JP6040800B2 - コンバータ装置 - Google Patents

Description

本開示は、コンバータ装置に関する。

従来から、リアクトルに流れるリアクトル電流のサンプリングをキャリアの頂点付近の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昇圧コンバータ制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、スイッチング素子のオフ期間やオン期間の中央タイミングにおけるインダクタの電流値を、インダクタに流れる電流の平均値として求める方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。

また、スイッチング制御の周期においてリアクトルの電流量が非線形的に変化する期間が存在すると判定した場合に、電圧変換器の入力電圧、出力電圧、リアクトルの値、および、スイッチング素子のＯＮ期間とＯＦＦ期間との比率に基づいて、周期におけるリアクトルの電流量の平均値を推定する平均リアクトル電流検出装置が知られている（例えば、特許文献３参照）。

特開2012-139084号公報 国際公開第2010/061654号パンフレット 特開2010-279151号公報報

ところで、コンバータ装置のスイッチング素子のオン／オフ切換のタイミングを規定するデューティは、リアクトルに流れるリアクトル電流等に基づいて決定されるが、この際、デューティの演算にはリアクトル電流の平均値が使用される。リアクトル電流の平均値は、複数のサンプリングタイミングでリアクトル電流のサンプリング値を取得する方が精度良く演算することができる。これは、特に電流使用範囲内でインダクタンスが変化する安価なリアクトルを使用する場合に顕著となる。しかしながら、複数のサンプリングタイミングでリアクトル電流のサンプリング値を取得する場合には、今回周期で設定するデューティに依存して、次回のデューティ設定タイミングとサンプリングタイミング（特に複数のサンプリングタイミングのうちの最終サンプリングタイミング）との間の時間が短くなる場合がある。かかる場合、次回のデューティ設定タイミングまでに、サンプリングしたリアクトル電流の平均値に基づいて次回周期のデューティを演算できない場合には、制御性能が悪くなるという不都合が生じる。

そこで、本開示は、次回のデューティ設定タイミングまでにリアクトルの電流値を複数回サンプリングし且つサンプリングした複数の電流値の平均値を算出することが可能なコンバータ装置の提供を目的とする。

本開示の一局面によれば、スイッチング素子及びリアクトルを有するコンバータと、
キャリア信号の半周期に対応した所定のデューティ設定周期毎にデューティを設定し、設定したデューティと前記キャリア信号との関係に応じた切換タイミングで、前記コンバータのスイッチング素子のオン／オフ切換を実行する制御装置とを備え、
前記制御装置は、スイッチング素子のオン／オフ切換周期毎に、次回のデューティ設定タイミングであるキャリア信号の山／谷のタイミングまでに、そのオン／オフ期間における前記リアクトルを流れる電流値を複数回サンプリングし且つ前記サンプリングした電流値の平均値に基づいて次回のデューティ設定タイミングで設定するデューティを演算し、演算した次回のデューティを次回のデューティ設定タイミングで設定し、
前記制御装置は、前記電流値の平均値を得るための複数回のサンプリングタイミングのうちの最終サンプリングタイミングから次回のデューティ設定タイミングまでの時間が所定時間以上になるように、今回のデューティ設定周期で設定するデューティを決定することを特徴とする、コンバータ装置が提供される。

本開示によれば、次回のデューティ設定タイミングまでにリアクトルの電流値を複数回サンプリングし且つサンプリングした複数の電流値の平均値を算出することが可能なコンバータ装置が得られる。

電動自動車用モータ駆動システム１の全体構成の一例を示す図である。 半導体駆動装置５０におけるＤＣ／ＤＣコンバータ２０の制御ブロック５００の一例を示す図である。 キャリア信号とデューティとの関係で切り替わるスイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２４のオン／オフ状態の時系列の一例を示す図である。 サンプリングタイミング算出部５１６の機能部の一例を示す図である。 キャリア信号と、デューティと、サンプリングタイミングとの関係の一例を示す図である。 リアクトル電流ＩＬの平均値と、その平均値に基づいて設定されるデューティとの関係を示す図である。 デューティ補正部５１２におけるデューティの補正方法の一例を示すフローチャートである。 図７の説明図であり、補正前のｄｕｔｙ３と補正後のｄｕｔｙ３との関係を示す概略図である。 処理可能時間とデューティとの関係を示す図である。 処理可能時間とデューティとの関係を示す図である。 リアクトルＬ１のインダクタンスと電流使用範囲の関係と、リアクトル電流ＩＬの波形とを示す図である。 リアクトルＬ１のインダクタンスと電流使用範囲の関係と、リアクトル電流ＩＬの波形とを示す図である。 実施例２における平均算出部５０５の機能部の一例を示す図である。 キャリア信号と、デューティと、サンプリングタイミングとの関係と共に、リアクトル電流ＩＬの推定値が代用されるサンプリングタイミングの一例を示す図である。 実施例２による平均算出部５０５の処理の一例を示すフローチャートである。 リアクトル電流ＩＬの推定の有無の応じた処理可能時間とデューティとの関係を示す図である。 リアクトル電流ＩＬの推定の有無の応じた処理可能時間とデューティとの関係を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。

図１は、電動自動車用モータ駆動システム１の全体構成の一例を示す図である。モータ駆動システム１は、バッテリ１０の電力を用いて走行用モータ４０を駆動することにより車両を駆動させるシステムである。尚、電動自動車は、電力を用いて走行用モータ４０を駆動して走行するものであれば、その方式や構成の詳細は任意である。電動自動車は、典型的には、動力源がエンジンと走行用モータ４０であるハイブリッド自動車（ＨＶ）や、動力源が走行用モータ４０のみである電気自動車を含む。

モータ駆動システム１は、図１に示すように、バッテリ１０、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０、インバータ３０、走行用モータ４０、及び、半導体駆動装置５０を備える。

バッテリ１０は、電力を蓄積して直流電圧を出力する任意の蓄電装置であり、ニッケル水素バッテリ、リチウムイオンバッテリや電気２重層キャパシタ等の容量性素子から構成されてもよい。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、双方向のＤＣ／ＤＣコンバータ（可逆チョッパ方式の昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ）であってよい。ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、例えば２００Ｖから６５０Ｖへの昇圧変換、及び、６５０Ｖから２００Ｖへの降圧変換が可能であってよい。ＤＣ／ＤＣコンバータ２０のリアクトルＬ１の入力側と負極ラインとの間には平滑用コンデンサＣ１が接続されてよい。

図示の例では、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、２つのスイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２４と、リアクトルＬ１とを有する。２つのスイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２４は、インバータ３０の正極ラインと負極ラインとの間に互いに直列に接続される。リアクトルＬ１は、バッテリ１０の正極側に直列に接続される。リアクトルＬ１は、出力側が２つのスイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２４の接続部に接続される。尚、リアクトルＬ１は、電流使用範囲内でインダクタンスが変化する安価なリアクトルであってもよい（図１２参照）。以下では、リアクトルＬ１は、電流使用範囲内でインダクタンスが変化するリアクトルであるとして説明を続ける。

図示の例では、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の２つのスイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２４は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）である。尚、スイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２４は、ダイオード（例えばフリーホイールダイオード）Ｄ２２，２４を外付け素子と用いる通常のＩＧＢＴであってもよいし、ダイオードＤ２２，２４を内蔵した逆導通ＩＧＢＴ（ＲＣ（Reverse Conducting）−ＩＧＢＴ）であってもよい。いずれの場合も、上アームのスイッチング素子Ｑ２２のコレクタはインバータ３０の正極ラインに接続されており、上アームのスイッチング素子Ｑ２２のエミッタは下アームのスイッチング素子Ｑ２４のコレクタに接続されている。また、下アームのスイッチング素子Ｑ２４のエミッタは、インバータ３０の負極ライン及びバッテリ１０の負極に接続されている。尚、スイッチング素子Ｑ２２、Ｑ２４は、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor)のような、ＩＧＢＴ以外の他のスイッチング素子であってもよい。

インバータ３０は、正極ラインと負極ラインとの間に互いに並列に配置されるＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各アームから構成される。Ｕ相アームはスイッチング素子（本例ではＩＧＢＴ）Ｑ１，Ｑ２の直列接続からなり、Ｖ相アームはスイッチング素子（本例ではＩＧＢＴ）Ｑ３，Ｑ４の直列接続からなり、Ｗ相アームはスイッチング素子（本例ではＩＧＢＴ）Ｑ５，Ｑ６の直列接続からなる。また、各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のコレクタ−エミッタ間には、それぞれ、エミッタ側からコレクタ側に電流を流すようにダイオードＤ１〜Ｄ６が配置される。尚、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は、ＭＯＳＦＥＴのような、ＩＧＢＴ以外の他のスイッチング素子であってもよい。

走行用モータ４０は、３相の永久磁石モータであり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルの一端が中点で共通接続されている。Ｕ相コイルの他端は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の中点Ｍ１に接続され、Ｖ相コイルの他端は、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の中点Ｍ２に接続され、Ｗ相コイルの他端は、スイッチング素子Ｑ５，Ｑ６の中点Ｍ３に接続される。スイッチング素子Ｑ１のコレクタと負極ラインとの間には、平滑用コンデンサＣ２が接続される。尚、走行用モータ４０は、電磁石と永久磁石とを組み合わせたハイブリッド型の３相モータであってもよい。

尚、走行用モータ４０に加えて、第２の走行用モータ又は発電機が並列で追加されてもよい。この場合、対応するインバータも並列に追加されればよい。

半導体駆動装置５０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０を制御する。尚、半導体駆動装置５０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０に加えて、インバータ３０を制御してもよい。半導体駆動装置５０は、マイクロコンピューターを含むＥＣＵ（電子制御ユニット）として具現化されてもよい。尚、半導体駆動装置５０の各種機能（以下で説明する機能を含む）は、任意のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はそれらの組み合わせにより実現されてもよい。例えば、半導体駆動装置５０の各種機能は、特定用途向けＡＳＩＣ（application-specific integrated circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）により実現されてもよい。また、半導体駆動装置５０の各種機能は、複数のＥＣＵにより協動して実現されてもよい。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の制御方法の概要は任意であってよい。典型的には、半導体駆動装置５０は、インバータ３０の動作（力行又は回生）に応じて、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０を制御する。例えば、半導体駆動装置５０は、力行時は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の下アームのスイッチング素子Ｑ２４のみをオン／オフ切換し（下アームによる片アーム駆動）、バッテリ１０の電圧を昇圧してインバータ３０側に出力する。この際、下アームのスイッチング素子Ｑ２４は、ＰＷＭ（Ｐulse Ｗidth Ｍodulation）制御されてもよい。また、回生時は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の上アームのスイッチング素子Ｑ２２のみをオン／オフ切換し（上アームによる片アーム駆動）、インバータ３０側の電圧を降圧してバッテリ１０側に出力する。この際、上アームのスイッチング素子Ｑ２２は、ＰＷＭ制御されてよい。また、リアクトルＬ１を流れる電流が０を跨ぐ際（ゼロクロス時）、半導体駆動装置５０は、２つのスイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２４を逆相でオン／オフ駆動してもよい（両アーム駆動）。

図２は、半導体駆動装置５０におけるＤＣ／ＤＣコンバータ２０の制御ブロック５００の一例を示す図である。尚、図２には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の制御ブロック５００に関連した部（モータ制御部５４０や走行制御部５６０）も示されている。尚、モータ制御部５４０及び走行制御部５６０は、制御ブロック５００を実現するＥＣＵにより実現されてもよいし、制御ブロック５００を実現するＥＣＵとは異なるＥＣＵにより実現されてもよい。

走行制御部５６０は、例えばアクセル開度と車速とに基づいて、モータトルク指令値（目標駆動トルク）を決定し、モータ制御部５４０に供給してよい。モータ制御部５４０は、モータトルク指令値や各種センサ値等（例えば、電流センサによる各相電流の検出値やレゾルバによるモータ回転数の検出値）に基づいて、インバータ３０のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のオン／オフ切換のためのゲート信号（モータゲート信号）を生成してよい。モータゲート信号は、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のゲートに印加されてよい。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の制御ブロック５００は、図２に示すように、フィルタ５０２、ＡＤＣ（Analog to Digital Converter）５０４、平均算出部５０５、電流制御部５０６、電圧制御部５０８、モータ目標電圧算出部５１０、デューティ補正部５１２、キャリア生成部５１３、ゲート信号生成部５１４、及び、サンプリングタイミング算出部５１６を含んでよい。

フィルタ５０２には、リアクトルＬ１を流れる電流（以下、リアクトル電流ＩＬともいう）を検出する電流センサ（図示せず）から検出信号（アナログ信号）が入力される。フィルタ５０２は、検出信号をフィルタリングし、ＡＤＣ５０４に出力する。

ＡＤＣ５０４は、サンプリングタイミング算出部５１６が生成したサンプリングタイミングに応じて起動してフィルタ５０２からの検出信号のサンプリングを行い、リアクトル電流ＩＬのサンプリング値（デジタル値）を得る。リアクトル電流ＩＬのサンプリング値は、平均算出部５０５に供給される。

平均算出部５０５は、ＡＤＣ５０４からのリアクトル電流ＩＬの複数のサンプリング値に基づいて、リアクトル電流ＩＬの平均値を算出する。平均算出部５０５は、スイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２４のオン／オフ切換周期毎に、そのオン／オフ期間におけるリアクトル電流ＩＬの電流値の平均値を算出する。平均値の算出方法は、任意であり、対応するオン／オフ期間におけるリアクトル電流ＩＬの電流値の全てのサンプリング値を用いる方法であってもよい。リアクトル電流ＩＬの平均値は、電流制御部５０６に供給される。

電流制御部５０６は、平均算出部５０５からのリアクトル電流ＩＬの平均値と、電圧制御部５０８からのリアクトル電流ＩＬの目標値ＩＬ^＊とに基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０のスイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２４を駆動（オン／オフ切換）するためのデューティを算出する。この際、ＰＩ（Proportional Integral)制御やＰＩＤ（Proportional Integral Derivative)制御が利用されてもよい。算出したデューティ(duty)は、デューティ補正部５１２に供給される。尚、リアクトル電流ＩＬの目標値ＩＬ^＊は、電圧制御部５０８において、モータ目標電圧ＶＨ^＊と、平滑用コンデンサＣ２の両端の電圧ＶＨの検出値（ＶＨセンサ値）と基づいて算出されてよい。モータ目標電圧ＶＨ^＊は、平滑用コンデンサＣ２の両端電圧ＶＨ（図１参照）の目標値である。モータ目標電圧ＶＨ^＊は、モータ制御部５４０からのモータ回転数及びモータトルク指令値に基づいて算出されてよい。

デューティ補正部５１２は、電流制御部５０６からのデューティを補正して、最終的なデューティ（補正後duty)を算出する。デューティ補正部５１２による補正方法の一例は後述する。最終的なデューティは、サンプリングタイミング算出部５１６に供給される。

キャリア生成部５１３は、所定の周波数の基準信号をキャリア信号として生成する。キャリア信号は、三角波や矩形波の波形を有してよい。以下では、キャリア信号は、三角波の波形を有するものとして説明を続ける。キャリア信号の周波数は、一定であってもよいし、可変であってもよい。例えば、キャリア信号の周波数は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の温度が上昇したときに低下される態様で可変されてもよい。キャリア信号は、ゲート信号生成部５１４及びサンプリングタイミング算出部５１６に供給される。

ゲート信号生成部５１４は、キャリア生成部５１３からのキャリア信号と、デューティ補正部５１２からのデューティとに基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０のスイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２４のオン／オフ切換のためのゲート信号を生成する。ゲート信号は、スイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２４のそれぞれのゲートに印加される。

サンプリングタイミング算出部５１６は、キャリア生成部５１３からのキャリア信号と、デューティ補正部５１２からのデューティとに基づいて、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決定し、決定したサンプリングタイミングを示す信号をＡＤＣ５０４に送信する。サンプリングタイミングは、スイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２４のオン／オフ切換周期毎に複数回サンプリングが行われるように決定される。サンプリングタイミングの決定方法の一例は後述する。

図３は、キャリア信号とデューティとの関係で切り替わるスイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２４のオン／オフ状態の時系列の一例を示す図であり、図３（Ａ）は、上段から、キャリア信号とデューティの関係、力行時におけるスイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２４のオン／オフ状態、及び、リアクトル電流ＩＬの波形の一例を概略的に示す図であり、図３（Ｂ）は、上段から、キャリア信号とデューティの関係、回生時におけるスイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２４のオン／オフ状態、及び、リアクトル電流ＩＬの波形の一例を概略的に示す図である。

力行時において、例えばリアクトル電流ＩＬが所定値Ｔｈ１（図示せず）よりも大きい場合は、図３（Ａ）に示すように、下アームのスイッチング素子Ｑ２４のみがオン／オフ切換され、上アームのスイッチング素子Ｑ２２はオフ状態に維持されてよい（下アームによる片アーム駆動）。図３（Ａ）に示す例では、下アームのスイッチング素子Ｑ２４は、キャリア信号のレベルがデューティのレベルを超えると、オンからオフに切り換えられ、キャリア信号のレベルがデューティのレベルを下回ると、オフからオンに切り換えられる。

下アームのスイッチング素子Ｑ２４がオンすると、バッテリ１０の正極側からリアクトルＬ１及びスイッチング素子Ｑ２４を通ってバッテリ１０の負極側へと戻る電流ループが形成され、リアクトル電流ＩＬが上昇する。この際、リアクトル電流ＩＬは、図３（Ａ）に示すように、上昇する。次に下アームのスイッチング素子Ｑ２４がオフすると、リアクトルＬ１を流れ続けようとする電流は、上アームのダイオードＤ２２を通ってインバータ３０側に流れる。この際、リアクトル電流ＩＬは、図３（Ａ）に示すように、減少する。このようにして、力行時は、リアクトル電流ＩＬは、下アームのスイッチング素子Ｑ２４のオン／オフ切換毎に、正の領域で傾きを変化させつつ増減する。尚、リアクトル電流ＩＬの増減は、デューティに依存し、デューティが大きいほど下アームのスイッチング素子Ｑ２４のオン期間が長くなりリアクトル電流ＩＬが増加する。

回生時において、例えばリアクトル電流ＩＬが所定値Ｔｈ２（図示せず）よりも小さい場合は、図３（Ｂ）に示すように、上アームのスイッチング素子Ｑ２２のみがオン／オフ切換され、下アームのスイッチング素子Ｑ２４はオフ状態に維持されてよい（上アームによる片アーム駆動）。尚、所定値Ｔｈ２は、負であり、例えば−Ｔｈ１であってよい。同様に、図３（Ｂ）に示す例では、上アームのスイッチング素子Ｑ２２は、キャリア信号のレベルがデューティのレベルを超えると、オンからオフに切り換えられ、キャリア信号のレベルがデューティのレベルを下回ると、オフからオンに切り換えられる。

上アームのスイッチング素子Ｑ２２がオンすると、インバータ３０の正極側から上アームのスイッチング素子Ｑ２２及びリアクトルＬ１を通ってバッテリ１０の正極へと電流が流れる。この際、リアクトル電流ＩＬは、図３（Ｂ）に示すように、減少する（負方向では増加する）。次に上アームのスイッチング素子Ｑ２２がオフすると、リアクトルＬ１を流れ続けようとする電流は、下アームのダイオードＤ２４を通ってバッテリ１０の正極へと流れる。この際、リアクトル電流ＩＬは、図３（Ｂ）に示すように、上昇する。このようにして、回生時は、リアクトル電流ＩＬは、上アームのスイッチング素子Ｑ２２のオン／オフ切換毎に、負の領域で傾きを変化させつつ増減する。尚、リアクトル電流ＩＬの増減は、デューティに依存し、デューティが大きいほど上アームのスイッチング素子Ｑ２２のオン期間が長くなりリアクトル電流ＩＬが減少（負方向に増加）する。

尚、図３に示す例では、片アーム駆動を例示したが、両アーム駆動が実行されてもよい。両アーム駆動時には、２つのスイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２４は、適切なデットタイムを持ちつつ、逆相でオン／オフ駆動される。両アーム駆動は、例えばリアクトル電流ＩＬの絶対値が所定値（例えばＴｈ１）以下であるときに実行されてもよいし、他の場合に実行されてもよい。

また、図３に示す例では、デューティは一定であるが、デューティは、キャリア信号の半周期に対応した所定のデューティ設定周期毎に変更（設定）される（図５参照）。この際、デューティは、キャリア信号の山（上側の頂点）と谷（下側の頂点）で変更されてよい。以下では、一例として、デューティがキャリア信号の山と谷で変更されるものとして説明を続ける。尚、デューティ設定周期毎に設定されるデューティは、上述の電流制御部５０６及びデューティ補正部５１２により算出されるデューティが用いられるので、上述の電流制御部５０６及びデューティ補正部５１２によるデューティの算出についても、デューティ設定周期に対応した周期毎、即ちキャリア信号の半周期毎に１回に実行される。また、当然ながら、デューティ設定周期毎に設定されるデューティは、上述の電流制御部５０６及びデューティ補正部５１２によるデューティの算出結果に依存して、一時的に一定となる場合もありうる。

また、図３に示す例では、スイッチング素子Ｑ２２、Ｑ２４は、キャリア信号のレベルがデューティのレベルを超えると、オンからオフに切り換えられ、キャリア信号のレベルがデューティのレベルを下回ると、オフからオンに切り換えられているが、逆であってもよい。即ち、スイッチング素子Ｑ２２、Ｑ２４は、キャリア信号のレベルがデューティのレベルを超えると、オフからオンに切り換えられ、キャリア信号のレベルがデューティのレベルを下回ると、オンからオフに切り換えられる構成であってもよい（図９及び図１０参照）。

図４及び図５は、サンプリングタイミングの決定方法の一例を示す図である。図４は、サンプリングタイミング算出部５１６の機能部の一例を示す図である。図５は、キャリア信号と、電流制御部５０６及びデューティ補正部５１２により算出されるデューティと、サンプリングタイミングとの関係の一例を示す図である。図５において、白丸は、リアクトル電流ＩＬの電流値のサンプリングタイミングを表す。ここでは、一例として、スイッチング素子Ｑ２２について説明するが（図３（Ｂ）の回生時について説明するが）、スイッチング素子Ｑ２４について（（図３（Ａ）の力行時について）も同様であってよい。尚、両アーム駆動時には、いずれか一方のスイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２４について同様であってよい。

サンプリングタイミング算出部５１６は、図４に示すように、必要時間算出部５１６ａと、ＩＬサンプリング数算出部５１６ｂと、ＡＤＣ起動タイミング発生部５１６ｃとを含む。

必要時間算出部５１６ａは、キャリア生成部５１３からのキャリア信号と、デューティ補正部５１２からのデューティとに基づいて、必要時間を算出する。必要時間は、平均算出部５０５におけるリアクトル電流ＩＬの電流値の平均値の算出期間、即ちスイッチング素子Ｑ２２のオン／オフ期間に対応する。例えば、図５に示す例では、期間ｄは、キャリア信号のレベルがデューティのレベルを上回ってからキャリア信号が山に到達するまでの期間（ｔ０〜ｔ１）に対応し、期間ａは、キャリア信号が山に到達してからキャリア信号のレベルがデューティのレベルを下回るまでの期間（ｔ１〜ｔ２）に対応し、期間ｂは、キャリア信号のレベルがデューティのレベルを下回ってからキャリア信号が谷に到達するまでの期間（ｔ２〜ｔ３）に対応し、期間ｃは、キャリア信号が谷に到達してからキャリア信号のレベルがデューティのレベルを上回るまでの期間（ｔ３〜ｔ４）に対応する。この場合、必要時間算出部５１６ａに算出される必要時間は、ｄ＋ａ、又は、ｂ＋ｃとなる。尚、図３に示す例では、期間ｄ＋ａは、スイッチング素子Ｑ２２のオフ期間に対応し、期間ｂ＋ｃは、スイッチング素子Ｑ２２のオン期間に対応する。尚、必要時間算出部５１６ａにて算出された必要時間の長さは、図５に示すように、デューティの変化に応じて変化する。

ＩＬサンプリング数算出部５１６ｂは、必要時間算出部５１６ａにて算出された必要時間に基づいて、リアクトル電流ＩＬのサンプリングのためのサンプリング数を算出する。サンプリング数は、好ましくは、期間ａ〜ｄの期間毎に算出される。この際、必要時間算出部５１６ａにて算出された必要時間（ｄ＋ａ、又は、ｂ＋ｃ）において少なくとも３回以上サンプリングが行われるように、３以上のサンプリング数を算出する。例えば、ＩＬサンプリング数算出部５１６ｂは、必要時間算出部５１６ａにて算出された必要時間を、規定時間αで割って得られた商をサンプリング数として算出してもよい。規定時間αは、短いほどサンプリング数が増えて平均値の算出精度が高まるが、処理負荷が増大する。従って、規定時間αは、必要とされる算出精度と処理負荷との関係で適宜決定されてよい。但し、規定時間αは、好ましくは、デューティに依存して必要時間が最小となる場合でも必要時間内で３回以上サンプリングが行われるように決定されてよい。

また、ＩＬサンプリング数算出部５１６ｂは、必要時間算出部５１６ａにて算出された必要時間と、算出したサンプリング数とに基づいて、サンプリングタイミングを算出する。例えば、図５に示す例において、時刻ｔ１からの期間におけるサンプリングタイミングｔ１１、ｔ１２を算出する。この場合、ｔ１１、ｔ１２は、以下の通りであってよい。
ｔ１１＝ｔ１＋ｔ１β
ｔ１２＝ｔ１＋２×ｔ１β
ｔ１３（ｔ２）＝ｔ１＋３×ｔ１β
ここで、ｔ１βは、期間ａと、期間ａにおけるサンプリング数Ｎｓ（図５の例では、Ｎｓ＝３）とを用いて、ｔ１β＝ａ／Ｎｓ（≧α）である。尚、以下では、各必要時間（ｄ＋ａ、及び、ｂ＋ｃ）における最後のサンプリングタイミングは、「最終サンプリングタイミング」とも称する。図５に示す例では、時間ｔ２，ｔ４が最終サンプリングタイミングに対応する。尚、電流センサの検出信号は、フィルタ５０２に通されることで遅れ時間が発生するため、かかる遅れ時間の影響が補償されるように、各サンプリングタイミングが所定の遅延時間だけ遅延されてもよい。

ＡＤＣ起動タイミング発生部５１６ｃは、ＩＬサンプリング数算出部５１６ｂで算出されたサンプリングタイミングに基づいて、ＡＤＣ５０４のサンプリングを起動させる信号を発生する。具体的には、ＡＤＣ起動タイミング発生部５１６ｃは、キャリア信号の山と谷のタイミングと、ＩＬサンプリング数算出部５１６ｂで算出されたサンプリングタイミングとでサンプリングが行われるように、ＡＤＣ５０４を動作させる。

尚、平均算出部５０５は、上述の如く、スイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２４のオン／オフ切換周期毎に、そのオン／オフ期間におけるリアクトル電流ＩＬの電流値の平均値を算出する。図５に示す例では、例えば時刻ｔ０から時刻ｔ２までのオフ期間については、平均算出部５０５は、時刻ｔ０から時刻ｔ２までのオフ期間中にサンプリングされたサンプリング値（図５に示す例では、８点のサンプリング値）を平均することで、リアクトル電流ＩＬの平均値を算出する。また、時刻ｔ２から時刻ｔ４までのオン期間については、平均算出部５０５は、時刻ｔ２から時刻ｔ４までのオン期間中にサンプリングされたサンプリング値（図５に示す例では、４点のサンプリング値）を平均することで、リアクトル電流ＩＬの平均値を算出する。このように、キャリア信号がデューティと交差するタイミングで取得されたサンプリング値（上述の例では、時刻ｔ２で取得されたサンプリング値）については、そのタイミングで切り替わるオン期間及びオフ期間のそれぞれにおける平均値の算出に用いられる。

図６は、リアクトル電流ＩＬの平均値と、その平均値に基づいて設定されるデューティとの関係を示す図である。

オフ期間ＯＦＦ１内の各サンプリングタイミングで取得されたリアクトル電流ＩＬの各サンプリング値の平均値に基づいて演算されるデューティは、図中の矢印Ｐ１で示すように、次のオン期間ＯＮ１の途中（キャリア信号の谷）からｄｕｔｙ２として設定される。ｄｕｔｙ２は、次のオフ期間ＯＦＦ２の途中（キャリア信号の山）まで維持される。また、オン期間ＯＮ１内の各サンプリングタイミングで取得されたリアクトル電流ＩＬの各サンプリング値の平均値に基づいて演算されるデューティは、図中の矢印Ｐ２で示すように、次のオフ期間ＯＦＦ２の途中（キャリア信号の山）からｄｕｔｙ３として設定される。同様に、ｄｕｔｙ３は、次のオン期間ＯＮ２の途中（キャリア信号の谷）まで維持される。また、オフ期間ＯＦＦ２内の各サンプリングタイミングで取得されたリアクトル電流ＩＬの各サンプリング値の平均値に基づいて演算されるデューティは、図中の矢印Ｐ３で示すように、次のオン期間ＯＮ２の途中（キャリア信号の谷）からｄｕｔｙ４として設定される。このようにして、各オン／オフ期間で算出されるリアクトル電流ＩＬの平均値は、次のオフ／オン期間のキャリア信号の山／谷から設定されるデューティの演算に使用される。

図７は、デューティ補正部５１２におけるデューティの補正方法の一例を示すフローチャートである。尚、図７に示す処理の一部又は全部は、サンプリングタイミング算出部５１６との協動で実現されてもよい。ここでは、ｄｕｔｙ３の補正について説明する。図８は、図７の説明図であり、図６の一部を抽出した概略図である。図８は、補正前のｄｕｔｙ３（電流制御部５０６により算出されたデューティ）と補正後のｄｕｔｙ３（デューティ補正部５１２により補正されたデューティ）との関係を示す概略図である。図８において、白丸は、リアクトル電流ＩＬの電流値のサンプリングタイミングを表す。

ここで、図８において、時間γは、サンプリングタイミングＰ３から最終的なｄｕｔｙ４の設定までの処理に必要な時間に対応し、以下、「ｄｕｔｙ設定必要時間γ」という。尚、ｄｕｔｙ設定必要時間γは、最終サンプリングタイミングからデューティ補正部５１２による最終的なｄｕｔｙ４の算出までに必要なデューティ算出処理時間（図２に示す例では、平均算出部５０５、電流制御部５０６及びデューティ補正部５１２における各処理時間の合計）が大部分を占める。補正前のｄｕｔｙ３は、上述の如く、前回のオン期間（図６のＯＮ１参照）で取得されたリアクトル電流ＩＬのサンプリング値の平均値に基づいて演算される。例えば、電流制御部５０６は、前回のオン期間におけるリアクトル電流ＩＬの平均値と、電圧制御部５０８からのリアクトル電流ＩＬの目標値ＩＬ^＊とに基づいて、補正前のｄｕｔｙ３を演算する。

図７の示す処理は、補正前のデューティ（本例では補正前のｄｕｔｙ３）が電流制御部５０６により演算された時点又はそれ以降に実行され、今回のデューティ設定タイミング（本例では、キャリア信号の次の山）まで完了するように実行される。尚、図７に示す例では、図７の示す処理はソフトウェアにより実現される態様で説明されるが、上述の如く、図７の示す処理の一部又は全部はハードウェア等で実現されてもよい。

ステップ７０２では、電流制御部５０６により算出された補正前のｄｕｔｙ３と、現在のキャリア信号の周波数とに基づいて、最終サンプリングタイミングから次回のデューティ設定タイミングまでの時間を算出する。尚、図８に示す例では、最終サンプリングタイミングから次回のデューティ設定タイミングまでの時間は、期間ｂに対応する。

ステップ７０４では、最終サンプリングタイミングから次回のデューティ設定タイミングまでの時間がｄｕｔｙ設定必要時間γ以上であるか否かを判定する。最終サンプリングタイミングから次回のデューティ設定タイミングまでの時間がｄｕｔｙ設定必要時間γ以上である場合は、そのまま終了する。即ち、この場合、補正前のｄｕｔｙ３の補正が不要であると判断して、補正前のｄｕｔｙ３の補正を行うことなく終了する。この場合、デューティは、補正前のｄｕｔｙ３がそのまま次回のデューティ設定タイミング（キャリア信号の次の谷）で設定されることになる。他方、最終サンプリングタイミングから次回のデューティ設定タイミングまでの時間がｄｕｔｙ設定必要時間γ以上でない場合は、ステップ７０６に進む。

ステップ７０６では、補正前のｄｕｔｙ３を補正する。即ち、最終サンプリングタイミングから次回のデューティ設定タイミングまでの時間がｄｕｔｙ設定必要時間γ以上となるように、補正前のｄｕｔｙ３を補正する。例えば、最終サンプリングタイミングから次回のデューティ設定タイミングまでの時間がｄｕｔｙ設定必要時間γと等しくなるデューティを、補正後のｄｕｔｙ３として決定してよい。尚、以下では、最終サンプリングタイミングから次回のデューティ設定タイミングまでの時間がｄｕｔｙ設定必要時間γと等しくなるデューティを、「臨界点デューティ」とも称する。尚、本ステップ７０６において、補正前のｄｕｔｙ３は、臨界点デューティとは異なるデューティへと補正されてもよい。例えば、図７及び図８に示す例のようにキャリア信号が山になるときに設定されるデューティの補正時には、臨界点デューティよりも僅かに大きいデューティに補正されてもよい。

尚、図８に示す例では、補正前のｄｕｔｙ３によると最終サンプリングタイミングから次回のデューティ設定タイミングまでの時間がｄｕｔｙ設定必要時間γより短いため、ステップ７０６に進み、補正前のｄｕｔｙ３が補正される。この補正の結果、図８にて実線で示すように、最終サンプリングタイミングから次回のデューティ設定タイミングまでの時間が必要時間γ以上となるようなｄｕｔｙ３が最終的に決定される。

図９及び図１０は、処理可能時間とデューティとの関係を示す図であり、図９は、デューティが小さい場合を示し、図１０は、デューティが大きい場合を示す。図９及び図１０において、星印は、デューティ設定タイミングを示す。処理可能時間とは、最終サンプリングタイミングから次回のデューティ設定タイミングまでの時間に対応する。尚、図９及び図１０に示す例では、図３に示した例とは異なり、スイッチング素子Ｑ２２、Ｑ２４は、キャリア信号のレベルがデューティのレベルを超えると、オフからオンに切り換えられ、キャリア信号のレベルがデューティのレベルを下回ると、オンからオフに切り換えられるものとして、各波形（ゲート信号及びリアクトル電流ＩＬの波形）が図示されている。

図９に示すように、デューティが小さい場合には、キャリア信号が谷になるときのデューティ設定に対する処理可能時間が短くなる。同様に、図１０に示すように、デューティが大きい場合には、キャリア信号が山になるときのデューティ設定に対する処理可能時間が短くなる。この処理可能時間がｄｕｔｙ設定必要時間γ未満となると、デューティ設定（更新）が間に合わず、所望の制御が実現できないという不都合が生じる。

この点、上述の図７及び図８に示すデューティの補正方法によれば、最終サンプリングタイミングから次回のデューティ設定タイミングまでの時間（処理可能時間）が、ｄｕｔｙ設定必要時間γ未満である場合に、最終サンプリングタイミングから次回のデューティ設定タイミングまでの時間が、ｄｕｔｙ設定必要時間γ以上となるように、今回のデューティ設定周期で設定するデューティが最終的に決定される。これにより、最終サンプリングタイミングでサンプリングしたリアクトル電流ＩＬのサンプリング値を含むリアクトル電流ＩＬの平均値に基づいて演算されるデューティ（本例ではｄｕｔｙ４）であって、次回のデューティ設定タイミングで設定されるデューティ（本例ではｄｕｔｙ４）を、次回のデューティ設定タイミングまでに演算完了すること（設定可能な状態にすること）ができる。即ち、上述の補正を行わない場合には、当該最終サンプリングタイミングでサンプリングしたリアクトル電流ＩＬのサンプリング値を含むリアクトル電流ＩＬの平均値に基づいてｄｕｔｙ４を演算しても、かかるｄｕｔｙ４の演算が次回のデューティ設定タイミングに間に合わない場合がある（結果として、新たなデューティの設定ができないことになりうる）。これに対して、図７に示すデューティの補正処理を行うことで、かかる不都合を防止することができる。

尚、図７及び図８では、キャリア信号が山になるときに設定されるデューティの補正方法について説明したが、キャリア信号が谷になるときに設定されるデューティの補正方法についても同様であってよい。例えば、次にキャリア信号が谷になるときに設定される（ｄｕｔｙ４）についても、同様に適用可能である。この場合、ステップ７０２では、電流制御部５０６により算出された補正前のｄｕｔｙ４と、現在のキャリア信号の周波数とに基づいて、最終サンプリングタイミングから次回のデューティ設定タイミングまでの時間を算出すればよい。また、補正前のｄｕｔｙ４は、同様に臨界点デューティに補正されてもよいし、臨界点デューティよりも僅かに小さいデューティに補正されてもよい。

また、図７及び図８では、デューティの上限値や下限値を考慮していないが、デューティの上限値や下限値についても考慮して、デューティの補正を行ってもよい。例えば短絡を防止するために必要な物理的な限界値としてデューティの上限値や下限値が設定されている場合は、かかる上限値や下限値を超えないように、デューティの補正を行ってもよい。

また、図７及び図８では、電流制御部５０６により算出されるデューティをデューティ補正部５１２により補正することで最終的なデューティを決定しているが、電流制御部５０６は、デューティ補正部５１２の機能を内包してもよい。例えば、電流制御部５０６は、臨界点デューティを上限値又は下限値としつつ、ＡＤＣ５０４からのリアクトル電流ＩＬのサンプリング値と、電圧制御部５０８からのリアクトル電流ＩＬの目標値ＩＬ^＊とに基づいて、デューティを決定してもよい。

図１１及び図１２は、リアクトルＬ１のインダクタンスと電流使用範囲の関係と、リアクトル電流ＩＬの波形とを示す図である。

図１１に示す例では、リアクトルＬ１は、電流使用範囲の全体に亘って、インダクタンスが一定である。かかるリアクトルＬ１を使用した場合、図１１の右側のリアクトル電流ＩＬの波形に示すように、リアクトル電流ＩＬは、スイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２４のオン／オフ切換に応じて、一定の傾きで増減する。この場合、リアクトル電流ＩＬの極大値と極小値の中間値をリアクトル電流ＩＬの平均値とすることができる。他方、図１２に示す例では、リアクトルＬ１は、電流使用範囲においてインダクタンスが変化する。かかるリアクトルＬ１を使用した場合、図１２の右側のリアクトル電流ＩＬの波形に示すように、リアクトル電流ＩＬは、スイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２４のオン／オフ切換に応じて、非線形に増減する。即ち、傾きが一定でない。この場合、リアクトル電流ＩＬの極大値と極小値の中間値を平均値とすることができない。従って、中間点でサンプリングを実行しても精度の良い平均値が得られない。

この点、上述した実施例によれば、上述の如く、必要時間（スイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２４のオン／オフ期間）において少なくとも３回以上サンプリングが行われるようにサンプリングタイミングが決定されるので、図１２に示すような非線形の特性を持つリアクトルＬ１を使用した場合でも、リアクトル電流ＩＬの平均値を精度の良く算出することができる。この場合、制御の高い信頼性を維持しつつ、図１２に示すような非線形の特性を持つ安価なリアクトルＬ１を使用して低コスト化を図ることが可能である。但し、図１１に示すようなアクトルＬ１を使用しつつ、３回以上サンプリングを維持してもよい。

次に、上述のようなデューティの補正に代えて、リアクトル電流ＩＬの平均値を推定する実施例について、実施例２として説明する。以下では、上述のようなデューティの補正を行う実施例を、実施例１とも称する。また、以下では、実施例２に特有の構成を主に説明するが、他の構成は上述した実施例１と同様であってよい。

本実施例２においては、図２におけるデューティ補正部５１２は省略される。従って、電流制御部５０６からのデューティは、補正されること無く、ゲート信号生成部５１４及びサンプリングタイミング算出部５１６に供給される。従って、本実施例２においては、ｄｕｔｙ設定必要時間γは、最終サンプリングタイミングから電流制御部５０６によるデューティの算出までに必要なデューティ算出処理時間（平均算出部５０５及び電流制御部５０６における各処理時間の合計）が大部分を占める。

図１３は、実施例２における平均算出部５０５の機能部の一例を示す図である。図１４は、キャリア信号と、デューティと、サンプリングタイミングとの関係と共に、リアクトル電流ＩＬの推定値が代用されるサンプリングタイミングの一例を示す図である。

平均算出部５０５は、図１３に示すように、バッファ５０５ａと、ＩＬ推定要否判定部５０５ｂと、ＩＬ推定値算出部５０５ｃと、平均値算出部５０５ｄとを含む。

バッファ５０５ａは、ＡＤＣ５０４からのリアクトル電流ＩＬのサンプリング値を一時格納する。

ＩＬ推定要否判定部５０５ｂは、リアクトル電流ＩＬのサンプリング値の推定が必要か否かを判定する。ＩＬ推定要否判定部５０５ｂは、処理可能時間（最終サンプリングタイミングから次回のデューティ設定タイミングまでの時間）がｄｕｔｙ設定必要時間γ未満であるか否かに応じて、リアクトル電流ＩＬのサンプリング値の推定が必要か否かを判定してもよい。この場合、処理可能時間がｄｕｔｙ設定必要時間γ未満である場合は、リアクトル電流ＩＬのサンプリング値の推定が必要と判定する。例えば図１４に示す例では、処理可能時間がｄｕｔｙ設定必要時間γ未満であるため、リアクトル電流ＩＬのサンプリング値の推定が必要と判定する。

ＩＬ推定値算出部５０５ｃは、ＩＬ推定要否判定部５０５ｂによりリアクトル電流ＩＬのサンプリング値の推定が必要と判定された場合に、リアクトル電流ＩＬのサンプリング値の推定を行う。この推定方法は、任意であってよいが、例えば、次のような方法であってよい。先ず、ＩＬ推定値算出部５０５ｃは、最終サンプリングタイミングに対して直前の２つのサンプリング値からリアクトル電流ＩＬの傾き（ｄｉ／ｄｔ）を算出する。例えば図１４に示す例では、サンプリングタイミングｔ４、ｔ５で得られる２つのサンプリング値ＩＬ４，ＩＬ５から以下のようにリアクトル電流ＩＬの傾き（ｄｉ／ｄｔ）を算出する。
ｄｉ／ｄｔ＝（ＩＬ５−ＩＬ４）／（ｔ５−ｔ４）
次に、ＩＬ推定値算出部５０５ｃは、算出したリアクトル電流ＩＬの傾き（ｄｉ／ｄｔ）と、最終サンプリングタイミングに対して直前のサンプリング値と、直前のサンプリングタイミングから最終サンプリングタイミングまでの時間とに基づいて、最終サンプリングタイミングでのリアクトル電流ＩＬのサンプリング値の推定値ＩＬ＿ｅｓｔを算出する。具体的には、例えば図１４に示す例では、以下の通り算出されてよい。
ＩＬ＿ｅｓｔ＝ＩＬ５＋ｄｉ／ｄｔ×（ｔ６−ｔ５）
平均値算出部５０５ｄは、ＩＬ推定要否判定部５０５ｂによりリアクトル電流ＩＬのサンプリング値の推定が必要と判定された場合に、ＡＤＣ５０４からのリアクトル電流ＩＬのサンプリング値（バッファ５０５ａから取得するＩＬバッファ値）と、ＩＬ推定値算出部５０５ｃにより算出されたリアクトル電流ＩＬのサンプリング値の推定値ＩＬ＿ｅｓｔ（ＩＬ推定値）とに基づいて、リアクトル電流ＩＬの平均値（ＩＬ平均値）を算出する。例えば、図１４に示す例では、平均値算出部５０５ｄは、ＡＤＣ５０４からのリアクトル電流ＩＬのサンプリング値ＩＬ１，ＩＬ２，ＩＬ３，ＩＬ４，ＩＬ５と、ＩＬ推定値算出部５０５ｃにより算出されたサンプリング値ＩＬ６の推定値ＩＬ＿ｅｓｔとに基づいて、例えば以下の示すように、リアクトル電流ＩＬの平均値ＩＬ＿ａｖを算出する。
ＩＬ＿ａｖ＝（ＩＬ１＋ＩＬ２＋ＩＬ３＋ＩＬ４＋ＩＬ５＋ＩＬ＿ｅｓｔ）／６
図１５は、実施例２による平均算出部５０５の処理の一例を示すフローチャートである。尚、図１５に示す例では、図１５の示す処理はソフトウェアにより実現される態様で説明されるが、上述の如く、図１５の示す処理の一部又は全部はハードウェア等で実現されてもよい。

ステップ１５０２では、必要時間算出部５１６ａから処理可能時間（最終サンプリングタイミングから次回のデューティ設定タイミングまでの時間）を取得する。処理可能時間は、平均算出部５０５において算出されてもよい。

ステップ１５０４では、処理可能時間（最終サンプリングタイミングから次回のデューティ設定タイミングまでの時間）がｄｕｔｙ設定必要時間γ以上であるか否かを判定する。処理可能時間がｄｕｔｙ設定必要時間γ以上である場合は、推定が不要であると判断して、ステップ１５０８に進む。他方、処理可能時間がｄｕｔｙ設定必要時間γ以上でない場合は、ステップ１５０６に進む。

ステップ１５０６では、最終サンプリングタイミングでのリアクトル電流ＩＬのサンプリング値を推定する。推定方法は上述の通りであってよい。

ステップ１５０８では、今回のオン／オフ期間におけるリアクトル電流ＩＬの全てのサンプリング値と、上記ステップ１５０６を経由した場合はリアクトル電流ＩＬの推定値とに基づいて、リアクトル電流ＩＬの平均値を算出する。

図１６及び図１７は、リアクトル電流ＩＬの推定の有無の応じた処理可能時間とデューティとの関係を示す図であり、図１６は、デューティが小さい場合を示し、図１７は、デューティが大きい場合を示す。図１６及び図１７において、星印は、デューティ設定タイミングを示す。また、図１６及び図１７において、リアクトル電流ＩＬの推定を行わない場合（上述の実施例１による補正を行う場合）の処理可能時間とデューティが点線で示され、リアクトル電流ＩＬの推定を行う場合の処理可能時間とデューティが実線で示されている。

図１６に示すように、デューティが小さい場合には、キャリア信号が谷になるときのデューティ設定に対する処理可能時間が短くなる。同様に、図１７に示すように、デューティが大きい場合には、キャリア信号が山になるときのデューティ設定に対する処理可能時間が短くなる。この処理可能時間がｄｕｔｙ設定必要時間γ未満となると、デューティ設定（更新）が間に合わず、所望の制御が実現できないという不都合が生じる。

この点、上述の実施例２によれば、最終サンプリングタイミングから次回のデューティ設定タイミングまでの時間（処理可能時間）が、ｄｕｔｙ設定必要時間γ未満である場合に、最終サンプリングタイミングでのリアクトル電流ＩＬのサンプリング値を推定する。これにより、次回のデューティ設定タイミングまでにリアクトル電流ＩＬの平均値を算出し、次回のデューティ設定タイミングまでに次回のデューティの演算を完了すること（次回のデューティの設定が可能な状態にすること）ができる。また、上述の実施例２によれば、上述の実施例１による補正を行わないため、本来のデューティ（補正前のデューティ）を維持して制御を継続することができるので、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の制御性能（ひいては走行用モータ４０の制御性能）を維持することができる。

また、上述した実施例２によれば、上述の実施例１と同様、必要時間（スイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２４のオン／オフ期間）において少なくとも３回以上サンプリングが行われるようにサンプリングタイミングが決定されるので、図１２に示したような非線形の特性を持つリアクトルＬ１を使用した場合でも、リアクトル電流ＩＬの平均値を精度の良く算出することができる。この場合、制御の高い信頼性を維持しつつ、図１２に示したような非線形の特性を持つ安価なリアクトルＬ１を使用して低コスト化を図ることが可能である。但し、図１１に示すようなアクトルＬ１を使用しつつ、３回以上サンプリングを維持してもよい。

尚、上述した実施例２では、最終サンプリングタイミングでのリアクトル電流ＩＬのサンプリング値を推定しているが、最終サンプリングタイミングを含む複数のサンプリングタイミングでのリアクトル電流ＩＬのサンプリング値を推定してもよい。例えば、最終サンプリングタイミングよりも１つ前のサンプリングタイミング（最後から２番目のサンプリングタイミング）から次回のデューティ設定タイミングまでの時間が、ｄｕｔｙ設定必要時間γ未満である場合は、最終サンプリングタイミングでのリアクトル電流ＩＬのサンプリング値と、最後から２番目のサンプリングタイミングでのリアクトル電流ＩＬのサンプリング値とが同様に推定されてもよい。

以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。

例えば、上述した実施例では、好ましい実施例として、キャリア信号の山及び谷でサンプリングが行われるようにサンプリングタイミングが決定されているが、キャリア信号の山及び／又は谷でサンプリングが実行されないようなサンプリングタイミングが決定されてもよい。また、上述した実施例では、好ましい実施例として、キャリア信号とデューティとが交差するタイミング（スイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２４のオン／オフ切換タイミング）でサンプリングが行われるようにサンプリングタイミングが決定されているが、キャリア信号とデューティとが交差するタイミングでサンプリングが実行されないようなサンプリングタイミングが決定されてもよい。例えば、サンプリング間隔が常に一定である構成が採用されてもよい。

また、上述した実施例では、好ましい実施例として、サンプリング間隔が規定時間αに略対応するようにサンプリングタイミングが決定されているが、サンプリング間隔は有意に変化されてもよい。例えば、各オン／オフ期間におけるサンプリング数が一定数となるようにサンプリングタイミングが決定されてもよい。

また、上述した実施例では、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、車両用に使用されているが、他の用途（例えば、他の電動装置の電源装置等）に使用されてもよい。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、車両用としても他の用途（例えば、電動ステアリング装置用）に使用されてもよい。

１ モータ駆動システム
１０ バッテリ
２０ ＤＣ／ＤＣコンバータ
３０ インバータ
４０ 走行用モータ
５０ 半導体駆動装置
Ｑ１，Ｑ２ Ｕ相に係るスイッチング素子
Ｑ３，Ｑ４ Ｖ相に係るスイッチング素子
Ｑ５，Ｑ６ Ｗ相に係るスイッチング素子
Ｑ２２ 上アームのスイッチング素子
Ｑ２４ 下アームのスイッチング素子
５０２ フィルタ
５０４ ＡＤＣ
５０５ 平均算出部
５０６ 電流制御部
５０８ 電圧制御部
５１０ モータ目標電圧算出部
５１２ デューティ補正部
５１３ キャリア生成部
５１４ ゲート信号生成部
５１６ サンプリングタイミング算出部
５４０ モータ制御部
５６０ 走行制御部

Claims (4)

1. スイッチング素子及びリアクトルを有するコンバータと、
   キャリア信号の半周期に対応した所定のデューティ設定周期毎にデューティを設定し、設定したデューティと前記キャリア信号との関係に応じた切換タイミングで、前記コンバータのスイッチング素子のオン／オフ切換を実行する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、スイッチング素子のオン／オフ切換周期毎に、次回のデューティ設定タイミングであるキャリア信号の山／谷のタイミングまでに、そのオン／オフ期間における前記リアクトルを流れる電流値を複数回サンプリングし且つ前記サンプリングした電流値の平均値に基づいて次回のデューティ設定タイミングで設定するデューティを演算し、演算した次回のデューティを次回のデューティ設定タイミングで設定し、
   前記制御装置は、前記電流値の平均値を得るための複数回のサンプリングタイミングのうちの最終サンプリングタイミングから次回のデューティ設定タイミングまでの時間が所定時間以上になるように、今回のデューティ設定周期で設定するデューティを決定することを特徴とする、コンバータ装置。
2. スイッチング素子及びリアクトルを有するコンバータと、
   キャリア信号の半周期に対応した所定のデューティ設定周期毎にデューティを設定し、設定したデューティと前記キャリア信号との関係に応じた切換タイミングで、前記コンバータのスイッチング素子のオン／オフ切換を実行する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、スイッチング素子のオン／オフ切換周期毎に、次回のデューティ設定タイミングであるキャリア信号の山／谷のタイミングまでに、そのオン／オフ期間における前記リアクトルを流れる電流値を複数回サンプリングし且つ前記サンプリングした電流値の平均値に基づいて次回のデューティ設定タイミングで設定するデューティを演算し、演算した次回のデューティを次回のデューティ設定タイミングで設定し、
   前記制御装置は、前記電流値の平均値を得るための複数回のサンプリングタイミングのうちの最終サンプリングタイミングから次回のデューティ設定タイミングまでの時間が所定時間未満である場合、該最終サンプリングタイミングでサンプリングされる電流値を推定して、前記電流値の平均値を算出することを特徴とする、コンバータ装置。
3. 前記所定時間は、前記最終サンプリングタイミングから前記次回のデューティ設定タイミングでのデューティの設定までの演算処理に必要な時間に対応する、請求項１又は２に記載のコンバータ装置。
4. 前記リアクトルを流れる電流値をサンプリングするサンプリングタイミングは、少なくとも、前記切換タイミングと、前記キャリア信号の山及び谷のタイミングとを含む、請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載のコンバータ装置。

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