(57)【要約】【課題】システム重量の増加や、容積の増加を最小限に抑えつつ、電位の異なる複数の負荷に電力の供給が可能な電力制御装置を提供する。【解決手段】バッテリＢ１の入出力電位、及び走行モータを駆動するためにバッテリＢ１と走行モータとの間に備えられたインバータ回路の入出力電位を、チョッパ回路を用いて昇圧または降圧することにより、ＰＡＭ制御を用いて走行モータを駆動すると共に、走行モータの駆動または回生に伴うバッテリＢ１の充放電を制御する昇降圧回路１と、バッテリＢ１の電位より低電位の電力で動作する補機類への電力供給を制御する降圧回路２とを備え、昇降圧回路１のチョッパ回路をトランスＴ１の１次巻き線Ｌ１により構成すると共に、１次巻き線Ｌ１に供給された電力により、トランスＴ１の２次巻き線Ｌ２、Ｌ３に電力を誘起させ、降圧回路２は、２次巻き線Ｌ２、Ｌ３に誘起された電力の電位を降圧して補機類へ供給する。【選択図】  図１
2005033867.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電装置の入出力電力を、トランスの１次巻き線により構成されたチョッパ回路を用いてその電位を昇圧または降圧し、ＰＡＭ制御を用いてモータを駆動するための電力として、前記蓄電装置と前記モータとの間に備えられたインバータ回路へ供給すると共に、前記インバータ回路の前記蓄電装置側に、前記モータの回生電力によって発生する入出力電力を、前記チョッパ回路を用いてその電位を昇圧または降圧して前記蓄電装置へ供給することにより、前記モータの駆動または回生に伴う前記蓄電装置の充放電を制御する昇降圧回路と、
前記蓄電装置の電位より低電位の電力で動作する負荷への電力供給を制御する降圧回路と、
前記昇降圧回路と前記降圧回路を制御する制御部とを備え、
前記制御部が、前記トランスの１次巻き線に電力を供給することにより、前記トランスの２次巻き線に電力を誘起させ、前記降圧回路により前記トランスの２次巻き線に誘起された電力の電位を降圧して前記負荷へ供給することを特徴とする電力制御装置。
【請求項２】
前記昇降圧回路が、
前記蓄電装置の正極側端子に直列に接続されると共に、自己の導通方向とは逆向きの電流を流せる転流ダイオードを備え、前記蓄電装置の正極側端子から電流が流れ出る方向に導通する第１のスイッチング素子と、
前記蓄電装置と前記第１のスイッチング素子との直列回路に並列に接続されると共に、自己の導通方向とは逆向きの電流を流せる転流ダイオードを備え、前記第１のスイッチング素子から前記蓄電装置の負極側端子の方向へ導通する第２のスイッチング素子と、
前記第１のスイッチング素子が前記第２のスイッチング素子と接続する接点に１次巻き線の一方の端子が接続されると共に、該１次巻き線と同一方向に巻き込まれた２次巻き線を備え、前記トランスに該当する第１トランスと、
前記第１トランスの１次巻き線のもう一方の端子と前記インバータ回路の入力端子との間に接続されると共に、自己の導通方向とは逆向きの電流を流せる転流ダイオードを備え、前記インバータ回路から前記第１トランスの１次巻き線の方向へ導通する第３のスイッチング素子と、
前記第１トランスの１次巻き線が前記第３のスイッチング素子と接続する接点と、前記蓄電装置の負極側端子との間に接続されると共に、自己の導通方向とは逆向きの電流を流せる転流ダイオードを備え、前記第１トランスの１次巻き線から前記蓄電装置の負極側端子の方向へ導通する第４のスイッチング素子とを具備し、
前記降圧回路が、
前記第１トランスの２次巻き線の両端端子に一方の端子がそれぞれ接続されると共に、前記負荷へ電流を流すように導通する２個の整流用ダイオードと、
前記２個の整流用ダイオードのそれぞれのもう一方の端子に１次巻き線が共通に接続されると共に、該１次巻き線と反対方向に巻き込まれた２次巻き線を備える第２トランスと、
前記第２トランスの２次巻き線と前記第１トランスの２次巻き線の中間タップとの間に設けられた第５のスイッチング素子と、
前記第２トランスの２次巻き線が前記第５のスイッチング素子と接続する接点と、前記第２トランスの１次巻き線との間に接続されると共に、前記第２トランスの２次巻き線から前記第２トランスの１次巻き線の方向へ導通するダイオードとを具備することを特徴とする請求項１に記載の電力制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電力制御装置における電力制御方法であって、
前記昇降圧回路に対する入出力電圧の制御指示値と前記蓄電装置の入出力電圧測定値とを比較して、前記第１トランスの１次巻き線の両端に印加される電圧により前記第１トランスを介して前記昇降圧回路から前記降圧回路への電力供給が可能か否かを判定する処理と、
前記昇降圧回路から前記降圧回路への電力供給が不可能であると判定された場合、前記第１から第４のスイッチング素子を制御することにより、平均値が前記昇降圧回路へ前記蓄電装置の充放電を指示するための電力指示値に対応した交番電流を、前記第１トランスの１次巻き線に流す処理とを含むことを特徴とする電力制御方法。
【請求項４】
請求項２に記載の電力制御装置における電力制御方法であって、
前記昇降圧回路へ前記蓄電装置の充放電を指示するための電力指示値に基づいて、前記第１トランスの１次巻き線を流れる電流により前記第１トランスを介して前記昇降圧回路から前記降圧回路への電力供給が可能か否かを判定する処理と、
前記昇降圧回路から前記降圧回路への電力供給が不可能であると判定された場合、前記第１から第４のスイッチング素子を制御することにより、平均値が前記電力指示値に対応した交番電流を、前記第１トランスの１次巻き線に流す処理とを含むことを特徴とする電力制御方法。
【請求項５】
前記電力指示値が零である場合、前記第１から第４のスイッチング素子を制御することにより、平均値が零の交番電流を前記第１トランスの１次巻き線に流す処理を含むことを特徴とする請求項４に記載の電力制御方法。
【請求項６】
前記第１から第４のスイッチング素子を制御することにより、前記モータの駆動または回生に伴う前記蓄電装置の充放電を制御する処理を含むことを特徴とする請求項３から請求項５のいずれかに記載の電力制御方法。
【請求項７】
前記第５のスイッチング素子を制御することにより、前記負荷への電力供給を制御する処理を含むことを特徴とする請求項３から請求項６のいずれかに記載の電力制御方法。
【請求項８】
前記第５のスイッチング素子を制御して前記負荷への電力供給を制御する場合、前記第５のスイッチング素子の動作速度を、前記第１から第４のスイッチング素子の導通または遮断の状態に基づいて決定することを特徴とする請求項７に記載の電力制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蓄電装置の電力を、電位を変換して負荷へ供給する電力制御装置及び電力制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、印加電圧の高調波成分に基づきモータに発生する鉄損による損失を低減し得て、モータを高い効率で駆動することができるモータの駆動装置がある。
この装置では、インバータ主回路の電源極性に対して逆極性を有するバッテリと、リアクトル（インダクタンス素子）と、バッテリとインバータ主回路との間に設けられた駆動用チョッパ回路と、この駆動用チョッパ回路をオンオフ制御してインバータ主回路に印加する電圧を制御すると共に、インバータ主回路にＰＷＭ信号を与えて前記モータの駆動を制御する制御手段とを具備している。また、制御手段は、インバータ主回路の電源極性に対して逆極性を有するバッテリと、インバータ主回路との間に設けられた駆動用チョッパ回路をオンオフ制御してインバータ主回路に印加する電圧を制御し、インバータ主回路に与えるＰＷＭ信号のデューティ比が常に１００％となるようにモータを駆動することにより、モータの印加電圧に含まれる高調波成分を抑制している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−５１６８３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅｓ  ）やＨＥＶ（Ｈｙｂｒｉｄ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅｓ）等、モータを利用して走行する自動車では、走行用モータを駆動するための高電位バッテリと、ヘッドライトやワイパー等その他の車両用補機を駆動するための低電位バッテリとを備えている。
このような自動車では、モータの回生電力により充電される高電位バッテリを用いて低電位バッテリを充電したり、車両用補機へ電力を供給することで、例えば走行中等に外部から電力を供給されなくても、車両内の高電位バッテリに蓄えられた電力を利用して、車両用補機を動作させながら車両を走行させることができる。
【０００５】
しかし、特許文献１に記載されているような従来のモータの駆動装置を利用している場合、高電位バッテリから低電位バッテリ及び車両用補機へ電力を供給するためには、高電位バッテリの電圧を低電位バッテリの電圧に変換するためのダウンバータ（ＤＣ−ＤＣコンバータ）を別に設ける必要があり、自動車のシステム重量の増加や、容積の増加を招き、自動車の燃費の悪化を招くと共に自動車自体のコストを上昇させてしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、システム重量の増加や、容積の増加を最小限に抑えつつ、モータを含む電位の異なる複数の負荷に電力の供給が可能な電力制御装置及び電力制御方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の発明に係る電力制御装置は、蓄電装置（例えば実施の形態のバッテリＢ１）の入出力電力を、トランス（例えば実施の形態のトランスＴ１）の１次巻き線により構成されたチョッパ回路を用いてその電位を昇圧または降圧し、ＰＡＭ制御を用いてモータを駆動するための電力として、前記蓄電装置と前記モータとの間に備えられたインバータ回路へ供給すると共に、前記インバータ回路の前記蓄電装置側に、前記モータの回生電力によって発生する入出力電力を、前記チョッパ回路を用いてその電位を昇圧または降圧して前記蓄電装置へ供給することにより、前記モータの駆動または回生に伴う前記蓄電装置の充放電を制御する昇降圧回路（例えば実施の形態の昇降圧回路１）と、前記蓄電装置の電位より低電位の電力で動作する負荷への電力供給を制御する降圧回路（例えば実施の形態の降圧回路２）と、前記昇降圧回路と前記降圧回路を制御する制御部（例えば実施の形態の制御部３）とを備え、前記制御部が、前記トランスの１次巻き線に電力を供給することにより、前記トランスの２次巻き線に電力を誘起させ、前記降圧回路により前記トランスの２次巻き線に誘起された電力の電位を降圧して前記負荷へ供給することを特徴とする。
【０００８】
以上の構成を備えた電力制御装置は、制御部が、ＰＡＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御によるモータの駆動または回生に伴い、蓄電装置の入出力電力を、その電位を昇圧または降圧してインバータ回路へ供給する際、あるいはインバータ回路の蓄電装置側に発生する入出力電力を、その電位を昇圧または降圧して蓄電装置へ供給する際、昇降圧回路を構成するトランスの１次巻き線に電力を供給し、トランスの２次巻き線に電力を誘起させると共に、降圧回路によりトランスの２次巻き線に誘起された電力の電位を降圧して負荷へ供給することで、モータの駆動または回生に伴う蓄電装置の充放電を制御しながら、蓄電装置の電位より低電位の電力で動作する負荷を動作させることができる。
【０００９】
請求項２の発明に係る電力制御装置は、請求項１に記載の電力制御装置において、前記昇降圧回路が、前記蓄電装置の正極側端子に直列に接続されると共に、自己の導通方向とは逆向きの電流を流せる転流ダイオード（例えば実施の形態の転流ダイオードＤ１）を備え、前記蓄電装置の正極側端子から電流が流れ出る方向に導通する第１のスイッチング素子（例えば実施の形態のスイッチング素子Ｑ１）と、前記蓄電装置と前記第１のスイッチング素子との直列回路に並列に接続されると共に、自己の導通方向とは逆向きの電流を流せる転流ダイオード（例えば実施の形態の転流ダイオードＤ２）を備え、前記第１のスイッチング素子から前記蓄電装置の負極側端子の方向へ導通する第２のスイッチング素子（例えば実施の形態のスイッチング素子Ｑ２）と、前記第１のスイッチング素子が前記第２のスイッチング素子と接続する接点に１次巻き線の一方の端子が接続されると共に、該１次巻き線と同一方向に巻き込まれた２次巻き線を備え、前記トランスに該当する第１トランス（例えば実施の形態のトランスＴ１）と、前記第１トランスの１次巻き線のもう一方の端子と前記インバータ回路の入力端子との間に接続されると共に、自己の導通方向とは逆向きの電流を流せる転流ダイオード（例えば実施の形態の転流ダイオードＤ３）を備え、前記インバータ回路から前記第１トランスの１次巻き線の方向へ導通する第３のスイッチング素子（例えば実施の形態のスイッチング素子Ｑ３）と、前記第１トランスの１次巻き線が前記第３のスイッチング素子と接続する接点と、前記蓄電装置の負極側端子との間に接続されると共に、自己の導通方向とは逆向きの電流を流せる転流ダイオード（例えば実施の形態の転流ダイオードＤ４）を備え、前記第１トランスの１次巻き線から前記蓄電装置の負極側端子の方向へ導通する第４のスイッチング素子（例えば実施の形態のスイッチング素子Ｑ４）とを具備し、前記降圧回路が、前記第１トランスの２次巻き線の両端端子に一方の端子がそれぞれ接続されると共に、前記負荷へ電流を流すように導通する２個の整流用ダイオード（例えば実施の形態の整流用ダイオードＤ５、Ｄ６）と、前記２個の整流用ダイオードのそれぞれのもう一方の端子に１次巻き線が共通に接続されると共に、該１次巻き線と反対方向に巻き込まれた２次巻き線を備える第２トランス（例えば実施の形態のトランスＴ２）と、前記第２トランスの２次巻き線と前記第１トランスの２次巻き線の中間タップとの間に設けられた第５のスイッチング素子（例えば実施の形態のスイッチング素子Ｑ５）と、前記第２トランスの２次巻き線が前記第５のスイッチング素子と接続する接点と、前記第２トランスの１次巻き線との間に接続されると共に、前記第２トランスの２次巻き線から前記第２トランスの１次巻き線の方向へ導通するダイオード（例えば実施の形態のダイオードＤ７）とを具備することを特徴とする。
【００１０】
以上の構成を備えた電力制御装置は、昇降圧回路が、第１から第４のスイッチング素子のスイッチングにより、蓄電装置に蓄電された電力の電位を降圧または昇圧してインバータ回路へ供給することで、インバータ回路を介して接続されたモータを駆動することができる。一方、同様に昇降圧回路が、第１から第４のスイッチング素子のスイッチングにより、インバータ回路を介して接続されたモータの回生電力の電位を降圧または昇圧して蓄電装置に電力を供給することで、蓄電装置を充電することができる。また、降圧回路が、第１トランスを介して昇降圧回路から供給される電力を、第５のスイッチング素子のスイッチングにより降圧して負荷へ供給することで、モータの駆動または回生に伴う蓄電装置の充放電を制御しながら、蓄電装置の電位より低電位の電力で動作する負荷を動作させることができる。
【００１１】
請求項３の発明に係る電力制御方法は、請求項２に記載の電力制御装置における電力制御方法であって、前記昇降圧回路に対する入出力電圧の制御指示値（例えば実施の形態のＶｐｄｕ制御指示値）と前記蓄電装置の入出力電圧測定値（例えば実施の形態のバッテリＢ１の両端電圧Ｖｂａｔｔ）とを比較して、前記第１トランスの１次巻き線の両端に印加される電圧により前記第１トランスを介して前記昇降圧回路から前記降圧回路への電力供給が可能か否かを判定する処理（例えば実施の形態のステップＳ１０）と、前記昇降圧回路から前記降圧回路への電力供給が不可能であると判定された場合、前記第１から第４のスイッチング素子を制御することにより、平均値が前記昇降圧回路へ前記蓄電装置の充放電を指示するための電力指示値に対応した交番電流を、前記第１トランスの１次巻き線に流す処理（例えば実施の形態のステップＳ１１）とを含むことを特徴とする。
【００１２】
これにより、昇降圧回路に対する入出力電圧の制御指示値と蓄電装置の入出力電圧測定値とが近接し、第１トランスの１次巻き線の両端に十分な電圧が印加されず、第１トランスの２次巻き線に十分な電力を誘起することができないと判断できる場合、第１トランスを介した昇降圧回路から降圧回路への電力供給が不可能であると判定すると共に、平均値が昇降圧回路へ蓄電装置の充放電を指示するための電力指示値に対応した交番電流を、第１トランスの１次巻き線に流すことにより、該交番電流に対応する電力を第１トランスの２次巻き線に誘起して、第１トランスを介して昇降圧回路から降圧回路へ電力供給を行うことができる。
【００１３】
請求項４の発明に係る電力制御方法は、請求項２に記載の電力制御装置における電力制御方法であって、前記昇降圧回路へ前記蓄電装置の充放電を指示するための電力指示値（例えば実施の形態の入出力電力制御指示値）に基づいて、前記第１トランスの１次巻き線を流れる電流により前記第１トランスを介して前記昇降圧回路から前記降圧回路への電力供給が可能か否かを判定する処理（例えば実施の形態のステップＳ１、Ｓ３）と、前記昇降圧回路から前記降圧回路への電力供給が不可能であると判定された場合、前記第１から第４のスイッチング素子を制御することにより、平均値が前記電力指示値に対応した交番電流を、前記第１トランスの１次巻き線に流す処理（例えば実施の形態のステップＳ５、Ｓ１３）とを含むことを特徴とする。
【００１４】
これにより、昇降圧回路へ蓄電装置の充放電を指示するための電力指示値が小さく、第１トランスの１次巻き線に、蓄電装置の充放電に伴って流れるはずの電流が断続的にしか流れず、第１トランスの２次巻き線に断続的にしか電力を誘起することができないと判断できる場合、第１トランスを介した昇降圧回路から降圧回路への電力供給が不可能であると判定すると共に、平均値が電力指示値に対応する交番電流を、第１トランスの１次巻き線に流すことにより、該交番電流に対応する電力を第１トランスの２次巻き線に誘起して、第１トランスを介して昇降圧回路から降圧回路へ電力供給を行うことができる。
【００１５】
請求項５の発明に係る電力制御方法は、請求項４に記載の電力制御方法において、前記電力指示値が零である場合、前記第１から第４のスイッチング素子を制御することにより、平均値が零の交番電流を前記第１トランスの１次巻き線に流す処理（例えば実施の形態のステップＳ２）を含むことを特徴とする。
【００１６】
これにより、第１トランスを介して昇降圧回路から降圧回路へ電力供給ができない状況の中でも、特に第１トランスの１次巻き線に全く電流が流れず、第１トランスの２次巻き線に全く電力を誘起することができないと判断できる場合、昇降圧回路の第１から第４のスイッチング素子を制御することにより、平均値が零の交番電流を、第１トランスの１次巻き線に流すことにより、該交番電流に対応する電力を第１トランスの２次巻き線に誘起して、第１トランスを介して昇降圧回路から降圧回路へ電力供給を行うことができる。
【００１７】
請求項６の発明に係る電力制御方法は、請求項３から請求項５のいずれかに記載の電力制御方法において、前記第１から第４のスイッチング素子を制御することにより、前記モータの駆動または回生に伴う前記蓄電装置の充放電を制御する処理（例えば実施の形態のステップＳ７、Ｓ９、Ｓ１５、Ｓ１７）を含むことを特徴とする。
【００１８】
これにより、蓄電装置の電力の電位を昇圧または降圧してインバータ回路へ供給し、ＰＡＭ制御によりモータを駆動することができると共に、モータの回生エネルギーにより発生した電力をインバータ回路から取得し、該電力の電位を昇圧または降圧して蓄電装置を充電することができる。
【００１９】
請求項７の発明に係る電力制御方法は、請求項３から請求項６のいずれかに記載の電力制御方法において、前記第５のスイッチング素子を制御することにより、前記負荷への電力供給を制御する処理を含むことを特徴とする。
【００２０】
これにより、電力を負荷へ供給する際に、第１トランスを介して昇降圧回路から降圧回路へ供給された電力の電位を希望の電位に降圧して負荷へ供給することができる。
【００２１】
請求項８の発明に係る電力制御方法は、請求項７に記載の電力制御方法において、前記第５のスイッチング素子を制御して前記負荷への電力供給を制御する場合、前記第５のスイッチング素子の動作速度を、前記第１から第４のスイッチング素子の導通または遮断の状態に基づいて決定することを特徴とする。
【００２２】
これにより、電力を負荷へ供給する際に、降圧回路が出力する電力の電位を適切かつ容易に制御することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
（全体構成）
本実施の形態の電力制御装置は、例えばエンジンの出力を補助して車両を走行させるための走行モータを備えたハイブリット車両（ＨＥＶ：Ｈｙｂｒｉｄ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅｓ）等において、走行モータを駆動する際に有用な装置である。図１は、本発明の一実施の形態の電力制御装置の構成を示すブロック図である。図１において、バッテリＢ１は、例えば本実施の形態の電力制御装置が搭載された車両を走行駆動するエンジンを補助するか、またはこの車両を走行駆動するように、その回転子が車両の駆動装置に連結された走行モータを、インバータ回路を介してＰＡＭ制御により駆動するための電力、及びバッテリＢ１の電位より低電位の電力で動作するワイパーやライト等の車両の補機類を動作させたり、補機類用のバッテリを充電するための電力を蓄電する蓄電装置である。
【００２４】
（昇降圧回路）
また、バッテリＢ１の正極側端子と負極側端子との間には、バッテリＢ１の入出力電圧を平滑化するための平滑化コンデンサＣ１が接続されると共に、バッテリＢ１の正極側端子には、自己の導通方向とは逆向きの電流を流せる転流ダイオード（フライホイールダイオード：Ｆｒｅｅ  Ｗｈｅｅｌｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ  ）Ｄ１を備え、バッテリＢ１の正極側端子から電流が流れ出る方向に導通するスイッチング素子Ｑ１が直列に接続されている。更に、バッテリＢ１とスイッチング素子Ｑ１との直列回路には、自己の導通方向とは逆向きの電流を流せる転流ダイオードＤ２を備え、スイッチング素子Ｑ１からバッテリＢ１の負極側端子の方向へ導通するスイッチング素子Ｑ２が並列に接続されると共に、スイッチング素子Ｑ１がスイッチング素子Ｑ２と接続する接点に、トランスＴ１の１次巻き線Ｌ１の一方の端子が接続されている。
【００２５】
更に、トランスＴ１の１次巻き線Ｌ１のもう一方の端子と、走行モータを駆動するためのインバータ回路の入力端子との間には、自己の導通方向とは逆向きの電流を流せる転流ダイオードＤ３を備え、インバータ回路からトランスＴ１の１次巻き線Ｌ１の方向へ導通するスイッチング素子Ｑ３とが接続されている。更に、トランスＴ１の１次巻き線Ｌ１がスイッチング素子Ｑ３と接続する接点と、バッテリＢ１の負極側端子との間には、自己の導通方向とは逆向きの電流を流せる転流ダイオードＤ４を備え、トランスＴ１の１次巻き線Ｌ１からバッテリＢ１の負極側端子の方向へ導通するスイッチング素子Ｑ４が接続されている。なお、トランスＴ１の１次巻き線Ｌ１のもう一方の端子とスイッチング素子Ｑ３と接続する電力供給線には、トランスＴ１の１次巻き線Ｌ１に流れる電流を計測する電流センサＡＳ１が設けられている。
【００２６】
また、スイッチング素子Ｑ３とバッテリＢ１の負極側端子との間には、スイッチング素子Ｑ３とバッテリＢ１の負極側端子間の電圧を平滑化するための平滑化コンデンサＣ２が接続されており、平滑化コンデンサＣ１、Ｃ２と、転流ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４と、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４と、トランスＴ１の１次巻き線Ｌ１とにより、昇降圧回路１を構成している。
【００２７】
（降圧回路）
一方、トランスＴ１の１次巻き線Ｌ１と同一方向に巻き込まれたトランスＴ１の２次巻き線の両端端子には、上述の補機類へ電流を流すように導通する２個の整流用ダイオードＤ５、Ｄ６が接続されている。また、トランスＴ１の２次巻き線には中間タップが設けられており、以下の説明では、中間タップを境に一方の２次巻き線をＬ２、もう一方の２次巻き線をＬ３とする。従って、整流用ダイオードＤ５は、トランスＴ１の２次巻き線Ｌ２の中間タップ側とは反対側の端子に接続され、整流用ダイオードＤ６は、トランスＴ１の２次巻き線Ｌ３の中間タップ側とは反対側の端子に接続されている。
【００２８】
また、２個の整流用ダイオードＤ５、Ｄ６のそれぞれのもう一方の端子には、トランスＴ２の１次巻き線Ｌ４が共通に接続されており、更に、トランスＴ２の１次巻き線Ｌ４と反対方向に巻き込まれたトランスＴ２の２次巻き線Ｌ５と、トランスＴ１の２次巻き線Ｌ２、Ｌ３の接点である中間タップとの間には、スイッチング素子Ｑ５が接続されている。また、トランスＴ２の２次巻き線Ｌ５がスイッチング素子Ｑ５と接続する接点と、トランスＴ２の１次巻き線Ｌ４との間には、トランスＴ２の２次巻き線Ｌ５からトランスＴ２の１次巻き線Ｌ１の方向へ導通するダイオードＤ７が接続されている。
【００２９】
更に、トランスＴ２の１次巻き線Ｌ４のダイオードＤ７との接点の反対側と、トランスＴ２の２次巻き線Ｌ５のダイオードＤ７との接点の反対側との間には、トランスＴ２の１次巻き線Ｌ４とトランスＴ２の２次巻き線Ｌ５との間の電圧を平滑化するための平滑化コンデンサＣ３が接続されており、整流用ダイオードＤ５、Ｄ６と、トランスＴ１の２次巻き線Ｌ２、Ｌ３と、トランスＴ２の１次巻き線Ｌ４と、トランスＴ２の２次巻き線Ｌ５と、スイッチング素子Ｑ５と、ダイオードＤ７と、平滑化コンデンサＣ３とにより、降圧回路２を構成している。
【００３０】
また、上述のバッテリＢ１の正極側端子と負極側端子との間には、平滑化コンデンサＣ１と並列に、バッテリＢ１の両端電圧を計測するための電圧センサＶＳ１が設けられると共に、スイッチング素子Ｑ３とバッテリＢ１の負極側端子との間には、平滑化コンデンサＣ２と並列に、昇降圧回路１の入出力電圧を計測するための電圧センサＶＳ２が設けられている。また、トランスＴ２の１次巻き線Ｌ４のダイオードＤ７との接点の反対側と、トランスＴ２の２次巻き線Ｌ５のダイオードＤ７との接点の反対側との間には、平滑化コンデンサＣ３と並列に、降圧回路２の出力電圧を計測するための電圧センサＶＳ３が設けられている。
【００３１】
（制御部）
また、本実施の形態の電力制御装置は、昇降圧回路１の入出力制御、及び降圧回路２の出力制御を実行するＣＰＵ（中央演算装置）を備えた制御部３を備えており、バッテリＢ１の両端電圧を示す電圧センサＶＳ１の計測データＶｂａｔｔと、昇降圧回路１の入出力電圧を示す電圧センサＶＳ２の計測データＶｐｄｕと、降圧回路２の出力電圧を示す電圧センサＶＳ３の計測データＶｄｖと、トランスＴ１の１次巻き線Ｌ１に流れる電流を示す電流センサＡＳ１の計測データＩＬは、制御情報として、昇降圧回路１と降圧回路２とを制御するために設けられた制御部３に入力されている。
【００３２】
更に、制御部３には、走行モータの駆動を制御するために設けられたモータＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ  ：図示せず）から、昇降圧回路１の入出力電圧値を指示するＶｐｄｕ制御指示値と、走行モータの回転数を通知するモータ回転数と、昇降圧回路１におけるバッテリＢ１に対する充放電動作を指示する入出力電力制御指示値とが、制御情報として入力されており、制御部３から各スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５の各ゲート端子には、各制御情報に基づいて制御部３が各スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５のスイッチングを制御するための制御線が接続されている。
【００３３】
（トランス）
なお、上述のトランスＴ１について、図２に示す断面図を用いて更に詳細に説明すると、トランスＴ１は、コア５０に巻かれた１次巻き線Ｌ１の上に、２次巻き線Ｌ２、Ｌ３を共に同一方向に巻いたものであって、トランスＴ１の１次巻き線Ｌ１と２次巻き線Ｌ２、Ｌ３の巻き線比は、それぞれの巻き線のターン数をＮ１、Ｎ２、Ｎ３で現すと、下記（１）式で示される。
【００３４】
Ｎ１：Ｎ２：Ｎ３＝１：Ｐ：Ｐ（Ｐは任意の数）    ・・・（１）
【００３５】
また、上述のトランスＴ２は、コアに巻かれた１次巻き線Ｌ４の上に、２次巻き線Ｌ５を反対方向に巻いたものであって、トランスＴ２の１次巻き線Ｌ４と２次巻き線Ｌ５の巻き線比は、それぞれの巻き線のターン数をＮ４、Ｎ５で現すと、下記（２）式で示される。
【００３６】
Ｎ４：Ｎ５＝１：１    ・・・（２）
【００３７】
また、バッテリＢ１は、蓄電池等の蓄電装置に限らず、キャパシタ等、直流電力を蓄電できるものであれば、何を用いても良い。
【００３８】
（昇降圧回路の電力制御動作）
次に、本実施の形態の電力制御装置における昇降圧回路の電力制御動作について、図面を参照して詳細に説明する。
（制御マップ）
まず、本実施の形態の電力制御装置の制御部３が、電力制御のモードを決定するための制御マップについて、図３を参照して説明する。図３は、本実施の形態の電力制御装置の制御部３が電力制御のモードを決定するための制御マップを、横軸はバッテリＢ１に入出力する充放電電力、縦軸は昇降圧回路１の入出力電圧Ｖｐｄｕとして示したものである。具体的には、制御マップの横軸の中心Ｘ０は、走行モータを駆動するためにバッテリＢ１から出力する駆動アシスト電力と、走行モータの回生エネルギーによりバッテリＢ１を充電する回生電力とが平衡する部分であって、この時トランスＴ１の１次巻き線Ｌ１には電流が流れない。また、制御マップの縦軸に示すＹ０は、バッテリＢ１の両端電圧Ｖｂａｔｔを示すラインであって、バッテリＢ１の両端電圧Ｖｂａｔｔと、昇降圧回路１の入出力電圧Ｖｐｄｕとが平衡する部分である。
【００３９】
また、制御マップの横軸の中心Ｘ０より右側は、走行モータを駆動するためにバッテリＢ１から出力する駆動アシスト電力を示し、右側に行く程駆動アシスト電力は大きくなる。また、制御マップの横軸の中心Ｘ０より左側は、走行モータの回生エネルギーによりバッテリＢ１を充電する回生電力を示し、左側に行く程回生電力は大きくなる。一方、制御マップの縦軸に示すＹ０より上側は、昇降圧回路１の入出力電圧Ｖｐｄｕが、バッテリＢ１の両端電圧Ｖｂａｔｔより大きいことを示し、上側に行く程入出力電圧Ｖｐｄｕは大きくなる。また、制御マップの縦軸に示すＹ０より下上側は、昇降圧回路１の入出力電圧Ｖｐｄｕが、バッテリＢ１の両端電圧Ｖｂａｔｔより小さいことを示し、下側に行く程入出力電圧Ｖｐｄｕは小さくなる。
【００４０】
また、制御マップにおいて、領域Ａ１は、バッテリＢ１から出力する駆動アシスト電力あるいはバッテリＢ１を充電する回生電力が零に近接し、バッテリＢ１の放電あるいは充電が断続的にしか行われないため、トランスＴ１の１次巻き線Ｌ１に、バッテリＢ１の充放電に伴って流れるはずの電流が断続的にしか流れず、トランスＴ１の２次巻き線Ｌ２、Ｌ３に断続的にしか電力を誘起することができないＩＬ不連続領域である。
【００４１】
一方、制御マップにおいて、領域Ａ２は、バッテリＢ１の両端電圧Ｖｂａｔｔと、昇降圧回路１の入出力電圧Ｖｐｄｕとが近接し、トランスＴ１の１次巻き線Ｌ１の両端に十分な電圧が印加されず、トランスＴ１の２次巻き線Ｌ２、Ｌ３に十分な電力を誘起することができない電力供給不可領域である。
また、領域Ａ３は、走行モータの起電圧範囲であって、走行モータに印加される電圧が低いために走行モータが駆動していないモータ停止領域である。
【００４２】
これに対し、制御マップの横軸の中心Ｘ０より右側であって、縦軸に示すＹ０より下側に位置すると共に、領域Ａ１、Ａ２、Ａ３に含まれない領域Ａ４は、駆動アシスト電力が大きく、かつ昇降圧回路１の入出力電圧Ｖｐｄｕが、バッテリＢ１の両端電圧Ｖｂａｔｔより小さい領域であるので、昇降圧回路１がバッテリＢ１の両端電圧Ｖｂａｔｔを降圧しながら、走行モータを駆動するための電力をインバータ回路へ供給する「降圧アシスト領域」である。
【００４３】
また、制御マップの横軸の中心Ｘ０より右側であって、縦軸に示すＹ０より上側に位置すると共に、領域Ａ１、Ａ２に含まれない領域Ａ５は、駆動アシスト電力が大きく、かつ昇降圧回路１の入出力電圧Ｖｐｄｕが、バッテリＢ１の両端電圧Ｖｂａｔｔより大きい領域であるので、昇降圧回路１がバッテリＢ１の両端電圧Ｖｂａｔｔを昇圧しながら、走行モータを駆動するための電力をインバータ回路へ供給する「昇圧アシスト領域」である。
【００４４】
また、制御マップの横軸の中心Ｘ０より左側であって、縦軸に示すＹ０より上側に位置すると共に、領域Ａ１、Ａ２に含まれない領域Ａ６は、回生電力が大きく、かつ昇降圧回路１の入出力電圧Ｖｐｄｕが、バッテリＢ１の両端電圧Ｖｂａｔｔより大きい領域であるので、昇降圧回路１がインバータ回路から取得した走行モータの回生エネルギーに伴い発生する電圧Ｖｐｄｕを降圧しながら、バッテリＢ１を充電する「降圧回生領域」である。更に、制御マップの横軸の中心Ｘ０より左側であって、縦軸に示すＹ０より下側に位置すると共に、領域Ａ１、Ａ２、Ａ３に含まれない領域Ａ７は、回生電力が大きく、かつ昇降圧回路１の入出力電圧Ｖｐｄｕが、バッテリＢ１の両端電圧Ｖｂａｔｔより小さい領域であるので、昇降圧回路１がインバータ回路から取得した走行モータの回生エネルギーに伴い発生する電圧Ｖｐｄｕを昇圧しながら、バッテリＢ１を充電する「昇圧回生領域」である。
【００４５】
なお、領域Ａ１と領域Ａ２、あるいは領域Ａ１と領域Ａ３とが重なる領域は、重なった両方の領域の条件を満たしている。また、図３の制御マップの縦軸に示すＹ０、すなわちバッテリＢ１の両端電圧Ｖｂａｔｔが、駆動アシスト電力が大きくなる程（右側へ行く程）低くなり、逆に回生電力が大きくなる程（左側へ行く程）高くなるのは、駆動アシスト電力が大きくなりバッテリＢ１の放電が進むにつれてバッテリＢ１の両端電圧Ｖｂａｔｔが低くなり、回生電力が大きくなりバッテリＢ１の充電が進むにつれてバッテリＢ１の両端電圧Ｖｂａｔｔが高くなることを示している。
【００４６】
（制御マップと動作モード）
次に、本実施の形態の電力制御装置における制御マップと、車両の走行状態、バッテリＢ１の電力充放電状態、及び昇降圧回路１の電力制御動作モードとの対応について説明する。以下に示す表１は、制御マップと、車両の走行状態、バッテリＢ１の電力充放電状態、及び昇降圧回路１の電力制御動作モードとの対応を示す表である。表１において、モード（ａ）からモード（ｋ）は、車両の走行状態、バッテリＢ１の電力充放電状態、及び昇降圧回路１の電力制御動作が制御マップのどの領域と対応するかを示したもので、図３に示す制御マップの（ａ）から（ｋ）で示す部分に相当する。
【００４７】
【表１】
2005033867.tif 000003
【００４８】
（降圧回路供給モード２）
表１において、車両が中速で走行している時に加速するような場合であって、バッテリＢ１の両端電圧Ｖｂａｔｔが昇降圧回路１の入出力電圧Ｖｐｄｕと近接するモード（ｃ）、あるいは車両が高速で走行している時にわずかに加速するような場合であって、断続的に走行モータの駆動アシスト電力を必要とするモード（ｅ）、あるいは車両が高速で走行している時にわずかに減速するような場合であって、断続的に走行モータの回生電力が発生するモード（ｇ）、あるいは車両が中速で走行している時に減速するような場合であって、バッテリＢ１の両端電圧Ｖｂａｔｔが昇降圧回路１の入出力電圧Ｖｐｄｕと近接するモード（ｉ）では、制御部３は、昇降圧回路１の電力制御動作モードとして、平均値が、入出力電力制御指示値と昇降圧回路１の入出力電圧Ｖｐｄｕ、あるいは入出力電力制御指示値とバッテリＢ１の両端電圧Ｖｂａｔｔから求まる電流値となる交番電流を、トランスＴ１の１次巻き線Ｌ１に流すことにより、バッテリＢ１とインバータ回路との間の電力の入出力を制御しながら、同時にトランスＴ１を介して降圧回路２への電力供給を行う「降圧回路供給モード２」を実行する。
【００４９】
具体的には、モード（ｃ）では、図４に示す回路図と図５に示す波形図とを用いて説明すると、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ４を同時にＯＮまたはＯＦＦ、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ３を同時にＯＮまたはＯＦＦすると共に、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ４とスイッチング素子Ｑ２、Ｑ３とを交互にスイッチングして、図４に示すように、昇降圧回路１に（Ａ）で示した方向の電流と、同様に（Ｂ）で示した方向の電流とを交互に流すことにより、図５（２）に示すように、平均値が、入出力電力制御指示値と昇降圧回路１の入出力電圧Ｖｐｄｕから求まる電流値であって、バッテリＢ１から電流が流れ出す方向に流れる交番電流（平均値が”正”の交番電流）をトランスＴ１の１次巻き線Ｌ１に流す。
【００５０】
そして、図５（４）に示すように、トランスＴ１の２次巻き線Ｌ２、Ｌ３へ、図５（３）に示すトランスＴ１の１次巻き線Ｌ１に印加される両端電圧Ｖ１（バッテリＢ１の両端電圧Ｖｂａｔｔと昇降圧回路１の入出力電圧Ｖｐｄｕとで表される電圧、但しＶｂａｔｔ≒Ｖｐｄｕ）に対し、巻き線のターン数の比Ｐで比例する電圧Ｖ２、Ｖ３を発生させ、整流用ダイオードＤ５、Ｄ６を介して、図４及び図５（５）に示す降圧回路２の入力電圧Ｖ４として抽出する。
【００５１】
なお、モード（ｅ）の場合も、モード（ｃ）と同様に、平均値が、入出力電力制御指示値と昇降圧回路１の入出力電圧Ｖｐｄｕから求まる電流値であって、バッテリＢ１から電流が流れ出す方向に流れる交番電流（平均値が”正”の交番電流）をトランスＴ１の１次巻き線Ｌ１に流し、トランスＴ１の２次巻き線Ｌ２、Ｌ３へ、１次巻き線Ｌ１に印加される両端電圧Ｖ１に対し、巻き線のターン数の比Ｐで比例する電圧Ｖ２、Ｖ３を発生させ、降圧回路２の入力電圧Ｖ４として抽出する。
【００５２】
一方、モード（ｉ）では、図６に示す回路図と図７に示す波形図とを用いて説明すると、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ４を同時にＯＮまたはＯＦＦ、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ３を同時にＯＮまたはＯＦＦすると共に、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ４とスイッチング素子Ｑ２、Ｑ３とを交互にスイッチングして、図６に示すように、昇降圧回路１に（Ａ）で示した方向の電流と、同様に（Ｂ）で示した方向の電流とを交互に流すことにより、図７（２）に示すように、平均値が、入出力電力制御指示値とバッテリＢ１の両端電圧Ｖｂａｔｔから求まる電流値であって、バッテリＢ１へ電流が流れ込む方向に流れる交番電流（平均値が”負”の交番電流）をトランスＴ１の１次巻き線Ｌ１に流す。
【００５３】
そして、図７（４）に示すように、トランスＴ１の２次巻き線Ｌ２、Ｌ３へ、図７（３）に示すトランスＴ１の１次巻き線Ｌ１に印加される両端電圧Ｖ１（バッテリＢ１の両端電圧Ｖｂａｔｔと昇降圧回路１の入出力電圧Ｖｐｄｕとで表される電圧、但しＶｂａｔｔ≒Ｖｐｄｕ）に対し、巻き線のターン数の比Ｐで比例する電圧Ｖ２、Ｖ３を発生させ、整流用ダイオードＤ５、Ｄ６を介して、図６及び図７（５）に示す降圧回路２の入力電圧Ｖ４として抽出する。
【００５４】
なお、モード（ｇ）の場合も、モード（ｉ）と同様に、平均値が、入出力電力制御指示値とバッテリＢ１の両端電圧Ｖｂａｔｔから求まる電流値であって、バッテリＢ１へ電流が流れ込む方向に流れる交番電流（平均値が”負”の交番電流）をトランスＴ１の１次巻き線Ｌ１に流し、トランスＴ１の２次巻き線Ｌ２、Ｌ３へ、１次巻き線Ｌ１に印加される両端電圧Ｖ１に対し、巻き線のターン数の比Ｐで比例する電圧Ｖ２、Ｖ３を発生させ、降圧回路２の入力電圧Ｖ４として抽出する。
【００５５】
従って、要求された走行モータへの駆動アシスト電力の供給、あるいは走行モータからの回生電力によるバッテリＢ１の充電を行いながら、トランスＴ１の１次巻き線Ｌ１に供給された電力により、トランスＴ１の２次巻き線Ｌ２、Ｌ３を介して降圧回路２へ電力を供給することができる。なお、降圧回路２の動作については、詳細を後述する。
【００５６】
（降圧回路供給モード１）
また、車両が停止しているような場合であって、走行モータを駆動するためにバッテリＢ１から出力する駆動アシスト電力と、走行モータの回生エネルギーによりバッテリＢ１を充電する回生電力とが平衡するモード（ａ）、あるいは車両が高速でクルーズ走行（定速走行）しているような場合であって、同様に駆動アシスト電力と回生電力とが平衡するモード（ｆ）、あるいは車両が中速でクルーズ走行（定速走行）しているような場合であって、同様に駆動アシスト電力と回生電力とが平衡するモード（ｋ）では、制御部３は、昇降圧回路１の電力制御動作モードとして、平均値が零の交番電流を、トランスＴ１の１次巻き線Ｌ１に流すことにより、バッテリＢ１とインバータ回路との間の電力の入出力なしに、トランスＴ１を介して降圧回路２への電力供給のみを行う「降圧回路供給モード１」を実行する。
【００５７】
具体的には、モード（ａ）では、図４に示す回路図と図９に示す波形図とを用いて説明すると、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ４を同時にＯＮまたはＯＦＦ、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ３を同時にＯＮまたはＯＦＦすると共に、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ４とスイッチング素子Ｑ２、Ｑ３とを交互にスイッチングして、図４に示すように、昇降圧回路１に（Ａ）で示した方向の電流と、同様に（Ｂ）で示した方向の電流とを交互に流すことにより、図９（２）に示すように、平均値が零の交番電流をトランスＴ１の１次巻き線Ｌ１に流す。
【００５８】
そして、図９（４）に示すように、トランスＴ１の２次巻き線Ｌ２、Ｌ３へ、図９（３）に示すトランスＴ１の１次巻き線Ｌ１に印加される両端電圧Ｖ１（バッテリＢ１の両端電圧Ｖｂａｔｔと昇降圧回路１の入出力電圧Ｖｐｄｕとで表される電圧、但しＶｂａｔｔ＞Ｖｐｄｕ）に対し、巻き線のターン数の比Ｐで比例する電圧Ｖ２、Ｖ３を発生させ、整流用ダイオードＤ５、Ｄ６を介して、図４及び図９（５）に示す降圧回路２の入力電圧Ｖ４として抽出する。
【００５９】
一方、モード（ｆ）では、図４に示す回路図と図１１に示す波形図とを用いて説明すると、同様に、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ４を同時にＯＮまたはＯＦＦ、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ３を同時にＯＮまたはＯＦＦすると共に、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ４とスイッチング素子Ｑ２、Ｑ３とを交互にスイッチングして、図４に示すように、昇降圧回路１に（Ａ）で示した方向の電流と、同様に（Ｂ）で示した方向の電流とを交互に流すことにより、図１１（２）に示すように、平均値が零の交番電流をトランスＴ１の１次巻き線Ｌ１に流す。
【００６０】
そして、図１１（４）に示すように、トランスＴ１の２次巻き線Ｌ２、Ｌ３へ、図１１（３）に示すトランスＴ１の１次巻き線Ｌ１に印加される両端電圧Ｖ１（バッテリＢ１の両端電圧Ｖｂａｔｔと昇降圧回路１の入出力電圧Ｖｐｄｕとで表される電圧、但しＶｂａｔｔ＜Ｖｐｄｕ）に対し、巻き線のターン数の比Ｐで比例する電圧Ｖ２、Ｖ３を発生させ、整流用ダイオードＤ５、Ｄ６を介して、図４及び図１１（５）に示す降圧回路２の入力電圧Ｖ４として抽出する。
【００６１】
また、モード（ｋ）では、図４に示す回路図と図１３に示す波形図とを用いて説明すると、同様に、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ４を同時にＯＮまたはＯＦＦ、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ３を同時にＯＮまたはＯＦＦすると共に、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ４とスイッチング素子Ｑ２、Ｑ３とを交互にスイッチングして、図４に示すように、昇降圧回路１に（Ａ）で示した方向の電流と、同様に（Ｂ）で示した方向の電流とを交互に流すことにより、図１３（２）に示すように、平均値が零の交番電流をトランスＴ１の１次巻き線Ｌ１に流す。
【００６２】
そして、図１３（４）に示すように、トランスＴ１の２次巻き線Ｌ２、Ｌ３へ、図１３（３）に示すトランスＴ１の１次巻き線Ｌ１に印加される両端電圧Ｖ１（バッテリＢ１の両端電圧Ｖｂａｔｔと昇降圧回路１の入出力電圧Ｖｐｄｕとで表される電圧、但しＶｂａｔｔ＝Ｖｐｄｕ）に対し、巻き線のターン数の比Ｐで比例する電圧Ｖ２、Ｖ３を発生させ、整流用ダイオードＤ５、Ｄ６を介して、図４及び図１３（５）に示す降圧回路２の入力電圧Ｖ４として抽出する。
【００６３】
従って、走行モータへの駆動アシスト電力の供給、あるいは走行モータからの回生電力によるバッテリＢ１の充電を行わずに、トランスＴ１の１次巻き線Ｌ１に供給された電力により、トランスＴ１の２次巻き線Ｌ２、Ｌ３を介して降圧回路２へ電力を供給することができる。なお、ここでも降圧回路２の動作については後述する。
【００６４】
（降圧アシストモード）
また、車両が低速で走行している時に加速するような場合であって、走行モータを駆動するために、バッテリＢ１から駆動アシスト電力を出力する必要があるモード（ｂ）では、制御部３は、昇降圧回路１の電力制御動作モードとして、バッテリＢ１の電力の電位を降圧して走行モータを駆動するための電力をインバータ回路へ供給しながら、同時にトランスＴ１を介して降圧回路２への電力供給を行う「降圧アシストモード」を実行する。
【００６５】
具体的には、図１５に示す回路図と図１６に示す波形図とを用いて説明すると、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４を常時ＯＦＦにすることにより降圧チョッパ回路を形成すると共に、スイッチング素子Ｑ１をスイッチングしてＯＮ、ＯＦＦを繰り返し、図１５に示すように、昇降圧回路１に（Ａ）で示した方向の電流と、同様に（Ｂ）で示した方向の電流とを交互に流すことにより、スイッチング素子Ｑ１の通電率Ｄｕｔｙ＿Ａにより、スイッチング素子Ｑ３との接点側を高電位とする、（４）式に基づく電圧Ｖｐｄｕを平滑化コンデンサＣ２の両端に発生させる。
【００６６】
Ｖｐｄｕ＝Ｄｕｔｙ＿Ａ×Ｖｂａｔｔ    ・・・（４）
【００６７】
また、図１６（２）に示すように、トランスＴ１の１次巻き線Ｌ１へ、図１５において（Ａ）及び（Ｂ）で示した方向の電流を交互に流すことにより、図１６（４）に示すように、トランスＴ１の２次巻き線Ｌ２、Ｌ３へ、図１６（３）に示すトランスＴ１の１次巻き線Ｌ１に印加される両端電圧Ｖ１に対し、巻き線のターン数の比Ｐで比例する電圧Ｖ２、Ｖ３を発生させ、整流用ダイオードＤ５、Ｄ６を介して、図１５及び図１６（５）に示す降圧回路２の入力電圧Ｖ４として抽出する。
【００６８】
但し、ここでは、トランスＴ１の１次巻き線Ｌ１に印加される両端電圧Ｖ１は、バッテリＢ１の両端電圧Ｖｂａｔｔから昇降圧回路１の入出力電圧Ｖｐｄｕを引いた差分電圧と、昇降圧回路１の入出力電圧Ｖｐｄｕとで表される電圧とし、（Ｖｂａｔｔ−Ｖｐｄｕ）＜Ｖｐｄｕとする。
【００６９】
従って、バッテリＢ１の両端電圧Ｖｂａｔｔを降圧して、要求された走行モータへの駆動アシスト電力の供給を行いながら、トランスＴ１の１次巻き線Ｌ１に供給された電力により、トランスＴ１の２次巻き線Ｌ２、Ｌ３を介して降圧回路２へ電力を供給することができる。なお、ここでも降圧回路２の動作については後述する。
【００７０】
（昇圧アシストモード）
また、車両が高速で走行している時に加速するような場合であって、走行モータを駆動するために、バッテリＢ１から駆動アシスト電力を出力する必要があるモード（ｄ）では、制御部３は、昇降圧回路１の電力制御動作モードとして、バッテリＢ１の電力の電位を昇圧して走行モータを駆動するための電力をインバータ回路へ供給しながら、同時にトランスＴ１を介して降圧回路２への電力供給を行う「昇圧アシストモード」を実行する。
【００７１】
具体的には、図１８に示す回路図と図１９に示す波形図とを用いて説明すると、スイッチング素子Ｑ１を常時ＯＮとし、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ３を常時ＯＦＦにすることにより昇圧チョッパ回路を形成すると共に、スイッチング素子Ｑ４をスイッチングしてＯＮ、ＯＦＦを繰り返し、図１８に示すように、昇降圧回路１に（Ａ）で示した方向の電流と、同様に（Ｂ）で示した方向の電流とを交互に流すことにより、スイッチング素子Ｑ４の通電率Ｄｕｔｙ＿Ｂにより、スイッチング素子Ｑ３との接点側を高電位とする、（５）式に基づく電圧Ｖｐｄｕを平滑化コンデンサＣ２の両端に発生させる。
【００７２】
Ｖｐｄｕ＝１／（１−Ｄｕｔｙ＿Ｂ）×Ｖｂａｔｔ    ・・・（５）
【００７３】
また、図１９（２）に示すように、トランスＴ１の１次巻き線Ｌ１へ、図１８において（Ａ）及び（Ｂ）で示した方向の電流を交互に流すことにより、図１９（４）に示すように、トランスＴ１の２次巻き線Ｌ２、Ｌ３へ、図１９（３）に示すトランスＴ１の１次巻き線Ｌ１に印加される両端電圧Ｖ１に対し、巻き線のターン数の比Ｐで比例する電圧Ｖ２、Ｖ３を発生させ、整流用ダイオードＤ５、Ｄ６を介して、図１８及び図１９（５）に示す降圧回路２の入力電圧Ｖ４として抽出する。
【００７４】
但し、ここでは、トランスＴ１の１次巻き線Ｌ１に印加される両端電圧Ｖ１は、バッテリＢ１の両端電圧Ｖｂａｔｔと、昇降圧回路１の入出力電圧ＶｐｄｕからバッテリＢ１の両端電圧Ｖｂａｔｔを引いた差分電圧とで表される電圧とし、（Ｖｐｄｕ−Ｖｂａｔｔ）＜Ｖｂａｔｔとする。
【００７５】
従って、バッテリＢ１の両端電圧Ｖｂａｔｔを昇圧して、要求された走行モータへの駆動アシスト電力の供給を行いながら、トランスＴ１の１次巻き線Ｌ１に供給された電力により、トランスＴ１の２次巻き線Ｌ２、Ｌ３を介して降圧回路２へ電力を供給することができる。なお、ここでも降圧回路２の動作については後述する。
【００７６】
（降圧回生モード）
また、車両が高速で走行している時に減速するような場合であって、インバータ回路から取得した走行モータの回生エネルギーに伴い発生する電力を利用してバッテリＢ１を充電するモード（ｈ）では、制御部３は、昇降圧回路１の電力制御動作モードとして、インバータ回路から取得した電力の電位を降圧してバッテリＢ１を充電しながら、同時にトランスＴ１を介して降圧回路２への電力供給を行う「降圧回生モード」を実行する。
【００７７】
具体的には、図２１に示す回路図と図２２に示す波形図とを用いて説明すると、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ４を常時ＯＦＦにすることにより降圧チョッパ回路を形成すると共に、スイッチング素子Ｑ３をスイッチングしてＯＮ、ＯＦＦを繰り返し、図２１に示すように、昇降圧回路１に（Ａ）で示した方向の電流と、同様に（Ｂ）で示した方向の電流とを交互に流すことにより、スイッチング素子Ｑ３の通電率Ｄｕｔｙ＿Ｃにより、（６）式に基づく電圧ＶｂａｔｔをバッテリＢ１の両端に発生させる。
【００７８】
Ｖｂａｔｔ＝Ｄｕｔｙ＿Ｃ×Ｖｐｄｕ    ・・・（６）
【００７９】
また、図２２（２）に示すように、トランスＴ１の１次巻き線Ｌ１へ、図２１において（Ａ）及び（Ｂ）で示した方向の電流を交互に流すことにより、図２２（４）に示すように、トランスＴ１の２次巻き線Ｌ２、Ｌ３へ、図２２（３）に示すトランスＴ１の１次巻き線Ｌ１に印加される両端電圧Ｖ１に対し、巻き線のターン数の比Ｐで比例する電圧Ｖ２、Ｖ３を発生させ、整流用ダイオードＤ５、Ｄ６を介して、図２１及び図２２（５）に示す降圧回路２の入力電圧Ｖ４として抽出する。
【００８０】
但し、ここでは、トランスＴ１の１次巻き線Ｌ１に印加される両端電圧Ｖ１は、バッテリＢ１の両端電圧Ｖｂａｔｔと、昇降圧回路１の入出力電圧ＶｐｄｕからバッテリＢ１の両端電圧Ｖｂａｔｔを引いた差分電圧とで表される電圧とし、（Ｖｐｄｕ−Ｖｂａｔｔ）＜Ｖｂａｔｔとする。
【００８１】
従って、昇降圧回路１の入出力電圧Ｖｐｄｕを降圧して、走行モータからの回生電力によるバッテリＢ１の充電を行いながら、トランスＴ１の１次巻き線Ｌ１に供給された電力により、トランスＴ１の２次巻き線Ｌ２、Ｌ３を介して降圧回路２へ電力を供給することができる。なお、ここでも降圧回路２の動作については後述する。
【００８２】
（昇圧回生モード）
また、車両が低速で走行している時に減速するような場合であって、インバータ回路から取得した走行モータの回生エネルギーに伴い発生する電力を利用してバッテリＢ１を充電するモード（ｊ）では、制御部３は、昇降圧回路１の電力制御動作モードとして、インバータ回路から取得した電力の電位を昇圧してバッテリＢ１を充電しながら、同時にトランスＴ１を介して降圧回路２への電力供給を行う「昇圧回生モード」を実行する。
【００８３】
具体的には、図２４に示す回路図と図２５に示す波形図とを用いて説明すると、スイッチング素子Ｑ３を常時ＯＮとし、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ４を常時ＯＦＦにすることにより昇圧チョッパ回路を形成すると共に、スイッチング素子Ｑ２をスイッチングしてＯＮ、ＯＦＦを繰り返し、図２４に示すように、昇降圧回路１に（Ａ）で示した方向の電流と（Ｂ）で示した方向の電流とを交互に流すことにより、スイッチング素子Ｑ２の通電率Ｄｕｔｙ＿Ｄにより、（７）式に基づく電圧ＶｂａｔｔをバッテリＢ１の両端に発生させる。
【００８４】
Ｖｂａｔｔ＝１／（１−Ｄｕｔｙ＿Ｄ）×Ｖｐｄｕ    ・・・（７）
【００８５】
また、図２５（２）に示すように、トランスＴ１の１次巻き線Ｌ１へ、図２４において（Ａ）及び（Ｂ）で示した方向の電流を交互に流すことにより、図２５（４）に示すように、トランスＴ１の２次巻き線Ｌ２、Ｌ３へ、図２５（３）に示すトランスＴ１の１次巻き線Ｌ１に印加される両端電圧Ｖ１に対し、巻き線のターン数の比Ｐで比例する電圧Ｖ２、Ｖ３を発生させ、整流用ダイオードＤ５、Ｄ６を介して、図２４及び図２５（５）に示す降圧回路２の入力電圧Ｖ４として抽出する。
【００８６】
但し、ここでは、トランスＴ１の１次巻き線Ｌ１に印加される両端電圧Ｖ１は、バッテリＢ１の両端電圧Ｖｂａｔｔから昇降圧回路１の入出力電圧Ｖｐｄｕを引いた差分電圧と、昇降圧回路１の入出力電圧Ｖｐｄｕとで表される電圧とし、（Ｖｐｄｕ−Ｖｂａｔｔ）＞Ｖｐｄｕとする。
【００８７】
従って、昇降圧回路１の入出力電圧Ｖｐｄｕを昇圧して、走行モータからの回生電力によるバッテリＢ１の充電を行いながら、トランスＴ１の１次巻き線Ｌ１に供給された電力により、トランスＴ１の２次巻き線Ｌ２、Ｌ３を介して降圧回路２へ電力を供給することができる。なお、ここでも降圧回路２の動作については後述する。
【００８８】
（電力制御動作の制御フロー）
次に、制御マップを利用した電力制御動作の制御フローについて、図面を参照して具体的に説明する。図２７は、本実施の形態の電力制御装置において制御部３が実行する昇降圧回路の電力制御動作の制御フローを示すフローチャートである。
図２７において、まず制御部３は入出力電力制御指示値の大きさを判定し、入出力電力制御指示値が０［Ｗ］であるか否かを判定する（ステップＳ１）。
【００８９】
ステップＳ１において、入出力電力制御指示値が０［Ｗ］である場合（ステップＳ１のＹＥＳ）、昇降圧回路１によるバッテリＢ１の充放電を行う必要がないので、制御部３は、昇降圧回路１の電力制御動作モードとして、前述の「降圧回路供給モード１」を実行する（ステップＳ２）。
一方、ステップＳ１において、入出力電力制御指示値が０［Ｗ］でない場合（ステップＳ１のＮＯ）、次に、制御部３は入出力電力制御指示値の大きさを判定し、入出力電力制御指示値が正の数値であるか否かを判定する（ステップＳ３）。
【００９０】
また、ステップＳ３において、入出力電力制御指示値が正の数値である場合（ステップＳ３のＹＥＳ）、制御部３は入出力電力制御指示値と、昇降圧回路１の入出力電圧値を指示するＶｐｄｕ制御指示値とにより指示された状態が、図３に示す制御マップにおいて、トランスＴ１の１次巻き線Ｌ１にバッテリＢ１の充放電に伴って流れるはずの電流が断続的にしか流れないＩＬ不連続領域に含まれるか否かを判定する（ステップＳ４）。
【００９１】
ステップＳ４において、入出力電力制御指示値とＶｐｄｕ制御指示値とにより指示された状態がＩＬ不連続領域に含まれる場合（ステップＳ４のＹＥＳ）、制御部３は、昇降圧回路１の電力制御動作モードとして、前述の「降圧回路供給モード２」を実行する（ステップＳ５）。なお、この場合の「降圧回路供給モード２」は、入出力電力制御指示値が正の数値であるので、バッテリＢ１から走行モータを駆動するための電力をインバータ回路へ供給する。
【００９２】
一方、ステップＳ４において、入出力電力制御指示値とＶｐｄｕ制御指示値とにより指示された状態がＩＬ不連続領域に含まれない場合（ステップＳ４のＮＯ）、制御部３は、次に、バッテリＢ１の両端電圧ＶｂａｔｔがＶｐｄｕ制御指示値より十分大きいか否かを判定する（ステップＳ６）。なお、バッテリＢ１の両端電圧ＶｂａｔｔがＶｐｄｕ制御指示値より十分大きいか否かは、ＶｂａｔｔからＶｐｄｕ制御指示値を差し引いた差分が既定値より大きいか否かにより判定するものとする。
【００９３】
ステップＳ６において、バッテリＢ１の両端電圧ＶｂａｔｔがＶｐｄｕ制御指示値より十分大きい場合（ステップＳ６のＹＥＳ）、制御部３は、昇降圧回路１の電力制御動作モードとして、前述の「降圧アシストモード」を実行する（ステップＳ７）。
また、ステップＳ６において、バッテリＢ１の両端電圧ＶｂａｔｔがＶｐｄｕ制御指示値より十分大きくない場合（ステップＳ６のＮＯ）、制御部３は、次に、バッテリＢ１の両端電圧ＶｂａｔｔがＶｐｄｕ制御指示値より十分小さいか否かを判定する（ステップＳ８）。なお、バッテリＢ１の両端電圧ＶｂａｔｔがＶｐｄｕ制御指示値より十分小さいか否かは、Ｖｐｄｕ制御指示値からＶｂａｔｔを差し引いた差分が既定値より大きいか否かにより判定するものとする。
【００９４】
ステップＳ８において、バッテリＢ１の両端電圧ＶｂａｔｔがＶｐｄｕ制御指示値より十分小さい場合（ステップＳ８のＹＥＳ）、制御部３は、昇降圧回路１の電力制御動作モードとして、前述の「昇圧アシストモード」を実行する（ステップＳ９）。
また、ステップＳ８において、バッテリＢ１の両端電圧ＶｂａｔｔがＶｐｄｕ制御指示値より十分小さくない場合（ステップＳ８のＮＯ）、制御部３は、次に、バッテリＢ１の両端電圧ＶｂａｔｔがＶｐｄｕ制御指示値とほぼ等しいか否かを判定する（ステップＳ１０）。なお、バッテリＢ１の両端電圧ＶｂａｔｔがＶｐｄｕ制御指示値とほぼ等しいか否かは、ＶｂａｔｔからＶｐｄｕ制御指示値を差し引いた差分の絶対値が既定値より小さいか否かにより判定するものとする。
【００９５】
ステップＳ１０において、バッテリＢ１の両端電圧ＶｂａｔｔがＶｐｄｕ制御指示値とほぼ等しい場合（ステップＳ１０のＹＥＳ）、制御部３は、昇降圧回路１の電力制御動作モードとして、前述の「降圧回路供給モード２」を実行する（ステップＳ１１）。なお、この場合の「降圧回路供給モード２」は、入出力電力制御指示値が正の数値であるので、バッテリＢ１から走行モータを駆動するための電力をインバータ回路へ供給する。
また、ステップＳ１０において、バッテリＢ１の両端電圧ＶｂａｔｔがＶｐｄｕ制御指示値とほぼ等しいとみなせない場合（ステップＳ１０のＮＯ）、制御部３は、何もせず電力制御動作を終了する。
【００９６】
また、ステップＳ３において、入出力電力制御指示値が正の数値でない場合（ステップＳ３のＮＯ）、制御部３は入出力電力制御指示値と、昇降圧回路１の入出力電圧値を指示するＶｐｄｕ制御指示値とにより指示された状態が、図３に示す制御マップにおいて、トランスＴ１の１次巻き線Ｌ１にバッテリＢ１の充放電に伴って流れるはずの電流が断続的にしか流れないＩＬ不連続領域に含まれるか否かを判定する（ステップＳ１２）。
【００９７】
ステップＳ１２において、入出力電力制御指示値とＶｐｄｕ制御指示値とにより指示された状態がＩＬ不連続領域に含まれる場合（ステップＳ１２のＹＥＳ）、制御部３は、昇降圧回路１の電力制御動作モードとして、前述の「降圧回路供給モード２」を実行する（ステップＳ１３）。なお、この場合の「降圧回路供給モード２」は、入出力電力制御指示値が負の数値であるので、インバータ回路から取得した走行モータの回生エネルギーによりバッテリＢ１を充電する。
【００９８】
一方、ステップＳ１２において、入出力電力制御指示値とＶｐｄｕ制御指示値とにより指示された状態がＩＬ不連続領域に含まれない場合（ステップＳ１２のＮＯ）、制御部３は、次に、バッテリＢ１の両端電圧ＶｂａｔｔがＶｐｄｕ制御指示値より十分大きいか否かを判定する（ステップＳ１４）。なお、バッテリＢ１の両端電圧ＶｂａｔｔがＶｐｄｕ制御指示値より十分大きいか否かは、ＶｂａｔｔからＶｐｄｕ制御指示値を差し引いた差分が既定値より大きいか否かにより判定するものとする。
【００９９】
ステップＳ１４において、バッテリＢ１の両端電圧ＶｂａｔｔがＶｐｄｕ制御指示値より十分大きい場合（ステップＳ１４のＹＥＳ）、制御部３は、昇降圧回路１の電力制御動作モードとして、前述の「昇圧回生モード」を実行する（ステップＳ１５）。
また、ステップＳ１４において、バッテリＢ１の両端電圧ＶｂａｔｔがＶｐｄｕ制御指示値より十分大きくない場合（ステップＳ１４のＮＯ）、制御部３は、次に、バッテリＢ１の両端電圧ＶｂａｔｔがＶｐｄｕ制御指示値より十分小さいか否かを判定する（ステップＳ１６）。なお、バッテリＢ１の両端電圧ＶｂａｔｔがＶｐｄｕ制御指示値より十分小さいか否かは、Ｖｐｄｕ制御指示値からＶｂａｔｔを差し引いた差分が既定値より大きいか否かにより判定するものとする。
【０１００】
ステップＳ１６において、バッテリＢ１の両端電圧ＶｂａｔｔがＶｐｄｕ制御指示値より十分小さい場合（ステップＳ１６のＹＥＳ）、制御部３は、昇降圧回路１の電力制御動作モードとして、前述の「降圧回生モード」を実行する（ステップＳ１７）。
また、ステップＳ１６において、バッテリＢ１の両端電圧ＶｂａｔｔがＶｐｄｕ制御指示値より十分小さくない場合（ステップＳ１６のＮＯ）、制御部３は、次に、バッテリＢ１の両端電圧ＶｂａｔｔがＶｐｄｕ制御指示値とほぼ等しいか否かを判定する（ステップＳ１８）。なお、バッテリＢ１の両端電圧ＶｂａｔｔがＶｐｄｕ制御指示値とほぼ等しいか否かは、ＶｂａｔｔからＶｐｄｕ制御指示値を差し引いた差分の絶対値が既定値より小さいか否かにより判定するものとする。
【０１０１】
ステップＳ１８において、バッテリＢ１の両端電圧ＶｂａｔｔがＶｐｄｕ制御指示値とほぼ等しい場合（ステップＳ１８のＹＥＳ）、制御部３は、昇降圧回路１の電力制御動作モードとして、前述の「降圧回路供給モード２」を実行する（ステップＳ１９）。なお、この場合の「降圧回路供給モード２」は、入出力電力制御指示値が負の数値であるので、インバータ回路から取得した走行モータの回生エネルギーによりバッテリＢ１を充電する。
また、ステップＳ１８において、バッテリＢ１の両端電圧ＶｂａｔｔがＶｐｄｕ制御指示値とほぼ等しいとみなせない場合（ステップＳ１８のＮＯ）、制御部３は、何もせず電力制御動作を終了する。
【０１０２】
（降圧回路の降圧動作）
次に、上述した昇降圧回路１の電力制御動作モードに対応した降圧回路２の降圧動作について説明する。
（回路動作）
図１を用いて降圧回路２の降圧動作を説明すると、昇降圧回路１を制御してトランスＴ１の１次巻き線Ｌ１に供給された電力により、トランスＴ１の２次巻き線Ｌ２、Ｌ３に交流電力が誘起されると、整流用ダイオードＤ５、Ｄ６の働きにより整流されて、トランスＴ１の２次巻き線Ｌ２、Ｌ３の接点（２次巻き線の中間タップ）と、整流用ダイオードＤ５、Ｄ６の接点との間には、トランスＴ１の１次巻き線Ｌ１に供給された電力とトランスＴ１の巻き線のターン数とに比例した電圧値を持つ一方向の電力が得られる。
【０１０３】
これに対し、制御部３では、降圧回路２に接続された、例えば動作電位が１２［Ｖ］系の補機類に電力を供給するために、予め設定された降圧回路出力電圧目標値に基づいて、スイッチング素子Ｑ５をスイッチングすることにより、降圧回路２の出力電圧を降圧回路出力電圧目標値に制御する。具体的には、スイッチング素子Ｑ５がＯＮ時に、整流用ダイオードＤ５、Ｄ６を通り、トランスＴ２の１次巻き線Ｌ４を介して補機類へ流れ、補機類からトランスＴ２の２次巻き線Ｌ５を介して、トランスＴ１の２次巻き線Ｌ２、Ｌ３の接点（２次巻き線の中間タップ）へ戻る、トランスＴ１の２次巻き線Ｌ２、Ｌ３の誘起電力による電流ループと、スイッチング素子Ｑ５がＯＦＦ時に、ダイオードＤ７を通り、トランスＴ２の１次巻き線Ｌ４を介して補機類へ流れ、補機類からトランスＴ２の２次巻き線Ｌ５へ戻る、トランスＴ２の２次巻き線Ｌ５の逆起電力による電流ループとにより、補機類へ降圧回路出力電圧目標値に基づく電力が供給される。
【０１０４】
また、降圧回路２では、昇降圧回路１の電力制御動作に伴って、昇降圧回路１のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４のスイッチングの状態により、降圧回路２の入力電圧Ｖ４にステップ的な変動が現れる。そのため、仮にスイッチング素子Ｑ５を一定のスイッチングデューティでスイッチングする場合、入力電圧Ｖ４の変動が、降圧回路２の出力電圧Ｖｄｖにリップル電圧となって現れる。
【０１０５】
そこで、このリップル電圧を抑制するために、昇降圧回路１の電力制御動作モードに対応して、電力制御動作時に昇降圧回路１においてスイッチングされるスイッチング素子に同期したスイッチング素子Ｑ５のスイッチングデューティの意図的な変動により、トランスＴ２の１次巻き線Ｌ４に流れる電流ＩＬ４の平均値を均一化して、降圧回路２の出力電圧Ｖｄｖのリップル電圧を抑制する。
【０１０６】
（デューティ算出の制御ブロック）
以下に、制御部３による降圧回路２のスイッチング素子Ｑ５に対するスイッチングデューティの算出方法について、図面を参照して説明する。図２８は、制御部３におけるスイッチング素子Ｑ５のスイッチングデューティ算出のための制御ブロック図である。
図２８において、まず制御部３では、減算器１１により降圧回路出力電圧目標値から降圧回路２の出力電圧Ｖｄｖが減算され、目標値に対する実測値の偏差が算出される。減算器１１により算出された偏差は、ＰＩＤ制御のＰ（Ｐｒｏｐｒｔｉｏｎａｌ：比例）とＤ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ：微分）について補償するＰＤ補償器１２へ入力される。そして、ＰＤ補償器１２の出力は加算器１３へ入力される。
【０１０７】
また、減算器１１により算出された偏差は、スイッチＡ１４を通りＫＩで示される積分ゲイン１５を乗算された後、Ｉ（Ｉｎｔｅｇｒａｌ：積分）について補償するＩ１補償器１６に入力される。そして、Ｉ１補償器１６の出力はスイッチＢ１７を介して加算器１３へ入力される。また、減算器１１により算出された偏差は、スイッチＣ１８を通りＫＩで示される積分ゲイン１９を乗算された後、Ｉ（Ｉｎｔｅｇｒａｌ：積分）について補償すると共に、Ｉ１補償器１６とは特性の異なるＩ２補償器２０に入力される。そして、Ｉ２補償器２０の出力はスイッチＤ２１を介して加算器１３へ入力される。
【０１０８】
従って、制御部３では、スイッチＡ１４とスイッチＢ１７とをＯＮし、スイッチＣ１８とスイッチＤ２１とをＯＦＦした状態でスイッチング素子Ｑ５のスイッチングデューティ算出のためのＰＩＤ制御を行うと、ＰＤ補償器１２とＩ１補償器１６とによるＰＩＤ制御を実行することができ、加算器１３の出力にスイッチング素子Ｑ５のスイッチングデューティが得られる。一方、スイッチＡ１４とスイッチＢ１７とをＯＦＦし、スイッチＣ１８とスイッチＤ２１とをＯＮした状態でスイッチング素子Ｑ５のスイッチングデューティ算出のためのＰＩＤ制御を行うと、ＰＤ補償器１２とＩ２補償器２０とによるＰＩＤ制御を実行することができ、加算器１３の出力にスイッチング素子Ｑ５のスイッチングデューティが得られる。
【０１０９】
（デューティ算出の制御フロー）
次に、上述の制御ブロックを用いたスイッチング素子Ｑ５のスイッチングデューティ算出のための制御フローについて説明する。
図２９は、昇降圧回路１の電力制御動作の降圧回路供給モード１、降圧回路供給モード２、降圧アシストモードに対応したスイッチング素子Ｑ５のスイッチングデューティ算出のための制御フローを示すフローチャートである。制御部３は、昇降圧回路１の電力制御動作が降圧回路供給モード１、降圧回路供給モード２、降圧アシストモードのいずれかである場合、図２９に示すように、昇降圧回路１の電力制御動作中に、スイッチング素子Ｑ１がＯＮ状態にあるか否かを判定し（ステップＳ２１）、スイッチング素子Ｑ１がＯＮ状態にある場合には（ステップＳ２１のＹＥＳ）、図２８に示す制御ブロックのスイッチＡ１４及びスイッチＢ１７をＯＦＦ、スイッチＣ１８及びスイッチＤ２１をＯＮにする（ステップＳ２２）。また、スイッチング素子Ｑ１がＯＦＦ状態にある場合には（ステップＳ２１のＮＯ）、図２８に示す制御ブロックのスイッチＡ１４及びスイッチＢ１７をＯＮ、スイッチＣ１８及びスイッチＤ２１をＯＦＦにする（ステップＳ２３）。
【０１１０】
また、図３０は、昇降圧回路１の電力制御動作の昇圧アシストモードに対応したスイッチング素子Ｑ５のスイッチングデューティ算出のための制御フローを示すフローチャートである。制御部３は、昇降圧回路１の電力制御動作が昇圧アシストモードである場合、図３０に示すように、昇降圧回路１の電力制御動作中に、スイッチング素子Ｑ４がＯＮ状態にあるか否かを判定し（ステップＳ３１）、スイッチング素子Ｑ４がＯＮ状態にある場合には（ステップＳ３１のＹＥＳ）、図２８に示す制御ブロックのスイッチＡ１４及びスイッチＢ１７をＯＦＦ、スイッチＣ１８及びスイッチＤ２１をＯＮにする（ステップＳ３２）。また、スイッチング素子Ｑ４がＯＦＦ状態にある場合には（ステップＳ３１のＮＯ）、図２８に示す制御ブロックのスイッチＡ１４及びスイッチＢ１７をＯＮ、スイッチＣ１８及びスイッチＤ２１をＯＦＦにする（ステップＳ３３）。
【０１１１】
図３１は、昇降圧回路１の電力制御動作の降圧回生モードに対応したスイッチング素子Ｑ５のスイッチングデューティ算出のための制御フローを示すフローチャートである。制御部３は、昇降圧回路１の電力制御動作が降圧回生モードである場合、図３１に示すように、昇降圧回路１の電力制御動作中に、スイッチング素子Ｑ３がＯＮ状態にあるか否かを判定し（ステップＳ４１）、スイッチング素子Ｑ３がＯＮ状態にある場合には（ステップＳ４１のＹＥＳ）、図２８に示す制御ブロックのスイッチＡ１４及びスイッチＢ１７をＯＦＦ、スイッチＣ１８及びスイッチＤ２１をＯＮにする（ステップＳ４２）。また、スイッチング素子Ｑ３がＯＦＦ状態にある場合には（ステップＳ４１のＮＯ）、図２８に示す制御ブロックのスイッチＡ１４及びスイッチＢ１７をＯＮ、スイッチＣ１８及びスイッチＤ２１をＯＦＦにする（ステップＳ４３）。
【０１１２】
図３２は、昇降圧回路１の電力制御動作の昇圧回生モードに対応したスイッチング素子Ｑ５のスイッチングデューティ算出のための制御フローを示すフローチャートである。制御部３は、昇降圧回路１の電力制御動作が昇圧回生モードである場合、図３２に示すように、昇降圧回路１の電力制御動作中に、スイッチング素子Ｑ２がＯＮ状態にあるか否かを判定し（ステップＳ５１）、スイッチング素子Ｑ２がＯＮ状態にある場合には（ステップＳ５１のＹＥＳ）、図２８に示す制御ブロックのスイッチＡ１４及びスイッチＢ１７をＯＦＦ、スイッチＣ１８及びスイッチＤ２１をＯＮにする（ステップＳ５２）。また、スイッチング素子Ｑ２がＯＦＦ状態にある場合には（ステップＳ５１のＮＯ）、図２８に示す制御ブロックのスイッチＡ１４及びスイッチＢ１７をＯＮ、スイッチＣ１８及びスイッチＤ２１をＯＦＦにする（ステップＳ５３）。
【０１１３】
上述の制御により、例えば車両の走行状態がモード（ｃ）やモード（ｉ）の状態で、昇降圧回路１が電力制御動作として「降圧回路供給モード２」を実行しているような場合、図８（１）に示すほぼ均一な降圧回路２の入力電圧Ｖ４に対応して、図８（２）に示す均一なスイッチングデューティにより、スイッチング素子Ｑ５を図８（３）に示すようにＯＮ／ＯＦＦ制御する。
【０１１４】
これにより、回路図に示すダイオードＤ７の両端電圧Ｖ５に、図８（４）に示すような均一な電圧を取り出し、図８（５）に示すように、トランスＴ２の１次巻き線Ｌ４に流れる電流ＩＬ４の平均値を均一化して、降圧回路２の出力電圧Ｖｄｖのリップル電圧を抑制することができる。
【０１１５】
同様に、例えば車両の走行状態がモード（ｋ）の状態で、昇降圧回路１が電力制御動作として「降圧回路供給モード１」を実行しているような場合も、図１４に示すように、均一なスイッチングデューティにより、スイッチング素子Ｑ５をＯＮ／ＯＦＦ制御する。これにより、回路図に示すダイオードＤ７の両端電圧Ｖ５に均一な電圧を取り出し、トランスＴ２の１次巻き線Ｌ４に流れる電流ＩＬ４の平均値を均一化して、降圧回路２の出力電圧Ｖｄｖのリップル電圧を抑制することができる。
【０１１６】
また、例えば車両の走行状態がモード（ａ）の状態で、昇降圧回路１が電力制御動作として「降圧回路供給モード１」を実行しているような場合、図１０（１）に示す矩形波状の降圧回路２の入力電圧Ｖ４に対応して、図１０（２）に示すように、入力電圧Ｖ４が高い場合には小さく、入力電圧Ｖ４が低い場合には大きく制御されたスイッチングデューティにより、スイッチング素子Ｑ５を図１０（３）に示すようにＯＮ／ＯＦＦ制御する。
【０１１７】
これにより、回路図に示すダイオードＤ７の両端電圧Ｖ５に、図１０（４）に示すように、入力電圧Ｖ４が高い場合には時間幅が狭くかつ高い電圧を、入力電圧Ｖ４が低い場合には時間幅が広くかつ低い電圧を取り出し、図１０（５）に示すように、トランスＴ２の１次巻き線Ｌ４に流れる電流ＩＬ４の平均値を均一化して、降圧回路２の出力電圧Ｖｄｖのリップル電圧を抑制することができる。
【０１１８】
同様に、例えば車両の走行状態がモード（ｆ）の状態で、昇降圧回路１が電力制御動作として「降圧回路供給モード１」を実行しているような場合は図１２に示すように、また、例えば車両の走行状態がモード（ｂ）の状態で、昇降圧回路１が電力制御動作として「降圧アシストモード」を実行しているような場合は図１７に示すように、更に、例えば車両の走行状態がモード（ｄ）の状態で、昇降圧回路１が電力制御動作として「昇圧アシストモード」を実行しているような場合は図２０に示すように、それぞれ矩形波状の降圧回路２の入力電圧Ｖ４に対応して、入力電圧Ｖ４が高い場合には小さく、入力電圧Ｖ４が低い場合には大きく制御されたスイッチングデューティにより、スイッチング素子Ｑ５をＯＮ／ＯＦＦ制御する。
【０１１９】
これにより、回路図に示すダイオードＤ７の両端電圧Ｖ５に、入力電圧Ｖ４が高い場合には時間幅が狭くかつ高い電圧を、入力電圧Ｖ４が低い場合には時間幅が広くかつ低い電圧を取り出し、トランスＴ２の１次巻き線Ｌ４に流れる電流ＩＬ４の平均値を均一化して、降圧回路２の出力電圧Ｖｄｖのリップル電圧を抑制することができる。
【０１２０】
また、同様に、例えば車両の走行状態がモード（ｈ）の状態で、昇降圧回路１が電力制御動作として「降圧回生モード」を実行しているような場合は図２３に示すように、また、例えば車両の走行状態がモード（ｊ）の状態で、昇降圧回路１が電力制御動作として「昇圧回生モード」を実行しているような場合は図２６に示すように、それぞれ回路図に示すダイオードＤ７の両端電圧Ｖ５に、入力電圧Ｖ４が高い場合には時間幅が狭くかつ高い電圧を、入力電圧Ｖ４が低い場合には時間幅が広くかつ低い電圧を取り出し、トランスＴ２の１次巻き線Ｌ４に流れる電流ＩＬ４の平均値を均一化して、降圧回路２の出力電圧Ｖｄｖのリップル電圧を抑制することができる。
【０１２１】
なお、上述の実施の形態において、電力を蓄電する装置はバッテリＢ１に限らず、直流電力を蓄電可能な、キャパシタ等を含む蓄電装置（エネルギーストレージデバイス）であれば何を用いても良い。
【０１２２】
以上説明したように、本実施の形態の電力制御装置によれば、バッテリＢ１の入出力電力を、チョッパ回路を用いてその電位を昇圧または降圧し、ＰＡＭ制御を用いて走行モータを駆動するための電力としてインバータ回路へ供給すると共に、インバータ回路のバッテリＢ１側へ、走行モータの回生電力によって発生する入出力電力を、チョッパ回路を用いてその電位を昇圧または降圧してバッテリＢ１へ供給することにより、走行モータの駆動または回生に伴うバッテリＢ１の充放電を制御する昇降圧回路と、バッテリＢ１の電位より低電位の電力で動作する補機類への電力供給を制御する降圧回路２とを備え、昇降圧回路１のチョッパ回路をトランスＴ１の１次巻き線Ｌ１により構成すると共に、１次巻き線Ｌ１に供給された電力により、トランスＴ１の２次巻き線Ｌ２、Ｌ３に電力を誘起させ、降圧回路２は、２次巻き線Ｌ２、Ｌ３に誘起された電力の電位を、スイッチング素子Ｑ５のスイッチングにより降圧して補機類へ供給することで、走行モータ及びバッテリＢ１と電位の異なる補機類を同時に動作させることができる。
【０１２３】
また、本実施の形態の電力制御方法によれば、トランスＴ１の１次巻き線Ｌ１の両端に十分な電圧が印加されず、トランスＴ１を介して昇降圧回路１から降圧回路２へ電力供給ができない場合、あるいはトランスＴ１の１次巻き線Ｌ１に、バッテリＢ１の充放電に伴って流れるはずの電流が断続的にしか流れず、トランスＴ１を介して昇降圧回路１から降圧回路２へ断続的にしか電力供給ができないと判断できる場合、入出力電力制御指示値に対応した交番電流を、トランスＴ１の１次巻き線Ｌ１に流すことにより、トランスＴ１を介して昇降圧回路１から降圧回路２へ電力供給を行うことができる。
【０１２４】
また、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４を制御することで、ＰＡＭ制御により走行モータを駆動することができると共に、走行モータの回生エネルギーにより発生した電力をインバータ回路から取得してバッテリＢ１を充電することができる。また、スイッチング素子Ｑ５のスイッチングデューティを制御することで、昇降圧回路１から降圧回路２へ供給された電力の電位を希望の電位に降圧して補機類へ供給することができる。更に、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４の導通または遮断の状態に基づいてスイッチング素子Ｑ５のスイッチングデューティを決定することで、降圧回路２が出力する電力の電位を適切かつ容易に制御することができる。
【０１２５】
従って、システム重量の増加や、容積の増加を最小限に抑えつつ、走行モータの駆動または回生の状況によって、トランスＴ１を介した昇降圧回路１から降圧回路２への電力供給が不可能であると判定された場合でも、走行モータの駆動または回生に影響を与えずに、走行モータ、及びバッテリＢ１と電位の異なる補機類に電力の供給が可能な電力制御装置を実現することができるという効果が得られる。
【０１２６】
【発明の効果】
以上の如く、本発明の電力制御装置によれば、制御部が、昇降圧回路を制御し、蓄電装置に蓄電された電力を、その電位を降圧または昇圧してインバータ回路へ供給することで、インバータ回路を介して接続されたモータを駆動することができる。また、インバータ回路を介して接続されたモータの回生電力を、その電位を降圧または昇圧して蓄電装置に供給することで、蓄電装置を充電することができる。更に、モータの駆動または回生に伴い、第１トランスを介して昇降圧回路から降圧回路へ供給される電力を、制御部が降圧回路を制御することにより降圧して負荷へ供給することで、モータの駆動または回生に伴う蓄電装置の充放電を制御しながら、蓄電装置の電位より低電位の電力で動作する負荷を動作させることができる。
【０１２７】
従って、システム重量の増加や、容積の増加を最小限に抑えつつ、モータを含む電位の異なる複数の負荷に電力の供給が可能な電力制御装置を実現することができるという効果が得られる。
【０１２８】
また、本発明の電力制御方法によれば、昇降圧回路に対する入出力電圧の制御指示値と蓄電装置の入出力電圧測定値とが近接し、第１トランスの１次巻き線の両端に十分な電圧が印加されず、第１トランスを介して昇降圧回路から降圧回路へ電力供給ができない場合、あるいは昇降圧回路へ蓄電装置の充放電を指示するための電力指示値が小さく、第１トランスの１次巻き線に、蓄電装置の充放電に伴って流れるはずの電流が断続的にしか流れず、第１トランスを介して昇降圧回路から降圧回路へ断続的にしか電力供給ができないと判断できる場合、電力指示値に対応した交番電流を、第１トランスの１次巻き線に流すことにより、第１トランスを介して昇降圧回路から降圧回路へ電力供給を行うことができる。
【０１２９】
更に、特に第１トランスの１次巻き線に全く電流が流れず、第１トランスを介して昇降圧回路から降圧回路へ電力供給ができない場合、平均値が零の交番電流を、第１トランスの１次巻き線に流すことにより、第１トランスを介して昇降圧回路から降圧回路へ電力供給を行うことができる。
【０１３０】
従って、システム重量の増加や、容積の増加を最小限に抑えつつ、モータの駆動または回生の状況によって、第１トランスを介した昇降圧回路から降圧回路への電力供給が不可能であると判定された場合でも、モータの駆動または回生に影響を与えずに、モータを含む電位の異なる複数の負荷に電力の供給が可能な電力制御装置を実現することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の電力制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】同実施の形態の電力制御装置の昇降圧回路に備えられたトランスの断面を示す図である。
【図３】同実施の形態の電力制御装置の制御部が電力制御のモードを決定するための制御マップを示す図である。
【図４】同実施の形態の電力制御装置の降圧回路供給モード動作を示す回路図である。
【図５】同実施の形態の電力制御装置の降圧回路供給モード動作を示す波形図である。
【図６】同実施の形態の電力制御装置の降圧回路供給モード動作を示す回路図である。
【図７】同実施の形態の電力制御装置の降圧回路供給モード動作を示す波形図である。
【図８】同実施の形態の電力制御装置の降圧回路供給モード動作を示す波形図である。
【図９】同実施の形態の電力制御装置の降圧回路供給モード動作を示す波形図である。
【図１０】同実施の形態の電力制御装置の降圧回路供給モード動作を示す波形図である。
【図１１】同実施の形態の電力制御装置の降圧回路供給モード動作を示す波形図である。
【図１２】同実施の形態の電力制御装置の降圧回路供給モード動作を示す波形図である。
【図１３】同実施の形態の電力制御装置の降圧回路供給モード動作を示す波形図である。
【図１４】同実施の形態の電力制御装置の降圧回路供給モード動作を示す波形図である。
【図１５】同実施の形態の電力制御装置の降圧アシストモード動作を示す回路図である。
【図１６】同実施の形態の電力制御装置の降圧アシストモード動作を示す波形図である。
【図１７】同実施の形態の電力制御装置の降圧アシストモード動作を示す波形図である。
【図１８】同実施の形態の電力制御装置の昇圧アシストモード動作を示す回路図である。
【図１９】同実施の形態の電力制御装置の昇圧アシストモード動作を示す波形図である。
【図２０】同実施の形態の電力制御装置の昇圧アシストモード動作を示す波形図である。
【図２１】同実施の形態の電力制御装置の降圧回生モード動作を示す回路図である。
【図２２】同実施の形態の電力制御装置の降圧回生モード動作を示す波形図である。
【図２３】同実施の形態の電力制御装置の降圧回生モード動作を示す波形図である。
【図２４】同実施の形態の電力制御装置の昇圧回生モード動作を示す回路図である。
【図２５】同実施の形態の電力制御装置の昇圧回生モード動作を示す波形図である。
【図２６】同実施の形態の電力制御装置の昇圧回生モード動作を示す波形図である。
【図２７】同実施の形態の電力制御装置の制御部が実行する昇降圧回路の電力制御動作の制御フローを示すフローチャートである。
【図２８】同実施の形態の電力制御装置の制御部における降圧回路のスイッチングデューティ算出のための制御ブロック図である。
【図２９】同実施の形態の電力制御装置の制御部が実行する降圧回路のスイッチングデューティ算出のための制御フローを示すフローチャートである。
【図３０】同実施の形態の電力制御装置の制御部が実行する降圧回路のスイッチングデューティ算出のための制御フローを示すフローチャートである。
【図３１】同実施の形態の電力制御装置の制御部が実行する降圧回路のスイッチングデューティ算出のための制御フローを示すフローチャートである。
【図３２】同実施の形態の電力制御装置の制御部が実行する降圧回路のスイッチングデューティ算出のための制御フローを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１・・・昇降圧回路、２・・・降圧回路、３・・・制御部、Ｂ１・・・バッテリ（蓄電装置）、Ｔ１・・・トランス（第１トランス）、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４・・・転流ダイオード、Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５・・・スイッチング素子、Ｄ５、Ｄ６・・・整流用ダイオード、Ｔ２・・・トランス（第２トランス）、Ｄ７・・・ダイオード
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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