JP7630389B2 - 制御装置、電力変換装置、制御方法、およびプログラム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、制御装置、電力変換装置、制御方法、およびプログラムに関する。

直流電源の出力に電圧を平滑化するためのキャパシタが接続される回路では、起動時に充電装置を用いてキャパシタを充電する場合がある。

特開２０１３－２０５２５７号公報 特開平０５－１４６０６６号公報 特開２０２１－０４４９７１号公報

本発明の目的は、充電装置により充電されたキャパシタの出力電圧を所望の電圧まで近づけることのできる制御装置、電力変換装置、制御方法、およびプログラムを提供することである。

実施形態の制御装置は、キャパシタと、コイルと、前記コイルに直列に接続される抵抗と、直流電源から前記キャパシタを充電する経路に直列に存在し、前記コイルが励磁しているか否かに応じてオン状態とオフ状態とが切り替わる第１スイッチと、前記コイルに直列に接続され前記抵抗に並列に接続され、前記コイルが励磁しているか否かに応じてオン状態とオフ状態とが切り替わる第２スイッチと、前記抵抗および前記第２スイッチに直列に接続され、制御信号に応じてオン状態とオフ状態とが切り替わる第３スイッチと、を備え、直列に接続される前記キャパシタおよび前記第１スイッチが、直列に接続される前記コイル、前記抵抗、および前記第３スイッチに並列に接続される始動電圧調整回路を制御することにより、前記抵抗が断線している場合であっても前記直流電源から前記第１スイッチへ電流が流れる経路で前記キャパシタを充電させる制御装置であって、前記第２スイッチのオン状態とオフ状態との切り替わりの検出結果を取得する取得部と、前記抵抗の断線を判定する判定部と、前記検出結果に基づいて、前記抵抗が断線していないと前記判定部が判定した場合、前記第３スイッチがオン状態になってから予め定めた第１時間が経過するまでの間前記第３スイッチをオン状態に制御し、前記検出結果に基づいて、前記抵抗が断線していると前記判定部が判定した場合、前記第３スイッチがオン状態になってから前記第１時間よりも長い第２時間が経過するまでの間前記第３スイッチをオン状態に制御する制御部と、を備える。

実施形態の電力変換装置の構成の一例を示す図。 実施形態の制御装置の構成の一例を示す図。 実施形態の制御装置の処理フローの一例を示す図。 少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図。

以下、実施形態の制御装置、電力変換装置、制御方法、およびプログラムを、図面を参照して説明する。なお、図面は模式的又は概念的なものであり、各部の機能の配分などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。

以下の説明では、同一又は類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それらの構成の重複する説明は省略する場合がある。
実施形態において「接続されている」とは、電気的に接続されていることを含む。「ＸＸに基づく」とは、「少なくともＸＸに基づく」ことを意味し、ＸＸに加えて別の要素に基づく場合も含み得る。「ＸＸに基づく」とは、ＸＸを直接に用いる場合に限定されず、ＸＸに対して演算や加工が行われたものに基づく場合も含み得る。「ＸＸ又はＹＹ」とは、ＸＸとＹＹのうち何れか一方の場合に限定されず、ＸＸとＹＹの両方の場合も含み得る。これは選択的要素が３つ以上の場合も同様である。「ＸＸ」および「ＹＹ」は、任意の要素（例えば任意の情報）である。「インバータ」は、交流を出力する電力変換器であって、例えば、ＤＣ／ＡＣコンバータなどが含まれる。「モータ」は、交流電力によって駆動される誘導電動機などの回転電機のことである。また、「検出」とは、対象の物理量を直接感知する場合に限定されず、対象の物理量に関連する他の物理量を直接または間接的に取得し、取得した他の物理量から対象の物理量を推定したり特定したりする場合も含み得る。また、「取得」とは、対象物そのものを直接受け取る場合に限定されず、直接受け取った物を演算や加工などを行うことによって対象物となる場合も含み得る。

＜実施形態＞
（電力変換装置の構成）
図１は、実施形態の電力変換装置１の構成の一例を示す図である。電力変換装置１は、図１に示すように、直流電源１０、スイッチ２０、キャパシタ３０、電圧検出装置４０、電力変換器５０、モータ６０、充電装置７０、および制御装置８０を備える。

直流電源１０の第１端子は、スイッチ２０の第１端子および充電装置７０の第１端子に接続される。直流電源１０の第２端子は、スイッチ２０の第２端子および充電装置７０の第２端子に接続される。スイッチ２０の第３端子は、キャパシタ３０の第１端子、電圧検出装置４０の第１端子、電力変換器５０の第１端子、および充電装置７０の第３端子に接続される。スイッチ２０の第４端子は、キャパシタ３０の第２端子、電圧検出装置４０の第２端子、電力変換器５０の第２端子、および充電装置７０の第４端子に接続される。スイッチ２０の第５端子は、制御装置８０の第１端子に接続される。電圧検出装置４０の第３端子は、制御装置８０の第２端子に接続される。電力変換器５０の第３端子は、制御装置８０の第３端子に接続される。電力変換器５０の第４端子は、モータ６０の第１端子に接続される。電力変換器５０の第５端子は、モータ６０の第２端子に接続される。電力変換器５０の第６端子は、モータ６０の第３端子に接続される。充電装置７０の第５端子は、制御装置８０の第４端子に接続される。充電装置７０の第６端子は、制御装置８０の第５端子に接続される。キャパシタ３０および充電装置７０は、始動電圧調整回路の一例である。

直流電源１０は、電力変換装置１の起動時に、充電装置７０を介して直流電圧をキャパシタ３０に印加する。この直流電圧によりキャパシタ３０が充電される。また、直流電源１０は、電力変換装置１の定常状態に、スイッチ２０を介して直流電圧を電力変換器５０に印加する。この直流電圧は、キャパシタ３０により平滑化された電圧である。

スイッチ２０は、スイッチ２０ａおよびスイッチ２０ｂを備える。スイッチ２０ａおよびスイッチ２０ｂは、それぞれの第３端子が制御装置８０により制御されることに応じて、共にオフ状態または共にオン状態となる。例えば、スイッチ２０ａおよびスイッチ２０ｂは、電力変換装置１の起動時に、制御装置８０による制御に応じてオフ状態となる。また、スイッチ２０ａおよびスイッチ２０ｂは、電力変換装置１の定常状態に、制御装置８０による制御に応じてオン状態となる。スイッチ２０ａおよびスイッチ２０ｂの例としては、ＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）トランジスタなどの半導体スイッチなどが挙げられる。

スイッチ２０ａの第１端子は、スイッチ２０の第１端子に接続される。スイッチ２０ａの第２端子は、スイッチ２０の第３端子に接続される。スイッチ２０ｂの第１端子は、スイッチ２０の第２端子に接続される。スイッチ２０ｂの第２端子は、スイッチ２０の第４端子に接続される。スイッチ２０ａの第３端子およびスイッチ２０ｂの第３端子は、スイッチ２０の第５端子に接続される。

キャパシタ３０は、直流電源１０の出力電圧を平滑化するキャパシタである。電圧検出装置４０は、キャパシタ３０によって平滑化された電圧を検出する装置である。電力変換器５０は、キャパシタ３０によって平滑化された電圧をモータ６０を駆動する電圧に変換する。電力変換器５０は、例えば、直流電力から交流電力を生成するインバータである。モータ６０は、電力変換器５０の出力電圧に応じて動作するモータである。モータ６０は、例えば、三相交流モータである。

充電装置７０は、電力変換装置１の起動時に、キャパシタ３０を充電する、すなわちプリチャージする回路である。充電装置７０は、継電器７０１、抵抗７０２（抵抗の一例）、スイッチ７０３（第３スイッチの一例）、および抵抗７０４を備える。

継電器７０１は、コイル７０１ａ、スイッチ７０１ｂ、スイッチ７０１ｃ（第１スイッチの一例）、およびスイッチ７０１ｄ（第２スイッチの一例）を備える。コイル７０１ａは、電流が流れる場合励磁し、磁界を発生させる。また、コイル７０１ａは、電流が流れない場合励磁せず、磁界を発生させない。

スイッチ７０１ｂ、スイッチ７０１ｃ、およびスイッチ７０１ｄのそれぞれは、コイル７０１ａに電流が流れているか否かに応じて、オフ状態とオン状態とが切り替わるスイッチである。スイッチ７０１ｂおよびスイッチ７０１ｃは、コイル７０１ａに電流が流れていない場合、オフ状態となる。また、スイッチ７０１ｂおよびスイッチ７０１ｃは、コイル７０１ａに電流が流れている場合、励磁することによって発生する磁界により、オン状態となる。

スイッチ７０１ｄは、コイル７０１ａに電流が流れていない場合、オン状態となる。また、スイッチ７０１ｄは、コイル７０１ａに電流が流れている場合、励磁することによって発生する磁界により、オフ状態となる。抵抗７０２は、コイル７０１ａに流れる電流を抑制するための抵抗である。なお、この抵抗７０２は、コイル７０１ａに流れる電流を抑制した場合であっても、コイル７０１ａが励磁し続けることができる電流が流れるように決定される。つまり、コイル７０１ａは、抵抗７０２により電流が制限された場合でも、励磁し続けることができる。

スイッチ７０３は、制御装置８０による制御により、オフ状態とオン状態とが切り替わるスイッチである。具体的には、スイッチ７０３がオン状態の場合、充電装置７０は、動作可能な状態になり、直流電源１０からスイッチ７０１ｂ、スイッチ７０１ｃ、および抵抗７０４を介してキャパシタ３０を充電する。また、スイッチ７０３がオフ状態の場合、充電装置７０は、動作できない状態になるため、キャパシタ３０を充電しない。スイッチ７０３の例としては、ＭＯＳトランジスタなどの半導体スイッチなどが挙げられる。抵抗７０４は、充電装置７０がキャパシタ３０を充電する場合、ソフトスタートさせて突入電流の大きさを抑制する抵抗である。

コイル７０１ａの第１端子は、スイッチ７０１ｄの第１端子および抵抗７０２の第１端子に接続される。コイル７０１ａの第２端子は、充電装置７０の第２端子およびスイッチ７０１ｂの第１端子に接続される。スイッチ７０１ｂの第２端子は、充電装置７０の第４端子に接続される。スイッチ７０１ｃの第１端子は、抵抗７０４の第１端子に接続される。スイッチ７０１ｃの第２端子は、充電装置７０の第１端子およびスイッチ７０３の第１端子に接続される。スイッチ７０１ｄの第２端子は、抵抗７０２の第２端子およびスイッチ７０３の第２端子に接続される。スイッチ７０３の第３端子は、充電装置７０の第４端子に接続される。抵抗７０４の第２端子は、充電装置７０の第３端子に接続される。

なお、充電装置７０の第６端子は、制御装置８０がスイッチ７０１ｄのオフ状態およびオン状態を検出するための情報を制御装置８０に出力するための端子である。充電装置７０の第６端子には、例えば、スイッチ７０１ｄに流れる電流を図示していないカレントトランスＣＴにより検出し、検出した電流が連続である場合、スイッチ７０１ｄがオン状態であり、検出した電流が不連続である場合、スイッチ７０１ｄがオフ状態であると判定すればよい。また、例えば、スイッチ７０１ｄに連動する図示していない補助接点（すなわちスイッチ７０１ｄと同様のスイッチ）を設け、補助接点に流れる電流を例えば抵抗で電圧に変換する。そして、その電圧がゼロボルトである場合にスイッチ７０１ｄがオフ状態であり、その電圧がゼロボルト以外である場合にスイッチ７０１ｄがオン状態であると判定すればよい。ただし、制御装置８０がスイッチ７０１ｄのオフ状態およびオン状態を正しく検出できる限り、どのような情報を出力する端子であってもよく、充電装置７０の第６端子には、その情報を出力する端子が接続されればよい。

図２は、実施形態の制御装置８０の構成の一例を示す図である。制御装置８０は、図２に示すように、取得部８０１、判定部８０２、制御部８０３、処理部８０４、報知部８０５、および記憶部８０６を備える。制御装置８０は、キャパシタと、コイルと、前記コイルに直列に接続される抵抗と、直流電源から前記キャパシタを充電する経路に直列に存在し、前記コイルが励磁しているか否かに応じてオン状態とオフ状態とが切り替わる第１スイッチと、前記コイルに直列に接続され前記抵抗に並列に接続され、前記コイルが励磁しているか否かに応じてオン状態とオフ状態とが切り替わる第２スイッチと、前記抵抗および前記第２スイッチに直列に接続され、制御信号に応じてオン状態とオフ状態とが切り替わる第３スイッチと、を備える始動電圧調整回路を制御する装置である。具体的には、制御装置８０は、少なくとも充電装置７０を制御する装置である。

取得部８０１は、スイッチ７０１ｄ（第２スイッチの一例）のオン状態とオフ状態との切り替わりの検出結果を取得する。例えば、取得部８０１は、スイッチ７０１ｄに流れる電流を図示していないカレントトランスＣＴにより検出し、検出した電流を示す情報（以下、「検出電流」と記載）を充電装置７０から取得する。

なお、検出電流がゼロである場合、スイッチ７０１ｄに電流が流れていない、すなわちスイッチ７０１ｄがオフ状態であることを意味する。また、検出電流がゼロでない場合、スイッチ７０１ｄに電流が流れている、すなわちスイッチ７０１ｄがオン状態であることを意味する。よって、取得部８０１が検出電流を取得することは、取得部８０１がスイッチ７０１ｄのオン状態とオフ状態との切り替わりの検出結果を取得することに等しい。

また、取得部８０１は、電圧検出装置４０からキャパシタ３０によって平滑化された電圧の検出結果を取得する。

判定部８０２は、取得部８０１が取得した検出結果（例えば、検出電流）に基づいて、抵抗７０２の断線を判定する。例えば、制御装置８０がスイッチ７０３をオン状態に制御し、判定部８０２は、取得部８０１が取得した検出電流が誤差の範囲内でゼロであるか否かを第１時間が経過するまでの間繰り返し判定する。「誤差の範囲内でゼロである」とは、ノイズ、測定誤差、検出誤差などを考慮した上で、検出電流が流れていないとみなすことのできる範囲の電流のことである。

スイッチ７０３がオン状態であり、抵抗７０２が断線していない場合、直流電源１０からスイッチ７０３およびスイッチ７０１ｄを介してコイル７０１ａに電流が流れる。この場合、コイル７０１ａが励磁し磁界が発生する。そして、スイッチ７０１ｄは、発生した磁界によりオン状態からオフ状態に切り替わる。スイッチ７０１ｄがオフ状態になると、直流電源１０からスイッチ７０３および抵抗７０２を介してコイル７０１ａに電流が流れる。この場合、スイッチ７０３がオフ状態にあるまで抵抗７０２を介してコイル７０１ａに電流が流れる。つまり、スイッチ７０３がオン状態であり、抵抗７０２が断線していない場合、スイッチ７０３がオフ状態になるまで、コイル７０１ａに電流が流れ続け、磁界が発生し続けるため、スイッチ７０１ｄはオフ状態を保つ。その結果、スイッチ７０１ｄには電流が流れないため、取得部８０１が取得する検出電流はゼロとなる。

一方、スイッチ７０３がオン状態であり、抵抗７０２が断線している場合であっても、直流電源１０からスイッチ７０３およびスイッチ７０１ｄを介してコイル７０１ａに電流が流れる。この場合、コイル７０１ａが励磁し磁界が発生する。そして、スイッチ７０１ｄは、発生した磁界によりオン状態からオフ状態に切り替わる。スイッチ７０１ｄがオフ状態になると、抵抗７０２が断線しているため、コイル７０１ａに電流を流す経路が無くなりコイル７０１ａは励磁しなくなり、磁界が発生しなくなる。この場合、スイッチ７０１ｄがオン状態になる。その結果、直流電源１０からスイッチ７０３およびスイッチ７０１ｄを介して再度コイル７０１ａに電流が流れる。つまり、スイッチ７０３がオン状態であり、抵抗７０２が断線している場合、スイッチ７０３がオフ状態になるまで、コイル７０１ａに電流が流れる期間と流れない期間とが交互に繰り返される。つまり、スイッチ７０１ｄはオン状態となる期間とオフ状態となる期間が交互に繰り返され、第１時間が経過するまでの間、取得部８０１が取得する検出電流はゼロとそれ以外の値の両方となる。第１時間とは、抵抗７０２が断線していない場合に充電装置７０がキャパシタ３０を充電するのに充分な予め定めた時間であり、抵抗７０２が断線していると判定する処理を判定部８０２が実行可能な時間である。

つまり、判定部８０２は、第１時間が経過するまでの間、取得部８０１が取得した検出電流が誤差の範囲内でゼロ以外であると判定するまでは、抵抗７０２は断線していないと判定する。また、判定部８０２は、第１時間が経過するまでの間、取得部８０１が取得した検出電流が誤差の範囲内でゼロ以外であると判定した場合、抵抗７０２は断線していると判定する。

制御部８０３は、平常時に、モータ６０を駆動するため電圧を生成されるように電力変換器５０を制御する。例えば、制御部８０３は、ＰＷＭ制御（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ制御）によって電力変換器５０を制御することにより、モータ６０を駆動させる。制御部８０３は、電力変換装置１全体の動作を停止させる制御を行うことが可能である。さらに、制御部８０３は、充電装置７０を制御して、突入電流を抑制する。

例えば、制御部８０３は、取得部８０１が取得した検出結果（例えば、検出電流）に基づいて、スイッチ７０３がオン状態になってから予め定めた第１時間が経過するまでの間スイッチ７０３をオン状態に制御する、またはスイッチ７０３がオン状態になってから第１時間よりも長い第２時間が経過するまでの間スイッチ７０３をオン状態に制御する。

より具体的には、制御部８０３は、抵抗７０２が断線していないと判定部８０２が判定した場合、スイッチ７０３がオン状態になってから予め定めた第１時間が経過するまでの間スイッチ７０３をオン状態に制御する。また、制御部８０３は、抵抗７０２が断線していると判定部８０２が判定した場合、スイッチ７０３がオン状態になってから第１時間よりも長い第２時間が経過するまでの間スイッチ７０３をオン状態に制御する。

また、制御部８０３は、抵抗７０２が断線していないと判定部８０２が判定し、スイッチ７０３がオン状態になってから予め定めた第１時間が経過した場合、スイッチ２０ａおよびスイッチ２０ｂをオン状態に制御し、スイッチ７０３をオフ状態に制御する。また、制御部８０３は、抵抗７０２が断線していると判定部８０２が判定し、スイッチ７０３がオン状態になってから予め定めた第２時間が経過した場合、スイッチ２０ａおよびスイッチ２０ｂをオン状態に制御し、スイッチ７０３をオフ状態に制御する。

抵抗７０２が断線している場合、上述したように、スイッチ７０３がオフ状態になるまで、コイル７０１ａに電流が流れる期間と流れない期間とが交互に繰り返される。この場合、スイッチ７０１ｄと同様に、スイッチ７０１ｂおよびスイッチ７０１ｃも同様にオン状態となる期間とオフ状態となる期間が交互に繰り返される。なお、スイッチ７０１ｄがオン状態になる期間では、スイッチ７０１ｂおよびスイッチ７０１ｃがオフ状態になる。また、スイッチ７０１ｄがオフ状態になる期間では、スイッチ７０１ｂおよびスイッチ７０１ｃがオン状態になる。抵抗７０２が断線していない場合、スイッチ７０１ｂおよびスイッチ７０１ｃは常にオン状態となるため、充電装置７０はキャパシタ３０を連続して充電することができる。しかしながら、抵抗７０２が断線している場合、スイッチ７０１ｂおよびスイッチ７０１ｃがオン状態になっている期間において、充電装置７０はキャパシタ３０を充電することができる。つまり、抵抗７０２が断線している場合の充電装置７０によるキャパシタ３０の充電時間は、抵抗７０２が断線していない場合に比べて長くなるが、時間をかければ充電可能である。第２時間は、抵抗７０２が断線している場合であっても充電装置７０がキャパシタ３０を充電することのできる時間である。

処理部８０４は、図２に示すように、第１処理部８０４ａおよび第２処理部８０４ｂを備える。第１処理部８０４ａは、抵抗７０２が断線していないと判定部８０２が判定し、スイッチ７０３がオン状態になってから第１時間が経過したときに、キャパシタ３０の両端間の電圧が規定値未満である場合、第１処理を行うことが可能である。例えば、第１処理部８０４ａは、第１時間が経過したときに取得部８０１が電圧検出装置４０から取得した電圧値と、記憶部８０６が記憶している規定値とを比較する。そして、第１処理部８０４ａは、取得した電圧値が規定値未満である場合に第１処理を行う。規定値は、電力変換器５０へ供給する必要のある最低電圧に対してマージンを持たせた電圧値である。なお、第１処理の例としては、キャパシタ３０から出力される電圧が所望の規定値以上の電圧となっていないことを報知部８０５に報知させる処理、電力変換装置１の動作を制御部８０３に停止させる処理などが挙げられる。

また、第１処理部８０４ａは、抵抗７０２が断線していると判定部８０２が判定した場合、スイッチ７０３がオン状態になってから第２時間が経過するまでの間第１処理を行わず、第２時間が経過した後に第１処理を行うことが可能である。

第２処理部８０４ｂは、抵抗７０２が断線していないと判定部８０２が判定し、スイッチ７０３がオン状態になってから第１時間が経過したときに、キャパシタ３０の両端間の電圧が規定値未満である場合、第１処理を行うことが可能である。例えば、第２処理部８０４ｂは、第１時間が経過したときに取得部８０１が電圧検出装置４０から取得した電圧値と、記憶部８０６が記憶している規定値とを比較する。そして、第２処理部８０４ｂは、取得した電圧値が規定値未満である場合に第１処理を行う。

また、第２処理部８０４ｂは、抵抗７０２が断線していると判定部８０２が判定した場合、記憶部８０６が記憶する下げ幅に基づいて前記規定値を下げ、スイッチ７０３がオン状態になってから第１時間が経過したときに、下げた後の規定値未満である場合第１処理を行うことが可能である。なお、値を下げる前の規定値におけるマージンが大きく、値を下げた後の規定値でもマージンが存在することを想定している。

報知部８０５は、抵抗７０２が断線していると判定部８０２が判定した場合、不具合が発生したことを示す故障信号を、例えば図示していない電力変換装置１の上位装置に出力する。記憶部８０６は、制御装置８０が行う処理に必要な種々の情報を記憶する記憶部である。例えば、記憶部８０６は、キャパシタ３０の両端間の電圧の規定値、規定値の下げ幅、下げた後の規定値などを記憶する。

（制御装置が行う処理）
次に、実施形態の制御装置８０が行う処理について説明する。図３は、実施形態の制御装置８０の処理フローの一例を示す図である。ここでは、図３に示す処理フローを参照して制御装置８０が行う処理について説明する。

取得部８０１は、スイッチ７０１ｄ（第２スイッチの一例）のオン状態とオフ状態との切り替わりの検出結果を取得する（ステップＳ１）。例えば、取得部８０１は、スイッチ７０１ｄに流れる電流を図示していないカレントトランスＣＴにより検出し、検出した検出電流を充電装置７０から取得する。また、取得部８０１は、電圧検出装置４０からキャパシタ３０によって平滑化された電圧の検出結果を取得する。

判定部８０２は、取得部８０１が取得した検出結果（例えば、検出電流）に基づいて、抵抗７０２が断線しているか否かを判定する（ステップＳ２）。例えば、判定部８０２は、第１時間が経過するまでの間、取得部８０１が取得した検出電流が誤差の範囲内でゼロ以外であると判定するまでは、抵抗７０２は断線していないと判定する。また、判定部８０２は、第１時間が経過するまでの間、取得部８０１が取得した検出電流が誤差の範囲内でゼロ以外であると一度でも判定した場合、抵抗７０２は断線していると判定する。

制御部８０３は、取得部８０１が取得した検出結果（例えば、検出電流）に基づいて、スイッチ７０３がオン状態になってから予め定めた第１時間が経過するまでの間スイッチ７０３をオン状態に制御する、またはスイッチ７０３がオン状態になってから第１時間よりも長い第２時間が経過するまでの間スイッチ７０３をオン状態に制御する。

例えば、制御部８０３は、抵抗７０２が断線していないと判定部８０２が判定した場合（ステップＳ２においてＮＯ）、スイッチ７０３がオン状態になってから予め定めた第１時間が経過するまでの間スイッチ７０３をオン状態に制御する（ステップＳ３）。この場合、直流電源１０からスイッチ７０１ｂ、スイッチ７０１ｃ、および抵抗７０４を介してキャパシタ３０が充電される。なお、抵抗７０２が断線しているか否かに関わらず、キャパシタ３０が充電されている場合には、抵抗７０４により突入電流の増大が抑制される。制御部８０３は、抵抗７０２が断線していないと判定部８０２が判定し、スイッチ７０３がオン状態になってから予め定めた第１時間が経過した場合、スイッチ２０ａおよびスイッチ２０ｂをオン状態に制御し、スイッチ７０３をオフ状態に制御する。

また、制御部８０３は、抵抗７０２が断線していると判定部８０２が判定した場合（ステップＳ２においてＹＥＳ）、スイッチ７０３がオン状態になってから第１時間よりも長い第２時間が経過するまでの間スイッチ７０３をオン状態に制御する（ステップＳ４）。この場合、直流電源１０からスイッチ７０１ｂ、スイッチ７０１ｃ、および抵抗７０４を介してキャパシタ３０が充電される。なお、このとき、抵抗７０２が断線していない場合よりもさらに平均電流が少なくなるため、抵抗７０４により突入電流の増大が抑制される。そして、制御部８０３は、抵抗７０２が断線していると判定部８０２が判定し、スイッチ７０３がオン状態になってから予め定めた第２時間が経過した場合、スイッチ２０ａおよびスイッチ２０ｂをオン状態に制御し、スイッチ７０３をオフ状態に制御する。なお、スイッチ２０ａおよびスイッチ２０ｂをオン状態に制御し、スイッチ７０３をオフ状態に制御する前が起動時の処理であり、スイッチ２０ａおよびスイッチ２０ｂをオン状態に制御し、スイッチ７０３をオフ状態に制御した後が定常状態の処理である。

制御部８０３は、スイッチ２０ａおよびスイッチ２０ｂをオン状態に制御し、スイッチ７０３をオフ状態に制御した後、モータ６０を駆動するため電圧を生成されるように電力変換器５０を制御する。例えば、制御部８０３は、ＰＷＭ制御によって電力変換器５０を制御することにより、モータ６０を駆動させる。

なお、第１処理部８０４ａは、抵抗７０２が断線していないと判定部８０２が判定し、スイッチ７０３がオン状態になってから第１時間が経過したときに、キャパシタ３０の両端間の電圧が規定値未満である場合、第１処理を行うものであってもよい。

また、第１処理部８０４ａは、抵抗７０２が断線していると判定部８０２が判定した場合、スイッチ７０３がオン状態になってから第２時間が経過するまでの間第１処理を行わず、第２時間が経過した後に第１処理を行うものであってもよい。

第２処理部８０４ｂは、抵抗７０２が断線していないと判定部８０２が判定し、スイッチ７０３がオン状態になってから第１時間が経過したときに、キャパシタ３０の両端間の電圧が規定値未満である場合、第１処理を行うものであってもよい。

また、第２処理部８０４ｂは、抵抗７０２が断線していると判定部８０２が判定した場合、記憶部８０６が記憶する下げ幅に基づいて前記規定値を下げ、スイッチ７０３がオン状態になってから第１時間が経過したときに、下げた後の規定値未満である場合第１処理を行うものであってもよい。なお、第１処理の例としては、キャパシタ３０から出力される電圧が所望の規定値以上の電圧となっていないことを報知部８０５に報知させる処理、電力変換装置１の動作を制御部８０３に停止させる処理などが挙げられる。

（利点）
以上、実施形態の電力変換装置１について説明した。電力変換装置１において、制御装置８０は、キャパシタと、コイルと、前記コイルに直列に接続される抵抗と、直流電源から前記キャパシタを充電する経路に直列に存在し、前記コイルが励磁しているか否かに応じてオン状態とオフ状態とが切り替わる第１スイッチと、前記コイルに直列に接続され前記抵抗に並列に接続され、前記コイルが励磁しているか否かに応じてオン状態とオフ状態とが切り替わる第２スイッチと、前記抵抗および前記第２スイッチに直列に接続され、制御信号に応じてオン状態とオフ状態とが切り替わる第３スイッチと、を備える始動電圧調整回路を制御する装置である。具体的には、制御装置８０は、少なくとも充電装置７０を制御する装置である。取得部８０１は、スイッチ７０１ｄ（第２スイッチの一例）のオン状態とオフ状態との切り替わりの検出結果を取得する。制御部８０３は、取得部８０１が取得した検出結果（例えば、検出電流）に基づいて、スイッチ７０３がオン状態になってから予め定めた第１時間が経過するまでの間スイッチ７０３をオン状態に制御する、またはスイッチ７０３がオン状態になってから第１時間よりも長い第２時間が経過するまでの間スイッチ７０３をオン状態に制御する。抵抗７０２が断線した場合、抵抗７０２が断線していない場合に比べてキャパシタ３０の充電に時間がかかるため、抵抗７０２が断線していない場合の制御装置８０による制御では、キャパシタ３０の出力電圧が所望の電圧に達しない可能性がある。一方、この制御装置８０により、充電装置により充電されたキャパシタの出力電圧を所望の電圧まで近づけることができる。

なお、別の実施形態では、充電装置７０を制御する制御装置と、電力変換器５０を制御する制御装置とでそれぞれ独立していてもよい。

なお、別の実施形態では、スイッチ２０は、継電器であってもよい。この場合、スイッチ２０は、継電器７０１と同様にコイルを有し、コイルに電流を流すか流さないかに応じてスイッチ２０ａおよびスイッチ２０ｂをオン状態またはオフ状態にすればよい。

なお、別の実施形態では、スイッチ７０３は、継電器であってもよい。この場合、スイッチ７０３は、継電器７０１と同様にコイルを有し、コイルに電流を流すか流さないかに応じてスイッチ７０３をオン状態またはオフ状態にすればよい。

なお、別の実施形態では、抵抗７０２は、継電器７０１に備えられるものであってもよい。

なお、上述の実施形態では、コイル７０１ａ、スイッチ７０１ｂ、スイッチ７０１ｃ、およびスイッチ７０１ｄは、１つの継電器７０１に備えられるものとして説明した。しかしながら、別の実施形態では、コイル７０１ａに電流が流すか流さないかに応じてスイッチ７０１ｂ、スイッチ７０１ｃ、およびスイッチ７０１ｄのそれぞれが所望のオン状態またはオフ状態になる範囲において、コイル７０１ａ、スイッチ７０１ｂ、スイッチ７０１ｃ、およびスイッチ７０１ｄは、１つの継電器に備えられなくてもよい。

なお、実施形態における処理は、適切な処理が行われる範囲において、処理の順番が入れ替わってもよい。

実施形態について説明したが、上述の制御装置８０、電力変換装置１、その他の制御装置は内部に、コンピュータシステムを有していてもよい。そして、上述した処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。コンピュータの具体例を以下に示す。
図４は、少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
コンピュータ５は、図４に示すように、ＣＰＵ６（ベクトルプロセッサを含む）、メインメモリ７、ストレージ８、インターフェース９を備える。
例えば、上述の制御装置８０、電力変換装置１、その他の制御装置のそれぞれは、コンピュータ５に実装される。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式でストレージ８に記憶されている。ＣＰＵ６は、プログラムをストレージ８から読み出してメインメモリ７に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、ＣＰＵ６は、プログラムに従って、上述した各記憶部に対応する記憶領域をメインメモリ７に確保する。

ストレージ８の例としては、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＶＤ－ＲＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、半導体メモリ等が挙げられる。ストレージ８は、コンピュータ５のバスに直接接続された内部メディアであってもよいし、インターフェース９または通信回線を介してコンピュータ５に接続される外部メディアであってもよい。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ５に配信される場合、配信を受けたコンピュータ５が当該プログラムをメインメモリ７に展開し、上記処理を実行してもよい。少なくとも１つの実施形態において、ストレージ８は、一時的でない有形の記憶媒体である。

また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現してもよい。さらに、上記プログラムは、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるファイル、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

なお、コンピュータ５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のような１つ以上のハードウェアプロセッサによってコンピュータプログラムが実施されることで実現されるソフトウェア機能部でもよく、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）などのハードウェア（例えば回路部；circuity）により実現されてもよい。制御部８０３の全部または一部は、ソフトウェア機能部とハードウェアとの組み合わせで実現されてもよい。

１…電力変換装置、５…コンピュータ、６…ＣＰＵ、７…メインメモリ、８…ストレージ、９…インターフェース、１０…直流電源、２０、２０ａ、２０ｂ、７０１ｂ、７０１ｃ、７０１ｄ…スイッチ、３０…キャパシタ、４０…電圧検出装置、５０…電力変換器、６０…モータ、７０…充電装置、８０…制御装置、７０１ａ…コイル、７０２、７０４…抵抗。

Claims (7)

1. キャパシタと、コイルと、前記コイルに直列に接続される抵抗と、直流電源から前記キャパシタを充電する経路に直列に存在し、前記コイルが励磁しているか否かに応じてオン状態とオフ状態とが切り替わる第１スイッチと、前記コイルに直列に接続され前記抵抗に並列に接続され、前記コイルが励磁しているか否かに応じてオン状態とオフ状態とが切り替わる第２スイッチと、前記抵抗および前記第２スイッチに直列に接続され、制御信号に応じてオン状態とオフ状態とが切り替わる第３スイッチと、を備え、直列に接続される前記キャパシタおよび前記第１スイッチが、直列に接続される前記コイル、前記抵抗、および前記第３スイッチに並列に接続される始動電圧調整回路を制御することにより、前記抵抗が断線している場合であっても前記直流電源から前記第１スイッチへ電流が流れる経路で前記キャパシタを充電させる制御装置であって、
   前記第２スイッチのオン状態とオフ状態との切り替わりの検出結果を取得する取得部と、
   前記抵抗の断線を判定する判定部と、
   前記検出結果に基づいて、前記抵抗が断線していないと前記判定部が判定した場合、前記第３スイッチがオン状態になってから予め定めた第１時間が経過するまでの間前記第３スイッチをオン状態に制御し、前記検出結果に基づいて、前記抵抗が断線していると前記判定部が判定した場合、前記第３スイッチがオン状態になってから前記第１時間よりも長い第２時間が経過するまでの間前記第３スイッチをオン状態に制御する制御部と、
   を備える制御装置。
2. 前記抵抗が断線していないと前記判定部が判定し、前記第３スイッチがオン状態になってから前記第１時間が経過したときに、前記キャパシタの両端間の電圧が規定値未満である場合、第１処理を行う処理部であって、前記抵抗が断線していると前記判定部が判定した場合、前記第３スイッチがオン状態になってから前記第２時間が経過するまでの間前記第１処理を行わず、前記第２時間が経過した後に前記第１処理を行う第１処理部、
   を備える請求項１に記載の制御装置。
3. 前記抵抗が断線していないと前記判定部が判定し、前記第３スイッチがオン状態になってから前記第１時間が経過したときに、前記キャパシタの両端間の電圧が規定値未満である場合、第１処理を行う処理部であって、前記抵抗が断線していると前記判定部が判定した場合、前記規定値を下げ、前記第３スイッチがオン状態になってから前記第１時間が経過したときに、下げた後の規定値未満である場合前記第１処理を行う第２処理部、
   を備える請求項１または請求項２に記載の制御装置。
4. 前記抵抗が断線していると前記判定部が判定した場合、不具合が発生したことを示す故障信号を出力する報知部、
   を備える請求項１から請求項３の何れか一項に記載の制御装置。
5. 前記キャパシタが平滑化した電力が供給される電力変換器と、
   前記電力変換器を制御する請求項１から請求項４の何れか一項に記載の制御装置と、
   を備える電力変換装置。
6. キャパシタと、コイルと、前記コイルに直列に接続される抵抗と、直流電源から前記キャパシタを充電する経路に直列に存在し、前記コイルが励磁しているか否かに応じてオン状態とオフ状態とが切り替わる第１スイッチと、前記コイルに直列に接続され前記抵抗に並列に接続され、前記コイルが励磁しているか否かに応じてオン状態とオフ状態とが切り替わる第２スイッチと、前記抵抗および前記第２スイッチに直列に接続され、制御信号に応じてオン状態とオフ状態とが切り替わる第３スイッチと、を備え、直列に接続される前記キャパシタおよび前記第１スイッチが、直列に接続される前記コイル、前記抵抗、および前記第３スイッチに並列に接続される始動電圧調整回路を制御することにより、前記抵抗が断線している場合であっても前記直流電源から前記第１スイッチへ電流が流れる経路で前記キャパシタを充電させる制御装置が行う制御方法であって、
   前記第２スイッチのオン状態とオフ状態との切り替わりの検出結果を取得することと、
   前記検出結果に基づいて、前記抵抗が断線していないと判定した場合、前記第３スイッチがオン状態になってから予め定めた第１時間が経過するまでの間前記第３スイッチをオン状態に制御し、前記検出結果に基づいて、前記抵抗が断線していると判定した場合、前記第３スイッチがオン状態になってから前記第１時間よりも長い第２時間が経過するまでの間前記第３スイッチをオン状態に制御することと、
   を含む制御装置が行う制御方法。
7. キャパシタと、コイルと、前記コイルに直列に接続される抵抗と、直流電源から前記キャパシタを充電する経路に直列に存在し、前記コイルが励磁しているか否かに応じてオン状態とオフ状態とが切り替わる第１スイッチと、前記コイルに直列に接続され前記抵抗に並列に接続され、前記コイルが励磁しているか否かに応じてオン状態とオフ状態とが切り替わる第２スイッチと、前記抵抗および前記第２スイッチに直列に接続され、制御信号に応じてオン状態とオフ状態とが切り替わる第３スイッチと、を備え、直列に接続される前記キャパシタおよび前記第１スイッチが、直列に接続される前記コイル、前記抵抗、および前記第３スイッチに並列に接続される始動電圧調整回路を制御することにより、前記抵抗が断線している場合であっても前記直流電源から前記第１スイッチへ電流が流れる経路で前記キャパシタを充電させるコンピュータに、
   前記第２スイッチのオン状態とオフ状態との切り替わりの検出結果を取得することと、
   前記検出結果に基づいて、前記抵抗が断線していないと判定した場合、前記第３スイッチがオン状態になってから予め定めた第１時間が経過するまでの間前記第３スイッチをオン状態に制御し、前記検出結果に基づいて、前記抵抗が断線していると判定した場合、前記第３スイッチがオン状態になってから前記第１時間よりも長い第２時間が経過するまでの間前記第３スイッチをオン状態に制御することと、
   を実行させるプログラム。

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