JP4743082B2 - 電源システムおよびそれを備えた車両 - Google Patents

Description

この発明は、電源システムおよびそれを備えた車両に関し、より特定的には、複数の蓄電部を備えた電源システムおよびそれを備えた車両に関する。

近年、環境問題を考慮して、電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池車などのように、電動機を駆動力源とする車両が注目されている。このような車両には、電動機に電力を供給したり、回生制動時に運動エネルギーを電気エネルギーに変換して蓄電したりするために、二次電池や電気二重層キャパシタなどからなる蓄電部が搭載されている。

このような電動機を駆動力源とする車両において、加速性能や走行持続距離などの走行性能を高めるために、蓄電部の充放電容量を大きくすることが望ましい。蓄電部の充放電容量を大きくするための方法として、複数の蓄電部を搭載する構成が提案されている。

一方、蓄電部は、電気化学的な作用を利用して電気エネルギーを蓄えるので、その充放電特性は温度の影響を受けやすい。一般的な蓄電部では、低温になるほど、その充放電性能が低下する。そのため、所定の充放電性能を維持するためには、蓄電部の温度管理、特に昇温制御が重要となる。

たとえば特開平１１−２６０３２号公報（特許文献１）には、電気自動車に搭載された電池の温度を昇温する電気自動車用電池のヒートアップ装置が開示される。これによれば、制御手段は、車両が解錠されたことを検出する解錠検出手段、設定された時刻を通知するタイマ手段、および操作情報を入力する入力手段の少なくとも１つから指示があった場合に、電池の検出温度が所定値以下であるときには、電池に要求される要求電流よりも大きな電池の出力電流を流すように制御する。
特開平１１−２６０３２号公報 特開２００１−２９４１３６号公報 特開平１０−１６７０２９号公報 特開２００４−２６１３９号公報

しかしながら、特開平１１−２６０３２号公報に開示されるヒートアップ装置では、上述した解錠検出手段、タイマ手段および入力手段の少なくとも１つから指示があった場合に、要求電流よりも大きな電池の出力電流を流すように制御する構成が開示されているが、出力電流の詳細な制御については十分な開示がなされていない。

すなわち、電池の出力電流を増加させることは、電池内部での発熱量を増加させ、電池の迅速な昇温を促す点で有効であるが、その一方で、電池から持ち出される電力やコンバータ等で発生する電力損失を増加させ、電源システム全体のエネルギー効率を低下させるという不具合に繋がる可能性がある。したがって、車両の走行性能を高めるためには、エネルギー効率の向上を確保しつつ、電池を迅速に昇温できることが必要となる。

しかしながら、上述した特開平１１−２６０３２号公報は、車両が解錠された場合、設定時刻になった場合、および、車室内からリモコンによる操作が入力された場合のいずれについても、一律に電池の出力電流を増加させる制御を行なう構成を開示するに留まり、このような課題に対する解決手段を開示していない。

それゆえ、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、エネルギー効率の向上を確保しつつ、蓄電部の迅速な昇温が可能な電源システムを提供することである。

また、この発明の別の目的は、エネルギー効率の向上を確保しつつ、蓄電部の迅速な昇温が可能な電源システムを備える車両を提供することである。

この発明のある局面に従えば、電源システムは、車両に搭載された負荷装置に電力を供給する電源システムである。電源システムは、充電可能に構成された蓄電機構と、蓄電機構についての昇温開始を指令する昇温開始指令に応答して、蓄電機構の昇温制御を実行する制御装置とを備える。昇温開始指令は、発信源が互いに異なる複数種類の昇温開始信号からなる。制御装置は、昇温開始信号の種類に応じて、予め設定された複数の制御モードの中から１つの制御モードを選択するモード選択手段と、モード選択手段によって選択された制御モードに従って、蓄電機構の昇温制御を実行する昇温制御手段とを含む。

上記の電源システムによれば、昇温開始信号の種類に応じて、蓄電機構の昇温速度および全体的なエネルギー効率が最適となるように蓄電機構の昇温制御を実行することにより、電力損失を抑えながら、車両を始動させる時点において確実に蓄電機構の昇温制御を完了することができる。その結果、電源システムにおけるエネルギー効率の向上と、車両の始動性の確保とを両立させることができる。

好ましくは、蓄電機構は、各々が充電可能に構成された複数の蓄電部を含む。電源システムは、負荷装置と電源システムとの間で電力を授受可能に構成された電力線と、複数の蓄電部と電力線との間にそれぞれ設けられ、各々が対応の蓄電部と電力線との間で電圧変換動作を行なう複数の電圧変換部とをさらに備える。昇温制御手段は、複数の蓄電部の温度の各々が対応の温度下限値を下回っているか否かを判断する蓄電部温度判断手段と、温度下限値を下回っていると判断された蓄電部を昇温対象とし、かつ、モード選択手段によって選択された制御モードに従って、昇温対象である蓄電部と、残余の蓄電部または車両の外部との間で電力の授受が行なわれるように、複数の電圧変換部の電圧変換動作を制御する電圧変換制御手段とを含む。

上記の電源システムによれば、昇温開始信号の種類に応じて、昇温対象である蓄電部の昇温速度および全体的なエネルギー効率が最適となるように蓄電機構の昇温制御を実行することにより、電力損失を抑えながら、車両を始動させる時点において確実に蓄電機構の昇温制御を完了することができる。その結果、電源システムにおけるエネルギー効率の向上と、車両の始動性の確保とを両立させることができる。

好ましくは、複数種類の昇温開始信号は、発信源からの送信から車両を始動するまでの期間の推定値に従って分類される。モード選択手段は、車両を始動するまでの期間の推定値が相対的に短いと分類される昇温開始信号に応じて、複数の制御モードの中から、温度下限値を下回っていると判断された蓄電部の充放電電流が相対的に大きくなる第１の制御モードを選択する。

上記の電源システムによれば、車両を始動する前の限られた時間内で昇温対象である蓄電部を速やかに昇温させることができるため、車両の始動性を確保することができる。

好ましくは、電圧変換制御手段は、モード選択手段によって第１の制御モードが選択され、かつ、昇温対象である蓄電部が低充電状態であるとき、昇温対象である蓄電部の充放電電力の目標値を、当該蓄電部の充放電許容電力に設定するとともに、昇温対象である蓄電部の充放電電力が目標値となるように、当該蓄電部に対応する電圧変換部の電圧変換動作を制御する。

上記の電源システムによれば、昇温対象である蓄電部が低充電状態であるときには、当該蓄電部の充放電電流を可能な限り増加させて迅速な昇温を促すことによって、当該蓄電部の充放電性能を確保することが可能となる。

好ましくは、電圧変換制御手段は、モード選択手段によって第１の制御モードが選択され、かつ、昇温対象である蓄電部が非低充電状態であるとき、昇温対象である蓄電部の充放電電力の目標値を、当該蓄電部の充放電許容電力よりも低く、かつ、当該蓄電部の電力損失が所定値以下となるように設定するとともに、昇温対象である蓄電部の充放電電力が目標値となるように当該蓄電部に対応する電圧変換部の電圧変換動作を制御する。

上記の電源システムによれば、昇温対象である蓄電部が非低充電状態であるときには、当該蓄電部内部で生じる電力損失を抑えつつ、当該蓄電部を迅速に昇温することができる。

好ましくは、車両は、電源システムからの電力を受けて作動する補機負荷を含む。電圧変換制御手段は、昇温対象である蓄電部と残余の蓄電部との間の電力授受で生じた余剰電力を補機負荷へ供給する。

上記の電源システムによれば、昇温制御で発生した余剰電力を補機負荷へ供給することにより、昇温制御を行ないつつ、補機負荷を作動させて車両搭乗者に対して快適な車内環境を提供することができる。

好ましくは、複数種類の昇温開始信号は、車両に搭載されたスマートドアアンロック機能の作動により車両が解錠したことに応答して送信される第１の昇温開始信号を含む。第１の昇温開始信号は、車両を始動するまでの期間の推定値が相対的に短いと分類される。

上記の電源システムによれば、車両の解錠から車両を始動するまでの限られた時間内に蓄電部を速やかに昇温することができるため、車両の始動性を確保することができる。

好ましくは、複数種類の昇温開始信号は、車両に搭載されたワイヤレスリモートコントロール機能の作動により車両が解錠したことに応答して送信される第２の昇温開始信号を含む。第２の昇温開始信号は、車両を始動するまでの期間の推定値が相対的に短いと分類される。

上記の電源システムによれば、車両の解錠から車両を始動するまでの限られた時間内に蓄電部を速やかに昇温することができるため、車両の始動性を確保することができる。

好ましくは、電源システムは、車両の内部に設けられ、ユーザによる操作に応答して昇温要求を出力する操作手段をさらに備える。複数種類の昇温開始信号は、操作手段が昇温要求を出力したことに応答して送信される第３の昇温開始信号を含む。第３の昇温開始信号は、車両を始動するまでの期間の推定値が相対的に短いと分類される。

上記の電源システムによれば、ユーザからの昇温要求に応答して蓄電部を速やかに昇温することができるため、車両の始動性を確保することができる。

好ましくは、電源システムは、電力線と車両外部との電気的な接続を確保することによって電源システムと車両外部との間で電力を授受可能に構成されたコネクタをさらに備える。複数種類の昇温開始信号は、コネクタの開成によって電力線と車両外部との電気的接続が遮断されたことに応答して送信される第４の昇温開始信号を含む。モード選択手段は、第４の昇温開始信号に応じて、複数の制御モードの中から、昇温対象である蓄電部と残余の蓄電部との間で授受される電力の収支が略零となる第２の制御モードを選択する。

上記の電源システムによれば、蓄電部の迅速な昇温を確保しつつ、昇温制御に伴なって電源システム全体の蓄積電力が消費されるのを抑えることができる。

好ましくは、電圧変換制御手段は、モード選択手段によって第２の制御モードが選択されたとき、昇温対象である蓄電部の充放電電力と、残余の蓄電部の充放電電力とが略一致するように、複数の電圧変換部の電圧変換動作を制御する。

上記の電源システムによれば、蓄電部間で授受される電力の収支が略零となるため、電源システム全体の蓄積電力の消費を抑えることができる。

好ましくは、モード選択手段は、車両を始動するまでの期間の推定値が相対的に長いと分類される昇温開始信号に応じて、複数の制御モードの中から、電圧変換部で生じる電力損失が相対的に小さくなる第３の制御モードを選択する。

上記の電源システムによれば、車両を始動するまでに時間的余裕があると判断される場合には、昇温速度の確保よりも電力損失の低減を優先的に行なうことによって電源システムの全体的な効率を向上することが可能となる。

好ましくは、各複数の電圧変換部は、少なくとも１組のスイッチング素子を有するチョッパ回路を含む。電圧変換制御手段は、モード選択手段によって第３の制御モードが選択されたとき、残余の蓄電部に対応する電圧変換部における電圧変換比率が略１となるように、当該電圧変換部の電圧変換動作を制御する。

上記の電源システムによれば、電圧変換部で発生するスイッチング損失を抑制することができるため、電源システムの全体的な効率を向上することが可能となる。

好ましくは、電源装置は、車両の外部に位置するユーザによる遠隔操作に応答して昇温要求を出力する操作手段をさらに備える。複数種類の昇温開始信号は、操作手段が昇温要求を出力したことに応答して送信される第５の昇温開始信号を含む。第５の昇温開始信号は、車両を始動するまでの期間の推定値が相対的に長いと分類される。

上記の電源システムによれば、車両を始動する時点における昇温制御の完了を確保しつつ、電力損失を抑えることができる。

好ましくは、電源システムは、電力線と車両の外部との電気的な接続を確保することによって電源システムと車両外部との間で電力を授受可能に構成されたコネクタをさらに備える。複数種類の昇温開始信号は、車両外部からの昇温要求に応答して送信される第６の昇温開始信号を含む。モード選択手段は、第６の昇温開始信号に応じて、複数の制御モードの中から、昇温対象である蓄電部と車両外部との間で電力を授受するための第４の制御モードを選択する。

上記の電源システムによれば、電源システムと車両外部との間で電力授受が可能な場合には、昇温対象となる蓄電部と車両外部との間で電力授受を行なうことによって、電源システムの蓄積電力を用いることなく蓄電部を昇温することができる。

好ましくは、負荷装置は、各々が星型結線されたステータを含んで構成される第１および第２の回転電機と、電力線と電気的に接続され、それぞれ第１および第２の回転電機を駆動するための第１および第２のインバータとを含む。コネクタは、第１の回転電機の第１の中性点および第２の回転電機の第２の中性点を介して、電源システムと車両外部との間で電力を授受可能に構成される。第１および第２のインバータの各々は、第１の中性点と第２の中性点との間に与えられる交流電力を直流電力に変換可能に構成される。

上記の電源システムによれば、回転電機を駆動するインバータを、車両外部から蓄電部への電力供給手段として兼用することができるため、車両の構成を簡素化することができる。

好ましくは、電源システムは、予め設定された所定の時刻を通知するタイマをさらに備える。複数種類の昇温開始信号は、タイマから通知を受けたことに応答して送信される第７の昇温開始信号を含む。モード選択手段は、第７の昇温開始信号に応じて、複数の制御モードの中から、昇温対象である蓄電部の充放電電流が予め設定した所定の上昇率で変化する第５の制御モードを選択する。

上記の電源システムによれば、ユーザが車両を始動する前の所定時刻に蓄電部の昇温制御を開始することによって、低温環境下での車両の始動性を確保することができる。

この発明の別の局面によれば、車両は、上記のいずれか１つに記載の電源システムと、電源システムから供給される電力を受けて駆動力を発生する駆動力発生部とを備える。

上記の車両によれば、車両の状態に応じて、エネルギー効率の向上を確保しつつ、車両を始動する時点において確実に蓄電部の昇温制御を完了することができる。その結果、車両の走行性能を高めることが可能となる。

この発明によれば、エネルギー効率の向上を確保しつつ、蓄電機構の迅速な昇温が可能となる。その結果、蓄電機構の充放電性能を確保できるため、車両の走行性能を高めることが可能となる。

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。

（車両の構成）
図１は、本発明の実施の形態に従う電源システム１００を備える車両の要部を示す概略構成図である。

図１を参照して、車両は、電源システム１００と、第１インバータ（ＩＮＶ１）４０，第２インバータ（ＩＮＶ２）４２，第３インバータ（ＩＮＶ３）４４と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、駆動ＥＣＵ（Electrical Control Unit）５０とを備える。

インバータ４０，４２と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、駆動ＥＣＵ５０とは、車両の駆動力を発生する駆動力発生部を構成する。本実施の形態では、この駆動力発生部を「負荷装置」とする場合について例示する。すなわち、車両は、電源システム１００から駆動力発生部へ供給される電力により生じる駆動力を車輪（図示せず）に伝達することにより走行する。また、車両は、回生時において、駆動力発生部によって運動エネルギーから電力を生じさせて電源システム１００に回収する。

また、本実施の形態においては、蓄電機構を構成する蓄電部の一例として、２つの蓄電部を備える電源システム１００について説明する。電源システム１００は、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬを介して駆動力発生部との間で直流電力の授受を行なう。

インバータ４０，４２は、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬに並列接続され、それぞれ電源システム１００との間で電力の授受を行なう。すなわち、インバータ４０，４２は、それぞれ主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬを介して受ける駆動電力（直流電力）を交流電力に変換してモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２へ供給する一方、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２が発電する交流電力を直流電力に変換して回生電力として電源システム１００へ供給する。なお、インバータ４０，４２は、一例として、三相分のスイッチング素子を含むブリッジ回路で構成され、それぞれ駆動ＥＣＵ５０から受けたスイッチング指令ＰＷＭ１，ＰＷＭ２に応じて、スイッチング（回路開閉）動作を行なうことで、三相交流電力を発生する。

モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、それぞれインバータ４０，４２から供給される交流電力を受けて回転駆動力を発生可能であるとともに、外部からの回転駆動力を受けて発電可能に構成される。一例として、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、永久磁石が埋設されたロータを備える三相交流回転電機である。そして、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、それぞれ動力伝達機構４６と連結され、発生した駆動力を駆動軸４８によって車輪（図示せず）へ伝達する。

なお、駆動力発生部がハイブリッド車両に適用される場合には、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、動力伝達機構４６または駆動軸４８を介して図示しないエンジンとも連結される。そして、駆動ＥＣＵ５０によって、エンジンの発生する駆動力とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の発生する駆動力とが最適な比率となるように制御が実行される。このようなハイブリッド車両に適用される場合には、モータジェネレータＭＧ１を専ら発電機として機能させ、モータジェネレータＭＧ２を専ら電動機として機能させることもできる。

駆動ＥＣＵ５０は、予め格納されたプログラムを実行することで、図示しない各センサから送信された信号、走行状況、アクセル開度の変化率、および格納しているマップなどに基づいて、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルク目標値ＴＲ１，ＴＲ２および回転数目標値ＭＲＮ１，ＭＲＮ２を算出する。そして、駆動ＥＣＵ５０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の発生トルクおよび回転数がそれぞれトルク目標値ＴＲ１，ＴＲ２および回転数目標値ＭＲＮ１，ＭＲＮ２となるように、スイッチング指令ＰＷＭ１，ＰＷＭ２を生成してインバータ４０，４２を制御する。また、駆動ＥＣＵ５０は、算出したトルク目標値ＴＲ１，ＴＲ２および回転数目標値ＭＲＮ１，ＭＲＮ２を電源システム１００へ出力する。

さらに、本実施の形態においては、インバータ４４が、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬに対してインバータ４０，４２と並列接続される。インバータ４４はさらに、供給線ＡＣＬおよび充電コネクタ６０を介して、車両外部の住宅内の商用電源（ともに図示せず）と電気的に接続され、商用電源との間で電力を授受可能に構成される。

インバータ４４は、後述する方法によって、充電コネクタ６０および供給線ＡＣＬを介して車両外部から供給される商用電力を受けて、電源システム１００へ供給するための直流電力を生成する。一例として、インバータ４４は、車両外部の住宅（図示せず）内で使用される電力の形態に対応するように、単相インバータからなる。

なお、正供給線ＡＣＬｐに介装された供給電流検出部５４は、商用電源からの供給電流ＩＡＣを検出し、その検出値を駆動ＥＣＵ５０へ出力する。また、正供給線ＡＣＬｐと負供給線ＡＣＬｎとの間に接続された供給電圧検出部５２は、商用電源からの供給電圧ＶＡＣを検出し、その検出値を駆動ＥＣＵ５０へ出力する。

また、開閉検出部６２は、充電コネクタ６０の開成、すなわち、車両と商用電源との電気的遮断を検出し、その検出結果を指示する信号ＯＰを生成して電源システム１００へ出力する。

（補機負荷）
車両は、エアーコンディショナ装置７０と、低圧補機類８２と、降圧コンバータ８０と、副蓄電装置ＳＢとをさらに備える。

エアーコンディショナ装置７０は、車両の車室内を主として冷暖房するための装置であり、電源ラインＬＰＬ１，ＬＮＬ１に接続されたインバータ７２と圧縮機７４とを含む。インバータ７２は、電源システム１００からの直流電力を交流電力に変換して圧縮機７４へ供給する。圧縮機７４は、図示しない冷媒を圧縮および膨張を繰り返し実行することで、気化熱を利用して冷却を行なう装置であり、インバータ７２から供給される交流電力を用いて回転駆動力を発生させることで冷媒を圧縮する。

低圧補機類８２は、電源システム１００の出力電圧に比較して低圧（例えば、１２Ｖ）で作動する補機類の総称であり、一例として、カーナビゲーションシステム、カーオーディオ、車内灯、車内インジケータなどを含む。

このようなエアーコンディショナ装置７０および低圧補機類８２は、車両搭乗者に対して快適な車内環境を提供するための補機負荷である。

降圧コンバータ８０は、電源ラインＬＰＬ２，ＬＮＬ２と接続され、電源システム１００からの直流電力を所定の直流電圧に降圧して、低圧補機類８２および副蓄電装置ＳＢへ供給する。

副蓄電装置ＳＢは、一例として鉛蓄電池などからなり、降圧コンバータ８０の出力側に接続され、降圧コンバータ８０からの直流電力で充電される一方、低圧補機類８２へその蓄えた電力を供給する。すなわち、副蓄電装置ＳＢは、降圧コンバータ８０の出力電力と、低圧補機類８２の需要電力とのアンバランスを補うための電力バッファとしても機能する。

なお、電源ラインＬＰＬ１に介装された供給電流検出部７６は、エアーコンディショナ装置７０への供給電流ＩＬ１を検出し、その検出値をコンバータＥＣＵ３０へ出力する。また、電源ラインＬＰＬ２に介装された供給電流検出部７８は、降圧コンバータ８０への供給電流ＩＬ２を検出し、その検出値をコンバータＥＣＵ３０へ出力する。

（電源システムの構成）
電源システム１００は、平滑コンデンサＣと、第１コンバータ（ＣＯＮＶ１）１８と、第２コンバータ（ＣＯＮＶ２）２８と、第１蓄電部１０と、第２蓄電部２０と、充放電電流検出部１６，２６と、充放電電圧検出部１４，２４と、温度検出部１２，２２と、電池ＥＣＵ３２と、コンバータＥＣＵ３０とを備える。

平滑コンデンサＣは、主正母線ＭＰＬと主負母線ＭＮＬとの間に接続され、コンバータ１８，２８から出力される駆動電力および駆動力発生部から出力される回生電力に含まれる変動成分を低減する。

コンバータ１８，２８は、それぞれ、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬと、蓄電部１０，２０との間に設けられ、蓄電部１０，２０と主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬとの間で電力変換動作を行なう。具体的には、コンバータ１８，２８は、蓄電部１０，２０からの放電電力を所定の電圧に昇圧して駆動電力として供給する一方、駆動力発生部から供給される回生電力を所定の電圧に降圧して蓄電部１０，２０を充電する。一例として、コンバータ１８，２８は、昇降圧チョッパ回路により構成される。

蓄電部１０，２０は、それぞれ、コンバータ１８，２８を介して、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬに並列接続される。蓄電部１０，２０は、例えば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などの充放電可能に構成された二次電池、もしくは電気二重層キャパシタからなる。

充放電電流検出部１６，２６は、それぞれ、蓄電部１０，２０とコンバータ１８，２８とを接続する一方の電力線に介装され、蓄電部１０，２０の充放電時に用いられる充放電電流値Ｉｂ１，Ｉｂ２を検出し、その検出結果を電池ＥＣＵ３２およびコンバータＥＣＵ３０へ出力する。

充放電電圧検出部１４，２４は、それぞれ、蓄電部１０，２０とコンバータ１８，２８とを接続する電力線間に接続され、蓄電部１０，２０の充放電電圧値Ｖｂ１，Ｖｂ２を検出し、その検出結果を電池ＥＣＵ３２およびコンバータＥＣＵ３０へ出力する。

温度検出部１２，２２は、それぞれ、蓄電部１０，２０を構成する電池セルなどに近接して配置され、蓄電部１０，２０の内部温度である蓄電部温度Ｔｂ１，Ｔｂ２を検出し、その検出結果を電池ＥＣＵ３２へ出力する。なお、温度検出部１２，２２は、それぞれ、蓄電部１０，２０を構成する複数の電池セルに対応付けて配置された複数の検出素子の検出結果に基づいて、平均化処理などにより代表値を出力するように構成してもよい。

電池ＥＣＵ３２は、充放電電流検出部１６，２６から受けた充放電電流値Ｉｂ１，Ｉｂ２と、充放電電圧検出部１４，２４から受けた充放電電圧値Ｖｂ１，Ｖｂ２と、温度検出部１２，２２から受けた蓄電池温度Ｔｂ１，Ｔｂ２とに基づいて、蓄電部１０，２０のそれぞれにおける充電状態ＳＯＣ１，ＳＯＣ２（ＳＯＣ：State Of Charge）を算出する。

蓄電部１０，２０のＳＯＣを算出する構成については、様々な周知技術を用いることができるが、一例として、電池ＥＣＵ３２は、開回路電圧値から算出される暫定ＳＯＣと、充放電電流値の積算値から算出される補正ＳＯＣとを加算することでＳＯＣを導出する。具体的には、電池ＥＣＵ３２は、各時点における充放電電流値Ｉｂ１，Ｉｂ２および充放電電圧値Ｖｂ１，Ｖｂ２から蓄電部１０，２０の開回路電圧値を算出し、当該開回路算出値を予め実験的に測定された蓄電部１０，２０の基準状態におけるＳＯＣと開回路電圧値との関係を示す基準充放電特性に適用することで、蓄電部１０，２０の暫定ＳＯＣを算出する。さらに、電池ＥＣＵ３２は、充放電電流値Ｉｂ１，Ｉｂ２を積算して補正ＳＯＣを算出し、この補正ＳＯＣに暫定ＳＯＣを加算することでＳＯＣを導出する。

さらに、電池ＥＣＵ３２は、導出した蓄電部１０，２０のＳＯＣ１，ＳＯＣ２に基づいて、許容電力（充電許容電力Ｗｉｎ１，Ｗｉｎ２および放電許容電力Ｗｏｕｔ１，Ｗｏｕｔ２）を導出する。充電許容電力Ｗｉｎ１，Ｗｉｎ２および放電許容電力Ｗｏｕｔ１，Ｗｏｕｔ２は、その化学反応的な限界で規定される、各時点における充電電力および放電電力の短時間の制限値である。

そのため、電池ＥＣＵ３２は、予め実験的に取得された蓄電部１０，２０のＳＣＯおよび蓄電部温度Ｔｂをパラメータとして規定された許容電力のマップを格納しておき、算出されるＳＯＣ１，ＳＯＣ２および蓄電部温度Ｔｂ１，Ｔｂ２に基づいて、各時点の許容電力を導出する。なお、許容電力を規定するマップには、ＳＯＣおよび蓄電部温度以外のパラメータ、例えば蓄電部の劣化度などを含ませることもできる。

そして、電池ＥＣＵ３２は、導出した蓄電部１０，２０のＳＯＣ１，ＳＯＣ２、充電許容電力Ｗｉｎ１，Ｗｉｎ２および放電許容電力Ｗｏｕｔ１，Ｗｏｕｔ２をコンバータＥＣＵ３０へ出力する。

コンバータＥＣＵ３０は、温度検出部１２，１４からそれぞれ受けた蓄電部温度Ｔｂ１，Ｔｂ２に基づいて、蓄電部１０，２０を昇温する必要があるか否かを判断する。具体的には、コンバータＥＣＵ３０は、蓄電部温度Ｔｂ１，Ｔｂ２の各々が対応の温度下限値（例えば、−１５℃）を下回っているか否かを判断する。そして、コンバータＥＣＵ３０は、対応の温度下限値を下回っている蓄電部についての昇温制御を実行する。

蓄電部の昇温制御は、後述する制御構造に従って、図示しない各センサおよびＥＣＵから送信される昇温開始を指令する信号（以下、昇温開始信号とも称する）をトリガ信号として開始される。このときの昇温制御は、予め設定された複数の制御モードの中から、昇温開始信号の種類に応じて、最適な制御モードを選択して実行される。

具体的には、コンバータＥＣＵ３０は、昇温開始信号を受信すると、その受信した昇温開始信号の種類に基づいて、対応の温度下限値を下回っている蓄電部についての昇温指令が生成する。そして、コンバータＥＣＵ３０は、生成された昇温指令に従って、昇温指令に対応する蓄電部と残余の蓄電部との間、もしくは、昇温指令に対応する蓄電部と車両外部の商用電源との間で電力の授受が行なわれるように、スイッチング指令ＰＷＣ１，ＰＷＣ２を生成してコンバータ１８，２８を制御する。

このとき、コンバータＥＣＵ３０は、蓄電部の充放電電流、電源システムのエネルギー効率、および電力授受を行なう対象が互いに異なる複数の制御モードを予め有しており、生成された昇温指令に応じて、すなわち、昇温開始信号の種類に応じて、複数の制御モードの中から最適な制御モードを選択する。そして、コンバータＥＣＵ３０は、その選択した制御モードで上述した電力の授受が行なわれるように、スイッチング指令ＰＷＣ１，ＰＷＣ２を生成する。

なお、蓄電部の充放電電流は、昇温指令に対応する蓄電部における充放電電流に相当し、充放電電流が増加するに従って蓄電部温度の変化率（すなわち、昇温速度）が上昇する。また、電源システムのエネルギー効率は、蓄電部間もしくは、蓄電部と商用電源との間での電力授受において、その授受経路で発生する電力損失（例えばコンバータで発生する電力損失など）が増えるに従って低下する。さらに、電力の授受を行なう対象とは、昇温対象に対応する蓄電部と電力の授受を行なう対象を意味しており、本実施の形態では、残余の蓄電部または車両外部の商用電源がこれに相当する。

本実施の形態においては、駆動力発生部が「負荷装置」に相当し、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬが「電力線」に相当し、コンバータ１８，２８が「複数の電圧変換部」に相当する。そして、コンバータＥＣＵ３０が「モード選択手段」および「昇温制御手段」を実現する。

図２は、本発明の実施の形態に従うコンバータ１８，２８の概略構成図である。
図２を参照して、コンバータ１８は、チョッパ回路１８０と、平滑コンデンサＣ１とからなる。

チョッパ回路１８０は、コンバータＥＣＵ３０からのスイッチング指令ＰＷＣ１に応じて、放電時には蓄電部１０から受けた直流電力を昇圧する一方、充電時には主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬから受けた直流電力を降圧する。そして、チョッパ回路１８０は、それぞれ正母線ＬＮ１Ａと、負母線ＬＮ１Ｃと、配線ＬＮ１Ｂと、スイッチング素子であるトランジスタＱ１Ａ，Ｑ１Ｂと、ダイオードＤ１Ａ，Ｄ１Ｂと、インダクタＬ１とを含む。

正母線ＬＮ１Ａは、その一方端がトランジスタＱ１Ｂのコレクタに接続され、他方端が主正母線ＭＰＬに接続される。また、負母線ＬＮ１Ｃは、その一方端が蓄電部１０の負極側に接続され、他方端が主負母線ＭＮＬに接続される。

トランジスタＱ１Ａ，Ｑ１Ｂは、負母線ＬＮ１Ｃと正母線ＬＮ１Ａとの間に直列に接続される。そして、トランジスタＱ１Ａのエミッタは負母線ＬＮ１Ｃに接続され、トランジスタＱ１Ｂのコレクタは正母線ＬＮ１Ａに接続される。また、各トランジスタＱ１Ａ，Ｑ１Ｂのコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ１Ａ，Ｄ１Ｂがそれぞれ接続されている。さらに、インダクタＬ１は、トランジスタＱ１ＡとトランジスタＱ１Ｂとの接続点に接続される。

配線ＬＮ１Ｂは、一方端が蓄電部１０の正極側に接続され、他方端がインダクタＬ１に接続される。

平滑コンデンサＣ１は、配線ＬＮ１Ｂと負母線ＬＮ１Ｃとの間に接続され、配線ＬＮ１Ｂと負母線ＬＮ１Ｃとの間の直流電圧に含まれる交流成分を低減する。

以下、コンバータ１８の電圧変換動作（昇圧動作および降圧動作）について説明する。
昇圧動作時において、コンバータＥＣＵ３０は、トランジスタＱ１Ｂをオフ状態に維持し、かつ、トランジスタＱ１Ａを所定のデューティー比でオン／オフさせる。トランジスタＱ１Ａのオン期間においては、蓄電部１０から配線ＬＮ１Ｂ、インダクタＬ１、ダイオードＤ１Ｂ、および正母線ＬＮ１Ａを順に介して、放電電流が主正母線ＭＰＬへ流れる。同時に、蓄電部１０から配線ＬＮ１Ｂ、インダクタＬ１、トランジスタＱ１Ａおよび負母線ＬＮ１Ｃを順に介して、ポンプ電流が流れる。インダクタＬ１は、このポンプ電流により電磁エネルギーを蓄積する。続いて、トランジスタＱ１Ａがオン状態からオフ状態に遷移すると、インダクタＬ１は、蓄積した電磁エネルギーを放電電流に重畳する。その結果、コンバータ１８から主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬへ供給される直流電力の平均電圧は、デューティー比に応じてインダクタＬ１に蓄積される電磁エネルギーに相当する電圧だけ昇圧される。

一方、降圧動作時において、コンバータＥＣＵ３０は、トランジスタＱ１Ｂを所定のデューティー比でオン／オフさせ、かつ、トランジスタＱ１Ａをオフ状態に維持させる。トランジスタＱ１Ｂのオン期間においては、主正母線ＭＰＬから正母線ＬＮ１Ａ、トランジスタＱ１Ｂ、インダクタＬ１、および配線ＬＮ１Ｂを順に介して、充電電流が蓄電部１０へ流れる。続いて、トランジスタＱ１Ｂがオン状態からオフ状態に遷移すると、インダクタＬ１の電流変化を妨げるように磁束が発生するので、充電電流は、ダイオードＤ１Ａ、インダクタＬ１、および配線ＬＮ１Ｂを順に介して流れ続ける。一方で、電気エネルギー的に見ると、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬを介して直流電力が供給されるのはトランジスタＱ１Ｂのオン期間だけであるので、充電電流が一定に保たれるとすると（インダクタＬ１のインダクタンスが十分に大きいとすると）、コンバータ１８から蓄電部１０へ供給される直流電力の平均電圧は、主正母線ＭＰＬ−主負母線ＭＮＬ間の直流電圧にデューティー比を乗じた値となる。

このようなコンバータ１８の電圧変換動作を制御するため、コンバータＥＣＵ３０は、トランジスタＱ１Ａのオン／オフを制御するスイッチング指令ＰＷＣ１Ａ、およびトランジスタＱ１Ｂのオン／オフを制御するスイッチング指令ＰＷＣ１Ｂからなるスイッチング指令ＰＷＣ１を生成する。

コンバータ２８についても上述したコンバータ１８と同様の構成および動作であるため、詳細な説明は繰り返さない。

（コンバータＥＣＵの制御構造）
以下、コンバータＥＣＵ３０における制御構造についてより詳細に説明する。

図３は、コンバータＥＣＵ３０におけるスイッチング指令の生成を実現するための制御構造を示すブロック図である。

図３を参照して、コンバータＥＣＵ３０は、昇温指令生成部３００と、モード決定部３０２と、目標値決定部３０４と、減算部３０８，３１８，３２６，３３０，３３２と、比制御部（ＰＩ）３１０，３２０，３３４，３３８と、積算部３０６，３１６と、負荷目標値決定部３２８と、選択部３１２，３２２と、変調部（ＭＯＤ）３１４，３２４，３３６，３４０と、タイマ３４２とを含む。

昇温指令生成部３００は、各センサおよびＥＣＵから送信される昇温開始信号を受け、温度検出部１２，２２から蓄電部温度Ｔｂ１，ＴＢ２を受けると、昇温開始信号をトリガ信号として、昇温指令ＷＣＭＡ１〜ＷＣＭＧ１，ＷＣＭＡ２〜ＷＣＭＧ２のうちのいずれか１つを生成し、その生成した昇温指令をモード検出部３０２へ出力する。

具体的には、昇温指令生成部３００は、各センサやＥＣＵなどから送信される昇温開始信号を受けたことに応じて、蓄電部１０，２０を昇温制御する必要があるか否かを判断する。より具体的には、昇温指令生成部３００は、蓄電部温度Ｔｂ１，Ｔｂ２の各々が対応の温度下限値を下回っているかを判断する。

そして、蓄電部１０，２０のいずれかが対応の温度下限値を下回っていると判断されると、昇温指令生成部３００は、昇温開始信号の種類に基づいて、対応の温度下限値を下回っている蓄電部についての昇温指令を生成する。

なお、昇温指令生成部３００に入力される昇温開始信号には、後述するように、車両に装備されたワイヤレスドアロック機構において車両のドアが解錠（アンロック）したことを示す信号ＳＤＵ，ＫＤＵ、車室内の運転席近傍に設けられた昇温ボタン４００の操作状態を示す信号ＢＯＮ１，ＢＯＮ２、充電コネクタ６０が開成したことを示す信号ＯＰ、図示しない住宅からの昇温要求を示す信号ＤＭＮ、およびタイマ３４２の出力信号ＴＭなどが含まれる。

本実施の形態においては、昇温指令ＷＣＭＡ１〜ＷＣＭＧ１は蓄電部１０についての昇温指令に相当し、昇温指令ＷＣＭＡ２〜ＷＣＭＧ２は蓄電部２０についての昇温指令に相当する。以下の説明において、昇温指令ＷＣＭＡ１〜ＷＣＭＧ１，ＷＣＭＡ２〜ＷＣＭＧ２を総称する場合には、単に、昇温指令ＷＣＭＡ〜ＷＣＭＧとも称する。

なお、蓄電部温度Ｔｂ１，Ｔｂ２のいずれもが対応の温度下限値を下回っている場合には、昇温指令生成部３００は、蓄電部１０，２０のうち、より優先度の高い一方の蓄電部についての昇温指令を生成する。ここで、優先度は、蓄電部の満充電容量、蓄電部のＳＯＣ、および所定の動作温度範囲からの蓄電部温度の逸脱量などに応じて決定される。

モード決定部３０２は、昇温指令生成部３００から受けた昇温指令ＷＣＭに基づいて、コンバータ１８，２８の制御モードを決定する。具体的には、モード決定部３０２は、蓄電部の充放電電流（昇温速度）、電源システムのエネルギー効率、および電力授受を行なう対象が互いに異なる複数の制御モードＭＤＡ１〜ＭＤＥ１，ＭＤＡ２〜ＭＤＥ２を予め設定しており、昇温指令ＷＣＭに応じて、複数の制御モードの中から最適な制御モードを選択してコンバータ１８，２８の制御モードに決定する。なお、以下の説明において、制御モードＭＤＡ１〜ＭＤＥ１，ＭＤＡ２〜ＭＤＥ２を総称する場合には、単に、制御モードＭＤＡ〜ＭＤＥとも称する。

図４は、昇温開始信号に基づいて生成される昇温指令ＷＣＭＡ〜ＷＣＭＧと、生成された昇温指令ＷＣＭＡ〜ＷＣＭＧに基づいて決定される制御モードＭＤＡ〜ＭＤＥとを説明するための図である。

図４を参照して、本実施の形態においては、昇温開始信号は、合計７種類から構成されるものとする。そして、この昇温開始信号に対応して、昇温指令は、合計７種類に分別される。

最初に、第１および第２の昇温開始信号としては、スマートドアアンロック信号ＳＤＵおよびキーレスドアアンロック信号ＫＤＵが設定される。これらの信号は、ワイヤレスドアロック機構を装備した車両において、キーに内蔵されているワイヤレス発信機からの送信信号に含まれるＩＤコードと車両に付与されているＩＤコードとが合致したことによって車両のドアが解錠（アンロック）されたとき、ドアの解錠を示す信号として、ドアの施錠／解錠（ロック／アンロック）を制御するボデーＥＣＵ（図示せず）からコンバータＥＣＵ３０へ送信される信号である。

詳細には、スマートドアアンロック信号ＳＤＵは、ワイヤレスドアロック機構の一形態として、メカニカルキーを使用せずに車両のドアのロック／アンロックやエンジン始動を可能とする機能である、いわゆるスマートエントリシステムに対応したものである。より具体的には、スマートエントリシステムに含まれるスマートドアアンロック機能（例えば、車室外検知エリアでスマートキーを携帯したユーザが運転席アウトサイドハンドルを握ることによってドアをアンロックする機能）が作動した場合、ボデーＥＣＵは、スマートドアアンロック信号ＳＤＵを生成してコンバータＥＣＵ３０へ送信する。

また、キーレスドアアンロック信号ＫＤＵは、ワイヤレスドアロック機構の他の形態として、キーレスエントリシステムに対応したものである。より具体的には、キーに内蔵されたワイヤレスリモートコントロール機能が作動してドアがアンロックされたことに応じて、ボデーＥＣＵは、キーレスドアアンロック信号ＫＤＵを生成してコンバータＥＣＵ３０へ送信する。

コンバータＥＣＵ３０においては、昇温指令生成部３００がスマートドアアンロック信号ＳＤＵを受けたことに応じて、対応の温度下限値を下回っている蓄電部についての昇温指令ＷＣＭＡ（ＷＣＭＡ１またはＷＣＭＡ２）を生成してモード決定部３０２へ出力する。

また、昇温指令生成部３００は、キーレスドアアンロック信号ＫＤＵを受けたことに応じて、対応の温度下限値を下回っている蓄電部についての昇温指令ＷＣＭＢ（ＷＣＭＢ１またはＷＣＭＢ２）を生成してモード決定部３０２へ出力する。

次に、第３の昇温開始信号としては、ユーザの手動操作により昇温ボタン４００がオン状態に設定されたことを示す信号ＢＯＮ１が設定される。昇温ボタン４００は、車室内の運転席近傍に設けられており、ユーザが手動操作、あるいは、リモートコントローラを用いた遠隔操作を行なうによって、オン状態に設定される。そして、昇温ボタン４００は、オン状態に設定されたことに応答して、ユーザの昇温要求をコンバータＥＣＵ３０へ伝達する。

昇温指令生成部３００は、ユーザの手動操作により昇温ボタン４００がオンされたことを示す信号ＢＯＮ１を受けると、対応の温度下限値を下回っている蓄電部についての昇温指令ＷＣＭＣ（ＷＣＭＣ１またはＷＣＭＣ２）を生成してモード決定部３０２へ出力する。

次に、第４の昇温開始信号としては、充電コネクタ６０が開成したことを示す信号（以下、充電コネクタ開成信号とも称する）ＯＰが設定される。例えば、充電コネクタ開成信号ＯＰは、ユーザが車両を使用する前に、ユーザによって充電コネクタ６０が住宅側に設けられた電源コンセントから引き抜かれたことことに応じて生成される。生成された充電コネクタ開成信号ＯＰは、充電コネクタ６０に設けられた開閉検出部６２から昇温指令生成部３００へ送信される。

昇温指令生成部３００は、充電コネクタ開成信号ＯＰを受けたことに応じて、対応の温度下限値を下回っている蓄電部についての昇温指令ＷＣＭＤ（ＷＣＭＤ１またはＷＣＭＤ２）を生成してモード決定部３０２へ出力する。

また、第５の昇温開始信号としては、上述した昇温ボタン４００がユーザによるリモートコントローラを用いた遠隔操作によってオン状態に設定されたことを示す信号ＢＯＮ２が設定される。昇温指令生成部３００は、遠隔操作により昇温ボタン４００がオンされたことを示す信号ＢＯＮ２を受けると、対応の温度下限値を下回っている蓄電部についての昇温指令ＷＣＭＥ（ＷＣＭＥ１またはＷＣＭＥ２）を生成してモード決定部３０２へ出力する。

次に、第６の昇温開始信号としては、住宅内のユーザから車両に対して発せられる昇温要求信号ＤＭＮが設定される。昇温要求信号ＤＭＮは、一例として、寒冷地などにおいてユーザが車両を使用する前に予め蓄電部を暖めておくことで、低温環境下における車両の始動性を確保したい場合に発せられる。

昇温指令生成部３００は、昇温要求信号ＤＭＮを受けたことに応じて、対応の温度下限値を下回っている蓄電部についての昇温指令ＷＣＭＥ（ＷＣＭＦ１またはＷＣＭＦ２）を生成してモード決定部３０２へ出力する。

最後に、第７の昇温開始信号としては、タイマ３４２からの出力信号ＴＭが設定される。タイマ３４２は、予めユーザにより設定された所定時刻になると、昇温指令生成部３００へ通知としての出力信号ＴＭを出力する。一例として、タイマ３４２は、明朝車両を使用する前の所定時刻にユーザによって設定される。そして、その所定時刻になると、タイマ３４２が昇温指令生成部３００へ通知（出力信号ＴＭ）を出力する。

昇温指令生成部３００は、車両の始動前にタイマ３４２から通知を受けると、蓄電部を事前に暖めるため、対応の温度下限値を下回っている蓄電部についての昇温指令ＷＣＭＦ（ＷＣＭＧ１またはＷＣＭＧ２）を生成してモード決定部３０２へ出力する。

以上に述べたように、昇温開始信号の種類に応じて昇温指令ＷＣＭＡ〜ＷＣＭＧが生成されて、モード決定部３０２へ出力される。そして、モード決定部３０２では、昇温指令ＷＣＭＡ〜ＷＣＭＧに基づいて、コンバータ１８，２８の制御モードが決定される。

詳細には、図４に示すように、コンバータの制御モードとしては、「速度重視モード」、「準速度重視モード」、「効率重視モード」、「外部充電モード」、および「時間管理モード」からなる５つのモードが予め設定されている。

最初に、速度重視モードＭＤＡとは、蓄電部の昇温速度の向上を重視した制御モードである。速度重視モードＭＤＡは、車両を始動させる前の限られた時間内で蓄電部を速やかに昇温させたい場合に好適である。

本実施の形態においては、昇温指令ＷＣＭＡ，ＷＣＭＢ，ＷＣＭＣが生成されたことに応じて、コンバータの制御モードが速度重視モードＭＤＡに設定される。これは、通常、ユーザが車両のドアを解錠した場合や、手動で昇温ボタンをオン状態に操作した場合には、時間を置かずに車両を始動することが高い確率で予想されることから、蓄電部を急速に昇温することによって車両の始動性を確保する趣旨である。

次に、準速度重視モードＭＤＢとは、上述した速度重視モードに準ずるモードであって、蓄電部間で電力を授受する場合に適用される。準速度重視モードＭＤＢは、車両を始動するまでに若干の時間的余裕があると判断される場合においては、蓄電部を速やかな昇温を確保しつつ、一方の蓄電部の放電電力と他方の蓄電部の充電電力とを等しくすることによって、電源システム全体での蓄積電力の消費を抑えることを目的とするものである。

本実施の形態においては、昇温指令ＷＣＭＤが生成されたことに応じて、コンバータの制御モードが準速度重視モードＭＤＢに設定される。これは、充電コネクタ６０が開成された場合には、連続して車両を始動することが予測されるものの、上記のドア開錠や昇温ボタン４００の手動操作と比較して、車両を始動するタイミングまでに若干の時間的余裕があると判断されることに基づく。したがって、この場合は、蓄電部間の電力授受の収支が略零となるようにコンバータ１８，２８を制御することによって、蓄電部１０，２０のＳＯＣの和（＝ＳＯＣ１＋ＳＯＣ２）を一定に保つことができる。

また、効率重視モードＭＤＣとは、電源システムのエネルギー効率の向上を重視した制御モードである。なお、電源システムのエネルギー効率は、上述したように、蓄電部間もしくは、蓄電部と商用電源との間における電力授受経路で発生する電力損失が増えることによって低下する。したがって、効率重視モードＭＤＣは、昇温制御時における電源システムの全体的な効率を向上させたい場合に好適である。

本実施の形態においては、昇温指令ＷＣＭＤが生成されたことに応じて、コンバータの制御モードが効率重視モードにＭＤＢに設定される。これは、昇温ボタン４００が遠隔操作によってオン状態に設定された場合には、上記の充電コネクタ６０の開成と比較して、車両を始動するタイミングまでにさらに時間的余裕があると判断されることに基づく。よって、かかる場合は、電力損失の低減を積極的に行なうことによって電源システムの全体的な効率を向上することが可能となる。

さらに、外部充電モードＭＤＤは、蓄電部と車両外部の商用電源との間で電力を授受する場合に適用されるモードである。

本実施の形態では、昇温指令ＷＣＭＦが生成されたことに応じて、コンバータの制御モードが外部充電モードＭＤＤに設定される。これは、住宅内のユーザから昇温要求が発せられた場合には、商用電源と蓄電部との間で電力の授受を行なうことによって、電源システムの蓄積電力を用いることなく蓄電部を昇温する趣旨である。

最後に、時間管理モードＭＤＥは、予め設定された所定時刻に、蓄電部温度が対応する温度下限値以上となるように、蓄電部間または蓄電部と商用電源との間の電力授受を管理するモードである。

本実施の形態では、昇温指令ＷＣＭＧが生成されたことに応じて、コンバータの制御モードが時間管理モードＭＤＥに設定される。これは、上述したように、ユーザが車両を使用する前の所定時刻に蓄電部の昇温制御を開始することによって、低温環境下での車両の始動性を確保する趣旨である。

再び図３を参照して、モード決定部３０２は、図４の関係に基づいてコンバータの制御モードＭＤＡ〜ＭＤＥを決定すると、その決定した制御モードＭＤＡ〜ＭＤＥを目標値決定部３０４へ出力する。なお、図３において、制御モードＭＤＡ１〜ＭＤＥ１は、蓄電部１０についての昇温指令ＷＣＭＡ１〜ＷＣＭＧ１に基づいて決定された制御モードを示し、制御モードＭＤＡ２〜ＭＤＥ２は、蓄電部２０についての昇温指令ＷＣＭＡ２〜ＷＣＭＧ２に基づいて決定された制御モードを示す。

目標値決定部３０４は、モード決定部３０２から制御モードＭＤＡ〜ＭＤＥを受け、図示しない電池ＥＣＵ３２から蓄電部１０，２０の許容電力（充電許容電力Ｗｉｎ１，Ｗｉｎ２および放電許容電力Ｗｏｕｔ１，Ｗｏｕｔ２）を受ける。そして、目標値決定部３０４は、決定したそれぞれの制御モードに応じて、許容電力に基づいて蓄電部１０，２０における目標充放電電力Ｐ１＊，Ｐ２＊をそれぞれ決定する。

また、目標値決定部３０４は、決定した目標充放電電力Ｐ１＊，Ｐ２＊に基づいて、商用電源（図示せず）に対する目標供給電力ＰＡＣ＊を決定する。

さらに、目標値決定部３０４は、決定したそれぞれの制御モードに応じて、選択指令ＳＥＬ１，ＳＥＬ２を選択部３１２，３２２へ出力する。

このように目標値決定部３０４が決定した目標充放電電力Ｐ１＊，Ｐ２＊は、減算部３０８，３１８，３２６へ出力される。また、目標供給電力ＰＡＣ＊は、駆動ＥＣＵ５０（図１）へ出力される。

減算部３０８は、目標充放電電力Ｐ１＊と蓄電部１０の充放電電力Ｐ１（実績値）との電力偏差を演算し、比例制御部（ＰＩ）３１０へ出力する。なお、蓄電部１０の充放電電力Ｐ１は、積算部３０６が、充放電電圧検出部１４からの充放電電圧値Ｖｂ１と充放電電流検出部１６からの充放電電流値Ｉｂ１とを掛け算して算出する。

比例制御部（ＰＩ）３１０は、少なくとも比例要素（Ｐ：proportional element）および積分要素（Ｉ：integral element）を含んで構成され、入力された電力偏差に応じてデューティー指令Ｔｏｎ１Ａを生成する。デューティー指令Ｔｏｎ１Ａは、コンバータ１８のトランジスタＱ１Ａ（図２）のオンデューティーを規定する制御指令である。

選択部３１２は、デューティー指令Ｔｏｎ１Ａおよび値「１」を受け、目標値決定部３０４からの選択指令ＳＥＬ１に基づいていずれか１つを選択し、デューティー指令Ｔｏｎ１Ａ＊として変調部３１４へ出力する。なお、値「１」は、デューティー指令Ｔｏｎ１Ａ＊を「１」、すなわち、コンバータ１８のトランジスタＱ１Ａをオンに維持するために用いられる。コンバータ１８のトランジスタＱ１Ａをオンに維持することは、コンバータ１８の電圧変換比率（入力電圧と出力電圧との比率）を１に設定することに相当する。

変調部（ＭＯＤ）３１４は、図示しない発振部が発生する搬送波（キャリア波）とデューティー指令Ｔｏｎ１Ａ＊とを比較して、スイッチング指令ＰＷＣ１を生成して、コンバータ１８を制御する。

減算部３１８は、目標充放電電力Ｐ２＊と蓄電部２０の充放電電力Ｐ２（実績値）との電力偏差を演算し、比例制御部（ＰＩ）３２０へ出力する。なお、蓄電部２０の充放電電力Ｐ２は、積算部３１６が、充放電電圧検出部２４からの充放電電圧値Ｖｂ２と充放電電流検出部２６からの充放電電流値Ｉｂ２とを掛け算して算出する。

比例制御部（ＰＩ）３１０は、少なくとも比例要素および積分要素を含んで構成され、入力された電力偏差に応じてデューティー指令Ｔｏｎ２Ａを生成する。デューティー指令Ｔｏｎ２Ａは、コンバータ２８のトランジスタＱ２Ａ（図２）のオンデューティーを規定する制御指令である。

選択部３２２は、デューティー指令Ｔｏｎ２Ａおよび値「１」を受け、目標値決定部３０４からの選択指令ＳＥＬ２に基づいていずれか１つを選択し、デューティー指令Ｔｏｎ２Ａ＊として変調部（ＭＯＤ）３１４へ出力する。なお、値「１」は、デューティー指令Ｔｏｎ２Ａ＊を「１」、すなわち、コンバータ２８のトランジスタＱ２Ａをオンに維持するために用いられる。コンバータ２８のトランジスタＱ２Ａをオンに維持することは、コンバータ２８の電圧変換比率（入力電圧と出力電圧との比率）を１に設定することに相当する。

変調部（ＭＯＤ）３２４は、図示しない発振部が発生する搬送波（キャリア波）とデューティー指令Ｔｏｎ２Ａ＊とを比較して、スイッチング指令ＰＷＣ２を生成して、コンバータ２８を制御する。

減算部３２６は、蓄電部１０の目標充放電電力Ｐ１＊と蓄電部２０の目標充放電電力Ｐ２＊との電力偏差を演算し、負荷目標値決定部３２８へ出力する。負荷目標値決定部３２８は、電力偏差の大きさに基づいて、後述する方法によってエアーコンディショナ装置７０に対する目標供給電力ＰＬ１＊および低圧補機類８２に対する目標供給電力ＰＬ２＊を決定する。そして、決定された目標供給電力ＰＬ１＊，ＰＬ２＊は、減算部３３０，３３２へそれぞれ出力される。

減算部３３０は、目標供給電力ＰＬ１＊と供給電力ＰＬ１（実績値）との電力偏差を演算し、比例制御部（ＰＩ）３３４へ出力する。なお、供給電力ＰＬ１は、図示しない積算部が、充放電電圧検出部１４からの充放電電圧値Ｖｂ１と供給電流検出部７６からの供給電電流値ＩＬ１とを掛け算して算出する。

比例制御部（ＰＩ）３３４は、少なくとも比例要素および積分要素を含んで構成され、入力された電力偏差に応じてデューティー指令を生成する。デューティー指令は、エアーコンディショナ装置７０に内蔵されたインバータ７２（図１）を構成するトランジスタ（図示せず）のオンデューティーを規定する制御指令である。

変調部（ＭＯＤ）３３６は、図示しない発振部が発生する搬送波とデューティー指令とを比較して、インバータを制御するためのスイッチング指令ＰＷＬ１を生成する。

減算部３３２は、目標供給電力ＰＬ２＊と供給電力ＰＬ２（実績値）との電力偏差を演算し、比例制御部（ＰＩ）３３８へ出力する。なお、供給電力ＰＬ２は、図示しない積算部が、充放電電圧検出部１４からの充放電電圧値Ｖｂ１と供給電流検出部７８からの供給電電流値ＩＬ２とを掛け算して算出する。

比例制御部（ＰＩ）３３８は、少なくとも比例要素および積分要素を含んで構成され、入力された電力偏差に応じてデューティー指令を生成する。デューティー指令は、降圧コンバータ８０（図１）を構成するトランジスタのオンデューティーを規定する制御指令である。

変調部（ＭＯＤ）３４０は、図示しない発振部が発生する搬送波とデューティー指令とを比較して、降圧コンバータ８０を制御するためのスイッチング指令ＰＷＬ２を生成する。

なお、図３に示すブロック図の機能は、各ブロックに相当する回路を含むようにコンバータＥＣＵ３０を構成してもよいが、多くの場合、コンバータＥＣＵ３０が予め設定されたプログラムに従って処理ルーチンを実行することで実現される。

（各制御モードにおける電力授受）
以下、各制御モードにおける電力授受について説明する。なお、図３における目標値決定部３０４は、以下に示す電力授受に従って、決定したそれぞれの制御モードに応じて、目標充放電電力Ｐ１＊，Ｐ２＊および目標供給電力ＰＡＣ＊を決定するとともに、選択指令ＳＥＬ１，ＳＥＬ２を選択部３１２，３２２へ出力する。

また、以下の説明においては、一例として、蓄電部１０の蓄電部温度Ｔｂ１が温度下限値を下回っており、蓄電部１０を昇温対象とする場合について説明する。

（１） 速度重視モードにおける電力授受
図５は、コンバータが速度重視モードで動作する場合の電力授受を説明するための図である。この場合の電力授受は、車両を始動させる直前であって、電源システムと車両外部の商用電源との電気的接続が遮断されていることから、昇温対象である蓄電部１０と残余の蓄電部２０との間で実行される。

図５（ａ）は、蓄電部１０のＳＯＣ１が所定の閾値ｘ％を下回る場合の電力授受を示す図である。

図５（ｂ）は、蓄電部１０のＳＯＣ１が所定の閾値ｘ％以上の場合の電力授受を示す図である。

以下に述べるように、電力授受は、蓄電部１０のＳＯＣ１に応じて、異なる電力分担で行なわれる。これは、蓄電部１０のＳＯＣ１が閾値以上であるときは、蓄電部１０の充放電性能に若干の余裕があると判断されるため、昇温速度を相対的に低くして、すなわち、充放電電流Ｉｂ１を相対的に低くして、蓄電部１０の内部抵抗で発生する電力損失を低減する趣旨である。

図５（ａ）を参照して、蓄電部１０のＳＯＣ１が所定の閾値ｘ％（例えば、５０％）を下回る場合においては、コンバータ１８は、蓄電部１０の放電電力Ｐｏｕｔ１が放電許容電力Ｗｏｕｔ１となるように制御される。このとき、蓄電部１０が放電許容電力Ｗｏｕｔ１に等しい電力を放電することによって、蓄電部１０の充放電電流Ｉｂ１は、通電許容レベルまで増加する。その結果、蓄電部１０の昇温速度を高めることができる。

一方、コンバータ２８は、蓄電部１０の放電電力Ｐｏｕｔ１を蓄電部２０が受け入れ可能なように制御される。具体的には、コンバータ２８は、蓄電部２０の充電電力Ｐｉｎ２が充電許容電力Ｗｉｎ２を上限とした所定の電力となるように制御される。

さらに、蓄電部１０の放電電力Ｐｏｕｔ１が、蓄電部２０の充電電力Ｐｉｎ２を上回る場合には、放電電力Ｐｏｕｔ１から充電電力Ｐｉｎ２を差し引いた余剰の電力（＝Ｐｉｎ１−Ｐｏｕｔ２）が、補機負荷に対する供給電力となるように補機負荷が制御される。例えば、余剰電力が相対的に大きい場合には、図５（ａ）に示すように、余剰電力がエアーコンディショナ装置７０に対する供給電力ＰＬ１となるように、エアーコンディショナ装置７０のインバータ７２（図１）が制御される。

なお、余剰電力の供給先は、余剰電力の大きさに応じて、負荷目標値決定部３２８（図３）によってエアーコンディショナ装置７０と低圧補機類８２との間で電力分担が決定される。

このように、昇温対象である蓄電部１０のＳＯＣ１が所定の閾値ｘ％よりも低いときには、蓄電部１０の充放電電流Ｉｂ１を可能な限り増加させることによって、蓄電部１０の昇温速度を高めることができる。

一方、昇温対象である蓄電部１０のＳＯＣ１が所定の閾値ｘ％以上のときには、蓄電部１０の充放電電流Ｉｂ１を、充放電電圧Ｖｂ１の大幅な電圧降下を生じさせない範囲で増加させることによって、蓄電部１０の電力損失を抑えつつ、昇温速度を高めることができる。

具体的には、図５（ｂ）を参照して、蓄電部１０のＳＯＣ１が所定の閾値ｘ％以上の場合においては、コンバータ１８は、蓄電部１０の放電電力Ｐｏｕｔ１が放電許容電力Ｗｏｕｔ１よりも低い所定の電力となるように制御される。なお、所定の電力は、現在の蓄電部温度Ｔｂ１に応じた蓄電部１０の内部抵抗値に基づいて、充放電電流Ｉｂ１に対応する電力損失が所定値以下となるように決定される。

また、コンバータ２８は、コンバータ２８は、蓄電部１０の放電電力Ｐｏｕｔ１を蓄電部２０が受け入れ可能なように制御される。具体的には、コンバータ２８は、蓄電部２０の充電電力Ｐｉｎ２が充電許容電力Ｗｉｎ２を上限とした所定の電力となるように制御される。

さらに、蓄電部１０の放電電力Ｐｏｕｔ１が、蓄電部２０の充電電力Ｐｉｎ２を上回る場合には、放電電力Ｐｏｕｔ１から充電電力Ｐｉｎ２を差し引いた余剰の電力（＝Ｐｉｎ１−Ｐｏｕｔ２）が、補機負荷に対する供給電力となるように補機負荷が制御される。例えば、余剰電力が相対的に小さい場合には、図５（ｂ）に示すように、余剰電力が低圧補機類８２に対する供給電力ＰＬ２となるように、降圧コンバータ８０が制御される。

（２） 準速度重視モードにおける電力授受
図６は、コンバータが準速度重視モードで動作する場合の電力授受を説明するための図である。この場合の電力授受は、充電コネクタ６０（図１）が開成されて、電源システムと車両外部の商用電源との電気的接続が遮断されていることから、昇温対象である蓄電部１０と残余の蓄電部２０との間で実行される。

図６を参照して、コンバータ１８は、蓄電部１０の放電電力Ｐｏｕｔ１が蓄電部２０の充電許容電力Ｗｉｎ２となるように制御される。また、コンバータ２８は、蓄電部２０の充電電力Ｐｉｎ２が蓄電部２０の充電許容電力Ｗｉｎ２となるように制御される。

すなわち、準速度重視モードにおいては、蓄電部１０の放電電力Ｐｏｕｔ１と蓄電部２０の充電電力Ｐｉｎ２とが略等しくなるように、コンバータ１８，２８が制御される。そのため、蓄電部間の電力授受で発生する余剰電力は略零となるため、補機負荷（エアーコンディショナ装置７０および低圧補機類８２）への供給電力ＰＬ１，ＰＬ２は略零に制御される。その結果、電源システム１００からの電力持ち出しが行なわれないため、電源システム全体でのＳＯＣ（＝ＳＯＣ１＋ＳＯＣ２）を一定に保つことができる。

（３） 効率重視モードにおける電力授受
図７は、コンバータが効率重視モードで動作する場合の電力授受を説明するための図である。この場合の電力授受は、車両を始動させる前であって、電源システムと車両外部の商用電源との電気的接続が遮断されていることから、昇温対象である蓄電部１０と残余の蓄電部２０との間で実行される。

図７を参照して、コンバータ１８，２８は、上記（２）の準速度重視モードと同様に、蓄電部１０の放電電力Ｐｏｕｔ１と蓄電部２０の充電電力Ｐｉｎ２とが略等しくなるように制御される。

その一方で、効率重視モードにおいては、さらに、残余の蓄電部２０に対応するコンバータ２８における電力損失（スイッチング損失）を低減するために、コンバータ２８のトランジスタＱ２Ａのオンデューティーを１、すなわち、コンバータ２８のトランジスタＱ２Ａをオン状態に維持する。

具体的には、図３のコンバータＥＣＵ３０において、目標値決定部３０４は、モード決定部３０２からの制御モードが効率重視モードであることに応じて、選択指令ＳＥＬ２を選択部３２２へ出力する。選択部３２２は、選択指令ＳＥＬ２を受けると、値「１」を選択してデューティー指令Ｔｏｎ２Ａ＊として変調部（ＭＯＤ）３１４へ出力する。変調部（ＭＯＤ）３１４は、デューティー指令Ｔｏｎ２Ａ＊（＝「１」）に基づいて、スイッチング指令ＰＷＣ２を生成してコンバータ２８を制御する。

このように残余の蓄電部２０に対応するコンバータ２８のトランジスタＱ２Ａをオン状態に維持することによって、コンバータ２８で発生するスイッチング損失を抑えることができる。その一方で、コンバータ２８の電圧変換動作の制御応答性が低下するため、蓄電部２０においては、目標充放電電力Ｐ２＊と充放電電力Ｐ２との電力偏差が生じる可能性がある。そのため、効率重視モードにおいては、蓄電部２０の充電電力Ｐｉｎ２が充電許容電力Ｗｉｎ２よりも若干低い電力となるように、目標充放電電力Ｐ２＊が決定される。そして、蓄電部２０の目標充放電電力Ｐ２＊と略等しい電力となるように、蓄電部１０の目標充放電電力Ｐ１＊が決定される。

（４） 外部充電モードにおける電力授受
図８は、コンバータが外部充電モードで動作する場合の電力授受を説明するためのブロック図である。

図８を参照して、外部充電モードにおいては、車両は、供給線ＡＣＬを介して充電コネクタ６０により住宅２００の電源コンセントに接続されている。そして、車両には、商用電源線２１０を介して住宅２００に供給される商用電源が与えられる。このとき、昇温対象である蓄電部１０は、この住宅２００から与えられる商用電源により充電される。これにより、蓄電部１０は、自己発熱により昇温する。

詳細には、充電コネクタ６０と住宅２００の電源コンセントとを結合することによって、供給線ＡＣＬと商用電源線２１０とが電気的に接続される。住宅２００は、モデム２０２と、制御部２０４とを含む。

モデム２０２は、電気的に接続される車両との間で情報の送受信を行なう。モデム２０２は、商用電源線２１０の線間に接続され、制御部２０４から与えられる情報信号を変調して、商用電源線２１０を流れる電流に重畳する一方、商用電源線２１０を流れる電流に含まれる変調信号を抽出して、情報信号に復調して制御部２０４へ出力する。

制御部２０４は、車両との間で情報の送受信を行なうことにより車両における蓄電部の充電状態を管理するとともに、ユーザなどからの昇温要求を受付け可能に構成される。そして、制御部２０４は、昇温要求が与えられると、モデム２０２を介して車両に対して昇温要求信号ＤＭＮを送信する。

車両においては、正供給線ＡＣＬｐと負供給線ＡＣＬｎとの間にモデム５６が接続されており、住宅２００との間で情報の送受信を可能とする。コンバータＥＣＵ３０は、モデム５６を介して住宅２００から送信される昇温要求信号ＤＭＮを受けると、昇温対象の蓄電部１０に対応するコンバータ１８のスイッチング指令ＰＷＣ１を生成する。さらに、コンバータＥＣＵ３０は、商用電源に対する目標供給電力ＰＡＣ＊を決定して駆動ＥＣＵ５０へ出力する。

駆動ＥＣＵ５０は、与えられた目標供給電力ＰＡＣ＊に基づいて、インバータ４４のスイッチング指令ＰＷＭ３を生成する。これにより、昇温対象の蓄電部１０と商用電源との間で電力授受が開始される。

このとき、コンバータＥＣＵ３０は、蓄電部１０の充電電力Ｐｉｎ１が充電許容電力Ｗｉｎ１となるようにコンバータ１８を制御する。具体的には、目標値決定部３０４（図３）が目標充放電電力Ｐ１＊を充電許容電力Ｗｉｎ１に決定すると、決定した目標充放電電力Ｐ１＊と蓄電部１０の充放電電力Ｐ１との電力偏差に基づいて、コンバータ１８のスイッチング指令ＰＷＣ１が生成される。

さらに、目標値決定部３０４は、蓄電部１０の充電許容電力Ｗｉｎ１を、商用電源に対する目標供給電力ＰＡＣ＊に決定して駆動ＥＣＵ５０へ出力する。駆動ＥＣＵ５０は、与えられた目標供給電力ＰＡＣ＊と供給電力ＰＡＣの実績値との電力偏差に基づいて、インバータ４４のスイッチング指令ＰＷＭ３を生成する。なお、供給電力ＰＡＣの実績値は、供給電流検出部５４からの供給電流ＩＡＣと供給電圧検出部５２からの供給電圧ＶＡＣとを掛け算して算出される。

［変形例］
上述した本発明の実施の形態に従う電源システムによれば、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータ４０，４２とは別に配置されたインバータ４４を用いて、商用電源から昇温対象の蓄電部１０に電力を供給する構成について説明した。

一方、本変形例では、インバータ４４を設けることなく、インバータ４０，４４を用いて、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の駆動、および蓄電部の昇温制御を兼用する構成について説明する。

図９は、本発明の実施の形態の変更例に従う車両の概略構成図である。
図９を参照して、本変更例に従う車両は、図１において、インバータ４４を取り除くと共に、正供給線ＡＣＬｐおよび負供給線ＡＣＬｎの接続先をそれぞれモータジェネレータＭＧ１の中性点Ｎ１およびモータジェネレータＭＧ２の中性点Ｎ２に変更したものである。なお、かかる変更点以外の構成については図１と共通するため、図９ではそれらの図示および説明を省略する。

上述したように、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、永久磁石が埋設されたロータを備える三相交流回転電機である。さらに、本変更例においては、三相分のコイルがＹ結線（星型結線）されたステータを備える。このＹ結線において、各コイルが互いに接続される点がモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の中性点Ｎ１，Ｎ２に相当する。

上述したように、インバータ４０，４２は、三相分のスイッチング素子を含むブリッジ回路で構成される。すなわち、インバータ４０，４２の各々は、上アーム（正側）に３個のスイッチング素子および下アーム（負側）に３個のスイッチング素子を含む。インバータ４０，４２から三相交流電力を発生させる場合には、上アーム側のスイッチング素子のうちの１個、および下アーム側のスイッチング素子のうちの１個をそれぞれ時間的に切換えてオン状態に駆動する。

一方、上アーム側および下アーム側の各々において、３個のスイッチング素子を一括してオン／オフ動作させることもできる。このような動作モードにおいては、上側アームの３個のスイッチング素子は、互いに同じスイッチング状態（すべてオン、または、すべてオフ）とみなすことができ、また、下アーム側の３個のスイッチング素子も互いに同じスイッチング状態とみなすことができる。

このような動作モードでは、それぞれの相電圧は互いに等しくなるので、中性点を基準とする零電圧ベクトルを定義することができる。

図１０は、零電圧ベクトルを生成する場合における、インバータ４０，４２およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の零相等価回路である。

図１０を参照して、インバータ４０，４２が上述のような零電圧ベクトルを生じるような動作モードを実行する場合には、インバータ４０における上アーム側の３個のスイッチング素子ＴＲは上アームＡＲＭ１ｐとしてまとめて示され、インバータ４０における下アーム側の３個のスイッチング素子ＴＲは下アームＡＲＭ１ｎとしてまとめて示される。同様に、インバータ４２における上アーム側の３個のスイッチング素子ＴＲは上アームＡＲＭ２ｐとしてまとめて示され、インバータ４２における下アーム側の３個のスイッチング素子ＴＲは下アームＡＲＭ２ｎとしてまとめて示される。

図１０に示される零相等価回路は、正供給線ＡＣＬｐおよび負供給線ＡＣＬｎを介して中性点Ｎ１，Ｎ２に与えられる交流の商用電力を入力とする単相ＰＷＭインバータとみることができる。そこで、インバータ４０，４２の各々において零電圧ベクトルを時間的に変化させ、インバータ４０，４２をそれぞれ単相ＰＷＭインバータの各相アームとして動作するようにスイッチング制御することによって、交流の商用電力を直流電力に変換して昇温対象の蓄電部へ供給することができる。

本変形例によれば、上述のこの発明の実施の形態における効果に加えて、車両の構成を簡素化することができる。よって、この発明に係る電源システムを安価に構築することができる。

（５） 時間管理モードにおける電力授受
時間管理モードにおける電力授受については、車両の状態に応じて以下に示す２つの方法のいずれかにより実行される。

第１に、車両が供給線を介して充電コネクタにより住宅２００の電源コネクタに接続されている場合においては、コンバータＥＣＵ３０は、予め設定された所定時刻にタイマ３４２から与えられる出力信号ＴＭに応じて、対応の温度下限値を下回っている蓄電部１０と商用電源との間で電力授受を実行する。

第２に、車両が住宅２００の電源コネクタに接続されていない場合においては、コンバータＥＣＵ３０は、対応の温度下限値を下回っている蓄電部１０と残余の蓄電部２０との間で電力授受を実行する。

これらの２つ方法の各々において、コンバータＥＣＵ３０は、予め設定された昇温時間の目標値（所定時刻からユーザが車両を使用する時刻までの時間に相当）に基づいて蓄電部１０の充放電電流Ｉｂ１の上昇率を設定する。そして、コンバータＥＣＵ３０は、その設定した上昇率で充放電電流Ｉｂ１が変化するように、コンバータおよび／またはインバータ４４とを制御する。

なお、上述の（１）〜（５）においては、蓄電部１０が昇温対象である場合について例示したが、蓄電部２０を昇温対象とした場合であっても同様の電力授受が行なわれる。

（制御フロー）
図１１〜図１４は、コンバータＥＣＵ３０における昇温制御を実現するためのフローチャートである。

図１１を参照して、コンバータＥＣＵ３０は、車両に設けられた各センサおよびＥＣＵから昇温開始信号を取得する（ステップＳ０１）。また、コンバータＥＣＵ３０は、電池ＥＣＵ３２から許容電力（充電許容電力Ｗｉｎ１，Ｗｉｎ２および放電許容電力Ｗｏｕｔ１，Ｗｏｕｔ２）を取得するとともに、温度検出部１２，２２から蓄電部温度Ｔｂ１，Ｔｂ２を取得する（ステップＳ０２）。

そして、コンバータＥＣＵ３０は、取得した蓄電部温度Ｔｂ１，Ｔｂ２の各々が対応の温度下限値を下回っているか否かを判断する（ステップＳ０３）。

ステップＳ０３において蓄電部温度Ｔｂ１，Ｔｂ２のいずれかが対応の温度下限値を下回っている場合、コンバータＥＣＵ３０は、昇温開始信号に基づいて、対応の温度下限値を下回っている蓄電部についての昇温指令ＷＣＭを生成する（ステップＳ０４）。なお、蓄電部温度Ｔｂ１，Ｔｂ２のいずれもが対応の温度下限値を下回っている場合には、コンバータＥＣＵ３０は、優先度の高い蓄電部についての昇温指令ＷＣＭ（ＷＣＭＡ〜ＷＣＭＧ）を生成する。

さらに、コンバータＥＣＵ３０は、生成した昇温指令ＷＣＭに基づいてコンバータの制御モードＭＤ（ＭＤＡ〜ＭＤＥ）を決定する（ステップＳ０５）。制御モードの決定は、コンバータＥＣＵ３０が図４で示した予めマップとして格納しておき、当該マップの中から生成した昇温指令ＷＣＭに対応する制御モードＭＤを抽出することにより行なわれる。

一方、ステップＳ０３において蓄電部温度Ｔｂ１，Ｔｂ２のいずれもが対応の温度下限値を下回っていない場合、コンバータＥＣＵ３０は、通常の制御モードへ移行する（ステップＳ０６）。そして、コンバータＥＣＵ３０は、最初の処理に戻る。

なお、ここで言う「通常の制御モード」とは、昇温制御モードを除く制御モードであって、特定の制御モードに限定されるものではないが、一例として、駆動力発生部との間で授受される電力の入出力電圧値が所定の電圧目標値となるようにスイッチング指令ＰＷＣ１，ＰＷＣ２を生成してコンバータ１８，２８を制御するように構成などが好ましい。

図１２を参照して、コンバータＥＣＵ３０は、図１１のステップＳ０５で決定した制御モードＭＤが速度重視モードＭＤＡ（ＭＤＡ１またはＭＤＡ２）であるか否かを判断する（ステップＳ１０）。そして、制御モードＭＤが速度重視モードＭＤＡであると判断されると、コンバータＥＣＵ３０はさらに、昇温指令に対応する蓄電部のＳＯＣが所定の閾値ｘ％を下回っているか否かを判断する（ステップＳ１１）。

一方、ステップＳ１０において制御モードＭＤが速度重視モードＭＤＡでないと判断されると、コンバータＥＣＵ３０は、処理を図１３のステップ２０へ移行する。

再びステップＳ１１に戻って、昇温指令に対応する蓄電部のＳＯＣが所定の閾値ｘ％を下回っていると判断された場合、コンバータＥＣＵ３０は、昇温指令に対応する蓄電部の目標放電電力を当該蓄電部の放電許容電力Ｗｏｕｔに決定する（ステップＳ１２）。

そして、コンバータＥＣＵ３０は、残余の蓄電部の目標充電電力を、ステップＳ１２で決定した目標放電電力に基づいて、当該蓄電部の充電許容電力Ｗｉｎを上限として決定する（ステップＳ１３）。

さらに、コンバータＥＣＵ３０は、ステップＳ１２で決定した目標放電電力からステップＳ１３で決定した目標充電電力を差し引いて余剰電力を算出し、その算出した余剰電力の大きさに基づいて補機負荷（エアーコンディショナ装置７０および低圧補機類８２）への目標供給電力を決定する（ステップＳ１４）。

そして、コンバータＥＣＵ３０は、ステップＳ１２〜Ｓ１４において決定した各目標値に従って、コンバータ１８，２８を制御するとともに、補機負荷を制御する（ステップＳ１５）。

その後、コンバータＥＣＵ３０は、再度、蓄電部温度Ｔｂ１，Ｔｂ２の各々が対応の温度下限値を下回っているか否かを判断する（図１１のステップＳ０３）。蓄電部温度Ｔｂ１，Ｔｂ２のいずれもが対応の温度下限値を下回っていないと判断された場合には、コンバータＥＣＵ３０は通常の制御モードへ移行する（図１１のステップＳ０６）。そして、コンバータＥＣＵ３０は最初の処理に戻る。

再びステップＳ１１に戻って、昇温指令に対応する蓄電部のＳＯＣが所定の閾値ｘ％を下回っていないと判断された場合には、コンバータＥＣＵ３０は、昇温指令に対応する蓄電部の目標放電電力を当該蓄電部の放電許容電力Ｗｏｕｔよりも低い所定の電力に決定する（ステップＳ１６）。

そして、コンバータＥＣＵ３０は、残余の蓄電部の目標充電電力を、ステップＳ１６で決定した目標放電電力に基づいて、当該蓄電部の充電許容電力Ｗｉｎを上限として決定する（ステップＳ１７）。

さらに、コンバータＥＣＵ３０は、ステップＳ１６で決定した目標放電電力からステップＳ１７で決定した目標充電電力を差し引いて余剰電力を算出し、その算出した余剰電力の大きさに基づいて補機負荷への目標供給電力を決定する（ステップＳ１８）。

そして、コンバータＥＣＵ３０は、ステップＳ１６〜Ｓ１８において決定した各目標値に従って、コンバータ１８，２８を制御するとともに、補機負荷を制御する（ステップＳ１５）。

その後、コンバータＥＣＵ３０は、再度、蓄電部温度Ｔｂ１，Ｔｂ２の各々が対応の温度下限値を下回っているか否かを判断する（図１１のステップＳ０３）。蓄電部温度Ｔｂ１，Ｔｂ２のいずれもが対応の温度下限値を下回っていないと判断された場合には、コンバータＥＣＵ３０は通常の制御モードへ移行する（図１１のステップＳ０６）。そして、コンバータＥＣＵ３０は最初の処理に戻る。

図１３を参照して、図１２のステップＳ１０において制御モードＭＤが速度重視モードＭＤＡでないと判断された場合、コンバータＥＣＵ３０は、続いて、制御モードＭＤが準速度重視モードＭＤＢ（ＭＤＢ１またはＭＤＢ２）であるか否かを判断する（ステップＳ２０）。制御モードＭＤが準速度重視モードＭＤＢであると判断されると、コンバータＥＣＵ３０は、昇温指令に対応する蓄電部の目標放電電力を、当該蓄電部の放電許容電力Ｗｏｕｔ２の範囲内で、残余の蓄電部の充電許容電力Ｗｉｎを上限として決定する（ステップＳ２１）。

また、コンバータＥＣＵ３０は、残余の蓄電部の目標充電電力を、ステップＳ２１で決定した昇温指令に対応する蓄電部の目標放電電力に決定する（ステップＳ２２）。そして、コンバータＥＣＵ３０は、ステップＳ２１，Ｓ２２で決定した各目標値に従って、コンバータ１８，２８を制御する（ステップＳ２３）。

再びステップＳ２０に戻って、制御モードＭＤが準速度重視モードＭＤＢでないと判断された場合には、コンバータＥＣＵ３０はさらに、制御モードＭＤが効率重視モードＭＤＣ（ＭＤＣ１またはＭＤＣ２）であるか否かを判断する（ステップＳ２４）。

ステップＳ２４において制御モードＭＤが効率重視モードＭＤＣであると判断されると、コンバータＥＣＵ３０は、昇温指令に対応する蓄電部の目標放電電力を、残余の蓄電部の充電許容電力Ｗｉｎよりも低い電力に決定する（ステップＳ２５）。

さらに、コンバータＥＣＵ３０は、残余の蓄電部に対応するコンバータの正側のトランジスタのオンデューティーを「１」に決定する（ステップＳ２６）。

そして、コンバータＥＣＵ３０は、ステップＳ２４において決定した目標放電電力およびステップＳ２５において決定したオンディーティーに従って、コンバータ１８，２８を制御する（ステップＳ２７）。

ステップＳ２３，Ｓ２７以降において、コンバータＥＣＵ３０は、再度、蓄電部温度Ｔｂ１，Ｔｂ２の各々が対応の温度下限値を下回っているか否かを判断する（図１１のステップＳ０３）。蓄電部温度Ｔｂ１，Ｔｂ２のいずれもが対応の温度下限値を下回っていないと判断された場合には、コンバータＥＣＵ３０は通常の制御モードへ移行する（図１１のステップＳ０６）。そして、コンバータＥＣＵ３０は最初の処理に戻る。

再び図１３のステップＳ２４に戻って、制御モードＭＤが効率重視モードＭＤＣでないと判断された場合には、コンバータＥＣＵ３０はさらに、制御モードＭＤが外部充電モードＭＤＤ（ＭＤＤ１またはＭＤＤ２）であるか否かを判断する（図１４のステップＳ３０）。

ステップＳ３０において制御モードＭＤが外部充電モードＭＤＤであると判断されると、コンバータＥＣＵ３０は、昇温指令に対応する蓄電部の目標充電電力を当該蓄電部の充電許容電力Ｗｉｎに決定する（ステップＳ３１）。

また、コンバータＥＣＵ３０は、住宅から供給される商用電力の目標値を、ステップＳ３１で決定した昇温指令に対応する蓄電部の目標充電電力に決定して駆動ＥＣＵ５０へ出力する（ステップＳ３２）。

駆動ＥＣＵ５０は、コンバータＥＣＵ３０からの商用電力の目標値に従って、インバータ４４のスイッチング指令ＰＷＭ３を生成してインバータ４４を制御する（ステップ３３）。

コンバータＥＣＵ３０は、ステップＳ３１において決定した目標充電電力に従って、昇温指令に対応するコンバータを制御する（ステップＳ３４）。

再びステップＳ３０に戻って、制御モードＭＤが外部充電モードでないと判断された場合には、コンバータＥＣＵ３０はさらに、制御モードＭＤが時間管理モードＭＤＥ（ＭＤＥ１またはＭＤＥ２）であるか否かを判断する（ステップＳ３５）。

そして、ステップＳ３５において制御モードＭＤが時間管理モードＭＤＥであると判断されると、コンバータＥＣＵ３０は、タイマ３４２からの出力信号ＴＭに応じて、予め設定された昇温時間の目標値に基づいて蓄電部１０の充放電電流Ｉｂ１の上昇率を設定する。そして、コンバータＥＣＵ３０は、その設定した上昇率で充放電電流Ｉｂ１が変化するように、コンバータおよび／またはインバータ４４とを制御する。

ステップＳ３４，Ｓ３６以降、コンバータＥＣＵ３０は、再度、蓄電部温度Ｔｂ１，Ｔｂ２の各々が対応の温度下限値を下回っているか否かを判断する（図１１のステップＳ０３）。蓄電部温度Ｔｂ１，Ｔｂ２のいずれもが対応の温度下限値を下回っていないと判断された場合には、コンバータＥＣＵ３０は通常の制御モードへ移行する（図１１のステップＳ０６）。そして、コンバータＥＣＵ３０は最初の処理に戻る。

以上のように、この発明の実施の形態によれば、昇温開始信号の種類に応じて、蓄電部の昇温速度、エネルギー効率、および電力授受の対象が最適となるように制御することにより、電力損失を抑制しながら、車両を始動させる時点において確実に蓄電部の昇温制御を完了させることができる。その結果、電源システムにおけるエネルギー効率の向上と、車両の始動性の確保とを両立させることができる。

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。

本発明の実施の形態に従う電源システムを備える車両の要部を示す概略構成図である。 本発明の実施の形態に従うコンバータの概略構成図である。 コンバータＥＣＵにおけるスイッチング指令の生成を実現するための制御構造を示すブロック図である。 昇温開始信号に基づいて生成される昇温指令と、生成された昇温指令に基づいて決定される制御モードとを説明するための図である。 コンバータが速度重視モードで動作する場合の電力授受を説明するための図である。 コンバータが準速度重視モードで動作する場合の電力授受を説明するための図である。 コンバータが効率重視モードで動作する場合の電力授受を説明するための図である。 コンバータが外部充電モードで動作する場合の電力授受を説明するためのブロック図である。 本発明の実施の形態の変更例に従う車両の概略構成図である。 零電圧ベクトルを生成する場合における、インバータおよびモータジェネレータの零相等価回路である。 コンバータＥＣＵにおける昇温制御を実現するためのフローチャートである。 コンバータＥＣＵにおける昇温制御を実現するためのフローチャートである。 コンバータＥＣＵにおける昇温制御を実現するためのフローチャートである。 コンバータＥＣＵにおける昇温制御を実現するためのフローチャートである。

符号の説明

１０，２０ 蓄電部、１２，２２ 温度検出部、１４，２４ 充放電電圧検出部、１６，２６ 充放電電流検出部、１８，２８ コンバータ、３０ コンバータＥＣＵ、３２ 電池ＥＣＵ、４０，４２，４４ インバータ、４６ 動力伝達機構、４８ 駆動軸、５０ 駆動ＥＣＵ、５２ 供給電圧検出部、５４ 供給電流検出部、５６，２０２ モデム、６０ 充電コネクタ、６２ 開閉検出部、７０ エアーコンディショナ装置、７２ インバータ、７４ 圧縮機、８０ 降圧コンバータ、８２ 低圧補機類、１００ 電源システム、１８０ チョッパ回路、２００ 住宅、２０４ 制御部、２１０ 商用電源線、３００ 昇温指令生成部、３０２ モード決定部、３０４ 目標値決定部、３０６，３１６ 積算部、３０８，３１８，３２６，３３０，３３２ 減算部、３１２，３２２ 選択部、３２８ 負荷目標値決定部、３４２ タイマ、４００ 昇温ボタン、ＡＣＬ 供給線、ＡＣＬｎ 負供給線、ＡＣＬｐ 正供給線、ＡＲＭ１ｎ，ＡＲＭ２ｎ 下アーム、ＡＲＭ１ｐ，ＡＲＭ２ｐ 上アーム、Ｃ，Ｃ１ 平滑コンデンサ、Ｄ１Ａ，Ｄ１Ｂ ダイオード、Ｌ１ インダクタ、ＬＮ１Ａ 正母線、ＬＮ１Ｂ 配線、ＬＮ１Ｃ 負母線、ＬＰＬ２，ＬＮＬ２ 電源ライン、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、ＭＮＬ 主負母線、ＭＰＬ 主正母線、Ｎ１，Ｎ２ 中性点、Ｑ１Ａ，Ｑ１Ｂ，Ｑ２Ａ，Ｑ２Ｂ トランジスタ。

Claims (18)

1. 車両に搭載された負荷装置に電力を供給する電源システムであって、
   充電可能に構成された蓄電機構と、
   前記蓄電機構についての昇温開始を指令する昇温開始指令に応答して、前記蓄電機構の昇温制御を実行する制御装置とを備え、
   前記昇温開始指令は、発信源が互いに異なる複数種類の昇温開始信号からなり、
   前記制御装置は、
   前記昇温開始信号の種類に応じて、予め設定された複数の制御モードの中から１つの制御モードを選択するモード選択手段と、
   前記モード選択手段によって選択された前記制御モードに従って、前記蓄電機構の昇温制御を実行する昇温制御手段とを含む、電源システム。
2. 前記蓄電機構は、各々が充電可能に構成された複数の蓄電部を含み、
   前記電源システムは、
   前記負荷装置と前記電源システムとの間で電力を授受可能に構成された電力線と、
   前記複数の蓄電部と前記電力線との間にそれぞれ設けられ、各々が対応の前記蓄電部と前記電力線との間で電圧変換動作を行なう複数の電圧変換部とをさらに備え、
   前記昇温制御手段は、
   前記複数の蓄電部の温度の各々が対応の前記温度下限値を下回っているか否かを判断する蓄電部温度判断手段と、
   前記温度下限値を下回っていると判断された前記蓄電部を昇温対象とし、かつ、前記モード選択手段によって選択された前記制御モードに従って、前記昇温対象である蓄電部と、残余の前記蓄電部または前記車両の外部との間で電力の授受が行なわれるように、前記複数の電圧変換部の前記電圧変換動作を制御する電圧変換制御手段とを含む、請求項１に記載の電源システム。
3. 前記複数種類の昇温開始信号は、前記発信源からの送信から前記車両を始動するまでの期間の推定値に従って分類され、
   前記モード選択手段は、前記車両を始動するまでの期間の推定値が相対的に短いと分類される前記昇温開始信号に応じて、前記複数の制御モードの中から、前記温度下限値を下回っていると判断された前記蓄電部の充放電電流が相対的に大きくなる第１の制御モードを選択する、請求項２に記載の電源システム。
4. 前記電圧変換制御手段は、前記モード選択手段によって前記第１の制御モードが選択され、かつ、前記昇温対象である蓄電部が低充電状態であるとき、前記昇温対象である蓄電部の充放電電力の目標値を、当該蓄電部の充放電許容電力に設定するとともに、前記昇温対象である蓄電部の充放電電力が前記目標値となるように、当該蓄電部に対応する前記電圧変換部の前記電圧変換動作を制御する、請求項３に記載の電源システム。
5. 前記電圧変換制御手段は、前記モード選択手段によって前記第１の制御モードが選択され、かつ、前記昇温対象である蓄電部が非低充電状態であるとき、前記昇温対象である前記蓄電部の充放電電力の目標値を、当該蓄電部の充放電許容電力よりも低く、かつ、当該蓄電部の電力損失が所定値以下となるように設定するとともに、前記昇温対象である蓄電部の充放電電力が前記目標値となるように当該蓄電部に対応する前記電圧変換部の前記電圧変換動作を制御する、請求項３に記載の電源システム。
6. 前記車両は、前記電源システムからの電力を受けて作動する補機負荷を含み、
   前記電圧変換制御手段は、前記昇温対象である蓄電部と残余の前記蓄電部との間の電力授受で生じた余剰電力を前記補機負荷へ供給する、請求項４または請求項５に記載の電源システム。
7. 前記複数種類の昇温開始信号は、前記車両に搭載されたスマートドアアンロック機能の作動により前記車両が解錠したことに応答して送信される第１の昇温開始信号を含み、
   前記第１の昇温開始信号は、前記車両を始動するまでの期間の推定値が相対的に短いと分類される、請求項３から請求項６のいずれか１項に記載の電源システム。
8. 前記複数種類の昇温開始信号は、前記車両に搭載されたワイヤレスリモートコントロール機能の作動により前記車両が解錠したことに応答して送信される第２の昇温開始信号を含み、
   前記第２の昇温開始信号は、前記車両を始動するまでの期間の推定値が相対的に短いと分類される、請求項３から請求項６のいずれか１項に記載の電源システム。
9. 前記車両の内部に設けられ、ユーザによる操作に応答して昇温要求を出力する操作手段をさらに備え、
   前記複数種類の昇温開始信号は、前記操作手段が前記昇温要求を出力したことに応答して送信される第３の昇温開始信号を含み、
   前記第３の昇温開始信号は、前記車両を始動するまでの期間の推定値が相対的に短いと分類される、請求項３から請求項６のいずれか１項に記載の電源システム。
10. 前記電力線と前記車両外部との電気的な接続を確保することによって前記電源システムと前記車両外部との間で電力を授受可能に構成されたコネクタをさらに備え、
    前記複数種類の昇温開始信号は、前記コネクタの開成によって前記電力線と前記車両外部との電気的接続が遮断されたことに応答して送信される第４の昇温開始信号を含み、
    前記モード選択手段は、前記第４の昇温開始信号に応じて、前記複数の制御モードの中から、前記昇温対象である前記蓄電部と残余の前記蓄電部との間で授受される電力の収支が略零となる第２の制御モードを選択する、請求項２に記載の電源システム。
11. 前記電圧変換制御手段は、前記モード選択手段によって前記第２の制御モードが選択されたとき、前記昇温対象である前記蓄電部の充放電電力と、残余の前記蓄電部の充放電電力とが略一致するように、前記複数の電圧変換部の前記電圧変換動作を制御する、請求項１０に記載の電源システム。
12. 前記モード選択手段は、前記車両を始動するまでの期間の推定値が相対的に長いと分類される前記昇温開始信号に応じて、前記複数の制御モードの中から、前記電圧変換部で生じる電力損失が相対的に小さくなる第３の制御モードを選択する、請求項２に記載の電源システム。
13. 各前記複数の電圧変換部は、少なくとも１組のスイッチング素子を有するチョッパ回路を含み、
    前記電圧変換制御手段は、前記モード選択手段によって前記第３の制御モードが選択されたとき、残余の前記蓄電部に対応する前記電圧変換部における電圧変換比率が略１となるように、当該電圧変換部の前記電圧変換動作を制御する、請求項１２に記載の電源システム。
14. 前記車両の外部に位置するユーザによる遠隔操作に応答して昇温要求を出力する操作手段をさらに備え、
    前記複数種類の昇温開始信号は、前記操作手段が前記昇温要求を出力したことに応答して送信される第５の昇温開始信号を含み、
    前記第５の昇温開始信号は、前記車両を始動するまでの期間の推定値が相対的に長いと分類される、請求項１２または請求項１３に記載の電源システム。
15. 前記電力線と前記車両の外部との電気的な接続を確保することによって前記電源システムと前記車両外部との間で電力を授受可能に構成されたコネクタをさらに備え、
    前記複数種類の昇温開始信号は、前記車両外部からの昇温要求に応答して送信される第６の昇温開始信号を含み、
    前記モード選択手段は、前記第６の昇温開始信号に応じて、前記複数の制御モードの中から、前記昇温対象である前記蓄電部と前記車両外部との間で電力を授受するための第４の制御モードを選択する、請求項２に記載の電源システム。
16. 前記負荷装置は、
    各々が星型結線されたステータを含んで構成される第１および第２の回転電機と、
    前記電力線と電気的に接続され、それぞれ前記第１および第２の回転電機を駆動するための第１および第２のインバータとを含み、
    前記コネクタは、前記第１の回転電機の第１の中性点および前記第２の回転電機の第２の中性点を介して、前記電源システムと前記車両外部との間で電力を授受可能に構成され、
    前記第１および第２のインバータの各々は、前記第１の中性点と前記第２の中性点との間に与えられる交流電力を直流電力に変換可能に構成される、請求項１５に記載の電源システム。
17. 予め設定された所定の時刻を通知するタイマをさらに備え、
    前記複数種類の昇温開始信号は、前記タイマから前記通知を受けたことに応答して送信される第７の昇温開始信号を含み、
    前記モード選択手段は、前記第７の昇温開始信号に応じて、前記複数の制御モードの中から、前記昇温対象である蓄電部の充放電電流が予め設定した所定の上昇率で変化する第５の制御モードを選択する、請求項２に記載の電源システム。
18. 請求項１から請求項１７のいずれか１項に記載の電源システムと、
    前記電源システムから供給される電力を受けて駆動力を発生する駆動力発生部とを備える、車両。

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