JP2008017677A - 電源システムおよびそれを備える車両 - Google Patents

Abstract

【課題】電力要求に応じて電圧変換部の電圧変換動作を停止させる動作モードの安定性を向上させた電源システムおよびそれを備える車両を提供する。
【解決手段】コンバータＣＯＮＶ１に対応する積分要素は、コンバータＣＯＮＶ１が電圧変換動作を停止される期間（時刻ｔｍ１〜時刻ｔｍ２）においても積分動作を継続するが、この期間において積分された積分出力は無効データである。そのため、コンバータＣＯＮＶ１が電圧変換動作を再開する時刻ｔｍ２において、当該積分要素から無効な積分出力が出力されてしまうと、コンバータＣＯＮＶ１は、何らの保証もない制御値によって制御されることになる。そこで、上述したように、電圧変換動作制御部は、当該積分要素にリセット信号を与えて、格納される積分出力ＩＮＴ１をゼロクリアする。
【選択図】図６

Description

この発明は、複数の蓄電部と対応の複数の電圧変換部とを有する電源システムおよびそれを備える車両に関し、特に電力要求に応じて電圧変換部の電圧変換動作を停止する技術に関する。

近年、環境問題を考慮して、電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池車などのように、電動機を駆動力源とする車両が注目されている。このような車両は、電動機に電力を供給したり、回生制動時に運動エネルギーを電気エネルギーに変換して蓄えたりするために、二次電池やキャパシタなどからなる蓄電部を搭載している。

このような電動機を駆動力源とする車両において、加速性能や走行持続距離などの走行性能を高めるためには、蓄電部の充放電容量をより大きくすることが望ましい。蓄電部の充放電容量を大きくするための方法として、複数の蓄電部を搭載する構成が提案されている。

たとえば、特開２００３−２０９９６９号公報（特許文献１）には、高電圧車両牽引システムに所望の直流高電圧レベルを提供する電動モータ電源管理システムが開示されている。この電動モータ電源管理システムは、それぞれが電池とブースト／バック直流・直流コンバータとを有しかつ並列に接続された、少なくとも１つのインバータに直流電力を提供する複数の電源ステージと、複数の電源ステージの電池を均等に充放電させて複数の電源ステージが少なくとも１つのインバータへの出力電圧を維持するように複数の電源ステージを制御するコントローラとを備える。

一方、車両に要求される駆動力は、走行状況に応じて大きく変化する。たとえば、低速走行時や下り坂走行時などにおいては、複数の蓄電部における放電許容電力の合計値に比較して、要求される電力は小さくなる。そこで、このような場合には、所定の蓄電部に対応する電圧変換部（上記のブースト／バック直流・直流コンバータに相当）の電圧変換動作を選択的に停止し、電圧変換部における電力変換損失を低減することが望ましい。

ところで、複数の蓄電部と対応の複数の電圧変換部とを備える電源システムでは、電圧変換部の各々は、対応の蓄電部の状態値に応じて電圧変換動作を行なう必要があるため、互いに独立した制御系に従って電圧変換動作を実行するように構成される。すなわち、電圧変換部に対応する複数の制御系が構成されることになる。このように複数の制御系を構成することで、各電圧変換部に対してより最適なタイミングで電圧変換動作を実行させることができる。
特開２００３−２０９９６９号公報 特開平０８−０７９９７７号公報

各制御系では、より制御性能を高めるために、積分要素（integral element）などの、履歴に依存して定まる制御値を出力する制御要素を含むことが多い。このような制御要素は、各時点の状態値だけではなく、過去の状態値の変化に応じて制御値を算出する。そのため、電圧変換動作が間欠的に実行される電源システムでは、このような制御要素による外乱を受けやすい。

すなわち、電圧変換動作の再開直後に出力される制御値は、前回の電圧変換動作時における状態値の変化や、電圧変換動作の停止中における状態値の変化などの、本来は算出に用いるべきではない状態値の影響を受けてしまう。

そのため、電圧変換動作を実行させる電圧変換部の切換前後において、電圧変換部からの出力電圧などが不連続となり、電圧変換部から負荷装置への供給電圧が不安定化するという問題があった。

この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、電力要求に応じて電圧変換部の電圧変換動作を停止させる動作モードの安定性を向上させた電源システムおよびそれを備える車両を提供することである。

この発明のある局面によれば、この発明は、各々が充放電可能に構成された複数の蓄電部を有する電源システムである。この発明に係る電源システムは、負荷装置と電源システムとの間で電力を授受可能に構成された電力線と、複数の蓄電部と電力線との間にそれぞれ設けられ、各々が対応の蓄電部と電力線との間で電圧変換動作を行なう複数の電圧変換部とを備える。そして、複数の電圧変換部の各々は、履歴に依存して定まる制御値を出力する履歴要素を含む制御系に従って電圧変換動作を実行する。さらに、この発明に係る電源システムは、負荷装置からの電力要求に応じて、複数の電圧変換部に含まれる少なくとも１個の電圧変換部の電圧変換動作を停止させる動作モードを選択する動作モード選択手段と、動作モードの選択時に、複数の電圧変換部の各々についての電圧変換動作の実行および停止を対応する蓄電部の状態値に基づいて制御する電圧変換動作制御手段とを備え、電圧変換動作制御手段は、停止中の電圧変換部に対して電圧変換動作を再開させる際に、再開前に対応の履歴要素に格納されている制御値とは独立に決定される所定の初期値を対応の履歴要素にセットする。

この発明によれば、複数の電圧変換部に含まれる少なくとも１個の電圧変換部の電圧変換動作を停止させる動作モードにおいて、停止中の電圧変換部が電圧変換動作を再開する際に、当該電圧変換部に対応の履歴要素に所定の初期値がセットされる。この所定値は、再開前に対応の履歴要素に格納されている制御値とは独立に決定されるため、再開後の電圧変換動作に係る制御系において、停止中の履歴に依存する無効な制御値が用いられることはにない。よって、電圧変換動作を停止する期間の制御状態に影響されることなく、再開後の電圧変換動作を標準化させることができる。

好ましくは、複数の電圧変換部は、第１および第２の電圧変換部を含み、動作モードは、第１および第２の電圧変換部の一方の電圧変換動作を停止させるとともに、他方に電圧変換動作を実行させる片側停止モードである。

好ましくは、電圧変換動作制御手段は、電圧変換動作を再開する電圧変換部に対応の履歴要素に格納される制御値をゼロクリアする。

また、好ましくは、電圧変換動作制御手段は、電圧変換動作を実行させる電圧変換部を第１の電圧変換部から第２の電圧変換部に切換える際に、第１の電圧変換部に対応の履歴要素に格納される制御値に基づいて、切換前後における第１の電圧変換部と第２の電圧変換部との間の電圧変換動作の連続性が保たれるように、第２の電圧変換部に対応の履歴要素に所定の初期値をセットする。

好ましくは、履歴要素は、積分要素を含む。
好ましくは、履歴要素は、制御対象の状態値に基づいて学習値を決定する学習要素を含む。

この発明の別の局面によれば、この発明は、上述のいずれかの電源システムと、電源システムから供給される電力を受けて駆動力を発生する駆動力発生部とを備える車両である。

この発明によれば、電力要求に応じて電圧変換部の電圧変換動作を停止させる動作モードの安定性を向上させた電源システムおよびそれを備える車両を実現できる。

本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。

図１は、本発明の実施の形態に従う電源システム１を備える車両１００の要部を示す概略構成図である。

図１を参照して、本実施の形態においては、負荷装置の一例として、車両１００の駆動力を発生するための駆動力発生部３との間で電力授受を行なう構成について例示する。そして、車両１００は、駆動力発生部３が電源システム１から供給される電力を受けて発生する駆動力を車輪（図示しない）に伝達することで走行する。

本実施の形態においては、複数の蓄電部の一例として、２個の蓄電部を有する電源システム１について説明する。電源システム１は、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬを介して、駆動力発生部３との間で直流電力の授受を行なう。

駆動力発生部３は、第１インバータＩＮＶ１と、第２インバータＩＮＶ２と、第１モータジェネレータＭＧ１と、第２モータジェネレータＭＧ２とを備え、ＨＶ＿ＥＣＵ（Hybrid Vehicle Electrical Control Unit）４からのスイッチング指令ＰＷＭ１，ＰＷＭ２に応じて駆動力を発生する。

インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２は、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬに並列接続され、それぞれ電源システム１との間で電力の授受を行なう。すなわち、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２は、それぞれ主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬを介して受ける直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２へ供給する。さらに、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２は、車両１００の回生制動時などにおいて、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２が車両１００の運動エネルギーを受けて発電する交流電力を直流電力に変換して回生電力として電源システム１へ返還するように構成されてもよい。一例として、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２は、三相分のスイッチング素子を含むブリッジ回路で構成され、それぞれＨＶ＿ＥＣＵ４から受けたスイッチング指令ＰＷＭ１，ＰＷＭ２に応じて、スイッチング（回路開閉）動作を行なうことで、三相交流電力を発生する。

モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、それぞれインバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２から供給される交流電力を受けて回転駆動力を発生可能であるとともに、外部からの回転駆動力を受けて交流電力を発電可能に構成される。一例として、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、永久磁石が埋設されたロータを備える三相交流回転電機である。そして、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、それぞれ動力伝達機構６と連結され、発生した駆動力を駆動軸８によって車輪（図示しない）へ伝達する。

なお、駆動力発生部３がハイブリッド車両に適用される場合には、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、動力伝達機構６または駆動軸８を介してエンジン（図示しない）とも機械的に連結される。そして、ＨＶ＿ＥＣＵ４によって、エンジンの発生する駆動力とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の発生する駆動力とが最適な比率となるように制御が実行される。このようなハイブリッド車両に適用される場合には、一方のモータジェネレータをもっぱら電動機として機能させ、他方のモータジェネレータをもっぱら発電機として機能させるように構成することもできる。

ＨＶ＿ＥＣＵ４は、予め格納されたプログラムを実行することで、図示しない各センサから送信された信号、走行状況、アクセル開度の変化率、および格納しているマップなどに基づいて、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルク目標値および回転数目標値を算出する。そして、ＨＶ＿ＥＣＵ４は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の発生トルクおよび回転数がそれぞれ当該算出したトルク目標値および回転数目標値となるように、スイッチング指令ＰＷＭ１，ＰＷＭ２を生成して駆動力発生部３へ与える。

また、ＨＶ＿ＥＣＵ４は、当該算出した目標トルクおよび目標回転数、もしくは図示しない各種センサにより検出したトルク実績値および回転数実績値に基づいて、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のそれぞれにおいて生じる逆起電圧値Ｖｍ１，Ｖｍ２を取得し、当該逆起電圧値Ｖｍ１，Ｖｍ２に基づいて決定される電圧要求値Ｖｈ^＊を電源システム１へ出力する。すなわち、駆動力発生部３が力行動作を行なう場合には、電源システム１からモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２へ電力を供給できるように、ＨＶ＿ＥＣＵ４は、逆起電圧値Ｖｍ１，Ｖｍ２より大きい電圧を電圧要求値Ｖｈ^＊として決定する。一方、駆動力発生部３が回生動作を行なう場合には、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２が発生する電力が電源システム１へ逆流できるように、ＨＶ＿ＥＣＵ４は、逆起電圧値Ｖｍ１，Ｖｍ２より小さい電圧を電圧要求値Ｖｈ^＊として決定する。

さらに、ＨＶ＿ＥＣＵ４は、上述の目標トルクと目標回転数との積、もしくはトルク実績値と回転数実績値との積に基づいて、電力要求値Ｐ_Ｌ ^＊を算出して電源システム１へ出力する。なお、ＨＶ＿ＥＣＵ４は、電力要求値Ｐ_Ｌ ^＊の符号を変化させることで、力行動作（正値）および回生動作（負値）といった駆動力発生部３における電力要求を電源システム１へ伝送する。

一方、電源システム１は、平滑コンデンサＣと、供給電流検出部１６と、供給電圧検出部１８と、第１のコンバータＣＯＮＶ１と、第２のコンバータＣＯＮＶ２と、第１の蓄電部ＢＡＴ１と、第２の蓄電部ＢＡＴ２と、出力電流検出部１０−１，１０−２と、出力電圧検出部１２−１，１２−２と、制御部２とを備える。

平滑コンデンサＣは、主正母線ＭＰＬと主負母線ＭＮＬとの間に接続され、コンバータＣＯＮＶ１，ＣＯＮＶ２からの供給電力に含まれる変動成分（交流成分）を低減する。

供給電流検出部１６は、主正母線ＭＰＬに直列に介挿され、駆動力発生部３への供給電流値Ｉｈを検出し、その検出結果を制御部２へ出力する。

供給電圧検出部１８は、主正母線ＭＰＬと主負母線ＭＮＬとの間に接続され、駆動力発生部３への供給電圧値Ｖｈを検出し、その検出結果を制御部２へ出力する。

コンバータＣＯＮＶ１，ＣＯＮＶ２は、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬに並列接続され、それぞれ対応の蓄電部ＢＡＴ１，ＢＡＴ２と主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬとの間で電圧変換動作を行なう。具体的には、コンバータＣＯＮＶ１，ＣＯＮＶ２は、それぞれ蓄電部ＢＡＴ１，ＢＡＴ２からの放電電力を目標電圧値まで昇圧して供給電力を生成する。一例として、コンバータＣＯＮＶ１，ＣＯＮＶ２は、チョッパ回路を含んで構成される。

蓄電部ＢＡＴ１，ＢＡＴ２は、それぞれコンバータＣＯＮＶ１，ＣＯＮＶ２を介して、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬに並列接続される。一例として、蓄電部ＢＡＴ１，ＢＡＴ２は、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などの充放電可能に構成された二次電池や、電気二重層キャパシタなどの蓄電素子から構成される。

出力電流検出部１０−１，１０−２は、それぞれ蓄電部ＢＡＴ１，ＢＡＴ２とコンバータＣＯＮＶ１，ＣＯＮＶ２とを接続する２本の電力線の一方に介挿され、蓄電部ＢＡＴ１，ＢＡＴ２の入出力に係る出力電流値Ｉｂ１，Ｉｂ２を検出し、その検出結果を制御部２へ出力する。

出力電圧検出部１２−１，１２−２は、それぞれ蓄電部ＢＡＴ１，ＢＡＴ２とコンバータＣＯＮＶ１，ＣＯＮＶ２とを接続する２本の電力線の線間に接続され、蓄電部ＢＡＴ１，ＢＡＴ２の出力電圧値Ｖｂ１，Ｖｂ２を検出し、その検出結果を制御部２へ出力する。

制御部２は、ＨＶ＿ＥＣＵ４から受けた電圧要求値Ｖｈ^＊および電力要求値Ｐ_Ｌ ^＊と、供給電流検出部１６から受けた供給電流値Ｉｈと、供給電圧検出部１８から受けた供給電圧値Ｖｈと、出力電流検出部１０−１，１０−２から受けた出力電流値Ｉｂ１，Ｉｂ２と、出力電圧検出部１２−１，１２−２から受けた出力電圧値Ｖｂ１，Ｖｂ２とに基づいて、後述する制御構造に従ってそれぞれスイッチング指令ＰＷＣ１，ＰＷＣ２を生成し、コンバータＣＯＮＶ１，ＣＯＮＶ２における電圧変換動作を制御する。

特に、制御部２は、駆動力発生部３からの電力要求値Ｐ_Ｌ ^＊に応じて、コンバータＣＯＮＶ１またはＣＯＮＶ２の電圧変換動作を停止させる動作モードを選択可能に構成される。すなわち、駆動力発生部３からの電力要求値Ｐ_Ｌ ^＊が蓄電部ＢＡＴ１またはＢＡＴ２の放電許容電力より小さければ、制御部２は、一方のコンバータの電圧変換動作を停止させて、電力変換損失を低減する。

なお、２個の蓄電部を有する電源システム１では、コンバータＣＯＮＶ１およびＣＯＮＶ２を同時に停止させることはできないので、当該動作モードは、一方のコンバータの電圧変換動作を停止させるとともに、他方のコンバータの電圧変換動作を実行させる片側停止モードとなる。

この片側停止モードにおいて、制御部２は、蓄電部ＢＡＴ１，ＢＡＴ２の状態値に基づいて、コンバータＣＯＮＶ１およびＣＯＮＶ２の各々についての電圧変換動作の実行および停止を制御する。蓄電部ＢＡＴ１，ＢＡＴ２の状態値の一例として、蓄電部ＢＡＴ１，ＢＡＴ２の出力電圧値Ｖｂ１，Ｖｂ２や、蓄電部ＢＡＴ１，ＢＡＴ２の残存容量（ＳＯＣ：State Of Charge；以下、単に「ＳＯＣ」とも称す）などが用いられる。そして、制御部２は、出力電圧値やＳＯＣがより大きな蓄電部に対応するコンバータに電圧変換動作を実行させるとともに、他方のコンバータの電圧変換動作を停止させる。

出力電圧値がより大きな蓄電部に対応するコンバータを選択することで、蓄電部間の不要な循環電流の発生を抑制し、蓄電部の異常劣化や不要な損失を回避できる。また、ＳＯＣがより大きな蓄電部に対応するコンバータを選択することで、駆動力発生部３からの電力要求値Ｐ_Ｌ ^＊が比較的大きい場合であっても、ＳＯＣの過剰低下による蓄電部の劣化を回避できる。以下の説明においては、一例として、片側停止モードにおいては、出力電圧値がより大きな蓄電部に対応するコンバータに対して電圧変換動作を選択的に実行させる構成について説明する。

また、制御部２は、上述したコンバータＣＯＮＶ１，ＣＯＮＶ２の各々における電圧変換動作を制御するために互いに独立した２個の制御系を実現する。これらの制御系の各々は、履歴に依存して定まる制御値を出力する履歴要素を含んで構成される。本発明の実施の形態においては、一例として、積分要素を含む履歴要素が用いられる。

そして、制御部２は、停止中のコンバータに対して電圧変換動作を再開させる際に、再開前に対応の履歴要素に格納されている制御値とは独立に決定される所定の初期値を当該履歴要素にセットする。すなわち、制御部２は、コンバータＣＯＮＶ１からコンバータＣＯＮＶ２に電圧変換動作の実行を切換える際には、コンバータＣＯＮＶ２に対応する履歴要素に所定の初期値をセットする一方、コンバータＣＯＮＶ１からコンバータＣＯＮＶ２に電圧変換動作の実行を切換える際には、コンバータＣＯＮＶ１に対応する履歴要素に所定の初期値をセットする。本発明の実施の形態においては、一例として、再開前に対応の履歴要素に格納されている制御値にかかわらず、一律に初期値として「ゼロ」値が用いられる。すなわち、制御部２は、積分要素を含む履歴要素に格納される制御値をゼロクリアする。

本発明の実施の形態においては、駆動力発生部３が「負荷装置」に相当し、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬが「電力線」に相当し、コンバータＣＯＮＶ１，ＣＯＮＶ２が「複数の電圧変換部」に相当する。また、制御部２が「動作モード選択手段」および「電圧変換動作制御手段」を実現する。

図２は、本発明の実施の形態に従うコンバータＣＯＮＶ１，ＣＯＮＶ２の概略構成図である。

図２を参照して、コンバータＣＯＮＶ１は、チョッパ回路４０−１と、平滑コンデンサＣ１とからなる。

チョッパ回路４０−１は、電力を双方向に供給することが可能である。具体的には、チョッパ回路４０−１は、制御部２（図１）からのスイッチング指令ＰＷＣ１に応じて、蓄電部ＢＡＴ１からの放電電力を昇圧して駆動力発生部３（図１）へ供給可能であるとともに、駆動力発生部３から受けた回生電力を降圧して蓄電部ＢＡＴ１へ供給可能である。そして、チョッパ回路４０−１は、それぞれ正母線ＬＮ１Ａと、負母線ＬＮ１Ｃと、配線ＬＮ１Ｂと、スイッチング素子であるトランジスタＱ１Ａ，Ｑ１Ｂと、ダイオードＤ１Ａ，Ｄ１Ｂと、インダクタＬ１とを含む。

正母線ＬＮ１Ａは、その一方端がトランジスタＱ１Ａのコレクタに接続され、他方端が主正母線ＭＰＬに接続される。また、負母線ＬＮ１Ｃは、その一方端が蓄電部ＢＡＴ１の負側に接続され、他方端が主負母線ＭＮＬに接続される。

トランジスタＱ１ＡおよびＱ１Ｂは、正母線ＬＮ１Ａと負母線ＬＮ１Ｃとの間に直列に接続される。そして、トランジスタＱ１Ａのコレクタは正母線ＬＮ１Ａに接続され、トランジスタＱ１Ｂのエミッタは負母線ＬＮ１Ｃに接続される。また、各トランジスタＱ１Ａ，Ｑ１Ｂのコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ１Ａ，Ｄ１Ｂがそれぞれ接続されている。さらに、インダクタＬ１は、トランジスタＱ１ＡとトランジスタＱ１Ｂとの接続点に接続される。

配線ＬＮ１Ｂは、一方端が蓄電部ＢＡＴ１の正側に接続され、他方端がインダクタＬ１に接続される。

平滑コンデンサＣ１は、配線ＬＮ１Ｂと負母線ＬＮ１Ｃとの間に接続され、配線ＬＮ１Ｂと負母線ＬＮ１Ｃとの間の直流電圧に含まれる交流成分を低減する。

以下、コンバータＣＯＮＶ１の電圧変換動作について説明する。昇圧動作時において、制御部２（図１）は、トランジスタＱ１Ａをオン状態に維持し、かつ、トランジスタＱ１Ｂを所定のデューティー比でオン／オフさせる。トランジスタＱ１Ｂのオン期間においては、蓄電部ＢＡＴ１から配線ＬＮ１Ｂ、インダクタＬ１、ダイオードＤ１Ａ、および正母線ＬＮ１Ａを順に介して、放電電流が主正母線ＭＰＬへ流れる。同時に、蓄電部ＢＡＴ１から配線ＬＮ１Ｂ、インダクタＬ１、トランジスタＱ１Ｂ、および負母線ＬＮ１Ｃを順に介して、ポンプ電流が流れる。インダクタＬ１は、このポンプ電流により電磁エネルギーを蓄積する。続いて、トランジスタＱ１Ｂがオン状態からオフ状態に遷移すると、インダクタＬ１は、蓄積した電磁エネルギーを放電電流に重畳する。その結果、コンバータＣＯＮＶ１から主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬへ供給される直流電力の平均電圧は、デューティー比に応じてインダクタＬ１に蓄積される電磁エネルギーに相当する電圧だけ昇圧される。

コンバータＣＯＮＶ２についても上述したコンバータＣＯＮＶ１と同様の構成および動作であるので、詳細な説明は繰返さない。

（片側停止モード）
図３は、片側停止モードにおいて駆動力発生部３との間で授受される電力を示す概略図である。

図３（ａ）は、コンバータＣＯＮＶ２の電力変換動作が停止される場合を示す。
図３（ｂ）は、コンバータＣＯＮＶ１の電力変換動作が停止される場合を示す。

図３（ａ）を参照して、片側停止モードに移行した直後において、蓄電部ＢＡＴ１の出力電圧値Ｖｂ１が蓄電部ＢＡＴ２の出力電圧値Ｖｂ２より大きい場合には、コンバータＣＯＮＶ２の電圧変換動作が停止されるとともに、コンバータＣＯＮＶ１の電圧変換動作が実行される。すると、駆動力発生部３には、コンバータＣＯＮＶ１を介して、蓄電部ＢＡＴ１からの放電電力Ｐａが供給される。

一方、図３（ｂ）を参照して、片側停止モードに移行した直後において、蓄電部ＢＡＴ２の出力電圧値Ｖｂ２が蓄電部ＢＡＴ１の出力電圧値Ｖｂ１より大きい場合には、コンバータＣＯＮＶ１の電圧変換動作が停止されるとともに、コンバータＣＯＮＶ２の電圧変換動作が実行される。すると、駆動力発生部３には、コンバータＣＯＮＶ２を介して、蓄電部ＢＡＴ２からの放電電力Ｐｂが供給される。

上述のように、片側停止モードにおいては、２個のコンバータＣＯＮＶ１，ＣＯＮＶ２のうち、一方の電圧変換動作が停止されるので、チョッパ回路４０−１，４０−２（図２）などにおけるスイッチング損失（電力変換損失）を低減できる。

（制御構造）
図４は、本発明の実施の形態に従う制御部２における制御構造を示すブロック図である。

図４を参照して、本発明の実施の形態に従う制御構造は、コンバータＣＯＮＶ１，ＣＯＮＶ２における電圧変換動作（昇圧動作）を制御するためのスイッチング指令ＰＷＣ１，ＰＷＣ２を生成する。そして、本発明の実施の形態に従う制御構造は、制御系ＳＹＳ１，ＳＹＳ２と、動作モード選択部５６と、電圧変換動作制御部５０とを含む。

制御系ＳＹＳ１およびＳＹＳ２は、それぞれコンバータＣＯＮＶ１およびＣＯＮＶ２に対応付けられ、一例として、駆動力発生部３への供給電圧値Ｖｈを電圧要求値Ｖｈ^＊に一致させるためのスイッチング指令ＰＷＣ１およびＰＷＭ２をそれぞれ生成する。すなわち、制御系ＳＹＳ１，ＳＹＳ２は、コンバータＣＯＮＶ１，ＣＯＮＶ２の出力電圧についての電圧制御を実行する。

制御系ＳＹＳ１は、減算部６０−１と、比例要素６２−１と、積分要素６４−１と、加算部６５−１と、変調部６６−１と、選択部６８−１とを含む。ここで、減算部６０−１、比例要素６２−１、積分要素６４−１、および加算部６５−１は、供給電圧値Ｖｈについての電圧フィードバックループを構成する。

減算部６０−１は、電圧要求値Ｖｈ^＊と供給電圧値Ｖｈとの差から電圧偏差を算出し、比例要素６２−１へ出力する。比例要素６２−１は、比例ゲインＫｐ１をもち、減算部６０−１から受けた電圧偏差に比例ゲインＫｐ１を乗じて得られる比例出力を、積分要素６４−１および加算部６５−１へ出力する。

積分要素６４−１は、履歴に依存して定まる制御値を出力する履歴要素に相当する。そして、積分要素６４−１は、積分時間（もしくはリセットタイム）Ｔｉ１をもち、比例要素６４−１から受けた比例出力を時間的に積分した積分出力ＩＮＴ１を加算部６５−１へ出力する。

特に、本発明の実施の形態においては、積分要素６４−１は、外部からのリセット信号ＲＥＳＥＴ１を入力可能に構成される。積分要素６４−１は、リセット信号ＲＥＳＥＴ１を入力されると、当該時点において格納する積分出力ＩＮＴ１をゼロクリアする。なお、積分要素６４−１の詳細な構成および動作については、後述する。

加算部６５−１は、比例要素６２−１から受けた比例出力、および積分要素６４−１から受けた積分出力ＩＮＴ１を加算して得られる操作出力ＤＴＹ１を変調部６６−１へ出力する。すなわち、操作出力ＤＴＹ１は、Ｋｐ１×（１＋１／ｓＴｉ１）×（Ｖｈ^＊−Ｖｈ）となる。なお、「ｓ」は、ラプラス変数である。なお、操作出力ＤＴＹ１は、コンバータＣＯＮＶ１のチョッパ回路４０−１（図２）に対するデューティー比の指令値に相当する。

変調部６６−１は、図示しない発振部が発生する搬送波（キャリア波）と操作出力ＤＴＹ１とを比較してスイッチング指令ＰＷＣ１を生成し、選択部６８−１へ出力する。選択部６８−１は、電圧変換動作制御部５０から受けた選択指令ＳＥＬ１に応じて、スイッチング指令ＰＷＣ１を出力または遮断する。すなわち、選択部６８−１は、選択指令ＳＥＬ１によって活性化される期間においてスイッチング指令ＰＷＣ１を出力する一方、その他の期間においては、「ゼロ」値を出力する。したがって、対応するコンバータＣＯＮＶ１は、選択部６８−１が活性化される期間においてのみ電圧変換動作を行なうことになる。

制御系ＳＹＳ２は、減算部６０−２と、比例要素６２−２と、積分要素６４−２と、加算部６５−２と、変調部６６−２と、選択部６８−２とを含む。ここで、減算部６０−２、比例要素６２−２、積分要素６４−２、および加算部６５−２は、供給電圧値Ｖｈについての電圧フィードバックループを構成する。以下、制御系ＳＹＳ１と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

動作モード選択部５６は、駆動力発生部３からの電力要求値Ｐ_Ｌ ^＊に応じて、片側停止モードを選択すべきか否かを判断する。そして、動作モード選択部５６は、片側停止モードが選択可能であれば、その片側停止モードへの移行指令を電圧変換動作制御部５０へ出力する。具体的には、動作モード選択部５６は、蓄電部ＢＡＴ１，ＢＡＴ２のＳＯＣから得られる各蓄電部の放電許容電力に比較して、電力要求値Ｐ_Ｌ ^＊が小さい場合には、片側停止モードを選択する。

なお、蓄電部ＢＡＴ１，ＢＡＴ２のＳＯＣを測定する方法としては、周知のさまざまな手段を用いることができるが、一例として、蓄電部が開回路状態で生じる出力電圧値（開回路電圧値）から算出される暫定ＳＯＣと、出力電流値の積算値から算出される補正ＳＯＣとを加算することでＳＯＣを逐次的に検出できる。

電圧変換動作制御部５０は、動作モード選択部５６から片側停止モードへの移行指令を受けると、蓄電部ＢＡＴ１，ＢＡＴ２の状態値に応じて、電圧変換動作を停止させるコンバータを選択するために、選択指令ＳＥＬ１およびＳＥＬ２のいずれか一方のみを活性化する。具体的には、電圧変換動作制御部５０は、比較部５２と、指令生成部５４とを含む。

比較部５２は、蓄電部ＢＡＴ１，ＢＡＴ２の状態値の一例として、蓄電部ＢＡＴ１の出力電圧値Ｖｂ１および蓄電部ＢＡＴ２の出力電圧値Ｖｂ２を比較し、その比較結果を指令生成部５４へ出力する。

指令生成部５４は、比較部５２から受けた出力電圧値の比較結果に応じて、出力電圧値がより大きな蓄電部に対応するコンバータを選択するための選択指令ＳＥＬ１，ＳＥＬ２を生成する。さらに、指令生成部５４は、比較部５２から受けた比較結果が変化すると、選択指令ＳＥＬ１またはＳＥＬ２の切換に先だって、電圧変換動作を再開させるコンバータに対応する制御系の積分要素に対してリセット信号を出力する。

（積分要素）
図５は、積分要素６４−１のより詳細な構成および動作を示す図である。

図５（ａ）は、積分要素６４−１の構成を示す図である。
図５（ｂ）は、積分要素６４−１の動作を示す図である。

図５（ａ）を参照して、積分要素６４−１は、除算部７０と、加算部７２と、レジスタ部７４とからなる。

除算部７０は、積分要素６４−１に与えられる比例出力（Ｋｐ１（Ｖｈ１^＊−Ｖｈ１））を積分時間Ｔｉ１で除算（割り算）し、その商を加算部７２へ出力する。加算部７２は、レジスタ部７４から出力される積分出力ＩＮＴ１（前回値）と、除算部７０から出力される商とを加算して積分出力ＩＮＴ１（今回値）を生成し、レジスタ部７４へ出力する。レジスタ部７４は、加算部７２から出力される積分出力ＩＮＴ１（今回値）を格納するとともに、格納した積分出力ＩＮＴ１を加算部６５−１（図４）および加算部７２へ出力する。

図５（ｂ）を参照して、積分要素６４−１にステップ的な比例出力（Ｋｐ１（Ｖｈ１^＊−Ｖｈ１））が与えられると、積分要素６４−１から出力される積分出力ＩＮＴ１は、所定の時定数をもって単調増加する。なお、比例出力が与えられた後、入力される比例出力のレベルに対する積分出力ＩＮＴ１のレベルが約６３％に到達するまでの時間が積分時間Ｔｉ１に相当する。

積分要素６４−２についても上述の積分要素６４−１と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

（片側停止モードにおける積分出力）
図６は、片側停止モードにおける積分要素６４−１，６４−２の積分出力ＩＮＴ１，ＩＮＴ２の変化の一例を示す図である。

図６（ａ）は、電圧変換動作を実行するコンバータの切換を示す図である。
図６（ｂ）は、積分要素６４−１から出力される積分出力ＩＮＴ１の時間変化を示す図である。

図６（ｃ）は、積分要素６４−２から出力される積分出力ＩＮＴ２の時間変化を示す図である。

図６（ａ）を参照して、一例として、片側停止モードにおいて、コンバータＣＯＮＶ１，コンバータＣＯＮＶ２，コンバータＣＯＮＶ１の順で、電圧変換動作を実行するコンバータが切換えられたとする。

図６（ｂ）を参照して、コンバータＣＯＮＶ１が電圧変換動作を実行する期間（時刻ｔｍ０〜時刻ｔｍ１）において、積分要素６４−１は、コンバータＣＯＮＶ１の電圧変換動作を制御するための積分出力ＩＮＴ１を出力する。続いて、積分要素６４−１は、コンバータＣＯＮＶ２が電圧変換動作を実行する期間（時刻ｔｍ１〜時刻ｔｍ２）においても積分動作を継続するが、この期間において積分される比例出力は、コンバータＣＯＮＶ２の電圧変換動作によって生じるものである。すなわち、このコンバータＣＯＮＶ２が電圧変換動作を実行する期間（時刻ｔｍ１〜時刻ｔｍ２）において、積分要素６４−１によって積分された積分出力は、無効データである。

ここで、コンバータＣＯＮＶ１が電圧変換動作を再開する時刻ｔｍ２において、積分要素６４−１から無効な積分出力が出力されてしまうと、コンバータＣＯＮＶ１は、何らの保証もない制御値によって制御されることになる。そこで、上述したように、電圧変換動作制御部５０（図４）は、積分要素６４−１にリセット信号ＲＥＳＥＴ１を与えて、積分要素６４−１に格納される積分出力ＩＮＴ１をゼロクリアする。

図６（ｃ）を参照して、電圧変換動作制御部５０は、コンバータＣＯＮＶ２についても同様に、コンバータＣＯＮＶ２が電圧変換動作を再開する時刻ｔｍ１において、積分要素６４−２にリセット信号ＲＥＳＥＴ２を与えて、積分要素６４−２に格納される無効な積分出力ＩＮＴ２をゼロクリアする。

このように、コンバータＣＯＮＶ１およびＣＯＮＶ２は、それぞれ積分要素６４−１および６４−２からの無効な積分出力ＩＮＴ１，ＩＮＴ２に影響されることなく、電圧変換動作を再開できる。

なお、コンバータＣＯＮＶ１，ＣＯＮＶ２が電圧変換動作を停止する期間において、積分要素６４−１，６４−２の積分動作を停止するように構成することもできる。このような構成であっても、積分要素６４−１，６４−２がコンバータＣＯＮＶ１，ＣＯＮＶ２の電圧変換動作が停止される直前の積分出力を保持するので、電圧変換動作を再開する時点において、積分出力ＩＮＴ１，ＩＮＴ２をゼロクリアする必要がある。

（処理フロー）
図７は、本発明の実施の形態に従う処理を実現するためのフローチャートである。

図７を参照して、制御部２は、駆動力発生部３の電力要求値Ｐ_Ｌ ^＊を取得する（ステップＳ１００）。そして、制御部２は、蓄電部ＢＡＴ１，ＢＡＴ２のＳＯＣに基づいて、蓄電部ＢＡＴ１，ＢＡＴ２の各々の放電許容電力を取得する（ステップＳ１０２）。さらに、制御部２は、電力要求値Ｐ_Ｌ ^＊が蓄電部ＢＡＴ１，ＢＡＴ２のいずれの放電許容電力よりも小さいか否かを判断する（ステップＳ１０４）。

電力要求値Ｐ_Ｌ ^＊が蓄電部ＢＡＴ１，ＢＡＴ２のいずれの放電許容電力よりも小さい場合（ステップＳ１０４においてＹＥＳの場合）には、制御部２は、片側停止モードを選択する（ステップＳ１０６）。さらに、制御部２は、前回も片側停止モードが選択されたか否かを判断する（ステップＳ１０８）。

前回は片側停止モードが選択されなかった場合（ステップＳ１０８においてＮＯの場合）、すなわち現在の処理が片側停止モードへの移行直後の場合には、制御部２は、蓄電部ＢＡＴ１の出力電圧値Ｖｂ１が蓄電部ＢＡＴ２の出力電圧値Ｖｂ２より大きいか否かを判断する（ステップＳ１１０）。

蓄電部ＢＡＴ１の出力電圧値Ｖｂ１が蓄電部ＢＡＴ２の出力電圧値Ｖｂ２より大きい場合（ステップＳ１１０においてＹＥＳの場合）には、制御部２は、コンバータＣＯＮＶ２の電圧変換動作を停止させるとともに、コンバータＣＯＮＶ１に電圧変換動作を実行させる（ステップＳ１１２）。そして、制御部２は、最初の処理に戻る。

一方、蓄電部ＢＡＴ１の出力電圧値Ｖｂ１が蓄電部ＢＡＴ２の出力電圧値Ｖｂ２より大きくない場合（ステップＳ１１０においてＮＯの場合）には、制御部２は、コンバータＣＯＮＶ１の電圧変換動作を停止させるとともに、コンバータＣＯＮＶ２に電圧変換動作を実行させる（ステップＳ１１４）。そして、制御部２は、最初の処理に戻る。

前回も片側停止モードが選択された場合（ステップＳ１０８においてＹＥＳの場合）には、制御部２は、コンバータＣＯＮＶ１およびＣＯＮＶ２のうち、いずれが現在選択中であるかを判断する（ステップＳ１１６）。

コンバータＣＯＮＶ１が現在選択中である場合（ステップＳ１１６において「ＣＯＮＶ１」の場合）には、制御部２は、蓄電部ＢＡＴ２の出力電圧値Ｖｂ２が蓄電部ＢＡＴ１の出力電圧値Ｖｂ１より大きいか否かを判断する（ステップＳ１１８）。蓄電部ＢＡＴ２の出力電圧値Ｖｂ２が蓄電部ＢＡＴ１の出力電圧値Ｖｂ１より大きい場合（ステップＳ１１８においてＹＥＳの場合）には、制御部２は、電圧変換動作を実行させるコンバータをコンバータＣＯＮＶ１からコンバータＣＯＮＶ２に切換えるために、コンバータＣＯＮＶ２に対応する積分要素６４−２をゼロクリアする（ステップＳ１２０）。そして、制御部２は、コンバータＣＯＮＶ１の電圧変換動作を停止させるとともに、コンバータＣＯＮＶ２に電圧変換動作を実行させる（ステップＳ１２２）。そして、制御部２は、最初の処理に戻る。

蓄電部ＢＡＴ２の出力電圧値Ｖｂ２が蓄電部ＢＡＴ１の出力電圧値Ｖｂ１より大きくない場合（ステップＳ１１８においてＮＯの場合）には、制御部２は、最初の処理に戻る。

一方、コンバータＣＯＮＶ２が現在選択中である場合（ステップＳ１１６において「ＣＯＮＶ２」の場合）には、制御部２は、蓄電部ＢＡＴ１の出力電圧値Ｖｂ１が蓄電部ＢＡＴ２の出力電圧値Ｖｂ２より大きいか否かを判断する（ステップＳ１２４）。蓄電部ＢＡＴ１の出力電圧値Ｖｂ１が蓄電部ＢＡＴ２の出力電圧値Ｖｂ２より大きい場合（ステップＳ１２４においてＹＥＳの場合）には、制御部２は、電圧変換動作を実行させるコンバータをコンバータＣＯＮＶ２からコンバータＣＯＮＶ１に切換えるために、コンバータＣＯＮＶ１に対応する積分要素６４−１をゼロクリアする（ステップＳ１２６）。そして、制御部２は、コンバータＣＯＮＶ２の電圧変換動作を停止させるとともに、コンバータＣＯＮＶ１に電圧変換動作を実行させる（ステップＳ１２８）。そして、制御部２は、最初の処理に戻る。

電力要求値Ｐ_Ｌ ^＊が蓄電部ＢＡＴ１，ＢＡＴ２のいずれかの放電許容電力より小さくない場合（ステップＳ１０４においてＮＯの場合）には、制御部２は、通常の制御モードを実行する（ステップＳ１３０）。そして、制御部２は、最初の処理に戻る。なお、通常の制御モードとは、コンバータＣＯＮＶ１およびＣＯＮＶ２のいずれもが電圧変換動作を実行する動作モードを意味する。

本発明の実施の形態によれば、２個のコンバータのうち一方のコンバータの電圧変換動作を停止させる片側停止モードにおいて、停止中のコンバータが電圧変換動作を再開する際に、当該コンバータに対応の積分要素の積分出力がゼロクリアされる。これにより、再開後の電圧変換動作を制御する制御系において、電圧変換動作の停止中の履歴に依存する無効な積分出力が演算に用いられることはない。よって、電圧変換動作を停止する期間の制御状態に影響されることなく、再開後の電圧変換動作を標準化させることができ、片側停止モードの安定性を向上させることができる。

［第１変形例］
上述の本発明の実施の形態においては、制御系に含まれる積分要素が格納する積分出力をゼロクリアする構成について説明したが、片側停止モードにおける負荷装置への供給電圧をより安定化させるために、コンバータ間の電圧変換動作の連続性を保つような初期値を積分要素にセットしてもよい。

本発明の実施の形態の第１変形例に従う電源システムは、制御部における制御構造を除いて、図１に示す本発明の実施の形態に従う電源システム１と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

図８は、本発明の実施の形態の第１変形例に従う制御部２Ａにおける制御構造を示すブロック図である。

図８を参照して、本発明の実施の形態の第１変形例に従う制御構造は、図４に示す本発明の実施の形態に従う制御構造において、電圧変換動作制御部５０に代えて電圧変換動作制御部５０Ａを配置し、かつ電圧変換動作制御部５０Ａが操作出力ＤＴＹ１，ＤＴＹ２を受取可能に構成したものである。また、積分要素６４−１，６４−２は、プリセット信号ＰＲＳＥＴ１，ＰＲＳＥＴ２を入力可能に構成され、それぞれ格納する積分出力ＩＮＴ１，ＩＮＴ２をプリセット信号ＰＲＳＥＴ１，ＰＲＳＥＴ２に応じた値に更新可能である。

電圧変換動作制御部５０Ａは、本発明の実施の形態に従う電圧変換動作制御部５０において、指令生成部５４に代えて指令生成部５４Ａを配置したものである。

指令生成部５４Ａは、比較部５２から受けた出力電圧値の比較結果に応じて、出力電圧値がより大きな蓄電部に対応するコンバータを選択するための選択指令ＳＥＬ１，ＳＥＬ２を生成する。さらに、指令生成部５４Ａは、比較部５２から受けた比較結果が変化すると、選択指令ＳＥＬ１またはＳＥＬ２の切換に先だって、電圧変換動作を再開させるコンバータに対応する制御系の積分要素に対して、所定の初期値をセットするためのプリセット信号ＰＲＳＥＴ１またはＰＲＳＥＴ２を出力する。なお、指令生成部５４Ａがプリセット信号ＰＲＳＥＴ１またはＰＲＳＥＴ２を出力するタイミングは、上述した本発明の実施の形態において、指令生成部５４がそれぞれリセット信号ＲＥＳＥＴ１またはＲＥＳＥＴ２を出力するタイミングと同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

本発明の実施の形態の第１変形例に従う制御構造のその他の点は、上述の本発明の実施の形態に従う制御構造と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

（初期値の決定）
本発明の実施の形態の第１変形例に従う指令生成部５４Ａは、片側停止モードにおいて、切換えられるコンバータ間の電圧変換動作の連続性が保たれるように、積分要素６４−１，６４−２にセットする初期値を決定する。

図９は、本発明の実施の形態の第１変形例に従う初期値の決定方法を説明するための図である。

図９を参照して、制御ブロック８０Ａ，８０Ｂは、それぞれコンバータＣＯＮＶ１，ＣＯＮＶ２の伝達関数Ｇ１（ｓ），Ｇ２（ｓ）を示す制御ブロックである。伝達関数Ｇ１（ｓ），Ｇ２（ｓ）は、それぞれ操作出力ＤＴＹ１（ｔ），ＤＴＹ２（ｔ）を入力とし、コンバータＣＯＮＶ１，ＣＯＮＶ２の出力電圧である供給電圧値Ｖｈ（ｔ）を出力とした場合の伝達関数である。

片側停止モードにおいて、切換られるコンバータ間の電圧変換動作の連続性を保つためには、切換前後でコンバータＣＯＮＶ１，ＣＯＮＶ２の出力電圧である供給電圧値Ｖｈ（ｔ）を一致させる必要がある。そのため、制御ブロック８０Ａおよび８０Ｂにおける供給電圧値Ｖｈ（ｔ）が一致するためには、
Ｇ１（ｓ）×ＤＴＹ１（ｔ）＝Ｇ２（ｓ）×ＤＴＹ２（ｔ）
が成立しなければならない。

ここで、伝達関数Ｇ１（ｓ），Ｇ２（ｓ）は、それぞれコンバータＣＯＮＶ１，ＣＯＮＶ２を構成するチョッパ回路４０−１，４０−２（図２）の素子定数や、変調部６６−１，６６−２（図８）内の搬送波周波数などに応じて予め取得することができる。すなわち、電圧変換動作を再開するコンバータの操作出力の初期値を、他方のコンバータの操作出力に基づいて決定することで、切換前後におけるコンバータの電圧変換動作の連続性を保つことができる。

具体的には、電圧変換動作を実行させるコンバータをコンバータＣＯＮＶ１からコンバータＣＯＮＶ２へ切換える際に、初期値とすべき操作出力ＤＴＹ２（０）は、
操作出力ＤＴＹ２（０）＝Ｇ１（ｓ）×ＤＴＹ１／Ｇ２（ｓ）
として決定することができる一方、コンバータＣＯＮＶ２からコンバータＣＯＮＶ１へ切換える際に、初期値とすべき操作出力ＤＴＹ１（０）は、
操作出力ＤＴＹ１（０）＝Ｇ２（ｓ）×ＤＴＹ２／Ｇ１（ｓ）
として決定することができる。

さらに、本発明の実施の形態において説明したように、操作出力ＤＴＹ１，ＤＴＹ２には、
操作出力ＤＴＹ１＝Ｋｐ１×（１＋１／ｓＴｉ１）×（Ｖｈ^＊−Ｖｈ）
操作出力ＤＴＹ２＝Ｋｐ２×（１＋１／ｓＴｉ２）×（Ｖｈ^＊−Ｖｈ）
の関係があるので、コンバータ切換時の初期値とすべき操作出力ＤＴＹ１（０），ＤＴＹ２（０）が決定されれば、積分要素６４−１，６４−２にセットすべき初期値（上式の「ｓＴｉ１」および「ｓＴｉ２」に相当）を一意に決定することができる。

このように、電圧変換動作制御部５０Ａは、コンバータ切換前後において、コンバータの電圧変換動作の連続性が保たれるような初期値を決定し、コンバータＣＯＮＶ１，ＣＯＮＶ２に対応する積分要素６４−１，６４−２にセットする。

（処理フロー）
図１０は、本発明の実施の形態の第１変形例に従う処理を実現するためのフローチャートである。

図１０を参照して、本発明の実施の形態の第１変形例に従う処理を実現するためのフローチャートは、図７に示す本発明の実施の形態に従う処理を実現するためのフローチャートにおいて、ステップＳ１２０に代えてステップＳ２２０を用い、ステップＳ１２６に代えてステップＳ２２６を用いたものである。

ステップＳ２２０において、制御部２Ａは、コンバータＣＯＮＶ１からコンバータＣＯＮＶ２への切換の連続性を保つために、コンバータＣＯＮＶ１の操作出力ＤＴＹ１に基づいて、コンバータＣＯＮＶ２に対応する積分要素６４−２の初期値を決定する。そして、制御部２Ａは、当該決定した初期値を積分要素６４−２にセットする。

また、ステップＳ２２６において、制御部２Ａは、コンバータＣＯＮＶ２からコンバータＣＯＮＶ１への切換の連続性を保つために、コンバータＣＯＮＶ２の操作出力ＤＴＹ２に基づいて、コンバータＣＯＮＶ１に対応する積分要素６４−１の初期値を決定する。そして、制御部２Ａは、当該決定した初期値を積分要素６４−１にセットする。

本発明の実施の形態の第１変形例に従う処理を実現するためのフローチャートにおけるその他のステップは、上述の本発明の実施の形態に従う処理を実現するためのフローチャートと同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

本発明の実施の形態の第１変形例によれば、２個のコンバータのうち一方のコンバータの電圧変換動作を停止させる片側停止モードにおいて、電圧変換動作を実行させるコンバータを切換える際に、先行のコンバータに対応する積分要素の積分出力に基づいて、コンバータの電圧変換動作の連続性が保たれるような初期値が決定される。そして、当該初期値が電圧変換動作を再開するコンバータに対応する積分要素にセットされる。これにより、電圧変換動作を実行するコンバータの切換えに際して、駆動力発生部への供給電圧をより安定化させることができる。より、片側停止モードの安定性をより向上させることができる。

［第２変形例］
上述の本発明の実施の形態においては、履歴要素の一例として積分要素を含む制御系について説明したが、積分要素以外の履歴要素を用いることもできる。

本発明の実施の形態の第２変形例に従う電源システムは、制御部における制御構造を除いて、図１に示す本発明の実施の形態に従う電源システム１と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

図１１は、本発明の実施の形態の第２変形例に従う制御部２Ｂにおける制御構造を示すブロック図である。

図１１を参照して、本発明の実施の形態の第２変形例に従う制御構造は、図４に示す本発明の実施の形態に従う制御構造において、加算部６７−１，６７−２およびオブザーバ６９−１，６９−２をさらに配置したものである。ここで、オブザーバ６９−１，６９−２は、制御対象の状態値に基づいて学習値を決定する学習要素に相当する。

オブザーバ６９−１は、制御系ＳＹＳ２Ａの制御対象であるコンバータＣＯＮＶ１の状態値を推定し、制御系ＳＹＳ２Ａをより安定化させる。すなわち、オブザーバ６９−１は、制御対象であるコンバータＣＯＮＶ１に生じる外乱を推定し、当該推定した外乱を相殺するように、操作出力ＤＴＹ１を補償する。

具体的には、オブザーバ６９−１は、コンバータＣＯＮＶ１の入力であるスイッチング指令ＰＷＣ１と、コンバータＣＯＮＶ１の出力である供給電圧値Ｖｈとの関係から、コンバータＣＯＮＶ１の状態推定値を算出する。そして、オブザーバ６９−１は、コンバータＣＯＮＶ１を構成するチョッパ回路４０−１（図２）の素子定数などに応じて定まる理論上の状態値と、状態推定値との差に基づいて、外乱推定値を算出する。さらに、オブザーバ６９−１は、外乱推定値から操作出力ＤＴＹ１を補償するための操作補償量ΔＤＴＹ１算出し、加算部６７−１へ出力する。この操作補償量ΔＤＴＹ１が学習要素の学習値に相当する。

加算部６７−１は、加算部６５−１から受けた操作出力ＤＴＹ１に、オブザーバ６９−１から受けた操作補償量ΔＤＴＹ１を加算して、補償後の操作出力＃ＤＴＹ１を生成した後、変調部６６−１へ出力する。

上述のように、オブザーバ６９−１は、スイッチング指令ＰＷＣ１と供給電圧値Ｖｈとの関係から、コンバータＣＯＮＶ１に生じる外乱推定値を算出するため、コンバータＣＯＮＶ１が電圧変換動作を停止している場合には、無効な外乱推定値を算出してしまう。すなわち、片側停止モードにおいて、コンバータＣＯＮＶ１の電圧変換動作が停止される期間では、スイッチング指令ＰＷＣ１は「ゼロ」値となるが、供給電圧値ＶｈはコンバータＣＯＮＶ２の出力電圧に一致した値となる。

そのため、オブザーバ６９−１は、コンバータＣＯＮＶ１において大きな外乱推定値が生じていると誤って算出してしまい、より大きな操作補償量ΔＤＴＹ１（学習値）を出力する。そこで、オブザーバ６９−１は、電圧変換動作制御部５０からのリセット信号ＲＥＳＥＴ１を入力可能に構成される。そして、オブザーバ６９−１は、コンバータＣＯＮＶ２からコンバータＣＯＮＶ１への切換時（コンバータＣＯＮＶ１の電圧変換動作の再開時）に、リセット信号ＲＥＳＥＴ１を入力されて、当該時点において格納する学習値である操作補償量ΔＤＴＹ１をゼロクリアする。

オブザーバ６９−２および加算部６７−２についても、それぞれオブザーバ６９−１および加算部６７−１と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

このように、コンバータＣＯＮＶ１，ＣＯＮＶ２は、電圧変換動作の停止中において算出される無効な外乱推定値に影響されることなく、電圧変換動作を再開できる。

本発明の実施の形態の第２変形例に従う制御構造のその他の点は、上述の本発明の実施の形態に従う制御構造と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

なお、本発明の実施の第２変形例においては、学習要素の一例として、オブザーバを用いる場合について説明したが、既知の学習制御を行なうための様々な制御要素を用いた場合にも、同様の効果が得られることは言うまでもない。

本発明の実施の形態の第２変形例によれば、履歴要素に積分要素に加えて、オブザーバが含まれる場合であっても、上述の本発明の実施の形態における効果と同様の効果を得ることができる。よって、より制御性を高めた様々な制御系を用いた電源システムであっても、片側停止モードの安定性を向上させることができる。

［第３変形例］
上述の本発明の実施の形態においては、２個の蓄電部を有する電源システムについて例示したが、３個以上の蓄電部を有する電源システムについて適用可能である。

図１２は、本発明の実施の形態の第３変形例に従う電源システム１＃を備える車両１００＃の要部を示す概略構成図である。

図１２を参照して、車両１００＃は、図１に示す車両１００において電源システム１に代えて電源システム１＃を配置したものである。駆動力発生部３およびＨＶ＿ＥＣＵ４については、図１と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

電源システム１＃は、図１に示す電源システム１をＮ組に拡張したものである。すなわち、電源システム１＃は、図１に示す電源システム１において、コンバータＣＯＮＶ１，ＣＯＮＶ２、蓄電部ＢＡＴ１，ＢＡＴ２、出力電流検出部１０−１，１０−２、および出力電圧検出部１２−１，１２−２に代えて、コンバータＣＯＮＶ１〜ＣＯＮＶＮ、蓄電部ＢＡＴ１〜ＢＡＴＮ、出力電流検出部１０−１〜１０−Ｎ、および出力電圧検出部１２−１〜１２−Ｎを配置し、さらに、制御部２に代えて、制御部２＃を配置したものである。

コンバータＣＯＮＶ１〜ＣＯＮＶＮ、蓄電部ＢＡＴ１〜ＢＡＴＮ、出力電流検出部１０−１〜１０−Ｎ、および出力電圧検出部１２−１〜１２−Ｎの各々については、上述の本発明の実施の形態と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

制御部２＃は、駆動力発生部３からの電力要求値Ｐ_Ｌ ^＊に応じて、コンバータＣＯＮＶ１〜ＣＯＮＶＮのうち、少なくとも１個のコンバータの電圧変換動作を停止させる動作モードを選択可能に構成される。

なお、３個以上の蓄電部を有する電源システム１＃においては、少なくとも１個のコンバータが電圧変換動作を行なえば、駆動力発生部３に電力を供給可能であるので、上述した片側停止モード以外の動作モードも選択可能である。すなわち、駆動力発生部３からの電力要求値Ｐ_Ｌ ^＊に応じて、任意のコンバータについての電圧変換動作を停止させてもよい。このような動作モードでは、制御部２＃は、停止中のコンバータに対して電圧変換動作を再開させる際に、履歴要素をゼロクリアする。

さらに、電圧変換動作の再開直後におけるコンバータの出力電圧が供給電圧値Ｖｈと一致するように、切換え前の供給電圧値Ｖｈに基づいて、履歴要素にセットする所定の初期値を決定してもよい。

このように、コンバータＣＯＮＶ１〜ＣＯＮＶＮは、電圧変換動作の停止中において算出される無効な外乱推定値に影響されることなく、電圧変換動作を再開できる。

図１３は、本発明の実施の形態の第３変形例に従う制御部２＃における制御構造を示すブロック図である。

図１３を参照して、本発明の実施の形態の第３変形例に従う制御構造は、図４に示す本発明の実施の形態に従う制御部２の制御構造において、制御系ＳＹＳ１，ＳＹＳ２を制御系ＳＹＳ１〜ＳＹＳＮに拡張したものであり、さらに電圧変換動作制御部５０に代えて電圧変換動作制御部５０＃が配置される。

電圧変換動作制御部５０＃は、駆動力発生部３からの電力要求値Ｐ_Ｌ ^＊に応じて、コンバータＣＯＮＶ１〜ＣＯＮＶＮの各々について電圧変換動作の実行および停止を制御する。具体的には、電圧変換動作制御部５０＃は、評価部５３と、指令生成部５４＃と含む。

評価部５３は、蓄電部ＢＡＴ１〜ＢＡＴＮの出力電圧値Ｖｂ１〜ＶｂＮについて、互いに大きさを評価し、その評価結果を指令生成部５４＃へ出力する。

指令生成部５４＃は、評価部５３から受けた出力電圧値の評価結果に応じて、電圧変換動作を停止すべきコンバータを特定し、それに応じた選択指令ＳＥＬ１〜ＳＥＬＮを生成する。さらに、指令生成部５４＃は、コンバータに対する電圧変換動作の再開に先だって、当該コンバータに対応する制御系の積分要素に対してリセット信号を出力する。

本発明の実施の形態の第３変形例に従う制御構造のその他の点は、上述の本発明の実施の形態に従う制御構造と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

本発明の実施の形態の第３変形例によれば、３個以上の蓄電部と対応の３個以上のコンバータとから構成される電源システムであっても、本発明の実施の形態における効果と同様の効果を発揮させることができる。これにより、負荷装置などの電力要求の定格値に応じて、蓄電部およびコンバータの数を比較的自由に設計することができる。

なお、本発明の実施の形態および各変形例においては、負荷装置の一例として、２個のモータジェネレータを含む駆動力発生部を用いる構成について説明したが、モータジェネレータの数は制限されない。さらに、負荷装置としては、車両の駆動力を発生する駆動力発生部に限られず、電力消費のみを行なう装置および電力消費および発電の両方が可能な装置のいずれにも適用することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態に従う電源システムを備える車両の要部を示す概略構成図である。 本発明の実施の形態に従うコンバータの概略構成図である。 片側停止モードにおいて駆動力発生部との間で授受される電力を示す概略図である。 本発明の実施の形態に従う制御部における制御構造を示すブロック図である。 積分要素のより詳細な構成および動作を示す図である。 片側停止モードにおける積分要素の積分出力の変化の一例を示す図である。 本発明の実施の形態に従う処理を実現するためのフローチャートである。 本発明の実施の形態の第１変形例に従う制御部における制御構造を示すブロック図である。 本発明の実施の形態の第１変形例に従う初期値の決定方法を説明するための図である。 本発明の実施の形態の第１変形例に従う処理を実現するためのフローチャートである。 本発明の実施の形態の第２変形例に従う制御部における制御構造を示すブロック図である。 本発明の実施の形態の第３変形例に従う電源システムを備える車両の要部を示す概略構成図である。 本発明の実施の形態の第３変形例に従う制御部における制御構造を示すブロック図である。

符号の説明

１，１＃ 電源システム、２，２Ａ，２Ｂ，２＃ 制御部、３ 駆動力発生部、６ 動力伝達機構、８ 駆動軸、１０ 出力電流検出部、１２ 出力電圧検出部、１６ 供給電流検出部、１８ 供給電圧検出部、４０ チョッパ回路、５０，５０Ａ，５０＃ 電圧変換動作制御部、５２ 比較部、５３ 評価部、５４，５４Ａ，５４＃ 指令生成部、５６ 動作モード選択部、６０ 減算部、６２ 比例要素、６４ 積分要素、６５，６７，７２ 加算部、６６ 変調部、６８ 選択部、６９ オブザーバ、７０ 除算部、７４ レジスタ部、８０Ａ，８０Ｂ 制御ブロック、１００，１００＃ 車両、ＢＡＴ 蓄電部、Ｃ，Ｃ１ 平滑コンデンサ、ＣＯＮＶ コンバータ、Ｄ１Ａ，Ｄ１Ｂ ダイオード、ＤＴＹ 操作出力、Ｉｂ 出力電流値、Ｉｈ 供給電流値、ＩＮＴ 積分出力、ＩＮＶ１，ＩＮＶ２ インバータ、Ｋｐ 比例ゲイン、Ｌ１ インダクタ、ＬＮ１Ａ 正母線、ＬＮ１Ｂ 配線、ＬＮ１Ｃ 負母線、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、ＭＮＬ 主負母線、ＭＰＬ 主正母線、Ｐ_Ｌ ^＊ 電力要求値、ＰＲＳＥＴ プリセット信号、ＰＷＣ，ＰＷＭ スイッチング指令、Ｑ１Ａ，Ｑ１Ｂ トランジスタ、ＲＥＳＥＴ リセット信号、ＳＥＬ 選択指令、ＳＹＳ 制御系、Ｔｉ 積分時間、Ｖｂ 出力電圧値、Ｖｈ 供給電圧値、Ｖｈ^＊ 電圧要求値、Ｖｍ１，Ｖｍ２ 逆起電圧値、ΔＤＴＹ 操作補償量。

Claims (10)

1. 各々が充放電可能に構成された複数の蓄電部を有する電源システムであって、
   負荷装置と前記電源システムとの間で電力を授受可能に構成された電力線と、
   前記複数の蓄電部と前記電力線との間にそれぞれ設けられ、各々が対応の前記蓄電部と前記電力線との間で電圧変換動作を行なう複数の電圧変換部とを備え、
   前記複数の電圧変換部の各々は、履歴に依存して定まる制御値を出力する履歴要素を含む制御系に従って前記電圧変換動作を実行し、
   前記電源システムは、
   前記負荷装置からの電力要求に応じて、前記複数の電圧変換部に含まれる少なくとも１個の電圧変換部の電圧変換動作を停止させる動作モードを選択する動作モード選択手段と、
   前記動作モードの選択時に、前記複数の電圧変換部の各々についての電圧変換動作の実行および停止を対応する前記蓄電部の状態値に基づいて制御する電圧変換動作制御手段とを備え、
   前記電圧変換動作制御手段は、停止中の電圧変換部に対して前記電圧変換動作を再開させる際に、再開前に対応の前記履歴要素に格納されている前記制御値とは独立に決定される所定の初期値を対応の前記履歴要素にセットする、電源システム。
2. 前記複数の電圧変換部は、第１および第２の電圧変換部を含み、
   前記動作モードは、前記第１および第２の電圧変換部の一方の電圧変換動作を停止させるとともに、他方に電圧変換動作を実行させる片側停止モードである、請求項１に記載の電源システム。
3. 前記電圧変換動作制御手段は、前記電圧変換動作を再開する電圧変換部に対応の前記履歴要素に格納される前記制御値をゼロクリアする、請求項１または２に記載の電源システム。
4. 前記電圧変換動作制御手段は、前記電圧変換動作を実行させる電圧変換部を前記第１の電圧変換部から前記第２の電圧変換部に切換える際に、前記第１の電圧変換部に対応の前記履歴要素に格納される前記制御値に基づいて、切換前後における前記第１の電圧変換部と前記第２の電圧変換部との間の電圧変換動作の連続性が保たれるように、前記第２の電圧変換部に対応の前記履歴要素に前記所定の初期値をセットする、請求項２に記載の電源システム。
5. 前記履歴要素は、積分要素を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電源システム。
6. 前記履歴要素は、制御対象の状態値に基づいて学習値を決定する学習要素を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電源システム。
7. 各々が充放電可能に構成された複数の蓄電部を有する電源システムと、
   前記電源システムから供給される電力を受けて駆動力を発生する駆動力発生部とを備える車両であって、
   前記電源システムは、
   負荷装置と前記電源システムとの間で電力を授受可能に構成された電力線と、
   前記複数の蓄電部と前記電力線との間にそれぞれ設けられ、各々が対応の前記蓄電部と前記電力線との間で電圧変換動作を行なう複数の電圧変換部とを備え、
   前記複数の電圧変換部の各々は、履歴に依存して定まる制御値を出力する履歴要素を含む制御系に従って前記電圧変換動作を実行し、
   前記電源システムは、
   前記負荷装置からの電力要求に応じて、前記複数の電圧変換部に含まれる少なくとも１個の電圧変換部の電圧変換動作を停止させる動作モードを選択する動作モード選択手段と、
   前記動作モードの選択時に、前記複数の電圧変換部の各々についての電圧変換動作の実行および停止を対応する前記蓄電部の状態値に基づいて制御する電圧変換動作制御手段とを備え、
   前記電圧変換動作制御手段は、停止中の電圧変換部に対して前記電圧変換動作を再開させる際に、再開前に対応の前記履歴要素に格納されている前記制御値とは独立に決定される所定の初期値を対応の前記履歴要素にセットする、車両。
8. 前記複数の電圧変換部は、第１および第２の電圧変換部を含み、
   前記動作モードは、前記第１および第２の電圧変換部の一方の電圧変換動作を停止させるとともに、他方に電圧変換動作を実行させる片側停止モードである、請求項７に記載の車両。
9. 前記電圧変換動作制御手段は、前記電圧変換動作を再開する電圧変換部に対応の前記履歴要素に格納される前記制御値をゼロクリアする、請求項７または８に記載の車両。
10. 前記電圧変換動作制御手段は、前記電圧変換動作を実行させる電圧変換部を前記第１の電圧変換部から前記第２の電圧変換部に切換える際に、前記第１の電圧変換部に対応の前記履歴要素に格納される前記制御値に基づいて、切換前後における前記第１の電圧変換部と前記第２の電圧変換部との間の電圧変換動作の連続性が保たれるように、前記第２の電圧変換部に対応の前記履歴要素に前記所定の初期値をセットする、請求項９に記載の車両。

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