JP2010074885A - Power supply system and control method therefor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To appropriately suppress loss according to the state of a load device, in a power supply system including multiple sets of power accumulating devices and supply voltage converters. <P>SOLUTION: According to the state of load devices including motor generators MG1, MG2, request power to the power supply system and a target voltage for the output voltages of converters 10, 12 are set. When request power is lower than the reference value and step-up operation of the converters 10, 12 is unnecessary in view of the target voltage, upper arm ON mode is selected. When the output voltages of the power accumulating devices B1, B2 are different from each other in upper arm ON mode, the upper arm (switching element Q1 or Q3) and lower arm of the converter, corresponding to the higher output voltage are respectively fixed on and off, and the other converter is stopped. When the output voltages of the power accumulating devices B1, B2 are equal to each other, respective upper arms of the two converters (10, 12) are fixed to "on". <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、電源システムおよびその制御方法に関し、より特定的には、蓄電装置および電力変換装置の組を複数個備える電源システムの制御技術に関する。   The present invention relates to a power supply system and a control method thereof, and more particularly to a control technique for a power supply system including a plurality of sets of power storage devices and power conversion devices.

近年、走行駆動力源として電動機を搭載するハイブリッド自動車や電気自動車などの電動車両において、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、蓄電機構の大容量化が進んでいる。そして、蓄電機構を大容量化するための一手法として、複数個の蓄電装置を並列に配置する構成が提案されている。   In recent years, in an electric vehicle such as a hybrid vehicle or an electric vehicle equipped with an electric motor as a driving force source, the capacity of the power storage mechanism has been increased in order to improve the driving performance such as acceleration performance and driving distance. As a technique for increasing the capacity of the power storage mechanism, a configuration in which a plurality of power storage devices are arranged in parallel has been proposed.

たとえば、特開２００８−１７６６１号公報（特許文献１）には、蓄電装置およびコンバータの２つの組が並列接続された構成において、要求パワーが基準値よりも小さいときにはコンバータのいずれか一方が動作し、かつ他方が停止するように制御することが記載されている。上記文献によれば、このような制御により、要求パワーが小さい動作時においてコンバータでの電力損失を抑制することが可能になると説明されている。
特開２００８−１７６６１号公報 For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-17661 (Patent Document 1), in a configuration in which two sets of a power storage device and a converter are connected in parallel, when the required power is smaller than a reference value, one of the converters operates. And controlling the other to stop. According to the above-mentioned document, it is described that such control can suppress power loss in the converter during operation with low required power.
JP 2008-17661 A

上記のように蓄電装置および電力変換装置の組を複数個備えた電源システムでは、負荷装置の要求パワーに従った電力が入出力されるように、複数の電力変換装置が制御される。この際に、要求パワーが低いときには、当該要求パワーに制御するための電力変換装置の動作によって生じる電力損失が無視できなくなる状況が生じる。すなわち、要求パワーが小さい領域では、コンバータの損失が相対的に大きくなりやすい。特開２００８−１７６６１号公報（特許文献１）に記載の技術によれば、要求パワーが小さい場合にも複数（具体的には２つ）のコンバータのうちの少なくとも１つが動作するので、コンバータの損失が相対的に大きくなる可能性が考えられる。また、要求パワーが小さい一方でコンバータの損失が大きくなると、たとえば負荷装置からの電力（たとえば電動車両に含まれる電動機の回生動作により生じた電力）を蓄電装置が受け入れる際に蓄電装置に入力される電力がより小さくなる。   As described above, in a power supply system including a plurality of sets of power storage devices and power conversion devices, the plurality of power conversion devices are controlled so that power according to the required power of the load device is input and output. At this time, when the required power is low, a situation occurs in which the power loss caused by the operation of the power converter for controlling the required power cannot be ignored. That is, in a region where the required power is small, the converter loss tends to be relatively large. According to the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-17661 (Patent Document 1), even when the required power is small, at least one of a plurality (specifically, two) converters operates. The loss may be relatively large. Further, when the required power is small but the converter loss becomes large, for example, the power from the load device (for example, the power generated by the regenerative operation of the electric motor included in the electric vehicle) is input to the power storage device when the power storage device accepts it. The power becomes smaller.

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、この発明の目的は、蓄電装置および電源電力変換装置の組を複数個備える電源システムにおいて、負荷装置の状態に応じて損失を適切に抑制することが可能な電源システムの構成および制御を提供することである。   The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a power supply system including a plurality of sets of power storage devices and power supply power conversion devices according to the state of the load device. It is another object of the present invention to provide a power supply system configuration and control capable of appropriately suppressing loss.

また、この発明の別の目的は、要求パワーが低い状態においても、できるだけ多くの電力を蓄電装置に入力可能な電源システムの構成および制御を提供することである。   Another object of the present invention is to provide a configuration and control of a power supply system that can input as much power as possible into the power storage device even when the required power is low.

本発明は、要約すれば電源配線に接続された負荷装置への電力の入出力を制御する電源システムである。電源システムは、複数の蓄電装置と、複数の蓄電装置に対応してそれぞれ設けられ、複数の蓄電装置のうちの対応する蓄電装置と電源配線との間で双方向の直流電力変換を行なうための複数の電力変換装置と、複数の電力変換装置の各々の動作を制御する制御装置とを備える。複数の電力変換装置の各々は、対応する蓄電装置および電源配線の間の電流経路に介挿接続される電力用半導体スイッチング素子と、対応する蓄電装置から電源配線へ向かう方向を順方向として、電力用半導体スイッチング素子と並列に接続されるダイオード素子とを含む。制御装置は、複数の蓄電装置の中に、出力電圧が互いに等しい少なくとも２つの蓄電装置が存在するか否かを判定する電圧判定部と、負荷装置の状態に応じて、電源配線の電圧目標値を設定する目標値設定部と、モード判定部とを含む。モード判定部は、負荷装置からの要求パワーが基準値より低く、かつ、設定された電圧目標値が各電力変換装置による昇圧動作を不要とする値であるときに、複数の電力変換装置のうち少なくとも１つの電力変換装置に含まれる電力用半導体スイッチング素子をオン状態に固定する第１の動作モードを選択する。モード判定部は、少なくとも２つの蓄電装置が存在すると電圧判定部により判定された場合には、少なくとも２つの蓄電装置の各々に対応する電力変換装置に含まれる電力用半導体スイッチング素子をオン固定する動作モードを第１の動作モードとして選択する。モード判定部は、少なくとも２つの蓄電装置が存在しないと電圧判定部により判定された場合には、１つの電力変換装置に含まれる電力用半導体スイッチング素子をオン固定し、残余の電力変換装置を停止する動作モードを第１の動作モードとして選択する、電源システム。   In summary, the present invention is a power supply system that controls input / output of power to / from a load device connected to a power supply wiring. The power supply system is provided corresponding to each of the plurality of power storage devices and the plurality of power storage devices, and performs bidirectional DC power conversion between the corresponding power storage device of the plurality of power storage devices and the power supply wiring. A plurality of power conversion devices and a control device that controls the operation of each of the plurality of power conversion devices. Each of the plurality of power conversion devices includes a power semiconductor switching element inserted and connected to a current path between the corresponding power storage device and the power supply wiring, and a direction from the corresponding power storage device to the power supply wiring as a forward direction. A semiconductor switching element for use and a diode element connected in parallel. The control device includes a voltage determination unit that determines whether or not at least two power storage devices having the same output voltage are present among the plurality of power storage devices, and a voltage target value of the power supply wiring according to the state of the load device A target value setting unit for setting the mode and a mode determination unit. When the required power from the load device is lower than the reference value and the set voltage target value is a value that does not require the boosting operation by each power conversion device, the mode determination unit includes a plurality of power conversion devices. The first operation mode for fixing the power semiconductor switching element included in at least one power conversion device to the on state is selected. When the voltage determination unit determines that there are at least two power storage devices, the mode determination unit is configured to turn on the power semiconductor switching element included in the power conversion device corresponding to each of the at least two power storage devices. The mode is selected as the first operation mode. When the voltage determination unit determines that at least two power storage devices do not exist, the mode determination unit fixes the power semiconductor switching element included in one power conversion device on and stops the remaining power conversion devices A power supply system that selects an operation mode to be performed as a first operation mode.

好ましくは、電圧判定部は、複数の蓄電装置の各々の出力電流に基づいて、少なくとも２つの蓄電装置が存在するか否かを判定する。   Preferably, the voltage determination unit determines whether there are at least two power storage devices based on output currents of the plurality of power storage devices.

好ましくは、電圧判定部は、１つの電力変換装置に含まれる電力用半導体スイッチング素子がオン固定され、かつ残余の電力変換装置が停止した状態において、少なくとも２つの蓄電装置が存在するか否かを判定する。   Preferably, the voltage determination unit determines whether or not there are at least two power storage devices in a state in which the power semiconductor switching element included in one power conversion device is fixed on and the remaining power conversion devices are stopped. judge.

好ましくは、モード判定部は、要求パワーが基準値以上であるときには、複数の電力変換装置のうちの１つによって電源配線の電圧を目標電圧とするための電圧制御を実行するとともに、残余の電力変換装置では、対応する蓄電装置の入出力電流を制御する電流制御を実行する第２の動作モードを選択する。   Preferably, when the required power is equal to or higher than the reference value, the mode determination unit executes voltage control for setting the voltage of the power supply wiring to the target voltage by one of the plurality of power conversion devices, and the remaining power In the conversion device, the second operation mode for executing the current control for controlling the input / output current of the corresponding power storage device is selected.

好ましくは、モード判定部は、要求パワーが基準値より低く、かつ、電圧目標値が複数の電力変換装置のいずれか１つによる昇圧動作を必要とする値であるときに、複数の電力変換装置のうちの１つによって電源配線の電圧を目標電圧とするための電圧制御を実行するとともに、残余の電力変換装置の動作を停止させる第３の動作モードを選択する。   Preferably, the mode determination unit includes a plurality of power conversion devices when the required power is lower than the reference value and the voltage target value is a value that requires a boost operation by any one of the plurality of power conversion devices. One of these is used to execute voltage control for setting the voltage of the power supply wiring to the target voltage, and the third operation mode for stopping the operation of the remaining power conversion device is selected.

好ましくは、電源システムは車両に搭載される。負荷装置は、車両の駆動力を発生させる交流回転電機と、交流回転電機と電源配線との間で、交流回転電機が指令値に従って動作するように双方向の電力変換を行なうように構成されたインバータとを含む。目標値設定部は、交流回転電機の回転速度およびトルクに応じて、目標電圧を設定する。   Preferably, the power supply system is mounted on a vehicle. The load device is configured to perform bidirectional power conversion so that the AC rotating electric machine operates according to the command value between the AC rotating electric machine that generates the driving force of the vehicle and the AC rotating electric machine and the power supply wiring. Including an inverter. The target value setting unit sets a target voltage according to the rotational speed and torque of the AC rotating electric machine.

本発明の他の局面に従うと、電源配線に接続された負荷装置への電力の入出力を制御する電源システムの制御方法である。電源システムは、複数の蓄電装置と、複数の蓄電装置に対応してそれぞれ設けられ、複数の蓄電装置のうちの対応する蓄電装置と電源配線との間で双方向の直流電力変換を行なうための複数の電力変換装置とを備える。複数の電力変換装置の各々は、対応する蓄電装置および電源配線の間の電流経路に介挿接続される電力用半導体スイッチング素子と、対応する蓄電装置から電源配線へ向かう方向を順方向として、電力用半導体スイッチング素子と並列に接続されるダイオード素子とを含む。制御方法は、複数の蓄電装置の中に、出力電圧が互いに等しい少なくとも２つの蓄電装置が存在するか否かを判定するステップと、負荷装置の状態に応じて、電源配線の電圧目標値を設定するステップと、負荷装置からの要求パワーが基準値より低く、かつ、設定された電圧目標値が各電力変換装置による昇圧動作を不要とする値であるときに、複数の電力変換装置のうち少なくとも１つの電力変換装置に含まれる電力用半導体スイッチング素子をオン状態に固定する動作モードを選択するステップとを含む。動作モードを選択するステップは、少なくとも２つの蓄電装置が存在すると判定された場合には、少なくとも２つの蓄電装置の各々に対応する電力変換装置に含まれる電力用半導体スイッチング素子をオン固定するモードを、動作モードとして選択するステップと、少なくとも２つの蓄電装置が存在しないと判定された場合には、１つの電力変換装置に含まれる電力用半導体スイッチング素子をオン固定し、残余の電力変換装置を停止するモードを、動作モードとして選択するステップとを含む。   According to another aspect of the present invention, there is provided a control method for a power supply system that controls power input / output to / from a load device connected to a power supply wiring. The power supply system is provided corresponding to each of the plurality of power storage devices and the plurality of power storage devices, and performs bidirectional DC power conversion between the corresponding power storage device of the plurality of power storage devices and the power supply wiring. A plurality of power conversion devices. Each of the plurality of power conversion devices includes a power semiconductor switching element inserted and connected to a current path between the corresponding power storage device and the power supply wiring, and a direction from the corresponding power storage device to the power supply wiring as a forward direction. A semiconductor switching element for use and a diode element connected in parallel. In the control method, a step of determining whether or not there are at least two power storage devices having the same output voltage among the plurality of power storage devices, and setting a voltage target value of the power supply wiring according to the state of the load device And when the required power from the load device is lower than the reference value and the set voltage target value is a value that does not require the boost operation by each power converter, at least of the plurality of power converters Selecting an operation mode for fixing a power semiconductor switching element included in one power converter to an ON state. In the step of selecting the operation mode, when it is determined that there are at least two power storage devices, a mode in which the power semiconductor switching element included in the power conversion device corresponding to each of the at least two power storage devices is fixed on is set. When the operation mode is selected and when it is determined that at least two power storage devices do not exist, the power semiconductor switching element included in one power conversion device is fixed on and the remaining power conversion devices are stopped. Selecting a mode to be performed as an operation mode.

この発明によれば、蓄電装置および電源電力変換装置の組を複数個備える電源システムにおいて、負荷装置の状態に応じて損失を適切に抑制することが可能である。   According to the present invention, in a power supply system including a plurality of sets of power storage devices and power supply power conversion devices, it is possible to appropriately suppress loss according to the state of the load device.

また、この発明によれば、上記構成を有する電源システムにおいて、要求パワーが低い状態においても、より多くの電力を蓄電装置に入力することが可能である。   Further, according to the present invention, in the power supply system having the above-described configuration, it is possible to input more power to the power storage device even when the required power is low.

以下に本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下図中における同一または相当部分には同一の符号を付してその説明は繰返さない。   Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the following, the same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

図１は、本発明による電源システムを搭載した車両の一例として示されるハイブリッド車両の全体ブロック図である。図１を参照して、このハイブリッド車両１０００は、エンジン２と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分割機構４と、車輪６とを備える。また、ハイブリッド車両１０００は、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２と、コンバータ１０，１２と、コンデンサＣと、インバータ２０，２２と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００とをさらに備える。   FIG. 1 is an overall block diagram of a hybrid vehicle shown as an example of a vehicle equipped with a power supply system according to the present invention. Referring to FIG. 1, hybrid vehicle 1000 includes an engine 2, motor generators MG <b> 1 and MG <b> 2, a power split mechanism 4, and wheels 6. Hybrid vehicle 1000 further includes power storage devices B 1 and B 2, converters 10 and 12, capacitor C, inverters 20 and 22, and ECU (Electronic Control Unit) 100.

なお、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２は、本発明における「複数の蓄電装置」に対応し、コンバータ１０，１２は、本発明における「複数の電圧変換装置」に対応する。また、インバータ２０，２２およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、この発明における「負荷装置」を構成する。また、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２およびコンバータ１０，１２、ならびに、これらに付随するセンサ、制御要素によって、本発明の「電源システム」が構成される。   Power storage devices B1 and B2 correspond to “a plurality of power storage devices” in the present invention, and converters 10 and 12 correspond to “a plurality of voltage conversion devices” in the present invention. Inverters 20 and 22 and motor generators MG1 and MG2 constitute a “load device” in the present invention. Further, the “power supply system” of the present invention is configured by the power storage devices B1 and B2, the converters 10 and 12, and the sensors and control elements associated therewith.

ハイブリッド車両１０００は、エンジン２およびモータジェネレータＭＧ２を動力源として走行する。動力分割機構４は、エンジン２とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とに結合されてこれらの間で動力を分配する。動力分割機構４は、たとえば、サンギヤ、プラネタリキャリヤおよびリングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車機構から成り、この３つの回転軸がエンジン２およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転軸にそれぞれ接続される。なお、モータジェネレータＭＧ１のロータを中空にしてその中心にエンジン２のクランク軸を通すことにより、エンジン２およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を動力分割機構４に機械的に接続することができる。また、モータジェネレータＭＧ２の回転軸は、図示されない減速ギヤや作動ギヤによって車輪６に結合される。   Hybrid vehicle 1000 travels using engine 2 and motor generator MG2 as power sources. Power split device 4 is coupled to engine 2 and motor generators MG1, MG2 to distribute power between them. Power split device 4 is composed of, for example, a planetary gear mechanism having three rotation shafts of a sun gear, a planetary carrier, and a ring gear, and these three rotation shafts are connected to the rotation shafts of engine 2 and motor generators MG1 and MG2, respectively. It should be noted that engine 2 and motor generators MG1, MG2 can be mechanically connected to power split mechanism 4 by hollowing the rotor of motor generator MG1 and passing the crankshaft of engine 2 through the center thereof. Further, the rotating shaft of motor generator MG2 is coupled to wheel 6 by a reduction gear and an operating gear (not shown).

そして、モータジェネレータＭＧ１は、エンジン２によって駆動される発電機として動作し、かつ、エンジン２の始動を行ない得る電動機として動作するものとしてハイブリッド車両１０００に組込まれる。モータジェネレータＭＧ２は、車輪６を駆動する電動機としてハイブリッド車両１０００に組込まれる。   Motor generator MG1 is incorporated in hybrid vehicle 1000 as operating as a generator driven by engine 2 and operating as an electric motor that can start engine 2. Motor generator MG2 is incorporated in hybrid vehicle 1000 as an electric motor that drives wheels 6.

蓄電装置Ｂ１，Ｂ２は、充放電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池から成る。蓄電装置Ｂ１は、コンバータ１０へ電力を供給し、また、電力回生時には、コンバータ１０によって充電される。蓄電装置Ｂ２は、コンバータ１２へ電力を供給し、また、電力回生時には、コンバータ１２によって充電される。   The power storage devices B1 and B2 are DC power sources that can be charged and discharged, and include, for example, secondary batteries such as nickel metal hydride and lithium ions. Power storage device B1 supplies power to converter 10 and is charged by converter 10 during power regeneration. Power storage device B2 supplies power to converter 12 and is charged by converter 12 during power regeneration.

なお、たとえば、蓄電装置Ｂ１には、蓄電装置Ｂ２よりも出力可能最大電力が大きい二次電池を用いることができ、蓄電装置Ｂ２には、蓄電装置Ｂ１よりも蓄電容量が大きい二次電池を用いることができる。これにより、２つの蓄電装置Ｂ１，Ｂ２を用いてハイパワーかつ大容量の直流電源を構成することができる。また、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の少なくとも一方に大容量のキャパシタを用いてもよい。   For example, a secondary battery having a maximum outputable power larger than that of power storage device B2 can be used for power storage device B1, and a secondary battery having a larger storage capacity than power storage device B1 can be used for power storage device B2. be able to. Thus, a high-power and large-capacity DC power source can be configured using the two power storage devices B1 and B2. Further, a large-capacity capacitor may be used for at least one of the power storage devices B1 and B2.

コンバータ１０は、ＥＣＵ１００からの信号ＰＷＣ１に基づいて蓄電装置Ｂ１からの電圧を昇圧し、その昇圧した電圧を正極ラインＰＬＭへ出力する。また、コンバータ１０は、インバータ２０，２２から正極ラインＰＬＭを介して供給される回生電力を信号ＰＷＣ１に基づいて蓄電装置Ｂ１の電圧レベルに降圧し、蓄電装置Ｂ１を充電する。さらに、コンバータ１０は、ＥＣＵ１００からシャットダウン信号ＳＤ１を受けるとスイッチング動作を停止する。   Converter 10 boosts the voltage from power storage device B1 based on signal PWC1 from ECU 100, and outputs the boosted voltage to positive line PLM. Converter 10 steps down the regenerative power supplied from inverters 20 and 22 via positive line PLM to the voltage level of power storage device B1 based on signal PWC1, and charges power storage device B1. Furthermore, converter 10 stops the switching operation when it receives shutdown signal SD1 from ECU 100.

コンバータ１２は、コンバータ１０に並列して正極ラインＰＬＭおよび負極ラインＮＬに接続される。そして、コンバータ１２は、ＥＣＵ１００からの信号ＰＷＣ２に基づいて蓄電装置Ｂ２からの電圧を昇圧し、その昇圧した電圧を正極ラインＰＬＭへ出力する。また、コンバータ１２は、インバータ２０，２２から正極ラインＰＬＭを介して供給される回生電力を信号ＰＷＣ２に基づいて蓄電装置Ｂ２の電圧レベルに降圧し、蓄電装置Ｂ２を充電する。さらに、コンバータ１２は、ＥＣＵ１００からシャットダウン信号ＳＤ２を受けるとスイッチング動作を停止する。   Converter 12 is connected in parallel to converter 10 to positive line PLM and negative line NL. Converter 12 boosts the voltage from power storage device B2 based on signal PWC2 from ECU 100, and outputs the boosted voltage to positive line PLM. Converter 12 steps down the regenerative power supplied from inverters 20 and 22 via positive line PLM to the voltage level of power storage device B2 based on signal PWC2, and charges power storage device B2. Furthermore, converter 12 stops the switching operation when it receives shutdown signal SD2 from ECU 100.

コンデンサＣは、正極ラインＰＬＭと負極ラインＮＬとの間に接続され、正極ラインＰＬＭと負極ラインＮＬとの間の電圧変動を平滑化する。正極ラインＰＬＭおよび負極ラインＮＬの間の直流電圧ＶＨは、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２およびコンバータ１０，１２によって構成される「電源システム」から、インバータ２０，２２およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２による「負荷装置」への出力電圧に相当する。この直流電圧ＶＨについて、以下では、システム電圧ＶＨとも称する。また、正極ラインＰＬＭは、本発明での「電源配線」に対応する。   The capacitor C is connected between the positive electrode line PLM and the negative electrode line NL, and smoothes voltage fluctuation between the positive electrode line PLM and the negative electrode line NL. DC voltage VH between positive electrode line PLM and negative electrode line NL is changed from “power supply system” constituted by power storage devices B1 and B2 and converters 10 and 12 to “load device” by inverters 20 and 22 and motor generators MG1 and MG2. This corresponds to the output voltage. Hereinafter, the DC voltage VH is also referred to as a system voltage VH. The positive line PLM corresponds to the “power supply wiring” in the present invention.

インバータ２０は、ＥＣＵ１００からの信号ＰＷＩ１に基づいて正極ラインＰＬＭからの直流電圧を三相交流電圧に変換し、その変換した三相交流電圧をモータジェネレータＭＧ１へ出力する。また、インバータ２０は、エンジン２の動力を用いてモータジェネレータＭＧ１が発電した三相交流電圧を信号ＰＷＩ１に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を正極ラインＰＬＭへ出力する。   Inverter 20 converts a DC voltage from positive line PLM into a three-phase AC voltage based on signal PWI1 from ECU 100, and outputs the converted three-phase AC voltage to motor generator MG1. Further, inverter 20 converts the three-phase AC voltage generated by motor generator MG1 using the power of engine 2 into a DC voltage based on signal PWI1, and outputs the converted DC voltage to positive line PLM.

インバータ２２は、ＥＣＵ１００からの信号ＰＷＩ２に基づいて正極ラインＰＬＭからの直流電圧を三相交流電圧に変換し、その変換した三相交流電圧をモータジェネレータＭＧ２へ出力する。また、インバータ２２は、車両の回生制動時、車輪６からの回転力を受けてモータジェネレータＭＧ２が発電した三相交流電圧を信号ＰＷＩ２に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を正極ラインＰＬＭへ出力する。   Inverter 22 converts the DC voltage from positive line PLM into a three-phase AC voltage based on signal PWI2 from ECU 100, and outputs the converted three-phase AC voltage to motor generator MG2. In addition, inverter 22 converts the three-phase AC voltage generated by motor generator MG2 by receiving the rotational force from wheel 6 during regenerative braking of the vehicle into a DC voltage based on signal PWI2, and the converted DC voltage is positively connected. Output to line PLM.

モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各々は、三相交流回転電機であり、たとえば三相交流同期電動発電機から成る。モータジェネレータＭＧ１は、インバータ２０によって回生駆動され、エンジン２の動力を用いて発電した三相交流電圧をインバータ２０へ出力する。また、モータジェネレータＭＧ１は、エンジン２の始動時、インバータ２０によって力行駆動され、エンジン２をクランキングする。モータジェネレータＭＧ２は、インバータ２２によって力行駆動され、車輪６を駆動するための駆動力を発生する。また、モータジェネレータＭＧ２は、車両の回生制動時、インバータ２２によって回生駆動され、車輪６から受ける回転力を用いて発電した三相交流電圧をインバータ２２へ出力する。   Each of motor generators MG1 and MG2 is a three-phase AC rotating electric machine, and is composed of, for example, a three-phase AC synchronous motor generator. Motor generator MG <b> 1 is regeneratively driven by inverter 20, and outputs a three-phase AC voltage generated using the power of engine 2 to inverter 20. Motor generator MG1 is driven by power by inverter 20 when engine 2 is started, and cranks engine 2. Motor generator MG <b> 2 is driven by power by inverter 22, and generates a driving force for driving wheels 6. Motor generator MG <b> 2 is regeneratively driven by inverter 22 during regenerative braking of the vehicle, and outputs a three-phase AC voltage generated using the rotational force received from wheels 6 to inverter 22.

上記電源システムには、蓄電装置Ｂ１に対して配置される、電圧センサ４２、電流センサ５２、および温度センサ６２と、蓄電装置Ｂ２に対して配置される、電圧センサ４４、電流センサ５４、および温度センサ６４が設けられる。   In the power supply system, the voltage sensor 42, the current sensor 52, and the temperature sensor 62 that are disposed with respect to the power storage device B1, and the voltage sensor 44, the current sensor 54, and the temperature that are disposed with respect to the power storage device B2. A sensor 64 is provided.

電圧センサ４２は、蓄電装置Ｂ１の電圧ＶＢ１を検出してＥＣＵ１００へ出力する。温度センサ６２は、蓄電装置Ｂ１の温度Ｔ１を検出してＥＣＵ１００へ出力する。電流センサ５２は、蓄電装置Ｂ１からコンバータ１０へ入出力される電流Ｉ１を検出してＥＣＵ１００へ出力する。   Voltage sensor 42 detects voltage VB1 of power storage device B1 and outputs it to ECU 100. Temperature sensor 62 detects temperature T1 of power storage device B1 and outputs it to ECU 100. Current sensor 52 detects current I1 input / output from power storage device B1 to converter 10 and outputs the detected current to ECU 100.

電圧センサ４４は、蓄電装置Ｂ２の電圧ＶＢ２を検出してＥＣＵ１００へ出力する。温度センサ６４は、蓄電装置Ｂ２の温度Ｔ２を検出してＥＣＵ１００へ出力する。電流センサ５４は、蓄電装置Ｂ２からコンバータ１２へ入出力される電流Ｉ２を検出してＥＣＵ１００へ出力する。   Voltage sensor 44 detects voltage VB2 of power storage device B2 and outputs it to ECU 100. Temperature sensor 64 detects temperature T2 of power storage device B2 and outputs it to ECU 100. Current sensor 54 detects current I2 input / output from power storage device B2 to converter 12 and outputs the detected current I2 to ECU 100.

さらに、コンデンサＣの端子間電圧、すなわちシステム電圧ＶＨを検出するための電圧センサ４６が配置される。電圧センサ４６による検出値は、ＥＣＵ１００へ出力される。   Furthermore, a voltage sensor 46 for detecting a voltage between terminals of the capacitor C, that is, a system voltage VH is arranged. The value detected by the voltage sensor 46 is output to the ECU 100.

ＥＣＵ１００は、コンバータ１０を制御するための信号ＰＷＣ１，ＳＤ１，ＵＡ１を生成し、負荷装置の状態に応じて選択されたいずれかの信号をコンバータ１０へ出力する。また、ＥＣＵ１００は、コンバータ１２を制御するための信号ＰＷＣ２，ＳＤ２，ＵＡ２を生成し、いずれかの信号をコンバータ１２へ出力する。   ECU 100 generates signals PWC1, SD1, and UA1 for controlling converter 10, and outputs any signal selected according to the state of the load device to converter 10. In addition, ECU 100 generates signals PWC 2, SD 2, UA 2 for controlling converter 12, and outputs any signal to converter 12.

また、ＥＣＵ１００は、負荷装置の駆動のために電源システムに対して要求されるパワー（以下では「要求パワー」と称する。）ＰＲを受ける。たとえば、要求パワーＰＲは、アクセルペダルの開度や車両速度などに基づいて、ハイブリッド車両１０００の全体を統合制御する車両ＥＣＵ（図示せず）によって演算される。   Further, ECU 100 receives power (hereinafter referred to as “required power”) PR required for the power supply system for driving the load device. For example, the required power PR is calculated by a vehicle ECU (not shown) that integrally controls the entire hybrid vehicle 1000 based on the accelerator pedal opening, the vehicle speed, and the like.

さらに、ＥＣＵ１００は、インバータ２０，２２をそれぞれ駆動するための信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２をそれぞれインバータ２０，２２へ出力する。   Further, ECU 100 generates signals PWI1 and PWI2 for driving inverters 20 and 22, respectively, and outputs the generated signals PWI1 and PWI2 to inverters 20 and 22, respectively.

図２は、図１に示したコンバータ１０，１２の構成を示す回路図である。
図２を参照して、コンバータ１０は、電力用半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２と、リアクトルＬ１とを含む。 FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of converters 10 and 12 shown in FIG.
Referring to FIG. 2, converter 10 includes power semiconductor switching elements Q1, Q2, diodes D1, D2, and a reactor L1.

本実施の形態において、電力用半導体スイッチング素子（以下、単に「スイッチング素子」とも称する）としては、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）が適用されるものとするが、制御信号によってオン・オフを制御可能であれば任意のスイッチング素子を適用可能である。たとえば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）やバイポーラトランジスタ等についても用いることができる。   In the present embodiment, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) is applied as a power semiconductor switching element (hereinafter also simply referred to as “switching element”), but can be controlled on / off by a control signal. Any switching element can be applied. For example, a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) or a bipolar transistor can be used.

スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、正極ラインＰＬＭと負極ラインＮＬとの間に直列に接続される。ダイオードＤ１，Ｄ２は、それぞれスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に逆並列に接続される。リアクトルＬ１の一方端は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続ノードに接続され、その他方端は、正極ラインＰＬ１に接続される。   Switching elements Q1, Q2 are connected in series between positive electrode line PLM and negative electrode line NL. Diodes D1 and D2 are connected in antiparallel to switching elements Q1 and Q2, respectively. Reactor L1 has one end connected to a connection node of switching elements Q1 and Q2, and the other end connected to positive line PL1.

コンバータ１２は、コンバータ１０と同様の構成を有する。コンバータ１０の構成において、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４にそれぞれ置き換え、ダイオードＤ１，Ｄ２をダイオードＤ３，Ｄ４にそれぞれ置き換え、リアクトルＬ１、正極ラインＰＬ１をリアクトルＬ２、正極ラインＰＬ２にそれぞれ置き換えた構成がコンバータ１２の構成に対応する。   Converter 12 has the same configuration as converter 10. In the configuration of converter 10, switching elements Q1 and Q2 are replaced with switching elements Q3 and Q4, diodes D1 and D2 are replaced with diodes D3 and D4, respectively, and reactor L1 and positive line PL1 are replaced with reactor L2 and positive line PL2, respectively. The configuration corresponds to the configuration of the converter 12.

コンバータ１０，１２は、チョッパ回路から成る。そして、コンバータ１０（１２）は、ＥＣＵ１００（図１）からの信号ＰＷＣ１（ＰＷＣ２）に基づいて、正極ラインＰＬ１（ＰＬ２）の電圧をリアクトルＬ１（Ｌ２）を用いて昇圧し、その昇圧した電圧を正極ラインＰＬＭへ出力する。具体的には、スイッチング素子Ｑ１（Ｑ３）および／またはスイッチング素子Ｑ２（Ｑ４）のオン・オフ期間比（デューティ）を制御することによって、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２からの出力電圧の昇圧比を制御できる。   Converters 10 and 12 are formed of a chopper circuit. Based on signal PWC1 (PWC2) from ECU 100 (FIG. 1), converter 10 (12) boosts the voltage of positive line PL1 (PL2) using reactor L1 (L2), and the boosted voltage is increased. Output to the positive line PLM. Specifically, the step-up ratio of the output voltage from power storage devices B1 and B2 can be controlled by controlling the on / off period ratio (duty) of switching element Q1 (Q3) and / or switching element Q2 (Q4). .

一方、コンバータ１０（１２）は、ＥＣＵ１００（図示せず）からの信号ＰＷＣ１（ＰＷＣ２）に基づいて、正極ラインＰＬＭの電圧を降圧し、その降圧した電圧を正極ラインＰＬ１（ＰＬ２）へ出力する。具体的には、スイッチング素子Ｑ１（Ｑ３）および／またはスイッチング素子Ｑ２（Ｑ４）のオン・オフ期間比（デューティ）を制御することによって、正極ラインＰＬＭの電圧の降圧比を制御できる。   On the other hand, converter 10 (12) steps down the voltage of positive line PLM based on signal PWC1 (PWC2) from ECU 100 (not shown), and outputs the reduced voltage to positive line PL1 (PL2). Specifically, the voltage step-down ratio of the positive line PLM can be controlled by controlling the on / off period ratio (duty) of the switching element Q1 (Q3) and / or the switching element Q2 (Q4).

図３は、図１に示したＥＣＵ１００の機能ブロック図である。図３を参照して、ＥＣＵ１００は、コンバータ制御部２００と、インバータ制御部１１０，１２０とを含む。   FIG. 3 is a functional block diagram of ECU 100 shown in FIG. Referring to FIG. 3, ECU 100 includes a converter control unit 200 and inverter control units 110 and 120.

コンバータ制御部２００は、電圧センサ４２によって検出された電圧ＶＢ１、電圧センサ４６によって検出された電圧ＶＨ、および電流センサ５２によって検出された電流Ｉ１に基づいて、コンバータ１０のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をオン・オフするためのＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号ＰＷＣ１を生成する。また、コンバータ１０を停止するためのシャットダウン信号ＳＤ１および、スイッチング素子Ｑ１およびＱ２をオンおよびオフにそれぞれ固定する上アームオン信号ＵＡ１を生成する。   Converter control unit 200 turns on switching elements Q1 and Q2 of converter 10 based on voltage VB1 detected by voltage sensor 42, voltage VH detected by voltage sensor 46, and current I1 detected by current sensor 52. Generates a PWM (Pulse Width Modulation) signal PWC1 for turning off. In addition, shutdown signal SD1 for stopping converter 10 and upper arm on signal UA1 for fixing switching elements Q1 and Q2 to on and off, respectively, are generated.

そして、コンバータ制御部２００は、負荷装置の状態に応じて選択される動作モードに従って、ＰＷＭ信号ＰＷＣ１、シャットダウン信号ＳＤ１および上アームオン信号ＵＡ１のうちの１つを選択的にコンバータ１０へ出力する。動作モードの選択については、後程詳細に説明する。   Converter control unit 200 selectively outputs one of PWM signal PWC1, shutdown signal SD1, and upper arm on signal UA1 to converter 10 in accordance with the operation mode selected according to the state of the load device. The selection of the operation mode will be described in detail later.

コンバータ制御部２００は、同様に、電圧センサ４４によって検出された電圧ＶＢ２、電圧ＶＨ、および電流センサ５４によって検出された電流Ｉ２に基づいて、コンバータ１２のスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４をオン・オフするためのＰＷＭ信号ＰＷＣ２を生成する。また、コンバータ１２を停止するためのシャットダウン信号ＳＤ２および、スイッチング素子Ｑ３およびＱ４をオンおよびオフにそれぞれ固定する上アームオン信号ＵＡ２を生成する。   Similarly, converter control unit 200 turns on / off switching elements Q3, Q4 of converter 12 based on voltage VB2, voltage VH detected by voltage sensor 44, and current I2 detected by current sensor 54. PWM signal PWC2 is generated. In addition, shutdown signal SD2 for stopping converter 12 and upper arm on signal UA2 for fixing switching elements Q3 and Q4 to on and off, respectively, are generated.

そして、コンバータ制御部２００は、負荷装置の状態に応じて選択される動作モードに従って、ＰＷＭ信号ＰＷＣ２、シャットダウン信号ＳＤ２および上アームオン信号ＵＡ２のうちの１つを選択的にコンバータ１０へ出力する。   Converter control unit 200 selectively outputs one of PWM signal PWC2, shutdown signal SD2, and upper arm on signal UA2 to converter 10 in accordance with an operation mode selected according to the state of the load device.

コンバータ制御部２００は、さらに、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２のそれぞれの残存容量（ＳＯＣ（State of Charge）とも呼ばれる）である残存容量ＳＯＣ１，ＳＯＣ２を受ける。この残存容量は、たとえば蓄電装置が満充電状態であるときに１００％であると定義され、蓄電装置が完全に放電した状態であるときに０％であると定義される。残存容量ＳＯＣ１（ＳＯＣ２）は、電圧ＶＢ１（ＶＢ２）や電流Ｉ１（またはＩ２）、温度Ｔ１（またはＴ２）などを用いて、種々の公知の手法により算出することができる。   Converter control unit 200 further receives remaining capacities SOC1 and SOC2 which are respective remaining capacities (also referred to as SOC (State of Charge)) of power storage devices B1 and B2. For example, this remaining capacity is defined as 100% when the power storage device is fully charged, and is defined as 0% when the power storage device is completely discharged. The remaining capacity SOC1 (SOC2) can be calculated by various known methods using the voltage VB1 (VB2), the current I1 (or I2), the temperature T1 (or T2), and the like.

インバータ制御部１１０は、モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値ＴＲ１、モータ電流ＭＣＲＴ１およびロータ回転角θ１、ならびに電圧ＶＨに基づいて、インバータ２０に含まれるパワートランジスタをオン／オフするためのＰＷＭ信号を生成し、その生成したＰＷＭ信号を信号ＰＷＩ１としてインバータ２０へ出力する。   Inverter control unit 110 generates a PWM signal for turning on / off a power transistor included in inverter 20 based on torque command value TR1 of motor generator MG1, motor current MCRT1 and rotor rotation angle θ1, and voltage VH. The generated PWM signal is output to the inverter 20 as a signal PWI1.

インバータ制御部１２０は、モータジェネレータＭＧ２のトルク指令値ＴＲ２、モータ電流ＭＣＲＴ２およびロータ回転角θ２、ならびに電圧ＶＨに基づいて、インバータ２２に含まれるパワートランジスタをオン・オフするためのＰＷＭ信号を生成し、その生成したＰＷＭ信号を信号ＰＷＩ２としてインバータ２２へ出力する。   Inverter control unit 120 generates a PWM signal for turning on / off a power transistor included in inverter 22 based on torque command value TR2 of motor generator MG2, motor current MCRT2 and rotor rotation angle θ2, and voltage VH. The generated PWM signal is output to the inverter 22 as the signal PWI2.

なお、トルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２は、たとえば、アクセル開度やブレーキ踏込量、車両速度などに基づいて、図示されない車両ＥＣＵによって算出される。また、モータ電流ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２およびロータ回転角θ１，θ２の各々は、図示されないセンサによって検出される。   Torque command values TR1 and TR2 are calculated by a vehicle ECU (not shown) based on, for example, the accelerator opening, the brake depression amount, the vehicle speed, and the like. Motor currents MCRT1 and MCRT2 and rotor rotation angles θ1 and θ2 are detected by sensors (not shown).

次に、コンバータ１０，１２の制御について詳細に説明する。まず、図４および図５を用いて、ＰＷＭ信号を生成するコンバータ制御について説明する。   Next, control of converters 10 and 12 will be described in detail. First, converter control for generating a PWM signal will be described with reference to FIGS. 4 and 5.

図４は、コンバータ１０，１２の通常制御（電圧／電流制御）を説明する機能ブロック図である。   FIG. 4 is a functional block diagram illustrating normal control (voltage / current control) of converters 10 and 12.

図４を参照して、コンバータ制御部２００（図３）は、目標値設定部２１０と、電圧制御部２１５−１と、電流制御部２１５−２とを含む。図４の例では、通常制御時には、コンバータ１０が電圧制御されてシステム電圧ＶＨを目標電圧ＶＲに制御する一方で、コンバータ１２が電流制御されて、対応の蓄電装置Ｂ２の充放電電流を目標電流ＩＲに制御するものとする。   Referring to FIG. 4, converter control unit 200 (FIG. 3) includes a target value setting unit 210, a voltage control unit 215-1 and a current control unit 215-2. In the example of FIG. 4, during normal control, the converter 10 is voltage-controlled to control the system voltage VH to the target voltage VR, while the converter 12 is current-controlled to change the charge / discharge current of the corresponding power storage device B2 to the target current. It shall be controlled to IR.

目標値設定部２１０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルク（代表的には、トルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２）および回転速度ＭＲＮ１，ＭＲＮ２（指令値あるいは、回転角θ１，θ２の検出に基づく検出値）、ならびに蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の残存容量ＳＯＣ１，ＳＯＣ２に基づいて、電圧制御されるコンバータの目標電圧ＶＲおよび、電流制御されるコンバータの目標電流ＩＲを生成する。   Target value setting unit 210 includes torques of motor generators MG1 and MG2 (typically torque command values TR1 and TR2) and rotation speeds MRN1 and MRN2 (command values or detection values based on detection of rotation angles θ1 and θ2). Based on the remaining capacities SOC1 and SOC2 of power storage devices B1 and B2, a target voltage VR of the voltage controlled converter and a target current IR of the current controlled converter are generated.

目標値設定部２１０は、モータジェネレータＭＧ１および／またはＭＧ２の力行動作時および回生制動時においては、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２および回転速度ＭＲＮ１，ＭＲＮ２に応じて、システム電圧ＶＨが適切なレベルとなるように目標電圧ＶＲを設定する。たとえば、図５に示すマップＭＰ０に従って、目標電圧ＶＲは設定される。   Target value setting unit 210 applies system voltage VH according to torque command values TR1, TR2 and rotational speeds MRN1, MRN2 of motor generators MG1, MG2 during power running operation and regenerative braking of motor generators MG1 and / or MG2. Is set to an appropriate level. For example, the target voltage VR is set according to the map MP0 shown in FIG.

図５を参照して、マップＭＰ０は、回転速度ＭＲＮ（ＭＲＮ１，ＭＲＮ２を総括的に示すもの、以下同じ）およびトルク指令値ＴＲ（ＴＲ１，ＴＲ２を総括的に示すもの、以下同じ）の組合わせによって示されるモータ動作点毎に、マップ値として目標電圧ＶＲを有する。マップＭＰ０の参照により、回転速度ＭＲＮおよびトルク（トルク指令値ＴＲ）に基づいて、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に応じて適切な目標電圧ＶＲを設定できる。   Referring to FIG. 5, map MP0 is a combination of rotational speed MRN (generically indicating MRN1, MRN2, the same applies hereinafter) and torque command value TR (generically indicating TR1, TR2, the same applies hereinafter). For each motor operating point indicated by, the target voltage VR is provided as a map value. By referring to map MP0, an appropriate target voltage VR can be set according to motor generators MG1 and MG2 based on rotational speed MRN and torque (torque command value TR).

基本的には、モータジェネレータＭＧ（ＭＧ１，ＭＧ２を総括的に示すもの、以下同じ）による誘起電圧よりも高い電圧にシステム電圧ＶＨを設定して、モータ電流の制御が可能となるように、目標電圧ＶＲが設定される。また、システム電圧ＶＨに応じて、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２での損失（銅損、鉄損）、インバータ２０，２２での損失（オン損失、スイッチング損失）、コンバータ１０，１２での損失（オン損失、スイッチング損失）、リアクトルＬ１，Ｌ２での損失（銅損、鉄損）等が変化するので、これらの損失特性についても考慮した上で、各モータ動作点でのマップ値（目標電圧ＶＲ）を設定することが好ましい。   Basically, the system voltage VH is set to a voltage higher than the induced voltage generated by the motor generator MG (generally indicating MG1 and MG2), so that the motor current can be controlled. The voltage VR is set. Further, in accordance with system voltage VH, losses at motor generators MG1, MG2 (copper loss, iron loss), losses at inverters 20, 22 (on loss, switching loss), losses at converters 10, 12 (on loss) Switching loss), loss in reactors L1 and L2 (copper loss, iron loss), and the like change. Considering these loss characteristics, map values (target voltage VR) at each motor operating point It is preferable to set.

具体的には、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のそれぞれに対してマップＭＰ０が別個に設定され、かつ、回転速度ＭＲＮ１，ＭＲＮ２およびトルク（トルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２）に基づいたマップＭＰ０の参照により求められた、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のそれぞれの目標電圧の最大値が、電源システム全体での目標電圧ＶＲに設定される。また、目標電流ＩＲは、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２間の充電レベル（ＳＯＣ）が均衡するように考慮して設定される。   Specifically, map MP0 is separately set for each of motor generators MG1 and MG2, and is obtained by referring to map MP0 based on rotation speeds MRN1 and MRN2 and torque (torque command values TR1 and TR2). In addition, the maximum value of each target voltage of motor generators MG1 and MG2 is set to target voltage VR in the entire power supply system. Target current IR is set in consideration so that the charge level (SOC) between power storage devices B1 and B2 is balanced.

なお、トルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２の算出は、ユーザによるペダル操作を反映したハイブリッド車両１０００全体での要求パワーに基づいて実行される。特に、ハイブリッド自動車では、エンジンの出力パワーとモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の発生パワーとの配分が最適なものとなるように、トルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２が算出される。また、一般的に、トルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２は、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の入出力可能電力の制限値や、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２あるいはインバータ２０，２２等の温度上昇度合を反映して、必要に応じて制限される。   The calculation of the torque command values TR1 and TR2 is executed based on the required power in the entire hybrid vehicle 1000 reflecting the pedal operation by the user. In particular, in the hybrid vehicle, torque command values TR1 and TR2 are calculated so that the distribution between the output power of the engine and the generated power of motor generators MG1 and MG2 is optimal. In general, torque command values TR1 and TR2 are necessary to reflect the limit value of the input / output power of power storage devices B1 and B2 and the temperature rise of motor generators MG1 and MG2 or inverters 20 and 22 or the like. Limited depending on

再び図４を参照して、電圧制御部２１５−１は、減算部２２２−１，２２６−１と、ＰＩ制御部２２４−１と、変調部２２８−１とを含む。減算部２２２−１は、目標電圧ＶＲからシステム電圧ＶＨを減算し、その演算結果をＰＩ制御部２２４−１へ出力する。ＰＩ制御部２２４−１は、目標電圧ＶＲとシステム電圧ＶＨとの偏差を入力として比例積分演算を行ない、その演算結果を減算部２２６−１へ出力する。   Referring to FIG. 4 again, voltage control unit 215-1 includes subtraction units 222-1 and 226-1, PI control unit 224-1 and modulation unit 228-1. Subtraction unit 222-1 subtracts system voltage VH from target voltage VR and outputs the calculation result to PI control unit 224-1. The PI control unit 224-1 performs a proportional integration calculation with the deviation between the target voltage VR and the system voltage VH as an input, and outputs the calculation result to the subtraction unit 226-1.

減算部２２６−１は、電圧ＶＢ１／目標電圧ＶＲで示されるコンバータ１０の理論昇圧比の逆数からＰＩ制御部２２４−１の出力を減算し、その演算結果をデューティ指令Ｔｏｎ１として変調部２２８−１へ出力する。変調部２２８−１は、デューティ指令Ｔｏｎ１と図示しない発振部により生成される搬送波（キャリア波）とに基づいてＰＷＭ信号ＰＷＣ１を生成する。   Subtraction unit 226-1 subtracts the output of PI control unit 224-1 from the reciprocal of the theoretical boost ratio of converter 10 indicated by voltage VB1 / target voltage VR, and uses the calculation result as duty command Ton1 to modulation unit 228-1. Output to. Modulator 228-1 generates PWM signal PWC1 based on duty command Ton1 and a carrier wave (carrier wave) generated by an oscillating unit (not shown).

電流制御部２１５−２は、減算部２２２−２，２２６−２と、ＰＩ制御部２２４−２と、変調部２２８−２とを含む。減算部２２２−２は、目標電流ＩＲから電流Ｉ２を減算し、その演算結果をＰＩ制御部２２４−２へ出力する。ＰＩ制御部２２４−２は、目標電流ＩＲと電流Ｉ２との偏差を入力として比例積分演算を行ない、その演算結果を減算部２２６−２へ出力する。   Current control unit 215-2 includes subtraction units 222-2 and 226-2, PI control unit 224-2, and modulation unit 228-2. Subtraction unit 222-2 subtracts current I2 from target current IR, and outputs the calculation result to PI control unit 224-2. The PI control unit 224-2 performs a proportional integration calculation with the deviation between the target current IR and the current I2 as an input, and outputs the calculation result to the subtraction unit 226-2.

減算部２２６−２は、ＶＢ２／ＶＲで示されるコンバータ１２の理論昇圧比の逆数からＰＩ制御部２２４−２の出力を減算し、その演算結果をデューティ指令Ｔｏｎ２として変調部２２８−２へ出力する。変調部２２８−２は、デューティ指令Ｔｏｎ２と図示されない発振部により生成される搬送波（キャリア波）とに基づいてＰＷＭ信号ＰＷＣ２を生成する。   Subtraction unit 226-2 subtracts the output of PI control unit 224-2 from the inverse of the theoretical boost ratio of converter 12 indicated by VB2 / VR, and outputs the calculation result to modulation unit 228-2 as duty command Ton2. . Modulation section 228-2 generates PWM signal PWC2 based on duty command Ton2 and a carrier wave (carrier wave) generated by an oscillation section (not shown).

電圧制御部２１５−１は、目標電圧ＶＲに対してシステム電圧ＶＨが低い場合、および理論昇圧比の逆数（ＶＢ１／ＶＲ）が低下した場合には、下アーム素子（Ｑ２）のオン期間比が上昇（または、上アーム素子（Ｑ１）のオフ期間比が上昇）するように、ＰＷＭ信号ＰＷＣ１を生成する。   When the system voltage VH is lower than the target voltage VR and when the reciprocal of the theoretical boost ratio (VB1 / VR) is reduced, the voltage control unit 215-1 sets the on-period ratio of the lower arm element (Q2). The PWM signal PWC1 is generated so as to increase (or the OFF period ratio of the upper arm element (Q1) increases).

一方、電流制御部２１５−２は、蓄電装置Ｂ２から出力される電流Ｉ２が目標電流ＩＲよりも低いとき、および理論昇圧比の逆数（ＶＢ２／ＶＲ）が上昇した場合には、下アーム素子（Ｑ４）のオン期間比が上昇するようにＰＷＭ信号ＰＷＣ２を生成する。   On the other hand, when current I2 output from power storage device B2 is lower than target current IR and when the reciprocal of the theoretical boost ratio (VB2 / VR) increases, current control unit 215-2 lowers the lower arm element ( The PWM signal PWC2 is generated so that the on period ratio of Q4) increases.

なお、電流制御部２１５−２は、蓄電装置Ｂ２の充電時、すなわち目標電流ＩＲが負値（ＩＲ＜０）に設定される場合には、目標電流ＩＲよりも電流Ｉ２（Ｉ２＜０）が低いときに（｜ＩＲ｜＜｜Ｉ２｜、すなわち充電電流過大時）、上アーム素子（Ｑ３）のオン期間比が低下するようにＰＷＭ信号ＰＷＣ２を生成する。反対に、充電電流不足時（ＩＲ＜Ｉ２、すなわち｜ＩＲ｜＞｜Ｉ２｜のとき）には、上アーム素子（Ｑ３）のオン期間比が上昇するようにＰＷＭ信号ＰＷＣ２が生成される。   Note that the current control unit 215-2 charges the current I2 (I2 <0) more than the target current IR when the power storage device B2 is charged, that is, when the target current IR is set to a negative value (IR <0). When low (| IR | <| I2 |, that is, when the charging current is excessive), the PWM signal PWC2 is generated so that the on-period ratio of the upper arm element (Q3) decreases. On the contrary, when the charging current is insufficient (when IR <I2, that is, when | IR |> | I2 |), the PWM signal PWC2 is generated so that the ON period ratio of the upper arm element (Q3) increases.

図４に示した制御構成によって、スイッチング素子Ｑ１および／またはＱ２ならびにスイッチングＱ３および／またはＱ４のスイッチング（オン・オフ）動作による、コンバータ１０の電圧制御およびコンバータ１２の電流制御によって、システム電圧ＶＨおよび蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の充放電バランスを制御することができる。   With the control configuration shown in FIG. 4, the voltage control of converter 10 and the current control of converter 12 by the switching (on / off) operation of switching elements Q1 and / or Q2 and switching Q3 and / or Q4, system voltage VH and The charge / discharge balance of power storage devices B1 and B2 can be controlled.

これにより、本実施の形態の電源システムでは、力行動作時には、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２から放電された電力を、負荷装置の入力電圧としてのシステム電圧ＶＨに変換して、電源配線（正極ラインＰＬＭ）に出力するように電力変換動作が実行される。一方、回生制動動作時には、電源配線（正極ラインＰＬＭ）上の充電電力により、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２を充電するように電力変換動作が実行される。   Thereby, in the power supply system of the present embodiment, during the power running operation, the electric power discharged from power storage devices B1 and B2 is converted into system voltage VH as the input voltage of the load device, and the power supply wiring (positive line PLM) The power conversion operation is executed so as to output to On the other hand, during the regenerative braking operation, the power conversion operation is performed so as to charge the power storage devices B1 and B2 with the charging power on the power supply wiring (positive electrode line PLM).

なお、図４では、コンバータ１０によって電圧制御が実行される一方で、コンバータ１２によって電流制御が実行される構成例が示されるが、電圧制御および電流制御をいずれのコンバータで実行するかについては切換可能である。たとえば、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２のＳＯＣ等に応じて、電圧制御／電流制御を行なうコンバータを切換えることが可能である。   FIG. 4 shows a configuration example in which voltage control is executed by the converter 10 while current control is executed by the converter 12. However, in which converter the voltage control and current control are executed is switched. Is possible. For example, it is possible to switch the converter that performs voltage control / current control in accordance with the SOC of power storage devices B1, B2.

（本実施の形態によるコンバータの動作モード制御）
図６は、図３に示したコンバータ制御部２００によるコンバータ１０，１２の動作モード制御の構成を説明する機能ブロック図である。 (Operation mode control of converter according to this embodiment)
FIG. 6 is a functional block diagram illustrating the configuration of the operation mode control of converters 10 and 12 by converter control unit 200 shown in FIG.

図６を参照して、コンバータ制御部２００（図３）は、コンバータ１０を制御するための、電圧／電流制御部２２０−１、上アームＯＮ指示部２３０−１、シャットダウン指示部２３５−１および指示選択部２４０−１を含む。   Referring to FIG. 6, converter control unit 200 (FIG. 3) includes voltage / current control unit 220-1, upper arm ON instruction unit 230-1, shutdown instruction unit 235-1, and the like for controlling converter 10. An instruction selection unit 240-1 is included.

さらに、コンバータ制御部２００（図３）は、コンバータ１２を制御するための、電圧／電流制御部２２０−２、上アームＯＮ指示部２３０−２、シャットダウン指示部２３５−２および指示選択部２４０−２と、電圧判定部２５０と、モード判定部２６０とを含む。   Further, the converter control unit 200 (FIG. 3) controls the converter 12 with a voltage / current control unit 220-2, an upper arm ON instruction unit 230-2, a shutdown instruction unit 235-2, and an instruction selection unit 240-. 2, a voltage determination unit 250, and a mode determination unit 260.

電圧／電流制御部２２０−１は、たとえば、図４に示した電圧制御部２１５−１および電流制御部２１５−２の一方によって構成され、目標電圧ＶＲに従った電圧制御または目標電流ＩＲに従った電流制御のためのＰＷＭ信号ＰＷＣ１を発生する。上アームＯＮ指示部２３０−１は、コンバータ１０を上アームオン固定するための上アームオン信号ＵＡ１を発生する。上アームオン信号ＵＡ１に従えば、コンバータ１０において、上アームのスイッチング素子Ｑ１がオンに固定される一方で、下アームのスイッチング素子Ｑ２はオフに固定される。   The voltage / current control unit 220-1 is configured by, for example, one of the voltage control unit 215-1 and the current control unit 215-2 shown in FIG. 4, and performs voltage control according to the target voltage VR or the target current IR. PWM signal PWC1 for current control is generated. Upper arm ON instructing unit 230-1 generates an upper arm on signal UA1 for fixing converter 10 on the upper arm. According to the upper arm on signal UA1, in the converter 10, the upper arm switching element Q1 is fixed on, while the lower arm switching element Q2 is fixed off.

シャットダウン指示部２３５−１は、コンバータ１０の動作を停止するためのシャットダウン信号ＳＤ１を出力する。シャットダウン信号ＳＤ１に従えば、コンバータ１０において、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２はいずれもオフに固定される。   Shutdown instruction unit 235-1 outputs a shutdown signal SD1 for stopping the operation of converter 10. According to shutdown signal SD1, in converter 10, switching elements Q1, Q2 are both fixed off.

指示選択部２４０−１は、モード判定部２６０からのモード制御信号ＭＳ１に従って、ＰＷＭ信号ＰＷＣ１、上アームオン信号ＵＡ１およびシャットダウン信号ＳＤ１のうちの１つをコンバータ１０へ出力する。   In accordance with mode control signal MS1 from mode determination unit 260, instruction selection unit 240-1 outputs one of PWM signal PWC1, upper arm on signal UA1, and shutdown signal SD1 to converter 10.

同様に、電圧／電流制御部２２０−２は、たとえば、図４に示した電圧制御部２１５−１および電流制御部２１５−２の他方によって構成され、目標電流ＩＲに従った電流制御または目標電圧ＶＲに従った電圧制御のためのＰＷＭ信号ＰＷＣ２を発生する。上アームＯＮ指示部２３０−２は、コンバータ１２を上アームオン固定するための上アームオン信号ＵＡ２を発生する。上アームオン信号ＵＡ２に従えば、コンバータ１２において、上アームのスイッチング素子Ｑ３がオンに固定される一方で、下アームのスイッチング素子Ｑ４はオフに固定される。   Similarly, voltage / current control unit 220-2 is configured by, for example, the other of voltage control unit 215-1 and current control unit 215-2 shown in FIG. 4, and performs current control or target voltage according to target current IR. A PWM signal PWC2 for voltage control according to VR is generated. Upper arm ON instructing unit 230-2 generates upper arm on signal UA2 for fixing converter 12 on the upper arm. According to the upper arm on signal UA2, in the converter 12, the upper arm switching element Q3 is fixed on, while the lower arm switching element Q4 is fixed off.

シャットダウン指示部２３５−２は、コンバータ１２の動作を停止するためのシャットダウン信号ＳＤ２を出力する。シャットダウン信号ＳＤ２に従えば、コンバータ１２において、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４はいずれもオフに固定される。   Shutdown instruction unit 235-2 outputs a shutdown signal SD2 for stopping the operation of converter 12. According to shutdown signal SD2, in converter 12, switching elements Q3 and Q4 are both fixed off.

指示選択部２４０−２は、モード判定部２６０からのモード制御信号ＭＳ２に従って、ＰＷＭ信号ＰＷＣ２、上アームオン信号ＵＡ２およびシャットダウン信号ＳＤ２のうちの１つをコンバータ１０へ出力する。   In response to mode control signal MS2 from mode determination unit 260, instruction selection unit 240-2 outputs one of PWM signal PWC2, upper arm on signal UA2, and shutdown signal SD2 to converter 10.

電圧判定部２５０は、電流センサ５２，５４によって検出された電流Ｉ１，Ｉ２に基づいて、蓄電装置Ｂ１およびＢ２のいずれの出力電圧が高いかを判定して、その判定結果を示す信号ＦＶ、および、蓄電装置Ｂ１およびＢ２の出力電圧が互いに等しいか否かを示す判定フラグＦＬＧを出力する。すなわち信号ＦＶによって、複数の蓄電装置Ｂ１，Ｂ２のうちの、出力電圧が最高である蓄電装置（以下、「最高電圧蓄電装置」とも称する）が示されることとなる。また判定フラグＦＬＧによって、出力電圧が互いに等しい２つの蓄電装置が存在するか否かが示されることとなる。   Based on currents I1 and I2 detected by current sensors 52 and 54, voltage determination unit 250 determines which output voltage of power storage devices B1 and B2 is high, and signal FV indicating the determination result, and Then, determination flag FLG indicating whether the output voltages of power storage devices B1 and B2 are equal to each other is output. That is, signal FV indicates the power storage device having the highest output voltage (hereinafter also referred to as “highest voltage power storage device”) among the plurality of power storage devices B1 and B2. In addition, determination flag FLG indicates whether there are two power storage devices having the same output voltage.

電圧判定部２５０は、電流Ｉ１，Ｉ２が略等しい場合に蓄電装置Ｂ１およびＢ２の出力電圧が互いに等しいと判定して判定フラグＦＬＧをオンする。電圧判定部２５０は、電流Ｉ１が電流Ｉ２より大きい場合に、判定フラグＦＬＧをオフするとともに最高電圧蓄電装置が蓄電装置Ｂ１であることを示す信号ＦＶを出力する。さらに、電圧判定部２５０は、電流Ｉ２が電流Ｉ１より大きい場合に、判定フラグＦＬＧをオフするとともに最高電圧蓄電装置が蓄電装置Ｂ２であることを示す信号ＦＶを出力する。   Voltage determination unit 250 determines that output voltages of power storage devices B1 and B2 are equal to each other when currents I1 and I2 are substantially equal, and turns determination flag FLG on. When current I1 is larger than current I2, voltage determination unit 250 turns off determination flag FLG and outputs signal FV indicating that the highest voltage power storage device is power storage device B1. Further, when current I2 is larger than current I1, voltage determination unit 250 turns off determination flag FLG and outputs signal FV indicating that the highest voltage power storage device is power storage device B2.

なお、「判定フラグＦＬＧのオン状態」および「判定フラグＦＬＧのオフ状態」とは、たとえば判定フラグＦＬＧの値がそれぞれ１および０である状態である。ただし判定フラグＦＬＧの制御は上記制御に限定されるものではなく、たとえば判定フラグＦＬＧの値が０および１である状態がそれぞれ「判定フラグＦＬＧのオン状態」および「判定フラグＦＬＧのオフ状態」であってもよい。また電流Ｉ１，Ｉ２が異なる場合（すなわち蓄電装置Ｂ１およびＢ２の出力電圧が異なると判定された場合）に判定フラグＦＬＧがオンし、電流Ｉ１，Ｉ２が等しい場合（すなわち蓄電装置Ｂ１およびＢ２の出力電圧が等しいと判定された場合）に判定フラグがオフしてもよい。   The “determination flag FLG on state” and the “determination flag FLG off state” are, for example, states in which the value of the determination flag FLG is 1 and 0, respectively. However, control of determination flag FLG is not limited to the above control. For example, the states where determination flag FLG is 0 and 1 are “determination flag FLG on state” and “determination flag FLG off state”, respectively. There may be. When currents I1 and I2 are different (that is, when it is determined that the output voltages of power storage devices B1 and B2 are different), determination flag FLG is turned on and currents I1 and I2 are equal (that is, the outputs of power storage devices B1 and B2). The determination flag may be turned off when it is determined that the voltages are equal.

モード判定部２６０は、負荷装置（インバータ２０，２２およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２）の駆動のために、電源システムに対して要求される要求パワーＰＲと、目標値設定部２１０によって設定された目標電圧ＶＲとに基づいて、コンバータ１０，１２の動作モードを判定する。具体的には、モード判定部２６０は、コンバータ１０，１２の双方を動作させる「２ＣＮＶモード」、コンバータ１０，１２の一方のみを動作させて電圧制御を実行する「１ＣＮＶモード」、コンバータ１０，１２の両方の上アームのうち少なくとも１つの上アームに含まれるスイッチング素子をオンに固定する「上アームＯＮモード」のいずれかを選択する。   Mode determination unit 260 includes required power PR required for the power supply system and target voltage set by target value setting unit 210 for driving the load devices (inverters 20 and 22 and motor generators MG1 and MG2). The operation mode of converters 10 and 12 is determined based on VR. Specifically, mode determination unit 260 is a “2CNV mode” in which both converters 10 and 12 are operated, a “1CNV mode” in which only one of converters 10 and 12 is operated to perform voltage control, and converters 10 and 12. One of the “upper arm ON modes” in which the switching elements included in at least one upper arm of both the upper arms is fixed on is selected.

より詳細には、モード判定部２６０は、２ＣＮＶモードの選択時には、指示選択部２４０−１，２４０−２が、ＰＷＭ信号ＰＷＣ１，ＰＷＣ２を選択してコンバータ１０，１２へ出力するように、モード制御信号ＭＳ１，ＭＳ２を設定する。また、モード判定部２６０は、１ＣＮＶモードの選択時には、電圧制御を実行させるコンバータ１０，１２の一方において、ＰＷＭ信号ＰＷＣ（ＰＷＣ１およびＰＷＣ２を総括的に表記するもの）が選択され、他方のコンバータにおいて、シャットダウン信号ＳＤ（ＳＤ１およびＳＤ２を総括的に表記するもの）が選択されるように、モード制御信号ＭＳ１，ＭＳ２を設定する。なお、１ＣＮＶモードにおいて電圧制御を実行させるコンバータについては、コンバータ１０，１２の所定の一方を固定的に選択するようにしてもよく、そのときの出力電圧やＳＯＣに応じて、電圧制御を実行させるコンバータを都度選択するようにしてもよい。   More specifically, mode determination unit 260 performs mode control so that instruction selection units 240-1 and 240-2 select and output PWM signals PWC 1 and PWC 2 to converters 10 and 12 when the 2CNV mode is selected. Signals MS1 and MS2 are set. In addition, when selecting the 1CNV mode, mode determination unit 260 selects PWM signal PWC (which collectively represents PWC1 and PWC2) in one of converters 10 and 12 that executes voltage control, and in the other converter The mode control signals MS1 and MS2 are set so that the shutdown signal SD (which generally represents SD1 and SD2) is selected. Regarding the converter that executes voltage control in the 1CNV mode, a predetermined one of converters 10 and 12 may be fixedly selected, and voltage control is executed according to the output voltage and SOC at that time. A converter may be selected each time.

モード判定部２６０は、上アームＯＮモードの選択時には、電圧判定部２５０からの判定フラグＦＬＧおよび信号ＦＶに従って、１つの上アームに含まれるスイッチング素子をオンに固定するモード（ステージ１）と、２つの上アームの各々に含まれるスイッチング素子をオンに固定するモード（ステージ２）とのいずれかを上アームＯＮモードとして選択する。詳細には、モード判定部２６０は、判定フラグＦＬＧがオフである場合には、上アームＯＮモードとして「ステージ１」を選択する。この場合、モード判定部２６０は、信号ＦＶによって示される最高電圧蓄電装置（蓄電装置Ｂ１，Ｂ２のいずれか）に対応するコンバータに対して上アームオン信号ＵＡ（ＵＡ１，ＵＡ２を総括的に表記するもの）が出力され、他方のコンバータに対して、シャットダウン信号ＳＤが出力されるように、モード制御信号ＭＳ１，ＭＳ２を設定する。一方、モード判定部２６０は、判定フラグＦＬＧがオンの場合には、上アームＯＮモードとして「ステージ２」を選択する。この場合、モード判定部２６０は、上アームＯＮ指示部２３０−１，２３０−２が上アームオン信号ＵＡ１，ＵＡ２をそれぞれ出力するように、モード制御信号ＭＳ１，ＭＳ２を設定する。   When the upper arm ON mode is selected, mode determination unit 260 fixes a switching element included in one upper arm to be on according to determination flag FLG and signal FV from voltage determination unit 250 (stage 1), and 2 One of the modes (stage 2) in which the switching elements included in each of the upper arms are fixed to ON is selected as the upper arm ON mode. Specifically, mode determination unit 260 selects “stage 1” as the upper arm ON mode when determination flag FLG is OFF. In this case, mode determination unit 260 collectively represents upper arm on signal UA (UA1, UA2) for the converter corresponding to the highest voltage power storage device (any one of power storage devices B1, B2) indicated by signal FV. The mode control signals MS1 and MS2 are set so that the shutdown signal SD is output to the other converter. On the other hand, mode determination unit 260 selects “stage 2” as the upper arm ON mode when determination flag FLG is on. In this case, mode determination unit 260 sets mode control signals MS1 and MS2 such that upper arm ON instruction units 230-1 and 230-2 output upper arm on signals UA1 and UA2, respectively.

図７は、モード判定部２６０による動作モード選択の制御処理を説明するフローチャートである。図７に示したフローチャートは、ＥＣＵ１００に予め格納されたプログラムを所定周期で実行することによって実現される。   FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation mode selection control processing by the mode determination unit 260. The flowchart shown in FIG. 7 is realized by executing a program stored in advance in ECU 100 at a predetermined cycle.

図７を参照して、ＥＣＵ１００は、負荷装置の状態に応じて、より具体的には、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルクおよび回転数に応じて、システム電圧ＶＨの目標電圧ＶＲを設定する（ステップＳ１００）。そして、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１１０により、負荷装置（インバータ２０，２２およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２）の駆動のために、電源システムに対して要求される要求パワーＰＲを取得する。この要求パワーＰＲは、上位の車両ＥＣＵ（図示せず）によって車両状態に基づいて決定される。あるいは、ＥＣＵ１００によって、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令値および回転数の積に基づく演算が実行されてもよい。   Referring to FIG. 7, ECU 100 sets target voltage VR of system voltage VH according to the state of the load device, more specifically, according to the torque and rotation speed of motor generators MG1, MG2 (step). S100). In step S110, ECU 100 obtains required power PR required for the power supply system for driving the load devices (inverters 20, 22 and motor generators MG1, MG2). This required power PR is determined based on the vehicle state by a host vehicle ECU (not shown). Alternatively, ECU 100 may execute a calculation based on the product of the torque command value of motor generators MG1 and MG2 and the rotational speed.

さらに、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１２０により、ステップＳ１１０で取得された要求パワーＰＲが、基準値Ｐｔｈよりも高いかどうかを判定する。この基準値Ｐｔｈは、一方のコンバータを停止させても、すなわち一方の蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の一方によって、要求パワーＰＲを供給可能な範囲に合わせて設定される。基準値Ｐｔｈは、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２のスペックに応じた固定値であってもよく、ＳＯＣ１、ＳＯＣ２によって可変な値としてもよい。   Further, in step S120, ECU 100 determines whether or not required power PR acquired in step S110 is higher than reference value Pth. The reference value Pth is set in accordance with a range in which the required power PR can be supplied even when one converter is stopped, that is, by one of the one power storage devices B1 and B2. Reference value Pth may be a fixed value according to the specifications of power storage devices B1 and B2, or may be a variable value depending on SOC1 and SOC2.

要求パワーＰＲが基準値Ｐｔｈよりも高い場合（ステップＳ１２０のＹＥＳ判定時）には、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１４０により、動作モードを２ＣＮＶモードに設定する。２ＣＮＶモードでは、コンバータ１０，１２の一方が電圧制御され、他方が電流制御される。すなわち、２ＣＮＶモードは、本発明での「第２の動作モード」に対応する。   When required power PR is higher than reference value Pth (when YES is determined in step S120), ECU 100 sets the operation mode to the 2CNV mode in step S140. In the 2CNV mode, one of converters 10 and 12 is voltage-controlled and the other is current-controlled. That is, the 2CNV mode corresponds to the “second operation mode” in the present invention.

なお、上述のように、電圧制御および電流制御の分担は予め固定されてもよく、そのときの蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の状態に応じて、適宜選択するようにしてもよい。   As described above, the sharing of voltage control and current control may be fixed in advance, and may be appropriately selected according to the state of power storage devices B1 and B2.

一方、要求パワーＰＲが基準値Ｐｔｈ以下のとき（Ｓ１２０のＮＯ判定時）には、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１３０に処理を進めて、目標電圧ＶＲに照らしてコンバータ１０，１２による昇圧動作が必要であるかどうかを判断する。   On the other hand, when required power PR is equal to or lower than reference value Pth (NO in S120), ECU 100 proceeds to step S130 and requires boosting operation by converters 10 and 12 in light of target voltage VR. Determine whether or not.

そして、ＥＣＵ１００は、昇圧動作が必要であるとき（Ｓ１３０のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ１５０により、動作モードを１ＣＮＶモードに設定する。１ＣＮＶモードでは、コンバータ１０，１２の一方で電圧制御が実行され、他方のコンバータがシャットダウン、すなわち動作を停止するように制御される。すなわち、１ＣＮＶモードは、本発明での「第３の動作モード」に対応する。なお、電圧制御を実行するコンバータは、コンバータ１０，１２のうちの一方を固定的に指定してもよく、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の状態（代表的には出力電圧あるいはＳＯＣの高・低）に応じて都度選択するようにしてもよい。   Then, ECU 100 sets the operation mode to the 1CNV mode in step S150 when the boosting operation is necessary (when YES is determined in S130). In the 1CNV mode, voltage control is performed on one of the converters 10 and 12, and the other converter is controlled to shut down, that is, stop operating. That is, the 1CNV mode corresponds to the “third operation mode” in the present invention. Note that the converter that performs voltage control may specify one of the converters 10 and 12 in a fixed manner, and the state of the power storage devices B1 and B2 (typically, the output voltage or the SOC is high or low). You may make it select each time according to it.

これに対して、ステップＳ１３０がＮＯ判定時のとき、すなわち要求パワーＰＲが一方の蓄電装置によって供給可能な範囲であり、かつ、コンバータ１０，１２による昇圧が不要であるときには、ＥＣＵ１００は、コンバータ１０，１２全体での損失をできるだけ抑制するために、ステップＳ１６０により上アームＯＮモードを選択する。この上アームＯＮモードは、本発明での「第１の動作モード」に対応する。上アームＯＮモードが動作モードとして選択された場合、上記「ステージ１」および「ステージ２」のいずれかに従う制御が実行される。   On the other hand, when step S130 is NO, that is, when required power PR is in a range that can be supplied by one power storage device and boosting by converters 10 and 12 is not required, ECU 100 performs converter 10 , 12, the upper arm ON mode is selected at step S160 in order to suppress the loss as a whole. This upper arm ON mode corresponds to the “first operation mode” in the present invention. When the upper arm ON mode is selected as the operation mode, the control according to either “stage 1” or “stage 2” is executed.

なお、モード判定部２６０は、上アームＯＮモードの選択時（たとえば１ＣＮＶモードから上アームＯＮモードへの移行時）には、まず動作モードとして「ステージ１」を選択する。そして、モード判定部２６０は「ステージ１」に従う制御が実行されている間に２つの蓄電装置の出力電圧が等しいか否かを判定する。２つの蓄電装置の出力電圧が等しいと判定された場合には、動作モードは「ステージ１」から「ステージ２」に移行する。上アームＯＮモードの選択時においては、２つの蓄電装置の出力電圧が異なる可能性が考えられる。したがって「ステージ２」に従う制御が最初に実行されると、２つの蓄電装置間に短絡電流が流れる可能性がある。モード判定部２６０が「ステージ１」を最初に選択することにより、このような短絡電流の発生を防止できる。   Note that mode determination unit 260 first selects “stage 1” as the operation mode when selecting the upper arm ON mode (for example, when shifting from the 1CNV mode to the upper arm ON mode). Then, mode determination unit 260 determines whether or not the output voltages of the two power storage devices are equal while the control according to “Stage 1” is being performed. When it is determined that the output voltages of the two power storage devices are equal, the operation mode shifts from “stage 1” to “stage 2”. When the upper arm ON mode is selected, the output voltages of the two power storage devices may be different. Therefore, when the control according to “stage 2” is executed first, a short-circuit current may flow between the two power storage devices. Generation of such a short-circuit current can be prevented by the mode determination unit 260 selecting “stage 1” first.

ステップＳ１４０，Ｓ１５０，Ｓ２００のいずれかの処理が終了すると、全体の処理はメインルーチンに戻される。   When any one of steps S140, S150, and S200 is completed, the entire process is returned to the main routine.

図８は、ステップＳ２００における上アームＯＮモードでの処理を詳細に説明するフローチャートである。   FIG. 8 is a flowchart illustrating in detail the processing in the upper arm ON mode in step S200.

図８を参照して、ＥＣＵ１００（モード判定部２６０）は、ステップＳ２１０により、判定フラグＦＬＧがオンしているか否かを判定する。これにより蓄電装置Ｂ１，Ｂ２のそれぞれの出力電圧ＶＢ１，ＶＢ２が等しいか否かが判断される。言い換えると、モード判定部２６０により、出力電圧が互いに等しい２つの蓄電装置が存在するか否かが判定され、その判定結果が判定フラグＦＬＧとしてモード判定部２６０より出力される。   Referring to FIG. 8, ECU 100 (mode determination unit 260) determines whether or not determination flag FLG is on in step S210. Thereby, it is determined whether or not output voltages VB1 and VB2 of power storage devices B1 and B2 are equal. In other words, mode determination unit 260 determines whether there are two power storage devices having the same output voltage, and the determination result is output from mode determination unit 260 as determination flag FLG.

ＥＣＵ１００は、判定フラグＦＬＧがオフ状態であると判断したとき（ステップＳ２１０のＮＯ判定時）には、「ステージ１」の制御を実行する（ステップＳ２２０）。すなわち、ＥＣＵ１００は、信号ＦＶに応じて蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の中から最高電圧蓄電装置を特定する。そしてＥＣＵ１００は、その最高電圧蓄電装置に特定するコンバータ（コンバータ１０，１２のいずれか）を上アームＯＮ固定とする一方で、他方のコンバータをシャットダウンする。すなわち、最高電圧蓄電装置に対応するコンバータが上アームＯＮ固定の対象とされ、残余のコンバータは動作を停止される。   When ECU 100 determines that determination flag FLG is in the off state (NO determination in step S210), ECU 100 executes control of “stage 1” (step S220). That is, ECU 100 specifies the highest voltage power storage device from power storage devices B1 and B2 according to signal FV. Then, ECU 100 sets the converter (one of converters 10 and 12) specified for the highest voltage power storage device to the upper arm ON fixation, and shuts down the other converter. That is, the converter corresponding to the highest voltage power storage device is the target of upper arm ON fixation, and the remaining converters are stopped.

一方、ＥＣＵ１００は、判定フラグＦＬＧがオン状態であると判断したとき（ステップＳ２１０のＹＥＳ判定時）には、「ステージ２」の制御を実行する（ステップＳ２３０）。この場合、ＥＣＵ１００は、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２にそれぞれ対応するコンバータ１０，１２の両方を上アームＯＮ固定とする。すなわちＥＣＵ１００は、互いに出力電圧が等しい２つの蓄電装置（Ｂ１，Ｂ２）の各々に対応するコンバータ（１０，１２）を上アームＯＮ固定とする。   On the other hand, when ECU 100 determines that determination flag FLG is in the on state (when YES is determined in step S210), ECU 100 executes control of “stage 2” (step S230). In this case, ECU 100 fixes both upper and lower converters 10 and 12 corresponding to power storage devices B1 and B2, respectively. That is, ECU 100 fixes the upper arm ON for converters (10, 12) corresponding to each of two power storage devices (B1, B2) having the same output voltage.

ステージ１またはステージ２の制御が実行された後に、ＥＣＵ１００（電圧判定部２５０）は、フラグ設定処理を実行する（ステップＳ２４０）。フラグ設定処理が終了するとステップＳ２００における上アームＯＮモードでの処理が終了する。   After control of stage 1 or stage 2 is executed, ECU 100 (voltage determination unit 250) executes flag setting processing (step S240). When the flag setting process ends, the process in the upper arm ON mode in step S200 ends.

図９は、ステップＳ２４０におけるフラグ設定処理を詳細に説明するフローチャートである。   FIG. 9 is a flowchart for explaining in detail the flag setting process in step S240.

図９を参照して、ＥＣＵ１００は、ステップＳ２４１により、モータジェネレータＭＧ１および／またはＭＧ２が現時点において力行動作中か否か、すなわち蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の少なくとも一方から電流が出力されているか否かを判定する。モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のいずれも力行中ではない場合（ステップＳ２４１のＮＯ判定時）、フラグ設定処理は終了する。したがって判定フラグＦＬＧの状態は図９に示す処理が実行される前の状態に維持される。   Referring to FIG. 9, in step S241, ECU 100 determines whether or not motor generators MG1 and / or MG2 are currently performing a power running operation, that is, whether or not current is being output from at least one of power storage devices B1 and B2. judge. If neither motor generator MG1 nor MG2 is in power running (NO determination in step S241), the flag setting process ends. Therefore, the state of determination flag FLG is maintained in the state before the processing shown in FIG. 9 is executed.

なお、コンバータ１０，１２の制御が「ステージ１」に従う制御である場合、モータジェネレータＭＧ１および／またはＭＧ２の力行動作中に最高電圧蓄電装置から電流が出力される結果、２つの蓄電装置の出力電圧がほぼ等しくなったとする。最高電圧蓄電装置であった蓄電装置に対応するコンバータの上アームはＯＮ固定されているので、その蓄電装置から上アームのスイッチング素子を経由して電流が出力される。一方、残りの蓄電装置に対応するコンバータの上アームのスイッチング素子はオフしているものの、そのスイッチング素子に逆並列接続されたダイオードを介して蓄電装置から電流が出力される。この結果、２つの蓄電装置から出力される電流は略等しくなる。   When control of converters 10 and 12 is control according to “stage 1”, current is output from the highest voltage power storage device during powering operation of motor generators MG1 and / or MG2, and as a result, the output voltages of the two power storage devices Are almost equal. Since the upper arm of the converter corresponding to the power storage device that was the highest voltage power storage device is fixed ON, a current is output from the power storage device via the switching element of the upper arm. On the other hand, although the switching element of the upper arm of the converter corresponding to the remaining power storage device is off, a current is output from the power storage device via a diode connected in reverse parallel to the switching element. As a result, the currents output from the two power storage devices are substantially equal.

ハイブリッド車両１０００が力行中である場合（ステップＳ２４１のＹＥＳ判定時）、ＥＣＵ２１０（電圧判定部２５０）は、電流Ｉ１，Ｉ２の差の絶対値（＝｜Ｉ１−Ｉ２｜）が所定値Ｘよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ２４２）。電流Ｉ１，Ｉ２の差の絶対値（＝｜Ｉ１−Ｉ２｜）が所定値Ｘよりも小さい場合に、電圧判定部２５０は蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の出力電圧が互いに等しいと判定する。所定値Ｘは理想的には０であるが、たとえば電流センサの検出誤差等を考慮した値に定められる。   When hybrid vehicle 1000 is powering (when YES is determined in step S241), ECU 210 (voltage determination unit 250) determines that the absolute value (= | I1-I2 |) of the difference between currents I1 and I2 is greater than predetermined value X. It is determined whether it is smaller (step S242). When the absolute value (= | I1-I2 |) of the difference between currents I1 and I2 is smaller than predetermined value X, voltage determination unit 250 determines that the output voltages of power storage devices B1 and B2 are equal to each other. The predetermined value X is ideally 0, but is set to a value that takes into account, for example, the detection error of the current sensor.

電流Ｉ１，Ｉ２の差の絶対値（＝｜Ｉ１−Ｉ２｜）が所定値Ｘよりも小さい場合（ステップＳ２４２のＹＥＳ判定時）、電圧判定部２５０は判定フラグＦＬＧをオン状態に設定する（ステップＳ２４３）。一方、電流Ｉ１，Ｉ２の差の絶対値（＝｜Ｉ１−Ｉ２｜）が所定値Ｘ以上である場合（ステップＳ２４２のＮＯ判定時）、電圧判定部２５０は判定フラグＦＬＧをオフ状態に設定する（ステップＳ２４４）。ステップＳ２４３またはＳ２４４の処理が終了した場合には、フラグ設定処理が終了する。   When the absolute value (= | I1-I2 |) of the difference between currents I1 and I2 is smaller than predetermined value X (when YES is determined in step S242), voltage determination unit 250 sets determination flag FLG to an on state (step S243). On the other hand, when the absolute value (= | I1-I2 |) of the difference between currents I1 and I2 is equal to or greater than a predetermined value X (NO determination in step S242), voltage determination unit 250 sets determination flag FLG to an off state. (Step S244). When the process of step S243 or S244 is finished, the flag setting process is finished.

ステップＳ２４２での判定処理は、ステージ１からステージ２への移行の可否を判定する処理に相当する。判定フラグＦＬＧがオン状態であるということはステージ１からステージ２への移行を許可するという判定結果（ＯＫ）が得られたことを意味している。したがって、ステップＳ２４３の処理により判定フラグＦＬＧがオン状態に設定され、その後に図８に示す処理が実行された場合、上アームＯＮモードはステージ１からステージ２に移行する。   The determination process in step S242 corresponds to a process for determining whether or not the transition from stage 1 to stage 2 is possible. If the determination flag FLG is in the on state, it means that a determination result (OK) indicating that the transition from the stage 1 to the stage 2 is permitted is obtained. Therefore, when the determination flag FLG is set to the on state by the process of step S243 and the process shown in FIG. 8 is subsequently executed, the upper arm ON mode shifts from the stage 1 to the stage 2.

判定フラグＦＬＧがオフ状態であるということはステージ１からステージ２への移行を許可しないという判定結果（ＮＧ）が得られたことを意味している。したがって、ステップＳ２４４の処理により判定フラグＦＬＧがオン状態に設定され、その後に図８に示す処理が実行された場合、上アームＯＮモードはステージ１の状態に維持される。   The fact that the judgment flag FLG is in an off state means that a judgment result (NG) indicating that the transition from the stage 1 to the stage 2 is not permitted is obtained. Therefore, when the determination flag FLG is set to the on state by the process of step S244 and the process shown in FIG. 8 is subsequently executed, the upper arm ON mode is maintained in the stage 1 state.

このように図７〜図９に従った制御処理を行なうことにより、電源システムへの要求パワーが単一の蓄電装置によって供給可能な範囲であり、かつ、コンバータ１０、１２による昇圧動作が不要な目標電圧ＶＲが設定されているときには、上アームＯＮモードを選択して、コンバータ１０，１２での損失を抑制した上で、電源システムおよび負荷装置間の電力授受を実行できる。   By performing the control processing according to FIGS. 7 to 9 as described above, the required power to the power supply system is in a range that can be supplied by a single power storage device, and the boosting operation by converters 10 and 12 is unnecessary. When the target voltage VR is set, the upper arm ON mode is selected to suppress power loss in the converters 10 and 12, and power can be exchanged between the power supply system and the load device.

さらに、上アームＯＮモードでは、出力電力の等しい２つの蓄電装置が存在しない場合、最高電圧蓄電装置に対応したコンバータが上アームＯＮ固定のコンバータに指定される（ステージ１）。これにより、蓄電装置間での短絡電流を生じさせることなく、上アームＯＮモードを開始できる。すなわち、蓄電装置およびコンバータ間を都度リレー等で遮断することなく、他の動作モードから上アームＯＮモードへの移行を実現できる。   Further, in the upper arm ON mode, when two power storage devices having the same output power do not exist, the converter corresponding to the highest voltage power storage device is designated as the upper arm ON fixed converter (stage 1). Thus, the upper arm ON mode can be started without causing a short-circuit current between the power storage devices. That is, the transition from the other operation mode to the upper arm ON mode can be realized without interrupting the power storage device and the converter each time with a relay or the like.

ここで蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の出力電圧の大小を判別する方法としては、電圧センサ４２，４４によりそれぞれ検出された蓄電装置Ｂ１の電圧ＶＢ１および蓄電装置Ｂ２の電圧ＶＢ２を比較する方法が考えられる。しかしこの方法では、電圧センサ４２，４４の精度がその比較結果に影響を与える可能性が考えられる。すなわち検出精度の低い電圧センサの出力値に基づいて、図９に示すフラグ設定処理を実行すれば、本来、１つの上アームのみＯＮ固定とすべきである状態であっても、２つのコンバータの上アームがともにＯＮ固定されることにより２つの蓄電装置間に短絡電流が生じるおそれがある。その一方で、電圧センサ４２，４４の高精度化を図れば、コストアップを招いてしまう。本実施の形態では、電流センサにより検出された蓄電装置の電流に基づいて、出力電圧の等しい２つの蓄電装置が存在するか否かを判定する。これにより電圧センサの検出精度を考慮することなく２つの蓄電装置の出力電圧の大小を判別できるとともに、その判別処理を簡素化できる。   Here, as a method for determining the magnitude of the output voltage of the power storage devices B1 and B2, a method of comparing the voltage VB1 of the power storage device B1 and the voltage VB2 of the power storage device B2 detected by the voltage sensors 42 and 44, respectively, can be considered. However, in this method, there is a possibility that the accuracy of the voltage sensors 42 and 44 may affect the comparison result. That is, if the flag setting process shown in FIG. 9 is executed based on the output value of the voltage sensor with low detection accuracy, even if only one upper arm should originally be fixed to ON, If both upper arms are fixed to ON, a short circuit current may be generated between the two power storage devices. On the other hand, if the accuracy of the voltage sensors 42 and 44 is increased, the cost is increased. In the present embodiment, it is determined based on the current of the power storage device detected by the current sensor whether there are two power storage devices having the same output voltage. Thus, the magnitude of the output voltages of the two power storage devices can be determined without considering the detection accuracy of the voltage sensor, and the determination process can be simplified.

さらに、本実施の形態では、上アームＯＮモードにおいて、出力電力が等しい２つの蓄電装置が存在する場合には２つの蓄電装置の各々に対応するコンバータが上アームＯＮ固定のコンバータに指定される（ステージ２）。この場合、出力電圧が等しい蓄電装置間では短絡電流が生じなく、かつ、２つの蓄電装置の各々が電力を入出力可能な状態となる。これにより、回生時において回収可能な電力量を、１つの蓄電装置のみにより電力を受け入れる場合よりも増やすことができる。   Furthermore, in the present embodiment, in the upper arm ON mode, when there are two power storage devices having the same output power, converters corresponding to each of the two power storage devices are designated as the upper arm ON fixed converter ( Stage 2). In this case, a short-circuit current does not occur between power storage devices having the same output voltage, and each of the two power storage devices can enter and output power. As a result, the amount of power that can be recovered during regeneration can be increased as compared with the case where power is received by only one power storage device.

また、ハイブリッド車両１０００が滑りやすい路面を走行している時、あるいは段差を乗り越えている時などに車輪がスリップし、その後に車輪が路面にグリップすることが考えられる。この場合、スリップ時に持ち出される蓄電装置からのエネルギーが、グリップ時のモータ回転数の急変により蓄電装置に逆流する可能性がある。本実施の形態によれば、その逆流するエネルギーを２つの蓄電装置により受け入れることができる。   In addition, it is conceivable that the wheel slips when the hybrid vehicle 1000 is traveling on a slippery road surface or is over a step, and then the wheel grips the road surface. In this case, there is a possibility that energy from the power storage device taken out at the time of slipping flows back to the power storage device due to a sudden change in the motor rotation speed during gripping. According to the present embodiment, the backflow energy can be received by the two power storage devices.

図１０は、スリップ発生後のグリップ時のエネルギーの流れを示した図である。
図１０を参照して、スリップで車輪が空転してその後車輪が路面をグリップすると、モータ回転数の急減によって、図１０に示した経路に沿って電流Ｉ１，Ｉ２が流れる。モータジェネレータのエネルギーは、トルク×回転数で表わされるが、グリップ時には回転数が急減する一方、トルクは急には変えることができないので、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の少なくとも一方から供給されていたエネルギーがグリップ時に余剰となり、蓄電装置Ｂ１あるいはＢ２に電流が逆流する。 FIG. 10 is a diagram showing the flow of energy during gripping after the occurrence of slip.
Referring to FIG. 10, when the wheel slips due to slip and the wheel grips the road surface thereafter, currents I1 and I2 flow along the path shown in FIG. The energy of the motor generator is represented by torque × number of rotations, but the number of rotations decreases rapidly during gripping, but the torque cannot be changed suddenly. Therefore, the energy supplied from at least one of the power storage devices B1 and B2 is reduced. It becomes surplus at the time of grip, and the current flows backward to the power storage device B1 or B2.

本実施の形態では、２つの上アームの両方をオン固定することによって、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の両方に電流を受け入れることができる。これにより蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の一方のみ電流を受け入れる構成に比較して、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の各々に逆流する電流を小さくできる。たとえば電池の発熱量は、直流電流を印加した場合の電圧降下によって求められる電池の内部抵抗により支配され、この内部抵抗値と電流値の二乗との積（ＲＩ2）によって表されるので、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の各々に逆流する電流を小さくすることで電池の発熱量を抑制できる。また、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の各々に電流を受け入れることができるので、スリップ発生後のグリップ時において、蓄電装置に逆流するエネルギーを受け入れる能力を高めることができる。これによりスリップ発生後のグリップといった外乱に対する緩衝作用を高めることができる。 In the present embodiment, current can be received by both power storage devices B1 and B2 by fixing both of the two upper arms on. Thus, the current flowing back to each of power storage devices B1 and B2 can be reduced as compared with a configuration in which only one of power storage devices B1 and B2 receives current. For example, the calorific value of the battery is governed by the internal resistance of the battery determined by the voltage drop when a direct current is applied, and is expressed by the product (RI 2 ) of this internal resistance value and the square of the current value. The amount of heat generated by the battery can be suppressed by reducing the current flowing back to each of the devices B1 and B2. In addition, since current can be received in each of power storage devices B1 and B2, the ability to receive backflow energy to the power storage device during grip after the occurrence of slip can be enhanced. Thereby, the buffering effect with respect to disturbances, such as a grip after slip generation, can be enhanced.

以上説明したように、本実施の形態による電源システムによれば、負荷装置（モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２）の状態に応じて、コンバータ１０，１２による昇圧動作の要否および要求パワーＰＲのレベルに応じて、１つまたは２つのコンバータで上アームのスイッチング素子をオン状態に固定する動作モード（上アームＯＮモード）を選択することができる。したがって、スイッチング損失を抑制するための上アームＯＮモードを、負荷装置の状態に応じて適切に選択できる。   As described above, according to the power supply system of the present embodiment, depending on the state of load devices (motor generators MG1, MG2), depending on the necessity of boost operation by converters 10, 12, and the level of required power PR. Thus, an operation mode (upper arm ON mode) in which the switching element of the upper arm is fixed to the on state by one or two converters can be selected. Therefore, the upper arm ON mode for suppressing the switching loss can be appropriately selected according to the state of the load device.

さらに、本実施の形態による電源システムによれば、出力電圧の等しい２つの蓄電装置が存在しない場合には、最高電圧蓄電装置に対応するコンバータで上アームのスイッチング素子をオン状態に固定するとともに、他のコンバータをシャットダウンさせる動作モード（ステージ１）を選択することができる。したがって、上アーム素子のオンによって蓄電装置間に短絡電流が発生することを防止できる上に、スイッチング損失を抑制するための上アームＯＮモードを、負荷装置の状態に応じて適切に選択できる。   Furthermore, according to the power supply system according to the present embodiment, when there are no two power storage devices having the same output voltage, the switching element of the upper arm is fixed to the on state by the converter corresponding to the highest voltage power storage device, An operation mode (stage 1) for shutting down other converters can be selected. Therefore, it is possible to prevent a short-circuit current from being generated between the power storage devices when the upper arm element is turned on, and to appropriately select the upper arm ON mode for suppressing the switching loss according to the state of the load device.

さらに、本実施の形態による電源システムによれば、上アームＯＮモードにおいて出力電圧の等しい２つの蓄電装置が存在する場合には、その２つの蓄電装置の各々に対応するコンバータで上アームのスイッチング素子をオン状態に固定する動作モード（ステージ２）を選択することができる。２つの蓄電装置の出力電圧が等しいため、各上アーム素子がオンしても２つの蓄電装置間に短絡電流が発生することを防止できる上に、スイッチング損失を抑制するための上アームＯＮモードを、負荷装置の状態に応じて適切に選択できる。さらに、その２つの蓄電装置の各々が電力を入出力できるため、回生時に回収可能な電力量を大きくすることができる。また、スリップ発生後のグリップといった外乱に対する緩衝作用を高めることができる。   Furthermore, according to the power supply system of the present embodiment, when there are two power storage devices having the same output voltage in the upper arm ON mode, the switching element of the upper arm is converted by a converter corresponding to each of the two power storage devices. The operation mode (stage 2) for fixing the signal to the ON state can be selected. Since the output voltages of the two power storage devices are equal, it is possible to prevent a short-circuit current from being generated between the two power storage devices even when each upper arm element is turned on, and an upper arm ON mode for suppressing switching loss. It can be selected appropriately according to the state of the load device. Furthermore, since each of the two power storage devices can input and output power, the amount of power that can be recovered during regeneration can be increased. Further, it is possible to enhance a buffering action against disturbance such as a grip after occurrence of slip.

（変形例）
以上説明した実施の形態では、蓄電装置Ｂ１、Ｂ２およびそれぞれに対応するコンバータ１０，１２が備えられる、すなわち、蓄電装置およびコンバータの組が２個備えられる電源システムについて説明したが、本発明の適用はこのような構成に限定されるものではない。 (Modification)
In the above-described embodiment, the power storage system including the power storage devices B1 and B2 and the converters 10 and 12 corresponding to the power storage devices B1 and B2, respectively, that is, including two sets of the power storage device and the converter has been described. Is not limited to such a configuration.

すなわち、図１１に示すように、蓄電装置および対応のコンバータの組が３以上の複数個並列接続される構成の電源システムにおいても、本実施の形態による動作モード制御を適用できる。   That is, as shown in FIG. 11, the operation mode control according to the present embodiment can also be applied to a power supply system having a configuration in which a plurality of pairs of power storage devices and corresponding converters are connected in parallel.

なお、蓄電装置が３個以上の場合には、負荷装置からの要求パワーＰＲに応じて、動作させるコンバータの個数をさらに細分化して設定することができる。そして、２個以上の蓄電装置によって電力を供給する場合には、これらの蓄電装置に対応する２個以上の電力変換装置について、いずれか１個によって電圧制御を実行するとともに、残余のコンバータには電流制御を実行させればよい。   When there are three or more power storage devices, the number of converters to be operated can be further subdivided and set according to the required power PR from the load device. When power is supplied by two or more power storage devices, voltage control is executed by any one of two or more power conversion devices corresponding to these power storage devices, and the remaining converters What is necessary is just to perform current control.

そして、１個の蓄電装置によって要求パワーＰＲがカバー可能であり、かつ、各コンバータによる昇圧が不要であるときに、上アームＯＮモードを選択すればよい。   When the required power PR can be covered by one power storage device and boosting by each converter is unnecessary, the upper arm ON mode may be selected.

蓄電装置が３個以上存在するときも、各蓄電装置の出力電流に基づいて複数の蓄電装置から最高電圧蓄電装置を判別したり、その複数の蓄電装置の中に、出力電圧が等しい少なくとも２個の蓄電装置が存在するか否かを判定できる。そして「出力電圧が等しい少なくとも２個の蓄電装置が存在しない場合」、すなわち各蓄電装置の出力電圧が互いに異なることによって最高電圧蓄電装置が存在する場合には、その最高電圧蓄電装置に対応するコンバータの上アームをオン固定するとともに、残余のコンバータを停止すればよい。   Even when there are three or more power storage devices, the highest voltage power storage device is determined from the plurality of power storage devices based on the output current of each power storage device, or at least two output voltages having the same output voltage are included in the plurality of power storage devices. It can be determined whether or not there is a power storage device. And, “when there is no at least two power storage devices having the same output voltage”, that is, when the highest voltage power storage device exists due to the output voltages of the power storage devices being different from each other, the converter corresponding to the highest voltage power storage device It is only necessary to fix the upper arm on and to stop the remaining converter.

たとえば蓄電装置の総数が３個である場合には、「出力電圧が互いに等しい少なくとも２個の蓄電装置が存在する場合」として、２個の蓄電装置の出力電圧が等しい場合、あるいは３個の蓄電装置の出力電圧がすべて等しい場合がある。これらの場合には、出力電圧が等しい蓄電装置に対応するコンバータの上アームをオン固定すればよい。   For example, when the total number of power storage devices is three, “when there are at least two power storage devices having the same output voltage”, the output voltages of the two power storage devices are equal, or three power storage devices. The device output voltages may all be equal. In these cases, the upper arm of the converter corresponding to the power storage devices having the same output voltage may be fixed on.

なお、ハイブリッド車両１０００に代えて、内燃機関を搭載しない電気自動車、燃料を用いて電気エネルギーを発生する燃料電池（Fuel Cell）をさらに搭載した燃料電池車にも本発明を適用できる。また、負荷装置を車両駆動力発生用の電動機（モータジェネレータ）に限定することなく、その他の負荷装置に適用される電源システムについても、蓄電装置およびコンバータ（電力変換装置）の組を複数個備える構成であれば、本願発明の適用が可能である。   Instead of the hybrid vehicle 1000, the present invention can also be applied to an electric vehicle not equipped with an internal combustion engine, and a fuel cell vehicle further equipped with a fuel cell that generates electric energy using fuel. Further, the load device is not limited to an electric motor (motor generator) for generating vehicle driving force, and a power supply system applied to other load devices includes a plurality of sets of power storage devices and converters (power conversion devices). If it is a structure, application of this invention is possible.

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て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。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明による電源システムを搭載した車両の一例として示されるハイブリッド車両の全体ブロック図である。1 is an overall block diagram of a hybrid vehicle shown as an example of a vehicle equipped with a power supply system according to the present invention. 図１に示したコンバータ１０，１２の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the converters 10 and 12 shown in FIG. 図１に示したＥＣＵ１００の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of ECU100 shown in FIG. コンバータ１０，１２の通常制御（電圧／電流制御）を説明する機能ブロック図である。3 is a functional block diagram illustrating normal control (voltage / current control) of converters 10 and 12. FIG. 目標電圧を設定するためのマップ構成を説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining the map structure for setting a target voltage. 図３に示したコンバータ制御部２００によるコンバータ１０，１２の動作モード制御の構成を説明する機能ブロック図である。FIG. 4 is a functional block diagram illustrating a configuration of operation mode control of converters 10 and 12 by converter control unit 200 shown in FIG. 3. モード判定部２６０による動作モード選択の制御処理を説明するフローチャートである。5 is a flowchart for explaining an operation mode selection control process by a mode determination unit 260. ステップＳ２００における上アームＯＮモードでの処理を詳細に説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining in detail the process in the upper arm ON mode in step S200. ステップＳ２４０におけるフラグ設定処理を詳細に説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the flag setting process in step S240 in detail. スリップ発生後のグリップ時のエネルギーの流れを示した図である。It is the figure which showed the flow of energy at the time of the grip after slip generation. 電源システムの構成の変形例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the modification of a structure of a power supply system.

符号の説明Explanation of symbols

２ エンジン、４ 動力分割機構、６ 車輪、１０，１２ コンバータ、２０，２２ インバータ、４２，４４，４６ 電圧センサ、５２，５４ 電流センサ、６２，６４ 温度センサ、１１０，１２０ インバータ制御部、２００ コンバータ制御部、２１０ 目標値設定部、２１５−１ 電圧制御部、２１５−２ 電流制御部、２２０−１ 電圧／電流制御部、２２２−１，２２２−２，２２６−１，２２６−２ 減算部、２２４−１，２２４−２ ＰＩ制御部、２２８−１，２２８−２ 変調部、２３０−１，２３０−２ 上アームＯＮ指示部、２３５−１，２３５−１ シャットダウン指示部、２４０−１，２４０−２ 指示選択部、２５０ 電圧判定部、２６０ モード判定部、１０００ ハイブリッド車両、Ｂ１，Ｂ２ 蓄電装置、Ｃ コンデンサ、Ｄ１〜Ｄ４ ダイオード、Ｌ１，Ｌ２ リアクトル、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、ＭＰ０ マップ、ＮＬ 負極ライン、ＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬＭ 正極ライン、Ｑ１〜Ｑ４ 電力用半導体スイッチング素子。   2 engine, 4 power split mechanism, 6 wheels, 10, 12 converter, 20, 22 inverter, 42, 44, 46 voltage sensor, 52, 54 current sensor, 62, 64 temperature sensor, 110, 120 inverter control unit, 200 converter Control unit, 210 target value setting unit, 215-1 voltage control unit, 215-2 current control unit, 220-1 voltage / current control unit, 222-1, 222-2, 226-1, 226-2 subtraction unit, 224-1, 244-2 PI control unit, 228-1, 228-2 modulation unit, 230-1, 230-2 Upper arm ON instruction unit, 235-1, 235-1 Shutdown instruction unit, 240-1, 240 -2 instruction selection unit, 250 voltage determination unit, 260 mode determination unit, 1000 hybrid vehicle, B1, B2 power storage device, C condenser , D1 to D4 diodes, L1, L2 reactor, MG1, MG2 motor generator, MP 0 maps, NL negative line, PL1, PL2, PLM positive line, the semiconductor switching element for Q1~Q4 power.

Claims (7)

電源配線に接続された負荷装置への電力の入出力を制御する電源システムであって、
複数の蓄電装置と、
前記複数の蓄電装置に対応してそれぞれ設けられ、前記複数の蓄電装置のうちの対応する蓄電装置と前記電源配線との間で双方向の直流電力変換を行なうための複数の電力変換装置と、
前記複数の電力変換装置の各々の動作を制御する制御装置とを備え、
前記複数の電力変換装置の各々は、
前記対応する蓄電装置および前記電源配線の間の電流経路に介挿接続される電力用半導体スイッチング素子と、
前記対応する蓄電装置から前記電源配線へ向かう方向を順方向として、前記電力用半導体スイッチング素子と並列に接続されるダイオード素子とを含み、
前記制御装置は、
前記複数の蓄電装置の中に、出力電圧が互いに等しい少なくとも２つの蓄電装置が存在するか否かを判定する電圧判定部と、
前記負荷装置の状態に応じて、前記電源配線の電圧目標値を設定する目標値設定部と、
前記負荷装置からの要求パワーが基準値より低く、かつ、設定された前記電圧目標値が各前記電力変換装置による昇圧動作を不要とする値であるときに、前記複数の電力変換装置のうち少なくとも１つの電力変換装置に含まれる前記電力用半導体スイッチング素子をオン状態に固定する第１の動作モードを選択するモード判定部とを含み、
前記モード判定部は、前記少なくとも２つの蓄電装置が存在すると前記電圧判定部により判定された場合には、前記少なくとも２つの蓄電装置の各々に対応する電力変換装置に含まれる前記電力用半導体スイッチング素子をオン固定する動作モードを前記第１の動作モードとして選択し、前記少なくとも２つの蓄電装置が存在しないと前記電圧判定部により判定された場合には、１つの電力変換装置に含まれる前記電力用半導体スイッチング素子をオン固定し、残余の電力変換装置を停止する動作モードを前記第１の動作モードとして選択する、電源システム。 A power supply system for controlling power input / output to / from a load device connected to a power supply wiring,
A plurality of power storage devices;
A plurality of power conversion devices, each provided corresponding to the plurality of power storage devices, for performing bidirectional DC power conversion between the corresponding power storage device of the plurality of power storage devices and the power supply wiring;
A control device for controlling the operation of each of the plurality of power conversion devices,
Each of the plurality of power conversion devices
A power semiconductor switching element inserted and connected to a current path between the corresponding power storage device and the power supply wiring;
A direction from the corresponding power storage device to the power supply wiring as a forward direction, including a diode element connected in parallel with the power semiconductor switching element,
The control device includes:
A voltage determination unit that determines whether or not there are at least two power storage devices having the same output voltage among the plurality of power storage devices;
A target value setting unit for setting a voltage target value of the power supply wiring according to the state of the load device;
When the required power from the load device is lower than a reference value, and the set voltage target value is a value that does not require the step-up operation by each power converter, at least of the plurality of power converters A mode determination unit that selects a first operation mode for fixing the power semiconductor switching element included in one power conversion device to an on state;
When the voltage determination unit determines that the at least two power storage devices exist, the mode determination unit includes the power semiconductor switching element included in a power conversion device corresponding to each of the at least two power storage devices. Is selected as the first operation mode, and when the voltage determination unit determines that the at least two power storage devices do not exist, the power mode included in one power conversion device A power supply system, wherein an operation mode in which a semiconductor switching element is fixed on and a remaining power converter is stopped is selected as the first operation mode. 前記電圧判定部は、前記複数の蓄電装置の各々の出力電流に基づいて、前記少なくとも２つの蓄電装置が存在するか否かを判定する、請求項１に記載の電源システム。   The power supply system according to claim 1, wherein the voltage determination unit determines whether or not the at least two power storage devices exist based on output currents of the plurality of power storage devices. 前記電圧判定部は、前記１つの電力変換装置に含まれる前記電力用半導体スイッチング素子がオン固定され、かつ前記残余の電力変換装置が停止した状態において、前記少なくとも２つの蓄電装置が存在するか否かを判定する、請求項１または２に記載の電源システム。   The voltage determination unit determines whether the at least two power storage devices are present in a state where the power semiconductor switching element included in the one power conversion device is fixed on and the remaining power conversion devices are stopped. The power supply system according to claim 1, wherein the power supply system is determined. 前記モード判定部は、前記要求パワーが前記基準値以上であるときには、前記複数の電力変換装置のうちの１つによって前記電源配線の電圧を前記目標電圧とするための電圧制御を実行するとともに、残余の電力変換装置では、対応する蓄電装置の入出力電流を制御する電流制御を実行する第２の動作モードを選択する、請求項１から３のいずれか１項に記載の電源システム。   The mode determination unit, when the required power is equal to or greater than the reference value, executes voltage control for setting the voltage of the power supply wiring as the target voltage by one of the plurality of power conversion devices, The power supply system according to any one of claims 1 to 3, wherein the remaining power conversion device selects a second operation mode in which current control for controlling input / output current of the corresponding power storage device is executed. 前記モード判定部は、前記要求パワーが前記基準値より低く、かつ、前記電圧目標値が前記複数の電力変換装置のいずれか１つによる昇圧動作を必要とする値であるときに、前記複数の電力変換装置のうちの１つによって前記電源配線の電圧を前記目標電圧とするための電圧制御を実行するとともに、残余の電力変換装置の動作を停止させる第３の動作モードを選択する、請求項１から４のいずれか１項に記載の電源システム。   When the required power is lower than the reference value and the voltage target value is a value that requires a boosting operation by any one of the plurality of power converters, the mode determination unit The voltage control for setting the voltage of the power supply wiring to the target voltage is performed by one of the power converters, and the third operation mode for stopping the operation of the remaining power converters is selected. 5. The power supply system according to any one of 1 to 4. 前記電源システムは車両に搭載され、
前記負荷装置は、
前記車両の駆動力を発生させる交流回転電機と、
前記交流回転電機と前記電源配線との間で、前記交流回転電機が指令値に従って動作するように双方向の電力変換を行なうように構成されたインバータとを含み、
前記目標値設定部は、前記交流回転電機の回転速度およびトルクに応じて、前記目標電圧を設定する、請求項１から５のいずれか１項に記載の電源システム。 The power supply system is mounted on a vehicle,
The load device is:
An AC rotating electric machine that generates the driving force of the vehicle;
An inverter configured to perform bidirectional power conversion so that the AC rotating electrical machine operates in accordance with a command value between the AC rotating electrical machine and the power supply wiring;
The power supply system according to any one of claims 1 to 5, wherein the target value setting unit sets the target voltage in accordance with a rotational speed and torque of the AC rotating electric machine. 電源配線に接続された負荷装置への電力の入出力を制御する電源システムの制御方法であって、
前記電源システムは、複数の蓄電装置と、前記複数の蓄電装置に対応してそれぞれ設けられ、前記複数の蓄電装置のうちの対応する蓄電装置と前記電源配線との間で双方向の直流電力変換を行なうための複数の電力変換装置とを備え、
前記複数の電力変換装置の各々は、
前記対応する蓄電装置および前記電源配線の間の電流経路に介挿接続される電力用半導体スイッチング素子と、
前記対応する蓄電装置から前記電源配線へ向かう方向を順方向として、前記電力用半導体スイッチング素子と並列に接続されるダイオード素子とを含み、
前記制御方法は、
前記複数の蓄電装置の中に、出力電圧が互いに等しい少なくとも２つの蓄電装置が存在するか否かを判定するステップと、
前記負荷装置の状態に応じて、前記電源配線の電圧目標値を設定するステップと、
前記負荷装置からの要求パワーが基準値より低く、かつ、設定された前記電圧目標値が各前記電力変換装置による昇圧動作を不要とする値であるときに、前記複数の電力変換装置のうち少なくとも１つの電力変換装置に含まれる前記電力用半導体スイッチング素子をオン状態に固定する動作モードを選択するステップとを含み、
前記動作モードを選択するステップは、
前記少なくとも２つの蓄電装置が存在すると判定された場合には、前記少なくとも２つの蓄電装置の各々に対応する電力変換装置に含まれる前記電力用半導体スイッチング素子をオン固定するモードを、前記動作モードとして選択するステップと、
前記少なくとも２つの蓄電装置が存在しないと判定された場合には、１つの電力変換装置に含まれる前記電力用半導体スイッチング素子をオン固定し、残余の電力変換装置を停止するモードを、前記動作モードとして選択するステップとを含む、電源システムの制御方法。 A control method of a power supply system that controls input / output of power to a load device connected to a power supply wiring,
The power supply system is provided corresponding to each of the plurality of power storage devices and the plurality of power storage devices, and bidirectional DC power conversion is performed between the corresponding power storage device of the plurality of power storage devices and the power supply wiring. A plurality of power conversion devices for performing
Each of the plurality of power conversion devices
A power semiconductor switching element inserted and connected to a current path between the corresponding power storage device and the power supply wiring;
A direction from the corresponding power storage device to the power supply wiring as a forward direction, including a diode element connected in parallel with the power semiconductor switching element,
The control method is:
Determining whether there are at least two power storage devices having the same output voltage among the plurality of power storage devices; and
Setting a voltage target value of the power supply wiring according to the state of the load device;
When the required power from the load device is lower than a reference value, and the set voltage target value is a value that does not require the step-up operation by each power converter, at least of the plurality of power converters Selecting an operation mode for fixing the power semiconductor switching element included in one power conversion device to an on state,
The step of selecting the operation mode includes:
When it is determined that the at least two power storage devices are present, a mode in which the power semiconductor switching element included in a power conversion device corresponding to each of the at least two power storage devices is fixed on is set as the operation mode. A step to choose;
When it is determined that the at least two power storage devices do not exist, a mode in which the power semiconductor switching element included in one power conversion device is fixed on and the remaining power conversion devices are stopped is the operation mode. And a step of selecting as a method for controlling a power supply system.
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