(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力により作動する機器に電力を供給する電源装置であって、
二次電池と、
前記二次電池が接続された電池系からの電力を昇圧せずに前記機器が接続された機器系に供給する非昇圧供給が可能であると共に前記電池系からの電力を昇圧して前記機器系に供給する昇圧供給が可能な昇圧回路と、
前記非昇圧供給が行なわれている最中に前記電池系の電圧に比して前記機器系に要求される要求電圧が前記昇圧供給を開始するための電圧として予め定められた所定電圧を超えて大きくなってから予め定められた所定の解除条件が成立するまでは、前記電池系の電圧と前記要求電圧との電圧比に対応するフィードフォワード項と、前記所定の解除条件が成立した以降に用いられる所定ゲインよりも絶対値が小さくなる範囲内で前記電池系の電圧が小さいほど絶対値が小さくなる傾向の実行用ゲインを前記要求電圧と前記機器系の電圧との電圧差に乗じて得られるフィードバック項と、に基づいて設定される指令値によって前記昇圧回路が駆動されるよう該昇圧回路を制御する昇圧制御手段と、
を備え、
前記昇圧回路は、前記機器系の電力ラインの正極母線と負極母線との間に直列に接続された２つのスイッチング素子のスイッチングによって前記昇圧供給を行なう回路であり、
前記昇圧制御手段は、前記２つのスイッチング素子を共にオフとすべき時間としてのデッドタイムのために前記昇圧供給を開始することができない電圧範囲の上限よりも大きな値として予め定められた電圧を前記所定電圧として用いて制御する手段である、
電源装置。
【請求項２】
請求項１記載の電源装置であって、
前記昇圧制御手段は、前記所定の解除条件が成立するまでに前記機器系の電圧の単位時間あたりの上昇量が前記二次電池からの電流が過大になると判定される予め定められた所定量以上になったときには、前記二次電池からの電流が過大になるのを抑制するためのレートとして予め定められた所定のレートをもって前記機器系の電圧から前記要求電圧に向けて大きくなる電圧を前記要求電圧に代えて用いて前記昇圧回路を制御する手段である、
電源装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の電源装置と、
前記機器としての走行用の動力を出力する電動機と、
を備える車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置およびその制御方法並びに車両に関し、詳しくは、電力により作動する機器に電力を供給する電源装置およびその制御方法並びにこうした電源装置を備える車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電源装置としては、二次電池等の直流電源と、この直流電源からの電力をシステム電圧に昇圧してインバータを介してモータに供給する昇圧コンバータと、を備え、システム電圧の目標値と検出値との偏差を小さくするためのフィードバック制御を用いて昇圧コンバータを駆動す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、システム電圧の目標値と検出値との偏差が小さくなるように昇圧コンバータのスイッチング素子の通電デューティ比をフィードバック制御により演算している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２７１６４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の電源装置が備える昇圧コンバータとして、直流電源からの電力を昇圧せずにモータに供給可能なものがある。こうした昇圧コンバータを備える電源装置では、直流電源からの電力を昇圧せずにモータに供給している最中にシステム電圧の目標値と検出値との偏差がある程度大きくなることによって昇圧コンバータによる昇圧を開始することが考えられるが、昇圧コンバータによる昇圧を開始する際には、システム電圧の目標値と検出値との偏差が大きいためにシステム電圧が急上昇し、直流電源からの電流が過大になることがあった。また、こうして直流電源からの電流が過大になることは、直流電源の電圧とシステム電圧の目標値との電圧比を通電デューティ比の基本値としてフィードフォワード項に反映して通電デューティ比を演算する装置では、直流電源の電圧が低いほど、直流電源の電圧からの昇圧の程度が大きくなることから、特に顕著に生じた。
【０００５】
本発明の電源装置およびその制御方法並びに車両は、電池系からの電力を昇圧して機器系に供給する昇圧供給を開始する際に二次電池からの電流が過大になるのをより適正に抑制することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電源装置およびその制御方法並びに車両は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の電源装置は、
電力により作動する機器に電力を供給する電源装置であって、
二次電池と、
前記二次電池が接続された電池系からの電力を昇圧せずに前記機器が接続された機器系に供給する非昇圧供給が可能であると共に前記電池系からの電力を昇圧して前記機器系に供給する昇圧供給が可能な昇圧回路と、
前記非昇圧供給が行なわれている最中に前記電池系の電圧に比して前記機器系に要求される要求電圧が前記昇圧供給を開始するための電圧として予め定められた所定電圧を超えて大きくなってから予め定められた所定の解除条件が成立するまでは、前記電池系の電圧と前記要求電圧との電圧比に対応するフィードフォワード項と、前記所定の解除条件が成立した以降に用いられる所定ゲインよりも絶対値が小さくなる範囲内で前記電池系の電圧が小さいほど絶対値が小さくなる傾向の実行用ゲインを前記要求電圧と前記機器系の電圧との電圧差に乗じて得られるフィードバック項と、に基づいて設定される指令値によって前記昇圧回路が駆動されるよう該昇圧回路を制御する昇圧制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明の電源装置では、二次電池が接続された電池系からの電力を昇圧せずに電力により作動する機器が接続された機器系に供給する非昇圧供給が行なわれている最中に電池系の電圧に比して機器系に要求される要求電圧が電池系からの電力を昇圧して機器系に供給する昇圧供給を開始するための電圧として予め定められた所定電圧を超えて大きくなってから予め定められた所定の解除条件が成立するまでは、電池系の電圧と要求電圧との電圧比に対応するフィードフォワード項と、所定の解除条件が成立した以降に用いられる所定ゲインよりも小さくなる範囲内で電池系の電圧が小さいほど小さくなる傾向の実行用ゲインを要求電圧と機器系の電圧との電圧差に乗じて得られるフィードバック項と、に基づいて設定される指令値によって昇圧回路が駆動されるよう昇圧回路を制御する。したがって、昇圧供給を開始する際に、所定ゲインよりも小さな実行用ゲインを用いるから、所定ゲインを用いるものに比して、機器系の電圧が上昇する程度を抑制することができる。また、昇圧供給を開始する際に、電池系の電圧が小さいほど小さくなる傾向の実行用ゲインを用いるから、機器系の電圧が上昇する程度をより適正に抑制することができる。この結果、昇圧供給を開始する際に二次電池からの電流が過大になるのをより適正に抑制することができる。
【０００９】
こうした本発明の電源装置において、前記昇圧制御手段は、前記所定の解除条件が成立するまでに前記機器系の電圧の単位時間あたりの上昇量が前記二次電池からの電流が過大になると判定される予め定められた所定量以上になったときには、前記二次電池からの電流が過大になるのを抑制するためのレートとして予め定められた所定のレートをもって前記機器系の電圧から前記要求電圧に向けて大きくなる電圧を前記要求電圧に代えて用いて前記昇圧回路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、昇圧供給を開始する際に二次電池からの電流が過大になるのをより確実に抑制することができる。
【００１０】
また、本発明の電源装置において、前記昇圧回路は、前記機器系の電力ラインの正極母線と負極母線との間に直列に接続された２つのスイッチング素子のスイッチングによって前記昇圧供給を行なう回路であり、前記昇圧制御手段は、前記２つのスイッチング素子を共にオフとすべき時間としてのデッドタイムのために前記昇圧供給を開始することができない電圧範囲の上限よりも大きな値として予め定められた電圧を前記所定電圧として用いて制御する手段である、ものとすることもできる。
【００１１】
本発明の車両は、上述のいずれかの態様の本発明の電源装置、即ち、基本的には、電力により作動する機器に電力を供給する電源装置であって、二次電池と、前記二次電池が接続された電池系からの電力を昇圧せずに前記機器が接続された機器系に供給する非昇圧供給が可能であると共に前記電池系からの電力を昇圧して前記機器系に供給する昇圧供給が可能な昇圧回路と、前記非昇圧供給が行なわれている最中に前記電池系の電圧に比して前記機器系に要求される要求電圧が前記昇圧供給を開始するための電圧として予め定められた所定電圧を超えて大きくなってから予め定められた所定の解除条件が成立するまでは、前記電池系の電圧と前記要求電圧との電圧比に対応するフィードフォワード項と、前記所定の解除条件が成立した以降に用いられる所定ゲインよりも絶対値が小さくなる範囲内で前記電池系の電圧が小さいほど絶対値が小さくなる傾向の実行用ゲインを前記要求電圧と前記機器系の電圧との電圧差に乗じて得られるフィードバック項と、に基づいて設定される指令値によって前記昇圧回路が駆動されるよう該昇圧回路を制御する昇圧制御手段と、を備える電源装置と、前記機器としての走行用の動力を出力する電動機と、を備えることを要旨とする。
【００１２】
この本発明の車両では、上述のいずれかの態様の本発明の電源装置を搭載するから、本発明の電源装置が奏する効果、例えば昇圧供給を開始する際に二次電池からの電流が過大になるのをより適正に抑制することができる効果などと同様の効果を奏することができる。
【００１３】
本発明の電源装置の制御方法は、
二次電池と、前記二次電池が接続された電池系からの電力を昇圧せずに電力により作動する機器が接続された機器系に供給する非昇圧供給が可能であると共に前記電池系からの電力を昇圧して前記機器系に供給する昇圧供給が可能な昇圧回路と、を備える電源装置の制御方法であって、
前記非昇圧供給が行なわれている最中に前記電池系の電圧に比して前記機器系に要求される要求電圧が前記昇圧供給を開始するための電圧として予め定められた所定電圧を超えて大きくなってから予め定められた所定の解除条件が成立するまでは、前記電池系の電圧と前記要求電圧との電圧比に対応するフィードフォワード項と、前記所定の解除条件が成立した以降に用いられる所定ゲインよりも絶対値が小さくなる範囲内で前記電池系の電圧が小さいほど絶対値が小さくなる傾向の実行用ゲインを前記要求電圧と前記機器系の電圧との電圧差に乗じて得られるフィードバック項と、に基づいて設定される指令値によって前記昇圧回路が駆動されるよう該昇圧回路を制御する、
ことを特徴とする。
【００１４】
この本発明の電源装置の制御方法では、二次電池が接続された電池系からの電力を昇圧せずに電力により作動する機器が接続された機器系に供給する非昇圧供給が行なわれている最中に電池系の電圧に比して機器系に要求される要求電圧が電池系からの電力を昇圧して機器系に供給する昇圧供給を開始するための電圧として予め定められた所定電圧を超えて大きくなってから予め定められた所定の解除条件が成立するまでは、電池系の電圧と要求電圧との電圧比に対応するフィードフォワード項と、所定の解除条件が成立した以降に用いられる所定ゲインよりも小さくなる範囲内で電池系の電圧が小さいほど小さくなる傾向の実行用ゲインを要求電圧と機器系の電圧との電圧差に乗じて得られるフィードバック項と、に基づいて設定される指令値によって昇圧回路が駆動されるよう昇圧回路を制御する。したがって、昇圧供給を開始する際に、所定ゲインよりも小さな実行用ゲインを用いるから、所定ゲインを用いるものに比して、機器系の電圧が上昇する程度を抑制することができる。また、昇圧供給を開始する際に、電池系の電圧が小さいほど小さくなる傾向の実行用ゲインを用いるから、機器系の電圧が上昇する程度をより適正に抑制することができる。この結果、昇圧供給を開始する際に二次電池からの電流が過大になるのをより適正に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例としての電源装置２０を搭載する電気自動車１０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】バッテリ２６と昇圧コンバータ２８と電子制御ユニット５０とを含む電源装置２０の構成の概略を示す構成図である。
【図３】実施例の電子制御ユニット５０により実行される昇圧開始時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図４】昇圧コンバータ２８におけるデッドタイムの一例を示す説明図である。
【図５】比例項の実行用ゲイン設定用マップの一例を示す説明図である。
【図６】積分項の実行用ゲイン設定用マップの一例を示す説明図である。
【図７】昇圧コンバータ２８による昇圧供給を開始する際の高電圧系の要求電圧ＶＨｒｅｑや高電圧系の電圧ＶＨ，低電圧系の電圧ＶＬなどの電圧とバッテリ２６からの電流の時間変化の様子の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
【実施例】
【００１７】
図１は、本発明の一実施例としての電源装置２０を搭載する電気自動車１０の構成の概略を示す構成図である。実施例の電気自動車１０は、図示するように、駆動輪３０ａ，３０ｂにデファレンシャルギヤ３１を介して連結された駆動軸３２に回転子が接続された同期発電電動機としてのモータ２２と、モータ２２を駆動するためのインバータ２４と、リチウムイオン電池などの二次電池として構成されたバッテリ２６と、バッテリ２６からの電力を昇圧してインバータ２４に供給可能な昇圧コンバータ２８と、車両全体をコントロールする電子制御ユニット５０と、を備える。なお、実施例の電源装置としては、主としてバッテリ２６と昇圧コンバータ２８と電子制御ユニット５０とが該当する。
【００１８】
図２は、バッテリ２６と昇圧コンバータ２８と電子制御ユニット５０とを含む電源装置２０の構成の概略を示す構成図である。図示するように、昇圧コンバータ２８は、２つのトランジスタＴ１，Ｔ２とトランジスタＴ１，Ｔ２に逆方向に並列接続された２つのダイオードＤ１，Ｄ２とリアクトルＬとにより構成されている。２つのトランジスタＴ１，Ｔ２は、それぞれインバータ２４の電力ライン４０の正極母線４０ａと負極母線４０ｂとに接続されており、その接続点にリアクトルＬが接続されている。リアクトルＬと負極母線４０ｂとにはそれぞれバッテリ２６の正極端子と負極端子とが接続されている。したがって、トランジスタＴ１，Ｔ２をオンオフ制御することによりバッテリ２６の直流電力をその電圧を昇圧してインバータ２４に供給したり正極母線４０ａと負極母線４０ｂとに作用している直流電圧を降圧してバッテリ２６を充電したりすることができる。また、電力ライン４０の正極母線４０ａと負極母線４０ｂとには平滑用のコンデンサ４２が接続されており、リアクトルＬと負極母線４０ｂとには平滑用のコンデンサ４４が接続されている。以下、昇圧コンバータ２８よりインバータ２４側を高電圧系といい、昇圧コンバータ２８よりバッテリ２６側を低電圧系という。
【００１９】
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の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ５４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ５６と、図示しない入出力ポートとを備える。電子制御ユニット５０には、モータ２２の回転子の回転位置を検出する図示しない回転位置検出センサからの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータ２２に印加される相電流などモータ２２やインバータ２４の状態を検出する種々のセンサからの信号，バッテリ２６の温度を検出する図示しない温度センサからの電池温度やバッテリ２６の端子間に設置された図示しない電圧センサからの電池電圧などバッテリ２６の状態を検出する種々のセンサからの信号，コンデンサ４２の電圧を検出する電圧センサ４３からの高電圧系の電圧ＶＨ，コンデンサ４４の電圧を検出する電圧センサ４５からの低電圧系の電圧ＶＬ，イグニッションスイッチ６０からのイグニッション信号，シフトレバー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，アクセルペダル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，ブレーキペダル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，車速センサ６８からの車速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５０からは、モータ２２を駆動制御するためのインバータ２４のスイッチング素子へのスイッチング制御信号や昇圧コンバータ２８のトランジスタＴ１，Ｔ２へのスイッチング制御信号などが出力されている。なお、電子制御ユニット５０は、回転位置検出センサからの信号に基づいてモータ２２の回転数Ｎｍも演算している。
【００２０】
実施例の電気自動車１０は、基本的には、電子制御ユニット５０によって実行される以下に説明する駆動制御によって走行する。電子制御ユニット５０では、まず、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と車速センサ６８からの車速とに応じて走行のために駆動軸３２に要求される要求トルクを設定し、バッテリ２６を充放電することができる最大電力としての入出力制限の範囲内で要求トルクをモータ２２のトルク指令Ｔｍ＊に設定し、モータ２２の回転数Ｎｍと設定したトルク指令Ｔｍ＊とに基づいてインバータ２４に印加すべき高電圧系の目標電圧を設定し、モータ２２が設定したトルク指令Ｔｍ＊で駆動されるようインバータ２４をスイッチング制御すると共に、高電圧系の電圧ＶＨが設定された目標電圧になるよう昇圧コンバータ２８をスイッチング制御する。実施例の電気自動車１０は、こうした制御により、バッテリ２６の入出力制限の範囲内でアクセル開度に応じた要求トルクを駆動軸３２に出力して走行する。
【００２１】
次に、こうして構成された電気自動車１０に搭載された電源装置２０の動作、特にバッテリ２６からの電力の昇圧を伴う高電圧系への供給（以下、昇圧供給という）を開始する際の動作について説明する。図３は、実施例の電子制御ユニット５０により実行される昇圧開始時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、バッテリ２６からの電力を昇圧せずに高電圧系に供給している最中に低電圧系の電圧ＶＬに比してモータ２２の駆動に要求される要求電圧（後述の要求電圧ＶＨｒｅｑ）が所定電圧Ｖｓｔａｒｔを超えて大きくなったときに実行される。バッテリ２６からの電力を昇圧せずに高電圧系に供給しているときの昇圧コンバータ２８は、実施例では、トランジスタＴ１がオンされていると共にトランジスタＴ２がオフされている状態であるものとした。また、所定電圧Ｖｓｔａｒｔは、実施例では、トランジスタＴ１，Ｔ２を共にオフとすべき時間としてのデッドタイム（トランジスタＴ１，Ｔ２に生じ得る短絡を防止するための遅れ時間）のために昇圧コンバータ２８による昇圧供給を開始することができない電圧範囲の上限よりも若干大きな値として昇圧コンバータ２８の特性などに基づいて予め実験や解析により定められたものを用いるものとした。図４に昇圧コンバータ２８におけるデッドタイムの一例を示す。昇圧コンバータ２８による昇圧供給を開始するためには、実施例では、トランジスタＴ１，Ｔ２のスイッチング周期におけるトランジスタＴ１のオン時間の割合を値１よりも小さくすると共にトランジスタＴ２のオン時間の割合を値０よりも大きくすることになるが、図示するように、スイッチング周期においてデッドタイムを確保する必要から、昇圧コンバータ２８による昇圧供給を開始することができないデューティ比（実施例では、トランジスタＴ１，Ｔ２のスイッチング周期におけるトランジスタＴ１のオン時間の割合）の範囲がある。所定電圧Ｖｓｔａｒｔは、こうしたデューティ比の範囲に対応する電圧範囲の上限よりも若干大きな値として定められている。
【００２２】
昇圧開始時制御ルーチンが実行されると、電子制御ユニット５０のＣＰＵ５２は、まず、モータ２２のトルク指令Ｔｍ＊やモータ２２の回転数Ｎｍ，電圧センサ４３からの高電圧系の電圧ＶＨ、電圧センサ４５からの低電圧系の電圧ＶＬなど制御に必要データを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。モータ２２のトルク指令Ｔｍ＊は、図示しない駆動制御ルーチンにおいて設定されたものを入力するものとした。また、モータ２２の回転数Ｎｍは、モータ２２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサからの信号に基づいて演算されたものを入力するものとした。
【００２３】
こうしてデータを入力すると、モータ２２のトルク指令Ｔｍ＊と回転数Ｎｍとに基づいてモータ２２の駆動に要求される電圧、即ち高電圧系に要求される要求電圧ＶＨｒｅｑを設定する（ステップＳ１１０）。高電圧系の要求電圧ＶＨｒｅｑは、実施例では、モータ２２のトルク指令Ｔｍ＊と回転数Ｎｍと要求電圧ＶＨｒｅｑとの関係を予め定めて要求電圧設定用マップとしてＲＯＭ５４に記憶しておき、モータ２２のトルク指令Ｔｍ＊と回転数Ｎｍとが与えられると記憶したマップから対応する要求電圧ＶＨｒｅｑを導出して設定するものとした。
【００２４】
続いて、入力した高電圧系の電圧ＶＨから前回このルーチンを実行したときに入力した高電圧系の電圧（前回ＶＨ）を減じたものを高電圧系の電圧変化量ΔＶＨとして計算し（ステップＳ１２０）、高電圧系の電圧ＶＨの上昇レートを低く抑えているか否かを示す低レートフラグＦを調べると共に（ステップＳ１３０）、計算した高電圧系の電圧変化量ΔＶＨを所定変化量ΔＶｒｅｆと比較する（ステップＳ１４０）。ここで、所定変化量ΔＶｒｅｆは、バッテリ２６からの電流が過大になるか否かを判定するためのものであり、バッテリ２６の特性などに基づいて予め実験や解析により正の値として定められたものを用いることができる。また、低レートフラグＦは、初期値としては値０が設定され、高電圧系の電圧ＶＨの上昇レートを低く抑えるために値１が設定された以降は値１が保持されるフラグである。
【００２５】
低レートフラグＦが値０のときに高電圧系の電圧変化量ΔＶＨが所定変化量ΔＶｒｅｆ未満のときには、バッテリ２６からの電流は過大にならないと判断して、設定した要求電圧ＶＨｒｅｑをそのまま高電圧系に印加すべき目標電圧ＶＨ＊として設定し（ステップＳ１５０）、低レートフラグＦが値０のときに高電圧系の電圧変化量ΔＶＨが所定変化量ΔＶｒｅｆ以上のときには、バッテリ２６からの電流が過大になると判断して、低レートフラグＦに値１を設定すると共に（ステップＳ１６０）、入力した高電圧系の電圧ＶＨに所定レート値Ｖ１を加えたものと要求電圧ＶＨｒｅｑとのうちの小さい方を高電圧系の目標電圧ＶＨ＊として設定する（ステップＳ１７０）。ここで、所定レート値Ｖ１は、バッテリ２６からの電流が過大になるのを抑制するためのレート値としてバッテリ２６や昇圧コンバータ２８の特性に基づいて予め実験や解析により定められたものを用いるものとした。なお、低レートフラグＦに一旦値１が設定されると、次回以降のステップＳ１３０では低レートフラグＦが値１と判定され、ステップＳ１７０の処理により要求電圧ＶＨｒｅｑまで所定レート値Ｖ１をもって徐々に大きくなる値が高電圧系の目標電圧ＶＨ＊として設定されることになる。
【００２６】
こうして高電圧系の目標電圧ＶＨ＊を設定すると、本ルーチンの実行を開始した直後（ステップＳ１８０の判定を最初に実行するとき）であるか否かを判定し（ステップＳ１８０）、開始直後であると判定されたときには、昇圧コンバータ２８を駆動するための指令デューティ比Ｄをフィードバック制御を用いて設定する際の比例項の実行用ゲインＫｐと積分項の実行用ゲインＫｉとを低電圧系の電圧ＶＬに基づいて設定し（ステップＳ１９０）、設定した実行用ゲインＫｐと実行用ゲインＫｉとを用いて次式（１）により指令デューティ比Ｄを設定し（ステップＳ２００）、設定した指令デューティ比Ｄにより昇圧コンバータ２８のトランジスタＴ１，Ｔ２のスイッチング制御を行なう（ステップＳ２１０）。ここで、式（１）は、高電圧系の電圧ＶＨを目標電圧ＶＨ＊にするためのフィードバック制御における関係式であり、式（１）中、右辺第１項は、高電圧系の目標電圧ＶＨ＊に対する低電圧系の電圧ＶＬの比を示すフィードフォワード項であり、右辺第２項はフィードバック項の比例項であり、右辺第３項はフィードバック項の積分項である。指令デューティ比ＤによるトランジスタＴ１，Ｔ２のスイッチング制御は、スイッチング周期のうちのトランジスタＴ１のオン時間の割合が指令デューティ比ＤになるようトランジスタＴ１，Ｔ２をスイッチングすることにより行なわれる。また、実行用ゲインＫｐおよび実行用ゲインＫｉは、実施例では、低電圧系の電圧ＶＬと実行用ゲインＫｐおよび実行用ゲインＫｉとの関係をそれぞれ予め定めて実行用ゲイン設定用マップとしてＲＯＭ５４に記憶しておき、低電圧系の電圧ＶＬが与えられるとそれぞれ記憶したマップから対応する実行用ゲインＫｐおよび実行用ゲインＫｉを導出して設定するものとした。図５に比例項の実行用ゲインＫｐの実行用ゲイン設定用マップの一例を示し、図６に積分項の実行用ゲインＫｉの実行用ゲイン設定用マップの一例を示す。実行用ゲインＫｐは、図５に示すように、低電圧系の電圧ＶＬの上下限値（バッテリ２６の電圧の蓄電量などに対応する上下限値）としての上限電圧ＶＬｍａｘと下限電圧ＶＬｍｉｎとに対応する範囲において、低電圧系の電圧ＶＬが小さいほど上限電圧ＶＬｍａｘに対応する上限ゲインＫｐｍａｘから下限電圧ＶＬｍｉｎに対応する下限ゲインＫｐｍｉｎまで小さくなる傾向に、且つ、所定ゲインＫｐｒｅｆよりも小さい範囲内で設定される。また、実行用ゲインＫｉも、図６に示すように、低電圧系の電圧ＶＬの上限電圧ＶＬｍａｘと下限電圧ＶＬｍｉｎとに対応する範囲において、低電圧系の電圧ＶＬが小さいほど上限電圧ＶＬｍａｘに対応する上限ゲインＫｉｍａｘから下限電圧ＶＬｍｉｎに対応する下限ゲインＫｉｍｉｎまで小さくなる傾向に、且つ、所定ゲインＫｉｒｅｆよりも小さい範囲内で設定される。ここで、所定ゲインＫｐｒｅｆおよび所定ゲインＫｉｒｅｆは、昇圧コンバータ２８による昇圧供給を開始する際の制御ではなく、次に説明する解除条件が成立した以降の通常の昇圧制御を行なう際にそれぞれ用いられ、昇圧コンバータ２８による制御性（制御上の応答性）を比較的高くすることができる比例項および積分項のゲインである。上下限ゲインＫｐｍａｘ，Ｋｐｍｉｎおよび上下限ゲインＫｉｍａｘ，Ｋｉｍｉｎは、昇圧コンバータ２８による制御性を損なわない範囲内で、バッテリ２６からの電流をバッテリ２６に許容される程度まで抑制するための比例項および積分項のゲインの範囲の上下限としてバッテリ２６や昇圧コンバータ２８の特性などに基づいて予め実験や解析により定められたものである。また、実行用ゲインＫｐおよび実行用ゲインＫｉを、図示する傾向に設定するのは、低電圧系の電圧ＶＬが小さいほど、式（１）のフィードフォワード項が小さくなるために指令デューティ比Ｄが小さくなり、高電圧系の電圧ＶＨの上昇の程度が大きくなることに基づく。
【００２７】
D=VL/VH* - Kp(VH*-VH) - Ki∫(VH*-VH)dt       (1)
【００２８】
こうして指令デューティ比Ｄにより昇圧コンバータ２８のスイッチング制御を行なうと、通常の昇圧制御を行なうための解除条件として高電圧系の電圧ＶＨが要求電圧ＶＨｒｅｑに至っているか否かを判定する（ステップＳ２２０）。いま、本ルーチンの実行を開始した直後であると判定されたときを考えると、高電圧系の電圧ＶＨが要求電圧ＶＨｒｅｑ未満であるため、ステップＳ１００の処理に戻り、ステップＳ１００〜Ｓ２２０の処理を繰り返し実行する。なお、２回目にステップＳ１８０の判定処理が行なわれると、本ルーチンの実行を開始した直後ではないと判定され、本ルーチンの実行の開始直後に設定された実行用ゲインＫｐおよび実行用ゲインＫｉを用いて前述の式（１）により指令デューティ比Ｄを設定して昇圧コンバータ２８のスイッチング制御を行なう（ステップＳ２００，Ｓ２１０）。こうしてステップＳ１００〜Ｓ２００の処理を繰り返し実行している最中に、ステップＳ２２０で高電圧系の電圧ＶＨが要求電圧ＶＨｒｅｑに至り解除条件が成立したときには、本ルーチンを終了する。こうして昇圧開始時制御ルーチンが終了すると、通常の昇圧制御が図示しない昇圧制御ルーチンにより行なわれる。
【００２９】
図７に、昇圧コンバータ２８による昇圧供給を開始する際の高電圧系の要求電圧ＶＨｒｅｑや高電圧系の電圧ＶＨ，低電圧系の電圧ＶＬなどの電圧と、バッテリ２６からの電流との時間変化の様子の一例を示す。図中上側の電圧について、破線が要求電圧ＶＨｒｅｑを示し、実線が高電圧系の電圧ＶＨを示し、二点鎖線が低電圧系の電圧ＶＬを示し、高電圧系の電圧変化量ΔＶＨに拘わらずに要求電圧ＶＨｒｅｑを目標電圧ＶＨ＊に設定すると共に指令デューティ比Ｄを設定する際のフィードバック制御の関係式のゲインとして通常用の所定ゲインＫｐｒｅｆ，Ｋｉｒｅｆを用いたときの比較例における高電圧系の電圧ＶＨを一転鎖線で示す。また、図中下側のバッテリ２６からの電流について、実線が実施例のものを示し、一点鎖線が比較例のものを示す。比較例として示すように、時刻ｔ１で要求電圧ＶＨｒｅｑと低電圧系の電圧ＶＬ（高電圧系の電圧ＶＨに等しい電圧）との差が所定電圧Ｖｓｔａｒｔを超えて大きくなると、昇圧コンバータ２８による昇圧動作が開始されるが、通常用の所定ゲインＫｐｒｅｆ，Ｋｉｒｅｆを用いた制御を行なうと、高電圧系の電圧ＶＨが急上昇し、バッテリ２６からの電流が一時的に過大になり、バッテリ２６の劣化などが生じやすくなる。これに対し、実施例では、通常用の所定ゲインＫｐｒｅｆ，Ｋｉｒｅｆよりも小さく設定された実行用ゲインＫｐ，Ｋｉを用いるから、電圧ＶＨが急上昇するのを抑制することができる。また、実行用ゲインＫｐ，Ｋｉとして、通常用の所定ゲインＫｐｒｅｆ，Ｋｉｒｅｆよりも小さな上限ゲインＫｐｍａｘ，Ｋｉｍａｘを低電圧系の電圧ＶＬに拘わらずに用いると、バッテリ２６の電圧が低く低電圧系の電圧ＶＬが低いときには、高電圧系の電圧ＶＨが上昇する程度をバッテリ２６に許容される程度にまで抑制することができない場合が生じるし、通常用の所定ゲインＫｐｒｅｆ，Ｋｉｒｅｆよりも小さな下限ゲインＫｐｍｉｎ，Ｋｉｍｉｎを低電圧系の電圧ＶＬに拘わらずに用いると、バッテリ２６の電圧が高く低電圧系の電圧ＶＬが高いときには、高電圧系の電圧ＶＨが上昇する程度を抑制し過ぎて制御性が損なわれる場合が生じるが、実施例では、バッテリ２６の電圧に相当する低電圧系の電圧ＶＬが小さいほど小さくなる傾向に設定された実行用ゲインＫｐ，Ｋｉを用いている。これにより、指令デューティ比Ｄに対してフィードフォワード項の影響が大きいときでもフィードバック項の影響を小さくすることができると共に、高電圧系の電圧ＶＨが急上昇するのをより適正に抑制することができる。さらに、こうして設定された実行用ゲインＫｐ，Ｋｉは、昇圧コンバータ２８による制御性を損なわない範囲内で設定されているから、モータ２２やインバータ２４の駆動状態などによっては、高電圧系の電圧ＶＨがバッテリ２６に許容されない程に急上昇する場合が生じ得る。このため、時刻ｔ２で電圧ＶＨの電圧変化量ΔＶＨが所定変化量ΔＶｒｅｆ以上になると、低レートフラグＦに値１が設定され、高電圧系の電圧ＶＨが要求電圧ＶＨｒｅｑに至り解除条件が成立して昇圧開始制御ルーチンの実行が停止される時刻ｔ３までは、高電圧系の目標電圧ＶＨ＊として要求電圧ＶＨｒｅｑまで所定レート値Ｖ１をもって徐々に大きくなる値を設定することにより、高電圧系の電圧ＶＨの上昇の程度が目標電圧ＶＨ＊に応じて抑制される。これにより、昇圧コンバータ２８による昇圧供給を開始する際にバッテリ２６からの電流が過大になるのをより確実に抑制することができる。
【００３０】
以上説明した実施例の電源装置２０を搭載する電気自動車１０によれば、バッテリ２６が接続された低電圧系からの電力を昇圧せずに高電圧系に供給している最中に低電圧系の電圧ＶＬに比して高電圧系に要求される要求電圧ＶＨｒｅｑが所定電圧Ｖｓｔａｒｔを超えて大きくなってから解除条件が成立するまでは、低電圧系の電圧ＶＬと目標電圧ＶＨ＊との電圧比に対応するフィードフォワード項と、解除条件が成立した以降に用いられる通常用の所定ゲインＫｐｒｅｆ，Ｋｉｒｅｆよりも小さくなる範囲内で低電圧系の電圧ＶＬが小さいほど小さくなる傾向の実行用ゲインＫｐ，Ｋｉを目標電圧ＶＨ＊と高電圧系の電圧ＶＨとの電圧差に乗じて得られるフィードバック項と、に基づいて設定される指令デューティ比Ｄによって昇圧コンバータ２８をスイッチング制御するから、昇圧コンバータ２８による昇圧供給を開始する際にバッテリ２６からの電流が過大になるのをより適正に抑制することができる。
【００３１】
実施例の電源装置２０を搭載する電気自動車１０では、高電圧系の電圧ＶＨの電圧変化量ΔＶＨが所定変化量ΔＶｒｅｆ以上になったときには、そのときの高電圧系の電圧ＶＨから所定レート値Ｖ１をもって要求電圧ＶＨｒｅｑまで徐々に大きくなる電圧を目標電圧ＶＨ＊として設定するものとしたが、こうしたときでも要求電圧ＶＨｒｅｑをそのまま目標電圧ＶＨ＊として設定するものとしてもよい。
【００３２】
実施例の電源装置２０を搭載する電気自動車１０では、昇圧コンバータ２８による昇圧供給を開始する際に用いられる所定電圧Ｖｓｔａｒｔとして、昇圧コンバータ２８のトランジスタＴ１，Ｔ２を共にオフとすべき時間としてのデッドタイムのために昇圧供給を開始することができない電圧範囲の上限より若干大きな値として予め定められた値を用いるものとしたが、これに代えて、例えば、昇圧コンバータ２８による昇圧動作の開始と停止とが頻繁に行なわれるのを抑制するために予め定められた値などを用いるものとしても構わない。
【００３３】
実施例の電源装置２０を搭載する電気自動車１０では、高電圧系の電圧ＶＨが要求電圧ＶＨｒｅｑに至ったときに昇圧開始時の制御を終了するための解除条件が成立するものとしたが、高電圧系の電圧ＶＨが要求電圧ＶＨｒｅｑに至ると共に、例えば、昇圧開始時の制御を開始してからこの制御を終了してもよいと判定される所定時間が経過したときに、解除条件が成立するなどとしてもよい。
【００３４】
実施例の電源装置２０を搭載する電気自動車１０では、前述の式（１）によりフィードフォワード項から比例項と積分項とを減じて指令デューティ比Ｄを設定するものとしたが、実行用ゲインを負の値に設定してフィードフォワード項に比例項と積分項とを加えて指令デューティ比を設定するものとしてもよいし、フィードフォワード項と比例項と積分項と更に微分項とに基づいて指令デューティ比を設定するものとしてもよいし、フィードフォーワード項と比例項とに基づいて指令デューティ比を設定するものとしても構わない。
【００３５】
実施例の電源装置２０を搭載する電気自動車１０では、電圧センサ４５からの低電圧系の電圧ＶＬに基づいて実行用ゲインＫｐ，Ｋｉを設定するものとしたが、これに代えて、バッテリ２６の端子間に設置された図示しない電圧センサからの電池電圧に基づいて実行用ゲインＫｐ，Ｋｉを設定するものとしてもよい。
【００３６】
また、こうした電気自動車に適用するものに限定されるものではなく、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電源装置の形態や建設設備などの移動しない設備に組み込まれた電源装置の形態としても構わない。さらに、こうした電源装置の制御方法の形態としてもよい。
【００３７】
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２２が「機器」に相当し、バッテリ２６が「二次電池」に相当し、昇圧コンバータ２８が「昇圧回路」に相当し、低電圧系からの電力を昇圧せずに高電圧系に供給している最中に昇圧コンバータ２８による昇圧供給を開始する際に、要求電圧ＶＨｒｅｑを用いて目標電圧ＶＨ＊を設定すると共に低電圧系の電圧ＶＬに基づいて通常用の所定ゲインＫｐｒｅｆ，Ｋｉｒｅｆよりも小さくなる範囲内で低電圧系の電圧ＶＬが小さいほど小さくなる傾向に実行用ゲインＫｐ，Ｋｉを設定し、低電圧系の電圧ＶＬと目標電圧ＶＨ＊との電圧比に対応するフィードフォワード項と実行用ゲインＫｐ，Ｋｉを目標電圧ＶＨ＊と高電圧系の電圧ＶＨとの電圧差に乗じて得られるフィードバック項とに基づいて指令デューティ比Ｄを設定して昇圧コンバータ２８をスイッチング制御する図３の昇圧開始時制御ルーチンを実行する電子制御ユニット５０が「昇圧制御手段」に相当する。
【００３８】
ここで、「機器」としては、走行用の動力を出力するモータ２２に限定されるものではなく、走行用ではない駆動用の動力を出力するモータなど、電力により作動する機器であれば如何なるものとしても構わない。「二次電池」としては、バッテリ２６に限定されるものではなく、二次電池であれば如何なるものとしても構わない。「昇圧回路」としては、バッテリ２６が接続された低電圧系からの電力を昇圧してインバータ２４側の高電圧系に供給する昇圧コンバータ２８に限定されるものではなく、二次電池が接続された電池系からの電力を昇圧せずに機器が接続された機器系に供給する非昇圧供給が可能であると共に電池系からの電力を昇圧して機器系に供給する昇圧供給が可能な昇圧回路であれば如何なるものとしても構わない。「昇圧制御手段」としては、低電圧系からの電力を昇圧せずに高電圧系に供給している最中に昇圧コンバータ２８による昇圧供給を開始する際に、要求電圧ＶＨｒｅｑを用いて目標電圧ＶＨ＊を設定すると共に低電圧系の電圧ＶＬに基づいて通常用の所定ゲインＫｐｒｅｆ，Ｋｉｒｅｆよりも小さくなる範囲内で低電圧系の電圧ＶＬが小さいほど小さくなる傾向に実行用ゲインＫｐ，Ｋｉを設定し、低電圧系の電圧ＶＬと目標電圧ＶＨ＊との電圧比に対応するフィードフォワード項と実行用ゲインＫｐ，Ｋｉを目標電圧ＶＨ＊と高電圧系の電圧ＶＨとの電圧差に乗じて得られるフィードバック項とに基づいて指令デューティ比Ｄを設定して昇圧コンバータ２８をスイッチング制御するものに限定されるものではなく、非昇圧供給が行なわれている最中に電池系の電圧に比して機器系に要求される要求電圧が昇圧供給を開始するための電圧として予め定められた所定電圧を超えて大きくなってから予め定められた所定の解除条件が成立するまでは、電池系の電圧と要求電圧との電圧比に対応するフィードフォワード項と、所定の解除条件が成立した以降に用いられる所定ゲインよりも絶対値が小さくなる範囲内で電池系の電圧が小さいほど絶対値が小さくなる傾向の実行用ゲインを要求電圧と機器系の電圧との電圧差に乗じて得られるフィードバック項と、に基づいて設定される指令値によって昇圧回路が駆動されるよう昇圧回路を制御するものであれば如何なるものとしても構わない。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、電源装置の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１０  電気自動車、２０  電源装置、２２  モータ、２４  インバータ、２６  バッテリ、２８  昇圧コンバータ、３０ａ，３０ｂ  駆動輪、３１  デファレンシャルギヤ、３２  駆動軸、４０  電力ライン、４０ａ  正極母線、４０ｂ  負極母線、４２，４４  コンデンサ、４３，４５  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、６２  シフトポジションセンサ、６４  アクセルペダルポジションセンサ、６６  ブレーキペダルポジションセンサ、６８  車速センサ、Ｄ１，Ｄ２  ダイオード、Ｔ１，Ｔ２  トランジスタ、Ｌ  リアクトル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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