JP4743342B2 - 電動車両の電源システム、電動車両および電動車両の電源システムの制御方法 - Google Patents

Description

この発明は、電動車両の電源システム、電動車両、および電動車両の電源システムの制御方法に関し、より特定的には、主蓄電装置および複数の副蓄電装置を搭載する電動車両の電源システムの制御に関する。

近年、環境にやさしい車両として、電気自動車、ハイブリッド自動車および燃料電池自動車等の電動車両が開発され実用化されている。これらの電動車両には、車両駆動力を発生する電動機および、蓄電装置を含んで構成された電動機駆動電力を供給するための電源システムが搭載されている。

特に、ハイブリッド自動車の車載蓄電装置を車両外部の電源（以下、「外部電源」とも称する）によって充電する構成が提案されていることもあり、これらの電動車両では、車載蓄電装置の蓄積電力によって走行可能な距離を長くすることが求められている。なお、以下では、外部電源による車載蓄電装置の充電について、単に「外部充電」とも称する。

たとえば、特開２００８−１０９８４０号公報（特許文献１）には、複数個の蓄電装置（バッテリ）を並列接続した電源システムが記載されている。特許文献１に記載の電源システムでは、蓄電装置（バッテリ）ごとに充放電調整機構としての電圧変換器（コンバータ）が設けられている。これに対して、特開２００８−１６７６２０号公報（特許文献２）には、主蓄電装置と複数の副蓄電装置とを搭載した車両において、主蓄電装置に対応するコンバータと、複数の副蓄電装置により共有されるコンバータとを設ける電源装置の構成が記載されている。この構成によれば、装置の要素の数を抑制しつつ蓄電可能なエネルギ量を増やすことができる。

特に、特許文献２に記載された構成では、複数の副蓄電装置のうちの１つが選択的にコンバータと接続されて、主蓄電装置および選択副蓄電装置によって、車両駆動用電動機の駆動電力が供給される。このような電源装置では、使用中の副蓄電装置のＳＯＣ（State of Charge）が低下すると、新たな副蓄電装置とコンバータとを接続するようにして、複数個の副蓄電装置を順次使用することによって、蓄電エネルギによる走行距離（ＥＶ（Electric Vehicle）走行距離）を延ばしている。

特開２００８−１０９８４０号公報 特開２００８−１６７６２０号公報

特許文献２に記載された電源システムでは、全ての副蓄電装置が使用済になった場合には、積極的に全ての副蓄電装置をコンバータから電気的に切離すことによって、以降における電源システムの制御上の自由度が向上することが期待できる。

しかしながら主蓄電装置のみに電力が入出力されるので、主蓄電装置および副蓄電装置の両方が使用可能であるときに比べて、主蓄電装置の劣化が進む可能性がある。主蓄電装置のみが高温下（あるいは低温下）で使用される場合には、主蓄電装置にとって過酷な状況が生じるため、主蓄電装置の劣化が進行する可能性はより高くなる。

この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、主蓄電装置および複数の副蓄電装置を備え、かつ、複数の副蓄電装置によって電圧変換器（コンバータ）を共有する構成の電源システムにおいて、主蓄電装置の適切な保護を図ることを可能にするための技術を提供することである。

本発明のある局面に従う電動車両の電源システムは、車両駆動パワーを発生するモータと、モータを駆動するインバータとを搭載した電動車両の電源システムである。電源システムは、主蓄電装置と、インバータに給電する給電ラインと、第１の電圧変換器と、互いに並列に設けられた複数の副蓄電装置と、第１の電圧変換器と、第２の電圧変換器と、接続部と、制御装置とを備える。第１の電圧変換器は、給電ラインと主蓄電装置との間に設けられ、双方向の電圧変換を行なうように構成される。第２の電圧変換器は、複数の副蓄電装置と給電ラインとの間に設けられ、複数の副蓄電装置のうちの選択された副蓄電装置と給電ラインの間で双方向の電圧変換を行なうように構成される。接続部は、複数の副蓄電装置と第２の電圧変換器との間に設けられ、第２の電圧変換器に対する選択された副蓄電装置の接続および切離しを行なうように構成される。制御装置は、第２の電圧変換器に対する選択された副蓄電装置の接続および切離しを制御するように構成される。制御装置は、切離判定部と、切離禁止部とを含む。切離判定部は、選択された副蓄電装置と交換可能な新たな副蓄電装置が存在しないときに、選択された副蓄電装置の充電状態に基づいて、選択された副蓄電装置を第２の電圧変換器から切り離すための切離要求の発生要否を判定するように構成される。切離禁止部は、主蓄電装置および複数の副蓄電装置のうち少なくとも１つの蓄電装置の温度に関する温度条件が成立する場合に、切離要求を発生しないように切離判定部に指示するように構成される。

好ましくは、制御装置は、電力制限部をさらに含む。電力制限部は、主蓄電装置の温度が所定の範囲外である場合に、主蓄電装置の入力電力および出力電力を制限するように構成される。少なくとも１つの蓄電装置は、主蓄電装置を含む。温度条件は、主蓄電装置の温度が所定の範囲外であるという第１の条件を含む。

好ましくは、温度条件は、第１の条件、および、複数の副蓄電装置の温度に関する第２の条件のうちの少なくとも１つの条件である。第２の条件は、複数の副蓄電装置のうちの少なくとも１つの副蓄電装置の温度が所定の下限値を下回るという条件である。

好ましくは、少なくとも１つの副蓄電装置は、複数の副蓄電装置のうち選択された副蓄電装置を除いた残余の副蓄電装置である。

好ましくは、切離禁止部は、電動車両の起動時には、少なくとも１つの条件を温度条件に設定する一方で、電動車両の起動の完了後には、第１の条件のみを温度条件に設定するように構成される。

本発明の他の局面に従う電動車両は、車両駆動パワーを発生するモータと、主蓄電装置と、インバータに給電する給電ラインと、第１の電圧変換器と、互いに並列に設けられた複数の副蓄電装置と、第１の電圧変換器と、第２の電圧変換器と、接続部と、制御装置とを備える。第１の電圧変換器は、給電ラインと主蓄電装置との間に設けられ、双方向の電圧変換を行なうように構成される。第２の電圧変換器は、複数の副蓄電装置と給電ラインとの間に設けられ、複数の副蓄電装置のうちの選択された副蓄電装置と給電ラインの間で双方向の電圧変換を行なうように構成される。接続部は、複数の副蓄電装置と第２の電圧変換器との間に設けられ、第２の電圧変換器に対する選択された副蓄電装置の接続および切離しを行なうように構成される。制御装置は、第２の電圧変換器に対する選択された副蓄電装置の接続および切離しを制御するように構成される。制御装置は、切離判定部と、切離禁止部とを含む。切離判定部は、選択された副蓄電装置と交換可能な新たな副蓄電装置が存在しないときに、選択された副蓄電装置の充電状態に基づいて、選択された副蓄電装置を第２の電圧変換器から切り離すための切離要求の発生要否を判定するように構成される。切離禁止部は、主蓄電装置および複数の副蓄電装置のうち少なくとも１つの蓄電装置の温度に関する温度条件が成立する場合に、切離要求を発生しないように切離判定部に指示するように構成される。

好ましくは、制御装置は、電力制限部をさらに含む。電力制限部は、主蓄電装置の温度が所定の範囲外である場合に、主蓄電装置の入力電力および出力電力を制限するように構成される。少なくとも１つの蓄電装置は、主蓄電装置を含む。温度条件は、主蓄電装置の温度が所定の範囲外であるという第１の条件を含む。

好ましくは、温度条件は、第１の条件、および、複数の副蓄電装置の温度に関する第２の条件のうちの少なくとも１つの条件である。第２の条件は、複数の副蓄電装置のうちの少なくとも１つの副蓄電装置の温度が所定の下限値を下回るという条件である。

好ましくは、少なくとも１つの副蓄電装置は、複数の副蓄電装置のうち選択された副蓄電装置を除いた残余の副蓄電装置である。

好ましくは、切離禁止部は、電動車両の起動時には、少なくとも１つの条件を温度条件に設定する一方で、電動車両の起動の完了後には、第１の条件のみを温度条件に設定するように構成される。

本発明のさらに他の局面に従う電動車両の電源システムの制御方法は、車両駆動パワーを発生するモータと、モータを駆動するインバータとを搭載した電動車両の電源システムの制御方法である。電源システムは、主蓄電装置と、インバータに給電する給電ラインと、第１の電圧変換器と、互いに並列に設けられた複数の副蓄電装置と、第１の電圧変換器と、第２の電圧変換器と、接続部と、制御装置とを備える。第１の電圧変換器は、給電ラインと主蓄電装置との間に設けられ、双方向の電圧変換を行なうように構成される。第２の電圧変換器は、複数の副蓄電装置と給電ラインとの間に設けられ、複数の副蓄電装置のうちの選択された副蓄電装置と給電ラインの間で双方向の電圧変換を行なうように構成される。接続部は、複数の副蓄電装置と第２の電圧変換器との間に設けられ、第２の電圧変換器に対する選択された副蓄電装置の接続および切離しを行なうように構成される。制御装置は、第２の電圧変換器に対する選択された副蓄電装置の接続および切離しを制御するように構成される。制御方法は、選択された副蓄電装置と交換可能な新たな副蓄電装置が存在しないときに、選択された副蓄電装置の充電状態に基づいて、選択された副蓄電装置を第２の電圧変換器の切離要求の発生要否を判定するステップと、蓄電装置および複数の副蓄電装置のうち少なくとも１つの蓄電装置の温度に基づく温度条件が成立する場合に、切離要求の発生を禁止するステップとを備える。

好ましくは、制御装置は、電力制限部をさらに含む。電力制限部は、主蓄電装置の温度が所定の範囲外である場合に、主蓄電装置の入力電力および出力電力を制限するように構成される。少なくとも１つの蓄電装置は、主蓄電装置を含む。温度条件は、主蓄電装置の温度が所定の範囲外であるという第１の条件を含む。

好ましくは、温度条件は、第１の条件、および、複数の副蓄電装置の温度に関する第２の条件のうちの少なくとも１つの条件である。第２の条件は、複数の副蓄電装置のうちの少なくとも１つの副蓄電装置の温度が所定の下限値を下回るという条件である。

好ましくは、少なくとも１つの副蓄電装置は、複数の副蓄電装置のうち選択された副蓄電装置を除いた残余の副蓄電装置である。

好ましくは、禁止するステップは、温度条件を設定するステップを含む。電動車両の起動時には、少なくとも１つの条件が温度条件に設定される一方で、電動車両の起動の完了後には、第１の条件のみが温度条件に設定される。

本発明によれば、主蓄電装置および副蓄電装置を備え、かつ複数の蓄電装置によって電圧変換機（コンバータ）を共有する構成を有する電源システムにおいて、主蓄電装置の適切な保護を図ることをできる。

本発明の実施の形態に係る電源システムを搭載した電動車両の主たる構成を示す図である。 図１に示した各インバータの詳細な構成を示す回路図である。 図１に示した各コンバータの詳細な構成を示す回路図である。 電動車両の走行制御を説明する機能ブロック図である。 主蓄電装置の入力上限電力および出力上限電力の温度特性の一例を示す図である。 本発明の実施の形態による電動車両の電源システムにおける選択副蓄電装置の切離処理の概略的な処理手順を示すフローチャートである。 図６に示した選択副蓄電装置の切離判定処理の詳細を説明するフローチャートである。 図６に示した切離前昇圧処理の詳細を説明するフローチャートである。 図６に示した電力制限変更処理の詳細を説明するフローチャートである。 図６に示した副蓄電装置の切離処理の詳細を説明するフローチャートである。 図６に示した昇圧停止処理の詳細を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態による電動車両の電源システムにおける選択副蓄電装置の切離処理時の動作波形図である。 電源システムの起動時における切離禁止処理を説明するためのフローチャートである。 車両システムの起動時に実行される走行モードの設定処理を説明するためのフローチャートである。 電源システムの起動完了後における切離禁止処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施の形態の電源システムの制御構成のうちの、選択副蓄電装置の切離処理のための機能部分を説明する機能ブロック図である。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお図中の同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則的に繰返さないものとする。

図１は、本発明の実施の形態に係る電源システムを搭載した電動車両の主たる構成を示す図である。

図１を参照して、電動車両１は、蓄電装置であるバッテリＢＡ，ＢＢ１，ＢＢ２と、接続部３９Ａ，３９Ｂと、コンバータ１２Ａ，１２Ｂと、平滑用コンデンサＣ１，Ｃ２，ＣＨと、電圧センサ１０Ａ，１０Ｂ１，１０Ｂ２，１３，２１Ａ，２１Ｂと、温度センサ１１Ａ，１１Ｂ１，１１Ｂ２と、電流センサ９Ａ，９Ｂ１，９Ｂ２と、給電ラインＰＬ２と、インバータ１４，２２と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、車輪２と、動力分割機構３と、エンジン４と、制御装置３０とを含む。

本実施の形態に示される電動車両の電源システムは、主蓄電装置であるバッテリＢＡと、モータジェネレータＭＧ２を駆動するインバータ１４に給電を行なう給電ラインＰＬ２と、主蓄電装置（ＢＡ）と給電ラインＰＬ２との間に設けられて双方向の電圧変換を行なう電圧変換器であるコンバータ１２Ａと、互いに並列的に設けられた複数の副蓄電装置であるバッテリＢＢ１，ＢＢ２と、複数の副蓄電装置（ＢＢ１，ＢＢ２）と給電ラインＰＬ２との間に設けられて双方向の電圧変換を行なう電圧変換器であるコンバータ１２Ｂとを備える。電圧変換器（１２Ｂ）は、複数の副蓄電装置（ＢＢ１，ＢＢ２）のうちのいずれか１つに選択的に接続されて、給電ラインＰＬ２との間で双方向の電圧変換を行なう。

副蓄電装置（ＢＢ１またはＢＢ２の一方）と主蓄電装置（ＢＡ）とは、たとえば、同時使用することにより給電ラインに接続される電気負荷（２２，ＭＧ２）に許容された最大パワーを出力可能であるように蓄電可能容量が設定される。これによりエンジンを使用しないＥＶ（Electric Vehicle）走行において最大パワーの走行が可能である。副蓄電装置の蓄電状態が悪化したら、副蓄電装置を交換してさらに走行させればよい。そして副蓄電装置の電力が消費されてしまったら、主蓄電装置に加えてエンジンを使用することによって、副蓄電装置を使用しないでも最大パワーの走行を可能とすることができる。

また、このような構成とすることにより、コンバータ１２Ｂを複数の副蓄電装置で兼用するので、コンバータの数を蓄電装置の数ほど増やさなくて良くなる。ＥＶ走行距離をさらに伸ばすには、バッテリＢＢ１，ＢＢ２に並列にさらにバッテリを追加すればよい。

好ましくは、この電動車両に搭載される主蓄電装置および副蓄電装置は、外部充電が可能である。このために、電動車両１は、さらに、たとえばＡＣ１００Ｖの商用電源である外部電源８に接続するためのバッテリ充電装置（充電用コンバータ）６を含む。バッテリ充電装置（６）は、交流を直流に変換するとともに電圧を調圧してバッテリの充電電力を供給する。なお、外部充電を可能とする構成としては、上記の他にも、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のステータコイルの中性点を交流電源に接続する方式やコンバータ１２Ａ，１２Ｂを合わせて交流直流変換装置として機能させる方式を用いても良い。

平滑用コンデンサＣ１は、電源ラインＰＬ１Ａと接地ラインＳＬ２との間に接続される。電圧センサ２１Ａは、平滑用コンデンサＣ１の両端間の電圧ＶＬＡを検出して制御装置３０に対して出力する。コンバータ１２Ａは、平滑用コンデンサＣ１の端子間電圧を昇圧して給電ラインＰＬ２へ供給することができる。

平滑用コンデンサＣ２は、電源ラインＰＬ１Ｂと接地ラインＳＬ２との間に接続される。電圧センサ２１Ｂは、平滑用コンデンサＣ２の両端間の電圧ＶＬＢを検出して制御装置３０に対して出力する。コンバータ１２Ｂは、平滑用コンデンサＣ２の端子間電圧を昇圧して給電ラインＰＬ２へ供給することができる。

平滑用コンデンサＣＨは、コンバータ１２Ａ，１２Ｂによって昇圧された電圧を平滑化する。電圧センサ１３は、平滑用コンデンサＣＨの端子間電圧ＶＨを検知して制御装置３０に出力する。

あるいは、逆方向に、コンバータ１２Ａ，１２Ｂは、平滑用コンデンサＣＨによって平滑化された端子間電圧ＶＨを降圧して、電源ラインＰＬ１Ａ，ＰＬ１Ｂへ供給することができる。

インバータ１４は、コンバータ１２Ｂおよび／または１２Ａから与えられる直流電圧を三相交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ１に出力する。インバータ２２は、コンバータ１２Ｂおよび／または１２Ａから与えられる直流電圧を三相交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ２に出力する。

動力分割機構３は、エンジン４およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に結合されてこれらの間で動力を分配する機構である。たとえば動力分割機構としてはサンギヤ、プラネタリキャリヤ、リングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車機構を用いることができる。遊星歯車機構は、３つの回転軸のうち２つの回転軸の回転が定まれば、他の１つの回転軸の回転は強制的に定まる。この３つの回転軸がエンジン４、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各回転軸にそれぞれ接続される。なおモータジェネレータＭＧ２の回転軸は、図示しない減速ギヤや差動ギヤによって車輪２に結合されている。また動力分割機構３の内部にモータジェネレータＭＧ２の回転軸に対する減速機をさらに組み込んでもよい。

接続部３９Ａは、バッテリＢＡの正極と電源ラインＰＬ１Ａとの間に接続されるシステムメインリレーＳＭＲ２と、システムメインリレーＳＭＲ２と並列接続される直列に接続されたシステムメインリレーＳＭＲ１および制限抵抗Ｒと、バッテリＢＡの負極（接地ラインＳＬ１）とノードＮ２との間に接続されるシステムメインリレーＳＭＲ３とを含む。

システムメインリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３は、制御装置３０から与えられるリレー制御信号ＣＯＮＴ１〜ＣＯＮＴ３にそれぞれ応じて導通状態（オン）／非導通状態（オフ）が制御される。

電圧センサ１０Ａは、バッテリＢＡの端子間の電圧ＶＢＡを測定する。さらに、温度センサ１１Ａは、バッテリＢＡの温度ＴＡを測定し、電流センサ９Ａは、バッテリＢＡの入出力電流ＩＡを測定する。これらのセンサによる測定値は、制御装置３０へ出力される。制御装置３０は、これらの測定値に基づいて、ＳＯＣ（State of Charge）に代表されるバッテリＢＡの状態を監視する。

接続部３９Ｂは、電源ラインＰＬ１Ｂおよび接地ラインＳＬ２とバッテリＢＢ１，ＢＢ２との間に設けられている。接続部３９Ｂは、バッテリＢＢ１の正極と電源ラインＰＬ１Ｂとの間に接続されるリレーＳＲ１と、バッテリＢＢ１の負極と接地ラインＳＬ２との間に接続されるリレーＳＲ１Ｇと、バッテリＢＢ２の正極と電源ラインＰＬ１Ｂとの間に接続されるリレーＳＲ２と、バッテリＢＢ２の負極と接地ラインＳＬ２との間に接続されるリレーＳＲ２Ｇとを含む。

リレーＳＲ１，ＳＲ２は、制御装置３０から与えられるリレー制御信号ＣＯＮＴ４，ＣＯＮＴ５にそれぞれ応じて導通状態（オン）／非導通状態（オフ）が制御される。リレーＳＲ１Ｇ，ＳＲ２Ｇは、制御装置３０から与えられるリレー制御信号ＣＯＮＴ６，ＣＯＮＴ７にそれぞれ応じて導通状態（オン）／非導通状態（オフ）が制御される。接地ラインＳＬ２は、後に説明するようにコンバータ１２Ａ，１２Ｂの中を通ってインバータ１４および２２側に延びている。

電圧センサ１０Ｂ１および１０Ｂ２は、バッテリＢＢ１およびＢＢ２の端子間の電圧ＶＢＢ１およびＶＢＢ２をそれぞれ測定する。さらに、温度センサ１１Ｂ１および１１Ｂ２は、バッテリＢＢ１およびＢＢ２の温度ＴＢＢ１およびＴＢＢ２をそれぞれ測定する。また電流センサ９Ｂ１および９Ｂ２は、バッテリＢＢ１およびＢＢ２の入出力電流ＩＢ１およびＩＢ２を測定する。これらのセンサによる測定値は、制御装置３０へ出力される。制御装置３０は、これらの測定値に基づいて、ＳＯＣに代表されるバッテリＢＢ１，ＢＢ２の状態を監視する。

なお、バッテリＢＡ，ＢＢ１，ＢＢ２としては、たとえば、鉛蓄電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の二次電池や、電気二重層コンデンサ等の大容量キャパシタなどを用いることができる。

また、各蓄電装置の蓄電容量は、たとえば電動車両１に必要とされる走行性能等の条件に応じて定めることができる。よって、主蓄電装置と副蓄電装置とで蓄電容量が異なっていてもよい。また、複数の副蓄電装置間で蓄電容量が異なっていてもよい。ただし、本発明の実施の形態では、バッテリＢＡ，ＢＢ１，ＢＢ２の蓄電容量（蓄積可能な電力量の最大値）はいずれも同じである。

インバータ１４は、給電ラインＰＬ２および接地ラインＳＬ２に接続されている。インバータ１４は、コンバータ１２Ａおよび／または１２Ｂから昇圧された電圧を受けて、たとえばエンジン４を始動させるために、モータジェネレータＭＧ１を駆動する。また、インバータ１４は、エンジン４から伝達される動力によってモータジェネレータＭＧ１で発電された電力をコンバータ１２Ａおよび１２Ｂに戻す。このときコンバータ１２Ａおよび１２Ｂは、降圧コンバータとして動作するように制御装置３０によって制御される。

電流センサ２４は、モータジェネレータＭＧ１に流れる電流をモータ電流値ＭＣＲＴ１として検出し、モータ電流値ＭＣＲＴ１を制御装置３０へ出力する。

インバータ２２は、インバータ１４と並列的に、給電ラインＰＬ２と接地ラインＳＬ２に接続されている。インバータ２２は車輪２を駆動するモータジェネレータＭＧ２に対してコンバータ１２Ａおよび１２Ｂの出力する直流電圧を三相交流電圧に変換して出力する。またインバータ２２は、回生制動に伴い、モータジェネレータＭＧ２において発電された電力をコンバータ１２Ａおよび１２Ｂに戻す。このときコンバータ１２Ａおよび１２Ｂは、降圧コンバータとして動作するように制御装置３０によって制御される。

電流センサ２５は、モータジェネレータＭＧ２に流れる電流をモータ電流値ＭＣＲＴ２として検出し、モータ電流値ＭＣＲＴ２を制御装置３０へ出力する。

制御装置３０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリを内蔵した電子制御ユニット（ＥＣＵ）により構成され、当該メモリに記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、各センサによる測定値を用いた演算処理を行なう。なお、制御装置３０の一部については、電子回路等のハードウェアにより所定の数値・論理演算処理を実行するように構成されてもよい。

具体的には、制御装置３０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各トルク指令値および各回転速度、電圧ＶＢＡ，ＶＢＢ１，ＶＢＢ２，ＶＬＡ，ＶＬＢ，ＶＨの各値、モータ電流値ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２および起動信号ＩＧＯＮを受ける。そして制御装置３０は、コンバータ１２Ａに対して昇圧指示を行なう制御信号ＰＷＵＡ，降圧指示を行なう制御信号ＰＷＤＡ、コンバータ１２Ａの上アームおよび下アームをそれぞれオン状態およびオフ状態に固定する制御信号ＰＷＦＡ、および動作禁止を指示するシャットダウン信号を出力する。

同様に、制御装置３０は、コンバータ１２Ｂに対して昇圧指示を行なう制御信号ＰＷＵＢ，降圧指示を行なう制御信号ＰＷＤＢ、コンバータ１２Ｂの上アームおよび下アームをそれぞれオン状態およびオフ状態に固定する制御信号ＰＷＦＢ、および動作禁止を指示するシャットダウン信号を出力する。

さらに、制御装置３０は、インバータ１４に対してコンバータ１２Ａ，１２Ｂの出力である直流電圧を、モータジェネレータＭＧ１を駆動するための交流電圧に変換する駆動指示を行なう制御信号ＰＷＭＩ１と、モータジェネレータＭＧ１で発電された交流電圧を直流電圧に変換してコンバータ１２Ａ，１２Ｂ側に戻す回生指示を行なう制御信号ＰＷＭＣ１とを出力する。

同様に制御装置３０は、インバータ２２に対してモータジェネレータＭＧ２を駆動するための交流電圧に直流電圧を変換する駆動指示を行なう制御信号ＰＷＭＩ２と、モータジェネレータＭＧ２で発電された交流電圧を直流電圧に変換してコンバータ１２Ａ，１２Ｂ側に戻す回生指示を行なう制御信号ＰＷＭＣ２とを出力する。

図２は、図１に示した各インバータの詳細な構成を示す回路図である。
図２を参照して、インバータ１４は、Ｕ相アーム１５と、Ｖ相アーム１６と、Ｗ相アーム１７とを含む。Ｕ相アーム１５、Ｖ相アーム１６、およびＷ相アーム１７は、給電ラインＰＬ２と接地ラインＳＬ２との間に並列に接続される。

Ｕ相アーム１５は、給電ラインＰＬ２と接地ラインＳＬ２との間に直列接続されたＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）素子Ｑ３，Ｑ４と、ＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４と、それぞれの逆並列ダイオードＤ３，Ｄ４とを含む。ダイオードＤ３のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ３のコレクタと接続され、ダイオードＤ３のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ３のエミッタと接続される。ダイオードＤ４のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ４のコレクタと接続され、ダイオードＤ４のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ４のエミッタと接続される。

Ｖ相アーム１６は、給電ラインＰＬ２と接地ラインＳＬ２との間に直列接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６と、それぞれの逆並列ダイオードＤ５，Ｄ６とを含む。ＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６および逆並列ダイオードＤ５，Ｄ６の接続は、Ｕ相アーム１５と同様である。

Ｗ相アーム１７は、給電ラインＰＬ２と接地ラインＳＬ２との間に直列接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８と、それぞれの逆並列ダイオードＤ７，Ｄ８とを含む。ＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８および逆並列ダイオードＤ７，Ｄ８の接続も、Ｕ相アーム１５と同様である。

なお、本実施の形態において、ＩＧＢＴ素子は、オンオフ制御可能な電力用半導体スイッチング素子の代表例として示される。すなわち、バイポーラトランジスタや電界効果トランジスタ等の電力用半導体スイッチング素子をＩＧＢＴ素子に代えて用いることも可能である。

各相アームの中間点は、モータジェネレータＭＧ１の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、モータジェネレータＭＧ１は、三相の永久磁石同期モータであり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルは各々一方端が中点に共に接続されている。そして、Ｕ相コイルの他方端がＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４の接続ノードから引出されたラインＵＬに接続される。またＶ相コイルの他方端がＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６の接続ノードから引出されたラインＶＬに接続される。またＷ相コイルの他方端がＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８の接続ノードから引出されたラインＷＬに接続される。

なお、図１のインバータ２２についても、モータジェネレータＭＧ２に接続される点が異なるが、内部の回路構成についてはインバータ１４と同様であるので詳細な説明は繰返さない。また、図２には、インバータに制御信号ＰＷＭＩ，ＰＷＭＣが与えられることが記載されているが、記載が複雑になるのを避けるためであり、図１に示されるように、別々の制御信号ＰＷＭＩ１，ＰＷＭＣ１と制御信号ＰＷＭＩ２，ＰＷＭＣ２がそれぞれインバータ１４，２２に入力される。

図３は、図１に示した各コンバータの詳細な構成を示す回路図である。
図３を参照して、コンバータ１２Ａは、一方端が電源ラインＰＬ１Ａに接続されるリアクトルＬ１と、給電ラインＰＬ２と接地ラインＳＬ２との間に直列に接続されるＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２と、それぞれの逆並列ダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。

リアクトルＬ１の他方端はＩＧＢＴ素子Ｑ１のエミッタおよびＩＧＢＴ素子Ｑ２のコレクタに接続される。ダイオードＤ１のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ１のコレクタと接続され、ダイオードＤ１のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ１のエミッタと接続される。ダイオードＤ２のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ２のコレクタと接続され、ダイオードＤ２のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ２のエミッタと接続される。ＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２は上アームおよび下アームにそれぞれ対応する。

なお、図１のコンバータ１２Ｂについても、電源ラインＰＬ１Ａに代えて電源ラインＰＬ１Ｂに接続される点がコンバータ１２Ａと異なるが、内部の回路構成についてはコンバータ１２Ａと同様であるので詳細な説明は繰返さない。また、図３には、コンバータに制御信号ＰＷＵ，ＰＷＤ，ＰＷＦが与えられることが記載されているが、記載が複雑になるのを避けるためであり、図１に示されるように、別々の制御信号ＰＷＵＡ，ＰＷＤＡ，ＰＷＦＡと制御信号ＰＷＵＢ，ＰＷＤＢ，ＰＷＦＢとがそれぞれコンバータ１２Ａ，１２Ｂに入力される。

電動車両１の電源システムでは、バッテリＢＡ（主蓄電装置）と、バッテリＢＢ１，ＢＢ２のうちの選択された副蓄電装置（以下、「選択副蓄電装置ＢＢ」とも称する）とによって、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２との間での電力の授受が行なわれる。

制御装置３０は、電圧センサ１０Ａ、温度センサ１１Ａおよび電流センサ９Ａの検出値に基づいて、主蓄電装置の残存容量を示すＳＯＣ（ＢＡ）、充電電力の上限値を示す入力上限電力Ｗｉｎ（Ｍ）、および、放電電力の上限値を示す出力上限電力Ｗｏｕｔ（Ｍ）を設定する。

さらに、制御装置３０は、電圧センサ１０Ｂ１，１０Ｂ２、温度センサ１１Ｂ１，１１Ｂ２および電流センサ９Ｂ１，９Ｂ２の検出値に基づいて、選択副蓄電装置ＢＢについてのＳＯＣ（ＢＢ）および入出力上限電力Ｗｉｎ（Ｓ），Ｗｏｕｔ（Ｓ）を設定する。

一般的に、ＳＯＣは、各バッテリの満充電状態に対する現在の充電量の割合（％）によって示される。また、Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、所定時間（たとえば１０秒程度）当該電力を放電しても当該バッテリ（ＢＡ，ＢＢ１，ＢＢ２）が過充電または過放電とならないような電力の上限値として示される。

図４には、制御装置３０によって実現される電動車両１の走行制御、具体的には、エンジン４およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の間でのパワー配分制御に係る制御構成を説明するための機能ブロック図が示される。なお、図４に示される各機能ブロックは、制御装置３０による予め記憶された所定プログラムの実行および／または制御装置３０内の電子回路（ハードウェア）による演算処理によって実現されるものとする。

図４を参照して、トータルパワー算出部２６０は、車速およびペダル操作（アクセルペダル）に基づいて、電動車両１全体でのトータル要求パワーＰｔｔｌを算出する。なお、トータル要求パワーＰｔｔｌには、車両状況に応じて、モータジェネレータＭＧ１によるバッテリ充電電力の発生のために要求されるパワー（エンジン出力）も含まれ得る。

走行制御部２５０には、主蓄電装置ＢＡの入出力上限電力Ｗｉｎ（Ｍ），Ｗｏｕｔ（Ｍ）および選択副蓄電装置ＢＢの入出力上限電力Ｗｉｎ（Ｓ），Ｗｏｕｔ（Ｓ）と、トータルパワー算出部２６０からのトータル要求パワーＰｔｔｌと、ブレーキペダル操作時の回生ブレーキ要求が入力される。走行制御部２５０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２トータルでの入出力電力が、主蓄電装置ＢＡおよび選択副蓄電装置ＢＢトータルの充電制限（Ｗｉｎ（Ｍ）＋Ｗｉｎ（Ｓ））および放電制限（Ｗｏｕｔ（Ｍ）＋Ｗｏｕｔ（Ｓ））の範囲内となるように、モータ制御指令としてのトルク指令値Ｔｑｃｏｍ１およびＴｑｃｏｍ２を生成する。さらに、トータル要求パワーＰｔｔｌが確保されるように、モータジェネレータＭＧ２による車両駆動パワーと、エンジン４による車両駆動パワーとが配分される。特に、外部充電されたバッテリ電力を最大限に利用してエンジン４の作動を抑制すること、あるいは、エンジン４による車両駆動パワーをエンジン４が高効率で作動可能な領域に対応して設定することによって、高燃費の車両走行制御が実現される。

図５は、主蓄電装置の入力上限電力および出力上限電力の温度特性の一例を示す図である。図５を参照して、高温領域あるいは低温領域においては通常温度領域よりも入力上限電力Ｗｉｎ（Ｍ）および出力上限電力Ｗｏｕｔ（Ｍ）が制限される。入力上限電力Ｗｉｎ（Ｍ）および出力上限電力Ｗｏｕｔ（Ｍ）は、主蓄電装置ＢＡの温度ＴＡおよびＳＯＣ（ＳＯＣ（ＢＡ））に応じて可変に設定される。

なお、選択副蓄電装置の入力上限電力Ｗｉｎ（Ｓ）および出力上限電力Ｗｏｕｔ（Ｓ）の温度特性は図５に示す特性と同様であるので以後の詳細な説明は繰返さない。入力上限電力Ｗｉｎ（Ｓ）および出力上限電力Ｗｏｕｔ（Ｓ）は、選択蓄電装置ＢＢの温度ＴＢＢおよびＳＯＣ（ＳＯＣ（ＢＢ））に応じて可変に設定される。また、制御装置３０は、たとえば、図５に示した特性をマップとして予め記憶することにより、Ｗｉｎ（Ｍ），Ｗｏｕｔ（Ｍ），Ｗｉｎ（Ｓ），Ｗｏｕｔ（Ｓ）を設定可能である。

図４に戻り、インバータ制御部２７０は、トルク指令値Ｔｑｃｏｍ１およびモータジェネレータＭＧ１のモータ電流値ＭＣＲＴ１に基づいて、インバータ１４の制御信号ＰＷＭＩ１，ＰＷＭＣ１を生成する。同様に、インバータ制御部２８０は、トルク指令値Ｔｑｃｏｍ２およびモータジェネレータＭＧ２のモータ電流値ＭＣＲＴ２に基づいて、インバータ２２の制御信号ＰＷＭＩ２，ＰＷＭＣ２を生成する。また、走行制御部２５０は、設定されたエンジンによる車両駆動パワーの要求値に応じてエンジン制御指令を生成する。さらに、図示しない制御装置（エンジンＥＣＵ）によって、上記エンジン制御指令に従ってエンジン４の動作が制御される。

制御装置３０は、バッテリ電力を積極的に使用して車両走行を行なう走行モード（ＥＶモード）のときには、トータル要求パワーＰｔｔｌがバッテリ全体での出力上限電力Ｗｏｕｔ（Ｍ）＋Ｗｏｕｔ（Ｓ）以下であるときには、エンジン４を作動させることなく、モータジェネレータＭＧ２による車両駆動パワーのみによって走行する。一方で、トータル要求パワーＰｔｔｌがＷｏｕｔ（Ｍ）＋Ｗｏｕｔ（Ｓ）を超えたときには、エンジン４が始動される。

これに対して、当該ＥＶモードが選択されない走行モード（ＨＶモード）のときには、制御装置３０は、バッテリＳＯＣが所定目標値に維持されるように、エンジン４およびモータジェネレータＭＧ２での間での駆動力パワー配分を制御する。すなわち、ＥＶモードと比較して、エンジン４が作動されやすい走行制御がなされる。

本実施の形態では、制御装置３０は、主蓄電装置ＢＡのＳＯＣおよび選択副蓄電装置ＢＢのＳＯＣの平均値（以下、単に「ＳＯＣの平均値」と呼ぶ）に基づいて、ＥＶモードからＨＶモードへの走行モードの切換えの要否を判断する。具体的には、ＳＯＣの平均値が所定のしきい値を下回った場合に、制御装置３０はＥＶモードからＨＶモードへの切換えが必要と判断する。

ＥＶモードでは、主蓄電装置ＢＡよりも選択副蓄電装置ＢＢの電力を優先的に使用するような充放電制御がなされる。このため、車両走行中に使用中の選択副蓄電装置ＢＢのＳＯＣが低下すると、選択副蓄電装置ＢＢを切換える必要が生じる。たとえば、車両起動時にバッテリＢＢ１を選択副蓄電装置ＢＢとした場合には、バッテリＢＢ１をコンバータ１２Ｂから切離す一方で、バッテリＢＢ２を新たな選択副蓄電装置ＢＢとしてコンバータ１２Ｂと接続する接続切換処理を実行する必要が生じる。

新たに選択副蓄電装置ＢＢとされるバッテリＢＢ２は、これまで使用していたバッテリＢＢ１よりも出力電圧が高いことが一般的である。

また、選択副蓄電装置ＢＢを切換える以前においても、主蓄電装置ＢＡと使用中の選択副蓄電装置ＢＢとの間で出力電圧が異なることが起こりうる。

本実施の形態では、主蓄電装置および選択副蓄電装置の両方の使用時、および、選択副蓄電装置ＢＢの切換時に、電圧ＶＨが蓄電装置の電圧（ＶＢＡ，ＶＢＢ）よりも高くなるよう、コンバータ１２Ａ，１２Ｂの少なくとも一方が昇圧動作を行なう。これにより主蓄電装置と選択副蓄電装置との短絡を防ぐことが可能になる。

なお、電圧ＶＨの下限値は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の制御の観点からも制約を受ける。具体的には、電圧ＶＨは、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の誘起電圧よりも高くすることが好ましい。このため、実際には、電圧ＶＨは、バッテリ制約に基づく下限値およびモータ制御に基づく下限値のいずれよりも高くなるように制御される。

このため、主蓄電装置および選択副蓄電装置の両方が使用可能なモードでは、モータ制御面からは電圧ＶＨを低下可能であるケース、典型的にはコンバータ１２Ａ，１２Ｂでの昇圧が不要となるケースであっても、バッテリ制約に基づく下限値を満たすために、コンバータ１２Ａ，１２Ｂを昇圧動作させることが必要となる。

バッテリＢＢ１，ＢＢ２の両方、すなわち全ての副蓄電装置の電力を使い切った後でも、リレーによる接続を維持していれば、コンバータ１２ＢのダイオードＤ１および給電ラインＰＬ２を介して、バッテリＢＡとバッテリＢＢ１，ＢＢ２との間に短絡経路が形成される可能性がある。したがって、本実施の形態による電源システムでは、使用可能な副蓄電装置が無くなった場合には、全ての副蓄電装置が電源システムから電気的に切離される。

これにより、バッテリ制約面からの昇圧を不要とすることができるので、モータ制御上、コンバータ１２Ａの昇圧が不要となった場合には、コンバータ１２Ａの上アームをオン状態に固定することにより、コンバータ１２Ａでの電力損失を低減できる。よって、コンバータの効率、ひいては、電動車両１の燃費が相対的に向上する。

次に、選択副蓄電装置をコンバータ１２Ｂから切り離すための処理について具体的に説明する。

図６は、本発明の実施の形態による電動車両の電源システムにおける選択副蓄電装置の切離処理の概略的な処理手順を示すフローチャートである。また、図７〜図１１は、図６のステップＳ１００、Ｓ２００、Ｓ３００、Ｓ４００、およびＳ５００の詳細を説明するフローチャートである。

制御装置３０は、予め記憶した所定プログラムを所定周期で実行することによって、図６〜図１１に示されるフローチャートに従う制御処理手順を所定周期で繰り返し実行することができる。これにより、本発明の実施の形態による電動車両の電源システムにおける副蓄電装置の切離処理が実現できる。

図６を参照して、制御装置３０は、ステップＳ１００では、選択副蓄電装置の切離判定処理を実行する。そして、選択副蓄電装置の切離しが必要と判定されたときには、以下のステップＳ２００〜Ｓ５００が実行される。一方、ステップＳ１００で選択副蓄電装置の切離しが不要と判定されたときには、ステップＳ２００〜Ｓ５００は、実質的に非実行とされる。

制御装置３０は、ステップＳ２００では、切離前昇圧処理を実行し、ステップＳ３００では、副蓄電装置の切離期間中に電源システムに対して過大な充放電要求が発生しないように、電力制限変更処理を実行する。制御装置３０は、ステップＳ４００により、選択副蓄電装置ＢＢをコンバータ１２Ｂから実際に切り離す処理を実行する。制御装置３０は、ステップＳ５００により、ステップＳ２００において実行された昇圧処理を停止させるための昇圧停止処理を実行する。

図７は、図６に示した選択副蓄電装置の切離判定処理（Ｓ１００）の詳細を説明するフローチャートである。

なお、以下に説明するように、切離処理の進行状況（ステータス）を示す変数ＩＤが導入される。変数ＩＤ＝−１，０〜４のいずれかに設定される。

ＩＤ＝０は、副蓄電装置の切離し要求が発生していない状態を示す。すなわち、ＩＤ＝０のときには、現在の選択副蓄電装置ＢＢによる電力供給が実行される一方で、選択副蓄電装置ＢＢの切離し要否が所定周期で判定されることになる。また、主蓄電装置のみではモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に十分な電力を供給できないとき、あるいは接続部３９Ｂの故障時など、選択副蓄電装置ＢＢの切離しが禁止されるときには、ＩＤ＝−１に設定されるものとする。

図７を参照して、制御装置３０は、ステップＳ１０５により、ＩＤ＝０かどうかを判定する。ＩＤ＝０のとき（Ｓ１０５のＹＥＳ判定時）には、制御装置３０は、ステップＳ１１０により、選択副蓄電装置の切離要否判定を実行する。使用中の副蓄電装置のＳＯＣが所定の判定値（しきい値）よりも低下し、かつ、使用中の選択副蓄電装置と交換可能な新たな副蓄電装置が残っていない場合に、選択副蓄電装置の切離が必要と判定される。

制御装置３０は、ステップＳ１５０により、ステップＳ１１０による切離要否判定結果を確認する。そして、切離しが必要と判定されたとき（ステップＳ１５０のＹＥＳ判定時）には、制御装置３０は、ステップＳ１８０により、切離処理を進めるために、ＩＤ＝１に設定する。すなわち、ＩＤ＝１は、選択副蓄電装置ＢＢの切離要求が生成されて、切離処理が開始された状態を示している。

一方、ステップＳ１５０により選択副蓄電装置の切離しが不要と判定されたとき（Ｓ１５０のＮＯ判定時）には、制御装置３０は、ステップＳ１７０によりＩＤ＝０に維持する。また、一旦ＩＤ≧１となって切離処理が開始されているとき、あるいは、副蓄電装置の切離しが禁止されているためにＩＤ＝−１に設定されているときには（Ｓ１０５のＮＯ判定時）、ステップＳ１１０〜Ｓ１８０の処理はスキップされる。

図８は、図６に示した切離前昇圧処理（Ｓ２００）の詳細を説明するフローチャートである。

図８を参照して、制御装置３０は、切離前昇圧処理では、ステップＳ２０５により、ＩＤ＝１であるかどうかを確認する。そして、ＩＤ＝１であり、選択副蓄電装置ＢＢの切離要求がなされて、切離処理が開始されたとき（Ｓ２０５のＹＥＳ判定時）には、制御装置３０は、ステップＳ２１０により、給電ラインＰＬ２の電圧ＶＨを所定電圧Ｖ１まで昇圧するように、コンバータ１２Ａに対する昇圧指令を発生する。この昇圧指令に応答して給電ラインＰＬ２の電圧指令値ＶＨｒｅｆ＝Ｖ１に設定され、この電圧指令値が実現されるようにコンバータ１２Ａの制御信号ＰＷＵＡが生成される。

ここで所定電圧Ｖ１は、主蓄電装置ＢＡおよび選択副蓄電装置ＢＢ（たとえばＢＢ２）の出力電圧のうちの高い方の電圧よりも高い電圧に設定される。たとえば、所定電圧Ｖ１を、コンバータ１２Ａによる昇圧可能な制御上限電圧ＶＨｍａｘとすることによって、昇圧指令時の電圧ＶＨを、主蓄電装置ＢＡおよび切換後の選択副蓄電装置ＢＢの出力電圧の両方よりも、確実に高くすることができる。あるいは、コンバータ１２Ａでの損失を低減する観点から、その時点での主蓄電装置ＢＡおよび選択副蓄電装置ＢＢの出力電圧に応じて、マージンを持たせて所定電圧Ｖ１を都度決定してもよい。

ステップＳ２１０により昇圧指令が発生されると、制御装置３０は、ステップＳ２２０により、電圧センサ１３の検出値に基づき電圧ＶＨが所定電圧Ｖ１に到達したかどうかを判定する。たとえば、所定時間継続してＶＨ≧Ｖ１となったときに、ステップＳ２２０はＹＥＳ判定とされる。

電圧ＶＨが所定電圧Ｖ１に到達すると（Ｓ２２０のＹＥＳ判定時）、制御装置３０は、ＩＤを１から２に進める。一方で、電圧ＶＨがＶ１に到達するまでの間（Ｓ２２０のＮＯ判定時）は、ＩＤ＝１に維持される。すなわち、ＩＤ＝２は、切離前昇圧処理が終了しており、切離処理をさらに進めることが可能な状態を示している。また、ＩＤ≠１のとき（Ｓ２０５のＮＯ判定時）には、以降のステップＳ２１０〜Ｓ２３０の処理はスキップされる。

このように切離前昇圧処理（ステップＳ２００）が終了すると、制御装置３０は、図９に示すような電力制限変更処理を実行する。

図９は、図６に示した電力制限変更処理（Ｓ３００）の詳細を説明するフローチャートである。

図９を参照して、制御装置３０は、電力制限変更処理においては、まずステップＳ３０５により、ＩＤ＝２であるかどうかを判定する。ＩＤ＝２でないとき（Ｓ３０５のＮＯ判定時）には、以降のステップＳ３２０〜Ｓ３４０の処理はスキップされる。

ＩＤ＝２のとき（Ｓ３０５のＹＥＳ判定時）には、制御装置３０は、ステップＳ３２０により、選択副蓄電装置ＢＢの入出力上限電力Ｗｉｎ（Ｓ），Ｗｏｕｔ（Ｓ）の絶対値を徐々に低下させる。たとえば、所定の一定レートに従って、Ｗｏｕｔ（Ｓ），Ｗｉｎ（Ｓ）が０に向けて徐々に低下される。Ｗｏｕｔ（Ｓ），Ｗｉｎ（Ｓ）を段階的に低下させると、モータジェネレータＭＧ２のトルク（力行トルクおよび回生トルク）の上限値が不連続に低下する。すなわちモータジェネレータＭＧ２のトルクが突然制限される可能性がある。このようなモータジェネレータＭＧ２の挙動がドライブシャフトに伝わることで、たとえば車両振動といった車両挙動への影響が生じる可能性がある。

本実施の形態では、Ｗｏｕｔ（Ｓ），Ｗｉｎ（Ｓ）の絶対値を所定の一定レートに従って徐々に低下することにより、モータジェネレータＭＧ２のトルクの上限値を滑らかに低下させることができる。したがってモータジェネレータＭＧ２のトルクが突然制限されることを回避できるので、上記のような車両挙動への影響を回避できる。

制御装置３０は、ステップＳ３３０により、Ｗｏｕｔ（Ｓ），Ｗｉｎ（Ｓ）が０に達したかどうかを判定する。Ｗｏｕｔ（Ｓ）＝Ｗｉｎ（Ｓ）＝０となるまでの間、ステップＳ３２０が繰返し実行されて、Ｗｏｕｔ（Ｓ）およびＷｉｎ（Ｓ）は、継続的に低下する。

そして、Ｗｏｕｔ（Ｓ）およびＷｉｎ（Ｓ）が０に達すると（Ｓ３３０のＹＥＳ判定時）、制御装置３０は、ステップＳ３４０により、ＩＤを２から３に進める。すなわち、ＩＤ＝３は、切離前昇圧処理および電力制限変更処理が終了しており、選択副蓄電装置ＢＢをコンバータ１２Ｂから切り離すことが可能な状態を示している。

制御装置３０は、図９に示した電力制限変更処理が終了すると、ステップＳ４００による副蓄電装置の切離処理を実行する。

図１０は、図６に示した副蓄電装置の切離処理（Ｓ４００）の詳細を説明するフローチャートである。

図１０を参照して、制御装置３０は、副蓄電装置の切離処理においては、まずステップＳ４０５によってＩＤ＝３であるかどうかを判定する。そしてＩＤ≠３のとき（Ｓ４０５のＮＯ判定時）には、以降のステップＳ４１０〜Ｓ４５０の処理はスキップされる。

ＩＤ＝３のとき（Ｓ４０５のＹＥＳ判定時）には、制御装置３０は、ステップＳ４１０により、副蓄電装置の切離の準備として、コンバータ１２Ｂを停止させる。すなわち、コンバータ１２Ｂは、シャットダウン指令に応答して、ＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２が強制的にオフされる。

制御装置３０は、ステップＳ４２０により、選択副蓄電装置をコンバータ１２Ｂから切り離すためのリレー制御信号を生成する。たとえば、副蓄電装置ＢＢ２が選択副蓄電装置である場合には、制御装置３０は、リレーＳＲ２，ＳＲ２Ｇをオフするようリレー制御信号ＣＯＮＴ５，ＣＯＮＴ７を生成する。

さらに、制御装置３０は、ステップＳ４３０により、切離しが完了したかどうかを判定する。そして、切離しが完了すると（Ｓ４３０のＹＥＳ判定時）、制御装置３０は、ステップＳ４５０により、ＩＤを３から４に進める。

すなわち、ＩＤ＝４は、副蓄電装置およびコンバータ１２Ｂの間の接続の切離しが完了した状態を示している。

制御装置３０は、ステップＳ４００による切離処理が終了すると、ステップＳ５００による昇圧停止処理を実行する。

図１１は、図６に示した昇圧停止処理（Ｓ５００）の詳細を説明するフローチャートである。

図１１を参照して、制御装置３０は、昇圧停止処理においては、まずステップＳ５０５によってＩＤ＝４であるかどうかを判定する。そしてＩＤ≠４のとき（Ｓ５０５のＮＯ判定時）には、ステップＳ５０５以降の処理はスキップされる。

ＩＤ＝４のとき（Ｓ５０５のＹＥＳ判定時）には、制御装置３０は、ステップＳ５５０により、ステップＳ２１０で発生した昇圧指令をオフする。さらに、制御装置３０は、ステップＳ５６０において、コンバータ１２Ａによる昇圧が停止されることを許可する。たとえば、電動車両の燃費等の観点からコンバータ１２Ａによる昇圧が不要な場合には、コンバータ１２Ａによる昇圧が停止される。この場合、コンバータ１２Ａの上アームがオン固定されるとともにコンバータ１２Ａの下アームがオフ固定される。

図１２には、図６〜図１１で説明した本発明の実施の形態による電動車両の電源システムにおける選択副蓄電装置の切離処理における動作波形が示される。

図１２を参照して、ＩＤ＝０である時刻ｔ１までの期間には、現在の選択副蓄電装置（たとえば、バッテリＢＢ２）のＳＯＣに基づく、切離判定処理が所定周期で実行されている。

そして、時刻ｔ１において、選択副蓄電装置ＢＢのＳＯＣ低下に応答して、切離判定処理（ステップＳ１００）によって選択副蓄電装置ＢＢの切離要求が発せられ、ＩＤ＝１に設定されることによって切離処理が開始される。

これにより、切離前昇圧処理（ステップＳ２００）が実行されて、コンバータ１２Ａによって給電ラインＰＬ２の電圧ＶＨが所定電圧Ｖ１に向けて上昇させられる。給電ラインＰＬ２の昇圧処理が時刻ｔ２で完了すると、ＩＤは１から２に変更される。

ＩＤ＝２となると、電力制限変更処理（Ｓ３００）が実行されて、選択副蓄電装置ＢＢの入出力上限電力Ｗｉｎ（Ｓ），Ｗｏｕｔ（Ｓ）が０に向けて一定レートで徐々に低下される。なお、この期間では、コンバータ１２Ｂは、現在の選択副蓄電装置（バッテリＢＢ１）の充放電を停止するように制御される。あるいは、コンバータ１２Ｂは、時刻ｔ１からシャットダウンしてもよい。

時刻ｔ３において、選択副蓄電装置ＢＢの入出力上限電力Ｗｉｎ（Ｓ），Ｗｏｕｔ（Ｓ）が０まで絞られると、ＩＤが２から３に変更される。そしてＩＤ＝３になると、副蓄電装置の切離処理が開始される。すなわち、コンバータ１２Ｂがシャットダウンされた状態で、リレーＳＲ２，ＳＲ２Ｇがオフされる。これらの切離処理が完了することにより、時刻ｔ４においてＩＤが３から４に変更される。

ＩＤ＝４になると、時刻ｔ５において、給電ラインＰＬ２の電圧ＶＨを所定電圧Ｖ１に昇圧するための昇圧処理が停止される。これにより、一連の選択副蓄電装置の切離処理が終了する。なお、主蓄電装置ＢＡの入出力上限電力Ｗｉｎ（Ｍ），Ｗｏｕｔ（Ｍ）は、選択副蓄電装置の切離処理によって変更されない。

時刻ｔ６において、コンバータ１２Ａによる昇圧を停止することが許可される。コンバータ１２Ａの昇圧が不要な場合には、図１２に示すように、時刻ｔ６以後においてコンバータ１２Ａのスイッチング動作が停止される。すなわち時刻ｔ６以後は、コンバータ１２Ａの上アームがオン固定される一方でコンバータ１２Ａの下アームがオフ固定される。この場合には、電圧ＶＨは、主蓄電装置ＢＡの電圧ＶＢＡまで低下する。一方、コンバータ１２Ａによる昇圧が必要である場合には、時刻ｔ６以後においても、コンバータ１２Ａのスイッチング動作が継続される。

上記の切離処理が実行された場合には、主蓄電装置ＢＡのみが使用可能であるため、電源システム全体として入出力可能な電力が低下する。図５に示すように高温領域あるいは低温領域においては主蓄電装置ＢＡの入力上限電力および出力上限電力が制限される。このような状態で主蓄電装置ＢＡのみが使用された場合には、主蓄電装置ＢＡの劣化が進む可能性が考えられる。

そこで本実施の形態では、電源システムの起動時、すなわち図１に車両システムの起動時に、選択副蓄電装置の切離を禁止するか否かが判定される。具体的には、主蓄電装置ＢＡ、副蓄電装置ＢＢ１，副蓄電装置ＢＢ２の少なくとも１つの温度に基づく温度条件が成立したときに選択副蓄電装置の切離が禁止される。

図１３は、電源システムの起動時における切離禁止処理を説明するためのフローチャートである。図１３を参照して、制御装置３０は、ステップＳ６１０により、起動信号ＩＧＯＮが制御装置３０に入力されたか否かを判定する。起動信号ＩＧＯＮの入力は、電源システムおよび車両システム（図１参照）の起動を意味する。起動信号ＩＧＯＮが制御装置３０に入力されていない場合（Ｓ６１０のＮＯ判定時）、ステップＳ６２０〜Ｓ６６０の処理はスキップされる。

一方、ステップＳ６１０により起動信号ＩＧＯＮが制御装置３０に入力されたと判定された場合（Ｓ６１０のＹＥＳ判定時）、制御装置３０は、ステップＳ６２０により、温度条件を設定する。この場合の温度条件は、主蓄電装置ＢＡの温度ＴＡが温度Ｔ１から温度Ｔ２までの範囲外であるという条件、および副蓄電装置ＢＢ１，ＢＢ２のうちの少なくとも１つの副蓄電装置の温度が下限温度を下回るという条件のうちの少なくとも１つの条件である。

制御装置３０は、ステップＳ６３０により、主蓄電装置ＢＡの温度ＴＡが温度Ｔ１から温度Ｔ２までの範囲外であるという条件が成立するか否かを判定する。具体的には、制御装置３０は、主蓄電装置ＢＡの温度ＴＡが下限温度Ｔ１よりも小さいという条件、および、温度ＴＡが上限温度Ｔ２よりも大きいという条件のいずれか一方が成立するか否かを判定する。

下限温度Ｔ１は、図５に示す通常温度領域の下限に対応する。上限温度Ｔ２は通常温度領域の上限に対応する。なお、マージンを考慮して、温度Ｔ１から温度Ｔ２までの範囲が図５に示す通常温度領域よりも狭く設定されてもよい。すなわち温度Ｔ１を通常温度領域の下限よりも高く設定するとともに、温度Ｔ２を通常温度領域の上限よりも低く設定してもよい。

温度ＴＡが下限値Ｔ１よりも小さいという条件、あるいは、温度ＴＡが上限値Ｔ２よりも大きいという条件のいずれか一方が成立する場合（ステップＳ６３０のＹＥＳ判定時）には、制御装置３０は、ステップＳ６４０によりＩＤ＝−１に設定する。

一方、温度ＴＡが下限値Ｔ１よりも小さいという条件、および温度ＴＡが上限値Ｔ２よりも大きいという条件のいずれも成立しない場合（ステップＳ６３０のＮＯ判定時）には、制御装置３０は、ステップＳ６５０の処理を実行する。

制御装置３０は、ステップＳ６５０により、複数の副蓄電装置のうち、使用中の副蓄電装置（選択副蓄電装置）を除いた残余の副蓄電装置の温度が下限温度Ｔ１を下回るという条件が成立するか否かを判定する。電源システムの起動時においては、複数の副蓄電装置のいずれも未使用である。すなわち電源システムの起動時には使用中の副蓄電装置が存在しない。したがって制御装置３０は、副蓄電装置ＢＢ１の温度ＴＢＢ１が下限温度Ｔ１よりも小さいか否かを判定するとともに、副蓄電装置ＢＢ２の温度ＴＢＢ２が下限温度Ｔ１よりも小さいか否かを判定する。

なお、「複数の副蓄電装置のうち使用中の副蓄電装置を除いた残余の副蓄電装置」は、未使用の副蓄電装置に限定されるものではなく、コンバータ１２Ｂから既に切り離された副蓄電装置も含む。

温度ＴＢＢ１が下限値Ｔ１よりも小さいという条件、および温度ＴＢＢ２が下限値Ｔ１よりも大きいという条件のいずれかが成立した場合（ステップＳ６５０のＹＥＳ判定時）には、制御装置３０は、ステップＳ６４０によりＩＤ＝−１に設定する。一方、上記の２つの条件のいずれも成立しない場合（ステップＳ６５０のＮＯ判定時）には、制御装置３０は、ステップＳ６６０によりＩＤ＝０に設定する。

温度ＴＡが通常温度領域外にある場合には、入力上限電力Ｗｉｎ（Ｍ）および出力上限電力Ｗｏｕｔ（Ｍ）が制限される。この場合には、ＩＤが−１に設定されることによって選択副蓄電装置ＢＢの切り離しが禁止される。これにより、電源システムに入出力される電力を主蓄電装置ＢＡおよび選択副蓄電装置ＢＢに配分できる。これにより、主蓄電装置ＢＡのみ使用される場合に比べて、主蓄電装置ＢＡに入出力される電力を小さくすることが可能になるので、主蓄電装置の劣化が進むのを抑制することが可能になる。

使用中の状態にない副蓄電装置の温度が下限温度Ｔ１を下回る場合にもＩＤが−１に設定されることによって選択副蓄電装置ＢＢの切り離しが禁止される。使用中の状態にない副蓄電装置の温度は、副蓄電装置の雰囲気温度すなわち外気温にほぼ等しいと推定することができる。使用中の状態にない副蓄電装置の温度が下限温度Ｔ１を下回っている場合には、主蓄電装置ＢＡが外気によって冷却されることにより、主蓄電装置ＢＡの温度ＴＡが下限温度Ｔ１を下回わる可能性がある。この場合にも、入力上限電力Ｗｉｎ（Ｍ）および出力上限電力Ｗｏｕｔ（Ｍ）が制限される。しかし、選択副蓄電装置ＢＢの切り離しが禁止されるので、主蓄電装置ＢＡおよび選択副蓄電装置ＢＢの両方が使用可能になる。よって主蓄電装置の劣化が進むのを抑制することが可能になる。

一方、使用中の副蓄電装置は熱を発生するため、その温度は外気温と異なる可能性が高い。したがって、ステップＳ６５０の処理では、使用中の副蓄電装置の温度は用いられない。

温度ＴＡが通常温度領域内であり、かつ、使用中の状態にない副蓄電装置の温度が下限温度Ｔ１を上回る場合（ステップＳ６３０のＮＯ判定時）においては、主蓄電装置ＢＡの温度ＴＡが下限温度Ｔ１を下回わる可能性が小さい。したがって、この場合には、ＩＤ＝０に設定される。すなわち、選択副蓄電装置のコンバータ１２Ｂからの切り離しは禁止されない。

なお、ステップＳ６３０の処理とステップＳ６５０の処理とを１つの処理に統合してもよい。

制御装置３０（具体的には図４に示す走行制御部２５０）は、図１３のフローチャートの処理の結果に基づいて、車両システムの起動時に走行モードを設定する。図１４は、車両システムの起動時に実行される走行モードの設定処理を説明するためのフローチャートである。

図１４を参照して、制御装置３０は、ステップＳ７１０により、ＩＤ＝−１か否かを判定する。ＩＤ＝−１の場合（ステップＳ７１０のＹＥＳ判定時）、制御装置３０は、ステップＳ７２０により、主蓄電装置ＢＡおよび選択副蓄電装置ＢＢのＳＯＣの平均値がしきい値を下回るか否かを判定する。

ＳＯＣの平均値がしきい値を下回る場合（ステップＳ７２０のＹＥＳ判定時）、制御装置３０は、ステップＳ７３０により、走行モードをＨＶモードに設定する。ＳＯＣの平均値がしきい値を上回る場合（ステップＳ７２０のＮＯ判定時）、制御装置３０は、ステップＳ７４０により、走行モードをＥＶモードに設定する。

なお、ステップＳ７３０，Ｓ７４０のいずれにおいてもＩＤ＝−１であるので、選択副蓄電装置ＢＢの切り離しが禁止される。すなわち、主蓄電装置ＢＡと選択副蓄電装置ＢＢとの両方が用いられる走行モードが設定される。

ＩＤが−１ではない場合（ステップＳ７１０のＮＯ判定時）、制御装置３０は、ステップＳ７５０により、主蓄電装置ＢＡおよび選択副蓄電装置ＢＢのＳＯＣの平均値がしきい値を下回るか否かを判定する。

ＳＯＣの平均値がしきい値を下回る場合（ステップＳ７５０のＹＥＳ判定時）、制御装置３０は、ステップＳ７６０により、走行モードをＨＶモードに設定する。ＳＯＣの平均値がしきい値を上回る場合（ステップＳ７５０のＮＯ判定時）、制御装置３０は、ステップＳ７６０により、走行モードをＥＶモードに設定する。

ステップＳ７６０では、主蓄電装置ＢＡのみが使用可能な走行モードが設定される。一方、ステップＳ７７０では、主蓄電装置ＢＡと選択副蓄電装置ＢＢとの両方が使用可能な走行モードが設定される。ステップＳ７７０において設定された走行モードでは、使用中の選択副蓄電装置のＳＯＣが低下した場合に、その副蓄電装置が新しい副蓄電装置に切換えられる。さらに、使用可能な副蓄電装置が無くなった場合には、全ての副蓄電装置が電源システムから電気的に切離される。

図１５は、電源システムの起動完了後における切離禁止処理を説明するためのフローチャートである。ここでは電源システムの起動が完了した状態とは、電源システムが使用されている状態、すなわち、電動車両の走行中の状態に対応する。

図１５を参照して、制御装置３０は、ステップＳ８１０により、ＩＤ＝−１およびＩＤ＝４のいずれかが成立するか否かを判定する。ＩＤ＝−１またはＩＤ＝４である場合（ステップＳ８１０のＹＥＳ判定時）、ステップＳ８２０〜Ｓ８４０の処理はスキップされる。

ＩＤ＝−１およびＩＤ＝４のいずれでもない場合（ステップＳ８１０のＮＯ判定時）、制御装置３０は、ステップＳ８２０により、温度条件を設定する。この場合の温度条件は、主蓄電装置ＢＡの温度ＴＡが温度Ｔ１から温度Ｔ２までの範囲外であるという条件である。

制御装置３０は、ステップＳ８３０により、主蓄電装置ＢＡの温度ＴＡが温度Ｔ１から温度Ｔ２までの範囲外であるという条件が成立するか否かを判定する。具体的には、制御装置３０は、主蓄電装置ＢＡの温度ＴＡが下限温度Ｔ１よりも小さいという条件、および、温度ＴＡが上限温度Ｔ２よりも大きいという条件のいずれか一方が成立するか否かを判定する。ＴＡ＜Ｔ１またはＴＡ＞Ｔ２である場合（ステップＳ８３０のＹＥＳ判定時）、制御装置３０は、ステップＳ８４０により、ＩＤ＝−１に設定する。

一方、ＴＡ＜Ｔ１およびＴＡ＞Ｔ２のいずれでもない場合、すなわち、温度ＴＡが温度Ｔ１から温度Ｔ２までの範囲内にある場合、ステップＳ８３０の処理はスキップされる。この場合には、変数ＩＤは変更されない。

電源システムの起動時すなわち車両システムの起動時に主蓄電装置（あるいは複数の副蓄電装置の各々）の温度は最も低いと考えられる。したがって電源システムの起動時には、主蓄電装置および複数の副蓄電装置の各々の温度に基づいて、選択副蓄電装置の切り離しを禁止すべきか否かが判定される。

電源システムの起動時には、まず主蓄電装置の温度が、主蓄電装置の入出力電力が制限される温度領域（低温領域または高温領域）であるか否かが判定される。主蓄電装置の温度が通常温度領域内であっても外気温が低い場合には、主蓄電装置が冷却されることによって、主蓄電装置の入出力電力が制限される可能性がある。そこで、電源システムの起動時には、外気温が推定される。副蓄電装置ＢＢ１，ＢＢ２はいずれも未使用であるため、副蓄電装置ＢＢ１，ＢＢ２の各々の温度のうちのいずれか低いほうが外気温にほぼ等しいと考えられる。そこで、副蓄電装置ＢＢ１，ＢＢ２の各々の温度が下限温度Ｔ１を下回っているか否かが判断される。

一方、電動車両の走行中には、主蓄電装置ＢＡの温度ＴＡのみに基づいて選択副蓄電装置の切り離しを禁止すべきか否かが判定される。車両の走行中に外気温が突然に低下する可能性は小さい。すなわち、電源システムの起動時に、主蓄電装置ＢＡの外気温が下限温度Ｔ１より低くなければ、その後においても主蓄電装置ＢＡの外気温が下限温度Ｔ１未満に低下する可能性は小さいと考えられる。本実施の形態によれば、電動車両の走行中には、主蓄電装置ＢＡの温度ＴＡのみに基づいて選択副蓄電装置の切り離しを禁止すべきか否かが判定される。これにより、制御装置３０の処理を簡素化することができる。

温度ＴＡが通常温度領域内に含まれる場合には、選択副蓄電装置の切り離しが可能となる。上記のように、選択副蓄電装置をコンバータ１２Ｂから切り離すことによって、コンバータ１２Ａの昇圧動作を停止することが可能になる。この結果、電源システムおよびインバータの損失の低減が期待できるので、電動車両（ハイブリッド車両）の燃費の向上が期待できる。その一方、温度ＴＡが通常温度領域外にある場合には、選択副蓄電装置の切り離しが禁止されるので、主蓄電装置の保護を図ることができる。したがって本実施の形態によれば、電動車両の走行中における燃費の向上と、主蓄電装置の保護との両方を図ることができる。

次に、図１６を用いて、本発明の実施の形態の電源システムの制御構成のうちの一部である、図６〜図１３、図１５で説明した選択副蓄電装置の切離処理のための機能部分の構成を説明する。図１６に示された各機能ブロックは、制御装置３０によって、所定プログラムの実行によるソフトウェア処理、あるいは、専用の電子回路（ハードウェア処理）によって実現される。
図１６を参照して、切離判定部１００は、バッテリＢＢ１，ＢＢ２の充電状態を示すＳＯＣ（ＢＢ１），ＳＯＣ（ＢＢ２）を受ける。切離判定部１００は、各機能ブロック間で共有される変数ＩＤが０のときに、現在使用中の選択副蓄電装置ＢＢのＳＯＣが所定のしきい値より低下したかどうかを判定する。さらに、切離判定部１００は、ＳＯＣ（ＢＢ１），ＳＯＣ（ＢＢ２）に基づいて、現在使用中の選択副蓄電装置と交換可能な新たな副蓄電装置が残っていないかどうかを判定する。上記の判定処理は所定周期で実行される。

すなわち、切離判定部１００は、現在使用中の選択副蓄電装置と交換可能な新たな副蓄電装置が残っていないときに、選択副蓄電装置の充電状態ＳＯＣ（ＢＢ）に基づいて、選択副蓄電装置ＢＢをコンバータ１２Ｂから切り離すことの要否を判定する。そして、切離判定部１００は、選択副蓄電装置の切離しが必要である場合には、ＩＤを０から１に変化させる。これにより、選択副蓄電装置の切離要求が発生される。すなわち、切離判定部１００の機能は、図６のステップＳ１００の処理に対応する。

昇圧指示部１１０は、選択副蓄電装置の切離要求が発生されてＩＤ＝１になると、コンバータ１２Ａを制御するコンバータ制御部２００に対して、昇圧指令信号ＣＭＢＴを出力する。

コンバータ制御部２００は、電圧ＶＨ，ＶＬＡおよび電圧指令値ＶＨｒｅｆに基づいて、給電ラインＰＬ２の電圧ＶＨが電圧指令値ＶＨｒｅｆとなるように、コンバータ１２Ａの制御信号ＰＷＵＡ，ＰＷＤＡを生成する。

さらに、コンバータ制御部２００は、昇圧指示部１１０から昇圧指令信号ＣＭＢＴが生成された場合には、電圧指令値ＶＨｒｅｆ＝Ｖ１に設定して制御信号ＰＷＵＡを生成する。そして、コンバータ制御部２００は、電圧センサ１３によって検出される電圧ＶＨが所定電圧Ｖ１に達した状態が所定時間以上継続すると、昇圧完了を示すフラグＦＢＴをオンする。

昇圧指示部１１０は、フラグＦＢＴがオンされると、ＩＤ＝２に変更する。そして、後述する切離制御部１４０による切離処理が完了することによってＩＤ＝４に設定されるまで、昇圧指令信号ＣＭＢＴの出力を継続する。すなわち、昇圧指示部１１０の機能は、図６のステップＳ２００および図１１のステップＳ５５０に対応する。

電力制限部１２０は、選択副蓄電装置ＢＢの入出力上限電力Ｗｉｎ（Ｓ），Ｗｏｕｔ（Ｓ）を設定する。通常時には、入出力上限電力Ｗｉｎ（Ｓ），Ｗｏｕｔ（Ｓ）は、選択副蓄電装置ＢＢとされたバッテリのＳＯＣ（ＳＯＣ（ＢＢ１）またはＳＯＣ（ＢＢ２））、電池温度（ＴＢＢ１またはＴＢＢ２）、出力電圧（ＶＢ１またはＶＢ２）に基づいて設定される。

これに対して、選択副蓄電装置の切離処理時には、電力制限部１２０は、ＩＤ＝２となると、入出力上限電力Ｗｉｎ（Ｓ），Ｗｏｕｔ（Ｓ）を、一定レートで徐々に０に向けて低下させるとともに、Ｗｉｎ（Ｓ），Ｗｏｕｔ（Ｓ）が０に達すると、ＩＤを２から３に変化させる。ＩＤが３に達すると、電力制限部１２０は、入出力上限電力Ｗｉｎ（Ｓ），Ｗｏｕｔ（Ｓ）を０に固定する。すなわち、電力制限部１２０の機能は、図９のステップＳ３２０〜Ｓ３４０の処理に対応する。

電力制限部１３０は、主蓄電装置ＢＡの入出力上限電力Ｗｉｎ（Ｍ）およびＷｏｕｔ（Ｍ）を設定する。入出力上限電力Ｗｉｎ（Ｍ），Ｗｏｕｔ（Ｍ）は、主蓄電装置ＢＡのＳＯＣ（ＢＡ）、温度ＴＡ、電圧ＶＢＡに基づいて設定される。

切離制御部１４０は、電力制限部１２０によってＩＤ＝３に設定されると、コンバータ１２Ｂのシャットダウン指令を生成する。さらに、切離制御部１４０は、選択副蓄電装置ＢＢがコンバータ１２Ｂから切り離されるように、リレー制御信号ＣＯＮＴ４〜ＣＯＮＴ７を生成する。たとえば、選択副蓄電装置ＢＢがバッテリＢＢ２である場合には、リレーＳＲ２，ＳＲ２Ｇがターンオフするように、リレー制御信号ＣＯＮＴ５，ＣＯＮＴ７が生成される。そして、この切離処理が完了すると、切離制御部１４０は、コンバータ１２Ｂのシャットダウン状態を終了させるとともにＩＤを３から４に変化させる。すなわち切離制御部１４０の機能は、図６のステップＳ４００の処理に対応する。

昇圧停止許可部１５０は、切離制御部１４０によってＩＤ＝４に設定された場合に、コンバータ１２Ａによる昇圧動作を停止することを許可する指令を生成するとともに、その指令を出力する。すなわち、昇圧停止許可部１５０の機能は、図１１のステップＳ５６０の処理に対応する。コンバータ制御部２００は、昇圧停止許可部１５０からの指令に応じて、コンバータ１２Ａの上アームをオンに固定するための制御信号ＰＷＦＡを生成する。

切離禁止部１６０は、起動信号ＩＧＯＮを受ける。この場合、切離禁止部１６０は、主蓄電装置ＢＡの温度ＴＡ、副蓄電装置ＢＢ１の温度ＴＢＢ１および副蓄電装置ＢＢ２の温度ＴＢＢ２に基づいて、ＩＤ＝０またはＩＤ＝−１に設定する。

さらに切離禁止部１５０は、電動車両の走行中には、変数ＩＤを受ける。この場合、切離禁止部１６０は、主蓄電装置ＢＡの温度ＴＡが通常温度領域内である場合には、変数ＩＤを変更しない。一方、切離禁止部１６０は、主蓄電装置ＢＡの温度ＴＡが通常温度領域外である場合には、ＩＤ＝−１に設定する。

すなわち、切離禁止部１６０の機能は、図１３のステップＳ６１０〜Ｓ６５０の処理および図１５のステップＳ８１０〜Ｓ８３０の処理に対応する。

以上説明したように、本実施の形態に従う電動車両の電源システムによれば、主蓄電装置および複数の副蓄電装置の各々の温度に関する所定の条件が成立した場合に、選択副蓄電装置とコンバータ１２Ｂとの切離が禁止される。これによって主蓄電装置の保護を図ることができる。

なお、本実施の形態では、動力分割機構によりエンジンの動力を駆動輪と発電機とに分割して伝達可能なシリーズ／パラレル型ハイブリッドシステムを搭載した電動車両を示した。しかし本発明は、たとえば発電機を駆動するためにのみエンジンを用い、発電機により発電された電力を使うモータでのみ車軸の駆動力を発生させるシリーズ型ハイブリッド車両や、電気自動車、燃料電池自動車にも適用できる。これらの車両は、いずれも車両駆動パワーを発生するモータ、および蓄電装置を搭載しているので、本発明が適用可能である。

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請求の範囲によって示され、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。

１ 電動車両、２ 車輪、３ 動力分割機構、４ エンジン、６ バッテリ充電用コンバータ（外部充電）、８ 外部電源、９Ａ，９Ｂ１，９Ｂ２，２４，２５ 電流センサ、１０Ａ，１０Ｂ１，１０Ｂ２，１３，２１Ａ，２１Ｂ 電圧センサ、１１Ａ，１１Ｂ１，１１Ｂ２ 温度センサ、１２Ａ，１２Ｂ コンバータ、１４，２２ インバータ、１５ Ｕ相アーム、１６ Ｖ相アーム、１７ Ｗ相アーム、３０ 制御装置、３９Ａ，３９Ｂ 接続部、１００ 切離判定部、１１０ 昇圧指示部、１２０，１３０ 電力制限部、１４０ 切離制御部、１５０ 昇圧停止許可部、１６０ 切離禁止部、２００ コンバータ制御部、２５０ 走行制御部、２６０ トータルパワー算出部、２７０，２８０ インバータ制御部、ＢＡ バッテリ（主蓄電装置）、ＢＢ 選択副蓄電装置、ＢＢ１，ＢＢ２ バッテリ（副蓄電装置）、Ｃ１，Ｃ２，ＣＨ 平滑用コンデンサ、ＣＭＢＴ 昇圧指令信号、ＣＯＮＴ１〜ＣＯＮＴ７ リレー制御信号、Ｄ１〜Ｄ８ 並列ダイオード、ＦＢＴ フラグ、ＩＡ 入出力電流、ＩＢ 電流、ＩＤ 変数、ＩＧＯＮ 起動信号、Ｌ１ リアクトル、ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２ モータ電流値、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、Ｎ２ ノード、ＰＬ１Ａ，ＰＬ１Ｂ 電源ライン、ＰＬ２ 給電ライン、Ｐｔｔｌ トータル要求パワー、ＰＷＭＩ１，ＰＷＭＩ２，ＰＷＭＣ，ＰＷＭＣ１，ＰＷＭＣ２ 制御信号（インバータ）、ＰＷＵ，ＰＷＵＡ，ＰＷＤＡ，ＰＷＤ，ＰＷＤＡ，ＰＷＤＢ 制御信号（コンバータ）、Ｑ１〜Ｑ８ ＩＧＢＴ素子、Ｒ 制限抵抗、ＳＬ１，ＳＬ２ 接地ライン、ＳＭＲ１〜ＳＭＲ３ システムメインリレー、ＳＲ１，ＳＲ１Ｇ，ＳＲ２，ＳＲ２Ｇ リレー、ＴＡ，ＴＢＢ，ＴＢＢ１，ＴＢＢ２ 温度（バッテリ）、Ｔｑｃｏｍ１，Ｔｑｃｏｍ２ トルク指令値、ＵＬ，ＶＬ，ＷＬ ライン（三相）、ＶＢＡ，ＶＢＢ１，ＶＢＢ２，ＶＬＡ，ＶＬＢ，ＶＨ 電圧、ＶＨｒｅｆ 電圧指令値、Ｗｉｎ，Ｗｉｎ（Ｍ），Ｗｉｎ（Ｓ） 入力上限電力、Ｗｏｕｔ，Ｗｏｕｔ（Ｍ），Ｗｏｕｔ（Ｓ） 出力上限電力。

Claims (15)

1. 車両駆動パワーを発生するモータ（ＭＧ２）と、前記モータ（ＭＧ２）を駆動するインバータ（２２）とを搭載した電動車両（１）の電源システムであって、
   主蓄電装置（ＢＡ）と、
   前記インバータ（２２）に給電する給電ライン（ＰＬ２）と、
   前記給電ライン（ＰＬ２）と前記主蓄電装置（ＢＡ）との間に設けられ、双方向の電圧変換を行なうように構成された第１の電圧変換器（１２Ａ）と、
   互いに並列に設けられた複数の副蓄電装置（ＢＢ１，ＢＢ２）と、
   前記複数の副蓄電装置（ＢＢ１，ＢＢ２）と前記給電ライン（ＰＬ２）との間に設けられ、前記複数の副蓄電装置（ＢＢ１，ＢＢ２）のうちの選択された副蓄電装置と前記給電ライン（ＰＬ２）の間で双方向の電圧変換を行なうように構成された第２の電圧変換器（１２Ｂ）と、
   前記複数の副蓄電装置（ＢＢ１，ＢＢ２）と前記第２の電圧変換器（１２Ｂ）との間に設けられ、前記第２の電圧変換器（１２Ｂ）に対する前記選択された副蓄電装置の接続および切離しを行なうように構成された接続部（３９Ｂ）と、
   前記第２の電圧変換器（１２Ｂ）に対する前記選択された副蓄電装置の接続および切離しを制御するように構成された制御装置（３０）とを備え、
   前記制御装置（３０）は、
   前記選択された副蓄電装置と交換可能な新たな副蓄電装置が存在しないときに、前記選択された副蓄電装置の充電状態に基づいて、前記選択された副蓄電装置を前記第２の電圧変換器（１２Ｂ）から切り離すための切離要求の発生要否を判定するように構成された切離判定部（１００）と、
   前記主蓄電装置（ＢＡ）および前記選択された副蓄電装置を除く前記複数の副蓄電装置（ＢＢ１，ＢＢ２）のうち少なくとも１つの蓄電装置の温度に関する温度条件が成立する場合に、前記切離要求を発生しないように前記切離判定部（１００）に指示するように構成された切離禁止部（１６０）とを含む、電動車両の電源システム。
2. 前記制御装置（３０）は、
   前記主蓄電装置（ＢＡ）の温度が所定の範囲外である場合に、前記主蓄電装置（ＢＡ）の入力電力および出力電力を制限するように構成された電力制限部（１２０）をさらに含み、
   前記少なくとも１つの蓄電装置は、前記主蓄電装置（ＢＡ）を含み、
   前記温度条件は、前記主蓄電装置（ＢＡ）の温度が前記所定の範囲外であるという第１の条件を含む、請求項１に記載の電動車両の電源システム。
3. 前記温度条件は、前記第１の条件、および、前記複数の副蓄電装置（ＢＢ１，ＢＢ２）の温度に関する第２の条件のうちの少なくとも１つの条件であり、
   前記第２の条件は、前記複数の副蓄電装置（ＢＢ１，ＢＢ２）のうちの少なくとも１つの副蓄電装置の温度が所定の下限値を下回るという条件である、請求項２に記載の電動車両の電源システム。
4. 前記少なくとも１つの副蓄電装置は、前記複数の副蓄電装置（ＢＢ１，ＢＢ２）のうち前記選択された副蓄電装置を除いた残余の副蓄電装置である、請求項３に記載の電動車両の電源システム。
5. 前記切離禁止部（１６０）は、前記電動車両（１）の起動時には、前記少なくとも１つの条件を前記温度条件に設定する一方で、前記電動車両（１）の起動の完了後には、前記第１の条件のみを前記温度条件に設定するように構成される、請求項４に記載の電動車両の電源システム。
6. 電動車両であって、
   車両駆動パワーを発生するモータ（ＭＧ２）と、
   前記モータ（ＭＧ２）を駆動するインバータ（２２）と、
   主蓄電装置（ＢＡ）と、
   前記インバータ（２２）に給電する給電ライン（ＰＬ２）と、
   前記給電ライン（ＰＬ２）と前記主蓄電装置（ＢＡ）との間に設けられ、双方向の電圧変換を行なうように構成された第１の電圧変換器（１２Ａ）と、
   互いに並列に設けられた複数の副蓄電装置（ＢＢ１，ＢＢ２）と、
   前記複数の副蓄電装置（ＢＢ１，ＢＢ２）と前記給電ライン（ＰＬ２）との間に設けられ、前記複数の副蓄電装置（ＢＢ１，ＢＢ２）のうちの選択された副蓄電装置と前記給電ライン（ＰＬ２）の間で双方向の電圧変換を行なうように構成された第２の電圧変換器（１２Ｂ）と、
   前記複数の副蓄電装置（ＢＢ１，ＢＢ２）と前記第２の電圧変換器（１２Ｂ）との間に設けられ、前記第２の電圧変換器（１２Ｂ）に対する前記選択された副蓄電装置の接続および切離しを行なうように構成された接続部（３９Ｂ）と、
   前記第２の電圧変換器（１２Ｂ）に対する前記選択された副蓄電装置の接続および切離しを制御するように構成された制御装置（３０）とを備え、
   前記制御装置（３０）は、
   前記選択された副蓄電装置と交換可能な新たな副蓄電装置が存在しないときに、前記選択された副蓄電装置の充電状態に基づいて、前記選択された副蓄電装置を前記第２の電圧変換器（１２Ｂ）から切り離すための切離要求の発生要否を判定するように構成された切離判定部（１００）と、
   前記主蓄電装置（ＢＡ）および前記選択された副蓄電装置を除く前記複数の副蓄電装置（ＢＢ１，ＢＢ２）のうち少なくとも１つの蓄電装置の温度に関する温度条件が成立する場合に、前記切離要求を発生しないように前記切離判定部（１００）に指示するように構成された切離禁止部（１６０）とを含む、電動車両。
7. 前記制御装置（３０）は、
   前記主蓄電装置（ＢＡ）の温度が所定の範囲外である場合に、前記主蓄電装置（ＢＡ）の入出力電力を制限するように構成された電力制限部（１２０）をさらに含み、
   前記少なくとも１つの蓄電装置は、前記主蓄電装置（ＢＡ）を含み、
   前記温度条件は、前記主蓄電装置（ＢＡ）の温度が前記所定の範囲外であるという第１の条件を含む、請求項６に記載の電動車両。
8. 前記温度条件は、前記第１の条件、および、前記複数の副蓄電装置の温度に関する第２の条件のうちの少なくとも１つの条件であり、
   前記第２の条件は、前記複数の副蓄電装置（ＢＢ１，ＢＢ２）のうちの少なくとも１つの副蓄電装置の温度が所定の下限値を下回るという条件である、請求項７に記載の電動車両。
9. 前記少なくとも１つの副蓄電装置は、前記複数の副蓄電装置（ＢＢ１，ＢＢ２）のうち前記選択された副蓄電装置を除いた残余の副蓄電装置である、請求項８に記載の電動車両。
10. 前記切離禁止部（１６０）は、前記電動車両（１）の起動時には、前記少なくとも１つの条件を前記温度条件に設定する一方で、前記電動車両（１）の起動の完了後には、前記第１の条件のみを前記温度条件に設定するように構成される、請求項９に記載の電動車両。
11. 車両駆動パワーを発生するモータ（ＭＧ２）と、前記モータ（ＭＧ２）を駆動するインバータ（２２）とを搭載した電動車両（１）の電源システムの制御方法であって、
    前記電源システムは、
    主蓄電装置（ＢＡ）と、
    前記インバータ（２２）に給電する給電ライン（ＰＬ２）と、
    前記給電ライン（ＰＬ２）と前記主蓄電装置（ＢＡ）との間に設けられ、双方向の電圧変換を行なうように構成された第１の電圧変換器（１２Ａ）と、
    互いに並列に設けられた複数の副蓄電装置（ＢＢ１，ＢＢ２）と、
    前記複数の副蓄電装置（ＢＢ１，ＢＢ２）と前記給電ライン（ＰＬ２）との間に設けられ、前記複数の副蓄電装置（ＢＢ１，ＢＢ２）のうちの選択された副蓄電装置と前記給電ライン（ＰＬ２）の間で双方向の電圧変換を行なうように構成された第２の電圧変換器（１２Ｂ）と、
    前記複数の副蓄電装置（ＢＢ１，ＢＢ２）と前記第２の電圧変換器（１２Ｂ）との間に設けられ、前記第２の電圧変換器（１２Ｂ）に対する前記選択された副蓄電装置の接続および切離しを行なうように構成された接続部（３９Ｂ）と、
    前記第２の電圧変換器（１２Ｂ）に対する前記選択された副蓄電装置の接続および切離しを制御するように構成された制御装置（３０）とを備え、
    前記制御方法は、
    前記選択された副蓄電装置と交換可能な新たな副蓄電装置が存在しないときに、前記選択された副蓄電装置の充電状態に基づいて、前記選択された副蓄電装置を前記第２の電圧変換器（１２Ｂ）から切り離すための切離要求の発生要否を判定するステップ（Ｓ１１０）と、
    前記主蓄電装置（ＢＡ）および前記選択された副蓄電装置を除く前記複数の副蓄電装置（ＢＢ１，ＢＢ２）のうち少なくとも１つの蓄電装置の温度に基づく温度条件が成立する場合に、前記切離要求の発生を禁止するステップ（Ｓ６１０−Ｓ６６０，Ｓ８１０−Ｓ８４０）とを備える、電動車両の電源システムの制御方法。
12. 前記制御装置（３０）は、前記主蓄電装置（ＢＡ）の温度が所定の範囲から外れている場合に、前記主蓄電装置（ＢＡ）の入力電力および出力電力を制限するよう構成され、
    前記少なくとも１つの蓄電装置は、前記主蓄電装置（ＢＡ）を含み、
    前記温度条件は、前記主蓄電装置（ＢＡ）の温度が前記所定の範囲から外れているという第１の条件を含む、請求項１１に記載の電動車両の電源システムの制御方法。
13. 前記温度条件は、前記第１の条件、および、前記複数の副蓄電装置（ＢＢ１，ＢＢ２）の温度に関する第２の条件のうちの少なくとも１つの条件であり、
    前記第２の条件は、前記複数の副蓄電装置（ＢＢ１，ＢＢ２）のうちの少なくとも１つの副蓄電装置の温度が所定の下限値を下回るという条件である、請求項１２に記載の電動車両の電源システムの制御方法。
14. 前記少なくとも１つの副蓄電装置は、前記複数の副蓄電装置（ＢＢ１，ＢＢ２）のうち前記選択された副蓄電装置を除いた残余の副蓄電装置である、請求項１３に記載の電動車両の電源システムの制御方法。
15. 前記禁止するステップ（Ｓ６１０−Ｓ６６０，Ｓ８１０−Ｓ８４０）は、
    前記温度条件を設定するステップ（Ｓ６２０，Ｓ８２０）を含み、
    前記電動車両の起動時には、前記少なくとも１つの条件が前記温度条件に設定される一方で、前記電動車両の起動の完了後には、前記第１の条件のみが前記温度条件に設定される、請求項１４に記載の電動車両の電源システムの制御方法。

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