JP7003677B2 - 多相コンバータ - Google Patents

Description

本明細書が開示する技術は、複数のコンバータ回路が並列に接続されている多相コンバータに関する。

複数のコンバータ回路が並列に接続されている多相コンバータが知られている。特許文献１の多相コンバータは、入力電流が大きくなるにつれて駆動するコンバータ回路の数を増やす。入力電流の大きさに応じて駆動するコンバータ回路の数を調整することで、負荷を分散するとともに、効率のよい範囲でコンバータ回路を使うことができる。一般に、コンバータ回路には、効率が高い入力電流範囲が存在し、多相コンバータへの入力電流が少ないときに駆動するコンバータ回路の数を減らすことで、効率が高い入力電流範囲でコンバータ回路を使う頻度を高めることができるからである。

特開２０１７－１５３２４４号公報

特許文献１の多相コンバータは、複数のコンバータ回路に負荷を分散することで、コンバータ回路の過熱を防ぐことができる。しかしながら、例えば、大きな入力電流に対応して複数のコンバータ回路が動作した後に入力電流が減少して１個のコンバータ回路のみが継続して動作する場合、その１個のコンバータ回路の温度が他のコンバータ回路の温度よりも高くなってしまう。特に、大きな入力電流に対応してそれぞれのコンバータ回路の温度が相応に高くなった後に、１個だけ継続して動作すると、その１個のコンバータの温度が過熱防止のための温度上限値を超えてしまうおそれがある。多相コンバータにおいて負荷を分散させる仕組みには改善の余地がある。

本明細書が開示する多相コンバータは、並列に接続されており入力電力を変換して出力する複数のコンバータ回路と、コントローラを備えている。コントローラは、入力電流が大きくなるにつれて駆動するコンバータ回路の数を増やしていく。このコントローラは、コンバータ回路の温度とコンバータ回路に流れる電流の少なくとも一方に基づいて設定される負荷指標値が所定の負荷許容範囲を外れているとともに、高負荷期間判定指標値が所定の終了判定閾値を下回った後の所定期間の間は、負荷指標値が負荷許容範囲を超えないときの入力電力に対応する駆動数よりも多い数のコンバータ回路を駆動する（ただし、所定期間において、負荷指標値が負荷許容範囲内のときの駆動数が最大駆動数の場合はその最大駆動数を維持する）。本明細書が開示する多相コンバータは、各コンバータ回路の負荷が高かった後は、負荷が低くなっても通常よりも多い数のコンバータ回路を駆動し、負荷を分散し続ける。そのような処理により、特定のコンバータ回路が過熱してしまうことを防止する。具体的には、コントローラは、少なくとも１個のコンバータ回路が停止しており動作しているコンバータ回路の温度の中で最も高い温度が所定の上限温度を超えている場合、多相コンバータへの入力電流の傾きが正値から負値に切り換わった後の所定時間の間は、「最も高い温度」が上限温度以下のときの多相コンバータへの入力電流に対応する駆動数よりも多い数のコンバータ回路を駆動する。

本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。

実施例の電気自動車の電力系のブロック図である。 多相コンバータの駆動モードの遷移図である。 多相コンバータの駆動数変化の一例を示すタイムチャートである。

図面を参照して実施例の多相コンバータを説明する。実施例の多相コンバータは、電気自動車に搭載されている。図１に、多相コンバータ２を搭載した電気自動車１００の電力系のブロック図を示す。図１における矢印付破線は信号線を意味している。

電気自動車１００は、走行用のモータ３２と、直流電源としての燃料電池２１及びバッテリ３４と、多相コンバータ２と、インバータ３１と、電力変換器３５を備えている。多相コンバータ２は、燃料電池２１の出力電圧を、モータ３２の駆動電圧まで昇圧してインバータ３１に供給する。電力変換器３５は、バッテリ３４の出力電力をモータ３２の駆動電圧まで昇圧してインバータ３１に供給する。インバータ３１は、多相コンバータ２及び電力変換器３５が出力した直流電力を交流電力に変換してモータ３２に供給する。

インバータ３１は、モータ３２が発電した交流電力を直流電力に変換する機能も有している。電力変換器３５は、インバータ３１によって変換された直流電力を降圧してバッテリ３４へ供給する機能も有している。電力変換器３５は、いわゆる双方向ＤＣ－ＤＣコンバータである。電力変換器３５によって降圧された電力はバッテリ３４に蓄えられる。電力変換器３５は、燃料電池２１が出力する電力のうち、モータ３２の駆動に使われなかった余剰電力を降圧してバッテリ３４に蓄える場合もある。

多相コンバータ２は、４個の昇圧コンバータ回路１０ａ－１０ｄと、コンデンサ２２、２４と、電流センサ２３と、電圧センサ２５と、コントローラ１７を備えている。以下では、説明の便宜上、昇圧コンバータ回路１０ａ－１０ｄを、単純に、コンバータ回路１０ａ－１０ｄと称する。

４個のコンバータ回路１０ａ－１０ｄは、共通の入力端１２ａ、１２ｂと、共通の出力端１３ａ、１３ｂの間に並列に接続されている。４個のコンバータ回路１０ａ―１０ｄは、全て、入力される電力の電圧を昇圧して出力する機能を有している。すなわち、コンバータ回路１０ａ－１０ｄは、それぞれ、燃料電池２１の出力電圧を、モータ３２の駆動電圧まで昇圧する。コンバータ回路１０ａ－１０ｄは、全て、同じ構造を有している。

共通の入力端１２ａ、１２ｂの間にはコンデンサ２２が接続されており、共通の出力端１３ａ、１３ｂの間にはコンデンサ２４が接続されている。コンデンサ２２は、コンバータ回路１０ａ－１０ｄに入力される電流を平滑化し、コンデンサ２４は、コンバータ回路１０ａ－１０ｄから出力される電流を平滑化する。

コンバータ回路１０ａについて説明する。コンバータ回路１０ａは、スイッチング素子３ａと、ダイオード４ａ、６ａと、リアクトル５ａと、温度センサ７ａを備えている。リアクトル５ａの一端が入力端正極１２ａに接続されており、他端はダイオード６ａのアノードに接続されている。ダイオード６ａのカソードは出力端正極１３ａに接続されている。温度センサ７ａは、スイッチング素子３ａの温度を計測する。

温度センサ７ａは、コンバータ回路１０ａのなかで、最も温度が高くなる箇所に配置されていればよい。温度センサ７ａは、例えば、スイッチング素子３ａのチップ内に備えられている。コンバータ回路１０ａのなかでリアクトル５ａの温度の方が重要である場合は、温度センサ７ａはリアクトル５ａに配置されてもよい。あるいは、スイッチング素子とリアクトルの双方に温度センサが備えられていても良い。

コンバータ回路１０ａの入力端負極１２ｂと出力端負極１３ｂは直接に接続されている。リアクトル５ａとダイオード６ａの中間点と入力端負極１２ｂ（出力端負極１３ｂ）の間に、スイッチング素子３ａが接続されている。ダイオード４ａは、スイッチング素子３ａに対して逆並列に接続されている。

コンバータ回路１０ｂは、スイッチング素子３ｂと、ダイオード４ｂ、６ｂと、リアクトル５ｂと、温度センサ７ｂを備えている。コンバータ回路１０ｃは、スイッチング素子３ｃと、ダイオード４ｃ、６ｃと、リアクトル５ｃと、温度センサ７ｃを備えている。コンバータ回路１０ｄは、スイッチング素子３ｄと、ダイオード４ｄ、６ｄと、リアクトル５ｄと温度センサ７ｄを備えている。コンバータ回路１０ｂ－１０ｄの構造は、コンバータ回路１０ａの構造と同一である。

コンバータ回路１０ａ－１０ｄのスイッチング素子３ａ－３ｄは、トランジスタであり、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Field Effect Transistor）やＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）である。スイッチング素子３ａ－３ｄは、コントローラ１７によって制御される。図１では、コントローラ１７からスイッチング素子３ａ－３ｄへの信号線の図示は省略してある。コントローラ１７は、所定のデューティ比の駆動信号をスイッチング素子３ａ－３ｄに供給する。スイッチング素子３ａ－３ｄの夫々が駆動信号のデューティ比でオンオフすると、入力端１２ａ、１２ｂに印加されている燃料電池２１の電力の電圧が昇圧されて、出力端１３ａ、１３ｂから出力される。別言すれば、コンバータ回路１０ａ（１０ｂ－１０ｄ）は、デューティ比で制御される電力変換用のスイッチング素子３ａ（３ｂ－３ｄ）によって入力電圧を昇圧する。

コンバータ回路１０ａ－１０ｄは、同じ構造を有している。コントローラ１７は、同じデューティ比の駆動信号をスイッチング素子３ａ－３ｄの夫々に供給する。ただし、コントローラ１７は、タイミングを異ならせて、スイッチング素子３ａ－３ｄの夫々に駆動信号を供給する。コンバータ回路１０ａ－１０ｄは、タイミングは異なるが同じ動作をする。４個のコンバータ回路１０ａ－１０ｄが同じ動作をすることで、４個のコンバータ回路１０ａ－１０ｄは、あたかもひとつのコンバータ回路のように動作する。多相コンバータ２は、燃料電池２１から供給される電流（多相コンバータ２への入力電流Ｉｆｄｃ）を計測する電流センサ２３と、昇圧後の電圧（多相コンバータ２の出力電圧ＶＨ）を計測する電圧センサ２５を備えており、夫々のセンサの計測値はコントローラ１７へ送られる。コントローラ１７は、センサからのデータと、後述する上位コントローラ４０から送られる情報に基づいて、コンバータ回路１０ａ－１０ｄを制御する。詳しくは後述するが、コントローラ１７は、入力電流Ｉｆｄｃの大きさに応じて、駆動するコンバータ回路の数を調整する。

上位コントローラ４０には、アクセルペダル４２、ブレーキペダル４３が接続されており、それらのデバイスからの信号に基づいて多相コンバータ２のコントローラ１７に各種の情報を送る。上位コントローラ４０には、上記したデバイスのほか、車両のメインスイッチ（イグニッションスイッチ）なども接続されている。また、上位コントローラ４０は、多相コンバータ２だけでなく、燃料電池２１や電力変換器３５も制御する。上位コントローラ４０は、燃料電池２１の出力を制御することができる。特に、上位コントローラ４０は、アクセルペダル４２の操作量が大きい場合には、燃料電池２１の出力を大きくする。

多相コンバータ２の説明に戻る。多相コンバータ２のコントローラ１７は、入力電流Ｉｆｄｃ（燃料電池２１の出力電流）の大きさに応じて、駆動するコンバータ回路の数を調整する。具体的には、入力電流Ｉｆｄｃが大きくなるにつれて、駆動するコンバータ回路の数を増やす。図２を参照して、多相コンバータ２の制御について説明する。図２は、多相コンバータ２の駆動モードの遷移図である。以下では、コンバータ回路１０ａ－１０ｄを、「相」と表現する場合がある。また、コンバータ回路１０ａ－１０ｄの夫々を、第１コンバータ回路１０ａ、第２コンバータ回路１０ｂ、第３コンバータ回路１０ｃ、第４コンバータ回路１０ｄと称する場合がある。

多相コンバータ２の駆動モードには、図２に示されている第１－第３モードと、後述する特別モードがある。車両のメインスイッチ（ＩＧ：イグニッションスイッチとも呼ばれる）が入れられると、コントローラ１７は、まず、第１モード（Ｍ１）を選択する。第１モードは、４相のコンバータ回路１０ａ－１０ｄのうち、２相を駆動する駆動モードである。第１モードでは、コントローラ１７は、コンバータ回路１０ａ－１０ｄの中から２相を選択し、それらを１８０度の位相で順番に駆動する。即ち、制御周期の開始時に第１コンバータ回路１０ａに駆動信号を供給し、半制御周期（位相１８０度）のタイミングで第２コンバータ回路１０ｂに駆動信号を供給する。第１コンバータ回路１０ａと第２コンバータ回路１０ｂには、同じデューティ比の駆動信号が供給される。

先に述べたように、燃料電池２１は、上位コントローラ４０によって制御される。それゆえ、燃料電池２１の出力電流の大きさは変化する。多相コンバータ２のコントローラ１７は、電流センサ２３によって燃料電池２１から供給される入力電流Ｉｆｄｃをモニタしている。コントローラ１７は、入力電流Ｉｆｄｃの大きさに応じて、駆動する相数を調整する。

入力電流Ｉｆｄｃが第１電流閾値Ｉ１を超えると、コントローラ１７は、多相コンバータ２の駆動モードを第１モード（Ｍ１）から第２モード（Ｍ２）に切り換える。第２モードでは、コントローラ１７は、４相のコンバータ回路１０ａ－１０ｄのうち、３相を駆動する。コントローラ１７は、コンバータ回路１０ａ－１０ｄの中から３相を選択し、それらを１２０度の位相で順次に駆動する。即ち、制御周期の開始時に第１コンバータ回路１０ａに駆動信号を供給し、１／３制御周期（位相１２０度）のタイミングで第２コンバータ回路１０ｂに駆動信号を供給する。さらに、２／３制御周期（位相２４０度）のタイミングで第３コンバータ回路１０ｃに駆動信号を供給する。第１コンバータ回路１０ａと第２コンバータ回路１０ｂと第３コンバータ回路１０ｃには、同じデューティ比の駆動信号が供給される。１制御周期が経過したら、再び、第１コンバータ回路１０ａから順番に駆動する。

入力電流Ｉｆｄｃが第２電流閾値Ｉ２（＞Ｉ１）を超えると、コントローラ１７は、多相コンバータ２の駆動モードを第２モード（Ｍ２）から第３モード（Ｍ３）に切り換える。第３モード（Ｍ３）では、コントローラ１７は、４相のコンバータ回路１０ａ－１０ｄの全てを駆動する。コントローラ１７は、コンバータ回路１０ａ－１０ｄを、９０度の位相で順次に駆動する。即ち、制御周期の開始時に第１コンバータ回路１０ａに駆動信号を供給し、１／４制御周期（位相９０度）のタイミングで第２コンバータ回路１０ｂに駆動信号を供給する。さらに、１／２制御周期（位相１８０度）のタイミングで第３コンバータ回路１０ｃに駆動信号を供給し、３／４制御周期（位相２７０度）のタイミングで第４コンバータ回路１０ｄに駆動信号を供給する。コンバータ回路１０ａ－１０ｄには、同じデューティ比の駆動信号が供給される。１制御周期が経過したら、コントローラ１７は、再び、第１コンバータ回路１０ａから順番に駆動する。

コンバータ回路１０ａ－１０ｄの夫々は、入力が小さすぎるときよりも、入力が適切な範囲で効率がよい。コントローラ１７は、入力電流Ｉｆｄｃが大きくなるにつれて駆動する相数を増やす。そうすることで、コンバータ回路１０ａ－１０ｄをなるべく効率の良い範囲で利用するとともに、コンバータ回路１０ａ－１０ｄの負荷が過大とならないようにする。

また、複数の相を、位相をずらして順次駆動するのは、それぞれのコンバータ回路のスイッチング素子のオンオフのタイミングが重ならないようにするためである。スイッチング素子のオンオフタイミングが重なると、電流リプルや電圧サージ、リンギングが重畳し、損失が大きくなる。

なお、コントローラ１７は、第３モードで３相駆動しているときに、入力電流Ｉｆｄｃが第３電流閾値Ｉ３を下回ったら駆動モードを第３モードから第２モードに変更する。コントローラ１７は、第２モードで２相駆動しているときに、入力電流Ｉｆｄｃが第４電流閾値を下回ったら駆動モードを第２モードから第１モードに変更する。ここで、電流閾値の大きさの関係は、Ｉ２＞Ｉ３＞Ｉ１＞Ｉ４である。第１モードから第２モードへ切り換えるときの入力電流Ｉｆｄｃの閾値（第１電流閾値Ｉ１）と、第２モードから第１モードへ切り換えるときの入力電流Ｉｆｄｃの閾値（第４電流閾値）が相違するのは、モード切り換えのハンチングを防止するためである。第２モードから第３モードへ切り換えるときの入力電流Ｉｆｄｃの閾値（第２電流閾値Ｉ２）と、第３モードから第２モードへ切り換えるときの入力電流Ｉｆｄｃの閾値（第３電流閾値）が相違するのも、モード切り換えのハンチングを防止するためである。

コントローラ１７は、さらに、４個のコンバータ回路１０ａ－１０ｄの負荷を抑えるために、即ち、４個のコンバータ回路１０ａ－１０ｄの温度を平準化するために、次のロジックによる制御を実施する。コントローラ１７は、コンバータ回路１０ａ－１０ｄの温度とコンバータ回路１０ａ－１０ｄに流れる電流（即ち入力電流Ｉｆｄｃ）の少なくとも一方に基づいて設定される負荷指標値が所定の負荷許容範囲を外れており、かつ、高負荷期間判定指標値が終了判定閾値を下回った後の所定期間の間は、負荷指標値が負荷許容範囲内のときの入力電流Ｉｆｄｃに対応する駆動数よりも多い数のコンバータ回路を駆動する。例えば、入力電流Ｉｆｄｃの大きさが、通常であれば第２モードで３相駆動する値であっても、コントローラ１７は、上記した条件が成立している場合には（即ち、高負荷状態が続いた後は）、負荷が下がっても４相駆動する。そのような制御モードを以下では、特別モードと称することにする。なお、高負荷期間判定指標値が終了判定閾値を下回った後の所定期間において、負荷指標値が負荷許容範囲内のときの駆動数が最大駆動数の場合は、所定期間の全体にわたって最大駆動数を維持する。

負荷指標値には、例えば、温度センサ７ａ－７ｄが計測する温度（即ち、コンバータ回路１０ａ－１０ｄの温度）のうち、最も高い温度Ｔｋが選定される。この場合、負荷許容範囲は、Ｔｋ＜Ｔｍａｘに設定される。温度Ｔｍａｘは、コンバータ回路１０ａ－１０ｄに許容される温度範囲の上限値である。高負荷期間判定指標値には、例えば、入力電流Ｉｆｄｃの変化率が選定される。終了判定閾値には、入力電流Ｉｆｄｃの変化率＝ゼロが選定される。コントローラ１７は、入力電流Ｉｆｄｃの変化率がゼロを下回ったら、即ち、入力電流Ｉｆｄｃの時間変化が正値から負値に変化したときに、高負荷期間が終了したと判定する。所定期間の終了時期は、例えば、モータ３２の出力トルクが所定のトルク閾値Ａｔｈを下回ったときに定められる。

この場合、コンバータ回路１０ａ－１０ｄのなかで最も高い温度Ｔｋが上限温度Ｔｍａｘを上回ると、コントローラ１７は、高負荷期間であると判断する。高負荷期間において、コントローラ１７は、入力電流Ｉｆｄｃの傾きが正値から負値に切り換わったときに、高負荷期間が終了したと判定する。高負荷期間の終了時点から後、モータ３２の出力トルクがトルク閾値Ａｔｈを下回るまで、コントローラ１７は、駆動モードが第１モード（２相駆動）又は第２モード（３相駆動）であっても、４相のコンバータ回路を駆動する。即ち、コントローラ１７は、多相コンバータ２を特別モードで駆動する。

図３を参照して、コントローラ１７の制御の具体例を説明する。図３は、４個のコンバータ回路１０ａ－１０ｄを有する多相コンバータ２の駆動数の変化の一例を示すタイムチャートである。（１）は、入力電流Ｉｆｄｃの変化を示している。（２）は、第１相（第１コンバータ回路１０ａ）と第２相（第２コンバータ回路１０ｂ）の出力電流を示している。第１相（第１コンバータ回路１０ａ）と第２相（第２コンバータ回路１０ｂ）は、図２のモード遷移図に示されているように、常に同時に駆動される。（３）は、第３相（第３コンバータ回路１０ｃ）の出力電流を示しており、（４）は第４相（第４コンバータ回路１０ｄ）の出力電流を示している。出力電流がゼロの間は、駆動されていないことを意味する。（５）は、モータ３２の出力トルクの変化を示している。なお、図３では、理解を助けるために、第１電流閾値（第１モードから第２モードへ切り換えるときの閾値）と、第４電流閾値（第２モードから第１モードへ切り換えるときの閾値）は、いずれも第１電流閾値Ｉ１であると仮定する。

時刻ｔ１までは入力電流Ｉｆｄｃが第１電流閾値Ｉ１よりも低いので、コントローラ１７は、第１モード、即ち、２個のコンバータ回路１０ａ、１０ｂを駆動する。時刻ｔ１に、入力電流Ｉｆｄｃが第１電流閾値Ｉ１を超えるので、コントローラ１７は、第２モードへ移行する。即ち、コントローラ１７は、時刻ｔ１以降、３個のコンバータ回路１０ａ－１０ｃを駆動する。時刻ｔ２に入力電流Ｉｆｄｃが第１電流閾値Ｉ１を下回るので、コントローラ１７は、第２モードから第１モードに移行する。即ち、コントローラ１７は、時刻ｔ２以降は、第３コンバータ回路１０ｃを停止し、２個のコンバータ回路１０ａ、１０ｂを駆動する。

時刻ｔ３で入力電流Ｉｆｄｃが再び第１電流閾値Ｉ１を超える。そこで、コントローラ１７は、時刻ｔ３以降は、第３モードに移行し、３個のコンバータ回路１０ａ－１０ｃを駆動する。ここまでは、４個のコンバータ回路１０ａ－１０ｄの温度の中で最も高い温度Ｔｋが、上限温度Ｔｍａｘを超えていないとする。

時刻ｔ４にて、温度Ｔｋが上限温度Ｔｍａｘを超えたとする。即ち、時刻ｔ４にて、負荷指標値（温度Ｔｋ）が、負荷許容範囲（Ｔｋ＜上限温度Ｔｍａｘ）を外れる。時刻ｔ５にて、入力電流Ｉｆｄｃの傾きが正値から負値に変化する（図３のポイントＰ１参照）。先に述べたように、高負荷期間判定指標値には、入力電流Ｉｆｄｃの変化率が選定されている。そして、終了判定閾値には、入力電流Ｉｆｄｃの変化率＝ゼロが選定されている。即ち、時刻ｔ５にて、高負荷期間判定指標値（入力電流Ｉｆｄｃの傾き）が終了判定閾値（傾き＝ゼロ）を下回る。そこで、コントローラ１７は、時刻ｔ５から時刻ｔ６までは、通常であれば第２モード（３相駆動）を選択すべきであるところを、４個のコンバータ回路１０ａ－１０ｄを全て駆動する。また、時刻ｔ６で入力電流Ｉｆｄｃが第１電流閾値Ｉ１を下回るので時刻ｔ６以降は通常であれば第１モード（２相駆動）を選択すべきであるところを、コントローラ１７は、継続して４個のコンバータ回路１０ａ－１０ｄを駆動する。即ち、コントローラ１７は、時刻ｔ５以降、特別モードで複数のコンバータ回路１０ａ－１０ｄを制御する。なお、特別モードであっても、駆動する複数のコンバータ回路には、同じデューティ比の駆動信号が供給される。

時刻ｔ７にて、モータ３２の出力トルクがトルク閾値Ａｔｈを下回る。時刻ｔ７にて、コントローラ１７は、通常よりも多い数のコンバータ回路を駆動する特別モードを終了する。時刻ｔ７以降は、入力電流Ｉｆｄｃが第１電流閾値Ｉ１を下回っているので、コントローラ１７は、第１モード、即ち、２個のコンバータ１０ａ、１０ｂを駆動する。

上記の例では、時刻ｔ５から時刻ｔ７まで、通常であれば第４コンバータ回路１０ｄは駆動しないモードであるが、その前の時刻ｔ４にて、負荷指標値（温度Ｔｋ）が負荷許容範囲（Ｔｋ＜Ｔｍａｘ）を外れたので、コントローラ１７は、通常よりも多くの数のコンバータ回路を駆動する。通常よりも多くのコンバータ回路を駆動し、負荷を分散することで、コンバータ回路の温度が通常モードのときよりも早く下がる。

通常の駆動モード（第１－第３モード）は、コンバータ回路の効率を優先して駆動数が定められているが、上記した特別モードの場合は、効率よりも、コンバータ回路の温度を下げるように、多くのコンバータ回路を駆動する。

実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。負荷指標値は、複数のコンバータ回路のなかの最も高い温度Ｔｋに限られない。例えば、負荷指標値は、第２モードと第３モードで駆動されるコンバータ回路（第３コンバータ回路１０ｃ）の温度と、第３モードで駆動されるが第２モードでは駆動されないコンバータ回路（第４コンバータ回路１０ｄ）の温度との差（温度差）の積分値であってもよい。この積分値が小さいことは、第３モードが短時間で終了し、第１モードと第４モードが頻繁に使われることを意味する。すなわち、この積分値が小さいことは、アクセルペダル４２の操作量が頻繁に大きく変化することを意味している。そのような場合は、高負荷であるから、その後に高負荷期間が終了しても（即ち、高負荷期間判定指標が終了判定閾値を下回った後）、特別モードが選択されるとよい。積分値は、アクセルペダル４２の開度（操作量）が正値になったときにリセットされるとよい。

あるいは、負荷指標値には、常に同時に駆動される第１コンバータ回路１０ａの温度と、第２コンバータ回路１０ｂの温度の差の積分値であってもよい。コンバータ回路１０ａ、１０ｂが共に正常であれば、温度差は小さいはずである。温度差が大きい場合とは、コンバータ回路１０ａ、１０ｂの一方に不具合が生じて負荷が高い可能性が高い。そのような場合には、より多くのコンバータ回路を駆動して負荷を分散させるのがよい。この場合でも、積分値は、アクセルペダル４２の開度（操作量）が正値になったときにリセットされるとよい。

あるいは、負荷指標値には、入力電流Ｉｆｄｃの積分値であってもよい。積分の範囲は、現在時刻から所定時間だけ過去までの間でよい。この場合、コントローラ１７は、最新の一定時間内の入力電流Ｉｆｄｃの積分値が大きい場合に、高負荷であると判定する。

実施例のコントローラ１７が実行する特別モードは、次のように表現することもできる。コントローラ１７は、コンバータ回路の温度とコンバータ回路に流れる電流の少なくとも一方に基づいて設定される負荷指標値が所定の負荷許容範囲を外れている場合、入力電流Ｉｆｄｃの時間変化が正値から負値に切り換わった後の所定期間の間は、入力電流の大きさに関わらずに、正値から負値に切り換わったときの駆動数を保持する、あるいは、切り換わったときの駆動数よりも多い数のコンバータ回路を駆動する。

コントローラ１７は、第３モードから第２モードに切り替える際、あるいは、第２モードから第１モードに切り替える際、温度の低い順に、駆動するコンバータ回路を選択するようにしてもよい。そうすることで、複数のコンバータ回路の温度をより一層平準化することができる。コントローラ１７は、第１モードから第２モードに切り替える際、駆動していない２個のコンバータ回路のうち、温度の低い方のコンバータ回路を選択して駆動するようにしてもよい。すなわち、コントローラ１７は、駆動モードを切り替える際に、温度の低い順に、駆動するコンバータ回路を選択するようにしてもよい。

本明細書が開示する技術は、４個のコンバータ回路を有する多相コンバータに限定されない。本明細書が開示する技術は、２個以上のコンバータ回路を有する多相コンバータに適用することができる。本明細書が開示する技術は、複数の降圧コンバータ、あるいは、複数の双方向ＤＣ－ＤＣコンバータが並列に接続されている多相コンバータに適用することもできる。

本明細書が開示する技術は、走行用のモータとともにエンジンを備えるハイブリッド車に適用することもできる。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

２：多相コンバータ
３ａ－３ｄ：スイッチング素子
４ａ－４ｄ、６ａ－６ｄ：ダイオード
５ａ－５ｄ：リアクトル
７ａ－７ｄ：温度センサ
１０ａ－１０ｄ：昇圧コンバータ回路（コンバータ回路）
１７：コントローラ
２１：燃料電池
２２、２４：コンデンサ
２３：電流センサ
２５：電圧センサ
３１：インバータ
３２：モータ
３４：バッテリ
３５：電力変換器
４０：上位コントローラ
４２：アクセルペダル
４３：ブレーキペダル
１００：電気自動車

Claims (1)

1. 多相コンバータであって、
   並列に接続されており、入力電力を変換して出力する複数のコンバータ回路と、
   前記多相コンバータへの入力電流が大きくなるにつれて駆動する前記コンバータ回路の数を増やしていくコントローラと、
   を備えており、
   前記コントローラは、少なくとも１個の前記コンバータ回路が停止しており動作している前記コンバータ回路の温度の中で最も高い温度が所定の上限温度を超えている場合、前記入力電流の傾きが正値から負値に切り換わった後の所定時間の間は、前記「最も高い温度」が前記上限温度以下のときの前記入力電流に対応する駆動数よりも多い数の前記コンバータ回路を駆動する、多相コンバータ。

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