JP2008060047A - 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 - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電部を積極的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。
【解決手段】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、コンバータ８−１，８−２を制御するコンバータＥＣＵ２とを備える。コンバータＥＣＵ２は、蓄電装置６−１，６−２の昇温制御時、各蓄電装置の許容放電電力および許容充電電力に基づいて、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間で授受する電力およびその通電方向を決定し、その決定した電力が蓄電装置６−１，６−２間で授受されるようにコンバータ８−１，８−２を制御する。
【選択図】図１

Description

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

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。

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。

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２００４−１５８６６号公報 特開２００３−１０２１３３号公報

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、蓄電装置を積極的に昇温することが望ましい。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、車両システムの起動後、蓄電装置を速やかに昇温する必要がある。

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が開示されているにすぎず、複数の蓄電装置を積極的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。

それゆえに、この発明の目的は、蓄電部を積極的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。

また、この発明の別の目的は、蓄電部を積極的に昇温するための昇温制御方法、およびその昇温制御方法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。

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を備える。制御装置は、第１および第２の蓄電装置の各々の許容放電電力および許容充電電力に基づいて、電力線を介して第１および第２の蓄電装置間で授受する電力およびその通電方向を決定し、その決定した電力が第１および第２の蓄電装置間で授受されるように第１および第２のコンバータを制御する。

好ましくは、制御装置は、各蓄電装置の許容放電電力および許容充電電力に基づいて第１および第２の蓄電装置間で授受可能な最大電力を決定し、その決定した最大電力が第１および第２の蓄電装置間で授受されるように第１および第２のコンバータを制御する。

好ましくは、制御装置は、第１の蓄電装置の充電状態および温度に基づいて第１の蓄電装置の許容放電電力および許容充電電力を決定し、第２の蓄電装置の充電状態および温度に基づいて第２の蓄電装置の許容放電電力および許容充電電力を決定する。

好ましくは、制御装置は、負荷装置への電力供給が要求されているとき、各蓄電装置の許容放電電力および許容充電電力ならびに負荷装置の要求電力に基づいて、第１および第２の蓄電装置間で授受する電力およびその通電方向を決定する。

また、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を備える。制御装置は、第１および第２の蓄電装置の各々の放電時発熱量および充電時発熱量に基づいて、電力線を介して第１および第２の蓄電装置間で授受する電力の通電方向を決定し、その決定した通電方向に従って第１および第２の蓄電装置間で電力が授受されるように第１および第２のコンバータを制御する。

好ましくは、制御装置は、第１および第２の蓄電装置の発熱量の和が最大となるように通電方向を決定する。

また、好ましくは、制御装置は、第１および第２の蓄電装置のいずれかの昇温を優先させるとき、その昇温を優先させる蓄電装置の放電時発熱量および充電時発熱量に基づいて、その昇温を優先させる蓄電装置の発熱量が最大となるように通電方向を決定する。

また、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を備える。制御装置は、第１および第２の蓄電装置の総蓄電量に基づいて決定される第１および第２の蓄電装置の実現可能な充電状態の範囲内で、第１および第２の蓄電装置間で相互に授受される電力が最大となる充電状態を算出し、その算出した充電状態に近づく方向の電力が第１および第２の蓄電装置間で授受されるように第１および第２のコンバータを制御する。

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。

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って、電源システムは、充電可能な第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のコンバータとを備える。そして、昇温制御方法は、第１および第２の蓄電装置の各々の許容放電電力および許容充電電力に基づいて、電力線を介して第１および第２の蓄電装置間で授受する電力およびその通電方向を決定する第１のステップと、その決定された電力が第１および第２の蓄電装置間で授受されるように第１および第２のコンバータを制御する第２のステップとを含む。

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って、電源システムは、充電可能な第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のコンバータとを備える。そして、昇温制御方法は、第１および第２の蓄電装置の各々の放電時発熱量および充電時発熱量に基づいて、電力線を介して第１および第２の蓄電装置間で授受する電力の通電方向を決定する第１のステップと、その決定された通電方向に従って第１および第２の蓄電装置間で電力が授受されるように第１および第２のコンバータを制御する第２のステップとを含む。

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って、電源システムは、充電可能な第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のコンバータとを備える。そして、昇温制御方法は、第１および第２の蓄電装置の総蓄電量を算出する第１のステップと、その算出された総蓄電量に基づいて決定される第１および第２の蓄電装置の実現可能な充電状態の範囲内で、第１および第２の蓄電装置間で相互に授受される電力が最大となる充電状態を算出する第２のステップと、その算出された充電状態に近づく方向の電力が第１および第２の蓄電装置間で授受されるように第１および第２のコンバータを制御する第３のステップとを含む。

また、この発明によれば、コンピュータ読取可能な記録媒体は、上述したいずれかの昇温制御方法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。

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、制御装置は、第１および第２の蓄電装置の各々の許容放電電力および許容充電電力に基づいて、電力線を介して第１および第２の蓄電装置間で授受する電力およびその通電方向を決定し、その決定した電力が第１および第２の蓄電装置間で授受されるように第１および第２のコンバータを制御するので、各蓄電装置の許容放電電力または許容充電電力の範囲内で第１および第２の蓄電装置間で電力が授受され、充放電に伴ない各蓄電装置の温度が上昇する。

したがって、この発明によれば、第１および第２の蓄電装置を積極的に昇温することができる。その結果、低温下においても、車両システムの起動後、早期に所望の走行性能を確保することができる。

また、この発明においては、制御装置は、第１および第２の蓄電装置の各々の放電時発熱量および充電時発熱量に基づいて、電力線を介して第１および第２の蓄電装置間で授受する電力の通電方向を決定し、その決定した通電方向に従って第１および第２の蓄電装置間で電力が授受されるように第１および第２のコンバータを制御するので、第１および第２の蓄電装置間で電力を授受しつつ、充放電に伴なう各蓄電装置の発熱を管理できる。

したがって、この発明によれば、第１および第２の蓄電装置を積極的に昇温することができ、かつ、各蓄電装置の昇温状態を管理することができる。また、車両システムの起動後、早期に所望の走行性能を確保することができる。

また、この発明においては、制御装置は、第１および第２の蓄電装置の総蓄電量に基づいて決定される第１および第２の蓄電装置の実現可能な充電状態の範囲内で、第１および第２の蓄電装置間で相互に授受される電力が最大となる充電状態を算出し、その算出した充電状態に近づく方向の電力が第１および第２の蓄電装置間で授受されるように第１および第２のコンバータを制御するので、第１および第２の蓄電装置間で相互に授受される電力が最大となる充電状態に近づくように各蓄電装置の充放電が制御される。

したがって、この発明によれば、第１および第２の蓄電装置を積極的かつ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、車両システムの起動後、早期に所望の走行性能を確保することができる。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

駆動ＥＣＵ３２は、図示されない各センサから送信される信号、走行状況およびアクセル開度などに基づいて車両要求パワーＰｓを算出し、その算出した車両要求パワーＰｓ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、回転数目標値ＭＲＮ１，ＭＲＮ２および車両要求パワーＰｓを電源システム１のコンバータＥＣＵ２（後述）へ出力する。

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。

蓄電装置６−１，６−２は、充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。

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。

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間の電圧値Ｖｈを検出し、その検出結果をコンバータＥＣＵ２へ出力する。

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。

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。

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。

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。

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、回転数目標値ＭＲＮ１，ＭＲＮ２および車両要求パワーＰｓ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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、昇圧制御部４２と、昇温制御部４４とを含む。昇圧制御部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、昇圧制御部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。

そして、昇圧制御部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、昇圧制御部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。

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、電流センサ１０−１，１０−２からそれぞれ電流値Ｉｂ１，Ｉｂ２を受け、電圧センサ１２−１，１２−２からそれぞれ電圧値Ｖｂ１，Ｖｂ２を受ける。さらに、昇温制御部４４は、駆動ＥＣＵ３２から車両要求パワーＰｓ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。

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、昇圧制御部４２へ出力される制御信号ＣＴＬを活性化する。

図４は、図３に示した昇温制御部４４の制御構造を説明するため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成立時にメインルーチンから呼出されて実行される。

図４を参照して、昇温制御部４４は、蓄電装置６−１の温度Ｔｂ１または蓄電装置６−２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）。昇温制御部４４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。

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）、昇温制御部４４は、予め設定された電力テーブルを用いて、蓄電装置６−１の状態量ＳＯＣ１および温度Ｔｂ１に基づいて蓄電装置６−１の許容放電電力Ｄ１および許容充電電力Ｃ１（いずれも正値）を求め、蓄電装置６−２の状態量ＳＯＣ２および温度Ｔｂ２に基づいて蓄電装置６−２の許容放電電力Ｄ２および許容充電電力Ｃ２（いずれも正値）を求める（ステップＳ２０）。

図５は、各蓄電装置の許容放電電力および許容充電電力に関する電力テーブルを説明するための図である。図５を参照して、電力テーブルは、蓄電装置６−１，６−２ごとに設けられ、蓄電装置のＳＯＣおよび温度ごとに許容放電電力および許容充電電力が設定されている。なお、各テーブル値は、対応する条件（ＳＯＣおよび温度）ごとにオフラインで予め求められる。

再び図４を参照して、ステップＳ２０において各蓄電装置の許容放電電力および許容充電電力が求められると、昇温制御部４４は、駆動ＥＣＵ３２からの車両要求パワーＰｓに基づいて、電源システム１から駆動力発生部３への電力供給が要求されているか否かを判定する（ステップＳ３０）。昇温制御部４４は、電源システム１から駆動力発生部３への電力供給は要求されていないと判定すると（ステップＳ３０においてＮＯ）、蓄電装置６−１から蓄電装置６−２へ通電可能な最大電力Ｐ１２、および蓄電装置６−２から蓄電装置６−１へ通電可能な最大電力Ｐ２１を次式に基づいて算出する（ステップＳ４０）。

Ｐ１２＝Ｍｉｎ（Ｄ１，Ｃ２） …（１）
Ｐ２１＝Ｍｉｎ（Ｃ１，Ｄ２） …（２）
ここで、Ｍｉｎ（Ｘ，Ｙ）は、ＸおよびＹのうち小さい方を選択することを示す。

次いで、昇温制御部４４は、蓄電装置６−１，６−２の充放電電力が最大となるように、次式に基づいて蓄電装置６−１，６−２間の移動電力量Ｐｒｑを算出する（ステップＳ５０）。

Ｐｒｑ＝Ｍａｘ（Ｐ１２，Ｐ２１） …（３）
ここで、Ｍａｘ（Ｘ，Ｙ）は、ＸおよびＹのうち大きい方を選択することを示す。

さらに、昇温制御部４４は、Ｐｒｑ＝Ｐ１２のとき（すなわちＰ１２＞Ｐ２１のとき）、蓄電装置６−１を放電側（すなわち蓄電装置６−２は充電側）とし、Ｐｒｑ＝Ｐ２１のとき（すなわちＰ１２＜Ｐ２１のとき）、蓄電装置６−２を放電側（すなわち蓄電装置６−１は充電側）として、蓄電装置６−１，６−２間の通電方向を決定する（ステップＳ６０）。

そして、蓄電装置６−１，６−２間の移動電力量Ｐｒｑおよび通電方向が決定されると、昇温制御部４４は、その決定された通電方向に従って蓄電装置６−１，６−２間に移動電力量Ｐｒｑを流すようにコンバータ８−１，８−２を制御し、実際に昇温制御を実行する（ステップＳ１００）。

一方、ステップＳ３０において電源システム１から駆動力発生部３への電力供給が要求されていると判定されると（ステップＳ３０においてＹＥＳ）、電源システム１から駆動力発生部３へ電力を供給しつつ蓄電装置の昇温制御が実行される。具体的には、昇温制御部４４は、蓄電装置６−１から駆動力発生部３へ電力を供給しつつ蓄電装置６−２へ通電可能な最大電力Ｐ１２、および蓄電装置６−２から駆動力発生部３へ電力を供給しつつ蓄電装置６−１へ通電可能な最大電力Ｐ２１を次式に基づいて算出する（ステップＳ７０）。

Ｐ１２＝Ｍｉｎ（Ｄ１，（Ｃ２＋Ｐｓ）） …（４）
Ｐ２１＝Ｍｉｎ（（Ｃ１＋Ｐｓ），Ｄ２） …（５）
次いで、昇温制御部４４は、蓄電装置６−１，６−２間で授受される電力が最大となるように、蓄電装置６−１，６−２間の移動電力量Ｐｒｑを次式に基づいて算出する（ステップＳ８０）。

Ｐｒｑ＝Ｍａｘ（Ｐ１２，Ｐ２１） …（６）
さらに、昇温制御部４４は、蓄電装置６−１に対する要求電力Ｐｒｑ１および蓄電装置６−２に対する要求電力Ｐｒｑ２を次式に基づいて算出する（ステップＳ９０）。

Ｐｒｑ＝Ｐ１２のとき：
Ｐｒｑ１＝Ｐｒｑ（放電），Ｐｒｑ２＝Ｐｒｑ−Ｐｓ（充電） …（７）
Ｐｒｑ＝Ｐ２１のとき：
Ｐｒｑ１＝Ｐｒｑ−Ｐｓ（充電），Ｐｒｑ２＝Ｐｒｑ（放電） …（８）
そして、蓄電装置６−１，６−２に対する要求電力が決定されると、昇温制御部４４は、ステップＳ１００へ処理を進め、その決定された要求電力に従って蓄電装置６−１，６−２が充電または放電を行なうようにコンバータ８−１，８−２を制御し、実際に昇温制御を実行する。

図６は、コンバータ８−１，８−２の駆動制御に関する部分の昇温制御部４４の機能ブロック図である。なお、この図６に示される処理は、図５に示したステップＳ１００において実行される処理に対応する。図６を参照して、昇温制御部４４は、目標値決定部５０と、除算部５２−１，５２−２と、減算部５４−１，５４−２，５８−１，５８−２と、ＰＩ制御部５６−１，５６−２と、変調部６０−１，６０−２とを含む。

目標値決定部５０は、昇温制御の実行時、昇圧制御部４２（図３）へ出力される制御信号ＣＴＬを活性化する。そして、目標値決定部５０は、蓄電装置６−１が放電側のとき、蓄電装置６−１に対する要求電力Ｐｒｑ１（車両要求パワーが無いときはＰｒｑ１＝Ｐｒｑ、以下同じ。）を電力目標値Ｐ１として除算部５２−１へ出力し、蓄電装置６−２に対する要求電力Ｐｒｑ２（車両要求パワーが無いときはＰｒｑ２＝Ｐｒｑ、以下同じ。）の符号を反転した値を電力目標値Ｐ２（すなわち負値）として除算部５２−２へ出力する。

また、目標値決定部５０は、蓄電装置６−２が放電側のときは、蓄電装置６−１に対する要求電力Ｐｒｑ１の符号を反転した値を電力目標値Ｐ１（すなわち負値）として除算部５２−１へ出力し、蓄電装置６−２に対する要求電力Ｐｒｑ２を電力目標値Ｐ２として除算部５２−２へ出力する。

除算部５２−１は、電力目標値Ｐ１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５４−１へ出力する。減算部５４−１は、電流目標値ＩＲ１から電流値Ｉｂ１を減算し、その演算結果をＰＩ制御部５６−１へ出力する。ＰＩ制御部５６−１は、電流目標値ＩＲ１と電流値Ｉｂ１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５８−１へ出力する。

減算部５８−１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ＰＩ制御部５６−１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６０−１へ出力する。なお、この減算部５８−１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フィードフォワード補償項であり、目標電圧ＶＲ１は、電圧値Ｖｂ１よりも高い適当な値に設定される。

変調部６０−１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。

除算部５２−２は、電力目標値Ｐ２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５４−２へ出力する。減算部５４−２は、電流目標値ＩＲ２から電流値Ｉｂ２を減算し、その演算結果をＰＩ制御部５６−２へ出力する。ＰＩ制御部５６−２は、電流目標値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５８−２へ出力する。

減算部５８−２は、電圧値Ｖｂ２／目標電圧ＶＲ２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５６−２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６０−２へ出力する。なお、この減算部５８−２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フィードフォワード補償項であり、目標電圧ＶＲ２は、電圧値Ｖｂ２よりも高い適当な値に設定される。

変調部６０−２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。

なお、車両要求パワーが無いとき、すなわち、蓄電装置６−１，６−２の一方から出力される電力が他方の蓄電装置へ全て供給されるとき、充電側の蓄電装置に対応するコンバータの制御系において、ＰＩ制御部の機能をオフさせ、フィードフォワード補償項を１としてもよい。これにより、充電側の蓄電装置に対応するコンバータでは上アームが常時オン状態となり、スイッチング損失が低減されるとともに、コンバータ８−１の制御系とコンバータ８−２の制御系との干渉を防止できる。

以上のように、この実施の形態１においては、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間で電力が授受され、充放電に伴ない各蓄電装置の温度が上昇する。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を積極的に昇温することができる。その結果、低温下においても、車両システムの起動後、早期に所望の走行性能を確保することができる。

また、この実施の形態１によれば、蓄電装置６−１，６−２間の移動電力量が最大となるように昇温制御が実行されるので、蓄電装置６−１，６−２を速やかに昇温することができる。

さらに、この実施の形態１によれば、蓄電装置のＳＯＣおよび温度に基づいて各蓄電装置の許容放電電力および許容充電電力が決定されるので、蓄電装置６−１，６−２間の充放電電力を正確に算出できる。

また、さらに、車両要求パワーが存在するときは、電源システム１から駆動力発生部３へ電力を供給しつつ蓄電装置６−１，６−２間で電力を授受するので、昇温制御中に車両の走行が開始された場合にも対応することができる。

［実施の形態２］
実施の形態１では、蓄電装置間で授受される電力が最大となるように蓄電装置間の通電方向が決定されたが、この実施の形態２では、蓄電装置の発熱量が最大となるように通電方向が決定される。

実施の形態２による車両の全体構成は、図１に示した実施の形態１による車両１００と同じである。また、実施の形態２におけるコンバータＥＣＵの全体構成も、図３に示した実施の形態１におけるコンバータＥＣＵ２と同じである。

図７，図８は、実施の形態２における昇温制御部４４Ａの制御構造を説明するため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成立時にメインルーチンから呼出されて実行される。

図７を参照して、昇温制御部４４Ａは、ステップＳ１０，Ｓ２０，Ｓ３０，Ｓ４０，Ｓ７０の処理を実行する。なお、これらの各ステップにおける処理は、図４で説明したとおりである。そして、昇温制御部４４Ａは、ステップＳ４０またはＳ７０の処理を実行すると、図８に示されるステップＳ２１０へ処理を進める。

図８を参照して、昇温制御部４４Ａは、予め設定された発熱量テーブルを用いて、図７に示されるステップＳ４０またはＳ７０において算出された最大電力Ｐ１２に対応する蓄電装置６−１の放電時発熱量Ｄｈ１および蓄電装置６−２の充電時発熱量Ｃｈ２を対応の蓄電装置のＳＯＣおよび温度に基づいて求め、上記ステップＳ４０またはＳ７０において算出された最大電力Ｐ２１に対応する蓄電装置６−１の充電時発熱量Ｃｈ１および蓄電装置６−２の放電時発熱量Ｄｈ２を対応の蓄電装置のＳＯＣおよび温度に基づいて求める（ステップＳ２１０）。

図９は、各蓄電装置の放電時発熱量および充電時発熱量に関する発熱量テーブルを説明するための図である。図９を参照して、発熱量テーブルは、蓄電装置６−１，６−２ごとに設けられ、放電電力ごとの発熱量（放電時発熱量）および充電電力ごとの発熱量（充電時発熱量）が蓄電装置のＳＯＣおよび温度ごとに設定されている。なお、各テーブル値は、対応する条件（放電電力、充電電力、ＳＯＣおよび温度）ごとにオフラインで予め求められる。

再び図８を参照して、ステップＳ２１０において各蓄電装置の放電時発熱量および充電時発熱量が求められると、昇温制御部４４Ａは、昇温を優先させる蓄電装置が設定されているか否かを判定する（ステップＳ２２０）。昇温制御部４４Ａは、昇温を優先させる蓄電装置は設定されていないと判定すると（ステップＳ２２０においてＮＯ）、蓄電装置６−１から蓄電装置６−２へ最大電力Ｐ１２を流すと仮定した場合の蓄電装置６−１，６−２の総発熱量Ｐｈ１２、および蓄電装置６−２から蓄電装置６−１へ最大電力Ｐ２１を流すと仮定した場合の蓄電装置６−１，６−２の総発熱量Ｐｈ２１を次式に基づいて算出するとともに、蓄電装置６−１，６−２の総発熱量が最大となるように次式に基づいて発熱量Ｐｈを算出する（ステップＳ２３０）。

Ｐｈ１２＝Ｄｈ１＋Ｃｈ２ …（９）
Ｐｈ２１＝Ｃｈ１＋Ｄｈ２ …（１０）
Ｐｈ＝Ｍａｘ（Ｐｈ１２，Ｐｈ２１） …（１１）
一方、ステップＳ２２０において、昇温を優先させる蓄電装置が設定されていると判定されると（ステップＳ２２０においてＹＥＳ）、昇温制御部４４Ａは、蓄電装置６−１，６−２のいずれが設定されているかを判定する（ステップＳ２４０）。そして、昇温制御部４４Ａは、昇温を優先させる蓄電装置として蓄電装置６−１が設定されていると判定すると（ステップＳ２４０において「６−１」）、蓄電装置６−１の発熱量が最大となるように次式に基づいて発熱量Ｐｈを算出する（ステップＳ２５０）。

Ｐｈ１２＝Ｄｈ１ …（１２）
Ｐｈ２１＝Ｃｈ１ …（１３）
Ｐｈ＝Ｍａｘ（Ｐｈ１２，Ｐｈ２１） …（１４）
一方、ステップＳ２４０において、昇温を優先させる蓄電装置として蓄電装置６−２が設定されていると判定されると（ステップＳ２４０において「６−２」）、昇温制御部４４Ａは、蓄電装置６−２の発熱量が最大となるように次式に基づいて発熱量Ｐｈを算出する（ステップＳ２６０）。

Ｐｈ１２＝Ｃｈ２ …（１５）
Ｐｈ２１＝Ｄｈ２ …（１６）
Ｐｈ＝Ｍａｘ（Ｐｈ１２，Ｐｈ２１） …（１７）
そして、昇温制御部４４Ａは、Ｐｈ＝Ｐｈ１２のとき（すなわちＰｈ１２＞Ｐｈ２１のとき）、蓄電装置６−１を放電側（すなわち蓄電装置６−２は充電側）とし、Ｐｈ＝Ｐｈ２１のとき（すなわちＰｈ１２＜Ｐｈ２１のとき）、蓄電装置６−２を放電側（すなわち蓄電装置６−１は充電側）として、蓄電装置６−１，６−２間で授受される電力の通電方向を決定する（ステップＳ２７０）。

次いで、昇温制御部４４Ａは、駆動ＥＣＵ３２からの車両要求パワーＰｓに基づいて、電源システム１から駆動力発生部３への電力供給が要求されているか否かを判定する（ステップＳ２８０）。昇温制御部４４Ａは、電源システム１から駆動力発生部３への電力供給は要求されていないと判定すると（ステップＳ２８０においてＮＯ）、発熱量Ｐｈを実現する蓄電装置６−１，６−２間の移動電力量Ｐｒｑを次式に基づいて決定する（ステップＳ２９０）。

Ｐｈ＝Ｐｈ１２のとき：Ｐｒｑ＝Ｐ１２ …（１８）
Ｐｈ＝Ｐｈ２１のとき：Ｐｒｑ＝Ｐ２１ …（１９）
そして、蓄電装置６−１，６−２間の通電方向および移動電力量Ｐｒｑが決定されると、昇温制御部４４Ａは、その決定された通電方向に従って蓄電装置６−１，６−２間に移動電力量Ｐｒｑを流すようにコンバータ８−１，８−２を制御し、実際に昇温制御を実行する（ステップＳ３１０）。

一方、ステップＳ２８０において電源システム１から駆動力発生部３への電力供給が要求されていると判定されると（ステップＳ２８０においてＹＥＳ）、昇温制御部４４Ａは、蓄電装置６−１に対する要求電力Ｐｒｑ１および蓄電装置６−２に対する要求電力Ｐｒｑ２を次式に基づいて算出する（ステップＳ３００）。

Ｐｈ＝Ｐ１２のとき：
Ｐｒｑ１＝Ｐ１２（放電），Ｐｒｑ２＝Ｐ１２−Ｐｓ（充電） …（２０）
Ｐｈ＝Ｐ２１のとき：
Ｐｒｑ１＝Ｐ２１−Ｐｓ（充電），Ｐｒｑ２＝Ｐ２１（放電） …（２１）
そして、蓄電装置６−１，６−２に対する要求電力が決定されると、昇温制御部４４Ａは、ステップＳ３１０へ処理を進め、その決定された要求電力に従って蓄電装置６−１，６−２が充電または放電を行なうようにコンバータ８−１，８−２を制御し、実際に昇温制御を実行する。

以上のように、この実施の形態２においては、各蓄電装置の放電時発熱量および充電時発熱量に基づいて蓄電装置６−１，６−２間の通電方向および移動電力量が決定されるので、蓄電装置６−１，６−２間で電力を授受しつつ、充放電に伴なう各蓄電装置の発熱を管理できる。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を積極的に昇温することができ、かつ、各蓄電装置の昇温状態を管理することができる。

また、この実施の形態１によれば、昇温を優先させる蓄電装置が設定されていないとき、蓄電装置６−１，６−２の発熱量の和が最大となるように昇温制御が実行されるので、蓄電装置６−１，６−２を速やかに昇温することができる。一方、昇温を優先させる蓄電装置が設定されているときは、その蓄電装置の発熱量が最大となるように昇温制御が実行されるので、その設定された蓄電装置を速やかに昇温することができる。

［実施の形態３］
実施の形態１では、電力テーブルを用いて各蓄電装置の許容放電電力および許容充電電力を求め、これらに基づいて、蓄電装置６−１，６−２間の移動電力量が最大となるように通電方向が決定される。しかしながら、各蓄電装置の許容放電電力および許容充電電力は蓄電装置のＳＯＣに依存するので、実施の形態１では、そのときの動作点においては移動電力量は最大であるけれども、移動電力量をより多くすることができる動作点が存在し得る。そこで、この実施の形態３では、蓄電装置６−１，６−２間で相互に授受される電力が最大となる動作点（目標ＳＯＣ）を求め、その動作点に近づくように蓄電装置６−１，６−２の充放電を制御する。

図１０は、各蓄電装置のＳＯＣと各蓄電装置間で授受可能な最大電力との関係を示した図である。図１０を参照して、曲線ｋ１は、蓄電装置６−１，６−２の総蓄電量に基づいて決定される実現可能なＳＯＣの範囲内で、蓄電装置６−１から蓄電装置６−２へ通電可能な最大電力の軌跡を示す。曲線ｋ２は、蓄電装置６−１，６−２の総蓄電量に基づいて決定される実現可能なＳＯＣの範囲内で、蓄電装置６−２から蓄電装置６−１へ通電可能な最大電力の軌跡を示す。曲線ｋ３は、曲線ｋ１と曲線ｋ２の和を示す。

曲線ｋ１〜ｋ３は、蓄電装置６−１，６−２の総蓄電量に基づいて決定される実現可能なＳＯＣの範囲を規定する平面Ｓ内の曲線である。曲線ｋ１，ｋ２は、図５に示した電力テーブルを用いて算出される。具体的には、電力テーブルを用いて、蓄電装置６−１，６−２の総蓄電量に基づいて決定される実現可能なＳＯＣごとに各蓄電装置の許容放電電力および許容充電電力を求め、蓄電装置６−１の許容放電電力と蓄電装置６−２の許容充電電力との小さい方をプロットすることにより曲線ｋ１が得られ、蓄電装置６−１の許容充電電力と蓄電装置６−２の許容放電電力との小さい方をプロットすることにより曲線ｋ２が得られる。

図１１は、実施の形態３における昇温制御の考え方を説明するための図である。なお、この図１１は、図１０に示した平面Ｓを抽出して示したものである。図１１を参照して、曲線ｋ３上の点Ｐｎは、現在のＳＯＣにおける動作点を示す。すなわち、点Ｐｎで示される電力量は、現在のＳＯＣにおいて、蓄電装置６−１から蓄電装置６−２へ通電可能な最大電力と蓄電装置６−２から蓄電装置６−１へ通電可能な最大電力との和を示す。

また、曲線ｋ３上の点Ｐｍａｘは、曲線ｋ３の最大点であり、蓄電装置６−１から蓄電装置６−２へ通電可能な最大電力と蓄電装置６−２から蓄電装置６−１へ通電可能な最大電力との和が最大となる動作点を示す。すなわち、この点Ｐｍａｘ近傍において蓄電装置６−１，６−２間で電力を授受することにより、蓄電装置６−１，６−２間の移動電力量すなわち蓄電装置６−１，６−２の充放電電力を最大にすることができる。

そこで、この実施の形態３では、点Ｐｍａｘに対応するＳＯＣを目標ＳＯＣとし、各蓄電装置のＳＯＣが目標ＳＯＣに近づくように、各蓄電装置の充放電が制御される。たとえば、この図１１に示した例では、現在の動作点（点Ｐｎ）においては、曲線ｋ２の方が曲線ｋ１よりも大きいので、瞬時では、蓄電装置６−２から蓄電装置６−１へ電力を流す方が蓄電装置６−１から蓄電装置６−２へ電力を流す場合よりも移動電力量が多い。しかしながら、動作点をＰｍａｘへ移行させることにより蓄電装置６−１，６−２間の移動電力量を最大にできるので、この実施の形態３では、動作点がＰｍａｘへ近づくように（目標ＳＯＣへ近づくように）蓄電装置６−１から蓄電装置６−２へ電力を流すこととしたものである。

実施の形態３による車両の全体構成は、図１に示した実施の形態１による車両１００と同じである。また、実施の形態３におけるコンバータＥＣＵの全体構成も、図３に示した実施の形態１におけるコンバータＥＣＵ２と同じである。

図１２は、実施の形態３における昇温制御部４４Ｂの制御構造を説明するため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成立時にメインルーチンから呼出されて実行される。

図１２を参照して、昇温制御部４４Ｂは、温度Ｔｂ１またはＴｂ２が予め設定されたしきい温度Ｔｔｈよりも低いか否かを判定する（ステップＳ４１０）。昇温制御部４４Ｂ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Ｓ４１０においてＮＯ）、ステップＳ４７０へ処理を進める。

ステップＳ４１０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Ｓ４１０においてＹＥＳ）、昇温制御部４４Ｂは、蓄電装置６−１，６−２の総蓄電量Ｐを次式に基づいて算出する（ステップＳ４２０）。

Ｐ＝ＰＷｈ１×ＳＯＣ１＋ＰＷｈ２×ＳＯＣ２ …（２２）
ここで、ＰＷｈ１，ＰＷｈ２は、それぞれ蓄電装置６−１，６−２の容量を示す。

次いで、昇温制御部４４Ｂは、総蓄電量Ｐに基づいて決定される実現可能なＳＯＣの範囲内で、蓄電装置６−１から蓄電装置６−２へ通電可能な最大電力の軌跡（曲線ｋ１）を電力テーブルを用いて算出する（ステップＳ４３０）。さらに、昇温制御部４４Ｂは、総蓄電量Ｐに基づいて決定される実現可能なＳＯＣの範囲内で、蓄電装置６−２から蓄電装置６−１へ通流可能な最大電力の軌跡（曲線ｋ２）を電力テーブルを用いて算出する（ステップＳ４４０）。

次いで、昇温制御部４４Ｂは、蓄電装置６−１から蓄電装置６−２へ通電可能な最大電力と蓄電装置６−２から蓄電装置６−１へ通電可能な最大電力との和が最大となる動作点（Ｐｍａｘ）を求め、その動作点に対応するＳＯＣを目標ＳＯＣとして決定する。すなわち、昇温制御部４４Ｂは、蓄電装置６−１，６−２間で相互に授受される電力が最大となる動作点（Ｐｍａｘ）に対応する各蓄電装置のＳＯＣを目標ＳＯＣとして決定する（ステップＳ４５０）。

そして、昇温制御部４４Ｂは、その決定された目標ＳＯＣに近づく方向の電力が蓄電装置６−１，６−２間で授受されるようにコンバータ８−１，８−２を制御し、実際に昇温制御を実行する（ステップＳ４６０）。より具体的には、蓄電装置６−１の目標ＳＯＣよりも状態量ＳＯＣ１が高いときは（すなわち、状態量ＳＯＣ２は蓄電装置６−２の目標ＳＯＣよりも低い。）、Ｐ１２＝Ｍｉｎ（Ｄ１，Ｃ２）からなる電力が蓄電装置６−１から蓄電装置６−２へ流れるようにコンバータ８−１，８−２を制御する。一方、蓄電装置６−１の目標ＳＯＣよりも状態量ＳＯＣ１が低いときは（すなわち、状態量ＳＯＣ２は蓄電装置６−２の目標ＳＯＣよりも高い。）、Ｐ２１＝Ｍｉｎ（Ｃ１，Ｄ２）からなる電力が蓄電装置６−２から蓄電装置６−１へ流れるようにコンバータ８−１，８−２を制御する。

以上のように、この実施の形態４においては、蓄電装置６−１，６−２の総蓄電量Ｐに基づいて決定される蓄電装置６−１，６−２の実現可能なＳＯＣの範囲内で、蓄電装置６−１，６−２間で相互に授受される電力が最大となる目標ＳＯＣに近づくように蓄電装置６−１，６−２の充放電が制御される。したがって、この実施の形態４によれば、蓄電装置６−１，６−２を積極的かつ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、車両システムの起動後、早期に所望の走行性能を確保することができる。

なお、上記の各実施の形態において、昇温制御部が行なう処理は、実際には、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。

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。

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。

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。

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制御構造を説明するためのフローチャートである。 各蓄電装置の許容放電電力および許容充電電力に関する電力テーブルを説明するための図である。 コンバータの駆動制御に関する部分の昇温制御部の機能ブロック図である。 実施の形態２における昇温制御部の制御構造を説明するための第１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制御構造を説明するための第２のフローチャートである。 各蓄電装置の放電時発熱量および充電時発熱量に関する発熱量テーブルを説明するための図である。 各蓄電装置のＳＯＣと各蓄電装置間で授受可能な最大電力との関係を示した図である。 実施の形態３における昇温制御の考え方を説明するための図である。 実施の形態３における昇温制御部の制御構造を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

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 昇圧制御部、４４，４４Ａ，４４Ｂ 昇温制御部、５０ 目標値設定部、５２−１，５２−２ 除算部、５４−１，５４−２，５８−１，５８−２ 減算部、５６−１，５６−２ ＰＩ制御部、６０−１，６０−２ 変調部、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。

Claims (13)

1. 負荷装置へ電力を供給可能な電源システムであって、
   充電可能な第１および第２の蓄電装置と、
   当該電源システムと前記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、
   前記第１の蓄電装置と前記電力線との間に設けられ、前記第１の蓄電装置と前記電力線との間で電圧変換を行なう第１のコンバータと、
   前記第２の蓄電装置と前記電力線との間に設けられ、前記第２の蓄電装置と前記電力線との間で電圧変換を行なう第２のコンバータと、
   前記第１および第２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、前記第１および第２の蓄電装置の各々の許容放電電力および許容充電電力に基づいて、前記電力線を介して前記第１および第２の蓄電装置間で授受する電力およびその通電方向を決定し、その決定した電力が前記第１および第２の蓄電装置間で授受されるように前記第１および第２のコンバータを制御する、電源システム。
2. 前記制御装置は、前記許容放電電力および前記許容充電電力に基づいて前記第１および第２の蓄電装置間で授受可能な最大電力を決定し、その決定した最大電力が前記第１および第２の蓄電装置間で授受されるように前記第１および第２のコンバータを制御する、請求項１に記載の電源システム。
3. 前記制御装置は、前記第１の蓄電装置の充電状態および温度に基づいて前記第１の蓄電装置の許容放電電力および許容充電電力を決定し、前記第２の蓄電装置の充電状態および温度に基づいて前記第２の蓄電装置の許容放電電力および許容充電電力を決定する、請求項１または請求項２に記載の電源システム。
4. 前記制御装置は、前記負荷装置への電力供給が要求されているとき、前記許容放電電力および前記許容充電電力ならびに前記負荷装置の要求電力に基づいて、前記第１および第２の蓄電装置間で授受する電力およびその通電方向を決定する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電源システム。
5. 負荷装置へ電力を供給可能な電源システムであって、
   充電可能な第１および第２の蓄電装置と、
   当該電源システムと前記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、
   前記第１の蓄電装置と前記電力線との間に設けられ、前記第１の蓄電装置と前記電力線との間で電圧変換を行なう第１のコンバータと、
   前記第２の蓄電装置と前記電力線との間に設けられ、前記第２の蓄電装置と前記電力線との間で電圧変換を行なう第２のコンバータと、
   前記第１および第２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、前記第１および第２の蓄電装置の各々の放電時発熱量および充電時発熱量に基づいて、前記電力線を介して前記第１および第２の蓄電装置間で授受する電力の通電方向を決定し、その決定した通電方向に従って前記第１および第２の蓄電装置間で電力が授受されるように前記第１および第２のコンバータを制御する、電源システム。
6. 前記制御装置は、前記第１および第２の蓄電装置の発熱量の和が最大となるように前記通電方向を決定する、請求項５に記載の電源システム。
7. 前記制御装置は、前記第１および第２の蓄電装置のいずれかの昇温を優先させるとき、その昇温を優先させる蓄電装置の放電時発熱量および充電時発熱量に基づいて、その昇温を優先させる蓄電装置の発熱量が最大となるように前記通電方向を決定する、請求項５に記載の電源システム。
8. 負荷装置へ電力を供給可能な電源システムであって、
   充電可能な第１および第２の蓄電装置と、
   当該電源システムと前記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、
   前記第１の蓄電装置と前記電力線との間に設けられ、前記第１の蓄電装置と前記電力線との間で電圧変換を行なう第１のコンバータと、
   前記第２の蓄電装置と前記電力線との間に設けられ、前記第２の蓄電装置と前記電力線との間で電圧変換を行なう第２のコンバータと、
   前記第１および第２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、前記第１および第２の蓄電装置の総蓄電量に基づいて決定される前記第１および第２の蓄電装置の実現可能な充電状態の範囲内で、前記第１および第２の蓄電装置間で相互に授受される電力が最大となる充電状態を算出し、その算出した充電状態に近づく方向の電力が前記第１および第２の蓄電装置間で授受されるように前記第１および第２のコンバータを制御する、電源システム。
9. 請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の電源システムと、
   前記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車両。
10. 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って、
    前記電源システムは、
    充電可能な第１および第２の蓄電装置と、
    当該電源システムと前記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、
    前記第１の蓄電装置と前記電力線との間に設けられ、前記第１の蓄電装置と前記電力線との間で電圧変換を行なう第１のコンバータと、
    前記第２の蓄電装置と前記電力線との間に設けられ、前記第２の蓄電装置と前記電力線との間で電圧変換を行なう第２のコンバータとを備え、
    前記昇温制御方法は、
    前記第１および第２の蓄電装置の各々の許容放電電力および許容充電電力に基づいて、前記電力線を介して前記第１および第２の蓄電装置間で授受する電力およびその通電方向を決定する第１のステップと、
    その決定された電力が前記第１および第２の蓄電装置間で授受されるように前記第１および第２のコンバータを制御する第２のステップとを含む、蓄電装置の昇温制御方法。
11. 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って、
    前記電源システムは、
    充電可能な第１および第２の蓄電装置と、
    当該電源システムと前記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、
    前記第１の蓄電装置と前記電力線との間に設けられ、前記第１の蓄電装置と前記電力線との間で電圧変換を行なう第１のコンバータと、
    前記第２の蓄電装置と前記電力線との間に設けられ、前記第２の蓄電装置と前記電力線との間で電圧変換を行なう第２のコンバータとを備え、
    前記昇温制御方法は、
    前記第１および第２の蓄電装置の各々の放電時発熱量および充電時発熱量に基づいて、前記電力線を介して前記第１および第２の蓄電装置間で授受する電力の通電方向を決定する第１のステップと、
    その決定された通電方向に従って前記第１および第２の蓄電装置間で電力が授受されるように前記第１および第２のコンバータを制御する第２のステップとを含む、蓄電装置の昇温制御方法。
12. 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って、
    前記電源システムは、
    充電可能な第１および第２の蓄電装置と、
    当該電源システムと前記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、
    前記第１の蓄電装置と前記電力線との間に設けられ、前記第１の蓄電装置と前記電力線との間で電圧変換を行なう第１のコンバータと、
    前記第２の蓄電装置と前記電力線との間に設けられ、前記第２の蓄電装置と前記電力線との間で電圧変換を行なう第２のコンバータとを備え、
    前記昇温制御方法は、
    前記第１および第２の蓄電装置の総蓄電量を算出する第１のステップと、
    その算出された総蓄電量に基づいて決定される前記第１および第２の蓄電装置の実現可能な充電状態の範囲内で、前記第１および第２の蓄電装置間で相互に授受される電力が最大となる充電状態を算出する第２のステップと、
    その算出された充電状態に近づく方向の電力が前記第１および第２の蓄電装置間で授受されるように前記第１および第２のコンバータを制御する第３のステップとを含む、蓄電装置の昇温制御方法。
13. 請求項１０から請求項１２のいずれか１項に記載の昇温制御方法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。

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