(57)【要約】      （修正有）【課題】各蓄電装置への電力分配を調整することで総コンバータ電力損失を低減し、その結果、車両の燃費向上を図ることができる車両の電源システムを提供する。【解決手段】車両の電源システムの制御装置は、駆動装置の要求パワーを複数の蓄電装置の充電状態によって定まる電力分配比ｋに応じて複数の蓄電装置の各入出力電力を設定する設定手段Ｓ１４と、複数のコンバータにおける総コンバータ電力損失が設定手段で設定された各入出力電力で制御する場合以下になるように各蓄電装置にそれぞれ分配された各入出力電力を所定範囲内で調整する調整手段Ｓ１６とを含む。【選択図】図４
2016111886.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動装置に電力を供給するための車両の電源システムであって、
複数の蓄電装置と、
前記駆動装置の給電ラインに対して並列に接続され、前記蓄電装置と前記給電ラインとの間で直流電圧変換をそれぞれ行う複数のコンバータと、
前記複数のコンバータを制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記駆動装置の要求パワーを前記複数の蓄電装置の充電状態によって定まる電力分配比に応じて前記複数の蓄電装置による各入出力電力を設定する設定手段と、前記複数のコンバータにおける総コンバータ電力損失が前記設定手段で設定された前記各入出力電力で制御する場合以下になるように前記各蓄電装置にそれぞれ分配された前記各入出力電力を所定範囲内で調整する調整手段とを含む、
車両の電源システム。
【請求項２】
請求項１に記載の車両の電源システムにおいて、
前記複数のコンバータはリアクトルをそれぞれ含み、
前記制御装置は、前記複数の蓄電装置の各出力電圧、前記給電ラインに供給される昇圧後電圧、および、前記複数のコンバータの各リアクトル電流を用いて前記各入出力電力の調整を実行する、車両の電源システム。
【請求項３】
請求項２に記載の車両の電源システムにおいて、
前記制御装置は、さらに、前記コンバータの制御に用いるキャリア周波数を用いて前記各入出力電力の調整を実行する、車両の電源システム。
【請求項４】
請求項２または３に記載の車両の電源システムにおいて、
前記制御装置における前記電力分配調整では、前記要求パワーを一定とする条件下で電力分配比を変更してそのときの前記複数のコンバータにおける総コンバータ電力損失候補を算出および記憶する処理を少なくとも１回行って総コンバータ電力損失候補を算出し、前記電力分配比に基づいて分配した前記各入出力電力の組合せによる総コンバータ電力損失と前記総コンバータ電力損失候補とのうち最小となる総コンバータ電力損失に対応する前記各入出力電力の組合せを調整後の入出力電力に設定する、車両の電源システム。
【請求項５】
請求項４に記載の車両の電源システムにおいて、
前記複数の蓄電装置は第１の蓄電装置および第２の蓄電装置を含み、前記第１の蓄電装置および前記第２の蓄電装置の各入出力電圧が異なる場合、入出力電圧が高い方の蓄電装置の入出力電力を増加させるように前記第１および第２の蓄電装置の入出力電力を変更して前記総コンバータ電力損失候補の算出および前記調整後の入出力電力の設定を行う、車両の電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の電源システムに係り、特に、駆動装置に電源を供給するための給電ラインに複数の蓄電装置がそれぞれ昇圧コンバータを介して並列接続された車両の電源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば下記の特許文献１には、モータを含む駆動装置に電源を供給するための給電ラインに複数の蓄電装置がそれぞれ昇圧コンバータを介して並列接続された車両の電源システムが開示されている。この車両の電源システムでは、駆動装置の要求パワーを各蓄電装置のＳＯＣ（State of charge）に基づいて定められる電力分配比に応じて複数の蓄電装置の出力電力を決定する構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−９７６９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載の車両の電源システムでは、複数の蓄電装置のＳＯＣに基づいて電力分配を行うだけで各コンバータの電力損失を考慮していないため、コンバータ電力損失を低減して車両の燃費向上を図るうえで改善の余地がある。
【０００５】
本発明の目的は、各蓄電装置への電力分配を調整することで総コンバータ電力損失を低減し、その結果、車両の燃費向上を図れる車両の電源システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る電源システムは、駆動装置に電力を供給するための車両の電源システムであって、複数の蓄電装置と、前記駆動装置の給電ラインに対して並列に接続され、前記蓄電装置と前記給電ラインとの間で直流電圧変換をそれぞれ行う複数のコンバータと、前記複数のコンバータを制御する制御装置とを備える。そして、前記制御装置は、前記駆動装置の要求パワーを前記複数の蓄電装置の充電状態によって定まる電力分配比に応じて前記複数の蓄電装置による各入出力電力を設定する設定手段と、前記複数のコンバータにおける総コンバータ電力損失が前記設定手段で設定された前記各入出力電力で制御する場合以下になるように前記各蓄電装置にそれぞれ分配された前記各入出力電力を所定範囲内で調整する調整手段とを含む。
【０００７】
本発明に係る電源システムにおいて、前記複数のコンバータはリアクトルをそれぞれ含み、前記制御装置は、前記複数の蓄電装置の各出力電圧、前記給電ラインに供給される昇圧後電圧、および、前記複数のコンバータの各リアクトル電流を用いて前記各入出力電力の調整を実行してもよい。
【０００８】
この場合、前記制御装置は、さらに、前記コンバータの制御に用いるキャリア周波数を用いて前記各入出力電力の調整を実行してもよい。
【０００９】
また、本発明に係る車両の電源システムにおいて、前記制御装置における前記電力分配調整では、前記要求パワーを一定とする条件下で電力分配比を変更してそのときの前記複数のコンバータにおける総コンバータ電力損失候補を算出および記憶する処理を少なくとも１回行って総コンバータ電力損失候補を算出し、前記電力分配比に基づいて分配した前記各入出力電力の組合せによる総コンバータ電力損失と前記総コンバータ電力損失候補とのうち最小となる総コンバータ電力損失に対応する前記各入出力電力の組合せを調整後の入出力電力に設定してもよい。
【００１０】
この場合、前記複数の蓄電装置は第１の蓄電装置および第２の蓄電装置を含み、前記第１の蓄電装置および前記第２の蓄電装置の各入出力電圧が異なる場合、入出力電圧が高い方の蓄電装置の入出力電力を増加させるように前記第１および第２の蓄電装置の入出力電力を変更して前記総コンバータ電力損失候補の算出および前記調整後の入出力電力の設定を行ってもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る車両の電源システムによれば、各蓄電装置への電力分配を調整することで総コンバータ電力損失を低減し、その結果、車両の燃費向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態の電源システムを搭載した車両の全体ブロック図である。
【図２】図１に示したコンバータの詳細な構成を示す図である。
【図３】図１に示した制御装置に含まれる駆動信号生成部の詳細な機能ブロック図である。
【図４】図１に示した制御装置において実行される電力分配制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】図４に示したステップＳ１６のサブルーチン処理を示すフローチャートである。
【図６】図４に示したステップＳ１６のサブルーチン処理の変形例を部分的に示すフローチャートである。
【図７】複数のモータを搭載した車両の全体ブロック図である。
【図８】図７に示した車両においてエンジンを更に搭載した車両の全体ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明に係る実施形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。この説明において、具体的な形状、材料、数値、方向等は、本発明の理解を容易にするための例示であって、用途、目的、仕様等にあわせて適宜変更することができる。また、以下において複数の実施形態や変形例などが含まれる場合、それらの特徴部分を適宜に組合せて用いることは当初から想定されている。
【００１４】
図１は、本実施形態の車両の電源システムを搭載した車両１００の全体ブロック図である。なお、図１においては、車両１００が２つの蓄電装置を搭載している例について説明するが、３つ以上の蓄電装置を搭載した車両の電源システムに適用されてもよい。また、車両は、モータのみを駆動力源として搭載する電気自動車に限らず、例えば、ハイブリッド自動車、燃料電池自動車などが含まれてもよい。
【００１５】
図１を参照して、車両１００は、蓄電装置１１０，１２０と、システムメインリレー１１３，１２３と、コンバータ１４０，１５０と、制御装置３００と、駆動装置２００と、電圧センサ１１１，１２１，１８０と、電流センサ１１２，１２２と、平滑コンデンサＣ０とを備える。図１に示される車両１００の構成から、駆動装置２００を除いた部分によって、車両の電源システムが構成される。ここで、蓄電装置１１０，１２０が第１と第２の蓄電装置に相当し、コンバータ１４０，１５０が第１および第２のコンバータに相当する。
【００１６】
蓄電装置１１０，１２０は、再充電可能に構成された電力貯蔵要素である。蓄電装置１１０，１２０は、例えば、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。
【００１７】
蓄電装置１１０は、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１を介してコンバータ１４０に接続される。また、蓄電装置１２０は、電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ２を介して、コンバータ１５０に接続される。そして、蓄電装置１１０，１２０は、それぞれコンバータ１４０，１５０を介して、車両１００の駆動力を発生させるための電力を駆動装置２００に供給する。また、蓄電装置１１０，１２０は、モータジェネレータＭＧで発電された電力を蓄電する。蓄電装置１１０，１２０の出力は例えば２００Ｖ程度である。
【００１８】
電圧センサ１１１，１２１は、それぞれ蓄電装置１１０，１２０の電圧ＶＢ１，ＶＢ２を検出する。そして、電圧センサ１１１，１２１は、その検出値を制御装置３００へ出力する。
【００１９】
電流センサ１１２，１２２は、それぞれ蓄電装置１１０，１２０に入出力される電流ＩＢ１，ＩＢ２を検出する。そして、電流センサ１１２，１２２は、その検出値を制御装置３００へ出力する。なお、本実施形態においては、蓄電装置から出力される電流を正とする。すなわち、蓄電装置からの放電電力を正とし、蓄電装置への充電電力を負として表わす。
【００２０】
システムメインリレー１１３に含まれるスイッチは、蓄電装置１１０とコンバータ１４０とを結ぶ電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１にそれぞれ介挿される。そして、システムメインリレー１１３は、制御装置３００からの制御信号ＳＥ１に基づいて、蓄電装置１１０とコンバータ１４０との間での電力の供給と遮断とを切替える。
【００２１】
また、システムメインリレー１２３に含まれるスイッチは、蓄電装置１２０とコンバータ１５０とを結ぶ電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ２にそれぞれ介挿される。そして、システムメインリレー１２３は、制御装置３００からの制御信号ＳＥ２に基づいて、蓄電装置１２０とコンバータ１５０との間での電力の供給と遮断とを切替える。
【００２２】
コンバータ１４０は、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１を介して、蓄電装置１１０に接続される。また、コンバータ１４０は、駆動装置２００への給電ラインである電力線ＭＰＬおよび接地線ＭＮＬを介して駆動装置２００に接続される。コンバータ１４０は、制御装置３００からの制御信号ＰＷＣ１に基づいて、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１と、電力線ＭＰＬおよび接地線ＭＮＬとの間で電圧変換を行なう。
【００２３】
コンバータ１５０は、電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ２を介して、蓄電装置１１０と電気的に接続される。また、コンバータ１５０は、駆動装置２００に対してコンバータ１４０と並列に、電力線ＭＰＬおよび接地線ＭＮＬに接続される。コンバータ１５０は、制御装置３００からの制御信号ＰＷＣ２に基づいて、電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ２と、電力線ＭＰＬおよび接地線ＭＮＬとの間で電圧変換を行なう。
【００２４】
図２は、図１に示したコンバータ１４０，１５０の詳細な構成を示す図である。図２を参照して、コンバータ１４０は、スイッチング素子Ｑ１Ａ，Ｑ１Ｂと、ダイオードＤ１Ａ，Ｄ１Ｂと、リアクトルＬ１と、平滑コンデンサＣ１と、電圧センサ１４２と、電流センサ１４３とを含む。
【００２５】
本実施形態において、スイッチング素子としては、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）が適用されるものとして説明するが、制御信号によってオン・オフを制御可能であれば任意のスイッチング素子を適用可能である。例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）やバイポーラトランジスタ等を用いてもよい。
【００２６】
スイッチング素子Ｑ１Ａ，Ｑ１Ｂは電力線ＭＰＬに接続された電力線ＬＮ１Ａと接地線ＭＮＬに接続された接地線ＬＮ１Ｃの間に直列に接続される。スイッチング素子Ｑ１Ａ，Ｑ１Ｂは、制御装置３００からの制御信号ＰＷＣ１に従って、図示しないドライバー回路を介してオン・オフの動作を行なう。また、ダイオードＤ１Ａ，Ｄ１Ｂは、それぞれスイッチング素子Ｑ１Ａ，Ｑ１Ｂに逆並列に接続される。
【００２７】
リアクトルＬ１の一方端は、スイッチング素子Ｑ１Ａ，Ｑ１Ｂの接続ノードに接続され、他方端は電力線ＰＬ１に接続された電力線ＬＮ１Ｂに接続される。平滑コンデンサＣ１は、電力線ＬＮ１Ｂと、接地線ＮＬ１に接続された接地線ＬＮ１Ｃとの間に接続され、電力線ＬＮ１Ｂおよび接地線ＬＮ１Ｃ間の直流電圧に含まれる電圧変動を低減する。
【００２８】
電圧センサ１４２は、平滑コンデンサＣ１の両端にかかる電圧ＶＬ１を検出する。そして、電圧センサ１４２は、その検出値を制御装置３００へ出力する。電流センサ１４３は、リアクトルＬ１を流れる電流ＩＬ１を検出する。そして、電流センサ１４３は、その検出値を制御装置３００へ出力する。
【００２９】
コンバータ１４０はチョッパ回路１４１を含んで構成される。コンバータ１４０は、基本的には、各スイッチング周期内で制御装置３００からの制御信号ＰＷＣ１に従って、スイッチング素子Ｑ１ＡおよびＱ１Ｂが相補的かつ交互にオン・オフするように制御される。コンバータ１４０は、昇圧動作時には、蓄電装置１１０から供給された直流電圧ＶＬ１を直流電圧ＶＨ（以下「システム電圧」とも称する）に昇圧する。この昇圧動作は、スイッチング素子Ｑ１Ａのオン期間にリアクトルＬ１に蓄積された電磁エネルギを、スイッチング素子Ｑ１のオフ期間に逆並列ダイオードＤ１Ｂを介して電力線ＬＮ１Ａへ供給することにより行なわれる。
【００３０】
また、コンバータ１４０は、降圧動作時には、直流電圧ＶＨを直流電圧ＶＬ１に降圧する。この降圧動作は、スイッチング素子Ｑ１Ｂのオン期間にリアクトルＬ１に蓄積された電磁エネルギを、スイッチング素子Ｑ１Ｂのオフ期間に逆並列ダイオードＤ１Ａを介して蓄電装置１１０へ供給することにより行なわれる。これらの昇圧動作および降圧動作における電圧変換比（ＶＨおよびＶＢ１の比）は、上記スイッチング周期におけるスイッチング素子Ｑ１Ａ，Ｑ１Ｂのオン期間比（デューティ比）により制御される。なお、スイッチング素子Ｑ１ＡおよびＱ１Ｂをオフおよびオンにそれぞれ固定すれば、ＶＨ＝ＶＢ１（電圧変換比＝１．０）とすることもできる。
【００３１】
コンバータ１５０は、コンバータ１４０と同様の構成を有する。すなわち、コンバータ１４０における、スイッチング素子Ｑ１Ａ，Ｑ１Ｂがスイッチング素子Ｑ２Ａ，Ｑ２Ｂにそれぞれ置き換えられ、ダイオードＤ１Ａ，Ｄ１ＢがそれぞれダイオードＤ２Ａ，Ｄ２Ｂに置き換えられる。また、リアクトルＬ１および平滑コンデンサＣ１が、それぞれリアクトルＬ２および平滑コンデンサＣ２に置き換えられる。さらに、電圧センサ１４２および電流センサ１４３が、それぞれ電圧センサ１５２および電流センサ１５３に置き換えられる。コンバータ１５０の機能はコンバータ１４０と同様であるため、詳細な説明は繰り返さない。
【００３２】
再び図１を参照して、駆動装置２００は、インバータ２１０と、モータジェネレータＭＧと、駆動輪２５０とを含む。
【００３３】
インバータ２１０は、電力線ＭＰＬおよび接地線ＭＮＬに接続される。インバータ２１０は、制御装置３００からの制御信号ＰＷＩ１に基づいて、コンバータ１４０，１５０から供給される直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータＭＧを駆動する。また、インバータ２１０は、モータジェネレータＭＧにより発電された交流電力を蓄電装置１１０，１２０の充電電力に変換する。
【００３４】
モータジェネレータＭＧは、交流回転電機であり、例えば、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。
【００３５】
モータジェネレータＭＧは、インバータ２１０から供給される交流電力を受けて車両走行のための回転駆動力を発生する。また、モータジェネレータＭＧは、外部から回転力を受け、制御装置３００からの回生トルク指令に従って交流電力を発電するとともに回生制動力を車両１００に発生する。
【００３６】
平滑コンデンサＣ０は、電力線ＭＰＬおよび接地線ＭＮＬの間に設けられ、電力線ＭＰＬおよび接地線ＭＮＬ間の電圧変動を減少させる。電圧センサ１８０は、平滑コンデンサＣ０の両端にかかるシステム電圧ＶＨを検出し、その検出値を制御装置３００へ出力する。
【００３７】
制御装置３００は、いずれも図示しないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、記憶装置と、入出力バッファとを含み、各センサの入力や各機器への制御信号の出力を行ない、電動車両１００および各機器の制御を行なう。なお、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、一部を専用のハードウェア（電子回路）で構築して処理することも可能である。
【００３８】
制御装置３００は、電圧センサ１１１，１２１および電流センサ１１２，１２２により検出された、蓄電装置１１０，１２０の電圧、電流の検出値を受ける。また、制御装置３００は、電圧センサ１８０からのシステム電圧ＶＨの検出値を受ける。そして、制御装置３００は、これらの情報に基づいて、コンバータ１４０，１５０およびインバータ２１０を制御する。さらに、制御装置３００は、制御信号ＳＥ１，ＳＥ２を生成して、システムメインリレー１１３，１２３を制御する。
【００３９】
制御装置３００は、図示しない各センサにより検出されたアクセル開度信号Ａｃｃおよび車速Ｓｖを受ける。これにより、制御装置３００は、車両１００に要求される要求パワーＰｒを算出することができる。そして、制御装置３００は、後述するように要求パワーＰｒを各蓄電装置１１０，１２０に電力分配するとともに各電力分配量を調整する制御を実行する。
【００４０】
制御装置３００は、コンバータ１４０から、図２で説明した平滑コンデンサＣ１の電圧ＶＬ１と、リアクトルＬ１を流れる電流（リアクトル電流）ＩＬ１の検出値を受ける。制御装置３００は、コンバータ１５０から、平滑コンデンサＣ２の電圧ＶＬ２と、リアクトルＬ２を流れる電流（リアクトル電流）ＩＬ２の検出値を受ける。さらに、制御装置３００は、電圧センサ１８０からのシステム電圧ＶＨの検出値を受ける。
【００４１】
そして、制御装置３００は、これらの情報と上記要求パワーＰｒとに基づいて、コンバータ１４０，１５０の制御信号ＰＷＣ１，ＰＷＣ２、およびインバータ２１０の制御信号ＰＷＩ１を生成して、コンバータ１４０，１５０およびインバータ２１０を制御する。
【００４２】
図３は、制御装置３００に含まれる駆動信号生成部３１０の詳細な機能ブロック図である。図３を参照して、駆動信号生成部３１０は、除算部３２１，３２２、減算部３３１，３３２，３５１，３５２と、ＰＩ制御部３４１，３４２と、変調部３６１，３６２とを含む。
【００４３】
除算部３２１は、電力分配比ｋに基づいて蓄電装置１１０に分配された電力指令値ＰＷ１＊を電圧値ＶＢ１で除算し、その演算結果を電流目標値ＩＲ１として減算部３３１へ出力する。ここで、電力分配比ｋは、２つの蓄電装置１１０，１２０の充電状態をそれぞれ表すＳＯＣ１，ＳＯＣ２の比として定まる値である。例えば、蓄電装置１１０のＳＯＣ１が５０％、蓄電装置１２０のＳＯＣ２が６０％であるとき、蓄電装置１１０，１２０に対する電力分配比ｋは５：６に設定される。
【００４４】
減算部３３１は、電流目標値ＩＲ１から電流値ＩＬ１を減算し、その演算結果をＰＩ制御部３４１へ出力する。ＰＩ制御部３４１は、電流目標値ＩＲ１と電流値ＩＬ１との偏差を入力として比例積分演算を行ない、その演算結果を減算部３５１へ出力する。
【００４５】
減算部３５１は、電圧値ＶＬ１／目標電圧ＶＲで示されるコンバータ１４０の理論昇圧比の逆数からＰＩ制御部３４１の出力を減算し、その演算結果をデューティー指令として変調部３６１へ出力する。ここで上記目標電圧ＶＲは、コンバータ１４０の出力電圧（すなわちシステム電圧ＶＨ）に相当する。
【００４６】
変調部３６１は、デューティー指令と図示されない発振部により生成されるキャリア波とに基づいて制御信号ＰＷＣ１を生成し、その生成した制御信号ＰＷＣ１をコンバータ１４０のトランジスタＱ１Ａ，Ｑ１Ｂへ出力する。
【００４７】
除算部３２２は、上記電力分配比ｋに基づいて蓄電装置１２０に分配された電力指令値ＰＷ２＊を電圧値ＶＢ２で除算し、その演算結果を電流目標値ＩＲ２として減算部３３２へ出力する。減算部３３２は、電流目標値ＩＲ２から電流値ＩＬ２を減算し、その演算結果をＰＩ制御部３４２へ出力する。ＰＩ制御部３４２は、電流目標値ＩＲ２と電流値ＩＬ２との偏差を入力として比例積分演算を行ない、その演算結果を減算部３５２へ出力する。
【００４８】
減算部３５２は、電圧値ＶＬ２／目標電圧ＶＲで示されるコンバータ１５０の理論昇圧比の逆数からＰＩ制御部３４２の出力を減算し、その演算結果をデューティー指令として変調部３６２へ出力する。ここで上記目標電圧ＶＲは、コンバータ１５０の出力電圧（すなわちシステム電圧ＶＨ）に相当する。
【００４９】
変調部３６２は、デューティー指令と図示されない発振部により生成されるキャリア波とに基づいて制御信号ＰＷＣ２を生成し、その生成した制御信号ＰＷＣ２をコンバータ１５０のトランジスタＱ２Ａ，Ｑ２Ｂへ出力する。
【００５０】
次に、図４を参照して、制御装置３００において実行される電力分配制御について説明する。図４は、図１に示した制御装置３００において実行される電力分配制御の処理手順を示すフローチャートである。なお、図４におけるステップＳ１４が設定手段に相当し、ステップＳ１６が調整手段に相当する。
【００５１】
図４を参照して、制御装置３００は、まずステップＳ１０において、車両１００（すなわち駆動装置２００）の要求パワーＰｒを算出する。本実施形態では、要求パワーＰｒは、制御装置３００に入力されるアクセル開度信号Ａｃｃおよび車速Ｓｖに基づいて算出することができる。あるいは、要求パワーＰｒは、アクセル開度信号Ａｃｃおよび車速Ｓｖを引数としてマップ等を参照することによって導出してもよい。
【００５２】
なお、上記要求パワーＰｒを求める際、モータジェネレータＭＧでの損失を加算して導出してもよい。モータジェネレータＭＧの損失は、例えば、モータジェネレータＭＧの制御に用いられるトルク指令値および回転数を引数としてマップ等を参照することによって求めることができる。このようにモータジェネレータＭＧの損失を考慮して要求パワーＰｒを求めることで、車両１００におけるパワーマネージメントをより正確に行うことが可能になる。
【００５３】
続いて、制御装置は、ステップＳ１２において、電力分配比ｋを取得する。電力分配比ｋは、上述したように２つの蓄電装置１１０，１２０のＳＯＣ１，ＳＯＣ２の比として定まる値であり、例えば、各蓄電装置１１０，１２０のＳＯＣは電流センサ１１２，１２２の検出値を積算することによってそれぞれ監視されている値を用いることができる。
【００５４】
次に、制御装置３００は、ステップＳ１４において、電力分配比ｋを用いて蓄電装置１１０，１２０に電力分配を行う。具体的には、蓄電装置１１０に分配される出力電力指令値ＰＷ１＊は、上記要求パワーＰｒに蓄電装置１１０についての電力分配比ｋ（＝ＳＯＣ１／（ＳＯＣ１＋ＳＯＣ２））を乗算することによって算出される。また、蓄電装置１２０に分配される出力電力指令値ＰＷ２＊は、上記要求パワーＰｒから上記出力電力指令値ＰＷ１＊を減算して算出されるか、あるいは、上記要求パワーＰｒに（１−ｋ）すなわちＳＯＣ２／（ＳＯＣ１＋ＳＯＣ２）を乗算することによって算出できる。
【００５５】
次いで、制御装置３００は、ステップＳ１６において、コンバータ損失が電力分配比ｋで設定された各出力電力で制御する場合以下になるように電力分配を調整する。この電力分配調整処理の詳細については図５を参照して説明する。図５は、図４に示したステップＳ１６のサブルーチン処理を示すフローチャートである。
【００５６】
図５を参照して、制御装置３００は、ステップＳ２０において、蓄電装置１１０，１２０の出力電力指令値ＰＷ１＊，ＰＷ２＊から、各コンバータ１４０，１５０のリアクトルＬ１，Ｌ２（図２参照）に流れる電流ＩＬ１，ＩＬ２を算出する。具体的は、電流ＩＬ１＝ＰＷ１＊／ＶＬ１、および、電流ＩＬ２＝ＰＷ２＊／ＶＬ２として算出することができる。
【００５７】
続いて、制御装置３００は、ステップＳ２２において、コンバータ１４０の入力電圧であるＶＬ１，コンバータ１５０の入力電圧であるＶＬ２、およびシステム電圧ＶＨと、上記ステップＳ２０で得た電流ＩＬ１，ＩＬ２とに基づいて、コンバータ１４０，１５０の電力損失ＰＬＣ１，ＰＬＣ２をそれぞれ導出する。具体例として、制御装置３００の記憶装置には、コンバータ損失を導出できるマップ等が予め記憶されており、上記のＶＬ１，ＶＬ２，ＶＨ，ＩＬ１，ＩＬ２を引数としてマップ等を参照することによって各コンバータ１４０，１５０の電力損失ＰＬＣ１，ＰＬＣ２をそれぞれ導出することができる。
【００５８】
そして、制御装置３００は、ステップＳ２４において、各コンバータ１４０，１５０の電力損失ＰＬＣｌ，ＰＬＣ２を加算することによって総コンバータ電力損失ＰＬＣＴ０を算出して記憶する。
【００５９】
次に、制御装置３００は、ステップＳ２６において、蓄電装置１１０，１２０の各出力電力の和に相当する総和電力（すなわち要求パワーＰｒ）が一定の条件下で、各蓄電装置１１０，１２０に対する出力電力指令値ＰＷ１＊，ＰＷ２＊を所定範囲内で変更して、総コンバータ電力損失候補を導出および記憶する。ここで「所定範囲」とは、電力分配比ｋに応じて分配された各蓄電装置１１０，１２０の出力電力指令値を変更することが許容される範囲を意味し、この許容される範囲は蓄電装置１１０，１２０の充放電制限値Ｗｉｎ１，Ｗｉｎ２，Ｗｏｕｔ１，Ｗｏｕｔ２等に基づいて設定され得る。
【００６０】
具体的には、例えば、蓄電装置１１０の出力電力指令値ＰＷ１＊が２０ｋＷ、蓄電装置１２０の出力電力指令値ＰＷ２＊が２０ｋＷであった場合、ＰＷ１＊を１０ｋＷ増加させて３０ｋＷとする一方で、ＰＷ２＊を１０ｋＷ減少させて１０ｋＷとし、この場合の各コンバータ１４０，１５０の電力損失ＰＬＣ１，ＰＬＣ２を上記マップ等から導出して加算して総コンバータ電力損失候補ＰＬＣＴ１を導出および記憶する。ここで、マップ参照のためのリアクトル電流ＩＬ１，ＩＬ２は変更後の出力電力指令値ＰＷ１＊，ＰＷ２＊を電圧ＶＬ１，ＶＬ２でそれぞれ除算して求めたものを用いることができる。
【００６１】
なお、電源システムにおいてコンバータ１４０，１５０の制御信号ＰＷＣ１，ＰＷＣ２を生成する際に変調部３６１，３６２で用いるキャリア波の周波数が複数に変更可能である場合、周波数が異なれば制御周期が変化して電流リプルの大きさが変わり、その結果、コンバータ損失も変化することになる。そのため、各周波数ごとにコンバータ損失マップを予め準備しておき、現在使用しているキャリア波の周波数に応じたマップを参照してコンバータ１４０，１５０の電力損失ＰＬＣ１，ＰＬＣ２をそれぞれ導出してもよい。これにより、総コンバータ電力損失ＰＬＣＴをより正確に求めることができ、電力分配調整制御の精度がより向上する利点がある。
【００６２】
制御装置３００は、上記のようにして少なくとも１つの総コンバータ電力損失候補ＰＬＴ１を導出する。そして、制御装置３００は、ステップＳ２８において、ｎ（初期値は０）をインクレメントして回数をカウントする。
【００６３】
次に、制御装置３００は、ステップＳ３０において、ｎ＝ｍか否かを判定する。ここで「ｍ」は制御装置３００における処理負荷等を考慮して予め設定された１以上の整数であり、このステップＳ３０で肯定判定されるまで上記ステップＳ２６およびＳ２８を所定回数ｍだけ繰り返し実行する。この場合、繰り返して実行される上記ステップＳ２６では、蓄電装置１１０，１２０の出力電力指令値ＰＷ１＊，ＰＷ２＊をさらに変更して総コンバータ電力損失ＰＬＣＴを求める。例えば、蓄電装置１１０の出力電力指令値ＰＷ１＊を更に１０ｋＷ増加させて４０ｋＷとする一方で、ＰＷ２＊を更に１０ｋＷ減少させて０ｋＷにする。あるいは、上述したのとは逆に、蓄電装置１１０の出力電力指令値ＰＷ１＊を当初値（例えば２０ｋＷ）から減少させる一方で、蓄電装置１２０の出力電力指令値ＰＷ２＊を当初値（例えば２０ｋＷ）から増加させるように変更して、総コンバータ電力損失ＰＬＣＴを求めてもよい。このようにして、ｍ個の総コンバータ電力損失ＰＬＣＴ１〜ＰＬＣＴｍが得られることになる。
【００６４】
そして、制御装置３００は、ステップＳ３２において、当初の電力分配比ｋによる電力分配時の総コンバータ電力損失ＰＬＣＴ０および上記ｍ個の総コンバータ電力損失候補ＰＬＣＴ１〜ＰＬＣＴｍのうち、電力損失が最小となる組合せの各出力電力指令値ＰＷ１＊，ＰＷ２＊を調整後の出力電力指令値として、図４に示すメインルーチンに戻る。なお、総コンバータ電力損失が最小となれば良いので、当初の電力分配比ｋで設定した出力電力指令値ＰＷ１＊，ＰＷ２＊で制御した場合の総コンバータ損失ＰＬＣＴ０が最小となる場合には、その組合せを調整後の出力電力指令値とすればよい。また、本実施形態では当初の電力分配比ｋによる電力分配時の総コンバータ電力損失ＰＬＣＴ０および上記ｍ個の総コンバータ電力損失候補ＰＬＣＴ１〜ＰＬＣＴｍのうち、電力損失が最小となる組合せの各出力電力指令値ＰＷ１＊，ＰＷ２＊を調整後の出力電力指令値とする例について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、上記ｍ個の総コンバータ電力損失候補ＰＬＣＴ１〜ＰＬＣＴｍのうち、電力損失が最小となる組合せの各出力電力指令値ＰＷ１＊，ＰＷ２＊を調整後の出力電力指令値としてもよい。
【００６５】
再び図４を参照すると、制御装置３００は、ステップＳ１８において、上記ステップＳ３２で設定された調整後の出力電力指令値ＰＷ１＊，ＰＷ２＊に基づいて、図３に示した駆動信号生成部３１０からコンバータ１４０，１５０へ制御信号ＰＷＣ１，ＰＷＣ２を出力して駆動制御する。
【００６６】
上述したように本実施形態の電源システムによれば、総コンバータ電力損失ＰＬＣＴが電力分配比ｋで設定された出力電力指令値ＳＷ１＊，ＳＷ２＊で制御する場合以下になるように蓄電装置１１０，１２０に対する電力分配を調整する。換言すれば、総コンバータ電力損失が小さくなるように蓄電装置１１０，１２０に対して電力再分配を行う。これにより、電源システムにおける総コンバータ電力損失を低減することができ、その結果、車両１００の燃費向上を図ることができる。
【００６７】
図６は、図４に示したステップＳ１６のサブルーチン処理の変形例を部分的に示すフローチャートである。この変形例では、図４に示すステップＳ２６に代えて、ステップＳ３４〜Ｓ３８が実行される。
【００６８】
ここで、電源システムで生じる電力損失には、蓄電装置１１０，１２０の内部抵抗、コンバータ１４０，１５０のスイッチング素子Ｑ１Ａ，Ｑ１Ｂ，Ｑ２Ａ，Ｑ２Ｂによるスイッチング損失、リアクトルＬ１，Ｌ２を流れる電流ＩＬ１，ＩＬ２によるリアクトル損失等が含まれるが、蓄電装置１１０，１２０の内部抵抗損失やコンバータ１５０におけるスイッチング損失は電流にほぼ比例して大きくなるのに対し、リアクトル損失は電流の二乗にほぼ比例して大きくなる傾向にあることが判明している。したがって、電源システムにおける電力損失をできるだけ小さくして車両の燃費向上を図るには、リアクトルＬ１，Ｌ２を流れる電流がより減少する方向に電力再分配を行うのが有効であると推定できる。そこで、この変形例では、蓄電装置１１０，１２０の出力電圧に相当する電圧ＶＬ１，ＶＬ２の大小関係に応じて、各蓄電装置１１０，１２０の出力電力指令値ＰＷ１＊，ＰＷ２＊を変更する際の方向性を限定するものである。
【００６９】
具体的には、制御装置３００は、ステップＳ３４において、蓄電装置１１０の電圧ＶＬ１が蓄電装置１２０の電圧ＶＬ２よりも大きいか否かを判定する。ここでＶＬ１＞ＶＬ２であると肯定判定された場合には、続くステップＳ３６を実行し、否定判定された場合にはステップＳ３８を実行する。
【００７０】
ＶＬ１＞ＶＬ２の場合、制御装置３００は、ステップＳ３６において、蓄電装置１１０，１２０の各出力電力の和に相当する総和電力（すなわち要求パワーＰｒ）が一定の条件下で、電圧が大きい蓄電装置１１０に対する出力電力指令値ＰＷ１＊を増加させる一方、電圧が小さい蓄電装置１２０に対するＰＷ２＊を減少させるように変更して、総コンバータ電力損失候補を導出および記憶する。
【００７１】
具体的には、例えば、電圧ＶＬ１が大きい側の蓄電装置１１０の出力電圧指令値ＰＷ１＊を１０ｋＷ増加させ、電圧ＶＬ２が小さい側の蓄電装置１２０への出力電力指令値ＰＷ２＊を１０ｋＷ減少させる。これにより、蓄電装置１１０に対応するリアクトルＬ１に流れる電流ＩＬ１は増加し、蓄電装置１２０に対応するリアクトルＬ２に流れる電流ＩＬ２は減少することになる。しかし、電力変化分が同等であればＶＬ１＞ＶＬ２の関係にあるため、リアクトル電流ＩＬ２の減少分はリアクトル電流ＩＬ１の増加分よりも大きくなる。その結果、電流の二乗にほぼ比例するリアクトル損失はコンバータ１４０，１５０の全体で見れば減少することになる。したがって、上述したようにＶＬ１＞ＶＬ２の場合、電圧が大きい蓄電装置１１０に対する出力電力指令値ＰＷ１＊を増加させる一方、電圧が小さい蓄電装置１２０に対するＰＷ２＊を減少させるように変更することで処理をより効率的に行うことができる。また、各出力電圧指令値ＰＷ１＊，ＰＷ２＊を更に変更する場合も同様に、蓄電装置１１０の出力電力指令値ＰＷ１＊を更に増加させ、蓄電装置１２０の出力電力指令値ＰＷ２＊を更に減少させるよう変更する。
【００７２】
これに対し、上記ステップＳ３４で否定判定された場合（すなわちＶＬ１＜ＶＬ２）、制御装置３００は、続くステップＳ３８において、蓄電装置１１０，１２０の各出力電力の和に相当する総和電力（すなわち要求パワーＰｒ）が一定の条件下で、電圧が小さい蓄電装置１１０に対する出力電力指令値ＰＷ１＊を減少させる一方、電圧が大きい蓄電装置１２０に対するＰＷ２＊を増加させるように変更して、総コンバータ電力損失候補を導出および記憶する。この理由は、上述したのと同じである。
【００７３】
そして、制御装置３００は、続くステップＳ２８およびＳ３０を実行する。これは、図５に示す処理と同様である。
【００７４】
上述したようにこの変形例によれば、上記実施形態と同様の効果を奏するのに加えて、蓄電装置１１０，１２０の出力電力指令値ＰＷ１＊，ＰＷ２＊を変更して総コンバータ電力損失候補を算出する際の変更方向性が決まるため、所定個数ｍの総コンバータ電力損失候補を算出および記憶する場合の処理負荷を低減することができ、迅速な処理が可能になる。あるいは、同じ処理を同等回数ｍだけ実行する場合、出力電力指令値の変更量をより小さく設定（例えば５ｋＷずつ）することで、総コンバータ電力損失を最小にするための制御をより高精度に行うことが可能になる。
【００７５】
なお、本発明は、上述した実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、本願の特許請求の範囲に記載された事項およびその均等な範囲において種々の変更や改良が可能である。
【００７６】
上記のステップＳ２６等において、電力分配比ｋに従って分配された当初の出力電力指令ＰＷ１＊，ＰＷ２＊を所定量ずつ増減させて変更する例について説明したが、これに限定されるものではなく、要求パワーＰｒが一定の条件下で電力分配比ｋをｋ´に増減変更して、この変更後の電力分配比ｋ´を用いて分配された各出力電力指令値ＰＷ１＊，ＰＷ２＊に基づいて総コンバータ電力損失を算出するようにしてもよい。
【００７７】
また、上記において、各蓄電装置１１０，１２０の出力電力の分配および調整について説明したが、本発明は回生制動時にモータジェネレータで発電された電力がインバータおよびコンバータを介して各蓄電装置に充電される入力電力についても適用可能である。
【００７８】
また、本発明は、図７に示すように、駆動装置２００に複数のモータジェネレータＭＧとこれらに対応するインバータ２１０，２２０とが含まれる車両に適用されてもよいし、図８に示すように、図７の構成に加えてエンジンを更に含むハイブリッド自動車に適用されてもよい。
【符号の説明】
【００７９】
１００  車両、１１０，１２０  蓄電装置、１１１，１２１，１４２，１５２，１８０  電圧センサ、１１２，１２２，１４３，１５３  電流センサ、１１３，１２３  システムメインリレー、１４０，１５０  コンバータ、１４１  チョッパ回路、２００  駆動装置、２１０，２２０  インバータ、２５０  駆動輪、３００  制御装置、３１０  駆動信号生成部、３２１，３２２  除算部、３３１，３３２，３５１，３５２  減算部、３４１，３４２  ＰＩ制御部、３６１，３６２  変調部、Ａｃｃ  アクセル開度信号、Ｃ０，Ｃ１，Ｃ２  平滑コンデンサ、Ｄ１Ａ，Ｄ１Ｂ，Ｄ２Ａ，Ｄ２Ｂ  ダイオード、ＩＢ１，ＩＢ２，ＩＬ１，ＩＬ２  電流または電流値、ＩＲ１，ＩＲ２  電流目標値、ｋ，ｋ´  電力分配比、Ｌ１，Ｌ２  リアクトル、ＬＮ１Ａ，ＬＮ１Ｂ  電力線、ＬＮ１Ｃ  接地線、ｍ  所定回数または所定個数、ＭＧ  モータジェネレータ、ＭＮＬ，ＮＬ１，ＮＬ２  接地線、ＭＰＬ，ＰＬ１，ＰＬ２  電力線、ＰＬＣ１，ＰＬＣ２  （コンバータの）電力損失、ＰＬＣＴ，ＰＬＣＴ０  総コンバータ電力損失、ＰＬＣＴ１-ＰＬＣＴｍ  総コンバータ電力損失候補、Ｐｒ  要求パワー、ＰＷ１＊，ＰＷ２＊  出力電圧指令値、ＰＷＣ１，ＰＷＣ２，ＰＷＩ１，ＳＥ１，ＳＥ２  制御信号、Ｑ１Ａ，Ｑ１Ｂ，Ｑ２Ａ，Ｑ２Ｂ  スイッチング素子、Ｓｖ  車速、ＶＢ１，ＶＢ２，ＶＬ１，ＶＬ２  電圧、ＶＨ  システム電圧、ＶＲ  目標電圧。
【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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