JP6958307B2 - 昇圧コンバータ装置およびその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、昇圧コンバータ装置およびその制御方法に関し、詳しくは、昇圧コンバータと、電流センサと、を備える昇圧コンバータ装置およびその制御方法に関する。

従来、この種の昇圧コンバータ装置としては、昇圧コンバータ（ＤＣ／ＤＣコンバータ）と、昇圧コンバータに流れる電流を検出する電流センサと、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、昇圧コンバータのスイッチング素子が停止中で昇圧コンバータの出力電圧が入力電圧より大きいとき、すなわち、電流センサに電流が流れていないときに、電流センサのオフセット量の学習（原点学習）を実行している。

特開２０１２−２４８４２１号公報

上述の昇圧コンバータ装置では、電流センサのオフセット量には温度特性があることから、電流センサ自体の温度が変化すると、電流センサのオフセット量が変化してしまう。そのため、電流センサの温度に拘わらず、電流センサに電流が流れていないときに電流センサのオフセット量の学習（原点学習）を実行すると、オフセット量の学習を適正に行なえず、昇圧コンバータを適正に制御することができなくなる。

本発明の昇圧コンバータ装置およびその制御方法は、昇圧コンバータをより適正に制御することを主目的とする。

本発明の昇圧コンバータ装置およびその制御方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の昇圧コンバータ装置は、
蓄電装置に接続される第１電力ラインとモータを駆動するインバータに接続される第２電力ラインとの間で電圧の変換を伴って電力のやり取りを行なう昇圧コンバータと、
前記昇圧コンバータに流れる電流を検出する電流センサと、
前記電流センサにより検出された検出値を用いて前記昇圧コンバータを制御する制御装置と、
を備える昇圧コンバータ装置であって、
前記制御装置は、
前記電流センサが規定温度範囲内の温度となったときには、前記第２電力ラインの電圧が目標電圧となるように前記昇圧コンバータを間欠的に作動させる間欠昇圧制御を実行すると共に前記電流センサのオフセット量を学習し、
前記学習したオフセット量と前記電流センサの温度とを用いて補正した補正値で前記検出値を補正した補正後電流値を用いて前記昇圧コンバータを制御する、
ことを要旨とする。

この本発明の昇圧コンバータ装置では、昇圧コンバータに流れる電流を検出する電流センサを備えている。そして、電流センサにより検出された検出値を用いて昇圧コンバータを制御する。さらに、電流センサが規定温度範囲内の温度となったときには、第２電力ラインの電圧が目標電圧となるように昇圧コンバータを間欠的に作動させる間欠昇圧制御を実行すると共に電流センサのオフセット量を学習する。「規定温度範囲」は、電流センサのオフセット量を学習する電流センサの温度範囲として予め規定されたものである。間欠昇圧制御を実行させて、昇圧コンバータの電流が値０となる期間で電流センサのオフセット量を学習することにより、より適正にオフセット量を学習することができる。そして、学習したオフセット量と電流センサの温度とを用いて補正した補正値で検出値を補正した補正後電流値を用いて昇圧コンバータを制御する。これにより、電流センサの温度を考慮せずに学習した学習値で検出値を補正するものに比して、より適正に補正値を設定し、より適正に昇圧コンバータを制御することができる。

こうした本発明の昇圧コンバータ装置において、前記制御装置は、前記オフセット量を学習したときには、前記オフセット量の学習値と前記学習値を学習したときの前記電流センサの温度である学習時温度とを用いて前記学習値と前記電流センサの温度との関係である補正値テーブルを作成し、前記電流センサの温度と前記補正値テーブルとを用いて得られる前記学習値で前記検出値を補正した前記補正後電流値を用いて前記昇圧コンバータを制御してもよい。こうすれば、より適正に補正値を設定することができ、より適正に設定した補正後電流値を用いて昇圧コンバータを制御することができる。

また、本発明の昇圧コンバータ装置において、前記制御装置は、前記電流センサが前記規定温度範囲内の温度であるときでも、前記規定温度範囲内での前記電流センサのオフセット量の学習が既に実行されているときには、前記学習を実行しなくてもよい。こうすれば、より適正に昇圧コンバータを制御することができる。

さらに、本発明の昇圧コンバータ装置において、前記制御装置は、前記昇圧コンバータ装置のシステム停止要求がなされたときには、前記オフセット量の学習結果を初期化してもよい。こうすれば、電流センサの経時劣化に応じた補正値で検出値を補正することができる。

そして、本発明の昇圧コンバータ装置において、前記制御装置は、データを記憶する不揮発性メモリ、を備え、前記オフセット量を学習したときには、前記学習したオフセット量を前記不揮発性メモリに保存し、前記不揮発性メモリに保存されている前記オフセット量で前記検出値を補正した補正後電流値を用いて前記昇圧コンバータを制御してもよい。こうすれば、昇圧コンバータ装置の起動時に不揮発性メモリに学習したオフセット量が保存されているから、起動時から適正に昇圧コンバータを制御することができる。

不揮発性メモリを備える態様の本発明の昇圧コンバータ装置において、前記制御装置は、前記オフセット量の学習を実行した後における、前記昇圧コンバータ装置の起動回数をカウントし、前記カウントされた起動回数が所定回数以上となったときには、前記不揮発性メモリに保存されている前記オフセット量を初期化してもよい。こうすれば、オフセット量の学習を実行する回数を減らしつつ、電流センサの経時劣化に応じた補正値で検出値を補正することができる。

不揮発性メモリを備える態様の本発明の昇圧コンバータ装置において、前記制御装置は、前記電流センサが複数の規定温度範囲のうちのいずれか１つの規定温度範囲内の温度となったときには、前記間欠昇圧制御を実行して前記電流センサのオフセット量を学習し、前記補正後電流値を用いて前記昇圧コンバータを制御し、更に、前記制御装置は、前記複数の規定温度範囲毎に、前記オフセット量の学習を実行した後における、前記昇圧コンバータ装置の起動回数をカウントし、前記カウントした起動回数が所定回数を超えたときには、前記不揮発性メモリに保存されている前記オフセット量のうち前記カウントした起動回数が前記所定回数を超えている前記規定温度範囲におけるオフセット量を初期化してもよい。カウントした起動回数が所定回数を超えている規定温度範囲におけるオフセット量を初期化することにより、規定温度範囲を考慮せず、昇圧コンバータ装置の起動回数をカウントし、カウントされた起動回数が所定回数を超えたときには不揮発性メモリに保存されているオフセット量を初期化するものに比して、よりオフセット量の学習を実行する回数を減らすことができる。

本発明の昇圧コンバータ装置の制御方法は、
蓄電装置に接続される第１電力ラインとモータを駆動するインバータに接続される第２電力ラインとの間で電圧の変換を伴って電力のやり取りを行なう昇圧コンバータと、
前記昇圧コンバータに流れる電流を検出する電流センサと、
を備える昇圧コンバータ装置の制御方法であって、
前記電流センサが規定温度範囲内の温度となったときには、前記第２電力ラインの電圧が目標電圧となるように前記昇圧コンバータを間欠的に作動させる間欠昇圧制御を実行すると共に前記電流センサのオフセット量を学習し、
前記学習したオフセット量と前記電流センサの温度とを用いて補正した補正値で前記検出値を補正した補正後電流値を用いて前記昇圧コンバータを制御する、
ことを要旨とする。

この本発明の昇圧コンバータ装置の制御方法では、昇圧コンバータに流れる電流を検出する電流センサを備えている。そして、電流センサにより検出された検出値を用いて昇圧コンバータを制御する。さらに、電流センサが規定温度範囲内の温度となったときには、第２電力ラインの電圧が目標電圧となるように昇圧コンバータを間欠的に作動させる間欠昇圧制御を実行すると共に電流センサのオフセット量を学習する。「規定温度範囲」は、電流センサのオフセット量を学習する電流センサの温度範囲として予め規定されたものである。間欠昇圧制御を実行させて、昇圧コンバータの電流が値０となる期間で電流センサのオフセット量を学習することにより、より適正にオフセット量を学習することができる。そして、学習したオフセット量と電流センサの温度とを用いて補正した補正値で検出値を補正した補正後電流値を用いて昇圧コンバータを制御する。これにより、電流センサの温度を考慮せずに学習した学習値で検出値を補正するものに比して、より適正に補正値を設定し、より適正に昇圧コンバータを制御することができる。

本発明の一実施例としての昇圧コンバータ装置を搭載する駆動装置２０の構成の概略を示す構成図である。 制御装置７０のＣＰＵにより実行される起動時学習ルーチンの一例を示すフローチャートである。 制御装置７０のＣＰＵにより実行される通常時学習ルーチンの一例を示すフローチャートである。 オフセット量ＩＬｏｆｆの時間変化の一例を示すタイミングチャートである。 制御装置７０のＣＰＵにより実行されるリアクトルＬの電流ＩＬを算出する電流算出ルーチンの一例を示すフローチャートである。 電流センサ４０ａの温度とオフセット量ＩＬｏｆｆとの関係の一例を示す説明図である。 第１変形例の起動時学習ルーチンの一例を示すフローチャートである。 第１変形例の通常時学習ルーチンの一例を示すフローチャートである。 第２変形例の起動時学習ルーチンの一例を示すフローチャートである。 第２変形例の通常時学習ルーチンの一例を示すフローチャートである。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としての昇圧コンバータ装置を搭載する駆動装置２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の駆動装置２０は、図示するように、モータ３２と、インバータ３４と、バッテリ３６と、昇圧コンバータ４０と、コンデンサ４６，４８と、システムメインリレーＳＭＲと、制御装置７０と、を備える。駆動装置２０は、例えば、モータ３２からの動力で走行する電気自動車などに搭載される。

モータ３２は、同期発電電動機として構成されており、永久磁石が埋め込まれた回転子と、三相コイルが巻回された固定子と、を備える。

インバータ３４は、モータ３２に接続されると共に高電圧系電力ライン４２ａに接続されている。インバータ３４は、図示しない複数のトランジスタ（スイッチング素子）を備えている。モータ３２は、高電圧系電力ライン４２ａに電圧が作用しているときに、制御装置７０によってインバータ３４の複数のトランジスタがスイッチング制御されることにより、回転駆動される。

バッテリ３６は、例えば定格電圧が２００Ｖや２５０Ｖなどのリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、第２電力ラインとしての低電圧系電力ライン４２ｂに接続されている。

昇圧コンバータ４０は、高電圧系電力ライン４２ａと低電圧系電力ライン４２ｂとに接続されている。昇圧コンバータ４０は、２つのトランジスタＴ３１，Ｔ３２と、トランジスタＴ３１，Ｔ３２に並列接続された２つのダイオードＤ３１，Ｄ３２と、リアクトルＬと、を有する。トランジスタＴ３１は、高電圧系電力ライン４２ａの正極側ラインに接続されている。トランジスタＴ３２は、トランジスタＴ３１と、高電圧系電力ライン４２ａおよび低電圧系電力ライン４２ｂの負極側ラインと、に接続されている。リアクトルＬは、トランジスタＴ３１，Ｔ３２同士の接続点と、低電圧系電力ライン４２ｂの正極側ラインと、に接続されている。昇圧コンバータ４０は、制御装置７０によってトランジスタＴ３１，Ｔ３２のオン時間の割合が調節されることにより、低電圧系電力ライン４２ｂの電力を昇圧して高電圧系電力ライン４２ａに供給したり、高電圧系電力ライン４２ａの電力を降圧して低電圧系電力ライン４２ｂに供給したりする。コンデンサ４６は、高電圧系電力ライン４２ａの正極側ラインと負極側ラインとに取り付けられており、コンデンサ４８は、低電圧系電力ライン４２ｂの正極側ラインと負極側ラインとに取り付けられている。

システムメインリレーＳＭＲは、低電圧系電力ライン４２ｂにおけるコンデンサ４８よりもバッテリ３６側に設けられている。このシステムメインリレーＳＭＲは、制御装置７０によってオンオフ制御されることにより、バッテリ３６とコンデンサ４８側との接続および接続の解除を行なう。

制御装置７０は、図示しないＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムや各種マップ等を記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポートを備える。制御装置７０は、更に、不揮発性メモリ７０ａを備えている。

制御装置７０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。制御装置７０に入力される信号としては、例えば、モータ３２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ３２ａからの回転位置θｍや、モータ３２の各相に流れる電流を検出する電流センサからの相電流Ｉｕ，Ｉｖを挙げることができる。また、バッテリ３６の端子間に取り付けられた電圧センサ３６ａからのバッテリ３６の電圧Ｖｂや、バッテリ３６の出力端子に取り付けられた電流センサ３６ｂからのバッテリ３６の電流Ｉｂも挙げることができる。さらに、コンデンサ４６の端子間に取り付けられた電圧センサ４６ａからのコンデンサ４６（高電圧系電力ライン４２ａ）の電圧ＶＨや、コンデンサ４８の端子間に取り付けられた電圧センサ４８ａからのコンデンサ４８（低電圧系電力ライン４２ｂ）の電圧ＶＬ，昇圧コンバータ４０のリアクトルＬに流れる電流を検出する電流センサ４０ａからの検出値ＩＬｄも挙げることができる。電流センサ４０ａの近くに取り付けられ電流センサ４０ａの温度を検出する温度センサ４０ｂからのセンサ温度Ｔｓも挙げることができる。また、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号も挙げることができる。

制御装置７０からは、各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。制御装置７０から出力される信号としては、例えば、インバータ３４の図示しない複数のトランジスタへのスイッチング制御信号や、昇圧コンバータ４０のトランジスタＴ３１，Ｔ３２へのスイッチング制御信号を挙げることができる。制御装置７０は、回転位置検出センサ３２ａからのモータ３２の回転子の回転位置θｍに基づいてモータ３２の電気角θｅや回転数Ｎｍを演算している。また、制御装置７０は、電流センサ３６ｂからのバッテリ３６の電流Ｉｂの積算値に基づいてバッテリ３６の蓄電割合ＳＯＣを演算している。ここで、蓄電割合ＳＯＣは、バッテリ３６の全容量に対するバッテリ３６から放電可能な電力の容量の割合である。

こうして構成された実施例の駆動装置２０では、制御装置７０は、以下の駆動制御を行なう。駆動制御では、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊を設定し、モータ３２がトルク指令Ｔｍ＊で駆動されるようにインバータ３４の複数のトランジスタのスイッチング制御を行なう。また、モータ３２を目標動作点（トルク指令Ｔｍ＊および回転数Ｎｍ）で駆動できるように高電圧系電力ライン４２ａの目標電圧ＶＨ＊を設定する。そして、高電圧系電力ライン４２ａの電圧ＶＨが目標電圧ＶＨ＊となるように昇圧コンバータ４０のリアクトルＩＬの目標電流ＩＬ＊を設定する。そして、昇圧コンバータ４０のリアクトルＬの電流ＩＬが目標電流ＩＬ＊となるように昇圧コンバータ４０のトランジスタＴ３１，Ｔ３２のスイッチング制御を行なう。これにより、バッテリ３６からの電力を昇圧してインバータ３４を介してモータ３２に供給する。

次に、こうして構成された実施例の駆動装置２０の動作、特に、電流センサ４０ａのオフセット量を学習する（ゼロ点学習を実行する）際の動作と学習したオフセット量を用いて電流センサ４０ａにより検出された検出値ＩＬｄを補正する際の動作について説明する。

最初に、電流センサ４０ａのオフセット量を学習する（ゼロ点学習を実行する）際の動作について説明する。図２は、制御装置７０のＣＰＵにより実行される起動時学習ルーチンの一例を示すフローチャートである。起動時学習ルーチンは、イグニッションスイッチ８０がオンされて駆動装置２０が起動された直後に実行される。図３は、制御装置７０のＣＰＵにより実行される通常時学習ルーチンの一例を示すフローチャートである。通常時学習ルーチンは、図２に例示した起動時学習ルーチンが実行された後、イグニッションスイッチ８０がオフされて駆動装置２０がシステム停止されるまで繰り返し実行される。ここでは、図２に例示した起動時学習ルーチン，図３に例示した通常時学習ルーチンについて、この順で説明する。なお、制御装置７０のＣＰＵは、イグニッションスイッチ８０がオンされて駆動装置２０が起動されるとシステムメインリレーＳＭＲをオンとし、イグニッションスイッチ８０がオフされて駆動装置２０が停止する際にはシステムメインリレーＳＭＲをオフとする。

最初に、図２に例示した起動時学習ルーチンについて説明する。起動時学習ルーチンが実行されると、制御装置７０のＣＰＵは、センサ温度Ｔｓの４つの温度領域１〜４の学習完了フラグＦ１〜Ｆ４を初期化する（学習完了フラグＦ１〜Ｆ４に値０を設定する）処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、温度領域１〜４は、電流センサ４０ａがとり得る温度範囲を所定温度Ｔ毎に分割した温度範囲として設定される。実施例では、昇圧コンバータ４０がとり得る温度範囲を０℃から８０℃とし、所定温度Ｔを２０℃として、温度領域１を０℃以上２０℃未満の範囲とし、温度領域２を２０℃以上４０℃未満の範囲とし、温度領域３を４０℃以上６０℃未満の範囲とし、温度領域４を４０℃以上８０℃未満の範囲としている。ステップＳ１００で学習完了フラグＦ１〜Ｆ４を初期化しているから、駆動装置２０が起動される度に学習完了フラグＦ１〜Ｆ４が初期化されている。

続いて、初期学習条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ１１０）。この処理では、昇圧コンバータ４０のトランジスタＴ３１，Ｔ３２のスイッチング制御が開始されていないときなど昇圧コンバータ４０がリアクトルＬの実際の電流が値０となる状態であるときに、初期学習条件が成立していると判定する。ステップＳ１１０で初期学習条件が成立していないときには、起動時学習ルーチンを終了する。

ステップＳ１１０で初期学習条件が成立しているときには、リアクトルＬの実際の電流が値０であると判断して、電流センサ４０ａのオフセット量ＩＬｏｆｆの学習を実行する（ステップＳ１２０）。この学習では、電流センサ４０ａにより検出された検出値ＩＬｄと温度センサ４０ｂにより検出されたセンサ温度Ｔｓとを規定回数Ｎｒｅｆ（例えば、１２８回，２５６回，５１２回など）入力し、入力したセンサ温度Ｔｓの平均値を学習時温度Ｔｃに設定すると共に、入力した検出値ＩＬｄの平均値を学習時温度Ｔｃにおけるオフセット量ＩＬｏｆｆに設定する。このように、リアクトルＬの実際の電流が値０であるときに学習時温度Ｔｃと学習時温度Ｔｃにおけるオフセット量ＩＬｏｆｆとを設定するから、より適正にオフセット量ＩＬｏｆｆを設定することができる。また、電流センサ４０ａにより検出された検出値ＩＬｄを規定回数Ｎｒｅｆ（例えば、１２８回，２５６回，５１２回など）入力し、入力した検出値ＩＬｄの平均値をオフセット量ＩＬｏｆｆに設定することにより、電流センサ４０ａから入力した検出値ＩＬｄがノイズなどで変動したときでもより精度良くオフセット量ＩＬｏｆｆを設定することができる。

こうしてオフセット量ＩＬｏｆｆの初期学習を実行すると、温度領域１〜４のうちステップＳ１２０で学習時温度Ｔｃが含まれる温度領域に対応する学習完了フラグ（学習完了フラグＦ１〜Ｆ４のいずれか）を値１に設定して（ステップＳ１３０）、起動時制御ルーチンを終了する。

次に、図３に例示した通常時学習ルーチンについて説明する。通常時学習ルーチンが実行されると、制御装置７０のＣＰＵは、温度センサ４０ｂにより検出されたセンサ温度Ｔｓを入力し、センサ温度Ｔｓが未学習領域に含まれているか否かを判定する処理を実行する（ステップＳ２００）。この判定は、上述した温度領域１〜４のうち現在のセンサ温度Ｔｓ（ステップＳ２００でのセンサ温度Ｔｓ）が含まれる温度領域を特定し、特定した温度領域の学習完了フラグ（学習完了フラグＦ１〜Ｆ４のいずれか）が値０であるときに、センサ温度Ｔｓが未学習領域に含まれていると判定する。センサ温度Ｔｓが未学習領域に含まれていないときには、現在のセンサ温度Ｔｓでの学習が終了していると判断して、通常時学習ルーチンを終了する。

センサ温度Ｔｓが未学習領域に含まれているときには、昇圧コンバータ４０の間欠昇圧制御を実行する（ステップＳ２１０）。間欠昇圧制御では、高電圧系電力ライン４２ａの電圧ＶＨが目標電圧ＶＨ＊より若干高い電圧となるように昇圧コンバータ４０のリアクトルＩＬの目標電流ＩＬ＊を設定する。そして、昇圧コンバータ４０のリアクトルＬの電流ＩＬが目標電流ＩＬ＊となるように昇圧コンバータ４０のトランジスタＴ３１，Ｔ３２のスイッチング制御を行なう。そして、電圧ＶＨが目標電圧ＶＨ＊より若干高い電圧となったときには、トランジスタＴ３１，Ｔ３２のスイッチング制御を停止し（トランジスタＴ３１，Ｔ３２をオフとし）、電圧ＶＨが目標電圧ＶＨ＊より若干低い電圧となったときには、電圧ＶＨが目標電圧ＶＨ＊より若干高い電圧となるように昇圧コンバータ４０のトランジスタＴ３１，Ｔ３２のスイッチング制御を開始する。このように、間欠昇圧制御では、昇圧コンバータ４０のスイッチング制御の停止と実行とを繰り返し、昇圧コンバータ４０を間欠的に作動させる。間欠昇圧制御では、トランジスタＴ３１，Ｔ３２のスイッチング制御を停止している期間は、リアクトルＩＬに実際に流れる電流ＩＬが値０となる。

こうして間欠昇圧制御の実行を開始すると、続いて、通常時学習条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ２２０）。この処理では、昇圧コンバータ４０のトランジスタＴ３１，Ｔ３２のスイッチング制御が停止しているときなどリアクトルＬの実際の電流が値０であると推定されるときに、通常時学習条件が成立していると判定する。通常時学習条件が成立していないときには、ステップＳ２１０の処理に戻り、通常時学習条件が成立するまで、ステップＳ２１０，Ｓ２２０の処理を繰り返す。

ステップＳ２２０で通常時学習条件が成立しているときには、ステップＳ１２０と同様の処理で、オフセット量ＩＬｏｆｆを学習し（ステップＳ２３０）、ステップＳ１３０と同様の処理で、温度領域１〜４のうちステップＳ２３０で設定した学習時温度Ｔｃが含まれる温度領域に対応する学習完了フラグ（学習完了フラグＦ１〜Ｆ４のいずれか）を値１に設定して（ステップＳ２４０）、通常時学習ルーチンを終了する。こうした処理により、学習時温度Ｔｃに応じてオフセット量ＩＬｏｆｆを設定することができる。また、間欠昇圧制御を実行して検出された検出値ＩＬｄが値０であるときにオフセット量ＩＬｏｆｆを設定するから、間欠昇圧制御より適正にオフセット量Ｉｏｆｆを設定することができる。そして、電流センサ４０ａにより検出された検出値ＩＬｄを規定回数Ｎｒｅｆ（例えば、１２８回，２５６回，５１２回など）入力し、入力した検出値ＩＬｄの平均値をオフセット量ＩＬｏｆｆに設定するから、電流センサ４０ａから入力した検出値ＩＬｄがノイズなどで変動したときでもより精度良くオフセット量ＩＬｏｆｆを設定することができる。

図４は、オフセット量ＩＬｏｆｆの時間変化の一例を示すタイミングチャートである。図中、黒四角印は、実施例の駆動装置２０でのオフセット量ＩＬｏｆｆの時間変化の一例を示している。図中、白丸印は、間欠昇圧制御を実行せずに、駆動装置が起動されてからしばらくして電流ＩＬが値０のときにオフセット量ＩＬｏｆｆを学習する従来例の駆動装置でのオフセット量ＩＬｏｆｆの時間変化の一例を示している。図示するように、実施例の駆動装置２０では、間欠昇圧制御を実行することにより、間欠昇圧制御を実行しないものに比して、リアクトルＬの実際の電流が値０となる機会が多くなるから、オフセット量ＩＬｏｆｆを学習する機会をより多くすることができる。

続いて、こうして学習したオフセット量ＩＬｏｆｆを用いて電流センサ４０ａにより検出された検出値ＩＬｄを補正する際の動作について説明する。図５は、制御装置７０のＣＰＵにより実行されるリアクトルＬの電流ＩＬを算出する電流算出ルーチンの一例を示すフローチャートである。電流算出ルーチンは、イグニッションスイッチ８０がオンされて駆動装置２０が起動されてからイグニッションスイッチ８０がオフされるまでの期間に所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

電流算出ルーチンが実行されると、制御装置７０のＣＰＵは、リアクトル電流ＩＬの検出値ＩＬｄと昇圧コンバータ４０のセンサ温度Ｔｓを入力する処理を実行する（ステップＳ３００）。検出値ＩＬｄは、電流センサ４０ａにより検出された値を入力している。センサ温度Ｔｓは、温度センサ４０ｂにより検出された値を入力している。

続いて、記憶している学習時温度ＴｃとステップＳ３００で入力した現在のセンサ温度Ｔｓとを用いて算出用温度Ｔｃ１，Ｔｃ２を設定する（ステップＳ３１０）。算出用温度Ｔｃ１は、図２のステップＳ１２０や図３のステップＳ２３０の処理で設定した学習時温度ＴｃのうちステップＳ３００で入力した現在のセンサ温度Ｔｓ未満の温度で最も近い温度である。算出用温度Ｔｃ２は、図２のステップＳ１２０や図３のステップＳ２３０の処理で設定した学習時温度ＴｃのうちステップＳ３００で入力した現在のセンサ温度Ｔｓより高い温度で最も近い温度である。したがって、ステップＳ３２０は、現在のセンサ温度Ｔｓの前後の温度を算出用温度Ｔｃ１，Ｔｃ２に設定する処理となっている。

こうして算出用温度Ｔｃ１，Ｔｃ２を設定すると、図２のステップＳ１２０や図３のステップＳ２３０の処理で設定したオフセット量ＩＬｏｆｆのうち算出用温度Ｔｃ１，Ｔｃ２に対応するオフセット量Ｔｏｆｆを算出用オフセット量ＩＬｏｆｆ１，ＩＬｏｆｆ２に設定する（ステップＳ３２０）。そして、現在のセンサ温度Ｔｓと算出用温度Ｔｃ１，Ｔｃ２と算出用オフセット量ＩＬｏｆｆ１，ＩＬｏｆｆ２とを用いて次式（１）より補正値ＩＬｃを算出し（ステップＳ３３０）、ステップＳ３００の処理で入力した検出値ＩＬｄに補正値ＩＬｃを加えたものをリアクトル電流ＩＬに設定して（ステップＳ３４０）、電流算出ルーチンを終了する。

ILc=(Ts-Tc1)・(ILoff2-ILoff1)／(Tc2-Tc1) ・・・(1)

図６は、電流センサ４０ａの温度とオフセット量ＩＬｏｆｆとの関係の一例を示す説明図である。図中、黒四角印が温度領域１〜４における学習時温度Ｔｃであり、黒丸印が現在のセンサ温度Ｔｓである。図示するように、現在のセンサ温度Ｔｓの前後の学習時温度である算出用温度Ｔｃ１，Ｔｃ２と対応する算出用オフセット量ＩＬｏｆｆ１，ＩＬｏｆｆ２と現在のセンサ温度Ｔｓとから補正値ＩＬｃを設定する。したがって、電流センサ４０ａの温度を考慮せずに学習した学習値で検出値ＩＬｄの補正値を設定するものに比して、より適正に補正値ＩＬｃを設定することができ、より適正に昇圧コンバータ４０を制御することができる。

以上説明した実施例の昇圧コンバータ装置を搭載する駆動装置２０では、電流センサ４０ａが学習が完了していない未学習温度領域内の温度となったときには、間欠昇圧制御を実行し、通常時学習条件が成立したときには、オフセット量ＩＬｏｆｆを学習し、学習したオフセット量ＩＬｏｆｆとセンサ温度Ｔｓとを用いて補正した補正値ＩＬｃで検出値ＩＬｄを補正した補正後の電流ＩＬを用いて昇圧コンバータを制御する。これにより、電流センサ４０ａの温度を考慮せずに学習した学習値で検出値ＩＬｄを補正するものに比して、より適正に補正値ＩＬｃを設定し、より適正に昇圧コンバータ４０を制御することができる。

実施例の昇圧コンバータ装置では、図２に例示した起動時学習ルーチンのステップＳ１００の処理で学習完了フラグＦ１〜Ｆ４を初期化した上で、図２のステップＳ１２０や図３のステップＳ２３０でオフセット量ＩＬｏｆｆの学習をしている。駆動装置２０が起動される度に学習完了フラグＦ１〜Ｆ４を初期化するから、駆動装置２０が起動される度に温度領域１〜４のオフセット量ＩＬｏｆｆの学習を実行する。しかしながら、図２の起動時学習ルーチンに代えて図７に例示する第１変形例の起動時学習ルーチンを実行し、図３の通常時学習ルーチンに代えて図８に例示する第１変形例の通常時学習ルーチンを実行することで、オフセット量ＩＬｏｆｆの学習の実行回数を減らしても良い。ここでは、説明の都合上、最初に図８の通常時学習ルーチンについて説明し、続いて、図７の起動時学習ルーチンを説明する。

図８の第１変形例の通常時学習ルーチンでは、ステップＳ２４０の処理の後にステップＳ５００の処理を実行する点を除いて、図３の通常時学習ルーチンと同一の処理を実行する。したがって、図３の通常時学習ルーチンと同一の処理については、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

図８の第１変形例の通常時学習ルーチンでは、ステップＳ２００の処理でセンサ温度Ｔｓが未学習領域に含まれているときには、ステップ２００〜Ｓ２４０の処理を実行し、ステップＳ２３０で設定した学習時温度Ｔｃ，オフセット量ＩＬｏｆｆ，ステップＳ２４０で設定した学習完了フラグを不揮発性メモリ７０ａに記憶して（ステップＳ５００）、通常時学習ルーチンを終了する。こうした処理により、オフセット量ＩＬｏｆｆの学習を実行したときには、学習時温度Ｔｃ，オフセット量ＩＬｏｆｆ，ステップＳ２４０で設定した学習完了フラグを不揮発性メモリ７０ａに記憶することができる。

図７の第１変形例の起動時学習ルーチンでは、ステップＳ１００の前にステップＳ４００〜Ｓ４２０を実行し、ステップＳ１００とステップＳ１１０との間にステップＳ４３０を実行し、ステップＳ１３０の後にステップＳ４４０を実行する点を除いて、図２の起動時学習ルーチンと同一の処理を実行する。したがって、図２の起動時学習ルーチンと同一の処理については、詳細な説明を省略する。

図７の第１変形例の起動時学習ルーチンでは、最初に、今回の駆動装置２０の起動がオフセット量ＩＬｏｆｆの学習を実行した後の起動であるか否かを判定する処理を実行する（ステップＳ４００）。この判定は、不揮発性メモリ７０ａに学習時温度Ｔｃ，オフセット量ＩＬｏｆｆや学習完了フラグＦ１〜Ｆ４のいずれかが記憶されているか否かを判定し、これらが記憶されているときには今回の駆動装置２０の起動がオフセット量ＩＬｏｆｆの学習を実行した後の起動であると判定する。今回の駆動装置２０の起動がオフセット量ＩＬｏｆｆの学習を実行した後の起動ではないときには、初期学習条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ１１０）。初期学習条件が成立していないときには、起動時学習ルーチンを終了する。

ステップＳ１１０で初期学習条件が成立しているときには、オフセット量ＩＬｏｆｆの学習を実行すると共に学習時温度が含まれる温度領域の学習完了フラグを値１に設定し（ステップＳ１２０，Ｓ１３０）、上述したステップＳ５００と同様の処理で、ステップＳ１２０で設定した学習時温度Ｔｃ，オフセット量ＩＬｏｆｆ，ステップＳ１３０で設定した学習完了フラグを不揮発性メモリ７０ａに記憶して（ステップＳ４４０）、本ルーチンを終了する。こうした処理により、オフセット量ＩＬｏｆｆの学習を実行したときには、学習時温度Ｔｃ，オフセット量ＩＬｏｆｆ，ステップＳ１３０で設定した学習完了フラグを不揮発性メモリ７０ａに記憶することができる。

ステップＳ４００で今回の駆動装置２０の起動がオフセット量ＩＬｏｆｆの学習を実行した後の起動であるときには、学習後起動回数Ｎｓをカウントアップする（ステップＳ４１０）。学習後起動回数Ｎｓは、初期値として値０が設定されている。

続いて、学習後起動回数Ｎｓが判定用閾値Ｎｓｒｅｆを超えているか否かを判定する（ステップＳ４２０）。判定用閾値Ｎｓｒｅｆは、オフセット量ＩＬｏｆｆの学習をしていない起動回数が多いため、オフセット量ＩＬｏｆｆに誤差が生じているか否かを判定するための閾値である。

ステップＳ４２０で学習後起動回数Ｎｓが判定用閾値Ｎｓｒｅｆ以下であるときには、既に、不揮発性メモリ７０ａに学習時温度Ｔｃ，オフセット量ＩＬｏｆｆや学習完了フラグＦ１〜Ｆ４のいずれかが記憶されており、起動時学習ルーチンでオフセット量ＩＬｏｆｆの学習を実行する必要がないと判断して、起動時学習ルーチンを終了する。この場合、図８に例示した第１変形例の通常時制御ルーチンにおいて必要に応じて、オフセット量ＩＬｏｆｆの学習が実行されることになる。したがって、起動の度にオフセット量ＩＬｏｆｆの学習を実行するものに比して、オフセット量ＩＬｏｆｆの学習の実行回数を減らすことができる。

ステップＳ４２０で学習後起動回数Ｎｓが判定用閾値Ｎｓｒｅｆを超えているときには、オフセット量ＩＬｏｆｆの学習をしていない起動回数が多いため、オフセット量ＩＬｏｆｆに誤差が生じていると判断して、温度領域１〜４の学習完了フラグＦ１〜Ｆ４を初期化して（ステップＳ１００）、学習後起動回数Ｎｓを値０に初期化して（ステップＳ４３０）、ステップＳ１１０以降の処理を実行して、起動時学習ルーチンを終了する。こうした処理により、学習後起動回数Ｎｓが判定用閾値Ｎｓｒｅｆを超えているときには、必要に応じてオフセット量ＩＬｏｆｆの学習処理を実行するから、オフセット量ＩＬｏｆｆの学習の実行回数を減らすことによってオフセット量ＩＬｏｆｆの誤差が大きくなり過ぎることを抑制できる。

また、図７の第１変形例の起動時学習ルーチンに代えて図９の第２変形例の起動時学習ルーチンを実行し、図８の第１変形例の通常時学習ルーチンに代えて図１０の第２変形例の通常時学習ルーチンを実行してもよい。

図９の第２変形例の起動時学習ルーチンは、ステップＳ４１０の処理に代えてステップＳ６００の処理を実行する点、ステップＳ４３０の処理に代えてステップＳ６１０の処理を実行する点、ステップＳ４４０の処理の後にステップＳ６３０の処理を実行する点を除いて、図７の第１変形例の起動時学習ルーチンと同一の処理を実行する。したがって、図７の第２変形例の起動時学習ルーチンと同一の処理については、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

図９の第２変形例の起動時学習ルーチンでは、最初に、今回の駆動装置２０の起動がオフセット量ＩＬｏｆｆの学習を実行した後の起動であるか否かを判定する（ステップＳ４００）。今回の駆動装置２０の起動がオフセット量ＩＬｏｆｆの学習を実行した後の起動ではないときには、ステップＳ１１０の処理へ進む。

今回の駆動装置２０の起動がオフセット量ＩＬｏｆｆの学習を実行した後の起動であるときには、現在のセンサ温度Ｔｓが含まれる温度領域の学習後起動回数Ｎｓをカウントアップする（ステップＳ６００）。第２変形例において、学習後起動回数Ｎｓは、温度領域１〜４に対して個別に設定され、初期値として値０が設定されている。

続いて、ステップＳ６００でカウントアップした学習後起動回数Ｎｓが判定用閾値Ｎｓｒｅｆを超えているか否かを判定し（ステップＳ４２０）、学習後起動回数Ｎｓが判定用閾値Ｎｓｒｅｆ以下であるときには、現在のセンサ温度Ｔｓが含まれる温度領域での学習時温度Ｔｃ，オフセット量ＩＬｏｆｆや学習完了フラグＦ１〜Ｆ４のいずれかが既に不揮発性メモリ７０ａに記憶されており、起動時学習ルーチンでオフセット量ＩＬｏｆｆの学習を実行する必要がないと判断して、起動時学習ルーチンを終了する。この場合、後述する図１０に例示した第２変形例の通常時制御ルーチンにおいて、必要に応じて、オフセット量ＩＬｏｆｆの学習が実行されることになる。したがって、起動の度にオフセット量ＩＬｏｆｆの学習を実行するものに比して、オフセット量ＩＬｏｆｆの学習の実行回数を減らすことができる。

ステップＳ４２０で学習後起動回数Ｎｓが判定用閾値Ｎｓｒｅｆを超えているときには、現在のセンサ温度Ｔｓが含まれる温度領域においてオフセット量ＩＬｏｆｆの学習をしていない起動回数が多いため、オフセット量ＩＬｏｆｆに誤差が生じていると判断して、現在のセンサ温度Ｔｓが含まれる温度領域の学習完了フラグ（学習完了フラグＦ１〜Ｆ４のいずれか）に値０を設定して初期化して（ステップＳ６１０）、ステップＳ１１０の処理へ進む。

ステップＳ１１０の処理では、初期学習条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ１１０）。初期学習条件が成立していないときには、起動時学習ルーチンを終了する。

ステップＳ１１０で初期学習条件が成立しているときには、オフセット量ＩＬｏｆｆの学習を実行する（ステップＳ１２０）と共にステップＳ１２０で設定した学習時温度Ｔｃが含まれる温度領域の学習完了フラグを値１に設定し（ステップＳ１２０，Ｓ１３０）、上述したステップＳ５００と同様の処理で、ステップＳ１２０で設定した学習時温度Ｔｃ，オフセット量ＩＬｏｆｆ，ステップＳ１３０で設定した学習完了フラグを不揮発性メモリ７０ａに記憶する（ステップＳ４４０）。そして、ステップＳ１２０で設定した学習時温度Ｔｃが含まれる温度領域の学習後起動回数Ｎｓを値０に初期化して（ステップＳ６３０）、起動時学習ルーチンを終了する。こうした処理により、ステップＳ１２０のオフセット量ＩＬｏｆｆの学習を実行すると、学習時温度Ｔｃが含まれる温度領域の学習後起動回数Ｎｓが初期化され、次に駆動装置２０が起動されステップＳ４２０の処理が実行されたときに、学習後起動回数Ｎｓが判定用閾値Ｎｓｒｅｆ以下と判定されてオフセット量ＩＬｏｆｆの学習を実行せずに起動時学習ルーチンを終了する。これにより、よりオフセット量ＩＬｏｆｆの学習の実行回数を減らすことができる。

図１０の第２変形例の通常時学習ルーチンは、ステップＳ５００の処理の後にステップＳ７００の処理を実行する点を除いて、図８の第１変形例の通常時学習ルーチンと同一の処理を実行する。したがって、図８の第１変形例の通常時学習ルーチンと同一の処理については、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

図１０の第２変形例の通常時学習ルーチンでは、ステップＳ２００の処理でセンサ温度Ｔｓが未学習領域に含まれているときには、ステップ２００〜Ｓ２４０の処理を実行し、ステップＳ２３０で設定した学習時温度Ｔｃ，オフセット量ＩＬｏｆｆ，ステップＳ２４０で設定した学習完了フラグを不揮発性メモリ７０ａに記憶して（ステップＳ５００）、ステップＳ２００の処理に用いられた学習時温度Ｔｃが含まれる温度領域の学習後起動回数Ｎｓを値０に初期化して（ステップＳ７００）、通常時学習ルーチンを終了する。次に駆動装置２０が起動されステップＳ４２０の処理が実行されたときに、学習後起動回数Ｎｓが判定用閾値Ｎｓｒｅｆ以下と判定されてオフセット量ＩＬｏｆｆの学習を実行せずに起動時学習ルーチンを終了する。これにより、よりオフセット量ＩＬｏｆｆの学習の実行回数を減らすことができる。

実施例の昇圧コンバータ装置では、図７の起動時学習ルーチンのステップＳ１００や図９のステップＳ６１０で、学習完了フラグを初期化しているが、学習完了フラグの初期化と共に不揮発性メモリ７０ａに記憶しているオフセット量ＩＬｏｆｆを値０に初期化してもよい。

実施例の昇圧コンバータ装置では、温度領域を、電流センサ４０ａがとり得る温度範囲を所定温度Ｔを２０℃として所定温度Ｔ毎に分割した温度温度範囲としている。しかしながら、所定温度Ｔは適宜設定してもよく、電流センサ４０ａがとり得る温度範囲を少なくとも２つの分割すればよく、例えば、３つや５つに分割してもよい。

実施例の昇圧コンバータ装置では、図２，図７，図９のステップＳ１２０や図３，図８,図１０のステップＳ２３０の処理で、電流センサ４０ａにより検出された検出値ＩＬｄと温度センサ４０ｂにより検出されたセンサ温度Ｔｓとを規定回数Ｎｒｅｆ入力し、入力したセンサ温度Ｔｓの平均値を学習時温度Ｔｃに設定すると共に、入力した検出値ＩＬｄの平均値を学習時温度Ｔｃにおけるオフセット量ＩＬｏｆｆに設定している。しかしながら、規定回転数Ｎｒｅｆを１回として、入力したセンサ温度Ｔを学習時温度Ｔｃとし、検出値ＩＬｄを学習時温度Ｔｃにおけるオフセット量ＩＬｏｆｆに設定してもよい。

実施例の昇圧コンバータ装置では、蓄電装置としてリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されたバッテリ３６を用いているが、蓄電装置としてバッテリ３６に代えてキャパシタを用いてもよい。

実施例では、本発明の昇圧コンバータ装置を駆動装置２０に適用した場合について例示している。しかしながら、本発明の昇圧コンバータ装置を駆動装置２０と異なる装置に適用しても構わない。

実施例では、本発明を昇圧コンバータ装置の形態で説明しているが、昇圧コンバータ装置の制御方法の形態としても構わない。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、昇圧コンバータ４０が「昇圧コンバータ」に相当し、電流センサ４０ａが「電流センサ」に相当し、制御装置７０が「制御装置」に相当する。また、不揮発性メモリ７０ａが「不揮発性メモリ」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、昇圧コンバータ装置の製造産業などに利用可能である。

２０ 駆動装置、３２ モータ、３２ａ 回転位置検出センサ、３４ インバータ、３６ バッテリ、３６ａ，４６ａ，４８ａ，５０ａ 電圧センサ、３６ｂ，４０ 昇圧コンバータ、４０ａ 電流センサ、４０ｂ 温度センサ、４２ａ 高電圧系電力ライン、４２ｂ 低電圧系電力ライン、４６，４８ コンデンサ、７０ 制御装置、７０ａ 不揮発性メモリ、８０ イグニッションスイッチ、Ｄ３１，Ｄ３２ ダイオード、Ｌ リアクトル、ＳＭＲ システムメインリレー、Ｔ３１，Ｔ３２ トランジスタ。

Claims (7)

1. 蓄電装置に接続される第１電力ラインとモータを駆動するインバータに接続される第２電力ラインとの間で電圧の変換を伴って電力のやり取りを行なう昇圧コンバータと、
   前記昇圧コンバータに流れる電流を検出する電流センサと、
   前記電流センサにより検出された検出値を用いて前記昇圧コンバータを制御する制御装置と、
   を備える昇圧コンバータ装置であって、
   前記制御装置は、
   前記電流センサが規定温度範囲内の温度となったときには、前記第２電力ラインの電圧が目標電圧となるように前記昇圧コンバータを間欠的に作動させる間欠昇圧制御を実行すると共に前記電流センサのオフセット量を学習し、
   前記学習したオフセット量と前記電流センサの温度とを用いて補正した補正値で前記検出値を補正した補正後電流値を用いて前記昇圧コンバータを制御する、
   昇圧コンバータ装置。
2. 請求項１記載の昇圧コンバータ装置であって、
   前記制御装置は、前記電流センサが前記規定温度範囲内の温度であるときでも、前記規定温度範囲内での前記電流センサのオフセット量の学習が既に実行されているときには、前記学習を実行しない、
   昇圧コンバータ装置。
3. 請求項１または２記載の昇圧コンバータ装置であって、
   前記制御装置は、前記昇圧コンバータ装置の停止要求がなされたときには、前記オフセット量の学習結果を初期化する、
   昇圧コンバータ装置。
4. 請求項１または２記載の昇圧コンバータ装置であって、
   前記制御装置は、
   データを記憶する不揮発性メモリ、
   を備え、
   前記オフセット量を学習したときには、前記学習したオフセット量を前記不揮発性メモリに保存し、
   前記不揮発性メモリに保存されている前記オフセット量で前記検出値を補正した補正後電流値を用いて前記昇圧コンバータを制御する、
   昇圧コンバータ装置。
5. 請求項４記載の昇圧コンバータ装置であって、
   前記制御装置は、
   前記オフセット量の学習を実行した後における、前記昇圧コンバータ装置の起動回数をカウントし、
   前記カウントした起動回数が所定回数を超えたときには、前記不揮発性メモリに保存されている前記オフセット量を初期化する、
   昇圧コンバータ装置。
6. 請求項４記載の昇圧コンバータ装置であって、
   前記制御装置は、
   前記電流センサが複数の規定温度範囲のうちのいずれか１つの規定温度範囲内の温度となったときには、前記間欠昇圧制御を実行して前記電流センサのオフセット量を学習し、前記補正後電流値を用いて前記昇圧コンバータを制御し、
   前記制御装置は、更に、
   前記複数の規定温度範囲毎に、前記オフセット量の学習を実行した後における前記昇圧コンバータ装置の起動回数をカウントし、前記カウントした起動回数が所定回数を超えたときには、前記不揮発性メモリに保存されている前記オフセット量のうち前記カウントされた起動回数が前記所定回数を超えている前記規定温度範囲におけるオフセット量を初期化する、
   昇圧コンバータ装置。
7. 蓄電装置に接続される第１電力ラインとモータを駆動するインバータに接続される第２電力ラインとの間で電圧の変換を伴って電力のやり取りを行なう昇圧コンバータと、
   前記昇圧コンバータに流れる電流を検出する電流センサと、
   を備える昇圧コンバータ装置の制御方法であって、
   前記電流センサが規定温度範囲内の温度となったときには、前記第２電力ラインの電圧が目標電圧となるように前記昇圧コンバータを間欠的に作動させる間欠昇圧制御を実行すると共に前記電流センサのオフセット量を学習し、
   前記学習したオフセット量と前記電流センサの温度とを用いて補正した補正値で前記電流センサにより検出された検出値を補正した補正後電流値を用いて前記昇圧コンバータを制御する、
   昇圧コンバータ装置の制御方法。
   

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