(57)【要約】【課題】複数の直流電源を任意に並列接続／切離可能な電源装置およびそれを備えた車両を提供する。【解決手段】接続回路１０，２０は、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２に対応して設けられ、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２を互いに並列してコンバータ５０に電気的に接続することができる。接続回路１０は、並列接続される第１および第２の回路１２，１４を含む。第１および第２の回路１２，１４は、互いに逆方向の電流を個別に流すことができる。接続回路２０は、並列接続される第１および第２の回路２２，２４を含む。第１および第２の回路２２，２４は、互いに逆方向の電流を個別に流すことができる。【選択図】図１
2008017560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の蓄電装置と、
前記複数の蓄電装置に対応して設けられ、前記複数の蓄電装置を互いに並列して電気負荷に接続可能な複数の接続回路と、
前記複数の接続回路を制御する制御装置とを備え、
前記複数の接続回路の各々は、
前記電気負荷から対応する蓄電装置への通電を防止するとともに、前記制御装置からの指令に従って前記対応する蓄電装置から前記電気負荷への通電およびその遮断が可能なように構成された第１の回路と、
前記第１の回路に並列に接続され、前記対応する蓄電装置から前記電気負荷への通電を防止するとともに、前記制御装置からの指令に従って前記電気負荷から前記対応する蓄電装置への通電およびその遮断が可能なように構成された第２の回路とを含む、電源装置。
【請求項２】
前記第１の回路は、
前記対応する蓄電装置から前記電気負荷へ向けて通電可能な第１のダイオードと、
前記第１のダイオードに直列に接続され、前記制御装置からの指令に従ってオン／オフする第１のスイッチとから成り、
前記第２の回路は、
前記電気負荷から前記対応する蓄電装置へ向けて通電可能な第２のダイオードと、
前記第２のダイオードに直列に接続され、前記制御装置からの指令に従ってオン／オフする第２のスイッチとから成る、請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記第１および第２のスイッチは、逆耐圧性を有する半導体スイッチング素子から成る、請求項２に記載の電源装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記複数の蓄電装置の１つの第１の蓄電装置のみを使用する場合、前記第１の蓄電装置に対応する第１の接続回路に含まれる第１および第２の回路を通電状態に制御し、その他の蓄電装置に対応する接続回路の各々に含まれる第１および第２の回路を遮断状態に制御する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記第１の蓄電装置から前記電気負荷への給電が行なわれているときに前記第１の蓄電装置から前記第１の蓄電装置と異なる第２の蓄電装置に給電元を切替える場合、前記第１の接続回路に含まれる第２の回路を遮断状態に制御した後、前記第２の蓄電装置に対応する第２の接続回路に含まれる第１の回路を通電状態に制御し、その後、前記第１の接続回路に含まれる第１の回路を遮断状態に制御した後、前記第２の接続回路に含まれる第２の回路を通電状態に制御する、請求項４に記載の電源装置。
【請求項６】
前記制御装置は、前記電気負荷から前記第１の蓄電装置の充電が行なわれているときに前記第１の蓄電装置から前記第１の蓄電装置と異なる第２の蓄電装置に充電先を切替える場合、前記第１の接続回路に含まれる第１の回路を遮断状態に制御した後、前記第２の蓄電装置に対応する第２の接続回路に含まれる第２の回路を通電状態に制御し、その後、前記第１の接続回路に含まれる第２の回路を遮断状態に制御した後、前記第２の接続回路に含まれる第１の回路を通電状態に制御する、請求項４に記載の電源装置。
【請求項７】
前記制御装置は、前記複数の蓄電装置の少なくとも２つから前記電気負荷への給電を行なう場合、前記少なくとも２つの蓄電装置に対応する接続回路の各々に含まれる第１の回路を通電状態に制御し、その第１の回路に対応する第２の回路ならびにその他の接続回路の各々に含まれる第１および第２の回路を遮断状態に制御する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項８】
前記制御装置は、前記少なくとも２つの蓄電装置から前記電気負荷への給電が行なわれている状態から電力回生状態に切替わる場合、前記少なくとも２つの蓄電装置のうち最も出力電圧の高い蓄電装置に対応する接続回路に含まれる第２の回路を通電状態に制御し、その後、その他の蓄電装置の各々に含まれる第１の回路を遮断状態に制御する、請求項７に記載の電源装置。
【請求項９】
前記複数の蓄電装置は、第１および第２の蓄電装置を含み、
前記第１の蓄電装置は、前記第２の蓄電装置よりも出力可能最大電力が大きく、
前記第２の蓄電装置は、前記第１の蓄電装置よりも蓄電容量が大きい、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の電源装置と、
前記電源装置から電力の供給を受ける駆動装置と、
前記駆動装置によって駆動される電動機と、
前記電動機の出力軸に回転軸が連結される車輪とを備える車両。
【請求項１１】
電源装置の制御方法であって、
前記電源装置は、
複数の蓄電装置と、
前記複数の蓄電装置に対応して設けられ、前記複数の蓄電装置を互いに並列して電気負荷に接続可能な複数の接続回路とを備え、
前記複数の接続回路の各々は、
前記電気負荷から対応する蓄電装置への通電を防止するとともに、前記対応する蓄電装置から前記電気負荷への通電およびその遮断が可能なように構成された第１の回路と、
前記第１の回路に並列に接続され、前記対応する蓄電装置から前記電気負荷への通電を防止するとともに、前記電気負荷から前記対応する蓄電装置への通電およびその遮断が可能なように構成された第２の回路とを含み、
前記制御方法は、前記複数の蓄電装置の１つの第１の蓄電装置から前記電気負荷への給電が行なわれているときに前記第１の蓄電装置から前記第１の蓄電装置と異なる第２の蓄電装置に給電元を切替える第１のステップを含み、
前記第１のステップは、
前記第１の蓄電装置に対応する第１の接続回路に含まれる第２の回路を遮断状態に制御する第１のサブステップと、
前記第２の蓄電装置に対応する第２の接続回路に含まれる第１の回路を通電状態に制御する第２のサブステップと、
前記第１の接続回路に含まれる第１の回路を遮断状態に制御する第３のサブステップと、
前記第２の接続回路に含まれる第２の回路を通電状態に制御する第４のサブステップとから成る、電源装置の制御方法。
【請求項１２】
前記制御方法は、前記電気負荷から前記第１の蓄電装置の充電が行なわれているときに前記第１の蓄電装置から前記第１の蓄電装置と異なる第２の蓄電装置に充電先を切替える第２のステップをさらに含み、
前記第２のステップは、
前記第１の接続回路に含まれる前記第１の回路を遮断状態に制御する第１のサブステップと、
前記第２の接続回路に含まれる前記第２の回路を通電状態に制御する第２のサブステップと、
前記第１の接続回路に含まれる前記第２の回路を遮断状態に制御する第３のサブステップと、
前記第２の接続回路に含まれる前記第１の回路を通電状態に制御する第４のサブステップとから成る、請求項１１に記載の電源装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、並列接続された複数の蓄電装置を含む電源装置およびそれを備えた車両ならびに電源装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００４−２２２３６２号公報（特許文献１）は、直流電源からの電圧をコンバータにより変換してインバータへ供給する電圧変換装置を開示する。この電圧変換装置は、二次電池と、インバータと、二次電池とインバータとの間に設けられるコンバータとを備える。コンバータは、二次電池からの電圧を昇圧してインバータへ供給する。また、コンバータは、インバータから出力される直流電圧を降圧して二次電池へ出力する（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２２２３６２号公報
【特許文献２】特開平８−２５６４０４号公報
【特許文献３】特開２００１−１３６６０７号公報
【特許文献４】特開平６−２８４５０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
直流電源の大容量化・高出力化を目的として既設の直流電源（二次電池など）に並列に直流電源（二次電池やキャパシタなど）をさらに接続する場合、複数の直流電源を単に並列に接続すると、各直流電源の充放電量を制御できず、各直流電源の充電状態（ＳＯＣ：State of Charge）を管理することができない。また、各直流電源の特性が異なる場合、直流電源間で電流が流れてしまい、複数の直流電源を効率的に運用することができない。
【０００４】
一方、各直流電源と電気負荷との間に単にリレーを設ける場合、各リレーをオンさせると、上記と同様の問題が発生する。また、いずれかのリレーのみをオンさせる運用にする場合、直流電源の切替に伴なうリレーのオン／オフ時に電圧変動が発生し、さらに、リレーのオフ時にサージ電圧が発生してリレーが溶着する可能性がある。
【０００５】
そこで、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、複数の直流電源を任意に並列接続／切離可能な電源装置およびそれを備えた車両を提供することである。
【０００６】
また、この発明の別の目的は、複数の直流電源を任意に並列接続／切離可能な電源装置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】
【０００７】
この発明によれば、電源装置は、複数の蓄電装置と、複数の接続回路と、制御装置とを備える。複数の接続回路は、複数の蓄電装置に対応して設けられ、複数の蓄電装置を互いに並列して電気負荷に接続可能である。制御装置は、複数の接続回路を制御する。複数の接続回路の各々は、第１の回路と、第２の回路とを含む。第１の回路は、電気負荷から対応する蓄電装置への通電を防止するとともに、制御装置からの指令に従って対応する蓄電装置から電気負荷への通電およびその遮断が可能なように構成される。第２の回路は、第１の回路に並列に接続され、対応する蓄電装置から電気負荷への通電を防止するとともに、制御装置からの指令に従って電気負荷から対応する蓄電装置への通電およびその遮断が可能なように構成される。
【０００８】
好ましくは、第１の回路は、第１のダイオードと、第１のスイッチとから成る。第１のダイオードは、対応する蓄電装置から電気負荷へ向けて通電可能である。第１のスイッチは、第１のダイオードに直列に接続され、制御装置からの指令に従ってオン／オフする。第２の回路は、第２のダイオードと、第２のスイッチとから成る。第２のダイオードは、電気負荷から対応する蓄電装置へ向けて通電可能である。第２のスイッチは、第２のダイオードに直列に接続され、制御装置からの指令に従ってオン／オフする。
【０００９】
さらに好ましくは、第１および第２のスイッチは、逆耐圧性を有する半導体スイッチング素子から成る。
【００１０】
好ましくは、制御装置は、複数の蓄電装置の１つの第１の蓄電装置のみを使用する場合、第１の蓄電装置に対応する第１の接続回路に含まれる第１および第２の回路を通電状態に制御し、その他の蓄電装置に対応する接続回路の各々に含まれる第１および第２の回路を遮断状態に制御する。
【００１１】
さらに好ましくは、制御装置は、第１の蓄電装置から電気負荷への給電が行なわれているときに第１の蓄電装置から第１の蓄電装置と異なる第２の蓄電装置に給電元を切替える場合、第１の接続回路に含まれる第２の回路を遮断状態に制御した後、第２の蓄電装置に対応する第２の接続回路に含まれる第１の回路を通電状態に制御する。その後、制御装置は、第１の接続回路に含まれる第１の回路を遮断状態に制御した後、第２の接続回路に含まれる第２の回路を通電状態に制御する。
【００１２】
また、さらに好ましくは、制御装置は、電気負荷から第１の蓄電装置の充電が行なわれているときに第１の蓄電装置から第１の蓄電装置と異なる第２の蓄電装置に充電先を切替える場合、第１の接続回路に含まれる第１の回路を遮断状態に制御した後、第２の蓄電装置に対応する第２の接続回路に含まれる第２の回路を通電状態に制御する。その後、制御装置は、第１の接続回路に含まれる第２の回路を遮断状態に制御した後、第２の接続回路に含まれる第１の回路を通電状態に制御する。
【００１３】
好ましくは、制御装置は、複数の蓄電装置の少なくとも２つから電気負荷への給電を行なう場合、その少なくとも２つの蓄電装置に対応する接続回路の各々に含まれる第１の回路を通電状態に制御し、その第１の回路に対応する第２の回路ならびにその他の接続回路の各々に含まれる第１および第２の回路を遮断状態に制御する。
【００１４】
さらに好ましくは、制御装置は、少なくとも２つの蓄電装置から電気負荷への給電が行なわれている状態から電力回生状態に切替わる場合、その少なくとも２つの蓄電装置のうち最も出力電圧の高い蓄電装置に対応する接続回路に含まれる第２の回路を通電状態に制御する。その後、制御装置は、その他の蓄電装置の各々に含まれる第１の回路を遮断状態に制御する。
【００１５】
好ましくは、複数の蓄電装置は、第１および第２の蓄電装置を含む。第１の蓄電装置は、第２の蓄電装置よりも出力可能最大電力が大きく、第２の蓄電装置は、第１の蓄電装置よりも蓄電容量が大きい。
【００１６】
また、この発明によれば、車両は、上述したいずれかの電源装置と、電源装置から電力の供給を受ける駆動装置と、駆動装置によって駆動される電動機と、電動機の出力軸に回転軸が連結される車輪とを備える。
【００１７】
また、この発明によれば、電源装置は、複数の蓄電装置と、複数の接続回路とを備える。複数の接続回路は、複数の蓄電装置に対応して設けられ、複数の蓄電装置を互いに並列して電気負荷に接続可能である。複数の接続回路の各々は、第１の回路と、第２の回路とを含む。第１の回路は、電気負荷から対応する蓄電装置への通電を防止するとともに、対応する蓄電装置から電気負荷への通電およびその遮断が可能なように構成される。第２の回路は、第１の回路に並列に接続され、対応する蓄電装置から電気負荷への通電を防止するとともに、電気負荷から対応する蓄電装置への通電およびその遮断が可能なように構成される。そして、電源装置の制御方法は、複数の蓄電装置の１つの第１の蓄電装置から電気負荷への給電が行なわれているときに第１の蓄電装置から第１の蓄電装置と異なる第２の蓄電装置に給電元を切替える第１のステップを含む。この第１のステップは、第１の蓄電装置に対応する第１の接続回路に含まれる第２の回路を遮断状態に制御する第１のサブステップと、第２の蓄電装置に対応する第２の接続回路に含まれる第１の回路を通電状態に制御する第２のサブステップと、第１の接続回路に含まれる第１の回路を遮断状態に制御する第３のサブステップと、第２の接続回路に含まれる第２の回路を通電状態に制御する第４のサブステップとから成る。
【００１８】
好ましくは、制御方法は、電気負荷から第１の蓄電装置の充電が行なわれているときに第１の蓄電装置から第１の蓄電装置と異なる第２の蓄電装置に充電先を切替える第２のステップをさらに含む。この第２のステップは、第１の接続回路に含まれる第１の回路を遮断状態に制御する第１のサブステップと、第２の接続回路に含まれる第２の回路を通電状態に制御する第２のサブステップと、第１の接続回路に含まれる第２の回路を遮断状態に制御する第３のサブステップと、第２の接続回路に含まれる第１の回路を通電状態に制御する第４のサブステップとから成る。
【発明の効果】
【００１９】
この発明においては、各接続回路に含まれる第１の回路は、電気負荷から対応する蓄電装置への通電を防止するとともに、制御装置からの指令に従って対応する蓄電装置から電気負荷への通電およびその遮断が可能なように構成され、第１の回路に並列に接続される第２の回路は、対応する蓄電装置から電気負荷への通電を防止するとともに、制御装置からの指令に従って電気負荷から対応する蓄電装置への通電およびその遮断が可能なように構成されるので、複数の蓄電装置間の電力授受を防止しつつ、各蓄電装置に対する電流の入出力およびその遮断を個別に制御することができる。
【００２０】
したがって、この発明によれば、複数の蓄電装置を任意に並列接続し、または切離すことができる。その結果、使用したい蓄電装置を任意に選択したり、使用する蓄電装置を任意に切替えることができる。また、複数の蓄電装置間の電力授受を防止しつつ、複数の蓄電装置を併用して電気負荷へ電力を供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
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。
【００２２】
図１は、この発明による車両の全体ブロック図である。図１を参照して、この車両１００は、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２と、接続回路１０，２０と、コンバータ５０と、コンデンサＣと、インバータ６０と、モータジェネレータＭＧと、駆動輪ＤＷと、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）７０と、電圧センサ８２，８４と、正極ラインＰＬ１〜ＰＬ４と、負極ラインＮＬ１〜ＮＬ４とを備える。
【００２３】
蓄電装置Ｂ１の正電極および負電極は、それぞれ正極ラインＰＬ１および負極ラインＮＬ１に接続される。接続回路１０は、正極ラインＰＬ１と正極ラインＰＬ３との間に配設される。蓄電装置Ｂ２の正電極および負電極は、それぞれ正極ラインＰＬ２および負極ラインＮＬ２に接続される。接続回路２０は、正極ラインＰＬ２と正極ラインＰＬ３との間に配設される。負極ラインＮＬ２は、負極ラインＮＬ１に接続される。
【００２４】
コンバータ５０は、正極ラインＰＬ３および負極ラインＮＬ１と正極ラインＰＬ４および負極ラインＮＬ４との間に接続される。なお、負極ラインＮＬ１および負極ラインＮＬ４は、電気的に接続されている。コンデンサＣは、正極ラインＰＬ４と負極ラインＮＬ４との間に接続される。そして、正極ラインＰＬ４および負極ラインＮＬ４にインバータ６０が接続され、インバータ６０の交流出力側にモータジェネレータＭＧが接続される。駆動輪ＤＷは、モータジェネレータＭＧの回転軸に機械的に結合される。
【００２５】
接続回路１０は、第１の回路１２と、第１の回路１２に並列に接続される第２の回路１４とを含む。第１の回路１２は、ダイオードＤ１１と、ダイオードＤ１１に直列に接続されるリレーＲ１１とから成る。ダイオードＤ１１のアノードは、正極ラインＰＬ１に接続され、ダイオードＤ１１のカソードと正極ラインＰＬ３との間にリレーＲ１１が接続される。第２の回路１４は、ダイオードＤ１２と、ダイオードＤ１２に直列に接続されるリレーＲ１２とから成る。ダイオードＤ１２のカソードは、正極ラインＰＬ１に接続され、ダイオードＤ１２のアノードと正極ラインＰＬ３との間にリレーＲ１２が接続される。
【００２６】
接続回路２０は、第１の回路２２と、第１の回路２２に並列に接続される第２の回路２４とを含む。第１の回路２２は、ダイオードＤ２１と、ダイオードＤ２１に直列に接続されるリレーＲ２１とから成る。ダイオードＤ２１のアノードは、正極ラインＰＬ２に接続され、ダイオードＤ２１のカソードと正極ラインＰＬ３との間にリレーＲ２１が接続される。第２の回路２４は、ダイオードＤ２２と、ダイオードＤ２２に直列に接続されるリレーＲ２２とから成る。ダイオードＤ２２のカソードは、正極ラインＰＬ２に接続され、ダイオードＤ２２のアノードと正極ラインＰＬ３との間にリレーＲ２２が接続される。
【００２７】
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、接続回路１０を介してコンバータ５０へ電力を供給することができ、また、電力回生時には、接続回路１０を介してコンバータ５０により充電され得る。蓄電装置Ｂ２は、接続回路２０を介してコンバータ５０へ電力を供給することができ、また、電力回生時には、接続回路２０を介してコンバータ５０により充電され得る。
【００２８】
なお、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を用いて大容量かつハイパワーの直流電源を構成することができる。なお、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２としてキャパシタを用いてもよい。
【００２９】
接続回路１０は、ＥＣＵ７０からの信号ＳＥ１に基づいて、蓄電装置Ｂ１とコンバータ５０との間で通電およびその遮断を行なう。具体的には、信号ＳＥ１に基づいてリレーＲ１１がオンされると、接続回路１０は、蓄電装置Ｂ１からダイオードＤ１１を介してコンバータ５０へ電流を流すことができる。また、信号ＳＥ１に基づいてリレーＲ１２がオンされると、接続回路１０は、コンバータ５０からダイオードＤ１２を介して蓄電装置Ｂ１へ電流を流すことができる。
【００３０】
接続回路２０は、ＥＣＵ７０からの信号ＳＥ２に基づいて、蓄電装置Ｂ２とコンバータ５０との間で通電およびその遮断を行なう。具体的には、信号ＳＥ２に基づいてリレーＲ２１がオンされると、接続回路２０は、蓄電装置Ｂ２からダイオードＤ２１を介してコンバータ５０へ電流を流すことができる。また、信号ＳＥ２に基づいてリレーＲ２２がオンされると、接続回路２０は、コンバータ５０からダイオードＤ２２を介して蓄電装置Ｂ２へ電流を流すことができる。
【００３１】
コンバータ５０は、ＥＣＵ７０からの信号ＰＷＣに基づいて、正極ラインＰＬ３から受ける電圧を昇圧し、その昇圧した電圧を正極ラインＰＬ４へ出力する。また、コンバータ５０は、インバータ６０から正極ラインＰＬ４を介して供給される回生電力を信号ＰＷＣに基づいて蓄電装置Ｂ１またはＢ２の電圧レベルに降圧し、蓄電装置Ｂ１またはＢ２を充電する。なお、コンバータ５０は、たとえばチョッパ回路から成る。
【００３２】
コンデンサＣは、正極ラインＰＬ４と負極ラインＮＬ４との間の電圧変動を平滑化する。インバータ６０は、ＥＣＵ７０からの信号ＰＷＩに基づいて、正極ラインＰＬ４から受ける直流電圧を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ＭＧへ出力する。また、インバータ６０は、車両の回生制動時、駆動輪ＤＷからの回転力を受けてモータジェネレータＭＧが発電した３相交流電圧を信号ＰＷＩに基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を正極ラインＰＬ４へ出力する。
【００３３】
モータジェネレータＭＧ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ＭＧは、インバータ６０によって力行駆動され、駆動輪ＤＷ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ＭＧは、車両の回生制動時、インバータ６０によって回生駆動され、駆動輪ＤＷ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６０へ出力する。
【００３４】
電圧センサ８２は、蓄電装置Ｂ１の電圧ＶＢ１を検出し、その検出した電圧ＶＢ１をＥＣＵ７０へ出力する。電圧センサ８４は、蓄電装置Ｂ２の電圧ＶＢ２を検出し、その検出した電圧ＶＢ２をＥＣＵ７０へ出力する。
【００３５】
ＥＣＵ７０は、コンバータ５０を駆動するための信号ＰＷＣを生成し、その生成した信号ＰＷＣをコンバータ５０へ出力する。また、ＥＣＵ７０は、インバータ６０を駆動するための信号ＰＷＩを生成し、その生成した信号ＰＷＩをそれぞれインバータ６０へ出力する。
【００３６】
また、ＥＣＵ７０は、後述の方法により、接続回路１０に含まれるリレーＲ１１，Ｒ１２をオン／オフするための信号ＳＥ１および接続回路２０に含まれるリレーＲ２１，Ｒ２２をオン／オフするための信号ＳＥ２を生成し、その生成した信号ＳＥ１，ＳＥ２をそれぞれ接続回路１０，２０へ出力する。
【００３７】
図２は、使用電源として蓄電装置Ｂ１が選択されているときの接続回路１０，２０の状態を示した図である。図２を参照して、使用電源として蓄電装置Ｂ１が選択される場合、接続回路１０のリレーＲ１１，Ｒ１２がいずれもオンされ、接続回路２０のリレーＲ２１，Ｒ２２はいずれもオフされる。これにより、蓄電装置Ｂ１とコンバータ５０との間で双方向に電力をやり取りすることができる。また、接続回路２０のリレーＲ２１，Ｒ２２はいずれもオフされているので、蓄電装置Ｂ２とコンバータ５０および蓄電装置Ｂ１との間で電力が授受されることはない。
【００３８】
図３は、使用電源を蓄電装置Ｂ１から蓄電装置Ｂ２へ切替える場合のＥＣＵ７０の制御フローチャートである。図３を参照して、ＥＣＵ７０は、使用電源を蓄電装置Ｂ１から蓄電装置Ｂ２へ切替えるか否かを判定する（ステップＳ１０）。たとえば、ＥＣＵ７０は、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の各々のＳＯＣに基づいて蓄電装置Ｂ１から蓄電装置Ｂ２への切替を判定することができる。あるいは、ＥＣＵ７０は、モータジェネレータＭＧの要求パワーに基づいて、互いに特性の異なる蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の切替を判定してもよい。そして、ＥＣＵ７０は、蓄電装置Ｂ１から蓄電装置Ｂ２への切替は不要であると判定すると（ステップＳ１０においてＮＯ）、ステップＳ１３０へ処理を進める。
【００３９】
一方、ステップＳ１０において蓄電装置Ｂ１から蓄電装置Ｂ２への切替が肯定されると（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ７０は、モータジェネレータＭＧのトルク指令ＴＲおよび回転数ＭＲＮに基づいて、モータジェネレータＭＧが力行動作中であるか回生動作中であるかを判定する（ステップＳ２０）。具体的には、トルク指令ＴＲおよび回転数ＭＲＮの符号が同じであるとき、ＥＣＵ７０は、モータジェネレータＭＧが力行動作中であると判定し、トルク指令ＴＲおよび回転数ＭＲＮの符号が互いに異なるとき、ＥＣＵ７０は、モータジェネレータＭＧが回生動作中であると判定する。
【００４０】
ステップＳ２０においてモータジェネレータＭＧが力行動作中であると判定されると、ＥＣＵ７０は、電圧センサ８２，８４からの電圧ＶＢ１，ＶＢ２に基づいて、蓄電装置Ｂ２の電圧ＶＢ２が蓄電装置Ｂ１の電圧ＶＢ１よりも高いか否かを判定する（ステップＳ３０）。ＥＣＵ７０は、電圧ＶＢ２が電圧ＶＢ１以下であると判定すると（ステップＳ３０においてＮＯ）、蓄電装置Ｂ１から蓄電装置Ｂ２への切替を行なうことなくステップＳ１３０へ処理を進める。これは、電圧ＶＢ２が電圧ＶＢ１よりも低い場合、後述するリレーＲ１１のオフ時にサージ電圧が発生するからである。
【００４１】
一方、ステップＳ３０において電圧ＶＢ２が電圧ＶＢ１よりも高いと判定されると（ステップＳ３０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ７０は、蓄電装置Ｂ１から蓄電装置Ｂ２への切替を行なう。すなわち、ＥＣＵ７０は、まず、リレーＲ１２をオフさせ（ステップＳ４０）、その後、リレーＲ２１をオンさせる（ステップＳ５０）。この時点で、コンバータ５０への電流の供給元が蓄電装置Ｂ１から蓄電装置Ｂ２に切替わる。なお、リレーＲ２１をオンさせる前にリレーＲ１２をオフさせるので、蓄電装置Ｂ２から蓄電装置Ｂ１へ電流が流れることはない。次いで、ＥＣＵ７０は、リレーＲ１１をオフさせ（ステップＳ６０）、その後、リレーＲ２２をオンさせる（ステップＳ７０）。なお、リレーＲ２１がオンされた時点でコンバータ５０への電流の供給元が蓄電装置Ｂ１から蓄電装置Ｂ２に切替わっているので、リレーＲ１１のオフ時にサージ電圧が発生することはない。
【００４２】
一方、ステップＳ２０においてモータジェネレータＭＧが回生動作中であると判定されると、ＥＣＵ７０は、蓄電装置Ｂ２の電圧ＶＢ２が蓄電装置Ｂ１の電圧ＶＢ１よりも低いか否かを判定する（ステップＳ８０）。ＥＣＵ７０は、電圧ＶＢ２が電圧ＶＢ１以上であると判定すると（ステップＳ８０においてＮＯ）、蓄電装置Ｂ１から蓄電装置Ｂ２への切替を行なうことなくステップＳ１３０へ処理を進める。これは、電圧ＶＢ２が電圧ＶＢ１よりも高い場合、後述するリレーＲ１２のオフ時にサージ電圧が発生するからである。
【００４３】
一方、ステップＳ８０において電圧ＶＢ２が電圧ＶＢ１よりも低いと判定されると（ステップＳ８０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ７０は、蓄電装置Ｂ１から蓄電装置Ｂ２への切替を行なう。すなわち、ＥＣＵ７０は、まず、リレーＲ１１をオフさせ（ステップＳ９０）、その後、リレーＲ２２をオンさせる（ステップＳ１００）。この時点で、コンバータ５０からの電流の供給先が蓄電装置Ｂ１から蓄電装置Ｂ２に切替わる。なお、リレーＲ２２をオンさせる前にリレーＲ１１をオフさせるので、蓄電装置Ｂ１から蓄電装置Ｂ２へ電流が流れることはない。次いで、ＥＣＵ７０は、リレーＲ１２をオフさせ（ステップＳ１１０）、その後、リレーＲ２１をオンさせる（ステップＳ１２０）。なお、リレーＲ２２がオンされた時点でコンバータ５０からの電流の供給先が蓄電装置Ｂ１から蓄電装置Ｂ２に切替わっているので、リレーＲ１２のオフ時にサージ電圧が発生することはない。
【００４４】
なお、上記においては、使用電源を蓄電装置Ｂ１から蓄電装置Ｂ２へ切替える場合について説明したが、使用電源を蓄電装置Ｂ２から蓄電装置Ｂ１へ切替える場合も同様に行なうことができる。
【００４５】
図４は、モータジェネレータＭＧの力行動作時に蓄電装置Ｂ１，Ｂ２が併用されているときの接続回路１０，２０の状態を示した図である。図４を参照して、接続回路１０において、リレーＲ１１がオンされ、リレーＲ１２はオフされる。また、接続回路２０において、リレーＲ２１がオンされ、リレーＲ２２はオフされる。これにより、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２からコンバータ５０へ電力を供給することができる。また、リレーＲ１２，Ｒ２２がオフされているので、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２間に電流が流れることはない。
【００４６】
図５は、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の併用時にモータジェネレータＭＧが力行動作から回生動作に移行する場合のＥＣＵ７０の制御フローチャートである。図５を参照して、ＥＣＵ７０は、モータジェネレータＭＧが力行動作から回生動作に移行したか否かを判定する（ステップＳ２１０）。モータジェネレータＭＧが力行動作中であるか回生動作中であるかの判断は、上述のとおりである。ＥＣＵ７０は、力行動作から回生動作への移行は行なわれていないと判定すると（ステップＳ２１０においてＮＯ）、ステップＳ２７０へ処理を進める。
【００４７】
一方、ステップＳ２１０においてモータジェネレータＭＧが力行動作から回生動作に移行したと判定されると（ステップＳ２１０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ７０は、電圧センサ８２，８４からの電圧ＶＢ１，ＶＢ２に基づいて、蓄電装置Ｂ１の電圧ＶＢ１が蓄電装置Ｂ２の電圧ＶＢ２よりも高いか否かを判定する（ステップＳ２２０）。
【００４８】
ステップＳ２２０において電圧ＶＢ１が電圧ＶＢ２よりも高いと判定されると（ステップＳ２２０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ７０は、まず、リレーＲ１２をオンさせ（ステップＳ２３０）、次いで、リレーＲ２１をオフさせる（ステップＳ２４０）。これにより、モータジェネレータＭＧからの回生電力は、蓄電装置Ｂ１へ供給される。なお、電圧ＶＢ１の方が電圧ＶＢ２よりも高いので、リレーＲ１２をオンさせても蓄電装置Ｂ２から蓄電装置Ｂ１へ電流が流れることはない。
【００４９】
一方、ステップＳ２２０において電圧ＶＢ１が電圧ＶＢ２以下であると判定されると（ステップＳ２２０においてＮＯ）、ＥＣＵ７０は、まず、リレーＲ２２をオンさせ（ステップＳ２５０）、次いで、リレーＲ１１をオフさせる（ステップＳ２６０）。これにより、モータジェネレータＭＧからの回生電力は、蓄電装置Ｂ２へ供給される。なお、電圧ＶＢ２の方が電圧ＶＢ１よりも高いので、リレーＲ２２をオンさせても蓄電装置Ｂ１から蓄電装置Ｂ２へ電流が流れることはない。
【００５０】
以上のように、この実施の形態においては、蓄電装置Ｂ１とコンバータ５０との間に接続回路１０を設け、蓄電装置Ｂ２とコンバータ５０との間に接続回路２０を設けたので、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２間の電力授受を防止しつつ、各蓄電装置Ｂ１，Ｂ２に対する電流の入出力およびその遮断を個別に制御することができる。また、使用電源を蓄電装置Ｂ１，Ｂ２のいずれか一方から他方へ切替える場合、不使用中の蓄電装置に負荷を分担させてから使用中の蓄電装置に対応する接続回路のリレーをオフさせるので、リレーのオフ時にサージ電圧が発生することはない。
【００５１】
したがって、この実施の形態によれば、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２間の電力授受を防止し、かつ、サージ電圧によるリレー溶着を防止しつつ、使用電源として蓄電装置Ｂ１，Ｂ２を任意に切替えることができる。特に、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の特性が異なる場合においても、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２間の電力授受を防止しつつ、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２を任意に切替えることができる。
【００５２】
また、サージ電圧の発生を防止するために蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の切替時に蓄電装置Ｂ１，Ｂ２に対する要求パワー（すなわちモータジェネレータＭＧの要求パワー）を低下させる必要がないので、車両１００の走行に影響を与えることなく蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の切替を走行中に実行することができる。さらに、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２を併用してコンバータ５０へ電力を供給することができる。
【００５３】
なお、上記の実施の形態においては、２つの蓄電装置Ｂ１，Ｂ２が車両に搭載される場合について説明したが、３つ以上の蓄電装置が搭載される場合にも容易に拡張し得る。
【００５４】
図６は、蓄電装置を３つ以上備える車両の全体ブロック図である。図６を参照して、この車両１００Ａは、図１に示した車両１００の構成において、蓄電装置Ｂ３と、接続回路３０とをさらに備える。なお、この図６では、駆動輪ＤＷやＥＣＵ７０については、図示を省略している。
【００５５】
蓄電装置Ｂ３は、接続回路３０を介して蓄電装置Ｂ１，Ｂ２に並列に接続される。接続回路３０は、蓄電装置Ｂ３の正電極とコンバータ５０との間に配設される。なお、接続回路３０の構成は、接続回路１０，２０と同様である。
【００５６】
この車両１００Ａにおいても、接続回路１０，２０と同様の構成を有する接続回路３０が蓄電装置Ｂ３とコンバータ５０との間に設けられるので、蓄電装置Ｂ１〜Ｂ３間の電力授受を防止し、かつ、サージ電圧によるリレー溶着を防止しつつ、使用電源として蓄電装置Ｂ１〜Ｂ３を任意に切替えることができる。また、蓄電装置Ｂ１〜Ｂ３を併用してコンバータ５０へ電力を供給することができる。
【００５７】
なお、リレーＲ１１，Ｒ１２，Ｒ２１，２２に代えて、逆耐圧性を有する半導体スイッチング素子を用いてもよい。たとえば、逆耐圧性を有するＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）が公知である。
【００５８】
なお、上記の実施の形態においては、モータジェネレータＭＧは、駆動輪ＤＷに連結されるものとしたが、モータジェネレータＭＧは、エンジン（図示せず）に連結され、エンジンの動力を用いて発電する発電機として動作し、かつ、エンジンの始動を行なう電動機として、ハイブリッド車両に組込まれるようにしてもよい。
【００５９】
なお、上記において、蓄電装置Ｂ１〜Ｂ３は、この発明における「複数の蓄電装置」に対応し、接続回路１０，２０，３０は、この発明における「複数の接続回路」に対応する。また、ＥＣＵ７０は、この発明における「制御装置」に対応する。さらに、接続回路１０の第１の回路１２および接続回路２０の第１の回路２２の各々は、この発明における「第１の回路」に対応し、接続回路１０の第２の回路１４および接続回路２０の第２の回路２４の各々は、この発明における「第２の回路」に対応する。
【００６０】
また、さらに、ダイオードＤ１１，Ｄ２１の各々は、この発明における「第１のダイオード」に対応し、リレーＲ１１，Ｒ２１の各々は、この発明における「第１のスイッチ」に対応する。また、さらに、ダイオードＤ１２，Ｄ２２の各々は、この発明における「第２のダイオード」に対応し、リレーＲ１２，Ｒ２２の各々は、この発明における「第２のスイッチ」に対応する。また、さらに、インバータ６０は、この発明における「駆動装置」に対応し、モータジェネレータＭＧは、この発明における「電動機」に対応する。
【００６１】
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、上記した実施の形態の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】
【００６２】
【図１】この発明による車両の全体ブロック図である。
【図２】使用電源として蓄電装置Ｂ１が選択されているときの接続回路の状態を示した図である。
【図３】使用電源を蓄電装置Ｂ１から蓄電装置Ｂ２へ切替える場合のＥＣＵの制御フローチャートである。
【図４】モータジェネレータの力行動作時に蓄電装置Ｂ１，Ｂ２が併用されているときの接続回路の状態を示した図である。
【図５】蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の併用時にモータジェネレータが力行動作から回生動作に移行する場合のＥＣＵの制御フローチャートである。
【図６】蓄電装置を３つ以上備える車両の全体ブロック図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０，２０，３０  接続回路、１２，２２  第１の回路、１４，２４  第２の回路、５０  コンバータ、６０  インバータ、７０  ＥＣＵ、８２，８４  電圧センサ、Ｂ１〜Ｂ３  蓄電装置、ＰＬ１〜ＰＬ４  正極ライン、ＮＬ１〜ＮＬ４  負極ライン、Ｄ１１，Ｄ１２，Ｄ２１，Ｄ２２  ダイオード、Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ２１，Ｒ２２  リレー、Ｃ  コンデンサ、ＭＧ  モータジェネレータ、ＤＷ  駆動輪。
【図１】
2008017560.tif 000003
【図２】
2008017560.tif 000004
【図３】
2008017560.tif 000005
【図４】
2008017560.tif 000006
【図５】
2008017560.tif 000007
【図６】
2008017560.tif 000008