JP6241379B2 - 電動車両 - Google Patents

Description

本発明は、電圧変換器を搭載した電動車両に関する。

回転電機を駆動源とするハイブリッド車両や電気自動車等の電動車両では、バッテリの直流電力をインバータで交流電力に変換して回転電機を駆動させる。加えて、バッテリとインバータの間には、バッテリ電圧を昇圧させ、また回転電機による回生電力を降圧させる昇降圧コンバータが設けられる。この昇降圧コンバータの機能を拡張させたものとして、例えば特許文献１では、４つのスイッチング素子を備え、２つのバッテリに接続される電圧変換器が開示されている。この電圧変換器は、スイッチング素子のオンオフ動作によって昇降圧が可能になるとともに、これらのスイッチング素子のオンオフパターンを変更することで、２つのバッテリを直列接続と並列接続に切換えることが可能となる。

直列接続では、出力電圧が２つのバッテリ電圧の和となることから、各バッテリの昇圧率を比較的低くすることができる。そのため、昇圧に用いられるスイッチング素子による損失が比較的少ないというメリットがある。一方、直列接続では、出力電流が２つのバッテリの許容電流（最大電流）の低い方に制限されるというデメリットもある。

並列接続では、各バッテリの昇圧率は直列接続と比較して高くなり、そのためスイッチング素子による損失が増加するという問題があるものの、電流制限されないため、相対的に大電流の出力が可能となる。つまり、同電圧下では、並列接続の方が直列接続よりも大電力の出力が可能となる。

特開２０１２−７０５１４号公報

ところで、負荷要求の急増、つまり高出力要求に対して直列接続から並列接続への切換えが遅れると、その遅れ期間には高出力要求に対応できず、ドライバビリティが低下する。そこで本発明は、負荷要求の変化に遅れなく電力を供給することの可能な、電動車両を提供することを目的とする。

本発明は、２つの直流電源と回転電機との間で双方向に電圧変換を行うとともに、前記回転電機に対する前記２つの電源の接続を直列と並列との間で切換え可能な電圧変換器と、前記電圧変換器の電圧変換及び電源接続切換を制御する制御部と、を備える電動車両に関するものである。前記制御部は、前記回転電機に対するトルク指令に基づく出力電流の予測値が、前記２つの電源のうちいずれか一方の許容電流値を超過した際に、前記２つの電源の接続を並列接続とする。

また、本発明の別態様は、２つの直流電源と回転電機との間で双方向に電圧変換を行うとともに、前記回転電機に対する前記２つの電源の接続を直列と並列との間で切換え可能な電圧変換器と、前記電圧変換器の電圧変換及び電源接続切換を制御する制御部と、を備える電動車両に関する。前記制御部は、前記回転電機に対するトルク指令値の変化量が閾値を超過した際に、前記２つの電源の接続を並列接続とする。

また、本発明の別態様は、２つの直流電源と回転電機との間で双方向に電圧変換を行うとともに、前記回転電機に対する前記２つの電源の接続を直列と並列との間で切換え可能な電圧変換器と、前記電圧変換器の電圧変換及び電源接続切換を制御する制御部と、を備える電動車両に関する。前記制御部は、前記回転電機の回転数の変化量が閾値を超過した際に、前記２つの電源の接続を並列接続とする。

また、本発明の別態様は、２つの直流電源と回転電機との間で双方向に電圧変換を行うとともに、前記回転電機に対する前記２つの電源の接続を直列と並列との間で切換え可能な電圧変換器と、前記電圧変換器の電圧変換及び電源接続切換を制御する制御部と、を備える電動車両に関する。前記制御部は、駆動輪の空転時に、前記２つの電源の接続を並列接続とする。

また、本発明の別態様は、２つの直流電源と回転電機との間で双方向に電圧変換を行うとともに、前記回転電機に対する前記２つの電源の接続を直列と並列との間で切換え可能な電圧変換器と、前記電圧変換器の電圧変換及び電源接続切換を制御する制御部と、を備える電動車両に関する。前記電動車両には駆動源として内燃機関が搭載され、前記内燃機関はその始動時に前記回転電機の出力トルクによって駆動され、前記制御部は、前記内燃機関の始動指令出力時に、前記２つの電源を並列接続とする。

また、本発明の別態様は、２つの直流電源と回転電機との間で双方向に電圧変換を行うとともに、前記回転電機に対する前記２つの電源の接続を直列と並列との間で切換え可能な電圧変換器と、前記電圧変換器の電圧変換及び電源接続切換を制御する制御部と、を備える電動車両に関する。前記制御部は、駆動中の駆動輪の空転時に実行される車両制御に対してオフ設定された際に、前記２つの電源を並列接続とする。

また、本発明の別態様は、２つの直流電源と回転電機との間で双方向に電圧変換を行うとともに、前記回転電機に対する前記２つの電源の接続を直列と並列との間で切換え可能な電圧変換器と、前記電圧変換器の電圧変換及び電源接続切換を制御する制御部と、を備える電動車両に関する。前記制御部は、駆動中または制動中の駆動輪の空転時に実行される車両制御の故障時に、前記２つの電源を並列接続とする。

また、上記発明において、前記制御部には、前記回転電機に対するトルク指令に応じた電力指令値を制限する制限値が設定され、前記制限値は、第１の制限値と、前記第１の制限値よりも高く設定された第２の制限値とを含み、前記制御部は、前記２つの電源の直列接続から並列接続への切換に応じて、第１の制限値から第２の制限値に切換えることが好適である。

本発明によれば、負荷要求の変化に遅れなく電力を供給することが可能となる。

本実施形態に係る電動車両を搭載した車両のブロック図である。 電圧変換器の動作説明図（直列昇圧−蓄積（力行））である。 電圧変換器の動作説明図（直列昇圧−放出（力行））である。 電圧変換器の動作説明図（直列降圧−蓄積（回生））である。 電圧変換器の動作説明図（直列降圧及び並列降圧−放出（回生））である。 電圧変換器の動作説明図（直列直結）である。 電圧変換器の動作説明図（並列昇圧−蓄積（力行））である。 電圧変換器の動作説明図（並列昇圧−放出（力行））である。 電圧変換器の動作説明図（並列降圧−蓄積（回生））である。 電圧変換器の動作説明図（並列降圧−放出（回生））である。 第１実施形態に係る電動車両の直列→並列接続切換制御を説明するための制御ブロック図である。 第１実施形態に係る電動車両の直列→並列接続切換制御フローを説明するためのフローチャートである。 第２実施形態に係る電動車両の直列→並列接続切換制御を説明するための制御ブロック図である。 第２実施形態に係る電動車両の直列→並列接続切換制御フローを説明するためのフローチャートである。 第３実施形態に係る電動車両の直列→並列接続切換制御を説明するための制御ブロック図である。 第３実施形態に係る電動車両の直列→並列接続切換制御フローを説明するためのフローチャートである。 第３実施形態に係る電動車両の直列→並列接続切換制御フローの別例を説明するためのフローチャートである。 第１〜第３実施形態を組み合わせたときの制御ブロック図である。 第１〜第３実施形態を組み合わせたときのフローチャートである。 本実施形態に係る電圧変換器の別例を示す図である。 電圧変換器の動作説明図（直列昇降圧及び並列昇降圧（１）−蓄積（力行）、放出（回生））である。 電圧変換器の動作説明図（直列昇降圧−放出（力行）、蓄積（回生））である。 電圧変換器の動作説明図（並列昇降圧（１）−放出（力行）、蓄積（回生））である。 電圧変換器の動作説明図（並列昇降圧（２）−蓄積（力行）、放出（回生））である。 電圧変換器の動作説明図（並列昇降圧（２）−放出（力行）、蓄積（回生））である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１には、本実施形態に係る電動車両１２が例示されている。なお、図１の一点鎖線は信号線を示している。

＜電動車両の構成＞
図１に示す電動車両１２はいわゆるハイブリッド車両であって、駆動源として、内燃機関１４及び回転電機１６，１７（ＭＧ１，ＭＧ２）が搭載されている。また、電動車両１２は、ハイブリッド車両に代えて、内燃機関を持たずに回転電機により駆動される電気自動車であってもよい。

図１に示されているように、第１バッテリ１８，第２バッテリ２０は、それぞれ別個に電圧変換器２２に接続されている。電圧変換器２２は第１バッテリ１８，第２バッテリ２０からの直流電圧ＶＢ１，ＶＢ２を昇圧し、出力電路６３，６４に出力する。出力電路６３，６４はインバータ１０８，１１０に接続されている。

インバータ１０８，１１０は、ともに三相のインバータから構成され、一方のインバータ１０８は回転電機１６（ＭＧ２）に、他方のインバータ１１０は回転電機１７（ＭＧ１）に接続されている。インバータ１０８，１１０のスイッチング素子をオンオフ制御することで、所定の三相交流電流が回転電機１６，１７に供給され、これにより回転電機１６，１７が回転駆動する。

回転電機１６，１７の出力軸は、例えば遊星歯車機構からなる動力分配器１２５に接続される。この動力分配器１２５には、内燃機関１４からの出力軸及び駆動輪１２３に動力を伝達する駆動軸１２１も接続されており、動力分配器１２５によって各種の動力伝達が行われる。例えば、内燃機関１４の出力を、駆動輪１２３への駆動と、回転電機１７（ＭＧ１）への発電駆動に分配する。また、内燃機関１４の出力に加えて、回転電機１６（ＭＧ２）の出力を駆動軸１２１の駆動に充てる。

また、電動車両１２の制動時には、回転電機１６（ＭＧ２）により回生制動を行う。その際得られた回生電力はインバータ１０８により交直変換されて直流電力となり、また電圧変換器２２により降圧され、第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０に供給される。

電動車両１２は制御部２４を備える。制御部２４は、電圧変換器２２のスイッチング素子６６，６８，７０，７２のオンオフを制御することで、昇降圧（電圧変換）及び直列／並列切換え（電源接続切換）を制御する。また、制御部２４は、インバータ１０８，１１０のスイッチング素子（図示せず）のオンオフを制御することで、直交変換／交直変換を制御する。電圧変換器２２及びインバータ１０８，１１０の制御を介して、制御部２４は、回転電機１６，１７の駆動を制御する。

＜各構成の詳細＞
第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０はともに２次電池から構成される直流電源であり、例えばリチウムイオン蓄電池やニッケル水素蓄電池から構成される。また、第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０の少なくとも一方を、２次電池に代えて、電気二重層キャパシタ等の蓄電素子としてもよい。

電圧変換器２２は、スイッチング素子６６，６８，７０，７２をオンオフ動作させることで、第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０と回転電機１６，１７との間で双方向に電圧変換を行うとともに、回転電機１６，１７に対する第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０の接続を直列と並列とに切換える。

電圧変換器２２の出力電路は、第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０のマイナス側に接続される基準電路６４と、電圧変換器２２で昇圧した高電圧を出力する高圧電路６３とを含む。これら基準電路６４と高圧電路６３との間には平滑コンデンサ４２が設けられている。

電圧変換器２２は、第１バッテリ１８に直列に接続される第１リアクトル３４と、並列に接続される第１コンデンサ３６を備える。また、第２バッテリ２０に直列に接続される第２リアクトル３８と、並列に接続される第２コンデンサ４０を備える。

電圧変換器２２のスイッチング素子６６，６８，７０，７２は、例えばＩＧＢＴ等のトランジスタ素子から構成される。スイッチング素子６６，６８，７０，７２は、高圧電路６３から基準電路６４に向かう方向を順方向となるように直列接続される。さらにそれぞれのスイッチング素子６６，６８，７０，７２に逆並列となるように、各ダイオード７４，７６，７８，８０が接続される。

また、高圧電路６３側から見て２つ目のスイッチング素子６８と３つ目のスイッチング素子７０との間に設けられた接続点（ノード）５８と、基準電路６４とに、第１バッテリ１８が接続される。さらに、高圧電路６３から見て１つ目のスイッチング素子６６と２つ目のスイッチング素子６８との間に設けられた接続点５６と、３つ目のスイッチング素子７０と４つ目のスイッチング素子７２との間に設けられた接続点６０とに、第２バッテリ２０が接続される。

制御部２４は、後述するように、電圧変換器２２に対する電源接続の切換えをはじめ、電動車両１２の様々な運転制御を行う。制御部２４はコンピュータから構成されてよく、ＣＰＵ１００、記憶部１０２、及び機器・センサインターフェース１０４が内部バス１０６を介して互いに接続されている。

制御部２４は、機器・センサインターフェース１０４を介して、種々のセンサからの信号を受信する。具体的には、第１バッテリ１８の電圧ＶＢ１を検出する第１バッテリ電圧センサ２６、第１バッテリ１８の電流ＩＢ１を検出する第１バッテリ電流センサ２７、及び第１バッテリ１８の温度ＴＢ１を検出する第１バッテリ温度センサ２８から各検出信号を受信する。また、第２バッテリ２０の電圧ＶＢ２を検出する第２バッテリ電圧センサ３０、第２バッテリ２０の電流ＩＢ２を検出する第２バッテリ電流センサ３１、及び第２バッテリ２０の温度ＴＢ２を検出する第２バッテリ温度センサ３２から各検出信号を受信する。また、出力電圧センサ１１２から出力電路６３，６４における出力電圧ＶＨを受信する。

さらに制御部２４は、機器・センサインターフェース１０４を介して、回転数センサであるレゾルバ１１８，１２０及び電流センサ１１４Ａ，１１４Ｂ，１１６Ａ，１１６Ｂから、回転電機１６，１７の実回転数や、回転電機１６，１７の３相交流電流の検出信号を受信する。

制御部２４は、機器・センサインターフェース１０４を介して、駆動輪１２３の速度を検出する車輪速センサ１２２、アクセルペダル踏込量センサ１２４，ブレーキペダル踏込量センサ１２６、ステアリングセンサ１２８、ヨーレートセンサ１３０、加速度センサ１３２から各種検出信号を受信する。

また、制御部２４は、機器・センサインターフェース１０４を介して、電圧変換器２２のスイッチング素子６６，６８，７０，７２及びインバータ１０８，１１０のスイッチング素子に制御信号を供給する。制御部２４のＣＰＵ１００は、記憶部１０２に記憶された各種制御プログラムを実行して、各種センサから受信した検出信号を演算処理することで、電圧変換器２２のスイッチング素子６６，６８，７０，７２のオンオフ制御、及び、インバータ１０８，１１０のスイッチング素子のオンオフ制御を行う。電圧変換器２２及びインバータ１０８，１１０のスイッチング素子をオンオフ制御することで、回転電機１６，１７の駆動が制御される。さらに、制御部２４は、機器・センサインターフェース１０４を介して内燃機関１４に接続され、ＣＰＵ１００により内燃機関１４の駆動制御を行う。

＜電圧変換器の動作説明＞
図２〜図１０を用いて、電圧変換器２２による直列接続と並列接続の切換えについて説明する。なお、電圧変換器２２によって切換え可能な接続のパターンは、これらの図で示す接続パターンに限らず、種々のパターンが可能であるが、以下では本実施形態にて想定されている接続形態のみに絞って説明する。具体的には、本実施形態に係る切換制御では、以下の＜（１）直列昇降圧＞または＜（２）直列直結＞の接続形態から＜（３）並列昇降圧＞の接続形態への切換えを主に取り扱う。以下では、これら３つの接続形態について説明する。

また、図２〜図１０では、理解を容易にするために、スイッチング素子６６，６８，７０，７２を、電流順方向が示されたスイッチ記号で示している。また、電圧変換器２２の各構成を以下のような記号で表す。すなわち、第１バッテリ１８をＢ１、第１リアクトル３４をＬ１、第１コンデンサ３６をＣ１、第２バッテリ２０をＢ２、第２リアクトル３８をＬ２、第２コンデンサ４０をＣ２、平滑コンデンサ４２をＣＨ、スイッチング素子６６，６８，７０，７２を順にＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４、ダイオード７４，７６，７８，８０を順にＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４で表すとともに、電力の供給先である回転電機１６，１７を単に負荷ＬＤで表す。また、図示の簡略化のため、インバータ１０８、１１０の図示を省略する。

＜（１）直列昇降圧＞
図２〜図５には、Ｂ１（１８）及びＢ２（２０）を直列接続した際の昇降圧動作が例示されている。この接続状態では、スイッチング素子Ｓ３（７０）はオン固定され、Ｓ１（６６），Ｓ２（６８），Ｓ４（７２）はオンオフ動作される。図２には、昇圧動作のうち、力行時の蓄積過程が例示されている。蓄積過程においては、Ｓ１（６６）がオフ、Ｓ２（６８）がオン，（Ｓ３（７０）はオン固定），Ｓ４（７２）がオンされる。このとき、Ｂ１（１８）→Ｌ１（３４）→Ｓ３（７０）→Ｓ４（７２）→Ｂ１（１８）と電流が流れる回路Ｒ１が形成される。また、Ｂ２（２０）→Ｌ２（３８）→Ｓ２（６８）→Ｓ３（７０）→Ｂ２（２０）と電流が流れる回路Ｒ２が形成される。回路Ｒ１の形成により、Ｌ１（３４）に電気エネルギー（電磁エネルギー）が蓄積される。同様にして、回路Ｒ２の形成により、Ｌ２（３８）に電気エネルギーが蓄積される。

図３には、昇圧動作のうち、蓄積後の放出過程が示されている。ここでは、Ｓ１（６６）がオン、Ｓ２（６８）がオフ、（Ｓ３（７０）はオン固定）、Ｓ４（７２）がオフされる。このとき、Ｂ１（１８）→Ｌ１（３４）→Ｓ３（７０）→Ｂ２（２０）→Ｌ２（３８）→Ｄ１（７４）→ＬＤ（１６，１７）→Ｂ１（１８）と電流が流れる回路Ｒ３が形成される。回路Ｒ３の形成により、Ｌ１（３４）及びＬ２（３８）に蓄積された電気エネルギーが放出されてバッテリＢ１，Ｂ２の出力電圧に加算される（昇圧される）。

図４には、降圧動作のうち、回生時の蓄積過程が示されている。スイッチング素子のオンオフ状態は、図３の力行時の放出過程のときのものと同一である。このとき、ＬＤ（１６，１７）→Ｓ１（６６）→Ｌ２（３８）→Ｂ２（２０）→Ｄ３（７８）→Ｌ１（３４）→Ｂ１（１８）→ＬＤ（１６，１７）と電流が流れる回路Ｒ４が形成される。回路Ｒ４の形成により、Ｂ１（１８）及びＢ２（２０）に回生電力が供給されるとともに、Ｌ１（３４），Ｌ２（３８）にも電気エネルギーが蓄積される。

図５には、降圧動作のうち、（回生時）蓄積後の放出過程が示されている。スイッチング素子のオンオフ状態は、図２の力行時の蓄積過程と同一である。このとき、Ｌ１（３４）→Ｂ１（１８）→Ｄ４（８０）→Ｄ３（７８）→Ｌ１（３４）と電流が流れる回路Ｒ５が形成される。また、Ｌ２（３８）→Ｂ２（２０）→Ｄ３（７８）→Ｄ２（７６）→Ｌ２（３８）と電流が流れる回路Ｒ６が形成される。これら回路Ｒ５，Ｒ６の形成により、回生側（ＬＤ１６，１７）とＢ１（１８），Ｂ２（２０）との接続が断たれる一方で、Ｌ１（３４）に蓄積されていた電気エネルギーがＢ１（１８）に放出され、また、Ｌ２（３８）に蓄積されていた電気エネルギーがＢ２（２０）に放出される。

＜（２）直列直結＞
図６には、Ｂ１（１８）及びＢ２（２０）を直列接続するとともに、昇降圧動作を行わずに、Ｂ１（１８）及びＢ２（２０）とＬＤ（１６，１７）との間で電力の授受を行う接続形態が示されている。この接続状態は、＜（１）直列昇降圧＞における昇降圧動作を省いたものとなる。つまり、力行時（実線で示す）は図３と同一であり、回生時（破線で示す）は図４と同一である。また、スイッチング素子については、Ｓ１（６６）がオン固定、Ｓ２（６８）がオフ固定、Ｓ３（７０）がオン固定、Ｓ４（７２）がオフ固定される。

以上説明した（１）直列昇降圧接続及び（２）直列直結接続は、いずれも直列接続によるメリットが得られる。すなわち、電圧変換器２２の出力電圧は、第１バッテリ１８（Ｂ１）と第２バッテリ２０（Ｂ２）の出力電圧が加算されたものとなる。したがって、第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０のＳＯＣが低下するなど、個々のバッテリの出力電圧が低下した場面においても、電源全体として高出力を得ることができる。つまり、（１）直列昇降圧接続及び（２）直列直結接続は、並列接続と比較して、第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０の蓄積エネルギーを使い切るという点でメリットがある。

また、第１バッテリ１８（Ｂ１）と第２バッテリ２０（Ｂ２）の出力電圧が加算されることから、各バッテリの昇圧率は並列接続時と比較して低くなる。その結果スイッチング素子６６，６８，７０，７２に起因する損失が少ないという利点も得られる。

＜（３）並列昇降圧＞
図７〜図１０には、Ｂ１（１８）及びＢ２（２０）を並列接続した際の昇降圧動作が例示されている。この接続状態では、すべてのスイッチング素子Ｓ１（６６），Ｓ２（６８），Ｓ３（７０），及びＳ４（７２）がオンオフ動作される。図７には、昇圧動作のうち、力行時の蓄積過程が例示されている。この蓄積過程では、Ｓ１（６６）がオフ、Ｓ２（６８），Ｓ３（７０），Ｓ４（７２）がオンされる。このとき、Ｂ１（１８）→Ｌ１（３４）→Ｓ３（７０）→Ｓ４（７２）→Ｂ１（１８）と電流が流れる回路Ｒ７が形成される。また、Ｂ２（２０）→Ｌ２（３８）→Ｓ２（６８）→Ｓ３（７０）→Ｂ２（２０）と電流が流れる回路Ｒ８が形成される。回路Ｒ７の形成により、Ｌ１（３４）に電気エネルギーが蓄積される。同様にして、回路Ｒ８の形成により、Ｌ２（３８）に電気エネルギーが蓄積される。

図８には、昇圧動作のうち、蓄積後の放出過程が示されている。ここでは、Ｓ１（６６）がオン、Ｓ２（６８）がオン，Ｓ３（７０）がオフ，Ｓ４（７２）がオンされる。このとき、Ｂ１（１８）→Ｌ１（３４）→Ｄ２（７６）→Ｄ１（７４）→ＬＤ（１６，１７）→Ｂ１（１８）と電流が流れる回路Ｒ９が形成される。また、Ｂ２（２０）→Ｌ２（３８）→Ｄ１（７４）→ＬＤ（１６，１７）→Ｄ４（８０）→Ｂ２（２０）と電流が流れる回路Ｒ１０が形成される。回路Ｒ９，Ｒ１０の形成により、Ｌ１（３４）及びＬ２（３８）に蓄積された電気エネルギーが放出され、それぞれ、Ｂ１（１８），Ｂ２（２０）の出力電圧に加算される（昇圧される）。

図９には、降圧動作のうち、回生時の蓄積過程が示されている。スイッチング素子のオンオフ状態は、図８の力行時の放出過程のときのものと同一である。このとき、ＬＤ（１６，１７）→Ｓ１（６６）→Ｓ２（６８）→Ｌ１（３４）→Ｂ１（１８）→ＬＤ（１６，１７）と電流が流れる回路Ｒ１１が形成される。また、ＬＤ（１６，１７）→Ｓ１（６６）→Ｌ２（３８）→Ｂ２（２０）→Ｓ４（７２）→ＬＤ（１６，１７）と電流が流れる回路Ｒ１２が形成される。回路Ｒ１１，１２の形成により、Ｂ１（１８）及びＢ２（２０）に回生電力が供給されるとともに、Ｌ１（３４），Ｌ２（３８）にも電気エネルギーが蓄積される。

図１０には、降圧動作のうち、（回生時）蓄積後の放出過程が示されている。スイッチング素子のオンオフ状態は、図７の力行時の蓄積過程のときのものと同一である。このとき、Ｌ１（３４）→Ｂ１（１８）→Ｄ４（８０）→Ｄ３（７８）→Ｌ１（３４）と電流が流れる回路Ｒ１３が形成される。また、Ｌ２（３８）→Ｂ２（２０）→Ｄ３（７８）→Ｄ２（７６）→Ｌ２（３８）と電流が流れる回路Ｒ１４が形成される。回路Ｒ１３の形成により、Ｌ１（３４）に蓄積されていた電気エネルギーがＢ１（１８）に放出される。同様にして、回路Ｒ１４の形成により、Ｌ２（３８）に蓄積されていた電気エネルギーがＢ２（２０）に放出される。

以上説明した（３）並列昇降圧接続は、並列接続によるメリットが得られる。すなわち、直列接続においては、電源系全体の最大電流が、許容電流（最大電流）の低いバッテリによって制限されるが、並列接続においてはそのような制限が解除される。したがって、（１）直列昇降圧接続及び（２）直列直結接続と比較して、（３）並列昇降圧接続では、大電流出力が可能となる。つまり、（１）直列昇降圧接続及び（２）直列直結接続と、（３）並列昇降圧接続との間で出力電圧が等しい条件下では、相対的に（３）並列昇降圧接続において大電力供給が可能となる。このように、（１）直列昇降圧接続及び（２）直列直結接続にて対応できない高い出力要求に対しても、（３）並列昇降圧接続にてその対応が可能となる。

さらに、（３）並列昇降圧接続では、第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０とで電流経路が独立している。このため、第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０のＳＯＣに応じた電流分配を行うことが可能となる。

＜制御部による接続切換え制御の第１実施形態＞
図１１に、制御部２４による、第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０の接続切換え制御の制御ブロック図を例示する。制御部２４は、回転電機１６，１７に対するトルク指令に基づく出力電流の予測値が、２つの電源１８，２０のうちいずれか一方の許容電流値を超過した際に、２つの電源１８，２０の接続を並列接続とする。

図１１に例示する制御ブロック図は、制御部２４のＣＰＵ１００が記憶部１０２に記憶された切換え制御プログラムを実行したときの制御フローを図示したものである。また、制御内容の理解を容易にするために、それぞれ制御部２４によるプログラムの実行過程を、独立した機能部（機能ブロック）として記載している。

また、図１１を始め以下の制御に関する説明では、理解を容易にするために負荷として一台の回転電機１６（ＭＧ２）のみを示しているが、本実施形態はこれに限るものではない。要するに、第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０に対する大電流要求が生じ得る電気機器であれば本実施形態の制御対象となりうるのであって、回転電機１７（ＭＧ１）の実回転数やトルク指令値を取得するものであってもよい。

図１１に係る制御ブロック図の構成を説明する。基幹制御部１３４は、アクセルペダル踏込量センサ１２４が検出したアクセルペダル踏込量Ａｃ及びブレーキペダル踏込量センサ１２６が検出したブレーキペダル踏込量Ｂｒの入力を受けて、トルク指令値Ｔｒ＊を出力する。電圧指令生成部１３６は、トルク指令値Ｔｒ＊及びレゾルバ１１８による回転電機１６の実回転数Ｎｍの入力を受けて、電圧指令値ＶＨ＊を出力する。

偏差演算部１３８は、電圧指令値ＶＨ＊の入力、及び出力電圧センサ１１２による出力電路６３，６４の電圧測定値ＶＨの入力を受けて、電圧偏差ΔＶＨを出力する。電力演算部１４０は、電圧偏差ΔＶＨの入力を受けて、総電力ＰＨｒを出力する。電流演算部１４４は、総電力ＰＨｒ及び出力電圧センサ１１２による出力電路６３，６４の出力電圧ＶＨの入力を受けて、出力電流の予測値である電流予測値Ｉｒを出力する。

ＳＯＣ算出部１５０は、第１バッテリ電圧センサ２６による第１バッテリ１８の電圧値ＶＢ１、第１バッテリ温度センサ２８による第１バッテリ１８の温度ＴＢ１、及び第１バッテリ電流センサ２７の電流値ＩＢ１の入力を受ける。また、第２バッテリ電圧センサ３０による第２バッテリ２０の電圧値ＶＢ２、第２バッテリ温度センサ３２による第２バッテリ２０の温度ＴＢ２、及び第２バッテリ電流センサ３１による第２バッテリ２０の電流値ＩＢ２の入力を受ける。これらの入力を受けて、ＳＯＣ算出部１５０は、第１バッテリ１８のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）値ＳＯＣ＿Ｂ１及び第２バッテリ２０のＳＯＣ値ＳＯＣ＿Ｂ２を出力する。

バッテリ許容電流推定部１４８は、第１バッテリ電圧センサ２６による第１バッテリ１８の電圧値ＶＢ１、第１バッテリ温度センサ２８による第１バッテリ１８の温度ＴＢ１、及びＳＯＣ算出部１５０による第１バッテリ１８のＳＯＣ値ＳＯＣ＿Ｂ１の入力を受ける。また、第２バッテリ電圧センサ３０による第２バッテリ２０の電圧値ＶＢ２、第２バッテリ温度センサ３２による第２バッテリ２０の温度ＴＢ２、及びＳＯＣ算出部１５０による第２バッテリ２０のＳＯＣ値ＳＯＣ＿Ｂ２の入力を受ける。これらの入力を受けて、バッテリ許容電流推定部１４８は、第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０の許容電流値（最大電流値）Ｉ１ｍａｘ，Ｉ２ｍａｘを出力する。

直列／並列切換え判定部１４６は、電流予測値Ｉｒ及び許容電流値Ｉ１ｍａｘ，Ｉ２ｍａｘの入力を受けて、第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０の接続を、直列から並列に切り換える切換指令を出力する。また、総電力リミッタ１４２に対してリミッタ切換え指令を出力する。総電力リミッタ１４２では、総電力ＰＨｒ及びリミッタ切換指令の入力を受けて、総電力指令ＰＨ＊を出力する。

次に、制御ブロック図の各構成について説明する。基幹制御部１３４は、機器・センサインターフェース１０４から入力された各種情報を演算処理して、車両操作に関する指令を出力する。本実施形態に係る切換え制御に関する機能に絞って説明すると、基幹制御部１３４は、アクセルペダルの踏み込み量Ａｃに基づいて回転電機１６への（力行）トルク指令値Ｔｒ＊を生成する。また、ブレーキペダルの踏み込み量Ｂｒに基づいて回転電機１６への（回生）トルク指令値Ｔｒ＊を生成する。トルク指令値Ｔｒ＊の導出に当たっては、例えば、各ペダルの踏込み量Ａｃ，Ｂｒとトルク指令値Ｔｒ＊との対応関係が記憶されたトルク指令値マップを記憶部１０２から呼び出してトルク指令値Ｔｒ＊を求めるようにしてもよい。

また、アクセルペダルの踏み込み量が多い場合や、第１バッテリ１８や第２バッテリ２０のＳＯＣが低下した場合に、基幹制御部１３４は、内燃機関１４を始動させる。内燃機関１４の始動に当たり、回転電機（ＭＧ）１７を駆動させて内燃機関１４をクランキングする。そこで基幹制御部１３４は、内燃機関１４の始動に必要なクランキングトルク指令Ｔｒ＊を出力する。

電圧指令生成部１３６は、基幹制御部１３４からのトルク指令値Ｔｒ＊と回転電機（ＭＧ２）１６の実回転数Ｎｍ（レゾルバ１１８から取得した回転数）に基づいて、電圧指令ＶＨ＊を生成する。または、エンジン始動時には、エンジン始動指令によるトルク指令Ｔｒ＊と回転電機（ＭＧ１）１７の実回転数Ｎｍ（通常は０）に基づいて、電圧指令ＶＨ＊を生成する。

電圧指令ＶＨ＊の生成は、例えばＶＨ＊マップを用いて行う。ＶＨ＊マップは、制御部２４の記憶部１０２に記憶されており、トルク指令値Ｔｒ＊と実回転数Ｎｍの組み合わせに対する電圧指令ＶＨ＊の対応関係を表している。ＶＨ＊マップは、表（テーブル）形式で記憶されていてもよいし、関数形式で記憶されていてもよい。

偏差演算部１３８は、電圧指令ＶＨ＊と電圧変換器２２の出力電圧の測定値ＶＨの差分である、電圧偏差ΔＶＨ＊を求める。電力演算部１４０は、電圧偏差ΔＶＨ＊に基づいて、出力電路６３，６４における総電力ＰＨｒ（電力指令値）を求める。電圧偏差ΔＶＨ＊に基づく総電力ＰＨｒの導出は、例えば以下のＰＩ演算に基づくものであってよい。

[数１]
ＰＨｒ＝Ｋｐ・ΔＶＨ＋Σ（Ｋｉ・ΔＶＨ）

上記式中、Ｋｐは比例制御ゲイン、Ｋｉは積分制御ゲインを示す。これらの制御ゲインには、平滑コンデンサ４２の容量値も反映される。

総電力リミッタ１４２は、電源保護のために設けられる電力制限部である。総電力ＰＨｒによる電源の負荷が過大である場合に、総電力リミッタ１４２は、第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０に対する電力指令を上限値以下に制限する（絞る）制御を行う。例えば、出力電路６３，６４における総電力の上限値を定めるとともに、総電力ＰＨｒが当該上限値を超過した場合、総電力ＰＨｒに代えて当該上限値を電力指令値とする。

記憶部１０２には、総電力の上限値が設定されている。この上限値は、第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０の直列接続時と並列接続時とで異なるように設定されている。直列接続時の上限値をＰｓｍａｘで示し、並列接続時の上限値をＰｐｍａｘで示すと、上述した通り、並列接続では直列接続と比較して高出力に対応可能であることから、Ｐｓｍａｘ＜Ｐｐｍａｘと設定される。後述するように、総電力リミッタ１４２は、直列／並列切換判定部１４６からの指令により、総電力の上限値を、直列時上限値Ｐｓｍａｘ及び並列時上限値Ｐｐｍａｘのどちらかに設定する。

総電力リミッタ１４２により最終的な総電力指令ＰＨ＊（＝ＰＨｒ ｏｒ Ｐｐｍａｘ ｏｒ Ｐｓｍａｘ）が出力されると、図示しない後段の制御機能部により、第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０に電力指令が分配される。また、総電力指令ＰＨ＊に応じた修正トルク指令値が生成され、この修正トルク指令値を基にして、インバータ１０８，１１０のスイッチング素子を作動させるＰＷＭ信号が生成される。

電流演算部１４４は、電力演算部１４０から出力された総電力ＰＨｒと、出力電圧センサ１１２から取得した電圧変換器２２の出力電路６３，６４における電圧測定値ＶＨから、第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０の両者から取り出される（力行時）または両者に送り込む（回生時）電流予測値Ｉｒを求める。

なお、図１０では、電圧変換器２２の出力電路６３，６４における電圧値として、出力電圧センサ１１２が検出した電圧測定値ＶＨを用いていたが、これに代えて電圧指令値ＶＨ＊を用いてもよい。

ＳＯＣ算出部１５０は、第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０のＳＯＣをそれぞれ算出する。例えばＳＯＣ算出部１５０は、記憶部１０２に記憶された、バッテリ電圧値、電流値及び温度とＳＯＣとの関係が定められたＳＯＣマップに基づいて第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０のＳＯＣ＿Ｂ１，ＳＯＣ＿Ｂ２をそれぞれ算出する。

バッテリ許容電流推定部１４８は、第１バッテリ１８及び第２のバッテリのＳＯＣ値ＳＯＣ＿Ｂ１，ＳＯＣ＿Ｂ２と、バッテリ温度ＴＢ１及びＴＢ２に基づいて、第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０の許容電力値を求める。例えば、これらの値と許容電力値マップを用いて、第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０の許容電力値を求める。

制御部２４の記憶部１０２には、第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０のそれぞれについての許容電力値マップが記憶されている。許容電力値マップは、ＳＯＣに対する許容電力値が、バッテリ温度別に記憶されている。許容電力値マップは、放電許容電力と充電許容電力の両者について生成されている。許容電力値マップは、表（テーブル）形式で記憶されていてもよいし、関数形式で記憶されていてもよい。

バッテリ許容電流推定部１４８は、第１バッテリ１８に関する許容電力値マップを参照して、第１バッテリ温度ＴＢ１に対応する電力カーブを選択する。さらに、当該電力カーブにおいて、第１バッテリ１８のＳＯＣ値が取得値ＳＯＣ＿Ｂ１のときの、許容電力値Ｐｒ１を導出する。同様にして、バッテリ許容電流推定部１４８は、第２バッテリ２０に関する許容電力値マップを参照して、第２バッテリ温度ＴＢ２に対応する電力カーブを選択する。さらに、当該電力カーブにおいて、第２バッテリ２０のＳＯＣ値が取得値ＳＯＣ＿Ｂ２のときの、許容電力値Ｐｒ２を導出する。

次に、バッテリ許容電流推定部１４８は、導出された第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０の許容電力値Ｐｒ１，Ｐｒ２と、第１バッテリ電圧センサ２６及び第２バッテリ電圧センサ３０の測定電圧値ＶＢ１，ＶＢ２にそれぞれ基づいて、第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０の許容電流値Ｉ１ｍａｘ，Ｉ２ｍａｘを求める。

直列／並列切換判定部１４６は、電流演算部１４４により求められた電流予測値Ｉｒと、バッテリ許容電流推定部１４８により求められた許容電流値Ｉ１ｍａｘ，Ｉ２ｍａｘとを比較して、この比較結果に応じて第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０の接続状態を切換える。また、これと並行して、総電力リミッタ１４２における総電力の上限値を、直列時上限値Ｐｓｍａｘ及び並列時上限値Ｐｐｍａｘのどちらかに設定する。

直列／並列切換判定部１４６は、第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０が直列接続されており、かつ、第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０の許容電流値Ｉ１ｍａｘ，Ｉ２ｍａｘの低い方を電流予測値Ｉｒが超過した際に、スイッチング素子６６，６８，７０，７２を制御して、第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０を直列接続（直列昇降圧または直列直結）から並列接続（並列昇降圧）に切換える。さらに、総電力リミッタ１４２に対して、総電力の上限値を、直列時上限値Ｐｓｍａｘから並列時上限値Ｐｐｍａｘに切換える指令を出力する。

図１２には、上述した切換え制御における制御部２４の動作を説明するフローチャートが例示されている。まず初期状態として、第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０は直列接続されているものとする。このときの接続形態は、図２〜図５に示した直列昇降圧モードであってもよいし、図６に示した直列直結モードであってもよい。また、総電力リミッタ１４２においては、総電力の上限値が、直列時上限値Ｐｓｍａｘに設定されているものとする。

制御部２４は、電流演算部１４４の処理として、電力演算部１４０により求められた総電力ＰＨｒと電圧変換器２２の出力電路６３，６４の測定値ＶＨから、電流予測値Ｉｒを求める（Ｓ１０）。次に制御部２４は、バッテリ許容電流推定部１４８の処理として、第１バッテリ１８の温度ＴＢ１、ＳＯＣ値ＳＯＣ＿Ｂ１、及び許容電力値マップから許容電力値Ｐｒ１を求める。同様にして、制御部２４は、第２バッテリ２０の温度ＴＢ２、ＳＯＣ値ＳＯＣ＿Ｂ２、及び許容電力値マップから許容電力値Ｐｒ２を求める（Ｓ１２）。

さらに制御部２４は、バッテリ許容電流推定部１４８の処理として、許容電力値Ｐｒ１と第１バッテリ電圧ＶＢ１から第１バッテリ１８の許容電流値Ｉ１ｍａｘを求める。同様にして、制御部２４は、許容電力値Ｐｒ２と第２バッテリ電圧ＶＢ２から第２バッテリ２０の許容電流値Ｉ２ｍａｘを求める（Ｓ１４）。

次に、制御部２４は、直列／並列切換判定部１４６の処理として、電流予測値Ｉｒが、第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０の許容電流値Ｉ１ｍａｘ，Ｉ２ｍａｘの少なくとも一方（電流制限している方）を超過しているか否かを判定する（Ｓ１６）。

電流予測値Ｉｒが、第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０の許容電流値Ｉ１ｍａｘ，Ｉ２ｍａｘのいずれも超過していない場合は、制御フローを終了させる。つまり、第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０の接続状態を直列接続に維持し、総電力リミッタ１４２における総電力の上限値を、直列時上限値Ｐｓｍａｘに維持する。

電流予測値Ｉｒが、第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０の許容電流値Ｉ１ｍａｘ，Ｉ２ｍａｘの少なくとも一方を超過している場合、制御部２４は、電圧変換器２２のスイッチング素子６６，６８，７０，７２のオンオフパターンを変更して、第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０を直列接続（直列昇降圧モードまたは直列直結モード）から並列接続（並列昇降圧モード）に切換える。さらに、総電力リミッタ１４２に対して、総電力の上限値を、直列時上限値Ｐｓｍａｘから並列時上限値Ｐｐｍａｘに切換える（引き上げる）指令を出力する（Ｓ１８）。総電力リミッタ１４２では、切換指令を受けて、総電力の上限値を、直列時上限値Ｐｓｍａｘから並列時上限値Ｐｐｍａｘに切換える。

このように、本実施形態では、大電流の発生が予測される場合に、第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０を直列接続から並列接続に切換えている。このようにすることで、直列状態を維持する場合と比較して大電流出力が可能となり、その結果、第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０から高出力を取り出すことが可能となる。

加えて、本実施形態では、実トルクではなくトルク指令値Ｔｒ＊に基づく接続切換を行ういわゆるフィードフォワード制御を行っている。実トルクに基づく接続切換と比較して高出力要求に迅速に応答することが可能となり、ドライバビリティの向上に繋がる。

＜接続切換えの第２実施形態＞
上述した切換え制御では、電力演算部１４０による総電力ＰＨｒの演算及び出力を待って、直列／並列切換判定部１４６が直列／並列接続の切換を判定していたが、図１１に示した制御ブロック図における、より上流の制御フローで出力されたパラメータに基づいて、直列／並列接続の切換を判定するようにしてもよい。図１３には、第２の実施形態に係る制御部２４の制御ブロック図が例示されている。図１１と同一の機能部に対しては、同一の符号を付している。また、各機能部の機能について、図１１の実施形態と重複するものについては説明を省略する。

本実施形態では、直列／並列切換判定部１４６’は、基幹制御部１３４から出力されるトルク指令値Ｔｒ＊と、回転電機（ＭＧ１，ＭＧ２）１６，１７の実回転数Ｎｍとを受信して、回転電機（ＭＧ１，ＭＧ２）１６，１７のトルク指令値Ｔｒ＊及び実回転数Ｎｍの少なくとも一方が急変（急増及び急減）したときに、第１バッテリ１８と第２バッテリ２０を並列接続とする。

上述したように、電流予測値Ｉｒを算出する基となる総電力ＰＨｒは、電圧偏差ΔＶＨ＊から算出される。電圧偏差ΔＶＨ＊の急増は、ＶＨ＊マップによれば、回転電機１６，１７のトルク指令値Ｔｒ＊または実回転数Ｎｍの急増により生じる。つまり、回転電機１６，１７のトルク指令値Ｔｒ＊または実回転数Ｎｍの急増により、大電流要求が生じる可能性がある。

また、回転電機１６，１７のトルク指令値Ｔｒ＊または実回転数Ｎｍの急減によっても、大電流が生じる場合がある。例えば、図１に示すハイブリッド車両において、回転電機（ＭＧ２）１６と内燃機関１４の両駆動源により駆動輪１２３を駆動させている場合を考える。内燃機関１４の駆動力は動力分配器１２５により分配され、その一部は回転電機（ＭＧ１）１７の発電駆動に充てられる。

このような駆動条件で駆動輪１２３が一時的にスリップ（空転）した場合を考える。駆動輪１２３がスリップしたときは回転電機１６の実回転数が急増することから上述の通り大電流要求が生じるおそれがある。さらにスリップ状態からグリップ状態に戻ったときに、駆動源である回転電機１６の実回転数Ｎｍは急減する。上述したＶＨ＊マップに基づくと、その結果総電力ＰＨｒが急減する。一方で内燃機関１４の出力は回転電機１６ほど迅速に制御することができずに、その結果、回転電機（ＭＧ１）１７の発電駆動が維持される。

このときの電力収支を考慮すると、グリップ回復時に力行電力が急減するのに対して回生電力は維持される。つまり力行電力と回生電力の収支バランスが崩れて相対的に回生電力が急増して第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０に大電流が流入する。

このような、回生電力と力行電力の収支バランスの崩れによる大電流の発生は、ハイブリッド車両に限らず、例えばフライホイールを搭載した電気自動車のような、制御の応答速度が異なる複数の駆動源を有する車両に生じ得る。

以上のような検討から、本実施形態では、回転電機１６、１７のトルク指令値Ｔｒ＊及び実回転数Ｎｍの少なくとも一方が急変（急増及び急減）した際に大電流要求が生じる可能性があるものとして、そのような事態が生じたときに、第１バッテリ１８と第２バッテリ２０の接続状態を直列から並列に切換える。

図１４には、本実施形態に係る切換制御のフローチャートが例示されている。初期状態は図１２と同様に、第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０が直列接続（直列昇降圧モードまたは直列直結モード）され、総電力リミッタ１４２では、総電力の上限値として、直列時上限値Ｐｓｍａｘが設定されているものとする。

また以下の説明では、理解を簡単にするため、回転電機１６（ＭＧ２）のみを挙げているが、回転電機１７（ＭＧ１）に代えてもよい。

制御部２４は、直列／並列切換判定部１４６’の処理として、基幹制御部１３４から出力されるトルク指令値Ｔｒ＊を受信する。また、レゾルバ１１８から、回転電機（ＭＧ２）１６の実回転数Ｎｍを受信する。さらに、トルク指令値Ｔｒ＊について、直近のトルク指令値ＴｒＲｅｆ＊との差分ΔＴｒ＊、つまりトルク指令値の変化量を算出する。また、実回転数Ｎｍについても、直近の実回転数ＮｍＲｅｆとの差分ΔＮｍ、つまり回転数の変化量を求める（Ｓ２０）。

次に制御部２４は、直列／並列切換判定部１４６’の処理として、トルク差分ΔＴｒ＊が予め定めたトルク閾値（Ｔｒ閾値）を超過しているか否かを判定する（Ｓ２２）。超過していない場合は、回転数差分ΔＮｍが予め定めた回転数閾値（Ｎｍ閾値）を超過しているか否かを判定する（Ｓ２４）。

ステップＳ２２及びステップＳ２４にていずれも差分値（変化量）が閾値を超過していない場合は、初期条件が維持される。また、ステップＳ２２及びステップＳ２４の少なくとも一方で差分値が閾値を超過している場合は、制御部２４は、直列／並列切換判定部１４６’の処理として、電圧変換器２２のスイッチング素子６６，６８，７０，７２のオンオフパターンを変更して、第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０を直列接続（直列昇降圧モードまたは直列直結モード）から並列接続（並列昇降圧モード）に切換える。さらに、総電力リミッタ１４２に対して、総電力の上限値を、直列時上限値Ｐｓｍａｘから並列時上限値Ｐｐｍａｘに切換える（引き上げる）指令を出力する（Ｓ２６）。

なお、上述したフローチャートでは、トルク指令値Ｔｒ＊の急変と実回転数Ｎｍの急変の２者を検出していたが、少なくとも一方の急変を検出するものであってもよい。例えばステップＳ２２を省略した制御フローと、ステップＳ２４を省略した制御フローの少なくとも一方を制御部２４に実行させる。

上述した第２の実施形態によれば、電圧指令ＶＨ＊及び総電力ＰＨｒの出力を待たずに、それよりも上流の制御ブロックから出力されたパラメータに基づいて電流予測値Ｉｒが大となる条件を求めて、それによって、第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０を直列接続から並列接続に切換えることが可能となる。電圧指令ＶＨ＊及び総電力ＰＨｒの演算に掛かる処理時間分、接続切換制御を前倒しすることが可能となることで、より迅速に高出力要求に対応可能となる。

＜接続切換えの第３実施形態＞
本実施形態では、上述した２つの実施形態と比較して、更なる切換制御の前倒しを図る。図１５には、本実施形態に掛かる制御ブロック図が例示されている。図１３と同様に、図１１と同一の機能部に対しては、同一の符号を付している。また、各機能部の機能について、図１１の実施形態と重複するものについては説明を省略する。さらに、この図では、紙面の都合上、電圧指令生成部１３６と総電力リミッタ１４２までの間の構成の図示を省略している。

本実施形態における直流／並列切換判定部１４６’’は、回転電機１６，１７のトルク指令値または実回転数の急変を伴う車両制御が実行されたときに、第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０を並列接続とする。

回転電機１６，１７のトルク指令または実回転数の急変を伴う車両制御として、エンジン始動制御、アンチブレーキロック（ＡＢＳ）システム、トラクションコントロール（ＴＲＣ）システム、車両安定制御システム（ＶＳＣ）システムの４者が挙げられる。

エンジン始動時には回転電機（ＭＧ１）１７からクランキングトルクを出力させて内燃機関１４を駆動させるが、クランキングトルク出力に伴いトルク指令が急増する。また、内燃機関１４の始動時（初爆から完爆まで）はそのトルク変動が大きいことが知られている。内燃機関１４及び回転電機（ＭＧ２）１６を含んだ駆動系全体で捉えたときに、駆動系のトルク変動を抑えるために、回転電機（ＭＧ２）１６には、内燃機関１４のトルク変動を相殺するようなトルク指令が与えられる。その結果、回転電機（ＭＧ２）１６のトルク変動が大きくなる。

ＡＢＳシステム、ＴＲＣシステム、及びＶＳＣシステムは、いずれも駆動輪１２３が一時的にスリップする（空転、グリップを失う）時に実行される制御である。いずれも既知の技術であるため簡単に説明すると、ＡＢＳシステムは車両の制動時に駆動輪１２３や従動輪が空転してロックしたときに実行される制動制御である。当該制御では、ブレーキ圧の調節が相対的に困難な回生ブレーキによる制動を油圧ブレーキによる制動に置き換えるとともに、油圧ブレーキを操作してブレーキ圧を調節する。ブレーキ圧を一時的に緩めることでロックが解消して駆動輪１２３や従動輪のグリップが回復する。

ＴＲＣシステム及びＶＳＣシステムは、ともに駆動中の駆動輪１２３の空転時に実行される駆動制御である。ＴＲＣシステムは、車両の発進や加速時に駆動輪１２３がスリップしたときに、出力（トルク指令値）を絞ることで駆動輪１２３のグリップを取り戻す制御である。ＶＳＣシステムは、車両がカーブを曲がるときの駆動輪１２３や従動輪の横滑りを検知して、出力（トルク指令値）を絞ることで駆動輪１２３や従動輪のグリップを取り戻す制御である。

駆動輪１２３がグリップ状態からスリップ状態に切り替わるときに、回転電機（ＭＧ２）１６の回転数Ｎｍが急変する。その結果大電流要求が生じる可能性がある。また、上述したように、スリップ状態からグリップ状態に回復したときや、ＡＢＳ／ＴＲＣ／ＶＳＣ制御が実行され回生が中断されたりトルク指令値が絞られたときに、回生電力と力行電力の電力収支バランスが崩れて、大電流が生じる可能性がある。そこで、本実施形態では、駆動輪１２３の空転時に、第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０を直列接続から並列接続に切換える。

また、ＡＢＳシステム、ＴＲＣシステム、及びＶＳＣシステムが稼動していない（無効設定されている）ときにおいても、第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０を直列接続から並列接続に切換えることが好適である。これらの車両制御が稼働中のときは、当該車両制御の実行によって駆動輪１２３や従動輪のスリップを検知して大電流の発生を予測することができるが、これらの車両制御が無効設定されている期間は、駆動輪１２３等のスリップを検知することが困難となり、大電流発生の予測が困難となる。そこで、電源保護の観点も含め、本実施形態では、ＡＢＳシステム、ＴＲＣシステム、及びＶＳＣシステムが無効設定されている場合は、スリップ発生に備えて（大電流発生に備えて）第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０の接続状態を直列から並列に切換える。

ＡＢＳシステム、ＴＲＣシステム、及びＶＳＣシステムが無効設定されている場合とは、これらのシステムが故障している（故障判定されている）場合が考えられる。また、ＴＲＣシステム及びＶＳＣシステムのオンオフ設定がスイッチ等により可能な車種においては、これらのシステムがオフ設定になっている場合が考えられる。

なお、ＡＢＳシステムについては、システムをオフにする手段を設けることが国土交通省令で禁止されているため、ここでは例示していないが、当該設定が認められている国や地域では、ＡＢＳシステムのオフ設定も、上記の条件に加えてもよい。

制御部２４は、基幹制御部１３４の処理として、アクセルペダル踏込量Ａｃからトルク指令値Ｔｒ＊を求めるとともに、このトルク指令値Ｔｒ＊からエンジン始動の可否を判定する。また、第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０のＳＯＣに基づいて、エンジン始動可否を判定する。

また、制御部２４は、基幹制御部１３４の処理として、車輪速センサ１２２による車輪速の変化から車輪のロックの有無を検知するともに、ＡＢＳ制御の実行可否を判定する。また、車輪速センサ１２２、ヨーレートセンサ１３０、加速度センサ１３２、ステアリングセンサ１２８の各種情報から車両の横滑り状況を検出して、ＶＳＣ制御の実行可否を判定する。さらに、車輪速センサ１２２による車輪速の測定値と、グリップ時の推定車速とを比較することで、発進時や加速時のスリップの有無を検出して、ＴＲＣ制御の実行可否を判定する。

さらに、制御部２４は、基幹制御部１３４の処理として、ＡＢＳシステム、ＴＲＣシステム、ＶＳＣシステムの故障情報を取得して故障したシステムの稼動を停止させる。また、ＴＲＣシステム、ＶＳＣシステムのオン／オフ情報を判定する。これらの判定情報は、直列／並列切換判定部１４６’’に送信される。

図１６には、本実施形態に掛かる切換制御のフローチャートが例示されている。初期状態は図１２と同様に、第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０は直列接続（直列昇降圧モードまたは直列直結モード）され、総電力リミッタ１４２では、総電力の上限値として、直列時上限値Ｐｓｍａｘが設定されているものとする。

制御部２４は、直列／並列切換判定部１４６’’の処理として、基幹制御部１３４から、エンジン始動指令、ＡＢＳシステム作動指令、ＴＲＣシステム作動指令、ＶＳＣシステム作動指令、ＡＢＳ／ＴＲＣ／ＶＳＣシステムのいずれかの故障判定情報、ならびに、ＴＲＣシステム及びＶＳＣシステムのオフ設定情報の少なくとも一つを受信したか否かを判定する（Ｓ３０）。上記のいずれも受信していない場合は、切換制御を初期状態に維持する。いずれかの信号を受信した場合には、制御部２４は、直列／並列切換判定部１４６’’の処理として、電圧変換器２２のスイッチング素子６６，６８，７０，７２のオンオフパターンを変更して、第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０を直列接続（直列昇降圧モードまたは直列直結モード）から並列接続（並列昇降圧モード）に切換える。さらに、総電力リミッタ１４２に対して、総電力の上限値を、直列時上限値Ｐｓｍａｘから並列時上限値Ｐｐｍａｘに切換える（引き上げる）指令を出力する（Ｓ３２）。

なお、図１６のフローチャートに代えて、一部の信号処理を、図１７のようにしてもよい。このフローチャートでは、直列から並列の切換完了を待って、各種制御を実行している。なお、初期状態は図１６と同一である。

制御部２４は、直列／並列切換判定部１４６’’の処理として、基幹制御部１３４から、エンジン始動指令またはＴＲＣシステムまたはＶＳＣシステムの少なくとも一方のオフ設定情報を受信したか否かを判定する（Ｓ４０）。いずれも受信していない場合は、切換制御を初期状態に維持する。

上記いずれかの信号を受信した場合には、制御部２４は、直列／並列切換判定部１４６’’の処理として、電圧変換器２２のスイッチング素子６６，６８，７０，７２のオンオフパターンを変更して、第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０を直列接続（直列昇降圧モードまたは直列直結モード）から並列接続（並列昇降圧モード）に切換える。さらに、総電力リミッタ１４２に対して、総電力の上限値を、直列時上限値Ｐｓｍａｘから並列時上限値Ｐｐｍａｘに切換える（引き上げる）指令を出力する（Ｓ４２）。

さらに制御部２４は、直列／並列切換判定部１４６’’の処理として、並列接続への切換が完了したか否かを確認する（Ｓ４４）。確認できた場合、制御部２４は、直列／並列切換判定部１４６’’の処理として、ステップＳ４０にて受信した、エンジン始動開始、ＶＳＣシステムのオフ設定、及びＴＲＣシステムのオフ設定のいずれかを実行すべき許可指令を基幹制御部１３４に返す（Ｓ４６）。

このように、第３の実施形態では、第２の実施形態と比較して、レゾルバ１１８による実回転数Ｎｍの取得を待たずに、基幹制御部１３４から出力されるパラメータのみにて電流予測値Ｉｒが大となる条件を求めて、直列から並列への接続切換を行っている。このような構成を備えることで、レゾルバ１１８のサンプリングタイミング分、接続切換制御を前倒しすることが可能となり、より迅速に高出力要求に対応可能となる。

なお、上述した第１〜第３実施形態では、指令電流に基づく切換制御、回転電機のトルク及び回転数、ならびに、車両制御に基づく切り替え制御をそれぞれ単独の制御ブロックとして示していたが、この形態に限らない。例えばこれら３つの制御形態をすべて組み合わせてもよいし、任意の２つの組み合わせるようにしてもよい。

図１８には、第１〜第３実施形態をすべて組み合わせた制御ブロック図が例示されている。なお、図１８でも、上述した図と同様に、回転電機１６（ＭＧ２）のみを挙げているが、これを回転電機１７（ＭＧ１）に代えてもよい。

直列／並列切換判定部１４６’’’は、電流演算部１４４から電流予測値Ｉｒを取得するとともに、バッテリ許容電流推定部１４８から第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０の許容電流値（最大電流値）Ｉ１ｍａｘ，Ｉ２ｍａｘを取得する。

また、直列／並列切換判定部１４６’’’は、基幹制御部１３４からトルク指令値Ｔｒ＊を取得して直近のトルク指令値との差分ΔＴｒを求めるとともに、レゾルバ１１８から回転電機１６の実回転数Ｎｍを取得して直近の実回転数との差分ΔＮｍを求める。

さらに、直列／並列切換判定部１４６’’’は、基幹制御部１３４から、エンジン始動指令、ＡＢＳシステム作動指令、ＴＲＣシステム作動指令、ＶＳＣシステム作動指令、ＡＢＳ／ＴＲＣ／ＶＳＣシステムのいずれかの故障情報、ならびに、ＴＲＣシステム及びＶＳＣシステムのオフ設定情報を取得する。

直列／並列切換判定部１４６’’’は、上記取得した情報のいずれか一つが、大電流の発生条件に適合する場合に、第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０を直列接続から並列接続に切換える。

図１９には、直列／並列切換判定部１４６’’’による切換制御のフローチャートが例示されている。まず、制御部２４は、直列／並列切換判定部１４６’’’の処理として、基幹制御部１３４から、エンジン始動指令、ＡＢＳシステム作動指令、ＴＲＣシステム作動指令、ＶＳＣシステム作動指令、ＡＢＳ／ＴＲＣ／ＶＳＣシステムのいずれかの故障情報、ならびに、ＴＲＣシステム及びＶＳＣシステムのオフ設定情報のいずれか一つを受信したか否かを判定する（Ｓ５０）。

上記情報をいずれも取得していない場合、制御部２４は、直列／並列切換判定部１４６’’’の処理として、回転電機１６のトルク指令値の差分ΔＴｒが、予め定められたトルク閾値を超過したか否かを判定する（Ｓ５２）。超過していない場合、制御部２４は、同判定部１４６’’’の処理として、回転電機１６の実回転数差分ΔＮｍが、予め定められた実回転数閾値を超過したか否かを判定する（Ｓ５４）。実回転数閾値を超過していない場合、制御部２４は、電流予測値Ｉｒが、第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０の許容電流値Ｉ１ｍａｘ，Ｉ２ｍａｘの低い方を超過しているか否かを判定する（Ｓ５６）。超過していない場合、制御部２４は、切換制御について初期状態を維持する。

一方、ステップＳ５０において上記いずれかの車両制御情報を受信した場合、ステップＳ５２においてトルク差分ΔＴｒがトルク閾値を超過した場合、ステップＳ５４において実回転数差分ΔＮｍが回転数閾値を超過した場合、及び、ステップＳ５６において電流予測値Ｉｒが許容電流値を超過した場合のいずれか一つの条件が満たされたとき、制御部２４は、直列／並列切換判定部１４６’’’の処理として、電圧変換器２２のスイッチング素子６６，６８，７０，７２のオンオフパターンを変更して、第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０を直列接続から並列接続に切換える。さらに、総電力リミッタ１４２に対して、総電力の上限値を、直列時上限値Ｐｓｍａｘから並列時上限値Ｐｐｍａｘに切換える（引き上げる）指令を出力する（Ｓ５８）。

＜第２電圧変換器の構成＞
以上説明した実施形態では、図１に係る電圧変換器２２のみを示していたが、本実施形態はこれに限らない。例えば当該電圧変換器２２に代えて、図２０に示すような第２電圧変換器２００を用いてもよい。図２０では、先に説明した実施形態と同様の部分には、同様の符号を付して説明は省略する。

第２電圧変換器２００の出力電路は、第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０のマイナス側に接続される基準電路２２６と、第２電圧変換器２００で昇圧した高電圧を出力する高圧電路２２８とを含んでいる。

第２電圧変換器２００は、スイッチング素子２０２，２０４，２０６，２０８，２１０ａ，２１０ｂを備える。これらのスイッチング素子の電流順方向は、高圧電路２２８側から基準電路２２６側に向けられている。また、これらのスイッチング素子に逆並列に、ダイオード２１２，２１４，２１６，２１８，２２０ａ，２２０ｂが設けられている。なお、ダイオード２２０ａはスイッチング素子２１０ａに対して逆並列に、またスイッチング素子２１０ｂに対しては直列に接続されている。また、ダイオード２２０ｂはスイッチング素子２１０ｂに対して逆並列に、またスイッチング素子２１０ａに対しては直列に接続されている。

スイッチング素子２０２，２１０ａ，２１０ｂ，２０６は高圧電路２２８から基準電路２２６に直列に配列される。これら各スイッチング素子２０２，２１０ａ，２１０ｂ，２０６に逆並列に各ダイオード２１２，２２０ａ，２２０ｂ，２１６が設けられる。

スイッチング素子２０４及びそれとは逆並列に設けられたダイオード２１４は、スイッチング素子２１０ａ，２１０ｂ，２０６に対して並列に接続される。つまり、スイッチング素子２０４及びダイオード２１４（アーム）は、高圧電路２２８側から見て１つ目のスイッチング素子２０２と２つ目のスイッチング素子２１０ａとの間に設けられた接続点（ノード）２３４と、基準電路２２６とに接続される。

また、スイッチング素子２０８及びそれとは逆並列に設けられたダイオード２１８は、スイッチング素子２０２，２１０ａ，２１０ｂに対して並列に接続される。つまり、スイッチング素子２０８及びダイオード２１８は、高圧電路２２８から見て３つ目のスイッチング素子２１０ｂと４つ目のスイッチング素子２０６との間に設けられた接続点２３６と、高圧電路２２８とに接続される。

また、第１バッテリ１８に直列に第１リアクトル３４が接続され、並列に第１コンデンサ３６が接続される。また、第２バッテリ２０に直列に第２リアクトル３８が接続され、並列に第２コンデンサ４０が接続される。さらに、負荷と並列に平滑コンデンサ４２が接続される。

第１バッテリ１８、第１リアクトル３４、及び第１コンデンサ３６を含む第１低電圧回路２２２は、スイッチング素子２０４及びダイオード２１４に対して並列に接続される。つまり、第１低電圧回路２２２は、接続点２３４に繋がる接続点２３５及び基準電路２２６に接続される。

また、第２バッテリ２０、第２リアクトル３８、及び第２コンデンサ４０を含む第２低電圧回路２２４は、スイッチング素子２０８及びダイオード２１８に対して並列に接続される。つまり、第２低電圧回路２２４は、接続点２３６に繋がる接続点２３７及び高圧電路２２８に接続される。

第２電圧変換器２００による直列接続と並列接続について、図２１〜図２５を用いて説明する。なお、図２〜図１０に示したものと同様に、以下では本実施形態にて想定されている接続形態、つまり、＜（１）直列昇降圧＞、＜（２）直列直結＞、＜（３）並列昇降圧＞の３形態について説明する。

また、図２１〜図２５では、２０２，２０４，２０６，２０８，２１０ａ，２１０ｂを、電流順方向が示されたスイッチ記号で示している。また、電圧変換器２００の各構成を以下のような記号で表す。すなわち、第１バッテリ１８をＢ１、第１リアクトル３４をＬ１、第１コンデンサ３６をＣ１、第２バッテリ２０をＢ２、第２リアクトル３８をＬ２、第２コンデンサ４０をＣ２、平滑コンデンサ４２をＣＨ、スイッチング素子２０２，２０４，２０６，２０８，２１０ａ，２１０ｂを順にＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５ａ，Ｓ５ｂ、ダイオード２１２，２１４，２１６，２１８，２２０ａ，２２０ｂを順にＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５ａ，Ｄ５ｂで表すとともに、電力の供給先である回転電機１６，１７を単に負荷ＬＤで表す。また、インバータ１０８，１１０の図示を省略する。

＜（１）直列昇降圧＞
図２１、図２２には、Ｂ１（１８）及びＢ２（２０）を直列接続した際の昇降圧動作が例示されている。この接続状態（モード）では、スイッチング素子Ｓ１（２０２）及びＳ３（２０６）はオフ固定され、Ｓ２（２０４），Ｓ４（２０８），Ｓ５ａ及びＳ５ｂ（２１０ａ及び２１０ｂ）はオンオフ動作される。

図２１には、昇降圧動作のうち、力行時の蓄積過程（実線）及び回生時の放出過程（破線）が例示されている。当該過程においては、（Ｓ１（２０２）がオフ固定）、Ｓ２（２０４）がオン、（Ｓ３（２０６）はオフ固定）、Ｓ４（２０８）がオン、Ｓ５ａ（２１０ａ）及びＳ５ｂ（２１０ｂ）がオフされる。

このとき、昇圧動作である力行時の蓄積過程（実線）では、Ｂ１（１８）→Ｌ１（３４）→Ｓ２（２０４）→Ｂ１（１８）と電流が流れる回路Ｒ２０が形成される。また、Ｂ２（２０）→Ｌ２（３８）→Ｓ４（２０８）→Ｂ２（２０）と電流が流れる回路Ｒ２１が形成される。回路Ｒ２０の形成により、Ｌ１（３４）に電気エネルギー（電磁エネルギー）が蓄積される。同様にして、回路Ｒ２１の形成により、Ｌ２（３８）に電気エネルギーが蓄積される。

また、降圧動作である回生時の放出過程（破線）では、Ｌ１（３４）→Ｂ１（１８）→Ｄ２（２１４）→Ｌ１（３４）との回路Ｒ２２が形成される。また、Ｌ２（３８）→Ｂ２（２０）→Ｄ４（２１８）→Ｌ２（３８）との回路Ｒ２３が形成される。回路Ｒ２２の形成により、Ｌ１（３４）の電気エネルギーがＢ１（１８）に放出される。また、回路Ｒ２３の形成により、Ｌ２（３８）の電気エネルギーがＢ２（２０）に放出される。

図２２には、直列昇降圧モードのうち、昇圧動作である力行時の放出過程（実線）及び降圧動作である回生時の蓄積過程（破線）が例示されている。当該過程においては、（Ｓ１（２０２）がオフ固定）、Ｓ２（２０４）がオフ、（Ｓ３（２０６）はオフ固定）、Ｓ４（２０８）がオフ、Ｓ５ａ（２１０ａ）及びＳ５ｂ（２１０ｂ）がオンされる。

このとき、力行時の放出過程（実線）では、Ｂ１（１８）→Ｌ１（３４）→Ｄ５ａ（２２０ａ）→Ｓ５ｂ（２１０ｂ）→Ｂ２（２０）→Ｌ２（３８）→ＬＤ（１６，１７）→Ｂ１（１８）と電流が流れる回路Ｒ２４が形成される。回路Ｒ２４の形成により、Ｌ１（３４）及びＬ２（３８）に蓄積された電気エネルギーが放出されてバッテリＢ１，Ｂ２の出力電圧に加算される（昇圧される）。

また、回生時の蓄積過程（破線）では、ＬＤ（１６，１７）→Ｌ２（３８）→Ｂ２（２０）→Ｄ５ｂ（２２０ｂ）→Ｓ５ａ（２１０ａ）→Ｌ１（３４）→Ｂ１（１８）→ＬＤ（１６，１７）と電流が流れる回路Ｒ２５が形成される。回路Ｒ２５の形成により、Ｂ１（１８）及びＢ２（２０）に回生電力が供給されるとともに、Ｌ１（３４），Ｌ２（３８）にも電気エネルギーが蓄積される。

＜（２）直列直結＞
この接続モードは、図２２の接続状態が維持される。つまり、Ｓ１（２０２）がオフ固定、Ｓ２（２０４）がオフ固定、Ｓ３（２０６）がオフ固定、Ｓ４（２０８）がオフ固定、Ｓ５ａ（２１０ａ）及びＳ５ｂ（２１０ｂ）がオン固定される。

＜（３）並列昇降圧第１モード＞
下記にて説明するように、第２電圧変換器２００は、２つの並列昇降圧モードを備えている。まず一つ目のモードについて説明する。このモードでは、スイッチング素子Ｓ５ａ，Ｓ５ｂ（２１０ａ，２１０ｂ）はオフ固定され、Ｓ１（２０２），Ｓ２（２０４），Ｓ３（２０６），Ｓ４（２０８）はオンオフ動作される。

一つ目の並列昇降圧モードのうち、昇圧動作である力行時の蓄積過程（実線）及び降圧動作である回生時の放出過程（破線）にて形成される回路は、図２１にて示した直列昇降圧の力行時の蓄積過程（実線）及び回生時の放出過程（破線）にて形成される回路と同一である。スイッチング素子のオンオフ動作については、Ｓ１（２０２）がオフ、Ｓ２（２０４）がオン、Ｓ３（２０６）はオフ、Ｓ４（７２）がオン、（Ｓ５ａ（２１０ａ）及びＳ５ｂ（２１０ｂ）がオフ固定）される。

図２３には、一つ目の並列昇降圧モードのうち、昇圧動作である力行時の放出過程（実線）及び降圧動作である回生時の蓄積過程（破線）が例示されている。この過程では、Ｓ１（２０２）がオン、Ｓ２（２０４）がオフ、Ｓ３（２０６）がオン、Ｓ４（２０８）がオフ、（Ｓ５ａ（２１０ａ）及びＳ５ｂ（２１０ｂ）がオフ固定）される。

このとき、力行時の放出過程（実線）では、Ｂ１（１８）→Ｌ１（３４）→Ｄ１（２１２）→ＬＤ（１６，１７）→Ｂ１（１８）と電流が流れる回路Ｒ２６が形成される。また、Ｂ２（２０）→Ｌ２（３８）→ＬＤ（１６，１７）→Ｄ３（２１６）→Ｂ２（２０）と電流が流れる回路Ｒ２７が形成される。回路Ｒ２６の形成により、Ｌ１（３４）に蓄積された電気エネルギーが放出されてバッテリＢ１の出力電圧に加算される（昇圧される）。また、回路Ｒ２７の形成により、Ｌ２（３８）に蓄積された電気エネルギーが放出されてバッテリＢ２の出力電圧に加算される。

また、回生時の蓄積過程（破線）では、ＬＤ（１６，１７）→Ｓ１（２０２）→Ｌ１（３４）→Ｂ１（１８）→ＬＤ（１６，１７）と電流が流れる回路Ｒ２８が形成される。また、ＬＤ（１６，１７）→Ｌ２（３８）→Ｂ２（２０）→Ｓ３（２０６）→ＬＤ（１６，１７）と電流が流れる回路Ｒ２９が形成される。回路Ｒ２８，Ｒ２９の形成により、Ｂ１（１８）及びＢ２（２０）に回生電力が供給されるとともに、Ｌ１（３４），Ｌ２（３８）にも電気エネルギーが蓄積される。

＜（３）並列昇降圧第２モード＞
図２４，図２５には、並列昇降圧の２つ目のモードが例示されている。このモードでは、Ｓ５ａ，Ｓ５ｂ（２１０ａ，２１０ｂ）はオン固定され、Ｓ１（２０２），Ｓ２（２０４），Ｓ３（２０６），Ｓ４（２０８）はオンオフ動作される。

図２４には、二つ目の並列昇降圧モードのうち、昇圧動作である力行時の蓄積過程（実線）及び降圧動作である回生時の放出過程（破線）が例示されている。この過程では、Ｓ１（２０２）がオン、Ｓ２（２０４）がオフ、Ｓ３（２０６）がオン、Ｓ４（２０８）がオフ、（Ｓ５ａ（２１０ａ）及びＳ５ｂ（２１０ｂ）がオン固定）される。

このとき、力行時の蓄積過程（実線）では、Ｂ１（１８）→Ｌ１（３４）→Ｄ５ａ（２２０ａ）→Ｓ５ｂ（２１０ｂ）→Ｓ３（２０６）→Ｂ１（１８）と電流が流れる回路Ｒ３０が形成される。また、Ｂ２（２０）→Ｌ２（３８）→Ｓ１（２０２）→Ｄ５ａ（２２０ａ）→Ｓ５ｂ（２１０ｂ）→Ｂ２（２０）と電流が流れる回路Ｒ３１が形成される。回路Ｒ３０の形成により、Ｌ１（３４）に電気エネルギー（電磁エネルギー）が蓄積される。同様にして、回路Ｒ３１の形成により、Ｌ２（３８）に電気エネルギーが蓄積される。

また、回生時の放出過程（破線）では、Ｌ１（３４）→Ｂ１（１８）→Ｄ３（２１６）→Ｄ５ｂ（２２０ｂ）→Ｓ５ａ（２１０ａ）→Ｌ１（３４）と電流が流れる回路Ｒ３２が形成される。また、Ｌ２（３８）→Ｂ２（２０）→Ｄ５ｂ（２２０ｂ）→Ｓ５ａ（２１０ａ）→Ｄ１（２１２）→Ｌ２（３８）と電流が流れる回路Ｒ３３が形成される。回路Ｒ３２，Ｒ３３の形成により、Ｂ１（１８）及びＢ２（２０）に回生電力が供給されるとともに、Ｌ１（３４），Ｌ２（３８）にも電気エネルギーが蓄積される。

図２５には、二つ目の並列昇降圧モードのうち、昇圧動作である力行時の放出過程（実線）及び降圧動作である回生時の蓄積過程（破線）が例示されている。この過程では、Ｓ１（２０２）がオフ、Ｓ２（２０４）がオン、Ｓ３（２０６）がオフ、Ｓ４（２０８）がオン、（Ｓ５ａ（２１０ａ）及びＳ５ｂ（２１０ｂ）がオン固定）される。

このとき、力行時の放出過程（実線）では、Ｂ１（１８）→Ｌ１（３４）→Ｄ５ａ（２２０ａ）→Ｓ５ｂ（２１０ｂ）→Ｄ４（２１８）→ＬＤ（１６，１７）→Ｂ１（１８）と電流が流れる回路Ｒ３４が形成される。また、Ｂ２（２０）→Ｌ２（３８）→ＬＤ（１６，１７）→Ｄ２（２１４）→Ｄ５ａ（２２０ａ）→Ｓ５ｂ（２１０ｂ）→Ｂ２（２０）と電流が流れる回路Ｒ３５が形成される。回路Ｒ３４の形成により、Ｌ１（３４）に蓄積された電気エネルギーが放出されてバッテリＢ１の出力電圧に加算される（昇圧される）。また、回路Ｒ３５の形成により、Ｌ２（３８）に蓄積された電気エネルギーが放出されてバッテリＢ２の出力電圧に加算される。

また、回生時の蓄積過程（破線）では、ＬＤ（１６，１７）→Ｓ４（２０８）→Ｄ５ｂ（２２０ｂ）→Ｓ５ａ（２１０ａ）→Ｌ１（３４）→Ｂ１（１８）→ＬＤ（１６，１７）と電流が流れる回路Ｒ３６が形成される。また、ＬＤ（１６，１７）→Ｌ２（３８）→Ｂ２（２０）→Ｄ５ｂ（２２０ｂ）→Ｓ５ａ（２１０ａ）→Ｓ２（２０４）→ＬＤ（１６，１７）と電流が流れる回路Ｒ３７が形成される。回路Ｒ３６，Ｒ３７の形成により、Ｂ１（１８）及びＢ２（２０）に回生電力が供給されるとともに、Ｌ１（３４），Ｌ２（３８）にも電気エネルギーが蓄積される。

第２電圧変換器２００を用いた第１バッテリ１８及び第２バッテリ２０の直列から並列への接続切換制御は、第１電圧変換器２２を用いた接続切換制御と基本的には同一であってよい。相違点としては、第１電圧変換器２２と第２電圧変換器２００とでスイッチング素子のオンオフパターンが異なるので、上述した接続パターンに基づき、それぞれのオンオフパターンを定めればよい。

また、第２電圧変換器２００には、並列昇降圧モードとして、２つのモードが選択可能となっている。したがって、例えば図１２，図１４，図１６，図１７，図１９の各フローチャートにおいて直列接続から並列接続に切換えたときに、さらに並列接続について、２つの並列昇降圧モードのどちらに絞るか判定する判定フローを設けてもよい。

例えば、２つの並列昇降圧モードにおいてオン動作されるスイッチング素子に基づいて、並列昇降圧モードを選択してもよい。スイッチング素子のオン動作により当該スイッチング素子に電流が流れて加熱される。このことから、各スイッチング素子２０２，２０４，２０６，２０８，２１０ａ，２１０ｂに図示しない温度センサを設けるとともに、相対的に温度の高いスイッチング素子を使用しないような並列昇降圧モードを選択するようにしてもよい。

具体的には、図２１及び図２３で示した並列昇降圧第１モードでは、スイッチング素子Ｓ５ａ，Ｓ５ｂ（２１０ａ，２１０ｂ）はオフ固定されるのに対して、図２４及び図２５で示した並列昇降圧第２モードでは、スイッチング素子Ｓ５ａ，Ｓ５ｂ（２１０ａ，２１０ｂ）はオン固定される。このような違いに基づき、スイッチング素子Ｓ５ａ，Ｓ５ｂ（２１０ａ，２１０ｂ）が他のスイッチング素子と比較して高温である場合には、当該スイッチング素子Ｓ５ａ，Ｓ５ｂ（２１０ａ，２１０ｂ）をオフ固定して休ませる、並列昇降圧第１モードを選択する。

１２ 電動車両、１４ 内燃機関、１６，１７ 回転電機、１８ 第１バッテリ、２０ 第２バッテリ、２２，２００ 電圧変換器、２４ 制御部、２６ 第１バッテリ電圧センサ、２８ 第１バッテリ温度センサ、３０ 第２バッテリ電圧センサ、３２ 第２バッテリ温度センサ、３４ 第１リアクトル、３６ 第１コンデンサ、３８ 第２リアクトル、４０ 第２コンデンサ、４２ 平滑コンデンサ、６３ 高圧電路（出力電路）、６４ 基準電路（出力電路）、６６，６８，７０，７２，２０２，２０４，２０６，２０８，２１０ａ，２１０ｂ スイッチング素子、１０２ 記憶部、１０４ 機器・センサインターフェース、１３４ 基幹制御部、１３６ 電圧指令生成部、１３８ 偏差演算部、１４０ 電力演算部、１４２ 総電力リミッタ、１４４ 電流演算部、１４６ 直列／並列切換判定部、１４８ バッテリ許容電流推定部。

Claims (8)

1. ２つの直流電源と回転電機との間で双方向に電圧変換を行うとともに、前記回転電機に対する前記２つの電源の接続を直列と並列との間で切換え可能な電圧変換器と、
   前記電圧変換器の電圧変換及び電源接続切換を制御する制御部と、
   を備える電動車両であって、
   前記制御部は、前記回転電機に対するトルク指令に基づく出力電流の予測値が、前記２つの電源のうちいずれか一方の許容電流値を超過した際に、前記２つの電源の接続を並列接続とし、
   前記制御部には、前記回転電機に対するトルク指令に応じた電力指令値を制限する制限値が設定され、
   前記制限値は、第１の制限値と、前記第１の制限値よりも高く設定された第２の制限値とを含み、
   前記制御部は、前記２つの電源の直列接続から並列接続への切換に応じて、第１の制限値から第２の制限値に切換えることを特徴とする、電動車両。
2. ２つの直流電源と回転電機との間で双方向に電圧変換を行うとともに、前記回転電機に対する前記２つの電源の接続を直列と並列との間で切換え可能な電圧変換器と、
   前記電圧変換器の電圧変換及び電源接続切換を制御する制御部と、
   を備える電動車両であって、
   前記制御部は、前記回転電機に対するトルク指令値の変化量が閾値を超過した際に、前記２つの電源の接続を並列接続とすることを特徴とする、電動車両。
3. ２つの直流電源と回転電機との間で双方向に電圧変換を行うとともに、前記回転電機に対する前記２つの電源の接続を直列と並列との間で切換え可能な電圧変換器と、
   前記電圧変換器の電圧変換及び電源接続切換を制御する制御部と、
   を備える電動車両であって、
   前記制御部は、前記回転電機の回転数の変化量が閾値を超過した際に、前記２つの電源の接続を並列接続とし、
   前記制御部には、前記回転電機に対するトルク指令に応じた電力指令値を制限する制限値が設定され、
   前記制限値は、第１の制限値と、前記第１の制限値よりも高く設定された第２の制限値とを含み、
   前記制御部は、前記２つの電源の直列接続から並列接続への切換に応じて、第１の制限値から第２の制限値に切換えることを特徴とする、電動車両。
4. ２つの直流電源と回転電機との間で双方向に電圧変換を行うとともに、前記回転電機に対する前記２つの電源の接続を直列と並列との間で切換え可能な電圧変換器と、
   前記電圧変換器の電圧変換及び電源接続切換を制御する制御部と、
   を備える電動車両であって、
   前記制御部は、駆動輪の空転時に、前記２つの電源の接続を並列接続とし、
   前記制御部には、前記回転電機に対するトルク指令に応じた電力指令値を制限する制限値が設定され、
   前記制限値は、第１の制限値と、前記第１の制限値よりも高く設定された第２の制限値とを含み、
   前記制御部は、前記２つの電源の直列接続から並列接続への切換に応じて、第１の制限値から第２の制限値に切換えることを特徴とする、電動車両。
5. ２つの直流電源と回転電機との間で双方向に電圧変換を行うとともに、前記回転電機に対する前記２つの電源の接続を直列と並列との間で切換え可能な電圧変換器と、
   前記電圧変換器の電圧変換及び電源接続切換を制御する制御部と、
   を備える電動車両であって、
   前記電動車両には駆動源として内燃機関が搭載され、
   前記内燃機関はその始動時に前記回転電機の出力トルクによって駆動され、
   前記制御部は、前記内燃機関の始動指令出力時に、前記２つの電源を並列接続とすることを特徴とする、電動車両。
6. ２つの直流電源と回転電機との間で双方向に電圧変換を行うとともに、前記回転電機に対する前記２つの電源の接続を直列と並列との間で切換え可能な電圧変換器と、
   前記電圧変換器の電圧変換及び電源接続切換を制御する制御部と、
   を備える電動車両であって、
   前記制御部は、駆動中の駆動輪の空転時に実行される車両制御に対してオフ設定された際に、前記２つの電源を並列接続とすることを特徴とする、電動車両。
7. ２つの直流電源と回転電機との間で双方向に電圧変換を行うとともに、前記回転電機に対する前記２つの電源の接続を直列と並列との間で切換え可能な電圧変換器と、
   前記電圧変換器の電圧変換及び電源接続切換を制御する制御部と、
   を備える電動車両であって、
   前記制御部は、駆動中または制動中の駆動輪の空転時に実行される車両制御の故障時に、前記２つの電源を並列接続とすることを特徴とする、電動車両。
8. 請求項２、５、６、７のいずれか一つに記載の電動車両であって、
   前記制御部には、前記回転電機に対するトルク指令に応じた電力指令値を制限する制限値が設定され、
   前記制限値は、第１の制限値と、前記第１の制限値よりも高く設定された第２の制限値とを含み、
   前記制御部は、前記２つの電源の直列接続から並列接続への切換に応じて、第１の制限値から第２の制限値に切換えることを特徴とする、電動車両。
   
   

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