(57)【要約】【課題】駆動電圧系の電圧の目標電圧への追従性を向上させる。【解決手段】昇圧コンバータのデューティ指令値Ｄｕｔｙは、電池電圧系電力ラインの電圧ＶＬから昇圧されている駆動電圧系電力ラインの電圧ＶＨとバッテリの充放電電力とが変動していない所定の定常状態のときには前回Ｄｕｔｙから前回Ｄｆｆを減じることにより更新されると共に所定の定常状態でないときには更新されずに保持される力行時推定項Ｄａｄｊ１または回生時推定項Ｄａｄｊ２と（Ｓ１５０，Ｓ１６０，Ｓ２６０，Ｓ２７０）フィードフォワード項Ｄｆｆとフィードバック項Ｄｆｆとの和として設定される（Ｓ２２０，Ｓ３３０）。即ち、所定の定常状態でない状態になったときでも、フィードバック項Ｄｆｂとは別に、装置の個体差に応じた値として所定の定常状態のときに更新される力行時推定項Ｄａｄｊ１または回生時推定項Ｄａｄｊ２を一部に加えてデューティ指令値Ｄｕｔｙが設定される。【選択図】図２
2013017302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリが接続された電池電圧系からの電力を昇圧してモータを駆動するためのインバータが接続された駆動電圧系に供給可能な昇圧コンバータを、前記電池電圧系の電圧と前記駆動電圧系の目標電圧とにより算出されるフィードフォワード項と、前記駆動電圧系の電圧が前記駆動電圧系の目標電圧となるように算出されるフィードバック項と、を用いて設定されるデューティ指令値によって制御する昇圧コンバータの制御装置において、
前記デューティ指令値は、前記電池電圧系の電圧から昇圧されている前記駆動電圧系の電圧と前記バッテリの充放電電力とが変動していない所定の定常状態のときには前回に前記設定されたデューティ指令値から前回に前記算出されたフィードフォワード項を減じることにより更新されると共に前記所定の定常状態でないときには更新されずに保持されるフィードバック推定項と、前記フィードフォワード項と、前記フィードバック項との和として設定される、
ことを特徴とする昇圧コンバータの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、昇圧コンバータの制御装置に関し、詳しくは、バッテリが接続された電池電圧系からの電力を昇圧してモータを駆動するためのインバータが接続された駆動電圧系に供給可能な昇圧コンバータを、電池電圧系の電圧と駆動電圧系の目標電圧とにより算出されるフィードフォワード項と、駆動電圧系の電圧が駆動電圧系の目標電圧となるように算出されるフィードバック項と、を用いて設定されるデューティ指令値によって制御する昇圧コンバータの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の昇圧コンバータの制御装置としては、バッテリから供給される低圧系の電力をインバータによるモータの駆動に必要な高圧系のシステム電圧に昇圧する昇圧コンバータの制御装置であって、モータの駆動に必要な指令電圧に対する電圧センサにより検出された低圧系の電圧の比率としてのフィードフォワード項と、指令電圧と電圧センサにより検出された高圧系の電圧との差分をゼロとするようなフィードバック項との和として、昇圧コンバータのデューティ信号を設定するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１７８４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した昇圧コンバータの制御装置では、モータの駆動状態が変化したり高圧系の指令電圧が変化したときに、電圧フィードバック制御の結果として高圧系の電圧が指令電圧に追従して安定するまでにある程度の時間を要する。こうした時間は、モータの応答性や制御性を高める観点から、できるだけ短くするのが望ましい。
【０００５】
本発明の昇圧コンバータの制御装置は、駆動電圧系の電圧の目標電圧への追従性を向上させることを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の昇圧コンバータの制御装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の昇圧コンバータの制御装置は、
バッテリが接続された電池電圧系からの電力を昇圧してモータを駆動するためのインバータが接続された駆動電圧系に供給可能な昇圧コンバータを、前記電池電圧系の電圧と前記駆動電圧系の目標電圧とにより算出されるフィードフォワード項と、前記駆動電圧系の電圧が前記駆動電圧系の目標電圧となるように算出されるフィードバック項と、を用いて設定されるデューティ指令値によって制御する昇圧コンバータの制御装置において、
前記デューティ指令値は、前記電池電圧系の電圧から昇圧されている前記駆動電圧系の電圧と前記バッテリの充放電電力とが変動していない所定の定常状態のときには前回に前記設定されたデューティ指令値から前回に前記算出されたフィードフォワード項を減じることにより更新されると共に前記所定の定常状態でないときには更新されずに保持されるフィードバック推定項と、前記フィードフォワード項と、前記フィードバック項との和として設定される、
ことを特徴とする。
【０００８】
この本発明の昇圧コンバータの制御装置では、昇圧コンバータを、電池電圧系の電圧と駆動電圧系の目標電圧とにより算出されるフィードフォワード項と、駆動電圧系の電圧が駆動電圧系の目標電圧となるように算出されるフィードバック項と、を用いて設定されるデューティ指令値によって制御するものにおいて、デューティ指令値は、電池電圧系の電圧から昇圧されている駆動電圧系の電圧とバッテリの充放電電力とが変動していない所定の定常状態のときには前回に設定されたデューティ指令値から前回に算出されたフィードフォワード項を減じることにより更新されると共に所定の定常状態でないときには更新されずに保持されるフィードバック推定項と、フィードフォワード項と、フィードバック項との和として設定される。したがって、モータの駆動状態や駆動電圧系の目標電圧が変化するなどして所定の定常状態でない状態になったときに、フィードバック項とは別に、装置の個体差に応じた値として所定の定常状態のときに更新されるフィードバック推定項を一部に加えてデューティ指令値が設定されるから、駆動電圧系の電圧の目標電圧への追従性を向上させることができる。この結果、モータのトルク指令に対する応答性を高めることができる。
【０００９】
こうした本発明の昇圧コンバータの制御装置において、前記デューティ指令値のフィードバック推定項は、前記昇圧コンバータのキャリア周波数が変更されたときには値０にリセットされる、ものとすることもできる。こうすれば、昇圧コンバータのキャリア周波数によって異なる値となるフィードバック推定項が誤った推定値となるのを抑制することができる。
【００１０】
また、本発明の昇圧コンバータの制御装置において、前記デューティ指令値のフィードバック推定項は、該フィードバック推定項が更新されてから所定時間が経過したときには値０にリセットされる、ものとすることもできる。ここで、前記所定時間は、前記電池電圧系の電圧を検出する電池電圧系電圧センサと前記駆動電圧系の電圧を検出する駆動電圧系電圧センサとの少なくとも一方の雰囲気温度が検出値に影響を与える程に変化する時間として予め定められた時間である、ものとすることもできる。こうすれば、雰囲気温度によって検出値が異なる値となる電圧センサを用いる場合に、この電圧センサの検出値に基づいて算出されたフィードバック推定項が長い時間更新されずに保持されて、フィードバック推定項が誤った推定値となるのを抑制することができる。
【００１１】
さらに、本発明の昇圧コンバータの制御装置において、前記デューティ指令は、前記モータを力行駆動するときの指令値と前記モータを回生駆動するときの指令値とに区分して設定される、ものとすることもできる。この場合、前記昇圧コンバータは、２つのスイッチング素子と該２つのスイッチング素子の各々に逆方向に並列に接続された２つのダイオードとを有する、ものとすることもできる。これは、２つのスイッチング素子を短絡防止のために共にオフとする時間（デッドタイム）のため、モータを力行駆動するときと回生駆動するときとによって昇圧コンバータのデューティ指令値が異なる値となることに基づく。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例としての電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】電子制御ユニット５０により実行されるデューティ指令値設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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】
【００１４】
図１は、本発明の一実施例としての電気自動車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、例えば永久磁石が埋め込まれたロータと三相コイルが巻回されたステータとを有する同期発電電動機として構成されて駆動輪２６ａ，２６ｂにデファレンシャルギヤ２４を介して接続された駆動軸２２に動力を入出力可能なモータ３２と、モータ３２を駆動するインバータ３４と、例えば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３６と、インバータ３４が接続された電力ライン（以下、駆動電圧系電力ラインという）４２とバッテリ３６が接続された電力ライン（以下、電池電圧系電力ラインという）４４とに接続されて電池電圧系電力ライン４４の電力を昇圧して駆動電圧系電力ライン４２に供給可能な昇圧コンバータ４０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、駆動電圧系電力ライン４２の正極母線と負極母線とには平滑用のコンデンサ４６が接続されており、電池電圧系電力ライン４４の正極母線と負極母線とには平滑用のコンデンサ４８が接続されている。
【００１５】
インバータ３４は、６つのスイッチング素子としてのトランジスタＴ１１〜Ｔ１６と、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６に逆方向に並列接続された６つのダイオードＤ１１〜Ｄ１６と、により構成されている。トランジスタＴ１１〜Ｔ１６は、駆動電圧系電力ライン４２の正極母線と負極母線とに対してソース側とシンク側となるよう２個ずつペアで配置されており、対となるトランジスタ同士の接続点の各々にモータ３２の三相コイル（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）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状態でトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のオン時間の割合を制御することにより、三相コイルに回転磁界を形成でき、モータ３２を回転駆動することができる。
【００１６】
昇圧コンバータ４０は、２つのトランジスタＴ３１，Ｔ３２とトランジスタＴ３１，Ｔ３２に逆方向に並列接続された２つのダイオードＤ３１，Ｄ３２とリアクトルＬとからなる昇圧コンバータとして構成されている。２つのトランジスタＴ３１，Ｔ３２は、それぞれ駆動電圧系電力ライン４２の正極母線と駆動電圧系電力ライン４２および電池電圧系電力ライン４４の負極母線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。また、リアクトルＬと駆動電圧系電力ライン４２および電池電圧系電力ライン４４の負極母線とにはそれぞれバッテリ３６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Ｔ３１，Ｔ３２をオンオフ制御することにより、電池電圧系電力ライン４４の電力を昇圧して駆動電圧系電力ライン４２に供給したり、駆動電圧系電力ライン４２の電力を降圧して電池電圧系電力ライン４４に供給したりすることができる。
【００１７】
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３２のロータの回転位置を検出する回転位置検出センサ３２ａからのモータ３２のロータの回転位置θｍや、インバータ３４からモータ３２への電力ラインに取り付けられた電流センサ３２Ｕ，３２ＶからのＵ相，Ｖ相の相電流Ｉｕ，Ｉｖ，バッテリ３６の端子間に設置された電圧センサ３７ａからの電池電圧Ｖｂ，バッテリ３６の出力端子に接続された電力ラインに取り付けられた電流センサ３７ｂからの充放電電流Ｉｂ（放電側が正の値），バッテリ３６に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度Ｔｂ，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の電圧（駆動電圧系電力ライン４２の電圧）ＶＨやコンデンサ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の電圧（電池電圧系電力ライン４４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，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，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など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からは、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などが出力ポートを介して出力されている。なお、電子制御ユニット５０は、回転位置検出センサ３２ａからのモータ３２のロータの回転位置θｍに基づいてモータ３２の電気角θｅや回転数Ｎｍを演算したり、電流センサ３７ｂにより検出されたバッテリ３６の充放電電流Ｉｂに基づいてそのときのバッテリ３６から放電可能な電力の容量の全容量に対する割合である蓄電割合ＳＯＣを演算したり、演算した蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ３６を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算したりしている。
【００１８】
こうして構成された実施例の電気自動車２０は、図示しない駆動制御ルーチンにより駆動制御されている。駆動制御では、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とに応じて駆動軸２２に出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定し、バッテリ３６の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔをモータ３２の回転数Ｎｍで除することによってモータ３２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを設定し、要求トルクＴｒ＊をトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで制限することによってモータ３２から出力すべきトルク指令Ｔｍ＊を設定し、設定したトルク指令Ｔｍ＊でモータ３２が駆動されるようインバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６をスイッチング制御すると共に駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨがトルク指令Ｔｍ＊とモータ３２の回転数Ｎｍとに基づく目標電圧ＶＨ＊となるよう昇圧コンバータ４０のトランジスタＴ３１，Ｔ３２をスイッチング制御する。
【００１９】
ここで、昇圧コンバータ４０の制御は、図示しない昇圧制御ルーチンにより行なわれている。昇圧制御では、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊および回転数Ｎｍからなる目標駆動点とモータ３２を駆動できる駆動電圧系電力ライン４２の目標電圧ＶＨ＊との関係を予め定めたマップを用いて駆動電圧系電力ライン４２の目標電圧ＶＨ＊を設定し、設定した駆動電圧系電力ライン４２の目標電圧ＶＨ＊に対する電圧センサ４８ａからの電池電圧系電力ライン４４の電圧ＶＬの割合（ＶＬ／ＶＨ＊）として算出されるフィードフォワード項Ｄｆｆと、電圧センサ４６ａからの駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨが設定した目標電圧ＶＨ＊となるように算出されるフィードバック項Ｄｆｂとを用いてデューティ指令値Ｄｕｔｙを設定する。また、昇圧コンバータ４０のトランジスタＴ３１，Ｔ３２の温度を検出するための図示しない温度センサからの素子温度や昇圧コンバータ４０のトランジスタＴ３１，Ｔ３２を冷却する冷却水の温度を検出する図示しない水温センサからの冷却水温に基づいてトランジスタＴ３１，Ｔ３２の温度が予め定めた閾値未満と推定されるときには、昇圧コンバータ４０の制御性を高めるために予め定められた第１周波数Ｆｃ１をキャリア周波数Ｆｃに設定し、同じく素子温度や冷却水温に基づいてトランジスタＴ３１，Ｔ３２の温度が閾値以上と推定されるときには、トランジスタＴ３１，Ｔ３２の過熱を抑制するために第１周波数Ｆｃ１より小さい値として予め定められた第２周波数Ｆｃ２をキャリア周波数Ｆｃに設定する。そして、設定したキャリア周波数Ｆｃの逆数としてのトランジスタＴ３１，Ｔ３２のスイッチング周期のうち設定したデューティ指令値Ｄｕｔｙに相当する時間はトランジスタＴ３１をオンとすると共にトランジスタＴ３２をオフとし、スイッチング周期の残りの時間はトランジスタＴ３１をオフとすると共にトランジスタＴ３２をオンとすることによって、トランジスタＴ３１，Ｔ３２のスイッチング制御を行なう。トランジスタＴ３１，Ｔ３２のオンオフを切り替える際にトランジスタＴ３１，Ｔ３２が共にオンとなるのを防止するためのデッドタイム（トランジスタＴ３１，Ｔ３２を共にオフとする時間）を考慮しなければ、デューティ指令値Ｄｕｔｙは、トランジスタＴ３１のオン時間とトランジスタＴ３２のオン時間（トランジスタＴ３１のオフ時間）との和に対するトランジスタＴ３１のオン時間の比率を示す値となる。
【００２０】
次に、こうして構成された実施例の電気自動車２０の動作、特に昇圧コンバータ４０の昇圧制御におけるデューティ指令値Ｄｕｔｙを設定する際の動作について説明する。図２は、電子制御ユニット５０により実行されるデューティ指令値設定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、所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００２１】
図２のデューティ指令値設定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、電圧センサ４６ａからの駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨや電圧センサ４８ａからの電池電圧系電力ライン４４の電圧ＶＬ，電圧センサ３７ａからの電池電圧Ｖｂ，電流センサ３７ｂからの充放電電流Ｉｂ，昇圧コンバータ４０のスイッチング制御におけるキャリア周波数Ｆｃ，駆動電圧系電力ライン４２の目標電圧ＶＨ＊など設定に必要なデータを入力する処理を実行する。ここで、キャリア周波数Ｆｃは、昇圧コンバータ４０のトランジスタＴ３１，Ｔ３２の推定される温度に応じて第１周波数Ｆｃ１またはこの第１周波数Ｆｃ１より小さい第２周波数Ｆｃ２に設定されたものを入力するものとした。駆動電圧系電力ライン４２の目標電圧ＶＨ＊は、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊および回転数Ｎｍからなる目標駆動点とモータ３２を駆動できる駆動電圧系電力ライン４２の目標電圧ＶＨ＊との関係を予め定めたマップを用いて設定されたものを入力するものとした。
【００２２】
こうしてデータを入力すると、入力したバッテリ３６の充放電電流Ｉｂが値０以上であるか否かを判定し（ステップＳ１１０）、充放電電流Ｉｂが値０以上のときには、モータ３２を力行駆動すると判断し、入力したキャリア周波数Ｆｃが前回本ルーチンを実行したときに入力したキャリア周波数Ｆｃ（前回Ｆｃ）と同じであるか否かと（ステップＳ１２０）、デューティ指令値Ｄｕｔｙの設定に用いる力行時推定項Ｄａｄｊ１を更新してからの経過時間Ｔ１が所定時間Ｔｒｅｆ未満であるか否かとを判定する（ステップＳ１３０）。ここで、キャリア周波数Ｆｃが前回Ｆｃと同じであるか否かを判定するのは、キャリア周波数Ｆｃが変更されることによってフィードバック項Ｄｆｂが大きく変化するという昇圧コンバータ４０の特性に従ってデューティ指令値Ｄｕｔｙが大きく変化するか否かを判断するためである。また、力行時推定項Ｄａｄｊ１については後述するが、この力行時推定項Ｄａｄｊ１を更新してからの経過時間Ｔ１が所定時間Ｔｒｅｆ未満であるか否かを判定するのは、駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨを検出する電圧センサ４６ａや電池電圧系電力ライン４４の電圧ＶＬを検出する電圧センサ４８ａの雰囲気温度がそれぞれの検出値に影響を与える程に変化する時間が経過することによって、デューティ指令値Ｄｕｔｙの設定に用いるフィードフォワード項Ｄｆｆやフィードバック項Ｄｆｂ，デューティ指令値Ｄｕｔｙが大きく変化するか否かを判断するためである。したがって、所定時間Ｔｒｅｆは、実施例では、電圧ＶＨを検出する電圧センサ４６ａと電圧ＶＬを検出する電圧センサ４８ａとの少なくとも一方の雰囲気温度がセンサの検出値に影響を与える程に変化する時間として予め実験などにより定められたもの（例えば、数分など）を用いるものとした。
【００２３】
キャリア周波数Ｆｃが前回Ｆｃと同じであり且つ経過時間Ｔ１が所定時間Ｔｒｅｆ未満のときには、前回までに設定されたデューティ指令値Ｄｕｔｙなどを用いて力行時推定項Ｄａｄｊ１を求めてもよいと判断し、電池電圧系電力ライン４４の電圧ＶＬから昇圧されている駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨが変動しておらず且つバッテリ３６の充放電電力が変動していない定常状態（以下、所定の定常状態という）であるか否かを判定する（ステップＳ１４０）。ここで、所定の定常状態の判定は、実施例では、電圧ＶＨが電圧ＶＬより大きい状態（ＶＨ＞ＶＬ）が前回本ルーチンで入力した値と今回本ルーチンで入力した値との間で継続しており且つ前回入力した電圧ＶＨと今回入力した電圧ＶＨとの差が値０を含む所定範囲内にあるときに駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨが変動していない状態と判定すると共に、前回本ルーチンで入力した電池電圧Ｖｂと充放電電流Ｉｂとの積と今回本ルーチンで入力した電池電圧Ｖｂと充放電電流Ｉｂとの積との差が値０を含む所定範囲内にあるときにバッテリ３６の充放電電力が変動していない状態と判定し、両判定がなされたときに所定の定常状態であると判定することにより行なうものとした。
【００２４】
所定の定常状態であると判定されたときには、前回本ルーチンを実行したときに設定されたデューティ指令値Ｄｕｔｙ（前回Ｄｕｔｙ）から前回本ルーチンを実行したときに計算されたフィードフォワード項Ｄｆｆ（前回Ｄｆｆ）を減じたものを力行時推定項Ｄａｄｊ１として更新すると共に（ステップＳ１５０）、力行時推定項Ｄａｄｊ１を更新してからの経過時間Ｔ１の値０からの計時を開始し（ステップＳ１６０）、所定の定常状態でないと判定されたときには、前回本ルーチンを実行したときに設定（更新）された力行時推定項Ｄａｄｊ１をそのまま力行時推定項Ｄａｄｊ１に設定する（ステップＳ１７０）。ここで、力行時推定項Ｄａｄｊ１について説明する。力行時推定項Ｄａｄｊ１は、デューティ指令値Ｄｕｔｙをフィードフォワード項とフィードバック項との和として設定する従来手法の場合であれば、モータ３２を力行駆動するとき且つ所定の定常状態のときにフィードバック項の一部として装置の個体差に応じて定常的に現れる成分であり、モータ３２を力行駆動するとき且つ所定の定常状態のときの従来手法におけるフィードバック項の推定成分である。従来手法におけるフィードバック項の値に影響を与える装置の個体差の要因としては、電圧センサ４６ａ，４８ａの検出誤差や、昇圧コンバータ４０をデューティ指令値Ｄｕｔｙでスイッチング制御したときに実際にトランジスタＴ３１，Ｔ３２がオンオフする時間、昇圧コンバータ４０のスイッチング制御におけるデッドタイムなどがある。したがって、ステップＳ１５０の処理は、モータ３２を力行駆動するとき且つ所定の定常状態のときに、従来手法におけるフィードバック項の推定成分を最新の推定値に更新するための処理であり、ステップＳ１７０の処理は、所定の定常状態でないために従来手法におけるフィードバック項の推定成分を一旦保持するための処理となる。
【００２５】
そして、入力した電池電圧系電力ライン４４の電圧ＶＬを駆動電圧系電力ライン４２の目標電圧ＶＨ＊で割ったものを次式（１）によりフィードフォワード項Ｄｆｆとして計算すると共に（ステップＳ２００）、入力した駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨと目標電圧ＶＨ＊とに基づいて式（２）によりフィードバック項Ｄｆｂを計算し（ステップＳ２１０）、計算したフィードフォワード項Ｄｆｆと力行時推定項Ｄａｄｊ１とフィードバック項Ｄｆｂとの和をデューティ指令値Ｄｕｔｙとして設定して（ステップＳ２２０）、デューティ指令値設定ルーチンを終了する。式（２）は、駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨを目標電圧ＶＨ＊とするための電圧フィードバック制御におけるフィードバック項の計算式であり、式（２）中、右辺第１項の「ｋ１」は比例項のゲインであり、右辺第２項の「ｋ２」は積分項のゲインである。
【００２６】
Dff=VL/VH*     (1)
Dfb=k1(VH*-VH)+k2∫(VH*-VH)dt     (2)
【００２７】
こうして設定されたデューティ指令値Ｄｕｔｙは、モータ３２を力行駆動するとき且つ所定の定常状態のときには前回Ｄｕｔｙから前回Ｄｆｆを減じることにより従来手法におけるフィードバック項の推定成分として更新されると共に所定の定常状態でないときには更新されずに保持される力行時推定項Ｄａｄｊ１と、フィードフォワード項Ｄｆｆと、フィードバック項Ｄｆｂとの和となる。したがって、モータ３２の回転数Ｎｍやトルク指令Ｔｍ＊など駆動状態が変化したり、駆動電圧系電力ライン４２の目標電圧ＶＨ＊が変化するなどして所定の定常状態でない状態になったときに、フィードバック項Ｄｆｂとは別に、フィードフォワード的に、装置の個体差に応じた値としてモータ３２を力行駆動するとき且つ所定の定常状態のときに更新される力行時推定項Ｄａｄｊ１を一部に加えてデューティ指令値Ｄｕｔｙが設定されるから、実施例の電気自動車２０では、駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨの目標電圧ＶＨ＊への追従性を向上させることができる。
【００２８】
ステップＳ１２０でキャリア周波数Ｆｃが前回Ｆｃとは異なるときや、ステップＳ１３０で力行時推定項Ｄａｄｊ１を更新してからの経過時間Ｔ１が所定時間Ｔｒｅｆ以上のときには、前回までに設定されたデューティ指令値Ｄｕｔｙなどを用いて力行時推定項Ｄａｄｊ１を求めるべきでないと判断し、力行時推定項Ｄａｄｊ１を値０にリセットすると共に（ステップＳ１８０）、経過時間Ｔ１を値０にリセットしてその計時を停止する（ステップＳ１９０）。そして、フィードフォワード項Ｄｆｆとフィードバック項Ｄｆｂとを計算してデューティ指令値Ｄｕｔｙを設定して（ステップＳ２００〜Ｓ２２０）、デューティ指令値設定ルーチンを終了する。こうして設定されたデューティ指令値Ｄｕｔｙは、値０の力行時推定項Ｄａｄｊ１を用いることになるから、従来手法と同様に、フィードフォワード項Ｄｆｆとフィードバック項Ｄｆｂとの和として設定されたものとなる。こうした設定により、昇圧コンバータ４０のキャリア周波数Ｆｃによって本来異なる値となる力行時推定項Ｄａｄｊ１が誤った推定値となるのを抑制することができる。また、例えば比較的安価なセンサなどセンサの雰囲気温度によって検出値が異なる値となる電圧センサ４６ａ，４８ａを用いる場合に、電圧センサ４６ａ，４８ａの検出値に基づいて計算された力行時推定項Ｄａｄｊ１が更新されずに所定時間Ｔｒｅｆを超えて保持されてしまい、力行時推定項Ｄａｄｊ１が誤った推定値となるのを抑制することができる。
【００２９】
ステップＳ１１０でバッテリ３６の充放電電流Ｉｂが値０未満のときには、モータ３２を回生駆動すると判断し、入力したキャリア周波数Ｆｃが前回Ｆｃと同じであるか否かと（ステップＳ２３０）、デューティ指令値Ｄｕｔｙの設定に用いる回生時推定項Ｄａｄｊ２を更新してからの経過時間Ｔ２が所定時間Ｔｒｅｆ未満であるか否かとを判定する（ステップＳ２４０）。キャリア周波数Ｆｃの判定を行なう理由や、経過時間Ｔ２の判定を行なう理由については、モータ３２を力行駆動するときと同様である。キャリア周波数Ｆｃが前回Ｆｃと同じであり且つ経過時間Ｔ２が所定時間Ｔｒｅｆ未満のときには、前回までに設定されたデューティ指令値Ｄｕｔｙなどを用いて回生時推定項Ｄａｄｊ２を求めてもよいと判断し、所定の定常状態であるか否かを判定する（ステップＳ２５０）。所定の定常状態の判定についても、モータ３２を力行駆動するときと同様に行なう。
【００３０】
所定の定常状態であると判定されたときには、前回Ｄｕｔｙから前回Ｄｆｆを減じたものを回生時推定項Ｄａｄｊ２として更新すると共に（ステップＳ２６０）、回生時推定項Ｄａｄｊ２を更新してからの経過時間Ｔ２の値０からの計時を開始し（ステップＳ２７０）、所定の定常状態でないと判定されたときには、前回本ルーチンを実行したときに設定（更新）された回生時推定項Ｄａｄｊ２をそのまま回生時推定項Ｄａｄｊ２に設定する（ステップＳ２８０）。ここで、回生時推定項Ｄａｄｊ２は、力行時推定項Ｄａｄｊ１と同様に、デューティ指令値Ｄｕｔｙをフィードフォワード項とフィードバック項との和として設定する従来手法の場合であれば、モータ３２を回生駆動するとき且つ所定の定常状態のときにフィードバック項の一部として装置の個体差に応じて定常的に現れる成分であり、モータ３２を回生駆動するとき且つ所定の定常状態のときの従来手法におけるフィードバック項の推定成分である。また、回生時推定項Ｄａｄｊ２を力行時推定項Ｄａｄｊ１と別に求めるのは、昇圧コンバータ４０のスイッチング制御におけるデッドタイムの影響のために（モータ３２の力行駆動時における昇圧コンバータ４０のデッドタイムにはリアクトルＬからダイオードＤ３１を介して電流が流れるなどのために）、モータ３２を力行駆動するときと回生駆動するときとによって、昇圧コンバータ４０の同じデューティ指令値Ｄｕｔｙに対する実際のデューティが異なり、電圧フィードバック制御の結果として所定の定常状態におけるデューティ指令値Ｄｕｔｙが異なる値となることに基づく。
【００３１】
そして、入力した電池電圧系電力ライン４４の電圧ＶＬを駆動電圧系電力ライン４２の目標電圧ＶＨ＊で割ったものを前述の式（１）によりフィードフォワード項Ｄｆｆとして計算すると共に（ステップＳ３１０）、入力した駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨと目標電圧ＶＨ＊とに基づいて式（２）によりフィードバック項Ｄｆｂを計算し（ステップＳ３２０）、計算したフィードフォワード項Ｄｆｆと回生時推定項Ｄａｄｊ２とフィードバック項Ｄｆｂとの和をデューティ指令値Ｄｕｔｙとして設定して（ステップＳ３３０）、デューティ指令値設定ルーチンを終了する。
【００３２】
こうして設定されたデューティ指令値Ｄｕｔｙは、モータ３２を回生駆動するとき且つ所定の定常状態のときには前回Ｄｕｔｙから前回Ｄｆｆを減じることにより従来手法におけるフィードバック項の推定成分として更新されると共に、所定の定常状態でないときには更新されずに保持される回生時推定項Ｄａｄｊ２と、フィードフォワード項Ｄｆｆと、フィードバック項Ｄｆｂとの和となる。したがって、実施例の電気自動車２０では、モータ３２の力行駆動時と同様に、駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨの目標電圧ＶＨ＊への追従性を向上させることができる。
【００３３】
ステップＳ２３０でキャリア周波数Ｆｃが前回Ｆｃとは異なるときや、ステップＳ２４０で回生時推定項Ｄａｄｊ２を更新してからの経過時間Ｔ２が所定時間Ｔｒｅｆ以上のときには、前回までに設定されたデューティ指令値Ｄｕｔｙなどを用いて回生時推定項Ｄａｄｊ１を求めるべきでないと判断し、回生時推定項Ｄａｄｊ２を値０にリセットすると共に（ステップＳ２９０）、経過時間Ｔ２を値０にリセットしてその計時を停止する（ステップＳ３００）。そして、フィードフォワード項Ｄｆｆとフィードバック項Ｄｆｂとを計算してデューティ指令値Ｄｕｔｙを設定して（ステップＳ３１０〜Ｓ３３０）、デューティ指令値設定ルーチンを終了する。こうした設定により、モータ３２の力行駆動時と同様に、昇圧コンバータ４０のキャリア周波数Ｆｃによって本来異なる値となる回生時推定項Ｄａｄｊ２が誤った推定値となるのを抑制することができる。また、例えば比較的安価なセンサなどセンサの雰囲気温度によって検出値が異なる値となる電圧センサ４６ａ，４８ａを用いる場合に、電圧センサ４６ａ，４８ａの検出値に基づいて計算された回生時推定項Ｄａｄｊ２が更新されずに所定時間Ｔｒｅｆを超えて保持されてしまい、回生時推定項Ｄａｄｊ２が誤った推定値となるのを抑制することができる。このように、モータ３２が力行駆動するときと回生駆動するときとによってそれぞれ力行時推定項Ｄａｄｊ１と回生時推定項Ｄａｄｊ２とを求めてデューティ指令値Ｄｕｔｙを設定するから、駆動電圧系の電圧の目標電圧への追従性をより適正に向上させることができる。この結果、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊に対する応答性を高めることができる。
【００３４】
以上説明した実施例の電気自動車２０では、昇圧コンバータ４０を、電池電圧系電力ライン４４の電圧ＶＬと駆動電圧系電力ライン４２の目標電圧ＶＨ＊とにより算出されるフィードフォワード項Ｄｆｆと、駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨがその目標電圧ＶＨ＊となるように算出されるフィードバック項Ｄｆｂと、を用いて設定されるデューティ指令値Ｄｕｔｙによって制御するものにおいて、デューティ指令値Ｄｕｔｙは、電池電圧系電力ライン４４の電圧ＶＬから昇圧されている駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨとバッテリ３６の充放電電力とが変動していない所定の定常状態のときには前回に設定されたデューティ指令値Ｄｕｔｙ（前回Ｄｕｔｙ）から前回に算出されたフィードフォワード項Ｄｆｆ（前回Ｄｆｆ）を減じることにより更新されると共に所定の定常状態でないときには更新されずに保持される力行時推定項Ｄａｄｊ１または回生時推定項Ｄａｄｊ２と、フィードフォワード項Ｄｆｆと、フィードバック項Ｄｆｆとの和として設定される。したがって、モータ３２の駆動状態や駆動電圧系の目標電圧が変化するなどして所定の定常状態でない状態になったときに、フィードバック項Ｄｆｂとは別に、フィードフォワード的に、装置の個体差に応じた値として所定の定常状態のときに更新される力行時推定項Ｄａｄｊ１または回生時推定項Ｄａｄｊ２を一部に加えてデューティ指令値Ｄｕｔｙが設定されるから、駆動電圧系電力ライン４２の電圧ＶＨの目標電圧ＶＨ＊への追従性を向上させることができる。この結果、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊に対する応答性を高めることができる。
【００３５】
実施例の電気自動車２０では、モータ３２を力行駆動するときと回生駆動するときとによってそれぞれ力行時推定項Ｄａｄｊ１と回生時推定項Ｄａｄｊ２とを求めてデューティ指令値Ｄｕｔｙを設定するものとしたが、昇圧コンバータ４０のデッドタイムの影響が極めて小さい場合には、モータ３２を力行駆動するか回生駆動するかに拘わらず同様に推定項を求めてデューティ指令値Ｄｕｔｙを設定するものとしてもよい。
【００３６】
実施例の電気自動車２０では、昇圧コンバータ４０のキャリア周波数Ｆｃが変更されたときには力行時推定項Ｄａｄｊ１や回生時推定項Ｄａｄｊ２を値０にリセットするものとしたが、昇圧コンバータ４０のキャリア周波数Ｆｃが変更されない装置では、こうしたリセットは行なわないものとすればよい。
【００３７】
実施例の電気自動車２０では、力行時推定項Ｄａｄｊ１が更新されてからの経過時間Ｔ１や回生時推定項Ｄａｄｊ２が更新されてからの経過時間Ｔ２が所定時間Ｔｒｅｆ以上のときには力行時推定項Ｄａｄｊ１や回生時推定項Ｄａｄｊ２を値０にリセットするものとしたが、雰囲気温度によっては検出値が許容範囲内でしか変化しない温度センサを駆動電圧系電力ライン４２の電圧や電池電圧系電力ライン４４の電圧を検出するセンサとして用いる場合には、こうしたリセットは行なわないものとすればよい。
【００３８】
実施例では、駆動輪２６ａ，２６ｂに接続された駆動軸２２に動力を入出力可能なモータ３２とモータ３２を駆動するインバータ３４とバッテリ３６とバッテリ３６からの電力を昇圧してインバータ３４側に供給する昇圧コンバータ４０とを備える電気自動車２０における昇圧コンバータ４０の制御装置に適用するものとしたが、走行用の動力を入出力可能なモータとモータを駆動するインバータとバッテリとバッテリからの電力を昇圧してインバータ側に供給する昇圧コンバータとに加えて内燃機関を備えるハイブリッド自動車における昇圧コンバータの制御装置に適用するものとしてもよい。また、こうした電気自動車やハイブリッド自動車に適用するものに限定されるものではなく、自動車以外の列車などの車両における昇圧コンバータの制御装置に適用するものとしてもよいし、車両以外の移動体や移動しない設備などに組み込まれた駆動装置における昇圧コンバータの制御装置に適用するものとしてもよい。
【００３９】
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、図２のデューティ指令値設定ルーチンを実行すると共に設定されたデューティ指令値Ｄｕｔｙによって昇圧コンバータ４０のスイッチング制御を行なう電子制御ユニット５０が「昇圧コンバータの制御装置」に相当する。
【００４０】
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。
【００４１】
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】
【００４２】
本発明は、昇圧コンバータの制御装置の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００４３】
２０  電気自動車、２２  駆動軸、２４  デファレンシャルギヤ、２６ａ，２６ｂ  駆動輪、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、３７ａ  電圧センサ、３７ｂ  電流センサ、４０  昇圧コンバータ、４２  駆動電圧系電力ライン、４４  電池電圧系電力ライン、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。
【図１】
2013017302.tif 000003
【図２】
2013017302.tif 000004