(57)【要約】【課題】充電装置に並列に接続可能な複数の電池を備えた車両において、複数の電池の電圧を均等化する。【解決手段】車両は、コンデンサを備えた充電装置と、充電装置に並列に接続可能な２つの電池と、２つの電池の正極と充電装置との間にそれぞれ設けられたリレーＲ１Ｐ，Ｒ２Ｐと、２つの電池の負極と充電装置との間にそれぞれ設けられたリレーＲ１Ｎ，Ｒ２Ｎと、ＥＣＵとを備える。ＥＣＵは、２つの電池の電圧差の絶対値が所定値を超える状態が一定時間継続した場合（Ｓ２０にてＹＥＳ）、所定周期で１づつ増加する変数ｍが奇数である場合（Ｓ２３にてＹＥＳ）、リレーＲ１Ｐ，Ｒ２Ｐをオンに維持しつつリレーＲ１Ｎ，Ｒ２Ｎを交互にオンし（Ｓ２４〜Ｓ２７）、変数ｍが奇数でない場合（Ｓ２３にてＮＯ）、リレーＲ１Ｎ，Ｒ２Ｎをオンに維持しつつリレーＲ１Ｐ，Ｒ２Ｐを交互にオンする（Ｓ２８〜Ｓ３１）。【選択図】図４
2012005173.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンデンサを備えた電気回路と、前記コンデンサに並列に接続可能な複数の蓄電装置とを備えた車両の電力制御装置であって、
前記複数の蓄電装置の正極と前記電気回路との間にそれぞれ設けられる第１の複数のスイッチと、
前記複数の蓄電装置の負極と前記電気回路との間にそれぞれ設けられる第２の複数のスイッチと、
前記第１および第２の複数のスイッチを制御する制御回路とを備え、
前記制御回路は、前記複数の蓄電装置間の電圧差が所定値を超える場合、前記第１の複数のスイッチを導通状態に維持しかつ前記第２の複数のスイッチを交互に導通状態とする第１制御または前記第２の複数のスイッチを導通状態に維持しかつ前記第１の複数のスイッチを交互に導通状態とする第２制御を実行することによって、前記複数の蓄電装置のうちの電圧が高い蓄電装置の電力エネルギを前記コンデンサを介して電圧が低い蓄電装置に移動させる、車両の電力制御装置。
【請求項２】
前記制御回路は、前記第１制御と前記第２制御とを所定周期で交互に実行する、請求項１に記載の車両の電力制御装置。
【請求項３】
前記制御回路は、前記第１制御および前記第２制御のうちの一方の制御から他方の制御に切り替える場合には、前記第１制御の停止後から所定期間は前記第１および第２の複数のスイッチを共に非導通状態とし、前記所定期間の経過後に前記他方の制御を実行する、請求項２に記載の車両の電力制御装置。
【請求項４】
前記車両は、外部電源を用いて前記複数の蓄電装置を充電可能な車両であり、
前記電気回路は、前記外部電源の電力を前記複数の蓄電装置に充電可能な電力に変換する充電回路であり、
前記コンデンサは、前記充電回路で変換された電力を前記複数の蓄電装置に供給するための正極線および負極線の間に設けられる、請求項１〜３のいずれかに記載の車両の電力制御装置。
【請求項５】
前記制御回路は、前記充電回路を停止させた状態で前記第１制御または前記第２制御を実行する、請求項４に記載の車両の電力制御装置。
【請求項６】
前記車両は、モータの動力で走行可能な車両であり、
前記電気回路は、前記複数の蓄電装置の電力を前記モータを駆動可能な電力に変換する電力変換回路であり、
前記コンデンサは、前記複数の蓄電装置の電力を前記電力変換回路に供給するための正極線および負極線の間に設けられる、請求項１〜３のいずれかに記載の車両の電力制御装置。
【請求項７】
前記制御回路は、前記電力変換回路を停止させた状態で前記第１制御または前記第２制御を実行する、請求項６に記載の車両の電力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電気回路に並列に接続可能な複数の蓄電装置を備えた車両の電力制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境に配慮した自動車として、蓄電装置に蓄積された電力でモータを駆動して走行する電動車両が実用化されている。一般的に、電動車両は、蓄電装置として、複数の電池セルを直列に接続して構成された電池パックを搭載している。したがって、電池パック中の電池セルを充電する際、各電池セルに内部抵抗のバラツキがあると、最大電圧を超える電池セルが発生するおそれがある。
【０００３】
この問題に関し、特開２００９−２３２６５９号公報（特許文献１）には、バッテリ（電池パック）の各電池セルの充電開始電圧を内部抵抗の大きいほど低い値に設定し、充電開始電圧となるまで各電池セルを放電させる技術が開示されている。この特許文献１の技術によれば、各電池セルに内部抵抗のバラツキがあってもバッテリ充電時に電池セルが最大電圧を超えることを抑制できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２３２６５９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、モータの動力で走行する車両において、走行可能な距離を伸ばすためには、蓄電装置の大容量化が必要となる。蓄電装置を大容量にするには、多数の電池パックを並列接続して使用することも考えられる。しかしながら、複数の電池パックを並列接続する場合、各電池パック間の電圧差が大きいと、高い電圧の電池パックから低い電圧の電池パックに向けて過大な電流が流れてしまうことがある。その結果、電池セルが劣化したり、電池パック間に設けられたスイッチ（リレーなど）やハーネスが破損したりするおそれがある。
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、電気回路に並列に接続可能な複数の蓄電装置（電池）を備えた車両において、複数の蓄電装置の電圧を均等化することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る電力制御装置は、コンデンサを備えた電気回路と、コンデンサに並列に接続可能な複数の蓄電装置とを備えた車両の電力制御装置であって、複数の蓄電装置の正極と電気回路との間にそれぞれ設けられる第１の複数のスイッチと、複数の蓄電装置の負極と電気回路との間にそれぞれ設けられる第２の複数のスイッチと、第１および第２の複数のスイッチを制御する制御回路とを備える。制御回路は、複数の蓄電装置間の電圧差が所定値を超える場合、第１の複数のスイッチを導通状態に維持しかつ第２の複数のスイッチを交互に導通状態とする第１制御または第２の複数のスイッチを導通状態に維持しかつ第１の複数のスイッチを交互に導通状態とする第２制御を実行することによって、複数の蓄電装置のうちの電圧が高い蓄電装置の電力エネルギをコンデンサを介して電圧が低い蓄電装置に移動させる。
【０００８】
好ましくは、制御回路は、第１制御と第２制御とを所定周期で交互に実行する。
好ましくは、制御回路は、第１制御および第２制御のうちの一方の制御から他方の制御に切り替える場合には、第１制御の停止後から所定期間は第１および第２の複数のスイッチを共に非導通状態とし、所定期間の経過後に他方の制御を実行する。
【０００９】
好ましくは、車両は、外部電源を用いて複数の蓄電装置を充電可能な車両である。電気回路は、外部電源の電力を複数の蓄電装置に充電可能な電力に変換する充電回路である。コンデンサは、充電回路で変換された電力を複数の蓄電装置に供給するための正極線および負極線の間に設けられる。
【００１０】
好ましくは、制御回路は、充電回路を停止させた状態で第１制御または第２制御を実行する。
【００１１】
好ましくは、車両は、モータの動力で走行可能な車両である。電気回路は、複数の蓄電装置の電力をモータを駆動可能な電力に変換する電力変換回路である。コンデンサは、複数の蓄電装置の電力を電力変換回路に供給するための正極線および負極線の間に設けられる。
【００１２】
好ましくは、制御回路は、電力変換回路を停止させた状態で第１制御または第２制御を実行する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、電気回路に並列に接続可能な複数の蓄電装置を備えた車両において、複数の蓄電装置の電圧を均等化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】車両の全体ブロック図である。
【図２】ＥＣＵの機能ブロック図である。
【図３】ＥＣＵの処理手順を示すフローチャート（その１）である。
【図４】ＥＣＵの処理手順を示すフローチャート（その２）である。
【図５】変数ｎ，ｍ，Ｘと、充電リレーＲ１，Ｒ２の変化態様を示す図である。
【図６】ＥＣＵの処理手順を示すフローチャート（その３）である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００１６】
図１は、実施の形態１に従う電力制御装置を搭載した車両１００の全体ブロック図である。
【００１７】
図１を参照して、車両１００は、第１電源１１０および第２電源１１０Ａとで構成される電源装置と、駆動装置（電気負荷）であるＰＣＵ（Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）１２０およびモータジェネレータ（ＭＧ）１３０と、動力伝達ギア１４０と、駆動輪１５０と、制御装置であるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）３００とを備える。
【００１８】
なお、図１に示す車両１００には、モータジェネレータが１つ設けられる構成が示されるが、モータジェネレータの数はこれに限定されず、モータジェネレータを複数設けてもよい。また、動力源として、モータジェネレータの他にエンジン（図示せず）を搭載してもよい。すなわち、本発明は、エンジンおよびモータジェネレータにより駆動力を発生するハイブリッド自動車、エンジンを搭載しない電気自動車および燃料電池自動車などを含めた電動車両全般に適用可能である。
【００１９】
第１電源１１０は、電池Ｂ１と、システムメインリレーＳＭＲ１（以下、単に「ＳＭＲ１」という）と、充電リレーＲ１とを含む。
【００２０】
電池Ｂ１は、充放電可能に構成される。電池Ｂ１は、たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池あるいは鉛蓄電池などの二次電池や、電気二重層キャパシタなどの蓄電素子を含んで構成される。
【００２１】
電池Ｂ１は、正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１を介してＰＣＵ１２０に接続される。そして、電池Ｂ１は、車両１００の駆動力を発生させるための電力をＰＣＵ１２０に供給する。また、電池Ｂ１は、ＭＧ１３０で発電された電力を蓄電する。電池Ｂ１はたとえば２００ボルト程度の電圧を出力する。
【００２２】
電池Ｂ１は、たとえば、複数の電池セルが直列に接続されて構成された電池パックである。そして、この直列接続された電池セルの途中に、サービスプラグＳＰ１が直列に接続される。このサービスプラグＳＰ１は、メンテナンス時などに強制的に回路を遮断するための安全スイッチとして機能し、たとえば、電池Ｂ１の外部の筐体（図示せず）を開放したときに接点が開放されるように構成される。
【００２３】
ＳＭＲ１は、リレーＳＭＲ１Ｐ，ＳＭＲ１Ｒ，ＳＭＲ１Ｎと、抵抗ＲＥ１とを含む。リレーＳＭＲ１Ｐ，ＳＭＲ１Ｎは、一方端が電池Ｂ１の正極および負極にそれぞれ接続され、他方端が第１電源１１０とＰＣＵ１２０とを結ぶ正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１にそれぞれ接続される。また、リレーＳＭＲ１Ｒは、直列に接続された抵抗ＲＥ１とともに、リレーＳＭＲ１Ｐに並列に接続される。そして、リレーＳＭＲ１Ｐ，ＳＭＲ１Ｒ，ＳＭＲ１Ｎは、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ１によってそれぞれ独立して制御され、電池Ｂ１とＰＣＵ１２０との間の接続と遮断とを切り替える。
【００２４】
なお、抵抗ＲＥ１は、ＳＭＲ１をオンする（通電状態にする）際に、コンデンサＣ１を充電するために急激に流れる突入電流を低減するための減流抵抗として機能する。ＳＭＲ１をオンする際は、まずリレーＳＭＲ１Ｎ、ＳＭＲ１Ｒがオンされる。そして、低電流によってコンデンサＣ１が充電された後に、リレーＳＭＲ１ＰがオンされるとともにリレーＳＭＲ１Ｒがオフされる（非通電状態にされる）。
【００２５】
充電リレーＲ１は、リレーＲ１Ｐ，Ｒ１Ｎを含む。リレーＲ１Ｐ，Ｒ１Ｎは、一方端が電池Ｂ１の正極および負極にそれぞれ接続され、かつ、他方端が第１電源１１０と充電装置２００とを結ぶ正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２にそれぞれ接続される。そして、充電リレーＲ１は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ２によってそれぞれ独立して制御され、電池Ｂ１と充電装置２００との間の接続と遮断とを切り替える。
【００２６】
充電リレーＲ１は、外部電源５００からの電力によって電池Ｂ１を充電する外部充電の場合にオンされる。なお、充電リレーＲ１は、第１電源１１０の外部に設けることも可能であるが、車両１００の走行時などに、第１電源１１０の外側の充電経路に、正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１からの電圧が印加しないようにするために、第１電源１１０の内部に充電リレーＲ１を設けることが望ましい。
【００２７】
第２電源１１０Ａは、ＰＣＵ１２０に対して第１電源１１０と並列に接続される。また、第２電源１１０Ａは、充電装置２００に対しても第１電源１１０と並列に接続される。第２電源１１０Ａは、電池Ｂ２と、システムメインリレーＳＭＲ２（以下、単に「ＳＭＲ２」という）と、充電リレーＲ２とを含む。ＳＭＲ２は、リレーＳＭＲ２Ｐ，ＳＭＲ２Ｒ，ＳＭＲ２Ｎと、抵抗ＲＥ２とを含む。電池Ｂ２、リレーＳＭＲ２Ｐ，ＳＭＲ２Ｒ，ＳＭＲ２Ｎ、抵抗ＲＥ２、充電リレーＲ２の構成および機能は、それぞれ上述した電池Ｂ１、リレーＳＭＲ１Ｐ，ＳＭＲ１Ｒ，ＳＭＲ１Ｎ、抵抗ＲＥ１、充電リレーＲ１と同じである。リレーＳＭＲ２Ｐ，ＳＭＲ２Ｒ，ＳＭＲ２Ｎは、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ３によってそれぞれ独立して制御され、電池Ｂ２とＰＣＵ１２０との間の接続と遮断とを切り替える。充電リレーＲ１は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ４によってそれぞれ独立して制御され、電池Ｂ２と充電装置２００との間の接続と遮断とを切り替える。
【００２８】
ＰＣＵ１２０は、コンバータ１２１と、インバータ１２２と、コンデンサＣ１，Ｃ２とを含む。
【００２９】
コンバータ１２１は、正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１と、正極線ＨＰＬおよび負極線ＮＬ１とに接続される。コンバータ１２１は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＣにより制御され、正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１と、正極線ＨＰＬおよび負極線ＮＬ１との間で電圧変換を行なう。
【００３０】
インバータ１２２は、正極線ＨＰＬおよび負極線ＮＬ１を介してコンバータ１２１に接続される。インバータ１２２は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＩによって制御され、コンバータ１２１から供給される直流電力を、ＭＧ１３０を駆動するための交流電力に変換する。また、インバータ１２２は、ＭＧ１３０により発電された交流電力を、電池Ｂ１，Ｂ２の充電が可能な直流電力に変換する。
【００３１】
コンデンサＣ１は、正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１の間に接続され、正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１の間の電圧変動を低減する。コンデンサＣ２は、正極線ＨＰＬと負極線ＮＬ１との間に接続され、正極線ＨＰＬと負極線ＮＬ１との間の電圧変動を低減する。
【００３２】
ＭＧ１３０は交流回転電機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機である。
【００３３】
ＭＧ１３０の出力トルクは、減速機や動力分割機構によって構成される動力伝達ギア１４０を介して駆動輪１５０に伝達されて、車両１００を走行させる。ＭＧ１３０は、車両１００の回生制動動作時には、駆動輪１５０の回転力によって発電することができる。そして、その発電電力は、ＰＣＵ１２０によって電源装置（電池Ｂ１，Ｂ２）の充電電力に変換される。
【００３４】
さらに、車両１００は、電圧センサ１１２，１１２Ａを備える。電圧センサ１１２は、電池Ｂ１の電圧Ｖ１を検出する。電圧センサ１１２Ａは、電池Ｂ１の電圧Ｖ２を検出する。これらの各センサは、検出結果をＥＣＵ３００に出力する。
【００３５】
ＥＣＵ３００は、いずれも図１には図示しないがＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）およびメモリを含み、メモリに記憶された情報や各センサ等からの信号に基づいて各機器を制御するための制御信号を生成する。ＥＣＵ３００は、生成した制御信号を各機器へ出力することによって車両１００および各機器の制御を行なう。これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。
【００３６】
なお、図１においては、ＥＣＵ３００を１つのユニットとして示しているが、機能や制御対象に応じて２つ以上のユニットに分割してもよい。
【００３７】
さらに、車両１００は、車両外部からの電力によって電池Ｂ１，Ｂ２を充電するための構成として、充電装置２００と、インレット２２０とを含む。
【００３８】
インレット２２０は、外部電源５００からの交流電力を受けるために、車両１００のボディに設けられる。インレット２２０には、充電ケーブル４００の充電コネクタ４１０が接続される。そして、充電ケーブル４００のプラグ４２０が、（たとえば、商用電源のような）外部電源５００のコンセント５１０に接続されることによって、外部電源５００からの交流電力が、充電ケーブル４００の電線部４３０を介して車両１００に伝達される。また、充電ケーブル４００の電線部４３０には、外部電源５００から車両１００への電力の供給と遮断とを切り替えるための、遮断装置４４０が介挿される。
【００３９】
充電装置２００は、充電回路２１０と、コンデンサＣ３，Ｃ４とを含む。
充電回路２１０は、正極線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２を介して、インレット２２０に接続される。充電回路２１０は、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２を介して、充電リレーＲ１に接続される。充電回路２１０は、正極線ＰＬ２から分岐する正極線および負極線ＮＬ２から分岐する負極線ＮＬ２を介して、充電リレーＲ２にも接続される。
【００４０】
充電回路２１０は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＥによって制御され、インレット２２０から供給される交流電力を、電池Ｂ１，Ｂ２の充電が可能な直流電力に変換する。
【００４１】
コンデンサＣ３は、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２の間に接続され、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２の間の電圧変動を低減する。なお、コンデンサＣ３は通常走行時には使用されないため、コンデンサＣ３の蓄電可能容量は、コンデンサＣ１の蓄電可能容量よりも小さくすることができる。コンデンサＣ４は、正極線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２の間に接続される。
【００４２】
ところで、電池Ｂ１，Ｂ２を長時間使用せずに放置した場合や電池Ｂ１，Ｂ２の一方を新品に交換した場合には、電池Ｂ１の電圧Ｖ１と電池Ｂ２の電圧Ｖ２との間に電圧差ΔＶが生じる場合がある。この電圧差ΔＶが許容値を越える状態で電池Ｂ１，Ｂ２を並列に接続すると電池Ｂ１，Ｂ２間の短絡が発生してしまう。
【００４３】
そこで、ＥＣＵ３００は、電圧差ΔＶが所定値よりも大きい場合、充電リレーＲ１，Ｒ２を制御して電池Ｂ１の電圧Ｖ１と電池Ｂ２の電圧Ｖ２とを均等化する制御（以下、「均等化制御」という）を実行する。
【００４４】
図２は、ＥＣＵ３００の均等化制御に関する部分の機能ブロック図である。図２に示した各機能ブロックは、電子回路等によるハードウェア処理によって実現してもよいし、プログラムの実行等によるソフトウェア処理によって実現してもよい。
【００４５】
ＥＣＵ３００は、設定部３１０、制御部３２０とを備える。
設定部３１０は、変数ｎ，ｍ，Ｘを所定規則（後述）に従って設定し、変数ｍ，Ｘを充電リレーＲ１，Ｒ２制御用のパラメータとして制御部３２０に出力する。以下では、変数ｎ，ｍ，Ｘをいずれも０以上の整数として説明する。変数ｍ，Ｘの具体的な設定手法については図３、４を用いて後述する。
【００４６】
制御部３２０は、変数ｍ，Ｘ、電圧Ｖ１，Ｖ２を用いて、電圧Ｖ１と電圧Ｖ２とを均等化するように制御信号ＳＥ２，ＳＥ４を生成し、充電リレーＲ１，Ｒ２に出力する。充電リレーＲ１，Ｒ２の具体的な制御手法については後述する。
【００４７】
図３は、設定部３１０の機能（変数ｍ，Ｘの設定）を実現するためのＥＣＵ３００の処理手順を示すフローチャートである。以下に示すフローチャートは所定周期で繰り返し実行される。また、以下に示すフローチャートの各ステップ（以下、ステップを「Ｓ」と略す）は、上述したようにハードウェア処理によって実現してもよいしソフトウェア処理によって実現してもよい。
【００４８】
Ｓ１０にて、ＥＣＵ３００は、変数ｎが上限値Ｋに達したか否かを判断する。
変数ｎが上限値Ｋに達した場合（Ｓ１０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、Ｓ１１にて変数ｎを「１」だけ増加させ、Ｓ１２にて変数ｍの値を維持する。
【００４９】
一方、変数ｎが上限値Ｋにまだ達していない場合（Ｓ１０にてＮＯ）、ＥＣＵ３００は、Ｓ１３にて変数ｎを初期値である「０」にリセットし、Ｓ１２にて変数ｍを「１」だけ増加させる。
【００５０】
Ｓ１２またはＳ１４の処理後、ＥＣＵ３００は、Ｓ１５にて、変数Ｘを「１」だけ増加させる。なお、変数ｎ，ｍ，Ｘの最新値は、ＥＣＵ３００内部のメモリに記憶される。
【００５１】
図４は、制御部３２０の機能を実現するためのＥＣＵ３００の処理手順を示すフローチャートである。なお、図４に示すフローチャートは、所定の開始条件が成立した後に、所定周期で実行される。開始条件は、たとえば、外部充電が完了したという条件、あるいは、駆動システムを長期間停止した後に駆動システムの起動要求があったという条件にすることができる。いずれの場合であっても、充電回路２１０、コンバータ１２１、インバータ１２２を駆動させる必要はない。以下では、充電回路２１０、コンバータ１２１、インバータ１２２を停止させた状態で図４に示すフローチャートを実行するものとする。
【００５２】
Ｓ２０にて、ＥＣＵ３００は、電圧Ｖ１と電圧Ｖ２との差の絶対値｜Ｖ１−Ｖ２｜が所定値Ｖ０を超える状態が一定時間継続したか否かを判断する。｜Ｖ１−Ｖ２｜＞Ｖ０の状態が一定時間継続すると（Ｓ２０にてＹＥＳ）、処理はＳ２１に移される。そうでないと（Ｓ２０にてＮＯ）、この処理は終了される。
【００５３】
Ｓ２１にて、ＥＣＵ３００は、変数ｍが増加したか否かを判断する。変数ｍが増加した場合（Ｓ２１にてＹＥＳ）、処理はＳ２２に移される。変数ｍが増加していない場合（Ｓ２１にてＮＯ）、処理はＳ２３に移される。
【００５４】
Ｓ２２にて、ＥＣＵ３００は、所定期間、リレーＲ１Ｐ，Ｒ１Ｎ，Ｒ２Ｐ，Ｒ２Ｎをすべてオフする。このＳ２２の処理は、以降のＳ２３〜Ｓ２４の処理によって後述する第１制御と第２制御とを切り替える際に電池Ｂ１，Ｂ２間の短絡が生じるのを防止するために、一時的に電池Ｂ１，Ｂ２の双方を充電装置２００から切り離す時間を設けるための処理である。
【００５５】
Ｓ２３にて、ＥＣＵ３００は、変数ｍが奇数であるか否かを判断する。
変数ｍが奇数である場合（Ｓ２３にてＹＥＳ）、処理はＳ２４〜Ｓ２７に移される。
【００５６】
Ｓ２４にて、ＥＣＵ３００は、充電リレーＲ１，Ｒ２の正極側のリレーＲ１Ｐ，Ｒ２Ｐをオンする。
【００５７】
Ｓ２５にて、ＥＣＵ３００は、変数Ｘが奇数であるか否かを判断する。変数Ｘが奇数である場合（Ｓ２５にてＹＥＳ）、処理はＳ２６に移される。変数Ｘが奇数でない場合（Ｓ２５にてＮＯ）、処理はＳ２７に移される。
【００５８】
Ｓ２６にて、ＥＣＵ３００は、充電リレーＲ１の負極側のリレーＲ１Ｎをオンし、充電リレーＲ２の負極側のリレーＲ２Ｎをオフする。この状態では、電池Ｂ１が充電装置２００のコンデンサＣ３に接続されることになる。
【００５９】
Ｓ２７にて、ＥＣＵ３００は、リレーＲ１Ｎをオフし、リレーＲ２Ｎをオンする。この状態では、電池Ｂ２が充電装置２００のコンデンサＣ３に接続されることになる。
【００６０】
一方、変数ｍが奇数でない場合（Ｓ２３にてＮＯ）、処理はＳ２８〜Ｓ３１に移される。
【００６１】
Ｓ２８にて、ＥＣＵ３００は、充電リレーＲ１，Ｒ２の負極側のリレーＲ１Ｎ，Ｒ２Ｎをオンする。
【００６２】
Ｓ２９にて、ＥＣＵ３００は、変数Ｘが奇数であるか否かを判断する。変数Ｘが奇数である場合（Ｓ２９にてＹＥＳ）、処理はＳ３０に移される。変数Ｘが奇数でない場合（Ｓ２９にてＮＯ）、処理はＳ３１に移される。
【００６３】
Ｓ３０にて、ＥＣＵ３００は、充電リレーＲ１の正極側のリレーＲ１Ｐをオンし、充電リレーＲ２の正極側のリレーＲ２Ｐをオフする。この状態では、電池Ｂ１が充電装置２００のコンデンサＣ３に接続されることになる。
【００６４】
Ｓ３１にて、ＥＣＵ３００は、充電リレーＲ１の正極側のリレーＲ１Ｐをオフし、充電リレーＲ２の正極側のリレーＲ２Ｐをオンする。この状態では、電池Ｂ２が充電装置２００のコンデンサＣ３に接続されることになる。
【００６５】
図５は、均等化制御実行時の変数ｎ，ｍ，Ｘと、充電リレーＲ１，Ｒ２の変化態様を示す図である。なお、図５には、上限値Ｋを「５」とした場合を例示している。
【００６６】
図５に示すように、変数ｎは所定周期で１づつ増加し、上限値「５」に達した時点で変数ｎは「０」に戻される。変数ｍは、変数ｎが上限値「５」に達する毎に１づつ増加する。変数Ｘは、変数ｎと同じ周期で１づつ増加する。ただし、変数Ｘには上限値は設けられてない。
【００６７】
変数ｍが奇数である場合（ｍ＝１、３、…）、ＥＣＵ３００は、正極側のリレーＲ１Ｐ，Ｒ２Ｐをオンに維持しつつ負極側のリレーＲ１Ｎ，Ｒ２Ｎを変数Ｘの増加周期で交互にオンする（リレーＲ１Ｎ，Ｒ２Ｎを相補的にオンオフさせる）。以下、この制御を「第１制御」という。
【００６８】
変数ｍが奇数でない場合（ｍ＝０、２、４、…）、ＥＣＵ３００は、第１制御とは逆に、負極側のリレーＲ１Ｎ，Ｒ２Ｎをオンに維持しつつ、正極側のリレーＲ１Ｐ，Ｒ２Ｐを変数Ｘの増加周期で交互にオンする。以下、この制御を「第２制御」という。
【００６９】
第１制御または第２制御を実行することによって、充電装置２００のコンデンサＣ３に対して、電池Ｂ１と電池Ｂ２とが変数Ｘの増加周期で交互に接続されることになる。これにより、電池Ｂ１，Ｂ２を並列接続することなく、電圧が高い方の電池の電力エネルギをコンデンサＣ３を介して電圧が低い方の電池に移動させることができる。たとえば、電圧Ｖ１が電圧Ｖ２よりも高い場合、電池Ｂ１とコンデンサＣ３との接続時に電池Ｂ１の電力エネルギがコンデンサＣ３に一時的に蓄えられ、電池Ｂ２とコンデンサＣ３との接続時にコンデンサＣ３の電力が電池Ｂ２に供給される。これにより、電池Ｂ１，Ｂ２間の短絡を防止しつつ、電圧Ｖ１と電圧Ｖ２との均等化を図ることができる。この際、充電回路２１０、コンバータ１２１、インバータ１２２を駆動させる必要はなく、リレーを制御するという比較的簡易な制御で電圧Ｖ１と電圧Ｖ２との均等化を図ることができる。
【００７０】
さらに、第１制御または第２制御の実行中は、正極側のリレーＲ１Ｐ，Ｒ２Ｐの組および負極側のリレーＲ１Ｎ，Ｒ２Ｎの組のうち、一方の組はオンオフ動作するが、他方の組はオンに維持される。そのため、双方の組をオンオフさせる場合に比べてリレーの動作回数が低減される。さらに、オンに維持される組は、変数ｍが増加する毎に切り替えられる。そのため、オンに維持される組をいずれか一方の組に固定する場合に比べてリレーの動作頻度が均等化される。このようにリレーの動作回数の低減および動作頻度の均等化を図る態様で各リレーを制御するため、各リレーの耐久性の低下を抑制することができる。
【００７１】
なお、第１制御と第２制御との切替時には、上述したように、正極側のリレーＲ１Ｐ，Ｒ２Ｐおよび負極側のリレーＲ１Ｎ，Ｒ２Ｎのいずれもがオフされるため、電池Ｂ１，Ｂ２の双方が一時的に充電装置２００から切り離される。そのため、電池Ｂ１，Ｂ２間の短絡が防止される。
【００７２】
以上のように、本実施の形態に従うＥＣＵ３００は、正極側のリレーＲ１Ｐ，Ｒ２Ｐをオンに維持しつつ負極側のリレーＲ１Ｎ，Ｒ２Ｎを交互にオンする第１制御と、負極側のリレーＲ１Ｎ，Ｒ２Ｎをオンに維持しつつ正極側のリレーＲ１Ｐ，Ｒ２Ｐを交互にオンする第２制御とを、所定周期で（変数ｍが増加する毎に）切り替える。これにより、電圧が高い方の電池の電力エネルギをコンデンサＣ３を介して電圧が低い方の電池に移動させることができるので、電池Ｂ１，Ｂ２間の短絡を防止しつつ電圧Ｖ１と電圧Ｖ２との均等化を図ることができる。さらに、リレーの動作回数の低減および動作頻度の均等化が図られるため、各リレーの耐久性を向上させることができる。
【００７３】
なお、並列接続可能な電池を３つ以上備えるようにしてもよい。この場合は、一方の極側の３つ以上のリレーをいずれもオンに維持しつつ、他方の極側の３つ以上のリレーを交互にオンすればよい。なお、「３つ以上のリレーを交互にオンする」とは、３つ以上のリレーのいずれか１つをオン（他をオフ）し、そのオンする１つのリレーを周期的に順番に切り替えているという意味である。
【００７４】
［変形例］
上述の実施の形態では、充電装置２００のコンデンサＣ３を介して電池Ｂ１，Ｂ２間のエネルギ移動を行なったが、ＰＣＵ１２０のコンデンサＣ１を介して電池Ｂ１，Ｂ２間のエネルギ移動を行なうようにしてもよい。この場合、上述した図４の処理におけるリレーＲ１Ｐ，Ｒ２Ｐ，Ｒ１Ｎ，Ｒ２Ｎの各制御対象を、それぞれリレーＳＭＲ１Ｐ，ＳＭＲ２Ｐ，ＳＭＲ１Ｎ，ＳＭＲ２Ｎに変更すればよい。
【００７５】
図６は、実施の形態の変形例に従うＥＣＵ３００の処理手順を示すフローチャートである。なお、図６に示したステップのうち、前述の図４に示したステップと同じ番号を付しているステップについては、既に説明したため詳細な説明はここでは繰り返さない。
【００７６】
Ｓ２２ａにて、ＥＣＵ３００は、所定期間、リレーＳＭＲ１Ｐ，ＳＭＲ２Ｐ，ＳＭＲ１Ｎ，ＳＭＲ２Ｎをすべてオフする。
【００７７】
Ｓ２４ａにて、ＥＣＵ３００は、ＳＭＲ１，ＳＭＲ２の正極側のリレーＳＭＲ１Ｐ，ＳＭＲ２Ｐをオンする。
【００７８】
Ｓ２６ａにて、ＥＣＵ３００は、ＳＭＲ１の負極側のリレーＳＭＲ１Ｎをオンし、ＳＭＲ２の負極側のリレーＳＭＲ２Ｎをオフする。この状態では、電池Ｂ１がＰＣＵ１２０のコンデンサＣ１に接続される。
【００７９】
Ｓ２７ａにて、ＥＣＵ３００は、リレーＳＭＲ１Ｎをオフし、リレーＳＭＲ２Ｎをオンする。この状態では、電池Ｂ２がＰＣＵ１２０のコンデンサＣ１に接続される。
【００８０】
Ｓ２８にて、ＥＣＵ３００は、ＳＭＲ１，ＳＭＲ２の負極側のリレーＳＭＲ１Ｎ，ＳＭＲ２Ｎをオンする。
【００８１】
Ｓ３０ａにて、ＥＣＵ３００は、ＳＭＲ１の正極側のリレーＳＭＲ１Ｐをオンし、ＳＭＲ２の正極側のリレーＳＭＲ２Ｐをオフする。この状態では、電池Ｂ１がＰＣＵ１２０のコンデンサＣ１に接続される。
【００８２】
Ｓ３１ａにて、ＥＣＵ３００は、ＳＭＲ１の正極側のリレーＳＭＲ１Ｐをオフし、ＳＭＲ２の正極側のリレーＳＭＲ２Ｐをオンする。この状態では、電池Ｂ２がＰＣＵ１２０のコンデンサＣ１に接続されることになる。
【００８３】
このようにすれば、電圧が高い方の電池の電力エネルギをコンデンサＣ１を介して電圧が低い方の電池に移動させることができる。また、通常、コンデンサＣ１の蓄電可能容量はコンデンサＣ３の蓄電可能容量よりも大きい。そのため、コンデンサＣ３を用いる場合に比べて、電池Ｂ１，Ｂ２とコンデンサＣ１との間を流れる電流が大きくなり電力エネルギの移動速度が早くなるので、電圧Ｖ１と電圧Ｖ２との均等化を早期に図ることができる。
【００８４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８５】
１００  車両、１１０  第１電源、１１０Ａ  第２電源、１１２，１１２Ａ  電圧センサ、１２０  ＰＣＵ、１２１  コンバータ、１２２  インバータ、１４０  動力伝達ギア、１５０  駆動輪、２００  充電装置、２１０  充電回路、２２０  インレット、３００  ＥＣＵ、３１０  設定部、３２０  制御部、４００  充電ケーブル、４１０  充電コネクタ、４２０  プラグ、４３０  電線部、４４０  遮断装置、５００  外部電源、５１０  コンセント、ＡＣＬ１，ＡＣＬ２，ＨＰＬ，ＰＬ１，ＰＬ２  正極線、Ｂ１，Ｂ２  電池、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４  コンデンサ、ＮＬ１，ＮＬ２  負極線、Ｒ１Ｐ，Ｒ１Ｎ，Ｒ２Ｐ，Ｒ２Ｎ、ＳＭＲ１Ｒ，ＳＭＲ１Ｎ，ＳＭＲ２Ｐ，ＳＭＲ２Ｎ  リレー、Ｒ１，Ｒ２  充電リレー、ＲＥ１，ＲＥ２  抵抗、ＳＭＲ１，ＳＭＲ２  システムメインリレー、ＳＰ１  サービスプラグ。
【図１】
2012005173.tif 000003
【図２】
2012005173.tif 000004
【図３】
2012005173.tif 000005
【図４】
2012005173.tif 000006
【図５】
2012005173.tif 000007
【図６】
2012005173.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成23年4月25日(2011.4.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
好ましくは、制御回路は、第１制御と第２制御とを所定周期で交互に実行する。
好ましくは、制御回路は、第１制御および第２制御のうちの一方の制御から他方の制御に切り替える場合には、一方の制御の停止後から所定期間は第１および第２の複数のスイッチを共に非導通状態とし、所定期間の経過後に他方の制御を実行する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
第２電源１１０Ａは、ＰＣＵ１２０に対して第１電源１１０と並列に接続される。また、第２電源１１０Ａは、充電装置２００に対しても第１電源１１０と並列に接続される。第２電源１１０Ａは、電池Ｂ２と、システムメインリレーＳＭＲ２（以下、単に「ＳＭＲ２」という）と、充電リレーＲ２とを含む。ＳＭＲ２は、リレーＳＭＲ２Ｐ，ＳＭＲ２Ｒ，ＳＭＲ２Ｎと、抵抗ＲＥ２とを含む。電池Ｂ２、リレーＳＭＲ２Ｐ，ＳＭＲ２Ｒ，ＳＭＲ２Ｎ、抵抗ＲＥ２、充電リレーＲ２の構成および機能は、それぞれ上述した電池Ｂ１、リレーＳＭＲ１Ｐ，ＳＭＲ１Ｒ，ＳＭＲ１Ｎ、抵抗ＲＥ１、充電リレーＲ１と同じである。リレーＳＭＲ２Ｐ，ＳＭＲ２Ｒ，ＳＭＲ２Ｎは、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ３によってそれぞれ独立して制御され、電池Ｂ２とＰＣＵ１２０との間の接続と遮断とを切り替える。充電リレーＲ２は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ４によってそれぞれ独立して制御され、電池Ｂ２と充電装置２００との間の接続と遮断とを切り替える。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
充電装置２００は、充電回路２１０と、コンデンサＣ３，Ｃ４とを含む。
充電回路２１０は、正極線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２を介して、インレット２２０に接続される。充電回路２１０は、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２を介して、充電リレーＲ１に接続される。充電回路２１０は、正極線ＰＬ２から分岐する正極線および負極線ＮＬ２から分岐する負極線を介して、充電リレーＲ２にも接続される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
Ｓ１０にて、ＥＣＵ３００は、変数ｎが上限値Ｋに達したか否かを判断する。
変数ｎが上限値Ｋにまだ達していない場合（Ｓ１０にてＮＯ）、ＥＣＵ３００は、Ｓ１１にて変数ｎを「１」だけ増加させ、Ｓ１２にて変数ｍの値を維持する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
一方、変数ｎが上限値Ｋに達した場合（Ｓ１０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、Ｓ１３にて変数ｎを初期値である「０」にリセットし、Ｓ１２にて変数ｍを「１」だけ増加させる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８０】
Ｓ２８ａにて、ＥＣＵ３００は、ＳＭＲ１，ＳＭＲ２の負極側のリレーＳＭＲ１Ｎ，ＳＭＲ２Ｎをオンする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンデンサを備えた電気回路と、前記コンデンサに並列に接続可能な複数の蓄電装置とを備えた車両の電力制御装置であって、
前記複数の蓄電装置の正極と前記電気回路との間にそれぞれ設けられる第１の複数のスイッチと、
前記複数の蓄電装置の負極と前記電気回路との間にそれぞれ設けられる第２の複数のスイッチと、
前記第１および第２の複数のスイッチを制御する制御回路とを備え、
前記制御回路は、前記複数の蓄電装置間の電圧差が所定値を超える場合、前記第１の複数のスイッチを導通状態に維持しかつ前記第２の複数のスイッチを交互に導通状態とする第１制御または前記第２の複数のスイッチを導通状態に維持しかつ前記第１の複数のスイッチを交互に導通状態とする第２制御を実行することによって、前記複数の蓄電装置のうちの電圧が高い蓄電装置の電力エネルギを前記コンデンサを介して電圧が低い蓄電装置に移動させる、車両の電力制御装置。
【請求項２】
前記制御回路は、前記第１制御と前記第２制御とを所定周期で交互に実行する、請求項１に記載の車両の電力制御装置。
【請求項３】
前記制御回路は、前記第１制御および前記第２制御のうちの一方の制御から他方の制御に切り替える場合には、前記一方の制御の停止後から所定期間は前記第１および第２の複数のスイッチを共に非導通状態とし、前記所定期間の経過後に前記他方の制御を実行する、請求項２に記載の車両の電力制御装置。
【請求項４】
前記車両は、外部電源を用いて前記複数の蓄電装置を充電可能な車両であり、
前記電気回路は、前記外部電源の電力を前記複数の蓄電装置に充電可能な電力に変換する充電回路であり、
前記コンデンサは、前記充電回路で変換された電力を前記複数の蓄電装置に供給するための正極線および負極線の間に設けられる、請求項１〜３のいずれかに記載の車両の電力制御装置。
【請求項５】
前記制御回路は、前記充電回路を停止させた状態で前記第１制御または前記第２制御を実行する、請求項４に記載の車両の電力制御装置。
【請求項６】
前記車両は、モータの動力で走行可能な車両であり、
前記電気回路は、前記複数の蓄電装置の電力を前記モータを駆動可能な電力に変換する電力変換回路であり、
前記コンデンサは、前記複数の蓄電装置の電力を前記電力変換回路に供給するための正極線および負極線の間に設けられる、請求項１〜３のいずれかに記載の車両の電力制御装置。
【請求項７】
前記制御回路は、前記電力変換回路を停止させた状態で前記第１制御または前記第２制御を実行する、請求項６に記載の車両の電力制御装置。
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2012005173.tif 000009