(57)【要約】【課題】二つの電源ユニットが並列に接続された電力制御システムにおいて昇降圧機能に異常が生じても適切な制御が実行され得る電力制御システムを提供する。【解決手段】電力制御システム１２は、マスタ電源ユニット１４Mとスレーブ電源ユニット１４Sとが並列に接続されている。マスタ電源ユニット１４Mには、第二電気負荷として機能する補機ユニット４０が接続されている。制御部１６は、各種センサＳH，ＳL，ＳVB，ＳIBでの検出値に基づいて、マスタ側コンバータ２２Mの断線に起因する昇圧異常となるコンバータ断線と、断線以外の理由でマスタ側コンバータ２２Mの駆動が異常となることに起因して昇圧不良となる昇圧フェールと、を区別して検出し、当該検出結果に応じて電源ユニット１４の制御態様を切り替える。【選択図】図１
2010098798.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一電気負荷および第二電気負荷に電力を供給する電力制御システムであって、
互いに並列に接続されたマスタ側電源ユニットおよびスレーブ側電源ユニットからなる一対の電源ユニットであって、それぞれが、充放電可能なバッテリおよび前記バッテリおよび第二電気負荷の間に介在して供給電圧を昇降圧する電圧変換器を備えた一対の電源ユニットと、
複数のセンサからなり、各電源ユニットの複数箇所における電圧値および電流値を検出するセンサ群と、
前記一対の電源ユニットの駆動を制御する制御手段と、
を備え、
前記マスタ側電源ユニットは、前記バッテリおよび電圧変換器の間に前記第二電気負荷が接続されており、
前記制御手段は、前記センサ群での検出結果に基づいて、少なくとも、マスタ側電圧変換器における断線に起因して昇圧不良となる変換器断線と、断線以外の理由で電圧変換器の駆動が異常となることに起因して昇圧不良となる昇圧フェールと、を区別して検出し、当該検出結果に応じて前記電源ユニットの制御態様を切り替える、
ことを特徴とする電力制御システム。
【請求項２】
請求項１に記載の電力制御システムであって、
前記制御手段は、前記マスタ側電源ユニットにおける変換器断線を検出した場合は、前記マスタ側電圧変換器の少なくとも下アームを常時ＯＦＦとしたうえでマスタ側バッテリから第二電気負荷に電力供給するとともに、前記スレーブ側電圧変換器の上アームを常時ＯＮとしたうえでスレーブ側バッテリと第一電気負荷との間で電力を送受する、ことを特徴とする電力制御システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電力制御システムであって、
前記制御手段は、前記マスタ側電源ユニットにおける昇圧フェールを検出した場合は、前記マスタ側電圧変換器をゲート遮断するとともに、スレーブ側バッテリからの電力をスレーブ側電圧変換器により昇圧して第一電気負荷に電力を供給する、ことを特徴とする電力制御システム。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の電力制御システムであって、
前記センサ群は、少なくとも、バッテリ電圧、昇圧前電圧、および、昇圧後電圧を検出するセンサを含み、
各電源ユニットは、バッテリおよび電圧変換器を電気的に接続または遮断可能なリレーを有しており、
前記制御手段は、各電源ユニットのリレーを開閉駆動することでマスタ側バッテリとスレーブ側バッテリとを交互に択一的にシステムに接続するシステム起動時において、前記マスタ側バッテリのみを接続した状態でマスタ側のバッテリ電圧値と昇圧前電圧値とが等しいとともに昇圧後電圧がゼロであり、かつ、スレーブ側バッテリのみを接続した状態でスレーブ側のバッテリ電圧値と昇圧前電圧値と昇圧後電圧値とが等しい場合に、マスタ側電源ユニットにおいて変換器断線が生じていると判断する、ことを特徴とする電力制御システム。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の電力制御システムであって、
前記センサ群は、少なくとも、バッテリ電圧値、昇圧前電圧値、昇圧後電圧値、バッテリ電流値、および、第二電気負荷に流れる第二電気負荷電流値を検出するセンサを含み、
前記制御手段は、第二電気負荷駆動中に、マスタ側電圧変換器による昇圧が不能、かつ、マスタ側バッテリ電圧値とマスタ側昇圧前電圧値が等しく、かつ、マスタ側バッテリ電流値と第二電気負荷電流値とが等しい場合には、マスタ側電源ユニットにおいて変換器断線が生じていると判断する、ことを特徴とする電力制御システム。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の電力制御システムであって、
前記センサ群は、少なくとも、バッテリ電圧値、昇圧前電圧値、昇圧後電圧値、バッテリ電流値、および、第二電気負荷に流れる第二電気負荷電流値を検出するセンサを含み、
前記制御手段は、第二電気負荷駆動中に、マスタ側電圧変換器による昇圧が不足または過多、または、マスタ側電圧変換器に設けられた自己保護回路によりマスタ側電圧変換器の動作が停止される自己保護停止が発生している場合には、マスタ側電源ユニットにおいて昇圧フェールが生じていると判断する、ことを特徴とする電力制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源および電圧変換器からなる電源ユニットが二つ並列に接続された電力制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電源側から駆動系側に電力を供給したり、駆動系側において回生発電された電力を電源側に供給したりする制御を行う電力制御システムが知られている。例えば、ハイブリッド車両には、バッテリと電動機との間での電力の送受を制御する電力制御システムが搭載されている。かかる電力制御システムでは、バッテリと電動機との間で送受される電力を、適宜、昇降圧する電圧変換器が設けられている。そして、電力制御システムに設けられた制御部は、電動機の駆動等に必要な電力を算出するとともに、当該電力が得られるように、この電圧変換器の駆動を制御する。
【０００３】
ここで、この電圧変換器の昇降圧機能に異常が生じる場合がある。かかる場合において、電動機から出力された回生電力が降圧されることなくバッテリに供給されると、当該バッテリの破損や寿命低下を招くおそれがある。したがって、従来、昇降圧機能に異常が生じた場合には、電動機からバッテリへの充電経路を遮断するべく電圧変換器のゲート遮断（スイッチング素子を非通電にする）を実行し、放電のみを許容した状態で電動機の駆動、ひいては、車両の走行を図っていた。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２０９９６９号公報
【特許文献２】特開２００４−６１３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、かかる技術では、エンジン作動も禁止されるためパワー不足になりやすいという問題がある。また、放電のみであるため早々に充電量が低下し、航続走行距離が短くなりがちという問題もある。また、従来技術では、断線が発生した場合には、電動機に電力供給することができず、車両の走行が図れないという問題があった。
【０００６】
また、従来の技術は、バッテリおよび電圧変換器かなる電源ユニットが単一の電力制御システムに適用されるものである。しかし、近年、複数の電源ユニットを並列に接続した電力制御システムも多数提案されている（例えば特許文献１，２など）。かかる電力制御システムにおいて、昇降圧機能に異常が生じた場合の処理については、現状、十分な検討がなされていない。
【０００７】
そこで、本発明では、二つの電源ユニットが並列に接続された電力制御システムにおいて昇降圧機能に異常が生じても適切な制御が実行され得る電力制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の電力制御システムは、第一電気負荷および第二電気負荷に電力を供給する電力制御システムであって、互いに並列に接続されたマスタ側電源ユニットおよびスレーブ側電源ユニットからなる一対の電源ユニットであって、それぞれが、充放電可能なバッテリおよび前記バッテリおよび第二電気負荷の間に介在して供給電圧を昇降圧する電圧変換器を備えた一対の電源ユニットと、複数のセンサからなり、各電源ユニットの複数箇所における電圧値および電流値を検出するセンサ群と、前記一対の電源ユニットの駆動を制御する制御手段と、を備え、前記マスタ側電源ユニットは、前記バッテリおよび電圧変換器の間に前記第二電気負荷が接続されており、前記制御手段は、前記センサ群での検出結果に基づいて、少なくとも、マスタ側電圧変換器における断線に起因して昇圧不良となる変換器断線と、断線以外の理由で電圧変換器の駆動が異常となることに起因して昇圧不良となる昇圧フェールと、を区別して検出し、当該検出結果に応じて前記電源ユニットの制御態様を切り替える、ことを特徴とする。
【０００９】
好適な態様では、前記制御手段は、前記マスタ側電源ユニットにおける変換器断線を検出した場合は、前記マスタ側電圧変換器の少なくとも下アームを常時ＯＦＦとしたうえでマスタ側バッテリから第二電気負荷に電力供給するとともに、前記スレーブ側電圧変換器の上アームを常時ＯＮとしたうえでスレーブ側バッテリと第一電気負荷との間で電力を送受する。
【００１０】
他の好適な態様では、前記制御手段は、前記マスタ側電源ユニットにおける昇圧フェールを検出した場合は、前記マスタ側電圧変換器をゲート遮断するとともに、スレーブ側バッテリからの電力をスレーブ側電圧変換器により昇圧して第一電気負荷に電力を供給する。
【００１１】
他の好適な態様では、前記センサ群は、少なくとも、バッテリ電圧、昇圧前電圧、および、昇圧後電圧を検出するセンサを含み、各電源ユニットは、バッテリおよび電圧変換器を電気的に接続または遮断可能なリレーを有しており、前記制御手段は、各電源ユニットのリレーを開閉駆動することでマスタ側バッテリとスレーブ側バッテリとを交互に択一的にシステムに接続するシステム起動時において、前記マスタ側バッテリのみを接続した状態でマスタ側のバッテリ電圧値と昇圧前電圧値とが等しいとともに昇圧後電圧がゼロであり、かつ、スレーブ側バッテリのみを接続した状態でスレーブ側のバッテリ電圧値と昇圧前電圧値と昇圧後電圧値とが等しい場合に、マスタ側電源ユニットにおいて変換器断線が生じていると判断する。
【００１２】
他の好適な態様では、前記センサ群は、少なくとも、バッテリ電圧値、昇圧前電圧値、昇圧後電圧値、バッテリ電流値、および、第二電気負荷に流れる第二電気負荷電流値を検出するセンサを含み、前記制御手段は、第二電気負荷駆動中に、マスタ側電圧変換器による昇圧が不能、かつ、マスタ側バッテリ電圧値とマスタ側昇圧前電圧値が等しく、かつ、マスタ側バッテリ電流値と第二電気負荷電流値とが等しい場合には、マスタ側電源ユニットにおいて変換器断線が生じていると判断する。
【００１３】
他の好適な態様では、前記センサ群は、少なくとも、バッテリ電圧値、昇圧前電圧値、昇圧後電圧値、バッテリ電流値、および、第二電気負荷に流れる第二電気負荷電流値を検出するセンサを含み、前記制御手段は、第二電気負荷駆動中に、マスタ側電圧変換器による昇圧が不足または過多、または、マスタ側電圧変換器に設けられた自己保護回路によりマスタ側電圧変換器の動作が停止される自己保護停止が発生している場合には、マスタ側電源ユニットにおいて昇圧フェールが生じていると判断する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、マスタ側電圧変換器における断線に起因して昇圧不良となる変換器断線と、断線以外の理由で電圧変換器の駆動が異常となることに起因して昇圧不良となる昇圧フェールと、を区別して検出し、当該検出結果に応じて前記電源ユニットの制御態様を切り替えているため、昇降圧機能に異常が生じても適切な制御が実行される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態である電力制御システム１２の概略構成図である。また、図２は、電力制御システムに接続される電動機ユニット５０ａ，５０ｂの概略構成図である。この電力制御システム１２は、例えば、ハイブリッド自動車や電機自動車などの電動車両に搭載されるシステムであり、二つの電動機ユニット５０ａ，５０ｂに電力を供給したり、電動機ユニット５０ａ，５０ｂで発電された回生電力により充電されたりするシステムである。なお、以下では、二つの電動機ユニット５０ａ，５０ｂを、特に区別しない場合は添字ａ，ｂを省略し、単に「電動機ユニット５０」と呼ぶ。各電動機ユニット５０の構成要素についても同様である。
【００１６】
電力制御システム１２は、並列に接続された二つの電源ユニット、すなわちマスタ電源ユニット１４Mおよびスレーブ電源ユニット１４Sと、当該電源ユニット１４M，１４Sを制御する制御部１６と、に大別される。なお、この電源ユニット１４S，１４Mにおいても、マスタおよびスレーブを区別しない場合は、添字のＭおよびＳを省略し、単に「電源ユニット１４」と呼ぶ。各電源ユニット１４の構成要素についても同様である。
【００１７】
制御部１６は、上位制御装置からの要求に従って、総要求パワーを算出し、当該パワーを得るべく、電源ユニット１４の駆動を制御する。また、制御部１６は、各種センサＳH，ＳL，ＳVB，ＳIBの検出値などに基づいて、マスタ側電源ユニット１４Mの昇圧機能の良否を判定するとともに、異常発生時には、当該異常の原因を特定する。そして、異常原因に応じて、電源ユニット１４の制御内容を切り替えるようにしている。以下、この電力制御システム１２について詳説する。
【００１８】
はじめに、当該電力制御システム１２に接続されている電動機ユニット５０について簡単に説明する。電動機ユニット５０は、電動機５２およびインバータ５４からなる回路ユニットであり、電力制御システム１２からみると第一電気負荷として機能する。電動機５２は、交流電圧が供給されることにより、車両の駆動輪を駆動するためのトルクを発生させる駆動モータとして機能する。また、この電動機５２は、回生制動時には、車両の制動力により駆動して発電するジェネレータとしても機能する。この電動機５２で発電された電力（交流電圧）は、インバータ５４により直流電圧に変換されたうえで電源ユニット１４に出力される。電源ユニット１４に設けられたバッテリ２０は、この直流電圧が供給されることにより充電される。また、電動機５２を駆動モータとして機能させる場合、インバータ５４は、電源ユニット１４から供給される直流電圧を交流電圧に変換したうえで、当該交流電圧を電動機５２に供給する。この交流電圧の供給を受けて、電動機５２は、モータとして機能し、車両の駆動輪を駆動させるためのトルクを発生する。
【００１９】
次に、本発明の実施形態である電力制御システム１２について説明する。既述したとおり、電力制御システム１２は、並列に接続されたマスタ電源ユニット１４Mおよびスレーブ電源ユニット１４Sと、当該二つの電源ユニット１４M，１４Sを制御する制御部１６と、に大別される。制御部１６は、二つの電源ユニット１４M，１４Sからの出力合計が、総要求パワーになるように駆動制御している。
【００２０】
二つの電源ユニット１４M，１４Sは、いずれも、ほぼ同じ構成となっている。すなわち、各電源ユニット１４には、充放電可能な二次電池、例えば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などからなるバッテリ２０が設けられている。このバッテリ２０と電動機ユニット５０との間には、電圧を昇降圧するコンバータ２２が接続されている。また、バッテリ２０とコンバータ２２との間およびコンバータ２２とインバータ５４との間には、供給された電圧を平滑化する第一コンデンサＣ１および第二コンデンサＣ２が設けられている。
【００２１】
コンバータ２２は、供給された電圧を、適宜、昇降する電圧変換器である。このコンバータ２２は、ダイオードＤ１，Ｄ２、トランジスタＴ１，Ｔ２、および、リアクトルＬなどから構成される。リアクトルＬの一端はバッテリ２０の電源ラインに接続される。また、当該リアクトルＬの他端は、トランジスタＴ１とトランジスタＴ２との中間点、換言すれば、トランジスタＴ１のエミッタとトランジスタＴ２のコレクタとの間に接続される。トランジスタＴ１，Ｔ２は、電源ラインとアースラインとの間に直列に接続される。すなわち、トランジスタＴ１のコレクタは電源ラインに接続され、トランジスタＴ２のエミッタはアースラインに接続される。また、各トランジスタＴ１，Ｔ２のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側に電流を流すダイオードＤ１，Ｄ２がそれぞれ配されている。なお、以下の説明では、トランジスタＴ１のことを「上アームＴ１」、トランジスタＴ２のことを「下アームＴ２」と称する。
【００２２】
ここで、上アームＴ１をＯＦＦ（非導通）にした状態で、下アームＴ２のＯＮ／ＯＦＦ（導通／非導通）切り替えを繰り返し行うことにより、コンバータ２２は昇圧回路として動作する。すなわち、下アームＴ２がＯＮの場合、バッテリ２０の正極からのリアクトルＬ、下アームＴ２を経由して、バッテリ２０の負極に電流が流れる経路が形成される。この電流が流れている間にリアクトルＬにエネルギが蓄積される。そして、下アームＴ２をＯＦＦにすると、リアクトルＬに蓄積されたエネルギがダイオードＤ１を介して電動機ユニット５０に流れる。これによりコンデンサＣ２の電極間の電圧が増大し、電動機ユニット５０に与えられる電圧が昇圧される。
【００２３】
一方、下アームＴ２をＯＦＦ（非導通）にした状態で、上アームＴ１のＯＮ／ＯＦＦ（導通／非導通）切り替えを繰り返し行うことにより、コンバータ２２は降圧回路として動作する。すなわち、上アームＴ１がＯＮの状態においては、電動機ユニット５０から回生される電流は、上アームＴ１、リアクトルＬ、バッテリ２０へと流れる。また、上アームＴ１がＯＦＦの状態においては、リアクトルＬ、バッテリ２０およびダイオードＤ２からなるループが形成され、リアクトルＬに蓄積されたエネルギがバッテリ２０に回生される。
【００２４】
なお、この上アームＴ１および下アームＴ２のＯＮ／ＯＦＦは、制御部１６からの入力される駆動信号に応じて実行される。また、制御部１６からゲート遮断信号が入力された場合には、上アームＴ１および下アームＴ２の両方の導通が禁止されたゲート遮断状態となる。
【００２５】
また、コンバータ２２には、過電圧から当該コンバータ２２を保護する自己保護回路（図示せず）が設けられている。自己保護回路は、コンバータ２２の内部に設けられた電圧センサにより検知された入力電圧が、規定閾値を超えると機能して、コンバータ２２の動作を停止させて、内部回路を保護する。なお、過電圧に加えて過電流に対する自己保護回路も設けてもよい。いずれにしても、自己保護回路により動作停止となった場合、コンバータ２２は、自己保護停止を示すＦＣＶ信号を制御部１６に出力する。
【００２６】
電源ユニット１４には、さらに、各種電圧値および電流値を検出するための複数のセンサ、すなわち、バッテリ電流センサＳIB、バッテリ電圧センサＳVB、昇圧前電圧センサＳL、および、昇圧後電圧センサＳHが設けられている。このうち、バッテリ電流センサＳIBは、バッテリ２０から流れる電流値をバッテリ電流値ＩBとして検出する。また、バッテリ電圧センサＳVBは、バッテリ２０から出力される直流電圧値をバッテリ電圧値ＶBとして検出する。さらに、昇圧前電圧センサＳLは、コンバータ２２の入力側（バッテリ側）の電圧値を昇圧前電圧値ＶLとして検出する。昇圧後電圧センサＳHは、コンバータ２２の出力側（電動機側）の電圧、すなわち、コンデンサＣ３の電極間の電圧を、昇圧後電圧値ＶHとして検出する。さらに、電動機ユニット５０に流れる電流値や補機ユニット４０に流れる電流値（補機駆動電流値Ｉｄ）を概略的に検出するセンサも設けられている。検出された電流値および電圧値は、いずれも、制御部１６に出力され、電源ユニット１４の駆動制御に利用される。
【００２７】
バッテリ２０とコンバータ２２との間には、制御部１６により駆動制御されるシステムマスタリレー（以下「ＳＭＲ」と略す）が設けられている。制御部１６は、必要に応じて適宜、このＳＭＲを遮断（開状態）することでバッテリ２０をシステム１２から切り離し、このＳＭＲを接続（閉状態）することでバッテリ２０をシステム１２に接続する。
【００２８】
さらに、マスタ側電源ユニット１４には、補機ユニット４０が接続されている。補機ユニット４０は、空調装置などの電気設備や、当該電気設備とマスタ側電源ユニット１４Mとの間に介在してマスタ側電源ユニット１４Mからの供給電力を降圧するＤＣＤＣコンバータや、電気設備に電力供給する補機バッテリ（いずれも図示せず）などを備えた回路ユニットである。この補機ユニット４０は、電力制御システム１２からみて第二電気負荷に相当する。
【００２９】
制御部１６は、二つの電源ユニット１４M，１４Sの駆動を制御する。すなわち、この制御部１６は、上位制御装置からの要求に基づいて、電動機５２に出力、または、バッテリ２０に供給すべき総要求パワーなどを算出する。そして、この総要求パワーを満たすように、各コンバータ２２M，２２SのアームＴ１，Ｔ２の駆動を制御する。具体的には、総要求パワーに基づいて目標電圧値（または目標電流値）を算出し、当該目標電圧値が得られるコンバータ２２のアームＴ１，Ｔ２のスイッチングデューティ比を算出する。そして、算出されたデューティ比に応じてコンバータ２２のアームＴ１，Ｔ２をスイッチング駆動させるとともに、その際に実際に得られる電圧値と目標電圧値との差分をフィードバックさせてデューティ比の再計算を繰り返すフィードバック制御を実行する。
【００３０】
また、上述したように、制御部１６は、各種センサＳIB，ＳVB，ＳL，ＳHで検出された検出値に基づいて、マスタ側電源ユニット１４Mの良否を判定する。そして、マスタ電源ユニット１４Mの昇圧機能に異常が生じた場合には、当該異常の原因も判定する。ここで、この判定方法の具体的内容は後に詳説するが、本実施形態では、異常の原因を、コンバータ２２Mにおける断線（ダイオードＤ１，Ｄ２の故障を含む）であるコンバータ断線、断線以外の理由によってコンバータ２２Mによる昇圧動作が異常となる昇圧フェール、コンバータ２２Mとバッテリ２０Mとの間での断線である高圧系の断線、および、電源ユニット１４Mの駆動制御に必須となる昇圧後電圧センサＳHの断線の四種類に分けている。そして、各異常原因ごとに、その後の制御内容を切り替えるようにしている。
【００３１】
これについて図３を参照して説明する。図３は、マスタ電源ユニット１４Mにおいて昇圧機能に異常が生じた場合における処理の流れを示すフローチャートである。まず、制御部１６は、後述する異常判定フローに従って、マスタ電源ユニット１４Mにおける昇圧機能の異常の有無、および、異常が生じている場合には、その原因が判定される（Ｓ１０）。判定の結果、昇圧後電圧センサＳHの断線に起因する異常が生じている場合（Ｓ１２でＹｅｓ）には、適切に電源ユニット１４を駆動することはできないため、全ての電源ユニット１４の駆動を停止するＲｅａｄｙ−Ｏｆｆを実行する（Ｓ１４）。
【００３２】
異常の原因がマスタ側電源ユニット１４Mのコンバータ２２Mとバッテリ２０Mとの間での断線である高圧系断線である場合（Ｓ１４でＹｅｓ）、制御部１６は、マスタ側バッテリ２０Mを用いることなく、スレーブ側バッテリ２０Sからの電力供給により電動機５２を駆動するスレーブのみ走行に移行する（Ｓ１８）。なお、この場合には、スレーブ側バッテリ２０Ｓからの出力電力を補機ユニット４０に供給するために、マスタ側およびスレーブ側の両方のコンバータ２２M，２２Sを上アームＴ１を常時ＯＮ状態にする。
【００３３】
さらに、異常の原因が、マスタ側コンバータ２２Mでの断線（ダイオードＤ１M，Ｄ２Mの故障含む）であるコンバータ断線であった場合（Ｓ２０でＹｅｓ）、制御部１６は、マスタ側コンバータ２２Mのゲートを遮断する（Ｓ２２）。ここで、ゲート遮断とは、上アームＴ１Mおよび下アームＴ２Mの両方を非導通状態にすることを意味する。また、ゲート遮断に代えて、マスタ側下アームＴ２Mを常時ＯＦＦとしてもよい。マスタ側コンバータ２２Mのゲートを遮断（または下アームＴ２MをＯＦＦ）することにより、マスタ側バッテリ２０Mから電動機ユニット５０への電力の流れが規制され、マスタ側バッテリ２０Mからの出力電力が補機ユニット４０にのみ供給されることになる。そして、これにより、スレーブ側バッテリ２０Sの電力を、補機ユニット４０に供給する必要がなくなる。換言すれば、スレーブ側バッテリ２０Sの電力を、車両走行にのみ利用することができ、航続走行距離を伸ばすことができる。また、マスタ側バッテリ２０Mの電力を補機ユニット４０にのみ供給することで、長期にわたって補機ユニット４０を駆動することができ、結果として、航続走行距離を伸ばすことができる。
【００３４】
さらに、コンバータ断線が生じた場合は、スレーブ側コンバータ２２Sの上アームＴ１Sを常時ＯＮかつ下アームＴ２Sを常時ＯＦＦにし、昇圧を禁止する。かかる構成とすることで、出力パワーは制限されるものの、スイッチングによる損失を防止でき、燃費をより向上できる。また、スレーブ側バッテリ２０Sへの回生経路が確保されるため、電動機５２による発電、ひいては、エンジンの駆動も許容されることになる。そして、発電が許容されることにより、航続走行距離を長くすることができる。また、エンジンの駆動が許容されることにより、パワー不足を補うことができる。
【００３５】
一方、異常の原因がコンバータ２２Mの故障等による昇圧不能・異常である昇圧フェールの場合（Ｓ２５でＹｅｓ）には、制御部１６は、マスタ側コンバータ２２Mのゲートを遮断するとともに、エンジンの駆動を停止する（Ｓ２６）。また、スレーブ側コンバータ２２Sのゲートも遮断する（Ｓ２８）。そして、この状態で、制御部１６は、マスタ側バッテリ電流値ＩBMが、規定閾値αを超過しているか否かを確認する（Ｓ３０）。ここで、この閾値αは、マスタ側バッテリ２０Mからの電動機ユニット５０への電力持ち出しの有無、ひいては、マスタ側電源ユニット１４Mにおける断線の有無を判断できる程度の値であればよく、経験に基づいて決定される。マスタ側バッテリ電流値ＩBMが規定閾値α以下の場合には、断線が生じている可能性が高いため、スタートに戻り、再度、異常判定（Ｓ１０）を行う。
【００３６】
一方、マスタ側バッテリ電流値ＩBMが規定閾値αより大きい場合には、断線が生じている可能性は低く、異常の原因は、マスタ側コンバータ２２Mの昇圧フェールであるといえる。この場合、制御部１６は、スレーブ側コンバータ２２Sのゲート遮断を解除し、スレーブ側コンバータ２２Sによる昇圧を実施する（Ｓ３２）。この昇圧は、昇圧後電圧値ＶHがマスタ側昇圧前電圧値ＶLMより大きくなるように（ＶH＞ＶLM）行われる。これにより、マスタ側バッテリ２０Mからの電動機ユニット５０への電力持ち出しが規制される。その結果、マスタ側バッテリ２０Mの電力を補機ユニット４０の駆動に有効に利用することができ、長期にわたって補機ユニット４０を駆動することができ、結果として、航続走行距離を伸ばすことができる。
【００３７】
なお、本実施形態では、断線の有無を確認するために、ステップＳ２８、ステップ３０を実行しているが、異常判定フロー（Ｓ１０）において、断線でないことが明確に判定できているのであれば、ステップＳ２８、ステップＳ３０は省略してもよい。
【００３８】
また、ステップＳ３０において、力行時のマスタ側バッテリ電流値ＩBMと閾値αとの比較を行っているが、力行時のマスタ側バッテリ電流値ＩBMと、補機駆動電流Ｉｄと、を比較するようにしてもよい。すなわち、図４に図示するように、図３におけるステップＳ３０に代えて、ＩBMとＩｄとを比較するステップＳ３６を実行してもよい。この場合において、マスタ側バッテリ電流値ＩBMと、補機駆動電流値Ｉｄと、が一致する場合、マスタ側バッテリ２０Mからの電動機ユニット５０への電力供給は、一切、なされていないと判断できる。換言すれば、コンバータ２２Mで断線が生じていると考えられる。したがって、マスタ側バッテリ電流値ＩBMと、補機駆動電流値Ｉｄと、が一致する場合、制御部１６は、ステップＳ２４に進み、スレーブ側コンバータ２２Sの上アームＴ１Sを常時ＯＮにした状態での走行を実行する。
【００３９】
一方、マスタ側バッテリ電流値ＩBMと、補機駆動電流値Ｉｄと、が一致しない場合は、マスタ側バッテリ２０Mからの出力電力が、電動機ユニット５０にも持ち出されているといえる。この場合には、ステップＳ３２に進み、スレーブ側コンバータ２２Sのゲート遮断を解除し、スレーブ側コンバータ２２Sによる昇圧を実施する。
【００４０】
次に、本実施形態で行われる異常判定フロー（Ｓ１０）について図５を参照して説明する。図５は、異常判定フローの流れの一例を示すフローチャートである。既述したとおり、本実施形態では、各種センサＳH，ＳL，ＳVB，ＳIBでの検出値に基づいて、マスタ側電源ユニット１４Mにおける昇圧機能の異常の有無を判定し、異常が生じた場合には、その原因も判定する。この異常判定フローは、システム１２を起動する最初の段階で行うか、車両走行中に行うかで流れが異なる。システム１２の起動時の場合（Ｓ４０でＹｅｓ）、制御部１６は、まず、ＳＭＲMおよびＳＭＲSを駆動して、マスタ側バッテリ２０Mのみをシステム１２に接続し、スレーブ側バッテリ２０Sはシステムから切り離しておく（Ｓ４２）。そして、その状態で、昇圧後電圧値ＶHがゼロ（ＶＨ＝０）か否かを確認する（Ｓ４４）。なお、当然ながら、ここでいうゼロとは、実質的にゼロのことを意味しており、ノイズ等の影響により正確にゼロとなっていなくてもよい。換言すれば、ここでいう「＝（イコール）」とは、「ノイズの影響などを考慮した実質的にイコール」の意味である。後の説明に出てくる「＝（イコール）」も同様である。
【００４１】
確認の結果、昇圧後電圧値ＶHがゼロでない場合には、マスタ側バッテリ２０Mからの出力電力が昇圧後経路にも確実に供給されていると言え、マスタ側バッテリ２０Mと電動機ユニット５０との間に断線は生じていないと判断できる。この場合には、スタートに戻り、起動処理が終了すれば、ステップＳ６０へと移行する。
【００４２】
一方、確認の結果、昇圧後電圧値ＶHが実質的にゼロであった場合には、マスタ側バッテリ２０Mと電動機ユニット５０との間に断線が生じている、または、昇圧後電圧センサＳHが故障していると判断できる。
【００４３】
この場合、制御部１６は、さらに正確に異常原因を判定するために、昇圧前電圧値ＶLMがバッテリ電圧値ＶBMと等しいか否かを判断する（Ｓ４６）。判断の結果、両電圧値ＶLM，ＶBMが等しくない場合、制御部１６は、バッテリ２０Mとコンバータ２２Mとの間に断線、すなわち、高圧系断線が生じていると判断する（Ｓ４８）。
【００４４】
一方、昇圧前電圧値ＶLMとバッテリ電圧値ＶBMとが等しい場合、制御部１６は、再度、ＳＭＲMおよびＳＭＲSを駆動して、マスタ側バッテリ２０Mをシステム１２から切り離し、スレーブ側バッテリ２０Ｓのみをシステムに接続する（Ｓ５０）。そして、その状態で、昇圧後電圧値ＶH、スレーブ側の昇圧前電圧値ＶLS、スレーブ側のバッテリ電圧値ＶLSを比較する（Ｓ５２）。比較の結果、全ての電圧値が等しい場合には、昇圧後電圧センサＳHには問題はなく、ステップＳ４４において昇圧後電圧値ＶHが実質的にゼロとなった原因は、マスタ側コンバータ２２Mでの断線（コンバータ断線）であると判断する（Ｓ５６）。
【００４５】
一方、昇圧後電圧値ＶH、スレーブ側の昇圧前電圧値ＶLS、および、スレーブ側のバッテリ電圧値ＶLSが一致しなかった場合には、昇圧後電圧センサＶHにおいて断線が生じていると判断する（Ｓ５４）。
【００４６】
次に、起動時以外（Ｓ４０でＮｏ）での異常判定の流れについて説明する。この場合、制御部１６は、走行中であるか否かを判定する（Ｓ６０）。ここで、走行中であるか否かは、電動機５２の電流が力行側（正の値）である場合を意味する。判定の結果、走行中でない場合には、昇圧機能の異常の有無を判定することはできないため、スタートへと戻る。一方、走行中の場合、制御部１６は、マスタ側コンバータ２２MからＦＣＶ信号が生じているか否かを判断する（Ｓ６２）。ＦＣＶ信号は、既述したとおり、過電圧などに起因して自己保護回路によりコンバータ２２の動作が停止された場合に出力される信号である。マスタ側コンバータ２２Mから、このＦＣＶ信号が発生している場合には、マスタ側コンバータ２２Mの異常に起因して昇圧ができない昇圧フェールであると判断する（Ｓ８０）。
【００４７】
一方、ＦＣＶ信号が発生していない場合には、続いて、制御部１６は、マスタ側のフィードバック異常の有無を判断する（Ｓ６４）。すなわち、制御部１６は、実測電圧値と目標電圧値の差分をフィードバックさせてコンバータ２２Mの駆動デューティ比を算出し、算出されたデューティ比に従ってコンバータ２２Mのアーム駆動を制御している。このフィードバック制御におけるフィードバック制御量が破綻した場合した場合には、フィードバック異常が発生していると判断する。
【００４８】
そして、ステップＳ６４において、フィードバック異常は生じていないと判断した場合、制御部１６は、昇圧フェールおよび断線のいずれも生じていないと判断し、スタートへと戻る。そして、定期的に、同様の判断を繰り返し、異常の有無を監視する。
【００４９】
一方、ステップＳ６４において、フィードバック異常が生じていると判断した場合、制御部１６は、実際に検出された昇圧後電圧値ＶHおよび要求パワーなどに基づいて算出された目標の昇圧後電圧値ＶHを比較し、昇圧不能となっているか否かを判断する（Ｓ６６）。より具体的には、目標の昇圧後電圧値ＶHに比して、実測の昇圧後電圧値ＶHが、大幅に小さい場合、制御部１６は、昇圧不能が発生していると判断する。なお、ここでいう「大幅に小さい」とは、目標の昇圧後電圧値ＶHから実測の昇圧後電圧値ＶHを引いた値が、規定の閾値βよりも大きいことを意味しており、閾値βは経験に基づいて事前に規定される。
【００５０】
昇圧不能が生じている場合、制御部１６は、さらに、昇圧前電圧値ＶLMとバッテリ電圧値ＶBMとを比較する（Ｓ６８）。比較の結果、両電圧値ＶLM，ＶBMが等しい場合には、さらに、バッテリ電流値ＩBMと補機電流値Ｉｄとを比較する（Ｓ７０）。この両電流値ＩBM，Ｉｄが等しい場合には、マスタ側バッテリ２０Mから出力された電力は、電動機ユニット５０側に流れていないと判断できる。この場合、制御部１６は、マスタ側コンバータ２２Mにおいて断線が生じていると判断する（Ｓ５６）。
【００５１】
一方、フィードバック異常が発生していたとしても、昇圧過多または昇圧不足（不能でない）である場合（Ｓ６６でＮｏ）や、昇圧不能であっても、昇圧前電圧値ＶLMとバッテリ電圧値ＶBMとが一致しない場合（Ｓ６８でＮｏ）、バッテリ電流値ＩBMと補機電流値Ｉｄとが一致しない場合（Ｓ７０でＮｏ）には、マスタ側の昇圧フェールと判断する（Ｓ８０）。
【００５２】
なお、ここで説明した異常判定フローは、一例であり、少なくとも、コンバータ断線と昇圧フェールと、を他の異常と区別して検出、判定できるのであれば、他の処理フローで半地してもよい。
【００５３】
そして、以上の説明から明らかな通り、本実施形態では、マスタ電源ユニット１４の昇圧機能の異常の有無を判定するとともに、異常発生時にはその原因を特定している。そして、各原因ごとに、電源ユニット１４の制御態様を切り替えており、車両の走行停止を極力避けることが出来るようになっている。また、走行する場合には、異常状態に応じて、可能な限り、効率的に電力分配できるようになっているため、航続走行距離を伸ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施形態である電力制御システムの概略構成図である。
【図２】電力制御システムに接続される電動機ユニットの概略構成図である。
【図３】本実施形態における昇圧異常発生時の処理フローを示すフローチャートである。
【図４】昇圧異常発生時の処理フローの他の例を示すフローチャートである。
【図５】昇圧異常検出の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５５】
１２  電力制御システム、１４  電源ユニット、１６  制御部、２０  バッテリ、２２  コンバータ、４０  補機ユニット、５０  電動機ユニット、５２  電動機、５４  インバータ、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３  コンデンサ、Ｄ１，Ｄ２  ダイオード、Ｌ  リアクトル、Ｔ１，Ｔ２  トランジスタ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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