(57)【要約】【課題】電力変換器の動作モードを好適に切り替える。【解決手段】電源制御装置（４０）は、複数の蓄電装置（３１、３２）が電気的に直列に接続された状態で電力変換を行う第１モードと複数の蓄電装置が電気的に並列に接続された状態で電力変換を行う第２モードとの間で動作モードを切替可能な電力変換器（３３）を備える電源システム（３０）を制御する電源制御装置であって、電源システムに入力可能な又は出力可能な許容電力を示す電力制限値（Ｗ（０））を、第２制限値（Ｗ（ｐ））から第１制限値（Ｗ（ｓ））に変更する変更手段（４０）と、変更手段が電力制限値を第１制限値に変更した後に、電力変換器の動作モードを第２モードから第１モードに切り替える切替手段（４０）とを備える。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ｉ）複数の蓄電装置と、（ｉｉ）負荷に対して電気的に接続される電源配線と前記複数の蓄電装置との間で電力変換を行うと共に、前記電源配線に対して前記複数の蓄電装置が電気的に直列に接続された状態で前記電力変換を行う第１モードと前記電源配線に対して前記複数の蓄電装置が電気的に並列に接続された状態で前記電力変換を行う第２モードとの間で動作モードを切替可能な電力変換器とを備える電源システムを制御する電源制御装置であって、
当該電源システムに入力可能な許容電力及び当該電源システムから出力可能な許容電力のうちの少なくとも一方を示す電力制限値を、前記第２モードで前記電力変換器が動作する場合に設定される第２制限値から、前記第１モードで前記電力変換器が動作する場合に設定される第１制限値に変更する変更手段と、
前記変更手段が前記電力制限値を前記第２制限値から前記第１制限値に変更した後に、前記電力変換器の動作モードを前記第２モードから前記第１モードに切り替える切替手段と
を備えることを特徴とする電源制御装置。
【請求項２】
前記切替手段は、前記変更手段が前記電力制限値を前記第２制限値から前記第１制限値に変更した後であって且つ前記電源システムに実際に入力されている又は実際に出力されている実電力が前記第１制限値の許容範囲内に収まっている場合に、前記電力変換器の動作モードを前記第２モードから前記第１モードに切り替える
ことを特徴とする請求項１に記載の電源制御装置。
【請求項３】
前記電力変換器の動作モードを切り替えるか否かを判定する判定手段を更に備え、
前記変更手段は、前記電力変換器の動作モードを前記第２モードから前記第１モードに切り替えると前記判定手段が判定した場合に、前記電力制限値を、前記第２制限値から前記第１制限値に変更する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電源制御装置。
【請求項４】
前記複数の蓄電装置の間での電力配分比を制御する分配制御手段を更に備え、
前記変更手段は、前記電力配分比が前記第１モードで前記電力変換器が動作する場合に設定される第１配分比となるように前記分配制御手段が前記電力配分比を制御した後に、前記電力制限値を前記第２制限値から前記第１制限値に変更する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電源制御装置。
【請求項５】
前記切替手段は、更に、前記電力変換器の動作モードを前記第１モードから前記第２モードに切り替え、
前記変更手段は、前記切替手段が前記電力変換器の動作モードを前記第１モードから前記第２モードに切り替えた後に、前記電力制限値を、前記第１制限値から前記第２制限値に変更する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電源制御装置。
【請求項６】
前記電力変換器の動作モードを切り替えるか否かを判定する判定手段を更に備え、
前記切替手段は、前記電力変換器の動作モードを前記第１モードから前記第２モードに切り替えると前記判定手段が判定した場合に、前記電力変換器の動作モードを前記第１モードから前記第２モードに切り替える
ことを特徴とする請求項５に記載の電源制御装置。
【請求項７】
前記複数の蓄電装置の間での電力配分比を制御する分配制御手段を更に備え、
前記分配制御手段は、前記変更手段が前記電力制限値を前記第１制限値から前記第２制限値に変更した後に、前記電力配分比が前記第２モードで前記電力変換器が動作する場合に設定される第２配分比となるように前記電力配分比を制御する
ことを特徴とする請求項５又は６に記載の電源制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、蓄電装置との間で電力変換を行う電力変換器を備える電源システムを制御する電源制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
スイッチング素子のスイッチング状態を切り替えることで、２次電池やキャパシタ等の蓄電装置との間で電力変換を行う電力変換器が知られている。特に、近年、特許文献１に開示されているように、複数の蓄電装置との間で電力変換を行う電力変換器が提案されている。特に、特許文献１に開示された電力変換器は、負荷に電気的に接続される電源配線に対して複数の蓄電装置が電気的に直列に接続された状態で電力変換を行う第１モード（例えば、シリーズ接続モード）及び電源配線に対して複数の蓄電装置が電気的に並列に接続された状態で電力変換を行う第２モード（例えば、パラレル接続モード）との間で動作モードを切り替えることができる。つまり、特許文献１に開示された電力変換器の動作モードは、複数の蓄電装置と電源配線との間における電力変換の態様が異なる複数の動作モードの間で適宜切り替えられる。
【０００３】
その他、動作モードを切り替えながら複数の蓄電装置との間で電力変換を行う電力変換器を開示する先行技術文献として、特許文献２があげられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−０７０５１４号公報
【特許文献２】特開２０１０−０５７２８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１及び特許文献２には、負荷の動作状態に応じて電力変換器の動作モードが切り替えられる例が開示されている。しかしながら、特許文献１及び特許文献２には、電力変換器の動作モードを切り替える際に行うべき具体的な制御及びこのような制御の手順が開示されていない。一方で、動作モードの切り替え時には、複数の蓄電装置と電源配線との間における電力変換の態様が変化する。このため、動作モードの切り替えに起因して、蓄電装置の過放電又は過充電が生じかねないという技術的問題が発生するおそれがある。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題には上記のようなものが一例として挙げられる。本発明は、電力変換器の動作モードを好適に切り替えることが可能な電源制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
＜１＞
本発明の電源制御装置は、（ｉ）複数の蓄電装置と、（ｉｉ）負荷に対して電気的に接続される電源配線と前記複数の蓄電装置との間で電力変換を行うと共に、前記電源配線に対して前記複数の蓄電装置が電気的に直列に接続された状態で前記電力変換を行う第１モードと前記電源配線に対して前記複数の蓄電装置が電気的に並列に接続された状態で前記電力変換を行う第２モードとの間で動作モードを切替可能な電力変換器とを備える電源システムを制御する電源制御装置であって、当該電源システムに入力可能な許容電力及び当該電源システムから出力可能な許容電力のうちの少なくとも一方を示す電力制限値を、前記第２モードで前記電力変換器が動作する場合に設定される第２制限値から、前記第１モードで前記電力変換器が動作する場合に設定される第１制限値に変更する変更手段と、前記変更手段が前記電力制限値を前記第２制限値から前記第１制限値に変更した後に、前記電力変換器の動作モードを前記第２モードから前記第１モードに切り替える切替手段とを備える。
【０００８】
本発明の電源制御装置によれば、複数の蓄電装置と電力変換器とを備える電源システムを制御することができる。その結果、電力変換器は、電源制御装置の制御下で、複数の蓄電装置との間で電力変換を行うことができる。
【０００９】
本発明では特に、電源制御装置は、複数の蓄電装置と電力変換器とを備える電源システムを制御するために、変更手段と、切替手段とを備えている。
【００１０】
変更手段は、電源システムの電力制限値を変更する。つまり、変更手段は、電源システム全体を一つの蓄電装置とみなした場合の電力制限値を変更する。特に、変更手段は、電源システムの電力制限値を、第２モードで電力変換器が動作する場合に設定される第２制限値から、第１モードで電力変換器が動作する場合に設定される第１制限値に変更する。
【００１１】
尚、電力制限値は、電源システムに入力可能な許容電力（つまり、入力許容電力）及び電源システムから出力可能な許容電力（つまり、出力許容電力）のうちの少なくとも一方を示すパラメータである。電源システムに入力可能な許容電力を示す電力制限値の一例は、例えば、Ｗｉｎと称されるパラメータである。電源システムから出力可能な許容電力を示す電力制限値の一例は、例えば、Ｗｏｕｔと称されるパラメータである。電源システムは、電源システムに入力される電力が電力制限値の許容範囲内に収まる（例えば、電力制限値より小さくなる）ように制御される。同様に、電源システムは、電源システムから出力される電力が電力制限値の許容範囲内に収まる（例えば、電力制限値より小さくなる）ように制御される。
【００１２】
切替手段は、電力変換器の動作モードを切り替える。例えば、切替手段は、電力変換器の動作モードを、第２モードから第１モードに切り替える。このとき、切替手段は、変更手段が電力制限値を第２制限値から第１制限値に変更した後に、電力変換器の動作モードを第２モードから第１モードに切り替える。つまり、切替手段は、変更手段が電力制限値を第２制限値から第１制限値に変更する前には、電力変換器の動作モードを第２モードから第１モードに切り替えないことが好ましい。言い換えれば、変更手段は、切替手段が電力変換器の動作モードを第２モードから第１モードに切り替える前に、電力制限値を第２制限値から第１制限値に変更する。
【００１３】
このような本発明の電源制御装置は、電力変換器の動作モードを好適に切り替えることができる。特に、本発明の電源制御装置は、電力変換器の動作モードを第２モードから第１モードに切り替える場合に、複数の蓄電装置の過放電又は過充電が防止することができる。以下、その技術的理由について説明する。
【００１４】
まず、電力変換器の動作モードが第２モードである場合には、電力変換器は、複数の蓄電装置の夫々に流れる電流を個別に制御することができる。このため、電力変換器は、例えば後述の分配制御手段の制御下で、複数の蓄電装置の間での電力配分比（つまり、各蓄電装置に入力又は出力される電力の比）が任意の配分比となるように、電力配分比を制御することができる。一方で、電力変換器の動作モードが第１モードである場合には、複数の蓄電装置の夫々に流れる電流が全て一致する。このため、複数の蓄電装置の間での電力配分比は、複数の蓄電装置の電圧（典型的には、端子間電圧又は公称電圧）の比に一致することになる。つまり、電力変換器の動作モードが第１モードである場合には、電力変換器は、例えば後述の分配制御手段の制御下で、複数の蓄電装置の間での電力配分比が任意の配分比となるように電力配分比を制御することができない。複数の蓄電装置の間での電力配分比を制御することができない場合には、電力変換器は、各蓄電装置に入力又は出力される電力を各蓄電装置の電力制限値の許容範囲内に収めることを目的として、複数の蓄電装置の間での電力配分比を制御することもまた困難である。このため、電力変換器の動作モードが第１モードである場合には、複数の蓄電装置の間での電力配分比を制御することができないことを考慮して、電源システムの電力制限値を相対的に厳しくする（典型的には、絶対値を小さくする）ことが好ましい。具体的には、電力変換器の動作モードが第１モードである場合に設定される第１制限値は、電力変換器の動作モードが第２モードである場合に設定される第２制限値よりも厳しい（典型的には、絶対値が小さい）値となることが好ましい。
【００１５】
このような状況下で、電力制限値が第２制限値から第１制限値に変更される前に電力変換器の動作モードが第２モードから第１モードに切り替えられると、複数の蓄電装置のうちの少なくとも一つの蓄電装置に対する過放電又は過充電が生ずるおそれがある。なぜならば、電力変換器の動作モードが第２モードから第１モードに切り替えられた時点では、電力制限値が相対的に緩い第２制限値のままであり、その結果、各蓄電装置に相対的に大きな電力が入力又は出力されている可能性があるからである。このような過放電又は過充電は、複数の蓄電装置のうちの少なくとも一つの蓄電装置の劣化を引き起こすと共に、負荷の出力の変動を引き起こしかねない。
【００１６】
しかるに、本発明では、変更手段は、電力変換器の動作モードが第２モードから第１モードに切り替えられる前に、電力制限値を第２制限値から第１制限値に変更している。その結果、電力変換器の動作モードが第２モードから第１モードに切り替えられる前に、電源システムに実際に入力されている又は実際に出力されている実電力が第１制限値の許容範囲内に収まる可能性が高くなる。このため、その後に電力変換器の動作モードが第２モードから第１モードに切り替えられたとしても、複数の蓄電装置の過放電又は過充電は生じにくい又は殆ど若しくは全く生じない。このように、本発明の電源制御装置は、電力変換器の動作モードを好適に切り替えることができる。
【００１７】
尚、第１制限値は、電源システムに入力される電力が第１制限値の許容範囲内に収まることで、複数の蓄電装置の夫々に入力又は出力される電力もまた各蓄電装置の電力制限値の許容範囲内に収まる状況を作り出すことができる電力制限値であることが好ましい。
【００１８】
＜２＞
本発明の電源制御装置の他の態様では、前記切替手段は、前記変更手段が前記電力制限値を前記第２制限値から前記第１制限値に変更した後であって且つ前記電源システムに実際に入力されている又は実際に出力されている実電力が前記第１制限値の許容範囲内に収まっている場合に、前記電力変換器の動作モードを前記第２モードから前記第１モードに切り替える。
【００１９】
この態様によれば、電力変換器の動作モードが第２モードから第１モードに切り替えられる前に、電源システムに実際に入力されている又は実際に出力されている電力が第１制限値の許容範囲内に収まることになる。このため、その後に電力変換器の動作モードが第２モードから第１モードに切り替えられたとしても、複数の蓄電装置の過放電又は過充電は生じにくい又は殆ど若しくは全く生じない。
【００２０】
＜３＞
本発明の電源制御装置の他の態様では、前記電力変換器の動作モードを切り替えるか否かを判定する判定手段を更に備え、前記変更手段は、前記電力変換器の動作モードを前記第２モードから前記第１モードに切り替えると前記判定手段が判定した場合に、前記電力制限値を、前記第２制限値から前記第１制限値に変更する。
【００２１】
この態様によれば、電力変換器の動作モードが第２モードから第１モードに切り替えられる前に、電源システムに実際に入力されている又は実際に出力されている実電力が、典型的には第２制限値よりも厳しい第１制限値の許容範囲内に収まる可能性が高まる。このため、その後に電力変換器の動作モードが第２モードから第１モードに切り替えられたとしても、複数の蓄電装置の過放電又は過充電は生じにくい又は殆ど若しくは全く生じない。
【００２２】
＜４＞
本発明の電源制御装置の他の態様では、前記複数の蓄電装置の間での電力配分比を制御する分配制御手段を更に備え、前記変更手段は、前記電力配分比が前記第１モードで前記電力変換器が動作する場合に設定される第１配分比となるように前記分配制御手段が前記電力配分比を制御した後に、前記電力制限値を前記第２制限値から前記第１制限値に変更する。
【００２３】
この態様によれば、分配制御手段は、変更手段が電力制限値を第２制限値から第１制限値に変更する前に、電力配分比を制御する。ここで、上述したように、電力変換器の動作モードが第１モードである場合に設定される第１制限値は、電力変換器の動作モードが第２モードである場合に設定される第２制限値よりも厳しい（典型的には、絶対値が小さい）値となることが好ましい。そうすると、この態様によれば、分配制御手段は、相対的に厳しい第１制限値が電力制限値として用いられる前に、電力配分比を制御することができる。つまり、分配制御手段は、相対的に緩やかな第２制限値が電力制限値として用いられている間に、電力配分比を制御することができる。従って、分配制御手段は、相対的に緩やかな条件の下で、電力配分比を制御することができる。
【００２４】
加えて、分配制御手段は、変更手段が電力制限値を第２制限値から第１制限値に変更する前に電力配分比を制御することができるがゆえに、切替手段が電力変換器の動作モードを第２モードから第１モードに切り替える前に、電力配分比を制御することができる。ここで、電力変換器の動作モードが第１モードである場合には、複数の蓄電装置の間での電力配分比は複数の蓄電装置の電圧の比に一律に固定されてしまう。このため、切替手段が電力変換器の動作モードを第２モードから第１モードに切り替える前に分配制御手段が電力配分比を制御しない場合には、動作モードの切り替えの前後において複数の蓄電装置の夫々に入力される又は出力される電力が大きく変動してしまうおそれがある。しかるに、この態様によれば、電力変換器の動作モードの第２モードから第１モードへの切り替えに起因した複数の蓄電装置の夫々に入力される又は出力される電力の変動が好適に抑制される。
【００２５】
＜５＞
本発明の電源制御装置の他の態様では、前記切替手段は、更に、前記電力変換器の動作モードを前記第１モードから前記第２モードに切り替え、前記変更手段は、前記切替手段が前記電力変換器の動作モードを前記第１モードから前記第２モードに切り替えた後に、前記電力制限値を、前記第１制限値から前記第２制限値に変更する。
【００２６】
この態様によれば、電力変換器の動作モードが第１モードから第２モードに切り替えられる場合には、変更手段は、切替手段が電力変換器の動作モードを第１モードから第２モードに切り替えた後に、電力制限値を第１制限値から第２制限値に変更すればよい。つまり、変更手段は、切替手段が電力変換器の動作モードを第１モードから第２モードに切り替える前に、電力制限値を第１制限値から第２制限値に変更しなくてもよい。このため、後述の実施形態で詳述するように、この態様の電源制御装置は、電力変換器の動作モードを第１モードから第２モードに切り替える場合に、複数の蓄電装置のの過放電又は過充電を防止することができる。従って、この態様の電源制御装置は、電力変換器の動作モードを好適に切り替えることができる。
【００２７】
＜６＞
上述の如く電力変換器の動作モードを第１モードから第２モードに切り替えた後に電力制限値を第１制限値から第２制限値に変更する電源制御装置の他の態様では、前記電力変換器の動作モードを切り替えるか否かを判定する判定手段を更に備え、前記切替手段は、前記電力変換器の動作モードを前記第１モードから前記第２モードに切り替えると前記判定手段が判定した場合に、前記電力変換器の動作モードを前記第１モードから前記第２モードに切り替える。
【００２８】
この態様によれば、上述したように、複数の蓄電装置の過放電又は過充電が防止される。
【００２９】
＜７＞
上述の如く電力変換器の動作モードを第１モードから第２モードに切り替えた後に電力制限値を第１制限値から第２制限値に変更する電源制御装置の他の態様では、前記複数の蓄電装置の間での電力配分比を制御する分配制御手段を更に備え、前記分配制御手段は、前記変更手段が前記電力制限値を前記第１制限値から前記第２制限値に変更した後に、前記電力配分比が前記第２モードで前記電力変換器が動作する場合に設定される第２配分比となるように前記電力配分比を制御する。
【００３０】
この態様によれば、分配制御手段は、変更手段が電力制限値を第１制限値から第２制限値に変更した後に、電力配分比を制御する。ここで、上述したように、電力変換器の動作モードが第２モードである場合に設定される第２制限値は、電力変換器の動作モードが第１モードである場合に設定される第１制限値よりも緩やかな（典型的には、絶対値が大きい）値となることが好ましい。そうすると、この態様によれば、分配制御手段は、相対的に厳しい第１制限値に代えて相対的に緩やかな第２制限値が電力制限値に設定された後に、電力配分比を制御することができる。つまり、分配制御手段は、相対的に緩やかな第２制限値が電力制限値に設定されている間に、電力配分比を制御することができる。従って、分配制御手段は、相対的に緩やかな条件の下で、電力配分比を制御することができる。
【００３１】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本実施形態の車両の構成を示すブロック図である。
【図２】電力変換器の回路構成を示す回路図である。
【図３】パラレルモードで動作している電力変換器における、第１電源を経由する電流経路を示す回路図である。
【図４】パラレルモードで動作している電力変換器における、第２電源を経由する電流経路を示す回路図である。
【図５】シリーズモードで動作している電力変換器における電流経路を示す回路図である。
【図６】電力変換器の動作のうち動作モードを切り替えるためのモード切替動作の流れを示すフローチャートである。
【図７】電力変換器の動作モードをパラレルモードからシリーズモードに切り替えるモード切替動作が行われる場合の、システム電力、第１電源電力及び第２電源電力、システム電力制限値並びに電力変換器の動作モードを示すタイミングチャートである。
【図８】電力変換器の動作モードをシリーズモードからパラレルモードに切り替えるモード切替動作が行われる場合の、システム電力、第１電源電力及び第２電源電力、システム電力制限値並びに電力変換器の動作モードを示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の電源制御装置の実施形態について説明する。尚、以下では、本発明の電源制御装置が、車両（特に、蓄電装置から出力される電力を用いて走行する車両）に対して適用される実施形態を例にあげて説明を進める。しかしながら、電源制御装置は、車両以外の任意の機器に対して適用されてもよい。
【００３４】
（１）車両１の構成
はじめに、図１を参照して、本実施形態の車両１の構成について説明する。ここに、図１は、本実施形態の車両１の構成の一例を示すブロック図である。
【００３５】
図１に示すように、車両１は、「負荷」の一具体例であるモータジェネレータ１０と、車軸２１と、車輪２２と、電源システム３０と、「電源制御装置」の一具体例であるＥＣＵ４０とを備える。
【００３６】
モータジェネレータ１０は、力行時には、主として、電源システム３０から出力される電力を用いて駆動することで、車軸２１に動力（つまり、車両１の走行に必要な動力）を供給する電動機として機能する。車軸２１に伝達された動力は、車輪２２を介して車両１を走行させるための動力となる。更に、モータジェネレータ１０は、回生時には、主として、電源システム３０が備える第１電源３１及び第２電源３２を充電するための発電機として機能する。
【００３７】
尚、車両１は、２つ以上のモータジェネレータ１０を備えていてもよい。更に、車両１は、モータジェネレータ１０に加えて、エンジンを備えていてもよい。
【００３８】
電源システム３０は、力行時には、モータジェネレータ１０が電動機として機能するために必要な電力をモータジェネレータ１０に対して出力する。更に、電源システム３０には、回生時には、発電機として機能するモータジェネレータ１０が発電する電力が、モータジェネレータ１０から入力される。
【００３９】
このような電源システム３０は、「蓄電装置」の一具体例である第１電源３１と、「蓄電装置」の一具体例である第２電源３２と、電力変換器３３と、インバータ３５とを備えている。
【００４０】
第１電源３１及び第２電源３２の夫々は、電力の出力（つまり、放電）を行うことが可能な電源である。第１電源３１及び第２電源３２の夫々は、電力の出力を行うことに加えて、電力の入力（つまり、充電）を行うことが可能な電源であってもよい。第１電源３１及び第２電源３２のうちの少なくとも一方は、例えば、鉛蓄電池や、リチウムイオン電池や、ニッケル水素電池や、燃料電池や、電気二重層コンデンサ等であってもよい。
【００４１】
電力変換器３３は、ＥＣＵ４０の制御下で、第１電源３１が出力する電力及び第２電源３２が出力する電力を、電源システム３０に要求されている要求電力（典型的には、電源システム３０がモータジェネレータ１０に対して出力するべき電力）に応じて変換する。電力変換器３３は、変換した電力を、インバータ３５に出力する。更に、電力変換器３３は、ＥＣＵ４０の制御下で、インバータ３５から入力される電力（つまり、モータジェネレータ１０の回生によって発生した電力）を、電源システム３０に要求されている要求電力（典型的には、電源システム３０に対して入力するべき電力であり、実質的には、第１電源３１及び第２電源３２に対して入力するべき電力）に応じて変換する。電力変換器３３は、変換した電力を、第１電源３１及び第２電源３２の少なくとも一方に出力する。このような電力変換により、電力変換器３３は、実質的には、第１電源３１及び第２電源３２とインバータ３５との間における電力の分配及び第１電源３１と第２電源３２との間における電力分配を行うことができる。
【００４２】
インバータ３５は、力行時には、電力変換器３３から出力される電力（直流電力）を交流電力に変換する。その後、インバータ３５は、交流電力に変換した電力を、モータジェネレータ１０に供給する。更に、インバータ３５は、回生時には、モータジェネレータ１０が発電した電力（交流電力）を直流電力に変換する。その後、インバータ３５は、直流電力に変換した電力を、電力変換器３３に供給する。
【００４３】
ＥＣＵ４０は、車両１の動作全体を制御することが可能に構成された電子制御ユニットである。特に、本実施形態では、ＥＣＵ４０は、電源システム３０の動作全体を制御することが可能である。
【００４４】
（２）電力変換器３３の回路構成
続いて、図２を参照しながら、電力変換器３３の回路構成について説明する。図２は、電力変換器３３の回路構成を示す回路図である。
【００４５】
図２に示すように、電力変換器３３は、スイッチング素子Ｓ１と、スイッチング素子Ｓ２と、スイッチング素子Ｓ３と、スイッチング素子Ｓ４と、ダイオードＤ１と、ダイオードＤ２と、ダイオードＤ３と、ダイオードＤ４と、リアクトルＬ１と、リアクトルＬ２と、平滑コンデンサＣとを備える。
【００４６】
スイッチング素子Ｓ１は、ＥＣＵ４０から出力される制御信号に応じてスイッチングすることができる。つまり、スイッチング素子Ｓ１は、ＥＣＵ４０から出力される制御信号に応じて、スイッチング状態をオン状態からオフ状態へ又はオフ状態からオン状態へと切り替えることができる。このようなスイッチング素子Ｓ１として、例えば、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）や、電力用ＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）トランジスタや、電力用バイポーラトランジスタが用いられる。尚、スイッチング素子Ｓ２、スイッチング素子Ｓ３及びスイッチング素子Ｓ４についても、スイッチング素子Ｓ１と同様である。
【００４７】
スイッチング素子Ｓ１、スイッチング素子Ｓ２、スイッチング素子Ｓ３及びスイッチング素子Ｓ４は、インバータ３５を介してモータジェネレータ１０に電気的に接続される電源ラインＰＬと接地ラインＧＬとの間において、電気的に直列に接続される。具体的には、スイッチング素子Ｓ１は、電源ラインＰＬとノードＮ１との間に電気的に接続される。スイッチング素子Ｓ２は、ノードＮ１とノードＮ２との間に電気的に接続される。スイッチング素子Ｓ３は、ノードＮ２とノードＮ３との間に電気的に接続される。スイッチング素子Ｓ４は、ノードＮ３と接地ラインＧＬとの間に電気的に接続される。
【００４８】
ダイオードＤ１は、スイッチング素子Ｓ１に対して電気的に並列に接続される。ダイオードＤ２は、スイッチング素子Ｓ２に対して電気的に並列に接続される。ダイオードＤ３は、スイッチング素子Ｓ３に対して電気的に並列に接続される。ダイオードＤ４は、スイッチング素子Ｓ４に対して電気的に並列に接続される。尚、ダイオードＤ１は、スイッチング素子Ｓ１に対して逆並列の関係を有する向きで接続される。ダイオードＤ２からダイオードＤ４についても同様である。
【００４９】
リアクトルＬ１は、第１電源３１の正極端子とノードＮ２との間に電気的に接続される。リアクトルＬ２は、第２電源３２の正極端子とノードＮ１との間に電気的に接続される。平滑コンデンサＣは、電源ラインＰＬと接地ラインＧＬとの間に電気的に接続される。第１電源３１の負極端子は、接地ラインＧＬに電気的に接続される。第２電源３２の負極端子は、ノードＮ３に電気的に接続される。インバータ３５は、電源ラインＰＬ及び接地ラインＧＬの夫々に電気的に接続される。
【００５０】
電力変換器３３は、車両１が力行している場合には、典型的には、第１電源３１及び第２電源３２の一方又は双方に対する昇圧チョッパ回路として機能する。一方で、電力変換器３３は、車両１が回生している場合には、典型的には、第１電源３１及び第２電源３２の一方又は双方に対する降圧チョッパ回路として機能する。その結果、電力変換器３３は、第１電源３１及び第２電源３２の一方又は双方との間で電力変換を行うことができる。尚、第１電源３１及び第２電源３２の一方又は双方との間で電力変換を行う電力変換器３３の動作については、後に詳述する。
【００５１】
尚、スイッチング素子Ｓ１からスイッチング素子Ｓ４のスイッチング状態の切り替えに伴う電源ラインＰＬと接地ラインＧＬとの間の端子間電圧の変動は、平滑コンデンサＣによって抑制される。
【００５２】
（３）電力変換器３３の動作
続いて、図３から図８を参照しながら、電力変換器３３の動作について説明する。
【００５３】
（３−１）電力変換器の動作モード
まずは、図３から図５を参照しながら、電力変換器３３の動作の前提として、電力変換器３３の動作モードについて説明する。
【００５４】
（３−１−１）パラレルモード
初めに、図３及び図４を参照しながら、電力変換器３３の動作モードのうち、「第２モード」の一具体例であるパラレルモード（並列モード）について説明する。図３は、パラレルモードで動作している電力変換器３３における、第１電源３１を経由する電流経路を示す回路図である。図４は、パラレルモードで動作している電力変換器３３における、第２電源３２を経由する電流経路を示す回路図である。
【００５５】
パラレルモードは、電源ラインＰＬと接地ラインＧＬとの間において第１電源３１と第２電源３２とが電気的に並列に接続される状態で電力変換を行う動作モードである。電力変換器３３は、ＥＣＵ４０の制御下でスイッチング素子Ｓ２及びＳ４のいずれか一方のスイッチング状態をオン状態に固定することで、パラレルモードで動作することができる。
【００５６】
例えば、第１電源３１の電圧（典型的には、端子間電圧又は公称電圧）Ｖ（１）が第２電源３２の電圧（典型的には、端子間電圧又は公称電圧）Ｖ（２）よりも大きい場合には、ＥＣＵ４０は、スイッチング素子Ｓ２のスイッチング状態がオン状態に固定されるように電力変換器３３を制御する。この場合、スイッチング素子Ｓ３及びＳ４を介して、第１電源３１及び第２電源３２が電気的に並列に接続される。その結果、電力変換器３３は、パラレルモードで動作することができる。
【００５７】
スイッチング素子Ｓ２のスイッチング状態がオン状態に固定される場合、電力変換器３３は、第１電源３１に対する昇圧チョッパ回路として機能するために、第１電源３１に対する下アームとなるスイッチング素子Ｓ３及びＳ４のスイッチング状態をオン状態とオフ状態との間で切り替える。例えば、図３（ａ）に示すように、スイッチング素子Ｓ３及びＳ４がオン状態にある期間中は、第１電源３１から出力される電力がリアクトルＬ１に蓄積される。一方で、図３（ｂ）に示すように、スイッチング素子Ｓ３及びＳ４の少なくとも一方がオフ状態にある期間中は、リアクトルＬ１に蓄積された電力が電源ラインＰＬに放出される。尚、第１電源３１に対する上アームとなるスイッチング素子Ｓ１のスイッチング状態は、スイッチング素子Ｓ３及びＳ４の少なくとも一方のスイッチング状態と相補の関係（つまり、反転する関係）にあることが好ましい。
【００５８】
また、説明の簡略化のために図示しないものの、電力変換器３３は、第１電源３１に対する降圧チョッパ回路として機能するために、第１電源３１に対する上アームとなるスイッチング素子Ｓ１のスイッチング状態をオン状態とオフ状態との間で切り替える。例えば、スイッチング素子Ｓ１がオン状態にある期間中は、回生によって生成された電力がリアクトルＬ１に蓄積される。一方で、スイッチング素子Ｓ１がオフ状態にある期間中は、リアクトルＬ１に蓄積された電力が接地ラインＧＬに放出される。尚、第１電源３１に対する下アームとなるスイッチング素子Ｓ３及びＳ４の少なくとも一方のスイッチング状態は、スイッチング素子Ｓ１のスイッチング状態と相補の関係にあることが好ましい。
【００５９】
一方で、電力変換器３３は、第２電源３２に対する昇圧チョッパ回路として機能するために、第２電源３２に対する下アームとなるスイッチング素子Ｓ３のスイッチング状態をオン状態とオフ状態との間で切り替える。例えば、図４（ａ）に示すように、スイッチング素子Ｓ３がオン状態にある期間中は、第２電源３２から出力される電力がリアクトルＬ２に蓄積される。一方で、図４（ｂ）に示すように、スイッチング素子Ｓ３がオフ状態にある期間中は、リアクトルＬ２に蓄積された電力が電源ラインＰＬに放出される。尚、第２電源３２に対する上アームとなるスイッチング素子Ｓ１及びＳ４の少なくとも一方のスイッチング状態は、スイッチング素子Ｓ３のスイッチング状態と相補の関係にあることが好ましい。
【００６０】
また、説明の簡略化のために図示しないものの、電力変換器３３は、第２電源３２に対する降圧チョッパ回路として機能するために、第２電源３２に対する上アームとなるスイッチング素子Ｓ１及びＳ４のスイッチング状態をオン状態とオフ状態との間で切り替える。例えば、スイッチング素子Ｓ１及びＳ４がオン状態にある期間中は、回生によって生成された電力がリアクトルＬ２に蓄積される。一方で、スイッチング素子Ｓ１及びＳ４の少なくとも一方がオフ状態にある期間中は、リアクトルＬ２に蓄積された電力が、第２電源３２の負極端子が接続されているラインに放出される。尚、第２電源３２に対する下アームとなるスイッチング素子Ｓ３のスイッチング状態は、スイッチング素子Ｓ１及びＳ４の少なくとも一方のスイッチング状態と相補の関係にあることが好ましい。
【００６１】
他方で、第１電源３１の電圧Ｖ（１）が第２電源３２の電圧Ｖ（２）よりも小さい場合には、ＥＣＵ４０は、スイッチング素子Ｓ４のスイッチング状態がオン状態に固定されるように電力変換器３３を制御する。この場合、スイッチング素子Ｓ２及びＳ３を介して、第１電源３１及び第２電源３２が電気的に並列に接続される。その結果、電力変換器３３は、パラレルモードで動作することができる。
【００６２】
スイッチング素子Ｓ４のスイッチング状態がオン状態に固定される場合、電力変換器３３は、第１電源３１に対する昇圧チョッパ回路として機能するために、第１電源３１に対する下アームとなるスイッチング素子Ｓ３のスイッチング状態をオン状態とオフ状態との間で切り替える。また、電力変換器３３は、第１電源３１に対する降圧チョッパ回路として機能するために、第１電源３１に対する上アームとなるスイッチング素子Ｓ１及びＳ２のスイッチング状態をオン状態とオフ状態との間で切り替える。更に、スイッチング素子Ｓ１及びＳ２の少なくとも一方のスイッチング状態は、スイッチング素子Ｓ３のスイッチング状態と相補の関係にあることが好ましい。
【００６３】
また、スイッチング素子Ｓ４のスイッチング状態がオン状態に固定される場合、電力変換器３３は、第２電源３２に対する昇圧チョッパ回路として機能するために、第２電源３２に対する下アームとなるスイッチング素子Ｓ２及びＳ３のスイッチング状態をオン状態とオフ状態との間で切り替える。また、電力変換器３３は、第２電源３２に対する降圧チョッパ回路として機能するために、第２電源３２に対する上アームとなるスイッチング素子Ｓ１のスイッチング状態をオン状態とオフ状態との間で切り替える。更に、スイッチング素子Ｓ２及びＳ３の少なくとも一方のスイッチング状態は、スイッチング素子Ｓ１のスイッチング状態と相補の関係にあることが好ましい。
【００６４】
尚、上述の説明では、パラレルモードでは、特定のスイッチング素子のスイッチング状態がオン状態とオフ状態との間で切り替えられることで、第１電源３１及び第２電源３２の少なくとも一方に対する昇圧動作及び降圧動作の少なくとも一方が行われている。しかしながら、パラレルモードでは、全てのスイッチング素子のスイッチング状態が固定されていてもよい。つまり、パラレルモードでは、第１電源３１及び第２電源３２の夫々に対する昇圧動作及び降圧動作が行われなくてもよい。
【００６５】
（３−１−２）シリーズモード
続いて、図５を参照しながら、電力変換器３３の動作モードのうち、「第１モード」の一具体例であるシリーズモード（直列モード）について説明する。図５は、シリーズモードで動作している電力変換器３３における電流経路を示す回路図である。
【００６６】
シリーズモードは、電源ラインＰＬと接地ラインＧＬとの間において第１電源３１と第２電源３２とが電気的に直列に接続される状態で電力変換を行う動作モードである。電力変換器３３は、ＥＣＵ４０の制御下でスイッチング素子Ｓ３のスイッチング状態をオン状態に固定することで、シリーズモードで動作することができる。
【００６７】
スイッチング素子Ｓ３のスイッチング状態がオン状態に固定される場合、電力変換器３３は、第１電源３１及び第２電源３２に対する昇圧チョッパ回路として機能するために、スイッチング素子Ｓ２及びＳ４のスイッチング状態をオン状態とオフ状態との間で切り替える。加えて、電力変換器３３は、スイッチング素子Ｓ１のスイッチング状態がスイッチング素子Ｓ２及びＳ４のスイッチング状態と相補の関係となるように、スイッチング素子Ｓ１のスイッチング状態をオン状態とオフ状態との間で切り替える。例えば、図５（ａ）に示すように、スイッチング素子Ｓ２及びＳ４がオン状態にあり且つスイッチング素子Ｓ１がオフ状態にある期間中は、第１電源３１から出力される電力がリアクトルＬ１に蓄積され、且つ、第２電源３２から出力される電力がリアクトルＬ２に蓄積される。一方で、図５（ｂ）に示すように、スイッチング素子Ｓ２及びＳ４がオフ状態にあり且つスイッチング素子Ｓ１がオン状態にある期間中は、リアクトルＬ１及びリアクトルＬ２の夫々に蓄積された電力が電源ラインＰＬに放出される。
【００６８】
また、説明の簡略化のために図示しないものの、電力変換器３３は、第１電源３１及び第２電源３２に対する降圧チョッパ回路として機能するために、スイッチング素子Ｓ１のスイッチング状態をオン状態とオフ状態との間で切り替える。加えて、電力変換器３３は、スイッチング素子Ｓ２及びＳ４のスイッチング状態がスイッチング素子Ｓ１のスイッチング状態と相補の関係となるように、スイッチング素子Ｓ２及びＳ４のスイッチング状態をオン状態とオフ状態との間で切り替える。例えば、スイッチング素子Ｓ１がオン状態にあり且つスイッチング素子Ｓ２及びＳ４がオフ状態にある期間中は、回生によって生成された電力がリアクトルＬ１及びＬ２の夫々に蓄積される。一方で、スイッチング素子Ｓ１がオフ状態にあり且つスイッチング素子Ｓ２及びＳ４がオン状態にある期間中は、リアクトルＬ１及びＬ２に蓄積された電力が接地ラインＧＬに放出される。
【００６９】
尚、上述の説明では、シリーズモードでは、特定のスイッチング素子のスイッチング状態がオン状態とオフ状態との間で切り替えられることで、第１電源３１及び第２電源３２の少なくとも一方に対する昇圧動作及び降圧動作の少なくとも一方が行われている。しかしながら、シリーズモードでは、全てのスイッチング素子のスイッチング状態が固定されていてもよい。つまり、シリーズモードでは、第１電源３１及び第２電源３２の夫々に対する昇圧動作及び降圧動作が行われなくてもよい。
【００７０】
本実施形態の電力変換器３３は、ＥＣＵ４０の制御下で、動作モードを上述したパラレルモードと上述したシリーズモードとの間で適宜切り替えることができる。以下、電力変換器３３の動作のうち動作モードを切り替えるためのモード切替動作について更なる説明を加える。
【００７１】
（３−２）電力変換器３３の動作（特に、モード切替動作）の流れ
図６から図８を参照しながら、電力変換器３３の動作のうち動作モードを切り替えるためのモード切替動作について説明する。図６は、電力変換器３３の動作のうち動作モードを切り替えるためのモード切替動作の流れを示すフローチャートである。図７は、電力変換器３３の動作モードをパラレルモードからシリーズモードに切り替えるモード切替動作が行われる場合の、システム電力Ｐ（０）、第１電源電力Ｐ（１）及び第２電源電力Ｐ（２）、システム電力制限値Ｗ（０）並びに電力変換器３３の動作モードを示すタイミングチャートである。図８は、電力変換器３３の動作モードをシリーズモードからパラレルモードに切り替えるモード切替動作が行われる場合の、システム電力Ｐ（０）、第１電源電力Ｐ（１）及び第２電源電力Ｐ（２）、システム電力制限値Ｗ（０）並びに電力変換器３３の動作モードを示すタイミングチャートである。
【００７２】
図６に示すように、「判定手段」の一具体例であるＥＣＵ４０は、電力変換器３３の動作モードを切り替えるか否かを判定する（ステップＳ１１）。例えば、ＥＣＵ４０は、負荷であるモータジェネレータ１０の動作状態や第１電源３１及び第２電源３２の動作状態に基づいて、電力変換器３３に設定される動作モードを適宜決定している。ＥＣＵ４０は、電力変換器３３の現在の動作モードと、電力変換器３３に設定されると新たに決定された動作モードとを比較することで、電力変換器３３の動作モードを切り替えるか否かを判定してもよい。
【００７３】
ステップＳ１１の判定の結果、動作モードを切り替えなくてもよいと判定される場合には（ステップＳ１１：Ｎｏ）、ＥＵＣ４０は、以下に説明するステップＳ１２からステップＳ３３までの動作を行わなくてもよい。
【００７４】
他方で、ステップＳ１１の判定の結果、動作モードを切り替えると判定される場合には（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、「判定手段」の一具体例であるＥＵＣ４０は、動作モードの切り替えが、パラレルモードからシリーズモードへの切り替えであるか否かを判定する（ステップＳ１２）。
【００７５】
ステップＳ１２の判定の結果、動作モードの切り替えがパラレルモードからシリーズモードへの切り替えであると判定される場合には（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、「分配制御手段」の一具体例であるＥＣＵ４０は、第１電源３１と第２電源３２との間の電力配分比ｒ（０）が、シリーズ用配分比ｒ（ｓ）と一致するように、電力変換器３３を制御する（ステップＳ２１）。
【００７６】
ここで、電力配分比ｒ（０）は、車両１が力行している場合には、第１電源３１から出力される電力と第２電源３２から出力される電力との比を意味する。また、電力配分比ｒ（０）は、車両１が回生している場合には、第１電源３１に入力される電力と第２電源３２に入力される電力との比を意味する。尚、以下では、説明の簡略化のために、第１電源３１から出力される電力及び第１電源３１に入力される電力の少なくとも一方を、「第１電源電力Ｐ（１）」と称する。同様に、第２電源３２から出力される電力及び第２電源３２に入力される電力の少なくとも一方を、「第２電源電力Ｐ（２）」と称する。
【００７７】
また、シリーズ用配分比ｒ（ｓ）は、電力変換器３３がシリーズモードで動作する場合に設定される「電力配分比ｒ（０）の目標値」を意味する。尚、電力変換器３３がシリーズモードで動作する場合には、電力配分比ｒ（０）は、第１電源３１の電圧Ｖ（１）と第２電源３２の電圧Ｖ（２）との比に一致する。従って、シリーズ用配分比ｒ（ｓ）は、実質的には、第１電源３１の電圧Ｖ（１）と第２電源３２の電圧Ｖ（２）との比と一致する。
【００７８】
ステップＳ２１の制御の結果、第１電源３１と第２電源３２との間の電力配分比ｒ（０）＝Ｐ（１）：Ｐ（２）は、シリーズ用配分比ｒ（ｓ）＝Ｖ（１）：Ｖ（２）と一致する。電力配分比ｒ（０）がシリーズ用配分比ｒ（ｓ）と一致した後には、「変更手段」の一具体例であるＥＣＵ４０は、電源システム３０全体としての電力制限値（以下、“システム電力制限値”と称する）Ｗ（０）を、「第１制限値」の一具体例であるシリーズ用制限値Ｗ（ｓ）に変更する（ステップＳ２２）。
【００７９】
ここで、システム電力制限値Ｗ（０）は、車両１が力行している場合には、電源システム３０から出力可能な電力の上限値Ｗｏｕｔ（０）を示す。また、システム電力制限値Ｗ（０）は、車両１が回生している場合には、電源システム３０に入力可能な電力の上限値Ｗｉｎ（０）を示す。つまり、システム電力制限値Ｗ（０）は、電源システム３０に入力可能な電力及び電源システム３０から出力可能な電力のうちの少なくとも一方の上限値を示す。
【００８０】
また、シリーズ用制限値Ｗ（ｓ）は、電力変換器３３がシリーズモードで動作する場合に設定される「システム電力制限値Ｗ（０）の目標値」を示す。
【００８１】
その結果、ＥＣＵ４０は、車両１が力行している場合には、電源システム３０から出力されている電力が、シリーズ用制限値Ｗ（ｓ）の許容範囲内に収まるように、電力変換器３３を制御する。同様に、ＥＣＵ４０は、車両１が回生している場合には、電源システム３０に入力されている電力が、シリーズ用制限値Ｗ（ｓ）の許容範囲内に収まるように、電力変換器３３を制御する。尚、以下では、説明の簡略化のために、電源システム３０から出力されている電力及び電源システム３０に入力されている電力の少なくとも一方を、「システム電力Ｐ（０）」と称する。
【００８２】
この段階では、電力変換器３３の動作モードは、シリーズモードに切り替えられてない。つまり、電力変換器３３の動作モードは、パラレルモードのままである。従って、システム電力Ｐ（０）は、実質的には、第１電源電力Ｐ（１）と第２電源電力Ｐ（２）との総和に一致する。
【００８３】
システム電力制限値Ｗ（０）がシリーズ用制限値Ｗ（ｓ）に変更された後、ＥＣＵ４０は、第１電源電力Ｐ（１）と第２電源電力Ｐ（２）との総和が、システム電力制限値Ｗ（０）以下となっているか否かを判定する（ステップＳ２３）。つまり、ＥＣＵ４０は、システム電力Ｐ（０）がシリーズ用制限値Ｗ（ｓ）以下となっているか否かを判定する（ステップＳ２３）。
【００８４】
ステップＳ２３の判定の結果、第１電源電力Ｐ（１）と第２電源電力Ｐ（２）との総和がシステム電力制限値Ｗ（０）以下となっていないと判定される場合には（ステップＳ２３：Ｎｏ）、ＥＣＵ４０は、システム電力Ｐ（０）がシリーズ用制限値Ｗ（ｓ）の許容範囲内に収まるように、電力変換器３３を制御し続ける（ステップＳ２４）。つまり、ＥＣＵ４０は、第１電源電力Ｐ（１）及び第２電源電力Ｐ（２）の少なくとも一方が制限される（典型的には、絶対値が減少する）ように、電力変換器３３を制御し続ける（ステップＳ２４）。
【００８５】
他方で、ステップＳ２３の判定の結果、第１電源電力Ｐ（１）と第２電源電力Ｐ（２）との総和がシステム電力制限値Ｗ（０）以下となっていると判定される場合には（ステップＳ２３：Ｙｅｓ）、「切替手段」の一具体例であるＥＣＵ４０は、電力変換器３３の動作モードを、パラレルモードからシリーズモードへと切り替える（ステップＳ２５）。つまり、ＥＣＵ４０は、パラレルモードを実現する態様でスイッチング素子Ｓ１からスイッチング素子Ｓ４を制御する動作を終了すると共に、シリーズモードを実現する態様でスイッチング素子Ｓ１からスイッチング素子Ｓ４を制御する動作を開始する。
【００８６】
以上説明した動作モードをパラレルモードからシリーズモードに切り替えるモード切替動作について、図７を参照しながら補足的に説明する。図７に示すように、時刻ｔ１１において、動作モードをパラレルモードからシリーズモードに切り替えると判定されるものとする。この場合、ＥＣＵ４０は、電力配分比ｒ（０）がシリーズ用配分比ｒ（ｓ）となるように、電力変換器３３を制御する。その結果、電力配分比ｒ（０）がシリーズ用配分比ｒ（ｓ）となるように、第１電源電力Ｐ（１）及び第２電源電力Ｐ（２）の少なくとも一方が変化していく。その後、時刻ｔ１２において、電力配分比ｒ（０）がシリーズ用配分比ｒ（ｓ）となるものとする。尚、図７は、シリーズ用配分比ｒ（ｓ）が１：１である例を示している。従って、時刻ｔ１２において、ＥＣＵ４０は、システム電力制限値Ｗ（０）をシリーズ用制限値Ｗ（ｓ）に変更する。この場合、ＥＣＵ４０は、システム電力Ｐ（０）がシリーズ用制限値Ｗ（ｓ）以下となるように、電力変換器３３を制御する。その結果、システム電力Ｐ（０）がシリーズ用制限値Ｗ（ｓ）以下となるように、第１電源電力Ｐ（１）及び第２電源電力Ｐ（２）の少なくとも一方が変化していく。その後、時刻ｔ１３において、システム電力Ｐ（０）がシリーズ用制限値Ｗ（ｓ）以下になるものとする。従って、時刻ｔ１３において、ＥＣＵ４０は、電力変換器３３の動作モードを、パラレルモードからシリーズモードへと切り替える。
【００８７】
他方で、ステップＳ１２の判定の結果、動作モードの切り替えがパラレルモードからシリーズモードへの切り替えでないと判定される場合には（ステップＳ１２：Ｎｏ）、動作モードの切り替えは、シリーズモードからパラレルモードへの切り替えとなる。この場合、「切替手段」の一具体例であるＥＣＵ４０は、電力変換器３３の動作モードを、シリーズモードからパラレルモードへと切り替える（ステップＳ３１）。つまり、ＥＣＵ４０は、シリーズモードを実現する態様でスイッチング素子Ｓ１からスイッチング素子Ｓ４を制御する動作を終了すると共に、パラレルモードを実現する態様でスイッチング素子Ｓ１からスイッチング素子Ｓ４を制御する動作を開始する。
【００８８】
電力変換器３３の動作モードがシリーズモードからパラレルモードへと切り替えられた後、「変更手段」の一具体例であるＥＣＵ４０は、システム電力制限値Ｗ（０）を、「第２制限値」の一具体例であるパラレル用制限値Ｗ（ｐ）に変更する（ステップＳ３２）。
【００８９】
システム電力制限値Ｗ（０）がパラレル用制限値Ｗ（ｐ）に変更された後、「分配制御手段」の一具体例であるＥＣＵ４０は、電力配分比ｒ（０）がパラレル用配分比ｒ（ｐ）となるように、電力変換器３３を制御する（ステップＳ３３）。ここで、パラレル用配分比ｒ（ｐ）は、電力変換器３３がパラレルモードで動作する場合に設定される「電力配分比ｒ（０）の目標値」を意味する。
【００９０】
以上説明した動作モードをシリーズモードからパラレルモードに切り替えるモード切替動作について、図８を参照しながら補足的に説明する。図８に示すように、時刻ｔ２１において、動作モードをシリーズモードからパラレルモードに切り替えると判定されるものとする。従って、時刻ｔ２１において、ＥＣＵ４０は、電力変換器３３の動作モードを、シリーズモードからパラレルモードへと切り替える。その後、時刻ｔ２２において、ＥＣＵ４０は、システム電力制限値Ｗ（０）をパラレル用制限値Ｗ（ｐ）に変更する。その後、時刻ｔ２３において、ＥＣＵ４０は、電力配分比ｒ（０）がパラレル用配分比ｒ（ｐ）となるように、電力変換器３３を制御する。
【００９１】
ここで、パラレル用制限値Ｗ（ｐ）は、電力変換器３３がパラレルモードで動作する場合に設定される「システム電力制限値Ｗ（０）の目標値」を示す。尚、図７及び図８に示すように、パラレル用制限値Ｗ（ｐ）の絶対値は、シリーズ用制限値Ｗ（ｓ）の絶対値以上となる。というのも、電力変換器３３の動作モードがパラレルモードである場合には、電力変換器３３は、第１電源３１に対するチョッパ回路と第２電源３２に対するチョッパ回路とを別個独立に備えている。このため、ＥＣＵ４０は、電力配分比ｒ（０）が任意の配分比となるように、電力変換器３３を制御することができる。従って、ＥＣＵ４０は、電力配分比ｒ（０）を制御することで、（ｉ）第１電源電力Ｐ（１）を、第１電源３１の電力制限値（第１電力制限値）Ｗ（１）の許容範囲に収め、且つ（ｉｉ）第２電源電力Ｐ（２）を、第２電源３２の電力制限値（第２電力制限値）Ｗ（２）の許容範囲に収めることができる。一方で、電力変換器３３の動作モードがシリーズモードである場合には、電力変換器３３は、第１電源３１及び第２電源３２の双方に対する単一のチョッパ回路を備えている。このため、ＥＣＵ４０は、電力配分比ｒ（０）が任意の配分比となるように、電力変換器３３を制御することができない。しかしながら、電力配分比ｒ（０）を制御することができない場合であっても、第１電源電力Ｐ（１）を第１電力制限値Ｗ（１）の許容範囲に収め且つ第２電源電力Ｐ（２）を第２電力制限値Ｗ（２）の許容範囲に収める必要がある。このため、電力配分比ｒ（０）を制御することができない場合には、第１電源電力Ｐ（１）を第１電力制限値Ｗ（１）の許容範囲に収め且つ第２電源電力Ｐ（２）を第２電力制限値Ｗ（２）の許容範囲に収めるために、システム電力Ｐ（０）そのものを相対的に小さくすることで、結果として、第１電源電力Ｐ（１）及び第２電源電力Ｐ（２）を小さくすることが好ましい。システム電力Ｐ（０）を相対的に小さくするためには、システム電力制限値Ｗ（０）に相対的に厳しい値（典型的には、絶対値が相対的に小さい値）が設定されればよい。その結果、シリーズ用制限値Ｗ（ｓ）の絶対値は、パラレル用制限値Ｗ（ｐ）の絶対値以下となる（つまり、パラレル用制限値Ｗ（ｐ）の絶対値は、シリーズ用制限値Ｗ（ｓ）の絶対値以上となる）。
【００９２】
以上説明したように、本実施形態のＥＣＵ４０は、電力変換器３３の動作モードを好適に切り替えることができる。特に、本実施形態のＥＣＵ４０は、電力変換器３３の動作モードをパラレルモードからシリーズモードに切り替える場合に、第１電源３１及び第２電源３２の過放電又は過充電を防止することができる。以下、その技術的理由について説明する。
【００９３】
上述したように、シリーズ用制限値Ｗ（ｓ）の絶対値は、典型的には、パラレル用制限値Ｗ（ｐ）の絶対値以下となる。このような前提の下で、システム電力制限値Ｗ（０）がシリーズ用制限値Ｗ（ｓ）に変更される前に電力変換器３３の動作モードがパラレルモードからシリーズモードに切り替えられると、第１電源３１及び第２電源３２のうちの少なくとも一方の過放電又は過充電が生ずるおそれがある。このような過放電又は過充電は、第１電源３１及び第２電源３２のうちの少なくとも一方の劣化を引き起こすと共に、モータジェネレータ１０の出力の変動を引き起こしかねない。
【００９４】
一例として、第１電源３１に入力可能な電力の上限値に相当する第１電力制限値Ｗ（１）が２０ｋＷであり且つ第１電源の電圧Ｖ（１）が１０ｋＶであると共に、第２電源３２に入力可能な電力の上限値に相当する第２電力制限値Ｗ（２）が１０ｋＷであり且つ第２電源３２の電圧が１０ｋＶである例を用いて説明する。また、パラレル用制限値Ｗ（ｐ）が３０ｋＷ（＝第１電力制限値Ｗ（１）＋第２電力制限値Ｗ（２））であり、且つ、シリーズ用制限値Ｗ（ｓ）が２０ｋＷ（＜パラレル用制限値Ｗ（ｐ））であるものとする。
【００９５】
この例において、電力変換器３３の動作モードがパラレルモードである場合には、ＥＣＵ４０は、電力配分比ｒ（０）が任意の配分比となるように電力変換器３３を制御することができる。従って、例えば電源システム３０に対して３０ｋＷの電力が入力されている場合には、ＥＣＵ３０は、第１電源３１に対して電力制限値以下の２０ｋＷの電力が入力され且つ第２電源３２に対して電力制限値以下の１０ｋＷの電力が入力されるように、電力変換器３３を制御することができる。
【００９６】
続いて、このような状況下で、システム電力制限値Ｗ（０）がシリーズ用制限値Ｗ（ｓ）に変更される前に、電力変換器３３の動作モードがパラレルモードからシリーズモードに切り替えられるとする。この場合、シリーズモードへの切り替えに応じて、電力配分比ｒ（０）が第１電源電圧Ｐ（１）と第２電源Ｐ（２）との比である１０ｋＶ：１０ｋＶ＝１：１となるため、第１電源３１及び第２電源３２の夫々には１５ｋＷの電力が入力される。つまり、単純に電力変換器３３の動作モードがパラレルモードからシリーズモードに切り替えられると、第２電源３２の過充電が生じてしまう。
【００９７】
しかるに、本実施形態では、電力変換器３３の動作モードがパラレルモードからシリーズモードに切り替えられる前に、システム電力制限値Ｗ（０）がシリーズ用制限値Ｗ（ｓ）＝２０ｋＷに変更される。その結果、電力変換器３３の動作モードがシリーズモードに切り替えられる前に、システム電力Ｐ（０）は、３０ｋＷから２０ｋＷにまで減少する。その後、電力変換器３３の動作モードがパラレルモードからシリーズモードに切り替えられると、電力配分比ｒ（０）が第１電源電圧Ｐ（１）と第２電源Ｐ（２）との比である１０ｋＶ：１０ｋＶ＝１：１となるため、第１電源３１及び第２電源３２の夫々には１０ｋＷの電力が入力される。従って、第２電源３２の過充電が生ずることはない。
【００９８】
尚、上述の一例では、第１電源３１及び第２電源３２に入力される電力に着目しているが、第１電源３１及び第２電源３２から出力される電力についても同様であることは言うまでもない。
【００９９】
このように、本実施形態では、ＥＣＵ４０は、電力変換器３３の動作モードをパラレルモードからシリーズモードに切り替える前に、システム電力制限値Ｗ（０）をシリーズ用制限値Ｗ（ｓ）に変更している。その結果、電力変換器３３の動作モードがパラレルモードからシリーズモードに切り替えられる前に、システム電力Ｐ（０）がシリーズ用制限値Ｗ（ｓ）の許容範囲内に収まる。このため、その後に電力変換器３３の動作モードがパラレルモードからシリーズモードに切り替えられたとしても、第１電源３１及び第２電源３２の過放電又は過充電は生じにくい又は殆ど若しくは全く生じない。このように、本実施形態のＥＣＵ４０は、電力変換器３３の動作モードを好適に切り替えることができる。
【０１００】
加えて、ＥＣＵ４０は、システム電力制限値Ｗ（０）をシリーズ用制限値Ｗ（ｓ）に変更する前に、電力配分比ｒ（０）がシリーズ用配分比ｒ（ｓ）となるように、電力変換器３３を制御することができる。ここで、上述したように、シリーズ用制限値Ｗ（ｓ）の絶対値は、典型的には、パラレル用制限値Ｗ（ｐ）の絶対値以下となる。そうすると、ＥＣＵ４０は、相対的に厳しいシリーズ用制限値Ｗ（ｓ）がシステム電力制限値Ｗ（０）として用いられる前に、電力配分比ｒ（０）を制御することができる。つまり、ＥＣＵ４０は、相対的に緩やかなパラレル用制限値Ｗ（ｐ）がシステム電力制限値Ｗ（０）として用いられている間に、電力配分比ｒ（０）を制御することができる。従って、ＥＣＵ４０は、相対的に緩やかな条件の下で、電力配分比ｒ（０）を制御することができる。
【０１０１】
更に、ＥＣＵ４０は、電力変換器３３の動作モードがパラレルモードからシリーズモードに切り替えられる前に、電力配分比ｒ（０）がシリーズ用配分比ｒ（ｓ）となるように、電力変換器３３を制御することができる。ここで、電力変換器３３の動作モードがシリーズモードである場合には、電力配分比ｒ（０）はシリーズ用配分比ｒ（ｓ）＝Ｖ（１）：Ｖ（２）に一律に固定されてしまう。このため、電力変換器３３の動作モードがパラレルモードからシリーズモードに切り替えられる前に電力配分比ｒ（０）が制御されない場合には、第１電源電力Ｐ（１）及び第２電源電力Ｐ（２）の少なくとも一方が大きく変動してしまうおそれがある。しかるに、本実施形態では、電力変換器３３の動作モードがパラレルモードからシリーズモードに切り替えられる前に電力配分比ｒ（０）が制御されるがゆえに、第１電源電力Ｐ（１）及び第２電源電力Ｐ（２）の少なくとも一方の大きな変動が好適に抑制される。
【０１０２】
加えて、ＥＣＵ４０は、電力変換器３３の動作モードをシリーズモードからパラレルモードに切り替える場合には、電力変換器３３の動作モードがシリーズモードからパラレルモード切り替えられた後に、システム電力制限値Ｗ（０）をパラレル用制限値Ｗ（ｐ）に変更する。このため、ＥＣＵ４０は、電力変換器３３の動作モードをシリーズモードからパラレルモードに切り替える場合においても、第１電源３１及び第２電源３２の過放電又は過充電を防止することができる。以下、その技術的理由について説明する。
【０１０３】
上述したように、シリーズ用制限値Ｗ（ｓ）の絶対値は、典型的には、パラレル用制限値Ｗ（ｐ）の絶対値以下となる。従って、システム電力制限値Ｗ（０）がシリーズ用制限値Ｗ（ｓ）からパラレル用制限値Ｗ（ｐ）に変更されると、システム電力Ｐ（０）が相対的に大きくなるおそれがある。そうすると、仮に電力変換器３３の動作モードがシリーズモードからパラレルモードに切り替えられる前にシステム電力制限値Ｗ（０）がパラレル用制限値Ｗ（ｐ）に変更されると、電力変換器３３の動作モードがシリーズモードのままであるにもかかわらず、システム電力Ｐ（０）が、パラレル用制限値Ｗ（ｐ）よりも厳しいシリーズ用制限値Ｗ（ｓ）の許容範囲内に収まらなくなってしまうおそれがある。この場合、第１電源電力Ｐ（１）が第１電力制限値Ｗ（１）の許容範囲に収まらなくなる又は第２電源電力Ｐ（２）が第２電力制限値Ｗ（２）の許容範囲に収まらなくおそれがある。従って、場合によっては、第１電源３１及び第２電源３２の少なくとも一方の過放電又は過充電が生ずるおそれがある。しかるに、本実施形態では、電力変換器３３の動作モードがシリーズモードからパラレルモードに切り替えられた後にシステム電力制限値Ｗ（０）がパラレル用制限値Ｗ（ｐ）に変更される。このため、電力変換器３３の動作モードがシリーズモードからパラレルモードに切り替えられる場合においても、第１電源３１及び第２電源３２の少なくとも一方の過放電又は過充電は生じにくい又は殆ど若しくは全く生じない。
【０１０４】
加えて、ＥＣＵ４０は、システム電力制限値Ｗ（０）がパラレル用制限値Ｗ（ｐ）に変更された後に、電力配分比ｒ（０）がパラレル用配分比ｒ（ｐ）となるように、電力変換器３３を制御することができる。ここで、上述したように、シリーズ用制限値Ｗ（ｓ）の絶対値は、典型的には、パラレル用制限値Ｗ（ｐ）の絶対値以下となる。そうすると、ＥＣＵ４０は、相対的に厳しいシリーズ用制限値Ｗ（ｓ）に代えて相対的に緩やかなパラレル用制限値Ｗ（ｐ）がシステム電力制限値Ｗ（０）として用いられている間に、電力配分比ｒ（０）を制御することができる。従って、ＥＣＵ４０は、相対的に緩やかな条件の下で、電力配分比ｒ（０）を制御することができる。
【０１０５】
尚、上述の説明では、電力変換器３３の動作モードがパラレルモードからシリーズモードに切り替えられる場合には、ＥＣＵ４０は、電力配分比ｒ（０）がシリーズ用配分比ｒ（ｓ）と一致するように電力変換器３３を制御した後に、システム電力制限値Ｗ（０）をシリーズ用制限値Ｗ（ｓ）に変更している（図６のステップＳ２１からステップＳ２２参照）。しかしながら、ＥＣＵ４０は、システム電力制限値Ｗ（０）をシリーズ用制限値Ｗ（ｓ）に変更した後に、電力配分比ｒ（０）がシリーズ用配分比ｒ（ｓ）と一致するように電力変換器３３の動作を制御してもよい。いずれの場合であっても、電力配分比ｒ（０）をシリーズ用配分比ｒ（ｓ）と一致させるための第１の制御と、システム電力Ｐ（０）をシリーズ用制限値Ｗ（ｓ）の許容範囲に収めるための第２の制御とが別個に行われる。第１の制御での制御目標値と第２の制御での制御目標値とが典型的には異なるものになることを考慮すれば、第１及び第２の制御が同時並行して行われる場合と比較して、ＥＣＵ４０の処理負荷が相対的に小さくなる。但し、ＥＣＵ４０は、電力配分比ｒ（０）がシリーズ用配分比ｒ（ｓ）となるように電力変換器３３の動作を制御しながら、システム電力制限値Ｗ（０）をシリーズ用制限値Ｗ（ｓ）に変更してもよい。
【０１０６】
また、上述の説明では、電力変換器３３の動作モードがシリーズモードからパラレルモードに切り替えられる場合には、ＥＣＵ４０は、システム電力制限値Ｗ（０）をパラレル用制限値Ｗ（ｐ）に変更した後に、電力配分比ｒ（０）がパラレル用配分比ｒ（ｐ）となるように電力変換器３３の動作を制御している（図６のステップＳ３２からステップＳ３３参照）。しかしながら、ＥＣＵ４０は、電力配分比ｒ（０）がパラレル用配分比ｒ（ｐ）となるように電力変換器３３の動作を制御した後に、システム電力制限値Ｗ（０）をパラレル用制限値Ｗ（ｐ）に変更してもよい。この場合も、電力配分比ｒ（０）をパラレル用配分比ｒ（ｐ）と一致させるための制御とシステム電力Ｐ（０）をパラレル用制限値Ｗ（ｐ）の許容範囲に収めるための制御とが同時並行して行われる場合と比較して、ＥＣＵ４０の処理負荷が相対的に小さくなる。但し、ＥＣＵ４０は、電力配分比ｒ（０）がパラレル用配分比ｒ（ｐ）となるように電力変換器３３の動作を制御しながら、システム電力制限値Ｗ（０）をパラレル用制限値Ｗ（ｐ）に変更してもよい。
【０１０７】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電源制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１０８】
１  車両
３０  電源システム
３１  第１電源
３２  第２電源
３３  電力変換器
４０  ＥＣＵ
Ｃ  平滑コンデンサ
Ｌ１、Ｌ２  リアクトル
Ｐ（０）  システム電力
Ｐ（１）  第１電源電力
Ｐ（２）  第２電源電力
ｒ（０）  電力配分比
ｒ（ｓ）  シリーズ用配分比
Ｗ（０）  システム電力制限値
Ｗ（ｓ）  シリーズ用制限値
Ｖ（１）  第１電源電圧
Ｖ（２）  第２電源電圧
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４  スイッチング素子
【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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