WO2008015886A1

WO2008015886A1 - Système de puissance et procédé de gestion d'un état de charge de ce système de puissance

Info

Publication number: WO2008015886A1
Application number: PCT/JP2007/063774
Authority: WO
Inventors: Shinji Ichikawa; Tetsuhiro Ishikawa
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2006-08-04
Filing date: 2007-07-04
Publication date: 2008-02-07
Also published as: CN101501957A; EP2048762A4; EP2048762B1; EP2048762A1; JP4487989B2; JP2008043040A; KR20090046919A; CN101501957B; KR101042381B1; AU2007279825A1; US7847518B2; US20090315512A1; AU2007279825B2

Description

明細書電力システムおよびその電力システムにおいて充電状態を管理する方法技術分野

この発明は、車両外部との間で電力授受を可能に構成された複数の車両からなる電力システムに関し、特に各車両に搭載される蓄電部の充電状態を管理するための技術に関する。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電動車両が注目されている。このような電動車両は、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一に変換して蓄えたりするために、充放電可能な蓄電部を搭載している。このような蓄電部を搭載した電動車両を住宅などの電源として使用することが提案されている。一例として、特開 2 0 0 1— 0 0 8 3 8 0号公報には、電気自動車に搭載されたバッテリと住宅側の間で相互に電力伝達可能とした電力マネジメントシステムが開示されている。

技術革新による安価化の実現などにより、ハイプリッド自動車をはじめとする多くの電動車両が急速に普及している。このような電動車両の普及に伴って、捋来的には、多くの家庭が複数の電動車両を所有するような状況も十分に予想される。

たとえば、特開 2 0 0 0— 2 0 9 7 0 7号公報には、複数の電気自動車を充電する際に、電力使用量の平準化を行なうとともに、低いランニングコストを実現するための電気自動車の充電計面装置が開示されている。この充電計画装置によれば、被充電物への充電電力負荷が所望の電力負荷条件に近づくような充電計画が作成される。

' 上述した電動車両のうち、最も実用化が進んでいるハイブリッド自動車においては、エンジンなどの内燃機関からの駆動力を受けて発電が可能である。そのため、複数のハイブリッド自動車が互いに電気的に接続される場合には、各ハイブリッド自動車は、自身を含むいずれかのハイプリッド自動車が発電した電力を受けて、自身の蓄電部を充電することも可能である。

一般的に、内燃機関の燃料消費効率は、回転数や発生トルクなどに応じて変化することが知られている。そのため、同一の電力を発電する場合であっても、各内燃機関の特性に応じて、その発電に要する燃料消費量に格差が生じうる。しかしながら、上述の特開 2 0 0 0 - 2 0 9 7 0 7号公報に開示される充電計画装置では、内燃機関を含まない電気自動車を前提としており、内燃機関の燃料消費効率については考慮されていなかった。

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、各々が車両外部との間で電力授受を可能に構成された複数の車両からなり、かつ各車両の蓄電部の充電状態を効率的に管理できる電力システムおよび方法を提供することである。

この発明のある局面に従う電力システムは、各々が車両外部との間で電力授受を可能に構成された複数の車両と、前記複数の車両の授受電力を管理するための電力管理手段とを備える。複数の車両は、互いに電気的に接続され、電力管理手段は、複数の車両の各々との間で情報の送受信を可能に構成される。複数の車両の各々は、充放電可能に構成された蓄電部と、燃料の燃焼によって作動する内燃機関からの駆動力を受けて発電可能な発電機構と、蓄電部の充電状態を取得するための充電状態取得手段と、取得される充電状態を電力管理手段へ送信するための充電状態送信手段と、電力管理手段からの発電指示に応じて、発電機構での発電を制御する発電制御手段とを含む。電力管理手段は、前記複数の車両の各々から送信される前記充電状態に基づいて、低充電状態となっている蓄電部が存在すれば、当該低充電状態となっている蓄電部の充電を実行するために必要な電力を算出する必要電力算出手段と、発電機構全体で消費する燃料消費量が最小となるように、前記必要電力算出手段によって算出された電力を発電するために作動させるべき少なくとも 1つの発電機構を決定する発電電力決定手段と、決定された発電機構の各々に対応する車両に対して、発電指示を与える発電指示送信手段とを含む。 '

この発明によれば、電力管理手段が複数の車両の各々から送信される充電状態 - に基づいて、低充電状態となっている蓄電部の充電を実行するために必要な電力を算出する。そして、当該算出した電力を発電するために作動させるべき発電機構を、発電機構全体で消費する燃料消費量が最小'となるように決定する。これにより、蓄電部の状態に応じて、電力システム全体として作動すべき発電機構を最適に選択することができる。よって、発電に使用する燃料の効率的使用、および蓄電部の充電状態の管理を両立できる。

好ましくは、発電電力決定手段は、発電機構の各々における発電電力と内燃機関の燃料消費効率との対応を示す予め取得された効率特性に基づいて、作動させ；る発電機構全体での燃料消費効率が最大となるように、作動させるべき発電機構の数を決定する。 '

また好ましくは、発電電力決定手段は、発電機構の各々における発電電力と内燃機関の燃料消費効率との対応を示す予め取得された効率特性に基づいて、作動させる発電機構全体での燃料消費効率が最大となるように、作動させるべき発電機構の各々に分担させる発電電力を決定する。

さらに好ましくは、複数の車両の各々は、自身を示す識別情報を電力管理手段へ送信するための識別情報送信手段をさらに含み、識別情報送信手段は、識別情報に対応付けた複数の効率特性を予め格納する効率特性格納手段をさらに含み、発電電力決定手段は、複数の車 . 务々から送信される識別情報に基づいて、格納された複数の効率特性の中から複数の車両の各々についての効率特性を特定する。

さらに好ましくは、前記電力線は、前記複数の車両と共通の電力負荷との間で電力授受が可能なように、当該電力負荷と電気的に接続され、前記電力管理手段は、前記電力負荷に供給される負荷電力を取得するための負荷電力取得手段をさらに含む。そして、前記必要電力算出手段は、前記負荷電力取得手段によって取得される負荷電力を考慮して、前記必要な電力を算出する。

また好ましくは、電力管理手段と複数の車両の各々とは、電力線を介して、情報の送受信を行なうように構成される。

また好ましくは、複数の車両のうち少なくとも 1台の車両は、各々が星形結線されたステータを含んで構成される第 1および第 2の回転電機と、蓄電部と電気的に接続され、それぞれ第 1および第 2の回転電機を駆動するための第 1および第 2のィンバータとを含み、第 1の.回転電機の第 1の中性点および第 2の回転電機の第 2の中性点を介して、車両外部との間で電力授受を行なうように構成される。さらに、第 1および第 2のインバータの各々は、第 1の中性点と第 2の中性点との間に、単相交流電圧が生じるようにスィツチング動作を実行可能に構成される。

この発明の別の局面に従う電力システムは、各々が車両外部との間で電力授受を可能に構成された複数の車両と、複数の車両を互いに電気的に接続するための電力線と、複数の車両の授受電力を管理するための電力管理装置とを備える。電力管理装置は、複数の車両の各々との間で情報の送受信を可能に構成され、複数の車両の各々は、充放電可能に構成された蓄電部と、燃料の燃焼によって作動する内燃機関からの駆動力を受けて発電可能な発電機構と、蓄電部の充電状態を取得するための充電状態取得部と、取得される充電状態を電力管理装置へ送信するための充電状態送信部と、電力管理装置からの発電指示に応じて、発電機構での発電を制御する発電制御部とを含む。電力管理装置は、複数の車両の各々から送信される充電状態に基づいて、低充電状態となっている蓄電部が存在すれば、当該低充電状態となっている蓄電部の充電を実行するために必要な電力を算出し、発電機構全体で消費する燃料消費量が最小となるように、算出した必要な電力を発電するために作動させるべき少なくとも 1つの発電機構を決定し、決定された発電機構の各々に対応する車両に対して、発電指示を与える。

この発明のさらに別の局面に従えば、各々が充放電可能に構成された蓄電部を含む複数の車両に対して、前記蓄電部の充電状態を管理する方法であって、前記複数の車両の各々は、車両外部との間で電力授受を可能に構成されるとともに、電力線を介して互いに電気的に接続され、かつ電力管理部との間で情報の送受信を可能に構成され、さらに、燃料の燃焼によって作動する内燃機関からの駆動力を受けて発電可能な発電機構を含む。この,方法は、複数の車両の各々において対応の蓄電部の充電状態を取得するステップと、取得された充電状態を複数の車両の各々から電力管理部へ送信するステップと、前記電力管理部が前記複数の車両の各々から送信される前記充電状態に基づ!/、て、低充電状態となっている蓄電部が存在すれば、当該低充電状態となっている蓄電部の充電を実行するために必要な電力を算出するステップと、総合的な燃料消費量が最小となるように、必要な電力を発電するために作動させるべき少なくとも 1つの発電機構を電力管理部によつて決定するステツプと、決定された発電機構の各々に対応する車両に対して、電力管理部から発電指示を与えるステップと、発電指示を受けた車両において、当該発電指示に応じて、対応の発電機構での発電を制御するステップとを含む。この発明によれば、電力管理部が複数の車両の各々から送信される充電状態に基づいて、低充電状態となっている蓄電部の充電を実行するために必要な電力を算出する。そして、当該算出した電力を発電するために作動させるべき発電機構を、発電機構全体で消費する燃料消費量が最小となるように決定する。これにより、蓄電部の状態に応じて、電力システム全体として作動すべき発電機構を最適に選択することができる。よって、発電に使用する燃料の効率的使用、およぴ蓄電部の充電状態の管理を両立できる。

好ましくは、発電機構を決定するステップでは、発電機構の各々における発電電力と内燃機関の燃料消費効率との対応を示す予め取得された効率特性に基づいて、作動させる発電機構全体での燃料消費効率が最大となるように、作動させるべき発電機構の数が決定される。

また好ましくは、発電機構を決定するステップでは、発電機構の各々における発電電力と内燃機関の燃料消費効率との対応を示す予め取得された効率特性に基づいて、作動させる発電機構全体での燃料消費効率が最大となるように、作動させるべき発電機構の各々に分担させる発電電力が決定される。

さらに好ましくは、複数の車両の各々が自身を示す識別情報を電力管理部へ送信するステップと、複数の車両の各々から送信される識別情報に基づいて、電力管理部が識別情報に対応付けて予め格納した複数の効率特性を参照して、複数の車両の各々についての効率特性を特定するステップとをさらに含む。

この発明によれば、各々が車両外部との間で電力授受を可能に構成された複数 _v .

の車両からなり、かつ各車両の蓄電部の充電状態を効率的に管理できる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の実施の形態に従う電力システムの概略構成図である。

図 2は、本発明の実施の形態に従う電力管理装置 1の概略構成図である。図 3は、本発明の実施の形態に従う車両の各々の概略構成図である。

図 4 A〜図 4 Cは、本発明の実施の形態に従う電力システムにおける電力管理を説明するための図である。

図 5は、本発明の実施の形態に従う電力システム全体のシーケンス図である。図 6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 7は、充放電電力決定部における処理の内容を説明するための図である。図 8は、発電電力決定部における処理の内容を説明するための図である図 9は、発電電力決定部における別の処理の内容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 1は、本発明の実施の形態に従う電力管理装置における処理手順を記載したフローチヤ一トである。

図 1 2は、本発明の実施の形態に従う車両の各々における処理手順を記載したフローチャートである。

図 1 3は、本発明の実施の形態の変形例に従う車両の概略構成図である。図 1 4は、零電圧ベクトルを生成する場合における、インバータおよびモータジェネレータの零相等価回路である。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力システムでは、各々が車両外部との間で電力授受を可能に構成されたハイブリッド車両 2— 1， 2 - 2 , 2— 3 (以下では、単に「車両」と称す）が含まれる。なお、本実施の形態においては、一例として、 3台の車両 2— 1， 2-2, 2— 3が住宅 100に交流電力を供給する形態について説明するが、本願発明はいずれの数の車両であっても適用できる。

車両 2— 1， 2-2, 2— 3は、それぞれ供給線 A CL 1, AC L 2, ACL 3を介して、互いに電気的に接続される。さらに、車両 2— 1， 2— 2， 2- 3 は、住宅 100の共通の電力負荷 LOADとも電気的に接続され、電力負荷 L〇 ADへ電力を供給可能に構成される。以下の説明においては、車両 2— 1， 2— 2， 2— 3を特定せずに用いる場合には「車両」とも総称し、供給線 ACL 1， ACL 2, AC L 3を特定せずに用いる場合には「供給線 ACL」とも総称する。後述するように、車両 2— 1, 2-2, 2— 3の各々は、充放電可能に構成された蓄電部と、燃料の燃焼によって作動するエンジンからの駆動力を受けて発電可能な発電機構とを含んで構成される。

さらに、本発明の実施の形態に従う電力システムでは、供給線 ACL 1， AC L2, ACL 3と住宅 100との間に配置される電力管理装置 1を含む。電力管理装置 1は、車両 2— 1， 2— 2， 2— 3の間の電力授受、および車両 2— 1， 2— 2， 2— 3から電力負荷 LOADへの電力供給を管理する。さらに、電力管理装置 1は、車両 2— 1， 2-2, 2— 3の各々の蓄電部における充電状態を管理する。

具体的には、電力管理装置 1は、車両 2— 1， 2-2, 2— 3の各々との間で情報の送受信を可能に構成される。そして、電力管理装置 1は、車両 2—1, 2 - 2, 2— 3から送信される蓄電部の充電状態（State of Charge：以下では「SOC」とも称す）に基づいて、車両 2— 1， 2-2, 2— 3の各々に対応の蓄電部のうち、低充電状態となっている蓄電部の充電を実行するために必要な電力を算出する。さらに、電力管理装置 1は、発電機構全体で消費する燃料消費量が最小となるように、当該算出さ^ Lた電力を発電するために作動させるべき発電機構を決定し、当該決定した発電機構の各々に対応する車両に対して、発電指示を送信する。すると、発電指示を受けた車両の各々は、エンジンを始動し、当該発電指示に応じた所定量の発電を開始する。なお、低充電状態とは、代表的に、蓄電部の SO Cが所定のしきい値を下回つている場合などを意味する。

このように、電力管理装置 1は、車両 2— 1， 2—2, 2— 3の各々における蓄電部の充電状態を監視し、発電機構により発電が必要となっていれば、電力システム全体としての発電に係る燃料消費効率が最大となるように、最適な発電機構を選択して作動させる。

なお、電力管理装置 1と、車両 2— 1, 2-2, 2— 3の各々とは、それぞれ供給線 A C L 1， AC L 2 , AC L 3を介した、電力線通信（P LC : Power Line Communications；以下、「P LC通信」とも称す）によって、情報の送受信を実現する。

(電力管理装置の構成）

図 2を参照して、電力管理装置 1は、それぞれ車両 2— 1, 2-2, 2— 3の供給線 ACL l, ACL 2, AC L 3を脱着自在に構成される。一例として、供給線 ACL 1， ACL 2, AC L 3の一端には凸状のコネクタが装着される一方、電力管理装置 1の側面には、当該凸状のコネクタに合致する凹状のコネクタが設置される。そして、電力管理装置 1は、供給線 ACL l, ACL 2, ACL3を共通の主母線 M Lに結合し、電力負荷 L O ADと電気的に接続する。

さらに、電力管理装置 1は、モデム 52と、主母線電圧検出部 50と、主母線電流検出部 54と、制御部 C P Uとを含む。

モデム 52は、互いに電気的に接続される複数の車両の各々との間で情報の送受信を行なう。すなわち、モデム 52は、主母線 MLの線間に接続され、制御部 CPUから与えられる情報信号（送信）を変調して、主母線 MLを流れる主母線電流に対して重畳する一方、主母,線 MLを流れる主母線電流に含まれる変調信号を抽出して、情報信号（受信）に復調して制御部 CPUへ出力する。なお、車両 2-1, 2-2, 2— 3から電力負荷 LOADへ供給される電力は、一例として、商用周波数（たとえば、 50Hzもしくは 60Hz) を有する。そのため、数 1 0 kHz〜数 10 MHzの範囲内で特定の周波数数帯域を有する変調信号を用いることで、供給される電力と変調信号とを周波数的に分離することができる。よつて、供給線 ACLを介した、電力授受と情報の送受信とが両立可能となる。主母線電圧検出部 50は、主母線 MLの線間に接続され、電力負荷 LOADへ供給される電圧、すなわち主母線 MLに現れる主母線電圧 VMLを検出し、その検出値を制御部 CPUへ出力する。また、主母線電流検出部 54は、主母線 ML の一方に介装され、電力負荷 LOADへ供給される電流、すなわち主母線 MLを流れる主母線電流 I MLを検出し、その検出値を制御部 CPUへ出力する。

制御部 C PUは、ユーザなどからの供給開始 Z終了指示を受付け可能に構成される。そして、制御部 CPUは、複数の車両の各々から電力負荷 LOADへ供給される電力を管理するとともに、各車両における蓄電部の充電状態を管理する。具体的には、制御部 CPUは、供給開始指示を与えられると、モデム 52を介して各車両に対して識別 I D照会指示を送信する。そして、制御部 CPUは、車両の各々が応答した識別 I Dをモデム 52を介して受信する。制御部 CPUは、車両の各々が応答した識別 I Dに基づいて各車両の特性を取得した後、各車両に対して、出力開始指示を与える。すると、各車両は、電力授受を開始する。

各車両での電力授受が開台された後、制御部 CPUは、車両の各々から送信される状態値を受信する。この状態値には、少なくとも対応の蓄電部における SO Cが含まれる。そして、制御部 CPUは、各車両の SO Cに基づいて、対応の蓄電部の充放電電力を決定する。また、制御部 CPUは、主母線電流 I MLおよび主母線電圧 VMLから電力負荷 LOADに供給される負荷電力を取得する。さらに、制御部 CPUは、蓄電部の充放電電力の総和および当該負荷電力に基づいて、低充電状態となっている蓄電部の充電を実行するために必要な電力を算出する。電力が不足する場合には、制御部 CPUは、発電機構全体で消費する燃料消費量が最小となるように、作動させるべき発電機構を決定し、当該決定した発電機構に対応する車両の各々に対して発電指示を送信する。以下、供給終了指示を与えられるまで、制御部 CPUは、上述の処理を繰り返し実行する。

後述するように、制御部 CPUは、各車両の発電機構の各々における発電電力とエンジンの燃料消費効率との対応を示す予め定められた効率特性に基づいて、作動させる発電機構全体での燃料消費効率が最大となるように、作動させるべき発電機構の数を決定する。あるいは、制御部 CPUは、効率特性に基づいて、作動させる発電機構全体での燃料消費効率が最大となるように、作動させるべき発電機構の各々に分担させる発電電力を決定する。

(車両の構成）

本発明の実施の形態に従う車両 2— 1, 2— 2， 2— 3の各々の概略構成を図 3に示す。なお、本発明が適用できる車両は、充放電可能に構成された蓄電部と、エンジンからの駆動力を受けて発電可能な発電機構とを備える車両であればいずれの形態の車両であってもよいが、一例として、ハイブリッド車両で構成される場合について説明する。

図 3を参照して、車両 2— 1, 2-2, 2— 3の各々は、制御部 ECUと、蓄電部 BATと、コンバータ CONVと、インバータ I NV 1， I NV 2, I NV 3と、モータジェネレータ MG 1， MG2と、エンジン ENGと、モデム 22とを含む。

蓄電部 BATは、コンバータ CONVによる充放電が可能に構成される。一例として、蓄電部 BATは、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などの二次電池、もしくは電気二重層キャパシタなどの蓄電素子で構成される。

なお、蓄電部 BATに近接して配置された電池温度検出部 13が蓄電部 BAT の電池温度 Tb a tを検出し、その検出値を制御部 ECUへ出力する。なお、電池温度検出部 13は、蓄電部 B A Tを構成する複数の電池セルに対応付けて配置された複数の検出素子の検出結果に基づいて、平均化処理などにより代表値を出力するように構成されてもよい。

コンバータ CONVは、正母線 P Lおよび負母線 NLを介して蓄電部 BATと電気的に接銃される一方、主正母,锒 M P Lおよび主負母線 MN Lを介してインバータ INVl, I NV 2, I NV 3と接続される。そして、コンバータ CONV は、蓄電部 B A Tと主正母線 M P Lおよぴ主負母線 MN Lとの間で電圧変換動作 (降圧動作または昇圧動作）を行なうことで、蓄電部 BATの充放電を制御する。具体的には、蓄電部 BATを充電する場合には、コンバータ CON Vは、主正母線 M P Lと主負母線 MN Lとの間の電圧を降圧して、充電電流を蓄電部 BATへ供給する。一方、蓄電部 BATを放電させる場合には、コンバータ CON Vは、それぞれ蓄電部 BATの放電電圧を昇圧して、主正母線 MP Lおよび主負母線 M NLを介して放電電流をインバータ ]: NV 1， I NV2, I NV3へ供給する。なお、正母線 PLに介装された電池電流検出部 10が蓄電部 BATの充放電電流 I b a tを検出し、その検出値を制御部 ECUへ出力する。また、正母線 PL と負母線 N Lとの間に接続された電池電圧検出部 12が蓄電部 B ATの出力電圧 Vb a tを検出し、その検出値を制御部 ECUへ出力する。

インバータ I N V 1， I N V 2は、主正母線 M P Lおよび主負母線 MN Lに並列接続され、コンバータ CON Vを介して、蓄電部 BATとの間で電力の授受を行なう。すなわち、インバータ I NVl, I NV2は、それぞれ主正母線 MP L および主負母線 MNLを介して与えられ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, MG 2を駆動可能に構成される。さらに、インバータ I N VI， I NV 2は、車両の回生制動時などにおいて、モータジェネレータ MG 1 , MG2で発電される交流電力を直流電力に変換して蓄電部 BATへ返還可能である。一例として、インバータ I NV 1 , I NV2は、三相分のスィツチング素子を含むブリッジ回路で構成され、それぞれ制御部 E C Uから受けたスイッチング指令 PWMl, 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。

なお、主正母線 MP Lに介装された供給電流検出部 14は、コンバータ CON Vとインバータ I NV1, I NV 2, I NV 3との間で授受される母線電流 I D Cを検出し、その検出値を制御部 ECUへ出力する。また、主正母線 MP Lと主負母線 MNLとの間に接続された母線電圧検出部 16は、母線電圧 VDCを検出し、その検出結果を制御部 ECUへ出力する。さらに、主正母線 MP Lと主負母線 MNLとの間には、平滑コンデンサ Cが接続され、コンバータ CON Vとインバータ I NVl, I NV 2, I NV 3との間で授受される電力に含まれる変動成分（交流成分）を低減する。 ·

モータジェネレータ MG 1， MG 2は、' それぞれインバータ I NV 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、ェンジン E N G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、いずれも永久磁石が埋設された口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， M G2の出力軸は、動力分割機構 6および駆動軸 8を介して、エンジン ENGと機械的に連結される。

エンジン ENGは、ガソリンなどの化石燃料の燃焼により作動する内燃機関である。そして、エンジン ENGが発生する駆動力は、モータジェネレータ MG 1 , MG 2からの駆動力ととともに、駆動軸 8に設けられた動力伝達部 7などを介して車輪（図示しない）へ伝達可能である。また、エンジン ENGは、制御部 EC Uからの制御信号 CTRLに応じて、作動および停止、ならびに燃焼状態（回転数）を変化させる。

なお、本実施の形態に従う電力システムを構成する場合には、各車両は、供給線 AC Lを介して電力管理装置 1と連結されるので走行しない。そのため、ェンジン ENGが発生する駆動力を車輪（図示しない）に与える必要はない。そこで、本実施の形態においては、もっぱらエンジン ENGの駆動力がモータジエネレータ MG 2に伝達されて発電が行なわれるように、インバータ I NV2に対して、所定のスイッチング指令 PWM2が与えられる。すなわち、エンジン ENGから出力される駆動力によって、モータジェネレータ MG 1および MG 2は回転駆動し得るが、モータジェネレータ MG 2に対応するインバータ I NV 2だけのスィツチング動作を有効にすることで、モータジェネレータ MG 2を発電機として機能させる。

このように、本実施の形態においては、エンジン ENG、モータジェネレータ MG2およびインバータ I NV2力 S 「発電機構」に相当する。

インバータ I NV3は、主正母線 MP Lおよび主負母線 MNLにインバータ I NV1, I NV2と並列接続され、コンバータ CONVを介して供給される蓄電部 BATの放電電力（直流電力）を受けて、電力負荷 LOAD (図 2) へ供給するための交流電力を生成する。一例として、インバータ I NV3は、住宅 100 内で使用される電力の形態に対応するように、単相インバータからなる。そして、ィンバータ I N V 3は、供給線 A C L (正供給線 A C L pおよび負供給線 A C L n) を介して、車両外部との間で電力授受を行なう。

なお、正供給線 AC Lpに介装された供給電流検出部 18は、電力負荷 LOA Dへの供給電流 I ACを検出し、その検出値を制御部 ECUへ出力する。また。正供給線 AC L pと負供給線 AC L nとの間に接続された供給電圧検出部 20は、電力負荷 L O ADへの供給電圧 V A Cを検出し、その検出値を制御部 E C Uへ出力する。

モデム 22は、他の車両および電力管理装置 1 (図 1および図 2) との間で情報の送受信を可能に構成される。すなわち、モデム 22は、正供給線 ACLpと負供給線 A C L nとに接続され、供給線 A C Lを介した P L C通信によって、情報の送受信を実現する。

制御部 E C Uは、モデム 22を介して、電力管理装置 1から識別 I D照会指示を受けると、自身の識別 I Dを応答する。なお、識別 I Dには、一例として、車種'情報、エンジン ENGの型式、蓄電部 BATの容量などが含まれる。続いて、制御部 ECUは、モデム 22を介して、電力管理装置 1から出力開始指示を受けると、スイッチング指令 PWM 3を生成し、車両外部との電力授受を開始する。そして、制御部 ECUは、蓄電部 BATの SOCを取得し、モデム 22を介して電力管理装置 1へ送信する。さらに、制御部 ECUは、電力管理装置 1から送信される制御指示に応じて、蓄電部からの充放電電力 P bを制御する。また、電力管理装置 1から送信される制御指示に発電指示が含まれている場合には、制御部 ECUは、エンジン ENGを作動させて、当該発電指示に応じた発電電力 P g を発生する。以下、電力管理装置 1から供給終了指示を与えられるまで、制御部 ECUは、上述の処理を繰り返し実行する。 .

本発明の実施の形態においては、エンジン ENG、モータジェネレータ MG 2 およびインバータ I NV 2が「発電機構」に相当する。また、制御部 ECUが「充電状態取得手段」、「充電状態送信手段」、「発電制御手段」、および「識別情報送信手段」を実現する。さらに、電力管理装置 1が「電力管理手段」を実現し、制御部 CPUが「必要電力算出手段」、「発電電力決定手段」、「発電指示送信手段」、および「負荷電力取得手段」を実現する。

また、以下の説明においては、充放電電 P.bおよび発電電力 P gを特定の車両における値として用いる場合には、 P b l， P b 2, ? 3ぉょび？ § 1, P g 2, P g 3のように、添え字を付して示す。

(電力システムにおける電力管理）

図 4 A〜図 4 Cを参照して、本発明の実施の形態に従う電力システムにおける電力管理を説明する。

図 4 Aは、すべての車両の蓄電部 BATの SO Cが+分に高い場合を示す。図 4Bは、車両 2— 1の蓄電部 BATの SOCが低下した場合を示す。図 4Cは、車両 2— 1の蓄電部 B A Tの S O Cが低下した別の場合を示す。

図 4 Aを参照して、すべての車両の蓄電部 B ATの S〇 Cが十分に高い場合には、各蓄電部 BATはいずれも放電可能となるので、電力システム内の電力消費分は電力負荷 LOADの負荷電力 P sのみとなる。そして、この負荷電力 P sを車両 2—1， 2-2, 2— 3で分担することになる。すなわち、それぞれ車両 2 —1, 2— 2, 2— 3が分担する充放電電力 P b 1， P b 2, P b 3 (いずれも正値）の総和が負荷電力 P sに一致する。以下の説明においては、充放電電力 P b 1 , P b 2, P b 3は、符号によって充電電力および放電電力を表わすものとし、充電電力が正値に相当し、放電電力が負値に相当する。

図 4Bを参照して、一例として、電力負荷 LOADへの電力供給に伴って、車両 2_ 1の蓄電部 BATの SOCが低下した（低充電状態になった）とすると、車両 2— 1の蓄電部 BATは放電を継続することができない。そのため、車両 2 一 1の蓄電部 BATは、いずれかの車両（車両 2— 1を含む）からの電力を受けて充電を行なう必要がある。したがって、電力システム内の電力消費分は、電力負荷 LOADの負荷電力 P sに加えて、車両 2— 1の蓄電部 BATに対する充放電電力 Pb l (負値）だけ増加する。

一方、電力発生分としては、図 4 Aの場合において車両 2— 1が分担していた充放電電力がなくなるので、それぞれ車両 2— 2， 2— 3が分担する充放電電力 Pb 2, P b 3 (いずれも正値）だけとなる。したがって、低充電状態となっている蓄電部 BATを充電するために必要な電力は、負荷電力 P s一充放電電力 P b 1 (負値）一充放電電力 Pb 2 (正値）一充放電電力 Pb 3 (正値）に相当する。この電力に相当する電力を発電するために、発電機構全体で消費する燃料消費量が最小となることを条件として、いずれの発電機構を作動させるべきかを決定する。一例として、図 4Bの場合には、車両 2— 1の発電機構が作動すべきであると決定される。すると、車両 2— 1の発電機構が発電する発電電力 P g 1は、車両 2— 1の蓄電部 BATの充電および電力負荷 LOADへの電力供給に用いられる。

別の例として、図 4Cを参照して、車両 2— 3の発電機構が作動すべきであると決定される。すると、車両 2— 3の発電機構が発電する発電電力 P g 3は、車両 2— 1の蓄電部 BATの充電および電力負荷 LOADへの電力供給に用いられる。

このように、電力システム内では、電力消費分と電力発生分とが均後 Ϊするように、発電電力が決定される。

(電力システム全体のシーケンス）

図 5を参照して、本発明の実施の形態に従う電力システム全体のシーケンスについて説明する。

電力管理装置 1は、ユーザなどから供給開始指示を与えられると、車両 2— 1， 2— 2， 2— 3の各々に対して識別 I D照会指示を与える（シーケンス SQ 1 0) 。車両 2— 1は、識別 I D照会指示を受けると、自身を示す識別 I Dを電力管理装置 1へ送信する (シーケンス SQ 1 2 a) 。同様に、車両 2— 2および 2 一 3も自身を示す識別 I Dを電力管理装置 1へ送信する (シーケンス SQ 12 b および S Q 12 c ) 。

電力管理装置 1は、車両 2— 1， 2-2, 2— 3の各々から識別 I Dを受信すると、当該識別 I Dに基づいて各車両の特性を取得した後、車両 2— 1， 2— 2， 2— 3の各々に対して出力開始指示を与える（シーケンス SQ 14) 。

車両 2— 1, 2— 2， 2— 3の各々は、出力開始指示を受けて、電力授受を開始する（シーケンス SQ16 a， SQ 16 b, SQ16 c；) 。なお、各車両が交流電力を授受する場合には、車両間で互いに同期をとるように構成する必要がある。一例として、 ¾力管理装置 1は、車両 2— 1， 2-2, 2— 3のうちいずれか 1台に対して、先行して出力開始指示を与えて電力授受を開始させた後、残余の車両に対して、先行の車両が発生する交流電圧に同期させるための出力開始指示を与える。

さらに、車両 2— 1, 2-2, 2— 3の各々は、自身の蓄電部 BATの SOC を取得し、他の必要な情報も含んだ状態値として電力管理装置 1へ送信する（シ一ケンス SQ20 a， SQ 20 b , SQ20 c) 。電力管理装置 1は、車両 2— 1， 2-2, 2— 3の各々の SO Cに基づいて、車両 2— 1， 2— 2， 2— 3の各々に対応の蓄電部のうち、低充電状態となっている蓄電部の充電を実行するために必要な電力を算出する（シーケンス SQ 2 2) 。そして、電力管理装置 1は、発電機構全体で消費する燃料消費量が最小となるように、当該算出された電力を発電するために作動させるべき発電機構を決定する。さらに、電力管理装置 1は、車両 2— 1， 2— 2， 2— 3の各々に、対応の蓄電部の目標充放電電力 P b *、および作動させるべき発電機構の目標発電電力 P g* (発電指示）を含む制御指示を送信する（シーケンス SQ 24 a， S Q 24 b, SQ 24 c) ₀

車両 2— 1， 2-2, 2— 3の各々は、制御指示を受けると、指示された目標充放電電力 P b*と一致するように蓄電部 BATの充放電電力を制御する。また、車両 2— 1 , 2— 2 , .2— 3の各々は、受信した制御指示に発電指示が含まれていれば、エンジン ENGを作動させ（シーケンス SQ26 a， SQ 26 b, SQ 26 c) 、指示された目標発電電力 P g*と一致するように、発電機構の発電電力を制御する。

以下、シーケンス S Q 2◦ a , S Q 20 b , SQ20 c、シーケンス SQ 22、シーケンス SQ24 a， S Q 24 b , S Q 24 cおよびシーケンス S Q 26 a， SQ 26 b, SQ 26 cが繰返される。

そして、電力管理装置 1は、ユーザなどから供給終了指示を与えられると、車両 2— 1, 2-2, 2— 3の各々に対して出力終了指示を与える（シーケンス S Q30) 。車両 2— 1， 2-2, 2— 3の各々は、出力終了指示を受けて、電力授受を停止する（シーケンス SQ 32 a， SQ 32 b, SQ32 c) 。続いて、車両 2— 1, 2— 2, 2— 3の各々は、電力授受の停止を電力管理装置 1へ通知する（シーケンス SQ 34 a, S Q 34 b , SQ34 c) 。このようにして、一例の動作が完了する。

(制御部 CPUの制御構造）

図 6を参照して、制御部 C P Uにおける制御構造は、通信制御部 30と、入力部 32と、負荷電力取得部 36と、必要電力算出部 44と、発電電力決定部 40 と、効率特性格納部 42とを含む。さらに、必要電力算出部 44は、充放電電力決定部 34および総発電電力算出部 38を含む。

通信制御部 30は、モデム 52 (図 2) とのインターフェイスであるとともに、各車両との間で送受信される情報を処理する。具体的には、通信制御部 30は、入力部 32を介して供給開始指示を受けると、モデム 52を介して、識別 I D照会指示を各車両へ送信する。続いて、通信制御部 30は、モデム 52を介して、出力開始指示を各車両へ送信する。ノまた、通信制御部 30は、モデム 52を介して受信する各車両の S O Cを充放電電力決定部 34へ与え、モデム 52を介して受信する各車両の識別 I Dを発電電力決定部 40へ与える。さらに、通信制御部 30は、充放電電力決定部 34から与えられる目標充放電電力 P b 1*, P b 2*, P b 3*を対応の車両へ送信するとともに、発電電力決定部 40から与えられる目標発電電力 P g 1 *， P g 2 *, P g 3*を対応の車両へ送信する。さらに、通信制御部 30は、入力部 32 を介して供給終了指示を受けると、モデム 52を介して、出力終了指示を各車両へ送信する。

入力部 32は、供給開始/終了指示の入力の有無を周期的に監視し、いずれかの入力があれば、当該入力を通信制御部 30へ与える。

必要電力算出部 44は、それぞれ車両 2— 1， 2-2, 2— 3から受信する S OC 1, SOC 2, SOC 3に基づいて、低充電状態となっている蓄電部が存在すれば、当該低充電状態となっている蓄電部 BATを充電するために必要な電力を算出する。

具体的には、充放電電力決定部 34が、それぞれ車両 2— 1， 2-2, 2-3 から受信する SOC 1, SOC 2, SOC 3に基づいて、各車両についての目標充放電電力 P b l*, P b 2*, P b 3*を決定する。上述したように、目標充放電電力 P b l*， P b 2*， P b 3*の各々は、符号（正値または負値）に応じて、充電電力（正値）であるか放電電力（負：) であるかを示す。..すなわち、充放電電力決定部 34は、対応の SO Cが低充電状態ではない場合には、目標充放電電力 P b *を所定の正値に決定する一方、対応の S O Cが低充電状態である場合には、目標充放電電力 P b*を所定の負値に決定する。そして、充放電電力決定部 34は、決定した目標充放電電力: Pb 1*， P b 2*， P b 3*を通信制御部 30 および総発電電力算出部 38へ与える。

総発電電力算出部 38は、目標充放電電力 Pb l*， P b 2*, P b 3*の総和から、負荷電力取得部 36から与えられた負荷電力 P sを減算する。すなわち、総発電電力算出部 38は、電力負荷 LOADに供給される負荷電力を考慮して、低充電状態となっている蓄電部 B A Tを充電するために必要な電力∑ P g *を算出する。そして、総発電電力算出部 38は、算出した電力∑P g*を発電電力決定部 40へ与える。

発電電力決定部 40は、効率特性格納部 42を参照して、それぞれ車両 2— 1， 2-2, 2-3から受信する識別 I D 1，識別 I D 2 , 識別 I D 3に応じて、各車両における発電機構の発電電力とエンジンの燃料消費効率との対応を示す予め取得された効率特性を特定する。そして、発電電力決定部 40は、各車両の効率特性に基づいて、作動させる発電機構全体での燃料消費効率が最大となるように、電力∑P g*を分担するための目標発電電力 P g 1*， P g 2*, P g 3*を決定する。なお、発電電力決定部 40は、発電する必要がない発電機構に対しては、対応の目標発電電力をゼロ値に設定する。そして、発電電力決定部 40は、決定した目標発電電力 P g 1*， P g 2*, P g 3*を通信制御部 30へ与える。

効率特性格納'部 42は、識別 I Dに対応付けた複数の効率特性を格納する。そして、効率特性格納部 42は、発電電力決定部 40から識別 I Dを受けて、格納する複数の効率特性の中から、当該識別 I Dに対応する効率特性を抽出し、発電電力決定部 40に与える。なお、効率特性格納部 42は、一例として、マツプ形式の効率特性を格納する。

一例として、充放電電力決定部 34は、'図 7に示すような充放電量特性を格納する。この充放電量特性は、蓄電部 BATの SOCと、決定される目標充放電電力 P b*との対応関係を示すものである。特に、本発明の実施の形態においては、履歴特性（ヒステリシス特性）を有するような充放電量特性を規定する。すなわち、蓄電部 BATの SOCが下限しきい値 Tli 1を下回った場合には、当該蓄電部 B A Tが低充電状態と判断され、 S O Cが上限しきい値 T h hに増大するまで、低充電状態との判断が維持される。

そのため、低充電状態と判断されている期間においては、当該蓄電部 BATの充放電電力は、所定の負値（充電電力）に設定される。一方、低充電状態と判断されない場合、すなわち蓄電部 BATの SO Cが十分大きい場合には、当該蓄電部 BATの目標充放電電力 P b*は、所定の正値（放電電力）に設定される。なお、実際の各蓄電部 BATの目標充放電電力 P b*は、電力負荷 LOADの負荷電力 P sの変動などに応じて変化する。そのため、各蓄電部 BATの目標充放電電力 P b *は、図 7に示すような充放電量特性によって規定される目標充放電電力の範囲内で、各時点において随時決定され得る。

図 8を参照して、発電電力決定部 40における処理の内容を説明する。一例として、発電電力決定部 40は、各車両の識別 I Dに基づいて、図 8に示すような効率特性を特定する。この効率特性は、発電機構の各々における発電電力 P gと、エンジン ENGの燃料消費効率との対応を規定する。

発電電力決定部 40は、この効率特性に基づいて、発電機構全体で消費する燃料消費量が最小となるように、作動させるべき発電機構を決定する。たとえば、車両 2— 1， 2— 2, 2— 3がいずれも同一の車種である場合などには、各発電機構の効率特性は互いに一致する。そこで、発電電力決定部 40は、作動させる発電機構全体での燃料消費効率が最大となるように、作動させるべき発電機構の数を決定する。

具体的には、低充電状態となっている蓄電部 B A Tを充電するために必要な電力∑ P g*を作動させる発電機構の数（たとえば、 2台または 3台）で除算し、それぞれの場合において、各発電機構が分担することになる発電電力 P gに対応する燃料消費効率を取得する。 2台の発電機構を作動させる場合には、各発電機構が∑ P g*Z2を分担することになるので、燃料消費効率 η (1/2) が取得できる。一方、 3台の発電機構を作動させる場合には、各発電機構が∑ P g*/ 3を分担することになるので、燃料消費効率 77 (1/3) が取得できる。図 8に示す効率特性においては、 η ( 1/2) > η (1/3) であるので、発電機構全体で消費する燃料消費量を最小とするためには、 2台の発電機構を作動させるベきであることがわかる。したがって、発電電力決定部 40は、 2台の発電機構を作動させるべきであると決定し、いずれか 2台の車両に対して、発電指示を送信する。上述のように、発電電力決定部 4 0は、効率特性に基づいて、作動させる発電機構全体での燃料消費効率が最大となるように、作動させるべき発電機構の数を決定する。

図 9を参照して、発電電力決定部 4 0における別の処理の内容を説明する。たとえば、車両 2— 1 ， 2 - 2 , 2— 3が異なる車種である場合には、各発電機構の効率特性は互いに異なったものとなる。たとえば、低充電状態となっている蓄電部 B A Tを充電するために必要な電力∑ P g *が各宪電機構の最大の発電電力より小さい場合には、当該電力∑ P g *を発電するときに最も燃料消費効率が高い発電機構を選択することになる。すなわち、図 9に示す効率特性において、当該電力∑P g *に対応する各発電機構の燃料消費効率 η 1， 2 , η 3の間には、 η 3 > η 1 > η 2の関係が成立する。したがって、総合の燃料消費効率を最大にするためには、車両 2— 3の発電機構に当該電力 Σ Ρ g *を発電させるべきことがわかる。したがって、発電電力決定部 4 0は、車両 2— 3の発電機構を作動させるべきであると決定し、車両 2— 3に目標発電電力 P g 3 * 電力∑ P g '*) を送信する。

なお、上述の図 8および図 9に示す処理以外にも様々な方法により、各車両の目標発電電力 P g *を決定することができる。たとえば、各車両の特性効率を目的関数として線形計画法（L P法； Linear Programming method) を適用することで、発電に係る燃料消費効率が最大となるように各車両の目標発電電力 P g * を数値計算によって決定することもできる。

(制御部 E C Uの制御構造）

図 1 0を参照して、本発明の実施の形態に従う制御部 E C Uにおける制御構造は、通信制御部 6 0と、 S O C取得部 6 2と、 P I制御部 6 4 , 6 8と、加算部 7 6と、発電制御部 7 4とを含む。さらに、発電制御部 7 4は、スィツチング指令生成部 7 2と、エンジン制御部 7 0とを含む。

通信制御部 6 0は、モデム 2 2 (図 3 ) とのインターフェイスであるとともに、電力管理装置 1との間で送受信される情報を処理する。具体的には、通信制御部 6 0は、モデム 2 2を介して、識別 I D照会指示を受けると、自身を示す識別 I Dを電力管理装置 1へ送信する。続いて、通信制御部 6 0は、モデム 2 2を介して、目標充放電電力 P b*を受けると、それを P I制御部 64および加算部 76 へ与え、目標発電電力 P g*を受けると、それをスイッチング指令生成部 72およびェンジン制御部 70へ与える。さらに、通信制御部 60は、 S O C取得部 6 2から与えられる S〇Cを電力管理装置 1へ送信する。

SOC取得部 62は、電池温度 Tb a t、出力電圧 Vb a tおよび充放電電流 I b a tに基づいて、蓄電部 BATの S〇Cを取得し、 .通信制御 60へ与える。 SOC取得部 62が蓄電部 BATの SOCを取得する構成については、周知の技術を用いることができる。一例として、蓄電部 BATが開回路状態で生じる出力電圧 Vb a t (開回路電圧値）と電池温度 Tb a tとの関係から算出される暫定 SOCと、充放電電流 I b a tの積算値から算出される補正 SOCとを加算することで蓄電状態を逐次的に検出できる。

P I制御部 64は、対応の蓄電部 B A Tの充放電電力が通信制御部 60から与えられる目標充放電電力 P b *と一致するように、コンバータ CONVを制御するためのスイッチング指令 PWCを発生する。具体的には、 P I制御部 64は、母線電流 I DCと母線電圧 VDCとの積から蓄電部 BATの充放電電力の実績値を算出し、当該算出した充放電電力の実績値と目標充放電電力 P b *との偏差に応じて、スイッチング指令 PWCを生成する。なお、 P I制御部 64は、少なくとも比例要素 ( P ： proportional element) および積分要素（ I ： integral element) を含んで構成される。

発電制御部 74は、対応の発電機構の発電電力が通信制御部 60から与えられる目標発電電力 P g*と一致するように、インバータ I NV 2を制御するためのスィッチング指令 P WM 2およぴェンジン E N Gを制御するための制御信号 C T RLを生成する。

具体的には、エンジン制御部 70は、エンジン ENGが発生する駆動力（発電電力 P g) とエンジン ENGの回転数との対応を示す予め定められた動作点特性を格納する。そして、エンジン制御部 70は、当該動作点特性に基づいて、通信制御部 60から与えられる目標宪電電力 P g*に対応するエンジン ENGの回転数（動作点）を決定し、制御信号 CTRLを生成する。また、スイッチング指令生成部 72は、エンジン ENGの馬区動力を受けて回転するモータジェネレータ M P T/JP2007/063774

G 2が目標発電電力 P g*と一致した電力を発電できるように、インバータ I N V 2を制御するためのスィツチング指令 PWM 2を生成する。

加算部 76は、通信制御部 60から与えられる目標充放電電力 P b*と、目標発電電力 P g*とを加算し、車両の目標授受電力を生成し、 P I制御部 68へ与える。

P I制御部 68は、車両外部との間で授受される電力を制御するために、インバータ I N V 3を制御するためのスィッチング指令 P WM 3を発生する。具体的には、 P I制御部 68は、 P I制御部 68は、供給電流 I A Cと供給電圧 V A C との積から車両外部との間で授受される電力（実績値）を算出し、当該算出した授受電力と、目標授受電力（目標充放電電力 P b*+目標発電電力 P g*) との偏差に応じて、スイッチング指令 PWM3を生成する。なお、 P I制御部 68は、少なくとも比例要素および積分要素を含んで構成される。

(フローチャート）

図 1 1を参照して、本努明の実施の形態に従う電力管理装置 1における処理手. 順について説明する。

制御部 CPUは、外部から供給開始指示を受けたか否かを判断する（ステップ S 100) 。供給開始指示を受けていない場合（ステップ S 100において NO の場合）には、制御部 CPUは、供給開始指示を受けるまで待つ（ステップ S 1 00) 。

供給開始指示を受けた場合（ステップ S 100において YESの場合）には、制御部 CPUは、互いに電気的に接続される車両の各々に対して識別 I D照会指示を送信する（ステップ S 102) 。続いて、制御部 CPUは、各車両からの識別 I Dを受信するために、所定期間だけ待つ（ステップ S 104) 。そして、各車両からの識別 I Dが受信されると、制御部 CPUは、車両の各々に対して出力開始指示を送信する（ステップ S 106) 。また、制御部 CPUは、各車両の識別 IDに基づいて、各車両の効率特性を特定する（ステップ S 108) 。

その後、制御部 CPUは、各車両からの SOCを受信するために、所定期間だけ待つ（ステップ S 1 10) 。各車両からの SOCが受信されると、制御部 CP Uは、各車両の SOCに基づいて、各車両の目標充放電電力 P b *を決定する (ステップ S 1 12) 。また、制御部 CPUは、電力負荷 LOADに供給される負荷電力 P sを取得する（ステップ S 1 14) 。そして、制御部 CPUは、決定された各車両の目標充放電電力 P b*の総和と負荷電力 P sとの差から、低充電状態となっている蓄電部 BATを充電するために必要な電力∑ P g*を算出する

(ステップ S 1 16) 。さらに、制御部 CPUは、各車両の効率特性に基づいて、作動させる発電機構全体での燃料消費効率が最大となるように、電力∑ P g*を分担するための各車両の目標発電電力 P g*を決定する（ステップ S 1 18) 。さらに、制御部 CPUは、ステップ S 1 12において決定された各車両の目標充放電電力 P b*、およびステップ S I 1 8において決定された各車両の目標発電電力 P g*を対応する各車両に送信する（ステップ S 120) 。

そして、制御部 CPUは、外部から供給終了指示を受けたか否かを判断する

(ステップ S 122) 。供給終了指示を受けていない場合（ステップ S 122において NOの場合）には、制御部 CPUは、上述のステップ S 1 10〜S 122 を繰返し実行する。

供給終了指示を受けた場合 (ステップ S 122において YESの場合) には、制御部 CPUは、各車両に対して出力終了指示を送信する（ステップ S 1 24) 。そして、制御部 CPUは、各車両からの停止通知を受信するために、所定期間だけ待つ（ステップ S 126) 。すべての車両からの停止通知が受信されると、制御部 CPUは、処理を終了する。

次に、図 1 2を参照して、本発明の実施の形態に従う車両 2— 1， 2-2, 2 一 3の各々における処理手順について説明する。

制御部 E CUは、電力管理装置 1から識別 I D照会指示を受けたか否かを判断する（ステップ S 200) 。識別 I D照会指示を受けていない場合（ステップ S 200において NOの場合）には、制御部 ECUは、識別 I D照会指示を受けるまで待つ（ステップ S 200) 。

識別 I D照会指示を受けた場合（ステップ S 200において YESの場合）には、制御部 ECUは、自身を示す識別 I Dを電力管理装置 1へ送信する（ステツプ S 202) 。そして、制御部 ECUは、電力管理装置 1から出力開始指示を受けるために、所定期間だけ待つ（ステップ S 204) 。電力管理装置 1から出力開始指示が受信されると、制御部 ECUは、インバータ I NV 3を作動させて、電力授受を開始する（ステップ S 206) 。

続いて、制御部 ECUは、電力管理装置 1から目標充放電電力 P b*および目標発電電力 P g*を受信するために、所定期間だけ待つ（ステップ S 208) 。そして、目標充放電電力 P b*が受信されると、制御部 ECUは、蓄電部 BAT の充放電電力 P bが目標充放電電力 P b *と一致するように、コンバータ CON Vを制御する（ステップ S 210) 。

また、目標発電電力 P g*が受信されると、制御部 ECUは、目標発電電力 P g*がゼロ値であるか否かを判断する（ステップ S 21 2) 。目標発電電力 P g *がゼロでなければ（ステップ S 212において NOの場合）、制御部 ECUは、発電機構の発電電力 P gが目標発電電力 P g*と一致するように、エンジン EN Gを作動させ、インバータ I NV 2を制御する（ステップ S 214) 。

目標発電電力 P g*がゼロ値であれば（ステップ S 2 1 2において YESの場合）、制御部 ECUは、エンジン ENGを停止状態に維持 "る（ステップ S 21 6) 。

その後、制御部 ECUは、対応の蓄電部 BATの SO Cを取得する（ステップ S 218) 。そして、制御部 ECUは、取得した蓄電部 BATの SOCを電力管理装置 1へ送信する（ステップ S 220) 。

さらに、制御部 ECUは、電力管理装置 1から出力終了指示を受けたか否かを判断する（ステップ S 222) 。出力終了指示を受けていない場合（ステップ S 222において NOの場合）には、制御部 ECUは、上述のステップ S 208〜 S 222を繰返し実行する。

出力終了指示を受けた場合（ステップ S 222において YE Sの場合）には、制御部 ECUは、インバータ I NV 3を停止させて、電力授受を停止する（ステップ S 224) 。さらに、制御部 ECUは、電力授受の停止通知を電力管理装置 1へ送信し（ステップ S 226) 、処理を終了する。

この発明の実施の形態によれば、電力管理装置 1が複数の車両の各々から送信される S O Cに基づいて、低充電状態となっている蓄電部 BATの充電を実行するために必要な電力を算出する。そして、当該算出した電力を発電するために作動させるべき発電機構を、発電機構全体で消費する燃料消費量が最小となるように決定する。これにより、蓄電部 BATの状態に応じて、電力システム全体として作動すべき発電機構を最適に選択することができる。よって、発電に使用する燃料の効率的使用および蓄電部の充電状態の管理を両立でき、各車両の蓄電部の充電状態を効率的に管理できる電力システムを実現できる。

〔変形例]

上述した本発明の実施の形態に従う電力システムによれば、各車両がモータジエネレータ MG 1, MG2を駆動するためのインバータ I NV1， I NV2とは別に配置されたインバータ I NV 3を用いて、電力負荷 LOADに電力を供給する構成について説明した。一方、本発明の実施の形態の変形例では、インバータ I NV 3を設けることなく、インバ一タ I NV1, I NV 2を用いて、モータジエネレータ MG 1， MG2の駆動、および電力負荷 LOADへの電力供給を兼用する構成について説明する。

図 13を参照して、本発明の実施の形態の変形例に従う車両は、図 3において、インバータ I NV3を取除くとともに、正供給線 AC Lpおよび負供給線 AC L nの接続先をそれぞれモータジェネレータ MG 1の中性点 N 1およびモータジェネレータ MG 2の中性点 N 2に変更したものである。

上述したように、.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。さらに、本発明の実施の形態の変形例においては、モータジェネレータ MG 1， MG2は、三相分のコイルが Y結線 (星型結線）されたステータを備える。この Y結線において、各コイルが互いに接続される点がモータジェネレータ MG 1， MG2の中性点N1， N 2に相当する。

' 上述したように、インバータ I NV 1 , I NV 2は、三相分のスイッチング素子を含むブリッジ回路で構成される。すなわち、インバータ I NV1, I NV2 の各々は、上アーム側（正側）に 3個のスイッチング素子および下アーム側（負側）に 3個のスイッチング素子を含む。インバータ I NV1, I NV2から三相交流電力を発生させる場合には、上アーム側のスイッチング素子のうち 1個、および下アーム側のスィツチング素子のうち 1個をそれぞれ時間的に切換えてオン状態に駆動する。

一方、上アーム側および下アーム側の各々において、 3個のスイッチング素子を一括してオン/オフ動作させることもできる。このような動作モードにおいては、上アーム側の 3個のスイッチング素子は、互いに同じスイッチング状態（すベてオン、または、すべてオフ）とみなすことができ、また、下アーム側の 3個のスィツチング素子も互いに同じスィツチング状態とみなすことができる。このような動作モードでは、それぞれの相電圧は互いに等しくなるので、中性点を基準とする零電圧べクトルを定義することができる。

図 14は、零電圧べクトルを生成する場合における、ィンバータ I N V 1 , I NV 2およびモータジェネレータ MG 1， MG 2の零相等価回路である。

図 14を参照して、インバータ I NV1, I NV 2が上述のような零電圧べクトルを生じるような動作モードを実行する場合には、インバータ I NV1における上アーム側の 3個のスイッチング素子 TRは上アーム ARM 1 pとしてまとめて示され、ィンバータ I NV 1における下アーム側の 3個のスィツチング素子 T Rは下アーム ARM1 nとしてまとめて示される。同様に、インバータ I NV2 における上アーム側の 3個のスィツチング素子 TRは上アーム ARM 2 pとしてまとめて示され、インバータ I NV 2における下アーム側の 3個のスィツチング素子 TRは下アーム ARM 2 nとしてまとめて示されている。

図 14に示される零相等価回路は、主正母線 MP Lおよび主負母線 MNLを介して供給される直流電力を単相交流電力に変換し、中性点 N 1および N2から正供給,锒 A C L pおよぴ負供給線 A C L nを介して変換した単相交流電力を出力する単相インバータとみることができる。

そこで、インバータ I NV1， I NV 2の各々において零電圧ベクトルを時間的に変化させ、インバータ INV l, I NV 2をそれぞれ単相インバータとして動作するようにスイッチング制御することによって、蓄電部 BATからの放電電力から交流電力を生成し、電力負荷 LOADへ供給することができる。

その他については、図 3に示す車両の構成と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

また、本発明の実施の形態の変形例に従う電力システムのシーケンスおよび処理フローについても、上述の本発明の実施の形態と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

この発明の実施の形態の変形例によれば、上述のこの発明の実施の形態における効果に加えて、各車両の構成を簡素化することができる。よって、この発明に係る電力システムをより安価に実現することができる。

なお、上述のこの発明の実施の形態およびその.変形例においては、各車両とは別に電力管理装置が配置される構成について説明したが、電力管理装置の機能をいずれかの車両に組込んで構成してもよい。

また、上述のこの発明の実施の形態おょぴその変形例においては、ハイブリツド車両のみからなる電力システムの場合について例示したが、共通の電力システム內に、ハイプリッド車両や燃料電池車などの異なる種類の車両が含まれるような構成であってもよい。

また、上述のこの発明の実施の形態およびその変形例においては、車両間または車両と供給管理装置との間の通信を、供給線を用いた P L C通信で実現する構成について説明したが、この通信方法に限られることはない。たとえば、携帯電話、 P H S、無線 L A N、および、 Bluetooth (登録商標）などの無線通信を用いてもよい。

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。

Claims

請求の範囲

1 . 各々が車両外部との間で電力授受を可能に構成された複数の車両と、前記複数の車両を互いに電気的に接続するための電力線と、

前記複数の車両の授受電力を管理するための電力管理手段.とを備え、前記電力管理手段は、前記複数の車両の各々との間で情報の送受信を可能に構成され、

前記複数の車両の各々は、

充放電可能に構成された蓄電部と、

燃料の燃焼によつて作動する内燃機関からの駆動力を受けて発電可能な発電機構と、

前記蓄電部の充電状態を取得するための充電状態取得手段と、

前記取得される前記充電状態を前記電力管理手段へ送信するための充電状態送信手段と、 ·

前記電力管理手段からの発電指示に応じて、前記発電機構での発電を制御する発電制御手段とを含み、

前記電力管理手段は、

前記複数の車両の各々から送信される前記充電状態に基づいて、低充電状態となっている蓄電部が存在すれば、当該低充電状態となっている蓄電部の充電を実行するために必要な電力を算出する必要電力算出手段と、

発電機構全体で消費する燃料消費量が最小となるように、前記必要電力算出手段によって算出された電力を発電するために作動させるべき少なくとも 1つの発電機構を決定する発電電力決定手段と、

前記決定された発電機構の各々に対応する前記車両に対して、前記発電指示を与える発電指示送信手段とを含む、電力システム。

2 . 前記発電電力決定手段は、前記発電機構の各々における発電電力と前記内燃機関の燃料消費効率との対応を示す予め取得された効率特性に基づいて、作動させる発電機構全体での燃料消費効率が最大となるように、前記作動させるべき発電機構の数を決定する、請求の範囲第 1項に記載の電力システム。

3 . 前記発電電力決定手段は、前記発電機構の各々における発電電力と前記内燃機関の燃料消費効率との対応を示す予め取得された効率特性に基づいて、作動させる発電機構全体での燃料消費効率が最大となるように、前記作動させるべき発電機構の各々に分担させる発電電力を決定する、請求の範囲第 1項に記載の電力システム。

4 . 前記複数の車両の各々は、自身を示す識別情報を前記電力管理手段へ送信するための識別情報送信手段をさらに含み、

前記識別情報送信手段は、各識別情報に対応付けた前記効率特性を予め格納する効率特性格納手段さらに含み、

前記発電電力決定手段は、前記複数の車両の各々から送信される前記識別情報に基づいて、格納された前記複数の効率特性の中から前記複数の車両の各々についての前記効率特性を特定する、請求の範囲第 2項または第 3項に記載の電力システム。

5 . 前記電力線は、前記複数の車両と共通の電力負荷との間で電力授受が可能なように、当該電力負荷と電気的に接続され、

前記電力管理手段は、前記電力負荷に供給される負荷電力を取得するための負荷電力取得手段をさらに含み、

前記必要電力算出手段は、前記負荷電力取得手段によって取得される負荷電力を考慮して、前記必要な電力を算出する、請求の範囲第 2項に記載の電力システム。

6 . 前記電力管理手段と前記複数の車両の各々とは、前記電力線を介して、情報の送受信を行なうように構成される、請求の範囲第 1項に記載の電力システム。

7. 前記複数の車両のうち少なくとも 1台の車両は、

各々が星形結線されたステータを含んで構成される第 1および第 2の回転電機と、

前記蓄電部と電気的に接続され、それぞれ前記第 1および第 2の回転電機を駆動するための第 1および第 2のィンバータとを含み、

前記第 1の回転電機の第 1の中性点および前記第 2の回転電機の第 2の中†生点を介して、前記車両外部との間で電力授受を行なうように構成され、前記第 1および第 2のィンバータの各々は、前記第 1の中性点と前記第 2の中性点との間に、単相交流電圧が生じるようにスィツチング動作を実行可能に構成される、請求の範囲第 1項に記載の電力システム。

8 . 各々が車両外部との間で電力授受を可能に構成された複数の車両と、前記複数の車両を互いに電気的に接続するための電力線と、

前記複数の車両の授受電力を管理するための電力管理装置とを備え、前記電力管理装置は、前記複数の車両の各々との間で情報の送受信を可能に構成され、

前記複数の車両の各々は、

充放電可能に構成された蓄電部と、

前記蓄電部の充電状態を取得するための充電状態取得部と、

前記取得される前記充電状態を前記電力管理装置へ送信するための充電状態送信部と、

前記電力管理装置からの発電指示に応じて、前記発電機構での発電を制御する発電制御部とを含み、

前記電力管理装置は、

前記複数の車両の各々から送信される前記充電状態に基づいて、低充電状態となっている蓄電部が存在すれば、当該低充電状態となっている蓄電部の充電を実行するために必要な電力を算出し、

発電機構全体で消費する燃料消費量が最小となるように、算出した必要な電力を発電するために作動させるべき少なくとも 1つの発電機構を決定し、

前記決定された発電機構の各々に対応する前記車両に対して、前記発電指示を与える、電力システム。

9 . 各々が充放電可能に構成された蓄電部を含む複数の車両に対して、前記蓄電部の充電状態を管理する方法であって、

前記複数の車両の各々は、

車両外部との間で電力授受を可能に構成されるとともに、電力線を介して互いに電気的に接続され、かつ電力管理部との間で情報の送受信を可能に構成され、さらに、

燃料の燃焼によつて作動する内燃機関からの駆動力を受けて発電可能な発電機構を含み、

前記方法は、

前記複数の車両の各々において対応の前記蓄電部の充電状態を取得するステツプと、

前記取得された前記充電状態を前記複数の車両の各々から前記電力管理部へ送信するステップと、

前記電力管理部が前記複数の車両の各々から送信される前記充電状態に基づいて、低充電状態となっている蓄電部が存在すれば、当該低充電状態となっている蓄電部の充電を実行するために必要な電力を算出するステップと、

総合的な燃料消費量が最小となるように、前記必要な電力を発電するために作動させるべき少なくとも 1つの発電機構を前記電力管理部によって決定するステップと、

前記決定された発電機構の各々に対応する前記車両に対して、前記電力管理部から発電指示を与 £るステップと、

前記発電指示を受けた前記車両において、当該発電指示に応じて、対応の前記発電機構での発電を制御するステップとを含む、充電状態を管理する方法。

1 0 . 前記発電機構を決定するステップでは、前記発電機構の各々における発電電力と前 ¾内爆機関の燃料消費効率との対応を示す予め取得された効率特性に基づいて、作動させる発電機構全体での燃料消費効率が最大となるように、前記作動させるべき発電機構の数が決定される、請求の範囲第 9項に記載の充電状態を管理する方法。

1 1 . 前記発電機構を決定するステッ^では、前記発電機構の各々における発電電力と前記内燃機関の燃料消費効率との対応を示す予め取得された効率特性に基づいて、作動させる発電機構全体での燃料消費効率が最大となるように、前記作動させるべき発電機構の各々に分担させる発電電力が決定される、請求の範囲第

9項に記載の充電状態を管理する方法。

1 2 . 前記複数の車両の各々が自身を示す識別情報を前記電力管理部へ送信するステップと、

前記複数の車両の各々から送信される前記識別情報に基づいて、前記電力管理部が前記識別情報に対応付けて予め格納した複数の前記効率特性を参照して、前記複数の車両の各々についての前記効率特性を特定するステップとをさらに含む、請求の範囲第 1 0項または第 1 1項に記載の充電状態を管理する方法。