JP2012060787A - 負荷駆動装置およびそれを備える車両ならびに負荷駆動装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】並列接続された複数の蓄電装置を含む負荷駆動装置において、複数の蓄電装置の能力を十分に生かして動力性能を確保するとともに各部品を過電流から適切に保護する。
【解決手段】Ｗｏｕｔ算出部１０４は、各蓄電装置の制限値Ｗｏｕｔ１，Ｗｏｕｔ２を加算して蓄電部の出力電力制限値Ｗｏｕｔを算出する。超過電流ＦＢ制御部１０８は、電流ＩＢ１，ＩＢ２，ＩＢＴの少なくとも１つが予め定められたしきい値を超過すると、超過電流ＦＢ制御を実行する。Ｗｏｕｔｆ補正処理部１１２は、電流ＩＢ１，ＩＢ２，ＩＢＴの少なくとも１つがしきい値に達したタイミングで、モータパワー算出部１１０に与えられる出力電力制限値Ｗｏｕｔをモータパワー指令値Ｐｍに補正する。
【選択図】図２

Description

この発明は、負荷駆動装置およびそれを備える車両ならびに負荷駆動装置の制御方法に関し、特に、並列接続された複数の蓄電装置を含む負荷駆動装置における過電流防止技術に関する。

特開２００２−８４６６６号公報（特許文献１）は、電気自動車用のバッテリシステムを開示する。このバッテリシステムにおいては、バッテリは、直列接続された複数の単位電池セルを含む。複数の単位電池セルの各々には、放電回路が設けられる。走行用モータの停止時にマイコンが定期的に起動され、各単位電池セルのＳＯＣが算出される。そして、単位電池セル間のＳＯＣの偏差が所定値以上の場合には、マイコンからの放電制御信号によって放電回路が駆動される。これにより、各単位電池セルの容量が補正される。

このバッテリシステムによれば、複数の単位電池セルの自己放電量のばらつきを容易に補正することができる。その結果、バッテリの容量を十分に引き出せるとともに、バッテリシステムの信頼性を向上できるとされる（特許文献１参照）。

特開２００２−８４６６６号公報

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部の大容量化が進んでいる。蓄電部を大容量化するための一手段としては、複数の蓄電装置を並列接続する構成が検討されている。このようなシステムにおいては、複数の蓄電装置の能力を十分に生かして車両の動力性能を確保しつつ、各蓄電装置における部品（たとえばヒューズ）および各蓄電装置からの合計電流を受ける部品（システムメインリレーや、蓄電部に接続される昇圧装置のパワー素子など）を過電流から適切に保護する必要がある。上記の特開２００２−８４６６６号公報では、このような課題およびその解決手法については検討されていない。

この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、並列接続された複数の蓄電装置を含む負荷駆動装置において、複数の蓄電装置の能力を十分に生かして動力性能を確保するとともに各部品を過電流から適切に保護することである。

この発明によれば、負荷駆動装置は、蓄電部と、駆動装置と、複数の第１の電流センサと、第２の電流センサと、制御装置とを備える。蓄電部は、並列接続された複数の蓄電装置を含む。駆動装置は、蓄電部から供給される電力を用いて負荷を駆動する。複数の第１の電流センサは、複数の蓄電装置に対応して設けられ、各センサは、対応の蓄電装置の入出力電流を検出する。第２の電流センサは、蓄電部の入出力電流を検出する。制御装置は、複数の第１の電流センサおよび第２の電流センサの各々の検出値、ならびに各蓄電装置の出力電力に対して設定される制限値（Ｗｏｕｔ１，Ｗｏｕｔ２）に基づいて駆動装置を制御する。制御装置は、電力制限値算出部と、フィードバック制御部と、電力制限値補正部とを含む。電力制限値算出部は、各蓄電装置の制限値を加算して、蓄電部から出力可能な電力を示す出力電力制限値（Ｗｏｕｔ）を算出する。フィードバック制御部は、複数の第１の電流センサおよび第２の電流センサの少なくとも１つの検出値が予め定められたしきい値を超過すると、その超過量に基づいて出力電力制限値を補正する超過電流フィードバック制御を実行する。電力制限値補正部は、複数の第１の電流センサおよび第２の電流センサの少なくとも１つの検出値が上記しきい値に達したタイミングで、負荷のパワーを示す値に出力電力制限値（Ｗｏｕｔｆ）を補正する。

好ましくは、しきい値は、複数の第１の電流センサおよび第２の電流センサの検出値ごとに設定される。フィードバック制御部は、複数の制御演算部と、最大値選択部とを含む。複数の制御演算部は、複数の第１の電流センサおよび第２の電流センサの検出値ごとにフィードバック制御演算を実行する。最大値選択部は、各制御演算部により算出される制御量のうち最大のものを選択して、出力電力制限値の補正量として出力する。

さらに好ましくは、各制御演算部は、積分項を含む。電力制限値補正部は、出力電力制限値が負荷のパワーを示す値となるように積分項を補正する。

また、この発明によれば、車両は、上述したいずれかの負荷駆動装置と、負荷駆動装置によって駆動される電動機と、電動機によって駆動される駆動輪とを備える。

また、この発明によれば、制御方法は、負荷駆動装置の制御方法である。負荷駆動装置は、蓄電部と、駆動装置と、複数の第１の電流センサと、第２の電流センサとを備える。蓄電部は、並列接続された複数の蓄電装置を含む。駆動装置は、蓄電部から供給される電力を用いて負荷を駆動する。複数の第１の電流センサは、複数の蓄電装置に対応して設けられ、各センサは、対応の蓄電装置の入出力電流を検出する。第２の電流センサは、蓄電部の入出力電流を検出する。そして、制御方法は、各蓄電装置の出力電力に対して設定される制限値（Ｗｏｕｔ１，Ｗｏｕｔ２）を加算して、蓄電部から出力可能な電力を示す出力電力制限値（Ｗｏｕｔ）を算出するステップと、複数の第１の電流センサおよび第２の電流センサの少なくとも１つの検出値が予め定められたしきい値に達したタイミングで、負荷のパワーを示す値に出力電力制限値（Ｗｏｕｔｆ）を補正するステップと、複数の第１の電流センサおよび第２の電流センサの少なくとも１つの検出値が上記しきい値を超過すると、その超過量に基づいて出力電力制限値を補正する超過電流フィードバック制御を実行するステップとを含む。

好ましくは、しきい値は、複数の第１の電流センサおよび第２の電流センサの検出値ごとに設定される。超過電流フィードバック制御を実行するステップは、複数の第１の電流センサおよび第２の電流センサの検出値ごとにフィードバック制御演算を実行するステップと、フィードバック制御演算を実行するステップにより算出される制御量のうち最大のものを選択して、出力電力制限値の補正量として出力するステップとを含む。

さらに好ましくは、フィードバック制御演算は、積分項を含む。出力電力制限値を補正するステップは、出力電力制限値が負荷のパワーを示す値となるように積分項を補正するステップを含む。

この発明においては、出力電力制限値（Ｗｏｕｔ）は、各蓄電装置の制限値（Ｗｏｕｔ１，Ｗｏｕｔ２）を加算して求められる。また、複数の第１の電流センサおよび第２の電流センサの少なくとも１つの検出値がしきい値を超過すると、超過電流フィードバック制御が実行される。さらに、複数の第１の電流センサおよび第２の電流センサの少なくとも１つの検出値がしきい値に達したタイミングで、負荷のパワーを示す値に出力電力制限値が補正される。これにより、蓄電部の出力電力が不必要に制限されることなく、複数の蓄電装置および蓄電部の各出力電流がしきい値以下に抑えられる。

したがって、この発明によれば、並列接続された複数の蓄電装置を含む負荷駆動装置において、複数の蓄電装置の能力を十分に生かして動力性能を確保するとともに各部品を過電流から適切に保護することができる。

この発明の実施の形態による負荷駆動装置を備える車両の全体構成図である。 図１に示す制御装置の構成を詳細に説明するための機能ブロック図である。 蓄電装置の制限値の一例を示した図である。 蓄電装置の制限値の参考例を示した図である。 電流および出力電力制限値を示した図である。 図２に示す超過電流ＦＢ制御部の詳細な機能ブロック図である。 図１に示す制御装置により実行される処理の手順を説明するためのフローチャートである。

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

図１は、この発明の実施の形態による負荷駆動装置を備える車両の全体構成図である。図１を参照して、車両１００は、蓄電部１０と、システムメインリレー（以下「ＳＭＲ（System Main Relay）」とも称する。）２０と、昇圧コンバータ３０と、インバータ４０と、モータジェネレータ５０と、駆動輪５５と、制御装置６０と、電流センサ８２，８４，８６とを備える。

蓄電部１０は、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２と、ヒューズ７２，７４とを含む。蓄電装置Ｂ１，Ｂ２は、並列に接続される。各蓄電装置Ｂ１，Ｂ２は、再充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によって構成される。各蓄電装置Ｂ１，Ｂ２は、走行用の電力を蓄えており、昇圧コンバータ３０へ電力を供給する。また、車両１００の制動時には、モータジェネレータ５０によって発電された電力を受けて充電される。なお、各蓄電装置Ｂ１，Ｂ２を、二次電池に代えて大容量のキャパシタ等によって構成してもよい。

ヒューズ７２，７４は、それぞれ蓄電装置Ｂ１，Ｂ２に対応して設けられる。ヒューズ７２は、蓄電装置Ｂ１に所定の過電流が流れると蓄電装置Ｂ１の電路を遮断するように構成される。また、ヒューズ７４も、蓄電装置Ｂ２に所定の過電流が流れると蓄電装置Ｂ２の電路を遮断するように構成される。

電流センサ８２は、蓄電装置Ｂ１に流れる電流ＩＢ１を検出し、その検出値を制御装置６０へ出力する。電流センサ８４は、蓄電装置Ｂ２に流れる電流ＩＢ２を検出し、その検出値を制御装置６０へ出力する。

ＳＭＲ２０は、蓄電部１０と昇圧コンバータ３０との間に設けられる。ＳＭＲ２０は、制御装置６０によって駆動される。制御装置６０からオン指令を受けると、ＳＭＲ２０は、蓄電部１０を昇圧コンバータ３０に電気的に接続する。一方、制御装置６０からオフ指令を受けると、ＳＭＲ２０は、蓄電部１０を昇圧コンバータ３０から電気的に切離す。

電流センサ８６は、蓄電部１０の入出力電流を示す電流ＩＢＴを検出し、その検出値を制御装置６０へ出力する。すなわち、電流センサ８６は、電流ＩＢ１と電流ＩＢ２との合計電流を検出する。

昇圧コンバータ３０は、ＳＭＲ２０とインバータ４０との間に設けられる。昇圧コンバータ３０は、制御装置６０からの信号ＰＷＣに基づいて、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ間の電圧（以下「システム電圧」とも称する。）を蓄電部１０の出力電圧以上に昇圧する。昇圧コンバータ３０は、たとえば、正極線ＰＬ１に接続されるリアクトルと、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ間に直列接続される上アームおよび下アームとを含む電流可逆チョッパ回路によって構成される。

インバータ４０は、昇圧コンバータ３０とモータジェネレータ５０との間に設けられる。インバータ４０は、制御装置６０からの信号ＰＷＩに基づいて、昇圧コンバータ３０から供給される直流電力を三相交流に変換してモータジェネレータ５０へ出力し、モータジェネレータ５０を駆動する。また、車両１００の制動時、インバータ４０は、モータジェネレータ５０により発電された三相交流電力を信号ＰＷＩに基づいて直流に変換し、正極線ＰＬ２へ出力する。インバータ４０は、たとえば、三相分のスイッチング素子を含むブリッジ回路によって構成される。

モータジェネレータ５０は、駆動輪５５に機械的に連結される。モータジェネレータ５０は、インバータ４０によって駆動され、走行用の駆動力を発生する。また、モータジェネレータ５０は、車両１００の制動時、車両の運動エネルギーを駆動輪５５から受けて発電する。なお、車両１００がハイブリッド車両であれば、モータジェネレータ５０は、図示されないエンジンに機械的に連結され、エンジンの動力を用いて発電し、かつ、エンジンの始動も行なうものとして、ハイブリッド車両に組み込まれてもよい。

制御装置６０は、システム電圧や蓄電部１０の電圧の各検出値に基づいて、昇圧コンバータ３０を駆動するための信号ＰＷＣを生成する。制御装置６０は、その生成された信号ＰＷＣを昇圧コンバータ３０へ出力する。なお、システム電圧や蓄電部１０の電圧は、図示されない電圧センサによって検出される。

また、制御装置６０は、電流ＩＢ１，ＩＢ２の検出値をそれぞれ電流センサ８２，８４から受ける。さらに、制御装置６０は、電流ＩＢＴの検出値を電流センサ８６から受ける。そして、制御装置６０は、電流ＩＢ１，ＩＢ２，ＩＢＴの各検出値、および蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の出力電力に対してそれぞれ設定される制限値Ｗｏｕｔ１，Ｗｏｕｔ２に基づいて、モータジェネレータ５０を駆動するための信号ＰＷＩを生成する。制御装置６０は、その生成された信号ＰＷＩをインバータ４０へ出力する。

図２は、図１に示した制御装置６０の構成を詳細に説明するための機能ブロック図である。図２を参照して、制御装置６０は、各Ｗｏｕｔ設定部１０２と、Ｗｏｕｔ算出部１０４と、減算部１０６と、超過電流フィードバック（ＦＢ）制御部１０８と、モータパワー算出部１１０と、Ｗｏｕｔｆ補正処理部１１２と、モータトルク算出部１１４と、インバータ制御部１１６とを含む。

各Ｗｏｕｔ設定部１０２は、蓄電装置Ｂ１の出力電力の制限値Ｗｏｕｔ１および蓄電装置Ｂ２の出力電力の制限値Ｗｏｕｔ２を設定する。制限値Ｗｏｕｔ１（Ｗｏｕｔ２）は、蓄電装置Ｂ１（Ｂ２）の充電状態（以下「ＳＯＣ（State Of Charge）」とも称する。）や温度等に基づいて設定される。なお、蓄電装置Ｂ１（Ｂ２）のＳＯＣは、蓄電装置Ｂ１（Ｂ２）の電圧検出値や電流ＩＢ１（ＩＢ２）の検出値を用いて、種々の公知の手法により算出することができる。

Ｗｏｕｔ算出部１０４は、各Ｗｏｕｔ設定部１０２により設定された制限値Ｗｏｕｔ１，Ｗｏｕｔ２を加算して、蓄電部１０から出力可能な電力を示す出力電力制限値Ｗｏｕｔを算出する。

減算部１０６は、超過電流ＦＢ制御部１０８（後述）から受ける制御量ＣＢを、Ｗｏｕｔ算出部１０４により算出された出力電力制限値Ｗｏｕｔから減算する。減算部１０６は、その減算結果を出力電力制限値Ｗｏｕｔｆとしてモータパワー算出部１１０へ出力する。すなわち、出力電力制限値Ｗｏｕｔｆは、Ｗｏｕｔ算出部１０４により算出された出力電力制限値Ｗｏｕｔを超過電流ＦＢ制御により補正したものである。

超過電流ＦＢ制御部１０８は、電流ＩＢ１，ＩＢ２，ＩＢＴの各検出値を受ける。超過電流ＦＢ制御部１０８は、電流ＩＢ１，ＩＢ２，ＩＢＴの検出値の少なくとも１つが予め定められたしきい値を超過すると、その超過量に基づいて超過電流ＦＢ制御を実行する。詳しくは、超過電流ＦＢ制御部１０８は、しきい値を超過した電流がしきい値を下回るように、しきい値からの超過量に基づいて出力電力制限値Ｗｏｕｔを補正する。なお、超過電流ＦＢ制御の演算結果は、出力電力制限値Ｗｏｕｔを補正するための制御量ＣＢとして減算部１０６へ出力される。

ここで、電流ＩＢ１，ＩＢ２，ＩＢＴの検出値の少なくとも１つがしきい値に達したタイミングで、超過電流ＦＢ制御の積分項がＷｏｕｔｆ補正処理部１１２により補正される。詳しくは、モータパワー算出部１１０に与えられる出力電力制限値Ｗｏｕｔｆがモータジェネレータ５０のパワーを示す値（たとえばモータパワー指令値Ｐｍ）となるように超過電流ＦＢ制御の積分項が補正される。なお、超過電流ＦＢ制御部１０８の積分項が補正されても、その補正後の超過電流ＦＢ制御は許容される。

すなわち、電流ＩＢ１，ＩＢ２，ＩＢＴの検出値の少なくとも１つがしきい値に達すると、そのタイミングで、超過電流ＦＢ制御の積分項を補正することによって出力電力制限値Ｗｏｕｔｆがモータジェネレータ５０のパワーを示す値に補正される。さらに、電流ＩＢ１，ＩＢ２，ＩＢＴの検出値の少なくとも１つがしきい値を超過すると、超過電流ＦＢ制御部１０８により超過電流ＦＢ制御が実行される。

モータパワー算出部１１０は、アクセル開度を示すアクセル開度信号ＡＣＣ、および車両速度を示す車速信号ＶＳを受ける。なお、アクセル開度および車両速度の各々は、図示されないセンサによって検出される。モータパワー算出部１１０は、アクセル開度や車両速度等に基づいて、モータジェネレータ５０（図１）に対して要求されるモータパワーを示すモータパワー指令値Ｐｍを算出する。ここで、減算部１０６から受ける出力電力制限値Ｗｏｕｔｆをモータパワー指令値Ｐｍが超える場合には、モータパワー指令値Ｐｍは出力電力制限値Ｗｏｕｔｆに制限される。

Ｗｏｕｔｆ補正処理部１１２は、モータジェネレータ５０のパワーを示す値（たとえばモータパワー指令値Ｐｍ）をモータパワー算出部１１０から受ける。そして、電流ＩＢ１，ＩＢ２，ＩＢＴの検出値の少なくとも１つがしきい値に達すると、Ｗｏｕｔｆ補正処理部１１２は、モータパワー算出部１１０に与えられる出力電力制限値Ｗｏｕｔｆがモータジェネレータ５０のパワーを示す値となるように超過電流ＦＢ制御の積分項を補正する。なお、電流ＩＢ１，ＩＢ２，ＩＢＴの検出値の少なくとも１つがしきい値に達したか否かは、超過電流ＦＢ制御部１０８から通知を受けて判断してもよいし、電流ＩＢ１，ＩＢ２，ＩＢＴの検出値をＷｏｕｔｆ補正処理部１１２が受けて判断してもよい。

モータトルク算出部１１４は、モータパワー算出部１１０により算出されたモータパワー指令値Ｐｍを受ける。そして、モータトルク算出部１１４は、モータパワー指令値Ｐｍをモータジェネレータ５０の回転数Ｎｍで除算して、モータジェネレータ５０に対して要求されるモータトルクを示すトルク指令値ＴＲを算出する。

インバータ制御部１１６は、トルク指令値ＴＲで示されるモータトルクをモータジェネレータ５０が出力するようにインバータ４０（図１）を駆動するためのＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を生成する。インバータ制御部１１６は、その生成されたＰＷＭ信号を信号ＰＷＩとしてインバータ４０へ出力する。

上述のように、この実施の形態においては、蓄電部１０は、並列接続された蓄電装置Ｂ１，Ｂ２によって構成される。そして、蓄電部１０の出力電力制限値Ｗｏｕｔは、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の制限値Ｗｏｕｔ１，Ｗｏｕｔ２を加算することによって算出される。

図３は、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の制限値Ｗｏｕｔ１，Ｗｏｕｔ２の一例を示した図である。図３を参照して、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２が同一のものであったとしても、設置環境により蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の温度やＳＯＣ等にばらつきが生じるなどして制限値Ｗｏｕｔ１，Ｗｏｕｔ２に差異が生じ得る。ここで、この実施の形態では、制限値Ｗｏｕｔ１，Ｗｏｕｔ２の加算値を蓄電部１０の出力電力制限値Ｗｏｕｔとしている。よって、制限値Ｗｏｕｔ１，Ｗｏｕｔ２に差異が生じても、蓄電部１０が出力し得る最大限の電力をモータジェネレータ５０へ供給できる。

しかしながら、制限値Ｗｏｕｔ１，Ｗｏｕｔ２に差異が生じているにも拘わらず蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の内部抵抗に大きな差異がないような場合には、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２からの出力が平均化されることにより、制限値が小さい方の蓄電装置（図３ではＢ１）において制限値を超え得る。そこで、この実施の形態では、上述の超過電流ＦＢ制御が動作すると、モータパワー算出部１１０に与えられる出力電力制限値Ｗｏｕｔｆを、モータジェネレータ５０のパワーを示す値（モータパワー指令値Ｐｍ）に絞ることとしたものである。これにより、モータジェネレータ５０の動力性能を最大限に確保しつつ、過電流防止による部品保護も実現することが可能となる。

なお、部品保護の観点からは、図４に示すように、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の制限値Ｗｏｕｔ１，Ｗｏｕｔ２のうち小さい方（図４ではＷｏｕｔ１）を２倍したものを蓄電部１０の出力電力制限値Ｗｏｕｔとすることも考えられる。しかしながら、この場合は、制限値Ｗｏｕｔ１，Ｗｏｕｔ２のうち大きい方（図４ではＷｏｕｔ２）において不感帯が生じることとなり、蓄電装置Ｂ２の能力を最大限に用いることができなくなる。そこで、上述のように、この実施の形態では、出力電力制限値Ｗｏｕｔを制限値Ｗｏｕｔ１，Ｗｏｕｔ２の加算値とし、かつ、超過電流ＦＢ制御の動作時は出力電力制限値Ｗｏｕｔｆをモータパワー値に補正することで、蓄電部１０からモータジェネレータ５０への電力供給能力を最大限に確保しつつ部品保護にも配慮したものである。

図５は、電流ＩＢおよび出力電力制限値Ｗｏｕｔｆを示した図である。図５を参照して、電流ＩＢは、電流ＩＢ１，ＩＢ２，ＩＢＴのうち、時刻ｔ１において上限値ＩＢＵに達したものを示す。すなわち、時刻ｔ１において、電流ＩＢ１，ＩＢ２，ＩＢＴのいずれかが上限値ＩＢＵに達したものとする。なお、上限値ＩＢＵは、電流ＩＢ１（ＩＢ２），ＩＢＴ毎に異なる。

時刻ｔ１において電流ＩＢが上限値ＩＢＵに達すると、電流ＩＢに基づく超過電流ＦＢ制御が動作する。さらに、この実施の形態では、電流ＩＢが上限値ＩＢＵに達したタイミングで、モータパワー算出部１１０に与えられる出力電力制限値Ｗｏｕｔｆがモータジェネレータ５０のパワーを示す値（たとえばモータパワー指令値Ｐｍ）に補正される。これにより、時刻ｔ１以降の電力超過および電流超過を確実に防止することができる。

図６は、図２に示した超過電流ＦＢ制御部１０８の詳細な機能ブロック図である。図６を参照して、超過電流ＦＢ制御部１０８は、超過電流算出処理部１２２，１２４と、ＰＩ制御部１２６，１２８，１３０と、最大値選択部１３２とを含む。

超過電流算出処理部１２２は、電流センサ８２，８４（図１）からそれぞれ電流ＩＢ１，ＩＢ２の検出値を受ける。そして、超過電流算出処理部１２２は、電流ＩＢ１が予め定められたしきい値を超過すると、その超過電流ΔＩ１を算出してＰＩ制御部１２６へ出力する。同様に、超過電流算出処理部１２２は、電流ＩＢ２が上記しきい値を超過すると、その超過電流ΔＩ２を算出してＰＩ制御部１２８へ出力する。なお、上記しきい値は、たとえば、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２にそれぞれ設けられるヒューズ７２，７４の仕様に基づいて決定される。

超過電流算出処理部１２４は、電流センサ８６（図１）から電流ＩＢＴの検出値を受ける。そして、超過電流算出処理部１２４は、電流ＩＢＴが予め定められたしきい値を超過すると、その超過電流ΔＩＴを算出してＰＩ制御部１３０へ出力する。なお、この超過電流算出処理部１２４において用いられる上記しきい値は、たとえば、ＳＭＲ２０や昇圧コンバータ３０を構成するパワー素子等の仕様に基づいて決定される。

ＰＩ制御部１２６は、電流ＩＢ１についての超過電流ΔＩ１を入力として比例積分（ＰＩ）演算を実行し、その演算結果を制御量ＣＢ１として出力する。ＰＩ制御部１２８は、電流ＩＢ２についての超過電流ΔＩ２を入力として比例積分演算を実行し、その演算結果を制御量ＣＢ２として出力する。ＰＩ制御部１３０は、電流ＩＢＴについての超過電流ΔＩＴを入力として比例積分演算を実行し、その演算結果を制御量ＣＢＴとして出力する。

ここで、電流ＩＢ１，ＩＢ２，ＩＢＴの少なくとも１つが対応のしきい値に達したタイミングで、Ｗｏｕｔｆ補正処理部１１２（図２）によってＰＩ制御部１２６，１２８，１３０の積分項が補正される。具体的には、出力電力制限値Ｗｏｕｔｆがモータジェネレータ５０のパワーを示す値（たとえばモータパワー指令値Ｐｍ）となるように積分項が補正される。

最大値選択部１３２は、ＰＩ制御部１２６，１２８，１３０からそれぞれ制御量ＣＢ１，ＣＢ２，ＣＢＴを受ける。そして、最大値選択部１３２は、制御量ＣＢ１，ＣＢ２，ＣＢＴのうち絶対値が最大のものを選択して制御量ＣＢとして減算部１０６（図２）へ出力する。

すなわち、この超過電流ＦＢ制御部１０８においては、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２および蓄電部１０毎に電流しきい値が設定される。そして、電流ＩＢ１，ＩＢ２，ＩＢＴ毎に超過電流ＦＢ制御が実行され、制御量が最大のものが最終的な制御量ＣＢとして出力される。これにより、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２毎に部品保護を実現できるとともに、蓄電部１０から電流を受けるＳＭＲ２０や昇圧コンバータ３０等の部品保護も実現できる。

図７は、図１に示した制御装置６０により実行される処理の手順を説明するためのフローチャートである。この図７では、出力電力制限値Ｗｏｕｔの補正処理に関する手順について示される。なお、フローチャートに示される処理は、一定時間ごとまたは所定の条件の成立時にメインルーチンから呼出されて実行される。

図７を参照して、制御装置６０は、電流センサ８２，８４，８６からそれぞれ電流ＩＢ１，ＩＢ２，ＩＢＴの検出値を取得する（ステップＳ１０）。次いで、制御装置６０は、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の制限値Ｗｏｕｔ１，Ｗｏｕｔ２を加算して蓄電部１０の出力電力制限値Ｗｏｕｔを算出する（ステップＳ２０）。

次いで、制御装置６０は、電流ＩＢ１，ＩＢ２，ＩＢＴの少なくとも１つが予め定められたしきい値に達したか否かを判定する（ステップＳ３０）。電流ＩＢ１，ＩＢ２，ＩＢＴの少なくとも１つがしきい値に達したと判定されると（ステップＳ３０においてＹＥＳ）、制御装置６０は、超過電流ＦＢ制御の積分項を補正することによって、出力電力制限値Ｗｏｕｔｆをモータパワー指令値Ｐｍに補正する（ステップＳ４０）。なお、電流ＩＢ１，ＩＢ２，ＩＢＴのいずれもしきい値に達していないと判定されたときは（ステップＳ３０においてＮＯ）、ステップＳ４０の処理は実行されずにステップＳ５０へ処理が移行される。

次いで、制御装置６０は、電流ＩＢ１，ＩＢ２，ＩＢＴの少なくとも１つがしきい値を超過しているか否かを判定する（ステップＳ５０）。電流ＩＢ１，ＩＢ２，ＩＢＴの少なくとも１つがしきい値を超過していると判定されると（ステップＳ５０においてＹＥＳ）、制御装置６０は、電流ＩＢ１，ＩＢ２，ＩＢＴ毎に上述した超過電流ＦＢ制御演算を実行する（ステップＳ６０）。そして、制御装置６０は、電流ＩＢ１，ＩＢ２，ＩＢＴ毎に算出された制御量ＣＢ１，ＣＢ２，ＣＢＴのうち最大のものを選択してＷｏｕｔ補正量（制御量）として出力する（ステップＳ７０）。

なお、ステップＳ５０において電流ＩＢ１，ＩＢ２，ＩＢＴのいずれもしきい値を超えていないと判定されたときは（ステップＳ５０においてＮＯ）、ステップＳ６０，Ｓ７０は実行されずにステップＳ８０へ処理が移行される。

以上のように、この実施の形態においては、蓄電部１０の出力電力制限値Ｗｏｕｔは、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の制限値Ｗｏｕｔ１，Ｗｏｕｔ２を加算して求められる。また、電流センサ８２，８４および電流センサ８６の少なくとも１つの検出値がしきい値を超過すると、超過電流ＦＢ制御が実行される。さらに、電流センサ８２，８４および電流センサ８６の少なくとも１つの検出値がしきい値に達したタイミングで、モータジェネレータ５０のパワーを示す値（たとえばモータパワー指令値Ｐｍ）に出力電力制限値Ｗｏｕｔｆが補正される。これにより、蓄電部１０の出力電力が不必要に制限されることなく、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２および蓄電部１０の各出力電流がしきい値以下に抑えられる。

したがって、この実施の形態によれば、並列接続された複数の蓄電装置Ｂ１，Ｂ２を含む負荷駆動装置において、複数の蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の能力を十分に生かして動力性能を確保するとともに各部品を過電流から適切に保護することができる。

なお、上記の実施の形態においては、蓄電部１０は、並列接続された２つの蓄電装置Ｂ１，Ｂ２を含むものとしたが、３つ以上の蓄電装置を並列接続して蓄電部１０を構成してもよい。また、上記の実施の形態は、昇圧コンバータ３０を備えるものとしたが、この発明は、昇圧コンバータ３０を備えないシステムにも適用可能である。

また、上記の実施の形態において、車両１００は、モータジェネレータ５０を唯一の走行用動力源とする電気自動車であってもよいし、走行用動力源としてエンジンをさらに搭載したハイブリッド車両であってもよく、さらには、蓄電部１０に加えて燃料電池をさらに搭載した燃料電池車であってもよい。

なお、上記において、インバータ４０は、この発明における「駆動装置」の一実施例に対応する。また、電流センサ８２，８４は、この発明における「複数の第１の電流センサ」の一実施例に対応し、電流センサ８６は、この発明における「第２の電流センサ」の一実施例に対応する。

さらに、Ｗｏｕｔ算出部１０４は、この発明における「電力制限値算出部」の一実施例に対応し、超過電流ＦＢ制御部１０８は、この発明における「フィードバック制御部」の一実施例に対応する。また、さらに、Ｗｏｕｔｆ補正処理部１１２は、この発明における「電力制限値補正部」の一実施例に対応し、ＰＩ制御部１２６，１２８，１３０は、この発明における「複数の制御演算部」の一実施例に対応する。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の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。

１０ 蓄電部、２０ ＳＭＲ、３０ 昇圧コンバータ、４０ インバータ、５０ モータジェネレータ、５５ 駆動輪、６０ 制御装置、７２，７４ ヒューズ、８２，８４，８６ 電流センサ、１００ 車両、１０２ 各Ｗｏｕｔ設定部、１０４ Ｗｏｕｔ算出部、１０６ 減算部、１０８ 超過電流ＦＢ制御部、１１０ モータパワー算出部、１１２ Ｗｏｕｔｆ補正処理部、１１４ モータトルク算出部、１１６ インバータ制御部、Ｂ１，Ｂ２ 蓄電装置、ＰＬ１，ＰＬ２ 正極線、ＮＬ 負極線。

Claims (7)

1. 並列接続された複数の蓄電装置を含む蓄電部と、
   前記蓄電部から供給される電力を用いて負荷を駆動する駆動装置と、
   前記複数の蓄電装置に対応して設けられ、各々が対応の蓄電装置の入出力電流を検出する複数の第１の電流センサと、
   前記蓄電部の入出力電流を検出する第２の電流センサと、
   前記複数の第１の電流センサおよび前記第２の電流センサの各々の検出値、ならびに前記複数の蓄電装置の各々の出力電力に対して設定される制限値に基づいて前記駆動装置を制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、
   前記複数の蓄電装置の各々の前記制限値を加算して、前記蓄電部から出力可能な電力を示す出力電力制限値を算出する電力制限値算出部と、
   前記複数の第１の電流センサおよび前記第２の電流センサの少なくとも１つの検出値が予め定められたしきい値を超過すると、その超過量に基づいて前記出力電力制限値を補正する超過電流フィードバック制御を実行するフィードバック制御部と、
   前記複数の第１の電流センサおよび前記第２の電流センサの少なくとも１つの検出値が上記しきい値に達したタイミングで、前記負荷のパワーを示す値に前記出力電力制限値を補正する電力制限値補正部とを含む、負荷駆動装置。
2. 前記しきい値は、前記複数の第１の電流センサおよび前記第２の電流センサの検出値ごとに設定され、
   前記フィードバック制御部は、
   前記複数の第１の電流センサおよび前記第２の電流センサの検出値ごとにフィードバック制御演算を実行する複数の制御演算部と、
   前記複数の制御演算部の各々により算出される制御量のうち最大のものを選択して、前記出力電力制限値の補正量として出力する最大値選択部とを含む、請求項１に記載の負荷駆動装置。
3. 前記複数の制御演算部の各々は、積分項を含み、
   前記電力制限値補正部は、前記出力電力制限値が前記負荷のパワーを示す値となるように前記積分項を補正する、請求項２に記載の負荷駆動装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の負荷駆動装置と、
   前記負荷駆動装置によって駆動される電動機と、
   前記電動機によって駆動される駆動輪とを備える車両。
5. 負荷駆動装置の制御方法であって、
   前記負荷駆動装置は、
   並列接続された複数の蓄電装置を含む蓄電部と、
   前記蓄電部から供給される電力を用いて負荷を駆動する駆動装置と、
   前記複数の蓄電装置に対応して設けられ、各々が対応の蓄電装置の入出力電流を検出する複数の第１の電流センサと、
   前記蓄電部の入出力電流を検出する第２の電流センサとを備え、
   前記制御方法は、
   前記複数の蓄電装置の各々の出力電力に対して設定される制限値を加算して、前記蓄電部から出力可能な電力を示す出力電力制限値を算出するステップと、
   前記複数の第１の電流センサおよび前記第２の電流センサの少なくとも１つの検出値が予め定められたしきい値に達したタイミングで、前記負荷のパワーを示す値に前記出力電力制限値を補正するステップと、
   前記複数の第１の電流センサおよび前記第２の電流センサの少なくとも１つの検出値が前記しきい値を超過すると、その超過量に基づいて前記出力電力制限値を補正する超過電流フィードバック制御を実行するステップとを含む、負荷駆動装置の制御方法。
6. 前記しきい値は、前記複数の第１の電流センサおよび前記第２の電流センサの検出値ごとに設定され、
   前記超過電流フィードバック制御を実行するステップは、
   前記複数の第１の電流センサおよび前記第２の電流センサの検出値ごとにフィードバック制御演算を実行するステップと、
   前記フィードバック制御演算を実行するステップにより算出される制御量のうち最大のものを選択して、前記出力電力制限値の補正量として出力するステップとを含む、請求項５に記載の負荷駆動装置の制御方法。
7. 前記フィードバック制御演算は、積分項を含み、
   前記出力電力制限値を補正するステップは、前記出力電力制限値が前記負荷のパワーを示す値となるように前記積分項を補正するステップを含む、請求項６に記載の負荷駆動装置の制御方法。

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