(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電装置と、
前記蓄電装置の電圧を昇圧して車両の電気負荷に供給する昇圧コンバータと、
前記昇圧コンバータを連続的に作動させる連続昇圧モードと、前記昇圧コンバータを間欠的に作動させる間欠昇圧モードとで前記昇圧コンバータを制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記蓄電装置の温度が所定値以下の場合には、前記間欠昇圧モードでの前記昇圧コンバータの動作を禁止し、前記連続昇圧モードで前記昇圧コンバータを動作させる、車両の電源装置。
【請求項２】
前記所定値は、前記間欠昇圧モードで前記昇圧コンバータが動作した場合における前記昇圧コンバータの通過電流の絶対値が最大値を示す時に前記蓄電装置の電圧が前記蓄電装置の上限電圧または下限電圧となる蓄電装置の温度に基づいて決定される、請求項１に記載の車両の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータで駆動輪を駆動可能な車両において、バッテリの電圧を昇圧してモータを駆動するインバータに供給する構成が知られている。
【０００３】
特開２０１０−１７２１３９号公報（特許文献１）には、バッテリの温度が所定値よりも低い場合には、バッテリの温度が所定値よりも高い場合に比べて、昇圧コンバータの昇圧電圧目標値を低く制限する旨が記載されている。このように制御することによって、バッテリ低温時における昇圧電圧を平滑する平滑コンデンサに過電圧が印加されるのを防ぐことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１７２１３９号公報
【特許文献２】特開２００７−２９０４７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、モータジェネレータでの電流消費が少ない場合に、昇圧コンバータの動作と停止を間欠的に行なうことによって、昇圧コンバータのスイッチングによる電力損失を低減する間欠昇圧制御を実行することが考えられる。この制御を行なう場合に、昇圧コンバータを通過する電流やバッテリに出入りする電流も、電流が流れる場合と流れない場合とが高速に切り替わり変動する。
【０００６】
ところで、車両制御を行なうＥＣＵ（Electric Control  Unit）の構成によっては、制御に使用する電流のデータを計測する周期が遅いため、電流変化を精度よく観測できない場合が考えられる。この場合、電流の制御性が低下する可能性がある。
【０００７】
また、バッテリ温度が低いと一般に内部抵抗が大きくなるので、電流変動に対するバッテリ電圧変動も大きくなる。したがって、バッテリ温度が低い場合に、電流の制御性が低下した状態で間欠昇圧制御を行なうと、バッテリ電圧は制御性が低下した状態で大きく変動する。そのため、バッテリ電圧を限界電圧範囲内に収めるように制御できずに、バッテリ電圧が限界電圧値を超えてしまう可能性がある。その結果、電池性能が低下する可能性がある。
【０００８】
本発明の目的は、間欠昇圧制御による電力損失低減効果を生かしつつ、電池性能が低下することを防止することができる車両の電源装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、要約すると、車両の電源装置であって、蓄電装置と、蓄電装置の電圧を昇圧して車両の電気負荷に供給する昇圧コンバータと、昇圧コンバータを連続的に作動させる連続昇圧モードと、昇圧コンバータを間欠的に作動させる間欠昇圧モードとで昇圧コンバータを制御する制御装置とを備える。制御装置は、蓄電装置の温度が所定値以下の場合には、間欠昇圧モードでの昇圧コンバータの動作を禁止する。
【００１０】
低温時には、蓄電装置の内部抵抗が増大するので、電流の変動が蓄電装置の電圧変動に与える影響が大きくなる。したがって、可能な場合には、間欠昇圧モードで昇圧コンバータを制御することによって、電力損失を低減させるとともに、蓄電装置の内部抵抗が増大する低温時に間欠昇圧モードでの昇圧コンバータの動作を禁止することによって、蓄電装置の保護の観点から決められている限界電圧値を確実に守ることができる。
【００１１】
好ましくは、所定値は、間欠昇圧モードで昇圧コンバータが動作した場合における昇圧コンバータの通過電流の絶対値が最大値を示す時に蓄電装置の電圧が蓄電装置の上限電圧または下限電圧となる蓄電装置の温度に基づいて決定される。
【００１２】
このように温度のしきい値を定めることによって、間欠昇圧モードが適切な温度範囲で許可される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、電動車両において、間欠昇圧制御による電力損失低減効果を生かしつつ、電池性能が低下することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態による電動車両の代表例として示されるハイブリッド車両の構成例を説明するためのブロック図である。
【図２】図１に示したハイブリッド車両の電気システムの構成例を説明する回路図である。
【図３】コンバータ２００による昇圧制御の手順を表わすフローチャートである。
【図４】図３のフローチャートのステップＳＴ２５の詳細を示すフローチャートである。
【図５】連続昇圧モードと間欠昇圧モードの動作を説明するための波形図である。
【図６】間欠昇圧モードでコンバータ２００が制御されている場合の電池電流ＩＢについて説明するための波形図である。
【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返さない。
【００１６】
図１は、本発明の実施の形態による電動車両の代表例として示されるハイブリッド車両の構成例を説明するためのブロック図である。
【００１７】
図１を参照して、ハイブリッド車両は、「内燃機関」に対応するエンジン１００と、第１ＭＧ（Motor  Generator）１１０と、第２ＭＧ１２０と、動力分割機構１３０と、減速機１４０と、バッテリ１５０と、駆動輪１６０と、制御装置５００とを備える。制御装置５００は、ＰＭ（Power  Management）−ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）１７０と、ＭＧ（Motor  Generator）−ＥＣＵ１７２とを含んで構成される。
【００１８】
ハイブリッド車両は、エンジン１００および第２ＭＧ１２０のうちの少なくともいずれか一方からの駆動力により走行する。エンジン１００、第１ＭＧ１１０および第２ＭＧ１２０は、動力分割機構１３０を介して連結されている。
【００１９】
動力分割機構１３０は、代表的には、遊星歯車機構として構成される。動力分割機構１３０は、外歯歯車のサンギヤ１３１と、このサンギヤ１３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ１３２と、サンギヤ１３１に噛合するとともにリングギヤ１３２に噛合する複数のピニオンギヤ１３３と、キャリア１３４とを含む。キャリア１３４は、複数のピニオンギヤ１３３を自転かつ公転自在に保持するように構成される。
【００２０】
動力分割機構１３０によって、エンジン１００が発生する動力は、２経路に分割される。一方は減速機１４０を介して駆動輪１６０を駆動する経路である。もう一方は、第１ＭＧ１１０を駆動させて発電する経路である。
【００２１】
第１ＭＧ１１０および第２ＭＧ１２０は、代表的には、永久磁石モータによって構成された、三相交流回転電機である。
【００２２】
第１ＭＧ１１０は、主に「発電機」として動作して、動力分割機構１３０により分割されたエンジン１００からの駆動力により発電することができる。第１ＭＧ１１０により発電された電力は、車両の走行状態や、バッテリ１５０のＳＯＣ（State  Of  Charge）の状態に応じて使い分けられる。その後、この電力は、後述するコンバータにより電圧が調整されてバッテリ１５０に蓄えられる。なお、第１ＭＧ１１０は、エンジン始動時にエンジン１００をモータリングする場合等には、トルク制御の結果として電動機として動作することも可能である。
【００２３】
第２ＭＧ１２０は、主に「電動機」として動作して、バッテリ１５０に蓄えられた電力および第１ＭＧ１１０により発電された電力のうちの少なくともいずれかの電力を使用して駆動される。第２ＭＧ１２０が発生する動力は、駆動軸１３５へ伝達され、さらに減速機１４０を介して駆動輪１６０に伝達される。これにより、第２ＭＧ１２０は、エンジン１００をアシストしたり、第２ＭＧ１２０からの駆動力により車両を走行させたりする。
【００２４】
ハイブリッド車両の回生制動時には、減速機１４０を介して駆動輪１６０により第２ＭＧ１２０が駆動される。この場合には、第２ＭＧ１２０は発電機として動作する。これにより第２ＭＧ１２０は、制動エネルギを電力に変換する回生ブレーキとして機能する。第２ＭＧ１２０により発電された電力は、バッテリ１５０に蓄えられる。
【００２５】
バッテリ１５０は、複数のバッテリセルを一体化したバッテリモジュールを、さらに複数直列に接続して構成された組電池である。バッテリ１５０の電圧は、たとえば２００Ｖ程度である。バッテリ１５０は、第１ＭＧ１１０もしくは第２ＭＧ１２０により発電された電力によって充電することができる。バッテリ１５０の温度・電圧・電流は、電池センサ１５２により検出される。電池センサ１５２は、温度センサ、電圧センサ、電流センサを包括的に標記するものである。
【００２６】
ＰＭ−ＥＣＵ１７０およびＭＧ−ＥＣＵ１７２は、図示しないＣＰＵ（Central  Processing  Unit）およびメモリを内蔵して構成され、当該メモリに記憶されたマップおよびプログラムに従うソフトウェア処理によって、各センサによる検出値に基づく演算処理を実行するように構成される。あるいは、ＰＭ−ＥＣＵ１７０およびＭＧ−ＥＣＵ１７２の少なくとも一部は、専用の電子回路等によるハードウェア処理によって、所定の数値演算処理および／または論理演算処理を実行するように構成されてもよい。
【００２７】
エンジン１００は、ＰＭ−ＥＣＵ１７０からの動作指令値に従って制御される。第１ＭＧ１１０、第２ＭＧ１２０、コンバータ２００、インバータ２１０，２２０は、ＭＧ−ＥＣＵ１７２によって制御される。ＰＭ−ＥＣＵ１７０とＭＧ−ＥＣＵ１７２とは双方向に通信可能に接続される。
【００２８】
なお、本実施の形態では、ＰＭ−ＥＣＵ１７０およびＭＧ−ＥＣＵ１７２を別個のＥＣＵによって構成するが、両者の機能を包括する単一のＥＣＵを設けてもよい。
【００２９】
図２は、図１に示したハイブリッド車両の電気システムの構成例を説明する回路図である。
【００３０】
図２を参照して、ハイブリッド車両の電気システムには、コンバータ２００と、第１ＭＧ１１０に対応するインバータ２１０と、第２ＭＧ１２０に対応するインバータ２２０と、ＳＭＲ（System  Main  Relay）２３０と、コンデンサＣ１，Ｃ２とが設けられる。
【００３１】
コンバータ２００は、直列接続された２個の電力用半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２（以下、単に「スイッチング素子」とも称する）と、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に対応して設けられたダイオードＤ１，Ｄ２と、リアクトルＬを含む。
【００３２】
スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、正極線ＰＬ２とバッテリ１５０の負極に接続される接地線ＧＬとの間に直列に接続される。スイッチング素子Ｑ１のコレクタは正極線ＰＬ２に接続され、スイッチング素子Ｑ２のエミッタは接地線ＧＬ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。そして、スイッチング素子Ｑ１およびダイオードＤ１は、コンバータ２００の上アームを構成し、スイッチング素子Ｑ２およびダイオードＤ２は、コンバータ２００の下アームを構成する。
【００３３】
電力用半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２としては、ＩＧＢＴ（Insulated  Gate  Bipolar  Transistor）、電力用ＭＯＳ（Metal  Oxide  Semiconductor）トランジスタ、電力用バイポーラトランジスタ等を適宜採用することができる。各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン／オフは、ＭＧ−ＥＣＵ１７２からのスイッチング制御信号によって制御される。
【００３４】
リアクトルＬの一方端は、バッテリ１５０の正極に接続される正極線ＰＬ１に接続され、他方端は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続ノード、すなわち、スイッチング素子Ｑ１のエミッタとスイッチング素子Ｑ２のコレクタとの接続点に接続される。
【００３５】
コンデンサＣ２は、正極線ＰＬ２と接地線ＧＬとの間に接続される。コンデンサＣ２は、正極線ＰＬ２および接地線ＧＬ間の電圧変動の交流成分を平滑化する。コンデンサＣ１は、正極線ＰＬ１と接地線ＧＬとの間に接続される。コンデンサＣ１は、正極線ＰＬ１および接地線ＧＬ間の電圧変動の交流成分を平滑化する。
【００３６】
リアクトルＬに流れる電流（以下、リアクトル電流）ＩＬは、電流センサＳＥＩＬによって検出される。電圧センサ１８０は、コンバータ２００の出力電圧であるコンデンサＣ２の端子間電圧、すなわち正極線ＰＬ２と接地線ＧＬとの間の電圧ＶＨ（システム電圧）を検出し、その検出値をＭＧ−ＥＣＵ１７２へ出力する
コンバータ２００と、インバータ２１０およびインバータ２２０とは、正極線ＰＬ２および接地線ＧＬを介して、互いに電気的に接続される。
【００３７】
コンバータ２００は、昇圧動作時には、バッテリ１５０から供給された直流電圧ＶＢ（コンデンサＣ１の両端の電圧）を昇圧し、昇圧されたシステム電圧ＶＨをインバータ２１０，２２０へ供給する。より具体的には、ＭＧ−ＥＣＵ１７２からのスイッチング制御信号に応答して、スイッチング素子Ｑ１のオン期間およびＱ２のオン期間が交互に設けられ、昇圧比は、これらのオン期間の比に応じたものとなる。
【００３８】
コンバータ２００は、降圧動作時には、コンデンサＣ２を介してインバータ２１０，２２０から供給されたシステム電圧ＶＨを降圧してバッテリ１５０を充電する。より具体的には、ＭＧ−ＥＣＵ１７２からのスイッチング制御信号に応答して、スイッチング素子Ｑ１のみがオンする期間と、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の両方がオフする期間とが交互に設けられ、降圧比は上記オン期間のデューティ比に応じたものとなる。
【００３９】
コンバータ２００の昇降圧停止時には、スイッチング素子Ｑ１がオン固定に設定され、スイッチング素子Ｑ２がオフ固定に設定される。
【００４０】
インバータ２１０は、一般的な三相インバータで構成され、Ｕ相アーム１５と、Ｖ相アーム１６と、Ｗ相アーム１７とを含む。アーム１５〜１７は、スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８と、逆並列ダイオードＤ３〜Ｄ８とを含む。
【００４１】
インバータ２１０は、車両走行時には、車両走行に要求される駆動力（車両駆動トルク、発電トルク等）を発生するために設定される動作指令値（代表的にはトルク指令値）に従って第１ＭＧ１１０が動作するように、第１ＭＧ１１０の各相コイルの電流または電圧を制御する。すなわち、インバータ２１０は、正極線ＰＬ２および第１ＭＧ１１０の間で双方向のＤＣ／ＡＣ電力変換を実行する。
【００４２】
インバータ２２０は、インバータ２１０と同様に、一般的な三相インバータで構成される。インバータ２２０は、車両走行時には、車両走行に要求される駆動力（車両駆動トルク、回生制動トルク等）を発生するために設定される動作指令値（代表的にはトルク指令値）に従って第２ＭＧ１２０が動作するように、第２ＭＧ１２０の各相コイルの電流または電圧を制御する。すなわち、インバータ２２０は、正極線ＰＬ２および第２ＭＧ１２０の間で双方向のＤＣ／ＡＣ電力変換を実行する。
【００４３】
ＰＭ−ＥＣＵ１７０は、アクセル開度Ａｃｃおよびハイブリッド車両の車速Ｖに基づいて、第１ＭＧ１１０のトルク指令値ＴＲ１、および第２ＭＧ１２０のトルク指令値ＴＲ２を算出する。
【００４４】
ＭＧ−ＥＣＵ１７２は、ＰＭ−ＥＣＵ１７０で算出された第１ＭＧ１１０のトルク指令値ＴＲ１、第２ＭＧ１２０のトルク指令値ＴＲ２、第１ＭＧ１１０のモータ回転数ＭＲＮ１，第２ＭＧ１２０のモータ回転数ＭＲＮ２に基づいて、コンバータ２００の出力電圧（システム電圧）ＶＨの最適値（目標値）、すなわち指令電圧ＶＨ＊を算出する。ＭＧ−ＥＣＵ１７２は、電圧センサ１８０によって検出されるコンバータ２００の出力電圧ＶＨと、指令電圧ＶＨ＊とに基づいて、出力電圧ＶＨを指令電圧ＶＨ＊に制御するためデューティ比を計算し、コンバータ２００を制御する。
【００４５】
ＭＧ−ＥＣＵ１７２は、コンバータ２００を連続昇圧モードと、間欠昇圧モードのいずれかに設定して制御する。連続昇圧モードは、コンバータ２００が昇圧動作を停止することなく実行するモードである。間欠昇圧モードは、コンバータ２００が昇圧動作と、昇圧動作の停止とを間欠的に繰り返すモードである。コンバータ２００が昇圧動作を実行するときには、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン／オフが切り換えられる。コンバータ２００が昇圧動作を停止するときには、スイッチング素子Ｑ１がオン固定に設定され、スイッチング素子Ｑ２がオフ固定に設定される。
【００４６】
連続昇圧モードでコンバータ２００が昇圧しない場合と、間欠昇圧モードでコンバータ２００が昇圧を停止する場合とは、以下の点で相違する。
【００４７】
連続昇圧モードは、コンバータ２００を停止することなく動作を行なうモードである。コンバータ２００が動作中であるときは、バッテリ１５０の電圧がコンバータ２００を介してインバータ２１０，２２０へ供給される。たとえば、デューティ比が１でコンバータ２００が昇圧をせずにバッテリ１５０の電圧がそのままインバータ２１０，２２０へ供給される場合も、連続昇圧モードの動作に含まれる。
【００４８】
一方、間欠昇圧モードでコンバータ２００が昇圧を停止するときには、バッテリ１５０の電圧がコンバータ２００を介してインバータ２１０，２２０へ供給されることがない。
【００４９】
図３は、コンバータ２００による昇圧制御の手順を表わすフローチャートである。図５は、連続昇圧モードと間欠昇圧モードの動作を説明するための波形図である。
【００５０】
なお、図５（ａ）は、連続昇圧モードと間欠昇圧モードにおけるコンバータ２００の出力電圧（システム電圧）ＶＨを表わす図である。図５（ｂ）は、連続昇圧モードと間欠昇圧モードにおけるリアクトル電流ＩＬを表わす図である。リアクトル電流ＩＬは、実際には、コンバータ２００のスイッチングによって変動するが、図５（ｂ）では、スイッチングによる変動成分を平滑化したものが示されている。図５（ｃ）は、連続昇圧モードと間欠昇圧モードにおけるスイッチングによる昇圧損失電力量ＬＰを表わす図である。
【００５１】
図２、図３を参照して、ステップＳＴ１０において、制御装置５００は、コンバータ２００を連続昇圧モードに設定する。コンバータ２００は、昇圧動作を停止することなく昇圧動作を実行する。
【００５２】
その後、ステップＳＴ２０において、制御装置５００は、過去の所定期間のリアクトル電流ＩＬの平均値ＩＬＭがしきい値ＴＨ１未満になると、処理をステップＳＴ２５に進ませる。ステップＳＴ２５では、制御装置５００は、間欠昇圧モードに設定するか否かを判断するために、電池条件を確認する。
【００５３】
図４は、図３のフローチャートのステップＳＴ２５の詳細を示すフローチャートである。図２、図４を参照して、ステップＳＴ２５の処理が開始されると、ステップＳＴ１００において、制御装置５００は、電池温度ＴＢを電池センサ１５２から取得し、電池温度ＴＢがしきい値よりも低いか否かを判断する。
【００５４】
ステップＳＴ１００において、電池温度ＴＢがしきい値よりも低い場合には、制御装置５００は、ステップＳＴ１１０に処理を進ませて、間欠昇圧モードを禁止する旨判定して、図２のフローチャートのステップＳＴ１０に処理を戻す。この場合には、コンバータ２００は、連続昇圧モードに設定され、動作を行なう。
【００５５】
ステップＳＴ１００において、電池温度ＴＢがしきい値以上である場合には、制御装置５００は、ステップＳＴ１２０に処理を進ませて、間欠昇圧モードを許可する旨判定して、図２のフローチャートのステップＳＴ３０に処理を進ませる。この場合には、コンバータ２００は、間欠昇圧モードに設定され、動作を行なう。
【００５６】
ステップＳＴ３０において、制御装置５００は、コンバータ２００を間欠昇圧モードに設定する。間欠昇圧モードに設定した場合、制御装置５００は、まず、コンバータ２００による昇圧動作を停止させる（たとえば、図５の（１）の時点を参照）。
【００５７】
コンバータ２００の昇圧動作が停止すると、バッテリ１５０から電流が出力されないのでリアクトル電流ＩＬが０となり、昇圧損失電力量ＬＰは０となる。コンバータ２００の昇圧動作が停止されているときには、コンデンサＣ２に蓄積された電力で、第１ＭＧ１１０および／または第２ＭＧ１２０が駆動される。コンデンサＣ２から電荷が放出されることによって、システム電圧ＶＨが減少することになる。
【００５８】
その後、ステップＳＴ４０において、制御装置５００は、システム電圧ＶＨと指令電圧ＶＨ＊との乖離量｜ＶＨ＊−ＶＨ｜が限界値ΔＶＨ以上となったときには、処理をステップＳＴ５０に進ませる。ステップＳＴ５０において、制御装置５００は、コンバータ２００による昇圧動作を再開させる（たとえば、図５の（２）の時点を参照）。
【００５９】
コンバータ２００の昇圧動作が再開すると、コンデンサＣ２を充電しながら第１ＭＧ１１０および／または第２ＭＧ１２０を駆動するのに必要な電流（復帰電流）がバッテリ１５０から供給されるため、リアクトル電流ＩＬが増加し、昇圧損失電力量ＬＰが増加する。
【００６０】
その後、ステップＳＴ６０において、制御装置５００は、システム電圧ＶＨが指令電圧ＶＨ＊と等しくなると、処理をステップＳＴ７０に進ませる。ステップＳＴ７０において、制御装置５００は、コンバータ２００による昇圧動作を停止させる（たとえば、図５の（３）の時点を参照）。ステップＳＴ７０の次には、再びステップＳＴ４０以降の処理が実行される。
【００６１】
一方、ステップＳＴ８０において、制御装置５００は、過去の所定期間のリアクトル電流ＩＬの平均値ＩＬＭがしきい値ＴＨ２を超えるようになると、ステップＳＴ９０に処理を進めてコンバータ２００を連続昇圧モードに設定する。コンバータ２００は、停止することなく昇圧動作を実行する（たとえば、図５の（４）の時点を参照）。図５の（４）の時点では、指令電圧ＶＨ＊が増加し、リアクトル電流ＩＬが増加していることが示されている。ステップＳＴ９０が実行された後にはこのフローチャートの処理は終了する。
【００６２】
図５（ｃ）では、間欠昇圧モードの１つの昇圧停止期間と後続の昇圧期間を１組としたときに、昇圧損失電力量ＬＰがどれだけ低減したかが示されている。基準損失電力ＢＳよりも上側にある昇圧損失電力量ＬＰを表わす線と基準損失電力ＢＳを表わす線の間の領域の面積Ｐ３は、連続昇圧モードで動作するよりも増加した昇圧損失電力量ＬＰの合計を表わす。基準損失電力ＢＳよりも下側にある昇圧損失電力量ＬＰを表わす線と基準損失電力ＢＳを表わす線の間の領域の面積Ｐ０は、連続昇圧モードで動作するよりも減少した昇圧損失電力量の合計を表わす。Ｐ０からＰ２（＝Ｐ３）を減算した値Ｐ１が、１組の昇圧停止期間と後続の昇圧期間において、間欠昇圧モードで動作させることによって連続昇圧モードで動作させるよりも低減した昇圧損失電力量の合計である。
【００６３】
図５（ｃ）に示されるように、間欠昇圧モードに設定することによって、昇圧損失電力量を減少させることができる。また、昇圧停止期間が長いほど、損失低減効果が大きくなる。
【００６４】
以上のように、電流ＩＬの平均値ＩＬＭがしきい値ＴＨ２より大きい場合には、間欠昇圧モードから連続昇圧モードに変更され、電流ＩＬの平均値ＩＬＭがしきい値ＴＨ１より小さい場合には、連続昇圧モードから間欠昇圧モードに変更される。頻繁なモード変更を抑制するためには、ＴＨ１＞ＴＨ２であることが好ましい。
【００６５】
ここで、ステップＳＴ２５において、電池条件を判断して間欠昇圧モードに移行するか否かを決定しているのは、電池温度が低い場合に間欠昇圧モードでコンバータ２００を制御すると、電池電圧ＶＢの変動が許容値を超える恐れがあるためである。そこで、電池温度ＴＢがしきい値よりも低い場合には、間欠昇圧モードを実行すべきでないと判断し、間欠昇圧モードへの移行を禁止している。これにより、可能な場合には間欠昇圧モードでコンバータ２００を制御して燃費を改善しつつ、電池温度が低い場合には電池の保護を確実に行なうことができる。
【００６６】
次に、図４のステップＳ１００で用いられる判定しきい値の決定方法について以下に説明する。
【００６７】
図６は、間欠昇圧モードでコンバータ２００が制御されている場合の電池電流ＩＢについて説明するための波形図である。図６を参照して、電池電流ＩＢには、図５に示した時点（２）〜（３）の間の復帰電流に対応したパルス状の電流ピークが生じる。このピーク電流ＩＢｍａｘが流れた場合に電池電圧ＶＢが上限値を超えず、下限値を下回らないことが電池保護の観点から大切である。
【００６８】
電池電圧ＶＢは以下の式で表される。
ＶＢ＝ＯＣＶ−（ＩＢ×Ｒ）
ここで、ＯＣＶは、解放端電圧を示し、ＩＢは電池電流を示し、Ｒは電池の内部抵抗を示す。なおＩＢは、放電時に正の値となり、充電時には負の値となる。電池温度が低い場合には内部抵抗Ｒは大きくなる。上式でわかるように、電池温度が低く内部抵抗Ｒが大きくなっている場合には、電池電流ＩＢの変動に対して電池電圧ＶＢの変動も大きくなる。
【００６９】
加えて、間欠昇圧制御を行なうと、電池電流ＩＢが高速に変動する。電池電流ＩＢの絶対値が大きくなった時には、モータに制限を掛けるなどすれば、間欠制御を行なうこともできるが、電流を観測する時間間隔が電流の変動の間隔に比べて十分小さくないと正確な電流の観測ができない。しかし、電流を観測する時間間隔を小さくすると高速ＣＰＵを使用したり、通信頻度を上げるなどしなくてはならず、コスト上昇の要因となる。
【００７０】
本実施の形態では、電池温度ＴＢがしきい値よりも低い場合には、間欠昇圧モードに移行しないように制御している。このときのしきい値は、図５に示した時点（２）〜（３）の復帰電流の絶対値が最大の時に、電池の電圧が、電池保護の観点から定められている上限電圧を超える電池温度または下限電圧を下回る電池温度をしきい値として設定する。
【００７１】
図６の電流ＩＢｍａｘは、復帰電流ＩＬ最大値に対して、予想される補機消費電流やエアコン電流を加算して推定することができる。そして推定したＩＢｍａｘとＯＣＶとから電池電圧ＶＢが上限値または下限値と等しくなる電池抵抗Ｒが算出できる。
【００７２】
この電池抵抗Ｒとなる電池温度を間欠昇圧モードを許可するか否かのしきい値とすることができる。
【００７３】
なお、ＯＣＶや、ＩＢｍａｘは、電池の充電状態ＳＯＣや、負荷の消費電流によって変動し得るが、たとえば、電池電圧上限値、電池電圧下限値に対して最も厳しい条件の場合の値を使用することができる。また、ＳＯＣや負荷の消費電流を変数とするマップをあらかじめ実験的に求めて用意しておいても良い。
【００７４】
最後に、再び図２を参照して本実施の形態について総括する。車両の電源装置は、蓄電装置（バッテリ１５０）と、バッテリ１５０の電圧を昇圧して車両の電気負荷に供給する昇圧コンバータ２００と、昇圧コンバータ２００を連続的に作動させる連続昇圧モードと、昇圧コンバータ２００を間欠的に作動させる間欠昇圧モードとで昇圧コンバータ２００を制御する制御装置５００とを備える。図４に示すように、制御装置５００は、バッテリ１５０の温度が所定値以下の場合には、間欠昇圧モードでの昇圧コンバータ２００の動作を禁止する。
【００７５】
好ましくは、所定値は、間欠昇圧モードで昇圧コンバータ２００が動作した場合における昇圧コンバータ２００の通過電流の絶対値が最大値を示す時にバッテリ１５０の電圧ＶＢがバッテリ１５０の上限電圧または下限電圧となるバッテリ１５０の温度ＴＢに基づいて決定される。
【００７６】
なお、本発明の実施形態では、連続昇圧モードと間欠昇圧モードを設けたが、連続降圧モードと間欠降圧モードを設けることとしてもよい。すなわち、ＭＧ−ＥＣＵ１７２は、コンバータ２００を連続降圧モードと、間欠降圧モードのいずれかに設定する。連続降圧モードは、コンバータ２００が降圧動作を停止することなく実行するモードである。間欠降圧モードは、コンバータ２００が降圧動作と、降圧動作の停止とを間欠的に繰り返すモードである。コンバータ２００が降圧動作を実行するときには、スイッチング素子Ｑ１のみがオンする期間と、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の両方がオフする期間とが交互に切り換えられる。コンバータ２００が降圧動作を停止するときには、スイッチング素子Ｑ１がオン固定に設定され、スイッチング素子Ｑ２がオフ固定に設定される。
【００７７】
このような間欠降圧モード時においても電池温度が低いと電池電圧が上限値を上回ったり下限値を下回ったりする可能性が生じる。したがって、電池温度がしきい値よりも低い場合に間欠降圧モードでの動作を禁止することによって、電池の保護が良好に行なえる。
【００７８】
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。
【符号の説明】
【００７９】
１００  エンジン、１１０  第１ＭＧ、１２０  第２ＭＧ、１１２，１２２  中性点、１３０  動力分割機構、１３１  サンギヤ、１３２  リングギヤ、１３３  ピニオンギヤ、１３４  キャリア、１３５  リングギヤ軸（駆動軸）、１４０  減速機、１５０  バッテリ、１５２  電池センサ、１６０  駆動輪、１７０  ＰＭ−ＥＣＵ、１７２  ＭＧ−ＥＣＵ、１８０  電圧センサ、２００  コンバータ、２１０，２２０  インバータ、２３０  ＳＭＲ、５００  制御装置、ＰＬ１，ＰＬ２  正極線、ＧＬ  接地線、Ｑ１〜Ｑ８  スイッチング素子、Ｄ１〜Ｄ８  ダイオード、Ｃ１，Ｃ２  コンデンサ、Ｌ  リアクトル。
【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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