JP2011045180A - 電源システムおよびそれを備える電動車両、ならびに電源システムの制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電装置の充電時にコンバータの高圧側から蓄電装置へ過大な電流が流れるのを防止可能な電源システムおよびそれを備える電動車両を提供する。
【解決手段】充電器１８による蓄電装置の充電時、第２および第３ＳＭＲ１０−２，１０−３の動作チェックに伴なうフィルタコンデンサＣＦ２の放電処理によりメインコンデンサＣＭの電圧ＶＨが上昇する。そこで、電圧ＶＨと電圧ＶＢ１との電圧差が所定値よりも大きい場合には、第１コンバータ１２−１を駆動して電圧ＶＨを所定の変化率で降圧させる。そして、電圧ＶＨと電圧ＶＢ１との電圧差が所定値以下となってから第１コンバータ１２−１の上アームをオンさせ、主蓄電装置ＢＡの充電が実行される。
【選択図】図１

Description

この発明は、電源システムおよびそれを備える電動車両、ならびに電源システムの制御方法に関し、特に、車両外部の電源から充電器により蓄電部を充電可能な電源システムの充電制御に関する。

特開２００８−３０６７９５号公報（特許文献１）は、車両に搭載された電源回路の放電制御装置を開示する。この放電制御装置においては、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）は、コンバータの下アームのスイッチング素子を通電状態に上アームのスイッチング素子を非通電状態に維持して低圧側コンデンサの電荷を放電するステップ（Ｓ２００）と、コンバータの高圧側の電圧ＶＨがコンバータの低圧側の電圧ＶＬと略同じでなく十分に低くないと（Ｓ５００にてＮＯ）、コンバータの下アームのスイッチング素子を非通電状態に上アームのスイッチング素子を通電状態に維持して高圧側コンデンサの電荷を通電させるとともに低圧側コンデンサを充電して放電するステップ（Ｓ７００）と、ＶＨがＶＬと略同じであって十分に低くなるまで（Ｓ５００またはＳ１０００にてＹＥＳ）、Ｓ２００の処理とＳ７００の処理とを交互に繰り返すステップとを含む、プログラムを実行する。この放電制御装置によれば、コンバータの高圧側コンデンサの電荷を迅速に放電することができる（特許文献１参照）。

特開２００８−３０６７９５号公報

上記公報に開示される電源システムにおいて、システム外部の電源に接続される外部充電器を用いてコンバータの高圧側からコンバータを介してバッテリを充電するようにした場合、コンバータの上アームのスイッチング素子を導電状態に維持してバッテリの充電を行なうことにより、充電時におけるコンバータの損失を最小限にできる。しかしながら、コンバータの上アームのスイッチング素子を不用意に導電状態に維持すると、コンバータの高圧側の電位が高い場合には、高圧側コンデンサからバッテリへ過大な電流が流れ、コンバータやバッテリに悪影響を及ぼす。

そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、蓄電装置の充電時にコンバータの高圧側から蓄電装置へ過大な電流が流れるのを防止可能な電源システムおよびそれを備える電動車両を提供することである。

また、この発明の別の目的は、蓄電装置の充電時にコンバータの高圧側から蓄電装置へ過大な電流が流れるのを防止可能な電源システムの制御方法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、再充電可能な第１の蓄電部と、第１のコンバータと、充電器と、制御装置とを備える。第１のコンバータは、電気負荷に接続される電力母線と第１の蓄電部との間に設けられる。充電器は、車両外部の電源から供給される電力を受け、第１のコンバータを介して第１の蓄電部を充電するように構成される。第１のコンバータは、電力母線の正極線および負極線間に直列に接続される上アームおよび下アームを含む直流チョッパ回路から成る。そして、制御装置は、充電器を用いた第１の蓄電部の充電時、電力母線の電圧と第１の蓄電部の電圧との差が所定値以下になるように、第１のコンバータを制御することによって電力母線の電圧を所定の変化率で降圧させ、その後第１のコンバータの上アームをオンさせる充電制御を実行する。

好ましくは、電源システムは、再充電可能な第２の蓄電部と、第２のコンバータと、システムリレーと、第１および第２のコンデンサとをさらに備える。第２のコンバータは、電力母線と第２の蓄電部との間に設けられる。システムリレーは、第２の蓄電部と第２のコンバータとの間に設けられる。第１のコンデンサは、システムリレーと第２のコンバータとの間の電力線に設けられる。第２のコンデンサは、電力母線に設けられる。充電器は、電力線に接続される。そして、制御装置は、予め定められたタイミングで、システムリレーのオフ時に第２のコンバータを駆動することによって第１のコンデンサの電荷を第２のコンデンサへ移動させ、充電器を用いた第１の蓄電部の充電時に電荷の移動によって電力母線の電圧と第１の蓄電部の電圧との差が所定値よりも大きいとき、上記の充電制御を実行する。

また、この発明によれば、電動車両は、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駆動力を発生する電動機とを備える。

また、この発明によれば、制御方法は、電源システムの制御方法である。電源システムは、再充電可能な第１の蓄電部と、第１のコンバータと、充電器とを含む。第１のコンバータは、電気負荷に接続される電力母線と第１の蓄電部との間に設けられる。充電器は、車両外部の電源から供給される電力を受け、第１のコンバータを介して第１の蓄電部を充電するように構成される。第１のコンバータは、電力母線の正極線および負極線間に直列に接続される上アームおよび下アームを含む直流チョッパ回路から成る。そして、制御方法は、充電器を用いた第１の蓄電部の充電時、電力母線の電圧と第１の蓄電部の電圧との差が所定値以下になるように、第１のコンバータを制御することによって電力母線の電圧を所定の変化率で降圧させるステップと、電力母線の電圧と第１の蓄電部の電圧との差が所定値以下になった後、第１のコンバータの上アームをオンさせるステップとを備える。

好ましくは、電源システムは、再充電可能な第２の蓄電部と、第２のコンバータと、システムリレーと、第１および第２のコンデンサとをさらに含む。第２のコンバータは、電力母線と第２の蓄電部との間に設けられる。システムリレーは、第２の蓄電部と第２のコンバータとの間に設けられる。第１のコンデンサは、システムリレーと第２のコンバータとの間の電力線に設けられる。第２のコンデンサは、電力母線に設けられる。充電器は、電力線に接続される。制御方法は、予め定められたタイミングで、システムリレーのオフ時に第２のコンバータを駆動することによって第１のコンデンサの電荷を第２のコンデンサへ移動させるステップをさらに備える。電力母線の電圧を降圧させるステップは、充電器を用いた第１の蓄電部の充電時に電荷の移動によって電力母線の電圧と第１の蓄電部の電圧との差が所定値よりも大きいとき、第１のコンバータを制御することによって電力母線の電圧を所定の変化率で降圧させるステップを含む。

この発明においては、直流チョッパ回路から成る第１のコンバータを介して充電器により第１の蓄電部が充電される。そして、充電器を用いた第１の蓄電部の充電時、電力母線の電圧と第１の蓄電部の電圧との差が所定値以下になるように、第１のコンバータを制御することによって電力母線の電圧を所定の変化率で降圧させ、その後第１のコンバータの上アームをオンさせる充電制御が実行される。

したがって、この発明によれば、充電器を用いた第１の蓄電部の充電時に第１のコンバータの高圧側から第１の蓄電部へ過大な電流が流れるのを防止することができる。

この発明の実施の形態による電源システムを備えた電動車両の一例として示されるハイブリッド車両の全体ブロック図である。 図１に示す第１および第２コンバータならびに第１〜第３ＳＭＲの構成を示す回路図である。 充電器による主蓄電装置ならびに第１および第２副蓄電装置の充電時における第１〜第３ＳＭＲおよび第１および第２コンバータの動作遷移図である。 フィルタコンデンサの放電処理による電荷の流れを示した図である。 充電器による主蓄電装置ならびに第１および第２副蓄電装置の充電時におけるメインコンデンサの電圧の変化を示した図である。 図１に示すＥＣＵの機能ブロック図である。 ＥＣＵにより実行される充電制御の処理手順を示すフローチャートである。 図７に示すステップＳ９０において実行される電圧ＶＨの降圧処理に関するＥＣＵの詳細な機能ブロック図である。 電圧ＶＨの降圧処理時における電圧指令値の変化を示した図である。

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。

図１は、この発明の実施の形態による電源システムを備えた電動車両の一例として示されるハイブリッド車両の全体ブロック図である。図１を参照して、ハイブリッド車両１は、主蓄電装置ＢＡと、第１および第２副蓄電装置ＢＢ１，ＢＢ２と、第１〜第３ＳＭＲ１０−１〜１０−３と、第１および第２コンバータ１２−１，１２−２と、正極線ＰＬ１，ＰＬ２と、負極線ＮＬ１，ＮＬ２と、主正母線ＭＰＬと、主負母線ＭＮＬと、フィルタコンデンサＣＦ１，ＣＦ２と、メインコンデンサＣＭとを備える。また、ハイブリッド車両１は、第１および第２インバータ３０−１，３０−２と、第１および第２ＭＧ（Motor-Generator）３２−１，３２−２と、動力分割装置３４と、エンジン３６と、駆動輪３８と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４０と、電圧センサ４２，４４，４６，４８，５０と、電流センサ５２，５４，５６とをさらに備える。さらに、ハイブリッド車両１は、コンバータ１４と、補機１６と、補機バッテリＳＢと、充電器１８と、インレット２０とをさらに備える。

主蓄電装置ＢＡならびに第１および第２副蓄電装置ＢＢ１，ＢＢ２の各々は、再充電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池から成る。各蓄電装置には、第１および第２ＭＧ３２−１，３２−２によって発電される電力の他、充電器１８によって車両外部の電源（図示せず）から供給される電力が蓄えられる。第１および第２副蓄電装置ＢＢ１，ＢＢ２は、それぞれ第２および第３ＳＭＲ１０−２，１０−３によって正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２に選択的に接続される。なお、主蓄電装置ＢＡならびに第１および第２副蓄電装置ＢＢ１，ＢＢ２の少なくとも１つに大容量のキャパシタを用いてもよい。

第１ＳＭＲ１０−１は、正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１に主蓄電装置ＢＡを電気的に接続するためのリレー装置である。第２ＳＭＲ１０−２は、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２に第１副蓄電装置ＢＢ１を電気的に接続するためのリレー装置であり、第３ＳＭＲ１０−３は、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２に第２副蓄電装置ＢＢ２を電気的に接続するためのリレー装置である。第１〜第３ＳＭＲ１０−１〜１０−３は、それぞれＥＣＵ４０から与えられる信号ＣＮ１〜ＣＮ３に応じて駆動される。

第１コンバータ１２−１は、正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１と主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬとの間に設けられ、ＥＣＵ４０から与えられる信号ＰＷＣ１に基づいて、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬ間の電圧を正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１間の電圧以上に昇圧するように構成される。第２コンバータ１２−２は、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２と主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬとの間に設けられ、ＥＣＵ４０から与えられる信号ＰＷＣ２に基づいて、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬ間の電圧を正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２間の電圧以上に昇圧するように構成される。第１および第２コンバータ１２−１，１２−２の構成については、後ほど詳しく説明する。

フィルタコンデンサＣＦ１は、正極線ＰＬ１と負極線ＮＬ１との間に接続され、正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１間の電圧変動を平滑化する。フィルタコンデンサＣＦ２は、正極線ＰＬ２と負極線ＮＬ２との間に接続され、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２間の電圧変動を平滑化する。メインコンデンサＣＭ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間の電圧変動を平滑化する。

第１インバータ３０−１は、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬと第１ＭＧ３２−１との間に設けられる。第１インバータ３０−１は、ＥＣＵ４０から与えられる信号ＰＷＩ１に基づいて第１ＭＧ３２−１を回生モードで駆動し、第１ＭＧ３２−１によって発電された電力を整流して主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬへ出力する。また、第１インバータ３０−１は、エンジン３６の始動時、第１ＭＧ３２−１によってエンジン３６をクランキングするために、信号ＰＷＩ１に基づいて第１ＭＧ３２−１を力行モードで駆動する。

第２インバータ３０−２は、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬと第２ＭＧ３２−２との間に設けられる。第２インバータ３０−２は、第２ＭＧ３２−２によって駆動輪３８を駆動するために、ＥＣＵ４０から与えられる信号ＰＷＩ２に基づいて第２ＭＧ３２−２を力行モードで駆動する。また、車両の制動時、第２インバータ３０−２は、信号ＰＷＩ２に基づいて第２ＭＧ３２−２を回生モードで駆動し、駆動輪３８から運動エネルギーを受けて第２ＭＧ３２−２により発電された電力を整流して主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬへ出力する。

第１および第２ＭＧ３２−１，３２−２の各々は、交流回転電機であり、たとえば三相交流同期電動機である。第１ＭＧ３２−１は、動力分割装置３４を介してエンジン３６に連結され、エンジン３６の動力を受けて発電する。たとえば、主蓄電装置ＢＡならびに第１および第２副蓄電装置ＢＢ１，ＢＢ２の残存容量（ＳＯＣ）が低下すると、エンジン３６が始動して第１ＭＧ３２−１により発電が行なわれる。第２ＭＧ３２−２は、各蓄電装置に蓄えられた電力および第１ＭＧ３２−１により発電された電力の少なくとも一方を用いて走行駆動力を発生する。

動力分割装置３４は、サンギヤ、ピニオンギヤ、キャリアおよびリングギヤを含む遊星歯車から成る。そして、エンジン３６のクランクシャフトがキャリアに連結され、第１ＭＧ３２−１の回転軸がサンギヤに連結される。また、第２ＭＧ３２−２の回転軸がリングギヤに連結され、リングギヤは、駆動輪３８に連結される。

このような構成により、このハイブリッド車両１は、エンジン３６および第２ＭＧ３２−２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３６が発生する動力は、動力分割装置３４によって２経路に分割される。すなわち、一方は駆動輪３８へ直接伝達される経路であり、もう一方は第１ＭＧ３２−１へ伝達される経路である。

コンバータ１４は、正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１に接続され、ＥＣＵ４０から与えられる信号ＰＷＣ３に基づいて、正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１間の電圧よりも低い電圧を正極線ＰＬ３へ出力する。補機１６および補機バッテリＳＢは、正極線ＰＬ３に接続される。補機１６は、車両に搭載される各種補機を総括的に示したものである。補機バッテリＳＢは、再充電可能な蓄電装置であり、たとえば鉛蓄電池である。なお、正極線ＰＬ３からＥＣＵ４０へ動作電力が供給される。

充電器１８およびインレット２０は、図示されない車両外部の電源（以下「外部電源」とも称する。）から主蓄電装置ＢＡならびに第１および第２副蓄電装置ＢＢ１，ＢＢ２を充電するために設けられる。充電器１８は、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２に接続され、ＥＣＵ４０から与えられる信号ＣＨＧに基づいて、インレット２０から入力される外部電源からの電力を電圧変換して正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２へ出力する。インレット２０は、外部電源から電力を受けるための電力インターフェースである。外部電源の充電ケーブル（図示せず）がインレット２０に接続されると、インレット２０は、充電ケーブルが接続されたことを示すケーブル接続信号ＰＩＳＷをＥＣＵ４０へ出力する。

電圧センサ４２は、主蓄電装置ＢＡの電圧ＶＢ１を検出し、その検出値をＥＣＵ４０へ出力する。電圧センサ４４は、第１副蓄電装置ＢＢ１の電圧ＶＢ２を検出し、その検出値をＥＣＵ４０へ出力する。電圧センサ４６は、第２副蓄電装置ＢＢ２の電圧ＶＢ３を検出し、その検出値をＥＣＵ４０へ出力する。電流センサ５２は、主蓄電装置ＢＡに入出力される電流ＩＢ１を検出し、その検出値をＥＣＵ４０へ出力する。電流センサ５４は、第１副蓄電装置ＢＢ１に入出力される電流ＩＢ２を検出し、その検出値をＥＣＵ４０へ出力する。電流センサ５６は、第２副蓄電装置ＢＢ２に入出力される電流ＩＢ３を検出し、その検出値をＥＣＵ４０へ出力する。

電圧センサ４８は、フィルタコンデンサＣＦ２の端子間電圧、すなわち正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２間の電圧ＶＬを検出し、その検出値をＥＣＵ４０へ出力する。電圧センサ５０は、メインコンデンサＣＭの端子間電圧、すなわち主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬ間の電圧ＶＨを検出し、その検出値をＥＣＵ４０へ出力する。

ＥＣＵ４０は、電圧センサ４２，４４，４６，４８，５０および電流センサ５２，５４，５６の各検出値を受ける。そして、ＥＣＵ４０は、第１〜第３ＳＭＲ１０−１〜１０−３をそれぞれ制御するための信号ＣＮ１〜ＣＮ３を生成し、その生成した信号ＣＮ１〜ＣＮ３をそれぞれ第１〜第３ＳＭＲ１０−１〜１０−３へ出力する。

また、ＥＣＵ４０は、第１および第２コンバータ１２−１，１２−２をそれぞれ駆動するための信号ＰＷＣ１，ＰＷＣ２を生成し、その生成した信号ＰＷＣ１，ＰＷＣ２をそれぞれ第１および第２コンバータ１２−１，１２−２へ出力する。さらに、ＥＣＵ４０は、第１および第２ＭＧ３２−１，３２−２をそれぞれ駆動するための信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２をそれぞれ第１および第２インバータ３０−１，３０−２へ出力する。

また、さらに、ＥＣＵ４０は、コンバータ１４を駆動するための信号ＰＷＣ３を生成し、その生成した信号ＰＷＣ３をコンバータ１４へ出力する。また、さらに、ＥＣＵ４０は、ケーブル接続信号ＰＩＳＷに基づいてインレット２０に外部電源（図示せず）が接続されたことを検知し、さらに所定の充電条件が成立すると、充電器１８を駆動するための信号ＣＨＧを生成し、その生成した信号ＣＨＧを充電器１８へ出力する。

ここで、ＥＣＵ４０は、主蓄電装置ＢＡならびに第１および第２副蓄電装置ＢＢ１，ＢＢ２が順次充電されるように（なお、後述のように、第２副蓄電装置ＢＢ２の充電終了後、主蓄電装置ＢＡは再度充電される。）、後述する方法により、第２および第３ＳＭＲ１０−２，１０−３ならびに第１および第２コンバータ１２−１，１２−２を制御する。なお、主蓄電装置ＢＡは、充電器１８から第２コンバータ１２−２、第１コンバータ１２−１および第１ＳＭＲ１０−１を順次介して充電される。また、第１および第２副蓄電装置ＢＢ１，ＢＢ２の充電中は、第１および第２コンバータ１２−１，１２−２は停止されるが、第１および第２副蓄電装置ＢＢ１，ＢＢ２の充電中においても補機１６やＥＣＵ４０の動作電力を確保するために、第１ＳＭＲ１０−１はオンされ、コンバータ１４が駆動される。

また、ＥＣＵ４０は、主蓄電装置ＢＡならびに第１および第２副蓄電装置ＢＢ１，ＢＢ２を順次充電するために第２，第３ＳＭＲ１０−２，１０−３を駆動する際、第２および第３ＳＭＲ１０−２，１０−３の動作チェック（接続完了判定や溶着異常判定など）を実行する。そして、この動作チェックを実行するために、ＥＣＵ４０は、フィルタコンデンサＣＦ２の放電処理を実行する。

ここで、たとえば、ｄ軸電流のみを発生するように第１インバータ３０−１および第２インバータ３０−２の少なくとも一方を駆動することによって、駆動されるインバータに対応するＭＧにトルクを発生させることなくフィルタコンデンサＣＦ２を放電させることも可能である。しかしながら、上述のように、第１および第２副蓄電装置ＢＢ１，ＢＢ２の充電中は、第１および第２コンバータ１２−１，１２−２は停止されるが、第１および第２副蓄電装置ＢＢ１，ＢＢ２の充電中においても補機１６やＥＣＵ４０の動作電力を確保するために、第１ＳＭＲ１０−１はオンされ、コンバータ１４が駆動される。したがって、インバータによる放電処理を実施すると、主蓄電装置ＢＡからも放電されてしまうので、インバータによる放電処理は実施できない。そこで、この実施の形態では、ＥＣＵ４０は、第２および第３ＳＭＲ１０−２，１０−３がオフの状態で、フィルタコンデンサＣＦ２の電荷がメインコンデンサＣＭへ移動するように第２コンバータ１２−２を駆動することによって、フィルタコンデンサＣＦ２を放電させる。

さらにここで、フィルタコンデンサＣＦ２の電荷がメインコンデンサＣＭへ移動することによりメインコンデンサＣＭの電圧ＶＨは上昇する。そして、第２副蓄電装置ＢＢ２の充電終了後、主蓄電装置ＢＡの充電が再び行なわれるとき、第１コンバータ１２−１の損失を最小限にするために第１コンバータ１２−１の上アームを不用意に導通状態にすると、メインコンデンサＣＭから主蓄電装置ＢＡへ過大な電流が流れ、第１コンバータ１２−１や主蓄電装置ＢＡに悪影響を及ぼす。そこで、この実施の形態では、ＥＣＵ４０は、主蓄電装置ＢＡの充電時にメインコンデンサＣＭの電圧ＶＨと主蓄電装置ＢＡの電圧ＶＢ１との電圧差が所定値よりも大きいとき、その電圧差が所定値以下になるように、第１コンバータ１２−１を制御することによってメインコンデンサＣＭの電圧ＶＨを所定の変化率で降圧させ、その後第１コンバータ１２−１の上アームをオンさせる充電制御を実行する。

図２は、図１に示した第１および第２コンバータ１２−１，１２−２ならびに第１〜第３ＳＭＲ１０−１〜１０−３の構成を示す回路図である。図２を参照して、第１コンバータ１２−１は、電力用半導体スイッチング素子（以下、単に「スイッチング素子」とも称する。）Ｑ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２と、リアクトルＬ１とを含む。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、主正母線ＭＰＬと主負母線ＭＮＬとの間に直列に接続される。ダイオードＤ１，Ｄ２は、それぞれスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に逆並列に接続される。リアクトルＬ１の一方端は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続ノードに接続され、その他方端は、正極線ＰＬ１に接続される。

第２コンバータ１２−２は、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４と、ダイオードＤ３，Ｄ４と、リアクトルＬ２とを含む。第２コンバータ１２−２の構成は、第１コンバータ１２−１と同様である。なお、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４として、たとえば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）やパワーＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor）等を用いることができる。

この第１および第２コンバータ１２−１，１２−２は、直流チョッパ回路から成る。そして、第１コンバータ１２−１（第２コンバータ１２−２）は、リアクトルＬ１（Ｌ２）を用いて、主正母線ＭＰＬの電圧を正極線ＰＬ１（ＰＬ２）以上の電圧に昇圧する。具体的には、第１コンバータ１２−１（第２コンバータ１２−２）は、ＥＣＵ４０からの信号ＰＷＣ１（ＰＷＣ２）に基づきスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２（Ｑ３，Ｑ４）のオン／オフ期間比（デューティー比）を制御することによって、主正母線ＭＰＬの電圧を調整することができる。

第１ＳＭＲ１０−１は、リレーＳＲＢ１，ＳＲＰ１，ＳＲＧ１と、制限抵抗Ｒ１とを含む。リレーＳＲＢ１は、主蓄電装置ＢＡの正極と正極線ＰＬ１との間に接続される。リレーＳＲＧ１は、主蓄電装置ＢＡの負極と負極線ＮＬ１との間に接続される。リレーＳＲＰ１および制限抵抗Ｒ１は、主蓄電装置ＢＡの負極と負極線ＮＬ１との間に直列に接続され、かつ、リレーＳＲＧ１に並列に接続される。

第２ＳＭＲ１０−２は、リレーＳＲＢ２，ＳＲＰ２，ＳＲＧ２と、制限抵抗Ｒ２とを含む。第３ＳＭＲ１０−３は、リレーＳＲＢ３，ＳＲＰ３，ＳＲＧ３と、制限抵抗Ｒ３とを含む。第２および第３ＳＭＲ１０−２，１０−３の各々の構成は、第１ＳＭＲ１０−１と同様である。

充電器１８は、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２に接続される。そして、充電器１８によって主蓄電装置ＢＡならびに第１および第２副蓄電装置ＢＢ１，ＢＢ２が順次充電され、第２副蓄電装置ＢＢ２の充電終了後、主蓄電装置ＢＡが再度充電される（以下では、最初の主蓄電装置ＢＡの充電を主蓄電装置ＢＡの「予備充電」とも称し、第１および第２副蓄電装置ＢＢ１，ＢＢ２の充電終了後の主蓄電装置ＢＡの充電を主蓄電装置ＢＡの「最終充電」とも称する。）。

図３は、充電器１８による主蓄電装置ＢＡならびに第１および第２副蓄電装置ＢＢ１，ＢＢ２の充電時における第１〜第３ＳＭＲ１０−１〜１０−３および第１および第２コンバータ１２−１，１２−２の動作遷移図である。

図３を参照して、「マスターコンバータ」は、第１コンバータ１２−１を示し、「スレーブコンバータ」は、第２コンバータ１２−２を示す。また、「マスター予備」は、主蓄電装置ＢＡの予備充電を示し、「スレーブ１」は、第１副蓄電装置ＢＢ１の充電を示す。また、「スレーブ２」は、第２副蓄電装置ＢＢ２の充電を示し、「マスター最終」は、主蓄電装置ＢＡの最終充電を示す。

主蓄電装置ＢＡの予備充電時（マスター予備）は、第１ＳＭＲ１０−１がオンされ、第２および第３ＳＭＲ１０−２，１０−３はオフされる。そして、マスターコンバータ（第１コンバータ１２−１）の上アームがオンされ、スレーブコンバータ（第２コンバータ１２−２）はシャットダウンされる。

主蓄電装置ＢＡの予備充電が終了すると、第１副蓄電装置ＢＢ１の充電が実行される（スレーブ１）。第１副蓄電装置ＢＢ１の充電時は、第２および第３ＳＭＲ１０−２，１０−３がそれぞれオン，オフされる。第１ＳＭＲ１０−１は、補機１６やＥＣＵ４０の動作電力を確保するためにオンが維持される。マスターコンバータおよびスレーブコンバータは、いずれもシャットダウンされる。

副蓄電装置ＢＢ１の充電が終了すると、第２副蓄電装置ＢＢ２の充電が実行される（スレーブ２）。第２副蓄電装置ＢＢ２の充電時は、第２および第３ＳＭＲ１０−２，１０−３がそれぞれオフ，オンされる。第１ＳＭＲ１０−１は、補機１６やＥＣＵ４０の動作電力を確保するためにオンが維持される。マスターコンバータおよびスレーブコンバータは、いずれもシャットダウンされる。

そして、第２副蓄電装置ＢＢ２の充電が終了すると、主蓄電装置ＢＡの最終充電（マスター最終）が実行される。主蓄電装置ＢＡの最終充電時は、第１ＳＭＲ１０−１がオンされ、第２および第３ＳＭＲ１０−２，１０−３はオフされる。マスターコンバータは、上アームがオンされ、スレーブコンバータはシャットダウンされる。

ここで、第２および第３ＳＭＲ１０−２，１０−３のオン／オフ切替動作に伴ない、第２および第３ＳＭＲ１０−２，１０−３の動作チェック処理が実行される。具体的には、主蓄電装置ＢＡの予備充電後、第１副蓄電装置ＢＢ１の充電に先立って、第２ＳＭＲ１０−２の動作チェック処理が実行される。また、第１副蓄電装置ＢＢ１の充電終了後、第２副蓄電装置ＢＢ２の充電に先立って、第２および第３ＳＭＲ１０−２，１０−３の動作チェック処理が実行される。さらに、第２副蓄電装置ＢＢ２の充電終了後、主蓄電装置ＢＡの最終充電に先立って、第３ＳＭＲ１０−３の動作チェック処理が実行される。そして、これらの動作チェック処理に先立って、フィルタコンデンサＣＦ２の放電処理が実行される。

フィルタコンデンサＣＦ２の放電処理は、上述のように、第２コンバータ１２−２を駆動することにより実行される。すなわち、第２および第３ＳＭＲ１０−２，１０−３により第１および第２副蓄電装置ＢＢ１，ＢＢ２を正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２から電気的に切離した状態で、図４に示されるようにフィルタコンデンサＣＦ２の電荷がメインコンデンサＣＭへ移動するように第２コンバータ１２−２を駆動することによって、フィルタコンデンサＣＦ２を放電させる。

そして、上述のように、フィルタコンデンサＣＦ２の放電処理によりフィルタコンデンサＣＦ２の電荷がメインコンデンサＣＭへ移動することにより、メインコンデンサＣＭの電圧ＶＨが上昇する。

図５は、充電器１８による主蓄電装置ＢＡならびに第１および第２副蓄電装置ＢＢ１，ＢＢ２の充電時におけるメインコンデンサＣＭの電圧ＶＨの変化を示した図である。図５を参照して、時刻ｔ１において主蓄電装置ＢＡの予備充電（マスター予備）が終了すると、フィルタコンデンサＣＦ２の放電処理が実行され、メインコンデンサＣＭの電圧ＶＨがΔＶＨだけ上昇する。

その後、第１副蓄電装置ＢＢ１が充電され（スレーブ１）、時刻ｔ２において第１副蓄電装置ＢＢ１の充電が終了すると、フィルタコンデンサＣＦ２の放電処理が再び実行され、電圧ＶＨがさらにΔＶＨだけ上昇する。

その後、第２副蓄電装置ＢＢ２が充電され（スレーブ２）、時刻ｔ３において第２副蓄電装置ＢＢ２の充電が終了すると、フィルタコンデンサＣＦ２の放電処理が再び実行され、電圧ＶＨがさらにΔＶＨだけ上昇する。

このように、第１および第２副蓄電装置ＢＢ１，ＢＢ２の充電ならびに主蓄電装置ＢＡの最終充電が連続して行なわれると、フィルタコンデンサＣＦ２の放電処理に伴ない電圧ＶＨが累積的に上昇する。そして、マスター最終充電時に第１コンバータ１２−１の上アームをオンすると、メインコンデンサＣＭから第１コンバータ１２−１の上アームを介して主蓄電装置ＢＡへ過大な電流が流れ得る。

そこで、この実施の形態では、メインコンデンサＣＭの電圧ＶＨと主蓄電装置ＢＡの電圧ＶＢ１との電圧差が所定値よりも大きいとき、メインコンデンサＣＭから第１コンバータ１２−１の上アームを介して主蓄電装置ＢＡへ過大な電流が流れるのを防止するために、第１コンバータ１２−１をスイッチング制御することによって電圧ＶＨを所定の変化率で降圧させ（時刻ｔ４〜ｔ５）、その後第１コンバータ１２−１の上アームをオンさせてマスター最終充電を実行することとしたものである。

図６は、図１に示したＥＣＵ４０の機能ブロック図である。図６を参照して、ＥＣＵ４０は、充電器制御部１０２と、リレー制御部１０４と、コンバータ制御部１０６と、インバータ制御部１０８とを含む。

充電器制御部１０２は、主蓄電装置ＢＡならびに第１および第２副蓄電装置ＢＢ１，ＢＢ２のＳＯＣをそれぞれ示す状態値ＳＯＣ１〜ＳＯＣ３を図示されない電池ＥＣＵ等から受ける。なお、ＳＯＣは、たとえば、蓄電装置が満充電状態のときを１００％とし、蓄電装置が完全に放電した状態のときを０％として定義される。ＳＯＣは、蓄電装置の電圧や充放電電流、温度等に基づいて種々の公知の手法により算出することができる。

また、充電器制御部１０２は、インレット２０（図１）からケーブル接続信号ＰＩＳＷを受ける。そして、充電器制御部１０２は、ケーブル接続信号ＰＩＳＷに基づいてインレット２０に充電ケーブル（外部電源）が接続されたことを検知すると、状態値ＳＯＣ１〜ＳＯＣ３に基づいて、主蓄電装置ＢＡならびに第１および第２副蓄電装置ＢＢ１，ＢＢ２の充電制御を実行する。充電器制御部１０２は、充電制御の実行に伴ない、充電器１８を駆動するための信号ＣＨＧを充電器１８へ出力するとともに、第１〜第３ＳＭＲ１０−１〜１０−３ならびに第１および第２コンバータ１２−１，１２−２の動作を制御するための指令をリレー制御部１０４およびコンバータ制御部１０６へ出力する。

リレー制御部１０４は、充電器制御部１０２からの動作指令に基づいて、第１〜第３ＳＭＲ１０−１〜１０−３をそれぞれ駆動するための信号ＣＮ１〜ＣＮ３を生成し、その生成した信号ＣＮ１〜ＣＮ３をそれぞれ第１〜第３ＳＭＲ１０−１〜１０−３へ出力する。

コンバータ制御部１０６は、電圧センサ４２，５０によって検出される電圧ＶＢ１，ＶＨ、および電流センサ５２によって検出される電流ＩＢ１に基づいて、第１コンバータ１２−１に含まれるスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２（図２）をオン／オフ制御するための信号ＰＷＣ１を生成し、その生成した信号ＰＷＣ１を第１コンバータ１２−１へ出力する。

また、コンバータ制御部１０６は、電圧センサ４４（または４６），４８，５０によって検出される電圧ＶＢ２（またはＶＢ３），ＶＬ，ＶＨ、および電流センサ５４（または５６）によって検出される電流ＩＢ２（またはＩＢ３）に基づいて、第２コンバータ１２−２に含まれるスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４（図２）をオン／オフ制御するための信号ＰＷＣ２を生成し、その生成した信号ＰＷＣ２を第２コンバータ１２−２へ出力する。

さらに、コンバータ制御部１０６は、充電器１８による主蓄電装置ＢＡの充電時、充電器１８から第２コンバータ１２−２および第１コンバータ１２−１を順次介して主蓄電装置ＢＡが充電されるように、第１コンバータ１２−１の上アームをオンするための信号ＰＷＣ１を生成する。ここで、主蓄電装置ＢＡの最終充電が開始される前にメインコンデンサＣＭの電圧ＶＨと主蓄電装置ＢＡの電圧ＶＢ１との電圧差が所定値よりも大きいときは、コンバータ制御部１０６は、電圧ＶＨを所定の変化率で降圧するように、第１コンバータ１２−１を駆動するための信号ＰＷＣ１を生成して第１コンバータ１２−１へ出力する。そして、電圧ＶＨと電圧ＶＢ１との電圧差が所定値以下になると、コンバータ制御部１０６は、第１コンバータ１２−１の上アームをオンするための信号ＰＷＣ１を生成する。なお、充電器１８による主蓄電装置ＢＡの充電時、第２コンバータ１２−２は停止される。また、コンバータ制御部１０６は、充電器１８による第１および第２副蓄電装置ＢＢ１，ＢＢ２の充電時は、第１および第２コンバータ１２−１，１２−２を停止させる。

また、さらに、コンバータ制御部１０６は、主蓄電装置ＢＡならびに第１および第２副蓄電装置ＢＢ１，ＢＢ２の充電時に実行されるフィルタコンデンサＣＦ２の放電処理の実行時、フィルタコンデンサＣＦ２の電荷がメインコンデンサＣＭへ移動するように、第２コンバータ１２−２を駆動するための信号ＰＷＣ２を生成して第２コンバータ１２−２へ出力する。なお、フィルタコンデンサＣＦ２の放電処理の実行時、第１コンバータ１２−１は停止される。

インバータ制御部１０８は、第１ＭＧ３２−１のトルク指令値ＴＲ１、モータ電流ＭＣＲＴ１およびロータ回転角θ１ならびに電圧センサ５０により検出される電圧ＶＨに基づいて、第１ＭＧ３２−１を駆動するための信号ＰＷＩ１を生成し、その生成した信号ＰＷＩ１を第１インバータ３０−１へ出力する。また、インバータ制御部１０８は、第２ＭＧ３２−２のトルク指令値ＴＲ２、モータ電流ＭＣＲＴ２およびロータ回転角θ２ならびに電圧ＶＨに基づいて、第２ＭＧ３２−２を駆動するための信号ＰＷＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＩ２を第２インバータ３０−２へ出力する。

なお、トルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２は、たとえば、アクセルペダルの踏込量やブレーキ踏込量、車両速度等に基づいて、図示されない車両ＥＣＵ等によって算出される。また、モータ電流ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２およびロータ回転角θ１，θ２の各々は、図示されないセンサによって検出される。

図７は、ＥＣＵ４０により実行される充電制御の処理手順を示す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手順は、一定時間毎または所定の条件が成立する毎にメインルーチンから呼び出されて実行される。

図７を参照して、ＥＣＵ４０は、インレット２０（図１）から受けるケーブル接続信号ＰＩＳＷに基づいて、インレット２０に充電ケーブル（外部電源）が接続されたか否かを判定する（ステップＳ１０）。インレット２０に充電ケーブルは接続されていないと判定されると（ステップＳ１０においてＮＯ）、ＥＣＵ４０は、以降の一連の処理を実行することなくステップＳ１２０へ処理を移行する。

ステップＳ１０においてインレット２０に充電ケーブルが接続されたと判定されると（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ４０は、主蓄電装置ＢＡの充電（予備充電）を実行する（ステップＳ２０）。具体的には、ＥＣＵ４０は、第１〜第３ＳＭＲ１０−１〜１０−３をそれぞれオン，オフ，オフさせ、充電器１８を駆動し、さらに、充電器１８から第２コンバータ１２−２および第１コンバータ１２−１を介して主蓄電装置ＢＡへ電力が供給されるように第１コンバータ１２−１の上アーム（スイッチング素子Ｑ１）をオンさせる。なお、第１ＳＭＲ１０−１は、ＥＣＵ４０や補機の動作電力を確保するため、以降の第１および第２副蓄電装置ＢＢ１，ＢＢ２の充電中においてもオンに維持される。

主蓄電装置ＢＡの予備充電が終了すると、ＥＣＵ４０は、次いで第１副蓄電装置ＢＢ１を充電するためにＳＭＲ切替処理を実行する（ステップＳ３０）。具体的には、ＥＣＵ４０は、充電器１８を一旦停止し、第２ＳＭＲ１０−２の動作チェック処理（接続完了や溶着異常等の判定処理）を実行する。ここで、第２ＳＭＲ１０−２の動作チェック処理を実行するために、ＥＣＵ４０は、第２コンバータ１２−２を駆動してフィルタコンデンサＣＦ２の放電処理を実行する（これにより、フィルタコンデンサＣＦ２の電荷がメインコンデンサＣＭへ移動し、メインコンデンサＣＭの電圧ＶＨが上昇する。）。

そして、第２ＳＭＲ１０−２の動作チェックが完了すると、ＥＣＵ４０は、第１副蓄電装置ＢＢ１の充電を実行する（ステップＳ４０）。具体的には、ＥＣＵ４０は、第２ＳＭＲ１０−２をオンさせ（第３ＳＭＲ１０−３はオフ）、充電器１８を駆動し、第１および第２コンバータ１２−１，１２−２を停止する。

第１副蓄電装置ＢＢ１の充電が終了すると、ＥＣＵ４０は、続いて第２副蓄電装置ＢＢ２を充電するために再びＳＭＲ切替処理を実行する（ステップＳ５０）。具体的には、ＥＣＵ４０は、充電器１８を再び一旦停止し、第２および第３ＳＭＲ１０−２，１０−３の動作チェック処理を実行する。ここで、第２および第３ＳＭＲ１０−２，１０−３の動作チェック処理を実行するために、ＥＣＵ４０は、第２コンバータ１２−２を駆動してフィルタコンデンサＣＦ２の放電処理を再び実行する（これにより、フィルタコンデンサＣＦ２の電荷がメインコンデンサＣＭへ移動し、メインコンデンサＣＭの電圧ＶＨがさらに上昇する。）。

そして、第３ＳＭＲ１０−３の動作チェックが完了すると、ＥＣＵ４０は、第２副蓄電装置ＢＢ２の充電を実行する（ステップＳ６０）。具体的には、ＥＣＵ４０は、第２および第３ＳＭＲ１０−２，１０−３をオフ，オンさせ、充電器１８を駆動し、第１および第２コンバータ１２−１，１２−２を停止する。

第２副蓄電装置ＢＢ２の充電が終了すると、ＥＣＵ４０は、主蓄電装置ＢＡの最終充電を行なうために再びＳＭＲ切替処理を実施する（ステップＳ７０）。具体的には、ＥＣＵ４０は、充電器１８を再び一旦停止し、第３ＳＭＲ１０−３の動作チェック処理を実行する。ここで、第３ＳＭＲ１０−３の動作チェック処理を実行するために、ＥＣＵ４０は、第２コンバータ１２−２を駆動してフィルタコンデンサＣＦ２の放電処理を再び実行する（これにより、上述のように電圧ＶＨがさらに上昇する。）。

第３ＳＭＲ１０−３の動作チェックが完了すると、ＥＣＵ４０は、メインコンデンサＣＭの電圧ＶＨの検出値から主蓄電装置ＢＡの電圧ＶＢ１の検出値を差し引いた値が所定のしきい値ΔＶよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ８０）。なお、このしきい値ΔＶは、第１コンバータ１２−１の上アームをオンしたときにメインコンデンサＣＭから主蓄電装置ＢＡへ過大な電流が流れるか否かを判定するために予め設定される値である。

電圧ＶＨの検出値から電圧ＶＢ１の検出値を差し引いた値がしきい値ΔＶよりも大きいと判定されると（ステップＳ８０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ４０は、電圧ＶＨの降圧処理を実行する（ステップＳ９０）。具体的には、ＥＣＵ４０は、第１コンバータ１２−１を制御することによって電圧ＶＨを所定の変化率で降圧させる。この電圧ＶＨの降圧処理については、後ほど説明する。

そして、ステップＳ８０において、電圧ＶＨの検出値から電圧ＶＢ１の検出値を差し引いた値がしきい値ΔＶ以下であると判定されると（ステップＳ８０においてＮＯ）、ＥＣＵ４０は、第１コンバータ１２−１の上アームをオンさせる（ステップＳ１００）。このとき、電圧ＶＨと電圧ＶＢ１との電圧差はしきい値ΔＶ以下であるので、第１コンバータ１２−１の上アームをオンさせても、メインコンデンサＣＭから主蓄電装置ＢＡへ過大な電流が流れることはない。その後、ＥＣＵ４０は、充電器１８を駆動を駆動して主蓄電装置ＢＡの最終充電を実行する（ステップＳ１１０）。

図８は、図７に示したステップＳ９０において実行される電圧ＶＨの降圧処理に関するＥＣＵ４０の詳細な機能ブロック図である。図８を参照して、ＥＣＵ４０は、電圧指令生成部１１０と、減算部１１２，１１６と、フィードバック（ＦＢ）演算部１１４と、降圧判定部１１８と、変調部１２０とを含む。

電圧指令生成部１１０は、充電器１８による主蓄電装置ＢＡの充電の要求を示すマスター充電要求指令ＭＲＥＱを受けると、図９に示されるように、電圧ＶＨの目標値を示す電圧指令値ＶＲを、主蓄電装置ＢＡの電圧ＶＢ１よりも高い所定値Ｖ１から電圧ＶＢ１よりも低い所定値Ｖ２まで所定の変化率ｒで低下するように変化させる。なお、この変化率ｒは、電圧ＶＨの降圧処理時にメインコンデンサＣＭから主蓄電装置ＢＡへ流れる電流が過大にならないように予め設定される。

再び図８を参照して、減算部１１２は、電圧センサ５０（図１）によって検出される電圧ＶＨを電圧指令値ＶＲから減算し、その演算結果をフィードバック演算部１１４へ出力する。フィードバック演算部１１４は、電圧指令値ＶＲと電圧ＶＨとの偏差を入力としてフィードバック制御演算（たとえば比例・積分演算）を行ない、その演算結果を減算部１１６へ出力する。減算部１１６は、電圧ＶＢ１／電圧指令値ＶＲで示されるマスターコンバータの理論昇圧比の逆数からフィードバック演算部１１４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１２０へ出力する。なお、この減算部１１６における入力項（ＶＢ１／ＶＲ）は、第１コンバータ１２−１の理論昇圧比に基づくフィードフォワード補償項である。

降圧判定部１１８は、マスター充電要求指令ＭＲＥＱを受けると、電圧ＶＨの降圧判定を行なう。そして、降圧判定部１１８は、電圧ＶＨの検出値から電圧ＶＢ１の検出値を差し引いた値がしきい値ΔＶ以下であると判定すると、第１コンバータ１２−１の上アームをオンさせてもメインコンデンサＣＭから主蓄電装置ＢＡへ過大な電流が流れないレベルまで電圧ＶＨが降圧されたことを示す通知を変調部１２０へ出力する。

変調部１２０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）とに基づいて信号ＰＷＣ１を生成し、その生成した信号ＰＷＣ１をマスターコンバータである第１コンバータ１２−１のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２へ出力する。ここで、変調部１２０は、電圧ＶＨが降圧されたことを示す通知を降圧判定部１１８から受けると、減算部１１６から受けるデューティー指令Ｔｏｎ１に拘わらず、第１コンバータ１２−１の上アームをオンに維持するように信号ＰＷＣ１を生成する。

以上のように、この実施の形態においては、充電器１８による主蓄電装置ＢＡならびに第１および第２副蓄電装置ＢＢ１，ＢＢ２の充電時、第２および第３ＳＭＲ１０−２，１０−３の動作チェック処理に伴なうフィルタコンデンサＣＦ２の放電処理によりメインコンデンサＣＭの電圧ＶＨが上昇する。そして、主蓄電装置ＢＡの最終充電時に第１コンバータ１２−１の上アームを不用意にオンすると、メインコンデンサＣＭの電圧ＶＨと主蓄電装置ＢＡの電圧ＶＢ１との電圧差によりメインコンデンサＣＭから主蓄電装置ＢＡへ過大な電流が流れ得る。そこで、この実施の形態においては、電圧ＶＨと電圧ＶＢ１との電圧差が所定値よりも大きい場合には、第１コンバータ１２−１を駆動して電圧ＶＨを所定の変化率で降圧させる。そして、電圧ＶＨと電圧ＶＢ１との電圧差が所定値以下となってから第１コンバータ１２−１の上アームをオンさせ、主蓄電装置ＢＡの最終充電が実行される。したがって、この実施の形態によれば、充電器１８による主蓄電装置ＢＡの充電時にメインコンデンサＣＭから主蓄電装置ＢＡへ過大な電流が流れるのを防止することができる。

なお、上記の実施の形態においては、電圧指令生成部１１０において図９に示したような電圧指令値ＶＲを生成するものとしたが、電圧指令生成部１１０の後段に変化率制限部を設けることによって、所定の変化率で低下する電圧指令値ＶＲを生成してもよい。

また、上記においては、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬに第１おおび第２コンバータ１２−１，１２−２が並列接続され、第１ＳＭＲ１０−１を介して第１コンバータ１２−１に主蓄電装置ＢＡが接続され、第２および第３ＳＭＲ１０−２，１０−３を介して第１および第２副蓄電装置ＢＢ１，ＢＢ２が第２コンバータ１２−２に並列接続されるものとしたが、蓄電装置およびコンバータの構成および数はこれらに限定されるものではない。

また、上記においては、動力分割装置３４によりエンジン３６の動力を分割して駆動輪３８と第１ＭＧ３２−１とに伝達可能なシリーズ／パラレル型のハイブリッド車両１について説明したが、この発明は、その他の形式のハイブリッド車両にも適用可能である。たとえば、第１ＭＧ３２−１を駆動するためにのみエンジン３６を用い、第２ＭＧ３２−２でのみ車両の駆動力を発生する、いわゆるシリーズ型のハイブリッド車両や、エンジン３６が生成した運動エネルギーのうち回生エネルギーのみが電気エネルギーとして回収されるハイブリッド車両、エンジンを主動力として必要に応じてモータがアシストするモータアシスト型のハイブリッド車両などにもこの発明は適用可能である。

さらに、この発明は、エンジン３６を備えずに電力のみで走行する電気自動車や、車載電源として蓄電装置に加えて燃料電池をさらに備える燃料電池車にも適用可能である。

なお、上記において、主蓄電装置ＢＡは、この発明における「第１の蓄電部」の一実施例に対応し、第１，第２副蓄電装置ＢＢ１，ＢＢ２は、この発明における「第２の蓄電部」の一実施例に対応する。また、第１および第２コンバータ１２−１，１２−２は、それぞれこの発明における「第１のコンバータ」および「第２のコンバータ」の一実施例に対応し、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬは、この発明における「電力母線」の一実施例に対応する。

さらに、ＥＣＵ４０は、この発明における「制御装置」の一実施例に対応し、第２および第３ＳＭＲ１０−２，１０−３は、この発明における「システムリレー」の一実施例に対応する。また、さらに、フィルタコンデンサＣＦ２は、この発明における「第１のコンデンサ」の一実施例に対応し、メインコンデンサＣＭは、この発明における「第２のコンデンサ」の一実施例に対応する。また、さらに、第２ＭＧ３２−２は、この発明における「電動機」の一実施例に対応する。

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。

１ ハイブリッド車両、１０−１〜１０−３ ＳＭＲ、１２−１，１２−２，１４ コンバータ、１６ 補機、１８ 充電器、２０ インレット、３０−１，３０−２ インバータ、３２−１，３２−２ ＭＧ、３４ 動力分割装置、３６ エンジン、３８ 駆動輪、４０ ＥＣＵ、４２，４４，４６，４８，５０ 電圧センサ、５２，５４，５６ 電流センサ、１０２ 充電器制御部、１０４ リレー制御部、１０６ コンバータ制御部、１０８ インバータ制御部、１１０ 電圧指令生成部、１１２，１１６ 減算部、１１４ フィードバック演算部、１１８ 降圧判定部、１２０ 変調部、ＢＡ 主蓄電装置、ＢＢ１，ＢＢ２ 副蓄電装置、ＰＬ１〜ＰＬ３ 正極線、ＮＬ１，ＮＬ２ 負極線、ＭＰＬ 主正母線、ＭＮＬ 主負母線、ＣＦ１，ＣＦ２ フィルタコンデンサ、ＣＭ メインコンデンサ、ＳＢ 補機バッテリ、ＳＲＢ１〜ＳＲＢ３，ＳＲＰ１〜ＳＲＰ３，ＳＲＧ１〜ＳＲＧ３ リレー、Ｒ１〜Ｒ３ 制限抵抗、Ｑ１〜Ｑ４ スイッチング素子、Ｄ１〜Ｄ４ ダイオード、Ｌ１，Ｌ２ リアクトル。

Claims (5)

1. 再充電可能な第１の蓄電部と、
   電気負荷に接続される電力母線と前記第１の蓄電部との間に設けられる第１のコンバータと、
   車両外部の電源から供給される電力を受け、前記第１のコンバータを介して前記第１の蓄電部を充電するように構成された充電器とを備え、
   前記第１のコンバータは、前記電力母線の正極線および負極線間に直列に接続される上アームおよび下アームを含む直流チョッパ回路から成り、さらに
   前記充電器を用いた前記第１の蓄電部の充電時、前記電力母線の電圧と前記第１の蓄電部の電圧との差が所定値以下になるように、前記第１のコンバータを制御することによって前記電力母線の電圧を所定の変化率で降圧させ、その後前記第１のコンバータの上アームをオンさせる充電制御を実行する制御装置を備える電源システム。
2. 再充電可能な第２の蓄電部と、
   前記電力母線と前記第２の蓄電部との間に設けられる第２のコンバータと、
   前記第２の蓄電部と前記第２のコンバータとの間に設けられるシステムリレーと、
   前記システムリレーと前記第２のコンバータとの間の電力線に設けられる第１のコンデンサと、
   前記電力母線に設けられる第２のコンデンサとをさらに備え、
   前記充電器は、前記電力線に接続され、
   前記制御装置は、予め定められたタイミングで、前記システムリレーのオフ時に前記第２のコンバータを駆動することによって前記第１のコンデンサの電荷を前記第２のコンデンサへ移動させ、前記充電器を用いた前記第１の蓄電部の充電時に前記電荷の移動によって前記電力母線の電圧と前記第１の蓄電部の電圧との差が前記所定値よりも大きいとき、前記充電制御を実行する、請求項１に記載の電源システム。
3. 請求項１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駆動力を発生する電動機とを備える電動車両。
4. 電源システムの制御方法であって、
   前記電源システムは、
   再充電可能な第１の蓄電部と、
   電気負荷に接続される電力母線と前記第１の蓄電部との間に設けられる第１のコンバータと、
   車両外部の電源から供給される電力を受け、前記第１のコンバータを介して前記第１の蓄電部を充電するように構成された充電器とを含み、
   前記第１のコンバータは、前記電力母線の正極線および負極線間に直列に接続される上アームおよび下アームを含む直流チョッパ回路から成り、
   前記制御方法は、
   前記充電器を用いた前記第１の蓄電部の充電時、前記電力母線の電圧と前記第１の蓄電部の電圧との差が所定値以下になるように、前記第１のコンバータを制御することによって前記電力母線の電圧を所定の変化率で降圧させるステップと、
   前記電力母線の電圧と前記第１の蓄電部の電圧との差が前記所定値以下になった後、前記第１のコンバータの上アームをオンさせるステップとを備える、電源システムの制御方法。
5. 前記電源システムは、
   再充電可能な第２の蓄電部と、
   前記電力母線と前記第２の蓄電部との間に設けられる第２のコンバータと、
   前記第２の蓄電部と前記第２のコンバータとの間に設けられるシステムリレーと、
   前記システムリレーと前記第２のコンバータとの間の電力線に設けられる第１のコンデンサと、
   前記電力母線に設けられる第２のコンデンサとをさらに含み、
   前記充電器は、前記電力線に接続され、
   前記制御方法は、予め定められたタイミングで、前記システムリレーのオフ時に前記第２のコンバータを駆動することによって前記第１のコンデンサの電荷を前記第２のコンデンサへ移動させるステップをさらに備え、
   前記電力母線の電圧を降圧させるステップは、前記充電器を用いた前記第１の蓄電部の充電時に前記電荷の移動によって前記電力母線の電圧と前記第１の蓄電部の電圧との差が前記所定値よりも大きいとき、前記第１のコンバータを制御することによって前記電力母線の電圧を前記所定の変化率で降圧させるステップを含む、請求項４に記載の電源システムの制御方法。

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