WO2007148524A1

WO2007148524A1 - 電圧変換装置およびそれを備えた車両

Info

Publication number: WO2007148524A1
Application number: PCT/JP2007/061258
Authority: WO
Inventors: Wanleng Ang; Hichirosai Oyobe
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2006-06-22
Filing date: 2007-05-29
Publication date: 2007-12-27
Also published as: US20090066277A1; JP2008005625A; CN101485071A

Abstract

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、ＥＣＵ（３０）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、ＥＣＵ（３０）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。ＥＣＵ（３０）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。

Description

明細書電圧変換装置およびそれを備えた車両技術分野

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。背景技術

特開 2 0 0 3— 1 9 9 2 0 3号公報は、直流源とインバータとの間に D C/D

C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 D CZD Cコンバータと、 D CZD C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 D CZD C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、 D C ZD C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。

上記の特開 2 0 0 3 - 1 9 9 2 0 3号公報に開示される電気回路では、直流源および D CZD Cコンバータが並列に接続され、 D CZD Cコンバータに回生ェ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つ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ィ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ィ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つのコンパ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。

発明の開示

そこで、この発明は、力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（キヤリア）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 1 8 0度異なる。さらに好ましくは、制御装置は、搬送波発生部と、第 1および第 2の信号生成部と、位相反転部とを含む。搬送波発生部は、第 1の搬送波を発生する。第 1の信号生成部は、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。位相反転部は、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。第 2の信号生成部は、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。

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、搬送波発生部と、第 1および第 2の信号生成部と、位相調整部とを含む。搬送波発生部は、第 1の搬送波を発生する。第 1の信号生成部は、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。位相調整部は、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。第 2 の信号生成部は、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。

好ましくは、第 1および第 2のコンバータの各々は、チヨッパ回路を含む。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、駆動装置と、電動機と、駆動輪とを備える。駆動装置は、電圧変換装置に含まれるコンデンザから電圧を受ける。電動機は、駆動装置によって駆動される。駆動輪は、電動機の出力軸に連結される。

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、位相が非同期化ざれた第 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の電流リップノレ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。図面の簡単な説明

図 1は、この発明による車両の一例として示されるハイプリッド車両の全体ブ口ック図である。

図 2は、図 1に示すコンバータの構成を示す回路図である。

図 3は、図 1に示す E C Uの機能ブロック図である。

図 4は、図 3に示すコンバータ制御部の機能プロック図である。

図 5は、コンバータの出力電流の波形図である。図 6は、仮に同位相のキヤリァ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。

図 7は、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。図 8は、実施の形態 2におけるコンバータ制御部の機能プロック図である。図 9は、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。発明を実施するための最良の形態

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プ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 1 0 0は、エンジン 2 と、モータジェネレータ MG 1 , MG 2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 1 0 0は、蓄電装置 B l， B 2と、コンバータ 1 0， 1 2と、コンデンサ Cと、インバ一タ 2 0， 2 2と、 E C U (Electronic Control Unit) 3 0と、電圧センサ 4 2， 4 4 , 4 6と、電流センサ 5 2 , 5 4 とをさらに備える。

このハイブリッド車両 1 0 0は、エンジン 2およびモータジェネレータ MG 2 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 MG 1 , MG 2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、プラネタリキヤリャ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およびモータジエネレータ MG 1， MG 2の回転軸にそれぞれ接続される。なお、モータジエネレータ MG 1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 MG 1 , MG 2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 MG 2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 MG 1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 MG 2は、車輪 6を駆動する電動機としてハイプリッド車両 100に組込まれる。

蓄電装置 B 1， B 2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 B 1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 B 2は、コンバータ 12へ電力を供給し、また、電力回生時には、コンパータ 1 2によって充電される。

なお、たとえば、蓄電装置 B 1には、蓄電装置 B 2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 B 2には、蓄電装置 B 1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 B 1， B 2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 B l， B 2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、 ECU 30からの信号 PWC 1に基づいて蓄電装置 B 1からの電圧を昇圧し、その昇圧した電圧を電源ライン P L 3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 P L 3を介して供給される回生電力を信号 PWC 1に基づいて蓄電装置 B 1の電圧レベルに降圧し、蓄電装置 B 1を充電する。

コンバータ 12は、電源ライン P L 3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、 ECU 30からの信号 PWC 2に基づいて蓄電装置 B 2からの電圧を昇圧し、その昇圧した電圧を電源ライン PL 3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 PL 3を介して供給される回生電力を信号 PWC 2に基づいて蓄電装置 B 2 の電圧レベルに降圧し、蓄電装置 B 2を充電する。

コンデンサ Cは、電源ライン P L 3と接地ライン GLとの間に接続され、電源ライン P L 3と接地ライン G L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 PWI 1に基づいて電源ライン P L 3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 MG 1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 MG 1が発電した 3相交流電圧を信号 PWI 1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 PL 3へ出力する。インバータ 22は、 ECU 30からの信号 PWI 2に基づいて電源ライン P L 3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 MG 2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 MG 2が発電した 3相交流電圧を信号 PW I 2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 P L 3へ出力する。

モータジェネレータ MG 1 , 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 MG 1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 MG 1は、エンジン 2 の始動時、インバータ 20によってカ行駆動され、エンジン 2をクランキングする。モータジェネレータ MG 2は、インバータ 22によってカ行駆動され、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 MG 2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 B 1の電圧 VL 1を検出して ECU 30へ出力す 'る。電流センサ 52は、蓄電装置 B 1からコンデンサ 10へ出力される電流 I 1 を検出して ECU30へ出力する。電圧センサ 44は、蓄電装置 B 2の電圧 VL 2を検出して ECU 30へ出力する。電流センサ 54は、蓄電装置 B 2からコンデンサ 12へ出力される電流 I 2を検出して ECU 30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 P L 3の電圧 VHを検出し、その検出した電圧 VHを ECU 30へ出力する。

ECU 30は、コンバータ 10， 12をそれぞれ駆動するための信号 PWC 1 PWC2を生成し、その生成した信号 PWC 1 , PWC 2をそれぞれコンバータ 10, 12へ出力する。また、 ECU 30は、インバータ 20, 22をそれぞれ駆動するための信号 PWI 1 , PW I 2を生成し、その生成レた信号 PWI 1， PWI 2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， 1 2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 (1 2) は、 n p n型トランジスタ Q 1 , Q2と、ダイオード D l， D2と、リアタトル Lとを含む。 n p n型トランジスタ Q 1， Q2は、電源ライン PL 3と接地ライン GLとの間に直列に接続される。ダイォード D l, D 2は、それぞれ n p n型トランジスタ Q 1， Q 2に逆並列に接続される。リアクトル Lの一方端は、 n p n型トランジスタ Q 1, Q 2の接ノードに接続され、その他方端は、電源ライン PL 1 (PL 2) に接続される。なお、上記の n p n型トランジスタとして、たとえば I GB T ( Insulated Gate Bipolar Transistor) を用いることができる。

このコンバータ 10 (12) は、. チヨッパ回路から成る。そして、コンバータ 10 (1 2) は、 ECU30 (図示せず）からの信号 PWC 1 (PWC 2) に基づいて、電源ライン PL 1 (PL 2) の電圧をリアタトル Lを用いて昇圧し、その昇圧した電圧を電源ライン P L 3へ出力する。

具体的には、コンバータ 10 (1 2) は、 n p n型トランジスタ Q 2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 PL 1 (PL 2) 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 n p n型トランジスタ Q 2がオフされたタイミングに同期してダイォード D 1を介して電源ライン P L 3へ出力する。

図 3は、図 1に示した ECU 30の機能ブロック図である。図 3を参照して、 ECU 30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 VL 1、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 I 1に基づいて、コンバータ 10の n p n型トランジスタ Q 1， Q 2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 P WM信号を信号 P WC 1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 VL 2、電圧 VH、および電流センサ 54からの電流 1 2に基づいて、コンバータ 1 2の n p n型トランジスタ Q l， Q 2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 PWC 2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 MG 1のトルク指令 TR 1、モータ電流 MCRT 1およびロータ回転角 0 1、ならびに電圧 VHに基づいて、ィンバータ 20に含まれるパワートランジスタをオンノオフするための PWM信号を生成し、その生成した PWM信号を信号 PW I 1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 MG 2のトルク指令 TR 2、モータ電流 MCRT 2およびロータ回転角 02、ならびに電圧 VHに基づいて、ィンバータ 22に含まれるパワートランジスタをオン Z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 PWI 2としてインバ一タ 22へ出力する。

なお、トルク指令 TR 1， TR 2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 MCRT l, MCRT 2およびロータ回転角 θ 1 , 02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に示しだコンバータ制御部 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 1 10， 1 12とを含む。変調波生成部 102は、電圧 V L 1， VHおよび/または電流 I 1に基づいて、コンバータ 10に対応する変調波 M 1を生成する。変調波生成部 104は、電圧 VL 2, VHおよびまたは電流 I 2に基づいて、コンバータ 12に対応する変調波 M 2を生成する。なお、変調波生成部 102, 104は、対応するコンパ一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 Ml, 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 B 1からコンバータ 10に供給される電流. I 1が所定の目標値に制御されるように電流 I 1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 VL 2， VHに基づいて変調波 M 2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 PWC 1を生成するためのキャリア信号 FC 1を発生する。キャリア信号 FC 1は、三角波から成り、その周期は、コンバータ 10， 1 2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 FC 1を受け、キャリア信号 FC 1に対して位相を 180度シフトしたキャリア信号 FC 2を出力する。

コンパレータ 1 10は、変調波生成部 102からの変調波 M 1をキヤリァ発生部 106からのキャリア信号 FC 1と比較し、その大小関係に応じて変化する信号 PWC 1を生成する。コンパレータ 1 12は、変調波生成部 104からの変調波 M 2を位相反転部 108からのキャリア信号 FC 2と比較し、その大小関係に応じて変化する信号 PWC 2を生成する。

このコンバータ制御部 32においては、信号 PWC 1は、キャリア信号 FC 1 に基づいて生成され、信号 PWC 2は、キャリア信号 FC 1に対して位相を 18 0度シフトしたキャリア信号 FC 2に基づいて生成される。これにより、コンパータ 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， 1 2の出力電流の波形図である。また、図 6は、仮に同位相のキヤリァ信号を用いてコンバータ 10, 12を制御した場合のコンパ —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 I H1， I H2は、それぞれコンバータ 10， 1 2の出力電流を示す。電流 I HTは、電流 I H1, I H2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 _c 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， 1 2 を制御した場合、電流 I HIのピークと電流 I H 2のピークとが重なり、トータル電流 I HT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 I H 1のピークと電流 I H2のピークとが位相にして 1 80度ずれており、その結果、トータル電流 I HTのリップルは図 6の場合に比ベて抑制される。

なお、コンバータ 10, 12の昇圧比が低い場合、電流 I H 1， I H2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、 n p n型トランジスタ Q 1， 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， 1 2を制御すると、コンバータ 1 0， 12全体からの騒音を低減し得る。

図 7は、コンバータ 10， 1 2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\^1， W2が車内の乗員 1 20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 1 20との距離に比べて近いので、乗員 120に対してコンパータ 10, 1 2は 1つの音源 1 22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度シフトされたキヤリァ信号を用いて制御されるので、音波 Wl， 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、コンバ一タ 10， 1 2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 FC 1に対して位相を 180度シフトしたキャリア信号 FC 2が生成され、キャリア信号 FC 1， FC 2を用いてそれぞれ信号 PWC 1， PWC 2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， 1 2からコンデンサ Cに流れ込むト一タル電流 I H Tのリツ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， 1 2から発生する音波 Wl, 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. FC 1に対してコンバータ 12用のキャリア信号 FC 2の位相を 180度シフトしたが、キャリア信号 F C 1， FC 2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 32 A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 1 14を含む。

位相調整部 1 14は、キャリア発生部 106からのキャリア信号 FC 1と、コンパレータ 1 10， 1 12からそれぞれ出力される信号 PWC 1， PWC2どを受ける。そして、位相調整部 1 1 4は、信号 PWC 2の立上りタイミングが信号 PWC 1の立下りタイミングに同期するようにキヤリァ信号 FC 1に対して位相調整されたキャリア信号 F C 2を出力する。

なお、コンバータ制御部 32 A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 32 Aにおいては、信号 PWC 2の立上りタイミングが信号 PWC 1の立下りタイミングに同期するように、キャリア信号 FC 1に対してキャリア信号 FC 2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 1 2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ー部連続的になる。

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 I HI， I H2は、それぞれコンバータ 10， 12の出力電流を示す。電流 I HTは、電流 I H1, I H2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 PWC 2の立上りタイミングを信号 PWC 1の立下りタイミングに同期させることにより、電流 I H2の立上りタイミングが電流 I HIの立下りタイミングに同期する。したがって、電流 I HIが流された後に連続して電流 I H 2が流され、その結果、トータル電流 I HT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 PWC 2の立上タイミングが信号 PWC 1の立下りタイミングに同期するようにキャリア信号 F C 1 , F C 2の位相差を調整したが、信号 PWC 1の立上りタイミングが信号 PWC 2の立下りタイミングに同期するようにキャリア信号 F C 1， F C 2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 P WC 1の立下りタイミングに信号 P WC 2の立上りタイミングが同期するようにキャリア信号 F C 1， F C 2の位枏差が調整されるので、コンバータ 1 0からの電流 I H 1およびコンパータ 1 2からの電流 I H 2がー部連続化される。これにより、トータル電流 I H T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 1 0 , 1 2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 MG 1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 MG 1による発電のみに用い、モータジェネレータ MG 2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 1 0， 1 2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 B l， B 2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、 E C U 3 0は、この発明における「制御装置」に対応し、キャリア発生部 1 0 6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 1 1 0， 1 1 2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 2 0 , 2 2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 MG 1， MG 2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請求の範囲によって示され、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。

Claims

請求の範囲

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のコンパ一タと、

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ど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 1 8 0度異なる、請求の範囲第 1項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俞記第 2の駆動信号を生成する第 2の信号生成部とを含む、請求の範囲第 2項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、請求の範囲第 1項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のコンバ一タに対する第 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、請求の範囲第 4項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、チヨッパ回路を含む、請求の範囲第 1項に記載の電圧変換装置。

7 . 第 1および第 2の蓄電装置と、

前記第 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のコンパータと、

前記第 1のコンバータに並列に接続され、前記第 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、前記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。