(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される直流電圧を所定の出力電圧に昇圧する２つの昇圧コンバータ（４１，４２）を備え、前記２つの昇圧コンバータの出力側が互いに並列に接続されている電源システムに適用される制御装置（３０）であって、
前記２つの昇圧コンバータがそれぞれ有するスイッチング素子（Ｓａ１，Ｓｂ１）のスイッチングを制御するスイッチング部と、
前記２つの昇圧コンバータにおける前記スイッチング素子のスイッチングタイミングをずらす抑制部と、
を備え、
前記スイッチングタイミングは、前記昇圧コンバータに対するデューティ指令値と三角波である搬送波との交点のタイミングであり、
前記抑制部は、前記２つの昇圧コンバータのうちの一方におけるオンからオフ又はオフからオンへの前記スイッチングタイミングと、前記２つの昇圧コンバータのうちの他方における前記搬送波の山又は谷との同期を実施する電源システムの制御装置。
【請求項２】
前記抑制部は、前記２つの昇圧コンバータのうちの一方に対する前記デューティ指令値が変化した場合に、前記一方に対する前記デューティ指令値の変化量に応じて、前記２つの昇圧コンバータのうちの他方における前記搬送波の位相を制御して、前記同期を実施する請求項１に記載の電源システムの制御装置。
【請求項３】
前記抑制部は、前記２つの昇圧コンバータのうちの一方に対する前記デューティ指令値が変化した場合に、前記一方に対する前記デューティ指令値の変化量に応じて、前記２つの昇圧コンバータのうちの他方における前記搬送波の周波数を制御して、前記同期を実施する請求項１に記載の電源システムの制御装置。
【請求項４】
入力される直流電圧を所定の出力電圧に昇圧する２つの昇圧コンバータ（４１，４２）を備え、前記２つの昇圧コンバータの出力側が互いに並列に接続されている電源システムに適用される制御装置（３０）であって、
前記２つの昇圧コンバータがそれぞれ有するスイッチング素子（Ｓａ１，Ｓｂ１）のスイッチングを制御するスイッチング部と、
前記２つの昇圧コンバータにおける前記スイッチング素子のスイッチングタイミングをずらす抑制部と、
を備え、
前記スイッチングタイミングは、前記昇圧コンバータに対するデューティ指令値と三角波である搬送波との交点のタイミングであり、
閾値を超える出力電圧を生じるデューティ範囲を抑制範囲とし、
前記抑制部は、前記２つの昇圧コンバータのうちの一方における前記抑制範囲に対応するスイッチングタイミング領域と、前記２つの昇圧コンバータのうちの他方における前記抑制範囲に対応するスイッチングタイミング領域とが重ならないように、前記一方における前記搬送波に対して前記他方における前記搬送波を所定位相ずらして固定する電源システムの制御装置。
【請求項５】
入力される直流電圧を所定の出力電圧に昇圧する２つの昇圧コンバータ（４１，４２）であって、それぞれの出力側は互いに並列に接続されている２つの昇圧コンバータと、
前記２つの昇圧コンバータの出力側に接続され、前記２つの昇圧コンバータの出力電力を交流電力に変換するインバータ（４３，４４）と、
前記２つの昇圧コンバータ及び前記インバータの動作を制御する制御装置（３０）と、
を備え、
前記制御装置は、
前記２つの昇圧コンバータがそれぞれ有するスイッチング素子（Ｓａ１，Ｓｂ１）のスイッチングを制御するスイッチング部と、
前記２つの昇圧コンバータにおける前記スイッチング素子のスイッチングタイミングをずらす抑制部と、
を備え、
前記スイッチングタイミングは、前記昇圧コンバータに対するデューティ指令値と三角波である搬送波との交点のタイミングであり、
前記抑制部は、前記２つの昇圧コンバータのうちの一方における前記スイッチングタイミングと、前記２つの昇圧コンバータのうちの他方における前記搬送波の山又は谷との同期を実施する電源ユニット。
【請求項６】
前記抑制部は、前記２つの昇圧コンバータのうちの一方に対する前記デューティ指令値が変化した場合に、前記一方に対する前記デューティ指令値の変化量に応じて、前記２つの昇圧コンバータのうちの他方における前記搬送波の位相を制御して、前記同期を実施する請求項５に記載の電源ユニット。
【請求項７】
前記抑制部は、前記２つの昇圧コンバータのうちの一方に対する前記デューティ指令値が変化した場合に、前記一方に対する前記デューティ指令値の変化量に応じて、前記２つの昇圧コンバータのうちの他方における前記搬送波の周波数を制御して、前記同期を実施する請求項５に記載の電源ユニット。
【請求項８】
入力される直流電圧を所定の出力電圧に昇圧する２つの昇圧コンバータ（４１，４２）であって、それぞれの出力側は互いに並列に接続されている２つの昇圧コンバータと、
前記２つの昇圧コンバータの出力側に接続され、前記２つの昇圧コンバータの出力電力を交流電力に変換するインバータ（４３，４４）と、
前記２つの昇圧コンバータ及び前記インバータの動作を制御する制御装置（３０）と、
を備え、
前記制御装置は、
前記２つの昇圧コンバータがそれぞれ有するスイッチング素子（Ｓａ１，Ｓｂ１）のスイッチングを制御するスイッチング部と、
前記２つの昇圧コンバータにおける前記スイッチング素子のスイッチングタイミングをずらす抑制部と、
を備え、
前記スイッチングタイミングは、前記昇圧コンバータに対するデューティ指令値と三角波である搬送波との交点のタイミングであり、
閾値を超える出力電圧を生じるデューティの範囲を抑制範囲とし、
前記抑制部は、前記２つの昇圧コンバータのうちの一方における前記抑制範囲に対応するスイッチングタイミング領域と、前記２つの昇圧コンバータのうちの他方における前記抑制範囲に対応するスイッチングタイミング領域とが重ならないように、前記一方における前記搬送波に対して前記他方における前記搬送波を所定位相ずらして固定する電源ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの昇圧コンバータを備えた電源システムに適用される制御装置、及び２つの昇圧コンバータを備えた電源ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハイブリッド車両等において、直流電源を昇圧コンバータで昇圧し、昇圧した直流電力をインバータで交流電力に変換して、変換した交流電力を交流モータに供給するシステムが採用されている。このようなシステムには、昇圧コンバータをインバータに対して並列に２つ備えるものがある。例えば、特許文献１に記載のシステムは、燃料電池に接続された昇圧コンバータと、バッテリに接続された昇圧コンバータとを、インバータに対して並列に備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５４４６０５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のシステムのように、出力側が互いに並列な２つの昇圧コンバータを備えている場合、２つの昇圧コンバータが高圧配線を共有している。そのため、２つの昇圧コンバータのスイッチングタイミングが重なると、２つの昇圧コンバータのサージ電圧が重畳してサージ電圧が増加する。その結果、スイッチング素子にかかる電圧が耐圧を超えるおそれがある。特に、２つの昇圧コンバータを１つのユニットとして構成する場合、２つの昇圧コンバータを繋ぐ配線が短くなり、２つの昇圧コンバータのサージ電圧が重畳すると、サージ電圧が大きくなりやすい。これに対して、スイッチングスピードを遅くすることで、各昇圧コンバータのサージ電圧が抑制されるが、スイッチング損失が大きくなる。
【０００５】
本発明は、上記実情に鑑み、損失を抑制しつつ、サージ電圧を抑制することが可能な電源システムの制御装置、及び電源ユニットを提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、入力される直流電圧を所定の出力電圧に昇圧する２つの昇圧コンバータ（４１，４２）を備え、前記２つの昇圧コンバータの出力側が互いに並列に接続されている電源システムに適用される制御装置（３０）であって、前記２つの昇圧コンバータがそれぞれ有するスイッチング素子のスイッチング（Ｓａ１，Ｓｂ１）を制御するスイッチング部と、前記２つの昇圧コンバータにおける前記スイッチング素子のスイッチングタイミングをずらす抑制部と、を備える。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、昇圧コンバータの出力側が互いに並列に接続されており、２つの昇圧コンバータが高圧配線を共有する電源システムとなっている。そのため、２つの昇圧コンバータのスイッチングタイミングが重なると、２つの昇圧コンバータのサージ電圧が重畳してサージ電圧が大きくなる。これに対して、２つの昇圧コンバータのスイッチングタイミングがずらされるため、２つの昇圧コンバータ間においてサージ電圧の発生タイミングがずらされる。よって、スイッチングスピードを遅くすることなく、サージ電圧が抑制される。すなわち、損失を抑制しつつ、２つの昇圧コンバータのサージ電圧が重畳されることを回避して、サージ電圧を抑制することができる。
【０００８】
請求項６に記載の発明は、電源ユニットであって、入力される直流電圧を所定の出力電圧に昇圧する２つの昇圧コンバータ（４１，４２）であって、それぞれの出力側は互いに並列に接続されている２つの昇圧コンバータと、前記２つの昇圧コンバータの出力側に接続され、前記２つの昇圧コンバータの出力電力を交流電力に変換するインバータ（４３，４４）と、前記２つの昇圧コンバータ及び前記インバータの動作を制御する制御装置（３０）と、を備え、前記制御装置は、前記２つの昇圧コンバータがそれぞれ有するスイッチング素子（Ｓａ１，Ｓｂ１）のスイッチングを制御するスイッチング部と、前記２つの昇圧コンバータにおける前記スイッチング素子のスイッチングタイミングをずらす抑制部と、を備える。
【０００９】
請求項６に記載の発明によれば、２つの昇圧コンバータと、インバータと、制御装置とが１つのユニットになっている。よって、２つの昇圧コンバータが別のユニットになっている場合と比べて、２つの昇圧コンバータを繋ぐ配線が短くなり、２つの昇圧コンバータが共有する高圧配線にサージ電圧が重畳すると、サージ電圧が大きくなりやすい。これに対して、２つの昇圧コンバータのスイッチングタイミングがずらされるため、２つの昇圧回路間においてサージ電圧の発生タイミングがずらされる。したがって、損失を抑制しつつ、サージ電圧を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ハイブリッド車両の概略構成を示す図。
【図２】モータシステムの構成を示す図。
【図３】２つの昇圧コンバータ及び２つのインバータが共有する高圧ラインを示す図。
【図４】ＭＧＥＣＵの一部の機能を示す図。
【図５】比較器部の処理を示す図。
【図６】（ａ）２個のＭＧ及び１個のコンバータを備えるモータシステム、（ｂ）２個のＭＧ及び２個のコンバータを備えるモータシステム、（ｃ）２個のＭＧ及び２個のコンバータを備えるモータシステム、におけるサージ電圧及び高圧ラインの重畳電圧を示す表。
【図７】（ａ）電源システムから決まるデューティ範囲、（ｂ）サージ電圧の重畳の回避が必要なデューティ範囲を示す表。
【図８】（ａ）マスタのデューティ指令値が最大値のときのスレーブのスイッチングタイミングを示す図。（ｂ）マスタのデューティ指令値が最小値のときのスレーブのスイッチングタイミングを示す図。
【図９】（ａ）第１実施形態及び第２実施形態にかかるマスタのスイッチングタイミング、（ｂ）第１実施形態に係るスレーブのスイッチングタイミング、（ｃ）第２実施形態に係るスレーブのスイッチングタイミングを示すタイムチャート。
【図１０】位相制御及び周波数制御におけるデューティ変化量及び電圧変化量を示す図。
【図１１】第３実施形態に係るマスタ及びスレーブのスイッチングタイミング領域を示す図。
【図１２】第３実施形態に係るマスタ及びスレーブのスイッチングタイミング領域を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、電源システムの制御装置及び電源ユニットを具現化した各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。各実施形態に係る電源システムの制御装置及び電源ユニットは、ハイブリッド車両に適用することを想定している。なお、以下の各実施形態において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。
【００１２】
（第１実施形態）
まず、本実施形態にかかるハイブリッド車両の構成について、図１を参照して説明する。本実施形態に係るハイブリッド車両は、エンジン６１、エンジンＥＣＵ６０、ＭＧ１、ＭＧ２、ＰＣＵ２０、メイン電源５１、サブ電源５２、ハイブリッドＥＣＵ１０を備える。
【００１３】
エンジン６１は、車両の走行動力源であり、動力分割機構７１及び減速機構７２を介して、２つの車輪７４を連結する車軸７３に連結されている。エンジンＥＣＵ６０は、上位のＥＣＵであるハイブリッドＥＣＵ１０から送信されたエンジン要求出力に応じて、エンジン６１を制御する。具体的には、エンジンＥＣＵ６０は、エンジン要求出力に応じて、スロットル開度を制御する。
【００１４】
ＭＧ１及びＭＧ２は、電動機及び発電機として作動する３相のモータジェネレータである。ＭＧ１は主に発電機として作動する。ＭＧ１は、動力分割機構７１を介してエンジン６１及び減速機構７２に連結されている。ＭＧ１が発電機として作動する場合、ＭＧ１は、動力分割機構７１を介して回転軸に入力されたエンジン６１の出力により駆動されて発電する。ＭＧ１により発電された電力は、ＭＧ２に供給されるか、ＰＣＵ２０を介してメイン電源５１やサブ電源５２に供給される。
【００１５】
ＭＧ２は主に電動機として作動するとともに、車両の減速時において、回生発電を行う発電機として作動する。ＭＧ２は、減速機構７２を介して車軸７３に連結されている。ＭＧ２が電動機として作動する場合、ＭＧ２の動力が減速機構を介して車輪７４に伝達され、車両の走行動力となる。また、ＭＧ２が発電機として作動する場合、ＭＧ２により発電された電力は、ＰＣＵ２０を介してメイン電源５１やサブ電源５２に供給される。なお、本実施形態に係るハイブリッド車両は、２つのモータジェネレータを備えるタイプであるが、１つのモータジェネレータを備えるだけでもよい。
【００１６】
ＰＣＵ２０（パワーコントロールユニット）は、ＭＧ１及びＭＧ２に接続されており、ＭＧ１及びＭＧ２に供給する電力を制御するとともに、ＭＧ１及びＭＧ２の作動を制御する。ＰＣＵ２０は、マスタコンバータ４１、スレーブコンバータ４２、第１インバータ４３、第２インバータ４４、及びＭＧＥＣＵ３０が一体的に構成されたユニットである。本実施形態では、ＰＣＵ２０が電源ユニットに相当する。
【００１７】
マスタコンバータ４１及びスレーブコンバータ４２は、入力された電圧を所定の電圧に昇圧する昇圧コンバータである。マスタコンバータ４１の入力端子間には、メイン電源５１が接続されている。メイン電源５１は、リチウムイオン電池等の電圧ＶＬ１の高圧電池である。また、スレーブコンバータ４２の入力端子間には、大容量キャパシタ等の電圧ＶＬ２のサブ電源５２が接続されている。サブ電源５２の出力は、メイン電源５１の出力を補って車両の加速性が向上させる。なお、マスタコンバータ４１の入力側とスレーブコンバータ４２の入力側は、並列に同じバッテリ等に接続されていてもよい。
【００１８】
マスタコンバータ４１及びスレーブコンバータ４２の出力側は互いに並列に接続されている。マスタコンバータ４１及びスレーブコンバータ４２の出力側には、第１インバータ４３及び第２インバータ４４の入力側が互いに並列に接続されている。第１インバータ４３の出力側にはＭＧ１が接続されており、第２インバータ４４の出力側にはＭＧ２が接続されている。すなわち、本ハイブリッド車両のモータシステムは、２個のＭＧと２個の昇圧コンバータから構成されている。なお、１つのモータジェネレータのみを備えるハイブリッド車両の場合には、ＰＣＵ２０は、マスタコンバータ４１及びスレーブコンバータ４２の出力側に、１つのインバータが接続される構成となる。本実施形態において、マスタコンバータ４１及びスレーブコンバータ４２から電源システムが構成される。
【００１９】
ＭＧＥＣＵ３０（電源システムの制御装置）は、上位のＥＣＵであるハイブリッドＥＣＵ３０から送信されたトルク指令値に応じて、マスタコンバータ４１、スレーブコンバータ４２、第１インバータ４３及び第２インバータ４４の動作を制御する。すなわち、ＭＧＥＣＵ３０は、マスタコンバータ４１、スレーブコンバータ４２、第１インバータ４３及び第２インバータ４４が有する各スイッチング素子のオンオフを制御する駆動信号を、各スイッチング素子へ送信する。
【００２０】
ハイブリッドＥＣＵ１０は、エンジンＥＣＵ６０及びＭＧＥＣＵ３０よりも上位のＥＣＵであり、運転者の要求、車両の状態、メイン電源５１やサブ電源５２の充電状態に基づき、エンジン要求出力や、ＭＧ１のトルク指令値、ＭＧ２のトルク指令値を算出する。そして、ハイブリッドＥＣＵ１０は、算出したエンジン要求出力をエンジンＥＣＵ６０へ送信するとともに、算出したＭＧ１のトルク指令値及びＭＧ２のトルク指令値をＭＧＥＣＵ３０へ送信する。
【００２１】
次に、マスタコンバータ４１、スレーブコンバータ４２、第１インバータ４３及び第２インバータ４４の詳しい構成について図２を参照して説明する。マスタコンバータ４１とスレーブコンバータ４２、第１インバータ４３と第２インバータ４４は、それぞれ同様の構成となっているため、ここでは、マスタコンバータ４１及び第１インバータ４３の構成を代表して説明する。
【００２２】
マスタコンバータ４１は、昇圧チョッパー回路であり、コイルＬａと、スイッチング素子Ｓａ１，Ｓａ２とを備える。コイルＬａの第１端はメイン電源５１の正極端子に接続されており、コイルＬａの第２端は、スイッチング素子Ｓａ１とスイッチング素子Ｓａ２との接続点に接続されている。スイッチング素子Ｓａ１とスイッチング素子Ｓａ２は直列に接続されており、スイッチング素子Ｓａ１が下アーム、スイッチング素子Ｓａ２が上アームとなっている。スイッチング素子Ｓａ１，Ｓａ２は、例えばＩＧＢＴであり、それぞれダイオードが逆並列に接続されている。スイッチング素子Ｓａ１，Ｓａ２のゲート端子には、図示しないゲート駆動回路が接続されている。
【００２３】
ＭＧＥＣＵ３０から送信された操作信号ｇａ１，ｇａ２がゲート駆動回路に入力されることにより、スイッチング素子Ｓａ１，Ｓａ２は駆動される。本実施形態において、スイッチング素子Ｓａ１とスイッチング素子Ｓａ２とは、相補的に駆動される。以下、スイッチング素子Ｓａ１のオンからオフへのタイミングといった場合は、スイッチング素子Ｓａ２のオフからオンへのタイミングでもあり、スイッチング素子Ｓａ１のオフからオンへのタイミングといった場合は、スイッチング素子Ｓａ２のオンからオフへのタイミングでもある。スイッチング素子Ｓｂ１，Ｓｂ２についても同様である。
【００２４】
また、マスタコンバータ４１の入力側には、メイン電源５１と並列に入力コンデンサＣａｉが接続されており、出力側には、スイッチング素子Ｓａ１とスイッチング素子Ｓａ２との直列体に並列に、平滑コンデンサＣａｏが接続されている。そして、平滑コンデンサＣａｏの端子間電圧が、電圧センサによりマスタコンバータ４１の出力電圧ＶＨ１として検出される。同様に、スレーブコンバータ４２の平滑コンデンサＣｂｏの端子間電圧が、電圧センサによりスレーブコンバータ４２の出力電圧ＶＨ２として検出される。
【００２５】
ここで、マスタコンバータ４１のスイッチング素子Ｓａ１のデューティ指令値をＤＭとすると、出力電圧ＶＨ１＝ＶＬ１／ＤＭとなる。同様に、スレーブコンバータ４２のスイッチング素子Ｓｂ１のデューティ指令値をＤＳとすると、出力電圧ＶＨ２＝ＶＬ２／ＤＳとなる。デューティ指令値ＤＭとデューティ指令値ＤＳとは、独立して算出される。電圧ＶＬ１又は電圧ＶＬ２が変化すれば、それに応じてデューティ指令値ＤＭ又はデューティ指令値ＤＳが変化し、定常状態では、出力電圧ＶＨ１と出力電圧ＶＨ２とは等しくなる。
【００２６】
第１インバータ４３は、６個のスイッチング素子を備えた３相のインバータである。スイッチング素子としては、例えばＩＧＢＴを採用できる、各スイッチング素子には逆並列にダイオードが接続されている。各相は、各相は２個のスイッチング素子の直列体で構成されている。各相の２個のスイッチング素子の接続点は、ＭＧ１の各相のコイルに接続されている。
【００２７】
マスタコンバータ４１、スレーブコンバータ４２、第１インバータ４３及び第２インバータ４４は、図３に示すように、高圧電圧が印加される高圧ラインを共有している。また、図３に示すように、各スイッチング素子を接続する配線はインダクタンス成分を有する。よって、各スイッチング素子がオンからオフ、オフからオンへスイッチングされた際に、インダクタンス成分に伴うサージ電圧が発生し、サージ電圧は共有の高圧ラインにかかる。したがって、マスタコンバータ４１のスイッチング素子Ｓａ１，Ｓａ２のスイッチングタイミングと、スレーブコンバータ４２のスイッチング素子Ｓｂ１，Ｓｂ２のスイッチングタイミングとが重なると、共有の高圧ラインにおいて２つのコンバータのサージ電圧が重畳する。
【００２８】
マスタコンバータ４１とスレーブコンバータ４２とが、同じユニット内に収納されておらず、比較的長い接続配線で接続されている場合には、接続配線のインピーダンスにより、接続配線を経由して共有の高圧ラインに印加されるサージ電圧が低減される。よって、共有の高圧ラインにおいて２つのコンバータのサージ電圧が重畳しても、スイッチング素子に耐圧を超える電圧がかかりにくい。これに対して、本実施形態のように、マスタコンバータ４１とスレーブコンバータ４２とを同じユニット内に収容する場合、マスタコンバータ４１とスレーブコンバータ４２とを接続する接続配線が比較的短くなる。そのため、共有の高圧ラインにおいて２つのコンバータのサージ電圧が重畳すると、サージ電圧が大きくなり、スイッチング素子に耐圧を超える電圧がかかるおそれがある。
【００２９】
また、スイッチング素子Ｓａ１，Ｓａ２、及びスイッチング素子Ｓｂ１，Ｓｂ２のスイッチングスピードを遅くすることで、各コンバータのサージ電圧を低減することができる。各コンバータのサージ電圧を低減することで、共有の高圧ラインにおいて２つのコンバータのサージ電圧が重畳しても、スイッチング素子に耐圧を超える電圧がかかりにくい。しかしながら、スイッチング素子のスピードを遅くすると、損失が増加し、車両の燃費の悪化につながる。
【００３０】
そこで、ＭＧＥＣＵ３０は、マスタコンバータ４１におけるスイッチング素子Ｓａ１，Ｓａ２のスイッチングタイミングと、スレーブコンバータ４２におけるスイッチング素子Ｓｂ１，Ｓｂ２のスイッチングタイミングとをずらすように制御することにした。ここで、２つのコンバータのスイッチングタイミングが重なる際に、単純に一方のコンバータのスイッチング素子のデューティを変化させるスイッチング調停制御を実施することも考えられる。
【００３１】
しかしながら、スイッチング調停制御を実施する場合、一方のコンバータのデューティがデューティ指令値からずれるため、一方のコンバータの出力電圧が電圧指令値ＶＨ＊に追従しない。その結果、２つのコンバータの出力電圧に差が生じて、２つのコンバータ間の電流バランスが破綻するおそれがある。ひいては、電流が多く流れる方のコンバータで過電圧が生じるおそれがある。よって、ＭＧＥＣＵ３０は、２つのコンバータ間の電流バランスが破綻しないように、マスタコンバータ４１でサージ電圧が発生するタイミングと、スレーブコンバータ４２でサージ電圧が発生するタイミングとをずらす。以下、ＭＧＥＣＵ３０のマスタコンバータ４１及びスレーブコンバータ４２の作動を制御する機能について説明する。
【００３２】
図４に、ＭＧＥＣＵ３０の機能の一部を示す。ＭＧＥＣＵ３０は、マスタスイッチング部３１、スレーブスイッチング部３２及び抑制部３３の機能を備える。マスタスイッチング部３１及びスレーブスイッチング部３２が、スイッチング部に相当する。なお、ＭＧＥＣＵ３０は、上記機能以外に、第１インバータ４３及び第２インバータ４４のスイッチング素子のスイッチングを制御する機能等も有している。
【００３３】
マスタスイッチング部３１は、マスタコンバータ４１が有するスイッチング素子Ｓａ１，Ｓａ２のスイッチングを制御する。スレーブスイッチング部３２は、スレーブコンバータ４２が有するスイッチング素子Ｓｂ１，Ｓｂ２のスイッチングを制御する。詳しくは、マスタスイッチング部３１は、キャリア周期設定部３１１、三角波生成部３１２、電圧指令部３１３、電圧取得部３１４、偏差算出部３１５、ＰＩ制御部３１６、比較部３１７及び反転部３１８の機能を有する。
【００３４】
キャリア周期設定部３１１は、キャリアの周期Ｔｓを設定する。三角波生成部３１２は、設定された周期Ｔｓの三角波のキャリアＣＭ（搬送波）を生成する。電圧指令部３１３は、ハイブリッドＥＣＵ１０から送信されたトルク指令値に基づいて、マスタコンバータ４１に対する電圧指令値ＶＨ＊を生成する。電圧取得部３１４は、マスタコンバータ４１の出力電圧ＶＨ１を取得する。偏差算出部３１５は、電圧指令値ＶＨ＊と出力電圧ＶＨ１との偏差を算出する。ＰＩ制御部３１６は、比例積分制御により上記偏差からデューティ指令値ＤＭを算出する。算出されたデューティ指令値ＤＭは、下アームのスイッチング素子Ｓａ１のオン時間を示すデューティ指令値となる。
【００３５】
比較部３１７は、図５に示すように、生成されたキャリアＣＭと算出されたデューティ指令値ＤＭとを比較して、スイッチング素子Ｓａ２に対する操作信号ｇａ２を生成する。キャリアＣＭとデューティ指令値ＤＭとの交点のタイミングが、スイッチング素子Ｓａ２をオンからオフ、又はオフからオンへスイッチングするスイッチングタイミングとなる。詳しくは、キャリアＣＭがデューティ指令値ＤＭよりも大きい状態から、キャリアＣＭがデューティ指令値ＤＭよりも小さい状態へ変化する際の交点は、スイッチング素子Ｓａ２をオンからオフへ切替えるタイミングとなる。また、キャリアＣＭがデューティ指令値ＤＭよりも小さい状態から、キャリアＣＭがデューティ指令値ＤＭよりも大きい状態へ変化する際の交点は、スイッチング素子Ｓａ２をオフからオンへ切替えるタイミングとなる。
【００３６】
比較部３１７は、このようにキャリアＣＭとデューティ指令値ＤＭとの比較から、スイッチング素子Ｓａ２に対する操作信号ｇａ２を生成して、生成した操作信号ｇａ２を、スイッチング素子Ｓａ２のゲート駆動回路及び反転部３１８へ出力する。反転部３１８は、操作信号ｇａ２を反転させてスイッチング素子Ｓａ１に対する操作信号ｇａ１を生成する。すなわち、反転部３１８は、操作信号ｇａ２のオン期間を操作信号ｇａ１のオフ期間とし、操作信号ｇａ２のオフ期間を操作信号ｇａ１のオン期間とする。
【００３７】
スレーブスイッチング部３２は、マスタスイッチング部３１と同様に、キャリア周期設定部３２１、三角波生成部３２２、電圧指令部３２３、電圧取得部３２４、偏差算出部３２５、ＰＩ制御部３２６、比較部３２７及び反転部３２８の機能を有する。キャリア周期設定部３２１は、キャリア周期設定部３１１と同じ周期Ｔｓを設定し、三角波生成部３２２は、周期Ｔｓの三角波であるキャリアＣＳを生成する。そして、スレーブスイッチング部３２は、マスタスイッチング部３１と同様に、スイッチング素子Ｓｂ１，Ｓｂ２に対する操作信号ｇｂ１，ｇｂ２を生成して、生成した操作信号ｇｂ１，ｇｂ２をスイッチング素子Ｓｂ１，Ｓｂ２のゲート駆動回路へ出力する。
【００３８】
抑制部３３は、マスタコンバータ４１におけるスイッチング素子Ｓａ１，Ｓａ２のスイッチングタイミングと、スレーブコンバータ４２におけるスイッチング素子Ｓｂ１，Ｓｂ２のスイッチングタイミングとをずらす。詳しくは、抑制部３３は、２つのコンバータのうちの一方における、一方のスイッチング素子のオンからオフ又はオフからオンへのスイッチングタイミングと、他方のコンバータにおけるキャリアの山又は谷との同期を実施する。以下、スイッチング素子のオンからオフへのスイッチングタイミングをオフタイミング、オフからオンへのスイッチングタイミングをオンタイミングと称する。抑制部３３は、例えば、マスタコンバータ４１のスイッチング素子Ｓａ１のオフタイミング又はオンタイミングと、スレーブコンバータ４２におけるキャリアＣＳの山又は谷とを同期させる。
【００３９】
上述したように、キャリアとデューティ指令値との交点のタイミングが、スイッチングタイミングとなるため、キャリアの山又は谷のタイミングがスイッチングタイミングとなることはない。よって、例えば、スイッチング素子Ｓａ１のオフタイミングとキャリアＣＳの山のタイミングとの同期を実施すると、スイッチング素子Ｓａ１のオンタイミング、すなわちスイッチング素子Ｓａ２のオフタイミングと、スイッチング素子Ｓｂ１のスイッチングタイミングとが重なることがない。そして、この場合、スイッチング素子Ｓａ１のオンタイミングと、スイッチング素子Ｓｂ１のスイッチングタイミングも重ならない。詳しくは、閾値を超える出力電圧ＶＨを生じるデューティ範囲に対応するスイッチングタイミング領域で、スイッチング素子Ｓａ１のオンタイミングと、スイッチング素子Ｓｂ１のオンタイミング及びオフタイミングとが重なることはない。以下、詳しく説明する。なお、出力が釣り合っている時の出力電圧ＶＨ１及び出力電圧ＶＨ２を出力電圧ＶＨとする。
【００４０】
図６（ａ）に、２個のＭＧと１個の昇圧コンバータでモータシステムが構成されている場合における、各サージ電圧及び出力電圧ＶＨに各サージ電圧が重畳した重畳電圧を示す。また、図６（ｂ）及び図６（ｃ）に、本実施形態に係るモータシステムにおける各サージ電圧及び重畳電圧を示す。図６（ａ）〜（ｃ）に示す数値は一例であり、これに限定されない。また、各スイッチング素子の耐圧は一例として１２００Ｖとする。
【００４１】
図６（ａ）に示すように、ＭＧ１のサージ電圧を１５０Ｖ、ＭＧ２のサージ電圧を１７５Ｖ、昇圧コンバータのサージ電圧を２００Ｖ、システムの要求で決まる最大の出力電圧ＶＨを６５０Ｖとした場合、重畳電圧は１１７５Ｖとなり、スイッチング素子の耐圧以下となる。よって、この場合は、昇圧コンバータの出力電圧ＶＨの値に関わらず、出力電圧ＶＨに各サージ電圧が重畳しても、スイッチング素子に耐圧を超える電圧がかかるおそれがない。
【００４２】
一方、図６（ｂ）に示すように、昇圧コンバータが１個から２個に増えると、昇圧コンバータの１個分のサージ電圧が増えるため、重畳電圧は１３７５Ｖとなる。よって、出力電圧ＶＨの値によっては、出力電圧ＶＨに各サージ電圧が重畳すると、スイッチング素子に耐圧を超える電圧がかかるおそれがある。次に、図６（ｃ）に示すように、出力電圧ＶＨを４７５Ｖまで低下させると、重畳電圧が１２００Ｖとなり、出力電圧ＶＨに各サージ電圧が重畳してもスイッチング素子の耐圧を超えない。よって、昇圧コンバータを２個とした場合、出力電圧ＶＨを４７５Ｖ（閾値）以下とすれば、出力電圧ＶＨに各サージ電圧が重畳しても、スイッチング素子に耐圧を超える電圧がかかるおそれがない。
【００４３】
すなわち、マスタコンバータ４１及びスレーブコンバータ４２を、出力電圧ＶＨが４７５Ｖ以下となるデューティ範囲で動作させる場合は、マスタコンバータ４１のスイッチングタイミングと、スレーブコンバータ４２のスイッチングタイミングとが重なっても、スイッチング素子に耐圧を超える電圧がかかるおそれがない。一方、マスタコンバータ４１及びスレーブコンバータ４２を、出力電圧ＶＨが４７５Ｖを超える範囲で動作させる場合は、マスタコンバータ４１のスイッチングタイミングと、スレーブコンバータ４２のスイッチングタイミングとをずらす必要がある。
【００４４】
図７（ａ）に、出力電圧ＶＨの全範囲に対応する、マスタコンバータ４１のデューティ指令値ＤＭの範囲を示す。また、図７（ｂ）に、４７５Ｖ〜６５０Ｖの出力電圧ＶＨの範囲に対応する、マスタコンバータ４１のデューティ指令値ＤＭの範囲を示す。４７５Ｖ〜６５０Ｖの出力電圧ＶＨの範囲は、２つの昇圧コンバータのサージ電圧の重畳を回避する必要のある範囲である。なお、一例として、メイン電源５１の電圧ＶＬ１の最大値を４００Ｖ、最小値を２００Ｖとする。
【００４５】
図７（ａ）に示すように、電圧ＶＬ１が最大値である４００Ｖの場合、出力電圧ＶＨは４００Ｖから最大の６５０Ｖの範囲となる。この出力電圧ＶＨの範囲に対応したデューティ指令値ＤＭの範囲は、６１．５％〜１００％となる。また、電圧ＶＬ１が最小値である２００Ｖの場合、出力電圧ＶＨは２００Ｖから６５０Ｖの範囲となる。この出力電圧ＶＨの範囲に対応したデューティ指令値ＤＭの範囲は、３０．８％〜１００％となる。よって、マスタコンバータ４１を電圧ＶＬ１とシステムにより決まる全範囲で作動させる場合、デューティ指令値ＤＭの範囲は３０．８％〜１００％となる。
【００４６】
一方、図７（ｂ）に示すように、電圧ＶＬ１が最大値である４００Ｖの場合、４７５Ｖ〜６５０Ｖの出力電圧ＶＨの範囲に対応するデューティ指令値ＤＭの範囲は、６１．５％〜８４．２％となる。また、電圧ＶＬ１が最小値である２００Ｖの場合、４７５Ｖ〜６５０Ｖの出力電圧ＶＨの範囲に対応するデューティ指令値ＤＭの範囲は、３０．８％〜４２．１％となる。よって、２つの昇圧コンバータのサージ電圧の重畳回避が必要なデューティ指令値ＤＭの範囲は、３０．８％〜８４．２％となる。すなわち、デューティ指令値ＤＭが８４．２％〜１００％の範囲は、２つの昇圧コンバータのサージ電圧の重畳を回避する必要のない範囲である。
【００４７】
２つの昇圧コンバータのサージ電圧の重畳回避が必要なデューティ指令値ＤＭの範囲を抑制範囲ＤＭＲとし、抑制範囲ＤＭＲの最小デューティをＤＭｍｉｎ、抑制範囲ＤＭＲの最大デューティをＤＭｍａｘとする。同様にして、スレーブコンバータ４２のデューティ指令値ＤＳの抑制範囲ＤＳＲも算出される。デューティ指令値ＤＳの抑制範囲ＤＳＲの最小デューティをＤＳｍｉｎ、抑制範囲ＤＳＲの最大デューティをＤＳｍａｘとする。デューティ指令値ＤＭの抑制範囲ＤＭＲ及びデューティ指令値ＤＳの抑制範囲ＤＳＲは、スイッチング素子の耐圧、電圧ＶＬ１，ＶＬ２がとり得る範囲、及びモータシステムによって決まる出力電圧ＶＨの最大値から決まる。
【００４８】
以上から、抑制範囲ＤＭＲに対応するマスタコンバータ４１のスイッチングタイミング領域ＭＸと、抑制範囲ＤＳＲに対応するスレーブコンバータ４２のスイッチングタイミング領域ＳＸとが重ならなければ、各スイッチング素子にかかる電圧が耐圧以下に抑制されることがわかる。
【００４９】
ここで、上記同期を実施する際に、スイッチング素子Ｓａ１，Ｓｂ１を、それぞれ抑制範囲ＤＭＲ，ＤＭＳ内のデューティＤＭ，ＤＳで操作する場合におけるスイッチングタイミングを、図８（ａ），（ｂ）に示す。ここでは、マスタコンバータ４１のスイッチング素子Ｓａ１のオフタイミングと、スレーブコンバータ４２のキャリアＣＳの山のタイミングとの同期の例を示す。
【００５０】
図８（ａ）は、スイッチング素子Ｓａ１のデューティ指令値ＤＭをＤＭｍｉｎにした際に、スイッチング素子Ｓｂ１のデューティ指令値ＤＳをＤＳｍｉｎ及びＤＳｍａｘとした場合のスイッチングタイミングを表す。スイッチング素子Ｓａ１のオフタイミングと、キャリアＣＳの山との同期を実施することにより、スイッチング素子Ｓａ１のオフタイミングを中心として、スイッチング素子Ｓｂ１のオンタイミング及びオフタイミングが発生する。ＤＳ＝ＤＳｍｉｎのときのスイッチング素子Ｓｂ１のオンタイミング及びオフタイミングから、それぞれ、ＤＳ＝ＤＳｍａｘのときのスイッチング素子Ｓｂ１のオンタイミング及びオフタイミングまでが、抑制範囲ＤＳＲに対応するスイッチングタイミング領域ＳＸとなっている。スイッチングタイミング領域ＳＸは、スイッチング素子Ｓａ１のオフタイミングとオンタイミングとの間に存在し、スイッチング素子Ｓａ１のオンタイミングに重なっていない。
【００５１】
また、図８（ｂ）は、スイッチング素子Ｓａ１のデューティ指令値ＤＭをＤＭｍａｘにした際に、スイッチング素子Ｓｂ１のデューティ指令値ＤＳをＤＳｍｉｎ及びＤＳｍａｘとした場合のスイッチングタイミングを表す。図８（ｂ）では、図８（ａ）と比べて、スイッチング素子Ｓａ１のオフタイミングからオンタイミングまでの期間、すなわちオフ状態の期間が短くなっている。ＤＭ＝ＤＭｍｉｎのときのスイッチング素子Ｓａ１のオフタイミングから、ＤＭ＝ＤＭｍａｘのときのスイッチング素子Ｓａ１のオフタイミングまでが、抑制範囲ＤＭＲに対応するスイッチングタイミング領域ＭＸとなっている。
【００５２】
このように、スイッチング素子Ｓａ１のオフタイミングをスイッチングタイミング領域ＭＸ内で変化させても、スイッチング素子Ｓｂ１のスイッチングタイミング領域ＳＸは、スイッチング素子Ｓａ１のオンタイミングに重ならない。以上から、スイッチング素子Ｓａ１のオンタイミングとキャリアＣＳの山との同期を実施すると、出力電圧ＶＨが閾値以上となる場合には、スイッチング素子Ｓａ１のオフタイミングと、スイッチング素子Ｓｂ１のオンタイミング及びオフタイミングも重ならないことがわかる。よって、上記同期を実施すると、スイッチング素子に耐圧を超える電圧がかかるおそれがない。
【００５３】
なお、スイッチング素子Ｓａ１のオンタイミングと、キャリアＣＳの谷又は山のタイミングとの同期を実施する場合や、スレーブコンバータ４２のスイッチングタイミングとマスタコンバータ４１のキャリアＣＭの山又は谷の同期を実施する場合も、同様となる。また、上記同期を実施する場合に、スイッチング素子Ｓａ１，Ｓｂ１の少なくとも一方を、抑制範囲ＤＭＲ，ＤＭＳ外で操作する場合は、２つの昇圧コンバータのスイッチングタイミングが重なっても問題ない。すなわち、一方の昇圧コンバータにおいて、他方の昇圧コンバータのキャリアの山又は谷と同期させていない方のスイッチングタイミングと、他方の昇圧コンバータのスイッチングタイミングとが重なっても問題ない。
【００５４】
次に、同期の実施中に、デューティ指令値ＤＭが変化した場合における位相制御について、図４、図９（ａ）及び図９（ｂ）を参照して説明する。図９（ａ）は、マスタコンバータ４１のデューティ指令値ＤＭ、及びキャリアＣＭを実線で示すとともに、デューティ指令値ＤＭが変化した後において、変化前のデューティ指令値ＤＭを一点鎖線で示す。図９（ｂ）は、位相制御を実施する場合における、スレーブコンバータ４２のデューティ指令値ＤＳ、キャリアＣＳ、及びスイッチング素子Ｓｂ１のオンオフを実線で示すとともに、位相変化前のキャリアＣＳを一点鎖線で示す。
【００５５】
図９（ａ）では、時点ｔ０で、スイッチング素子Ｓａ１のオンタイミングと、スレーブコンバータ４２のキャリアの山とが同期しており、時点ｔ１で、デューティ指令値ＤＭが変化している。デューティ指令値ＤＭの変化に伴い、スイッチング素子Ｓａ１のスイッチングタイミングが時間変化量Δｔずれているため、キャリアＣＳを変化させないと、図９（ｂ）に一点鎖線で示すように、スイッチング素子Ｓａ１のオンタイミングと、スレーブコンバータ４２のキャリアの山との同期が崩れる。ひいては、スイッチング素子Ｓａ１のスイッチングタイミング領域ＭＸと、スイッチング素子Ｓｂ１のスイッチングタイミング領域ＳＸとが重なるおそれがある。
【００５６】
よって、抑制部３３は、デューティ指令値ＤＭが変化した場合には、デューティ指令値ＤＭの変化量に応じて、キャリアＣＳの位相を制御して再度同期を実施する。具体的には、抑制部３３は、遅延部３３１、変化量算出部３３２、及び変換部３３５の機能を備える。
【００５７】
遅延部３３１は、ＰＩ制御部３１６により算出されたデューティ指令値ＤＭを、一演算周期遅延させる。変化量算出部３３２は、前回の演算周期におけるデューティ指令値ＤＭに対する、今回の演算周期におけるデューティ指令値ＤＭの変化量を算出する。変換部３３５は、変化量算出部３３２により算出されたデューティ指令値ＤＭの変化量を、時間軸上の値である時間変化量Δｔに変換する。そして、変換部３３５は、算出した時間変化量Δｔを、スレーブスイッチング部３２の三角波生成部３２２へ出力する。三角波生成部３２２は、時間変化量Δｔの分だけキャリアＣＳの位相をずらす。これにより、スイッチング素子Ｓａ１のオンタイミングと、キャリアＣＳの山とが再び同期するようになる。
【００５８】
具体的には、時点ｔ１でデューティ指令値ＤＭが変化すると、時間変化量Δｔが算出される。そして、時点ｔ１の後、キャリアＣＳが最初に谷となる時点ｔ２において、キャリアＣＳの位相が時間変化量Δｔの分だけずらされる。その結果、キャリアＣＳの谷のタイミングが時点ｔ２から時点ｔ３に変化する。なお、時点ｔ１の後、キャリアＣＳが最初に谷となるタイミングよりも最初に山となるタイミングの方が早い場合は、キャリアＣＳが山となるタイミングで、キャリアＣＳの山のタイミングが時間変化量Δｔの分だけずらされる。
【００５９】
そして、キャリアＣＳの谷のタイミングが時点ｔ２から時点ｔ３に変化したことに伴い、キャリアＣＳの山のタイミングも時点ｔ４から時点ｔ５に変化すると、時点ｔ５において、スイッチング素子Ｓａ１のオンタイミングとキャリアＣＳの山とが再び同期する。キャリアＣＳの位相は、一度ずらすだけであり、またキャリアＣＳの周期Ｔｓは変化させない。よって、再びデューティ指令値ＤＭが変化するまでは、スイッチング素子Ｓａ１のオンタイミングとキャリアＣＳの山との同期は維持される。
【００６０】
なお、時点ｔ２で、キャリアＣＳの位相をΔｔ分ずらした際に、スイッチング素子Ｓｂ１のデューティはＤからＤ２へ変化する。その変化量は、ΔＤ＝Ｄ２−Ｄ＝｛（Ｔｓ・Ｄ＋Δｔ）／（Ｔｓ＋Δｔ）｝−Ｄ＝｛（１−Ｄ）・Δｔ｝／（Ｔｓ＋Δｔ）となる。図１０に、変化量ΔＤ及び変化量ΔＤに対応する電圧の変化量ΔＶと、デューティＤとの対応関係を示す。
【００６１】
また、図では略しているが、抑制部３３は、同様に、デューティ指令値ＤＳの変化量に応じた時間変化量Δｔも算出し、算出した時間変化量Δｔを、マスタスイッチング部３１の三角波生成部３１２へ出力する。これにより、スレーブコンバータ４２のデューティ指令値ＤＳが変化した場合には、それに応じてマスタコンバータ４１のキャリアＣＭの位相がずらされ、同期が実施される。
【００６２】
以上説明した第１実施形態によれば、以下の効果を奏する。
【００６３】
（１）マスタコンバータ４１とスレーブコンバータ４２のスイッチングタイミングがずらされるため、２つの昇圧コンバータ間においてサージ電圧の発生タイミングがずらされる。よって、損失を抑制しつつ、２つの昇圧コンバータのサージ電圧の重畳を回避して、スイッチング素子に印加される電圧を抑制することができる。
【００６４】
（２）マスタコンバータ４１、スレーブコンバータ４２と、第１インバータ４３、第２インバータ４４と、ＭＧＥＣＵ３０とが１つのユニットになっている。よって、マスタコンバータ４１とスレーブコンバータ４２とが別のユニットになっている場合と比べて、２つの昇圧コンバータを繋ぐ配線が短くなっている。そのため、２つの昇圧コンバータが共有する高圧配線に２つの昇圧コンバータのサージ電圧が重畳すると、サージ電圧が大きくなりやすい。これに対して、２つの昇圧コンバータのスイッチングタイミングがずらされるため、２つの昇圧コンバータ間においてサージ電圧の発生タイミングがずらされる。したがって、２つの昇圧コンバータのサージ電圧の重畳を回避して、サージ電圧を抑制することができる。
【００６５】
（３）一方の昇圧コンバータにおけるオフタイミング又はオンタイミングと、他方の昇圧コンバータにおけるキャリアの山又は谷との同期が実施される。これにより、一方の昇圧コンバータにおけるオフタイミング及びオンタイミングの一方と、他方の昇圧コンバータにおけるスイッチングタイミングがずれる。また、上記同期が実施されることにより、一方の昇圧コンバータにおけるオフタイミング及びオンタイミングの他方と、他方の昇圧コンバータにおけるスイッチングタイミングもずれることになる。したがって、上記同期を実施することにより、電流バランスの破綻を防止しつつ、２つの昇圧コンバータ間のスイッチングタイミングをずらして、２つの昇圧コンバータのサージ電圧の重畳を回避することができる。
【００６６】
（４）一方の昇圧コンバータに対するデューティ指令値の変化量に応じて、他方の昇圧コンバータにおけるキャリアの位相が制御され、上記同期が実施される。これにより、一方の昇圧コンバータにおけるスイッチングタイミングが変化しても、電流バランスの破綻を防止しつつ、２つの昇圧コンバータ間のスイッチングタイミングをずらすことができる。
【００６７】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係るＭＧＥＣＵ３０について、第１実施形態に係るＭＧＥＣＵ３０と異なる点について説明する。第１実施形態では、デューティ指令値ＤＭが変化した場合に、キャリアＣＳの位相を制御して再度同期を実施した。これに対して、本実施形態では、デューティ指令値ＤＭが変化した場合に、キャリアＣＳの周波数を制御して再度同期を実施する。
【００６８】
図９（ｃ）に、周波数制御を実施する場合における、スレーブコンバータ４２のデューティ指令値ＤＳ、キャリアＣＳ、及びスイッチング素子Ｓｂ１のオンオフを実線で示すとともに、位相変化前のキャリアＣＳを一点鎖線で示す。
【００６９】
本実施形態では、抑制部３３の変換部３３５は、算出した時間変化量Δｔを、スレーブスイッチング部３２の周期変更部３２９へ出力する。周期変更部３２９は、キャリアＣＳの周期ＴｓをＴｓ＋Δｔに変更する。
【００７０】
具体的には、時点ｔ１デューティ指令値ＤＭが変化すると、時間変化量Δｔが算出される。そして、時点ｔ１の後、キャリアＣＳが最初に谷となる時点ｔ２から、次に谷となる時点ｔ６までの周期が、周期Ｔｓから周期Ｔｓ＋Δｔに変更される。その結果、キャリアＣＳの谷のタイミングが時点ｔ６から時点ｔ７に変化する。なお、時点ｔ１の後、キャリアＣＳが最初に谷となるタイミングよりも最初に山となるタイミングの方が早い場合は、キャリアＣＳが最初に山となるタイミングから次に山となるタイミングまでの周期が、時間変化量Δｔの分だけずらされる。
【００７１】
そして、キャリアＣＳの谷のタイミングが時点ｔ６から時点ｔ７に変化したことに伴い、キャリアＣＳの山のタイミングも時点ｔ８に変化すると、時点ｔ８において、スイッチング素子Ｓａ１のオンタイミングとキャリアＣＳの山とが再び同期する。キャリアＣＳの周期は、一周期分だけＴｓ＋Δｔに変更し、その後は元の周期Ｔｓに戻す。よって、再びデューティ指令値ＤＭが変化するまでは、スイッチング素子Ｓａ１のオンタイミングとキャリアＣＳの山との同期は維持される。
【００７２】
なお、時点ｔ６で、キャリアＣＳの谷をΔｔ分ずらした際に、スイッチング素子Ｓｂ１のデューティはＤからＤ３へ変化する。その変化量は、ΔＤ＝Ｄ３−Ｄ＝｛Ｔｓ・Ｄ＋（Ｄ・Δｔ）／２｝／｛Ｔｓ＋（Ｄ・Δｔ）／２｝−Ｄ＝｛（Ｄ／２）・（１−Ｄ）・Δｔ｝／｛Ｔｓ＋（Ｄ・Δｔ）／２｝となる。図１０に、変化量ΔＤ及び変化量ΔＤに対応する電圧の変化量ΔＶと、デューティＤとの対応関係を示す。周波数制御を実施する場合は、位相制御を実施する場合と比べて、デューティＤの変化量ΔＤを及び電圧の変化量ΔＶが小さくなっている。
【００７３】
また、図では略しているが、抑制部３３は、同様に、デューティ指令値ＤＳの変化量に応じた時間変化量Δｔも算出し、算出した時間変化量Δｔを、マスタスイッチング部３１へ出力する。これにより、スレーブコンバータ４２のデューティ指令値ＤＳが変化した場合には、それに応じてマスタコンバータ４１のキャリアＣＭの周期が変更され、同期が実施される。
【００７４】
以上説明した第２実施形態によれば、上記（１）〜（３）と同様の効果を奏するとともに、以下の効果を奏する。
【００７５】
（５）一方の昇圧コンバータに対するデューティ指令値の変化量に応じて、他方の昇圧回路におけるキャリアの周波数が制御され、上記同期が実施される。これにより、一方の昇圧コンバータにおけるスイッチングタイミングが変化しても、電流バランスの破綻を防止しつつ、２つの昇圧コンバータ間のスイッチングタイミングをずらすことができる。
【００７６】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係るＭＧＥＣＵ３０について、第１実施形態に係るＭＧＥＣＵ３０と異なる点について説明する。
【００７７】
第１実施形態では、一方の昇圧コンバータのスイッチングタイミングと、他方のコンバータのキャリアの山又は谷との同期を実施した。そして、デューティ指令値の変化に応じてキャリアを制御して再同期を実施した。これに対して、本実施形態では、一方の昇圧コンバータにおけるキャリアに対して、他方の昇圧コンバータにおけるキャリアを所定の位相ΔＰずらして固定する。
【００７８】
本実施形態に係るマスタコンバータ４１の抑制範囲ＤＭＲに対応するスイッチングタイミング領域ＭＸと、スレーブコンバータ４２の抑制範囲ＤＳＲに対応するスイッチングタイミング領域ＳＸを、図１１及び図１２に示す。抑制部３３は、スイッチングタイミング領域ＭＸとスイッチングタイミング領域ＳＸとが重ならないように、キャリアＣＭに対してキャリアＣＳを所定の位相ΔＰずらして、又はキャリアＣＳに対してキャリアＣＭを所定の位相ΔＰずらして固定する。
【００７９】
図１１及び図１２に示すように、出力電圧ＶＨの全範囲に対応するマスタコンバータ４１のスイッチングタイミング領域は、スイッチングタイミング領域ＭＸとスイッチングタイミング領域Ａとを合わせたものとなる。第１実施形態の例の場合、デューティ指令値ＤＭの範囲３０．８％〜８４．２％に対応する領域が、スイッチングタイミング領域ＭＸとなり、デューティ指令値ＤＭの範囲８４．２％〜１００％に対応する領域が、スイッチングタイミング領域Ａとなる。また、出力電圧ＶＨの全範囲に対応するスレーブコンバータ４２のスイッチングタイミング領域は、スイッチングタイミング領域ＳＸとスイッチングタイミング領域Ｂとを合わせたものとなる。
【００８０】
第１実施形態で述べたように、スイッチングタイミング領域ＭＸとスイッチングタイミング領域ＮＸとが重ならなければ問題ない。すなわち、スイッチングタイミング領域Ａとスイッチングタイミング領域ＳＸとが重なったり、スイッチングタイミング領域ＭＸとスイッチングタイミング領域Ｂとが重なったりしても問題ない。
【００８１】
このように、キャリアＣＭとキャリアＣＳの位相差を固定した場合、デューティ指令値ＤＭ，ＤＣが抑制範囲ＤＭＲ，ＤＳＲ内で変化しても、両キャリアの位相差を固定したままで、両コンバータのスイッチングタイミングがずれる。すなわち、第１実施形態に係る位相制御や、第２実施形態に係る周波数制御を実施する必要がない。
【００８２】
ただし、スイッチングタイミング領域ＭＸやスイッチングタイミング領域ＳＸが比較的広い場合は、両領域が重ならないように、一方のキャリアに対して他方のキャリアを位相ΔＰずらして固定することは難しい。そのような場合には、第１実施形態や第２実施形態を適用することが望ましい。
【００８３】
以上説明した第３実施形態によれば、上記（１）及び（２）と同様の効果を奏するとともに、以下の効果を奏する。
【００８４】
（６）デューティ指令値ＤＭ，ＤＣが変化しても、キャリアＣＭとキャリアＣＳの位相差を固定したままで、スイッチング素子に耐圧を超える電圧がかかることを抑制することができる。
【００８５】
（他の実施形態）
マスタコンバータ４１のスイッチング素子Ｓａ２、及びスレーブコンバータ４２のスイッチング素子Ｓｂ２は、ダイオードだけにしてもよい。
【符号の説明】
【００８６】
３０…ハイブリッドＥＣＵ、４１…マスタコンバータ、４２…スレーブコンバータ、Ｓａ１，Ｓａ２，Ｓｂ１，Ｓｂ２…スイッチング素子。
【図１】
0006488963.tif 000002
【図２】
0006488963.tif 000003
【図３】
0006488963.tif 000004
【図４】
0006488963.tif 000005
【図５】
0006488963.tif 000006
【図６】
0006488963.tif 000007
【図７】
0006488963.tif 000008
【図８】
0006488963.tif 000009
【図９】
0006488963.tif 000010
【図１０】
0006488963.tif 000011
【図１１】
0006488963.tif 000012
【図１２】
0006488963.tif 000013