(57)【要約】【課題】昇圧後の電圧の電圧値を素早くかつ精度良く目標値に近づけることが出来る昇圧装置、昇圧方法、及び、プログラムを提供する。【解決手段】制御部１５０は、交流電圧を昇圧した昇圧後の電圧値が予め設定された目標値になるように、第１〜第３ＭＥＲＳ１１０、１２０、１３０それぞれの、第１のオン状態の期間及び第２のオン状態の期間と、交流電圧のゼロ交差時に対する、第１のオン状態の開始タイミング及び第２のオン状態の開始タイミングと、を変化させる。【選択図】図１
2012235635.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電圧を昇圧する昇圧装置であって、
第１の方向に電流が流れる第１のオン状態と第２の方向に電流が流れる第２のオン状態とオフの状態であるオフ状態とに切り替わることで、インダクタに磁気エネルギーを蓄積及び放出させて前記交流電圧を昇圧する双方向スイッチ部と、
前記交流電圧を昇圧するために、前記双方向スイッチ部の、前記第１のオン状態と前記第２のオン状態と前記オフ状態との切り替えを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記切り替えの制御において、前記交流電圧を昇圧した昇圧電圧の電圧値が予め設定された目標値になるように、前記第１のオン状態の期間及び前記第２のオン状態の期間と、前記交流電圧のゼロ交差時に対する、前記第１のオン状態の開始タイミング及び前記第２のオン状態の開始タイミングと、を変化させる、
ことを特徴とする昇圧装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記昇圧電圧の電圧値と前記目標値との差の絶対値が所定値より大きい場合に、前記第１のオン状態の期間及び前記第２のオン状態の期間を変化させ、前記絶対値が前記所定値より小さい場合は前記タイミングを変化させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の昇圧装置。
【請求項３】
前記交流電圧は、三相交流電圧であり、
前記昇圧装置は、前記三相交流電圧の各相に応じた三つの前記双方向スイッチ部を備え、
前記制御部は、前記三つの双方向スイッチ部それぞれについて、前記第１のオン状態の期間及び前記第２のオン状態の期間と、前記第１のオン状態の開始タイミング及び前記第２のオン状態の開始タイミングと、を変化させる、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の昇圧装置。
【請求項４】
前記双方向スイッチ部は、磁気エネルギー回生スイッチである、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の昇圧装置。
【請求項５】
前記磁気エネルギー回生スイッチは、
第１と第２のキャパシタと、第１と第２の逆導通型スイッチと、第１と第２のダイオードと、交流電圧が入出力される第１接点及び第２接点と、を備え、
前記第１と前記第２の逆導通型スイッチは、それぞれ、第１及び第２の端子と制御端子とを備え、前記制御端子にオン信号が入力されると導通状態になって、前記第１の端子から前記第２の端子へ又は前記第２の端子から前記第１の端子への電流を流すことが可能な状態になり、オフ信号が入力されると前記第１の端子から前記第２の端子への電流を遮断し前記第２の端子から前記第１の端子への電流のみを流すことが可能になスイッチであり、
前記第１接点には、前記第１の逆導通型スイッチの前記第２の端子と前記第２の逆導通型スイッチの前記第１の端子とが接続され、前記第１の逆導通型スイッチの前記第１の端子には、前記第１のキャパシタの一端と前記第１のダイオードのカソードとが接続され、前記第２の逆導通型スイッチの前記第２の端子には、前記第２のキャパシタの一端と前記第２のダイオードのアノードとが接続され、前記第２接点には、前記第１のキャパシタの他端と前記第２のキャパシタの他端と、前記第１のダイオードのアノードと前記第２のダイオードのカソードを接続される、縦ハーフブリッジ型の磁気エネルギー回生スイッチであり、
前記制御部は、前記切り替えの制御において、
前記交流電圧を昇圧した昇圧電圧の電圧値が予め設定された目標値になるように、前記第２の逆導通型スイッチの前記第１のオン状態の期間及び前記第２のオン状態の期間と、前記交流電圧のゼロ交差時に対する前記第１のオン状態の開始タイミング及び前記第２のオン状態の開始タイミングとを変化させ、かつ、前記第１の逆導通型スイッチをオフ状態に保持する、あるいは、前記第１の逆導通型スイッチの前記第１のオン状態の期間及び前記第２のオン状態の期間と、前記交流電圧のゼロ交差時に対する前記第１のオン状態の開始タイミング及び前記第２のオン状態の開始タイミングとを変化させ、かつ、前記第２の逆導通型スイッチをオフ状態に保持する、
ことを特徴とする請求項４に記載の昇圧装置。
【請求項６】
前記磁気エネルギー回生スイッチは、
キャパシタと、第１乃至第４の逆導通型スイッチと、交流電圧が入出力される第１接点及び第２接点と、第３接点と、第４接点と、を備え、
前記第１乃至第４の逆導通型スイッチは、それぞれ、第１及び第２の端子と制御端子と、を備え、前記制御端子にオン信号が入力されると導通状態になって、前記第１の端子から前記第２の端子へ又は前記第２の端子から前記第１の端子への電流を流すことが可能な状態になり、オフ信号が入力されると前記第１の端子から前記第２の端子への電流を遮断し前記第２の端子から前記第１の端子への電流のみを流すことが可能なスイッチ部であり、
前記第１接点には、前記第１の逆導通型スイッチの前記第２の端子と前記第２の逆導通型スイッチの前記第１の端子とが接続され、前記第２接点には、前記第３の逆導通型スイッチの前記第２の端子と前記第４の逆導通型スイッチの前記第１の端子とが接続され、前記第３接点には、前記第１の逆導通型スイッチの前記第１の端子と前記キャパシタの一端と前記第３の逆導通型スイッチの前記第１の端子とが接続され、前記第４接点には、前記第２の逆導通型スイッチの前記第２の端子と前記キャパシタの他端と前記第４の逆導通型スイッチの前記第２の他端とが接続される、フルブリッジ型の磁気エネルギー回生スイッチであり、
前記制御部は、前記切り替えの制御において、
前記交流電圧を昇圧した昇圧電圧の電圧値が予め設定された目標値になるように、前記第２及び前記第３の逆導通型スイッチの前記第１のオン状態の期間及び前記第２のオン状態の期間と、前記交流電圧のゼロ交差時に対する前記第１のオン状態の開始タイミング及び前記第２のオン状態の開始タイミングとを変化させ、かつ、前記第１及び前記第４の逆導通型スイッチをオフ状態に保持する、あるいは、前記第１及び前記第４の逆導通型スイッチの前記第１のオン状態の期間及び前記第２のオン状態の期間と、前記交流電圧のゼロ交差時に対する前記第１のオン状態の開始タイミング及び前記第２のオン状態の開始タイミングとを変化させ、かつ、前記第２及び前記第３の逆導通型スイッチをオフ状態に保持する、
ことを特料とする請求項４に記載の昇圧装置。  
【請求項７】
第１の方向に電流が流れる第１のオン状態と第２の方向に電流が流れる第２のオン状態とオフの状態であるオフ状態とに切り替わる双方向スイッチ部を用いた交流電圧を昇圧する昇圧方法であって、
インダクタに磁気エネルギーを蓄積及び放出させて前記交流電圧を昇圧するために、前記双方向スイッチ部の、前記第１のオン状態と前記第２のオン状態と前記オフ状態とを切り替える昇圧ステップを含み、
前記昇圧ステップでは、前記交流電圧を昇圧した昇圧後の電圧値が目標値になるように、前記第１のオン状態の期間及び前記第２のオン状態の期間と、前記第１のオン状態の開始タイミング及び前記第２のオン状態の開始タイミングと、を変化させる、
ことを特徴とする昇圧方法。
【請求項８】
第１の方向に電流が流れる第１のオン状態と第２の方向に電流が流れる第２のオン状態とオフの状態であるオフ状態とに切り替わる双方向スイッチ部を制御するコンピュータに、
インダクタに磁気エネルギーを蓄積及び放出させて前記交流電圧を昇圧するために、前記双方向スイッチ部の、前記第１のオン状態と前記第２のオン状態と前記オフ状態とを切り替える昇圧ステップを行わせ、
前記昇圧ステップでは、前記交流電圧を昇圧した昇圧後の電圧値が目標値になるように、前記第１のオン状態の期間及び前記第２のオン状態の期間と、前記第１のオン状態の開始タイミング及び前記第２のオン状態の開始タイミングと、を変化させる、
ことを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、昇圧装置、昇圧方法、及び、プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上記昇圧装置として、例えば、フルブリッジ型の磁気エネルギー回生スイッチ（ＭＥＲＳ：Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｒｅｃｏｖｅｒｙ  Ｓｗｉｔｃｈ）を用いたものがある（例えば、特許文献１）。このような昇圧装置は、昇圧後の電圧の電圧値を取得し、取得した電圧値と、予め設定された目標値と、を比較し、比較した結果に応じて、ＭＥＲＳの状態を切り替える信号のデューティ比を調整する（フィードバック制御）。これによって、調整後に昇圧された昇圧後の電圧値は、目標値に近づく。このようなフィードバック制御の繰り返しにより、順次昇圧されて得られる昇圧後の電圧値は、徐々に目標値に近づき、目標値又は目標値近傍で安定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４４７８７９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように、特許文献１記載の昇圧装置では、デューティ比のみを調整して、順次昇圧されて得られる昇圧後の電圧を変化させている。デューティ比を変化させる変化度が大きいと、順次昇圧されて得られる昇圧後の電圧は大きく変化するので、前記昇圧後の電圧の電圧値を素早く目標値に近づけることができるが、前記昇圧後の電圧値を少し変化させて目標値に近づけることが難しいことがあった。つまり、この場合、順次昇圧されて得られる昇圧後の電圧を細かく変化させることが難しい。一方、デューティ比を変化させる変化度が小さいと、大きい場合とは逆に、順次昇圧されて得られる昇圧後の電圧の変化度が小さいために、前記昇圧後の電圧値を目標値に近づけるのに時間がかかった。
【０００５】
このように、特許文献１記載の昇圧装置では、順次昇圧されて得られる昇圧後の電圧値を素早く目標値に近づけることと、前記昇圧後の電圧を細かく変化させて、前記昇圧後の電圧値を精度良く目標値に近づけることを両立することができなかった。
【０００６】
本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、昇圧後の電圧の電圧値を素早くかつ精度良く目標値に近づけることが出来る昇圧装置、昇圧方法、及び、プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明の第１の観点にかかる昇圧装置は、
交流電圧を昇圧する昇圧装置であって、
第１の方向に電流が流れる第１のオン状態と第２の方向に電流が流れる第２のオン状態とオフの状態であるオフ状態とに切り替わることで、インダクタに磁気エネルギーを蓄積及び放出させて前記交流電圧を昇圧する双方向スイッチ部と、
前記交流電圧を昇圧するために、前記双方向スイッチ部の、前記第１のオン状態と前記第２のオン状態と前記オフ状態との切り替えを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記切り替えの制御において、前記交流電圧を昇圧した昇圧電圧の電圧値が予め設定された目標値になるように、前記第１のオン状態の期間及び前記第２のオン状態の期間と、前記交流電圧のゼロ交差時に対する、前記第１のオン状態の開始タイミング及び前記第２のオン状態の開始タイミングと、を変化させる。
【０００８】
前記目的を達成するため、本発明の第２の観点にかかる昇圧方法は、
第１の方向に電流が流れる第１のオン状態と第２の方向に電流が流れる第２のオン状態とオフの状態であるオフ状態とに切り替わる双方向スイッチ部を用いた交流電圧を昇圧する昇圧方法であって、
インダクタに磁気エネルギーを蓄積及び放出させて前記交流電圧を昇圧するために、前記双方向スイッチ部の、前記第１のオン状態と前記第２のオン状態と前記オフ状態とを切り替える昇圧ステップを含み、
前記昇圧ステップでは、前記交流電圧を昇圧した昇圧後の電圧値が目標値になるように、前記第１のオン状態の期間及び前記第２のオン状態の期間と、前記第１のオン状態の開始タイミング及び前記第２のオン状態の開始タイミングと、を変化させる。
【０００９】
前記目的を達成するため、本発明の第３の観点にかかるプログラムは、
第１の方向に電流が流れる第１のオン状態と第２の方向に電流が流れる第２のオン状態とオフの状態であるオフ状態とに切り替わる双方向スイッチ部を制御するコンピュータに、
インダクタに磁気エネルギーを蓄積及び放出させて前記交流電圧を昇圧するために、前記双方向スイッチ部の、前記第１のオン状態と前記第２のオン状態と前記オフ状態とを切り替える昇圧ステップを行わせ、
前記昇圧ステップでは、前記交流電圧を昇圧した昇圧後の電圧値が目標値になるように、前記第１のオン状態の期間及び前記第２のオン状態の期間と、前記第１のオン状態の開始タイミング及び前記第２のオン状態の開始タイミングと、を変化させる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、昇圧後の電圧の電圧値を素早くかつ精度良く目標値に近づけることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る昇圧装置の回路構成を示す図である。
【図２】図１の昇圧装置の第１ＭＥＲＳの回路構成を示す図である。
【図３】図１の昇圧装置のいずれか１つのＭＥＲＳのスイッチ状態と、このＭＥＲＳに印加される交流電圧と、の時系列関係を説明するための図である。
【図４】図１の昇圧装置のいずれか１つのＭＥＲＳのスイッチ状態と、このＭＥＲＳに印加される交流電圧と、の時系列関係を説明するための図である。
【図５】図１の昇圧装置の制御部が行う昇圧処理の一例のフローチャートである。
【図６】図１の昇圧装置のいずれか１つのＭＥＲＳに供給される信号と、このＭＥＲＳに印加される交流電圧と、の時系列関係を説明するための図である。
【図７】図５のフローチャートにおけるデューティ比のＰＩ制御の詳細のフローチャートである。
【図８】図５のフローチャートにおける位相角のＰＩ制御の詳細のフローチャートである。
【図９】図５の昇圧処理の回路シミュレーションの結果であり、昇圧後の電圧値、位相角、デューティ比、絶対値の時間変化の図である。
【図１０】本発明の前記一実施形態の変形例の一例の回路構成を示す図である。
【図１１】本発明の前記一実施形態のＭＥＲＳの他の回路構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の一実施形態に係る昇圧装置を図面を参照して説明する。本発明の一実施形態に係る昇圧装置１００は、図１のように、エンジン１０、発電機２０、冷却システム３０、回転数検出器７０、ＥＣＵ（Engine Control Unit）８０、及び、エンコーダ９０とともに、冷蔵・冷凍庫（冷蔵、及び、冷凍の少なくともいずれか一方の機能を有するもの）を搭載した車両１に搭載されている。
【００１３】
エンジン１０は、車両の車輪等に機械的に接続された回転軸を有し、回転軸を回転させることによって、車両１の車輪等を回転させ、車両１を走行させる。
【００１４】
発電機２０は、例えば、永久磁石を備える回転子と、この回転子の周囲に三相交流の各相に対応して配置された複数の発電コイルと、を備える永久磁石方式の誘導発電機である。回転子は、エンジン１０の回転軸と機械的に接続され、エンジン１０の回転軸の回転に同期して回転する。このような構成では、回転子が回転することによって、発電コイルに電流が流れるので、これによって、発電が行われる。つまり、発電機２０は、エンジン１０が出力する動力によって発電を行う。
【００１５】
なお、発電機２０は、発電によって電圧を発生させるが、この電圧は三相交流電圧であり、その各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の交流電圧の１周期は、例えば、回転子の回転角（本実施形態では、３６０°）に対応している。各相の交流電圧は、周波数が同じであり、その位相が１２０°ずつずれている。また、各相の交流電圧の波形の形（理想的には正弦波）は、略同じである。このため、或るタイミングにおける三相交流電圧の各相の交流電圧の位相は、回転子の回転角に基づいて求まる。例えば、回転角が０°のとき、Ｕ相の交流電圧の位相が０°だとすると、Ｖ相の交流電圧の位相は、−１２０°、Ｗ相の交流電圧の位相は、−２４０°である。
【００１６】
等価回路的に見ると、発電機２０は、図１のように、三相交流電源２１と、第１インダクタＬｕと、第２インダクタＬｖと、第３インダクタＬｗと、を備える。
【００１７】
三相交流電源２１は、発電機２０のうち、発電と、発電によって発生する三相交流電圧の出力とを行う部分から構成される。三相交流電源２１は、三相交流電圧を出力する電圧源である。
【００１８】
第１インダクタＬｕと第２インダクタＬｖと第３インダクタＬｗとのそれぞれは、発電機２０内部のインダクタンス成分であり、それぞれが三相交流電源２１に並列に接続されている。各インダクタＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗは、それぞれ、三相交流電源２１が出力する三相交流電圧の各相に対応し、例えば、発電機２０が備える発電コイル等から構成される。第１インダクタＬｕには、三相交流電圧のＵ相が出力され、第２インダクタＬｖには、三相交流電圧のＶ相が出力され、第３インダクタＬｗには、三相交流電圧のＷ相が出力される。
【００１９】
回転数検出器７０は、エンジン１０の回転軸の回転数を検出するためのものであり、エンジン１０の回転数に応じた内容の回転数信号（例えば、回転数に応じた周波数のパルス信号）をＥＣＵ８０に供給する。
【００２０】
ＥＣＵ８０は、車両１全体の電気的な制御を総合的に行うためのマイクロコントローラである。ＥＣＵ８０は、回転数検出器７０から供給される回転数信号に基づいて、エンジン１０の回転軸の、所定期間における回転数（つまり、所謂エンジン１０、所定期間における回転数）を算出し、算出した回転数を後述の制御部１５０に供給する。
【００２１】
エンコーダ９０は、発電機２０の回転子の回転角を検出するためのものである。エンコーダ９０は、検出した回転角を制御部１５０に供給する。
【００２２】
昇圧装置１００は、発電機２０と冷却システム３０との間に接続される。昇圧装置１００は、各インダクタＬｕ、Ｌｗ、Ｌｖを利用し、三相交流電源２１が出力した三相交流電圧を昇圧する。また、昇圧装置１００は、昇圧後の電圧を整流することによって、前記の昇圧後の電圧を直流電圧に変換して出力する。このようにして、昇圧装置１００は、発電機２０が発電する交流電力について、昇圧を行うとともに、直流電力への変換を行い、変換後の直流電力を冷却システム３０に供給する。
【００２３】
昇圧装置１００は、第１ＭＥＲＳ（磁気エネルギー回生スイッチ）１１０と、第２ＭＥＲＳ１２０と、第３ＭＥＲＳ１３０と、整流器１４０と、平滑キャパシタＣｓと、電圧計ＶＭと、制御部１５０と、を備える。
【００２４】
第１ＭＥＲＳ１１０と第２ＭＥＲＳ１２０と第３ＭＥＲＳ１３０とは、接続点Ｎ１〜Ｎ３を介して互いに接続されている。各ＭＥＲＳ１１０、１２０、１３０は、Δ（デルタ）結線を構成している。
【００２５】
接続点Ｎ１〜Ｎ３は、それぞれ、接続点Ｎ４〜Ｎ６を介して、各インダクタＬｕ、Ｌｗ、Ｌｖのいずれかと接続されている。
【００２６】
このため、第１ＭＥＲＳ１１０（つまり、接続点Ｎ１、Ｎ２間）には、Ｕ相の交流電圧とＶ相の交流電圧との差をとった交流電圧（以下、ＵＶ交流電圧という。）が印加される。
【００２７】
同様にして、第２ＭＥＲＳ１２０（つまり、接続点Ｎ２、Ｎ３間）には、Ｖ相の交流電圧とＷ相の交流電圧との差をとった交流電圧（以下、ＶＷ交流電圧という。）が印加される。
【００２８】
同様にして、第３ＭＥＲＳ１３０（つまり、接続点Ｎ３、Ｎ１間）には、Ｗ相の交流電圧とＵ相の交流電圧との差をとった交流電圧（以下、ＷＵ交流電圧という。）が印加される。
【００２９】
ＵＶ交流電圧、ＶＷ交流電圧、ＷＵ交流電圧は、それぞれ、各相の交流電圧と周期が同じで、振幅が各相の交流電圧の√３（ルート３）倍である。また、ＵＶ交流電圧は、Ｕ相の交流電圧に対して６０度位相がずれており、ＶＷ交流電圧は、Ｖ相の交流電圧に対して６０度位相がずれており、ＷＵ交流電圧は、Ｗ相の交流電圧に対して６０度位相がずれている。
【００３０】
ここで、上記ＭＥＲＳのうち、第１ＭＥＲＳ１１０の回路構成を図２を参照して説明する。
【００３１】
第１ＭＥＲＳ１１０は、フルブリッジ型のＭＥＲＳである。第１ＭＥＲＳ１１０は、第１乃至第４の逆導通型スイッチＳＷ１乃至ＳＷ４と、キャパシタＣＭと、接続点Ｎ１１乃至Ｎ１４とを備える。
【００３２】
第１の逆導通型スイッチＳＷ１は、等価回路的には、並列に接続された、スイッチ部Ｓ１とダイオードＤ１とから構成されている。第１の逆導通型スイッチＳＷ１は、例えば、Ｎチャンネル型シリコンＭＯＳＦＥＴ（ＭＯＳＦＥＴ：Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等の逆導通型半導体スイッチである。スイッチ部Ｓ１は、例えば、Ｎチャンネル型シリコンＭＯＳＦＥＴの自己消弧型素子の部分から構成されており、ダイオードＤ１は、Ｎチャンネル型シリコンＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードの部分から構成されている。
【００３３】
スイッチ部Ｓ１は、ゲート（制御端子）Ｇ１を備える。ゲートＧ１には、制御部１５０からゲート信号、つまり、オン信号又はオフ信号のいずれかが供給される。
【００３４】
スイッチ部Ｓ１は、ゲートＧ１にゲート信号のうちのオン信号が供給されるとオンする。スイッチ部Ｓ１のオンは、第１の逆導通型スイッチＳＷ１のオンでもある。スイッチ部Ｓ１は、オンによって、導通状態になり、ダイオードＤ１の両端を短絡させる。つまり、第１の逆導通型スイッチＳＷ１は、オン信号が供給されてオンしたときに、導通状態になる。
【００３５】
また、スイッチ部Ｓ１は、ゲートＧ１にゲート信号のうちのオフ信号が供給されるとオフする。スイッチ部Ｓ１のオフは、第１の逆導通型スイッチＳＷ１のオフでもある。スイッチ部Ｓ１は、オフによって、非導通状態になる。つまり、第１の逆導通型スイッチＳＷ１は、オフ信号が供給されてオフしたときに、ダイオードＤ１として機能する。
【００３６】
第２乃至第４の逆導通型スイッチＳＷ２乃至ＳＷ４は、それぞれが、第１の逆導通型スイッチＳＷ１と同じ構成を持つ。スイッチ部Ｓ２乃至Ｓ４のそれぞれは、スイッチ部Ｓ１に対応し、ゲートＧ２乃至Ｇ４のそれぞれは、ゲートＧ１に対応し、ダイオードＤ２乃至Ｄ４のそれぞれは、ダイオードＤ１に対応する。そして、第２乃至第４の逆導通型スイッチＳＷ２乃至ＳＷ４それぞれは、第１の逆導通型スイッチＳＷ１と同様に、ゲート信号のうちのオン信号が供給されることによってオンしたときに導通状態になり、ゲート信号のうちのオフ信号が供給されることによってオフしたときにダイオードＤ２乃至Ｄ４それぞれとして機能する。
【００３７】
第１の逆導通型スイッチＳＷ１は、ダイオードＤ１の、アノードが接続点Ｎ１１に接続され、カソードが接続点Ｎ１２に接続される向きで、接続点Ｎ１１と接続点Ｎ１２との間に接続されている。
【００３８】
第２の逆導通型スイッチＳＷ２は、ダイオードＤ２の、アノードがＮ１３に接続され、カソードが接続点Ｎ１１に接続される向きで、接続点Ｎ１１と接続点Ｎ１３との間に接続されている。
【００３９】
第３の逆導通型スイッチＳＷ３は、ダイオードＤ３の、アノードが接続点Ｎ１４に接続され、カソードがＮ１２に接続される向きで、接続点Ｎ１２と接続点Ｎ１４との間に接続されている。
【００４０】
第４の逆導通型スイッチＳＷ４は、ダイオードＤ４の、アノードが接続点Ｎ１３に接続され、カソードが接続点Ｎ１４に接続される向きで、接続点Ｎ１３と接続点Ｎ１４との間に接続されている。
【００４１】
キャパシタＣＭは、接続点Ｎ１２と接続点Ｎ１３との間に接続されている。接続点Ｎ１１と接続点Ｎ１４とは、それぞれ、外部と接続される。接続点Ｎ１１は、交流接続端子ＡＣ１と接続されている。接続点Ｎ１４は、交流接続端子ＡＣ２と接続されている。交流接続端子ＡＣ１は、接続点Ｎ１に接続され、交流接続端子ＡＣ２は、接続点Ｎ２に接続されている。
【００４２】
第１ＭＥＲＳ１１０が備える各逆導通型スイッチＳＷ１乃至ＳＷ４それぞれのオンとオフとが切り替わることによって、第１ＭＥＲＳ１１０は、第１のオン状態と、第２のオン状態と、オフの状態であるオフ状態と、に切り替わる。この切り替えは、制御部１５０の制御のもと行われる。つまり、制御部１５０は、第１ＭＥＲＳ１１０が各状態になるように、各逆導通型スイッチＳＷ１乃至ＳＷ４それぞれに、オン信号又はオフ信号を供給する。
【００４３】
第１のオン状態とは、第１の方向に電流を流すことが可能な状態である。第１の方向は、本実施形態では、接続点Ｎ１（交流接続端子ＡＣ１）から接続点Ｎ２（交流接続端子ＡＣ２）へ向かう方向であって、第１インダクタＬｕに向かう方向と反対側の方向である。この方向は、Ｕ相の交流電圧が正のときに、電流が流れる向きである。本実施形態では、第１のオン状態とは、第１の逆導通型スイッチＳＷ１と第４の逆導通型スイッチＳＷ４とがオフであり、第２の逆導通型スイッチＳＷ２と第３の逆導通型スイッチＳＷ３とがオンの状態をいう。
【００４４】
第２のオン状態とは、第１の方向と反対の第２の方向（本実施形態では、接続点Ｎ１から接続点Ｎ２へ向かう方向であって、第１インダクタＬｕに向かう方向）に電流を流すことが可能な状態である。この方向は、Ｕ相の交流電圧が負のときに、電流が流れる向きである。本実施形態では、第２のオン状態とは、第１の逆導通型スイッチＳＷ１と第４の逆導通型スイッチＳＷ４とがオンであり、第２の逆導通型スイッチＳＷ２と第３の逆導通型スイッチＳＷ３とがオフの状態をいう。
【００４５】
オフ状態とは、本実施形態では、各逆導通型スイッチＳＷ１乃至ＳＷ４のすべてがオフの状態をいう。オフ状態のとき、第１ＭＥＲＳ１１０には、第１インダクタＬｕから流れる電流が少量流れるが、この電流は、整流器１４０に流れる電流よりも大幅に少ない。このため、この少量の電流は無視でき、第１ＭＥＲＳ１１０は、オフ状態のときに非導通状態にあるとも言える。
【００４６】
第２ＭＥＲＳ１２０と第３ＭＥＲＳ１３０とは、それぞれ、第１ＭＥＲＳ１１０と同じ回路構成である。つまり、第２ＭＥＲＳ１２０の回路構成及び第３ＭＥＲＳ１３０の回路構成は、図２及び上記説明で説明される。以下では、第１ＭＥＲＳ１１０の各構成要素にそれぞれ対応する第２ＭＥＲＳ１２０の各構成要素の符号は、第１ＭＥＲＳ１１０の場合と同じものを使用する。以下では、第１ＭＥＲＳ１１０の各構成要素にそれぞれ対応する第３ＭＥＲＳ１３０の各構成要素の符号は、第１ＭＥＲＳ１１０と同じものを使用する。
【００４７】
なお、第２ＭＥＲＳ１２０では、交流接続端子ＡＣ１はＮ２に接続され、交流接続端子ＡＣ２はＮ３に接続されている。また、第３ＭＥＲＳ１３０では、交流接続端子ＡＣ１はＮ３に接続され、交流接続端子ＡＣ２はＮ１に接続されている。
【００４８】
第２ＭＥＲＳ１２０及び第３ＭＥＲＳ１３０も、第１ＭＥＲＳ１１０と同様にして、制御部１５０の制御のもと、第１のオン状態と、第２のオン状態と、オフ状態と、に切り替わる。第２ＭＥＲＳ１２０では、第１の方向は、端子Ｎ２からＮ３に向かう方向であり、第２インダクタＬｖに向かう方向と反対の方向であり、さらに、この方向は、Ｖ相の交流電圧が正のときに、電流が流れる向きである。第２の方向は、第１の方向と反対の方向である。第３ＭＥＲＳ１３０では、第１の方向は、端子Ｎ３からＮ１に向かう方向であり、第３インダクタＬｗに向かう方向と反対の方向であり、さらに、この方向は、Ｗ相の交流電圧が正のときに、電流が流れる向きである。第２の方向は、第１の方向と反対の方向である。第２ＭＥＲＳ１２０及び第３ＭＥＲＳ１３０も、オフ状態のときに少量の電流が流れるが、オフ状態の第２ＭＥＲＳ１２０及び第３ＭＥＲＳ１３０は、非導通状態にあるとも言える。
【００４９】
なお、詳しくは後述するが、各ＭＥＲＳ１１０、１２０、１３０が、それぞれ、第１のオン状態と、第２のオン状態と、オフ状態と、にそれぞれのタイミングで切り替わる。これによって、各インダクタＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗそれぞれは、磁気エネルギーを蓄え、放出する。例えば、第１ＭＥＲＳ１１０が第１のオン状態又は第２のオン状態になっているとき、電流は、第１ＭＥＲＳ１１０を通り、第１インダクタＬｕに磁気エネルギーが蓄えられる。一方で、その後に第１ＭＥＲＳ１１０がオフ状態になることで、電流の大部分は、整流器１４０の方に流れ、第１インダクタＬｕの磁気エネルギーが放出される。この放出によって昇圧が行われる。他のＭＥＲＳ１２０、１３０も同様の原理で電圧を昇圧する。このようにして、三相交流電源２１が出力する三相交流電圧が昇圧される。なお、各ＭＥＲＳ１１０、１２０、１３０それぞれは、制御部１５０の制御のもと、オフ状態、第１のオン状態、オフ状態、第２のオン状態の順に繰り返し切り替わる。
【００５０】
以上、説明したように、図１及び図２のように接続された、第１ＭＥＲＳ１１０と第２ＭＥＲＳ１２０と第３ＭＥＲＳ１３０と第１インダクタＬｕと第２インダクタＬｖと第３インダクタＬｗとは、三相交流電源２１が出力する三相交流電圧を昇圧する昇圧回路を構成する。
【００５１】
図１の説明に戻り、整流器１４０は、昇圧回路の後段に配置されている。整流器１４０には、各インダクタＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗが並列に接続されるともに、各ＭＥＲＳ１１０、１２０、１３０により構成されたΔ結線に、接続点Ｎ４乃至Ｎ６を介して接続される。
【００５２】
前記の昇圧回路で昇圧された電圧は、整流器１４０に入力される。整流器１４０は、三相交流用の公知のダイオードブリッジ等を含み、入力される電圧を整流する。整流器１４０は、出力用の＋端子と−端子を含み、整流された直流電圧は、＋端子をプラス側、−端子をマイナス側として、＋端子と−端子から出力される。
【００５３】
平滑キャパシタＣｓは、整流器１４０の＋端子と−端子とに、接続点Ｎ９ａ及びＮ９ｂを介して接続され、整流器１４０から出力される直流電圧を平滑化する。
【００５４】
電圧計ＶＭは、整流器１４０の直流電圧を計測するためものであり、平滑キャパシタＣｓの後段に配置され、平滑キャパシタＣｓと並列に、整流器１４０の＋端子と−端子とに接続点Ｎ１０ａ及びＮ１０ｂを介して接続されている。
【００５５】
電圧計ＶＭは、直流電圧の電圧値（つまり、接続点Ｎ１０ａと接続点Ｎ１０ｂとの間の電圧値）を検出し、検出した電圧値を表す信号を電圧検出信号として、制御部１５０に供給する。
【００５６】
制御部１５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１５１と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１５２と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１５３と、入出力部１５４と、を備える。制御部１５０は、後述の昇圧処理を行う。この昇圧処理は、後述の昇圧制御処理と、後述の昇圧調整処理と、を含む。
【００５７】
ＣＰＵ１５１は、ＲＯＭ１５３が記憶するプログラムに従って、所定のデータを用いて制御部１５０が行う後述の昇圧処理を実行する。ＲＡＭ１５２は、ＣＰＵ１５１のメインメメモリとして機能する。ＲＯＭ１５３は、プログラムや、下記の処理で制御部１５０に使用される各種データを記憶する。ＣＰＵ１５１は、下記の処理を、ＲＯＭ１５３が記憶するデータを適宜用いて行うものとする。入出力部１５４は、各種ポートから構成される。制御部１５０の外部から供給されるデータ（回転数、回転角等）は、入出力部１５４から入力し、ＣＰＵ１５１に供給される。また、ＣＰＵ１５１は、下記の処理中において、入手力部１５４を介して、前記オン信号と前記オフ信号とのいずれかを、各ＭＥＲＳの各逆導通型スイッチのそれぞれに供給する。
【００５８】
制御部１５０は、前記オン信号及び前記オフ信号の供給によって、各ＭＥＲＳ１１０、１２０、１３０が備える、各逆導通型スイッチのオンとオフとを制御し、各ＭＥＲＳ１１０、１２０、１３０を、独立に、第１のオン状態と第２のオン状態とオフ状態とのいずれかに切り替えて、前記の昇圧回路に昇圧動作を行わせる（昇圧制御処理）。
【００５９】
本実施形態では、制御部１５０は、第１ＭＥＲＳ１１０を制御し、第１ＭＥＲＳ１１０をオフ状態から、ＵＶ交流電圧が正の期間中に第１ＭＥＲＳ１１０を一時的に、１回だけ、第１のオン状態にし、ＵＶ交流電圧が負の期間中に第１ＭＥＲＳ１１０を一時的に、１回、第２のオン状態にする（図３参照）。制御部１５０は、ＵＶ交流電圧の正負の移り変わりに合わせて、このような制御を繰り返す。
【００６０】
同様に、制御部１５０は、第２ＭＥＲＳ１２０をオフ状態から、ＶＷ交流電圧が正の期間中に第２ＭＥＲＳ１２０を一時的に、１回だけ、第１のオン状態にし、ＶＷ交流電圧が負の期間中に第２ＭＥＲＳ１２０を一時的、１回だけ、に第２のオン状態にする（図３参照）。制御部１５０は、ＶＷ交流電圧の正負の移り変わりに合わせて、このような制御を繰り返す。
【００６１】
同様に、制御部１５０は、第３ＭＥＲＳ１３０をオフ状態から、ＷＵ交流電圧が正の期間中に第３ＭＥＲＳ１３０を一時的に、１回だけ、第１のオン状態にし、ＷＵ交流電圧が負の期間中に第３ＭＥＲＳ１３０を一時的、１回だけ、に第２のオン状態にする（図３参照）。制御部１５０は、ＷＵ交流電圧の正負の移り変わりに合わせて、このような制御を繰り返す。
【００６２】
制御部１５０は、現在が、ＵＶ交流電圧、ＶＷ交流電圧、ＷＵ交流電圧それぞれの正負の期間のどの時点であるかを、エンコーダ９０から供給される回転角に基づいて特定する。上述のように、ＵＶ交流電圧、ＶＷ交流電圧、ＷＵ交流電圧は、いずれも三相交流電圧の各相のうちの二つの相の交流電圧の差であり、各相の交流電圧の位相は、回転角から求まる。このため、或るタイミングでの回転角から、その或るタイミングがＵＶ交流電圧、ＶＷ交流電圧、ＷＵ交流電圧の正負の期間のどの時点であるかも分かる。
【００６３】
制御部１５０は、例えば、現在が、ＵＶ交流電圧、ＶＷ交流電圧、ＷＵ交流電圧それぞれの正負の期間のどの時点であるかの特定を、ＲＯＭ１５３が予め記憶するテーブル（例えば、回転角とＵＶ交流電圧（又は、ＶＷ交流電圧、ＷＵ交流電圧）における正負の期間の時点とのテーブル）を参照し、供給される回転角に基づいて行うか、ＲＯＭ１５３が予め記憶する算出式に回転角を代入して前記の特定を行う。
【００６４】
また、制御部１５０は、電圧検出信号に基づいて、直流電圧の電圧値を算出する。制御部１５０は、例えば、電圧検出信号にローパスフィルターをかけて、高周波成分を取り除いた信号から直流電圧の電圧値を算出する。本実施形態では、このようにして、平滑キャパシタＣｓで平滑された平滑後の直流電圧（昇圧電圧）の電圧値（昇圧後の電圧値）を取得する。
【００６５】
制御部１５０は、取得した電圧値に基づいて、これからの昇圧によって得られる昇圧後の電圧値が、制御部１５０に予め設定された目標値になるように、各ＭＥＲＳ１１０、１２０、１３０それぞれについて、図４のように、第１のオン状態にするタイミング（図４の「切替時」参照）及び期間（第１のオン状態の終期）、第２のオン状態にするタイミング（図４の「切り替え時」参照）及び期間（第２のオン状態の終期）を変化させる（図４参照）。このように、制御部１５０には、昇圧後の電圧値がフィードバックされ、制御部１５０は、フィードバックされた電圧値に基づいて、所謂フィードバック制御を行い、昇圧後の電圧値を時系列に沿って徐々に変化させて、目標値に近づける（昇圧調整処理）。本実施形態では、目標値は、後述の電動圧縮機３２を駆動するために必要な電圧値等であり、予め任意に決められた値である。そして、目標値は、ＲＯＭ１５３が記憶しているものとする。
【００６６】
第１のオン状態及び第２のオン状態の期間が長ければ長いほど、昇圧後の電圧値は高くなるが（前記昇圧回路での昇圧の度合いが大きくなるが）、長すぎると、逆に昇圧後の電圧値は低くなる（前記昇圧回路での昇圧の度合いが小さくなる）。また、ＵＶ交流電圧、ＶＷ交流電圧、ＷＵ交流電圧それぞれの、電圧値が負から正へ変化するときのゼロ交差時（図４）を基準とした、第１のオン状態に切り替えるタイミング（図４中の「切替時」）、及び、電圧値が正から負へ変化するときのゼロ交差時（図４）に対する、第２のオン状態に切り替えるタイミング（図４中の「切替時」）が、遅ければ遅いほど、昇圧後の電圧値は高くなるが、遅すぎると、逆に昇圧後の電圧値は低くなる。
【００６７】
制御部１５０は、このようなことが考慮されたプログラムに従って、第１のオン状態にするタイミング及び期間、第２のオン状態にするタイミング及び期間が最適になるように、これらを調整し、時系列的に見て新たに昇圧して順次得られる昇圧後の電圧値を前記の目標値に近づかせる昇圧調整処理を行う。
【００６８】
なお、第１のオン状態及び第２のオン状態の期間を変化させる第１の場合と、第１のオン状態にするタイミング及び第２のオン状態にするタイミングを変換させる第２の場合とでは、同じ時間だけ変化させた場合に、第１の場合の方が、昇圧後の電圧値が大きく変化する。このため、制御部１５０は、昇圧調整処理において、昇圧後の電圧値と前記の目標値との差が所定の閾値以上の場合（つまり、差が大きい場合）には、第１のオン状態及び第２のオン状態の期間を変化させ、昇圧後の電圧値と前記の目標値との差が前記所定の閾値以下の場合（つまり、差が小さい場合）には、第１のオン状態にするタイミング及び第２のオン状態にするタイミングを変化させる。
【００６９】
また、制御部１５０は、ＥＣＵ８０から供給され、取得した回転数が所定の回転数を超えたと判別した場合に、エンジン１０が定常運転になったと判別し、この判別の判別結果に応じて、昇圧制御処理を停止する（つまり、昇圧を停止する）。前記所定の回転数は、エンジン１０が定常状態になっているときの最低限の回転数であって、ＲＯＭ１５３に予め記憶されているものとする。
【００７０】
図１の冷却システム３０は、インバータ回路ＩＮＶと、導管３１と、電動圧縮機３２と、凝縮器３３と、膨張弁３４と、蒸発器３５と、を備える。冷却システム３０は、冷蔵・冷凍庫の庫内を冷却する。
【００７１】
インバータ回路ＩＮＶには、昇圧装置１００が出力する直流電圧が印加される。インバータ回路ＩＮＶは、所定のスイッチング素子を含む公知の回路構成からなり、スイッチング素子のオンとオフとの切り替わりによって、印加される直流電圧を三相交流電圧に変換し、変換後の三相交流電圧を電動圧縮機３２に出力する。つまり、インバータ回路ＩＮＶは、昇圧装置１００から供給される直流電力を三相交流電力に変換し、電動圧縮機３２に供給する。
【００７２】
導管３１内には、熱を運ぶ冷媒（気体又は液体）が流れる。冷媒は、電動圧縮機３２から導管３１内を流れ、膨張弁３４に到達し、膨張弁３４から導管３１内を流れ電動圧縮機３２に戻る。
【００７３】
電動圧縮機３２は、導管３１の途中に配置され、インバータ回路ＩＮＶから供給される三相交流電力によって動作する。電動圧縮機３２は、前記冷媒を圧縮し、高温高圧にして凝縮器３３側へ送り出す。電動圧縮機３２としては、容積式や遠心式がある。
【００７４】
凝縮器３３は、熱交換器である。凝縮器３３は、導管３１の一部（冷蔵・冷凍庫の庫外に露出した部分）を囲むように配置される。凝縮器３３は、電動圧縮機３２が高温高圧にして送り出した、導管３１内の冷媒を液化させる。凝縮器３３は、この液化に伴って冷媒から発せられる熱を冷蔵・冷凍庫の庫外へ放出する。
【００７５】
膨張弁３４は、導管３１の途中に形成され、導管３１内を流れる冷媒を急激に膨張させ、冷媒を低温低圧の状態にし、蒸発器３５側へ送り出す。
【００７６】
蒸発器３５は、熱交換器であり、導管３１の一部（冷蔵・冷凍庫の庫内に露出した部分）を囲むように配置され、冷蔵・冷凍庫の庫内の熱を吸収して導管内の冷媒を蒸発させる。この熱の吸収によって、冷蔵・冷凍庫の庫内は冷却される。
【００７７】
上記で説明した構成では、エンジン１０が始動すると回転軸が回転し、発電機２０の回転子が回転軸の回転に伴って回転するので、発電機２０で発電が行われる。この発電によって、三相交流電源２１から三相交流電圧が出力される。制御部１５０は、昇圧制御処理を行い、三相交流電圧を昇圧する。
【００７８】
三相交流電源２１から出力された三相交流電圧は、各インダクタＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗ、及び、昇圧制御処理を行う制御部１５０に制御される各ＭＥＲＳ１１０、１２０、１３０から構成される昇圧回路によって昇圧される。昇圧回路によって昇圧された電圧は、整流器１４０に供給され、整流器１４０で整流され、その後に平滑キャパシタＣｓで平滑化され、冷却システム３０に出力される。
【００７９】
そして、冷却システム３０は、冷媒を、平滑後の電圧が印加され電力が供給される電動圧縮機３２によって圧縮し、その後、凝縮器３３によって液化させ、その後、膨張弁３４によって圧縮し、その後、蒸発器３５によって蒸発させる。冷却システム３０は、このような流れを繰り返すことによって、庫内の熱を冷媒を介して庫外に放出する。これによって、冷蔵・冷凍庫は、その本来の機能を発揮する。
【００８０】
一方、ＥＣＵ８０は、回転数測定器７０を用いて、エンジン１０の回転数を測定し、測定した回転数を制御部１５０に供給する。制御部１５０は、供給された回転数が所定の回転数以上であれば、冷却システム３０の運転に必要な十分な電圧が発電機２０から出力されているとして、昇圧制御処理を停止する。制御部１５０は、各ＭＥＲＳ１１０、１２０、１３０に含まれる各逆導通型スイッチ全てにオフ信号を供給してオフにする。
【００８１】
一般に、エンジンスタート時やアイドリング時等のエンジン１０の回転数が低いとき、回転子の回転数も低いので発電機２０が発生する電圧は低く、また、電圧値も安定していない。一方で、エンジン１０の回転数が高くなると、回転子の回転数も高くなり、発電機２０が発生する電圧も高く、また、電圧値も安定する。
【００８２】
前記で制御部１５０に供給された回転数が前記所定の回転数以上であれば、発電機２０が発生する電圧も高く、また、電圧値も安定しているので、三相交流電源２１が出力する電圧を昇圧する必要はない。
【００８３】
制御部１５０は、エンジン１０の回転数が所定回数以上である場合に、各ＭＥＲＳ１１０、１２０、１３０を停止するので、制御部１５０の余計な処理負担が軽減される。また、各ＭＥＲＳ１１０、１２０、１３０に流れる電流も最小限にできるので、電力の損失も最小限にできる。
【００８４】
また、制御部１５０は、昇圧調整処理を行い、目標値と昇圧後の電圧値との差が大きい場合には、各ＭＥＲＳ１１０、１２０、１３０の第１及び第２のオン状態の期間を変化させ、これから昇圧して生成される昇圧後の電圧値を大きく変化させる。また、制御部１５０は、目標値と電圧値との差が小さい場合には、各ＭＥＲＳ１１０、１２０、１３０の第１及び第２のオン状態に切り替えるタイミング（ゼロ交差時を基準としたタイミング）を変化させ、これから昇圧して生成される昇圧後の電圧値を小さく変化させる。
【００８５】
このような制御部１５０の処理によって、例えば、電圧値（実効値）の低い三相交流電圧（例えば、エンジン１０始動時の電圧）を昇圧する場合、第１及び第２のオン状態の期間を変化させて、平滑後の直流電圧（昇圧後の電圧）の電圧値を大きく変化させて、目標値に素早くある程度まで近づけ、前記の切り替えるタイミングを変化させて、昇圧後の電圧を細かく変化させて昇圧後の電圧値を目標値に精度良く近づけることができる。これによって、順次昇圧されて得られる昇圧後の電圧を素早くかつ精度良く目標値（目標電圧）に近づけることが出来る。
【００８６】
次に、制御部１５０が行う昇圧処理の一例について、図５を参照して説明する。この処理は、車両１のエンジン１０が始動することを契機として開始される。例えば、制御部１５０は、ＥＣＵ９０から供給される回転数が０より大きくなった場合に、昇圧処理を開始する。制御部１５０は、ＥＣＵ９０から供給される回転数が０になった場合に、昇圧処理を終了する。なお、下記で使用される、制御部１５０に設定されている各種初期値、各種設定値、各種所定値等の各種データは、本実施形態では、制御部１５０のＲＯＭ１５３に記録され、制御部１５０は、ＲＯＭ１５３に記録されたデータを下記の処理中に使用する。
【００８７】
制御部１５０は、まず、この昇圧処理において使用される各種変数を初期設定し、昇圧制御処理をスタートする（ステップＳ１０１）。
【００８８】
初期設定については、具体的には、下記のように変数の初期値が設定されることによって、各種変数が初期設定される。
・カウント値：Ｃｔｒ＝０
・目標値Ｖｔと電圧値との差の絶対値ｅｒｒの目標値Ｖｔに対する割合ｅｒ（ｅｒｒ／Ｖｔ）の最小値：ｍｉｎ＿ｅｒ＝２．０
・デューティ比ｄｕｔｙ＿ｉ：０．０
・位相角ａｎｇｌｅ＿ｉ：０．１
【００８９】
デューティ比ｄｕｔｙ＿ｉは、各ＭＥＲＳ１１０、１２０、１３０のゲートＧ２及びゲートＧ３に供給するオン信号（以下、第１のオン信号、図６参照）についてのデューティ比である第１のデューティ比と、各ＭＥＲＳ１１０、１２０、１３０のゲートＧ１及びゲートＧ４に供給するオン信号（以下、第２のオン信号、図６参照）についてのデューティ比である第２のデューティ比と、である。つまり、本実施形態では、第１のオン状態の期間と、第２のオン状態の期間と、は同じ期間であり、各ＭＥＲＳ１１０、１２０、１３０について同じである。
【００９０】
第１のデューティ比は、第１のオン信号の期間／（第１のオン信号の期間＋第１のオフ信号の期間）である。第１のオフ信号は、ゲートＧ２及びゲートＧ３に供給するオフ信号である。本実施形態では、第１のオン状態の期間が、このデューティ比によって表されている。
【００９１】
第２のデューティ比は、第２のオン信号の期間／（第２のオン信号の期間＋第２のオフ信号の期間）である。第２のオフ信号は、ゲートＧ１及びゲートＧ４に供給するオフ信号である。本実施形態では、第２のオン状態の期間が、このデューティ比によって表されている。
【００９２】
位相角ａｎｇｌｅ＿ｉは、第１のオン信号の立ち上がりの位相角である第１の位相角と、第１のオン信号の立ち上がりの位相角である第２の位相角とである（図６参照）。つまり、本実施形態では、第１の位相角と、第２の位相角と、は同じ角度であり、各ＭＥＲＳ１１０、１２０、１３０について同じである。
【００９３】
第１の位相角は、各ＭＥＲＳ１１０、１２０、１３０について、入力電圧（ＵＶ交流電圧、ＶＷ交流電圧、又はＷＵ交流電圧）の正から負へのゼロ交差時から、第１のオン信号を供給するタイミング（切替時）までの位相角である。本実施形態では、各ＭＥＲＳ１１０、１２０、１３０をオフ状態から第１のオン状態に切り替えるタイミング（ここでは、特に、前記ゼロ交差時を基準としたタイミング）が、この位相角によって表されている。
【００９４】
第２の位相角は、各ＭＥＲＳ１１０、１２０、１３０について、入力電圧の負から正へのゼロ交差時から、第２のオン信号を供給するタイミング（切替時）までの位相角である。本実施形態では、各ＭＥＲＳ１１０、１２０、１３０をオフ状態から第１のオン状態に切り替えるタイミング（ここでは、特に、前記ゼロ交差時を基準としたタイミング）が、この位相角によって表されている。
【００９５】
また、制御部１５０は、ステップＳ１０１以降、本処理と並行して、各ＭＥＲＳ１１０、１２０、１３０それぞれに対して、初期値に設定されているデューティ比ｄｕｔｙ＿ｉと位相角ａｎｇｌｅ＿ｉとを満たすタイミングで、第１のオン信号、第１のオフ信号、第２のオン信号、第２のオフ信号を供給することを開始する（昇圧制御処理の開始）。つまり、第１のオン信号及び第２のオン信号のデューティ比は、デューティ比ｄｕｔｙ＿ｉであり、立ち上がりの位相角は、位相角ａｎｇｌｅ＿ｉである。これによって、各ＭＥＲＳ１１０、１２０、１３０が、制御部１５０の制御のもと、第１のオン状態と、第２のオン状態と、オフ状態とに切り替わり（詳しくは、図３等、上記説明を参照）、三相交流電源２１が出力する三相交流電圧の昇圧が開始される。なお、デューティ比ｄｕｔｙ＿ｉの初期値は、０なので、デューティ比ｄｕｔｙ＿ｉの値が変更されるまでは、実質的に昇圧は行われない。
【００９６】
そして、制御部１５０は、ステップＳ１０２以降の処理を開始する。このステップＳ１０２以降の処理が、昇圧調整処理に該当する。つまり、制御部１５０は、昇圧調整処理を開始する。
【００９７】
制御部１５０は、ステップＳ１０２において、平滑後の直流電圧の電圧値を取得し（ステップＳ１０２）、取得した電圧値と、予め設定されている電圧の目標値（上記参照）Ｖｔとの差の絶対値ｅｒｒの、目標値Ｖｔに対する割合ｅｒ（＝ｅｒｒ／Ｖｔ）を算出する（ステップＳ１０３）。通常、前記の取得した電圧値は、０以上の値になるので、この割合ｅｒは１．０以下になる。
【００９８】
次に、制御部１５０は、エンジン１０が定常状態であるかの判別を行う（ステップＳ１０４）。本実施形態では、制御部１５０は、ＥＣＵ８０から供給される回転数と前記の所定の回転数との比較によって、この判別を行う。制御部１５０は、供給された回転数が所定の回転数を超えていれば、エンジン１０は定常状態であると判別し（ステップＳ１０４；ＹＥＳ）、所定の回転数以下であれば、エンジン１０は定常状態でないと判別する（ステップＳ１０４；ＮＯ）。
【００９９】
制御部１５０は、エンジン２０が定常状態であると判別した場合（ステップＳ１０４；ＹＥＳ）には、各ＭＥＲＳ１１０、１２０、１３０の、全ての逆導通型スイッチへオフ信号を供給し続けることによって、昇圧制御処理を停止する（ステップＳ１０６）。これによって、制御部１５０の余計な処理負担が軽減される。また、各ＭＥＲＳ１１０、１２０、１３０に流れる電流も最小限にできるので、電力の損失も最小限にできる。なお、オフ信号は、基本的に電圧が０Ｖの信号であるので、オフ信号を供給し続けることは、つまり、オン信号の供給の停止でもある。
【０１００】
ステップＳ１０６の処理において、すでに、各ＭＥＲＳ１１０、１２０、１３０がオフになっている場合には、制御部１５０は、その状態を維持するものとする。
【０１０１】
制御部１５０は、エンジン１０は定常状態でないと判別した場合（ステップＳ１０４；ＮＯ）に、カウンタ値Ｃｔｒに１をプラスする（ステップＳ１０５）。つまり、カウンタ値を１上げる。このカウント値は、処理回数をカウントしたものである。
【０１０２】
なお、制御部１５０は、ステップＳ１０４でＮＯと判別したときに、昇圧制御処理を停止している場合には、昇圧制御処理を再開する（オン信号の供給を再開する）。このとき、デューティ比ｄｕｔｙ＿ｉと位相角ａｎｇｌｅ＿ｉとは、ステップＳ１０１のように初期化されてもよいし、停止直前のものであってもよい。
【０１０３】
次に、制御部１５０は、カウンタ値Ｃｔｒと、予め設定されている設定値Ｃｔｒ０と、が同じ数値であるかを判別する（ステップＳ１０７）。設定値Ｃｔｒ０は、ここでは、５０である。設定値Ｃｔｒ０は、割合ｅｒと、最小値ｍｉｎ＿ｅｒとの比較のタイミングを規定するものである。
【０１０４】
制御部１５０は、カウンタ値Ｃｔｒと設定値Ｃｔｒ０とが同じでないと判別した場合（ステップＳ１０７；ＮＯ）、ステップＳ１１１の処理を行う。
【０１０５】
制御部１５０は、カウンタ値Ｃｔｒと設定値Ｃｔｒ０とが同じであると判別した場合（ステップＳ１０７；ＹＥＳ）、設定値Ｃｔｒ０を初期値である０に戻す（ステップＳ１０８）。これによって、新たなカウントがこれ以降始まる。
【０１０６】
次に、制御部１５０は、ステップＳ１０３で算出した割合ｅｒが、最小値ｍｉｎ＿ｅｒ以下であるかを判別する（ステップＳ１０９）。なお、上記のように、割合ｅｒは、通常１．０以下の値になるので、本処理における最初のステップＳ１０９での判別は、通常「ＹＥＳ」になる。
【０１０７】
制御部１５０は、割合ｅｒが最小値ｍｉｎ＿ｅｒ以下であると判別した場合（ステップＳ１０９；ＹＥＳ）、最小値ｍｉｎ＿ｅｒを割合ｅｒの値にし（ステップＳ１１０）、ステップＳ１１１の処理を行う。これによって、最小値ｍｉｎ＿ｅｒの値が更新される。このような更新によって、制御部１５０には、昇圧後の電圧値が目標値Ｖｔに最も近づいたときの割合ｅｒが保持される。
【０１０８】
制御部１５０は、割合ｅｒが最小値ｍｉｎ＿ｅｒ以下でないと判別した場合（ステップＳ１０９；ＹＥＳ）、ステップＳ１１１の処理を行う。
【０１０９】
制御部１５０は、ステップＳ１１１において、割合ｅｒが所定値ｅｒｌ以上、かつ、割合ｅｒが最小値ｍｉｎ＿ｅｒ以下であるかを判別する（ステップＳ１１１）。割合ｅｒが最小値ｍｉｎ＿ｅｒ以下であるかは、つまり、直近のステップＳ１０９で、ＹＥＳを判別されたかどうかと同じ意味である。
【０１１０】
ここで、所定値ｅｒｌは、予め任意に制御部１５０に設定されている値である。所定値ｅｒｌは、その後に、デューティ比ｄｕｔｙ＿ｉを変化させるか位相角ａｎｇｌｅ＿ｉを変化させるかを特定するために規定される値である。
【０１１１】
なお、割合ｅｒが最小値ｍｉｎ＿ｅｒ以下でない場合、今回の絶対値が、過去の絶対値の最小値よりも大きくなってしまっているということなので、時系列的に変化する昇圧後の電圧値が目標値Ｖｔに一度近づき、その後に遠ざかっていることになる。このように、割合ｅｒが最小値ｍｉｎ＿ｅｒ以下であるかの判別は、過去に比べて、現在の昇圧後の電圧値が目標値Ｖｔに最も近づいた値であるかの判別でもある。
【０１１２】
制御部１５０は、割合ｅｒが所定値ｅｒｌ以上、かつ、割合ｅｒが最小値ｍｉｎ＿ｅｒ以下である場合（ステップＳ１１１；ＹＥＳ）、つまり、現在の絶対値が大きく、かつ、電圧値が過去に比べて最も目標値Ｖｔに近い場合には、デューティ比ｄｕｔｙ＿ｉを制御して、これから昇圧して得られる昇圧後の電圧値を大きく変化（増加）させる必要があるので、ステップＳ１１２に進む。
【０１１３】
制御部１５０は、ステップＳ１１２において、デューティ比ｄｕｔｙ＿ｉのＰＩ（Proportional Integral）制御を行い、その後に、ステップＳ１０２の処理に戻る。
【０１１４】
ここで、デューティ比ｄｕｔｙ＿ｉのＰＩ制御の一例を図７を参照して説明する。なお、制御部１５０には、デューティ比ｄｕｔｙ＿ｉの取り得る値の最小値ｄｕｔｙ＿ｍｉｎ及び最大値ｄｕｔｙ＿ｍａｘが設定されている。上述のように、第１のオン状態及び第２のオン状態の期間が長くなれば、つまり、デューティ比ｄｕｔｙ＿ｉが大きくなれば昇圧後の電圧値は大きくなるが、デューティ比ｄｕｔｙ＿ｉが大きすぎると逆に昇圧後の電圧値は下がってしまう。このため、昇圧後の電圧値を目標値Ｖｔに到達させるためには、デューティ比ｄｕｔｙ＿ｉの取り得る値は限定される。本実施形態では、このようなことが考慮され、好適な最小値ｄｕｔｙ＿ｍｉｎ及び最大値ｄｕｔｙ＿ｍａｘが設定されているものとする。
【０１１５】
制御部１５０は、まず、ステップＳ１０２で取得した電圧値と、前記の目標値Ｖｔとを比較し、比較結果に基づいて、現在制御部１５０が各ＭＥＲＳ１１０、１２０、１３０に供給している各信号についての現在のデューティ比ｄｕｔｙ＿ｉを仮想的に変化させる（ステップＳ２０１）。このとき、位相角ａｎｇｌｅ＿ｉは、現在のもので固定されている。制御部１５０は、ＰＩ制御によってデューティ比ｄｕｔｙ＿ｉを変化させる。前記の電圧値が目標値Ｖｔよりも小さい場合には、昇圧後の電圧値を目標値Ｖｔに近づけるため、現在のデューティ比ｄｕｔｙ＿ｉを大きくし、前記の電圧値が目標値Ｖｔ以上の場合には、現在のデューティ比ｄｕｔｙ＿ｉを小さくする。なお、ステップＳ２０１は、仮想的にデューティ比ｄｕｔｙ＿ｉを変化させるのみで、実際の第１乃至第２のデューティ比は変化させない。
【０１１６】
次に制御部１５０は、仮想的に変化させた後のデューティ比ｄｕｔｙ＿ｉが最大値ｄｕｔｙ＿ｍａｘ以下であるかを判別する（ステップＳ２０２）。デューティ比ｄｕｔｙ＿ｉが最大値ｄｕｔｙ＿ｍａｘ以下でない場合（ステップＳ２０２；ＮＯ）、制御部１５０はデューティ比ｄｕｔｙ＿ｉを最大値ｄｕｔｙ＿ｍａｘの値にして（ステップＳ２０３）、ステップＳ２０６の処理に進む。制御部１５０は、デューティ比ｄｕｔｙ＿ｉが最大値ｄｕｔｙ＿ｍａｘ以下である場合（ステップＳ２０２；ＹＥＳ）、ステップＳ２０４の処理に進む。
【０１１７】
制御部１５０は、ステップＳ２０４において、変化させたデューティ比ｄｕｔｙ＿ｉが最小値ｄｕｔｙ＿ｍｉｎ以上であるかを判別する。デューティ比ｄｕｔｙ＿ｉが最小値ｄｕｔｙ＿ｍｉｎ以上でない場合（ステップＳ２０４；ＮＯ）、制御部１５０はデューティ比ｄｕｔｙ＿ｉを最小値ｄｕｔｙ＿ｍｉｎの値にして（ステップＳ２０５）、ステップＳ２０６の処理に進む。制御部１５０は、デューティ比ｄｕｔｙ＿ｉが最小値ｄｕｔｙ＿ｍｉｎ以上である場合（ステップＳ２０４；ＹＥＳ）、ステップＳ２０６の処理に進む。
【０１１８】
制御部１５０は、ステップＳ２０６において、デューティ比ｄｕｔｙ＿ｉを新たな設定値ｄｕｔｙ＿ｉ０として、記憶し、制御部１５０が昇圧制御処理において現在供給している第１のオン信号の第１のデューティ比と、第２のオン信号の第２のデューティ比とを、ｄｕｔｙ＿ｉ０に更新し（ステップＳ２０７）、ステップＳ１１３の処理を終了する。このとき、位相角ａｎｇｌｅ＿ｉは変化させない。これ以降の昇圧制御処理におけるデューティ比ｄｕｔｙ＿ｉの値は、このｄｕｔｙ＿ｉ０の値になる。
【０１１９】
上記のようなＰＩ制御により、仮想的なデューティ比ｄｕｔｙ＿ｉが、最小値ｄｕｔｙ＿ｍｉｎよりも小さかったり、最大値ｄｕｔｙ＿ｍａｘよりも大きかったりした場合には、デューティ比ｄｕｔｙ＿ｉが、最小値ｄｕｔｙ＿ｍｉｎ又は最大値ｄｕｔｙ＿ｍａｘに補正される。このため、制御部１５０によって、デューティ比ｄｕｔｙ＿ｉの値は、昇圧に適した範囲の値で制御されるので、好適な昇圧が行われることになる。
【０１２０】
図５のフローチャートに戻り、制御部１５０は、割合ｅｒが所定値ｅｒｌ以上でないか、あるいは、割合ｅｒが最小値ｍｉｎ＿ｅｒ以下でない場合（ステップＳ１１１；ＮＯ）、つまり、現在の絶対値が小さいか、現在の昇圧後の電圧値よりも過去の電圧値の方が目標値Ｖｔに近い場合には、位相角ａｎｇｌｅ＿ｉを制御して、昇圧後の電圧値を小さく変化させる必要があるので、ステップＳ１１３に進む。
【０１２１】
制御部１５０は、ステップＳ１１３において、位相角ａｎｇｌｅ＿ｉのＰＩ制御を行い、その後に、ステップＳ１０２の処理に戻る。
【０１２２】
ここで、位相角ａｎｇｌｅ＿ｉのＰＩ制御の一例を図８を参照して説明する。なお、制御部１５０には、位相角ａｎｇｌｅ＿ｉの取り得る値の最小値ａｎｇｌｅ＿ｍｉｎ（ここでは、特に「０」である）及び最大値ａｎｇｌｅ＿ｍａｘが設定されている。上述のように、第１のオン状態及び第２のオン状態の切り替えタイミングが遅くなれば、つまり、位相角ａｎｇｌｅ＿ｉが大きくなれば昇圧後の電圧値は大きくなるが、位相角ａｎｇｌｅ＿ｉが大きすぎると逆に昇圧後の電圧値は下がってしまう。このため、昇圧後の電圧値を目標値Ｖｔに到達させるためには、位相角ａｎｇｌｅ＿ｉの取り得る値は限定される。本実施形態では、このようなことが考慮され、好適な最小値ａｎｇｌｅ＿ｍｉｎ及び最大値ａｎｇｌｅ＿ｍａｘが設定されているものとする。
【０１２３】
制御部１５０は、まず、ステップＳ１０２で取得した電圧値と、前記の目標値Ｖｔとを比較し、比較結果に基づいて、現在制御部１５０が各ＭＥＲＳ１１０、１２０、１３０に供給している各信号についての位相角ａｎｇｌｅ＿ｉを、仮想的に変化させる（ステップＳ３０１）。このとき、デューティ比ｄｕｔｙ＿ｉは、現在の昇制御処理におけるデューティ比ｄｕｔｙ＿ｉである。制御部１５０に、すでにｄｕｔｙ＿ｉ０が記憶されている場合には、デューティ比ｄｕｔｙ＿ｉはｄｕｔｙ＿ｉ０の値になる。制御部１５０は、ＰＩ制御によって位相角ａｎｇｌｅ＿ｉを変化させる。前記の電圧値が目標値Ｖｔよりも小さい場合には、その後の昇圧で得られる昇圧後の電圧値を目標値Ｖｔに近づけるため、現在の位相角ａｎｇｌｅ＿ｉを大きくし、前記の電圧値が目標値Ｖｔ以上の場合には、現在の位相角ａｎｇｌｅ＿ｉを小さくする。なお、ステップＳ３０１は、仮想的に位相角ａｎｇｌｅ＿ｉを変化させるのみで、実際の第１乃至第２の位相角は変化させない。
【０１２４】
次に制御部１５０は、変化させた位相角ａｎｇｌｅ＿ｉが最大値ａｎｇｌｅ＿ｍａｘ以下であるかを判別する（ステップＳ３０２）。位相角ａｎｇｌｅ＿ｉが最大値ａｎｇｌｅ＿ｍａｘ以下でない場合（ステップＳ３０２；ＮＯ）、上記ステップＳ１１２の処理を行う。制御部１５０は、位相角ａｎｇｌｅ＿ｉが最大値ａｎｇｌｅ＿ｍａｘ以下である場合（ステップＳ３０２；ＹＥＳ）、ステップＳ３０４の処理に進む。
【０１２５】
制御部１５０は、ステップ３０４において、変化させた位相角ａｎｇｌｅ＿ｉが最小値ａｎｇｌｅ＿ｍｉｎ以上であるかを判別する。位相角ａｎｇｌｅ＿ｉが最小値ａｎｇｌｅ＿ｍｉｎ以上でない場合（ステップＳ３０４；ＮＯ）、上記ステップＳ１１２（デューティ比のＰＩ制御）の処理を行う。制御部１５０は、位相角ａｎｇｌｅ＿ｉが最大値ａｎｇｌｅ＿ｍａｘ以下である場合（ステップＳ３０４；ＹＥＳ）、ステップＳ３０６の処理に進む。
【０１２６】
制御部１５０は、ｄｕｔｙ＿ｉ０を記憶している場合には、ステップ３０６において、制御部１５０が昇圧制御処理において現在供給している第１のオン信号の第１のデューティ比及び第２のオン信号の第２のデューティ比、つまり、デューティ比ｄｕｔｙ＿ｉを、ｄｕｔｙ＿ｉ０の値に更新し、ステップＳ１１３の処理を終了する。これ以降のデューティ比ｄｕｔｙ＿ｉは、ｄｕｔｙ＿ｉ０の値になる。
【０１２７】
さらに、制御部１５０は、ステップ３０７において、制御部１５０が昇圧制御処理において現在供給している第１のオン信号の第１の位相角と、第２のオン信号の第２の位相角とを、位相角ａｎｇｌｅ＿ｉに更新し、ステップＳ１１３の処理を終了する。これ以降の位相角ａｎｇｌｅ＿ｉの値は、ステップＳ３０１で仮想的に変化させた後の位相角ａｎｇｌｅ＿ｉの値になる。
【０１２８】
上記のようなＰＩ制御により、仮想的な位相角ａｎｇｌｅ＿ｉが、最小値ａｎｇｌｅ＿ｍｉｎよりも小さかったり（ステップＳ３０４；ＮＯ）、最大値ａｎｇｌｅ＿ｍａｘよりも大きかったり（ステップＳ３０２；ＮＯ）した場合には、位相角ａｎｇｌｅ＿ｉを変化させることができないので、再度デューティ比ｄｕｔｙ＿ｉの制御（ステップＳ１１２）を行うことが出来る。そして、位相角ａｎｇｌｅ＿ｉは、適切な値の幅で変化することになるので、このため、制御部１５０によって、好適な昇圧が行われることになる。
【０１２９】
図１のような回路構成において、上記昇圧処理を行った回路シミュレーションの結果を図９に示す。なお、この回路シミュレーションでは、三相交流電源２１から出力される三相交流電圧の電圧値（実効値）を１９０Ｖとし、平滑キャパシタＣｓで平滑化された後の直流電圧の電圧値（昇圧後の電圧値）Ｖｄｃの目標値Ｖｔを２８０Ｖとして、昇圧処理が行われている。なお、電圧値Ｖｄｃは、電圧検出信号にローパスフィルターをかけて、高周波成分を取り除いた信号から算出された値である。図９は、割合ｅｒ、電圧値Ｖｄｃ、位相角ａｎｇｌｅ＿ｉ、デューティ比ｄｕｔｙ＿ｉの時間変化を示すグラフであり、横軸の単位は時間である。また、縦軸の単位はグラフの線が何であるかによって異なり、かつ、縦軸の目盛のスケールは、グラフの線が図９に収まるようにそれぞれ適宜のものが採用されている。縦軸の単位は、電圧値Ｖｄｃの場合は、（Ｖ）であり、その他は無次元である。
【０１３０】
昇圧処理開始直後の期間Ｉでは、割合ｅｒが所定値ｅｒｌ以上、かつ、割合ｅｒが最小値ｍｉｎ＿ｅｒ以下であるので（ステップＳ１１１；ＹＥＳ）、デューティ比のＰＩ制御（ステップＳ１１２）が行われている。そして、期間Ｉでは、デューティ比ｄｕｔｙ＿ｉの初期値は０であるので、デューティ比ｄｕｔｙ＿ｉは、最小値ｄｕｔｙ＿ｍｉｎよりも低い。このため、期間Ｉでは、デューティ比ｄｕｔｙ＿ｉが最小値ｄｕｔｙ＿ｍｉｎの値まで急激に上昇している（期間Ｉ）。これにともなって、電圧値Ｖｄｃも上昇している。なお、電圧Ｖｄｃの上昇に応じて、電圧値Ｖｄｃと目標値Ｖｔとの差の絶対値である割合ｅｒは下がる。
【０１３１】
期間Ｉの後の期間ＩＩでは、割合ｅｒが所定値ｅｒｌ以上、かつ、割合ｅｒが最小値ｍｉｎ＿ｅｒ以下であるので（ステップＳ１１１；ＹＥＳ）、デューティ比のＰＩ制御（ステップＳ１１２）が行われている。そして、期間ＩＩでは、デューティ比ｄｕｔｙ＿ｉは、最小値ｄｕｔｙ＿ｍｉｎ以上、最大値ｄｕｔｙ＿ｍａｘ以下の範囲で上昇している。これにともなって、電圧値Ｖｄｃも上昇している。なお、電圧Ｖｄｃの上昇に応じて、電圧値Ｖｄｃと目標値Ｖｔとの差の絶対値である割合ｅｒは下がる。
【０１３２】
期間ＩＩの後の期間ＩＩＩでは、割合ｅｒが最小値ｍｉｎ＿ｅｒ以下であるが、割合ｅｒが所定値ｅｒｌ未満であるので（ステップＳ１１１；ＮＯ）、位相角ａｎｇｌｅ＿ｉのＰＩ制御（ステップＳ１１３）が行われている。そして、期間ＩＩＩでは、位相角ａｎｇｌｅ＿ｉは、最小値ａｎｇｌｅ＿ｍｉｎ以上、最大値ａｎｇｌｅ＿ｍａｘ以下の範囲で上昇している。これにともなって、電圧値Ｖｄｃも上昇している。なお、電圧Ｖｄｃの上昇に応じて、電圧値Ｖｄｃと目標値Ｖｔとの差の絶対値である割合ｅｒは下がる。
【０１３３】
期間ＩＩＩの後の期間ＩＶでは、割合ｅｒが所定値ｅｒｌ以上、かつ、割合ｅｒが最小値ｍｉｎ＿ｅｒ以下であることのうちの少なくとも一方を満たさないので（ステップＳ１１１；ＮＯ）、位相角ａｎｇｌｅ＿ｉのＰＩ制御（ステップＳ１１３）が行われているが、仮想的なａｎｇｌｅ＿ｉが最大値ａｎｇｌｅ＿ｍａｘよりも大きくなっている。このため、位相角ａｎｇｌｅ＿ｉは固定されるが、再度デューティ比のＰＩ制御（ステップＳ１１２）が行われている。上記のような処理によって、電圧Ｖｄｃのさらに上昇するが、それに応じて、電圧Ｖｄｃは、目標値Ｖｔに近づき、割合ｅｒは、０に近づき、最終的には、電圧Ｖｄｃは、目標値Ｖｔ付近を上下し、割合ｅｒは、０付近を上下する。
【０１３４】
上記のような制御によれば、デューティ比ｄｕｔｙ＿ｉを変化させて、時系列的に変化する昇圧後の電圧の電圧値を大きく変化させて、目標値Ｖｔに素早くある程度まで近づけ、位相角ａｎｇｌｅ＿ｉを変化させて、昇圧後の電圧の電圧値を細かく変化させて昇圧後の電圧値を目標値に精度良く近づけることができる。このように、デューティ比ｄｕｔｙ＿ｉと位相角ａｎｇｌｅ＿ｉとを強調制御することによって、昇圧後の電圧値を目標値に素早くかつ精度良く近づけることができる。
【０１３５】
さらに、上記のように、デューティ比ｄｕｔｙ＿ｉの変動幅と位相角ａｎｇｌｅ＿ｉの変動幅とを制限することによって、時系列的に見て、昇圧後の電圧値が目標値Ｖｔに一度近づいてから遠ざかることが防止されている。
【０１３６】
本実施形態では、上記のようにして、制御部１５０は、交流電圧を昇圧した昇圧電圧の電圧値（新たに昇圧されて得られる昇圧電圧の電圧値）が予め設定された目標値になるように、前記昇圧電圧の電圧値を取得し、取得した電圧値に基づいて、第１のオン状態の期間及び前記第２のオン状態の期間と、交流電圧のゼロ交差時に対する、第１のオン状態の開始タイミング及び第２のオン状態の開始タイミングと、を協調して変化させるので、昇圧後の電圧値を目標値に素早くかつ精度良く近づけることができる。
【０１３７】
特に、本実施形態では、上記のようにして、制御部１５０は、昇圧電圧の電圧値と目標値との差の絶対値が所定値より大きい場合に、第１のオン状態の期間及び第２のオン状態の期間を変化させ、絶対値が所定値より小さい場合はタイミングを変化させるので、昇圧後の電圧値を目標値に素早くかつ精度良く近づけることができる。
【０１３８】
なお、昇圧装置１００は、少なくとも、上記の制御を行う制御部１５０（制御内容は適宜変更可能である。）を備えればよく、インダクタＬｕ等の各種インダクタを備えても良いし、各ＭＥＲＳ１１０、１２０、１３０や、整流器１４０等を備えなくても良い。
【０１３９】
本実施形態では、交流電圧が三相交流電圧であったが、交流電圧はこれに限らず、例えば、単相の交流電圧であってもよい。交流電圧が単相である場合の構成を、図１０に示す。なお、図１０に示す構成の各要素で、上記実施形態に対応する要素については、同じ名称として同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。電源２１Ｂは、発電機２０Ｂのうち、発電と、発電によって発生する単相交流電圧の出力とを行う部分から構成される。インダクタＬは、発電機２０Ｂのインダクタンス成分を表すものであり、交流電源２１Ｂに直列に接続されている。第１ＭＥＲＳ１１０は、インダクタＬに接続されている。第１ＭＥＲＳ１１０は、第１のオン状態、第２のオン状態、オフ状態に切り替わることによって、インダクタＬに磁気エネルギーを蓄積及び放出させて、昇圧を行う。図１０では、第１ＭＥＲＳ１１０への入力電圧がＵＶ交流電圧から交流電源２１Ｂからの単相交流電圧になっているが、制御部１５０が行う制御は、ＵＶ交流電圧を単相交流電圧に置き換えた制御になるだけで、実質的には殆ど変わらないため、制御の詳細は、上記説明に準じたものになる。なお、図１０では、エンコーダ９０、エンジン１０、回転数測定器７０、ＥＣＵ８０等が省略されている。
【０１４０】
また、本実施形態では、双方向スイッチ部の一例として、フルブリッジ型のＭＥＲＳを用いた場合について説明したが、双方向スイッチ部は、第１の方向に電流が流れる第１のオン状態と、第２の方向に電流が流れる第２のオン状態と、オフの状態であるオフ状態とに切り替わるスイッチ部であればよい。なお、第１のオン状態とは、例えば、第１の方向のみに電流を流す導通状態であり、第２のオン状態とは、例えば、第１の方向とは反対側の第２の方向のみに電流を流す導通状態であり、オフ状態とは、例えば、双方向スイッチ部の全てのスイッチがオフになる等した非導通状態である。
【０１４１】
その他の双方向スイッチ部としては、例えば、図１１に示すような縦型の所謂ハーフブリッジ型のＭＥＲＳ２１０がある。なお、図１１に示す構成の各要素で、上記実施形態に対応する要素については、同じ名称として同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。ＭＥＲＳ２１０は、第１のオン信号が供給される第１の逆導通型スイッチＳＷ１と、第２のオン信号が供給される第２の逆導通型スイッチＳＷ２と、キャパシタＣＭ１と、キャパシタＣＭ２と、ダイオードＤ５乃至Ｄ６と、を備える。キャパシタＣＭ１と、ダイオードＤ５とは、直列に接続され、キャパシタＣＭ２と、ダイオードＤ６とは、直列に接続される。第１の逆導通型スイッチＳＷ１とキャパシタＣＭ１とは、接続点ＤＣＰを介して接続され、第１の逆導通型スイッチＳＷ２とキャパシタＣＭ２とは、接続点ＤＣＮを介して接続されている。キャパシタＣＭ１と第１の逆導通型スイッチＳＷ１とは、交流接続端子ＡＣ１と交流接続端子ＡＣ２との間に直列に接続されている。キャパシタＣＭ２と第２の逆導通型スイッチＳＷ２とは、交流接続端子ＡＣ１と交流接続端子ＡＣ２との間に直列に接続されている。キャパシタＣＭ１及び第１の逆導通型スイッチＳＷ１と、キャパシタＣＭ１及び第２の逆導通型スイッチＳＷ２とは、交流接続端子ＡＣ１と交流接続端子ＡＣ２との間に並列に接続されている。第１の逆導通型スイッチＳＷ１は、ダイオードＤ１のアノードが交流接続端子ＡＣ１に接続され、カソードがキャパシタＣＭ１に接続される向きで接続されている。第２の逆導通型スイッチＳＷ２は、ダイオードＤ２のカソードが交流接続端子ＡＣ１に接続され、アノードがキャパシタＣＭ２に接続される向きで接続されている。
【０１４２】
また、本実施形態では、三つの双方向スイッチ部の一例として、各線間にフルブリッジ型のＭＥＲＳを用いた場合について説明したが、３相フルブリッジ型のＭＥＲＳを三つの双方向スイッチ部として用いても良い。
【０１４３】
また、双方向スイッチ部は、ＭＥＲＳからキャパシタを除いたものや、オンとオフとに切り替わることによって、電流の流れる方向を制御する複数のスイッチからなる既知のスイッチ部であってもよい。ただし、この場合は、別途スナバー回路があることが好ましい。
【０１４４】
また、上記の制御内容は、適宜変更可能である。例えば、第１のオン状態の期間及び第２のオン状態の期間と、第１のオン状態の期間の開始タイミング及び第２のオン状態の期間の開始タイミングと、を、それぞれ複数回交互に行うようにして、昇圧後の電圧値を目標電圧値に近づけるように変化させてもよい。
【０１４５】
さらに、例えば、最初に第１のオン状態の期間の開始タイミング及び第２のオン状態の期間の開始タイミングと、を調整してから、第１のオン状態の期間及び第２のオン状態の期間を調整してもよい。
【０１４６】
さらに、例えば、第１のオン状態の期間及び第２のオン状態の期間を、互いに異なる期間としてもよい。また、交流電圧の正から負のゼロ交差時から、第１のオン状態の期間の開始タイミングまでの期間と、交流電圧の負から正のゼロ交差時から第２のオン状態の期間の開始タイミングまでの期間とを互い異なる期間としてもよい。
【０１４７】
昇圧後の電圧値が制御部１５０にフィードバックされ、このフォードバックに基づいて、前記期間と前記タイミングとを強調してフィードバック制御することにより（本実施形態の制御はその一例である）、精度の良い制御が行われている。特に、フォードバックされた昇圧後の電圧値と、目標値との差に応じた制御を行ってうことにより（本実施形態の制御はその一例である）、精度の良い制御が行われている。
【０１４８】
なお、目標値と比較される電圧値（つまり、昇圧電圧の電圧値）は、上記では、平滑後の直流電圧の電圧値であったが、昇圧直後の電圧の電圧値（例えば、実効値）や、整流後平滑前の電圧の電圧値（例えば、所定期間の平均値）等であってもよい。
【０１４９】
なお、上記実施形態のように、第１のオン状態の期間の開始タイミング及び第２のオン状態の期間の開始タイミングの変動幅を制限し、第１のオン状態の期間及び第２のオン状態の期間の変動幅を制限することより、より適切な昇圧が行われるが、変動幅の制限の具体的手法は、上記方法には制限されない。
【０１５０】
また、上記実施形態のように、第１のオン状態の期間の開始タイミング及び第２のオン状態の期間の開始タイミングと、第１のオン状態の期間及び第２のオン状態の期間とのいずれかを行うかの判別として、電圧値と目標値との差の絶対値と、所定値と、の比較がされているが、電圧値と目標値との差が正の時は、この差と第１の所定値と比較し、電圧値と目標値との差が負の時は、この差と第２の所定値と比較し、前記の判別を行っても良い。上記実施形態では、昇圧電圧の電圧値と目標値との差の絶対値が所定値より大きい場合に、前記の期間を変化させ、前記絶対値が前記所定値より小さい場合は前記のタイミングを変化させるが、昇圧電圧の電圧値と目標値との差の絶対値が所定値より大きい場合や、絶対値が所定値より小さい場合とは、結果的にそうなる場合のことであり、具体的な比較方法は任意である。
【０１５１】
また、上記実施形態では、平滑キャパシタＣｓの電圧（平滑後の電圧）をフィードバックして制御されていたが、各部における電流値又は電圧値を制御部１５０にフィードバックしてもよい。この場合には、制御部１５０は、前記平滑後の電圧に代えて、フィードバックによって取得する電流値又は電圧値に基づいて、上記処理等を行う。電流値や電圧値の取得は、例えば、上記実施形態と同様に、前記各部に応じて配置された電流計や電圧計を用いて行われる。なお、昇圧後の電圧の電圧値又は昇圧後の電圧に応じて流れる電流の電圧値をフィードバックすることが好ましい。
【０１５２】
また、上記実施形態では、エンコーダ９０によって交流電圧（双方向スイッチ部への入力交流電圧）の位相角（特にゼロ交差点）を検知していた。しかし、負荷電流や負荷電圧あるいは双方向スイッチ部への入力電流又は入力電圧から、前記入力交流電圧の位相角や周期を算出してもよい。つまり、前記の位相角の検知の方法は、適宜の方法で行うことができる。
【０１５３】
なお、上述のように、位相角による電圧の変化はデューティ比の変化に比べ、制御対象である電圧の変化が少なく、また、ＰＩ制御によってゲート信号のオン信号の立ち上がり位相角は適した角度に自動的に調整される。そのため、実際の位相角と算出された位相角とに差異があったとしても、システム全体に致命的な欠陥とはならない。
【０１５４】
また、インダクタＬｕ等の各種インダクタは、発電機２０に接続された外部のインダクタであってもよい。
【０１５５】
また、上記で説明した各種逆導通型スイッチＳＷ１等は、ダイオードとスイッチング素子とを並列に組み合わせた複数の素子からなってもよいし、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等の他の逆導通型半導体スイッチあってもよい。
【０１５６】
また、本発明は、車両の冷蔵・冷凍庫以外の他の用途にも適用できる。本発明に係る昇圧装置は、交流電圧を昇圧するものであれば、どのような用途にも使用できる。
【０１５７】
なお、本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態や変形例は、本発明の実施例を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。
【符号の説明】
【０１５８】
２１      三相交流電源
２１Ｂ    交流電源
１１０    第１ＭＥＲＳ
１２０    第２ＭＥＲＳ
１３０    第３ＭＥＲＳ
１５０    制御部
２１０    ＭＥＲＳ
Ｌ、Ｌｕ、Ｌｖ、Ｌｗ    インダクタ
【図１】
2012235635.tif 000003
【図２】
2012235635.tif 000004
【図３】
2012235635.tif 000005
【図４】
2012235635.tif 000006
【図５】
2012235635.tif 000007
【図６】
2012235635.tif 000008
【図７】
2012235635.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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