采用直接连接模式(aD模式、bD模式、PD模式和SD模式)以及PBD模式。
[0143]参考图16，对各个电压范围VR1、VR2和VR3，包括多个操作模式。控制器40选择和采用这些操作模式中的一个。此时，基于根据负荷30的操作状态确定的负荷要求电压VHrq,以及DC电源10a和10b的电源状态(例如，S0C或充电/放电限制)，控制器40能选择操作模式中的一种来最小化电源系统1的总损失。电源状态是例如电压Va和Vb、电流Ia和Ib以及温度Ta和Tb。此外，能采用总电力PH和电力分配比k来获得DC电源10a和10b的输出电力Pa和Pb。
[0144]将具体地说明控制器40通过考虑电源系统1的总损失，选择操作模式中的一种的例子。电源系统1的损失包括发生在电力转换器50中的转换器损失Plcv、发生在负荷30中的负荷损失plld和由于DC电源10a和10b的内电阻Ra和Rb而发生的电源损失Pips。
[0145]转换器损失Plcv包括由切换元件S1至S4的接通/断开控制引起的开关损失，以及电抗器L1和L2的铁损。然而，在直接连接模式，诸如aD模式、bD模式、SD模式和模式中，开关损失不会发生，因为切换元件S1至S4保持在接通或断开状态。因此，在这种情况下，转换器损失Plcv与通过电力转换器50的电抗器L1和L2的电流成比例。
[0146]根据预先设定为用于负荷要求电压VHrq (或系统电压VH)以及DC电源10a和10b的电压Va和Vb以及输出电力Pa和Pb的函数的损失映射或算术表达式，对每一适用操作模式，估算转换器损失Plcv。在这种情况下，通过采用总电力PH (PH = Pa+Pb)和电力分配比k，获得输出电力Pa和Pb。具体地，能采用Pa = PHXk以及Pb = PHX (l_k)来获得输出电力Pa和Pb。通过例如参考例如基于DC电源10a和10b的状态(例如S0C平衡或用于充/放电极限的平衡)或输出电力电平(PH)预先定制的损失映射，能确定在这种情况下的电力分配比k。应注意到，基于实验结果或模拟结果，能预先获得损失映射或算术表达式。这也适用于下述其他损失。
[0147]根据预先设定为负荷要求电压VHrq(或系统电压VH)以及负荷30的操作状态，包括转矩和转速的函数的损失映射或算术表达式，对每一适用操作模式，能估算负荷损失
Plldo
[0148]根据预先设定为DC电源10a和10b的内电阻Ra和Rb和电压Va和Vb以及总电力PH的函数的损失映射或算术表达式，对每一适用操作模式，能估算电源损失Pips。由于根据DC电源10a和10b的状态(例如温度Ta和Tb以及SOCa和SOCb)，改变DC电源10a和10b的内电阻Ra和Rb，因此，采用当前电源状态来基于损失映射或算术表达式，估算内电阻Ra和Rb。
[0149]控制器40对每一适用操作模式，计算由此估算的转换器损失Plcv、负荷损失Plld和电源损失Pips的总和，并且比较这些损失。然后，控制器40选择多个适用操作模式中的电源损失的总和最小的一个。当通过采用被选操作模式控制电力转换器50时，能使电源系统1的总损失最小化，由此提高效率。
[0150](控制器执行的电力转换器控制)
[0151]图17是用于说明由本实施例的电源系统1执行的电力转换器控制的基本原理的图。参考图17，在总电力PH高于负荷电力PL(PH>PL)的条件下，增加系统电压VH，或在PH〈PL的条件下减小系统电压VH。因此，对本实施例中的电力转换器控制，相对于系统电压VH的电压命令值VH*，根据电压偏差AVH，设定用于总电力PH的命令值。此外，将总电力PH分成电力Pa和电力Pb，由此，执行用于DC电源10a和10b的输出的电力控制。
[0152]图18和19是用于说明对该实施例执行的电力转换器控制的框图。在图18中示出对各个电源设定电力命令值的控制操作的布置，并且在图19中示出基于已经设定的电力命令值，用于控制DC电源的输出的控制操作的布置。首先将描述PB模式中的控制布置，此后，将描述其他升压模式中执行的控制处理。
[0153]参考图18，控制器40包括电力管理单元100和电力控制单元200。
[0154]电力管理单元100基于DC电源10a和10b的操作状态和/或负荷30的操作状态，设定用于总电力PH的上限电力PHmax和下限电力PHmin、DC电源10a的放电极限Paout和充电极限Pain、DC电源10b的放电极限Pbout和充电极限Pbin以及DC电源10a和10b的电力分配比k。此时，能将总电力PH的上限电力PHmax设定成DC电源10a和10b的放电极限Paout和Pbout的总和(PHmax = Paout+Pbout)。能将总电力PH的下限电力PHmin设定成DC电源10a和10b的充电极限Pain和Pbin的总和(PHmin = Pain+Pbin)。
[0155]此外，电力管理单元100能设定电力分配比k。如上所述，在PB模式中，能将电力分配比k设定成在0彡k彡1.0范围中的任意值，并且在PBD模式中，能将电力分配比k设定在比上述范围更窄的预定范围中。
[0156]电力管理单元100还能设定循环电力值Pr来执行DC电源10a和10b之间的充/放电。循环电力值Pr对应于由DC电源10a输出的电力以便充电DC电源10b。例如，当对电动发电机35的动力行驶，设定Pr>0并且k = 1时，通过采用DC电源10a的电力输出，将总电力PH供应到电力线20，同时，能执行DC电源10b的充电。相反，当设定Pr〈0并且k =0时，能通过采用DC电源10b的输出，将总电力PH供应到电力线20，同时，能充电DC电源10ao
[0157]此外，当对电动发电机35的再生操作(ΡΗ〈0)，设定Pr>0并且k = 0时，通过采用负荷30的再生电力和DC电源10a输出的电力，充电DC电源10b。相反，当设定Pr〈0并且k = 1时，能通过采用负荷30的再生电力和DC电源10b输出的电力，充电DC电源10a。
[0158]而当不设定循环电力值Pr (Pr = 0)时，在DC电源10a和10b之间不执行充/放电。在例如DC电源10a和10b的S0C存在不平衡的情况下，电力管理单元100能设定循环电力值Pr来促进低S0C侧上的DC电源的充电。
[0159]电力控制单元200基于系统电压VH的电压偏差，设定DC电源10a和10b的电力命令值Pa*和Pb*。电力控制单元200包括偏差计算单元210、控制运算单元220、第一限制器230、电力分配单元240、循环电力加法单元250、第二限制器260和减法单元270。
[0160]偏差计算单元210计算作为用于系统电压VH的电压命令值VH*和检测值之间的差的电压偏差Δ VH ( △ VH = VH*-VH)。控制运算单元220采用电压偏差Δ VH来计算电压控制需求的总电力PHr。例如，控制运算单元220执行PI操作来根据下述表达式(5)，设定总电力PHr。
[0161]PHr = Kp.AVH+Σ (Ki.Δ VH) (5)
[0162]表达式(5)中的Kp是比例控制增益，以及Ki是积分控制增益。使平滑电容器CH的电容反映到这些控制增益上。根据表达式(5)设定总电力PHr，由此，能提供用于减小电压偏差AVH的反馈控制。
[0163]第一限制器230限制电力命令值ΡΗ*，使得电力命令值ΡΗ*落在由电力控制单元100设定的PHmax至PHmin的范围内。在PHr>PHmax的情况下，第一限制器230将电力命令值PH*设定为PH* = PHmax ο同样地，当PHKPHmin时，第一限制器230设定PH* = PHmin。此外，当PHmax ^ PHr ^ PHmin时，没有任何变化地将电力命令值PH*设定为PHr。因此，确定总电力命令值PH*。
[0164]电力分配单元240基于总电力命令值PH*和电力分配比k，计算将指定给DC电源10a的输出电力k.ΡΗ*。循环电力加法单元250将通过电力分配单元240获得的输出电力k.PH*与通过电力管理单元100设定的循环电力值Pr相加，并且获得用于DC电源10a请求的电力 Par (Par = k.PH*+Pr)。
[0165]第二限制器260限制用于DC电源10a的电力命令值Pa*，使得电力命令值Pa*落在由电力管理单元100设定的Paout至Pain的范围内。在Par>Paout的情况下，第二限制器260将电力命令值Pa*改变为Pa* = Paout。同样地，当Par〈Pain时，第二限制器260将电力命令值改变为Pa* = Pain。此外，当Paout彡Par彡Pain时，将电力命令值Pa*无任何改变地设定为Pa* = Par。因此，确定用于DC电源10a的总电力命令值Pa*。
[0166]减法单元270从总电力命令值PH*减去电力命令值Pa*来设定DC电源10b的电力命令值 Pb* (Pb* = PH*-Pa*)。
[0167]如图19所示，控制器40包括:电流控制单元300和310、PWM控制单元400和载波发生器410，基于电力命令值Pa*和Pb*，控制DC电源10a和10b的输出。电流控制单元300通过执行电流控制，控制DC电源10a的输出。电流控制单元310通过执行电流控制，控制DC电源10b的输出。
[0168]电流控制单元300包括电流命令生成器302、偏差计算单元304、控制运算单元306和FF加法单元308。
[0169]电流命令生成器302基于电力命令值Pa*和电压Va的检测值，设定用于DC电源10a的电流命令值Ia(Ia* = Pa*/Va)。偏差计算单元304计算作为用于电源Ia的电流命令值Ia*和检测值之间的差的电流偏差Δ Ia(A Ia = Ia*_Ia)。控制运算单兀306米用电流偏差Δ Ia来计算用于电流反馈控制的控制值Dfba。例如，控制运算单元306执行PI (比例-积分)运算来根据下述表达式(6)设定控制值Dfba。
[0170]Dfba = Kp.Δ Ia+Σ (Ki.Δ I a) (6)
[0171]在表达式￠)中，表达式￠)中的Kp是比例控制增益，而Ki是积分控制增益。分别由上述表达式(5)中的那些设定这些控制增益。
[0172]基于通过解答表达式(1)中的Da获得的Da = (VH_Va) /VH,通过下述表达式(7)，设定用于电压反馈控制的FF控制值Dffa。
[0173]Diffa = (VH*_Va)/VH* (7)
[0174]FF加法单元308使FB控制值Dfba与FF控制值Dffa相加来获得与用于DC电源10a的输出控制有关的占空比Da。如在表达式⑴中的情形，占空比Da对应于当执行从DC电源10a的电压Va到系统电压VH的DC/DC转换时，用于升压斩波器(图4)的下臂元件(切换元件S3和S4)均处于导通状态的时段的占空比。
[0175]电流控制单元310包括电流命令生成器312、偏差计算单元314、控制运算单元316和FF加法单元318。
[0176]电流命令生成器312基于电力命令值Pb*和电压Vb的检测值，设定用于DC电源10b的电流命令值Ib(Ib* = Pb*/Vb)。偏差计算单元314计算作为用于电源Ib的电流命令值Ib*和检测值之间的差的电流偏差Λ Ib ( Δ Ib = Ib*_Ib)。控制运算单元316采用电流偏差Δ Ib来计算用于电流反馈控制的控制值Dfbb。例如，控制运算单元316执行PI运算来根据下述表达式(8)，设定控制值Dfbb。
[0177]Dfbb = Kp.Δ Ib+Σ (Ki.Δ Ib) (8)
[0178]在表达式(8)中，Kp是比例控制增益，而Ki是积分控制增益。分别由上述表达式(5)和(6)中的那些设定这些控制增益。
[0179]基于通过解答表达式(2)中的Db获得的Db = (VH-Vb)，通过下述表达式(9)，设定用于电压反馈控制的FF控制值Dffb。
[0180]Diffb = (VH*_Vb)/VH* (9)
[0181]FF加法单元318使FB控制值Dfbb与FF控制值Dffb相加来获得与用于DC电源10b的输出控制有关的占空比Db。如在表达式⑵中的情形，占空比Db对应于当执行从DC电源10b的电压Vb到系统电压VH的DC/DC转换时，用于升压斩波器(图5)的下臂元件(切换元件S2和S3)均处于导通状态的时段的占空比。
[0182]PWM控制单元400基于由电流控制单元300和310设定的占空比Da和Db，以及由载波发生器410输出的载波CWa和CWb，执行脉宽调制，并且生成用于切换元件S1至S4的控制信号SG1至SG4。由于以与有关图6和7所述的相同的方式，执行通过PWM控制单元400的脉宽调制和控制信号SG1至SG4的产生，将不重复该详细描述。
[0183]现在，将描述在除PB模式外的升压模式中，诸如在aB模式、bB模式、SB模式和PBD模式中的电压转换器的控制。
[0184]首先，在aB模式中，与在PB模式中相同，由偏差计算单元210、控制运算单元220和第一限制器230，设定总电力命令值PH*。在这种情况下，由于不使用DC电源10b，能将为第一限制器230提供的上限电力PHmax和下限电力PHmin设定成等于用于DC电源10a的放电极限Paout和充电极限Pain。
[0185]由于在aB模式中，仅DC电源10a供应输出电力，因此，设定电力分配比k = 1。此夕卜，由于不使用DC电源10b (充电/放电避免)，固定循环电力值Pr = 0。此外，由于通过第二限制器260，将Pa( = PH*)设定在放电极限值Paout和充电极限值Pain的有限范围中，可以设定这种情况下的第一和第二限制器中的一个无效。
[0186]此外，在图19所示的布置中，仅对DC电源10a执行电流反馈控制。S卩，以与在PB模式中相同的方式，操作电流控制单元300，并且生成占空比Da。相反，由于在aB模式中，不要求用于DC电源10b的升压操作，因此，能停止电流控制单元310的操作。S卩，不执行占空比Db的计算。
[0187]接着，将描述bB模式中的控制。在bB模式中，执行与在aB模式中相反的控制操作。即，由于在bB模式中，不使用DC电源10a，能将为第一限制器230提供的上限电力PHmax和下限电力PHmin设定成等于用于DC电源10b的放电极限Pbout和充电极限Pbin。因此，将总电力命令值PH*(