技術 電源システムおよびそれを備えた車両、蓄電装置の昇温制御方法、ならびに蓄電装置の昇温制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体

0001

この発明は、電源システムに含まれる蓄電装置を昇温するための制御技術に関する。

0002

近年、ハイブリッド自動車（Hybrid Vehicle）や電気自動車（Electric Vehicle）など動力源として電動機を搭載する車両において、加速性能や走行持続距離などの走行性能を高めるために蓄電部の大容量化が進んでいる。そして、蓄電部を大容量化するための手段として、複数の蓄電装置を有する構成が提案されている。

0003

たとえば、特許第３６５５２７７号公報（特許文献１）は、複数の電源ステージを備える電源制御システムを開示する。この電源制御システムは、互いに並列に接続されて少なくとも１つのインバータに直流電力を供給する複数の電源ステージを備える。各電源ステージは、電池と、ブースト／バックＤＣ−ＤＣコンバータとを含む。

0004

この電源制御システムにおいては、複数の電源ステージにそれぞれ含まれる複数の電池を均等に充放電させてインバータへの出力電圧を維持するように、前記複数の電源ステージが制御される（特許文献１参照）。
特許第３６５５２７７号公報
特開２００３−２７４５６５号公報

0005

一般に、二次電池やキャパシタなどの蓄電装置は、温度が低下すると容量が低下し、その結果、充放電特性が低下する。したがって、上記のハイブリッド自動車等においては、車両システムの起動後、蓄電装置の温度が低下している場合には、速やかに蓄電装置を昇温する必要がある。特に、上記の特許第３６５５２７７号公報に開示される電源制御システムのように複数の蓄電装置を有するシステムにおいては、蓄電部の大容量化のメリットを十分に享受するためには、走行開始前に蓄電装置を昇温する必要がある。

0006

しかしながら、上記特許第３６５５２７７号公報では、蓄電装置の運用については、複数の電源ステージにそれぞれ含まれる複数の電池を均等に充放電させることを開示しているにすぎず、低温時に複数の蓄電装置を速やかに昇温するための手法については特に検討されていない。

0007

それゆえに、この発明の目的は、蓄電部を速やかに昇温可能な電源システムおよびそれを備えた車両を提供することである。

0008

また、この発明の別の目的は、蓄電部を速やかに昇温するための昇温制御方法を提供することである。

0009

さらに、この発明の別の目的は、蓄電部を速やかに昇温するための昇温制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体を提供することである。

0010

この発明によれば、電源システムは、負荷装置へ電力を供給可能な電源システムであって、充放電可能な第１および第２の蓄電装置と、当該電源システムと負荷装置との間で電力を授受可能なように構成された電力線と、第１の蓄電装置と電力線との間に設けられ、第１の蓄電装置と電力線との間で電圧変換を行なう第１のコンバータと、第２の蓄電装置と電力線との間に設けられ、第２の蓄電装置と電力線との間で電圧変換を行なう第２のコンバータと、第１および第２のコンバータを制御する制御装置と、電力線の電圧を検出する第１の電圧センサとを備える。第１および第２のコンバータならびに電力線を介して第１および第２の蓄電装置間で電力を授受することにより第１および第２の蓄電装置の少なくとも一方を昇温する昇温制御時、制御装置は、電力線の目標電圧と第１の電圧センサからの検出電圧との偏差を用いた電圧フィードバック制御の演算結果に基づいて第１および第２のコンバータのいずれか一方を制御し、偏差を非使用とする電圧フィードフォワード制御の演算結果に基づいて他方のコンバータを制御する。

0011

好ましくは、制御装置は、第１および第２のコンバータをそれぞれ制御する第１および第２の制御部と、昇温制御時、電圧フィードバック制御を実行するか電圧フィードフォワード制御を実行するかを切替可能な切替指令を生成して第１および第２の制御部の各々へ出力する切替制御部とを含む。第１および第２の制御部の各々は、対応のコンバータを電圧フィードバック制御可能なように構成された電圧フィードバック補償部と、対応のコンバータを電圧フィードフォワード制御可能なように構成された電圧フィードフォワード補償部と、切替指令に従って電圧フィードバック補償部の機能を入／切可能なように構成された切替部とから成る。切替制御部は、昇温制御時、第１および第２の制御部のいずれか一方の電圧フィードバック補償部の機能を入にし、かつ、他方の制御部の電圧フィードバック補償部の機能を切にするように切替指令を生成する。

0012

さらに好ましくは、電源システムは、第１および第２の蓄電装置の電圧をそれぞれ検出する第２および第３の電圧センサをさらに備える。電圧フィードフォワード補償部は、第２または第３の電圧センサからの対応の蓄電装置の検出電圧と電力線の目標電圧との比を補償量とする。

0013

好ましくは、制御装置は、昇温制御時、放電側の蓄電装置に対応するコンバータを電圧フィードバック制御の演算結果に基づいて制御し、充電側の蓄電装置に対応するコンバータを電圧フィードフォワード制御の演算結果に基づいて制御する。

0014

さらに好ましくは、第１および第２のコンバータの各々は、２象限チョッパ回路を含む。制御装置は、昇温制御時、充電側の蓄電装置に対応するコンバータの上アームを構成するスイッチング素子がオン状態となるように、充電側の蓄電装置に対応するコンバータを制御する。

0015

また、この発明によれば、車両は、上述したいずれかの電源システムと、電源システムから電力の供給を受けて車両の駆動力を発生する駆動力発生部とを備える。

0016

また、この発明によれば、蓄電装置の昇温制御方法は、負荷装置へ電力を供給可能な電源システムにおける蓄電装置の昇温制御方法である。電源システムは、充放電可能な第１および第２の蓄電装置と、当該電源システムと負荷装置との間で電力を授受可能なように構成された電力線と、第１の蓄電装置と電力線との間に設けられ、第１の蓄電装置と電力線との間で電圧変換を行なう第１のコンバータと、第２の蓄電装置と電力線との間に設けられ、第２の蓄電装置と電力線との間で電圧変換を行なう第２のコンバータと、電力線の電圧を検出する電圧センサとを備える。そして、昇温制御方法は、第１および第２のコンバータならびに電力線を介して第１および第２の蓄電装置間で電力を授受することにより第１および第２の蓄電装置の少なくとも一方を昇温する昇温制御時、電力線の目標電圧と第１の電圧センサからの検出電圧との偏差を用いた電圧フィードバック制御の演算結果に基づいて第１および第２のコンバータのいずれか一方を制御する第１のステップと、昇温制御時、偏差を非使用とする電圧フィードフォワード制御の演算結果に基づいて他方のコンバータを制御する第２のステップとを含む。

0017

また、この発明によれば、記録媒体は、負荷装置へ電力を供給可能な電源システムにおける蓄電装置の昇温制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体である。電源システムは、充放電可能な第１および第２の蓄電装置と、当該電源システムと負荷装置との間で電力を授受可能なように構成された電力線と、第１の蓄電装置と電力線との間に設けられ、第１の蓄電装置と電力線との間で電圧変換を行なう第１のコンバータと、第２の蓄電装置と電力線との間に設けられ、第２の蓄電装置と電力線との間で電圧変換を行なう第２のコンバータと、電力線の電圧を検出する電圧センサとを備える。そして、記録媒体は、第１および第２のコンバータならびに電力線を介して第１および第２の蓄電装置間で電力を授受することにより第１および第２の蓄電装置の少なくとも一方を昇温する昇温制御時、電力線の目標電圧と第１の電圧センサからの検出電圧との偏差を用いた電圧フィードバック制御の演算結果に基づいて第１および第２のコンバータのいずれか一方を制御する第１のステップと、昇温制御時、偏差を非使用とする電圧フィードフォワード制御の演算結果に基づいて他方のコンバータを制御する第２のステップとをコンピュータに実行させるためのプログラムを記録する。

0018

この発明においては、第１の蓄電装置と電力線との間に第１のコンバータが設けられ、第２の蓄電装置と電力線との間に第２のコンバータが設けられる。そして、第１および第２の蓄電装置の少なくとも一方を昇温する昇温制御時、制御装置は、第１および第２のコンバータのいずれか一方を電圧フィードバック制御によって制御し、他方のコンバータを電圧フィードフォワード制御によって制御するので、第１および第２のコンバータをそれぞれ制御する２つの電圧制御系が互いに干渉することなく、第１および第２のコンバータならびに電力線を介して第１および第２の蓄電装置間で電力を授受することができる。

0019

したがって、この発明によれば、第１および第２の蓄電装置を速やかに昇温することができる。その結果、低温下においても、車両の走行開始時から所望の走行性能を確保することができる。

0020

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返さない。

0021

［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による車両の全体ブロック図である。図１を参照して、この車両１００は、電源システム１と、駆動力発生部３とを備える。駆動力発生部３は、インバータ３０−１，３０−２と、モータジェネレータ３４−１，３４−２と、動力伝達機構３６と、駆動軸３８と、駆動ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３２とを含む。

0022

インバータ３０−１，３０−２は、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬに並列接続される。そして、インバータ３０−１，３０−２は、電源システム１から供給される駆動電力（直流電力）を交流電力に変換してそれぞれモータジェネレータ３４−１，３４−２へ出力する。また、インバータ３０−１，３０−２は、それぞれモータジェネレータ３４−１，３４−２が発電する交流電力を直流電力に変換して回生電力として電源システム１へ出力する。

0023

なお、各インバータ３０−１，３０−２は、たとえば、三相分のスイッチング素子を含むブリッジ回路から成る。そして、インバータ３０−１，３０−２は、それぞれ駆動ＥＣＵ３２からの駆動信号ＰＷＭ１，ＰＷＭ２に応じてスイッチング動作を行なうことにより、対応のモータジェネレータを駆動する。

0024

モータジェネレータ３４−１，３４−２は、それぞれインバータ３０−１，３０−２から供給される交流電力を受けて回転駆動力を発生する。また、モータジェネレータ３４−１，３４−２は、外部からの回転力を受けて交流電力を発電する。たとえば、モータジェネレータ３４−１，３４−２は、永久磁石が埋設されたロータを備える三相交流回転電機から成る。そして、モータジェネレータ３４−１，３４−２は、動力伝達機構３６と連結され、動力伝達機構３６にさらに連結される駆動軸３８を介して回転駆動力が車輪（図示せず）へ伝達される。

0025

なお、駆動力発生部３がハイブリッド車両に適用される場合には、モータジェネレータ３４−１，３４−２は、動力伝達機構３６または駆動軸３８を介してエンジン（図示せず）にも連結される。そして、駆動ＥＣＵ３２によって、エンジンの発生する駆動力とモータジェネレータ３４−１，３４−２の発生する駆動力とが最適な比率となるように制御が実行される。このようなハイブリッド車両に適用される場合には、モータジェネレータ３４−１，３４−２のいずれか一方を専ら電動機として機能させ、他方のモータジェネレータを専ら発電機として機能させてもよい。

0026

駆動ＥＣＵ３２は、図示されない各センサから送信された信号、走行状況およびアクセル開度などに基づいて、モータジェネレータ３４−１，３４−２のトルク目標値ＴＲ１，ＴＲ２および回転数目標値ＭＲＮ１，ＭＲＮ２を算出する。そして、駆動ＥＣＵ３２は、モータジェネレータ３４−１の発生トルクおよび回転数がそれぞれトルク目標値ＴＲ１および回転数目標値ＭＲＮ１となるように駆動信号ＰＷＭ１を生成してインバータ３０−１を制御し、モータジェネレータ３４−２の発生トルクおよび回転数がそれぞれトルク目標値ＴＲ２および回転数目標値ＭＲＮ２となるように駆動信号ＰＷＭ２を生成してインバータ３０−２を制御する。また、駆動ＥＣＵ３２は、算出したトルク目標値ＴＲ１，ＴＲ２および回転数目標値ＭＲＮ１，ＭＲＮ２を電源システム１のコンバータＥＣＵ２（後述）へ出力する。

0027

一方、電源システム１は、蓄電装置６−１，６−２と、コンバータ８−１，８−２と、平滑コンデンサＣと、コンバータＥＣＵ２と、電池ＥＣＵ４と、電流センサ１０−１，１０−２と、電圧センサ１２−１，１２−２，１８と、温度センサ１４−１，１４−２とを含む。

0028

蓄電装置６−１，６−２は、充放電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などの二次電池から成る。そして、蓄電装置６−１は、正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１を介してコンバータ８−１に接続され、蓄電装置６−２は、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２を介してコンバータ８−２に接続される。なお、蓄電装置６−１，６−２を電気二重層キャパシタで構成してもよい。

0029

コンバータ８−１は、蓄電装置６−１と主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬとの間に設けられ、コンバータＥＣＵ２からの駆動信号ＰＷＣ１に基づいて、蓄電装置６−１と主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬとの間で電圧変換を行なう。コンバータ８−２は、蓄電装置６−２と主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬとの間に設けられ、コンバータＥＣＵ２からの駆動信号ＰＷＣ２に基づいて、蓄電装置６−２と主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬとの間で電圧変換を行なう。

0030

平滑コンデンサＣは、主正母線ＭＰＬと主負母線ＭＮＬとの間に接続され、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬに含まれる電力変動成分を低減する。電圧センサ１８は、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬ間の電圧Ｖｈを検出し、その検出結果をコンバータＥＣＵ２へ出力する。

0031

電流センサ１０−１，１０−２は、蓄電装置６−１に対して入出力される電流値Ｉｂ１および蓄電装置６−２に対して入出力される電流値Ｉｂ２をそれぞれ検出し、その検出結果をコンバータＥＣＵ２および電池ＥＣＵ４へ出力する。なお、電流センサ１０−１，１０−２は、対応の蓄電装置から出力される電流（放電電流）を正値として検出し、対応の蓄電装置に入力される電流（充電電流）を負値として検出する。なお、図では、電流センサ１０−１，１０−２がそれぞれ正極線ＰＬ１，ＰＬ２の電流値を検出する場合が示されているが、電流センサ１０−１，１０−２は、それぞれ負極線ＮＬ１，ＮＬ２の電流を検出してもよい。

0032

電圧センサ１２−１，１２−２は、蓄電装置６−１の電圧値Ｖｂ１および蓄電装置６−２の電圧値Ｖｂ２をそれぞれ検出し、その検出結果をコンバータＥＣＵ２および電池ＥＣＵ４へ出力する。温度センサ１４−１，１４−２は、蓄電装置６−１の内部の温度Ｔｂ１および蓄電装置６−２の内部の温度Ｔｂ２をそれぞれ検出し、その検出結果を電池ＥＣＵ４へ出力する。

0033

電池ＥＣＵ４は、電流センサ１０−１からの電流値Ｉｂ１、電圧センサ１２−１からの電圧値Ｖｂ１および温度センサ１４−１からの温度Ｔｂ１に基づいて、蓄電装置６−１の充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）を示す状態量ＳＯＣ１を算出し、その算出した状態量ＳＯＣ１を温度Ｔｂ１とともにコンバータＥＣＵ２へ出力する。

0034

また、電池ＥＣＵ４は、電流センサ１０−２からの電流値Ｉｂ２、電圧センサ１２−２からの電圧値Ｖｂ２および温度センサ１４−２からの温度Ｔｂ２に基づいて、蓄電装置６−２のＳＯＣを示す状態量ＳＯＣ２を算出し、その算出した状態量ＳＯＣ２を温度Ｔｂ２とともにコンバータＥＣＵ２へ出力する。なお、状態量ＳＯＣ１，ＳＯＣ２の算出方法については、種々の公知の手法を用いることができる。

0035

コンバータＥＣＵ２は、電流センサ１０−１，１０−２および電圧センサ１２−１，１２−２，１８からの各検出値、電池ＥＣＵ４からの温度Ｔｂ１，Ｔｂ２および状態量ＳＯＣ１，ＳＯＣ２、ならびに駆動ＥＣＵ３２からのトルク目標値ＴＲ１，ＴＲ２および回転数目標値ＭＲＮ１，ＭＲＮ２に基づいて、コンバータ８−１，８−２をそれぞれ駆動するための駆動信号ＰＷＣ１，ＰＷＣ２を生成する。そして、コンバータＥＣＵ２は、その生成した駆動信号ＰＷＣ１，ＰＷＣ２をそれぞれコンバータ８−１，８−２へ出力し、コンバータ８−１，８−２を制御する。なお、コンバータＥＣＵ２の構成については、後ほど詳しく説明する。

0036

図２は、図１に示したコンバータ８−１，８−２の概略構成図である。なお、コンバータ８−２の構成および動作は、コンバータ８−１と同様であるので、以下ではコンバータ８−１の構成および動作について説明する。図２を参照して、コンバータ８−１は、チョッパ回路４０−１と、正母線ＬＮ１Ａと、負母線ＬＮ１Ｃと、配線ＬＮ１Ｂと、平滑コンデンサＣ１とを含む。チョッパ回路４０−１は、トランジスタＱ１Ａ，Ｑ１Ｂと、ダイオードＤ１Ａ，Ｄ１Ｂと、インダクタＬ１とを含む。

0037

正母線ＬＮ１Ａは、一方端がトランジスタＱ１Ｂのコレクタに接続され、他方端が主正母線ＭＰＬに接続される。また、負母線ＬＮ１Ｃは、一方端が負極線ＮＬ１に接続され、他方端が主負母線ＭＮＬに接続される。

0038

トランジスタＱ１Ａ，Ｑ１Ｂは、負母線ＬＮ１Ｃと正母線ＬＮ１Ａとの間に直列に接続される。具体的には、トランジスタＱ１Ａのエミッタが負母線ＬＮ１Ｃに接続され、トランジスタＱ１Ｂのコレクタが正母線ＬＮ１Ａに接続される。ダイオードＤ１Ａ，Ｄ１Ｂは、それぞれトランジスタＱ１Ａ，Ｑ１Ｂに逆並列に接続される。インダクタＬ１は、トランジスタＱ１ＡとトランジスタＱ１Ｂとの接続点に接続される。

0039

配線ＬＮ１Ｂは、一方端が正極線ＰＬ１に接続され、他方端がインダクタＬ１に接続される。平滑コンデンサＣ１は、配線ＬＮ１Ｂと負母線ＬＮ１Ｃとの間に接続され、配線ＬＮ１Ｂおよび負母線ＬＮ１Ｃ間の直流電圧に含まれる交流成分を低減する。

0040

そして、チョッパ回路４０−１は、コンバータＥＣＵ２（図示せず）からの駆動信号ＰＷＣ１に応じて、蓄電装置６−１の放電時には、正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１から受ける直流電力（駆動電力）を昇圧し、蓄電装置６−１の充電時には、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬから受ける直流電力（回生電力）を降圧する。

0041

以下、コンバータ８−１の電圧変換動作（昇圧動作および降圧動作）について説明する。昇圧動作時において、コンバータＥＣＵ２は、トランジスタＱ１Ｂをオフ状態に維持し、かつ、トランジスタＱ１Ａを所定のデューティー比でオン／オフさせる。トランジスタＱ１Ａのオン期間においては、蓄電装置６−１から配線ＬＮ１Ｂ、インダクタＬ１、ダイオードＤ１Ｂ、および正母線ＬＮ１Ａを順に介して、放電電流が主正母線ＭＰＬへ流れる。同時に、蓄電装置６−１から配線ＬＮ１Ｂ、インダクタＬ１、トランジスタＱ１Ａ、および負母線ＬＮ１Ｃを順に介して、ポンプ電流が流れる。インダクタＬ１は、このポンプ電流により電磁エネルギーを蓄積する。そして、トランジスタＱ１Ａがオン状態からオフ状態に遷移すると、インダクタＬ１は、蓄積した電磁エネルギーを放電電流に重畳する。その結果、コンバータ８−１から主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬへ供給される直流電力の平均電圧は、デューティー比に応じてインダクタＬ１に蓄積される電磁エネルギーに相当する電圧だけ昇圧される。

0042

一方、降圧動作時において、コンバータＥＣＵ２は、トランジスタＱ１Ｂを所定のデューティー比でオン／オフさせ、かつ、トランジスタＱ１Ａをオフ状態に維持する。トランジスタＱ１Ｂのオン期間においては、主正母線ＭＰＬから正母線ＬＮ１Ａ、トランジスタＱ１Ｂ、インダクタＬ１、および配線ＬＮ１Ｂを順に介して、充電電流が蓄電装置６−１へ流れる。そして、トランジスタＱ１Ｂがオン状態からオフ状態に遷移すると、インダクタＬ１が電流変化を妨げるように磁束を発生するので、充電電流は、ダイオードＤ１Ａ、インダクタＬ１、および配線ＬＮ１Ｂを順に介して流れ続ける。一方で、電気エネルギー的にみると、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬから直流電力が供給されるのはトランジスタＱ１Ｂのオン期間だけであるので、充電電流が一定に保たれるとすると（インダクタＬ１のインダクタンスが十分に大きいとすると）、コンバータ８−１から蓄電装置６−１へ供給される直流電力の平均電圧は、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬ間の直流電圧にデューティー比を乗じた値となる。

0043

このようなコンバータ８−１の電圧変換動作を制御するため、コンバータＥＣＵ２は、トランジスタＱ１Ａのオン／オフを制御するための駆動信号ＰＷＣ１ＡおよびトランジスタＱ１Ｂのオン／オフを制御するための駆動信号ＰＷＣ１Ｂから成る駆動信号ＰＷＣ１を生成する。

0044

図３は、図１に示したコンバータＥＣＵ２の機能ブロック図である。図３を参照して、コンバータＥＣＵ２は、走行時制御部４２と、昇温制御部４４とを含む。

0045

走行時制御部４２は、モータジェネレータ３４−１，３４−２のトルク目標値ＴＲ１，ＴＲ２および回転数目標値ＭＲＮ１，ＭＲＮ２を駆動ＥＣＵ３２から受ける。また、走行時制御部４２は、電圧センサ１８から電圧値Ｖｈを受け、電流センサ１０−１，１０−２からそれぞれ電流値Ｉｂ１，Ｉｂ２を受ける。

0046

そして、走行時制御部４２は、昇温制御部４４からの制御信号ＣＴＬが非活性化されているとき、すなわち、昇温制御部４４による昇温制御が実行されていないとき、これらの信号に基づいて、コンバータ８−１，８−２をそれぞれ駆動するための駆動信号ＰＷＣ１，ＰＷＣ２を生成し、その生成した駆動信号ＰＷＣ１，ＰＷＣ２をそれぞれコンバータ８−１，８−２へ出力する。一方、走行時制御部４２は、制御信号ＣＴＬが活性化されているとき、すなわち、昇温制御部４４による昇温制御の実行中は、駆動信号ＰＷＣ１，ＰＷＣ２の生成を中止する。

0047

昇温制御部４４は、電池ＥＣＵ４から温度Ｔｂ１，Ｔｂ２および状態量ＳＯＣ１，ＳＯＣ２を受ける。また、昇温制御部４４は、電圧センサ１２−１，１２−２からそれぞれ電圧値Ｖｂ１，Ｖｂ２を受け、電圧センサ１８から電圧値Ｖｈを受ける。そして、昇温制御部４４は、蓄電装置６−１，６−２の温度を示す温度Ｔｂ１，Ｔｂ２のいずれか一方が規定値よりも低いとき、コンバータ８−１，８−２ならびに主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬを介して蓄電装置６−１，６−２間で電力の授受を行なうことにより蓄電装置６−１，６−２を昇温する昇温制御を実行する。

0048

具体的には、昇温制御部４４は、温度Ｔｂ１，Ｔｂ２のいずれか一方が規定値よりも低いとき、上記各信号に基づいて後述の方法により駆動信号ＰＷＣ１，ＰＷＣ２を生成する。そして、昇温制御部４４は、その生成した駆動信号ＰＷＣ１，ＰＷＣ２をそれぞれコンバータ８−１，８−２へ出力するとともに、走行時制御部４２へ出力される制御信号ＣＴＬを活性化する。

0049

図４は、図３に示した昇温制御部４４の詳細な機能ブロック図である。図４を参照して、昇温制御部４４は、電圧制御部５０−１，５０−２と、切替制御部７０とを含む。

0050

電圧制御部５０−１は、減算部５２−１，５６−１と、ＰＩ制御部５４−１と、切替部５５−１と、変調部５８−１とを含む。減算部５２−１は、切替制御部７０から出力される目標電圧ＶＲ１から電圧値Ｖｈを減算し、その演算結果をＰＩ制御部５４−１へ出力する。ＰＩ制御部５４−１は、目標電圧ＶＲ１と電圧値Ｖｈとの偏差を入力として比例積分演算を行ない、その演算結果を切替部５５−１へ出力する。すなわち、ＰＩ制御部５４−１は、目標電圧ＶＲ１と電圧値Ｖｈとの偏差を用いた電圧フィードバック（以下「電圧ＦＢ」とも称する。）補償項である。

0051

切替部５５−１は、切替制御部７０から出力される切替信号ＳＷ１が活性化されているとき、ＰＩ制御部５４−１の演算結果を減算部５６−１へ出力する。一方、切替部５５−１は、切替信号ＳＷ１が非活性化されているときは、ＰＩ制御部５４−１の演算結果に代えて値０を減算部５６−１へ出力する。すなわち、切替部５５−１は、切替信号ＳＷ１が活性化されているとき、ＰＩ制御部５４−１による電圧ＦＢ制御の機能を入にし、切替信号ＳＷ１が非活性化されているとき、ＰＩ制御部５４−１による電圧ＦＢ制御の機能を切にする。

0052

減算部５６−１は、電圧値Ｖｂ１／目標電圧ＶＲ１で示されるコンバータ８−１の理論昇圧比の逆数から切替部５５−１の出力を減算し、その演算結果をデューティー指令Ｔｏｎ１として変調部５８−１へ出力する。すなわち、この減算部５６−１における入力項（電圧値Ｖｂ１／目標電圧ＶＲ１）は、コンバータ８−１の理論昇圧比に基づく電圧フィードフォワード（以下「電圧ＦＦ」とも称する。）補償項である。

0053

変調部５８−１は、デューティー指令Ｔｏｎ１と図示されない発振部により生成される搬送波（キャリア波）とに基づいて駆動信号ＰＷＣ１を生成し、その生成した駆動信号ＰＷＣ１をコンバータ８−１のトランジスタＱ１Ａ，Ｑ１Ｂへ出力する。

0054

電圧制御部５０−２は、減算部５２−２，５６−２と、ＰＩ制御部５４−２と、切替部５５−２と、変調部５８−２とを含む。電圧制御部５０−２の構成は、電圧制御部５０−１と同様である。すなわち、ＰＩ制御部５４−２は、目標電圧ＶＲ２と電圧値Ｖｈとの偏差を用いた電圧ＦＢ補償項であり、減算部５６−２における入力項（電圧値Ｖｂ２／目標電圧ＶＲ２）は、コンバータ８−２の理論昇圧比に基づく電圧ＦＦ補償項である。そして、切替部５５−２は、切替制御部７０からの切替信号ＳＷ２が活性化されているとき、ＰＩ制御部５４−２による電圧ＦＢ制御の機能を入にし、切替信号ＳＷ２が非活性化されているとき、ＰＩ制御部５４−２による電圧ＦＢ制御の機能を切にする。

0055

切替制御部７０は、温度Ｔｂ１，Ｔｂ２に基づいて、蓄電装置６−１，６−２の昇温制御を実行するか否かを判定し、昇温制御の実行時、図３に示した走行時制御部４２へ出力される制御信号ＣＴＬを活性化する。そして、切替制御部７０は、昇温制御時、温度Ｔｂ１，Ｔｂ２および状態量ＳＯＣ１，ＳＯＣ２に基づいて、コンバータ８−１の目標電圧ＶＲ１およびコンバータ８−２の目標電圧ＶＲ２ならびに切替信号ＳＷ１，ＳＷ２を生成し、目標電圧ＶＲ１および切替信号ＳＷ１を電圧制御部５０−１へ出力するとともに、目標電圧ＶＲ２および切替信号ＳＷ２を電圧制御部５０−２へ出力する。

0056

図５は、図４に示した昇温制御部４４による昇温制御のフローチャートである。なお、このフローチャートに示される処理は、一定時間ごとまたは所定の条件の成立時（たとえばシステム起動時）にメインルーチンから呼出されて実行される。

0057

図４および図５を参照して、切替制御部７０は、温度センサ１４−１からの温度Ｔｂ１または温度センサ１４−２からの温度Ｔｂ２が予め設定されたしきい温度Ｔｔｈ（たとえば−１０℃）よりも低いか否かを判定する（ステップＳ１０）。切替制御部７０は、温度Ｔｂ１，Ｔｂ２がいずれもしきい温度Ｔｔｈ以上であると判定すると（ステップＳ１０においてＮＯ）、ステップＳ１１０へ処理を進めるとともに、走行時制御部４２（図３）へ出力される制御信号ＣＴＬを非活性化する。

0058

ステップＳ１０において温度Ｔｂ１またはＴｂ２がしきい温度Ｔｔｈよりも低いと判定されると（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、切替制御部７０は、走行時制御部４２へ出力される制御信号ＣＴＬを活性化する。そして、切替制御部７０は、状態量ＳＯＣ１が状態量ＳＯＣ２よりも少ないか否かを判定する（ステップＳ２０）。

0059

切替制御部７０は、状態量ＳＯＣ１が状態量ＳＯＣ２よりも少ないと判定すると（ステップＳ２０においてＹＥＳ）、蓄電装置６−１，６−２をそれぞれ充電側および放電側に決定する（ステップＳ３０）。そして、切替制御部７０は、電圧制御部５０−１の切替部５５−１へ出力される切替信号ＳＷ１を非活性化し、電圧制御部５０−２の切替部５５−２へ出力される切替信号ＳＷ２を活性化する（ステップＳ４０）。

0060

そうすると、充電側の蓄電装置６−１に対応する電圧制御部５０−１では、ＰＩ制御部５４−１による電圧ＦＢ制御機能がオフされ、放電側の蓄電装置６−２に対応する電圧制御部５０−２では、ＰＩ制御部５４−２による電圧ＦＢ制御機能がオンされる。すなわち、電圧制御部５０−１は、理論昇圧比に基づく電圧ＦＦ制御系となり、電圧制御部５０−２は、ＰＩ制御部５４−２による電圧ＦＢ制御系となる。

0061

次いで、切替制御部７０は、コンバータ８−１の目標電圧ＶＲ１およびコンバータ８−２の目標電圧ＶＲ２を生成する（ステップＳ５０）。ここで、切替制御部７０は、放電側に決定した蓄電装置６−２から充電側に決定した蓄電装置６−１へ電力が流れるように、目標電圧ＶＲ２を目標電圧ＶＲ１よりも高く設定する。

0062

そして、目標電圧ＶＲ１，ＶＲ２が生成されると、電圧制御部５０−１は、目標電圧ＶＲ１に基づいてコンバータ８−１を電圧ＦＦ制御により制御し、電圧制御部５０−２は、目標電圧ＶＲ２に基づいてコンバータ８−２を電圧ＦＢ制御により制御する。これにより、蓄電装置６−２からコンバータ８−２、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬ、ならびにコンバータ８−１を順に介して蓄電装置６−１へ電力が流され、蓄電装置６−１，６−２の昇温制御が実行される（ステップＳ６０）。

0063

一方、ステップＳ２０において状態量ＳＯＣ１が状態量ＳＯＣ２以上であると判定されると（ステップＳ２０においてＮＯ）、切替制御部７０は、蓄電装置６−１，６−２をそれぞれ放電側および充電側に決定する（ステップＳ７０）。そして、切替制御部７０は、切替信号ＳＷ１を活性化し、切替信号ＳＷ２を非活性化する（ステップＳ８０）。

0064

そうすると、放電側の蓄電装置６−１に対応する電圧制御部５０−１では、ＰＩ制御部５４−１による電圧ＦＢ制御機能がオンされ、充電側の蓄電装置６−２に対応する電圧制御部５０−２では、ＰＩ制御部５４−２による電圧ＦＢ制御機能がオフされる。すなわち、電圧制御部５０−１は、ＰＩ制御部５４−１による電圧ＦＢ制御系となり、電圧制御部５０−２は、理論昇圧比に基づく電圧ＦＦ制御系となる。

0065

次いで、切替制御部７０は、目標電圧ＶＲ１，ＶＲ２を生成する（ステップＳ９０）。ここで、切替制御部７０は、放電側に決定した蓄電装置６−１から充電側に決定した蓄電装置６−２へ電力が流れるように、目標電圧ＶＲ１を目標電圧ＶＲ２よりも高く設定する。

0066

そして、目標電圧ＶＲ１，ＶＲ２が生成されると、電圧制御部５０−１は、目標電圧ＶＲ１に基づいてコンバータ８−１を電圧ＦＢ制御により制御し、電圧制御部５０−２は、目標電圧ＶＲ２に基づいてコンバータ８−２を電圧ＦＦ制御により制御する。これにより、蓄電装置６−１からコンバータ８−１、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬ、ならびにコンバータ８−２を順に介して蓄電装置６−２へ電力が流され、蓄電装置６−１，６−２の昇温制御が実行される（ステップＳ１００）。

0067

以上のように蓄電装置６−１，６−２の昇温制御は実現されるところ、上述のように、電圧制御部５０−１，５０−２のいずれか一方は、対応のコンバータを電圧ＦＢ制御により制御し、他方の電圧制御部は、対応のコンバータを電圧ＦＦ制御により制御する。したがって、ともに主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬの電圧値Ｖｈを制御可能な電圧制御部５０−１，５０−２が互いに干渉することはなく、放電側の電圧制御部により電圧値Ｖｈを目標電圧に制御しつつ、昇温制御を実現することができる。

0068

図６は、昇温制御時における電力の流れを示した第１の図である。この図６では、蓄電装置６−１，６−２がそれぞれ充電側および放電側のときの電力の流れが示される。

0069

図６を参照して、放電側の蓄電装置６−２に対応するコンバータ８−２は、電圧ＦＢ制御で制御され、充電側の蓄電装置６−１に対応するコンバータ８−１は、電圧ＦＦ制御で制御される。コンバータ８−２は、蓄電装置６−２からの電力を主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬに供給し、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬ間の電圧値Ｖｈを目標電圧ＶＲ２に制御する。

0070

一方、コンバータ８−１は、電圧値Ｖｈをフィードバックすることなく、目標電圧ＶＲ１と蓄電装置６−１の電圧との比で示される理論昇圧比に基づいて制御されているところ、コンバータ８−２により目標電圧ＶＲ２に制御された電圧値Ｖｈは目標電圧ＶＲ１よりも高いので、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬからコンバータ８−１を介して蓄電装置６−１へ電流が流れる。

0071

そうすると、蓄電装置６−２からコンバータ８−２、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬ、ならびにコンバータ８−１を順に介して蓄電装置６−１へ電力が流れる。すなわち、蓄電装置６−１，６−２においてそれぞれ充電および放電が行なわれ、蓄電装置６−１，６−２が昇温される。そして、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬ間の電圧値Ｖｈは、コンバータ８−２により目標電圧ＶＲ２に制御されているので、電圧値Ｖｈを適切な範囲（駆動力発生部３や図示されない平滑コンデンサＣの耐電圧内）に制御しつつ、蓄電装置６−１，６−２を昇温することができる。

0072

図７は、昇温制御時における電力の流れを示した第２の図である。この図７では、蓄電装置６−１，６−２がそれぞれ放電側および充電側のときの電力の流れが示される。

0073

図７を参照して、放電側の蓄電装置６−１に対応するコンバータ８−１は、電圧ＦＢ制御で制御され、充電側の蓄電装置６−２に対応するコンバータ８−２は、電圧ＦＦ制御で制御される。そして、コンバータ８−１の目標電圧ＶＲ１は、コンバータ８−２の目標電圧ＶＲ２よりも高く設定される。

0074

そうすると、蓄電装置６−１からコンバータ８−１、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬ、ならびにコンバータ８−２を順に介して蓄電装置６−２へ電力が流れ、蓄電装置６−１，６−２が昇温される。そして、電圧値Ｖｈは、コンバータ８−１により目標電圧ＶＲ１に制御されているので、電圧値Ｖｈを適切な範囲に制御しつつ蓄電装置６−１，６−２を昇温することができる。

0075

以上のように、この実施の形態１においては、蓄電装置６−１と主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬとの間にコンバータ８−１が設けられ、蓄電装置６−２と主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬとの間にコンバータ８−２が設けられる。そして、昇温制御時、コンバータＥＣＵ２は、コンバータ８−１，８−２のうち、放電側の蓄電装置に対応するコンバータを電圧ＦＢ制御によって制御し、充電側の蓄電装置に対応するコンバータを電圧ＦＦ制御によって制御するので、コンバータ８−１，８−２をそれぞれ制御する電圧制御部５０−１，５０−２が互いに干渉することなく、コンバータ８−１，８−２ならびに主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬを介して蓄電装置６−１，６−２間で電力を授受することができる。

0076

したがって、この実施の形態１によれば、蓄電装置６−１，６−２を速やかに昇温することができる。その結果、低温下においても、車両１００の走行開始時から所望の走行性能を確保することができる。

0077

また、昇温制御時、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬ間の電圧値Ｖｈは、目標電圧に制御されるので、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬに過電圧が印加されるのを防止することができる。その結果、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬに接続される各機器を過電圧破壊から保護することができる。

0078

さらに、対応の蓄電装置が放電側か充電側かに応じて電圧ＦＢ制御機能を入／切可能な切替部５５−１，５５−２を電圧制御部５０−１，５０−２にそれぞれ設けたので、昇温制御時、蓄電装置６−１，６−２の充放電の切替を容易に行なうことができる。

0079

［実施の形態１の変形例］
実施の形態１では、充電側の蓄電装置に対応するコンバータにおいても、トランジスタがスイッチングされるので、スイッチング損失が発生する。そこで、この変形例では、充電側の蓄電装置に対応するコンバータの上アームをオンとし、昇温制御時の損失低減を図る。

0080

図８は、実施の形態１の変形例における昇温制御のフローチャートである。図８を参照して、このフローチャートは、図５に示したフローチャートにおいて、ステップＳ５５，Ｓ９５をさらに含む。すなわち、ステップＳ５０において目標電圧ＶＲ１，ＶＲ２が生成されると、切替制御部７０は、充電側の電圧制御部５０−１における電圧ＦＦ補償項（減算部５６−１における入力項）を１に設定する（ステップＳ５５）。ここで、電圧制御部５０−１においては、ＰＩ制御部５４−１による電圧ＦＢ機能が切替部５５−１によりオフされているので、デューティー指令Ｔｏｎ１は１となる。これにより、コンバータ８−１の上アームに対応するトランジスタＱ１Ｂはオン状態となる。

0081

また、ステップＳ８０において目標電圧ＶＲ１，ＶＲ２が生成されると、切替制御部７０は、充電側の電圧制御部５０−２における電圧ＦＦ補償項（減算部５６−２における入力項）を１に設定する（ステップＳ９５）。ここで、電圧制御部５０−２においては、ＰＩ制御部５４−２による電圧ＦＢ機能が切替部５５−２によりオフされているので、デューティー指令Ｔｏｎ２は１となる。これにより、コンバータ８−２の上アームに対応するトランジスタＱ２Ｂはオン状態となる。

0082

以上のように、この実施の実施の形態１の変形例においては、充電側の蓄電装置に対応するコンバータの上アームをオンにするので、コンバータのスイッチング損失が低減される。したがって、この実施の実施の形態１の変形例によれば、昇温制御の効率を改善することができる。

0083

［実施の形態２］
実施の形態１では、昇温制御時、コンバータ８−１，８−２のいずれも電圧制御により制御したが、この実施の形態２では、コンバータ８−１，８−２のいずれか一方を電圧制御により制御し、他方を電流制御により制御する。

0084

実施の形態２における車両およびコンバータＥＣＵの全体構成は、図１，図３にそれぞれ示した実施の形態１における車両１００およびコンバータＥＣＵ２と同じである。

0085

図９は、実施の形態２における昇温制御部の詳細な機能ブロック図である。図９を参照して、昇温制御部４４Ａは、電圧制御部５０−１Ａと、電流制御部５０−２Ａと、目標値生成部７１とを含む。

0086

電圧制御部５０−１Ａは、図４に示した電圧制御部５０−１において、切替部５５−１を含まない構成となっており、その他の構成は、電圧制御部５０−１と同じである。

0087

電流制御部５０−２Ａは、減算部６２，６６と、ＰＩ制御部６４と、変調部６８とを含む。減算部６２は、目標値生成部７１から出力される目標電流ＩＲ２から電流値Ｉｂ２を減算し、その演算結果をＰＩ制御部６４へ出力する。ＰＩ制御部６４は、目標電流ＩＲ２と電流値Ｉｂ２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６６へ出力する。

0088

減算部６６は、電圧値Ｖｂ２／目標電圧ＶＲ１で示されるコンバータ８−２の理論昇圧比の逆数からＰＩ制御部６４の出力を減算し、その演算結果をデューティー指令Ｔｏｎ２として変調部６８へ出力する。そして、変調部６８は、デューティー指令Ｔｏｎ２と図示されない発振部により生成される搬送波（キャリア波）とに基づいて駆動信号ＰＷＣ２を生成し、その生成した駆動信号ＰＷＣ２をコンバータ８−２のトランジスタＱ２Ａ，Ｑ２Ｂへ出力する。

0089

目標値生成部７１は、温度Ｔｂ１，Ｔｂ２に基づいて、蓄電装置６−１，６−２の昇温制御を実行するか否かを判定し、昇温制御の実行時、図３に示した走行時制御部４２へ出力される制御信号ＣＴＬを活性化する。そして、目標値生成部７１は、昇温制御時、温度Ｔｂ１，Ｔｂ２および状態量ＳＯＣ１，ＳＯＣ２に基づいて、コンバータ８−１の目標電圧ＶＲ１およびコンバータ８−２の目標電流ＩＲ２を生成し、その生成した目標電圧ＶＲ１および目標電流ＩＲ２をそれぞれ電圧制御部５０−１Ａおよび電流制御部５０−２Ａへ出力する。

0090

図１０は、図９に示した昇温制御部４４Ａによる昇温制御のフローチャートである。なお、このフローチャートに示される処理も、一定時間ごとまたは所定の条件の成立時（たとえばシステム起動時）にメインルーチンから呼出されて実行される。

0091

図９および図１０を参照して、このフローチャートは、図５に示したフローチャートにおいて、ステップＳ４０，Ｓ８０を含まず、ステップＳ５０，Ｓ９０に代えてそれぞれステップＳ５２，Ｓ９２を含む。すなわち、ステップＳ３０において蓄電装置６−１，６−２がそれぞれ充電側および放電側に決定されると、目標値生成部７１は、コンバータ８−１の目標電圧ＶＲ１およびコンバータ８−２の目標電流ＩＲ２を生成する（ステップＳ５２）。

0092

ここで、目標値生成部７１は、目標電流ＩＲ２が正値（放電方向）となるように目標電流ＩＲ２を生成する。正の目標電流ＩＲ２については、予め設定された値でもよいし、蓄電装置６−２の状態量ＳＯＣ２に基づいて演算される蓄電装置６−２の放電許容電力を電圧値Ｖｂ２で除算した値でもよい。

0093

また、ステップＳ７０において蓄電装置６−１，６−２がそれぞれ放電側および充電側に決定されると、目標値生成部７１は、目標電圧ＶＲ１および目標電流ＩＲ２を生成する（ステップＳ９２）。ここで、目標値生成部７１は、目標電流ＩＲ２が負値（充電方向）となるように目標電流ＩＲ２を生成する。負の目標電流ＩＲ２についても、予め設定された値でもよいし、蓄電装置６−２の状態量ＳＯＣ２に基づいて演算される蓄電装置６−２の充電許容電力（負値）を電圧値Ｖｂ２で除算した値でもよい。

0094

このように、この昇温制御部４４Ａにおいては、昇温制御時、電圧制御部５０−１Ａは、電圧値Ｖｈが目標電圧ＶＲ１となるようにコンバータ８−１を電圧制御により制御し、電流制御部５０−２Ａは、電流値Ｉｂ２が目標電流ＩＲ２となるようにコンバータ８−２を電流制御により制御する。したがって、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬの電圧値Ｖｈを目標電圧ＶＲ１に制御し、かつ、蓄電装置６−１，６−２間に流す電流を目標電流ＩＲ２に制御しつつ、昇温制御を実現することができる。

0095

図１１は、実施の形態２における昇温制御時の電力の流れを示した第１の図である。この図１１では、蓄電装置６−１，６−２がそれぞれ充電側および放電側のときの電力の流れが示される。

0096

図１１を参照して、充電側の蓄電装置６−１に対応するコンバータ８−１は、電圧制御で制御され、放電側の蓄電装置６−２に対応するコンバータ８−２は、電流制御で制御される。コンバータ８−２は、蓄電装置６−２から主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬへ目標電流ＩＲ２に相当する電流を供給する。一方、コンバータ８−２から電流が供給されることにより主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬの電圧は上昇するところ、コンバータ８−１は、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬ間の電圧値Ｖｈを目標電圧ＶＲ１に制御する。すなわち、コンバータ８−１は、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬから蓄電装置６−１へ電流を流すことで主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬの電圧を目標電圧ＶＲ１に制御する。

0097

このように、蓄電装置６−２からコンバータ８−２、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬ、ならびにコンバータ８−１を順に介して蓄電装置６−１へ電力が流れる。すなわち、蓄電装置６−１，６−２においてそれぞれ充電および放電が行なわれ、蓄電装置６−１，６−２が昇温される。

0098

図１２は、実施の形態２における昇温制御時の電力の流れを示した第２の図である。この図１２では、蓄電装置６−１，６−２がそれぞれ放電側および充電側のときの電力の流れが示される。

0099

図１２を参照して、コンバータ８−２は、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬから蓄電装置６−２へ目標電流ＩＲ２に相当する電流を流す。一方、上記コンバータ８−２の動作により主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬの電圧は低下するところ、コンバータ８−１は、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬ間の電圧値Ｖｈを目標電圧ＶＲ１に制御する。すなわち、コンバータ８−１は、蓄電装置６−１から主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬへ電流を流すことで主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬの電圧を目標電圧ＶＲ１に制御する。

0100

このように、蓄電装置６−１からコンバータ８−１、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬ、ならびにコンバータ８−２を順に介して蓄電装置６−２へ電力が流れる。すなわち、蓄電装置６−１，６−２においてそれぞれ放電および充電が行なわれ、蓄電装置６−１，６−２が昇温される。

0101

なお、上記においては、コンバータ８−１，８−２をそれぞれ電圧制御および電流制御により制御する場合について説明したが、コンバータ８−１，８−２をそれぞれ電流制御および電圧制御で制御してもよい。

0102

以上のように、この実施の形態２においては、昇温制御時、コンバータ８−１，８−２の一方は、電圧制御により制御され、他方は、電流制御により制御される。したがって、この実施の形態２によれば、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬの電圧値Ｖｈを目標電圧ＶＲ１に制御し、かつ、蓄電装置６−１，６−２間に流す電流を目標電流ＩＲ２に制御しつつ、昇温制御を実現することができる。

0103

［実施の形態２の変形例］
実施の形態２では、蓄電装置６−１が充電側の場合においても、コンバータ８−１においてトランジスタがスイッチングされるので、スイッチング損失が発生する。そこで、この変形例では、蓄電装置６−１が充電側の場合、コンバータ８−１の上アームをオンとし、昇温制御時の損失低減を図る。

0104

図１３は、実施の形態２の変形例における昇温制御部の詳細な機能ブロック図である。図１３を参照して、昇温制御部４４Ｂは、電圧制御部５０−１と、電流制御部５０−２Ａと、目標値生成部７１Ａとを含む。

0105

目標値生成部７１Ａは、昇温制御の実行時、温度Ｔｂ１，Ｔｂ２および状態量ＳＯＣ１，ＳＯＣ２に基づいて、目標電圧ＶＲ１、目標電流ＩＲ２および切替信号ＳＷ１を生成し、目標電圧ＶＲ１および切替信号ＳＷ１を電圧制御部５０−１へ出力するとともに、目標電流ＩＲ２を電流制御部５０−２Ａへ出力する。

0106

なお、目標値生成部７１Ａのその他の機能は、図９に示した目標値生成部７１と同じである。また、電圧制御部５０−１の構成については図４において、また、電流制御部５０−２Ａの構成については図９において既に説明したので、説明は繰返さない。

0107

図１４は、図１３に示した昇温制御部４４Ｂによる昇温制御のフローチャートである。図１３および図１４を参照して、このフローチャートは、図１０に示したフローチャートにおいて、ステップＳ４２，Ｓ５５，Ｓ８２をさらに含む。すなわち、ステップＳ３０において蓄電装置６−１，６−２がそれぞれ充電側および放電側に決定されると、目標値生成部７１Ａは、電圧制御部５０−１の切替部５５−１へ出力される切替信号ＳＷ１を非活性化する（ステップＳ４２）。

0108

そして、ステップＳ５２において目標電圧ＶＲ１および目標電流ＩＲ２が生成されると、目標値生成部７１Ａは、ステップＳ５５へ処理を進める。すなわち、目標値生成部７１Ａは、電圧制御部５０−１における電圧ＦＦ補償項（減算部５６−１における入力項）を１に設定する。ここで、電圧制御部５０−１においては、ＰＩ制御部５４−１による電圧ＦＢ機能が切替部５５−１によりオフされているので、デューティー指令Ｔｏｎ１は１となる。これにより、コンバータ８−１の上アームに対応するトランジスタＱ１Ｂはオン状態となる。

0109

また、ステップＳ７０において蓄電装置６−１，６−２がそれぞれ放電側および充電側に決定されると、目標値生成部７１Ａは、切替信号ＳＷ１を活性化する（ステップＳ８２）。そして、目標値生成部７１Ａは、ステップＳ９２へ処理を進め、目標電圧ＶＲ１および目標電流ＩＲ２を生成する。

0110

なお、蓄電装置６−１が放電側の場合にコンバータ８−１の上アームを常時オンにすると、蓄電装置６−１の電圧にクランプされる主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬから蓄電装置６−２へコンバータ８−２が電流を流せない可能性があるので、蓄電装置６−１が放電側の場合には、コンバータ８−１の上アームを常時オンにすることなく、コンバータ８−１は目標電圧ＶＲ１に従って電圧制御される。

0111

以上のように、この実施の実施の形態２の変形例においては、電圧制御されるコンバータの上アームを対応の蓄電装置が充電側の場合にオンにするので、コンバータのスイッチング損失が低減される。したがって、この実施の実施の形態２の変形例によれば、昇温制御の効率を改善することができる。

0112

なお、上記の各実施の形態において、図４，９および１３に示した昇温制御部は、各ブロックに相当する機能を有する回路で構成してもよいし、予め設定されたプログラムに従ってコンバータＥＣＵ２が処理を実行することにより実現してもよい。後者の場合、上述した昇温制御部４４，４４Ａ，４４Ｂの制御は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）によって行なわれ、ＣＰＵは、上記の機能ブロックおよびフローチャートに示される処理を実行するためのプログラムをＲＯＭ（Read Only Memory）から読出し、その読出したプログラムを実行して上記の機能ブロックおよびフローチャートに従って処理を実行する。したがって、ＲＯＭは、上記の機能ブロックおよびフローチャートに示される処理を実行するためのプログラムを記録したコンピュータ（ＣＰＵ）読取可能な記録媒体に相当する。

0113

なお、上記の実施の形態１およびその変形例においては、充電側の蓄電装置に対応するコンバータを電圧ＦＦ制御により制御し、放電側の蓄電装置に対応するコンバータを電圧ＦＢ制御により制御するものとしたが、充電側の蓄電装置に対応するコンバータを電圧ＦＢ制御により制御し、放電側の蓄電装置に対応するコンバータを電圧ＦＦ制御により制御することもできる。

0114

また、上記においては、充電側の蓄電装置と放電側の蓄電装置を決定する際、単にＳＯＣが低い方の蓄電装置を充電側（したがってＳＯＣが高い方の蓄電装置は放電側）としたが、実際には、ステップＳ２０において、蓄電装置６−１が充電側のときは、状態量ＳＯＣ１が状態量ＳＯＣ２＋αに上昇するまで蓄電装置６−１，６−２をそれぞれ充電側および放電側とし、蓄電装置６−１が放電側のときは、状態量ＳＯＣ１が状態量ＳＯＣ２−αに低下するまで蓄電装置６−１，６−２をそれぞれ放電側および充電側とするのが好ましい。

0115

なお、上記においては、電源システム１は、２つの蓄電装置６−１，６−２およびそれぞれに対応するコンバータ８−１，８−２を含むものとしたが、さらに多くの蓄電装置およびそれに対応するコンバータを備えてもよい。その場合、任意の２つの蓄電装置およびそれらに対応するコンバータを選択して、上述した手法により昇温制御を実現することができる。

0116

なお、上記において、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬは、この発明における「電力線」に対応し、コンバータＥＣＵ２は、この発明における「制御装置」に対応する。また、電圧制御部５０−１，５０，２は、それぞれこの発明における「第１の制御部」および「第２の制御部」に対応する。さらに、電圧センサ１８は、この発明における「第１の電圧センサ」に対応し、電圧センサ１２−１，１２−２は、それぞれこの発明における「第２の電圧センサ」および「第３の電圧センサ」に対応する。また、さらに、インバータ３０−１，３０−２およびモータジェネレータ３４−１，３４−２は、この発明における「駆動力発生部」を形成する。

0117

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、上記した実施の形態の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。

0118

この発明の実施の形態１による車両の全体ブロック図である。
図１に示すコンバータの概略構成図である。
図１に示すコンバータＥＣＵの機能ブロック図である。
図３に示す昇温制御部の詳細な機能ブロック図である。
図４に示す昇温制御部による昇温制御のフローチャートである。
昇温制御時における電力の流れを示す第１の図である。
昇温制御時における電力の流れを示す第２の図である。
実施の形態１の変形例における昇温制御のフローチャートである。
実施の形態２における昇温制御部の詳細な機能ブロック図である。
図９に示す昇温制御部による昇温制御のフローチャートである。
実施の形態２における昇温制御時の電力の流れを示す第１の図である。
実施の形態２における昇温制御時の電力の流れを示す第２の図である。
実施の形態２の変形例における昇温制御部の詳細な機能ブロック図である。
図１３に示す昇温制御部による昇温制御のフローチャートである。

0119

１電源システム、２コンバータＥＣＵ、３駆動力発生部、４電池ＥＣＵ、６−１，６−２蓄電装置、８−１，８−２ コンバータ、１０−１，１０−２電流センサ、１２−１，１２−２，１８電圧センサ、１４−１，１４−２温度センサ、３０−１，３０−２インバータ、３２ 駆動ＥＣＵ、３４−１，３４−２モータジェネレータ、３６動力伝達機構、３８駆動軸、４０−１，４０−２チョッパ回路、４２走行時制御部、４４，４４Ａ，４４Ｂ昇温制御部、５０−１，５０−１Ａ，５０−２電圧制御部、５０−２Ａ電流制御部、５２−１，５２−２，５６−１，５６−２，６２，６６ 減算部、５４−１，５４−２，６４ＰＩ制御部、５５−１，５５−２切替部、５８−１，５８−２，６８変調部、７０切替制御部、７１，７１Ａ目標値生成部、ＭＰＬ主正母線、ＭＮＬ主負母線、ＰＬ１，ＰＬ２ 正極線、ＮＬ１，ＮＬ２ 負極線、Ｃ，Ｃ１，Ｃ２平滑コンデンサ、ＬＮ１Ａ，ＬＮ２Ａ 正母線、ＬＮ１Ｃ，ＬＮ２Ｃ 負母線、ＬＮ１Ｂ，ＬＮ２Ｂ配線、Ｑ１Ａ，Ｑ１Ｂ，Ｑ２Ａ，Ｑ２Ｂトランジスタ、Ｄ１Ａ，Ｄ１Ｂ，Ｄ２Ａ，Ｄ２Ｂダイオード、Ｌ１，Ｌ２インダクタ。