JP2010141951A - 電源システムの制御装置およびそれを備えた車両ならびに電源システムの制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】スレーブ電力FB処理およびスレーブ電力指令値補正処理の干渉を防止可能な電源システムの制御装置およびそれを備えた車両を提供する。
【解決手段】MG−ECU6におけるスレーブコンバータ(第2コンバータ12−2)の電力指令値PB2R_MGがHV−ECU4へ送信され、HV−ECU4における電力指令値PB2R_HVと比較することによって、MG−ECU6によるスレーブ電力指令値補正処理が実施されているか否かが判断される。そして、MG−ECU6においてスレーブ電力指令値補正処理が実施されていると判断されると、HV−ECU4は、HV−ECU4によるスレーブ電力FB処理を不実施とする。
【選択図】図1
【解決手段】MG−ECU6におけるスレーブコンバータ(第2コンバータ12−2)の電力指令値PB2R_MGがHV−ECU4へ送信され、HV−ECU4における電力指令値PB2R_HVと比較することによって、MG−ECU6によるスレーブ電力指令値補正処理が実施されているか否かが判断される。そして、MG−ECU6においてスレーブ電力指令値補正処理が実施されていると判断されると、HV−ECU4は、HV−ECU4によるスレーブ電力FB処理を不実施とする。
【選択図】図1
Description
この発明は、電源システムの制御装置およびそれを備えた車両ならびに電源システムの制御方法に関し、特に、複数の蓄電装置およびそれに対応して設けられる複数のコンバータを含む電源システムの制御技術に関する。
特開2008−109840号公報(特許文献1)は、複数の蓄電装置およびそれに対応して設けられる複数のコンバータを備える電源システムを開示する。この電源システムにおいては、許容放電電力が制限されるSOCまでの残存電力量が各蓄電装置について算出され、残存電力量の比率に応じて蓄電装置の放電電力分配率が算出される。また、許容充電電力が制限されるSOCまでの充電許容量が各蓄電装置について算出され、充電許容量の比率に応じて蓄電装置の充電電力分配率が算出される。そして、電源システムから駆動力発生部への給電時は、放電電力分配率に従って各コンバータが制御され、駆動力発生部から電源システムへの給電時は、充電電力分配率に従って各コンバータが制御される。
この電源システムよれば、複数の蓄電装置の充放電特性が異なる場合にも、システムの性能を最大限に引出すことができる(特許文献1参照)。
特開2008−109840号公報
ところで、コンバータが2つ並列接続された電源システムにおいて、一方のコンバータは、各コンバータが接続される主母線の電圧を制御し、他方のコンバータは、対応の蓄電装置の入出力電力を制御することが行なわれる(以下では、上記の一方のコンバータを「マスターコンバータ」とも称し、上記の他方のコンバータを「スレーブコンバータ」とも称する。)。
そして、このような電源システムにおいて、スレーブコンバータの電力指令値と実際の電力値(電力実績値)とが一致しない状態が継続すると、各蓄電装置の充電状態(SOC)の管理や、蓄電装置を保護するための電力管理が破綻するおそれがある。そこで、スレーブコンバータの電力指令値と電力実績値との偏差が発生したときは、電力実績値を本来の目標値に一致させるために、発生した偏差分だけ電力指令値を補正することが行なわれる(以下「スレーブ電力FB処理」とも称する。)。
一方、上記の電源システムを搭載する電動車両においては、駆動輪のスリップ発生時やスリップ状態からのグリップ時などに急激な電力変動が発生する。そして、このような急激な電力変動は、主母線の電圧を制御するマスターコンバータ側で負担される。そこで、全体パワーからスレーブコンバータの電力指令値を減算することによってマスターコンバータの電力を算出し、マスターコンバータの電力が電力制限値を超える場合には、マスターコンバータの電力が電力制限値を下回るようにスレーブコンバータの電力指令値を補正することも行なわれる(以下「スレーブ電力指令値補正処理」とも称する。)。
上記のスレーブ電力FB処理は、蓄電装置のSOC管理や装置保護の観点から要求されるものであり、一方、上記のスレーブ電力指令値補正処理は、マスターコンバータ側の過大な負担防止の観点から要求されるものであって、いずれの処理も有用であるが、双方ともスレーブコンバータの電力指令値を補正するので互いに干渉する。この点につき上記の特開2008−109840号公報では特に検討されていない。
そこで、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、スレーブ電力FB処理およびスレーブ電力指令値補正処理の干渉を防止可能な電源システムの制御装置およびそれを備えた車両を提供することである。
また、この発明の別の目的は、スレーブ電力FB処理およびスレーブ電力指令値補正処理の干渉を防止可能な電源システムの制御方法を提供することである。
この発明によれば、電源システムの制御装置は、負荷装置へ電力を供給可能な電源システムの制御装置である。電源システムは、再充電可能な第1および第2の蓄電装置と、電力線と、第1および第2のコンバータとを含む。電力線は、電源システムと負荷装置との間で電力を授受するように構成される。第1のコンバータは、第1の蓄電装置と電力線との間に設けられ、電力線の電圧を目標電圧に制御するように構成される。第2のコンバータは、第2の蓄電装置と電力線との間に設けられ、与えられる指令に従って第2の蓄電装置の充放電を目標値に制御するように構成される。そして、制御装置は、第1および第2の制御部を含む。第1の制御部は、第2の蓄電装置に対して入出力される電力の目標値を示す電力指令値を生成する。第2の制御部は、電力指令値に基づいて、第2のコンバータへ与えられる指令を生成する。ここで、第1の制御部は、生成された電力指令値と第2の蓄電装置の入出力電力の実績値との偏差に基づいて電力指令値を補正し、その補正された電力指令値を第2の制御部へ出力する。第2の制御部は、第1の制御部から受ける電力指令値に基づいて算出される第1の蓄電装置の入出力電力が所定の制限値を超えるとき、第1の蓄電装置の入出力電力が制限値を下回るように電力指令値を補正し、その補正された電力指令値に基づいて、第2のコンバータへ与えられる指令を生成する。そして、第1の制御部は、第2の制御部において電力指令値が補正されたとき、第1の制御部による電力指令値の補正を不実施とする。
また、この発明によれば、電源システムの制御装置は、負荷装置へ電力を供給可能な電源システムの制御装置である。電源システムは、再充電可能な第1および第2の蓄電装置と、電力線と、第1および第2のコンバータとを含む。電力線は、電源システムと負荷装置との間で電力を授受するように構成される。第1のコンバータは、第1の蓄電装置と電力線との間に設けられ、電力線の電圧を目標電圧に制御するように構成される。第2のコンバータは、第2の蓄電装置と電力線との間に設けられ、与えられる指令に従って第2の蓄電装置の充放電を目標値に制御するように構成される。そして、制御装置は、第1および第2の制御部を含む。第1の制御部は、第2の蓄電装置に対して入出力される電力の目標値を示す電力指令値を生成する。第2の制御部は、電力指令値に基づいて、第2のコンバータへ与えられる指令を生成する。ここで、第1の制御部は、電力指令値と第2の蓄電装置の入出力電力の実績値との偏差に基づいて電力指令値を補正し、その補正された電力指令値を第2の制御部へ出力する。第2の制御部は、第1の制御部から受ける電力指令値に基づいて算出される第1の蓄電装置の入出力電力が所定の制限値を超えるとき、第1の蓄電装置の入出力電力が制限値を下回るように電力指令値を補正し、その補正された電力指令値に基づいて、第2のコンバータへ与えられる指令を生成する。また、第2の制御部は、さらに、第2のコンバータへ与えられる指令の生成に用いた電力指令値を第1の制御部へ出力する。そして、第1の制御部は、第2の制御部から受ける電力指令値と第2の蓄電装置の入出力電力の実績値との偏差に基づいて電力指令値を補正する。
また、この発明によれば、車両は、上記の電源システムおよびその制御装置と、電源システムから供給される電力によって車両の駆動力を発生する駆動力発生部とを備える。
また、この発明によれば、電源システムの制御方法は、負荷装置へ電力を供給可能な電源システムの制御方法である。電源システムは、再充電可能な第1および第2の蓄電装置と、電力線と、第1および第2のコンバータとを含む。電力線は、電源システムと負荷装置との間で電力を授受するように構成される。第1のコンバータは、第1の蓄電装置と電力線との間に設けられ、電力線の電圧を目標電圧に制御するように構成される。第2のコンバータは、第2の蓄電装置と電力線との間に設けられ、与えられる指令に従って第2の蓄電装置の充放電を目標値に制御するように構成される。そして、制御方法は、第2の蓄電装置に対して入出力される電力の目標値を示す電力指令値を生成する第1のステップと、電力指令値に基づいて、第2のコンバータへ与えられる指令を生成する第2のステップとを備える。ここで、第1のステップは、生成された電力指令値と第2の蓄電装置の入出力電力の実績値との偏差に基づいて電力指令値を補正するステップを含む。第2のステップは、電力指令値に基づいて算出される第1の蓄電装置の入出力電力が所定の制限値を超えるとき、第1の蓄電装置の入出力電力が制限値を下回るように電力指令値を補正するステップと、その補正された電力指令値に基づいて、第2のコンバータへ与えられる指令を生成するステップとを含む。そして、第1のステップは、第1の蓄電装置の入出力電力が制限値を下回るように電力指令値が補正されたとき、上記偏差に基づく電力指令値の補正を不実施とするステップをさらに含む。
また、この発明によれば、電源システムの制御方法は、負荷装置へ電力を供給可能な電源システムの制御方法である。電源システムは、再充電可能な第1および第2の蓄電装置と、電力線と、第1および第2のコンバータとを含む。電力線は、電源システムと負荷装置との間で電力を授受するように構成される。第1のコンバータは、第1の蓄電装置と電力線との間に設けられ、電力線の電圧を目標電圧に制御するように構成される。第2のコンバータは、第2の蓄電装置と電力線との間に設けられ、与えられる指令に従って第2の蓄電装置の充放電を目標値に制御するように構成される。そして、制御方法は、第2の蓄電装置に対して入出力される電力の目標値を示す電力指令値を生成する第1のステップと、電力指令値に基づいて、第2のコンバータへ与えられる指令を生成する第2のステップとを備える。ここで、第1のステップは、電力指令値と第2の蓄電装置の入出力電力の実績値との偏差に基づいて電力指令値を補正するステップを含む。第2のステップは、電力指令値に基づいて算出される第1の蓄電装置の入出力電力が所定の制限値を超えるとき、第1の蓄電装置の入出力電力が制限値を下回るように電力指令値を補正するステップと、その補正された電力指令値に基づいて、第2のコンバータへ与えられる指令を生成するステップとを含む。そして、第2のステップにおいて電力指令値が補正されたとき、第1のステップにおいて、その補正された電力指令値と第2の蓄電装置の入出力電力の実績値との偏差に基づいて電力指令値が補正される。
この発明においては、第1および第2の制御部は、いずれも電力指令値を補正するので互いに干渉し得るところ、第1の制御部は、第2の制御部において電力指令値が補正されたとき、第1の制御部による電力指令値の補正を不実施とするので、第1および第2の制御部は同時に動作しない。
また、この発明においては、第2の制御部は、第2のコンバータへ与えられる指令の生成に用いた電力指令値を第1の制御部へ出力し、第1の制御部は、第2の制御部から受ける電力指令値を用いて補正処理を実施するので、第1の制御部と第2の制御部とが整合して動作する。
したがって、この発明によれば、第1の制御部による処理と第2の制御部による処理との干渉を防止することができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
[実施の形態1]
図1は、この発明の実施の形態1による電源システムの制御装置を備えた車両の全体ブロック図である。図1を参照して、車両100は、電源システム1と、駆動力発生部2と、HV−ECU(Electronic Control Unit)4と、MG−ECU6とを備える。
図1は、この発明の実施の形態1による電源システムの制御装置を備えた車両の全体ブロック図である。図1を参照して、車両100は、電源システム1と、駆動力発生部2と、HV−ECU(Electronic Control Unit)4と、MG−ECU6とを備える。
駆動力発生部2は、第1インバータ30−1と、第2インバータ30−2と、第1MG(Motor-Generator)32−1と、第2MG32−2と、動力分割装置34と、エンジン36と、駆動輪38とを含む。第1MG32−1、第2MG32−2およびエンジン36は、動力分割装置34に連結される。そして、この車両100は、エンジン36および第2MG32−2の少なくとも一方からの駆動力によって走行する。エンジン36が発生する動力は、動力分割装置34によって2経路に分割される。すなわち、一方は駆動輪38へ伝達される経路であり、もう一方は第1MG32−1へ伝達される経路である。
第1MG32−1および第2MG32−2の各々は、交流回転電機であり、たとえば、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。第1MG32−1は、動力分割装置34によって分割されたエンジン36の動力を用いて発電する。たとえば、電源システム1に含まれる蓄電装置(後述)のSOCが低下すると、エンジン36が始動して第1MG32−1により発電が行なわれ、その発電された電力が電源システム1へ供給される。
第2MG32−2は、電源システム1から供給される電力および第1MG32−1により発電された電力の少なくとも一方を用いて駆動力を発生する。そして、第2MG32−2の駆動力は、駆動輪38に伝達される。なお、車両の制動時等には、駆動輪38から車両の運動エネルギーを受ける第2MG32−2が発電機として作動する。これにより、第2MG32−2は、車両の運動エネルギーを電力に変換する回生ブレーキとして作動し、第2MG32−2により発電された電力は、電源システム1へ供給される。
動力分割装置34は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを含む遊星歯車から成る。ピニオンギヤは、サンギヤおよびリングギヤと係合する。キャリアは、ピニオンギヤを自転可能に支持するとともに、エンジン36のクランクシャフトに連結される。サンギヤは、第1MG32−1の回転軸に連結される。リングギヤは第2MG32−2の回転軸に連結される。
第1インバータ30−1および第2インバータ30−2は、主正母線MPLおよび主負母線MNLに接続される。そして、第1インバータ30−1および第2インバータ30−2は、電源システム1から供給される駆動電力(直流電力)を交流電力に変換してそれぞれ第1MG32−1および第2MG32−2へ出力する。また、第1インバータ30−1および第2インバータ30−2は、それぞれ第1MG32−1および第2MG32−2が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へ出力する。
なお、第1インバータ30−1および第2インバータ30−2の各々は、たとえば、三相分のスイッチング素子を含むブリッジ回路から成る。そして、各インバータは、それぞれMG−ECU6からの駆動信号に応じてスイッチング動作を行なうことにより、対応のMGを駆動する。
一方、電源システム1は、第1蓄電装置10−1と、第2蓄電装置10−2と、第1コンバータ12−1と、第2コンバータ12−2と、主正母線MPLと、主負母線MNLと、平滑コンデンサCと、電流センサ14−1,14−2と、電圧センサ16−1,16−2,20とを含む。
第1蓄電装置10−1および第2蓄電装置10−2の各々は、再充電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池や、大容量のキャパシタ等である。第1蓄電装置10−1は、第1コンバータ12−1に接続され、第2蓄電装置10−2は、第2コンバータ12−2に接続される。
第1コンバータ12−1は、第1蓄電装置10−1と主正母線MPLおよび主負母線MNLとの間に接続される。第1コンバータ12−1は、MG−ECU6からの駆動信号PWC1に基づいて、第1蓄電装置10−1の電圧VB1以上に設定される所定の目標電圧に主正母線MPLおよび主負母線MNL間の電圧VHを制御する。第2コンバータ12−2は、第2蓄電装置10−2と主正母線MPLおよび主負母線MNLとの間に接続される。第2コンバータ12−2は、MG−ECU6からの駆動信号PWC2に基づいて、第2蓄電装置10−2に対して入出力される電力を所定の目標電力に制御する。
すなわち、第1コンバータ12−1が「マスターコンバータ」であり、第2コンバータ12−2が「スレーブコンバータ」である。以下では、第1コンバータ12−1を「マスターコンバータ」とも称し、第2コンバータ12−2を「スレーブコンバータ」とも称する。
平滑コンデンサCは、主正母線MPLと主負母線MNLとの間に接続され、主正母線MPLおよび主負母線MNLに含まれる電力変動成分を低減する。電圧センサ20は、主正母線MPLと主負母線MNLとの間の電圧VHを検出し、その検出値をHV−ECU4およびMG−ECU6へ出力する。
電流センサ14−1,14−2は、第1蓄電装置10−1に対して入出力される電流IB1および第2蓄電装置10−2に対して入出力される電流IB2をそれぞれ検出し、それらの検出値をHV−ECU4へ出力する。なお、各電流センサ14−1,14−2は、対応の蓄電装置から出力される電流(放電電流)を正値として検出し、対応の蓄電装置に入力される電流(充電電流)を負値として検出する。なお、この図1では、各電流センサ14−1,14−2が正極線の電流を検出する場合が示されているが、各電流センサ14−1,14−2は負極線の電流を検出してもよい。電圧センサ16−1,16−2は、第1蓄電装置10−1の電圧VB1および第2蓄電装置10−2の電圧VB2をそれぞれ検出し、その検出値をHV−ECU4へ出力する。
HV−ECU4は、図示されない各センサの検出信号、走行状況およびアクセル開度などに基づいて車両要求パワーを算出し、その算出した車両要求パワーに基づいて第1MG32−1および第2MG32−2のトルク指令値TR1,TR2を算出してMG−ECU6へ出力する。
また、HV−ECU4は、スレーブコンバータ(第2コンバータ12−2)に対応する第2蓄電装置10−2に対して入出力される電力の目標値を示す電力指令値を生成する(以下では、蓄電装置から電力が出力されるとき、電力の符号を正とする。)。ここで、HV−ECU4は、生成された電力指令値と実際の電力値(電力実績値)との偏差に基づいて上記電力指令値を補正する(スレーブ電力FB処理)。
さらにここで、HV−ECU4は、MG−ECU6から電力指令値PB2R_MGを受け、補正された上記電力指令値とMG−ECU6から受けた電力指令値PB2R_MGとの差(絶対値)が所定のしきい値以上か否かを判定する。そして、上記の差がしきい値以上であると判定されると、HV−ECU4は、MG−ECU6においてスレーブ電力指令値補正処理の実施中であると判断し、HV−ECU4によるスレーブ電力FB処理とMG−ECU6によるスレーブ電力指令値補正処理との干渉を防止するために、電力指令値と電力実績値との偏差に基づく上記電力指令値の補正(スレーブ電力FB処理)を不実施とする。
そして、HV−ECU4は、生成された電力指令値(スレーブ電力FB処理が実施された場合は、補正された電力指令値)を電力指令値PB2R_HVとしてMG−ECU6へ出力する。
MG−ECU6は、HV−ECU4から受けるトルク指令値TR1,TR2に基づいて、第1MG32−1および第2MG32−2を駆動するための駆動信号PWI1,PWI2を生成し、その生成された駆動信号PWI1,PWI2をそれぞれ第1インバータ30−1および第2インバータ30−2へ出力する。
また、MG−ECU6は、主正母線MPLおよび主負母線MNL間の電圧VHが所定の目標電圧に一致するように、マスターコンバータ(第1コンバータ12−1)を駆動するための駆動信号PWC1を生成し、その生成された駆動信号PWC1を第1コンバータ12−1へ出力する。
また、MG−ECU6は、HV−ECU4から受ける電力指令値PB2R_HVに基づいて、スレーブコンバータ(第2コンバータ12−2)を駆動するための駆動信号PWC2を生成する。ここで、MG−ECU6は、HV−ECU4から受ける電力指令値PB2R_HVに基づいて算出される第1蓄電装置10−1の入出力電力が電力制限値Wout1,Win1を超えるとき、第1蓄電装置10−1の入出力電力が電力制限値Wout1,Win1を下回るようにスレーブコンバータの電力指令値を補正し(スレーブ電力指令値補正処理)、その補正された電力指令値に基づいて駆動信号PWC2を生成する。
そして、MG−ECU6は、その生成された駆動信号PWC2を第2コンバータ12−2へ出力する。また、MG−ECU6は、駆動信号PWC2の生成に用いた電力指令値を電力指令値PB2R_MGとしてHV−ECU4へ出力する。
図2は、図1に示した第1および第2コンバータ12−1,12−2の概略構成図である。なお、各コンバータの構成および動作は同様であるので、以下では第1コンバータ12−1の構成および動作について説明する。図2を参照して、第1コンバータ12−1は、チョッパ回路42−1と、正母線LN1Aと、負母線LN1Cと、配線LN1Bと、平滑コンデンサC1とを含む。チョッパ回路42−1は、スイッチング素子Q1A,Q1Bと、ダイオードD1A,D1Bと、インダクタL1とを含む。
正母線LN1Aは、一方端がスイッチング素子Q1Bのコレクタに接続され、他方端が主正母線MPLに接続される。負母線LN1Cは、一方端が負極線NL1に接続され、他方端が主負母線MNLに接続される。
スイッチング素子Q1A,Q1Bは、負母線LN1Cと正母線LN1Aとの間に直列に接続される。具体的には、スイッチング素子Q1Aのエミッタが負母線LN1Cに接続され、スイッチング素子Q1Bのコレクタが正母線LN1Aに接続される。ダイオードD1A,D1Bは、それぞれスイッチング素子Q1A,Q1Bに逆並列に接続される。インダクタL1は、スイッチング素子Q1A,Q1Bの接続ノードと配線LN1Bとの間に接続される。
配線LN1Bは、一方端が正極線PL1に接続され、他方端がインダクタL1に接続される。平滑コンデンサC1は、配線LN1Bと負母線LN1Cとの間に接続され、配線LN1Bおよび負母線LN1C間の直流電圧に含まれる交流成分を低減する。
チョッパ回路42−1は、MG−ECU6(図1)からの駆動信号PWC1に応じて、第1蓄電装置10−1(図1)と主正母線MPLおよび主負母線MNLとの間で双方向の直流電圧変換を行なう。駆動信号PWC1は、下アーム素子を構成するスイッチング素子Q1Aのオン/オフを制御する駆動信号PWC1Aと、上アーム素子を構成するスイッチング素子Q1Bのオン/オフを制御する駆動信号PWC1Bとを含む。そして、一定のデューティーサイクル(オン期間およびオフ期間の和)内でのスイッチング素子Q1A,Q1Bのデューティー比(オン/オフ期間比率)がMG−ECU6によって制御される。
スイッチング素子Q1Aのオンデューティーが大きくなるようにスイッチング素子Q1A,Q1Bが制御されると(スイッチング素子Q1A,Q1Bはデッドタイム期間を除いて相補的にオン/オフ制御されるので、スイッチング素子Q1Bのオンデューティーは小さくなる。)、第1蓄電装置10−1からインダクタL1に流れるポンプ電流量が増大し、インダクタL1に蓄積される電磁エネルギーが大きくなる。その結果、スイッチング素子Q1Aがオン状態からオフ状態に遷移したタイミングでインダクタL1からダイオードD1Bを介して主正母線MPLへ放出される電流量が増大し、主正母線MPLの電圧が上昇する。
一方、スイッチング素子Q1Bのオンデューティーが大きくなるようにスイッチング素子Q1A,Q1Bが制御されると(スイッチング素子Q1Aのオンデューティーは小さくなる。)、主正母線MPLからスイッチング素子Q1BおよびインダクタL1を介して蓄電装置10−1へ流れる電流量が増大するので、主正母線MPLの電圧は下降する。
このように、スイッチング素子Q1A,Q1Bのデューティー比を制御することによって、主正母線MPLの電圧を制御することができるとともに、第1蓄電装置10−1と主正母線MPLとの間に流す電流(電力)の方向および電流量(電力量)を制御することができる。
次に、HV−ECU4により実行されるスレーブ電力FB処理、およびMG−ECU6により実行されるスレーブ電力指令値補正処理の考え方について説明する。なお、以下では、第1蓄電装置10−1および第2蓄電装置10−2から電力が出力される場合について代表的に説明される(すなわち、電力の符号は正であり、第1蓄電装置10−1および第2蓄電装置10−2の電力制限については、出力電力制限値Wout1,Wout2が考慮される。)。第1蓄電装置10−1および第2蓄電装置10−2へ電力が入力される場合についても、電力が出力される場合と同様に考えることができる。
図3は、HV−ECU4により実行されるスレーブ電力FB処理の考え方を説明するための図である。図3を参照して、スレーブコンバータ(第2コンバータ12−2)において電力指令値と実際の電力値(電力実績値)とに偏差が発生した場合を考える(図3の「補正前」)。この図3では、一例として、電力指令値に対して電力実績値が過剰である場合が示されている。
電力指令値と電力実績値とに偏差が発生した場合、HV−ECU4は、そのときの電力指令値に電力実績値が一致するように、電力指令値と電力実績値との偏差に基づいて電力指令値を補正する(スレーブ電力FB処理)。これにより、電力実績値は、補正前の電力指令値に一致する(図3の「補正後」)。
図4は、MG−ECU6により実行されるスレーブ電力指令値補正処理の考え方を説明するための図である。この図4は、電源システム1に対する要求電力が第1蓄電装置10−1および第2蓄電装置10−2の電力制限値の和を超えない場合について示したものである。
図4を参照して、マスターコンバータ(第1コンバータ12−1)の電力が急激に増加した場合を考える(補正前)。このような状況は、たとえば、スリップ状態からグリップ状態になり、第2MG32−2の負荷が急激に増加した場合などに発生する。
マスターコンバータの電力が出力電力制限値Wout1を超えると、MG−ECU6は、出力電力制限値Wout1からの超過分をスレーブコンバータ(第2コンバータ12−2)の電力指令値に加算することによってスレーブコンバータの電力指令値を補正する。これにより、マスターコンバータの電力は出力電力制限値Wout1となり(補正後)、マスターコンバータに対応する第1蓄電装置10−1が保護される。
図5は、MG−ECU6により実行されるスレーブ電力指令値補正処理の考え方をさらに説明するための図である。この図5は、電源システム1に対する要求電力が第1蓄電装置10−1および第2蓄電装置10−2の電力制限値の和を超える場合について示したものである。
図5を参照して、上述のように、マスターコンバータの電力が出力電力制限値Wout1を超えると(補正前)、スレーブコンバータの電力指令値が補正される。ここで、MG−ECU6は、まず、スレーブコンバータの電力指令値を第2蓄電装置10−2の出力電力制限値Wout2に拡大する(補正後1)。そして、スレーブコンバータの電力指令値を出力電力制限値Wout2に拡大してもまだ超過している分については、マスターコンバータとスレーブコンバータとで半分ずつ負担する。すなわち、MG−ECU6は、スレーブコンバータの電力指令値を出力電力制限値Wout2に拡大してもなお超過している電力分の1/2をスレーブコンバータの電力指令値に加算することによって、スレーブコンバータの電力指令値を補正する。
図6は、スレーブ電力FB処理とスレーブ電力指令値補正処理との干渉を説明するための図である。図6を参照して、HV−ECU4は、スレーブコンバータ(第2コンバータ12−2)の電力指令値を生成する。そして、HV−ECU4は、その生成された電力指令値と電力実績値との偏差に基づいて電力指令値を補正し(図3)、その補正された電力指令値をMG−ECU6へ出力する。
MG−ECU6では、HV−ECU4から受信したスレーブコンバータの電力指令値を全体パワーから減算することによってマスターコンバータの電力を算出する。ここで、マスターコンバータの電力が出力電力制限値Wout1を超えているので(図6の「補正前」)、出力電力制限値Wout1からの超過分に基づいてスレーブコンバータの電力指令値が補正される(図6の「補正後」)。そうすると、スレーブコンバータの電力実績値は図6に示すようになり、HV−ECU4からみると、スレーブコンバータの電力指令値と電力実績値との偏差が拡大する。そして、HV−ECU4は、その拡大された偏差に基づいて電力指令値を再び補正し、その補正された電力指令値に対してMG−ECU6が再び補正する。これにより、スレーブコンバータの電力指令値と電力実績値との偏差はさらに拡大し、その後も偏差はますます拡大してしまう。
そこで、この実施の形態1では、MG−ECU6において駆動信号PWC2を生成するのに用いた電力指令値PB2R_MGをMG−ECU6からHV−ECU4へフィードバックし、HV−ECU4からMG−ECU6へ送信した電力指令値PB2R_HVとMG−ECU6において駆動信号PWC2を生成するのに用いた電力指令値PB2R_MGとを比較する。そして、両者に差が認められるときは、MG−ECU6においてスレーブ電力指令値補正処理が実施されているものと判断し、HV−ECU4によるスレーブ電力FB処理とMG−ECU6によるスレーブ電力指令値補正処理との干渉による上記偏差の拡大を防止するために、HV−ECU4によるスレーブ電力FB処理を不実施とする。
図7は、図1に示したHV−ECU4のスレーブ電力FB処理に関する機能ブロック図である。図7を参照して、HV−ECU4は、スレーブ電力指令生成部52と、乗算部54と、減算部56と、スレーブ電力指令補正部58と、補正実施判定部60とを含む。
スレーブ電力指令生成部52は、スレーブコンバータ(第2コンバータ12−2)に対応する第2蓄電装置10−2に対して入出力される電力の目標値を示す電力指令値PB2Rを生成する。具体的には、スレーブ電力指令生成部52は、第1MG32−1および第2MG32−2のトルクおよび回転数に基づき第1MG32−1および第2MG32−2のパワーを算出することによって電源システム1に対する要求パワーを算出し、その算出された要求パワーを所定の分配比(たとえば50:50)で分配した値をスレーブコンバータの電力指令値PB2Rとする。
乗算部54は、電流IB2の検出値に電圧VB2の検出値を乗算し、その演算結果をスレーブコンバータの電力実績値PB2として出力する。減算部56は、電力実績値PB2から電力指令値PB2Rを減算し、その演算結果を偏差ΔPB2として出力する。
スレーブ電力指令補正部58は、補正実施判定部60から受ける補正可フラグ(後述)が活性化されているとき、偏差ΔPB2に基づいて電力指令値PB2Rを補正し、その補正された電力指令値を電力指令値PB2R_HVとしてMG−ECU6へ出力する。たとえば、スレーブ電力指令補正部58は、電力指令値PB2Rから偏差ΔPB2を減算することによって電力指令値PB2Rを補正する。
一方、補正可フラグが非活性化されているとき、スレーブ電力指令補正部58は、偏差ΔPB2に基づく電力指令値PB2Rの補正を不実施とし、スレーブ電力指令生成部52から受ける電力指令値PB2Rを電力指令値PB2R_HVとしてMG−ECU6へ出力する。また、スレーブ電力指令補正部58は、MG−ECU6へ出力した電力指令値PB2R_HVを補正実施判定部60へ出力する。
補正判定実施部60は、スレーブ電力指令補正部58からMG−ECU6へ出力された電力指令値PB2R_HVをスレーブ電力指令補正部58から受け、MG−ECU6において駆動信号PWC2の生成に用いられた電力指令値PB2R_MGをMG−ECU6から受ける。そして、補正判定実施部60は、電力指令値PB2R_HVと電力指令値PB2R_MGとを比較し、両者に差が認められるときは、MG−ECU6においてスレーブ電力指令値補正処理が実施されているものと判断して、スレーブ電力指令補正部58へ出力される補正可フラグを非活性化する。一方、電力指令値PB2R_HVと電力指令値PB2R_MGとに差が認められないときは、補正判定実施部60は、MG−ECU6においてスレーブ電力指令値補正処理は実施されていないと判断して、スレーブ電力指令補正部58へ出力される補正可フラグを活性化する。
図8は、図1に示したMG−ECU6のスレーブ電力指令値補正処理に関する機能ブロック図である。図8を参照して、MG−ECU6は、加算部72,78と、減算部74と、マスター電力制御部76と、スレーブ電力制御部80と、電力超過制御部82と、PWM(Pulse Width Modulation)信号生成部84とを含む。
加算部72は、第2MG32−2のパワーPMに第1MG32−1のパワーPGを加算し、その演算結果を減算部74へ出力する。なお、加算部72の演算結果は、駆動力発生部2から電源システム1への要求パワーに相当する。減算部74は、HV−ECU4から受けるスレーブコンバータの電力指令値PB2R_HVを減算部74の出力から減算し、マスターコンバータの電力を示す電力指令値PB1Rとしてその演算結果を出力する。
マスター電力制御部76は、第1蓄電装置10−1の出力電力制限値Wout1によってマスターコンバータの電力指令値PB1Rを制限する。そして、マスター電力制御部76は、電力指令値PB1Rが出力電力制限値Wout1を超えているとき、その超過分ΔPB1を加算部78へ出力する。なお、電力指令値PB1Rが出力電力制限値Wout1以下のときは、マスター電力制御部76は、超過分ΔPB1を零で出力する。
加算部78は、HV−ECU4から受けるスレーブコンバータの電力指令値PB2R_HVに上記の超過分ΔPB1を加算し、その演算結果をスレーブ電力制御部80へ出力する。
スレーブ電力制御部80は、第2蓄電装置10−2の出力電力制限値Wout2によって加算部78の出力を制限する。そして、スレーブ電力制御部80は、加算部78の出力が出力電力制限値Wout2を超えているとき、電力超過制御部82へ出力される電力指令値PB2RLを出力電力制限値Wout2とするとともにその超過分ΔPを電力超過制御部82へ出力する。一方、加算部78の出力が出力電力制限値Wout2以下のときは、スレーブ電力制御部80は、加算部78の出力をそのまま電力指令値PB2RLとして出力し、超過分ΔPを零で出力する。
電力超過制御部82は、超過分ΔPが非零のとき、超過分ΔPの1/2を電力指令値PB2RLに加算し、その演算結果を最終の電力指令値PB2R_MGとしてPWM信号生成部84へ出力する。また、電力超過制御部82は、PWM信号生成部84へ出力した電力指令値PB2R_MGをHV−ECU4(図7)へ出力する。
PWM信号生成部84は、第2蓄電装置10−2の電流IB2および電圧VB2に基づいて算出した第2蓄電装置10−2の電力実績値が電力指令値PB2R_MGに一致するように、第2コンバータ12−2を駆動するための駆動信号PWC2を生成する。また、PWM信号生成部84は、電圧VHが目標電圧VRに一致するように、第1コンバータ12−1を駆動するための駆動信号PWC1を生成する。
図9は、HV−ECU4により実行されるスレーブ電力FB処理のフローチャートである。なお、このフローチャートの処理は、一定時間毎または所定の条件が成立する毎にメインルーチンから呼び出されて実行される。
図9を参照して、HV−ECU4は、電源システム1に対する要求パワーを算出し、第2蓄電装置10−2の負担を示す所定の分配比に基づいてスレーブコンバータ(第2コンバータ12−2)の電力指令値PB2Rを生成する(ステップS10)。次いで、HV−ECU4は、電流IB2および電圧VB2の各検出値に基づいて、スレーブコンバータの電力実績値PB2を算出する(ステップS20)。
そして、HV−ECU4は、電力実績値PB2から電力指令値PB2Rを減算することによって電力指令値PB2Rと電力実績値PB2との偏差ΔPB2を算出し(ステップS30)、電力指令値PB2Rと電力実績値PB2との偏差が発生しているか否かを判定する(ステップS40)。偏差は発生していないと判定されると(ステップS40においてNO)、HV−ECU40は、後述のステップS90へ処理を移行する。
ステップS40において電力指令値PB2Rと電力実績値PB2との偏差が発生していると判定されると(ステップS40においてYES)、HV−ECU4は、ステップS30において算出された偏差ΔPB2に基づいて電力指令値PB2Rを補正する(ステップS50)。
さらに、HV−ECU4は、MG−ECU6において駆動信号PWC2の生成に用いられた電力指令値PB2R_MGをMG−ECU6から受信する(ステップS60)。そして、HV−ECU4は、ステップS50において補正された電力指令値(HV電力指令値)とステップS60において受信された電力指令値(MG電力指令値)との差の絶対値が所定のしきい値以上であるか否かを判定する(ステップS70)。なお、このしきい値は、HV電力指令値とMG電力指令値との偏差が実質的に零でないことを判定するための値である。
ステップS70においてHV電力指令値とMG電力指令値との差の絶対値がしきい値以上であると判定されると(ステップS70においてYES)、HV−ECU4は、HV−ECU4による電力指令値の補正を不実施とする(ステップS80)。すなわち、HV−ECU4は、HV電力指令値とMG電力指令値とにずれがあるとき、MG−ECU6においてスレーブ電力指令値補正処理が動作しているものと判断し、HV−ECU4によるスレーブ電力FB処理を不実施とする。
なお、ステップS70においてHV電力指令値とMG電力指令値との差の絶対値がしきい値よりも小さいと判定されたときは(ステップS70においてNO)、HV−ECU4は、ステップS80を実行せずにステップS90へ処理を移行する。そして、HV−ECU4は、スレーブコンバータの電力指令値PB2R_HVをMG−ECU6へ送信する(ステップS90)。
図10は、MG−ECU6により実行されるスレーブ電力指令値補正処理のフローチャートである。なお、このフローチャートの処理も、一定時間毎または所定の条件が成立する毎にメインルーチンから呼び出されて実行される。
図10を参照して、MG−ECU6は、第1MG32−1および第2MG32−2のパワーならびにHV−ECU4から受信したスレーブコンバータの電力指令値PB2R_HVに基づいて、マスターコンバータの電力を示す電力指令値PB1Rを算出する(ステップS110)。
次いで、MG−ECU6は、その算出されたマスターコンバータの電力指令値PB1Rを第1蓄電装置10−1に対する出力電力制限値Wout1によって制限する(ステップS120)。そして、MG−ECU6は、マスターコンバータの電力指令値PB1Rが出力電力制限値Wout1によって制限されたか、すなわちマスター側で電力超過が有ったか否かを判定する(ステップS130)。
マスター側で電力超過が有ったものと判定されると(ステップS130においてYES)、MG−ECU6は、HV−ECU4から受信したスレーブコンバータの電力指令値PB2R_HVにその電力超過分を加算する(ステップS140)。そして、MG−ECU6は、マスター側で電力超過が有った場合にはその超過分が加算されたスレーブコンバータの電力指令値を第2蓄電装置10−2に対する出力電力制限値Wout2によって制限する(ステップS150)。
次いで、MG−ECU6は、スレーブコンバータの電力指令値が出力電力制限値Wout2によって制限されたか、すなわちスレーブ側で電力超過が有ったか否かを判定する(ステップS160)。そして、スレーブ側で電力超過が有ったものと判定されると(ステップS160においてYES)、MG−ECU6は、その電力超過分の1/2をスレーブコンバータの電力指令値に加算する(ステップS170)。
次いで、MG−ECU6は、上記において補正されたスレーブコンバータの電力指令値およびスレーブコンバータの電力実績値に基づいて、第2コンバータ12−2を駆動するための駆動信号PWC2を生成する(ステップS180)。さらに、MG−ECU6は、主母線の電圧指令値およびその電圧実績値である電圧VHに基づいて、第1コンバータ12−1を駆動するための駆動信号PWC1を生成する(ステップS190)。そして、MG−ECU6は、ステップS180において駆動信号PWC2の生成に用いられたスレーブコンバータの電力指令値PB2R_MGをHV−ECU4へ送信する(ステップS200)。
以上のように、この実施の形態1においては、MG−ECU6におけるスレーブコンバータの電力指令値PB2R_MGがHV−ECU4へ送信され、HV−ECU4において電力指令値PB2R_HVと比較することによって、MG−ECU6においてスレーブ電力指令値補正処理が実施されているか否かが判断される。そして、MG−ECU6においてスレーブ電力指令値補正処理が実施されていると判断されると、HV−ECU4は、HV−ECU4によるスレーブ電力FB処理を不実施とするので、HV−ECU4によるスレーブ電力FB処理とMG−ECU6によるスレーブ電力指令値補正処理とは同時に動作しない。したがって、この実施の形態1によれば、HV−ECU4によるスレーブ電力FB処理とMG−ECU6によるスレーブ電力指令値補正処理との干渉を防止することができる。
[変形例]
上記においては、MG−ECU6からHV−ECU4へ電力指令値PB2R_MGをフィードバックし、HV−ECU4における電力指令値と比較することによってMG−ECU6によるスレーブ電力指令値補正処理の実施有無を判断するものとしたが、MG−ECU6によるスレーブ電力指令値補正処理の実施有無をMG−ECU6からHV−ECU4へ通知してもよい。
上記においては、MG−ECU6からHV−ECU4へ電力指令値PB2R_MGをフィードバックし、HV−ECU4における電力指令値と比較することによってMG−ECU6によるスレーブ電力指令値補正処理の実施有無を判断するものとしたが、MG−ECU6によるスレーブ電力指令値補正処理の実施有無をMG−ECU6からHV−ECU4へ通知してもよい。
図11は、この変形例におけるHV−ECUのスレーブ電力FB処理に関する機能ブロック図である。図11を参照して、HV−ECU4Aは、図7に示したHV−ECU4の構成において、補正実施判定部60を含まず、スレーブ電力指令補正部58に代えてスレーブ電力指令補正部58Aを含む。
スレーブ電力指令補正部58Aは、MG−ECU6A(後述)におけるスレーブ電力指令値補正処理の実施有無を示す補正実施フラグCNGFLGをMG−ECU6Aから受ける。そして、スレーブ電力指令補正部58Aは、補正実施フラグCNGFLGが非活性化されているとき、偏差ΔPB2に基づいて電力指令値PB2Rを補正し、その補正された電力指令値を電力指令値PB2R_HVとしてMG−ECU6へ出力する。一方、補正実施フラグCNGFLGが活性化されているとき、スレーブ電力指令補正部58Aは、偏差ΔPB2に基づく電力指令値PB2Rの補正を不実施とし、スレーブ電力指令生成部52から受ける電力指令値PB2Rを電力指令値PB2R_HVとしてMG−ECU6へ出力する。
図12は、この変形例におけるMG−ECUのスレーブ電力指令値補正処理に関する機能ブロック図である。図12を参照して、MG−ECU6Aは、図8に示したMG−ECU6の構成において、マスター電力制御部76に代えてマスター電力制御部76Aを含む。
マスター電力制御部76Aは、補正実施フラグCNGFLGを生成してHV−ECU4Aへ出力する。ここで、マスター電力制御部76Aは、電力指令値PB1Rが出力電力制限値Wout1を超えているとき、補正実施フラグCNGFLGを活性化し、電力指令値PB1Rが出力電力制限値Wout1以下のときは、補正実施フラグCNGFLGを非活性化する。なお、マスター電力制御部76Aのその他の機能は、マスター電力制御部76と同じである。
図13は、この変形例におけるHV−ECU4Aにより実行されるスレーブ電力FB処理のフローチャートである。なお、このフローチャートの処理も、一定時間毎または所定の条件が成立する毎にメインルーチンから呼び出されて実行される。
図13を参照して、このフローチャートは、図9に示したフローチャートにおいて、ステップS60,S70,S80を含まず、ステップS40に代えてステップS42を含む。すなわち、ステップS30において電力指令値PB2Rと電力実績値PB2との偏差ΔPB2が算出されると、HV−ECU4Aは、MG−ECU6Aから受信した補正実施フラグCNGFLGが活性化されているか否かを判定する(ステップS42)。
ステップS42において補正実施フラグCNGFLGが非活性化されていると判定されると(ステップS42においてNO)、HV−ECU4Aは、ステップS50へ処理を移行し、ステップS30において算出された偏差ΔPB2に基づいて電力指令値PB2Rを補正する。その後、HV−ECU4Aは、ステップS90へ処理を移行する。
なお、ステップS42において補正実施フラグCNGFLGが活性化されていると判定されたときは(ステップS42においてYES)、HV−ECU4Aは、ステップS50の処理を実行することなくステップS90へ処理を移行する。
図14は、この変形例におけるMG−ECU6Aにより実行されるスレーブ電力指令値補正処理のフローチャートである。なお、このフローチャートの処理も、一定時間毎または所定の条件が成立する毎にメインルーチンから呼び出されて実行される。
図14を参照して、このフローチャートは、図10に示したフローチャートにおいて、ステップS200を含まず、ステップS142をさらに含む。すなわち、ステップS140において、HV−ECU4Aから受信したスレーブコンバータの電力指令値PB2R_HVに電力超過分が加算されると、MG−ECU6Aは、HV−ECU4Aへ送信される補正実施フラグCNGFLGを活性化する(ステップS142)。そして、MG−ECU6Aは、ステップS150へ処理を移行する。
以上のように、この変形例においては、MG−ECU6Aによるスレーブ電力指令値補正処理の実施有無を示す補正実施フラグCNGFLGがMG−ECU6AからHV−ECU4Aへ送信される。そして、補正実施フラグCNGFLGに基づいてMG−ECU6によるスレーブ電力指令値補正処理が実施されていると判断されると、HV−ECU4は、HV−ECU4によるスレーブ電力FB処理を不実施とする。したがって、この変形例によっても、HV−ECU4によるスレーブ電力FB処理とMG−ECU6によるスレーブ電力指令値補正処理との干渉を防止することができる。
[実施の形態2]
実施の形態2では、MG−ECUで補正されたスレーブコンバータの電力指令値PB2R_MGがHV−ECUへフィードバックされ、HV−ECUにおける電力偏差演算に電力指令値PB2R_MGが用いられる。
実施の形態2では、MG−ECUで補正されたスレーブコンバータの電力指令値PB2R_MGがHV−ECUへフィードバックされ、HV−ECUにおける電力偏差演算に電力指令値PB2R_MGが用いられる。
図15は、実施の形態2におけるHV−ECUのスレーブ電力FB処理に関する機能ブロック図である。図15を参照して、HV−ECU4Bは、図7に示したHV−ECU4の構成において、補正実施判定部60を含まず、減算部56に代えて減算部56Aを含む。
減算部56Aは、MG−ECU6において駆動信号PWC2の生成に用いられた電力指令値PB2R_MGをMG−ECU6から受け、その受けた電力指令値PB2R_MGを電力実績値PB2から減算し、その演算結果を偏差ΔPB2として出力する。そして、このようにして算出された偏差ΔPB2に基づいて、スレーブ電力指令補正部58において電力指令値PB2Rが補正される。
図16は、実施の形態2におけるHV−ECU4Bにより実行されるスレーブ電力FB処理のフローチャートである。なお、このフローチャートの処理も、一定時間毎または所定の条件が成立する毎にメインルーチンから呼び出されて実行される。
図16を参照して、HV−ECU4Bは、スレーブコンバータ(第2コンバータ12−2)の電力指令値PB2Rを生成し(ステップS10)、電流IB2および電圧VB2の各検出値に基づいてスレーブコンバータの電力実績値PB2を算出する(ステップS20)。次いで、HV−ECU4Bは、MG−ECU6において駆動信号PWC2の生成に用いられた電力指令値PB2R_MGをMG−ECU6から受信する(ステップS22)。
次いで、HV−ECU4Bは、MG−ECU6から受信した電力指令値PB2R_MGを電力実績値PB2から減算することによって、電力指令値PB2R_MGと電力実績値PB2との偏差ΔPB2を算出する(ステップS32)。続いて、HV−ECU4Bは、MG−ECU6から受信した電力指令値PB2R_MGを用いて算出された偏差ΔPB2に基づいて、ステップS10において生成された電力指令値PB2Rを補正する(ステップS52)。そして、HV−ECU4Bは、スレーブコンバータの電力指令値PB2R_HVをMG−ECU6へ送信する(ステップS90)。
以上のように、この実施の形態2においては、MG−ECU6におけるスレーブコンバータの電力指令値PB2R_MGがHV−ECU4へ送信され、HV−ECU4によるスレーブ電力FB処理の電力偏差演算に電力指令値PB2R_MGが用いられる。これにより、HV−ECU4によるスレーブ電力FB処理とMG−ECU6によるスレーブ電力指令値補正処理とが整合して動作する。したがって、この実施の形態2によれば、スレーブ電力FB処理とスレーブ電力指令値補正処理との干渉を防止することができる。
なお、上記の各実施の形態においては、第1コンバータ12−1をマスターコンバータとし、第2コンバータ12−2をスレーブコンバータとしたが、第2コンバータ12−2をマスターコンバータとし、第1コンバータ12−1をスレーブコンバータとしてもよい。
また、上記においては、駆動力発生部2は、第1MG32−1および第2MG32−2を含むものとしたが、駆動力発生部2が含むMG数は、2つに限定されるものではない。
また、上記においては、動力分割装置34によりエンジン36の動力を分割して駆動輪38と第1MG32−1とに伝達可能なシリーズ/パラレル型のハイブリッド車両について説明したが、この発明は、その他の形式のハイブリッド車両にも適用可能である。すなわち、たとえば、第1MG32−1を駆動するためにのみエンジン36を用い、第2MG32−2でのみ車両の駆動力を発生する、いわゆるシリーズ型のハイブリッド車両や、エンジン36が生成した運動エネルギーのうち回生エネルギーのみが電気エネルギーとして回収されるハイブリッド車両、エンジンを主動力として必要に応じてモータがアシストするモータアシスト型のハイブリッド車両などにもこの発明は適用可能である。
また、この発明は、エンジン36を備えずに電力のみで走行する電気自動車や、電源として蓄電装置に加えて燃料電池をさらに備える燃料電池車にも適用可能である。
なお、上記において、主正母線MPLおよび主負母線MNLは、この発明における「電力線」の一実施例に対応し、第1コンバータ12−1および第2コンバータ12−2は、それぞれこの発明における「第1のコンバータ」および「第2のコンバータ」の一実施例に対応する。また、HV−ECU4,4A,4Bは、この発明における「第1の制御部」の一実施例に対応し、MG−ECU6,6Aは、この発明における「第2の制御部」の一実施例に対応する。
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 電源システム、2 駆動力発生部、4,4A,4B HV−ECU、6,6A MG−ECU、10−1,10−2 蓄電装置、12−1,12−2 コンバータ、14−1,14−2 電流センサ、16−1,16−2,20 電圧センサ、30−1,30−2 インバータ、32−1,32−2 MG、34 動力分割装置、36 エンジン、38 駆動輪、42−1 チョッパ回路、52 スレーブ電力指令生成部、54 乗算部、56,56A,74 減算部、58,58A スレーブ電力指令補正部、60 補正実施判定部、72,78 加算部、76,76A マスター電力制御部、80 スレーブ電力制御部、82 電力超過制御部、84 PWM信号生成部、100 車両、MPL 主正母線、MNL 主負母線、C,C1 平滑コンデンサ、L1 インダクタ、Q1A,Q1B スイッチング素子、D1A,D1B ダイオード。
Claims (5)
- 負荷装置へ電力を供給可能な電源システムの制御装置であって、
前記電源システムは、
再充電可能な第1および第2の蓄電装置と、
当該電源システムと前記負荷装置との間で電力を授受するように構成された電力線と、
前記第1の蓄電装置と前記電力線との間に設けられ、前記電力線の電圧を目標電圧に制御するように構成された第1のコンバータと、
前記第2の蓄電装置と前記電力線との間に設けられ、与えられる指令に従って前記第2の蓄電装置の充放電を目標値に制御するように構成された第2のコンバータとを含み、
前記制御装置は、
前記第2の蓄電装置に対して入出力される電力の目標値を示す電力指令値を生成する第1の制御部と、
前記電力指令値に基づいて前記指令を生成する第2の制御部とを備え、
前記第1の制御部は、生成された電力指令値と前記第2の蓄電装置の入出力電力の実績値との偏差に基づいて前記電力指令値を補正し、その補正された電力指令値を前記第2の制御部へ出力し、
前記第2の制御部は、前記第1の制御部から受ける電力指令値に基づいて算出される前記第1の蓄電装置の入出力電力が所定の制限値を超えるとき、前記第1の蓄電装置の入出力電力が前記制限値を下回るように前記電力指令値を補正し、その補正された電力指令値に基づいて前記指令を生成し、
前記第1の制御部は、前記第2の制御部において前記電力指令値が補正されたとき、前記第1の制御部による電力指令値の補正を不実施とする、電源システムの制御装置。 - 負荷装置へ電力を供給可能な電源システムの制御装置であって、
前記電源システムは、
再充電可能な第1および第2の蓄電装置と、
当該電源システムと前記負荷装置との間で電力を授受するように構成された電力線と、
前記第1の蓄電装置と前記電力線との間に設けられ、前記電力線の電圧を目標電圧に制御するように構成された第1のコンバータと、
前記第2の蓄電装置と前記電力線との間に設けられ、与えられる指令に従って前記第2の蓄電装置の充放電を目標値に制御するように構成された第2のコンバータとを含み、
前記制御装置は、
前記第2の蓄電装置に対して入出力される電力の目標値を示す電力指令値を生成する第1の制御部と、
前記電力指令値に基づいて前記指令を生成する第2の制御部とを備え、
前記第1の制御部は、前記電力指令値と前記第2の蓄電装置の入出力電力の実績値との偏差に基づいて前記生成された電力指令値を補正し、その補正された電力指令値を前記第2の制御部へ出力し、
前記第2の制御部は、前記第1の制御部から受ける電力指令値に基づいて算出される前記第1の蓄電装置の入出力電力が所定の制限値を超えるとき、前記第1の蓄電装置の入出力電力が前記制限値を下回るように前記電力指令値を補正し、その補正された電力指令値に基づいて前記指令を生成し、
前記第2の制御部は、さらに、前記指令の生成に用いた電力指令値を前記第1の制御部へ出力し、
前記第1の制御部は、前記第2の制御部から受ける電力指令値と前記第2の蓄電装置の入出力電力の実績値との偏差に基づいて前記生成された電力指令値を補正する、電源システムの制御装置。 - 請求項1または請求項2に記載の電源システムおよびその制御装置と、
前記電源システムから供給される電力によって車両の駆動力を発生する駆動力発生部とを備える車両。 - 負荷装置へ電力を供給可能な電源システムの制御方法であって、
前記電源システムは、
再充電可能な第1および第2の蓄電装置と、
当該電源システムと前記負荷装置との間で電力を授受するように構成された電力線と、
前記第1の蓄電装置と前記電力線との間に設けられ、前記電力線の電圧を目標電圧に制御するように構成された第1のコンバータと、
前記第2の蓄電装置と前記電力線との間に設けられ、与えられる指令に従って前記第2の蓄電装置の充放電を目標値に制御するように構成された第2のコンバータとを含み、
前記制御方法は、
前記第2の蓄電装置に対して入出力される電力の目標値を示す電力指令値を生成する第1のステップと、
前記電力指令値に基づいて前記指令を生成する第2のステップとを備え、
前記第1のステップは、生成された電力指令値と前記第2の蓄電装置の入出力電力の実績値との偏差に基づいて前記電力指令値を補正するステップを含み、
前記第2のステップは、
前記電力指令値に基づいて算出される前記第1の蓄電装置の入出力電力が所定の制限値を超えるとき、前記第1の蓄電装置の入出力電力が前記制限値を下回るように前記電力指令値を補正するステップと、
その補正された電力指令値に基づいて前記指令を生成するステップとを含み、
前記第1のステップは、前記第1の蓄電装置の入出力電力が前記制限値を下回るように前記電力指令値が補正されたとき、前記偏差に基づく電力指令値の補正を不実施とするステップをさらに含む、電源システムの制御方法。 - 負荷装置へ電力を供給可能な電源システムの制御方法であって、
前記電源システムは、
再充電可能な第1および第2の蓄電装置と、
当該電源システムと前記負荷装置との間で電力を授受するように構成された電力線と、
前記第1の蓄電装置と前記電力線との間に設けられ、前記電力線の電圧を目標電圧に制御するように構成された第1のコンバータと、
前記第2の蓄電装置と前記電力線との間に設けられ、与えられる指令に従って前記第2の蓄電装置の充放電を目標値に制御するように構成された第2のコンバータとを含み、
前記制御方法は、
前記第2の蓄電装置に対して入出力される電力の目標値を示す電力指令値を生成する第1のステップと、
前記電力指令値に基づいて前記指令を生成する第2のステップとを備え、
前記第1のステップは、前記電力指令値と前記第2の蓄電装置の入出力電力の実績値との偏差に基づいて前記生成された電力指令値を補正するステップを含み、
前記第2のステップは、
前記電力指令値に基づいて算出される前記第1の蓄電装置の入出力電力が所定の制限値を超えるとき、前記第1の蓄電装置の入出力電力が前記制限値を下回るように前記電力指令値を補正するステップと、
その補正された電力指令値に基づいて前記指令を生成するステップとを含み、
前記第2のステップにおいて前記電力指令値が補正されたとき、前記第1のステップにおいて、その補正された電力指令値と前記第2の蓄電装置の入出力電力の実績値との偏差に基づいて前記生成された電力指令値が補正される、電源システムの制御方法。
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