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特許7367519多相コンバータの制御装置、多相コンバータシステム、及び電源システム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-10-16
(45)【発行日】2023-10-24
(54)【発明の名称】多相コンバータの制御装置、多相コンバータシステム、及び電源システム
(51)【国際特許分類】
H02M 3/155 20060101AFI20231017BHJP
【ＦＩ】
H02M3/155 W
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2019233409
(22)【出願日】2019-12-24
(65)【公開番号】P2021103907
(43)【公開日】2021-07-15
【審査請求日】2021-11-17
(73)【特許権者】
【識別番号】000003207
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100087480
【弁理士】
【氏名又は名称】片山 修平
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 雅之
(72)【発明者】
【氏名】金子 智彦
【審査官】白井 孝治
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１４－０３０２８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０２２８４３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１５８３７２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１２６１８２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｍ ３／００～ ３／４４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
それぞれスイッチング素子を有し互いに並列に接続されたｍ（ｍは３以上の整数）相のコンバータ回路を備えた多相コンバータの制御装置において、前記多相コンバータへの入力電流値が増大するほど、オンオフ制御が実行される前記スイッチング素子の数を増大させることにより前記コンバータ回路の駆動相数を増大させるとともに、前記駆動相数をｎ（ｎ＜ｍである２以上の整数であって且つｍの約数以外の整数）とするｎ相駆動又は前記駆動相数をｍとするｍ相駆動に前記多相コンバータを制御する駆動相数制御部と、
ｍ相の前記スイッチング素子の各オンタイミングを規定した位相パターンである第１及び第２パターンを記憶した記憶部と、
前記多相コンバータの停止中に前記第１又は前記第２パターンを選択する選択部と、
選択された前記第１又は第２パターンに規定された前記スイッチング素子のオンタイミングに従って、前記駆動相数の前記スイッチング素子に対して周期が略同じであり且つデューティ比も略同じとなるように前記オンオフ制御を実行するオンオフ制御部と、
所定時間内において前記ｎ相駆動に制御されると予測される時間に対する前記ｍ相駆動に制御されると予測される時間の割合である時間割合に相関する予測相関値を予測する予測部と、を備え、
前記第１パターンは、ｍ相の前記スイッチング素子の各オンタイミングを互いに異なるタイミングとなるように規定し、
前記第２パターンは、ｍ相の前記スイッチング素子の各オンタイミングを互いに異なるタイミングとなるように規定し、
前記オンオフ制御では、前記第１及び第２パターンのいずれによる前記ｍ相駆動であっても、常時少なくとも一つの前記スイッチング素子がオンであって且つ少なくとも一つのスイッチング素子がオフとなるように制御され、
前記第２パターンによる前記ｍ相駆動で順にオンにされることが規定された２つの前記スイッチング素子のオンタイミングの位相差のうちの最大値と３６０°／ｎとの差分の絶対値は、前記第１パターンによる前記ｍ相駆動で順にオンにされることが規定された２つの前記スイッチング素子のオンタイミングの位相差のうちの最大値と３６０°／ｎとの差分の絶対値よりも小さく、
前記選択部は、前記時間割合が第１閾値以上であることを前記予測相関値が示す場合には、前記第１パターンを選択し、前記時間割合が前記第１閾値以下である第２閾値未満であることを前記予測相関値が示す場合には、前記第２パターンを選択し、
前記オンオフ制御部は、前記第２パターンによる前記ｎ相駆動では、（ｍ－ｎ）相の前記スイッチング素子のオンオフ制御を停止し、
（ｍ－ｎ）＝１の場合に前記第２パターンによる前記ｎ相駆動でオンオフ制御が停止される（ｍ－ｎ）相の前記スイッチング素子は、前記第２パターンによる前記ｍ相駆動で順にオンにされることが規定された３つの前記スイッチング素子のうち最初にオンにされる前記スイッチング素子と最後にオンにされる前記スイッチング素子とのオンタイミングの位相差が最小となる場合での前記最初にオンにされる前記スイッチング素子と前記最後にオンにされる前記スイッチング素子の間でオンにされる前記スイッチング素子であり、
（ｍ－ｎ）≧２の場合に前記第２パターンによる前記ｎ相駆動でオンオフ制御が停止される（ｍ－ｎ）相の前記スイッチング素子は、前記第２パターンによる前記ｍ相駆動で順にオンにされることが規定された２つの前記スイッチング素子の組み合わせを除いた前記スイッチング素子であって、前記第２パターンによる前記ｍ相駆動で順にオンにされることが規定された３つの前記スイッチング素子のうち最初にオンにされる前記スイッチング素子と最後にオンにされる前記スイッチング素子とのオンタイミングの位相差のうち、小さい順に選択した（ｍ－ｎ）相の位相差のそれぞれの、前記最初にオンにされる前記スイッチング素子と前記最後にオンにされる前記スイッチング素子の間でオンにされる前記スイッチング素子である、多相コンバータの制御装置。
【請求項2】
前記第２閾値は、前記第１閾値と同じ値である、請求項１の多相コンバータの制御装置。
【請求項3】
ｍ＝３であってｎ＝２である、請求項１又は２の多相コンバータの制御装置。
【請求項4】
ｍ＝４であってｎ＝３、又はｍ＝６であってｎ＝４である、請求項１又は２の多相コンバータの制御装置。
【請求項5】
前記多相コンバータに入力電流を供給する電池を電力源として走行する車両の走行予定経路に関する走行予定経路情報を取得する経路取得部を備え、前記予測部は、前記走行予定経路情報に基づいて、前記電池が前記多相コンバータに供給すると予想される予測電流値を前記予測相関値として予測する、請求項１乃至４の何れかの多相コンバータの制御装置。
【請求項6】
前記ｎ相駆動に制御された時間及び前記ｍ相駆動に制御された時間に関する履歴情報を取得する履歴取得部を備え、前記予測部は、前記履歴情報に基づいて前記予測相関値を予測する、請求項１乃至５の何れかの多相コンバータの制御装置。
【請求項7】
前記多相コンバータに入力電流を供給する電池を電力源として走行する車両の運転モードに関する運転モード情報を取得する運転モード取得部を備え、前記予測部は、前記運転モード情報に基づいて前記予測相関値を予測する、請求項１乃至６の何れかの多相コンバータの制御装置。
【請求項8】
請求項１乃至７の何れかの多相コンバータの制御装置と、前記多相コンバータと、を備えた多相コンバータシステム。
【請求項9】
請求項８の多相コンバータシステムと、前記多相コンバータに入力電流を供給する電源と、を備えた電源システム。
【請求項10】
前記電源は、燃料電池である、請求項９の電源システム。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、多相コンバータの制御装置、多相コンバータシステム、及び電源システムに関する。
【背景技術】
【0002】
複数相のコンバータ回路を備えた多相コンバータが知られている。特許文献１では、このようなコンバータ回路の駆動相数が変化している際に、各コンバータ回路のスイッチングの位相差が略一定となるように位相を制御することにより、多相コンバータでのリップル電流を抑制して損失が低減されている。特許文献２では、コンバータ回路のスイッチングの位相を予め設定し、電流指令値に応じて一部のコンバータ回路のスイッチングを停止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１７－６０３０３号公報
【文献】特開２０１４－３０２８５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によれば、コンバータ回路の駆動相数を変化させつつ各スイッチング素子の位相もその駆動相数に対応して変化させる必要があるため、スイッチング素子の位相の制御が複雑となる。特許文献２によれば、一部のコンバータ回路のスイッチングが停止されることにより、多相コンバータでのリップル電流が増大して損失が増大する場合がある。
【0005】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、簡易な制御によりリップル電流による損失の増大を抑制できる多相コンバータの制御装置、多相コンバータシステム、及び電源システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的は、それぞれスイッチング素子を有し互いに並列に接続されたｍ（ｍは３以上の整数）相のコンバータ回路を備えた多相コンバータの制御装置において、前記多相コンバータへの入力電流値が増大するほど、オンオフ制御が実行される前記スイッチング素子の数を増大させることにより前記コンバータ回路の駆動相数を増大させるとともに、前記駆動相数をｎ（ｎ＜ｍである２以上の整数であって且つｍの約数以外の整数）とするｎ相駆動又は前記駆動相数をｍとするｍ相駆動に前記多相コンバータを制御する駆動相数制御部と、ｍ相の前記スイッチング素子の各オンタイミングを規定した位相パターンである第１及び第２パターンを記憶した記憶部と、前記多相コンバータの停止中に前記第１又は前記第２パターンを選択する選択部と、選択された前記第１又は第２パターンに規定された前記スイッチング素子のオンタイミングに従って、前記駆動相数の前記スイッチング素子に対して周期が略同じであり且つデューティ比も略同じとなるように前記オンオフ制御を実行するオンオフ制御部と、所定時間内において前記ｎ相駆動に制御されると予測される時間に対する前記ｍ相駆動に制御されると予測される時間の割合である時間割合に相関する予測相関値を予測する予測部と、を備え、前記第１パターンは、ｍ相の前記スイッチング素子の各オンタイミングを互いに異なるタイミングとなるように規定し、前記第２パターンは、ｍ相の前記スイッチング素子の各オンタイミングを互いに異なるタイミングとなるように規定し、前記オンオフ制御では、前記第１及び第２パターンのいずれによる前記ｍ相駆動であっても、常時少なくとも一つの前記スイッチング素子がオンであって且つ少なくとも一つのスイッチング素子がオフとなるように制御され、前記第２パターンによる前記ｍ相駆動で順にオンにされることが規定された２つの前記スイッチング素子のオンタイミングの位相差の最大値と３６０°／ｎとの差分の絶対値は、前記第１パターンによる前記ｍ相駆動で順にオンにされることが規定された２つの前記スイッチング素子のオンタイミングの位相差の最大値と３６０°／ｎとの差分の絶対値よりも小さく、前記選択部は、前記時間割合が第１閾値以上であることを前記予測相関値が示す場合には、前記第１パターンを選択し、前記時間割合が前記第１閾値以下である第２閾値未満であることを前記予測相関値が示す場合には、前記第２パターンを選択し、前記オンオフ制御部は、前記第２パターンによる前記ｎ相駆動では、（ｍ－ｎ）相の前記スイッチング素子のオンオフ制御を停止し、（ｍ－ｎ）＝１の場合に前記第２パターンによる前記ｎ相駆動でオンオフ制御が停止される（ｍ－ｎ）相の前記スイッチング素子は、前記第２パターンによる前記ｍ相駆動で順にオンにされることが規定された３つの前記スイッチング素子のうち最初にオンにされる前記スイッチング素子と最後にオンにされる前記スイッチング素子とのオンタイミングの位相差が最小となる場合での前記最初にオンにされる前記スイッチング素子と前記最後にオンにされる前記スイッチング素子の間でオンにされる前記スイッチング素子であり、（ｍ－ｎ）≧２の場合に前記第２パターンによる前記ｎ相駆動でオンオフ制御が停止される（ｍ－ｎ）相の前記スイッチング素子は、前記第２パターンによる前記ｍ相駆動で順にオンにされることが規定された２つの前記スイッチング素子の組み合わせを除いた前記スイッチング素子であって、前記第２パターンによる前記ｍ相駆動で順にオンにされることが規定された３つの前記スイッチング素子のうち最初にオンにされる前記スイッチング素子と最後にオンにされる前記スイッチング素子とのオンタイミングの位相差のうち、小さい順に選択した（ｍ－ｎ）相の位相差のそれぞれの、前記最初にオンにされる前記スイッチング素子と前記最後にオンにされる前記スイッチング素子の間でオンにされる前記スイッチング素子である、多相コンバータの制御装置によって達成できる。
【0007】
前記第２閾値は、前記第１閾値と同じ値であってもよい。
【0008】
ｍ＝３であってｎ＝２でもよい。
【0009】
ｍ＝４であってｎ＝３、又はｍ＝６であってｎ＝４でもよい。
【0010】
前記多相コンバータに入力電流を供給する電池を電力源として走行する車両の走行予定経路に関する走行予定経路情報を取得する経路取得部を備え、前記予測部は、前記走行予定経路情報に基づいて、前記電池が前記多相コンバータに供給すると予想される予測電流値を前記予測相関値として予測してもよい。
【0011】
前記ｎ相駆動に制御された時間及び前記ｍ相駆動に制御された時間に関する履歴情報を取得する履歴取得部を備え、前記予測部は、前記履歴情報に基づいて前記予測相関値を予測してもよい。
【0012】
前記多相コンバータに入力電流を供給する電池を電力源として走行する車両の運転モードに関する運転モード情報を取得する運転モード取得部を備え、前記予測部は、前記運転モード情報に基づいて前記予測相関値を予測してもよい。
【0013】
上記の目的は、前記多相コンバータの制御装置と、前記多相コンバータと、を備えた多相コンバータシステムによっても達成できる。
【0014】
上記の目的は、前記多相コンバータシステムと、前記多相コンバータに入力電流を供給する電源と、を備えた電源システムによっても達成できる。
【0015】
前記電源は、燃料電池であってもよい。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、簡易な制御によりリップル電流による損失の増大を抑制できる多相コンバータの制御装置、多相コンバータシステム、及び電源システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【発明を実施するための形態】
【0018】
［燃料電池システムの概略構成］
図１は、車両に搭載された燃料電池システム１の概略構成図である。燃料電池システム１は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４、二次電池（以下、ＢＡＴと称する）７、バッテリコンバータ（以下、ＢＤＣと称する）８、インバータ（以下、ＩＮＶと称する）９、燃料電池スタック（以下、ＦＣと称する）１０、昇圧コンバータ（以下、ＦＤＣと称する）２０、及びナビゲーション装置５０を含む。尚、図１には示していないが、燃料電池システム１は、ＦＣ１０に酸化剤ガス及び燃料ガスをそれぞれ供給する酸化剤ガス供給系及び燃料ガス供給系を備えている。また、車両には、走行用のモータＭや、車輪Ｗ、アクセル開度センサ５、及びイグニッションスイッチ６を備えている。
図１は、車両に搭載された燃料電池システム１の概略構成図である。燃料電池システム１は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４、二次電池（以下、ＢＡＴと称する）７、バッテリコンバータ（以下、ＢＤＣと称する）８、インバータ（以下、ＩＮＶと称する）９、燃料電池スタック（以下、ＦＣと称する）１０、昇圧コンバータ（以下、ＦＤＣと称する）２０、及びナビゲーション装置５０を含む。尚、図１には示していないが、燃料電池システム１は、ＦＣ１０に酸化剤ガス及び燃料ガスをそれぞれ供給する酸化剤ガス供給系及び燃料ガス供給系を備えている。また、車両には、走行用のモータＭや、車輪Ｗ、アクセル開度センサ５、及びイグニッションスイッチ６を備えている。
【0019】
ＦＣ１０は、燃料ガスと酸化剤ガスの供給を受けて発電する。ＦＣ１０は、固体高分子電解質型の単セルを複数積層している。単セルは、電解質膜の両面に電極を配置した発電体である膜電極接合体と、膜電極接合体を挟持する一対のセパレータと、を備える。電解質膜は、スルホン酸基を有するフッ素系樹脂材料又は炭化水素系樹脂材料で形成された固体高分子膜であり、湿潤状態において良好なプロトン伝導性を有する。電極は、カーボン担体と、スルホン酸基を有する固体高分子であって湿潤状態で良好なプロトン伝導性を有するアイオノマーと、を含んで構成されている。カーボン担体には、発電反応を促進させるための触媒（例えば白金又は白金－コバルト合金など）が担持されている。各単セルには、反応ガスや冷却水を流すためのマニホールドが設けられている。マニホールドを流れる反応ガスは、各単セルに設けられたガス流路を介して、各単セルの発電領域に供給される。
【0020】
ＦＤＣ２０は、ＦＣ１０からの出力される直流電圧を所定の昇圧比に昇圧して、ＦＣ１０の出力電力をＩＮＶ９に供給するＤＣ／ＤＣコンバータであり、電力変換器の一例である。ＩＮＶ９は、入力された直流電力を三相交流電力に変換してモータＭへ供給する。モータＭは、車輪Ｗを駆動して車両を走行させる。ＢＤＣ８は、双方向のＤＣ／ＤＣコンバータである。すなわち、ＢＤＣ８は、ＦＤＣ２０によって調整された直流電圧を降圧し、又はＢＡＴ７の直流電圧を昇圧してＢＡＴ７の出力電力をＩＮＶ９に供給する。なお、必ずしもＢＤＣ８を備える必要はなく、この場合にはＩＮＶ９が電力変換器として機能する。ＢＡＴ７は、ＦＣ１０の電力を蓄電可能である。
【0021】
ＥＣＵ４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を含む。ＥＣＵ４は、アクセル開度センサ５、イグニッションスイッチ６、電流センサ１０Ａ、電圧センサ１０Ｖ、ＦＤＣ２０、ＢＤＣ８、ナビゲーション装置５０が電気的に接続されている。ナビゲーション装置５０の記憶装置には、地図データや車両１の過去の走行履歴等が記憶されている。また、ナビゲーション装置５０は、車両の位置情報を取得するＧＰＳ（Global Positioning System）受信機を内蔵している。ＥＣＵ４は、アクセル開度センサ５の検出値等に基づいて、ＦＣ１０の出力電力を制御する。また、ＥＣＵ４は、電流センサ１０Ａが測定したＦＣ１０の出力電流値、及び電圧センサ１０Ｖが測定したＦＣ１０の出力電圧値を取得する。また、ＥＣＵ４は、ＦＤＣ２０を制御する制御装置の一例であり、詳しくは後述するが、駆動相数制御部、記憶部、選択部、オンオフ制御部、及び予測部を備え、これらはＥＣＵ４のＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭにより機能的に実現される。尚、ＥＣＵ４とＦＤＣ２０とは、多相コンバータシステムの一例であり、ＥＣＵ４とＦＤＣ２０とＦＣ１０とは、電源システムの一例である。
【0022】
［ＦＤＣの回路構成］
図２は、ＦＤＣ２０の回路構成を示す図である。図２には、ＦＣ１０とＩＮＶ９についても示している。ＦＤＣ２０は、ｍ相式の多相コンバータであり、本実施例ではｍ＝３である。従って、ＦＤＣ２０は、３個のコンバータ回路２０ａ～２０ｃとコンデンサ２４とを備えている。尚、ｍは３以上の整数であればよい。コンバータ回路２０ａは、リアクトル２１ａ、電流センサ２２ａ、及びインテリジェントパワーモジュール（ＩＰＭ：Intelligent Power Module）２３ａを含む。コンバータ回路２０ｂは、リアクトル２１ｂ、電流センサ２２ｂ、及びＩＰＭ２３ｂを含む。コンバータ回路２０ｃは、リアクトル２１ｃ、電流センサ２２ｃ、及びＩＰＭ２３ｃを含む。ＩＰＭ２３ａは、スイッチング素子３６ａ及びダイオード３７ａを含む。ＩＰＭ２３ｂは、スイッチング素子３６ｂ及びダイオード３７ｂを含む。ＩＰＭ２３ｃは、スイッチング素子３６ｃ及びダイオード３７ｃを含む。尚、スイッチング素子３６ａ～３６ｃを、本明細書ではそれぞれＳＷ３６ａ～３６ｃと称する。
図２は、ＦＤＣ２０の回路構成を示す図である。図２には、ＦＣ１０とＩＮＶ９についても示している。ＦＤＣ２０は、ｍ相式の多相コンバータであり、本実施例ではｍ＝３である。従って、ＦＤＣ２０は、３個のコンバータ回路２０ａ～２０ｃとコンデンサ２４とを備えている。尚、ｍは３以上の整数であればよい。コンバータ回路２０ａは、リアクトル２１ａ、電流センサ２２ａ、及びインテリジェントパワーモジュール（ＩＰＭ：Intelligent Power Module）２３ａを含む。コンバータ回路２０ｂは、リアクトル２１ｂ、電流センサ２２ｂ、及びＩＰＭ２３ｂを含む。コンバータ回路２０ｃは、リアクトル２１ｃ、電流センサ２２ｃ、及びＩＰＭ２３ｃを含む。ＩＰＭ２３ａは、スイッチング素子３６ａ及びダイオード３７ａを含む。ＩＰＭ２３ｂは、スイッチング素子３６ｂ及びダイオード３７ｂを含む。ＩＰＭ２３ｃは、スイッチング素子３６ｃ及びダイオード３７ｃを含む。尚、スイッチング素子３６ａ～３６ｃを、本明細書ではそれぞれＳＷ３６ａ～３６ｃと称する。
【0023】
リアクトル２１ａと電流センサ２２ａとダイオード３７ａは、直列に接続されている。同様に、リアクトル２１ｂと電流センサ２２ｂとダイオード３７ｂも直列に接続されている。リアクトル２１ｃと電流センサ２２ｃとダイオード３７ｃも直列に接続されている。直列に接続されたこれらの部品は、ＦＣ１０の正極側とＩＮＶ９の正極側との間で並列に接続されている。これにより、リアクトル２１ａ～２１ｃ、ＩＰＭ２３ａ～２３ｃのそれぞれを流れる電流値を小さくして発熱を抑制することができる。ＳＷ３６ａは、リアクトル２１ａとダイオード３７ａとの間と、ＦＣ１０の負極側との間に接続されている。同様に、ＳＷ３６ｂは、リアクトル２１ｂとダイオード３７ｂとの間と、ＦＣ１０の負極側との間に接続されている。ＳＷ３６ｃは、リアクトル２１ｃとダイオード３７ｃとの間と、ＦＣ１０の負極側との間に接続されている。リアクトル２１ａ～２１ｃは、例えば構成や性能も同じ同一部品であるが、これに限定されない。電流センサ２２ａ～２２ｃは、リアクトル２１ａ～２１ｃに下流側で接続されているが、これに限定されず上流側で接続されていてもよい。ＦＣ１０とリアクトル２１ａ～２１ｃは、バスバー又はケーブル等の導電部材でそれぞれ電気的に接続されている。
【0024】
ＥＣＵ４は、ＳＷ３６ａ～３６ｃのそれぞれを、例えば同じ一定の周期でオンオフを切り替える。ＳＷ３６ａ～３６ｃのオンオフが切り替えられることにより、ＳＷ３６ａ～３６ｃをそれぞれ流れる電流が制御される。ＳＷ３６ａ～３６ｃのオンオフは、ＳＷ３６ａ～３６ｃに供給されるパルス信号のデューティ比に基づいて制御される。デューティ比とは、オンオフの１周期に占めるオン状態の時間の割合である。ＥＣＵ４は、電流センサ２２ａ～２２ｃで検出された電流値や目標昇圧比に基づいて、このデューティ比を決定する。
【0025】
ＳＷ３６ａがオンになると、ＦＣ１０からリアクトル２１ａを介してＳＷ３６ａに電流が流れ始め、リアクトル２１ａに直流励磁による磁気エネルギが蓄積される。ＳＷ３６ａがオフになると、オンの期間にリアクトル２１ａに蓄積された磁気エネルギは、電流として、ダイオード３７ａを介して、ＩＮＶ９に出力される。従って、ＳＷ３６ａ～３６ｃの各デューティ比を制御することによって、リアクトル２１ａ～２１ｃのそれぞれに蓄積されるエネルギー（時間平均）を制御することができ、リアクトル２１ａ～２１ｃのそれぞれに平均的に流れる電流（実効電流）を制御することができる。
【0026】
ＳＷ３６ａがオフにされたときにリアクトル２１ａに蓄積された磁気エネルギによって生じる誘導電圧は、ＦＣ１０の出力電圧に重ね合わされ、ＩＮＶ９にはＦＣ１０の出力電圧よりも高い電圧が印加される。ＳＷ３６ｂ及び３６ｃ、及びリアクトル２１ｂ及び２１ｃについても同様である。ＥＣＵ４は、ＳＷ３６ａ～３６ｃが順次オンとなるように制御信号を送信し、ＦＣ１０の出力電圧に、順次誘導電圧が重ね合わせられる。これによって、ＩＮＶ９に入力される電圧が、ＦＣ１０の出力電圧より高く維持される。尚、コンデンサ２４は、ダイオード３７ａ～３７ｃとＩＮＶ９の正極側との間と、ＩＮＶ９の負極側との間に接続されており、電圧変動を低減する役割を果たす。
【0027】
ＥＣＵ４は、コンバータ回路２０ａ～２０ｃのＳＷ３６ａ～３６ｃの位相を規定した位相パターンとして、パターンＡ又はＢを選択する。パターンＡでのＳＷ３６ａ～３６ｃのそれぞれの位相は、０°、１２０°、２４０°である。パターンＢでのＳＷ３６ａ～３６ｃのそれぞれの位相は、０°、１８０°、２７０°である。これらの位相は、スイッチング素子のオンタイミングを規定している。パターンＡ及びＢは、予めＥＣＵ４のＲＯＭに記憶されている。ＥＣＵ４のＲＯＭは記憶部の一例である。パターンＡ及びＢについては詳しくは後述する。
【0028】
ここで、ＥＣＵ４は、ＳＷ３６ａ～３６ｃを略同じ周期で且つ略同じデューティ比でオンオフ制御する。ここで略同じ周期とは、ＳＷ３６ａ～３６ｃの各周期が完全一致していることに限定されない趣旨であり、オンオフが繰り返されるＳＷ３６ａ～３６ｃの各位相差が所定期間内でほぼ変化しない程度に周期がずれていてもよい。例えば、ＳＷ３６ａ～３６ｃへの駆動信号の送信速度にばらつきなどがある場合には、各周期が完全に一致しない場合があるからである。略同じデューティ比とは、ＳＷ３６ａ～３６ｃの各デューティ比が完全一致していることに限定されない趣旨であり、例えば、リアクトル２１ａ～２１ｃのそれぞれに流れるリアクトル電流の１周期内での平均値が略同じとみなせる所定範囲内にあれば、各デューティ比が完全一致していなくてもよい。例えば、リアクトル２１ａ～２１ｃのそれぞれとＦＣ１０とを接続するバスバーの抵抗値にばらつきなどがあり、各デューティ比を完全一致させると、各リアクトル電流の平均値が略同じとはみなせない程度に異なる可能性があるからである。
【0029】
また、ＥＣＵ４は、電流センサ１０Ａにより測定されたＦＤＣ２０への入力電流値を取得し、ＦＤＣ２０への入力電流値が増大するほどコンバータ回路２０ａ～２０ｃの駆動相数も増大させる処理を実行する。具体的には、ＳＷ３６ａ～３６ｃの何れか一つのみをオンオフ制御する１相駆動、ＳＷ３６ａ～３６ｃの何れか２つをオンオフ制御する２相駆動、ＳＷ３６ａ～３６ｃの全てをオンオフ制御する３相駆動の間で切り替えられる。このような処理は、駆動相数制御部及びオンオフ制御部が実行する処理の一例である。
【0030】
尚、ＥＣＵ４は、ＦＤＣ２０への入力電力値が増大するほど、又はＦＤＣ２０への入力電圧値が低下するほど、コンバータ回路２０ａ～２０ｃの駆動相数を増大させてもよい。また、ＦＤＣ２０からの目標出力電流値が増大するほど、又はＦＤＣ２０からの目標出力電力値が増大するほど、ＦＤＣ２０からの目標出力電圧値が増大するほど、コンバータ回路２０ａ～２０ｃの駆動相数を増大させてもよい。尚、上記の何れの場合も、ＦＣ１０の発電電力が増大してＦＤＣ２０への入力電流値が増大する場合に相当するからである。
【0031】
［パターンＡ及びＢ（ｍ＝３、ｎ＝２）］
次に、パターンＡ及びＢでの、３個（ｍ＝３）のコンバータ回路２０ａ～２０ｃを駆動した場合（以下、３相駆動と称する）と２個（ｎ＝２）のコンバータ回路２０ａ及び２０ｂを駆動した場合（以下、２相駆動と称する）と、１個のコンバータ回路２０ａを駆動した場合（以下、１相駆動と称する）について説明する。尚、上述したようにｍは３以上の整数であり、ｎはｍよりも小さい２以上の整数であって且つｍの約数以外の整数である。
次に、パターンＡ及びＢでの、３個（ｍ＝３）のコンバータ回路２０ａ～２０ｃを駆動した場合（以下、３相駆動と称する）と２個（ｎ＝２）のコンバータ回路２０ａ及び２０ｂを駆動した場合（以下、２相駆動と称する）と、１個のコンバータ回路２０ａを駆動した場合（以下、１相駆動と称する）について説明する。尚、上述したようにｍは３以上の整数であり、ｎはｍよりも小さい２以上の整数であって且つｍの約数以外の整数である。
【0032】
［パターンＡ（ｍ＝３、ｎ＝２）］
最初に、パターンＡについて説明する。図３Ａは、パターンＡによる３相駆動でのＳＷ３６ａ～３６ｃの動作を示したグラフである。図３Ｂは、パターンＡによる３相駆動でのリアクトル電流Ｉａ～ＩｃとＦＤＣ２０の出力電流ＩＴを示したグラフである。図３Ａ及び図３Ｂにおいて、横軸は位相を示している。図３Ａの縦軸は、スイッチング素子のオンオフ状態を示している。図３Ｂの縦軸は電流を示している。本実施例では、ＳＷ３６ａ～３６ｃの各デューティ比は０．５の場合を例示している。リアクトル電流Ｉａ～Ｉｃは、それぞれ２１ａ～２１ｃに流れる電流である。ＦＤＣ２０の出力電流ＩＴは、リアクトル電流Ｉａ～Ｉｃを合成した電流である。
最初に、パターンＡについて説明する。図３Ａは、パターンＡによる３相駆動でのＳＷ３６ａ～３６ｃの動作を示したグラフである。図３Ｂは、パターンＡによる３相駆動でのリアクトル電流Ｉａ～ＩｃとＦＤＣ２０の出力電流ＩＴを示したグラフである。図３Ａ及び図３Ｂにおいて、横軸は位相を示している。図３Ａの縦軸は、スイッチング素子のオンオフ状態を示している。図３Ｂの縦軸は電流を示している。本実施例では、ＳＷ３６ａ～３６ｃの各デューティ比は０．５の場合を例示している。リアクトル電流Ｉａ～Ｉｃは、それぞれ２１ａ～２１ｃに流れる電流である。ＦＤＣ２０の出力電流ＩＴは、リアクトル電流Ｉａ～Ｉｃを合成した電流である。
【0033】
図４Ａは、パターンＡによる２相駆動でのＳＷ３６ａ～３６ｃの動作を示したグラフである。図４Ｂは、パターンＡによる２相駆動でのリアクトル電流Ｉａ及びＩｂとＦＤＣ２０の出力電流ＩＴを示したグラフである。２相駆動では、ＳＷ３６ａ及び３６ｂがオンオフ制御され、ＳＷ３６ｃのオンオフ制御は停止される。このためリアクトル電流Ｉｃは流れない。
【0034】
図５Ａは、パターンＡによる１相駆動でのＳＷ３６ａ～３６ｃの動作を示したグラフである。図５Ｂは、パターンＡによる１相駆動でのリアクトル電流Ｉａを示したグラフである。１相駆動では、ＳＷ３６ａのみがオンオフ制御され、ＳＷ３６ｂ及び３６ｃのオンオフ制御は停止される。このためリアクトル電流Ｉｂ及びＩｃは流れない。１相駆動では、リアクトル電流ＩａがＦＤＣ２０の出力電流ＩＴとなる。
【0035】
パターンＡにおいて、デューティ比が０．５のときの出力電流ＩＴのリップル電流は、各相に流れる電流が同じである場合を比較したときに、１相駆動時は２相駆動時及び３相駆動時よりも大きく、３相駆動時は１相駆動時及び２相駆動時よりも小さい。ここで、出力電流ＩＴのリップル電流の大きさが最大となる１相駆動時での出力電流ＩＴのリップル電流の大きさを１とすると、パターンＡによる２相駆動時での出力電流ＩＴのリップル電流の大きさは２／３であり、パターンＡによる３相駆動時でのリップル電流の大きさは１／３である。尚、出力電流ＩＴのリップル電流とは、出力電流ＩＴの最大値と最小値との差を示す。以降、本明細書において単にリップル電流と称する場合には、リアクトル電流Ｉａ～Ｉｃではなく、出力電流ＩＴのリップル電流を意味する。
【0036】
［パターンＢ（ｍ＝３、ｎ＝２）］
次に、パターンＢについて説明する。図６Ａは、パターンＢによる３相駆動でのＳＷ３６ａ～３６ｃの動作を示したグラフである。図６Ｂは、パターンＢによる３相駆動でのリアクトル電流Ｉａ～ＩｃとＦＤＣ２０の出力電流ＩＴを示したグラフである。リアクトル電流Ｉａ～Ｉｃは、それぞれリアクトル２１ａ～２１ｃに流れる電流である。図７Ａは、パターンＢによる２相駆動でのＳＷ３６ａ～３６ｃの動作を示したグラフである。図７Ｂは、パターンＢによる２相駆動でのリアクトル電流Ｉａ及びＩｂとＦＤＣ２０の出力電流ＩＴを示したグラフである。尚、パターンＢによる１相駆動でのＳＷ３６ａ～３６ｃの動作やリアクトル電流Ｉａ～Ｉｃは、パターンＡによる１相駆動の場合と同じである。
次に、パターンＢについて説明する。図６Ａは、パターンＢによる３相駆動でのＳＷ３６ａ～３６ｃの動作を示したグラフである。図６Ｂは、パターンＢによる３相駆動でのリアクトル電流Ｉａ～ＩｃとＦＤＣ２０の出力電流ＩＴを示したグラフである。リアクトル電流Ｉａ～Ｉｃは、それぞれリアクトル２１ａ～２１ｃに流れる電流である。図７Ａは、パターンＢによる２相駆動でのＳＷ３６ａ～３６ｃの動作を示したグラフである。図７Ｂは、パターンＢによる２相駆動でのリアクトル電流Ｉａ及びＩｂとＦＤＣ２０の出力電流ＩＴを示したグラフである。尚、パターンＢによる１相駆動でのＳＷ３６ａ～３６ｃの動作やリアクトル電流Ｉａ～Ｉｃは、パターンＡによる１相駆動の場合と同じである。
【0037】
各相に流れる電流が同じである場合を比較したときに、上述したように１相駆動時でのリップル電流の大きさを１とすると、パターンＢによる２相駆動時でのリップル電流の大きさは０であり、パターンＢによる３相駆動時でのリップル電流の大きさは１である。
【0038】
［パターンＡ及びＢの比較］
図８Ａは、パターンＡ及びＢでのリップル電流の大きさを比較した表である。３相駆動でのリップル電流は、パターンＡの方がパターンＢよりも小さい。これに対して、２相駆動でリップル電流は、パターンＢの方がパターンＡよりも小さい。リップル電流が小さい方が損失は低減できるため、パターンＡは３相駆動に適しており、パターンＢは２相駆動に適している。
図８Ａは、パターンＡ及びＢでのリップル電流の大きさを比較した表である。３相駆動でのリップル電流は、パターンＡの方がパターンＢよりも小さい。これに対して、２相駆動でリップル電流は、パターンＢの方がパターンＡよりも小さい。リップル電流が小さい方が損失は低減できるため、パターンＡは３相駆動に適しており、パターンＢは２相駆動に適している。
【0039】
図８Ｂは、パターンＡ及びＢでの位相及び位相差を示した図である。パターンＡでは各位相差は次のように規定されている。ＳＷ３６ａとＳＷ３６ｂの位相差ＤＡ（ａ―ｂ）、ＳＷ３６ｂとＳＷ３６ｃの位相差ＤＡ（ｂ―ｃ）、及びＳＷ３６ｃとＳＷ３６ａの位相差ＤＡ（ｃ―ａ）は、それぞれ１２０°である。パターンＢでは、ＳＷ３６ａとＳＷ３６ｂの位相差ＤＢ（ａ―ｂ）は１８０°であり、ＳＷ３６ｂとＳＷ３６ｃの位相差ＤＢ（ｂ―ｃ）は９０°であり、ＳＷ３６ｃとＳＷ３６ａの位相差ＤＢ（ｃ―ａ）は９０°である。
【0040】
ここで、パターンＡ及びＢのうちどちらが２相駆動に適したパターンであるか、以下のようにして特定できる。パターンＡでの位相差ＤＡ（ａ―ｂ）、ＤＡ（ｂ―ｃ）、及びＤＡ（ｃ―ａ）のうちの最大値は、全て同じ１２０°である。パターンＢでの位相差ＤＢ（ａ―ｂ）、ＤＢ（ｂ―ｃ）、及びＤＢ（ｃ―ａ）のうち最大値は、ＤＢ（ａ―ｂ）＝１８０°である。パターンＡでの上記の最大値と１８０°との差分の絶対値は、６０°である。パターンＢでの上記の最大値と１８０°との差分の絶対値は、０°である。ここで１８０°は、３６０°／ｎ＝３６０°／２によって算出された値であり、２相駆動の際に最も出力電流ＩＴのリップル電流が小さくなる位相差である。上記の絶対値は、パターンＢの方がパターンＡよりも小さい。このように絶対値が小さいパターンの方が、２相駆動に適している。従って、パターンＢの方がパターンＡよりも２相駆動に適している。換言すれば、パターンＡの方がパターンＢよりも３相駆動に適している。
【0041】
また、パターンＢによる２相駆動の際にオンオフ制御を停止すべきスイッチング素子は、以下のようにして特定できる。図８Ｂに示すように、パターンＢによる３相駆動の際に順にオンにされるように規定された任意の３つのスイッチング素子のうち最初にオンにされるスイッチング素子の位相と最後にオンにされるスイッチングの位相の位相差は次のように規定されている。ＳＷ３６ａとＳＷ３６ｃの位相差ＤＢ（ａ―ｃ）は２７０°である。ＳＷ３６ｂとＳＷ３６ａの位相差ＤＢ（ｂ―ａ）は１８０°である。ＳＷ３６ｃとＳＷ３６ｂの位相差ＤＢ（ｃ―ｂ）は２７０°である。これらの３つ位相差のうち、位相差ＤＢ（ｂ―ａ）が最小となる。オンオフ制御を停止すべきスイッチング素子は、３相駆動の際に最小となる位相差を規定するＳＷ３６ｂのオンタイミングとＳＷ３６ａのオンタイミングとの間でオンにされるＳＷ３６ｃである。２相駆動時にＳＷ３６ｃのオンオフ制御を停止した場合の位相差は、ＤＢ（ａ―ｂ）＝ＤＢ（ｂ―ａ）＝１８０°となり、３６０°／２＝１８０°と一致する。
【0042】
例えば、２相駆動の際にＳＷ３６ａのオンオフ制御を停止した場合の位相差は、ＤＢ（ｂ―ｃ）＝９０°、ＤＢ（ｃ―ｂ）＝２７０°となり、ＳＷ３６ｃを停止した場合よりも各位相差と１８０°との差分が増大する。同様に、２相駆動の際にＳＷ３６ｂのオンオフ制御を停止した場合の位相差は、ＤＢ（ａ―ｃ）＝２７０°、ＤＢ（ｃ―ａ）＝９０°となり、ＳＷ３６ｃを停止した場合よりも各位相差と１８０°との差が増大する。このため、ＳＷ３６ａ～３６ｃのうちＳＷ３６ｃのオンオフ制御を停止することにより、パターンＢによる２相駆動でのリップル電流を抑制できる。
【0043】
尚、パターンＡによる２相駆動の際にＳＷ３６ｃのオンオフ制御が停止されるが、ＤＡ（ａ―ｂ）＝ＤＡ（ｂ―ｃ）＝ＤＡ（ｃ―ａ）＝１２０°であるため、これに限定されずＳＷ３６ａ～３６ｃのうち何れか一つのオンオフ制御を停止すればよい。また、１相駆動の際にはパターンＡ及びＢの何れの場合もＳＷ３６ａ～３６ｃの何れか２つのオンオフ制御を停止すればよい。
【0044】
［パターン選択制御］
図９は、パターン選択制御の一例を示したフローチャートである。パターン選択制御は、所定の時間ごとに繰り返し実行される。ＥＣＵ４は、ＦＣ１０が出力することが予測される電流値である予測電流値の推移を算出する（ステップＳ１）。ステップＳ１の処理は、予測部が実行する処理の一例である。
図９は、パターン選択制御の一例を示したフローチャートである。パターン選択制御は、所定の時間ごとに繰り返し実行される。ＥＣＵ４は、ＦＣ１０が出力することが予測される電流値である予測電流値の推移を算出する（ステップＳ１）。ステップＳ１の処理は、予測部が実行する処理の一例である。
【0045】
予測電流値の推移は、以下のようにして算出する。ＥＣＵ４は、車両の現在地から目的地までの走行予定経路に関する走行予定経路情報を取得する処理を実行する。走行予定経路は、車両の現在地から、ユーザによってナビゲーション装置５０に設定された目的地までナビゲーション装置５０が案内する経路、又は目的地が設定されていない場合にはナビゲーション装置５０に記憶されている過去の走行履歴から推測される経路である。ＥＣＵ４は、走行予定経路情報として、ナビゲーション装置５０から取得できる走行予定経路の道路情報（高速道路、登坂路、降坂路、渋滞、信号等）を取得する。この処理は、ＥＣＵ４のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭにより機能的に実現される、走行予定経路情報を取得する経路取得部が実行する処理の一例である。ＥＣＵ４は、これらの情報に基づいて走行予定経路上での各地点での車両の走行速度を予測する。予測された走行速度と道路勾配とを考慮して、各時刻でのモータＭの予測出力を算出する。これと並行して、燃料電池システム１の補機の予測出力を算出する。また、外気温や空調装置の設定温度の情報から、空調装置の予測出力を算出する。上記の各予測出力の合計により、各時刻での外部負荷全体の予測要求出力を算出する。次に、ＥＣＵ４は、ＢＡＴ７の充電残量を考量しながら、ＦＣ１０への予測要求出力を算出し、ＥＣＵ４に記憶されたＦＣ１０の電流－電力特性を参照して、各時刻でのＦＣ１０の予測電流値を算出する。ここで、ＦＣ１０はＦＤＣ２０に接続されているため、ＦＣ１０の出力電流はＦＤＣ２０への入力電流に一致する。
【0046】
次に、ＥＣＵ４は、ＦＤＣ２０が停止中であるか否かを判定する（ステップＳ３）。例えば、車両が一時停車してＦＣ１０への燃料ガスの供給が継続されるが発電が停止した間欠運転状態となった場合には、ＳＷ３６ａ～３６ｃは全てのオンオフ制御が停止され、ＦＤＣ２０は停止状態となる。ステップＳ３でＮｏの場合、即ち、ＳＷ３６ａ～３６ｃの少なくとも一つに対してオンオフ制御が実行されている場合には、本制御は終了する。
【0047】
ステップＳ３でＹｅｓの場合、ＥＣＵ４は、予測電流値の平均値が閾値α以上であるか否かを判定する（ステップＳ５）。予測電流値の平均値は、例えば現時点から目的値までの各時刻での予測電流値を積算して、これを現時点から目的地に到達するまでの時間で除することにより算出できる。閾値αは、例えば２相駆動から３相駆動に切り替えられる際のＦＤＣ２０への入力電流値、換言すれば２相駆動から３相駆動に切り替えられる際のＦＣ１０の出力電流値に設定されている。ステップＳ５でＹｅｓの場合、車両が現在地から目的地に到達するまでの所定時間内において、ＦＤＣ２０が３相駆動に制御される時間の方が２相駆動に制御される時間よりも長いと予測できる。従ってこの場合は、ＥＣＵ４は位相パターンとして３相駆動に適したパターンＡを選択する（ステップＳ７）。ステップＳ５でＮｏの場合には、ＦＤＣ２０が２相駆動に制御される時間の方が３相駆動に制御される時間よりも長いと予測でき、ＥＣＵ４は位相パターンとしてパターンＢを選択する（ステップＳ９）。ステップＳ７及びＳ９の処理は、選択部が実行する処理の一例である。
【0048】
図１０Ａ及び図１０Ｂは、算出された予測電流値の推移を示したグラフの一例である。図１０Ａは、算出された予測電流値Ｐａの平均値ＰａＡが比較的大きい場合を示しており、図１０Ｂは、算出された予測電流値Ｐｂの平均値ＰｂＡが比較的小さい場合を示している。予測電流値Ｐａ及びＰｂは、現時点から目的地までに要する時間は同じであるが異なる走行予定経路に基づいて算出されている。図１０Ａのように平均値ＰａＡが閾値α以上の場合には、パターンＡが選択される。図１０Ｂのように平均値ＰｂＡが閾値α未満の場合には、パターンＢが選択される。
【0049】
図１１は、図１０Ａ及び図１０Ｂで示した予測電流値とその予測電流値に制御される時間の関係を示したグラフである。 横軸は予測電流値、縦軸は時間を示している。また、図１１には、１相駆動、２相駆動、及び３相駆動にそれぞれ制御される予測電流値の範囲を示している。予測電流値Ｐａは、３相駆動に制御される時間割合は、２相駆動に制御される時間割合や１相駆動に制御される時間割合よりも大きい。予測電流値Ｐｂは、１相駆動に制御される時間割合が、２相駆動に制御される時間割合や３相駆動に制御される時間割合よりも大きく、２相駆動に制御される時間割合は３相駆動に制御される時間割合よりも大きい。また、２相駆動の駆動時間に対する３相駆動の駆動時間の割合は、予測電流値Ｐａの方が予測電流値Ｐｂよりも大きい。一般に、予測電流値の平均値が大きいときは、平均値が小さいときと比較して、３相駆動に制御される時間割合が大きい。従って、図１０に示した予測電流値Ｐａの平均値ＰａＡや予測電流値Ｐｂの平均値ＰｂＡは、所定時間内において２相駆動に制御されると予測される時間に対する３相駆動に制御されると予測される時間の割合である時間割合に相関する予測相関値の一例といえる。
【0050】
このように、予測電流値の平均値が閾値α以上の場合には、３相駆動に制御される時間が比較的長いと予測し、ＦＤＣ２０の停止中に位相パターンは３相駆動に適したパターンＡが選択される。また、予測電流値の平均値が閾値α未満の場合には、１相駆動や２相駆動に制御される時間が比較的長いと予測し、ＦＤＣ２０の停止中に位相パターンは２相駆動に適したパターンＢが選択される。このようにＦＤＣ２０の停止中に位相パターンが選択されるため、ＦＤＣ２０の駆動中に位相パターンを切り替える場合よりも簡易な制御により実行できる。また、予測電流値の平均値に従って、最適なパターンが選択されるため、リップル電流を低減でき、リップル電流による損失の増大を抑制できる。
【0051】
ステップＳ１において、ＥＣＵ４はナビゲーション装置５０から走行予定経路の道路情報を取得したがこれに限定されず、例えば無線通信ネットワークを介して走行予定経路の道路情報が記憶された外部サーバから取得してもよい。
【0052】
ステップＳ１において、ＥＣＵ４はナビゲーション装置５０に設定された現在地から目的地までの予測電流値の推移を算出したが、これに限定されず、車両の現在値から次に車両が一時停止してＦＤＣ２０が停止すると予測される地点までの予測電流値の推移を算出してもよい。この場合、ＦＤＣ２０が停止した際に、その地点から目的値又は再びＦＤＣ２０が停止すると予測される地点まで予測電流値の推移を算出してもよい。これにより短い経路毎に予測電流値の推移を算出するため、その経路に適した位相パターンでＦＤＣ２０を駆動させることができ、ＦＤＣ２０でのリップル電流の増大に伴う損失を抑制できる。
【0053】
所定時間内における、予測電流値が所定値未満となる合計時間と、予測電流値が所定値以上となる合計時間とを予測してもよい。この場合も、前者の合計時間に対する後者の合計時間の時間割合が閾値以上を示す場合にはパターンＡを選択し、時間割合が閾値未満を示す場合にはパターンＢを選択してもよい。この場合、この時間割合そのものが予測相関値の一例である。
【0054】
尚、パターンＡは、ｍ相駆動に制御される時間割合が相対的に大きいときに選択される第１パターンの一例であり、パターンＢは、ｍ相駆動に制御される時間割合が相対的に小さいときに選択される第２パターンの一例である。
【0055】
［第１変形例］
次に、複数の変形例について説明する。尚、複数の変形例において、上述した実施例と同一の構成や同一の処理については同一の符号を用いて、重複する説明を省略する。図１２は、第１変形例でのパターン選択制御の一例を示したフローチャートである。ＥＣＵ４は、ＦＤＣ２０の駆動状態に関する履歴情報を取得する（ステップＳ１ａ）。ＦＤＣ２０の駆動状態に関する履歴情報とは、具体的には過去のＦＤＣ２０の２相駆動に制御された累積駆動時間と３相駆動に制御された累積駆動時間であり、ＥＣＵ４のＲＡＭに記憶されている。ステップＳ１ａの処理は、ＥＣＵ４のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭにより機能的に実現される履歴取得部が実行する処理の一例である。
次に、複数の変形例について説明する。尚、複数の変形例において、上述した実施例と同一の構成や同一の処理については同一の符号を用いて、重複する説明を省略する。図１２は、第１変形例でのパターン選択制御の一例を示したフローチャートである。ＥＣＵ４は、ＦＤＣ２０の駆動状態に関する履歴情報を取得する（ステップＳ１ａ）。ＦＤＣ２０の駆動状態に関する履歴情報とは、具体的には過去のＦＤＣ２０の２相駆動に制御された累積駆動時間と３相駆動に制御された累積駆動時間であり、ＥＣＵ４のＲＡＭに記憶されている。ステップＳ１ａの処理は、ＥＣＵ４のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭにより機能的に実現される履歴取得部が実行する処理の一例である。
【0056】
ステップＳ３でＹｅｓの場合、２相駆動に制御された累積駆動時間に対する３相駆動に制御された累積駆動時間の時間割合が閾値β以上か否かを判定する（ステップＳ５ａ）。閾値βは、例えば１であるがこれに限定されない。上記の時間割合は、上述した予測相関値の一例である。閾値βは、第１閾値の一例である。ステップＳ５ａでＹｅｓの場合には、ＥＣＵ４はパターンＡを選択し（ステップＳ７）、ステップＳ５ａでＮｏの場合には、ＥＣＵ４はパターンＢを選択する（ステップＳ９）。
【0057】
このように実際に２相駆動に制御された累積駆動時間と３相駆動に制御された累積駆動時間に基づいて、２相駆動に制御される時間長いか又は３相駆動に制御される時間が長いかを予測するため、予測精度が向上し、また予測するための制御処理の負担も低減されている。また、上記の履歴情報は、例えば直近数か月以内のものを取得してもよい。これにより、運転者が変更された場合や、運転者の運転特性の変化にも対応できる。また、履歴情報を所定期間ごと、例えば１か月ごとに更新してもよい。
【0058】
［第２変形例］
図１３は、第２変形例での燃料電池システム１ａの構成図である。燃料電池システム１ａは、運転モードを選択可能な運転モードスイッチ５２を備えている。運転者は運転モードスイッチ５２を操作することにより、運転モードを、ノーマルモード、スポーツモード、及びエコモードの何れかに選択することができる。スポーツモードは、アクセルペダルの操作に対するＦＣ１０の出力応答性が高く設定される。エコモードは、アクセルペダルの操作に対するＦＣ１０の出力応答性が低く設定される。ノーマルモードは、アクセルペダルの操作に対するＦＣ１０の出力応答性が、スポーツモードとエコモードとの間の中程度に設定される。この運転モードスイッチ５２で選択された運転モードの出力信号は、ＥＣＵ４に入力されるようになっている。
図１３は、第２変形例での燃料電池システム１ａの構成図である。燃料電池システム１ａは、運転モードを選択可能な運転モードスイッチ５２を備えている。運転者は運転モードスイッチ５２を操作することにより、運転モードを、ノーマルモード、スポーツモード、及びエコモードの何れかに選択することができる。スポーツモードは、アクセルペダルの操作に対するＦＣ１０の出力応答性が高く設定される。エコモードは、アクセルペダルの操作に対するＦＣ１０の出力応答性が低く設定される。ノーマルモードは、アクセルペダルの操作に対するＦＣ１０の出力応答性が、スポーツモードとエコモードとの間の中程度に設定される。この運転モードスイッチ５２で選択された運転モードの出力信号は、ＥＣＵ４に入力されるようになっている。
【0059】
図１４は、第２変形例でのパターン選択制御の一例を示したフローチャートである。ＥＣＵ４は、運転モードスイッチ５２で選択された運転モードの出力信号に基づいて、現在選択されている運転モードに関する運転モード情報を取得する（ステップＳ１ｂ）。ステップＳ１ｂの処理は、ＥＣＵ４のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭにより機能的に実現される運転モード取得部が実行する処理の一例である。
【0060】
次にステップＳ３でＹｅｓの場合には、運転モードがスポーツモードであるか否かを判定する（ステップＳ５ｂ）。ステップＳ５ｂでＹｅｓの場合には、車両は高速運転される時間が比較的長いと予測でき、２相駆動の駆動時間よりも３相駆動の駆動時間の方が長いと予測できる。詳細には、所定時間内において２相駆動に制御されると予測される時間に対する３相駆動に制御されると予測される時間の割合である時間割合が閾値以上であると予測できる。このため、パターンＡが選択される（ステップＳ７）。ステップＳ５ｂでＮｏの場合、即ち、運転モードがノーマルモードかエコモードの場合には、車両は低速運転される時間が比較的長いと予測でき、２相駆動の駆動時間の方が３相駆動の駆動時間よりも長いと予測できる。詳細には、上記の時間割合が閾値未満であると予測できる。このため、パターンＢが選択される（ステップＳ９）。
【0061】
このように、選択された運転モードによって、所定時間内において２相駆動に制御されると予測される時間に対する３相駆動に制御されると予測される時間の割合である時間割合を予測できる。従って、運転モードはこの時間割合に相関した予測相関値の一例である。本変形例では、運転モードがスポーツモードである場合には、上述した時間割合が第１閾値以上であることを示す。運転モードがノーマルモード又はエコモードである場合には、上述した時間割合が第１閾値未満であることを示す。しかしながらこれに限定されず、例えば運転モードがスポーツモード又はノーマルモードである場合には、上述した時間割合が第１閾値以上であるとしてパターンＡを選択し、運転モードがエコモードである場合には、上述した時間割合が第１閾値未満であるとしてパターンＢを選択してもよい。
【0062】
上記実施例で示した予測電流値や、第１変形例で示した履歴情報、第２変形例で示した運転モードのうち少なくとも２つを総合的に判断して、位相パターンを選択してもよい。
【0063】
［第３変形例］
［パターンＡ～Ｃ、ｍ＝３、ｎ＝２］
第３変形例では、位相パターンはパターンＡ～Ｃの何れかが選択される。パターンＣは、ＥＣＵ４のメモリに予め記憶されている。パターンＣでのＳＷ３６ａ～３６ｃのそれぞれの位相は、０°、１４０°、２５０°である。図１５Ａは、パターンＣによる３相駆動でのＳＷ３６ａ～３６ｃの動作を示したグラフである。図１５Ｂは、パターンＣによる３相駆動でのリアクトル電流Ｉａ～ＩｃとＦＤＣ２０の出力電流ＩＴを示したグラフである。図１６Ａは、パターンＣによる２相駆動でのＳＷ３６ａ～３６ｃの動作を示したグラフである。図１６Ｂは、パターンＣによる２相駆動でのリアクトル電流Ｉａ及びＩｂとＦＤＣ２０の出力電流ＩＴを示したグラフである。
［パターンＡ～Ｃ、ｍ＝３、ｎ＝２］
第３変形例では、位相パターンはパターンＡ～Ｃの何れかが選択される。パターンＣは、ＥＣＵ４のメモリに予め記憶されている。パターンＣでのＳＷ３６ａ～３６ｃのそれぞれの位相は、０°、１４０°、２５０°である。図１５Ａは、パターンＣによる３相駆動でのＳＷ３６ａ～３６ｃの動作を示したグラフである。図１５Ｂは、パターンＣによる３相駆動でのリアクトル電流Ｉａ～ＩｃとＦＤＣ２０の出力電流ＩＴを示したグラフである。図１６Ａは、パターンＣによる２相駆動でのＳＷ３６ａ～３６ｃの動作を示したグラフである。図１６Ｂは、パターンＣによる２相駆動でのリアクトル電流Ｉａ及びＩｂとＦＤＣ２０の出力電流ＩＴを示したグラフである。
【0064】
図１７Ａは、パターンＡ～Ｃのリップル電流の大きさを比較した表である。各相に同じ電流値を流した場合、１相駆動での出力電流ＩＴのリップル電流の大きさを１とすると、パターンＣによる２相駆動での出力電流ＩＴのリップル電流の大きさは４／９であり、パターンＣによる３相駆動でのリップル電流の大きさは５／９である。パターンＡ～Ｃを比較すると、２相駆動でのリップル電流は、パターンＣはパターンＡよりも小さくパターンＢよりも大きい。３相駆動でのリップル電流は、パターンＣはパターンＢよりも小さくパターンＡよりも大きい。
【0065】
図１７Ｂは、パターンＣの位相及び位相差を示した図である。パターンＣでの各位相差は以下のように規定されている。ＳＷ３６ａとＳＷ３６ｂの位相差ＤＣ（ａ―ｂ）は１４０°である。ＳＷ３６ｂとＳＷ３６ｃの位相差ＤＣ（ｂ―ｃ）と、ＳＷ３６ｃとＳＷ３６ａの位相差ＤＣ（ｃ―ａ）とはそれぞれ１１０°である。
【0066】
パターンＡ及びＣのうちどちらが２相駆動に適したパターンであるかは、以下のようにして特定できる。パターンＣでは、位相差Ｄｃ（ａ―ｂ）、Ｄｃ（ｂ―ｃ）、及びＤｃ（ｃ―ａ）のうちの最大値は、Ｄｃ（ａ―ｂ）＝１４０°である。パターンＣでのこの最大値と１８０°との差分の絶対値は４０°である。これに対して、上述したようにパターンＡによる３相駆動で順にオンにされる２つのスイッチング素子の位相差は全て同じ１２０°であるためその最大値も１２０°であり、１２０°と１８０°の差分の絶対値は、６０°である。上記の絶対値は、パターンＣの方がパターンＡよりも小さい。従って、パターンＣの方がパターンＡよりも２相駆動に適している。換言すれば、パターンＡの方がパターンＣよりも３相駆動に適している。
【0067】
同様に、パターンＢ及びＣのうちどちらが２相駆動に適したパターンであるかは、以下のようにして特定できる。上述したように、パターンＢでの上記の絶対値は０°であり、パターンＣでの上記の絶対値は４０°である。上記の絶対値は、パターンＢの方がパターンＣよりも小さいため、パターンＢの方がパターンＣよりも２相駆動に適している。換言すれば、パターンＣの方がパターンＢよりも３相駆動に適している。以上により、パターンＣは、パターンＡよりは３相駆動に適していないがパターンＢよりも３相駆動に適しており、パターンＢよりは２相駆動に適していないがパターンＡよりも２相駆動に適している。このためパターンＣでは、２相駆動及び３相駆動の双方でリップル電流が大きく増大することを抑制できる。
【0068】
また、パターンＣにおいて、位相差の最大値であるＤＣ（ａ―ｂ）は、以下の条件を満たす。
１２０°（＝３６０°／ｍ＝３６０°／３）＜ＤＣ（ａ―ｂ）＜１８０°（＝３６０°／ｎ＝３６０°／２）
ＤＣ（ａ―ｂ）＜ＤＣ（ａ―ｃ）＜３６０°（＝（３６０°／ｍ）×３＝（３６０°／３）×３）
ＤＣ（ａ―ｂ）＝１４０°であり、ＤＣ（ａ―ｃ）＝２５０°であるため、上記の条件を満たす。これに対してパターンＡでは、ＤＡ（ａ―ｂ）＝１２０°であるため１２０°＜ＤＡ（ａ―ｂ）を満たさない。パターンＢでは、ＤＢ（ａ―ｂ）＝１８０°であるためＤＢ（ａ―ｂ）＜１８０°を満たさない。パターンＣはこのような条件を満たすことによっても、パターンＡよりは３相駆動に適していないがパターンＢよりも３相駆動に適しており、パターンＢよりは２相駆動に適していないがパターンＡよりも２相駆動に適しているといえる。
１２０°（＝３６０°／ｍ＝３６０°／３）＜ＤＣ（ａ―ｂ）＜１８０°（＝３６０°／ｎ＝３６０°／２）
ＤＣ（ａ―ｂ）＜ＤＣ（ａ―ｃ）＜３６０°（＝（３６０°／ｍ）×３＝（３６０°／３）×３）
ＤＣ（ａ―ｂ）＝１４０°であり、ＤＣ（ａ―ｃ）＝２５０°であるため、上記の条件を満たす。これに対してパターンＡでは、ＤＡ（ａ―ｂ）＝１２０°であるため１２０°＜ＤＡ（ａ―ｂ）を満たさない。パターンＢでは、ＤＢ（ａ―ｂ）＝１８０°であるためＤＢ（ａ―ｂ）＜１８０°を満たさない。パターンＣはこのような条件を満たすことによっても、パターンＡよりは３相駆動に適していないがパターンＢよりも３相駆動に適しており、パターンＢよりは２相駆動に適していないがパターンＡよりも２相駆動に適しているといえる。
【0069】
パターンＣによる２相駆動の際にオンオフ制御を停止すべきスイッチング素子は、以下のようにして特定できる。図１７Ｂに示すように、パターンＣでは、ＳＷ３６ａとＳＷ３６ｃの位相差ＤＣ（ａ―ｃ）は２５０°であり、ＳＷ３６ｂとＳＷ３６ａの位相差ＤＣ（ｂ―ａ）は２２０°であり、ＳＷ３６ｃとＳＷ３６ｂの位相差ＤＣ（ｃ―ｂ）は２５０°である。これらの３つ位相差のうち、位相差ＤＣ（ｂ―ａ）が最小となる。オンオフ制御を停止すべきスイッチング素子は、この最小となる位相差を規定するＳＷ３６ｂのオンタイミングとＳＷ３６ａのオンタイミングとの間でオンにされるＳＷ３６ｃである。２相駆動時にＳＷ３６ｃのオンオフ制御を停止した場合の位相差は、Ｄｃ（ａ―ｂ）＝１４０°、Ｄｃ（ｂ―ａ）＝２２０°となる。
【0070】
例えば、パターンＣによる２相駆動の際にＳＷ３６ａのオンオフ制御を停止した場合の位相差は、ＤＣ（ｂ―ｃ）＝１１０°、ＤＣ（ｃ―ｂ）＝２５０°となる。ここで、ＤＣ（ｂ―ｃ）と１８０°の差分の絶対値、及びＤＣ（ｃ―ｂ）と１８０°の差分の絶対値は、それぞれ７０°である。また、２相駆動の際にＳＷ３６ｂのオンオフ制御を停止した場合の位相差は、ＤＣ（ａ―ｃ）＝２５０°、ＤＣ（ｃ―ａ）＝１１０°である。ここで、ＤＣ（ａ―ｃ）と１８０°の差分の絶対値、及びＤＣ（ｃ―ａ）と１８０°の差分の絶対値は、それぞれ７０°である。これに対して、２相駆動の際にＳＷ３６ｃのオンオフ制御を停止した場合には、Ｄｃ（ａ―ｂ）と１８０°との差分の絶対値、及びＤｃ（ｂ―ａ）と１８０°の差分の絶対値は、それぞれ４０°となる。以上のように、２相駆動の際にＳＷ３６ｃのオンオフ制御を停止した場合の方が、上記の絶対値は小さくなり、２相駆動に適していることを示す。
【0071】
尚、１相駆動の際には、パターンＡ及びＢと同様に、パターンＣでもＳＷ３６ａ～３６ｃのうち何れか２つのオンオフ制御を停止すればよい。
【0072】
図１８は、第３変形例でのパターン選択制御の一例を示したフローチャートである。ステップＳ３でＹｅｓの場合、予測電流値の平均値が閾値α１以上であるか否かが判定される（ステップＳ５ｃ）。ステップＳ５ｃでＹｅｓの場合、パターンＡが選択される（ステップＳ７）、ステップＳ５ｃでＮｏの場合には、予測電流値の平均値が閾値α２以上であるか否かが判定される（ステップＳ５ｄ）。ここで、閾値α２は閾値α１よりも小さい。閾値α１は第１閾値の一例であり、閾値α２は閾値α１未満である第２閾値の一例である。ステップＳ５ｄでＮｏの場合には、パターンＢが選択される（ステップＳ９）。ステップＳ５ｄでＹｅｓの場合には、パターンＣが選択される（ステップＳ８）。
【0073】
このように予測電流値の平均値が閾値α１未満であって閾値α２以上の場合には、時間割合（所定時間内において２相駆動に制御されると予測される時間に対する３相駆動に制御されると予測される時間の割合）は、予測電流値が閾値α１以上の場合ほど大きくなく、予測電流値が閾値α２未満の場合ほど小さくないと予測できる。このため、このような場合にパターンＣが選択されることにより、出力電流ＩＴのリップル電流の低減を２相駆動時及び３相駆動時で両立できる。
【0074】
第３変形例において、第１変形例のようにＦＤＣ２０の履歴情報を取得し、ステップＳ５ｃで、２相駆動の累積駆動時間に対する３相駆動の累積駆動時間の時間割合が第１閾値以上であるか否かを判定し、ステップＳ５ｄでこの時間割合が第２閾値以上であるか否かを判定してもよい。また、第３変形例において、第２変形例のように運転モードを選択可能な車両の場合には、ステップＳ５ｃにおいて運転モードがスポーツモードか否かを判定し、ステップＳ５ｄにおいて運転モードがノーマルモードか否かを判定してもよい。また、予測電流値や、第１変形例で示した履歴情報、第２変形例で示した運転モードのうち少なくとも２つを総合的に判断して、位相パターンを選択してもよい。
【0075】
［第４変形例］
［パターンＡ～Ｄ、ｍ＝３、ｎ＝２］
第４変形例では、位相パターンはパターンＡ～Ｄの何れかが選択される。パターンＤは、ＥＣＵ４のメモリに予め記憶されている。パターンＤでのＳＷ３６ａ～３６ｃのそれぞれの位相は、０°、１６０°、２６０°である。図１９Ａは、パターンＤによる３相駆動でのＳＷ３６ａ～３６ｃの動作を示したグラフである。図１９Ｂは、パターンＤによる３相駆動でのリアクトル電流Ｉａ～ＩｃとＦＤＣ２０の出力電流ＩＴを示したグラフである。図２０Ａは、パターンＤによる２相駆動でのＳＷ３６ａ～３６ｃの動作を示したグラフである。図２０Ｂは、パターンＤによる２相駆動でのリアクトル電流Ｉａ及びＩｂとＦＤＣ２０の出力電流ＩＴを示したグラフである。
［パターンＡ～Ｄ、ｍ＝３、ｎ＝２］
第４変形例では、位相パターンはパターンＡ～Ｄの何れかが選択される。パターンＤは、ＥＣＵ４のメモリに予め記憶されている。パターンＤでのＳＷ３６ａ～３６ｃのそれぞれの位相は、０°、１６０°、２６０°である。図１９Ａは、パターンＤによる３相駆動でのＳＷ３６ａ～３６ｃの動作を示したグラフである。図１９Ｂは、パターンＤによる３相駆動でのリアクトル電流Ｉａ～ＩｃとＦＤＣ２０の出力電流ＩＴを示したグラフである。図２０Ａは、パターンＤによる２相駆動でのＳＷ３６ａ～３６ｃの動作を示したグラフである。図２０Ｂは、パターンＤによる２相駆動でのリアクトル電流Ｉａ及びＩｂとＦＤＣ２０の出力電流ＩＴを示したグラフである。
【0076】
図２１Ａは、パターンＡ～Ｄのリップル電流の大きさを比較した表である。各相に同じ電流値を流した場合に、１相駆動での出力電流ＩＴのリップル電流の大きさを１とすると、パターンＤによる２相駆動での出力電流ＩＴのリップル電流の大きさは２／９であり、パターンＤによる３相駆動でのリップル電流の大きさは７／９である。パターンＡ～Ｄを比較すると、２相駆動でのリップル電流は、パターンＤはパターンＣよりも小さくパターンＢよりも大きい。３相駆動でのリップル電流は、パターンＤはパターンＢよりも小さくパターンＣよりも大きい。
【0077】
図２１Ｂは、パターンＤの位相及び位相差を示した図である。パターンＤでは、ＳＷ３６ａとＳＷ３６ｂの位相差ＤＤ（ａ―ｂ）は１６０°であり、ＳＷ３６ｂとＳＷ３６ｃの位相差ＤＤ（ｂ―ｃ）、及びＳＷ３６ｃとＳＷ３６ａの位相差ＤＣ（ｃ―ａ）はそれぞれ１００°である。
【0078】
パターンＣ及びＤのうちどちらが２相駆動に適しているかは、以下のようにして特定できる。パターンＤでは、位相差ＤＤ（ａ―ｂ）、ＤＤ（ｂ―ｃ）、及びＤＤ（ｃ―ａ）のうち最大値は、ＤＤ（ａ―ｂ）＝１６０°である。パターンＤでのこの最大値と１８０°との差分の絶対値は２０°である。これに対して、上述したようにパターンＣで絶対値は４０°である。上記の絶対値は、パターンＤの方がパターンＣよりも小さい。従って、パターンＤの方がパターンＣよりも２相駆動に適している。換言すれば、パターンＣの方がパターンＤよりも３相駆動に適している。
【0079】
同様に、パターンＢ及びＤのうちどちらが２相駆動に適したパターンであるかは、以下のようにして特定できる。上述したようにパターンＢでの上記の絶対値は０°であり、パターンＤでの絶対値は２０°である。このように絶対値は、パターンＢはパターンＤよりも小さいため、パターンＢの方がパターンＤよりも２相駆動に適している。換言すれば、パターンＤの方がパターンＢよりも３相駆動に適している。以上により、パターンＤは、パターンＡ及びＣよりは３相駆動に適していないがパターンＢよりは３相駆動に適しており、パターンＢよりは２相駆動に適していないがパターンＡ及びＣよりも２相駆動に適している。このためパターンＤでは、パターンＡ及びＢと比較して、パターンＣと同様に、２相駆動及び３相駆動の双方でリップル電流が大きく増大することを抑制できる。
【0080】
また、パターンＤでの位相差の最大値ＤＤ（ａ―ｂ）は、以下の条件を満たす。
１２０°（＝３６０°／ｍ＝３６０°／３）＜ＤＤ（ａ―ｂ）＜１８０°（＝３６０°／ｎ＝３６０°／２）
ＤＤ（ａ―ｂ）＜ＤＤ（ａ―ｃ）＜３６０°（＝（３６０°／ｍ）×３＝（３６０°／３）×３）
ＤＤ（ａ―ｂ）＝１６０°であり、ＤＤ（ａ―ｃ）＝２６０°であるため、上記の条件を満たす。
１２０°（＝３６０°／ｍ＝３６０°／３）＜ＤＤ（ａ―ｂ）＜１８０°（＝３６０°／ｎ＝３６０°／２）
ＤＤ（ａ―ｂ）＜ＤＤ（ａ―ｃ）＜３６０°（＝（３６０°／ｍ）×３＝（３６０°／３）×３）
ＤＤ（ａ―ｂ）＝１６０°であり、ＤＤ（ａ―ｃ）＝２６０°であるため、上記の条件を満たす。
【0081】
パターンＤによる２相駆動の際にオンオフ制御を停止すべきスイッチング素子は、以下のようにして特定できる。図２１Ｂに示すようにパターンＤでは、ＳＷ３６ａとＳＷ３６ｃの位相差ＤＤ（ａ―ｃ）は２６０°であり、ＳＷ３６ｂとＳＷ３６ａの位相差ＤＤ（ｂ―ａ）は２００°であり、ＳＷ３６ｃとＳＷ３６ｂの位相差ＤＤ（ｃ―ｂ）は２６０°である。これらの３つの位相差のうち、位相差ＤＣ（ｂ―ａ）が最小となる。オンオフ制御を停止すべきスイッチング素子は、この最小となる位相差を規定するＳＷ３６ｂのオンタイミングとＳＷ３６ａのオンタイミングとの間でオンにされるＳＷ３６ｃである。２相駆動時にＳＷ３６ｃのオンオフ制御を停止した場合の位相差は、ＤＤ（ａ―ｂ）＝１６０°、ＤＤ（ｂ―ａ）＝２００°となる。
【0082】
例えば、２相駆動の際にＳＷ３６ａのオンオフ制御を停止した場合の位相差は、ＤＤ（ｂ―ｃ）＝１００°、ＤＤ（ｃ―ｂ）＝２６０°となる。ここで、ＤＤ（ｂ―ｃ）と１８０°の差分の絶対値、及びＤＤ（ｃ―ｂ）と１８０°の差分の絶対値は、それぞれ８０°である。また、２相駆動の際にＳＷ３６ｂのオンオフ制御を停止した場合の位相差は、ＤＤ（ａ―ｃ）＝２６０°、ＤＤ（ｃ―ａ）＝１００°である。ここで、ＤＤ（ａ―ｃ）と１８０°の差分の絶対値、及びＤＤ（ｃ―ａ）と１８０°の差分の絶対値は、それぞれ８０°である。これに対して、２相駆動の際にＳＷ３６ｃのオンオフ制御を停止した場合には、ＤＤ（ａ―ｂ）と１８０°との差分の絶対値、及びＤＤ（ｂ―ａ）と１８０°の差分の絶対値は、それぞれ２０°となる。以上のように、２相駆動の際にＳＷ３６ｃのオンオフ制御を停止した場合の方が、上記の絶対値は小さくなり、２相駆動に適していることを示す。
【0083】
尚、パターンＤによる１相駆動では、ＳＷ３６ａ～３６ｃの何れか２つを停止すればよい。
【0084】
図２２は、第４変形例でのパターン選択制御の一例を示したフローチャートである。ステップＳ５ｃでＹｅｓの場合、パターンＡが選択される（ステップＳ７）、ステップＳ５ｃでＮｏの場合には、予測電流値の平均値が閾値α３以上か否かが判定される（ステップＳ５ｅ）。ここで、閾値α３は、閾値α１と閾値α２との間の値である。ステップＳ５ｅでＹｅｓの場合、パターンＣが選択される（ステップＳ８）。ステップＳ５ｅでＮｏの場合には、ステップＳ５ｄの判定が実行される。ステップＳ５ｄでＹｅｓの場合、パターンＤが選択される（ステップＳ８ａ）。ステップＳ５ｄでＮｏの場合、パターンＢが選択される（ステップＳ９）。このように予測電流値の平均値に応じて、より適切な位相パターンが選択されることにより、出力電流ＩＴのリップル電流を効果的に低減できる。
【0085】
第４変形例において、例えば車両の運転モードをエコモード、コンフォートモード、ノーマルモード、及びスポーツモードから選択可能である場合には、ステップＳ５ｃにおいて運転モードがスポーツモードか否かを判定し、ステップＳ５ｅにおいて運転モードがノーマルモードか否かを判定し、ステップＳ５ｄにおいてコンフォードモードであるか否かを判定してもよい。尚、コンフォートモードは、アクセルペダルの操作に対するＦＣ１０の出力応答性が、ノーマルモードとエコモードとの間の中程度に設定される。
【0086】
［第５変形例］
［パターンＣ及びＤ、ｍ＝３、ｎ＝２］
第５変形例では、パターンＣ又はＤが選択される。パターンＣ及びＤは、ＥＣＵ４のメモリに予め記憶されているが、パターンＡ及びＢについては記憶されていない。図２３は、第５変形例でのパターン選択制御の一例を示したフローチャートである。ステップＳ５でＹｅｓの場合、ＥＣＵ４はパターンＣを選択し（ステップＳ８）、ステップＳ５でＮｏの場合には、ＥＣＵ４はパターンＤを選択する（ステップＳ８ａ）。上述したように、パターンＤはパターンＣよりも２相駆動に適しており、換言すればパターンＣはパターンＤよりも３相駆動に適している。
［パターンＣ及びＤ、ｍ＝３、ｎ＝２］
第５変形例では、パターンＣ又はＤが選択される。パターンＣ及びＤは、ＥＣＵ４のメモリに予め記憶されているが、パターンＡ及びＢについては記憶されていない。図２３は、第５変形例でのパターン選択制御の一例を示したフローチャートである。ステップＳ５でＹｅｓの場合、ＥＣＵ４はパターンＣを選択し（ステップＳ８）、ステップＳ５でＮｏの場合には、ＥＣＵ４はパターンＤを選択する（ステップＳ８ａ）。上述したように、パターンＤはパターンＣよりも２相駆動に適しており、換言すればパターンＣはパターンＤよりも３相駆動に適している。
【0087】
上述したパターンＡの方がパターンＣよりも３相駆動に適しているが、パターンＡはパターンＣよりも２相駆動には適していない。このため、予測電流値の平均値が閾値α以上の場合であっても、パターンＡではなくパターンＣが選択されることにより、リップル電流の低減を２相駆動及び３相駆動の双方において両立できる。また、上述したパターンＢの方がパターンＤよりも２相駆動に適しているが、パターンＢはパターンＤよりも３相駆動には適していない。このため、予測電流値の平均値が閾値α未満の場合であっても、パターンＢではなくパターンＤが選択されることにより、リップル電流の低減を２相駆動及び３相駆動の双方において両立できる。
【0088】
選択可能な位相パターンの組み合わせは、上述した実施例及び変形例で説明したものに限定されない。例えば選択可能な位相パターンの組み合わせは、パターンＡ及びＣ、パターンＡ及びＤ、パターンＢ及びＣ、パターンＡ、Ｂ、及びＤ、パターンＡ、Ｃ、及びＤ、パターンＢ、Ｃ、及びＤの何れであってもよい。
【0089】
［第６変形例］
［パターンＥ～Ｇ、ｍ＝４、ｎ＝３］
図２４は、第６変形例でのＦＤＣ２０Ａの回路構成を示す図である。ＦＤＣ２０Ａは、４相のコンバータ回路２０ａ～２０ｄを備えている。コンバータ回路２０ｄは、リアクトル２１ｄ、電流センサ２２ｄ、及びＩＰＭ２３ｄを含む。ＩＰＭ２３ｄは、ＳＷ３６ｄ及びダイオード３７ｄを含む。第６変形例では、ＦＤＣ２０Ａの入力電流が増大するにつれて１相駆動から４相駆動まで順に切り替えられるがこれに限定されず、例えば１相駆動、３相駆動、及び４相駆動に順に切り替えられるものであってもよいし、２相駆動、３相駆動、及び４相駆動に順に切り替えられるものであってもよいし、３相駆動及び４相駆動に順に切り替えられるものであってもよい。
［パターンＥ～Ｇ、ｍ＝４、ｎ＝３］
図２４は、第６変形例でのＦＤＣ２０Ａの回路構成を示す図である。ＦＤＣ２０Ａは、４相のコンバータ回路２０ａ～２０ｄを備えている。コンバータ回路２０ｄは、リアクトル２１ｄ、電流センサ２２ｄ、及びＩＰＭ２３ｄを含む。ＩＰＭ２３ｄは、ＳＷ３６ｄ及びダイオード３７ｄを含む。第６変形例では、ＦＤＣ２０Ａの入力電流が増大するにつれて１相駆動から４相駆動まで順に切り替えられるがこれに限定されず、例えば１相駆動、３相駆動、及び４相駆動に順に切り替えられるものであってもよいし、２相駆動、３相駆動、及び４相駆動に順に切り替えられるものであってもよいし、３相駆動及び４相駆動に順に切り替えられるものであってもよい。
【0090】
図２５は、パターンＥ～Ｇの位相及び位相差を示した図である。パターンＥでのＳＷ３６ａ～３６ｄのそれぞれの位相は、０°、９０°、１８０°、２７０°である。パターンＦでのＳＷ３６ａ～３６ｄのそれぞれの位相は、０°、１２０°、２４０°、３００°である。パターンＧでのＳＷ３６ａ～３６ｄのそれぞれの位相は、０°、１００°、１８０°、２６０°である。パターンＥでの各位相差は、ＤＥ（ａ―ｂ）＝ＤＥ（ｂ―ｃ）＝ＤＥ（ｃ―ｄ）＝ＤＥ（ｄ―ａ）＝９０°である。パターンＦでの各位相差は、ＤＦ（ａ―ｂ）＝ＤＦ（ｂ―ｃ）＝１２０°、ＤＦ（ｃ―ｄ）＝ＤＦ（ｄ―ａ）＝６０°である。パターンＧでの各位相差は、ＤＧ（ａ―ｂ）＝ＤＧ（ｄ―ａ）＝１００°、ＤＧ（ｂ―ｃ）＝ＤＦ（ｃ―ｄ）＝８０°である。
【0091】
パターンＥ～Ｇのうちいずれが３相駆動に適しているかは、以下のようにして特定できる。パターンＥでの上記の位相差は全て同じ９０°であり、最大値は９０°である。パターンＦでの上記の位相差のうち最大値は、１２０°である。パターンＧでの上記の位相差のうち最大値は、１００°である。パターンＥでの上記の最大値と１２０°との差分の絶対値は、３０°である。パターンＦでの上記の最大値と１２０°との差分の絶対値は、０°である。パターンＧでの上記の最大値と１２０°との差分の絶対値は、２０°である。ここで１２０°は、３６０°／ｎ＝３６０°／３によって算出された値であり、３相駆動の際に最も出力電流ＩＴのリップル電流が小さくなる位相差である。上記の絶対値は、パターンＦが最も小さく、パターンＥが最も大きい。従って、パターンＥが最も４相駆動に適しており、パターンＦが最も３相駆動に適しており、パターンＧはパターンＥよりは４相駆動には適してはいないが３相駆動に適しており且つパターンＦよりは３相駆動に適してはいないが４相駆動に適している。
【0092】
また、パターンＧにおいて位相差の最大値ＤＧ（ａ―ｂ）は、以下の条件を満たす。
９０°（＝３６０°／ｍ＝３６０°／４）＜ＤＧ（ａ―ｂ）＜１２０°（＝３６０°／ｎ＝３６０°／３）
ＤＧ（ａ―ｂ）＜ＤＧ（ａ―ｃ）＜２７０°（＝（３６０°／ｍ）×３＝（３６０°／４）×３）
ＤＧ（ａ―ｂ）＝１００°であり、ＤＧ（ａ―ｃ）＝１８０°であるため、上記の条件を満たす。これに対してパターンＥ及びＦでは、ＤＥ（ａ―ｂ）＝９０°であり、９０°＜ＤＥ（ａ―ｂ）を満たさず、ＤＦ（ａ―ｂ）＝１２０°であり、ＤＦ（ａ―ｂ）＜１２０°を満たさない。このような条件を満たすことによっても、パターンＧは、パターンＥよりは４相駆動には適してはいないが３相駆動に適しており且つパターンＦよりは３相駆動に適してはいないが４相駆動に適しているといえる。
９０°（＝３６０°／ｍ＝３６０°／４）＜ＤＧ（ａ―ｂ）＜１２０°（＝３６０°／ｎ＝３６０°／３）
ＤＧ（ａ―ｂ）＜ＤＧ（ａ―ｃ）＜２７０°（＝（３６０°／ｍ）×３＝（３６０°／４）×３）
ＤＧ（ａ―ｂ）＝１００°であり、ＤＧ（ａ―ｃ）＝１８０°であるため、上記の条件を満たす。これに対してパターンＥ及びＦでは、ＤＥ（ａ―ｂ）＝９０°であり、９０°＜ＤＥ（ａ―ｂ）を満たさず、ＤＦ（ａ―ｂ）＝１２０°であり、ＤＦ（ａ―ｂ）＜１２０°を満たさない。このような条件を満たすことによっても、パターンＧは、パターンＥよりは４相駆動には適してはいないが３相駆動に適しており且つパターンＦよりは３相駆動に適してはいないが４相駆動に適しているといえる。
【0093】
パターンＦでの３相駆動の際にオンオフ制御を停止すべきスイッチング素子は、以下のようにして特定できる。図２５に示すようにパターンＦでは、ＳＷ３６ａとＳＷ３６ｃの位相差ＤＦ（ａ―ｃ）は２４０°であり、ＳＷ３６ｂとＳＷ３６ｄの位相差ＤＦ（ｂ―ｄ）は１８０°であり、ＳＷ３６ｃとＳＷ３６ａの位相差ＤＦ（ｃ―ａ）は１２０°、ＳＷ３６ｄとＳＷ３６ｂとの位相差ＤＦ（ｄ―ｂ）は１８０°である。これらの４つの位相差のうち、位相差ＤＦ（ｃ―ａ）が最小となる。オンオフ制御を停止すべきスイッチング素子は、この最小となる位相差を規定するＳＷ３６ｃとＳＷ３６ａとの間でオンにされるＳＷ３６ｄである。３相駆動時にＳＷ３６ｄのオンオフ制御を停止した場合の位相差は、ＤＦ（ａ―ｂ）＝ＤＦ（ｂ―ｃ）＝ＤＦ（ｃ―ａ）＝１２０°となり、パターンＦにより３相駆動での出力電流ＩＴのリップル電流を抑制できる。
【0094】
パターンＧでの３相駆動の際にオンオフ制御を停止すべきスイッチング素子は、以下のようにして特定できる。ＳＷ３６ａとＳＷ３６ｃの位相差ＤＧ（ａ―ｃ）は１８０°であり、ＳＷ３６ｂとＳＷ３６ｄの位相差ＤＧ（ｂ―ｄ）は１６０°であり、ＳＷ３６ｃとＳＷ３６ａの位相差ＤＧ（ｃ―ａ）は１８０°、ＳＷ３６ｄとＳＷ３６ｂの位相差ＤＧ（ｄ―ｂ）は２００°である。これらの位相差のうち、位相差ＤＧ（ｂ―ｄ）が最小となる。オンオフ制御を停止すべきスイッチング素子は、この最小となる位相差を規定するＳＷ３６ｂとＳＷ３６ｄとの間でオンにされるＳＷ３６ｃである。３相駆動の際にＳＷ３６ｃのオンオフ制御を停止した場合の位相差は、ＤＧ（ａ―ｂ）＝ＤＧ（ｄ―ａ）＝１００°、ＤＧ（ｂ―ｄ）＝１６０°である。
【0095】
例えば、パターンＧでの３相駆動の際にＳＷ３６ａのオンオフ制御を停止した場合に、順にオンされる２つのスイッチング素子の位相差の最大値は、ＤＧ（ｄ―ｂ）＝２００°である。また、パターンＧでの３相駆動の際にＳＷ３６ｂのオンオフ制御を停止した場合に、順にオンされる２つのスイッチング素子の位相差の最大値は、ＤＧ（ａ―ｃ）＝１８０°である。パターンＧでの３相駆動の際にＳＷ３６ｄのオンオフ制御を停止した場合に、順にオンされる２つのスイッチング素子の位相差の最大値は、ＤＧ（ｃ―ａ）＝１８０°である。ＤＧ（ｄ―ｂ）と１２０°の差分の絶対値は、８０°である。ＤＧ（ａ―ｃ）と１２０°の差分の絶対値は、６０°である。ＤＧ（ｃ―ａ）と１２０°の差分の絶対値は、６０°である。これに対して、３相駆動の際にＳＷ３６ｃのオンオフ制御を停止した場合の位相差の最大値は、ＤＧ（ｂ―ｄ）＝１６０°であり、ＤＧ（ｂ―ｄ）と１２０°との差分の絶対値は、４０°である。以上のように、３相駆動の際にＳＷ３６ｃのオンオフ制御を停止した場合の方が、上記の絶対値は小さくなり、３相駆動に適していることを示す。
【0096】
例えば第６変形例では、上述した図１８のように、位相パターンをステップＳ５ｃでＹｅｓの場合にパターンＥを選択し、ステップＳ５ｄでＹｅｓの場合にパターンＧに切り替え、ステップＳ５ｄでＮｏの場合にパターンＦを選択してもよい。
【0097】
［第７変形例］
［パターンＨ～Ｊ、ｍ＝６、ｎ＝４］
図２６は、第７変形例でのＦＤＣ２０Ｂの回路構成を示す図である。ＦＤＣ２０Ｂは、６相のコンバータ回路２０ａ～２０ｆを備えている。コンバータ回路２０ｅは、リアクトル２１ｅ、電流センサ２２ｅ、及びＩＰＭ２３ｅを含む。ＩＰＭ２３ｅは、ＳＷ３６ｅ及びダイオード３７ｅを含む。コンバータ回路２０ｆは、リアクトル２１ｆ、電流センサ２２ｆ、及びＩＰＭ２３ｆを含む。ＩＰＭ２３ｆは、ＳＷ３６ｆ及びダイオード３７ｆを含む。第７変形例では、ＦＤＣ２０Ｂの入力電流が増大するにつれて１相駆動から６相駆動まで順に切り替えられるがこれに限定されず、例えば、２相駆動、４相駆動、及び６相駆動に順に切り替えられるものであってもよく、少なくとも４相駆動及び６相駆動に切り替えられるものであればよい。
［パターンＨ～Ｊ、ｍ＝６、ｎ＝４］
図２６は、第７変形例でのＦＤＣ２０Ｂの回路構成を示す図である。ＦＤＣ２０Ｂは、６相のコンバータ回路２０ａ～２０ｆを備えている。コンバータ回路２０ｅは、リアクトル２１ｅ、電流センサ２２ｅ、及びＩＰＭ２３ｅを含む。ＩＰＭ２３ｅは、ＳＷ３６ｅ及びダイオード３７ｅを含む。コンバータ回路２０ｆは、リアクトル２１ｆ、電流センサ２２ｆ、及びＩＰＭ２３ｆを含む。ＩＰＭ２３ｆは、ＳＷ３６ｆ及びダイオード３７ｆを含む。第７変形例では、ＦＤＣ２０Ｂの入力電流が増大するにつれて１相駆動から６相駆動まで順に切り替えられるがこれに限定されず、例えば、２相駆動、４相駆動、及び６相駆動に順に切り替えられるものであってもよく、少なくとも４相駆動及び６相駆動に切り替えられるものであればよい。
【0098】
図２７は、パターンＨ～Ｊの位相及び位相差を示した図である。パターンＨでのＳＷ３６ａ～３６ｆのそれぞれの位相は、０°、６０°、１２０°、１８０°、２４０°、３００°である。パターンＩでのＳＷ３６ａ～３６ｆのそれぞれの位相は、０°、４５°、９０°、１８０°、２７０°、３１５°である。パターンＪでのＳＷ３６ａ～３６ｆのそれぞれの位相は、０°、８０°、１３０°、１８０°、２６０°、３１０°である。パターンＨでの各位相差は、ＤＨ（ａ―ｂ）＝ＤＨ（ｂ―ｃ）＝ＤＨ（ｃ―ｄ）＝ＤＨ（ｄ―ｅ）＝ＤＨ（ｅ―ｆ）＝ＤＨ（ｆ―ａ）＝６０°である。パターンＩでの各位相差は、ＤＩ（ａ―ｂ）＝ＤＩ（ｂ―ｃ）＝ＤＩ（ｅ―ｆ）＝ＤＩ（ｆ―ａ）＝４５°、ＤＩ（ｃ―ｄ）＝ＤＩ（ｄ―ｅ）＝９０°である。パターンＪでの各位相差は、ＤＪ（ａ―ｂ）＝ＤＪ（ｄ―ｅ）＝８０°、ＤＪ（ｂ―ｃ）＝ＤＪ（ｃ―ｄ）＝ＤＪ（ｅ―ｆ）＝ＤＪ（ｆ―ａ）＝５０°である。
【0099】
パターンＨ～Ｊのうち何れが４相駆動に適しているかは、以下のようにして特定できる。パターンＨでの上記の位相差は全て同じ６０°であり、最大値は６０°である。パターンＩでの上記の位相差のうち最大値は、９０°である。パターンＪでの上記の位相差のうち最大値は、８０°である。パターンＨでの上記の最大値と９０°との差分の絶対値は、３０°である。パターンＩでの上記の最大値と９０°との差分の絶対値は、０°である。パターンＪでの上記の最大値と９０°との差分の絶対値は、１０°である。ここで９０°は、３６０°／ｎ＝３６０°／４によって算出された値であり、４相駆動の際に最もリップル電流が小さくなる位相差である。上記の絶対値は、パターンＩが最も小さく、パターンＨが最も大きい。従って、パターンＨが最も６相駆動に適しており、パターンＩが最も４相駆動に適しており、パターンＪはパターンＨよりは６相駆動には適してはいないが４相駆動に適しており且つパターンＩよりは４相駆動に適してはいないが６相駆動に適している。
【0100】
また、パターンＪにおいて位相差の最大値ＤＪ（ａ―ｂ）は、以下の条件を満たす。
６０°（＝３６０°／ｍ＝３６０°／６）＜ＤＪ（ａ―ｂ）＜９０°（＝３６０°／ｎ＝３６０°／４）
ＤＪ（ａ―ｂ）＜ＤＪ（ａ―ｃ）＜１８０°（＝（３６０°／ｍ）×３＝（３６０°／６）×３）
ＤＪ（ａ―ｂ）＝８０°であり、ＤＪ（ａ―ｃ）＝１３０°であるため、上記の条件を満たす。これに対してパターンＨ及びＩでは、ＤＨ（ａ―ｂ）＝６０°であり、６０°＜ＤＨ（ａ―ｂ）を満たさず、ＤＩ（ｃ―ｄ）＝９０°であり、ＤＩ（ｃ―ｄ）＜９０°を満たさない。このような条件を満たすことによっても、パターンＪは、パターンＨよりは６相駆動には適してはいないが４相駆動に適しており且つパターンＩよりは４相駆動に適してはいないが６相駆動に適しているとえる。
６０°（＝３６０°／ｍ＝３６０°／６）＜ＤＪ（ａ―ｂ）＜９０°（＝３６０°／ｎ＝３６０°／４）
ＤＪ（ａ―ｂ）＜ＤＪ（ａ―ｃ）＜１８０°（＝（３６０°／ｍ）×３＝（３６０°／６）×３）
ＤＪ（ａ―ｂ）＝８０°であり、ＤＪ（ａ―ｃ）＝１３０°であるため、上記の条件を満たす。これに対してパターンＨ及びＩでは、ＤＨ（ａ―ｂ）＝６０°であり、６０°＜ＤＨ（ａ―ｂ）を満たさず、ＤＩ（ｃ―ｄ）＝９０°であり、ＤＩ（ｃ―ｄ）＜９０°を満たさない。このような条件を満たすことによっても、パターンＪは、パターンＨよりは６相駆動には適してはいないが４相駆動に適しており且つパターンＩよりは４相駆動に適してはいないが６相駆動に適しているとえる。
【0101】
パターンＩでの４相駆動の際にオンオフ制御を停止すべきスイッチング素子は、以下のようにして特定できる。図２７に示すようにパターンＩでは、ＳＷ３６ａとＳＷ３６ｃの位相差ＤＩ（ａ―ｃ）は９０°であり、ＳＷ３６ｂとＳＷ３６ｄの位相差ＤＩ（ｂ―ｄ）は１３５°であり、ＳＷ３６ｃとＳＷ３６ｅの位相差ＤＩ（ｃ―ｅ）は１８０°であり、ＳＷ３６ｄとＳＷ３６ｆの位相差ＤＩ（ｄ―ｆ）は１３５°であり、ＳＷ３６ｅとＳＷ３６ａの位相差ＤＩ（ｅ―ａ）は９０°であり、ＳＷ３６ｆとＳＷ３６ｂの位相差ＤＩ（ｆ―ｂ）は９０°である。これらの位相差のうち、ＤＩ（ａ―ｃ）、ＤＩ（ｅ―ａ）、ＤＩ（ｆ―ｂ）の３つが同じ値で最小値となる。
【0102】
このように上記の方法に従えば、パターンＩによる４相駆動の際にオンオフ制御を停止すべきスイッチング素子の対象となるのは、６相駆動でＳＷ３６ａとＳＷ３６ｃの間でオンにされるＳＷ３６ｂと、ＳＷ３６ｅとＳＷ３６ａとの間でオンにされるＳＷ３６ｆと、ＳＷ３６ｆとＳＷ３６ｂとの間でオンにされるＳＷ３６ａとの、３つのスイッチング素子である。ここで、ＳＷ３６ａ及び３６ｂや、ＳＷ３６ｆ及び３６ａは、６相駆動の際に順にオンにされる組み合わせである。このため４相駆動の際にＳＷ３６ａ及び３６ｂのオンオフ制御を停止すると、ＳＷ３６ｆとその次にオンにされるＳＷ３６ｃとの位相差が増大する。同様に、ＳＷ３６ｆ及び３６ａのオンオフ制御を停止すると、ＳＷ３６ｅとその次にオンにされるＳＷ３６ｂとの位相差が増大する。従って、４相駆動の際にオンオフ制御を停止すべきスイッチング素子として、６相駆動の際に順にオンにされる２つのスイッチング素子の組み合わせ以外である、ＳＷ３６ｂ及び３６ｆのオンオフ制御が停止される。４相駆動時にＳＷ３６ｂ及び３６ｆのオンオフ制御を停止することにより、パターンＩでの４相駆動での各位相差は全て９０°となり、出力電流ＩＴのリップル電流を抑制できる。
【0103】
パターンＪでの４相駆動の際にオンオフ制御を停止すべきスイッチング素子は、以下のようにして特定できる。図２７に示すようにパターンＪでは、ＳＷ３６ａとＳＷ３６ｃの位相差ＤＪ（ａ―ｃ）は１３０°であり、ＳＷ３６ｂとＳＷ３６ｄの位相差ＤＪ（ｂ―ｄ）は１００°であり、ＳＷ３６ｃとＳＷ３６ｅの位相差ＤＪ（ｃ―ｅ）は１３０°であり、ＳＷ３６ｄとＳＷ３６ｆの位相差ＤＪ（ｄ―ｆ）は１３０°であり、ＳＷ３６ｅとＳＷ３６ａの位相差ＤＪ（ｅ―ａ）は１００°であり、ＳＷ３６ｆとＳＷ３６ｂの位相差ＤＪ（ｆ―ｂ）は１３０°である。これらの位相差のうち、ＤＪ（ｂ―ｄ）、ＤＪ（ｅ―ａ）の２つが同じ値の最小値となる。このため、オンオフ制御を停止すべきスイッチング素子は、この最小となる位相差を規定するＳＷ３６ｂとＳＷ３６ｄとの間でオンにされるＳＷ３６ｃと、ＳＷ３６ｅとＳＷ３６ａとの間でオンにされるＳＷ３６ｆである。ここで、パターンＪではパターンＩと異なり、ＳＷ３６ｃとＳＷ３６ｆとは、６相駆動の際に順にオンにされる２つのスイッチング素子ではない。このため、パターンＪによる４相駆動の際には、ＳＷ３６ｃとＳＷ３６ｆのオンオフ制御を停止することにより、４相駆動でのリップル電流を抑制できる。これにより、パターンＪでの４相駆動の際の各位相差は、ＤＪ（ａ―ｂ）＝ＤＪ（ｄ―ｅ）＝８０°、ＤＪ（ｂ―ｄ）＝ＤＪ（ｅ―ａ）＝１００°である。これは、ＳＷ３６ｃ及び３６ｆの組み合わせ以外の２つのスイッチング素子の組み合わせを停止した場合よりも、リップル電流を低減できる。
【0104】
尚、パターンＨでの４相駆動の際には、ＳＷ３６ａ～３６ｆのうち６相駆動の際に順にオンにされる２つのスイッチング素子以外の、任意の２つのスイッチング素子を停止すればよい。パターンＨでは各位相差は全て同じだからである。
【0105】
例えば第７変形例では、上述した図１８のようにステップＳ５ｃでＹｅｓの場合にパターンＨを選択し、ステップＳ５ｄでＹｅｓの場合にパターンＪを選択し、ステップＳ５ｄでＮｏの場合にパターンＩを選択してもよい。
【0106】
第７変形例では、パターンＩでの４相駆動の際にオンオフ制御を停止すべきスイッチング素子を特定する際に、６相駆動の際に順にオンにされる２つのスイッチング素子の組み合わせ以外のスイッチング素子であることを説明した。しかしながら上述した実施例のように、３相式であるＦＤＣ２０での２相駆動の際にオンオフ制御を停止すべきスイッチング素子は一つしかないため、上記のような考慮をする必要はない。同様に、第６変形例のように４相式であるＦＤＣ２０Ａでの３相駆動の際にオンオフ制御を停止すべきスイッチング素子も一つしかないため、上記のような考慮をする必要はない。即ち、（ｍ－ｎ）＝１の場合には、上記のような考慮をする必要はない。
【0107】
第７変形例でのパターンＩでは、ＤＩ（ａ―ｃ）、ＤＩ（ｂ―ｄ）、ＤＩ（ｃ―ｅ）、ＤＩ（ｄ―ｆ）、ＤＩ（ｅ―ａ）、ＤＩ（ｆ―ｂ）のうち、ＤＩ（ａ―ｃ）、ＤＩ（ｅ―ａ）、ＤＩ（ｆ―ｂ）の３つが同じ値で最小値となるが、同じ値であることに限定されない。例えば、これらの位相差のうちＤＩ（ａ―ｃ）が最小であり、ＤＩ（ｆ―ｂ）がその次に小さく、ＤＩ（ｅ―ａ）がその次に小さい場合には、ＤＩ（ａ―ｃ）が最小でありＤＩ（ｆ―ｂ）がその次に小さいことから、ＳＷ３６ａ及び３６ｂのオンオフ制御を停止することが考えられる。しかしながら、これは６相駆動の際に順にオンされる２つのスイッチング素子に相当するため、最小であるＤＩ（ａ―ｃ）と、ＤＩ（ｆ―ｂ）を除いた次に小さいＤＩ（ｅ―ａ）から、ＳＷ３６ｂ及び３６ｆのオンオフ制御を停止する。
【0108】
パターンＪでは、ＤＪ（ｂ―ｄ）、ＤＪ（ｅ―ａ）の２つが同じ値の最小値となるが、同じ値である必要はない。
【0109】
上記実施例及び変形例では、３相のコンバータ回路２０ａ～２０ｃが設けられている場合、４相のコンバータ回路２０ａ～２０ｄが設けられている場合、６相のコンバータ回路２０ａ～２０ｆが設けられている場合につい説明したが、コンバータ回路の相数はこれに限定されない。
【0110】
上記実施例及び変形例では、昇圧コンバータを例に説明したが、降圧コンバータ、昇降圧コンバータ、又は双方向コンバータであってもよい。また、上記実施例及び変形例では、１相のコンバータ回路に一つのスイッチング素子が設けられている場合を例に説明したが、これに限定されず、１相のコンバータ回路に複数のスイッチング素子が設けられていてもよい。例えば、１相に２つのスイッチング素子が設けられている双方向コンバータのように、昇圧モードでは一方のスイッチング素子がオンオフ制御され他方のスイッチング素子が常時オフ又は常時オンに維持され、降圧モードでは一方のスイッチング素子が常時オフ又は常時オンに維持され他方のスイッチング素子がオンオフ制御される構成であってもよい。このように複数のスイッチング素子が設けられたコンバータ回路の駆動が停止される場合には、その全てのスイッチング素子のオンオフ制御が停止されてオフ状態に維持され、そのコンバータ回路が駆動される場合には、少なくとも一つのスイッチング素子に対してオンオフ制御が実行される。
【0111】
上記実施例及び変形例では、ＦＤＣ２０を制御する制御装置の一例として、車両に搭載された燃料電池システム１全体を統合制御するＥＣＵ４を説明したが、これに限定されず、例えばこのようなＥＣＵ４とは別に設けられ、ＦＤＣ２０を制御するＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを備えたコンピュータであってもよい。
【0112】
上記実施例及び変形例では、電源システムの一例として、車両に搭載された燃料電池システム１を説明したが、これに限定されず、定置型の燃料電池システムであってもよい。例えば定置型の燃料電池システムでは、燃料電池の発電量や発電時間が異なる季節に応じて予測電流値を予測してもよい。商業施設用の燃料電池システムでは、例えば夏には冷房等により昼間に燃料電池の発電量が増加してＦＤＣへの予測電流値は増大し、冬には暖房器具等により夜間に燃料電池の発電量が増加してＦＤＣへの予測電流値が増大することが考えられる。また、家庭用の燃料電池システムでも、ｎ相駆動に制御された時間及びｍ相駆動に制御された時間に関する履歴情報に基づいてパターンを選択してもよい。また、家庭用の燃料電池システムでは、運転モードとして、ユーザによる手動又は自動で、通常運転モード、又は夜間時での騒音を抑制するために通常運転モードよりも発電量が抑制された静音モードに切り替えられる場合がある。例えばこの場合、図１４に示したように、通常モードが選択されている場合には、ＦＤＣの停止中にパターンＡを選択し、静音モードが選択されている場合には、ＦＤＣの停止中にパターンＢを選択してもよい。
【0113】
上記実施例では、電源として固体高分子型燃料電池であるＦＣ１０を用いたが、固体高分子型燃料電池以外の燃料電池を用いてもよいし、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などの二次電池を用いてもよい。
【0114】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【0115】
１ 燃料電池システム
４ ＥＣＵ（制御装置）
１０ 燃料電池スタック（燃料電池）
２０ 昇圧コンバータ
２０ａ～２０ｃ コンバータ回路
３６ａ～３６ｃ スイッチング素子
４ ＥＣＵ（制御装置）
１０ 燃料電池スタック（燃料電池）
２０ 昇圧コンバータ
２０ａ～２０ｃ コンバータ回路
３６ａ～３６ｃ スイッチング素子
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】