(57)【要約】【課題】力行動作／回生動作の切り替わり時にも昇圧コンバータから安定した電圧を出力することが可能な昇圧コンバータ制御装置、モータ制御装置、電気自動車を提供すること。【解決手段】昇圧コンバータ１０を構成する２のトランジスタ１１、１２のオン／オフを切り替える信号が出力されたときから、この信号によりトランジスタ１２の出力電圧が変化するまでの遅延時間を計測し、計測された遅延時間に基づきトランジスタ１１、１２のオン／オフを切り替える信号のデューティを補正する。【選択図】図３
2009278766.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一のスイッチング素子と第二のスイッチング素子を有する昇圧コンバータを制御する昇圧コンバータ制御装置であって、
前記第一のスイッチング素子又は第二のスイッチング素子のオン／オフの切り替えを制御する制御信号を出力する信号出力手段と、
前記第二のスイッチング素子の出力電圧のレベルの変化を検出する検出手段と、
前記信号出力手段により出力される制御信号が反転してから、前記出力電圧のレベルが変化するまでの時間に基づき、前記制御信号のデューティを補正する補正手段と、を有する昇圧コンバータ制御装置。
【請求項２】
前記制御信号が反転してから、前記レベルが変化するまでの時間を計測する計測手段を有する昇圧コンバータ制御装置。
【請求項３】
前記昇圧コンバータと接続されたインバータにより駆動されるモータの動作が力行動作か、又は回生動作かを判定する判定手段を有し、
前記第一のスイッチング素子は上アームのスイッチング素子であり、前記第二のスイッチング素子は下アームのスイッチング素子であって、
前記補正手段は、
前記判定手段により前記モータの動作が回生動作と判定された場合、前記上アームのスイッチング素子のオン／オフを制御する第一の制御信号が反転してから、前記出力電圧のレベルが変化するまでの時間に基づき補正を行い、
前記判定手段により前記モータの動作が力行動作と判定された場合、前記下アームのスイッチング素子のオン／オフを制御する第二の制御信号が反転してから前記出力電圧のレベルが変化するまでの時間に基づき補正を行う請求項１又は２記載の昇圧コンバータ制御装置。
【請求項４】
前記補正手段は、
前記第二の制御信号のデューティを前記計測手段により計測された時間に基づき補正し、
前記第一の制御信号のデューティを、前記第二の制御信号のデューティと、予め設定された前記上アームのスイッチング素子及び下アームのスイッチング素子がオフとされるオフ時間と、に基づき補正する請求項３記載の昇圧コンバータ制御装置。
【請求項５】
前記判定手段により前記モータの動作が回生動作と判定された場合、
前記計測手段は、
前記第一の制御信号が、前記上アームのスイッチング素子をオフする信号からオンする信号へ反転してから、前記出力電圧のレベルが変化するまでの第一の時間と、
前記第一の制御信号が、前記上アームのスイッチング素子をオンする信号からオフする信号へ反転してから、前記出力電圧のレベルが変化するまでの第二の時間と、を計測し、
前記補正手段は、
前記下アームのスイッチング素子がオンされるべき目標オン時間から、前記第一の時間と前記第二の時間との時間差と前記オフ時間とを減算して前記第二の制御信号のデューティを補正する請求項４記載の昇圧コンバータ制御装置。
【請求項６】
前記判定手段により前記モータの動作が力行動作と判定された場合、
前記計測手段は、
前記第二の制御信号が、前記下アームのスイッチング素子をオフする信号からオンする信号へ反転してから、前記出力電圧のレベルが変化するまでの第一の時間と、
前記第二の制御信号が、前記下アームのスイッチング素子をオンする信号からオフする信号に反転してから、前記出力電圧のレベルが変化するまでの第二の時間と、を計測し、
前記補正手段は、
前記第一の時間と前記第二の時間との時間差を、前記下アームのスイッチング素子がオンされるべき目標オン時間に加算して、前記第二の制御信号のデューティを補正する請求項４又は５に記載の昇圧コンバータ制御装置。
【請求項７】
第一のスイッチング素子と第二のスイッチング素子を有する昇圧コンバータを制御する昇圧コンバータ制御装置と、前記昇圧コンバータの出力電圧が供給されるインバータとを有し、前記インバータから供給される電力により駆動されるモータを制御するモータ制御装置であって、
前記昇圧コンバータ制御装置は、
前記第一のスイッチング素子又は第二のスイッチング素子のオン／オフの切り替えを制御する制御信号を出力する信号出力手段と、
前記第二のスイッチング素子の出力電圧のレベルの変化を検出する検出手段と、
前記信号出力手段により出力される制御信号が反転してから前記出力電圧のレベルが変化するまでの時間に基づき、前記制御信号のデューティを補正する補正手段と、を有するモータ制御装置。
【請求項８】
第一のスイッチング素子と第二のスイッチング素子を有する昇圧コンバータを制御する昇圧コンバータ制御装置と、前記昇圧コンバータを介してインバータに電力を供給するバッテリと、前記インバータから供給される電力により駆動する走行用モータと、を有する電気自動車であって、
前記昇圧コンバータ制御装置は、
前記第一のスイッチング素子又は第二のスイッチング素子のオン／オフの切り替えを制御する制御信号を出力する信号出力手段と、
前記第二のスイッチング素子の出力電圧のレベルの変化を検出する検出手段と、
前記信号出力手段により出力される制御信号が反転してから前記出力電圧のレベルが変化するまでの時間に基づき、前記制御信号のデューティを補正する補正手段と、を有する電気自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車用の昇圧コンバータ制御装置、モータ制御装置及び、これらを搭載した電気自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エンジンと、バッテリと、バッテリの直流電力を交流電力に変換するインバータと、インバータにより変換された交流電力によって駆動される走行用モータとを有するハイブリッド自動車が普及しつつある。このハイブリッド自動車の中には、２つのトランジスタから構成され、バッテリとインバータとの間に備えられた昇圧コンバータを有するものがある。
【０００３】
昇圧コンバータは、走行用モータの力行動作時にはバッテリの電力を昇圧してインバータに供給し、走行用モータの回生動作時にはインバータからの回生電力を降圧してバッテリを充電する。昇圧コンバータの出力電圧は、２つのトランジスタのオン／オフの制御により、インバータへの入力電圧目標値となるように制御される。尚インバータへの入力電圧目標値は、走行用モータの動作状態等により決定される。
【０００４】
図７は、従来の昇圧コンバータを説明する図である。昇圧コンバータ１０は、バッテリ２０とインバータ３０との間に接続されており、上アームのトランジスタ１１とダイオード１３、下アームのトランジスタ１２とダイオード１４を有する。トランジスタ１１、１２は、ＩＧＢＴ（Insulated  Gate  Bipolar  Transistor）である。トランジスタ１１のエミッタとトランジスタ１２のコレクタとは接続されており、リアクトルＬ１の一端と接続されている。リアクトルＬ１の他端は、バッテリ２０の正極に接続されている。
【０００５】
トランジスタ１１のコレクタはインバータ３０の電源ラインと接続されており、トランジスタ１２のエミッタはインバータ３０のアースラインと接続されている。またトランジスタ１２のエミッタは、バッテリ２０の負極へ接続されている。インバータ２０は走行用モータ５０の駆動を制御する。インバータ３０の電源ラインとアースラインとの間には、平滑化コンデンサＣ１が接続されている。
【０００６】
トランジスタ１１、１２のゲートは、制御回路４０と接続されており、トランジスタ１１、１２のオン／オフの切り替えを制御する制御信号が入力される。制御装回路４０は、昇圧コンバータ１０の出力電圧がインバータへの入力電圧目標値となるようにトランジスタ１１、１２のオン／オフを切り替える。
【０００７】
ところで昇圧コンバータ１０には、通常は上アームと下アームとの短絡防止のためのデッドタイム（トランジスタ１１、１２が両方オフとなる時間）が設定されおり、このデッドタイムの影響により力行動作／回生動作の切り替えの際に出力電圧が変動する。このため昇圧コンバータの出力電圧の変動を抑制するための工夫がなされている。例えば特許文献１では、トランジスタのオン／オフの切り替えを行う信号のデューティ比をデッドタイム分だけ増減させる昇圧コンバータ制御装置が記載されている。
【特許文献１】特開２００４−１２０８４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、デッドタイムには、回路や素子の特性に起因するばらつきが存在する。このため特許文献１記載の発明のようにデューティ比をデッドタイム分だけ増減させたとしても、ばらつきによる出力電圧の変動を吸収することはできない。
【０００９】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、力行動作／回生動作の切り替わり時にも昇圧コンバータから安定した電圧を出力することが可能な昇圧コンバータ制御装置、モータ制御装置、電気自動車を提供することを、主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記目的を達成するために以下の如き構成を採用した。
【００１１】
本発明は、第一のスイッチング素子と第二のスイッチング素子を有する昇圧コンバータを制御する昇圧コンバータ制御装置であって、
前記第一のスイッチング素子又は第二のスイッチング素子のオン／オフの切り替えを制御する制御信号を出力する信号出力手段と、
前記第二のスイッチング素子の出力電圧のレベルの変化を検出する検出手段と、
前記信号出力手段により出力される制御信号が反転してから、前記出力電圧のレベルが変化するまでの時間に基づき、前記制御信号のデューティを補正する補正手段と、を有する構成とした。
【００１２】
また本発明の昇圧コンバータ制御装置は、前記制御信号が反転してから、前記レベルが変化するまでの時間を計測する計測手段を有する構成とした。
【００１３】
また本発明の昇圧コンバータ制御装置は、前記昇圧コンバータと接続されたインバータにより駆動されるモータの動作が力行動作か、又は回生動作かを判定する判定手段を有し、
前記第一のスイッチング素子は上アームのスイッチング素子であり、前記第二のスイッチング素子は下アームのスイッチング素子であって、
前記補正手段は、
前記判定手段により前記モータの動作が回生動作と判定された場合、前記上アームのスイッチング素子のオン／オフを制御する第一の制御信号が反転してから、前記出力電圧のレベルが変化するまでの時間に基づき補正を行い、
前記判定手段により前記モータの動作が力行動作と判定された場合、前記下アームのスイッチング素子のオン／オフを制御する第二の制御信号が反転してから前記出力電圧のレベルが変化するまでの時間に基づき補正を行う構成とした。
【００１４】
また本発明の昇圧コンバータ制御装置において、前記補正手段は、
前記第二の制御信号のデューティを前記計測手段により計測された時間に基づき補正し、
前記第一の制御信号のデューティを、前記第二の制御信号のデューティと、予め設定された前記上アームのスイッチング素子及び下アームのスイッチング素子がオフとされるオフ時間と、に基づき補正する構成とした。
【００１５】
また本発明の昇圧コンバータ制御装置において、前記判定手段により前記モータの動作が回生動作と判定された場合、
前記計測手段は、
前記第一の制御信号が、前記上アームのスイッチング素子をオフする信号からオンする信号へ反転してから、前記出力電圧のレベルが変化するまでの第一の時間と、
前記第一の制御信号が、前記上アームのスイッチング素子をオンする信号からオフする信号へ反転してから、前記出力電圧のレベルが変化するまでの第二の時間と、を計測し、
前記補正手段は、
前記下アームのスイッチング素子がオンされるべき目標オン時間から、前記第一の時間と前記第二の時間との時間差と前記オフ時間とを減算して前記第二の制御信号のデューティを補正する構成とした。
【００１６】
また本発明の昇圧コンバータ制御装置において、前記判定手段により前記モータの動作が力行動作と判定された場合、
前記計測手段は、
前記第二の制御信号が、前記下アームのスイッチング素子をオフする信号からオンする信号へ反転してから、前記出力電圧のレベルが変化するまでの第一の時間と、
前記第二の制御信号が、前記下アームのスイッチング素子をオンする信号からオフする信号に反転してから、前記出力電圧のレベルが変化するまでの第二の時間と、を計測し、
前記補正手段は、
前記第一の時間と前記第二の時間との時間差を、前記下アームのスイッチング素子がオンされるべき目標オン時間に加算して、前記第二の制御信号のデューティを補正する構成とした。
【００１７】
本発明は、第一のスイッチング素子と第二のスイッチング素子を有する昇圧コンバータを制御する昇圧コンバータ制御装置と、前記昇圧コンバータの出力電圧が供給されるインバータとを有し、前記インバータから供給される電力により駆動されるモータを制御するモータ制御装置であって、
前記昇圧コンバータ制御装置は、
前記第一のスイッチング素子又は第二のスイッチング素子のオン／オフの切り替えを制御する制御信号を出力する信号出力手段と、
前記第二のスイッチング素子の出力電圧のレベルの変化を検出する検出手段と、
前記信号出力手段により出力される制御信号が反転してから前記出力電圧のレベルが変化するまでの時間に基づき、前記制御信号のデューティを補正する補正手段と、を有する構成とした。
【００１８】
本発明は、第一のスイッチング素子と第二のスイッチング素子を有する昇圧コンバータを制御する昇圧コンバータ制御装置と、前記昇圧コンバータを介してインバータに電力を供給するバッテリと、前記インバータから供給される電力により駆動する走行用モータと、を有する電気自動車であって、
前記昇圧コンバータ制御装置は、
前記第一のスイッチング素子又は第二のスイッチング素子のオン／オフの切り替えを制御する制御信号を出力する信号出力手段と、
前記第二のスイッチング素子の出力電圧のレベルの変化を検出する検出手段と、
前記信号出力手段により出力される制御信号が反転してから前記出力電圧のレベルが変化するまでの時間に基づき、前記制御信号のデューティを補正する補正手段と、を有する構成とした。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、力行動作／回生動作の切り替わり時にも昇圧コンバータから安定した電圧を出力することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明は、昇圧コンバータを構成するトランジスタのオン／オフを切り替える信号が出力されたときから、この信号により昇圧コンバータの出力電圧が変化するまでの遅延時間を計測し、計測された遅延時間に基づき２つのトランジスタのオン／オフを切り替える信号のデューティ比を補正する。本発明では、この補正により走行用モータの動作が力行動作／回生動作に切り替わった際にも、デッドタイムによる出力電圧の変動を抑制することができる。
【００２１】
以下に、本発明の実施形態の説明に先立ち、図１、図２を参照して力行動作／回生動作の切り替わりの際の昇圧コンバータの出力電圧について説明する。図１は、力行動作時及び回生動作時の昇圧コンバータを説明する図である。図２は、力行動作時及び回生動作時の昇圧コンバータの出力電圧の波形を示す図である。
【００２２】
図１（Ａ）は、力行動作時の昇圧コンバータを説明する図であり、図１（Ｂ）は、回生動作時の昇圧コンバータを説明する図である。尚図１に示す昇圧コンバータは、図７で説明した従来の昇圧コンバータ１０と同様の構成であるから、以下の図１の説明では図７の説明で用いた符号と同様の符号を用いる。
【００２３】
始めに力行動作時について説明する。インバータ３０（図１では図示せず）により駆動される走行用モータ５０（図１では図示せず）が力行動作を行っている場合、リアクトルＬ１には正の向きの電流（Ｉｌ＞０）が流れる。
【００２４】
昇圧コンバータ１０の上アームのトランジスタ１１がオン、下アームのトランジスタ１２がオフのとき（以下、状態１）、リアクトルＬ１を流れる電流Ｉｌは、ダイオード１３を通ってインバータ３０へ流れる。このときインバータ３０に供給される昇圧コンバータ１０の出力電圧をＶｏとすると、トランジスタ１１のエミッタとトランジスタ１２のコレクタとの接続点Ａの電圧Ｖｃｅは出力電圧Ｖｏとなる。尚実際にはダイオード１３の電圧降下が発生するが、昇圧コンバータ１０の出力電圧と比べて十分小さい電圧であるため、以下の説明ではダイオード１３の電圧降下は考慮しない。またトランジスタ１１、トランジスタ１２は、ゲートにハイレベル（以下、Ｈレベル）の信号が印加されるとオンになり、ローレベル（以下、Ｌレベル）の信号が印加されるオフとなる。
【００２５】
次に上アームのトランジスタ１１、下アームのトランジスタ１２が共にオフのとき（以下、状態２）、電流Ｉｌは状態１と同様にダイオード１３を介してインバータ３０へ流れる。よって接続点Ａの電圧Ｖｃｅは出力電圧Ｖｏのままである。尚状態２である期間が、上下アームの短絡を防止するためのデッドタイムとなる。
【００２６】
続いて上アームのトランジスタ１１がオフ、下アームのトランジスタ１２がオンのとき（以下、状態３）、電流Ｉｌはトランジスタ１２を介して負極へ流れる。よって接続点Ａの電圧Ｖｃｅは０となる。
【００２７】
次に回生動作時について説明する。インバータ３０により駆動される走行用モータ５０が回生動作を行っている場合、リアクトルＬ１には負の向きの電流（Ｉｌ＜０）が流れる。
【００２８】
状態１において、電流Ｉｌはトランジスタ１１を介してリアクトルＬ１へ流れる。よって接続点Ａの電圧Ｖｃｅは出力電圧Ｖｏとなる。状態２において、電流ＩｌはダイオードＤ１４を通ってリアクトルＬ１へ流れる。よって接続点Ａの電圧Ｖｃｅは０である。状態３においても状態２と同様に、電流Ｉｌはダイオード１４を通ってリアクトルＬ１へ流れるため、接続点Ａの電圧Ｖｃｅは０である。
【００２９】
よって力行動作時において、接続点Ａの電圧Ｖｃｅは、状態１、状態２のときはＶｏ（Ｈレベル）であり、状態３のとき０（Ｌレベル）となる。また回生動作時において、接続点Ａの電圧Ｖｃｅは、状態１ときのみＨレベルとなり、状態２、状態３のときはＬレベルとなる。
【００３０】
よって力行動作時と回生動作時では、電圧Ｖｃｅのデューティが異なる。昇圧コンバータ１０の出力電圧は、電圧Ｖｃｅのデューティにより決定されるため、このデューティが変動すると昇圧コンバータ１０の出力電圧も変動する。したがって、力行動作と回生動作の切り替わりの際には、電圧Ｖｃｅのデューティの変動が発生し、昇圧コンバータ１０の出力電圧が変動するという問題が発生する。
【００３１】
また実際にトランジスタ１１、１２のゲートに、オン／オフを切り替える制御信号が入力されてから、実際にトランジスタ１１、１２のオン／オフが切り替わるまでに遅延時間が生じる。この遅延時間は、電圧Ｖｃｅのデューティの変動に影響する。
【００３２】
図２には制御信号Ｐ１、Ｐ２と電圧Ｖｃｅの波形が示されている。図２（Ａ）は、制御回路４０から出力されるトランジスタ１１、トランジスタ１２のオン／オフを切り替える制御信号Ｐ１、Ｐ２を示す。図２（Ｂ）は、力行動作時における昇圧コンバータ１０の接続点Ａの電圧Ｖｃｅを示し、図２（Ｃ）は、回生動作時における昇圧コンバータ１０の接続点Ａの電圧Ｖｃｅを示す。
【００３３】
例えば力行動作の場合、トランジスタ１２に対して出力される制御信号Ｐ２がＬレベルからＨレベルに反転して状態３となってから、電圧ＶｃｅがＬレベルとなるまでに遅延時間ｔｄ１が発生する。またトランジスタ１２に対して出力される制御信号Ｐ２がＨレベルからＬレベルに反転して状態２となってから、電圧ＶｃｅがＨレベルとなるまでに遅延時間ｔｄ２が発生する。よって電圧Ｖｃｅのデューティは遅延時間ｔｄ１、ｔｄ２によっても変動する。
【００３４】
回生動作の場合、トランジスタ１１に対して出力される制御信号Ｐ１がＬレベルからＨレベルに反転して状態１となってから、電圧ＶｃｅがＨレベルとなるまでに遅延時間ｔｄ３が発生する。またトランジスタ１１に対して出力される制御信号Ｐ１がＨレベルからＬレベルに反転して状態２となってから、電圧ＶｃｅがＬレベルとなるまでに遅延時間ｔｄ４が発生する。よって電圧Ｖｃｅのデューティは遅延時間ｔｄ３、ｔｄ４によっても変動する。
【００３５】
本発明は、上述の力行動作と回生動作との切り替えや遅延時間により生じる電圧Ｖｃｅのデューティの変動を補正するものである。
【００３６】
（実施形態）
以下に図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図３は、昇圧コンバータ制御装置を含む電気自動車の概略構成図である。尚以下の本実施形態の説明において、図７で説明した回路構成と同様の構成を有するものには、図７の説明で用いた符号と同様の符号を付与する。
【００３７】
電気自動車１００は、バッテリの電力を用いて走行用モータ５０を駆動することにより車両を駆動する自動車である。電気自動車１００は、例えばハイブリット自動車等である。
【００３８】
電気自動車１００は、走行用モータ５０を駆動するインバータ３０、インバータ３０と並列に接続された平滑化コンデンサＣ１、バッテリ２０とインバータ３０との間に設けられた昇圧コンバータ１０、昇圧コンバータ１０を制御する昇圧コンバータ制御装置１１０、リアクトルＬ１を有する。
【００３９】
昇圧コンバータ１０は、上アームのトランジスタ１１、ダイオード１３、下アームのトランジスタ１２、ダイオード１４を有する。本実施形態のトランジスタ１１は第一のスイッチング素子であり、トランジスタ１２は第二のスイッチング素子である。トランジスタ１１、１２はＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor  field-effect  transistor）等であり、昇圧コンバータ制御装置１１０からゲートへ入力される制御信号によりオン／オフが制御される。
【００４０】
トランジスタ１１、１２は、インバータ３０の電源ラインとアースラインとの間に直列に接続されている。トランジスタ１１のコレクタは電源ラインと接続されており、トランジスタ１１のエミッタはトランジスタ１２のコレクタと接続されている。トランジスタ１２のエミッタはアースライン及びバッテリ２０の負極に接続されている。
【００４１】
トランジスタ１１のエミッタとトランジスタ１２のコレクタとの接続点Ａは、リアクトルＬ１の一端と接続されている。リアクトルＬ１の他端はバッテリ２０の正極に接続されている。トランジスタ１１とトランジスタ１２のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すように、ダイオード１３、１４がそれぞれ接続されている。
【００４２】
インバータ３０は、昇圧コンバータ１０から供給される直流電力を交流電力に変換し、走行用モータ５０へ供給する。これにより走行用モータ５０が回転駆動される。インバータ３０の電源ラインとアースラインとの間には、平滑化コンデンサＣ１が接続されている。インバータ３０は、電源ラインとアースラインとの間に互いに並列に配置されるＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各アーム（図示せず）から構成される。各アームは、２つのスイッチング素子の直列接続から構成される。また各アームを構成するスイッチング素子のコレクタ−エミッタ間には、それぞれエミッタ側からコレクタ側に電流を流すダイオードが配置されている。
【００４３】
昇圧コンバータ制御装置１１０は、トランジスタ１１とトランジスタ１２のゲートに、それぞれのオン／オフさせる制御信号Ｐ１、Ｐ２を出力する。また本実施形態の昇圧コンバータ制御装置１１０は、接続点Ａの電圧レベルの変動に基づき制御信号Ｐ１、Ｐ２のデューティを補正する。以下に昇圧コンバータ制御装置１１０の詳細を説明する。
【００４４】
本実施形態の昇圧コンバータ１１０は、電圧検出部１２０、演算部１３０を有する。
【００４５】
電圧検出部１２０は、抵抗Ｒ１、Ｒ２、コンパレータ１２１、基準電圧Ｖｒｅｆを有し、昇圧コンバータ１０の接続点Ａの電圧レベル、即ちトランジスタ１２のエミッタ−コレクタ間電圧の変化を検出する。抵抗Ｒ１、Ｒ２は直列に接続されており、抵抗Ｒ１の一端が接続点Ａと接続され、抵抗Ｒ２の一端が接地されている。コンパレータ１２１の反転入力端子には、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２により分圧された接続点Ａの電圧Ｖｃｅが入力される。コンパレータ１２１の非反転入力端子には基準電圧Ｖｒｅｆが入力される。
【００４６】
コンパレータ１２１の出力端子は、演算部１３０と接続されており、コンパレータ１２１の出力信号は演算部１３０へ供給される。本実施形態のコパレータ１２１は、例えば接続点Ａの電圧Ｖｃｅが所定値より高くなったときＬレベルの信号を出力し、接続点Ａの電圧Ｖｃｅが所定値より低くなったときＨレベルを出力しても良い。
【００４７】
演算部１３０は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）等により実現される。演算部１３０の有する各部の機能は、ＣＰＵにより、図示しないメモリに格納されたプログラムを読み出して実行することにより実現される。
【００４８】
演算部１３０は、動作判定部１３１、信号出力部１３２、計測部１３３、補正部１３４を有する。動作判定部１３１は、電気自動車１００の走行状態等に基づき、走行用モータ５０が力行動作をしているか、又は回生動作をしているかを判定する。信号出力部１３２は、トランジスタ１１、１２のオン／オフを切り替える制御信号Ｐ１、Ｐ２を出力する。
【００４９】
計測部１３３は、信号出力部１３２から出力される制御信号Ｐ１、Ｐ２が反転してから、電圧検出部１２０により接続点Ａの電圧Ｖｃｅのレベル変化が検出されるのまでの時間を計測する。補正部１３４は、計測部１３３により計測された計測時間に基づき、信号出力部１３２から出力される制御信号Ｐ１、Ｐ２のデューティを補正する。尚計測部１３３は、信号出力部１３２から制御信号Ｐ１、Ｐ２が出力される度に（パルス毎に）計測を行い、補正部１３４は計測部１３３が計測する度に補正を行っても良い。
【００５０】
次に図４を参照して昇圧コンバータ制御装置１１０の動作を接続する。図４は、昇圧コンバータ制御装置１１０の動作を説明するフローチャートである。
【００５１】
電気自動車１００が走行を開始すると、ステップ４０１において、動作判定部１３１により走行用モータ５０が力行動作をしているか、又は回生動作をしているかを判定する。
【００５２】
走行用モータ５０が力行動作をしている場合、接続点Ａの電圧Ｖｃｅのレベルは、トランジスタ１２のオン／オフにより変化する。よってこの場合、計測部１３３は制御信号Ｐ２が反転してから、電圧Ｖｃｅのレベルが変化するまでの遅延時間を計測する。
【００５３】
ステップ４０２において、信号出力部１３２から下アームのトランジスタ１２をオンにするＨレベルの制御信号Ｐ２が出力されると、ステップ４０３へ進み、計測部１３３は遅延時間ｔｄ１の計測を開始する。
【００５４】
ステップ４０４において、電圧検出部１２０により接続点Ａの電圧Ｖｃｅのレベル変化が検出されると、ステップ４０５に進み、計測部１３３は遅延時間ｔｄ１の計測を終了する。尚具体的には電圧検出部１２０は、接続点Ａの電圧ＶｃｅがＨレベルからＬレベルへ変化したことを検出する。ここで計測された遅延時間ｔｄ１は、昇圧コンバータ制御装置１１０の有する図示しないメモリ等に保持される。
【００５５】
次にステップ４０６において、信号出力部１３２から出力される制御信号Ｐ２が反転し、トランジスタ１２をオフにするＬレベルの制御信号Ｐ２が出力されると、ステップ４０７に進み、計測部１３３は遅延時間ｔｄ２の計測を開始する。ステップ４０８において、電圧検出部１２０により接続点の電圧Ｖｃｅのレベル変化（ＬレベルからＨレベルへの変化）が検出されると、ステップ４０９に進み、計測部１３３は遅延時間ｔｄ２の計測を終了する。遅延時間ｔｄ２は、昇圧コンバータ制御装置１１０の有する図示しないメモリ等に保持される。
【００５６】
遅延時間ｔｄ１、ｔｄ２が計測されと、ステップ４１０に進み、補正部１３４は遅延時間ｔｄ１、ｔｄ２に基づき制御信号Ｐ２のデューティを補正する。続いて補正部１３４は、ステップ４１１において、制御信号Ｐ１のデューティを補正する。
【００５７】
以下に図５を参照して補正部１３４による補正ついてさらに説明する。図５は、力行動作時の補正を説明する図であり、図５（Ａ）は、補正前の制御信号Ｐ２と電圧Ｖｃｅの波形を示し、図５（Ｂ）は補正後の制御信号Ｐ２と電圧Ｖｃｅの波形を示している。
【００５８】
遅延時間ｔｄ１は、トランジスタ１２にＨレベルの制御信号Ｐ２が供給されていない状態と同様の時間であり、遅延時間ｔｄ２は、Ｈレベルの制御信号Ｐ２がトランジスタ１２に余分に供給された状態と同様の時間である。よって補正部１３４は、制御信号Ｐ２がＨレベルとなる時間（オン時間）を遅延時間ｔｄ１分長くし、遅延時間ｔｄ２分短くする補正を行う。具体的には補正部１３４は、制御信号Ｐ２がＨレベルとなるタイミングを遅延時間ｔｄ２遅らせ、制御信号Ｐ２がＬレベルとなるタイミングを遅延時間ｔｄ１遅らせる補正を行う。
【００５９】
よって、補正前の制御信号Ｐ２のオン時間（目標オン時間）をｔａ、補正後の制御信号Ｐ２のオン時間をｔｂとすると、
ｔｂ＝ｔａ＋ｔｄ１−ｔｄ２
となる。尚目標オン時間は、走行用モータ５０の動作状態等により決定されるインバータ３０への入力電圧目標値に基づき設定される時間である。
【００６０】
制御信号Ｐ２のデューティが補正されると、補正部１３４は、補正後の制御信号Ｐ２に基づき制御信号Ｐ１のデューティを補正する。具体的には制御信号Ｐ１は、補正後の制御信号Ｐ２のオン時間と、オン時間の前後に設けたデッドタイムとを合わせた期間がオフとり、それ以外の期間がオンとなるように補正される。
【００６１】
次に、図４へ戻って、ステップ４０１において動作判定部１３１により走行用モータ５０が回生動作をしていると判定された場合を説明する。
【００６２】
走行用モータ５０が回生動作をしている場合、接続点Ａの電圧Ｖｃｅのレベルは、トランジスタ１１のオン／オフにより変化する。よってこの場合、計測部１３３は制御信号Ｐ１が反転してから、電圧Ｖｃｅのレベルが変化するまでの遅延時間を計測する。
【００６３】
ステップ４１２において、信号出力部１３２から上アームのトランジスタ１１をオンにするように、制御信号Ｐ１がＬレベルからＨレベルへ反転すると、ステップ４１３へ進み、計測部１３３は遅延時間ｔｄ３の計測を開始する。ステップ４１４とステップ４１５の処理は、ステップ４０４とステップ４０５の処理と同様である。
【００６４】
ステップ４１６において、信号出力部１３２からトランジスタ１１をオフにするように、制御信号Ｐ１がＨレベルからＬレベルへ反転すると、ステップ４１７に進み、計測部１３３は遅延時間ｔｄ４の計測を開始する。ステップ４１８とステップ４１９の処理は、ステップ４０８とステップ４０９の処理と同様である。
【００６５】
遅延時間ｔｄ３と遅延時間ｔｄ４が計測されると、補正部１３４はステップ４１０で制御信号Ｐ２のデューティの補正を行い、ステップ４１１で制御信号Ｐ１のデューティの補正を行う。
【００６６】
以下に図６を参照して回生動作における補正部１３４による補正について説明する。図６は、回生動作時の補正を説明する図であり、図６（Ａ）は、補正前の制御信号Ｐ１、Ｐ２と電圧Ｖｃｅの波形を示し、図６（Ｂ）は補正後の制御信号Ｐ１、Ｐ２と電圧Ｖｃｅの波形を示している。
【００６７】
図６（Ａ）において、電圧ＶｃｅをＬレベルとしたい時間は、予め設定された制御信号Ｐ２のオン時間ｔ１（理想オン時間）である。しかしながら回生動作時には、電圧Ｖｃｅは、状態２の時間（デッドタイム）ｔ２においてもＬレベルとなる。さらに遅延時間ｔｄ３、ｔｄ４を考慮すると、図６（Ａ）において電圧ＶｃｅがＬレベルとなる時間Ｔは、
Ｔ＝ｔ１＋２×ｔ２＋（ｔｄ３−ｔｄ４）
となる。
【００６８】
補正部１３４は、Ｔ＝ｔ１となるように、制御信号Ｐ２のオン時間ｔ１を補正する。具体的には補正部１３４は、補正後の制御信号Ｐ２のオン時間をｔ１ａとすると、
ｔ１＝ｔ１ａ＋２×ｔ２＋（ｔｄ３−ｔｄ４）
すなわち、
ｔ１ａ＝ｔ１−２×ｔ２−（ｔｄ３−ｔｄ４）
となるように、制御信号Ｐ２のオン時間を縮める補正を行う。この補正を行うことにより、補正後の時間Ｔは補正前の制御信号Ｐ２のオン時間ｔ１（目標オン時間）と等しくなる。よって電圧Ｖｃｅのデューティは、予め決められたデューティとなる。
【００６９】
制御信号Ｐ２のデューティが補正されると、補正部１３４は、補正後の制御信号Ｐ２のデューティと予め決められたデッドタイムとに基づき、制御信号Ｐ１のデューティの補正を行う。制御信号Ｐ１のデューティの補正は、力行動作時の補正と同様である。
【００７０】
以上に説明したように、本実施形態では、制御信号Ｐ２のデューティの補正により、電圧Ｖｃｅを予め決められたオン時間と同じ時間Ｌレベルとすることができる。よって電圧Ｖｃｅのデューティも予め決められたデューティとなる。このため走行用モータ５０の動作が力行動作から回生動作へ、又は回生動作から力行動作へ切り替わる際にも昇圧コンバータ１０の出力電圧の変動を抑制することができ、安定した電圧をインバータ３０へ供給することができる。
【００７１】
また本実施形態の昇圧コンバータ制御装置１１０は、信号出力部１３２から制御信号が反転する度に（パルス毎に）上記補正を行う。よって本実施形態によれば、リアルタイムで昇圧コンバータ１０の出力電圧を制御することができ、出力電圧を常に安定させることができる。
【００７２】
尚本実施形態では、昇圧コンバータ１０は、第一のスイッチング素子であるトランジスタ１１、第二のスイッチング素子であるトランジスタ１２により構成されるものとして説明したが、これに限定されない。
【００７３】
例えば昇圧コンバータ１０は、第一のスイッチング素子を複数の並列接続されたトランジスタにより構成しても良い。また第二のスイッチング素子を複数の並列接続されたトランジスタにより構成しても良い。この場合、第一のスイッチング素子と第二のスイッチング素子との接続点がリアクトルＬ１の一端に接続されていても良い。
【００７４】
また本実施形態では、第二のスイッチング素子であるトランジスタ１２のエミッターコレクタ間電圧の変化に基づき、トランジスタ１２の出力電圧のレベルの変化を検出しているが、これに限定されない。トランジスタ１２の出力電圧のレベルの変化は、例えばトランジスタ１２のエミッタ−ゲート間電圧の変化により検出しても良い。
【００７５】
また本実施形態では、制御信号Ｐ１、Ｐ２が反転する毎に遅延時間ｔｄ１〜ｔｄ４の計測を行うものとしたが、これに限定されない。例えば計測部１３３は、予め設定された周期に基づき、定期的に遅延時間ｔｄ１〜ｔｄ４の計測を行っても良い。この場合補正部１３４は、計測部１３３が計測を行う度に御信号Ｐ１、Ｐ２のデューティの補正を行えば良い。
【００７６】
また遅延時間ｔｄ１〜ｔｄ４は、例えば電気自動車１００の製造段階で予め測定されており、メモリ等に格納されていても良い。この場合、計測部１３３による遅延時間の計測は不要であり、補正部１３４は、メモリに格納された遅延時間に基づき、制御信号Ｐ１、Ｐ２のデューティの補正を行っても良い。またこの場合メモリ等に格納される遅延時間ｔｄ１〜ｔｄ４は、電気自動車１００の走行状態に合わせた複数パターンが格納されていることが好ましい。
【００７７】
また本実施形態では、力行動作時と回生動作時の両方において、トランジスタ１２のオン／オフを制御する制御信号Ｐ２のデューティを始めに補正するものとしたが、これに限定されない。例えば回生動作時には、遅延時間ｔｄ３と遅延時間ｔｄ４を用いて、トランジスタ１１のオン／オフを制御する制御信号Ｐ１のデューティを始めに補正し、補正後の制御信号Ｐ１とデッドタイムとに基づき制御信号Ｐ２の補正を行っても良い。この場合補正部１３４は、補正前の制御信号Ｐ１のオン時間（目標オン時間）と、遅延時間ｔｄ３と遅延時間ｔｄ４との時間差（ｔｄ３−ｔｄ４）とを加算して制御信号Ｐ１のデューティを補正しても良い。
【００７８】
また本実施形態では、動作判定部１３１により力行動作又は回生動作の判定を行った後に計測される制御信号を決定する構成としたが、これに限定されない。例えば計測部１３３は、常に遅延時間ｔｄ１〜ｔｄ４を計測していても良い。この場合、動作判定部１３１は補正を行う際に動作判定を行い、補正部１３４は動作判定の結果に基づき補正に使用する遅延時間を決定しても良い。
【００７９】
以上、本発明を実施するための最良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の変形及び置換を加えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、自動車製造業や自動車部品製造業等に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】力行動作時及び回生動作時の昇圧コンバータを説明する図である。
【図２】力行動作時及び回生動作時の昇圧コンバータの出力電圧の波形を示す図である。
【図３】昇圧コンバータ制御装置を含む電気自動車の概略構成図である。
【図４】昇圧コンバータ制御装置１１０の動作を説明するフローチャートである。
【図５】力行動作時の補正を説明する図である。
【図６】回生動作時の補正を説明する図である。
【図７】従来の昇圧コンバータを説明する図である。
【符号の説明】
【００８２】
１０  昇圧コンバータ
１１、１２  トランジスタ
１３、１４  ダイオード
２０  バッテリ
３０  インバータ
５０  走行用モータ
１００  電気自動車
１１０  昇圧コンバータ制御装置
１２０  電圧検出部
１２１  コンパレータ
１３０  演算部
１３１  動作判定部
１３２  信号出力部
１３３  計測部
１３４  補正部
【図１】
2009278766.tif 000003
【図２】
2009278766.tif 000004
【図３】
2009278766.tif 000005
【図４】
2009278766.tif 000006
【図５】
2009278766.tif 000007
【図６】
2009278766.tif 000008
【図７】
2009278766.tif 000009