JP2019118165A - 制御装置および電力変換装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電力変換装置の応答性を向上させること。【解決手段】実施形態に係る制御装置は、切替部と、検出部と、算出部と、生成部とを備える。切替部は、電力変換装置の出力側のスイッチング素子をオフにして寄生ダイオードを介して電流を出力する第１モードと、スイッチング素子をオンにしてスイッチング素子を介して電流を出力する第２モードとを切り替える。検出部は、スイッチング素子がオフの状態における寄生ダイオードの降下電圧を検出する。算出部は、降下電圧に基づいて電力変換装置の制御信号を補正するための補正信号を算出する。生成部は、切替部によって一方のモードから他方のモードへ切り替えられる場合に、補正信号を用いて補正された制御信号を生成する。【選択図】図２

Description

本発明は、制御装置および電力変換装置の制御方法に関する。

従来、車両に搭載された電源（例えば鉛バッテリ）の電圧を昇降圧し、インバータへ出力する電圧変換装置を制御する制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５−２０２０１８号公報

しかしながら、従来技術では、電圧変換装置の通電経路を切り替える場合に、電圧変換装置に用いられる寄生ダイオードの部品ばらつきなどの影響により、電圧変換装置の出力電流が発振し、電圧変換装置の応答性が低下するおそれがあった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電力変換装置の応答性を向上させることができる制御装置および電力変換装置の制御方法を提供することを目的とする。

実施形態に係る制御装置は、切替部と、検出部と、算出部と、生成部とを備える。切替部は、電力変換装置の出力側のスイッチング素子をオフにして寄生ダイオードを介して電流を出力する第１モードと、スイッチング素子をオンにしてスイッチング素子を介して電流を出力する第２モードとを切り替える。検出部は、スイッチング素子がオフの状態における寄生ダイオードの降下電圧を検出する。算出部は、降下電圧に基づいて電力変換装置の制御信号を補正するための補正信号を算出する。生成部は、切替部によって一方のモードから他方のモードへ切り替えられる場合に、補正信号を用いて補正された制御信号を生成する。

本発明によれば、電力変換装置の応答性を向上させることができる。

図１は、電源システムのブロック図である。 図２は、ＤＣＤＣコンバータの構成例を示す図である。 図３は、コンバータ制御装置のブロック図である。 図４Ａは、昇圧時における第１モードを示す図である。 図４Ｂは、昇圧時における第２モードを示す図である。 図５は、補正のタイミングを示すタイミングチャートである。 図６は、補正後の出力電流を示す図である。 図７は、コンバータ制御装置が実行する処理手順を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、実施形態に係る制御装置および電力変換装置の制御方法について詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

まず、図１を用いて実施形態に係る制御装置を含む電源システムＳについて説明する。図１は、実施形態に係る電源システムＳのブロック図である。電源システムＳは、車両用電源装置１と、鉛バッテリ３と、電気負荷４と、リチウムイオンバッテリ（ＬＩＢ）５と、発電機６と、スタータ７とを備える。

鉛バッテリ３は、電極に鉛を用いた二次電池である。鉛バッテリ３は、車両に搭載される電気機器の主要な電源となる。電気負荷４は、車両に備わる電気機器である。例えば、電気負荷４としてナビゲーション装置やオーディオ、エアーコンディショナ等が挙げられる。あるいは、例えば、電気負荷４は、ＰＣＳ（Pre-crash Safety System）やＡＥＢ(Advanced Emergency Braking System)などの車両制御を行う車両制御装置であってもよい。

ＬＩＢ５は、電荷を蓄える蓄電池である。ＬＩＢ５は、鉛バッテリ３の補助電源である。なお、補助電源は、蓄電装置であればよく、ＬＩＢ５の代わりにキャパシタや他の二次電池であってもよい。

発電機６は、エンジン（不図示）の回転を動力源として電力を生成する機器である。また、発電機６は、車両の減速時には回生ブレーキによる回生電力を生成する。例えば、発電機６は、オルタネータや、ジェネレータである。

発電機６は、例えば、図示しないエンジン制御装置からの指示に応じて電力を生成する。発電機６で生成された電力は、例えば、鉛バッテリ３やＬＩＢ５に供給される。これにより、鉛バッテリ３やＬＩＢ５が充電される。

スタータ７は、電気モータを備え、エンジンを始動する始動装置である。なお、ここでは、電源システムＳは、スタータ７と発電機６とを備える構成としたが、スタータ７および発電機６の代わりにＩＳＧ（Integrated Starter Generator）を備えてもよい。

車両用電源装置１は、電源システムＳの全体を制御する。車両用電源装置１は、第１スイッチ部１１と、第２スイッチ部１２と、電源制御装置１３と、ＤＣＤＣコンバータ１４と、コンバータ制御装置１５とを備える。

第１スイッチ部１１および第２スイッチ部１２は、回路の短絡と回路の開放とを制御する開閉器（リレー）である。第１スイッチ部１１は、鉛バッテリ３と発電機６との間および鉛バッテリ３とスタータ７との間に接続される。

第２スイッチ部１２は、ＬＩＢ５と発電機６との間およびＬＩＢ５とスタータ７との間に接続される。第１スイッチ部１１と第２スイッチ部１２とは、互いに一端が接続され、電源制御装置１３によって開閉（オン／オフ）が制御される。なお、図１に示す第１スイッチ部１１および第２スイッチ部１２の個数や配置は一例であり、これに限定されず、例えば、車両用電源装置１は、３個以上のスイッチ部を備えてもよい。

電源制御装置１３は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力ポートなどを有するマイクロコンピュータや各種の回路を含む。そして、電源制御装置１３は、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを、ＲＡＭを作業領域として使用して実行することによりスイッチ制御部１３ａと、駆動信号生成部１３ｂと、車両状態取得部１３ｃと、充電状態取得部１３ｄとして機能する。

スイッチ制御部１３ａは、鉛バッテリ３およびＬＩＢ５の充電状態、電気負荷４の消費電流、および車両の状態等を参照し、第１スイッチ部１１および第２スイッチ部１２の開閉状態を制御する。充電状態取得部１３ｄは、鉛バッテリ３およびＬＩＢ５の充電状態を取得する。

駆動信号生成部１３ｂは、鉛バッテリ３およびＬＩＢ５の充電状態、電気負荷４の消費電流および車両の状態等に応じてＤＣＤＣコンバータ１４の駆動状態を制御する。具体的には、駆動信号生成部１３ｂは、ＤＣＤＣコンバータ１４の目標出力電流に応じた駆動信号を生成し、コンバータ制御装置１５に出力する。

車両状態取得部１３ｃは、車載センサ（不図示）から車両の状態を取得する。車両の状態とは、車両の走行状態やエンジンの駆動状態を含む。車両の走行状態とは、車両の走行中や減速中等の状態である。車両状態取得部１３ｃは、車載センサのうち、例えば、車速センサから出力される信号に基づいて車両の走行中や減速中の状態を判別する。

エンジンの駆動状態とは、エンジンの初回の始動時やアイドリングストップからの再始動時（復帰時）等の状態である。エンジンの初回の始動時とは、ドライバが車両に乗り込み、スタートスイッチ（不図示）であるキーやボタンを操作して最初にエンジンが始動された時である。アイドリングストップからの再始動時（復帰時）とは、例えば、信号待ち等の間にエンジンを一時的に停止させ（アイドリングストップ）、その後ドライバが、発進操作、例えば、ブレーキペダルの踏み込みを解除した際にエンジンを再始動する時である。

ＤＣＤＣコンバータ１４は、直流電圧（入力電圧）を別の直流電圧（出力電圧）に変換（降圧または昇圧）する電圧変換装置である。ＤＣＤＣコンバータ１４は、コンバータ制御装置１５から出力される制御信号に基づいて動作することで、直流電圧を別の直流電圧に変換することができる。

ＤＣＤＣコンバータ１４は、鉛バッテリ３とＬＩＢ５との間および電気負荷４とＬＩＢ５との間に接続される。また、ＤＣＤＣコンバータ１４は、一端が第１スイッチ部１１と接続され、他端が第２スイッチ部１２と接続される。

例えば、ＬＩＢ５から鉛バッテリ３に電力を供給する場合、ＤＣＤＣコンバータ１４は、ＬＩＢ５の電圧を昇圧し、鉛バッテリ３へ供給する。また、ＬＩＢ５から電気負荷４に電力を供給する場合、ＤＣＤＣコンバータ１４はＬＩＢ５の電圧を昇圧または降圧し、電気負荷４に供給する。

ＤＣＤＣコンバータ１４は、図２に示すように、いわゆるＨブリッジ型コンバータであり、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４と、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４に備わる寄生ダイオードＤ１〜Ｄ４と、インダクタＬとを備える。図２は、ＤＣＤＣコンバータ１４の構成例を示す図である。

スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)である。なお、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などの他の電荷効果トランジスタであってもよい。各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のソース・ドレイン間には、寄生ダイオードＤ１〜Ｄ４がそれぞれ接続される。

ＤＣＤＣコンバータ１４は、双方向に昇圧または降圧することが可能であるが、以下では、図２中左側（スイッチング素子Ｑ１側）から入力される入力電圧を昇圧して出力電圧を図２中右側（スイッチング素子Ｑ３側）から出力する場合を一例として説明する。

ＤＣＤＣコンバータ１４には、出力側の寄生ダイオードＤ３の両端における電圧を計測する電圧センサ２０が設けられる。電圧センサ２０によって計測された電圧に関する信号は、後述する検出部１５ａに送信される。

次に、図３を用いて、コンバータ制御装置１５について説明する。図３は、コンバータ制御装置１５のブロック図である。コンバータ制御装置１５は、ＤＣＤＣコンバータ１４を制御する制御装置である。コンバータ制御装置１５は、電源制御装置１３から入力される駆動信号に基づいて制御信号を生成し、制御信号をＤＣＤＣコンバータ１４に出力することで、ＤＣＤＣコンバータ１４を制御する。

コンバータ制御装置１５は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポートなどを有するマイクロコンピュータや各種の回路を含む。そして、コンバータ制御装置１５は、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを、ＲＡＭを作業領域として使用して実行することにより検出部１５ａと、切替部１５ｂと、算出部１５ｃと、生成部１５ｄとして機能する。

検出部１５ａは、出力側のスイッチング素子Ｑ３がオフの状態における寄生ダイオードＤ３の降下電圧を検出する。検出部１５ａは、電圧センサ２０からの信号に基づいて降下電圧を検出する。具体的には、検出部１５ａは、スタートスイッチ（不図示）がオフからオンに変更された場合に行われるイニシャルチェック時に、スイッチング素子Ｑ３をオフの状態にし、寄生ダイオードＤ３に電流を流し、降下電圧を検出する。すなわち、検出部１５ａは、イニシャルチェックが行われる毎に、降下電圧を検出し、降下電圧を更新する。

切替部１５ｂは、ＤＣＤＣコンバータ１４の出力電流に応じてＤＣＤＣコンバータ１４の出力モードを切り替える。ここで、図４Ａおよび図４Ｂを用いて出力モードの詳細について説明する。図４Ａは、昇圧時における第１モードを示す図である。図４Ｂは、昇圧時における第２モードを示す図である。

切替部１５ｂは、第１モードにおいて、ＤＣＤＣコンバータ１４のスイッチング素子Ｑ１をオン、スイッチング素子Ｑ２およびスイッチング素子Ｑ３をオフにした状態で、スイッチング素子Ｑ４のオン／オフを切り替える。

これにより、電磁誘導によりインダクタＬにエネルギを蓄積し、入力電圧を所望の出力電圧まで昇圧することができる。また、第１モードにおいて昇圧された出力電圧は、寄生ダイオードＤ３を介して出力される。このように、第１モードは、出力側の寄生ダイオードＤ３を介してＤＣＤＣコンバータ１４から電流が出力されるモードである。

第１モードでは、スイッチング素子Ｑ３がオフにされるため、スイッチング素子Ｑ３側からスイッチング素子Ｑ１側への電流の逆流を防止することができる。つまり、昇圧した電圧が出力側（スイッチング素子Ｑ３側）の電圧よりも低い場合に、出力側から入力側へ電流が逆流することを防止することができる。

しかしながら、スイッチング素子Ｑ３をオフにしたままにしておくと、出力電流が大きくなった場合に、寄生ダイオードＤ３に大きな電流が流れる。これにより、寄生ダイオードＤ３が発熱し、焼損するおそれがある。

そのため、切替部１５ｂは、ＤＣＤＣコンバータ１４の出力電流が切替点Ｔｐ以上となった場合に、ＤＣＤＣコンバータ１４の出力モードを第１モードから第２モードへ切り替える。切替点Ｔｐは、例えば、寄生ダイオードＤ３の許容電流に対応する。

切替部１５ｂは、第２モードにおいて、入力側のスイッチング素子Ｑ１をオン、スイッチング素子Ｑ２をオフにした状態で、スイッチング素子Ｑ３およびスイッチング素子Ｑ４のオン／オフを切り替える。このように、第２モードは、出力側のスイッチング素子Ｑ３を介してＤＣＤＣコンバータ１４から電流が出力されるモードである。

第２モードでは、寄生ダイオードＤ３に、切替点Ｔｐ以上となる電流が流れないので、寄生ダイオードＤ３の発熱による焼損を防ぐとともに、寄生ダイオードＤ３の長寿命化を図ることが可能となる。

このように、第１モードでは、寄生ダイオードＤ３を介した電流経路(以下、第１経路とも記載する)で電流が出力されることに対して、第２モードでは、スイッチング素子Ｑ３を介した電流経路(以下、第２経路とも記載する)で電流が出力される。従って、第２モードにおいては、寄生ダイオードＤ３の発熱を抑えることが可能となり、寄生ダイオードＤ３の焼損を抑制することができる。

切替部１５ｂは、ＤＣＤＣコンバータ１４の出力電流が切替点Ｔｐよりも小さくなった場合に、ＤＣＤＣコンバータ１４の出力モードを第２モードから第１モードへ切り替える。

また、切替部１５ｂは、出力モードを切り替える場合に、スイッチＳＷをオンにする。これにより、後述する算出部１５ｃによって生成された補正信号が生成部１５ｄに入力される。

図３に戻り、算出部１５ｃは、補正信号生成部１５３と、スイッチＳＷとを備える。補正信号生成部１５３は、検出部１５ａによって検出された降下電圧に基づいて制御信号を補正するための補正値である補正信号（Ｄｕｔｙ比）を算出する。ＤＣＤＣコンバータ１４によって昇圧させる場合には、補正信号生成部１５３は、式（１）により補正信号を算出し、補正信号を生成する。

補正信号＝（（出力電圧−降下電圧）−入力電圧）／（出力電圧−降下電圧）・・（１）

なお、ＤＣＤＣコンバータ１４によって降圧させる場合には、補正信号生成部１５３は、式（２）により補正信号を算出する。

補正信号＝（出力電圧−降下電圧）／入力電圧・・（２）

スイッチＳＷは、一端が補正信号生成部１５３に接続され、他端が生成部１５ｄに接続される。スイッチＳＷは、切替部１５ｂによってオン／オフが制御される。なお、スイッチＳＷは、切替部１５ｂに含まれてもよい。

スイッチＳＷは、切替部１５ｂが出力モードを切り替える場合に、切替部１５ｂの制御によりオンになり、その後、一定期間経過後にオフになる。つまり、スイッチＳＷは、第１モードから第２モードおよび第２モードから第１モードへ出力モードが切り替わる一定期間のみオンになる。

一定期間は、生成部１５ｄによって行われるフィードバック制御の１周期である。これにより、出力モードが切り替わるタイミングでのみ、補正信号が積分器１５６に入力される。

生成部１５ｄは、比例演算部１５５と、積分演算部１５４と、積分器１５６と、加算器１５７とを備える。

比例演算部１５５は、駆動信号と、ＤＣＤＣコンバータ１４の出力信号との差分に比例した比例操作量を算出する。例えば、ＤＣＤＣコンバータ１４が電流制御される場合、比例演算部１５５は、目標出力電流である駆動信号とＤＣＤＣコンバータ１４の出力電流との差分に比例した比例操作量を算出する。

積分演算部１５４は、駆動信号とＤＣＤＣコンバータ１４の出力電流との差分と積分ゲインとに応じた演算値を求め、積分器１５６に出力する。

積分器１５６は、積分演算部１５４が算出した演算値を積分し、積分操作量を算出する。積分器１５６は、切替部１５ｂが出力モードを切り替える場合に、演算値に補正信号を加算もしくは減算して補正する。具体的には、積分器１５６は、第１モードから第２モードに切り替わる場合には、演算値から補正信号を減算し、第２モードから第１モードへ切り替わる場合には、演算値に補正信号を加算する。積分器１５６は、切替部１５ｂが出力モードを切り替える場合には、補正後の演算値を積分する。このようにして、演算値が補正信号によって補正される。

なお、補正信号が演算値に加算もしくは減算された後に、補正後の演算値が積分器１５６によって積分される。これにより、１度の補正信号の入力によって、その後の補正の効果を維持することができる。つまり、算出部１５ｃが、積分演算部１５４に対して１度の補正信号を入力することで、演算値の補正回数を最小限に抑えることが可能となる。

加算器１５７は、比例演算部１５５が算出した比例操作量と、積分器１５６が算出した積分操作量とを加算して制御信号を生成し、ＤＣＤＣコンバータ１４へ出力する。これにより、ＤＣＤＣコンバータ１４は、制御信号に応じた出力電圧を出力する。制御信号は、各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のオン／オフを制御するゲート電圧のパルス幅（Ｄｕｔｙ比）に対応する。

このように、生成部１５ｄは、出力モードが切り替えられる場合に、寄生ダイオードＤ３による降下電圧に基づいた補正信号を用いて補正された制御信号を生成する。

ＤＣＤＣコンバータ１４の出力モードが第１モードである場合には、第１経路において、寄生ダイオードＤ３を介して電流が流れるため、寄生ダイオードＤ３が有する抵抗の分だけ第２経路に比べて通電損失が大きくなる。つまり、第１モードと第２モードとでは、異なる通電損失を有する。

そのため、第１モードと第２モードとの間で出力モードを切り替えると、通電経路の切り替わるタイミングでＤＣＤＣコンバータ１４の出力電流が変動する。例えば、第２モードの出力電圧が１６Ｖとなるように制御信号が設定されている場合には、第１モードでは、寄生ダイオードＤ３による通電損失を考慮して、出力電圧が１６Ｖとなるように、第２モードよりもオンの比率が高い駆動信号（Ｄｕｔｙ比）が設定されている。

このような場合に、例えば、第１モードから第２モードに切り替えられると、電圧の変動により、ＤＣＤＣコンバータ１４の出力電流が発振するおそれがある。また、寄生ダイオードＤ３の部品ばらつきなどにより、ＤＣＤＣコンバータ１４の出力電流が発振するおそれがある。また、電圧の変動により、出力電流のオーバーシュートやアンダーシュートが発生するおそれがある。そのため、これらの影響により、ＤＣＤＣコンバータ１４の応答性が低下するおそれがある。

実施形態に係るコンバータ制御装置１５は、出力モードが切り替わるタイミングで寄生ダイオードＤ３による電圧変動を抑制するための補正信号を用いて補正された制御信号を生成し、生成された制御信号に基づいてＤＣＤＣコンバータ１４を制御する。これにより、ＤＣＤＣコンバータ１４の応答性を向上させることが可能となる。

次に、図５を用いてコンバータ制御装置１５による補正のタイミングについて説明する。図５は、補正のタイミングを示すタイミングチャートである。

図５のＡに示すように、切替部１５ｂは、ＤＣＤＣコンバータ１４の出力電流が切替点Ｔｐ以上となる時刻ｔ１において図５のＢに示すように出力モードを第１モードから第２モードへ切り替える。

このとき、図５のＣに示すように、切替部１５ｂは、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの所定期間だけスイッチＳＷをオンにする。これにより、降下電圧に基づいて生成された補正信号を演算値から減算するため、図５のＥに示すように、制御信号が小さくなる。なお、図５のＤにおいては、スイッチＳＷがオフの状態を基準に、演算値を減算する場合の補正信号を下方へ突出する（制御信号が小さくなる）信号で示し、演算値を加算する場合の補正信号を上方へ突出する（制御信号が大きくなる）信号で示す。

その後、図５のＡに示すように、出力電流が切替点Ｔｐよりも小さくなる時刻ｔ３において、切替部１５ｂは、図５のＢに示すように、出力モードを第２モードから第１モードへ切り替える。

このとき、図５のＣに示すように、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの所定期間、スイッチＳＷをオンにする。これにより、降下電圧に基づいて生成された補正信号を演算値に加算するため、図５のＥに示すように、制御信号が大きくなる。

このように、コンバータ制御装置１５では、出力モードの切り替わりにおいて、補正信号を演算値に加算もしくは減算する。これにより、図５のＥに示すように、ＤＣＤＣコンバータ１４へ入力される第１モードの制御信号を第２モードの制御信号よりも大きくすることができる。

つまり、出力モードの切り替わりにおいて生じる第１経路と第２経路との通電損失の差分を埋めることができる。また、降下電圧に基づいた補正信号によって補正された制御信号が生成されることで、寄生ダイオードＤ３の部品ばらつきなどの影響を抑制することができる。

次に、図６を用いて実施形態に係るＤＣＤＣコンバータ１４における出力電流について説明する。図６は、実施形態に係るＤＣＤＣコンバータ１４における出力電流を示す図である。上述したように切替部１５ｂは、ＤＣＤＣコンバータ１４の出力電流が切替点Ｔｐ以上となる時刻ｔ１１、および出力電流が切替点Ｔｐよりも小さくなる時刻ｔ１２において、ＤＣＤＣコンバータ１４の出力モードを切り替える。

そして、生成部１５ｄは、出力モードの切り替わるタイミングに合わせて、降下電圧に基づいて補正された制御信号を生成する。これにより、出力モードが切り替えられた場合、特に、出力モードの切り替え直後に、出力電流が発振することを抑制し、駆動信号に対するＤＣＤＣコンバータ１４の応答性を向上させることが可能となる。

次に、図７を用いて実施形態に係るコンバータ制御装置１５が実行する処理手順について説明する。図７は、コンバータ制御装置１５が実行する処理手順を示すフローチャートである。なお、処理手順は、コンバータ制御装置１５によって繰り返し実行される。

コンバータ制御装置１５は、スタートスイッチがオフからオンに変更されるイニシャルチェック時に、スイッチング素子Ｑ３がオフの状態における寄生ダイオードＤ３の降下電圧を検出する（Ｓ１０）。なお、イニシャルチェックが終了した後は、降下電圧を検出する処理は、スキップされ、次の処理が行われる。

コンバータ制御装置１５は、ＤＣＤＣコンバータ１４の出力モードが第１モードであるか否かを判定する（Ｓ１１）。コンバータ制御装置１５は、ＤＣＤＣコンバータ１４の出力モードが第１モードである場合には（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、ＤＣＤＣコンバータ１４の出力電流が切替点Ｔｐよりも小さいか否かを判定する（Ｓ１２）。

コンバータ制御装置１５は、出力電流が切替点Ｔｐよりも小さい場合には（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、駆動信号に基づいて演算値を算出し（Ｓ１３）、制御信号を生成し（Ｓ１４）、生成した制御信号を出力する（Ｓ１５）。

コンバータ制御装置１５は、ＤＣＤＣコンバータ１４の出力電流が切替点Ｔｐ以上である場合には（Ｓ１２：Ｎｏ）、降下電圧に基づいて補正信号を算出し（Ｓ１６）、出力モードを第１モードから第２モードへ切り替える（Ｓ１７）。コンバータ制御装置１５は、補正信号を減算した演算値を算出し（Ｓ１８）、補正信号を減算した演算値に基づいて制御信号を生成し（Ｓ１４）、生成した制御信号を出力する（Ｓ１５）。

コンバータ制御装置１５は、ＤＣＤＣコンバータ１４の出力モードが第２モードである場合には（Ｓ１１：Ｎｏ）、ＤＣＤＣコンバータ１４の出力電流が切替点Ｔｐ以上であるか否かを判定する（Ｓ１９）。

コンバータ制御装置１５は、出力電流が切替点以上である場合には（Ｓ１９：Ｙｅｓ）、駆動信号に基づいて演算値を算出し（Ｓ１３）、演算値に基づいて制御信号を生成し（Ｓ１４）、生成した制御信号を出力する（Ｓ１５）。

コンバータ制御装置１５は、出力電流が切替点Ｔｐよりも小さい場合には（Ｓ１９：Ｎｏ）、降下電圧に基づいて補正信号を算出し（Ｓ２０）、出力モードを第２モードから第１モードへ切り替える（Ｓ２１）。コンバータ制御装置１５は、補正信号を加算した演算値を算出し（Ｓ２２）、補正信号を加算した演算値に基づいて制御信号を生成し（Ｓ１４）、生成した制御信号を出力する（Ｓ１５）。

コンバータ制御装置１５は、ＤＣＤＣコンバータ１４の出力側のスイッチング素子Ｑ３がオフの状態における寄生ダイオードＤ３の降下電圧を検出し、検出した降下電圧に基づいて制御信号を補正するための補正信号を算出する。そして、コンバータ制御装置１５は、ＤＣＤＣコンバータ１４の出力モードが第１モードと第２モードとの間で切り替えられる場合に、補正信号によって補正した制御信号を生成する。

これにより、ＤＣＤＣコンバータ１４の出力モードが切り替わる場合に、電圧の変動を抑制することができる。また、ＤＣＤＣコンバータ１４の出力モードが切り替わる場合に、例えば、寄生ダイオードＤ３の部品ばらつきや、ＤＣＤＣコンバータ１４の温度変化の影響により、ＤＣＤＣコンバータ１４の出力電流が発振することを抑制することができる。また、出力電流のオーバーシュートやアンダーシュートが発生することを抑制することができる。そのため、ＤＣＤＣコンバータ１４の応答性を向上させることができる。

コンバータ制御装置１５は、スタートスイッチがオフからオンに変更されたイニシャルチェック時に降下電圧を検出する。これにより、例えば、寄生ダイオードＤ３の経年劣化の影響により、ＤＣＤＣコンバータ１４の出力電流が発振することを抑制することができる。そのため、コンバータ制御装置１５は、ＤＣＤＣコンバータ１４の応答性を向上させることができる。

コンバータ制御装置１５は、新たに降下電圧を検出すると、新たに検出した降下電圧に基づいて補正信号を算出する。すなわち、コンバータ制御装置１５は、新たに降下電圧を検出し、降下電圧を更新した場合には、更新した降下電圧に基づいて補正信号を算出し、更新した降下電圧に基づいて補正した制御信号を生成する。

これにより、コンバータ制御装置１５は、ＤＣＤＣコンバータ１４の状態に基づいて補正した制御信号によってＤＣＤＣコンバータ１４を制御することができる。そのため、コンバータ制御装置１５は、例えば、寄生ダイオードＤ３の経年劣化に対応してＤＣＤＣコンバータ１４を制御することができ、ＤＣＤＣコンバータ１４の応答性をより向上させることができる。

変形例に係るコンバータ制御装置１５は、イニシャルチェックが完了した後に降下電圧を検出してもよい。例えば、変形例に係るコンバータ制御装置１５は、車両が走行、または停止しており、スイッチング素子Ｑ３がオフの状態である場合に、降下電圧を検出してもよい。

また、変形例に係るコンバータ制御装置１５は、スイッチング素子Ｑ３がオフの状態である場合に、定期的に、例えば、スイッチング素子Ｑ３がオフの状態が所定時間継続した後に、降下電圧を検出してもよい。なお、所定時間は、予め設定された時間であり、複数設定されてもよい。

これにより、変形例に係るコンバータ制御装置１５は、上記実施形態と同様に、ＤＣＤＣコンバータ１４の応答性を向上させることができる。また、変形例に係るコンバータ制御装置１５は、例えば、車両が起動された後に温度が高くなったＤＣＤＣコンバータ１４における降下電圧を検出することができ、ＤＣＤＣコンバータ１４の状態に応じてＤＣＤＣコンバータ１４の応答性をより向上させることができる。

また、変形例に係るコンバータ制御装置１５は、出力モードが第１モードから第２モードへ切り替わる直前に降下電圧を検出してもよい。例えば、変形例に係るコンバータ制御装置１５は、出力電流が切替点Ｔｐよりも低い所定電流以上になった場合に降下電圧を検出してもよい。所定電流は、出力電流が大きくなり、切替点Ｔｐ以上となると判定可能な電流として、予め設定された電流である。

これにより、変形例に係るコンバータ制御装置１５は、出力モードが第１モードから第２モードへ切り替わる直前の降下電圧に基づいて補正した制御信号を生成することができ、ＤＣＤＣコンバータ１４の状態に応じてＤＣＤＣコンバータ１４の応答性をより向上させることができる。

また、変形例に係るコンバータ制御装置１５は、補正信号によって駆動信号、または制御信号を直接補正してもよい。これによっても、変形例に係るコンバータ制御装置１５は、降下電圧に基づいて補正した制御信号を生成することができる。

ところで、上述した実施形態では、コンバータ制御装置１５が、車両用の電源システムＳに用いられるＤＣＤＣコンバータ１４を制御する場合について説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、コンバータ制御装置１５は、種々のＤＣＤＣコンバータ１４の制御装置として適用することが可能である。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。従って、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１ 車両用電源装置
１４ ＤＣＤＣコンバータ
１５ コンバータ制御装置
１５ａ 検出部
１５ｂ 切替部
１５ｃ 算出部
１５ｄ 生成部
Ｑ スイッチング素子
Ｄ 寄生ダイオード
Ｓ 電源システム
Ｔｐ 切替点

Claims (6)

1. 電力変換装置の出力側のスイッチング素子をオフにして寄生ダイオードを介して電流を出力する第１モードと、前記スイッチング素子をオンにして前記スイッチング素子を介して電流を出力する第２モードとを切り替える切替部と、
   前記スイッチング素子がオフの状態における前記寄生ダイオードの降下電圧を検出する検出部と、
   前記降下電圧に基づいて前記電力変換装置の制御信号を補正するための補正信号を算出する算出部と、
   前記切替部によって一方のモードから他方のモードへ切り替えられる場合に、前記補正信号を用いて補正された制御信号を生成する生成部と
   を備えることを特徴とする制御装置。
2. 前記算出部は、
   新たに前記降下電圧が検出されると、新たに検出された前記降下電圧に基づいて前記補正信号を算出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記検出部は、
   前記電力変換装置が搭載されたシステムのスタートスイッチがオフからオンに変更された場合に前記降下電圧を検出する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の制御装置。
4. 前記検出部は、
   前記降下電圧を定期的に検出する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の制御装置。
5. 前記検出部は、
   前記第１モードから前記第２モードへ切り替わる直前に前記降下電圧を検出する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の制御装置。
6. 電力変換装置の出力側のスイッチング素子をオフにして寄生ダイオードを介して電流を出力する第１モードと、前記スイッチング素子をオンにして前記スイッチング素子を介して電流を出力する第２モードとを切り替える切替工程と、
   前記スイッチング素子がオフの状態における前記寄生ダイオードの降下電圧を検出する検出工程と、
   前記降下電圧に基づいて前記電力変換装置の制御信号を補正するための補正信号を算出する算出工程と、
   前記切替工程によって一方のモードから他方のモードへ切り替えられる場合に、前記補正信号を用いて補正された前記制御信号を生成する生成工程と
   を含むことを特徴とする電力変換装置の制御方法。

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