转换装置、设备及控制方法与流程

本发明涉及一种转换装置、设备及控制方法。

背景技术：

在专利文献1中记载有用于使进行电压转换的转换器中的被并联连接的电力用半导体模块的负载分布平衡的方法及装置，且各模块的开关的接通及断开时间设置成，进行开关时在所有模块中能够获得均匀的电流负载。具体而言，将各模块的实际电流值设为实际负载值来进行测量，且将被测量的实际电流的平均值设定为对各模块的所希望的电流值，根据各模块的所希望的电流值与实际电流值的差来增加或减少对各开关的栅极信号的电平。在该专利文献1所记载的技术还记载于专利文献2、专利文献3以及专利文献4中。

在先技术文献

专利文献1：日本特开平07-221619号公报

专利文献2：美国专利第6795009号说明书

专利文献3：美国专利第8598853号说明书

专利文献4：美国专利申请公开第2014/0055114号说明书

技术实现要素：

发明所要解决的课题

在专利文献1所记载的技术中，根据各模块的实际电流值与这些实际电流的平均值的差分来增加或减少栅极信号的电平，因此若上述差分的值较大且栅极信号的电平成为0，则由被并联连接的电力用半导体模块构成的转换器无法有效地进行作为本来的功能的电压转换。

用于解决课题的手段

本发明的目的在于提供一种转换装置、设备及控制方法，其能够减小多相之间的相电流的偏流，而不会影响作为本来的功能的电压转换的效率。

本发明提供以下方案。

第一方案为一种转换装置，其具备：

转换模块(例如，在后述的实施方式中的vcu111)，其具有分别具备转换部和传感器(例如，在后述的实施方式中的相电流传感器1151、1152)的多相，所述转换部能够对电源(例如，在后述的实施方式中的电池105)所放电的电力或向所述电源充电的电力进行电压转换，所述传感器对流过所述转换部的相电流的电流值进行检测，且该多相被电并联连接；以及

控制部(例如，在后述的实施方式中的ecu113、213)，其通过根据规定的占空比而生成的控制信号，而分别对多个所述转换部进行控制，

所述控制部具有：

第一确定部(例如，在后述的实施方式中的基本控制部121、221)，其对所述转换模块的输入或输出成为目标电压或目标电流的、针对所有所述多相的共用的基本占空比进行确定；

第二确定部(例如，在后述的实施方式中的均等化控制部125、225、上限值限制部227)，其针对多个所述转换部的每一个分别对校正占空比进行确定，所述校正占空比包括至少各一个正值和负值，且对所述基本占空比进行校正；以及

生成部(例如，在后述的实施方式中的控制信号生成部127、229)，其生成基于所述基本占空比及所述校正占空比的所述控制信号，

所述第二确定部根据分别流过多个所述转换部的多个相电流的差分，对所述校正占空比进行确定，

所述基本占空比为所述校正占空比的绝对值以上。

第二方案为在第一方案的转换装置中，

针对多个所述转换部的各自的所述校正占空比的总和的绝对值为规定值以下。

第三方案为在第二方案的转换装置中，

针对多个所述转换部的各自的所述校正占空比的总和为0。

第四方案为在根据第一至第三方案中任一个所述的转换装置中，

所述第二确定部对绝对值小于所述基本占空比的上限值或下限值以内的所述校正占空比进行确定。

第五方案为在第四方案的转换装置中，

所述上限值或所述下限值的绝对值是根据在所述多相中包括的所有所述传感器能够正常输出的电流值的差分确定的所述校正占空比的最大值以上的值。

第六方案为在第四方案的转换装置中，

所述上限值或所述下限值的绝对值是根据在所述多相中包括的所述传感器的一部分为异常时能够输出的电流值的差分确定的所述校正占空比的最小值以下的值。

第七方案为在第四方案的转换装置中，

所述上限值或所述下限值的绝对值是根据在所述多相中包括的所有所述传感器能够正常输出的电流值的差分确定的所述校正占空比的最大值以上，且根据所述多相中包括的所述传感器的一部分为异常时能够输出的电流值的差分确定的所述校正占空比的最小值以下的值。

第八方案为在第七方案的转换装置中，

所述上限值或所述下限值的绝对值是与所述最小值相比更接近所述最大值的值。

第九方案为一种转换装置，其具备：

转换模块(例如，在后述的实施方式中的vcu111)，其具有分别具备转换部和传感器(例如，在后述的实施方式中的相电流传感器1151、1152)的两相，所述转换部能够对电源(例如，在后述的实施方式中的电池105)所放电的电力或向所述电源充电的电力进行电压转换，所述传感器对流过所述转换部的相电流的电流值进行检测，且该两相被电并联连接；以及

控制部(例如，在后述的实施方式中的ecu113、213)，其通过根据规定的占空比而生成的控制信号，而分别对两个所述转换部进行控制，

所述控制部具有：

第一确定部(例如，在后述的实施方式中的基本控制部121、221)，其对所述转换模块的输出成为目标电流的、针对所有所述多相的共用的基本占空比进行确定；

第二确定部(例如，在后述的实施方式中的均等化控制部125、225、上限值限制部227)，其针对两个所述转换部的每一个分别对校正占空比进行确定，所述校正占空比包括至少各一个正值和负值，且对所述基本占空比进行校正；以及

生成部(例如，在后述的实施方式中的控制信号生成部127、229)，其生成基于所述基本占空比及所述校正占空比的所述控制信号，

所述第二确定部根据分别流过两个所述转换部的多个相电流的差分，对所述校正占空比进行确定，

所述基本占空比为所述校正占空比的绝对值以上。

第十方案为一种设备，

其具有根据方案一方案至第九方案中任一个所述的转换装置。

第十一方案为一种转换装置的控制方法，所述转换装置具备：

转换模块(例如，在后述的实施方式中的vcu111)，其具有分别具备转换部和传感器(例如，在后述的实施方式中的相电流传感器1151、1152)的多相，所述转换部能够对电源(例如，在后述的实施方式中的电池105)所放电的电力或向所述电源充电的电力进行电压转换，所述传感器对流过所述转换部的相电流的电流值进行检测，且该多相被电并联连接；以及

控制部(例如，在后述的实施方式中的ecu113，213)，其通过根据规定的占空比而生成的控制信号，而分别对多个所述转换部进行控制，

在所述控制方法中，

对所述转换模块的输出成为目标电压或目标电流的、针对所有所述多相的共用的基本占空比进行确定，

根据分别流过多个所述转换部的多个相电流的差分，针对多个所述转换部对各自的校正占空比进行确定，所述校正占空比包括至少各一个正值和负值，且绝对值为所述基本占空比以下；

生成基于所述基本占空比及所述校正占空比的所述控制信号。

第十二方案为一种转换装置的控制方法，所述转换装置具备：

转换模块(例如，在后述的实施方式中的vcu111)，其具有分别具备转换部和传感器(例如，在后述的实施方式中的相电流传感器1151、1152)的两相，所述转换部能够对电源(例如，在后述的实施方式中的电池105)所放电的电力或向所述电源充电的电力进行电压转换，所述传感器对流过所述转换部的相电流的电流值进行检测，且该两相被电并联连接；以及

控制部(例如，在后述的实施方式中的ecu113，213)，其通过根据规定的占空比而生成的控制信号，而分别对两个所述转换部进行控制，

在所述控制方法中，

对所述转换模块的输出成为目标电压或目标电流的、针对所有所述两相的共用的基本占空比进行确定，

根据分别流过两个所述转换部的两个相电流的差分，针对两个所述转换部对各个校正占空比进行确定，所述校正占空比包括正值和负值，且绝对值为所述基本占空比以下；

生成基于所述基本占空比及所述校正占空比的所述控制信号。

发明效果

根据第一方案、第十方案及第十一方案，用于使多相之间的相电流均衡的校正占空比包括至少各一个正值和负值，因此若将包括该多相的所有转换模块视为一个单元，则各相的校正占空比相互抵消。因此，在校正占空比对基于用于电压转换的基本占空比的控制的影响受到抑制的状态下，能够减少多相之间的相电流的偏流。即，校正占空比能够减少多相间的相电流的偏流，而不会影响作为转换模块的本来的功能的电压转换的效率。

根据第二方案，校正占空比的总和的绝对值为规定值以下，因此若将所有转换模块视为一个单元，则各相的校正占空比有效地相互抵消。因此，在校正占空比对基于用于电压转换的基本占空比的控制的影响受到有效地抑制的状态下，能够减少多相之间的相电流的偏流。

根据第三方案，校正占空比的总和为0，因此若将所有转换模块视为一个单元，则各相的校正占空比更有效地相互抵消。因此，在校正占空比对基于用于电压转换的基本占空比的控制的影响受到有效地抑制的状态下，能够减少多相之间的相电流的偏流。

根据第四方案，通过第二确定部而被确定的校正占空比的绝对值为小于基本占空比的上限值或下限值以内，因此能够抑制由于电流传感器的检测值中包括的误差等引起的过剩的校正占空比对转换模块的控制。

根据第五方案，第二确定部将为了减少在所有传感器为正常的状态下能够产生的各相的偏流而被确定的校正占空比的最大值以上的值设为上限，而对校正占空比的上限值或下限值的绝对值进行确定。因此，基于第二确定部所确定的校正占空比对转换模块的控制在多相之间不产生极度的偏流的范围内被执行为最大限度。

根据第六方案，第二确定部将为了减少部分传感器在异常的状态下能够产生的各相的偏流而被确定的校正占空比的最小值以下的值设为上限，而对校正占空比的上限值或下限值的绝对值进行确定。即，由第二确定部确定的校正占空比的上限值是在已发生故障的传感器的检测值表示异常值的情况下，正常的相电流不追随该异常值而成为过电流的最大值。通过第二确定部而被确定的校正占空比为该上限值以下，因此即使在已发生故障的传感器的检测值表示异常值的情况下，也不进行基于校正占空比的转换模块的过剩的控制，正常的相电流不会达到过电流。

根据第七方案，第二确定部将为了减少在所有传感器为正常的状态下能够产生的各相的偏流而被确定的校正占空比的最大值以上，且为了减少部分传感器为异常的状态下能够产生的各相的偏流而被确定的校正占空比的最小值以下的值设为上限，对校正占空比的上限值或下限值的绝对值进行确定。因此即使在已发生故障的传感器的检测值表示异常值的情况下，也不进行基于校正占空比的转换模块的过剩的控制，若所有传感器为正常，则在多相之间不产生极度的偏流的范围内，转换模块的控制被执行为最大限度。

根据第八方案，由第二确定部确定的校正占空比的上限值或下限值的绝对值是接近为了减少在所有传感器为正常的状态下能够产生的各相的偏流而被确定的校正占空比的最大值的值，因此即使所有传感器为正常，也能在一定程度上进行对各检测值中包括的误差的对策的同时，能够将在多相之间不产生极度的偏流的范围内的转换模块的控制实施为最大限度。

根据第九方案、第十方案及第十二方案，用于取得两相之间的相电流的均衡的校正占空比包括正值和负值，因此若将包括该两相的所有转换模块视为一个单元，则各相的校正占空比相互抵消。因此，在校正占空比对基于用于电压转换的基本占空比的控制的影响受到抑制的状态下，能够减少两相之间的相电流的偏流。即，校正占空比能够减少两相之间的相电流的偏流，而不会影响作为转换模块的本来的功能的电压转换的效率。

附图说明

图1是表示搭载了本发明所涉及的一实施方式的转换装置的电动车辆的简要结构的框图。

图2是表示电池、一实施方式的vcu、pdu、电动发电机及ecu的关系的电路图。

图3是表示图2所示的vcu所具有的两个转换部(相)的各构成要素及平滑电容器的、从z轴方向观察时的位置关系的图。

图4是表示电池、另一实施方式的vcu、pdu、电动发电机及ecu的关系的电路图。

图5是表示图4所示的vcu所具有的两个转换部(相)的各构成要素及平滑电容器的、从z轴方向观察时的位置关系的图。

图6是表示第一实施方式的ecu的内部结构的框图。

图7是表示控制信号生成部所生成的两种控制信号随时间变化的一例的图。

图8是表示在vcu将输入电压升压到输出电压时，流过各转换部的相电流与偏流量随时间变化的一例的图。

图9是表示第二实施方式的ecu的内部结构的框图。

图10是表示在上限值限制部预先设定的校正占空比的上限值的设定宽度的图。

图11是表示在正常的相电流追随作为已发生故障的相电流传感器的检测值的异常值而成为过电流的情况下的随时间变化的图。

图12是表示第三实施方式的ecu的内部结构的框图。

图13是表示设定在第三实施方式的上限值限制部上的、基本占空比与校正占空比的上限值的关系的图。

图14是表示在基本占空比接近100％的情况下的、(a)在校正占空比未被限制在上限值的情况下的控制信号的各占空比随时间变化的一例、(b)在第三实施方式中，在校正占空比被限制在上限值的情况下的控制信号的各占空比随时间变化的一例的图。

图15的(a)是表示产生在vcu内部循环的直流成分的循环电流的状态的图，图15的(b)是表示蓄存在平滑电容器中的能量向vcu侧流动的状态的图。

图16是表示在基本占空比接近0％的情况下的、(a)在校正占空比未被限制在上限值的情况下的控制信号的各占空比随时间变化的一例、(b)在第三实施方式中，在校正占空比被限制在上限值的情况下的控制信号的各占空比随时间变化的一例的图。

图17的(a)是表示产生在vcu内部循环的直流成分的循环电流的状态的图，图17的(b)是表示蓄存在平滑电容器中的能量向vcu侧流动的状态的图。

图18是表示第四实施方式的ecu的内部结构的框图。

图19是表示设定在第四实施方式的上限值限制部上的、基本占空比与校正占空比的上限值的关系的图。

图20是表示波形零交叉而成为不连续的相电流的一例的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

(第一实施方式)

图1是表示搭载了本发明所涉及的一实施方式的转换装置的电动车辆的简要结构的框图。图1中的粗实线表示机械连结，双重虚线表示电力配线，细实线的箭头表示控制信号，细虚线的箭头表示检测值等数据。图1所示的1mot型电动车辆具备电动发电机(mg)101、pdu(powerdriveunit，动力驱动装置)103、电池(bat)105、电流传感器107、电压传感器1091、1092、vcu(voltagecontrolunit，电压控制单元)111、以及ecu(electroniccontrolunit，电子控制装置)113。需要说明的是，电流传感器107及vcu111所具有的后述相电流传感器是不具有与作为电流的检测对象的电路的电接点(节点)的所谓的霍尔型的电流传感器。各电流传感器具有铁芯及霍尔元件，且由作为磁电转换元件的霍尔元件将与在铁芯的间隙中产生的输入电流成比例的磁场转换为电压。

以下对电动车辆所具备的各构成要素进行说明。

电动发电机101通过从电池105供给的电力被驱动，而产生用于使电动车辆行驶的动力。在电动发电机101中发生的转矩经由包括变速档或固定档的齿轮箱gb及差速齿轮d而传递到驱动轮w。另外，当电动车辆减速时，电动发电机101作为发电机而进行动作，且输出电动车辆的制动力。需要说明的是，通过使电动发电机101作为发电机进行动作而产生的再生电力被蓄存到电池105。

pdu103将直流电压转换为三相交流电压而施加到电动发电机101。另外，pdu103将电动发电机101进行再生动作时被输入的交流电压转换为直流电压。

电池105具有锂离子电池和镍氢电池等之类的多个蓄电单体，且经由vcu111而向电动发电机101供给高电压的电力。需要说明的是，电池105并不限定于锂离子电池和镍氢电池等二次电池。例如尽管可蓄电容量较少，但也可以将能够在短时间内使大量的电力充电放电的电容器(condenser)或电容(capacitor)用作电池105。

电流传感器107对也为电池105的输出电流的vcu1l1的输入电流i1进行检测。电压传感器1091对也为电池105的输出电压的vcu111的输入电压v1进行检测。电压传感器1092对vcu111的输出电压v2进行检测。

vcu111具有能够进行电池105所放电的电力或向电池105充电的电力的电压转换的两个转换部，且为将这些转换部相互并联连接，使该输出节点和输入节点共用化的、所谓的多相转换器。vcu111以直流的状态使电池105的输出电压升压。另外，vcu111使电动发电机101在电动车辆减速时进行发电而转换为直流的电力降压。通过vcu111而被降压的电力被充电到电池105。

图2是表示电池105、vcu111、pdu103、电动发电机101及ecu113的关系的电路图。如图2所示，vcu111所具有的各转换部具有电抗器，在该电抗器的高电平侧与低电平侧分别具有并联连接的二极管和开关元件的组，而构成升压斩波电路。另外，vcu111具有分别对流过两个转换部的相电流il1、il2的各电流值进行检测的相电流传感器1151、1152。需要说明的是，在vcu111的输入侧与两个转换部并联地设置有平滑电容器c1，在vcu111的输出侧设置有平滑电容器c2。

vcu111所具有的两个转换部被电并联连接，在各转换部中，由ecu113以所希望的定时对由高电平侧和低电平侧构成的两个开关元件进行开启和断开切换控制，由此进行电压转换。在转换部中的开关元件的开启和断开切换动作通过ecu113所生成的脉冲状的具有规定的占空比的控制信号(pwm(pulsewidthmodulation，脉冲间调制)信号)而被控制。需要说明的是，对各转换部的开启和断开切换控制为通过来自ecu113的控制信号而使开启和断开切换相位偏移180度的交错控制。

图3是表示图2所示的vcu所具有的两个转换部的各构成要素及平滑电容器c1、c2的、从z轴方向观察时的位置关系的图。在以下说明中，将vcu111所具有的转换部和相电流传感器的组表达为“相”。因此，在本实施方式中，如图3所示，将包括电抗器l1的转换部和相电流传感器1151的组表示为“相1”，将包括电抗器l2的转换部和相电流传感器1152的组表示为“相2”。

如图3所示，在本实施方式中，相1及相2在xy平面上排列配置成一列。另外，构成相1的电抗器l1的铁芯与构成相2的电抗器l2的铁芯被共用化，各电抗器的线圈相对于铁芯的绕组方向为相互相反。因此，电抗器l1与电抗器l2相互磁耦合。另外，在电抗器l1和电抗器l2中被共用化的铁芯co跨越相1及相2而配置在xy平面上。xy平面可以是水平面，也可以是铅垂面。

而且，在图3中，示出在使相同的电流流过相互磁耦合的电抗器的情况下，在各自的相中生成的磁通被抵消这一点。流过电抗器l1的电流il1通过电磁感应而生成磁通1，且流过电抗器l2的电流il2通过电磁感应而生成磁通2。如前所述，电抗器l1的铁芯与电抗器l2的铁芯被共用化，因此磁通1与磁通2成为相反方向而相互抵消。因此，能够抑制在电抗器l1和电抗器l2中的磁场饱和。

各相的电抗器l1、l2的感应电流il1、il2被输入到与节点连接的节点node2，所述节点为将低电平侧的开关元件的一端和高电平侧的开关元件的一端进行连接而得。低电平侧的开关元件的另一端的接点node1与接地线连接。另外，各相的输出电流通过高电平侧的开关元件的另一端的节点node3而被输出。

需要说明的是，如图4所示，构成相1、相2的各电抗器的铁芯也可以是独立的结构。但是，即使在这种情况下，如图5所示，相1及相2也在xy平面上排列配置成一列。

ecu113进行基于向构成vcu111的两相的开关元件供给的控制信号的开启和断开切换控制及pdu103的控制。以下，关于基于ecu113的vcu111的控制，参照图6～图8进行详细说明。

图6是表示第一实施方式的ecu113的内部结构的框图。如图6所示，第一实施方式的ecu113具有基本控制部121、偏流量计算部123、均等化控制部125、以及控制信号生成部127。需要说明的是，基本控制部121是管理用于将vcu111的输入或输出设为目标值的控制的机构，偏流量计算部123与均等化控制部125是管理用于将流过构成vcu111的两个转换部的相电流均等化的控制的机构，控制信号生成部127是生成与上述目的不同的两个控制这两者对应的脉冲状的控制信号的机构。

以下，对第一实施方式的ecu113所具有的各构成要素进行说明。

基本控制部121根据电压传感器1091所检测的vcu111的输入电压v1、电压传感器1092所检测的vcu111的输出电压v2、以及目标电压值，对用于使输入电压v1或输出电压v2成为目标电压值的、针对构成vcu111的各转换部的开关元件的控制信号的基本占空比d进行确定。需要说明的是，基本控制部121也可以根据电流传感器107所检测的向vcu111的输入电流i1及目标电流值，对用于使输入电流i1成为目标电流值的、针对构成vcu111的各转换部的开关元件的控制信号的基本占空比d进行确定。

偏流量计算部123对相电流传感器1151、1152分别检测出的vcu111的各相的相电流il1与相电流il2的差分(il1-il2)进行计算，且将该差分和均等化目标值的差分设为偏流量来进行计算。需要说明的是，均等化目标值只要没有使一方的相电流偏置等特别的理由，就为0(零)[a]。因此，偏流量计算部123将“il2-il1(＝0-(ill-il2))”设为偏流量而进行计算。

均等化控制部125根据偏流量计算部123所计算的偏流量，对用于使相电流il1，il2均等化的、要与控制信号的基本占空比d相加或相减的校正占空比δd进行确定。即，均等化控制部125分别对绝对值相等的正值的校正占空比“+δd”及负值的校正占空比“-δd”单独地进行确定。

控制信号生成部127生成基于基本控制部121所确定的基本占空比d及均等化控制部125所确定的校正占空比δd的两种控制信号s1、s2。图7是表示控制信号生成部127所生成的控制信号s1、s2随时间变化的一例的图。如图7所示，控制信号生成部127生成占空比为“d+δd”的控制信号s1、占空比为“d-δd”的控制信号s2。如图2或图4所示，将通过控制信号生成部127而生成的两种控制信号s1、s2的一方供给到构成vcu111的两个转换部的一方的开关元件，将另一方的控制信号供给到另一方的转换部的开关元件。

通过上述说明的控制信号s1、s2，对构成vcu111的各转换部的开关元件进行开启和断开切换控制，因此vcu111进行电压转换，该电压转换反映了用于将输入或输出设为目标值的控制、及用于使相电流il1，il2均等化的控制这两个控制。其结果，如图8所示，当vcu111将输入电压v1升压到输出电压v2时，表示为流过各转换部的相电流il1与相电流il2的差分的偏流量被抑制为规定值以下。

如以上说明的那样，根据本实施方式，用于取得两相之间的相电流的均衡的校正占空比包括绝对值相等的正值(+δd)和负值(-δd)，这些正值和负值的校正占空比的总和为0，因此若将包括两相的所有vcu111视为一个单元，则各相的校正占空比δd有效地相互抵消。因此，能够在校正占空比δd对基于用于电压转换的基本占空比d的控制的影响受到抑制的状态下，减少两相之间的相电流的偏流。即，校正占空比δd能够减少两相之间的相电流的偏流，而不会影响作为vcu111的本来的功能的电压转换的效率。需要说明的是，上述正值与负值的校正占空比的总和并不限定于0，该总和的绝对值可以是规定值以下。即使在该情况下，各相的校正占空比δd也有效地相互抵消，因此校正占空比δd能够减少两相之间的相电流的偏流，而不会影响作为vcu111的本来的功能的电压转换的效率。

(第二实施方式)

第二实施方式的电动车辆与第一实施方式的电动车辆的不同点在于ecu的内部结构，除该点以外与第一实施方式相同。因此，对关于ecu以外的与第一实施方式相同或等同的部分的说明进行简略化或省略。

图9是表示第二实施方式的ecu213的内部结构的框图。在图9中，对与第一实施方式的图6共用的构成要素标注相同的参照符号。如图9所示，第二实施方式的ecu213具有基本控制部221、偏流量计算部223、均等化控制部225、上限值限制部227、以及控制信号生成部229。需要说明的是，基本控制部221是管理用于将vcu111的输入或输出设为目标值的控制的机构，偏流量计算部223、均等化控制部225及上限值限制部227是管理用于将流过构成vcu111的两个转换部的相电流均等化的控制的机构，控制信号生成部229是生成与上述目的不同的两个控制这两者对应的脉冲状的控制信号的机构。

以下，对第二实施方式的ecu213所具有的各构成要素进行说明。

基本控制部221根据电压传感器1091所检测的vcu111的输入电压v1、电压传感器1092所检测的vcu111的输出电压v2、以及目标电压值，对用于使输入电压v1或输出电压v2成为目标电压值的、针对构成vcu111的各转换部的开关元件的控制信号的基本占空比d进行确定。需要说明的是，基本控制部221也可以根据电流传感器107所检测的向vcu111的输入电流i1及目标电流值，对用于使输入电流i1成为目标电流值的、针对构成vcu111的各转换部的开关元件的控制信号的基本占空比d进行确定。

偏流量计算部223对相电流传感器1151、1152分别检测出的vcu111的各相的相电流il1与相电流il2的差分(il1-il2)进行计算，且将该差分和均等化目标值的差分设为偏流量来进行计算。需要说明的是，均等化目标值只要没有使一方的相电流偏置等特别的理由，就为0(零)[a]。因此，偏流量计算部223将“il2-il1(＝0-(il1-il2))”设为偏流量而进行计算。

均等化控制部225根据偏流量计算部223所计算的偏流量，对用于使相电流il1、il2均等化的、要与控制信号的基本占空比d相加或相减的校正占空比δd进行确定。即，均等化控制部225分别对绝对值相等的正值的校正占空比“+δd”及负值的校正占空比“-δd”单独地进行确定。

上限值限制部227中，若均等化控制部225所确定的校正占空比δd的绝对值(|δd|)超过预先设定为小于基本占空比d的值的上限值δdlim的值，则将该上限值δdlim作为上限处理后的校正占空比δd’而输出，若该绝对值|δd|为上限值δdlim以下，则将均等化控制部225所确定的校正占空比δd按原样作为校正占空比δd’而输出。

预先设定在上限值限制部227的校正占空比δd的绝对值的上限值δdlim为当vcu111正常动作时均等化控制部225所确定的校正占空比δd的最大值δdtha以上、且当vcu111所具有的相电流传感器中的至少一个为异常时均等化控制部225所确定的校正占空比δd的最小值δdthb以下的值。即，校正占空比δd的绝对值的上限值δdlim被设定为如图10所示的上限值设定宽度内的规定值。需要说明的是，该规定值是与上述最小值δdthb相比接近上述最大值δdtha的值。

控制信号生成部229生成基于基本控制部221所确定的基本占空比d及上限值限制部227所输出的校正占空比δd’的两种控制信号s1、s2，即，占空比为“d+δd’”的控制信号s1、占空比为“d-δd’”的控制信号s2。如图2或图4所示，将通过控制信号生成部229而生成的两种控制信号s1、s2的一方供给到构成vcu111的两个转换部的一方的开关元件，将另一方的控制信号供给到另一方的转换部的开关元件。

通过上述说明的控制信号s1、s2，对构成vcu111的各转换部的开关元件进行开启和断开切换控制，因此vcu111进行电压转换，该电压转换反映了用于将输入或输出设为目标值的控制、及用于使相电流il1，il2均等化的控制这两个控制。其结果，当vcu111将输入电压v1升压到输出电压v2时，表示为流过各转换部的相电流il1与相电流il2的差分的偏流量被抑制为规定值以下。

如以上说明的那样，根据本实施方式，即使vcu111所具有的相电流传感器中的至少一个为异常，在控制信号生成部229所生成的控制信号s1、s2的占空比中包括的校正占空比δd’的绝对值为小于基本占空比d的上限值以下，因此能够抑制由于已发生故障的相电流传感器的检测值中包括的误差等引起的过剩的校正占空比对vcu111的控制。

另外，预先设定在上限值限制部227的校正占空比δd的绝对值的上限值δdlim是为了减少在vcu111所具有的所有相电流传感器为正常的状态下能够产生的各相的偏流而被确定的校正占空比δd的最大值δdtha以上。因此，若所有相电流传感器为正常，则vcu111的控制在多相之间不产生极度的偏流的范围内被执行为最大限度。另外，上述上限值δdlim是为了减少vcu111所具有的相电流传感器的一部分为异常的状态下能够产生的各相的偏流而被确定的校正占空比δd的最小值δdthb以下的值。即，该最小值δdthb在已发生故障的相电流传感器的检测值表示异常值的情况下，正常的相电流不追随该异常值而成为过电流的最大值。因此，即使在已发生故障的相电流传感器的检测值表示异常值的情况下，也不进行基于校正占空比δd的vcu111的过剩的控制，而正常的相电流不会达到过电流。

需要说明的是，vcu111所具有的相电流传感器的一部分为异常，因此控制信号生成部229对大于上述最小值δdthb的值的校正占空比δd进行确定，且在通过基于该校正占空比δd和基本占空比d的、占空比为“d+δd”的控制信号s1及“d-δd”的控制信号s2而使vcu111的各转换部被开启和断开切换控制的情况下，如图11所示，正常的相电流追随作为已发生故障的相电流传感器的检测值的异常值而成为过电流。

另外，上述上限值δdlim是接近为了减少在所有相电流传感器为正常的状态下能够产生的各相的偏流而被确定的校正占空比δd的最大值δdtha的值，因此即使所有相电流传感器为正常，也在一定程度上能够进行对各检测值中包括的误差的对策，同时能够将在多相之间不产生极度的偏流的范围内的vcu111的控制实施为最大限度。

(第三实施方式)

第三实施方式的电动车辆与第一实施方式的电动车辆的不同点在于ecu的内部结构，除该点以外与第一实施方式相同。因此，对关于ecu以外的与第一实施方式相同或等同的部分的说明进行简略化或省略。

图12是表示第三实施方式的ecu313的内部结构的框图。在图12中，对与第一实施方式的图6共用的构成要素标注相同的参照符号。如图12所示，第三实施方式的ecu313具有基本控制部321、偏流量计算部323、均等化控制部325、上限值限制部327、以及控制信号生成部329。需要说明的是，基本控制部321是管理用于将vcu111的输入或输出设为目标值的控制的机构，偏流量计算部323、均等化控制部325及上限值限制部327是管理用于将流过构成vcu111的两个转换部的相电流均等化的控制的机构，控制信号生成部329是生成与上述目的不同的两个控制这两者对应的脉冲状的控制信号的机构。

以下，对第三实施方式的ecu313所具有的各构成要素进行说明。

基本控制部321根据电压传感器1091所检测的vcu111的输入电压v1、电压传感器1092所检测的vcu111的输出电压v2、以及目标电压值，对用于使输入电压v1或输出电压v2成为目标电压值的、针对构成vcu111的各转换部的开关元件的控制信号的基本占空比d进行确定。需要说明的是，基本控制部221也可以根据电流传感器107所检测的向vcu111的输入电流i1及目标电流值，对用于使输入电流i1成为目标电流值的、针对构成vcu111的各转换部的开关元件的控制信号的基本占空比d进行确定。

偏流量计算部323对相电流传感器1151、1152分别检测出的vcu111的各相的相电流il1与相电流il2的差分(il1-il2)进行计算，且将该差分和均等化目标值的差分设为偏流量来进行计算。需要说明的是，均等化目标值只要没有使一方的相电流偏置等特别的理由，就为0(零)[a]。因此，偏流量计算部323将“il2-il1(＝0-(il1-il2))”设为偏流量而进行计算。

均等化控制部325根据偏流量计算部323所计算的偏流量，对用于使相电流il1、il2均等化的、要与控制信号的基本占空比d相加或相减的校正占空比δd进行确定。即，均等化控制部325分别对绝对值相等的正值的校正占空比“+δd”及负值的校正占空比“-δd”单独地进行确定。

上限值限制部327中，若均等化控制部325所确定的校正占空比δd的绝对值(|δd|)超过预先设定为小于基本占空比d的值的上限值δdlim的值，则将该上限值δdlim作为上限处理后的校正占空比δd’而输出，若该绝对值|δd|为上限值δdlim以下，则将均等化控制部325所确定的校正占空比δd按原样作为校正占空比δd’而输出。

预先设定在上限值限制部327的校正占空比δd的绝对值的上限值δdlim是根据基本控制部321所确定的基本占空比d而设定的。图13是表示设定在第三实施方式的上限值限制部上的、基本占空比d与校正占空比δd的绝对值的上限值δdlim的关系的图。需要说明的是，在图13中，作为基本占空比d的值，具有0＜d1＜d2＜d3＜d4＜100的关系。若基本占空比d为0％，则构成vcu111的转换部中的至少一个成为停止状态，若基本占空比d为100％，则构成vcu111的转换部中的至少一个成为直接连结状态。

校正占空比δd的绝对值的上限值δdlim为通过校正占空比δd而使在vcu111中的两个转换部的一方的占空比不成为0％(停止状态)或100％(直接连结状态)的最大值。如图13所示，在本实施方式中的校正占空比δd的绝对值的上限值δdlim在基本占空比d为0～d1(％)的范围及d4～100(％)的范围内被设定为0％，在基本占空比d为d1～d2(％)的范围内，被设定为基本占空比d越小则越接近0％的值，在基本占空比d为d3～d4(％)的范围内，被设定为基本占空比d越大则越接近0％的值，在基本占空比d为d2～d3(％)的范围内，被设定为小于预先设定的基本占空比d的值。需要说明的是，在基本占空比d为d2～d3(％)的范围内设定的校正占空比δd的绝对值的上限值δdlim是在第二实施方式中已说明过的图10所述的上限值设定宽度内的规定值，且为当vcu111正常动作时均等化控制部325所确定的校正占空比δd的最大值δdtha以上、且当vcu111所具有的相电流传感器中的至少一个为异常时均等化控制部325所确定的校正占空比δd的最小值δdthb以下的值。需要说明的是，该规定值是与上述最小值δdthb相比更接近上述最大值δdtha的值。

控制信号生成部329生成基于基本控制部321所确定的基本占空比d及上限值限制部327所确定的校正占空比δd’的两种控制信号s1、s2，即，占空比为“d+δd’”的控制信号s1、占空比为“d-δd’”的控制信号s2。将通过控制信号生成部329而生成的两种控制信号s1、s2的一方供给到构成vcu111的两个转换部的一方的开关元件，将另一方的控制信号供给到另一方的转换部的开关元件。

图14是表示在基本占空比d接近100％的情况下的、(a)在校正占空比δd的绝对值未被限制在上限值δdlim的情况下的控制信号s1、s2的各占空比随时间变化的一例、(b)在第三实施方式中，在校正占空比δd的绝对值被限制在上限值δdlim的情况下的控制信号s1、s2的各占空比随时间变化的一例的图。在图14的(a)中，即使基本占空比d接近100％，校正占空比δd也不会变化，因此由于该校正占空比δd，控制信号s1的占空比“d+δd”最先达到100％。在控制信号s1的占空比“d+δd”达到100％的状态下，被供给控制信号s1的转换部成为直接连结状态。若构成vcu111的一方的转换部成为直接连结状态，则在另一方的转换部的电抗器l2的放电期间，如图15(a)所示，产生在vcu111内部循环的直流成分的循环电流，储存在平滑电容器c2中的大部分能量流到直接连结状态的转换部侧。另外，在电抗器l2的充电期间，如图15(b)所示，蓄存在平滑电容器c2中的能量流到vcu111侧。这样，若在vcu111中的一方的转换部成为直接连结状态，则无法有效地利用能量，且若另一方的转换部在该状态下继续电压转换，则由于基于基本控制部321的控制，相电流可能会达到过电流。

相对于此，若适用本实施方式中的校正占空比的绝对值的上限值δdlim，则如图14的(b)所示，控制信号s1、s2的各占空比同时达到100％，该定时比控制信号s1的占空比“d+δd”在(a)中达到100％的定时更晚。

在基本占空比d接近0％的情况下，也能够适用上述说明。图16是表示在基本占空比d接近0％的情况下的、(a)在校正占空比d的绝对值未被限制在上限值δdlim的情况下的控制信号s1、s2的各占空比随时间变化的一例、(b)在第三实施方式中，在校正占空比δd的绝对值被限制在上限值δdlim的情况下的控制信号s1、s2的各占空比随时间变化的一例的图。在图16的(a)中，即使基本占空比d接近0％，校正占空比δd也不会改变，因此由于该校正占空比δd，控制信号s2的占空比“d-δd”最先达到0％。在控制信号s2的占空比“d-δd”达到0％的状态下，被供给控制信号s2的转换部成为停止状态。若构成vcu111的一方的转换部成为停止状态，则在另一方的转换部的电抗器l1的放电期间，如图17(a)所示，产生在vcu111内部循环的直流成分的循环电流，储存在平滑电容器c2中的能量的大部分流到停止状态的转换部侧。另外，在电抗器l1的充电期间，如图17(b)所示，蓄存在平滑电容器c2中的能量流到vcu111侧。这样，若在vcu111中的一方的转换部成为停止状态，则无法有效地利用能量，且若另一方的转换部在该状态下继续电压转换，则由于基于基本控制部321的控制，相电流可能会达到过电流。

相对于此，若适用本实施方式中的校正占空比的绝对值的上限值δdlim，则如图16的(b)所示，控制信号s1、s2的各占空比同时达到0％，该定时比控制信号s2的占空比“d-δd”在(a)中达到0％的定时更晚。

通过上述说明的控制信号s1、s2，对构成vcu111的各转换部的开关元件进行开启和断开切换控制，因此vcu111进行电压转换，该电压转换反映了用于将输入或输出设为目标值的控制、及用于使相电流il1，il2均等化的控制这两个控制。其结果，当vcu111将输入电压v1升压到输出电压v2时，表示为流过各转换部的相电流il1与相电流il2的差分的偏流量被抑制为规定值以下。

如以上说明的那样，根据本实施方式，分别控制vcu111的两个转换部的控制信号s1、s2根据基本占空比d及校正占空比δd’而生成，并且用于取得两相电流的均衡的校正占空比δd的绝对值的上限值δdlim根据基本占空比d而被设定。通过该上限值δdlim的设定，校正占空比δd’相对于基本占空比d被适量抑制，以使任一方的转换部不成为停止状态或直接连结状态，因此能够使vcu111的控制稳定化。即，上限值δdlim以下的校正占空比δd’能够减少两个相电流之间的偏流，而不会影响作为vcu111的本来的功能的电压转换的稳定性。

另外，若通过均等化控制部325所确定的校正占空比δd，两个转换部的一方的占空比可能会成为100％(直接连结状态)或0％(停止状态)，则控制信号s1、s2仅根据基本占空比d而生成。即，若基本占空比d为0％或0％附近，或者100％或100％附近时，校正占空比的上限值δdlim被设定为0，因此能够防止通过校正占空比而仅使两个转换部的一方成为停止状态或直接连结状态。

另外，校正占空比δd的绝对值的上限值δdlim为在基本占空比d为d1～d2(％)的范围内，被设定为基本占空比d越接近0％附近的值d1则越接近0％的值，在基本占空比d为d3～d4(％)的范围内，被设定为基本占空比d越接近100％附近的值d4则越接近0％的值，因此能够在进行用于取得两相之间的相电流的均衡的控制的同时，防止通过校正占空比而仅使两个转换部的一方成为停止状态或直接连结状态。另外，在基本占空比d为d2～d3(％)的范围内，校正占空比δd的绝对值的上限值δdlim被设定为规定值，因此能够可靠地进行用于取得两相之间的相电流的均衡的控制。

(第四实施方式)

第四实施方式的电动车辆与第一实施方式的电动车辆的不同点在于ecu的内部结构，除该点以外与第一实施方式相同。因此，对关于ecu以外的与第一实施方式相同或等同的部分的说明进行简略化或省略。

图18是表示第四实施方式的ecu413的内部结构的框图。在图18中，对与第一实施方式的图6共用的构成要素标注相同的参照符号。如图18所示，第四实施方式的ecu413具有基本控制部421、偏流量计算部423、均等化控制部425、上限值限制部427、以及控制信号生成部429。需要说明的是，基本控制部421是管理用于将vcu111的输入或输出设为目标值的控制的机构，偏流量计算部423、均等化控制部425及上限值限制部427是管理用于将流过构成vcu111的两个转换部的相电流均等化的控制的机构，控制信号生成部429是生成与上述目的不同的两个控制这两者对应的脉冲状的控制信号的机构。

以下，对第四实施方式的ecu413所具有的各构成要素进行说明。

基本控制部421根据电压传感器1091所检测的vcu111的输入电压v1、电压传感器1092所检测的vcu111的输出电压v2、以及目标电压值，对用于使输入电压v1或输出电压v2成为目标电压值的、针对构成vcu111的各转换部的开关元件的控制信号的基本占空比d进行确定。需要说明的是，基本控制部421也可以根据电流传感器107所检测的向vcu111的输入电流i1及目标电流值，对用于使输入电流i1成为目标电流值的、针对构成vcu111的各转换部的开关元件的控制信号的基本占空比d进行确定。

偏流量计算部423对相电流传感器1151、1152分别检测出的vcu111的各相的相电流il1与相电流il2的差分(il1-il2)进行计算，且将该差分和均等化目标值的差分设为偏流量来进行计算。需要说明的是，均等化目标值只要没有使一方的相电流偏置等特别的理由，就为0(零)[a]。因此，偏流量计算部423将“il2-il1(＝0-(il1-il2))”设为偏流量而进行计算。

均等化控制部425根据偏流量计算部423所计算的偏流量，对用于使相电流il1，il2均等化的、要与控制信号的基本占空比d相加或相减的校正占空比δd进行确定。即，均等化控制部425分别对绝对值相等的正值的校正占空比“+δd”及负值的校正占空比“-δd”单独地进行确定。

上限值限制部427中，若均等化控制部425所确定的校正占空比δd的绝对值(|δd|)超过预先设定为小于基本占空比d的值的上限值δdlim的值，则将该上限值δdlim作为上限处理后的校正占空比δd’而输出，若该绝对值|δd|为上限值δdlim以下，则将均等化控制部425所确定的校正占空比δd按原样作为校正占空比δd’而输出。

预先设定在上限值限制部427的校正占空比δd的绝对值的上限值δdlim是根据相电流传感器1151、1152分别检测出的vcu111的各相的相电流il1与相电流il2的和(il1+il2)，即流过vcu111的总电流的大小而设定的。需要说明的是，相电流il1与相电流il2的和(il1+il2)与向vcu111的输入电流i1相同。因此，校正占空比δd的绝对值的上限值δdlim也可以根据电流传感器107所检测的输入电流i1或其目标电流的大小而设定。另外，该上限值δdlim也可以根据vcu111的输出电流或其目标电流的大小而设定。

图19是表示设定在第四实施方式的上限值限制部427上的、基本占空比d与校正占空比δd的上限值δdlim的关系的图。在图19中，作为输入电流i1的值具有0＜ia＜ib的关系。校正占空比δd的绝对值的上限值δdlim为通过校正占空比δd而在vcu111中的两个转换部的一方的占空比不成为0％(停止状态)或100％(直接连结状态)的最大值。如图19所示，在本实施方式中的校正占空比δd的绝对值的上限值δdlim在输入电流i1为0～ia的范围内被设定为0％，在输入电流i1为ia～ib的范围内被设定为输入电流i1越小则越接近0％的值，在输入电流i1为ib以上的范围内被设定为小于预先设定的基本占空比d的值。需要说明的是，在输入电流i1为ib以上的范围内被设定的校正占空比δd的绝对值的上限值δdlim为在第二实施方式中已说明过的图10所示的上限值设定宽度内的规定值，且为当vcu111正常动作时均等化控制部425所确定的校正占空比δd的最大值δdtha以上，且当vcu111所具有的相电流传感器中的至少一个为异常时均等化控制部425所确定的校正占空比δd的最小值δdthb以下的值。需要说明的是，该规定值是与上述最小值δdthb相比更接近上述最大值δdtha的值。

校正占空比δd的绝对值的上限值δdlim被设定为0％的输入电流i1的范围(0～ia)为所谓的低电流区域。若在低电流区域中根据校正占空比δd进行用于使相电流均等化的控制，则如图20所示，流过两个转换部的相电流中的至少一方中，电流的波形零交叉而成为不连续的。这种相电流所流过的转换部成为不连续模式，因此控制稳定性受损。因此，在本实施方式中，在构成vcu111的转换部中的至少一个可能会成为不连续模式的低电流区域中，将校正占空比δd的绝对值的上限值δdlim设定为0％而进行仅基于基本占空比d的控制。

如图19所示，即使考虑到vcu111所具有的相电流传感器1151、1152的检测值中包括的误差，作为低电流区域中的输入电流i1的最大值的值ia也为通过基本占空比d而在vcu111中的两个转换部的一方不成为停止状态的最小的值。例如，若与相电流传感器1151、1152的各检测值中可能包括的误差对应的占空比为de，则与输入电流i1中可能包括的误差对应的占空比为“2de”。在该情况下，在输入电流ia中设定利用与占空比2de相比大一些的值的基本占空比对vcu111进行控制时的实际输入电流i1。

控制信号生成部429生成基于基本控制部421所确定的基本占空比d及上限值限制部427所输出的校正占空比δd’的两种控制信号s1、s2，即占空比为“d-δd’”的控制信号s1、以及占空比为“d-δd’”的控制信号s2。将通过控制信号生成部429而生成的两种控制信号s1、s2的一方供给到构成vcu111的两个转换部的一方的开关元件，将另一方的控制信号供给到另一方的转换部的开关元件。

通过上述说明的控制信号s1、s2，对构成vcu111的各转换部的开关元件进行开启和断开切换控制，因此vcu111进行电压转换，该电压转换反映了用于将输入或输出设为目标值的控制、及用于使相电流il1，il2均等化的控制这两个控制。其结果，当vcu111将输入电压v1升压到输出电压v2时，表示为流过各转换部的相电流il1与相电流il2的差分的偏流量被抑制为规定值以下。

如以上说明的那样，根据本实施方式，分别对具有检测值中包括误差的相电流传感器1151，1152的vcu111的两个转换部进行控制的控制信号s1、s2根据基本占空比d及校正占空比δd’而被生成，且用于取得两相之间的相电流的均衡的校正占空比δd的绝对值的上限值δdlim根据流过各转换部的相电流il1、il2的和或vcu111的输入电流i1或者其目标电流的大小而被设定。通过该上限值δdlim的设定，校正占空比δd’电流的大小被适量抑制，以使任一方的转换部不成为停止状态，因此能够在没有循环电流流过的情况下使vcu111的控制稳定化。即，上限值δdlim以下的校正占空比δd’能够减少两个相电流之间的偏流，而不会影响作为vcu111的本来的功能的电压转换的稳定性。

另外，在通过校正占空比δd而两个转换部中的至少一个可能成为不连续模式的低电流区域中，控制信号s1、s2仅根据基本占空比d而生成，因此能够使vcu111的控制稳定化。即，校正占空比不影响作为转换模块的本来的功能的电压转换的稳定性。

另外，相电流il1与相电流il2的和、或向vcu111的输入电流i1或者其目标电流的大小较小时，校正占空比δd的绝对值的上限值δdlim被设定为0％，因此通过校正占空比δd’而能够防止两个转换部的一部分成为不连续模式。

另外，若在相电流传感器1151、1152存在不可避免的误差，则通过基于基本占空比d的控制而转换部中的至少一个不成为停止状态，因此能够担保在vcu111中的电压转换的稳定性。

另外，校正占空比δd的绝对值的上限值δdlim被设定为越接近低电流区域，则越接近0的值，因此能够在进行用于取得两相之间的相电流的均衡的控制的同时，防止通过校正占空比δd’而两个转换部的一部分成为不连续模式。

另外，在相电流il1与相电流il2的和、或向vcu111的输入电流i1或者其目标电流的大小充分大的区域中，校正占空比δd的绝对值的上限值δdlim被设定为上限值设定宽度内的规定值，因此能够可靠地进行用于取得两相之间的相电流的均衡的控制。

需要说明的是，本发明并不限定于前述实施方式，且能够适当进行变形、改良等。例如，对上述第一～第四实施例分别独立地进行了说明，但也可以设为组合两个以上的实施例的电动车辆。

另外，上述说明的电动车辆为1mot型的ev(electricalvehicle，电动汽车)，但可以是搭载多个电动发电机的ev，也可以是与至少一个电动发电机一同搭载内燃机的hev(hybridelectricalvehicle，混合动力汽车)或phev(plug-inhybridelectricalvehicle，插入式混合动力汽车)。另外，在上述实施方式中，对本发明所涉及的转换装置搭载于电动车辆上的例子进行了说明，但也可以在不以输送为目的的电气设备上设置有该转换装置。该转换装置适用于能够输出大电流的电源，特别优选适用于近年来大电流化显著的计算机。

本实施方式的vcu111为使电池105的电压升压的升压型电压转换器，但也可为对电池105的电压进行降压的降压型电压转换器、或能够沿双方向升降压的升降压型电压转换器。

附图标记说明：

101电动发电机；

103pdu；

111vcu；

105电池；

107电流传感器；

1151，1152相电流传感器；

1091，1092电压传感器；

113，213，313，413ecu；

121，221，321，421基本控制部；

123，223，323，423偏流量计算部；

125，225，325，425均等化控制部；

127，229，329，429控制信号生成部；

227，327，427上限值限制部；

c1，c2平滑电容器；

l1，l2电抗器；

co铁芯。