(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２のスイッチング素子と、前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子との接続部に接続されたリアクトルとを有する昇圧コンバータを制御するための昇圧コンバータ制御装置であって、
前記リアクトルに流れるリアクトル電流のサンプリングを所定のタイミングで行うことにより前記リアクトル電流の平均値を取得する平均値取得手段と、
前記リアクトル電流の電流状態が、力行状態、ゼロクロス状態、及び回生状態のいずれであるかを判定する電流状態判定手段と、
前記電流状態判定手段の判定結果に応じて前記所定のタイミングを修正するタイミング修正手段と、
を備える昇圧コンバータ制御装置。
【請求項２】
前記電流状態判定手段は、前記第１のスイッチング素子及び前記第２のスイッチング素子が共にオフであるときの前記リアクトル電流に基づいて、前記リアクトル電流の前記電流状態が、力行状態、ゼロクロス状態、及び回生状態のいずれであるかを判定する請求項１に記載の昇圧コンバータ制御装置。
【請求項３】
前記電流状態判定手段は、前記リアクトル電流の時間変化の割合に基づいて、前記リアクトル電流の前記電流状態が、力行状態、ゼロクロス状態、及び回生状態のいずれであるかを判定する請求項１に記載の昇圧コンバータ制御装置。
【請求項４】
第１及び第２のスイッチング素子と、前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子との接続部に接続されたリアクトルとを有する昇圧コンバータを制御するための昇圧コンバータ制御装置であって、
前記リアクトルに流れるリアクトル電流のサンプリングを行うことにより前記リアクトル電流の電流値を取得する電流値取得手段と、
前記電流値取得手段が取得した前記リアクトル電流の電流値に基づいて、前記リアクトル電流の電流状態が、力行状態、ゼロクロス状態、及び回生状態のいずれであるかを判定する電流状態判定手段と、
前記電流状態判定手段の判定の結果に応じて、前記電流値取得手段が取得した前記リアクトル電流の電流値から前記リアクトル電流の電流値の平均値を取得する平均値取得手段と、
を備える昇圧コンバータ制御装置。
【請求項５】
前記電流値取得手段は、前記第１のスイッチング素子及び前記第２のスイッチング素子が共にオフであるデッドタイムのうちの第１のデットタイムの開始及び終了と、前記デッドタイムのうちの前記第１のデッドタイムの次の第２のデッドタイムの開始及び終了との各時間において、前記リアクトル電流のサンプリングを行うことにより、前記各時間における前記リアクトル電流の電流値を取得する請求項４に記載の昇圧コンバータ制御装置。
【請求項６】
前記電流値取得手段が取得した前記リアクトル電流の電流値に基づいて、前記リアクトル電流の時間変化の割合を算出する算出手段をさらに備え、
前記電流状態判定手段は、前記算出手段が算出した前記リアクトル電流の時間変化の割合に基づいて、前記リアクトル電流の電流状態が、力行状態、ゼロクロス状態、及び回生状態のいずれであるかを判定する請求項４に記載の昇圧コンバータ制御装置。
【請求項７】
前記電流値取得手段は、前記第１のスイッチング素子及び前記第２のスイッチング素子が共にオフであるデットタイムのうちの第１のデッドタイムの終了の時間における前記リアクトル電流の電流値が予め取得されている場合には、前記デッドタイムのうちの前記第１のデッドタイムの次の第２のデッドタイムと前記第１のデッドタイムとの間の所定の時間において前記リアクトル電流のサンプリングを行うことにより、前記所定の時間における前記リアクトル電流の電流値を取得し、
前記算出手段は、前記第１のデッドタイムの終了の時間における前記リアクトル電流の電流値が予め得られている場合には、前記第１のデッドタイムの終了の時間における前記リアクトル電流の電流値と前記所定の時間における前記リアクトル電流の電流値とに基づいて、前記リアクトル電流の電流値の時間変化の割合を算出し、
前記所定の時間は、前記第１のスイッチング素子及び前記第２のスイッチング素子のスイッチングのタイミングの基準となる基準信号の頂点の時間である請求項６に記載の昇圧コンバータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチング素子とリアクトルとを有する昇圧コンバータを制御するための昇圧コンバータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記技術分野の従来の技術として、特許文献１に記載の昇圧コンバータ制御装置が知られている。この昇圧コンバータ制御装置は、第１及び第２のスイッチング素子のオン・オフの切り替えを制御するための制御信号を出力する信号出力手段と、第２のスイッチング素子の出力電圧を検出する検出手段と、制御信号が反転してから第２のスイッチング素子の出力電圧が変化するまでの遅延時間に基づいて、制御信号のデューティを補正する補正手段とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２７８７６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の昇圧コンバータ制御装置は、上述したように、遅延時間に基づいて制御信号のデューティを補正することによって、昇圧コンバータからの電圧出力の安定化を図っている。このような昇圧コンバータ制御装置においては、昇圧コンバータからの電圧出力のさらなる安定化のため、昇圧コンバータにおける適切な電流制御を可能とすることが望まれている。
【０００５】
本発明は、そのような事情に鑑みてなされたものであり、昇圧コンバータにおける適切な電流制御を可能とする昇圧コンバータ制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の昇圧コンバータ制御装置は、第１及び第２のスイッチング素子と、第１のスイッチング素子と第２のスイッチング素子との接続部に接続されたリアクトルとを有する昇圧コンバータを制御するための昇圧コンバータ制御装置であって、リアクトルに流れるリアクトル電流のサンプリングを所定のタイミングで行うことによりリアクトル電流の平均値を取得する平均値取得手段と、リアクトル電流の電流状態が、力行状態、ゼロクロス状態、及び回生状態のいずれであるかを判定する電流状態判定手段と、電流状態判定手段の判定結果に応じて所定のタイミングを修正するタイミング修正手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
この昇圧コンバータ制御装置は、リアクトル電流を所定のタイミングでサンプリングすることにより、リアクトル電流の平均値を取得するので、その平均値を用いることにより、昇圧コンバータにおける電流制御を行うことが可能となる。特に、この昇圧コンバータ制御装置は、リアクトル電流の電流状態を判定し、その電流状態が、力行状態、ゼロクロス状態、及び回生状態のいずれであるかに応じて、リアクトル電流のサンプリングのタイミングを修正する。このため、正確なリアクトル電流の平均値を得ることができる。したがって、この昇圧コンバータ制御装置によれば、正確な平均値を用いることによって、昇圧コンバータにおける適切な電流制御が可能となる。
【０００８】
本発明の昇圧コンバータ制御装置は、電流状態判定手段が、第１のスイッチング素子及び第２のスイッチング素子が共にオフであるときのリアクトル電流に基づいて、リアクトル電流の電流状態が、力行状態、ゼロクロス状態、及び回生状態のいずれであるかを判定する態様とすることができる。或いは、本発明の昇圧コンバータ制御装置は、電流状態判定手段が、リアクトル電流の時間変化の割合に基づいて、リアクトル電流の電流状態が、力行状態、ゼロクロス状態、及び回生状態のいずれであるかを判定する態様としてもよい。これらの場合、リアクトル電流の電流状態が、力行状態、ゼロクロス状態、及び回生状態のいずれであるかを確実に判定することができる。
【０００９】
ここで、本発明の昇圧コンバータ制御装置は、第１及び第２のスイッチング素子と、第１のスイッチング素子と第２のスイッチング素子との接続部に接続されたリアクトルとを有する昇圧コンバータを制御するための昇圧コンバータ制御装置であって、リアクトルに流れるリアクトル電流のサンプリングを行うことによりリアクトル電流の電流値を取得する電流値取得手段と、電流値取得手段が取得したリアクトル電流の電流値に基づいて、リアクトル電流の電流状態が、力行状態、ゼロクロス状態、及び回生状態のいずれであるかを判定する電流状態判定手段と、電流状態判定手段の判定の結果に応じて、電流値取得手段が取得したリアクトル電流の電流値からリアクトル電流の電流値の平均値を取得する平均値取得手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
この昇圧コンバータ制御装置は、電流値取得手段が取得したリアクトル電流の電流値に基づいて、リアクトル電流の電流状態を判定し、その判定の結果に応じて、電流値取得手段が取得したリアクトル電流の電流値からリアクトル電流の電流値の平均値を取得する。このため、リアクトル電流の電流値の正確な平均値を得ることができる。したがって、この昇圧コンバータ制御装置によれば、正確な平均値を用いることによって、昇圧コンバータにおける適切な電流制御が可能となる。また、例えば、電流状態を判定した後に改めてリアクトル電流をサンプリングして平均値を取得する場合に比べて、電流状態を判定してから平均値を得るまでの時間を短縮することができるので、実際の電流状態に即した平均値を得ることができる。
【００１１】
本発明の昇圧コンバータ制御装置は、電流値取得手段が、第１のスイッチング素子及び第２のスイッチング素子が共にオフであるデッドタイムのうちの第１のデットタイムの開始及び終了と、デッドタイムのうちの第１のデッドタイムの次の第２のデッドタイムの開始及び終了との各時間において、リアクトル電流のサンプリングを行うことにより、各時間におけるリアクトル電流の電流値を取得する態様とすることができる。この場合、第１のデットタイムの開始及び終了と第２のデッドタイムの開始及び終了との各時間におけるリアクトル電流の電流値に基づいて電流状態を判定することとなるので、リアクトル電流の電流状態が、力行状態、ゼロクロス状態、及び回生状態のいずれであるかを確実に判定することができる。
【００１２】
或いは、本発明の昇圧コンバータ制御装置は、電流値取得手段が取得したリアクトル電流の電流値に基づいて、リアクトル電流の時間変化の割合を算出する算出手段をさらに備え、電流状態判定手段は、算出手段が算出したリアクトル電流の時間変化の割合に基づいて、リアクトル電流の電流状態が、力行状態、ゼロクロス状態、及び回生状態のいずれであるかを判定する態様とすることができる。この場合、リアクトル電流の電流状態が、力行状態、ゼロクロス状態、及び回生状態のいずれであるかを確実に判定することができる。
【００１３】
このとき、本発明の昇圧コンバータ制御装置は、電流値取得手段が、第１のスイッチング素子及び第２のスイッチング素子が共にオフであるデットタイムのうちの第１のデッドタイムの終了の時間におけるリアクトル電流の電流値が予め取得されている場合には、デッドタイムのうちの第１のデッドタイムの次の第２のデッドタイムと第１のデッドタイムとの間の所定の時間においてリアクトル電流のサンプリングを行うことにより、所定の時間におけるリアクトル電流の電流値を取得し、算出手段は、第１のデッドタイムの終了の時間におけるリアクトル電流の電流値が予め得られている場合には、第１のデッドタイムの終了の時間におけるリアクトル電流の電流値と所定の時間におけるリアクトル電流の電流値とに基づいて、リアクトル電流の電流値の時間変化の割合を算出し、所定の時間は、第１のスイッチング素子及び第２のスイッチング素子のスイッチングのタイミングの基準となる基準信号の頂点の時間である態様とすることができる。この場合、リアクトル電流の時間変化の割合を算出するに際して、第１のデッドタイムの終了の時間におけるリアクトル電流の電流値が予め取得されている場合には、基準信号の頂点の時間のみでサンプリングを行えばよい。このため、例えば、リアクトル電流の時間変化の割合を算出するたびに、基準信号の頂点の時間と、その時間から所定の時間だけ遅れた時間との２点でサンプリングする場合に比べて、制御周期を高速化することができると共に、デューティを拡張することが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、適切な電流制御を可能とする昇圧コンバータ制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る昇圧コンバータ制御装置の第１実施形態の構成を示す図である。
【図２】キャリア、ゲート信号及びリアクトル電流の時間変化を示すグラフである。
【図３】リアクトル電流の時間変化を示すグラフである。
【図４】キャリア、ゲート信号、中点電位、及びリアクトル電流の時間変化を示す図である。
【図５】キャリア、ゲート信号、及びリアクトル電流の時間変化を示す図である。
【図６】キャリア、ゲート信号、及びリアクトル電流の時間変化を示す図である。
【図７】本発明に係る昇圧コンバータ制御装置の第２実施形態の構成を示す図である。
【図８】キャリア、ゲート信号、及びリアクトル電流の時間変化を示す図である。
【図９】キャリア、ゲート信号、及びリアクトル電流の時間変化を示す図である。
【図１０】キャリア、ゲート信号、及びリアクトル電流の時間変化を示す図である。
【図１１】キャリア、ゲート信号、及びリアクトル電流の時間変化を示す図である。
【図１２】本発明に係る昇圧コンバータ制御装置の第３実施形態の構成を示す図である。
【図１３】キャリア、ゲート信号、及びリアクトル電流の時間変化を示す図である。
【図１４】本発明に係る昇圧コンバータ制御装置の第４実施形態の構成を示す図である。
【図１５】キャリア、ゲート信号、及びリアクトル電流の時間変化を示す図である。
【図１６】キャリア、ゲート信号、及びリアクトル電流の時間変化を示す図である。
【図１７】キャリア、ゲート信号、及びリアクトル電流の時間変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１７】
［第１実施形態］
【００１８】
図１は、本発明に係る昇圧コンバータ制御装置の第１実施形態の構成を示す図である。図１に示されるように、本実施形態に係る昇圧コンバータ制御装置１は、昇圧コンバータ２を制御するためのものである。
【００１９】
昇圧コンバータ２は、バッテリ３とインバータ４との間に接続されている。昇圧コンバータ２は、インバータ４の電源ライン４１とアースライン４２との間において互いに直列に接続された上アームトランジスタ（第１のスイッチング素子）２１及び下アームトランジスタ（第２のスイッチング素子）２２とを備えている。上アームトランジスタ２１及び下アームトランジスタ２２は、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated  Gate  Bipolar  Transistor）とすることができる。
【００２０】
上アームトランジスタ２１のコレクタ２１ｃはインバータ４の電源ライン４１に接続されており、上アームトランジスタ２１のエミッタ２１ｅは下アームトランジスタ２２のコレクタ２２ｃに接続されている。また、下アームトランジスタ２２のエミッタ２２ｅは、インバータ４のアースライン４２及びバッテリ３の負極に接続されている。
【００２１】
昇圧コンバータ２は、上アームトランジスタ２１及び下アームトランジスタ２２の接続部Ｐ０に一端が接続されたリアクトル２３をさらに備えている。このリアクトル２３の他端は、バッテリ３の正極に接続されている。したがって、上アームトランジスタ２１のエミッタ２１ｅ及び下アームトランジスタ２２のコレクタ２２ｃは、リアクトル２３を介してバッテリ３の正極に接続されている。
【００２２】
昇圧コンバータ２は、上アームトランジスタ２１のコレクタ２１ｃからエミッタ２１ｅに逆方向に接続されたダイオード２４と、下アームトランジスタ２２のコレクタ２２ｃからエミッタ２２ｅに逆方向に接続されたダイオード２５とをさらに備えている。
【００２３】
また、昇圧コンバータ２は、インバータ４の電源ライン４１とアースライン４２との間において上アームトランジスタ２１及び下アームトランジスタ２２に並列に接続されたメインコンデンサ２６と、バッテリ３の正極と負極との間に接続されたフィルタコンデンサ２７とをさらに備えている。
【００２４】
このように構成される昇圧コンバータ２は、昇圧コンバータ制御装置１の制御のもとで、上アームトランジスタ２１及び下アームトランジスタ２２のスイッチングを繰り返すことにより、バッテリ３からの電圧を昇圧したり、インバータ４からの電圧を降圧したりすることができる。
【００２５】
昇圧コンバータ制御装置１は、リアクトル２３に流れるリアクトル電流ＩＬを検出（モニタ）する電流検出部１１と、電流検出部１１の検出結果を利用して上アームトランジスタ２１及び下アームトランジスタ２２のスイッチングを制御する制御部１２とを備えている。電流検出部１１は、リアクトル電流ＩＬを検出可能であればよく、例えば周知の電流センサとすることができる。
【００２６】
制御部１２は、キャリア生成部１２１と、ＡＤ制御部１２２と、ＡＤ変換器１２３と、フィードバック制御部１２４と、ゲート信号生成部１２５とを備えている。このような制御部１２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭ等を含むコンピュータシステムを主体として構成される。また、制御部１２の各部の処理は、そのコンピュータシステムにおいて所定のプログラムを実行することによって実現される。
【００２７】
キャリア生成部１２１は、図２に示されるように、キャリアと呼ばれる所定の周波数の基準信号（基準三角波）を生成する。キャリア生成部１２１で生成されるキャリアは、例えば、所定のデューティで上アームトランジスタ２１及び下アームトランジスタ２２をスイッチング制御するための基準として用いることができる。キャリア生成部１２１は、生成したキャリアをＡＤ制御部１２２及びゲート信号生成部１２５に送信する。
【００２８】
ＡＤ制御部１２２は、キャリア生成部１２１から送信されるキャリアに基づいて、リアクトル電流ＩＬのサンプリング（検出）を行うためのサンプリングタイミングを生成し、生成したサンプリングタイミングを示す信号をＡＤ変換器１２３に送信する。サンプリングタイミングは、例えば、図２に示されるように、キャリアの頂点のタイミング（換言すれば、キャリアの山及び谷のそれぞれのタイミング、さらに換言すれば、キャリアが最大値及び最小値となるそれぞれのタイミング）とすることができる。
【００２９】
ＡＤ変換器１２３は、ＡＤ制御部１２２が生成したサンプリングタイミングに応じて起動し、電流検出部１１を用いたリアクトル電流ＩＬのサンプリングを行う。サンプリングタイミングがキャリアの頂点であれば、このサンプリングにより得られるリアクトル電流ＩＬの電流値は、図２に示されるように、概ねリアクトル電流ＩＬの電流値の平均値となる。
【００３０】
つまり、ＡＤ変換器１２３は、ＡＤ制御部１２２の制御のもとで、リアクトル電流ＩＬのサンプリングを所定のタイミング（例えばキャリアの頂点）で行うことにより、リアクトル電流ＩＬの電流値の平均値を取得する。そして、ＡＤ変換器１２３は、取得した平均値を示すデジタル信号（ＩＬＡＤ値）をフィードバック制御部１２４に送信する。
【００３１】
フィードバック制御部１２４は、ＡＤ変換器１２３が取得したリアクトル電流ＩＬの電流値の平均値を利用して、上アームトランジスタ２１及び下アームトランジスタ２２のデューティを所望の値とするための補正値を算出する。そして、フィードバック制御部１２４は、算出した補正値を示す信号（Ｄｕｔｙ）をゲート信号生成部１２５に送信する。
【００３２】
ゲート信号生成部１２５は、キャリア生成部１２１からのキャリアと、フィードバック制御部１２４からのデューティの補正値とに基づいて、上アームトランジスタ２１及び下アームトランジスタ２２のスイッチングの制御をするためのゲート信号Ｑ１，Ｑ２を生成する。そして、ゲート信号生成部１２５は、生成したゲート信号Ｑ１及びゲート信号Ｑ２のそれぞれを、上アームトランジスタ２１のゲート２１ｇ及び下アームトランジスタ２２のゲート２２ｇのそれぞれに送信する。
【００３３】
このように、昇圧コンバータ制御装置１は、リアクトル電流ＩＬを所定のタイミングでサンプリングすることにより、リアクトル電流ＩＬの電流値の平均値を取得し、その平均値を用いて昇圧コンバータ２における電流制御を行う。
【００３４】
ここで、リアクトル電流ＩＬの電流状態は、力行状態、回生状態及びゼロクロス状態の複数の状態がある。力行状態は、昇圧コンバータ２が昇圧動作中の電流状態であり、図３（ａ）に示されるように、リアクトル電流ＩＬの電流値が常に正となる状態である。回生状態は、昇圧コンバータ２が降圧動作中の電流状態であり、図３（ｃ）に示されるようにリアクトル電流ＩＬの電流値が常に負となる状態である。
【００３５】
ゼロクロス状態は、昇圧コンバータ２が昇圧動作から降圧動作へ（或いは降圧動作から昇圧動作へ）切り替わる際の電流状態であり、図３（ｂ）に示されるように、リアクトル電流ＩＬの電流値が、０Ａを横切って変化し、０Ａ付近で正と負とを交互に繰り返す状態である。なお、ここでは、バッテリ３からインバータ４へ向かう方向の電流値を正とし、その逆を負とする。
【００３６】
上述したように、キャリアの頂点のサンプリングタイミングでリアクトル電流ＩＬのサンプリングを行えば、リアクトル電流ＩＬの電流状態がゼロクロス状態である場合には正確な平均値が得られる。一方で、リアクトル電流ＩＬの電流状態が力行状態及び回生状態である場合には、キャリアの頂点のサンプリングタイミングでリアクトル電流ＩＬのサンプリングを行うと、得られる電流値が平均値とならないことがある。
【００３７】
つまり、リアクトル電流ＩＬの電流状態が力行状態及び回生状態である場合には、リアクトル電流ＩＬの電流値の平均値が得られるサンプリングタイミングが、キャリアの頂点のタイミングからずれることがある。
【００３８】
リアクトル電流ＩＬの電流値の平均値が得られるサンプリングタイミングのずれについて、図４を参照してより具体的に説明する。図４に示されるように、ここでは、キャリアが谷となる時間Ｃをサンプリングタイミングとする。なお、図４に示される中点電位とは、接続部Ｐ０の電位（すなわち、上アームトランジスタ２１と下アームトランジスタ２２との間の電圧）である。
【００３９】
図４に示されるように、ここでのサンプリングタイミングを示す時間Ｃは、時間Ａと時間Ｄとの中間点となっている。なお、時間Ａは、上アームトランジスタ２１がオフの状態において下アームトランジスタ２２をオフとする時間であり、時間Ｄは、下アームトランジスタ２２がオフの状態において上アームトランジスタ２１をオフとする時間である。
【００４０】
図４（ｂ）〜図４（ｃ）に示されるように、リアクトル電流ＩＬの電流状態が、力行状態（図４（ｂ）参照）、ゼロクロス状態（図４（ｃ）参照）、及び回生状態（図４（ｄ）参照）のいずれであるかによって、デッドタイムＤＴ（上アームトランジスタ２１及び下アームトランジスタ２２が共にオフである期間）における中点電位の動きが異なる。
【００４１】
このため、リアクトル電流ＩＬの電流値の上昇・下降が切り替わるタイミングも、力行状態、ゼロクロス状態、及び回生状態のいずれであるかによって変化する。その結果、リアクトル電流ＩＬの電流値の平均値が得られるサンプリングタイミングが、キャリアが谷である時間Ｃとならないことがある。
【００４２】
リアクトル電流ＩＬの電流状態が力行状態である場合には、図４（ｂ）に示されるように、リアクトル電流ＩＬの電流値の平均値が得られるサンプリングタイミングが、時間Ａと時間Ｅとの中間点となる。なお、時間Ｅは、時間Ｄで上アームトランジスタ２１及び下アームトランジスタ２２を共にオフとした後に下アームトランジスタ２２をオンとする時間である。
【００４３】
このため、リアクトル電流ＩＬの電流状態が力行状態である場合には、時間Ｃでリアクトル電流ＩＬのサンプリングを行うと、そのサンプリングにより得られる電流値が、リアクトル電流ＩＬの電流値の平均値よりも僅かに大きな値となる。
【００４４】
一方、リアクトル電流ＩＬの電流状態がゼロクロス状態である場合には、図４（ｃ）に示されるように、リアクトル電流ＩＬの電流値の平均値が得られるサンプリングタイミングが、時間Ａと時間Ｄの中間点（時間Ｃ）となる。
【００４５】
このため、リアクトル電流ＩＬの電流状態がゼロクロス状態である場合には、時間Ｃでリアクトル電流ＩＬのサンプリングを行えば、リアクトル電流ＩＬの電流値の平均値が得られる。
【００４６】
他方、リアクトル電流ＩＬの電流状態が回生状態である場合には、図４（ｄ）に示されるように、リアクトル電流ＩＬの電流値の平均値が得られるサンプリングタイミングが、時間Ｂと時間Ｄとの中間点となる。なお、時間Ｂは、時間Ａで上アームトランジスタ２１及び下アームトランジスタ２２を共にオフとした後に上アームトランジスタ２１をオンとする時間である。
【００４７】
このため、リアクトル電流ＩＬの電流状態が回生状態である場合には、時間Ｃでリアクトル電流ＩＬのサンプリングを行うと、そのサンプリングにより得られる電流値が、リアクトル電流ＩＬの電流値の平均値よりも僅かに大きな値となる。
【００４８】
リアクトル電流ＩＬの電流状態が力行状態及び回生状態である場合において、リアクトル電流ＩＬの電流値の平均値が得られるサンプリングタイミングの時間Ｃからのずれの程度は、デッドタイムＤＴによって決まっている。
【００４９】
すなわち、リアクトル電流ＩＬの電流状態が力行状態及び回生状態である場合において、リアクトル電流ＩＬの電流値の平均値が得られるサンプリングタイミングの時間Ｃからのずれは、ＤＴ／２となる。
【００５０】
本実施形態に係る昇圧コンバータ制御装置１は、上述したようなサンプリングタイミングのキャリアの頂点からのずれを修正するための構成を備えている。すなわち、昇圧コンバータ制御装置１において、ＡＤ制御部１２２は、図１に示されるように、起動タイミング生成部１２２ａと電流状態判定部１２２ｂとを備えている。
【００５１】
起動タイミング生成部１２２ａは、キャリア生成部１２１からのキャリアに基づき、ＡＤ変換器１２３を起動してリアクトル電流ＩＬのサンプリング行うためのサンプリングタイミングを生成し、生成したサンプリングタイミングを示す信号をＡＤ変換器１２３に送信する。
【００５２】
サンプリングタイミングのずれの修正時には、起動タイミング生成部１２２ａは、例えば、図５に示されるように、互いに隣あう２つのデッドタイムＤＴ中の時間α及び時間βにおいてリアクトル電流ＩＬのサンプリングを行うように、サンプリングタイミングを生成する。
【００５３】
これにより、ＡＤ変換器１２３は、時間α及び時間βにおいてリアクトル電流ＩＬのサンプリングを行い、時間α及び時間βにおけるリアクトル電流ＩＬの電流値ＩＬ（α）及び電流値ＩＬ（β）を取得することとなる。そして、ＡＤ変換器１２３は、取得した電流値ＩＬ（α）及び電流値ＩＬ（β）を示す電気信号（ＩＬＡＤ値）を電流状態判定部１２２ｂに送信する。
【００５４】
電流状態判定部１２２ｂは、ＡＤ変換器１２３からのリアクトル電流ＩＬの電流値ＩＬ（α）及び電流値ＩＬ（β）に基づいて、リアクトル電流ＩＬの電流状態が、力行状態、ゼロクロス状態及び回生状態のいずれであるかを判定する。
【００５５】
リアクトル電流ＩＬの電流状態が力行状態である場合には、図５（ｂ）に示されるように、電流値ＩＬ（α）及び電流値ＩＬ（β）は、共に０Ａ以上となる。一方、リアクトル電流ＩＬの電流状態がゼロクロス状態である場合には、図５（ｃ）に示されるように、電流値ＩＬ（α）が０Ａ未満となり、電流値ＩＬ（β）が０Ａ以上となる。他方、リアクトル電流ＩＬの電流状態が回生状態である場合には、図５（ｄ）に示されるように、電流値ＩＬ（α）及び電流値ＩＬ（β）は、共に０Ａ未満となる。
【００５６】
したがって、電流状態判定部１２２ｂは、電流値ＩＬ（α）及び電流値ＩＬ（β）が共に０Ａ以上であるときに、リアクトル電流ＩＬの電流状態が力行状態であると判定し、電流値ＩＬ（α）が０Ａ未満であり電流値ＩＬ（β）が０Ａ以上であるときに、リアクトル電流ＩＬの電流状態がゼロクロス状態であると判定し、電流値ＩＬ（α）及び電流値ＩＬ（β）が共に０Ａ未満であるときに、リアクトル電流ＩＬの電流状態が回生状態であると判定することができる。
【００５７】
そして、電流状態判定部１２２ｂは、このようにして判定したリアクトル電流ＩＬの電流状態の判定結果を示す信号を、起動タイミング生成部１２２ａに送信する。
【００５８】
起動タイミング生成部１２２ａは、電流状態判定部１２２ｂによるリアクトル電流ＩＬの電流状態の判定結果に応じて、リアクトル電流ＩＬの電流値の平均値を取得するために、サンプリングタイミングを修正（変更）する。
【００５９】
より具体的には、起動タイミング生成部１２２ａは、リアクトル電流ＩＬの電流状態が力行状態及び回生状態である場合には、キャリアの頂点からＤＴ／２だけ遅らせてリアクトル電流ＩＬのサンプリングを行うように、サンプリングタイミングを修正する。
【００６０】
また、起動タイミング生成部１２２ａは、リアクトル電流ＩＬの電流状態がゼロクロス状態である場合には、サンプリングタイミングの修正を行わない（すなわち、キャリアの頂点をサンプリングタイミングとする）。
【００６１】
これにより、リアクトル電流ＩＬのサンプリングタイミングは、リアクトル電流ＩＬの電流状態が、力行状態、ゼロクロス状態、及び回生状態のいずれであるかに応じて変更されることとなる。
【００６２】
そして、起動タイミング生成部１２２ａは、サンプリングタイミングを示す信号をＡＤ変換器１２３に送信する。これにより、ＡＤ変換器１２３は、リアクトル電流ＩＬの電流状態に応じて変更（修正）されたサンプリングタイミングで起動し、リアクトル電流ＩＬのサンプリングを行うこととなる。その結果、ＡＤ変換器１２３により得られる平均値が正確なものとなる。
【００６３】
以上説明したように、本実施形態に係る昇圧コンバータ制御装置１は、リアクトル電流ＩＬを所定のサンプリングタイミングでサンプリングすることにより、リアクトル電流ＩＬの電流値の平均値を取得することができる。このため、取得した平均値を用いることにより、昇圧コンバータ２におけるフィードバック電流制御を行うことが可能となる。
【００６４】
特に、この昇圧コンバータ制御装置１は、リアクトル電流ＩＬの電流状態を判定し、その電流状態が、力行状態、ゼロクロス状態、及び回生状態のいずれであるかに応じて、リアクトル電流ＩＬのサンプリングタイミングをキャリアの頂点から修正したり、修正せずにキャリアの頂点をサンプリングタイミングとしたりする。このため、正確なリアクトル電流ＩＬの平均値を得ることができる。したがって、この昇圧コンバータ制御装置１によれば、正確な平均値を用いることによって、昇圧コンバータ２における適切な電流制御が可能となる。
【００６５】
なお、リアクトル電流ＩＬの電流状態が力行状態である場合には、図６（ａ）に示されるように、時間αに向かってリアクトル電流ＩＬの電流値が徐々に小さくなり、時間αを越えた後にデッドタイムＤＴ中（時間αと時間βとの間）でリアクトル電流ＩＬの電流値が０Ａになることがある。
【００６６】
そのような場合、リアクトル電流ＩＬの電流値が、破線で示されるように０Ａを横切って変化すると、電流値ＩＬ（α）及び電流値ＩＬ（β）が共に０Ａ以上であるにもかかわらず、リアクトル電流ＩＬの電流状態がゼロクロス状態となる。
【００６７】
しかしながら、実際には、リアクトル電流ＩＬの電流値は、実線で示されるように変化するため（０Ａを横切らないため）、リアクトル電流ＩＬの電流状態はゼロクロス状態とはならない。したがって、リアクトル電流ＩＬの電流状態は、電流値ＩＬ（α）が０Ａ未満となるまでゼロクロス状態とならず、電流値ＩＬ（α）及び電流値ＩＬ（β）が共に０Ａ以上であれば、力行状態であると判定できる。
【００６８】
同様に、リアクトル電流ＩＬの電流状態が回生状態である場合には、図６（ｂ）に示されるように、時間βに向かってリアクトル電流ＩＬの電流値の絶対値が徐々に小さくなり、時間βを越えた後にデッドタイムＤＴ中でリアクトル電流ＩＬの電流値が０Ａに近くなることがある。
【００６９】
そのような場合、リアクトル電流ＩＬの電流値が、破線で示されるように０Ａを横切って変化すると、電流値ＩＬ（α）及び電流値ＩＬ（β）が共に０Ａ未満であるにもかかわらず、リアクトル電流ＩＬの電流状態がゼロクロス状態となる場合がある。
【００７０】
しかしながら、実際には、リアクトル電流ＩＬの電流値は、実線で示されるように変化するため（０Ａを横切らないため）、リアクトル電流ＩＬの電流状態はゼロクロス状態とはならない。したがって、リアクトル電流ＩＬの電流状態は、電流値ＩＬ（α）が０Ａ以上となるまでゼロクロス状態とならず、電流値ＩＬ（α）及び電流値ＩＬ（β）が共に０Ａ未満であれば、回生状態であると判定できる。
【００７１】
［第２実施形態］
【００７２】
図７は、本発明に係る昇圧コンバータ制御装置の第２実施形態の構成を示す図である。図７に示されるように、本実施形態に係る昇圧コンバータ制御装置５は、昇圧コンバータ２を制御するためのものである。
【００７３】
本実施形態に係る昇圧コンバータ制御装置５は、制御部１２に換えて制御部５２を備える点で、第１実施形態に係る昇圧コンバータ制御装置１と異なる。また、制御部５２は、ＡＤ制御部１２２に換えてＡＤ制御部５２２を備える点で、制御部１２と異なる。
【００７４】
ＡＤ制御部５２２は、キャリア生成部１２１から送信されるキャリアに基づいて、リアクトル電流ＩＬのサンプリングを行うためのサンプリングタイミングを生成し、生成したサンプリングタイミングを示す信号をＡＤ変換器１２３に送信する。
【００７５】
ＡＤ変換器１２３は、ＡＤ制御部５２２が生成したサンプリングタイミングに応じて起動し、電流検出部１１を用いたリアクトル電流ＩＬのサンプリングを行う。そして、ＡＤ変換器１２３は、そのサンプリングにより得られたリアクトル電流ＩＬの電流値を示すデジタル信号（ＩＬＡＤ値）を、ＡＤ制御部５２２に送信する。
【００７６】
ＡＤ制御部５２２は、ＡＤ変換器１２３からのリアクトル電流ＩＬの電流値に基づいてリアクトル電流ＩＬの電流値の平均値を算出する。そして、ＡＤ制御部５２２は、算出した平均値を示す信号をフィードバック制御部１２４へ送信する。
【００７７】
ここで、本実施形態に係る昇圧コンバータ制御装置５においても、リアクトル電流ＩＬの電流値の正確な平均値を得るためには、リアクトル電流ＩＬの電流状態が、力行状態、ゼロクロス状態、及び回生状態のいずれであるかを判定する必要がある。
【００７８】
本実施形態に係る昇圧コンバータ制御装置５も、リアクトル電流ＩＬの電流状態を判定するための構成を備えている。すなわち、昇圧コンバータ制御装置５において、ＡＤ制御部５２２は、図７に示されるように、起動タイミング生成部５２２ａと算出部５２２ｂと電流状態判定部５２２ｃとを備えている。
【００７９】
起動タイミング生成部５２２ａは、キャリア生成部１２１からのキャリアに基づき、ＡＤ変換器１２３を起動してリアクトル電流ＩＬのサンプリングを行うためのサンプリングタイミングを生成する。
【００８０】
より具体的には、起動タイミング生成部５２２ａは、キャリアの頂点をサンプリングタイミングとし、そのサンプリングタイミングを示す信号を生成してＡＤ変換器１２３に送信する。さらに、起動タイミング生成部５２２ａは、キャリアの頂点から時間Ｔだけ遅れた時間を別のサンプリングタイミングとし、その別のサンプリングタイミングを示す信号を生成してＡＤ変換器１２３へさらに送信する。
【００８１】
ここでは、図８に示されるように、キャリアの山の時間Ｆ及びキャリアの谷の時間Ｈを上記のサンプリングタイミングとし、時間Ｆから時間Ｔだけ遅れた時間Ｇ及び時間Ｈから時間Ｔだけ遅れた時間Ｊを、上記の別のサンプリングタイミングとする。なお、時間Ｔは、例えば、キャリアの周期ＴＳ（例えば１０ｋＨｚ程度）の１／８程度（例えば１２μｓ程度）とすることができる。
【００８２】
したがって、ＡＤ変換器１２３は、時間Ｆ、時間Ｇ、時間Ｈ及び時間Ｊで起動して、リアクトル電流ＩＬのサンプリングを行うこととなる。ＡＤ変換器１２３は、時間Ｆ、時間Ｇ、時間Ｈ及び時間Ｊのそれぞれにおけるサンプリングにより得られた電流値ＩＬ（Ｆ）、電流値ＩＬ（Ｇ）、電流値ＩＬ（Ｈ）、及び電流値ＩＬ（Ｊ）を示すデジタル信号を算出部５２２ｂへ送信する。
【００８３】
算出部５２２ｂは、ＡＤ変換器１２３が取得したリアクトル電流ＩＬの電流値に基づいて、リアクトル電流ＩＬの時間変化の割合（すなわち、図８におけるリアクトル電流ＩＬの傾き）を算出する。リアクトル電流ＩＬの傾きの算出は、例えば、（電流値ＩＬ（Ｇ）−電流値ＩＬ（Ｆ））／（時間Ｇ−時間Ｆ）を求めることにより行うことができる。
【００８４】
そして、算出部５２２ｂは、上記のようにして算出したリアクトル電流ＩＬの傾きに基づいて、上アームトランジスタ２１及び下アームトランジスタ２２のスイッチングの各タイミングにおけるリアクトル電流ＩＬの電流値と、キャリアの各頂点からＤＴ／２だけ遅れたタイミングにおけるリアクトル電流ＩＬの電流値とを算出する。
【００８５】
より具体的には、図９に示されるように、算出部５２２ｂは、リアクトル電流ＩＬの傾きに基づいて、上アームトランジスタ２１及び下アームトランジスタ２２のスイッチングのタイミングの時間Ｋ、時間Ｌ、時間Ｑ（時間Ｓ）、時間Ｒ（時間Ｕ）、時間Ｙ、及び時間Ｚにおけるリアクトル電流ＩＬの電流値をそれぞれ算出すると共に、キャリアの谷の時間ＭからＤＴ／２だけ遅れた時間Ｎ及びキャリアの山の時間ＶからＤＴ／２だけ遅れた時間Ｗにおけるリアクトル電流ＩＬの電流値を算出する。
【００８６】
なお、時間Ｋは、上アームトランジスタ２１がオフの状態において下アームトランジスタ２２をオフとする時間である。時間Ｌは、時間Ｋで下アームトランジスタ２２をオフとした後に、上アームトランジスタ２１をオンとする時間である。時間Ｑ及び時間Ｓは、時間Ｌで上アームトランジスタ２１をオンとした後に、上アームトランジスタ２１を再びオフとする時間である。
【００８７】
また、時間Ｒ及び時間Ｕは、時間Ｑ及び時間Ｓで上アームトランジスタ２１をオフとした後に、下アームトランジスタ２２をオンとする時間である。時間Ｙは、時間Ｒ及び時間Ｕで下アームトランジスタ２２をオンとした後に、下アームトランジスタ２２を再びオフとする時間である。時間Ｚは、時間Ｙで下アームトランジスタ２２をオフとした後に、上アームトランジスタ２１をオンとする時間である。
【００８８】
キャリアの谷の時間Ｍ、時間Ｍから時間Ｔだけ遅れた時間Ｐ、キャリアの山の時間Ｖ、及び時間Ｖから時間Ｔだけ遅れた時間Ｘにおけるリアクトル電流ＩＬの電流値は、上記のサンプリングにより予め取得されている。
【００８９】
したがって、算出部５２２ｂは、図９に示される時間Ｋ〜時間Ｚの全てにおけるリアクトル電流ＩＬの電流値を取得することとなる。そして、算出部５２２ｂは、取得した電流値を示す信号を、電流状態判定部５２２ｃに送信する。
【００９０】
電流状態判定部５２２ｃは、算出部５２２ｂが取得したリアクトル電流ＩＬの電流値に基づいて、リアクトル電流ＩＬの電流状態が、力行状態、ゼロクロス状態、及び回生状態のいずれであるかを判定すると共に、その判定結果に応じて、時間Ｍ、時間Ｎ、時間Ｖ及び時間Ｗのうちのいずれの時間におけるリアクトル電流ＩＬの電流値を平均値とするかを決定する。電流状態判定部５２２ｃのこの動作について、より具体的に説明する。
【００９１】
電流状態判定部５２２ｃは、図９（ｂ）に示されるように、リアクトル電流ＩＬの傾きが０未満であるときに、時間Ｒにおけるリアクトル電流ＩＬの電流値が０Ａ以上であれば、リアクトル電流ＩＬの電流状態を力行状態と判定する。そして、その場合には、電流状態判定部５２２ｃは、キャリアの谷の時間ＭからＤＴ／２だけ遅れた時間Ｎにおけるリアクトル電流ＩＬの電流値を、リアクトル電流ＩＬの電流値の平均値として決定する。
【００９２】
また、電流状態判定部５２２ｃは、図９（ｃ）に示されるように、リアクトル電流ＩＬの傾きが０より大きいときに、時間Ｕにおけるリアクトル電流ＩＬの電流値が０Ａ以上であれば、リアクトル電流ＩＬの電流状態を力行状態と判定する。そして、その場合には、電流状態判定部５２２ｃは、キャリアの山の時間ＶからＤＴ／２だけ遅れた時間Ｗにおけるリアクトル電流ＩＬの電流値を、リアクトル電流ＩＬの電流値の平均値として決定する。
【００９３】
一方、電流状態判定部５２２ｃは、図１０（ｂ）に示されるように、リアクトル電流ＩＬの傾きが０未満であるときに、時間Ｋにおけるリアクトル電流ＩＬの電流値の符号と時間Ｑにおけるリアクトル電流ＩＬの電流値の符号とが異なれば、リアクトル電流ＩＬの電流状態をゼロクロス状態と判定する。そして、その場合には、電流状態判定部５２２ｃは、キャリアの谷の時間Ｍ（＝時間Ｎ）におけるリアクトル電流ＩＬの電流値を、リアクトル電流ＩＬの電流値の平均値として決定する。
【００９４】
また、電流状態判定部５２２ｃは、図１０（ｃ）に示されるように、リアクトル電流ＩＬの傾きが０よりも大きいときに、時間Ｓにおけるリアクトル電流ＩＬの電流値の符号と時間Ｙにおけるリアクトル電流ＩＬの電流値の符号とが異なれば、リアクトル電流ＩＬの電流状態をゼロクロス状態と判定する。そして、その場合には、電流状態判定部５２２ｃは、キャリアの山の時間Ｖ（＝時間Ｗ）におけるリアクトル電流ＩＬの電流値を、リアクトル電流ＩＬの電流値の平均値として決定する。
【００９５】
他方、電流状態判定部５２２ｃは、図１１（ｂ）に示されるように、リアクトル電流ＩＬの傾きが０未満であるとき、時間Ｌにおけるリアクトル電流ＩＬの電流値が０Ａ未満であれば、リアクトル電流ＩＬの電流状態を回生状態と判定する。そして、その場合には、電流状態判定部５２２ｃは、キャリアの谷の時間ＭからＤＴ／２だけ遅れた時間Ｎにおけるリアクトル電流ＩＬの電流値を、リアクトル電流ＩＬの電流値の平均値として決定する。
【００９６】
また、電流状態判定部５２２ｃは、図１１（ｃ）に示されるように、リアクトル電流ＩＬの傾きが０よりも大きいとき、時間Ｚにおけるリアクトル電流ＩＬの電流値が０Ａ未満であれば、リアクトル電流ＩＬの電流状態を回生状態と判定する。そして、その場合には、電流状態判定部５２２ｃは、キャリアの山の時間ＶからＤＴ／２だけ遅れた時間Ｗにおけるリアクトル電流ＩＬの電流値を、リアクトル電流ＩＬの電流値の平均値として決定する。
【００９７】
このように、電流状態判定部５２２ｃは、リアクトル電流ＩＬの電流状態が、力行状態、ゼロクロス状態、及び回生状態のいずれであるかを判定して、その判定結果に応じてリアクトル電流ＩＬの電流値の平均値を決定するので、正確な平均値を得ることができる。そして、電流状態判定部５２２ｃは、決定した平均値を示す信号をフィードバック制御部１２４に送信する。
【００９８】
以上説明したように、本実施形態に係る昇圧コンバータ制御装置５においても、第１実施形態に係る昇圧コンバータ制御装置１と同様に、正確な平均値を用いることによって、昇圧コンバータ２における適切な電流制御が可能となる。
【００９９】
以上の第１及び第２実施形態は、本発明に係る昇圧コンバータ制御装置の一実施形態を説明したものであり、本発明に係る昇圧コンバータ制御装置は、上記の昇圧コンバータ制御装置１及び昇圧コンバータ制御装置５に限定されるものではない。本発明に係る昇圧コンバータ制御装置は、各請求項の要旨を変更しない範囲において、昇圧コンバータ制御装置１及び昇圧コンバータ制御装置５を変形することができる。
【０１００】
例えば、第１実施形態に係る昇圧コンバータ制御装置１において、電流状態判定部１２２ｂは、上アームトランジスタ２１及び下アームトランジスタ２２が共にオフであるとき（デッドタイムＤＴ）のリアクトル電流ＩＬの電流値（電流値ＩＬ（α）及び電流値ＩＬ（β））に基づいて、リアクトル電流ＩＬの電流状態を判定するものとしたが、これに限定されない。
【０１０１】
例えば、電流状態判定部１２２ｂは、第２実施形態に係る昇圧コンバータ制御装置５の電流状態判定部５２２ｃと同様の態様とすることができる。より具体的には、電流状態判定部１２２ｂは、電流状態判定部５２２ｃと同様に、リアクトル電流ＩＬの時間変化の割合に基づいて、リアクトル電流ＩＬの電流状態が、力行状態、ゼロクロス状態、及び回生状態のいずれであるかを判定する態様とすることができる。そのために必要であれば、昇圧コンバータ制御装置１は、起動タイミング生成部１２２ａを起動タイミング生成部５２２ａと同様とし、算出部５２２ｂをさらに備えるような態様としてもよい。
【０１０２】
［第３実施形態］
【０１０３】
図１２は、本発明に係る昇圧コンバータ制御装置の第３実施形態の構成を示す図である。図１２に示されるように、本実施形態に係る昇圧コンバータ制御装置７は、昇圧コンバータ２を制御するためのものである。
【０１０４】
本実施形態に係る昇圧コンバータ制御装置７は、制御部１２に換えて制御部７２を備える点で、第１実施形態に係る昇圧コンバータ制御装置１と異なる。また、制御部７２は、ＡＤ制御部１２２に換えてＡＤ制御部７２２を備える点で、制御部１２と異なる。
【０１０５】
ＡＤ制御部７２２は、キャリア生成部１２１から送信されるキャリアに基づいて、リアクトル電流ＩＬのサンプリングを行うためのサンプリングタイミングを生成し、生成したサンプリングタイミングを示す信号をＡＤ変換器１２３に送信する。
【０１０６】
ＡＤ変換器１２３は、ＡＤ制御部７２２が生成したサンプリングタイミングに応じて起動し、電流検出部１１を用いたリアクトル電流ＩＬのサンプリングを行う。そして、ＡＤ変換器１２３は、そのサンプリングにより得られたリアクトル電流ＩＬの電流値を示すデジタル信号（ＩＬＡＤ値）を、ＡＤ制御部７２２に送信する。
【０１０７】
ＡＤ制御部７２２は、ＡＤ変換器１２３からのリアクトル電流ＩＬの電流値に基づいてリアクトル電流ＩＬの電流値の平均値を取得する。そして、ＡＤ制御部７２２は、取得した平均値を示す信号をフィードバック制御部１２４へ送信する。
【０１０８】
ここで、本実施形態に係る昇圧コンバータ制御装置７においても、リアクトル電流ＩＬの電流値の正確な平均値を得るためには、リアクトル電流ＩＬの電流状態が、力行状態、ゼロクロス状態、及び回生状態のいずれであるかを判定する必要がある。
【０１０９】
本実施形態に係る昇圧コンバータ制御装置７は、リアクトル電流ＩＬの電流状態を判定してリアクトル電流ＩＬの電流値の平均値を取得するための構成を備えている。すなわち、昇圧コンバータ制御装置７において、ＡＤ制御部７２２は、図１２に示されるように、起動タイミング生成部７２２ａと電流状態判定部７２２ｂと平均値取得部７２２ｃとを備えている。
【０１１０】
起動タイミング生成部７２２ａは、キャリア生成部１２１からのキャリアに基づき、ＡＤ変換器１２３を起動してリアクトル電流ＩＬのサンプリングを行うためのサンプリングタイミングを生成する。
【０１１１】
より具体的には、図１３に示されるように、起動タイミング生成部７２２ａは、上アームトランジスタ２１及び下アームトランジスタ２２が共にオフであるデッドタイムのうちの第１のデッドタイムＤＴ１の開始の時間α及び終了の時間γと、デッドタイムのうちの第１のデッドタイムＤＴ１の次のデッドタイムである第２のデッドタイムＤＴ２の開始の時間β及び終了の時間δと、をサンプリングタイミングとする。
【０１１２】
時間αでは、上アームトランジスタ２１がオンであり下アームトランジスタ２２がオフである状態から、上アームトランジスタ２１がオフされることにより、第１のデッドタイムＤＴ１が開始される。時間γでは、上アームトランジスタ２１及び下アームトランジスタ２２が共にオフである状態から、下アームトランジスタ２２がオンされることにより、第１のデッドタイムＤＴ１が終了する。
【０１１３】
また、時間βでは、上アームトランジスタ２１がオフであり下アームトランジスタ２２がオンである状態から、下アームトランジスタ２２がオフされることにより、第２のデッドタイムＤＴ２が開始される。時間δでは、上アームトランジスタ２１及び下アームトランジスタ２２が共にオフである状態から、上アームトランジスタ２１がオンされることにより、第２のデッドタイムＤＴ２が終了する。
【０１１４】
起動タイミング生成部７２２ａは、そのようなサンプリングタイミングを示す信号を生成してＡＤ変換器１２３へ送信する。したがって、ＡＤ変換器１２３は、時間α、時間γ、時間β、及び時間δで起動して、リアクトル電流ＩＬのサンプリングを行うこととなる。ＡＤ変換器１２３は、時間α、時間γ、時間β、及び時間δのそれぞれにおける電流値ＩＬ（α）、電流値ＩＬ（γ）、電流値ＩＬ（β）、及び電流値ＩＬ（δ）を取得し、それらを示すデジタル信号（ＩＬＡＤ値）を電流状態判定部７２２ｂ及び平均値取得部７２２ｃに送信する。
【０１１５】
電流状態判定部７２２ｂは、ＡＤ変換器１２３からのリアクトル電流ＩＬの電流値ＩＬ（α）、電流値ＩＬ（γ）、電流値ＩＬ（β）、及び電流値ＩＬ（δ）のうちの電流値ＩＬ（α）と電流値ＩＬ（β）とに基づいて、リアクトル電流ＩＬの電流状態が、力行状態、ゼロクロス状態及び回生状態のいずれであるかを判定する。
【０１１６】
電流状態判定部７２２ｂにおける電流状態の判定の態様は、第１実施形態に係る電流状態判定部１２２ｂと同様である。すなわち、電流状態判定部７２２ｂは、電流値ＩＬ（α）及び電流値ＩＬ（β）が共に０Ａ以上であるときに、リアクトル電流ＩＬの電流状態が力行状態であると判定し、電流値ＩＬ（α）が０Ａ未満であり電流値ＩＬ（β）が０Ａ以上であるときに、リアクトル電流ＩＬの電流状態がゼロクロス状態であると判定し、電流値ＩＬ（α）及び電流値ＩＬ（β）が共に０Ａ未満であるときに、リアクトル電流ＩＬの電流状態が回生状態であると判定する。
【０１１７】
そして、電流状態判定部７２２ｂは、このようにして判定したリアクトル電流ＩＬの電流状態の判定結果を示す信号を、平均値取得部７２２ｃに送信する。平均値取得部７２２ｃは、電流状態判定部７２２ｂの電流状態の判定の結果に応じて、ＡＤ変換器１２３からのリアクトル電流ＩＬの電流値ＩＬ（α）、電流値ＩＬ（γ）、電流値ＩＬ（β）、及び電流値ＩＬ（δ）から、リアクトル電流ＩＬの電流値の平均値を算出（取得）する。
【０１１８】
平均値取得部７２２ｃにおける平均値の算出についてより具体的に説明する。平均値取得部７２２ｃは、リアクトル電流ＩＬの電流状態が力行状態である場合（図１５（ｂ）参照）には、電流値ＩＬ（γ）と電流値ＩＬ（β）との平均値を、リアクトル電流ＩＬの電流値の平均値として算出する。
【０１１９】
また、平均値取得部７２２ｃは、リアクトル電流ＩＬの電流状態がゼロクロス状態である場合（図１５（ｃ）参照）には、電流値ＩＬ（α）と電流値ＩＬ（β）との平均値を、リアクトル電流ＩＬの電流値の平均値として算出する。
【０１２０】
さらに、平均値取得部７２２ｃは、リアクトル電流ＩＬの電流状態が回生状態である場合（図１５（ｄ）参照）には、電流値ＩＬ（α）と電流値ＩＬ（δ）との平均値を、リアクトル電流ＩＬの電流値の平均値として算出する。
【０１２１】
そして、平均値取得部７２２ｃは、上記のようにして算出したリアクトル電流ＩＬの電流値の平均値を示す信号をフィードバック制御部１２４に送信する。
【０１２２】
以上説明したように、昇圧コンバータ制御装置７は、起動タイミング生成部７２２ａ及びＡＤ変換器１２３が取得したリアクトル電流ＩＬの電流値に基づいて、リアクトル電流ＩＬの電流状態を判定し、その判定の結果に応じて、起動タイミング生成部７２２ａ及びＡＤ変換器１２３が取得したリアクトル電流ＩＬの電流値からリアクトル電流ＩＬの電流値の平均値を算出する。
【０１２３】
このため、リアクトル電流ＩＬの電流値の正確な平均値を得ることができる。したがって、この昇圧コンバータ制御装置７によれば、正確な平均値を用いることによって、昇圧コンバータにおける適切な電流制御が可能となる。また、昇圧コンバータ制御装置７によれば、起動タイミング生成部７２２ａ及びＡＤ変換器１２３によって取得したリアクトル電流ＩＬの電流値から、リアクトル電流ＩＬの電流状態を判定すると共に、リアクトル電流ＩＬの電流値の平均値を算出する。このため、例えば、リアクトル電流ＩＬの電流状態を判定した後に改めてリアクトル電流ＩＬをサンプリングしてその電流値の平均値を算出する場合に比べて、リアクトル電流ＩＬの電流状態を判定してから平均値を得るまでの時間を短縮することができる。その結果、リアクトル電流ＩＬの実際の電流状態に即した平均値を得ることが可能となる。
【０１２４】
［第４実施形態］
【０１２５】
図１４は、本発明に係る昇圧コンバータ制御装置の第４実施形態の構成を示す図である。図１４に示されるように、本実施形態に係る昇圧コンバータ制御装置９は、昇圧コンバータ２を制御するためのものである。
【０１２６】
本実施形態に係る昇圧コンバータ制御装置９は、制御部１２に換えて制御部９２を備える点で、第１実施形態に係る昇圧コンバータ制御装置１と異なる。また、制御部９２は、ＡＤ制御部１２２に換えてＡＤ制御部９２２を備える点で、制御部１２と異なる。
【０１２７】
ＡＤ制御部９２２は、キャリア生成部１２１から送信されるキャリアに基づいて、リアクトル電流ＩＬのサンプリングを行うためのサンプリングタイミングを生成し、生成したサンプリングタイミングを示す信号をＡＤ変換器１２３に送信する。
【０１２８】
ＡＤ変換器１２３は、ＡＤ制御部９２２が生成したサンプリングタイミングに応じて起動し、電流検出部１１を用いたリアクトル電流ＩＬのサンプリングを行う。そして、ＡＤ変換器１２３は、そのサンプリングにより得られたリアクトル電流ＩＬの電流値を示すデジタル信号（ＩＬＡＤ値）を、ＡＤ制御部９２２に送信する。
【０１２９】
ＡＤ制御部９２２は、ＡＤ変換器１２３からのリアクトル電流ＩＬの電流値に基づいてリアクトル電流ＩＬの電流値の平均値を取得する。そして、ＡＤ制御部９２２は、取得した平均値を示す信号をフィードバック制御部１２４へ送信する。
【０１３０】
ここで、本実施形態に係る昇圧コンバータ制御装置９においても、リアクトル電流ＩＬの電流値の正確な平均値を得るためには、リアクトル電流ＩＬの電流状態が、力行状態、ゼロクロス状態、及び回生状態のいずれであるかを判定する必要がある。
【０１３１】
本実施形態に係る昇圧コンバータ制御装置９も、リアクトル電流ＩＬの電流状態を判定してリアクトル電流ＩＬの電流値の平均値を取得するための構成を備えている。すなわち、昇圧コンバータ制御装置９において、ＡＤ制御部９２２は、図１４に示されるように、起動タイミング生成部９２２ａと算出部９２２ｂと電流状態判定部９２２ｃと平均値取得部９２２ｄとを備えている。
【０１３２】
起動タイミング生成部９２２ａは、キャリア生成部１２１からのキャリアに基づき、ＡＤ変換器１２３を起動してリアクトル電流ＩＬのサンプリングを行うためのサンプリングタイミングを生成する。
【０１３３】
より具体的には、起動タイミング生成部９２２ａは、キャリアの頂点の時間をサンプリングタイミングとし、そのサンプリングタイミングを示す信号を生成してＡＤ変換器１２３に送信する。さらに、起動タイミング生成部９２２ａは、必要に応じて、キャリアの頂点の時間から時間Ｔだけ遅れた時間を別のサンプリングタイミングとし、その別のサンプリングタイミングを示す信号を生成してＡＤ変換器１２３へさらに送信する。時間Ｔは、例えば、図１５（ａ）に示されるように、キャリアの周期ＴＳ（例えば１０ｋＨｚ程度）の１／８程度（例えば１２μｓ程度）とすることができる。
【０１３４】
ここで、本実施形態に係る昇圧コンバータ制御装置９は、後述するように、リアクトル電流ＩＬの時間変化の割合に基づいてリアクトル電流ＩＬの電流状態を判定する。リアクトル電流ＩＬの時間変化の割合を算出するためには、少なくとも２つの異なる時間におけるリアクトル電流ＩＬの電流値を取得する必要がある。
【０１３５】
このため、２つの異なる時間におけるリアクトル電流ＩＬの電流値がいずれも得られていない場合と、２つの異なる時間におけるリアクトル電流ＩＬの電流値の一方が予め得られている場合とによって動作が異なる。
【０１３６】
２つの異なる時間におけるリアクトル電流ＩＬの電流値がいずれも得られていない場合には、例えば図１５（ｂ）に示されるように、起動タイミング生成部９２２ａは、キャリアの谷の時間Ｍと、その時間Ｍから時間Ｔだけ遅れた時間Ｐとの２つ時間をサンプリングタイミングとして、ＡＤ変換器１２３に送信する。
【０１３７】
ＡＤ変換器１２３は、それらの２つの時間Ｍ，Ｐで起動して、リアクトル電流ＩＬのサンプリングを行なうことにより、それらの２つの時間Ｍ，Ｐにおけるリアクトル電流ＩＬの電流値を取得する。そして、算出部９２２ｂは、それらの２つの時間Ｍ，Ｐにおけるリアクトル電流ＩＬの電流値に基づいて、リアクトル電流ＩＬの電流値の時間変化の割合（すなわち図１５（ｂ）におけるリアクトル電流ＩＬの傾き）を算出する。
【０１３８】
より具体的には、算出部９２２ｂは、（時間Ｐにおける電流値−時間Ｍにおける電流値）／（時間Ｐ−時間Ｍ）を求めることにより、リアクトル電流ＩＬの傾きを算出する。算出部９２２ｂは、算出したリアクトル電流ＩＬの傾きに基づいて、上アームトランジスタ２１及び下アームトランジスタ２２のスイッチングの各タイミング、すなわち、時間Ｋ、時間Ｌ、時間Ｑ（時間Ｓ）、及び時間Ｒ（時間Ｕ）におけるリアクトル電流ＩＬの電流値を算出する。
【０１３９】
一方、２つの異なる時間におけるリアクトル電流ＩＬの電流値の一方が予め得られている場合、すなわち、図１５（ｃ）に示される時間Ｕ（時間Ｒ）におけるリアクトル電流ＩＬの電流値が、上記のようにして既に得られている場合には、キャリアの山の時間Ｖにおけるリアクトル電流ＩＬの電流値のみを新たに取得すればよい。
【０１４０】
このため、起動タイミング生成部９２２ａは、キャリアの山の時間Ｖをサンプリングタイミングとして、ＡＤ変換器１２３に送信する。ＡＤ変換器１２３は、その時間Ｖで起動してリアクトル電流ＩＬのサンプリングを行うことにより、時間Ｖにおけるリアクトル電流ＩＬの電流値を取得する。
【０１４１】
そして、算出部９２２ｂは、既に得られている時間Ｕにおけるリアクトル電流ＩＬの電流値と、新たに取得した時間Ｖにおけるリアクトル電流ＩＬの電流値とに基づいて、リアクトル電流ＩＬの傾きを算出する。より具体的には、算出部９２２ｂは、（時間Ｖにおける電流値−時間Ｕにおける電流値）／（時間Ｖ−時間Ｕ）を求めることにより、リアクトル電流ＩＬの傾きを算出する。
【０１４２】
算出部９２２ｂは、算出したリアクトル電流ＩＬの傾きに基づいて、上アームトランジスタ２１及び下アームトランジスタ２２のスイッチングの各タイミング、すなわち、時間Ｙ及び時間Ｚにおけるリアクトル電流ＩＬの電流値を算出する。算出部９２２ｂは、算出したリアクトル電流ＩＬの電流値を示す信号を電流状態判定部９２２ｃに送信する。
【０１４３】
ここで、時間Ｕは、上アームトランジスタ２１及び下アームトランジスタ２２が共にオフとなるデッドタイムのうちの第１のデッドタイムＤＴ１の終了の時間である。そして、時間Ｖは、第１のデッドタイムＤＴ１の次のデッドタイムである第２のデッドタイムＤＴ２と、第１のデッドタイムＤＴ１との間におけるキャリアの頂点の時間である。
【０１４４】
したがって、ＡＤ変換器１２３及び起動タイミング生成部９２２ａは、上アームトランジスタ２１及び下アームトランジスタ２２が共にオフであるデットタイムのうちの第１のデッドタイムＤＴ１の終了の時間Ｕにおけるリアクトル電流ＩＬの電流値が予め取得されている場合には、デッドタイムのうちの第１のデッドタイムＤＴ１の次の第２のデッドタイムＤＴ２と第１のデッドタイムＤＴ１との間のキャリアの頂点の時間Ｖのみにおいてリアクトル電流ＩＬのサンプリングを行うことにより、その時間Ｖにおけるリアクトル電流ＩＬの電流値を取得する。
【０１４５】
また、算出部９２２ｂは、第１のデッドタイムＤＴ１の終了の時間Ｕにおけるリアクトル電流ＩＬの電流値が予め得られている場合には、第１のデッドタイムＤＴ１の終了の時間Ｕにおけるリアクトル電流ＩＬの電流値と時間Ｖにおけるリアクトル電流ＩＬの電流値とに基づいて、リアクトル電流ＩＬの電流値の時間変化の割合を算出する。
【０１４６】
電流状態判定部９２２ｃは、算出部９２２ｂが取得したリアクトル電流ＩＬの電流値に基づいて、リアクトル電流ＩＬの電流状態が、力行状態、ゼロクロス状態、及び回生状態のいずれであるかを判定し、判定の結果を示す信号を平均値取得部９２２ｄに送信する。電流状態判定部９２２ｃの動作について、より具体的に説明する。
【０１４７】
電流状態判定部９２２ｃは、図１５（ｂ）に示されるように、リアクトル電流ＩＬの傾きが０未満であるときに、時間Ｒにおけるリアクトル電流ＩＬの電流値が０Ａ以上であれば、リアクトル電流ＩＬの電流状態を力行状態と判定する。また、電流状態判定部５２２ｃは、図１５（ｃ）に示されるように、リアクトル電流ＩＬの傾きが０より大きいときに、時間Ｕにおけるリアクトル電流ＩＬの電流値が０Ａ以上であれば、リアクトル電流ＩＬの電流状態を力行状態と判定する。
【０１４８】
一方、電流状態判定部９２２ｃは、図１６（ｂ）に示されるように、リアクトル電流ＩＬの傾きが０未満であるときに、時間Ｋにおけるリアクトル電流ＩＬの電流値の符号と時間Ｑにおけるリアクトル電流ＩＬの電流値の符号とが異なれば、リアクトル電流ＩＬの電流状態をゼロクロス状態と判定する。また、電流状態判定部９２２ｃは、図１６（ｃ）に示されるように、リアクトル電流ＩＬの傾きが０よりも大きいときに、時間Ｓにおけるリアクトル電流ＩＬの電流値の符号と時間Ｙにおけるリアクトル電流ＩＬの電流値の符号とが異なれば、リアクトル電流ＩＬの電流状態をゼロクロス状態と判定する。
【０１４９】
他方、電流状態判定部９２２ｃは、図１７（ｂ）に示されるように、リアクトル電流ＩＬの傾きが０未満であるとき、時間Ｌにおけるリアクトル電流ＩＬの電流値が０Ａ未満であれば、リアクトル電流ＩＬの電流状態を回生状態と判定する。また、電流状態判定部９２２ｃは、図１７（ｃ）に示されるように、リアクトル電流ＩＬの傾きが０よりも大きいとき、時間Ｚにおけるリアクトル電流ＩＬの電流値が０Ａ未満であれば、リアクトル電流ＩＬの電流状態を回生状態と判定する。
【０１５０】
電流状態判定部９２２ｃは、以上のようにして判定したリアクトル電流ＩＬの電流状態を示す信号を平均値取得部９２２ｄに送信する。
【０１５１】
平均値取得部９２２ｄは、電流状態判定部９２２ｃの判定の結果に応じて、算出部９２２ｂが算出したリアクトル電流ＩＬの電流値からリアクトル電流ＩＬの電流値の平均値を取得する。平均値取得部９２２ｄの動作についてより具体的に説明する。
【０１５２】
平均値取得部９２２ｄは、リアクトル電流ＩＬの電流状態が力行状態であり、リアクトル電流ＩＬの傾きが０未満である場合（図１５（ｂ）参照）には、（時間Ｋにおけるリアクトル電流ＩＬの電流値）＋（リアクトル電流ＩＬの傾き）×（時間Ｒ−時間Ｋ）／２をリアクトル電流ＩＬの電流値の平均値として算出する。また、平均値取得部９２２ｄは、リアクトル電流ＩＬの電流状態が力行状態であり、リアクトル電流ＩＬの傾きが０よりも大きい場合（図１５（ｃ）参照）には、（時間Ｕにおけるリアクトル電流ＩＬの電流値）＋（リアクトル電流ＩＬの傾き）×（時間Ｙ−時間Ｕ）／２をリアクトル電流ＩＬの電流値の平均値として算出する。
【０１５３】
一方、平均値取得部９２２ｄは、リアクトル電流ＩＬの電流状態がゼロクロス状態であり、リアクトル電流ＩＬの傾きが０未満である場合（図１６（ｂ）参照）には、（時間Ｋにおけるリアクトル電流ＩＬの電流値）＋（リアクトル電流ＩＬの傾き）×（時間Ｑ−時間Ｋ）／２をリアクトル電流ＩＬの電流値の平均値として算出する。また、平均値取得部９２２ｄは、リアクトル電流ＩＬの電流状態がゼロクロス状態であり、リアクトル電流ＩＬの傾きが０よりも大きい場合（図１６（ｃ参照））には、（時間Ｓにおけるリアクトル電流ＩＬの電流値）＋（リアクトル電流ＩＬの傾き）×（時間Ｙ−時間Ｓ）／２をリアクトル電流ＩＬの電流値の平均値として算出する。
【０１５４】
他方、平均値取得部９２２ｄは、リアクトル電流ＩＬの電流状態が回生状態であり、リアクトル電流ＩＬの傾きが０未満である場合（図１７（ｂ）参照）には、（時間Ｌにおけるリアクトル電流ＩＬの電流値）＋（リアクトル電流ＩＬの傾き）×（時間Ｑ−時間Ｌ）／２をリアクトル電流ＩＬの電流値の平均値として算出する。また、平均値取得部９２２ｄは、リアクトル電流ＩＬの電流状態が回生状態であり、リアクトル電流ＩＬの傾きが０よりも大きい場合（図１７（ｃ）参照）には、（時間Ｓにおけるリアクトル電流ＩＬの電流値）＋（リアクトル電流ＩＬの傾き）×（時間Ｚ−時間Ｓ）／２をリアクトル電流ＩＬの電流値の平均値として算出する。
【０１５５】
平均値取得部９２２ｄは、以上のようにして算出したリアクトル電流ＩＬの電流値の平均値を示す信号をフィードバック制御部１２４に送信する。
【０１５６】
以上説明したように、昇圧コンバータ制御装置９は、起動タイミング生成部９２２ａ及びＡＤ変換器１２３が取得したリアクトル電流ＩＬの電流値に基づいて、リアクトル電流ＩＬの電流状態を判定し、その判定の結果に応じて、起動タイミング生成部９２２ａ及びＡＤ変換器１２３が取得したリアクトル電流ＩＬの電流値からリアクトル電流ＩＬの電流値の平均値を取得する。このため、リアクトル電流ＩＬの電流値の正確な平均値を得ることができる。したがって、この昇圧コンバータ制御装置９によれば、正確な平均値を用いることによって、昇圧コンバータ２における適切な電流制御が可能となる。
【０１５７】
また、昇圧コンバータ制御装置９によれば、リアクトル電流ＩＬの時間変化の割合を算出するに際して、第１のデッドタイムＤＴ１の終了の時間Ｕにおけるリアクトル電流ＩＬの電流値が予め取得されている場合には、キャリアの頂点の時間Ｖでのみサンプリングを行えばよい。このため、例えば、リアクトル電流ＩＬの時間変化の割合を算出するたびに、キャリアの頂点の時間とその時間から時間Ｔだけ遅れた時間との２点でサンプリングする場合に比べて、制御周期を高速化することができると共に、デューティを拡張することが可能となる。
【０１５８】
以上の第３及び第４実施形態は、本発明に係る昇圧コンバータ制御装置の一実施形態を説明したものであり、本発明に係る昇圧コンバータ制御装置は、上記の昇圧コンバータ制御装置７及び昇圧コンバータ制御装置９に限定されるものではない。本発明に係る昇圧コンバータ制御装置は、各請求項の要旨を変更しない範囲において、昇圧コンバータ制御装置７及び昇圧コンバータ制御装置９を変形することができる。
【符号の説明】
【０１５９】
１，５，７，９…昇圧コンバータ制御装置、２…昇圧コンバータ、２１…上アームトランジスタ、２２…下アームトランジスタ、２３…リアクトル、１２２ａ…起動タイミング生成部（平均値取得手段、タイミング修正手段）、１２２ｂ…電流状態判定部（電流状態判定手段）、１２３…ＡＤ変換器（平均値取得手段、電流値取得手段）、５２２ａ…起動タイミング生成部（平均値取得手段、電流値取得手段）、５２２ｂ…算出部（算出手段、平均値取得手段）、５２２ｃ…電流状態判定部（平均値取得手段、電流状態判定手段）、７２２ａ…起動タイミング生成部（電流値取得手段）、７２２ｂ…電流状態判定部（電流状態判定手段）、７２２ｃ…平均値取得部（平均値取得手段）、９２２ａ…起動タイミング生成部（電流値取得手段）、９２２ｂ…算出部（算出手段）、９２２ｃ…電流状態判定部（電流状態判定手段）、９２２ｄ…平均値取得部（平均値取得手段）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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