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公開番号2025037111
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-17
出願番号2023143880
出願日2023-09-05
発明の名称DCDCコンバータの制御装置及びプログラム
出願人株式会社SOKEN,株式会社デンソー
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類H02M 3/155 20060101AFI20250310BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】リアクトルに流れる電流の制御性を向上することができるDCDCコンバータの制御装置を提供する。
【解決手段】DCDCコンバータ10は、スイッチ31、リアクトル30及び制御装置50を備える。制御装置50は、スイッチ31のスイッチング制御を行う。制御装置50は、DCDCコンバータ10の低圧側電圧を検出する第1検出部の第1検出値、及びDCDCコンバータ10の高圧側電圧を検出する第2検出部の第2検出値を取得する電圧取得部と、第2検出値に対する第1検出値の比である電圧比に基づいて、1スイッチング周期におけるスイッチ31のオン期間の比率であるデューティ比を算出するデューティ比算出部と、電圧比の誤差を推定する推定部と、推定部により推定された電圧比の誤差に基づいて、デューティ比を補正する補正部と、補正部により補正されたデューティ比に基づいて、スイッチング制御を行う制御部と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
スイッチ（３１，１３１）及びリアクトル（３０，１３０）を備えるＤＣＤＣコンバータ（１０，１１０）に適用され、
前記リアクトルに流れる電流を指令電流値に制御すべく、前記スイッチのスイッチング制御を行うＤＣＤＣコンバータの制御装置（５０）において、
前記ＤＣＤＣコンバータの低圧側電圧を検出する第１検出部の第１検出値、及び前記ＤＣＤＣコンバータの高圧側電圧を検出する第２検出部の第２検出値を取得する電圧取得部と、
前記第２検出値に対する前記第１検出値の比である電圧比に基づいて、１スイッチング周期における前記スイッチのオン期間の比率であるデューティ比を算出するデューティ比算出部と、
前記電圧比の誤差を推定する推定部と、
前記推定部により推定された前記電圧比の誤差に基づいて、前記デューティ比を補正する補正部と、
前記補正部により補正された前記デューティ比に基づいて、前記スイッチング制御を行う制御部と、
を備える、ＤＣＤＣコンバータの制御装置。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記デューティ比算出部は、前記デューティ比として、前記１スイッチング周期において前記リアクトルに流れる電流が断続的に０になる第１電流モードにおける第１デューティ比と、前記１スイッチング周期において前記リアクトルに電流が流れ続ける第２電流モードにおける第２デューティ比とを算出し、
前記補正部は、前記推定部により推定された前記電圧比の誤差に基づいて、前記第１デューティ比及び前記第２デューティ比を補正し、
前記制御部は、前記補正部により補正された前記第１デューティ比及び前記第２デューティ比のうちいずれか一方に基づいて、前記スイッチング制御を行う、請求項１に記載のＤＣＤＣコンバータの制御装置。
【請求項３】
前記推定部は、
前記スイッチング制御の実行中の電流モードが前記第１電流モードから前記第２電流モードへと切り替わったか否かを判定する切替判定部と、
前記切替判定部により電流モードが切り替わったと判定された場合における前記デューティ比に基づいて、前記電圧比の誤差を推定する誤差推定部と、
を有する、請求項２に記載のＤＣＤＣコンバータの制御装置。
【請求項４】
前記推定部は、前記電圧比の誤差を推定するための推定用デューティ比を、所定期間ごとに上昇幅ずつ上昇させるように設定する設定部を有し、
前記切替判定部は、前記所定期間ごとに、前記スイッチング制御の実行中の電流モードが前記第１電流モードから前記第２電流モードへと切り替わったか否かを判定する、請求項３に記載のＤＣＤＣコンバータの制御装置。
【請求項５】
前記１スイッチング周期において前記スイッチがオンに維持される場合の前記推定用デューティ比を１００％として、前記上昇幅は、０．１％以下の値である、請求項４に記載のＤＣＤＣコンバータの制御装置。
【請求項６】
前記補正部により補正された前記第１デューティ比及び前記第２デューティ比の比較に基づいて、現状の電流モードが前記第１電流モード及び前記第２電流モードのいずれであるかを判定するモード判定部を備え、
前記制御部は、前記第１デューティ比及び前記第２デューティ比のうち前記モード判定部により判定された電流モードにおけるデューティ比に基づいて、前記スイッチング制御を行う、請求項３～５のいずれか１項に記載のＤＣＤＣコンバータの制御装置。
【請求項７】
前記推定部は、前記電圧比が所定値よりも大きいとの条件が成立する場合に、前記電圧比の誤差を推定する、請求項１～５のいずれか１項に記載のＤＣＤＣコンバータの制御装置。
【請求項８】
前記推定部は、前記ＤＣＤＣコンバータの実使用期間とは別の期間において、前記電圧比の誤差を推定する、請求項１～５のいずれか１項に記載のＤＣＤＣコンバータの制御装置。
【請求項９】
スイッチ（３１，１３１）及びリアクトル（３０，１３０）を備えるＤＣＤＣコンバータ（１０，１１０）に適用され、
コンピュータ（５０）に、前記リアクトルに流れる電流を指令電流値に制御すべく、前記スイッチのスイッチング制御を実行させるプログラムにおいて、
前記ＤＣＤＣコンバータの低圧側電圧を検出する第１検出部の第１検出値、及び前記ＤＣＤＣコンバータの高圧側電圧を検出する第２検出部の第２検出値を取得する電圧取得処理と、
前記第２検出値に対する前記第１検出値の比である電圧比に基づいて、１スイッチング周期における前記スイッチのオン期間の比率であるデューティ比を算出するデューティ比算出処理と、
前記電圧比の誤差を推定する推定処理と、
前記推定処理により推定された前記電圧比の誤差に基づいて、前記デューティ比を補正する補正処理と、
前記補正処理により補正された前記デューティ比に基づいて、前記スイッチング制御を行う制御処理と、
を前記コンピュータに実行させる、プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ＤＣＤＣコンバータの制御装置及びプログラムに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、スイッチ及びリアクトルを備えるＤＣＤＣコンバータが知られている。ＤＣＤＣコンバータの制御装置としては、リアクトルに流れる電流を指令電流値に制御するために、スイッチのスイッチング制御を行うものが知られている。制御装置は、スイッチング制御において、１スイッチング周期におけるスイッチのオン期間の比率であるデューティ比を算出し、算出したデューティ比に基づいてスイッチング制御を行う。このような技術の例として、特許文献１に開示された技術が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１４－２１２５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
スイッチのデューティ比が適切に算出されないことに起因して、リアクトルに流れる電流の制御性が低下することが懸念される。
【０００５】
本開示の主たる目的は、リアクトルに流れる電流の制御性を向上することができるＤＣＤＣコンバータの制御装置及びプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は、
スイッチ及びリアクトルを備えるＤＣＤＣコンバータに適用され、
前記リアクトルに流れる電流を指令電流値に制御すべく、前記スイッチのスイッチング制御を行うＤＣＤＣコンバータの制御装置において、
前記ＤＣＤＣコンバータの低圧側電圧を検出する第１検出部の第１検出値、及び前記ＤＣＤＣコンバータの高圧側電圧を検出する第２検出部の第２検出値を取得する電圧取得部と、
前記第２検出値に対する前記第１検出値の比である電圧比に基づいて、１スイッチング周期における前記スイッチのオン期間の比率であるデューティ比を算出するデューティ比算出部と、
前記電圧比の誤差を推定する推定部と、
前記推定部により推定された前記電圧比の誤差に基づいて、前記デューティ比を補正する補正部と、
前記補正部により補正された前記デューティ比に基づいて、前記スイッチング制御を行う制御部と、
を備える。
【０００７】
第１検出部の第１検出値と第２検出部の第２検出値とに基づいて、スイッチのデューティ比が算出される。この場合、第１検出値及び第２検出値に誤差が含まれることに起因して、デューティ比が適切に算出されず、リアクトルに流れる電流が指令電流値に対してずれることが懸念される。ここで、スイッチのデューティ比は、第２検出値に対する第１検出値の比である電圧比に基づいて算出される。
【０００８】
そこで、本開示では、デューティ比の算出に用いられる電圧比の誤差が推定され、推定された電圧比の誤差に基づいて、デューティ比が補正される。これにより、第１検出値と第２検出値とに誤差が含まれることを考慮して、デューティ比を適切に算出することが可能となる。そして、補正されたデューティ比に基づいてスイッチング制御を行うことにより、リアクトルに流れる電流の制御性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
第１実施形態に係るＤＣＤＣコンバータを含む制御システムの全体構成図。
第１電流モードにおけるスイッチング態様及びリアクトル電流値の推移を示すタイムチャート。
電流臨界モードにおけるスイッチング態様及びリアクトル電流値の推移を示すタイムチャート。
第２電流モードにおけるスイッチング態様及びリアクトル電流値の推移を示すタイムチャート。
第１電流モードから第２電流モードへの切り替えが遅い場合のリアクトル平均電流値の推移を示す図。
第１電流モードから第２電流モードへの切り替えが早い場合のリアクトル平均電流値の推移を示す図。
誤差推定制御の処理手順を示すフローチャート。
電圧比の誤差を推定する処理を説明するためのタイムチャート。
制御装置により実行される制御の処理手順を示すフローチャート。
制御の一例を示すタイムチャート。
第２実施形態に係るＤＣＤＣコンバータを含む制御システムの全体構成図。
その他の実施形態に係る制御の処理手順を示すフローチャート。
その他の実施形態に係る制御システムの全体構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的に及び／又は構造的に対応する部分及び／又は関連付けられる部分には同一の参照符号、又は百以上の位が異なる参照符号が付される場合がある。対応する部分及び／又は関連付けられる部分については、他の実施形態の説明を参照することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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