(57)【要約】【課題】外部発振源が停止することでＤＣＤＣコンバータの動作が停止するのを抑制しつつ、スイッチング素子の保護と、出力電圧の逸脱抑制を図ることのできるＤＣＤＣコンバータ制御装置を提供すること。【解決手段】制御装置３０は、マイコン３００と、第１動作クロックを供給する外部発振子３０２を備える。マイコンは、ＰＷＭ信号生成部３１２と、外部発振子の停止時に、第１動作クロックよりも周波数の低い第２動作クロックを動作クロックとして供給する内部発振子３０４と、デューティ及び位相の少なくとも一方と、ＰＷＭ信号を動作クロックに基づいて所定周波数とするための変換値とを設定して、ＰＷＭ信号生成部に出力するスイッチング制御部３１０を有する。スイッチング制御部は、外部発振子の停止時に、第２動作クロックに基づいて生成されるＰＷＭ信号が所定周波数となるように、変換値として、第１動作クロックとは異なる値を設定する。【選択図】図２
2016140174.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力電圧を変換して出力するためにスイッチング素子（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ１４）を有するＤＣＤＣコンバータ（１０）に適用され、前記スイッチング素子の駆動を制御するＤＣＤＣコンバータ制御装置であって、
前記スイッチング素子の駆動を制御するために、ＰＷＭ信号を生成して出力するマイコン（３００）と、
前記ＰＷＭ信号を生成するための動作クロックとして、第１動作クロックを供給する外部発振源（３０２）と、を備え、
前記マイコンは、
前記動作クロックに基づいて、前記ＰＷＭ信号を生成して出力するＰＷＭ信号生成手段（３１２）と、
前記外部発振源の停止を検出する検出手段（３０６）と、
前記外部発振源が停止した場合に、前記外部発振源に代えて、前記第１動作クロックよりも周波数の低い第２動作クロックを、前記動作クロックとして前記ＰＷＭ信号生成手段に供給する内部発振手段（３０４，３１４）と、
前記ＤＣＤＣコンバータの入力電流又は出力電流と、前記ＤＣＤＣコンバータから出力される出力電圧との少なくとも一方に基づいて、電力変換として有効なスイッチングオン時間を決定するためのデューティ及び位相の少なくとも一方を設定するとともに、前記ＰＷＭ信号を前記動作クロックに基づいて所定周波数とするための変換値を設定して、前記ＰＷＭ信号生成手段に出力するスイッチング制御手段（３１０）と、を有し、
前記スイッチング制御手段は、前記外部発振源の停止が検出された場合に、前記第２動作クロックに基づいて生成される前記ＰＷＭ信号が前記所定周波数となるように、前記変換値として、前記第１動作クロックとは異なる値を設定することを特徴とするＤＣＤＣコンバータ制御装置。
【請求項２】
前記スイッチング制御手段は、
前記入力電圧の変化量に基づいて、前記スイッチングオン時間を制限するガード値を設定する機能をさらに有し、
前記外部発振源の停止が検出された場合に、前記外部発振源の停止が検出されていない場合よりも前記スイッチングオン時間の制限を厳しくするように、前記ガード値を設定することを特徴とする請求項１に記載のＤＣＤＣコンバータ制御装置。
【請求項３】
前記外部発振源は、前記第１動作クロックを生成して出力し、
前記内部発振手段（３０４）は、前記第２動作クロックを生成して出力し、
前記マイコンは、前記外部発振源の停止が検出された場合に、前記ＰＷＭ信号生成手段に供給する前記動作クロックを、前記第１動作クロックから前記第２動作クロックに切り替える切替手段（３０８）を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のＤＣＤＣコンバータ制御装置。
【請求項４】
前記外部発振源は、前記第１動作クロックよりも周波数の低い外部クロックを生成して出力し、
前記マイコンは、前記外部クロックが入力されると、前記外部クロックを逓倍して前記第１動作クロックとして出力するＰＬＬ回路（３１４）を有し、
前記外部発振源は、出力した前記外部クロックが前記ＰＬＬ回路により逓倍されることで、前記第１動作クロックを供給し、
前記外部発振源が停止すると、前記ＰＬＬ回路が前記内部発振手段として機能し、前記ＰＬＬ回路に固有の自走周波数を有する前記第２動作クロックを供給することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のＤＣＤＣコンバータ制御装置。
【請求項５】
前記スイッチング制御手段は、前記第１動作クロックと前記第２動作クロックとの切り替え時に、一定期間、前記スイッチング素子の駆動を停止させることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のＤＣＤＣコンバータ制御装置。
【請求項６】
前記第２動作クロックの周波数は、使用環境温度によりばらつき、
前記スイッチング制御手段は、前記外部発振源の停止が検出された場合に、使用環境温度の範囲内における前記第２動作クロックの最低周波数に基づく前記変換値を設定することを特徴とする請求項１〜５いずれか１項に記載のＤＣＤＣ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、入力電圧を変換して出力するためにスイッチング素子を有するＤＣＤＣコンバータに適用され、スイッチング素子の駆動を制御するＤＣＤＣコンバータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、入力電圧を変換して出力するためにスイッチング素子を有するＤＣＤＣコンバータと、スイッチング素子の駆動を制御するＤＣＤＣコンバータ制御装置と、を備える電力変換システムが示されている。このような電力変換装置は、たとえばハイブリッド車や電気自動車などに適用される。車両においてＤＣＤＣコンバータは、高圧バッテリから入力される電圧を所定の電圧に降圧し、低圧バッテリに供給する。
【０００３】
ＤＣＤＣコンバータ制御装置は、スイッチング素子の駆動を制御することでＤＣＤＣコンバータの出力電圧が一定となるように制御する。特許文献１ではＤＣＤＣコンバータ制御装置が、入力電圧の変化量に基づき、スイッチング素子に印加される電圧を予測しつつ、スイッチング素子に対して出力するＰＷＭ信号のデューティ（時比率）のガード値を設定し、デューティがガード値よりも大きい値とならないように制限する。これにより、入力電圧の変化がデューティの変更に反映されるのが遅れる場合でも、スイッチング素子に印加される電圧が過大となるのを抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１３１０６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
車両走行中にＤＣＤＣコンバータに何らかの異常が生じた場合、低圧バッテリへの電力供給が止まり、車両停止となる。このため、可能な限りＤＣＤＣコンバータの動作を継続することが望まれる。ＤＣＤＣコンバータ制御装置は、通常、ＰＷＭ信号を生成して出力するマイコンと、ＰＷＭ信号を生成するための動作クロックとして第１動作クロックを供給する外部発振源と、を備えている。外部発振源としては、高精度の動作クロックを供給するために、水晶振動子、セラミック発振子などが用いられる。このような構成では、外部発振源が何らかの異常で停止した場合、ＤＣＤＣコンバータの動作が停止し、ひいては車両停止となる。
【０００６】
これに対し、マイコンが内部発振手段を有し、外部発振源が停止した場合に、外部発振源に代えて内部発振手段から動作クロックを供給する構成が考えられる。しかしながら、代替手段である内部発振手段は、マイコンに構成されており、動作クロックとして、第１動作クロックよりも周波数の低い第２動作クロックを供給することが一般的である。したがって、外部発振源が停止した場合に、制御を継続するために内部発振手段に切り替えると、第２動作クロックが第１動作クロックよりも低速であるため、ＰＷＭ信号の周波数（スイッチング周波数）が低下し、電力変換として有効なスイッチングオン時間が長くなってしまう。たとえば、デューティによりスイッチングオン時間が決定される場合には、スイッチング素子のオン・オフ操作の１周期に対するオン時間が長くなってしまう。このため、スイッチング素子が故障する虞がある。また、低速な第２動作クロックを用いた制御では、フィードバック制御も低速になるため、出力電圧が所定の範囲を大きく逸脱する虞がある。
【０００７】
なお、外部発振源が停止した場合に、ＰＷＭ信号を停止して、スイッチング素子の保護を図るとともに、出力電圧の逸脱を抑制することも考えられる。外来ノイズによる停止のように短時間の停止であれば、車両動作の電力を、低圧バッテリの残存分でまかなうことも可能かもしれない。しかしながら、低圧バッテリには、一般的に鉛バッテリが使用されており、長期使用による信頼性が低く、瞬間的でも電圧の著しい低下が発生する場合もある。したがって、外部発振源が停止した場合にＰＷＭ信号を停止してＤＣＤＣコンバータの動作を停止させることは、車両停止を抑制するために十分とは言えない。
【０００８】
本発明は上記問題点に鑑み、外部発振源が停止することでＤＣＤＣコンバータの動作が停止するのを抑制しつつ、スイッチング素子の保護と、出力電圧の逸脱抑制を図ることのできるＤＣＤＣコンバータ制御装置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】
【０００９】
ここに開示される発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲及びこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１０】
開示された発明のひとつは、入力電圧を変換して出力するためにスイッチング素子（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ１４）を有するＤＣＤＣコンバータ（１０）に適用され、スイッチング素子の駆動を制御するＤＣＤＣコンバータ制御装置であって、
スイッチング素子の駆動を制御するために、ＰＷＭ信号を生成して出力するマイコン（３００）と、
ＰＷＭ信号を生成するための動作クロックとして、第１動作クロックを供給する外部発振源（３０２）と、を備え、
マイコンは、
動作クロックに基づいて、ＰＷＭ信号を生成して出力するＰＷＭ信号生成手段（３１２）と、
外部発振源の停止を検出する検出手段（３０６）と、
外部発振源が停止した場合に、外部発振源に代えて、第１動作クロックよりも周波数の低い第２動作クロックを、動作クロックとしてＰＷＭ信号生成手段に供給する内部発振手段（３０４，３１４）と、
ＤＣＤＣコンバータの入力電流又は出力電流と、ＤＣＤＣコンバータから出力される出力電圧との少なくとも一方に基づいて、電力変換として有効なスイッチングオン時間を決定するためのデューティ及び位相の少なくとも一方を設定するとともに、ＰＷＭ信号を動作クロックに基づいて所定周波数とするための変換値を設定して、ＰＷＭ信号生成手段に出力するスイッチング制御手段（３１０）と、を有し、
スイッチング制御手段は、外部発振源の停止が検出された場合に、第２動作クロックに基づいて生成されるＰＷＭ信号が所定周波数となるように、変換値として、第１動作クロックとは異なる値を設定することを特徴とする。
【００１１】
これによれば、外部発振源が停止した場合、すなわち第１動作クロックの供給が停止した場合に、内部発振手段が第２動作クロックを供給する。したがって、外部発振源が停止することでＤＣＤＣコンバータの動作が停止するのを抑制することができる。
【００１２】
また、外部発振源の停止が検出されると、スイッチング制御手段が、第２動作クロックに基づいて生成されるＰＷＭ信号が所定周波数となるように、変換値として第１動作クロックとは異なる値を設定する。したがって、第２動作クロックを供給しても、ＰＷＭ信号生成手段は、所定周波数のＰＷＭ信号を生成することができる。このため、第２動作クロックへの切り替えにともなってＰＷＭ信号の周波数が低下し、スイッチングオン時間が長くなるのを抑制することができる。すなわち、スイッチング素子の保護と出力電圧の逸脱抑制を図ることができる。
【００１３】
開示された他の発明のひとつは、スイッチング制御手段が、
入力電圧の変化量に基づいて、スイッチングオン時間を制限するガード値を設定する機能をさらに有し、
外部発振源の停止が検出された場合に、外部発振源の停止が検出されていない場合よりもスイッチングオン時間の制限を厳しくするように、ガード値を設定することを特徴とする。
【００１４】
第１動作クロックから第２動作クロックへ切り替えると、マイコンの制御周期が長くなる。このため、従来のように、入力電圧の変化量に基づいてデューティを制限しても、入力電圧の変化に追従できなくなる虞がある。すなわち、応答遅れによりスイッチング素子に過電圧が印加され、スイッチング素子の信頼性が低下する虞がある。これに対し、本発明では、第１動作クロックから第２動作クロックへ切り替えると、電力変換に有効なスイッチングオン時間を制限するガード値を、より厳しくする。したがって、第２動作クロックへの切り替えにともなって制御周期が長くなっても、入力電圧の変化に対する追従性を確保することができる。すなわち、スイッチング素子をより効果的に保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態に係る制御装置を備えたシステムの構成を示す図である。
【図２】制御装置の概略構成を示す図である。
【図３】スイッチング制御部によるＤｕｔｙ値の設定処理を示す図である。
【図４】外部発振子が正常な場合の、Ｄｕｔｙ値の更新態様を示すタイミングチャートである。
【図５】外部発振子が停止した場合の、Ｄｕｔｙ値の更新態様を示すタイミングチャートである。
【図６】動作クロックとＤｕｔｙ制限値との関係を示す図である。
【図７】スイッチング制御部による定期処理を示すフローチャートである。
【図８】スイッチング制御部による割込み処理を示すフローチャートである。
【図９】フィードバック制御を示すフローチャートである。
【図１０】第２実施形態に係る制御装置の概略構成を示す図である。
【図１１】動作クロックの切り替えにともなう周波数変化を示す図である。
【図１２】スイッチング制御部による定期処理を示すフローチャートである。
【図１３】スイッチング制御部による割込み処理を示すフローチャートである。
【図１４】第３実施形態に係る制御装置を備えたシステムの構成を示す図である。
【図１５】スイッチング素子の駆動パターンを示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係るＤＣＤＣコンバータ制御装置を、ハイブリッド車に搭載されるＤＣＤＣコンバータの制御装置に適用した実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、各実施形態において、共通乃至関連する要素には同一の符号を付与するものとする。以下においてはＤＣＤＣコンバータ制御装置を、単に制御装置と称する。
【００１７】
（第１実施形態）
先ず、図１に基づき、本実施形態に係る制御装置を備えたシステム構成について説明する。システムの基本構成は、特開２００９−１３１０６７号公報に記載のものとほぼ同じであり、上記公報の記載を援用することができる。
【００１８】
図１に示すＤＣＤＣコンバータ１０は、高圧バッテリ１２の電圧を、所定の電圧（たとえば１２Ｖ）に降圧しつつその電力を低圧バッテリ１４に供給するものである。高圧バッテリ１２は、端子間電圧が百Ｖ以上（たとえば２４４．８Ｖ）の高電圧となる直流電圧源（２次電池）である。低圧バッテリ１４の電圧は、車両に搭載された負荷４０や、後述する制御装置３０に起動指示を行う上位ＥＣＵ４２に供給される。負荷４０としては、車両補機、ボディ系ＥＣＵ、ブレーキ系ＥＣＵなどを採用することができる。上位ＥＣＵ４２としては、たとえばＨＶ−ＥＣＶＵを採用することができる。
【００１９】
ＤＣＤＣコンバータ１０は、第１トランスＴ１及び第２トランスＴ２を備える絶縁型コンバータである。ここで、第１トランスＴ１は、１次側コイルＷ１，Ｗ２と２次側コイルＷ３とを備えて構成されており、第２トランスＴ２は、１次側コイルＷ４，Ｗ５と２次側コイルＷ６とを備えて構成されている。以下においては、第１トランスＴ１及び第２トランスＴ２を、トランスＴ１，Ｔ２とも称する。
【００２０】
第１トランスＴ１の１次側コイルＷ１の一方の端子には、高圧バッテリ１２の正極端子が接続されており、他方の端子には、第２トランスＴ２の１次側コイルＷ４の一方の端子が接続されている。第２トランスＴ２の１次側コイルＷ４の他方の端子は、第２トランスＴ２の１次側コイルＷ５の一方の端子に接続されており、第２トランスＴ２の１次側コイルＷ５の他方の端子には、第１トランスＴ１の１次側コイルＷ２の一方の端子が接続されている。第１トランスＴ１の１次側コイルＷ２の他方の端子は、コンデンサＣ１を介して高圧バッテリ１２の負極端子に接続されている。
【００２１】
第２トランスＴ２の１次側コイルＷ５の一方の端子側及び高圧バッテリ１２の負極端子側間は、スイッチング素子Ｑ１によって接続されている。また、スイッチング素子Ｑ１には、ダイオードＤ１が、逆並列に接続されている。
【００２２】
第１トランスＴ１の１次側コイルＷ２の他方の端子及び第２トランスＴ２の１次側コイルＷ５の一方の端子間には、コンデンサＣ２及びスイッチング素子Ｑ２が並列接続されている。また、スイッチング素子Ｑ２には、ダイオードＤ２が、逆並列に接続されている。なお、スイッチング素子Ｑ２やコンデンサＣ２は、アクティブクランプ回路を構成するものである。
【００２３】
第１トランスＴ１の２次側コイルＷ３の一方の端子及び第２トランスＴ２の２次側コイルＷ６の一方の端子間は、同期整流用のスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４によって接続されている。スイッチング素子Ｑ３には、ダイオードＤ３が逆並列に接続され、スイッチング素子Ｑ４には、ダイオードＤ４が逆並列に接続されている。また、第１トランスの２次側コイルＷ３の他方の端子及び第２トランスＴ２の２次側コイルＷ６の他方の端子は、短絡されている。そして、この短絡部と、スイッチング素子Ｑ３、Ｑ４の接続箇所との間には、コンデンサＣ３が接続されている。このコンデンサＣ３には、低圧バッテリ１４が並列接続されている。
【００２４】
電圧センサ２０はＤＣＤＣコンバータ１０の入力電圧Ｖｉｎ、すなわち高圧バッテリ１２の端子電圧を検出し、ＰＷＭ処理部２２に出力する。ＰＷＭ処理部２２は、電圧センサ２０の検出値を取り込み、その情報を、絶縁素子２４を介して制御装置３０に出力する。ここで、ＰＷＭ処理部２２では、上記検出値をＰＷＭ変調することでＤｕｔｙ信号に変換し、これを絶縁素子２４に出力する。絶縁素子２４は、高圧バッテリ１２を備える車載高電圧システムと、制御装置３０を備える車載低電圧システムとの絶縁を保ちつつ信号を伝達するための絶縁通信手段である。絶縁素子２４としては、たとえばフォトカプラを採用することができる。
【００２５】
制御装置３０（ＥＣＵ）は、上位ＥＣＵ４２から起動信号が入力されると、電流センサ４４によって検出されるＤＣＤＣコンバータ１０の出力電流Ｉｏｕｔと、電圧センサ４６によって検出されるＤＣＤＣコンバータ１０の出力電圧Ｖｏｕｔとに基づき、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４の駆動を制御するためのＰＷＭ信号を生成する。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４としては、たとえばＭＯＳＦＥＴを採用することができ、ＰＷＭ信号は、駆動回路３２を介して、対応するスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４のゲートに入力される。このように、制御装置３０は、出力電流Ｉｏｕｔ及び出力電圧Ｖｏｕｔに基づき、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４の駆動を制御して、入力電圧Ｖｉｎを出力電圧Ｖｏｕｔに変換する変換処理を行なう。なお、出力電流Ｉｏｕｔは、トランスＴ１，Ｔ２の２次側に流れる電流とも言える。この処理は、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２とを交互にオン操作する（相補駆動する）に際し、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の操作をスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の操作にそれぞれ同期させることで行われる。
【００２６】
また、制御装置３０はＤＣＤＣコンバータ１０や後述する外部発振子３０２の異常が検出された場合に、異常信号を上位ＥＣＵ４２に出力する。
【００２７】
次に、図２に基づき、制御装置３０について説明する。
【００２８】
図２に示すように、制御装置３０は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４の駆動を制御するために、ＰＷＭ信号を生成して出力するマイコン３００と、ＰＷＭ信号を生成するための動作クロックとして、第１動作クロックを供給する外部発振子３０２と、を備えている。
【００２９】
外部発振子３０２としては、高精度の動作クロックを供給するため、水晶振動子やセラミック発振子などが用いられる。この外部発振子３０２が、特許請求の範囲に記載の外部発振源に相当する。本実施形態では、外部発振子３０２が、第１動作クロックを生成して出力する。第１動作クロックの周波数は、たとえば６４ＭＨｚとされる。
【００３０】
マイコン３００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、レジスタ、及びＩ／Ｏポートなどを備えて構成されたマイクロコンピュータである。マイコン３００において、ＣＰＵが、ＲＡＭやレジスタの一時記憶機能を利用しつつ、ＲＯＭに予め記憶された制御プログラム、バスを介して取得した各種データなどに応じて信号処理を行う。また、この信号処理で得られた信号を、バスに出力したりする。このようにして、マイコン３００は、各種機能を実行する。上記したように、本実施形態では、マイコン３００が、出力電流Ｉｏｕｔ及び出力電圧Ｖｏｕｔに基づき、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４の駆動を制御して、入力電圧Ｖｉｎを出力電圧Ｖｏｕｔに変換する変換処理を行なう。また、ＤＣＤＣコンバータ１０や外部発振子３０２の異常を検出し、上位ＥＣＵ４２に対して異常信号を出力する処理も行う。
【００３１】
マイコン３００は、内部発振子３０４、検出部３０６、切替部３０８、スイッチング制御部３１０、及びＰＷＭ信号生成部３１２を有している。内部発振子３０４が、特許請求の範囲に記載の内部発振手段に相当し、検出部３０６が検出手段に相当する。また、切替部３０８が切替手段に相当し、スイッチング制御部３１０がスイッチング制御手段に相当する。さらには、ＰＷＭ信号生成部３１２がＰＷＭ信号生成手段に相当する。
【００３２】
内部発振子３０４は、外部発振子３０２が停止した場合に、外部発振子３０２に代えて、第１動作クロックよりも周波数の低い第２動作クロックを、動作クロックとしてＰＷＭ信号生成部３１２に供給する。内部発振子３０４は、第２動作クロックを生成して出力する。第２動作クロックの周波数は、たとえば３２ＭＨｚとされる。
【００３３】
検出部３０６は、外部発振子３０２の停止、すなわち第１動作クロックの停止を検出する。本実施形態では、検出部３０６に、外部発振子３０２から出力された第１動作クロックと、内部発振子３０４から出力された第２動作クロックが入力され、第２動作クロックを基準として、第１動作クロックの停止が検出される。検出部３０６は、検出した結果、すなわち、外部発振子３０２（第１動作クロック）が停止しているか否かを示す切替信号を出力する。
【００３４】
切替部３０８は、検出部３０６から出力される切替信号に応じて、第１動作クロックと第２動作クロックとのいずれかを選択し、動作クロックとしてＰＷＭ信号生成部３１２に出力する。検出部３０６により、外部発振子３０２の停止が検出されない場合、すなわち外部発振子３０２が正常に動作していることが検出された場合、動作クロックとして第１動作クロックを出力する。一方、外部発振子３０２の停止が検出された場合には、動作クロックとして、第２動作クロックを出力する。このように、外部発振子３０２の停止が検出されると、ＰＷＭ信号生成部３１２に供給する動作クロックを、第１動作クロックから第２動作クロックに切り替える。
【００３５】
スイッチング制御部３１０は、出力電流Ｉｏｕｔ及び出力電圧Ｖｏｕｔに基づき、電力変換として有効なスイッチングオン時間を決定するためのデューティ（以下、Ｄｕｔｙ値Ｄと示す）を算出して設定する。また、切替信号に応じて、ＰＷＭ信号を動作クロックに基づいて所定周波数（たとえば１００ｋＨｚ）とするための変換値を設定する。変換値は、カウンタのカウント値であるため、以下においてカウント値と示す。カウント値は、たとえばマイコン３０１のＲＯＭに予め記憶されている。そして、スイッチング制御部３１０は、これら設定値をＰＷＭ信号生成部３１２に出力する。
【００３６】
ここで、スイッチング制御部３１０は、動作クロックが切り替わっても、ＰＷＭ信号の周波数、すなわちスイッチング周波数が変化しないように、外部発振子３０２の停止が検出された場合と、外部発振子３０２が正常に動作していることが検出された場合とで、異なるカウント値を設定する。具体的には、第１動作クロックの周波数をｍ、第２動作クロックの周波数をｎとすると、第２動作クロックが供給されるときのカウント値を、第１動作クロックが供給されるときのカウント値のｎ／ｍ倍とする。上記したように第１動作クロックが６４ＭＨｚ、第２動作クロックが３２ＭＨｚの場合、第２動作クロックが供給されるときのカウント値を、第１動作クロックが供給されるときのカウント値の１／２とする。これにより、第１動作クロック（６４ＭＨｚ）に基づいて、１００ｋＨｚのＰＷＭ信号を生成するとともに、第２動作クロック（３２ＭＨｚ）に切り替えたときにも、１００ｋＨｚのＰＷＭ信号を生成することができる。
【００３７】
また、内部発振子３０４はマイコン３００に内蔵されており、第２動作クロックの周波数は、使用環境の温度によってばらつく。一方、外部発振子３０２は、上記したように水晶振動子やセラミック発振子からなり、第１動作クロックの周波数は、使用環境の温度によってほとんど変化しない。たとえば、使用環境温度が−４０℃から１２５℃の場合、第２動作クロックの周波数は、中心周波数３２ＭＨｚに対して±１５％程度ばらつく。第１動作クロックの周波数ばらつきは、中心周波数６４ＭＨｚに対して±１％以下である。そこで、本実施形態では、第２動作クロックが供給されるときに設定されるカウント値が、使用環境温度の範囲内における第２動作クロックの最低周波数に基づいて予め決定されている。
【００３８】
次に、図３に基づき、スイッチング制御部３１０によるＤｕｔｙ値の設定処理について説明する。図３は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の操作にかかるＤｕｔｙ値Ｄの設定に関する処理を示している。
【００３９】
スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の入出力端子には、「Ｖｉｎ／（１−Ｄ）」程度の電圧が印加される。また、高圧バッテリ１２は、電動機に電力を供給することで電力が消費されたり、発電機から電力が供給されたりするために、その両端の電圧の変動が頻繁に生じ得る。すなわち、入力電圧Ｖｉｎは頻繁に変動し得る。そして、時々刻々変化する入力電圧Ｖｉｎを電圧センサ２０によって検出するタイミングと、制御装置３０にてその検出値に基づきＤｕｔｙ値Ｄが更新されるタイミングとの間の期間において、実際の入力電圧Ｖｉｎがさらに変化し得る。
【００４０】
そこで、スイッチング制御部３１０は、図３に示すように、フィードバック制御部Ｂ１０と、第１ガード処理部Ｂ１２と、変化量算出部Ｂ１４と、第２ガード処理部Ｂ１６と、最小値選択部Ｂ１８と、を有している。
【００４１】
フィードバック制御部Ｂ１０は、出力電流Ｉｏｕｔ及び出力電圧Ｖｏｕｔに基づき、これらを所望に制御するためのベース値Ｄｆｂを算出する。
【００４２】
第１ガード処理部Ｂ１２は、入力電圧Ｖｉｎに基づき、Ｄｕｔｙ値Ｄの第１ガード値Ｄｇ１を算出する。第１ガード値Ｄｇ１は、入力電圧Ｖｉｎが大きくなるほど小さい値に設定される。第１ガード値Ｄｇ１は、入力電圧Ｖｉｎが所定値以下である場合には一定値となっており、所定値を超えると入力電圧Ｖｉｎの上昇にともなって漸減する。
【００４３】
変化量算出部Ｂ１４は、入力電圧Ｖｉｎの上昇速度を算出する。詳しくは、入力電圧Ｖｉｎの時間微分値とゼロとのうちの大きい方を、入力電圧Ｖｉｎの変化量ΔＶｉｎとする。
【００４４】
第２ガード処理部Ｂ１６は、変化量ΔＶｉｎに基づき、第２ガード値Ｄｇ２を算出する。第２ガード値Ｄｇ２は、変化量ΔＶｉｎが大きくなるほど小さい値に設定される。第２ガード値Ｄｇ２は、変化量ΔＶｉｎが第１所定値以下である場合には一定値となっており、第１所定値を超えると変化量ΔＶｉｎの増大にともなって漸減し、第２所定値以上となると一定値となる。なお、変化量算出部Ｂ１４による変化量ΔＶｉｎの算出方法から分かるように、第２ガード値Ｄｇ２は、変化量ΔＶｉｎが上昇する場合に限って定められる。
【００４５】
最小値選択部Ｂ１８では、ベース値Ｄｆｂと、第１ガード値Ｄｇ１と、第２ガード値Ｄｇ２とのうちの最小値を、最終的なＤｕｔｙ値Ｄとする。
【００４６】
図４は、外部発振子３０２が正常な場合、すなわち動作クロックとして第１動作クロックが供給される場合の、Ｄｕｔｙ値Ｄの更新態様を示すタイミングチャートである。図４では、入力電圧Ｖｉｎの推移、ＰＷＭ処理部２２の出力する信号である入力電圧Ｖｉｎの情報を重畳した信号の推移、マイコン３００内の入力電圧Ｖｉｎの値を格納するレジスタの値の推移、及びマイコン３００による各処理の制御周期を示している。
【００４７】
上記したＰＷＭ処理部２２では、ＰＷＭ処理の周期に同期して電圧センサ２０の検出値を取り込む。そして、鋸波形状のキャリアの方が上記検出値よりも小さい間、論理「Ｈ」となり、キャリアの方が大きくなることで論理「Ｌ」となるＤｕｔｙ信号を生成し、制御装置３０に出力する。このため、ＰＷＭ処理部２２の出力するＤｕｔｙ信号から入力電圧Ｖｉｎの情報を抽出するタイミングは、検出タイミングに対して少なくともＰＷＭ処理の１周期分遅れることとなる。さらに、電圧センサ２０の検出値がＰＷＭ処理部２２に取り込まれてからマイコン３００内のレジスタに格納されるまでには、その信号伝播経路における信号の伝播に要する時間だけ遅延(回路遅延)がともなう。さらに、マイコン３００のＣＰＵがレジスタ値を参照する処理や、参照したレジスタ値に基づきＤｕｔｙ値Ｄを更新する処理は、所定周期でなされるものであるため、最終的にＤｕｔｙ値Ｄの更新に上記レジスタ値が反映されるまでには遅延がともなう。
【００４８】
このため、外部発振子３０２が正常な場合において、変化量ΔＶｉｎ（＝Ｖｉｎ２−Ｖｉｎ１）を検出する際、入力電圧Ｖｉｎ２が検出される時刻ｔ１から、これがＤｕｔｙ値Ｄの更新に反映される時刻ｔ２となるまでが遅延時間となる。この遅延時間は、最大で、ＰＷＭ処理部２２の出力するＤｕｔｙ信号の一周期分と、回路遅延と、制御周期の２倍との和程度となり得る。たとえば、Ｄｕｔｙ信号の周期が１０μｓ、回路遅延が２μｓ、制御周期が１０μｓとすると、遅延時間の最大値＝１０＋２＋１０×２＝３２μｓとなる。
【００４９】
一方、図５は、外部発振子３０２が停止した場合、すなわち動作クロックとして第２動作クロックが供給される場合の、Ｄｕｔｙ値Ｄの更新態様を示すタイミングチャートである。図５でも、図４同様、入力電圧Ｖｉｎの推移、ＰＷＭ処理部２２の出力する信号である入力電圧Ｖｉｎの情報を重畳した信号の推移、マイコン３００内の入力電圧Ｖｉｎの値を格納するレジスタの値の推移、及びマイコン３００による各処理の制御周期を示している。
【００５０】
第２動作クロックに切り替わると、動作クロックの低速化により、マイコン３００の制御周期が長くなる。上記したように第１動作クロックが６４ＭＨｚ、第２動作クロックが３２ＭＨｚの場合、制御周期は２倍の２０μｓとなる。したがって、入力電圧Ｖｉｎの情報は、ハード構成のレジスタにて検出されるものの、制御に用いられるのは２回につき１回となる。
【００５１】
このため、外部発振子３０２が停止した場合において、変化量ΔＶｉｎ（＝Ｖｉｎ２−Ｖｉｎ０）を検出する際、入力電圧Ｖｉｎ２が検出される時刻ｔ１から、これがＤｕｔｙ値Ｄの更新に反映される時刻ｔ３となるまでが遅延時間となる。Ｄｕｔｙ信号の周期は同じであり、回路遅延もほぼ同じであるため、遅延時間の最大値＝１０＋２＋（２０／２＋２０）＝４２μｓとなる。
【００５２】
したがって、第２動作クロックを動作クロックとして供給する場合に、第２ガード値Ｄｇ２として第１動作クロックの値と同じ値を設定すると、遅延時間が長くなる分、入力電圧Ｖｉｎの変化に追従できなくなる虞がある。すなわち、応答遅れが生じて、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の入出力端子間に過電圧が印加され、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の信頼性が低下する虞がある。
【００５３】
これに対し、本実施形態では、スイッチング制御部３１０が、第１動作クロックが供給される場合と、第２動作クロックが供給される場合とで、異なる第２ガード値Ｄｇ２を設定する。具体的には、第１動作クロックから第２動作クロックへ切り替えると、電力変換に有効なスイッチングオン時間が短くなるように、すなわちＤｕｔｙ値Ｄが小さくなるように、第２ガード値Ｄｇ２としてより小さい値を設定する。上記したように、第１動作クロックが供給されるときの遅延時間の最大値は３２μｓであり、第２動作クロックが供給されるときの遅延時間の最大値は４２μｓである。そこで、図６に示すように、第２動作クロックが供給されるときの第２ガード値Ｄｇ２を、第１動作クロックが供給されるときの第２ガード値Ｄｇ２に対して、３２／４２＝０．７６２倍、厳しい値にする。図６においては、第１動作クロックが供給されるときの第２ガード値Ｄｇ２を実線、第２動作クロックが供給されるときの第２ガード値Ｄｇ２を破線で示している。
【００５４】
したがって、第２動作クロックへの切り替えにともなって制御周期が長くなっても、入力電圧Ｖｉｎの変化に対する追従性を確保することができる。すなわち、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をより効果的に保護することができる。
【００５５】
次に、図７〜図９に基づき、スイッチング制御部３１０によるＤＣＤＣコンバータ１０の制御処理全体について説明する。
【００５６】
スイッチング制御部３１０は、イグニッションスイッチがオンされ、制御装置３０の電源が投入されると、図７に示す定期処理を実行する。
【００５７】
先ずスイッチング制御部３１０は、初期化処理を実行する。この初期化処理では、図７に示すように、外部発振停止フラグをオフにする（ステップＳ１１）。次いで、スイッチング制御部３１０は、上位ＥＣＵ４２から起動信号が入力されているか否か、すなわち起動信号がオンされているか否かを判定する（ステップＳ１２）。
【００５８】
ステップＳ１２において起動信号がオフされていると判定した場合、スイッチング制御部３１０は、ＰＷＭ信号生成部３１２に対して、ＰＷＭ停止の設定を出力する（ステップＳ１３）。たとえば、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２がオンしないように、Ｄｕｔｙ値Ｄとして「０」を設定する。ステップＳ１３の終了後、ステップＳ１２に戻って処理を続行する。
【００５９】
一方、ステップＳ１２において起動信号がオンされていると判定した場合、スイッチング制御部３１０は、入力信号処理を実行する（ステップＳ１４）。ここでは、入力電圧Ｖｉｎ、出力電圧Ｖｏｕｔ、出力電流Ｉｏｕｔを取得するとともに、入力電圧Ｖｉｎの変化量ΔＶｉｎを算出する。次いで、スイッチング制御部３１０は、入力電圧Ｖｉｎ、出力電圧Ｖｏｕｔ、出力電流Ｉｏｕｔ、及び変化量ΔＶｉｎに基づいて、フィードバック制御を実行し（ステップＳ１５）、ＰＷＭ信号生成部３１２に対してＰＷＭ信号を生成するためのＰＷＭ設定を出力する（ステップＳ１６）。ＰＷＭ設定とは、上記したように、Ｄｕｔｙ値Ｄと、動作クロックをＰＷＭ信号の周波数（スイッチング周波数）に変換するカウント値である。
【００６０】
ステップＳ１６を終了すると、スイッチング制御部３１０は、上位ＥＣＵ４２に対して処理が正常になされたことを示す正常信号を出力する出力信号処理を実行する（ステップＳ１７）。そして、ステップＳ１２に戻って処理を繰り返す。以上の処理は、制御装置３０の電源が投入されている間において繰り返し実行され、電源がオフされると処理を終了する。
【００６１】
次に、外部発振子３０２が停止したときの、外部発振停止の割込み処理について説明する。
【００６２】
検出部３０６にて外部発振子３０２、すなわち第１動作クロックの供給停止が検出され、第２動作クロックへ切り替えるための切替信号が入力されると、スイッチング制御部３１０は、図８に示す割込み処理を実行する。図８に示すように、先ずスイッチング制御部３１０は、ＰＷＭ信号生成部３１２に対して、ＰＷＭ停止の設定を出力する（ステップＳ１７）。次いで、スイッチング制御部３１０は、外部発振停止フラグをオンにする（ステップＳ１２）。このように、外部発振停止フラグのオンが、外部発振子３０２の停止状態を示す。そして、割込み処理がなされる前に実行していた処理に復帰する。
【００６３】
次に、ステップＳ１５に示したフィードバック制御の詳細について説明する。
【００６４】
図９に示すように、先ずスイッチング制御部３１０は、外部発振停止フラグがオフとなっているか否かを判定する（ステップＳ３１）。そして、ステップＳ３１において、外部発振停止フラグがオフであると判定した場合、すなわち、第１動作クロックが供給されていると判定した場合、スイッチング制御部３１０は、高速フィードバック制御を実行する（ステップＳ３２）。
【００６５】
高速フィードバック制御では、入力電圧Ｖｉｎ、出力電圧Ｖｏｕｔ、出力電流Ｉｏｕｔ、及び変化量ΔＶｉｎに基づいて、Ｄｕｔｙ値Ｄを設定する。このとき、上記したように、第２ガード値Ｄｇ２として、第１動作クロック用の値を用いる。また、所定周波数のＰＷＭ信号を生成するために、第１動作クロック用のカウント値を設定する。
【００６６】
ステップＳ３２が終了すると、一連の処理を終了する。一方、ステップＳ３１において、外部発振停止フラグがオンされていると判定した場合、スイッチング制御部３１０は、検出部３０６からの切替信号に基づいて、外部発振子３０２が現状で停止しているか否かを判定する(ステップＳ３３)。そして、外部発振子３０２が停止していると判定した場合、上位ＥＣＵ４２に対して異常信号を出力し（ステップＳ３４）、次いで、低速フィードバック制御を実行する（ステップＳ３５）。
【００６７】
低速フィードバック制御でも、入力電圧Ｖｉｎ、出力電圧Ｖｏｕｔ、出力電流Ｉｏｕｔ、及び変化量ΔＶｉｎに基づいて、Ｄｕｔｙ値Ｄを設定する。このとき、上記したように、第２ガード値Ｄｇ２として、第２動作クロック用の値を用いる。また、所定周波数のＰＷＭ信号を生成するために、第２動作クロック用のカウント値を設定する。
【００６８】
ステップＳ３５が終了すると、一連の処理を終了する。一方、ステップＳ３３において、外部発振子３０２が停止していない、すなわち正常に動作していると判定した場合、スイッチング制御部３１０は、ＰＷＭ信号生成部３１２に対して、ＰＷＭ停止の設定を出力（ステップＳ３６）した上で、上記した定期処理のステップＳ１１に戻る。
【００６９】
なお、本実施形態では、ステップＳ２１とステップＳ３６において、スイッチング制御部３１０が、ＰＷＭ信号生成部３１２に対して、ＰＷＭ停止の設定を出力する例を示したが、これらステップＳ２１，３６の少なくとも一方を省略することもできる。
【００７０】
次に、上記した制御装置３０の効果について説明する。
【００７１】
外部発振子３０２が停止した場合、すなわち第１動作クロックの供給が停止した場合に、切替部３０８が、動作クロックを、内部発振子３０４の第２動作クロックに切り替える。したがって、外部発振子３０２が停止することでＤＣＤＣコンバータ１０の動作が停止するのを抑制することができる。すなわち、外部発振子３０２の停止にともなう車両停止を抑制することができる。
【００７２】
また、外部発振子３０２の停止が検出されると、スイッチング制御部３１０は、第２動作クロックに基づいて生成されるＰＷＭ信号が所定周波数となるように、第１動作クロックとは異なるカウント値を設定する。具体的には、第１動作クロックの周波数をｍ、第２動作クロックの周波数をｎとすると、第２動作クロックが供給されるときのカウント値を、第１動作クロックが供給されるときのｎ／ｍ倍の値とする。これにより、第２動作クロックを供給しても、ＰＷＭ信号生成部３１２は、所定周波数のＰＷＭ信号を生成することができる。このため、第２動作クロックへの切り替えにともなって、電力変換に有効なスイッチングオン時間が長くなるのを抑制することができる。すなわち、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の保護を図るとともに、出力電圧Ｖｏｕｔの逸脱を抑制することができる。
【００７３】
また、入力電圧Ｖｉｎの変化量ΔＶｉｎに基づき、Ｄｕｔｙ値Ｄを制限するため、入力電圧Ｖｉｎの変化がＤｕｔｙ値Ｄの変更に反映されるのが遅れる場合であっても、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の入出力端子間に印加される電圧が過大となることを好適に抑制することができる。特に本実施形態では、第１動作クロックが供給されるときと、第２動作クロックが供給されるときとで、変化量ΔＶｉｎに基づいて設定される第２ガード値Ｄｇ２の値を異なるものとする。具体的には、同じ変化量ΔＶｉｎにおいて、第２ガード値Ｄｇ２を、第１動作クロックが供給されるときの第２ガード値Ｄｇ２に対して、０．７６２倍、厳しい値（小さい値）にする。したがって、第２動作クロックへの切り替えにともなって制御周期が長くなっても、入力電圧Ｖｉｎの変化に対する追従性を確保することができる。すなわち、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をより効果的に保護することができる。
【００７４】
また、外部発振子３０２が生成して出力する第１動作クロックと、内部発振子３０４が生成して出力する第２動作クロックとを、検出部３０６の検出結果に基づいて、切替部３０８が切り替えるように構成されている。したがって、第１動作クロックの供給が停止すると、直ちに第２動作クロックへの切り替えがなされ、動作クロックの周波数が不安定となる期間がほとんどない。したがって、制御性を向上することができる。
【００７５】
また、本実施形態では、第２動作クロックが供給されるときにスイッチング制御部３１０が設定するカウント値が、使用環境温度の範囲内における第２動作クロックの最低周波数に基づいて決定されている。このように安全側でカウント値を設定しているため、したがって、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の故障をより確実に防ぐことができる。
【００７６】
（第２実施形態）
本実施形態において、第１実施形態に示した制御装置３０と共通する部分についての説明は割愛する。
【００７７】
図１０に基づき、本実施形態に係る制御装置３０について説明する。図１０に示す制御装置３０は、内部発振子３０４及び切替部３０８を有しておらず、その代わりに、マイコン３００がＰＬＬ回路３１４を有している。
【００７８】
外部発振子３０２は、第１動作クロックよりも周波数の低い外部クロックを生成して出力する。検出部３０６には、外部発振子３０２から出力された外部クロックと、ＰＬＬ回路３１４から出力される動作クロックが入力され、動作クロックを基準として、第１動作クロックの停止が検出される。
【００７９】
ＰＬＬ回路３１４は、外部クロックが入力されると、外部クロックを逓倍し、第１動作クロックとして出力する。また、外部発振子３０２が停止し、外部クロックが入力されなくなると、ＰＬＬ回路３１４に固有の自走周波数を有する第２動作クロックを供給する。すなわち、外部発振子３０２が停止すると、ＰＬＬ回路３１４が、内部発振手段として機能する。ＰＬＬ回路３１４は、たとえば外部発振子３０２から入力される１６ＭＨｚの外部クロックを逓倍し、動作クロックとして、６４ＭＨｚの第１動作クロックを出力する。外部クロックが入力されなくなると、ＰＬＬ回路３１４は、動作クロックとして、３２ＭＨｚの第２動作クロックを出力する。
【００８０】
このような制御装置３０については、第１実施形態に示したスイッチング制御部３１０の処理を適用することもできる。ただし、ＰＬＬ回路３１４を用いると、図１１に示すように、第１動作クロックから第２動作クロックに切り替わるとき、又は、第２動作クロックから第１動作クロックに切り替わるときに、周波数が不安定な期間が生じる。たとえば、６４ＭＨｚから３２ＭＨｚに瞬時に切り替わるのではなく、周波数が徐々に変化する。外部発振子３０２の停止判定や復帰判定の閾値は、図１１に示すように、６４ＭＨｚと３２ＭＨｚとの間において設定される。
【００８１】
このため、第１動作クロックから第２動作クロックに切り替える際、スイッチング制御部３１０が第２動作クロックに応じた設定をしても、ＰＷＭ信号生成部３１２に入力される動作クロックが３２ＭＨｚよりも高い周波数（たとえば４５ＭＨｚ）であれば、電力変換に有効なスイッチングオン時間が短くなる。この場合、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のＩ−Ｖ特性が飽和領域ではなく、線形領域となり、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が故障する虞がある。また、外部発振子３０２の異常が一時的なものであり、第２動作クロックから第１動作クロックに復帰させる場合、スイッチング制御部３１０が第１動作クロックに応じた設定をしても、ＰＷＭ信号生成部３１２に入力される動作クロックが、６４ＭＨｚよりも低い周波数（たとえば４５ＭＨｚ）であることもあり得る。この場合、電力変換に有効なスイッチングオン時間が長くなり、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が故障する虞がある。
【００８２】
これに対し、本実施形態では、ＰＬＬ回路３１４から出力される動作クロックの周波数が不安定である間は、スイッチング制御部３１０が、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の駆動が停止する設定をする。換言すれば、第１動作クロックと第２動作クロックとの切り替え時に、一定期間、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の駆動を停止させる。図１２はその一例を示しており、定期処理において、ステップＳ１１の初期化処理を実行する前に、スイッチング制御部３１０が、動作クロックの周波数が安定したか否かを判定する（ステップＳ１０）。これにより、ステップＳ３１で外部発振停止フラグがオンであると判定され、さらにステップＳ３３で外部発振子３０２が動作状態にあると判定された場合、すなわち、第２動作クロックから第１動作クロックに切り替える場合に、動作クロックの周波数が安定するまでは、ステップＳ３６のＰＷＭ停止設定を維持することができる。これにより、電力変換に有効なスイッチングオン時間が長くなって、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が故障するのを抑制することができる。
【００８３】
また、図１３に示す一例では、外部発振子３０２の停止が検出されると、図８同様、ステップＳ２２までの処理を実行する。ただし、本実施形態では、ステップＳ２１において、ＰＷＭ停止の設定を出力するとともに、マイコン３００の内部タイマがカウントを開始する。
【００８４】
ステップＳ２２の終了後、スイッチング制御部３１０は、出力電圧Ｖｏｕｔ、換言すれば低圧バッテリ１４の電圧が、予め設定された所定の閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２３）。ステップＳ２３において、出力電圧Ｖｏｕｔが閾値以上であると判定すると、スイッチング制御部３１０は、内部タイマのカウント値に基づいて、ＰＷＭ停止から所定時間経過したか否かを判定する（ステップＳ２４）。そして、ステップＳ２４において、所定時間が経過したと判定すると、元の処理に復帰する。
【００８５】
なお、ステップＳ２３において、出力電圧Ｖｏｕｔが閾値以上ではない、すなわち閾値未満であると判定しても、元の処理に復帰する。また、ステップＳ２４において、所定時間が経過していないと判定すると、ステップＳ２３に戻る。
【００８６】
これによれば、第１動作クロックの供給が停止したと判定されても、低圧バッテリ１４の残存分（残量）に余裕があれば、所定時間はＤＣＤＣコンバータ１０の駆動を停止させて外部発振子３０２が復旧するのを待つ。そして、所定時間が経過しても復旧しない場合に、第２動作クロックに切り替える。したがって、第１動作クロックから第２動作クロックに切り替える際、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のＩ−Ｖ特性が線形領域となって故障するのを抑制することができる。
【００８７】
なお、外来ノイズによる停止のように短時間の停止であれば、所定時間が経過し外部発振子３０２が復旧することにより、図９に示したフィードバック制御のステップＳ３３においてＮＯ判定となり、ステップＳ３６を経て、スイッチングを再開することができる。このため、ノイズによる誤動作と故障とを区別することが可能となる。この効果については、第１実施形態に示した構成についても同様である。
【００８８】
（第３実施形態）
本実施形態において、第１実施形態に示した制御装置３０及び該制御装置３０を備えたシステムと共通する部分についての説明は割愛する。
【００８９】
図１４に示すシステムでは、第１実施形態に示したデューティ制御されるハーフブリッジ型のＤＣＤＣコンバータ１０ではなく、位相シフト制御されるフルブリッジ型のＤＣＤＣコンバータ１０を用いている。
【００９０】
ＤＣＤＣコンバータ１０は、ＤＣ−ＡＣ変換部として４つのスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ１４を有している。スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２が、スイッチング素子Ｑ１１を正極端子側として、高圧バッテリ１２の正極端子と負極端子との間に直列に接続されている。また、スイッチング素子Ｑ１３，Ｑ１４が、スイッチング素子Ｑ１３を正極端子側として、スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２に並列に接続されている。
【００９１】
このＤＣＤＣコンバータ１０も、トランスＴ３を備える絶縁型コンバータである。トランスＴ３は、１次側コイルＷ１１と、２次側コイルＷ１２，Ｗ１３とを備えて構成されている。１次側コイルＷ１の一方の端子には、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続点が接続されており、他方の端子には、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の接続点が接続されている。図１４では、トランスＴ３の１次側に配置されるコンデンサやダイオードを、便宜上、省略している。
【００９２】
トランスＴ３の２次側コイルＷ１２，Ｗ１３は、互いの一方の端子同士が接続されており、２次側コイルＷ１２の他方の端子には、ダイオードＤ５のアノードが接続されている。同じく、２次側コイルＷ１３の他方の端子には、ダイオードＤ６のアノードが接続されている。これらダイオードＤ５，Ｄ６により、整流部が構成されている。
【００９３】
平滑部を構成するコイルＷ１４とコンデンサＣ３は、互いに直列に接続されており、コイルＷ１４のうち、コンデンサ１３と接続された端子と反対の端子に、ダイオードＤ５，Ｄ６のカソードが接続されている。一方、コンデンサＣ３のうち、コイルＷ１４と接続された端子と反対の端子が、２次側コイルＷ１２，Ｗ１３の接続点に接続されている。コンデンサＣ３には、第１実施形態同様、低圧バッテリ１４が並列接続されている。
【００９４】
電流センサ２６は、トランスＴ３の１次側に流れる電流、すなわちＤＣＤＣコンバータ１０の入力電流Ｉｉｎを検出する。電流センサ２６は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続点と１次側コイルＷ１とをつなぐ経路に設けられている。
【００９５】
制御装置３０は、入力電圧Ｖｉｎ、入力電流Ｉｉｎ、及び出力電圧Ｖｏｕｔに基づき、スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ１４の駆動を制御して、入力電圧Ｖｉｎを出力電圧Ｖｏｕｔに変換する変換処理を行なう。この処理は、図１５に示すように、スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２を交互にオン操作するとともに、スイッチング素子Ｑ１３，Ｑ１４を交互にオン操作することで行われる。また、スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２に対して、スイッチング素子Ｑ１３，Ｑ１４の位相をシフトさせることで、トランスＴ３から出力される電圧、ひいてはＤＣＤＣコンバータ１０の出力電圧Ｖｏｕｔを制御する。詳しくは、スイッチング素子Ｑ１１に対して、スイッチング素子Ｑ１４の位相をシフトさせ、スイッチング素子Ｑ１２に対して、スイッチング素子Ｑ１３の位相をシフトさせる。このように、スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ１４の駆動を制御して、トランスＴ３から電圧が出力されるタイミング、すなわち、電力変換に有効なスイッチングオン時間を制御する。
【００９６】
なお、スイッチング制御部３１０が実行する処理については、基本的に第１実施形態と同じである。本実施形態では、図１５に示すように、ＰＷＭ信号のＤｕｔｙ値Ｄを５０％に固定する。したがって、スイッチング制御部３１０は、カウント値とともに、Ｄｕｔｙ値Ｄに代えてシフトさせる位相値を設定する。カウント値については、第１実施形態同様、第１動作クロックと第２動作クロックとで値を切り替える。また、シフトさせる位相のベース値Ｄｆｂと、シフトさせる位相の制限値として、入力電圧Ｖｉｎに基づいて設定される第１ガード値Ｄｇ１と、シフトさせる位相の制限値として、入力電圧Ｖｉｎの変化量ΔＶｉｎに基づいて設定される第２ガード値Ｄｇ２とのうち、最小値を最終的なシフト位相値とする。
【００９７】
したがって、フルブリッジ型のＤＣＤＣコンバータ１０を位相シフト制御する制御装置３０についても、第１実施形態同様の効果を奏することができる。
【００９８】
なお、本実施形態に示す構成を、第２実施形態に示した構成を組み合わせることもできる。その際の効果は上記したとおりである。
【００９９】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
【０１００】
ＤＣＤＣコンバータ１０としては、トランスＴ１，Ｔ２，Ｔ３を備えるものに限らず、たとえばリアクトル（インダクタ、チョークコイル）とスイッチング素子とを備えるチョッパ回路等でもよい。
【０１０１】
ＤＣＤＣコンバータ１０としては、ハイブリッド車に搭載されるものに限らず、例えば電気自動車に搭載されるものでもよい。さらには、ＤＣＤＣコンバータ１０及び制御装置３０は、車載に限定されない。
【０１０２】
スイッチング制御部３１０が、ＤＣＤＣコンバータ１０の入力電流Ｉｉｎ又は出力電流Ｉｏｕｔと、出力電圧Ｖｏｕｔとに基づいて、フィードバック制御を行う例を示したが、これに限定されない。入力電流Ｉｉｎ又は出力電流Ｉｏｕｔと、出力電圧Ｖｏｕｔとの少なくとも一方に基づいて、フィードバック制御を行うものにも適用できる。たとえば、入力電流Ｉｉｎ又は出力電流Ｉｏｕｔと、出力電圧Ｖｏｕｔとのいずれかに基づいて、フィードバック制御を行うものにも適用できる。
【符号の説明】
【０１０３】
１０…ＤＣＤＣコンバータ、１２…高圧バッテリ、１４…低圧バッテリ、２０…電圧センサ、２２…ＰＷＭ処理部、２４…絶縁素子、３０…制御装置（ＤＣＤＣコンバータ制御装置）、３２…駆動回路、４０…負荷、４２…上位ＥＣＵ、４４…電流センサ、４６…電圧センサ、３００…マイコン、３０２…外部発振子、３０４…内部発振子、３０６…検出部、３０８…切替部、３１０…スイッチング制御部、３１２…ＰＷＭ信号生成部、３１４…ＰＬＬ回路、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ１４…スイッチング素子、Ｔ１…第１トランス、Ｔ２…第２トランス、Ｔ３…トランス
【図１】
2016140174.tif 000003
【図２】
2016140174.tif 000004
【図３】
2016140174.tif 000005
【図４】
2016140174.tif 000006
【図５】
2016140174.tif 000007
【図６】
2016140174.tif 000008
【図７】
2016140174.tif 000009
【図８】
2016140174.tif 000010
【図９】
2016140174.tif 000011
【図１０】
2016140174.tif 000012
【図１１】
2016140174.tif 000013
【図１２】
2016140174.tif 000014
【図１３】
2016140174.tif 000015
【図１４】
2016140174.tif 000016
【図１５】
2016140174.tif 000017