JP2017093144A - 電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の昇圧コンバータ間の劣化の偏りを抑制する。
【解決手段】ＥＣＵは、昇圧コンバータＣＮＶ１がメインコンバータに設定されており（Ｓ１００にてＹＥＳ）、第１ストレス値Ｖａが第２ストレス値Ｖｂよりも大きい場合には（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、メインコンバータを昇圧コンバータＣＮＶ２に切り替えるステップ（Ｓ１０４）と、サブコンバータを昇圧コンバータＣＮＶ１に切り替えるステップと、昇圧コンバータＣＮＶ１がメインコンバータに設定されておらず（Ｓ１００にてＮＯ）、第２ストレス値Ｖｂが第１ストレス値Ｖａよりも大きい場合には（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、メインコンバータを昇圧コンバータＣＮＶ１に切り替えるステップ（Ｓ１１０）と、サブコンバータを昇圧コンバータＣＮＶ２に切り替えるステップ（Ｓ１１２）とを含む、制御処理を実行する。
【選択図】図６

Description

本発明は、電気負荷に並列接続され、かつ、単一の電源から電力供給を受ける複数の昇圧コンバータを備えた電源装置の制御に関する。

特開２０１１−１１４９１８号公報（特許文献１）には、電気負荷に並列接続され、かつ、単一の電源から電力供給を受ける複数の昇圧コンバータを備えた電源装置が開示される。

特開２０１１−１１４９１８号公報

たとえば、単一の電源から電力供給を受ける２つの昇圧コンバータを備える場合には、電気負荷に流れる電流が電気負荷側の限界値を超えないように目標電圧に昇圧する電圧制御を一方の昇圧コンバータを用いて実行するとともに、必要に応じて要求電力の一部を目標電力として電気負荷に電力を供給する電力制御を他方の昇圧コンバータを用いて実行することが考えられる。このようにすると、電圧制御によって電気負荷に対して大きな電力を供給可能としつつ、電力制御によって２つの昇圧コンバータの各々に電力負担を分散できるため、昇圧コンバータに流れる電流が限界値を超えることを抑制することができる。

しかしながら、このように動作させる場合において、電圧制御を実行する一方の昇圧コンバータは、目標電圧に昇圧する場合に常に作動するため、一方の昇圧コンバータの作動時に必要に応じて電力制御が実行される他方の昇圧コンバータと比較して、動作時間が長くなる場合がある。その結果、部品等へのストレスの蓄積が一方の昇圧コンバータに偏る場合がある。そのため、一方の昇圧コンバータが他方の昇圧コンバータよりも早期に劣化する場合がある。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、複数の昇圧コンバータ間の劣化の偏りを抑制する電源装置を提供することである。

この発明のある局面に係る電源装置は、電気負荷に電気的に接続される第１昇圧コンバータと、電気負荷に電気的に接続され、かつ、電気負荷に対して第１昇圧コンバータと並列に接続される第２昇圧コンバータと、第１昇圧コンバータおよび第２昇圧コンバータに共通して接続される蓄電装置と、電気負荷に印加される電圧が目標電圧になるように昇圧動作を行なう電圧制御を第１昇圧コンバータを用いて実行するとともに、少なくとも電気負荷に要求される要求電力を、電圧制御を実行する昇圧コンバータ単体から電気負荷に供給できない場合に、要求電力の一部を目標電力として電気負荷に電力を供給する電力制御を第２昇圧コンバータを用いて実行する制御装置とを備える。制御装置は、第１昇圧コンバータに含まれる部品に蓄積された、第１昇圧コンバータの昇圧動作によって生じるストレスを定量的に示した第１ストレス値と、第２昇圧コンバータに含まれる部品に蓄積された、第２昇圧コンバータの昇圧動作によって生じるストレスを定量的に示した第２ストレス値とを算出する。制御装置は、第１ストレス値が第２ストレス値よりも大きい場合には、電圧制御を第２昇圧コンバータを用いて実行するとともに、電力制御を第１昇圧コンバータを用いて実行する。

このようにすると、ストレス値が小さい方の昇圧コンバータが電圧制御に用いられるため、ストレスの蓄積を第１昇圧コンバータと第２昇圧コンバータとに分散させることができる。その結果、一方の昇圧コンバータが他方の昇圧コンバータよりも早期に劣化することを抑制することができる。

さらに好ましくは、電源装置は、車両に搭載される。第１ストレス値および第２ストレス値の各々は、昇圧動作中のスイッチング素子の温度が急変した回数と、昇圧動作の継続時間と、電圧制御に用いられた状態での車両の走行距離と、電圧制御に用いられた状態での車両の起動回数とのうちの少なくとも一つによって算出される。

このようにすると、第１ストレス値および第２ストレス値とをそれぞれ適切に算出することができる。

さらに好ましくは、制御装置は、第１ストレス値が第２ストレス値よりも大きい場合でも、第１ストレス値と第２ストレス値との差の大きさがしきい値よりも小さいときには、第１昇圧コンバータを用いた電圧制御から第２昇圧コンバータを用いた電圧制御に切り替えない。

このようにすると、電圧制御を実行する昇圧コンバータと電力制御を実行する昇圧コンバータとが頻繁に切り替わることを抑制することができる。

この発明によると、ストレス値が小さい方の昇圧コンバータが電圧制御に用いられるため、ストレスの蓄積を第１昇圧コンバータと第２昇圧コンバータとに分散させることができる。その結果、一方の昇圧コンバータが他方の昇圧コンバータよりも早期に劣化することを抑制することができる。したがって、複数の昇圧コンバータ間の劣化の偏りを抑制する電源装置を提供することができる。

第１の実施の形態に係る電源装置を搭載したハイブリッド車両の全体構成図である。 ２つの昇圧コンバータにおいて実行される電圧制御と電力制御を説明するための図である。 ストレス値に基づいて昇圧コンバータを切り替える制御処理に関する、ＥＣＵ２００の機能ブロック図である。 ストレス値の算出方法を説明するための図である。 第１ストレス値Ｖａを算出する制御処理の一例を示すフローチャートである。 第１の実施の形態における、ストレス値に基づいて昇圧コンバータを切り替える制御処理の一例を示すフローチャートである。 第１の実施の形態におけるＥＣＵの動作を説明するためのタイミングチャートである。 第２の実施の形態における、ストレス値に基づいて昇圧コンバータを切り替える制御処理の一例を示すフローチャートである。 第２の実施の形態におけるＥＣＵの動作を説明するためのタイミングチャートである。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下図中の同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則的に繰り返さないものとする。

＜第１の実施の形態＞
図１は、第１の実施の形態に係る電源装置２を搭載したハイブリッド車両１（以下、単に車両１と記載する）の全体構成図である。車両１は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、昇圧コンバータＣＮＶ１，ＣＮＶ２と、システムメインリレーＳＭＲと、インバータ２０と、エンジン３０と、動力分割装置４０と、駆動輪５０と、バッテリ７０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２００とを備える。本実施の形態に係る電源装置２は、昇圧コンバータＣＮＶ１，ＣＮＶ２と、バッテリ７０と、ＥＣＵ２００とを含む。

モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２およびエンジン３０は、動力分割装置４０に連結される。車両１は、エンジン３０およびモータジェネレータＭＧ２の少なくとも一方からの駆動力によって走行する。

エンジンは、たとえば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関である。エンジン３０が発生する動力は、動力分割装置４０によって、駆動輪５０へ伝達される経路と、モータジェネレータＭＧ１へ伝達される経路とに分割される。

モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各々は、交流回転電機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える三相交流回転電機から成る。動力分割装置４０によって分割されたエンジン３０の動力を用いてモータジェネレータＭＧ１による発電が行なわれる。モータジェネレータＭＧ１によって発電された交流電力はインバータ２０において直流電力に変換されて昇圧コンバータＣＮＶ１または昇圧コンバータＣＮＶ２を経由してバッテリ７０へ供給される。

モータジェネレータＭＧ２は、バッテリ７０から供給される電力およびモータジェネレータＭＧ１により発電された電力の少なくとも一方を用いて駆動力を発生する。そして、モータジェネレータＭＧ２の駆動力は、駆動輪５０に伝達される。なお、車両の制動時等には、駆動輪５０によりモータジェネレータＭＧ２が駆動され、モータジェネレータＭＧ２が発電機として作動する。これにより、モータジェネレータＭＧ２は、制動エネルギを電力に変換する回生ブレーキとして作動する。モータジェネレータＭＧ２により発電された交流電力は、インバータ２０において直流電力に変換されて昇圧コンバータＣＮＶ１または昇圧コンバータＣＮＶ２を経由してバッテリ７０へ供給される。

動力分割装置４０は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを有する遊星歯車機構を含む。ピニオンギヤは、サンギヤおよびリングギヤの各々と噛み合う。キャリアは、ピニオンギヤを自転可能に支持するとともに、エンジン３０のクランクシャフトに連結される。サンギヤは、モータジェネレータＭＧ１の回転軸に連結される。リングギヤはモータジェネレータＭＧ２の回転軸および駆動輪５０に接続される出力軸に連結される。

バッテリ７０は、たとえば、ニッケル水素電池あるいはリチウムイオン電池等の二次電池で構成される直流電源である。バッテリ７０は、たとえば、複数の電池セルが直列に接続された電池セル群が２つ並列に接続されて構成される。バッテリ７０は、システムメインリレーＳＭＲを介して昇圧コンバータＣＮＶ１，ＣＮＶ２の各々に接続される。

システムメインリレーＳＭＲは、リレーＳＭＲＢと、リレーＳＭＲＰと、リレーＳＭＲＧとを含む。リレーＳＭＲＢ、リレーＳＭＲＰ、および、リレーＳＭＲＧの各々の開閉は、ＥＣＵ２００からの信号に基づいて制御される。

リレーＳＭＲＢは、正極線ＰＬ１とバッテリ７０の正極との間の経路の接続および非接続を切り替える。リレーＳＭＲＰは、プリチャージ用の抵抗体を経由した、負極線ＮＬとバッテリ７０の負極との間の経路の接続および非接続を切り替える。リレーＳＭＲＧは、プリチャージ用の抵抗体を経由しない、負極線ＮＬとバッテリ７０の負極との間の経路の接続および非接続を切り替える。

リレーＳＭＲＢと、リレーＳＭＲＧとが閉じられると、バッテリ７０がインバータ２０に電気的に接続された状態となる。

バッテリ７０とシステムメインリレーＳＭＲとの間には、電圧センサ７２と、電流センサ７４とが設けられる。電圧センサ７２は、バッテリ７０の端子間電圧ＶＢを検出する。電流センサ７４は、バッテリ７０に流れる電流ＩＢを検出する。これらの各センサは、検出結果をＥＣＵ２００へ出力する。

コンデンサＣ１は、バッテリ７０に並列に接続されている。バッテリ７０の電圧ＶＢは、コンデンサＣ１によって平滑化されて昇圧コンバータＣＮＶ１，ＣＮＶ２に供給される。

電圧センサ３６は、コンデンサＣ１の両端の電圧、すなわち、正極線ＰＬ１と負極線ＮＬとの間の電圧ＶＬを検出し、その検出結果を示す信号をＥＣＵ２００に出力する。

昇圧コンバータＣＮＶ１，ＣＮＶ２の各々は、ＥＣＵ２００からの信号に基づいて正極線ＰＬ１および負極線ＮＬの間の電圧を昇圧する。インバータ２０は、ＥＣＵ２００からの信号に基づいて昇圧コンバータＣＮＶ１，ＣＮＶ２によって昇圧された直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各々へ出力する。

昇圧コンバータＣＮＶ１は、リアクトルＬ１と、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２および後述するスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の各々は、たとえばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）素子である。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、昇圧コンバータＣＮＶ１とインバータ２０とを結ぶ電力線ＰＬ２と電力線ＮＬとの間に互いに直列に接続されている。ダイオードＤ１，Ｄ２は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のコレクタ−エミッタ間に逆並列にそれぞれ接続されている。リアクトルＬ１の一方端は、バッテリ７０の高電位側である正極線ＰＬ１に接続されている。リアクトルＬ１の他方端は、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２との中間点（スイッチング素子Ｑ１のエミッタとスイッチング素子Ｑ２のコレクタとの接続点）に接続されている。

昇圧コンバータＣＮＶ１は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の各々をスイッチング動作させるためのＰＷＭ（Pulse Width Modulation)方式の制御信号ＰＷＭＣ１に応じて、バッテリ７０の電圧ＶＢを昇圧し、昇圧された電圧を正極線ＰＬ２および負極線ＮＬに供給する。また、昇圧コンバータＣＮＶ１は、制御信号ＰＷＭＣ１に応じて、インバータ２０から供給された正極線ＰＬ２および負極線ＮＬの直流電圧を降圧してバッテリ７０を充電する場合がある。

昇圧コンバータＣＮＶ２は、リアクトルＬ２と、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４と、ダイオードＤ３，Ｄ４とを含む。スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４は、電力線ＰＬ２から分岐した電力線ＰＬ３と電力線ＮＬから分岐した電力線ＮＬ１との間に互いに直列に接続されている。ダイオードＤ３，Ｄ４は、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４のコレクタ−エミッタ間に逆並列にそれぞれ接続されている。リアクトルＬ２の一方端は、正極線ＰＬ１に接続されている。リアクトルＬ２の他方端は、スイッチング素子Ｑ３とスイッチング素子Ｑ４との中間点（スイッチング素子Ｑ３のエミッタとスイッチング素子Ｑ４のコレクタとの接続点）に接続されている。

昇圧コンバータＣＮＶ２は、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の各々をスイッチング動作させるためのＰＷＭ方式の制御信号ＰＷＭＣ２に応じて、バッテリ７０の電圧ＶＢを昇圧し、昇圧された電圧を正極線ＰＬ３および負極線ＮＬ１に供給する。また、昇圧コンバータＣＮＶ２は、制御信号ＰＷＭＣ２に応じて、インバータ２０から供給された正極線ＰＬ３および負極線ＮＬ１の直流電圧を降圧してバッテリ７０を充電する場合がある。本実施の形態において、昇圧コンバータＣＮＶ１，ＣＮＶ２は、容量が同じ昇圧コンバータであるものとする。

電流センサ７５は、リアクトルＬ１に流れる電流ＩＬ１を検出し、その検出結果を示す信号をＥＣＵ２００に出力する。電流センサ７６は、リアクトルＬ２に流れる電流ＩＬ２を検出し、その検出結果を示す信号をＥＣＵ２００に出力する。

コンデンサＣ２は、昇圧コンバータＣＮＶ１，ＣＮＶ２の各々に並列に接続されている。昇圧コンバータＣＮＶ１または昇圧コンバータＣＮＶ２から供給された直流電圧は、コンデンサＣ２によって平滑化されてインバータ２０に供給される。

電圧センサ２４は、コンデンサＣ２の両端の電圧、すなわち正極線ＰＬ２と負極線ＮＬと間の電圧ＶＨを検出し、その検出結果を示す信号をＥＣＵ２００に出力する。

インバータ２０は、昇圧コンバータＣＮＶ１，ＣＮＶ２から電圧ＶＨが供給されると、制御信号ＰＷＭＩに基づいて直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を動作させる。これにより、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、それぞれのトルク指令値により指定されたトルクを発生するように動作される。インバータ２０は、制御信号ＰＷＭＩによってスイッチング動作する複数のスイッチング素子（図示せず）により構成される。

水温センサ７８は、昇圧コンバータＣＮＶ１，ＣＮＶ２を冷却する冷却装置（図示せず）に設けられる。なお、冷却装置は、昇圧コンバータＣＮＶ１，ＣＮＶ２に加えてインバータ２０、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のうちの少なくともいずれかを冷却するものであってもよい。冷却装置は、ラジエータと、ウォータポンプと、冷却通路とを含む。冷却通路内には冷却水が流通している。ウォータポンプの作動によって冷却通路内の冷却水がラジエータを経由して循環する。そのため、冷却水は、ラジエータを通過するときに放熱される。水温センサ７８は、冷却通路内を流通する冷却水の温度（以下、冷却水温度記載する）Ｔｗを検出し、その検出結果を示す信号をＥＣＵ２００に出力する。

ＥＣＵ２００は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリを含む。ＥＣＵ２００は、メモリに記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、所定の演算処理を実行するように構成される。

以上のような構成を有する車両１において、ＥＣＵ２００は、車両１の運転中に昇圧の要求がない場合には、昇圧コンバータＣＮＶ１，ＣＮＶ２の両方を昇圧停止状態にする。ＥＣＵ２００は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ３をオン状態にし、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ４をオフ状態にする。このように、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４においてスイッチング動作が行なわれないことによって昇圧コンバータＣＮＶ１，ＣＮＶ２の両方が昇圧停止状態にされる。

なお、ＥＣＵ２００は、たとえば、車両１に要求される要求電力Ｐｅに基づいて昇圧の要求があるか否かを判定する。ＥＣＵ２００は、アクセルペダルの踏み込み量や車速等に基づいて車両１に要求される要求電力Ｐｅを算出する。ＥＣＵ２００は、算出された要求電力Ｐｅを電圧ＶＬで除算することにより昇圧動作が行なわれない場合にインバータ２０に流れる電流（Ｐｅ／ＶＬ）の大きさを推定し、推定された電流がインバータ２０の電流限界値よりも大きいか否かを判定する。ＥＣＵ２００は、推定された電流がインバータ２０の電流限界値よりも大きい場合に昇圧の要求があると判定する。インバータ２０の電流限界値は、たとえば、予め定められた値であって、実験的あるいは設計的に適合される。

ＥＣＵ２００は、車両１の運転中に昇圧の要求があると判定される場合には、電圧ＶＨが要求電力Ｐｅに基づいて設定される目標電圧ＶＨｔになるように昇圧コンバータＣＮＶ１，ＣＮＶ２のうちのいずれか一方の昇圧コンバータを制御する。以下このような制御を電圧制御と記載する。また、電圧制御を実行する一方の昇圧コンバータをメインコンバータと記載し、電圧制御を実行しない他方の昇圧コンバータをサブコンバータと記載する。ＥＣＵ２００は、必要に応じてサブコンバータを動作させる。ＥＣＵ２００は、メインコンバータ単体で要求電力Ｐｅをインバータ２０に供給できない場合には、サブコンバータを動作させる。

ＥＣＵ２００は、たとえば、要求電力Ｐｅがメインコンバータ単体からインバータ２０に供給可能な電力を超える場合や、要求電力Ｐｅが電気負荷に供給される場合のメインコンバータに流れる電流の推定値が限界値を超える場合に、メインコンバータ単体から要求電力Ｐｅをインバータ２０に供給できないと判断する。

この場合、ＥＣＵ２００は、要求電力Ｐｅの一部を目標電力としてインバータ２０に電力を供給する電力制御をサブコンバータを用いて実行する。

具体的には、ＥＣＵ２００は、要求電力Ｐｅのうちの予め定められた比（以下、分配比）Ｋで示される割合の電力（＝Ｋ×Ｐｅ）がサブコンバータからインバータ２０に供給されるようにサブコンバータを制御する。このようにメインコンバータおよびサブコンバータを制御することにより、電圧制御によってインバータ２０に対して大きな電力を供給可能としつつ、電力制御によって２つの昇圧コンバータの各々に電力負担を分散できるため、昇圧コンバータに流れる電流が限界値を超えることを抑制することができる。

ＥＣＵ２００は、たとえば、以下のような制御モードを設定してメインコンバータとサブコンバータとを制御する。

すなわち、ＥＣＵ２００は、車両１の運転中に昇圧の要求があると判定される場合には、要求電力Ｐｅに基づいて、メインコンバータを単独で動作させるシングル昇圧モードと、メインコンバータとサブコンバータとを動作させるダブル昇圧モードとのうちのいずれか一方の制御モードを選択する。

ＥＣＵ２００は、たとえば、メインコンバータ単体から要求電力Ｐｅをインバータ２０に供給することが可能な場合には、シングル昇圧モードを選択する。また、ＥＣＵ２００は、たとえば、メインコンバータ単体からインバータ２０に要求電力Ｐｅが供給されるとしたときにメインコンバータに流れる電流の推定値が電流限界値を超える場合には、ダブル昇圧モードを選択する。なお、ＥＣＵ２００は、シングル昇圧モードが選択可能な場合でも損失等に基づいてダブル昇圧モードを選択してもよい。

ＥＣＵ２００は、シングル昇圧モードの選択時には、メインコンバータに対して電圧制御を実行する。このとき、ＥＣＵ２００は、他方の昇圧コンバータに対してリアクトル電流がゼロになるように制御する。すなわち、ＥＣＵ２００は、他方の昇圧コンバータのスイッチング素子をいずれもオフ状態にする。

一方、ＥＣＵ２００は、ダブル昇圧モードの選択時にも、メインコンバータにおいて電圧制御を実行する。このとき、ＥＣＵ２００は、要求電力Ｐｅのうちの分配比Ｋに基づく電力がサブコンバータからインバータ２０に供給されるようにサブコンバータを制御する。

分配比Ｋは、要求電力Ｐｅに対するサブコンバータを経由してインバータ２０に供給される電力の比を示し、０よりも大きく、かつ、１よりも小さい値である。分配比Ｋは、たとえば、メインコンバータおよびサブコンバータの回路抵抗の比から算出される。たとえば、メインコンバータの回路抵抗値をＲ１とし、サブコンバータの回路抵抗値をＲ２とする場合、分配比Ｋは、Ｋ＝Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２）の式によって算出される。

ダブル昇圧モードにおいては、車両１に要求される要求電力Ｐｅに対してサブコンバータにおける電力がＫ×Ｐｅとなるようにサブコンバータが制御される。より具体的には、電流ＩＬ２と電圧ＶＬとを乗算した値が分配電力Ｋ×Ｐｅとなるようにサブコンバータの動作が制御される。このようにすると、要求電力Ｐｅのとおりの電力がインバータ２０に供給される場合に、メインコンバータからインバータ２０に（１−Ｋ）×Ｐｅの電力が供給され、サブコンバータからインバータ２０にＫ×Ｐｅの電力が供給されることとなる。なお、本実施の形態において、昇圧コンバータＣＮＶ１，ＣＮＶ２は、容量が同じ昇圧コンバータであり、分配比は、たとえば、０．５とする。

図２は、２つの昇圧コンバータにおいて実行される電圧制御と電力制御を説明するための図である。なお、図２および後述する図３に記載された機能ブロックについては、ＥＣＵ２００によるソフトウェア処理によってその機能が実現されるものとして説明するが、たとえば、ハードウェア処理によって当該機能が実現されてもよい。

ダブル昇圧モードでは、電圧制御により出力電圧ＶＨが目標電圧ＶＨｔとの電圧偏差ΔＶを補償するように制御されるとともに、電力制御によりサブコンバータの出力電力がＫ×Ｐｅとなるように制御される。なお、本実施の形態において、電力制御は、サブコンバータのリアクトル電流ＩＬがＫ×Ｐｅ／ＶＬとなるようにサブコンバータが制御されることによって実現される。

図２を参照して、ＥＣＵ２００は、メインコンバータの出力を制御するための第１コントローラ２１０と、サブコンバータの出力を制御するための第２コントローラ２２０と、ＰＷＭ制御部２３０と、キャリア波発生部２４０と、第１減算部２５２と、第２減算部２５４とを含む。

第１減算部２５２は、出力電圧ＶＨと目標電圧ＶＨｔとの電圧偏差ΔＶ（ΔＶ＝ＶＨ−ＶＨｔ）を演算する。第１コントローラ２１０は、電圧偏差ΔＶを補償するためのフィードバック制御（たとえば、ＰＩ制御）によって、メインコンバータの出力デューティー比ＤＴ１（以下、単にデューティー比ＤＴ１と記載する。）を演算する。

第２減算部２５４は、サブコンバータのリアクトル電流ＩＬと目標値Ｋ×Ｐｅ／ＶＬとの電流偏差ΔＩ（ΔＩ＝ＩＬ−Ｋ×Ｐｅ／ＶＬ）を演算する。第２コントローラ２２０は、電流偏差ΔＩを補償するためのフィードバック制御（たとえば、ＰＩ制御）によって、サブコンバータの出力デューティー比ＤＴ２（以下、単にデューティー比ＤＴ２と記載する）を演算する。

キャリア波発生部２４０は、メインコンバータの制御に用いるキャリア波ＣＷ１および、サブコンバータの制御に用いるキャリア波ＣＷ２を発生する。

ＰＷＭ制御部２３０は、デューティー比ＤＴ１およびキャリア波ＣＷ１に基づくＰＷＭ制御と、デューティー比ＤＴ２およびキャリア波ＣＷ２に基づくＰＷＭ制御とにより、制御信号ＰＷＭＣ１，ＰＷＭＣ２を生成する。

ＰＷＭ制御部２３０は、たとえば、昇圧コンバータＣＮＶ１がメインコンバータの場合、デューティー比ＤＴ１およびキャリア波ＣＷ１に基づくＰＷＭ制御により制御信号ＰＷＭＣ１を生成するとともに、デューティー比ＤＴ２およびキャリア波ＣＷ２に基づくＰＷＭ制御により制御信号ＰＷＭＣ２を生成する。

一方、ＰＷＭ制御部２３０は、たとえば、昇圧コンバータＣＮＶ２がメインコンバータの場合、デューティー比ＤＴ１およびキャリア波ＣＷ１に基づくＰＷＭ制御により制御信号ＰＷＭＣ２を生成するとともに、デューティー比ＤＴ２およびキャリア波ＣＷ２に基づくＰＷＭ制御により制御信号ＰＷＭＣ１を生成する。

以上のような動作をさせる場合において、たとえば、メインコンバータを昇圧コンバータＣＮＶ１，ＣＮＶ２のいずれか一方に固定する場合を想定する。このとき、電圧制御を実行するメインコンバータは、シングル昇圧モード時およびダブル昇圧モード時のいずれのモードが選択されている場合でも、目標電圧に昇圧するときに常に作動することとなる。そのため、ダブル昇圧モードの選択時に必要に応じて作動するサブコンバータと比較して、メインコンバータの動作時間が長くなる場合がある。そのため、部品（たとえば、スイッチング素子）等へのストレスの蓄積がメインコンバータに偏ってしまい、その結果、メインコンバータがサブコンバータよりも早期に劣化する場合がある。

そこで、本実施の形態においては、ＥＣＵ２００は、以下のような動作を行なうものとする。

すなわち、ＥＣＵ２００は、昇圧コンバータＣＮＶ１に含まれる部品に蓄積された、昇圧コンバータＣＮＶ１の昇圧動作によって生じるストレスを定量的に示した第１ストレス値Ｖａと、昇圧コンバータＣＮＶ２に含まれる部品に蓄積された、昇圧コンバータＣＮＶ２の昇圧動作によって生じるストレスを定量的に示した第２ストレス値Ｖｂとを算出する。

ＥＣＵ２００は、第１ストレス値Ｖａが第２ストレス値Ｖｂよりも小さい場合には、上述の電圧制御を昇圧コンバータＣＮＶ１を用いて実行するとともに（すなわち、昇圧コンバータＣＮＶ１をメインコンバータとして設定するとともに）、上述の電力制御を昇圧コンバータＣＮＶ２を用いて実行する（すなわち、昇圧コンバータＣＮＶ２をサブコンバータとして設定する）。

一方、ＥＣＵ２００は、第２ストレス値Ｖｂが第１ストレス値Ｖａよりも小さい場合には、上述の電圧制御を昇圧コンバータＣＮＶ２を用いて実行するとともに（すなわち、昇圧コンバータＣＮＶ２をメインコンバータとして設定するとともに）、上述の電力制御を昇圧コンバータＣＮＶ１を用いて実行する（すなわち、昇圧コンバータＣＮＶ１をサブコンバータとして設定する）。

このようにすると、ストレス値が小さい方の昇圧コンバータが電圧制御に用いられるため、ストレスの蓄積を昇圧コンバータＣＮＶ１と昇圧コンバータＣＮＶ２とに均等に分散させることができる。その結果、一方の昇圧コンバータが他方の昇圧コンバータよりも早期に劣化することを抑制することができる。

図３は、ストレス値に基づいて昇圧コンバータを切り替える制御処理に関する、ＥＣＵ２００の機能ブロック図である。

図３に示すように、ＥＣＵ２００は、算出部２０２と、判定部２０４と、切替部２０６とを含む。

算出部２０２は、第１ストレス値Ｖａおよび第２ストレス値Ｖｂを算出する。算出部２０２は、たとえば、昇圧コンバータＣＮＶ１の素子温度Ｔｓと冷却水温Ｔｗとの温度差Ｔｓ−Ｔｗが温度急変状態になる回数の積算値を第１ストレス値Ｖａとして算出する。温度急変状態とは、温度差Ｔｓ−Ｔｗがしきい値Ａよりも大きい状態になった後に、温度差Ｔｓ−Ｔｗがしきい値Ａ以下になってから予め定められた時間が経過するまでの間に温度差Ｔｓ−Ｔｗがしきい値Ｂよりも小さい状態をいう。第１ストレス値Ｖａは、たとえば、車両１が製造されてからの通算の値とする。素子温度Ｔｓは、温度センサを用いて検出してもよいし、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の作動時間、電流の大きさ等に基づいて推定されてもよい。なお、第２ストレス値Ｖｂの算出方法は、第１ストレス値Ｖａの算出方法と同様である。ストレス値の算出方法のより詳細な説明については、後述する。

判定部２０４は、昇圧コンバータＣＮＶ１が電圧制御が実行される昇圧コンバータ（メインコンバータ）に設定されているか否かを判定する。すなわち、判定部２０４は、昇圧コンバータＣＮＶ１がメインコンバータに設定されているか、あるいは、昇圧コンバータＣＮＶ２がメインコンバータに設定されているかを判定する。

判定部２０４は、昇圧コンバータＣＮＶ１がメインコンバータに設定されていると判定される場合には、第１ストレス値Ｖａが第２ストレス値Ｖｂよりも大きいか否かを判定する。

一方、判定部２０４は、昇圧コンバータＣＮＶ１がメインコンバータに設定されていないと判定される場合には、第２ストレス値Ｖｂが第１ストレス値Ｖａよりも大きいか否かを判定する。

切替部２０６は、判定部２０４によって昇圧コンバータＣＮＶ１が現在のメインコンバータに設定されており、かつ、第１ストレス値Ｖａが第２ストレス値Ｖｂよりも大きいと判定される場合、メインコンバータを昇圧コンバータＣＮＶ１から昇圧コンバータＣＮＶ２に切り替える。この場合、切替部２０６は、さらに、電力制御が実行される昇圧コンバータ（サブコンバータ）を昇圧コンバータＣＮＶ２から昇圧コンバータＣＮＶ１に切り替える。

本実施の形態において、切替部２０６は、たとえば、電圧ＶＨが目標電圧ＶＨｔに到達した後、あるいは、回生ブレーキが行なわれた後などの、昇圧動作の再開時に電圧制御に用いられる昇圧コンバータと電力制御に用いられる昇圧コンバータとを切り替える。

一方、切替部２０６は、昇圧コンバータＣＮＶ１が現在のメインコンバータに設定されておらず、かつ、第２ストレス値Ｖｂが第１ストレス値Ｖａよりも大きいと判定される場合、メインコンバータを昇圧コンバータＣＮＶ２から昇圧コンバータＣＮＶ１に切り替える。この場合、切替部２０６は、さらに、サブコンバータを昇圧コンバータＣＮＶ１から昇圧コンバータＣＮＶ２に切り替える。

なお、切替部２０６は、昇圧コンバータＣＮＶ１がメインコンバータに設定されており、かつ、第１ストレス値Ｖａが第２ストレス値Ｖｂ以下である場合、または、昇圧コンバータＣＮＶ２がメインコンバータに設定されており、かつ、第２ストレス値Ｖｂが第１ストレス値Ｖａ以下である場合には、メインコンバータとサブコンバータとを維持し、切り替えを行なわない。

以下、上述したストレス値の算出方法について図４および図５を用いて詳細に説明する。なお、図４および図５を用いて第１ストレス値Ｖａの算出方法の一例を示すが、第２ストレス値Ｖｂの算出方法も同様である。そのため、その詳細な説明は繰り返さない。

図４に、車両１の運転中における素子温度Ｔｓおよび冷却水温Ｔｗの変化を示す。図４の縦軸は、素子温度Ｔｓまたは冷却水温Ｔｗを示し、図４の横軸は、時間を示す。図４の実線に示すグラフは、昇圧コンバータＣＮＶ１のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の素子温度Ｔｓの変化を示す。また、図４の破線に示すグラフは、冷却水温Ｔｗの変化を示す。

上述したとおり、昇圧コンバータＣＮＶ１の素子温度Ｔｓと冷却水温Ｔｗとの温度差Ｔｓ−Ｔｗが温度急変状態となる回数の積算値を第１ストレス値Ｖａとして算出する。

車両１に加速が要求される等によって要求電力Ｐｅが増加することによって昇圧時の目標電圧が増加する場合には、昇圧コンバータＣＮＶ１のスイッチング素子に流れる電流が増加し、その結果、素子温度Ｔｓが上昇する。

時間Ｔ（０）にて、温度差Ｔｓ−Ｔｗがしきい値Ａよりも大きいと判定される。その後、車両１の加速が要求されない等によって要求電力Ｐｅが減少して、昇圧時の目標電圧が減少する場合には、昇圧コンバータＣＮＶ１のスイッチング素子に流れる電流が減少し、その結果、素子温度Ｔｓが低下していく。

時間Ｔ（１）にて、温度差Ｔｓ−Ｔｗがしきい値Ａ以下になってから予め定められた時間以内の時間Ｔ（２）にて、温度差Ｔｓ−Ｔｗがしきい値Ｂよりも小さいと判定される場合に、温度急変状態になったとして、第１ストレス値Ｖａに「１」が加算される。

同様に、その後の要求電力の増減に対する昇圧コンバータＣＮＶ１の動作によって素子温度Ｔｓが再度変動し、時間Ｔ（３）にて、温度差Ｔｓ−Ｔｗがしきい値Ａよりも大きくなり、時間Ｔ（４）にて、温度差Ｔｓ−Ｔｗがしきい値Ａ以下になってから予め定められた時間以内の時間Ｔ（５）にて、温度差Ｔｓ−Ｔｗがしきい値Ｂよりも小さくなるように変化すると、再度温度急変状態になったとして、第１ストレス値Ｖａに「１」がさらに加算される。

なお、時間Ｔ（６）にて、温度差Ｔｓ−Ｔｗがしきい値Ａよりも大きくなり、時間Ｔ（７）にて、温度差Ｔｓ−Ｔｗがしきい値Ａ以下になってから予め定められた時間が経過した時間Ｔ（８）になるまでに温度差Ｔｓ−Ｔｗがしきい値Ｂよりも小さくならない場合には、第１ストレス値Ｖａへの加算は行なわれない。

図５は、第１ストレス値Ｖａを算出する制御処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは所定周期で繰り返し実行される。

ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１０にて、ＥＣＵ２００は、昇圧コンバータＣＮＶ１の素子温度Ｔｓと冷却水温度Ｔｗとの温度差Ｔｓ−Ｔｗがしきい値Ａよりも大きいか否かを判定する。この処理により、素子温度Ｔｓと冷却水温度Ｔｗとの温度差が拡大したか否かが判定される。温度差Ｔｓ−Ｔｗがしきい値Ａよりも大きいと判定される場合（Ｓ１０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ２００は処理をＳ１２に移す。

Ｓ１１にて、ＥＣＵ２００は、時間計測を開始する。Ｓ１２にて、ＥＣＵ２００は、素子温度Ｔｓと冷却水温度Ｔｗとの温度差Ｔｓ−Ｔｗがしきい値Ｂよりも小さいか否かを判定する。この処理により、素子温度Ｔｓと冷却水温度Ｔｗとの温度差が縮小したか否かが判定される。温度差Ｔｓ−Ｔｗがしきい値Ｂよりも小さいと判定される場合（Ｓ１２にてＹＥＳ）、ＥＣＵ２００は処理をＳ１４に移す。Ｓ１４にて、ＥＣＵ２００は、第１ストレス値Ｖａに「１」を加算する。

温度差Ｔｓ−Ｔｗがしきい値Ａよりも大きいか否かが判定されるときに（Ｓ１０）、温度差Ｔｓ−Ｔｗがしきい値Ａ以下であると判定される場合（Ｓ１０にてＮＯ）は、処理はＳ１０に戻される。

また、温度差Ｔｓ−Ｔｗがしきい値Ｂよりも小さいか否かが判定されるときに（Ｓ１２）、温度差Ｔｓ−Ｔｗがしきい値Ｂ以上であると判定される場合（Ｓ１２にてＮＯ）、Ｓ１６にて、ＥＣＵ２００は、Ｓ１１において時間計測が開始されてから予め定められた時間が経過したか否かを判定する。

予め定められた時間は、温度変化が緩やかであり、温度急変状態でないと判定するための時間であって、予め実験等によって適合される。予め定められた時間が経過したと判定される場合（Ｓ１６にてＹＥＳ）、この処理は終了する。もしそうでない場合（Ｓ１６にてＮＯ）、処理はＳ１８に移される。

Ｓ１８にて、ＥＣＵ２００は、温度差Ｔｓ−Ｔｗがしきい値Ａよりも大きいか否かを判定する。ＥＣＵ２００は、温度差Ｔｓ−Ｔｗがしきい値Ａよりも大きい場合には（Ｓ１８にてＹＥＳ）、再度時間計測を開始するために、処理をＳ１１に移す。温度差Ｔｓ−Ｔｗがしきい値Ａ以下である場合には（Ｓ１８にてＮＯ）、温度急変状態であるかを再度判定するために処理をＳ１２に戻す。

次に、図６は、第１の実施の形態における、ストレス値に基づいて昇圧コンバータを切り替える制御処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは所定周期Ｔａで繰り返し実行される。なお、所定周期Ｔａは、メインコンバータとサブコンバータとの切り替えが頻繁に行なわれないように設定されることが望ましい。

Ｓ１００にて、ＥＣＵ２００は、昇圧コンバータＣＮＶ１が現在のメインコンバータに設定されているか否かを判定する。昇圧コンバータＣＮＶ１が現在のメインコンバータに設定されていると判定される場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。

ＥＣＵ２００は、たとえば、メインコンバータが昇圧コンバータＣＮＶ１に切り替えられる毎にオン状態に設定されるフラグを用いてメインコンバータを判定する。ＥＣＵ２００は、たとえば、当該フラグがオン状態に設定されている場合には、メインコンバータが昇圧コンバータＣＮＶ１であると判定する。ＥＣＵ２００は、当該フラグがオフ状態に設定されている場合には、メインコンバータが昇圧コンバータＣＮＶ１でない、すなわち、メイン昇圧コンバータが昇圧コンバータＣＮＶ２であると判定する。

Ｓ１０２にて、ＥＣＵ２００は、第１ストレス値Ｖａが第２ストレス値Ｖｂよりも大きいか否かを判定する。この処理により昇圧コンバータＣＮＶ１にストレスが偏っているか否かが判定される。第１ストレス値Ｖａが第２ストレス値Ｖｂよりも大きいと判定される場合（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、ＥＣＵ２００は処理をＳ１０４に移す。

Ｓ１０４にて、ＥＣＵ２００は、メインコンバータを、昇圧コンバータＣＮＶ１から昇圧コンバータＣＮＶ２に切り替える。Ｓ１０６にて、ＥＣＵ２００は、サブコンバータを、昇圧コンバータＣＮＶ２から昇圧コンバータＣＮＶ１に切り替える。

なお、第１ストレス値Ｖａが第２ストレス値Ｖｂ以下であると判定される場合には（Ｓ１０２にてＮＯ）、ＥＣＵ２００はこの処理を終了する。

一方、Ｓ１００において、昇圧コンバータＣＮＶ１が現在のメインコンバータに設定されていないと判定される場合、すなわち、昇圧コンバータＣＮＶ２が現在のメインコンバータに設定されていると判定される場合（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１０８に移される。

Ｓ１０８にて、ＥＣＵ２００は、第２ストレス値Ｖｂが第１ストレス値Ｖａよりも大きいか否かを判定する。この処理により、昇圧コンバータＣＮＶ２にストレスが偏っているか否かが判定される。第２ストレス値Ｖｂが第１ストレス値Ｖａよりも大きいと判定される場合（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、ＥＣＵ２００は処理をＳ１１０に移す。

Ｓ１１０にて、ＥＣＵ２００は、メインコンバータを、昇圧コンバータＣＮＶ２から昇圧コンバータＣＮＶ１に切り替える。Ｓ１１２にて、ＥＣＵ２００は、サブコンバータを、昇圧コンバータＣＮＶ１から昇圧コンバータＣＮＶ２に切り替える。

なお、第２ストレス値Ｖｂが第１ストレス値Ｖａ以下であると判定される場合には（Ｓ１０８にてＮＯ）、ＥＣＵ２００はこの処理を終了する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る電源装置２に含まれるＥＣＵ２００の動作について図７を参照しつつ説明する。

図７に、第１ストレス値Ｖａおよび第２ストレス値Ｖｂの変化を示す。図７の縦軸は、ストレス値を示す。図７の横軸は、時間を示す。なお、第１ストレス値Ｖａと第２ストレス値Ｖｂとを比較するタイミングと、メインコンバータとサブコンバータとを切り替えるタイミングとは、必ずしも同じタイミングにならないが、図７においては、説明の便宜上、同じタイミングであるものとして説明する。

たとえば、昇圧コンバータＣＮＶ１が現在のメインコンバータに設定されており、かつ、昇圧コンバータＣＮＶ２がサブコンバータに設定されている場合を想定する。また、第１ストレス値Ｖａは、第２ストレス値Ｖｂよりも大きいものとする。

たとえば、要求電力Ｐｅがメインコンバータからインバータ２０に供給される場合にメインコンバータに流れる電流が限界値を超えない場合には、シングル昇圧モードが選択される。

シングル昇圧モードが選択される場合、サブコンバータである昇圧コンバータＣＮＶ２のスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４は、遮断状態が維持されるため、第２ストレス値Ｖｂは、Ｖｂ（０）から増加しない。一方、昇圧コンバータＣＮＶ１は、メインコンバータとして昇圧動作が行なわれるため、温度差Ｔｓ−Ｔｗが温度急変状態になる毎に第１ストレス値Ｖａが増加していくこととなる。

時間（１１）にて、図６で示した制御処理が実行されると、昇圧コンバータＣＮＶ１がメインコンバータに設定されており（Ｓ１００にてＹＥＳ）、第１ストレス値Ｖａ（０）が第２ストレス値Ｖｂ（０）よりも大きいと判定される場合（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、メインコンバータが昇圧コンバータＣＮＶ１から昇圧コンバータＣＮＶ２に切り替えられる（Ｓ１０４）。さらに、サブコンバータが昇圧コンバータＣＮＶ２から昇圧コンバータＣＮＶ１に切り替えられる（Ｓ１０６）。なお、これらの切り替えは、上述したとおり昇圧動作の再開時に行なわれる。

メインコンバータが昇圧コンバータＣＮＶ２に切り替えられた後においては、昇圧コンバータＣＮＶ１のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、遮断状態が維持されるため、第１ストレス値Ｖａは、Ｖａ（０）から増加しない。一方、昇圧コンバータＣＮＶ２は、メインコンバータとして昇圧動作が行なわれるため、温度差Ｔｓ−Ｔｗが温度急変状態になる毎に第２ストレス値Ｖｂが増加していくこととなる。

時間Ｔ（１１）から所定周期Ｔａが経過した時間Ｔ（１２）にて、図６で示した制御処理が再度実行される。このとき、昇圧コンバータＣＮＶ２がメインコンバータに設定されており（Ｓ１００にてＮＯ）、第２ストレス値Ｖｂ（１）が第１ストレス値Ｖａ（０）よりも大きいと判定される場合（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、メインコンバータが昇圧コンバータＣＮＶ２から昇圧コンバータＣＮＶ１に切り替えられる（Ｓ１１０）。さらに、サブコンバータが昇圧コンバータＣＮＶ１から昇圧コンバータＣＮＶ２に切り替えられる（Ｓ１１２）。

そして、時間Ｔ（１２）から所定周期Ｔａがさらに経過した時間Ｔ（１３）にて、図６で示した制御処理が再度実行される。このとき、昇圧コンバータＣＮＶ１がメインコンバータに設定されており（Ｓ１００にてＹＥＳ）、第１ストレス値Ｖａ（１）が第２ストレス値Ｖｂ（１）よりも大きいと判定される場合（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、メインコンバータが昇圧コンバータＣＮＶ１から昇圧コンバータＣＮＶ２に切り替えられる（Ｓ１０４）。さらに、サブコンバータが昇圧コンバータＣＮＶ２から昇圧コンバータＣＮＶ１に切り替えられる（Ｓ１０６）。

なお、上述の説明では、シングル昇圧モードが継続して選択される場合を一例として説明したが、ダブル昇圧モードが継続して選択される場合は、メインコンバータのストレス値の増加とともに、サブコンバータのストレス値も増加する点で異なる。しかしながら、ストレス値が低い方がメインコンバータに設定される点については同様であるため、その詳細な説明は繰り返さない。

以上のようにして、本実施の形態に係る電源装置によると、ストレス値が小さい方の昇圧コンバータが電圧制御に用いられるため、ストレスの蓄積を昇圧コンバータＣＮＶ１，ＣＮＶ２に分散させることができる。その結果、一方の昇圧コンバータが他方の昇圧コンバータよりも早期に劣化することを抑制することができる。したがって、複数の昇圧コンバータ間の劣化の偏りを抑制する電源装置を提供することができる。

昇圧コンバータＣＮＶ１，ＣＮＶ２を同じ容量であるものとすることによって、切り替えの前後での昇圧動作において電圧制御および電力制御の各制御において制御指令値等を変更する必要がなく、スムーズな切り替えが実現できる。

また、電圧ＶＨの変化は、電流の変化に対してコンデンサＣ２における充放電が行なわれること等に起因して遅れがあるため、電力制御における目標値に対する収束性が電圧制御における目標値に対する収束性よりも高い。そのため、サブコンバータの出力電力は安定し、外乱等による変動は、メインコンバータによって吸収されることとなる。したがって、サブコンバータにおけるストレスの発生を抑制することができる。そのため、ストレス値の小さい方をメインコンバータとすることによってストレスとの蓄積をメインコンバータとサブコンバータとで分散することができる。

以下、変形例について記載する。
上述の実施形態では、図１に示すハイブリッド車両１に本発明を適用した場合を一例として説明したが、本発明を適用可能な車両は、ハイブリッド車両に限定されるものではなく、たとえば、エンジンを有しない電動車両に適用されてもよい。

上述の実施の形態では、車両１は、バッテリ７０を搭載する場合を一例として説明したが、バッテリ７０は、二次電池以外の蓄電装置を用いてもよい。たとえば、二次電池に代えてキャパシタを用いてもよい。

上述の実施の形態では、車両１の運転中に昇圧コンバータに含まれる部品に蓄積されたストレス値の比較を行ない、昇圧コンバータの切り替えは、昇圧動作の再開時に行なわれるものとして説明したが、たとえば、車両１が走行可能状態になる前の走行準備状態であるときにストレス値の比較を行ない、比較結果に応じて昇圧コンバータの切り替えを行なった後に、走行可能状態に移行してもよい。

上述の実施の形態では、素子温度Ｔｓと冷却水温Ｔｗとの温度差Ｔｓ−Ｔｗが急変状態となる回数の積算値をストレス値として算出するものとして説明したが、たとえば、素子温度Ｔｓと、冷却水温Ｔｗに代えてエンジンルーム内の雰囲気温度との温度差が急変状態となる回数の積算値をストレス値として算出するようしてもよい。

上述の実施の形態では、素子温度Ｔｓと冷却水温Ｔｗとの温度差Ｔｓ−Ｔｗが急変状態となる回数の積算値をストレス値として算出するものとして説明したが、ストレス値としては、温度差Ｔｓ−Ｔｗが急変状態となる回数の積算値に限定されるものではない。たとえば、ストレス値は、昇圧動作中のスイッチング素子の温度が急変した回数と、昇圧動作の継続時間と、電圧制御に用いられた状態での走行距離と、電圧制御に用いられた状態で車両の起動回数とのうちの少なくとも一つによって算出されるものであってもよい。

上述の実施の形態では、ストレス値は、車両１が製造されてからの通算の値であるものとして説明したが、ストレス値は、たとえば、車両１が起動する毎に初期値（たとえば、ゼロ）にリセットされるようにしてもよい。

上述の実施の形態では、電圧制御に用いられる昇圧コンバータと電力制御に用いられる昇圧コンバータとの切り替えを、電圧ＶＨが目標電圧ＶＨｔに到達した後、昇圧動作が再開されるタイミングで実行するものとして説明したが、特に、このようなタイミングに限定されるものではない。たとえば、車両１の起動時に実行してもよい。あるいは、電力分配比を維持しつつ、電圧制御と電力制御とを段階的に切り替えるようにしてもよい。たとえば、サブコンバータの制御指令値をメインコンバータの制御指令値相当の値まで変化させた後に、メインコンバータの制御指令値を変化前のサブコンバータの制御指令値相当の値に変化させるようにしてもよい。

上述の実施の形態では、昇圧コンバータＣＮＶ１，ＣＮＶ２は同じ容量であるものとして説明したが、たとえば、異なる容量であってもよい。この場合、切り替えの前後でメインコンバータおよびサブコンバータでの限界電流値が変化するため、変化後の限界電流値に基づいて分配比や昇圧動作時の電圧制御および電力制御の各制御における制御指令値を変更することが望ましい。

なお、上記した変形例は、その全部または一部を組み合わせて実施してもよい。
＜第２の実施の形態＞
以下、第２の実施の形態に係る電源装置について説明する。本実施の形態に係る電源装置２は、上述の第１の実施の形態に係る電源装置２の構成と比較して、ＥＣＵ２００の動作、特に、図３で示した機能ブロック図のうちの判定部２０４および切替部２０６の動作が異なる。それ以外の構成については、上述の第１の実施の形態に係る電源装置２の構成と同じ構成である。それらについては同じ参照符号が付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。

上述の第１の実施の形態においては、図６で示される制御処理を所定周期Ｔａが経過する毎に実行するものとして説明したが、この所定期間Ｔａを長く設定すると、ストレス値が急増するような動作が短期的に行なわれた場合に、ストレスを昇圧コンバータＣＮＶ１，ＣＮＶ２に適切に分散できない場合がある。そのため、所定期間Ｔａは短い方が好ましい。一方、この所定期間Ｔａを短く設定すると、電圧制御が実行される昇圧コンバータと電力制御が実行される昇圧コンバータとの切り替えが頻繁に行なわれる場合が生じ得る。

そこで、本実施の形態においては、メインコンバータとサブコンバータとのストレス値の差がある程度つくまではメインコンバータとサブコンバータとの切り替えを禁止して、頻繁な切り替えを防止する。具体的には、ＥＣＵ２００は、第２ストレス値Ｖｂが第１ストレス値Ｖａよりも大きい場合でも、第１ストレス値Ｖａと第２ストレス値Ｖｂとの差の大きさがしきい値α（以下、マージンαとも記載する）よりも小さいときには、昇圧コンバータＣＮＶ２を用いた電圧制御から昇圧コンバータＣＮＶ１を用いた電圧制御に切り替えないものとする。

さらに、ＥＣＵ２００は、第１ストレス値Ｖａが第２ストレス値Ｖｂよりも大きい場合でも、第１ストレス値Ｖａと第２ストレス値Ｖｂとの差の大きさがマージンαよりも小さいときには、昇圧コンバータＣＮＶ１を用いた電圧制御から昇圧コンバータＣＮＶ２を用いた電圧制御に切り替えないものとする。

なお、本実施の形態においてマージンαは、予め定められた値とする。マージンαは、電圧制御が実行される昇圧コンバータと電力制御が実行される昇圧コンバータとが頻繁に切り替わらないように設定される値であって、実験等によって適合される。

図８は、第２の実施の形態における、ストレス値に基づいて昇圧コンバータを切り替える制御処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは所定周期で繰り返し実行される。

なお、図８のフローチャートのＳ１００、Ｓ１０４、Ｓ１０６、Ｓ１１０およびＳ１１２の処理は図６のフローチャートのＳ１００、Ｓ１０４、Ｓ１０６、Ｓ１１０およびＳ１１２の処理と同じ処理である。そのため、その詳細な説明は繰り返さない。

昇圧コンバータＣＮＶ１がメインコンバータに設定されていると判定される場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、Ｓ２００にて、ＥＣＵ２００は、第１ストレス値Ｖａが第２ストレス値Ｖｂにマージンαを加算した値よりも大きいか否かを判定する。第１ストレス値Ｖａが第２ストレス値Ｖｂにマージンαを加算した値よりも大きいと判定される場合（Ｓ２００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０４に移される。もしそうでない場合（Ｓ２００にてＮＯ）、この処理は終了する。

昇圧コンバータＣＮＶ１がメインコンバータに設定されていないと判定される場合（Ｓ１００にてＮＯ）、すなわち、昇圧コンバータＣＮＶ２がメインコンバータに設定されていると判定される場合、Ｓ２０２にて、ＥＣＵ２００は、第２ストレス値Ｖｂが第１ストレス値Ｖａにマージンαを加算した値よりも大きいか否かを判定する。第２ストレス値Ｖｂが第１ストレス値Ｖａにマージンαを加算した値よりも大きいと判定される場合（Ｓ２０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１１０に移される。もしそうでない場合（Ｓ２０２にてＮＯ）、この処理は終了する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る電源装置２に含まれるＥＣＵ２００の動作について図９を参照しつつ説明する。

図９に、第１ストレス値Ｖａおよび第２ストレス値Ｖｂの変化を示す。図９の縦軸は、ストレス値を示す。図９の横軸は、時間を示す。なお、第１ストレス値Ｖａと第２ストレス値Ｖｂとを比較するタイミングと、メインコンバータとサブコンバータとを切り替えるタイミングとは、必ずしも同じタイミングにならないが、図９においては、説明の便宜上、同じであるものとして説明する。

たとえば、メインコンバータが昇圧コンバータＣＮＶ１であって、サブコンバータが昇圧コンバータＣＮＶ２である場合を想定する。

たとえば、シングル昇圧モードが選択される場合、昇圧コンバータＣＮＶ２のスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４は、遮断状態が維持されるため、第２ストレス値Ｖｂは、Ｖｂ（０）から増加しない。一方、昇圧コンバータＣＮＶ１は、メインコンバータとして昇圧動作が行なわれるため、温度差Ｔｓ−Ｔｗが温度急変状態になる毎に第１ストレス値Ｖａが増加していくこととなる。

時間（１４）にて、昇圧コンバータＣＮＶ１がメインコンバータに設定されており（Ｓ１００にてＹＥＳ）、第１ストレス値Ｖａ（０）が第２ストレス値Ｖｂ（０）にマージンαを加算した値よりも大きいと判定される場合（Ｓ２００にてＹＥＳ）、メインコンバータが昇圧コンバータＣＮＶ１から昇圧コンバータＣＮＶ２に切り替えられるとともに（Ｓ１０４）、サブコンバータが昇圧コンバータＣＮＶ２から昇圧コンバータＣＮＶ１に切り替えられる（Ｓ１０６）。

メインコンバータが昇圧コンバータＣＮＶ１に切り替えられた後においては、昇圧コンバータＣＮＶ１のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、遮断状態が維持されるため、第１ストレス値Ｖａは、Ｖａ（０）から増加しない。一方、昇圧コンバータＣＮＶ２は、メインコンバータとして昇圧動作が行なわれるため、温度差Ｔｓ−Ｔｗが温度急変状態になる毎に第２ストレス値Ｖｂが増加していくこととなる。

時間Ｔ（１５）にて、昇圧コンバータＣＮＶ２がメインコンバータに設定されており（Ｓ１００にてＮＯ）、第２ストレス値Ｖｂ（１）が第１ストレス値Ｖａ（０）にマージンαを加算した値よりも大きいと判定される場合（Ｓ２０２にてＹＥＳ）、メインコンバータが昇圧コンバータＣＮＶ２から昇圧コンバータＣＮＶ１に切り替えられるとともに（Ｓ１１０）、サブコンバータが昇圧コンバータＣＮＶ１から昇圧コンバータＣＮＶ２に切り替えられる（Ｓ１１２）。

そして、時間Ｔ（１６）にて、昇圧コンバータＣＮＶ１がメインコンバータに設定されており（Ｓ１００にてＹＥＳ）、第１ストレス値Ｖａ（１）が第２ストレス値Ｖｂ（１）にマージンαを加算した値よりも大きいと判定される場合（Ｓ２００にてＹＥＳ）、メインコンバータが昇圧コンバータＣＮＶ１から昇圧コンバータＣＮＶ２に切り替えられるとともに（Ｓ１０４）、サブコンバータが昇圧コンバータＣＮＶ２から昇圧コンバータＣＮＶ１に切り替えられる（Ｓ１０６）。

以上のようにして、本実施の形態に係る電源装置によると、上述の第１の実施の形態において説明したように、昇圧コンバータの部品に蓄積されたストレスを定量的に示したストレス値が小さい方の昇圧コンバータが電圧制御に用いられる。そのため、ストレスの蓄積を昇圧コンバータＣＮＶ１，ＣＮＶ２に均等に分散させることができる。その結果、一方の昇圧コンバータが他方の昇圧コンバータよりも早期に劣化することを抑制することができる。したがって、複数の昇圧コンバータ間の劣化の偏りを抑制する電源装置を提供することができる。

さらに、第２ストレス値Ｖｂが第１ストレス値Ｖａよりも大きい場合でも、第１ストレス値Ｖａと第２ストレス値Ｖｂとの差の大きさがマージンαよりも小さいときには、昇圧コンバータＣＮＶ２を用いた電圧制御から昇圧コンバータＣＮＶ１を用いた電圧制御への電圧制御の切り替えが行なわれない。さらに、第１ストレス値Ｖａが第２ストレス値Ｖｂよりも大きい場合でも、第１ストレス値Ｖａと第２ストレス値Ｖｂとの差の大きさがしきい値αよりも小さいときには、昇圧コンバータＣＮＶ１を用いた電圧制御から昇圧コンバータＣＮＶ２を用いた電圧制御への電圧制御の切り替えが行なわれない。そのため、電圧制御を実行する昇圧コンバータと電力制御を実行する昇圧コンバータとが頻繁に切り替わることを抑制することができる。

なお、上述の実施の形態では、マージンαは、予め定められた値であるものとして説明したが、たとえば、ストレス値の増加に応じて変更してもよい。たとえば、昇圧コンバータＣＮＶ１，ＣＮＶ２の少なくともいずれか一方のストレス値が増加するほどマージンαが小さくなるようにしてもよい。このようにすると、劣化が進行するほどよりストレスを均等に分散することができる。そのため、昇圧コンバータの寿命が短くなることを抑制することができる。あるいは、昇圧コンバータＣＮＶ１，ＣＮＶ２間で容量あるいは耐性が異なる場合、メインコンバータが昇圧コンバータＣＮＶ１であるか昇圧コンバータＣＮＶ２であるかによって異なる値のマージンαを設定してもよい。

なお、上述の実施の形態では、第１ストレス値Ｖａと第２ストレス値Ｖｂとの差の大きさとマージンαとの比較結果に基づいて電圧制御を実行する昇圧コンバータと電力制御を実行する昇圧コンバータとを切り替えるものとして説明したが、たとえば、メインコンバータが昇圧コンバータＣＮＶ１である場合には、第１ストレス値Ｖａが予め定められた値だけ増加したときにメインコンバータを昇圧コンバータＣＮＶ１から昇圧コンバータＣＮＶ２に切り替えてもよいし、メインコンバータが昇圧コンバータＣＮＶ２である場合には、第２ストレス値Ｖｂが予め定められた値だけ増加したときにメインコンバータを昇圧コンバータＣＮＶ１から昇圧コンバータＣＮＶ２に切り替えてもよい。

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。

１ ハイブリッド車両、２ 電源装置、２０ インバータ、２４，３６，７２ 電圧センサ、３０ エンジン、４０ 動力分割装置、５０ 駆動輪、７０ バッテリ、７４，７５，７６ 電流センサ、７８ 水温センサ、２００ ＥＣＵ、２０２ 算出部、２０４ 判定部、２０６ 切替部、２１０ 第１コントローラ、２２０ 第２コントローラ、２３０ ＰＷＭ制御部、２４０ キャリア波発生部、２５２ 第１減算部、２５４ 第２減算部。

Claims (3)

1. 電気負荷に電気的に接続される第１昇圧コンバータと、
   前記電気負荷に電気的に接続され、かつ、前記電気負荷に対して前記第１昇圧コンバータと並列に接続される第２昇圧コンバータと、
   前記第１昇圧コンバータおよび前記第２昇圧コンバータに共通して接続される蓄電装置と、
   前記電気負荷に印加される電圧が目標電圧になるように昇圧動作を行なう電圧制御を前記第１昇圧コンバータを用いて実行するとともに、少なくとも前記電気負荷に要求される要求電力を、前記電圧制御を実行する昇圧コンバータ単体から前記電気負荷に供給できない場合に、前記要求電力の一部を目標電力として前記電気負荷に電力を供給する電力制御を前記第２昇圧コンバータを用いて実行する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、
   前記第１昇圧コンバータに含まれる部品に蓄積された、前記第１昇圧コンバータの前記昇圧動作によって生じるストレスを定量的に示した第１ストレス値と、前記第２昇圧コンバータに含まれる部品に蓄積された、前記第２昇圧コンバータの前記昇圧動作によって生じるストレスを定量的に示した第２ストレス値とを算出し、
   前記第１ストレス値が前記第２ストレス値よりも大きい場合には、前記電圧制御を前記第２昇圧コンバータを用いて実行するとともに、前記電力制御を前記第１昇圧コンバータを用いて実行する、電源装置。
2. 前記電源装置は、車両に搭載され、
   前記第１ストレス値および前記第２ストレス値の各々は、前記昇圧動作中のスイッチング素子の温度が急変した回数と、前記昇圧動作の継続時間と、前記電圧制御に用いられた状態での前記車両の走行距離と、前記電圧制御に用いられた状態での前記車両の起動回数とのうちの少なくとも一つによって算出される、請求項１に記載の電源装置。
3. 前記制御装置は、前記第１ストレス値が前記第２ストレス値よりも大きい場合でも、前記第１ストレス値と前記第２ストレス値との差の大きさがしきい値よりも小さいときには、前記第１昇圧コンバータを用いた前記電圧制御から前記第２昇圧コンバータを用いた前記電圧制御に切り替えない、請求項１に記載の電源装置。

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