JP5233821B2 - 電源システムおよびそれを備えた電動車両ならびに電源システムの制御方法 - Google Patents

Description

この発明は、電源システムおよびそれを備えた電動車両ならびに電源システムの制御方法に関し、特に、複数の蓄電部および複数のコンバータを備える電源システムにおいて、複数のコンバータが接続される電力母線の過電圧を抑制するための制御技術に関する。

特開２００８−１７６６１号公報（特許文献１）は、複数の蓄電部を備える電源システムを開示する。この電源システムは、第１および第２の蓄電装置と、第１および第２の蓄電装置と負荷装置との間にそれぞれ設けられる第１および第２の電圧変換装置とを備える。当該電源システムに対する要求パワーが基準値よりも小さいとき、第１および第２の電圧変換装置の一方を停止させ、上記要求パワーが基準値以上のときは、第１および第２の電圧変換装置の双方を動作させる。この電源システムによれば、電源システムの損失を抑制することができる（特許文献１参照）。

特開２００８−１７６６１号公報

一般に、蓄電装置と電圧変換装置との間には、システムメインリレー（System Main Relay、以下「ＳＭＲ」とも称する。）が設けられる。そして、ＳＭＲの動作チェック（接続完了判定や溶着異常判定など）を行なうために、ＳＭＲと電圧変換装置との間に設けられるフィルタコンデンサの放電処理が実施される。

ここで、たとえば、ｄ軸電流のみを発生するようにインバータを駆動することによってフィルタコンデンサを放電させることも可能である。しかしながら、上記公報に開示されるような複数の蓄電装置および複数の電圧変換装置を備える電源システムにおいては、補機電力を確保する等の理由で一方のＳＭＲが常時接続されている場合、他方のＳＭＲの動作チェックを行なうためにインバータによる放電処理を実施すると、ＳＭＲが接続された蓄電装置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が実施できない。

このような場合、放電対象のフィルタコンデンサの電荷がインバータ側へ移動するようにそのフィルタコンデンサに対応する電圧変換装置を駆動することによって、フィルタコンデンサを放電させることができる。しかしながら、この場合、フィルタコンデンサの電荷がインバータ側へ移動することによって、インバータ側に設けられるメインコンデンサが過電圧となる可能性がある。

それゆえに、この発明の目的は、複数の蓄電部および複数のコンバータを備える電源システムにおいて、コンバータを駆動することによってフィルタコンデンサを放電させる放電処理に伴ない、メインコンデンサが過電圧となるのを防止することである。

この発明によれば、電源システムは、第１および第２の蓄電部と、第１および第２のコンバータと、ＳＭＲと、第１および第２の平滑コンデンサと、放電抵抗回路と、制御装置とを備える。第１および第２のコンバータは、電気負荷に接続される電力母線と第１および第２の蓄電部との間にそれぞれ設けられる。ＳＭＲ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の平滑コンデンサは、ＳＭＲと第２のコンバータとの間の電力線に設けられる。第２の平滑コンデンサは、電力母線に設けられる。放電抵抗回路は、第２の平滑コンデンサに並列に接続される。制御装置は、第１の平滑コンデンサの電荷が第２の平滑コンデンサへ移動するように第２のコンバータを駆動することによって、第１の平滑コンデンサを放電させる放電処理を実行可能に構成される。そして、制御装置は、放電処理の前回実行時からの経過時間が所定時間を超えるまで放電処理の実行を禁止する。

この発明においては、第１の平滑コンデンサの電荷が第２の平滑コンデンサへ移動するように第２のコンバータを駆動することによって、第１の平滑コンデンサを放電させる放電処理が実行される。ここで、放電処理の前回実行時からの経過時間が所定時間を超えるまでは放電処理の実行が禁止されるので、第１の平滑コンデンサから放電された電荷が第２の平滑コンデンサに累積するのを防止することができる。したがって、この発明によれば、第１の平滑コンデンサを放電させる放電処理に伴ない第２の平滑コンデンサが過電圧となるのを防止することができる。

好ましくは、電源システムは、電力母線の電圧を検出するための電圧検出装置をさらに備える。制御装置は、電圧検出装置の検出電圧が所定のしきい値よりも低いとき、放電処理の前回実行時からの経過時間が所定時間内であっても、放電処理の実行を許可する。

また、この発明によれば、電源システムは、第１および第２の蓄電部と、第１および第２のコンバータと、ＳＭＲと、第１および第２の平滑コンデンサと、放電抵抗回路と、制御装置とを備える。第１および第２のコンバータは、電気負荷に接続される電力母線と第１および第２の蓄電部との間にそれぞれ設けられる。ＳＭＲ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の平滑コンデンサは、ＳＭＲと第２のコンバータとの間の電力線に設けられる。第２の平滑コンデンサは、電力母線に設けられる。放電抵抗回路は、第２の平滑コンデンサに並列に接続される。制御装置は、第１の平滑コンデンサの電荷が第２の平滑コンデンサへ移動するように第２のコンバータを駆動することによって、第１の平滑コンデンサを放電させる放電処理を実行可能に構成される。そして、制御装置は、放電処理の実行時、第１の蓄電装置の充電状態（State Of Charge、以下「ＳＯＣ」とも称する。）を示す状態値が所定値よりも小さい場合には、第２の平滑コンデンサの電荷が第１の蓄電部へ移動するように第１のコンバータを駆動することによって、第２の平滑コンデンサを放電させる。

この発明においては、第１の平滑コンデンサの電荷が第２の平滑コンデンサへ移動するように第２のコンバータを駆動することによって、第１の平滑コンデンサを放電させる放電処理が実行される。ここで、放電処理の実行時、第１の蓄電装置のＳＯＣが所定値よりも小さい場合には、第２の平滑コンデンサの電荷が第１の蓄電部へ移動するように第１のコンバータを駆動することによって、第２の平滑コンデンサを放電させるので、第１の平滑コンデンサから放電された電荷が第２の平滑コンデンサに累積するのを防止することができる。したがって、この発明によれば、第１の平滑コンデンサを放電させる放電処理に伴ない第２の平滑コンデンサが過電圧となるのを防止することができる。

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、電源システムの制御方法は、第１の平滑コンデンサの電荷が第２の平滑コンデンサへ移動するように第２のコンバータを駆動することによって、第１の平滑コンデンサを放電させる放電処理が要求されたか否かを判定するステップと、放電処理が要求されたと判定されたとき、放電処理の前回実行時からの経過時間が所定時間を超えているか否かを判定するステップと、経過時間が所定時間を超えるまでは放電処理の実行を禁止し、経過時間が所定時間を超えると放電処理を実行するステップとを備える。

好ましくは、制御方法は、電力母線の電圧を検出するための電圧検出装置の検出電圧が所定のしきい値よりも低いか否かを判定するステップをさらに備える。そして、検出電圧がしきい値よりも低いと判定されると、放電処理の前回実行時からの経過時間が所定時間内であっても、放電処理の実行が許可される。

また、この発明によれば、電源システムの制御方法は、第１の平滑コンデンサの電荷が第２の平滑コンデンサへ移動するように第２のコンバータを駆動することによって、第１の平滑コンデンサを放電させる放電処理を実行するステップと、放電処理の実行時、第１の蓄電装置のＳＯＣが所定値よりも小さいか否かを判定するステップと、ＳＯＣが所定値よりも小さいと判定されたとき、第２の平滑コンデンサの電荷が第１の蓄電部へ移動するように第１のコンバータを駆動することによって、第２の平滑コンデンサを放電させるステップとを備える。

この発明によれば、第１の平滑コンデンサを放電させる放電処理に伴ない第２の平滑コンデンサが過電圧となるのを防止することができる。

この発明の実施の形態１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。 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フィルタコンデンサおよびメインコンデンサの電圧の変化を示した図である。 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メインコンデンサが過電圧となる様子を示した図である。 図１に示すＥＣＵの機能ブロック図である。 図６に示すＥＣＵの充電制御部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。 フィルタコンデンサの放電処理の手順を示すフローチャートである。 実施の形態２におけるフィルタコンデンサの放電処理の手順を示すフローチャートである。 実施の形態３におけるフィルタコンデンサの放電処理時の電荷の流れを示した図である。 実施の形態３におけるフィルタコンデンサの放電処理の手順を示す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、この発明の実施の形態１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、放電抵抗ＲＭ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。放電抵抗ＲＭは、メインコンデンサＣＭに並列に接続され、メインコンデンサＣＭの残留電荷を放電するものである。

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を力行駆動する。また、車両の回生制動時、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間の電圧を降圧して正極線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。具体的には、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。

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は上昇するところ、ＥＣＵ４０は、メインコンデンサＣＭが過電圧となるのを防止するために、放電処理の前回実行時からの経過時間が所定時間を超えるまで放電処理の実行を禁止する。なお、所定時間は、たとえば、フィルタコンデンサＣＦ２の放電処理を実行してもメインコンデンサＣＭが過電圧とならない電圧まで電圧ＶＨが放電抵抗ＲＭにより低下するのに要する時間である。このフィルタコンデンサＣＦ２の放電処理については、後ほど詳しく説明する。

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（図１）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。）。

主蓄電装置ＢＡの充電時は、第１ＳＭＲ１０−１によって主蓄電装置ＢＡが正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１に電気的に接続され、第２および第３ＳＭＲ１０−２，１０−３によって第１および第２副蓄電装置ＢＢ１，ＢＢ２が正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２から電気的に切離される。そして、第１および第２コンバータ１２−１，１２−２が駆動され、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を順次介して主蓄電装置ＢＡが充電される。

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の充電が開始される。ここで、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。さらに、その動作チェック処理を実行するために、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、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３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。

再び図２を参照して、第２ＳＭＲ１０−２の動作チェック処理が終了すると、第２ＳＭＲ１０−２によって第１副蓄電装置ＢＢ１が正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２に電気的に接続され、充電器１８により第１副蓄電装置ＢＢ１が充電される。このとき、第１および第２コンバータ１２−１，１２−２は停止される。なお、第１副蓄電装置ＢＢ１の充電中においても、ＥＣＵ４０および補機１６の動作電力を確保するために、第１ＳＭＲ１０−１によって正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１に主蓄電装置ＢＡが接続され、コンバータ１４が駆動される。

第１副蓄電装置ＢＢ１の充電が終了すると、第２ＳＭＲ１０−２の動作チェック処理が実行される。そして、この動作チェック処理を実行するために、再びフィルタコンデンサＣＦ２の放電処理が実行される。この放電処理も、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。

第２ＳＭＲ１０−２の動作チェック処理が終了すると、第３ＳＭＲ１０−３の動作チェック処理が実行される。そして、第３ＳＭＲ１０−３の動作チェック処理が終了すると、第３ＳＭＲ１０−３によって第２副蓄電装置ＢＢ２が正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２に電気的に接続され、充電器１８により第２副蓄電装置ＢＢ２が充電される。このときも、第１および第２コンバータ１２−１，１２−２は停止される。なお、第２副蓄電装置ＢＢ２の充電中においても、ＥＣＵ４０および補機１６の動作電力を確保するために、第１ＳＭＲ１０−１によって正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１に主蓄電装置ＢＡが電気的に接続され、コンバータ１４が駆動される。

第２副蓄電装置ＢＢ２の充電が終了すると、第３ＳＭＲ１０−３の動作チェック処理が実行される。そして、この動作チェック処理を実行するために、再びフィルタコンデンサＣＦ２の放電処理が実行される。この放電処理も、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。

そして、第３ＳＭＲ１０−３の動作チェック処理が終了すると、第１および第２コンバータ１２−１，１２−２が駆動され、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を順次介して主蓄電装置ＢＡの最終充電が行なわれる。

このように主蓄電装置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。そして、主蓄電装置ＢＡならびに第１および第２副蓄電装置ＢＢ１，ＢＢ２の切替時に第２および第３ＳＭＲ１０−２，１０−３の動作チェック処理が実行され、この動作チェック処理に伴ないフィルタコンデンサＣＦ２の放電処理が実行される。

ここで、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に移動すると、メインコンデンサＣＭの電圧ＶＨが上昇する。

図４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の充電時におけるフィルタコンデンサＣＦ２の電圧ＶＬおよびメインコンデンサＣＭの電圧ＶＨの変化を示した図である。

図４を参照して、時刻ｔ１以前の「マスター予備」期間には、主蓄電装置ＢＡの予備充電が実行され、時刻ｔ１〜ｔ２の「スレーブ１」期間には、第１副蓄電装置ＢＢ１の充電が実行される（充電に先立って実行されるＳＭＲ動作チェックおよびフィルタコンデンサＣＦ２の放電処理を含む。）。また、時刻ｔ２〜ｔ３の「スレーブ２」期間には、第２副蓄電装置ＢＢ２の充電が実行され（充電に先立って実行されるＳＭＲ動作チェックおよびフィルタコンデンサＣＦ２の放電処理を含む。）、時刻ｔ３以降の「マスター最終」期間には、主蓄電装置ＢＡの最終充電が実行される。

時刻ｔ１において主蓄電装置ＢＡの予備充電が終了すると、フィルタコンデンサＣＦ２の放電処理が実行される。この放電処理により、電圧ＶＬは低下し、メインコンデンサＣＭの電圧ＶＨはΔＶＨだけ上昇する。この電圧ΔＶＨは、フィルタコンデンサＣＦ２の容量および電圧ＶＬによって決まる。そして、ＳＭＲの動作チェック処理および接続（第２ＳＭＲ１０−２）が終了すると、充電器１８による第１副蓄電装置ＢＢ１の充電が開始され、電圧ＶＬは充電電圧ＶＦに上昇する。

ここで、メインコンデンサＣＭの電圧ＶＨは、放電抵抗ＲＭ（図１，２）により決まる放電レートに従って充電電圧ＶＦまで徐々に低下する。なお、電圧ＶＨが充電電圧ＶＦ以下になると、正極線ＰＬ２から第２コンバータ１２−２の上アームのダイオードＤ３を介して電荷が供給されるので、電圧ＶＨは、充電電圧ＶＦよりも低下しない。

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る。この放電処理により、電圧ＶＬは低下し、電圧ＶＨは電圧ＶＦからΔＶＨだけ上昇する。そして、ＳＭＲの動作チェック処理および切替（第２ＳＭＲ１０−２から第３ＳＭＲ１０−３へ）が終了すると、充電器１８による第２副蓄電装置ＢＢ２の充電が開始され、電圧ＶＬは充電電圧ＶＦに上昇し、電圧ＶＨは、放電抵抗ＲＭにより決まる放電レートに従って充電電圧ＶＦまで徐々に低下する。

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る。この放電処理により、電圧ＶＬは低下し、電圧ＶＨは電圧ＶＦからΔＶＨだけ上昇する。そして、ＳＭＲの動作チェック処理および遮断（第３ＳＭＲ１０−３）が終了すると、充電器１８による主蓄電装置ＢＡの最終充電が開始され、電圧ＶＬは充電電圧ＶＦに上昇し、電圧ＶＨも充電電圧ＶＦに落ち着く。

なお、主蓄電装置ＢＡの予備充電時の充電電圧がＶＦよりも低いのは、ＥＣＵ４０や補機１６の動作電力を確保するために第１および第２副蓄電装置ＢＢ１，ＢＢ２の充電中も主蓄電装置ＢＡからコンバータ１４へ電力が供給され、最終充電時に満充電状態まで充電されるので敢えて満充電状態まで充電していないからであるが、予備充電時の充電電圧をＶＦとしても構わない。

図４に示したように、フィルタコンデンサＣＦ２の放電処理により、電圧ＶＨはΔＶＨだけ上昇する。そして、たとえば、第１および第２副蓄電装置ＢＢ１，ＢＢ２の必要充電量が少なく、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の最終充電がたて続けに連続して行なわれると、電圧ＶＨが充電電圧ＶＦまで低下する前にフィルタコンデンサＣＦ２の放電処理によるΔＶＨの電圧上昇が発生するので、電圧ＶＨが累積的に上昇する。

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の充電時にメインコンデンサＣＭが過電圧となる様子を示した図である。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が充電されるが、第１副蓄電装置ＢＢ１の必要充電量が少なく、仮に、放電抵抗ＲＭによって電圧ＶＨが充電電圧ＶＦまで低下する前に時刻ｔ２において第１副蓄電装置ＢＢ１の充電が終了するものとする。

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が充電されるが、第２副蓄電装置ＢＢ２の必要充電量も少なく、仮に、放電抵抗ＲＭによって電圧ＶＨが十分低下する前に時刻ｔ３において第２副蓄電装置ＢＢ２の充電が終了するものとする。

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、フィルタコンデンサＣＦ２の放電処理に伴ない上昇する電圧ＶＨが充電電圧ＶＦまで低下する前に第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、電圧ＶＨは累積的に上昇し、メインコンデンサＣＭが過電圧となり得る。

そこで、この実施の形態１では、フィルタコンデンサＣＦ２の電荷の放電先であるメインコンデンサＣＭが過電圧となるのを防止するために、放電処理の前回実行時からの経過時間が所定時間を超えるまでフィルタコンデンサＣＦ２の放電処理の実行を禁止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。なお、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、後述する方法により、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および第２コンバータ１２−１，１２−２を駆動するための信号ＰＷＣ１，ＰＷＣ２を生成する。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の上記放電処理の実行時、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、信号ＰＷＣ２を生成して第２コンバータ１２−２へ出力する。なお、この実施の形態１では、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、図６に示したＥＣＵ４０の充電制御部１０２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Ｓ９０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および第２コンバータ１２−１，１２−２を駆動する。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の動作を停止し、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、フィルタコンデンサＣＦ２の放電処理を実行する。このフィルタコンデンサＣＦ２の放電処理の手順については、後ほど説明する。

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の動作を停止し、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、フィルタコンデンサＣＦ２の放電処理を再び実行する。

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の動作を停止し、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、フィルタコンデンサＣＦ２の放電処理を再び実行する。

そして、第３ＳＭＲ１０−３の動作チェックが完了すると、ＥＣＵ４０は、主蓄電装置ＢＡの最終充電を実行する（ステップＳ８０）。具体的には、ＥＣＵ４０は、第２および第３ＳＭＲ１０−２，１０−３をオフさせ、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および第２コンバータ１２−１，１２−２を駆動する。

図８は、フィルタコンデンサＣＦ２の放電処理の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は、図７に示したステップＳ３０，Ｓ５０，Ｓ７０に示されるＳＭＲ切替処理から呼び出されて実行される。

図８を参照して、フィルタコンデンサＣＦ２の放電処理の要求が有ると（ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ４０は、前回の放電処理の実施時から所定時間ｔを経過したか否かを判定する（ステップＳ１２０）。

この所定時間ｔは、フィルタコンデンサＣＦ２の放電処理を実施してもメインコンデンサＣＭの電圧ＶＨが過電圧とならないように決定される。たとえば、電圧ＶＨの過電圧判定しきい値をＶ２とし、フィルタコンデンサＣＦ２の電荷がメインコンデンサＣＭへ移動したときの電圧ＶＨの上昇分ΔＶＨの最大値をΔＶＨｍａｘとすると、次式により求められるしきい値Ｖ１よりも電圧ＶＨが高いときにフィルタコンデンサＣＦ２の放電処理が実行されると、電圧ＶＨがしきい値Ｖ２を超え得る。

Ｖ１＝Ｖ２−ΔＶＨｍａｘ−α …（１）
ここで、αは電圧センサ５０の測定誤差である。放電処理実行後の電圧ＶＨの定常状態における最大値は、主蓄電装置ＢＡならびに第１および第２副蓄電装置ＢＢ１，ＢＢ２の最大電圧をＶＢｍａｘとしてＶＢｍａｘ＋αであるから、電圧ＶＨが（ＶＢｍａｘ＋α＋ΔＶＨｍａｘ）から上記しきい値Ｖ１まで低下するのに要する時間を上記所定時間ｔとして定義する。

Ｖ１＝（ＶＢｍａｘ＋α＋ΔＶＨｍａｘ）ｅｘｐ（−ｔ／ＲＣ） …（２）
ここで、Ｒは放電抵抗ＲＭの抵抗値を示し、ＣはメインコンデンサＣＭの容量を示す。式（２）をｔについて整理すると、次式が得られる。

ｔ＝ＲＣ｛ｌｎ（ＶＢｍａｘ＋α＋ΔＶＨｍａｘ）−ｌｎ（Ｖ１）｝ …（３）
すなわち、フィルタコンデンサＣＦ２の放電処理の実行後、式（３）で定義される所定時間ｔを経過すれば電圧ＶＨはしきい値Ｖ１よりも低くなるので、その後にフィルタコンデンサＣＦ２の放電処理を実行しても電圧ＶＨが過電圧判定しきい値Ｖ２を超えることはない。

なお、上記の式（３）において、ＶＢｍａｘ＋αに代えて電圧ＶＨの検出値を用いてもよい。

ｔ＝ＲＣ｛ｌｎ（ＶＨ＋ΔＶＨｍａｘ）−ｌｎ（Ｖ１）｝ …（４）
そして、ステップＳ１２０において前回の放電処理の実施時から所定時間ｔを経過していないと判定されると（ステップＳ１２０においてＮＯ）、ＥＣＵ４０は、前回の放電処理の実施時から所定時間ｔを経過するまでフィルタコンデンサＣＦ２の放電処理を実施せず、前回の放電処理の実施時から所定時間ｔを経過すると（ステップＳ１２０においてＹＥＳ）、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の放電を実施する（ステップＳ１３０）。

以上のように、この実施の形態１においては、充電器１８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を順次充電するに際し、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を放電させる放電処理が実行される。ここで、放電処理の前回実行時からの経過時間が所定時間ｔを超えるまでは放電処理の実行が禁止されるので、フィルタコンデンサＣＦ２から放電された電荷がメインコンデンサＣＭに累積するのを防止することができる。したがって、この実施の形態１によれば、フィルタコンデンサＣＦ２の放電処理に伴ないメインコンデンサＣＭが過電圧となるのを防止することができる。

［実施の形態２］
この実施の形態２では、前回の放電処理の実施から所定時間ｔを経過していなくても、電圧ＶＨが上記（１）式で示されるしきい値Ｖ１よりも低ければ、フィルタコンデンサＣＦ２の放電処理の実行を許可する。

この実施の形態２における車両の全体構成、ＥＣＵの全体構成および充電制御全体の処理手順は、実施の形態１のものと同じである。

図９は、実施の形態２におけるフィルタコンデンサＣＦ２の放電処理の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も、図７に示したステップＳ３０，Ｓ５０，Ｓ７０に示されるＳＭＲ切替処理から呼び出されて実行される。

図９を参照して、このフローチャートは、図８に示したフローチャートにおいて、ステップＳ１２５をさらに含む。すなわち、ステップＳ１２０において前回の放電処理の実施時から所定時間ｔを経過していないと判定されると（ステップＳ１２０においてＮＯ）、ＥＣＵ４０は、電圧センサ５０（図１）によって検出される電圧ＶＨが上記（１）式で示されるしきい値Ｖ１よりも低いか否かを判定する（ステップＳ１２５）。

そして、電圧ＶＨがしきい値Ｖ１よりも低いと判定されると（ステップＳ１２５においてＹＥＳ）、その後にフィルタコンデンサＣＦ２の放電処理を実行しても電圧ＶＨが過電圧判定しきい値Ｖ２を超えることはないので、ステップＳ１３０へ処理が移行され、フィルタコンデンサＣＦ２の放電が実施される。すなわち、前回の放電処理の実施時から所定時間ｔを経過していなくても、フィルタコンデンサＣＦ２の放電処理の実行が許可される。一方、電圧ＶＨがしきい値Ｖ１以上であると判定された場合には（ステップＳ１２５においてＮＯ）、ＥＣＵ４０は、フィルタコンデンサＣＦ２の放電処理を実行せず、ステップＳ１２０へ処理を移行する。

以上のように、この実施の形態２によれば、前回の放電処理の実施時から所定時間ｔを経過していなくても、電圧ＶＨがしきい値Ｖ１よりも低ければフィルタコンデンサＣＦ２の放電処理が実行されるので、フィルタコンデンサＣＦ２の放電処理が速やかに実行される。

［実施の形態３］
この実施の形態３では、フィルタコンデンサＣＦ２の放電処理の実行時、主蓄電装置ＢＡに電荷を受入れる余裕がある場合には、メインコンデンサＣＭの過電圧を防止するために、図１０に示されるように第１コンバータ１２−１を介してメインコンデンサＣＭの電荷を主蓄電装置ＢＡへ放電させる。

この実施の形態３における車両の全体構成、ＥＣＵの全体構成および充電制御全体の処理手順は、実施の形態１のものと同じである。

図１１は、実施の形態３におけるフィルタコンデンサＣＦ２の放電処理の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も、図７に示したステップＳ３０，Ｓ５０，Ｓ７０に示されるＳＭＲ切替処理から呼び出されて実行される。

図１１を参照して、フィルタコンデンサＣＦ２の放電処理の要求が有ると（ステップＳ２１０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ４０は、主蓄電装置ＢＡのＳＯＣを示す状態値ＳＯＣ１が所定のしきい値よりも低いか否かを判定する（ステップＳ２２０）。ここで、このしきい値は、たとえば、第２または第３ＳＭＲ１０−２，１０−３が溶着し、満充電状態の第１または第２副蓄電装置ＢＢ１，ＢＢ２から主蓄電装置ＢＡへ放電される事態を考慮して、フィルタコンデンサＣＦ２の放電処理のタイムガード（たとえば１秒）に相当する時間だけ満充電状態の第１または第２副蓄電装置ＢＢ１，ＢＢ２から主蓄電装置ＢＡへ放電され続けても主蓄電装置ＢＡが満充電状態とならないことを保証可能なＳＯＣに設定される。

そして、ステップＳ２２０において状態値ＳＯＣ１が所定のしきい値よりも低いと判定されると（ステップＳ２２０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ４０は、メインコンデンサＣＭの電荷を主蓄電装置ＢＡへ放電可能とするために、第１コンバータ１２−１の上アーム（スイッチング素子Ｑ１（図２））をオンさせる（ステップＳ２３０）。その後、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の放電を実施する（ステップＳ２４０）。

一方、ステップＳ２２０において状態値ＳＯＣ１が所定のしきい値以上であると判定されると（ステップＳ２２０においてＮＯ）、ＥＣＵ４０は、実施の形態１または２と同様の処理を実行する（以下では、実施の形態２と同様の処理が実行される場合が示される。）。すなわち、ＥＣＵ４０は、前回の放電処理の実施時から所定時間ｔを経過したか否かを判定し（ステップＳ２５０）、前回の放電処理の実施時から所定時間ｔを経過したと判定されると（ステップＳ２５０においてＹＥＳ）、ステップＳ２４０へ処理が移行され、第２コンバータ１２−２を駆動してのフィルタコンデンサＣＦ２の放電が実施される。また、ステップＳ２５０において前回の放電処理の実施時から所定時間ｔを経過していないと判定されると（ステップＳ２５０においてＮＯ）、ＥＣＵ４０は、電圧ＶＨが上記（１）式で示されるしきい値Ｖ１よりも低いか否かを判定し（ステップＳ２６０）、電圧ＶＨがしきい値Ｖ１よりも低いと判定された場合には（ステップＳ２６０においてＹＥＳ）、ステップＳ２４０へ処理が移行され、第２コンバータ１２−２を駆動してのフィルタコンデンサＣＦ２の放電が実施される。なお、ステップＳ２６０において電圧ＶＨがしきい値Ｖ１以上であると判定された場合には（ステップＳ２６０においてＮＯ）、ＥＣＵ４０は、フィルタコンデンサＣＦ２の放電を実施せず、ステップＳ２２０へ処理を移行する。

なお、上記においては、ステップＳ２３０において、第１コンバータ１２−１の上アーム（スイッチング素子Ｑ１）をオンにすることによってメインコンデンサＣＭの電荷を主蓄電装置ＢＡへ放電可能としたが、第１コンバータ１２−１のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を適切なデューティーでオン・オフ動作させることによってメインコンデンサＣＭの電荷を主蓄電装置ＢＡへ放電させてもよい。

以上のように、この実施の形態３においては、主蓄電装置ＢＡのＳＯＣが所定の上記しきい値よりも小さい場合には、フィルタコンデンサＣＦ２の電荷が主蓄電装置ＢＡへ移動するように第１コンバータ１２−１を駆動することによって、メインコンデンサＣＭを放電させるので、フィルタコンデンサＣＦ２から放電された電荷がメインコンデンサＣＭに累積するのを防止することができる。したがって、この実施の形態３によっても、フィルタコンデンサＣＦ２の放電処理に伴ないメインコンデンサＣＭが過電圧となるのを防止することができる。

なお、上記の各実施の形態においては、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のもの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」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」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」に対応し、第２，第３ＳＭＲ１０−２，１０−３は、この発明における「システムメインリレー」に対応する。

さらに、フィルタコンデンサＣＦ２は、この発明における「第１の平滑コンデンサ」に対応し、メインコンデンサＣＭは、この発明における「第２の平滑コンデンサ」に対応する。また、さらに、放電抵抗ＲＭは、この発明における「放電抵抗回路」に対応し、ＥＣＵ４０は、この発明における「制御装置」に対応する。また、さらに、電圧センサ５０は、この発明における「電圧検出装置」に対応し、第２ＭＧ３２−２は、この発明における「電動機」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、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、ＲＭ 放電抵抗、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 (7)

1. 第１および第２の蓄電部と、
   電気負荷に接続される電力母線と前記第１および第２の蓄電部との間にそれぞれ設けられる第１および第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メインリレーと、
   前記システムメインリレーと前記第２のコンバータとの間の電力線に設けられる第１の平滑コンデンサと、
   前記電力母線に設けられる第２の平滑コンデンサと、
   前記第２の平滑コンデンサに並列に接続される放電抵抗回路と、
   前記第１の平滑コンデンサの電荷が前記第２の平滑コンデンサへ移動するように前記第２のコンバータを駆動することによって、前記第１の平滑コンデンサを放電させる放電処理を実行可能に構成された制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記放電処理の前回実行時からの経過時間が所定時間を超えるまで前記放電処理の実行を禁止する、電源システム。
2. 前記電力母線の電圧を検出するための電圧検出装置をさらに備え、
   前記制御装置は、前記電圧検出装置の検出電圧が所定のしきい値よりも低いとき、前記放電処理の前回実行時からの経過時間が前記所定時間内であっても、前記放電処理の実行を許可する、請求項１に記載の電源システム。
3. 第１および第２の蓄電部と、
   電気負荷に接続される電力母線と前記第１および第２の蓄電部との間にそれぞれ設けられる第１および第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メインリレーと、
   前記システムメインリレーと前記第２のコンバータとの間の電力線に設けられる第１の平滑コンデンサと、
   前記電力母線に設けられる第２の平滑コンデンサと、
   前記第２の平滑コンデンサに並列に接続される放電抵抗回路と、
   前記第１の平滑コンデンサの電荷が前記第２の平滑コンデンサへ移動するように前記第２のコンバータを駆動することによって、前記第１の平滑コンデンサを放電させる放電処理を実行可能に構成された制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記放電処理の実行時、前記第１の蓄電装置の充電状態を示す状態値が所定値よりも小さい場合には、前記第２の平滑コンデンサの電荷が前記第１の蓄電部へ移動するように前記第１のコンバータを駆動することによって、前記第２の平滑コンデンサを放電させる、電源システム。
4. 請求項１から請求項３のいずれか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。
5. 電源システムの制御方法であって、
   前記電源システムは、
   第１および第２の蓄電部と、
   電気負荷に接続される電力母線と前記第１および第２の蓄電部との間にそれぞれ設けられる第１および第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メインリレーと、
   前記システムメインリレーと前記第２のコンバータとの間の電力線に設けられる第１の平滑コンデンサと、
   前記電力母線に設けられる第２の平滑コンデンサと、
   前記第２の平滑コンデンサに並列に接続される放電抵抗回路とを含み、
   前記制御方法は、
   前記第１の平滑コンデンサの電荷が前記第２の平滑コンデンサへ移動するように前記第２のコンバータを駆動することによって、前記第１の平滑コンデンサを放電させる放電処理が要求されたか否かを判定するステップと、
   前記放電処理が要求されたと判定されたとき、前記放電処理の前回実行時からの経過時間が所定時間を超えているか否かを判定するステップと、
   前記経過時間が前記所定時間を超えるまでは前記放電処理の実行を禁止し、前記経過時間が前記所定時間を超えると前記放電処理を実行するステップとを備える、電源システムの制御方法。
6. 前記電源システムは、前記電力母線の電圧を検出するための電圧検出装置をさらに含み、
   前記制御方法は、前記電圧検出装置の検出電圧が所定のしきい値よりも低いか否かを判定するステップをさらに備え、
   前記検出電圧が前記しきい値よりも低いと判定されたとき、前記放電処理の前回実行時からの経過時間が前記所定時間内であっても、前記放電処理の実行が許可される、請求項５に記載の電源システムの制御方法。
7. 電源システムの制御方法であって、
   前記電源システムは、
   第１および第２の蓄電部と、
   電気負荷に接続される電力母線と前記第１および第２の蓄電部との間にそれぞれ設けられる第１および第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メインリレーと、
   前記システムメインリレーと前記第２のコンバータとの間の電力線に設けられる第１の平滑コンデンサと、
   前記電力母線に設けられる第２の平滑コンデンサと、
   前記第２の平滑コンデンサに並列に接続される放電抵抗回路とを含み、
   前記制御方法は、
   前記第１の平滑コンデンサの電荷が前記第２の平滑コンデンサへ移動するように前記第２のコンバータを駆動することによって、前記第１の平滑コンデンサを放電させる放電処理を実行するステップと、
   前記放電処理の実行時、前記第１の蓄電装置の充電状態を示す状態値が所定値よりも小さいか否かを判定するステップと、
   前記状態値が前記所定値よりも小さいと判定されたとき、前記第２の平滑コンデンサの電荷が前記第１の蓄電部へ移動するように前記第１のコンバータを駆動することによって、前記第２の平滑コンデンサを放電させるステップとを備える、電源システムの制御方法。

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