(57)【要約】【課題】電源システムに搭載された複数の蓄電部の劣化度にばらつきが生じるのを抑制する。【解決手段】車両が走行制御モードまたは外部充電モードに設定されると、設定された制御モードを実行するために車両システムが起動される。コンバータＥＣＵ２は、内蔵される記憶部から読出した前回起動後使用蓄電部と、各副蓄電部の充放電状態値とに基づいて、車両システム起動後に最初に使用する副蓄電部を択一的に選択し、スイッチ回路ＳＷ１，ＳＷ２を介して選択した副蓄電部とコンバータ８−２とを電気的に接続する。コンバータＥＣＵ２は、走行制御モードを実行するために車両システムを起動した場合には、記憶部に記憶されている前回起動後使用蓄電部を今回のシステム起動後に最初に使用した蓄電部に更新し、外部充電モードを実行するために車両システムを起動した場合には、記憶部に記憶されている前回起動後使用蓄電部を維持する。【選択図】図１
2010035309.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷装置に電力を供給する電源システムであって、
充放電可能に構成された蓄電機構と、
前記電源システムが、前記蓄電機構と前記負荷装置との間で電力の授受を行なうための第１の制御モード、および外部電源からの電力を受けて前記蓄電機構を外部充電するための第２の制御モードのいずれかに設定された場合に、設定された制御モードを実行するために前記電源システムを起動する制御装置とを備え、
前記蓄電機構は、各々が充放電可能であって、前記負荷装置に対して並列に接続された複数の蓄電部を含み、
前記制御装置は、
前記複数の蓄電部の使用履歴を記憶する記憶部と、
前記複数の蓄電部の使用履歴に基づいて、前記複数の蓄電部の中から、前記電源システムの起動後に最初に使用する蓄電部を択一的に選択する蓄電部選択手段とを含み、
前記蓄電部選択手段は、前記記憶部から前回の前記電源システムの起動後に最初に使用された蓄電部を読出すとともに、読出された前記蓄電部に基づいて、今回の前記電源システムの起動後に最初に使用する蓄電部を択一的に選択し、
前記制御装置は、
前記第１の制御モードを実行するために前記電源システムを起動した場合には、前記記憶部に記憶されている前回の前記電源システムの起動後に最初に使用された蓄電部を、今回の前記電源システムの起動後に最初に使用した蓄電部に更新し、かつ、前記第２の制御モードを実行するために前記電源システムを起動した場合には、前記記憶部に記憶されている前回の前記電源システムの起動後に最初に使用された蓄電部を維持する更新手段をさらに含む、電源システム。
【請求項２】
前記制御装置は、前記複数の蓄電部の各々についての充電状態値を推定する状態推定手段をさらに含み、
前記蓄電部選択手段は、前記複数の蓄電部の使用履歴および前記複数の蓄電部の充電状態値に基づいて、前記複数の蓄電部の中から、前記電源システムの起動後に最初に使用する蓄電部を択一的に選択する、請求項１に記載の電源システム。
【請求項３】
前記蓄電部選択手段は、前記複数の蓄電部の間での充電状態値のばらつきが所定値を超える場合には、充電状態値が最も大きい蓄電部を、今回の前記電源システムの起動後に最初に使用する蓄電部に選択し、前記ばらつきが前記所定値以下となる場合には、前回の前記電源システムの起動後に最初に使用した蓄電部とは異なる蓄電部を、今回の前記電源システムの起動後に最初に使用する蓄電部に選択する、請求項２に記載の電源システム。
【請求項４】
前記蓄電部選択手段は、前回の前記電源システムの起動後であって、設定された前記制御モードの実行が終了したときに、今回の前記電源システムの起動後に最初に使用する蓄電部を択一的に選択する、請求項１から３のいすれか１項に記載の電源システム。
【請求項５】
前記電源システムは、
前記負荷装置と前記電源システムとの間で電力を授受可能に構成された電力線と、
前記蓄電機構と前記電力線との間に設けられ、前記蓄電機構と前記電力線との間で電圧変換動作を行なう電圧変換部とをさらに備え、
前記制御装置は、設定された前記制御モードに従って、前記蓄電機構と前記負荷装置または前記外部電源との間で電力の授受が行なわれるように、前記電圧変換部における電圧変換動作を制御する電圧変換制御手段をさらに含む、請求項４に記載の電源システム。
【請求項６】
前記蓄電機構は、前記複数の蓄電部のいずれかを選択して前記負荷装置に接続するための切替機構を更に含み、
前記制御装置は、前記蓄電部選択手段によって選択された前記蓄電部と前記負荷装置とを電気的に接続するように前記切替機構を制御する蓄電部切替手段をさらに含む、請求項１から５のいずれか１項に記載の電源システム。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の電源システムと、
前記負荷装置として、前記蓄電機構からの電力を受け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。
【請求項８】
負荷装置に電力を供給する電源システムの制御方法であって、
前記電源システムは、各々が充放電可能であって、前記負荷装置に対して並列に接続された複数の蓄電部を含む蓄電機構を備え、
前記制御方法は、
前記電源システムが、前記蓄電機構と前記負荷装置との間で電力の授受を行なうための第１の制御モード、および外部電源からの電力を受けて前記蓄電機構を外部充電するための第２の制御モードのいずれかに設定するとともに、設定された制御モードを実行するために前記電源システムを起動するステップと、
前記複数の蓄電部の使用履歴を記憶部に記憶するステップと、
前記複数の蓄電部の使用履歴に基づいて、前記複数の蓄電部の中から、前記電源システムの起動後に最初に使用する蓄電部を択一的に選択するステップとを備え、
前記蓄電部を選択するステップは、前記記憶部から前回の前記電源システムの起動後に最初に使用された蓄電部を読出すとともに、読出された前記蓄電部に基づいて、今回の前記電源システムの起動後に最初に使用する蓄電部を択一的に選択し、
前記制御方法は、
前記第１の制御モードを実行するために前記電源システムを起動した場合には、前記記憶部に記憶されている前回の前記電源システムの起動後に最初に使用された蓄電部を、今回の前記電源システムの起動後に最初に使用した蓄電部に更新し、かつ、前記第２の制御モードを実行するために前記電源システムを起動した場合には、前記記憶部に記憶されている前回の前記電源システムの起動後に最初に使用された蓄電部を維持するステップをさらに備える、電源システムの制御方法。
【請求項９】
前記制御装置は、前記複数の蓄電部の各々についての充電状態値を推定するステップをさらに含み、
前記蓄電部を選択するステップは、前記複数の蓄電部の使用履歴および各前記複数の蓄電部の充電状態値に基づいて、前記複数の蓄電部の中から、前記電源システムの起動後に最初に使用する蓄電部を択一的に選択する、請求項８に記載の電源システムの制御方法。
【請求項１０】
前記蓄電部を選択するステップは、前記複数の蓄電部の間での充電状態値のばらつきが所定値を超える場合には、充電状態値が最も大きい蓄電部を、今回の前記電源システムの起動後に最初に使用する蓄電部に選択し、前記ばらつきが前記所定値以下となる場合には、前回の前記電源システムの起動後に最初に使用した蓄電部とは異なる蓄電部を、今回の前記電源システムの起動後に最初に使用する蓄電部に選択する、請求項９に記載の電源システムの制御方法。
【請求項１１】
前記蓄電部を選択するステップは、前回の前記電源システムの起動後であって、設定された前記制御モードの実行が終了したときに、今回の前記電源システムの起動後に最初に使用する蓄電部を択一的に選択する、請求項８から１０のいずれか１項に記載の電源システムの制御方法。
【請求項１２】
前記電源システムは、
前記負荷装置と前記電源システムとの間で電力を授受可能に構成された電力線と、
前記蓄電機構と前記電力線との間に設けられ、前記蓄電機構と前記電力線との間で電圧変換動作を行なう電圧変換部とをさらに含み、
前記制御方法は、
設定された前記制御モードに従って、前記蓄電機構と前記負荷装置または前記外部電源との間で電力の授受が行なわれるように、前記電圧変換部における電圧変換動作を制御するステップをさらに備える、請求項１１に記載の電源システムの制御方法。
【請求項１３】
前記蓄電機構は、前記複数の蓄電部のいずれか１つを選択して前記負荷装置に接続するための切替機構をさらに含み、
前記制御方法は、前記蓄電部を選択するステップによって選択された前記蓄電部と前記負荷装置とを電気的に接続するように前記切替機構を制御するステップをさらに備える、請求項８から１２のいずれか１項に記載の電源システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、充放電可能な複数の蓄電部を搭載した電源システムおよびそれを備える車両、ならびにその電源システムに対する制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題を考慮して、電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池車などのように、電動機を駆動力源とする車両が注目されている。このような車両には、電動機に電力を供給したり、回生制動時に運動エネルギーを電気エネルギーに変換して蓄電したりするために、二次電池や電気二重層キャパシタなどからなる蓄電部が搭載されている。
【０００３】
このような電動機を駆動力源とする車両においては、加速性能や走行持続距離などの走行性能を高めるために、蓄電部の充放電容量を大きくすることが望ましい。蓄電部の充放電容量を大きくするための方法として、複数の蓄電部を搭載する構成が提案されている。
【０００４】
たとえば、特開２００８−１０９８４０号公報（特許文献１）には、１個のコンバータに対して互いに並列に接続された複数の蓄電部と、該複数の蓄電部に対応して設けられ、対応の蓄電部とコンバータとの電気的な接続／切離を行なう複数のシステムメインリレーとを備えた電源システムを搭載した車両が開示される。これによれば、コンバータを制御する制御装置は、複数の蓄電部を規定の順序に従って使用するとともに、その使用順序を車両システムが起動されるごとに切替えるように、複数のシステムメインリレーの動作を制御する。
【特許文献１】特開２００８−１０９８４０号公報
【特許文献２】特開２００７−２０６７６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、電動機を駆動力源とする車両においては、車両に搭載された蓄電部をコネクタを介して商用電源などの外部電源に電気的に接続し、外部電源により蓄電部を充電可能とする構成が提案されている。このように外部電源により蓄電部を予め充電することにより、通勤や買い物などの比較的短距離の走行であれば、内燃機関を停止状態に保ったまま走行することができるため、総合的な燃料消費効率を向上させることができる。このような外部電源による蓄電部の充電は、車両の走行を行なうための走行制御モードに対して、外部充電モードとも称される。
【０００６】
しかしながら、複数の蓄電部を外部充電して使用する車両に対して、上記の特開２００８−１０９８４０号公報での開示に従って、車両システムが起動されるごとに最初に使用する蓄電部を切替える構成とすると、走行制御モードの実行時および外部充電モードの実行時にはそれぞれ車両システムが起動されることから、必ずしも前回の走行制御モードの実行時に最初に使用した副蓄電部と、今回の走行制御モードの実行時に最初に使用する副蓄電部とが異なることを保証することができない。これにより、特定の蓄電部ばかりが走行制御モードが実行されるごとに最初に使用される一方で、残余の蓄電部が当該特定の蓄電部が使用されている期間においてＳＯＣが高い状態で放置されるという事態が起こる可能性がある。
【０００７】
ここで、蓄電部は、その使用環境によって劣化進度が著しく異なっており、充放電が行なわれている状態よりも、ＳＯＣが高い状態で保持されたときの方が劣化進度が大きくなる。そのため、上述したような事態が起こることによって、ＳＯＣが高い状態で放置された残余の蓄電部の劣化が加速されてしまう。その結果、蓄電部間の劣化度にばらつきが発生するという問題が生じる。
【０００８】
それゆえ、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、複数の蓄電部の間で劣化度にばらつきが生じるのを抑制可能な電源システムおよびそれを備える車両、ならびに電源システムの制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明のある局面に従えば、負荷装置に電力を供給する電源システムは、充放電可能に構成された蓄電機構と、電源システムが、蓄電機構と負荷装置との間で電力の授受を行なうための第１の制御モード、および外部電源からの電力を受けて蓄電機構を外部充電するための第２の制御モードのいずれかに設定された場合に、設定された制御モードを実行するために電源システムを起動する制御装置とを備える。蓄電機構は、各々が充放電可能であって、負荷装置に対して並列に接続された複数の蓄電部を含む。制御装置は、複数の蓄電部の使用履歴を記憶する記憶部と、複数の蓄電部の使用履歴に基づいて、複数の蓄電部の中から、電源システムの起動後に最初に使用する蓄電部を択一的に選択する蓄電部選択手段とを含む。蓄電部選択手段は、記憶部から前回の電源システムの起動後に最初に使用された蓄電部を読出すとともに、読出された蓄電部に基づいて、今回の電源システムの起動後に最初に使用する蓄電部を択一的に選択する。制御装置は、第１の制御モードを実行するために電源システムを起動した場合には、記憶部に記憶されている前回の電源システムの起動後に最初に使用された蓄電部を、今回の電源システムの起動後に最初に使用した蓄電部に更新し、かつ、第２の制御モードを実行するために電源システムを起動した場合には、記憶部に記憶されている前回の電源システムの起動後に最初に使用された蓄電部を維持する更新手段をさらに含む。
【００１０】
好ましくは、制御装置は、複数の蓄電部の各々についての充電状態値を推定する状態推定手段をさらに含む。蓄電部選択手段は、複数の蓄電部の使用履歴および複数の蓄電部の充電状態値に基づいて、複数の蓄電部の中から、電源システムの起動後に最初に使用する蓄電部を択一的に選択する。
【００１１】
好ましくは、蓄電部選択手段は、複数の蓄電部の間での充電状態値のばらつきが所定値を超える場合には、充電状態値が最も大きい蓄電部を、今回の電源システムの起動後に最初に使用する蓄電部に選択し、ばらつきが所定値以下となる場合には、前回の電源システムの起動後に最初に使用した蓄電部とは異なる蓄電部を、今回の電源システムの起動後に最初に使用する蓄電部に選択する。
【００１２】
好ましくは、蓄電部選択手段は、前回の電源システムの起動後であって、設定された制御モードの実行が終了したときに、今回の電源システムの起動後に最初に使用する蓄電部を択一的に選択する。
【００１３】
好ましくは、電源システムは、負荷装置と電源システムとの間で電力を授受可能に構成された電力線と、蓄電機構と電力線との間に設けられ、蓄電機構と電力線との間で電圧変換動作を行なう電圧変換部とをさらに備える。制御装置は、設定された制御モードに従って、蓄電機構と負荷装置または外部電源との間で電力の授受が行なわれるように、電圧変換部における電圧変換動作を制御する電圧変換制御手段をさらに含む。
【００１４】
好ましくは、蓄電機構は、複数の蓄電部のいずれかを選択して負荷装置に接続するための切替機構をさらに含む。制御装置は、蓄電部選択手段によって選択された蓄電部と負荷装置とを電気的に接続するように切替機構を制御する蓄電部切替手段をさらに含む。
【００１５】
この発明の別の局面に従えば、車両は、上述したいずれかの電源システムと、負荷装置として、蓄電機構からの電力を受けて車両の駆動力を発生する駆動力発生部とを備える。
【００１６】
この発明の別の局面に従えば、負荷装置に電力を供給する電源システムの制御方法であって、電源システムは、各々が充放電可能であって、負荷装置に対して並列に接続された複数の蓄電部を含む蓄電機構を備える。制御方法は、電源システムが、蓄電機構と負荷装置との間で電力の授受を行なうための第１の制御モード、および外部電源からの電力を受けて蓄電機構を外部充電するための第２の制御モードのいずれかに設定するとともに、設定された制御モードを実行するために電源システムを起動するステップと、複数の蓄電部の使用履歴を記憶部に記憶するステップと、複数の蓄電部の使用履歴に基づいて、複数の蓄電部の中から、電源システムの起動後に最初に使用する蓄電部を択一的に選択するステップとを備える。蓄電部を選択するステップは、記憶部から前回の電源システムの起動後に最初に使用された蓄電部を読出すとともに、読出された蓄電部に基づいて、今回の電源システムの起動後に最初に使用する蓄電部を択一的に選択する。制御方法は、第１の制御モードを実行するために電源システムを起動した場合には、記憶部に記憶されている前回の電源システムの起動後に最初に使用された蓄電部を、今回の電源システムの起動後に最初に使用した蓄電部に更新し、かつ、第２の制御モードを実行するために電源システムを起動した場合には、記憶部に記憶されている前回の電源システムの起動後に最初に使用された蓄電部を維持するステップをさらに備える。
【００１７】
好ましくは、制御装置は、複数の蓄電部の各々についての充電状態値を推定するステップをさらに含む。蓄電部を選択するステップは、複数の蓄電部の使用履歴および各複数の蓄電部の充電状態値に基づいて、複数の蓄電部の中から、電源システムの起動後に最初に使用する蓄電部を択一的に選択する。
【００１８】
好ましくは、蓄電部を選択するステップは、複数の蓄電部の間での充電状態値のばらつきが所定値を超える場合には、充電状態値が最も大きい蓄電部を、今回の電源システムの起動後に最初に使用する蓄電部に選択し、ばらつきが所定値以下となる場合には、前回の電源システムの起動後に最初に使用した蓄電部とは異なる蓄電部を、今回の電源システムの起動後に最初に使用する蓄電部に選択する。
【００１９】
好ましくは、蓄電部を選択するステップは、前回の電源システムの起動後であって、設定された制御モードの実行が終了したときに、今回の電源システムの起動後に最初に使用する蓄電部を択一的に選択する。
【００２０】
好ましくは、電源システムは、負荷装置と電源システムとの間で電力を授受可能に構成された電力線と、蓄電機構と電力線との間に設けられ、蓄電機構と電力線との間で電圧変換動作を行なう電圧変換部とをさらに含む。制御方法は、設定された制御モードに従って、蓄電機構と負荷装置または外部電源との間で電力の授受が行なわれるように、電圧変換部における電圧変換動作を制御するステップをさらに備える。
【００２１】
好ましくは、蓄電機構は、複数の蓄電部のいずれか１つを選択して負荷装置に接続するための切替機構をさらに含む。制御方法は、蓄電部を選択するステップによって選択された蓄電部と負荷装置とを電気的に接続するように切替機構を制御するステップをさらに備える。
【発明の効果】
【００２２】
この発明によれば、電源システムに搭載された複数の蓄電部の間で劣化度にばらつきが生じるのを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。
【００２４】
図１は、この発明の実施の形態に従う電源システム１を備える車両の要部を示す概略構成図である。
【００２５】
図１を参照して、本実施の形態においては、車両の駆動力を発生する駆動力発生部３を負荷装置とする場合について例示する。そして、車両は、電源システム１から駆動力発生部３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、車両は、回生時において、駆動力発生部３によって運動エネルギーから電力を生じさせて電源システム１に回収する。
【００２６】
また、本実施の形態においては、複数の蓄電部として、３つの蓄電部を備える電源システム１について説明する。電源システム１は、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬを介して、駆動力発生部３との間で直流電力の授受を行なう。なお、以下の説明においては、電源システム１から駆動力発生部３へ供給される電力を「駆動電力」とも称し、駆動力発生部３から電源システム１へ供給される電力を「回生電力」とも称す。
【００２７】
駆動力発生部３は、第１インバータ（ＩＮＶ１）３０−１と、第２インバータ（ＩＮＶ２）３０−２と、第１モータジェネレータＭＧ１と、第２モータジェネレータＭＧ２と、駆動ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３２とを備える。
【００２８】
インバータ３０−１，３０−２は、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬに並列接続され、それぞれ電源システム１との間で電力の授受を行なう。すなわち、インバータ３０−１，３０−２は、それぞれ主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬを介して受ける駆動電力（直流電力）を交流電力に変換してモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２へ供給する一方、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２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へ供給する。なお、インバータ３０−１，３０−２は、一例として、三相分のスイッチング素子を含むブリッジ回路で構成され、それぞれ駆動ＥＣＵ３２から受けたスイッチング指令ＰＷＭ１，ＰＷＭ２に応じて、スイッチング（回路開閉）動作を行なうことで、三相交流電力を発生する。
【００２９】
モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、それぞれインバータ３０−１，３０−２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ＭＧ１，ＭＧ２は、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。そして、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、それぞれ動力伝達機構３４と連結され、発生した駆動力を駆動軸３６によって車輪（図示せず）へ伝達する。
【００３０】
なお、駆動力発生部３がハイブリッド車両に適用される場合には、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、動力伝達機構３４または駆動軸３６を介して図示しないエンジンとも連結される。そして、駆動ＥＣＵ３２によって、エンジンの発生する駆動力とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の発生する駆動力とが最適な比率となるように制御が実行される。このようなハイブリッド車両に適用される場合には、モータジェネレータＭＧ１を専ら発電機として機能させ、モータジェネレータＭＧ２を専ら電動機として機能させることもできる。
【００３１】
駆動ＥＣＵ３２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ップなどに基づいて、駆動力発生部３が電源システム１に対して要求する駆動電力（以下、要求電力とも称す）Ｐｓを算出し、その算出した要求電力Ｐｓに基づいて、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルク目標値および回転数目標値を算出する。そして、駆動ＥＣＵ３２は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の発生トルクおよび回転数がそれぞれトルク目標値および回転数目標値となるように、スイッチング指令ＰＷＭ１，ＰＷＭ２を生成してインバータ３０−１，３０−２を制御する。また、駆動ＥＣＵ３２は、算出した要求電力Ｐｓを電源システム１へ出力する。
【００３２】
（電源システムの構成）
電源システム１は、平滑コンデンサＣと、入出力電流検出部１６と、入出力電圧検出部１８と、第１コンバータ（ＣＯＮＶ１）８−１と、第２コンバータ（ＣＯＮＶ２）８−２と、主蓄電部６−０と、第１副蓄電部６−１と、第２副蓄電部６−２と、第１スイッチ回路ＳＷ１と、第２スイッチ回路ＳＷ２と、充放電電流検出部１０−０，１０−１，１０−２と、充放電電圧検出部１２−０，１２−１，１２−２と、温度検出部１４−０，１４−１，１４−２と、コンバータＥＣＵ２と、電池ＥＣＵ４とを備える。
【００３３】
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、コンバータ８−１，８−２から出力される駆動電力および駆動力発生部３から供給される回生電力に含まれる変動成分を低減する。
【００３４】
入出力電流検出部１６は、主正母線ＭＰＬと主負母線ＭＮＬとの間に接続され、駆動力発生部３との間で授受される駆動電力および回生電力の入出力電流値Ｉｈを検出し、その検出結果をコンバータＥＣＵ２へ出力する。
【００３５】
入出力電圧検出部１８は、主正母線ＭＰＬと主負母線ＭＮＬとの間に接続され、駆動力発生部３との間で授受される駆動電力および回生電力の入出力電圧値Ｖｈを検出し、その検出結果をコンバータＥＣＵ２へ出力する。
【００３６】
コンバータ８−１は、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬと、主蓄電部６−０との間に設けられ、主蓄電部６−０と主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬとの間で電力変換動作を行なう。具体的には、コンバータ８−１は、主蓄電部６−０からの放電電力を所定の電圧に昇圧して駆動電力として供給する一方、駆動力発生部３から供給される回生電力を所定の電圧に降圧して主蓄電部６−０を充電する。
【００３７】
コンバータ８−２は、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬと、副蓄電部６−１，６−２との間に設けられ、スイッチ回路ＳＷ１，ＳＷ２を介して選択的に接続された副蓄電部６−１，６−２のいずれか一方との間で電力変換動作を行なう。具体的には、コンバータ８−２は、副蓄電部６−１，６−２のいずれか一方からの放電電力を所定の電圧に昇圧して駆動電力として供給する一方、駆動力発生部３から供給される回生電力を所定の電圧に降圧して当該副蓄電部を充電する。なお、コンバータ８−１，８−２は、一例として、昇降圧チョッパ回路により構成される。
【００３８】
主蓄電部６−０は、コンバータ８−１を介して、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬに並列接続される。副蓄電部６−１は、コンバータ８−２を介して、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬに並列接続される。副蓄電部６−２は、コンバータ８−２に対して副蓄電部６−１と並列に接続される。一例として、主蓄電部６−０および副蓄電部６−１，６−２は、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などの充放電可能に構成された二次電池、もしくは電気二重層キャパシタからなる。
【００３９】
本実施の形態に従う電源システム１において、主蓄電部６−０および副蓄電部６−１，６−２は、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬとの間の電力授受において主副関係を有している。詳細には、主蓄電部６−０は、駆動力発生部３およびＥＣＵ等の補機類への電力供給源として、定常的に主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬとの間で電力授受を行なうように構成される。これに対して副蓄電部６−１，６−２は、主蓄電部６−０を補助するための「副蓄電装置」を構成し、対応するスイッチ回路を導通させた場合に、一時的に主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬとの間で電力の授受を行なうように構成される。
【００４０】
詳細には、スイッチ回路ＳＷ１，ＳＷ２は、それぞれコンバータ８−２と副蓄電部６−１，６−２との間に設けられ、コンバータＥＣＵ２からの信号ＳＥ１，ＳＥ２に応答して、対応する副蓄電部とコンバータ８−２とを電気的に接続または遮断する。スイッチ回路ＳＷ１，ＳＷ２は、たとえば、制御電極を有するパワー半導体素子を含む開閉スイッチ、あるいは機械式接点を有するリレーからなる。スイッチ回路ＳＷ１，ＳＷ２は、それぞれコンバータＥＣＵ２からの信号ＳＥ１，ＳＥ２に応答して導通または非導通することにより、スイッチ回路ＳＷ１のみを導通させた状態、スイッチ回路ＳＷ２のみを導通させた状態、およびスイッチ回路ＳＷ１，ＳＷ２をともに非導通させた状態が選択的に切換えられる。なお、スイッチ回路ＳＷ１，ＳＷ２の導通・非導通は、後述する副蓄電部６−１，６−２の使用切替制御に従って制御される。
【００４１】
充放電電流検出部１０−０は、主蓄電部６−０とコンバータ８−１とを接続する一方の電力線ＰＬに介挿され、主蓄電部６−０の充放電時に用いられる充放電電流値Ｉｂ＿ｍを検出し、その検出結果を電池ＥＣＵ４およびコンバータＥＣＵ２へ出力する。
【００４２】
充放電電流検出部１０−１，１０−２は、それぞれ副蓄電部６−１，６−２とコンバータ８−２とを接続する一方の電力線ＰＬ１，ＰＬ２に介挿され、副蓄電部６−１，６−２の充放電時に用いられる充放電電流値Ｉｂ＿ｓ１，Ｉｂ＿ｓ２を検出し、その検出結果を電池ＥＣＵ４およびコンバータＥＣＵ２へ出力する。
【００４３】
充放電電圧検出部１２−０は、主蓄電部６−０とコンバータ８−１とを接続する電力線ＰＬ，ＮＬ間に接続され、主蓄電部６−０の充放電電圧値Ｖｂ＿ｍを検出し、その検出結果を電池ＥＣＵ４およびコンバータＥＣＵ２へ出力する。
【００４４】
充放電電圧検出部１２−１，１２−２は、それぞれ副蓄電部６−１，６−２とコンバータ８−２とを接続する電力線間に接続され、主蓄電部６−１，６−２の充放電電圧値Ｖｂ＿ｓ１，Ｖｂ＿ｓ２を検出し、その検出結果を電池ＥＣＵ４およびコンバータＥＣＵ２へ出力する。
【００４５】
温度検出部１４−０，１４−１，１４−２は、それぞれ主蓄電部６−０，副蓄電部６−１，６−２を構成する電池セルなどに近接して配置され、主蓄電部６−０，副蓄電部６−１，６−２の内部温度である蓄電部温度Ｔｂ＿ｍ，Ｔｂ＿ｓ１，Ｔｂ＿ｓ２を検出し、その検出結果を電池ＥＣＵ４へ出力する。なお、温度検出部１４−０，１４−１，１４−２は、それぞれ、主蓄電部６−０および副蓄電部６−１，６−２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の検出結果に基づいて、平均化処理などにより代表値を出力するように構成してもよい。
【００４６】
電池ＥＣＵ４は、充放電電流検出部１０−０，１０−１，１０−２から受けた充放電電流値Ｉｂ＿ｍ，Ｉｂ＿ｓ１，Ｉｂ＿ｓ２と、充放電電圧検出部１２−０，１２−１，１２−２から受けた充放電電圧値Ｖｂ＿ｍ，Ｖｂ＿ｓ１，Ｖｂ＿ｓ２と、温度検出部１４−０，１４−１，１４−２から受けた蓄電池温度Ｔｂ＿ｍ，Ｔｂ＿ｓ１，Ｔｂ＿ｓ２とに基づいて、主蓄電部６−０および副蓄電部６−１，６−２０のそれぞれにおける充電状態値（ＳＯＣ：State of Charge）ＳＯＣ＿ｍ，ＳＯＣ＿ｓ１，ＳＯＣ＿ｓ２を算出する。
【００４７】
主蓄電部６−０および副蓄電部６−１，６−２のＳＯＣを算出する構成については、様々な周知技術を用いることができる。ＳＯＣは、蓄電部の充電量の絶対値（単位［Ａ・ｈ］など）としても表わすことができるが、本明細書においては、ＳＯＣは蓄電部の蓄電容量に対する残存電力量の比率（０〜１００％）として表わす。電池ＥＣＵ４は、算出した主蓄電部６−０および副蓄電部６−１，６−２のＳＯＣ（ＳＯＣ＿ｍ，ＳＯＣ＿ｓ１，ＳＯＣ＿ｓ２）をコンバータＥＣＵ２へ出力する。
【００４８】
コンバータＥＣＵ２は、入出力電流検出部１６から受けた入出力電流値Ｉｈと、入出力電圧検出部１８から受けた入出力電圧値Ｖｈと、充放電電流検出部１０−０，１０−１，１０−２から受けた充放電電流値Ｉｂ＿ｍ，Ｉｂ＿ｓ１，Ｉｂ＿ｓ２と、充放電電圧検出部１２−０，１２−１，１２−２から受けた充放電電圧値Ｖｂ＿ｍ，Ｖｂ＿ｓ１，Ｖｂ＿ｓ２と、電池ＥＣＵ４から受けたＳＯＣ＿ｍ，ＳＯＣ＿ｓ１，ＳＯＣ＿ｓ２と、駆動ＥＣＵ３２から受けた要求電力Ｐｓとに基づいて、後述する制御構造に従ってそれぞれスイッチング指令ＰＷＣ１，ＰＷＣ２を生成し、コンバータ８−１，８−２を制御する。なお、コンバータＥＣＵ２の制御構造については、後ほど詳細に説明する。
【００４９】
図２は、本発明の実施の形態に従うコンバータ８−１，８−２の概略構成図である。
図２を参照して、コンバータ８−１は、チョッパ回路４０−１と、平滑コンデンサＣ１とからなる。
【００５０】
チョッパ回路４０−１は、コンバータＥＣＵ２（図１）からのスイッチング指令ＰＷＣ１に応じて、放電時には主蓄電部６−０から受けた直流電力（駆動電力）を昇圧する一方、充電時には主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬから受けた直流電力（回生電力）を降圧する。そして、チョッパ回路４０−１は、それぞれ正母線ＬＮ１Ａと、負母線ＬＮ１Ｃと、配線ＬＮ１Ｂと、スイッチング素子であるトランジスタＱ１Ａ，Ｑ１Ｂと、ダイオードＤ１Ａ，Ｄ１Ｂと、インダクタＬ１とを含む。
【００５１】
正母線ＬＮ１Ａは、その一方端がトランジスタ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。また、負母線ＬＮ１Ｃは、その一方端が主蓄電部６−０の負側に接続され、他方端が主負母線ＭＮＬに接続される。
【００５２】
トランジスタＱ１ＡおよびＱ１Ｂは、負母線ＬＮ１Ｃと正母線ＬＮ１Ａとの間に直列に接続される。そして、トランジスタＱ１Ａのエミッタは負母線ＬＮ１Ｃに接続され、トランジスタＱ１Ｂのコレクタは正母線ＬＮ１Ａに接続される。また、各トランジスタＱ１Ａ，Ｑ１Ｂのコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ１Ａ，Ｄ１Ｂがそれぞれ接続されている。さらに、インダクタＬ１は、トランジスタＱ１ＡとトランジスタＱ１Ｂとの接続点に接続される。
【００５３】
配線ＬＮ１Ｂは、一方端が主蓄電部６−０の正側に接続され、他方端がインダクタＬ１に接続される。
【００５４】
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と負母線ＬＮ１Ｃとの間の直流電圧に含まれる交流成分を低減する。
【００５５】
以下、コンバータ８−１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ＥＣＵ２（図１）は、トランジスタＱ１Ｂをオフ状態に維持し、かつ、トランジスタＱ１Ａを所定のデューティー比でオン・オフさせる。トランジスタＱ１Ａのオン期間においては、主蓄電部６−０から配線ＬＮ１Ｂ、インダクタＬ１、ダイオードＤ１Ｂ、および正母線ＬＮ１Ａを順に介して、放電電流が主正母線ＭＰＬへ流れる。同時に、主蓄電部６−０から配線ＬＮ１Ｂ、インダクタＬ１、トランジスタＱ１Ａおよび負母線ＬＮ１Ｃを順に介して、ポンプ電流が流れる。インダクタＬ１は、このポンプ電流により電磁エネルギーを蓄積する。続いて、トランジスタＱ１Ａがオン状態からオフ状態に遷移すると、インダクタＬ１は、蓄積した電磁エネルギーを放電電流に重畳する。その結果、コンバータ８−１から主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬへ供給される直流電力の平均電圧は、デューティー比に応じてインダクタＬ１に蓄積される電磁エネルギーに相当する電圧だけ昇圧される。
【００５６】
一方、降圧動作時において、コンバータＥＣＵ２は、トランジスタＱ１Ｂ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Ｑ１Ａをオフ状態に維持させる。トランジスタＱ１Ｂのオン期間においては、主正母線ＭＰＬから正母線ＬＮ１Ａ、トランジスタＱ１Ｂ、インダクタＬ１、および配線ＬＮ１Ｂを順に介して、充電電流が主蓄電部６−０へ流れる。続いて、トランジスタＱ１Ｂがオン状態からオフ状態に遷移すると、インダクタＬ１が電流変化を妨げるように磁束を発生するので、充電電流は、ダイオードＤ１Ａ、インダクタＬ１、および配線ＬＮ１Ｂを順に介して流れ続ける。一方で、電気エネルギー的に見ると、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬを介して直流電力が供給されるのはトランジスタＱ１Ｂのオン期間だけであるので、充電電流が一定に保たれるとすると（インダクタＬ１のインダクタンスが十分に大きいとすると）、コンバータ８−１から主蓄電部６−０へ供給される直流電力の平均電圧は、主正母線ＭＰＬ−主負母線ＭＮＬ間の直流電圧にデューティー比を乗じた値となる。
【００５７】
このようなコンバータ８−１の電圧変換動作を制御するため、コンバータＥＣＵ２は、トランジスタＱ１Ａのオン・オフを制御するスイッチング指令ＰＷＣ１Ａ、およびトランジスタＱ１Ｂのオン・オフを制御するスイッチング指令ＰＷＣ１Ｂからなるスイッチング指令ＰＷＣ１を生成する。
【００５８】
コンバータ８−２についても上述したコンバータ８−１と同様の構成および動作であるので、詳細な説明は繰返さない。
【００５９】
（制御構造）
以下、コンバータＥＣＵ２における制御構造についてより詳細に説明を行なう。コンバータＥＣＵ２は、図３および図４に説明する考え方に従って、主蓄電部６−０および副蓄電部６−１，６−２の電力分配制御を実行する。
【００６０】
図３は、主蓄電部６−０および副蓄電部６−１，６−２の電力分配制御を説明するための図である。
【００６１】
図３を参照して、主蓄電部６−０および副蓄電部６−１，６−２は、それぞれＳＯＣに上限値ＳＨおよび下限値ＳＬを有しており、ＳＯＣがこの上限値ＳＨおよび下限値ＳＬで囲まれた適正範囲を維持するように、許容電力（充電許容電力Ｗｉｎおよび放電許容電力Ｗｏｕｔ）が制限される。具体的には、蓄電部のＳＯＣが下限値ＳＬを下回ると、当該蓄電部の放電許容電力Ｗｏｕｔが制限され、蓄電部のＳＯＣが上限値ＳＨを上回ると、当該蓄電部の充電許容電力Ｗｉｎが制限される。
【００６２】
なお、充電許容電力Ｗｉｎおよび放電許容電力Ｗｏｕｔは、その化学反応的な限界で規定される、各時点における充電電力および放電電力の短時間の制限値である。充電許容電力および放電許容電力およびこれらの許容電力が制限されるＳＯＣは、蓄電部の特性によって異なるものであるが、ここでは、主蓄電部６−０および副蓄電部６−１，６−２の許容電力が制限されるＳＯＣは、略同等として説明する。
【００６３】
いま、主蓄電部６−０および副蓄電部６−１，６−２のＳＯＣがそれぞれ、ＳＯＣ＿ｍ，ＳＯＣ＿ｓ１，ＳＯＣ＿ｓ２であり、電源システム１から駆動力発生部３へ電力（駆動電力）が供給される場合を考える。なお、副蓄電部６−１，６−２については、上述したスイッチ回路ＳＷ１，ＳＷ２によって択一的にコンバータ８−２に接続されることから、一体となって副蓄電装置を構成するものとする。
【００６４】
仮に、主蓄電部６−０および副蓄電装置が均等に放電を行なうものとすると（ここで、「均等に放電」とは、放電電力量が均等であってもよいし、ＳＯＣ低下量が均等であってもよい。）、主蓄電部６−０および副蓄電装置のいずれか一方において、ＳＯＣが下限値ＳＬを下回ることにより、他方よりも先に放電許容電力Ｗｏｕｔが制限される。そうすると、その後は、その他方の放電能力がまだ十分あるにも拘らず、主蓄電部６−０および副蓄電装置の放電能力を合計した電源システム１全体としての放電能力が低下してしまう。
【００６５】
そこで、本実施の形態では、主蓄電部６−０および副蓄電装置のＳＯＣが同時に下限値ＳＬに達するように、主蓄電部６−０および副蓄電装置の放電電力の分配率を算出する。そして、その算出された放電電力分配率に従って、主蓄電部６−０および副蓄電装置の放電が行なわれる。これにより、電源システム１全体としての放電能力を最大限に発揮できる機会（期間）を最大にすることができる。
【００６６】
具体的には、放電電力の分配率の算出は、主蓄電部６−０および副蓄電装置の残存電力量に基づいて算出される。主蓄電部６−０において、ＳＯＣ＿ｍが放電許容電力Ｗｏｕｔ＿ｍが制限される下限値ＳＬに達するまでの残存電力量Ｒ＿ｍは、次式によって算出される。
【００６７】
Ｒ＿ｍ＝Ａ＿ｍ×（ＳＯＣ＿ｍ−ＳＬ）      （１）
ただし、Ａ＿ｍは主蓄電部６−０の蓄電容量を示す。
【００６８】
一方、副蓄電装置の残存電力量は、副蓄電部６−１，６−２の残存電力量の和で与えられる。副蓄電部６−１において、ＳＯＣ＿ｓ１が放電許容電力Ｗｏｕｔ＿ｓ１が制限される下限値ＳＬに達するまでの残存電力量Ｒ＿ｓ１は、式（２）によって算出される。また、副蓄電部６−２において、ＳＯＣ＿ｓ２が放電許容電力Ｗｏｕｔ＿ｓ２が制限される下限値ＳＬに達するまでの残存電力量Ｒ＿ｓ２は、式（３）によって算出される。
【００６９】
Ｒ＿ｓ１＝Ａ＿ｓ１×（ＳＯＣ＿ｓ１−ＳＬ）      （２）
Ｒ＿ｓ２＝Ａ＿ｓ２×（ＳＯＣ＿ｓ２−ＳＬ）      （３）
ただし、Ａ＿ｓ１は副蓄電部６−１の蓄電容量を示し、Ａ＿ｓ２は副蓄電部６−２の蓄電容量を示す。
【００７０】
さらに、式（２），（３）からは、副蓄電部６−１，６−２のＳＯＣがいずれも下限値ＳＬに達するまでの副蓄電装置の残存電力量Ｒ＿ｓが算出される。
【００７１】
Ｒ＿ｓ＝Ｒ＿ｓ１＋Ｒ＿ｓ２      （４）
そして、電源システム１から駆動力発生部３へ電力を供給する場合には、主蓄電部６−０および副蓄電装置からの放電電力の分配率がＲ＿ｍ：Ｒ＿ｓとなるように、主蓄電部６−０および副蓄電装置から放電を行なう。
【００７２】
図４は、主蓄電部６−０および副蓄電部６−１，６−２のＳＯＣの変化の一例を示した図である。図４では、図３と同様に、主蓄電部６−０および副蓄電部６−１，６−２の間で、ＳＯＣの上限値ＳＨおよび下限値ＳＬは等しいものとしている。
【００７３】
図４を参照して、ラインｋ１は、主蓄電部６−０のＳＯＣの変化を示し、ラインｋ２，ｋ３はそれぞれ、副蓄電部６−１，６−２のＳＯＣの変化を示している。時刻ｔ０において主蓄電部６−０および副蓄電装置の放電が開始されると、時刻ｔ２において同時に主蓄電部６−０および副蓄電装置のＳＯＣが下限値ＳＬに達するように、上記の式（１）〜（４）に基づいて主蓄電部６−０および副蓄電装置からの放電電力の分配率が算出される。
【００７４】
副蓄電装置においては、時刻ｔ０から時刻ｔ１まで副蓄電部６−１が放電される。このとき、コンバータＥＣＵ２によって、スイッチ回路ＳＷ１が導通される一方で、スイッチ回路ＳＷ２が非導通される。そして、時刻ｔ１において、副蓄電部６−１のＳＯＣが下限値ＳＬに達すると、コンバータＥＣＵ２によって、スイッチ回路ＳＷ１が非導通される一方で、スイッチ回路ＳＷ２が導通される。これにより、時刻ｔ１以降においては、副蓄電部６−２が放電される。そして、時刻ｔ２において、主蓄電部６−０および副蓄電部６−２がともに下限値ＳＬに達する。
【００７５】
図５は、コンバータＥＣＵ２における制御構造を説明するためのブロック図である。
図５を参照して、コンバータＥＣＵ２は、放電分配率算出部５０と、充電分配率算出部５２と、切替部５４と、蓄電部切替部５６と、電力指令生成部５８と、制限部６０と、駆動信号生成部６２とを含む。
【００７６】
放電分配率算出部５０は、電池ＥＣＵ４（図１）から主蓄電部６−０および副蓄電部６−１，６−２のＳＯＣ（ＳＯＣ＿ｍ，ＳＯＣ＿ｓ１，ＳＯＣ＿ｓ２）を受けると、上記の式（１）〜（４）を用いて、主蓄電部６−０および副蓄電装置（副蓄電部６−１および副蓄電部６−２）の残存電力量Ｒ＿ｍ，Ｒ＿ｓを算出する。そして、放電分配率算出部５０は、その算出した残存電力量Ｒ＿ｍ，Ｒ＿ｓの比率に応じた放電電力分配率Ｒ＿ｍ：Ｒ＿ｓを切替部５４へ出力する。
【００７７】
充電分配率算出部５２は、電池ＥＣＵ４から主蓄電部６−０および副蓄電部６−１，６−２のＳＯＣを受けると、主蓄電部６−０および副蓄電装置のＳＯＣが上限値ＳＨに達するまでの充電許容量Ｃ＿ｍ，Ｃ＿ｓをそれぞれ算出する。
【００７８】
なお、図４を参照して、主蓄電部６−０の充電許容量Ｃ＿ｓおよび副蓄電装置の充電許容量Ｃ＿ｓは、式（５）〜（８）によってそれぞれ算出される。
【００７９】
Ｃ＿ｍ＝Ａ＿ｍ×（ＳＨ−ＳＯＣ＿ｍ）      （５）
Ｃ＿ｓ１＝Ａ＿ｓ１×（ＳＨ−ＳＯＣ＿ｓ１）      （６）
Ｃ＿ｓ２＝Ａ＿ｓ２×（ＳＨ−ＳＯＣ＿ｓ２）      （７）
Ｃ＿ｓ＝Ｃ＿ｓ１＋Ｃ＿ｓ２      （８）
ただし、Ｃ＿ｓ１は副蓄電部６−１のＳＯＣ＿ｓ１が上限値ＳＨに達するまでの充電許容量を示し、Ｃ＿ｓ２は副蓄電部６−２のＳＯＣ＿ｓ２が上限値ＳＨに達するまでの充電許容量を示す。
【００８０】
そして、充電分配率算出部５２は、算出した充電許容量Ｃ＿ｍ，Ｃ＿ｓの比率に応じた充電電力分配率Ｃ＿ｍ：Ｃ＿ｓを切替部５４へ出力する。
【００８１】
切替部５４は、駆動力発生部３の駆動ＥＣＵ３２（図１）から受ける要求電力Ｐｓが正値のとき、すなわち、電源システム１から駆動力発生部３へ電力を供給するときには、放電分配率算出部５０から受けた放電電力分配率Ｒ＿ｍ：Ｒ＿ｓを蓄電部切替部５６および電力指令生成部５８へ出力する。一方、切替部５４は、駆動ＥＣＵ３２から受ける要求電力Ｐｓが負値のとき、すなわち、駆動力発生部３から電源システム１へ電力を供給するときには、充電分配率算出部５２から受けた充電電力分配率Ｃ＿ｍ：Ｃ＿ｓを蓄電部切替部５６および電力指令生成部５８へ出力する。
【００８２】
蓄電部切替部５６は、副蓄電部６−１，６−２のＳＯＣ＿ｓ１，ＳＯＣ＿ｓ２に基づいて、副蓄電部６−１，６−２の使用切替を実行する。具体的には、蓄電部切替部５６は、副蓄電部６−１を使用し、かつ、副蓄電部６−２を不使用とする場合には、スイッチ回路ＳＷ１を導通させるための信号ＳＥ１およびスイッチ回路ＳＷ２を非導通させるための信号ＳＥ２を生成してスイッチ回路ＳＷ１，ＳＷ２へそれぞれ出力する。一方、副蓄電部６−１を不使用とし、かつ、副蓄電部６−２を使用する場合には、蓄電部切替部５６は、スイッチ回路ＳＷ１を非導通させるための信号ＳＥ１およびスイッチ回路ＳＷ２を導通させるための信号ＳＥ２を生成してスイッチ回路ＳＷ１，ＳＷ２へそれぞれ出力する。蓄電部切替部５６は、さらに、その生成した信号ＳＥ１，ＳＥ２を電力指令生成部５８および駆動信号生成部６２へ出力する。
【００８３】
ここで、副蓄電部６−１，６−２の使用切替については、図４に示したように、副蓄電部６−１，６−２を順番に使用するものとする。その場合、蓄電部切替部５６は、後述する方法によって、車両システムが起動されるごとに、車両システム起動後の最初に使用する副蓄電部を、副蓄電部６−１，６−２の中から択一的に選択する。
【００８４】
電力指令生成部５８は、駆動ＥＣＵ３２から受ける要求電力Ｐｓが正値のときには、切替部５４から受ける放電電力分配率Ｒ＿ｍ：Ｒ＿ｓに基づいて、主蓄電部６−０および副蓄電装置の電力指令値Ｗ０＿ｍ，Ｗ０＿ｓを次式によって算出する。
【００８５】
Ｗ０＿ｍ＝Ｐｓ×Ｒ＿ｍ／（Ｒ＿ｍ＋Ｒ＿ｓ）      （９）
Ｗ０＿ｓ＝Ｐｓ×Ｒ＿ｓ／（Ｒ＿ｍ＋Ｒ＿ｓ）      （１０）
一方、駆動ＥＣＵ３２から受ける要求電力Ｐｓが負値のときには、切替部５４から受ける充電電力分配率Ｃ＿ｍ：Ｃ＿ｃに基づいて、主蓄電部６−０および副蓄電装置の電力指令値Ｗ０＿ｍ，Ｗ０＿ｓを次式によって算出する。
【００８６】
Ｗ０＿ｍ＝Ｐｓ×Ｃ＿ｍ／（Ｃ＿ｍ＋Ｃ＿ｓ）      （１１）
Ｗ０＿ｓ＝Ｐｓ×Ｃ＿ｓ／（Ｃ＿ｍ＋Ｃ＿ｓ）      （１２）
制限部６０は、電力指令生成部５８によって算出された主蓄電部６−０の電力指令値Ｗ０＿ｍを充電許容電力Ｗｉｎ＿ｍおよび放電許容電力Ｗｏｕｔ＿ｍの範囲内に制限し、電力指令値Ｗ＿ｍとして出力する。また、制限部６０は、電力指令生成部５８によって算出された副蓄電装置の電力指令値Ｗ０＿ｓを副蓄電部６−１，６−２の充電許容電力Ｗｉｎ＿ｓ１，Ｗｉｎ＿ｓ２および放電許容電力Ｗｏｕｔ＿ｓ１，Ｗｏｕｔ＿ｓ２の範囲内に制限し、電力指令値Ｗ＿ｓとして出力する。このとき、制限部６０は、蓄電部切替部５６から出力される信号ＳＥ１，ＳＥ２に基づいて、使用されている副蓄電部を特定すると、副蓄電装置の電力指令値Ｗ０＿ｓを、その特定した副蓄電部の充電許容電力Ｗｉｎ＿ｓ１（またはＷｉｎ＿ｓ２）および放電許容電力Ｗｏｕｔ＿ｓ１（またはＷｏｕｔ＿ｓ２）の範囲内に制限する。
【００８７】
なお、制限部６０は、電力指令値Ｗ０＿ｍ，Ｗ０＿ｓのいずれか一方が制限された場合には、他方の電力指令値が許容電力に対して余裕があれば、制限を超えた分を他方の電力指令値に振り分ける。
【００８８】
駆動信号生成部６２は、制限部６０から電力指令値Ｗ＿ｍ，Ｗ＿ｓを受け、充放電電流検出部１０−０，１０−１，１０−２から充放電電流値Ｉｂ＿ｍ，Ｉｂ＿ｓ１，Ｉｂ＿ｓ２を受け、充放電電圧検出部１２−０，１２−１，１２−２から充放電電圧値Ｖｂ＿ｍ，Ｖｂ＿ｓ１，Ｖｂ＿ｓ２を受け、蓄電部切替部５６から信号ＳＥ１，ＳＥ２を受けると、後述する制御構造に従ってスイッチング指令ＰＷＣ１，ＰＷＣ２を生成し、コンバータ８−１，８−２を制御する。
【００８９】
図６は、図５のコンバータＥＣＵ２における駆動信号生成部６２の詳細な制御構造を説明するためのブロック図である。
【００９０】
図６を参照して、駆動信号生成部６２は、除算部７０−０，７０−１，７０−２と、減算部７２−０，７２−１，７２−２，７６−０，７６−１，７６−２と、比例制御部（ＰＩ）７４−０，７４−１，７４−２と、選択部７８と、変調部（ＭＯＤ）８０−１，８０−２とを含む。
【００９１】
除算部７０−０は、電力指令値Ｗ＿ｍを主蓄電部６−０の充放電電圧値Ｖｂ＿ｍで除算することにより、主蓄電部６−０の充放電電流Ｉｂ＿ｍの目標値（電流目標値）Ｉｂ＿ｍ＊を決定する。
【００９２】
減算部７２−０は、電流目標値Ｉｂ＿ｍ＊と主蓄電部６−０の充放電電流値Ｉｂ＿ｍとの差から電流偏差を演算し、比例制御部（ＰＩ）７４−０へ出力する。比例制御部７４−０は、少なくとも比例要素（Ｐ：proportional element）および積分要素（Ｉ：integral element）を含んで構成され、入力された電流偏差に応じた操作信号を減算部７６−０へ出力する。
【００９３】
減算部７６−０は、比例制御部７４−０から出力された操作信号を反転させ、主蓄電部６−０の充放電電圧値Ｖｂ＿ｍ／電圧目標値Ｖｈ＊（コンバータ８−１における理論昇圧比の逆数）を加算して、デューティー指令（電圧制御モード）Ｔｏｎ１を出力する。このデューティー指令Ｔｏｎ１は、コンバータ８−１のトランジスタＱ１Ａ（図２）のオンデューティーを規定する制御指令である。
【００９４】
変調部８０−１は、図示しない発振部が発生する搬送波（キャリア波）とデューティー指令Ｔｏｎ１とを比較して、スイッチング指令ＰＷＣ１（ＰＷＣ１Ａ，ＰＷＣＩＢ）を生成して、コンバータ８−１を制御する。
【００９５】
除算部７０−１は、電力指令値Ｗ＿ｓを副蓄電部６−１の充放電電圧値Ｖｂ＿ｓ１で除算することにより、副蓄電部６−１の充放電電流Ｉｂ＿ｓ１の目標値（電流目標値）Ｉｂ＿ｓ１＊を決定する。
【００９６】
減算部７２−１は、電流目標値Ｉｂ＿ｓ１＊と副蓄電部６−１の充放電電流値Ｉｂ＿ｓ１との差から電流偏差を演算し、比例制御部（ＰＩ）７４−１へ出力する。比例制御部７４−１は、入力された電流偏差に応じた操作信号を減算部７６−１へ出力する。
【００９７】
減算部７６−１は、比例制御部７４−１から出力された操作信号を反転させ、副蓄電部６−１の充放電電圧値Ｖｂ＿ｓ１／電圧目標値Ｖｈ＊（コンバータ８−２における理論昇圧比の逆数）を加算して、デューティー指令（電圧制御モード）＃Ｔｏｎ２を出力する。このデューティー指令＃Ｔｏｎ２は、副蓄電部６−１がコンバータ８−２に接続されている場合のコンバータ８−２のトランジスタＱ２Ａ（図２）のオンデューティーを規定する制御指令である。
【００９８】
除算部７０−２は、電力指令値Ｗ＿ｓを副蓄電部６−２の充放電電圧値Ｖｂ＿ｓ２で除算することにより、副蓄電部６−２の充放電電流Ｉｂ＿ｓ２の目標値（電流目標値）Ｉｂ＿ｓ２＊を決定する。
【００９９】
減算部７２−２は、電流目標値Ｉｂ＿ｓ２＊と副蓄電部６−２の充放電電流値Ｉｂ＿ｓ２との差から電流偏差を演算し、比例制御部（ＰＩ）７４−２へ出力する。比例制御部７４−２は、入力された電流偏差に応じた操作信号を減算部７６−２へ出力する。
【０１００】
減算部７６−２は、比例制御部７４−２から出力された操作信号を反転させ、副蓄電部６−２の充放電電圧値Ｖｂ＿ｓ２／電圧目標値Ｖｈ＊（コンバータ８−２における理論昇圧比の逆数）を加算して、デューティー指令（電圧制御モード）％Ｔｏｎ２を出力する。このデューティー指令％Ｔｏｎ２は、副蓄電部６−２がコンバータ８−２に接続されている場合のコンバータ８−２のトランジスタＱ２Ａ（図２）のオンデューティーを規定する制御指令である。
【０１０１】
選択部７８は、デューティー指令（副蓄電部６−１）＃Ｔｏｎ２およびデューティー指令（副蓄電部６−２）％Ｔｏｎ２を受けると、蓄電部切替部５６（図５）からの信号ＳＥ１，ＳＥ２に基づいていずれか１つを選択し、デューティー指令Ｔｏｎ２として変調部８０−２へ出力する。具体的には、信号ＳＥ１がＨ（論理ハイ）レベルであり、信号ＳＥ２がＬ（論理ロー）レベルである場合には、選択部７８は、デューティー指令＃Ｔｏｎ２を選択して変調部８０−２へ出力する。一方、信号ＳＥ１がＬレベルであり、信号ＳＥ２がＨレベルである場合には、選択部７８は、デューティー指令％Ｔｏｎ２を選択して変調部８０−２へ出力する。
【０１０２】
変調部８０−２は、図示しない発振部が発生する搬送波（キャリア波）とデューティー指令Ｔｏｎ２とを比較して、スイッチング指令ＰＷＣ２（ＰＷＣ２Ａ，ＰＷＣ２Ｂ）を生成して、コンバータ８−２を制御する。
【０１０３】
以上に述べたように、コンバータＥＣＵ２は、主蓄電部６−０および副蓄電装置（副蓄電部６−１，６−２）の残存電力量および充電許容量に基づいて電力分配率を決定し、その決定した電力分配率に従ってコンバータ８−１，８−２における電圧変換動作をそれぞれ制御するためのスイッチング指令ＰＷＣ１，ＰＷＣ２を生成する。このとき、副蓄電装置においては、残存電力量および充電許容電力量として、副蓄電部６−１，６−２の残存電力量の和および充電許容量の和がそれぞれ算出される。これにより、主蓄電部６−０および副蓄電装置のいずれか一方の許容電力の制限に起因して他方の充放電能力が制限されるのを抑制することができる。その結果、電源システム１全体としての性能を最大限に発揮することができる。
【０１０４】
その一方で、副蓄電装置を構成する副蓄電部６−１，６−２の使用切替については、図４に示すように、副蓄電部６−１を先に使用し、副蓄電部６−１のＳＯＣ＿ｓ１が下限値ＳＬに達した後に、副蓄電部６−２を使用する構成とすると、副蓄電部６−１および６−２の間において劣化度にばらつきが発生するという問題が生じる。そのため、電源システム１全体として所望の性能を得ることが困難となる。
【０１０５】
詳細には、蓄電部の劣化度は、蓄電部の使用環境によって著しく異なる。たとえば、蓄電部が充電されると、化学反応による反応熱が発生して蓄電部温度が上昇する。この蓄電部温度の上昇によって、蓄電部の性能が劣化する。特に、過度の充電は、蓄電部の劣化を加速する要因となる。このため、蓄電部がＳＯＣが高い状態で長時間放置された場合には、蓄電部の劣化度が著しく増大することになる。
【０１０６】
このような蓄電部の性能劣化を図４に示す副蓄電部６−１，６−２の使用切替に照らすと、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの期間においては、副蓄電部６−１が使用されているため、副蓄電部６−２はＳＯＣが高い状態（たとえば上限値ＳＨ）で放置されることとなる。そのため、副蓄電部６−２は、副蓄電部６−１に比べて劣化進度が大きくなる。このようなケースは、特に、１トリップあたりの走行距離が比較的短い走行が繰り返されるような走行パターンにおいて顕著となる。車両システムが起動されるごとに常に副蓄電部６−１が先に使用され、かつ、副蓄電部６−１のＳＯＣが下限値ＳＬを下回ることなく、すなわち、副蓄電部６−２が使用されることなく１トリップが終了するため、副蓄電部６−２が高ＳＯＣ状態で放置される期間が長くなるためである。
【０１０７】
さらに、最近では、車両に搭載された蓄電部をコネクタを介して商用電源などの外部電源に電気的に接続し、外部電源により蓄電部を充電可能とする機能を備えた車両が提案されている。なお、以下では、エンジンの発生する駆動力とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の発生する駆動力とが最適な比率となるように制御して走行するモードを「走行制御モード」と称する一方で、このような外部電源による蓄電部の充電を「外部充電モード」とも称する。
【０１０８】
図７は、外部充電モードを有する電源システム１を備える車両の要部を示す概略構成図である。
【０１０９】
図７を参照して、車両は、電源システム１と、駆動力発生部３Ａとを備える。駆動力発生部３Ａは、図１に示す駆動力発生部３に、主蓄電部６−０および副蓄電部６−１，６−２を外部充電するための構成を付加したものである。
【０１１０】
駆動力発生部３Ａは、主蓄電部６−０および副蓄電部６−１，６−２を外部充電するための構成として、供給線ＡＣＬと、充電コネクタ４０と、供給電圧検出部４２と、供給電流検出部４４と、外部電源と充電コネクタ４０との連結状態を検出するための連結検出センサ４６とを含む。
【０１１１】
蓄電部に対して外部充電を行なう場合には、車両が正供給線ＡＣＬｐおよび負供給線ＡＣＬｎを介して充電コネクタ４０により外部電源（図示せず）に接続されることで、外部電源からの電力が電源システム１へ供給される。なお、外部電源としては、たとえば単相交流の商用電源が用いられる。
【０１１２】
正供給線ＡＣＬｐおよび負供給線ＡＣＬｎは、それぞれモータジェネレータＭＧ１の中性点Ｎ１およびモータジェネレータＭＧ２の中性点Ｎ２に接続される。供給電圧検出部４２は、正供給線ＡＣＬｐと負供給線ＡＣＬｎとの間に接続され、外部電源からの供給電圧ＶＡＣを検出し、その検出値を駆動ＥＣＵ３２へ出力する。供給電流検出部４４は、正供給線ＡＣＬｐに介挿され、外部電源からの供給電流ＩＡＣを検出し、その検出値を駆動ＥＣＵ３２へ出力する。
【０１１３】
連結検出センサ４６は、車両が充電コネクタ４０により外部電源に接続された状態（以下、「コネクタオン状態」とも記す）を検出すると、その検出結果を示す連結信号ＣＯＮを駆動ＥＣＵ３２およびコンバータＥＣＵ２へ出力する。駆動ＥＣＵ３２およびコンバータＥＣＵ２が、車両のシステム停止中（以下、「ＩＧオフ状態」とも記す）において、この連結信号ＣＯＮを受けて起動することにより、車両はシステム起動状態となる。
【０１１４】
コンバータＥＣＵ２は、充電対象の蓄電部に対応するコンバータのスイッチング指令を生成する。さらに、コンバータＥＣＵ２は、外部電源に対する目標供給電力ＰＡＣ＊を決定して駆動ＥＣＵ３２へ出力する。
【０１１５】
駆動ＥＣＵ３２は、与えられた目標供給電力ＰＡＣ＊に基づいて、インバータ３０−１，３０−２のスイッチング指令ＰＷＭ１，ＰＷＭ２を生成する。これにより、充電対象の蓄電部に対して外部電源からの電力が供給される。
【０１１６】
ここで、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、上述したように、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。さらに、三相分のコイルがＹ結線（星型結線）されたステータを備える。このＹ結線において、各コイルが互いに接続される点がモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の中性点Ｎ１，Ｎ２に相当する。
【０１１７】
上述したように、インバータ３０−１，３０−２は、三相分のスイッチング素子を含むブリッジ回路で構成される。すなわち、インバータ３０−１，３０−２の各々は、上アーム（正側）に３個のスイッチング素子および下アーム（負側）に３個のスイッチング素子を含む。インバータ３０−１，３０−２から三相交流電力を発生させる場合には、上アーム側のスイッチング素子のうちの１個、および下アーム側のスイッチング素子の１個をそれぞれ時間的に切り換えてオン状態に駆動する。
【０１１８】
一方、上アーム側および下アーム側の各々において、３個のスイッチング素子を一括してオン／オフ動作させることもできる。このような動作モードにおいては、上アーム側の３個のスイッチング素子は、互いに同じスイッチング状態（すべてオン、または、すべてオフ）とみなすことができ、また、下アーム側の３個のスイッチング素子も互いに同じスイッチング状態とみなすことができる。
【０１１９】
このような動作モードでは、それぞれの相電圧は互いに等しくなるので、中性点を基準とする零電圧ベクトルを定義することができる。
【０１２０】
図８は、零電圧ベクトルを生成する場合における、インバータ３０−１，３０−２およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の零相等価回路図である。
【０１２１】
図８を参照して、インバータ３０−１，３０−２が上述のような零電圧ベクトルを生じるような動作モードを実行する場合には、インバータ３０−１における上アーム側の３個のスイッチング素子は上アームＡＲＭ１ｐとしてまとめて示され、インバータ３０−１における下アーム側の３個のスイッチング素子は下アームＡＲＭ１ｎとしてまとめて示される。同様に、インバータ３０−２における上アーム側の３個のスイッチング素子は上アームＡＲＭ２ｐとしてまとめて示され、インバータ３０−２における下アーム側の３個のスイッチング素子は下アームＡＲＭ２ｎとしてまとめて示される。
【０１２２】
図８に示される零相等価回路は、正供給線ＡＣＬｐおよび負供給線ＡＣＬｎを介して中性点Ｎ１，Ｎ２に与えられる交流の商用電力を入力とする単相ＰＷＭインバータとみることができる。そこで、インバータ３０−１,３０−２をそれぞれ単相ＰＷＭインバータの各相アームとして動作するようにスイッチング制御することによって、交流の商用電力を直流電力に変換して蓄電部に供給することができる。
【０１２３】
本実施の形態によれば、この発明の実施の形態における効果に加えて、車両の構成を簡素化することができる。よって、この発明に係る電源システムを安価に構築することができる。
【０１２４】
（副蓄電部の使用切替制御）
図７に示したような外部充電モードを有する車両においては、トリップ終了後に主蓄電部６−０および副蓄電部６−１，６−２を外部電源により予め充電しておくことで各蓄電部の充放電性能を高めることができる。
【０１２５】
しかしながら、その一方で、上述した副蓄電部の使用切替に起因して、副蓄電部６−１が使用されている期間に副蓄電部６−２がＳＯＣが高い状態で放置されるという機会が高い頻度で発生することとなる。そのため、副蓄電部６−２の劣化がさらに進行し、副蓄電部間の劣化度のばらつきを増大させるという不具合が生じてしまう。
【０１２６】
ここで、このような副蓄電部間の劣化度のばらつきは、車両システムが起動されるごとに、最初に使用する副蓄電部を交互に切替える構成とすることで抑制することができる。しかしながら、外部充電モードを有する車両では、通常の走行制御モードの実行時にはイグニッションスイッチをオンしたことに応じて車両システムが起動される一方で、外部充電モードの実行時には充電コネクタ４０（図７）を外部電源に連結したことに応じて車両システムが起動されることから、車両システムが起動されるごとに副蓄電部を切替える構成では、必ずしも前回の走行制御モードの実行時に最初に使用した副蓄電部と、今回の走行制御モードの実行時に最初に使用する副蓄電部とが異なることを保証することができない。その結果、特定の副蓄電部ばかりが、走行制御モードが実行されるごとに最初に使用される事態が起こり得るため、他方の副蓄電部の劣化が進行し、副蓄電部間の劣化度のばらつきを抑制することが困難となる。
【０１２７】
そこで、この発明の実施の形態に従う電源システムでは、コンバータＥＣＵ２における蓄電部切替部５６を、以下の図９〜図１１に示す制御構造とすることによって、副蓄電部間の劣化度のばらつきを確実に抑制する。
【０１２８】
図９は、図５のコンバータＥＣＵ２における蓄電部切替部５６の詳細な制御構造を説明するためのブロック図である。
【０１２９】
図９を参照して、蓄電部切替部５６は、記憶部５６０と、蓄電部制御部５６２とを含む。
【０１３０】
記憶部５６０は、不揮発性のメモリからなり、前回の車両システム起動後に最初に使用した副蓄電部（以下、「前回起動後使用蓄電部」とも記す）を記憶する。
【０１３１】
蓄電部制御部５６２は、記憶部５６０から前回起動後使用蓄電部を読み出すとともに、電池ＥＣＵ４（図１）から副蓄電部６−１，６−２のＳＯＣ（ＳＯＣ＿ｓ１，ＳＯＣ＿ｓ２）を受けると、これらの入力情報に基づいて、今回の車両システムの起動後に最初に使用する副蓄電部（以下、「今回起動後使用蓄電部」とも記す）となる副蓄電部を択一的に選択する。
【０１３２】
具体的には、蓄電部制御部５６２は、今回起動後使用蓄電部として、前回起動後使用蓄電部とは異なる副蓄電部を選択する。たとえば、本実施の形態のように副蓄電装置が２つの副蓄電部で構成される場合には、前回起動後使用蓄電部が副蓄電部６−１のときには今回起動後使用蓄電部として副蓄電部６−２が選択され、前回起動後使用蓄電部が副蓄電部６−２のときには今回起動後使用蓄電部として副蓄電部６−１が選択される。
【０１３３】
このとき、蓄電部制御部５６２は、さらに、副蓄電部６−１，６−２のＳＯＣの差ΔＳＯＣ（＝｜ＳＯＣ＿ｓ１−ＳＯＣ＿ｓ２｜）を算出する。そして、算出されたΔＳＯＣが予め設定された所定の閾値Ｓｔｈよりも小さい場合には、蓄電部制御部５６２は、記憶部５６０から読み出した前回起動後使用蓄電部とは異なる副蓄電部を、今回起動後使用蓄電部として選択する。一方、算出されたΔＳＯＣが所定の閾値Ｓｔｈ以上となる場合には、蓄電部制御部５６２は、前回起動後使用蓄電部の種別に拘らず、副蓄電部６−１，６−２のうち、ＳＯＣが高い方の副蓄電部を、今回起動後使用蓄電部として選択する。これにより、副蓄電部がＳＯＣが高い状態で放置されるのを確実に防止することができる。
【０１３４】
そして、蓄電部制御部５６２は、選択した副蓄電部とコンバータ８−２（図１）とを電気的に接続するようにスイッチ回路ＳＷ１，ＳＷ２（図１）を導通・非導通させるための信号ＳＥ１，ＳＥ２を生成し、その生成した信号ＳＥ１，ＳＥ２をスイッチ回路ＳＷ１，ＳＷ２および駆動信号生成部６２（図６）へ出力する。
【０１３５】
このようにして、今回の車両システムの起動後においては、蓄電部制御部５６２によって選択された副蓄電部が最初に使用される。そして、当該副蓄電部のＳＯＣが下限値ＳＬに達した後に、他方の副蓄電部が使用される。
【０１３６】
さらに、蓄電部制御部５６２は、今回の車両システムの終了時には、記憶部５６０に記憶されている前回起動後使用蓄電部を、車両システムの起動後に最初に使用された副蓄電部に更新する。これにより、今回の車両システムの起動後に最初に使用された副蓄電部は、次回の車両システムを起動する際には、副蓄電部を選択するために、前回起動後使用蓄電部として用いられることになる。
【０１３７】
このとき、蓄電部制御部５６２は、図１０に示すように、車両システムの起動後に走行制御モードが実行されたときには、記憶部５６０内の前回起動後使用蓄電部を更新する。その一方で、車両システムの起動後に外部充電モードが実行されたときには、記憶部５６０内の前回起動後使用蓄電部を更新せずに維持する。なお、車両システムの起動後に走行制御モードが実行されたか、あるいは外部充電モードが実行されたかについての判断は、イグニッションスイッチの操作状態（オン・オフ状態）を示す信号ＩＧと、外部電源と充電コネクタ４０（図７）との連結状態を示す信号ＣＯＮとに基づいて行なわれる。
【０１３８】
図１０は、この発明の実施の形態に従う副蓄電部６−１，６−２の使用切替制御の考え方を説明するための図である。
【０１３９】
図１０を参照して、時刻ｔ１０においてイグニッションスイッチがオンされたことに応答して車両システムが起動状態（以下、「ＩＧオン状態」とも記す）となると、車両は走行制御モードに設定される。図１０の例では、車両システムの起動後において、第１副蓄電部６−１が最初に使用されている。
【０１４０】
この走行制御モードにおいては、エンジンを可能な限り停止状態に維持して走行することが好ましいことから、車両は、ＥＶ（Electronic Vehicle）走行モードと、ＨＶ（Hybrid Vehicle）走行モードとを選択して走行する。
【０１４１】
すなわち、ＥＶ走行モードにおいては、主蓄電部６−０および副蓄電部６−１，６−２のＳＯＣが下限値ＳＬ（図４）を下回るまでの間、主として第２モータジェネレータＭＧ２からの駆動力のみで走行する。このＥＶ走行モードでは、エンジンの駆動力を受けた第１モータジェネレータＭＧ１での発電動作は行なわれず、主蓄電部６−０および副蓄電部６−１，６−２に対する内部充電が制限される。なお、ＥＶ走行モードは、エンジンを停止状態に維持して燃料消費効率を向上させることを目的としているが、運転者から急加速などの駆動力要求が与えられた場合、触媒暖機時や空調要求などの駆動力要求とは無関係な要求が与えられた場合、およびその他の条件が成立した場合などにおいては、エンジンを始動してもよい。
【０１４２】
そして、ＥＶ走行モード中に主蓄電部６−０および副蓄電部６−１，６−２のＳＯＣが下限値ＳＬを下回ると、走行モードがＨＶ走行モードに切替わる。ＨＶ走行制御モードにおいては、車両は、主蓄電部６−０および副蓄電部６−１，６−２のＳＯＣがいずれも上限値ＳＨおよび下限値ＳＬで規定された所定の範囲内（図４）に維持されるように、第１モータジェネレータＭＧ１による発電動作が制御される。この第１モータジェネレータＭＧ１での発電動作に応じて、エンジンも作動を開始する。なお、エンジンの作動によって生じる駆動力の一部は車両の走行にも用いられる。
【０１４３】
そして、時刻ｔ１１においてイグニッションスイッチがオフされたことに応答して車両がＩＧオフ状態となると、車両システムが停止状態となる時刻ｔ１２までの期間において、車両はオフセット取得モードに設定される。このオフセット取得モードでは、電源システム１に設けられた入出力電流検出部１６、入出力電圧検出部１８、充放電電流検出部１０−０，１０−１，１０−２および充放電電圧検出部１２−０，１２−１，１２−２（図１）の各々の検出値に含まれる誤差が取得される。そして、この取得された誤差相当分だけ対応する検出部の検出値をオフセットさせることにより、該検出部の検出値が補正される。
【０１４４】
蓄電部切替部５６の蓄電部制御部５６２は、このオフセット取得モードの実行中に、上述した方法によって、記憶部５６０から読出した前回起動後使用蓄電部と副蓄電部６−１，６−２のＳＯＣとに基づいて、今回起動後使用蓄電部となる副蓄電部を選択する。オフセット取得モードの実行中に今回起動後使用蓄電部を予め決定しておくことによって、ＩＧオン状態から車両が走行許可状態（ＲＥＡＤＹオン状態）となるまでの期間を短縮することができるからである。
【０１４５】
蓄電部制御部５６２は、図１０に示すように、この副蓄電部の選択に先立って、記憶部５６０に記憶されている前回起動後使用蓄電部を更新する。具体的には、蓄電部制御部５６２は、走行制御モードが終了したときには、前回起動後使用蓄電部を、該走行制御モードにおいて車両システムの起動後に最初に使用された第１副蓄電部６−１に更新する。
【０１４６】
これにより、副蓄電部の選択時には、更新後の第１副蓄電部６−１が前回起動後使用蓄電部として記憶部５６０から読出される。そして、蓄電部制御部５６２は、前回起動後使用蓄電部と副蓄電部６−１，６−２のＳＯＣとに基づいて、第２副蓄電部６−２を今回起動後使用蓄電部として選択する。
【０１４７】
次に、時刻ｔ１３においてコネクタオン状態となったことに応答して車両システムが起動状態となると、車両は外部充電モードに設定される。外部充電モードの実行中は、主蓄電部６−０および副蓄電部６−１，６−２は、各々のＳＯＣが予め定められた所定の範囲内に維持されるように外部電源により充電される。
【０１４８】
そして、時刻ｔ１４において車両が外部電源から遮断された状態（以下、「コネクタオフ状態」とも記す）となると、車両システムが停止状態となる時刻ｔ１５までの期間において、車両はオフセット取得モードに設定される。
【０１４９】
蓄電部制御部５６２は、このオフセット取得モードの実行中に、上述した方法によって、記憶部５６０から読出した前回起動後使用蓄電部と副蓄電部６−１，６−２のＳＯＣとに基づいて、今回起動後使用蓄電部となる副蓄電部を択一的に選択する。
【０１５０】
蓄電部制御部５６２は、この副蓄電部の選択に先立っては、記憶部５６０に記憶されている前回起動後使用蓄電部を更新しない。具体的には、蓄電部制御部５６２は、外部充電モードが終了したときには、前回起動後使用蓄電部を更新せず、記憶部５６０に記憶されている前回起動後使用蓄電部（第１副蓄電部６−１）を維持する。
【０１５１】
これにより、副蓄電部の選択時には、第１副蓄電部６−１が前回起動後使用蓄電部として記憶部５６０から読出される。そして、蓄電部制御部５６２は、前回起動後使用蓄電部と副蓄電部６−１，６−２のＳＯＣとに基づいて、第２副蓄電部６−２を今回起動後使用蓄電部として選択する。
【０１５２】
さらに時刻ｔ１６において車両がＩＧオン状態となると、車両は走行制御モードに設定される。図１０の例では、今回起動後使用蓄電部として選択された第２副蓄電部６−２が車両システムの起動後に最初に使用される。そして、車両がＩＧオフ状態となって走行制御モードが終了したときには（時刻ｔ１７）、蓄電部制御部５６２は、前回起動後使用蓄電部を、該走行制御モードにおいて車両システムの起動後に最初に使用された第２副蓄電部６−２に更新する。これにより、時刻ｔ１７から車両システムが停止状態となる時刻ｔ１２までの期間に実行されるオフセット取得モードにおいて、第２副蓄電部６−２が前回起動後使用蓄電部として記憶部５６０から読出される。そして、蓄電部制御部５６２は、前回起動後使用蓄電部と副蓄電部６−１，６−２のＳＯＣとに基づいて、第１副蓄電部６−１を今回起動後使用蓄電部として選択する。
【０１５３】
以上に述べたように、車両システムの起動後に走行制御モードが実行されたときには、記憶部５６０内の前回起動後使用蓄電部を更新する一方で、車両システムの起動後に外部充電モードが実行されたときには、記憶部５６０内の前回起動後使用蓄電部を更新せずに維持することにより、記憶部５６０には、前回の走行制御モードの実行時に最初に使用された副蓄電部が常に記憶される。したがって、今回の走行制御モードの実行時には、前回の走行制御モードの実行時に最初に使用された副蓄電部とは異なる副蓄電部を最初に使用することが可能となる。この結果、特定の副蓄電部が車両システムの起動後に最初に使用される事態を回避できるため、副蓄電部間の劣化度のばらつきを抑制することができる。
【０１５４】
なお、副蓄電部６−１，６−２の使用切替制御については、上述のように、車両システムの起動後に走行制御モードが実行されたことに応じて、記憶部５６０内の前回起動後使用蓄電部を更新する構成を例示したが、車両システムの起動後に副蓄電部６−１，６−２が使用されたことが確認されたことに応じて、前回起動後使用蓄電部を更新する構成を有していればよい。たとえば、車両システムの起動後に、充放電電流検出部１０−１，１０−２（図１）からの出力に基づいて副蓄電部６−１，６−２のいずれかから放電されたことが検出されたことに応じて、前回起動後使用蓄電部を更新する構成とすることができる。
【０１５５】
図１１は、図５のコンバータＥＣＵ２における蓄電部切替部５６の制御構造を説明するためのフローチャートである。なお、図１１に示す各ステップの処理は、コンバータＥＣＵ２の蓄電部切替部５６（図５）が図９に示す各制御ブロックとして機能することで実現される。
【０１５６】
図１１を参照して、蓄電部制御部５６２として機能する蓄電部切替部５６は、イグニッションスイッチの操作状態（オン・オフ状態）を示す信号ＩＧに基づいて、走行制御モードが終了したか否かを判断する（ステップＳ０１）。車両がＩＧオフ状態である場合には、蓄電部制御部５６２は、走行制御モードが終了したと判断し（ステップＳ０１においてＹＥＳの場合）、記憶部５６０に記憶される前回起動後使用蓄電部を、今回の走行制御モードにおいて車両システムの起動後に最初に使用された副蓄電部（今回起動後使用蓄電部）に更新する（ステップＳ０２）。
【０１５７】
これに対して、走行制御モードが終了していない場合（ステップＳ０１においてＮＯの場合）には、蓄電部制御部５６２は、さらに、外部充電モードが終了したか否かを判断する（ステップＳ０３）。車両がコネクタオフ状態である場合には、蓄電部制御部５６２は、外部充電モードが終了したと判断する（ステップＳ０３においてＹＥＳの場合）。この場合、蓄電部制御部５６２は、記憶部５６０に記憶される前回起動後使用蓄電部を更新せず、処理をステップＳ０４に進める。
【０１５８】
一方、外部充電モードが終了していない場合（ステップＳ０３においてＮＯの場合）には、蓄電部使用切替に係る処理は終了する。
【０１５９】
走行制御モードが終了したとき、または外部充電モードが終了したときには、車両がオフセット取得モードに設定される。このオフセット取得モードの実行中において、蓄電部制御部５６２は、副蓄電部６−１，６−２の中から今回起動後使用蓄電部を択一的に選択する。
【０１６０】
具体的には、蓄電部制御部５６２は、記憶部５６０から前回起動後使用蓄電部を読出すとともに（ステップＳ０４）、電池ＥＣＵ４（図１）から副蓄電部６−１，６−２のＳＯＣ（ＳＯＣ＿ｓ１，ＳＯＣ＿ｓ２）を取得する（ステップＳ０５）。そして、蓄電部制御部５６２は、副蓄電部６−１，６−２のＳＯＣの差ΔＳＯＣ（＝｜ＳＯＣ＿ｓ１−ＳＯＣ＿ｓ２｜）を算出し、その算出したΔＳＯＣが所定の閾値Ｓｔｈよりも小さいか否かを判断する（ステップＳ０６）。
【０１６１】
ΔＳＯＣが所定の閾値Ｓｔｈよりも小さい場合（ステップＳ０６においてＹＥＳの場合）には、蓄電部制御部５６２は、記憶部５６０から読み出した前回起動後使用蓄電部とは異なる副蓄電部を、今回起動後使用蓄電部として選択する（ステップＳ０７）。
【０１６２】
これに対して、ΔＳＯＣが所定の閾値Ｓｔｈ以上となる場合（ステップＳ０６においてＮＯの場合）には、蓄電部制御部５６２は、前回起動後使用蓄電部に拘らず、副蓄電部６−１，６−２のうち、ＳＯＣが高い方の副蓄電部を、今回起動後使用蓄電部として選択する（ステップＳ０８）。
【０１６３】
次に、蓄電部制御部５６２は、信号ＩＧに基づいて、走行制御モードが開始したか否かを判断する（ステップＳ０９）。
【０１６４】
車両がＩＧオフ状態またはコネクタオフ状態である場合には、走行制御モードが開始していないと判断され（ステップＳ０９においてＮＯの場合）、処理はステップＳ０９に戻される。
【０１６５】
これに対して、車両がＩＧオン状態である場合には、蓄電部制御部５６２は、走行制御モードが開始したと判断し（ステップＳ０９においてＹＥＳの場合）、蓄電部使用切替制御を実行する（ステップＳ１０）。
【０１６６】
具体的には、蓄電部制御部５６２は、ステップＳ０７またはＳ０８によって選択された副蓄電部とコンバータ８−２（図１）とを電気的に接続するようにスイッチ回路ＳＷ１，ＳＷ２（図１）を導通・非導通させるための信号ＳＥ１，ＳＥ２を生成する。そして、蓄電部制御部５６２は、その生成した信号ＳＥ１，ＳＥ２をスイッチ回路ＳＷ１，ＳＷ２および駆動信号生成部６２（図６）へ出力する。
【０１６７】
そして、コンバータＥＣＵ２は、図３および図４に説明した考え方に従って、主蓄電部６−０および副蓄電部６−１，６−２の電力分配制御を実行する。このとき、副蓄電装置においては、ステップＳ０７またはＳ０８によって選択された副蓄電部が先に使用され、該副蓄電部のＳＯＣ＿ｓ１が下限値ＳＬに達した後に、他方の副蓄電部が使用される。
【０１６８】
この発明の実施の形態と本願発明との対応関係については、副蓄電部６−１，６−２が「複数の蓄電部」に相当し、駆動力発生部３が「負荷装置」に相当し、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬが「電力線」に相当し、コンバータ８−１，８−２が「電圧変換部」に相当する。また、「走行制御モード」が「第１の制御モード」に相当し、「外部充電モード」が「第２の制御モード」に相当する。そして、コンバータＥＣＵ２が「記憶手段」、「蓄電部選択手段」、「蓄電部切替手段」および「更新手段」を実現する。
【０１６９】
なお、上述の説明においては、副蓄電装置が２個の副蓄電部からなる電源システムについて例示したが、本願発明は、３個以上の副蓄電部からなる副蓄電装置を備える電源システムについても適用することができる。
【０１７０】
以上のように、この発明の実施の形態によれば、車両システムの起動後に走行制御モードが実行されたときには、記憶部内の前回起動後使用蓄電部を更新する一方で、車両システムの起動後に外部充電モードが実行されたときには、記憶部内の前回起動後使用蓄電部を更新せずに維持する。これにより、記憶部には、前回の走行制御モードの実行時に最初に使用された副蓄電部が常に記憶されるため、今回の走行制御モードの実行時には、前回の走行制御モードの実行時に最初に使用された副蓄電部とは異なる副蓄電部を最初に使用することが可能となる。この結果、特定の副蓄電部が車両システムの起動後に最初に使用される事態を回避できるため、副蓄電部間の劣化度のばらつきを抑制することができる。
【０１７１】
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説明ではなく、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。
【図面の簡単な説明】
【０１７２】
【図１】この発明の実施の形態に従う電源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】本発明の実施の形態に従うコンバータの概略構成図である。
【図３】主蓄電部および副蓄電部の電力分配制御を説明するための図である。
【図４】主蓄電部および副蓄電部のＳＯＣの変化の一例を示した図である。
【図５】コンバータＥＣＵにおける制御構造を説明するためのブロック図である。
【図６】図５のコンバータＥＣＵにおける駆動信号生成部の詳細な制御構造を説明するためのブロック図である。
【図７】外部充電モードを有する電源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８】零電圧ベクトルを生成する場合における、インバータおよびモータジェネレータの零相等価回路図である。
【図９】図５のコンバータＥＣＵにおける蓄電部切替部の詳細な制御構造を説明するためのブロック図である。
【図１０】この発明の実施の形態に従う副蓄電部６−１，６−２の使用切替制御の考え方を説明するための図である。
【図１１】図５のコンバータＥＣＵにおける蓄電部切替部の制御構造を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【０１７３】
１  電源システム、２  コンバータＥＣＵ、３，３Ａ  駆動力発生部、４  電池ＥＣＵ、６−０  主蓄電部、６−１，６−２  副蓄電部、８−１，８−２  コンバータ、１０−０，１０−１，１０−２  充放電電流検出部、１２−０，１２−１，１２−２  充放電電圧検出部、１４−０，１４−１，１４−１  温度検出部、１６  入出力電流検出部、１８  入出力電圧検出部、３０−１，３０−２  インバータ、３２  駆動ＥＣＵ、３４  動力伝達機構、３６  駆動軸、４０−１，４０−２  チョッパ回路、４０  充電コネクタ、４２  供給電圧検出部、４４  供給電流検出部、４６  連結検出センサ、５０  放電分配率算出部、５２  充電分配率算出部、５４  切替部、５６  蓄電部切替部、５８  電力指令生成部、６０  制限部、６２  駆動信号生成部、７０−０，７０−１，７０−２  除算部、７２−０，７２−１，７２−２，７６−０，７６−１，７６−２  減算部、７４−０，７４−１，７４−２  比例制御部、７８  選択部、８０−１，８０−２  変調部、５６０  記憶部、５６２  蓄電部制御部、ＡＣＬｎ  負供給線、ＡＣＬｐ  正供給線、Ｃ  平滑コンデンサ、Ｄ１Ａ，Ｄ１Ｂ  ダイオード、ＭＧ１，ＭＧ２  モータジェネレータ、ＭＮＬ  主負母線、ＭＰＬ  主正母線、ＰＬ，ＮＬ，ＰＬ１，ＮＬ１，ＰＬ２，ＮＬ２  電力線、Ｑ１Ａ，Ｑ１Ｂ，Ｑ２Ａ，Ｑ２Ｂ  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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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