电源装置及其控制方法

专利名称：电源装置及其控制方法
技术领域：
本发明涉及电源装置及其控制方法，更详细地说涉及与电气设备进行 电力的交换的电源装置及其控制方法。
背景技术：
以往，作为这种电池装置，提出了在通过包括两个晶体管和电抗器的 转换器对来自直流电源的电力进行升压而供给至电气设备时，在供给至电 气设备的电压指令接近直流电源的电压时，将转换器的两个晶体管中的上
臂的导通占空(onduty)设为l.O(例如，参照专利文献l)。在该装置中， 通过在供给至电气设备的电压指令接近直流电源的电压时将上臂的导通占 空(on duty)设为1.0，抑制了输出电压的振动，所述输出电压的振动是 由于出于确^:用于防止两个晶体管同时变为导通状态的空载时间的需要而 不能确保上臂的导通占空(on duty)而产生的。 专利文献1:日本特开2005-51895号^S^艮

发明内容
在如上述的电源装置那样通过转换器对直流电源的电压进行升压而供 给至电气设备等的装置中，在来自直流电源的电流的方向变化时，虽然时 间很短，但会出现升压侧的输出电压变得比电压指令高或低的情况。在输 出电压变得比电压指令低的情况下，出现稍微的电气设备的输出不足，所 以问题较少，但在输出电压变得比电压指令高的情况下，产生使升压侧的 平滑电容石皮损的危险，并且会招致电气设备的输出过多。
本发明的电源装置及其控制方法的目的之一在于抑制在未预期的情况下输出电压变得比电压指令高。另外，本发明的电源装置及其控制方法的 目的之一在于抑制平滑电容器等平滑用电子设备的破损。本发明的电源装 置及其控制方法的目的之一还在于抑制与电源装置进^f亍电力的交换的电气 设备的输出过多。
本发明的电源装置及其控制方法为了达成上述的目的的至少一部分， 采用下述的技术方案。
本发明的电源装置，该电源装置与电气设备进行电力的交换，其主旨
在于，具备直流电源；升压转换器，其具有从所述直流电源看与所述电
气设备串联连接的第 一开关元件、与所述第 一开关元件串联连接并且从所
述直流电源看与所述电气设备并联连接的第二开关元件、和连接所述第一
开关元件和所述第二开关元件的中间点与所述直流电源的输出端子的电抗
器，能够通过以预定的周期调整两开关元件的导通时间而将所述直流电源
的电压进^f亍升压而供给至所述电气设备；电压平滑单元，其从所述升压转
换器看与所述电气设备并联连接，使作用于所述电气设备的电压平滑；检
测周期性零电流停滞状态的零电流停滞状态检测单元，所说的周期性零电
流停滞状态为流经所述电抗器的电流即电抗器电流在值0停滞的零电流停
滞状态以所述预定的周期发生；和控制单元，其基于作用于所述电气设备
的电压的目标值即电压指令与由所述零电流停滞状态检测单元检测出的周
期性零电流停滞状态来控制所述升压转换器。
在该^^发明的电源装置中，检测流经升压转换器的电抗器的电流即电
抗器电流在值0停滞的零电流停滞状态以接通断开开关元件的预定的周期
发生的周期性零电流停滞状态，基于作用于电气设备的电压的目标值即电 压指令与检测出的周期性零电流停滞状态来控制升压转换器。由此，能够
应对周期性零电流停滞状态，能够抑制由于周期性零电流停滞状态从而使 升压侧的输出电压变得比电压指令高。其结果是，能够抑制由于输出电压 变得比电压指令高而可能产生的电压平滑单元的破损，并且能够抑制电气 设备的输出过多。在这里，只要能够与电源装置进行电力的交换，电气设 备可以是任何设备。另外，电压平滑单元可以使用例如平滑电容等。在这样的本发明的电源装置中，可以设为所述零电流停滞状态检测 单元，具有检测所述直流电源的电压即电源电压的电源电压检测单元和检 测所述第二开关元件的端子间电压即第二开关电压的第二开关电压检测单 元，将所述检测出的电源电压与所述检测出的第二开关电压的差成为预定 电压以下时作为所述零电流停滞状态而检测出所述周期性零电流停滞状 态。另外，可以设为所述零电流停滞状态检测单元，具有检测所述电压
测所述第二开关元件的端子间电压即第二开关电压的第二开关电压检测单 元，将以所述预定的周期、所述检测出的平滑端子间电压与所述检测出的 第二开关电压的差成为第一预定电压以上并且所述检测出的第二开关电压 成为第二预定电压以上时作为所述零电流停滞状态而检测出所述周期性零 电流停滞状态。进而，可以设为所述零电流停滞状态检测单元，具有检 测所述电抗器电流的电抗器电流检测单元，将以所述预定的周期、所述检 测出的电抗器电流成为值0时作为所述零电流停滞状态而检测出所述周期 性零电流停滞状态。在这些情况下，可以设为所述零电流停滞状态检测 单元，在多次发生了所述零电流停滞状态时检测出所述周期性零电流停滞 状态。这样一来，能够更可靠地检测周期性零电流停滞状态，能够抑制误 检测。
另外，在本发明的电源装置中，可以设为所述控制单元，在由所述 零电流停滞状态检测单元没有检测出周期性零电流停滞状态时基于所述电 压指令控制所述升压转换器，在由所述零电流停滞状态检测单元检测出周 期性零电流停滞状态时基于进行使所述电压指令下降的补正后所得的补正 后电压指令控制所述升压转换器。这样一来，能够抑制在检测到周期性零 电流停滞状态时升压侧的输出电压变得比电压指令高。
在当检测到该周期性零电流停滞状态时基于补正后电压指令控制升压 转换器的方式的本发明的电源装置中，可以设为所述控制单元，判定所 述电抗器电流的极性变化的方向并且基于该判定的极性变化的方向控制所 述升压转换器。进而，可以设为所述控制单元，基于所述第一开关元件与所述第二开关元件的工作状态判定极性变化的方向。进而，可以设为 所述控制单元，在由于在使所述第 一开关元件从导通状态变化为关断状态 后不久的、该第一开关元件与所述第二开关元件都成为关断状态的空栽时 间中发生了所述零电流停滞状态而由所述零电流停滞状态检测单元检测出 周期性零电流停滞状态时，判定为所述电抗器电流已由从所述直流电源》文 电的电流极性变化成了向所述直流电源充电的电流；在由于在使所述第二
流停滞状态而由所述零电流停滞状态检测单元检测出周期性零电流停滞状 态时，判定为所述电抗器电流已由向所述直流电源充电的电流极性变化为 从所述直流电源放电的电流。在这些情况下，可以设为所述控制单元， 在判定为所述电抗器电流已由从所述直流电源放电的电流极性变化成了向 所述直流电源充电的电流时，基于所述补正后电压指令控制所述升压转换 器；在判定为所述电抗器电流已由向所述直流电源充电的电流极性变化成 了从所述直流电源放电的电流时，即使检测出所述周期性零电流停滞状态， 也基于所述电压指令控制所述升压转换器。这样一来，能够抑制在电抗器 电流已由向直流电源充电的电流极性变化成了从直流电源放电的电流时升 压侧的输出电力变得过渡下降。
在本发明的电源装置中，可以设为所述控制单元，在由于在^f吏所述 第一开关元件从导通状态变化为关断状态后不久的、该第一开关元件与所 述第二开关元件都成为关断状态的空载时间中发生了所述零电流停滞状态 而由所述零电流停滞状态检测单元检测出周期性零电流停滞状态的特定零 电流停滞状态时，基于进行了使所述电压指令下降的补正后所得的补正后 电压指令控制所述升压转换器；在不是所述特定零电流停滞状态时，基于 所述电压指令控制所述升压转换器。这样一来，能够抑制在特定零电流停 滞状态时升压侧的输出电力变得比电压指令高。
本发明的电源装置的控制方法，所述电源装置具备直流电源；升压 转换器，其具有从所述直流电源看与所述电气设备串联连接的第一开关元 件、与所述第 一开关元件串联连接并且从所述直流电源看与所迷电气设备
9并联连接的第二开关元件、和连接所述第 一开关元件和所述第二开关元件 的中间点与所述直流电源的输出端子的电抗器，能够通过以预定的周期调
电气设备；和电压平滑单元，其从所述升压转换器看与所述电气设备并联 连接，使作用于所述电气设备的电压平滑；其主旨在于U)判定是否处 于周期性零电流停滞状态，该周期性零电流停滞状态为流经所述电抗器的 电流即电抗器电流在值0停滞的零电流停滞状态以所述预定的周期发生的 状态；(b)在判定为不处于周期性零电流停滞状态时基于作用于所述电气 设备的电压的目标值即电压指令控制所述升压转换器，在判定为处于周期 性零电流停滞状态时基于进行了使所述电压指令下降的补正后所得的补正 后电压指令控制所述升压转换器。
在该本发明的电源装置的控制方法中，判定是否处于流经升压转换器 的电抗器的电流即电抗器电流在值0停滞的零电流停滞状态以接通断开开 关元件的预定的周期发生的周期性零电流停滞状态，在判定为不处于周期 性零电流停滞状态时，基于作用于进行电力的交换的电气设备的电压的目 标值即电压指令来控制升压转换器，在判定为处于周期性零电流停滞状态 时，基于进行了使电压指令下降的补正后所得的补正后电压指令控制升压 转换器。由此，能够应对周期性零电流停滞状态，能够抑制由于周期性零 电流停滞状态从而使升压側的输出电压变得比电压指令高。其结果是，能 够抑制由于输出电压变得比电压指令高而产生的电压平滑单元的破损，并 且能够抑制电气设备的输出过多。在这里，只要能够与电源装置进行电力 的交换，电气设备可以是任何设备。另外，电压平滑单元可以使用例如平 滑电容器等。
在这样的本发明的电源装置的控制方法中，可以设为所述步骤(b), 在由于在使所述第一开关元件从导通状态变化为关断状态后不久的、该第 一开关元件与所述第二开关元件都成为关断状态的空载时间中发生了所述 零电流停滞状态而判定为处于所述周期性零电流停滞状态时，基于所述补 正后电压指令控制所述升压转换器；在由于在使所述笫二开关元件从导通惶.
定为处于所述周期性零电流停滞状态时，即使处于所迷周期性零电流停滞 状态，也基于所述电压指令控制所述升压转换器。这样一来，能够抑制由 于在空载时间中发生零电流停滞状态而引起的周期性零电流停滞状态时升 压侧的输出电力过渡下降，所述空载时间为使第二开关元件从导通状态变 化为关断状态后不久的时间。


图l是表示作为本发明的一个实施例的电源装置20的结构的概略的结 构图。
图2是表示由电子控制单元50执行的电压指令调整例程的一例的流程图。
图3是表示由电子控制单元50执行的周期性零电流停滞标志设定处理 的一例的流程图。
图4是表示在以从蓄电池22放电时为正时流经线圏32的电抗器电流 IL从正值跨过值0变为负值时的理想性且模式性的电抗器电流IL的时间 变化的说明图。
图5是例示电抗器电流IL在脉动中不取负值的状态1下的上臂、下臂、 空载时间、电抗器电流IL、下臂电压Vo的变化的情况的说明图。
图6是例示电抗器电流IL在脉动中稍微变为负值的状态2下的上臂、 下臂、空载时间、电抗器电流IL、下臂电压Vo的变化的情况的说明图。
图7是例示电抗器电流IL在脉动中在空载时间进一步变为负值的状态 3下的上臂、下臂、空载时间、电抗器电流IL、下臂电压Vo的变化的情 况的说明图。
图8是例示电抗器电流IL在脉动中正值与负值为相同程度的状态4 下的上臂、下臂、空载时间、电抗器电流IL、下臂电压Vo的变化的情况 的i兌明图。
图9是例示电抗器电流IL在脉动中的正值变少的状态5下的上臂、下
ii臂、空载时间、电抗器电流IL、下臂电压Vo的变化的情况的说明图。
图10是例示电抗器电流IL在脉动中稍孩i变为正值的状态6下的上臂、
下臂、空载时间、电抗器电流IL、下臂电压Vo的变化的情况的说明图。 图11是例示电抗器电流IL在脉动中不取正值的状态7下的上臂、下
臂、空载时间、电抗器电流IL、下臂电压Vo的变化的情况的说明图。 图12是例示变形例的周期性零电流停滞标志设定处理的流程图， 图13是表示变形例的电源装置20B的结构的概略的结构图。 图14是表示变形例的电源装置20B中的周期性零电流停滞标志设定
处理的一例的流程图。
具体实施例方式
接下来，使用实施例对本发明的具体实施方式
进行说明。图l是表示 作为本发明的一个实施例的电源装置20的结构的概略的结构图。实施例的 电源装置20如图所示，具备蓄电池22，其经由逆变器ll、 12连接在作 为电气设备的两个马达MG1、 MG2上，作为直流电源；升压转换器30， 其对蓄电池22的电压进行升压而向两个马达MG1、 MG2側供给或者对马 达MG1、 MG2侧的电压进行降压而向蓄电池22侧供给；平滑电容42, 其配置在升压转换器30的升压侧(两个马达MG1、 MG2侧)而使升压側 的电压平滑；和电子控制单元50，其控制装置整体。
蓄电池22构成为例如锂离子电池、镍氲电池等能够充放电的二次电池。
升压转换器30是众所周知的升压转换器，包括两个门式开关元件(例 如MOSFET，金属氧化物半导体场效应管)Trl、 Tr2,它们以与平滑电 容42并联的方式串联配置在逆变器11、 12的正极母线与负极母线上；两 个二极管D1、 D2，它们以相对于各开关元件Trl、 Tr2并联地保持电压的 方式安装；和线圏32,其净皮安装在两个开关元件Trl、 Tr2的中间与蓄电 池22的正极侧。在下面的说明中，将开关元件Trl称作"上臂，，，将开 关元件Tr2称作"下臂"。电子控制单元50构成为以CPU52为中心的^:处理器，除了 CPU52 以外，还具备存储处理程序的ROM54、暂时存储数据的RAM56、未图示 的输入输出端口以及通信端口。在电子控制单元50中，经由输入端口输入 有来自安装在蓄电池22的输出端子间的电压传感器24的电池电压Vb、来 自安装在开关元件Tr2的端子间的电压传感器34的下臂电压Vo、来自安 装在平滑电容器42的端子间的电压传感器44的电容器电压Vh等。另夕卜， 从电子控制单元50从输出端口输出对升压转换器30的开关元件Trl、 Tr2 的开关信号。电子控制单元50不但作为电源装置20的控制单元而起作用， 还作为两个马达MG1、 MG2的驱动控制单元而起作用。因此，向电子控 制单元50经由输入端口输入来自安装在马达MG1、 MG2上的"走转位置传 感器13、 14的转子的旋转位置、来自安装在逆变器ll、 12上的未图示的 电流传感器的施加在马达MG1、 MG2上的相电流等，从电子控制单元50 经由输出端口输出对逆变器ll、 12的开关信号等。
另外，两个马达MG1、 MG2都构成为能够作为发电机驱动并且能够 作为电动机驱动的众所周知的同步发电电动机，经由逆变器ll、 12以及升 压转换器30与蓄电池22进行电力的交换。
接下来，对这样构成的电源装置20的动作进行说明。为了在蓄电池 22与两个马达MG1、 MG2之间顺利地进行电力的交换，电源装置20的 动作基本上通过以使电容器电压Vh变为电压指令Vl^的方式对升压转换 器30的开关元件Trl、 Tr2进行开关控制而进行。在实施例的电源装置20 中，通过对电压指令Vl^执行图2所例示的电压指令调整例程，对电压指 令VP进行修正。即，在电压指令调整例程中，输入基于两个马达MG1、 MG2的驱动状态、扭矩指令等而通过未图示的电压指令设定例程设定的电 压指令VP与周期性零电流停滞标志F0 (步骤S100),调查周期性零电 流停滞标志F0 (步骤S110 )，在周期性零电流停滞标志F0为值0时不对 电压指令VhA进^H奮正而停止，在周期性零电流停滞标志F0为值1时进 行修正，将从所设定的电压指令Vh、咸去预定电压△ V之后的值作为修正 后的电压指令VM (步骤S120)，然后结束。在这里，当在开关元件Trl、Tr2的开关周期内发生零电流停滞状态时作为处于周期性零电流停滞状 态，将周期性零电流停滞标志F0设为值1，在设为值l后经过了预定时间 时设为值0，所述零电流停滞状态是在将开关元件Trl (上臂)从导通变 化为关断之后不久将开关元件Trl、 Tr2都关断的空载时间中流经线圏32 的电流(电抗器电流)IL为值0而停滞的现象。该周期性零电流停滞标志 F0的设置通过图3所例示的周期性零电流停滞标志设定处理执行。
在执^f亍周期性零电流停滞标志设定处理时，电子控制单元50的CPU52 首先输入来自电压传感器24的电池电压Vb、来自电压传感器34的下臂电 压Vo (步骤S200 ),调查周期性零电流停滞标志F0的值(步骤S210 )。 在周期性零电流停滞标志F0为值0时，通过电池电压Vb与下臂电压Vo 的差的绝对值是否小于阈值Vref来判定电池电压Vb与下臂电压Vo是否 一致(步骤S220)。在这里，阈值Vref被设定为能够允许传感器的检测 误差等的程度的较小的值。在判定为电池电压Vb与下臂电压Vo不一致时， 不将周期性零电流停滞标志FO设为值1 ，结束该处理。
另一方面，在判定为电池电压Vb与下臂电压Vo—致时，判定该电池 电压Vb与下臂电压Vo的一致是否出现在将上臂从导通变化为关断时的空 载时间中(步骤S230),在电池电压Vb与下臂电压Vo的一致不是出现 在将上臂从导通变化为关断时的空载时间中时，不将周期性零电流停滞标 志FOi殳为值l，结束该处理。在电池电压Vb与下臂电压Vo的一致出现 在将上臂从导通变化为关断时的空载时间中时，使计数器C仅增加值l(步 骤S240 ),将计数器C的值与阈值Cref进行比较(步骤S250 )。在这里， 阈值Cref是用于使电池电压Vb与下臂电压Vo的一致确实出现的情况、 电池电压Vb与下臂电压Vo的一致出现在将上臂从导通变化为关断时的空 载时间中的情况更加明确的阈值，可以使用值2、 3、 4等。在计数器C大 于等于阈值Cref时将周期性零电流停滞标志F0设为值1 (步骤S260 )， 结束处理，在计数器C小于阈值Cref时不将周期性零电流停滞标志FO设 为值O,结束该处理。通过电池电压Vb与下臂电压Vo多次一致，能够判 定是否处于周期性零电流停滞状态，其原因在后面叙述。
14当在步骤S210中判定为周期性零电流停滞标志FO设为值1时，判定 从将周期性零电流停滞标志FO设为值1开始是否经过了预定时间(步骤 S270)，在经过预定了时间时将计数器C重置为值O (步骤S280)，并且 将周期性零电流停滞标志FO设为值O (步骤S2卯)，结束处理。
图4是表示在以从蓄电池22放电时为正时流经线圏32的电抗器电流 IL从正值跨过0变为负值时的理想性且模式性的电抗器电流IL的时间变 化的说明图。图中的电抗器电流IL的脉动按照开关元件Trl、 Tr2的开关 周期(载波频率)进行。在电抗器电流IL从正值变为负值时，电抗器电流 IL如图所示，按照在脉动中不取负值的状态1、在脉动中稍微变为负值的 状态2、在脉动中在空载时间内进一步变为负值的状态3、在脉动中正值与 负值为相同程度的状态4、在脉动中正值变少的状态5、在脉动中稍微变为 正值的状态6、在脉动中不取正值的状态7的顺序变化。将状态1~7的各 状态下的实际的上臂(开关元件Trl)、下臂(开关元件Tr2)、空载时 间、电抗器电流IL、下臂电压Vo的变化的情况例示在图5~11中。
在状态1下，如图5所示，下臂电压Vo与上臂(开关元件Trl)和下 臂(开关元件Tr2 )的开关相对应地在电容器电压Vh与值0之间反复。
在状态2下，如图6所示，在将上臂(开关元件Trl)从导通变化为 关断时的空载时间中，电抗器电流IL本来应该变为负值，但开关元件Trl、 Tr2都关断，所以不能流过负的电流，产生以值O停滞的现象(零电流停 滞状态)。该零电流停滞状态以载波频率周期性地产生。在零电流停滞状 态下，由于电抗器电流IL为值O，所以下臂电压Vo与电池电压Vb—致。 在图3的周期性零电流停滞标志设定处理中能够通过电池电压Vb与下臂 电压Vo多次一致而判定周期性零电流停滞状态，就是出于这样的原因。 如果没有空载时间，则在电抗器电流IL变为负值时下臂电压Vo变为值0， 但由于有空载时间，所以在零电流停滞状态下下臂电压Vo变为电池电压 Vb，所以平滑电容42侧变为超过电压指令VM的电压。在实施例中，为 了抑制平滑电容42变为过剩电压而破损或者抑制来自马达MG1、MG2的 输出扭矩变为未预期的较大的值，将电压指令VM向下方仅修正预定电压△ V。在这里，预定电压AV可以通过栽波频率、电池电压Vb、电压指令 Vl^等，使用实验等确定。
在状态3,如图7所示，在将上臂(开关元件Trl) ^yv导通变化为关 断时的空载时间中，电抗器电流IL本来应该变为正值，但开关元件Trl、 Tr2都关断，所以不能流过正的电流，产生在值0停滞的现象(零电流停 滞状态)。在零电流停滞状态下，由于电抗器电流IL为值O，所以下臂电 压Vo在本来会变为值0时变得与电池电压Vb—致，平滑电容器42侧变 为超过电压指令VM的电压。另外，在实施例中，将电压指令V1^向下方 仅^^正预定电压AV，所以能够抑制这样的平滑电容器42侧的过剩电压。 在实施例中，在从将周期性零电流停滞标志F0设定为值1开始经过了预 定时间时，将计数器C重置为值O。此时的预定时间也可以设定为通过状 态2、状态3所需要的时间。另外，也可以代替在从将周期性零电流停滞 标志F0设定为值1开始经过预定了时间时将计数器C重置为值0,而在通 过了状态3时将计数器C重置为值0。
在状态4，如图8所示，电抗器电流IL在空栽时间中不进行极性变化。 因此，不会产生在状态2、状态3中说明的那样的平滑电容器42侧的过剩 电压。
在状态5下，如图9所示，在将下臂(开关元件Tr2 )从导通变化为 关断时的空载时间中，电抗器电流IL本来应该变为负值，但开关元件Trl、 Tr2都关断，所以不能流过负的电流，产生在值0停滞的现象(零电流停 滞状态)。在该零电流停滞状态下，由于电抗器电流IL为值O,所以下臂 电压Vo变得与电池电压Vb —致，平滑电容器42侧变为4氐于电压指令Vh* 的电压。在实施例中，虽然平滑电容器42的电压低于电压指令Vh、但其 程度较小，所以不对电压指令Vh-进行修正地使用。在状态2下为了抑制 平滑电容器42的电压超过电压指令VM而将电压指令VM向下方修正，但 在状态5下即使平滑电容器42的电压低于电压指令Vh*,也不将电压指令 VM向上方修正。这是因为，即使平滑电容器42的电压低于电压指令Vh、 也不会产生平滑电容器42的破损，所以不需要对电压指令VW向上方修正。另外，如果不将电压指令Vh+向上方修正，则马达MG1、 MG2的输 出扭矩出现稍微的下降，但其程度较低，并且这样的现象时间较短，所以 即使不将电压指令VhA向上方修正也不会产生较大的问题。
在状态6下，如图10所示，在将下臂(开关元件Tr2 )从导通变化为 关断时的空载时间中，电抗器电流IL本来应该变为正值，但开关元件Trl、 Tr2都关断，所以不能流过正的电流，产生在值0停滞的现象(零电流停 滞状态)。在该零电流停滞状态下，由于电抗器电流IL为值O,所以下臂 电压Vo在本来变为电容器电压Vh时变得与电池电压Vb —致，平滑电容 器42侧变为低于电压指令V1^的电压。在实施例中，此时也与状态5同样 地，不会产生平滑电容器42的破损，所以不将电压指令VM向上方修正。
在状态7下，如图ll所示，下臂电压Vo与上臂(开关元件Trl)与 下臂(开关元件Tr2)的开关相对应地在电容电压Vh与值0之间反复。
从上面的说明可以得知，在图3所例示的周期性零电流停滞标志设定 处理中，通过电池电压Vb与下臂电压Vo —致的次数即计数器C变为大 于等于阈值Cref来判定到达状态2，从而向周期性零电流停滞标志F0设 定值1,在从到达状态2而向周期性零电流停滞标志F0设定值1开始经过 了作为通过状态2和状态3所需要的时间而预先i殳定的时间时，向周期性 零电流停滞标志F0设置值0。另外，在图2所例示的电压指令调整例程中， 在周期性零电流停滞标志F0为1时，为了抑制由平滑电容器42的过剩电 压引起的破损、马达MG1、 MG2的输出过多，将电压指令VI^向下方仅 f^正预定电压AV。
根据上面说明的实施例的电源装置20，在以开关元件Trl、 Tr2的开 关周期产生在空载时间中流经线圏32的电流(电抗器电流)IL在值0停 滞的现象(零电流停滞状态)时，判定为已到达周期性零电流停滞状态而 将电压指令Vh+向下方仅修正预定电压厶V，所述空载时间是在将开关元 件Trl (上臂)从导通变化为关断之后不久将开关元件Trl、 Tr2都关断的 时间，所以能够抑制在周期性零电流停滞状态时平滑电容器42侧的电压在 未预料的情况下变得比电压指令VM高，能够抑制平滑电容器42由于过剩电压而破损，或者从马达MG1、 MG2输出过剩的扭矩。而且，由于仅通 过将开关元件Trl (上臂)从导通变化为关断后不久的空载时间时的零电 流停滞状态而判定周期性零电流停滞状态，所以能够仅在需要的时候将电 压指令VM向下方修正。
在实施例的电源装置20中，在判定为电池电压Vb与下臂电压Vo多 次一致时判定为周期性零电流停滞状态，但也可以在判定为经过多次电容 器电压Vh与下臂电压Vo不一致且下臂电压Vo不为值0时判定为周期性 零电流停滞状态。此时，也可以代替图3的周期性零电流停滞标志设定处 理而执行图12的周期性零电流停滞标志设定处理。即，也可以通过电容器 电压Vh与下臂电压Vo的差的绝对值是否比正值的阈值Vrefl大的判定进 行电容器电压Vh与下臂电压Vo不一致的判定(步骤S222 ),通过下臂
不为值O的判定。
在实施例的电源装置20中，在判定为电池电压Vb与下臂电压Vo多 次一致时判定为周期性零电流停滞状态，但也可以在判定为流经线圈32 的电流(电抗器电流)多次变为值O时判定为周期性零电流停滞状态。此 时，可以如图13的变形例的电源装置20B所例示，构成为相对于线圏32 串联安装电流传感器26而将传感器值输入至电子控制单元50的未图示的 输入端口 ，代替图3的周期性零电流停滞标志设定处理而执行图14例示的 周期性零电流停滞标志^没定处理。在周期性零电流停滞标志*没定处理中， 代替电池电压Vb、下臂电压Vo的输入而输入来自电流传感器26的电抗 器电流IL (步骤S200B),代替电池电压Vb与下臂电压Vo的差与阈值 Vref的比较而进行电抗器电流IL是否为值0的判定(步骤S220B )。零 电流停滞状态是电抗器电流IL在值0停滞的状态，所以能够直接使用电抗 器电流IL进行判定。
在实施例的电源装置20中，仅通过将开关元件Trl (上臂)从导通变 化为关断后不久的空载时间时的零电流停滞状态判定周期性零电流停滞状 态，然后将电压指令VM向下方修正，但也可以不仅通过将开关元件Trl(上臂)从导通变化为关断后不久的空载时间时的零电流停滞状态，还通
过将开关元件Tr2 (下臂)从导通变化为关断后不久的空载时间时的零电 流停滞状态判定周期性零电流停滞状态，然后将电压指令VM向下方修正。 此时，在将开关元件Tr2 (下臂)从导通变化为关断后不久的空载时间时 的零电流停滞状态时的周期性零电流停滞状态下，对电压指令Vhw进^f亍不 必要的下方4奮正，马达MG1、 MG2的输出扭矩稍稍下降，但其程度较低 且这样的现象时间较短，所以不会产生较大的问题。
在实施例的电源装置20中，仅通过将开关元件Trl (上臂)从导通变 化为关断后不久的空载时间时的零电流停滞状态判定周期性零电流停滞状 态，然后将电压指令VM向下方修正，但也可以通过将开关元件Tr2 (下 臂)从导通变化为关断后不久的空载时间时的零电流停滞状态判定周期性 零电流停滞状态，然后将电压指令Vh"向上方修正。这样一来，能够抑制 由将开关元件Tr2 (下臂)从导通变化为关断后不久的空载时间时的零电 流停滞状态引起的周期性零电流停滞状态下的马达MG1、 MG2的输出扭 矩的少许的下降。
在实施例的电源装置20中，对于经由逆变器ll、 12连接在两个马达 MG1、 MG2上的例子进行了说明，但也可以设为连接在一个马达上，也 可以设为连接在三个以上的马达上。另外，作为连接方，并不局限于马达、 发电机，可以是消耗电力的任何设备、发电或者再生电力的任何设备。
在实施例的电源装置20中，通过软件判定将开关元件Trl (上臂)从
流停滞状态，然后将电压指令VM向下方修正，但也可以通过硬件判定将 开关元件Trl (上臂)从导通变化为关断后不久的空载时间时的零电流停 滞状态并判定周期性零电流停滞状态，然后将电压指令Vh+向下方修正。
以上，使用实施例对用于实施本发明的最佳方式进行了说明，但当然 本发明并不局限于这样的实施例，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够 以各种形态实施。
本发明能够利用于电源装置的制造产业等中。
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权利要求
1. 一种电源装置，该电源装置与电气设备进行电力的交换，具备直流电源；升压转换器，其具有从所述直流电源看与所述电气设备串联连接的第一开关元件、与所述第一开关元件串联连接并且从所述直流电源看与所述电气设备并联连接的第二开关元件、和连接所述第一开关元件和所述第二开关元件的中间点与所述直流电源的输出端子的电抗器，能够通过以预定的周期调整两开关元件的导通时间而将所述直流电源的电压进行升压而供给至所述电气设备；电压平滑单元，其从所述升压转换器看与所述电气设备并联连接，使作用于所述电气设备的电压平滑；检测周期性零电流停滞状态的零电流停滞状态检测单元，所说的周期性零电流停滞状态为流经所述电抗器的电流即电抗器电流在值0停滞的零电流停滞状态以所述预定的周期发生；和控制单元，其基于作用于所述电气设备的电压的目标值即电压指令与由所述零电流停滞状态检测单元检测出的周期性零电流停滞状态来控制所述升压转换器。
2. 如权利要求l所述的电源装置，其中，所述零电流停滞状态检测 单元，具有检测所述直流电源的电压即电源电压的电源电压检测单元和检 测所述第二开关元件的端子间电压即第二开关电压的第二开关电压检测单 元，将所述检测出的电源电压与所述检测出的第二开关电压的差成为预定 电压以下时作为所述零电流停滞状态而检测出所述周期性零电流停滞状 态。
3. 如权利要求2所述的电源装置，其中，所述零电流停滞状态检测 单元，在多次发生了所述零电流停滞状态时检测出所述周期性零电流停滞 状态。
4. 如权利要求l所迷的电源装置，其中，所述零电流停滞状态检测单元，具有检测所述电压平滑单元的端子间电压即平滑端子间电压的平滑 端子间电压检测单元和检测所述第二开关元件的端子间电压即第二开关电 压的第二开关电压检测单元，将以所述预定的周期、所迷检测出的平滑端 子间电压与所述检测出的第二开关电压的差成为第 一预定电压以上并且所 述检测出的第二开关电压成为第二预定电压以上时作为所#电流停滞状 态而检测出所述周期性零电流停滞状态。
5. 如权利要求4所述的电源装置，其中，所述零电流停滞状态检测 单元，在多次发生了所述零电流停滞状态时检测出所述周期性零电流停滞 状态。
6. 如权利要求l所述的电源装置，其中，所述零电流停滞状态检测 单元，具有检测所述电抗器电流的电抗器电流检测单元，将以所述预定的 周期、所述检测出的电抗器电流成为值O时作为所述零电流停滞状态而检 测出所述周期性零电流停滞状态。
7. 如权利要求6所述的电源装置，其中，所述零电流停滞状态检测 单元，在多次发生了所述零电流停滞状态时检测出所述周期性零电流停滞 状态。
8. 如权利要求l所述的电源装置，其中，所述控制单元，在由所述 零电流停滞状态检测单元没有检测出周期性零电流停滞状态时基于所述电 压指令控制所述升压转换器，在由所述零电流停滞状态检测单元检测出周 期性零电流停滞状态时基于进行使所述电压指令下降的补正后所得的补正 后电压指令控制所述升压转换器。
9. 如权利要求8所述的电源装置，其中，所述控制单元，判定所述 电抗器电流的极性变化的方向并且基于该判定的极性变化的方向控制所述 升压转换器。
10. 如权利要求9所述的电源装置，其中，所述控制单元，基于所述 第一开关元件与所述第二开关元件的工作状态判定极性变化的方向。
11. 如权利要求10所述的电源装置，其中，所述控制单元，在由于 在使所述第一开关元件从导通状态变化为关断状态后不久的、该第一开关元件与所迷第二开关元件都成为关断状态的空载时间中发生了所^J:电流 停滞状态而由所迷零电流停滞状态检测单元检测出周期性零电流停滞状态 时，判定为所述电抗器电流已由从所述直流电源放电的电流极性变化成了 向所述直流电源充电的电流；在由于在使所述第二开关元件从导通状态变 化为关断状态后不久的空载时间中发生了所述零电流停滞状态而由所述零 电流停滞状态检测单元检测出周期性零电流停滞状态时，判定为所述电抗 器电流已由向所迷直流电源充电的电流极性变化为从所述直流电源放电的 电流。
12. 如权利要求9所述的电源装置，其中，所述控制单元，在判定为 所述电抗器电流已由从所述直流电源放电的电流极性变化成了向所述直流 电源充电的电流时，基于所述补正后电压指令控制所述升压转换器；在判 定为所述电抗器电流已由向所述直流电源充电的电流极性变化成了从所述 直流电源放电的电流时，即使检测出所述周期性零电流停滞状态，也基于 所述电压指令控制所述升压转换器。
13. 如权利要求l所述的电源装置，其中，所述控制单元，在由于在 4吏所述第一开关元件从导通状态变化为关断状态后不久的、该第一开关元 件与所述第二开关元件都成为关断状态的空载时间中发生了所述零电流停 滞状态而由所述零电流停滞状态检测单元检测出周期性零电流停滞状态的 特定零电流停滞状态时，基于进行了使所述电压指令下降的补正后所得的 补正后电压指令控制所述升压转换器；在不是所迷特定零电流停滞状态时， 基于所述电压指令控制所述升压转换器。
14. 一种电源装置的控制方法，所述电源装置具备直流电源；升压 转换器，其具有从所述直流电源看与所述电气设备串联连接的第一开关元 件、与所述第一开关元件串联连接并且从所述直流电源看与所述电气设备 并联连接的第二开关元件、和连接所述第 一开关元件和所述第二开关元件 的中间点与所迷直流电源的输出端子的电抗器，能够通过以预定的周期调 整两开关元件的导通时间而将所述直流电源的电压进行升压而供给至所述 电气设备；和电压平滑单元，其从所述升压转换器看与所述电气设备并联连接，使作用于所述电气设备的电压平滑；其中，(a)判定是否处于周期性零电流停滞状态，该周期性零电流停滞状态 为流经所述电抗器的电流即电抗器电流在值0停滞的零电流停滞状态以所 述预定的周期发生的状态；(b )在判定为不处于周期性零电流停滞状态时基于作用于所述电气i殳 备的电压的目标值即电压指令控制所述升压转换器，在判定为处于周期性 零电流停滞状态时基于进行了使所述电压指令下降的补正后所得的补正后 电压指令控制所述升压转换器。
15.如权利要求14所述的电源装置的控制方法，其中，所述步骤(b )， 在由于在使所述第一开关元件从导通状态变化为关断状态后不久的、该第 一开关元件与所迷第二开关元件都成为关断状态的空载时间中发生了所述 零电流停滞状态而判定为处于所述周期性零电流停滞状态时，基于所述补 正后电压指令控制所述升压转换器；在由于在使所述第二开关元件从导通 状态变化为关断状态后不久的空载时间中发生了所述零电流停滞状态而判 定为处于所述周期性零电流停滞状态时，即^f吏处于所述周期性零电流停滞 状态，也基于所述电压指令控制所述升压转换器。
全文摘要
当在空载时间中流经线圈32的电流(电抗器电流)在值0停滞的现象以开关元件Tr1、Tr2开关的周期发生时，判定为到达了周期性零电流停滞状态而将平滑电容器42侧的电压指令向下方仅修正预定电压，所述空载时间为在使开关元件Tr1(上臂)从导通变化为关断后不久、开关元件Tr1、Tr2都关断的时间。由此，能够抑制在周期性零电流停滞状态时平滑电容器42侧的电压在未预期的情况下变得比电压指令高，能够抑制平滑电容器42由于过剩电压而破损，或者从马达MG1、MG2输出过剩的扭矩。
文档编号H02M3/155GK101454964SQ200780019608
公开日2009年6月10日 申请日期2007年5月22日 优先权日2006年6月1日
发明者中井英雄, 冈村贤树, 大谷裕树, 松原清隆, 田村俊吾 申请人:丰田自动车株式会社