JP2019122201A - 電動車両 - Google Patents

Abstract

【課題】第１バッテリと第２バッテリとの間における電力の授受をできるだけ避けながら、第２バッテリの充電率を所定の範囲内に維持できる電動車両を提供すること。【解決手段】電動車両Ｖは、第１バッテリＥＳＥと、第１バッテリＥＳＥよりも出力重量密度が高くかつエネルギ重量密度が低い第２バッテリＥＳＰと、電動発電機Ｍと、電力変換回路３と、電力変換回路３を制御する制御装置５と、を備える。制御装置５は、電動発電機Ｍの力行運転時には、要求電力のうち車速を変化させるために必要な電力の少なくとも一部が第２バッテリＥＳＰから放電され、かつ要求電力から第２バッテリＥＳＰから放電される電力を除いた残電力が第１バッテリＥＳＥから放電されるように電力変換回路３を制御し、電動発電機Ｍの回生運転時には、電動発電機Ｍで発電される電力が第２バッテリＥＳＰに充電されるように電力変換回路３を制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、電動車両に関する。より詳しくは、容量型の第１蓄電器と、第１蓄電器よりも出力重量密度が高くかつエネルギ重量密度が低い出力型の第２蓄電器と、の２種類の蓄電器を備える電動車両に関する。

近年、動力発生源として電動機を備える電動輸送機器や、動力発生源として電動機と内燃機関とを備えるハイブリッド車両等の電動車両の開発が盛んである。このような電動車両には、電動機に電気エネルギを供給するためにバッテリやキャパシタ等の蓄電器も搭載されている。また近年では、電動車両に搭載する蓄電器として、充放電特性が異なるものを複数搭載するものも開発されている。

例えば特許文献１には、バッテリとキャパシタとを備える電動車両が示されている。一般的に、バッテリはキャパシタよりもエネルギ重量密度において優れており、キャパシタはバッテリよりも出力重量密度において優れている。特許文献１の技術では、これらバッテリとキャパシタの充放電特性を生かすべく、平坦な路を車両が走行している場合には電動機の電源として優先的にバッテリを選択し、また充放電が繰り返される連続登降坂路を車両が走行している場合には、電動機の電源として優先的にキャパシタを選択する。また連続登降坂路の走行中に電動機で発電した電力は、キャパシタ及びバッテリのうち充電率に応じて選択した方に供給する。

特開２０１５−５７９３９号公報

ところで、エネルギ重量密度が優れる容量型の第１蓄電器と出力重量密度が優れる出力型の第２蓄電器とが車両に搭載されている場合、特許文献１の技術のように、加速が要求されているときには出力型の第２蓄電器から電動機へ電力を供給することが好ましい。このため、運転者から加速の要求が生じた場合にこの要求に応じた電力を第２蓄電器から供給でき、また減速に転じた場合に電動機で発電した電力を第２蓄電器で受け入れられるよう、第２蓄電器の充電率は所定の上限と下限の間の目標範囲内に維持されていることが好ましい。

しかしながら特許文献１では、どのようにすれば出力型の第２蓄電器の充電率を目標範囲内に維持できるかについては、十分に検討されていない。なお第１蓄電器と第２蓄電器とを備える車両では、第２蓄電器の充電率が低下した場合には、第１蓄電器の電力を用いて第２蓄電器を充電することも考えられる。しかしながら蓄電器の間で電力の授受を行うと、少なからず損失が生じることから、このような蓄電器間の電力の授受はできるだけ避けた方が好ましい。

本発明は、容量型の第１蓄電器と出力型の第２蓄電器との間における電力の授受をできるだけ避けながら、第２蓄電器の充電率を所定の範囲内に維持できる電動車両を提供することを目的とする。

（１）本発明の電動車両（例えば、後述の車両Ｖ）は、第１蓄電器（例えば、後述の第１バッテリＥＳＥ）と、前記第１蓄電器よりも出力重量密度が高くかつエネルギ重量密度が低い第２蓄電器（例えば、後述の第２バッテリＥＳＰ）と、駆動輪（例えば、後述の駆動輪Ｗ）と連結された電動発電機（例えば、後述の電動発電機Ｍ）と、前記第１及び第２蓄電器と前記電動発電機とを接続する電力線に設けられた電力変換回路（例えば、後述の電力変換回路３）と、前記電力変換回路を駆動し前記第１及び第２蓄電器の充放電を制御する制御装置（例えば、後述の制御装置５）と、前記電動発電機の力行運転時に前記第１及び第２蓄電器を含む全蓄電器に対し放電が要求される電力である要求電力を算出する要求電力算出部（例えば、後述の要求電力算出部７４）と、を備え、前記制御装置は、前記力行運転時には、前記要求電力のうち車速を変化させるために必要な電力（例えば、後述の慣性電力Ｐｉｎ）の少なくとも一部が前記第２蓄電器から放電され、かつ前記要求電力から前記第２蓄電器から放電される電力を除いた残電力が前記第１蓄電器から放電されるように前記電力変換回路を駆動し、前記電動発電機の回生運転時には、前記電動発電機で発電される電力が前記第２蓄電器に充電されるように前記電力変換回路を駆動することを特徴とする。

（２）この場合、電動車両は、前記第２蓄電器の充電状態と相関のある第２充電状態パラメータ値（例えば、後述の第２バッテリＥＳＰの充電率の推定値ＳＯＣ２）を取得する第２充電状態パラメータ取得部（例えば、後述の第２充電状態推定部７１ｂ）と、前記第２充電状態パラメータ値に基づいて前記車速を変化させるために必要な電力に対する前記第２蓄電器の負担分の割合である負担率（例えば、後述の負担率ｋ）を設定する負担率設定部（例えば、後述の負担率設定部７６）と、を備え、前記制御装置は、前記力行運転時には、前記車速を変化させるために必要な電力のうち前記負担率に応じた分が前記第２蓄電器から放電されるように前記電力変換回路を駆動することが好ましい。

（３）この場合、前記負担率設定部は、前記第２充電状態パラメータ値が大きくなるほど前記負担率を大きな値に設定することが好ましい。

（４）この場合、前記要求電力算出部は、前記車速を変化させるために前記電動発電機に供給する必要がある電力である慣性電力（例えば、後述の慣性電力Ｐｉｎ）と、前記車速を維持するために前記電動発電機に供給する必要がある電力である巡航電力（例えば、後述の巡航電力Ｐｃｒ）と、車両補機に供給する必要がある電力である補機電力（例えば、後述の補機電力Ｐｈｏ）と、を合算することによって前記要求電力を算出することが好ましい。

（５）この場合、前記電動車両は、内燃機関（例えば、後述のエンジンＥ）と、前記第１蓄電器に前記電力変換回路を介して接続され前記内燃機関で発生した動力を利用して発電する発電機（例えば、後述の発電機Ｇ）と、を備え、前記制御装置は、前記発電機による発電時には、当該発電機で発電される電力が前記第１蓄電器に充電され、当該第１蓄電器が所定の充電状態で維持されるように前記電力変換回路を駆動することが好ましい。

（６）この場合、前記電動車両は、内燃機関（例えば、後述のエンジンＥ）と、前記第１蓄電器に前記電力変換回路を介して接続され前記内燃機関で発生した動力を利用して発電する発電機（例えば、後述の発電機Ｇ）と、前記第２蓄電器の充電状態と相関のある第２充電状態パラメータ値（例えば、後述の第２バッテリＥＳＰの充電率の推定値ＳＯＣ２）を取得する第２充電状態パラメータ取得部（例えば、後述の第２充電状態推定部７１ｂ）と、を備え、前記制御装置は、前記第２充電状態パラメータ値が所定の閾値以下である場合には、前記発電機で発電された電力及び前記第１蓄電器の電力の少なくとも何れかが前記第２蓄電器に充電されるように前記電力変換回路を駆動することが好ましい。

（７）この場合、前記要求電力算出部は、前記車速を変化させるために前記電動発電機に供給する必要がある電力である慣性電力（例えば、後述の慣性電力Ｐｉｎ）と、前記車速を維持するために前記電動発電機に供給する必要がある電力である巡航電力（例えば、後述の巡航電力Ｐｃｒ）と、車両補機に供給する必要がある電力である補機電力（例えば、後述の補機電力Ｐｈｏ）と、を合算したものから、前記発電機で発電される電力である発電電力を減算することによって前記要求電力を算出することが好ましい。

（８）この場合、前記電動車両は、前記第１蓄電器と前記電力変換回路とを接続する第１電力線（例えば、後述の第１電力線２１ｐ，２１ｎ）をさらに備え、前記車両補機は、前記第１電力線に接続され、前記車両補機を駆動するために必要な電力は、前記第１蓄電器から供給されることが好ましい。

（１）先ず、電動車両が停止した状態から発進し、その後再び停止するまでの間における電力の収支について検討する。例えば、車両を停止した状態から所定の巡航速度まで加速させるためには、少なくとも、車速を変化させるために必要な電力や、走行抵抗の作用下で電動車両の等速運動を実現するために必要な電力等を、蓄電器から電動発電機に供給する必要がある。ここで「車速を変化させるために必要な電力」とは、例えば、走行中の電動車両に作用し得る走行抵抗の存在を無視した状態で電動車両の加速運動を実現するために必要な電力、すなわち電動車両と同じ車重を有する質点の加速運動を実現するために必要な電力をいう。また上記のように巡航速度まで加速した後、巡航速度から停止するまで電動車両を減速させると、電動発電機で減速運動を実現することによって発電した電力を蓄電器で回収することができる。ここで、加速時と減速時とで車重はほとんど変化しないため、電動発電機の力行運転時に車速を変化させるために必要な電力と、回生運転時に電動発電機で発電される電力とは、理想的には概ね等しくなる。ただし回生運転時にはブレーキによる損失や電力変換に伴う損失等の様々な損失が発生するため、実際には、回生運転時に発電される電力は、力行運転時に車速を変化させるために必要な電力よりも損失分だけ小さい。

そこで本発明の電動車両では、電力変換回路の制御装置は、力行運転時に、車速を変化させるために必要な電力の少なくとも一部が出力型の第２蓄電器から放電され、かつ全蓄電器に対する要求電力から上記第２蓄電器の負担分を除いた残電力が容量型の第１蓄電器から放電されるように電力変換回路を制御し、回生運転時に、電動発電機で発電される電力が第２蓄電器に充電されるように電力変換回路を制御する。すなわち力行運転時には第２蓄電器から車速を変化させるために必要な電力の少なくとも一部が放電され、回生運転時には第２蓄電器に電動発電機で発電される電力が充電される。上述のように回生運転時に発電される電力は力行運転時に車速を変化させるために必要な電力よりも損失分だけ小さい。そこで本発明の電動車両では、この損失分を考慮して、力行運転時には第２蓄電器からは車速を変化させるために必要な電力の全てではなく少なくとも一部を放電させる。従って本発明の電動車両では、電動車両が停止した状態から発進し、その後停止するまでの間における第２蓄電器の電力の収支を、様々な損失を考慮して概ね０にすることができる。従って本発明の電動車両によれば、第１蓄電器と第２蓄電器との間における電力の授受をできるだけ避けながら、出力型の第２蓄電器の充電率を概ね一定に維持することができる。

（２）上述のように回生運転時に電動発電機で発電される電力は力行運転時に車速を変化させるために必要な電力よりも小さい。このため、力行運転時に、車速を変化させるために必要な電力の全てを第２蓄電器で負担すると、第２蓄電器の電力収支が上記損失の分だけマイナスとなり、第２蓄電器の充電率は減少する。そこで本発明の電動車両では、力行運転時に車速を変化させるために必要な電力に対し負担率を算出し、力行運転時には、車速を変化させるために必要な電力のうち負担率に応じた分を第２蓄電器から放電させ、要求電力から第２蓄電器の負担分を除いた残電力を第１蓄電器から放電させる。これにより、第２蓄電器の電力の収支を０に近づけることができる。また本発明の電動車両では、上記負担率を第２蓄電器の第２充電状態パラメータ値に基づいて算出する。これにより、第２蓄電器の電力の収支が０から外れている場合であっても、第２蓄電器の充電率が所定の目標から大きく外れてしまうのを防止できる。

（３）負担率を大きくすると、第２蓄電器の負担分が増加するので、第２蓄電器の電力の収支はマイナス側へ変化し、第２蓄電器の充電率は減少側へ変化する。また負担率を小さくすると、第２蓄電器の負担分が減少するので、第２蓄電器の電力の収支はプラス側へ変化し、第２蓄電器の充電率は増加側へ変化する。そこで本発明の電動車両では、第２蓄電器の第２充電状態パラメータ値が大きくなるほど負担率を大きな値に設定する。これにより、第２蓄電器の充電率が所定の目標で維持されるように、第２蓄電器の電力の収支を制御することができる。

（４）本発明の電動車両では、車速を変化させるために電動発電機に供給する必要がある電力である慣性電力と、走行抵抗の作用下で車速を維持するために電動発電機に供給する必要がある電力である巡航電力と、車両補機に供給する必要がある電力である補機電力と、を合算することによって要求電力を算出する。これにより、第２蓄電器の電力の収支を０に近づけながら、力行運転時に車両で必要とされる電力を第１及び第２蓄電器でまかなうことができる。

（５）上述のように本発明の電動車両では、回生運転時に電動発電機で発電される電力を第２蓄電器に充電するため、第１蓄電器の充電率は低下しがちになる。そこで本発明の電動車両では、電動発電機とは別の発電機の発電時には、この発電機において内燃機関の動力を利用して発電した電力を第１蓄電器に充電させ、この第１蓄電器を所定の充電状態に維持させる。これにより、第１蓄電器と第２蓄電器との間の電力の授受をできるだけ避けながら、第１蓄電器と第２蓄電器の充電率を概ね一定に維持することができる。

（６）本発明の電動車両では、第２蓄電器の電力の収支を概ね０にすることができるものの、制御誤差や損失の影響により、第２蓄電器の充電率が徐々に低下する場合がある。そこで本発明の電動車両では、第２蓄電器の第２充電状態パラメータ値が所定の閾値以下である場合には、発電機で発電された電力及び第１蓄電器の電力の少なくとも何れかを第２蓄電器に充電させる。これにより、第２蓄電器の充電率が大きく低下してしまい、運転者の要求に応じた加速を実現できなくなってしまう事態を回避することができる。

（７）本発明の電動車両では、車速を変化させるために電動発電機に供給する必要がある電力である慣性電力と、走行抵抗の作用下で車速を維持するために電動発電機に供給する必要がある電力である巡航電力と、車両補機に供給する必要がある電力である補機電力と、を合算したものから、発電機で発電される電力である発電電力を減算することによって要求電力を算出する。これにより、第２蓄電器の電力の収支を０に近づけながら、力行運転時に車両で必要とされる電力を第１及び第２蓄電器並びに発電機でまかなうことができる。

（８）本発明の電動車両では、車両補機を、第１蓄電器と電力変換回路とを接続する第１電力線に接続し、車両補機を駆動するために必要な電力は、第１蓄電器から供給させる。これにより、第２蓄電器から車両補機へ電力が供給されてしまい、第２蓄電器の電力の収支がマイナス側に転じてしまい、ひいては第２蓄電器の充電率が所定の目標から大きく低下してしまうのを防止できる。

本発明の一実施形態に係る電動車両の構成を示す図である。 ＥＣＵによる充放電制御の概念を説明するための図である。 ＥＣＵにおいて充放電制御を実現するための機能ブロック図である。 電力算出部における演算手順を示す機能ブロック図である。 負担率の値を設定するためのマップの一例である。 電力の分配態様を決定する具体的な手順を示すフローチャート（その１）である。 電力の分配態様を決定する具体的な手順を示すフローチャート（その２）である。 電力パスの要求が無く、加速中であり、かつ発電の要求が無い場合における電力の分配態様を模式的に示す図である。 電力パスの要求が無く、加速中であり、かつ発電の要求がある場合における電力の分配態様を模式的に示す図である。 電力パスの要求が無く、減速中であり、電動発電機で発電した電力で第２バッテリを充電可能な状態であり、かつ発電の要求が無い場合における電力の分配態様を模式的に示す図である。 電力パスの要求が無く、減速中であり、電動発電機で発電した電力で第２バッテリを充電可能な状態であり、かつ発電の要求がある場合における電力の分配態様を模式的に示す図である。 電力パスの要求が無く、加速中及び減速中でなく、停止中であり、かつ発電の要求が無い場合における電力の分配態様を模式的に示す図である。 電力パスの要求が無く、加速中及び減速中でなく、巡航中であり、かつ発電の要求が無い場合における電力の分配態様を模式的に示す図である。 電力パスの要求が無く、加速中及び減速中でなく、停止中であり、かつ発電の要求がある場合における電力の分配態様を模式的に示す図である。 電力パスの要求が無く、加速中及び減速中でなく、巡航中であり、かつ発電の要求がある場合における電力の分配態様を模式的に示す図である。 電力パスの要求があり、加速中であり、かつ発電の要求が無い場合における電力の分配態様を模式的に示す図である。 電力パスの要求があり、加速中であり、かつ発電の要求がある場合における電力の分配態様を模式的に示す図である。 電力パスの要求があり、減速中であり、電動発電機で発電した電力で第２バッテリを充電可能な状態であり、かつ発電の要求が無い場合における電力の分配態様を模式的に示す図である。 電力パスの要求があり、減速中であり、電動発電機で発電した電力で第２バッテリを充電可能な状態であり、かつ発電の要求がある場合における電力の分配態様を模式的に示す図である。 電力パスの要求があり、加速中及び減速中でなく、停止中であり、かつ発電の要求が無い場合における電力の分配態様を模式的に示す図である。 電力パスの要求があり、加速中及び減速中でなく、巡航中であり、かつ発電の要求がある場合における電力の分配態様を模式的に示す図である。 電力パスの要求があり、加速中及び減速中でなく、停止中であり、かつ発電の要求がある場合における電力の分配態様を模式的に示す図である。 電力パスの要求があり、加速中及び減速中でなく、巡航中であり、かつ発電の要求がある場合における電力の分配態様を模式的に示す図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態に係る電動車両Ｖ（以下、単に「車両Ｖ」という）の構成を示す図である。なお本実施形態では、車両Ｖとして、電動発電機Ｍと、エンジンＥと、発電機Ｇと、を備える所謂ハイブリッド車両を例に説明するが、本発明はこれに限るものではない。本発明に係る電動車両は、ハイブリッド車両に限らず、電動発電機Ｍを備えるがエンジンＥ及び発電機Ｇを備えない電気自動車にも適用できる。

車両Ｖは、駆動輪Ｗと、電動発電機Ｍと、エンジンＥと、発電機Ｇと、車速計Ｓと、電源システム１と、を備える。

電動発電機Ｍは、主として車両Ｖが走行するための動力を発生する。電動発電機Ｍの出力軸は、駆動輪Ｗと連結されている。電源システム１から電動発電機Ｍに電力を供給し、電動発電機Ｍを力行運転させることによって発生させたトルクは、図示しない動力伝達機構を介して駆動輪Ｗに伝達され、駆動輪Ｗを回転させ、車両Ｖを走行させる。また電動発電機Ｍは、車両Ｖの減速時に回生運転させることにより、発電機として作用する。回生運転時に電動発電機Ｍによって発電される電力は、電源システム１に供給される。

エンジンＥの出力軸は、発電機Ｇに連結されている。発電機Ｇは、エンジンＥで発生した動力によって駆動され、電力を発生する。発電機Ｇによって発電された電力は、電源システム１に供給される。

車速計Ｓは、駆動輪Ｗの車軸の回転速度に応じたパルス信号を生成し、電源システム１の後述のＥＣＵ７へ送信する。ＥＣＵ７では、この車速計Ｓから送信されるパルス信号に基づいて車両Ｖの車速を算出する。

電源システム１は、第１バッテリＥＳＥと、この第１バッテリＥＳＥとは別の第２バッテリＥＳＰと、これら第１バッテリＥＳＥ及び第２バッテリＥＳＰと電動発電機Ｍ及び発電機Ｇとを接続する電力線に設けられた電力変換回路３と、車両補機４と、電力変換回路３を制御する制御装置５と、を備える。

第１バッテリＥＳＥは、化学エネルギを電気エネルギに変換する放電と、及び電気エネルギを化学エネルギに変換する充電との両方が可能な二次電池である。以下では、この第１バッテリＥＳＥとして、電極間をリチウムイオンが移動することで充放電を行う所謂リチウムイオン蓄電池を用いた場合について説明するが、本発明はこれに限らない。

第１バッテリＥＳＥの正負両極は、それぞれ第１電力線２１ｐ，２１ｎを介して電力変換回路３における後述の第１電圧変換器３１に接続されている。第１電力線２１ｐ，２１ｎには、それぞれ第１バッテリＥＳＥと第１電圧変換器３１とを接続又は遮断する第１コンタクタ２２ｐ，２２ｎが設けられている。

これら第１コンタクタ２２ｐ，２２ｎは、外部からの指令信号が入力されていない状態では開成し、第１バッテリＥＳＥと第１電圧変換器３１との接続を遮断するノーマルオープン型である。これら第１コンタクタ２２ｐ，２２ｎは、制御装置５からの指令信号に応じて閉成又は開成する。これら第１コンタクタ２２ｐ，２２ｎは、例えば、車両Ｖの走行中に第１バッテリＥＳＥの充放電を行う場合には、制御装置５からの指令信号に応じて閉成し、第１バッテリＥＳＥと第１電圧変換器３１とを接続する。なお正極側の第１コンタクタ２２ｐには、電力変換回路３に含まれる平滑コンデンサへの突入電流を緩和するため、第１コンタクタ２２ｐと並列になるようにプリチャージ抵抗２３ｒ及び第１プリチャージコンタクタ２３ｐが接続されている。すなわち、第１バッテリＥＳＥと第１電圧変換器３１とを接続する際には、第１プリチャージコンタクタ２３ｐと負極側の第１コンタクタ２２ｎとを閉成し、平滑コンデンサのプリチャージが完了した後に、第１プリチャージコンタクタ２３ｐを開成するとともに正極側の第１コンタクタ２２ｐを閉成する。

また第１バッテリＥＳＥには、第１バッテリＥＳＥの内部状態を推定するため第１センサユニット２４が設けられている。第１センサユニット２４は、制御装置５において第１バッテリＥＳＥの充電状態を取得するために必要な物理量を検出し、検出値に応じた信号を制御装置５へ送信する複数のセンサで構成される。より具体的には、第１センサユニット２４は、第１バッテリＥＳＥの電圧を検出する電圧センサ、第１バッテリＥＳＥの電流を検出する電流センサ、及び第１バッテリＥＳＥの温度を検出する温度センサ等によって構成される。

車両補機４は、バッテリヒータ、エアコンインバータ、及びＤＣ−ＤＣコンバータ等の複数の補機類と、これら補機類を駆動するための電源となる補機バッテリ（例えば、鉛蓄電池）と、を備える。この車両補機４は、第１電力線２１ｐ，２１ｎのうち第１コンタクタ２２ｐ，２２ｎと第１電圧変換器３１との間に接続されている。したがって車両補機４を駆動するために必要な電力は、主として第１バッテリＥＳＥから供給される。なおこの車両補機４には、電力変換回路３を介して発電機Ｇで発電した電力を供給することも可能となっている。また車両補機４には、各補機類で消費される電力を検出し、検出値に応じた信号を制御装置５へ送信する電力計４１が設けられている。

第２バッテリＥＳＰは、化学エネルギを電気エネルギに変換する放電と、及び電気エネルギを化学エネルギに変換する充電との両方が可能な二次電池である。以下では、この第２バッテリＥＳＰとして、電極間をリチウムイオンが移動することで充放電を行う所謂リチウムイオン蓄電池を用いた場合について説明するが、本発明はこれに限らない。

またこの第２バッテリＥＳＰは、第１バッテリＥＳＥと異なる充放電特性を有するものが用いられる。より具体的には、第２バッテリＥＳＰは、第１バッテリＥＳＥよりも出力重量密度が高くかつ第１バッテリＥＳＥよりもエネルギ重量密度が低い。すなわち、第１バッテリＥＳＥは、エネルギ重量密度の点で第２バッテリＥＳＰよりも優れ、第２バッテリＥＳＰは、出力重量密度の点で第１バッテリＥＳＥよりも優れる。なお、エネルギ重量密度とは、単位重量あたりの電力量［Ｗｈ／ｋｇ］であり、出力重量密度とは、単位重量あたりの電力［Ｗ／ｋｇ］である。したがって、エネルギ重量密度が優れている第１バッテリＥＳＥは、高容量を主目的とした容量型の蓄電器であり、出力重量密度が優れている第２バッテリＥＳＰは、高出力を主目的とした出力型の蓄電器である。

第２バッテリＥＳＰの正負両極は、それぞれ第２電力線２５ｐ，２５ｎを介して電力変換回路３における後述の第２電圧変換器３２に接続されている。第２電力線２５ｐ，２５ｎには、それぞれ第２バッテリＥＳＰと第２電圧変換器３２とを接続又は遮断する第２コンタクタ２６ｐ，２６ｎが設けられている。

これら第２コンタクタ２６ｐ，２６ｎは、外部からの指令信号が入力されていない状態では開成し、第２バッテリＥＳＰと第２電圧変換器３２との接続を遮断するノーマルオープン型である。これら第２コンタクタ２６ｐ，２６ｎは、制御装置５からの指令信号に応じて閉成又は開成する。これら第２コンタクタ２６ｐ，２６ｎは、例えば、車両Ｖの走行中に第２バッテリＥＳＰの充放電を行う場合には、制御装置５からの指令信号に応じて閉成し、第２バッテリＥＳＰと第２電圧変換器３２とを接続する。なお正極側の第２コンタクタ２６ｐには、電力変換回路３に含まれる平滑コンデンサへの突入電流を緩和するため、第２コンタクタ２６ｐと並列になるようにプリチャージ抵抗２７ｒ及び第２プリチャージコンタクタ２７ｐが接続されている。すなわち、第２バッテリＥＳＰと第２電圧変換器３２とを接続する際には、第２プリチャージコンタクタ２７ｐと負極側の第２コンタクタ２６ｎとを閉成し、平滑コンデンサのプリチャージが完了した後に、第２プリチャージコンタクタ２７ｐを開成するとともに正極側の第２コンタクタ２６ｐを閉成する。

また第２バッテリＥＳＰには、第２バッテリＥＳＰの内部状態を推定するため第２センサユニット２８が設けられている。第２センサユニット２８は、制御装置５において第２バッテリＥＳＰの充電状態を取得するために必要な物理量を検出し、検出値に応じた信号を制御装置５へ送信する複数のセンサで構成される。より具体的には、第２センサユニット２８は、第２バッテリＥＳＰの電圧を検出する電圧センサ、第２バッテリＥＳＰの電流を検出する電流センサ、及び第２バッテリＥＳＰの温度を検出する温度センサ等によって構成される。

電力変換回路３は、第１バッテリＥＳＥと接続された第１電圧変換器３１（以下では、「第１ＶＣＵ３１」との略称を用いる）と、第２バッテリＥＳＰと接続された第２電圧変換器３２（以下では、「第２ＶＣＵ３２」との略称を用いる）と、電動発電機Ｍと接続された第１インバータ３３と、発電機Ｇと接続された第２インバータ３４と、第１ＶＣＵ３１と第１インバータ３３とを接続する電力線である第１母線３５ｐ，３５ｎと、第２ＶＣＵ３２と第２インバータ３４とを接続する電力線である第２母線３６ｐ，３６ｎと、これら第１母線３５ｐ，３５ｎと第２母線３６ｐ，３６ｎとを接続する電力線である接続線３７ｐ，３７ｎと、を備える。

第１ＶＣＵ３１は、例えば、制御装置５のゲートドライブ回路６によって生成されるゲート駆動信号によって駆動される複数のスイッチング素子（例えば、ＩＧＢＴ）を備える双方向ＤＣ−ＤＣコンバータである。第１ＶＣＵ３１は、ゲートドライブ回路６からのゲート駆動信号の下で作動し、第１電力線２１ｐ，２１ｎを介して第１バッテリＥＳＥから供給される直流の電圧を昇圧して第１母線３５ｐ，３５ｎへ供給し、第１バッテリＥＳＥの放電を促したり、第１バッテリＥＳＥの充電時には、第１母線３５ｐ，３５ｎを介して第１インバータ３３、第２インバータ３４、又は第２ＶＣＵ３２から供給される直流の電圧を降圧して第１電力線２１ｐ，２１ｎへ供給し、第１バッテリＥＳＥの充電を促したりする。

第２ＶＣＵ３２は、例えば、制御装置５のゲートドライブ回路６によって生成されるゲート駆動信号によって駆動される複数のスイッチング素子（例えば、ＩＧＢＴ）を備える双方向ＤＣ−ＤＣコンバータである。第２ＶＣＵ３２は、ゲートドライブ回路６からのゲート駆動信号の下で作動し、第２電力線２５ｐ，２５ｎを介して第２バッテリＥＳＰから供給される直流の電圧を昇圧して第２母線３６ｐ，３６ｎへ供給し、第２バッテリＥＳＰの放電を促したり、第２母線３６ｐ，３６ｎを介して第１インバータ３３、第２インバータ３４、又は第１ＶＣＵ３１から供給される直流の電圧を降圧して第２電力線２５ｐ，２５ｎへ供給し、第２バッテリＥＳＰの充電を促したりする。

第１インバータ３３は、例えば、制御装置５のゲートドライブ回路６によって生成されるゲート駆動信号によって駆動される複数のスイッチング素子（例えば、ＩＧＢＴ）をブリッジ接続して構成されるブリッジ回路を備えた、パルス幅変調によるＰＷＭインバータである。第１インバータ３３の直流入出力側は、電力線３５ｐ，３５ｎ，３７ｐ，３７ｎ，３６ｐ，３６ｎを介して第１ＶＣＵ３１、第２ＶＣＵ３２、及び第２インバータ３４の直流出力側に接続されている。第１インバータ３３の交流入出力側は、電動発電機ＭのＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各コイルに接続されている。第１インバータ３３は、電動発電機Ｍの力行運転時には、ゲートドライブ回路６からのゲート駆動信号の下で作動し、第１母線３５ｐ，３５ｎから直流入出力側に印加される直流を交流に変換し、電動発電機Ｍに供給し、駆動力を発生させる。第１インバータ３３は、電動発電機Ｍの回生運転時には、ゲートドライブ回路６からのゲート駆動信号の下で作動し、電動発電機Ｍから交流入出力側に印加される交流を直流に変換し、第１母線３５ｐ，３５ｎに供給する。

第２インバータ３４は、例えば、制御装置５のゲートドライブ回路６によって生成されるゲート駆動信号によって駆動される複数のスイッチング素子（例えば、ＩＧＢＴ）をブリッジ接続して構成されるブリッジ回路を備えた、パルス幅変調によるＰＷＭインバータである。第２インバータ３４の直流出力側は、電力線３５ｐ，３５ｎ，３７ｐ，３７ｎ，３６ｐ，３６ｎを介して第１ＶＣＵ３１、第２ＶＣＵ３２、及び第１インバータ３３の直流入出力側に接続されている。第２インバータ３４の交流入力側は、発電機ＧのＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各コイルに接続されている。第２インバータ３４は、エンジンＥで発生した動力を用いた発電機Ｇの発電時には、ゲートドライブ回路６からのゲート駆動信号の下で作動し、ゲートドライブ回路６からの制御信号の下で作動し、発電機Ｇから交流入力側に印加される交流を直流に変換し、第２母線３６ｐ，３６ｎに供給する。

制御装置５は、電力変換回路３に設けられる複数のスイッチング素子を駆動するゲートドライブ回路６と、ゲートドライブ回路６及びエンジンＥを用いて第１バッテリＥＳＥ及び第２バッテリＥＳＰの充放電制御を実行する電子制御モジュールであるＥＣＵ７と、を備える。

図２は、ＥＣＵ７において実行される充放電制御の概念を説明するための図である。図２には、ある走行サイクルにおける車速の時間変化と、この車速の時間変化の下での車両Ｖの消費電力の時間変化とを示す。なお図２では、正を電力の消費側とし、負を電力の生成側とした。また本実施形態では、車両Ｖが停止した状態（すなわち、車速が０である状態）から発進し、その後車両Ｖが再び停止するまでを１つの走行サイクル（すなわち、図２の例では時刻ｔ０〜ｔ４まで）と定義する。なお図２では、理解を容易にするため、車両Ｖの消費電力のうち、車両補機４において消費される分及び発電機Ｇにおいて生成される分の図示を省略した。また図２において、最上段は車速の時間変化を示し、上から２段目及び３段目は消費電力の内訳を示し、最下段はこれら内訳を合算して得られる要求電力を示す。またここで要求電力とは、車両Ｖに搭載される２つのバッテリＥＳＥ，ＥＳＰに対し放電又は充電が要求される電力である。

例えば、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの間の加速時において、電動発電機Ｍを力行運転し、車両Ｖを停止した状態から所定の巡航速度まで加速させるためには、車両Ｖでは、図２のうち上から２段目に示すように車両Ｖの車速を所定の加速度の下で巡航速度まで変化させるために必要な電力（以下、「加速運動を実現するために必要な電力」ともいう）と、図２のうち上から３段目に示すように走行抵抗の作用下で車両Ｖの等速運動を実現させるために必要な電力（以下、「走行抵抗の作用下で等速運動を実現するために必要な電力」ともいう）と、を電動発電機Ｍに供給する必要がある。ここで力行運転時に加速運動を実現するために必要な電力とは、より具体的には、走行中の車両Ｖに作用し得る走行抵抗の存在を無視した状態で車両Ｖの加速運動を実現するために必要な電力、すなわち走行抵抗の非作用下で車両Ｖの車重と同じ質量の質点の加速運動を実現するために必要な電力をいう。

また時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間の巡航時において、電動発電機Ｍを力行運転し、車両Ｖを巡航速度で維持して走行させるためには、車両Ｖでは、走行抵抗の作用下で車両Ｖに等速運動を実現させるために必要な電力を電動発電機Ｍに供給する必要がある（図２のうち上から３段目参照）。なお時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間では、車速は変化しないため、図２のうち上から２段目に示すように、加速運動を実現するために必要な電力は０である。

また時刻ｔ２から時刻ｔ４までの間の減速時において、電動発電機Ｍを回生運転し、車両Ｖを巡航速度から停止するまで減速させると、電動発電機Ｍでは減速運動を実現することによって電力が発電される。時刻ｔ２から時刻ｔ４までの間において、加速運動を実現するために必要な電力は、図２のうち上から２段目に示すように負となる。換言すれば、時刻ｔ２〜ｔ４の間では、電動発電機Ｍで減速運動を実現することによって正の電力を回収し得る。ここで電動発電機Ｍで減速運動を実現することによって回収され得る電力とは、走行抵抗の非作用下で車両Ｖの車重と同じ質量の質点の運動エネルギを電力に換算したものであり、電力変換回路３における電力変換に伴う損失分を０とすれば、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの間で加速運動を実現するために必要な電力の符号を逆にしたものと等しい。また減速時にも車両Ｖには走行抵抗が作用し、この走行抵抗は車速が小さくなる程小さくなることから、時刻ｔ２から時刻ｔ４までの間において、走行抵抗の作用下で等速運動を実現するために必要な電力は、徐々に減少する。したがって減速運動を実現することによって発電される電力と走行抵抗の作用下で等速運動を実現するために必要な電力とを合わせた要求電力は、減速を開始した時刻ｔ２から減少し始め、その後時刻ｔ３において正から負に転じる。すなわち、減速を開始した時点において正であった要求電力が、その後負に転じるまでの間には、僅かなタイムラグ（ｔ２〜ｔ３）が存在する。従って減速時では、図２において最下段に示すように、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの間においてのみ電動発電機Ｍで発電した電力でバッテリを充電することが可能となっている。

以上のような時刻ｔ０〜ｔ４までの１つの走行サイクルにおいて、車両Ｖで消費される電力（すなわち、加速運動を実現するために必要な電力と走行抵抗の作用下で等速運動を実現するために必要な電力とを合わせた分）は、図２の最下段において太線３ａで示すように変化し、車両Ｖで生成される電力（すなわち、電動発電機Ｍで減速運動を実現することによって発電される電力）は、図２の最下段において太線３ｂで示すように変化する。また１つの走行サイクルにおいて、時刻ｔ０〜ｔ１の間で車両Ｖの加速運動を実現させるために必要な電力は、図２の最下段において太破線３ｃで示すように変化し、時刻ｔ２〜ｔ４の間に電動発電機Ｍで減速運動を実現することによって回収され得る電力は、図２の最下段において太破線３ｄで示すように変化する。

ここで、加速時と減速時とで車重はほとんど変化しない。このため、図２の太破線３ｃ，３ｄに示すように、様々な損失を除けば加速運動を実現させるために必要な電力量（すなわち、太破線３ｃで切り出される面積）と減速運動を実現することによって回収され得る電力量（すなわち、太破線３ｄで切り出される面積）とは等しい。また車両Ｖは、加速すればその後必ず減速に転じるので、任意の走行サイクルにおいて、加速運動を実現させるために必要な電力が生じる区間と、減速運動を実現することによって回収され得る電力が生じる区間とは、対になって表れる。ただし、走行抵抗による損失や電力変換回路３における損失等が存在するため、減速時に実際にバッテリで回収できる電力量（すなわち、領域３ｅの面積）は、減速運動を実現することによって回収され得る電力量（すなわち、太破線３ｄで切り出される面積）よりも常に小さい。本実施形態に係る充放電制御では、以上のような１つの走行サイクルにおける電力の収支に着目して第１バッテリＥＳＥ及び第２バッテリＥＳＰの充放電を制御する。

上述のように第１バッテリＥＳＥは、第２バッテリＥＳＰよりもエネルギ重量密度が優れており、高容量を主目的とした容量型の蓄電器であり、第２バッテリＥＳＰは、第１バッテリＥＳＥよりも出力重量密度が優れており、高出力を主目的とした出力型の蓄電器である。そこで、バッテリから電動発電機Ｍに電力を供給することで走行する力行運転時（図２の例では、時刻ｔ０〜ｔ３）に、第１バッテリＥＳＥ及び第２バッテリＥＳＰを含む全蓄電器に対し放電が要求される電力である要求電力（図２の例では、太線３ａによって切り出される部分であり、領域３ｆ及び領域３ｇで示す部分）のうち、加速運動を実現するために必要な電力の少なくとも一部（図２の例では、領域３ｇで示す部分）については出力型である第２バッテリＥＳＰで負担し、要求電力から第２バッテリＥＳＰの負担分を除いた残電力（図２の例では、領域３ｆから領域３ｇを除いた部分）を容量型である第１バッテリＥＳＥで負担する。また、電動発電機Ｍで発電した電力でバッテリを充電しながら走行する回生運転時に、電動発電機Ｍで発電される電力（図２の例では、領域３ｅで示す部分）は全て第２バッテリＥＳＰに充電し、第１バッテリＥＳＥには充電しないようにする。上述のように、種々の損失を考慮すれば領域３ｅの面積は、太破線３ｃで切り出される領域の面積よりも小さくなる。このため、加速運動を実現するために必要な電力の全部ではなく少なくとも一部を第２バッテリＥＳＰで負担することにより、１つの走行サイクルの間における第２バッテリＥＳＰの電力の収支を０に近づけることができる。これにより第２バッテリＥＳＰの充電状態を自発的に所定の目標範囲内に維持できる。またこのように第２バッテリＥＳＰの充電状態を目標範囲内に維持することにより、力行運転時には、運転者から加速の要求に応じて必要な電力を第２バッテリＥＳＰから速やかに供給でき、また回生運転時には、電動発電機Ｍで発電した電力を第２バッテリＥＳＰで受け入れることができる。

図３は、ＥＣＵ７において以上のような充放電制御を実現するための機能ブロック図である。

ＥＣＵ７は、第１充電状態推定部７１ａと、第２充電状態推定部７１ｂと、発電要求判定部７２と、電力パス要求判定部７３と、電力算出部７４と、負担率設定部７６と、電力分配設定部７７と、充放電制御部７８と、足軸要求出力算出部７９と、を備える。

第１充電状態推定部７１ａは、第１センサユニット２４から送信される検出信号を用いて、第１バッテリＥＳＥの充電状態を推定する。より具体的には、第１充電状態推定部７１ａは、第１バッテリＥＳＥの充電状態と相関のあるパラメータである充電率［％］を推定する。充電率とは、バッテリの残量の電池容量に対する割合を百分率で表したものである。第１充電状態推定部７１ａは、第１センサユニット２４の検出信号を用いて、第１バッテリＥＳＥの電流、電圧、及び温度の値を取得し、これら値を用いた既知のアルゴリズムに基づいて第１バッテリＥＳＥの充電率の推定値（以下、「ＳＯＣ１」と表記する）を算出する。

第２充電状態推定部７１ｂは、第２センサユニット２８から送信される検出信号を用いて、第２バッテリＥＳＰの充電状態を推定する。より具体的には、第２充電状態推定部７１ｂは、第１充電状態推定部７１ａと同様に、第２センサユニット２８の検出信号を用いて、第２バッテリＥＳＰの電流、電圧、及び温度の値を取得し、これら値を用いた既知のアルゴリズムに基づいて第２バッテリＥＳＰの充電状態と相関のあるパラメータである第２バッテリＥＳＰの充電率の推定値（以下、「ＳＯＣ２」と表記する）を算出する。

足軸要求出力算出部７９は、運転者が操作するアクセルペダルの開度を検出するアクセル開度センサの検出値に基づいて、電動発電機Ｍにおいて要求されている電力でありかつ正値の足軸要求出力Ｐｍｏｔを算出する。

発電要求判定部７２は、第１充電状態推定部７１ａにおいて算出される推定値ＳＯＣ１と、足軸要求出力算出部７９によって算出される足軸要求出力Ｐｍｏｔとを用いることによって、発電機Ｇによる発電が要求されている状態であるか否かを判定する。図２を参照して説明したように、車両Ｖでは、回生運転時に電動発電機Ｍによって発電される電力は、第２バッテリＥＳＰには充電されるが、第１バッテリＥＳＥには充電されないようになっている。そこで発電要求判定部７２では、第１バッテリＥＳＥの充電状態と相関のある推定値ＳＯＣ１に基づいて発電機Ｇによる発電の要否を判定する。より具体的には、発電要求判定部７２は、推定値ＳＯＣ１が所定の閾値より小さく第１バッテリＥＳＥの充電が要求されている場合、又は足軸要求出力Ｐｍｏｔが所定の閾値より大きく発電機Ｇによる電力のアシストが要求されている場合には、発電機Ｇによる発電が要求されていると判定し、これ以外の場合には、発電機Ｇによる発電が要求されていないと判定する。

より具体的には、発電要求判定部７２は、推定値ＳＯＣ１が所定の発電開始閾値より大きい場合には、発電機Ｇによる発電は必要無いと判断し、エンジンＥを停止させる。また発電要求判定部７２は、推定値ＳＯＣ１が発電開始閾値以下である場合には、発電機Ｇによる発電は必要であると判断し、エンジンＥを始動し、このエンジンＥで発生する動力を用いて発電機Ｇで発電させる。またこの要求に応じて発電機Ｇで発電された電力は、後に図６及び図７等を参照して説明するように、第１バッテリＥＳＥの充電に用いられるか、又は第１バッテリＥＳＥの負担を軽減するために用いられ、これにより第１バッテリＥＳＥの充電率は所定の目標に概ね維持される。

電力パス要求判定部７３は、第２充電状態推定部７１ｂにおいて算出される推定値ＳＯＣ２を用いることによって、第１バッテリＥＳＥの電力の一部を第２バッテリＥＳＰへ供給し第２バッテリＥＳＰを充電する電力パスの実行が要求されている状態であるか否かを判定する。図２を参照して説明したように、車両Ｖでは、回生運転時に電動発電機Ｍによって発電される電力を第２バッテリＥＳＰに充電することにより、第２バッテリＥＳＰの電力の収支は概ね０に維持されるようになっている。このため、第２バッテリＥＳＰの充電率は所定の目標範囲に自発的に維持されるため、基本的には電力パスの実行は不要である。しかしながら何らかの理由により、第２バッテリＥＳＰの充電率が所定の目標範囲から外れて低下する場合もある。

そこで電力パス要求判定部７３は、推定値ＳＯＣ２が所定の下限閾値より大きい場合には、電力パスの実行は必要無いと判断する。また電力パス要求判定部７３は、推定値ＳＯＣ２が上記下限閾値以下である場合には、電力パスの実行を要求する。後に図６や図７等を参照して説明するように、電力パスの実行が要求された場合には、電力算出部７４において算出されるパス電力Ｐｐａｓに相当する電力が第１バッテリＥＳＥから放電され、第２バッテリＥＳＰに充電される。

電力算出部７４は、車速計Ｓ及び電力計４１から送信される信号等に基づいて車両Ｖにおいて消費又は発生する各種電力を算出する。電力算出部７４は、加速運動を実現するために必要な電力である慣性電力Ｐｉｎ［Ｗ］と、電動発電機Ｍで減速運動を実現することにより電動発電機Ｍで回収され得る電力である回生電力Ｐｒｅ［Ｗ］と、車両補機４を駆動するために必要な電力である補機電力Ｐｈｏ［Ｗ］と、走行抵抗の作用下で等速運動を実現するために必要な電力である巡航電力Ｐｃｒ［Ｗ］と、エンジンＥの動力を利用して発電機Ｇで発電される電力である発電電力Ｐｇｅ［Ｗ］と、電力パス要求判定部７３において電力パスの実行が要求されている場合に、第１バッテリＥＳＥから放電する必要がありかつ第２バッテリＥＳＰに充電する必要がある電力であるパス電力Ｐｐａｓ［Ｗ］と、を算出する。

図４は、電力算出部７４における演算手順を示す機能ブロック図である。電力算出部７４は、慣性電力Ｐｉｎを算出する慣性電力算出部７４１と、回生電力Ｐｒｅを算出する回生電力算出部７４２と、補機電力Ｐｈｏを算出する補機電力算出部７４３と、巡航電力Ｐｃｒを算出する巡航電力算出部７４４と、発電電力Ｐｇｅを算出する発電電力算出部７４５と、パス電力Ｐｐａｓを算出するパス電力算出部７４６と、を備える。

慣性電力算出部７４１では、走行抵抗の非作用下で車両Ｖの車重ｍ［ｋｇ］と同じ質点の速度を変化させるために必要な電力である慣性電力Ｐｉｎを算出する。より具体的には、慣性電力算出部７４１では、車速計Ｓの検出信号を用いて、今回の制御周期における車速［ｋｍ／ｈ］と前回の制御周期における車速［ｋｍ／ｈ］との差である速度差［ｋｍ／ｈ］を算出し、この速度差に速度の単位を［ｋｍ／ｈ］から［ｍ／ｓ］に変換するための係数（例えば、３．６）の逆数と、予め定められた車重ｍ［ｋｇ］とを乗算することにより、加減速駆動力［Ｎ］を算出する。また慣性電力算出部７４１は、車速計Ｓの検出信号を用いて、今回の制御周期における車速と前回の制御周期における車速との平均である平均速度［ｋｍ／ｈ］を算出し、この平均速度と、加減速駆動力と、速度の単位を［ｋｍ／ｈ］から［ｍ／ｓ］に変換するための係数（例えば、３．６）の逆数と、を乗算することにより、加減速エネルギ［Ｗ］を算出する。以上のように算出された加減速エネルギは、加速時には正となり、減速時には負となり、巡航時には０となる。慣性電力算出部７４１は、以上のようにして算出した加減速エネルギと値０のうち大きい方に、所定の伝達効率を乗算することによって慣性電力Ｐｉｎを算出する。ここで伝達効率の値は、力行運転時に電動発電機Ｍに投入される電気エネルギを車両Ｖの運動エネルギに変換する過程で生じる損失（例えば、電動発電機Ｍにおける損失や、駆動系で生じる損失等）を考慮して０〜１の間で設定される。以上のようにして算出される慣性電力Ｐｉｎは、図２に示すように加速時には０より大きな値となり、減速時又は巡航時には０となる。

回生電力算出部７４２は、慣性電力算出部７４１における演算を流用することによって回生電力Ｐｒｅを算出する。より具体的には、回生電力算出部７４２は、慣性電力算出部７４１において算出された加減速エネルギと値０のうち小さい方に、所定の伝達効率と、符号を反転させるための係数（−１）を乗算することによって回生電力Ｐｒｅを算出する。ここで伝達効率の値は、電動発電機Ｍで車体の運動エネルギを電気エネルギに変換する過程で生じる損失（電動発電機Ｍにおける損失、駆動系で生じる損失、運転者がブレーキを操作することによる損失等）を考慮して０〜１の間で設定される。以上のようにして算出される回生電力Ｐｒｅは、図２に示すように減速時には０より大きな値となり、加速時又は巡航時には０となる。

補機電力算出部７４３は、車両補機４に設けられた電力計４１の検出信号を用いることによって、補機電力Ｐｈｏを算出する。以上のようにして算出される補機電力Ｐｈｏは、０以上の正の値となる。

巡航電力算出部７４４は、走行抵抗の作用下で車両Ｖの等速運動を実現するために必要な電力である巡航電力Ｐｃｒを算出する。より具体的には、巡航電力算出部７４４は、先ず、巡航駆動力算出部７４４ａにおいて、車速計Ｓの検出信号に基づいて、走行中の車両Ｖに作用する走行抵抗力に相当する巡航駆動力［Ｎ］を算出する。巡航駆動力算出部７４４ａは、車速計Ｓの検出信号を用いて、今回の制御周期における車速を算出し、算出した車速を予め定められた演算式に入力することによって巡航駆動力を算出する。なおこの演算式には、例えば、車速の２次式が用いられる。またこの演算式の定数項の係数ａ、車速の１次に比例する項の係数ｂ、及び車速の２次に比例する項の係数ｃの値は、温度や大気条件等によって適宜設定される。また巡航電力算出部７４４は、車速計Ｓの検出信号を用いて、今回の制御周期における車速と前回の制御周期における車速との平均である平均速度を算出し、この平均速度と、巡航駆動力と、速度の単位を［ｋｍ／ｈ］から［ｍ／ｓ］に変換するための係数（例えば、３．６）の逆数と、所定の伝達効率と、を乗算することにより、巡航電力Ｐｃｒを算出する。ここで伝達効率の値は、力行運転時に電動発電機Ｍに投入される電気エネルギを車両Ｖの運動エネルギに変換する過程で生じる損失（例えば、電動発電機Ｍにおける損失や、駆動系で生じる損失等）を考慮して０〜１の間で設定される。以上のようにして算出される巡航電力Ｐｃｒは、図２に示すように車速が０で無い場合に０以上の正の値となる。

発電電力算出部７４５は、発電要求判定部７２において発電機Ｇによる発電が要求されている場合に、足軸要求出力Ｐｍｏｔと第１バッテリＥＳＥの充電率の推定値ＳＯＣ１とを用いることによって、第１バッテリＥＳＥの負担が少なくなるように、負値である発電電力Ｐｇｅを算出する。より具体的には、発電電力算出部７４５は、推定値ＳＯＣ１が所定の閾値より小さく第１バッテリＥＳＥの充電が要求されている場合には、推定値ＳＯＣ１に基づいて算出される第１バッテリＥＳＥの回生要求電力（正値）と足軸要求出力Ｐｍｏｔ（正値）とを合算したものに値“−１”を乗算することにより、発電電力Ｐｇｅを算出する。また発電電力算出部７４５は、足軸要求出力Ｐｍｏｔが所定の閾値より大きく発電機Ｇによるアシストが要求されている場合には、足軸要求出力Ｐｍｏｔから、推定値ＳＯＣ１に基づいて算出される第１バッテリＥＳＥのアシスト分（正値）を減算して得られる正値に値“−１”を乗算することにより、発電電力Ｐｇｅを算出する。また発電電力算出部７４５は、発電要求判定部７２において発電機Ｇによる発電が要求されていない場合には、発電電力Ｐｇｅを０とする。上のようにして算出される発電電力Ｐｇｅは、０以下の負の値となる。

パス電力算出部７４６は、電力パス要求判定部７３において電力パスの実行が要求されていない場合にはパス電力Ｐｐａｓを０とし、電力パスの実行が要求されている場合には第２充電状態推定部７１ｂによって算出される推定値ＳＯＣ２に基づいてパス電力Ｐｐａｓを算出する。以上のようにして算出されるパス電力Ｐｐａｓは、０以上の正の値となる。

図３に戻り、要求電力算出部７５は、電力算出部７４によって得られた結果を用いて要求電力を算出する。ここで要求電力とは、電動発電機Ｍの力行運転時には正となり第１バッテリＥＳＥ及び第２バッテリＥＳＰを含む全バッテリに対し放電が要求される電力に相当し、電動発電機Ｍの回生運転時には負となり全バッテリに対し充電が要求される電力に相当する。要求電力算出部７５は、下記式（１）に示すように、電力算出部７４によって算出される慣性電力Ｐｉｎと回生電力Ｐｒｅと補機電力Ｐｈｏと巡航電力Ｐｃｒと発電電力Ｐｇｅとを合算することにより、要求電力Ｐｔｏｔを算出する。
Ｐｔｏｔ＝Ｐｉｎ＋Ｐｒｅ＋Ｐｈｏ＋Ｐｃｒ＋Ｐｇｅ （１）

負担率設定部７６は、電力算出部７４において算出される慣性電力Ｐｉｎのうち、第２バッテリＥＳＰで負担する分の割合に相当する負担率を設定する。図２を参照して説明したように、回生運転時には少なからず損失が生じることから、慣性電力Ｐｉｎの全てを第２バッテリＥＳＰで負担すると第２バッテリＥＳＰの電力の収支はマイナスになり、その充電率が所定の目標範囲から外れて低下するおそれがある。そこで負担率設定部７６は、第２バッテリＥＳＰの充電率が低下しないようにするため、第２状態推定部７２ｂにおいて算出される推定値ＳＯＣ２に基づいて負担率ｋの値を０〜１の間で設定する。

負担率設定部７６は、例えば推定値ＳＯＣ２に基づいて図５に示すようなマップを検索することによって、負担率ｋの値を設定する。図５に例示するようなマップによれば、負担率ｋの値は、推定値ＳＯＣ２が大きくなるほど大きな値に設定される。すなわち、負担率設定部７６は、推定値ＳＯＣ２が大きくなるほど、換言すれば第２バッテリＥＳＰの充電率が高く、新たに電力を受け入れる余裕が少なくなるほど、負担率ｋを大きな値に設定し、第２バッテリＥＳＰの積極的な放電を促す。また負担率設定部７６は、推定値ＳＯＣ２が小さくなるほど、換言すれば第２バッテリＥＳＰの充電率が低く、新たに放電できる余裕が少なくなるほど、負担率ｋを小さな値に設定し、第２バッテリＥＳＰの積極的な充電を促す。

電力分配設定部７７は、電力算出部７４において算出される各種電力の推定値と、負担率設定部７６において設定される負担率と、発電要求判定部７２の判定結果と、電力パス要求判定部７３の判定結果と、を用いることによって第１バッテリＥＳＥ及び第２バッテリＥＳＰの電力の分配態様を決定する。

図６及び図７は、電力分配設定部７７において、電力の分配態様を決定する具体的な手順を示すフローチャートである。図６及び図７の処理は、車両Ｖが起動している間、電力分配設定部７７において所定の制御周期の下で繰り返し実行される。

Ｓ１では、電力分配設定部７７は、要求電力算出部７５によって算出される要求電力Ｐｔｏｔを取得し、Ｓ２に移る。

Ｓ２では、電力分配設定部７７は、電力パス要求判定部７３により電力パスの要求が生じていないか否かを判定する。電力分配設定部７７は、Ｓ２の判定結果がＹＥＳである場合（すなわち、電力パスの要求が無い場合、つまりＰｐａｓ＝０の場合）にはＳ３に移り、ＮＯである場合（すなわち、電力パスの要求がある場合、つまりＰｐａｓ≠０の場合）にはＳ３１に移る。

Ｓ３では、電力分配設定部７７は、車速計Ｓの検出信号に基づいて、車両Ｖが加速中であるか否かを判別する。電力分配設定部７７は、Ｓ３の判定結果がＹＥＳである場合、すなわち回生電力Ｐｒｅ＝０である場合にはＳ４に移り、ＮＯである場合、すなわち慣性電力Ｐｉｎ＝０である場合にはＳ９に移る。

Ｓ４では、電力分配設定部７７は、発電要求判定部７２により発電の要求が生じていないか否かを判定する。電力分配設定部７７は、Ｓ４の判定結果がＹＥＳである場合（すなわち、発電の要求が無い場合、つまり発電電力Ｐｇｅ＝０の場合）にはＳ５に移り、ＮＯである場合（すなわち、発電の要求がある場合つまり発電電力Ｐｇｅ≠０の場合）にはＳ７に移る。

Ｓ５では、電力分配設定部７７は、電力算出部７４において算出される慣性電力Ｐｉｎに負担率設定部７６において設定された負担率ｋを乗じて得られる電力を、第２バッテリＥＳＰの負担電力Ｐ２、すなわち第２バッテリＥＳＰから電動発電機Ｍへ放電させる電力として決定し、Ｓ６に移る。

Ｓ６では、電力分配設定部７７は、電力算出部７４において算出される巡航電力Ｐｃｒと、補機電力Ｐｈｏと、慣性電力Ｐｉｎに（１−負担率ｋ）を乗じて得られる電力と、を合算して得られる電力を、第１バッテリＥＳＥの負担電力Ｐ１、すなわち第１バッテリＥＳＥから電動発電機Ｍ及び車両補機４へ放電させる電力として決定し、この処理を終了する。

図８Ａは、電力パスの要求が無く、加速中であり、かつ発電の要求が無い場合（すなわち、Ｓ５及びＳ６の実行時）における分配態様を模式的に示す図である。この場合、第２バッテリＥＳＰからは、慣性電力Ｐｉｎに負担率ｋを乗じて得られる電力（Ｐｉｎ×ｋ）が放電され、電動発電機Ｍに供給される。また第１バッテリＥＳＥからは、巡航電力Ｐｃｒと、補機電力Ｐｈｏと、慣性電力Ｐｉｎのうち第２バッテリＥＳＰの負担分を除いた残りとを合わせた電力（Ｐｃｒ＋Ｐｈｏ＋Ｐｉｎ×（１−ｋ））、すなわち力行運転時における全蓄電器に対する要求電力（Ｐｔｏｔ＝Ｐｃｒ＋Ｐｉｎ＋Ｐｈｏ）から第２バッテリＥＳＰから放電される電力（Ｐｉｎ×ｋ）を除いた残電力が放電され、車両補機４と電動発電機Ｍに供給される。

Ｓ７では、電力分配設定部７７は、電力算出部７４において算出される慣性電力Ｐｉｎに負担率設定部７６において設定された負担率ｋを乗じて得られる電力を、第２バッテリＥＳＰの負担電力Ｐ２として決定し、Ｓ７に移る。なお以下では、負担電力が正である場合は、バッテリから電力を放電させることを意味し、負担電力が負である場合は、バッテリへ電力を充電させることを意味するものとする。

Ｓ８では、電力分配設定部７７は、電力算出部７４において算出される巡航電力Ｐｃｒと、補機電力Ｐｈｏと、発電電力Ｐｇｅと、慣性電力Ｐｉｎに（１−負担率ｋ）を乗じて得られる電力とを合算して得られる電力を、第１バッテリＥＳＥの負担電力Ｐ１として決定し、この処理を終了する。

図８Ｂは、電力パスの要求が無く、加速中であり、かつ発電の要求がある場合（すなわち、Ｓ７及びＳ８の実行時）における分配態様を模式的に示す図である。この場合、第２バッテリＥＳＰからは、発電要求が無い場合（すなわち、図８Ａの場合）と同様に、慣性電力Ｐｉｎに負担率ｋを乗じて得られる電力（Ｐｉｎ×ｋ）が放電され、電動発電機Ｍに供給される。また発電機Ｇで発電される電力である発電電力Ｐｇｅは、電動発電機Ｍに供給される。また第１バッテリＥＳＥからは、巡航電力Ｐｃｒと、補機電力Ｐｈｏと、発電電力Ｐｇｅと、慣性電力Ｐｉｎのうち第２バッテリＥＳＰの負担分を除いた残りとを合わせた電力（Ｐｃｒ＋Ｐｈｏ＋Ｐｇｅ＋Ｐｉｎ×（１−ｋ））が放電され、車両補機４と電動発電機Ｍに供給される。すなわち、第１バッテリＥＳＥからは、力行運転時における全蓄電器に対する要求電力（Ｐｔｏｔ＝Ｐｃｒ＋Ｐｉｎ＋Ｐｈｏ＋Ｐｇｅ）から第２バッテリＥＳＰから放電される電力（Ｐｉｎ×ｋ）を除いた残電力が放電され、車両補機４と電動発電機Ｍに供給される。すなわち、図８Ａと図８Ｂとを比較して明らかな通り、発電機Ｇによって電力が発電されている場合、その分だけ第１バッテリＥＳＥの負担電力が軽減されるようになっている。

Ｓ９では、電力分配設定部７７は、車速計Ｓの検出信号に基づいて、車両Ｖが減速中であるか否かを判別する。電力分配設定部７７は、Ｓ９の判定結果がＹＥＳである場合にはＳ１０に移り、ＮＯである場合、すなわち回生電力Ｐｒｅ＝０である場合にはＳ１６に移る。

Ｓ１０では、電力分配設定部７７は、負値である回生電力Ｐｒｅと正値である巡航電力Ｐｃｒとの和が０より大きいか否かを判別する。図２を参照して説明したように、減速を開始してからバッテリの充電を開始できるまでの間には僅かなタイムラグ（図２中、ｔ２〜ｔ３）が存在する。Ｓ１０の判別がＹＥＳである場合、すなわちバッテリの充電が可能である場合には、Ｓ１１に移り、Ｓ１０の判別がＮＯである場合、すなわちバッテリの充電が可能でない場合には、Ｓ１６に移る。

Ｓ１１では、電力分配設定部７７は、発電要求判定部７２により発電の要求が生じていないか否かを判定する。電力分配設定部７７は、Ｓ１１の判定結果がＹＥＳである場合にはＳ１２に移り、ＮＯである場合にはＳ１４に移る。

Ｓ１２では、電力分配設定部７７は、回生電力Ｐｒｅと巡航電力Ｐｃｒとを合算して得られる負値の電力を、第２バッテリＥＳＰの負担電力Ｐ２として決定し、Ｓ１３に移る。

Ｓ１３では、電力分配設定部７７は、電力算出部７４において算出される補機電力Ｐｈｏを、第１バッテリＥＳＥの負担電力Ｐ１として決定し、この処理を終了する。

図９Ａは、電力パスの要求が無く、減速中であり、電動発電機Ｍで発電した電力で第２バッテリＥＳＰを充電可能な状態であり、かつ発電の要求が無い場合（すなわち、Ｓ１２及びＳ１３の実行時）における分配態様を模式的に示す図である。この場合、正値の巡航電力Ｐｃｒと負値の回生電力Ｐｒｅとの和が負値になるため、第２バッテリＥＳＰの負担電力（Ｐ２＝Ｐｒｅ＋Ｐｃｒ）は負となり、従って第２バッテリＥＳＰには、電動発電機Ｍからの電力（Ｐｒｅ＋Ｐｃｒ）が充電される。またこの場合、第１バッテリＥＳＥからは、補機電力Ｐｈｏが放電され、全て車両補機４に供給される。

Ｓ１４では、電力分配設定部７７は、回生電力Ｐｒｅと巡航電力Ｐｃｒとを合算して得られる負値の電力を、第２バッテリＥＳＰの負担電力Ｐ２として決定し、Ｓ１５に移る。

Ｓ１５では、電力分配設定部７７は、電力算出部７４において算出される正値の補機電力Ｐｈｏと、負値の発電電力Ｐｇｅとを合算して得られる電力を、第１バッテリＥＳＥの負担電力Ｐ１として決定し、この処理を終了する。

図９Ｂは、電力パスの要求が無く、減速中であり、電動発電機Ｍで発電した電力で第２バッテリＥＳＰを充電可能な状態であり、かつ発電の要求がある場合（すなわち、Ｓ１４及びＳ１５の実行時）における分配態様を模式的に示す図である。この場合、正値の巡航電力Ｐｃｒと負値の回生電力Ｐｒｅとの和が負値になるため、第２バッテリＥＳＰには、その負担電力（Ｐ２＝Ｐｒｅ＋Ｐｃｒ）が充電される。また、正値の補機電力Ｐｈｏと負値の発電電力Ｐｇｅとの和が正である場合には、第１バッテリＥＳＥからは正値である負担電力（Ｐ１＝Ｐｈｏ＋Ｐｇｅ）が放電され、上記和が負である場合には負値である負担電力（Ｐ１＝Ｐｈｏ＋Ｐｇｅ）が充電される。

Ｓ１６では、電力分配設定部７７は、発電要求判定部７２により発電の要求が生じていないか否かを判定する。電力分配設定部７７は、Ｓ１６の判定結果がＹＥＳである場合にはＳ１７に移り、ＮＯである場合にはＳ１９に移る。

Ｓ１７では、電力分配設定部７７は、慣性電力Ｐｉｎ及び回生電力Ｐｒｅが何れも０であると判断されていることに応じて、値０を第２バッテリＥＳＰの負担電力Ｐ２として決定し、Ｓ１８に移る。

Ｓ１８では、電力分配設定部７７は、巡航電力Ｐｃｒと補機電力Ｐｈｏとを合わせた要求電力Ｐｔｏｔを第１バッテリＥＳＥの負担電力Ｐ１として決定し、この処理を終了する。

図１０Ａは、電力パスの要求が無く、加速中及び減速中でなく、停止中であり、かつ発電の要求が無い場合（すなわち、Ｓ１７及びＳ１８の実行時であって停止中の時）における分配態様を模式的に示す図である。このように車両Ｖが停止中である場合には、慣性電力Ｐｉｎ、回生電力Ｐｒｅ、及び巡航電力Ｐｃｒは何れも０となるため、第２バッテリＥＳＰでは、充電も放電も行われない。またこの場合、第１バッテリＥＳＥからは、補機電力Ｐｈｏが放電され、全て車両補機４に供給される。

図１０Ｂは、電力パスの要求が無く、加速中及び減速中でなく、巡航中であり、かつ発電の要求が無い場合（すなわち、Ｓ１７及びＳ１８の実行時であって巡航中の時）における分配態様を模式的に示す図である。このように車両Ｖが巡航中である場合には、慣性電力Ｐｉｎ、及び回生電力Ｐｒｅは何れも０となるため、第２バッテリＥＳＰでは、充電も放電も行われない。またこの場合、第１バッテリＥＳＥからは、補機電力Ｐｈｏと巡航電力Ｐｃｒとを合わせた要求電力Ｐｔｏｔが放電され、車両補機４及び電動発電機Ｍに供給される。

Ｓ１９では、電力分配設定部７７は、慣性電力Ｐｉｎ及び回生電力Ｐｒｅが何れも０であると判断されていることに応じて、値０を第２バッテリＥＳＰの負担電力Ｐ２として決定し、Ｓ２０に移る。

Ｓ２０では、電力分配設定部７７は、巡航電力Ｐｃｒと補機電力Ｐｈｏと負値の発電電力Ｐｇｅとを合わせた要求電力Ｐｔｏｔを第１バッテリＥＳＥの負担電力Ｐ１として決定し、この処理を終了する。

図１１Ａは、電力パスの要求が無く、加速中及び減速中でなく、停止中であり、かつ発電の要求がある場合（すなわち、Ｓ１９及びＳ２０の実行時であって停止中の時）における分配態様を模式的に示す図である。このように車両Ｖが停止中である場合には、慣性電力Ｐｉｎ、回生電力Ｐｒｅ、及び巡航電力Ｐｃｒは何れも０となるため、第２バッテリＥＳＰでは、充電も放電も行われない。また正値の補機電力Ｐｈｏと負値の発電電力Ｐｇｅとの和が正である場合には、第１バッテリＥＳＥからは正値である負担電力（Ｐ１＝Ｐｈｏ＋Ｐｇｅ）が放電され、上記和が負である場合には負値である負担電力（Ｐ１＝Ｐｈｏ＋Ｐｇｅ）が充電される。

図１１Ｂは、電力パスの要求が無く、加速中及び減速中でなく、巡航中であり、かつ発電の要求がある場合（すなわち、Ｓ１９及びＳ２０の実行時であって巡航中の時）における分配態様を模式的に示す図である。このように車両Ｖが巡航中である場合には、慣性電力Ｐｉｎ、及び回生電力Ｐｒｅは何れも０となるため、第２バッテリＥＳＰでは、充電も放電も行われない。また正値の補機電力Ｐｈｏと正値の巡航電力Ｐｃｒと負値の発電電力Ｐｇｅとの和が正である場合には、第１バッテリＥＳＥからは正値である負担電力（Ｐ１＝Ｐｈｏ＋Ｐｃｒ＋Ｐｇｅ）が放電され、上記和が負である場合には負値である負担電力（Ｐ１＝Ｐｈｏ＋Ｐｃｒ＋Ｐｇｅ）が充電される。

Ｓ３１では、電力分配設定部７７は、車速計Ｓの検出信号に基づいて、車両Ｖが加速中であるか否かを判別する。電力分配設定部７７は、Ｓ３１の判定結果がＹＥＳである場合、すなわち回生電力Ｐｒｅ＝０である場合にはＳ３２に移り、ＮＯである場合、すなわち慣性電力Ｐｉｎ＝０である場合にはＳ３７に移る。

Ｓ３２では、電力分配設定部７７は、発電要求判定部７２により発電の要求が生じていないか否かを判定する。電力分配設定部７７は、Ｓ１４の判定結果がＹＥＳである場合（すなわち、発電の要求が無い場合、つまり発電電力Ｐｇｅ＝０の場合）にはＳ３３に移り、ＮＯである場合（すなわち、発電の要求がある場合、つまり発電電力Ｐｇｅ≠０の場合）にはＳ３５に移る。

Ｓ３３では、電力分配設定部７７は、電力算出部７４において算出される慣性電力Ｐｉｎに負担率設定部７６において設定された負担率ｋを乗じて得られる電力から、パス電力Ｐｐａｓを減算して得られる電力を、第２バッテリＥＳＰの負担電力Ｐ２として決定し、Ｓ３４に移る。

Ｓ３４では、電力分配設定部７７は、電力算出部７４において算出される巡航電力Ｐｃｒと、補機電力Ｐｈｏと、慣性電力Ｐｉｎに（１−負担率ｋ）を乗じて得られる電力と、パス電力Ｐｐａｓと、を合算して得られる電力を、第１バッテリＥＳＥの負担電力Ｐ１として決定し、この処理を終了する。

図１２Ａは、電力パスの要求があり、加速中であり、かつ発電の要求が無い場合（すなわち、Ｓ３３及びＳ３４の実行時）における分配態様を模式的に示す図である。ここで、パス電力Ｐｐａｓは、基本的には、慣性電力Ｐｉｎに負担率ｋを乗じて得られる電力よりも大きくなるように設定される。このため第２バッテリＥＳＰの負担電力（Ｐ２＝Ｐｉｎ×ｋ−Ｐｐａｓ）は負となる。従って第２バッテリＥＳＰには、負値の負担電力（Ｐ２＝Ｐｉｎ×ｋ−Ｐｐａｓ）が充電される。また第１バッテリＥＳＥからは、要求電力Ｐｔｏｔから第２バッテリＥＳＰの負担電力（Ｐ２＝Ｐｉｎ×ｋ−Ｐｐａｓ）を除いた残電力（Ｐｃｒ＋Ｐｈｏ＋Ｐｉｎ×（１−ｋ）＋Ｐｐａｓ）が放電され、車両補機４、電動発電機Ｍ、及び第２バッテリＥＳＰに供給される。

Ｓ３５では、電力分配設定部７７は、電力算出部７４において算出される慣性電力Ｐｉｎに負担率設定部７６において設定された負担率ｋを乗じて得られる電力から、パス電力Ｐｐａｓを減算して得られる電力を、第２バッテリＥＳＰの負担電力Ｐ２として決定し、Ｓ３６に移る。

Ｓ３６では、電力分配設定部７７は、電力算出部７４において算出される巡航電力Ｐｃｒと、補機電力Ｐｈｏと、発電電力Ｐｇｅと、慣性電力Ｐｉｎに（１−負担率ｋ）を乗じて得られる電力と、パス電力Ｐｐａｓと、を合算して得られる電力を、第１バッテリＥＳＥの負担電力Ｐ１として決定し、この処理を終了する。

図１２Ｂは、電力パスの要求があり、加速中であり、かつ発電の要求がある場合（すなわち、Ｓ３５及びＳ３６の実行時）における分配態様を模式的に示す図である。この場合、第２バッテリＥＳＰには、発電の要求が無い場合（すなわち、図１２Ａの場合）と同様に、負値の負担電力（Ｐ２＝Ｐｉｎ×ｋ−Ｐｐａｓ）が充電される。また第１バッテリＥＳＥからは、要求電力Ｐｔｏｔから第２バッテリＥＳＰの負担電力（Ｐ２＝Ｐｉｎ×ｋ−Ｐｐａｓ）を除いた残電力（Ｐｃｒ＋Ｐｈｏ＋Ｐｉｎ×（１−ｋ）＋Ｐｐａｓ＋Ｐｇｅ）が放電され、車両補機４、電動発電機Ｍ、及び第２バッテリＥＳＰに供給される。なお図１２Ａと図１２Ｂとを比較して明らかな通り、発電機Ｇによって電力が発電されている場合、その分だけ第１バッテリＥＳＥの負担電力が軽減されるようになっている。

Ｓ３７では、電力分配設定部７７は、車速計Ｓの検出信号に基づいて、車両Ｖが減速中であるか否かを判別する。電力分配設定部７７は、Ｓ３７の判定結果がＹＥＳである場合にはＳ３８に移り、ＮＯである場合、すなわち回生電力Ｐｒｅ＝０である場合にはＳ４４に移る。

Ｓ３８では、電力分配設定部７７は、負値である回生電力Ｐｒｅと正値である巡航電力Ｐｃｒとの和が０より大きいか否かを判別する。図２を参照して説明したように、減速を開始してからバッテリの充電を開始できるまでの間には僅かなタイムラグ（図２中、ｔ２〜ｔ３）が存在する。Ｓ３８の判別がＹＥＳである場合、すなわちバッテリの充電が可能である場合には、Ｓ３９に移り、Ｓ３８の判別がＮＯである場合、すなわちバッテリの充電が可能でない場合には、Ｓ４４に移る。

Ｓ３９では、電力分配設定部７７は、発電要求判定部７２により発電の要求が生じていないか否かを判定する。電力分配設定部７７は、Ｓ３９の判定結果がＹＥＳである場合にはＳ４０に移り、ＮＯである場合にはＳ４２に移る。

Ｓ４０では、電力分配設定部７７は、回生電力Ｐｒｅと巡航電力Ｐｃｒとを合算して得られる負値の電力から、正値のパス電力Ｐｐａｓを減算して得られる電力を、第２バッテリＥＳＰの負担電力Ｐ２として決定し、Ｓ４１に移る。

Ｓ４１では、電力分配設定部７７は、要求電力Ｐｔｏｔとパス電力Ｐｐａｓとを合算して得られる電力から第２バッテリＥＳＰの負担電力Ｐ２を減算して得られる電力（Ｐｔｏｔ＋Ｐｐａｓ−Ｐ２）を、第１バッテリＥＳＥの負担電力Ｐ１として決定し、この処理を終了する。

図１３Ａは、電力パスの要求があり、減速中であり、電動発電機Ｍで発電した電力で第２バッテリＥＳＰを充電可能な状態であり、かつ発電の要求が無い場合（すなわち、Ｓ４０及びＳ４１の実行時）における分配態様を模式的に示す図である。この場合、第２バッテリＥＳＰの負担電力（Ｐ２＝Ｐｃｒ＋Ｐｒｅ−Ｐｐａｓ）は負となり、従って第２バッテリＥＳＰには、第１バッテリＥＳＥ又は電動発電機Ｍからの電力が充電される。またこの場合、第１バッテリＥＳＥからは、補機電力Ｐｈｏとパス電力Ｐｐａｓとを合わせた電力が放電され、車両補機４や第２バッテリＥＳＰに供給される。

Ｓ４２では、電力分配設定部７７は、回生電力Ｐｒｅと巡航電力Ｐｃｒとを合算して得られる負値の電力から、正値のパス電力Ｐｐａｓを減算して得られる電力を、第２バッテリＥＳＰの負担電力Ｐ２として決定し、Ｓ４３に移る。

Ｓ４３では、電力分配設定部７７は、要求電力Ｐｔｏｔとパス電力Ｐｐａｓとを合算して得られる電力から第２バッテリＥＳＰの負担電力Ｐ２を減算して得られる電力（Ｐｔｏｔ＋Ｐｐａｓ−Ｐ２）を、第１バッテリＥＳＥの負担電力Ｐ１として決定し、この処理を終了する。

図１３Ｂは、電力パスの要求があり、減速中であり、電動発電機Ｍで発電した電力で第２バッテリＥＳＰを充電可能な状態であり、かつ発電の要求がある場合（すなわち、Ｓ４２及びＳ４３の実行時）における分配態様を模式的に示す図である。この場合、第２バッテリＥＳＰの負担電力（Ｐ２＝Ｐｃｒ＋Ｐｒｅ−Ｐｐａｓ）は負となり、従って第２バッテリＥＳＰには、第１バッテリＥＳＥ又は電動発電機Ｍからの電力が充電される。また、正値の補機電力Ｐｈｏと負値の発電電力Ｐｇｅと正値のパス電力Ｐｐａｓとの和が正である場合には、第１バッテリＥＳＥからは正値である負担電力（Ｐ１＝Ｐｈｏ＋Ｐｇｅ＋Ｐｐａｓ）が放電され、上記和が負である場合には負値である負担電力（Ｐ１＝Ｐｈｏ＋Ｐｇｅ＋Ｐｐａｓ）が充電される。

Ｓ４４では、電力分配設定部７７は、発電要求判定部７２により発電の要求が生じていないか否かを判定する。電力分配設定部７７は、Ｓ４４の判定結果がＹＥＳである場合にはＳ４５に移り、ＮＯである場合にはＳ４７に移る。

Ｓ４５では、電力分配設定部７７は、パス電力Ｐｐａｓに値“−１”を乗じて得られる負値を第２バッテリＥＳＰの負担電力Ｐ２として決定し、Ｓ４６に移る。

Ｓ４６では、電力分配設定部７７は、要求電力Ｐｔｏｔとパス電力Ｐｐａｓとを合わせた電力を第１バッテリＥＳＥの負担電力（Ｐ１＝Ｐｃｒ＋Ｐｈｏ＋Ｐｐａｓ）として決定し、この処理を終了する。

図１４Ａは、電力パスの要求があり、加速中及び減速中でなく、停止中であり、かつ発電の要求が無い場合（すなわち、Ｓ４５及びＳ４６の実行時であって停止中の時）における分配態様を模式的に示す図である。このように車両Ｖが停止中である場合には、慣性電力Ｐｉｎ、回生電力Ｐｒｅ、及び巡航電力Ｐｃｒは何れも０となるため、第２バッテリＥＳＰには、第１バッテリＥＳＥから供給されるパス電力Ｐｐａｓが充電される。また第１バッテリＥＳＥからは、補機電力Ｐｈｏとパス電力Ｐｐａｓとを合わせた電力が放電され、車両補機４や第２バッテリＥＳＰに供給される。

図１４Ｂは、電力パスの要求があり、加速中及び減速中でなく、巡航中であり、かつ発電の要求が無い場合（すなわち、Ｓ４５及びＳ４６の実行時であって巡航中の時）における分配態様を模式的に示す図である。このように車両Ｖが巡航中である場合には、慣性電力Ｐｉｎ、及び回生電力Ｐｒｅは何れも０となるため、第２バッテリＥＳＰには、第１バッテリＥＳＥから供給されるパス電力Ｐｐａｓが充電される。また第１バッテリＥＳＥからは、巡航電力Ｐｃｒと補機電力Ｐｈｏとパス電力Ｐｐａｓとを合わせた電力が放電され、車両補機４、第２バッテリＥＳＰ、及び電動発電機Ｍに供給される。

Ｓ４７では、電力分配設定部７７は、パス電力Ｐｐａｓに値“−１”を乗じて得られる負値を第２バッテリＥＳＰの負担電力Ｐ２として決定し、Ｓ４８に移る。

Ｓ４８では、電力分配設定部７７は、要求電力Ｐｔｏｔとパス電力Ｐｐａｓとを合わせた電力を第１バッテリＥＳＥの負担電力（Ｐ１＝Ｐｃｒ＋Ｐｈｏ＋Ｐｇｅ＋Ｐｐａｓ）として決定し、この処理を終了する。

図１５Ａは、電力パスの要求があり、加速中及び減速中でなく、停止中であり、かつ発電の要求がある場合（すなわち、Ｓ４７及びＳ４８の実行時であって停止中の時）における分配態様を模式的に示す図である。このように車両Ｖが停止中である場合には、慣性電力Ｐｉｎ、回生電力Ｐｒｅ、及び巡航電力Ｐｃｒは何れも０となるため、第２バッテリＥＳＰには、第１バッテリＥＳＥ又は発電機Ｇから供給されるパス電力Ｐｐａｓが充電される。また正値の補機電力Ｐｈｏと負値の発電電力Ｐｇｅと正値のパス電力Ｐｐａｓとの和が正である場合には、第１バッテリＥＳＥからは正値である負担電力（Ｐ１＝Ｐｈｏ＋Ｐｇｅ＋Ｐｐａｓ）が放電され、上記和が負である場合には負値である負担電力（Ｐ１＝Ｐｈｏ＋Ｐｇｅ＋Ｐｐａｓ）が充電される。

図１５Ｂは、電力パスの要求があり、加速中及び減速中でなく、巡航中であり、かつ発電の要求がある場合（すなわち、Ｓ４７及びＳ４８の実行時であって巡航中の時）における分配態様を模式的に示す図である。このように車両Ｖが巡航中である場合には、慣性電力Ｐｉｎ、及び回生電力Ｐｒｅは何れも０となるため、第２バッテリＥＳＰには、第１バッテリＥＳＥ又は発電機Ｇから供給されるパス電力Ｐｐａｓが充電される。また正値の補機電力Ｐｈｏと正値の巡航電力Ｐｃｒと負値の発電電力Ｐｇｅと正値のパス電力Ｐｐａｓとの和が正である場合には、第１バッテリＥＳＥからは正値である負担電力（Ｐ１＝Ｐｈｏ＋Ｐｃｒ＋Ｐｇｅ＋Ｐｐａｓ）が放電され、上記和が負である場合には負値である負担電力（Ｐ１＝Ｐｈｏ＋Ｐｃｒ＋Ｐｇｅ＋Ｐｐａｓ）が充電される。

図３に戻り、充放電制御部７８は、以上のようにして電力分配設定部７７において定められた分配態様が実現されるように、ゲートドライブ回路６へ制御信号を送信し、電力変換回路３を制御する。

本実施形態に係る車両Ｖによれば、以下の効果を奏する。
（１）車両Ｖでは、電力変換回路３の制御装置５は、力行運転時に、車速を変化させるために必要な電力である慣性電力Ｐｉｎの少なくとも一部が出力型の第２バッテリＥＳＰから放電され、かつバッテリＥＳＥ，ＥＳＰに対する要求電力Ｐｔｏｔから上記第２バッテリＥＳＰの負担分を除いた残電力が容量型の第１バッテリＥＳＥから放電されるように電力変換回路５を制御し、回生運転時に、電動発電機Ｍで発電される電力である回生電力Ｐｇｅが第２バッテリＥＳＰに充電されるように電力変換回路５を制御する。すなわち力行運転時には第２バッテリＥＳＰから慣性電力Ｐｉｎの少なくとも一部が放電され、回生運転時には第２バッテリＥＳＰに電動発電機Ｍで発電される電力が充電される。上述のように回生運転時に発電される電力は力行運転時に車速を変化させるために必要な電力よりも損失分だけ小さい。そこで車両Ｖでは、この損失分を考慮して、力行運転時には第２バッテリＥＳＰからは車速を変化させるために必要な電力の全てではなく少なくとも一部を放電させる。従って車両Ｖでは、車両Ｖが停止した状態から発進し、その後停止するまでの間における第２バッテリＥＳＰの電力の収支を、様々な損失を考慮して概ね０にすることができる。従って車両Ｖによれば、第１バッテリＥＳＥと第２バッテリＥＳＰとの間における電力の授受をできるだけ避けながら、出力型の第２バッテリＥＳＰの充電率を概ね一定に維持することができる。

（２）車両Ｖでは、力行運転時に慣性電力Ｐｉｎに対し負担率ｋを算出し、力行運転時には、慣性電力Ｐｉｎのうち負担率ｋに応じた分を第２バッテリＥＳＰから放電させ、要求電力から第２バッテリＥＳＰの負担分を除いた残電力を第１バッテリＥＳＥから放電させる。これにより、第２バッテリＥＳＰの電力の収支を０に近づけることができる。また車両Ｖでは、上記負担率ｋを第２バッテリＥＳＰの充電率の推定値ＳＯＣ２に基づいて算出する。これにより、第２バッテリＥＳＰの電力の収支が０から外れている場合であっても、第２バッテリＥＳＰの充電率が所定の目標から大きく外れてしまうのを防止できる。

（３）車両Ｖでは、第２バッテリＥＳＰの充電率の推定値ＳＯＣ２が大きくなるほど負担率ｋを大きな値に設定する。これにより、第２バッテリＥＳＰの充電率が所定の目標で維持されるように、第２バッテリＥＳＰの電力の収支を制御することができる。

（４）車両Ｖでは、走行抵抗の非作用下で加速運動を実現するために電動発電機Ｍに供給する必要がある電力である慣性電力Ｐｉｎと、走行抵抗の作用下で車速を維持するために電動発電機Ｍに供給する必要がある電力である巡航電力Ｐｃｒと、車両補機に供給する必要がある電力である補機電力Ｐｈｏと、を合算することによって要求電力を算出する。これにより、第２バッテリＥＳＰの電力の収支を０に近づけながら、力行運転時に車両Ｖで必要とされる電力をバッテリＥＳＥ，ＥＳＰでまかなうことができる。

（５）車両Ｖでは、電動発電機Ｍとは別の発電機Ｇの発電時には、この発電機ＧにおいてエンジンＥの動力を利用して発電した電力を第１バッテリＥＳＥに充電させ、この第１バッテリＥＳＥを所定の充電状態に維持させる。これにより、第１バッテリＥＳＥと第２バッテリＥＳＰとの間の電力の授受をできるだけ避けながら、第１バッテリＥＳＥと第２バッテリＥＳＰの充電率を概ね一定に維持することができる。

（６）車両Ｖでは、第２バッテリＥＳＰの充電率の推定値ＳＯＣ２が所定の閾値以下である場合には、発電機Ｇで発電された電力及び第１バッテリＥＳＥの電力の少なくとも何れかを第２バッテリＥＳＰに充電させる。これにより、第２バッテリＥＳＰの充電率が大きく低下してしまい、運転者の要求に応じた加速を実現できなくなってしまう事態を回避することができる。

（７）車両Ｖでは、走行抵抗の非作用下で加速運動を実現するために電動発電機Ｍに供給する必要がある電力である慣性電力Ｐｉｎと、走行抵抗の作用下で車速を維持するために電動発電機Ｍに供給する必要がある電力である巡航電力Ｐｃｒと、車両補機に供給する必要がある電力である補機電力Ｐｈｏと、を合算したものから、発電機Ｇで発電される電力である発電電力Ｐｇｅを減算することによって要求電力を算出する。これにより、第２バッテリＥＳＰの電力の収支を０に近づけながら、力行運転時に車両Ｖで必要とされる電力をバッテリＥＳＥ，ＥＳＰ並びに発電機Ｇでまかなうことができる。

（８）車両Ｖでは、車両補機４を、第１バッテリＥＳＥと電力変換回路３とを接続する第１電力線２１ｐ，２１ｎに接続し、車両補機４を駆動するために必要な電力は、第１バッテリＥＳＥから供給させる。これにより、第２バッテリＥＳＰから車両補機４へ電力が供給されてしまい、第２バッテリＥＳＰの電力の収支がマイナス側に転じてしまい、ひいては第２バッテリＥＳＰの充電率が所定の目標から大きく低下してしまうのを防止できる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限らない。本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜変更してもよい。

例えば、上記実施形態では、電力パス要求判定部７３は、第２バッテリＥＳＰの充電率の推定値ＳＯＣ２が下限閾値以下である場合には、電力パスの実行を要求し、これに応じて第１バッテリＥＳＥから第２バッテリＥＳＰへ電力を供給するようにしたが、本発明はこれに限らない。推定値ＳＯＣ２が下限閾値以下である場合には、発電機Ｇによる発電を要求し、発電機Ｇで発電した電力を第２バッテリＥＳＰに供給するようにしてもよい。

Ｖ…車両（電動車両）
Ｅ…エンジン（内燃機関）
Ｍ…電動発電機
Ｗ…駆動輪（駆動輪）
Ｇ…発電機
１…電源システム
ＥＳＥ…第１バッテリ（第１蓄電器）
２１ｐ，２１ｎ…第１電力線
ＥＳＰ…第２バッテリ（第２蓄電器）
３…電力変換回路
４…車両補機
５…制御装置
６…ゲートドライブ回路（制御装置）
７…ＥＣＵ（制御装置）
７１ａ…第１充電状態推定部
７１ｂ…第２充電状態推定部（第２充電状態パラメータ取得部）
７２…発電要求判定部
７３…電力パス要求判定部
７４…電力算出部
７５…要求電力算出部
７６…負担率設定部
７７…電力分配設定部
７８…充放電制御部

Claims (8)

1. 第１蓄電器と、
   前記第１蓄電器よりも出力重量密度が高くかつエネルギ重量密度が低い第２蓄電器と、
   駆動輪と連結された電動発電機と、
   前記第１及び第２蓄電器と前記電動発電機とを接続する電力線に設けられた電力変換回路と、
   前記電力変換回路を駆動し前記第１及び第２蓄電器の充放電を制御する制御装置と、
   前記電動発電機の力行運転時に前記第１及び第２蓄電器を含む全蓄電器に対し放電が要求される電力である要求電力を算出する要求電力算出部と、を備える電動車両であって、
   前記制御装置は、
   前記力行運転時には、前記要求電力のうち車速を変化させるために必要な電力の少なくとも一部が前記第２蓄電器から放電され、かつ前記要求電力から前記第２蓄電器から放電される電力を除いた残電力が前記第１蓄電器から放電されるように前記電力変換回路を駆動し、
   前記電動発電機の回生運転時には、前記電動発電機で発電される電力が前記第２蓄電器に充電されるように前記電力変換回路を駆動することを特徴とする電動車両。
2. 前記第２蓄電器の充電状態と相関のある第２充電状態パラメータ値を取得する第２充電状態パラメータ取得部と、
   前記第２充電状態パラメータ値に基づいて前記車速を変化させるために必要な電力に対する前記第２蓄電器の負担分の割合である負担率を設定する負担率設定部と、を備え、
   前記制御装置は、前記力行運転時には、前記車速を変化させるために必要な電力のうち前記負担率に応じた分が前記第２蓄電器から放電されるように前記電力変換回路を駆動することを特徴とする請求項１に記載の電動車両。
3. 前記負担率設定部は、前記第２充電状態パラメータ値が大きくなるほど前記負担率を大きな値に設定することを特徴とする請求項２に記載の電動車両。
4. 前記要求電力算出部は、前記車速を変化させるために前記電動発電機に供給する必要がある電力である慣性電力と、前記車速を維持するために前記電動発電機に供給する必要がある電力である巡航電力と、車両補機に供給する必要がある電力である補機電力と、を合算することによって前記要求電力を算出することを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の電動車両。
5. 内燃機関と、
   前記第１蓄電器に前記電力変換回路を介して接続され前記内燃機関で発生した動力を利用して発電する発電機と、を備え、
   前記制御装置は、前記発電機による発電時には、当該発電機で発電される電力が前記第１蓄電器に充電され、当該第１蓄電器が所定の充電状態で維持されるように前記電力変換回路を駆動することを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の電動車両。
6. 内燃機関と、
   前記第１蓄電器に前記電力変換回路を介して接続され前記内燃機関で発生した動力を利用して発電する発電機と、
   前記第２蓄電器の充電状態と相関のある第２充電状態パラメータ値を取得する第２充電状態パラメータ取得部と、を備え、
   前記制御装置は、前記第２充電状態パラメータ値が所定の閾値以下である場合には、前記発電機で発電された電力及び前記第１蓄電器の電力の少なくとも何れかが前記第２蓄電器に充電されるように前記電力変換回路を駆動することを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の電動車両。
7. 前記要求電力算出部は、前記車速を変化させるために前記電動発電機に供給する必要がある電力である慣性電力と、前記車速を維持するために前記電動発電機に供給する必要がある電力である巡航電力と、車両補機に供給する必要がある電力である補機電力と、を合算したものから、前記発電機で発電される電力である発電電力を減算することによって前記要求電力を算出することを特徴とする請求項５又は６に記載の電動車両。
8. 前記第１蓄電器と前記電力変換回路とを接続する第１電力線をさらに備え、
   前記車両補機は、前記第１電力線に接続され、
   前記車両補機を駆動するために必要な電力は、前記第１蓄電器から供給されることを特徴とする請求項４又は７に記載の電動車両。

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