WO2008081691A1

WO2008081691A1 - 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

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Publication number: WO2008081691A1
Application number: PCT/JP2007/073900
Authority: WO
Inventors: Shinji Ichikawa; Eiji Sato
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2007-01-04
Filing date: 2007-12-05
Publication date: 2008-07-10
Also published as: US7923866B2; KR101036267B1; CN101573860B; EP2117106B1; CN101573860A; EP2117106A1; EP2117106A4; US20100065349A1; KR20090098913A; JP2008187884A; RU2408128C1; JP4569603B2

Abstract

　蓄電部（１０）および（２０）がいずれも正常であれば、システムリレー（ＳＭＲ１）および（ＳＭＲ２）がオン状態に維持される。コンバータ（１８）は、電圧制御モード（昇圧）に従って電圧変換動作を行ない、コンバータ（２８）は、電力制御モードに従って昇圧動作を行う。蓄電部（１０）に何らかの異常が発生してシステムリレー（ＳＭＲ１）がオフ状態に駆動されると、コンバータ（１８）および（２８）は、電圧変換動作を停止するとともに、それぞれ蓄電部（１０）および（２０）と主正母線（ＭＰＬ），主負母線（ＭＮＬ）との間を電気的な導通状態に維持する。

Description

明細書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技術分野

この発明は、複数の蓄電部を有する電源システムおよびそれを備える車両、ならぴにその制御方法に関し、特に蓄電部を電源システムから切離したときの制御技術に関する。背景技術

近年、環境問題を考慮して、エンジンとモータとを効率的に組み合わせて走行するハイプリッド車両が実用化されている。このようなハイプリッド車両は、充放電可能な蓄電部を搭載し、発進時や加速時などにモータへ電力を供給して駆動力を発生する一方で、下り坂や制動時などに車両の運動エネルギーを電力として回収する。そのため、ハイブ.リツド車両に搭載される蓄電部には、入出力電力および充放電容量の大きなニッケル水素電池やリチウムイオン電池などが採用されている。

このようなハイプリッド車両に対して、商用電源などの外部電源を用いて蓄電部を充電可能なプラグイン（plug- in) と呼ばれる構成が提案されている。このプラグイン方式は、通勤や買い物などの比較的短距離の走行に対して、エンジンを停止状態に保つたまま、外部電源から予め蓄電部に蓄えておいた電力を用いて走行することで、総合的な燃料消費効率をより高めることを目的とするものである。

蓄電部からの電力のみを用いた走行モード、いわゆる E V ( Electric Vehicle) 走行モードでは、電力を定常的に出力する必要があるので、プラグィン方式に使用される蓄電部には、通常のハイプリッド車両に搭載される蓄電部に比較して、より大きな充放電容量が要求される一方で、入出力電力は相対的に小さくてもよレヽ。

このように、プラグイン方式のハイブリッド車両では、異なる性能をもつ蓄電部が必要となる。そこで、充放電特性の異なる複数の蓄電部を搭載する構成が望ましい。複数の蓄電部を搭载する構成としては、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 Z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つのイ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電池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含む。

一般的に、蓄電部には比較的大量の電気エネルギーが蓄えられるので、安全上の観点から、蓄電部の状態値に基づいて異常状態が常時監視される。たとえば、蓄電部の内部抵抗値に基づいて劣化度合いなどが判定される。そして、異常状態であると判定されると、当該蓄電部をシステムから電気的に切離す必要が生じる。上述の米国特許第 6 , 6 0 8， 3 9 6号明細書に開示される電動モータ電源管理システムでは、電池（蓄電部）に異常が発生した場合について何らの考慮もなされておらず、異常が発生した蓄電部を電気的に切離す構成も開示されていない。そのため、複数の蓄電部のうちいずれか 1つでも異常が発生すると、システム全体を停止せざるを得ないという問題があった。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、複数の蓄電部のうち一部の蓄電部が何らかの理由によって電気的に切離されたときであっても、負荷装置への電力供給を継続可能な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を提供することである。

この発明のある局面に従えば、第 1および第 2の負荷装置へ電力を供給するための電源システムを提供する。電源システムは、第 1の負荷装置と電気的に接続された第 1の電力線対と、充放電可能な複数の蓄電部と、複数の蓄電部にそれぞれ対応付けられた複数の電圧変換部とを含む。複数の電圧変換部は、第 1の電力線対に対して並列接続され、かつ各々が第 1の電力線対と対応の蓄電部との間で電圧変換動作を行なうように構成される。電源システムは、複数の蓄電部にそれぞれ対応付けられ、かつ各々が対応の蓄電部と対応の電圧変換部との間を電気的に切離すための複数の切離部と、一端が複数の電圧変換部のうちの 1つである第 1の電圧変換部と対応の切離部との間に電気的に接続され、他端が第 2の負荷装置に電気的に接続された第 2の電力線対と、制御部とをさらに含む。制御部は、複数の切離部のいずれか 1つの切離部によって対応の蓄電部と対応の電圧変換部との間が電気的に切離された場合に、残余の蓄電部からの電力を用いて、第 1の電力線対を介して第 1の負荷装置への電力供給を継続するとともに、第 2の電力線対を介して第 2の負荷装置への電力供給を継続するように、複数の電圧変換部を制御する。

好ましくは、電源システムは、複数の蓄電部の各々についての異常状態を検出する異常検出部をさらに含む。複数の切離部の各々は、異常検出部による対応の蓄電部における異常状態の検出に応答して、対応の蓄電部と対応の電圧変換部との間を電気的に切離すように構成される。

好ましくは、異常検出部は、対応の蓄電部の温度、電圧値、電流値および内部抵抗値の少なくとも 1つに基づいて、複数の蓄電部の各々についての異常状態を検出する。

好ましくは、制御部は、第 1の電圧変換部と対応の蓄電部との間が対応の切離部によって電気的に切離されたときに、残余の蓄電部からの電力が第 1の電力線対を介して第 1の負荷装置へ供給されるように残余の蓄電部にそれぞれ対応する電圧変換部を制御するとともに、第 1の電力線対から第 2の電力線対を介して第 2の負荷装置へ電力が供給されるように第 1の電圧変換部を制御する。

さらに好ましくは、制御部は、複数の電圧変換部の各々について、第 1の電力線対と対応の蓄電部との間での電力変換動作を停止した上で両者を電気的に導通状態にする。

さらに好ましくは、複数の電圧変換部の各々は、インダクタと直列接続された上で、第 1の電力線対の一方の電力線と対応の蓄電部の一方極との間に配置され、両者を電気的に断続可能なスィツチング素子と、第 1の電力線対の他方の電力線と対応の蓄電部の他方極とを電気的に接続するための配線とを含む。制御部は、複数の電圧変換部の各々について、スィツチング素子をオン状態にすることで導通状態に維持する。 '

また好ましくは、制御部は、対応の蓄電部からの電力が昇圧動作を伴って第 1 の電力線対へ供給されるように第 1の電圧変換部を除く残余の電圧変換部を制御するとともに、第 1の電力線対からの電力が降圧動作を伴って第 2の負荷装置へ供給されるように第 1の電圧変換部を制御する。

さらに好ましくは、制御部は、第 2の負荷装置へ供給される降圧後の電圧値を所定の目標値とするための第 1の制御モードに従って、第 1の電圧変換部を制御する。

さらに好ましくは、制御部は、第 1の電力線対へ供給される昇圧後の電圧値を所定の目標値とするための第 2の制御モードに従って、残余の電圧変換部の少なくとも 1つを制御する。

さらに好ましくは、第 1の電圧変換部と対応の蓄電部との間が電気的に接続された状態において、第 1の電圧変換部は、第 2の制御モードに設定されて電圧変換動作を実行するとともに、残余の電圧変換部の各々は、第 1の電力線対と対応の蓄電部との間で授受される電力値を所定の目標値とするための第 3の制御モードに設定されて電圧変換動作を実行する。制御部は、対応の切離部による第 1の電圧変換部と対応の蓄電部との間の電気的な切離しに応答して、残余の電圧変換部の少なくとも 1つおよび第 1の電圧変換部についての制御モードを切替える。この発明の別の局面に従えば、上述の電源システムと、第 1の負荷装置として走行用の駆動力を発生するための駆動力発生部とを含む車両を提供する。

好ましくは、車両は、第 2の負荷装置として車両用の補機群をさらに含む。この発明のさらに別の局面に従えば、第 1および第 2の負荷装置へ電力を供給するための電源システムの制御方法を提供する。電源システムは、第 1の負荷装置と電気的に接続された第 1の電力線対と、充放電可能な複数の蓄電部と、複数の蓄電部にそれぞれ対応付けられた複数の電圧変換部とを含む。複数の電圧変換部は、第 1の電力線対に対して並列接続され、かつ各々が対応の蓄電部と第 1の電力線対との間で電圧変換動作を行なうように構成される。電源システムは、複数の蓄電部にそれぞれ対応付けられ、かつ各々が対応の蓄電部と対応の電圧変換部との間を電気的に切離すための複数の切離部と、一端が複数の電圧変換部のうちの 1つである第 1の電圧変換部と対応の切離部との間に電気的に接続され、他端が第 2の負荷装置に電気的に接続された第 2の電力線対とをさらに含む。制御方法は、複数の蓄電部の各々についての異常状態の有無を検出するステップと、複数の蓄電部のいずれか 1つの蓄電部について異常状態を検出した場合に、当該異常状態が検出された蓄電部と対応の電圧変換部との間を対応の切離部によって電気的に切離すステップと、切離された蓄電部を除く残余の蓄電部からの電力を用いて、第 1の電力線対を介して第 1の負荷装置への電力供給を継続するとともに、第 2の電力線対を介して第 2の負荷装置への電力供給を継続するように複数の電圧変換部を制御するステップとを含む。

この発明によれば、複数の蓄電部のうち一部の蓄電部が何らかの理由によって電気的に切離されたときであっても、負荷装置への電力供給を継続可能な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を実現できる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の実施の形態 1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 2は、本発明の実施の形態 1に従うコンバータの概略構成図である。

図 3 A, 3 Bは、本発明の実施の形態 1に従う駆動力発生部および補機群への電力供給の概要（ケース 1 ) を示す図である。

図 4 A， 4 Bは、本発明の実施の形態 1に従う駆動力発生部および補機群への電力供給の概要（ケース 2 ) を示す図である。

図 5 A, 5 Bは、本発明の実施の形態 1に従う駆動力発生部および補機群への電力供給の概要（ケース 3 ) を示す図である。

図 6 A， 6 Bは、本発明の実施の形態 1に従う駆動力発生部および補機群への電力供給の概要（ケース 4 ) を示す図である。

図 7は、図 3 Bおよび図 4 Bに示す導通モードにおけるコンバータの作動状態図である。

図 8は、蓄電部の異常状態を検出するための電池 E C Uにおける制御構造を示すブロック図である。

図 9は、蓄電部の異常状態を検出するための電池 E C Uにおける制御構造を示すブロック図である。

図 1 0は、コンバータ E C Uにおけるスィツチング指令の生成に係る制御構造を示すブロック図である。

図 1 1は、図 3 Aおよび図 5 Aに対応する制御系（通常時）の制御構造を示すブロック図である。

図 1 2は、図 4 Aおよび図 6 Aに対応する制御系（通常時）の制御構造を示すブロック図である。

図 1 3は、図 3 Bおよび図 4 Bに対応する制御系（異常時）の制御構造を示すプロック図である。

図 1 4は、図 5 Bおよび図 6 Bに対応する制御系（異常時）の制御構造を示すブロック図である。

図 1 5は、本発明の実施の形態 1に従う電源システムの制御方法に係るフローチャートである。

図 1 6は、本発明の実施の形態 1の変形例に従う駆動力発生部および補機群への電力供給の概要を示す図である。

図 1 7は、図 3 Bおよび図 4 Bに示す電圧制御モード（昇圧/降圧）におけるコンバータの作動状態図である。

図 1 8は、図 3 Bおよび図 4 Bに対応する制御系（異常時）の制御構造を示すブロック図である。

図 1 9は、本発明の実施の形態 2の変形例に従う駆動力発生部および補機群への電力供給の概要を示す図である。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。

[実施の形態 1 ]

(車両の構成）図 1は、本発明の実施の形態 1に従う電源システム 100を備える車両 1の要部を示す概略構成図である。

図 1を参照して、車両 1は、電源システム 100と、第 1インバータ（I NV 1 ) 40，第 2インバータ（I NV2) 42，第 3インバータ（I NV3) 44 と、モータジェネレータ（M/G) MG1， MG2と、駆動 ECU (Electronic Control Unit) 50と、エアコン装置 70と、低圧補機類 82と、降圧コンバータ 80と、副蓄電部 S Bとを含む。

本実施の形態 1においては、複数の蓄電部を備える電源システムの一例として、 2つの蓄電部 10, 20を含む電源システム 100について説明する。

インバータ 40， 42と、モータジェネレータ MG 1 , MG2と、駆動 ECU 50とは、車両 1の走行用の駆動力を発生するための「駆動力発生部」を構成する。本明細書では、この「駆動力発生部」を「第 1の負荷装置」とする場合について例示する。すなわち、車両 1は、電源システム 100から駆動力発生部へ供給される電力により生じる駆動力を、車輪（図示せず）に伝達することで走行する。

また、エアコン装置 70と、低圧補機類 82と、降圧コンバータ 80と、副蓄電部 SBとは、車両用の「補機群」を構成する。本明細書では、この「補機群」を「第 2の負荷装置」とする場合について例示する。

本明細書では、いずれかの「蓄電部」が電源システムから電気的に切離されたとしても、「第 1の負荷装置」に相当する「駆動力発生部」に加えて、「補機群」に対しても電力供給を継続可能な構成について例示する。「蓄電部」を電気的に切離す必要が生じるのはさまざまな状況が想定されるが、本実施の形態 1および 2ならびにそれらの変形例では、当該蓄電部が異常状態になったことによつて、当該蓄電部を電源システムから電気的に切離す必要があると判断する場合を例示する。

(駆動力発生部の構成）

インバータ 40, 42は、第 1の電力線対である主正母線 MP Lおよび主負母茅泉 MNLに並列接続され、それぞれ電源システム 100との間で電力の授受を行なう。すなわち、インバータ 40, 42は、主正母線 MP Lおよび主負母線 MN Lを介して供給される電力（直流電力） ·を交流電力に変換してそれぞれモータジエネレータ MG 1 , MG 2へ供給する一方、モータジェネレータ MG 1， MG 2 がそれぞれ発生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 0 0へ返還する。一例として、インバータ 4 0， 4 2は、三相分のスィッチング素子を含むプリッジ回路で構成され、それぞれ駆動 E C U 5 0から受けたスィツチング指令 P WM 1 , P WM 2に応じて、スイッチング（回路開閉）動作を行なうことで、電力変換を実現する。

モータジェネレータ MG 1 , MG 2は、それぞれインバータ 4 0 , 4 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， MG 2は、永久磁石が埋設されたロータを有す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， MG 2は、それぞれ動力伝達機構 4 6を介して図示しないエンジンと機械的に接続される。

エンジンおよびモータジェネレータ MG 1， MG 2がそれぞれ発生する駆動力が最適な比率となるように、駆動 E C U 5 0において演算処理が実行される。より詳細には、駆動 E C U 5 0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ツプなどに基づいて、ェンジンぉよびモータジェネレータ]^ G 1 , MG 2で発生させるべき駆動力を決定する。なお、モータジヱネレータ M G 1をもっぱら発電機として機能させ、モータジェネレータ MG 2をもっぱら電動機として機能させることもできる。

(補機群の構成）

エアコン装置 7 0は、車室内を主として空調するための装置であり、第 2の電源線対である低圧正線 L P Lおよび低圧負線 L N Lに接続されたィンバータ 7 2 と、インバータ 7 2によって駆動されるコンプレッサ 7 4とを含む。インバータ 7 2は、電源システム 1 0 0から供給される直流電力を交流電力に変換してコンプレッサ 7 4へ供給する。コンプレッサ 7 4は、冷媒（たとえば、フロン類）に対して圧縮および膨張を操返す冷凍サイクル（図示しない）を実行することで、気化熱を生じさせて空調を実現するための装置であり、インバータ 7 2から供給される交流電力によって発生する回転駆動力を用いて冷媒を圧縮する。

低圧補機類 8 2は、電源システム 1 0 0から供給される電力の電圧値（例えば、 2 8 8 V) に比較して低圧（例えば、 1 2 Vもしくは 2 4 V) で作動する捕機類の総称であり、一例として、カーナビゲーシヨンシステム、カーオーディオ、車内灯、車内インジケータなどを含む。そして、低圧補機類 8 2は、降圧コンパ一タ 8 0もしくは副蓄電部 S Bから供給される低圧の直流電力によって作動する。降圧コンバータ 8 0は、電源システム 1 0 0からの供給電力を降圧するための装置であり、低圧正線 L P Lおよび低圧負線 L N Lに接続され、降圧後の直流電力を低圧補機類 8 2および副蓄電部 S Bへ供給する。一例として、降圧コンパ一タ 8 0は、直流電力を交流電力に変換した上で卷線変圧器（トランス）を用いて電圧変換を行ない、電圧変換後の交流電力を直流電力に再変換する、いわゆる「トランス」型の回路で構成される。

副蓄電部 S Bは、一例として鉛蓄電池などからなり、降圧コンバータ 8 0の出力側に接続され、出力される直流電力で充電される一方、低圧補機類 8 2へその充電電力を供給する。すなわち、副蓄電部 S Bは、降圧コンバータ 8 0からの出力電力と、低圧補機類 8 2での需要電力とのアンバランスを補うための電力バッファとしても機能する。

(プラグイン構成）

さらに、本実施の形態 1においては、インバータ 4 4が、主正母線 M P Lおよび主負母線 MN Lに対してインバータ 4 0， 4 2と並列に接続される。インバータ 4 4は、車両外部からの外部電力を用いて電源システム 1 0 0に含まれる蓄電部 1 0， 2 0を充電するための充電装置である。具体的には、インバータ 4 4は、充電コネクタ 6 0および供給線 A C Lを介して、車両外部の住宅などからの商用電源（ともに図示せず）と電気的に接続され、外部電源からの電力を受入可能に構成される。そして、インバ一タ 4 4は、外部電源からの電力を電源システム 1 0 0へ供給するための直流電力に変換する。一例として、インバータ 4 4は、車両外部の住宅（図示せず）内で使用される商用電源の給電形態に対応させて、代表的に単相ィンバータで構成される。

なお、プラグイン構成は、図 1に示す構成に限られものではなく、モータジェネレータ MG 1および MG 2の中性点を介して外部電源と電気的に接続するように構成してもよい。

(電源システムの構成）

電源システム 100は、平滑コンデンサ Cと、蓄電部 10, 20と、コンバータ（CONV) 18， 28と、温度検出部 1 2， 22と、電圧検出部 14， 24， 52と、電流検出部 16， 26, 54と、システムリレー SMR 1, SMR2と、電池 ECU 32と、コンバータ ECU 30とを備える。

平滑コンデンサ Cは、主正母線 MP Lと主負母線 MNLとの間に接続され、電源システム 100と駆動力発生部との間で授受される電力に含まれる変動成分を低減する。

電圧検出部 52は、主正母線 MP Lと主負母線 MN Lとの線間に接続され、電源システム 100と駆動力発生部との間で授受される電力の電圧値である、母線電圧値 Vcを検出し、その検出結果をコンバータ ECU 30へ出力する。また、電流検出部 54は、主正母線 MP Lに介揷され、電源システム 100と駆動力発生部との間で授受される電力の電流値である母線電流値 I cを検出し、その検出結果をコンバータ ECU 30へ出力する。

蓄電部 10， 20は、充放電可能な直流電力の貯蔵要素であり、一例として、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などの二次電池、もしくは電気二重層キャパシタからなる。

コンバータ 18および 28は、主正母/線 M P L , 主負母/線 MN Lに対して並列接続されるとともに、それぞれ対応する蓄電部 10および 20と主正母線 MP L, 主負母線 MN Lとの間で電力変換動作を行なうように構成された電圧変換部である。具体的には、コンバータ 18および 28は、それぞれ対応する蓄電部 10および 20からの放電電力を所定電圧に昇圧して駆動力発生部へ供給可能である一方、駆動力発生部から供給される回生電力を所定電圧に降圧してそれぞれ対応する蓄電部 10および 20へ供給可能である。一例として、コンバータ 18， 28 は、いずれも「チヨッパ」型の回路で構成される。

温度検出部 1 2， 22は、それぞれ蓄電部 10, 20を構成する電池セルなどに近接して配置され、蓄電部 10, 20の温度 Tb l， Tb 2を検出し、その検出結果を電池 ECU 32へ出力する。なお、温度検出部 12， 22は、それぞれ蓄電部 10， 20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による検出値から得られる代表値を出力するように構成してもよい。

電圧検出部 14は、蓄電部 10とコンバータ 18とを電気的に接続する正線 P L 1および負線 N L 1の線間に接続され、蓄電部 10の入出力に係る電圧値 V b 1を検出し、その検出結果を電池 ECU 32およびコンバータ ECU 30へ出力する。同様に、電圧検出部 24は、蓄電部 20とコンバータ 28とを電気的に接続する正線 P L 2およぴ負線 N L 2の線間に接続され、蓄電部 20の入出力に係る電圧値 Vb 2を検出し、その検出結果を電池 ECU 32およびコンバータ EC U 30へ出力する。

電流検出部 16， 26は、それぞれ蓄電部 10， 20とコンバータ 18, 28 とを接続する正線 PL 1， P L 2に介装され、それぞれ対応する蓄電部 10, 2 0の充放電に係る電流値 I b 1 , I b 2を検出し、その検出結果を電池 E CU 3 2およびコンバータ ECU 30へ出力する。

システムリレー S MR 1は、蓄電部 10とコンバータ 18とを電気的に接続する正線 P L 1およぴ負線 N L 1に介挿され、後述する電池 E C U 32からのシステムオン指令 SON 1に応答して、蓄電部 10とコンバータ 18との間を電気的に接続もしくは遮断する。なお、以下の説明では、電気的な接続状態を「オン」状態とも称し、電気的な遮断状態を「オフ」状態とも称す。

さらに、低圧正線 LP Lおよび低圧負線 LNLは、システムリレー SMR 1とコンバータ 18との間の位置において、それぞれ正線 P L 1および負線 NL 1に接続される。これにより、正線 P L 1および負線 NL 1を流れる電力の一部を車両用の補機群に供給可能である。そして、システムリレー SMR 1が遮断状態にあれば、蓄電部 10は、駆動力発生部および補機群から電気的に切離される。同様に、システムリレー SMR 2は、蓄電部 20とコンバータ 28とを電気的に接続する正線 P L 2および負線 N L 2に介揷され、後述する電池 E C U 32からのシステムオン指令 SON 2に応答して、蓄電部 20とコンバータ 28との間を電気的に接続もしくは遮断する。

このように、本実施の形態 1では、システムリレー S MR 1， SMR 2力「複数の切離部」に相当する。

電池 E C U 32は、蓄電部 10, 20を監視制御する装置であり、制御線 L N K1を介して接続されたコンバータ ECU 30と連係して、蓄電部 10， 20の充電状態（ S O C ： State Of Charge；以下、「 S〇 C」とも称す）を所定範囲に維持する。具体的には、電池 ECU32は、温度検出部 12， 22からの温度 T b 1， T b 2と、電圧検出部 14, 24からの電圧値 V b 1， V b 2と、電流検出部 16， 26からの電流値 l b 1, I b 2に基づいて、蓄電部 10, 20の SOCをそれぞれ算出する。そして、電池 ECU32は、算出したそれぞれの S OC、および当該 SO Cに依存して決定される許容電力（充電許容電力および放電許容電力）をコンバータ ECU 30へ送出する。

さらに、電池 ECU 32は、蓄電部: L 0， 20の温度 Tb l, T b 2、電圧値 Vb 1 , Vb 2、電流値 I b 1, l b 2および内部抵抗値などに基づいて、蓄電部 10, 20の各々についての異常状態を検出する。そして、蓄電部 10, 20 がいずれも正常であれば、電池 ECU 32は運転者の操作によるイダニッシヨンオン指令（図示しない）に応答して、それぞれシステムオン指令 SON 1， SO N 2を活性化し、システムリレー SMR 1, SMR 2をオン状態に駆動する。一方、蓄電部 10および 20のいずれかで異常が発生していれば、電池 ECU 32 は電気的な切離しが必要であると判断し、対応するシステムオン指令 SON 1, SON 2を非活性化し、対応する蓄電部 10, 20を電源システム 100から電気的に切離す。

コンバータ ECU 30は、制御線 LNK1を介して接続された電池 ECU 32 および制御線 L N K 2を介して接続された駆動 ECU50と連係して、駆動力発生部が要求する電力値を蓄電部 10および 20が所定の比率で分担できるように、それぞれコンバータ 18, 28における電力変換動作を制御する。具体的には、コンバータ ECU 30は、コンバータ 18, 28のそれぞれについて、後述する複数の制御モードのうち予め選択される制御モードに従うスィツチング指令 PW C 1 , PWC 2を実現する。

特に、本実施の形態 1に従う電源システム 100においては、蓄電部 10, 2 0のいずれも正常であるときには、コンバータ 18および 28のうちいずれか一方が「マスター」として作動するとともに、他方が「スレーブ」として作動する。

「マスター」として作動するコンバータは、電¾§システム 1 0 0から駆動力発生部へ供給される電力の電圧値（主正母線 M P Lと主負母線 MN Lとの間の母線電圧値 V c ) を所定の電圧目標値とするための「電圧制御モード（昇圧）」に従つて制御される。一方、「スレーブ」として作動するコンバータは、電源システム 1 0 0から駆動力発生部へ供給される電力のうち、対応の蓄電部が分担する電力 (当該蓄電部と主正母線 M P L , 主負母線 MN Lとの間で授受される電力）を所定の電力目標値とするための「電力制御モード」に従って制御される。この際、蓄電部 1 0から放電された電力の一部が補機群へ供給される。

ここで、蓄電部 1 0に異常が発生して電源システム 1 0 0から電気的に切離されたときには、コンバータ 2 8は、蓄電部 2 0から駆動力発生部への電力供給が継続されるように電圧変換動作を継続する一方、コンバータ 1 8は、主正母線 M P L , 主負母線 MN Lに流れる電力の一部が補機群へ供給されるように電圧変換動作を行なう。この場合には、蓄電部 2 0に対応するコンバータ 2 8が「マスタ一」として作動する必要がある。そのため、蓄電部 1 0が電気的に切離される直前において、コンバータ 2 8が「スレーブ」として作動していれば、蓄電部 1 0 が電気的に切離されるのと同時にコンバータ 2 8は「マスター」として作動するようにモード切替えが行なわれる。

これに対して、蓄電部 2 0に異常が発生して電源システム 1 0 0から電気的に切離されたときには、コンバータ 1 8は、蓄電部 1 0から駆動力発生部および補機群への電力供給が継続されるように電圧変換動作を行なう一方、コンバータ 2 8は、電圧変換動作を停止する。この場合には、蓄電部 1 0に対応するコンパ一タ 1 8が「マスター」として作動する必要がある。そのため、蓄電部 2 0が電気的に切離される直前において、コンバータ 1 8力 S 「スレーブ」として作動していれば、蓄電部 2 0が電気的に切離されるのと同時にコンバータ 1 8は「マスタ一」として作動するようにモード切替えが行なわれる。

以上のように、本実施の形態では、蓄電部 1◦および 2 0のいずれか一方に異常が発生した場合であっても、駆動力発生部および補機群への電力供給の継続が可能である。本実施の形態においては、コンバータ ECU30が「制御部」に対応し、電池 ECU32が「異常検出部」に対応する。

(コンバータの構成）

図 2を参照して、本発明の実施の形態 1に従うコンバータ 18は、コンバ一タ ECU 30 (図 1) からのスイッチング指令 PWC 1に応じて、蓄電部 10の放電時には蓄電部 10から供給される直流電力を昇圧する一方、蓄電部 10に対する充電時には主正母線 MP L，主負母線 MNLから供給される直流電力を降圧する。そして、コンバータ 18は、スイッチング素子であるトランジスタ Q 1A, Q 1 Bと、ィンダクタ L 1と、配線 L N C 1と、ダイオード D 1 A， D 1 Bと、平滑コンデンサ C 1とからなる。

トランジスタ Q1 Bは、インダクタ L 1と直列接続されて、正線 PL 1 (蓄電部 10の正極側）と主正母線 MP Lとの間に配置される。なお、トランジスタ Q 1 Bのコレクタは正母線 MP Lに接続される。そして、トランジスタ Q 1 Bは、スィツチング指令 PWC 1に含まれる第 2スィツチング指令 PWC 1 Bに応答して、正線 P L 1と主正母線 MP Lとの間を電気的に接続もしくは遮断する。配線 L N C 1は、負線 N L 1 (蓄電部 10の負極側）と主負母線 MN Lとを電気的に接続する。トランジスタ Q 1 Bとインダクタ L 1との接続点と、配線 L N C 1との間に、トランジスタ Q 1 Aがさらに接続される。なお、トランジスタ Q 1Aのェミッタが配線 LNC 1に接続される。そして、トランジスタ Q l Aは、スイツチング指令 PWC 1に含まれる第 1スィツチング指令 PWC 1 Aに応答して、正線 P L 1と負線 NL 1との間を電気的に接続もしくは遮断する。

さらに、トランジスタ Q 1A, Q 1 Bのコレクタ一ェミッタ間には、それぞれのェミッタ側からコレクタ側への電流を許容するダイォード D 1 A, D 1 Bが接続されている。また、平滑コンデンサ C 1は、正線 PL 1と負線 NL 1 (もしくは、配線 L N C 1 ) との間に接続され、蓄電部 10とコンバータ 18との間で授受される電力に含まれる交流成分を低減する。さらに、システムリレー SMR 1

(図 1) がオフ状態からオン状態に遷移して、蓄電部 10とコンバータ 18との間が電気的に接続されると、平滑コンデンサ C 1が蓄電部 10の電圧値と略一致するまで充電される。これにより、平滑コンデンサ C 1は、システムリレー SM R 1 (図 1) がオン状態に遷移した瞬間に生じる突入電流によるトランジスタ Q 1 A, Q 1 Bやダイオード D 1 A, D 1 Bなどの破損を防止する効果も奏する。以下、コンバータ 18の電圧変換動作（昇圧動作および降圧動作）について説明する。

昇圧動作時において、コンバータ ECU 30 (図 1) は、トランジスタ Q 1 B をオン状態に維持（デューティー比 = 100%) し、かつ、トランジスタ Q1A を 100%より低い所定のデューティー比でオン/オフさせる。以下では、デュ一ティー比を「Du t y」とも記す。

トランジスタ Q 1 Aがオン状態（導通状態）では、蓄電部 10の正極側から主正母線 M P Lへの第 1電流経路と、蓄電部 10の正極側からインダクタ L 1を介して負極側へ戻る第 2電流経路が形成される。このとき、第 2電流経路を流れるポンプ電流は、ィンダクタ L 1に電磁エネルギーとして蓄積される。続いて、トランジスタ Q 1 Aがオン状態からオフ状態 (非導通状態）に遷移すると、第 2電流経路が開放されるため、ポンプ電流が遮断される。このとき、インダクタ L 1 は、自身を流れる電流値を維持しょうとするため、蓄積した電磁エネルギーを放出する。この放出された電磁エネルギーは、コンバータ 18から主正母線 MP L へ出力される電流に重畳される。その結果、蓄電部 10から供給される電力は、ィンダクタ L 1で蓄積される電磁エネルギーに相当する電圧値だけ昇圧されて出力される。

一方、降圧動作時において、コンバータ ECU 30 (図 1) は、トランジスタ Q 1 Bを所定のデューティー比でオン/オフさせ、かつ、トランジスタ Q l Aをオフ状態に維持（Du t y = 0 %) する。

トランジスタ Q 1 Bがオン状態では、主正母線 MP Lから蓄電部 10の正極側への電流経路が形成される。一方、トランジスタ Q 1 Bがオン状態からオフ状態 (非導通状態）に遷移すると、その電流経路が開放されるため、電流は遮断される。すなわち、主正母線 MP Lから蓄電部 10に電力が供給される期間は、トランジスタ Q 1 Bがオン状態となる期間だけであるので、コンバータ 18から蓄電部 10へ供給される直流電力の平均電圧は、主正母線 MP Lと主負母線 MNしとの間の電圧値（母線電圧値 Vc) にデューティー比を乗じた値となる。コンバータ 2 8についても上述したコンバータ 1 8と同様の構成および動作であるため、詳細な説明は繰返さない。

(電力管理の概要）

以下、図 3 A〜図 6 Bを参照して、本実施の形態 1に従う駆動力発生部および補機群への電力供給について説明する。上述したように、本実施の形態 1においては、「マスター」として作動するコンバータを自由に選択できる上に、蓄電部 1 0および 2 0のいずれかが電源システム 1 0 0から切離されたとしても駆動力発生部および補機群に電力供給を継続する必要がある。

そこで、以下の説明では、「マスター」として作動するコンバータの別、および電源システム 1 0 0から切離される蓄電部の別に、以下の 4つのケースに分けて説明する。

( 1 ) コンバータ 1 8が「マスター」として作動中に蓄電部 1 0が切離される口

( 2 ) コンバータ 2 8力 S 「マスター」として作動中に蓄電部 1 0が切離される α

( 3 ) コンバータ 1 8カ「マスター」として作動中に蓄電部 2 0が切離される口

( 4 ) コンバータ 2 8カ「マスター」として作動中に蓄電部 2 0が切離されるくケース 1 >

図 3 Α, 図 3 Βは、本発明の実施の形態 1に従う駆動力発生部および補機群への電力供給の概要（ケース 1 ) を示す図である。図 3 Αは蓄電部 1 0および 2 0 が正常である場合を示し、図 3 Bは蓄電部 1 0に異常が発生した場合を示す。図 3 Aを参照して、蓄電部 1 0および 2 0がいずれも正常であれば、システムリレー S MR 1および S MR 2がオン状態に維持される。これにより、蓄電部 1 0からは放電電力 P b 1が放電され、その一部は補機群へ供給されるとともに、残部は駆動力発生部へ供給される。また、蓄電部 2 0からの放電電力 P b 2は、すべて駆動力発生部へ供給される。したがって、駆動力発生部および補機群へそれぞれ供給される供給電力 P cおよび P sと、蓄電部 1 0および 2 0カゝら放電される放電電力 P b 1および P b 2との間には、

放電電力 P b 1 +放電電力 P b 2 =供給電力 P c +供給電力 P s

放電電力 P b 1 >供給電力 P s

の関係が成立する。

ここで、駆動力発生部へ供給される供給電力 P cの電圧値、すなわち主正母線 M P Lと主負母線 MN Lとの間の電圧値（母線電圧値 V c ) を安定化するために、「マスター」として作動するコンバータ 1 8は、電圧制御モード（昇圧）に従つて電圧変換動作を行なう。すなわち、コンバータ 1 8は、母線電圧値 V cが所定の電圧目標値 V c *となるように制御される。一方、「スレーブ」として作動するコンバータ 2 8は、蓄電部 1 0および 2 0での電力配分（電力マネジメント）を実現するために、電力制御モードに従って昇圧動作を行なう。すなわち、コンバータ 2 8は、対応の蓄電部 2 0と主正母線 M P L , 主負母線 MN Lとの間で授受される電力値を所定の電力目標値 P b 2 *とするように制御される。これにより、蓄電部 2 0からの放電電力 P b 2が任意に調整できるため、間接的に蓄電部 1 0からの放電電力 P b 1についても制御できる。

なお、低圧正線 L P Lおよび低圧負線 L N Lを介して補機群へ供給される供給電力 P sの電圧値は、蓄電部 1 0の S O Cなどに応じて変動することになるが、エアコン装置 7 0に含まれるインバータ 7 2 (図 1 ) や、降圧コンバータ 8 0は、電圧調整機能を有しているため、蓄電部 1 0で所定の電圧変動があっても補機群を正常に作動させることができる。

ここで、蓄電部 1 0に何らかの異常が発生すると、図 3 Bに示すようにシステムリレー S MR 1がオフ状態に駆動され、蓄電部 1 0が電源システム 1 0 0から電気的に切離される。蓄電部 1 0が電気的に切離されると、蓄電部 1 0から補機群への電力供給ができなくなるので、蓄電部 2 0から補機群への電力供給が可能となるようにコンバータ 1 8および 2 8における制御モードを切替える必要がある。

本実施の形態 1では、一例として、コンバータ 1 8および 2 8を導通モードに切替える構成について説明する。すなわち、蓄電部 1 0が電源システム 1 0 0から切離されると、コンバータ 1 8および 2 8は、電圧変換動作を停止するとともに、それぞれ蓄電部 1 0および 2 0と主正母 f泉 M P L，主負母線 MN Lとの間を電気的な導通状態に維持する。

すると、蓄電部 2 0からの放電電力 P b 2は、対応のコンバータ 2 8を介して主正母線 M P L , 主負母線 MN Lへ供給される。そして、放電電力 P b 2の一部は、駆動力発生部へ供給されるとともに、その残部は、コンバータ 1 8および低圧正線 L P L , 低圧負線 L N Lを介して補機群へ供給される。これにより、蓄電部 1 0が電源システム 1 0 0から電気的に切離された後も、駆動力発生部および補機群への電力供給が継続される。なお、蓄電部 2 0から放電される放電電力 P b 2と、駆動力発生部および補機群へそれぞれ供給される供給電力 P cおよび P sとの間には、

放電電力 P b 2 =供給電力 P c +供給電力 P s

の関係が成立する。

<ケース 2 >

図 4 A，図 4 Bは、本発明の実施の形態 1に従う駆動力発生部および補機群への電力供給の概要（ケース 2 ) を示す図である。図 4 Aは蓄電部 1 0および 2 0 が正常である場合を示し、図 4 Bは蓄電部 1 0に異常が発生した場合を示す。図 4 Aを参照して、上述の図 3 Aと同様に、蓄電部 1 0および 2 0がいずれも正常であれば、システムリレー S MR 1および S MR 2がオン状態に維持される。これにより、蓄電部 1 0からは放電電力 P b 1が放電され、その一部は補機群へ供給されるとともに、残部は駆動力発生部へ供給される。また、蓄電部 2 0からの放電電力 P b 2は、すべて駆動力発生部へ供給される。

図 4 Aに示す場合には、コンバータ 2 8力 S 「マスター」として作動し、コンパータ 1 8が「スレーブ」として作動する。すなわち、「マスター」として作動するコンバータ 2 8は、母線電圧値 V cが所定の電圧目標値 V c *となるように制御される。一方、「スレーブ」として作動するコンバータ 1 8は、対応の蓄電部 1 0と主正母線 M P L , 主負母線 MN Lとの間で授受される電力値を所定の電力目標値 P b 1 *とするように制御される。

ここで、蓄電部 1 0に何らかの異常が発生すると、図 4 Bに示すようにシステムリレー S MR 1がオフ状態に駆動され、蓄電部 1 0が電¾?、システム 1 0 0から電気的に切離される。この場合には、図 3Bと同様に、コンバータ 18および 2 8が電圧変換動作を停止するとともに、それぞれ蓄電部 10および 20と主正母糸泉 MP L，主負母線 MNLとの間を電気的な導通状態に維持する。

すると、蓄電部 20からの放電電力 P b 2は、コンバータ 28を介して主正母線 MP L, 主負母線 MNLへ供給される。そして、放電電力 P b 2の一部は、駆動力発生部へ供給されるとともに、その残部は、コンバータ 1 8および低圧正線 LP L, 低圧負線 LNLを介して補機群へ供給される。これにより、蓄電部 10 が電源システム 100から電気的に切離された後も、駆動力発生部および補機群への電力供給が継続される。

<ケース 3 >

図 5 A, 図 5 Bは、本発明の実施の形態 1に従う駆動力発生部および補機群への電力供給の概要（ケース 3) を示す図である。図 5 Aは蓄電部 10および 20 が正常である場合を示し、図 5 Bは蓄電部 20に異常が発生した場合を示す。図 5 Aを参照して、上述の図 3Aと同様に、蓄電部 10および 20がいずれも正常であれば、システムリレー SMR 1および SMR 2がオン状態に維持される。これにより、蓄電部 10からは放電電力 P b 1が放電され、その一部は補機群へ供給されるとともに、残部は駆動力発生部へ供給される。また、蓄電部 20からの放電電力 P b 2は、すべて駆動力発生部へ供給される。

図 5 Aに示す場合には、図 3 Aと同様に、コンバータ 18力 S 「マスター」として作動し、コンバータ 28が「スレーブ」として作動する。すなわち、「マスタ -J として作動するコンバータ 18は、母線電圧値 V cが所定の電圧目標値 V c *となるように制御される。一方、「スレーブ」として作動するコンバータ 28 は、対応の蓄電部 20と主正母線 MP L, 主負母線 MN Lとの間で授受される電力値を所定の電力目標値 Pb 2*とするように制御される。

ここで、蓄電部 20に何らかの異常が発生すると、図 5 Bに示すようにシステムリレー SMR 2がオフ状態に駆動され、蓄電部 20が電源システム 100から電気的に切離される。この場合には、コンバータ 28が電圧変換動作を停止するとともに、システムリレー SMR 2と主正母線 MP L，主負母線 MNLとの間を電気的に開放状態にする。すなわち、コンバータ 28の制御モードは、電圧制御モード（昇圧）から開放モードに切替わる。

一方、「マスター」として作動中のコンバータ 1 8は、電圧制御モード（昇圧）に従って電圧変換動作を行なっているので、蓄電部 2 0の電源システム 1 0 0からの切離しやコンバータ 2 8の制御モードの切替えに影響されることなく、主正母線 M P Lと主負母線 MN Lとの間の母線電圧値 V cを継続して安定化できる。そのため、蓄電部 2 0が電源システム 1 0 0から電気的に切離された後も、蓄電部 1 0からの電力によって駆動力発生部および補機群への電力供給が継続される。

<ケース 4 >

図 6 A, 図 6 Bは、本発明の実施の形態 1に従う駆動力発生部および補機群への電力供給の概要（ケース 4 ) を示す図である。図 6 Aは蓄電部 1 0および 2 0 が正常である場合を示し、図 6 Bは蓄電部 2 0に異常が発生した場合を示す。図 6 Aを参照して、上述の図 3 Aと同様に、蓄電部 1 0および 2 0がいずれも正常であれば、システムリレー S MR 1および S MR 2がオン状態に維持される。これにより、蓄電部 1 0からは放電電力 P b 1が放電され、その一部は補機群へ供給されるとともに、残部は駆動力発生部へ供給される。また、蓄電部 2 0からの放電電力 P b 2は、すべて駆動力発生部へ供給される。

図 6 Aに示す場合には、図 4 Aと同様に、コンバータ 2 8カ「マスター」として作動し、コンバータ 1 8が「スレーブ」として作動する。すなわち、「マスタ一」として作動するコンバ一タ 2 8は、母線電圧値 V cが所定の電圧目標値 V c *となるように制御される。一方、「スレーブ」として作動するコンバータ 1 8 は、対応の蓄電部 1 0と主正母線 M P L , 主負母線 MN Lとの間で授受される電力値を所定の電力目標値 P b 1 *とするように制御される。

ここで、蓄電部 2 0に何らかの異常が発生すると、図 6 Bに示すようにシステムリレー S MR 2がオフ状態に駆動され、蓄電部 2 0が電源システム 1 0 0から電気的に切離される。この場合には、コンバータ 2 8が電圧変換動作を停止するとともに、システムリレー S MR 2と主正母線 M P L，主負母線 MN Lとの間を電気的に開放状態にする。すなわち、コンバータ 2 8の制御モードは、電圧制御モード（昇圧）から開放モードに切替わる。このコンバータ 2 8の制御モード切替えに伴って、主正母線 M P Lと主負母泉 MN Lとの間の母線電圧値 V cを安定化できなくなるので、「スレープ」として作動するコンバータ 1 8は、「マスター」として作動するように切替えられる。すなわち、コンバータ 1 8の制御モードは、電力制御モードから電圧制御モード (昇圧）に切替わる。これにより、蓄電部 2 0が電¾1システム 1 0 0から電気的に切離された後も、主正母線 M P Lと主負母線 MN Lとの間の母線電圧値 V cを安定化しつつ、蓄電部 1 0からの電力によって駆動力発生部および補機群への電力供給が継続される。

(導通モードにおけるコンバータの作動状態）

図 7は、図 3 Bおよび図 4 Bに示す導通モードにおけるコンバータ 1 8 , 2 8 の作動状態図である。

図 7を参照して、コンバータ 1 8および 2 8においてそれぞれ主正母線 M P L に接続されたトランジスタ Q 1 Bおよび Q 2 Bは、いずれもオン状態に維持される。すなわち、トランジスタ Q 1 Bおよび Q 2 Bには、デューティー比が 1 0 0 %のスイッチング指令がコンバータ E C U 3 0 (図 1 ) から与えられる。一方. コンバータ 1 8および 2 8においてそれぞれ主負母線 MN Lに接続されたトランジスタ Q 1 Aおよび Q 2 Aは、いずれもオフ状態に維持される。すなわち、トランジスタ Q 1 Aおよび Q 2 Aには、デューティー比が 0 %のスィツチング指令がコンバータ E C U 3 0 (図 1 ) から与えられる。

この結果、正線 P L 1は、インダクタ L 1およびトランジスタ Q 1 Bを介して主正母線 M P Lと電気的に接続され、負線 N L 1は、直接的に主負母線 MN Lと接続される。また、正線 P L 2は、インダクタ L 2およびトランジスタ Q 2 Bを介して主正母線 M P Lと電気的に接続され、負線 N L 2は、直接的に主負母線 M N Lと接続される。

そのため、蓄電部 2 0 (図 1 ) から見れば、コンバータ 2 8を介して駆動力発生部へ流入する電流経路、およびコンバータ 2 8およびコンバータ 1 8を介して捕機群へ流入する電流経路の 2つが形成されることになる。

上述のように、コンバータ 1 8および 2 8は、チヨッパ型の回路で構成されているため、トランス型の回路とは異なり「導通モード」を実現可能である。すなわち、コンバータ l 8および 28は非絶縁型の電圧変換回路であり、電流経路上のトランジスタをオン状態に維持することで容易に入力側と出力側との間を電気的な導通状態にすることができる。一方、降圧コンバータ 80 (図 1) のようにトランス型の回路で構成される電圧変換部では、卷線変圧器によつて入力側と出力側との間が絶縁されるため、本実施の形態のような「導通モード」を実現することは困難である。

(電池 E C Uにおける制御構造）

上述のような制御モードの切替えを実現するための制御構造について以下に詳述する。

図 8は、蓄電部 10の異常状態を検出するための電池 E CU 32における制御構造を示すプロック図である。図 9は、蓄電部 20の異常状態を検出するための電池 ECU 32における制御構造を示すブロック図である。

図 8を参照して、電池 E CU 32は、温度 T b 1、電圧値 V b 1、電流値 I b 1および内部抵抗値に基づいて、蓄電部 10の異常状態を検出する。なお、温度 T b 1、電圧値 V b 1、電流値 I b 1および内部抵抗値からなる 4つの判断要素のうち、すべての判断要素を用いる必然性はない。すなわち、これらの判断要素のうち少なくとも 1つの判断要素を含んでいればよく、さらに別の判断要素を加えてもよい。

電池 E C U 32の制御構造は、論理和部 320と、遮断部 328と、比較部 3 21, 322, 323， 325, 326， 327と、除算部 324とを含む。論理和部 320は、後述する各半 lj断要素での判断結果の論理和をとつて、蓄電部 10での異常状態を通知するための異常検出信号 FAL 1を発する。すなわち、論理和部 320は、後述する比較部 321， 322， 323, 325, 326, 327のいずれかからの出力が活性化されると、異常検出信号 FAL 1を外部出力するとともに、当該信号を遮断部 328へ出力する。

遮断部 328は、異常検出信号 FAL 1に応答して、システムオン指令 SON 1を非活性（OFF) に設定する。すると、システムリレー SMR1 (図 1) がオフ状態に駆動され、蓄電部 10が電源システム 100から電気的に切離される。比較部 321および 322は、蓄電部 10の電圧値 V b 1を監視するための部 P T/JP2007/073900 位であり、電圧値 V b 1が所定の電圧値範囲（しきい電圧値 a 2<Vb 1くしきい電圧値ひ 1) であるか否かを判断する。具体的には、比較部 321は、電圧値 Vb 1がしきい電圧値 α 1を超過すると、出力を活性化する。また、比較部 32 2は、電圧値 Vb 1がしきい電圧値ひ 2を下回ると、出力を活性化する。

比較部 323は、蓄電部 10の電流値 I b 1を監視するための部位であり、蓄電部 10に過大な電流が流れているか否かを判断する。具体的には、比較部 32 3は、電流値 I b 1がしきい電流値ひ 3を超過すると、出力を活性化する。

除算部 324および比較部 325は、蓄電部 10の内部抵抗値を監視するための部位であり、劣化によってその内部抵抗値が過大に増加しているか否かを判断する。具体的には、除算部 324が蓄電部 10の電圧 #:V b 1をその電流値 I b 1で割り算して内部抵抗値 Rb 1を算出し、比較部 325が算出された内部抵抗値 Rb 1がしきい抵抗値ひ 4を超過しているか否かを判断する。そして、比較部 325は、内部抵抗値がしきい抵抗値 α 4を超過すると、出力を活性化する。比較部 326および 327は、蓄電部 10の温度 T b 1を監視するための部位であり、温度 T b 1が所定の温度範囲（しきい温度ひ 6く T b 1くしきい温度 a 5) であるか否かを判断する。具体的には、比較部 326は、温度 Tb lがしきい温度 α 5を超過すると、出力を活性化し、比較部 327は、温度 T b 1がしきい温度 α 6を下回ると、出力を活性化する。

図 9を参照して、電池 ECU 32はさらに、温度 Tb 2、電圧値 Vb 2、電流値 I b 2および内部抵抗値に基づいて、蓄電部 20の異常状態を検出する。なお、温度 T b 2、電圧値 V b 2、電流値 I b 2および内部抵抗値からなる 4つの判断要素のうち、すべての判断要素を用いる必然性はない。すなわち、これらの判断要素のうち少なくとも 1つの判断要素を含んでいればよく、さらに別の判断要素を加えてもよい。

電池 E C U 32の制御構造は、論理和部 330と、遮断部 338と、比較部 3 31， 332， 333, 335， 336， 337と、除算部 334とをさらに含む。これらの各部の機能は、上述した論理和部 320と、遮断部 328と、比較部 321， 322, 323， 325, 326， 327と、除算部 324と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。なお、図 8および図 9に示すしきい値 α 1〜α 6は、予め実験的に求めることが可能であり、あるいは蓄電部 10， 20の設計値に基づいて設定してもよい。' なお、蓄電部 10と蓄電部 20との特性が異なる場合には、図 8および図 9に示す各しきい値 α 1〜α 6は、互いに異なる値となり得る。

(コンバータ ECUにおける制御構造）

図 10は、コンバータ ECU 30におけるスイッチング指令 PWC 1， PWC 2の生成に係る制御構造を示すブロック図である。

図 10を参照して、コンバータ E CU 30の制御構造は、スィツチング指令生成部 300と、配分部 302とを含む。

スイッチング指令生成部 300は、電力目標値 P b 1 *, Pb 2*および電圧目標値 Vh*などに応じて、コンバータ 1 8, 28の電圧変換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。さらに、スイツチング指令生成部 300は、制御系（通常時） 304と制御系 (異常時） 306 とを含み、電池 ECU 32からの異常検出信号 FAL 1 (図 8) ， FAL 2 (図 9) に応答して、いずれか一方を有効化する。制御系（通常時） 304および制御系（異常時） 306の各々は、電流値 I b 1 , I b 2および電圧値 V b 1 , V b 2などに基づいて、予め定められた制御モードに従って、スイッチング指令 P WC 1, PWC 2を生成する。

配分部 302は、駆動 ECU 50 (図 1) からの要求電力 P s *を蓄電部 10 20がそれぞれ分担すべき電力目標値 P b 1 P b 2*に分配し、スィッチング指令生成部 300へ与える。なお、配分部 302は、電池 ECU 32 (図 1 ) から与えられる蓄電部 10, 20の SOC (図示しない）などに基づいて、分配率を決定する。

図 1 1は、図 3 Aおよび図 5 Aに対応する制御系（通常時） 304の制御構造を示すブロック図である。

図 3 Aおよび図 5 Aに示す作動状態においては、蓄電部 10および 20がいずれも正常であれば、コンバータ 18は「電圧制御モード（昇圧）」に従って制御されるとともに、コンバータ 28は「電力制御モード」に従って制御される。図 2および図 1 1を参照して、制御系（通常時） 304の制御構造は、コンバータ 18を「電圧制御モード（昇圧）」に従って制御するための構成として、変調部（MOD) 402, 404と、除算部 410と、減算部 412, 416と、 P I制御部 414とを含む。

変調部 402は、与えられるデューティー比指令に応じて、コンバータ 18のトランジスタ Q I B (図 2) を駆動するための第 2スイッチング指令 PWC 1 B を生成する。具体的には、変調部 402は、デューティー比指令と図示しない発振部が発生する搬送波（キャリア波）とを比較して、第 2スイッチング指令 PW C 1 Bを生成する。コンバータ 18が「電圧制御モード（昇圧）」に従って電圧変換動作する場合には、トランジスタ Q1 B (図 2) は、オン状態に維持されるので、変調部 402には、「1」（100°/。）が入力される。

変調部 404は、後述するように減算部 416から与えられるデューティー比指令に応じて、コンバータ 18のトランジスタ Q 1 A (図 2) を駆動するための第 1スィツチング指令 PWC 1 Aを生成する。

減算部 416は、除算部 410からの理論デューティー比に対して、 P I制御部 414からの P I出力を減じて、デューティー比指令として変調部 404へ与える。

除算部 410は、蓄電部 10の電圧値 V b 1を電圧目標値 V c *で割り算して、コンバータ 18での昇圧比に相当する理論デューティー比（=Vb 1/Vc*) を算出し、減算部 416へ出力する。すなわち、除算部 410は、「電圧制御モード (昇圧) J を実現するためのフィードフォワード成分を生成する。

減算部 4 12は、電圧目標値 Vc*に対する母線電圧値 Vcの電圧偏差 AVc を算出し、 P I制御部 414へ与える。 P I制御部 414は、所定の比例ゲインおよび積分ゲインに従って、電圧偏差 AVcに応じた P I出力を生成し、減算部 416へ出力する。 '

具体的には、 P I制御部 414は、比例要素（P ： proportional element) 4 18と、積分要素（ I ： integral element) 420と、加算部 422とを含む。比例要素 418は、電圧偏差 Δ V cに所定の比例ゲイン K p 1を乗じて加算部 422へ出力し、積分要素 420は、所定の積分ゲイン K 1 1 (積分時間： 1/ K i 1) で電圧偏差 AVcを積分して加算部 422へ出力する。そして、加算部 4 2 2は、比例要素 4 1 8および積分要素 4 2 0からの出力を加算して P I出力を生成する。この P I出力は、「電圧制御モード（昇圧） j を実現するためのフィードバック成分に相当する。

さらに、制御系（通常時） 3 0 4の制御構造は、コンバータ 2 8を「電力制御モード」に従って制御するための構成として、変調部（MO D ) 4 0 6， 4 0 8 と、除算部 4 3 0と、乗算部 4 3 4と、減算部 4 3 2， 4 3 8と、 P I制御部 4 3 6とを含む。

変調部 4 0 6は、コンバータ 2 8のトランジスタ Q 2 B (図 2 ) を駆動するための第 2スイッチング指令 P W C 2 Bを生成する。その他については、上述の変調部 4 0 2と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

変調部 4 0 8は、後述するように減算部 4 3 8から与えられるデューティー比指令に応じて、コンバータ 2 8のトランジスタ Q 2 A (図 2 ) を,駆動するための第 1スイッチング指令 P WC 2 Aを生成する。減算部 4 3 8は、除算部 4 3 0からの理論デューティー比に対して、 P I制御部 4 3 6からの P I出力を減じて、デューティー比指令として変調部 4 0 8へ与える。

除算部 4 3 0は、上述の除算部 4 1 0と同様に、蓄電部 2 0の電圧値 V b 2を電圧目標値 V c *で割り算して、コンバータ 2 8での昇圧比に相当する理論デュ一ティー比（= V b 2 ZV c *) を算出し、減算部 4 3 8へ出力する。

乗算部 4 3 4は、電流ィ直 I b 2と電圧値 V b 2とを乗じて蓄電部 2 0力ゝらの放電電力 P b 2を算出する。そして、減算部 4 3 2は、電力目標値 P b 2 *に対する乗算部 4 3 4で算出された放電電力 P b 2の電力偏差 Δ P b 2を算出し、 P I 制御部 4 3 6へ与える。すなわち、上述した「電圧制御モード（昇圧）」では、電圧偏差が P I制御部へ与えられるように構成されるが、「電力制御モード」では、電力偏差が P I制御部へ与えられるように構成される。

P I制御部 4 3 6は、所定の比例ゲイン K p 2および積分ゲイン K i 2に従つて、電力偏差 Δ P b 1に応じた P I出力を生成し、減算部 4 3 8へ出力する。また、 P I制御部 4 3 6は、比例要素 4 4 0と、積分要素 4 4 2と、加算部 4 4 4 とを含む。これらの部位の機能は、上述した P I制御部 4 1 4と同様であるので詳細な説明は繰返さない。 PC漏 00細 ₀₀ 図 12は、図 4 Aおよび図 6 Aに対応する制御系（通常時） 304の制御構造を示すブロック図である。

図 4 Aおよび図 6 Aに示す作動状態においては、蓄電部 10および 20がいずれも正常であれば、コンバータ 18は「電力制御モード」に従って制御されるとともに、コンバータ 28は「電圧制御モード（昇圧） j に従って制御される。図 12を参照して、制御系（通常時） 304の制御構造は、コンバータ 18を「電力制御モード」に従って制御するための構成として、変調部（MOD) 40 2, 404と、除算部 410と、乗算部 474と、減算部 472， 416と、 P I制御部 414とをさらに含む。これらの各部の機能は、上述した図 1 1における変調部（MOD) 406, 408と、除算部 430と、乗算部 434と、減算部 432, 438と、 P I制御部 436と同様であるので、詳細な説明は繰返さなレ、。

また、制御系（通常時） 304の制御構造は、コンバータ 28を「電圧制御モード（昇圧）」に従って制御するための構成として、変調部（MOD) 406, 408と、除算部 430と、減算部 482， 438と、 P I制御部 436とをさらに含む。これらの各部の機能は、上述した図 1 1における変調部（MOD) 4 02, 404と、除算部 410と、減算部 412, 416と、 P I制御部 414 と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

図 13は、図 3 Bおよび図 4 Bに対応する制御系（異常時） 306の制御構造を示すブロック図である。

図 8および図 10を参照して、蓄電部 10に異常が発生し、蓄電部 10が電源システム 1◦ 0から電気的に切離されると、制御系（異常時） 306が有効化される。図 7および図 13を参照して、制御系（異常時） 306では、変調部 40 2および 406へいずれも「1」（Du t y= 100%) が与えられるとともに、変調部 404および 408へいずれも「0」（Du t y = 0%) が与えられる。この結果、コンバータ 1 8および 28では、トランジスタ Q 1 Bおよび Q 2 Bがオン状態に維持され、トランジスタ Q 1 Aおよび Q 2 Aがオフ状態に維持される。図 14は、図 5 Bおよび図 6 Bに対応する制御系（異常時） 306の制御構造を示すブロック図である。図 9および図 1 0に示すように、蓄電部 20に異常が発生し、蓄電部 20が電源システム 1 00から電気的に切離されると、制御系（異常時） 306が有効化される。制御系（異常時） 306では、図 1 1に示す制御系（通常時） 304と同様の制御構造に従って、コンバータ 1 8を制御する。すなわち、図 14を参照して、制御系（異常時） 3 06の制御構造は、コンバータ 1 8を「電圧制御モード（昇圧）」に従って制御するための構成として、変調部（MOD) 40 2, 4 04と、除算部 4 1 0と、減算部 4 1 2, 4 1 6と、 P I制御部 4 14とを含む。これらの各部の機能は、上述したので詳細な説明は繰返さない。

これに対して、コンバータ 28は「開放モード」となるように制御される。具体的には、制御系（異常時） 30 6では、変調部 406および 408には「0」

(D u t y = 0 %) が与えられる。そのため、コンバータ 28のトランジスタ Q

2 Aおよび Q 2 Bがオフ状態に維持される。この結果、コンバータ 28は、システムリレー S MR 2と主正母線 MP L，主負母線 MNLとの間を電気的に開放状態にする。

(処理フロー）

図 1 5は、本発明の実施の形態 1に従う電源システム 1 00の制御方法に係るフローチャートである。なお、図 1 5に示すフローチャートは、コンバータ EC U 3 0および電池 ECU 3 2において予め格納したプログラムを実行することで実現できる。

図 1 5を参照して、電池 E CU 3 2は、蓄電部 1 0の温度 T b 1、電圧値 V b 1および電流値 I b 1を取得する (ステップ S 1 00) 。そして、電池 ECU 3 2は、電圧値 V b 1と電流値 I b 1とから蓄電部 1 0の内部抵抗値 R b 1を算出した上で、蓄電部 1 0の温度 T b 1、電圧値 V b 1、電流値 I b 1および内部抵抗値 Rb 1などに基づいて、蓄電部 1 0に異常が発生しているか否かを判断する

(ステップ S 1 0 2) 。すなわち、蓄電部 1 0を電気的に切離す必要があるか否かが判断される。

蓄電部 1 0に異常が発生している場合（ステップ S 1 0 2において YESの場合）、すなわち蓄電部 1 0を電気的に切離す必要がある場合には、電池 ECU 3 2は、システムリレー SMR 1をオフ状態に駆 ¾し、蓄電部 1 0を電源システム 100から電気的に切離す（ステップ S 104) 。同時に、電池 ECU 32は、異常検出信号 FAL 1をコンバータ ECU 30へ送出する（ステップ S 106) 。コンバータ ECU30は、電池 ECU32からの異常検出信号 FAL 1に応答して、コンバータ 18および 28における電圧変換動作を停止する（ステップ S 108) とともに、コンバータ 18および 28を導通モードに切替える（ステツプ S 1 10) 。そして、処理は終了される。

これに対して、蓄電部 10に異常が発生していない場合（ステップ S 102において NOの場合）には、電池 ECU32は、蓄電部 20の温度 Tb 2、電圧値 Vb 2および電流値 I b 2を取得する（ステップ S 112) 。そして、電池 EC U32は、電圧値 Vb 2と電流値 I b 2とから蓄電部 20の内部抵抗値 Rb 2を算出した上で、蓄電部 20の温度 Tb 2、電圧値 Vb 2、電流値 I b 2および内部抵抗値 Rb 2などに基づいて、蓄電部 20に異常が発生しているか否かを判断する（ステップ S 1 14) 。すなわち、蓄電部 20を電気的に切離す必要があるか否かが判断される。

蓄電部 20に異常が発生している場合（ステップ S 1 14において YESの場合）、すなわち蓄電部 20を電気的に切離す必要がある場合には、電池 ECU3 2は、システムリレー SMR 2をオフ状態に駆動し、蓄電部 20を電源システム 100から電気的に切離す (ステップ S 1 16) 。同時に、電池 ECU 32は、異常検出信号 F A L 2をコンバータ ECU 30へ送出する（ステップ S 1 18) _c コンバータ ECU 30は、電池 ECU 32からの異常検出信号 FAL 2に応答して、コンバータ i s力 S 「マスター」として作動中であるか否かを判断する（ステツプ S 1 20) 。コンバータ 18カ「マスター」として作動中でない場合（ステツプ S 1 20において NOの場合）には、コンバータ 18を「マスター」として作動させるために、コンバータ 18を電圧制御モード（昇圧）に切替える（ステツプ S 122 ) 。

さらに、コンバータ 18を電圧制御モード（昇圧）に切替えた後（ステップ S 1 22の実行後）、またはコンバータ 18が「マスター」として作動中である場合（ステップ S 120において YE Sの場合）には、コンバータ ECU 30は、コンバータ 28を開放モードに切替える（ステップ S 1 24) 。そして、処理は終了される。

これに対して、蓄電部 2 0に異常が発生していない場合（ステップ S 1 1 4において N Oの場合）、すなわち蓄電部 2 0を電気的に切離す必要がない場合には、処理は最初に戻される。

本発明の実施の形態 1によれば、蓄電部 1 0に異常が発生し、蓄電部 1 0が電源システム 1 0 0から電気的に切離されると、コンバータ 1 8および 2 8はいずれも導通モードに設定される。これにより、蓄電部 2 0から主正母線 M P L , 主負母線 MN Lを介して駆動力発生部へ電力が供給されるとともに、主正母線 M P L , 主負母線 MN Lへ供給される電力の一部が補機群へ供給される。

また、蓄電部 2 0に異常が発生し、蓄電部 2 0が電源システム 1 0 0から電気的に切離されると、コンバータ 1 8が電圧制御モード（昇圧）に設定されるとともに、コンバータ 2 8が開放モードに設定される。これにより、蓄電部 1 0から主正母線 M P L，主負母線 MN Lを介して駆動力発生部へ電力が供給されるとともに、低圧正線 L P Lおよび低圧負線 L N Lを介して補機群へ電力が供給される。このように、蓄電部 1 0および 2 0のいずれか一方が電源システム 1 0 0から電気的に切離されたとしても、駆動力発生部および補機群への電力供給を継続でさる。

また、本発明の実施の形態 1によれば、蓄電部 1 0および 2 0のいずれか一方が電源システム 1 0 0から電気的に切離されると、コンバータ 1 8および 2 8はいずれも電力変換動作を停止するので、対応の蓄電部から主正母線 M P L , 主負母線 MN Lへの電力供給に係るスイッチング損失を低減できる。したがって、蓄電部 2 0のみからの電力供給に伴って、コンバータ 2 8を流れる電流値が比較的大きくなつたとしても、不要な損失発生を抑制できる。

[実施の形態 1の変形例]

本実施の形態 1においては、 2つの蓄電部を備える電源システムについて説明したが、 3つ以上の蓄電部を備える電源システムについても同様に拡張することが可能である。

図 1 6は、本発明の実施の形態 1の変形例に従う駆動力発生部および補機群への電力供給の概要を示す図である。 ' 図 1 6を参照して、本実施の形態 1の変形例に従う電源システムは、代表的に「マスター」として作動するコンバータ 1 8と、「スレーブ」として作動するコンバータ 2 8—1〜2 8一 Nとを含む。そして、コンバータ 2 8一 1〜2 8— N に対応して、蓄電部 2 0— 1〜2 0— Nおよびシステムリレー S MR 2—1〜S MR 2 __Nが設けられる。蓄電部 1 0および蓄電部 2 0 _ 1 ~ 2 0— Nのすベてが正常であれば、コンバータ 1 8は電圧制御モード（昇圧）に従って昇圧動作を行なうとともに、コンバータ 2 8 __ 1〜2 8— Nは電力制御モードに従って昇圧動作を行なう。

ここで、蓄電部 1 0に異常が発生し電源システムから切離されると、すべてのコンバータ、すなわちコンバータ 1 8およびコンバータ 2 8— 1〜2 8— Nは、導通モードに切替えられる。この結果、上述の実施の形態 1と同様に、駆動力発生部および補機群への電力供給が継続される。

その他については、実施の形態 1に従う電源システム 1 0 0と同様であるので、詳細な説明は繰返さなレ、。

本発明の実施の形態 1の変形例によれば、電源システムを構成する蓄電部の数が制限されないので、駆動力発生部および補機群の電力容量の大きさに応じて、適切な数の蓄電部を備えることができる。よって、上述した本発明の実施の形態 1における効果に加えて、電源容量を柔軟に変化できる電源システムを実現できる。

[実施の形態 2 ]

上述した実施の形態 1では、蓄電部 1 0が電源システム 1 0 0から切離された場合において、蓄電部 2 0の電圧値 V b 2とほぼ等しい電圧をもつ電力が駆動力発生部へ供給されるが、より高い電圧をもつ電力を供給できるように、コンパ一タ 1 8および 2 8での電圧変換動作を積極的に実行してもよい。

本発明の実施の形態 2に従う電源システムの概略構成は、図 1に示す本実施の形態 1に従う電源システム 1 0 0と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。再度、図 3 Bおよび図 4 Bを参照して、本実施の形態 2においては、蓄電部 1 0に何らかの異常が発生して、蓄電部 1 0が電源システム 1 0 0から電気的に切離されると、コンバータ 2 8は「電圧制御モード（昇圧）」に切替えられるとともに、コンバータ 18は「電圧制御モード（降圧）」に切替えられる。

(電圧制御モード（昇圧/降圧）におけるコンバータの作動状態）

図 1 7は、図 3 Bおよび図 4 Bに示す電圧制御モード（昇圧/降圧）におけるコンバータ 18， 28の作動状態図である。

図 1 7を参照して、コンバータ 28は、対応の蓄電部 20からの放電電力をその電圧値が所定の電圧目標値 V c *となるような昇圧動作を伴って、主正母線 M PL, 主負母線 MNLへ供給する。一方、コンバータ 18は、主正母線 MP L，主負母線 MN Lを流れる電力の一部をその電圧値が所定の電圧目標値 V b *となるような降圧動作を伴って、正線 PL 1, 負線 NL 1を介して補機群へ供給する。このような動作により、駆動力発生部には、蓄電部 10の切離し前と略同一の電圧値をもつ電力を供給できるとともに、補機群には、蓄電部 10の電圧値 Vb 1に近接した電圧目標値 Vb*の電力を供給できる。そのため、駆動力発生部および補機群から見れば、蓄電部 10の電気的な切離しにかかわらず、ほぼ同一の動作を継続できる。

より詳細には、昇圧動作を行なうコンバータ 28では、トランジスタ Q 2 Aが昇圧比 (=Vb 2/V c *) に応じたデューティー比でスィツチング動作を行なレ、、トランジスタ Q 2 Bがオン状態に維持（デューティー比 = 100%) される。また、降圧動作を行なうコンバータ 18では、トランジスタ Q 1 Aがオフ状態に維持（デューティー比 =0。/o) され、トランジスタ Q 2 Bが降圧比（=Vb*. /V c) に応じたデューティー比でスィツチング動作を行なう。

(コンバータ E C Uにおける制御構造）

本実施の形態 2に従うコンバータ ECU 3 OAにおける制御構造は、図 10に示す本実施の形態 1に従うコンバータ E CU 30において、制御系（異常時） 3 06に代えて、制御系（異常時） 308を設けたものである。その他については、上述の実施の形態 1と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

図 18は、図 3 Bおよび図 4 Bに対応する制御系（異常時） 308の制御構造を示すブロック図である。なお、制御系（異常時） 308は、蓄電部 10に異常が発生し、蓄電部 10が電源システムから電気的に切離されると有効化される。図 17および図 18を参照して、制御系（異常時） 308の制御構造は、コンバータ 18を「電圧制御モード（降圧）」に従って制御するための構成として、変調部（MOD) 402, 404と、除算部 450とを含む。

除算部 450は、電圧目標値 V b *を母線電圧値 V cで割り算して、コンバータ 1 8での降圧比に相当する理論デューティー比（=Vb*ZVc) を算出し、変調部 402へ出力する。すなわち、除算部 450は、「電圧制御モード（降圧）」に従う電圧変換動作を実現するためのフィードフォワード成分を生成する。変調部 402は、除算部 450からの信号出力に従って、コンバータ 18のトランジスタ Q 1 B (図 1 1) を駆動するための第 2スイッチング指令 PWC 1 Bを生成する。

また、変調部 404には「0」が与えられるため、第 1スイッチング指令 PW C 1 Aのデューティー比は 0%に固定され、コンバータ 18のトランジスタ Q 1 A (図 1 1) はオフ状態に維持される。

さらに、制御系（異常時） 308の制御構造は、コンバータ 28を「電圧制御モード（昇圧）」に従って制御するための構成として、変調部（MOD) 406, 408と、除算部 452と、減算部 454， 458と、 P I制御部 456とを含む。

除算部 452は、蓄電部 20の電圧値 V b 2を電圧目標値 V c *で割り算して、コンバータ 28での昇圧比に相当する理論デューティー比（ = Vb 2/V c *) を算出し、減算部 458へ出力する。すなわち、除算部 452は、「電圧制御モード（昇圧）」に従う昇圧動作を実現するためのフィードフォワード成分を生成する。

P I制御部 456は、減算部 454で算出された電圧目標値 Vc*に対する母線電圧値 V cの電圧偏差 Δ V cに応じた P I出力を、所定の比例ゲイン K p 3および積分ゲイン K i 3に従って生成し、減算部 458へ出力する。この P I出力は、「電圧制御モード（昇圧）」を実現するためのフィードバック成分に相当する。また、 P I制御部 456は、比例要素 460と、積分要素 462と、加算部 464とを含む。これらの部位は、上述した P I制御部 414と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

減算部 458は、除算部 452からの理論デューティー比に対して、 P I制御部 4 5 6からの P I出力を減じた値をデューティー比指令として変調部 4 0 8へ与える。変調部 4 0 8は、減算部 4 5 8からの出力値に従って、コンバータ 2 8 のトランジスタ Q 2 A (図 1 7 ) を駆動するための第 1スイッチング指令 PWC 2 Aを生成する。

また、変調部 4 0 6には「1」が与えられるため、第 2スイッチング指令 P W C 2 Bのデューティー比は 1 0 0 %に固定され、コンバータ 2 8のトランジスタ Q 2 B (図 1 7 ) はオン状態に維持される。

以上のように、蓄電部 1 0の異常発生に応答して、制御系（通常時） 3 0 4力、ら制御系（異常時） 3 0 8へ切替えることで、蓄電部 1 0が電源システムから電気的に切離された後でも、駆動力発生部および補機群を継続的に作動させることができる。

その他については、上述の実施の形態 1に従う電源システム 1 0 0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 2によれば、蓄電部 1 0が電源システムから電気的に切離された後に、コンバータ 2 8が昇圧動作を行なうとともに、コンバータ 1 8が降圧動作を行なう。そのため、蓄電部 2 0から放電された電力は、コンバータ 2 8 で昇圧された後に駆動力発生部へ供給されるとともに、コンバータ 2 8で昇圧された後の電力の一部は、コンバータ 1 8で降圧された後に補機群へ供給される。これにより、駆動力発生部および補機群へそれぞれ供給される電力の電圧範囲は、蓄電部 1 0が電気的に切離される前と同様の範囲に維持される。そのため、蓄電部 1 0の電気的な切離し後であっても、駆動力発生部を構成するモータジエネレータ MG 1および MG 2の作動範囲（回転数範囲）を確保できるので、車両の走行性能などを維持することができる。

[実施の形態 2の変形例]

本実施の形態 2においては、 2つの蓄電部を備える電源システムについて説明したが、 3つ以上の蓄電部を備える電源システムについても同様に拡張することが可能である。

図 1 9は、本発明の実施の形態 2の変形例に従う駆動力発生部および補機群への電力供給の概要を示す図である _π 図 1 9を参照して、本実施の形態 2の変形例に従う電源システムは、図 1 6に示す本実施の形態 1の変形例に従う電源システムと同様に、「マスター」として作動するコンバータ 1 8と、「スレーブ」として作動するコンバータ 2 8—1〜 2 8— Nとを含む。そして、コンバータ 2 8— 1〜2 8— Nに対応して、蓄電部 2 0— 1〜2 0— Nおよびシステムリレー S MR 2— 1〜S MR 2— Nが設けられる。

蓄電部 1 0および蓄電部 2 0—1〜2 0—Nのいずれも正常であれば、コンパータ 1 8は電圧制御モード（昇圧）に従って電圧変換動作を行なうとともに、コンバータ 2 8— 1〜2 8— Nは電力制御モードに従って電圧変換動作を行なう。ここで、蓄電部 1 0に異常が発生し電源システムから切離されると、コンパ一タ 1 8は、「電圧制御モード（降圧）」に切替えられるとともに、コンバータ 2 8— 1〜2 8— Nのうち少なくとも 1つが「電圧制御モード（昇圧）」に切替えられる。これは、駆動力発生部へ供給される母線電圧値 V cを制御可能にするためであり、いずれか 1つのコンバータが「電圧制御モード（昇圧）」に従って電力変換動作を行なうことで、母線電圧値 V cは安定化される。なお、コンバータ 2 8— 1〜2 8— Nのすベてを「電圧制御モード（昇圧）」に設定することも可能であるが、電源システム全体の電力管理の観点から、「電力制御モード」に維持されるコンバータの数を多くすることが望ましい。

その他については、実施の形態 2に従う電源システムと同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

本発明の実施の形態 2の変形例によれば、電源システムを構成する蓄電部の数が制限されないので、駆動力発生部および補機群の電力容量の大きさに応じて、適切な数の蓄電部を備えることができる。よって、上述した本発明の実施の形態 2における効果に加えて、電源容量を柔軟に変化できる電源システムを実現できる。

なお、本発明の実施の形態 1および 2、ならびにそれらの変形例においては、蓄電部 1 0または 2 0が異常状態となった場合に、当該異常状態になった蓄電部を電源システムから電気的に切離す必要があると判断する構成について例示した力これに限られない。たとえば、本発明に係る電源システムを備える車両を E V走行モードで使用する場合において、複数の蓄電部のうち蓄電部を 1個ずつ順次選択していき、選択された各蓄電部に対してその限界まで放電させるような使用態様では、限界まで放電し終えた蓄電部を電源システムから切離す必要が生じる。このような使用態様に対しても、本願発明に係る電源システムは適用できる。また、本発明の実施の形態 1および 2、ならびにそれらの変形例においては、第 1および第 2の負荷装置の一例として、それぞれ駆動力発生部および捕機群を用いる構成について説明したが、これに限られることはない。さらに、本発明に係る電源システムは、車両に搭載される以外にも、電力消費を行なう 2種類の負荷装置を有する装置に対して適用可能である。

なお、本願発明では、「第 1の電力線対」を「第 1の負荷装置の入力側に設けられた平滑コンデンサ」と読替えたとしても、その技術的思想は本質的に同一でめる。

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 V、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 . 第 1および第 2の負荷装置へ電力を供給するための電源システムであって、前記第 1の負荷装置と電気的に接続された第 1の電力線対と、

充放電可能な複数の蓄電部と、

前記複数の蓄電部にそれぞれ対応付けられた複数の電圧変換部とを備え、前記複数の電圧変換部は、前記第 1の電力線対に対して並列接続され、かつ各々が前記第 1の電力線対と対応の前記蓄電部との間で電圧変換動作を行なうように構成され、

前記電源システムは、さらに

前記複数の蓄電部にそれぞれ対応付けられ、かつ各々が対応の前記蓄電部と対応の前記電圧変換部との間を電気的に切離すための複数の切離部と、

一端が前記複数の電圧変換部のうちの 1つである第 1の電圧変換部と対応の前記切離部との間に電気的に接続され、他端が前記第 2の負荷装置に電気的に接続された第 2の電力線対と、

前記複数の切離部のいずれか 1つの切離部によって対応の前記蓄電部と対応の前記電圧変換部との間が電気的に切離された場合に、残余の前記蓄電部からの電力を用いて、前記第 1の電力線対を介して前記第 1の負荷装置への電力供給を継続するとともに、前記第 2の電力線対を介して前記第 2の負荷装置への電力供給を継続するように、前記複数の電圧変換部を制御する制御部とを備える、電源システム。

2 . 前記複数の蓄電部の各々についての異常状態を検出する異常検出部をさらに備え、

前記複数の切離部の各々は、前記異常検出部による対応の前記蓄電部における異常状態の検出に応答して、対応の前記蓄電部と対応の前記電圧変換部との間を電気的に切離すように構成される、請求の範囲第 1項に記載の電源システム。

3 . 前記異常検出部は、対応の前記蓄電部の温度、電圧値、電流値および内部抵抗値の少なくとも 1つに基づいて、前記複数の蓄電部の各々についての異常状態を検出する、請求の範囲第 1項に記載の電源システム。

4 . 前記制御部は、前記第 1の電圧変換部と対応の前記蓄電部との間が対応の前記切離部によつて電気的に切離されたときに、残余の前記蓄電部からの電力が前記第 1の電力線対を介して前記第 1の負荷装置へ供給されるように前記残余の蓄電部にそれぞれ対応する前記電圧変換部を制御するとともに、前記第 1の電力線対から前記第 2の電力線対を介して前記第 2の負荷装置へ電力が供給されるように前記第 1の電圧変換部を制御する、請求の範囲第 1項に記載の電源システム。

5 . 前記制御部は、前記複数の電圧変換部の各々について、前記第 1の電力線対と対応の前記蓄電部との間での電力変換動作を停止した上で両者を電気的に導通状態にする、請求の範囲第 4項に記載の電源システム。

6 . 前記複数の電圧変換部の各々は、 .

ィンダクタと直列接続された上で、前記第 1の電力線対の一方の電力線と対応の前記蓄電部の一方極との間に配置され、両者を電気的に断続可能なスィッチング素子と、

前記第 1の電力線対の他方の電力線と対応の前記蓄電部の他方極とを電気的に接続するための配線とを含み、

前記制御部は、前記複数の電圧変換部の各々について、前記スイッチング素子をオン状態にすることで前記導通状態に維持する、請求の範囲第 5項に記載の電源システム。

7 . 前記制御部は、対応の前記蓄電部からの電力が昇圧動作を伴って前記第 1の電力線対へ供給されるように前記第 1の電圧変換部を除く残余の前記電圧変換部を制御するとともに、前記第 1の電力線対からの電力が降圧動作を伴って前記第 2の負荷装置へ供給されるように前記第 1の電圧変換部を制御する、請求の範囲第 4項に記載の電源システム。

8 . 前記制御部は、前記第 2の負荷装置へ供給される降圧後の電圧値を所定の目標値とするための第 1の制御モードに従って、前記第 1の電圧変換部を制御する、請求の範囲第 7項に記載の電源システム。

9 . 前記制御部は、前記第 1の電力線対へ供給される昇圧後の電圧値を所定の目標値とするための第 2の制御モードに従って、前記残余の電圧変換部の少なくとも 1つを制御する、請求の範囲第 7項に記載の電源システム。

1 0 . 前記第 1の電圧変換部と対応の前記蓄電部との間が電気的に接続された状態において、前記第 1の電圧変換部は、前記第 2の制御モードに設定されて電圧変換動作を実行するとともに、前記残余の電圧変換部の各々は、前記第 1の電力線対と対応の前記蓄電部との間で授受される電力値を所定の目標値とするための第 3の制御モードに設定されて電圧変換動作を実行し、

前記制御部は、対応の前記切離部による前記第 1の電圧変換部と対応の前記蓄電部との間の電気的な切離しに応答して、前記残余の電圧変換部の少なくとも 1 つおよび前記第 1の電圧変換部についての制御モードを切替える、請求の範囲第 9項に記載の電¾1システム。

1 1 . 第 1および第 2の負荷装置へ電力を供給するための電源システムと、前記第 1の負荷装置として走行用の駆動力を発生するための駆動力発生部とを備え、

前記電源システムは、

前記第 1の負荷装置と電気的に接続された第 1の電力線対と、

充放電可能な複数の蓄電部と、

前記複数の蓄電部にそれぞれ対応付けられた複数の電圧変換部とを含み、前記複数の電圧変換部は、前記第 1の電力線対に対して並列接続され、かつ各々が前記第 1の電力線対と対応の前記蓄電部との間で電圧変換動作を行なうように構成され、

前記電源システムは、さらに

前記複数の切離部のいずれか 1つの切離部によつて対応の前記蓄電部と対応の前記電圧変換部との間が電気的に切離された場合に、残余の前記蓄電部からの電力を用いて、前記第 1の電力線対を介して前記第 1の負荷装置への電力供給を継続するとともに、前記第 2の電力線対を介して前記第 2の負荷装置への電力供給を継続するように、前記複数の電圧変換部を制御する制御部とを含む、車両。

1 2 . 前記車両は、前記第 2の負荷装置として車両用の補機群をさらに備える、請求の範囲第 1 1項に記載の車両。

1 3 . 第 1および第 2の負荷装置へ電力を供給するための電源システムの制御方法であって、

前記電源システムは、

充放電可能な複数の蓄電部と、

前記複数の蓄電部にそれぞれ対応付けられた複数の電圧変換部とを備え、前記複数の電圧変換部は、前記第 1の電力線対に対して並列接続され、かつ各々が対応の前記蓄電部と前記第 1の電力線対との間で電圧変換動作を行なうように構成され、

前記電源システムは、さらに

一端が前記複数の電圧変換部のうちの 1つである第 1の電圧変換部と対応の前記切離部との間に電気的に接続され、他端が前記第 2の負荷装置に電気的に接続された第 2の電力線対とを備え、

前記制御方法は、

前記複数の蓄電部の各々についての異常状態の有無を検出するステップと、前記複数の蓄電部のいずれか 1つの蓄電部について異常状態を検出した場合に、当該異常状態が検出された蓄電部と対応の前記電圧変換部との間を対応の前記切離部によって電気的に切離すステップと、

切離された前記蓄電部を除く残余の蓄電部からの電力を用いて、前記第 1の電力線対を介して前記第 1の負荷装置への電力供給を継続するとともに、前記第 2 の電力線対を介して前記第 2の負荷装置への電力供給を継続するように前記複数の電圧変換部を制御するステップとを含む、制御方法。