(57)【要約】【課題】交流回転電機の接続対象に意図しないトルク脈動を与えることを抑制して、電源の昇降圧を実施することが可能な電源システムを提供する。【解決手段】高電圧バッテリ７０及び１２Ｖバッテリ８０と、高電圧スタータ３０と、高電圧バッテリ７０と高電圧スタータ３０との間に接続されるインバータ３１と、インバータ３１のスイッチングを制御するＥＣＵ５００と、を備え、車両に適用される電源システムであって、１２Ｖバッテリ８０の第１端は、高電圧バッテリ７０の同一極性側の端子に接続され、１２Ｖバッテリ８０の第２端は、高電圧スタータ３０のコイルの中性点Ｐに接続されるものであり、ＥＣＵ５００は、高電圧スタータ３０と車両の駆動軸１３０とが解放されていることを条件として、スイッチングを制御して、高電圧スタータ３０のコイルを利用して高電圧バッテリ７０の昇圧又は１２Ｖバッテリ８０の降圧を実施する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の異なる直流電源（７０，８０，９０）と、交流回転電機（３０，６０，２０）と、前記直流電源のうちの第１電源（７０，９０）と前記交流回転電機との間に接続されて前記交流回転電機を駆動するインバータ（３１，６１，２１）と、前記インバータのスイッチング素子のスイッチングを制御する制御部（５００）と、を備え、車両に適用される電源システムであって、
前記直流電源のうちの第２電源（８０，９０）の第１端は、前記第１電源の同一極性側の端子に接続され、前記第２電源の第２端は、前記交流回転電機の界磁巻線の中性点（Ｐ）に接続されるものであり、
前記交流回転電機と前記車両の駆動軸（１３０）とは、連結又は解放されるものであり、
前記制御部は、前記交流回転電機と前記駆動軸とが解放されていることを条件として、前記スイッチングを制御して前記界磁巻線を用いて前記第１電源若しくは前記第２電源の降圧若しくは昇圧を実施する、又は、前記交流回転電機と前記駆動軸とが連結されている場合は、解放されている場合よりも、前記界磁巻線に流れる電流を抑制して前記降圧若しくは昇圧を実施し、前記第１電源と前記第２電源との間で電力のやり取りを行う、電源システム。
【請求項２】
前記制御部は、前記降圧又は昇圧を実施する際に、前記交流回転電機のトルクに応じた出力電流と、前記降圧又は昇圧に伴い前記中性点に入出する入出力電流との合計を、前記インバータに通電できる最大電流よりも小さくする、請求項１に記載の電源システム。
【請求項３】
前記制御部は、前記降圧又は昇圧を実施する際に、前記交流回転電機及び前記インバータの少なくとも一方の温度が温度閾値よりも高く、且つ、充電対象である前記直流電源の充電率が充電閾値よりも高い状態である場合には、前記インバータに通電できる最大電流を減少させる請求項１又は２に記載の電源システム。
【請求項４】
前記交流回転電機は、エンジン（１０）を介して前記駆動軸に接続されるものであり、
前記制御部は、前記交流回転電機と前記エンジンとが切り離されていることを条件として、前記降圧又は前記昇圧を実施する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電源システム。
【請求項５】
前記交流回転電機は、エンジンに接続され、前記エンジンは、クラッチ（ＣＬ２，ＣＬ１）を介して前記駆動軸に接続されるものであり、
前記制御部は、前記クラッチが解放されていることを条件として、前記降圧又は前記昇圧を実施する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電源システム。
【請求項６】
前記交流回転電機は、前記車両の走行駆動源となる回転電機（２０）であり、
前記交流回転電機は、クラッチ（ＣＬ１）を介して前記駆動軸に接続されており、
前記制御部は、前記クラッチが解放されていることを条件として、前記降圧又は前記昇圧を実施する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電源システム。
【請求項７】
前記複数の異なる直流電源は、複数の異なる前記第２電源（８０，９０）を含み、
前記交流回転電機は、前記第１電源（９０）の電力により駆動されるものであり、
前記制御部は、いずれか１つの前記第２電源の第２端を前記中性点に接続し、前記第１電源と前記いずれか１つの第２電源との間で、電力のやり取りを行う、請求項６に記載の電源システム。
【請求項８】
前記第２電源の第２端は、絶縁トランス（Ｔｒ）を介して前記中性点に接続され、
前記第２電源の第１端は、前記絶縁トランスを介して前記第１電源の同一極性側の端子に接続される、請求項１〜７のいずれか１項に記載の電源システム。
【請求項９】
複数の異なる直流電源（７０，８０）と、電動コンプレッサ（４０）に含まれる交流電動機と、前記直流電源のうちの第１電源（７０）と前記交流電動機との間に接続されて前記交流電動機を駆動するインバータ（４１）と、直流電動機（４００）と、前記インバータのスイッチング素子のスイッチングを制御する制御部（５００）と、を備える電源システムであって、
前記直流電源のうちの第２電源（８０）又は前記直流電動機の第１端は、前記交流電動機の同一極性側の端子に接続され、前記第２電源又は前記直流電動機の第２端は、前記交流電動機の界磁巻線の中性点に接続されるものであり、
前記制御部は、前記電動コンプレッサを使用していないことを条件として、前記スイッチングを制御して前記界磁巻線を用いて前記第１電源の降圧若しくは前記第２電源の昇圧を実施する、又は、前記電動コンプレッサを使用している場合は、使用していない場合よりも、前記界磁巻線に流れる電流を抑制して前記降圧若しくは前記昇圧を実施する、電源システム。
【請求項１０】
前記交流電動機の同一極性側の端子には前記直流電動機の第１端が接続されるとともに、前記中性点には前記直流電動機の第２端が接続され、
前記制御部は、前記直流電動機の要求出力に合わせて、前記直流電源の降圧を実施する、請求項９に記載の電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の異なる電源を備えた電源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、複数の異なる電源を備えた種々の電源システムが提案されている。このような電源システムにおいて、異なる電源間で電力のやり取りを行う場合は、一方の電源の電圧を昇圧又は降圧して、他方の電源の電圧に調整する必要がある。しかしながら、昇圧や降圧を行うために専用回路を設けると、電源システムの複雑化やコストの増加を招くことになる。そこで、特許文献１に記載の多種電源装置のように、専用回路を用いずに、昇降圧回路を簡易に構成するものがある。
【０００３】
特許文献１に記載の多種電源装置は、高圧バッテリと、Ｙ字結線された界磁巻線を有する三相モータと、高圧バッテリと三相モータとの間に介装されたインバータと、低圧バッテリとを備える。そして、上記装置では、低圧バッテリの一方の端子と高圧バッテリの同一極性側とを接続し、且つ低圧バッテリの他方の端子と界磁巻線の中性点とを接続し、界磁巻線とインバータのスイッチング素子を用いて、低圧バッテリの昇圧又は高圧バッテリの降圧を実施している。すなわち、上記装置は、三相モータの界磁巻線及びインバータのスイッチング素子から昇降圧回路を構成し、界磁巻線の中性点を利用した中性点昇降圧を実施している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３２４８５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記多種電源装置では、中性点昇降圧を実施する際に、モータのステータ側に電流が流れるため、モータトルクの出力を抑制することは難しい。中性点昇降圧の実施に伴いモータトルクが出力されると、モータの接続対象に意図しないトルク脈動が伝達され、影響を及ぼすおそれがある。例えば、モータが車両の駆動軸に接続されている場合、中性点昇降圧を実施すると、意図しないトルク脈動が駆動軸に伝達され、車両の状態に影響を及ぼすおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑み、交流回転電機の接続対象に意図しないトルク脈動を与えることを抑制して、電源の昇降圧を実施することが可能な電源システムを提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、複数の異なる直流電源（７０，８０，９０）と、交流回転電機（３０，６０，２０）と、前記直流電源のうちの第１電源（７０，９０）と前記交流回転電機との間に接続されて前記交流回転電機を駆動するインバータ（３１，６１，２１）と、前記インバータのスイッチング素子のスイッチングを制御する制御部（５００）と、を備え、車両に適用される電源システムであって、前記直流電源のうちの第２電源（８０，９０）の第１端は、前記第１電源の同一極性側の端子に接続され、前記第２電源の第２端は、前記交流回転電機の界磁巻線の中性点に接続されるものであり、前記交流回転電機と前記車両の駆動軸（１３０）とは、連結又は解放されるものであり、前記制御部は、前記交流回転電機と前記駆動軸とが解放されていることを条件として、前記スイッチングを制御して前記界磁巻線を用いて前記第１電源若しくは前記第２電源の降圧若しくは昇圧を実施し、又は、前記交流回転電機と前記駆動軸とが連結されている場合は、解放されている場合よりも、前記界磁巻線に流れる電流を抑制して前記降圧若しくは昇圧を実施し、前記第１電源と前記第２電源との間で電力のやり取りを行う。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、交流回転電機の界磁巻線とインバータのスイッチング素子とから、界磁巻線の中性点を利用した昇降圧回路が形成される。そして、交流回転電機と車両の駆動軸とが解放されている場合に限って、第１電源又は第２電源の中性点昇降圧が実施される。よって、中性点昇降圧を実施した際にトルク脈動が発生しても、トルク脈動が駆動軸に伝達されることがない。あるいは、交流回転電機と車両の駆動軸とが連結されている場合は、解放されている場合よりも、中性点昇降圧に伴い界磁巻線に流れる電流が抑制されて、中性点昇降圧が実施される。よって、中性点昇降圧を実施した際に発生するトルクが抑制されるため、駆動軸に伝達されるトルク脈動が抑制される。したがって、交流回転電機の接続対象に意図しないトルク脈動を与えることを抑制して、中性点昇降圧を実施することができる。ひいては、車両の状態に影響を与えることを抑制して、中性点昇降圧を実施することができる。
【０００９】
請求項９に記載の発明は、複数の異なる直流電源（７０，８０）と、電動コンプレッサ（４０）に含まれる交流電動機と、前記直流電源のうちの第１電源（７０）と前記交流電動機との間に接続されて前記交流電動機を駆動するインバータ（４１）と、直流電動機（４００）と、前記インバータのスイッチング素子のスイッチングを制御する制御部（５００）と、を備える電源システムであって、前記直流電源のうちの第２電源（８０）又は前記直流電動機の第１端は、前記交流電動機の同一極性側の端子に接続され、前記第２電源又は前記直流電動機の第２端は、前記交流電動機の界磁巻線の中性点に接続されるものであり、前記制御部は、前記電動コンプレッサを使用していないことを条件として、前記スイッチングを制御して前記界磁巻線を用いて前記第１電源の降圧若しくは前記第２電源の昇圧を実施する、又は、前記電動コンプレッサを使用している場合は、使用していない場合よりも、前記界磁巻線に流れる電流を抑制して前記降圧若しくは前記昇圧を実施する。
【００１０】
請求項９に記載の発明によれば、電動コンプレッサに含まれる交流電動機の界磁巻線とインバータのスイッチング素子とから、界磁巻線の中性点を利用した昇降圧回路が形成される。そして、電動コンプレッサが使用されていない場合に限って、第１電源の降圧又は第２電源の昇圧が実施される。よって、中性点昇降圧を実施した際にトルクが発生しても、電動コンプレッサ内にトルク脈動が伝達されることがない。あるいは、電動コンプレッサを使用している場合は、使用していない場合よりも、中性点昇降圧に伴い界磁巻線に流れる電流が抑制されて、中性点昇降圧が実施される。よって、中性点昇降圧を実施した際に発生するトルクが抑制されるため、電動コンプレッサ内で伝達されるトルク脈動が抑制される。したがって、交流電動機の接続対象に意図しないトルク脈動を与えることを抑制して、中性点昇降圧を実施することができる。ひいては、電動コンプレッサの回転が不安定になることを抑制して、通常の使用時と異なる音の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態に係る電源システムを備えた車両の構成を示す図。
【図２】中性点昇降圧回路の一例を示す図。
【図３】中性点昇降圧回路の一例を示す図。
【図４】第１及び第２実施形態に係る中性点降圧を実施する処理手順を示すフローチャート。
【図５】第１及び第２実施形態に係る中性点昇圧を実施する処理手順を示すフローチャート。
【図６】第２実施形態に係る電源システムを備えた車両の構成を示す図。
【図７】第３実施形態に係る電源システムを備えた車両の構成を示す図。
【図８】中性点昇降圧回路の一例を示す図。
【図９】第３実施形態に係る中性点降圧を実施する処理手順を示すフローチャート。
【図１０】第３実施形態に係る中性点昇圧を実施する処理手順を示すフローチャート。
【図１１】第４実施形態に係る車両の電源システムを備えた車両の構成を示す図。
【図１２】第４実施形態の変形例に係る車両の電源システムを備えた車両の構成を示す図。
【図１３】第４及び第５実施形態に係る中性点降圧を実施する処理手順を示すフローチャート。
【図１４】第４及実施形態に係る中性点昇圧を実施する処理手順を示すフローチャート。
【図１５】第５実施形態に係る車両の電源システムを備えた車両の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、電源システムを具現化した各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。各実施形態において、電源システムは車両に適用することを想定している。なお、以下の各実施形態において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。
【００１３】
（第１実施形態）
図１に、第１実施形態に係る電源システムを備える車両の構成を示す。本車両は、エンジン１０、走行用ＭＧ２０、高電圧スタータ３０、スタータ用インバータ３１、ＭＧ用インバータ２１、高電圧バッテリ７０、１２Ｖバッテリ８０、補機類２００、変速機１００、及びＥＣＵ５００を備える。
【００１４】
走行用ＭＧ２０は、３相のモータジェネレータであり、ロータと３相のコイルが巻回されたステータとを備える。走行用ＭＧ２０の出力トルクは、本車両の走行駆動源となる。すなわち、本車両は、エンジン１０と走行用ＭＧ２０の出力トルクを走行駆動源とするハイブリッド車両である。エンジン１０のクランク軸は、クラッチＣＬ２を介して走行用ＭＧ２０の回転軸に接続され、走行用ＭＧ２０の回転軸は、変速機１００の入力軸に接続されている。そして、変速機１００の入力軸は、クラッチＣＬ１を介して変速機１００の出力軸に接続される。変速機１００の出力軸は、デファレンシャルギア１２０を介して、駆動軸１３０に接続されている。駆動軸１３０の両端には車輪１１０が接続されている。
【００１５】
高電圧スタータ３０は、３相の交流モータであり、ロータと３相のコイルが巻回されたステータとを備える。高電圧スタータ３０は、エンジン１０の始動の際に、エンジン１０のクランク軸に初期回転を付与する。詳しくは、エンジン１０の始動の際に、高電圧スタータ３０のギアとエンジン１０のギアとを噛合わせて接続した状態で、高電圧スタータ３０を駆動することにより、高電圧スタータ３０のトルクがエンジン１０のクランク軸に伝達される。エンジン１０の始動時以外では、高電圧スタータ３０とエンジン１０とは切り離されている。高電圧スタータ３０は、エンジン１０と接続した状態で、且つクラッチＣＬ１，ＣＬ２が締結されている状態の場合に、駆動軸１３０に連結される。また、高電圧スタータ３０は、エンジン１０と切り離されている状態、又はクラッチＣＬ１かクラッチＣＬ２が解放されている状態の場合に、駆動軸１３０から解放される。
【００１６】
高電圧スタータ３０には、高電圧スタータ３０を駆動する３相のスタータ用インバータ３１が接続されており、スタータ用インバータ３１には、高電圧スタータ３０に電力を供給する高電圧バッテリ７０が接続されている。また、走行用ＭＧ２０には、走行用ＭＧ２０を駆動する３相のＭＧ用インバータ２１が接続されており、ＭＧ用インバータ２１には、走行用ＭＧ２０に電力を供給する高電圧バッテリ７０が接続されている。すなわち、高電圧バッテリ７０は、高電圧スタータ３０及びＭＧ用モータ２０に電力を供給する直流電源である。高電圧バッテリ７０としては、例えば、数百Ｖのリチウムイオン蓄電池やニッケル水素蓄電池を用いることができる。
【００１７】
また、高電圧スタータ３０の３相コイルの中性点Ｐには、リレーＲ１を介して１２Ｖバッテ８０が接続される。１２Ｖバッテリ８０は、補機類２００に電力を供給する直流電源であり、１２Ｖバッテリ８０には補機類２００が接続されている。１２Ｖバッテリ８０は、例えば、鉛蓄電池を用いることができる。本電源システムは、高電圧バッテリ７０と１２Ｖバッテリ８０の二つの直流電源を備える。
【００１８】
ＥＣＵ５００（制御部）は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びＩ／Ｏ等を備えたマイクロコンピュータである。ＥＣＵ５００は、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、エンジン１０の制御、走行用ＭＧの制御、高電圧バッテリ７０及び１２Ｖバッテリ８０の制御、リレーＲ１の制御、クラッチＣＬ１，ＣＬ２の制御、エアコンの制御等の車両の各種制御を実施する。実際には、ＥＣＵ５００は、エンジン１０を制御するエンジンＥＣＵ、ＭＧ用インバータ２１を制御するモータＥＣＵ、高電圧バッテリ７０及び１２Ｖバッテリ８０のＳＯＣ（State of charge：充電率）を監視するバッテリＥＣＵ、エアコンを制御するエアコンＥＣＵ、ハイブリッドシステムを統括するハイブリッドＥＣＵ等の複数のＥＣＵから構成されている。
【００１９】
次に、本電源システムのモータや回路を利用した中性点昇降圧回路について説明する。本実施形態に係る中性点昇降圧回路の第１例である中性点昇降圧回路３５Ａを図２に示す。中性点昇降圧回路３５Ａは、モータＭ（交流回転電機）とモータＭを駆動するインバータＩＶから構成されている。本実施形態では、高電圧スタータ３０がモータＭ、スタータ用インバータ３１がインバータＩＶとなり、中性点昇降圧回路３５Ａを利用して、高電圧バッテリ７０と１２Ｖバッテリ８０との間で電力のやり取りを行う。その際、高電圧スタータ３０と駆動軸１３０とを解放させておく。すなわち、高電圧スタータ３０とエンジン１０とを切り離しておく、又は、クラッチＣＬ２を解放しておく。車両が停車中であれば、クラッチＣＬ１を解放しておいてもよい。
【００２０】
モータＭは、３相のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗ（界磁巻線）がＹ結線された交流モータである。インバータＩＶは、３相のインバータであり、各相は２個のスイッチング素子の直列体から構成されている。各スイッチング素子には、ダイオードが逆並列に接続されている。そして、各相のスイッチング素子同士の接続点は、各相のコイルに接続されている。スイッチング素子としては、ＩＧＢＴやＭＯＳトランジスタを用いることができる。
【００２１】
３相のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗの中性点Ｐには、リレーＲ１の第１端が接続されている。リレーＲ１の第２端には、電源Ｅｂ（第２電源）の正極端子が接続されている。また、インバータＩＶの各相の高電位側端子には電源Ｅａ（第１電源）の正極端子が接続されており、各相の低電位側端子には電源Ｅａの負極端子が接続されている。電源Ｅａの負極端子とインバータＩＶの低電位側端子と電源Ｅｂの負極端子とは接続されている。電源Ｅａ及び電源Ｅｂには、それぞれ並列に平滑コンデンサＣ１及び平滑コンデンサＣ２が接続されている。本実施形態では、高電圧バッテリ７１が電源Ｅａとなり、１２Ｖバッテリ８０が電源Ｅｂとなる。
【００２２】
リレーＲ１を閉状態にすると、中性点Ｐに電源Ｅｂの正極端子が接続される。これにより、各相のスイッチング素子及びダイオード、各相のコイル、及び平滑コンデンサＣ１，Ｃ２から、チョッパ回路が形成される。例えば、Ｕ相であれば、Ｕ相のスイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２、ダイオードＤ１，Ｄ２、コイルＬｕ及び平滑コンデンサＣ１，Ｃ２からチョッパ回路が形成される。Ｕ相のコイルＬｕを用いて中性点降圧を実施する場合、スイッチング素子ＳＷ１のオンオフのデューティ比を制御して、電源Ｅａの電圧を降圧し、電源Ｅａの電力を電源Ｅｂへ供給する。これにより、高電圧バッテリ７１の電力により、１２Ｖバッテリ８０が充電される。この際、スイッチング素子ＳＷ２は、スイッチング素子ＳＷ１と相補的にオンオフさせて同期整流してもよいし、スイッチング素子ＳＷ２をオフ状態に維持して、ダイオードＤ２で整流してもよい。
【００２３】
また、Ｕ相のコイルＬｕを用いて中性点昇圧を実施する場合、スイッチング素子ＳＷ２のオンオフのデューティ比を制御して、電源Ｅｂの電圧を昇圧し、電源Ｅｂの電力を電源Ｅａへ供給する。これにより、１２Ｖバッテリ８０の電力により、高電圧バッテリ７１が充電される。この際、スイッチング素子ＳＷ１は、スイッチング素子ＳＷ２と相補的にオンオフさせて同期整流してもよいし、スイッチング素子ＳＷ１をオフ状態に維持して、ダイオードＤ１で整流してもよい。また、２相分のコイル又は３相分のコイルを用いて中性点昇降圧を実施してもよい。なお、リレーＲ１、及びインバータＩＶの各スイッチング素子は、ＥＣＵ５００から送信した制御指令に基づいて開閉及びオンオフする。
【００２４】
ＥＣＵ５００は、中性点昇降圧を実施する際に、インバータＩＶに流れる電流が過大にならないように制御する。詳しくは、ＥＣＵ５００は、モータＭの出力トルクに応じたトルク出力電流と、中性点昇降圧に伴い中性点Ｐに入出する入出力電流との合計を、インバータＩＶに通電できる最大電流である上限閾値Ｉｔｈよりも小さくする。エンジン１０の始動時に、中性点昇降圧を実施する場合、インバータＩＶには、モータＭがエンジン１０に与えるトルクを発生させるトルク出力電流と、中性点昇降圧の実施に伴う入出力電流との合計が流れる。ＥＣＵ５００は、上記電流の合計がインバータＩＶの出力電流の上限閾値Ｉｔｈ未満になるように、スイッチング素子のスイッチングを制御して、中性点昇降圧を実施する。
【００２５】
なお、エンジン１０の始動時以外では、インバータＩＶにモータＭの出力トルクに応じたトルク出力電流は流れない。よって、ＥＣＵ５００は、エンジン１０の始動時以外では、中性点昇降圧の実施に伴う入出力電流が上限閾値Ｉｔｈ未満になるように、インバータＩＶのスイッチングを制御すればよい。
【００２６】
また、充電を実施するか否かを判定するＳＯＣの閾値を第１閾値Ｓｔｈ１とし、第１閾値Ｓｔｈ１よりも低い値を第２閾値Ｓｔｈ２とする。第２閾値Ｓｔｈ２は、ＳＯＣが不足な状態になっていて、早急に充電する必要があるか否かを判定する閾値である。ＥＣＵ５００は、モータＭ及びインバータＩＶの少なくとも一方の温度が温度閾値Ｔｔｈよりも高く、且つ、電源Ｅａ及び電源Ｅｂのうちの充電対象のＳＯＣが、第２閾値Ｓｔｈ２（充電閾値）よりも高い状態である場合には、インバータＩＶの出力電流の上限閾値Ｉｔｈを減少させる。すなわち、ＥＣＵ５００は、モータＭ及びインバータＩＶの少なくとも一方の温度が高く、且つ、充電対象のＳＯＣを早急に上げる必要がない場合には、昇圧電力量又は降圧電力量を減少させ、モータＭ及びインバータＩＶの温度を低下させる。なお、第１閾値Ｓｔｈ１及び第２閾値Ｓｔｈ２は、電源Ｅａ，Ｅｂの種類に応じてそれぞれ設定される。例えば、高電圧バッテリ７０と１２Ｖバッテリ８０とでは、異なる第１閾値Ｓｔｈ１及び第２閾値Ｓｔｈ２がそれぞれ設定される。
【００２７】
次に、本実施形態に係る中性点昇降圧回路の第２例である中性点昇降圧回路３５Ｂを図３に示す。中性点昇降圧回路３５Ｂは、電源Ｅｂが絶縁トランスＴｒを介して中性点Ｐに接続されている点が中性点昇降圧回路３５Ａと異なる。詳しくは、平滑コンデンサＣ２の高電位側端子に、スイッチング素子ＳＷ０の第１端とダイオードＤ０のカソード端子が接続されている。そして、スイッチング素子ＳＷ０の第２端及びダイオードＤ０のアノード端子と平滑コンデンサＣ２の低電位側端子との端子間、及びリレーＲ１の第２端とインバータＩＶの低電位側端子との端子間に、絶縁トランスＴｒが接続されている。これにより、インバータＩＶ及び電源Ｅａの高電圧側と電源Ｅｂの低電圧側とが絶縁される。
【００２８】
中性点昇降圧回路３５Ａの場合、インバータＩＶの低電位側端子と電源Ｅｂの負極端子とは常に接続されているため、高電圧側のスイッチングノイズが低電圧側に回り込むおそれがある。また、高電圧側で漏電が発生した場合に、低電圧側に高電圧が回り込むおそれがある。これに対して、中性点昇降圧回路３５Ｂの場合、高電圧側と低電圧側とが絶縁されているため、高電圧側のスイッチングノイズが低電圧側に回り込むおそれがない。また、高電圧側で漏電が発生しても、低電圧側に高電圧が回り込むおそれがない。よって、中性点昇降圧回路３５Ｂは、中性点昇降圧回路３５Ａよりも安全性が向上している。
【００２９】
また、絶縁トランスＴｒの巻数比を適切に設定することにより、電源Ｅｂを電源Ｅａよりも高圧の電源とすることもできる。すなわち、電源Ｅａを１２Ｖバッテリ８０とし、電源Ｅｂを高電圧バッテリ７０とすることもできる。
【００３０】
さらに、絶縁トランスＴｒを挟んだ昇降圧回路は、モータＭのコイルを利用したフライバック方式の回路として構成するだけでなく、ハーフブリッジ方式やフルブリッジ方式等の車両に既存のＤＣＤＣコンバータに、絶縁トランスＴｒを接続して構成してもよい。インバータＩＶのスイッチング素子の少なくとも１つを、既存のＤＣＤＣコンバータを構成するスイッチング素子と兼用することで、コストの低下を図ることができる。
【００３１】
本実施形態では、中性点昇降圧を実施する際に、高電圧スタータ３０のステータのコイルに電流が流れるため、高電圧スタータ３０のモータトルクの出力を完全に抑制することは難しい。中性点昇降圧に伴う意図しないトルク脈動が駆動軸１３０に伝達されると、車両の状態に影響を及ぼすおそれがある。車両の走行中に、意図しないトルク脈動が駆動軸１３０に伝達されれば、車両の走行状態に影響を及ぼすおそれがある。また、車両の停車中であったとしても、意図しないトルク脈動が駆動軸１３０に伝達されれば、車両に衝撃を与えるおそれがある。この点、高電圧スタータ３０と駆動軸１３０とを解放した状態で中性点昇降圧を実施するため、中性点昇降圧の実施に伴うトルク脈動が駆動軸１３０に伝達されることがない。すなわち、中性点昇降圧の実施に伴い、車両の状態に影響を与えることはない。
【００３２】
次に、中性点降圧を実施する処理手順について、図４のフローチャートを参照して説明する。本処理手順は、ＥＣＵ５００が所定周期で繰り返し実行する。
【００３３】
まず、ステップＳ１０において、１２Ｖバッテリ８０のＳＯＣが第１閾値Ｓｔｈ１以下か否か判定する。すなわち、１２Ｖバッテリ８０を充電する必要があるか否か判定する。１２Ｖバッテリ８０のＳＯＣが第１閾値Ｓｔｈ１よりも大きい場合は（Ｓ１０：ＮＯ）、充電する必要がないので本処理を終了する。
【００３４】
１２Ｖバッテリ８０のＳＯＣが第１閾値Ｓｔｈ１以下（Ｓ１０：ＹＥＳ）の場合は、ステップＳ１１において、高電圧バッテリ７０のＳＯＣが第３閾値Ｓｔｈ３以下か否か判定する。第３閾値Ｓｔｈ３は、放電できるだけの十分なＳＯＣか否かを判定する閾値である。第３閾値Ｓｔｈ３は、バッテリの種類に応じて設定される。高電圧バッテリ７０のＳＯＣが第３閾値Ｓｔｈ３以下の場合は（Ｓ１１：ＹＥＳ）、ステップＳ１２において、高電圧バッテリ７０のＳＯＣが第３閾値Ｓｔｈ３を超えるまで待機し、本処理を終了する。
【００３５】
一方、高電圧バッテリ７０のＳＯＣが第３閾値Ｓｔｈ３よりも大きい場合は（Ｓ１１：ＮＯ）、次に、ステップＳ１３において、高電圧スタータ３０と駆動軸１３０とが切り離されているか否か判定する。すなわち、高電圧スタータ３０とエンジン１０とが切り離されているか、クラッチＣＬ１又はクラッチＣＬ２が解放されているかを判定する。高電圧スタータ３０と駆動軸１３０とが切り離されていない場合は（Ｓ１３：ＮＯ）、ステップＳ１４において、高電圧スタータ３０と駆動軸１３０とが切り離されるまで待機し、本処理を終了する。
【００３６】
一方、高電圧スタータ３０と駆動軸１３０とが切り離されている場合は（Ｓ１３：ＹＥＳ）、次に、ステップＳ１５において、高電圧スタータ３０及びスタータ用インバータ３１の温度が温度閾値Ｔｔｈ以下、又は、１２Ｖバッテリ８０のＳＯＣが第２閾値Ｓｔｈ２以下かを判定する。高電圧スタータ３０又はスタータ用インバータ３１の温度が温度閾値Ｔｔｈよりも高く、且つ、１２Ｖバッテリ８０のＳＯＣが第２閾値Ｓｔｈ２よりも高い場合はＳ１５：ＮＯ）、ステップＳ１６において、スタータ用インバータ３１の出力電流の上限閾値Ｉｔｈを引き下げる。すなわち、高電圧スタータ３０又はスタータ用インバータ３１の温度が高く、且つ、１２Ｖバッテリ８０のＳＯＣを早急に上げる必要がない場合には、上限閾値Ｉｔｈを引き下げる。そして、ステップＳ１７の処理に進む。
【００３７】
一方、高電圧スタータ３０及びスタータ用インバータ３１の温度が温度閾値Ｔｔｈ以下、又は、１２Ｖバッテリ８０のＳＯＣが第２閾値Ｓｔｈ２以下の場合は（Ｓ１５：ＹＥＳ）、そのままステップＳ１７の処理に進む。すなわち、高電圧スタータ３０又はスタータ用インバータ３１の温度が低い、又は１２Ｖバッテリ８０のＳＯＣを早急に上げる必要がある場合には、上限閾値Ｉｔｈを引き下げないで、ステップＳ１７の処理に進む。ステップＳ１７では、リレーＲ１を閉状態にして、中性点Ｐに１２Ｖバッテリ８０を接続する。そして、トルク出力電流と降圧の実施に伴う中性点入出力電流との合計が上限閾値Ｉｔｈ未満になるように、高電圧バッテリ７０の電圧の降圧を実施する。そして、高電圧バッテリ７０の電力で１２Ｖバッテリ８０を充電する。以上で本処理を終了する。
【００３８】
次に、中性点昇圧を実施する処理手順について、図５のフローチャートを参照して説明する。本処理手順は、ＥＣＵ５００が所定周期で繰り返し実行する。ＥＣＵ５００は、図４に示す処理手順を所定周期で実行しつつ、図５に示す処理手順を所定間隔で実行する。
【００３９】
まず、ステップＳ２０において、高電圧バッテリ７０のＳＯＣが第１閾値Ｓｔｈ１以下か否か判定する。すなわち、高電圧バッテリ７０を充電する必要があるか否か判定する。高電圧バッテリ７０のＳＯＣが第１閾値Ｓｔｈ１よりも大きい場合は（Ｓ２０：ＮＯ）、充電する必要がないので本処理を終了する。
【００４０】
高電圧バッテリ７０のＳＯＣが第１閾値以下（Ｓ２０：ＹＥＳ）の場合は、ステップＳ２１において、１２Ｖバッテリ８０のＳＯＣが第３閾値Ｓｔｈ３以下か否か判定する。１２Ｖバッテリ８０のＳＯＣが第３閾値Ｓｔｈ３以下の場合は（Ｓ２１：ＹＥＳ）、ステップＳ２２において、１２Ｖバッテリ８０のＳＯＣが第３閾値Ｓｔｈ３を超えるまで待機し、本処理を終了する。
【００４１】
一方、１２バッテリ８０のＳＯＣが第３閾値Ｓｔｈ３よりも大きい場合は（Ｓ２１：ＮＯ）、次に、ステップＳ２３において、高電圧スタータ３０と駆動軸１３０とが切り離されているか否か判定する。高電圧スタータ３０と駆動軸１３０とが切り離されていない場合は（Ｓ２３：ＮＯ）、ステップＳ２４において、高電圧スタータ３０と駆動軸１３０とが切り離されるまで待機し、本処理を終了する。
【００４２】
一方、高電圧スタータ３０と駆動軸１３０とが切り離されている場合は（Ｓ２３：ＹＥＳ）、次に、ステップＳ２５において、高電圧スタータ３０及びスタータ用インバータ３１の温度が温度閾値Ｔｔｈ以下、又は、高電圧バッテリ７０のＳＯＣが第２閾値Ｓｔｈ２以下かを判定する。高電圧スタータ３０又はスタータ用インバータ３１の温度が温度閾値Ｔｔｈよりも高く、且つ、高電圧バッテリ７０のＳＯＣが第２閾値Ｓｔｈ２よりも高い場合はＳ２５：ＮＯ）、ステップＳ２６において、スタータ用インバータ３１の出力電流の上限閾値Ｉｔｈを引き下げて、ステップＳ２７の処理に進む。
【００４３】
一方、高電圧スタータ３０及びスタータ用インバータ３１の温度が温度閾値Ｔｔｈ以下、又は、高電圧バッテリ７０のＳＯＣが第２閾値Ｓｔｈ２以下の場合は（Ｓ２５：ＹＥＳ）、そのままステップＳ２７の処理に進む。ステップＳ２７では、リレーＲ１を閉状態にして、中性点Ｐに１２Ｖバッテリ８０を接続する。そして、トルク出力電流と昇圧の実施に伴う中性点入出力電流との合計が上限閾値Ｉｔｈ未満になるように、１２Ｖバッテリ８０の電圧の昇圧を実施する。そして、１２Ｖバッテリ８０の電力で高電圧バッテリ７０を充電する。以上で本処理を終了する。
【００４４】
以上説明した第１実施形態によれば、以下の効果を奏する。
【００４５】
（１）中性点昇降圧回路３５Ａ，３５Ｂを形成するモータＭと、駆動軸１３０とが解放されている場合に限って、中性点昇降圧が実施される。よって、駆動軸１３０に意図しないトルク脈動を与えることなく、中性点昇降圧を実施することができる。ひいては、車両の状態に影響を与えることなく、中性点昇降圧を実施することができる。
【００４６】
（２）モータＭの出力トルクの大きさに合わせて、中性点昇降圧の電力量を制御することにより、インバータＩＶに流れる電流をインバータＩＶの上限閾値Ｉｔｈ以内に収めることができる。よって、大電流容量のインバータＩＶを用いることなく中性点昇降圧を実施することができる。ひいては、コストを抑制することができる。
【００４７】
（３）モータＭ又はインバータＩＶの少なくとも一方の温度が温度閾値Ｔｔｈよりも高く、且つ充電対象のバッテリが第２閾値Ｓｔｈ２よりも高い状態である場合には、上限閾値Ｉｔｈが減少される。これにより、モータＭ及びインバータＩＶの通電電力が減少するため、モータＭ及びインバータＩＶの温度を低下させることができる。
【００４８】
（４）モータＭとエンジン１０とが切り離されている場合、又は、クラッチＣＬ１及びクラッチＣＬ２のいずれかが解放されている場合に限って、中性点昇降圧が実施される。したがって、車両の状態に影響を与えることなく、中性点昇降圧を実施することができる。
【００４９】
（５）絶縁トランスＴｒを介して電源Ｅｂを中性点Ｐに接続する場合は、高電圧側と低電圧側とが絶縁されているため、高電圧のスイッチングノイズが低電圧側に回り込むことがない。また、高電圧側が漏電しても、低電圧側に回り込むことがない。よって、電源システムの安全性を向上させることができる。ひいては、高電圧側が故障しても、低電圧側の電源Ｅｂを使用して退避走行することができる。
【００５０】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る電源システムについて、第１実施形態に係る電源システムと異なる点を説明する。図６に、第２実施形態に係る電源システムを備える車両の構成を示す。本車両は、エンジン１０、ＩＳＧ６０、ＩＳＧ用インバータ６１、４８Ｖバッテリ９０、１２Ｖバッテリ８０、補機類２００、変速機１００、及びＥＣＵ５００を備える。
【００５１】
ＩＳＧ６０（Integrated Starter Generator）は、４８Ｖで作動するモータ機能を備えた３相の交流発電機であり、ロータと３相のコイルが巻回されたステータとを備える。ＩＳＧ６０は、エンジン１０の始動時に初期回転を付与するスタータとし作動するとともに、車両の減速時に発電機として作動して回生発電を行う。ＩＳＧ６０により発電された交流電力は、ＩＳＧ用インバータ６１で直流電力に変換され、４８Ｖバッテリ９０に供給される。さらに、ＩＳＧ６０には、車両の加速時に、モータとして作動し、エンジン１０をアシストするものもある。
【００５２】
ＩＳＧ６０の回転軸は、エンジン１０のクランクプーリーとＩＳＧベルトで連結されており、ＩＳＧ６０はエンジン１０に常時接続されている。エンジン１０のクランク軸は、変速機１００の入力軸に接続されている。そして、変速機１００の入力軸は、クラッチＣＬ１を介して変速機１００の出力軸に接続される。変速機１００の出力軸は、デファレンシャルギア１２０を介して、駆動軸１３０に接続されている。駆動軸１３０の両端には車輪１１０が接続されている。ＩＳＧ６０は、クラッチＣＬ１が締結されている状態の場合に、駆動軸１３０に連結され、クラッチＣＬ１が解放されている状態の場合に、駆動軸１３０から解放される。
【００５３】
ＩＳＧ６０には、ＩＳＧ６０を駆動する３相のＩＳＧ用インバータ６１が接続されており、ＩＳＧ用インバータ６１には、ＩＳＧ６０に電力を供給する直流電源の４８Ｖバッテリ９０が接続されている。４８Ｖバッテリ９０としては、例えば、リチウムイオン蓄電池やニッケル水素蓄電池を用いることができる。
【００５４】
また、ＩＳＧ６０の３相コイルの中性点Ｐには、リレーＲ１を介して１２Ｖバッテリ８０が接続される。１２Ｖバッテリ８０には補機類２００が接続されており、１２Ｖバッテリ８０は、補機類２００に電力を供給する。本電源システムは、１２Ｖバッテリ８０と４８Ｖバッテリ９０の二つの直流電源を備える。
【００５５】
本実施形態では、ＩＳＧ６０とＩＳＧ用インバータ６１から中性点昇降圧回路３５Ａ，３５Ｂが形成される。すなわち、本実施形態では、ＩＳＧ６０がモータＭ、ＩＳＧ用インバータ６１がインバータＩＶとなる。そして、４８Ｖバッテリ９０が電源Ｅａ、１２Ｖバッテリ８０が電源Ｅｂとなり、４８Ｖバッテリ９０と１２Ｖバッテリ８０との間で電力のやり取りを行う。その際、クラッチＣＬ１を解放させておく。
【００５６】
本実施形態では、ＩＳＧ６０が発電作動して４８Ｖバッテリ９０を充電している状態で、４８Ｖバッテリ９０の電圧を降圧して、１２Ｖバッテリ８０を充電することがある。ＥＣＵ５００は、中性点昇降圧を実施する場合に、モータＭの入力トルクに応じたトルク出力電流と、中性点昇降圧の実施に伴う中性点Ｐの入出力電流との合計が、インバータＩＶの出力電流の上限閾値Ｉｔｈ未満になるように、インバータＩＶのスイッチングを制御する。
【００５７】
４８Ｖバッテリ９０の電圧の降圧制御は、図４に示すフローチャートと同様の処理手順で行う。また、１２Ｖバッテリ８０の電圧の昇圧制御は、図５に示すフローチャートと同様の処理手順で行う。本実施形態では、４８Ｖバッテリ９０が高電圧バッテリとなる。
【００５８】
以上説明した第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００５９】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係る電源システムについて、第１実施形態に係る電源システムと異なる点を説明する。図７に、第３実施形態に係る電源システムを備える車両の構成を示す。本車両は、エンジン１０、走行用ＭＧ２０、ＭＧ用インバータ２１、４８Ｖスタータ５０、スタータ用インバータ５１、高電圧バッテリ７０、１２Ｖバッテリ８０、４８Ｖバッテリ９０、補機類２００、変速機１００、及びＥＣＵ５００を備える。
【００６０】
４８Ｖスタータ５０は、３相の交流モータであり、ロータと３相のコイルが巻回されたステータとを備える。４８Ｖスタータ５０は、４８Ｖで作動して、エンジン１０の始動の際に、エンジン１０のクランク軸に初期回転を付与する。４８Ｖスタータ５０には、４８Ｖスタータ５０を駆動する３相のスタータ用インバータ５１が接続されており、スタータ用インバータ５１には、４８Ｖスタータ５０に電力を供給する４８Ｖバッテリ９０が接続されている。
【００６１】
エンジン１０、走行用ＭＧ２０、ＭＧ用インバータ２１、高電圧バッテリ７０及び変速機１００の接続は、第１実施形態と同様になっている。走行用ＭＧ２０は、クラッチＣＬ１が締結されている状態の場合に、駆動軸１３０に連結され、クラッチＣＬ１が解放されている状態の場合に、駆動軸１３０から解放される。
【００６２】
そして、走行用ＭＧ２０の３相のコイルの中性点Ｐには、リレーＲ２を介して、１２Ｖバッテリ８０又は４８Ｖバッテリ９０が接続される。リレーＲ２は、閉状態の接点を二つ有し、第１接点で閉状態になると中性点Ｐに１２Ｖバッテリ８０が接続され、第２接点で閉状態になると中性点Ｐに４８Ｖバッテリ９０が接続される。１２Ｖバッテリ８０には、補機類２００が接続されている。すなわち、本電源システムは、高電圧バッテリ７０、１２Ｖバッテリ８０及び４８Ｖバッテリ９０の三つの直流電源を備える。
【００６３】
次に、本実施形態に係る中性点昇降圧回路３５Ｃについて、中性点昇降圧回路３５Ａと異なる点を説明する。図８に中性点昇降圧回路３５Ｃを示す。本実施形態では、走行用ＭＧ２０がモータＭ、ＭＧ用インバータ２１がインバータＩＶとなる。
【００６４】
３相のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗの中性点Ｐには、リレーＲ２の第１端が接続されている。そして、リレーＲ２の第２端の第１接点には、電源Ｅｂの正極端子が接続されており、リレーＲ２の第２端の第２接点には、電源Ｅｃの正極端子が接続されている。電源Ｅｂ，Ｅｃには、それぞれ並列に平滑コンデンサＣ２，Ｃ３が接続されている。リレーＲ２を第１接点で閉状態にすると、中性点Ｐに電源Ｅｂが接続され、電源Ｅａ（第１電源）と電源Ｅｂ（第２電源）との間で電力のやり取りが行われる。また、リレーＲ２を第２接点で閉状態にすると、中性点Ｐに電源Ｅｃが接続され、電源Ｅａと電源Ｅｃ（第２電源）との間で電力のやり取りが行われる。
【００６５】
なお、中性点昇降圧回路３５Ｂのように絶縁トランスＴｒを、中性点昇降圧回路３５Ｃに設けてもよい。詳しくは、リレーＲ２の第１接点と電源Ｅｂの正極端子との間に絶縁トランスＴｒを接続し、電源Ｅｂが絶縁トランス及びリレーＲ２を介して高電圧側に接続されるようにする。さらに、リレーＲ２の第２接点と電源Ｅｃの正極端子との間に絶縁トランスＴｒを接続し、電源Ｅｃが絶縁トランス及びリレーＲ２を介して高電圧側に接続されるようにする。
【００６６】
本実施形態では、高電圧バッテリ７０が電源Ｅａ、１２Ｖバッテリ８０が電源Ｅｂ、４８Ｖバッテリ９０が電源Ｅｃとなり、中性点昇降圧回路３５Ｃを利用して、高電圧バッテリ７０と１２Ｖバッテリ８０と４８Ｖバッテリ９０との間で電力のやり取りを行う。その際、クラッチＣＬ１を解放して、走行用ＭＧ２０と駆動軸１３０とを切り離しておく。よって、車両の停止中に中性点昇降圧を実施する。車両の停止中であっても、エンジン１０により走行用ＭＧが発電作動している場合には、ＭＧ用インバータ２１に、トルク出力電流と、中性点昇降圧の実施に伴う中性点Ｐの入出力電流とが流れる。
【００６７】
次に、中性点降圧を実施する処理手順について、図９のフローチャートを参照して説明する。本処理手順は、ＥＣＵ５００が所定周期で繰り返し実行する。
【００６８】
まず、ステップＳ５０では、１２Ｖバッテリ８０のＳＯＣ又は４８Ｖバッテリ９０のＳＯＣが第１閾値Ｓｔｈ１以下か否か判定する。すなわち、１２Ｖバッテリ８０又は４８Ｖバッテリ９０を充電する必要があるか否か判定する。１２Ｖバッテリ８０のＳＯＣ及び４８Ｖバッテリ９０のＳＯＣがいずれも第１閾値Ｓｔｈ１よりも大きい場合は（Ｓ１０：ＮＯ）、充電する必要がないので本処理を終了する。なお、この際に用いる第１閾値Ｓｔｈ１は、１２Ｖバッテリ８０と４８Ｖバッテリ９０とでそれぞれ設定されたものを用いる。
【００６９】
１２Ｖバッテリ８０のＳＯＣ又は４８Ｖバッテリ９０のＳＯＣが第１閾値Ｓｔｈ１以下（Ｓ１０：ＹＥＳ）の場合は、ステップＳ５１において、充電対象を決定する。どちらのＳＯＣも第１閾値Ｓｔｈ１以下の場合は、充電の必要性が高い方のバッテリを充電対象とする。
【００７０】
続いて、ステップＳ５２からステップＳ５５では、ステップＳ１１からステップＳ１４と同様の処理を行う。続いて、ステップＳ５６では、ステップＳ１５の判定における１２Ｖバッテリ８０のＳＯＣを充電対象のＳＯＣとして、ステップＳ１５と同様の処理を行う。続いて、ステップＳ５７では、ステップＳ１６と同様の処理を行う。続いて、ステップＳ５８では、リレーＲ２を閉状態にして、中性点Ｐに充電対象の方のバッテリを接続し、ステップＳ１７の処理と同様に降圧を実施する。そして、高電圧バッテリ１７の電力で充電対象のバッテリを充電する。以上で本処理を終了する。
【００７１】
次に、中性点昇圧を実施する処理手順について、図１０のフローチャートを参照して説明する。本処理手順は、ＥＣＵ５００が所定周期で繰り返し実行する。
【００７２】
まず、ステップＳ６０では、ステップＳ２０と同様の処理を行う。続いて、ステップＳ６１では、１２Ｖバッテリ８０のＳＯＣ及び４８Ｖバッテリ９０のＳＯＣが第３閾値Ｓｔｈ３以下か否か判定する。この際に用いる第３閾値Ｓｔｈ３は、１２Ｖバッテリ８０と４８Ｖバッテリ９０とでそれぞれ設定されたものを用いる。１２Ｖバッテリ８０のＳＯＣ及び４８Ｖバッテリ９０のＳＯＣの両方が第３閾値Ｓｔｈ３以下の場合は（Ｓ２１：ＹＥＳ）、ステップＳ２２において、どちらかのＳＯＣが第３閾値Ｓｔｈ３を超えるまで待機し、本処理を終了する。
【００７３】
一方、１２バッテリ８０のＳＯＣと４８Ｖバッテリ９０のＳＯＣのどちらかが第３閾値Ｓｔｈ３よりも大きい場合は（Ｓ２１：ＮＯ）、ステップＳ６３において、放電対象を決定する。続いて、ステップＳ６４からステップＳ６７では、ステップＳ２３からステップＳ２６と同様の処理を行う。続いて、ステップＳ６８では、リレーＲ２を閉状態にして、中性点Ｐに放電対象の方のバッテリを接続し、ステップＳ２７の処理と同様に昇圧を実施する。そして、放電対象の電力で高電圧バッテリ１７を充電する。以上で本処理を終了する。
【００７４】
以上説明した第３実施形態によれば、第１実施形態の効果（１）〜（３），（５）と同様の効果を奏するとともに、以下の効果を奏する。
【００７５】
（６）クラッチＣＬ２が解放されている場合に限って、中性点昇降圧が実施される。したがって、車両の状態に影響を与えることなく、中性点昇降圧を実施するこができる。
【００７６】
（７）３つ以上の直流電源を備える場合でも、適宜選択した直流電源を中性点Ｐに接続することにより、３つ以上の直流電源間で電力のやり取りをすることができる。
【００７７】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態に係る電源システムについて、第１実施形態に係る電源システムと異なる点を説明する。図１１に、第４実施形態に係る電源システムを備える車両の構成を示す。本車両は、エンジン１０、走行用ＭＧ２０、ＤＣスタータ４００、電動コンプレッサ４０、ＭＧ用インバータ２１、コンプレッサ用インバータ４１、高電圧バッテリ７０、１２Ｖバッテリ８０、補機類２００、変速機１００、及びＥＣＵ５００を備える。
【００７８】
ＤＣスタータ４００（直流電動機）は、直流モータであり、エンジン１０の始動時に、エンジン１０のクランク軸に初期回転を付与する。
【００７９】
電動コンプレッサ４０（交流電動機）は、スクロールやベーンと、スクロールやベーンを回転させる３相の交流モータとを含んでいる。電動コンプレッサ４０には、交流モータを駆動するコンプレッサ用インバータ４１が接続されている。コンプレッサ用インバータ４１には、電動コンプレッサ４０の交流モータに電力を供給する高電圧バッテリ７０が接続されている。
【００８０】
そして、電動コンプレッサ４０に含まれる交流モータの３相のコイルの中性点Ｐには、リレーＲ１を介して、１２Ｖバッテリ８０が接続される。１２Ｖバッテリ８０には、補機類２００が接続されている。
【００８１】
また、エンジン１０、走行用ＭＧ２０、ＭＧ用インバータ２１、高電圧バッテリ７０及び変速機１００の接続は、第１実施形態と同様になっている。高電圧バッテリ７０は、電動コンプレッサ４０及び走行用ＭＧ２０に電力を供給する。本電源システムは、高電圧バッテリ７０と１２Ｖバッテリ８０の二つの直流電源を備える。
【００８２】
また、第４実施形態の別例に係る車両の構成を図１２に示す。本実施形態の別例に係る車両は、図１１に示した車両と、エンジン１０、ＤＣスタータ４００、クラッチＣＬ２、及び変速機１００を備えていない点が異なる。すなわち、本実施形態の別例に係る車両は、走行用ＭＧ２０の動力のみで駆動する電気自動車である。
【００８３】
本実施形態では、電動コンプレッサ４０の交流モータとコンプレッサ用インバータ４１から中性点昇降圧回路３５Ａ，３５Ｂが形成される。すなわち、本実施形態では、電動コンプレッサ４０の交流モータがモータＭ、コンプレッサ用インバータ４１がインバータＩＶとなる。そして、高電圧バッテリ７０が電源Ｅａ、１２Ｖバッテリ８０が電源Ｅｂとなり、高電圧バッテリ７０と１２Ｖバッテリ８０との間で電力のやり取りを行う。
【００８４】
ここで、ＥＣＵ５００は、電動コンプレッサ４０を本来の用途に使用していない場合に限って、中性点昇降圧を実施する。電動コンプレッサ４０を使用中に中性点昇降圧を実施すると、中性点昇降圧の実施に伴う意図しないトルク脈動がスクロールやベーンに伝達され、スクロールやベーンの回転が不安定になる。ひいては、通常の電動コンプレッサ４０の通常の使用時と異なる音が発生して、車両の乗員に不快感を与えるおそれがある。この点、電動コンプレッサ４０を使用していないときに中性点昇降圧を実施するため、中性点昇降圧の実施に伴うトルク脈動が電動コンプレッサ４０内に伝達されることがなく、通常の使用時と異なる音の発生が抑制される。
【００８５】
また、電動コンプレッサ４０を使用していない時に中性点昇降圧を実施するため、中性点昇降圧の実施中に、コンプレッサ用インバータ４１にトルク出力電流は流れない。よって、ＥＣＵ５００は、中性点昇降圧の実施に伴う入出力電流が上限閾値Ｉｔｈ未満になるように、コンプレッサ用インバータ４１のスイッチングを制御すればよい。
【００８６】
次に、中性点降圧を実施する処理手順について、図１３のフローチャートを参照して説明する。本処理手順は、ＥＣＵ５００が所定周期で繰り返し実行する。
【００８７】
まず、ステップＳ３０からステップＳ３２では、ステップＳ１０からステップＳ１２と同様の処理を行う。そして、高電圧バッテリ７０のＳＯＣが第３閾値Ｓｔｈ３よりも大きい場合は（Ｓ３１：ＮＯ）、次に、ステップＳ３３において、電動コンプレッサ４０を使用中か否か判定する。電動コンプレッサ４０を使用中の場合は（Ｓ３３：ＹＥＳ）、ステップＳ３４において、電動コンプレッサ４０の使用が終了するまで待機し、本処理を終了する。
【００８８】
一方、電動コンプレッサ４０を使用中でない場合は（Ｓ３３：ＮＯ）、ステップＳ３５及びステップＳ３６において、ステップＳ１５及びステップＳ１６と同様の処理を行う。
【００８９】
続いて、ステップＳ３７において、リレーＲ１を閉状態にして、中性点Ｐに１２Ｖバッテリ８０を接続する。そして、降圧の実施に伴う中性点入出力電流が、コンプレッサ用インバータ４１の出力電流の上限閾値Ｉｔｈ未満になるように、高電圧バッテリ７０の電圧の降圧を実施する。そして、高電圧バッテリ７０の電力で１２Ｖバッテリ８０を充電する。以上で本処理を終了する。
【００９０】
次に、中性点昇圧を実施する処理手順について、図１４のフローチャートを参照して説明する。本処理手順は、ＥＣＵ５００が所定周期で繰り返し実行する。
【００９１】
まず、ステップＳ４０からステップＳ４２では、ステップＳ２０からステップＳ２２と同様の処理を行う。そして、１２バッテリ８０のＳＯＣが第３閾値Ｓｔｈ３よりも大きい場合は（Ｓ４１：ＮＯ）、次に、ステップＳ４３において、電動コンプレッサ４０を使用中か否か判定する。電動コンプレッサ４０を使用中の場合は（Ｓ３３：ＹＥＳ）、ステップＳ４４において、電動コンプレッサ４０の使用が終了するまで待機し、本処理を終了する。
【００９２】
一方、電動コンプレッサ４０を使用中でない場合は（Ｓ４３：ＮＯ）、ステップＳ４５及びステップＳ４６において、ステップＳ２５及びステップＳ２６と同様の処理を行う。
【００９３】
続いて、ステップＳ４７において、リレーＲ１を閉状態にして、中性点Ｐに１２Ｖバッテリ８０を接続する。そして、昇圧の実施に伴う中性点入出力電流が上限閾値Ｉｔｈ未満になるように、１２Ｖバッテリ８０の電圧の昇圧を実施する。そして、１２Ｖバッテリ８０の電力で高電圧バッテリ７０を充電する。以上で本処理を終了する。
【００９４】
以上説明した第４実施形態によれば、第１実施形態の効果（２），（３），（５）と同様の効果を奏するとともに以下の効果を奏する。
【００９５】
（８）電動コンプレッサ４０が使用されていない場合に限って、電動コンプレッサ４０の交流モータとコンプレッサ用インバータ４１から形成された昇降圧回路を利用して、中性点昇降圧が実施される。よって、中性点昇降圧を実施した際にトルクが発生しても、電動コンプレッサ４０内にトルク脈動が伝達されることを抑制できる。よって、電動コンプレッサ４０の通常の使用時と異なる音の発生を抑制することができる。
【００９６】
（第５実施形態）
次に、第５実施形態に係る電源システムについて、第４実施形態に係る電源システムと異なる点を説明する。図１５に、第５実施形態に係る電源システムを備える車両の構成を示す。本車両は、エンジン１０、走行用ＭＧ２０、ＤＣスタータ４００、電動コンプレッサ４０、ＭＧ用インバータ２１、コンプレッサ用インバータ４１、高電圧バッテリ７０、１２Ｖバッテリ８０、補機類２００、ＤＣＤＣコンバータ３００、変速機１００、及びＥＣＵ５００を備える。
【００９７】
エンジン１０、ＤＣスタータ４００、走行用ＭＧ２０、ＭＧ用インバータ２１、高電圧バッテリ７０及び変速機１００の接続は、第４実施形態と同様になっている。さらに、本実施形態では、電動コンプレッサ４０に含まれる交流モータの３相のコイルの中性点Ｐに、リレーＲ１を介してＤＣスタータ４００が接続される。
【００９８】
ＤＣＤＣコンバータ３００は、高電圧バッテリ７０と１２Ｖバッテリ８０との間に接続されており、高電圧バッテリ７０の電圧を降圧して１２Ｖバッテリ８０へ出力したり、１２Ｖバッテリ８０の電圧を昇圧して高電圧バッテリ７０へ出力したりする。すなわち、本実施形態では、高電圧バッテリ７０と１２Ｖバッテリ８０は、ＤＣＤＣコンバータ３００を介して電力のやり取りを行う。
【００９９】
本実施形態では、電動コンプレッサ４０の交流モータとコンプレッサ用インバータ４１から中性点昇降圧回路３５Ａ，３５Ｂが形成される。ただし、本実施形態では、中性点昇降圧回路３５Ａ，３５Ｂを用いて昇圧は実施せず、降圧のみを実施する。そして、高電圧バッテリ７０を電源Ｅａとするとともに、電源Ｅｂの代わりにＤＣスタータ４００を接続する。すなわち、エンジン１０の始動時に、リレーＲ１を閉状態にして、中性点ＰにＤＣスタータ４００を接続する。そして、高電圧バッテリ７０の電圧を降圧して、高電圧バッテリ７０の電力をＤＣスタータ４００へ供給する。その際、ＥＣＵ５００は、ＤＣスタータ４００の要求出力に合わせて降圧を実施して、ＤＣスタータ４００に印加する電圧を制御する。
【０１００】
高電圧バッテリ７０の電圧の降圧は、図１３に示すフローチャートと同様の処理手順で行う。ただし、ステップＳ３０では、エンジン１０の始動時か否かを判定する。また、ステップＳ３５では、１２Ｖバッテリ８０のＳＯＣが第２閾値Ｓｔｈ２以下か否か判定する代わりに、ＤＣスタータ４００の要求出力が閾値以上か否か判定する。
【０１０１】
以上説明した第４実施形態によれば、第５実施形態と同様の効果を奏するとともに、以下の効果を奏する。
【０１０２】
（９）ＤＣスタータ４００への供給電圧を制御することにより、ＤＣスタータ４００の出力制御を行うことができる。
【０１０３】
（他の実施形態）
・第１〜第３実施形態において、モータＭと駆動軸１３０とが連結している場合に、解放されている場合よりも、モータＭのコイルに流れる電流を抑制して、中性点昇降圧を実施するようにしてもよい。このようにしても、中性点昇降圧を実施した際に発生するトルクが抑制されるため、駆動軸１３０に伝達されるトルク脈動が抑制される。したがって、車両の状態に影響を与えることを抑制して、中性点昇降圧を実施することができる。
【０１０４】
・第４及び第５実施形態において、電動コンプレッサ４０を通常の用途に使用している場合に、使用していない場合よりも、電動コンプレッサ４０の交流モータのコイルに流れる電流を抑制して、中性点昇降圧を実施するようにしてもよい。このようにしても、中性点昇降圧を実施した際に発生するトルクが抑制されるため、電動コンプレッサ４０内に伝達されるトルク脈動が抑制される。したがって、電動コンプレッサ４０の通常の使用時と異なる音の発生を抑制することができる。
【０１０５】
・第５実施形態において、ＤＣスタータ４００を、油圧ポンプを駆動する直流モータとしてもよい。すなわち、ＤＣスタータ４００の代わりに、油圧ポンプを駆動する直流モータを中性点昇降圧回路３５Ａ，３５Ｂに接続し、高電圧バッテリ７０の電力を、油圧ポンプを駆動する直流モータに供給してもよい。
【０１０６】
・各実施形態において、複数の異なる直流電源は、同じ電圧の違う材料で形成された違う種類のバッテリでもよい。また、複数の異なる直流電源は、異なる電圧の同じ種類のバッテリでもよい。
【０１０７】
・第４実施形態のように、電動コンプレッサ４０の交流モータを用いて中性点昇降圧回路３５Ａ，３５Ｂを形成する電源システムは、走行用ＭＧ２０やＩＳＧ６０を備えていない、エンジン１０のみを走行駆動源とする車両に適用してもよい。
【符号の説明】
【０１０８】
２０…ＭＧ用モータ、２１…ＭＧ用インバータ、３０…高電圧スタータ、３１…スタータ用インバータ、６０…ＩＳＧ、６１…ＩＳＧ用インバータ、７０…高電圧バッテリ、８０…１２Ｖバッテリ、９０…４８Ｖバッテリ、１３０…駆動軸、５００…ＥＣＵ。
【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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