(57)【要約】【課題】  並列コンバータを搭載し、各コンバータ間の電流アンバランスが精度よく補正される電圧変換装置およびそれを備える車両を提供する。【解決手段】  電流センサ４１はコンバータ３１，３２を通過する電流の差である第１の差分値ＩＬ１２を検出する。電流センサ４２はコンバータ３３，３３を通過する電流の差である第２の差分値ＩＬ２３を検出する。制御装置３０は、電圧センサ６，１２の出力を用いて、差分値ＩＬ１２，ＩＬ２３にそれぞれ対応する第１、第２の計算値を算出し、第１、第２の計算値にそれぞれ対応する第１、第２のしきい値を設定し、第１、第２のしきい値をそれぞれ第１、第２の差分値と比較して補正を行なうかどうかを決定する。【選択図】        図１
2006217759.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電圧が印加される第１のノードと第２の電圧が印加される第２のノードとの間に並列に接続され、前記第１、第２の電圧の電圧変換を行なう複数のコンバータを含む電圧変換部と、
前記複数のコンバータを通過する電流の差を出力する電流センサと、
前記第１の電圧を検出する第１の電圧センサと、
前記第２の電圧を検出する第２の電圧センサと、
前記第１、第２の電圧センサの出力から求めた前記複数のコンバータを通過する電流の差の計算値と前記電流センサの出力とを用いて前記複数のコンバータを流れる電流のバランスを補正する制御回路とを備える、電圧変換装置。
【請求項２】
前記電流センサは、
前記複数のコンバータよりも数の少ない素子を含み、
前記素子の各々は、前記複数のコンバータのうちから選んだいずれか２つのコンバータに流れる差分値を検出する、請求項１に記載の電圧変換装置。
【請求項３】
前記電圧変換部は、前記複数のコンバータとして第１〜第３のコンバータを含み、
前記電流センサは、
前記第１、第２のコンバータに流れる電流の差である第１の差分値を検出する第１の素子と、
前記第２、第３のコンバータに流れる電流の差である第２の差分値を検出する第２の素子とを含み、
前記制御回路は、前記第１、第２の電圧センサの出力を用いて、前記第１、第２の差分値にそれぞれ対応する第１、第２の計算値を算出し、前記第１、第２の計算値にそれぞれ対応する第１、第２のしきい値を設定し、前記第１、第２のしきい値をそれぞれ前記第１、第２の差分値と比較して補正を行なうかどうかを決定する、請求項１に記載の電圧変換装置。
【請求項４】
前記第１〜第３のコンバータは、
各々が第１、第２の端子を有する第１〜第３のリアクトルをそれぞれ含み、
前記第１の素子は、前記第１のリアクトルの第２の端子に接続される第１の金属導体と前記第２のリアクトルの第１の端子に接続される第２の金属導体とに共通して取付けられ、
前記第２の素子は、前記第２のリアクトルの第２の端子に接続される第３の金属導体と前記第３のリアクトルの第１の端子に接続される第４の金属導体とに共通して取付けられる、請求項３に記載の電圧変換装置。
【請求項５】
前記複数のコンバータの各々は、
第１、第２のアームと、
前記第１、第２のアームを接続するリアクトルとを含み、
前記第１のアームは、
前記第１のノードと前記第１、第２の電圧の基準電位を与える第３のノードとの間に直列に接続される第１、第２のスイッチング素子を含み、
前記第２のアームは、
前記第２のノードと前記第３のノードとの間に直列に接続される第３、第４のスイッチング素子を含み、
前記リアクトルは、前記第１、第２のスイッチング素子の接続ノードと前記第３、第４のスイッチング素子の接続ノードとの間に接続される、請求項１に記載の電圧変換装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の電圧変換装置と、
前記第１のノードに接続されるバッテリと、
整流素子を介して前記第２のノードに接続される燃料電池と、
前記第２のノードに接続されるインバータと、
前記インバータによって駆動される回転電機とを備える、車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電圧変換装置およびそれを備える車両に関し、特に異なる直流電圧間の電圧変換を行なう複数のコンバータ部を並列接続して使用する電圧変換装置およびそれを備える車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００３−２５９６４７号公報（特許文献１）には、複数のＰＷＭサイクロコンバータをリアクトルで並列に接続して、各コンバータごとに電流センサを設け、各コンバータの電流のアンバランスに応じて出力電圧指令を補正する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−２５９６４７号公報
【特許文献２】特開平１１−６９８７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特開２００３−２５９６４７号公報（特許文献１）に開示されている技術は、リアクトルと同数の電流センサを設けており電流センサの数が多く必要であった。
【０００４】
近年、環境問題に配慮してモータで駆動する電気自動車、燃料電池自動車やエンジンとモータを併用するハイブリッド自動車などが注目を浴びている。これらの車載用モータの制御にはインバータ装置や電圧変換を行なうコンバータ装置が使用されている。このような自動車搭載用途では、インバータ装置やコンバータ装置は故障に強い簡素な構成が好ましく、かついっそうの小型化および低価格化が要求されている。
【０００５】
コンバータ装置は、コンデンサを接続することにより電圧を平滑化しているが、駆動用のモータに用いられるような大電流が使用される場合には大容量のコンデンサが必要であり、装置が大型化してしまう一因となっていた。
【０００６】
そこで、複数の小さな容量のコンバータを並列して接続し、そのスイッチングタイミングの位相をずらすことによりリップル電流を小さくすることが検討されている。リップル電流が小さければ容量の小さいコンデンサを平滑化用コンデンサとして使用することができるようになり、コンバータ装置全体の小型、軽量化を図ることができる。
【０００７】
このような複数の並列接続されたコンバータを使用する場合には各コンバータの電流のバランスが重要となる。電流バランスが崩れると、コンデンサのリップル電流が大きくなってしまうので、小容量コンデンサを使用することができない。
【０００８】
この発明の目的は、各コンバータ間の電流アンバランスが精度よく補正される電圧変換装置およびそれを備える車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、要約すると、電圧変換装置であって、第１の電圧が印加される第１のノードと第２の電圧が印加される第２のノードとの間に並列に接続され、第１、第２の電圧の電圧変換を行なう複数のコンバータを含む電圧変換部と、複数のコンバータを通過する電流の差を出力する電流センサと、第１の電圧を検出する第１の電圧センサと、第２の電圧を検出する第２の電圧センサと、第１、第２の電圧センサの出力から求めた複数のコンバータを通過する電流の差の計算値と電流センサの出力とを用いて複数のコンバータを流れる電流のバランスを補正する制御回路とを備える。
【００１０】
好ましくは、電流センサは、複数のコンバータよりも数の少ない素子を含む。素子の各々は、複数のコンバータのうちから選んだいずれか２つのコンバータに流れる差分値を検出する。
【００１１】
好ましくは、電圧変換部は、複数のコンバータとして第１〜第３のコンバータを含む。電流センサは、第１、第２のコンバータに流れる電流の差である第１の差分値を検出する第１の素子と、第２、第３のコンバータに流れる電流の差である第２の差分値を検出する第２の素子とを含む。制御回路は、第１、第２の電圧センサの出力を用いて、第１、第２の差分値にそれぞれ対応する第１、第２の計算値を算出し、第１、第２の計算値にそれぞれ対応する第１、第２のしきい値を設定し、第１、第２のしきい値をそれぞれ第１、第２の差分値と比較して補正を行なうかどうかを決定する。
【００１２】
より好ましくは、第１〜第３のコンバータは、各々が第１、第２の端子を有する第１〜第３のリアクトルをそれぞれ含む。第１の素子は、第１のリアクトルの第２の端子に接続される第１の金属導体と第２のリアクトルの第１の端子に接続される第２の金属導体とに共通して取付けられる。第２の素子は、第２のリアクトルの第２の端子に接続される第３の金属導体と第３のリアクトルの第１の端子に接続される第４の金属導体とに共通して取付けられる。
【００１３】
好ましくは、複数のコンバータの各々は、第１、第２のアームと、第１、第２のアームを接続するリアクトルとを含む。第１のアームは、第１のノードと第１、第２の電圧の基準電位を与える第３のノードとの間に直列に接続される第１、第２のスイッチング素子を含む。第２のアームは、第２のノードと第３のノードとの間に直列に接続される第３、第４のスイッチング素子を含む。リアクトルは、第１、第２のスイッチング素子の接続ノードと第３、第４のスイッチング素子の接続ノードとの間に接続される。
【００１４】
この発明の他の局面に従うと、車両であって、上記いずれかの電圧変換装置と、第１のノードに接続されるバッテリと、整流素子を介して第２のノードに接続される燃料電池と、第２のノードに接続されるインバータと、インバータによって駆動される回転電機とを備える。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、各コンバータ間の電流アンバランスが精度よく補正される。リップル電流が小さくなるので、電圧変換装置の小型化および低コスト化を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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。
【００１７】
図１は、本発明に係る車両１００の構成を示した回路図である。車両１００は、モータを搭載する自動車の一例として示される燃料電池自動車である。
【００１８】
図１を参照して、車両１００は、ノードＮ１とノードＮ３との間に接続されるバッテリ２と、ノードＮ１とノードＮ３との間に接続される平滑用コンデンサ８と、ノードＮ１とノードＮ２との間に接続されバッテリの電圧ＶＢとインバータの電圧ＶＩＮＶとの間で相互に電圧変換を行なう電圧変換部１０とを含む。
【００１９】
車両１００は、さらに、ノードＮ２とノードＮ３との間に接続される平滑用コンデンサ１４と、ノードＮ２とノードＮ３との間に直列に接続されるダイオード１６および燃料電池１８と、ノードＮ２とノードＮ３との間に接続されるインバータ２０と、インバータ２０によって駆動されるモータ２２とを含む。ダイオード１６は、燃料電池１８に電流が流入するのを防止するための保護素子であり、燃料電池からノードＮ２に向かう向きを順方向として接続される。
【００２０】
車両１００は、さらに、バッテリの電圧ＶＢを検出する電圧センサ６と、インバータ電圧ＶＩＮＶを検出する電圧センサ１２と、制御装置３０とを含む。
【００２１】
電圧変換部１０は、ノードＮ１とノードＮ２との間に並列接続されるコンバータ３１〜３３を含む。コンバータ３１〜３３にはともに電圧ＶＢおよびＶＩＮＶの基準電位を与えるノードＮ３が接続されている。
【００２２】
コンバータ３１は、ノードＮ１とノードＮ３との間に接続される第１のアームＡ１と、ノードＮ２とノードＮ３との間に接続される第２のアームＡ２と、アームＡ１，Ａ２間に接続されるリアクトルＬ１とを含む。
【００２３】
第１のアームＡ１は、ノードＮ１とノードＮ３との間に直列に接続されるＩＧＢＴ素子ＧＡ，ＧＢと、ＩＧＢＴ素子ＧＡと並列に接続されるダイオードＤＡと、ＩＧＢＴ素子ＧＢと並列に接続されるダイオードＤＢとを含む。
【００２４】
ＩＧＢＴ素子ＧＡのコレクタはノードＮ１に接続され、エミッタはノードＮ４に接続される。ダイオードＤＡはノードＮ４からノードＮ１に向かう向きを順方向として接続される。
【００２５】
ＩＧＢＴ素子ＧＢのコレクタはノードＮ４に接続され、エミッタはノードＮ３に接続される。ダイオードＤＢはノードＮ３からノードＮ４に向かう向きを順方向として接続される。
【００２６】
第２のアームＡ２は、ノードＮ２とノードＮ３との間に直列に接続されるＩＧＢＴ素子ＧＣ，ＧＤと、ＩＧＢＴ素子ＧＣと並列に接続されるダイオードＤＣと、ＩＧＢＴ素子ＧＤと並列に接続されるダイオードＤＤとを含む。
【００２７】
ＩＧＢＴ素子ＧＣのコレクタはノードＮ２に接続され、エミッタはノードＮ５に接続される。ダイオードＤＣはノードＮ４からノードＮ２に向かう向きを順方向として接続される。
【００２８】
ＩＧＢＴ素子ＧＤのコレクタはノードＮ５に接続され、エミッタはノードＮ３に接続される。ダイオードＤＤはノードＮ３からノードＮ５に向かう向きを順方向として接続される。
【００２９】
リアクトルＬ１は、ノードＮ４とノードＮ５との間に接続される。リアクトルＬ１の端子Ｔ１はノードＮ４に接続され、端子Ｔ２はノードＮ５に接続される。
【００３０】
なお、コンバータ３２，３３の内部の構成については、コンバータ３１と同様であるので、説明は繰返さない。
【００３１】
また、図１では、ＩＧＢＴ素子ＧＢのエミッタとＩＧＢＴ素子ＧＤのエミッタとがコンバータ３１内部で接続されている構成、つまり複数のコンバータの各々の内部でノードＮ３と燃料電池の負極とを接続する構成を示した。しかし、図１の構成に代えて、各コンバータ内部ではＩＧＢＴ素子ＧＢのエミッタとＩＧＢＴ素子ＧＤのエミッタとは接続せずに、コンバータ外部にノードＮ３と燃料電池の負極とを接続する配線をコンバータ３１〜３３共通に１本設けても良い。
【００３２】
バッテリの電圧ＶＢと燃料電池１８の出力電圧とはとり得る範囲が一部重なっている。たとえばバッテリはニッケル水素バッテリなどが使用され、その電源電圧はたとえば２００Ｖから３００Ｖの範囲で変動するとする。一方燃料電池１８の出力電圧はたとえば２４０Ｖ〜４００Ｖの範囲で変動する。
【００３３】
したがってバッテリ２の電圧が燃料電池１８の出力電圧よりも高い場合と低い場合とがあるので、コンバータ３１〜３３は先に説明したように第１、第２のアームを有するような構成となっている。この構成により、バッテリ２側からインバータ２０側に昇圧および降圧が可能となり、かつインバータ２０側からバッテリ２側に昇圧および降圧が可能となる。
【００３４】
車両１００は、さらに、複数のコンバータを通過する電流の差を出力する電流センサ４１，４２を含む。電流センサ４１はコンバータ３１，３２を通過する電流の差である第１の差分値ＩＬ１２を検出する。電流センサ４２はコンバータ３２，３３を通過する電流の差である第２の差分値ＩＬ２３を検出する。
【００３５】
制御装置３０は、電圧センサ６，１２の出力から求めた複数のコンバータを通過する電流の差の計算値と電流センサ４１，４２の出力とを用いて複数のコンバータを流れる電流のバランスを補正する。
【００３６】
制御装置３０は、電圧センサ６，１２の出力を用いて、差分値ＩＬ１２，ＩＬ２３にそれぞれ対応する第１、第２の計算値を算出し、第１、第２の計算値にそれぞれ対応する第１、第２のしきい値を設定し、第１、第２のしきい値をそれぞれ第１、第２の差分値と比較して補正を行なうかどうかを決定する。
【００３７】
電流バランスの補正は、ＩＧＢＴ素子ＧＡ〜ＧＤのスイッチングのデューティ比をコンバータ３１〜３３ごとに調整することにより行なわれる。
【００３８】
図２は、図１に示した電流センサの取付け位置について説明するための図である。
【００３９】
図２に示すように、リアクトルＬ１，Ｌ２，Ｌ３がリアクトルユニット５０に収容されている。リアクトルＬ１は、図１におけるコンバータ３１中のリアクトルＬ１である。リアクトルＬ２は、図１におけるリアクトルＬ１に相当するコンバータ３２中のリアクトルである。リアクトルＬ３は、図１におけるリアクトルＬ１に相当するコンバータ３３中のリアクトルである。
【００４０】
リアクトルＬ１の端子Ｔ１にはバスバー５１が接続され、端子Ｔ２にはバスバー５２が接続されている。リアクトルＬ２の端子Ｔ１にはバスバー５３が接続され、端子Ｔ２にはバスバー５４が接続されている。リアクトルＬ３の端子Ｔ１にはバスバー５５が接続され、端子Ｔ２にはバスバー５６が接続されている。
【００４１】
バスバー５２とバスバー５３とは、一部が重なるように配置され、この重なった部分には電流センサ４１が取付けられている。バスバー５４とバスバー５５とは、一部が重なるように配置され、この重なった部分には電流センサ４２が取付けられている。
【００４２】
図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面における断面図である。
【００４３】
図３に示すように、バスバー５２の下にバスバー５３が配置され、バスバー５２，５３をともに取り囲むように電流センサ４１が配置されている。たとえば、電流センサ４１は磁界を検出することにより電流を検知するホール素子等の素子である。
【００４４】
同様にバスバー５４の下にバスバー５５が配置され、バスバー５４，５５をともに取り囲むように電流センサ４２が配置されている。たとえば、電流センサ４１は磁界を検出することにより電流を検知するホール素子等の素子である。
【００４５】
このように電流センサを取付けることによって、リアクトルＬ１〜Ｌ３に各々電流センサを取付けて差を計算しなくても、リアクトルＬ１，Ｌ２に流れる電流の差分値とリアクトルＬ２，Ｌ３に流れる電流の差分値とを２つの電流センサで検出することができる。
【００４６】
なお、電流センサ４１，４２はホール素子以外でも、１素子で２つの導体に流れる電流の差を検出可能なように取付けた電流センサであれば、半導体磁気センサ等他のセンサでも良い。
【００４７】
図４は、図１におけるコンバータ３１〜３３の並列動作を説明するための動作波形図である。例として、バッテリ２の電圧を昇圧してインバータ２０側に供給する場合の波形が図４に示されている。
【００４８】
図１、図４を参照して、時刻ｔ０〜ｔ１０がコンバータ３１の制御の１周期Ｔｃである。周期Ｔｃのうちのコンバータ３１中のＩＧＢＴ素子ＧＡ，ＧＤがともにオン状態に制御される期間Ｔｏｎとオフ状態に制御される期間Ｔｏｆｆの比率であるデューティ比が電流バランスを調整するためにコンバータ３１〜３３ごとに制御される。
【００４９】
波形Ｇ１はコンバータ３１中のＩＧＢＴ素子ＧＡ，ＧＤのゲート電圧を示している。波形Ｇ２は、コンバータ３２中のＩＧＢＴ素子ＧＡ，ＧＤのゲート電圧を示している。波形Ｇ３は、コンバータ３３中のＩＧＢＴ素子ＧＡ，ＧＤのゲート電圧を示している。
【００５０】
波形Ｉ１は、コンバータ３１中のリアクトルＬ１に流れる電流を示しており、波形Ｉ２は、コンバータ３２中のリアクトルＬ２に流れる電流を示しており、波形Ｉ３は、コンバータ３３中のリアクトルＬ３に流れる電流を示している。
【００５１】
波形Ｇ１に対して波形Ｇ２は位相が１２０°ずれており、波形Ｇ１に対して波形Ｇ３は位相が２４０°ずれている。このように３等分して位相をずらしていることによって、平滑用コンデンサ８，１４のリップル電流を小さく抑えることができ、平滑用コンデンサ８，１４の容量を小さくすることができる。
【００５２】
コンバータ３１〜３３中のリアクトルＬ１〜Ｌ３のインダクタンスがともにＬであるとすると波形Ｉ１〜Ｉ３の上昇時の傾きｄＩ／ｄｔはＶＢ／Ｌであり、下降時の傾きｄＩ／ｄｔは−ＶＩＮＶ／Ｌである。
【００５３】
リアクトルＬ１〜Ｌ３のインダクタンスが等しい場合には、三相のコンバータ３１〜３３中のリアクトルＬ１〜Ｌ３にかかる負荷を均一にする必要があり、このためリアクトルＬ１〜Ｌ３に流れる平均電流を等しくする必要がある。
【００５４】
制御装置３０は、電流センサ４１，４２の出力を内蔵するＡＤコンバータで取り込む。ＡＤコンバータの取り込みタイミングは、波形Ｇ１の立ち上がり時からの時間で規定されている。通常ＡＤコンバータは１つのＡＤコンバータをサンプルホールド等で時刻をずらして複数チャンネルとして使用する場合が多い。
【００５５】
時刻ｔ０を起点として所定時刻後の時刻ｔ１において電流センサ４１の出力が取り込まれ、差分値ＩＬ１２が計測される。また、時刻ｔ２において電流センサ４２の出力が取り込まれ、差分値ＩＬ２３が計測される。
【００５６】
次のサイクルにおいても、時刻ｔ１０を起点として所定時刻後の時刻ｔ１１において電流センサ４１の出力が取り込まれ、差分値ＩＬ１２が計測される。また、時刻ｔ１２において電流センサ４２の出力が取り込まれ、差分値ＩＬ２３が計測される。
【００５７】
たとえば、計測タイミングの一例を示すと、周期Ｔｃ＝１００μｓである場合に、ＡＤコンバータの入力が８チャンネルあり、各チャンネルあたりの取り込み時間は８μｓであったとする。１サイクルの取り込みには８μｓ×８チャンネルの６４μｓ必要であるため、周期Ｔｃのうちに取り込めるのは１回である。
【００５８】
差分値ＩＬ１２を取り込むのは５番目のチャンネル、差分値ＩＬ２３を取り込むのは６番目のチャンネルにすれば、時刻ｔ０〜ｔ１は３２μｓ、時刻ｔ０〜ｔ２は４０μｓに設定される。
【００５９】
図４に示すように、リアクトル電流の波形Ｉ１〜Ｉ３は三角波状となり、電圧ＶＢ，ＶＩＮＶおよびリアクトル値Ｌによってその形状は変化する。
【００６０】
コンバータ３１〜３３中のリアクトル値Ｌは、ほぼ同じ値であるので、リアクトル電流の波形Ｉ１〜Ｉ３の形状に対しては、電圧ＶＢ，ＶＩＮＶが支配的な影響を及ぼす。
【００６１】
逆に言うと、電圧ＶＢ，ＶＩＮＶがわかっていれば、コンバータ３１〜３３に同じ平均電流が流れるときの理想的な差分値ＩＬ１２，ＩＬ２３は電圧ＶＢ，ＶＩＮＶの関数として計算で求めることができる。
【００６２】
図４において波形Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３の電流最低値が等しいとしてそこからの上昇分を時刻ｔ０＝０として計算する。
【００６３】
まず、時刻ｔ１における波形Ｉ１の上昇分はｔ１×ＶＢ／Ｌであり、波形Ｉ２の上昇分は（１／３×Ｔｃ−ｔ１）×ＶＩＮＶ／Ｌである。したがってＩＬ１２の値は次式（１）で表される。
ＩＬ１２＝ｔ１×ＶＢ／Ｌ−（１／３×Ｔｃ−ｔ１）×ＶＩＮＶ／Ｌ  …（１）
次に、時刻ｔ２における波形Ｉ２の上昇分は（ｔ２−１／３×Ｔｃ）×ＶＢ／Ｌであり、波形Ｉ３の上昇分は（２／３×Ｔｃ−ｔ２）×ＶＩＮＶ／Ｌである。したがって、ＩＬ２３の値は次式（２）で表される。
ＩＬ２３＝（ｔ２−１／３×Ｔｃ）×ＶＢ／Ｌ−（２／３×Ｔｃ−ｔ２）×ＶＩＮＶ／Ｌ  …（２）
具体的な例として、Ｔｃ＝１００μｓ、ｔ１＝３２μｓ、ｔ２＝４０μｓの場合には、式（１）、（２）は、それぞれ次式（３）、（４）になる。
ＩＬ１２＝３２×ＶＢ／Ｌ−（３３−３２）×ＶＩＮＶ／Ｌ
ＩＬ１２＝３２×ＶＢ／Ｌ−ＶＩＮＶ／Ｌ  …（３）
ＩＬ２３＝（４０−３３）×ＶＢ／Ｌ−（６６−４０）×ＶＩＮＶ／Ｌ
ＩＬ２３＝７×ＶＢ／Ｌ−２６×ＶＩＮＶ／Ｌ  …（４）
図５は、制御装置３０の制御動作を説明するためのフローチャートである。図５に示される処理がメインルーチンから一定時間ごと、またはある特定の条件が満たされるごとに呼出され電流補正を行なうか否かが決定される。
【００６４】
図１、図５を参照して、まず処理が開始されるとステップＳ１において電圧センサ６、１２の出力を取得して電圧ＶＢ，ＶＩＮＶを測定する。つぎにステップＳ２において電流センサ４１，４２の出力を取得して電流の差分値ＩＬ１２、ＩＬ２３を測定する。
【００６５】
ステップＳ３においては、電圧ＶＢ，ＶＩＮＶから式（１）、（２）で求められる値である、電流バランスが良好である場合の差分値ＩＬ１２、ＩＬ２３に対応する第１、第２の計算値を出す。
【００６６】
続いて、求めた第１の計算値±αを差分値ＩＬ１２のしきい値に設定し、第２の計算値±αを差分値ＩＬ２３のしきい値に設定する。
【００６７】
そして、電流センサ４１，４２の出力を取得して得た電流の差分値ＩＬ１２、ＩＬ２３と対応するしきい値とを比較して、しきい値から外れた場合には、ステップＳ５においてＩＧＢＴ素子のオン／オフデューティ比を調整してコンバータ３１〜３３間の電流バランスを修正する。
【００６８】
図６は、図５のステップＳ４で設定されるしきい値について説明するための図である。
【００６９】
図６において左側は検討例を示し、右側は本発明が適用されて改良されたしきい値の設定を示す。
【００７０】
まず検討例の場合には、ＶＢ、ＶＩＮＶのとりうる範囲におけるＩＬ１２の最大値ＩＬ１２ｍａｘ、最小値ＩＬ１２ｍｉｎを求めておき、ＩＬ１２の上限しきい値Ｉｔｈ＋をＩＬ１２ｍａｘ＋αに設定し、ＩＬ１２の下限しきい値Ｉｔｈ−をＩＬ１２ｍｉｎ−αに設定する。
【００７１】
そして、センサで計測したＩＬ１２が上限しきい値Ｉｔｈ＋を超えるか、または下限しきい値Ｉｔｈ−を下回ると図４の波形のうち波形Ｇ１は固定しておいて波形Ｇ２，Ｇ３のデューティ比を変更して、測定している差分値ＩＬ１２がしきい値範囲内に収まるように調整を行なう。
【００７２】
同様に、ＶＢ、ＶＩＮＶのとりうる範囲におけるＩＬ２３の最大値ＩＬ２３ｍａｘ、最小値ＩＬ２３ｍｉｎを求めておき、ＩＬ２３の上限しきい値Ｉｔｈ＋をＩＬ２３ｍａｘ＋αに設定し、ＩＬ２３の下限しきい値Ｉｔｈ−をＩＬ２３ｍｉｎ−αに設定する。
【００７３】
そして、センサで計測したＩＬ２３が上限しきい値Ｉｔｈ＋を超えるか、または下限しきい値Ｉｔｈ−を下回ると図４の波形のうち波形Ｇ１は固定しておいて波形Ｇ２，Ｇ３のデューティ比を変更して、測定している差分値ＩＬ２３がしきい値範囲内に収まるように調整を行なう。
【００７４】
これに対し、図６の右側に示す改良後では、しきい値を電圧ＶＢおよびＶＩＮＶの変化に連動させて変化させる。
【００７５】
つまり、電圧センサ６，１２で測定した電圧ＶＢ，ＶＩＮＶに対して対応する計算値ＩＬ１２（ＶＢ，ＶＩＮＶ）、ＩＬ２３（ＶＢ，ＶＩＮＶ）を式（１）、（２）で求めておき、この計算値に対してマージン分±αを加えることによりしきい値を定めている。
【００７６】
この場合、ＩＬ１２の上限しきい値Ｉｔｈ＋をＩＬ１２（ＶＢ，ＶＩＮＶ）＋αに設定し、ＩＬ１２の下限しきい値Ｉｔｈ−をＩＬ１２（ＶＢ，ＶＩＮＶ）−αに設定する。
【００７７】
そして、センサで計測したＩＬ１２が上限しきい値Ｉｔｈ＋を超えるか、または下限しきい値Ｉｔｈ−を下回ると図４の波形のうち波形Ｇ１は固定しておいて波形Ｇ２，Ｇ３のデューティ比を変更して、測定している差分値ＩＬ１２がしきい値範囲内に収まるように調整を行なう。
【００７８】
同様に、ＩＬ２３の上限しきい値Ｉｔｈ＋をＩＬ２３（ＶＢ，ＶＩＮＶ）＋αに設定し、ＩＬ２３の下限しきい値Ｉｔｈ−をＩＬ２３（ＶＢ，ＶＩＮＶ）−αに設定する。
【００７９】
そして、センサで計測したＩＬ２３が上限しきい値Ｉｔｈ＋を超えるか、または下限しきい値Ｉｔｈ−を下回ると図４の波形のうち波形Ｇ１は固定しておいて波形Ｇ２，Ｇ３のデューティ比を変更して、測定している差分値ＩＬ２３がしきい値範囲内に収まるように調整を行なう。
【００８０】
図６の検討例の場合には、ＩＬ１２が最大値または最小値を示すＶＢ，ＶＩＮＶの条件以外ではしきい値による電流のアンバランスの検出はやや困難であったが、改良後では、ＶＢ，ＶＩＮＶの値にあわせてしきい値をこまめに変更しているので、電流のアンバランスを精度よく検出して補正することが可能となる。
【００８１】
なお、本実施の形態では、スイッチング素子の一例としてＩＧＢＴ素子を用いた場合について説明したが、スイッチング素子は、ＩＧＢＴ素子に代えてＭＯＳ−ＦＥＴ、バイポーラトランジスタ、ＧＴＯ、逆素子サイリスタ等を用いても良い。
【００８２】
また、燃料電池を搭載するシステムについて、バッテリと燃料電池の間に搭載されるコンバータについて適用した例を説明したが、４２Ｖのバッテリと１４Ｖのバッテリの２つのバッテリを搭載する車両に適用することもできる。この場合は、４２Ｖバッテリと１４Ｖバッテリの間の電圧変換を行なうコンバータとして電圧変換部１０を使用すればよい。
【００８３】
さらに、２つのアームを有するコンバータについて説明したが、本発明は方アーム（昇圧チョッパ、降圧チョッパ回路等）のコンバータについても好適に用いることができる。
【００８４】
以上説明したように、本発明の実施の形態においては、電流アンバランスを精度よく補正することが可能となるので、コンデンサへのリップル電流を小さくすることができ、コンデンサ容量値を小さくすることが可能となる。これにより、装置の小型化および低コスト化を実現できる。
【００８５】
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。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明に係る車両１００の構成を示した回路図である。
【図２】図１に示した電流センサの取付け位置について説明するための図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面における断面図である。
【図４】図１におけるコンバータ３１〜３３の並列動作を説明するための動作波形図である。
【図５】制御装置３０の制御動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】図５のステップＳ４で設定されるしきい値について説明するための図である。
【符号の説明】
【００８７】
ＧＡ〜ＧＤ  ＩＧＢＴ素子、ＩＬ１２  計算値、２  バッテリ、６，１２  電圧センサ、８，１４  平滑用コンデンサ、１０  電圧変換部、１２  電圧センサ、１６  ダイオード、１８  燃料電池、２０  インバータ、２２  モータ、３０  制御装置、３１〜３３  コンバータ、４１，４２  電流センサ、５０  リアクトルユニット、５１〜５６  バスバー、１００  車両、Ａ１，Ａ２  アーム、ＤＡ〜ＤＤ  ダイオード、Ｌ１〜Ｌ３  リアクトル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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