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CN104488179A - 升压转换器的控制装置 - Google Patents

升压转换器的控制装置 Download PDF

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CN104488179A
CN104488179A CN201280074582.7A CN201280074582A CN104488179A CN 104488179 A CN104488179 A CN 104488179A CN 201280074582 A CN201280074582 A CN 201280074582A CN 104488179 A CN104488179 A CN 104488179A
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CN
China
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boost
control
boost converter
intermittent
control device
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CN201280074582.7A
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冈村贤树
高松直义
平野晃佑
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Denso Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Abstract

提供一种能够降低总损耗的升压转换器的控制装置。升压转换器的控制装置(100)在电力供给系统中控制所述升压转换器,所述电力供给系统具备:具有电源电压VB的直流电源;升压转换器,其具备开关单元,通过预定的升压控制对所述电源电压VB进行升压并向负载装置输出,所述预定的升压控制包括基于升压指令电压的所述开关单元的开关状态的切换;以及检测所述升压转换器的输出电压VH的电压检测单元,所述控制装置具备:执行所述升压控制的升压控制单元;和间歇控制单元,其执行基于所述检测的输出电压VH的所述升压控制的间歇处理,以使得所述输出电压VH维持在包含上次执行所述升压控制时的所述升压指令电压的范围内。

Description

升压转换器的控制装置
技术领域
本发明涉及在例如车辆用的电力供给系统中控制升压转换器的升压转换器的控制装置的技术领域。
背景技术
作为这种控制装置,专利文献1公开了在极小负载状态下即使使升压转换器的动作休止也能够保持升压转换器的输出电压的负载驱动系统的控制装置。
根据该装置,在多个负载的各负载电力的总和即总负载电力为跨过零的预定范围内的值时使转换器的开关动作休止。另外,在总负载电力为该预定范围内的值时,修正对负载驱动控制部的任一个进行的指令以使指令值与升压转换器的输出电压的偏差的绝对值减小。因此,在极小负载状态下即使使转换器的动作休止也能够保持升压转换器的输出电压。另外,由于只要处于极小负载状态或无负载状态就能够使升压转换器休止,所以能够降低在升压转换器的损耗。
此外,也提出了对单一的负载适用与专利文献1同样的控制的负载驱动系统的控制装置(参照专利文献2)。
现有技术文献
专利文献1:日本特开2011-15603号公报
专利文献2:日本特开2010-283932号公报
发明内容
发明要解决的问题
在引用文献1和2所公开的装置(以下,适当地表现为“现有装置”)中,在升压转换器的休止期间其输出电压VH(在文献中为“二次电压V2”)不降低这一情况成为用于使升压转换器休止的条件。即,反过来说,确立了该现有装置在输出电压VH变动或不得不变动的条件下无法使升压转换器休止这一观点。若除去理想的无负载条件,则例如也如引用文献1的第[0005]段落中所记载,通常在定义为无负载的条件下也发生微小的负载变动,而在现有装置中,通过修正负载装置的指令转矩以抑制该负载变动,从而抑制了输出电压VH的变化。
另外,对负载装置要求的转矩与损耗降低涉及的升压转换器侧的情况无关。在修正对负载装置要求的转矩时,负载装置实际的输出转矩远远背离要求值,变得难以发挥负载装置本来的作用。特别是在负载装置为车辆驱动用的电动机的情况下,当对连接于车轴的驱动轴供给的转矩背离要求转矩时,很有可能给动力性能、驾驶性能带来大的影响。因此,在现有装置中,如文献中一贯记载的那样,若非极小负载(总负载电力为跨过零的预定范围)的负载区域则控制本身不成立。
在此,在负载装置包括电动机和发电机的结构中,通过将由发电机得到的电力用于电动机的牵引驱动而努力维持电力收支也并非不可能。然而,负载的消耗电力不得不基于电压值和电流值来推定,而且包含误差。因此,在发电机和电动机之间使电力收支准确地一致并不容易,结果是,只要不是容易确保电力的推定精度的小负载区域,这样的控制就无法充分发挥功能。另外,在大负载区域进行这样的控制的情况下,即使能够抑制升压转换器的输出电压的变动,包含负载装置和升压转换器的系统整体的效率也反而容易降低。即,升压转换器的损耗降低容易失去实践上的意义。
在现有装置中,若不是这样负载装置处于极限的条件下的情况,则无法享受因使升压转换器休止而带来的利益。因此,该效果是极其限定性的,难以使包括升压转换器的升压损耗、在通过升压转换器的输出电压驱动负载装置时产生的损耗的系统整体的损耗(以下,适当表现为“总损耗”)充分降低。即,现有装置存在总损耗的降低效果不充分这一技术问题。
本发明是鉴于所述技术问题而提出的,其目的在于,提供一种能够降低总损耗的升压转换器的控制装置。
用于解决问题的手段
为了解决上述的问题,本发明的升压转换器的控制装置,在电力供给系统中控制所述升压转换器,所述电力供给系统具备:具有电源电压VB的直流电源;升压转换器,其具备开关单元,通过预定的升压控制对所述电源电压VB进行升压并向负载装置输出,所述预定的升压包括基于升压指令电压的所述开关单元的开关状态的切换;以及检测所述升压转换器的输出电压VH的电压检测单元,所述控制装置的特征在于,具备:执行所述升压控制的升压控制单元;和间歇控制单元,其执行基于所述检测的输出电压VH的所述升压控制的间歇处理,以使得所述输出电压VH维持在包含上次执行所述升压控制时的所述升压指令电压的范围内(技术方案1)。
根据本发明的升压转换器的控制装置,能执行升压控制的间歇处理(以下,适当简称为“间歇处理”)。间歇处理是指,反复进行升压控制的停止和升压控制的再次开始(即,停止的解除)的处理。
升压转换器的升压动作伴有因开关单元的开关波纹(switching ripple)等而引起的升压损耗。在升压控制停止的期间,由于该升压损耗成为零,所以升压控制的停止措施对总损耗的降低是有效的。
另一方面,取代使升压控制进行间歇动作而尽可能维持升压控制停止的状态之意的技术思想,如关于上述现有装置的说明所记载的那样是以往周知的。即,该情况下,本来,若升压转换器处于停止状态则根据负载装置的驱动条件而自然增减的输出电压VH,通过负载装置侧的驱动条件的修正而维持。关于所述技术思想,针对使升压转换器的升压控制停止这一点也同样。
然而,这样不容许输出电压VH的变动而仅在负载装置侧核对收支结果(帳尻)的技术思想,换言之,使升压控制停止和维持升压转换器的输出电压VH成为唯一的关系的技术思想是不自然并且不合理的。其原因在于,对于违反若负载装置处于电力再生状态则蓄积于升压转换器的电能增加、若负载装置处于牵引状态则该电能减少这一自然趋势而维持输出电压VH,只有在原本输出电压VH就不发生变动的极端限定的负载区域使升压控制停止,或者无视对负载装置要求的转矩(例如,用于驱动能够搭载电力供给系统的车辆的驱动转矩)。因此,在现有装置的技术思想中,无法充分降低总损耗。
另一方面,在本发明的升压转换器的控制装置中所实现的间歇处理是指,在容许输出电压VH在预先设定的范围内、或按照预先设定的设定基准每次分别单独进行具体设定的范围内的变动之后实施的升压控制的停止措施。
在此,间歇处理基于由检测单元检测的升压转换器的输出电压VH而进行。即,本发明的升压转换器的控制装置以近年来的开关单元的开关性能(例如,开关频率)的飞跃性提高为背景,发现了能够将升压转换器的动作状态作为控制要素来利用这一点,确立于将升压转换器作为一种电力控制装置来积极使用的技术性的前提。
在适用了本发明的升压转换器的控制装置的情况下,在难以在负载装置侧核对收支结果的负载条件下也能够毫无问题地停止升压控制,与适用了上述现有装置的情况相比,升压控制的停止频度显著提高,并且升压控制的停止期间的总和显著变长。因此,根据本发明的升压转换器的控制装置,能够更加降低总损耗。
此外,间歇处理中的升压控制的停止并不是指在升压控制中适当发生的、构成开关单元的各开关元件各自的动作的停止,而是指升压转换器的升压动作本身的停止即关闭(shut down)。在这种升压转换器的一般性的控制中,每当作为三角波的载波信号和与升压指令电压对应的占空比信号一致时,切换开关元件的开关状态。在此,在开关单元由一个开关元件构成的情况下(例如,单臂型的升压转换器等正是如此),在发生从接通向断开的切换的定时,能够看作开关单元暂时完全停止,但是这样的完全停止只不过是作为升压控制的一个环节而必然发生的完全停止,本发明的升压转换器的停止是不同意思的停止。
在本发明的升压转换器的控制装置的一个技术方案中,还具备设定单元,该设定单元基于所述电源电压VB、所述升压转换器的耐电压、所述升压指令电压以及驱动所述负载装置时所产生的损耗中的至少一方来设定所述范围(技术方案2)。
根据该技术方案,通过设定单元来设定输出电压VH应维持的范围。因此,能够使输出电压VH的变动每次都停留在最佳的范围内,有效降低总损耗。此外,通过设定单元设定的范围能够包括例如下述(1)~(6)的范围。
(1)比电源电压VB高的高压侧的范围
(2)比升压转换器的耐电压低的低压侧的范围
(3)与升压指令电压的偏差为预定值以内的范围
(4)相对于升压指令电压成为预定比例以内的范围
(5)与升压指令电压相比较在负载装置驱动时所产生的损耗的增加量成为预定值以内的范围
(6)与升压指令电压相比较在负载装置驱动时所产生的损耗的增加量成为预定比例以内的范围
此外,上述(5)和(6)以理想状态下升压指令电压根据负载装置的驱动条件而每次都设定为最适于负载装置驱动(即,损耗最小)的电压值为前提。在以这样的最佳值为前提的情况下,驱动负载装置时的损耗无论相对于升压指令电压在低压侧还是在高压侧均增加,但是在升压指令电压附近该增加量并不大(即,变化缓慢)。因此,也能够预先通过实验、经验或理论而事先确定通过使升压转换器的升压控制停止而实现的升压损耗的降低量超过负载驱动时的损耗增加量的范围、即能够降低总损耗的范围。
在本发明的升压转换器的控制装置的其他技术方案中,所述间歇控制单元在所述升压控制的间歇处理中,在所述输出电压VH超过所述范围的边界值的情况下使所述升压控制再次开始(技术方案3)。
根据该技术方案,在间歇处理中,能够适当地将升压转换器的输出电压VH维持在上述应维持的范围。此外,范围的边界值确切地说是指,适用于电力再生时的上限值和适用于牵引时的下限值。
在本发明的升压转换器的控制装置的其他技术方案中,所述间歇控制单元在所述升压控制的间歇处理中,使所述输出电压VH在所述升压指令电压和所述范围的边界值之间变动(技术方案4)。
根据该技术方案,在间歇处理中,升压转换器的输出电压VH在升压指令电压和边界值之间变动。因此,能够防止在仅以边界值为判断基准的情况下可能会产生的振荡(hunting),并且能够促使适当情况下的输出电压VH向升压指令电压的迅速恢复。
此外,该技术方案中的规定输出电压VH的变动幅度的升压指令电压,也可以不是上次升压控制中的严格的升压指令电压,而可以具有将在上次升压控制中使输出电压VH收敛于升压指令电压时能够稳定产生的收敛误差包含在内的某种程度的幅度。
在本发明的升压转换器的控制装置的其他技术方案中,所述间歇控制单元在所述输出电压VH的变动幅度为预定值以内的情况下开始所述升压控制的间歇处理(技术方案5)。
根据该技术方案,在输出电压VH的变动幅度为预定值以内的情况下允许间歇处理。输出电压VH的变动幅度是包括性地遍及某种程度的期间的输出电压VH的举动的定量性指标的概念,其定义并非唯一。例如,输出电压VH的变动幅度也可以是某个期间的升压指令电压与输出电压VH的偏差的平均值。或者,也可以是在某个期间产生的升压指令电压和输出电压VH的偏差的最大值。或者,输出电压VH的变动幅度也可以是某个期间的输出电压VH的变化量的最大值。
根据该技术方案,由于在升压指令电压一定的情况下在输出电压VH稳定时允许执行间歇处理,所以对总损耗降低而言能够期待确切的效果。另外,在升压指令电压发生变化的情况下,由于以升压指令电压为目标值的输出电压VH也变化,所以结果其变动幅度也变大。即,根据预定值的设定如何,针对这样的情况也能够容易禁止间歇处理的执行,从而对于总损耗降低而言能够得到确切的效果。
在本发明的升压转换器的控制装置的其他技术方案中,所述电力供给系统还具备电流检测单元,该电流检测单元检测在所述升压转换器或所述直流电源中流动的电流,所述间歇控制单元在所述检测的电流为预定值以内的情况下开始所述升压控制的间歇处理(技术方案6)。
在升压转换器或直流电源中流动的电流(此外,根据负载装置的驱动条件也能够采用正负任一方的值)的绝对值大的情况下,伴随升压控制的停止的输出电压VH的变化相对加速。因此,在上述的范围一定的情况下,输出电压VH在比较的短时间被控制于该范围的边界值,再次开始升压控制。当升压控制的停止期间这样变短时,根据情况,与由升压控制的停止实现的升压损耗的降低量相比,从再次开始升压控制到再次停止升压控制为止的升压损耗的增加量更大,无法得到由间歇处理实现的总损耗降低的效果。
根据该技术方案,在检测到的电流值为预定值以内的情况下开始间歇处理,换言之,在检测到的电流值比预定值大的情况下不允许间歇处理,因此,能够切实地降低总损耗。
在本发明的升压转换器的控制装置的其他技术方案中,具备输出变化确定单元,该输出变化确定单元确定所述直流电源或所述负载装置的输出变化的程度,所述间歇控制单元在所述确定的输出变化的程度为预定值以内的情况下开始所述升压控制的间歇处理(技术方案7)。
在直流电源或负载装置的输出变化的程度大的情况下,伴随升压控制的停止的输出电压VH的变化相对加速。因此,在上述的范围一定的情况下,输出电压VH在比较的短时间被控制于该范围的边界值,再次开始升压控制。当升压控制的停止期间这样变短时,根据情况,与由升压控制的停止实现的升压损耗的降低量相比,从再次开始升压控制到再次停止升压控制为止的升压损耗的增加量更大,无法得到由间歇处理实现的总损耗降低的效果。
根据该技术方案,在所确定的输出变化的程度为预定值以内的情况下开始间歇处理,换言之,在所确定的输出变化的程度比预定值大的情况下不允许间歇处理,因此,能够切实地降低总损耗。
此外,电力供给系统搭载于车辆,在用于驱动搭载于车辆的负载装置的结构中,输出变化的程度比预定值大的情况是指,例如能够与急加速、打滑等行驶条件相对应。
在本发明的升压转换器的控制装置的其他技术方案中,所述电力供给系统搭载于车辆(技术方案8)。
车辆优选为本发明的电力供给系统的适用对象。
在将车辆搭载作为前提的本发明的升压转换器的控制装置的其他技术方案中,所述车辆具备成为所述负载装置的能够牵引和再生的至少一个旋转电机作为所述车辆的动力源(技术方案9)。
根据该技术方案,负载装置包括车辆驱动用的至少一个旋转电机。另外特别是该旋转电机作为能够牵引和再生的所谓电动发电机而构成。即,根据该技术方案,车辆是所谓混合动力车辆或EV(Electric Vehicle:电动车辆)。在这种车辆中,特别是电力节省的必要性高,通过本发明的升压转换器的控制装置而得到的实践上的利益大。
在车辆具备至少一个旋转电机的本发明的升压转换器的控制装置的一个技术方案中,所述车辆是一种混合动力车辆,具备:内燃机;能够牵引和再生的成为所述负载装置的第1旋转电机;差动机构,其具备能够相互进行差动旋转的多个旋转要素,该多个旋转要素包括:与所述第1旋转电机连结的第1旋转要素、与所述内燃机连结的第2旋转要素以及与连接于车轴的驱动轴连结的第3旋转要素;以及与所述驱动轴连结的、能够牵引和再生的成为所述负载装置的第2旋转电机,所述间歇控制单元在所述第1旋转电机和所述第2旋转电机中的一方处于牵引状态而另一方处于再生状态的情况下,在所述第1旋转电机和所述第2旋转电机的电力收支为预定值以内时开始所述升压控制的间歇处理(技术方案10)。
根据该技术方案,车辆构成为通过包含能够相互进行差动旋转的旋转要素的差动机构而在内燃机和旋转电机之间进行动力分配(转矩分配)的混合动力车辆。该类型的混合动力车辆中,对内燃机提供反作用力的作为反作用力要素的旋转电机、担负与驱动轴之间的转矩的输入输出的作为驱动要素的旋转电机、和内燃机相互协调来供给驱动轴所需要的转矩。
在此,在这种混合动力车辆中,例如在高速小负载行驶时等,有时作为反作用力要素的第1旋转电机处于牵引状态,作为驱动要素的第2旋转电机处于再生状态。在这样的特殊的状况下,在第1旋转电机和第2旋转电机之间进行电力授受,若考虑电力授受中的输入输出损耗,则第1旋转电机和第2旋转电机的电力收支接近零。因此,当在这样的状况下执行间歇处理时,升压转换器停止时的输出电压VH的变化缓慢,能够充分延长升压转换器的停止期间。
在电力收支为预定值以内的情况下执行升压控制的间歇处理的本发明的升压转换器的控制装置的一个技术方案中,还具备电力收支控制单元,在以所述电力收支为预定值以内为条件而开始所述升压控制的间歇处理的情况下,所述电力收支控制单元控制所述第1旋转电机和所述第2旋转电机以及所述内燃机以使得所述电力收支平衡(技术方案11)。
根据该技术方案,在如上所述的电力收支几乎平衡的状况下,通过电力收支控制单元,控制第1旋转电机和第2旋转电机以及内燃机以使得该电力收支平衡。即,在这样的状况下利用电力收支几乎平衡这一情况,将电力收支向更完全的均衡状态进行控制。因此,只要所述状况继续,在理想状态下就能够使升压转换器持久停止。
在具备电力收支控制单元的本发明的升压转换器的控制装置的一个技术方案中,所述电力收支控制单元在使所述电力收支平衡时,通过使所述第1旋转电机的转速变化而使所述内燃机的工作点变化(技术方案12)。
在这种混合动力车辆中,成为如前所述第1旋转电机作为反作用力要素对内燃机提供反作用力的结构。另一方面,第2旋转电机与驱动轴侧连结,其转速被控制为车速。因此,在通过电力收支控制单元使电力收支平衡时,调整第1旋转电机的动作状态是妥当的。另一方面,在第1旋转电机和第2旋转电机的电力收支几乎平衡的状况下,往往第1旋转电机的转速低。电力是指旋转电机的输出,若省略精细的计算,则为转速与转矩之积,因此,若要调整第1旋转电机的动作状态来调整电力收支,则第1旋转电机的转矩变化必然变大。该第1旋转电机的转矩变化成为使内燃机的转速上升的要因,因此由电力收支控制单元实现的调整在驾驶员看来容易产生不适感。
根据该技术方案,在电力收支调整单元调整电力收支时,使第1旋转电机的转速变化,能够使内燃机的工作点变化至不适感少的最佳工作点。因此,能够更加适当地实现电力收支的平衡。
此外,在该技术方案中,也可以为,所述电力收支控制单元在由所述升压控制的间歇处理实现的损耗降低量超过由于使所述内燃机的工作点变化而引起的损耗增加量的范围内使所述内燃机的工作点变化(技术方案13)。
另一方面,当如上所述变更内燃机的工作点时,内燃机的热效率可能会降低。根据该技术方案,至少在由间歇处理实现的损耗降低量超过由于所述的工作点变更引起的损耗恶化量的范围内允许工作点的变更。因此,能够在不阻碍本发明的根本性效果的范围内,抑制驾驶性能的降低。
根据接下来说明的实施方式可以清楚本发明的这样的作用以及其他优点。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式的马达驱动系统的系统结构图。
图2是图1的马达驱动系统的控制装置中的升压控制部的框图。
图3是图1的马达驱动系统的控制装置中的其他升压控制部的框图。
图4是图1的马达驱动系统的控制装置中的变换器控制部的框图。
图5是图1的马达驱动系统中的间歇控制的流程图。
图6是例示图5的间歇控制的执行过程中的升压转换器的输出电压VH和升压损耗Lcv的一个时间推移的时间图。
图7是例示执行图5的间歇控制的情况下的转换器损耗Lcvt和电池电流IB的关系的图。
图8是针对在图5的间歇控制中所参照的升压转换器的输出电压VH的上下限值的一个设定方式进行说明的图。
图9是针对图5的间歇控制的执行过程中的升压转换器的输出电压VH的上下限值的其他设定方式进行说明的图。
图10是本发明的第2实施方式的间歇控制的流程图。
图11例示相对于电池电流IB的升压转换器的损耗差分ΔLcv的特性。
图12是例示间歇控制的执行过程中的升压转换器的输出电压VH和升压损耗Lcv的其他时间推移的时间图。
图13是概念性表示本发明的第4实施方式的混合动力车辆的结构的概略结构图。
图14是图13的混合动力车辆中的马达驱动系统的系统结构图。
图15是图13的混合动力车辆中的混合动力驱动装置的概略结构图。
图16是图15的混合动力驱动装置中的发动机的示意剖面图。
图17是图15的混合动力驱动装置的动作列线图。
图18是图15的混合动力驱动装置的动力循环时的动作列线图。
图19是说明图14的马达驱动系统的动力循环时的电气路径的图。
图20是本发明的第5实施方式的间歇控制的流程图。
图21是说明与第5实施方式效果相关的图14的马达驱动系统的动力循环时的电气路径的其他的图。
图22是用于说明第6实施方式的电力调整处理的动作列线图。
具体实施方式
<发明的实施方式>
以下,参照附图,针对本发明的各种实施方式进行说明。
<第1实施方式>
<实施方式的结构>
首先,参照图1,说明本实施方式的马达驱动系统10的结构。在此,图1是概念性表示马达驱动系统10的结构的系统结构图。
在图1中,马达驱动系统10搭载于未图示的车辆,具备控制装置100、升压转换器200、变换器300以及直流电源B,是构成为能够驱动成为车辆的驱动力源的作为负载装置的电动发电机MG的本发明的“电力供给系统”的一例。
控制装置100为构成为能够控制马达驱动系统10的动作的作为本发明的“升压转换器的控制装置”的一例的电子控制单元。控制装置100例如构成为能够采用ECU(Electronic Controlled Unit)等各种电子控制装置、各种控制器或微型电脑装置等方式的计算机系统。控制装置100具备在图1中未图示的升压控制部110和变换器控制部120,各控制部的结构稍后描述。另外,控制装置100具备ROM(Read Only Memory)、RAM(RandomAccess Memory)等存储装置,构成为能够按照预先存储于ROM的控制程序,执行后述的间歇控制。
直流电源B例如是将多个(例如,数百个)镍氢电池、锂离子电池等各种二次电池单元(cell)(例如,单元电压为数V)串联连接而成的电源电压VB(例如,200V)的二次电池单元。此外,作为直流电源B,也可以取代这种二次电池或者除此之外,使用双电荷层电容器、大容量的电容器、飞轮等。
升压转换器200是具备电抗器L1、开关元件Q1及Q2、二极管D1及D2、电容器C的作为本发明的“升压转换器”的一例的升压电路。
在升压转换器200中,电抗器L1的一端与连接于直流电源B的正极的正极线(省略标号)连接,另一端与开关元件Q1和开关元件Q2的中间点、即开关元件Q1的发射极端子和开关元件Q2的集电极端子的连接点连接。
开关元件Q1及Q2是在上述正极线和与直流电源B的负极连接的负极线(省略标号)之间串联连接的本发明的“开关单元”的一例。开关元件Q1的集电极端子与上述正极线连接,开关元件Q2的发射极端子与上述负极线连接。二极管D1及D2是在各开关元件中仅容许从发射极侧向集电极侧的电流的整流元件。
此外,在本实施方式中,开关元件包括相比于与电抗器L1的端部连接的连接点而处于高电位侧的开关元件Q1、和相比于与电抗器L1的端部连接的连接点而处于低电位侧的开关元件Q2,并构成双臂型的升压转换器。其中,这样的开关元件的结构是一例,升压转换器也可以是在图1中仅具备开关元件Q2的单臂型升压转换器。
开关元件Q1及Q2以及后述的变换器300的各开关元件(Q3至Q8)例如,作为IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor:绝缘栅双极型晶体管)、电力用MOS(Metal Oxide Semiconductor:金属氧化物半导体)晶体管等而构成。
电容器C是在正极线和负极线之间连接的电容器。该电容器C的端子间电压、即正极线与负极线之间的电位差VH是升压转换器200的输出电压。此外,自此之后将电容器C的输出电压VH适当表现为“输出电压VH”。
变换器300是具备包括p侧开关元件Q3及n侧开关元件Q4的U相臂(省略标号)、包括p侧开关元件Q5及n侧开关元件Q6的V相臂(省略标号)以及包括p侧开关元件Q7及n侧开关元件Q8的W相臂(省略标号)的电力变换器。变换器300的各个臂在上述正极线和上述负极线之间并联连接。
此外,开关元件Q3至Q8与开关元件Q1及Q2同样,分别连接有使电流从发射极侧流向集电极侧的整流用二极管D3至D8。另外,变换器300中的各相臂的p侧开关元件和n侧开关元件的中间点分别与电动发电机MG的各相线圈连接。
电动发电机MG是在转子埋设有永磁体而成的三相交流电动发电机。电动发电机MG与未图示的车辆的驱动轮机械地连结,构成为能够产生用于驱动车辆的转矩。另外,电动发电机MG主要在车辆制动时,也能够接受车辆的动能的输入而进行电力再生(即,发电)。在该车辆是除了电动发电机MG以外还具备作为动力源的发动机的混合动力车辆的情况下,该电动发电机MG也可以构成为与该发动机机械地连结,能够利用发动机的动力进行电力再生,或者辅助发动机的动力。此外,本实施方式的车辆既可以是这种混合动力车辆,也可以是仅具备该电动发电机MG作为动力源的电动汽车。
在马达驱动系统10中附设有未图示的传感器组,对直流电源B的电压VB、在升压转换器200的电抗器L1中流动的电池电流IB(本发明的“在直流电源或升压转换器中流动的电流”的一例)、输出电压VH、变换器300中的v相电流Iv、w相电流Iw以及作为电动发电机MG的转子的旋转角的马达旋转相位θ等进行适当检测。另外,构成这些传感器组的传感器分别与控制装置100电连接,所检测到的值能够被控制装置100适当参照。
在马达驱动系统10中,升压转换器200及变换器300与控制装置100电连接,通过控制装置100控制其驱动状态。在此,特别是升压转换器200通过控制装置100执行的升压控制而被控制。在升压控制中,基于从控制装置100供给的信号PWC,能够将正极线和负极线之间的电压、即输出电压VH升压至直流电源B的电源电压VB以上。此时,若输出电压VH比作为目标值的VH指令值VHtg低,则相对增大开关元件Q2的接通占空比,能够使在正极线中从直流电源B侧向变换器300侧流动的电流增加,从而能够使输出电压VH上升。另一方面,若输出电压VH比VH指令值VHtg高,则相对增大开关元件Q1的接通占空比,能够使在正极线中从变换器300侧向直流电源B侧流动的电流增加,从而能够使输出电压VH降低。
接着,参照图2,针对在控制装置100中控制升压转换器200的升压控制部110的结构进行说明。在此,图2是升压控制部110的框图。此外,在该图中,对与图1重复的部位标注同一标号且适当省略其说明。
在图2中,升压控制部110具备变换器输入运算部111、加减法运算器112、电压控制运算部113、载波生成部114以及比较器115。
变换器输入运算部111是生成表示升压转换器200的输出电压VH的目标值的VH指令值VHtg(即,本发明的“升压指令电压”的一例)的电路。例如,变换器输入运算部111基于根据电动发电机MG的转矩指令值TR及马达转速MRN算出的电动发电机MG的输出值,生成VH指令值VHtg,以使得驱动电动发电机MG时的损耗最小。这样的VH指令值VHtg的值预先通过实验、经验或理论而适配,并作为适配值存储于ROM。
加减法运算部112从VH指令值VHtg减去输出电压VH的检测值,将减法运算结果向电压控制运算部113输出。电压控制运算部113在从加减法运算部112接收到从VH指令值VHtg减去输出电压VH的检测值而得到的减法运算结果时,运算用于使输出电压VH与VH指令值VHtg一致的控制量。此时,例如,使用包括比例项(P项)及积分项(I项)的公知的PI控制运算等。电压控制运算部113将所算出的控制量作为电压指令值输出至比较器115。
另一方面,载波生成部114生成由三角波构成的载波信号,向比较器115输出。在比较器115中,将从电压控制运算部113供给的电压指令值与该载波信号进行比较,生成根据该电压值的大小关系而逻辑状态变化的前述的信号PWC。该生成的信号PWC被输出至升压转换器200的开关元件Q1及Q2。升压控制部110如上那样构成。
此外,图2所例示的结构是实现电压控制的电路结构,但是升压转换器200的控制方式并不限定于这样的电压控制。在此,参照图3,针对控制装置100的升压控制部110’的结构进行说明。在此,图3是升压控制部110’的框图。此外,在该图中,对与图2重复的部位标注同一标号且适当省略其说明。
在图3中,对于升压控制部110’,在电压控制运算部113和比较器115之间具备加减法运算器117及电流控制运算部118。
另一方面,载波生成部114除了向比较器115以外,还向S/H(采样保持)电路116输出。S/H电路116在从载波生成部114接受的载波信号的波峰及波谷的定时(timing)对电池电流IB进行采样。
在此,在升压控制部110’中,在电压控制运算部113中,生成用于使输出电压VH与VH指令值VHtg一致的电流指令值IR,加减法运算器117从该电流指令值IR中减去由S/H电路116采样保持的电池电流IB的检测值。减法运算的结果被输出至电流控制运算部118。
在电流控制运算部118中,运算用于使电池电流IB与电流指令值IR一致的控制量。此时,例如,使用包括比例项(P项)及积分项(I项)的公知的PI控制运算等。电流控制运算部118将算出的控制量作为占空指令值d输出至比较器115。
在比较器115中,对该占空指令值d与载波信号的大小关系进行比较,生成信号PWC且向各开关元件供给。即,升压控制部110’成为实现电流控制的电路结构。通过这样的结构也能够适当控制升压转换器200。
接着,参照图4,针对变换器控制部120的结构进行说明。在此,图4是变换器控制部120的框图。此外,在该图中,对与已经叙述的各图重复的部位标注同一标号且适当省略其说明。
在图4中,变换器控制部120包括:电流指令变换部121、电流控制部122、2相/3相变换部123、3相/2相变换部124、载波生成部114(与升压控制部110共用)以及PWM变换部125。
电流指令变换部121基于电动发电机MG的转矩指令值TR生成2相的电流指令值(Idtg、Iqtg)。
另一方面,作为反馈信息,从变换器300向3相/2相变换部124供给v相电流Iv和w相电流Iw。在3相/2相变换部124中,三相电流值从这些v相电流Iv及w相电流Iw变换为包括d轴电流Id及q轴电流Iq的2相电流值。变换后的2相电流值被输出到电流控制部122。
在电流控制部122中,基于在电流指令变换部121中生成的2相电流指令值和从该3相/2相变换部124接收到的2相电流值Id及Iq的差分,生成包括d轴电压Vd及q轴电压的2相电压指令值。所生成的2相电压指令值Vd及Vqh被输出至2相/3相变换部123。
在2相/3相变换部123中,2相的电压指令值Vd及Vq被变换为3相电压指令值Vu、Vv及Vw。变换后的3相电压指令值Vu、Vv及Vw被输出到PWM变换部125。
在此,PWM变换部125从载波生成部114接收具有预定的载波频率fcar的载波Car,对该载波Car和变换后的3相电压指令值Vu、Vv及Vw的大小关系进行比较。进而,PWM变换部125生成根据该比较结果而逻辑状态变化的u相开关信号Gup及Gun、v相开关信号Gvp及Gvn以及w相开关信号Gwp及Gwn并向变换器300供给。
更具体而言,与各相对应的开关信号中,附记有“p”的标识符的信号是指用于驱动各相的开关元件中p侧开关元件(Q3、Q5及Q7)的驱动信号,附记有“n”的标识符的信号是指用于驱动各相的开关元件中n侧开关元件(Q4、Q6及Q8)的驱动信号。
在此,特别是,在载波Car和各相电压指令值的比较中,在各相电压指令值从比载波Car小的值到与载波Car一致时,生成用于使p侧开关元件接通(turn on)的开关信号。另外,在各相电压指令值从比载波Car大的值到与载波Car一致时,生成用于使n侧开关元件接通的开关信号。即,开关信号是接通断开表里一体的信号,就各相的开关元件而言,p侧和n侧中始终某一方为接通状态,另一方为断开状态。
在使变换器300变化或维持为由各相开关信号规定的各开关元件的驱动状态时,按照与该变化或维持的驱动状态对应的电路状态,驱动电动发电机MG。此外,这样的变换器300的控制方式是所谓PWM控制的一个方式。
此外,一般来说,车辆驱动用的电动发电机MG除了上述的PWM控制以外,多数情况下并用公知的过调制控制和矩形波控制。在本实施方式的马达驱动系统10中,变换器300的控制方式也根据车辆的行驶条件而适当切换。
<实施方式的工作>
接着,作为本实施方式的工作,针对由控制装置100执行的间歇控制进行说明。
<间歇控制的概要>
升压转换器200在需要对电池B的电源电压VB进行升压的情况下,通过由控制装置100执行的前述的升压控制,对电源电压VB进行升压。在升压控制中,将升压转换器200的输出电压VH稳定维持为VH指令值VHtg。此外,VH指令值VHtg能够采用例如650V左右的值。
另一方面,升压转换器200的开关元件Q1及Q2在伴随升压控制的升压动作中,不断地切换开关状态。由于在该开关状态的切换中伴有被称为开关波纹的电压变动,所以升压转换器200在升压控制中始终产生升压损耗Lcv。该升压损耗Lcv成为使包括升压转换器200、变换器300及电动发电机MG的电力系整体的损耗即总损耗Lt增加的要因。在马达驱动系统10中由控制装置100执行的间歇控制是用于降低该总损耗Lt的控制。
<间歇控制的详细内容>
在此,参照图5,针对间歇控制的详细内容进行说明。在此,图5是间歇控制的流程图。此外,间歇控制是控制装置100以一定周期反复执行的控制。
在图5中,控制装置100判定VH指令值VHtg是否比电源电压VB高,即是否执行升压控制(步骤S101)。在VH指令值VHtg为电源电压VB以下的情况下(步骤S101:否),控制装置100结束间歇控制。此外,如之前所述,间歇控制是以一定周期反复进行的控制,在结束后经过适当的时间后再次从处理步骤S101起再度执行。
在VH指令值VHtg比电源电压VB高的情况下(步骤S101:是),即执行升压控制的情况下,控制装置100判定间歇标记是否被设定为“1”(步骤S102)。间歇标记是表示升压控制的间歇处理的执行履历的标记,在存在执行履历的情况下,维持为“1”直到被清除。间歇标记的初始值为“0”。因此,在初始执行间歇控制时,步骤S102向“否”侧分支。
在间歇标记为“0”的情况下(步骤S102:否),控制装置100判定升压转换器200的输出电压VH是否稳定(步骤S103)。在此,“输出电压VH稳定”包括两个含义。
即,一个是,VH指令值VHtg在一定期间以上不变,另一个是,输出电压VH收敛于VH指令值VHtg。对于步骤S103的实际的判断处理,考虑各种含义。例如,在后者的含义中,判断条件可以是,VH指令值VHtg与输出电压VH的偏差为基准值以下;VH指令值VHtg与输出电压VH的偏差为基准值以下的状态持续了预定时间以上;遍及一定期间的输出电压VH的变动的程度为预定值以下等。在输出电压VH不稳定的情况下(步骤S103:否),间歇控制结束。
另一方面,在输出电压VH稳定的情况下(步骤S103:是),控制装置100使升压转换器200停止(步骤S107)。此外,使升压转换器200停止意味着使升压转换器200的升压动作停止,意味着使升压转换器200关闭。
在使升压转换器200停止时,控制装置100将间歇标记设定为“1”(步骤S108)。即,存储升压控制的间歇处理的履历。
在将间歇标记设定为“1”时,控制装置100判定输出电压VH是否维持在下限值VHL以上且上限值VHH以下的范围(步骤S109)。由该下限值VHL和上限值VHH所夹的范围是本发明的“范围”的一例,下限值VHL及上限值VHH分别是本发明的“边界值”的一例。
在将输出电压VH维持在该范围内的情况下(步骤S109;是),间歇控制结束。另外,在输出电压VH脱离该范围的情况下(步骤S109:否),控制装置100解除升压转换器200的停止措施(步骤S110)。此外,解除升压转换器200的停止措施意味着再次开始基于VH指令值VHtg的升压控制。当再次开始升压控制时,间歇控制结束。
另一方面,由于在步骤S108中将间歇标记设定为“1”,所以在下次到来的步骤S102中,处理向“是”侧分支(步骤S102:是),执行步骤S104。
在步骤S104中,判定从停止上次升压控制起VH指令值VHtg是否没有变更。作为补充,即使升压控制停止,作为负载装置的电动发电机MG的驱动条件也不断地变化。因此,根据该驱动条件设定的VH指令值VHtg本身能够适当变化。在从停止上次升压控制起VH指令值VHtg发生了变更的情况下(步骤S104:否),控制装置100将间歇标记重置为“0”(步骤105),结束间歇控制。
另一方面,在从上次停止时起VH指令值VHtg没有变更的情况下(步骤S104:是),控制装置100判定输出电压VH是否达到VH指令值VHtg(步骤S106)。在此,输出电压VH向背离VH指令值VHtg侧变化,直到实施步骤S110的停止解除措施。因此,步骤S106向“否”侧分支,只要VH指令值VHtg不变化,就继续保持停止升压控制的状态直到输出电压VH脱离该范围。
另外,在实施了步骤S110的停止解除措施的情况下,输出电压VH通过再次开始的升压控制开始从该时刻的输出电压VH向上次执行升压控制时的VH指令值VHtg收敛。因此,在经过适当的时间后输出电压VH到达VH指令值VHtg,步骤S106向“是”侧分支。这样在升压控制再次开始后输出电压VH到达VH指令值VHtg时(步骤S106:是),再次停止升压转换器200(步骤S107)。
这样,在间歇控制中,只要VH指令值VHtg不变,输出电压VH就在VH指令值VHtg和上限值VHH或下限值VHL之间变动。此外,输出电压VH在VH指令值VHtg和上限值VHH之间变动的情况意味着电动发电机MG处于再生状态,输出电压VH在VH指令值VHtg和下限值VHL之间变动的情况意味着电动发电机MG处于牵引状态。
<间歇控制的效果>
接着,参照图6,说明间歇控制的效果。在此,图6是例示间歇控制的执行过程中的输出电压VH及升压损耗Lcv的一个时间推移的时间图。
在图6中,上部分表示输出电压VH的时间推移,下部分表示升压损耗Lcv的时间推移。此外,在图6中,VH指令值VHtg设为VHtga(VHtga>VB)。
在输出电压VH的时间推移中,时刻t0时的输出电压VH大致稳定在VH指令值VHtga。在此,当该稳定状态继续直到时刻t1时,前头的间歇控制中的步骤S103向“是”侧分支而停止升压转换器200。当升压转换器200停止时,根据作为负载装置的电动发电机MG的驱动状态,输出电压VH增加或减少。在图6中,电动发电机MG处于牵引状态,时刻t1以后输出电压VH减少的时间推移例示为图示PRF_VH1(实线)。另外,电动发电机MG处于再生状态,时刻t1以后输出电压VH增加的时间推移例示为图示PRF_VH2(虚线)。此外,自此以后,以PRF_VH1为例进行说明。
当在时刻t1以后持续减少的输出电压VH在时刻t2到达与VH指令值VHtga对应的下限值VHLa时,前头的间歇控制中的步骤S109向“否”侧分支,再次开始升压控制。其结果,输出电压VH在时刻t3恢复为VH指令值VHtga。当在时刻t3输出电压VH恢复为VH指令值VHtga时,再次停止升压转换器200。
另一方面,当观察升压损耗Lcv的时间推移时,在从时刻t0到时刻t1为止的第1期间POD1大致一定的升压损耗Lcv,在时刻T1升压控制停止时成为零。升压损耗Lcv在从时刻t1到再次开始升压控制的时刻t2为止的第2期间POD2维持为零。另外,在时刻t2再次开始升压控制时,升压损耗Lcv增加,在从时刻t2到升压控制再次停止的时刻t3为止的第3期间POD3成为比零大的值。
在此,对于从升压控制停止起经过停止解除到升压控制再次停止为止的一个期间(term)、即合计图示第2期间POD2与第3期间POD3而得到的期间的升压损耗Lcv的收支,在将输出电压VH持续维持为VH指令值VHtg的情况设为基准(即,零)时,成为损耗降低量与损耗增加量的差分。
损耗降低量是图示损耗降低量Lcvrdc1(深斜线阴影部)与损耗降低量Lcvrdc2(浅斜线阴影部)之和,损耗增加量是图示损耗增加量Lcvinc(横线阴影部)。在图6中,为了便于说明,使损耗降低量Lcvrdc2与损耗增加量Lcvinc的绝对值相等,由间歇控制实现的升压损耗Lcv的收支与损耗降低量Lcvrdc1相等。可知由于损耗降低量Lcvrdc1为负值,所以通过间歇控制,升压损耗Lcv大大降低。此外,升压控制停止后的输出电压VH的变动越缓慢,则该收支越向负侧变大。
接着,参照图7,对在间歇控制中每单位时间在升压转换器200产生的升压损耗Lcv进行说明。在此,图7是例示执行间歇控制的情况下的转换器损耗Lcvt与电池电流IB的关系的图。此外,转换器损耗Lcvt是将从升压控制停止起经过停止解除到升压控制再次停止为止的一个期间、即合计图6中的第2期间POD2与第3期间POD3而得到的期间的升压损耗Lcv的总和除以该期间的长度而得到的值,意味着每单位时间在升压转换器200产生的升压损耗Lcv。
在图7中,纵轴表示转换器损耗Lcvt,横轴表示电池电流IB。
图示PRF_Lcvtcmp(参照虚线)是比较例,是不执行本实施方式的间歇控制而在该期间将输出电压VH维持为VH指令值VHtg的情况下的转换器损耗。
另一方面,图示PRF_Lcvt(参照实线)是执行本实施方式的间歇控制的情况下的转换器损耗Lcvt。这样,在执行本实施方式的间歇控制的情况下,若参照图6,则由于在第2期间POD2升压损耗Lcv为零,所以即使在第3期间POD3升压损耗Lcv些许增加,作为每单位时间的值的转换器损耗Lcvt与比较例相比较也大大减少。特别是在电池电流IB充分小的情况下,由于第2期间POD2相对长,所以转换器损耗Lcvt大大减少。即,根据间歇控制,能够通过使转换器损耗Lcvt减少而降低总损耗Lt。
<范围的设定>
在此,针对在间歇控制中所参照的输出电压VH应维持的范围,参照图8及图9进行说明。在此,图8是说明规定该范围的上下限值的一个设定方式的图。另外,图9是说明规定该范围的上下限值的其他方式的图。此外,在这些图中,与已经叙述的各图重复的部位标注同一标号且适当省略其说明。
在图8中,纵轴及横轴分别表示总损耗Lt及输出电压VH。另外,将在升压转换器200中执行升压控制的情况下的总损耗Lt的特性表示为图示PRF_ON(虚线),将在升压转换器200中停止升压控制的情况下的总损耗Lt的特性表示为图示PRF_OFF(实线)。
升压转换器200的VH指令值VHtg被决定为相对于作为负载装置的电动发电机MG的驱动条件而使总损耗Lt成为最小(参照图示白圈),无论输出电压VH比VH指令值VHtg增加或减少,总损耗Lt都增加。即使使升压转换器200停止,这样的二次函数的关系也不变,特性PRF_OFF成为大致使特性PRF_ON向下方移位与升压转换器200的升压损耗Lcv相应的量而成的形状。
在此,在从将输出电压VH维持为VHex1的状态起执行间歇控制时,由于以升压控制的停止时刻为界而电容器C的蓄积能量发生变化,所以总损耗Lt成为与特性PRF_OFF中的从图示标志mk1到标志mk2的范围对应的值。在该时刻,升压控制的停止对总损耗Lt的降低具有显著的效果。
另一方面,在升压控制停止的期间,输出电压VH根据电动发电机MG的驱动条件而从VH指令值(该情况下为VHex1)逐渐背离。即,若电动发电机MG进行牵引驱动则输出电压VH逐渐减少,若电动发电机MG进行再生驱动则输出电压VH逐渐增加。其结果,标志mk1在特性PRF_OFF上向左方移动,标志mk2在特性PRF_OFF上向右方移动。无论如何总损耗Lt均逐渐增加。
另一方面,在这样总损耗Lt逐渐增加的过程中,升压控制停止时的总损耗Lt到达与升压控制执行时的VH指令值VHex1对应的总损耗Lt1(参照图示标志mk3或mk4)。当总损耗Lt到达Lt1时,停止升压控制的优点消失。即,当再继续停止升压控制时,总损耗Lt变得比升压控制继续时的总损耗Lt1大。
根据这样的观点来说,将该范围的下限值决定为与图示标志mk3对应的VHLex1,将上限值决定为与图示标志mk4对应的VHHex1是合理且妥当的。即,该范围可以如此来决定。
在图9中,示出了该范围的其他设定方法。
在图9中,将范围相对于VH指令值VHex2确定为预定比例的范围。即,使用某个修正系数x(x<1),将下限值VHLex2设为VHex2-x·VHex2,将上限值VHHex2设为VHex2+x·VHex2。如图所示,若适当设定修正系数x,则不难设定上下限值以使得总损耗Lt不超过Lt1。在这样将范围按相对于VH指令值VHtg的比例一律决定的情况下,能减轻控制装置100侧的负担。
在本实施方式中,参照图8及图9,例示了规定范围的上下限值的设定方法的一部分,但是范围的设定技术方案并不限定于在此所例示的技术方案。在极端的情况下,也可以将下限值设定为电源电压VB,将上限值设定为升压转换器200的耐电压。
<第2实施方式>
接着,参照图10,说明本发明的第2实施方式的间歇控制。在此,图10是第2实施方式的间歇控制的流程图。此外,在该图中,对与图5重复的部位标注同一标号且适当省略其说明。
在图10中,在步骤S102中间歇标记为“1”的情况下(步骤S102:是),控制装置100判定包括升压转换器200、变换器300及电动发电机MG的电力系统的驱动条件从上次的升压控制停止时刻起是否没有变化(步骤S201)。该驱动条件并非唯一,但是在此,将该驱动条件设为电池电流IB。
另一方面,在步骤S102中间歇标记为“0”的情况下(步骤S102:否),控制装置100判定间歇允许条件是否成立(步骤S202)。间歇允许条件除了在第1实施方式中说明的输出电压VH稳定之外,还包括在步骤S201中说明的作为驱动条件的电池电流IB的绝对值为预定值以内。在间歇允许条件成立的情况下(步骤S202:是),停止升压转换器200(步骤S107),在间歇允许条件不成立的情况下(步骤S202:否),间歇控制结束。
这样,在第2实施方式的间歇控制中,将电池电流IB用作判断可否停止升压控制时的判断要素。在此,参照图11,说明将电池电流IB作为该判断要素的意义。在此,图11是例示相对于电池电流IB的升压转换器200的损耗差分ΔLcv的特性的图。
此外,损耗差分ΔLcv意味着相对于在不进行升压控制的间歇处理的情况下、即将输出电压VH持续维持为VH指令值VHtg的情况下的升压损耗Lcv的差分,在取正值的情况下意味着损耗恶化,在取负值的情况下意味着损耗减少。
在图11中,在与电池电流IB在负侧大之意的图示损耗恶化区域(参照阴影表示)中,损耗差分ΔLcv取正值。即,升压损耗Lcv恶化。
在此,参照图12说明这样的损耗的升压损耗Lcv的恶化发生的理由。在此,图12是例示间歇控制的执行过程中的输出电压VH及升压损耗Lcv的时间推移的图。此外,在该图中,对与图6重复的部位标注同一标号且适当省略其说明。
在图12中,与图6同样,示出了从将输出电压VH维持为VH指令值VHtga的状态起停止升压控制的情况。其中,本次,电池电流IB的绝对值比图6时大,成为在图11中说明的损耗恶化区域的值。
在时刻t3停止升压控制。当停止升压控制时,向电动发电机MG供给的电力从电容器C取出,若为了便于说明而将电容器C的静电容量设为c,则电容器C的蓄积能量成为1/2·c·(VH)2,因此输出电压VH降低。在此,在流动属于损耗恶化区域的大电流IB的情况下,输出电压VH的降低速度变大,因此,输出电压VH到达下限值VHLa为止的时间变短。其结果,在时刻t4,输出电压VH到达下限值VHLa,再次开始升压控制。另外,在时刻t5输出电压VH恢复至VH指令值VHtga。
在此,以将输出电压VH持续维持为VH指令值VHtg的情况为基准(即,零),计算从升压控制停止经过停止解除到升压控制再次停止的一个期间、即从时刻t3到t5为止的期间的升压损耗Lcv的收支。该损耗收支如已经说明那样,为损耗降低量Lcvrdc(负值)与损耗增加量Lcvinc(正值)的差分,而电池电流IB越大,则损耗降低量Lcvrdc越显著变小,损耗增加量Lcvinc不会受电池电流IB很大影响。其结果,损耗收支向正侧倾斜,与基准相比较升压损耗Lcv变大。即,该情况下,升压控制的间歇处理反而会造成使升压损耗Lcv增加的结果。
<第3实施方式>
接着,说明本发明的第3实施方式的间歇控制。此外,第3实施方式的间歇控制与图10所例示的第2实施方式的间歇控制在附图上相同,因此,在此使用图10进行说明。
在第3实施方式的间歇控制中,步骤S201中的“驱动条件”及步骤S202中的“间歇允许条件”与第2实施方式不同。具体而言,在第3实施方式中,参照电动发电机MG或电池B的输出变化率来作为驱动条件。输出变化率并非指输出的绝对值,而是指其时间变化率。
将步骤S202中的“间歇允许条件”在该情况下定义为该输出变化率为预定值以内。此外,所述条件也可以采用添加于第1实施方式的“输出电压VH稳定”及第2实施方式的“电池电流IB的绝对值为预定值以内”的形式。
在此,作为电动发电机MG或电池B的输出变化率大的情况的例子,在车辆中频繁发生加速器启动停止或发生急加速、急减速的情况下,或者在车辆打滑或相反发生过度抓地(grip)的情况下,电池电流IB、电动发电机MG的输出能够过渡性地通过零点。然而,若在这样的过渡性的状况下允许升压控制的停止,则升压转换器200的动作有可能会无法跟随所述驱动条件的急剧变化。因此,在本实施方式中,在这种过渡性的状况下禁止升压控制的间歇处理,能确保马达驱动系统10的性能。
此外,也可以取代在此例示的输出变化率而使用马达转速、作为加速踏板的操作量的加速开度Ta的变化率。
<第4实施方式>
在第1至第3实施方式中,说明了使用一个电动发电机MG作为本发明的负载装置的例子,但是负载装置也可以是多个电动发电机。在此,说明搭载了两个电动发电机作为负载装置的混合动力车辆1中的升压控制的间歇处理。
<实施方式的结构>
首先,参照图13,说明本发明的第4实施方式的混合动力车辆1的结构。在此,图13是概念性表示混合动力车辆1的结构的概略结构图。此外,在该图中,对与已经叙述的各图重复的部位标注同一标号且适当省略其说明。
在图13中,混合动力车辆1是具备控制装置100、马达驱动系统20、加速开度传感器400、车速传感器500以及混合动力驱动装置HB的本发明的“车辆”的一例。
混合动力驱动装置HB是通过向混合动力车辆1的作为车轴的左车轴SFL(与左前轮FL对应)及右车轴SFR(与右前轮FR对应)供给作为驱动力的驱动转矩来驱动混合动力车辆1的驱动单元。混合动力驱动装置HB的详细结构稍后叙述。
马达驱动系统20是用于驱动作为负载装置的电动发电机MG1及电动发电机MG2的本发明的“电力供给系统”的另一例。
在此,参照图14,说明马达驱动系统20的结构。在此,图14是马达驱动系统20的系统结构图。此外,在该图中,对与图1重复的部位标注同一标号且适当省略其说明。
在图14中,马达驱动系统20在取代变换器300而具备变换器310这一点上与第1至第3实施方式的马达驱动系统10不同。变换器310具备:驱动与上述各实施方式的电动发电机MG相当的电动发电机MG2的、具有与上述各实施方式的变换器300同样的结构的第2变换器电路3102(即,包括Q3、Q5及Q7的各p侧开关元件以及Q4、Q6及Q8的各n侧开关元件的变换器电路)和驱动电动发电机MG1的第1变换器电路3101。第1变换器电路3101与第2变换器电路3102电并联设置。
第1变换器电路3101针对u相、v相及w相的各相而分别具备p侧开关元件Q13、Q15及Q17和n侧开关元件Q14、Q16及Q18作为开关元件。整流用的二极管也同样。
返回图13,加速开度传感器400是构成为能够检测混合动力车辆1的作为未图示的加速踏板的操作量的加速开度Ta的传感器。加速开度传感器400与控制装置100电连接,所检测到的加速开度Ta被控制装置100适当参照。
车速传感器500是构成为能够检测混合动力车辆1的车速V的传感器。车速传感器500与控制装置100电连接,所检测到的车速V被控制装置100适当参照。
接着,参照图15,说明混合动力驱动装置HB的详细结构。在此,图15是概念性表示混合动力驱动装置HB的结构的概略结构图。
在图15中,混合动力驱动装置HB具备:发动机600、输入轴IS、MG1输出轴700、动力分配机构800、驱动轴OS、电动发电机MG1、电动发电机MG2及减速装置900。
发动机600是作为本发明的“内燃机”的一例的多气缸汽油发动机,构成为作为混合动力车辆1的主动力源来发挥功能。在此,参照图16,说明发动机600的详细结构。在此,图16是概念性表示发动机600的结构的示意剖面图。
此外,本发明中的“内燃机”是指包括如下内燃机的概念:构成为具有至少一个气缸,在该气缸内部,能够适当经由例如活塞、连杆及曲轴等物理或机械的传递单元将在包括例如汽油、轻油或乙醇等各种燃料的混合气燃烧时产生的热能量取出为动能。只要满足所述概念,则本发明的内燃机的结构可以不限定于发动机600的结构而具有各种方式。
在图16中,发动机600构成为,能够在气缸601内经由向燃烧室露出火花塞(省略标号)的一部分而形成的点火装置602的点火动作使混合气开始燃烧,并且将随着所述燃烧的爆发力而产生的活塞603的往复运动经由连杆604变换为曲轴605的旋转运动。在曲轴605的附近设置有能够检测作为曲轴605的旋转角的曲轴转角θcrk的曲轴位置传感器606。该曲轴位置传感器606与控制装置100(未图示)电连接,控制装置100基于从该曲轴位置传感器606输出的曲轴转角信号,能够算出发动机600的内燃机转速NE。
在发动机600中,从外部吸入的空气通过进气管607,经由进气口610在进气门611开启时被导向气缸601内部。另一方面,喷射器612的燃料喷射阀在进气口610露出,构成为能够对进气口610喷射燃料。从喷射器612喷射出的燃料在进气门611开启时期相继与吸入空气混合而成为上述的混合气。
燃料储存在未图示的燃料箱中,通过未图示的进给泵的作用,经由未图示的输送管向喷射器612供给。在气缸601内部燃烧后的混合气成为排气,在与进气门611的开闭连动而开闭的排气门613的开启时经由排气口614导向排气管615。
在排气管615设置有三元催化剂616。三元催化剂616是构成为能够通过使从发动机600排出的CO(一氧化碳)及HC(烃)的氧化燃烧反应和同样从发动机600排出的NOx(氮氧化物)的还原反应大致同时进行而对发动机600的排气进行净化的公知的排气净化用催化剂装置。
在排气管615设置有构成为能够检测发动机600的排气空燃比的空燃比传感器617。进而,在设置于容纳气缸201的缸体的水套,配设有用于检测为了冷却发动机600而循环供给的冷却水(LLC)的冷却水温的水温传感器618。该空燃比传感器617及水温传感器618分别与控制装置100电连接,所检测到的空燃比及冷却水温分别通过控制装置100进行适当参照。
另一方面,在进气管607中的进气口610的上游侧配设有能够调节经由未图示的过滤器导入的吸入空气的吸入空气量的节气门608。该节气门608通过与控制装置100电连接的节气门马达609而控制其驱动状态。控制装置100控制节气门马达609以得到基本上与未图示的加速踏板的开度(即,上述的加速开度Ta)相应的节气门开度,但是也能够经由节气门马达609的动作控制不介入驾驶员的意思而调整节气门开度。即,节气门608作为电子控制式节气门的一部分而构成。
返回至图15,电动发电机MG1是作为本发明的“第1旋转电机”的一例的电动发电机,具备将电能变换为动能的牵引功能和将动能变换为电能的再生功能。电动发电机MG2是作为本发明的“第2旋转电机”的一例的电动发电机,与电动发电机MG1同样,具备将电能变换为动能的牵引功能和将动能变换为电能的再生功能。此外,电动发电机MG1及MG2例如作为三相同步电动发电机而构成,例如具有在外周面具有多个永磁体的转子和卷绕有形成旋转磁场的三相线圈的定子的结构,但是也可以具有其他结构。
动力分配机构800是作为本发明的“差动机构”的一例的二自由度旋转的行星齿轮机构,其具备设置于中心部的作为本发明的“第1旋转要素”的一例的太阳轮S1、在太阳轮S1的外周呈同心圆状设置的作为本发明的“第3旋转要素”的一例的齿圈R1、在太阳轮S1和齿圈R1之间配置而沿太阳轮S1的外周自转并公转的多个小齿轮P1、以及对该各小齿轮的旋转轴进行轴支承的作为本发明的“第2旋转要素”的一例的行星轮架C1。
在动力分配机构800中,太阳轮S1固定于作为电动发电机MG1的输出轴的MG1输出轴700(与电动发电机MG1的转子RT连结),其转速等价于作为电动发电机MG1的转速的MG1转速Nmg1。另外,齿圈R1固定于驱动轴OS,其转速等价于作为驱动轴OS的转速的输出转速Nout。此外,电动发电机MG2的转子固定于驱动轴OS,输出转速Nout与作为电动发电机MG2的转速的MG2转速Nmg2相等。行星轮架C1与连结于发动机600的曲轴605的输入轴IS连结,其转速等价于发动机600的内燃机转速NE。此外,在混合动力驱动装置HB中,MG1转速Nmg1及MG2转速Nmg2分别通过分解器等旋转传感器以一定周期进行检测,并以一定或不定的周期向控制装置100输出。
驱动轴OS经由作为包含差速器等各种减速齿轮的减速装置的减速机构900与分别驱动作为混合动力车辆1的驱动轮的右前轮FR及左前轮FL的驱动轴SFR及SFL(即,该驱动轴是本发明的“车轴”的一例)连结。因此,在电动发电机MG2牵引时向驱动轴OS供给的马达转矩Tmg1,经由减速机构900向各驱动轴传递,用作混合动力车辆1的行驶用动力。另一方面,在电动发电机MG2再生时经由各驱动轴及减速机构900向驱动轴OS输入的驱动力,用作电动发电机MG2的发电用动力。该情况下,电动发电机MG2的马达转矩Tmg1成为一种再生转矩,其大小与再生电力的大小、经由驱动轴OS提供给驱动轮的制动力(再生制动力)的大小相关。MG2转速Nmg2与混合动力车辆1的车速V具有唯一相关。
在混合动力驱动装置HB中,动力分配机构800通过行星轮架C1和小齿轮P1将从发动机600经由曲轴605向输入轴IS供给的发动机转矩Te按预定的比率(与各齿轮相互间的齿轮比相应的比率)分配给太阳轮S1及齿圈R1,从而能够将发动机600的动力分配到2个系统。更具体而言,为了容易理解动力分配机构800的动作,若定义作为太阳轮S1的齿数相对于齿圈R1的齿数的齿轮比ρ,则在从发动机600对行星轮架C1作用发动机转矩Te的情况下,出现在MG1输出轴700上的转矩Tes通过下述(1)式表示,另外出现在驱动轴OS上的发动机直接转矩Tep通过下述(2)式表示。
Tes=Te×ρ/(1+ρ)…(1)
Tep=Te×1/(1+ρ)…(2)
此外,本发明的“差动机构”的实施方式上的结构并不限定于作为动力分配机构800而例示的结构。例如,本发明的差动机构也可以具备多个行星齿轮机构,一个行星齿轮机构所具备的多个旋转要素与其他行星齿轮机构所具备的多个旋转要素的各个旋转要素适当连结,构成一体的差动机构。
另外,本实施方式的减速机构900只不过按照预先设定的减速比对驱动轴OS的转速进行减速,但是混合动力车辆1除了这种减速装置以外,例如也可以具备有级变速装置,该有级变速装置具备将多个离合器机构、制动机构作为构成要素的多个变速级。
<实施方式的动作>
<动力分配机构800的动作>
在本实施方式的混合动力车辆1中,通过作为差动机构的动力分配机构800的差动作用实现一种电气的CVT(Continuously VariableTransmission:无级变速器)功能。在此,参照图17对动力分配机构800的动作进行说明。在此,图17是混合动力驱动装置HB的动作列线图。此外,在该图中,对与图15重复的部位标注同一标号且适当省略其说明。
在图17中,纵轴表示转速,横轴按从左到右的顺序依次表示电动发电机MG1(与太阳轮S1唯一对应)、发动机600(与行星轮架C1唯一对应)及电动发电机MG2(与齿圈R1唯一对应)。
在此,动力分配机构800是在旋转要素相互间呈现二自由度旋转的差动作用的行星齿轮机构,在确定了太阳轮S1、行星轮架C1及齿圈R1中的两个要素的转速的情况下,剩余的一个旋转要素的转速必然确定。即,在动作列线图上,各旋转要素的动作状态能够通过与混合动力驱动装置HB的一个动作状态一一对应的一个动作列线来表现。此外,自此之后适当地通过工作点mi(i是自然数)来表示动作列线图上的点。即,一个工作点mi与一个转速对应。
在图4中,将转速与车速V具有唯一关系的电动发电机MG2的工作点设为工作点m1。该情况下,若电动发电机MG1的工作点为工作点m2,则与作为剩余的一个旋转要素的行星轮架C1连结的发动机600的工作点成为工作点m3。此时,例如,若维持驱动轴OS的转速而使电动发电机MG1的工作点变化至工作点m4及工作点m5,则发动机600的工作点分别向工作点m6及工作点m7变化。
即,在混合动力驱动装置HB中,通过将电动发电机MG1用作转速控制装置,能够使发动机600在所希望的工作点进行工作。发动机600的工作点(该情况下的工作点由内燃机转速NE和发动机转矩Te的组合而规定的)基本上被控制为发动机600的燃料消耗率成为最小的最佳燃料经济性工作点。
此外,作为补充,在动力分配机构800中,为了向驱动轴OS供给前面叙述的与发动机转矩Te对应的发动机直接转矩Tep,需要从电动发电机MG1向MG1输出轴700供给与根据发动机转矩Te呈现的前述的转矩Tes大小相等且符号相反的(即,为负转矩)反作用力转矩。该情况下,在工作点m2或工作点m4这一正旋转区域的工作点,MG1成为正旋转负转矩的再生状态。即,在混合动力驱动装置HB中,通过使电动发电机MG1作为反作用力要素发挥功能,能够向驱动轴OS供给发动机转矩Te的一部分并进行发电。在作为对驱动轴OS要求的转矩的驱动轴要求转矩Tpn低于发动机直接转矩Tep的情况下,从电动发电机MG2对驱动轴OS适当供给马达转矩Tmg2。
<动力循环时的间歇控制>
在呈现上述那样的基本动作的混合动力驱动装置HB中,在混合动力车辆1进行高速小负载行驶等情况下,能够发生动力循环。在此,参照图18,说明混合动力驱动装置HB中的动力循环。在此,图18是混合动力驱动装置HB的动力循环时的动作列线图。此外,在该图中,对与图17重复的部位标注同一标号且适当省略其说明。
在图18中,作为表示高车速区域且仅利用发动机直接转矩Tep就能够满足驱动轴要求转矩Tpn的高速小负载行驶时的情况,将电动发电机MG2及发动机200的工作点分别设为图示工作点m1及m7。
该情况下,被唯一确定的电动发电机MG1的工作点是工作点m5,转速(MG1转速Nmg1)成为负旋转区域的值。另一方面,电动发电机MG1是用于向驱动轴OS供给发动机直接转矩Tep的反作用力要素,作为该输出转矩的MG1转矩Tmg1为负转矩。即,在所述状况中,电动发电机MG1成为负旋转负转矩状态,作为动作状态而成为牵引状态。
在电动发电机MG1为牵引状态的情况下,MG1转矩Tmg1作为驱动转矩出现在驱动轴OS上,因此,对驱动轴OS供给的驱动转矩比驱动轴要求转矩Tpn大。因此,剩余的驱动转矩的一部分由电动发电机MG2回收。即,该情况下,电动发电机MG2成为正旋转负转矩的再生状态。因此,在该状态中,在电动发电机MG2和电动发电机MG1之间产生一种电气路径。该状态为动力循环状态。在动力循环状态下的混合动力驱动装置HB中,电动发电机MG2的再生电力被电动发电机MG1的牵引所消耗。
在此,参照图19,说明动力循环状态下的马达驱动系统20的电力路径。在此,图19是说明马达驱动系统20的动力循环时的电气路径的图。此外,在该图中,对与图14重复的部位标注同一标号且适当省略其说明。
在图19中,在动力循环时,在电动发电机MG2产生的再生电力的大部分被电动发电机MG1的牵引所消耗(参照图示PWR2(实线))。另外,未被电动发电机MG1的牵引所消耗的一部分再生电力被供给到电容器C(参照图示PWR1(虚线))。
如图19所示,在动力循环时,向电容器C的电力供给少,停止了升压控制时的升压转换器200的输出电压VH的变化非常缓慢。因此,在动力循环时,在第1至第3实施方式中所说明的各种间歇控制发挥非常有效的功能。
<第5实施方式>
如第4实施方式说明的那样,在混合动力车辆1中,在混合动力驱动装置HB处于动力循环状态的情况下,升压转换器200的间歇处理发挥有效的功能。但是,在第4实施方式中,动力循环也只不过是一种间歇允许条件的处理。因此,在第5实施方式中,说明在动力循环时能够尽可能延长升压控制的停止期间的间歇控制。
首先,参照图20,说明这样的间歇控制的详细内容。在此,图20是第5实施方式的间歇控制的流程图。此外,在该图中,对与图10重复的部位标注同一标号且适当省略其说明。
在图20中,在步骤S202判定为间歇允许条件成立的情况下(步骤S202:是),控制装置100进一步判定混合动力驱动装置HB是否处于动力循环状态(步骤S301)。在没有发生动力循环的情况下(步骤S301:否),处理移向步骤S107,停止升压转换器200。
另一方面,在通过动力循环满足了间歇允许条件的情况下(步骤S301:是),控制装置100执行利用了电动发电机MG1的电力调整处理(步骤S302)。当电力调整处理被执行时,处理移向步骤S107,停止升压转换器200。
电力调整处理基于输出电压VH而执行。具体而言,蓄积于电容器C的电能能够如前面叙述计算为1/2·c·(VH)2,因此,基于由传感器准确检测的输出电压VH,能准确把握在动力循环时向电容器C供给的电能。因此,按预定周期将该增加的电能量通过电动发电机MG1的牵引而消耗。
在此,参照图21,说明这样的电力调整处理的效果。在此,图21是说明执行了电力调整处理时的马达驱动系统20中的动力循环时的电气路径的图。此外,在该图中,对与图19重复的部位标注同一标号且适当省略其说明。
在图21中,通过上述电力调整处理的作用,在动力循环时尽管微小却产生的向电容器C的电气路径(PWR1)消失,能够仅在电动发电机MG2和电动发电机MG1之间完成电力的授受。即,马达驱动系统20中的电气路径仅为从电动发电机MG2向电动发电机MG1的电力路径(即,图示PWR2)。
根据伴随这样的电力调整处理的间歇控制,不发生输出电压VH的变动,因此能够尽可能延长升压转换器200的停止期间,能够充分降低总损耗Lt。
<第6实施方式>
接着,说明对第5实施方式的间歇控制进行改良后的第6实施方式。
根据第5实施方式的电力调整处理,实现了通过电动发电机MG1侧的电力调整来维持电动发电机MG1与电动发电机MG2之间的电力收支。当然,与连结于驱动轴OS的电动发电机MG2相比电动发电机MG1的自由度更高,更容易取得调整幅度,但是在电动发电机MG1侧的电力调整却存在以下的担忧。
即,本来,动力循环时的MG1转速Nmg1是低的值。因此,在进行电力调整的情况下,必然不得不增大MG1转矩Tmg1的调整幅度。由于MG1转矩Tmg1是反作用力转矩,所以当其调整幅度变大时,对发动机200的内燃机转速NE的影响变得显著。确切地说,内燃机转速NE的变动容易变大。
在第6实施方式中,执行为解决这样的问题而进行了改良的电力调整处理。在此,参照图22,说明这样的第6实施方式的电力调整处理。在此,图22是执行第6实施方式的电力调整处理时的混合动力驱动装置HB的动作列线图。此外,在该图中,对与图18重复的部位标注同一标号且适当省略其说明。
在图22中,实线为动力循环时的本来的动作列线。与此相对,使电动发电机MG1的工作点m5向MG1转速Nmg1的绝对值增加的方向(图示下方)错开至工作点m5’,从而将动作列线变更为图示虚线。
通过进行这样的工作点变更,能够相对抑制与应由电动发电机MG1调整的电力对应的转矩的变化幅度。其结果,能够抑制发动机200的内燃机转速NE的变化,能够抑制伴随电力调整处理的驾驶性能的降低。
但是,当执行伴随这样的发动机工作点的变更的处理时,发动机200的热效率发生变化。特别是如图22所例示,当使发动机200的工作点向低旋转侧移动时热效率容易降低。
因此,更优选的是,将允许发动机工作点变更的幅度限制在由间歇处理实现的升压损耗Lcv的降低量超过发动机热效率的降低量的范围内。通过这样对工作点的变更幅度施加限制,能够维持间歇处理的效果。
本发明并不限于上述的实施方式,能够在不违反根据权利要求及说明书整体所理解的发明的要旨或思想的范围内进行适当变更,伴随这样的变更的升压转换器的控制装置也包含在本发明的技术范围内。
产业上的可利用性
本发明能够适用于用升压转换器对电源电压进行升压来驱动负载装置的系统。
标号说明
10…马达驱动系统、100…控制装置、110…升压控制部、120…变换器控制部、200…升压转换器、300…变换器、C…电容器、B…直流电源、MG、MG1、MG2…电动发电机。

Claims (13)

1.一种升压转换器的控制装置,在电力供给系统中控制所述升压转换器,所述电力供给系统具备:
具有电源电压VB的直流电源;
升压转换器,其具备开关单元,通过预定的升压控制对所述电源电压VB进行升压并向负载装置输出,所述预定的升压控制包括基于升压指令电压的所述开关单元的开关状态的切换;以及
检测所述升压转换器的输出电压VH的电压检测单元,
所述控制装置的特征在于,具备:
执行所述升压控制的升压控制单元;和
间歇控制单元,其执行基于所述检测的输出电压VH的所述升压控制的间歇处理,以使得所述输出电压VH维持在包含上次执行所述升压控制时的所述升压指令电压的范围内。
2.根据权利要求1所述的升压转换器的控制装置,其特征在于,
所述控制装置还具备设定单元,该设定单元基于所述电源电压VB、所述升压转换器的耐电压、所述升压指令电压以及驱动所述负载装置时所产生的损耗中的至少一方来设定所述范围。
3.根据权利要求1或2所述的升压转换器的控制装置,其特征在于,
所述间歇控制单元在所述升压控制的间歇处理中,在所述输出电压VH超过所述范围的边界值的情况下使所述升压控制再次开始。
4.根据权利要求1所述的升压转换器的控制装置,其特征在于,
所述控制单元在所述升压控制的间歇处理中,使所述输出电压VH在所述升压指令电压和所述范围的边界值之间变动。
5.根据权利要求1所述的升压转换器的控制装置,其特征在于,
所述间歇控制单元在所述输出电压VH的变动幅度为预定值以内的情况下开始所述升压控制的间歇处理。
6.根据权利要求1所述的升压转换器的控制装置,其特征在于,
所述电力供给系统还具备电流检测单元,该电流检测单元检测在所述升压转换器或所述直流电源中流动的电流,
所述间歇控制单元在所述检测的电流为预定值以内的情况下开始所述升压控制的间歇处理。
7.根据权利要求1所述的升压转换器的控制装置,其特征在于,
所述控制装置具备输出变化确定单元,该输出变化确定单元确定所述直流电源或所述负载装置的输出变化的程度,
所述间歇控制单元在所述确定的输出变化的程度为预定值以内的情况下开始所述升压控制的间歇处理。
8.根据权利要求1所述的升压转换器的控制装置,其特征在于,
所述电力供给系统搭载于车辆。
9.根据权利要求8所述的升压转换器的控制装置,其特征在于,
所述车辆具备成为所述负载装置的能够进行牵引和再生的至少一个旋转电机作为所述车辆的动力源。
10.根据权利要求8或9所述的升压转换器的控制装置,其特征在于,
所述车辆为混合动力车辆,其具备:
内燃机;
能够进行牵引和再生的成为所述负载装置的第1旋转电机;
差动机构,其具备能够相互进行差动旋转的多个旋转要素,该多个旋转要素包括:与所述第1旋转电机连结的第1旋转要素、与所述内燃机连结的第2旋转要素以及与连接于车轴的驱动轴连结的第3旋转要素;以及
与所述驱动轴连结的、能够进行牵引和再生的成为所述负载装置的第2旋转电机,
所述间歇控制单元在所述第1旋转电机和所述第2旋转电机中的一方处于牵引状态而另一方处于再生状态的情况下,在所述第1旋转电机和所述第2旋转电机的电力收支为预定值以内时开始所述升压控制的间歇处理。
11.根据权利要求10所述的升压转换器的控制装置,其特征在于,
所述控制装置还具备电力收支控制单元,在以所述电力收支为预定值以内为条件而开始所述升压控制的间歇处理的情况下,所述电力收支控制单元控制所述第1旋转电机、所述第2旋转电机以及所述内燃机以使得所述电力收支平衡。
12.根据权利要求11所述的升压转换器的控制装置,其特征在于,
所述电力收支控制单元在使所述电力收支平衡时,通过使所述第1旋转电机的转速变化而使所述内燃机的工作点变化。
13.根据权利要求12所述的升压转换器的控制装置,其特征在于,
所述电力收支控制单元在由所述升压控制的间歇处理实现的损耗降低量超过由于使所述内燃机的工作点变化而引起的损耗增加量的范围内使所述内燃机的工作点变化。
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