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JP5148380B2 - DC / DC converter device, electric vehicle, and control method of DC / DC converter - Google Patents

DC / DC converter device, electric vehicle, and control method of DC / DC converter Download PDF

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JP5148380B2
JP5148380B2 JP2008159100A JP2008159100A JP5148380B2 JP 5148380 B2 JP5148380 B2 JP 5148380B2 JP 2008159100 A JP2008159100 A JP 2008159100A JP 2008159100 A JP2008159100 A JP 2008159100A JP 5148380 B2 JP5148380 B2 JP 5148380B2
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Description

この発明は、第1電力装置と第2電力装置との間に配置されたDC/DCコンバータを制御するDC/DCコンバータ装置及び該DC/DCコンバータ装置を備える電気車両、並びに、前記DC/DCコンバータの制御方法に関する。   The present invention provides a DC / DC converter device that controls a DC / DC converter disposed between a first power device and a second power device, an electric vehicle including the DC / DC converter device, and the DC / DC The present invention relates to a converter control method.

従来から、直流電源(第1電力装置)をDC/DCコンバータ及びインバータを介して車両走行用の電動機(第2電力装置)に接続し、該電動機の回転により車輪を回転させることで電気車両を駆動させることが提案されている(特許文献1参照)。   Conventionally, a DC power source (first electric power device) is connected to a motor for driving a vehicle (second electric power device) via a DC / DC converter and an inverter, and an electric vehicle is rotated by rotating a wheel by the rotation of the electric motor. It has been proposed to drive (see Patent Document 1).

この場合、前記電気車両に搭載されたDC/DCコンバータ装置の制御部は、前記DC/DCコンバータにおけるインバータ側の出力電圧(2次電圧)のオーバーシュートを抑制するために、(1)前記2次電圧の指令値の大きさに応じて、制御タイミング間における該指令値の変化率を変化させるか、あるいは、(2)前記指令値が閾値に到達するまでは、前記変化率を第1の値に設定し、前記指令値が前記閾値以上になったときには、前記変化率を前記第1の値よりも小さい第2の値に設定し、上記(1)又は(2)の変化量制限処理(レートリミット処理)後の指令値を前記2次電圧の目標値に用いて前記DC/DCコンバータのスイッチング素子を駆動する。   In this case, the control unit of the DC / DC converter device mounted on the electric vehicle has (1) the 2 in order to suppress overshoot of the output voltage (secondary voltage) on the inverter side in the DC / DC converter. The rate of change of the command value between control timings is changed according to the magnitude of the command value of the next voltage, or (2) the rate of change is set to the first rate until the command value reaches a threshold value. When the command value is equal to or greater than the threshold value, the change rate is set to a second value smaller than the first value, and the change amount limiting process (1) or (2) above is performed. The command value after (rate limit processing) is used as the target value of the secondary voltage to drive the switching element of the DC / DC converter.

特開2006−353032号公報JP 2006-353032 A

しかしながら、指令値の変化率を設定(変化)しても、前記変化率の変化点(前記指令値の傾きの変化点)における前記変化率(前記傾き)の急変に起因して、直流電源からDC/DCコンバータを介してインバータの間に流れる電流にリップルが発生する。   However, even if the change rate of the command value is set (changed), due to the sudden change of the change rate (the slope) at the change point of the change rate (the change point of the slope of the command value), Ripple is generated in the current flowing between the inverters via the DC / DC converter.

この発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、リップルを低減することが可能となるDC/DCコンバータ装置及び該DC/DCコンバータ装置を備える電気車両、並びに、DC/DCコンバータの制御方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of such problems, and a DC / DC converter device capable of reducing ripples, an electric vehicle including the DC / DC converter device, and a DC / DC converter. It is an object to provide a control method.

第1の発明に係るDC/DCコンバータ装置は、
第1電力装置と第2電力装置との間に配置され、スイッチング素子を有するDC/DCコンバータと、
該DC/DCコンバータの前記第1電力装置側の電圧(以下、1次電圧という。)又は前記第2電力装置側の電圧(以下、2次電圧という。)の指令値に対して一次遅れ処理を行うことにより前記1次電圧又は前記2次電圧の目標値を算出し、算出した前記目標値に基づいて前記スイッチング素子を駆動する制御部とを備えることを特徴としている。
The DC / DC converter device according to the first invention is:
A DC / DC converter disposed between the first power device and the second power device and having a switching element;
First-order lag processing with respect to a command value of a voltage on the first power device side (hereinafter referred to as a primary voltage) or a voltage on the second power device side (hereinafter referred to as a secondary voltage) of the DC / DC converter. And a control unit that calculates a target value of the primary voltage or the secondary voltage and drives the switching element based on the calculated target value.

また、第2の発明に係るDC/DCコンバータの制御方法は、
第1電力装置と第2電力装置との間に配置されたDC/DCコンバータの前記第1電力装置側の電圧(1次電圧)又は前記第2電力装置側の電圧(2次電圧)の指令値に対して一次遅れ処理を行うことにより前記1次電圧又は前記2次電圧の目標値を算出し、
算出した前記目標値に基づいて前記DC/DCコンバータのスイッチング素子を駆動することを特徴としている。
Further, a control method of the DC / DC converter according to the second invention is as follows:
Command of voltage (primary voltage) on the first power device side or voltage (secondary voltage) on the second power device side of a DC / DC converter arranged between the first power device and the second power device A target value of the primary voltage or the secondary voltage is calculated by performing a first-order lag process on the value;
The switching element of the DC / DC converter is driven based on the calculated target value.

これらの第1及び第2の発明によれば、前記指令値に前記一次遅れ処理を施して前記目標値を算出することにより、前記目標値の変化率が不連続になる(変化率が急変する)部分の発生を抑制することができるので、該目標値に基づいて前記スイッチング素子を駆動すれば、前記第1電力装置から前記DC/DCコンバータを介して前記第2電力装置の間に流れる電流のリップルを低減することが可能となる。   According to these first and second inventions, the target value is calculated by performing the first-order lag processing on the command value, so that the change rate of the target value becomes discontinuous (the change rate changes suddenly). ), The current flowing between the first power device and the second power device via the DC / DC converter when the switching element is driven based on the target value. Ripple can be reduced.

第3の発明に係るDC/DCコンバータ装置は、前記制御部が、前記第1電力装置及び前記第2電力装置の電力配分に基づいて前記指令値を決定する上位制御部と、前記指令値に対して前記一次遅れ処理を行うことにより前記目標値を算出し、算出した前記目標値に基づいて前記スイッチング素子を駆動するコンバータ制御部とに分けられ、前記コンバータ制御部の処理周期は、前記上位制御部の処理周期よりも短い周期に設定されている。   In the DC / DC converter device according to a third aspect of the invention, the control unit determines a command value based on power distribution of the first power device and the second power device, and the command value The target value is calculated by performing the first-order lag processing, and is divided into a converter control unit that drives the switching element based on the calculated target value, and the processing cycle of the converter control unit is The cycle is set to be shorter than the processing cycle of the control unit.

この場合、前記コンバータ制御部で受信される前記指令値は、時間経過に伴ってステップ状に変化する特性となる。そこで、第3の発明では、前記ステップ状に変化する前記指令値に対して前記一次遅れ処理を施している。これにより、第3の発明によれば、時間経過に対して滑らかな前記目標値の特性が容易に得られるので、前記リップルを低減することができる。   In this case, the command value received by the converter control unit has a characteristic that changes stepwise with time. Therefore, in the third aspect of the invention, the first-order lag processing is performed on the command value that changes in the step shape. Thereby, according to 3rd invention, since the characteristic of the said target value smooth with respect to time passage is obtained easily, the said ripple can be reduced.

この場合、前記コンバータ制御部は、前記指令値に対して変化率が固定とされた変化量制限処理を行った後に、該変化量制限処理後の指令値に対して前記一次遅れ処理を行うことが好ましい(第4の発明)。   In this case, the converter control unit performs the first-order lag process on the command value after the change amount limiting process after performing the change amount limiting process in which the change rate is fixed with respect to the command value. Is preferable (fourth invention).

第4の発明によれば、前記一次遅れ処理を行う前に、前記指令値に対して前記変化率が固定とされた前記変化量制限処理を施すので、シンプルな制御で前記指令値に関わる前記1次電圧又は前記2次電圧でのオーバーシュートの抑制と、前記リップルの低減とを両立することが可能となる。   According to the fourth aspect of the invention, since the change amount limiting process in which the change rate is fixed is performed on the command value before the first-order lag process is performed, the command value related to the command value can be controlled with simple control. It is possible to achieve both suppression of overshoot at the primary voltage or the secondary voltage and reduction of the ripple.

第5の発明に係る電気車両は、上述したDC/DCコンバータ装置を備え、前記第1電力装置は、前記1次電圧を発生する蓄電装置であり、前記第2電力装置は、車輪を回転させる電動機と、該電動機を駆動するインバータに接続され且つ発電電圧を発生する発電装置とを有し、前記発電電圧又は前記電動機が発電機として動作したときに前記インバータに発生する回生電圧を前記2次電圧とすることを特徴としている。   An electric vehicle according to a fifth aspect of the present invention includes the above-described DC / DC converter device, wherein the first power device is a power storage device that generates the primary voltage, and the second power device rotates a wheel. An electric motor and a generator that is connected to an inverter that drives the electric motor and generates a generated voltage, and generates the generated voltage or the regenerative voltage generated in the inverter when the electric motor operates as a generator. It is characterized by voltage.

第5の発明によれば、前記リップルの低減することができるので、前記電気車両に前記DC/DCコンバータ装置を搭載することにより、前記電動機、前記発電装置及び前記インバータや、これらの装置に接続される部品の耐電圧性及び耐久性を向上することが可能となる。また、耐電圧性及び耐久性が向上することにより、コストの低減、軽量化及び小型化を実現することもできる。   According to the fifth invention, since the ripple can be reduced, the electric motor, the power generation device, the inverter, and these devices are connected by mounting the DC / DC converter device in the electric vehicle. It is possible to improve the voltage resistance and durability of the parts to be manufactured. In addition, by improving the voltage resistance and durability, it is possible to realize cost reduction, weight reduction, and size reduction.

また、前記発電装置が燃料電池である場合(第6の発明)には、前記オーバーシュート及び前記リップルの低減によって、前記燃料電池を構成するセルの劣化を確実に防止することが可能となる。   Further, when the power generation device is a fuel cell (sixth invention), it is possible to reliably prevent deterioration of the cells constituting the fuel cell by reducing the overshoot and the ripple.

この発明によれば、指令値に一次遅れ処理を施して目標値を算出することにより、前記目標値の変化率が不連続になる(変化率が急変する)部分の発生を抑制することができるので、該目標値に基づいてスイッチング素子を駆動すれば、電流のリップルを低減することが可能となる。   According to the present invention, the target value is calculated by subjecting the command value to the first-order lag processing, thereby suppressing the occurrence of a portion where the change rate of the target value becomes discontinuous (the change rate changes suddenly). Therefore, if the switching element is driven based on the target value, the current ripple can be reduced.

以下、この発明の一実施形態について図面を参照して説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、この発明の一実施形態に係るハイブリッド直流電源システム10が適用された一実施形態に係る燃料電池車両(電気車両)20の回路図である。   FIG. 1 is a circuit diagram of a fuel cell vehicle (electric vehicle) 20 according to an embodiment to which a hybrid DC power supply system 10 according to an embodiment of the present invention is applied.

ハイブリッド直流電源システム10は、基本的には、エネルギストレージでありバッテリ電圧Vbatを発生する蓄電装置(以下、バッテリともいう。)24(第1電力装置)と、このバッテリ電圧Vbatより高い電圧である発電電圧Vfを発生する発電装置としての燃料電池22(第2電力装置)と、バッテリ24と燃料電池22との間に配置され電圧変換するDC/DCコンバータ36と、統括制御部56(上位制御部)から供給される電圧指令値に応じてDC/DCコンバータ36の電圧制御目標値を設定し、バッテリ24と燃料電池22との間での前記電圧変換を制御するコンバータ制御部54とから構成される。   The hybrid DC power supply system 10 is basically an energy storage device that generates a battery voltage Vbat (hereinafter also referred to as a battery) 24 (first power device) and a voltage higher than the battery voltage Vbat. A fuel cell 22 (second power device) as a power generation device that generates a power generation voltage Vf, a DC / DC converter 36 that is disposed between the battery 24 and the fuel cell 22 and performs voltage conversion, and an overall control unit 56 (upper control) And a converter control unit 54 that sets a voltage control target value of the DC / DC converter 36 in accordance with a voltage command value supplied from the battery control unit 54 and controls the voltage conversion between the battery 24 and the fuel cell 22. Is done.

ここで、コンバータ制御部54とDC/DCコンバータ36とは、バッテリ24が接続される1次側1Sと、燃料電池22及びモータ26(インバータ34)が接続される2次側2Sとの間で、昇降圧の電圧変換を行うDC/DCコンバータ装置{VCU(Voltage Control Unit)という。}23を構成する。   Here, the converter control unit 54 and the DC / DC converter 36 are between the primary side 1S to which the battery 24 is connected and the secondary side 2S to which the fuel cell 22 and the motor 26 (inverter 34) are connected. DC / DC converter device {VCU (Voltage Control Unit) that performs voltage conversion of step-up / step-down. } 23.

燃料電池車両20は、前記のハイブリッド直流電源システム10と、このハイブリッド直流電源システム10からモータ電流Im(電力)がインバータ(駆動回路)34を通じて供給される負荷としての走行用のモータ26(電動機)と、から構成される。   The fuel cell vehicle 20 includes the above-described hybrid DC power supply system 10 and a traveling motor 26 (electric motor) as a load to which a motor current Im (electric power) is supplied from the hybrid DC power supply system 10 through an inverter (drive circuit) 34. And.

モータ26の回転は、減速機12、シャフト14を通じて車輪16に伝達され、車輪16を回転させる。   The rotation of the motor 26 is transmitted to the wheel 16 through the speed reducer 12 and the shaft 14 to rotate the wheel 16.

燃料電池22は、例えば、固体高分子電解質膜をアノード電極とカソード電極とで両側から挟み込んで形成されたセルを積層したスタック構造である。燃料電池22には、水素タンク28とエアコンプレッサ30とが配管により接続されている。燃料電池22内で反応ガスである水素(燃料ガス)と空気(酸化剤ガス)との電気化学反応により生成された発電電流Ifは、電流センサ32及びダイオード(ディスコネクトダイオードともいう。)33を介して、インバータ34及び(又は)DC/DCコンバータ36側に供給される。   The fuel cell 22 has, for example, a stack structure in which cells formed by sandwiching a solid polymer electrolyte membrane between an anode electrode and a cathode electrode from both sides are stacked. A hydrogen tank 28 and an air compressor 30 are connected to the fuel cell 22 by piping. A generated current If generated by an electrochemical reaction between hydrogen (fuel gas), which is a reaction gas, and air (oxidant gas) in the fuel cell 22 is supplied to a current sensor 32 and a diode (also referred to as a disconnect diode) 33. Via the inverter 34 and / or the DC / DC converter 36 side.

インバータ34は、直流/交流変換を行い、モータ電流Imをモータ26に供給する一方、回生動作に伴う交流/直流変換後のモータ電流Imを2次側2SからDC/DCコンバータ36を通じて1次側1Sに供給する。   The inverter 34 performs DC / AC conversion and supplies the motor current Im to the motor 26, while the motor current Im after AC / DC conversion accompanying the regenerative operation is transferred from the secondary side 2 </ b> S to the primary side through the DC / DC converter 36. Supply to 1S.

この場合、回生電圧又は発電電圧Vfである2次電圧V2がDC/DCコンバータ36により低電圧に変換された1次電圧V1は、ダウンバータ42により降圧されてさらに低電圧とされ、ライト、パワーウインド、ワイパー用電動機等の補機44に補機電流Iauとして供給されると共に、余剰電力があればバッテリ電流Ibat(充電電流Ibc)としてバッテリ24に流し込まれバッテリ24を充電する。   In this case, the primary voltage V1 obtained by converting the secondary voltage V2 which is the regenerative voltage or the generated voltage Vf into a low voltage by the DC / DC converter 36 is stepped down by the downverter 42 to be further reduced to the write, power The auxiliary current 44 is supplied to the auxiliary equipment 44 such as an electric motor for wind and wiper as an auxiliary equipment current Iau, and if there is surplus power, it flows into the battery 24 as the battery current Ibat (charging current Ibc) and charges the battery 24.

1次側1Sに電力ケーブル18を通じて接続されるバッテリ24は、例えば、リチウムイオン2次電池、ニッケル水素2次電池又はキャパシタを利用することができる。   As the battery 24 connected to the primary side 1S through the power cable 18, for example, a lithium ion secondary battery, a nickel hydride secondary battery, or a capacitor can be used.

バッテリ24は、ダウンバータ42を通じて補機44に補機電流Iauを供給すると共に、DC/DCコンバータ36を通じてインバータ34にモータ電流Imを供給するためのバッテリ電流Ibat(放電電流Ibd)を流し出す。   The battery 24 supplies the auxiliary machine current Iau to the auxiliary machine 44 through the downverter 42, and flows out the battery current Ibat (discharge current Ibd) for supplying the motor current Im to the inverter 34 through the DC / DC converter 36.

なお、インバータ34に供給されるモータ電流Imは、バッテリ電流IbatがVCU23により変換された2次電流I2と発電電流Ifとの合成電流である。   The motor current Im supplied to the inverter 34 is a combined current of the secondary current I2 obtained by converting the battery current Ibat by the VCU 23 and the generated current If.

1次側1S及び2次側2Sには、それぞれ平滑用のコンデンサ38、39が設けられている。   Smoothing capacitors 38 and 39 are provided on the primary side 1S and the secondary side 2S, respectively.

燃料電池22を含むシステムはFC制御部50により制御され、インバータ34とモータ26とを含むシステムはインバータ駆動部を含むモータ制御部52により制御され、DC/DCコンバータ36を含むシステムはコンバータ駆動部を含むコンバータ制御部54により、それぞれ基本的に制御される。   The system including the fuel cell 22 is controlled by the FC controller 50, the system including the inverter 34 and the motor 26 is controlled by the motor controller 52 including the inverter driver, and the system including the DC / DC converter 36 is the converter driver. Are basically controlled by a converter control unit 54 including

そして、これらFC制御部50、モータ制御部52及びコンバータ制御部54は、燃料電池22の総負荷量Lt等を決定する上位制御部としての統括制御部56により制御される。   The FC control unit 50, the motor control unit 52, and the converter control unit 54 are controlled by an overall control unit 56 as a host control unit that determines the total load amount Lt and the like of the fuel cell 22.

統括制御部56、FC制御部50、モータ制御部52及びコンバータ制御部54は、それぞれCPU、ROM、RAM、タイマの他、A/D変換器、D/A変換器等の入出力インタフェース、並びに、必要に応じてDSP(Digital Signal Processor)等を有している。   The overall control unit 56, the FC control unit 50, the motor control unit 52, and the converter control unit 54 are respectively an input / output interface such as an A / D converter and a D / A converter in addition to a CPU, a ROM, a RAM, and a timer, If necessary, a DSP (Digital Signal Processor) or the like is included.

統括制御部56、FC制御部50、モータ制御部52及びコンバータ制御部54は、車内LANであるCAN(Controller Area Network)等の通信線70を通じて相互に接続され、各種スイッチ及び各種センサからの入出力情報を共有し、これら各種スイッチ及び各種センサからの入出力情報を入力として各CPUが各ROMに格納されたプログラムを実行することにより各種機能を実現する。   The overall control unit 56, the FC control unit 50, the motor control unit 52, and the converter control unit 54 are connected to each other through a communication line 70 such as a CAN (Controller Area Network) that is an in-vehicle LAN, and input from various switches and various sensors. Various functions are realized by sharing the output information and executing the programs stored in the ROMs by the CPUs with the input / output information from the various switches and sensors as inputs.

ここで、車両状態を検出する各種スイッチ及び各種センサとしては、発電電流Ifを検出する電流センサ32の他、1次電圧V1(バッテリ電圧Vbatに等しい。)を検出する電圧センサ61、1次電流I1{バッテリ電流Ibat(放電電流Ibd又は充電電流Ibc)}を検出する電流センサ62、2次電圧V2(ディスコネクトダイオード33が導通しているとき、略燃料電池22の発電電圧Vfに等しい。)を検出する電圧センサ63、2次電流I2を検出する電流センサ64、通信線70に接続されるイグニッションスイッチ(IGSW)65、アクセルセンサ66、ブレーキセンサ67、車速センサ68、及び上記したライト、パワーウインド、ワイパー用電動機等の補機44の操作部55等がある。   Here, as various switches and various sensors for detecting the vehicle state, in addition to the current sensor 32 for detecting the generated current If, the voltage sensor 61 for detecting the primary voltage V1 (equal to the battery voltage Vbat), the primary current. I1 {Battery current Ibat (discharge current Ibd or charge current Ibc)} A current sensor 62 for detecting the secondary voltage V2 (when the disconnect diode 33 is conductive, it is substantially equal to the generated voltage Vf of the fuel cell 22). Voltage sensor 63 for detecting the secondary current, current sensor 64 for detecting the secondary current I2, ignition switch (IGSW) 65 connected to the communication line 70, accelerator sensor 66, brake sensor 67, vehicle speed sensor 68, and the above-described lights and power There is an operation section 55 of an auxiliary machine 44 such as a window or a wiper motor.

統括制御部56は、燃料電池22の状態、バッテリ24の状態、モータ26の状態、及び補機44の状態の他、各種スイッチ及び各種センサからの入力(負荷要求)に基づき決定した燃料電池車両20の総負荷要求量Ltから、燃料電池22が負担すべき燃料電池分担負荷量(要求出力)Lfと、バッテリ24が負担すべきバッテリ分担負荷量(要求出力)Lbと、回生電源が負担すべき回生電源分担負荷量Lrとの配分(分担)を調停しながら決定し、FC制御部50、モータ制御部52及びコンバータ制御部54に指令を送出する。   The overall control unit 56 determines the fuel cell vehicle based on inputs (load requests) from various switches and various sensors in addition to the state of the fuel cell 22, the state of the battery 24, the state of the motor 26, and the state of the auxiliary machine 44. From the total load requirement amount Lt of 20, the fuel cell shared load amount (required output) Lf to be borne by the fuel cell 22, the battery shared load amount (required output) Lb to be borne by the battery 24, and the regenerative power source Distribution (sharing) with the power regeneration load sharing load Lr is determined while arbitrating, and commands are sent to the FC control unit 50, motor control unit 52, and converter control unit 54.

統括制御部56による処理周期は、例えば、燃料電池車両20が、ユーザのアクセル操作等に対して違和感のない程度に円滑に応答すればよいことを考慮し、コンバータ制御部54の処理周期(この実施形態ではスイッチング周期≒50[μS])より遅い周期でよく、例えば、スイッチング周期の200倍の約10[ms]に設定される。また、通信線70の通信周期は、統括制御部56の処理周期と概ね同じ周期に設定される(通信周期≒10[ms])。   The processing cycle by the overall control unit 56 is, for example, the processing cycle of the converter control unit 54 (this is considered as long as the fuel cell vehicle 20 only needs to respond smoothly to the user's accelerator operation or the like without feeling uncomfortable). In the embodiment, the cycle may be slower than the switching cycle≈50 [μS]), and is set to about 10 [ms], which is 200 times the switching cycle, for example. In addition, the communication cycle of the communication line 70 is set to substantially the same cycle as the processing cycle of the overall control unit 56 (communication cycle≈10 [ms]).

DC/DCコンバータ36は、バッテリ24と、燃料電池22又は回生電源(インバータ34とモータ26)との間に接続される、上アーム素子(上アームスイッチング素子81と並列ダイオード83)と下アーム素子(下アームスイッチング素子82と並列ダイオード84)とからなる相アーム(単相アーム)UAと、リアクトル90とから構成される。   The DC / DC converter 36 includes an upper arm element (upper arm switching element 81 and parallel diode 83) and a lower arm element connected between the battery 24 and the fuel cell 22 or the regenerative power source (inverter 34 and motor 26). A phase arm (single phase arm) UA composed of (lower arm switching element 82 and parallel diode 84) and a reactor 90 are configured.

上アームスイッチング素子81と下アームスイッチング素子82とは、それぞれ例えば、MOSFET又はIGBT等で構成される。   The upper arm switching element 81 and the lower arm switching element 82 are each configured by, for example, a MOSFET or an IGBT.

リアクトル90は、DC/DCコンバータ36により1次電圧V1と2次電圧V2との間で電圧を変換する際に、エネルギを放出及び蓄積するために、前記上アーム素子及び前記下アーム素子の接続点とバッテリ24との間に挿入されている。   The reactor 90 connects the upper arm element and the lower arm element in order to release and store energy when the voltage is converted between the primary voltage V1 and the secondary voltage V2 by the DC / DC converter 36. It is inserted between the point and the battery 24.

上アームスイッチング素子81は、コンバータ制御部54から出力される駆動信号(駆動電圧)UHによりオン又はオフされ、下アームスイッチング素子82は、駆動信号(駆動電圧)ULによりオン又はオフされる。   The upper arm switching element 81 is turned on or off by a drive signal (drive voltage) UH output from the converter control unit 54, and the lower arm switching element 82 is turned on or off by a drive signal (drive voltage) UL.

1次電圧V1、代表的には、負荷が接続されていないときのバッテリ24の開放電圧OCV(Open Circuit Voltage)は、図2の燃料電池出力特性(電流電圧特性)91上に示すように、この燃料電池22の発電電圧Vfの最低電圧Vfminより高い電圧に設定されている。なお、図2において、バッテリ24の開放電圧OCVをOCV≒V1と描いている。   The primary voltage V1, typically the open circuit voltage OCV (Open Circuit Voltage) of the battery 24 when no load is connected, as shown on the fuel cell output characteristics (current voltage characteristics) 91 of FIG. The fuel cell 22 is set to a voltage higher than the minimum voltage Vfmin of the power generation voltage Vf. In FIG. 2, the open circuit voltage OCV of the battery 24 is drawn as OCV≈V1.

2次電圧V2は、燃料電池22が発電動作しているときには燃料電池22の発電電圧Vfに等しい電圧にされる。   The secondary voltage V2 is set to a voltage equal to the power generation voltage Vf of the fuel cell 22 when the fuel cell 22 is generating power.

ここで、VCU23による燃料電池22の出力制御について説明する。   Here, output control of the fuel cell 22 by the VCU 23 will be described.

水素タンク28からの燃料ガス及びエアコンプレッサ30からの圧縮空気が供給されている発電時に、燃料電池22の発電電流Ifは、図2に示した特性91{関数F(Vf)という。}上で2次電圧V2、すなわち、発電電圧Vfをコンバータ制御部54によりDC/DCコンバータ36を通じて設定することにより決定される。つまり、発電電流Ifは、発電電圧Vfの関数F(Vf)値として決定される。If=F(Vf)であり、例えば発電電圧VfをVf=Vfa=V2と設定すれば、その発電電圧Vfa(V2)の関数値としての発電電流Ifaが決定される。{Ifa=F(Vfa)=F(V2)}。   During power generation in which fuel gas from the hydrogen tank 28 and compressed air from the air compressor 30 are supplied, the power generation current If of the fuel cell 22 is referred to as a characteristic 91 {function F (Vf) shown in FIG. } Is determined by setting the secondary voltage V2, that is, the generated voltage Vf, through the DC / DC converter 36 by the converter control unit 54. That is, the generated current If is determined as a function F (Vf) value of the generated voltage Vf. If If = F (Vf) and the generated voltage Vf is set to Vf = Vfa = V2, for example, the generated current Ifa as a function value of the generated voltage Vfa (V2) is determined. {Ifa = F (Vfa) = F (V2)}.

具体的に、燃料電池22においては、発電電圧Vfの減少に応じて流し出される電流である発電電流Ifが増加し、発電電圧Vfの増加に応じて流し出される発電電流Ifが減少する。   Specifically, in the fuel cell 22, the generated current If that is a current that flows out in response to a decrease in the generated voltage Vf increases, and the generated current If that flows out in response to an increase in the generated voltage Vf decreases.

このように、燃料電池22は、2次電圧V2(発電電圧Vf)を決定することにより発電電流Ifが決定されるので、燃料電池車両20等、燃料電池22を含むシステムでは、通常時には、DC/DCコンバータ36の2次側2Sの2次電圧V2(発電電圧Vf)が、コンバータ制御部54を含むVCU23のフィードバック制御の電圧制御目標値V2tar(図3参照)に設定される。すなわち、VCU23により燃料電池22の出力(発電電流If)が制御される。以上が、VCU23による燃料電池22の出力制御の説明である。   As described above, since the fuel cell 22 determines the generated current If by determining the secondary voltage V2 (generated voltage Vf), in a system including the fuel cell 22 such as the fuel cell vehicle 20, the DC is normally DC. The secondary voltage V2 (power generation voltage Vf) on the secondary side 2S of the DC converter 36 is set to a voltage control target value V2tar (see FIG. 3) for feedback control of the VCU 23 including the converter control unit 54. That is, the output (generated current If) of the fuel cell 22 is controlled by the VCU 23. The above is the description of the output control of the fuel cell 22 by the VCU 23.

図3〜図5は、2次電圧制御モード時(電圧制御目標値V2tar)におけるコンバータ制御部54の機能ブロック図である。   3 to 5 are functional block diagrams of converter control unit 54 in the secondary voltage control mode (voltage control target value V2tar).

この2次電圧制御モードでは、統括制御部56で演算された2次電圧指令値V2comが制御目標値算出部92に供給される。制御目標値算出部92は、統括制御部56の処理周期及び通信線70の通信周期(例えば、10[ms])が、コンバータ制御部54の処理周期(例えば、50[μs])よりも長いため、受信される2次電圧指令値V2comが時間的にステップ状に変化する場合(図8Aの特性106、図9Cの特性134、図11Aの特性140、及び、図13Aの特性160参照)に、この2次電圧指令値V2comに対して、一次遅れ処理のみ(図4参照)、あるいは、レートリミット処理(変化量制限処理)及び一次遅れ処理(図5参照)を施すことにより、電圧制御目標値V2tarに変換し(図8Aの特性120、図9Dの特性136、図11Aの特性152、及び、図13Aの特性172参照)、変換した電圧制御目標値V2tarをフィードバック項演算部94及びフィードフォワード項演算部96に供給する。   In the secondary voltage control mode, the secondary voltage command value V2com calculated by the overall control unit 56 is supplied to the control target value calculation unit 92. In the control target value calculation unit 92, the processing cycle of the overall control unit 56 and the communication cycle of the communication line 70 (for example, 10 [ms]) are longer than the processing cycle of the converter control unit 54 (for example, 50 [μs]). Therefore, when the received secondary voltage command value V2com changes stepwise in time (see the characteristic 106 in FIG. 8A, the characteristic 134 in FIG. 9C, the characteristic 140 in FIG. 11A, and the characteristic 160 in FIG. 13A). The secondary voltage command value V2com is subjected to only the primary delay process (see FIG. 4), or the rate limit process (variation amount limiting process) and the primary delay process (see FIG. 5) are performed, thereby providing a voltage control target. (See the characteristic 120 in FIG. 8A, the characteristic 136 in FIG. 9D, the characteristic 152 in FIG. 11A, and the characteristic 172 in FIG. 13A), and the converted voltage control target value V2tar is converted into the value V2tar. Dobakku term calculation unit 94 and supplied to the feedforward term calculation portion 96.

具体的に、図4では、制御目標値算出部92としての一次遅れフィルタ102に2次電圧指令値V2comを通過させることにより、該2次電圧指令値V2comを電圧制御目標値V2tarに変換する。   Specifically, in FIG. 4, the secondary voltage command value V2com is converted into the voltage control target value V2tar by passing the secondary voltage command value V2com through the primary delay filter 102 as the control target value calculation unit 92.

また、図5では、変化量制限部104が2次電圧指令値V2comに対して変化率が固定値とされたレートリミット処理を施し、次に、一次遅れフィルタ102に前記レートリミット処理後の2次電圧指令値V2comを通過させることにより、該2次電圧指令値V2comを電圧制御目標値V2tarに変換する。   Further, in FIG. 5, the change amount limiting unit 104 performs rate limit processing in which the rate of change is a fixed value with respect to the secondary voltage command value V2com, and then the primary delay filter 102 is subjected to 2 after the rate limit processing. By passing the secondary voltage command value V2com, the secondary voltage command value V2com is converted into a voltage control target value V2tar.

なお、変化量制限部104での2次電圧指令値V2comに対するレートリミット処理とは、例えば、下記のような処理をいう。   Note that the rate limit process for the secondary voltage command value V2com in the change amount limiting unit 104 is, for example, the following process.

先ず、今回供給された2次電圧指令値V2comと、前回(の処理時)の2次電圧目標値V2tarとの差(今回のV2com−前回のV2tar)を算出する。   First, a difference (current V2com−previous V2tar) between the secondary voltage command value V2com supplied this time and the previous (at the time of processing) secondary voltage target value V2tar is calculated.

この場合、この差が、(1)2次電圧目標値V2tarの許容変化量の下限値以上で且つ上限値以下であれば{下限値≦(今回のV2com−前回のV2tar)≦上限値}、該2次電圧指令値V2comを今回の2次電圧目標値V2tarを示す電圧値として一次遅れフィルタ102に出力する。   In this case, if this difference is (1) the lower limit value of the allowable change amount of the secondary voltage target value V2tar and the upper limit value or less, {lower limit value ≦ (current V2com−previous V2tar) ≦ upper limit value}, The secondary voltage command value V2com is output to the primary delay filter 102 as a voltage value indicating the current secondary voltage target value V2tar.

また、前記差が、(2)2次電圧目標値V2tarの許容変化量の下限値未満であれば{下限値>(今回のV2com−前回のV2tar)}、(前回のV2tar+下限値)を今回の2次電圧目標値V2tarを示す電圧値として一次遅れフィルタ102に出力する。   If the difference is less than the lower limit value of the allowable change amount of the secondary voltage target value V2tar (lower limit value> (current V2com−previous V2tar)}, (previous V2tar + lower limit value) Is output to the primary delay filter 102 as a voltage value indicating the secondary voltage target value V2tar.

さらに、前記差が、(3)2次電圧目標値V2tarの許容変化量の上限値を越えていれば{上限値<(今回のV2com−前回のV2tar)}、(前回のV2tar+上限値)を今回の2次電圧目標値V2tarを示す電圧値として一次遅れフィルタ102に出力する。   Further, if the difference exceeds the upper limit value of the allowable change amount of the secondary voltage target value V2tar (upper limit value <(current V2com−previous V2tar)}, (previous V2tar + upper limit value) A voltage value indicating the current secondary voltage target value V2tar is output to the primary delay filter 102.

図3〜図5において、フィードバック項演算部94は、制御目標値算出部92にて算出された2次電圧目標値V2tarと、電圧センサ63(図1参照)で検出された2次電圧V2との偏差e(e=V2−V2tar)を求め、求めた偏差eを用いてPID処理部{比例(P)、積分(I)、微分(D)動作}を行って、該偏差eをデューティの補正値である補正デューティΔD(ΔD=ΔDp+ΔDi+ΔDd、ΔDp:P項成分による補正デューティ、ΔDi:I項成分による補正デューティΔDi、ΔDd:D項成分による補正デューティ)を算出し、算出した補正デューティΔD(フィードバック項)を加算信号として演算点98に算出する。   3 to 5, the feedback term calculation unit 94 includes the secondary voltage target value V2tar calculated by the control target value calculation unit 92, and the secondary voltage V2 detected by the voltage sensor 63 (see FIG. 1). Deviation e (e = V2−V2tar) is obtained, and a PID processing unit {proportional (P), integral (I), derivative (D) operation} is performed using the obtained deviation e, and the deviation e is calculated as a duty. A correction duty ΔD (ΔD = ΔDp + ΔDi + ΔDd, ΔDp: correction duty based on the P term component, ΔDi: correction duty ΔDi based on the I term component, ΔDd: correction duty based on the D term component), which are correction values, is calculated, and the calculated correction duty ΔD ( The feedback term) is calculated at the calculation point 98 as an addition signal.

一方、フィードフォワード項演算部96は、電圧センサ61で検出された1次電圧V1から電圧制御目標値V2tarを除して得られる基準デューティDs(Ds=V1/V2tar)(フィードフォワード項)を加算信号として演算点98に供給する。   On the other hand, the feedforward term calculation unit 96 adds a reference duty Ds (Ds = V1 / V2tar) (feedforward term) obtained by dividing the voltage control target value V2tar from the primary voltage V1 detected by the voltage sensor 61. The signal is supplied to the calculation point 98 as a signal.

演算点98は、一方の入力である補正デューティΔDと、他方の入力である基準デューティDsとを加算して、加算結果としての駆動デューティD(D=Ds+ΔD=V1/V2tar+ΔD)を駆動信号生成部100に出力し、駆動信号生成部100は、駆動デューティDに基づき、上アームスイッチング素子81に駆動デューティDH(DH=V1/V2tar+ΔD)の駆動信号UHを供給すると共に、下アームスイッチング素子82に駆動デューティDL{DL=1−(V1/V2tar+ΔD)}の駆動信号ULを供給する。   The calculation point 98 adds the correction duty ΔD, which is one input, and the reference duty Ds, which is the other input, and calculates the drive duty D (D = Ds + ΔD = V1 / V2tar + ΔD) as a drive signal generator. Based on the drive duty D, the drive signal generator 100 supplies the drive signal UH of the drive duty DH (DH = V1 / V2tar + ΔD) to the upper arm switching element 81 and drives the lower arm switching element 82. A drive signal UL having a duty DL {DL = 1− (V1 / V2tar + ΔD)} is supplied.

この実施形態に係る燃料電池車両20は、基本的には以上のように構成され且つ動作するものであり、次に、コンバータ制御部54によるDC/DCコンバータ36の制御に関して、上述の2次電圧制御モードで制御する場合について、図6〜図13Cを参照しながら説明する。   The fuel cell vehicle 20 according to this embodiment is basically configured and operates as described above. Next, regarding the control of the DC / DC converter 36 by the converter control unit 54, the secondary voltage described above is used. The case of controlling in the control mode will be described with reference to FIGS.

図6のステップS11において、統括制御部56により、それぞれが負荷要求であるモータ26の電力要求と補機44の電力要求とエアコンプレッサ30の電力要求とから総負荷要求量Ltが決定(算出)されると、ステップS12において、統括制御部56は、決定した総負荷要求量Ltを出力するための燃料電池分担負荷量Lfと、バッテリ分担負荷量Lbと、回生電源分担負荷量Lrとの配分を決定し、FC制御部50、コンバータ制御部54及びモータ制御部52に指令を与える。この場合、コンバータ制御部54には、2次電圧指令値V2comが送出される。   In step S11 of FIG. 6, the overall control unit 56 determines (calculates) the total load request amount Lt from the power request of the motor 26, the power request of the auxiliary machine 44, and the power request of the air compressor 30, which are load requests. Then, in step S12, the overall control unit 56 distributes the fuel cell shared load amount Lf, the battery shared load amount Lb, and the regenerative power source shared load amount Lr for outputting the determined total load request amount Lt. And gives commands to the FC control unit 50, the converter control unit 54, and the motor control unit 52. In this case, secondary voltage command value V2com is sent to converter control unit 54.

次いで、ステップS13において、統括制御部56により決定された燃料電池分担負荷量(実質的に、コンバータ制御部54に対する発電電圧Vfの2次電圧指令値V2comが含まれる。)Lfが通信線70を通じてコンバータ制御部54に指令として送信される。   Next, in step S <b> 13, the fuel cell shared load amount determined by the overall control unit 56 (substantially includes the secondary voltage command value V2com of the generated voltage Vf for the converter control unit 54) Lf through the communication line 70. It is transmitted as a command to the converter control unit 54.

この場合、燃料電池分担負荷量Lfの指令(2次電圧指令値V2com)を受信したコンバータ制御部54は、ステップS14において、基本的に、2次電圧V2、換言すれば、燃料電池22の発電電圧Vfが、統括制御部56から指令された2次電圧指令値V2comとなるように、DC/DCコンバータ36の各アームスイッチング素子81、82の駆動デューティを制御する(2次電圧制御モード)。   In this case, the converter controller 54 that has received the command (secondary voltage command value V2com) of the fuel cell shared load Lf basically generates the secondary voltage V2, in other words, the power generation of the fuel cell 22 in step S14. The drive duty of the arm switching elements 81 and 82 of the DC / DC converter 36 is controlled so that the voltage Vf becomes the secondary voltage command value V2com commanded from the overall control unit 56 (secondary voltage control mode).

次に、コンバータ制御部54における2次電圧指令値V2comから2次電圧目標値V2tarへの変換処理動作(第1〜第3実施例)と、それらの変換処理動作による効果とについて、図7A〜図13Cを参照しながら説明する。   Next, the conversion processing operation (first to third embodiments) from the secondary voltage command value V2com to the secondary voltage target value V2tar in the converter control unit 54 and the effects of these conversion processing operations will be described with reference to FIGS. This will be described with reference to FIG. 13C.

先ず、第1実施例について、図7A〜図8Bを参照しながら説明する。   First, a first embodiment will be described with reference to FIGS. 7A to 8B.

第1実施例は、制御目標値算出部92を一次遅れフィルタ102のみから構成する場合(図4参照)における、2次電圧指令値V2comから2次電圧目標値V2tarへの変換処理動作に関わる実施例である。   In the first embodiment, when the control target value calculation unit 92 is composed of only the primary delay filter 102 (see FIG. 4), the implementation is related to the conversion processing operation from the secondary voltage command value V2com to the secondary voltage target value V2tar. It is an example.

ここで、図7A及び図7Bは、コンバータ制御部54が一次遅れフィルタ102を備えておらず、2次電圧指令値V2comに対してレートリミット処理のみを行うことにより2次電圧目標値V2tarを算出した場合(第1比較例)を示すグラフである。なお、図7A及び図7Bには、2次電圧指令値V2comの特性106、2次電圧目標値V2tarの特性108、2次電圧V2の特性110、及び、2次電流I2の特性112のグラフが図示されている。   Here, in FIGS. 7A and 7B, the converter control unit 54 does not include the primary delay filter 102, and the secondary voltage target value V2tar is calculated by performing only rate limit processing on the secondary voltage command value V2com. It is a graph which shows the case (1st comparative example). 7A and 7B are graphs of the characteristic 106 of the secondary voltage command value V2com, the characteristic 108 of the secondary voltage target value V2tar, the characteristic 110 of the secondary voltage V2, and the characteristic 112 of the secondary current I2. It is shown in the figure.

一方、図8A及び図8Bは、第1実施例のグラフであり、特性106、2次電圧目標値V2tarの特性120、2次電圧V2の特性122、及び、2次電流I2の特性124のグラフが図示されている。   8A and 8B are graphs of the first embodiment, and are graphs of the characteristic 106, the characteristic 120 of the secondary voltage target value V2tar, the characteristic 122 of the secondary voltage V2, and the characteristic 124 of the secondary current I2. Is shown.

ここで、図7Aに示すように、第1比較例においては、特性106に対してレートリミット処理のみを施すことにより特性108が得られ、この特性108に基づいてDC/DCコンバータ36が制御される。この場合、2次電圧V2の特性110には、特性108の変化率の変化点109(特性108において傾きが急変する角の部分)に同期(対応)して、オーバーシュート114が発生している。また、2次電流I2の特性112には、変化点109に同期(対応)して、立ち上がり部分及び立ち下り部分にリップル116、118がそれぞれ発生している(図7B参照)。   Here, as shown in FIG. 7A, in the first comparative example, the characteristic 108 is obtained by performing only the rate limiting process on the characteristic 106, and the DC / DC converter 36 is controlled based on the characteristic 108. The In this case, the overshoot 114 occurs in the characteristic 110 of the secondary voltage V2 in synchronization with (corresponding to) the change point 109 of the change rate of the characteristic 108 (the corner portion where the slope changes suddenly in the characteristic 108). . Further, in the characteristic 112 of the secondary current I2, ripples 116 and 118 are generated in the rising portion and the falling portion, respectively, in synchronization with (corresponding to) the change point 109 (see FIG. 7B).

すなわち、第1比較例では、2次電圧指令値V2comの特性106に対してレートリミット処理のみ施して2次電圧目標値V2tarの特性108を得るようにしているので、該特性108の変化点109に同期して、2次電圧V2の特性110にオーバーシュート114が発生すると共に、2次電流I2の特性112にリップル116、118が発生する。   That is, in the first comparative example, only the rate limit process is performed on the characteristic 106 of the secondary voltage command value V2com to obtain the characteristic 108 of the secondary voltage target value V2tar. Synchronously with this, an overshoot 114 occurs in the characteristic 110 of the secondary voltage V2, and ripples 116 and 118 occur in the characteristic 112 of the secondary current I2.

これに対して、第1実施例では、図4の一次遅れフィルタ102に2次電圧指令値V2comを通過させることにより、図8Aに示すように、2次電圧目標値V2tarの特性120は、変化点109に対応する部分121において、角のない、すなわち、特性108の傾きの急変が緩和された滑らかな波形となるので、リップルの発生が抑制されている。   On the other hand, in the first embodiment, by passing the secondary voltage command value V2com through the primary delay filter 102 in FIG. 4, the characteristic 120 of the secondary voltage target value V2tar changes as shown in FIG. 8A. In the portion 121 corresponding to the point 109, there is no corner, that is, a smooth waveform in which the sudden change in the slope of the characteristic 108 is mitigated, so that the occurrence of ripple is suppressed.

このように、第1実施例では、2次電流I2の特性124におけるリップルの発生を抑制(低減)することが可能となる。   Thus, in the first embodiment, it is possible to suppress (reduce) the occurrence of ripples in the characteristic 124 of the secondary current I2.

なお、一次遅れフィルタ102の時定数は、変化点109に示す角部分(図7A参照)を滑らかな部分121(図8A参照)に変化させる程度の比較的小さな時定数に設定されることが好ましい。   Note that the time constant of the first-order lag filter 102 is preferably set to a relatively small time constant that changes the corner portion (see FIG. 7A) indicated by the change point 109 to the smooth portion 121 (see FIG. 8A). .

次に、第2実施例について、図9A〜図11Cを参照しながら説明する。   Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. 9A to 11C.

第2実施例は、DC/DCコンバータ36の制御部を、上位制御部としての統括制御部56と、コンバータ制御部54とに分け、コンバータ制御部54の処理周期T2を統括制御部56の処理周期T1よりも短く設定し(T1>T2)、さらに、制御目標値算出部92を一次遅れフィルタ102のみから構成する場合(図4参照)における、2次電圧指令値V2comから2次電圧目標値V2tarへの変換処理動作に関わる実施例である。   In the second embodiment, the control unit of the DC / DC converter 36 is divided into an overall control unit 56 as a host control unit and a converter control unit 54, and the processing cycle T 2 of the converter control unit 54 is processed by the overall control unit 56. The secondary voltage target value is set from the secondary voltage command value V2com when the control target value calculation unit 92 is configured by only the primary delay filter 102 (see FIG. 4), and is set shorter than the cycle T1 (T1> T2). It is an Example regarding the conversion processing operation | movement to V2tar.

ここで、図9A〜図9Dは、第2実施例での統括制御部56及びコンバータ制御部54における、2次電圧指令値V2com及び2次電圧目標値V2tarの模式的なグラフを図示している。   9A to 9D show schematic graphs of the secondary voltage command value V2com and the secondary voltage target value V2tar in the overall control unit 56 and the converter control unit 54 in the second embodiment. .

第2実施例において、統括制御部56は、前述した電力配分により決定された2次電圧指令値V2comの特性132(図9A参照)を、処理周期T1(10[ms])に基づく送信タイミングで通信線70を介してコンバータ制御部54に送信する。前述したように、コンバータ制御部54の処理周期T2は、統括制御部56の処理周期T1よりも短いので、コンバータ制御部54は、特性132をステップ状の特性134として受信する(図9B参照)。   In the second embodiment, the overall control unit 56 transmits the characteristic 132 (see FIG. 9A) of the secondary voltage command value V2com determined by the power distribution described above at a transmission timing based on the processing cycle T1 (10 [ms]). The data is transmitted to the converter control unit 54 via the communication line 70. As described above, since the processing cycle T2 of the converter control unit 54 is shorter than the processing cycle T1 of the overall control unit 56, the converter control unit 54 receives the characteristic 132 as the step-shaped characteristic 134 (see FIG. 9B). .

この場合、ステップ状の特性134を一次遅れフィルタ102(図4参照)に通過させることにより、該特性134は、時間的に滑らかに変化する、2次電圧目標値V2tarの特性136に変換される(図9C参照)。すなわち、一次遅れフィルタ102は、特性134のように、時間経過に対して振幅が急変するようなステップ状の波形を平滑化することにより、2次電圧目標値V2tarの特性136を出力する。   In this case, by passing the step-like characteristic 134 through the first-order lag filter 102 (see FIG. 4), the characteristic 134 is converted into a characteristic 136 of the secondary voltage target value V2tar that changes smoothly with time. (See FIG. 9C). That is, the first-order lag filter 102 outputs a characteristic 136 of the secondary voltage target value V2tar by smoothing a step-like waveform whose amplitude suddenly changes with time, such as the characteristic 134.

なお、コンバータ制御部54の処理周期T2(50[μs])は、統括制御部56の処理周期T1(10[ms])よりも短いので、フィードバック項演算部94及びフィードフォワード項演算部96は、処理周期T2に基づくタイミングで、2次電圧目標値V2tarの特性136をサンプル値138(図9D参照)として用い、前述したPID処理によるフィードバック項(補正デューティΔD)の算出や、フィードフォワード項(基準デューティDs)の算出をそれぞれ行う。   Since the processing cycle T2 (50 [μs]) of the converter control unit 54 is shorter than the processing cycle T1 (10 [ms]) of the overall control unit 56, the feedback term calculation unit 94 and the feedforward term calculation unit 96 are , Using the characteristic 136 of the secondary voltage target value V2tar as the sample value 138 (see FIG. 9D) at the timing based on the processing cycle T2, the calculation of the feedback term (correction duty ΔD) by the PID processing described above, and the feedforward term ( The reference duty Ds) is calculated.

図10A〜図10Cは、コンバータ制御部54が一次遅れフィルタ102を備えておらず、2次電圧指令値V2comをそのまま2次電圧目標値V2tarとした場合(第2比較例)を示すグラフである。なお、図10A〜図10Cには、2次電圧指令値V2comの特性140、2次電圧目標値V2tarの特性142、2次電圧V2の特性144、及び、2次電流I2の特性146のグラフが図示されている。   10A to 10C are graphs showing a case where the converter control unit 54 does not include the primary delay filter 102 and the secondary voltage command value V2com is directly used as the secondary voltage target value V2tar (second comparative example). . 10A to 10C are graphs of the characteristic 140 of the secondary voltage command value V2com, the characteristic 142 of the secondary voltage target value V2tar, the characteristic 144 of the secondary voltage V2, and the characteristic 146 of the secondary current I2. It is shown in the figure.

一方、図11A〜図11Cは、第2実施例のグラフであり、特性140、2次電圧目標値V2tarの特性152、2次電圧V2の特性154、及び、2次電流I2の特性156のグラフが図示されている。   On the other hand, FIGS. 11A to 11C are graphs of the second embodiment, and are graphs of the characteristic 140, the secondary voltage target value V2tar characteristic 152, the secondary voltage V2 characteristic 154, and the secondary current I2 characteristic 156. Is shown.

ここで、図10A及び図10Bに示すように、第2比較例においては、ステップ状の特性140をそのまま2次電圧目標値V2tarの特性142とし、この特性142に基づいてDC/DCコンバータ36が制御される。これにより、2次電圧V2の特性144は、特性142に対応して、ステップ状の特性となり、2次電流I2の特性146には、特性142における時間経過に伴った振幅の急変(ステップ状の上昇又は下降)に同期して、リップル147が発生している(図10C参照)。   Here, as shown in FIGS. 10A and 10B, in the second comparative example, the step-like characteristic 140 is directly used as the characteristic 142 of the secondary voltage target value V2tar, and the DC / DC converter 36 is based on the characteristic 142. Be controlled. As a result, the characteristic 144 of the secondary voltage V2 becomes a step-like characteristic corresponding to the characteristic 142, and the characteristic 146 of the secondary current I2 shows a sudden change in amplitude with the passage of time in the characteristic 142 (step-like characteristic). A ripple 147 is generated in synchronization with the increase or decrease (see FIG. 10C).

すなわち、第2比較例では、2次電圧指令値V2comのステップ状の特性150をそのまま2次電圧目標値V2tarの特性152とすることにより、2次電圧V2の特性144がステップ状になると共に、2次電流I2の特性146にリップル147が発生する。   That is, in the second comparative example, the step-like characteristic 150 of the secondary voltage command value V2com is directly used as the characteristic 152 of the secondary voltage target value V2tar, so that the characteristic 144 of the secondary voltage V2 becomes step-like. A ripple 147 occurs in the characteristic 146 of the secondary current I2.

また、燃料電池22の発電電流Ifと、DC/DCコンバータ36の2次電流I2と、インバータ34に供給されるモータ電流Imとの間には、If=Im−I2の関係があるので、2次電流I2にリップルが発生すると、発電電流Ifにもリップルが発生する。発電電流Ifのリップルによって、燃料電池22に対するガス供給の過不足が発生し、この結果、燃料電池22が劣化するおそれがある。   Further, since there is a relationship If = Im−I2 between the generated current If of the fuel cell 22, the secondary current I2 of the DC / DC converter 36, and the motor current Im supplied to the inverter 34, 2 When a ripple occurs in the secondary current I2, a ripple also occurs in the generated current If. Due to the ripple of the generated current If, excess or deficiency of gas supply to the fuel cell 22 occurs, and as a result, the fuel cell 22 may be deteriorated.

これに対して、第2実施例では、コンバータ制御部54の処理周期T2を統括制御部56の処理周期T1及び通信線70の通信周期よりも短く設定し、且つ、図4の一次遅れフィルタ102に2次電圧指令値V2comを通過させることにより、図11A及び図11Bに示すように、2次電圧目標値V2tarの特性152は、2次電圧指令値V2comの特性140と比較して、ステップ状ではない、滑らかな波形となるので、2次電圧V2の特性154がステップ状になることを防止することができる。従って、2次電流I2の特性156では、図11Cに示すように、リップル157が低減されている。   In contrast, in the second embodiment, the processing cycle T2 of the converter control unit 54 is set to be shorter than the processing cycle T1 of the overall control unit 56 and the communication cycle of the communication line 70, and the first-order lag filter 102 in FIG. 11A and 11B, the characteristic 152 of the secondary voltage target value V2tar is stepped in comparison with the characteristic 140 of the secondary voltage command value V2com. However, since the waveform is smooth, the characteristic 154 of the secondary voltage V2 can be prevented from being stepped. Therefore, in the characteristic 156 of the secondary current I2, the ripple 157 is reduced as shown in FIG. 11C.

このように、第2実施例では、2次電圧V2の特性154がステップ状に変化することを確実に防止すると共に、2次電流I2の特性156におけるリップル157を低減することが可能となる。   As described above, in the second embodiment, it is possible to reliably prevent the characteristic 154 of the secondary voltage V2 from changing stepwise, and to reduce the ripple 157 in the characteristic 156 of the secondary current I2.

次に、第3実施例について、図12A〜図13Cを参照しながら説明する。   Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS. 12A to 13C.

第3実施例は、DC/DCコンバータ36の制御部を、上位制御部としての統括制御部56と、コンバータ制御部54とに分け、コンバータ制御部54の処理周期を統括制御部56の処理周期よりも短く設定し、さらに、制御目標値算出部92を、変化率が固定値とされた変化量制限部104及び一次遅れフィルタ102から構成する場合(図5参照)における、2次電圧指令値V2comから2次電圧目標値V2tarへの変換処理動作に関わる実施例である。   In the third embodiment, the control unit of the DC / DC converter 36 is divided into an overall control unit 56 as a higher level control unit and a converter control unit 54, and the processing cycle of the converter control unit 54 is set to the processing cycle of the overall control unit 56. The secondary voltage command value in the case where the control target value calculation unit 92 is configured by the change amount limiting unit 104 and the first order lag filter 102 having a fixed change rate (see FIG. 5). This is an embodiment related to the conversion processing operation from V2com to the secondary voltage target value V2tar.

ここで、図12A〜図12Cは、コンバータ制御部54が一次遅れフィルタ102を備えておらず、2次電圧指令値V2comに対してレートリミット処理のみを行うことにより2次電圧目標値V2tarを算出した場合(第3比較例)を示すグラフである。なお、図12A〜図12Cには、2次電圧指令値V2comの特性160、2次電圧目標値V2tarの特性162、2次電圧V2の特性164、及び、2次電流I2の特性166のグラフが図示されている。   Here, in FIGS. 12A to 12C, the converter control unit 54 does not include the primary delay filter 102, and the secondary voltage target value V2tar is calculated by performing only rate limit processing on the secondary voltage command value V2com. It is a graph which shows the case (3rd comparative example). 12A to 12C are graphs of the characteristic 160 of the secondary voltage command value V2com, the characteristic 162 of the secondary voltage target value V2tar, the characteristic 164 of the secondary voltage V2, and the characteristic 166 of the secondary current I2. It is shown in the figure.

一方、図13A〜図13Cは、第3実施例のグラフであり、特性160、2次電圧目標値V2tarの特性172、2次電圧V2の特性174、及び、2次電流I2の特性176のグラフが図示されている。   On the other hand, FIGS. 13A to 13C are graphs of the third embodiment, and are graphs of a characteristic 160, a characteristic 172 of the secondary voltage target value V2tar, a characteristic 174 of the secondary voltage V2, and a characteristic 176 of the secondary current I2. Is shown.

ここで、図12A及び図12Bに示すように、第3比較例においては、2次電圧目標値V2tarの特性162は、2次電圧指令値V2comの特性160と比較して、変化率が制限されているが、その制限が十分ではないので、2次電圧V2の特性164には、オーバーシュート168が発生している。また、電圧制御目標値V2tarの特性162には、その変化率が不連続となる変化点163が存在するので、2次電流I2の特性166には、この変化点163に同期して、リップル170が発生している(図12C参照)。   Here, as shown in FIGS. 12A and 12B, in the third comparative example, the change rate of the characteristic 162 of the secondary voltage target value V2tar is limited compared to the characteristic 160 of the secondary voltage command value V2com. However, since the restriction is not sufficient, an overshoot 168 occurs in the characteristic 164 of the secondary voltage V2. Further, the characteristic 162 of the voltage control target value V2tar has a changing point 163 where the rate of change is discontinuous. Therefore, the characteristic 166 of the secondary current I2 has a ripple 170 in synchronization with the changing point 163. Has occurred (see FIG. 12C).

すなわち、第3比較例では、2次電圧指令値V2comの特性160に対してレートリミット処理のみ施して2次電圧目標値V2tarの特性162を得るようにしているので、オーバーシュート168の低減と、リップル170の低減とを両立できるように前記変化率を設定する必要がある。しかしながら、実際上、両立できるように前記変化率を設定することは難しいので、上述したオーバーシュート168及びリップル170が発生してしまう。また、レートリミット処理のみでは、前記変化率が不連続となる変化点163が発生するので、リップル170を除去することは難しい。そこで、レートリミット処理の変化率を可変できるようにすることも考えられるが、この場合には、変化率の設定が複雑になる。   That is, in the third comparative example, only the rate limit process is performed on the characteristic 160 of the secondary voltage command value V2com so as to obtain the characteristic 162 of the secondary voltage target value V2tar, thereby reducing the overshoot 168, It is necessary to set the rate of change so that the ripple 170 can be reduced. However, in practice, it is difficult to set the rate of change so as to achieve both, so the above-described overshoot 168 and ripple 170 are generated. Further, since the change point 163 where the change rate becomes discontinuous is generated only by the rate limit process, it is difficult to remove the ripple 170. Thus, it is conceivable to change the rate of change of the rate limit process, but in this case, setting the rate of change becomes complicated.

従って、第3比較例では、上述したように、オーバーシュート168及びリップル170が発生しやすい。   Therefore, in the third comparative example, as described above, the overshoot 168 and the ripple 170 are likely to occur.

これに対して、第3実施例では、図5の変化量制限部104において2次電圧指令値V2comに対して変化率が固定とされたレートリミット処理を行い、さらに、一次遅れフィルタ102に前記レートリミット処理後の2次電圧指令値V2comを通過させることにより、図13A及び図13Bに示すように、2次電圧目標値V2tarの特性172は、上記の変化点163の存在しない(角のない)、すなわち、傾きの急変が緩和された滑らかな波形となるので、2次電圧V2の特性174でのオーバーシュートの抑制と、2次電流I2の特性176上のリップル178の低減とを両立することができる。また、変化率として固定値を用いるので、変化率を可変にする場合と比較して、制御がシンプルになる。   On the other hand, in the third embodiment, the rate limiting process in which the rate of change is fixed with respect to the secondary voltage command value V2com is performed in the variation limiting unit 104 in FIG. By passing the secondary voltage command value V2com after the rate limit process, as shown in FIGS. 13A and 13B, the characteristic 172 of the secondary voltage target value V2tar does not have the above change point 163 (no corners). ), That is, a smooth waveform in which a sudden change in the slope is relaxed, so that both overshoot suppression in the characteristic 174 of the secondary voltage V2 and reduction of the ripple 178 on the characteristic 176 of the secondary current I2 are compatible. be able to. In addition, since a fixed value is used as the rate of change, the control becomes simpler than when the rate of change is made variable.

このように、第3実施例では、2次電圧V2の特性174におけるオーバーシュートの発生を抑制すると共に、2次電流I2の特性176におけるリップル178を低減することが可能となる。   Thus, in the third embodiment, it is possible to suppress the occurrence of overshoot in the characteristic 174 of the secondary voltage V2 and reduce the ripple 178 in the characteristic 176 of the secondary current I2.

以上説明したように、上述した実施形態によれば、2次電圧指令値V2comに一次遅れ処理を施して2次電圧目標値V2tarを算出することにより、2次電圧目標値V2tarの変化率が不連続になる(変化率が急変する)部分の発生を抑制することができるので、該2次電圧目標値V2tarに基づいて各アームスイッチング素子81、82を駆動すれば、2次電流I2のリップルを低減することが可能となる。   As described above, according to the embodiment described above, the secondary voltage target value V2tar is calculated by subjecting the secondary voltage command value V2com to the primary delay processing, thereby calculating the change rate of the secondary voltage target value V2tar. Since the occurrence of a continuous portion (the rate of change suddenly changes) can be suppressed, the ripple of the secondary current I2 can be reduced by driving the arm switching elements 81 and 82 based on the secondary voltage target value V2tar. It becomes possible to reduce.

また、DC/DCコンバータ36の制御部を、処理周期T1が長く(処理速度が遅く)且つ2次電圧指令値V2comを決定する統括制御部56と、処理周期T2が短く(処理速度が速く)且つ2次電圧指令値V2comを用いて2次電圧目標値V1tarを算出するコンバータ制御部54とに分けた場合には、2次電圧V2の電圧制御目標値V2tarの変化率が不連続になる部分を効率よく抑制することができるので、前記リップルを効果的に低減することが可能となる。   Further, the control unit of the DC / DC converter 36 has a long processing cycle T1 (low processing speed) and a general control unit 56 that determines the secondary voltage command value V2com, and a short processing cycle T2 (high processing speed). In addition, when divided into the converter control unit 54 that calculates the secondary voltage target value V1tar using the secondary voltage command value V2com, the rate at which the rate of change of the voltage control target value V2tar of the secondary voltage V2 becomes discontinuous Therefore, the ripple can be effectively reduced.

また、統括制御部56から通信線70を介してコンバータ制御部54に2次電圧指令値V2comを送信する場合には、通信線70の通信周期が長い(通信速度が遅い)と、コンバータ制御部54で受信される2次電圧指令値V2comが、時間経過に伴ってステップ状に変化する特性となる。これに対して、この実施形態では、コンバータ制御部54の処理周期T2を短く(処理速度を速く)設定し、且つ、ステップ状に変化する2次電圧指令値V2comに対して一次遅れ処理を施すことにより、時間経過に対して滑らかな2次電圧目標値V2tarの特性が容易に得られるので、前記リップルを低減することができる。   When the secondary voltage command value V2com is transmitted from the overall control unit 56 to the converter control unit 54 via the communication line 70, if the communication cycle of the communication line 70 is long (communication speed is slow), the converter control unit The secondary voltage command value V2com received at 54 has a characteristic that changes stepwise with time. On the other hand, in this embodiment, the processing cycle T2 of the converter control unit 54 is set to be short (the processing speed is fast), and the primary delay processing is performed on the secondary voltage command value V2com that changes stepwise. As a result, the characteristic of the secondary voltage target value V2tar that is smooth over time can be easily obtained, and the ripple can be reduced.

さらに、コンバータ制御部54は、2次電圧指令値V2comに対して変化率が固定されたレートリミット処理を行った後に、該レートリミット処理後の2次電圧指令値V2comに対して一次遅れ処理を行うことにより、2次電圧V2での抑制と、前記リップルの低減とを両立することが可能となる。   Further, converter control unit 54 performs rate limit processing with a change rate fixed on secondary voltage command value V2com, and then performs primary delay processing on secondary voltage command value V2com after the rate limit processing. By doing so, it is possible to achieve both suppression at the secondary voltage V2 and reduction of the ripple.

さらにまた、2次電流I2のリップルを低減することで、1次電流のリップルや、2次電流I2と発電電流Ifとの合成電流であるモータ電流Imのリップルや、該発電電流Ifのリップルを低減することも可能となる。従って、この実施形態では、前記オーバーシュートを低減し、且つ、各電流I1、I2、Im、Ifのリップルを低減することができるので、VCU23を有するハイブリッド直流電源システム10を燃料電池車両20に適用した場合には、モータ26、燃料電池22及びインバータ34や、これらの装置に接続される部品の耐電圧性及び耐久性を向上することが可能となると共に、燃料電池22を構成するセル(のスタック構造)の劣化を抑制することが可能となる。また、耐電圧性及び耐久性が向上することにより、コストの低減、軽量化及び小型化を実現することもできる。   Furthermore, by reducing the ripple of the secondary current I2, the ripple of the primary current, the ripple of the motor current Im that is a combined current of the secondary current I2 and the generated current If, and the ripple of the generated current If are reduced. It can also be reduced. Therefore, in this embodiment, since the overshoot can be reduced and the ripples of the currents I1, I2, Im, and If can be reduced, the hybrid DC power supply system 10 having the VCU 23 is applied to the fuel cell vehicle 20. In this case, it is possible to improve the withstand voltage and durability of the motor 26, the fuel cell 22, the inverter 34, and parts connected to these devices, and the cells (of the cells constituting the fuel cell 22). It is possible to suppress deterioration of the stack structure. In addition, by improving the voltage resistance and durability, it is possible to realize cost reduction, weight reduction, and size reduction.

この実施形態は、上記の説明に限定されるものではなく、この明細書及び図面の記載内容に基づき、1次電圧制御モードに適用する等、種々の構成に変更することが可能である。   This embodiment is not limited to the above description, and can be changed to various configurations such as being applied to the primary voltage control mode based on the description in the specification and the drawings.

1次電圧制御モードに適用する場合には、図3〜図5中の括弧内の記載内容に示すように、統括制御部56からコンバータ制御部54に1次電圧指令値V1comを送信し、制御目標値算出部92は、受信した1次電圧指令値V1comに対して一次遅れ処理、あるいは、レートリミット処理及び一次遅れ処理を施して1次電圧目標値V1tarを算出し、フィードバック項演算部94は、電圧センサ61が検出した1次電圧V1と、1次電圧目標値V1tarとに基づいて、補正デューティΔDを算出し、フィードフォワード項演算部96は、電圧センサ63が検出した2次電圧V2と、1次電圧目標値V1tarとに基づいて、基準デューティDsを算出する。   When applied to the primary voltage control mode, the primary voltage command value V1com is transmitted from the overall control unit 56 to the converter control unit 54 as shown in the description in parentheses in FIGS. The target value calculation unit 92 calculates a primary voltage target value V1tar by performing primary delay processing or rate limit processing and primary delay processing on the received primary voltage command value V1com, and a feedback term calculation unit 94 The correction duty ΔD is calculated based on the primary voltage V1 detected by the voltage sensor 61 and the primary voltage target value V1tar, and the feedforward term calculation unit 96 calculates the secondary voltage V2 detected by the voltage sensor 63. The reference duty Ds is calculated based on the primary voltage target value V1tar.

この1次電圧制御モードにおいても、制御目標値算出部92は、1次電圧指令値V1comに対して一次遅れ処理、あるいは、レートリミット処理及び一次遅れ処理を施して1次電圧目標値V1tarを算出することにより、前述した2次電圧制御モードと同様に、1次電圧V1のオーバーシュート、並びに、1次電流I1及び2次電流I2のリップルを確実に低減することができる。   Even in the primary voltage control mode, the control target value calculation unit 92 performs primary delay processing, rate limit processing, and primary delay processing on the primary voltage command value V1com to calculate the primary voltage target value V1tar. By doing so, it is possible to reliably reduce the overshoot of the primary voltage V1 and the ripples of the primary current I1 and the secondary current I2 as in the secondary voltage control mode described above.

なお、この発明は、上述の実施形態に限らず、この明細書及び図面の記載内容に基づき、単相アームUAのDC/DCコンバータ36に限らず、U相、V相及びW相の3相アームのDC/DCコンバータを有するハイブリッド直流電源を備える燃料電池車両に適用する等、種々の構成を採り得ることは勿論である。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and based on the description in the specification and drawings, the invention is not limited to the DC / DC converter 36 of the single-phase arm UA, but the three phases of U phase, V phase and W phase It goes without saying that various configurations such as application to a fuel cell vehicle having a hybrid DC power supply having an arm DC / DC converter can be adopted.

この発明の一実施形態に係る燃料電池車両の回路図である。1 is a circuit diagram of a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention. 燃料電池の電流電圧特性の説明図である。It is explanatory drawing of the current-voltage characteristic of a fuel cell. 2次電圧制御モード時におけるコンバータ制御部の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of a converter control part at the time of a secondary voltage control mode. 図3のコンバータ制御部のより詳しい構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the more detailed structure of the converter control part of FIG. 図3のコンバータ制御部のより詳しい構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the more detailed structure of the converter control part of FIG. コンバータ制御部により駆動制御されるDC/DCコンバータの基本動作についての説明に供されるフローチャートである。It is a flowchart provided by description about the basic operation | movement of the DC / DC converter drive-controlled by the converter control part. 図7A及び図7Bは、第1比較例における電圧及び電流のグラフである。7A and 7B are graphs of voltage and current in the first comparative example. 図8A及び図8Bは、第1実施例における電圧及び電流のグラフである。8A and 8B are graphs of voltage and current in the first example. 図9A〜図9Dは、統括制御部及びコンバータ制御部における2次電圧指令値及び2次電圧目標値のグラフである。9A to 9D are graphs of the secondary voltage command value and the secondary voltage target value in the overall control unit and the converter control unit. 図10A〜図10Cは、第2比較例における電圧及び電流のグラフである。10A to 10C are graphs of voltage and current in the second comparative example. 図11A〜図11Cは、第2実施例における電圧及び電流のグラフである。11A to 11C are graphs of voltage and current in the second embodiment. 図12A〜図12Cは、第3比較例における電圧及び電流のグラフである。12A to 12C are graphs of voltage and current in the third comparative example. 図13A〜図13Cは、第3実施例における電圧及び電流のグラフである。13A to 13C are graphs of voltage and current in the third example.

符号の説明Explanation of symbols

10…ハイブリッド直流電源システム 20…燃料電池車両
22…燃料電池 23…VCU
24…バッテリ 26…モータ
34…インバータ 36…DC/DCコンバータ
54…コンバータ制御部 56…統括制御部
70…通信線 81…上アームスイッチング素子
82…下アームスイッチング素子 92…制御目標値算出部
102…一次遅れフィルタ 104…変化量制限部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Hybrid direct-current power supply system 20 ... Fuel cell vehicle 22 ... Fuel cell 23 ... VCU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 24 ... Battery 26 ... Motor 34 ... Inverter 36 ... DC / DC converter 54 ... Converter control part 56 ... General control part 70 ... Communication line 81 ... Upper arm switching element 82 ... Lower arm switching element 92 ... Control target value calculation part 102 ... First-order lag filter 104 ... Change amount limiting unit

Claims (5)

第1電力装置と第2電力装置との間に配置され、スイッチング素子を有するDC/DCコンバータと、
該DC/DCコンバータの前記第1電力装置側の電圧(以下、1次電圧という。)又は前記第2電力装置側の電圧(以下、2次電圧という。)の指令値に対して一次遅れ処理を行うことにより前記1次電圧又は前記2次電圧の目標値を算出し、算出した前記目標値に基づいて前記スイッチング素子を駆動する制御部と、
を備え
前記制御部は、
前記第1電力装置及び前記第2電力装置の電力配分に基づいて前記指令値を決定する上位制御部と、
前記指令値に対して前記一次遅れ処理を行うことにより前記目標値を算出し、算出した前記目標値に基づいて前記スイッチング素子を駆動するコンバータ制御部と、
に分けられ、
前記コンバータ制御部の処理周期は、前記上位制御部の処理周期よりも短い周期に設定されてい
ことを特徴とするDC/DCコンバータ装置。
A DC / DC converter disposed between the first power device and the second power device and having a switching element;
First-order lag processing with respect to a command value of the voltage on the first power device side (hereinafter referred to as primary voltage) or the voltage on the second power device side (hereinafter referred to as secondary voltage) of the DC / DC converter. A control unit that calculates a target value of the primary voltage or the secondary voltage by driving the switching element based on the calculated target value;
Equipped with a,
The controller is
A higher-level control unit that determines the command value based on power distribution of the first power device and the second power device;
A converter control unit that calculates the target value by performing the first-order lag processing on the command value, and drives the switching element based on the calculated target value;
Divided into
It said converter processing cycle of the controller, the host controller of the process the DC / DC converter unit, characterized in that it is configured to cycle shorter than the cycle.
請求項記載のDC/DCコンバータ装置において、
前記コンバータ制御部は、前記指令値に対して変化率が固定値とされた変化量制限処理を行った後に、該変化量制限処理後の指令値に対して前記一次遅れ処理を行う
ことを特徴とするDC/DCコンバータ装置。
The DC / DC converter device according to claim 1 , wherein
The converter control unit performs the first-order lag process on the command value after the change amount limiting process after performing the change amount limiting process in which the change rate is a fixed value with respect to the command value. DC / DC converter device.
請求項1又は2記載のDC/DCコンバータ装置を備え、
前記第1電力装置は、前記1次電圧を発生する蓄電装置であり、
前記第2電力装置は、車輪を回転させる電動機と、該電動機を駆動するインバータに接続され且つ発電電圧を発生する発電装置とを有し、前記発電電圧又は前記電動機が発電機として動作したときに前記インバータに発生する回生電圧を前記2次電圧とする
ことを特徴とする電気車両。
A DC / DC converter device according to claim 1 or 2 ,
The first power device is a power storage device that generates the primary voltage,
The second power device includes a motor that rotates a wheel and a power generator that is connected to an inverter that drives the motor and generates a power generation voltage, and when the power generation voltage or the motor operates as a power generator. The regenerative voltage generated in the inverter is the secondary voltage.
請求項記載の電気車両において、
前記発電装置が、燃料電池である
ことを特徴とする電気車両。
The electric vehicle according to claim 3 , wherein
The electric vehicle, wherein the power generation device is a fuel cell.
上位制御部によって第1電力装置と第2電力装置との間に配置されたDC/DCコンバータの前記第1電力装置側の電圧(以下、1次電圧という。)又は前記第2電力装置側の電圧(以下、2次電圧という。)の指令値を前記第1電力装置及び前記第2電力装置の電力配分に基づいて決定し、
前記上位制御部の処理周期よりも短い処理周期に設定されたコンバータ制御部によって、前記指令値に対して一次遅れ処理を行うことにより前記1次電圧又は前記2次電圧の目標値を算出し、算出した前記目標値に基づいて前記DC/DCコンバータのスイッチング素子を駆動する
ことを特徴とするDC/DCコンバータの制御方法。
A voltage on the first power device side (hereinafter referred to as a primary voltage) or a voltage on the second power device side of a DC / DC converter arranged between the first power device and the second power device by the host controller . Determining a command value of a voltage (hereinafter referred to as a secondary voltage) based on power distribution of the first power device and the second power device;
The converter control unit set to a processing cycle shorter than the processing cycle of the host control unit calculates a target value of the primary voltage or the secondary voltage by performing a first-order lag process on the command value , A control method for a DC / DC converter, wherein the switching element of the DC / DC converter is driven based on the calculated target value.
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