(57)【要約】【課題】昇降圧コンバータの第２電力ラインが接続される負荷に流れる電流が値０を跨いで変化し、昇降圧コンバータにおいて昇圧と降圧とが切り替わるときに、第２電力ラインの電圧の変動が大きくなることを抑制する。【解決手段】第１状態から第３状態を経て第２状態となったときにスイッチング制御を開始するときには、スイッチング制御を開始するときの第２スイッチング素子のオンデューティ値を、第１状態でのオンデューティ値に、第１，第２スイッチング素子のスイッチング周期に対するデッドタイムの割合を加えた値とし、第２状態から第３状態を経て第１状態となったときにスイッチング制御を開始するときには、スイッチング制御を開始するときの第２スイッチング素子のオンデューティ値を、第２状態でのオンデューティ値から、スイッチング周期に対するデッドタイムの割合を減じた値とする。【選択図】図４
2018152952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上アームとしての第１スイッチング素子と下アームとしての第２スイッチング素子とリアクトルとを有し第１電力ラインと第２電力ラインとの間で電圧の変更を伴って電力をやりとする昇降圧コンバータ、を制御する制御装置であって、
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第１，第２スイッチング素子をスイッチング制御する、
制御装置において、
前記第２電力ラインの電圧が前記目標電圧より低い第１電圧以下である第１状態のときには、前記スイッチング制御を開始する際に前記第２スイッチング素子からオンとし、
前記第２電力ラインの電圧が前記目標電圧より高い第２電圧以上である第２状態のときには、前記スイッチング制御を開始する際に前記第１スイッチング素子からオンとし、
前記第２電力ラインの電圧が前記第１電圧より高く前記第２電圧より低い第３状態のときには、前記スイッチング制御を停止し、
前記第１状態から前記第３状態を経て前記第２状態となったときに前記スイッチング制御を開始するときには、前記スイッチング制御を開始するときの前記第２スイッチング素子のオンデューティ値を、前記第１状態でのオンデューティ値に、前記第１，第２スイッチング素子のスイッチング周期に対するデッドタイムの割合を加えた値とし、
前記第２状態から前記第３状態を経て前記第１状態となったときに前記スイッチング制御を開始するときには、前記スイッチング制御を開始するときの前記第２スイッチング素子のオンデューティ値を、前記第２状態でのオンデューティ値から、前記スイッチング周期に対するデッドタイムの割合を減じた値とする、
制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置に関し、詳しくは、上アームとしての第１スイッチング素子と下アームとしての第２スイッチング素子とリアクトルとを有し第１電力ラインと第２電力ラインとの間で電圧の変更を伴って電力をやりとりする昇降圧コンバータ、を制御する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の制御装置としては、昇降圧コンバータを制御するものが提案されている。昇降圧コンバータは、上下アームとしての第１，第２スイッチング素子（スイッチング半導体）と、リアクトルと、を備えており、バッテリが接続される第１電力ラインと負荷が接続される第２電力ラインとの間で電圧の変更を伴って電力をやりとりしている。この装置では、第２電力ラインの電圧と目標電圧と偏差に応じてデューティ値を変化させ、第２電力ラインの電圧が目標電圧に近づくようにフィードバック制御している。これにより、昇降圧コンバータに接続される負荷の電流が変動したときに、第２電力ラインの電圧が目標電圧から変動することを抑制している。
【０００３】
上述の装置では、第１電力ラインの電力を昇圧して第２電力ラインに供給する昇圧モードと、第２電力ラインからの電力を降圧して第１電力ラインに供給する降圧モードとの間でモードを切り換える際に、第２電力ラインの電圧が目標電圧から変動することがある。これは、第１，第２スイッチング素子をスイッチング制御するときにデッドタイム（第１，第２スイッチング素子を共にオフとする期間）が存在することによって、昇圧モード時と降圧モード時とで制御が安定するデューティ値（第１，第２スイッチング素子のスイッチング周期に対する第２スイッチング素子のオン時間の割合）が異なり、昇圧モードと降圧モードとの間でモードを移行する際のデューティ値の変化に昇圧コンバータのフィードバック制御が追従できないことに起因している。こうした第２電力ラインの電圧が目標電圧から変動することを抑制するものとして、上述したフィードバック制御において、制御ゲインを大きくするものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１９２９１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、昇降圧コンバータのフィードバックゲインを大きくする上述の装置では、目標電圧が変化する場合に、制御ゲインを最適な値とすることが困難であるから、かえって第２電力ラインの電圧の目標電圧からの変動が大きくなってしまうことがある。
【０００６】
本発明の制御装置は、昇降圧コンバータの第２電力ラインが接続される負荷に流れる電流が値０を跨いで変化し、昇降圧コンバータにおいて昇圧と降圧とが切り替わるときに、第２電力ラインの電圧の変動が大きくなることを抑制することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の制御装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００８】
本発明の制御装置は、
上アームとしての第１スイッチング素子と下アームとしての第２スイッチング素子とリアクトルとを有し第１電力ラインと第２電力ラインとの間で電圧の変更を伴って電力をやりとする昇降圧コンバータ、を制御する制御装置であって、
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第１，第２スイッチング素子をスイッチング制御する、
制御装置において、
前記第２電力ラインの電圧が前記目標電圧より低い第１電圧以下である第１状態のときには、前記スイッチング制御を開始する際に前記第２スイッチング素子からオンとし、
前記第２電力ラインの電圧が前記目標電圧より高い第２電圧以上である第２状態のときには、前記スイッチング制御を開始する際に前記第１スイッチング素子からオンとし、
前記第２電力ラインの電圧が前記第１電圧より高く前記第２電圧より低い第３状態のときには、前記スイッチング制御を停止し、
前記第１状態から前記第３状態を経て前記第２状態となったときに前記スイッチング制御を開始するときには、前記スイッチング制御を開始するときの前記第２スイッチング素子のオンデューティ値を、前記第１状態でのオンデューティ値に、前記第１，第２スイッチング素子のスイッチング周期に対するデッドタイムの割合を加えた値とし、
前記第２状態から前記第３状態を経て前記第１状態となったときに前記スイッチング制御を開始するときには、前記スイッチング制御を開始するときの前記第２スイッチング素子のオンデューティ値を、前記第２状態でのオンデューティ値から、前記スイッチング周期に対するデッドタイムの割合を減じた値とする、
ことを要旨とする。
【０００９】
この本発明の制御装置では、第２電力ラインの電圧が目標電圧となるように第１，第２スイッチング素子をスイッチング制御する。そして、第２電力ラインの電圧が目標電圧より低い第１電圧以下である第１状態のときには、スイッチング制御を開始する際に第２スイッチング素子からオンとし、第２電力ラインの電圧が目標電圧より高い第２電圧以上である第２状態のときには、スイッチング制御を開始する際に第１スイッチング素子からオンとし、第２電力ラインの電圧が第１電圧より高く第２電圧より低い第３状態のときには、スイッチング制御を停止する。第２電力ラインの電圧が第１電圧以下である第１状態のときには、第１電力ラインの電力を昇圧して第２電力ラインへ供給する。こうした場合に、スイッチング制御を開始する際に第２スイッチング素子からオンとすることにより、スイッチング制御の開始時のリアクトルの電流方向が第１電力ラインから第２電力ラインへ電力を供給する方向になるから、第２電力ラインの電圧の変動が大きくなることを抑制することができる。また、第２電力ラインの電圧が目標電圧より高い第２電圧以上である第２状態のときには、第２電力ラインの電力を降圧して第１電力ラインへ供給する。こうした場合に、スイッチング制御を開始する際に第１スイッチング素子からオンとすることにより、スイッチング制御の開始時のリアクトルの電流方向が第２電力ラインから第１電力ラインへ電力を供給する方向になるから、第２電力ラインの電圧の変動が大きくなることを抑制することができる。また、第２電力ラインの電圧が第１電圧より高く第２電圧より低い第３状態のときには、第２電力ラインの電圧が目標電圧と同一またはその近傍であるから、リアクトルに流れる電流が値０またはその近傍になる。このとき、スイッチング制御を停止するから、第１状態から第３状態を経て第２状態へと移行するときや、第２状態から第３状態を経て第１状態へと移行するときに、制御ゲインを大きくするものに比して第２電力ラインの電圧の変動を抑制することができる。
【００１０】
さらに、第１状態から第３状態を経て第２状態となったときにスイッチング制御を開始するときには、スイッチング制御を開始するときの第２スイッチング素子のオンデューティ値を、第１状態でのオンデューティ値に、第１，第２スイッチング素子のスイッチング周期に対するデッドタイムの割合を加えた値とする。これにより、第２状態では、オンデューティ値を、第１状態でのオンデューティ値からスイッチング周期に対するデッドタイムの割合を加えた値だけ変化させてスイッチング制御を開始するから、制御ゲインを高くするものに比して第１状態から第２状態へ移行する際に所望のデューティ値への移行を速やかに行なうことができる。また、昇降圧コンバータのフィードバックゲインを変更しないから、その後の制御において安定した電圧の維持を可能とすることができる、これにより、第２電力ラインの電圧の変動が大きくなることを抑制することができる。
【００１１】
そして、第２状態から第３状態を経て第１状態となったときにスイッチング制御を開始するときには、スイッチング制御を開始するときのオンデューティ値を、第２状態でのオンデューティ値から、第１，第２スイッチング素子のスイッチング周期に対するデッドタイムの割合を減じた値とする。これにより、第１状態では、オンデューティ値を、第２状態でのオンデューティ値からスイッチング周期に対するデッドタイムの割合を加えた値だけ変化させてスイッチング制御を開始するから、制御ゲインを高くするものに比して第２状態から第１状態へ移行する際のデューティ値の変化を小さくすることができる。これにより、第２電力ラインの電圧の変動が大きくなることを抑制することができる。この結果、第２電力ラインに接続される負荷に流れる電流が値０を跨いで変化し、昇降圧コンバータにおいて昇圧と降圧とが切り替わるときに、第２電力ラインの電圧の変動が大きくなることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施例としての制御装置を搭載した電力供給装置２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】昇圧モードにおける上アーム，下アームのトランジスタＴ２１，Ｔ２２のゲートを駆動するゲート信号の波形とリアクトルＬを流れる電流ＩＬの波形との一例を示す説明図である。
【図３】降圧モードにおける上アーム，下アームのトランジスタＴ２１，Ｔ２２のゲートを駆動するゲート信号の波形とリアクトルＬを流れる電流ＩＬの波形との一例を示す説明図である。
【図４】実施例の制御装置５０により実行される昇圧制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図５】昇圧モードから停止モードを経て降圧モードへ移行する場合における第２電力ライン４２の電圧ＶＨ，負荷１０に流れる電流ＩＬｏａｄ，トランジスタＴ２１，トランジスタＴ２２のゲート信号の時間変化の一例を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【実施例】
【００１４】
図１は、本発明の一実施例としての制御装置を搭載した電力供給装置２０の構成の概略を示す構成図である。電力供給装置２０は、図示するように、直流電源３０と、昇降圧コンバータ４０と、制御装置５０と、を備える。
【００１５】
直流電源３０は、例えば、バッテリ（ニッケル水素二次電池やリチウムイオン二次電池）として構成されおり、第１電力ライン４４に接続されている。
【００１６】
昇降圧コンバータ４０は、負荷１０（例えば、モータを駆動するインバータなど）が接続された第２電力ライン４２と、第１電力ライン４４と、に接続されている。この昇降圧コンバータ４０は、トランジスタＴ２１と，トランジスタＴ２２と、２つのダイオードＤ２１，Ｄ２２と、リアクトルＬと、を備える。トランジスタＴ２１は、ＩＧＢＴとして構成されており、第２電力ライン４２の正極母線に接続されている。トランジスタＴ２２は、ＩＧＢＴとして構成されており、トランジスタＴ２１と、第２電力ライン４２および第１電力ライン４４の負極母線と、に接続されている。２つのダイオードＤ２１，Ｄ２２は、それぞれ、トランジスタＴ２１，Ｔ２２に逆方向に並列接続されている。トランジスタＴ２１，ダイオードＤ２１は上アームを構成し、トランジスタＴ２２，ダイオードＤ２２で下アームを構成している。リアクトルＬは、トランジスタＴ２１，Ｔ２２同士の接続点Ｃｎ１と、第１電力ライン４４の正極母線と、に接続されている。昇降圧コンバータ４０は、制御装置５０によって、トランジスタＴ２１，Ｔ２２のオン時間の割合が調節されることにより、第１電力ライン４４の電力を昇圧して第２電力ライン４２に供給したり、第２電力ライン４２の電力を降圧して第１電力ライン４４に供給したりする。第１電力ライン４４の正極母線と負極母線とには、平滑用のコンデンサ４５が接続されている。
【００１７】
制御装置５０は、図示はしないが、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を記憶するＲＯＭと、データを一時的に記憶するＲＡＭと、入出力ポートと、を備える。
【００１８】
制御装置５０には、直流電源３０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，直流電源３０の出力端子に接続された図示しない電流センサからの充放電電流，直流電源３０に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度，コンデンサ４３の端子間に取り付けられた電圧センサ４３ａからのコンデンサ電圧（第２電力ライン４２の電圧）ＶＨ，コンデンサ４５の端子間に取り付けられた電圧センサ４５ａからのコンデンサ電圧（第１電力ライン４４の電圧）ＶＬなどが入力ポートを介して入力されている。
【００１９】
制御装置５０からは、昇降圧コンバータ４０のトランジスタＴ２１，Ｔ２２へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。
【００２０】
次に、こうして構成された電力供給装置２０の動作、特に、昇降圧コンバータ４０を制御する際の動作について説明する。
【００２１】
電力供給装置２０では、負荷１０の要求電力に基づいて第２電力ラインの目標電圧ＶＨ＊を設定し、目標電圧ＶＨ＊から所定電圧Ｖｒｅｆを減じた電圧を電圧ＶＨ１に設定すると共に、目標電圧ＶＨ＊に所定電圧Ｖｒｅｆを加えた電圧を電圧ＶＨ２に設定する。ここで、所定電圧Ｖｒｅｆは、電圧ＶＨ１が目標電圧ＶＨ＊より若干低くなり、電圧ＶＨ２が目標電圧ＶＨ＊より若干高くなるように設定されており、目標電圧ＶＨ＊が６５０Ｖであるときに、例えば、３Ｖ，５Ｖ，７Ｖなどである。そして、電圧ＶＨが電圧ＶＨ１以下であるときには、第１電力ライン４４の電力を昇圧して第２電力ライン４２に供給する「昇圧モード」で、電圧ＶＨが電圧ＶＨ２以上であるときには、第２電力ライン４２からの電力を降圧して第１電力ライン４４に供給する「降圧モード」で、電圧ＶＨが電圧ＶＨ１より大きく電圧ＶＨ２より小さいときには、昇降圧コンバータ４０の動作を停止する「停止モード」などで、昇降圧コンバータ４０を駆動する。
【００２２】
昇圧モードでは、第２電力ライン４２の電圧ＶＨが目標電圧ＶＨ＊に近づくように、電圧ＶＨと目標電圧ＶＨ＊との偏差に応じて、デューティ値Ｄを変動させるフィードバック制御を実行している。ここで、デューディ値Ｄは、昇降圧コンバータ４０のスイッチング周期に対する下アームのトランジスタＴ２１のオン時間の割合である。例えば、電圧ＶＨが目標電圧ＶＨ＊より低ければ、デューティ値Ｄを大きくして直流電源３０から負荷１０への電力の供給を増やす。電圧ＶＨが目標電圧ＶＨ＊より高ければ、デューティ値Ｄを小さくして直流電源３０から負荷１０への電力の供給を減少させる。デューティ値Ｄの変動量は、一般に、電圧ＶＨと目標電圧ＶＨ＊との偏差にゲインを乗じて設定され、電圧ＶＨと目標電圧ＶＨ＊との偏差の大小によりデューティ値Ｄの変動量が大小する。図２は、昇圧モードにおける上アーム，下アームのトランジスタＴ２１，Ｔ２２のゲートを駆動するゲート信号の波形とリアクトルＬを流れる電流ＩＬの波形との一例を示す説明図である。図中、「ｔＬ１」は、下アームのトランジスタＴ２２がオンしている期間（以下、「下アームオン期間」という）ｔＬ１を示している。「ｔＨ１」は、上アームのトランジスタＴ２１がオンしている期間（以下、「上アームオン期間」という）ｔＨ１を示している。「ｔｄ１」，「ｔｄ’１」は、上アーム，下アームのトランジスタＴ２１，Ｔ２２が共にオフしている期間であるデッドタイムｔｄ１，ｔｄ’１を示している。デッドタイムｔｄ１は、上アームのトランジスタＴ２１がオフからオンへ、下アームトランジスタＴ２２がオンからオフへと切り替わる際のデッドタイムである。デッドタイムｔｄ’１は、上アームのトランジスタＴ２１がオンからオフへ、下アームトランジスタＴ２２がオフからオンへと切り替わる際のデッドタイムである。デッドタイムｔｄ１，ｔｄ’１は、トランジスタＴ２１，Ｔ２２の特性に応じて予め定められている。昇圧モードにおいて、下アームオン期間ｔＬ１では、下アームのトランジスタＴ２２に電流が流れ、デッドタイムｔｄ１，ｔｄ’１では、上アームのダイオードＤ２１に電流が流れ、上アームオン期間ｔＨ１では、上アームのトランジスタＴ２１もしくはダイオードＤ２１に電流が流れる。したがって、直流電源３０から昇降圧コンバータ４０へ流れる電流を正の値とすると、リアクトルＬの電流ＩＬは、図示するように、値０より大きく、下アームオン期間ｔＬ１で徐々に増加し、デッドタイムｔｄ１，上アームオン期間ｔＨ１，デッドタイムｔｄ’１にかけて、徐々に減少する電流となる。したがって、昇圧モードで第２電力ライン４２の電圧ＶＨが目標電圧ＶＨ＊で安定している状態では、電圧ＶＨ＊，ＶＬとの関係式や、上アームオン期間ｔＨ１，下アームオン期間ｔＬ１，デューティ値Ｄを、次式（１）〜式（４）により表すことができる。
【００２３】
VH*=T/(td1+tH1+td'1)・VL  ・・・（１）
tH1=(VL/VH*・T)-(td1+td'1)  ・・・（２）
tL1=(VH*-VL)/VH*・T      ・・・（３）
D=(VH*-VL)/VH*    ・・・（４）
【００２４】
トランジスタＴ２１，Ｔ２２は、デューティ値Ｄ＊により定められた時間で交互にオンするようにスイッチング制御される。これにより、第２電力ライン４２の電圧ＶＨを目標電圧ＶＨ＊で保持しながら、第１電力ライン４４から第２電力ラインへ電力を供給する。
【００２５】
降圧モードでは、昇圧モードと同様に、第２電力ライン４２の電圧ＶＨが目標電圧ＶＨ＊に近づくように、電圧ＶＨと目標電圧ＶＨ＊との偏差に応じて、デューティ値Ｄを変動させるフィードバック制御を実行している。図３は、降圧モードにおける上アーム，下アームのトランジスタＴ２１，Ｔ２２のゲートを駆動するゲート信号の波形とリアクトルＬを流れる電流ＩＬの波形との一例を示す説明図である。図中、「ｔＬ２」は、下アームオン期間ｔＬ２を示している。「ｔＨ２」は、上アームオン期間ｔＨ２を示している。「ｔｄ２」，「ｔｄ’２」は、デッドタイムｔｄ２，ｔｄ’２を示している。デッドタイムｔｄ２，ｔｄ’２は、トランジスタＴ２１，Ｔ２２の特性に応じて予め定められている。降圧モードにおいて、下アームオン期間ｔＬ２では、下アームのトランジスタＴ２２もしくはダイオードＤ２２に電流が流れ、デッドタイムｔｄ２，ｔｄ’２では、下アームのダイオードＤ２２に電流が流れ、上アームオン期間ｔＨ２では、上アームのトランジスタＴ２１に電流が流れる。したがって、リアクトルＬの電流ＩＬは、図示するように、値０より小さく、デッドタイムｔｄ’２，下アームオン期間ｔＬ２，デッドタイムｔｄ２では徐々に増加し、上アームオン期間ｔＨ２で徐々に減少する電流となる。したがって、降圧モードで第２電力ライン４２の電圧ＶＨが目標電圧ＶＨ＊で安定している状態では、電圧ＶＨ＊，ＶＬとの関係式や、上アームオン期間ｔＨ２，下アームオン期間ｔＬ２，デューティ値Ｄを、次式（５）〜式（８）により表すことができる。
【００２６】
VH*=T/tH2・VL  ・・・（５）
tH2=(VL/VH*・T)  ・・・（６）
tL2=(VH*-VL)/VH*・T+(td2+td'2)      ・・・（７）
D=(VH*-VL)/VH*+(td2+td'2)/T    ・・・（８）
【００２７】
トランジスタＴ２１，Ｔ２２は、デューティ値Ｄ＊により定められた時間で交互にオンするようにスイッチング制御される。これにより、第２電力ライン４２の電圧ＶＨを目標電圧ＶＨ＊で保持しながら、第２電力ライン４２から第１電力ライン４４へ電力を供給する。
【００２８】
停止モードでは、トランジスタＴ２１，Ｔ２２のスイッチング制御を停止して昇降圧コンバータ４０の動作を停止する。
【００２９】
次に、昇圧モード、降圧モード、停止モードの各モード間を移行する際の動作について説明する。図４は、実施例の制御装置５０により実行される昇圧制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。本ルーチンは、トランジスタＴ２１，Ｔ２２のスイッチングの１周期（スイッチング周期Ｔ）毎（例えば、数１００μｓｅｃ毎）に繰り返して実行される。
【００３０】
本ルーチンが実行されると、制御装置５０のＣＰＵは、電圧ＶＨや前回値Ｄ＊，記憶値Ｄｍを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。電圧ＶＨは、電圧センサ４３ａにより検出されたものを入力している。前回値Ｄ＊は、前回本ルーチンが実行されたときに設定された指令デューティ値Ｄ＊を入力している。記憶値Ｄｍは、前回本ルーチンを実行したときに後述するステップＳ１３０の処理で設定された値を入力している。
【００３１】
次に、電圧ＶＨを電圧ＶＨ１，ＶＨ２と比較する（ステップＳ１１０）。電圧ＶＨが電圧ＶＨ１より大きく電圧ＶＨ２より小さいときには、停止モードであると判断して、続いて、前回本ルーチンを実行したときに停止モードであったか否かを判定する（ステップＳ１２０）。前回が停止モードでなかったとき、即ち、前回が昇圧モードまたは降圧モードであったときには、前回値Ｄ＊を記憶値Ｄｍに設定する（ステップＳ１３０）。こうした処理により、記憶値Ｄｍには前回昇圧モードであったときには、昇圧モードで設定された指令デューティ値Ｄ＊が設定され、前回降圧モードであったときには降圧モードで設定された指令デューティ値Ｄ＊が設定される。
【００３２】
こうして記憶値Ｄｍを設定すると、トランジスタＴ２１，Ｔ２２のスイッチングを停止して（ステップＳ１４０）、本ルーチンを終了する。こうした処理により、昇圧モードまたは降圧モードであったときに、電圧ＶＨが電圧ＶＨ１より大きく電圧ＶＨ２より小さい範囲内の電圧となったときには、停止モードへ移行する。
【００３３】
ステップＳ１２０の処理で、前回本ルーチンが実行されたときに停止モードであったと判定されたときには、停止モードが継続されていると判断して、本ルーチンを終了する。こうした処理により、前回本ルーチンが実行されたときに停止モードであった場合において、電圧ＶＨが電圧ＶＨ１より大きく電圧ＶＨ２より小さいときには、停止モードを継続する。
【００３４】
ステップＳ１１０の処理で、電圧ＶＨが電圧ＶＨ１以下であるときには、昇圧モードであると判断して、前回本ルーチンを実行したときに停止モードであったか否かを判定する（ステップＳ１５０）。前回本ルーチンを実行したときに停止モードであったとき、即ち、停止モードから昇圧モードへ移行して本ルーチンが最初に実行されたときには、続いて、停止モードの前が昇圧モードであったか否かを判定する（ステップＳ１６０）。
【００３５】
ステップＳ１６０の処理で、停止モードの前が昇圧モードであったと判定されたとき、即ち、昇降圧コンバータ４０の制御モードが、昇圧モード、停止モード、昇圧モードの順に移行しているときには、指令デューティ値Ｄ＊に記憶値Ｄｍを設定する（ステップＳ１７０）。停止モードの前が昇圧モードであるから、記憶値Ｄｍには、昇圧モードで設定された指令デューティ値Ｄ＊、即ち、昇圧モードに適した指令デューティ値Ｄ＊が設定される。
【００３６】
こうして指令デューティ値Ｄ＊を設定したら、下アームのトランジスタＴ２２からスイッチングを開始して指令デューティ値Ｄ＊により定められた時間で交互にトランジスタＴ２１，Ｔ２２がオンオフするようにトランジスタＴ２１，Ｔ２２をスイッチング制御して（ステップＳ１９０）、本ルーチンを終了する。昇圧モードでのスイッチング制御を開始する際に下アームのトランジスタＴ２２からオンとすることにより、昇圧モードでのスイッチング制御の開始時のリアクトルＬの電流ＩＬの方向が第１電力ライン４４から第２電力ライン４２へ電力を供給する方向になるから、電流ＩＬの変動、即ち、第２電力ライン４２の電圧ＶＨの変動が大きくなることを抑制することができる。また、昇圧モードでのスイッチング制御の開始時の指令デューティ値Ｄ＊を、停止モードの前の昇圧モードで設定された指令デューティ値Ｄ＊としているから、第２電力ライン４２の電圧ＶＨの変動が大きくなることを抑制することができる。
【００３７】
ステップＳ１６０の処理で、停止モードの前が昇圧モードではない、つまり、降圧モードであると判定されたとき、即ち、昇降圧コンバータ４０の制御モードが、降圧モード、停止モード、昇圧モードの順に移行しているときには、指令デューティ値Ｄ＊として、記憶値Ｄｍからデッドタイムｔｄ２，ｔｄ’２をスイッチング周期Ｔで除した値を減じたものを設定する（ステップＳ１８０）。今、昇圧モードであるときを考えているから、デューティ値としては、上述の式（４）を用いて演算した電圧ＶＨが目標電圧ＶＨ＊で安定する際のデューティ値Ｄを用いることが望ましい。記憶値Ｄｍは、降圧モードでの指令デューティ値Ｄ＊、即ち、上述の式（８）を用いて演算したデューティ値Ｄであることが多いことから、記憶値Ｄｍからデッドタイムｔｄ２，ｔｄ’２をスイッチング周期Ｔで除した値を減じたものを指令デューティ値Ｄ＊に設定することにより、デューティ値Ｄの変動を抑制しつつ、昇圧モードに適したデューティ値Ｄとすることができる。
【００３８】
こうして指令デューティ値Ｄ＊を設定したら、下アームのトランジスタＴ２２からスイッチングを開始して指令デューティ値Ｄ＊により定められた時間で交互にトランジスタＴ２１，Ｔ２２がオンオフするようにトランジスタＴ２１，Ｔ２２をスイッチング制御して（ステップＳ１９０）、本ルーチンを終了する。昇圧モードでのスイッチング制御を開始する際に下アームのトランジスタＴ２２からオンとすることにより、昇圧モードでのスイッチング制御の開始時のリアクトルＬの電流ＩＬの方向が第１電力ライン４４から第２電力ライン４２へ電力を供給する方向になるから、第２電力ライン４２の電圧ＶＨの変動が大きくなることを抑制することができる。また、指令デューティ値Ｄ＊を昇圧モードにおいて適したデューティ値Ｄに設定しているから、その後、昇圧モードを継続したときに、第２電力ライン４２の電圧ＶＨの変動を抑制できる。したがって、第２電力ライン４２の電圧ＶＨの変動が大きくなることを抑制することができる。
【００３９】
ステップＳ１５０の処理で、前回本ルーチンを実行したときに停止モードではないと判定されたときには、本ルーチンを終了する。これにより、現在のトランジスタＴ２１，Ｔ２２のスイッチング制御を継続する。今、電圧ＶＨが電圧ＶＨ１以下であるときを考えており、本ルーチンは、スイッチング周期Ｔ（例えば、数１００μｓｅｃ）毎に実行されることから、前回本ルーチンを実行したときは、電圧ＶＨは電圧ＶＨ２以上にはなっていない、つまり、停止モードまたは昇圧モードであると考えられる。したがって、電圧ＶＨが電圧ＶＨ１以下であり、且つ、ステップＳ１５０の処理で、前回本ルーチンを実行したときに停止モードではないと判定されたときには、昇圧モードでの昇降圧コンバータ４０の駆動を継続することになる。
【００４０】
ステップＳ１１０の処理で、電圧ＶＨが電圧ＶＨ２以上であるときには、降圧モードであると判断して、前回本ルーチンを実行したときに停止モードであったか否かを判定する（ステップＳ２００）。前回本ルーチンを実行したときに停止モードであったとき、即ち、停止モードから降圧モードへの移行の際には、続いて、停止モードの前が降圧モードであったか否かを判定する（ステップＳ２１０）。
【００４１】
ステップＳ２１０の処理で、停止モードの前が降圧モードであったと判定されたとき、即ち、昇降圧コンバータ４０の制御モードが、降圧モード、停止モード、降圧モードの順に移行しているときには、指令デューティ値Ｄ＊に記憶値Ｄｍを設定する（ステップＳ２２０）。停止モードの前が降圧モードであるから、記憶値Ｄｍには、降圧モードで設定された指令デューティ値Ｄ＊、即ち、降圧モードに適したデューティ値が設定されることになる。
【００４２】
こうして指令デューティ値Ｄ＊を設定したら、上アームのトランジスタＴ２１からスイッチングを開始して指令デューティ値Ｄ＊により定められた時間で交互にトランジスタＴ２１，Ｔ２２がオンオフするようにトランジスタＴ２１，Ｔ２２をスイッチング制御して（ステップＳ２４０）、本ルーチンを終了する。降圧モードでのスイッチング制御を開始する際に上アームのトランジスタＴ２１からオンとすることにより、降圧モードでのスイッチング制御の開始時のリアクトルＬの電流ＩＬの方向が第２電力ライン４２から第１電力ライン４４へ電力を供給する方向になるから、電流ＩＬの変動、つまり、第２電力ライン４２の電圧ＶＨの変動が大きくなることを抑制することができる。
【００４３】
ステップＳ２１０の処理で、停止モードの前が降圧モードではない、つまり、昇圧モードであると判定されたとき、即ち、昇降圧コンバータ４０の制御モードが、昇圧モード、停止モード、降圧モードの順に移行しているときには、指令デューティ値Ｄ＊に、記憶値Ｄｍに、デッドタイムｔｄ２，ｔｄ’２をスイッチング周期Ｔを除した値を加えたものを設定する（ステップＳ２３０）。今、降圧モードであるときを考えているから、デューティ値を上述した式（８）に設定することが望ましい。また、停止モードの前が昇圧モードであるから、記憶値Ｄｍには、上述の式（４）を用いて設定された指令デューティ値Ｄ＊が設定されている。したがって、記憶値Ｄｍにデッドタイムｔｄ２，ｔｄ’２をスイッチング周期Ｔで除した値を加えたものを指令デューティ値Ｄ＊に設定することにより、指令デューティ値Ｄ＊の変動を抑制しつつ、指令デューティ値Ｄ＊を降圧モードに適したデューティ値に設定している。
【００４４】
こうして指令デューティ値Ｄ＊を設定したら、上アームのトランジスタＴ２１からスイッチングを開始して指令デューティ値Ｄ＊により定められた時間で交互にトランジスタＴ２１，Ｔ２２がオンオフするようにトランジスタＴ２１，Ｔ２２をスイッチング制御して（ステップＳ２４０）、本ルーチンを終了する。降圧モードでスイッチング制御を開始する際に上アームのトランジスタＴ２１からオンとすることにより、降圧モードでのスイッチング制御の開始時のリアクトルＬの電流ＩＬの方向が第２電力ライン４２から第１電力ライン４４へ電力を供給する方向になるから、第２電力ライン４２の電圧ＶＨの変動が大きくなることを抑制することができる。また、指令デューティ値Ｄ＊を降圧モードに適したデューティ値に設定しているから、第２電力ライン４２の電圧ＶＨの変動を抑制できる。したがって、第２電力ライン４２の電圧ＶＨの変動が大きくなることを抑制することができる。
【００４５】
ステップＳ２００の処理で、前回本ルーチンを実行したときに停止モードではないと判定されたときには、本ルーチンを終了する。これにより、現在のトランジスタＴ２１，Ｔ２２のスイッチング制御を継続する。今、電圧ＶＨが電圧ＶＨ２以上であるときを考えており、本ルーチンは、スイッチング周期Ｔ毎（例えば、数１００μｓｅｃ毎）に実行されることから、前回本ルーチンを実行したときは、電圧ＶＨは電圧ＶＨ１以下にはなっていない、つまり、停止モードまたは降圧モードであると考えられる。したがって、電圧ＶＨが電圧ＶＨ２以上であり、且つ、ステップＳ２００の処理で、前回本ルーチンを実行したときに停止モードではないと判定されたときには、降圧モードで昇降圧コンバータ４０を継続することになる。
【００４６】
図５は、昇圧モードから停止モードを経て降圧モードへ移行する場合における第２電力ライン４２の電圧ＶＨ，負荷１０に流れる電流ＩＬｏａｄ，トランジスタＴ２１，トランジスタＴ２２のゲート信号の時間変化の一例を示している。電圧ＶＨが電圧ＶＨ１以上となると、昇降圧コンバータ４０が昇圧モードから停止モードへ移行する。電流ＩＬｏａｄが値０を跨いで変化すると、電圧ＶＨが徐々に上昇する。そして、電圧ＶＨが電圧ＶＨ２以上となると、降圧モードへ移行する。このとき、記憶値Ｄｍに、デッドタイムｔｄ２，ｔｄ’２をスイッチング周期Ｔで除した値を加えたものを指令デューティ値Ｄ＊に設定して（ステップＳ２３０）、上アームのトランジスタＴ２１からスイッチングを開始するから（ステップＳ２４０）、電圧ＶＨの変動が大きくなることを抑制することができる。
【００４７】
また、降圧モードから停止モードを経て昇圧モードへ移行する場合も、記憶値Ｄｍから、デッドタイムｔｄ２，ｔｄ’２をスイッチング周期Ｔで除した値を減じたものを指令デューティ値Ｄ＊に設定して（ステップＳ１８０）、下アームのトランジスタＴ２２からスイッチングを開始するから（ステップＳ１９０）、電圧ＶＨの変動が大きくなることを抑制することができる。この結果、電圧ＶＨの変動が大きくなることを抑制することができる。
【００４８】
以上説明した実施例の電力供給装置２０では、第２電力ライン４２の電圧ＶＨが目標電圧ＶＨ＊より低い電圧ＶＨ１以下である昇圧モードのときには、スイッチング制御を開始する際に下アームのトランジスタＴ２２からオンとし、第２電力ライン４２の電圧が目標電圧ＶＨ＊より高い電圧ＶＨ２以上である降圧モードのときには、スイッチング制御を開始する際に上アームのトランジスタＴ２１からオンとし、第２電力ライン４２の電圧ＶＨが電圧ＶＨ１より高く電圧ＶＨ２より低い停止モードのときには、スイッチング制御を停止する。そして、昇圧モードから停止モードを経て降圧モードとなったときにスイッチング制御を開始するときには、スイッチング制御を開始するときのトランジスタＴ２２のオンデューティ値を、昇圧モードでのオンデューティ値に、トランジスタＴ２１，Ｔ２２のスイッチング周期に対するデッドタイムｔｄ２，ｔｄ’２の割合を加えた値とする。さらに、降圧モードから停止モードを経て昇圧モードとなったときにスイッチング制御を開始するときには、スイッチング制御を開始するときのトランジスタＴ２２のオンデューティ値を、降圧モードでのオンデューティ値から、スイッチング周期に対するデッドタイムｔｄ２，ｔｄ’２の割合を減じた値とする。この結果、負荷に流れる電流が値０を跨いで変化し、昇降圧コンバータにおいて昇圧と降圧とが切り替わるときに、電圧ＶＨの変動が大きくなることを抑制することができる。
【００４９】
実施例の電力供給装置２０では、トランジスタＴ２１，Ｔ２２は、ＩＧＢＴとして構成しているが、オンオフ可能なスイッチング素子として構成すればよいから、ＭＯＳＦＥＴなどのＩＧＢＴとは異なるタイプのゲート型のトランジスタや、オンオフ可能なスイッチとして構成してもよい。
【００５０】
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、昇降圧コンバータ４０が「昇降圧コンバータ」に相当し、制御装置５０が「制御装置」に相当する。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、制御装置の製造業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１０  負荷、２０  電力供給装置、３０  直流電源、４０  昇降圧コンバータ、４２  第２電力ライン、４４  第１電力ライン、４３，４５  コンデンサ、４３ａ，４５ａ  電圧センサ、５０  制御装置、Ｃｎ１  接続点、Ｄ２１，Ｄ２２  ダイオード、Ｔ２１，Ｔ２２  トランジスタ、Ｌ  リアクトル。
【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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