JP6394565B2

JP6394565B2 - 電源装置

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Publication number: JP6394565B2
Application number: JP2015207185A
Authority: JP
Inventors: 光谷　典丈; 典丈光谷
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-10-21
Filing date: 2015-10-21
Publication date: 2018-09-26
Anticipated expiration: 2035-10-21
Also published as: JP2017079558A

Description

本発明は、電気負荷に並列接続され、かつ、単一の電源から電力供給を受ける複数の昇圧コンバータを備えた電源装置の制御に関する。

特開２０１１−１１４９１８号公報（特許文献１）には、電気負荷に並列接続され、かつ、単一の電源から電力供給を受ける複数の昇圧コンバータを備えた電源装置が開示される。

特開２０１１−１１４９１８号公報

しかしながら、複数の昇圧コンバータ間で回路抵抗に差があると、要求される電力によっては、単独で昇圧動作させる場合と、複数の昇圧コンバータを組み合わせて昇圧動作させる場合とで電力損失量の大小が必ずしも一定とならない場合がある。そのため、動作させる昇圧コンバータを適切に選択する必要がある。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、複数の昇圧コンバータのうち動作させるコンバータを適切に選択する電源装置を提供することである。

この発明のある局面に係る電源装置は、電気負荷に電気的に接続される第１昇圧コンバータと、電気負荷に電気的に接続され、かつ、電気負荷に対して第１昇圧コンバータと並列に接続される第２昇圧コンバータと、第１昇圧コンバータおよび第２昇圧コンバータの各々に接続される蓄電装置と、第１昇圧コンバータおよび第２昇圧コンバータの昇圧動作を制御する制御装置とを備える。制御装置は、第１昇圧コンバータを単独で用いて昇圧動作を行なわせると、第１昇圧コンバータに流れる電流が第１昇圧コンバータの限界値よりも大きくなる昇圧動作が要求される場合には、第１昇圧コンバータおよび第２昇圧コンバータの両方を用いて要求された昇圧動作を行なう。制御装置は、第１昇圧コンバータを単独で用いて昇圧動作を行なっても、第１昇圧コンバータに流れる電流が限界値よりも小さい昇圧動作が要求される場合には、第１昇圧コンバータを単独で用いて昇圧動作を行なうことによる第１電力損失量が、第１昇圧コンバータの回路抵抗値と第２昇圧コンバータの回路抵抗値との比から得られる電力分配比に従って第１昇圧コンバータおよび第２昇圧コンバータの両方を用いて昇圧動作を行なうことによる第２電力損失量よりも小さいときには、第１昇圧コンバータを単独で用いて要求された昇圧動作を行なう。制御装置は、第１電力損失量が第２電力損失量よりも大きいときには、第１昇圧コンバータおよび第２昇圧コンバータの両方を用いて電力分配比に従って、要求された昇圧動作を行なう。

この発明によると、第１昇圧コンバータを単独で用いて昇圧動作が可能な場合でも、第１電力損失量が第２電力損失量よりも大きいときには、第１昇圧コンバータおよび第２昇圧コンバータの両方を用いて昇圧動作が行なわれる。そのため、電力損失量がより低い組み合わせで第１昇圧コンバータおよび第２昇圧コンバータを用いて昇圧動作を行なうことができる。したがって、複数の昇圧コンバータのうち、動作させるコンバータを適切に選択する電源装置を提供することができる。

本実施の形態に係る電源装置を搭載したハイブリッド車両の全体構成図である。制御装置により実行される制御処理の一例を示すフローチャートである。電圧と電力との関係を示す図である。

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、以下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り返さないものとする。

図１は、本実施の形態に係る電源装置を搭載したハイブリッド車両１（以下、単に車両１と記載する）の全体構成図である。車両１は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、昇圧コンバータＣＮＶ１，ＣＮＶ２と、システムメインリレーＳＭＲと、インバータ２０と、エンジン３０と、動力分割装置４０と、駆動輪５０と、バッテリ７０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２００とを備える。本実施の形態に係る電源装置は、昇圧コンバータＣＮＶ１，ＣＮＶ２と、バッテリ７０と、ＥＣＵ２００とによって構成される。

モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２およびエンジン３０は、動力分割装置４０に連結される。車両１は、エンジン３０およびモータジェネレータＭＧ２の少なくとも一方からの駆動力によって走行する。

エンジン３０が発生する動力は、動力分割装置４０によって、駆動輪５０へ伝達される経路と、モータジェネレータＭＧ１へ伝達される経路とに分割される。

モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各々は、交流回転電機であり、たとえば、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。動力分割装置４０によって分割されたエンジン３０の動力を用いてモータジェネレータＭＧ１による発電が行なわれる。モータジェネレータＭＧ１によって発電された交流電力はインバータ２０において直流電力に変換されて昇圧コンバータＣＮＶ１または昇圧コンバータＣＮＶ２を経由してバッテリ７０へ供給される。

モータジェネレータＭＧ２は、バッテリ７０から供給される電力およびモータジェネレータＭＧ１により発電された電力の少なくとも一方を用いて駆動力を発生する。そして、モータジェネレータＭＧ２の駆動力は、駆動輪５０に伝達される。なお、車両の制動時等には、駆動輪５０によりモータジェネレータＭＧ２が駆動され、モータジェネレータＭＧ２が発電機として作動する。これにより、モータジェネレータＭＧ２は、制動エネルギを電力に変換する回生ブレーキとして作動する。モータジェネレータＭＧ２により発電された交流電力は、インバータ２０において直流電力に変換されて昇圧コンバータＣＮＶ１または昇圧コンバータＣＮＶ２を経由してバッテリ７０へ供給される。

動力分割装置４０は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを有する遊星歯車機構を含む。ピニオンギヤは、サンギヤおよびリングギヤの各々と噛み合う。キャリアは、ピニオンギヤを自転可能に支持するとともに、エンジン３０のクランクシャフトに連結される。サンギヤは、モータジェネレータＭＧ１の回転軸に連結される。リングギヤはモータジェネレータＭＧ２の回転軸および駆動輪５０に接続される出力軸に連結される。

バッテリ７０は、たとえば、ニッケル水素電池あるいはリチウムイオン電池等の二次電池で構成される直流電源である。バッテリ７０は、たとえば、複数の電池セルが直列に接続された電池セル群が２つ並列に接続されて構成される。バッテリ７０は、システムメインリレーＳＭＲを介して昇圧コンバータＣＮＶ１，ＣＮＶ２の各々に接続される。

システムメインリレーＳＭＲは、リレーＳＭＲＢと、リレーＳＭＲＰと、リレーＳＭＲＧとを含む。リレーＳＭＲＢ、リレーＳＭＲＰ、および、リレーＳＭＲＧの各々の開閉は、ＥＣＵ２００からの信号に基づいて制御される。

リレーＳＭＲＢは、正極線ＰＬ１とバッテリ７０の正極との間の経路の接続および非接続を切り替える。リレーＳＭＲＰは、プリチャージ用の抵抗体を経由した、負極線ＮＬとバッテリ７０の負極との間の経路の接続および非接続を切り替える。リレーＳＭＲＧは、プリチャージ用の抵抗体を経由しない、負極線ＮＬとバッテリ７０の負極との間の経路の接続および非接続を切り替える。

リレーＳＭＲＢと、リレーＳＭＲＧとが閉じられると、バッテリ７０がインバータ２０に電気的に接続された状態となる。

バッテリ７０とシステムメインリレーＳＭＲとの間には、電圧センサ７２と、電流センサ７４とが設けられる。電圧センサ７２は、バッテリ７０の端子間電圧ＶＢを検出する。電流センサ７４は、バッテリ７０に流れる電流ＩＢを検出する。これらの各センサは、検出結果をＥＣＵ２００へ出力する。

コンデンサＣ１は、バッテリ７０に並列に接続されている。コンデンサＣ１は、バッテリ７０の電圧ＶＢを平滑化して昇圧コンバータＣＮＶ１，ＣＮＶ２に供給する。

電圧センサ３６は、コンデンサＣ１の両端の電圧、すなわち、正極線ＰＬ１と負極線ＮＬとの間の電圧ＶＬを検出し、その検出結果を示す信号をＥＣＵ２００に出力する。

昇圧コンバータＣＮＶ１，ＣＮＶ２の各々は、ＥＣＵ２００からの信号に基づいて正極線ＰＬ１および負極線ＮＬの間の電圧を昇圧する。インバータ２０は、ＥＣＵ２００からの信号に基づいて昇圧コンバータＣＮＶ１，ＣＮＶ２によって昇圧された直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各々へ出力する。

昇圧コンバータＣＮＶ１は、リアクトルＬ１と、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２および後述するスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の各々は、たとえばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）素子である。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、昇圧コンバータＣＮＶ１とインバータ２０とを結ぶ電力線ＰＬ２と電力線ＮＬとの間に互いに直列に接続されている。ダイオードＤ１，Ｄ２は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のコレクタ−エミッタ間に逆並列にそれぞれ接続されている。リアクトルＬ１の一方端は、バッテリ７０の高電位側である正極線ＰＬ１に接続されている。リアクトルＬ１の他方端は、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２との中間点（スイッチング素子Ｑ１のエミッタとスイッチング素子Ｑ２のコレクタとの接続点）に接続されている。

昇圧コンバータＣＮＶ１は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の各々をスイッチング動作させるためのＰＷＭ（Pulse Width Modulation)方式の制御信号ＰＷＭＣ１に応じて、バッテリ７０の電圧ＶＢを昇圧し、昇圧された電圧を正極線ＰＬ２および負極線ＮＬに供給する。また、昇圧コンバータＣＮＶ１は、制御信号ＰＷＭＣ１に応じて、インバータ２０から供給された正極線ＰＬ２および負極線Ｌの直流電圧を降圧してバッテリ７０を充電する場合がある。

昇圧コンバータＣＮＶ２は、リアクトルＬ２と、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４と、ダイオードＤ３，Ｄ４とを含む。スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４は、電力線ＰＬ２から分岐した電力線ＰＬ３と電力線ＮＬから分岐した電力線ＮＬ１との間に互いに直列に接続されている。ダイオードＤ３，Ｄ４は、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４のコレクタ−エミッタ間に逆並列にそれぞれ接続されている。リアクトルＬ２の一方端は、正極線ＰＬ１に接続されている。リアクトルＬ２の他方端は、スイッチング素子Ｑ３とスイッチング素子Ｑ４との中間点（スイッチング素子Ｑ３のエミッタとスイッチング素子Ｑ４のコレクタとの接続点）に接続されている。

昇圧コンバータＣＮＶ２は、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の各々をスイッチング動作させるためのＰＷＭ（Pulse Width Modulation)方式の制御信号ＰＷＭＣ２に応じて、バッテリ７０の電圧ＶＢを昇圧し、昇圧された電圧を正極線ＰＬ３および負極線ＮＬ１に供給する。また、昇圧コンバータＣＮＶ２は、制御信号ＰＷＭＣ２に応じて、インバータ２０から供給された正極線ＰＬ３および負極線ＮＬ１の直流電圧を降圧してバッテリ７０を充電する場合がある。

電流センサ７５は、リアクトルＬ１に流れる電流ＩＬ１を検出し、その検出結果を示す信号をＥＣＵ２００に出力する。電流センサ７６は、リアクトルＬ２に流れる電流ＩＬ２を検出し、その検出結果を示す信号をＥＣＵ２００に出力する。

コンデンサＣ２は、昇圧コンバータＣＮＶ１，ＣＮＶ２の各々に並列に接続されている。コンデンサＣ２は、昇圧コンバータＣＮＶ１または昇圧コンバータＣＮＶ２から供給された直流電圧を平滑化してインバータ２０に供給する。

電圧センサ２４は、コンデンサＣ２の両端の電圧、すなわち正極線ＰＬ２と負極線ＮＬと間の電圧（以下「システム電圧」とも記載する）ＶＨを検出し、その検出結果を示す信号をＥＣＵ２００に出力する。

インバータ２０は、昇圧コンバータＣＮＶ１，ＣＮＶ２からシステム電圧ＶＨが供給されると、制御信号ＰＷＭＩに基づいて直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を動作させる。これにより、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、それぞれのトルク指令値により指定されたトルクを発生するように動作される。インバータ２０は、制御信号ＰＷＭＩによってスイッチング動作する複数のスイッチング素子（図示せず）により構成される。

ＥＣＵ２００は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリを含む。ＥＣＵ２００は、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、所定の演算処理を実行するように構成される。

以上のような構成を有する車両１において、ＥＣＵ２００は、車両１の運転中に昇圧の要求がない場合には、昇圧コンバータＣＮＶ１，ＣＮＶ２の両方を停止状態にする。ＥＣＵ２００は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ３をオン状態にし、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ４をオフ状態にする。このように、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４においてスイッチング動作が行なわれないことによって昇圧コンバータＣＮＶ１，ＣＮＶ２の両方が停止状態にされる。

なお、ＥＣＵ２００は、たとえば、車両１に要求される要求電力Ｐｅに基づいて昇圧の要求があるか否かを判定する。ＥＣＵ２００は、アクセルペダルの踏み込み量や車速等に基づいて車両１に要求される要求電力Ｐｅを算出する。ＥＣＵ２００は、算出された要求電力Ｐｅを電圧ＶＬで除算することにより昇圧動作が行なわれない場合にインバータ２０に流れる電流（Ｐｅ／ＶＬ）の大きさを推定し、推定された電流がインバータ２０の電流限界値よりも大きいか否かを判定する。ＥＣＵ２００は、推定された電流がインバータ２０の電流限界値よりも大きい場合に昇圧の要求があると判定する。インバータ２０の電流限界値は、たとえば、予め定められた値であって、実験的あるいは設計的に適合される。

ＥＣＵ２００は、車両１の運転中に昇圧の要求があると判定される場合には、昇圧コンバータＣＮＶ１を単独で用いた昇圧動作を行なう第１制御モードと、昇圧コンバータＣＮＶ１，ＣＮＶ２の両方を用いた昇圧動作を行なう第２制御モードとのうちのいずれか一方の制御モードを選択する。

第１制御モードにおいては、電圧ＶＨが昇圧の要求に基づく目標値になるように昇圧コンバータＣＮＶ１が制御されるとともに、電流ＩＬ２がゼロになるように昇圧コンバータＣＮＶ２が制御される。

一方、第２制御モードにおいては、電圧ＶＨが昇圧の要求に基づく目標値になるように昇圧コンバータＣＮＶ１が制御されるとともに、昇圧コンバータＣＮＶ１，ＣＮＶ２の間で予め定められた比（以下、分配比と記載する）Ｋで電力が分配されるように昇圧コンバータＣＮＶ２が制御される。

分配比Ｋは、０よりも大きく、かつ、１よりも小さい値であって、昇圧コンバータＣＮＶ１，ＣＮＶ２の回路抵抗の比から算出される。たとえば、昇圧コンバータＣＮＶ１の回路抵抗値をＲ１とし、昇圧コンバータＣＮＶ２の回路抵抗値をＲ２とする場合、分配比Ｋは、Ｋ＝Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２）の式によって算出される。

第２制御モードにおいては、車両１に要求される要求電力Ｐｅに対して昇圧コンバータＣＮＶ１における電力が（１−Ｋ）×Ｐｅとなり、昇圧コンバータＣＮＶ２における電力がＫ×Ｐｅとなるように昇圧コンバータＣＮＶ２が制御される。より具体的には、電流ＩＬ２と電圧ＶＬとを乗算した値が分配電力Ｋ×Ｐｅとなるように昇圧コンバータＣＮＶ２の動作が制御される。

しかしながら、昇圧コンバータＣＮＶ１，ＣＮＶ２間で回路抵抗に差があると、要求される電力によっては、昇圧コンバータＣＮＶ１を単独で昇圧動作を行なう場合と、昇圧コンバータＣＮＶ１，ＣＮＶ２を組み合わせて昇圧動作を行なう場合とで電力損失量の大小が必ずしも一定とならない場合がある。そのため、動作させる昇圧コンバータを適切に選択する必要がある。

そこで、本実施の形態においては、ＥＣＵ２００は、以下のような動作を行なうものとする。

すなわち、ＥＣＵ２００は、昇圧コンバータＣＮＶ１を単独で用いて昇圧動作を行なわせると、昇圧コンバータＣＮＶ１に流れる電流が昇圧コンバータＣＮＶ１の限界値よりも大きくなる昇圧動作が要求される場合には、昇圧コンバータＣＮＶ１，ＣＮＶ２の両方を用いて要求された昇圧動作を行なう。

ＥＣＵ２００は、昇圧コンバータＣＮＶ１を単独で用いて昇圧動作を行なっても、昇圧コンバータＣＮＶ１に流れる電流が限界値よりも小さい昇圧動作が要求される場合には、第１電力損失量が第２電力損失量よりも小さいときには、昇圧コンバータＣＮＶ１を単独で用いて要求された昇圧動作を行なう。ＥＣＵ２００は、第１電力損失量が第２電力損失量よりも大きいときには、昇圧コンバータＣＮＶ１，ＣＮＶ２の両方を用いて電力分配比に従って、要求された昇圧動作を行なう。

第１電力損失量は、昇圧コンバータＣＮＶ１を単独で用いて昇圧動作を行なうことによる電力損失量である。第２電力損失量は、昇圧コンバータＣＮＶ１の回路抵抗値Ｒ１と昇圧コンバータＣＮＶ２の回路抵抗値Ｒ２との比から得られる電力分配比Ｋ（＝Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２））に従って昇圧コンバータＣＮＶ１，ＣＮＶ２の両方を用いて昇圧動作を行なうことによる電力損失量である。

このようにすると、昇圧コンバータＣＮＶ１を単独で用いて昇圧動作が可能な場合でも、第１電力損失量が第２電力損失量よりも大きいときには、昇圧コンバータＣＮＶ１，ＣＮＶ２の両方を用いて昇圧動作が行なわれる。そのため、電力損失量がより低い組み合わせで昇圧コンバータＣＮＶ１，ＣＮＶ２を用いて昇圧動作を行なうことができる。

図２は、本実施の形態に係る電源装置に含まれるＥＣＵ２００により実行される制御処理を示すフローチャートである。このフローチャートは所定周期で繰り返し実行される。また、このフローチャートの各ステップは、基本的にはＥＣＵ２００によるソフトウェア処理によって実現されるものとして説明するが、ＥＣＵ２００内に作製された電子回路を用いたハードウェア処理によって実現されてもよい。

ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、ＥＣＵ２００は、昇圧の要求があるか否かを判定する。昇圧の要求があるか否かの判定方法については上述したとおりであるため、その詳細な説明は繰り返さない。昇圧の要求があると判定される場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。もしそうでない場合（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１０４に移される。

Ｓ１０２にて、ＥＣＵ２００は、要求電力Ｐｅの大きさ（絶対値）が電圧ＶＬと電流ＩＬ１の限界値Ａとを乗算した値よりも小さいか否かを判定する。

電流ＩＬ１の限界値Ａは、予め定められた値である。ＥＣＵ２００は、電圧センサ３６によって電圧ＶＬを検出する。要求電力Ｐｅの大きさ（絶対値）が電圧ＶＬと限界値Ａとを乗算した値よりも小さいか否かを判定することによって、要求電力Ｐｅが昇圧コンバータＣＮＶ１単独で昇圧動作を行なう場合に限界値Ａを超えて電流が流れることとなる電力であるか否かを判定する。

要求電力Ｐｅの大きさ（絶対値）が電圧ＶＬと電流ＩＬ１の限界値Ａとを乗算した値よりも小さいと判定される場合（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１０６に移される。もしそうでない場合（Ｓ１０２にてＮＯ）、処理はＳ１１０に移される。

Ｓ１０４にて、ＥＣＵ２００は、昇圧コンバータＣＮＶ１，ＣＮＶ２の両方の昇圧を停止状態にする。このとき、バッテリ７０からの電流は、昇圧コンバータＣＮＶ１，ＣＮＶ２において成りゆきで流れることとなる。バッテリ７０からの電流は、昇圧コンバータＣＮＶ１の回路抵抗値と、昇圧コンバータＣＮＶ２の回路抵抗値との比（すなわち、電力分配比Ｋ）に従って、昇圧コンバータＣＮＶ１，ＣＮＶ２において分岐して流れる。

Ｓ１０６にて、ＥＣＵ２００は、第１制御モード時の昇圧コンバータＣＮＶ１での電力損失量Ｌ１が第２制御モード時の昇圧コンバータＣＮＶ１での電力損失量Ｌ２と昇圧コンバータＣＮＶ２での電力損失量Ｌ３の和（Ｌ２＋Ｌ３）よりも小さいか否かを判定する。

ＥＣＵ２００は、たとえば、Ｌ１＝Ｒ１×（Ｐｅ／ＶＬ）^２の式を用いて第１制御モードで昇圧動作を行なう場合の昇圧コンバータＣＮＶ１における電力損失量の推定値を電力損失量Ｌ１として算出する。

さらに、ＥＣＵ２００は、たとえば、Ｌ２＝Ｒ１×（（１−Ｋ）×Ｐｅ／ＶＬ）^２の式を用いて、第２制御モードで昇圧動作を行なう場合の昇圧コンバータＣＮＶ１における電力損失量の推定値を電力損失量Ｌ２として算出する。

さらに、ＥＣＵ２００は、たとえば、Ｌ３＝Ｒ２×（Ｋ×Ｐｅ／ＶＬ）^２の式を用いて、第２制御モードで昇圧動作を行なう場合の昇圧コンバータＣＮＶ２における電力損失量の推定値を電力損失量Ｌ３として算出する。

ＥＣＵ２００は、第１制御モード時の電力損失量Ｌ１が、第２制御モード時の電力損失量の和Ｌ２＋Ｌ３よりも小さいか否かを判定する。第１制御モード時の電力損失量Ｌ１が第２制御モード時の電力損失量の和Ｌ２＋Ｌ３よりも小さいと判定される場合（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、処理はＳ１０８に移される。もしそうでない場合（Ｓ１０６にてＮＯ）、処理はＳ１１０に移される。

Ｓ１０８にて、ＥＣＵ２００は、第１制御モードで昇圧制御を実行する。具体的には、ＥＣＵ２００は、要求電力Ｐｅに基づいて昇圧目標値ＶＨｔを決定し、電圧センサ２４によって検出される電圧ＶＨが決定された昇圧目標値ＶＨｔになるように昇圧コンバータＣＮＶ１の動作を制御する。ＥＣＵ２００は、たとえば、要求電力Ｐｅと昇圧目標値ＶＨｔとの関係を示すマップを用いて要求電力Ｐｅから昇圧目標値ＶＨｔを決定してもよい。

ＥＣＵ２００は、たとえば、電圧センサ２４によって検出される電圧ＶＨと昇圧目標値ＶＨｔとの差に応じて昇圧コンバータＣＮＶ１に対する指令値（たとえば、ｄｕｔｙ値）を決定するフィードバック制御を実行してもよい。

さらに、ＥＣＵ２００は、電流センサ７６によって電流ＩＬ２がゼロとなるように昇圧コンバータＣＮＶ２の指令値（たとえば、ｄｕｔｙ値）を決定するフィードバック制御を実行する。

Ｓ１１０にて、ＥＣＵ２００は、第２制御モードで昇圧制御を実行する。具体的には、ＥＣＵ２００は、要求電力Ｐｅに基づいて昇圧目標値ＶＨｔを決定し、電圧センサ２４によって検出される電圧ＶＨが決定された昇圧目標値ＶＨｔになるよう昇圧コンバータＣＮＶ１の動作を制御する。さらに、ＥＣＵ２００は、電流ＩＬ２と電圧ＶＨとを乗算した値が、分配比Ｋ×要求電力Ｐｅと一致するように昇圧コンバータＣＮＶ２の動作を制御する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る電源装置のＥＣＵ２００の動作について説明する。なお、以下の説明においては、説明の便宜上、たとえば、車両１が、エンジン３０の停止状態が維持される電動走行中であって、かつ、昇圧コンバータＣＮＶ１，ＣＮＶ２の各々において昇圧動作が停止している場合を想定する。

車両１に要求される要求電力Ｐｅを電圧ＶＬで除算した値の大きさがインバータ２０の電流限界値よりも小さい場合には、昇圧の要求がないと判定され（Ｓ１００にてＮＯ）、昇圧動作が停止した状態が継続される（Ｓ１０４）。

一方、運転者がアクセルペダルを踏み込むなどして要求電力Ｐｅが増加し、要求電力Ｐｅを電圧ＶＬで除算した値の大きさがインバータ２０の電流限界値以上となる場合には、昇圧の要求があると判定される（Ｓ１００にてＹＥＳ）。

そして、車両１に要求される要求電力Ｐｅの大きさが電圧ＶＬと電流ＩＬ１の限界値Ａとを乗算した値以上である場合には（Ｓ１０２にてＮＯ）、第２制御モードで昇圧制御が実行される（Ｓ１１０）。すなわち、ＥＣＵ２００は、上述したとおり、電圧ＶＨが昇圧目標値ＶＨｔになるように昇圧コンバータＣＮＶ１の動作を制御するとともに、電流ＩＬ２と電圧ＶＨとを乗算した値が分配比Ｋ×Ｐｅになるように昇圧コンバータＣＮＶ２の動作を制御する。

一方、車両１に要求される要求電力Ｐｅの大きさが電圧ＶＬと電流ＩＬ１の限界値Ａとを乗算した値よりも小さい場合には（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、第１制御モード時の電力損失量Ｌ１が第２制御モード時の電力損失量の和Ｌ２＋Ｌ３よりも小さいか否かが判定される（Ｓ１０６）。

第１制御モード時の電力損失量Ｌ１が第２制御モード時の電力損失量の和Ｌ２＋Ｌ３以上の場合には（Ｓ１０６にてＮＯ）、第２制御モードで昇圧制御が実行される（Ｓ１１０）。

一方、第１制御モード時の電力損失量Ｌ１が第２制御モード時の電力損失量の和Ｌ２＋Ｌ３よりも小さいときは（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、第１制御モードで昇圧制御が実行される（Ｓ１０８）。ＥＣＵ２００は、上述したとおり、電圧ＶＨが昇圧目標値ＶＨｔになるように昇圧コンバータＣＮＶ１の動作を制御する。さらに、ＥＣＵ２００は、電流ＩＬ２がゼロになるように昇圧コンバータＣＮＶ２の動作を制御する。

図３に要求電力Ｐｅと電圧ＶＬと関係を示す。図３の縦軸は、要求電力Ｐｅを示し、図３の横軸は、電圧ＶＬを示す。図３の実線は、第１制御モードで昇圧制御が実行可能な要求電力Ｐｅの上限を示す。図３の破線は、第２制御モードでの昇圧制御が第１制御モードでの昇圧制御よりも電力損失が小さい領域を示す。

図３の斜線の領域は、図３の実線と破線とによって囲まれる領域である。図３の斜線の領域は、第１制御モードでの昇圧制御が実行可能であるとともに、第２制御モードでの昇圧制御が第１制御モードでの昇圧制御よりも電力損失量が小さい領域であるため、このような領域においては、第２制御モードで昇圧制御が実行されることによって、電力損失の増加が抑制される。

以上のようにして、本実施の形態に係る電源装置によると、第１制御モードで昇圧制御の実行が可能な場合でも、第１制御モードでの電力損失量Ｌ１が第２制御モードでの電力損失量Ｌ２＋Ｌ３よりも大きいときには、第２制御モードで昇圧制御が実行される。これにより、電力損失量がより低い組み合わせで昇圧コンバータＣＮＶ１，ＣＮＶ２を用いて昇圧動作を行なうことができる。したがって、複数の昇圧コンバータのうち、動作させるコンバータを適切に選択する電源装置を提供することができる。

以下、変形例について記載する。
上述の実施形態では、図１に示すハイブリッド車両１に本発明を適用した場合を一例として説明したが、本発明を適用可能な車両は、ハイブリッド車両に限定されるものではなく、たとえば、エンジンを有しない電動車両に適用されてもよい。

上述の実施の形態では、車両１は、バッテリ７０を搭載する場合を一例として説明したが、バッテリ７０は、二次電池以外の蓄電装置を用いてもよい。たとえば、二次電池に代えてキャパシタを用いてもよい。

なお、上記した変形例は、その全部または一部を組み合わせて実施してもよい。
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。

１ハイブリッド車両、２０インバータ、２４，３６，７２電圧センサ、３０エンジン、４０動力分割装置、５０駆動輪、７０バッテリ、７４，７５，７６電流センサ。

Claims

電気負荷に電気的に接続される第１昇圧コンバータと、
前記電気負荷に電気的に接続され、かつ、前記電気負荷に対して前記第１昇圧コンバータと並列に接続される第２昇圧コンバータと、
前記第１昇圧コンバータおよび前記第２昇圧コンバータの各々に接続される蓄電装置と、
前記第１昇圧コンバータおよび前記第２昇圧コンバータの昇圧動作を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記第１昇圧コンバータを単独で用いて昇圧動作を行なわせると、前記第１昇圧コンバータに流れる電流が前記第１昇圧コンバータの限界値よりも大きくなる昇圧動作が要求される場合には、前記第１昇圧コンバータおよび前記第２昇圧コンバータの両方を用いて要求された昇圧動作を行ない、
前記第１昇圧コンバータを単独で用いて昇圧動作を行なっても、前記第１昇圧コンバータに流れる電流が前記限界値よりも小さい昇圧動作が要求される場合には、前記第１昇圧コンバータを単独で用いて昇圧動作を行なうことによる第１電力損失量が、前記第１昇圧コンバータの回路抵抗値と前記第２昇圧コンバータの回路抵抗値との比から得られる電力分配比に従って前記第１昇圧コンバータおよび前記第２昇圧コンバータの両方を用いて昇圧動作を行なうことによる第２電力損失量よりも小さいときには、前記第１昇圧コンバータを単独で用いて要求された昇圧動作を行ない、前記第１電力損失量が前記第２電力損失量よりも大きいときには、前記第１昇圧コンバータおよび前記第２昇圧コンバータの両方を用いて前記電力分配比に従って、要求された昇圧動作を行なう、電源装置。