JP6256314B2 - vehicle - Google Patents

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    • Y02T10/92Energy efficient charging or discharging systems for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors specially adapted for vehicles

Description

本発明は、車両に関し、蓄電装置と負荷の間で電圧を変換するコンバータを備えた車両に関する。   The present invention relates to a vehicle, and relates to a vehicle including a converter that converts a voltage between a power storage device and a load.

たとえば、特許文献1(特開2009−106054号公報)には、出力を増加するために、第1の蓄電装置と、第2の蓄電装置と、第1の蓄電装置と接続する第1のコンバータと、第2の蓄電装置と接続する第2のコンバータを備えた電動車両が記載されている。   For example, Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-106054) discloses a first converter connected to a first power storage device, a second power storage device, and a first power storage device in order to increase output. And the electric vehicle provided with the 2nd converter connected with a 2nd electrical storage apparatus is described.

特開2009−106054号公報JP 2009-106054 A

特許文献1(特開2009−106054号公報)には、複数の蓄電装置を搭載する車両の構成が記載されているが、この構成は、単一の蓄電装置を搭載する車両には、適用できない。   Patent Document 1 (Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2009-106054) describes a configuration of a vehicle on which a plurality of power storage devices are mounted. However, this configuration cannot be applied to a vehicle on which a single power storage device is mounted. .

また、単一の蓄電装置に単一のコンバータを接続する構成において、負荷に供給する電流または負荷から供給される電流を増加させるためには、コンバータ内の並列接続させるスイッチング素子の数を増加させる必要がある。   Further, in a configuration in which a single converter is connected to a single power storage device, in order to increase the current supplied to the load or the current supplied from the load, the number of switching elements connected in parallel in the converter is increased. There is a need.

それゆえに、本発明の目的は、単一の蓄電装置を備え、かつコンバータ内で並列接続させるスイッチング素子の数を増加させることなく、負荷に供給する電流または負荷から供給される電流を増加することができる車両を提供することである。   Therefore, an object of the present invention is to increase a current supplied to a load or a current supplied from a load without increasing the number of switching elements that are provided with a single power storage device and are connected in parallel in the converter. It is to provide a vehicle that can perform.

本発明の車両は、蓄電装置と、負荷装置と、第1の電力線および第2の電力線と、蓄電装置と第1の電力線を通じて接続され、蓄電装置と負荷装置との間の電圧変換を行なうための第1のコンバータと、蓄電装置と第2の電力線を通じて接続され、蓄電装置と負荷装置との間の電圧変換を行なうための第2のコンバータと、第1のコンバータおよび第2のコンバータの動作を制御する制御装置とを備える。   The vehicle of the present invention is connected through the power storage device, the load device, the first power line and the second power line, the power storage device and the first power line, and performs voltage conversion between the power storage device and the load device. The first converter, the power storage device and the second power line connected to each other, the second converter for performing voltage conversion between the power storage device and the load device, and the operations of the first converter and the second converter And a control device for controlling.

このような構成によって、単一の蓄電装置に2つのコンバータが接続されるので、負荷に供給する電流または負荷から供給される電流を増加するために、並列接続させるスイッチング素子の数が増加するのを防止できる。   With such a configuration, since two converters are connected to a single power storage device, the number of switching elements connected in parallel increases in order to increase the current supplied to the load or the current supplied from the load. Can be prevented.

好ましくは、制御装置は、負荷装置と第1のコンバータおよび第2のコンバータとの間の電圧であるシステム電圧の目標値が蓄電装置の電圧以下の場合、第1のコンバータおよび第2のコンバータの上アームをオン固定し、かつ下アームをオフ固定する。   Preferably, when the target value of the system voltage, which is a voltage between the load device and the first converter and the second converter, is equal to or lower than the voltage of the power storage device, the control device is configured to control the first converter and the second converter. The upper arm is fixed on and the lower arm is fixed off.

システム電圧の目標値が蓄電装置の電圧以下の場合には、コンバータの昇降圧動作が不要である一方、蓄電装置からの電力を負荷装置に供給可能または負荷装置からの電力を蓄電装置に供給可能にする必要がある。システム電圧の目標値が蓄電装置の電圧以下の場合に、第1のコンバータおよび第2のコンバータの上アームをオン固定し、かつ下アームをオフ固定することによって、これが実現できる。   When the target value of the system voltage is less than or equal to the voltage of the power storage device, the converter's step-up / step-down operation is not necessary, while the power from the power storage device can be supplied to the load device or the power from the load device can be supplied to the power storage device It is necessary to. When the target value of the system voltage is equal to or lower than the voltage of the power storage device, this can be realized by fixing the upper arms of the first converter and the second converter on and fixing the lower arm off.

好ましくは、制御装置は、負荷装置と第1のコンバータおよび第2のコンバータとの間の電圧であるシステム電圧の目標値が蓄電装置の電圧を超える場合、第1のコンバータおよび第2のコンバータのうち、少なくとも1つのコンバータによって昇降圧動作を実行させる。   Preferably, when the target value of the system voltage, which is a voltage between the load device and the first converter and the second converter, exceeds the voltage of the power storage device, the control device has the first converter and the second converter Of these, the step-up / step-down operation is executed by at least one converter.

システム電圧の目標値が蓄電装置の電圧を超える場合には、コンバータの昇降圧動作が必要である。それゆえ、システム電圧の目標値が蓄電装置の電圧を超える場合に、少なくとも1つのコンバータによって昇降圧動作を実行させることによって、これが実現できる。   When the target value of the system voltage exceeds the voltage of the power storage device, a step-up / step-down operation of the converter is necessary. Therefore, when the target value of the system voltage exceeds the voltage of the power storage device, this can be realized by executing the step-up / step-down operation by at least one converter.

好ましくは、制御装置は、システム電圧の目標値が蓄電装置の電圧を超え、かつ蓄電装置の蓄電装置の入出力要求値の大きさが所定値以下のときには、第1のコンバータに昇降圧動作を実行させ、第2のコンバータの上アームおよび下アームをオフ固定する。所定値は、第1のコンバータを流れる電流の上限と蓄電装置の電圧とを乗算した値である。   Preferably, the control device performs a step-up / step-down operation on the first converter when the target value of the system voltage exceeds the voltage of the power storage device and the input / output required value of the power storage device of the power storage device is equal to or less than a predetermined value. Execute and lock off the upper and lower arms of the second converter. The predetermined value is a value obtained by multiplying the upper limit of the current flowing through the first converter by the voltage of the power storage device.

第1のコンバータに昇降圧動作を実行させることによって、蓄電装置から、第1のコンバータを流れる電流の上限と蓄電装置との電圧とを乗算した値である第1の電力を負荷装置に供給可能、または負荷装置から第1の電力を蓄電装置に供給可能になる。この第1の電力が、蓄電装置の入出力要求値の大きさ以上のため、蓄電装置の入出力要求に応じることができる。   By causing the first converter to perform the step-up / step-down operation, the first electric power that is a value obtained by multiplying the upper limit of the current flowing through the first converter by the voltage of the power storage device can be supplied from the power storage device to the load device. Alternatively, the first power can be supplied from the load device to the power storage device. Since the first electric power is greater than or equal to the input / output request value of the power storage device, the input / output request of the power storage device can be met.

好ましくは、制御装置は、システム電圧の目標値が蓄電装置の電圧を超え、かつ蓄電装置の入出力要求値の大きさが所定値(第1のコンバータを流れる電流の上限と蓄電装置の電圧とを乗算した値)を超えるときには、第1のコンバータおよび第2のコンバータに昇降圧動作を実行させる。   Preferably, the control device has a target value of the system voltage exceeding the voltage of the power storage device, and the input / output request value of the power storage device is a predetermined value (the upper limit of the current flowing through the first converter, the voltage of the power storage device, When the value exceeds (a value obtained by multiplying), the first converter and the second converter are caused to perform the step-up / step-down operation.

第1のコンバータに昇降圧動作を実行させることによって、蓄電装置から第1のコンバータを流れる電流の上限と蓄電装置との電圧とを乗算した値の第1の電力を負荷装置に供給可能、または負荷装置から第1の電力を蓄電装置に供給可能になる。しかし、この第1の電力が、蓄電装置の入出力要求値の大きさよりも小さいため、蓄電装置の入出力要求に応じることができない。そのため、第1のコンバータと第2のコンバータとを昇降圧動作を実行させることによって、第1のコンバータを流れる電流の上限と第2のコンバータを流れる電流の上限との和と蓄電装置との電圧とを乗算した値である第2の電力を負荷装置に供給可能、または負荷装置から第2の電力を蓄電装置に供給可能になる。第2の電力は、通常は、蓄電装置の入出力要求値の大きさ以上となるので、蓄電装置の入出力要求に応じることができる。   By causing the first converter to perform the step-up / step-down operation, it is possible to supply the load device with the first electric power having a value obtained by multiplying the upper limit of the current flowing through the first converter from the power storage device by the voltage of the power storage device, or The first power can be supplied from the load device to the power storage device. However, since the first electric power is smaller than the input / output request value of the power storage device, it cannot respond to the input / output request of the power storage device. Therefore, by causing the first converter and the second converter to perform a step-up / step-down operation, the sum of the upper limit of the current flowing through the first converter and the upper limit of the current flowing through the second converter and the voltage of the power storage device It is possible to supply the second power that is a value obtained by multiplying the load device to the load device, or to supply the second power from the load device to the power storage device. Since the second power is usually equal to or greater than the input / output request value of the power storage device, the second power can satisfy the input / output request of the power storage device.

好ましくは、第1のコンバータを流れる電流の上限値が、第2のコンバータに流れる電流の上限値よりも大きい。   Preferably, the upper limit value of the current flowing through the first converter is larger than the upper limit value of the current flowing through the second converter.

これによって、蓄電装置の入出力要求値の大きさの増加に伴って、1つのコンバータのみを昇降圧動作させた後、直ぐに2つのコンバータを昇降圧動作させなくてはならない事態を防止できる。   As a result, it is possible to prevent a situation where two converters have to be operated in a step-up / step-down manner immediately after only one converter has been subjected to a step-up / step-down operation as the magnitude of the input / output request value of the power storage device increases.

本発明は、単一の蓄電装置を搭載する車両に適用可能であり、かつコンバータ内で並列接続させるスイッチング素子の数を増加させることなく、負荷に供給する電流または負荷から供給される電流を増加することができる。   The present invention is applicable to a vehicle equipped with a single power storage device, and increases the current supplied to the load or the current supplied from the load without increasing the number of switching elements connected in parallel in the converter. can do.

本発明の実施の形態の車両の全体ブロック図である。1 is an overall block diagram of a vehicle according to an embodiment of the present invention. HV走行時の制御の概略を表わす図である。It is a figure showing the outline of the control at the time of HV driving | running | working. EV走行時の制御の概略を表わす図である。It is a figure showing the outline of the control at the time of EV driving | running | working. 回生制御時の制御の概略を表わす図である。It is a figure showing the outline of the control at the time of regeneration control. コンバータ12−1およびコンバータ12−2の詳細な構成を表わす図である。It is a figure showing the detailed structure of the converter 12-1 and the converter 12-2. 第1モードのコンバータ12−1およびコンバータ12−2の状態を表わす図である。It is a figure showing the state of converter 12-1 and converter 12-2 in the first mode. 第2モードのコンバータ12−1およびコンバータ12−2の状態を表わす図である。It is a figure showing the state of converter 12-1 and converter 12-2 in the 2nd mode. 第3モードのコンバータ12−1およびコンバータ12−2の状態を表わす図である。It is a figure showing the state of the converter 12-1 and the converter 12-2 of a 3rd mode. 本実施の形態における目標システム電圧VH*および充放電要求パワーPWCの組み合わせに対応するコンバータ12−1およびコンバータ12−2の制御を説明するための図である。It is a figure for demonstrating control of the converter 12-1 and the converter 12-2 corresponding to the combination of the target system voltage VH * and the charging / discharging request | requirement power PWC in this Embodiment. 参考例における目標システム電圧VH*および充放電要求パワーPWCの組み合わせに対応するコンバータ12−1およびコンバータ12−2の制御を説明するための図である。It is a figure for demonstrating control of the converter 12-1 and the converter 12-2 corresponding to the combination of the target system voltage VH * and charging / discharging request | requirement power PWC in a reference example. 参考例における目標システム電圧VH*および充放電要求パワーPWCの組み合わせに対応するコンバータ12−1およびコンバータ12−2の制御を説明するための図である。It is a figure for demonstrating control of the converter 12-1 and the converter 12-2 corresponding to the combination of the target system voltage VH * and charging / discharging request | requirement power PWC in a reference example. 参考例における目標システム電圧VH*および充放電要求パワーPWCの組み合わせに対応するコンバータ12−1およびコンバータ12−2の制御を説明するための図である。It is a figure for demonstrating control of the converter 12-1 and the converter 12-2 corresponding to the combination of the target system voltage VH * and charging / discharging request | requirement power PWC in a reference example. 本発明の実施の形態におけるコンバータ12−1およびコンバータ12−2の制御手順を表わすフローチャートである。It is a flowchart showing the control procedure of converter 12-1 and converter 12-2 in the embodiment of the present invention.

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。
図1は、本発明の実施の形態の車両の全体ブロック図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is an overall block diagram of a vehicle according to an embodiment of the present invention.

図1を参照して、車両100は、電源システム1と、負荷装置2と、制御装置150とを備える。   Referring to FIG. 1, vehicle 100 includes a power supply system 1, a load device 2, and a control device 150.

負荷装置2は、インバータ30−1,30−2と、モータジェネレータ32−1,32−2と、動力分割装置34と、エンジン36と、駆動輪38と、駆動軸39とを含む。   Load device 2 includes inverters 30-1 and 30-2, motor generators 32-1 and 32-2, power split device 34, engine 36, drive wheels 38, and drive shaft 39.

エンジン36は、燃料の燃焼による熱エネルギーをピストンやロータなどの運動子の運動エネルギーに変換することによって動力を出力する内燃機関である。   The engine 36 is an internal combustion engine that outputs power by converting thermal energy from combustion of fuel into kinetic energy of a moving element such as a piston or a rotor.

モータジェネレータ32−1,32−2は、交流回転電機である。モータジェネレータ32−1,32−2は、たとえば、3相交流同期電動機によって構成される。   Motor generators 32-1 and 32-2 are AC rotating electric machines. Motor generators 32-1 and 32-2 are configured by, for example, a three-phase AC synchronous motor.

モータジェネレータ32−1は、動力分割装置34を経由してエンジン36の出力を受けて交流電圧を発生し、交流電圧をインバータ30−1へ出力する。   Motor generator 32-1 receives the output of engine 36 via power split device 34, generates an AC voltage, and outputs the AC voltage to inverter 30-1.

モータジェネレータ32−1は、インバータ30−1から受ける電圧によって駆動トルクを発生し、その駆動力を用いてエンジン36を始動する。   Motor generator 32-1 generates driving torque by the voltage received from inverter 30-1, and starts engine 36 using the driving force.

モータジェネレータ32−2は、インバータ30−2から受ける電圧によって、駆動トルクを発生し、駆動輪38を駆動する。   Motor generator 32-2 generates drive torque by the voltage received from inverter 30-2, and drives drive wheel 38.

一方で、車両の制動時や下り斜面での加速度低減時には、モータジェネレータ32−2は、交流電圧を発生して(回生発電)、交流電圧をインバータ30−2へ出力する。   On the other hand, when the vehicle is braked or when acceleration is reduced on a downward slope, motor generator 32-2 generates an AC voltage (regenerative power generation) and outputs the AC voltage to inverter 30-2.

動力分割装置34は、たとえば、サンギヤ、キャリア、リングギヤの3つの回転軸を有する遊星歯車機構を含む。動力分割装置34は、エンジン36から出力される駆動力を、モータジェネレータ32−1の回転軸に伝達される動力と、駆動輪38に伝達される動力とに分割する。   The power split device 34 includes, for example, a planetary gear mechanism having three rotation shafts of a sun gear, a carrier, and a ring gear. Power split device 34 divides the driving force output from engine 36 into power transmitted to the rotating shaft of motor generator 32-1 and power transmitted to drive wheel 38.

インバータ30−1は、電源システム1の主正母線MPL及び主負母線MNLと、モータジェネレータ32−1との間に設けられる。インバータ30−2は、主正母線MPL及び主負母線MNLと、モータジェネレータ32−2との間に設けられる。インバータ30−1は、制御装置150からの制御信号に基づいてモータジェネレータ32−1を駆動する。インバータ30−2は、制御装置150からの制御信号に基づいてモータジェネレータ32−2を駆動する。インバータ30−1,30−2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。   Inverter 30-1 is provided between main positive bus MPL and main negative bus MNL of power supply system 1 and motor generator 32-1. Inverter 30-2 is provided between main positive bus MPL and main negative bus MNL, and motor generator 32-2. Inverter 30-1 drives motor generator 32-1 based on a control signal from control device 150. Inverter 30-2 drives motor generator 32-2 based on a control signal from control device 150. Inverters 30-1 and 30-2 are configured by a bridge circuit including switching elements for three phases, for example.

電源システム1は、蓄電装置10と、システムリレーRY1,RY2と、コンバータ12−2,12−1と、主正母線MPL及び主負母線MNLと、電力線PL1,NL1,PL2,NL2と、コンデンサC1とを含む。さらに、電源システム1は、充電器26と、受電部27と、充電リレーRYCとをさらに含む。   Power supply system 1 includes power storage device 10, system relays RY1, RY2, converters 12-2, 12-1, main positive bus MPL and main negative bus MNL, power lines PL1, NL1, PL2, NL2, and capacitor C1. Including. Furthermore, the power supply system 1 further includes a charger 26, a power receiving unit 27, and a charging relay RYC.

蓄電装置10は、再充電可能な直流電源であり、たとえばニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の二次電池によって構成される。蓄電装置10は、モータジェネレータ32−1およびモータジェネレータ32−2はのうちのいずれかから生じた電力によって充電されるとともに、モータジェネレータ32−1およびモータジェネレータ32−2を駆動するための電力を放電する。   The power storage device 10 is a rechargeable DC power source, and is configured by a secondary battery such as a nickel metal hydride battery or a lithium ion battery. Power storage device 10 is charged with electric power generated from one of motor generator 32-1 and motor generator 32-2, and also uses electric power for driving motor generator 32-1 and motor generator 32-2. Discharge.

蓄電装置10は、電力線PL1,NL1を通じて、コンバータ12−2に接続される。電力線PL1,NL1上には、システムリレーRL1が配設される。   Power storage device 10 is connected to converter 12-2 through power lines PL1 and NL1. System relay RL1 is arranged on power lines PL1, NL1.

また、蓄電装置10は、電力線PL2,NL2を通じて、コンバータ12−1に接続される。電力線PL2,NL2上には、システムリレーRL2が配設される。   Power storage device 10 is connected to converter 12-1 through power lines PL2 and NL2. System relay RL2 is arranged on power lines PL2 and NL2.

スタートスイッチやイグニッションキー等がユーザにより操作されることによって車両が「READY−ON」状態(走行可能な状態)になると、システムリレーRY1,RY2は導通状態となる。   When the vehicle is brought into a “READY-ON” state (a state in which the vehicle can run) by the user operating a start switch, an ignition key, or the like, the system relays RY1 and RY2 are turned on.

コンバータ12−2(第2のコンバータ)は、蓄電装置10から電力線PL1,NL1を通じて受ける蓄電装置10の電圧を昇圧して、昇圧した電圧を主正母線MPL及び主負母線MNLを通じて負荷装置2に供給する。コンバータ12−2は、負荷装置2側の電圧を降圧して、降圧した電圧を電力線PL1,NL1を通じて蓄電装置10に供給する。   Converter 12-2 (second converter) boosts the voltage of power storage device 10 received from power storage device 10 through power lines PL1 and NL1, and supplies the boosted voltage to load device 2 through main positive bus MPL and main negative bus MNL. Supply. Converter 12-2 steps down the voltage on load device 2 side and supplies the reduced voltage to power storage device 10 through power lines PL1 and NL1.

コンバータ12−1(第1のコンバータ)は、蓄電装置10から電力線PL2,NL2を通じて受ける蓄電装置10の電圧を昇圧して、昇圧した電圧を主正母線MPL及び主負母線MNLを通じて負荷装置2に供給する。コンバータ12−1は、負荷装置2側の電圧を降圧して、降圧した電圧を電力線PL2,NL2を通じて蓄電装置10に供給する。   Converter 12-1 (first converter) boosts the voltage of power storage device 10 received from power storage device 10 through power lines PL2 and NL2, and supplies the boosted voltage to load device 2 through main positive bus MPL and main negative bus MNL. Supply. Converter 12-1 steps down the voltage on load device 2 side and supplies the reduced voltage to power storage device 10 through power lines PL2 and NL2.

以下ではコンバータ12−1またはコンバータ12−2が昇圧動作または降圧動作のいずれかを行なっていることを、コンバータ12−1またはコンバータ12−2が昇降圧動作を行なうと記載する。   In the following, it is described that converter 12-1 or converter 12-2 is performing either a step-up operation or a step-down operation, and that converter 12-1 or converter 12-2 performs a step-up / step-down operation.

コンデンサC1は、主正母線MPLと主負母線MNLとの間に接続され、電圧変動に起因するインバータ30−1,30−2およびコンバータ12−2,12−1への影響を低減する。コンデンサC1の両端の電圧をシステム電圧VHと称する。   Capacitor C1 is connected between main positive bus MPL and main negative bus MNL, and reduces the influence on inverters 30-1, 30-2 and converters 12-2, 12-1 due to voltage fluctuation. The voltage across capacitor C1 is referred to as system voltage VH.

充電器26は、外部電源28から蓄電装置10を充電するための装置である。
充電リレーRYCは、充電器26と蓄電装置10との間に配設される。
The charger 26 is a device for charging the power storage device 10 from the external power supply 28.
Charging relay RYC is arranged between charger 26 and power storage device 10.

制御装置150は、CPU(Central Processing Unit)、記憶装置、入出力バッファ等を含み(いずれも図示せず)、電源システム1および負荷装置2の各機器を制御するための信号を生成して出力する。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア(電子回路)で処理することも可能である。以下に、本実施の形態における制御装置150による主要な処理内容について説明する。   The control device 150 includes a CPU (Central Processing Unit), a storage device, an input / output buffer, and the like (all not shown), and generates and outputs signals for controlling each device of the power supply system 1 and the load device 2. To do. Note that these controls are not limited to processing by software, and can be processed by dedicated hardware (electronic circuit). Below, the main processing content by the control apparatus 150 in this Embodiment is demonstrated.

制御装置150は、充電消費モード(Charge Depleting mode、以下「CDモード」という)と、充電維持モード(Charge Sustain mode、以下「CSモード」という)とのうちから1つの走行モードを選択し、選択された走行モードで車両100を走行させる。   The control device 150 selects and selects one driving mode from a charging consumption mode (Charge Depleting mode, hereinafter referred to as “CD mode”) and a charging maintenance mode (Charge Sustain mode, hereinafter referred to as “CS mode”). The vehicle 100 is caused to travel in the travel mode that has been performed.

CDモードは、蓄電装置10に蓄えられている電力を維持するよりも消費することを優先するモードである。そのため、CDモード中は、蓄電装置10の蓄電量(以下「SOC」という)を所定範囲に維持するためにはエンジン36の駆動は許容されない。   The CD mode is a mode that prioritizes consumption rather than maintaining power stored in the power storage device 10. Therefore, during the CD mode, driving of engine 36 is not permitted in order to maintain the amount of power stored in power storage device 10 (hereinafter referred to as “SOC”) within a predetermined range.

したがって、CDモード中は、原則として、エンジン36を停止してモータジェネレータ32−2の動力を用いる走行(以下「EV走行」という)が行なわれる。ただし、高負荷時(たとえばユーザ要求トルクが所定値を超える時)には、CDモード中であっても一時的にエンジン36を始動させてモータジェネレータ32−2およびエンジン36の双方の動力を用いる走行(以下「HV走行」という)が行なわれる。   Therefore, during the CD mode, in principle, the engine 36 is stopped and traveling using the power of the motor generator 32-2 (hereinafter referred to as “EV traveling”) is performed. However, when the load is high (for example, when the user request torque exceeds a predetermined value), even in the CD mode, the engine 36 is temporarily started to use the power of both the motor generator 32-2 and the engine 36. Travel (hereinafter referred to as “HV travel”) is performed.

制御装置150は、CDモード中にSOCがしきい値未満に低下した場合またはCDモード中にユーザがモード切替スイッチ18を操作した場合、走行モードをCDモードからCSモードに切り替える。   Control device 150 switches the running mode from the CD mode to the CS mode when the SOC drops below a threshold value during the CD mode or when the user operates mode switch 18 during the CD mode.

CSモードは、蓄電装置10に蓄えられている電力を消費することよりも維持することを優先するモードである。そのため、CSモード中は、高負荷時に加えて、SOCを所定範囲に維持するためにもエンジン36の駆動が許容される。すなわち、CSモード中は、高負荷時に加えて、SOCを所定範囲に維持するためにエンジン36の動力を用いてモータジェネレータ32−1で発電する必要がある時にも、HV走行が行なわれる。このように、CDモードおよびCSモードのいずれのモードにおいてもEV走行およびHV走行が選択的に行なわれるが、CSモード中はCDモード中に比べてHV走行が行なわれる頻度(すなわちエンジン36の作動頻度)が高い。   The CS mode is a mode that prioritizes maintaining rather than consuming the power stored in the power storage device 10. Therefore, during the CS mode, the engine 36 is allowed to be driven to maintain the SOC within a predetermined range in addition to the high load. That is, during the CS mode, HV traveling is also performed when it is necessary to generate electric power with the motor generator 32-1 using the power of the engine 36 in order to maintain the SOC within a predetermined range in addition to when the load is high. As described above, EV traveling and HV traveling are selectively performed in both the CD mode and the CS mode. However, the frequency of the HV traveling during the CS mode is higher than that during the CD mode (that is, the operation of the engine 36). Frequency) is high.

制御装置150は、目標システム電圧VH*および蓄電装置10の入出力要求値BRQに基づいて、コンバータ12−1およびコンバータ12−2を制御する。   Control device 150 controls converter 12-1 and converter 12-2 based on target system voltage VH * and input / output request value BRQ of power storage device 10.

以下では、HV走行と、EV走行と、回生制御における目標システム電圧VH*と蓄電装置10の入出力要求値BRQについて説明する。蓄電装置10の入出力要求値BRQは、蓄電装置10への入力が要求される電力、または蓄電装置10からの出力が要求される電力を表わし、蓄電装置10から出力(放電)すべきときには正の値となり、蓄電装置10へ入力(充電)すべきときには負の値となる。   Hereinafter, target system voltage VH * and input / output request value BRQ of power storage device 10 in HV traveling, EV traveling, regenerative control will be described. The input / output request value BRQ of the power storage device 10 represents the power required to be input to the power storage device 10 or the power required to be output from the power storage device 10, and is positive when the output (discharge) is to be performed from the power storage device 10. This value becomes negative when the power storage device 10 should be input (charged).

(HV走行)
図2は、HV走行時の制御の概略を表わす図である。
(HV driving)
FIG. 2 is a diagram showing an outline of control during HV traveling.

図2を参照して、ステップS201では、制御装置150は、アクセル開度Accと車速Vとに応じて駆動軸39に要求される要求トルクTr*を計算する。制御装置150は、要求トルクTr*に駆動軸39の回転数を乗じて走行に要求される走行用パワーPWDを計算する。   Referring to FIG. 2, in step S <b> 201, control device 150 calculates required torque Tr * required for drive shaft 39 according to accelerator opening Acc and vehicle speed V. The control device 150 calculates the traveling power PWD required for traveling by multiplying the required torque Tr * by the rotation speed of the drive shaft 39.

ステップS202において、CSモードの場合には、処理がステップS203に進む。CDモードの場合には、処理がステップS204に進む。   In step S202, in the CS mode, the process proceeds to step S203. In the case of the CD mode, the process proceeds to step S204.

ステップS203において、制御装置150は、CSモードにおいて、蓄電装置10の残容量(SOC)に基づいて、蓄電装置10の充放電要求パワーPWCを求める。充放電要求パワーPWCは、蓄電装置10から放電するときには正の値となり、蓄電装置10へ充電するときには負の値となる。また、充放電要求パワーPWCは、蓄電装置10の残容量(SOC)が基準値であるSOC中心よりも大きいときには、残容量が大きいほど、放電の要求パワーが大きくなる。充放電要求パワーPWCは、蓄電装置10の残容量(SOC)が基準値よりも小さいときには、残容量が小さいほど、充電の要求パワーが大きくなる。   In step S203, control device 150 obtains charge / discharge required power PWC of power storage device 10 based on the remaining capacity (SOC) of power storage device 10 in the CS mode. Charging / discharging required power PWC takes a positive value when discharging from power storage device 10 and takes a negative value when charging power storage device 10. Further, when the remaining charge (SOC) of power storage device 10 is larger than the reference SOC center, the required charge / discharge power PWC increases as the remaining capacity increases. When the remaining capacity (SOC) of the power storage device 10 is smaller than the reference value, the required charge / discharge power PWC increases as the remaining capacity decreases.

ステップS204において、制御装置150は、CDモードにおいて、充放電要求パワーPWCを0に設定する。   In step S204, control device 150 sets charge / discharge required power PWC to 0 in the CD mode.

ステップS205において、制御装置150は、走行用パワーPWDから充放電要求パワーPWCを減じ、かつ損失Lossを加えることによって、エンジン36から出力すべきパワーとしてのエンジン要求パワーPWEを算出する。   In step S205, the control device 150 calculates the engine required power PWE as the power to be output from the engine 36 by subtracting the charge / discharge required power PWC from the travel power PWD and adding the loss Loss.

ステップS206において、制御装置150は、エンジン要求パワーPWEをエンジン36を効率よく動作させる動作ラインに適用することによって回転数とトルクとを求めて、それらをエンジン36の目標回転数Ne*と目標トルクTe*とする。   In step S206, the control device 150 obtains the rotational speed and the torque by applying the engine required power PWE to the operation line for efficiently operating the engine 36, and obtains the target rotational speed Ne * and the target torque of the engine 36. Te *.

ステップS207において、制御装置150は、目標トルクTe*等に基づいて蓄電装置10の入出力制限Win,Woutの範囲内でモータジェネレータ32−1,32−2のトルク指令Tm1*,Tm2*を求める。   In step S207, control device 150 obtains torque commands Tm1 * and Tm2 * of motor generators 32-1 and 32-2 within the range of input / output limits Win and Wout of power storage device 10 based on target torque Te * and the like. .

ステップS208において、制御装置150は、モータジェネレータ32−1、モータジェネレータ32−2に対するトルク指令Tm1*,Tm2*と、モータジェネレータ32−1、モータジェネレータ32−2の回転数Nm1,Nm2とに基づいて、目標システム電圧VH*を設定する。   In step S208, control device 150 is based on torque commands Tm1 * and Tm2 * for motor generator 32-1 and motor generator 32-2, and the rotational speeds Nm1 and Nm2 of motor generator 32-1 and motor generator 32-2. To set the target system voltage VH *.

ステップS209において、制御装置150は、目標回転数Ne*と目標トルクTe*とからなる運転ポイントでエンジン36が運転されるようにエンジン36に対する吸入空気量制御、燃料噴射制御、および点火制御などを行なう。   In step S209, the control device 150 performs intake air amount control, fuel injection control, ignition control, and the like for the engine 36 so that the engine 36 is operated at an operation point composed of the target rotational speed Ne * and the target torque Te *. Do.

ステップS210において、目標システム電圧VH*が蓄電装置10の電圧BAよりも大きな場合に、処理がステップS211に進む。目標システム電圧VH*が蓄電装置10の電圧BA以下の場合に、処理がステップS212に進む。   In step S210, when the target system voltage VH * is greater than the voltage BA of the power storage device 10, the process proceeds to step S211. If target system voltage VH * is equal to or lower than voltage BA of power storage device 10, the process proceeds to step S212.

ステップS211において、制御装置150は、コンバータ12−1およびコンバータ12−2のうちの少なくとも1つに昇圧動作を実行させてシステム電圧VHが目標システム電圧VH*となるように制御する。   In step S211, control device 150 controls at least one of converter 12-1 and converter 12-2 to perform a boost operation so that system voltage VH becomes target system voltage VH *.

ステップS212において、制御装置150は、コンバータ12−1およびコンバータ12−2の上アームをオンに固定し、下アームをオフに固定する。その結果、システム電圧VHが、蓄電装置10の電圧BAと等しくなる。なお、目標システム電圧VH*が蓄電装置10の電圧BA以下の場合でも、コンバータ12−1およびコンバータ12−2の両方に昇圧動作を実行させる場合もあるが、それについては後述する。   In step S212, control device 150 fixes the upper arms of converters 12-1 and 12-2 on, and fixes the lower arms off. As a result, system voltage VH becomes equal to voltage BA of power storage device 10. Even when target system voltage VH * is equal to or lower than voltage BA of power storage device 10, both converter 12-1 and converter 12-2 may be caused to perform a boosting operation, which will be described later.

ステップS213において、制御装置150は、トルク指令Tm1*でモータジェネレータ32−1が駆動され、トルク指令Tm2*でモータジェネレータ32−2が駆動されるようにインバータ30−1,30−2のスイッチング制御を行なう。   In step S213, control device 150 controls switching of inverters 30-1 and 30-2 so that motor generator 32-1 is driven by torque command Tm1 * and motor generator 32-2 is driven by torque command Tm2 *. To do.

HV走行では、走行用パワーPWDに対してエンジン要求パワーPWEが供給されるので、蓄電装置10から出力すべきパワーは、走行用パワーPWDからエンジン要求パワーPWEを減じた値である。   In HV traveling, since engine required power PWE is supplied to traveling power PWD, the power to be output from power storage device 10 is a value obtained by subtracting engine required power PWE from traveling power PWD.

したがって、ステップS214において、制御装置150は、蓄電装置10の入出力要求値BRQを(PWD−PWE)の値に設定する。   Therefore, in step S214, control device 150 sets input / output request value BRQ of power storage device 10 to a value of (PWD-PWE).

ここで、蓄電装置10の入出力要求値BRQは、蓄電装置10への入力が要求される電力、または蓄電装置10からの出力が要求される電力を表わし、蓄電装置10から出力(放電)すべきときには正の値となり、蓄電装置10へ入力(充電)すべきときには負の値となる。   Here, the input / output request value BRQ of the power storage device 10 represents the power required to be input to the power storage device 10 or the power required to be output from the power storage device 10, and is output (discharged) from the power storage device 10. When the power should be positive, the value is positive.

(EV走行)
図3は、EV走行時の制御の概略を表わす図である。
(EV running)
FIG. 3 is a diagram showing an outline of control during EV traveling.

図3を参照して、ステップS301では、制御装置150は、アクセル開度Accと車速Vとに基づいて要求トルクTr*を計算する。制御装置150は、要求トルクTr*に駆動軸39の回転数を乗じて走行に要求される走行用パワーPWDを計算する。   Referring to FIG. 3, in step S301, control device 150 calculates required torque Tr * based on accelerator opening Acc and vehicle speed V. The control device 150 calculates the traveling power PWD required for traveling by multiplying the required torque Tr * by the rotation speed of the drive shaft 39.

ステップS302において、制御装置150は、モータジェネレータ32−1のトルク指令Tm1*の値を0に設定する。   In step S302, control device 150 sets the value of torque command Tm1 * of motor generator 32-1 to zero.

ステップS303において、制御装置150は、蓄電装置10の入出力制限Win,Woutの範囲内で要求トルクTr*が駆動軸39に出力されるようにモータジェネレータ32−2のトルク指令Tm2*を求める。   In step S303, control device 150 obtains torque command Tm2 * of motor generator 32-2 so that required torque Tr * is output to drive shaft 39 within the range of input / output limits Win and Wout of power storage device 10.

ステップS304において、制御装置150は、モータジェネレータ32−1、モータジェネレータ32−2に対するトルク指令Tm1*,Tm2*と、モータジェネレータ32−1、モータジェネレータ32−2の回転数Nm1,Nm2とに基づいて、目標システム電圧VH*を設定する。   In step S304, control device 150 is based on torque commands Tm1 * and Tm2 * for motor generator 32-1 and motor generator 32-2, and rotation speeds Nm1 and Nm2 of motor generator 32-1 and motor generator 32-2. To set the target system voltage VH *.

ステップS305において、目標システム電圧VH*が蓄電装置10の電圧BAよりも大きな場合に、処理がステップS306に進む。目標システム電圧VH*が蓄電装置10の電圧BA以下の場合に、処理がステップS307に進む。   If the target system voltage VH * is greater than the voltage BA of the power storage device 10 in step S305, the process proceeds to step S306. If target system voltage VH * is equal to or lower than voltage BA of power storage device 10, the process proceeds to step S307.

ステップS306において、制御装置150は、コンバータ12−1およびコンバータ12−2のうちの少なくとも1つによって、昇圧動作を実行させて、システム電圧VHが目標システム電圧VH*となるように制御する。   In step S306, control device 150 causes boosting operation to be executed by at least one of converter 12-1 and converter 12-2 so that system voltage VH becomes target system voltage VH *.

ステップS307において、制御装置150は、コンバータ12−1およびコンバータ12−2の上アームをオンに固定し、下アームをオフに固定する。その結果、システム電圧VHが、蓄電装置10の電圧BAと等しくなる。なお、目標システム電圧VH*が蓄電装置10の電圧BA以下の場合でも、コンバータ12−1およびコンバータ12−2の両方に昇圧動作を実行させる場合もあるが、それについては後述する。   In step S307, control device 150 fixes the upper arms of converter 12-1 and converter 12-2 on, and fixes the lower arm off. As a result, system voltage VH becomes equal to voltage BA of power storage device 10. Even when target system voltage VH * is equal to or lower than voltage BA of power storage device 10, both converter 12-1 and converter 12-2 may be caused to perform a boosting operation, which will be described later.

ステップS308において、制御装置150は、トルク指令Tm1*でモータジェネレータ32−1が駆動され、トルク指令Tm2*でモータジェネレータ32−2が駆動されるようにインバータ30−1,30−2のスイッチング制御を行なう。   In step S308, control device 150 performs switching control of inverters 30-1 and 30-2 such that motor generator 32-1 is driven by torque command Tm1 * and motor generator 32-2 is driven by torque command Tm2 *. To do.

EV走行において、エンジン36が停止しているので、蓄電装置10から出力すべきパワーは、走行用パワーPWDである。したがって、ステップS309において、制御装置150は、蓄電装置10の入出力要求値BRQをPWDに設定する。   Since the engine 36 is stopped during EV traveling, the power to be output from the power storage device 10 is traveling power PWD. Therefore, in step S309, control device 150 sets input / output request value BRQ of power storage device 10 to PWD.

(回生制御)
ブレーキペダル踏下量が所定値以上である、或いはアクセル開度の減少率が所定値以上である等、回生条件が満たされると、走行モードは回生モードに移行する。回生モードとは、モータジェネレータ32−2に駆動軸39から入力トルクを利用して電力回生を行うモードである。電力回生に伴う回生トルク(負トルク)によって車両100に制動力が与えられる。
(Regenerative control)
When the regenerative condition is satisfied, such as when the brake pedal depression amount is equal to or greater than a predetermined value, or the rate of decrease in the accelerator opening is equal to or greater than a predetermined value, the traveling mode shifts to the regenerative mode. The regeneration mode is a mode in which power regeneration is performed using the input torque from the drive shaft 39 to the motor generator 32-2. A braking force is applied to the vehicle 100 by the regenerative torque (negative torque) accompanying the power regeneration.

図4は、回生制御時の制御の概略を表わす図である。
図4を参照して、ステップS401では、制御装置150は、ブレーキペダル踏下量およびアクセル開度の減少率に基づいて、回生制動パワーPWRを求める。
FIG. 4 is a diagram illustrating an outline of control during regenerative control.
Referring to FIG. 4, in step S401, control device 150 obtains regenerative braking power PWR based on the brake pedal depression amount and the accelerator opening reduction rate.

ステップS402において、制御装置150は、回生制動パワーPWRが得られるように回生要求トルクTrG*(負値)を設定する。   In step S402, control device 150 sets regeneration request torque TrG * (negative value) so that regenerative braking power PWR is obtained.

ステップS403において、制御装置150は、モータジェネレータ32−1のトルク指令Tm1*の値0を設定する。   In step S403, control device 150 sets a value 0 of torque command Tm1 * of motor generator 32-1.

ステップS404において、制御装置150は、蓄電装置10の入出力制限Win,Woutの範囲内で回生要求トルクTrG*が駆動軸39から出力されるようにモータジェネレータ32−2のトルク指令Tm2*(負値)を求める。   In step S404, control device 150 causes torque command Tm2 * (negative) of motor generator 32-2 so that regeneration request torque TrG * is output from drive shaft 39 within the range of input / output limits Win, Wout of power storage device 10. Value).

ステップS405において、制御装置150は、モータジェネレータ32−1、モータジェネレータ32−2に対するトルク指令Tm1*,Tm2*と、モータジェネレータ32−1、モータジェネレータ32−2の回転数Nm1,Nm2とに基づいて、目標システム電圧VH*を設定する。   In step S405, control device 150 is based on torque commands Tm1 * and Tm2 * for motor generator 32-1 and motor generator 32-2, and the rotational speeds Nm1 and Nm2 of motor generator 32-1 and motor generator 32-2. To set the target system voltage VH *.

ステップS406において、制御装置150は、トルク指令Tm1*でモータジェネレータ32−1が駆動され、トルク指令Tm2*でモータジェネレータ32−2が駆動され、かつシステム電圧VHが目標システム電圧VH*となるようにインバータ30−1,30−2のスイッチング制御を行なう。   In step S406, control device 150 causes motor generator 32-1 to be driven by torque command Tm1 *, motor generator 32-2 is driven to torque command Tm2 *, and system voltage VH becomes target system voltage VH *. The switching control of the inverters 30-1 and 30-2 is performed.

ステップS407において、目標システム電圧VH*が蓄電装置10の電圧BAよりも大きな場合に、処理がステップS408に進む。目標システム電圧VH*が蓄電装置10の電圧BA以下の場合に、処理がステップS409に進む。   If the target system voltage VH * is greater than the voltage BA of the power storage device 10 in step S407, the process proceeds to step S408. If target system voltage VH * is equal to or lower than voltage BA of power storage device 10, the process proceeds to step S409.

ステップS408において、制御装置150は、コンバータ12−1およびコンバータ12−2のうちの少なくとも1つに降圧動作を実行させて、負荷装置2から出力される回生電力が蓄電装置10に蓄積されるように制御する。   In step S408, control device 150 causes at least one of converter 12-1 and converter 12-2 to perform a step-down operation so that regenerative power output from load device 2 is stored in power storage device 10. To control.

ステップS409において、制御装置150は、コンバータ12−1およびコンバータ12−2の上アームをオンに固定し、下アームをオフに固定する。その結果、システム電圧VHが、蓄電装置10の電圧BAと等しくなる。この場合、インバータ30−1およびインバータ30−2によって、目標システム電圧VH*になるように蓄電装置10の電圧BA以下に一旦下げられたシステム電圧VHが、蓄電装置10からの電力などによって再度VBまで一旦増加した後、負荷装置2から出力される回生電力が蓄電装置10に蓄積される。なお、目標システム電圧VH*が蓄電装置10の電圧BA以下の場合でも、コンバータ12−1およびコンバータ12−2の両方に降圧動作を実行させる場合もあるが、それについては後述する。   In step S409, control device 150 fixes the upper arms of converter 12-1 and converter 12-2 on, and fixes the lower arm off. As a result, system voltage VH becomes equal to voltage BA of power storage device 10. In this case, system voltage VH once lowered to voltage BA or lower of power storage device 10 by inverter 30-1 and inverter 30-2 to be equal to target system voltage VH * is again reduced to VB by the power from power storage device 10 or the like. Is once increased, the regenerative power output from the load device 2 is accumulated in the power storage device 10. Even when target system voltage VH * is equal to or lower than voltage BA of power storage device 10, both converter 12-1 and converter 12-2 may be caused to perform a step-down operation, which will be described later.

回生制御において、蓄電装置10に入力すべきパワーは、回生制動パワーPWRである。したがって、ステップS410において、制御装置150は、蓄電装置10の入出力要求値BRQを−PWDに設定する。   In the regenerative control, the power to be input to the power storage device 10 is the regenerative braking power PWR. Therefore, in step S410, control device 150 sets input / output request value BRQ of power storage device 10 to -PWD.

図5は、コンバータ12−1およびコンバータ12−2の詳細な構成を表わす図である。   FIG. 5 shows a detailed configuration of converter 12-1 and converter 12-2.

コンバータ12−2は、チョッパ回路43を含む。
チョッパ回路43は、リアクトルL1と、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)などのスイッチング素子Q1,Q2と、ダイオードD1,D2とを含む。リアクトルL1の一方端は、電力線PL1に接続され、リアクトルL1の他方端はスイッチング素子Q1,Q2の接続点に接続される。
Converter 12-2 includes a chopper circuit 43.
The chopper circuit 43 includes a reactor L1, switching elements Q1, Q2 such as IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), and diodes D1, D2. Reactor L1 has one end connected to power line PL1, and reactor L1 has the other end connected to a connection point of switching elements Q1, Q2.

スイッチング素子Q1,Q2は、主正母線MPLと主負母線MNLとの間に直列に接続される。スイッチング素子Q1,Q2の制御電極は、制御装置150から制御信号を受ける。スイッチング素子Q1,Q2にはダイオードD1,D2がそれぞれ逆並列接続される。スイッチング素子Q1およびスイッチング素子Q2は、それぞれ上アームおよび下アームに対応する。   Switching elements Q1, Q2 are connected in series between main positive bus MPL and main negative bus MNL. The control electrodes of switching elements Q1, Q2 receive a control signal from control device 150. Diodes D1 and D2 are connected in antiparallel to switching elements Q1 and Q2, respectively. Switching element Q1 and switching element Q2 correspond to the upper arm and the lower arm, respectively.

コンバータ12−1は、チョッパ回路41と、チョッパ回路42とを含む。
チョッパ回路41は、リアクトルL2と、IGBTなどのスイッチング素子Q3,Q4と、ダイオードD3,D4とを含む。リアクトルL2の一方端は、電力線PL2に接続され、リアクトルL2の他方端はスイッチング素子Q3,Q4の接続点に接続される。
Converter 12-1 includes a chopper circuit 41 and a chopper circuit 42.
Chopper circuit 41 includes a reactor L2, switching elements Q3 and Q4 such as IGBT, and diodes D3 and D4. Reactor L2 has one end connected to power line PL2, and reactor L2 has the other end connected to a connection point of switching elements Q3 and Q4.

スイッチング素子Q3,Q4は、主正母線MPLと主負母線MNLとの間に直列に接続される。スイッチング素子Q3,Q4の制御電極は、制御装置150から制御信号を受ける。スイッチング素子Q3,Q4にはダイオードD3,D4がそれぞれ逆並列接続される。スイッチング素子Q3およびスイッチング素子Q3は、それぞれ上アームおよび下アームに対応する。   Switching elements Q3 and Q4 are connected in series between main positive bus MPL and main negative bus MNL. Control electrodes of switching elements Q3 and Q4 receive a control signal from control device 150. Diodes D3 and D4 are connected in antiparallel to switching elements Q3 and Q4, respectively. Switching element Q3 and switching element Q3 correspond to the upper arm and the lower arm, respectively.

チョッパ回路42は、IGBTなどのスイッチング素子Q5,Q6と、ダイオードD5,D6とを含む。スイッチング素子Q5,Q6の接続点は、スイッチング素子Q3,Q4の接続点に接続される。スイッチング素子Q5,Q6は、主正母線MPLと主負母線MNLとの間に直列に接続される。スイッチング素子Q5,Q6の制御電極は、制御装置150から制御信号を受ける。スイッチング素子Q5,Q6にはダイオードD3,D4がそれぞれ逆並列接続される。スイッチング素子Q5およびスイッチング素子Q6は、それぞれ上アームおよび下アームに対応する。   Chopper circuit 42 includes switching elements Q5 and Q6 such as IGBT and diodes D5 and D6. The connection point of switching elements Q5 and Q6 is connected to the connection point of switching elements Q3 and Q4. Switching elements Q5 and Q6 are connected in series between main positive bus MPL and main negative bus MNL. The control electrodes of switching elements Q5 and Q6 receive a control signal from control device 150. Diodes D3 and D4 are connected in antiparallel to switching elements Q5 and Q6, respectively. Switching element Q5 and switching element Q6 correspond to the upper arm and the lower arm, respectively.

チョッパ回路43に含まれるダイオードD1,D2と、チョッパ回路41に含まれるダイオードD3,D4と、チョッパ回路42に含まれるダイオードD5,D6は、同一の物理的特性を備える素子である。また、チョッパ回路43に含まれるスイッチング素子Q1,Q2と、チョッパ回路41に含まれるスイッチング素子Q3,Q4と、チョッパ回路42に含まれるスイッチング素子Q5,Q6は、同一の物理的特性を備える素子である。   The diodes D1 and D2 included in the chopper circuit 43, the diodes D3 and D4 included in the chopper circuit 41, and the diodes D5 and D6 included in the chopper circuit 42 are elements having the same physical characteristics. The switching elements Q1 and Q2 included in the chopper circuit 43, the switching elements Q3 and Q4 included in the chopper circuit 41, and the switching elements Q5 and Q6 included in the chopper circuit 42 are elements having the same physical characteristics. is there.

コンバータ12−2に流れる電流の上限値をIC1とし、コンバータ12−1に流れる電流の上限値をIC2とする。コンバータ12−2は、1つのチョッパ回路43を備え、コンバータ12−1は、2つのチョッパ回路41,42を備えるため、IC1<IC2である。しかしながら、IC2<2×IC1である。これは、たとえば、蓄電装置10から負荷装置2側に電流が流れるときに、蓄電装置10から近い側のチョッパ回路41には、蓄電装置10から遠い側のチョッパ回路42よりも大きな電流が流れるので、チョッパ回路41に上限まで電流が流れるときに、チョッパ回路42には上限まで電流が流れないためである。   The upper limit value of the current flowing through the converter 12-2 is IC1, and the upper limit value of the current flowing through the converter 12-1 is IC2. Since converter 12-2 includes one chopper circuit 43 and converter 12-1 includes two chopper circuits 41 and 42, IC1 <IC2. However, IC2 <2 × IC1. This is because, for example, when a current flows from the power storage device 10 to the load device 2 side, a larger current flows through the chopper circuit 41 closer to the power storage device 10 than the chopper circuit 42 far from the power storage device 10. This is because when the current flows through the chopper circuit 41 up to the upper limit, the current does not flow through the chopper circuit 42 up to the upper limit.

また、本実施の形態では、1つのチョッパ回路43からなるコンバータ12−2と、2つのチョッパ回路41,42を並列に接続したコンバータ12−1を蓄電装置に接続することによって、最大でIC1+IC2の電流を蓄電装置10から負荷装置2へ、または負荷装置2から蓄電装置10に供給することができる。   Further, in the present embodiment, by connecting a converter 12-2 composed of one chopper circuit 43 and a converter 12-1 in which two chopper circuits 41 and 42 are connected in parallel to the power storage device, a maximum of IC1 + IC2 A current can be supplied from the power storage device 10 to the load device 2 or from the load device 2 to the power storage device 10.

仮に、蓄電装置10に1つのコンバータだけを接続することによって、最大でIC1+IC2の電流を供給可能とするには、1つのコンバータは、8個のチョッパ回路を備える必要があることが、本願発明者による実験によって確認された。   In order to be able to supply a maximum current of IC1 + IC2 by connecting only one converter to the power storage device 10, it is necessary for one converter to include eight chopper circuits. Confirmed by experiments.

したがって、本実施の形態では、蓄電装置に2個のコンバータを接続することによって、チョッパ回路の数を削減することができる。   Therefore, in this embodiment, the number of chopper circuits can be reduced by connecting two converters to the power storage device.

さらに、本実施の形態では、蓄電装置10の入出力要求値BRQおよび目標システム電圧VH*に応じて、2つのコンバータ12−1,12−2の動作状態を切り替えることによって、電力損失を削減することができる。以下では、2つのコンバータ12−1,12−2のモード別の制御について説明する。   Furthermore, in the present embodiment, power loss is reduced by switching the operating states of two converters 12-1 and 12-2 according to input / output request value BRQ and target system voltage VH * of power storage device 10. be able to. Below, the control according to the mode of the two converters 12-1 and 12-2 will be described.

図6は、第1モードのコンバータ12−1およびコンバータ12−2の状態を表わす図である。   FIG. 6 is a diagram illustrating states of converter 12-1 and converter 12-2 in the first mode.

第1モードでは、コンバータ12−1およびコンバータ12−2の上アームがオン固定され、かつ下アームがオフ固定される。   In the first mode, the upper arms of converter 12-1 and converter 12-2 are fixed on and the lower arm is fixed off.

これにより、コンバータ12−1およびコンバータ12−2による昇降圧動作は停止される。その結果、システム電圧VHは、蓄電装置10の電圧VBとなる。   Thereby, the step-up / step-down operation by converter 12-1 and converter 12-2 is stopped. As a result, system voltage VH becomes voltage VB of power storage device 10.

また、スイッチング素子Q1、Q3、Q5がオンのため、蓄電装置10の電力は、コンバータ12−1および/またはコンバータ12−2を介して主正母線MPL及び主負母線MNLに伝達される。   Since switching elements Q1, Q3, and Q5 are on, power of power storage device 10 is transmitted to main positive bus MPL and main negative bus MNL via converter 12-1 and / or converter 12-2.

上述のように、コンバータ12−2および12−1に流れる電流の上限値をそれぞれIC1,IC2とする。IC1<IC2<2×IC1である。蓄電装置10の電圧をVBとする。   As described above, the upper limit values of the currents flowing through converters 12-2 and 12-1 are IC1 and IC2, respectively. IC1 <IC2 <2 × IC1. The voltage of power storage device 10 is assumed to be VB.

第1モードでは、コンバータ12−1およびコンバータ12−2に流れる電流の和の上限の最小値はIC1である。これは、第1モードでは、たとえば、蓄電装置10から出力された電流のうち、コンバータ12−1に流れる電流の割合およびコンバータ12−2に流れる電流の割合は制御されないため、すべての電流が、上限値が小さい方のコンバータ12−2に流れることがあり得るからである。   In the first mode, the minimum value of the upper limit of the sum of the currents flowing through converter 12-1 and converter 12-2 is IC1. In the first mode, for example, the ratio of the current flowing through the converter 12-1 and the ratio of the current flowing through the converter 12-2 out of the current output from the power storage device 10 are not controlled. This is because it may flow to the converter 12-2 having the smaller upper limit value.

したがって、第1モードでは、放電時に蓄電装置10から出力可能な電力の最小値、および充電時に蓄電装置10に入力可能な電力の最小値は、IC1×VBである。   Therefore, in the first mode, the minimum value of power that can be output from power storage device 10 during discharging and the minimum value of power that can be input to power storage device 10 during charging is IC1 × VB.

また、第1モードでは、コンバータ12−1およびコンバータ12−2の上アームがオン固定され、かつ下アームがオフ固定されるので、スイッチング素子Q1〜Q6のオン/オフによる電力損失を防止できる。   In the first mode, the upper arms of converter 12-1 and converter 12-2 are fixed on and the lower arm is fixed off, so that power loss due to switching elements Q1-Q6 on / off can be prevented.

図7は、第2モードのコンバータ12−1およびコンバータ12−2の状態を表わす図である。   FIG. 7 is a diagram illustrating states of converter 12-1 and converter 12-2 in the second mode.

第2モードでは、コンバータ12−2の上アームと下アームがオフ固定され、コンバータ12−1が昇降圧動作を実行する。   In the second mode, the upper arm and the lower arm of converter 12-2 are fixed off, and converter 12-1 performs the step-up / step-down operation.

蓄電装置10からの放電時には、スイッチング素子Q4,Q6が一定のスイッチング周波数に従ってオン/オフし、コンバータ12−1が昇圧動作を実行するので、システム電圧VHは、蓄電装置10の電圧VBよりも大きくなる。また、蓄電装置10への充電時に、システム電圧VHが、蓄電装置10の電圧VBよりも大きい場合でも、スイッチング素子Q3,Q5が一定のスイッチング周波数に従ってオン/オフし、コンバータ12−2が降圧動作を実行するので、システム電圧VHを蓄電装置10の電圧VBに下げて、電力線PL2,NL2へ供給することができる。   At the time of discharging from power storage device 10, switching elements Q 4 and Q 6 are turned on / off according to a constant switching frequency, and converter 12-1 performs a boosting operation. Therefore, system voltage VH is larger than voltage VB of power storage device 10. Become. In addition, when power storage device 10 is charged, even when system voltage VH is higher than voltage VB of power storage device 10, switching elements Q3 and Q5 are turned on / off according to a constant switching frequency, and converter 12-2 performs a step-down operation. Therefore, system voltage VH can be lowered to voltage VB of power storage device 10 and supplied to power lines PL2 and NL2.

コンバータ12−2のスイッチング素子Q1、Q2はオフのため、蓄電装置10の電力は、コンバータ12−2を介して主正母線MPL及び主負母線MNLに伝達されない。   Since switching elements Q1 and Q2 of converter 12-2 are off, the power of power storage device 10 is not transmitted to main positive bus MPL and main negative bus MNL via converter 12-2.

上述のように、コンバータ12−2および12−1に流れる電流の上限値をそれぞれIC1,IC2とする。第2モードでは、コンバータ12−2のスイッチング素子Q1、Q2がオフのため、IC1=0である。したがって、第2モードでは、コンバータ12−1およびコンバータ12−2に流れる電流の和の上限はIC2である。よって、第2モードでは、放電時に蓄電装置10から出力可能な電力、および充電時に蓄電装置10に入力可能な電力は、IC2×VBである。   As described above, the upper limit values of the currents flowing through converters 12-2 and 12-1 are IC1 and IC2, respectively. In the second mode, IC1 = 0 because switching elements Q1, Q2 of converter 12-2 are off. Therefore, in the second mode, the upper limit of the sum of the currents flowing through converter 12-1 and converter 12-2 is IC2. Therefore, in the second mode, the power that can be output from power storage device 10 during discharge and the power that can be input to power storage device 10 during charging are IC2 × VB.

また、第2モードでは、コンバータ12−2の上アームと下アームがオフ固定されるので、スイッチング素子Q1,Q2のオン/オフによる電力損失を防止できる。   In the second mode, since the upper arm and the lower arm of converter 12-2 are fixed off, power loss due to switching elements Q1, Q2 on / off can be prevented.

図8は、第3モードのコンバータ12−1およびコンバータ12−2の状態を表わす図である。   FIG. 8 is a diagram illustrating the states of converter 12-1 and converter 12-2 in the third mode.

第3モードでは、コンバータ12−1およびコンバータ12−2は、昇降圧動作を実行する。   In the third mode, converter 12-1 and converter 12-2 perform a step-up / step-down operation.

蓄電装置10からの放電時には、スイッチング素子Q1とQ2,Q3とQ4,Q4とQ6が一定のスイッチング周波数に従って相補的にオン/オフし、コンバータ12−1およびコンバータ12−2が昇圧動作を実行するので、システム電圧VHは、蓄電装置10の電圧VBよりも大きくなる。また、蓄電装置10への充電時に、スイッチング素子Q1とQ2,Q3とQ4,Q4とQ6が一定のスイッチング周波数に従って相補的にオン/オフし、コンバータ12−1およびコンバータ12−2が降圧動作を実行するので、システム電圧VHを蓄電装置10の電圧VBに下げて、電力線PL1,NL1、電力線PL2,NL2へ供給することができる。   When discharging from power storage device 10, switching elements Q1, Q2, Q3, Q4, Q4, and Q6 are complementarily turned on / off according to a constant switching frequency, and converter 12-1 and converter 12-2 perform a boosting operation. Therefore, system voltage VH is larger than voltage VB of power storage device 10. Further, when charging power storage device 10, switching elements Q1, Q2, Q3, Q4, Q4, and Q6 are complementarily turned on / off in accordance with a constant switching frequency, and converter 12-1 and converter 12-2 perform step-down operation. Therefore, the system voltage VH can be lowered to the voltage VB of the power storage device 10 and supplied to the power lines PL1, NL1, and the power lines PL2, NL2.

上述のように、コンバータ12−2および12−1に流れる電流の上限値をそれぞれIC1,IC2とする。第3モードでは、コンバータ12−1およびコンバータ12−2に流れる電流の和の上限はIC1+IC2である。よって、第3モードでは、放電時に蓄電装置10から出力可能な電力、および充電時に蓄電装置10に入力可能な電力は、(IC1+IC2)×VBである。   As described above, the upper limit values of the currents flowing through converters 12-2 and 12-1 are IC1 and IC2, respectively. In the third mode, the upper limit of the sum of the currents flowing through converter 12-1 and converter 12-2 is IC1 + IC2. Therefore, in the third mode, the power that can be output from power storage device 10 during discharging and the power that can be input to power storage device 10 during charging are (IC1 + IC2) × VB.

図9は、目標システム電圧VH*および蓄電装置10の入出力要求値BRQの組み合わせに対応するコンバータ12−1およびコンバータ12−2の制御を説明するための図である。   FIG. 9 is a diagram for describing control of converter 12-1 and converter 12-2 corresponding to a combination of target system voltage VH * and input / output request value BRQ of power storage device 10.

まず、目標システム電圧VH*が蓄電装置10の電圧VB以下、かつ蓄電装置10の入出力要求値BRQの大きさ(絶対値)がVB×IC1以下の領域Aでは、制御装置150は、第1モードでコンバータ12−1およびコンバータ12−2を動作させる。   First, in the region A in which the target system voltage VH * is equal to or lower than the voltage VB of the power storage device 10 and the magnitude (absolute value) of the input / output request value BRQ of the power storage device 10 is equal to or lower than VB × IC1, the control device 150 Converter 12-1 and converter 12-2 are operated in the mode.

なぜなら、まず、目標システム電圧VH*が、蓄電装置10の電圧VB以下のため、コンバータ12−1およびコンバータ12−2による昇降圧動作を実行する必要がない。   Because the target system voltage VH * is equal to or lower than the voltage VB of the power storage device 10, first, it is not necessary to perform the step-up / step-down operation by the converter 12-1 and the converter 12-2.

また、第1モードでは、コンバータ12−1およびコンバータ12−2に流れる電流の和の上限の最小値がIC1(すべてがコンバータ12−2に流れた場合)である。したがって、放電時に、蓄電装置10の入出力要求値BRQの大きさ(≦VB×IC1)以上の電力であるVB×IC1の電力を蓄電装置10から取り出すことができる。充電時に、蓄電装置10の入出力要求値BRQの大きさ(≦VB×IC1)以上の電力であるVB×IC1の電力を蓄電装置10に供給することができる。   In the first mode, the minimum value of the upper limit of the sum of the currents flowing through converter 12-1 and converter 12-2 is IC1 (when all flow through converter 12-2). Therefore, the power of VB × IC1, which is greater than or equal to the magnitude of input / output request value BRQ (≦ VB × IC1) of power storage device 10, can be taken out from power storage device 10 during discharge. At the time of charging, the electric power of VB × IC1, which is the electric power equal to or larger than the magnitude of input / output request value BRQ (≦ VB × IC1) of the electric power storage device 10, can be supplied to the electric power storage device 10.

ここで、回生制御時において、目標システム電圧VH*が蓄電装置10の電圧VB以下の場合、前述のように、インバータ30−1,30−2によって、目標システム電圧VH*になるように蓄電装置10の電圧BA以下に一旦下げられたシステム電圧VHが、蓄電装置10からの電力などによって再度VBまで増加した後、負荷装置2から出力される回生電力が蓄電装置10に蓄積される。   Here, in the regeneration control, when the target system voltage VH * is equal to or lower than the voltage VB of the power storage device 10, as described above, the power storage device is set to the target system voltage VH * by the inverters 30-1 and 30-2. After system voltage VH once lowered to 10 or less voltage BA increases again to VB by the power from power storage device 10 or the like, regenerative power output from load device 2 is stored in power storage device 10.

なお、これに代えて、回生制御時に、目標システム電圧VH*が蓄電装置10の電圧VB以下の場合には、目標システム電圧VH*を強制的にVBに設定し、インバータ30−1,30−2によって、システム電圧VHが、目標システム電圧VH*(=VB)になるように制御されるものとしてもよい。   Instead of this, when the target system voltage VH * is equal to or lower than the voltage VB of the power storage device 10 during regenerative control, the target system voltage VH * is forcibly set to VB, and the inverters 30-1 and 30- 2, the system voltage VH may be controlled to be the target system voltage VH * (= VB).

次に、目標システム電圧VH*が蓄電装置10の電圧VB以下、かつ蓄電装置10の入出力要求値BRQの大きさ(絶対値)がVB×IC1を超え、VB×(IC1+IC2)以下の領域Bでは、制御装置150は、第3モードでコンバータ12−1およびコンバータ12−2を動作させる。   Next, the region B where the target system voltage VH * is equal to or lower than the voltage VB of the power storage device 10 and the magnitude (absolute value) of the input / output request value BRQ of the power storage device 10 exceeds VB × IC1 and is equal to or lower than VB × (IC1 + IC2). Then, control device 150 operates converter 12-1 and converter 12-2 in the third mode.

なぜなら、まず、目標システム電圧VH*が、蓄電装置10の電圧VB以下のため、目標システム電圧VH*を得るために、コンバータによる昇降圧動作を実行する必要がない。   Because the target system voltage VH * is equal to or lower than the voltage VB of the power storage device 10, first, it is not necessary to execute the step-up / step-down operation by the converter in order to obtain the target system voltage VH *.

一方、目標システム電圧VH*が蓄電装置10の電圧VB以下のときでも、蓄電装置10の入出力要求値BRQの大きさがVB×IC1を超えることもあり得る。この場合に、第1モードでコンバータ12−1およびコンバータ12−2を動作させたのでは、VB×IC1よりも大きな電力を蓄電装置10から出力し、または蓄電装置10へ入力することができない。それゆえ、領域Bでは、制御装置150は、第3モードでコンバータ12−1およびコンバータ12−2を動作させる。この場合、制御装置150は、コンバータ12−1およびコンバータ12−2が昇降圧操作を実行するように、モータジェネレータ32−1、モータジェネレータ32−2に対するトルク指令Tm1*,Tm2*と、モータジェネレータ32−1、モータジェネレータ32−2の回転数Nm1,Nm2とに基づいて既に求めた目標システム電圧VH*を所定量だけ増加させる。   On the other hand, even when target system voltage VH * is equal to or lower than voltage VB of power storage device 10, input / output request value BRQ of power storage device 10 may exceed VB × IC1. In this case, if converter 12-1 and converter 12-2 are operated in the first mode, power larger than VB × IC1 cannot be output from power storage device 10 or input to power storage device 10. Therefore, in region B, control device 150 operates converter 12-1 and converter 12-2 in the third mode. In this case, control device 150 provides torque instructions Tm1 * and Tm2 * for motor generator 32-1 and motor generator 32-2, and motor generator so that converter 12-1 and converter 12-2 perform the step-up / step-down operation. 32-1 and the target system voltage VH * which has already been obtained based on the rotational speeds Nm1 and Nm2 of the motor generator 32-2 are increased by a predetermined amount.

なお、上記の代わりに、図10に示すように、領域Bの中でも、蓄電装置10の入出力要求値BRQの大きさがVB×IC2以下の領域B′では、コンバータ12−1のみを昇降圧動作させ(第2モード)、蓄電装置10の入出力要求値BRQの大きさがVB×IC2を超える領域B″では、コンバータ12−1とコンバータ12−2を昇降圧動作させる(第3モード)にすることも可能である。   Instead of the above, as shown in FIG. 10, in region B, in region B ′ where input / output request value BRQ of power storage device 10 is VB × IC2 or less, only converter 12-1 is boosted or lowered. In the region B ″ where the input / output request value BRQ of the power storage device 10 exceeds VB × IC2, the converter 12-1 and the converter 12-2 are operated in a step-up / step-down manner (third mode). It is also possible to make it.

しかしながら、このようにした場合、蓄電装置10の入出力要求値BRQの大きさが時間とともに増加することによって、領域Aから領域B′に変化し、その後直ぐに領域B″に変化するような場合に、第1モードから第2モードに変更した後、直ぐに第3モードに変更する必要があり、制御が複雑化する。それゆえ、本実施の形態では、領域Bの全領域において、第3モードで動作させる。   However, in this case, when the magnitude of the input / output request value BRQ of the power storage device 10 increases with time, the region A changes to the region B ′ and then immediately changes to the region B ″. Therefore, it is necessary to change to the third mode immediately after changing from the first mode to the second mode, and the control becomes complicated. Make it work.

なお、目標システム電圧VH*が蓄電装置10の電圧VB以下の場合に、蓄電装置10の入出力要求値BRQの大きさがVB×IC1を超える頻度は、通常少ないので、制御装置150は、目標システム電圧VH*が蓄電装置10の電圧VB以下のときには、一律に第1モードでコンバータ12−1およびコンバータ12−2を動作させるものとしてもよい。   Note that when the target system voltage VH * is equal to or lower than the voltage VB of the power storage device 10, the frequency of the input / output request value BRQ of the power storage device 10 exceeding VB × IC1 is usually small. When system voltage VH * is equal to or lower than voltage VB of power storage device 10, converter 12-1 and converter 12-2 may be uniformly operated in the first mode.

次に、目標システム電圧VH*が蓄電装置10の電圧VBよりも大きく、かつ蓄電装置10の入出力要求値BRQの大きさがVB×IC2以下の領域Cでは、制御装置150は、第2モードでコンバータ12−1およびコンバータ12−2を動作させる。   Next, in region C where target system voltage VH * is higher than voltage VB of power storage device 10 and input / output request value BRQ of power storage device 10 is VB × IC2 or less, control device 150 performs second mode. Thus, converter 12-1 and converter 12-2 are operated.

なぜなら、まず、目標システム電圧VH*が、蓄電装置10の電圧VBよりも大きいため、少なくとも1つのコンバータによる昇降圧動作を実行する必要がある。   Because the target system voltage VH * is higher than the voltage VB of the power storage device 10, first, it is necessary to execute the step-up / step-down operation by at least one converter.

また、第2モードでは、コンバータ12−1およびコンバータ12−2に流れる電流の和の上限がIC2である。したがって、放電時に、蓄電装置10の入出力要求値BRQの大きさ(≦VB×IC2)以上の電力であるVB×IC2の電力を蓄電装置10から取り出すことができ、充電時に、蓄電装置10の入出力要求値BRQの大きさ(≦VB×IC2)以上の電力であるVB×IC2の電力を蓄電装置10に供給することができる。   In the second mode, the upper limit of the sum of the currents flowing through converter 12-1 and converter 12-2 is IC2. Therefore, the electric power of VB × IC2, which is equal to or greater than the magnitude (≦ VB × IC2) of the input / output required value BRQ of the power storage device 10, can be taken out from the power storage device 10 at the time of discharging. Power of VB × IC2, which is greater than or equal to the input / output request value BRQ (≦ VB × IC2), can be supplied to the power storage device 10.

なお、上記の代わりに、図11に示すように、領域Cの中でも、蓄電装置10の入出力要求値BRQの大きさがVB×IC1以下の領域C′では、コンバータ12−2のみを昇降圧動作させ(仮にモードαと呼ぶ)、蓄電装置10の入出力要求値BRQの大きさがVB×IC1を超える領域C″では、コンバータ12−1を昇降圧動作させる(第2モード)にすることも可能である。   Instead of the above, as shown in FIG. 11, in region C, in region C ′ where input / output request value BRQ of power storage device 10 is equal to or less than VB × IC1, only converter 12-2 is boosted or lowered. In the region C ″ where the magnitude of the input / output request value BRQ of the power storage device 10 exceeds VB × IC1 is operated (temporarily referred to as mode α), the converter 12-1 is caused to perform a step-up / step-down operation (second mode). Is also possible.

しかしながら、このようにした場合、蓄電装置10の入出力要求値BRQの大きさが時間とともに増加することによって、領域C′から領域C″変化し、その後直ぐに領域Dに変化する場合に、モードαから第2モードに変更した後、直ぐに後述の領域Dのモード(=第3モード)に変更する必要があり、制御が複雑化する。それゆえ、本実施の形態では、領域Cの全領域において、第2モードで動作させる。   However, in this case, when the magnitude of the input / output request value BRQ of the power storage device 10 increases with time, the mode α changes from the region C ′ to the region C ″ and then immediately changes to the region D. Therefore, immediately after changing to the second mode, it is necessary to change to the mode of the region D (= third mode) described later, which complicates the control. And operate in the second mode.

次に、目標システム電圧VH*が、蓄電装置10の電圧VBよりも大きく、かつ蓄電装置10の入出力要求値BRQの大きさが、VB×IC2を超え、VB×(IC1+IC2)以下の領域Dでは、制御装置150は、第3モードでコンバータ12−1およびコンバータ12−2を動作させる。   Next, a region D in which target system voltage VH * is higher than voltage VB of power storage device 10 and input / output request value BRQ of power storage device 10 exceeds VB × IC2 and is equal to or less than VB × (IC1 + IC2). Then, control device 150 operates converter 12-1 and converter 12-2 in the third mode.

なぜなら、まず、目標システム電圧VH*が、蓄電装置10の電圧VBよりも大きいため、少なくとも1つのコンバータによる昇降圧動作を実行する必要がある。   Because the target system voltage VH * is higher than the voltage VB of the power storage device 10, first, it is necessary to execute the step-up / step-down operation by at least one converter.

さらに、第2モード(コンバータ12−1のみを昇降圧動作)では、放電時に、蓄電装置10から取り出すことができる電力がVB×IC2のため、蓄電装置10の入出力要求値BRQの大きさ(>VB×IC2)に足りない。また、充電時に、蓄電装置10に供給することができる電力がVB×IC2のため、蓄電装置10の入出力要求値BRQの大きさ(>VB×IC2)に足りない。   Further, in the second mode (only the converter 12-1 is stepped up / step-down operation), since the electric power that can be taken out from the power storage device 10 at the time of discharging is VB × IC2, the magnitude of the input / output request value BRQ of the power storage device 10 ( > VB × IC2) is insufficient. Further, since the electric power that can be supplied to the power storage device 10 at the time of charging is VB × IC2, the input / output request value BRQ of the power storage device 10 is not sufficient (> VB × IC2).

なお、目標システム電圧VH*が蓄電装置10の電圧VBよりも大きいときに、蓄電装置10の入出力要求値BRQの大きさの境界をVB×IC1とすることも可能である。すなわち、図12に示すように、目標システム電圧VH*が蓄電装置10の電圧VBよりも大きく、かつ蓄電装置10の入出力要求値BRQの大きさがVB×IC1以下の領域Xでは、制御装置150は、モードαでコンバータ12−1およびコンバータ12−2を動作させる(すなわち、コンバータ12−2のみを昇降圧動作)。目標システム電圧VH*が蓄電装置10の電圧VBよりも大きく、かつ蓄電装置10の入出力要求値BRQの大きさがVB×IC1を超える領域Yでは、制御装置150は、第3モードでコンバータ12−1およびコンバータ12−2を動作させる(すなわち、コンバータ12−1およびコンバータ12−2を昇降圧動作)。   When target system voltage VH * is higher than voltage VB of power storage device 10, the boundary of the magnitude of input / output request value BRQ of power storage device 10 can be set to VB × IC1. That is, as shown in FIG. 12, in a region X where target system voltage VH * is higher than voltage VB of power storage device 10 and input / output request value BRQ of power storage device 10 is VB × IC1 or less, the control device 150 operates the converter 12-1 and the converter 12-2 in the mode α (that is, only the converter 12-2 is stepped up / step-down operation). In region Y where target system voltage VH * is greater than voltage VB of power storage device 10 and input / output request value BRQ of power storage device 10 exceeds VB × IC1, control device 150 performs converter 12 in the third mode. -1 and converter 12-2 are operated (ie, converter 12-1 and converter 12-2 are operated in a step-up / step-down manner).

しかしながら、このようにした場合、蓄電装置10の入出力要求値BRQの大きさが短時間で増加する場合に、領域Xから領域Yへの変化が短時間に起こるので、モードαに設定した後、直ぐに第3モードに変更しなければならなくなる。   However, in this case, when the input / output request value BRQ of the power storage device 10 increases in a short time, the change from the region X to the region Y occurs in a short time. Immediately, it becomes necessary to change to the third mode.

それゆえ、本実施の形態では、目標システム電圧VH*が蓄電装置10の電圧VBよりも大きいときに、蓄電装置10の入出力要求値BRQの大きさの境界をVB×IC2とする(すなわち、領域Cと領域Dに分割する)。   Therefore, in the present embodiment, when the target system voltage VH * is larger than the voltage VB of the power storage device 10, the boundary of the magnitude of the input / output request value BRQ of the power storage device 10 is set to VB × IC2 (that is, Divide into area C and area D).

図13は、本発明の実施の形態におけるコンバータ12−1およびコンバータ12−2の制御手順を表わすフローチャートである。   FIG. 13 is a flowchart representing a control procedure of converter 12-1 and converter 12-2 in the embodiment of the present invention.

図13を参照して、ステップS101において、制御装置150は、前述したような方法で、目標システム電圧VH*および蓄電装置10の入出力要求値BRQを計算する。上記によって得られた蓄電装置10の入出力要求値BRQの大きさは、VB×(IC1+IC2)以下であるものとする。   Referring to FIG. 13, in step S101, control device 150 calculates target system voltage VH * and input / output request value BRQ of power storage device 10 by the method described above. The magnitude of the input / output request value BRQ of the power storage device 10 obtained as described above is assumed to be VB × (IC1 + IC2) or less.

ステップS102において、目標システム電圧VH*が蓄電装置10の電圧VB以下の場合には、処理がステップS103に進み、目標システム電圧VH*が蓄電装置10の電圧VBを超える場合には、処理がステップS106に進む。   If the target system voltage VH * is equal to or lower than the voltage VB of the power storage device 10 in step S102, the process proceeds to step S103. If the target system voltage VH * exceeds the voltage VB of the power storage device 10, the process proceeds to step S103. The process proceeds to S106.

ステップS103において、蓄電装置10の入出力要求値BRQの大きさが、コンバータ12−2を流れる電流の上限値IC1と蓄電装置10の電圧の積である(IC1×VB)以下の場合には、処理がステップS104に進む。また、蓄電装置10の入出力要求値BRQの大きさが、IC1×VBを超える場合には、処理がステップS105に進む。   In step S103, when the magnitude of input / output request value BRQ of power storage device 10 is equal to or lower than the product of upper limit value IC1 of the current flowing through converter 12-2 and the voltage of power storage device 10 (IC1 × VB), The process proceeds to step S104. If the magnitude of input / output request value BRQ of power storage device 10 exceeds IC1 × VB, the process proceeds to step S105.

ステップS104において、制御装置150は、コンバータ12−1およびコンバータ12−2が第1モードで動作するように制御する。すなわち、制御装置150は、コンバータ12−1およびコンバータ12−2の上アームをオン固定し、かつ下アームをオフ固定する。   In step S104, control device 150 controls converter 12-1 and converter 12-2 to operate in the first mode. That is, control device 150 fixes the upper arms of converter 12-1 and converter 12-2 on, and fixes the lower arm off.

ステップS105において、制御装置150は、コンバータ12−1およびコンバータ12−2が第3モードで動作するように制御する。すなわち、制御装置150は、コンバータ12−1およびコンバータ12−2が昇降圧動作を実行するように制御する。   In step S105, control device 150 controls converter 12-1 and converter 12-2 to operate in the third mode. That is, control device 150 performs control so that converter 12-1 and converter 12-2 perform the step-up / step-down operation.

ステップS106において、蓄電装置10の入出力要求値BRQの大きさが、コンバータ12−1を流れる電流の上限値IC2と蓄電装置10の電圧の積である(IC2×VB)以下の場合には、処理がステップS107に進む。また、蓄電装置10の入出力要求値BRQの大きさが、(IC2×VB)を超える場合には、処理がステップS108に進む。   In step S106, when the magnitude of input / output request value BRQ of power storage device 10 is equal to or lower than the product of upper limit value IC2 of the current flowing through converter 12-1 and the voltage of power storage device 10 (IC2 × VB), The process proceeds to step S107. If the magnitude of input / output request value BRQ of power storage device 10 exceeds (IC2 × VB), the process proceeds to step S108.

ステップS107において、制御装置150は、コンバータ12−1およびコンバータ12−2が第2モードで動作するように制御する。すなわち、制御装置150は、コンバータ12−2の上アームをオフ固定し、かつ下アームをオフ固定するとともに、コンバータ12−1が昇降圧動作を実行するように制御する。   In step S107, control device 150 controls converter 12-1 and converter 12-2 to operate in the second mode. That is, control device 150 controls converter 12-2 to perform the step-up / step-down operation while fixing upper arm of converter 12-2 and fixing the lower arm off.

ステップS108において、制御装置150は、コンバータ12−1およびコンバータ12−2が第3モードで動作するように制御する。すなわち、制御装置150は、コンバータ12−1およびコンバータ12−2が昇降圧動作を実行するように制御する。   In step S108, control device 150 controls converter 12-1 and converter 12-2 to operate in the third mode. That is, control device 150 performs control so that converter 12-1 and converter 12-2 perform the step-up / step-down operation.

なお、上記のステップS101において、得られた蓄電装置10の入出力要求値BRQの大きさが、VB×(IC1+IC2)以下であるものしたが、得られた蓄電装置10の入出力要求値BRQの大きさがVB×(IC1+IC2)を超える場合には、蓄電装置10の入出力要求値BRQの大きさを強制的にVB×(IC1+IC2)に減少させることにしてもよい。   In step S101, the input / output request value BRQ of the obtained power storage device 10 is equal to or less than VB × (IC1 + IC2). However, the input / output request value BRQ of the obtained power storage device 10 is When the magnitude exceeds VB × (IC1 + IC2), the magnitude of the input / output request value BRQ of the power storage device 10 may be forcibly reduced to VB × (IC1 + IC2).

以上のように、本実施の形態によれば、蓄電装置に2つのコンバータを接続することによって、並列接続させるチョッパ回路(したがってスイッチング素子)の数を増加させることなく、コンバータに多量の電流が流れるようにすることができる。また、目標システム電圧と蓄電装置10の入出力要求値の大きさに応じて、2つのコンバータの動作を制御することによって、無駄な電力の損失を防止することができる。   As described above, according to the present embodiment, by connecting two converters to the power storage device, a large amount of current flows through the converter without increasing the number of chopper circuits (and thus switching elements) to be connected in parallel. Can be. Further, wasteful power loss can be prevented by controlling the operations of the two converters according to the target system voltage and the magnitude of the input / output request value of the power storage device 10.

今回開示された各実施の形態は、適宜組合わせて実施することも予定されている。そして、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。   The embodiments disclosed this time are also scheduled to be implemented in appropriate combinations. The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.

1 電源システム、2 負荷装置、10 蓄電装置、12−2,12−1 コンバータ、26 充電器、27 受電部、30−1,30−2 インバータ、32−1,32−2 モータジェネレータ、34 動力分割装置、36 エンジン、38 駆動輪、39 駆動軸、100 車両、150 制御装置、RYC 充電リレー、MPL 主正母線、MNL 主負母線、PL1,NL1,PL2,NL2 電力線、C1 コンデンサ、RY1、RY2 システムリレー。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power supply system, 2 Load apparatus, 10 Electric power storage apparatus, 12-2, 12-1 Converter, 26 Charger, 27 Power receiving part, 30-1, 30-2 Inverter, 32-1, 32-2 Motor generator, 34 Power Split device, 36 engine, 38 drive wheel, 39 drive shaft, 100 vehicle, 150 control device, RYC charging relay, MPL main positive bus, MNL main negative bus, PL1, NL1, PL2, NL2 power line, C1 capacitor, RY1, RY2 System relay.

Claims (3)

蓄電装置と、
負荷装置と、
第1の電力線および第2の電力線と、
前記蓄電装置と前記第1の電力線を通じて接続され、前記蓄電装置と前記負荷装置との間の電圧変換を行なうための第1のコンバータと、
前記蓄電装置と前記第2の電力線を通じて接続され、前記蓄電装置と前記負荷装置との間の電圧変換を行なうための第2のコンバータと、
前記第1のコンバータおよび前記第2のコンバータの動作を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記負荷装置と前記第1のコンバータおよび前記第2のコンバータとの間の電圧であるシステム電圧の目標値が前記蓄電装置の電圧を超え、かつ前記蓄電装置の入出力要求値の大きさが所定値以下のときには、前記第1のコンバータに昇降圧動作を実行させ、前記第2のコンバータの上アームおよび下アームをオフ固定
前記所定値は、前記第1のコンバータと前記蓄電装置との間を前記第1の電力線を通じて流れる電流の上限と前記蓄電装置の電圧とを乗算した値である、車両。
A power storage device;
A load device;
A first power line and a second power line;
A first converter connected to the power storage device through the first power line and performing voltage conversion between the power storage device and the load device;
A second converter connected to the power storage device through the second power line, for performing voltage conversion between the power storage device and the load device;
A control device for controlling operations of the first converter and the second converter;
In the control device, a target value of a system voltage that is a voltage between the load device and the first converter and the second converter exceeds a voltage of the power storage device, and an input / output request value of the power storage device when the magnitude of the predetermined value or less, the to execute the step-up and step-down operation to the first converter, the arm and the lower arm is turned off fixed on the second converter,
The vehicle , wherein the predetermined value is a value obtained by multiplying an upper limit of a current flowing through the first power line between the first converter and the power storage device by a voltage of the power storage device.
前記制御装置は、前記システム電圧の目標値が前記蓄電装置の電圧を超え、かつ前記蓄電装置の入出力要求値の大きさが前記所定値を超えるときには、前記第1のコンバータおよび前記第2のコンバータに昇降圧動作を実行させる、請求項に記載の車両。 When the target value of the system voltage exceeds the voltage of the power storage device and the magnitude of the input / output request value of the power storage device exceeds the predetermined value, the control device is configured to control the first converter and the second The vehicle according to claim 1 , wherein the converter performs a step-up / step-down operation. 前記第1のコンバータと前記蓄電装置との間を前記第1の電力線を通じてを流れる電流の上限値が、前記第2のコンバータと前記蓄電装置との間を前記第2の電力線を通じてに流れる電流の上限値よりも大きい、請求項記載の車両。 The upper limit value of the current flowing through the first power line between the first converter and the power storage device is the current flowing through the second power line between the second converter and the power storage device . The vehicle according to claim 2 , wherein the vehicle is larger than an upper limit value.
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