(57)【要約】  配電システムがデュアルモード電気モータ／発電機と、高電圧主電池と、デュアルモード電気モータ／発電機と高電圧主電池との間に接続可能な両方向直流送電線と、磁気吹き消し手段を有すると共に逆の極性を呈するように両方向直流送電線に接続された第１及び第２の絶縁接触器と、電気システム制御装置とを含む。配電システムを消勢するために両方向送電線上の電流の極性を判定する。極性がいったん判定されると、対応の極性の絶縁接触器を選択して開路する。
2015523257.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配電システムであって、
充電式エネルギー貯蔵システムと、
前記充電式エネルギー貯蔵システムを充電する手段と、
前記充電手段と前記充電式エネルギー貯蔵システムとの間の両方向直流送電を可能にする手段と、
前記配電システムの状態の変化に関する要求に応答して、前記両方向電力バス上の電力潮流の極性を判定する制御システムと、
前記両方向直流送電を可能にする手段に磁気吹き消しによるアーク中断をもたらす第１及び第２の絶縁接触器とを含み、前記第１及び前記第２の絶縁接触器は、互いに逆の極性を呈するよう前記両方向直流送電可能手段に接続され、
前記制御システムは、更に、前記配電システムのオンからオフへの状態の変化に関する要求及び前記電力潮流の極性の判定に応答して、最初に開路すべき前記第１及び前記第２の絶縁接触器のうちの一方を選択する、配電システム。
【請求項２】
前記制御システムは、前記配電システムに接続された負荷を管理して前記電力潮流の極性を維持する制限された持続時間の定常状態期間を開始するプログラミング手段を含む、請求項１記載の配電システム。
【請求項３】
前記充電式エネルギー貯蔵システムは、蓄電池を含み、
前記充電手段は、少なくとも、第１のデュアルモード電気モータ／発電機を含む、請求項２記載の配電システム。
【請求項４】
前記定常状態期間は、所定の最大持続時間を有する、請求項３記載の配電システム。
【請求項５】
前記定常状態期間は、前記デュアルモード電気モータ／発電機の管理を含む、請求項４記載の配電システム。
【請求項６】
ハイブリッド電気自動車に搭載されている配電システムを作動させる方法であって、前記配電システムは、少なくとも、第１のデュアルモード電気モータ／発電機、高電圧主電池、前記デュアルモード電気モータ／発電機と前記高電圧主電池との間に接続可能な両方向直流送電線と、磁気吹き消し手段を有すると共に逆の極性を呈するように前記両方向直流送電線に接続された第１及び第２の絶縁接触器と、電気システム制御装置とを含み、前記方法は、
前記配電システムを消勢する要求に応答して、前記両方向直流送電線上の電流の極性を判定するステップと、
開路すべき前記第１の絶縁接触器及び前記第２の絶縁接触器のうちの一方を選択するステップと、
極性が不変のままである定常状態を前記両方向直流送電線について確立するステップと、
前記選択された絶縁接触器を開路するステップと、
しかる後、選択されなかった絶縁接触器を開路するステップとを含む、方法。
【請求項７】
前記定常状態は、所定の最大持続時間を有する、請求項６記載の配電システム。
【請求項８】
前記配電システムに接続された負荷を管理して前記定常状態を維持するステップを更に含む、請求項７記載の方法。
【請求項９】
ハイブリッド車であって、
充電式エネルギー貯蔵システムと、
前記充電式エネルギー貯蔵システムを充電する電気モータ／発電機と、
前記電気モータ／発電機と前記充電式エネルギー貯蔵システムとの間の両方向直流送電を可能にする手段と、
前記配電システムの状態の変化に関する要求に応答して、前記両方向電力バス上の電力潮流の極性を判定する制御システムと、
前記両方向直流送電を可能にする手段に磁気吹き消しによるアーク中断をもたらす第１及び第２の絶縁接触器とを含み、前記第１及び前記第２の絶縁接触器は、互いに逆の極性を呈するよう前記両方向直流送電可能手段に接続され、
前記制御システムは、更に、前記配電システムのオンからオフへの状態の変化に関する要求及び前記電力潮流の極性の判定に応答して、最初に開路すべき前記第１及び前記第２の絶縁接触器のうちの一方を選択する、ハイブリッド車。
【請求項１０】
前記制御システムは、前記配電システムに接続された負荷を管理して前記電力潮流の極性を維持する制限された持続時間の定常状態期間を開始するプログラミング手段を含む、請求項９記載のハイブリッド車。
【請求項１１】
前記充電式エネルギー貯蔵システムは、蓄電池を含む、請求項１０記載のハイブリッド車。
【請求項１２】
前記定常状態期間は、所定の最大持続時間を有する、請求項１１記載のハイブリッド車。
【請求項１３】
前記定常状態期間は、前記電気モータ／発電機の管理を含む、請求項１２記載のハイブリッド車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の技術分野は、一般に、電気及びハイブリッド電気自動車、特にかかる車両で用いられる高電圧絶縁接触器の状態変化に対する制御に関する。
【０００２】
ハイブリッド電気自動車は、通常、電力を車両走行用モータ及び他の高電圧負荷に供給する１つ又は２つ以上の高電圧直流配電サブシステムを搭載している。代表的な形態としてのかかる配電サブシステムは、２つの３５０ボルト直流電流（ＤＣ）サブシステム及び１つの７００ボルト（ＤＣ）サブシステム又はバスを含む場合がある。ハイブリッド電気ドライブトレーンモータ／発電機又はより正確に言えば交流電流‐直流電流インバータ／整流器とこれらＤＣサブシステムのうちの少なくとも一方に接続可能な高電圧蓄電池との間における電流の流れは、両方向である。電流は、車両高電圧蓄電池が電力を受け取っているか電力をモータ／発電機に供給しているかに応じて方向を変えることができる。
【０００３】
高電圧絶縁接触器は、車両に搭載されている高電圧ＤＣ配電サブシステムの付勢と消勢を制御し、更に、車両電気負荷への電力の流れを制御するために用いられている。任意の直流電流回路において高電圧絶縁接触器を開路する行為は、アーク発生に起因して接触器の寿命を実質的に短くする場合のあることが長年にわたって認識されている。ヒューレット（Hewlett）に付与された米国特許第５６７，１３７号明細書に示されているように、「磁気吹き消し」型接触器又は回路遮断器が長年にわたって用いられている。吹き消し磁石は、接触器から離れる吹き消し磁石の磁束線と共に装置接点の開離時に生じるアーク（電弧）を押圧する場合があり、それによりアークが長くなって乱される。
【０００４】
高電圧吹き消し型絶縁接触器の動作は、接触器が回路の極性、即ち電流の流れの方向に対して「正しく」配線されているかどうかで決まる。回路の極性が高電圧絶縁接触器の極性と逆である場合、接点が開離し始めると、吹き消し磁石の磁束線は、アークを接触領域から遠ざけるのではなく接触領域中に押し込む傾向がある。これにより、吹き消し磁石が防ごうとしている状況が強化される。吹き消し磁石を備えた高電圧絶縁接触器は、高電圧回路の極性が絶縁接触器の極性と一致している回路では接触器の寿命を延ばす上で極めて有効である。
【０００５】
幾つかのハイブリッド電気自動車ＤＣ電力バス上の電流の流れは、方向の変化を受けるので、少なくとも１つの高電圧配電サブシステムのための電位の極性も又、変化を生じる。車両の即時電気的必要と高電圧電池の電気的必要の両方を支えるのに十分な電位を生じさせる走行用モータ／発電機により定められるハイブリッド電気自動車作動の発電モード中、高電圧配電サブシステムの極性は、走行用モータ／発電機から高電圧絶縁接触器を通って高電圧蓄電池及び残りの高電圧配電サブシステムに流れる。この状態は、「正の極性」と呼ばれる。負のシステム極性は、高電圧電池から出て高電圧絶縁接触器を通って走行用モータ／発電機並びに残りの高電圧車両アーキテクチャに至る電位の流れとして定められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第５６７，１３７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
高電圧配電サブシステム極性の逆転は、或る特定の状況下において頻繁に起こる場合がある。かかる１つの状態は、走行用モータ／発電機が電力を発生させているが、発電率が車両の種々の電気的負荷、例えば電気アクセサリモータ、ＤＣ‐ＤＣコンバータ、トラック機器製造業者（ＴＥＭ）一体形車体機器等からの電力需要を満たすボーダライン上にある場合である。これら状況下において、車両の高電圧配電サブシステムのうちの任意のものの極性が特にアクセサリ上の負荷が変化している場合に頻繁に極性が変化する場合があるということが考えられる。これは、接触器の開路に起因して生じるアークの中断を可能にする吹き消し磁石の有効性を低下させる場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
ハイブリッド電気自動車に搭載されている配電システムを作動させる方法が提供され、配電システムは、少なくとも、第１のデュアルモード電気モータ／発電機、高電圧主電池、デュアルモード電気モータ／発電機と高電圧主電池との間に接続可能な両方向直流送電線と、磁気吹き消し手段を有すると共に逆の極性を呈するように両方向直流送電線に接続された第１及び第２の絶縁接触器と、電気システム制御装置とを含む。この方法は、配電システムを消勢する要求に応答して、両方向直流送電線上の電流の極性を判定するステップを含む。極性をいったん判定すると、対応の極性の絶縁接触器を選択してこれを開路する。接触器の選択の前又は後のいずれにおいても、両方向直流電流送電線の定常状態動作を確立するためのステップが取られる。定常状態動作中、送電線上の電力潮流の極性は、不変のままであるべきである。次に、選択された絶縁接触器を開路する。選択された絶縁接触器を開路した後に選択されなかった絶縁接触器を開路する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】自動車用のハイブリッド電気ドライブトレーン用の制御システムの高レベルブロック図である。
【図２】図１のドライブトレーン用の高電圧配電システムの略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下の詳細な説明において、同一の参照符号及び記号は、様々な図において同一、対応又は類似のコンポーネントを示すために用いられている場合がある。
【００１１】
次に図を参照し、特に図１を参照すると、図１は、自動車用のハイブリッド電気ドライブトレーン２０用の制御システム２２の一般化された高レベル略図である。ハイブリッド電気ドライブトレーンは、一般に、２つの形式、即ち、パラレル（並列）とシリーズ（直列）のうちの一方のものである。パラレル型ハイブリッド電気システムでは、電気モータ、燃料燃焼エンジン又は両方の組み合わせによって車輪を駆動するために推進トルクを供給することができる。シリーズ型ハイブリッドシステムでは、駆動推進トルクは、電気モータだけで直接提供される。本明細書において開示する絶縁接触器制御の方法の例は、特定のハイブリッド電気システムには限定されない。ハイブリッド電気ドライブトレーン２０は、シリーズ型、パラレル型及び複合シリーズ／パラレル動作向きに構成可能であり、システムは、任意のモードで動作する。多形態ドライブトレーン、例えばハイブリッド電気ドライブトレーン２２は、ドライブトレーンが高電圧配電システム１９内で極性の逆転を生じさせることができる多くの考えられる方式を示している。
【００１２】
ハイブリッド電気ドライブトレーン２０は、内燃（ＩＣ）エンジン２８及び発電機かモータかのいずれかとして作動可能である２つのデュアルモード電気機械（モータ／発電機３０，３２）を有する。単独で又はモータ／発電機３０と一緒に作動するモータ／発電機３２は、車両推進を可能にするために使用されるのが良い。モータ／発電機３０，３２のいずれも、駆動輪２６の回生制動又はＩＣエンジン２８によって駆動されることにより電気を発生させることができる。ハイブリッド電気ドライブトレーン２０では、ＩＣエンジン２８は、直接的な推進トルクをもたらすことができ又はかかるＩＣエンジン２８を電気モータ／発電機３０，３２のうちの一方又は両方の駆動に限定されるシリーズ型ハイブリッド電気ドライブトレーン形態で作動させることができる。ハイブリッド電気ドライブトレーン２０は、ＩＣエンジン２８からの動力出力を２つの電気モータ／発電機３０，３２からの電力出力と組み合わせる遊星歯車装置６０を更に有する。変速装置（トランスミッション）３８が遊星歯車装置６０を駆動輪２６に結合している。推進源と駆動輪２６との間で変速装置３８及び遊星歯車６０により動力をいずれかの方向に伝達することができる。制動中、遊星歯車装置６０は、駆動輪２６からのトルクをモータ／発電機３０，３２に送ることができ、或いは車両がエンジン制動のための装備がなされている場合にはエンジン２８に送ることができ、トルクをモータ／発電３０，３２とＩＣエンジン２８に配分することができる。
【００１３】
複数個のクラッチ５２，５４，５６，５８が、駆動輪２６へのトルクの印加によって車両を推進し、エンジンからの電気モータ／発電機３０，３２からの電気を発生させ、そして駆動輪２６から電気モータ／発電機３０，３２を逆駆動することによって電気モータ／発電機３０，３２から電気を発生させるよう電気モータ／発電機３０，３２及びエンジン２８を構成する種々のオプションを提供している。電気モータ／発電機３０，３２を駆動輪２６に動力を供給するよう走行用モータモードで稼働させることができ又はクラッチ５６，５８を入れると、発電機として機能するよう電気モータ／発電機３０，３２を駆動輪２６から逆駆動することができる。電気モータ／発電機３２をクラッチ５８、遊星歯車装置６０及び変速装置３８によって駆動輪２６に結合させた状態で走行用モータモード又は発電機モードで稼働させることができ、それと同時に、クラッチ５６を切り、それにより電気モータ／発電機３０をクラッチ５４を介してエンジン２８から逆駆動することができ、それにより発電機として作動することができる。これとは逆に、クラッチ５６を切ると共にクラッチ５８を入れると、両方のモータ／発電機３０，３２は、モータモードで稼働する。この形態では、モータ／発電機３２は、車両を推進することができる一方で、クランクを回してエンジン２８を作動させるために用いられる。クラッチ５２を入れると、ＩＣエンジン２８の使用を可能にして車両を推進することができ又は「ジェークブレーキ（Jake brake）」を装備している場合ディーゼルエンジンの使用を可能にして車両制動を補充することができる。クラッチ５２，５４を入れ、クラッチ５６を切ると、エンジン２８は、車両と駆動モータ／発電機３０を同時に推進して電気を発生させることができる。さらに別の作動上の形態の採用が可能である。ただし、必ずしも全てが用いられているとは限らない。幾つかの形態をなくすことにより、クラッチ５８を「オプション」として考えることができ、これに代えて永続的なカップリングを用いることができる。
【００１４】
クラッチ５２，５４，５６の選択的な入切により、ハイブリッド電気ドライブトレーン２０を「パラレル」モード、「シリーズ」モード又は複合「シリーズ／パラレル」モードで動作するよう構成することができる。ドライブトレーン２０をシリーズモード動作用に構成するためには、クラッチ５４，５８（存在している場合）を入れ、クラッチ５２，５６を切るのが良い。すると、モータ／発電機３２によって推進動力が提供され、モータ／発電機３０は、発電機として作動する。ドライブトレーン２０をパラレルモード動作向きに構成するため、少なくともクラッチ５２，５８を入れる。クラッチ５４を切る。モータ／発電機３２及びＩＣエンジン２８は、直接推進力を提供するよう利用できる。モータ／発電機３０は、推進用に使用できる。複合パラレル／シリーズモードを提供するドライブトレーン２０の形態は、入れられた状態のクラッチ５２，５４，５８及び切られた状態のクラッチ５６を有する。モータ／発電機３２は、推進力を提供するようモータとして作動し又は制動を補うよう回生モードで動作する。ＩＣエンジン２８は、推進力を提供し、モータ／発電機３０を発電機として駆動するよう動作する。
【００１５】
ハイブリッド電気ドライブトレーン２０は、エネルギーの２つの貯蔵部、即ち、電気モータ／発電機３０，３２用に１つずつ設けられたエネルギー貯蔵部及びＩＣエンジン２８用の燃料タンク６２を利用する。モータ／発電機３０，３２のための電気エネルギーをキャパシタに直接蓄えることができるが、より一般的には、電池３４を電気エネルギー供給源とする。電池３４は、充電作用と放電作用を受ける。電力貯蔵部からの電力の利用性は、その付勢状態（ＳＯＥ、state of energization）の観点で又は通常、電池の充電状態（ＳＯＣ、state of charge）の観点で測定できる。
【００１６】
主電池３４を外部源から又はドライブレーン２０の作動によって充電することができる。上述したように、前記モータ／発電機３０，３２は、高電圧配電システム１９のハイブリッドインバータ３６及び高電圧バス１７を介してエネルギーを供給して主電池３４を再充電するよう一緒に又は別個独立に発電機として作動することができる。ハイブリッドインバータ３６は、電圧のステップダウン又はステップアップを提供し、モータ／発電機３０，３２が交流電流装置である場合、３相同期モータ／発電機と電池３４との間の電流の整流及び整流解除（de-rectification）をもたらす。燃料タンク６２からの燃料を電気エネルギーに変換することができ、この電気エネルギーは、主電池３４を充電するために用いられる。主電池３４は又、回生制動により再充電することができる。
【００１７】
ドライブトレーン２０，ハイブリッドインバータ３６、主電池３４及び電力システム１９の絶縁接触器６４，６８（図２参照）の制御は、制御システム２２によって実施される。制御システム２２は、公衆データリンク１８及びハイブリッドシステムデータリンク４４を利用した制御エリアネットワーク（ＣＡＮ）を用いて具体化できる。制御システム２２は、電子システムコントローラ（ＥＳＣ）２４を介して受け取ったオペレータ／運転手指令に応答してドライブトレーン２０の要素及び常用ブレーキ４０の作動を協調させて車両を動かしたり（ＡＣＣ／ＴＰ）停止させたり（ＢＲＡＫＥ）する。制御システム２２は、配電システム１９の消勢を含むオペレータ指令にどのように応答するかを選択する一方で、配電システム１９のコンポーネントを損傷しないよう保護する。
【００１８】
データリンク１８，４４に加えて、制御システム２２は、データリンク１８，４４によりデータ及び命令をブロードキャストしたり受け取ったりするコントローラを含む。これらコントローラのうちの１つは、ＥＳＣ２４である。ＥＳＣ２４は、ボディコンピュータ（body computer ）の一形式であり、特定の車両システムには割り当てられない。ＥＳＣ２４は、種々の監視の役割を有し、ブレーキペダル位置（ＢＲＡＫＥ）、点火スイッチ位置（ＩＧＮ）及び加速ペダル／スロットル位置（ＡＣＣ／ＴＰ）を含む種々のオペレータ／運転手の入力／指令を直接又は間接的に受け取るよう接続されている。ＥＳＣ２４又は場合によってエンジンコントローラ４６は又、他のデータ、例えば周囲空気温度（ＴＥＭＰ）を収集するよう使用できる。これら信号及び他の信号に応答して、ＥＳＣ２４は、図２に示されているように絶縁接触器６４，６６，６８の開閉を制御するために、データリンク１８又はデータリンク４４によりアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）のコントローラ５０、ゲージクラスタコントローラ４８、変速装置コントローラ４２、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）４６、ハイブリッドコントローラ４８、１対のアクセサリモータコントローラ１２，１４に、そして遠隔電力ユニット（ＲＰＭ）７０を介してブロードキャストできるメッセージ／指令を生じさせる。
【００１９】
アクセサリモータコントローラ１２，１４は、他のＣＡＮノード、主としてＥＳＣ２４からの指示に応答して高電圧アクセサリモータ１３，１５を制御する。高電圧アクセサリモータ１３，１５は、例えば空調圧縮機（図示せず）、電池冷却ループポンプ（図示せず）又はパワーステアリングポンプ（図示せず）のようなコンポーネントの作動を支えるために採用された直流電流モータである。多くのハイブリッド電気自動車には、エンジンの突発的なアベイラビィリティに起因して内燃エンジンからかかるコンポーネントに直接動力供給する適当なオプションはなく、アクセサリコンポーネントを駆動するモータ１２，１４は、発電機モードで作動する場合にはモータ／発電機３０，３２又は主電池３４に加わる寄生負荷である。これら用途により生じる負荷は、例えば車両１０２がパワーステアリングについて大きな需要が求められる場合のあるのろのろ動く交通渋滞につかまった条件下において極めて変化しやすいと言える。高い熱及び湿度の条件下において、大きな需要が空調に且つ電池冷却のために課される可能性が多分にあり、かくして、これらシステムで用いられる圧縮機ポンプを駆動するモータは、配電システム１９に対して大きな負荷として考えられる傾向がある。アクセサリシステムにより消費させる電力は、ＣＡＮハイブリッドデータリンク４４によりＥＳＣ２４に報告されるのが良い。
【００２０】
ドライブトレーン２０に対する電力についてのオペレータ要求は、アクセル／スロット位置（ＡＣＣ／ＴＰ）の関数である。ＡＣＣ／ＴＰは、信号をハイブリッド監視制御モジュール４８に送るＥＳＣ２４の入力である。エンジン２８が推進と主電池３４の充電の両方のために動力を供給している場合、エンジン２８からの利用可能な電力の割り当ては、ハイブリッド監視制御モジュール４８によって行われる。
【００２１】
次に図２を参照して絶縁接触器６４，６８の作動による付勢状態又は特に高電圧配電システム１９の部分の消勢に対する制御について説明する。高電圧配電システム１９は、３つのサブシステム１７，７４，７６を含む。配電サブシステム１７，７４，７６は、数個の電気導体で形成されている。ほぼ大地電位の導体２７が絶縁接触器６４を介して高電圧主電池３４Ａの接地端子に接続されると共にインバータ３６の一方の端子に接続されている。主電池３４Ａの正の端子（通常、接地されていない端子）は、高電圧導体２９によって主電池３４Ｂの負の端子に接続されている。主電池３４Ｂの正の端子は、抵抗器予備充電回路６３を介して絶縁接触器６８に接続され、そしてここから高電圧導体２７によってインバータ３６の残りの端子に接続されている。導体２５，２７，２９による電流の伝送は、直流電流であるが、両方向である。流れの方向は、電流が主電池パック３４Ａ，３４Ｂを供給源としているか又は主電池パックに流れているかどうかで決まる。
【００２２】
サブシステム１７は、このサブシステムが付勢されているとき、ほぼ大地電位の導体２５と高電圧導体２７との間に７００ボルトのＤＣ電位を支持している。サブシステム７４は、高電圧（３５０ボルト）導体２９とほぼ大地電位の導体２５との間に３５０ボルトの電位を支持している。サブシステム７６は、高電圧（３５０ボルト）導体２９と高電圧（７００ボルト）導体２７との間に３５０ボルトの電位を支持している。
【００２３】
高電圧配電システム１９は、絶縁接触器６４，６８のいずれか一方を開路することによって消勢できる。絶縁接触器６４，６８は、極性が固定された設計のものである。これら絶縁接触器は、これら接触器の動作中、発弧を抑制するための磁気吹き消し手段を備えている。第１の絶縁接触器６４は、電池パック３４Ａとインバータ３６との間でほぼ大地電位の導体２５と物理的に直列関係をなしている。第２の絶縁接触器６８は、主電池３４Ｂの正の端子及びインバータ３６と導体２７内で直列関係をなしている。高電圧絶縁接触器６４，６８は、回路内において互いに反対の／逆にされた極性関係（一方が他方に対して）差し向けられている。
【００２４】
電池３４Ａ，３４Ｂが放電しているとき、電力潮流がインバータ３６中に入る。電池３４Ａ，３４Ｂが充電されているとき、電力潮流がインバータ３６から出る。絶縁接触器６４，６８を通る電流の流れの方向の逆転は、インバータ３６が電力を消費しているか電力を供給しているかで変化が決まる場合がある。ハイブリッドインバータ３６が電力を消費している場合、電池３４Ａ，３４Ｂは、電力を供給している。電池３４Ａ，３４Ｂ及びハイブリッドインバータ３６は、特に穏やかな回生制動及び重い負荷の期間中、同時に電力を供給することが可能である。電流の流れの頻繁な逆転の可能性が生じる場合があるのはかかる期間中である。
【００２５】
電池管理（マネジメント）システム（ＢＭＳ）３５Ａ，３５Ｂは、高電圧電池パック３４Ａ，３４Ｂに出入りする電位をモニタする。このデータは、制御エリアネットワーク（ＣＡＮ）データリンク４４を介してＢＭＳ３５Ａ，３５Ｂによって報告される。電力サブシステム７４，７６に接続された高電圧アクセサリ負荷は、コントローラを含み、これらは、負荷の状態及び電力消費状態をデータリンク４４により報告することができる。これらシステムのうちの１つは、高電圧電池チラーモータ１３Ａのためのモータコントローラ１２Ａ、低電圧配電システム８３及び低電圧電池８２Ａ，８２ＢのためのＤＣ‐ＤＣコンバータ８０Ａ，８０Ｂ、パワーステアリングポンプモータ１３Ｂのためのモータコントローラ１２Ｂ、空気圧縮機モータ１５Ａのためのモータコントローラ１４Ａ及びＨＶＡＣ（暖房、換気及び空調）圧縮機モータ１５Ｂのためのモータコントローラ１４Ｂである。ＥＳＣ２４は、ＢＭＳ３５Ａ，３５Ｂ及びデータリンク４４上の負荷状態データをモニタする。
【００２６】
電流の流れの方向は、主電池パック３４Ａ，３４Ｂのための電池管理システム（ＢＭＳ）３５Ａ，３５Ｂにより作られた報告に応じてＥＳＣ２４によって決定される。高電圧配電システム１９を消勢するため、電流の流れの方向に応じて先ず最初に絶縁接触器６４，６８のうちの１つを開路する。パワーダウン作動のため、データは、開路内を流れている直流電流の現在の極性を考慮して絶縁接触器のうちの正しい方の一方６４又は６８を選択して開路するようＥＳＣ２４によって用いられる。
【００２７】
導体２５，２９上の電流の流れの極性をいったん識別し、そして絶縁接触器のうちの適切な一方６４又は６８を選択すると、ＥＳＣ２４は、選択された絶縁接触器を開路することができるまで回路及び選択した絶縁接触器内において正確なエネルギー極性関係を維持するために標的回路と関連した全ての高電圧装置に指令を出して「定常状態」条件を取るようにする。代表的には、定常状態期間は、アクセサリ負荷が既に最小限に抑えられた状態で起こる。ただし、これは、常にそうであるとは限らない。定常状態期間の持続時間は、通常、極めて短く、数マイクロ秒のオーダーであり、かくして、定常状態動作に起因する悪影響が最小限に抑えられるべきである。定常状態期間中、導体２５，２７，２９中の電流の流れの極性を維持する。これには、負荷管理がハイブリッドインバータ３６の供給源である電力の量の変化及び／又はモータ／発電機３０，３２によって生じる電力の量の変化に適合することが必要な場合がある。加うるに、主電池パック３４Ａ，３４Ｂが定常状態をロックしたときにほぼ最大充電状態で充電を受けることができることが可能である。主電池３４Ａ，３４Ｂを短い定常状態持続時間の間に過剰充電することができる程度は、最小限である。残りの選択されなかった絶縁接触器６４又は６８を選択された絶縁接触器の開路後、短い期間にわたって開路する。
【００２８】
定常状態を確立することにより、絶縁接触器６４，６８のうちの選択された一方の開路に先立って、導体２５，２７中の極性の変化が阻止される。選択された絶縁接触器の過渡的動作（transition）の際に生じる極性変化の結果として、高電圧絶縁接触器内で生じるアークを抑制することができない場合がある。アーク発弧の発生の繰り返し、特に持続アーク発生は、高電圧絶縁接触器６４，６８の損傷の一因となる。第１の絶縁接触器をいったん過渡的動作させて開路すると、その後、第２の絶縁接触器（逆の極性）を過渡的動作させて開路する。その結果、第２の絶縁接触器は、ＥＳＣ２４に指令して第１の接触器がその開路状態に過渡的動作させた時点で磁気吹き消しを逆の極性で行った事実にもかかわらず、回路内におけるエネルギーの流れの不存在に起因して損傷を受けることがない。アクセサリコントローラ及びモータを配電サブシステム７４，７６にそれぞれ接続するために用いられるアクセサリ絶縁接触器４３Ａ，４３Ｂは、定常状態期間中、現在の状態に保持される。定常状態期間中、種々のアクセサリを一定の負荷を呈するような仕方で動作させるのが良い。例えば、空気圧縮機モータ１５Ａは、定常状態期間が始まるときに動作し、定常状態期間が有効なままである限り、動作し続けることになる。これにより、場合によっては、車両上の圧縮空気貯蔵タンクが僅かに過剰に加圧される場合がある。
【００２９】
導体２５，２７の現在の極性について正確に極性が与えられた絶縁接触器を選択することを予期して定常状態電力条件を維持するのに必要な高電圧電池３４Ａ，３４ＢのＳＯＣ「ダイナミックマージン」について考察する。例えば、高電圧電池再充電／回生サイクルの開始及び終了に関する通常の上及び下の充電状態又は充電率（ＳＯＣ）の値は、通常、８５％〜２５％ＳＯＣ範囲にあると言える。しかしながら、ＥＳＣ２４選択プロセス中、定常状態間隔中に受ける場合のある追加のエネルギー流入又は流出を許容するようＳＯＣ範囲を８７％〜２３％ＳＯＣまで増大させるのが良い。
【図１】
2015523257.tif 000003
【図２】
2015523257.tif 000004
【国際調査報告】
2015523257.tif 000005