム起動後に前記昇圧コンバータの駆動により前記第２電力ラインの電圧を初めて昇圧したときに、前記減少区間の前記要求デューティと前記増加区間の前記要求デューティとを比較するものとしてもよい。こうすれば、第２電力ラインの電圧を初めて昇圧したときに、減少区間の要求デューティと増加区間の要求デューティとのうちの何れに下限ガードを施すかを決定することができる。
本発明の一実施例としての昇圧システムを搭載する電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 電子制御ユニット５０により実行される処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 要求デューティＤｔａｇとデューティ指令Ｄ＊と昇圧キャリアと上アームのオンオフとの様子の一例を示す説明図である。 要求デューティＤｔａｇとデューティ指令Ｄ＊と昇圧キャリアと上アームのオンオフとの様子の一例を示す説明図である。
次に、本発明を実施するため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昇圧システムを搭載する電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の電気自動車２０は、図示するように、モータ３２と、インバータ３４と、電源としてのバッテリ３６と、昇圧コンバータ４０と、電子制御ユニット５０と、を備える。実施例では、昇圧コンバータ４０および電子制御ユニット５０が「昇圧システム」に相当する。
モータ３２は、同期発電電動機として構成されており、永久磁石が埋め込まれた回転子と、三相コイルが巻回された固定子と、を備える。このモータ３２の回転子は、駆動輪２２ａ，２２ｂにデファレンシャルギヤ２４を介して連結された駆動軸２６に接続されている。
インバータ３４は、モータ３２の駆動に用いられる。このインバータ３４は、高電圧側電力ライン４２を介して昇圧コンバータ４０に接続されており、６つのスイッチング素子としてのトランジスタＴ１１〜Ｔ１６と、６つのトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のそれぞれに並列に接続された６つのダイオードＤ１１〜Ｄ１６と、を有する。トランジスタＴ１１〜Ｔ１６は、それぞれ、高電圧側電力ライン４２の正極側ラインと負極側ラインとに対してソース側とシンク側になるように２個ずつペアで配置されている。また、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６の対となるトランジスタ同士の接続点の各々には、モータ３２の三相コイル（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相のコイル）の各々が接続されている。したがって、インバータ３４に電圧が作用しているときに、電子制御ユニット５０によって、対となるトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のオン時間の割合が調節されることにより、三相コイルに回転磁界が形成され、モータ３２が回転駆動される。高電圧側電力ライン４２の正極側ラインと負極側ラインとには、平滑用のコンデンサ４６が取り付けられている。
バッテリ３６は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、低電圧側電力ライン４４を介して昇圧コンバータ４０に接続されている。低電圧側電力ライン４４の正極側ラインと負極側ラインとには、平滑用のコンデンサ４８が取り付けられている。
昇圧コンバータ４０は、高電圧側電力ライン４２と低電圧側電力ライン４４とに接続されており、２つのトランジスタＴ３１，Ｔ３２と、２つのトランジスタＴ３１，Ｔ３２のそれぞれに並列に接続された２つのダイオードＤ３１，Ｄ３２と、リアクトルＬと、を有する。トランジスタＴ３１は、高電圧側電力ライン４２の正極側ラインに接続されている。トランジスタＴ３２は、トランジスタＴ３１と、高電圧側電力ライン４２および低電圧側電力ライン４４の負極側ラインと、に接続されている。リアクトルＬは、トランジスタＴ３１，Ｔ３２同士の接続点と、低電圧側電力ライン４４の正極側ラインと、に接続されている。昇圧コンバータ４０は、電子制御ユニット５０によって、トランジスタＴ３１，Ｔ３２のオン時間の割合が調節されることにより、低電圧側電力ライン４４の電力を昇圧して高電圧側電力ライン４２に供給したり、高電圧側電力ライン４２の電力を降圧して低電圧側電力ライン４４に供給したりする。以下、トランジスタＴ３１，Ｔ３２をそれぞれ「上アーム」，「下アーム」ということがある。
電子制御ユニット５０は、ＣＰＵ５２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、ＣＰＵ５２に加えて、処理プログラムを記憶するＲＯＭ５４や、データを一時的に記憶するＲＡＭ５６、入出力ポートを備える。電子制御ユニット５０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。電子制御ユニット５０に入力される信号としては、例えば、モータ３２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ（例えばレゾルバ）３２ａからの回転位置θｍや、モータ３２の各相の相電流を検出する電流センサ３２ｕ，３２ｖからの相電流Ｉｕ，Ｉｖを挙げることができる。また、バッテリ３６の端子間に取り付けられた電圧センサ３６ａからの電圧Ｖｂや、バッテリ３６の出力端子に取り付けられた電流センサ３６ｂからの電流Ｉｂも挙げることができる。さらに、リアクトルＬに直列に取り付けられた電流センサ４０ａからの電流ＩＬや、コンデンサ４６の端子間に取り付けられた電圧センサ４６ａからのコンデンサ４６（高電圧側電力ライン４２）の電圧ＶＨ、コンデンサ４８の端子間に取り付けられた電圧センサ４８ａからのコンデンサ４８（低電圧側電力ライン４４）の電圧ＶＬも挙げることができる。加えて、イグニッションスイッチ６０からのイグニッション信号や、シフトレバー６１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ６２からのシフトポジションＳＰも挙げることができる。また、アクセルペダル６３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ６４からのアクセル開度Ａｃｃや、ブレーキペダル６５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ６６からのブレーキペダルポジションＢＰ、車速センサ６８からの車速Ｖも挙げることができる。
電子制御ユニット５０からは、各種制御信号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５０から出力される信号としては、例えば、インバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６へのスイッチング制御信号や、昇圧コンバータ４０のトランジスタＴ３１，Ｔ３２へのスイッチング制御信号を挙げることができる。電子制御ユニット５０は、回転位置検出センサ３２ａからのモータ３２の回転子の回転位置θｍに基づいてモータ３２の電気角θｅや回転数Ｎｍを演算している。また、電子制御ユニット５０は、電流センサ３６ｂからのバッテリ３６の電流Ｉｂの積算値に基づいてバッテリ３６の蓄電割合ＳＯＣを演算している。ここで、蓄電割合ＳＯＣは、バッテリ３６の全容量に対するバッテリ３６の蓄電量（放電可能な電力量）の割合である。
こうして構成された実施例の電気自動車２０では、電子制御ユニット５０は、アクセルペダルポジションセンサ６４からのアクセル開度Ａｃｃと車速センサ６８からの車速Ｖとに基づいて駆動軸２６に要求される要求トルクＴｄ＊を設定し、設定した要求トルクＴｄ＊をモータ３２のトルク指令Ｔｍ＊に設定し、モータ３２がトルク指令Ｔｍ＊で駆動されるようにインバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のスイッチング制御を行なう。また、電子制御ユニット５０は、モータ３２をトルク指令Ｔｍ＊で駆動できるように高電圧側電力ライン４２の目標電圧ＶＨ＊を設定し、電圧センサ４６ａからの高電圧側電力ライン４２（コンデンサ４６）の電圧ＶＨとその目標電圧ＶＨ＊との差分が打ち消されるようにリアクトルＬの目標電流ＩＬ＊を設定し、電流センサ４０ａからのリアクトルＬの電流ＩＬとその目標電流ＩＬ＊との差分が打ち消されるように要求デューティＤｔａｇを設定し、設定した要求デューティＤｔａｇに基づいてデューティ指令Ｄ＊を設定し、デューティ指令Ｄ＊と昇圧キャリアとの比較結果に基づいてデッドタイムを設けて昇圧コンバータ４０のトランジスタＴ３１，Ｔ３２のスイッチング制御を行なう。
要求デューティＤｔａｇやデューティ指令Ｄ＊は、デッドタイムを考慮しないときの上アーム（トランジスタＴ３１）のオン時間とオフ時間との和に対するオン時間の割合（下アーム（トランジスタＴ３２）のオン時間とオフ時間との和に対するオフ時間の割合）の要求値や指令値に相当する。
実施例では、昇圧キャリアの谷（極小値）のタイミングからの演算処理（割込処理）で、昇圧キャリアが次回に山（極大値）から谷に減少する減少区間の要求デューティＤｔａｇ（以下、「Ｄｔａｇｄｎ」と表記することがある）を設定し、昇圧キャリアの山のタイミングからの演算処理で、昇圧キャリアが次回に谷から山に増加する増加区間の要求デューティＤｔａｇ（以下、「Ｄｔａｇｕｐ」と表記することがある）を設定するものとした。
また、実施例では、減少区間の要求デューティＤｔａｇ（Ｄｔａｇｄｎ）と増加区間の要求デューティＤｔａｇ（Ｄｔａｇｕｐ）とのうちの一方については、要求デューティＤｔａｇをデューティ指令Ｄ＊に設定し、他方については、昇圧キャリアの各１周期における平均デューティＤａｖｅ（＝（Ｄｔａｇｕｐ＋Ｄｔａｇｄｎ）／２）が下限デューティＤｍｉｎ以上となるように要求デューティＤｔａｇに下限ガードを施してデューティ指令Ｄ＊を設定するものとした。平均デューティＤａｖｅが小さくなると、トランジスタＴ３２のオン時間が長くなると共にオフ時間が短くなる。このため、リアクトルＬの電流ＩＬの単位時間当たりの変化量（増加量）が大きくなりやすく、リアクトルＬの電流ＩＬおよびバッテリ３６の電流Ｉｂが過大になりやすく、バッテリ３６の内部抵抗による電圧降下によりバッテリ３６から電力を十分に取り出すことができなくなる場合が生じる。下限デューティＤｍｉｎは、こうした不都合が生じるのを抑制するために設けられる。この下限デュ−ティＤｍｉｎとしては、例えば、３５％や４０％、４５％などが用いられる。
次に、こうして構成された実施例の電気自動車２０の動作、特に、平均デューティＤａｖｅの計算用の昇圧キャリアの各１周期である計算用周期を減少区間、増加区間の順の各１周期と増加区間、減少区間の順の各１周期とのうちの何れとするかを決定する処理、および、下限ガードを施す対象であるガード対象を減少区間の要求デューティＤｔａｇｄｎと増加区間の要求デューティＤｔａｇｕｐとのうちの何れとするかを決定する処理について説明する。図２は、電子制御ユニット５０により実行される処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。システム起動時（イグニッションスイッチ６０がオンされたとき）に実行される。
図２の処理ルーチンが実行されると、電子制御ユニット５０は、昇圧コンバータ４０の駆動要求が行なわれたか否か否かを判定し（ステップＳ１００）、昇圧コンバータ４０の駆動要求が行なわれていないときには、昇圧コンバータ４０の駆動要求が行なわれるのを待つ。昇圧コンバータ４０の駆動要求が行なわれたか否かの判定は、高電圧側電力ライン４２の目標電圧ＶＨ＊が低電圧側電力ライン４４の電圧ＶＬよりも高くなったか否かを調べることにより行なうことができる。
ステップＳ１００で昇圧コンバータ４０の駆動要求が行なわれたと判定したときには、高電圧側電力ライン４２の電圧ＶＨが目標電圧ＶＨ＊となるように昇圧コンバータ４０のトランジスタＴ３１，Ｔ３２のスイッチング制御を行なう（ステップＳ１１０）。そして、電圧センサ４６ａから高電圧側電力ライン４２（コンデンサ４６）の電圧ＶＨを入力し（ステップＳ１２０）、入力した高電圧側電力ライン４２の電圧ＶＨを目標電圧ＶＨ＊と比較し（ステップＳ１３０）、高電圧側電力ライン４２の電圧ＶＨが目標電圧ＶＨ＊未満のときには、ステップＳ１２０に戻る。このようにして高電圧側電力ライン４２の電圧ＶＨが目標電圧ＶＨ＊以上に至るのを待つ。
そして、高電圧側電力ライン４２の電圧ＶＨが目標電圧ＶＨ＊以上に至ると、減少区間の要求デューティＤｔａｇｄｎと増加区間の要求デューティＤｔａｇｕｐとを取得し（ステップＳ１４０）、両者を比較する（ステップＳ１５０）。
ステップＳ１５０で減少区間の要求デューティＤｔａｇｄｎが増加区間の要求デューティＤｔａｇｕｐよりも小さいときには、計算用周期を増加区間、減少区間の順の各１周期と決定すると共に（ステップＳ１６０）、ガード対象を減少区間の要求デューティＤｔａｇｄｎと決定して（ステップＳ１７０）、本ルーチンを終了する。
ステップＳ１５０で増加区間の要求デューティＤｔａｇｕｐが減少区間の要求デューティＤｔａｇｄｎ以下のときには、計算用周期を減少区間、増加区間の順の各１周期と決定すると共に（ステップＳ１８０）、ガード対象を増加区間の要求デューティＤｔａｇｕｐと決定して（ステップＳ１９０）、本ルーチンを終了する。
この図２の処理ルーチンにより計算用周期およびガード対象を決定すると、その後、決定した計算用周期およびガード対象を考慮して要求デューティＤｔａｇに基づいてデューティ指令Ｄ＊を設定し、このデューティ指令Ｄ＊を用いて昇圧コンバータ４０のトランジスタＴ３１，Ｔ３２を制御する。なお、増加区間の要求デューティＤｔａｇｕｐと減少区間の要求デューティＤｔａｇｄｎとの大小関係は、トランジスタＴ３１，Ｔ３２を実際にスイッチングする際のデッドタイムや制御遅れ、電流センサ４０ａや電圧センサ４６ａの検出遅れなどに基づくものであり、一旦定まると、基本的に、そのトリップでは変化しない。
このようにして、減少区間の要求デューティＤｔａｇ（Ｄｔａｇｄｎ）と増加区間の要求デューティＤｔａｇ（Ｄｔａｇｕｐ）とのうちの小さい方について、計算用周期の平均デューティＤａｖｅが下限デューティＤｍｉｎ以上となるように要求デューティＤｔａｇに下限ガードを施してデューティ指令Ｄ＊を設定することにより、減少区間の要求デューティＤｔａｇ（Ｄｔａｇｄｎ）と増加区間の要求デューティＤｔａｇ（Ｄｔａｇｕｐ）とのバラツキが大きくなるのを抑制することができる。
図３および図４は、要求デューティＤｔａｇとデューティ指令Ｄ＊と昇圧キャリアと上アームのオンオフとの様子の一例を示す説明図である。図３は、実施例の様子を示し、図４は、比較例の様子を示す。比較例の場合、図４に示すように、減少区間の要求デューティＤｔａｇｄｎと増加区間の要求デューティＤｔａｇｕｐとのうちの大きい方に下限ガードを施すことにより、デューティ指令Ｄ＊のバラツキが大きくなっている。これに対して、実施例の場合、図３に示すように、減少区間の要求デューティＤｔａｇｄｎと増加区間の要求デューティＤｔａｇｕｐとのうちの小さい方に下限ガードを施すことにより、デューティ指令Ｄ＊のバラツキが大きくなるのを抑制することができる。
以上説明した実施例の電気自動車２０に搭載される昇圧システムでは、減少区間の要求デューティＤｔａｇ（Ｄｔａｇｄｎ）と増加区間の要求デューティＤｔａｇ（Ｄｔａｇｕｐ）とのうちの大きい方については、要求デューティＤｔａｇをデューティ指令Ｄ＊に設定し、小さい方については、計算用周期の平均デューティＤａｖｅが下限デューティＤｍｉｎ以上となるように要求デューティＤｔａｇに下限ガードを施してデューティ指令Ｄ＊を設定する。これにより、減少区間の要求デューティＤｔａｇ（Ｄｔａｇｄｎ）と増加区間の要求デューティＤｔａｇ（Ｄｔａｇｕｐ）とのバラツキが大きくなるのを抑制することができる。
実施例の電気自動車２０に搭載される昇圧システムでは、システム起動後に昇圧コンバータ４０の駆動により高電圧側電力ライン４２の電圧ＶＨを初めて昇圧したときに、減少区間の要求デューティＤｔａｇｄｎと増加区間の要求デューティＤｔａｇｕｐとを取得して比較するものとした。しかし、トランジスタＴ３１，Ｔ３２を実際にスイッチングする際のデッドタイムや制御遅れ、電流センサ４０ａや電圧センサ４６ａの検出遅れなどに基づいて、増加区間の要求デューティＤｔａｇｕｐと減少区間の要求デューティＤｔａｇｄｎとの大小関係が予め一義的に定まるものとしてもよい。
実施例の電気自動車２０では、電源として、バッテリ３６を用いるものとしたが、バッテリ３６に代えて、キャパシタを用いるものとしてもよい。
実施例では、モータ３２を備える電気自動車２０に搭載される昇圧システムの形態としたが、モータ３２に加えてエンジンも備えるハイブリッド自動車に搭載される昇圧システムの形態としてもよいし、自動車以外の車両や船舶、航空機などの移動体に搭載される昇圧システムの形態としてもよいし、建設設備などの移動しない設備に搭載される昇圧システムの形態としてもよい。
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、昇圧コンバータ４０が「昇圧コンバータ」に相当し、電子制御ユニット５０が「制御装置」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、昇圧システムの製造産業などに利用可能である。
２０ 電気自動車、２２ａ，２２ｂ 駆動輪、２４ デファレンシャルギヤ、２６ 駆動軸、３２ モータ、３２ａ 回転位置検出センサ、３２ｕ，３２ｖ 電流センサ、３４ インバータ、３６ バッテリ、３６ａ 電圧センサ、３６ｂ 電流センサ、４０ 昇圧コンバータ、４０ａ 電流センサ、４２ 高電圧側電力ライン、４４ 低電圧側電力ライン、４６，４８ コンデンサ、４６ａ，４８ａ 電圧センサ、５０ 電子制御ユニット、５２ ＣＰＵ、５４ ＲＯＭ、５６ ＲＡＭ、６０ イグニッションスイッチ、６１ シフトレバー、６２ シフトポジションセンサ、６３ アクセルペダル、６４ アクセルペダルポジションセンサ、６５ ブレーキペダル、６６ ブレーキペダルポジションセンサ、６８ 車速センサ、Ｄ１１〜Ｄ１６，Ｄ３１，Ｄ３２ ダイオード、Ｌ リアクトル、Ｔ１１〜Ｔ１６，Ｔ３１，Ｔ３２ トランジスタ。

Claims (3)

  1. 上アーム，下アームとしての第１，第２スイッチング素子と第１，第２ダイオードとリアクトルとを有し、電源側の第１電力ラインと電気負荷側の第２電力ラインとの間で電圧変換を伴って電力のやりとりを行なう昇圧コンバータと、
    昇圧キャリアが減少する減少区間および前記昇圧キャリアが増加する増加区間のそれぞれで、要求デューティに基づくデューティ指令と前記昇圧キャリアとの比較結果に基づいて前記第１，第２スイッチング素子をスイッチング制御する制御装置と、
    を備える昇圧システムであって、
    前記制御装置は、前記減少区間の前記要求デューティと前記増加区間の前記要求デューティとのうち大きい方については、前記要求デュ−ティを前記デューティ指令に設定し、小さい方については、前記昇圧キャリアの各１周期における平均デューティが下限デューティ以上となるように前記要求デューティに下限ガードを施して前記デューティ指令を設定する、
    昇圧システム。
  2. 請求項１記載の昇圧システムであって、
    前記制御装置は、前記減少区間の前記要求デューティと前記増加区間の前記要求デューティとのうち大きい方、小さい方の順となるように前記各１周期を設定する、
    昇圧システム。
  3. 請求項１または２記載の昇圧システムであって、
    前記制御装置は、システム起動後に前記昇圧コンバータの駆動により前記第２電力ラインの電圧を初めて昇圧したときに、前記減少区間の前記要求デューティと前記増加区間の前記要求デューティとを比較する、
    昇圧システム。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4513494B2 (ja) * 2004-10-15 2010-07-28 トヨタ自動車株式会社 電圧変換装置の制御装置及び制御方法
JP2010004700A (ja) * 2008-06-23 2010-01-07 Toyota Motor Corp 電源装置
JP2010178443A (ja) * 2009-01-28 2010-08-12 Toyota Motor Corp モータ制御システム
JP5370483B2 (ja) * 2009-05-27 2013-12-18 トヨタ自動車株式会社 コンバータの制御装置およびそれを備える電動車両
JP5407752B2 (ja) * 2009-10-28 2014-02-05 トヨタ自動車株式会社 車両の電源システムおよびそれを搭載する車両
JP5071516B2 (ja) * 2010-04-22 2012-11-14 株式会社デンソー 電力変換装置
JP2011259555A (ja) * 2010-06-07 2011-12-22 Toyota Motor Corp 電動機の制御装置
CN103493349B (zh) * 2011-03-28 2016-03-23 瑞萨电子株式会社 Pwm信号生成电路和处理器系统
WO2013051152A1 (ja) * 2011-10-07 2013-04-11 トヨタ自動車株式会社 電圧変換装置の制御装置及び制御方法
JP5904092B2 (ja) * 2012-03-26 2016-04-13 株式会社デンソー 電力変換制御装置
JP5423858B1 (ja) * 2012-10-12 2014-02-19 トヨタ自動車株式会社 電圧変換制御装置
JP6024467B2 (ja) * 2013-01-17 2016-11-16 トヨタ自動車株式会社 コンバータ制御装置
JP6007939B2 (ja) * 2014-04-23 2016-10-19 株式会社デンソー スイッチング制御装置
JP6233178B2 (ja) * 2014-05-09 2017-11-22 トヨタ自動車株式会社 昇圧コンバータ装置
JP6107783B2 (ja) * 2014-10-10 2017-04-05 トヨタ自動車株式会社 電力変換システム
JP5920520B1 (ja) * 2014-12-17 2016-05-18 ダイキン工業株式会社 充放電回路、充放電回路の制御方法、充放電回路の制御装置、及び直接形電力変換器
DE112016000590T5 (de) * 2015-02-03 2017-12-21 Mitsubishi Electric Corporation Dc/dc-umsetzer
JP6270753B2 (ja) * 2015-02-06 2018-01-31 三菱電機株式会社 電力変換装置
JP6314882B2 (ja) * 2015-03-18 2018-04-25 トヨタ自動車株式会社 電源システム
JP6260587B2 (ja) * 2015-06-29 2018-01-17 トヨタ自動車株式会社 電源装置

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