WO2008007627A1

WO2008007627A1 - Système d'alimentation électrique, véhicule l'utilisant et son procédé de commande

Info

Publication number: WO2008007627A1
Application number: PCT/JP2007/063620
Authority: WO
Inventors: Shinji Ichikawa
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2006-07-10
Filing date: 2007-07-02
Publication date: 2008-01-17
Also published as: US20090243385A1; US7928603B2; JP2008017677A; JP4466620B2; CN101490936A; CN101490936B

Description

明細書電源システムおよぴそれを備える車両、ならびにその制御方法 · 技術分野

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

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

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

たとえば、米国特許第 6 , 6 0 8 , 3 9 6号明細書には、高電圧車両牽引システムに所望の直流高電圧レベルを提供する電動モータ電源管理システムが開示されている。この電動モータ電源管理システムは、それぞれが電池とブースト/バック直流 ·直流コンバータとを有しかつ並列に接続された、少なくとも 1つのィンバータに直流電力を提供する複数の電源ステージと、複数の電源ステージの電池を均等に充放電させて複数の電源ステージが少なくとも 1つのインバータへの出力電圧を維持するように複数の電源ステージを制御するコントローラとを備える。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

好ましくは、履歴要素は、積分要素を含む。

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

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

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

' · 好ましくは、セットするステップは、電圧変換動作を再開する電圧変換部に対応の履歴要素に格納される制御値をゼロタリアするステツプを含む。

また好ましくは、セットするステップは、電圧変換動作を実行させる電圧変換部を第 1の電圧変換部から第 2の電圧変換部に切換える際に、第 1の電圧変換部に対応の履歴要素に格納される制御値に基づいて、切換前後における第 1の電圧変換部と第 2の電圧変換部との間の電圧変換動作の連続性が保たれるように、第 2の電圧変換部に対応の履歴要素に所定の初期値をセットするステップを含む。この発明によれば、電力要求に応じて電圧変換部の電圧変換動作を停止させる動作モードの安定性を向上させることができる。図面の簡単な説明

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

図 2は、本発明の実施の形態に従うコンバータの概略構成図である。

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

'図 4は、本発明の実施の形態に従う制御部における制御構造を示すプロック図である。

図 5 A，図 5 Bは、積分要素のより詳細な構成および動作を示す図である。図 6 A〜図 6 Cは、片側停止モードにおける積分要素の積分出力の変化の一例を示す図である。

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

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

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

図 1 0は、本発明の実施の形態の第 1変形例に従う処理を実現するためのフロ一チヤ一トである。

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

図 1 2は、本発明の実施の形態の第 3変形例に従う電¾^、システムを備える車両の要部を示す概略構成図である。

図 1 3は、本発明の実施の形態の第 3変形例に従う制御部における制御構造を示すプロック図である発明を実施するための最良の形態

本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。図 1を参照して、本発明の実施の形態に従う電源システム 1を備える車両 10 0の概略構成について説明する。

本実施の形態においては、負荷装置の一例として、車両 100の駆動力を発生するための駆動力発生部 3と電源システム 1との間で電力授受を行なう構成について例示する。そして、車両 10 0は、駆動力発生部 3が電源システム 1から供給される電力を受けて発生する駆動力を車輪（図示しない）に伝達することで走行する。

本実施の形態においては、複数の蓄電部の一例として、 2個の蓄電部を有する電源システム 1'について説明する。電源システム 1は、主正母線 MP Lおよび主負母線 MNLを介して、駆動力発生部 3との間で直流電力の授受を行なう。駆動力発生部 3は、第 1インバータ I NV 1と、第 2インバータ I NV 2と、第 1モータジェネレータ MG 1と、第 2モータジェネレータ MG 2とを備え、 H V— ECU (Hybrid Vehicle Electronic Control Unit) 4からのスイッチング指令 PWM1， PWM 2に応じて駆動力を発生する。

インバータ I NV1, I NV 2は、主正母線 MP Lおよび主負母線 MNLに並列接続され、それぞれ電源システム 1との間で電力の授受を行なう。すなわち、ィンバータ I NV 1， I NV 2は、それぞれ主正母線 MP Lおよび主負母線 MN Lを介して受ける直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータ MG 1， M G 2へ供給する。さらに、インバータ I NVl,' I NV2は、車両 100の回生制動時などにおいて、モータジェネレータ MG 1, MG 2が車両 100の運動ェネルギーを受けて発電する交流電力を直流電力に変換して回生電力として電源システム 1へ返還するように構成されてもよい。一例として、インパータ I NV1 I NV 2は、三相分のスィツチング素子を含むプリッジ回路で構成され、それぞれ HV— ECU4から受けたスイッチング指令 PWM1， PWM2に応じて、スイッチング（回路開閉）動作を行なうことで、三相交流電力を発生する。

モータジェネレータ MG 1， MG 2は、それぞれィンバータ I N V 1， I NV 2から供給される交流電力を受けて回転駆動力を発生可能であるとともに、外部からの回転駆動力を受けて交流電力を発電可能に構成される。一例として、モータジェネレータ MG 1, MG2は、永久磁石が埋設されたロータを備える三相交流回転電機である。そして、モータジェネレータ MG 1， MG2は、それぞれ動力伝達機構 6と連結され、発生した駆動力を駆動軸 8によって車輪（図示しない）へ伝達する。

なお、駆動力発生部 3がハイブリッド車両に適用される場合には、モータジェネレータ MG 1, MG2は、動力伝達機構 6または駆動軸 8を介してエンジン (図示しない）とも機械的に連結される。そして、 HV__ECU4によって、ェンジンの発生する駆動力とモータジェネレータ MG 1， MG 2の発生する駆動力とが最適な比率となるように制御が実行される。このようなハイプリッド車両に適用される場合には、一方のモータジェネレータをもっぱら電動機として機能させ、他方のモータジェネレータをもっぱら発電機として機能させるように構成することもできる。

HV— ECU4は、予め格納されたプログラムを実行することで、図示しない各センサから送信された信号、走行状況、アクセル開度の変化率、および格納しているマップなどに基づいて、モータジェネレータ MG 1, MG 2のト^/ク目標値おょぴ回転数目標値を算出する。そして、 HV—ECU ^i、モータジエネレータ MG 1， MG 2の発生トルクおよび回転数がそれぞれ当該算出したトルク目標値および回転数目標値となるように、スイッチング指令 PWM1， PWM2を生成して駆動力発生部 3へ与える。

また、 HV—ECU i、当該算出した目標トルクおよび目標回転数、 'もしくは図示しない各種センサにより検出したトルク実績値および回転数実績値に基づいて、モータジェネレータ MG 1， MG 2のそれぞれにおいて生じる逆起電圧値 Vml, Vm2を取得し、当該逆起電圧値 Vm 1， Vm 2に基,づいて決定される電圧要求値 Vh*を電源システム 1へ出力する。すなわち、駆動力発生部 3が力行動作を行なう場合には、電源システム 1からモータジェネレータ MG1， MG 2へ電力を供給できるように、 ^1¥__£〇114は、逆起電圧値¥1111', Vm2より大きい電圧を電圧要求値 Vh*として決定する。一方、駆動力発生部 3が回生動作を行なう場合には、モータジェネレータ MG 1， MG 2が発生する電力が電源システム 1へ逆流できるように、 ^[¥—£〇114は、逆起電圧値 Vml， Vm 2より小さい電圧を電圧要求値 Vh*として決定する。

- さらに、 HV— ECU4は、上述の目標トルクと目標回転数との積、もしくはトルク実績値と回転数実績値との積に基づいて、電力要求値 P_L*を算出して電源システム 1へ出力する。なお、 ^1¥—£〇114は、電力要求値： P_L*の符号を変化させることで、カ行動作（正値）および回生動作（負値）といった駆動力発生部 3における電力要求を電源システム 1へ通知する。

一方、電源システム 1は、平滑コンデンサ Cと、供給電流検出部 16と、供給電圧検出部 18と、第 1のコンバータ CONV 1と、第 2のコバータ CONV 2と、第 1の蓄電部 BAT 1と、第 2の蓄電部 BAT 2と、出力電流検出部 10 — 1， 10— 2と、出力電圧検出部 1 2— 1， 12— 2と、制御部 2とを備える。平滑コンデンサ Cは、主正母線 M P Lと主負母線 MN Lとの間に接続され、コンバータ CONV 1 , CONV 2から供給電力に含まれる変動成分（交流成分）を低減する。

供給電流検出部 1 6は _Λ 主正母線 MP Lに直列に介挿され、駆動力発生部 3への供給電流値 I hを検出し、その検出結果を制御部 2へ出力する。

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

コンバータ CO'NVl, CQNV2は、主正母線 MP Lおよび主負母線 MN L に並列接続され、それぞれ対応の蓄電部 BAT 1, BAT2と主正母 f泉 M P Lおよび主負母線 MNLとの間で電圧変換動作を行なう。具体的には、コンバータ C ONV 1 , C ON V 2は、それぞれ蓄電部 BAT 1, BAT 2からの放電電力を目標電圧値まで昇圧して供給電力を生成する。一例として、コンバータ C〇N V 1， C ONV 2は、チヨッパ回路を含んで構成される。

蓄電部 BAT 1， BAT 2は、それぞれコンバータ CONV 1, CONV2を介して、主正母線 MP Lおよび主負母線 MNLに並列接続される。一例として、 ' 蓄電部 BAT 1, BAT 2は、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などの充放電可能に構成された二次電池や、電気二重層キャパシタなどの蓄電素子から構成される。

出力電流検出部 10— 1, 10— 2は、それぞれ蓄電部 BAT 1， BAT 2とコンバータ CONV 1， CONV2とを接続する各一対の電力線の一方に介挿され、蓄電部 BAT 1， BAT 2の入出力に係る出力電流値 I b 1， I b 2を検出し、その検出結果を制御部 2へ出力する。

出力電圧検出部 12— 1, 12— 2は、それぞれ蓄電部 BAT 1， BAT 2とコンバータ CONVl, CONV 2とを接続する 2本の電力線の線間に接続され、蓄電部 BAT 1， BAT 2の出力電圧値 Vb 1， V b 2を検出し、その検出結果を制御部 2へ出力する。

制御部 2は、 HV— ECU 4から受けた電圧要求値 Vh*および電ガ要求値 P L*と、供給電流検出部 1 6から受けた供給電流値 I hと、供給電圧検出部 1 8 から受けた供給電圧値 Vhと、出力電流検出部 10— 1, 10— 2から受けた出力電流値 I b l， I b 2と、出力電圧検出部 12— 1, 12— 2から受けた出力電圧値 Vb l， Vb 2とに基づいて、後述する制御構造に従ってそれぞれスイツチング指令 PWC 1 , PWC 2を生成し、コンバータ CONV 1 , CONV2における電圧変換動作を制御する。

特に、制御部 2は、駆動力発生部 3からの電力要求値 P_L*に応じて、コンパータ CONV1または CONV2の電圧変換動作を停止させる動作モードを選択可能に構成される。すなわち、駆動力発生部 3からの電力要求値 P_L*が蓄電部 BAT 1または BAT 2の放電許容電力より小さければ、制御部 2は、一方のコンバータの電圧変换動作を停止させて、電力変換損失を低減する。

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

この片側停止モードにおいて、制御部 2は、蓄電部 BAT 1， BAT 2の状態に基づいて、コンバータ CON V 1および CONV 2の各々についての電圧変換動作の実行および停止を制御する。蓄電部 BAT 1， BAT2の状態値の一例として、蓄電部 BAT 1, BAT 2の出力電圧値 Vb 1, Vb 2や、蓄電部 BA T 1 , BAT 2の残存容量（ S O C ： State Of Charge；以下、単に「S〇CJ とも称す）などが用いられる。そして、制御部 2は、出力電圧値や SO Cがより大きな蓄電部に対応するコンバータに電圧変換動作を実行させるとともに、他方のコンバータの電圧変換動作を停止させる。

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

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

そして、制御部 2は、停止中のコンバータに対して電圧変換動作を再開させる際に、再開前に対応の履歴要素に格納されている制御値とは独立に決定される所定の初期値を当該履歴要素にセットする。たとえば、コンバータ CQNV 1からコンバータ CON V 2に電圧変換動作の実行を切換える際には、制御部 2は、コンバータ CON V 2に対応する履歴要素に所定の初期値をセットする一方、コンバータ C ON V 1からコンバータ C O N V 2に電圧変換動作の実行を切換える際には、制御部 2は、コンバータ C ON V 1に対応する履歴要素に所定の初期値をセットする。本発明の実施の形態においては、一例として、再開前に対応の履歴要素に格納されている制御値にかかわらず、一律に初期値として「ゼロ」値が用いられる。すなわち、制御部 2は、積分要素を含む履歴要素に格納される制御値をゼロクリアする。

本発明の実施の形態においては、駆動力発生部 3が「負荷装置」に相当し、主正母線 MP Lおよび主負母線 MN が「電力線」に相当し、コンバータ CON V 1, CONV2が「複数の電圧変換部」に相当する。

図 2を参照して、本発明の実施の形態に従うコンバータ CONV 1， CONV 2の概略構成について説明する。

コンバータ CONV 1は、チヨッパ回路 40— 1と、平滑コンデンサ C 1とからなる。

チヨツバ回路 40— 1は、電力を双方向に供給することが可能である。具体的には、チヨッパ回路 40— 1は、制御部 2 (図 1) からのスイッチング指令 PW C 1に応じて、蓄電部 BAT 1からの放電電力を昇圧して駆動力発生部 3 (図 1) へ供給可能であるとともに、駆動力発生部 3から受けた回生電力を降圧して蓄電部 BAT 1へ供給可能である。そして、チヨッパ回路 40— 1は、それぞれ正母線 LN1Aと、負母線 LN1 Cと、配線 LN1 Bと、スイッチング素子であるトランジスタ Q 1A， Q 1 Bと、ダイオード D 1A, D 1 Bと、インダクタ L 1とを含む。

正母線 LN 1 Aは、その一方端がトランジスタ Q 1 Aのコレクタに接続され、他方端が主正母線 MP Lに接続される。また、負母線 LN1 Cは、その一方端が蓄電部 BAT 1の負側に接続され、他方端が主負母線 MNLに接続される。

トランジスタ Q 1 Aおよび Q 1 Bは、正母線 LN 1 Aと負母線 LN 1 Cとの間に直列に接続される。そして、トランジスタ Ql Aのコレクタは正母線 LN1 A に接続され、トランジスタ Q 1 Bのェミッタは負母線 LN 1 Cに接続される。また、各トランジスタ Q1A， Q 1 Bのコレクターェミッタ間には、ェミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイォード D 1 A, D 1 Bがそれぞれ接続されている。さらに、ィンダクタ L 1は、トランジスタ Q 1 Aとトランジスタ Q 1 Bとの接続点に接続される。

配線 LN 1 Bは、一方端が蓄電部 BAT 1の正側に接続され、他方端がィンダクタ L 1に接続される。平滑コンデンサ C Iは、配線 LN1 Bと負母線 LN1 Cとの間に接続され、配線 LN 1 Bと負母線 LN 1 Cとの間の直流電圧に含まれる交流成分を低減する。以下、コンバータ C〇N VIの電圧変換動作について説明する。昇圧動作時において、制御部 2 (図 1) は、トランジスタ Ql Aをオン状態に維持し、かつ、トランジスタ Q 1 Bを所定のデューティー比でオン Zオフさせる。トランジスタ Q 1 Bのオン期間においては、蓄電部 BAT 1から配線 LN 1 B、インダクタ L 1、トランジスタ Q 1A、および正母線 LN1 Aを順に介して、放電電流が主正母線 MP Lへ流れる。同時に、蓄電部 BAT 1から配線 LN 1 B、インダクタ L 1、トランジスタ Q 1 B、および負母線 LN 1 Cを順に介して、ポンプ電流が流れる。インダクタ L 1は、このポンプ電流により電磁エネルギーを蓄積する。続いて、，トランジスタ Q 1 Bがオン状態からオフ状態に遷移すると、インダクタ L 1は、蓄積した電磁エネルギーを放電電流に重畳する。その結果、コンバータ C O N V 1から主正母線 M P Lおよび主負母線 MN Lへ供給される直流電力の平均電圧は、デューティー比に応じてインダクタ L 1に蓄積される電磁エネルギーに相当する電圧だけ昇圧される。

コンバータ CONV2についても上述したコンバータ CONV 1と同様の構成および動作であるので、詳細な説明は繰返さない。 .

(片側停止モード）

図 3Aおよび図 3Bを参照して、片側停止モードにおいて駆動力発生部 3との間で授受される電力について説明する。

図 3 Aは、コンバータ CONV 2の電力変換動作が停止される場合を示す。図 3 Aは、コンバータ C〇NV 1の電力変換動作が停止される場合を示す。図 3 Aを参照して、片側停止モードに移行した.直後において、蓄電部 BAT 1 の出力電圧値 Vb 1が蓄電部 BAT 2の出力電圧値 Vb 2より大きい場合には、コンバータ CON V 2の電圧変換動作が停止されるとともに、コンバータ CON

VIの電圧変換動作が実行される。すると、駆動力発生部 3には、コンバータ C

ONV1を介して、蓄電部 BAT 1からの放電電力 P aが供給される。

一方、図 3 Bを参照して、片側停止モードに移行した直後において、蓄電部 B

AT 2·の出力電圧値 Vb 2が蓄電部 BAT 1の出力電圧値 Vb 1より大きい場合には、コンバータ CON VIの電圧変換動作が停止されるとともに、コンバータ C ON V 2の電圧変換動作が実行される。すると、駆動力発生部 3には、コンパータ CONV2を介して、蓄電部 BAT2からの放電電力 P bが供給される。上述のように、片側停止モードにおいては、 2個のコンバータ CONV 1, C ONV2のうち、一方の電圧変換動作が停止されるので、チヨッパ回路 40—1， 40— 2 (図 2) などにおけるスイッチング損失（電力変換損失）を低減できる。

(制御構造）

図 4を参照して、本発明の実施の形態に従う制御部 2における制御構造は、コンバータ CONV 1， CONV2における電圧変換動作（昇圧動作）を制御するためのスイッチング指令 PWC 1， PWC 2をそれぞれ生成する。具体的には、本発明の実施の形態に従う制御構造は、制御系 SYS l, SYS 2と、動作モード選択部 56と、電圧変換動作制御部 50とを含む。

制御系 S Y S 1および S Y S 2は、それぞれコンバータ CON VIおよび CO NV2に対応付けられ、一例として、駆動力発生部 3への供給電圧値 V 'を電圧要求値 Vh*に一致させるためのスイッチング指令 PWC 1および PWM2をそれぞれ生成する。すなわち、制御系 S Y S 1， SYS 2は、コンバータ CON V 1， CONV2の出力電圧についての電圧制御を実行する。

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

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

積分要素 64— 1は、履歴に依存して定まる制御値を出力する履歴要素に相当する。そして、積分要素 64—1は、積分時間（もしくはリセットタイム） T i 1をもち、比例要素 64-1から受けた比例出力を時間的に積分した積分出力 I NT 1を加算部 65—1へ出力する。特に、本発明の実施の形態においては、積分要素 64— 1は、外部からのリセット信号 RESET 1を入力可能に構成される。積分要素 64— 1は、リセット信号 RE S ET 1を入力されると、当該時点において格納する積分出力 I NT 1 をゼロタリァする。なお、積分要素 64— 1の詳細な構成および動作については、後述する。

加算部 6 5— 1は、比例要素 6 2— 1から受けた比例出力、および積分要素 6 4— 1から受けた積分出力 I NT 1を加算して得られる操作出力 DTY 1を変調部 6 6— 1へ出力する。すなわち、操作出力 DTY 1は、 Kp. I X (1 + 1/ s T i 1) X (Vh*-Vh) となる。なお、「s j は、ラプラス変数である。なお、操作出力 DTY 1は、コンバータ C〇NV 1のチヨッパ回路 40— 1 (図 2) に対するデューティー比の指令値に相当する。

変調部 6 6— 1は、図示しない発振部が発生する搬送波（キャリア波）と操作出力 DTY 1とを比較してスィツチング指令 PWC 1を生成し、選択部 6 8— 1 へ出力する。.選択部 6 8— 1は、電圧変換動作制御部 5 0から受けた選択指令 S EL 1に応じて、スイッチング指令 PWC 1を出力または遮断する。すなわち、選択部 6 8— 1は、選択指令 S E L 1によって活性化される期間においてスィッチング指令 PWC 1を出力する一方、その他の期間においては、「ゼロ」値を出力する。したがって、対応するコンバータ CON V 1は、選択部 6 8— 1が活性化される'期間においてのみ電圧変換動作を行なうことになる。

制御系 SYS 2は、減算部 60— 2と、比例要素 6 2— 2と、積分要素 64— 2と、加算部 6 5— 2と、変調部 6 6— 2と、選択部 6 8— 2とを含む。ここで、減算部 60— 2、比例要素 6 2— 2、積分要素 64— 2、および加算部 6 5— 2 は、供給電圧値 Vhについての電圧フィードバックループを構成する。 '·以下、制. 御系 SYS 1と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

動作モード選択部 5 6は、駆動力発生部 3からの電力要求値 P! 'に応じて、片側停止モードを選択すべきか否かを判断する。そして、動作モード選択部 5 6 は、片側停止モードが選択可能であれば、その片側停止モードへの移行指令を電圧変換動作制御部 50へ出力する。具体的には、動作モード選択部 5 6は、蓄電部 BAT 1， BAT 2の SOCから得られる各蓄電部の放電許容電力に比較して、電力要求値が小さい場合には、片側停止モードを選択する。

なお、蓄電部 BAT 1, BAT 2の S〇Cを測定する方法としては、周知のさまざまな手段を用いることができるが、一例として、蓄電部が開回路状態で生じる出力電圧値（開回路電圧値）から算出される暫定 SOCと、出力電流値の積算値から算出される補正 S O Cとを加算することで S O Cを逐次的に演算できる。電圧変換動作制御部 50は、動作モード選択部 56から片側停止モードへの移行指令を受けると、蓄電部 BAT 1， BAT 2の状態値に応じて、電圧変換動作を停止させるコンバータを選択するために、選択指令 SEL 1および SEL 2のいずれか一方のみを活性化する。具体的には、電圧変換動作制御部 50は、比較部 52と、指令生成部 54とを含む。

比較部 52は、蓄電部 BAT 1, BAT 2の状態値の一例として、蓄電部 B A T lの出力電圧値 Vb 1および蓄電部 BAT 2の出力電圧値 Vb 2を比較し、その比較結果を指令生成部 54へ出力する。

指令生成部 54は、比較部 52から受けた出力電圧値の比較結果に応じて、出力電圧値がより大きな蓄電部に対応するコンバータを選択するための選択指令 S EL 1, SEL 2を生成する。さらに、指令生成部 54は、比較部 52から受けた比較結果が変化すると、選択指令 S E L 1または S E L 2の切換に先だって、電圧変換動作を再開させるコンバータに対応する制御系の積分要素に対してリセット信号を出力する。

本発明の実施の形態においては、動作モード選択部 56が「動作モード選択部」に相当し、電圧変換動作制御部 50が「電圧変換動作制御部」に相当する。

(積分要素）

図 5 Aおよび、図 5 Bを参照して、積分要素 64— 1の構成および動作について説明する。

図 5 Aは、積分要素 64— 1の構成を示し、図 5 Bは、積分要素 64— 1の動作を示す。

図 5 Aを参照して、積分要素 6 4— 1は、除算部 70と、加算部 72と、レジスタ部 74とを含む。

除算部 70は、積分要素 64— 1に与えられる比例出力（Kp l (Vh 1*- Vh l) ) を積分時間 T i 1で除算（割り算）し、その商を加算部 72へ出力する。加算部 72は、レジスタ部 74から出力される積分出力 I NT 1 (前回値）と、除算部 70から出力される商とを加算して積分出力 I NT 1 (今回値）を生成し、レジスタ部 74へ出力する。レジスタ部 74は、加算部 72から出力される積分出力 I NT 1 (今回値）を格納するとともに、格納した積分出力 I NT 1 を加算部 65—1 (図 4) および¾ロ算部 72へ出力する。

図 5 Bを参照して、積分要素 64— 1にステップ的な比例出力（Kp l (Vh 1*一 Vh l) ) が与えられると、積分要素 64— 1から出力される積分出力 I NT 1は、所定の時定数をもって単調増加する。なお、比例出力が与えられた後、入力される比例出力のレベルに対する積分出力 I NT 1のレベルの比が約 63% に到達するまでの時間が積分時間 T i 1に相当する。

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

(片側停止モードにおける積分出力）

図 6 A〜図 6 Cは、片側停止モードにおける積分要素 64— 1, 64— 2の積分出力 I NT 1, I NT 2の変化の一例を示す図である。図 6 Aは、電圧変換動 '作を実行するコンバータの切換を示す。図 6 Bは、積分要素 64— 1から出力される積分出力 I N T 1の時間変化を示す。図 6 Cは、積分要素 64— 2から出力される積分出力 I NT 2の時間変化を示す。

図 6 Aを参照して、一例として、片側停止モードにおいて、コンバータ CON

VI，コンバータ C〇NV2，コンバータ CON V 1の順で、電圧変換動作を実行するコンバータが切換えられたとする。

図 6 Bを参照して、コンバータ CONV 1が電圧変換動作を実行する期間（時刻 tmO〜時亥 ij tml) において、積分要素 64—1は、コンバータ CON VI の電圧変換動作を制御するための積分出力 I NT 1を出力する。続いて、積分要素 64—1は、コンバータ CON V 2が電圧変換動作を実行する期間（時刻 tm 1〜時刻 tm2) においても積分動作を継続するが、この期間において積分される比例出力は、コンバータ C O N V 2の電圧変換動作によって生じるものである。すなわち、このコンバータ CON V 2が電圧変換動作を実行する期間（時刻 tm 1〜時亥 Ij tm2) において、積分要素 64— 1によって積分された積分出力は、無効データである。

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

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

このように、コンバータ CONV 1および CONV2は、それぞれ積分要素 6 4一 1および 64— 2からの無効な積分出力 I NT 1, I NT 2に影響されることなく、電圧変換動作を再開できる。

なお、コンバータ C〇NV 1 , C ON V 2が電圧変換動作を停止する期間において、積分要素 64— 1, 64- 2の積分動作を停止するように構成することもできる。このような構成であっても、積分要素 64— 1， 64— 2がコンバータ CONV 1, C ON V 2の電圧変換動作が停止される直前め積分出力を保持するので、電圧変換動作を再開する時点において、積分出力 I NT 1， I NT 2をゼロクリアする必要がある。

(処理フロー）

図 7を参照して、本発明の実施の形態に従う処理の手順について説明する。まず、制御部 2は、駆動力発生部 3の電力要求値 P_L*を取得する（ステップ S 100) 。そして、制御部 2は、蓄電部 BAT 1， BAT 2の SOCに基づいて、蓄電部 BAT 1, BAT 2の各々の放電許容電力を取得する（ステップ S 1 02) 。さらに、制御部 2は、電力要求値 P! が蓄電部 E1AT 1， BAT 2のいずれの放電許容電力よりも小さいか否かを判断する（ステップ S 104) 。電力要求値 P_L*が蓄電部 BAT 1 , BAT 2のいずれの放電許容電力よりも小さい場合（ステップ S 104.において YE Sの場合）には、制御部 2は、片側停止モードを選択する（ズテツプ S 106) 。さらに、制御部 2は、前回も片側停止モードが選択されたか否かを判断する（ステップ S 108) 。

前回は片側停止モードが選択されなかった場合（ステップ S 108において N Oの場合）、すなわち現在の処理が片側停止モードへの移行直後の場合には、制御部 2は、蓄電部 BAT 1の出力電圧値 Vb 1が蓄電部 BAT 2の出力電圧値 V b 2より大きいか否かを判断する（ステップ S 1 10) 。

蓄電部 BAT 1の出力電圧値 Vb 1が蓄電部 BAT 2の出力電圧値 Vb 2より大きい場合（ステップ S 1 10において YE Sの場合）には、制御部 2は、コンバータ CONV 2の電圧変換動作を停止させるとともに、コンバータ CONV1 に電圧変換動作を実行させる（ステップ S 1 1 2) 。そして、制御部 2は、最初の処理に戻る。

—方、蓄電部 BAT 1の出力電圧値 Vb 1が蓄電部 BAT 2の出力電圧値 Vb 2より大きくない場合（ステップ S 1 10において NOの場合）には、 .制御部 2 は、コンバータ CON V 1の電圧変換動作を停止させるとともに、コンバータ C ON V 2に電圧変換動作を実行させる（ステップ S 1 14) 。そして、制御部 2 は、最初の処理に戻る。

前回も片側停止モードが選択された場合（ステップ S 108において YESの '場合）には、制御部 2は、コンバータ CONV 1および CONV2のうち、いずれが現在選択中であるかを判断する（ステップ S 1 16) 。

コンバータ CON V 1が現在選択中である場合（ステップ S 1 16において「CONVl」の場合）には、制御部 2は、蓄電部 BAT 2の出力電圧値 Vb 2 が蓄電部 BAT 1の出力電圧値 Vb 1より大きいか否かを判断する（ステップ S 1 18) 。蓄電部 BAT 2の出力電圧値 Vb 2が蓄電部 BAT 1の出力電圧値 V b 1より大きい場合（ステップ S 1 18において YESの場合）には、制御部 2 は、電圧変換動作を実行させるコンバータをコンバータ CON V 1からコンバータ CON V 2に切換えるために、コンバータ C〇NV 2に対応する積分要素 64 一 2をゼロクリアする（ステップ S 120) 。そして、制御部 2は、コンバータ CONV 1の電圧変換動作を停止させるとともに、コンバータ CON V 2に電圧変換動作を実行させる（ステップ S 122) 。そして、制御部 2は、最初の処理に戻る。

蓄電部 BAT 2の出力電圧値 Vb 2が蓄電部 BAT 1の出力電圧値 Vb 1より大きくない場合（ステップ S I 1 8において NOの場合）には、制御部 2は、最初の処理に戻る。

一方、コンバータ CONV 2が現在選択中である場合（ステップ S 1 16において「CONV2」の場合）には、制御部 2·は、蓄電部 BAT 1の出力電圧値 V b 1が蓄電部 BAT 2の出力電圧値 Vb 2より大きいか否かを判断する（ステツプ S 124) 。蓄電部 BAT 1の出力電圧値 Vb 1が蓄電部 BAT 2の出力電圧値 Vb 2より大きい場合（ステップ S 124において YE Sの場合）には、制御部 2は、電圧変換動作を実行させるコンバータをコンバータ C ON V 2からコンバータ CON V 1に切換えめに、コンバータ CON V 1に対応する積分要素 64— 1をゼロクリアする（ステップ S 126) 。そして、制御部 2は、コンパータ CON V 2の電圧変換動作を停止させるとともに、コンバータ CON V 1に電圧変換動作を実行させる（ステップ S 128) 。そして、制御部 2は、最初の処理に戻る。

電力要求値 P_L*が蓄電部 BAT 1, BAT 2のいずれかの放電許容電力より小さくない場合（ステップ S 104において NOの場合）には、制御部 2は、通常の制御モードを実行する（ステップ S 1 30) 。そして、制御部 2は、最初の処理に戻る。なお、通常の制御モードとは、コンバータ CON V 1および CON V 2のいずれもが電圧変換動作を実行する動作モードを意味する。

本発明の実施の形態によれば、 2·個のコンバータのうち一方のコンバータの電圧変換動作を停止させる片側停止モードにおいて、停止中のコンバータが電圧変換動作を再開する際に、当該コンバータに対応の積分要素の積分出力がゼロタリァされる。これにより、再開後の電圧変換動作を制御する制御系において、電圧変換動作の停止中の履歴に依存する無効な積分出力が演算に用いられることはない。よって、電圧変換動作を停止する期間の制御状態に影響されることなく、再開後の電圧変換動作を標準化させることができ、片側停止モードの安定性を向上させることができる。 [第 1変形例]

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

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

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

電圧変換動作制御部 5 OAは、本発明の実施の形態に従う電圧変換動作制御部 50において、指令生成部 54に代えて指会生成部 54 Aを配置したものである。指令生成部 54 Aは、比較部 5 2から受けた出力電圧値の比較結果に応じて、出力電圧値がより大きな蓄電部に対応するコンバータを選択するための選択指令 SEL 1, SEL 2を生成する。さらに、指令生成部 54 Aは、比較部 52から受けた比較結果が変化すると、選択指令 SEL 1または SEL 2の切換に先だつて、電圧変換動作を再開させるコンバータに対応する制御系の積分要素に対して、所定の初期値をセットするためのプリセット信号 PR SET 1または PR SET 2を出力する。なお、指令生成部 54Aがプリセット信号 PRSET 1または P R SET 2を出力するタイミングは、上述した本発明の実施の形態において、指令生成部 54がそれぞれリセット信号 RE SET 1または RE SET 2を出力するタイミングと同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

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

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

図 9を参照して、本発明の実施の形態の第 1変形例に従う初期値の決定方法を説明する。

制御ブロック 80A， 8 OBは、それぞれコンバータ CONVl, CONV 2 の伝達関数 G l (s) , G 2 ( s ) を示す制御ブロックである。伝達関数 G 1 (s) ， G 2 (s) は、それぞれ操作出力 DTY1 ( ) ， DTY2 (t) を入力とし、コンバータ CONV 1, CONV2の出力電圧である供給電圧値 Vh (t) を出力とした場合の伝達関数である。

片側停止モードにおいて、切換られるコンバータ間の電圧変換動作の連続性を保っためには、切換前後でコンバータ CONV 1， C ON V 2の出力電圧である供給電圧値 Vh (t) を一致させる必要がある。そのため、制御ブロック 8 OA および 80 Bにおける供給電圧値 Vh (t) が一致するためには、

G 1 ( s ) XDTY 1 ( t ) =G 2 ( s ) XDTY 2 ( t)

が成立しなければならない。

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

具体的には、電圧変換動作を実行させるコンバータをコンバータ C ON V 1からコンバータ CONV 2へ切換える際に、初期値とすべき操作出力 DTY 2 (0) は、

操作出力 DTY2 (0) =G 1 (s) XDTY 1/G 2 ( s )

として決定することができる一方、コンバータ CON V 2からコンバータ CON VIへ切換える際に、初期値とすべき操作出力 DTY1 (0) は、操作出力 DTY 1 (0) =G 2 ( s) XDTY 2/G 1 (s)

として決定することができる。

さらに、本発明の実施の形態において説明したように、操作出力 DTY l, D TY 2には、

操作出力 DTY 1 =Kp 1 X (1 + 1/s T i l) X (Vh*— Vh) 操作出力 DTY2=Kp 2 X (1 + 1/s T i 2) X (Vh*— Vh) の関係があるので、コンバータ切換時の初期値とすべき操作出力 DTY 1 (0) , DTY 2 (0) が決定されれば、積分要素 64— 1, 64— 2にセットすべき初期値（上式の「s T i l」および「s T i 2」に相当）を一意に決定することができる。

このように、電圧変換動作制御部 5 OAは、コンバータ切換前後において、コンバータの電圧変換動作の連続性が保たれるような初期値を決定し、コンバータ CONV 1, C ON V 2に対応する積分要素 64— 1， 64— 2にセットする。

(処理フロー）

図 10を参照して、本発明の実施の形態の第 1変形例に従う処理の手順について説明する。

本発明の実施の形態の第 1変形例に従う処理を実現するためのフローチヤ一トは、図 7に示す本発明の実施の形態に従う処理を実現するためのフローチャートにおいて、ステップ S 120に代えてステップ S 220を用い、ステップ S 12 6に代えてステップ S 226を用いたものである。

ステップ S 220において、制御部 2 Aは、コンバータ CON V 1からコンパータ C O N V 2への切換の連続性を保っために、コンバータ C O N V 1の操作出力 DTY 1に基づいて、コンパ ^"タ CON V 2に対応する積分要素 64— 2の初期値を決定する。そして、制御部 2Aは、当該決定した初期値を積分要素 64— 2にセットする。

また、ステップ S 226において、制御部 2 Aは、コンバータ CONV2からコンバータ CON V 1への切換の連続性を保っために、コンバータ CONV2の操作出力 DTY 2に基づいて、コンバータ CON V 1に対応する積分要素 6.4— 1の初期値を決定する。そして、制御部 2 Aは、当該決定した初期値を積分要素 64- 1にセットする。

本発明の実施の形態の第 1変形例に従う処理を実現するためのフローチャートにおけるその他のステップは、上述の本発明の実施の形態に従う処理を実現するためのフローチヤ一トと同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

本発明の実施の形態の第 1変形例によれば、 2個のコンバータのうち一方のコンバータの電圧変換動作を停止させる片側停止モードにおいて、電圧変換動作を実行させるコンバータを切換える際に、先行のコンバータに対応する積分要素の積分出力に基づいて、コンバータの電圧変換動作の連続性が保たれるような初期値が決定される。そして、当該初期値が電圧変換動作を再開するコンバータに対応する積分要素にセットされる。これにより、電圧変換動作を実行するコンパ一タの切換えに際して、駆動力発生部への供給電圧をより安定化させることができる。より、片側停止モードの安定 ι·生をより向上させることができる。

[第 2変形例]

上述の本発明の実施の形態においては、履歴要素の一例として積分要素を含む制御系について説明したが、積分要素以外の履歴要素を用いることもできる。本発明の実施の形態の第 2変形例に従う電源システムは、制御部における制御構造を除いて、図 1に示す本発明の実施の形態に従う電源システム 1と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

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

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

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

加算部 67— 1は、加算部 65— 1から受けた操作出力 D ΤΥ 1に、ォブザーバ 69— 1から受けた操作補償量 ADTY1を加算して、補償後の操作出力 #D

TY1を生成した後、変調部 66— 1へ出力する。

上述のように、オブザーバ 69— 1は、スィツチング指令 PWC 1と供給電圧値 Vhとの関係から、コンバータ CONV 1に生じる外乱推定値を算出するため、コンバータ C〇NV 1が電圧変換動作を停止している場合には、無効な外乱推定値を算出してしまう。すなわち、片側停止モードにおいて、コンバータ CON V

1の電圧変換動作が停止される期間では、スィッチング指令 P W C 1は「ゼロ」 '値となる力供給電圧値 Vhはコンバータ CONV2の出力電圧に一致した値となる。

そのため、オブザーバ 69—1は、コンバータ CONV 1において大きな外乱推定値が生じていると誤って算出してしまい、より大きな操作補償量 Δ D T Y 1 (学習値）を出力する。そこで、オブザーバ 69— 1は、電圧変換動作制御部 5 0からのリセット信号 RESET 1を入力可能に構成される。そして、ォブザーバ 69— 1は、コンバータ CONV 2からコンバータ CONV 1への切換時（コンバータ CON VIの電圧変換動作の再開時）に、リセット信号 RE S ET 1を入力されて、当該時点において格納する学習値である操作補償量 ADTY 1をゼロクリアする。

オブザーバ 69— 2および加算部 67— 2についても、それぞれオブザーバ 6

9—1および加算部 6 7—1と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

このように、コンバータ CONV1, CONV2は、電圧変換動作の停止中において算出される無効な外乱推定値に影饗されることなく、電圧変換動作を再開できる。本発明の実施の形態の第 2変形例に従う制御構造のその他の点は、上述の本発明の実施の形態に従う制御構造と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。なお、本発明の実施の第 2変形例においては、学習要素の一例として、ォブザーバを用いる場合について説明したが、既知の学習制御を行なうための様々な制御要素を用いた場合にも、同様の効果が得られることは言うまでもない。

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

[第 3変形例] '

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

図 12を参照して、本発明の実施の形態の第 3変形例に従う電源システム 1 # を備える車両 100 #の概略構成について説明する。

車両 100 #は、図 1に示す車両 100において電源システム 1に代えて電源システム 1 #を配置したものである。駆動力発生部 3および HV_ECU4についそは、図 1と同様であるので、詳細な説明は操返さない。

電源システム 1 #は、図 1に示す電源システム 1を N組に拡張したものである。すなわち、電源システム 1 #は、図 1に示す電源システム 1において、コンパ一タ CONV 1, CONV2、蓄電部 BAT 1, BAT 2、出力電流検出部 10— 1, 10— 2、および出力電圧検出部 12— 1, 12— 2に代えて、コンバータ CONVl〜CONVN、蓄電部 BAT 1〜BATN、出力電流検出部 10— 1 〜10— N、および出力電圧検出部 12— 1~12— Nを配置し、さらに、制御部 2に代えて、制御部 2 #を配置したものである。

コンバータ CON V 1〜C〇NVN、蓄電部 B AT 1〜BATN、出力電流検出部 10_ 1〜10— N、および出力電圧検出部 12— 1〜1 2— Nの各々については、上述の本発明の実施の形態と同様であるので、詳細な説明は操返さない。制御部 2#は、駆動力発生部 3からの電力要求値 P_L*に応じて、コンバータ CONV l〜CONVNのうち、少なくとも 1個のコンバータの電圧変換動作を停止させる動作モードを選択可能に構成される。

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

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

このように、コンバータ CONV 1〜CONVNは、電圧変換動作の停止中において算出される無効な積分値に影響されることなく、電圧変換動作を再開できる。

図 1 3を参照して、本発明の実施の形態の第 3変形例に従う制御部 2 #における制御構造は、図 4に示す本発明の実施の形態に従う制御部 2の制御構造において、制御系 SYS 1， SYS 2を制御系 SYS 1〜S YSNに拡張したものであり、さらに電圧変換動作制御部 50に代えて電圧変換動作制御部 50 #が配置される。

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

' 評価部 53は、蓄電部 BAT 1〜BATNの出力電圧値 Vb l〜VbNについて、互いに大きさを評価し、その評価結果を指令生成部 54 #へ出力する。指令生成部 54 #は、評価部 5 3から受けた出力電圧値の評価結果に応じて、電圧変換動作を停止すべきコンバータを特定し、それに応じた選択指令 SEL 1 〜S E L Nを生成する。さらに、指令生成部 5 4 #は、コンバータに対する電圧変換動作の再開に先だって、当該コンバータに対応する制御系の積分要素に対してリセット信号を出力する。

本発明の実施の形態の第 3変形例に従う制御構造のその他の点は、上述の本発明の実施の形態に従う制御構造と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。本発明の実施の形態の第 3変形例によれば、 3個以上の蓄電部と対応の 3個以上のコンバータとから構成される電源システムであっても、本発明の実施の形態における効果と同様の効果を発揮させることができる。これにより、負荷装置などの電力要求の定格値に応じて、蓄電部およびコンバータの数を比較的自由に設計することができる。

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

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であつ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、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味およぴ範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

Claims

請求の範囲

1 . 各々が充放電可能に構成された複数の蓄電部を有する電源システムであつて、

5 負荷装置と前記電源システムとの間で電力を授受可能に構成された電力線と、. ' 前記複数の蓄電部と前記電力線との間にそれぞれ設けられ、各々が対応の前記 - 蓄電部と前記電力線との間で電圧変換動作を行なう複数の電圧変換部とを備え、前記複数の電圧変換部の各々は、履歴に依存して定まる制御値を出力する履歴 " 要素を含む制御系に従って前記電圧変換動作を実行し、

10 ' 前記電源システムは、

前記負荷装置からの電力要求に応じて、前記複数の電圧変換部に含まれる少なくとも 1個の電圧変換部の電圧変換動作を停止させる動作モードを選択する動作モード選択部と、

前記動作モードの ¾択時に、前記複数の電圧変換部の各々についての電圧変換15 動作の実行および停止を対応する前記蓄電部の状態値に基づいて制御する電圧変換動作制御部とを備え、

'前記電圧変換動作制御部は、停止中の電圧変換部に対して前記電圧変換動作を再開させる際に、再開前に対応の前記履歴要素に格納されている前記制御値とは '独立に決定される所定の初期値を対応の前記履歴要素にセットする、電源システ 0 ム。，

-

2 .：前記複数の電圧変換部は、第 1および第 2の電圧変換部を含み、

前記動作モードは、前記第 1および第 2の電圧変換部の一方の電圧変換動作を停止させるとともに、他方に電圧変換動作を実行させる片側停止モードである、請求の範囲第 1項に記載の電源システム。

5 3 . 前記電圧変換動作制御部は、前記電圧変換動作を実行させる電圧変換部を前記第 1の電圧変換部から前記第 2の電圧変換部に切換える際に、前記第 1の電圧変換部に対応の前記履歴要素に格納される前記制御値に基づいて、切換前後における前記第 1の電圧変換部と前記第 2の電圧変換部との間の電圧変換動作の連続性が保たれるように、前記第 2の電圧変換部に対応の前記履歴要素に前記所定の初期値をセットする、請求の範囲第 2項に記載の電源システム。

4 . 前記電圧変換動作制御部は、前記電圧変換動作を再開する電圧変換部に対応の前記履歴要素に格納される前記制御値をゼロクリアする、請求の範囲第 1項に記載の電源システム。

5 , 前記履歴要素は、積分要素を含む、請求の範囲第 1'項に記載の電源システム。

6 . 前記履歴要素は、制御対象の状態値に基づいて学習値を決定する学習要素を含む、請求の範囲第 1項に記載の電源システム。

7 . 各々が充放電可能に構成された複数の蓄電部を有する電源システムと、前記電源システムから供給される電力を受けて駆動力を発生する駆動力発生部とを備える車両であって、

前記電源システムは、

負荷装置と前記電源システムとの間で電力を授受可能に構成された電力線と、前記複数の蓄電部と前記電力線との間にそれぞれ設けられ、各々が対応の前記 ' 蓄電部と前記電力線との間で電圧変換動作を行なう複数の電圧変換部とを備え、前記複数の電圧変換部の各々は、履歴に依存して定まる制御値を出力する履歴 + ·要素を含む制御系に従つて前記電圧変換動作を実行し、

前記電源システムは、

前記'負荷装置からの電力要求に応じて、前記複数の電圧変換部に含まれる少なくとも 1個の電圧変換部の電圧変換動作を停止させる動作モードを選択する動作モード選択部と、 '

前記動作モードの選択時に、前記複数の電圧変換部の各々についての電圧変換動作の実行および停止を対応する前記蓄電部の状態値に基づいて制御する電圧変換動作制御部とを備え、

前記電圧変換動作制御部は、停止中の電圧変換部に対して前記電圧変換動作を再開させる際に、再開前に対応の前記履歴要素に格納されている前記制御値とは独立に決定される所定の初期値を対応の前記履歴要素にセットする、車両。

8 . 前記複数の電圧変換部は、第 1および第 2の電圧変換部を含み、前記動作モードは、前記第 1および第 2の電圧変換部の一方の電圧変換動作を停止させるとともに、他方に電圧変換動作を実行させる片側停止モードである、請求の範囲第 7項に記載の車両。

9 . 前記電圧変換動作制御部は、前記電圧変換動作を実行させる電圧変換部を '前記第 1の電圧変換部から前記第 2の電圧変換部に切換える際に、前記第 1の電圧変換部に対応の前記履歴要素に格納される前記制御値に基づいて、切換前後における前記第 1の電圧変換部と前記第 2の電圧変換部との間の電圧変換動作の連続性が保たれるように、前記第 2の電圧変換部に対応の前記履歴要素に前記所定の初期値をセットする、請求の範囲第 8項に記載の車両。

1 0 . 前記電圧変換動作制御部は、前記電圧変換動作を再開する電圧変換部に対応の前記履歴要素に格納される前記制御値をゼロクリァする、請求の範囲第 7 項に記載の車両。

1 1 . 各々が充放電可能に構成された複数の蓄電部を有する電源システムの制御方法であって、 ' .

前記電源システムは、

負荷装置と前記電源システムとの間で電力を授受可能に構成された電力線と、前記複数の蓄電部と前記電力線との間にそれぞれ設けられ、各々が対応の前記蓄電部と前記電力線との間で電圧変換動作を行なう複数の電圧変換部とを備え、前記複数の電圧変換部の各々は、履歴に依存して定まる制御値を出力する履歴要素を含む制御系に従って前記電圧変換動作を実行し、

. 前記制御方法は、 .

前記負荷装置からの電力要求に応じて、前記複数の電圧変換部に含まれる少なくとも 1個の電圧変換部の電圧変換動作を停止させる動作モードを選択するステップと、 ·

前記動作モードの選択時に、前記複数の電圧変換部の各々についての電圧変換動作の実行および停止を対応する前記蓄電部の状態値に基づいて制御するステップとを備え、

俞記制御するステップは、停止中の電圧変換部に対して前記電圧変換動作を再 '開させる際に、再開前に対応の前記履歴要素に格納されている前記制御値とは独 ,立に決定される所定の初期値を対応の前記履歴要素にセットするステップを含む、制御方法。

1 2 . 前記複数の電圧変換部は、第 1および第 2の電圧変換部を含み、前記動作モードは、前記第 1および第 2の電圧変換部の一方の電圧変換動作を停止させるとともに、他方に電圧変換動作を実行させる片側停止モードである、請求の範囲第 1 1項に記載の制御方法。

1 3 . 前記セットするステップは、前記電圧変換動作を実行させる電圧変換部を前記第 1の電圧変換部から前記第 2の電庄変換部に切換える際に、前記第 1の電圧変換部に対応の前記履歴要素に格納される前記制御値に基づいて、切換前後における前記第 1の電圧変換部と前記第 2の電圧変換部との間の電圧変換動作の連続性が保たれるように、前記第 2の電圧変換部に対応の前記履歴要素に前記所定の初期値をセットするステップを含む、請求の範囲第 1 2項に記載の車両。

1 4 . 前記セットするステップは、前記電圧変換動作を再開する電圧変換部に対応の前記履歴要素に格納される前記制御値をゼロクリァするステップを含む、請求の範囲第 1 1項に記載の車両。