JPWO2003061104A1

JPWO2003061104A1 - 電圧変換装置の制御装置および電圧変換方法並びに記憶媒体，プログラム，駆動システムおよび駆動システムを搭載する車輌

Info

Publication number: JPWO2003061104A1
Application number: JP2003561077A
Authority: JP
Inventors: 賢樹岡村; 佐藤　栄次; 栄次佐藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-01-16
Filing date: 2003-01-14
Publication date: 2005-05-19
Anticipated expiration: 2023-01-14
Also published as: US20050067999A1; WO2003061104A1; DE60335080D1; CA2470934C; US20070029954A1; TWI266712B; TW200302177A; JP3906843B2; KR20040077726A; EP1473819A1; CA2470934A1; KR100597025B1; EP1473819B1; EP1473819A4; CN1615574A; US7199537B2; CN100409552C

Abstract

ＤＣ／ＤＣコンバータの出力側に接続されたコンデンサの目標電圧Ｖｃ＊とＤＣ／ＤＣコンバータの入力側に接続されたバッテリの電圧ＶｂとによりＤＣ／ＤＣコンバータの駆動指令としてのデューティ比Ｄ（Ｖｂ／Ｖｃ＊）を算出すると共に（Ｓ１００，Ｓ１０２）電圧Ｖｂとバッテリの起電圧Ｖｂｏとバッテリの充放電電流Ｉｂとにより内部抵抗Ｒｂ（（Ｖｂｏ−Ｖｂ）／Ｉｂ）を算出する（Ｓ１０４）。そして、内部抵抗Ｒｂと起電圧Ｖｂｏとに基づきバッテリの出力が最大となるときの電流値（値Ｖｂｏ／２Ｒｂ）を最適電流範囲ＩＲの上限値として設定し（Ｓ１０６）、電流Ｉｂが最適電流範囲ＩＲの範囲内となるようデューティ比Ｄに制限を加えてＤＣ／ＤＣコンバータを駆動制御する（Ｓ１０８，Ｓ１１０，Ｓ１１２）。これによって、バッテリの入力電圧をより適切に変換することができる。

Description

「技術分野」
本発明は、電圧変換装置の制御装置および電圧変換方法並びに記憶媒体，プログラム，駆動システムおよび駆動システムを搭載する車輌に関する。詳しくは、電源からの電流に基づくエネルギを一時的に蓄積するリアクトルを有し該リアクトルを利用して入力された電源の電圧をスイッチング素子のスイッチングにより所望の電圧に変換して出力するものに関する。
「背景技術」
従来、この種の駆動システムとしては、例えば、駆動システムの電力源としてのバッテリと、バッテリからの入力電圧をＤＣ／ＤＣ変換するＤＣ／ＤＣコンバータと、ＤＣ／ＤＣコンバータからの出力を多相交流電力に変換するインバータ回路およびインバータ回路からの多相交流電力を受けて回転駆動するモータからなる負荷と、ＤＣ／ＤＣコンバータと負荷との間に配置されインバータ回路の正負極母線間に接続されたコンデンサとを備えるものが提案されている。このシステムでは、バッテリからの入力電圧をＤＣ／ＤＣコンバータによりＤＣ／ＤＣ変換してコンデンサに蓄電すると共に蓄電されたコンデンサを直流電源とみなして負荷を駆動している。
こうしたシステムでは、負荷に要求される出力（負荷要求出力）に相当する電力をバッテリから取り出すようにＤＣ／ＤＣコンバータを駆動制御すれば、コンデンサの蓄電電圧を安定した状態に維持できると共に駆動システムの安定した駆動を確保することができる。バッテリは、一般的には、負荷要求出力に相当する電力を供給可能に設計されているが、バッテリの状態によっては、例えば、気温低下によりバッテリの内部抵抗が上昇したときには、負荷要求出力に応じた電力をバッテリから出力させることができない場合も考えられる。この場合に、単純に負荷要求出力に相当する電力が負荷に供給されるようにＤＣ／ＤＣコンバータを駆動制御しようとすると、バッテリの内部抵抗により消費される電力が大きくなり、却って負荷に供給する電力を低下させる場合もある。
「発明の開示」
本発明の電圧変換装置の制御によれば、電源の状態に応じてより適切に電源の入力電圧を変換することができる。
本発明の一態様である電圧変換装置の制御では、電流範囲設定手段が、状態取得手段により取得された電源の状態に対応する電源の出力特性に基づいて電源の電流範囲を設定し、制御手段が、電源の電流が電流範囲設定手段により設定された電流範囲内となるようスイッチング素子をスイッチング制御する。したがって、電源の状態に応じた電源の出力特性に基づいてより適切に電源から出力を取り出すことができる。ここで、「電源の出力特性」は、電源の出力と電源の電流との関係をいう。
また、本発明の他の態様電圧変換装置の制御では、割合範囲設定手段が、状態取得手段により取得された電源の状態に対応する電源の出力特性に基づいて上側スイッチング素子のオン期間と下側スイッチング素子のオン期間との割合の範囲である割合範囲を設定し、制御手段が、割合範囲設定手段により設定された割合範囲内となるよう両スイッチング素子のオン期間の割合を制御する。したがって、電源の状態に応じた電源の出力特性に基づいてより適切に電源の出力を取り出すことができる。ここで、「電源の出力特性」は、電源の出力と両スイッチング素子のオン期間の割合との関係をいう。
また、本発明のさらに他の電圧変換装置の制御では、制御手段が、電圧検出手段により検出された電源の電圧が所定範囲内となるようスイッチング素子をスイッチング制御する。電源の電圧により電源の出力状態を監視することにより、より適切に電源の出力を取り出すことができる。
「発明を実施するための最良の形態」
次に、本発明の実施例を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例である駆動システム２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の駆動システム２０は、図示するように、バッテリ２２と、バッテリ２２の入力電圧をＤＣ／ＤＣ変換して出力する電圧変換装置としてのＤＣ／ＤＣコンバータ２４と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４からの出力電力を蓄電可能なコンデンサ２６と、コンデンサ２６の蓄電電力を用いて駆動可能な負荷２８と、装置全体をコントロールする電子制御ユニット４０とを備える。
バッテリ２２は、例えば、ニッケル水素系やリチウムイオン系の二次電池として構成されている。
ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、負荷２８の正側ラインと負側ラインに対してソース側とシンク側となるように直列接続された２個のトランジスタＴ１，Ｔ２と、このトランジスタＴ１，Ｔ２に各々逆並列接続された２個のダイオードＤ１，Ｄ２と、トランジスタＴ１，Ｔ２の接続点に接続されたリアクトルＬとを備える。このＤＣ／ＤＣコンバータ２４では、トランジスタＴ２をオンすると、バッテリ２２とリアクトルＬとトランジスタＴ２とを結ぶ短絡回路が形成されバッテリ２２から流れる直流電流に応じてリアクトルＬにエネルギが蓄積される。この状態でトランジスタＴ２をオンからオフすると、リアクトルＬに蓄積されたエネルギは、ダイオードＤ１を介してコンデンサ２６に蓄えられる。この際、コンデンサ２６の電圧はバッテリ２２の供給電圧よりも高くできる。一方、このＤＣ／ＤＣコンバータ２４でコンデンサ２６の電荷を用いてバッテリ２２を充電することもできる。したがって、このＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、昇降圧チョッパ回路を構成し、トランジスタＴ１，Ｔ２のオンオフによりコンデンサ２６を充電したり、コンデンサ２６に蓄えられた電荷を用いてバッテリ２２を充電したりすることができる。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４が備えるリアクトルとしては、コイルを用いることができる。
負荷２８は、例えば、図２に示すように、電気自動車やハイブリッド自動車などに搭載されるインバータおよび電動機からなる構成やインバータおよび発電機からなる構成（図２（ａ）参照）、二つのインバータを並列に接続して各インバータに各々電動機と発電機とを接続した構成（図２（ｂ）参照）などが該当する他、これら電気自動車やハイブリッド自動車などに搭載される電動機や発電機に限られず、バッテリ２２からの電力を用いて駆動する電気機器などであってもよい。
電子制御ユニット４０は、図１に示すように、ＣＰＵ４２を中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、処理プログラムを記憶したＲＯＭ４４と、一時的にデータを記憶するＲＡＭ４６と、入出力ポート（図示せず）とを備える。この電子制御ユニット４０には、バッテリ２２に取り付けられた電圧センサ３０からのバッテリ電圧Ｖｂや、バッテリ２２とＤＣ／ＤＣコンバータ２４との間を接続する電力ラインに取り付けられた電流センサ３２からのバッテリ電流Ｉｂ、コンデンサ２６に取り付けられた電圧センサ３４からのコンデンサ電圧Ｖｃ、負荷２８の駆動に関する指令値などが入力ポートを介して入力されている。一方、電子制御ユニット４０からは、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４のトランジスタＴ１，Ｔ２へのスイッチング制御信号や、負荷２８への駆動制御信号などが出力ポートを介して出力されている。
こうして構成された実施例の駆動システム２０の動作、特に、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の駆動制御に関する動作について説明する。図３は、実施例の駆動システム２０の電子制御ユニット４０により実行されるＤＣ／ＤＣコンバータ駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎（例えば、０．２ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
ＤＣ／ＤＣコンバータ駆動制御ルーチンが実行されると、電子制御ユニット４０のＣＰＵ４２は、まず、コンデンサ目標電圧Ｖｃ＊、電圧センサ３０からのバッテリ電圧Ｖｂ、電流センサ３２からのバッテリ電流Ｉｂ、バッテリ起電圧Ｖｂｏなどバッテリ２２の状態に関する情報を読み込む処理を行なう（ステップＳ１００）。ここで、コンデンサ目標電圧Ｖｃ＊は、負荷２８の駆動に関する指令値としての要求出力Ｐに基づいて設定、即ち負荷２８を要求出力Ｐで駆動するために必要なコンデンサ２６の電圧値として設定されるものである。また、バッテリ起電圧Ｖｂｏは、バッテリ２２の温度変化や電流変化に対してもほぼ一定の電圧値を示すものであり、実施例では、定数として予め設定されている。なお、この起電圧Ｖｂｏは、バッテリ電流Ｉｂが値０のときのバッテリ電圧Ｖｂを電圧センサ３０により検出してＲＡＭ４６等に記憶しておくこともできる。
こうしてバッテリ２２の状態に関する情報を読み込むと、読み込んだコンデンサ目標電圧Ｖｃ＊とバッテリ電圧Ｖｂとにより次式（１）を用いて、上側のトランジスタＴ１のオン期間（Ｔ１ｏｎ）と下側のトランジスタＴ２のオン期間（Ｔ２ｏｎ）との割合であるデューティ比Ｄ（＝Ｔ１ｏｎ／（Ｔ１ｏｎ＋Ｔ２ｏｎ））を算出する（ステップＳ１０２）。ここで、αは、デューティ比Ｄの補正項である。
Ｄ＝Ｖｂ／Ｖｃ＊＋α ・・・（１）
続いて、読み込んだバッテリ電圧Ｖｂとバッテリ起電圧Ｖｂｏとバッテリ電流Ｉｂとにより、次式（２）を用いてバッテリ２２の内部抵抗Ｒｂを算出する（ステップＳ１０４）。
Ｒｂ＝（Ｖｂｏ−Ｖｂ）／Ｉｂ・・・（２）
なお、実施例では、バッテリ２２の内部抵抗Ｒｂを、式（２）を用いて算出するものとしたが、バッテリ２２の温度に基づいて内部抵抗Ｒｂを導出することもできる。例えば、バッテリ２２の内部抵抗Ｒｂと温度との関係を予め実験などにより求めてマップとしてＲＯＭ４４に記憶させておき、バッテリ２２の温度Ｔが与えられたときに、マップから温度Ｔに対応する内部抵抗Ｒｂが導出されるようにすればよい。このバッテリ２２の内部抵抗Ｒｂと温度との関係を示すマップの一例を図４に示す。
内部抵抗Ｒｂが算出されると、この内部抵抗ＲｂとステップＳ１００で読み込んだバッテリ起電圧Ｖｂｏとに基づいて最適電流範囲ＩＲを設定する（ステップＳ１０６）。ここで、最適電流範囲ＩＲは、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の駆動によりバッテリ２２から取り出すことのできる出力範囲に対応するバッテリ電流Ｉｂの範囲であり、例えば、バッテリ２２から取り出すことのできる最大出力ＢＰｍａｘに対応する電流値を上限とした範囲である。以下、最適電流範囲ＩＲについて更に詳細に説明する。
バッテリ２２から取り出すことのできる出力ＢＰは、バッテリ電圧Ｖｂとバッテリ電流Ｉｂとから次式（３）で示すことができる。
ＢＰ＝Ｖｂ×Ｉｂ・・・（３）
また、バッテリ電圧Ｖｂは、その内部抵抗Ｒｂと起電圧Ｖｂｏとから、次式（４）示すことができる。
Ｖｂ＝Ｖｂｏ−Ｉｂ×Ｒｂ・・・（４）
式（３）に式（４）を代入すると、次式（５）を得る。
ＢＰ＝（Ｖｂｏ−Ｉｂ×Ｒｂ）×Ｉｂ
＝−Ｒｂ（Ｉｂ−Ｖｂｏ／２Ｒｂ）^２＋Ｖｂｏ^２／４Ｒｂ・・・（５）
式（５）は、出力ＢＰとバッテリ電流Ｉｂとの関係を示すバッテリ２２の出力特性として図５のように示すことができる。図５に示すように、バッテリ２２から最大出力Ｖｂｏ^２／４Ｒｂを取り出すためには、バッテリ電流Ｉｂが値Ｖｂ／２ＲｂとなるようにＤＣ／ＤＣコンバータ２４を駆動制御すればよく、仮にバッテリ電流Ｉｂが値Ｖｂ／２Ｒｂを超えるようにＤＣ／ＤＣコンバータ２４を駆動制御すると、バッテリ２２の内部抵抗Ｒｂで消費される電力が大きくなり却ってバッテリ２２から取り出す出力ＢＰが低下してしまうことがわかる。図６に、バッテリ２２の内部抵抗Ｒｂが値Ｒ０のときのバッテリ２２の出力特性と内部抵抗Ｒｂが値Ｒ１（Ｒ１＞Ｒ２）のときのバッテリ２２の出力特性とを示す。図６に示すように、内部抵抗Ｒｂが値Ｒ０のときには、負荷の要求出力Ｐはバッテリ２２から取り出すことができる出力ＢＰで賄うことができるが、内部抵抗Ｒｂが値Ｒ１のときには、負荷の要求出力Ｐはバッテリ２２から取り出すことができる出力ＢＰで賄うことができない。このときに、バッテリ電流Ｉｂを値Ｖｂ／２Ｒｂを超えて上昇させる方向（昇圧率を上昇させる方向）にＤＣ／ＤＣコンバータ２４を駆動制御すると、却ってバッテリ２２から取り出す出力ＢＰが低下してしまう。バッテリ２２から取り出す出力ＢＰが低下すると、不足分を補うためにコンデンサ２６の蓄電電力が大きく消費されることになるから、コンデンサ２６の電圧が大幅に低下してしまう。したがって、バッテリ電流Ｉｂを値Ｖｂ／２Ｒｂを上限とした範囲となるようにＤＣ／ＤＣコンバータ２４を駆動制御すれば、負荷２８の要求出力Ｐをバッテリ２２の出力ＢＰで賄えないときでもバッテリ２２からの最大出力ＢＰｍａｘを出力でき、コンデンサ２６の電圧低下を最小限に抑えることができるのである。なお、最適電流範囲ＩＲは、必ずしも、バッテリ２２の最大出力ＢＰｍａｘに対応する電流値Ｖｂ／２Ｒｂを上限とする必要はなく値Ｖｂ／２Ｒｂよりも若干小さい値を上限とする電流範囲を設定しても構わない。あるいは、許容範囲内であれば、値Ｖｂ／２Ｒｂよりも若干大きい値を上限として設定しても差し支えない。
こうして最適電流範囲ＩＲが設定されると、バッテリ電流Ｉｂが最適電流範囲ＩＲの範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ１０８）。バッテリ電流Ｉｂが最適電流範囲ＩＲの範囲内であると判定されたときには、ステップＳ１０２で算出されたデューティ比Ｄを制限する必要はないと判断して、デューティ比ＤにてＤＣ／ＤＣコンバータ２４を駆動制御すると共に（ステップＳ１１０）制限フラグＦをオフに設定して（ステップＳ１１２）本ルーチンを終了する。一方、バッテリ電流Ｉｂが最適電流範囲ＩＲの範囲外であると判定されたときには、バッテリ電流Ｉｂが最適電流範囲ＩＲの範囲内となるようステップＳ１０２で算出されたデューティ比Ｄに制限を加えてＤＣ／ＤＣコンバータ２４を駆動制御すると共に（ステップＳ１１４）制限フラグＦをオンに設定して（ステップＳ１１６）本ルーチンを終了する。なお、制限フラグＦは、現在デューティ比Ｄに制限が加えられているか否かを示すものであり、後述する負荷２８の駆動制御に用いられる。
次に、負荷２８を駆動制御する動作について説明する。図７は、実施例の駆動システム２０の電子制御ユニット４０により実行される負荷駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎（例えば、０．２ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
負荷駆動制御ルーチンが実行されると、電子制御ユニット４０のＣＰＵ４２は、まず、負荷２８の駆動に関する指令値としての負荷要求出力Ｐを読み込む処理を行なう（ステップＳ１５０）。そして、図３のＤＣ／ＤＣコンバータ駆動制御ルーチンのステップＳ１１２，Ｓ１１６で設定された制限フラグＦがオンであるか否かを判定する（ステップＳ１５２）。判定の結果、制限フラグＦがオフであるとき、即ち、図３のルーチンのステップＳ１１０の処理でＤＣ／ＤＣコンバータ２４のデューティ比Ｄが制限されていないときには、負荷要求出力Ｐ通りの出力で駆動されるよう負荷２８を駆動制御して（ステップＳ１５４）、本ルーチンを終了する。一方、制限フラグＦがオンであるとき、即ち、図３のルーチンのステップＳ１１４の処理でＤＣ／ＤＣコンバータ２４のデューティ比Ｄが制限されているときには、負荷要求出力Ｐに制限を加えて（制限出力ＬＰにて）負荷２８を駆動制御する（ステップＳ１５６）。これは、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４のデューティ比Ｄが制限されている状態では、負荷要求出力Ｐに相当する出力ＢＰがバッテリ２２から取り出せていないと考えられるから、それに応じて負荷２８の出力を低下させるためである。この処理により、バッテリ２２からの出力と負荷２８の出力とを近づけて、コンデンサ２６の電圧Ｖｃを安定した状態（目標電圧Ｖｃ＊に近い状態）にすることができる。この負荷要求出力Ｐの制限（制限出力ＬＰ）は、例えば、今回のルーチンにおける電圧センサ３４により検出されたコンデンサ電圧Ｖｃに応じたコンデンサ２６のエネルギ量と、前回のルーチンにおけるコンデンサ電圧Ｖｃに応じたコンデンサ２６のエネルギ量との偏差である偏差エネルギを、負荷要求出力Ｐから減算することにより、即ち次式（６）を用いることにより負荷要求出力Ｐを制限することができる。ここで、Ｃは、コンデンサ２６の静電容量である。
ＬＰ＝Ｐ−Ｃ×（今回Ｖｃ^２−前回Ｖｃ^２）／２・・・（６）
また、別の手法として、負荷要求出力Ｐの制限は、負荷要求出力Ｐに予め定めた一定値を減算した制限出力ＬＰを用いたり、前回のルーチンで読み込まれた負荷要求出力Ｐを制限出力ＬＰとして用いたりすることができる。
ステップＳ１５６における負荷２８の駆動後、コンデンサ目標電圧Ｖｃ＊と電圧センサ３４により検出されたコンデンサ電圧Ｖｃとを読み込み（ステップＳ１５８）、コンデンサ目標電圧Ｖｃ＊とコンデンサ電圧Ｖｃとの偏差が閾値ΔＶｒｅｆを超えるか否かを判定し（ステップＳ１６０）、超えていると判定されたときには、駆動システム２０を停止する処理を行なって（ステップＳ１６２）本ルーチンを終了する。偏差が閾値ΔＶｒｅｆを超えるときは、負荷２８の出力を制限しているにも拘わらずコンデンサ２６の電圧Ｖｃが目標電圧Ｖｃ＊に対して大きくずれている場合であるから、この場合には駆動システム２０に異常が生じているとしてシステムを停止するのである。駆動システム２０を停止する処理は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４のトランジスタＴ１，Ｔ２のスイッチ動作を停止する処理と負荷２８の駆動を停止する処理がある。コンデンサ目標電圧Ｖｃ＊とコンデンサ電圧Ｖｃとの偏差が閾値ΔＶｒｅｆ以下であると判定されたときには、駆動システム２０は正常に動作していると判断して本ルーチンを終了する。
以上説明した実施例の駆動システム２０によれば、バッテリ電流Ｉｂを、バッテリ２２の最大出力ＢＰｍａｘに対応した電流値を上限とする最適電流範囲ＩＲ内となるようデューティ比Ｄを調節してＤＣ／ＤＣコンバータ２４を駆動制御するから、バッテリ２２から出力可能な最大電力ＢＰｍａｘを確保でき、負荷２８に要求される出力Ｐに相当する電力をバッテリ２２から取り出すことができない場合でも、コンデンサ２６の電圧低下を抑制できると共に負荷２８を安定して駆動させることができる。しかも、デューティ比Ｄを制限したときに、負荷２８の出力も制限するから、コンデンサ２６の電圧Ｖｃを目標電圧Ｖｃ＊により安定した状態に維持することができる。この結果、コンデンサ２６として容量の小さなものを採用することができる。更に、負荷２８の出力を制限したにも拘わらずコンデンサ２６の電圧Ｖｃが安定した状態に維持できないときには、システムを停止させるから、システムの安全性を確保することができる。
次に、第２実施例の駆動システム１２０について説明する。図８は、第２実施例の駆動システム１２０の構成の概略を示す構成図である。第２実施例の駆動システム１２０は、図示するように、第１実施例の駆動システム２０に備える電流センサ３２を備えない点を除いて実施例の駆動システム２０と同一のハード構成をしている。したがって、第２実施例の駆動システム１２０の構成のうち実施例の駆動システム２０の構成と対応する構成については１００を加えて符号を付し、その説明は省略する。
図９は、第２実施例の駆動システム１２０の電子制御ユニット１４０により実行されるＤＣ／ＤＣコンバータ駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。即ち、第２実施例の駆動システム１２０では、図３のルーチンに代えて図９のルーチンが実行される。この図９のルーチンは、所定時間毎（例えば、０．２ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
ＤＣ／ＤＣコンバータ駆動制御ルーチンが実行されると、電子制御ユニット１４０のＣＰＵ１４２は、まず、コンデンサ目標電圧Ｖｃ＊やコンデンサ電圧Ｖｃ、バッテリ電圧Ｖｂ、バッテリ起電圧Ｖｂｏを読み込み（ステップＳ２００）、読み込んだコンデンサ目標電圧Ｖｃ＊とバッテリ電圧Ｖｂとにより前述の式（１）を用いてデューティ比Ｄを算出する処理を行なう（ステップＳ２０２）。続いて、読み込んだコンデンサ電圧Ｖｃとバッテリ起電圧Ｖｂｏとに基づいて最適デューティ範囲ＤＲを設定する処理を行なう（ステップＳ２０４）。ここで、最適デューティ範囲ＤＲは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２４の駆動によりバッテリ１２２から取り出すことのできる出力範囲に対応するデューティ比Ｄの範囲であり、例えば、バッテリ１２２から取り出すことのできる最大出力ＢＰｍａｘに対応するデューティ比Ｄを下限とする範囲である。以下に、最適デューティ範囲ＤＲについて更に詳細に説明する。
いま、駆動システム１２２を負荷１２８側からみたときの出力ＢＰは、デューティ比Ｄとコンデンサ電圧Ｖｃとバッテリ電流Ｉｂとにより、次式（７）により示すことができる。
ＢＰ＝Ｖｃ×Ｉｂ×Ｄ・・・（７）
ここで、バッテリ電流Ｉｂは、次式（８）で示すことができる。
Ｉｂ＝（Ｖｂｏ−Ｄ×Ｖｃ）／Ｒｂ・・・（８）
式（８）を式（７）に代入すると、次式（９）を得る。
ＢＰ＝−Ｖｃ^２／Ｒｂ（Ｄ−Ｖｂｏ／２Ｖｃ）^２＋Ｖｂｏ^２／４Ｒｂ・・（９）
式（９）は、出力ＢＰとデューティ比Ｄとの関係を示すバッテリ１２２の出力特性として図１０のように示すことができる。図１０に示すように、バッテリ１２２から最大出力Ｖｂｏ^２／４Ｒｂを取り出すためには、デューティ比Ｄが値Ｖｂｏ／２ＶｃとなるようにＤＣ／ＤＣコンバータ１２４を駆動制御すればよく、仮にデューティ比Ｄが値Ｖｂｏ／２Ｖｃを下回るように（昇圧率を上昇させる方向に）ＤＣ／ＤＣコンバータ１２４を駆動制御すると、却ってバッテリ１２２から取り出す出力ＢＰが低下してしまうことがわかる。したがって、デューティ比Ｄを値Ｖｂｏ／２Ｖｃを下限とした範囲となるようにＤＣ／ＤＣコンバータ１２４を駆動制御することで、バッテリ１２２の最大出力ＢＰｍａｘを確保でき、負荷１２８を安定して駆動することができるのである。なお、最適デューティ範囲ＤＲとしては、必ずしもバッテリ１２２の最大出力ＢＰｍａｘに対応するデューティ比Ｖｂｏ／２Ｖｃを下限とした範囲に設定する必要はなく、例えば、図１１に示すように、バッテリ１２２の最大出力よりも小さい出力値を出力上限として設定すると共に回生上限を設定して、各々出力上限に対応する下限デューティ比Ｄｌｏｗから回生上限に対応する上限デューティ比Ｄｈｉまでの範囲を設定するものとしても構わない。また、許容範囲内であれば、デューティ比Ｖｂｏ／２Ｖｃよりも若干大きい値や若干小さい値を上限としても差し支えない
こうして最適デューティ範囲ＤＲが設定されると、ステップＳ２０２で算出されたデューティ比Ｄが最適デューティ範囲ＤＲの範囲内にあるか否かを判定し（ステップＳ２０６）、最適デューティ範囲ＤＲの範囲内にあると判定されたときには、デューティ比ＤにてＤＣ／ＤＣコンバータ１２４を駆動制御すると共に（ステップＳ２０８）、制限フラグＦをオフに設定して（ステップＳ２１０）本ルーチンを終了する。ステップＳ２０２で算出されたデューティ比Ｄが最適デューティ範囲ＤＲの範囲内にないと判定されたときには、デューティ比Ｄを最適デューティ範囲ＤＲの範囲内となるように制限を加えてＤＣ／ＤＣコンバータ１２４を駆動制御すると共に（ステップＳ２１２）、制限フラグＦをオンに設定して（ステップＳ２１４）本ルーチンを終了する。
以上説明した第２実施例の駆動システム１２０でも、デューティ比Ｄを最適デューティ範囲内ＤＲとなるようにＤＣ／ＤＣコンバータ１２４を駆動制御するから、バッテリ１２２から出力可能な最大電力ＢＰｍａｘを確保でき、第１実施例の駆動システム２０と同様の効果を奏することができる。特に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２４の制御に、正確な算出が困難なバッテリ１２２の内部抵抗をパラメータとして用いないから、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２４の制御性をより向上させることができる。もとより、図７の負荷駆動ルーチンを実行すれば、負荷１２８の駆動に関しても第１実施例の駆動システム２０と同様の効果を奏することができる。
次に、第３実施例の駆動システムについて説明する。第３実施例の駆動システムは、第２実施例の駆動システム１２０と同一のハード構成をしている。したがって、変形例の駆動システムの構成のうち第２実施例の駆動システム１２０と同一の構成についてはその説明は省略する。
第３の駆動システムでは、図３のルーチンや図９のルーチンに代わって、図１２のＤＣ／ＤＣコンバータ駆動制御ルーチンが実行される。このルーチンが実行されると、電子制御ユニットのＣＰＵは、まず、コンデンサ目標電圧Ｖｃ＊やバッテリ電圧Ｖｂ、バッテリ起電圧Ｖｂｏを読み込み（ステップＳ３００）、読み込んだコンデンサ目標電圧Ｖｃ＊とバッテリ電圧Ｖｂとに基づいて前述の式（１）を用いてデューティ比Ｄを算出する（ステップＳ３０２）。そして、ステップＳ３００で読み込んだバッテリ電圧Ｖｂが値Ｖｂｏ／２以上であるか否かを判定し（ステップＳ３０４）、バッテリ電圧Ｖｂが値Ｖｂｏ／２以上であると判定されたときには、ステップＳ３０２で算出されたデューティ比ＤにてＤＣ／ＤＣコンバータを駆動制御すると共に（ステップＳ３０６）、制限フラグＦをオフに設定して（ステップＳ３０８）本ルーチンを終了する。一方、バッテリ電圧Ｖｂが値Ｖｂｏ／２未満であると判定されたときには、バッテリ電圧Ｖｂが値Ｖｂｏ／２以上となるよう（昇圧率を下降させる方向に）デューティ比Ｄに制限を加えてＤＣ／ＤＣコンバータを駆動制御すると共に（ステップＳ３１０）、制限フラグＦをオンに設定して（ステップＳ３１２）、本ルーチンを終了する。
ここで、ステップ３０４においてバッテリ電圧Ｖｂを値Ｖｂｏ／２以上であるか否かを判定する意義について説明する。バッテリ電圧Ｖｂは、バッテリ起電圧Ｖｂｏとバッテリ電流Ｉｂと内部抵抗Ｒｂとに基づいて、次式（１０）により算出することができる。
Ｖｂ＝Ｖｂｏ−Ｉｂ×Ｒｂ・・・（１０）
一方、バッテリから最大出力ＢＰｍａｘを取り出すときのバッテリ電流Ｉｂは、第１実施例の駆動システム２０で説明したように値Ｖｂｏ／２Ｒｂであるから、このときのバッテリ電圧Ｖｂは、次式（１１）で示される。
Ｖｂ＝Ｖｂｏ／２・・・（１１）
第１実施例の駆動システム１０では、バッテリ電流Ｉｂが値Ｖｂｏ／２Ｒｂ以下となるようにＤＣ／ＤＣコンバータ２４を駆動制御したから、第３実施例の駆動システムでは、バッテリ電圧Ｖｂが値Ｖｂｏ／２以上となるように、即ちバッテリの内部抵抗における電圧降下が値Ｖｂｏ／２以下となるようにＤＣ／ＤＣコンバータを駆動制御すればよいことがわかる。これが、バッテリ電圧Ｖｂを値Ｖｂｏ／２以上であるか否かを判定する意義である。したがって、この第３実施例の駆動システムでも、第１，第２実施例の駆動システム２０，１２０と同様の効果を奏することができる。もとより、図７の負荷駆動制御ルーチンを実行すれば、負荷の駆動に関して第１実施例の駆動システム２０と同様の効果を奏することができる。なお、この実施例では、バッテリ電圧Ｖｂが値Ｖｂｏ／２未満となったときにデューティ比Ｄに制限を加えてＤＣ／ＤＣコンバータを駆動制御するものとしたが、バッテリ電圧Ｖｂが値Ｖｂｏ／２よりも若干高い値未満となったときにデューティ比Ｄに制限を加えてＤＣ／ＤＣコンバータを駆動制御するものとしてもよい。また、許容範囲内であれば、バッテリ電圧Ｖｂが値Ｖｂｏ／２よりも若干低い値未満となったときにデューティ比Ｄに制限を加えてＤＣ／ＤＣコンバータを駆動制御するものとしても差し支えない。
次に、第４実施例について説明する。この第４実施例におけるハード構成は、図１に示す第１実施例の構成と同様である。
この第４実施例においては、上述の実施例と同様に、バッテリ２２についてそのバッテリ電圧Ｖｂ、バッテリ電流Ｉｂを検出すると共に、バッテリ起電圧Ｖｂｏを検出しておく。そして、バッテリ２２の内部抵抗値Ｒｂを上述の式（２）に基づき、常時検出しておく。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４のスイッチング素子であるトランジスタＴ１，Ｔ２に流せる電流容量、およびバッテリ２２に流せる電流容量の少なくとも一方に基づいて最大許容電流Ｉｂｍａｘとして決定し、これを例えば電子制御ユニット４０内のＲＯＭ４４などに記憶しておく。すなわち、トランジスタＴ１、Ｔ２に流せる電流容量またはバッテリ２２に流せる電流容量にいずれか一方を選択するか、または両者の内大きい方を採用することで最大許容電流Ｉｂｍａｘを決定する。なお、このＲＯＭ４４は、不揮発性メモリであればよく、書き換え可能なＥＥＰＲＯＭや、フラッシュメモリを採用することも好適である。
そして、最大許容電流Ｉｂｍａｘ、バッテリ２２の内部抵抗値Ｒｂ、バッテリ２２の起電圧Ｖｂｏ、コンデンサ２６の電圧Ｖｄｃとに基づいてトランジスタＴ１，Ｔ２のスイッチングにおけるデューティ比Ｄの上下限値を決定し、デューティ比Ｄがこの範囲内に収まるようにＤＣ／ＤＣコンバータ２４におけるスイッチングに制限をかける。
すなわち、上述の式（８）に示すように、バッテリ２２の電流Ｉｂは、Ｉｂ＝（Ｖｂｏ−Ｄ×Ｖｃ）／Ｒｂで表される。従って、デューティ比Ｄは、Ｄ＝（Ｖｂｏ−Ｒｂ×Ｉｂ）／Ｖｃである。そこで、このデューティ比Ｄが、
（Ｖｂｏ−Ｒｂ×Ｉｂｍａｘ）／Ｖｃ≦Ｄ≦（Ｖｂｏ−Ｒｂ×（−Ｉｂｍａｘ）／Ｖｃの範囲内に収まるように制御する。ここで、Ｉｂｍａｘの符号は、バッテリ２２から放電する方向が正、充電する方向が負としている。
ここで、この実施例４における処理について、図１３に基づき説明する。まず、コンデンサ２６についての目標電圧Ｖｃ＊についての指令および最大許容電流Ｉｍａｘを取り込む（Ｓ４００）。なお、バッテリ電圧Ｖｂ、バッテリ電流Ｉｂ、バッテリ起電圧Ｖｂｏ、内部抵抗Ｒｂについても取り込んでおく。
取り込んだ目標電圧Ｖｃ＊に基づいて、デューティ比指令Ｄを演算算出する（Ｓ４０２）。この演算は、上述の場合と同様に、Ｄ＝（Ｖｂｏ−Ｖｂ）／Ｉｂによって行う。
次に、デューティ比Ｄの下限値Ｄｍｉｎ＝（Ｖｂｏ−Ｒｂ×Ｉｂｍａｘ）／Ｖｃと、Ｄｍａｘ＝（Ｖｂｏ−Ｒｂ×（−Ｉｂｍａｘ）／Ｖｃを演算算出する（Ｓ４０４）。
そして、Ｓ４０２おいて算出したデューティ比Ｄが下限値Ｄｍｉｎと、上限値ｄｍａｘの範囲内に入っているかを判定する（Ｓ４０６）。このＳ４０６の判定でＹＥＳの場合には、計算されたデューティ比ＤにてＤＣ／ＤＣコンバータ２４を駆動する（Ｓ４０８）。一方、Ｓ４０６の判定でＮＯであった場合には、デューティ比ＤがＤｍｉｎ≦Ｄ≦Ｄｍａｘの範囲内になるように、デューティ比ＤがＤｍｉｎより小さかった場合にはＤｍｉｎに、デューティ比ＤがＤｍａｘより大きかった場合にはＤｍａｘにデューティ比Ｄを置き換えてＤＣ／ＤＣコンバータ２４を駆動する（Ｓ４１０）。
このようにして、本実施例によれば、トランジスタＴ１、Ｔ２のデューティ比を制御を所定の範囲内に制御することで、電流Ｉｂが、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４のスイッチング素子であるトランジスタＴ１，Ｔ２の最大許容電流またはバッテリ２２の最大許容電流を超えないように制限することができる。
次に、第５実施例について、説明する。上述の第４実施例では、デューティ比Ｄが所定範囲内にあるか否かを判定し、バッテリ電流Ｉｂが所定範囲内になるようにデューティ比を制御した。この第５実施例では、バッテリ２２電流Ｉｂが所定範囲内か否かを判定し、所定範囲内でなかった場合にはこれが所定範囲内に収まるように、デューティ比を変更する。
まず、コンデンサ２６についての目標電圧Ｖｃ＊についての指令および最大許容電流Ｉｍａｘを取り込む（Ｓ５００）。なお、バッテリ電圧Ｖｂ、バッテリ電流Ｉｂ、バッテリ起電圧Ｖｂｏ、内部抵抗Ｒｂについても取り込んでおく。取り込んだ目標電圧Ｖｃ＊に基づいて、デューティ比指令Ｄを演算算出する（Ｓ５０２）。この演算は、上述の場合と同様に、Ｄ＝（Ｖｂｏ−Ｖｂ）／Ｉｂによって行う。このＳ５００、Ｓ５０２の処理は、上述のＳ４００、Ｓ４０２の処理と同じである。
次に、バッテリ電流Ｉｂを取り込み（Ｓ５０４）、この取り込んだ電流Ｉｂが０以上かを判定する（Ｓ５０６）。
このＳ５０６の判定でＹＥＳの場合には、電流Ｉｂは放電方向であり、電流Ｉｂが最大許容電流Ｉｂｍａｘを超えているかを判定する（Ｓ５０８）。このＳ５０８の判定でＹＥＳの場合には、電流Ｉｂが所定範囲外であり変数Ｘ＝αとする（Ｓ５１０）。一方、Ｓ５０８の判定でＮＯであれば、電流Ｉｂが所定範囲内であり変数Ｘ＝０とする（Ｓ５１２）。
また、このＳ５０６の判定でＮＯの場合には、電流Ｉｂは充電方向であり、電流Ｉｂが最大許容電流−Ｉｂｍａｘより小さいかを判定する（Ｓ５１４）。このＳ５１４の判定でＹＥＳの場合には、電流Ｉｂが所定範囲外であり変数Ｘ＝−αとする（Ｓ５１６）。一方、Ｓ５１４の判定でＮＯであれば、電流Ｉｂが所定範囲内であり変数Ｘ＝０とする（Ｓ５１８）。
そして、Ｓ５０２において計算したデューティ比Ｄについて、変数Ｘを加算することでデューティ比制限処理を実行し、制限されたデューティ比Ｄに基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ２４を駆動制御する（Ｓ５２０）。すなわち、電流Ｉｂが放電方向で、Ｉｂｍａｘを超えていた場合には、計算で得られたデューティ比Ｄにαを加算することで、上側トランジスタＴ１のオン期間を大きくして、電流Ｉｂを小さくする。電流Ｉｂが充電方向で、Ｉｂｍａｘより小さい場合には、計算で得られたデューティ比Ｄに−αを加算することで、下側トランジスタＴ２のオン期間を大きくして、充電電流Ｉｂを小さくする。
このようにして、実施例５においても、実施例４と同様に、トランジスタＴ１、Ｔ２のデューティ比を制御を制御することで、電流Ｉｂが、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４のスイッチング素子であるトランジスタＴ１，Ｔ２の最大許容電流またはバッテリ２２の最大許容電流を超えないように制限することができる。
なお、これら実施例４，５の駆動システムは、上述の第１，第２，第３実施例と組み合わせて利用することもできる。
第１〜第５実施例の駆動システム２０，１２０では、電子制御ユニット４０，１４０がＤＣ／ＤＣコンバータ２４，１２４の駆動制御と共に負荷２８，１２８の駆動制御を兼ねるものとしたが、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４，１２４の駆動制御と負荷２８，１２８の駆動制御とを別々の電子制御ユニットにより行ない、両電子制御ユニット間の情報のやり取りを通信により行なうものとしても構わない。
第１〜第５実施例の駆動システム２０，１２０では、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４，１２４と負荷２８，１２８との間にコンデンサ２６，１２６を備えるものとしたが、コンデンサ２６，１２６を備えないものとしても構わない。
また、こうしたＤＣ／ＤＣコンバータの駆動制御や負荷の駆動制御を行なう制御システムとしてコンピュータを機能させるプログラムとする態様や、このプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体、例えば、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスクなどの種々の記憶媒体とする態様なども好適である。こうしたプログラムをコンピュータにインストールすると共にこのプログラムを実行することにより、本発明の効果を奏することができる。
以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明のこうした実施例に何ら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。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の一実施例である駆動システム２０の構成の概略を示す構成図である。
図２は、駆動システム２０の一例を示す図である。
図３は、実施例の駆動システム２０の電子制御ユニット４０により実行されるＤＣ／ＤＣコンバータ駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
図４は、バッテリ２２の内部抵抗Ｒｂと温度との関係を示すマップである。
図５は、バッテリ２２の出力特性の一例を示す図である。
図６は、バッテリ２２の内部抵抗Ｒｂが値Ｒ０のときのバッテリ２２の出力特性と内部抵抗Ｒｂが値Ｒ１（Ｒ１＞Ｒ２）のときのバッテリ２２の出力特性とを示す図である。
図７は、実施例の駆動システム２０の電子制御ユニット４０により実行される負荷駆動制御ルーチンの一例を示す図である。
図８は、第２実施例の駆動システム１２０の構成の概略を示す図である。
図９は、第２実施例の駆動システム１２０の電子制御ユニット１４０により実行されるＤＣ／ＤＣコンバータ駆動制御ルーチンの一例を示す図である。
図１０は、バッテリ１２２の出力特性の一例を示す図である。
図１１は、最適デューティ比ＤＲを設定する様子を示す図である。
図１２は、変形例の駆動システムの電子制御ユニットにより実行されるＤＣ／ＤＣコンバータ駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
図１３は、実施例の駆動システムの電子制御ユニット４０により実行されるＤＣ／ＤＣコンバータ駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
図１４は、実施例の駆動システムの電子制御ユニット４０により実行されるＤＣ／ＤＣコンバータ駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。

Claims

電源からの電流に基づくエネルギを一時的に蓄積するリアクトルを有し、該リアクトルを利用して入力された電源の電圧をスイッチング素子のスイッチングにより所望の電圧に変換して出力する電圧変換装置であって、
前記電源の状態を取得する状態取得回路と、
該取得された該電源の状態に対応する該電源の出力特性に基づいて該電源の電流範囲を設定し、前記電源の電流が前記電流範囲設定回路により設定された電流範囲内となるよう前記スイッチング素子をスイッチング制御する制御回路と
を備える電圧変換装置。
請求項１記載の電圧変換装置であって、
前記状態取得回路は、前記電源の状態として該電源の起電圧と内部抵抗とを取得する電圧変換装置。
請求項１記載の電圧変換装置であって、
前記電流範囲は、その上限を前記電源の出力特性における最大出力に対応する電流とする範囲である電圧変換装置。
請求項１記載の電圧変換装置であって、
前記電源の出力特性は、前記電源の電流を変数とした二次関数で表わされる特性である電圧変換装置。
上側スイッチング素子と下側スイッチング素子とが直列接続されると共に電源からの電流に基づくエネルギを一時的に蓄積可能なリアクトルが両スイッチング素子の接続点に接続されて構成され、該リアクトルを利用して入力された電源の電圧を前記両スイッチング素子のスイッチングにより所望の電圧に変換して出力する電圧変換装置であって、
前記電源の状態を取得する状態取得回路と、
該取得された電源の状態に対応する該電源の出力特性に基づいて前記上側スイッチング素子のオン期間と前記下側スイッチング素子のオン期間との割合の範囲である割合範囲を設定し、設定された割合範囲内となるよう前記両スイッチング素子のオン期間の割合を制御する制御回路と
を備える電圧変換装置。
請求項５記載の電圧変換装置であって、
前記状態取得回路は、前記電源の状態として該電源の起電圧と前記電圧変換装置の出力側の電圧とを取得する電圧変換装置。
請求項５記載の電圧変換装置であって、
前記割合範囲は、その下限を前記電源の出力特性における最大出力に対応する割合とする範囲である電圧変換装置。
請求項５に記載の電圧変換装置であって、
前記電源の出力特性は、前記両スイッチング素子のオン期間の割合を変数とした二次関数で表わされる特性である電圧変換装置。
電源からの電流に基づくエネルギを一時的に蓄積するリアクトルを有し、該リアクトルを利用して入力された電源の電圧をスイッチング素子のスイッチングにより所望の電圧に変換して出力する電圧変換装置であって、
前記電源の電圧を検出する電圧検出回路と、
該検出された電圧が所定範囲内となるよう前記スイッチング素子をスイッチング制御する制御回路と
を備える電圧変換装置。
請求項９記載の電圧変換装置であって、
前記所定範囲は、前記電源の起電圧に基づき定まる範囲である電圧変換装置。
請求項１０記載の電圧変換装置であって、
前記所定範囲は、前記電源の起電圧の１／２を下限とする範囲である電圧変換装置。
電源の電圧を所望の出力電圧に変換する電圧変換装置であって、
一端が前記電源の一端に接続されるリアクトルと、
このリアクトルの他端と出力端との間に配置された第１スイッチング素子と、前記リアクトルの他端と前記電源の他端との間に配置された第２スイッチング素子とからなるスイッチング回路と、
前記スイッチング回路における前記第１および第２スイッチング素子のスイッチングを制御する制御回路と、
を含み、
前記制御回路は、前記第１および第２のスイッチング素子の許容電流容量に基づいて、前記第１および第２のスイッチング素子のオン期間の割合を所定範囲に制限する電圧変換装置。
請求項１２記載の電圧変換装置であって、
前記制御回路は、前記電源の出力電圧：Ｖｂｏ、前記電源の内部抵抗：Ｒｂ、前記スイッチング素子の許容電流容量：Ｉｂｍａｘ、前記出力電圧：Ｖｃとしたときに、前記第１および第２のスイッチング素子のオン期間の和に対する一方のオン期間の割合が（Ｖｂｏ−Ｒｂ×Ｉｂｍａｘ）／Ｖｃを超えないように制御する電圧変換装置。
電源の電圧を所望の出力電圧に変換する電圧変換装置であって、
一端が前記電源の一端に接続されるリアクトルと、
このリアクトルの他端と出力端との間に配置された第１スイッチング素子と、前記リアクトルの他端と前記電源の他端との間に配置された第２スイッチング素子とからなるスイッチング回路と、
前記スイッチング回路における前記第１および第２スイッチング素子のスイッチングを制御する制御回路と、
前記第１または第２のスイッチング素子に流れる電流を検出する電流検出器と、
を有し、
前記制御回路は、前記電流検出値の検出結果に基づいて、前記第１および第２スイッチング素子のオン期間の割合を所定範囲に制限する電圧変換装置。
請求項１４記載の電圧変換装置であって、
前記制御回路は、前記電源の出力電圧：Ｖｂｏ、前記電源の内部抵抗：Ｒｂ、前記電源の電流の最大値：Ｉｂｍａｘ、前記出力電圧：Ｖｃとしたときに、前記オン期間の第１および第２のスイッチング素子のオン期間の和に対する一方のオン期間の割合が（Ｖｂｏ−Ｒｂ×Ｉｂｍａｘ）／Ｖｃを超えないように制御する電圧変換装置。
電源の電圧を所望の出力電圧に変換する電圧変換装置から出力された電力を用いて負荷を駆動する駆動システムであって、
前記電圧変換装置として、請求項１ないし１１のいずれか１つ記載の電圧変換装置を用いるとともに、
前記電圧変換装置からの出力電圧を入力として前記負荷の出力を制御する負荷駆動制御回路を含む
駆動システム。
請求項１６記載の駆動システムであって、
前記電圧変換装置と前記負荷との間に配置され、該電圧変換装置からの出力を一時的に蓄電可能な蓄電回路を備え、
前記負荷駆動制御回路は、前記蓄電回路の蓄電電圧に応じて前記負荷の出力を制限する回路を含む
駆動システム。
請求項１７記載の駆動システムであって、
前記負荷駆動制御回路は、その制御にも拘わらず前記蓄電回路の蓄電電圧と目標電圧との偏差が所定値以上であるときには、負荷の駆動を停止する
駆動システム。
請求項１６に記載の駆動システムであって、
前記負荷は、電力の供給を受けて回転駆動する電動機と、前記電圧変換装置により出力された電力を該電動機の駆動に適した電力に調節して該電動機に供給する電力調節回路とを含んでなる駆動システム。
請求項１９記載の駆動システムを搭載する車輌であって、
前記電動機は、車輌走行用の電動機である車輌。
電源からの電流に基づくエネルギを一時的に蓄積するリアクトルを利用して、入力された電源の電圧をスイッチング素子のスイッチングにより所望の電圧に変換して出力する電圧変換方法であって、
前記電源の状態を取得し、該取得された電源の状態に対応する電源の出力特性に基づいて該電源の電流範囲を設定し、前記電源の電流が該設定された電源の電流範囲となるよう前記スイッチング素子をスイッチング制御する
電圧変換方法。
上側スイッチング素子と下側スイッチング素子とが直列接続されると共に両スイッチング素子の接続点に電源からの電流に基づくエネルギを一時的に蓄積可能なリアクトルが接続されて構成された装置を用いて、該リアクトルを利用して入力された電源の電圧を前記両スイッチング素子のスイッチングにより所望の電圧に変換して出力する電圧変換方法であって、
前記電源の状態を取得し、該取得された電源の状態に対応する該電源の出力特性に基づいて前記上側スイッチング素子のオン期間と前記下側スイッチング素子のオン期間との割合の範囲である割合範囲を設定し、該設定された割合範囲内となるよう前記両スイッチング素子のオン期間の割合を制御する
電圧変換方法。
電源からの電流に基づくエネルギを一時的に蓄積するリアクトルを利用して、入力された電源の電圧をスイッチング素子のスイッチングにより所望の電圧に変換して出力する電圧変換方法であって、
前記電源の電圧を検出し、該検出された電圧が所定範囲内となるよう前記スイッチング素子をスイッチング制御する
電圧変換方法。
一端が前記電源の一端に接続されるリアクトルと、
このリアクトルの他端と出力端との間に配置された第１スイッチング素子と、
前記リアクトルの他端と前記電源の他端との間に配置された第２スイッチング素子とからなるスイッチング回路と、
を含み、電源の電圧を所望の出力電圧に変換する電圧変換方法であって、
前記第１および第２のスイッチング素子の許容電流容量に基づいて、前記第１および第２のスイッチング素子のオン期間の割合を所定範囲に制限する電圧変換方法。
請求項２４記載の電圧変換方法であって、
前記電源の出力電圧：Ｖｂｏ、前記電源の内部抵抗：Ｒｂ、前記スイッチング素子の許容電流容量：Ｉｂｍａｘ、前記出力電圧：Ｖｃとしたときに、前記オン期間の第１および第２のスイッチング素子のオン期間の和に対する一方のオン期間の割合が（Ｖｂｏ−Ｒｂ×Ｉｂｍａｘ）／Ｖｃを超えないように制御する電圧変換方法。
一端が前記電源の一端に接続されるリアクトルと、
このリアクトルの他端と出力端との間に配置された第１スイッチング素子と、
前記リアクトルの他端と前記電源の他端との間に配置された第２スイッチング素子とからなるスイッチング回路と、
を含み、電源の電圧を所望の出力電圧に変換する電圧変換方法であって、
前記第１または第２のスイッチング素子に流れる電流の大きさに応じて、前記第１および第２スイッチング素子のオン期間の割合を所定範囲に制限する電圧変換方法。
請求項２６記載の電圧変換方法であって、
前記電源の出力電圧：Ｖｂｏ、前記電源の内部抵抗：Ｒｂ、前記電源の電流の最大値：Ｉｂｍａｘ、前記出力電圧：Ｖｃとしたときに、前記オン期間の第１および第２のスイッチング素子のオン期間の和に対する一方のオン期間の割合が（Ｖｂｏ−Ｒｂ×Ｉｂｍａｘ）／Ｖｃを超えないように制御する電圧変換方法。
電源からの電流に基づくエネルギを一時的に蓄積するリアクトルを有し、該リアクトルを利用して入力された電源の電圧をスイッチング素子のスイッチングにより所望の電圧に変換して出力する電圧変換装置を制御する制御プログラムであって、
該制御プログラムはコンピュータに、
前記電源の状態に対応する該電源の出力特性に基づいて該電源の電流範囲を設定させ、
前記電源の電流が前記電流範囲設定回路により設定された電流範囲内となるよう前記スイッチング素子をスイッチング制御させる、
制御プログラムが記憶されたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
上側スイッチング素子と下側スイッチング素子とが直列接続されると共に両スイッチング素子の接続点に電源からの電流をエネルギとして蓄積可能なリアクトルが接続されて構成され、該リアクトルを利用して入力された電源の電圧を前記両スイッチング素子のスイッチングにより所望の電圧に変換して出力する電圧変換装置を制御する制御プログラムであって、
該制御プログラムは、コンピュータにより、
前記電源の状態に対応する該電源の出力特性に基づいて前記上側スイッチング素子のオン期間と前記下側スイッチング素子のオン期間との割合の範囲である割合範囲を設定させ、
前記割合範囲設定回路により設定された割合範囲内となるよう前記両スイッチング素子のオン期間の割合を制御させる
制御プログラムが記憶されたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
電源からの電流に基づくエネルギを一時的に蓄積するリアクトルを有し、該リアクトルを利用して入力された電源の電圧をスイッチング素子のスイッチングにより所望の電圧に変換して出力する電圧変換装置を制御する制御プログラムであって、
該制御プログラムは、コンピュータに、
前記電源の電圧が所定範囲内となるよう前記スイッチング素子をスイッチング制御させる、
制御プログラムが記憶されたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
一端が前記電源の一端に接続されるリアクトルと、
このリアクトルの他端と出力端との間に配置された第１スイッチング素子と、
前記リアクトルの他端と前記電源の他端との間に配置された第２スイッチング素子とからなるスイッチング回路と、
を含み、電源の電圧を所望の出力電圧に変換する電圧変換装置を制御する制御プログラムであって、
該制御プログラムは、コンピュータに、
前記第１および第２のスイッチング素子の許容電流容量に基づいて、前記第１および第２のスイッチング素子のオン期間の割合を所定範囲に制限させる、
制御プログラム。
一端が前記電源の一端に接続されるリアクトルと、
このリアクトルの他端と出力端との間に配置された第１スイッチング素子と、
前記リアクトルの他端と前記電源の他端との間に配置された第２スイッチング素子とからなるスイッチング回路と、
を含み、電源の電圧を所望の出力電圧に変換する電圧変換装置を制御する制御プログラムであって、
該制御プログラムは、コンピュータに、
前記第１または第２のスイッチング素子に流れる電流の大きさに応じて、前記第１および第２スイッチング素子のオン期間の割合を所定範囲に制限させる、
制御プログラム。
電源からの電流に基づくエネルギを一時的に蓄積するリアクトルを有し、該リアクトルを利用して入力された電源の電圧をスイッチング素子のスイッチングにより所望の電圧に変換して出力する電圧変換装置を制御する制御プログラムであって、
該制御プログラムは、コンピュータに、
前記電源の状態に対応する該電源の出力特性に基づいて該電源の電流範囲を設定させ、
前記電源の電流が前記電流範囲設定回路により設定された電流範囲内となるよう前記スイッチング素子をスイッチング制御させる、
制御プログラム。
上側スイッチング素子と下側スイッチング素子とが直列接続されると共に両スイッチング素子の接続点に電源からの電流に基づくエネルギを蓄積可能なリアクトルが接続されて構成され、該リアクトルを利用して入力された電源の電圧を前記両スイッチング素子のスイッチングにより所望の電圧に変換して出力する電圧変換装置を制御する制御プログラムであって、
該制御プログラムは、コンピュータに、
前記電源の状態に対応する該電源の出力特性に基づいて前記上側スイッチング素子のオン期間と前記下側スイッチング素子のオン期間との割合の範囲である割合範囲を設定させ、
前記割合範囲設定回路により設定された割合範囲内となるよう前記両スイッチング素子のオン期間の割合を制御させる、
制御プログラム。
電源からの電流をエネルギとして一時的に蓄積するリアクトルを有し、該リアクトルを利用して入力された電源の電圧をスイッチング素子のスイッチングにより所望の電圧に変換して出力する電圧変換装置を制御する制御プログラムであって、
該制御プログラムは、コンピュータに、
前記電源の電圧が所定範囲内となるよう前記スイッチング素子をスイッチング制御させる、
制御プログラム。
一端が前記電源の一端に接続されるリアクトルと、
このリアクトルの他端と出力端との間に配置された第１スイッチング素子と、
前記リアクトルの他端と前記電源の他端との間に配置された第２スイッチング素子とからなるスイッチング回路と、
を含み、電源の電圧を所望の出力電圧に変換する電圧変換装置を制御する制御プログラムであって、
該制御プログラムは、コンピュータに、
前記第１および第２のスイッチング素子の許容電流容量に基づいて、前記第１および第２のスイッチング素子のオン期間の割合を所定範囲に制限させる、
制御プログラム。
一端が前記電源の一端に接続されるリアクトルと、
このリアクトルの他端と出力端との間に配置された第１スイッチング素子と、
前記リアクトルの他端と前記電源の他端との間に配置された第２スイッチング素子とからなるスイッチング回路と、
を含み、電源の電圧を所望の出力電圧に変換する電圧変換装置を制御する制御プログラムであって、
該制御プログラムは、コンピュータに、
前記第１または第２のスイッチング素子に流れる電流の大きさに応じて、前記第１および第２スイッチング素子のオン期間の割合を所定範囲に制限させる、
制御プログラム。