(57)【要約】【課題】電池Ｂ１，Ｂ２を備えた車両において、一方の電池からしか電気負荷に電力を出力することができなくなることを抑制する。【解決手段】昇圧コンバータを介して電気負荷に接続される電池Ｂ１と、昇圧コンバータを介さずに電気負荷に接続される電池Ｂ２とを備えた車両において、ＥＣＵは、実際の車速およびアクセル開度に対応する車両要求出力Ｐｖを算出し（Ｓ１０）、電池Ｂ１のＯＣＶ１、電池Ｂ２のＯＣＶ２、電池Ｂ２の内部抵抗Ｒ２を用いて電池Ｂ２の電圧Ｖ２がちょうど電池Ｂ１の電圧Ｖ１＋昇圧マージンαまで降下するときの電池Ｂ２の出力Ｐ２を、電池Ｂ２の出力上限値Ｐ２ｍａｘ１に設定する（Ｓ１１）。そして、ＥＣＵは、ＰｖおよびＰ２ｍａｘ１のいずれか小さい方を電池Ｂ２の出力Ｐ２に設定し（Ｓ１２）、Ｐｖ−Ｐ２を電池Ｂ１の出力Ｐ１に設定する（Ｓ１３）。【選択図】図２
2014014216.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気負荷と、
昇圧コンバータと、
前記昇圧コンバータを介して前記電気負荷に接続される第１電池と、
前記昇圧コンバータを介さずに前記電気負荷に接続される第２電池と、
前記第１、第２電池の出力を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記第１、第２電池の電圧と前記第２電池の内部抵抗とを用いて前記第２電池の出力上限値を算出し、前記第２電池の出力を前記第２電池の出力上限値未満に制御する、車両。
【請求項２】
前記制御装置は、前記第２電池の電圧が前記第２電池の内部抵抗の影響で降下しても前記第１電池の電圧を下回らないように、前記第２電池の出力上限値を算出する、請求項１に記載の車両。
【請求項３】
前記昇圧コンバータは、前記第１電池の電圧を前記第１電池の電圧と所定のマージン電圧との合計以上の電圧に昇圧して前記電気負荷に出力可能であり、
前記制御装置は、前記第２電池の電圧が前記第２電池の内部抵抗の影響で降下しても前記第１電池の電圧と前記マージン電圧との合計を下回らないように、前記第２電池の出力上限値を算出する、請求項１または２に記載の車両。
【請求項４】
前記制御装置は、前記第２電池の出力と前記第２電池の出力上限値との差が所定値未満になった場合、前記第１電池の出力を増加させ、前記第１電池の出力増加後の前記第１電池の電圧を用いて前記第２電池の出力上限値を算出し直す、請求項１〜３のいずれかに記載の車両。
【請求項５】
前記制御装置は、前記電気負荷の要求出力と前記第１、２電池の電圧と前記第１、２電池の内部抵抗とを用いて前記第１電池の出力下限値および前記第２電池の出力上限値を算出し、前記第１電池の出力が前記第１電池の出力下限値以上かつ前記第２電池の出力が前記第２電池の出力上限値以下となるように前記第１、第２電池の出力を制御する、請求項１に記載の車両。
【請求項６】
前記昇圧コンバータは、前記第１電池の電圧を前記第１電池の電圧と所定のマージン電圧との合計以上の電圧に昇圧して前記電気負荷に出力可能であり、
前記制御装置は、前記第１電池の電圧および前記マージン電圧の合計と前記第２電池の電圧とが等しくかつ前記第１、２電池の出力合計と前記電気負荷の要求出力とが等しくなるときの前記第１、第２電池の出力を、それぞれ前記第１電池の出力下限値および前記第２電池の出力上限値とする、請求項５に記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に関し、特に、複数の電池を備える車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２０１１−１９９９３４号公報（特許文献１）には、モータジェネレータを駆動するための電力を蓄える２つの電池を備える電動車両が開示されている。一方の電池（以下「第１電池」という）は昇圧コンバータを介してモータジェネレータに接続され、他方の電池（以下「第２電池」という）は昇圧コンバータを介さずにモータジェネレータに接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１９９９３４号公報
【特許文献２】特開２００７−１８９８２９号公報
【特許文献３】特開２００６−１２１８７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された電動車両において、第２電池の電圧が第１電池の電圧よりも高い場合には、第１電池の電圧を昇圧コンバータによって昇圧して第２電池の電圧レベルに合わせることができる。そのため、第１、第２電池の双方からモータジェネレータに電力を出力することができる。
【０００５】
しかしながら、第２電池の電圧が第１電池の電圧を下回ると、第１電池の電圧を昇圧によって第２電池の電圧レベルに合わせることができない。そのため、第１、第２電池のどちらか一方からしかモータジェネレータに電力を出力することができない。
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、第１、第２電池のどちらか一方からしか電気負荷に電力を出力することができなくなることを抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る車両は、電気負荷と、昇圧コンバータと、昇圧コンバータを介して電気負荷に接続される第１電池と、昇圧コンバータを介さずに電気負荷に接続される第２電池と、第１、第２電池の出力を制御する制御装置とを備える。制御装置は、第１、第２電池の電圧と第２電池の内部抵抗とを用いて第２電池の出力上限値を算出し、第２電池の出力を第２電池の出力上限値未満に制御する。
【０００８】
好ましくは、制御装置は、第２電池の電圧が第２電池の内部抵抗の影響で降下しても第１電池の電圧を下回らないように、第２電池の出力上限値を算出する。
【０００９】
好ましくは、昇圧コンバータは、第１電池の電圧を第１電池の電圧と所定のマージン電圧との合計以上の電圧に昇圧して電気負荷に出力可能である。制御装置は、第２電池の電圧が第２電池の内部抵抗の影響で降下しても第１電池の電圧とマージン電圧との合計を下回らないように、第２電池の出力上限値を算出する。
【００１０】
好ましくは、制御装置は、第２電池の出力と第２電池の出力上限値との差が所定値未満になった場合、第１電池の出力を増加させ、第１電池の出力増加後の第１電池の電圧を用いて第２電池の出力上限値を算出し直す。
【００１１】
好ましくは、制御装置は、電気負荷の要求出力と第１、２電池の電圧と第１、２電池の内部抵抗とを用いて第１電池の出力下限値および第２電池の出力上限値を算出し、第１電池の出力が第１電池の出力下限値以上かつ第２電池の出力が第２電池の出力上限値以下となるように第１、第２電池の出力を制御する。
【００１２】
好ましくは、昇圧コンバータは、第１電池の電圧を第１電池の電圧と所定のマージン電圧との合計以上の電圧に昇圧して電気負荷に出力可能である。制御装置は、第１電池の電圧およびマージン電圧の合計と第２電池の電圧とが等しくかつ第１、２電池の出力合計と電気負荷の要求出力とが等しくなるときの第１、第２電池の出力を、それぞれ第１電池の出力下限値および第２電池の出力上限値とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、第１、第２電池のどちらか一方からしか電気負荷に電力を出力することができなくなることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】車両の全体ブロック図である。
【図２】ＥＣＵの処理手順を示すフローチャート（その１）である。
【図３】電池Ｂ１，Ｂ２の出力および電圧の変化態様を示す図（その１）である。
【図４】ＥＣＵの処理手順を示すフローチャート（その２）である。
【図５】電池Ｂ１，Ｂ２の出力および電圧の変化態様を示す図（その２）である。
【図６】ＥＣＵの処理手順を示すフローチャート（その３）である。
【図７】電池Ｂ１，Ｂ２の出力および電圧の変化態様を示す図（その３）である。
【図８】電池Ｂ２の接続態様の変形例を示す図（その１）である。
【図９】電池Ｂ２の接続態様の変形例を示す図（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
［実施の形態１］
図１は、本実施の形態による車両の全体ブロック図である。図１を参照して、車両は、電源システム１と、電気負荷２と、電子制御装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ、以下「ＥＣＵ」という）１００とを含む。
【００１６】
電気負荷２は、電源システム１からの電力で車両駆動力を発生する。電気負荷２は、インバータ３０と、第１モータジェネレータ３２−１（以下「ＭＧ１」ともいう）と、第２モータジェネレータ３２−２（以下「ＭＧ２」ともいう）とを含む。車両は、エンジン（図示せず）およびＭＧ２の少なくともいずれかの駆動力によって走行するハイブリッド車両である。
【００１７】
なお、本発明による車両は、ハイブリッド車両に限定されるものではなく、電力を用いて駆動力を得ることが可能な車両（電気自動車、プラグインハイブリッド車両、燃料電池車など）であればよい。
【００１８】
ＭＧ１は、エンジンの動力を用いて発電可能に構成される。ＭＧ１によって発電された電力は電源システム１およびＭＧ２へ供給される。
【００１９】
ＭＧ２は、電源システム１から供給される電力およびＭＧ１により発電された電力の少なくとも一方を用いて車両駆動力を発生する。なお、車両の制動時には、ＭＧ２による回生発電が行なわれる。ＭＧ２により発電された回生電力は、電源システム１へ供給される。
【００２０】
インバータ３０は、ＥＣＵ１００からの制御信号に基づいて制御される。インバータ３０は、第１インバータ３０−１と、第２インバータ３０−２とを含む。第１インバータ３０−１、第２インバータ３０−２は、たとえば、三相分のスイッチング素子を含むブリッジ回路から成る。第１インバータ３０−１および第２インバータ３０−２は、電源システム１に対して互いに並列に接続される。そして、第１インバータ３０−１および第２インバータ３０−２は、電源システム１から供給される直流電力を交流電力に変換してそれぞれＭＧ１およびＭＧ２へ出力する。また、第１インバータ３０−１および第２インバータ３０−２は、それぞれＭＧ１およびＭＧ２が発電する交流電力を直流電力に変換して電源システム１へ出力する。
【００２１】
電源システム１は、主正極線ＭＰＬおよび主負極線ＭＮＬによって電気負荷２（具体的にはインバータ３０）に接続される。
【００２２】
電源システム１は、電池Ｂ１，Ｂ２と、昇圧コンバータ１２と、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２とを含む。
【００２３】
電池Ｂ１，Ｂ２は、どちらも、ニッケル水素やリチウムイオン等を含んで構成される二次電源である。電池Ｂ１は、昇圧コンバータ１２を介して電気負荷２に接続される。一方、電池Ｂ２は、昇圧コンバータ１２を介さずに電気負荷２に直接接続される。したがって、昇圧コンバータ１２（電池Ｂ１）と電池Ｂ２とは、電気負荷２に対して互いに並列に接続される。
【００２４】
一般的に、電池のＯＣＶ（Ｏｐｅｎ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｖｏｌｔａｇｅ、電流を流さない状態における両端子間電圧）は、電池のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）や温度に応じて変化する。また、電池のＣＣＶ（Ｃｌｏｓｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｖｏｌｔａｇｅ、電流を流している状態における両端子間電圧）は、電池の内部抵抗による電圧降下が生じるため、ＯＣＶよりも低い値となる。具体的には、電池の内部抵抗を「Ｒ」、電池を流れる電流を「Ｉ」とした場合、ＣＣＶ＝ＯＣＶ−ＩＲとなる。
【００２５】
以下の説明においては、特記しない限り、「Ｖ１，Ｖ２」はそれぞれ電池Ｂ１，Ｂ２の実電圧（ＯＣＶとＣＣＶとの区別をしない電圧）を示す。また、「ＯＣＶ１，ＯＣＶ２」はそれぞれ電池Ｂ１，Ｂ２のＯＣＶを示し、「ＣＣＶ１、ＣＣＶ２」はそれぞれ電池Ｂ１，Ｂ２のＣＣＶを示す。
【００２６】
本実施の形態において、電池Ｂ２のＯＣＶ２は、電池Ｂ１のＯＣＶ１よりも高い値に設定される。たとえば、ＳＯＣが制御上限値（たとえば８０％）、電池温度が常温（たとえば２５℃）のときに、ＯＣＶ１＝２００Ｖ程度、ＯＣＶ２＝４００Ｖ程度に設定してもよい。
【００２７】
昇圧コンバータ１２は、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。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、主正極線ＭＰＬと主負極線ＭＮＬとの間に互いに直列に接続される。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２として、たとえばＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を用いることができる。
【００２８】
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、正極線ＰＬ１を介して電池Ｂ１の正極端子に接続される。リアクトルＬ１の他方端は、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２との間の点に接続される。
【００２９】
平滑コンデンサＣ１は、正極線ＰＬ１と負極線ＮＬ１との間に接続され、正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１の間の電力変動成分を低減する。平滑コンデンサＣ２は、主正極線ＭＰＬと主負極線ＭＮＬとの間に接続され、主正極線ＭＰＬおよび主負極線ＭＮＬに含まれる電力変動成分を低減する。
【００３０】
昇圧コンバータ１２のスイッチング動作は、ＥＣＵ１００からの制御信号によって制御される。昇圧コンバータ１２の停止時（スイッチング動作を行なっていない時）は、昇圧コンバータ１２は、電池Ｂ１から入力される電圧Ｖ１をそのまま主正極線ＭＰＬおよび主負極線ＭＮＬの間に出力する。一方、昇圧コンバータ１２の作動時（スイッチング動作を行なっている時）は、昇圧コンバータ１２は、電池Ｂ１から入力される電圧Ｖ１を電圧Ｖ１と昇圧マージンαとの合計以上の電圧に昇圧して、主正極線ＭＰＬおよび主負極線ＭＮＬの間に出力する。昇圧マージンαは、昇圧コンバータ１２の個々の仕様によって定まる値である。このように、昇圧コンバータ１２の出力電圧は、停止時には「Ｖ１」になり、作動時には「Ｖ１＋α以上の電圧」になる。したがって、昇圧コンバータ１２の出力電圧を、Ｖ１未満の電圧にすることはできず、また、Ｖ１とＶ１＋αとの間の電圧にすることもできない。たとえば、Ｖ１＝２００Ｖ、α＝３０Ｖとすると、昇圧コンバータ１２の出力電圧は、２００Ｖとなるか、あるいは２３０Ｖ以上となる。
【００３１】
昇圧コンバータ１２の出力電圧と電圧Ｖ２とが同じでない場合、電圧が高い方からの電力が電気負荷２に供給され、電圧が低い方からの電力は電気負荷２には供給されない。すなわち、昇圧コンバータ１２の出力電圧が電圧Ｖ２よりも高い場合は、電池Ｂ１からの電力が電気負荷２に供給される。逆に、昇圧コンバータ１２の出力電圧が電圧Ｖ２よりも低い場合は、電池Ｂ２からの電力が電気負荷２に供給される。
【００３２】
一方、昇圧コンバータ１２の出力電圧と電圧Ｖ２とが同じである場合、電池Ｂ１，Ｂ２の双方からの電力が電気負荷２に供給される。この際、電池Ｂ１，Ｂ２の出力（単位：ワット）の比率は、昇圧コンバータ１２のスイッチング動作のデューティ比をリアクトルＬ１を流れる電流ＩＬを用いてフィードバック制御することによって、調整することができる。
【００３３】
さらに、車両は、電流センサ２４−１，２４−２，２４−３と、電圧センサ２５−１，２５−２，２６とを備える。電流センサ２４−１は、電池Ｂ１を流れる電流Ｉ１を検出する。電流センサ２４−２は、電池Ｂ２を流れる電流Ｉ２を検出する。電流センサ２４−３は、リアクトルＬ１を流れる電流ＩＬを検出する。電圧センサ２５−１は、電池Ｂ１の電圧Ｖ１を検出する。電圧センサ２５−１は、電池Ｂ２の電圧Ｖ２を検出する。電圧センサ２６は、主正極線ＭＰＬおよび主負極線ＭＮＬの間の電圧ＶＨを検出する。これらの各センサは、検出結果をＥＣＵ１００へ出力する。
【００３４】
ＥＣＵ１００は、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）およびメモリを内蔵し、メモリに記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、所定の演算処理を実行するように構成される。
【００３５】
ＥＣＵ１００は、車速、アクセル開度（ユーザによるアクセルペダルの操作量）に基づいて車両要求出力Ｐｖ（ユーザが要求する車両駆動力、単位はワット）を算出し、車両要求出力Ｐｖを実現するように車両の各機器（電気負荷２、エンジンなど）を制御する。なお、以下の説明では、車両要求出力Ｐｖを、エンジンを用いずにＭＧ１，ＭＧ２の出力（電池Ｂ１，Ｂ２の電力）で実現する場合を例示的に説明する。
【００３６】
以上のような構成を備える車両において、Ｖ２＞Ｖ１＋αである場合、昇圧コンバータ１２を作動させて昇圧コンバータ１２の出力電圧を電圧Ｖ２に合わせることで、電池Ｂ１，Ｂ２の双方からの電力を電気負荷２に出力させることができる。
【００３７】
しかしながら、電池Ｂ２に電流Ｉ２が流れると、電池Ｂ２の内部抵抗Ｒ２の影響によってＶ２＝ＯＣＶ２−Ｉ２Ｒ２となり、Ｖ２は降下する。この影響でＶ２がＶ１＋αを下回ってしまうと、昇圧コンバータ１２の出力電圧をＶ２レベルに合わせることができず、電池Ｂ１，Ｂ２の双方の電力を電気負荷２に出力することができなくなってしまう。たとえばＶ２の降下によってＶ１＜Ｖ２＜Ｖ１＋αとなった場合を想定すると、昇圧コンバータ１２の作動時は、昇圧コンバータ１２の出力電圧（＝Ｖ１＋α以上の電圧）がＶ２よりも高くなるため、電池Ｂ１の電力のみが電気負荷２に出力される。一方、昇圧コンバータ１２の停止時は、昇圧コンバータ１２の出力電圧（＝Ｖ１）がＶ２よりも低くなるため、電池Ｂ２の電力のみが電気負荷２に出力される。
【００３８】
そこで、本実施の形態によるＥＣＵ１００は、Ｖ２がＶ１＋αを下回らないように、電池Ｂ２の出力Ｐ２を制限する。具体的には、ＥＣＵ１００は、各電池のＳＯＣや温度をパラメータとしてＯＣＶ１、ＯＣＶ２、Ｒ２を算出し、算出されたＯＣＶ１、ＯＣＶ２、Ｒ２を用いてＶ２がちょうどＶ１＋αまで降下するときの電池Ｂ２の出力Ｐ２を算出する。そして、ＥＣＵ１００は、算出された出力Ｐ２を電池Ｂ２の出力上限値Ｐ２ｍａｘ１に設定し、実際の出力Ｐ２を出力上限値Ｐ２ｍａｘ１未満に制限する。
【００３９】
図２は、ＥＣＵ１００が電池Ｂ１，Ｂ２の出力を制御する際の処理手順を示すフローチャートである。図２に示す各ステップ（以下、ステップを「Ｓ」と略す）は、ハードウェア処理によって実現してもよいしソフトウェア処理によって実現してもよい。図２のフローチャートは、ＥＣＵ１００の作動中に所定周期で繰り返し実行される。
【００４０】
Ｓ１０にて、ＥＣＵ１００は、車速とアクセル開度と車両要求出力Ｐｖとの対応関係が予め定められたマップなどを参照して、実際の車速およびアクセル開度に対応する車両要求出力Ｐｖを算出する。
【００４１】
Ｓ１１にて、ＥＣＵ１００は、ＯＣＶ１、ＯＣＶ２、Ｒ２を用いてＶ２がちょうどＶ１＋αまで降下するときの出力Ｐ２を算出し、算出された出力Ｐ２を電池Ｂ２の出力上限値Ｐ２ｍａｘ１に設定する。なお、ＯＣＶ１，ＯＣＶ２，Ｒ２は、各電池のＳＯＣや温度をパラメータとするマップなどを参照して算出される。
【００４２】
ここで、出力上限値Ｐ２ｍａｘ１の具体的な算出方法の一例を以下に説明する。
電池Ｂ２に電流Ｉ２が流れる場合、電池Ｂ２の内部抵抗Ｒ２の影響により、Ｖ２（＝ＣＣＶ２）は、ＯＣＶ２に対してＩ２Ｒ２分だけ降下する（Ｖ２＝ＯＣＶ２−Ｉ２Ｒ２となる）。したがって、電池Ｂ２の許容電圧降下量をＶｄｏｗｎとすると、Ｖｄｏｗｎは下記の式（１ａ）で表わすことができる。
【００４３】
Ｖｄｏｗｎ＝Ｉ２Ｒ２＝ＯＣＶ２−（ＯＣＶ１＋α）  …（１ａ）
出力上限値Ｐ２ｍａｘ１は、その定義より、Ｖ２がＯＣＶ２からＶｄｏｗｎだけ降下するときの電池Ｂ２の出力Ｐ２であるから、下記の式（１ｂ）の関係式が成立する。
【００４４】
Ｐ２ｍａｘ１＝（ＯＣＶ２−Ｖｄｏｗｎ）Ｉ２  …（１ｂ）
ここで、式（１ａ）より、Ｖｄｏｗｎ＝ＯＣＶ２−（ＯＣＶ１＋α）、Ｉ２＝{ＯＣＶ２−（ＯＣＶ１＋α）}／Ｒ２であるから、これらの式を用いて式（１ｂ）を変形すると、下記の式（１ｃ）となる。
【００４５】
Ｐ２ｍａｘ１＝（ＯＣＶ１＋α）（ＯＣＶ２−ＯＣＶ１−α）／Ｒ２  …（１ｃ）
上記の式（１ｃ）にＯＣＶ１、ＯＣＶ２、Ｒ２を代入することによって、Ｐ２ｍａｘ１を算出することができる。
【００４６】
Ｓ１２にて、ＥＣＵ１００は、Ｓ１０で算出されたＰｖおよびＳ１１で算出されたＰ２ｍａｘ１のいずれか小さい方を選択し、選択された値を電池Ｂ２の出力Ｐ２に設定する。したがって、ＰｖがＰ２ｍａｘ１未満である場合はＰ２＝Ｐｖ（＜Ｐ２ｍａｘ１）となり、ＰｖがＰ２ｍａｘ１を超える場合はＰ２＝Ｐ２ｍａｘ１となる。これにより、電池Ｂ２の出力Ｐ２が出力上限値Ｐ２ｍａｘ１未満に制限されることになる。
【００４７】
Ｓ１３にて、ＥＣＵ１００は、Ｐｖ−Ｐ２を電池Ｂ１の出力Ｐ１に設定する。したがって、ＰｖがＰ２ｍａｘ１未満である場合、Ｐ２＝Ｐｖであるから、Ｐ１＝０となる。一方、ＰｖがＰ２ｍａｘ１を超える場合、Ｐ２＝Ｐ２ｍａｘ１であるから、Ｐ１＝Ｐｖ−Ｐ２ｍａｘ１となる。これらの説明から明らかなように、本実施の形態においては、電池Ｂ２の電力が電池Ｂ１の電力よりも優先的に使用される。すなわち、ＰｖがＰ２ｍａｘ１を超えるまでは、Ｐｖ相当の電力が電池Ｂ２から出力され、電池Ｂ１の電力は出力されない。一方、ＰｖがＰ２ｍａｘ１を超えると、電池Ｂ２の出力はＰ２ｍａｘ１に制限され、Ｐ２ｍａｘ１を超える分が電池Ｂ１から出力される。
【００４８】
図３は、ＥＣＵ１００によって制御される電池Ｂ１，Ｂ２の出力および電圧の変化態様の一例を示す図である。
【００４９】
時刻ｔ１以前は、ＰｖがＰ２ｍａｘ１未満であるため、Ｐ２＝Ｐｖ、Ｐ１＝０となる。したがって、電池Ｂ２のみに電流Ｉ２が流れ、Ｖ２はＯＣＶ２よりもＩ２Ｒ２だけ降下する（Ｖ２＝ＯＣＶ２−Ｉ２Ｒ２）。一方、電池Ｂ１には電流が流れないため、Ｖ１はＯＣＶ１に維持される。ただし、時刻ｔ１以前は、Ｖ２の電圧降下後においても、Ｖ２＞Ｖ１＋αである。
【００５０】
時刻ｔ１でＰｖがＰ２ｍａｘ１まで増加すると、Ｐ２がＰ２ｍａｘ１に達し、Ｖ２＝Ｖ１＋αとなる。
【００５１】
時刻ｔ１〜ｔ２の期間においては、ＰｖがＰ２ｍａｘ１を超えている。この期間において、Ｐ２をＰ２ｍａｘ１以上にすると、Ｖ２の電圧降下量がさらに大きくなり、Ｖ２がＶ１＋αを下回ってしまう。そこで、本実施の形態では、Ｐ２がＰ２ｍａｘ１に制限される。これにより、Ｖ２はＯＣＶ１＋αに維持されるので、Ｖ２がＶ１＋αを下回ることが回避される。そのため、電池Ｂ１，Ｂ２のどちらか一方からしか電気負荷２に電力を出力することができなくなってしまうことを抑制することができる。
【００５２】
なお、時刻ｔ１〜ｔ２の期間において、ＰｖがＰ２ｍａｘ１を超えた分は、電池Ｂ１の出力Ｐ１でまかなわれる。そのため、時刻ｔ１〜ｔ２の期間は、図３に示すように、電池Ｂ１にも電流Ｉ１が流れ、Ｖ１がＯＣＶ１よりもＩ１Ｒ１分だけ降下することになる。
【００５３】
時刻ｔ２以降は、再びＰｖがＰ２ｍａｘ１未満となるので、時刻ｔ１以前と同様、Ｐ２＝Ｐｖ、Ｐ１＝０となる。したがって、Ｖ２＞Ｖ１＋αとなる。
【００５４】
以上のように、本実施の形態では、内部抵抗による電圧降下によってＶ２がＶ１＋αを下回らないように、電池Ｂ２の出力Ｐ２を制限する。そのため、電池Ｂ１，Ｂ２のどちらか一方からしか電気負荷２に電力を出力することができなくなってしまうことを抑制することができる。
［実施の形態２］
上述の実施の形態１においては、上述したように、ＰｖがＰ２ｍａｘ１を超えた分は電池Ｂ１の出力Ｐ１でまかなわれる。そのため、電池Ｂ１にも電流Ｉ１が流れ、Ｖ１がＯＣＶ１よりもＩ１Ｒ１分だけ降下する（Ｖ１＝ＯＣＶ１−Ｉ１Ｒ１となる）。このＶ１の降下分を考慮すれば、Ｖ２の降下をさらに許容できるはずである。
【００５５】
そこで、本実施の形態においては、Ｐ２がＰ２ｍａｘ１を超えそうなときには、電池Ｂ１の出力を増加させてＶ１を降下させ、降下後のＶ１（＝ＣＣＶ１）を用いて電池Ｂ２の出力上限値を改めて算出し直す。その他の構造、機能、処理は、前述の実施の形態１と同じであるため、ここでの詳細な説明は繰り返さない。
【００５６】
図４は、本実施の形態のよるＥＣＵ１００が電池Ｂ１，Ｂ２の出力を制御する際の処理手順を示すフローチャートである。なお、図４に示したステップのうち、前述の図２に示したステップと同じ番号を付しているステップについては、既に説明したため詳細な説明はここでは繰り返さない。
【００５７】
Ｓ２０にて、ＥＣＵ１００は、Ｓ１０で算出されたＰｖがＳ１１で算出されたＰ２ｍａｘ１を超えそうか否かを判定する。たとえば、ＥＣＵ１００は、ＰｖとＰ２ｍａｘ１との差が所定値未満である場合に、ＰｖがＰ２ｍａｘ１を超えそうであると判定する。
【００５８】
ＰｖがＰ２ｍａｘ１を超えそうではない場合（Ｓ２０にてＮＯ）、ＥＣＵ１００は、Ｓ２１にてＰ１＝０に設定し、Ｓ２２にてＰ２＝Ｐｖに設定する。
【００５９】
一方、ＰｖがＰ２ｍａｘ１を超えそうである場合（Ｓ２０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、Ｓ２３にて、Ｗｏｕｔ１およびＰｖのいずれか小さい方を選択し、選択された値を電池Ｂ１の出力Ｐ１に設定する。ここで、Ｗｏｕｔ１は、電池Ｂ１の状態（ＳＯＣ、温度など）によって決まる電池Ｂ１の最大出力である。したがって、ＰｖがＷｏｕｔ１未満である場合はＰ１＝Ｐｖとなり、ＰｖがＷｏｕｔ１を超える場合はＰ１＝Ｗｏｕｔ１となる。いずれの場合であっても、電池Ｂ１に電流Ｉ１が流れるため、Ｖ１（＝ＣＣＶ１）がＯＣＶ１−Ｉ１Ｒ１に降下する。
【００６０】
Ｓ２４にて、ＥＣＵ１００は、ＣＣＶ１、ＯＣＶ２、Ｒ２を用いてＶ２がちょうどＶ１＋αまで降下するときの出力Ｐ２を算出し、算出された出力Ｐ２を電池Ｂ２の出力上限値Ｐ２ｍａｘ２に設定する。
【００６１】
出力上限値Ｐ２ｍａｘ２は、上述のＰ２ｍａｘ１と同様の考え方で算出することができる。すなわち、電池Ｂ１，Ｂ２にそれぞれ電流Ｉ１，Ｉ２が流れる場合、内部抵抗Ｒ１，Ｒ２の影響により、Ｖ１（＝ＣＣＶ１）＝ＯＣＶ１−Ｉ１Ｒ１、Ｖ２（＝ＣＣＶ２）＝ＯＣＶ２−Ｉ２Ｒ２となる。したがって、電池Ｂ２の許容電圧降下量Ｖｄｏｗｎは下記の式（２ａ）で表わすことができる。
【００６２】
Ｖｄｏｗｎ＝Ｉ２Ｒ２＝ＯＣＶ２−（ＣＣＶ１＋α）  …（２ａ）
出力上限値Ｐ２ｍａｘ２は、その定義より、Ｖ２がＯＣＶ２からＶｄｏｗｎだけ降下するときの電池Ｂ２の出力Ｐ２であるから、下記の式（２ｂ）の関係式が成立する。
【００６３】
Ｐ２ｍａｘ２＝（ＯＣＶ２−Ｖｄｏｗｎ）Ｉ２  …（２ｂ）
ここで、式（３ａ）より、Ｖｄｏｗｎ＝ＯＣＶ２−（ＣＣＶ１＋α）、Ｉ２＝{ＯＣＶ２−（ＣＣＶ１＋α）}／Ｒ２であるから、これらの式を用いて上記の式（２ｂ）を変形すると、下記の式（２ｃ）となる。
【００６４】
Ｐ２ｍａｘ２＝（ＣＣＶ１＋α）（ＯＣＶ２−ＣＣＶ１−α）／Ｒ２  …（２ｃ）
上記の式（２ｃ）にＣＣＶ１、ＯＣＶ２、Ｒ２を代入することによって、Ｐ２ｍａｘ２を算出することができる。なお、式（２ｃ）は、上述した式（１ｃ）の「ＯＣＶ１」を「ＣＣＶ１」に代えたものである。
【００６５】
Ｓ２５にて、ＥＣＵ１００は、Ｐｖ−Ｐ１およびＰ２ｍａｘ２のいずれか小さい方を選択し、選択された値を電池Ｂ２の出力Ｐ２に設定する。これにより、電池Ｂ２の出力Ｐ２は、Ｖ１の降下分を考慮して算出し直された出力上限値Ｐ２ｍａｘ２未満に制限されることになる。
【００６６】
図５は、本実施の形態によるＥＣＵ１００によって制御される電池Ｂ１，Ｂ２の出力および電圧の変化態様の一例を示す図である。
【００６７】
時刻ｔ１１以前は、ＰｖがＰ２ｍａｘ１を超えそうではないと判定され、Ｐ２＝Ｐｖ、Ｐ１＝０となる。
【００６８】
時刻ｔ１１でＰｖがＰ２ｍａｘ１を超えそうであると判定されると、電池Ｂ１の出力Ｐ１が０から所定のレートでＷｏｕｔ１まで増加される。これにより、電池Ｂ１に電流Ｉ１が流れるため、Ｖ１はＯＣＶ１よりも降下する。このＶ１の降下分だけ、Ｖ２の降下（Ｐ２の増加）が可能になる。
【００６９】
そこで、本実施の形態によるＥＣＵ１００は、時刻ｔ１１以降において、Ｖ２＝Ｖ１（＝ＣＣＶ１）＋αとなるときのＰ２を、出力上限値Ｐ２ｍａｘ２として算出し直す。Ｐ２ｍａｘ２は、Ｖ１の降下が考慮されているので、Ｐ２ｍａｘ１よりも高い値となる。そのため、上述の実施の形態１と同様にＶ２がＶ１＋αを下回ってしまうことを回避しつつ、上述の実施の形態１よりも多くの電力を電池Ｂ１，Ｂ２から引き出すことが可能となる。すなわち、上述の実施の形態１では、電池Ｂ１，Ｂ２の合計最大出力はＰ２ｍａｘ１＋Ｗｏｕｔ１となるが、本実施の形態では、電池Ｂ１，Ｂ２の合計最大出力をＰ２ｍａｘ２＋Ｗｏｕｔ１（＞Ｐ２ｍａｘ１＋Ｗｏｕｔ１）にまで高めることができる。
【００７０】
なお、本実施の形態では、時刻ｔ１１〜ｔ１２の期間は、Ｐ１が最大出力Ｗｏｕｔ１とされ、不足分（＝Ｐｖ−Ｗｏｕｔ１）がＰ２でまかなわれる。そのため、Ｐ２は不足分（＝Ｐｖ−Ｗｏｕｔ１）に応じて変化するので、Ｖ２も不足分（＝Ｐｖ−Ｗｏｕｔ１）に応じて変化する。
【００７１】
時刻ｔ１２以降は、再びＰｖがＰ２ｍａｘ１を超えそうではないと判定される。そのため、時刻ｔ１１以前と同様、Ｐ２＝Ｐｖ、Ｐ１＝０となる。したがって、Ｖ２はＶ１＋αよりも高い値となる。
【００７２】
以上のように、本実施の形態では、ＰｖがＰ２ｍａｘ１を超えそうになると、電池Ｂ１の出力Ｐ１を増加させてＶ１を降下させ、降下後のＶ１（＝ＣＣＶ１）を用いて電池Ｂ２の出力上限値を改めて算出し直す。そのため、上述の実施の形態１と同様にＶ２がＶ１＋αを下回ってしまうことを回避しつつ、上述の実施の形態１よりも多くの電力を電池Ｂ１，Ｂ２から引き出すことが可能となる。
［実施の形態３］
上述の実施の形態２においては、電池Ｂ１，Ｂ２の併用時に、Ｐ１を最大出力Ｗｏｕｔ１に固定し、不足分（＝Ｐｖ−Ｗｏｕｔ１）をＰ２でまかなっていた。
【００７３】
これに対し、本実施の形態では、電池Ｂ１，Ｂ２の併用時に、電池Ｂ１，Ｂ２の電力を最大限まで引き出すように、Ｐ１とＰ２とを協調させて決定する。その他の構造、機能、処理は、前述の実施の形態１と同じであるため、ここでの詳細な説明は繰り返さない。
【００７４】
図６は、本実施の形態によるＥＣＵ１００が電池Ｂ１，Ｂ２の出力を制御する際の処理手順を示すフローチャートである。なお、図６に示したステップのうち、前述の図２、４に示したステップと同じ番号を付しているステップについては、既に説明したため詳細な説明はここでは繰り返さない。
【００７５】
ＰｖがＰ２ｍａｘ１を超えそうである場合（Ｓ２０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、Ｓ３０にて、ＯＣＶ１、ＯＣＶ２、Ｒ１、Ｒ２を用いて、Ｖ２＝Ｖ１＋αかつＰ１＋Ｐ２＝ＰｖとなるときのＰ１、Ｐ２を算出し、算出したＰ１、Ｐ２をそれぞれ電池Ｂ１の出力下限値Ｐ１ｍｉｎ、電池Ｂ２の出力上限値Ｐ２ｍａｘ３に設定する。
【００７６】
以下、Ｖ２＝Ｖ１＋αかつＰ１＋Ｐ２＝ＰｖとなるときのＰ１、Ｐ２の算出手法の一例について説明する。なお、下記の式（３ａ）〜（３ｎ）に限っては、「Ｖ１」はＯＣＶ１を示し、「Ｖ２」はＯＣＶ２を示すものとする。
【００７７】
Ｐ１、Ｐ２は、その定義より下記の式（３ａ）〜（３ｄ）を同時に満たす値でなければならない。
【００７８】
Ｖ２−Ｉ２Ｒ２＝Ｖ１−Ｉ１Ｒ１＋α  …（３ａ）
Ｐ１＝（Ｖ１−Ｉ１Ｒ１）Ｉ１        …（３ｂ）
Ｐ２＝（Ｖ２−Ｉ２Ｒ２）Ｉ２        …（３ｃ）
Ｐｖ＝Ｐ１＋Ｐ２                  …（３ｄ）
式（３ａ）を変形すると、下記の式（３ｅ）が導かれる。
【００７９】
Ｉ２Ｒ２＝Ｖ２−Ｖ１−α＋Ｉ１Ｒ１  …（３ｅ）
また、式（３ｂ）〜（３ｄ）より、下記の式（３ｆ）〜（３ｈ）が導かれる。
【００８０】
Ｐｖ＝（Ｖ１−Ｉ１Ｒ１）Ｉ１＋（Ｖ２−Ｉ２Ｒ２）Ｉ２  …（３ｆ）
Ｒ２Ｐｖ＝（Ｖ１−Ｉ１Ｒ１）Ｉ１Ｒ２＋（Ｖ２−Ｉ２Ｒ２）Ｉ２Ｒ２  …（３ｇ）
Ｒ２Ｐｖ＝（Ｖ１−Ｉ１Ｒ１）Ｉ１Ｒ２
＋（Ｖ１＋α−Ｉ１Ｒ１）（Ｖ２−Ｖ１−α＋Ｉ１Ｒ１）  …（３ｈ）
式（３ｈ）をＩ１について整理すると、下記の式（３ｉ）となる。
【００８１】
【数１】
2014014216.tif 000003
【００８２】
ここで、Ｂ＝Ｒ２Ｖ１−Ｒ１Ｖ２＋２Ｒ１（Ｖ１＋α）、Ｃ＝（Ｖ１＋α）２−（Ｖ１＋α）Ｖ２＋Ｒ２Ｐｖとすれば、Ｉ２は下記の式（３ｊ）で表わされる。
【００８３】
【数２】
2014014216.tif 000004
【００８４】
また、式（３ｃ）より、下記の式（３ｋ）が導かれる。
【００８５】
【数３】
2014014216.tif 000005
【００８６】
これらから、Ｐ１、Ｐ２はそれぞれ下記の式（３ｍ）、（３ｎ）で表わされる。
【００８７】
【数４】
2014014216.tif 000006
【００８８】
ＥＣＵ１００は、上記の式（３ｍ）、（３ｎ）で算出されるＰ１、Ｐ２を、それぞれＰ１ｍｉｎ、Ｐ２ｍａｘ３に設定する。
【００８９】
Ｓ３１にて、ＥＣＵ１００は、電池Ｂ１の出力Ｐ１を、出力下限値Ｐ１ｍｉｎに設定する。Ｓ３２にて、ＥＣＵ１００は、電池Ｂ２の出力Ｐ２を、出力上限値Ｐ２ｍａｘ３に設定する。このように、Ｐ１＝Ｐ１ｍｉｎ、Ｐ２＝Ｐ２ｍａｘ３とすることで、Ｖ２＝Ｖ１＋αとし、かつＰ１＋Ｐ２を最大にすることができる。
【００９０】
なお、Ｐ１＋Ｐ２を最大にする必要がない場合は、Ｐ１≧Ｐ１ｍｉｎの範囲でＰ１を変更したり、Ｐ２≦Ｐ２ｍａｘ３の範囲でＰ２を変更したりすることは可能である。たとえば、Ｐ１＞Ｐ１ｍｉｎ、Ｐ２＜Ｐ２ｍａｘ３とした場合、Ｖ２＞Ｖ１＋αとなるため、問題はない。一方、Ｐ１＜Ｐ１ｍｉｎ、Ｐ２＞Ｐ２ｍａｘ３としてしまうと、Ｖ２＜Ｖ１＋αとなってしまうため、このような範囲にＰ１、Ｐ２を設定することはできない。
【００９１】
図７は、本実施の形態によるＥＣＵ１００によって制御される電池Ｂ１，Ｂ２の出力および電圧の変化態様の一例を示す図である。
【００９２】
時刻ｔ２１以前は、Ｐｖ＜Ｐ２ｍａｘ１のため、Ｐ２＝Ｐｖ、Ｐ１＝０となる。この期間はＶ２＞Ｖ１＋αとなる。
【００９３】
時刻ｔ２１〜ｔ２２の期間は、Ｐｖ＞Ｐ２ｍａｘ１となる。この期間は、電池Ｂ１，Ｂ２の双方の出力でＰｖがまかなわれる。この際、本実施の形態では、Ｐ１と協調させてＰ２を決定する。具体的には、Ｐ１＝Ｐ１ｍｉｎ、Ｐ２＝Ｐ２ｍａｘ３とする。これにより、Ｖ２＝Ｖ１＋αとしつつ、電池Ｂ１，Ｂ２の電力を最大限まで引き出すことができる。
【００９４】
時刻ｔ２２以降は、再びＰｖ＜Ｐ２ｍａｘ１となるため、時刻ｔ２１以前と同様、Ｐ２＝Ｐｖ、Ｐ１＝０となる。この期間もＶ２＞Ｖ１＋αとなる。
【００９５】
以上のように、本実施の形態では、ＰｖがＰ２ｍａｘ１を超えそうになると、電池Ｂ１の出力Ｐ１を増加させて、電池Ｂ１，Ｂ２を併用する。この際、電池Ｂ１，Ｂ２の電力を最大限まで引き出すように、Ｐ１とＰ２とを協調させて決定する。そのため、Ｖ２がＶ１＋αを下回ってしまうことを回避しつつ、電池Ｂ１，Ｂ２から最大限の電力を引き出すことができる。
［電池Ｂ２の接続態様の変形例］
上述の実施の形態１〜３では、図１に示すように、電池Ｂ２を電気負荷２（主正極線ＭＰＬおよび主負極線ＭＮＬ）に直接接続していた。この回路構成においては、ＭＧ２の回生電力を用いて電池Ｂ１，Ｂ２の双方を充電できる。
【００９６】
しかしながら、電池Ｂ２と電気負荷２との接続態様は図１に示す態様に限定されるものではない。
【００９７】
たとえば、図８に示すように、電池Ｂ２の正極と主正極線ＭＰＬとの間に、電池Ｂ２の正極から主正極線ＭＰＬに向かう方向を順方向とするダイオードＤ３を設けてもよい。この回路構成では、ＭＧ２の回生発電時に電池Ｂ２に過電流が流れ込むのを防ぐことができる。
【００９８】
また、図９に示すように、電池Ｂ２の正極と主正極線ＭＰＬとの間に、上述のダイオードＤ３と、ダイオードＤ３に並列接続されるスイッチング素子Ｑ３とを設けるようにしてもよい。この回路構成では、ＭＧ２の回生発電時において、電池Ｂ２の充電と過電流防止とをスイッチング素子Ｑ３のオンオフを制御することによって選択的に実現することができる。
【００９９】
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。
【符号の説明】
【０１００】
１  電源システム、２  電気負荷、１２  昇圧コンバータ、２４−１〜２４−３  電流センサ、２５−１，２５−２，２６  電圧センサ、３０  インバータ、３０−１  第１インバータ、３０−２  第２インバータ、３２−１  第１モータジェネレータ、３２−２  第２モータジェネレータ、Ｂ１，Ｂ２  電池、Ｃ１，Ｃ２  平滑コンデンサ、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３  ダイオード、Ｌ１  リアクトル、ＭＮＬ  主負極線、ＭＰＬ  主正極線、ＮＬ１  負極線、ＰＬ１  正極線、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３  スイッチング素子。
【図１】
2014014216.tif 000007
【図２】
2014014216.tif 000008
【図３】
2014014216.tif 000009
【図４】
2014014216.tif 000010
【図５】
2014014216.tif 000011
【図６】
2014014216.tif 000012
【図７】
2014014216.tif 000013
【図８】
2014014216.tif 000014
【図９】
2014014216.tif 000015