JP5029784B2 - 電動車両および電動車両の制御方法 - Google Patents

Description

この発明は、電動車両および電動車両の制御方法に関し、より特定的には、主蓄電装置および複数の副蓄電装置を備える電源システムを搭載した電動車両の制御に関する。

近年、環境にやさしい車両として、電気自動車、ハイブリッド自動車および燃料電池自動車等の電動車両が開発され実用化されている。これらの電動車両には、車両駆動力を発生する電動機および、蓄電装置を含んで構成された電動機駆動電力を供給するための電源システムが搭載されている。

特に、ハイブリッド自動車の車載蓄電装置を車両外部の電源（以下、「外部電源」とも称する）によって充電する構成が提案されていることもあり、これらの電動車両では、車載蓄電装置の蓄積電力によって走行可能な距離を長くすることが求められている。なお、以下では、外部電源による車載蓄電装置の充電について、単に「外部充電」とも称する。

たとえば、特開２００８−１０９８４０号公報（特許文献１）および特開２００３−２０９９６９号公報（特許文献２）には、複数個の蓄電装置（バッテリ）を並列接続した電源システムが記載されている。特許文献１および２に記載の電源システムでは、蓄電装置（バッテリ）ごとに充放電調整機構としての電圧変換器（コンバータ）が設けられている。これに対して、特開２００８−１６７６２０号公報（特許文献３）には、主蓄電装置と複数の副蓄電装置とを搭載した車両において、主蓄電装置に対応するコンバータと、複数の副蓄電装置により共有されるコンバータとを設ける電源装置の構成が記載されている。この構成によれば、装置の要素の数を抑制しつつ蓄電可能なエネルギ量を増やすことができる。

特に、特許文献３に記載された構成では、複数の副蓄電装置のうちの１つが選択的にコンバータと接続されて、主蓄電装置および選択副蓄電装置によって、車両駆動用電動機の駆動電力が供給される。このような電源装置では、使用中の副蓄電装置のＳＯＣ（State
of Charge）が低下すると、新たな副蓄電装置とコンバータとを接続するようにして、複数個の副蓄電装置を順次使用することによって、蓄電エネルギによる走行距離（ＥＶ（Electric Vehicle）走行距離）を延ばしている。

特開２００８−１０９８４０号公報 特開２００３−２０９９６９号公報 特開２００８−１６７６２０号公報

特許文献３に記載された電源システムでは、全ての副蓄電装置が使用済になった場合には、積極的に全ての副蓄電装置をコンバータから電気的に切離すことによって、以降における電源システムの制御上の自由度が向上することが期待できる。

しかしながら一般に、電動車両の制動時には、モータによる回生制動によって運動エネルギが電気エネルギに変換されるとともに、その電気エネルギが蓄電装置に蓄えられる。使用可能な蓄電装置の数が回生制動の実行中に減少した場合には、電動車両が回収可能な電気エネルギが減少する。これにより回生制動による制動力が低下した場合には、たとえばブレーキペダルの操作に対する車両の応答性についての運転者の印象が変化する可能性がある。

この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、主蓄電装置および複数の副蓄電装置を備えた電源システムを搭載する電動車両において、副蓄電装置の切離処理が電動車両の制動への悪影響を与えることを防止することである。

本発明は、ある局面では、電動車両である。電動車両は、モータと、インバータと、主蓄電装置と、給電ラインと、第１の電圧変換器と、複数の副蓄電装置と、第２の電圧変換器と、接続部と、接続制御部と、走行制御部と、選択制御部とを備える。モータは、車両駆動パワーを発生可能であるととともに、回生制動を行なうことが可能である。インバータは、モータを制御する。給電ラインは、モータによる車両駆動パワーの発生のためにインバータに給電するとともに、モータの回生制動によってインバータから出力された電力を伝送する。第１の電圧変換器は、給電ラインと主蓄電装置との間に設けられ、双方向の電圧変換を行なうように構成される。複数の副蓄電装置は、互いに並列に設けられる。第２の電圧変換器は、複数の副蓄電装置と給電ラインとの間に設けられ、複数の副蓄電装置のうちの選択された副蓄電装置と給電ラインの間で双方向の電圧変換を行なうように構成される。接続部は、複数の副蓄電装置と第２の電圧変換器との間に設けられ、第２の電圧変換器に対する選択された副蓄電装置の接続および切離しを行なうように構成される。接続制御部は、選択された副蓄電装置と交換可能な新たな副蓄電装置が存在しないときに、選択された副蓄電装置の充電状態に基づいて、選択された副蓄電装置を第２の電圧変換器から切り離すための切離処理を実行するように構成される。走行制御部は、モータによる回生制動のためにインバータを制御する制動処理を実行するように構成される。選択制御部は、接続制御部による切離処理および走行制御部による制動処理のいずれか一方の処理の実行中に、他方の処理の実行を禁止するように構成される。

好ましくは、切離処理は、第１から第４の処理を含む。第１の処理は、選択された副蓄電装置の充電状態に基づいて、選択された副蓄電装置を第２の電圧変換器から切り離すことの要否を判定する処理である。第２の処理は、選択された副蓄電装置の切離が必要と判断されたときに、給電ラインの電圧が、主蓄電装置の出力電圧および選択された副蓄電装置の出力電圧よりも高い所定の電圧となるように第１の電圧変換器を制御する処理である。第３の処理は、給電ラインの電圧が所定の電圧に達した後に、選択された副蓄電装置による入出力電力上限値を零に設定する処理である。第４の処理は、入出力電力上限値が零に設定されたことに応じて、選択された副蓄電装置が第２の電圧変換器から切り離されるように接続部を制御する処理である。接続制御部は、第１の処理を実行するように構成された切離判定部と、第２の処理を実行するように構成された昇圧指示部と、第３の処理を実行するように構成された電力制限部と、第４の処理を実行するように構成された切離制御部とを含む。

好ましくは、電力制限部は、第３の処理の実行時に入出力電力上限値を零まで漸減するように構成される。

好ましくは、一方の処理は、制動処理である。他方の処理は、切離処理である。
好ましくは、一方の処理は、切離処理である。他方の処理は、制動処理である。

好ましくは、電動車両は、油圧ブレーキと、ブレーキ制御部をさらに備える。油圧ブレーキは、モータによる回生制動とは独立に電動車両の制動力を発生可能である。ブレーキ制御部は、切離処理の実行中に電動車両の制動要求が生じた場合に、油圧ブレーキのみによる制動を実行するように構成される。

本発明は、他の局面では、電動車両の制御方法である。電動車両は、モータと、インバータと、主蓄電装置と、給電ラインと、第１の電圧変換器と、複数の副蓄電装置と、第２の電圧変換器と、接続部と、制御装置とを備える。モータは、車両駆動パワーを発生可能であるととともに、回生制動を行なうことが可能である。インバータは、モータを制御する。給電ラインは、モータによる車両駆動パワーの発生のためにインバータに給電するとともに、モータの回生制動によってインバータから出力された電力を伝送する。第１の電圧変換器は、給電ラインと主蓄電装置との間に設けられ、双方向の電圧変換を行なうように構成される。複数の副蓄電装置は、互いに並列に設けられる。第２の電圧変換器は、複数の副蓄電装置と給電ラインとの間に設けられ、複数の副蓄電装置のうちの選択された副蓄電装置と給電ラインの間で双方向の電圧変換を行なうように構成される。接続部は、複数の副蓄電装置と第２の電圧変換器との間に設けられ、第２の電圧変換器に対する選択された副蓄電装置の接続および切離しを行なうように構成される。制御装置は、インバータおよび接続部を制御するように構成される。制御方法は、選択された副蓄電装置と交換可能な新たな副蓄電装置が存在しないときに、選択された副蓄電装置の充電状態に基づいて、選択された副蓄電装置を第２の電圧変換器から切り離すための切離処理を実行するステップと、モータによる回生制動のためにインバータを制御する制動処理を実行するステップと、切離処理および制動処理のいずれか一方の処理の実行中に、他方の処理の実行を禁止するステップとを備える。

好ましくは、切離処理は、第１から第４の処理を含む。第１の処理は、選択された副蓄電装置の充電状態に基づいて、選択された副蓄電装置を第２の電圧変換器から切り離すことの要否を判定する処理である。第２の処理は、選択された副蓄電装置の切離が必要と判断されたときに、給電ラインの電圧が、主蓄電装置の出力電圧および選択された副蓄電装置の出力電圧よりも高い所定の電圧となるように第１の電圧変換器を制御する処理である。第３の処理は、給電ラインの電圧が所定の電圧に達した後に、選択された副蓄電装置による入出力電力上限値を零に設定する処理である。第４の処理は、入出力電力上限値が零に設定されたことに応じて、選択された副蓄電装置が第２の電圧変換器から切り離されるように接続部を制御する処理である。切離処理を実行するステップは、第１の処理を実行するステップと、第２の処理を実行するステップと、第３の処理を実行するステップと、第４の処理を実行するステップとを含む。

好ましくは、第３の処理を実行するステップは、入出力電力上限値を零まで漸減するステップを含む。

好ましくは、一方の処理は、制動処理である。他方の処理は、切離処理である。
好ましくは、一方の処理は、切離処理である。他方の処理は、制動処理である。

好ましくは、電動車両は、モータによる回生制動とは独立に電動車両の制動力を発生可能な油圧ブレーキをさらに備える。制御装置は、油圧ブレーキによる制動を制御するように構成される。制御方法は、切離処理の実行中に電動車両の制動要求が生じた場合に、油圧ブレーキのみによる制動を実行するステップをさらに備える。

本発明によれば、主蓄電装置と複数の副蓄電装置とを備える電源システムを搭載した電動車両において、副蓄電装置の切離処理が電動車両の制動に悪影響を与えることを防止することができる。

本発明の実施の形態１に係る電動車両の主たる構成を示す図である。 図１に示した各インバータの詳細な構成を示す回路図である。 図１に示した各コンバータの詳細な構成を示す回路図である。 図１に示した制御装置３０の機能ブロック図である。 図４に示した電気システム制御部３１の機能ブロック図である。 図５に示した充放電制御部５２の構成を説明する機能ブロック図である。 本発明の実施の形態による電動車両の電源システムにおける選択副蓄電装置の切離処理の概略的な処理手順を示すフローチャートである。 図７に示した選択副蓄電装置の切離判定処理の詳細を説明するフローチャートである。 図７に示した切離前昇圧処理の詳細を説明するフローチャートである。 図７に示した電力制限変更処理の詳細を説明するフローチャートである。 図７に示した副蓄電装置の切離処理の詳細を説明するフローチャートである。 図７に示した昇圧停止処理の詳細を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態による電動車両の電源システムにおける選択副蓄電装置の切離処理時の動作波形図である。 図５に示した接続制御部５１の構成のうちの、選択副蓄電装置の切離処理のための機能部分を説明する機能ブロック図である。 図５の選択制御部５３によるフラグ設定処理を説明するフローチャートである。 ユーザのブレーキ操作量と回生ブレーキの実行量との関係を説明するための図である。 実施の形態２に係る電動車両が備える制御装置３０Ａの構成を説明する機能ブロック図である。 図１７に示した電気システム制御部３１Ａの構成を説明する機能ブロック図である。 実施の形態２に従う切離判定処理の詳細を説明するフローチャートである。 図１８に示した選択制御部５３Ａの処理を説明するフローチャートである。 図１７に示したブレーキ制御部３２Ａの処理を説明するフローチャートである。

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。

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係る電動車両の主たる構成を示す図である。

図１を参照して、電動車両１は、蓄電装置であるバッテリＢＡ，ＢＢ１，ＢＢ２と、接続部３９Ａ，３９Ｂと、コンバータ１２Ａ，１２Ｂと、平滑用コンデンサＣ１，Ｃ２，ＣＨと、電圧センサ１０Ａ，１０Ｂ１，１０Ｂ２，１３，２１Ａ，２１Ｂと、温度センサ１１Ａ，１１Ｂ１，１１Ｂ２と、電流センサ９Ａ，９Ｂ１，９Ｂ２と、給電ラインＰＬ２と、インバータ１４，２２と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、車輪２と、動力分割機構３と、エンジン４と、制御装置３０とを含む。

本実施の形態に示される電動車両の電源システムは、主蓄電装置であるバッテリＢＡと、モータジェネレータＭＧ２を駆動するインバータ１４に給電を行なう給電ラインＰＬ２と、主蓄電装置（ＢＡ）と給電ラインＰＬ２との間に設けられて双方向の電圧変換を行なう電圧変換器であるコンバータ１２Ａと、互いに並列的に設けられた複数の副蓄電装置であるバッテリＢＢ１，ＢＢ２と、複数の副蓄電装置（ＢＢ１，ＢＢ２）と給電ラインＰＬ２との間に設けられて双方向の電圧変換を行なう電圧変換器であるコンバータ１２Ｂとを備える。電圧変換器（１２Ｂ）は、複数の副蓄電装置（ＢＢ１，ＢＢ２）のうちのいずれか１つに選択的に接続されて、給電ラインＰＬ２との間で双方向の電圧変換を行なう。

副蓄電装置（ＢＢ１またはＢＢ２の一方）と主蓄電装置（ＢＡ）とは、たとえば、同時使用することにより給電ラインに接続される電気負荷（２２，ＭＧ２）に許容された最大パワーを出力可能であるように蓄電可能容量が設定される。これによりエンジンを使用しないＥＶ（Electric Vehicle）走行において最大パワーの走行が可能である。副蓄電装置の蓄電状態が悪化したら、副蓄電装置を交換してさらに走行させればよい。そして副蓄電装置の電力が消費されてしまったら、主蓄電装置に加えてエンジンを使用することによって、副蓄電装置を使用しないでも最大パワーの走行を可能とすることができる。

また、このような構成とすることにより、コンバータ１２Ｂを複数の副蓄電装置で兼用するので、コンバータの数を蓄電装置の数ほど増やさなくて良くなる。ＥＶ走行距離をさらに伸ばすには、バッテリＢＢ１，ＢＢ２に並列にさらにバッテリを追加すればよい。

好ましくは、この電動車両に搭載される主蓄電装置および副蓄電装置は、外部充電が可能である。このために、電動車両１は、さらに、たとえばＡＣ１００Ｖの商用電源である外部電源８に接続するためのバッテリ充電装置（充電用コンバータ）６を含む。バッテリ充電装置（６）は、交流を直流に変換するとともに電圧を調圧してバッテリの充電電力を供給する。なお、外部充電を可能とする構成としては、上記の他にも、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のステータコイルの中性点を交流電源に接続する方式やコンバータ１２Ａ，１２Ｂを合わせて交流直流変換装置として機能させる方式を用いても良い。

平滑用コンデンサＣ１は、電源ラインＰＬ１Ａと接地ラインＳＬ２との間に接続される。電圧センサ２１Ａは、平滑用コンデンサＣ１の両端間の電圧ＶＬＡを検出して制御装置３０に対して出力する。コンバータ１２Ａは、平滑用コンデンサＣ１の端子間電圧を昇圧して給電ラインＰＬ２へ供給することができる。

平滑用コンデンサＣ２は、電源ラインＰＬ１Ｂと接地ラインＳＬ２との間に接続される。電圧センサ２１Ｂは、平滑用コンデンサＣ２の両端間の電圧ＶＬＢを検出して制御装置３０に対して出力する。コンバータ１２Ｂは、平滑用コンデンサＣ２の端子間電圧を昇圧して給電ラインＰＬ２へ供給することができる。

平滑用コンデンサＣＨは、コンバータ１２Ａ，１２Ｂによって昇圧された電圧を平滑化する。電圧センサ１３は、平滑用コンデンサＣＨの端子間電圧ＶＨを検知して制御装置３０に出力する。

あるいは、逆方向に、コンバータ１２Ａ，１２Ｂは、平滑用コンデンサＣＨによって平滑化された端子間電圧ＶＨを降圧して、電源ラインＰＬ１Ａ，ＰＬ１Ｂへ供給することができる。

インバータ１４は、コンバータ１２Ｂおよび／または１２Ａから与えられる直流電圧を三相交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ１に出力する。インバータ２２は、コンバータ１２Ｂおよび／または１２Ａから与えられる直流電圧を三相交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ２に出力する。

動力分割機構３は、エンジン４およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に結合されてこれらの間で動力を分配する機構である。たとえば動力分割機構としてはサンギヤ、プラネタリキャリヤ、リングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車機構を用いることができる。遊星歯車機構は、３つの回転軸のうち２つの回転軸の回転が定まれば、他の１つの回転軸の回転は強制的に定まる。この３つの回転軸がエンジン４、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各回転軸にそれぞれ接続される。なおモータジェネレータＭＧ２の回転軸は、図示しない減速ギヤや差動ギヤによって車輪２に結合されている。また動力分割機構３の内部にモータジェネレータＭＧ２の回転軸に対する減速機をさらに組み込んでもよい。

接続部３９Ａは、バッテリＢＡの正極と電源ラインＰＬ１Ａとの間に接続されるシステムメインリレーＳＭＲ２と、システムメインリレーＳＭＲ２と並列接続される直列に接続されたシステムメインリレーＳＭＲ１および制限抵抗Ｒと、バッテリＢＡの負極（接地ラインＳＬ１）とノードＮ２との間に接続されるシステムメインリレーＳＭＲ３とを含む。

システムメインリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３は、制御装置３０から与えられるリレー制御信号ＣＯＮＴ１〜ＣＯＮＴ３にそれぞれ応じて導通状態（オン）／非導通状態（オフ）が制御される。

電圧センサ１０Ａは、バッテリＢＡの端子間の電圧ＶＢＡを測定する。さらに、温度センサ１１Ａは、バッテリＢＡの温度ＴＡを測定し、電流センサ９Ａは、バッテリＢＡの入出力電流ＩＡを測定する。これらのセンサによる測定値は、制御装置３０へ出力される。制御装置３０は、これらの測定値に基づいて、ＳＯＣ（State of Charge）に代表されるバッテリＢＡの状態を監視する。

接続部３９Ｂは、電源ラインＰＬ１Ｂおよび接地ラインＳＬ２とバッテリＢＢ１，ＢＢ２との間に設けられている。接続部３９Ｂは、バッテリＢＢ１の正極と電源ラインＰＬ１Ｂとの間に接続されるリレーＳＲ１と、バッテリＢＢ１の負極と接地ラインＳＬ２との間に接続されるリレーＳＲ１Ｇと、バッテリＢＢ２の正極と電源ラインＰＬ１Ｂとの間に接続されるリレーＳＲ２と、バッテリＢＢ２の負極と接地ラインＳＬ２との間に接続されるリレーＳＲ２Ｇとを含む。

リレーＳＲ１，ＳＲ２は、制御装置３０から与えられるリレー制御信号ＣＯＮＴ４，ＣＯＮＴ５にそれぞれ応じて導通状態（オン）／非導通状態（オフ）が制御される。リレーＳＲ１Ｇ，ＳＲ２Ｇは、制御装置３０から与えられるリレー制御信号ＣＯＮＴ６，ＣＯＮＴ７にそれぞれ応じて導通状態（オン）／非導通状態（オフ）が制御される。接地ラインＳＬ２は、後に説明するようにコンバータ１２Ａ，１２Ｂの中を通ってインバータ１４および２２側に延びている。

電圧センサ１０Ｂ１および１０Ｂ２は、バッテリＢＢ１およびＢＢ２の端子間の電圧ＶＢＢ１およびＶＢＢ２をそれぞれ測定する。さらに、温度センサ１１Ｂ１および１１Ｂ２は、バッテリＢＢ１およびＢＢ２の温度ＴＢＢ１およびＴＢＢ２をそれぞれ測定する。また電流センサ９Ｂ１および９Ｂ２は、バッテリＢＢ１およびＢＢ２の入出力電流ＩＢ１およびＩＢ２を測定する。これらのセンサによる測定値は、制御装置３０へ出力される。制御装置３０は、これらの測定値に基づいて、ＳＯＣに代表されるバッテリＢＢ１，ＢＢ２の状態を監視する。

なお、バッテリＢＡ，ＢＢ１，ＢＢ２としては、たとえば、鉛蓄電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の二次電池や、電気二重層コンデンサ等の大容量キャパシタなどを用いることができる。

また、各蓄電装置の蓄電容量は、たとえば電動車両１に必要とされる走行性能等の条件に応じて定めることができる。よって、主蓄電装置と副蓄電装置とで蓄電容量が異なっていてもよい。また、複数の副蓄電装置間で蓄電容量が異なっていてもよい。ただし、本発明の実施の形態では、バッテリＢＡ，ＢＢ１，ＢＢ２の蓄電容量（蓄積可能な電力量の最大値）はいずれも同じである。

インバータ１４は、給電ラインＰＬ２および接地ラインＳＬ２に接続されている。インバータ１４は、コンバータ１２Ａおよび／または１２Ｂから昇圧された電圧を受けて、たとえばエンジン４を始動させるために、モータジェネレータＭＧ１を駆動する。また、インバータ１４は、エンジン４から伝達される動力によってモータジェネレータＭＧ１で発電された電力をコンバータ１２Ａおよび１２Ｂに戻す。このときコンバータ１２Ａおよび１２Ｂは、降圧コンバータとして動作するように制御装置３０によって制御される。

電流センサ２４は、モータジェネレータＭＧ１に流れる電流をモータ電流値ＭＣＲＴ１として検出し、モータ電流値ＭＣＲＴ１を制御装置３０へ出力する。

インバータ２２は、インバータ１４と並列的に、給電ラインＰＬ２と接地ラインＳＬ２に接続されている。インバータ２２は車輪２を駆動するモータジェネレータＭＧ２に対してコンバータ１２Ａおよび１２Ｂの出力する直流電圧を三相交流電圧に変換して出力する。またインバータ２２は、回生制動に伴い、モータジェネレータＭＧ２において発電された電力をコンバータ１２Ａおよび１２Ｂに戻す。このときコンバータ１２Ａおよび１２Ｂは、降圧コンバータとして動作するように制御装置３０によって制御される。

電流センサ２５は、モータジェネレータＭＧ２に流れる電流をモータ電流値ＭＣＲＴ２として検出し、モータ電流値ＭＣＲＴ２を制御装置３０へ出力する。

制御装置３０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリを内蔵した電子制御ユニット（ＥＣＵ）により構成され、当該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、各センサによる測定値を用いた演算処理を行なう。なお、制御装置３０の一部については、電子回路等のハードウェアにより所定の数値・論理演算処理を実行するように構成されてもよい。

具体的には、制御装置３０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各トルク指令値および各回転速度、電圧ＶＢＡ，ＶＢＢ１，ＶＢＢ２，ＶＬＡ，ＶＬＢ，ＶＨの各値、モータ電流値ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２および起動信号ＩＧＯＮを受ける。そして制御装置３０は、コンバータ１２Ａに対して昇圧指示を行なう制御信号ＰＷＵＡ，降圧指示を行なう制御信号ＰＷＤＡ、コンバータ１２Ａの上アームおよび下アームをそれぞれオン状態およびオフ状態に固定する制御信号ＰＷＦＡ、および動作禁止を指示するシャットダウン信号を出力する。

同様に、制御装置３０は、コンバータ１２Ｂに対して昇圧指示を行なう制御信号ＰＷＵＢ，降圧指示を行なう制御信号ＰＷＤＢ、コンバータ１２Ｂの上アームおよび下アームをそれぞれオン状態およびオフ状態に固定する制御信号ＰＷＦＢ、および動作禁止を指示するシャットダウン信号を出力する。

さらに、制御装置３０は、インバータ１４に対してコンバータ１２Ａ，１２Ｂの出力である直流電圧を、モータジェネレータＭＧ１を駆動するための交流電圧に変換する駆動指示を行なう制御信号ＰＷＭＩ１と、モータジェネレータＭＧ１で発電された交流電圧を直流電圧に変換してコンバータ１２Ａ，１２Ｂ側に戻す回生指示を行なう制御信号ＰＷＭＣ１とを出力する。

同様に制御装置３０は、インバータ２２に対してモータジェネレータＭＧ２を駆動するための交流電圧に直流電圧を変換する駆動指示を行なう制御信号ＰＷＭＩ２と、モータジェネレータＭＧ２で発電された交流電圧を直流電圧に変換してコンバータ１２Ａ，１２Ｂ側に戻す回生指示を行なう制御信号ＰＷＭＣ２とを出力する。

電動車両１は、さらに、ブレーキペダル４０と、ブレーキペダルストロークセンサ４１と、油圧ブレーキ４２とを備える。ブレーキペダル４０はユーザ（運転者）によって操作される。ブレーキペダルストロークセンサ４１は、ユーザがブレーキペダル４０を踏み込んだ場合のペダルストローク量を検出し、その検出結果を制御装置３０に出力する。制御装置３０は、検出されたペダルストローク量に基づいて、モータジェネレータＭＧ２による回生制動および油圧ブレーキ４２による制動を制御する。このために制御装置３０は油圧ブレーキ４２に対して信号ＢＲＫを送信する。

図２は、図１に示した各インバータの詳細な構成を示す回路図である。
図２を参照して、インバータ１４は、Ｕ相アーム１５と、Ｖ相アーム１６と、Ｗ相アーム１７とを含む。Ｕ相アーム１５、Ｖ相アーム１６、およびＷ相アーム１７は、給電ラインＰＬ２と接地ラインＳＬ２との間に並列に接続される。

Ｕ相アーム１５は、給電ラインＰＬ２と接地ラインＳＬ２との間に直列接続されたＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）素子Ｑ３，Ｑ４と、ＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４と、それぞれの逆並列ダイオードＤ３，Ｄ４とを含む。ダイオードＤ３のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ３のコレクタと接続され、ダイオードＤ３のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ３のエミッタと接続される。ダイオードＤ４のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ４のコレクタと接続され、ダイオードＤ４のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ４のエミッタと接続される。

Ｖ相アーム１６は、給電ラインＰＬ２と接地ラインＳＬ２との間に直列接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６と、それぞれの逆並列ダイオードＤ５，Ｄ６とを含む。ＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６および逆並列ダイオードＤ５，Ｄ６の接続は、Ｕ相アーム１５と同様である。

Ｗ相アーム１７は、給電ラインＰＬ２と接地ラインＳＬ２との間に直列接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８と、それぞれの逆並列ダイオードＤ７，Ｄ８とを含む。ＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８および逆並列ダイオードＤ７，Ｄ８の接続も、Ｕ相アーム１５と同様である。

なお、本実施の形態において、ＩＧＢＴ素子は、オンオフ制御可能な電力用半導体スイッチング素子の代表例として示される。すなわち、バイポーラトランジスタや電界効果トランジスタ等の電力用半導体スイッチング素子をＩＧＢＴ素子に代えて用いることも可能である。

各相アームの中間点は、モータジェネレータＭＧ１の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、モータジェネレータＭＧ１は、三相の永久磁石同期モータであり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルは各々一方端が中点に共に接続されている。そして、Ｕ相コイルの他方端がＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４の接続ノードから引出されたラインＵＬに接続される。またＶ相コイルの他方端がＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６の接続ノードから引出されたラインＶＬに接続される。またＷ相コイルの他方端がＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８の接続ノードから引出されたラインＷＬに接続される。

なお、図１のインバータ２２についても、モータジェネレータＭＧ２に接続される点が異なるが、内部の回路構成についてはインバータ１４と同様であるので詳細な説明は繰返さない。また、図２には、インバータに制御信号ＰＷＭＩ，ＰＷＭＣが与えられることが記載されているが、記載が複雑になるのを避けるためであり、図１に示されるように、別々の制御信号ＰＷＭＩ１，ＰＷＭＣ１と制御信号ＰＷＭＩ２，ＰＷＭＣ２がそれぞれインバータ１４，２２に入力される。

図３は、図１に示した各コンバータの詳細な構成を示す回路図である。
図３を参照して、コンバータ１２Ａは、一方端が電源ラインＰＬ１Ａに接続されるリアクトルＬ１と、給電ラインＰＬ２と接地ラインＳＬ２との間に直列に接続されるＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２と、それぞれの逆並列ダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。

リアクトルＬ１の他方端はＩＧＢＴ素子Ｑ１のエミッタおよびＩＧＢＴ素子Ｑ２のコレクタに接続される。ダイオードＤ１のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ１のコレクタと接続され、ダイオードＤ１のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ１のエミッタと接続される。ダイオードＤ２のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ２のコレクタと接続され、ダイオードＤ２のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ２のエミッタと接続される。ＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２は上アームおよび下アームにそれぞれ対応する。

なお、図１のコンバータ１２Ｂについても、電源ラインＰＬ１Ａに代えて電源ラインＰＬ１Ｂに接続される点がコンバータ１２Ａと異なるが、内部の回路構成についてはコンバータ１２Ａと同様であるので詳細な説明は繰返さない。また、図３には、コンバータに制御信号ＰＷＵ，ＰＷＤ，ＰＷＦが与えられることが記載されているが、記載が複雑になるのを避けるためであり、図１に示されるように、別々の制御信号ＰＷＵＡ，ＰＷＤＡ，ＰＷＦＡと制御信号ＰＷＵＢ，ＰＷＤＢ，ＰＷＦＢとがそれぞれコンバータ１２Ａ，１２Ｂに入力される。

電動車両１の電源システムでは、バッテリＢＡ（主蓄電装置）と、バッテリＢＢ１，ＢＢ２のうちの選択された副蓄電装置（以下、「選択副蓄電装置ＢＢ」とも称する）とによって、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２との間での電力の授受が行なわれる。

制御装置３０は、電圧センサ１０Ａ、温度センサ１１Ａおよび電流センサ９Ａの検出値に基づいて、主蓄電装置の残存容量を示すＳＯＣ（ＢＡ）、充電電力の上限値を示す入力上限電力Ｗｉｎ（Ｍ）、および、放電電力の上限値を示す出力上限電力Ｗｏｕｔ（Ｍ）を設定する。

さらに、制御装置３０は、電圧センサ１０Ｂ１，１０Ｂ２、温度センサ１１Ｂ１，１１Ｂ２および電流センサ９Ｂ１，９Ｂ２の検出値に基づいて、選択副蓄電装置ＢＢについてのＳＯＣ（ＢＢ）および入出力上限電力Ｗｉｎ（Ｓ），Ｗｏｕｔ（Ｓ）を設定する。

一般的に、ＳＯＣは、各バッテリの満充電状態に対する現在の充電量の割合（％）によって示される。また、Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、所定時間（たとえば１０秒程度）当該電力を放電しても当該バッテリ（ＢＡ，ＢＢ１，ＢＢ２）が過充電または過放電とならないような電力の上限値として示される。

図４は、図１に示した制御装置３０の機能ブロック図である。図４に示される各機能ブロックは、制御装置３０による予め記憶された所定プログラムの実行および／または制御装置３０内の電子回路（ハードウェア）による演算処理によって実現されるものとする。

図４を参照して、制御装置３０は、電気システム制御部３１と、ブレーキ制御部３２とを備える。電気システム制御部３１は、図１に示す電気システムを統括的に制御する。電気システム制御部３１は、電圧ＶＢＡ，ＶＢＢ１，ＶＢＢ２，ＶＬＡ，ＶＬＢ，ＶＨの各値、電流ＩＡ，ＩＢ１，ＩＢ２の各値、温度ＴＡ，ＴＢＢ１，ＴＢＢ２の各値およびモータ電流値ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２を受ける。そして電気システム制御部３１は、リレー制御信号ＣＯＮＴ１〜ＣＯＮＴ７、制御信号ＰＷＭＩ１，ＰＷＭＣ１，ＰＷＭＩ２，ＰＷＭＣ２，ＰＷＵＡ，ＰＷＤＡ，ＰＷＵＢ，ＰＷＤＢを出力する。

ブレーキ制御部３２は、ブレーキペダルストロークセンサ４１の検知結果に基づいて、回生ブレーキ要求量ＲＱを算出するとともに信号ＢＲＫを油圧ブレーキ４２に対して出力する。電気システム制御部３１は、回生ブレーキ要求量ＲＱに基づいてインバータ２２を制御するための制御信号ＰＷＭＣ２（回生指示）を生成するとともに、その制御信号ＰＷＭＣ２をインバータ２２に出力する。これによりモータジェネレータＭＧ２が回生制動を実行するように、インバータ２２はモータジェネレータＭＧ２を制御する。

図５は、図４に示した電気システム制御部３１の機能ブロック図である。図５を参照して、電気システム制御部３１は、接続制御部５１と、充放電制御部５２と、選択制御部５３とを備える。

接続制御部５１は、電圧ＶＨ，ＶＬＡ、ＳＯＣ（ＢＢ１），ＳＯＣ（ＢＢ２）、および温度ＴＢＢ１，ＴＢＢ２の各値を受ける。そして接続制御部５１は、選択副蓄電装置の切換え、および選択副蓄電装置のコンバータ１２Ｂからの切り離しのために信号ＣＯＮＴ４〜ＣＯＮＴ７および信号ＰＷＵＡ（またはＰＷＤＡ）を出力する。なお選択副蓄電装置の切離処理については後に詳細に説明する。

接続制御部５１は、選択副蓄電装置のコンバータ１２Ｂからの切り離しの許可を示すフラグＦＬＧ１（切離許可フラグ）を受ける。選択副蓄電装置の切離しが許可されている場合、フラグＦＬＧ１はオン状態となる。一方、選択副蓄電装置の切離しが禁止されている場合、フラグＦＬＧ１はオフ状態となる。フラグＦＬＧ１の値は「１」と「０」との間で切り換わる。たとえば「オン状態」とは、フラグＦＬＧ１の値が１である状態に対応し、「オフ状態」とは、フラグＦＬＧ１の値が０である状態に対応する。

接続制御部５１は、さらに、Ｗｉｎ（Ｍ），Ｗｏｕｔ（Ｍ），Ｗｉｎ（Ｓ），Ｗｏｕｔ（Ｓ）を出力する。

充放電制御部５２は、電動車両１の走行時における主蓄電装置および副蓄電装置の充放電制御を実行する。具体的には、充放電制御部５２は、エンジン４およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の間でのパワー配分制御を実行する。このため、充放電制御部５２は、モータ電流値ＭＣＲＴ１，ＭＶＣＲＴ２、回生ブレーキ要求量ＲＱ、入力上限電力Ｗｉｎ（Ｍ），Ｗｉｎ（Ｓ）、出力上限電力Ｗｏｕｔ（Ｍ），Ｗｏｕｔ（Ｓ）を受けて、入力上限電力Ｗｉｎ（Ｍ），Ｗｉｎ（Ｓ）あるいは出力上限電力Ｗｏｕｔ（Ｍ），Ｗｏｕｔ（Ｓ）に従って主蓄電装置ＢＡおよび副蓄電装置ＢＢ１，ＢＢ２の充放電を制御する。

選択制御部５３は、回生ブレーキ要求量ＲＱを受けた場合にフラグＦＬＧ１をオフ状態に設定する。一方、選択制御部５３は、回生ブレーキ要求量ＲＱを受けていない場合（回生ブレーキ要求量ＲＱが０である場合を含む）には、フラグＦＬＧ１をオン状態に設定する。フラグＦＬＧ１がオフ状態である間に選択副蓄電装置の切離要求が発生した場合、接続制御部５１はフラグＦＬＧ１がオフ状態からオン状態に切り換わるまで、選択副蓄電装置の切離処理を実行することを待機する。すなわち、選択副蓄電装置の切離処理は回生制動中に禁止される。なお、回生制動の終了後に、切離処理が実行される。

図６は、図５に示した充放電制御部５２の構成を説明する機能ブロック図である。図６を参照して、充放電制御部５２は、走行制御部２５０と、トータルパワー算出部２６０と、インバータ制御部２７０，２８０とを含む。

トータルパワー算出部２６０は、車速およびペダル操作（アクセルペダル）に基づいて、電動車両１全体でのトータル要求パワーＰｔｔｌを算出する。なお、トータル要求パワーＰｔｔｌには、車両状況に応じて、モータジェネレータＭＧ１によるバッテリ充電電力の発生のために要求されるパワー（エンジン出力）も含まれ得る。

走行制御部２５０には、主蓄電装置ＢＡの入出力上限電力Ｗｉｎ（Ｍ），Ｗｏｕｔ（Ｍ）および選択副蓄電装置ＢＢの入出力上限電力Ｗｉｎ（Ｓ），Ｗｏｕｔ（Ｓ）と、トータルパワー算出部２６０からのトータル要求パワーＰｔｔｌと、ブレーキペダル操作時の回生ブレーキ要求（ＲＱ）が入力される。走行制御部２５０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２トータルでの入出力電力が、主蓄電装置ＢＡおよび選択副蓄電装置ＢＢトータルの充電制限（Ｗｉｎ（Ｍ）＋Ｗｉｎ（Ｓ））および放電制限（Ｗｏｕｔ（Ｍ）＋Ｗｏｕｔ（Ｓ））の範囲内となるように、モータ制御指令としてのトルク指令値Ｔｑｃｏｍ１およびＴｑｃｏｍ２を生成する。さらに、トータル要求パワーＰｔｔｌが確保されるように、モータジェネレータＭＧ２による車両駆動パワーと、エンジン４による車両駆動パワーとが配分される。特に、外部充電されたバッテリ電力を最大限に利用してエンジン４の作動を抑制すること、あるいは、エンジン４による車両駆動パワーをエンジン４が高効率で作動可能な領域に対応して設定することによって、高燃費の車両走行制御が実現される。

インバータ制御部２７０は、トルク指令値Ｔｑｃｏｍ１およびモータジェネレータＭＧ１のモータ電流値ＭＣＲＴ１に基づいて、インバータ１４の制御信号ＰＷＭＩ１，ＰＷＭＣ１を生成する。同様に、インバータ制御部２８０は、トルク指令値Ｔｑｃｏｍ２およびモータジェネレータＭＧ２のモータ電流値ＭＣＲＴ２に基づいて、インバータ２２の制御信号ＰＷＭＩ２，ＰＷＭＣ２を生成する。また、走行制御部２５０は、設定されたエンジンによる車両駆動パワーの要求値に応じてエンジン制御指令を生成する。さらに、図示しない制御装置（エンジンＥＣＵ）によって、上記エンジン制御指令に従ってエンジン４の動作が制御される。

制御装置３０は、バッテリ電力を積極的に使用して車両走行を行なう走行モード（ＥＶモード）のときには、トータル要求パワーＰｔｔｌがバッテリ全体での出力上限電力Ｗｏｕｔ（Ｍ）＋Ｗｏｕｔ（Ｓ）以下であるときには、エンジン４を作動させることなく、モータジェネレータＭＧ２による車両駆動パワーのみによって走行する。一方で、トータル要求パワーＰｔｔｌがＷｏｕｔ（Ｍ）＋Ｗｏｕｔ（Ｓ）を超えたときには、エンジン４が始動される。

これに対して、当該ＥＶモードが選択されない走行モード（ＨＶモード）のときには、制御装置３０は、バッテリＳＯＣが所定目標値に維持されるように、エンジン４およびモータジェネレータＭＧ２での間での駆動力パワー配分を制御する。すなわち、ＥＶモードと比較して、エンジン４が作動されやすい走行制御がなされる。

本実施の形態では、制御装置３０は、主蓄電装置ＢＡのＳＯＣおよび選択副蓄電装置ＢＢのＳＯＣの平均値（以下、単に「ＳＯＣの平均値」と呼ぶ）に基づいて、ＥＶモードからＨＶモードへの走行モードの切換えの要否を判断する。具体的には、ＳＯＣの平均値が所定のしきい値を下回った場合に、制御装置３０はＥＶモードからＨＶモードへの切換えが必要と判断する。

ＥＶモードでは、主蓄電装置ＢＡよりも選択副蓄電装置ＢＢの電力を優先的に使用するような充放電制御がなされる。このため、車両走行中に使用中の選択副蓄電装置ＢＢのＳＯＣが低下すると、選択副蓄電装置ＢＢを切換える必要が生じる。たとえば、車両起動時にバッテリＢＢ１を選択副蓄電装置ＢＢとした場合には、バッテリＢＢ１をコンバータ１２Ｂから切離す一方で、バッテリＢＢ２を新たな選択副蓄電装置ＢＢとしてコンバータ１２Ｂと接続する接続切換処理を実行する必要が生じる。

新たに選択副蓄電装置ＢＢとされるバッテリＢＢ２は、これまで使用していたバッテリＢＢ１よりも出力電圧が高いことが一般的である。

また、選択副蓄電装置ＢＢを切換える以前においても、主蓄電装置ＢＡと使用中の選択副蓄電装置ＢＢとの間で出力電圧が異なることが起こりうる。

本実施の形態では、主蓄電装置および選択副蓄電装置の両方の使用時、および、選択副蓄電装置ＢＢの切換時に、電圧ＶＨが蓄電装置の電圧（ＶＢＡ，ＶＢＢ）よりも高くなるよう、コンバータ１２Ａ，１２Ｂの少なくとも一方が昇圧動作を行なう。これにより主蓄電装置と選択副蓄電装置との短絡を防ぐことが可能になる。

なお、電圧ＶＨの下限値は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の制御の観点からも制約を受ける。具体的には、電圧ＶＨは、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の誘起電圧よりも高くすることが好ましい。このため、実際には、電圧ＶＨは、バッテリ制約に基づく下限値およびモータ制御に基づく下限値のいずれよりも高くなるように制御される。

このため、主蓄電装置および選択副蓄電装置の両方が使用可能なモードでは、モータ制御面からは電圧ＶＨを低下可能であるケース、典型的にはコンバータ１２Ａ，１２Ｂでの昇圧が不要となるケースであっても、バッテリ制約に基づく下限値を満たすために、コンバータ１２Ａ，１２Ｂを昇圧動作させることが必要となる。

バッテリＢＢ１，ＢＢ２の両方、すなわち全ての副蓄電装置の電力を使い切った後でも、リレーによる接続を維持していれば、コンバータ１２ＢのダイオードＤ１および給電ラインＰＬ２を介して、バッテリＢＡとバッテリＢＢ１，ＢＢ２との間に短絡経路が形成される可能性がある。したがって、本実施の形態による電源システムでは、使用可能な副蓄電装置が無くなった場合には、全ての副蓄電装置が電源システムから電気的に切離される。

これにより、バッテリ制約面からの昇圧を不要とすることができるので、モータ制御上、コンバータ１２Ａの昇圧が不要となった場合には、コンバータ１２Ａの上アームをオン状態に固定することにより、コンバータ１２Ａでの電力損失を低減できる。よって、コンバータの効率、ひいては、電動車両１の燃費が相対的に向上する。

次に、選択副蓄電装置をコンバータ１２Ｂから切り離すための処理について具体的に説明する。

図７は、本発明の実施の形態による電動車両の電源システムにおける選択副蓄電装置の切離処理の概略的な処理手順を示すフローチャートである。また、図８〜図１２は、図７のステップＳ１００、Ｓ２００、Ｓ３００、Ｓ４００、およびＳ５００の詳細を説明するフローチャートである。

制御装置３０（接続制御部５１）は、予め記憶した所定プログラムを所定周期で実行することによって、図８〜図１２に示されるフローチャートに従う制御処理手順を所定周期で繰り返し実行することができる。これにより、本発明の実施の形態による電動車両の電源システムにおける副蓄電装置の切離処理が実現できる。

図７を参照して、制御装置３０は、ステップＳ１００では、選択副蓄電装置の切離判定処理を実行する。そして、選択副蓄電装置の切離しが必要と判定されたときには、以下のステップＳ２００〜Ｓ５００が実行される。一方、ステップＳ１００で選択副蓄電装置の切離しが不要と判定されたときには、ステップＳ２００〜Ｓ５００は、実質的に非実行とされる。

制御装置３０は、ステップＳ２００では、切離前昇圧処理を実行し、ステップＳ３００では、副蓄電装置の切離期間中に電源システムに対して過大な充放電要求が発生しないように、電力制限変更処理を実行する。制御装置３０は、ステップＳ４００により、選択副蓄電装置ＢＢをコンバータ１２Ｂから実際に切り離す処理を実行する。制御装置３０は、ステップＳ５００により、ステップＳ２００において実行された昇圧処理を停止させるための昇圧停止処理を実行する。

図８は、図７に示した選択副蓄電装置の切離判定処理（Ｓ１００）の詳細を説明するフローチャートである。

なお、以下に説明するように、切離処理の進行状況（ステータス）を示す変数ＩＤが導入される。変数ＩＤ＝−１，０〜４のいずれかに設定される。

ＩＤ＝０は、副蓄電装置の切離し要求が発生していない状態を示す。すなわち、ＩＤ＝０のときには、現在の選択副蓄電装置ＢＢによる電力供給が実行される一方で、選択副蓄電装置ＢＢの切離し要否が所定周期で判定されることになる。また、主蓄電装置のみではモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に十分な電力を供給できないとき、あるいは接続部３９Ｂの故障時など、選択副蓄電装置ＢＢの切離しが禁止されるときには、ＩＤ＝−１に設定されるものとする。

図８を参照して、制御装置３０は、ステップＳ１０５により、ＩＤ＝０かどうかを判定する。ＩＤ＝０のとき（Ｓ１０５のＹＥＳ判定時）には、制御装置３０は、ステップＳ１１０により、選択副蓄電装置の切離要否判定を実行する。使用中の副蓄電装置のＳＯＣが所定の判定値（しきい値）よりも低下し、かつ、使用中の選択副蓄電装置と交換可能な新たな副蓄電装置が残っていない場合に、選択副蓄電装置の切離が必要と判定される。

制御装置３０は、ステップＳ１５０により、ステップＳ１１０による切離要否判定結果を確認する。そして、切離しが必要と判定されたとき（ステップＳ１５０のＹＥＳ判定時）には、制御装置３０は、ステップＳ１５５により、フラグＦＬＧ１（切離許可フラグ）がオンであるか否かを判定する。フラグＦＬＧ１がオンである場合（ステップＳ１５５のＹＥＳ判定時）、制御装置３０は、ステップＳ１８０により、切離処理を進めるために、ＩＤ＝１に設定する。すなわち、ＩＤ＝１は、選択副蓄電装置ＢＢの切離要求が生成されて、切離処理が開始された状態を示している。

一方、ステップＳ１５０により選択副蓄電装置の切離しが不要と判定されたとき（ステップＳ１５０のＮＯ判定時）には、制御装置３０は、ステップＳ１７０によりＩＤ＝０に維持する。ステップＳ１５５により、フラグＦＬＧ１がオフであると判定されたとき（ステップＳ１５５のＮＯ判定時）には、制御装置３０は、ステップＳ１８５によりＩＤ＝−１に設定する。

なお、一旦ＩＤ≧１となって切離処理が開始されているとき、あるいは、副蓄電装置の切離しが禁止されているためにＩＤ＝−１に設定されているときには（Ｓ１０５のＮＯ判定時）、ステップＳ１１０〜Ｓ１８０の処理はスキップされる。

図９は、図７に示した切離前昇圧処理（Ｓ２００）の詳細を説明するフローチャートである。

図９を参照して、制御装置３０は、切離前昇圧処理では、ステップＳ２０５により、ＩＤ＝１であるかどうかを確認する。そして、ＩＤ＝１であり、選択副蓄電装置ＢＢの切離要求がなされて、切離処理が開始されたとき（Ｓ２０５のＹＥＳ判定時）には、制御装置３０は、ステップＳ２１０により、給電ラインＰＬ２の電圧ＶＨを所定電圧Ｖ１まで昇圧するように、コンバータ１２Ａに対する昇圧指令を発生する。この昇圧指令に応答して給電ラインＰＬ２の電圧指令値ＶＨｒｅｆ＝Ｖ１に設定され、この電圧指令値が実現されるようにコンバータ１２Ａの制御信号ＰＷＵＡが生成される。

ここで所定電圧Ｖ１は、主蓄電装置ＢＡおよび選択副蓄電装置ＢＢ（たとえばＢＢ２）の出力電圧のうちの高い方の電圧よりも高い電圧に設定される。たとえば、所定電圧Ｖ１を、コンバータ１２Ａによる昇圧可能な制御上限電圧ＶＨｍａｘとすることによって、昇圧指令時の電圧ＶＨを、主蓄電装置ＢＡおよび切換後の選択副蓄電装置ＢＢの出力電圧の両方よりも、確実に高くすることができる。あるいは、コンバータ１２Ａでの損失を低減する観点から、その時点での主蓄電装置ＢＡおよび選択副蓄電装置ＢＢの出力電圧に応じて、マージンを持たせて所定電圧Ｖ１を都度決定してもよい。

ステップＳ２１０により昇圧指令が発生されると、制御装置３０は、ステップＳ２２０により、電圧センサ１３の検出値に基づき電圧ＶＨが所定電圧Ｖ１に到達したかどうかを判定する。たとえば、所定時間継続してＶＨ≧Ｖ１となったときに、ステップＳ２２０はＹＥＳ判定とされる。

電圧ＶＨが所定電圧Ｖ１に到達すると（Ｓ２２０のＹＥＳ判定時）、制御装置３０は、ＩＤを１から２に進める。一方で、電圧ＶＨがＶ１に到達するまでの間（Ｓ２２０のＮＯ判定時）は、ＩＤ＝１に維持される。すなわち、ＩＤ＝２は、切離前昇圧処理が終了しており、切離処理をさらに進めることが可能な状態を示している。また、ＩＤ≠１のとき（Ｓ２０５のＮＯ判定時）には、以降のステップＳ２１０〜Ｓ２３０の処理はスキップされる。

このように切離前昇圧処理（ステップＳ２００）が終了すると、制御装置３０は、図１０に示すような電力制限変更処理を実行する。

図１０は、図７に示した電力制限変更処理（Ｓ３００）の詳細を説明するフローチャートである。

図１０を参照して、制御装置３０は、電力制限変更処理においては、まずステップＳ３０５により、ＩＤ＝２であるかどうかを判定する。ＩＤ＝２でないとき（Ｓ３０５のＮＯ判定時）には、以降のステップＳ３２０〜Ｓ３４０の処理はスキップされる。

ＩＤ＝２のとき（Ｓ３０５のＹＥＳ判定時）には、制御装置３０は、ステップＳ３２０により、選択副蓄電装置ＢＢの入出力上限電力Ｗｉｎ（Ｓ），Ｗｏｕｔ（Ｓ）の絶対値を徐々に低下させる。たとえば、所定の一定レートに従って、Ｗｏｕｔ（Ｓ），Ｗｉｎ（Ｓ）が０に向けて徐々に低下される。Ｗｏｕｔ（Ｓ），Ｗｉｎ（Ｓ）を段階的に低下させると、モータジェネレータＭＧ２のトルク（力行トルクおよび回生トルク）の上限値が不連続に低下する。すなわちモータジェネレータＭＧ２のトルクが突然制限される可能性がある。このようなモータジェネレータＭＧ２の挙動がドライブシャフトに伝わることで、たとえば車両振動といった車両挙動への影響が生じる可能性がある。

本実施の形態では、Ｗｏｕｔ（Ｓ），Ｗｉｎ（Ｓ）の絶対値を所定の一定レートに従って徐々に低下することにより、モータジェネレータＭＧ２のトルクの上限値を滑らかに低下させることができる。したがってモータジェネレータＭＧ２のトルクが突然制限されることを回避できるので、上記のような車両挙動への影響を回避できる。

さらにＷｏｕｔ（Ｓ），Ｗｉｎ（Ｓ）の絶対値を所定の一定レートに従って徐々に低下することにより、モータジェネレータＭＧ２の回生制動時におけるトルクの上限値も滑らかに低下させることができる。なお、モータジェネレータＭＧ２の回生トルクの減少にともなう制動力の低下分は油圧ブレーキによる制動力を増加させることによって補われる。これによって、電動車両の制動時にユーザの印象が変化するのを防ぐことができる。

制御装置３０は、ステップＳ３３０により、Ｗｏｕｔ（Ｓ），Ｗｉｎ（Ｓ）が０に達したかどうかを判定する。Ｗｏｕｔ（Ｓ）＝Ｗｉｎ（Ｓ）＝０となるまでの間、ステップＳ３２０が繰返し実行されて、Ｗｏｕｔ（Ｓ）およびＷｉｎ（Ｓ）は、継続的に低下する。

そして、Ｗｏｕｔ（Ｓ）およびＷｉｎ（Ｓ）が０に達すると（Ｓ３３０のＹＥＳ判定時）、制御装置３０は、ステップＳ３４０により、ＩＤを２から３に進める。すなわち、ＩＤ＝３は、切離前昇圧処理および電力制限変更処理が終了しており、選択副蓄電装置ＢＢをコンバータ１２Ｂから切り離すことが可能な状態を示している。

制御装置３０は、図１０に示した電力制限変更処理が終了すると、ステップＳ４００による副蓄電装置の切離処理を実行する。

図１１は、図７に示した副蓄電装置の切離処理（Ｓ４００）の詳細を説明するフローチャートである。

図１１を参照して、制御装置３０は、副蓄電装置の切離処理においては、まずステップＳ４０５によってＩＤ＝３であるかどうかを判定する。そしてＩＤ≠３のとき（Ｓ４０５のＮＯ判定時）には、以降のステップＳ４１０〜Ｓ４５０の処理はスキップされる。

ＩＤ＝３のとき（Ｓ４０５のＹＥＳ判定時）には、制御装置３０は、ステップＳ４１０により、副蓄電装置の切離の準備として、コンバータ１２Ｂを停止させる。すなわち、コンバータ１２Ｂでは、シャットダウン指令に応答して、ＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２が強制的にオフされる。

制御装置３０は、ステップＳ４２０により、選択副蓄電装置をコンバータ１２Ｂから切り離すためのリレー制御信号を生成する。たとえば、副蓄電装置ＢＢ２が選択副蓄電装置である場合には、制御装置３０は、リレーＳＲ２，ＳＲ２Ｇをオフするようリレー制御信号ＣＯＮＴ５，ＣＯＮＴ７を生成する。

さらに、制御装置３０は、ステップＳ４３０により、切離しが完了したかどうかを判定する。そして、切離しが完了すると（Ｓ４３０のＹＥＳ判定時）、制御装置３０は、ステップＳ４５０により、ＩＤを３から４に進める。

すなわち、ＩＤ＝４は、副蓄電装置およびコンバータ１２Ｂの間の接続の切離しが完了した状態を示している。

制御装置３０は、ステップＳ４００による切離処理が終了すると、ステップＳ５００による昇圧停止処理を実行する。

図１２は、図７に示した昇圧停止処理（Ｓ５００）の詳細を説明するフローチャートである。

図１２を参照して、制御装置３０は、昇圧停止処理においては、まずステップＳ５０５によってＩＤ＝４であるかどうかを判定する。そしてＩＤ≠４のとき（Ｓ５０５のＮＯ判定時）には、ステップＳ５０５以降の処理はスキップされる。

ＩＤ＝４のとき（Ｓ５０５のＹＥＳ判定時）には、制御装置３０は、ステップＳ５５０により、ステップＳ２１０で発生した昇圧指令をオフする。さらに、制御装置３０は、ステップＳ５６０において、コンバータ１２Ａによる昇圧が停止されることを許可する。たとえば、電動車両の燃費等の観点からコンバータ１２Ａによる昇圧が不要な場合には、コンバータ１２Ａによる昇圧が停止される。この場合、コンバータ１２Ａの上アームがオン固定されるとともにコンバータ１２Ａの下アームがオフ固定される。

図１３には、図７〜図１２で説明した本発明の実施の形態による電動車両の電源システムにおける選択副蓄電装置の切離処理における動作波形が示される。

図１３を参照して、ＩＤ＝０である時刻ｔ１までの期間には、現在の選択副蓄電装置（たとえば、バッテリＢＢ２）のＳＯＣに基づく、切離判定処理が所定周期で実行されている。

そして、時刻ｔ１において、選択副蓄電装置ＢＢのＳＯＣ低下に応答して、切離判定処理（ステップＳ１００）によって選択副蓄電装置ＢＢの切離要求が発せられ、ＩＤ＝１に設定されることによって切離処理が開始される。

これにより、切離前昇圧処理（ステップＳ２００）が実行されて、コンバータ１２Ａによって給電ラインＰＬ２の電圧ＶＨが所定電圧Ｖ１に向けて上昇させられる。給電ラインＰＬ２の昇圧処理が時刻ｔ２で完了すると、ＩＤは１から２に変更される。

ＩＤ＝２となると、電力制限変更処理（Ｓ３００）が実行されて、選択副蓄電装置ＢＢの入出力上限電力Ｗｉｎ（Ｓ），Ｗｏｕｔ（Ｓ）が０に向けて一定レートで徐々に低下される。なお、この期間では、コンバータ１２Ｂは、現在の選択副蓄電装置（バッテリＢＢ１）の充放電を停止するように制御される。あるいは、コンバータ１２Ｂは、時刻ｔ１からシャットダウンしてもよい。

時刻ｔ３において、選択副蓄電装置ＢＢの入出力上限電力Ｗｉｎ（Ｓ），Ｗｏｕｔ（Ｓ）が０まで絞られると、ＩＤが２から３に変更される。そしてＩＤ＝３になると、副蓄電装置の切離処理が開始される。すなわち、コンバータ１２Ｂがシャットダウンされた状態で、リレーＳＲ２，ＳＲ２Ｇがオフされる。これらの切離処理が完了することにより、時刻ｔ４においてＩＤが３から４に変更される。

ＩＤ＝４になると、時刻ｔ５において、給電ラインＰＬ２の電圧ＶＨを所定電圧Ｖ１に昇圧するための昇圧処理が停止される。これにより、一連の選択副蓄電装置の切離処理が終了する。なお、主蓄電装置ＢＡの入出力上限電力Ｗｉｎ（Ｍ），Ｗｏｕｔ（Ｍ）は、選択副蓄電装置の切離処理によって変更されない。

時刻ｔ６において、コンバータ１２Ａによる昇圧を停止することが許可される。コンバータ１２Ａの昇圧が不要な場合には、図１３に示すように、時刻ｔ６以後においてコンバータ１２Ａのスイッチング動作が停止される。すなわち時刻ｔ６以後は、コンバータ１２Ａの上アームがオン固定される一方でコンバータ１２Ａの下アームがオフ固定される。この場合には、電圧ＶＨは、主蓄電装置ＢＡの電圧ＶＢＡまで低下する。一方、コンバータ１２Ａによる昇圧が必要である場合には、時刻ｔ６以後においても、コンバータ１２Ａのスイッチング動作が継続される。

次に、図５に示した接続制御部５１の構成のうちの一部である、図７〜図１３で説明した選択副蓄電装置の切離し処理のための機能部分の構成を説明する。図１４に示された各機能ブロックは、制御装置３０によって、所定プログラムの実行によるソフトウェア処理、あるいは、専用の電子回路（ハードウェア処理）によって実現される。

図１４を参照して、切離判定部１００は、フラグＦＬＧ１、およびバッテリＢＢ１，ＢＢ２の充電状態を示すＳＯＣ（ＢＢ１），ＳＯＣ（ＢＢ２）を受ける。切離判定部１００は、各機能ブロック間で共有される変数ＩＤが０のときに、現在使用中の選択副蓄電装置ＢＢのＳＯＣが所定のしきい値より低下したかどうかを判定する。さらに、切離判定部１００は、ＳＯＣ（ＢＢ１），ＳＯＣ（ＢＢ２）に基づいて、現在使用中の選択副蓄電装置と交換可能な新たな副蓄電装置が残っていないかどうかを判定する。上記の判定処理は所定周期で実行される。

すなわち、切離判定部１００は、現在使用中の選択副蓄電装置と交換可能な新たな副蓄電装置が残っていないときに、選択副蓄電装置の充電状態ＳＯＣ（ＢＢ）に基づいて、選択副蓄電装置ＢＢをコンバータ１２Ｂから切り離すことの要否を判定する。そして、切離判定部１００は、選択副蓄電装置の切離しが必要であり、かつ、フラグＦＬＧ１がオンである場合に、ＩＤを０から１に変化させる。これにより、選択副蓄電装置の切離要求が発生される。また、フラグＦＬＧ１がオフである場合には、切離判定部１００は、ＩＤを−１に設定する。すなわち、切離判定部１００の機能は、図７のステップＳ１００の処理に対応する。

昇圧指示部１１０は、選択副蓄電装置の切離要求が発生されてＩＤ＝１になると、コンバータ１２Ａを制御するコンバータ制御部２００に対して、昇圧指令信号ＣＭＢＴを出力する。

コンバータ制御部２００は、電圧ＶＨ，ＶＬＡおよび電圧指令値ＶＨｒｅｆに基づいて、給電ラインＰＬ２の電圧ＶＨが電圧指令値ＶＨｒｅｆとなるように、コンバータ１２Ａの制御信号ＰＷＵＡ，ＰＷＤＡを生成する。

さらに、コンバータ制御部２００は、昇圧指示部１１０から昇圧指令信号ＣＭＢＴが生成された場合には、電圧指令値ＶＨｒｅｆ＝Ｖ１に設定して制御信号ＰＷＵＡを生成する。そして、コンバータ制御部２００は、電圧センサ１３によって検出される電圧ＶＨが所定電圧Ｖ１に達した状態が所定時間以上継続すると、昇圧完了を示すフラグＦＢＴをオンする。

昇圧指示部１１０は、フラグＦＢＴがオンされると、ＩＤ＝２に変更する。そして、後述する切離制御部１４０による切離処理が完了することによってＩＤ＝４に設定されるまで、昇圧指令信号ＣＭＢＴの出力を継続する。すなわち、昇圧指示部１１０の機能は、図７のステップＳ２００および図１２のステップＳ５５０に対応する。

電力制限部１２０は、選択副蓄電装置ＢＢの入出力上限電力Ｗｉｎ（Ｓ），Ｗｏｕｔ（Ｓ）を設定する。通常時には、入出力上限電力Ｗｉｎ（Ｓ），Ｗｏｕｔ（Ｓ）は、選択副蓄電装置ＢＢとされたバッテリのＳＯＣ（ＳＯＣ（ＢＢ１）またはＳＯＣ（ＢＢ２））、電池温度（ＴＢＢ１またはＴＢＢ２）、出力電圧（ＶＢＢ１またはＶＢＢ２）に基づいて設定される。

これに対して、選択副蓄電装置の切離処理時には、電力制限部１２０は、ＩＤ＝２となると、入出力上限電力Ｗｉｎ（Ｓ），Ｗｏｕｔ（Ｓ）を、一定レートで徐々に０に向けて低下させるとともに、Ｗｉｎ（Ｓ），Ｗｏｕｔ（Ｓ）が０に達すると、ＩＤを２から３に変化させる。ＩＤが３に達すると、電力制限部１２０は、入出力上限電力Ｗｉｎ（Ｓ），Ｗｏｕｔ（Ｓ）を０に固定する。すなわち、電力制限部１２０の機能は、図１０のステップＳ３２０〜Ｓ３４０の処理に対応する。

電力制限部１３０は、主蓄電装置ＢＡの入出力上限電力Ｗｉｎ（Ｍ）およびＷｏｕｔ（Ｍ）を設定する。入出力上限電力Ｗｉｎ（Ｍ），Ｗｏｕｔ（Ｍ）は、主蓄電装置ＢＡのＳＯＣ（ＢＡ）、温度ＴＡ、電圧ＶＢＡに基づいて設定される。

切離制御部１４０は、電力制限部１２０によってＩＤ＝３に設定されると、コンバータ１２Ｂのシャットダウン指令を生成する。さらに、切離制御部１４０は、選択副蓄電装置ＢＢがコンバータ１２Ｂから切り離されるように、リレー制御信号ＣＯＮＴ４〜ＣＯＮＴ７を生成する。たとえば、選択副蓄電装置ＢＢがバッテリＢＢ２である場合には、リレーＳＲ２，ＳＲ２Ｇがターンオフするように、リレー制御信号ＣＯＮＴ５，ＣＯＮＴ７が生成される。そして、この切離処理が完了すると、切離制御部１４０は、コンバータ１２Ｂのシャットダウン状態を終了させるとともにＩＤを３から４に変化させる。すなわち切離制御部１４０の機能は、図１１のステップＳ４００の処理に対応する。

昇圧停止許可部１５０は、切離制御部１４０によってＩＤ＝４に設定された場合に、コンバータ１２Ａによる昇圧動作を停止することを許可する指令を生成するとともに、その指令を出力する。すなわち、昇圧停止許可部１５０の機能は、図１２のステップＳ５６０の処理に対応する。コンバータ制御部２００は、昇圧停止許可部１５０からの指令に応じて、コンバータ１２Ａの上アームをオンに固定するための制御信号ＰＷＦＡを生成する。

図１５は、図５の選択制御部５３によるフラグ設定処理を説明するフローチャートである。制御装置３０（選択制御部５３）は、予め記憶した所定プログラムを所定周期で実行することによって、図１５に示されるフローチャートに従う制御処理手順を所定周期で繰り返し実行することができる。

図１５を参照して、選択制御部５３は、ステップＳ１０により、モータジェネレータＭＧ２の回生制動が実行中であるか否かを判定する。選択制御部５３は、回生ブレーキ要求量ＲＱが０以外の値であれば、モータジェネレータＭＧ２の回生制動が実行中であると判定し、回生ブレーキ要求量ＲＱが０であればモータジェネレータＭＧ２の回生制動が実行されていないと判定する。回生制動が実行中であると判定された場合（ステップＳ１０においてＹＥＳ判定時）、選択制御部５３は、ステップＳ１１によりフラグＦＬＧ１（切離許可フラグ）をオフにする。すなわち選択制御部５３は、選択副蓄電装置の切離を禁止する。一方、回生制動が実行されていないと判定された場合（ステップＳ１０においてＮＯ判定時）、選択制御部５３は、ステップＳ１２によりフラグＦＬＧ１をオンにする。すなわち選択制御部５３は、選択副蓄電装置の切離を許可する。

実施の形態１では、回生ブレーキの実行中は選択副蓄電装置の切離処理が禁止される。これにより安定した回生制動を実現できる。この点について詳細に説明する。

図１６は、ユーザのブレーキ操作量と回生ブレーキの実行量との関係を説明するための図である。図１６を参照して、ＩＤ＝１である期間（時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの期間）においてユーザがブレーキペダルを操作したとする。ブレーキペダルの操作量は、時刻ｔ１１から増加し、ある値で保たれるものとする。

ＩＤ≧２である場合には、選択副蓄電装置ＢＢの入力上限電力が小さくなるため回生ブレーキの実行量が小さくなる。具体的に説明すると、ＩＤ＝２である期間（時刻ｔ１２から時刻ｔ１３までの期間）においては、選択副蓄電装置ＢＢの入出力上限電力（Ｗｉｎ（Ｓ），Ｗｉｎ（Ｍ））の絶対値が徐々に低下する。これにより回生ブレーキの実行量が徐々に低下する。ＩＤ＝２である間に選択副蓄電装置ＢＢの入出力上限電力が０に設定される。時刻ｔ１３においてＩＤ＝３となる。これにより選択副蓄電装置ＢＢがコンバータ１２Ｂから切り離される。時刻ｔ１４においてＩＤ＝４となる。選択副蓄電装置ＢＢの入出力上限電力が０に設定されることにより、主蓄電装置ＢＡのみがモータジェネレータＭＧ２の回生制動による電力を受けることができる。

油圧ブレーキの制動力を変えないまま回生ブレーキの実行量を減少させた場合には、電動車両の制動力が低下する。このような問題を防ぐための方法として、回生ブレーキの実行量の減少に伴って油圧ブレーキによる制動力を増加する方法が考えられる。しかしながら、一般的には回生制動に比べて油圧ブレーキの応答性が低い。よって、油圧ブレーキによる制動力の増加率に比べて、入出力上限電力の変化率の絶対値が大きい場合には、たとえば、ブレーキの効きが弱くなったとの印象を運転者が持つ可能性が生じる。

実施の形態１によれば、モータジェネレータＭＧ２による回生制動時（モータジェネレータＭＧ２の発電時）において、選択制御部５３がフラグＦＬＧ１をオフに設定する。これによって、ＩＤ＝−１に設定されるため選択副蓄電装置の切離が禁止される。

選択副蓄電装置の切離が禁止されることにより、回生ブレーキ要求量に対応する電力を主蓄電装置および選択副蓄電装置の両方で受け入れることができる。よって回生ブレーキ実行量を回生ブレーキ要求量に一致させることができる。すなわち、通常の制動時における制動制御が実行される。したがって実施の形態１によれば、副蓄電装置の切離処理が電動車両の制動に悪影響を与えることを防止することができる。

［実施の形態２］
図１を参照して、本発明の実施の形態２に係る電動車両１Ａは、制御装置３０に代えて制御装置３０Ａを備える点において電動車両１と異なる。なお電動車両１Ａの他の部分の構成は電動車両１の対応する部分の構成と同様である。したがって、以下では制御装置３０Ａについて詳細に説明する。

図１７は、実施の形態２に係る電動車両が備える制御装置３０Ａの構成を説明する機能ブロック図である。なお図１７に示される各機能ブロックは、制御装置３０Ａによる予め記憶された所定プログラムの実行および／または制御装置３０Ａ内の電子回路（ハードウェア）による演算処理によって実現されるものとする。

図１７を参照して、制御装置３０Ａは、電気システム制御部３１Ａと、ブレーキ制御部３２Ａとを含む。電気システム制御部３１Ａは、選択副蓄電装置の切離処理中においてフラグＦＬＧ２をオフするとともに、そのフラグＦＬＧ２をブレーキ制御部３２Ａに出力する。なお電気システム制御部３１Ａは、図１に示す電動車両１Ａの電気システムを統括的に制御する。

ブレーキ制御部３２Ａは、フラグＦＬＧ２がオフである場合には、モータジェネレータＭＧ２による回生制動を禁止するために、回生ブレーキ要求量ＲＱを０に設定する。あるいはブレーキ制御部３２Ａは、フラグＦＬＧ２がオフである場合に回生ブレーキ要求量ＲＱの発生を停止してもよい。

フラグＦＬＧ２がオフの状態において、ブレーキペダルストロークセンサ４１がブレーキペダル４０の操作を検知した場合には、油圧ブレーキ４２による制動のみ実行される。

すなわち、実施の形態２では、選択副蓄電装置の切離処理中にはモータジェネレータＭＧ２による回生制動が禁止される。

一方、フラグＦＬＧ２がオンの状態において、ブレーキペダルストロークセンサ４１がブレーキペダル４０の操作を検知した場合には、ブレーキ制御部３２Ａは回生ブレーキ要求量ＲＱを算出し、その算出した回生ブレーキ要求量ＲＱを電気システム制御部３１Ａに出力する。回生ブレーキ要求量ＲＱは、たとえば車速およびブレーキペダルストロークセンサ４１が検出したブレーキペダル４０の操作量に基づいて算出される。電気システム制御部３１Ａは、その算出された回生ブレーキ要求量ＲＱに基づいて、インバータ２２を制御するための制御信号ＰＷＭＣ２（回生指示）を生成するとともに、その制御信号ＰＷＭＣ２をインバータ２２に出力する。これによりインバータ２２はモータジェネレータＭＧ２を制御する。

なお、フラグＦＬＧ２の値は「１」と「０」との間で切り換わる。たとえば「オン状態」とは、フラグＦＬＧ２の値が１である状態に対応し、「オフ状態」とは、フラグＦＬＧ２の値が０である状態に対応する。

図１８は、図１７に示した電気システム制御部３１Ａの構成を説明する機能ブロック図である。図１８および図５を参照して、電気システム制御部３１Ａは、接続制御部５１および選択制御部５３に代えて接続制御部５１Ａおよび選択制御部５３Ａをそれぞれ備える点において電気システム制御部３１と異なる。なお電気システム制御部３１Ａの他の部分の構成は電気システム制御部３１の対応する部分の構成と同様である。

接続制御部５１Ａは、変数ＩＤ（−１，０〜４のいずれか）を選択制御部５３Ａに対して出力する。選択制御部５３Ａは、変数ＩＤに基づいて選択副蓄電装置の切離処理が実行中か否かを判定する。選択制御部５３Ａは、選択副蓄電装置の切離処理が実行中であると判定するとフラグＦＬＧ２をオフする。一方、選択制御部５３Ａは、変数ＩＤに基づいて選択副蓄電装置の切離処理が非実行であると判定するとフラグＦＬＧ２をオンする。

実施の形態２による選択副蓄電装置の切離処理の手順は、図７のフローチャートに示した処理手順と同様である。ただし、ステップＳ１００の処理（選択副蓄電装置の切離判定処理）の点で、実施の形態２は実施の形態１と異なる。

図１９は、実施の形態２に従う切離判定処理（Ｓ１００）の詳細を説明するフローチャートである。図１９および図８を参照して、実施の形態２に従う切離判定処理は、ステップＳ１５５の処理が省略されている点において実施の形態１に従う切離判定処理と異なる。実施の形態２に従う切換判定処理では、制御装置３０Ａ（接続制御部５１Ａ）は、ステップＳ１５０により、ステップＳ１１０による切離要否の判定結果を確認する。そして、切離が必要と判定されたとき（ステップＳ１５０のＹＥＳ判定時）には、制御装置３０Ａは、ステップＳ１８０により、切離処理を進めるために、ＩＤ＝１に設定する。一方、ステップＳ１５０により選択副蓄電装置の切離しが不要と判定されたとき（Ｓ１５０のＮＯ判定時）には、制御装置３０Ａは、ステップＳ１７０によりＩＤ＝０に維持する。

なお、図１８のフローチャートの他のステップの処理は、図８のフローチャートの対応するステップの処理と同様であるので以後の説明は繰返さない。また、実施の形態２では、ステップＳ２００〜Ｓ５００の処理として、図９〜図１２に示したフローチャートの処理と同様の処理が実行される。

また接続制御部５１Ａは変数ＩＤを選択制御部５３Ａに出力する点、およびフラグＦＬＧ１が入力されない点において図１４に示した接続制御部５１と異なるが、これらの点を除いて接続制御部５１と同様である。したがって、接続制御部５１Ａにおける選択副蓄電装置の切離し処理のための機能部分の構成は図１４に示した構成と同様である。

次に、選択制御部５３Ａおよびブレーキ制御部３２Ａの処理について説明する。
図２０は、図１８に示した選択制御部５３Ａの処理を説明するフローチャートである。選択制御部５３Ａは、予め記憶した所定プログラムを所定周期で実行することによって、図２０に示されるフローチャートに従う制御処理手順を所定周期で繰り返し実行することができる。

図２０を参照して、選択制御部５３Ａは、接続制御部５１Ａから出力される変数ＩＤに基づいて、選択副蓄電装置の切離し中か否かを判定する（ステップＳ２０）。詳細には、選択制御部５３Ａは、変数ＩＤが−１または０であれば選択副蓄電装置の切離処理が実行中ではないと判定する。一方、選択制御部５３Ａは、変数ＩＤが１から４のいずれかであれば、選択副蓄電装置の切離処理が実行中であると判定する。選択制御部５３Ａは、選択副蓄電装置の切離処理が実行中であると判定した場合（ステップＳ２０においてＹＥＳ判定時）、回生ブレーキを禁止する。すなわち、選択制御部５３ＡはフラグＦＬＧ２をオフする。一方、選択制御部５３Ａは、選択副蓄電装置の切換制御が実行されていないと判定した場合（ステップＳ２０においてＮＯ判定時）、回生ブレーキを許可する。すなわち、選択制御部５３ＡはフラグＦＬＧ２をオンする。

図２１は、図１７に示したブレーキ制御部３２Ａの処理を説明するフローチャートである。制御装置３０（ブレーキ制御部３２Ａ）は、予め記憶した所定プログラムを所定周期で実行することによって、図２１に示されるフローチャートに従う制御処理手順を所定周期で繰り返し実行することができる。

図２１を参照して、ブレーキ制御部３２Ａは、ブレーキペダルストロークセンサ４１の検出結果に基づいて、ユーザによるブレーキペダル４０の操作の有無を判定する（ステップＳ３０）。ユーザによるブレーキペダル４０の操作は制動要求の発生を意味する。すなわち、ステップＳ３０では制動要求が発生したか否かが判定される。

ユーザがブレーキペダル４０を操作したと判定された場合（ステップＳ３０のＹＥＳ判定時）、ブレーキ制御部３２Ａは、フラグＦＬＧ２に基づいて、回生ブレーキが許可されたか否かを判定する（ステップＳ３１）。フラグＦＬＧ２がオンである場合、すなわち回生ブレーキが許可されている場合（ステップＳ３１においてＹＥＳ判定時）、ブレーキ制御部３２Ａは、回生ブレーキ要求量ＲＱを算出し、さらに、回生ブレーキおよび油圧ブレーキ４２による制動を実行する（ステップＳ３２）。一方、フラグＦＬＧ２がオフである場合、すなわち回生ブレーキが禁止されている場合（ステップＳ３１においてＮＯ判定時）、ブレーキ制御部３２Ａは、回生ブレーキ要求量ＲＱを０に設定するとともに油圧ブレーキ４２による制動を実行する（ステップＳ３３）。

なお、ユーザがブレーキペダル４０を操作していないと判定された場合（ステップＳ３０のＮＯ判定時）、上記のステップＳ３１〜Ｓ３３の処理はスキップされる。

図１５に示すように、選択副蓄電装置の切離し時にモータジェネレータＭＧ２の回生制動を許可した場合には、選択副蓄電装置の入力上限電力Ｗｉｎ（Ｓ）の低下により回生ブレーキの実行量も低下する。このため回生ブレーキの実行量の減少に伴って油圧ブレーキによる制動力を増加する方法を用いることが考えられる。しかし、油圧ブレーキによる制動力の増加率に比べて、回生ブレーキの実行量の変化率の絶対値が大きい場合には、たとえば、ブレーキの効きが弱くなったとの印象を運転者が持つ可能性が生じる。

実施の形態２によれば、選択副蓄電装置の切離処理の実行中にはモータジェネレータＭＧ２による回生制動（発電）が禁止される。選択副蓄電装置の切離中にブレーキペダルが操作された場合には、油圧ブレーキのみによる制動が実行される。これにより、ブレーキペダルの操作に対する車両の応答性についての運転者の印象が変化することを防止できる。よって、実施の形態２によれば副蓄電装置の切離処理が電動車両の制動への悪影響を与えることを防止することができる。

なお、本実施の形態では、動力分割機構によりエンジンの動力を駆動輪と発電機とに分割して伝達可能なシリーズ／パラレル型ハイブリッドシステムを搭載した電動車両を示した。しかし本発明は、たとえば発電機を駆動するためにのみエンジンを用い、発電機により発電された電力を使うモータでのみ車軸の駆動力を発生させるシリーズ型ハイブリッド車両や、電気自動車、燃料電池自動車にも適用できる。これらの車両は、いずれも車両駆動用のモータによる回生制動が可能であるので本発明が適用可能である。

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説明ではなくて請求の範囲によって示され、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 電動車両、２ 車輪、３ 動力分割機構、４ エンジン、６ バッテリ充電用コンバータ（外部充電）、８ 外部電源、９Ａ，９Ｂ１，９Ｂ２，２４，２５ 電流センサ、１０Ａ，１０Ｂ１，１０Ｂ２，１３，２１Ａ，２１Ｂ 電圧センサ、１１Ａ，１１Ｂ１，１１Ｂ２ 温度センサ、１２Ａ，１２Ｂ コンバータ、１４，２２ インバータ、１５ Ｕ相アーム、１６ Ｖ相アーム、１７ Ｗ相アーム、３０，３０Ａ 制御装置、３１，３１Ａ 電気システム制御部、３２，３２Ａ ブレーキ制御部、３９Ａ，３９Ｂ 接続部、４０ ブレーキペダル、４１ ブレーキペダルストロークセンサ、４２ 油圧ブレーキ、５１，５１Ａ 接続制御部、５２ 充放電制御部、５３，５３Ａ 選択制御部、１００ 切離判定部、１１０ 昇圧指示部、１２０，１３０ 電力制限部、１４０ 切離制御部、１５０ 昇圧停止許可部、１６０ 切離禁止部、２００ コンバータ制御部、２５０ 走行制御部、２６０ トータルパワー算出部、２７０，２８０ インバータ制御部、ＢＡ バッテリ（主蓄電装置）、ＢＢ 選択副蓄電装置、ＢＢ１，ＢＢ２ バッテリ（副蓄電装置）、Ｃ１，Ｃ２，ＣＨ 平滑用コンデンサ、ＣＭＢＴ 昇圧指令信号、ＣＯＮＴ１〜ＣＯＮＴ７ リレー制御信号、Ｄ１〜Ｄ８ 並列ダイオード、ＦＢＴ，ＦＬＧ１，ＦＬＧ２
フラグ、ＩＡ 入出力電流、ＩＢ 電流、ＩＤ 変数、ＩＧＯＮ 起動信号、Ｌ１ リアクトル、ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２ モータ電流値、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、Ｎ２ ノード、ＰＬ１Ａ，ＰＬ１Ｂ 電源ライン、ＰＬ２ 給電ライン、Ｐｔｔｌ トータル要求パワー、ＰＷＭＩ１，ＰＷＭＩ２，ＰＷＭＣ，ＰＷＭＣ１，ＰＷＭＣ２ 制御信号（インバータ）、ＰＷＵ，ＰＷＵＡ，ＰＷＤＡ，ＰＷＤ，ＰＷＤＡ，ＰＷＤＢ 制御信号（コンバータ）、Ｑ１〜Ｑ８ ＩＧＢＴ素子、Ｒ 制限抵抗、ＲＱ 回生ブレーキ要求量、ＳＬ１，ＳＬ２ 接地ライン、ＳＭＲ１〜ＳＭＲ３ システムメインリレー、ＳＲ１，ＳＲ１Ｇ，ＳＲ２，ＳＲ２Ｇ リレー、ＴＡ，ＴＢＢ，ＴＢＢ１，ＴＢＢ２ 温度（バッテリ）、Ｔｑｃｏｍ１，Ｔｑｃｏｍ２ トルク指令値、ＵＬ，ＶＬ，ＷＬ ライン（三相）、ＶＢＡ，ＶＢＢ１，ＶＢＢ２，ＶＬＡ，ＶＬＢ，ＶＨ 電圧、ＶＨｒｅｆ 電圧指令値、Ｗｉｎ，Ｗｉｎ（Ｍ），Ｗｉｎ（Ｓ） 入力上限電力、Ｗｏｕｔ，Ｗｏｕｔ（Ｍ），Ｗｏｕｔ（Ｓ） 出力上限電力。

Claims (12)

1. 車両駆動パワーを発生可能であるととともに、回生制動を行なうことが可能なモータ（ＭＧ２）と、
   前記モータ（ＭＧ２）を制御するためのインバータ（２２）と、
   主蓄電装置（ＢＡ）と、
   前記モータ（ＭＧ２）による前記車両駆動パワーの発生のために前記インバータ（２２）に給電するとともに、前記モータ（ＭＧ２）の前記回生制動によって前記インバータ（２２）から出力された電力を伝送するための給電ライン（ＰＬ２）と、
   前記給電ライン（ＰＬ２）と前記主蓄電装置（ＢＡ）との間に設けられ、双方向の電圧変換を行なうように構成された第１の電圧変換器（１２Ａ）と、
   互いに並列に設けられた複数の副蓄電装置（ＢＢ１，ＢＢ２）と、
   前記複数の副蓄電装置（ＢＢ１，ＢＢ２）と前記給電ライン（ＰＬ２）との間に設けられ、前記複数の副蓄電装置（ＢＢ１，ＢＢ２）のうちの選択された副蓄電装置と前記給電ライン（ＰＬ２）の間で双方向の電圧変換を行なうように構成された第２の電圧変換器（１２Ｂ）と、
   前記複数の副蓄電装置（ＢＢ１，ＢＢ２）と前記第２の電圧変換器（１２Ｂ）との間に設けられ、前記第２の電圧変換器（１２Ｂ）に対する前記選択された副蓄電装置の接続および切離しを行なうように構成された接続部（３９Ｂ）と、
   前記選択された副蓄電装置と交換可能な新たな副蓄電装置が存在しないときに、前記選択された副蓄電装置の充電状態に基づいて、前記選択された副蓄電装置を前記第２の電圧変換器（１２Ｂ）から切り離すための切離処理を実行するように構成された接続制御部（５１，５１Ａ）と、
   前記モータ（ＭＧ２）による前記回生制動のために前記インバータ（２２）を制御する制動処理を実行するように構成された走行制御部（２５０）と、
   前記接続制御部による前記切離処理および前記走行制御部（２５０）による前記制動処理のいずれか一方の処理の実行中に、他方の処理の実行を禁止するように構成された選択制御部（５３，５３Ａ）とを備える、電動車両。
2. 前記切離処理は、
   前記選択された副蓄電装置の前記充電状態に基づいて、前記選択された副蓄電装置を前記第２の電圧変換器（１２Ｂ）から切り離すことの要否を判定する第１の処理と、
   前記選択された副蓄電装置の切離が必要と判断されたときに、前記給電ライン（ＰＬ２）の電圧（ＶＨ）が、前記主蓄電装置（ＢＡ）の出力電圧および前記選択された副蓄電装置の出力電圧よりも高い所定の電圧となるように前記第１の電圧変換器（１２Ａ）を制御する第２の処理と、
   前記給電ラインの電圧が前記所定の電圧に達した後に、前記選択副蓄電装置による入出力電力上限値（Ｗｉｎ（Ｓ），Ｗｏｕｔ（Ｓ））を零に設定する第３の処理と、
   前記入出力電力上限値（Ｗｉｎ（Ｓ），Ｗｏｕｔ（Ｓ））が零に設定されたことに応じて、前記選択された副蓄電装置が前記第２の電圧変換器（１２Ｂ）から切り離されるように前記接続部（３９Ｂ）を制御する第４の処理とを含み、
   前記接続制御部（５１，５１Ａ）は、
   前記第１の処理を実行するように構成された切離判定部（１００）と、
   前記第２の処理を実行するように構成された昇圧指示部（１１０）と、
   前記第３の処理を実行するように構成された電力制限部（１２０）と、
   前記第４の処理を実行するように構成された切離制御部（１４０）とを含む、請求の範囲第１項に記載の電動車両。
3. 前記電力制限部（１２０）は、前記第３の処理の実行時に前記入出力電力上限値を零まで漸減するように構成される、請求の範囲第２項に記載の電動車両。
4. 前記一方の処理は、前記制動処理であり、
   前記他方の処理は、前記切離処理である、請求の範囲第１項に記載の電動車両。
5. 前記一方の処理は、前記切離処理であり、
   前記他方の処理は、前記制動処理である、請求の範囲第１項に記載の電動車両。
6. 前記電動車両は、
   前記モータ（ＭＧ２）による前記回生制動とは独立に前記電動車両の制動力を発生可能な油圧ブレーキ（４２）と、
   前記切離処理の実行中に前記電動車両の制動要求が生じた場合に、前記油圧ブレーキ（４２）のみによる制動を実行するように構成されたブレーキ制御部（３２Ａ）とをさらに備える、請求の範囲第５項に記載の電動車両。
7. 電動車両の制御方法であって、前記電動車両は、
   車両駆動パワーを発生可能であるととともに、回生制動を行なうことが可能なモータ（ＭＧ２）と、
   前記モータ（ＭＧ２）を制御するためのインバータ（２２）と、
   主蓄電装置（ＢＡ）と、
   前記モータ（ＭＧ２）による前記車両駆動パワーの発生のために前記インバータ（２２）に給電するとともに、前記モータ（ＭＧ２）の前記回生制動によって前記インバータ（２２）から出力された電力を伝送するための給電ライン（ＰＬ２）と、
   前記給電ライン（ＰＬ２）と前記主蓄電装置（ＢＡ）との間に設けられ、双方向の電圧変換を行なうように構成された第１の電圧変換器（１２Ａ）と、
   互いに並列に設けられた複数の副蓄電装置（ＢＢ１，ＢＢ２）と、
   前記複数の副蓄電装置（ＢＢ１，ＢＢ２）と前記給電ライン（ＰＬ２）との間に設けられ、前記複数の副蓄電装置（ＢＢ１，ＢＢ２）のうちの選択された副蓄電装置と前記給電ライン（ＰＬ２）の間で双方向の電圧変換を行なうように構成された第２の電圧変換器（１２Ｂ）と、
   前記複数の副蓄電装置（ＢＢ１，ＢＢ２）と前記第２の電圧変換器（１２Ｂ）との間に設けられ、前記第２の電圧変換器（１２Ｂ）に対する前記選択された副蓄電装置の接続および切離しを行なうように構成された接続部（３９Ｂ）と、
   前記インバータ（２２）および前記接続部（３９Ｂ）を制御するように構成された制御装置（３０，３０Ａ）とを備え、
   前記制御方法は、
   前記選択された副蓄電装置と交換可能な新たな副蓄電装置が存在しないときに、前記選択された副蓄電装置の充電状態に基づいて、前記選択された副蓄電装置を前記第２の電圧変換器（１２Ｂ）から切り離すための切離処理を実行するステップ（Ｓ１００−Ｓ５００）と、
   前記モータ（ＭＧ２）による前記回生制動のために前記インバータ（２２）を制御する制動処理を実行するステップ（Ｓ１０，Ｓ２２）と、
   前記切離処理および前記制動処理のいずれか一方の処理の実行中に、他方の処理の実行を禁止するステップ（Ｓ１０−Ｓ１２，Ｓ２０−Ｓ２２）とを備える、電動車両の制御方法。
8. 前記切離処理は、
   前記選択された副蓄電装置の前記充電状態に基づいて、前記選択された副蓄電装置を前記第２の電圧変換器（１２Ｂ）から切り離すことの要否を判定する第１の処理と、
   前記選択された副蓄電装置の切離が必要と判断されたときに、前記給電ライン（ＰＬ２）の電圧（ＶＨ）が、前記主蓄電装置（ＢＡ）の出力電圧および前記選択された副蓄電装置の出力電圧よりも高い所定の電圧となるように前記第１の電圧変換器（１２Ａ）を制御する第２の処理と、
   前記給電ラインの電圧が前記所定の電圧に達した後に、前記選択副蓄電装置による入出力電力上限値（Ｗｉｎ（Ｓ），Ｗｏｕｔ（Ｓ））を零に設定する第３の処理と、
   前記入出力電力上限値が零に設定されたときに、前記選択された副蓄電装置が前記第２の電圧変換器から切り離されるように前記接続部を制御する第４の処理とを含み、
   前記切離処理を実行するステップ（Ｓ１００−Ｓ５００）は、
   前記第１の処理を実行するステップ（Ｓ１００）と、
   前記第２の処理を実行するステップ（Ｓ２００）と、
   前記第３の処理を実行するステップ（Ｓ３００）と、
   前記第４の処理を実行するステップ（Ｓ４００）とを含む、請求の範囲第７項に記載の電動車両の制御方法。
9. 前記第３の処理を実行するステップは、
   前記入出力電力上限値を零まで漸減するステップ（Ｓ３２０，Ｓ３３０）を含む、請求の範囲第８項に記載の電動車両の制御方法。
10. 前記一方の処理は、前記制動処理であり、
    前記他方の処理は、前記切離処理である、請求の範囲第７項に記載の電動車両の制御方法。
11. 前記一方の処理は、前記切離処理であり、
    前記他方の処理は、前記制動処理である、請求の範囲第７項に記載の電動車両の制御方法。
12. 前記電動車両は、
    前記モータ（ＭＧ２）による前記回生制動とは独立に前記電動車両の制動力を発生可能な油圧ブレーキ（４２）をさらに備え、
    前記制御装置（３０）は、前記油圧ブレーキ（４２）による制動を制御するように構成され、
    前記制御方法は、
    前記切離処理の実行中に前記電動車両の制動要求が生じた場合に、前記油圧ブレーキ（４２）のみによる制動を実行するステップ（Ｓ３０，Ｓ３１，Ｓ３３）をさらに備える、請求の範囲第１１項に記載の電動車両の制御方法。

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