(57)【要約】【課題】負荷が多大な電力を必要としている場合や、多大な回生電力が生じている場合に、昇降圧コンバータを損傷することなく、負荷への十分な電力供給、及び負荷からの十分な回生電力の回収を行うことのできる昇降圧コンバータの駆動制御装置及び駆動制御方法を提供することを課題とする。【解決手段】負荷と昇降圧コンバータとの間のＤＣバスの電圧値が目標電圧値に追従するように、昇降圧コンバータを駆動する主制御部と、昇降圧コンバータに通流する電流を検出する電流検出部とを含み、主制御部は、電流検出部によって検出される電流値が第１閾値を超えると、昇降圧コンバータの駆動を停止させ、電流検出部によって検出される電流値が第１閾値よりも低い第２閾値まで低下すると、昇降圧コンバータの駆動を再開させ、電流検出部によって検出される電流値が第１閾値を超えた回数が所定回数以上になると、昇降圧コンバータに異常が発生したと判定する。【選択図】図１
2010063244.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電器と、力行運転及び回生運転の双方を行う負荷との間に接続される昇降圧コンバータの駆動制御装置であって、
前記負荷と前記昇降圧コンバータとの間のＤＣバスの電圧値が目標電圧値に追従するように、前記昇降圧コンバータを駆動する主制御部と、
前記昇降圧コンバータに通流する電流を検出する電流検出部と
を含み、
前記主制御部は、前記電流検出部によって検出される電流値が第１閾値を超えると、前記昇降圧コンバータの駆動を停止させ、前記電流検出部によって検出される電流値が前記第１閾値よりも低い第２閾値まで低下すると、前記昇降圧コンバータの駆動を再開させ、前記電流検出部によって検出される電流値が第１閾値を超えた回数が所定回数以上になると、過電流による異常が発生したと判定する、昇降圧コンバータの駆動制御装置。
【請求項２】
前記電流検出部によって検出される電流値が第１閾値を超えた回数を積算するカウンタをさらに含み、
前記主制御部は、所定時間にわたって前記カウンタがインクリメントされない場合は、前記カウンタの積算値をリセットする、請求項１に記載の昇降圧コンバータの駆動制御装置。
【請求項３】
蓄電器と、力行運転及び回生運転の双方を行う負荷との間に接続される昇降圧コンバータの駆動制御装置であって、
前記負荷と前記昇降圧コンバータとの間のＤＣバスの電圧値が目標電圧値に追従するように、前記昇降圧コンバータを駆動する主制御部と、
前記昇降圧コンバータに通流する電流を検出する電流検出部と
を含み、
前記主制御部は、前記電流検出部によって検出される電流値が第１閾値を超えると、前記昇降圧コンバータの駆動を停止させ、前記電流検出部によって検出される電流値が前記第１閾値よりも低い第２閾値まで低下すると、前記昇降圧コンバータの駆動を再開させ、前記昇降圧コンバータの駆動を再開させてから、前記電流検出部によって検出される電流値が再び第１閾値を超えるまでの経過時間が所定時間以下である場合に、過電流による異常が発生したと判定する、昇降圧コンバータの駆動制御装置。
【請求項４】
前記主制御部は、前記過電流による異常が発生したと判定すると、前記昇降圧コンバータを停止させ、駆動の再開を許可しない、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の昇降圧コンバータの駆動制御装置。
【請求項５】
前記主制御部は、前記電流検出部によって検出される電流値が第１閾値を超えた場合に、前記昇降圧コンバータが前記異常よりもレベルの軽い軽異常であると判定する、請求項１乃至４のいずれかに記載の昇降圧コンバータの駆動制御装置。
【請求項６】
蓄電器と、力行運転及び回生運転の双方を行う負荷との間に接続される昇降圧コンバータの駆動制御方法であって、
前記電流検出部によって検出される電流値が第１閾値を超えると、前記昇降圧コンバータの駆動を停止させる第１工程と、
前記第１工程によって前記電流検出部によって検出される電流値が前記第１閾値よりも低い第２閾値まで低下すると、前記昇降圧コンバータの駆動を再開させる第２工程と、
前記電流検出部によって検出される電流値が第１閾値を超えた回数が所定回数以上になると、前記昇降圧コンバータに異常が発生したと判定する第３工程と
を含む、昇降圧コンバータの駆動制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、昇圧用スイッチング素子及び降圧用スイッチング素子を有し、負荷への電力供給の制御と、負荷より得られる回生電力の蓄電器への供給の制御とを行う昇降圧コンバータの駆動制御装置及び駆動制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、一般的な昇降圧コンバータでは、負荷と昇降圧コンバータとの間のＤＣバスの電圧値が目標値になるように、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を用いて昇圧用スイッチング素子と降圧用スイッチング素子の駆動制御を行っている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−１７６５６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、負荷への供給電力が大きくなった場合や、負荷からの回生電力が大きくなった場合には、昇降圧コンバータに過大な電流が通流することがある。このような過大な電流は、昇降圧コンバータの内部素子（例えば、リアクトルやＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等）の損傷に繋がるため、過電流が生じた場合には昇降圧コンバータを停止する（オフにする）ことが一般的に行われている。
【０００４】
しかしながら、負荷が多大な電力を必要としている場合や、多大な回生電力が生じている場合に、過電流が発生すると昇降圧コンバータが停止されてしまい、負荷への電力供給を十分に行うことができなくなる、あるいは、負荷からの回生電力を蓄電器で十分に回収できなくなる可能性が生じるという課題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、負荷が多大な電力を必要としている場合や、多大な回生電力が生じている場合に、昇降圧コンバータを損傷することなく、負荷への十分な電力供給、及び負荷からの十分な回生電力の回収を行うことのできる昇降圧コンバータの駆動制御装置及び駆動制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一局面の昇降圧コンバータの駆動制御装置は、蓄電器と、力行運転及び回生運転の双方を行う負荷との間に接続される昇降圧コンバータの駆動制御装置であって、前記負荷と前記昇降圧コンバータとの間のＤＣバスの電圧値が目標電圧値に追従するように、前記昇降圧コンバータを駆動する主制御部と、前記昇降圧コンバータに通流する電流を検出する電流検出部とを含み、前記主制御部は、前記電流検出部によって検出される電流値が第１閾値を超えると、前記昇降圧コンバータの駆動を停止させ、前記電流検出部によって検出される電流値が前記第１閾値よりも低い第２閾値まで低下すると、前記昇降圧コンバータの駆動を再開させ、前記電流検出部によって検出される電流値が第１閾値を超えた回数が所定回数以上になると、過電流による異常が発生したと判定する。
【０００７】
また、前記電流検出部によって検出される電流値が第１閾値を超えた回数を積算するカウンタをさらに含み、前記主制御部は、所定時間にわたって前記カウンタがインクリメントされない場合は、前記カウンタの積算値をリセットしてもよい。
【０００８】
本発明の他の局面の昇降圧コンバータの駆動制御装置は、蓄電器と、力行運転及び回生運転の双方を行う負荷との間に接続される昇降圧コンバータの駆動制御装置であって、前記負荷と前記昇降圧コンバータとの間のＤＣバスの電圧値が目標電圧値に追従するように、前記昇降圧コンバータを駆動する主制御部と、前記昇降圧コンバータに通流する電流を検出する電流検出部とを含み、前記主制御部は、前記電流検出部によって検出される電流値が第１閾値を超えると、前記昇降圧コンバータの駆動を停止させ、前記電流検出部によって検出される電流値が前記第１閾値よりも低い第２閾値まで低下すると、前記昇降圧コンバータの駆動を再開させ、前記昇降圧コンバータの駆動を再開させてから、前記電流検出部によって検出される電流値が再び第１閾値を超えるまでの経過時間が所定時間以下である場合に、過電流による異常が発生したと判定する。
【０００９】
また、主制御部は、前記過電流による異常が発生したと判定すると、前記昇降圧コンバータを停止させ、駆動の再開を許可しないようにしてもよい。
【００１０】
また、前記主制御部は、前記電流検出部によって検出される電流値が第１閾値を超えた場合に、前記昇降圧コンバータが前記異常よりもレベルの軽い軽異常であると判定してもよい。
【００１１】
本発明の一局面の昇降圧コンバータの駆動制御方法は、蓄電器と、力行運転及び回生運転の双方を行う負荷との間に接続される昇降圧コンバータの駆動制御方法であって、前記電流検出部によって検出される電流値が第１閾値を超えると、前記昇降圧コンバータの駆動を停止させる第１工程と、前記第１工程によって前記電流検出部によって検出される電流値が前記第１閾値よりも低い第２閾値まで低下すると、前記昇降圧コンバータの駆動を再開させる第２工程と、前記電流検出部によって検出される電流値が第１閾値を超えた回数が所定回数以上になると、前記昇降圧コンバータに異常が発生したと判定する第３工程とを含む。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、負荷が多大な電力を必要としている場合や、多大な回生電力が生じている場合に、昇降圧コンバータを損傷することなく、負荷への十分な電力供給、及び負荷からの十分な回生電力の回収を行うことのできる昇降圧コンバータの駆動制御装置及び駆動制御方法を提供できるという特有の効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の昇降圧コンバータの駆動制御装置及び駆動制御方法を適用した実施の形態について説明する。
【００１４】
図１は、本実施の形態の昇降圧コンバータの回路構成を概略的に示す図である。この昇降圧コンバータ１０は、リアクトル１１、昇圧用ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）１２Ａ、降圧用ＩＧＢＴ１２Ｂ、蓄電器としてのバッテリ１３を接続するための電源接続端子１４、モータ１５を接続するための出力端子１６、一対の出力端子１６に並列に挿入される平滑用のコンデンサ１７、及び電流検出部としてのリアクトル電流検出部１８を備える。
【００１５】
また、電源接続端子１４及び出力端子１６には、電源電圧及び出力電圧を検出する電圧検出部１４Ａ及び１６Ａがそれぞれ配設されており、コンバータ１０の出力端子１６とモータ１５との間は、ＤＣバス１９によって接続される。
【００１６】
昇圧用ＩＧＢＴ１２Ａ及び降圧用ＩＧＢＴ１２Ｂの駆動制御は、主制御部としてのコントローラ２０によって行われる。コントローラ２０は、電圧検出部１４Ａ及び１６Ａで検出される電源電圧及び出力電圧と、リアクトル電流検出部１８で検出される電流値とに基づき、昇圧用ＩＧＢＴ１２Ａ及び降圧用ＩＧＢＴ１２Ｂの駆動制御を行い、ＤＣバス１９の電圧値の昇降圧制御を実行する演算処理装置である。
【００１７】
リアクトル１１は、一端が昇圧用ＩＧＢＴ１２Ａ及び降圧用ＩＧＢＴ１２Ｂの中間点に接続されるとともに、他端が電源接続端子１４に接続されており、昇圧用ＩＧＢＴ１２Ａのオン／オフに伴って生じる誘導起電力をＤＣバス９に供給するために設けられている。
【００１８】
昇圧用ＩＧＢＴ１２Ａ及び降圧用ＩＧＢＴ１２Ｂは、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）をゲート部に組み込んだバイポーラトランジスタで構成され、大電力の高速スイッチングが可能な半導体素子である。昇圧用ＩＧＢＴ１２Ａ及び降圧用ＩＧＢＴ１２Ｂは、後述する昇降圧コンバータの駆動制御装置からゲート端子にＰＷＭ（Pulse Width Modulation）電圧が印加されることによって駆動される。昇圧用ＩＧＢＴ１２Ａ及び降圧用ＩＧＢＴ１２Ｂには、整流素子であるダイオード１２ａ及び１２ｂが並列接続される。
【００１９】
バッテリ１３は、昇降圧コンバータ１０を介してＤＣバス１９との間で電力の授受を行えるように、充放電可能な蓄電器であればよい。なお、図１には、蓄電器としてバッテリ１３を示すが、バッテリ１３の代わりに、コンデンサ、充放電可能な二次電池、又は、電力の授受が可能なその他の形態の電源を蓄電器として用いてもよい。
【００２０】
電源接続端子１４及び出力端子１６は、バッテリ１３及びモータ１５が接続可能な端子であればよい。また、一対の電源接続端子１４の間に配設される電圧検出部１４Ａは、バッテリ１３の電圧値(vbat_det)を検出し、一対の出力端子１６の間に配設される電圧検出部１６Ａは、ＤＣバス１９の電圧（以下、ＤＣバス電圧：vdc_det）を検出する。
【００２１】
出力端子１６に接続される負荷であるモータ１５は、力行運転及び回生運転の両方が可能な電動機であればよく、例えば、磁石がロータ内部に埋め込まれたＩＰＭ(Interior Permanent Magnetic)モータで構成することができる。図１には、直流駆動用のモータ１５を示すが、インバータを介して交流駆動されるモータであってもよい。
【００２２】
平滑用のコンデンサ１７は、一対の出力端子１６の間に電圧検出部１６Ａと並列に挿入され、出力電圧を平滑化できる蓄電素子であればよい。
【００２３】
リアクトル電流検出部１８は、リアクトル１１に通流する電流の値を検出可能な検出手段であればよく、電流検出用の抵抗器を含む。このリアクトル電流検出部１８は、バッテリ１３に通流する電流値(ibat_det)を検出する。検出された電流値は、コントローラ２０に入力される。なお、バッテリ電流値(ibat_det)は、バッテリ１３からＤＣバス１９へ流れる方向を正とする。
【００２４】
コントローラ２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、及びＲＯＭ（Read Only Memory）等を備える演算処理装置であり、上述のように、電圧検出部１４Ａ及び１６Ａで検出される電源電圧及び出力電圧と、リアクトル電流検出部１８で検出される電流値とに基づき、昇圧用ＩＧＢＴ１２Ａ及び降圧用ＩＧＢＴ１２Ｂの駆動制御を行い、ＤＣバス１９の電圧値の昇降圧制御を実行する。このコントローラ２０は、昇降圧制御の他に、図２乃至４に示す後述の処理を実行する。
【００２５】
「昇降圧動作」
このような昇降圧コンバータ１０において、ＤＣバス１９を昇圧する際には、昇圧用ＩＧＢＴ１２Ａのゲート端子にＰＷＭ電圧を印加し、降圧用ＩＧＢＴ１２Ｂに並列に接続されたダイオード１２ｂを介して、昇圧用ＩＧＢＴ１２Ａのオン／オフに伴ってリアクトル１１に発生する誘導起電力をＤＣバス１９に供給する。これにより、リアクトル１１には正方向の電流が通流し、ＤＣバス１９が昇圧される。
【００２６】
また、ＤＣバス１９を降圧する際には、降圧用ＩＧＢＴ１２Ｂのゲート端子にＰＷＭ電圧を印加し、降圧用ＩＧＢＴ１２Ｂを介して、モータ１５によって発生される回生電力をＤＣバス１９からバッテリ１３に供給する。これにより、リアクトル１１には負方向の電流が通流し、ＤＣバス１９に蓄積された電力がバッテリ１３に充電され、ＤＣバス１９が降圧される。
【００２７】
実際のモータ１５の力行運転及び回生運転に際しては、力行運転に必要な電力はＤＣバス１９からモータ１５に供給されるとともに、回生運転によって得られる電力はモータ１５からＤＣバス１９に供給される。このため、ＤＣバス１９の電圧値は変動するが、ＤＣバス電圧値の目標値を用いた昇降圧制御により、ＤＣバス１９の電圧値はある一定の範囲内に収められる。
【００２８】
ここで、モータ１５が多大な電力を必要としている場合や、多大な回生電力が生じている場合には、昇降圧コンバータ１０に定格電流を超える過大な電流が通流することがある。このような過電流は、モータ１５の定格電流値が大きい場合には、特に発生しやすくなる。
【００２９】
このため、一般的に、過電流から昇降圧コンバータの内部素子（例えば、リアクトルやＩＧＢＴ等）を保護するために、過電流が生じた場合には昇降圧コンバータを停止する（オフにする）ことが行われている。
【００３０】
しかしながら、昇降圧コンバータ１０を停止させてしまうと、モータ１５に十分な電力供給を行うことができない、あるいは、モータ１５の回生電力を十分に回収できない場合が生じる。
【００３１】
ところで、昇降圧コンバータ１０は、瞬時であれば過電流を通流させてもリアクトル１１やＩＧＢＴ１２Ａ、１２Ｂ等は損傷を受けない。
【００３２】
そこで、本実施の形態の昇降圧コンバータの駆動制御装置では、モータ１５が多大な電力を必要としているときや、多大な回生電力が生じているときに過電流が発生している場合は、昇降圧コンバータを一旦停止させる。
【００３３】
そして、微小時間だけ停止させた後に昇降圧コンバータ１０の昇降圧制御を再開（再起動）させ、電流値が再び上昇して再度過電流となった場合には、昇降圧コンバータを再度一旦停止させる。さらに、この一旦停止の後に昇降圧コンバータ１０を再起動する。
【００３４】
このように、過電流が発生した場合に昇降圧コンバータ１０を一旦停止させ、微小時間の後に再起動させると、瞬時の過電流を許容することになるが、上述のように、瞬時であれば過電流によってリアクトル１１やＩＧＢＴ１２Ａ、１２Ｂ等に損傷を与えることはない。
【００３５】
本実施の形態の昇降圧コンバータの駆動制御装置では、このような瞬時の過電流の許容を繰り返すことにより、大電力の供給又は回収を可能とする。本実施の形態では、瞬時の過電流は軽異常と判定し、所定回数未満であれば、瞬時の過電流を許容して大電力の供給又は回収を行う。
【００３６】
また、昇降圧コンバータ１０の再起動が所定回数以上繰り返し行われた場合には、瞬時の過電流が所定回数以上繰り返し許容されることになるため、比較的短時間の間に瞬時の過電流が多数回許容され、過電流によって昇降圧コンバータ１０が受ける負担が大きくなる。
【００３７】
そこで、このような場合には、昇降圧コンバータ１０を損傷から保護するために、過電流による重異常が発生していると判定し、昇降圧コンバータ１０を完全に停止させ、再起動を許可しない状態とする。
【００３８】
以上より、モータ１５が多大な電力を必要としている場合や、多大な回生電力が生じている場合に過電流が生じても、直ちに昇降圧コンバータ１０を完全に停止させずに大電力の供給又は回収が可能となり、かつ、過電流によって昇降圧コンバータ１０が受ける負担が大きくなった場合には、昇降圧コンバータ１０の損傷を予防できるので、モータ１５の効率的な駆動の確保と安全性の確保を両立できる。以下、図２及び図４を用いて、その詳細を説明する。
【００３９】
図２は、本実施の形態の昇降圧コンバータの駆動制御装置によって実行される駆動制御処理を昇降圧コンバータの動作とともに示す動作例を示す図であり、（ａ）はリアクトル電流検出部１８によって検出される電流値、（ｂ）は昇降圧コンバータ１０の起動状態、（ｃ）はリトライ回数、（ｄ）は警報状態を示す図である。これらはすべて同一の時間軸上における時間変化特性として示してある。
【００４０】
図２（ａ）に示すように、リアクトル電流検出部１８によって検出される電流値には、過電流判定値とリトライ開始電流値が設定されている。
【００４１】
過電流判定値は、リアクトル１１に通流する電流が過電流であるか否かを判定するための閾値（第１閾値）であり、例えば、昇降圧コンバータ１０の最大電流値に設定される。リアクトル電流検出部１８によって検出される電流値が過電流判定値を超えると、コントローラ２０は、昇降圧コンバータ１０を停止させる。
【００４２】
また、リトライ開始電流値は、リアクトル電流検出部１８によって検出される電流値が過電流判定値を超えて、コントローラ２０によって昇降圧コンバータ１０が停止させられた後に、コントローラ２０によって昇降圧コンバータ１０の昇降圧制御を再開（昇降圧コンバータ１０を再起動）するか否かを判定するための閾値（第２閾値）である。昇降圧コンバータ１０が停止させられた後に、リアクトル電流検出部１８によって検出される電流値がリトライ開始電流値まで低下すると、昇降圧コンバータ１０が再起動される。この第２閾値としてのリトライ開始電流値は、第１閾値としての過電流判定値よりも低い閾値であり、例えば、定格電流値に設定される。
【００４３】
図２（ｂ）の起動状態は、昇降圧コンバータ１０の昇降圧制御がオン（ＯＮ）又はオフ（ＯＦＦ）のいずれであるかを表している。リアクトル電流検出部１８によって検出される電流値が過電流判定値を超えると、コントローラ２０によって昇降圧コンバータ１０はオフにされ、電流値がリトライ開始電流値まで低下するとコントローラ２０によって昇降圧コンバータが再起動され、オンとなる。
【００４４】
図２（ｃ）のリトライ回数は、コントローラ２０によって昇降圧コンバータ１０の昇降圧制御の再起動が行われた回数を表す。このリトライ回数の積算は、コントローラ２０のカウンタとしての機能によって実行される。ここで、コントローラ２０は、昇降圧コンバータの動作時間がリトライリセット時間に達したか否かによって、積算回数をインクリメントするか、リセットするかを判定する。具体的には、コントローラ２０は、動作時間がリトライリセット時間に到達しない場合は、積算値をインクリメントし、動作時間がリトライリセット時間に到達した場合は、積算値をリセットする。
【００４５】
ここで、「動作時間」とは、昇降圧コンバータ１０が継続的に動作させられている時間をいう。すなわち、昇降圧コンバータ１０が再起動される場合には、再起動されてから再び停止されるまでの動作時間を表す。
【００４６】
これは、図２（ｃ）では、リアクトル電流検出部１８によって検出される電流値が過電流判定値を超えて、コントローラ２０によって昇降圧コンバータ１０が停止させられた後に、リアクトル電流検出部１８によって検出される電流値がリトライ開始電流値まで低下して昇降圧コンバータ１０が再起動されてから、再度電流値が過電流判定値を超えて、昇降圧コンバータ１０が停止させられるまでの時間となる。
【００４７】
また、「リトライリセット時間」とは、コントローラ２０の再起動の回数（リトライ回数）の積算値（積算回数）をリセットするか否かを判定するための閾値である。
【００４８】
本実施の形態の昇降圧コンバータの駆動制御装置では、積算回数が所定回数（Ｎ回（Ｎは２以上の整数））に到達すると、過電流による異常が発生したと判定し、コントローラ２０が昇降圧コンバータ１０の再起動を許可せずに、完全に停止させる。
【００４９】
これは、積算回数は、動作時間がリトライリセット時間に到達せずに再起動が行われた回数を表しており、積算回数が多いことは、比較的短時間の間に瞬時の過電流が許可された回数が多いことを表すため、積算回数が所定回数（Ｎ回）に到達した場合には、昇降圧コンバータ１０が過電流によって受ける負担が大きい状況となっている。このため、昇降圧コンバータ１０の損傷を予防するために、昇降圧コンバータ１０の再起動を許可せずに、完全に停止させることとする。
【００５０】
一方、動作時間がリトライリセット時間を経過してから再起動が行われた場合は、前回の再起動から比較的長い時間が経過してから再起動が行われるため、瞬時の過電流の通流によって昇降圧コンバータ１０が受ける負荷は少なく損傷する可能性は低いため、完全停止するか否かを判定するための積算回数をリセットすることとしたものである。
【００５１】
このため、リトライリセット時間は、リトライリセット時間が経過した後に、比較的短い所定時間の間に、Ｎ−１回の瞬時の過電流が通流しても昇降圧コンバータ１０が損傷を受けない程度に、昇降圧コンバータ１０の駆動状態が復帰するのに十分な時間である必要がある。
【００５２】
図２（ｄ）の警報状態は、ワーニング又はアラームを発報しているか否かを表しており、ワーニング又はアラームが発報されているときには警報フラグが"１"に設定され、ワーニング又はアラームのいずれも発報されていないときには警報フラグが"０"に設定される。
【００５３】
ここで、ワーニングとは、過電流が検知されて昇降圧コンバータ１０が停止されたことがあるが、リトライ回数がＮ回に達していない場合にコントローラ２０が発報する軽異常による警報である。
【００５４】
また、アラームとは、昇降圧コンバータ１０のリトライ回数がＮ回に達した場合にコントローラ２０が発報する重異常による警報である。
【００５５】
すなわち、ワーニングは、アラームよりも異常の度合いが軽く、昇降圧コンバータ１０を即座に完全停止させる必要はない軽異常として扱われる。
【００５６】
なお、アラームは、ワーニングよりも発報度合いが強く設定されていればよく、例えば、ワーニングでは、モータ１５の操作盤に警告灯が点灯され、アラームでは、警告灯に加えて警報音が発報されるように構成することができる。
【００５７】
コントローラ２０は、昇降圧コンバータ１０のリトライ回数に基づいて軽異常又は重異常の発生を判定し、警報フラグの設定を行う。コントローラ２０は、ワーニング又はアラームが発報されているときには警報フラグを"１"に設定し、ワーニング又はアラームのいずれも発報されていないときには警報フラグを"０"に設定する。
【００５８】
ここで、図２（ａ）〜（ｄ）に示す動作をまとめて説明する。
【００５９】
時刻ｔ＝０で昇降圧コンバータ１０がオンにされ、コントローラ２０によって昇圧動作が行われると、リアクトル電流検出部１８によって正方向の電流値が検出される。
【００６０】
時刻ｔ＝ｔ１で電流値が過電流判定値を超えると、コントローラ２０によって昇降圧コンバータ１０がオフにされ（図２（ｂ）参照）、昇降圧制御が一旦停止される。昇降圧コンバータ１０がオフにされると、昇圧用ＩＧＢＴ１２Ａが駆動されないため、正方向の電流は徐々に減少し始める（図２（ａ）参照）。
【００６１】
また、時刻ｔ＝ｔ１で電流値が過電流判定値を超えて過電流が検出されることにより、図２（ｄ）に示す警報フラグは"１"に設定され、コントローラ２０によってワーニングが発報される。
【００６２】
次に、時刻ｔ＝ｔ２になると、リアクトル電流検出部１８によって検出される電流値がリトライ開始電流値まで低下するため（図２（ａ）参照）、コントローラ２０によって昇降圧コンバータ１０が再びオンにされる（図２（ｂ）参照）。このように昇降圧コンバータ１０が再起動されることにより、昇圧動作が再開され、リアクトル１１からＤＣバス１９へ電力の供給が行われるため、リアクトル電流検出部１８によって検出される電流値は再び上昇し始める（図２（ａ）参照）。
【００６３】
また、時刻ｔ＝ｔ２で昇降圧コンバータ１０が再起動されると、コントローラ２０はカウンタをインクリメントし、リトライ回数は"１"となる（図２（ｃ）参照）。
【００６４】
なお、コントローラ２０は、時刻ｔ＝ｔ２で昇降圧コンバータ１０を再起動すると、昇降圧コンバータ１０の動作時間の計測を開始する。
【００６５】
次に、時刻ｔ＝ｔ３になると、リアクトル電流検出部１８によって検出される電流値が再び過電流判定値を超えるため（図２（ａ）参照）、コントローラ２０は昇降圧コンバータ１０をオフにし（図２（ｂ）参照）、昇降圧制御が一旦停止される。オフにされると、昇圧動作が行われないため、リアクトル電流検出部１８によって検出される電流値は低下する（図２（ａ）参照）。
【００６６】
このとき、コントローラ２０によって計測される動作時間は、リトライリセット時間よりも短いため（図２（ｂ）参照）、コントローラ２０はカウンタをリセットすることなく処理を続行する。なお、警報フラグは"１"に保持される。
【００６７】
次に、時刻ｔ＝ｔ４になると、リアクトル電流検出部１８によって検出される電流値がリトライ開始電流値まで低下するので、コントローラ２０は、昇降圧コンバータ１０を再起動する（図２（ｂ）参照）。これにより、昇圧動作が再開され、電流値は再び上昇し始める（図２（ａ）参照）。
【００６８】
また、時刻ｔ＝ｔ４で昇降圧コンバータ１０が再起動されると、コントローラ２０はカウンタをインクリメントし、リトライ回数は"２"となる（図２（ｃ）参照）。
【００６９】
次に、時刻ｔ＝ｔ５になると、リアクトル電流検出部１８によって検出される電流値が再び過電流判定値を超えるため、コントローラ２０は昇降圧コンバータ１０をオフにし（図２（ｂ）参照）、昇降圧制御が一旦停止される。オフにされると、昇圧動作が行われないため、リアクトル電流検出部１８によって検出される電流値は低下する（図２（ａ）参照）。
【００７０】
このとき、コントローラ２０によって計測される動作時間は、リトライリセット時間よりも短いため（図２（ｂ）参照）、コントローラ２０はカウンタをリセットすることなく処理を続行する。なお、警報フラグは"１"に保持される。
【００７１】
次に、時刻ｔ＝ｔ６になると、リアクトル電流検出部１８によって検出される電流値がリトライ開始電流値まで低下するので、コントローラ２０は、昇降圧コンバータ１０を再起動する（図２（ｂ）参照）。これにより、昇圧動作が再開され、電流値は再び上昇し始める（図２（ａ）参照）。
【００７２】
また、時刻ｔ＝ｔ６で昇降圧コンバータ１０が再起動されると、コントローラ２０はカウンタをインクリメントし、リトライ回数は"３"となる（図２（ｃ）参照）。
【００７３】
この状態が繰り返し行われた結果、時刻ｔ＝ｔｋ（ｋは７以上の整数）になると、リアクトル電流検出部１８によって検出される電流値が再び過電流判定値を超えるため、コントローラ２０は昇降圧コンバータ１０をオフにし（図２（ｂ）参照）、昇降圧制御が一旦停止される。オフにされると、昇圧動作が行われないため、リアクトル電流検出部１８によって検出される電流値は低下する（図２（ａ）参照）。
【００７４】
このとき、コントローラ２０によって計測される動作時間は、リトライリセット時間よりも短いため（図２（ｂ）参照）、コントローラ２０はカウンタをリセットすることなく処理を続行する。なお、警報フラグは"１"に保持される。
【００７５】
次に、時刻ｔ＝ｔｋ＋１になると、リアクトル電流検出部１８によって検出される電流値がリトライ開始電流値まで低下するので、コントローラ２０は、昇降圧コンバータ１０を再起動する（図２（ｂ）参照）。これにより、昇圧動作が再開され、電流値は再び上昇し始める（図２（ａ）参照）。
【００７６】
また、時刻ｔ＝ｔｋ＋１で昇降圧コンバータ１０が再起動されると、コントローラ２０はカウンタをインクリメントし、リトライ回数は"Ｎ"となる（図２（ｃ）参照）。
【００７７】
このように、リトライ回数が予め定められた回数"Ｎ"になると、コントローラ２０は、昇降圧コンバータ１０を損傷から保護するために、昇降圧コンバータ１０を完全に停止させる。すなわち、コントローラ２０は、リアクトル電流検出部１８によって検出される電流値がリトライ開始電流値まで低下しても、昇降圧コンバータ１０の再起動を許可しない。
【００７８】
また、このとき、コントローラ２０は、リトライ回数が所定回数であるＮ回に到達したことによって過電流による重異常が発生したことを報知するために、アラームを発報する。
【００７９】
以上で、図２に示す動作例の動作が終了する。
【００８０】
図３は、本実施の形態の昇降圧コンバータの駆動制御装置によって実行される駆動制御処理を昇降圧コンバータの動作とともに示す他の動作例を示す図であり、（ａ）はリアクトル電流検出部１８によって検出される電流値、（ｂ）は昇降圧コンバータ１０の起動状態、（ｃ）はリトライ回数、（ｄ）は警報状態を示す図である。これらはすべて同一の時間軸上における時間変化特性として示してある。この図３は、リトライ回数がリセットされる点が図２に示す動作例と異なり、時刻ｔ＝ｔ６までは図２に示す動作例と同一である。このため、時刻ｔ＝０〜ｔ６の説明を省略する。
【００８１】
時刻ｔ＝ｔ６を経過し、リアクトル電流検出部１８によって検出される電流値は再び上昇し始める。
【００８２】
時刻ｔ＝ｔ７になると、動作時間が予め定められた回数"Ｎ"に到達する前にリトライリセット時間を超えるため、コントローラ２０は、リトライ回数を"０"にすべく、カウンタをリセットする。また、これに伴い、コントローラ２０は、警報フラグを"０"に設定し、ワーニングの発報を解除する。
【００８３】
時刻ｔ＝ｔ８になると、リアクトル電流検出部１８によって検出される電流値が過電流判定値を超えるため、コントローラ２０は昇降圧コンバータ１０をオフにする（図２（ｂ）参照）。オフにされると、昇圧動作が行われないため、リアクトル電流検出部１８によって検出される電流値は低下する（図２（ａ）参照）。
【００８４】
次に、時刻ｔ＝ｔ９になると、リアクトル電流検出部１８によって検出される電流値がリトライ開始電流値まで低下するので、コントローラ２０は、昇降圧コンバータ１０を再起動する（図２（ｂ）参照）。これにより、昇圧動作が再開され、電流値は再び上昇し始める（図２（ａ）参照）。
【００８５】
また、時刻ｔ＝ｔ９で昇降圧コンバータ１０が再起動されると、コントローラ２０はカウンタをインクリメントし、リトライ回数は"１"となる（図２（ｃ）参照）。
【００８６】
以上で、図３に示す動作が終了する。
【００８７】
なお、図２及び図３には、昇圧動作を行っている場合に過電流が発生した場合について説明したが、降圧動作を行っている場合に過電流が発生する場合の処理内容は、電流値の符号が異なるだけで、昇圧動作を行っている場合の処理内容と同一である。このため、降圧動作時の動作例についての説明を省略する。
【００８８】
図４は、本実施の形態の昇降圧コンバータの駆動制御装置によって実行される駆動制御処理の処理手順を示す図である。この駆動制御処理は、コントローラ２０によって実行される処理であり、図２及び図３に示した動作例を一般化し、他の処理パターンも網羅したものである。なお、図４に示す処理は、例えば、１０ミリ秒毎に繰り返し実行される処理である。このため、リトライ回数の閾値となるＮ回は、例えば、数回程度になりうる。
【００８９】
コントローラ２０は、駆動制御処理を開始すると、まず、昇降圧コンバータ１０をオンにする（ステップＳ１）。昇降圧制御を開始するためである。
【００９０】
次いで、コントローラ２０は、昇降圧コンバータ１０の動作時間の計測の開始、及び、リアクトル電流検出部１８によって検出される電流値の監視を開始する（ステップＳ２）。動作時間とリトライリセット時間との比較、及び、検出される電流値と過電流判定値との比較を行うためである。
【００９１】
さらに、コントローラ２０は、動作時間を計測し続ける（ステップＳ３）。
【００９２】
次いで、コントローラ２０は、リアクトル電流検出部１８によって検出される電流値が過電流判定値を超えたか否かを判定する（ステップＳ４）。過電流が発生した場合には昇降圧コンバータ１０を損傷から保護するために直ちに停止させる必要があるからである。
【００９３】
コントローラ２０は、電流値が過電流判定値を超えたと判定した場合には（ステップＳ４でＹｅｓ）、直ちに昇降圧コンバータ１０を停止させる（ステップＳ５）。このステップＳ５は、本実施の形態の昇降圧コンバータの駆動制御方法における第１工程として行われる処理であり、昇降圧コンバータ１０の損傷を予防するために実行される。
【００９４】
次いで、コントローラ２０は、ワーニングが発報されているか否かを判定する（ステップＳ６）。軽異常としてのワーニングが発報されていない場合は、初めて過電流が発生した場合であるため、この状態を報知するためにワーニングを発報する必要があるか否か判定するためである。
【００９５】
コントローラ２０は、ワーニングが発報されていると判定した場合は（ステップＳ６でＹｅｓ）、動作時間がリトライリセット時間に達しているか否かを判定する（ステップＳ７）。リトライ回数のリセットを行うか否かを判定するためである。
【００９６】
コントローラ２０は、動作時間がリトライリセット時間に達していないと判定した場合は（ステップＳ７でＹｅｓ）、カウンタをインクリメントする（ステップＳ８）。これによりリトライ回数が１回増加される。
【００９７】
次いで、コントローラ２０は、リトライ回数が閾値であるＮ回に到達したか否かを判定する（ステップＳ９）。Ｎ回に到達した場合は、昇降圧コンバータ１０を完全に停止させる必要があるからである。
【００９８】
コントローラ２０は、リトライ回数がＮ回に到達していないと判定した場合は（ステップＳ９でＮｏ）、リアクトル電流検出部１８によって検出される電流値がリトライ開始電流値まで低下しているか否かを判定する（ステップＳ１０）。リトライ開始電流値まで低下している場合は、昇降圧コンバータ１０を再起動してオンにするためである。なお、このステップＳ１０の後にステップＳ１において行われる昇降圧コンバータ１０の再起動は、本実施の形態の昇降圧コンバータの駆動制御方法における第２工程として行われる処理である。
【００９９】
コントローラ２０は、ステップＳ４でリアクトル電流検出部１８によって検出される電流値が過電流判定値を超えていないと判定した場合は、ワーニングが発報されているか否かを判定する（ステップＳ１１）。電流値が過電流判定値を超えていない場合にワーニングが発報されている状態であるか否かを判定するためである。
【０１００】
コントローラ２０は、ワーニングが発報されていると判定した場合は（ステップＳ１１でＹｅｓ）、動作時間がリトライリセット時間に達したか否かを判定する（ステップＳ１２）。リトライリセット時間に達している場合には、ワーニングを解除するため必要があるため、これを判定するためである。
【０１０１】
コントローラ２０は、動作時間がリトライリセット時間に到達したと判定した場合は（ステップＳ１２でＹｅｓ）、ワーニングを解除し、リトライ回数を零にすべく、カウンタをリセットする（ステップＳ１３）。
【０１０２】
コントローラ２０は、ステップＳ１３の処理を終えると、フローをステップＳ３にリターンする。
【０１０３】
また、コントローラ２０は、ステップＳ６でワーニングが発報されていない（Ｎｏ）と判定した場合は、ワーニングを発報する（ステップＳ１４）。過電流が生じた場合には、軽異常としてのワーニングを発報するためである。
【０１０４】
コントローラ２０は、ステップＳ１４の処理を終えると、フローをステップＳ１０に進行させる。
【０１０５】
また、コントローラ２０は、ステップＳ７で動作時間がリトライリセット時間に達していない（Ｎｏ）と判定した場合は、ワーニングを解除し、リトライ回数を零にすべく、カウンタをリセットする（ステップＳ１５）。
【０１０６】
コントローラ２０は、ステップＳ１５の処理を終えると、フローをステップＳ１０に進行させる。
【０１０７】
また、コントローラ２０は、ステップＳ９でリトライ回数がＮ回に到達した（Ｙｅｓ）と判定した場合は、昇降圧コンバータ１０を完全に停止させ、アラームを発報する（ステップＳ１６）。これ以上、昇降圧コンバータ１０の駆動制御を継続すると、昇降圧コンバータ１０に損傷を与えかねないからである。なお、このステップＳ１６は、本実施の形態の昇降圧コンバータの駆動制御方法における第３工程として行われる処理である。
【０１０８】
ステップＳ１６が終了すると、コントローラ２０はすべての駆動制御処理を終了する。
【０１０９】
以上、本実施の形態の昇降圧コンバータの駆動制御装置によれば、モータ１５が多大な電力を必要としているときや、多大な回生電力が生じているときに過電流が発生している場合に、昇降圧コンバータ１０を微小時間だけ停止させて瞬時の過電流を許容し、これを繰り返すことによって大電力の供給又は回収を可能にすることができる。
【０１１０】
これにより、従来のように、過電流が瞬時的に１回生じただけで昇降圧コンバータ１０を完全にオフにする場合に比べて、モータ１５を効率的に駆動することができる。
【０１１１】
また、瞬時の過電流が所定回数以上繰り返し許容された場合には、昇降圧コンバータを完全に停止させるので、昇降圧コンバータの損傷を予防して安全に駆動制御を行うことができる。
【０１１２】
以上では、過電流の発生回数（すなわち、リトライ回数）がＮ回未満である場合は、軽異常が発生したとしてワーニングを発報し、過電流の発生回数がＮ回に到達した場合に、重異常が発生したと判定して昇降圧コンバータ１０を完全に停止させるとともに、アラームを発報する形態について説明したが、ワーニングの発報は必ずしも必要はなく、過電流の発生回数がＮ回に到達するまでは警報を発報せず、過電流の発生回数がＮ回に到達した場合に、異常を表す警報としてアラームを発報するように構成してもよい。
【０１１３】
また、以上では、リトライ回数が所定数Ｎを超えた場合に、昇降圧コンバータ１０を完全に停止させる形態について説明したが、リアクトル電流検出部１８によって検出される電流値が第１閾値としての過電流判定値を超えると、前記昇降圧コンバータの駆動を停止させ、リアクトル電流検出部１８によって検出される電流値が第１閾値よりも低い第２閾値であるリトライ開始電流値まで低下すると、昇降圧コンバータ１０の駆動を再開させ、昇降圧コンバータ１０の駆動を再開させてから、リアクトル電流検出部１８によって検出される電流値が再び第１閾値を超えるまでの経過時間が所定時間以下である場合に、過電流による異常が発生したと判定するようにしてもよい。すなわち、上述の実施の形態において、最初に軽異常が発生したとして昇降圧コンバータ１０を停止させる時点で、異常が発生したとして、コントローラ２０が昇降圧コンバータ１０の駆動の再開を許可しないようにしてもよい。この場合、所定時間は昇降圧コンバータ１０が適用される機器の性能や定格等に応じて設定することができる。
【０１１４】
また、以上の実施の形態では、出力端子１６に直流駆動のモータ１５を直接接続する形態について説明したが、これに代えて、出力端子１６にインバータを介して交流駆動されるモータを接続してもよい。
【０１１５】
なお、本実施の形態昇降圧コンバータの駆動制御装置の制御部は、電子回路又は演算処理装置のいずれでも実現することができる。
【０１１６】
以上、本発明の例示的な実施の形態の昇降圧コンバータの駆動制御装置及び駆動制御方法について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】本実施の形態の昇降圧コンバータの回路構成を概略的に示す図である。
【図２】本実施の形態の昇降圧コンバータの駆動制御装置によって実行される駆動制御処理を昇降圧コンバータの動作とともに示す動作例を示す図であり、（ａ）はリアクトル電流検出部１８によって検出される電流値、（ｂ）は昇降圧コンバータ１０の起動状態、（ｃ）はリトライ回数、（ｄ）は警報状態を示す図である。これらはすべて同一の時間軸上における時間変化特性として示してある。
【図３】本実施の形態の昇降圧コンバータの駆動制御装置によって実行される駆動制御処理を昇降圧コンバータの動作とともに示す他の動作例を示す図であり、（ａ）はリアクトル電流検出部１８によって検出される電流値、（ｂ）は昇降圧コンバータ１０の起動状態、（ｃ）はリトライ回数、（ｄ）は警報状態を示す図である。
【図４】本実施の形態の昇降圧コンバータの駆動制御装置によって実行される駆動制御処理の処理手順を示す図である。
【符号の説明】
【０１１８】
１０  昇降圧コンバータ
１１  リアクトル
１２Ａ  昇圧用ＩＧＢＴ
１２Ｂ  降圧用ＩＧＢＴ
１３  バッテリ
１４  電源接続端子
１４Ａ、１６Ａ  電圧検出部
１５  モータ
１６  出力端子
１７  コンデンサ
１８  リアクトル電流検出部
１９  ＤＣバス
２０  コントローラ
【図１】
2010063244.tif 000003
【図２】
2010063244.tif 000004
【図３】
2010063244.tif 000005
【図４】
2010063244.tif 000006