升压转换器装置转让专利

申请号 : CN201810182750.3

文献号 : CN108574409B

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基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 谷口和也

申请人 : 丰田自动车株式会社

摘要 :

本发明提供一种升压转换器装置,利用不同的控制装置控制两个升压转换器,使在各个升压转换器的控制中使用的三角波更适当地同步。第一控制装置将在第一、第二升压转换器的控制中使用的第一、第二三角波所共用的要求载波频率和与第一三角波同步的同步信号向第二控制装置发送,并且当第一三角波的载波频率与要求载波频率不同这一第一条件成立时,将第一三角波的载波频率变更为要求载波频率。第二控制装置基于来自第一控制装置的同步信号来运算第一三角波的识别载波频率,当第二三角波的载波频率与识别载波频率不同且识别载波频率与来自第一控制装置的要求载波频率相等这一第二条件成立时,将第二三角波的载波频率变更为要求载波频率。

权利要求 :

1.一种升压转换器装置,具备:

第一升压转换器,将来自蓄电装置的电力升压并向电负载供给;及

第二升压转换器,将来自所述蓄电装置或与所述蓄电装置不同的第二蓄电装置的电力升压并向所述电负载供给,其中,所述升压转换器装置具备:

第一控制装置,控制所述第一升压转换器;及

第二控制装置,控制所述第二升压转换器,

所述第一控制装置将在所述第一、第二升压转换器的控制中使用的第一、第二三角波所共用的要求载波频率和与所述第一三角波同步的同步信号向所述第二控制装置发送,并且当所述第一三角波的载波频率与所述要求载波频率不同这一第一条件成立时,将所述第一三角波的载波频率变更为所述要求载波频率,所述第二控制装置基于来自所述第一控制装置的所述同步信号来运算所述第一三角波的识别载波频率,当所述第二三角波的载波频率与所述识别载波频率不同且所述识别载波频率与来自所述第一控制装置的所述要求载波频率相等这一第二条件成立时,将所述第二三角波的载波频率变更为所述要求载波频率。

2.根据权利要求1所述的升压转换器装置,

当所述第二条件成立时,所述第二控制装置使得所述第二三角波的载波频率成为所述要求载波频率且所述第一、第二三角波的相位差成为规定相位差。

3.根据权利要求2所述的升压转换器装置,

当所述第二条件成立时,所述第二控制装置通过将所述第二三角波的载波频率在所述第二三角波的规定周期量的时间内变更为调整用载波频率之后再变更为所述要求载波频率,来使得所述第一、第二三角波的相位差成为所述规定相位差,而且,所述第二控制装置基于所述要求载波频率和所述第二条件成立时的所述第二三角波的载波频率,以在将所述第二三角波的载波频率变更为所述要求载波频率的定时使所述第一、第二三角波的相位差成为所述规定相位差的方式,设定所述调整用载波频率。

4.根据权利要求3所述的升压转换器装置,

所述规定周期为一个周期,

所述第二控制装置运算作为所述要求载波频率的半个周期的时间的第一半周期时间及作为所述第二条件成立时的所述第二三角波的载波频率的半个周期的时间的第二半周期时间,将与所述第一半周期时间和所述第二半周期时间的关系对应的第一系数乘以所述第二半周期时间来运算第一对象时间,将与所述第一对象时间和所述第一半周时间的关系对应的第二系数乘以所述第一半周期时间来运算第二对象时间,运算从所述第二对象时间减去所述第一对象时间得到的值的倒数作为所述调整用载波频率。

5.根据权利要求4所述的升压转换器装置,

在作为从所述第二对象时间减去所述第一对象时间得到的值的倒数而运算出的所述调整用载波频率比容许上限载波频率大时,所述第二控制装置再次运算从所述第二对象时间与所述第一半周期时间的两倍之和减去所述第一对象时间得到的值的倒数作为所述调整用载波频率。

6.根据权利要求1~5中任一项权利要求所述的升压转换器装置,

当所述第一三角波的执行用载波频率与所述要求载波频率不同这一所述第一条件成立时,所述第一控制装置将所述第一三角波的执行用载波频率变更为所述要求载波频率,并在紧随其后的所述第一三角波的极值的定时将所述第一三角波的实际载波频率变更为所述第一三角波的执行用载波频率,当所述第二三角波的执行用载波频率与所述识别载波频率不同且所述识别载波频率与所述要求载波频率相等这一所述第二条件成立时,所述第二控制装置将所述第二三角波的执行用载波频率变更为所述要求载波频率,并在紧随其后的所述第二三角波的极值的定时将所述第二三角波的实际载波频率变更为所述第二三角波的执行用载波频率。

说明书 :

升压转换器装置

技术领域

[0001] 本发明涉及升压转换器装置,详细地说,涉及具备两个升压转换器的升压转换器装置。

背景技术

[0002] 以往,作为这种升压转换器装置,提出了具备相对于直流电池及负载以互相并联的方式连接并且将来自直流电池的电力升压并向负载供给的第一电压变换单元及第二电压变换单元,且以相互不同的相位驱动第一电压变换单元及第二电压变换单元的升压转换器装置(例如,参照专利文献1)。在该升压转换器装置中,通过这样的控制来减小向负载供给的电力的波动。
[0003] 现有技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1:JP2012-210138A

发明内容

[0006] 发明所要解决的课题
[0007] 在这样的升压转换器装置中,要求使在第一、第二电压变换单元的控制中使用的第一、第二三角波(载波)的载波频率相同(同步)。在由一个控制装置控制第一、第二电压变换单元的情况下,能够容易地进行第一、第二三角波的同步,但在由不同的控制装置控制的情况下,如何进行该同步成为课题。在第一控制装置中变更第一三角波的载波频率时,需要在第二控制装置中也同样地变更第二三角波的载波频率,然而,有时会在第一、第二控制装置间的通信中产生由噪声等引起的信号的混乱,因此,要求在第二控制装置中适当判断是否变更第二三角波的载波频率。若该判断不适当,则有可能无法适当使第一、第二三角波同步。
[0008] 本发明的升压转换器装置的主要目的在于,在由不同的控制装置控制两个升压转换器的升压转换器装置中,更适当地使在各自的升压转换器的控制中使用的三角波同步。
[0009] 用于解决课题的技术方案
[0010] 本发明的升压转换器装置为了达成上述的主要目的而采取了以下的技术方案。
[0011] 本发明的升压转换器装置具备:
[0012] 第一升压转换器,将来自蓄电装置的电力升压并向电负载供给;及
[0013] 第二升压转换器,将来自所述蓄电装置或与所述蓄电装置不同的第二蓄电装置的电力升压并向所述电负载供给,
[0014] 其要旨在于,具备:
[0015] 第一控制装置,控制所述第一升压转换器;及
[0016] 第二控制装置,控制所述第二升压转换器,
[0017] 所述第一控制装置将在所述第一、第二升压转换器的控制中使用的第一、第二三角波所共用的要求载波频率和与所述第一三角波同步的同步信号向所述第二控制装置发送,并且当所述第一三角波的载波频率与所述要求载波频率不同这一第一条件成立时,将所述第一三角波的载波频率变更为所述要求载波频率,
[0018] 所述第二控制装置基于来自所述第一控制装置的所述同步信号来运算所述第一三角波的识别载波频率,当所述第二三角波的载波频率与所述识别载波频率不同且所述识别载波频率与来自所述第一控制装置的所述要求载波频率相等这一第二条件成立时,将所述第二三角波的载波频率变更为所述要求载波频率。
[0019] 在该本发明的升压转换器装置中,第一控制装置将在第一、第二升压转换器的控制中使用的第一、第二三角波所共用的要求载波频率和与第一三角波同步的同步信号向第二控制装置发送,并且当第一三角波的载波频率与要求载波频率不同这一第一条件成立时,将第一三角波的载波频率变更为要求载波频率。第二控制装置基于来自第一控制装置的同步信号来运算第一三角波的识别载波频率,当第二三角波的载波频率与识别载波频率不同且识别载波频率与来自第一控制装置的要求载波频率相等这一第二条件成立时,将第二三角波的载波频率变更为要求载波频率。由此,在来自第一控制装置的同步信号及要求载波频率都正常(在第一、第二控制装置间的通信中未产生由噪声等引起的信号的紊乱)时,能够使第二三角波的载波频率与第一三角波的载波频率相同(同步)。另一方面,在来自第一控制装置的同步信号及要求载波频率中的至少一方不正常(在第一、第二控制装置间的通信中产生了由噪声等引起的信号的紊乱)时,能够抑制对第二三角波的载波频率进行误变更的情况,能够抑制无法适当使第一、第二三角波同步的情况。
[0020] 在这样的本发明的升压转换器装置中,可以是,当所述第二条件成立时,所述第二控制装置使得所述第二三角波的载波频率成为所述要求载波频率且所述第一、第二三角波的相位差成为规定相位差。在此,“规定相位差”例如可以设为180度。若将规定相位差设为180度,则能够更加抑制高电压侧电力线的电压、电流的变动。另外,在第一、第二升压转换器都将来自同一蓄电装置的电力升压并向电负载供给的情况下,若将规定相位差设为180度,则也能够更加抑制蓄电装置的电流的变动。
[0021] 在当第二条件成立时第二控制装置使得第二三角波的载波频率成为要求载波频率且第一、第二三角波的相位差成为规定相位差的方案的本发明的升压转换器装置中,也可以是,当所述第二条件成立时,所述第二控制装置通过将所述第二三角波的载波频率在所述第二三角波的规定周期量的时间内变更为调整用载波频率之后再变更为所述要求载波频率,来使得所述第一、第二三角波的相位差成为所述规定相位差,而且,所述第二控制装置基于所述要求载波频率和所述第二条件成立时的所述第二三角波的载波频率,以在将所述第二三角波的载波频率变更为所述要求载波频率的定时使所述第一、第二三角波的相位差成为所述规定相位差的方式,设定所述调整用载波频率。在该情况下,若适当设定调整用载波频率,则能够使得在将第二三角波的载波频率变更为要求载波频率的定时第一、第二三角波的相位差成为规定相位差。
[0022] 在第二控制装置基于要求载波频率和第二条件成立时的第二三角波的载波频率来设定调整用载波频率的方案的本发明的升压转换器装置中,可以是,所述规定周期为一个周期,所述第二控制装置运算作为所述要求载波频率的半个周期的时间的第一半周期时间及作为所述第二条件成立时的所述第二三角波的载波频率的半个周期的时间的第二半周期时间,将与所述第一半周期时间和所述第二半周期时间的关系对应的第一系数乘以所述第二半周期时间来运算第一对象时间,将与所述第一对象时间和所述第一半周时间的关系对应的第二系数乘以所述第一半周期时间来运算第二对象时间,运算从所述第二对象时间减去所述第一对象时间得到的值的倒数作为所述调整用载波频率。这样,能够适当设定调整用载波频率。
[0023] 在该情况下,可以是,在作为从所述第二对象时间减去所述第一对象时间得到的值的倒数而运算出的所述调整用载波频率大于容许上限载波频率时,所述第二控制装置再次运算从所述第二对象时间与所述第一半周期时间的两倍之和减去所述第一对象时间得到的值的倒数作为所述调整用载波频率。这样,能够使调整用载波频率成为容许上限载波频率以下的频率。
[0024] 在本发明的升压转换器装置中,可以是,当所述第一三角波的执行用载波频率与所述要求载波频率不同这一所述第一条件成立时,所述第一控制装置将所述第一三角波的执行用载波频率变更为所述要求载波频率,并在紧随其后的所述第一三角波的极值的定时将所述第一三角波的实际载波频率变更为所述第一三角波的执行用载波频率,当所述第二三角波的执行用载波频率与所述识别载波频率不同且所述识别载波频率与所述要求载波频率相等这一所述第二条件成立时,所述第二控制装置将所述第二三角波的执行用载波频率变更为所述要求载波频率,并在紧随其后的所述第二三角波的极值的定时将所述第二三角波的实际载波频率变更为所述第二三角波的执行用载波频率。这样,能够在变更第一、第二三角波的执行用载波频率之后,在合适的定时变更第一、第二三角波的实际载波频率。

附图说明

[0025] 图1是示出搭载作为本发明的一实施例的升压转换器装置40的电动汽车20的结构的概略的结构图。
[0026] 图2是示出搭载作为本发明的一实施例的升压转换器装置40的电动汽车20的结构的概略的结构图。
[0027] 图3是示出由第一ECU50执行的第一执行用载波频率设定例程的一例的流程图。
[0028] 图4是示出由第二ECU60执行的第二执行用载波频率设定例程的一例的流程图。
[0029] 图5是示出调整用载波频率设定处理的一例的流程图。
[0030] 图6是示出将第一、第二三角波的实际载波频率fc1、fc2从10kHz变更为7.5kHz时的状况的一例的说明图。
[0031] 图7是示出变形例的电动汽车120的结构的概略的结构图。

具体实施方式

[0032] 接着,使用实施例对用于实施本发明的方式进行说明。
[0033] [实施例]
[0034] 图1、图2是示出搭载作为本发明的一实施例的升压转换器装置40的电动汽车20的结构的概略的结构图。如图1、图2所示,实施例的电动汽车20具备作为电负载的电动机32、变换器34、作为蓄电装置的蓄电池36、第一、第二升压转换器41、42及第一、第二电子控制单元(以下,称作“ECU”)50、60。在此,作为实施例的“升压转换器装置”,主要对应于第一、第二升压转换器41、42、第一、第二ECU50、60,作为“蓄电装置”,主要对应于蓄电池36,作为“电负载”,主要对应于电动机32、变换器34。
[0035] 电动机32构成为例如同步发电电动机,转子与经由差速齿轮24连结于驱动轮22a、22b的驱动轴26连接。变换器34用于电动机32的驱动,并且连接于高电压侧电力线43。通过由第一ECU50对变换器34的未图示的多个开关元件进行开关控制,来驱动电动机32旋转。在高电压侧电力线43的正极侧线和负极侧线上安装有平滑用的电容器45。
[0036] 蓄电池36构成为例如锂离子二次电池或镍氢二次电池,连接于低电压侧电力线44。在低电压侧电力线44的正极侧线和负极侧线上安装有平滑用的电容器46。
[0037] 第一、第二升压转换器41、42以互相并联的方式连接于高电压侧电力线43和低电压侧电力线44。第一升压转换器41具有两个晶体管T11、T12、分别并联连接于两个晶体管T11、T12的两个二极管D11、D12、及电抗器L1。晶体管T11连接于高电压侧电力线43的正极侧线。晶体管T12连接于晶体管T11和高电压侧电力线43及低电压侧电力线44的负极侧线。电抗器L1连接于晶体管T11、T12彼此的连接点和低电压侧电力线44的正极侧线。第一升压转换器41通过由第一ECU50调节晶体管T11、T12的导通时间的比例,来将低电压侧电力线44的电力升压并向高电压侧电力线43供给,或者将高电压侧电力线43的电力降压并向低电压侧电力线44供给。第二升压转换器42与第一升压转换器41同样地具有两个晶体管T21、T22、两个二极管D21、D22及电抗器L2。该第二升压转换器42通过由第二ECU60调节晶体管T21、T22的导通时间的比例,来将低电压侧电力线44的电力升压并向高电压侧电力线43供给,或者将高电压侧电力线43的电力降压并向低电压侧电力线44供给。
[0038] 第一ECU50构成为以CPU51为中心的微型处理器,除了CPU51之外,还具备ROM52、RAM53、载波计数部54、PWM生成部55、输入输出端口及通信端口。载波计数部54和PWM生成部55既可以作为硬件实现,也可以作为软件实现。关于载波计数部54和PWM生成部55的详情将在后面描述。经由输入端口向第一ECU50输入来自各种传感器的信号。作为向第一ECU50输入的信号,例如可以举出来自检测电动机32的转子的旋转位置的旋转位置检测传感器的旋转位置θm、来自检测在电动机32的各相流动的电流的电流传感器的电动机32的各相的电流Iu、Iv。另外,也可以举出来自安装于蓄电池36的端子间的电压传感器的电压Vb、来自安装于蓄电池36的输出端子的电流传感器的电流Ib。而且,还可以举出来自安装于电容器45的端子间的电压传感器45a的高电压侧电力线43(电容器45)的电压VH、来自安装于电容器46的端子间的电压传感器46a的低电压侧电力线44(电容器46)的电压VL、来自检测在第一升压转换器41的电抗器L1流动的电流的电流传感器41a的电抗器L1的电流IL1。还可以举出来自点火开关80的点火信号、来自检测换档杆81的操作位置的档位传感器82的档位SP。还可以举出来自检测加速器踏板83的踩踏量的加速器踏板位置传感器84的加速器开度Acc、来自检测制动器踏板85的踩踏量的制动器踏板位置传感器86的制动器踏板位置BP、来自车速传感器88的车速V。从第一ECU50经由输出端口输出各种控制信号。作为从第一ECU50输出的信号,例如可以举出对于变换器34的多个开关元件的开关控制信号、对于第一升压转换器
41的晶体管T11、T12的控制信号。第一ECU50经由直接连接线(日文:ジカ線)和通信线与第二ECU60连接。另外,第一ECU50基于来自旋转位置检测传感器32a的电动机32的转子的旋转位置θm来运算电动机32的电角度θe、转速Nm,基于来自电流传感器的蓄电池36的电流Ib的累计值来运算蓄电池36的蓄电比例SOC。
[0039] 第二ECU60构成为以CPU61为中心的微型处理器,除了CPU61之外,还具备ROM62、RAM63、载波计数部64、PWM生成部65、边沿检测计数部66、输入输出端口及通信端口。载波计数部64、PWM生成部65及边沿检测计数部66既可以作为硬件实现,也可以作为软件实现。关于载波计数部64、PWM生成部65及边沿检测计数部66的详情将在后面描述。经由输入端口向第二ECU60输入来自各种传感器的信号。作为向第二ECU60输入的信号,例如可以举出来自安装于电容器45的端子间的电压传感器45a的高电压侧电力线43(电容器45)的电压VH、来自安装于电容器46的端子间的电压传感器46a的低电压侧电力线44(电容器46)的电压VL、来自检测在第二升压转换器42的电抗器L2流动的电流的电流传感器42a的电抗器L2的电流IL2。从第二ECU60经由输出端口输出各种控制信号。作为从第二ECU60输出的信号,例如可以举出对于第二升压转换器42的晶体管T21、T22的控制信号。如上所述,第二ECU60经由直接连接线和通信线与第一ECU50连接。
[0040] 在这样构成的实施例的电动汽车20中,第一ECU50基于加速器开度Acc和车速V来设定对驱动轴26要求的要求转矩Td*,将所设定的要求转矩Td*设定为电动机32的转矩指令Tm*,以使电动机32按照转矩指令Tm*被驱动的方式进行变换器34的多个开关元件的开关控制。
[0041] 另外,第一ECU50基于电动机32的目标动作点(转矩指令Tm*、转速Nm)来设定高电压侧电力线43的目标电压VH*。接下来,将电动机32的转矩指令Tm*乘以转速Nm来计算电动机32的要求输出Pm*,基于高电压侧电力线43的电压VH及目标电压VH*和电动机32的要求输出Pm*来设定第一、第二升压转换器41、42的总目标电流IL*。然后,将总目标电流IL*乘以第一、第二升压转换器41、42(电抗器L1、L2)的分配比Dr1、Dr2(Dr1+Dr2=1)来设定电抗器L1、L2的目标电流IL1*、IL2*,并将电抗器L2的目标电流IL2*向第二ECU60发送。在此,分配比Dr1、Dr2分别是总目标电流IL*中的经由第一、第二升压转换器41、42(电抗器L1、L2)在低电压侧电力线44与高电压侧电力线43之间流动的电流的比例。分配比Dr1例如可以设为0.5等。
[0042] 当这样设定第一升压转换器41的电抗器L1的目标电流IL1*后,以使第一升压转换器41的电抗器L1的电流IL1成为目标电流IL1*的方式设定第一升压转换器41的目标占空比Du1*,使用所设定的目标占空比Du1*和第一三角波(载波)生成晶体管T11、T12的PWM信号来进行晶体管T11、T12的开关控制。此外,晶体管T11、T12的PWM信号的生成及输出由PWM生成部55进行。
[0043] 另外,第二ECU60当从第一ECU50接收到第二升压转换器42的电抗器L2的目标电流IL2*后,以使第二升压转换器42的电抗器L2的电流IL2成为目标电流IL2*的方式设定第二升压转换器42的目标占空比Du2*,使用所设定的目标占空比Du2*和第二三角波(载波)生成晶体管T21、T22的PWM信号来进行晶体管T21、T22的开关控制。此外,晶体管T21、T22的PWM信号的生成及输出由PWM生成部65进行。
[0044] 接着,对这样构成的实施例的电动汽车20的动作、尤其是由第一、第二ECU50、60生成第一、第二三角波时的动作进行说明。当系统起动后,由第一、第二ECU50、60为了控制第一、第二升压转换器41、42而开始第一、第二三角波的生成。在第一、第二三角波的生成开始时,以使第一、第二三角波的实际载波频率fc1、fc2相同且第一、第二三角波的相位差成为180度(半个周期)的方式,具体地说,以使第一三角波的波峰(极大值)的定时与第二三角波的波谷(极小值)的定时一致并且第一三角波的波谷的定时与第二三角波的波峰的定时一致的方式,开始第一、第二三角波的生成。这是为了更加抑制蓄电池36的电流Ib的变动和高电压侧电力线43的电压VH、电流的变动。以下,依次对之后的由第一ECU50生成第一三角波时的动作、由第二ECU60生成第二三角波时的动作进行说明。
[0045] 对第一ECU50的动作进行说明。在第一ECU50中,CPU51基于第一、第二升压转换器41、42的负荷(例如温度等)来设定第一、第二三角波共用的要求载波频率fctag并经由通信线向第二ECU60发送,并且执行图3的第一执行用载波频率设定例程来设定第一三角波的执行用载波频率fc1*。图3的例程在第一三角波的各波峰的定时开始执行。第一三角波的执行用载波频率fc1*是载波计数部54中的第一三角波的生成所使用的频率。载波计数部54基于通过图3的例程设定的第一三角波的执行用载波频率fc1*来调整第一三角波的实际载波频率fc1而生成第一三角波。另外,载波计数部54生成与第一三角波同步的同步信号并经由直接连接线向第二ECU60的载波计数部64发送。关于同步信号,在实施例中,设为在第一三角波的波峰的定时从Lo电平切换为Hi电平并且在第一三角波的波谷的定时从Hi电平切换为Lo电平的信号。以下,对图3的第一执行用载波频率设定例程进行说明。
[0046] 当执行图3的第一执行用载波频率设定例程时,第一ECU50的CPU51输入第一、第二三角波的要求载波频率fctag(步骤S100),将第一三角波的当前的执行用载波频率fc1*与第一、第二三角波的要求载波频率fctag进行比较(步骤S110)。并且,在第一三角波的当前的执行用载波频率fc1*与第一、第二三角波的要求载波频率fctag相等时,保持第一三角波的执行用载波频率fc1*(步骤S120),结束本例程。在该情况下,在载波计数部54中,保持第一三角波的实际载波频率fc1。
[0047] 在步骤S110中第一三角波的当前的执行用载波频率fc1*与第一、第二三角波的要求载波频率fctag不同时,将第一三角波的执行用载波频率fc1*变更为第一、第二三角波的要求载波频率fctag(步骤S130),结束本例程。当这样将第一三角波的执行用载波频率fc1*变更为第一、第二三角波的要求载波频率fctag后,在载波计数部54中,在紧随其后的第一三角波的波谷的定时,将第一三角波的实际载波频率fc1变更为执行用载波频率fc1*(=fctag)。
[0048] 接着,对第二ECU60的动作进行说明。在第二ECU60中,CPU61执行图4的第二执行用载波频率设定例程来设定第二三角波的执行用载波频率fc2*。图4的例程在第二三角波的各波峰的定时开始执行。第二三角波的执行用载波频率fc2*是载波计数部64中的第二三角波的生成所使用的频率。载波计数部64基于通过图4的例程设定的第二三角波的执行用载波频率fc2*来调整第二三角波的实际载波频率fc2而生成第二三角波。边沿检测计数部66检测来自第一ECU50的载波计数部54的同步信号的边沿(Lo电平与Hi电平之间的切换)。另外,边沿检测计数部66基于同步信号对同步信号的Lo电平的持续时间Tlo进行计时(计数)。具体地说,在同步信号从Hi电平切换为Lo电平时,从值0起开始持续时间Tlo的计时,在同步信号为Lo电平的期间持续进行持续时间Tlo的计时,在同步信号从Lo电平切换为Hi电平时将持续时间Tlo重置为值0,在同步信号为Hi电平的期间将持续时间Tlo保持在值0。而且,边沿检测计数部66在将持续时间Tlo重置为值0的定时,运算紧邻其前的持续时间Tlo的倒数作为第一三角波的识别载波频率fcrec。以下,对图4的第二执行用载波频率设定例程进行说明。
[0049] 当执行图4的第二执行用载波频率设定例程时,第二ECU60的CPU61输入第一、第二三角波的要求载波频率fctag和第一三角波的识别载波频率fcrec(步骤S200)。在此,关于第一、第二三角波的要求载波频率fctag,通过通信而输入由第一ECU50设定的值。关于第一三角波的识别载波频率fcrec,输入由边沿检测计数部66运算出的值。
[0050] 当这样输入数据后,对第二三角波的当前的执行用载波频率fc2*与第一三角波的识别载波频率fcrec进行比较(步骤S210)。并且,在第二三角波的当前的执行用载波频率fc2*与第一三角波的识别载波频率fcrec相等时,保持第二三角波的执行用载波频率fc2*(步骤S220),对表示是否处于第二三角波的执行用载波频率fc2*的调整中的调整中标志Fad设定值0(步骤S230),结束本例程。在该情况下,在载波计数部64中,保持第二三角波的实际载波频率fc2。
[0051] 在步骤S210中第二三角波的当前的执行用载波频率fc2*与第一三角波的识别载波频率fcrec不同时,对第一三角波的识别载波频率fcrec与第一、第二三角波的要求载波频率fctag进行比较(步骤S240)。该处理是判定是否来自第一ECU50的同步信号及要求载波频率fctag都正常(在第一、第二ECU50、60间的通信中未产生由噪声等引起的信号的紊乱)的处理。
[0052] 在步骤S240中第一三角波的识别载波频率fcrec与第一、第二三角波的要求载波频率fctag相等时,判断为来自第一ECU50的同步信号及要求载波频率fctag都正常,调查调整中标志Fad的值(步骤S250)。
[0053] 在步骤S250中调整中标志Fad为值0时,判断为不处于第二三角波的执行用载波频率fc2*的调整中,通过图5的调整用载波频率设定处理,基于第二三角波的当前的执行用载波频率fc2*和第一、第二三角波的要求载波频率fctag来设定第二三角波的调整用载波频率fcad(步骤S260)。关于图5的调整用载波频率设定处理将在后面描述。然后,将第二三角波的执行用载波频率fc2*变更为调整用载波频率fcad(步骤S270),对调整中标志Fad设定值1(步骤S280),结束本例程。当这样将第二三角波的执行用载波频率fc2*变更为调整用载波频率fcad后,在载波计数部64中,在紧随其后的第二三角波的波谷的定时,将第二三角波的实际载波频率fc2变更为执行用载波频率fc2*(=fcad)。
[0054] 在步骤S250中调整中标志Fad为值1时,判断为处于第二三角波的执行用载波频率fc2*的调整中,将第二三角波的执行用载波频率fc2*变更为第一、第二三角波的要求载波频率fctag(=fcrec)(步骤S290),对调整中标志Fad设定值0(步骤S300),结束本例程。当这样将第二三角波的执行用载波频率fc2*变更为第一、第二三角波的要求载波频率fctag后,在载波计数部64中,在紧随其后的第二三角波的波谷的定时,将第二三角波的实际载波频率fc2变更为执行用载波频率fc2*(=fctag)。
[0055] 在第二三角波的执行用载波频率fc2*与第一三角波的识别载波频率fcrec不同且该识别载波频率fcrec与第一、第二三角波的要求载波频率fctag相等时,通过将第二三角波的实际载波频率fc2变更为调整用载波频率fcad之后再变更为第一、第二三角波的要求载波频率fctag,能够使第二三角波的实际载波频率fc2与第一三角波的实际载波频率fc1相同(同步)。
[0056] 在步骤S240中第一三角波的识别载波频率fcrec与第一、第二三角波的要求载波频率fctag不同时,判断为来自第一ECU50的同步信号及要求载波频率fctag中的至少一方不正常,保持第二三角波的执行用载波频率fc2*(步骤S220),对调整中标志Fad设定值0(步骤S230),结束本例程。在该情况下,在载波计数部64中,保持第二三角波的实际载波频率fc2。
[0057] 由此,在来自第一ECU50的同步信号及要求载波频率fctag中的至少一方不正常(在第一、第二ECU50、60间的通信中产生了由噪声等引起的信号的紊乱)时,能够抑制对第二三角波的实际载波频率fc2进行误变更的情况。其结果,能够抑制无法适当使第一、第二三角波同步的情况。
[0058] 接着,在对图5的调整用载波频率设定处理进行说明之前,对变更第一、第二三角波的实际载波频率fc1、fc2时的状况进行说明。图6是示出将第一、第二三角波的实际载波频率fc1、fc2从10kHz变更为7.5kHz时的状况的一例的说明图。在图6中,关于第一ECU50,示出了第一、第二三角波的要求载波频率fctag、第一三角波的执行用载波频率fc1*、第一三角波的实际载波频率fc1、第一三角波。另外,关于第二ECU60,示出了来自第一ECU50的同步信号、同步信号的Lo电平的持续时间Tlo、第一三角波的识别载波频率fcrec、第二三角波的执行用载波频率fc2*、调整中标志Fad、第二三角波的实际载波频率fc2、第二三角波。此外,在时刻t10,第一、第二三角波的实际载波频率fc1、fc2均为10kHz且第一、第二三角波的相位差为180度。
[0059] 在第一ECU50中,当将第一、第二三角波的要求载波频率fctag变更为7.5kHz后(时刻t11),在从紧随其后的第一三角波的波峰的定时(时刻t12)执行了图3的控制例程时,将第一三角波的执行用载波频率fc1*变更为要求载波频率fctag(7.5kHz),在紧随其后的第一三角波的波谷的定时(时刻t14),将第一三角波的实际载波频率fc1变更为执行用载波频率fc1*(7.5kHz)。
[0060] 在第二ECU60中,在从由于来自第一ECU50的同步信号不正常(在通信中产生了由噪声等引起的信号的紊乱)而第一三角波的识别载波频率fcrec成为了30kHz的时刻t13的紧随其后的第二三角波的波峰的定时(时刻t14)执行了图4的控制例程时,由于第二三角波的执行用载波频率fc2*(10kHz)与第一三角波的识别载波频率fcrec(30kHz)不同且该识别载波频率fcrec(30kHz)与第一、第二三角波的要求载波频率fctag(7.5kHz)也不同,所以保持第二三角波的执行用载波频率fc2*。由此,在来自第一ECU50的同步信号不正常(在第一、第二ECU50、60间的通信中产生了由噪声等引起的信号的紊乱)时,能够抑制对第二三角波的实际载波频率fc2进行误变更的情况。其结果,能够抑制无法适当使第一、第二三角波同步的情况。然后,在从之后的第二三角波的波峰的定时(时刻t15)执行了图4的控制例程时,第二三角波的执行用载波频率fc2*(10kHz)与第一三角波的识别载波频率fcrec(7.5kHz)不同且该识别载波频率fcrec(7.5kHz)与第一、第二三角波的要求载波频率fctag(7.5kHz)相等,所以将第二三角波的执行用载波频率fc2*变更为调整用载波频率fcad(20kHz)并且将调整中标志Fad变更为值1。于是,在紧随其后的第二三角波的波谷的定时(时刻t16),将第二三角波的实际载波频率fc2变更为执行用载波频率fc2*(20kHz)。然后,在从第二三角波的波峰的定时(时刻t17)执行了图4的控制例程时,将第二三角波的执行用载波频率fc2*变更为要求载波频率fctag(7.5kHz)并且将调整中标志Fad变更为值0,在紧随其后的第二三角波的波谷的定时(时刻t18),将第二三角波的实际载波频率fc2变更为执行用载波频率fc2*(7.5kHz)。这样,若在时刻t18以使第一三角波的波峰的定时与第二三角波的波谷的定时一致的方式设定第二三角波的调整用载波频率fcad,则在此之后能够使得第一、第二三角波的实际载波频率fc1、fc2都为7.5kHz且第一、第二三角波的相位差为180度(适当使第一、第二三角波同步)。以下,使用图5的调节用载波频率设定处理对设定调整用载波频率fcad的处理(图4的步骤S260的处理)进行说明。
[0061] 在图5的调节用载波频率设定处理中,第二ECU60利用式(1)计算第一、第二三角波的要求载波频率fctag的半周期时间Thc1(步骤S300),并且利用式(2)计算第二三角波的当前(即将设定调整用载波频率fcad之前)的执行用载波频率fc2*的半周期时间Thc2(步骤S310)。
[0062] Thc1=(1/fctag)/2  (1)
[0063] Thc2=(1/fc2*)/2  (2)
[0064] 接下来,将关于半周期时间Thc1除以半周期时间Thc2得到的值的INT函数“INT(Thc1/Thc2)”的结果设定为值Tmp1(步骤S320),判定所设定的值Tmp1是否为值0(步骤S330)。在此,INT函数“INT(变量)”是将变量的小数点以下舍弃的函数。步骤S330的处理是判定半周期时间Thc1和半周期时间Thc2中哪一个较长(第一、第二三角波的要求载波频率fctag和第二三角波的执行用载波频率fc2*中哪一个较小)的处理。此外,由于在考虑要求载波频率fctag与执行用频率fc2*不同的情况,所以半周期时间Thc1与半周期时间Thc2不同。
[0065] 在步骤S330中值Tmp1为值0时,判断为半周期时间Thc2比半周期时间Thc1长(第二三角波的执行用载波频率fc2*比第一、第二三角波的要求载波频率fctag小),对系数Ks设定值3(步骤S340),将所设定的系数Ks乘以半周期时间Thc2来计算对象时间Ts(步骤S380)。在此,系数Ks是表示考虑几个半周期时间Thc2的值。
[0066] 在步骤S330中值Tmp1不为值0时,判断为半周期时间Thc1比半周期时间Thc2长(第一、第二三角波的要求载波频率fctag比第二三角波的执行用载波频率fc2*小),判定关于半周期时间Thc1、Thc2的MOD函数“MOD(Thc1、Thc2)”的结果是否为值0(步骤S350)。在此,MOD函数“MOD(变量1、变量2)”是求出将变量1除以变量2而得到的余数的函数。步骤S350的处理是判定半周期时间Thc1是否为半周期时间Thc2的整数倍(2倍、3倍、…)的处理。
[0067] 在步骤S350中MOD函数“MOD(Thc1、Thc2)”的结果为值0时,即,在半周期时间Thc1为半周期时间Thc2的整数倍时,将值Tmp1加上值1得到的值设定为系数Ks(步骤S360),将所设定的系数Ks乘以半周期时间Thc2来计算对象时间Ts(步骤S380)。另一方面,在MOD函数“MOD(Thc1、Thc2)”的结果不为值0时,即,在半周期时间Thc1不为半周期时间Thc2的整数倍时,将值Tmp1加上值2得到的值设定为系数Ks(步骤S370),将所设定的系数Ks乘以半周期时间Thc2来计算对象时间Ts(步骤S380)。
[0068] 接着,将关于对象时间Ts除以半周期时间Thc1得到的值的INT函数“INT(Ts/Thc1)”的结果设定为值Tmp2(步骤S390),判定关于值Tmp2及值2的MOD函数“MOD(Tmp2、2)”是否为值0(步骤S400)。步骤S400的处理是判定对象时间Ts是否为半周期时间Thc1的偶数倍(2倍、4倍、…)的处理。
[0069] 在步骤S400中MOD函数“MOD(Tmp2、2)”为值0时,将值Tmp2加上值1得到的值设定为系数Kf(步骤S410),将所设定的系数Kf乘以半周期时间Thc1来计算对象时间Tf(步骤S430)。另一方面,在MOD函数“MOD(Tmp2、2)”不为值0时,将值Tmp2加上值2得到的值设定为系数Kf(步骤S420),将所设定的系数Kf乘以半周期时间Thc1来计算对象时间Tf(步骤S430)。在此,系数Kf是表示考虑几个半周期时间Thc1的值。
[0070] 然后,使用对象时间Tf、Ts,利用式(3)来计算调整用载波频率fcad(步骤S440)。然后,将计算出的调整用载波频率fcad与容许上限载波频率fcadmax进行比较(步骤S450),在调整用载波频率fcad为容许上限载波频率fcadmax以下时,确定在步骤S440中计算出的调整用载波频率fcad,结束本例程。另一方面,在调整用载波频率fcad比容许上限载波频率fcadmax大时,除了对象时间Tf、Ts之外,还使用半周期时间Thc1,利用式(4)再次计算调整用载波频率fcad(步骤S460),结束本例程。
[0071] fcad=1/(Tf-Ts)  (3)
[0072] fcad=1/(Tf+Thc1·2-Ts)  (4)
[0073] 在此,考虑第一、第二三角波的要求载波频率fctag为7.5kHz且第二三角波的当前(即将设定调整用载波频率fcad之前)的执行用载波频率fc2*为10kHz且容许上限载波频率fcadmax为50kHz的情况(与图6同样的情形)。此时,半周期时间Thc1成为“1/7.5kHz/2=66.66μsec”(步骤S300),半周期时间Thc2成为“1/10kHz/2=50μsec”(步骤S310)。接下来,值Tmp1成为“INT(66.66μsec/50μsec)=1”(步骤S320),由于值Tmp1不为值0且MOD(66.66μsec、50μsec)不为值0(步骤S330、S350),所以系数Ks成为“1+2=3”(步骤S370),对象时间Ts成为“50μsec·3=150μsec”(步骤S380)。然后,值Tmp2成为“INT(150μsec/66.66μsec)=2”(步骤S390),MOD(2、2)成为值0(步骤S400),所以系数Kf成为“2+1=3”(步骤S410),对象时间Tf成为“66.66μsec·3=200μsec”(步骤S430)。由此,调整用载波频率fcad成为“1/(200μsec-150μsec)=20kHz”(步骤S440),由于该值为容许上限载波频率fcadmax以下(步骤S450),所以确定该值。若适用到图6中,则对象时间Ts相当于150μsec(时间t14~t16),对象时间Tf相当于200μsec(时间t14~t18),调整用载波频率fcad相当于50μsec(时间t16~t18)的倒数。因此,可以说,通过利用图5的调整用载波频率设定处理来设定调整用载波频率fcad,能够使调整用载波频率fcad与图6的情形相符。
[0074] 另外,考虑第一、第二三角波的要求载波频率fctag为15kHz且第二三角波的当前的执行用载波频率fc2*为10kHz且容许上限载波频率fcadmax为50kHz的情况。此时,半周期时间Thc1成为“1/15kHz/2=33.33kHz”(步骤S300),半周期时间Thc2成为“1/10kHz/2=50μsec”(步骤S310)。接下来,值Tmp1成为“INT(33.33μsec/50μsec)=0”(步骤S320、S330),所以系数Ks成为3(步骤S340),对象时间Ts成为“50μsec·3=150μsec”(步骤S380)。然后,值Tmp2成为“INT(150μsec/33.33μsec)=4”(步骤S390),MOD(4、2)成为值0(步骤S400),所以系数Kf成为“4+1=5”(步骤S410),对象时间Tf成为“33.33μsec·5=166.66μsec”(步骤S430)。由此,调整用载波频率fcad成为“1/(166.66μsec-150μsec)=60kHz”(步骤S440),但由于该值比容许上限载波频率fcadmax大(步骤S450),所以通过再次计算而成为“1/(166.66μsec+33.33μsec·2-150μsec)=12kHz”(步骤S460)。
[0075] 在以上说明的实施例的搭载于电动汽车20的升压转换器装置40中,第一ECU50将第一、第二三角波的要求载波频率fctag和与第一三角波同步的同步信号向第二ECU60发送,并且当第一三角波的执行用载波频率fc1*与要求载波频率fctag不同这一第一条件成立时,将第一三角波的执行用载波频率fc1*变更为要求载波频率fctag,将第一三角波的实际载波频率fc1变更为执行用载波频率fc1*。当第二三角波的执行用载波频率fc2*与基于同步信号的第一三角波的识别载波频率fcrec不同且该识别载波频率fcrec与第一、第二三角波的要求载波频率fctag相等这一第二条件成立时,第二ECU60将第二三角波的执行用载波频率fc2*变更为要求载波频率fctag,将第二三角波的实际载波频率fc2变更为执行用载波频率fc2*。由此,在来自第一ECU50的同步信号及要求载波频率fctag都正常(在第一、第二ECU50、60间的通信中未产生由噪声等引起的信号的紊乱)时,能够使第二三角波的实际载波频率fc2与第一三角波的实际载波频率fc1相等(互相同步)。另一方面,在来自第一ECU50的同步信号及要求载波频率fctag中的至少一方不正常(在第一、第二ECU50、60间的通信中产生了由噪声等引起的信号的紊乱)时,能够抑制对第二三角波的实际载波频率fc2进行误变更的情况,能够抑制无法适当使第一、第二三角波同步的情况。
[0076] 而且,在实施例的搭载于电动汽车20的升压转换器装置40中,当第二条件成立时,第二ECU60通过将第二三角波的执行用载波频率fc2*在第二三角波的一个周期的时间内变更为调整用载波频率fcad之后再变更为要求载波频率fctag,来使第一、第二三角波的相位差成为180度。在该情况下,通过适当设定调整用载波频率fcad,能够使第一、第二三角波的相位差为180度而更加抑制蓄电池36的电流Ib的变动和高电压侧电力线43的电压VH、电流的变动。
[0077] 在实施例的搭载于电动汽车20的升压转换器装置40中,第二ECU60在图5的调整用载波频率设定处理中,利用上述的式(3)计算调整用载波频率fcad(步骤S440),在该调整用载波频率fcad比容许上限载波频率fcadmax大时(步骤S450),利用上述的式(4)再次计算调整用载波频率fcad(步骤S460)。但是,也可以不设置容许上限载波频率fcadmax,即,不执行步骤S450、S460的处理。
[0078] 在实施例的搭载于电动汽车20的升压转换器装置40中,第二ECU60通过图5的调整用载波频率设定处理来计算半周期时间Thc1、Thc2(步骤S300、S310),将与半周期时间Thc1、Thc2的关系对应的系数Ks乘以半周期时间Thc2来计算对象时间Ts(步骤S320~380),将与对象时间Ts和半周期时间Thc1的关系对应的系数Kf乘以半周期时间Thc1来计算对象时间Tf(步骤S390~430),基于对象时间Ts和对象时间Tf,利用式(3)、式(4)来计算调整用载波频率fcad(步骤S440~S460)。但是,也可以利用该方法以外的方法来设定调整用载波频率fcad。例如,也可以预先确定第二三角波的当前的执行用载波频率fc2*、第一、第二三角波的要求载波频率fctag以及调整用载波频率fcad的关系并作为映射存储于第二ECU60的ROM62,当给出第二三角波的当前的执行用载波频率fc2*和第一、第二三角波的要求载波频率fctag时,从该映射中导出对应的调整用载波频率fcad来进行设定。
[0079] 在实施例的搭载于电动汽车20的升压转换器装置40中,当第二条件成立时,第二ECU60将第二三角波的执行用载波频率fc2*在第二三角波的一个周期的时间内变更为调整用载波频率fcad之后再变更为要求载波频率fctag。但是,也可以将第二三角波的执行用载波频率fc2*在第二三角波的两个周期或三个周期的时间内变更为调整用载波频率fcad之后再变更为要求载波频率fctag。
[0080] 在实施例的搭载于电动汽车20的升压转换器装置40中,利用第一、第二ECU50、60使第一、第二三角波的相位差成为180度。但是,也可以使第一、第二三角波的相位差成为例如0度、90度等。
[0081] 在实施例的搭载于电动汽车20的升压转换器装置40中,利用第一、第二ECU50、60使第一、第二三角波的实际载波频率fc1、fc2相同并且使第一、第二三角波的相位差成为规定相位差。但是,也可以是不考虑第一、第二三角波的相位差,而仅使第一、第二三角波的实际载波频率fc1、fc2相同。
[0082] 在实施例的电动汽车20中,使用了蓄电池36作为蓄电装置,但只要是电容等能够蓄电的装置,则可以使用任意的装置。
[0083] 在实施例的电动汽车20中,具备一个蓄电池36作为蓄电装置,在与蓄电池36连接的低电压侧电力线44和与变换器34连接的高电压侧电力线43之间设置第一、第二升压转换器41、42。但是,也可以是,如图7的变形例的电动汽车20B所示,具备两个蓄电池36、37作为蓄电装置,在与蓄电池36连接的低电压侧电力线44和与变换器34连接的高电压侧电力线43之间设置第一升压转换器41,并且在与蓄电池37连接的低电压侧电力线44b和高电压侧电力线43之间设置第二升压转换器42。另外,既可以在电动汽车20中取代一个蓄电池36而使用一个电容,也可以在电动汽车20B中取代两个蓄电池36、37而使用两个电容。
[0084] 在实施例中,构成为搭载于具备行驶用的电动机32的电动汽车20的升压转换器装置。但是,也可以构成为搭载于具备多个电动机的电动汽车的升压转换器装置,还可以构成为搭载于除了行驶用的电动机之外还具备发动机的混合动力汽车的升压转换器装置,还可以构成为搭载于汽车以外的移动体的升压转换器装置,还可以构成为搭载于建设设备等不移动的设备的升压转换器装置。
[0085] 对实施例的主要要素与用于解决课题的技术方案一栏所记载的发明的主要要素的对应关系进行说明。在实施例中,第一升压转换器41相当于“第一升压转换器”,第二升压转换器42相当于“第二升压转换器”,第一ECU50相当于“第一控制装置”,第二ECU60相当于“第二控制装置”。
[0086] 此外,实施例是用于对用于实施用于解决课题的技术方案一栏所记载的发明的方式进行具体说明的一例,实施例的主要要素与用于解决课题的技术方案一栏所记载的发明的主要要素的对应关系不对用于解决课题的技术方案一栏所记载的发明的要素进行限定。即,关于用于解决课题的技术方案一栏所记载的发明的解释应该基于该栏的记载来进行,实施例不过是用于解决课题的技术方案一栏所记载的发明的具体一例。
[0087] 以上,虽然使用实施例对用于实施本发明的方式进行了说明,但本发明不受这样的实施例任何限定,当然能够在不脱离本发明的要旨的范围内以各种方式实施。
[0088] 产业上的可利用性
[0089] 本发明可利用于升压转换器装置的制造产业等。