(57)【要約】【課題】複数の蓄電装置を備える電源システムにおいて、通常時には複数の電力装置をバランスよく使用する一方で、負荷装置への要求に応じて、複数の蓄電装置全体での最大限までの出力要求に応える。【解決手段】通常時には蓄電装置間の放電バランスを考慮して設定された放電電力分配率ｋを維持するように各蓄電装置の放電電力目標値Ｐｂ１，Ｐｂ２が設定される範囲内で、電源システムからの出力電力上限値ＰＯｍａｘが設定される。一方で、負荷装置への出力要求が高まると、放電電力分配率ｋの維持よりも出力電力の拡大を優先するように、放電電力上限値Ｗｏｕｔ１，Ｗｏｕｔ２の和により出力電力上限値ＰＯｍａｘが設定される。この際には、放電電力分配率ｋに従って一旦設定された各蓄電装置の放電電力目標値Ｐｂ１，Ｐｂ２が再設定される。【選択図】図７
2010115048.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷装置に対して電力を供給する電源システムであって、
前記負荷装置と接続された電力線と、
複数の蓄電装置と、
前記電力線と前記複数の蓄電装置の間にそれぞれ配置され、各前記蓄電装置の出力電力目標値に基づいて、前記複数の蓄電装置と前記電力線との間の電力変換を制御するように構成された複数の第１の電力変換器と、
前記複数の蓄電装置の状態比較に基づいて前記負荷装置への電力供給時における前記複数の蓄電装置の間での放電電力分配率を設定するとともに、前記電源システムへの出力要求電力および前記放電電力分配率とに従って各前記蓄電装置の前記出力電力目標値を設定する蓄電装置電力管理部と、
前記出力要求電力の制限のために前記負荷装置の消費上限電力値を設定する電力収支管理部とを備え、
前記電力収支管理部は、前記負荷装置への出力要求に基づいて第１および第２のモードの一方を選択するとともに、前記第１のモードの選択時には、前記複数の蓄電装置のうちの所定の蓄電装置の放電電力上限値と、当該放電電力上限値と前記放電電力分配率との積に従う残りの各前記蓄電装置の前記出力電力目標値の最大値との和を前記電源システムの出力上限電力として前記消費上限電力値を設定する一方で、前記第２のモードの選択時には、各前記蓄電装置の放電電力上限値の和を前記出力上限電力として前記消費上限電力値を設定し、
前記電力収支管理部は、前記第１のモードの選択時には、前記放電電力分配率に従って設定された前記出力電力目標値を維持する一方で、前記第２のモードの選択時には、各前記蓄電装置からの出力電力が対応の前記放電電力上限値を超えない範囲内で、各前記蓄電装置の前記出力電力目標値を再設定する、電源システム。
【請求項２】
前記複数の第１の電力変換器は、さらに、前記負荷装置の発電時には、各前記蓄電装置の入力電力目標値に基づいて、前記複数の蓄電装置と前記電力線との間の電力変換を制御するように構成され、
前記蓄電装置電力管理部は、さらに、前記複数の蓄電装置の状態比較に基づいて前記負荷装置からの電力受入時における前記複数の蓄電装置の間での充電電力分配率を設定するとともに、前記電源システムへの入力要求電力および前記充電電力分配率とに従って各前記蓄電装置の前記入力電力目標値を設定し、
前記電力収支管理部は、前記負荷装置の発電時には、前記負荷装置への発電要求に基づいて第３および第４のモードの一方を選択するとともに、前記第３のモードの選択時には、前記複数の蓄電装置のうちの所定の蓄電装置の充電電力上限値と、当該充電電力上限値と前記充電電力分配率との積に従う残りの各前記蓄電装置の前記入力電力目標値の最大値との和を前記電源システムの入力上限電力として、前記入力要求電力の制限のための前記負荷装置の発電上限電力値を設定する一方で、前記第４のモードの選択時には、各前記蓄電装置の充電電力上限値の和を前記入力上限電力として前記発電上限電力値を設定し、
前記電力収支管理部は、前記第３のモードの選択時には、前記充電電力分配率に従って設定された前記入力電力目標値を維持する一方で、前記第４のモードの選択時には、各前記蓄電装置への入力電力が対応の前記充電電力上限値を超えない範囲内で、各前記蓄電装置の前記入力電力目標値を再設定する、請求項１記載の電源システム。
【請求項３】
前記電源システムおよび前記負荷装置は、電動車両に搭載され、
前記負荷装置は、
前記電動車両の駆動輪との間で動力を互いに伝達可能に配置された回転電機と、
前記回転電機がトルク指令値に従ったトルクを出力するように、前記回転電機と前記電力線との間での電力変換を制御するように構成された第２の電力変換器とを含み、
前記電力収支管理部は、アクセルペダルの操作に基づいて、前記第１および前記第２のモードの一方を選択する、請求項１記載の電源システム。
【請求項４】
前記負荷装置の消費上限電力値は、前記回転電機の消費上限電力値を示し、
前記回転電機の回転速度と、前記消費上限電力値とに基づいて、前記回転電機のトルク上限値が設定される、請求項３記載の電源システム。
【請求項５】
負荷装置と接続された電力線と、複数の蓄電装置と、前記電力線と前記複数の蓄電装置の間にそれぞれ配置され、各前記蓄電装置の出力電力目標値に基づいて、前記複数の蓄電装置と前記電力線との間の電力変換を制御するように構成された複数の第１の電力変換器とを備えた電源システムの電力収支制御方法であって、
前記複数の蓄電装置のそれぞれの状態に基づいて、前記複数の蓄電装置のそれぞれの放電電力上限値を設定するステップと、
前記複数の蓄電装置の状態比較に基づいて、前記負荷装置への電力供給時における前記複数の蓄電装置の間での放電電力分配率を設定するステップと、
前記電源システムへの出力要求電力および前記放電電力分配率とに従って各前記蓄電装置の出力電力目標値を設定するステップと、
前記負荷装置への出力要求に基づいて、第１および第２のモードの一方を選択するステップと、
前記第１のモードの選択時に、前記複数の蓄電装置のうちの所定の蓄電装置の前記放電電力上限値と、当該放電電力上限値と前記放電電力分配率との積に従う残りの各前記蓄電装置の前記出力電力目標値の最大値との和を前記電源システムの出力上限電力とするように、前記出力要求電力の制限のための前記負荷装置の消費上限電力値を設定するステップと、
前記第２のモードの選択時に、各前記蓄電装置の前記放電電力上限値の和を前記出力上限電力とするように前記消費上限電力値を設定するステップと、
前記第１のモードの選択時には、前記放電電力分配率に従って設定された前記出力電力目標値を維持するステップと、
前記第２のモードの選択時には、各前記蓄電装置からの出力電力が対応の前記放電電力上限値を超えない範囲内で、各前記蓄電装置の前記出力電力目標値を再設定するステップとを備える、電源システムの電力収支制御方法。
【請求項６】
前記複数の第１の電力変換器は、さらに、前記負荷装置の発電時には、各前記蓄電装置の入力電力目標値に基づいて、前記複数の蓄電装置と前記電力線との間の電力変換を制御するように構成され、
前記複数の蓄電装置のそれぞれの状態に基づいて、前記複数の蓄電装置のそれぞれの充電電力上限値を設定するステップと、
前記負荷装置からの電力受入時における前記複数の蓄電装置の間での充電電力分配率を設定するステップと、
前記電源システムへの入力要求電力および前記充電電力分配率とに従って各前記蓄電装置の入力電力目標値を設定するステップと、
前記負荷装置への発電要求に基づいて、第３および第４のモードの一方を選択するステップと、
前記第３のモードの選択時に、前記複数の蓄電装置のうちの所定の蓄電装置の前記充電電力上限値と、当該充電電力上限値と前記充電電力分配率との積に従う残りの各前記蓄電装置の前記入力電力目標値の最大値との和を前記電源システムの入力上限電力とするように、前記入力要求電力の制限のための前記負荷装置の発電上限電力値を設定するステップと、
前記第４のモードの選択時に、各前記蓄電装置の前記充電電力上限値の和を前記入力上限電力とするように前記発電上限電力値を設定するステップと、
前記第３のモードの選択時には、前記充電電力分配率に従って設定された前記入力電力目標値を維持するステップと、
前記第４のモードの選択時には、各前記蓄電装置への入力電力が対応の前記充電電力上限値を超えない範囲内で、各前記蓄電装置の前記入力電力目標値を再設定するステップとをさらに備える、請求項５記載の電源システムの電力収支制御方法。
【請求項７】
前記電源システムおよび前記負荷装置は、電動車両に搭載され、
前記負荷装置は、
前記電動車両の駆動輪との間で動力を互いに伝達可能に配置された回転電機と、
前記回転電機がトルク指令値に従ったトルクを出力するように、前記回転電機と前記電力線との間での電力変換を制御するように構成された第２の電力変換器とを含み、
前記選択するステップは、アクセルペダルの操作に基づいて、前記第１および前記第２のモードの一方を選択する、請求項５記載の電源システムの電力収支制御方法。
【請求項８】
前記負荷装置の消費上限電力値は、前記回転電機の消費上限電力値を示し、
前記回転電機の回転速度と、前記消費上限電力値とに基づいて、前記回転電機のトルク上限値が設定される、請求項７記載の電源システムの電力収支制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の蓄電装置を備えた電源システムの充放電制御に関する。
【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電動車両が注目されている。このような電動車両には、電動機に電力を供給したり、回生制動時に運動エネルギを電気エネルギ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に代表される蓄電装置が搭載されている。
【０００３】
このような電動機を駆動力源とする車両において、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、蓄電装置の充放電容量をより大きくすることが望ましい。充放電容量を大きくするための一手法として、複数の蓄電装置を搭載する構成が、たとえば特開２００７−２９５７８２号公報（特許文献１）や、特開２００８−１０９８４０号公報（特許文献２）などに記載されている。
【０００４】
特許文献１には、２個の蓄電装置に対してそれぞれ独立にコンバータが設けられ、それぞれのコンバータによって、一方の蓄電装置の出力電圧を目標電圧に制御する一方で、他方の蓄電装置の入出力電流を目標電流となるように制御することによって、各蓄電装置の入出力電力を制御する構成が記載されている。
【０００５】
また、特許文献２では、複数の蓄電装置の充電許容量および放電許容量に基づいて、蓄電装置間での充電電力分配率および放電電力分配率を算出し、これらの分配率に従って各蓄電装置の入出力電力目標値を設定した充放電制御を行なうことが記載されている。
【特許文献１】特開２００７−２９５７８２号公報
【特許文献２】特開２００８−１０９８４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２に記載された充放電制御によれば、複数の蓄電装置の充放電状態が異なる場合にも、各蓄電装置をバランスよく使用することによって電源システムの性能を向上させることが可能となる。
【０００７】
しかしながら、複数の蓄電装置間での電力分配率に従って各蓄電装置の電力目標値の設定することを前提とするので、複数の蓄電装置全体で放電可能な上限電力の限界まで電源システムからの出力電力を確保することができない可能性がある。したがって、画一的に特許文献２に従う充放電制御を適用した場合には、複数の蓄電装置をバランスよく使用できる一方で、余力があるにもかかわらず負荷装置からの出力要求に対して十分に応えきれないような、電源システムの能力を必ずしも最大限に活用できない場面が発生する虞がある。
【０００８】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、複数の蓄電装置を備える電源システムにおいて、通常時には複数の電力装置をバランスよく使用する一方で、負荷装置への要求に応じて、複数の蓄電装置全体での最大限までの出力要求に応えることができるような制御を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明による電源システムは、負荷装置に対して電力を供給する電源システムであって、負荷装置と接続された電力線と、複数の蓄電装置と、複数の第１の電力変換器と、蓄電装置電力管理部と、電力収支管理部とを備える。複数の第１の電力変換器は、電力線と複数の蓄電装置の間にそれぞれ配置され、各蓄電装置の出力電力目標値に基づいて、複数の蓄電装置と電力線との間の電力変換を制御するように構成される。蓄電装置電力管理部は、複数の蓄電装置の状態比較に基づいて負荷装置への電力供給時における複数の蓄電装置の間での放電電力分配率を設定するとともに、電源システムへの出力要求電力および放電電力分配率とに従って各蓄電装置の出力電力目標値を設定する。電力収支管理部は、出力要求電力の制限のために負荷装置の消費上限電力値を設定する。そして、電力収支管理部は、負荷装置への出力要求に基づいて第１および第２のモードの一方を選択するとともに、第１のモードの選択時には、複数の蓄電装置のうちの所定の蓄電装置の放電電力上限値と、当該放電電力上限値と放電電力分配率との積に従う残りの各蓄電装置の出力電力目標値の最大値との和を電源システムの出力上限電力として消費上限電力値を設定する一方で、第２のモードの選択時には、各蓄電装置の放電電力上限値の和を出力上限電力として消費上限電力値を設定する。そして、電力収支管理部は、第１のモードの選択時には、放電電力分配率に従って設定された出力電力目標値を維持する一方で、第２のモードの選択時には、各蓄電装置からの出力電力が対応の放電電力上限値を超えない範囲内で、各蓄電装置の出力電力目標値を再設定する。
【００１０】
また、この発明による電源システムの電力収支制御方法において、電源システムは、上記の電力線、複数の蓄電装置、および複数の第１の電力変換器を備える。そして、電力収支制御方法は、複数の蓄電装置のそれぞれの状態に基づいて、複数の蓄電装置のそれぞれの放電電力上限値を設定するステップと、複数の蓄電装置の状態比較に基づいて、負荷装置への電力供給時における複数の蓄電装置の間での放電電力分配率を設定するステップと、電源システムへの出力要求電力および放電電力分配率とに従って各蓄電装置の出力電力目標値を設定するステップと、負荷装置への出力要求に基づいて、第１および第２のモードの一方を選択するステップと、第１のモードの選択時に、複数の蓄電装置のうちの所定の蓄電装置の放電電力上限値と、当該放電電力上限値と放電電力分配率との積に従う残りの各蓄電装置の出力電力目標値の最大値との和を電源システムの出力上限電力とするように、出力要求電力の制限のための負荷装置の消費上限電力値を設定するステップと、第２のモードの選択時に、各蓄電装置の放電電力上限値の和を出力上限電力とするように消費上限電力値を設定するステップと、第１のモードの選択時には、放電電力分配率に従って設定された出力電力目標値を維持するステップと、第２のモードの選択時には、各蓄電装置からの出力電力が対応の放電電力上限値を超えない範囲内で、各蓄電装置の出力電力目標値を再設定するステップとを備える。
【００１１】
上記電源システムおよびその電力収支制御方法によれば、通常時には第１のモードの選択によって、放電電力分配率に従って複数の蓄電装置からの出力電力を制御する一方で、負荷装置の出力要求に応じて第２のモードを選択することによって、各蓄電装置の放電電力上限値（Ｗｏｕｔ）の和に従った上限電力まで、負荷装置への電力出力を拡大することができる。したがって、通常時には複数の蓄電装置をバランスよく放電させる一方で、負荷装置への出力要求が高まったときには、複数の蓄電装置全体での放電許容電力の範囲内で最大限に出力要求に応えることができる。これにより、電源システムの能力を最大限に活用できる。
【００１２】
好ましくは、複数の第１の電力変換器は、さらに、負荷装置の発電時には、各蓄電装置の入力電力目標値に基づいて、複数の蓄電装置と電力線との間の電力変換を制御するように構成される。蓄電装置電力管理部は、さらに、複数の蓄電装置の状態比較に基づいて負荷装置からの電力受入時における複数の蓄電装置の間での充電電力分配率を設定するとともに、電源システムへの入力要求電力および充電電力分配率とに従って各蓄電装置の入力電力目標値を設定する。さらに、電力収支管理部は、負荷装置の発電時には、負荷装置への発電要求に基づいて第３および第４のモードの一方を選択するとともに、第３のモードの選択時には、複数の蓄電装置のうちの所定の蓄電装置の充電電力上限値と、当該充電電力上限値と充電電力分配率との積に従う残りの各蓄電装置の入力電力目標値の最大値との和を電源システムの入力上限電力として、入力要求電力の制限のための負荷装置の発電上限電力値を設定する一方で、第４のモードの選択時には、各蓄電装置の充電電力上限値の和を入力上限電力として発電上限電力値を設定する。そして、電力収支管理部は、第３のモードの選択時には、充電電力分配率に従って設定された入力電力目標値を維持する一方で、第４のモードの選択時には、各蓄電装置への入力電力が対応の充電電力上限値を超えない範囲内で、各蓄電装置の入力電力目標値を再設定する。
【００１３】
あるいは、電力収支制御方法は、複数の蓄電装置のそれぞれの状態に基づいて、複数の蓄電装置のそれぞれの充電電力上限値を設定するステップと、負荷装置からの電力受入時における複数の蓄電装置の間での充電電力分配率を設定するステップと、電源システムへの入力要求電力および充電電力分配率とに従って各蓄電装置の入力電力目標値を設定するステップと、負荷装置への発電要求に基づいて、第３および第４のモードの一方を選択するステップと、第３のモードの選択時に、複数の蓄電装置のうちの所定の蓄電装置の充電電力上限値と、当該充電電力上限値と充電電力分配率との積に従う残りの各蓄電装置の入力電力目標値の最大値との和を電源システムの入力上限電力とするように、入力要求電力の制限のための負荷装置の発電上限電力値を設定するステップと、第４のモードの選択時に、各蓄電装置の充電電力上限値の和を入力上限電力とするように発電上限電力値を設定するステップと、第３のモードの選択時には、充電電力分配率に従って設定された入力電力目標値を維持するステップと、第４のモードの選択時には、各蓄電装置への入力電力が対応の充電電力上限値を超えない範囲内で、各蓄電装置の入力電力目標値を再設定するステップとをさらに備える。
【００１４】
このようにすると、負荷装置の発電電力によって複数の蓄電装置を充電する際にも、通常時には第３のモードの選択によって、充電電力分配率に従って複数の蓄電装置への入力電力を制御する一方で、負荷装置への発電要求に応じて第４のモードを選択することによって、各蓄電装置の充電電力上限値（Ｗｉｎ）の和に従った上限電力まで、負荷装置の発電電力を拡大することができる。したがって、通常時には複数の蓄電装置をバランスよく充電する一方で、負荷装置への発電要求が高まったときには、複数の蓄電装置全体での充電許容電力の範囲内で最大限に発電要求に応えることができる。
【００１５】
また好ましくは、電源システムおよび負荷装置は、電動車両に搭載される。そして、負荷装置は、電動車両の駆動輪との間で動力を互いに伝達可能に配置された回転電機と、回転電機がトルク指令値に従ったトルクを出力するように、回転電機と電力線との間での電力変換を制御するように構成された第２の電力変換器とを含む。そして、電力収支管理部または選択するステップは、アクセルペダルの操作に基づいて、第１および第２のモードの一方を選択するように構成される。
【００１６】
このようにすると、車両駆動力を発生するための回転電機を搭載した電動車両において、アクセルペダル操作に応じて電動車両の駆動力を増大するために電源システムへの要求パワーが高まった場合には、電源システムからの出力電力を許容値いっぱいまで高めることを可能にする一方で、通常時には電源システム内の複数の蓄電装置をバランスよく使用することができる。
【００１７】
さらに好ましくは、負荷装置の消費上限電力値は、回転電機の消費上限電力値を示し、回転電機の回転速度と、消費上限電力値とに基づいて、回転電機のトルク上限値が設定される。
【００１８】
このようにすると、電動車両全体での電力収支を考慮して回転電機に許容された消費電力の範囲内で、回転電機のトルク指令値を適切に設定できるようになる。
【発明の効果】
【００１９】
この発明によれば、複数の蓄電装置を備える電源システムにおいて、通常時には複数の電力装置をバランスよく使用する一方で、負荷装置への要求に応じて、複数の蓄電装置全体での最大限までの出力要求に応えることができるような制御を実現することができる。これにより、電源システムの能力を最大限に活用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお以下図中の同一または相当部分には同一の符号を付してその説明は原則として繰返さないものとする。
【００２１】
図１は、本実施の形態による電源システムを搭載した電動車両の一例として示されるハイブリッド車両の全体ブロック図である。
【００２２】
図１を参照して、このハイブリッド車両１０００は、エンジン２と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分割機構４と、車輪６とを備える。また、ハイブリッド車両１０００は、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２と、コンバータ１０，１２と、コンデンサＣと、インバータ２０，２２と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００とをさらに備える。
【００２３】
なお、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２は、本発明における「複数の蓄電装置」に対応し、コンバータ１０，１２は、本発明における「複数の第１の電力変換器」に対応する。また、インバータ２０，２２およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、この発明における「負荷装置」を構成する。特に、モータジェネレータＭＧ２は「回転電機」に対応し、インバータ２０，２２は「第２の電力変換器」に対応する。
【００２４】
また、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２、コンバータ１０，１２、および、電力線ＰＬＭ，ＰＬＮ、ならびに、これらに付随するセンサ、制御要素によって、本発明の「電源システム」が構成される。
【００２５】
ハイブリッド車両１０００は、エンジン２およびモータジェネレータＭＧ２を動力源として走行する。すなわち、モータジェネレータＭＧ２は、駆動輪との間で動力を互いに伝達可能に配置される。
【００２６】
動力分割機構４は、エンジン２とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とに結合されてこれらの間で動力を分配する。動力分割機構４は、たとえば、サンギヤ、プラネタリキャリヤおよびリングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車機構から成り、この３つの回転軸がエンジン２およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転軸にそれぞれ接続される。なお、モータジェネレータＭＧ１のロータを中空にしてその中心にエンジン２のクランク軸を通すことにより、エンジン２およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を動力分割機構４に機械的に接続することができる。また、モータジェネレータＭＧ２の回転軸は、図示されない減速ギヤや作動ギヤによって車輪６に結合される。
【００２７】
そして、モータジェネレータＭＧ１は、エンジン２によって駆動される発電機として動作し、かつ、エンジン２の始動を行ない得る電動機として動作するものとしてハイブリッド車両１０００に組込まれる。モータジェネレータＭＧ２は、車輪６を駆動する電動機としてハイブリッド車両１０００に組込まれる。
【００２８】
蓄電装置Ｂ１，Ｂ２は、充放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から成る。蓄電装置Ｂ１は、コンバータ１０へ電力を供給し、また、電力回生時には、コンバータ１０によって充電される。蓄電装置Ｂ２は、コンバータ１２へ電力を供給し、また、電力回生時には、コンバータ１２によって充電される。
【００２９】
なお、たとえば、蓄電装置Ｂ１には、蓄電装置Ｂ２よりも出力可能最大電力が大きい二次電池を用いることができ、蓄電装置Ｂ２には、蓄電装置Ｂ１よりも蓄電容量が大きい二次電池を用いることができる。これにより、２つの蓄電装置Ｂ１，Ｂ２を用いてハイパワーかつ大容量の直流電源を構成することができる。また、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の少なくとも一方に大容量のキャパシタを用いてもよい。
【００３０】
コンバータ１０は、ＥＣＵ１００からの信号ＰＷＣ１に基づいて蓄電装置Ｂ１からの電圧を昇圧し、その昇圧した電圧を電力線ＰＬＭへ出力する。また、コンバータ１０は、インバータ２０，２２から電力線ＰＬＭを介して供給される回生電力を信号ＰＷＣ１に基づいて蓄電装置Ｂ１の電圧レベルに降圧し、蓄電装置Ｂ１を充電する。さらに、コンバータ１０は、ＥＣＵ１００からシャットダウン信号ＳＤ１を受けるとスイッチング動作を停止する。
【００３１】
コンバータ１２は、コンバータ１０に並列して電力線（正極）ＰＬＭおよび電力線（負極）ＮＬに接続される。そして、コンバータ１２は、ＥＣＵ１００からの信号ＰＷＣ２に基づいて蓄電装置Ｂ２からの電圧を昇圧し、その昇圧した電圧を電力線ＰＬＭへ出力する。また、コンバータ１２は、インバータ２０，２２から電力線ＰＬＭを介して供給される回生電力を信号ＰＷＣ２に基づいて蓄電装置Ｂ２の電圧レベルに降圧し、蓄電装置Ｂ２を充電する。さらに、コンバータ１２は、ＥＣＵ１００からシャットダウン信号ＳＤ２を受けるとスイッチング動作を停止する。
【００３２】
コンデンサＣは、電力線ＰＬＭと電力線ＮＬとの間に接続され、電力線ＰＬＭおよびＮＬの間の電圧変動を平滑化する。電力線ＰＬＭおよびＮＬの間の直流電圧ＶＨは、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２およびコンバータ１０，１２を含む「電源システム」から、インバータ２０，２２およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２による「負荷装置」への出力電圧に相当する。この直流電圧ＶＨについて、以下では、システム電圧ＶＨとも称する。
【００３３】
インバータ２０は、ＥＣＵ１００からの信号ＰＷＩ１に基づいて電力線ＰＬＭからの直流電圧を３相交流電圧に変換し、その変換した３相交流電圧をモータジェネレータＭＧ１へ出力する。また、インバータ２０は、エンジン２の動力を用いてモータジェネレータＭＧ１が発電した３相交流電圧を信号ＰＷＩ１に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を電力線ＰＬＭへ出力する。
【００３４】
インバータ２２は、ＥＣＵ１００からの信号ＰＷＩ２に基づいて電力線ＰＬＭからの直流電圧を３相交流電圧に変換し、その変換した３相交流電圧をモータジェネレータＭＧ２へ出力する。また、インバータ２２は、車両の回生制動時、車輪６からの回転力を受けてモータジェネレータＭＧ２が発電した３相交流電圧を信号ＰＷＩ２に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を電力線ＰＬＭへ出力する。
【００３５】
モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各々は、３相交流回転電機であり、たとえば３相交流同期電動発電機から成る。モータジェネレータＭＧ１は、インバータ２０によって回生駆動され、エンジン２の動力を用いて発電した３相交流電圧をインバータ２０へ出力する。また、モータジェネレータＭＧ１は、エンジン２の始動時、インバータ２０によって力行駆動され、エンジン２をクランキングする。モータジェネレータＭＧ２は、インバータ２２によって力行駆動され、車輪６を駆動するための駆動力を発生する。また、モータジェネレータＭＧ２は、車両の回生制動時、インバータ２２によって回生駆動され、車輪６から受ける回転力を用いて発電した３相交流電圧をインバータ２２へ出力する。
【００３６】
上記電源システムには、蓄電装置Ｂ１に対して配置される、電圧センサ４２、電流センサ５２、および温度センサ６２と、蓄電装置Ｂ２に対して配置される、電圧センサ４４、電流センサ５４、および温度センサ６４が設けられる。
【００３７】
電圧センサ４２は、蓄電装置Ｂ１の電圧ＶＢ１を検出してＥＣＵ１００へ出力する。温度センサ６２は、蓄電装置Ｂ１の温度Ｔ１を検出してＥＣＵ１００へ出力する。電流センサ５２は、蓄電装置Ｂ１からコンバータ１０へ入出力される電流ＩＢ１を検出してＥＣＵ１００へ出力する。
【００３８】
電圧センサ４４は、蓄電装置Ｂ２の電圧ＶＢ２を検出してＥＣＵ１００へ出力する。温度センサ６４は、蓄電装置Ｂ２の温度Ｔ２を検出してＥＣＵ１００へ出力する。電流センサ５４は、蓄電装置Ｂ２からコンバータ１２へ入出力される電流ＩＢ２を検出してＥＣＵ１００へ出力する。
【００３９】
さらに、コンデンサＣの端子間電圧、すなわちシステム電圧ＶＨを検出するための電圧センサ４６が配置される。電圧センサ４６による検出値は、ＥＣＵ１００へ出力される。
【００４０】
ＥＣＵ１００は、コンバータ１０を制御するための信号ＰＷＣ１，ＳＤ１を生成し、負荷装置の状態に応じて選択されたいずれかの信号をコンバータ１０へ出力する。また、ＥＣＵ１００は、コンバータ１２を制御するための信号ＰＷＣ２，ＳＤ２を生成し、いずれかの信号をコンバータ１２へ出力する。
【００４１】
また、ＥＣＵ１００は、負荷装置の駆動のために電源システムに対して要求されるパワー（以下では「要求パワー」と称する。）ＰＲの入力を受ける。たとえば、要求パワーＰＲは、アクセルペダルの開度や車両速度などに基づいて、ハイブリッド車両１０００の全体を統合制御する車両ＥＣＵ（図示せず）によって演算される。電源システムからの電力出力時にはＰＲ＞０に設定され、負荷装置の発電電力による電源システムへの電力入力時にはＰＲ＜０に設定される。
【００４２】
さらに、ＥＣＵ１００は、インバータ２０，２２をそれぞれ駆動するための信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２をそれぞれインバータ２０，２２へ出力する。
【００４３】
図２は、図１に示したコンバータ１０，１２の構成を示す回路図である。
図２を参照して、コンバータ１０は、電力用半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２と、リアクトルＬ１とを含む。
【００４４】
本実施の形態において、電力用半導体スイッチング素子（以下、単に「スイッチング素子」とも称する）としては、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）が適用されるものとするが、制御信号によってオン・オフを制御可能であれば任意のスイッチング素子を適用可能である。たとえば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）やバイポーラトランジスタ等についても用いることができる。
【００４５】
スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、電力線ＰＬＭおよびＮＬとの間に直列に接続される。ダイオードＤ１，Ｄ２は、それぞれスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に逆並列に接続される。リアクトルＬ１の一方端は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続ノードに接続され、その他方端は、正極ラインＰＬ１に接続される。
【００４６】
コンバータ１２は、コンバータ１０と同様の構成を有する。コンバータ１０の構成において、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４にそれぞれ置き換え、ダイオードＤ１，Ｄ２をダイオードＤ３，Ｄ４にそれぞれ置き換え、リアクトルＬ１、正極ラインＰＬ１をリアクトルＬ２、正極ラインＰＬ２にそれぞれ置き換えた構成がコンバータ１２の構成に対応する。
【００４７】
コンバータ１０，１２は、チョッパ回路から成る。そして、コンバータ１０（１２）は、ＥＣＵ１００（図１）からの信号ＰＷＣ１（ＰＷＣ２）に基づいて、正極ラインＰＬ１（ＰＬ２）の電圧をリアクトルＬ１（Ｌ２）を用いて昇圧し、その昇圧した電圧を電力線ＰＬＭへ出力する。具体的には、スイッチング素子Ｑ１（Ｑ３）および／またはスイッチング素子Ｑ２（Ｑ４）のオン・オフ期間比（デューティ）を制御することによって、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２からの出力電圧の昇圧比を制御できる。
【００４８】
一方、コンバータ１０（１２）は、ＥＣＵ１００（図示せず）からの信号ＰＷＣ１（ＰＷＣ２）に基づいて、電力線ＰＬＭの電圧を降圧し、その降圧した電圧を正極ラインＰＬ１（ＰＬ２）へ出力する。具体的には、スイッチング素子Ｑ１（Ｑ３）および／またはスイッチング素子Ｑ２（Ｑ４）のオン・オフ期間比（デューティ）を制御することによって、電力線ＰＬＭの電圧の降圧比を制御できる。
【００４９】
図３は、図１に示したＥＣＵ１００の第１の機能ブロック図である。
図３を参照して、ＥＣＵ１００は、コンバータ制御部２００と、インバータ制御部１１０，１２０とを含む。なお、図３を初めとする以下の機能ブロック図に示された各ブロックの機能は、ＥＣＵ１００での所定プログラムの実行によるソフトウェア処理、あるいは、ＥＣＵ１００に内蔵された専用の電子回路によるハードウェア処理によって実現されるものとする。
【００５０】
コンバータ制御部２００は、電圧センサ４２によって検出された電圧ＶＢ１、電圧センサ４６によって検出された電圧ＶＨ、および電流センサ５２によって検出された電流ＩＢ１に基づいて、コンバータ１０のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をオン・オフするためのＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号ＰＷＣ１を生成する。また、コンバータ制御部２００は、コンバータ１０の停止時には、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を強制的にオフするためのシャットダウン信号ＳＤ１を生成する。
【００５１】
コンバータ制御部２００は、同様に、電圧センサ４４によって検出された電圧ＶＢ２、電圧ＶＨ、および電流センサ５４によって検出された電流ＩＢ２に基づいて、コンバータ１２のスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４をオン・オフするためのＰＷＭ信号ＰＷＣ２を生成する。また、コンバータ制御部２００は、コンバータ１２の停止時には、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４を強制的にオフするためのシャットダウン信号ＳＤ２を生成する。
【００５２】
インバータ制御部１１０は、モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値ＴＲ１、モータ電流ＭＣＲＴ１およびロータ回転角θ１、ならびに電圧ＶＨに基づいて、インバータ２０に含まれるスイッチング素子をオン／オフするためのＰＷＭ信号を生成し、その生成したＰＷＭ信号を信号ＰＷＩ１としてインバータ２０へ出力する。
【００５３】
コンバータ制御部２００は、さらに、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２のそれぞれの残存容量（ＳＯＣ（State of Charge）とも呼ばれる）である残存容量ＳＯＣ１，ＳＯＣ２を受ける。この残存容量は、たとえば蓄電装置が満充電状態であるときに１００％であると定義され、蓄電装置が完全に放電した状態であるときに０％であると定義される。残存容量ＳＯＣ１（ＳＯＣ２）は、電圧ＶＢ１（ＶＢ２）や電流ＩＢ１（またはＩＢ２）、温度Ｔ１（またはＴ２）などを用いて、種々の公知の手法により算出することができる。
【００５４】
インバータ制御部１２０は、モータジェネレータＭＧ２のトルク指令値ＴＲ２、モータ電流ＭＣＲＴ２およびロータ回転角θ２、ならびに電圧ＶＨに基づいて、インバータ２２に含まれるスイッチング素子をオン・オフするためのＰＷＭ信号を生成し、その生成したＰＷＭ信号を信号ＰＷＩ２としてインバータ２２へ出力する。
【００５５】
なお、トルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２は、たとえば、アクセル開度やブレーキ踏込量、車両速度などに基づいて、図示されない車両ＥＣＵによって算出される。また、モータ電流ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２およびロータ回転角θ１，θ２の各々は、図示されないセンサによって検出される。
【００５６】
次に、図４を用いて、コンバータ１０，１２による蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の充放電制御を説明する。
【００５７】
図４を参照して、コンバータ制御部２００（図３）は、目標値設定部２１０と、電圧制御部２１５−１と、電流制御部２１５−２とを含む。図４の例では、コンバータ１０が電圧制御によりシステム電圧ＶＨを目標電圧ＶＲに制御する一方で、コンバータ１２が電流制御により、対応の蓄電装置Ｂ２の充放電電流を目標電流ＩＲに制御する。
【００５８】
目標値設定部２１０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルク（代表的には、トルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２）および回転速度ＭＲＮ１，ＭＲＮ２（指令値あるいは、回転角θ１，θ２の検出に基づく検出値）、ならびに蓄電装置Ｂ１，Ｂ２のＳＯＣ１，ＳＯＣ２に基づいて、電圧制御されるコンバータの目標電圧ＶＲおよび、電流制御されるコンバータの目標電流ＩＲを生成する。
【００５９】
目標値設定部２１０は、モータジェネレータＭＧ１および／またはＭＧ２の力行動作時および回生制動時においては、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２および回転速度ＭＲＮ１，ＭＲＮ２に応じて、システム電圧ＶＨが適切なレベルとなるように目標電圧ＶＲを設定する。たとえば、システム電圧ＶＨが、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２での誘起電圧より高くなるように、目標電圧ＶＲは設定される。
【００６０】
再び図４を参照して、電圧制御部２１５−１は、減算部２２２−１，２２６−１と、ＰＩ制御部２２４−１と、変調部２２８−１とを含む。減算部２２２−１は、目標電圧ＶＲからシステム電圧ＶＨを減算し、その演算結果をＰＩ制御部２２４−１へ出力する。ＰＩ制御部２２４−１は、目標電圧ＶＲとシステム電圧ＶＨとの偏差を入力として比例積分演算を行ない、その演算結果を減算部２２６−１へ出力する。
【００６１】
減算部２２６−１は、電圧ＶＢ１／目標電圧ＶＲで示されるコンバータ１０の理論昇圧比の逆数からＰＩ制御部２２４−１の出力を減算し、その演算結果をデューティ指令Ｔｏｎ１として変調部２２８−１へ出力する。変調部２２８−１は、デューティ指令Ｔｏｎ１と図示しない発振部により生成される搬送波（キャリア波）とに基づいてＰＷＭ信号ＰＷＣ１を生成する。
【００６２】
電流制御部２１５−２は、減算部２２２−２，２２６−２と、ＰＩ制御部２２４−２と、変調部２２８−２とを含む。減算部２２２−２は、目標電流ＩＲから電流ＩＢ２を減算し、その演算結果をＰＩ制御部２２４−２へ出力する。ＰＩ制御部２２４−２は、目標電流ＩＲと電流ＩＢ２との偏差を入力として比例積分演算を行ない、その演算結果を減算部２２６−２へ出力する。
【００６３】
減算部２２６−２は、ＶＢ２／ＶＲで示されるコンバータ１２の理論昇圧比の逆数からＰＩ制御部２２４−２の出力を減算し、その演算結果をデューティ指令Ｔｏｎ２として変調部２２８−２へ出力する。変調部２２８−２は、デューティ指令Ｔｏｎ２と図示されない発振部により生成される搬送波（キャリア波）とに基づいてＰＷＭ信号ＰＷＣ２を生成する。
【００６４】
電圧制御部２１５−１は、目標電圧ＶＲに対してシステム電圧ＶＨが低い場合、および理論昇圧比の逆数（ＶＢ１／ＶＲ）が低下した場合には、下アーム素子（Ｑ２）のオン期間比が上昇（または、上アーム素子（Ｑ１）のオフ期間比が上昇）するように、ＰＷＭ信号ＰＷＣ１を生成する。
【００６５】
一方、電流制御部２１５−２は、蓄電装置Ｂ２からの出力電流ＩＢ２が目標電流ＩＲよりも低いとき、および理論昇圧比の逆数（ＶＢ２／ＶＲ）が上昇した場合には、下アーム素子（Ｑ４）のオン期間比が上昇するようにＰＷＭ信号ＰＷＣ２を生成する。
【００６６】
なお、電流制御部２１５−２は、蓄電装置Ｂ２の充電時、すなわち目標電流ＩＲが負値（ＩＲ＜０）に設定される場合には、目標電流ＩＲよりも電流ＩＢ２（ＩＢ２＜０）が低いときに（｜ＩＲ｜＜｜ＩＢ２｜、すなわち充電電流過大時）、上アーム素子（Ｑ３）のオン期間比が低下するようにＰＷＭ信号ＰＷＣ２を生成する。反対に、充電電流不足時（ＩＲ＜ＩＢ２、すなわち｜ＩＲ｜＞｜ＩＢ２｜のとき）には、上アーム素子（Ｑ３）のオン期間比が上昇するようにＰＷＭ信号ＰＷＣ２が生成される。
【００６７】
図４に示した制御構成によって、上アーム素子Ｑ１および／またはＱ２ならびに下アーム素子Ｑ３および／またはＱ４のスイッチング（オン・オフ）動作による、コンバータ１０の電圧制御およびコンバータ１２の電流制御によって、システム電圧ＶＨを適切なレベルに制御するとともに、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の充放電電力を制御することができる。
【００６８】
なお、図４では、コンバータ１０によって電圧制御が実行される一方で、コンバータ１２によって電流制御が実行される構成例が示されるが、電圧制御および電流制御をいずれのコンバータで実行するかについては切換可能である。たとえば、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２のＳＯＣ等に応じて、電圧制御／電流制御を行なうコンバータを切換えることが可能である。
【００６９】
さらに、図５を用いて、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の充放電制御のための電力目標値の設定について説明する。
【００７０】
図５を参照して、目標値設定部２１０（図４）は、バッテリ電力管理部２５０を含む。バッテリ電力管理部２５０は、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の放電電力上限値Ｗｏｕｔ１，Ｗｏｕｔ２（Ｗｏｕｔ１，Ｗｏｕｔ２≧０）および充電電力上限値Ｗｉｎ１，Ｗｉｎ２（Ｗｉｎ１，Ｗｉｎ２≦０）と、ＳＯＣ１，ＳＯＣ２を受ける。たとえば、Ｗｉｎ１，Ｗｏｕｔ１は、ＳＯＣ１および温度Ｔ１に基づいて設定され、Ｗｉｎ２，Ｗｏｕｔ２は、ＳＯＣ２および温度Ｔ２に基づいて設定される。
【００７１】
さらに、バッテリ電力管理部２５０は、ＳＯＣ１，ＳＯＣ２に代表される蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の状態比較に基づいて、たとえば特許文献２の記載と同様の手法により、電源システムから負荷装置への電力供給時における蓄電装置Ｂ１，Ｂ２間での放電電力分配率および、負荷装置からの電力による電源システムの充電時における蓄電装置Ｂ１，Ｂ２間での充電電力分配率を算出する。なお以下では、蓄電装置Ｂ１からの放電電力（または充電電力）に対する蓄電装置Ｂ２の放電電力（または充電電力）の比率ｋにより放電電力分配率（または充電電力分配率）が示されるものとする。
【００７２】
バッテリ電力管理部２５０は、電源システムへの要求パワーＰＲと、上記比率ｋに従って、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の電力目標値Ｐｂ１，Ｐｂ２を設定する。すなわち、Ｐｂ１＝ＰＲ／（１＋ｋ），Ｐｂ２＝ｋ・Ｐｂ１＝ｋ／（１＋ｋ）・ＰＲに設定される。なお、ＰＲ＞０である電源システムからの電力出力時には、Ｐｂ１，Ｐｂ２≧０であり、電力目標値Ｐｂ１，Ｐｂ２は、「出力電力目標値」に相当する。また、ＰＲ＜０である電源システムの充電時には、Ｐｂ１，Ｐｂ２≦０であり、電力目標値Ｐｂ１，Ｐｂ２は、「入力電力目標値」に相当する。
【００７３】
ここで、図４で説明したように、蓄電装置Ｂ１に対応するコンバータ１０は電圧制御を実行する一方で、蓄電装置Ｂ２に対するコンバータ１２は蓄電装置Ｂ２の入出力電流を制御する。すなわち、コンバータ１２の目標電流ＩＲを、ＩＲ＝Ｐｂ２／ＶＲとすることによって、蓄電装置Ｂ２の充放電電力を電力目標値Ｐｂ２に制御することが可能となる。また、残りの蓄電装置Ｂ１の充放電電力についても、Ｐｂ１＝ＰＲ−Ｐｂ２であることから、残余の電力によって充放電されることにより、電力目標値Ｐｂ１に制御することが可能となる。
【００７４】
このように、バッテリ電力管理部２５０は、基本的には、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の状態に基づいた、放電（充電）分配率ｋに従って、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の電力目標値Ｐｂ１，Ｐｂ２を設定する。
【００７５】
次に、ハイブリッド車両１０００全体での電力収支制御の一環としての負荷装置中のモータジェネレータＭＧ２の消費上限電力値の設定について説明する。
【００７６】
ハイブリッド車両１０００の全体を統合制御する車両ＥＣＵ（図示せず）では、ユーザによるペダル操作を反映したハイブリッド車両１０００全体での要求パワーを算出するとともに、この全体要求パワーに対するエンジン２の出力パワーとモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の発生パワーとの配分が最適なものとなるように制御される。そして、このパワー配分に従ってトルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２が算出されるとともに、電源システムの要求パワーＰＲが設定される。したがって、当該パワー配分の際に、動力源であるモータジェネレータＭＧ２での消費電力上限値を適切に設定することによって、電源システムに対して過剰な放電を要求することが回避できる。
【００７７】
このために、ＥＣＵ１００は、モータジェネレータＭＧ２の消費上限電力値（以下、ＭＧ２上限パワーとも称する）Ｐｍｇ２ｍａｘを以下のように設定する。
【００７８】
図６には、ＥＣＵ１００によるハイブリッド車両１０００全体での電力収支制御のうちの、ＭＧ２上限パワーＰｍｇ２ｍａｘの設定に係る制御構成を示す機能ブロック図である。
【００７９】
図６を参照して、ＭＧ１パワー算出部３１０は、モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値ＴＲ１および回転速度ＭＲＮ１に基づいて、モータジェネレータＭＧ１から入出力されるＭＧ１電力Ｐｍｇ１を算出する。モータジェネレータＭＧ１の発電時には、Ｐｍｇ１＜０である。
【００８０】
コンデンサ昇圧パワー算出部３２０は、システム電圧ＶＨの変化によるコンデンサＣの蓄積エネルギ増加量を示すコンデンサ昇圧パワーＰｃを算出する。すなわち、コンデンサ昇圧パワーＰｃは、システム電圧ＶＨの上昇時に、電圧上昇量ΔＶＨに従ってＰｃ＝ΔＶＨ2／Ｃに従って算出される。
【００８１】
電力収支管理部３５０は、コンデンサ昇圧パワー算出部３２０からのコンデンサ昇圧パワーＰｃ、ＭＧ１パワー算出部３１０からのＭＧ１電力Ｐｍｇ１に加えて、エンジン直行パワーを算出するためのモータジェネレータＭＧ２の回転速度ＭＲ２とトルク指令値ＴＲ１とをさらに受ける。さらに、電力収支管理部３５０は、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の放電電力上限値Ｗｏｕｔ１，Ｗｏｕｔ２と、蓄電装置Ｂ２の電力目標値Ｐｂ２とを受ける。
【００８２】
ここで、直行パワーは、エンジン２の出力パワーのうちの、動力分割機構４を介してモータジェネレータＭＧ２の駆動パワーとして作用している成分に相当する。すなわち、直行パワーＰＤは、エンジン２からの直達分のトルクである直行トルクと、回転速度ＭＲ２との積に従って算出できる。ここで、直行トルクについては、動力分割機構４に従う共線図に従って、ＭＧ１のトルク指令値ＴＲ１と所定のギヤ比との積によって求めることができる。すなわち、ＰＤ＝ＴＲ１・（ギヤ比）・ＭＲ２により算出することができる。
【００８３】
これらのパラメータを用いて、電力収支管理部３５０は、ＭＧ２上限パワーＰｍｇ２ｍａｘを、下記（１）式に従って設定する。なお、（１）式において、ｍは所定のマージン量を示し、ＰＯｍａｘは、電源システムから出力可能な上限電力を示すものとする。
【００８４】
Ｐｍｇ２ｍａｘ＝ＰＯｍａｘ−Ｐｍｇ１−Ｐｃ＋ＰＤ＋ｍ…（１）
このようにすると、モータジェネレータＭＧ１およびエンジン２の動作状態を考慮しつつ、電源システムの出力上限電力ＰＯｍａｘを反映して、ＭＧ２上限パワーＰｍｇ２ｍａｘを設定できる。
【００８５】
このように設定されたＭＧ２上限パワーＰｍｇ２ｍａｘと、モータジェネレータＭＧ２の回転速度から、トルク指令値ＴＲ２の上限値が設定できる。たとえば、ハイブリッド車両１０００全体で要求される駆動トルクが得られるように上記パワー配分を実行する際に、トルク指令値ＴＲ２の上限値を上記のように設定することによって、電源システムへの要求パワーＰＲが出力上限電力ＰＯｍａｘを超えることを防止した上で、モータジェネレータＭＧ２を駆動することができる。
【００８６】
本実施の形態では、電力収支管理部３５０は、負荷装置（モータジェネレータＭＧ２）への出力要求に応じてオンオフされる駆動力要求フラグＦＤＶに応じて、ＭＧ２上限パワーＰｍｇ２ｍａｘの算出に用いられる電源システムの出力上限電力ＰＯｍａｘの設定を切換える。
【００８７】
たとえば、駆動力要求フラグＦＤＶは、運転者によるアクセルペダル操作、具体的にはアクセル開度またはアクセルペダルの踏込み速度等に基づいて、車両加速要求が高いときにオンする一方で、それ以外の通常時にオフすることができる。あるいは、アクセルペダル操作と、走行状態（道路勾配等）とを組み合わせで、駆動力要求フラグＦＤＶのオンオフを制御してもよい。包括的には、負荷装置（モータジェネレータＭＧ２）への高出力要求時に、駆動力要求フラグＦＤＶがオンされる。
【００８８】
そして、駆動力要求フラグＦＤＶがオフされる通常時には、蓄電装置Ｂ１の放電電力上限値Ｗｏｕｔ１と、蓄電装置Ｂ２の電力目標値Ｐｂ２との和に従って出力上限電力ＰＯｍａｘが設定される。一方、駆動力要求フラグＦＤＶがオンされる高出力要求時には、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の放電電力上限値Ｗｏｕｔ１，Ｗｏｕｔ２の和に従って電源システムの出力上限電力ＰＯｍａｘが設定される。
【００８９】
図７には、上記のような出力上限電力ＰＯｍａｘの切換による、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の電力目標値Ｐｂ１，Ｐｂ２の設定の変化が模式的に示される。図７（ａ）には、駆動力要求フラグＦＤＶがオフされる通常時における電力目標値Ｐｂ１，Ｐｂ２の設定が示される一方で、図７（ｂ）には、駆動力要求フラグＦＤＶがオンされる高出力要求時における電力目標値Ｐｂ１，Ｐｂ２の設定が示される。
【００９０】
図７（ａ）に示されるように、通常時には、放電電力分配率ｋ（Ｐｂ２／Ｐｂ１）の維持を優先して、電力目標値Ｐｂ１，Ｐｂ２が設定される。したがって、電源システムの出力上限電力ＰＯｍａｘは、蓄電装置Ｂ１の放電電力上限値Ｗｏｕｔ１と、このときの電力目標値Ｐｂ２（＝Ｗｏｕｔ１・ｋ）との和に従うことになる。したがって、放電電力分配率ｋに従った充放電制御によって蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の放電上限電力が同等となっている場合には（Ｗｏｕｔ１≒Ｗｏｕｔ２）、蓄電装置Ｂ２の出力電力に余力が存在するような（すなわち、Ｐｂ２＜Ｗｏｕｔ２）、出力上限電力ＰＯｍａｘの設定となってしまう可能性がある。
【００９１】
一方、図７（ｂ）に示されるように、駆動力要求フラグＦＤＶがオンされた高出力要求時には、放電電力分配率ｋの維持よりも、電源システムからの出力電力の増大を優先して、出力上限電力ＰＯｍａｘは、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の放電電力上限値Ｗｏｕｔ１，Ｗｏｕｔ２の和に従って設定される。この際には、放電電力分配率ｋに従えば、Ｐｂ１＞Ｗｏｕｔ１となる可能性があるので、Ｐｂ１≦Ｗｏｕｔ１を維持した上で、電力超過分（Ｐｂ１−Ｗｏｕｔ）については、電力目標値Ｐｂ２に上乗せさせるように、電力目標値Ｐｂ２が設定される。
【００９２】
この際には、図５で説明した放電電力分配率ｋに従った電力目標値の設定を修正するために、電力目標値Ｐｂ１，Ｐｂ２を再設定する必要がある。結果として、再設定後の放電電力比（Ｐｂ２／Ｐｂ１）は、当初の放電電力分配率ｋよりも高くなる。これにより、駆動力要求フラグＦＤＶのオン時には、電源システムの出力上限電力ＰＯｍａｘを通常時よりも上昇させて、負荷装置への高出力要求に応えることができる。
【００９３】
再び図６を参照して、電力収支管理部３５０は、駆動力要求フラグＦＤＶのオン時には、上述のように、ＰＯｍａｘ＝Ｗｏｕｔ１＋Ｗｏｕｔ２とした（１）式に従ってＭＧ２上限パワーＰｍｇ２ｍａｘを算出するとともに、バッテリ電力管理部２５０に対して、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の電力目標値Ｐｂ１，Ｐｂ２の再設定要求ＲＱＡＧを生成する。
【００９４】
再び図５を参照して、バッテリ電力管理部２５０は、電力収支管理部３５０から再設定要求ＲＱＡＧを受けると、図７（ｂ）に示したように、電源システムの出力上限電力ＰＯｍａｘ＝Ｗｏｕｔ１＋Ｗｏｕｔ２とした上で設定された要求パワーＰＲについて、電力目標値Ｐｂ１，Ｐｂ２がそれぞれＷｏｕｔ１，Ｗｏｕｔ２を超えることなく、かつ、Ｐｂ１＋Ｐｂ２＝ＰＲとなるように、電力目標値Ｐｂ１，Ｐｂ２を再設定する。
【００９５】
図８および図９には、図５〜図７で説明した電力収支制御を実現するための制御処理手順を説明するフローチャートが示される。図８，図９に示すフローチャートの各ステップについても、ＥＣＵ１００によるソフトウェア処理あるいはハードウェア処理によって実現することができる。
【００９６】
図８には、ＭＧ２上限パワーの設定処理手順が示される。
図８を参照して、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１００により、駆動力要求フラグＦＤＶがオンされているかどうかを確認する。駆動力要求フラグＦＤＶがオフされている通常時（Ｓ１００のＮＯ判定時）には、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１２０に処理を進めて、通常の電力管理（電力配分）に基づくＭＧ２上限パワーの算出を実行する。すなわち、図７（ａ）に示したように、Ｐｂ１≦Ｗｏｕｔ１、かつ、Ｐｂ２≦Ｗｏｕｔ１・ｋの範囲内で、電源システムの出力電力が設定されるように、ＭＧ２上限パワーＰｍｇ２ｍａｘが算出される。
【００９７】
一方、駆動力要求フラグがオンされる高出力要求時（Ｓ１００のＹＥＳ判定時）には、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１１０に処理を進めて、図７（ｂ）に示したように、電力配分再設定を伴って、Ｐｂ１≦Ｗｏｕｔ１、かつ、Ｐｂ２≦Ｗｏｕｔ２の範囲内で電源システムの出力電力が設定されるように、ＭＧ２上限パワーＰｍｇ２ｍａｘを算出する。上述のように、電力配分の再設定時には、Ｐｂ２／Ｐｂ１で示される放電電力分配率は、ステップＳ１２０での本来の分配率ｋよりも大きくなる。
【００９８】
図９には、電源システムから負荷への電力供給時における、電力配分の再設定要求への対応を含む蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の電力目標値Ｐｂ１，Ｐｂ２の設定処理手順が示される。
【００９９】
図９を参照して、ＥＣＵ１００は、ステップＳ２００により、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の状態（電池状態）に基づいて、充電電力上限値Ｗｉｎ１，Ｗｉｎ２および放電電力上限値Ｗｏｕｔ１，Ｗｏｕｔ２を設定する。たとえば、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２のＳＯＣおよび温度Ｔ１，Ｔ２の組合せに基づいて、予め作成されたマップの参照によって、ステップＳ２００の処理は実現される。
【０１００】
ＥＣＵ１００は、ステップＳ２１０により、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の状態比較により、放電電力配分率ｋ（ｋ＝Ｐｂ２／Ｐｂ１）を決定し、ステップＳ２２０では、電源システムへの要求パワーＰＲと、ステップＳ２１０で設定された放電電力配分率ｋから、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の電力目標値Ｐｂ１，Ｐｂ２を決定する。
【０１０１】
さらに、ＥＣＵ１００は、ステップＳ２３０では、駆動力要求フラグＦＤＶのオンに伴った電力配分の再設定要求が発生したかどうかを判定する。そして、再設定要求の非発生時（Ｓ２３０のＮＯ判定時）には、ＥＣＵ１００は、ステップＳ２４０に処理を進めて、ステップＳ２２０で設定された放電電力配分率ｋに従った電力目標値Ｐｂ１，Ｐｂ２を維持する。
【０１０２】
一方、再設定要求の発生時（Ｓ２３０のＹＥＳ判定時）には、ＥＣＵ１００は、ステップＳ２５０に処理を進めて、放電電力上限値Ｗｏｕｔ１，Ｗｏｕｔ２の和に基づくＭＧ２上限パワーＰｍｇ２ｍａｘの設定後の放電電力値（要求パワーＰＲ）を用いて、電力目標値Ｐｂ１，Ｐｂ２を再計算する。
【０１０３】
そして、ＥＣＵ１００は、ステップＳ２６０では、ステップＳ２４０またはＳ２５０により最終的に決定された電力目標値Ｐｂ１，Ｐｂ２に従って、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２を制御する。具体的には、蓄電装置Ｂ２に対応するコンバータ１２による電流制御の目標電流ＩＲが、蓄電装置Ｂ２の電力目標値Ｐｂ２に従って設定される。そして、蓄電装置Ｂ１の放電電力は、電源システムからの出力電量から蓄電装置Ｂ２の放電電力を差し引いた残余分となるので、電力目標値Ｐｂ１（Ｐｂ１＝ＰＲ−Ｐｂ２）に従って自動的に制御されることとなる。
【０１０４】
このように本実施の形態によれば、通常時には、放電電力分配率に従って蓄電装置Ｂ１，Ｂ２からの出力電力を制御する一方で、アクセルペダル操作等による高出力要求時には、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の放電電力上限値の和（Ｗｏｕｔ１＋Ｗｏｕｔ２）に従った上限電力まで、モータジェネレータＭＧ２を含む負荷装置への出力電力を拡大することができる。したがって、通常時には複数の蓄電装置Ｂ１，Ｂ２をバランスよく使用する一方で、負荷装置への出力要求が高まったときには、複数の蓄電装置Ｂ１，Ｂ２全体での放電許容電力の範囲内で最大限まで出力要求に応えることができる。これにより、電源システムの能力を最大限に活用できる。
【０１０５】
（充電制御への適用）
なお、以上では、電源システムからの電力出力時、すなわち、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の放電時について説明したが、本実施の形態を変形して、電源システムへの電力入力時、すなわち、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の充電時にも、同様の制御を適用することができる。
【０１０６】
電源システムへの電力入力時には、要求パワーＰＲおよび電力目標値Ｐｂ１，Ｐｂ２、は負値となり、ＭＧ２上限パワーＰｍｇ２ｍａｘについても、回生発電電力の上限値を規定する負値となる。通常時には、上述の充電電力分配率と要求パワーＰＲ（＜０）とに従って電力目標値Ｐｂ１，Ｐｂ２を設定するとともに、ＭＧ２上限パワーＰｍｇ２ｍａｘについても、Ｗｉｎ１＋ｋ・Ｗｉｎ１に基づいて算出される。これにより、複数の蓄電装置Ｂ１，Ｂ２をバランスよく使用するように充電が制御される。
【０１０７】
一方で、ブレーキペダル操作や走行路勾配（急降坂）によってモータジェネレータＭＧ２による回生制動要求、すなわち、モータジェネレータＭＧ２への発電要求が高まった場合には、充電電力分配率の維持よりも入力電力の拡大を優先して、ＭＧ２上限パワーＰｍｇ２ｍａｘは、Ｗｉｎ１＋Ｗｏｕｔ２に基づいて算出される。そして、電力目標値Ｐｂ１，Ｐｂ２についても、充電電力配分率に従った設定を修正するための再設定が実行される。
【０１０８】
具体的には、駆動力要求フラグに代えて、上述のようなモータジェネレータＭＧ２への発電要求が高まった場合にオンされる発電要求フラグを導入し、かつ、適宜、Ｗｏｕｔ１，Ｗｏｕｔ２をＷｉｎ１，Ｗｉｎ２に置き換えた処理を実行することにより、バッテリ電力管理部２５０および電力収支管理部３５０によって、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の充電時についても、上述の放電時と同様に、ＭＧ２上限パワーＰｍｇ２ｍａｘおよび電力目標値Ｐｂ１，Ｐｂ２を設定できる。
【０１０９】
また、図８のフローチャートにおいて、ステップＳ１００では上記発電要求フラグのオンオフを判定し、ステップＳ１１０，Ｓ１２０では、放電電力分配率を充電電力分配率に置換し、Ｗｏｕｔ１，Ｗｏｕｔ２をＷｉｎ１，Ｗｏｕｔ２に置換することによって、上述の放電時と同様にＭＧ２上限パワーＰｍｇ２ｍａｘを設定できる。さらに、図８のフローチャートにおいて、ステップＳ２１０，Ｓ２２０で充電電力分配値およびこれに基づく電力目標値Ｐｂ１，Ｐｂ２を算出するとともに、ステップＳ２５０では、Ｗｏｕｔ１，Ｗｏｕｔ２をＷｉｎ１，Ｗｏｕｔ２に置換することによって、電力目標値Ｐｂ１，Ｐｂ２を再設定できる。この結果、ステップＳ２６０により本実施の形態に沿った充電制御が実行できる。
【０１１０】
（電源システム構成の変形例）
以上説明した実施の形態では、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２およびそれぞれに対応するコンバータ１０，１２が備えられる、すなわち、蓄電装置およびコンバータの組が２個備えられる電源システムについて説明したが、本発明の適用はこのような構成に限定されるものではない。
【０１１１】
すなわち、図１０に示すように、蓄電装置および対応のコンバータの組が３以上の複数個並列接続される構成の電源システムにおいても、本実施の形態による充放電制御を適用できる。なお、蓄電装置が３個以上の場合には、いずれか１個のコンバータによって電圧制御を実行するとともに、残余のコンバータには電流制御を実行させればよい。
【０１１２】
なお、ハイブリッド車両１０００に代えて、内燃機関を搭載しない電気自動車、燃料を用いて電気エネルギーを発生する燃料電池（Fuel Cell）をさらに搭載した燃料電池車にも本発明を適用できる。また、負荷装置を車両駆動力発生用の電動機（モータジェネレータ）に限定することなく、その他の負荷装置に適用される電源システムについても、蓄電装置およびコンバータ（電力変換装置）の組を複数個備える構成であれば、本願発明の適用が可能である。
【０１１３】
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。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】本実施の形態による電源システムを搭載した電動車両の一例として示されるハイブリッド車両の全体ブロック図である。
【図２】図１に示したコンバータ１０，１２の構成を示す回路図である。
【図３】図１に示したＥＣＵ１００の第１の機能ブロック図である。
【図４】コンバータによる蓄電装置の充放電制御を説明する機能ブロック図である。
【図５】蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の充放電制御のための電力目標値の設定を説明する機能ブロック図である。
【図６】図１に示したハイブリッド車両全体での電力収支制御の一環としてのモータジェネレータでの消費上限電力値の設定に係る制御構成を示す機能ブロック図である。
【図７】駆動力フラグのオンオフに伴う電源システムの出力上限電力の切換を説明する概念図である。
【図８】本実施の形態による電源システムにおけるＭＧ２上限パワーの設定処理手順を説明するフローチャートである。
【図９】本実施の形態による電源システムにおける電源システムから負荷への電力供給時における各蓄電装置の電力目標値の設定処理手順を説明するフローチャートである。
【図１０】本実施の形態による電源システムの構成の変形例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１１５】
２  エンジン、４  動力分割機構、６  車輪、１０，１２  コンバータ、２０，２２  インバータ、４２，４４，４６  電圧センサ、５２，５４  電流センサ、６２，６４  温度センサ、１１０，１２０  インバータ制御部、２００  コンバータ制御部、２１０  目標値設定部、２１５−１  電圧制御部、２１５−２  電流制御部、２２２−１，２２２−２，２２６−１，２２６−２  減算部、２２４−１，２２４−２  ＰＩ制御部、２２８−１，２２８−２  変調部、２５０  バッテリ電力管理部、３１０  ＭＧ１パワー算出部、３２０  コンデンサ昇圧パワー算出部、３５０  電力収支管理部、１０００  ハイブリッド車両、Ｂ１，Ｂ２  蓄電装置、Ｃ  コンデンサ、Ｄ１〜Ｄ４  ダイオード、ＦＤＶ  動力要求フラグ、ＩＢ１，ＩＢ２  電流（蓄電装置）、ＩＲ  目標電流、ｋ  放電電力配分率、Ｌ１，Ｌ２  リアクトル、ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２  モータ電流、ＭＧ１，ＭＧ２  モータジェネレータ、ＭＲ１，ＭＲ２  回転速度（ＭＧ１，ＭＧ２）、ＮＬ  電力線、Ｐｂ１，Ｐｂ２  電力目標値、Ｐｃ  コンデンサ昇圧パワー、ＰＤ  直行パワー、ＰＬ１，ＰＬ２  正極ライン、ＰＬＭ，ＰＬＮ  電力線、Ｐｍｇ１  ＭＧ１電力、Ｐｍｇ２ｍａｘ  ＭＧ２上限パワー、ＰＯｍａｘ  出力上限電力（電源システム）、ＰＲ  要求パワー、ＰＷＣ１，ＰＷＣ２，ＰＷＩ１，ＰＷＩ２  信号、Ｑ１〜Ｑ４  電力用半導体スイッチング素子、ＲＱＡＧ  再設定要求、ＳＤ１，ＳＤ２  シャットダウン信号、ＳＯＣ１，ＳＯＣ２  残存容量、Ｔ１，Ｔ２  温度（蓄電装置）、Ｔｏｎ１，Ｔｏｎ２  デューティ指令、ＴＲ１，ＴＲ２  トルク指令値、ＶＢ１，ＶＢ２  電圧（蓄電装置）、ＶＨ  直流電圧（システム電圧）、ＶＲ  目標電圧、Ｗｉｎ１，Ｗｉｎ２  充電電力上限値、Ｗｏｕｔ１，Ｗｏｕｔ２  放電電力上限値、θ１，θ２  ロータ回転角。
【図１】
2010115048.tif 000003
【図２】
2010115048.tif 000004
【図３】
2010115048.tif 000005
【図４】
2010115048.tif 000006
【図５】
2010115048.tif 000007
【図６】
2010115048.tif 000008
【図７】
2010115048.tif 000009
【図８】
2010115048.tif 000010
【図９】
2010115048.tif 000011
【図１０】
2010115048.tif 000012