JP2008005625A - 電圧変換装置およびそれを備えた車両 - Google Patents

電圧変換装置およびそれを備えた車両 Download PDF

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Abstract

【課題】並列接続された２つのコンバータからの電流リップルを低減可能な電圧変換装置およびそれを備えた車両を提供する。
【解決手段】コンバータ１０，１２は、互いに並列に接続される。コンバータ１０は、ＥＣＵ３０からの信号ＰＷＣ１に基づき蓄電装置Ｂ１からの電圧を昇圧してコンデンサＣへ出力する。コンバータ１２は、ＥＣＵ３０からの信号ＰＷＣ２に基づき蓄電装置Ｂ２からの電圧を昇圧してコンデンサＣへ出力する。ＥＣＵ３０は、同じ周波数を有し、かつ、位相が非同期化されたキャリア信号を用いて信号ＰＷＣ１，ＰＷＣ２を生成し、その生成した信号ＰＷＣ１，ＰＷＣ２をコンバータ１０，１２へそれぞれ出力する。
【選択図】図１

Description

この発明は、電圧変換装置およびそれを備えた車両に関し、特に、並列接続された２つのコンバータを含む電圧変換装置およびそれを備えた車両に関する。
特開２００３−１９９２０３号公報（特許文献１）は、直流源とインバータとの間にＤＣ／ＤＣコンバータを介してエネルギー蓄積手段が接続された電気回路を開示する。この電気回路は、モータ負荷を駆動するインバータと、インバータの直流入力電圧の瞬時リップルを抑制する平滑コンデンサと、インバータに直流電圧を供給する直流源と、直流源に並列に接続されるＤＣ／ＤＣコンバータと、ＤＣ／ＤＣコンバータに接続される回生エネルギー蓄積手段とを備える。
この電気回路においては、インバータの直流入力電圧が検出され、検出電圧が設定レベルを超えると、回生エネルギー蓄積手段への充電電流を増加させる方向にＤＣ／ＤＣコンバータの通流率を変化させる。これにより、インバータ、ＤＣ／ＤＣコンバータおよび回生エネルギー蓄積手段が保護される（特許文献１参照）。
特開２００３−１９９２０３号公報 特開２００４−１７３３４０号公報 特開２００１−５４２１０号公報
特開２００３−１９９２０３号公報に開示される電気回路では、直流源およびＤＣ／ＤＣコンバータが並列に接続され、ＤＣ／ＤＣコンバータに回生エネルギー蓄積手段が接続される。すなわち、インバータの直流入力に２つの直流電源が並列に接続される。
しかしながら、上記公報では、モータ負荷からの回生エネルギーが過多となったときの回路保護技術が開示されているにすぎず、並列接続された２つの直流電源を併用してインバータへ電力を供給することは想定されていない。すなわち、上記公報に開示される電気回路では、直流源が途絶えたとき、あるいはその電圧が低下したとき、直流源に代えて回生エネルギー蓄積手段が用いられる。
一方、並列接続された２つの直流電源を併用してインバータへ電力を供給する場合、安定した電圧を供給するには、各直流電源に対応してコンバータを設ける必要がある。しかしながら、２つのコンバータが並設される場合、２つのコンバータから出力されるトータル電流のリップルがインバータ入力側に設けられた平滑コンデンサに与える影響に配慮する必要がある。
そこで、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、２つのコンバータが並列接続される場合の電流リップルを低減可能な電圧変換装置を提供することである。
また、この発明の別の目的は、２つのコンバータが並列接続される場合の電流リップルを低減可能な電圧変換装置を備えた車両を提供することである。
この発明によれば、電圧変換装置は、第１および第２のコンバータと、第１および第２の駆動信号を生成して第１および第２のコンバータへそれぞれ出力する制御装置とを備える。第１のコンバータは、第１の蓄電装置からの電圧を変換してコンデンサへ出力する。第２のコンバータは、第１のコンバータに並列に接続され、第２の蓄電装置からの電圧を変換してコンデンサへ出力する。制御装置は、同じ周波数を有し、かつ、位相が非同期化された第１および第２の搬送波（キャリア）を用いて第１および第２の駆動信号をそれぞれ生成する。
好ましくは、第２の搬送波の位相は、第１の搬送波の位相と略１８０度異なる。
さらに好ましくは、制御装置は、第１の搬送波を発生する搬送波発生部と、第１のコンバータに対する第１の変調波と第１の搬送波とに基づいて第１の駆動信号を生成する第１の信号生成部と、第１の搬送波の位相を反転した第２の搬送波を生成する位相反転部と、第２のコンバータに対する第２の変調波と第２の搬送波とに基づいて第２の駆動信号を生成する第２の信号生成部とを含む。
また、好ましくは、第２の搬送波の位相は、第２の駆動信号の立上りタイミングが第１の駆動信号の立下りタイミングと同期するように調整される。
さらに好ましくは、制御装置は、第１の搬送波を発生する搬送波発生部と、第１のコンバータに対する第１の変調波と第１の搬送波とに基づいて第１の駆動信号を生成する第１の信号生成部と、第１の駆動信号に基づいて、第２の駆動信号の立上りタイミングが第１の駆動信号の立下りタイミングと同期するように第１の搬送波に対して位相が調整された第２の搬送波を生成する位相調整部と、第２のコンバータに対する第２の変調波と第２の搬送波とに基づいて第２の駆動信号を生成する第２の信号生成部とを含む。
好ましくは、第１および第２のコンバータの各々は、チョッパ回路を含む。
また、この発明によれば、車両は、上述したいずれかの電圧変換装置と、電圧変換装置に含まれるコンデンサから電圧を受ける駆動装置と、駆動装置によって駆動される電動機と、電動機の出力軸に連結される駆動輪とを備える。
この発明においては、第１および第２のコンバータは、互いに並列に接続され、対応する蓄電装置からの電圧を変換してコンデンサへ出力する。そして、制御装置は、同じ周波数を有し、かつ、位相が非同期化された第１および第２の搬送波を用いて第１および第２の駆動信号をそれぞれ生成するので、第１のコンバータの出力電流のリップル（第１の電流リップル）に対して第２のコンバータの出力電流のリップル（第２の電流リップル）の位相がずれる。これにより、第１および第２の電流リップルのピークが非同期化され、第１および第２のコンバータからコンデンサに流れ込むトータル電流のリップルのピークが抑制される。
したがって、この発明によれば、コンデンサの長寿命化を図ることができる。また、コンデンサに要求される容量（サイズ）を適正化することができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
［実施の形態１］
図１は、この発明による車両の一例として示されるハイブリッド車両の全体ブロック図である。図１を参照して、このハイブリッド車両１００は、エンジン２と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分割機構４と、車輪６とを備える。また、ハイブリッド車両１００は、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２と、コンバータ１０，１２と、コンデンサＣと、インバータ２０，２２と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３０と、電圧センサ４２，４４，４６と、電流センサ５２，５４とをさらに備える。
このハイブリッド車両１００は、エンジン２およびモータジェネレータＭＧ２を動力源として走行する。動力分割機構４は、エンジン２とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とに結合されてこれらの間で動力を分配する。動力分割機構４は、たとえば、サンギヤ、プラネタリキャリヤおよびリングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車機構から成り、この３つの回転軸がエンジン４およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転軸にそれぞれ接続される。なお、モータジェネレータＭＧ１のロータを中空にしてその中心にエンジン２のクランク軸を通すことにより、動力分割機構４にエンジン２およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を機械的に接続することができる。また、モータジェネレータＭＧ２の回転軸は、図示されない減速ギヤや作動ギヤによって車輪６に結合される。
そして、モータジェネレータＭＧ１は、エンジン２によって駆動される発電機として動作し、かつ、エンジン２の始動を行ない得る電動機として動作するものとしてハイブリッド車両１００に組込まれ、モータジェネレータＭＧ２は、車輪６を駆動する電動機としてハイブリッド車両１００に組込まれる。
蓄電装置Ｂ１，Ｂ２は、充放電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池から成る。蓄電装置Ｂ１は、コンバータ１０へ電力を供給し、また、電力回生時には、コンバータ１０によって充電される。蓄電装置Ｂ２は、コンバータ１２へ電力を供給し、また、電力回生時には、コンバータ１２によって充電される。
なお、たとえば、蓄電装置Ｂ１には、蓄電装置Ｂ２よりも出力可能最大電力が大きい二次電池を用いることができ、蓄電装置Ｂ２には、蓄電装置Ｂ１よりも蓄電容量が大きい二次電池を用いることができる。これにより、２つの蓄電装置Ｂ１，Ｂ２を用いてハイパワーかつ大容量の直流電源を構成することができる。なお、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２として、大容量のキャパシタを用いてもよい。
コンバータ１０は、ＥＣＵ３０からの信号ＰＷＣ１に基づいて蓄電装置Ｂ１からの電圧を昇圧し、その昇圧した電圧を電源ラインＰＬ３へ出力する。また、コンバータ１０は、インバータ２０，２２から電源ラインＰＬ３を介して供給される回生電力を信号ＰＷＣ１に基づいて蓄電装置Ｂ１の電圧レベルに降圧し、蓄電装置Ｂ１を充電する。
コンバータ１２は、電源ラインＰＬ３および接地ラインＧＬにコンバータ１０に並列に接続される。そして、コンバータ１２は、ＥＣＵ３０からの信号ＰＷＣ２に基づいて蓄電装置Ｂ２からの電圧を昇圧し、その昇圧した電圧を電源ラインＰＬ３へ出力する。また、コンバータ１２は、インバータ２０，２２から電源ラインＰＬ３を介して供給される回生電力を信号ＰＷＣ２に基づいて蓄電装置Ｂ２の電圧レベルに降圧し、蓄電装置Ｂ２を充電する。
コンデンサＣは、電源ラインＰＬ３と接地ラインＧＬとの間に接続され、電源ラインＰＬ３と接地ラインＧＬとの間の電圧変動を平滑化する。
インバータ２０は、ＥＣＵ３０からの信号ＰＷＩ１に基づいて電源ラインＰＬ３からの直流電圧を３相交流電圧に変換し、その変換した３相交流電圧をモータジェネレータＭＧ１へ出力する。また、インバータ２０は、エンジン２の動力を用いてモータジェネレータＭＧ１が発電した３相交流電圧を信号ＰＷＩ１に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を電源ラインＰＬ３へ出力する。
インバータ２２は、ＥＣＵ３０からの信号ＰＷＩ２に基づいて電源ラインＰＬ３からの直流電圧を３相交流電圧に変換し、その変換した３相交流電圧をモータジェネレータＭＧ２へ出力する。また、インバータ２２は、車両の回生制動時、車輪６からの回転力を受けてモータジェネレータＭＧ２が発電した３相交流電圧を信号ＰＷＩ２に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を電源ラインＰＬ３へ出力する。
モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各々は、３相交流回転電機であり、たとえば３相交流同期電動発電機から成る。モータジェネレータＭＧ１は、インバータ２０によって回生駆動され、エンジン２の動力を用いて発電した３相交流電圧をインバータ２０へ出力する。また、モータジェネレータＭＧ１は、エンジン２の始動時、インバータ２０によって力行駆動され、エンジン２をクランキングする。モータジェネレータＭＧ２は、インバータ２２によって力行駆動され、車輪６を駆動するための駆動力を発生する。また、モータジェネレータＭＧ２は、車両の回生制動時、インバータ２２によって回生駆動され、車輪６から受ける回転力を用いて発電した３相交流電圧をインバータ２２へ出力する。
電圧センサ４２は、蓄電装置Ｂ１の電圧ＶＬ１を検出してＥＣＵ３０へ出力する。電流センサ５２は、蓄電装置Ｂ１からコンデンサ１０へ出力される電流Ｉ１を検出してＥＣＵ３０へ出力する。電圧センサ４４は、蓄電装置Ｂ２の電圧ＶＬ２を検出してＥＣＵ３０へ出力する。電流センサ５４は、蓄電装置Ｂ２からコンデンサ１２へ出力される電流Ｉ２を検出してＥＣＵ３０へ出力する。電圧センサ４６は、コンデンサＣの端子間電圧、すなわち接地ラインＧＬに対する電源ラインＰＬ３の電圧ＶＨを検出し、その検出した電圧ＶＨをＥＣＵ３０へ出力する。
ＥＣＵ３０は、コンバータ１０，１２をそれぞれ駆動するための信号ＰＷＣ１，ＰＷＣ２を生成し、その生成した信号ＰＷＣ１，ＰＷＣ２をそれぞれコンバータ１０，１２へ出力する。また、ＥＣＵ３０は、インバータ２０，２２をそれぞれ駆動するための信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２をそれぞれインバータ２０，２２へ出力する。
図２は、図１に示したコンバータ１０，１２の構成を示す回路図である。図２を参照して、コンバータ１０（１２）は、ｎｐｎ型トランジスタＱ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２と、リアクトルＬとを含む。ｎｐｎ型トランジスタＱ１，Ｑ２は、電源ラインＰＬ３と接地ラインＧＬとの間に直列に接続される。ダイオードＤ１，Ｄ２は、それぞれｎｐｎ型トランジスタＱ１，Ｑ２に逆並列に接続される。リアクトルＬの一方端は、ｎｐｎ型トランジスタＱ１，Ｑ２の接続ノードに接続され、その他方端は、電源ラインＰＬ１（ＰＬ２）に接続される。なお、上記のｎｐｎ型トランジスタとして、たとえばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）を用いることができる。
このコンバータ１０（１２）は、チョッパ回路から成る。そして、コンバータ１０（１２）は、ＥＣＵ３０（図示せず）からの信号ＰＷＣ１（ＰＷＣ２）に基づいて、電源ラインＰＬ１（ＰＬ２）の電圧をリアクトルＬを用いて昇圧し、その昇圧した電圧を電源ラインＰＬ３へ出力する。
具体的には、コンバータ１０（１２）は、ｎｐｎ型トランジスタＱ２のオン時に流れる電流をリアクトルＬに磁場エネルギーとして蓄積することによって電源ラインＰＬ１（ＰＬ２）の電圧を昇圧する。そして、コンバータ１０（１２）は、その昇圧した電圧をｎｐｎ型トランジスタＱ２がオフされたタイミングに同期してダイオードＤ１を介して電源ラインＰＬ３へ出力する。
図３は、図１に示したＥＣＵ３０の機能ブロック図である。図３を参照して、ＥＣＵ３０は、コンバータ制御部３２と、インバータ制御部３４，３６とを含む。
コンバータ制御部３２は、電圧センサ４２からの電圧ＶＬ１、電圧センサ４６からの電圧ＶＨ、および電流センサ５２からの電流Ｉ１に基づいて、コンバータ１０のｎｐｎ型トランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフするためのＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を生成し、その生成したＰＷＭ信号を信号ＰＷＣ１としてコンバータ１０へ出力する。
また、コンバータ制御部３２は、電圧センサ４４からの電圧ＶＬ２、電圧ＶＨ、および電流センサ５４からの電流Ｉ２に基づいて、コンバータ１２のｎｐｎ型トランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフするためのＰＷＭ信号を生成し、その生成したＰＷＭ信号を信号ＰＷＣ２としてコンバータ１２へ出力する。
インバータ制御部３４は、モータジェネレータＭＧ１のトルク指令ＴＲ１、モータ電流ＭＣＲＴ１およびロータ回転角θ１、ならびに電圧ＶＨに基づいて、インバータ２０に含まれるパワートランジスタをオン／オフするためのＰＷＭ信号を生成し、その生成したＰＷＭ信号を信号ＰＷＩ１としてインバータ２０へ出力する。
インバータ制御部３６は、モータジェネレータＭＧ２のトルク指令ＴＲ２、モータ電流ＭＣＲＴ２およびロータ回転角θ２、ならびに電圧ＶＨに基づいて、インバータ２２に含まれるパワートランジスタをオン／オフするためのＰＷＭ信号を生成し、その生成したＰＷＭ信号を信号ＰＷＩ２としてインバータ２２へ出力する。
なお、トルク指令ＴＲ１，ＴＲ２は、たとえば、アクセル開度やブレーキ踏込量、車両速度などに基づいて、図示されない外部ＥＣＵによって算出される。また、モータ電流ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２およびロータ回転角θ１，θ２の各々は、図示されないセンサによって検出される。
図４は、図３に示したコンバータ制御部３２の機能ブロック図である。図４を参照して、コンバータ制御部３２は、変調波生成部１０２，１０４と、キャリア発生部１０６と、位相反転部１０８と、コンパレータ１１０，１１２とを含む。
変調波生成部１０２は、電圧ＶＬ１，ＶＨおよび／または電流Ｉ１に基づいて、コンバータ１０に対応する変調波Ｍ１を生成する。変調波生成部１０４は、電圧ＶＬ２，ＶＨおよび／または電流Ｉ２に基づいて、コンバータ１２に対応する変調波Ｍ２を生成する。なお、変調波生成部１０２，１０４は、対応するコンバータの入力電流や出力電圧を目標値に制御するように変調波Ｍ１，Ｍ２を生成することができる。たとえば、変調波生成部１０２は、蓄電装置Ｂ１からコンバータ１０に供給される電流Ｉ１が所定の目標値に制御されるように電流Ｉ１に基づいて変調波を生成し、変調波生成部１０４は、電圧ＶＨが所定の目標値に制御されるように電圧ＶＬ２，ＶＨに基づいて変調波Ｍ２を生成することができる。
キャリア発生部１０６は、ＰＷＭ信号である信号ＰＷＣ１を生成するためのキャリア信号ＦＣ１を発生する。キャリア信号ＦＣ１は、三角波から成り、その周期は、コンバータ１０，１２のスイッチング損失を考慮して設定される。
位相反転部１０８は、キャリア発生部１０６からのキャリア信号ＦＣ１を受け、キャリア信号ＦＣ１に対して位相を１８０度シフトしたキャリア信号ＦＣ２を出力する。
コンパレータ１１０は、変調波生成部１０２からの変調波Ｍ１をキャリア発生部１０６からのキャリア信号ＦＣ１と比較し、その大小関係に応じて変化する信号ＰＷＣ１を生成する。コンパレータ１１２は、変調波生成部１０４からの変調波Ｍ２を位相反転部１０８からのキャリア信号ＦＣ２と比較し、その大小関係に応じて変化する信号ＰＷＣ２を生成する。
このコンバータ制御部３２においては、信号ＰＷＣ１は、キャリア信号ＦＣ１に基づいて生成され、信号ＰＷＣ２は、キャリア信号ＦＣ１に対して位相を１８０度シフトしたキャリア信号ＦＣ２に基づいて生成される。これにより、コンバータ１０の出力電流のリップルに対してコンバータ１２の出力電流のリップルの位相が１８０度ずれる。
図５は、コンバータ１０，１２の出力電流の波形図である。また、図６は、仮に同位相のキャリア信号を用いてコンバータ１０，１２を制御した場合のコンバータ１０，１２の出力電流の波形図である。なお、図６は、この発明の効果を示すために比較として示されるものである。
図５，図６を参照して、電流ＩＨ１，ＩＨ２は、それぞれコンバータ１０，１２の出力電流を示す。電流ＩＨＴは、電流ＩＨ１，ＩＨ２の合計値、すなわち、２台のコンバータ１０，１２からコンデンサＣへ供給されるトータル電流を示す。
図６に示されるように、同位相のキャリア信号を用いてコンバータ１０，１２を制御した場合、電流ＩＨ１のピークと電流ＩＨ２のピークとが重なり、トータル電流ＩＨＴのリップルは増大する。
一方、この実施の形態１においては、上述のように、互いに位相が１８０度シフトされたキャリア信号を用いてコンバータ１０，１２が制御されるので、図５に示されるように、電流ＩＨ１のピークと電流ＩＨ２のピークとが位相にして１８０度ずれており、その結果、トータル電流ＩＨＴのリップルは図６の場合に比べて抑制される。
なお、コンバータ１０，１２の昇圧比が低い場合、電流ＩＨ１，ＩＨ２が重なる部分が生じ得るけれども、この場合は、電流の絶対値が小さいものと想定されるので、問題にはならない。
なお、コンバータ１０，１２においては、ｎｐｎ型トランジスタＱ１，Ｑ２のスイッチング動作に応じてリアクトルＬが振動し、キャリア周波数に依存した電磁騒音が発生する。しかしながら、上述のように、互いに位相が１８０度シフトされたキャリア信号を用いてコンバータ１０，１２を制御すると、コンバータ１０，１２全体からの騒音を低減し得る。
図７は、コンバータ１０，１２からの電磁騒音が伝播する様子を模式的に示した図である。図７を参照して、コンバータ１０，１２からの音波Ｗ１，Ｗ２が車内の乗員１２０へ伝播する場合、コンバータ１０，１２間の距離は、コンバータ１０，１２と乗員１２０との距離に比べて近いので、乗員１２０に対してコンバータ１０，１２は１つの音源１２２とみなすことができる。
ここで、コンバータ１０，１２は、互いに位相が１８０度シフトされたキャリア信号を用いて制御されるので、音波Ｗ１，Ｗ２の位相差が１８０度となり、乗員１２０の位置において音波Ｗ１，Ｗ２は互いに打消し合う。したがって、コンバータ１０，１２全体からの騒音を低減し得る。
以上のように、この実施の形態１においては、キャリア信号ＦＣ１に対して位相を１８０度シフトしたキャリア信号ＦＣ２が生成され、キャリア信号ＦＣ１，ＦＣ２を用いてそれぞれ信号ＰＷＣ１，ＰＷＣ２が生成されるので、コンバータ１０の出力電流のリップルに対してコンバータ１２の出力電流のリップルの位相が１８０度ずれる。これにより、各コンバータ１０，１２の出力電流のリップルのピークがずらされ、コンバータ１０，１２からコンデンサＣに流れ込むトータル電流ＩＨＴのリップルのピークが抑制される。
したがって、この実施の形態１によれば、コンデンサＣの長寿命化を図ることができる。また、コンデンサＣに要求される容量（サイズ）を低減することができる。
さらに、コンバータ１０，１２から発生する音波Ｗ１，Ｗ２の位相も反転されるので、コンバータ１０，１２全体からの騒音を低減することができる。
［実施の形態２］
実施の形態１では、コンバータ１０用のキャリア信号ＦＣ１に対してコンバータ１２用のキャリア信号ＦＣ２の位相を１８０度シフトしたが、キャリア信号ＦＣ１，ＦＣ２の位相差は、必ずしも１８０度である必要はない。
図８は、実施の形態２におけるコンバータ制御部の機能ブロック図である。図８を参照して、このコンバータ制御部３２Ａは、図４に示した実施の形態１におけるコンバータ制御部３２の構成において、位相反転部１０８に代えて位相調整部１１４を含む
位相調整部１１４は、キャリア発生部１０６からのキャリア信号ＦＣ１と、コンパレータ１１０，１１２からそれぞれ出力される信号ＰＷＣ１，ＰＷＣ２とを受ける。そして、位相調整部１１４は、信号ＰＷＣ２の立上りタイミングが信号ＰＷＣ１の立下りタイミングに同期するようにキャリア信号ＦＣ１に対して位相調整されたキャリア信号ＦＣ２を出力する。
なお、コンバータ制御部３２Ａのその他の構成は、コンバータ制御部３２と同じである。
このコンバータ制御部３２Ａにおいては、信号ＰＷＣ２の立上りタイミングが信号ＰＷＣ１の立下りタイミングに同期するように、キャリア信号ＦＣ１に対してキャリア信号ＦＣ２の位相が調整される。これにより、コンバータ１０の出力電流のリップルに対してコンバータ１２の出力電流のリップルの位相がずれるとともに、コンバータ１０からのリップル電流とコンバータ１２からのリップル電流とが一部連続的になる。
図９は、実施の形態２におけるコンバータ１０，１２の出力電流の波形図である。図９を参照して、電流ＩＨ１，ＩＨ２は、それぞれコンバータ１０，１２の出力電流を示す。電流ＩＨＴは、電流ＩＨ１，ＩＨ２の合計値、すなわち、２台のコンバータ１０，１２からコンデンサＣへ供給されるトータル電流を示す。
上述のように、信号ＰＷＣ２の立上りタイミングを信号ＰＷＣ１の立下りタイミングに同期させることにより、電流ＩＨ２の立上りタイミングが電流ＩＨ１の立下りタイミングに同期する。したがって、電流ＩＨ１が流された後に連続して電流ＩＨ２が流され、その結果、トータル電流ＩＨＴのリップル周波数は、図５に示した実施の形態１の場合に比べて半減する。
なお、上記においては、信号ＰＷＣ２の立上りタイミングが信号ＰＷＣ１の立下りタイミングに同期するようにキャリア信号ＦＣ１，ＦＣ２の位相差を調整したが、信号ＰＷＣ１の立上りタイミングが信号ＰＷＣ２の立下りタイミングに同期するようにキャリア信号ＦＣ１，ＦＣ２の位相差を調整してもよい。
以上のように、この実施の形態２においては、信号ＰＷＣ１の立下りタイミングに信号ＰＷＣ２の立上りタイミングが同期するようにキャリア信号ＦＣ１，ＦＣ２の位相差が調整されるので、コンバータ１０からの電流ＩＨ１およびコンバータ１２からの電流ＩＨ２が一部連続化される。これにより、トータル電流ＩＨＴのリップル周波数は、実施の形態１に比べて半減する。
したがって、この実施の形態２によれば、コンバータ１０，１２によるコンデンサＣへのリップルの影響を実施の形態１に比べてさらに低減することができる。
なお、上記の実施の形態１，２においては、動力分割機構４を用いてエンジン２の動力がモータジェネレータＭＧ１と車輪６とに分配される、いわゆるシリーズ／パラレル型のハイブリッド車両について説明したが、エンジン２の動力をモータジェネレータＭＧ１による発電のみに用い、モータジェネレータＭＧ２のみを用いて車両の駆動力を発生する、いわゆるシリーズ型のハイブリッド車両にも、この発明は適用可能である。
また、この発明は、エンジン２を備えずに電力のみで走行する電気自動車や、電源として燃料電池をさらに備える燃料電池車にも適用可能である。
なお、上記において、コンバータ１０，１２は、それぞれこの発明における「第１のコンバータ」および「第２のコンバータ」に対応し、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２は、それぞれこの発明における「第１の蓄電装置」および「第２の蓄電装置」に対応する。また、ＥＣＵ３０は、この発明における「制御装置」に対応し、キャリア発生部１０６は、この発明における「搬送波発生部」に対応する。さらに、コンパレータ１１０，１１２は、それぞれこの発明における「第１の信号生成部」および「第２の信号生成部」に対応する。また、さらに、インバータ２０，２２は、この発明における「駆動装置」を形成し、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、この発明における「電動機」に対応する。
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
この発明による車両の一例として示されるハイブリッド車両の全体ブロック図である。 図１に示すコンバータの構成を示す回路図である。 図１に示すＥＣＵの機能ブロック図である。 図３に示すコンバータ制御部の機能ブロック図である。 コンバータの出力電流の波形図である。 仮に同位相のキャリア信号を用いてコンバータを制御した場合のコンバータの出力電流の波形図である。 コンバータからの電磁騒音が伝播する様子を模式的に示した図である。 実施の形態２におけるコンバータ制御部の機能ブロック図である。 実施の形態２におけるコンバータの出力電流の波形図である。
符号の説明
２ エンジン、４ 動力分割機構、６ 車輪、１０，１２ コンバータ、２０，２２ インバータ、３０ ＥＣＵ、３２，３２Ａ コンバータ制御部、３４，３６ インバータ制御部、４２，４４，４６ 電圧センサ、５２，５４ 電流センサ、１００ ハイブリッド車両、１０２，１０４ 変調波生成部、１０６ キャリア発生部、１０８ 位相反転部、１１０，１１２ コンパレータ、１１４ 位相調整部、Ｂ１，Ｂ２ 蓄電装置、Ｃ コンデンサ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、ＰＬ１〜ＰＬ３ 電源ライン、ＧＬ 接地ライン、Ｑ１，Ｑ２ ｎｐｎ型トランジスタ、Ｄ１，Ｄ２ ダイオード、Ｌ リアクトル。

Claims (7)

  1. 第１の蓄電装置からの電圧を変換してコンデンサへ出力する第１のコンバータと、
    前記第１のコンバータに並列に接続され、第２の蓄電装置からの電圧を変換して前記コンデンサへ出力する第２のコンバータと、
    同じ周波数を有し、かつ、位相が非同期化された第１および第２の搬送波を用いて第１および第２の駆動信号をそれぞれ生成し、その生成した第１および第２の駆動信号を前記第１および第２のコンバータへそれぞれ出力する制御装置とを備える電圧変換装置。
  2. 前記第２の搬送波の位相は、前記第１の搬送波の位相と略１８０度異なる、請求項１に記載の電圧変換装置。
  3. 前記制御装置は、
    前記第１の搬送波を発生する搬送波発生部と、
    前記第１のコンバータに対する第１の変調波と前記第１の搬送波とに基づいて前記第１の駆動信号を生成する第１の信号生成部と、
    前記第１の搬送波の位相を反転した前記第２の搬送波を生成する位相反転部と、
    前記第２のコンバータに対する第２の変調波と前記第２の搬送波とに基づいて前記第２の駆動信号を生成する第２の信号生成部とを含む、請求項２に記載の電圧変換装置。
  4. 前記第２の搬送波の位相は、前記第２の駆動信号の立上りタイミングが前記第１の駆動信号の立下りタイミングと同期するように調整される、請求項１に記載の電圧変換装置。
  5. 前記制御装置は、
    前記第１の搬送波を発生する搬送波発生部と、
    前記第１のコンバータに対する第１の変調波と前記第１の搬送波とに基づいて前記第１の駆動信号を生成する第１の信号生成部と、
    前記第１の駆動信号に基づいて、前記第２の駆動信号の立上りタイミングが前記第１の駆動信号の立下りタイミングと同期するように前記第１の搬送波に対して位相が調整された前記第２の搬送波を生成する位相調整部と、
    前記第２のコンバータに対する第２の変調波と前記第２の搬送波とに基づいて前記第２の駆動信号を生成する第２の信号生成部とを含む、請求項４に記載の電圧変換装置。
  6. 前記第１および第２のコンバータの各々は、チョッパ回路を含む、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電圧変換装置。
  7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電圧変換装置と、
    前記電圧変換装置に含まれるコンデンサから電圧を受ける駆動装置と、
    前記駆動装置によって駆動される電動機と、
    前記電動機の出力軸に連結される駆動輪とを備える車両。
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