JP2014076767A

JP2014076767A - ハイブリッド車両

Info

Publication number: JP2014076767A
Application number: JP2012226379A
Authority: JP
Inventors: Susumu Nakasako; 享中佐古
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2012-10-11
Filing date: 2012-10-11
Publication date: 2014-05-01

Abstract

【課題】本発明は、重量化を回避するとともに、電動機の高出力を可能とする昇圧機能部を備えたハイブリッド車両を提供することを課題とする。
【解決手段】
本願発明に係るハイブリッド車両は、発電機８と、電動機３と、蓄電池４の出力電圧を昇圧する昇圧器６と、スイッチング素子７ａを介して一端が蓄電池４の正極側に電気接続されたリアクトル７ｂと、制御装置と、を備え、リアクトル７ｂの他端は、多相インバータ９の一相に設けられた正極側スイッチング素子１４_ＷＨと負極側スイッチング素子１４_ＷＬとの中点１４Ｗに電気接続され、制御装置は、蓄電池４の残容量が第１閾値以上の場合であって、昇圧器６による昇圧後の電力量が電動機３の要求出力に対して不足となるときに、スイッチング素子７ａをオンにし、正極側スイッチング素子１４_ＷＨと負極側スイッチング素子１４_ＷＬとのオンオフの切り替えを行うことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、ハイブリッド車両に関する。

内燃機関と電動機との二つの動力源を搭載するハイブリッド車両には、蓄電池の電力で駆動する電動機の高出力化を図るため、蓄電池の出力電圧を昇圧する昇圧器、若しくは、昇圧機能を発揮する構成（以下、「昇圧機能部」という。）が設けられている。

たとえば、下記特許文献１には、昇圧機能を発揮するほかに、小型軽量化・低コスト化を図るため、２つのコンデンサの中間点に電圧可変形エネルギ貯蔵素子の一端が接続されてなる昇圧機能部が開示されている（段落００２２、図６参照。）。
そして、通常出力時に、２つのコンデンサの一方に溜まった電荷を放出し、高出力時に、２つのコンデンサの両方に溜まった電荷を放出するように構成されている。

また、下記特許文献２には、電動機駆動システムの部品点数の減少を図るため、電動機の複数コイルが結線された中性点と、インバータの正極側母線（または負極側母線）とに電源が接続されてなる昇圧機能部が開示されている。

また、近年のハイブリッド車両は、蓄電池に蓄電された電力のみで走行するＥＶ走行を基本走行としている。そのため、大容量化された昇圧器、若しくは、電動機に対して並列接続された複数の昇圧器がハイブリッド車両に搭載されるようになった。

特開平１１−１７８１１４号公報特開２０１１−０４１３３６号公報

しかしながら、昇圧器の大容量化は、リアクトルの大型化を招き、ひいてはハイブリッド車両の重量化を招いた。同様に、複数の昇圧器を設けた場合も、ハイブリッド車両の重量化を招いていた。よって、ハイブリッド車両に大容量の昇圧器及び複数の昇圧器を搭載しないことが好ましい。

また、上記特許文献１に開示される昇圧機能部では、通常出力時において、２つのコンデンサの一方しか利用されておらず、２つのコンデンサの他方の使用頻度が比較的低かった。ここで、使用頻度が比較的低い部品を搭載することは、車両内の収容空間を占有して、他の部品の搭載を制限するとともに、車両の重量化を招く。よって、昇圧機能部の部品点数が抑えられていることが好ましい。

他方、特許文献２に開示される昇圧機能部によれば、重量化、部品点数の増加を招くおそれがないものの、発電機の中性点を利用している。そのため、中性点から三相に電流が分流し、発電機のロータが振動するおそれがあるため好ましくない。

そこで、本発明は、前記する背景に鑑みて創案された発明であって、重量化を回避するとともに、電動機の高出力を可能とする昇圧機能部を備えたハイブリッド車両を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本願発明に係るハイブリッド車両は、内燃機関によって駆動される発電機と、蓄電池又は前記発電機から供給される電力により駆動する電動機と、前記蓄電池の出力電圧を昇圧する昇圧器と、スイッチング素子を介して一端が前記蓄電池の正極側に電気接続されたリアクトルと、制御装置と、を備えるハイブリッド車両であって、前記リアクトルの他端は、前記発電機に設けられた多相インバータの何れか一相に設けられた正極側スイッチング素子と負極側スイッチング素子との中点に電気接続され、前記制御装置は、前記蓄電池の残容量が第１閾値以上の場合であって、前記昇圧器による昇圧後の電力量が前記電動機の要求出力に対して不足となるときに、前記昇圧器による昇圧を行うとともに、前記スイッチング素子をオンにし、前記正極側スイッチング素子と前記負極側スイッチング素子とのオンオフの切り替えを行うことを特徴とする。

本発明によれば、リアクトルと蓄電池との間に介在するスイッチング素子をオン、発電機の多相インバータにおける正極側スイッチング素子をオンとした場合に、リアクトルを介して、蓄電池の電力が電動機に供給される。
また、正極側スイッチング素子と負極側スイッチング素子とのオンオフの切り替えを行った場合、リアクトルを介して電動機に供給される電力の電圧が昇圧される。つまり、本発明のリアクトルとスイッチング素子は、発電機の多相インバータを利用した昇圧機能部を構成している。
そのため、制御装置は、蓄電池の残容量が第１閾値以上の場合であって、昇圧器による昇圧後の電力が前記電動機の要求電力に対して不足となると判断したときに、正極側スイッチング素子と負極側スイッチング素子とのオンオフの切り替えを行うことで、不足する電力を補うことができ、電動機の高出力化を図ることができる。
また、本発明によれば、上記する構成により電動機の高出力化を図ることができるため、大容量化した昇圧器及び並列接続された複数の昇圧器を搭載する必要がなく、ハイブリッド車両の重量化を招くおそれがない。
さらに、本発明によれば、昇圧機能部（リアクトルとスイッチング素子）が多相インバータの一相を利用しており、部品点数が抑えられている。よって、他の部品の搭載を制限するおそれを低減できるとともに、車両の重量化を回避できる。そのほか、本発明によれば、昇圧機能部が発電機の中性点に接続していないため、発電機のロータが振動するおそれがない。

また、前記制御装置は、前記蓄電池の残容量が第１閾値未満となった場合であって、前記昇圧器による昇圧後の電力量が前記電動機の要求出力に対して不足するときに、前記昇圧器による昇圧を行う一方で、前記スイッチング素子をオフにし、前記内燃機関を駆動させて前記発電機の発電電力を電動機に供給することを特徴とする。

前記する構成によれば、蓄電池の残容量が第１閾値未満となった場合に、発電機を駆動させることで、電動機の要求電力に対して不足する電力を補うことができ、電動機の高出力化を図ることができる。また、スイッチング素子をオフにするため、リアクトルを介して電力が供給されることがなく、蓄電池の電力消費が抑制される。

また、前記第１閾値は、前記蓄電池の電力消費を抑制するために前記蓄電池の電力と発電機の電力を電動機に供給するか否かの基準値である第２閾値よりも大きな値であるとともに、前記第１閾値と前記第２閾値との差分である差分電力量が、前記多相インバータが発電機の発電電力を変換可能な状態に切り替わる間に消費される蓄電池の電力量に比べて多くなるように設定されていることを特徴とする。

前記する構成によれば、蓄電池の残容量が第２閾値未満となる前に、多相インバータが発電機の発電電力を変換可能な状態になっている。そのため、蓄電池の残容量が第２閾値未満となった場合に、発電機の発電電力を電動機に供給できないという事態を回避することができる。

また、前記制御装置は、前記蓄電池の残容量が前記第１閾値以上であるか否かの判定と、前記蓄電池の残容量が前記第２閾値以上であるか否かの判定と、前記電動機の要求出力が第１所定値以上であるか否かの判定と、前記電動機の要求出力が、前記昇圧器による昇圧後の電力量である第２所定値以上であるか否かの判定と、を行うことを特徴とする。

前記する構成によれば、蓄電池の残容量が第１閾値又は第２閾値以上であるか否かについて判断できるとともに、電動機の要求出力が第１所定値又は第２所定値以上であるか否かを判断できる。そのため、導出された蓄電池の残容量と電動機の要求出力とに基づいて、昇圧器による昇圧と、リアクトル及びスイッチング素子から構成される昇圧機能部による昇圧と、内燃機関の駆動による発電機の発電との可否を選択して、電動機に電力を供給でき、電動機が出力不足となるおそれがない。

以上、本発明によれば、重量化を回避するとともに、電動機の高出力を可能とする昇圧機能部を備えたハイブリッド車両を提供することができる。

実施形態に係るハイブリッド車両の全体構成を示すブロック図である。蓄電池と昇圧器と昇圧機能部と駆動用インバータと発電用インバータとの電気的接続を示す回路図である。蓄電池の残容量及び電動機の出力要求から電力供給方法を選択する電力供給選択マップである。電力供給選択処理のフローチャート図である。

次に、実施形態に係るハイブリッド車両について、図面を適宜参照しながら説明する。
なお、実施形態に係るハイブリッド車両１は、内燃機関が発電機に連結し、電動機が駆動輪に連結するシリーズ型の車両である。
また、実施形態に係るハイブリッド車両１は、ＣＤ（ＣｈａｒｇｅＤｅｐｌｅｔｉｎｇＲａｎｇｅ）走行を基本走行とし、蓄電池の残容量が後述する第２閾値未満となった場合に、蓄電池の電力消費を抑えるため、ＣＳ（ＣｈａｒｇｅＳｕｓｔａｉｎｉｎｇＲａｎｇｅ）走行を行うようになっている。なお、ＣＤ走行とは、電動機が蓄電池の電力のみで駆動することを指し、ＣＳ走行は、電動機が蓄電池と発電機との電力で駆動することを指す。

図１に示すように、実施形態のハイブリッド車両１は、駆動輪２に連結する電動機（ＭＯＴ）３と、電動機３に直流電力を供給する蓄電池（ＢＡＴＴ）４と、蓄電池４から供給される直流電力を交流電力に変換する駆動用インバータ（ＭＯＴＰＤＵ）５と、蓄電池４の出力電圧を昇圧する昇圧器（ＶＣＵ１）６及び昇圧機能部（ＶＣＵ２）７と、交流電力を生成する発電機（ＧＥＮ）８と、交流電力を直流電力に変換する発電用インバータ（ＧＥＮＰＤＵ）９と、発電機８を駆動させる内燃機関（ＥＮＧ）１０と、各装置の動作を制御する制御装置１１と、を主に備えている。

蓄電池４は、リチウムイオン（Ｌｉ−ｉｏｎ）型などの２次電池である。また、蓄電池４には、出力する直流電力を電動機３に配電するためのジャンクションボード（ＪＢ）１２と、外部の充電装置（図示略）に接続して充電する外部充電プラグ（ＣＨＧ）１５と、図示しない低電圧蓄電池に接続して低電圧蓄電池の充電を行うコンバータ（ＤＶ）１６とが設けられている。
さらに、図２に示すように、電動機３に電力を供給する幹線として、蓄電池４の正極端子側に正極側母線４ａと中点母線４ｂが接続され、蓄電池４の負極端子側に負極側母線４ｃが接続されている。

図２に示すように、昇圧器６は、正極側母線４ａ上に設けられた第１トランジスタ６ａと、正極側母線４ａ上であって第１トランジスタ６ａよりも蓄電池４側に設けられた第１リアクトル６ｂと、正極側母線４ａと負極側母線４ｃに接続する第２トランジスタ６ｃとを備えている。なお、第２トランジスタ６ｃの正極側端子（コレクタ端子）が、リアクトル６ｂと第１トランジスタ６ａとの間となるように正極側母線４ａに接続している。
そして、第１トランジスタ６ａと第２トランジスタ６ｃとのオンオフの切り替えを行うことにより、蓄電池４の出力電圧を昇圧できるようになっている。

図２に示すように、駆動用インバータ５は、正極側母線４ａに接続する上アームの正極側トランジスタ１３_ＵＨ〜１３_ＷＨと、負極側母線４ｃに接続する下アームの負極側トランジスタ１３_ＵＬ〜１３_ＷＬとを電気的に直列接続した直列回路を３つ備える３相（Ｕ相〜Ｗ相）型のインバータである。
また、駆動用インバータ５は、正極側トランジスタ１３_ＵＨ〜１３_ＷＨと負極側トランジスタ１３_ＵＬ〜１３_ＷＬとのスイッチング動作により、蓄電池４又は発電機８から供給される直流電力を交流電力に変換し、電動機３の駆動用ステータコイル３ａに出力するようになっている。
一方、ハイブリッド車両１の減速時などにおいて、駆動輪２側から電動機３側に駆動力が伝達された場合に、電動機３が発電機として機能する。この場合においては、駆動用インバータ５は、正極側トランジスタ１３_ＵＨ〜１３_ＷＨと負極側トランジスタ１３_ＵＬ〜１３_ＷＬとのスイッチング動作により、駆動用ステータコイル３ａから出力された交流電力を直流電力に変換して、蓄電池４を充電できるようになっている。

発電用インバータ９は、正極側母線４ａに接続する上アームの正極側トランジスタ１４_ＵＨ〜１４_ＷＨと、負極側母線４ｃに接続する下アームの負極側トランジスタ１４_ＵＬ〜１４_ＷＬとを電気的に直列接続した直列回路を３つ備える３相（Ｕ相〜Ｗ相）型のインバータである。
また、発電用インバータ９は、正極側トランジスタ１４_ＵＨ〜１４_ＷＨと負極側トランジスタ１４_ＵＬ〜１４_ＷＬとのスイッチング動作により、発電機８の発電用ステータコイル８ａから出力された交流電力を直流電力に変換し、電動機３又は蓄電池４に供給できるようになっている。
さらに、発電用インバータ９のＷ相の中点１４Ｗには、中点母線４ｂが接続されている。

昇圧機能部７は、中点母線４ｂ上に設けられたスイッチング素子７ａと、中点母線４ｂ上であってスイッチング素子７ａよりも中点１４Ｗ側に設けられた第２リアクトル７ｂとを備えている。そのため、スイッチング素子７ａをオンとすることで、中点母線４ｂを介して、発電用インバータ９のＷ相が通電するようになっている。
なお、スイッチング素子７ａのオン時において、発電用インバータ９のＷ相の正極側トランジスタ１４_ＷＨをオン、負極側トランジスタ１４_ＷＬをオフとした場合、正極側母線４ａに電流Ｉａが流れる。一方、スイッチング素子７ａのオン時において、発電用インバータ９のＷ相の正極側トランジスタ１４_ＷＨをオフ、負極側トランジスタ１４_ＷＬをオンとした場合、負極側母線４ｃに電流Ｉｂが流れる。
さらに、スイッチング素子７ａがオン時において、発電用インバータ９のＷ相の正極側トランジスタ１４_ＷＨと負極側トランジスタ１４_ＷＬとのオンオフの切り替えを行うことにより、第２リアクトル７ｂに電磁エネルギが溜められて、大電流となった電流Ｉａが正極側母線４ａに流れるようになっている。

図１に示すように、制御装置１１は、例えばＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）などの電子回路により構成される各種のＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ：電子制御ユニット）として、内燃機関ＥＣＵ（「ＦＩ−ＥＣＵ」）２０と、発電機ＥＣＵ（「ＧＥＮ−ＥＣＵ」）２１と、電動機ＥＣＵ（「ＭＯＴ−ＥＣＵ」）２２と、昇圧器ＥＣＵ（「ＶＣＵ−ＥＣＵ」）２３と、蓄電池ＥＣＵ（「ＢＡＴＴ−ＥＣＵ」）２４と、マネジメントＥＣＵ（「ＭＧ−ＥＣＵ」）２５と、を備えている。
なお、各ＥＣＵは、ハイブリッド車両１の各種の状態を検出するセンサ類と共に、車両のＣＡＮ（ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）通信ライン２６に接続されている。

内燃機関ＥＣＵ２０は、マネジメントＥＣＵ２５の指示に従って内燃機関１０の駆動を制御するものであって、例えば、スロットルバルブを駆動する電磁アクチュエータに制御電流を通電させて、所望のバルブ開度となるようにスロットルバルブの電子制御を行っている。

発電機ＥＣＵ２１は、マネジメントＥＣＵ２５の指示に従って、発電用インバータ９の正極側トランジスタ１４_ＵＨ〜１４_ＷＨ及び負極側トランジスタ１４_ＵＬ〜１４_ＷＬのオン、オフと、昇圧機能部７のスイッチング素子７ａのオン、オフを制御するものである。
例えば、マネジメントＥＣＵ２５から昇圧機能部７の昇圧を指示された場合、スイッチング素子７ａをオンとし、発電用インバータ９のＷ相の正極側トランジスタ１４_ＷＨと負極側トランジスタ１４_ＷＬとがオンオフの切り替え動作を行うように制御する。
また、マネジメントＥＣＵ２５からインバータ９による電力変換を指示された場合、スイッチング素子７ａをオフとし、発電用インバータ９の正極側トランジスタ１４_ＵＨ〜１４_ＷＨ及び負極側トランジスタ１４_ＵＬ〜１４_ＷＬのスイッチング動作を行うように制御する。
さらに、発電機ＥＣＵ２１は、マネジメントＥＣＵ２５から指示がない場合には、昇圧機能部７のスイッチング素子７ａをオフにして、発電用インバータ９が発電機８から出力される交流電力を直流電力に変換可能な状態に制御するようになっている。

電動機ＥＣＵ２２は、マネジメントＥＣＵ２５の指示に従って、駆動用インバータ５の正極側トランジスタ１３_ＵＨ〜１３_ＷＨ及び負極側トランジスタ１３_ＵＬ〜１３_ＷＬのスイッチング動作を制御するものである。

昇圧器ＥＣＵ２３は、マネジメントＥＣＵ２５の指示に従って、第１トランジスタ６ａ、第２トランジスタ６ｃのオン、オフを制御するものであり、昇圧指示された場合に、第１トランジスタ６ａと第２トランジスタ６ｃとがオンオフの切り替え動作を行うように制御している。

蓄電池ＥＣＵ２４は、例えば蓄電池４を含む高圧電装系の監視および保護などの制御
と、を行なう。例えば、蓄電池ＥＣＵ２４は、蓄電池４の端子間電圧と電流と温度との各検出信号に基づき、残容量（ＳＯＣ：ＳｔａｔｅＯｆＣｈａｒｇｅ）などの各種の状態量を算出する。

マネジメントＥＣＵ２５は、各装置の動作の監視を行うとともに、各装置を動作させるために、内燃機関ＥＣＵ２０と、発電機ＥＣＵ２１と、電動機ＥＣＵ２２と、昇圧器ＥＣＵ２３と、蓄電池ＥＣＵ２４とのそれぞれに指示を行うものである。

また、図３に示すように、マネジメントＥＣＵ２５は、蓄電池４の残容量（ＳＯＣ）と電動機３に要求される要求出力（ＰＷＲ）とに基づいて、電動機３に電力を供給する方法を選択する電力供給選択マップを有している。

図３に示す電力供給選択マップの横軸は、蓄電池４の残容量（ＳＯＣ）を示し、左端から右に向かうに連れて蓄電池４の残容量が少ないことを示す。また、電力供給選択マップ上の蓄電池４の残容量において、第１閾値と第２閾値とが設定されている。

第２閾値とは、蓄電池４の電力消費を抑えるために、内燃機関１０を駆動させて、発電機８の電力及び蓄電池４の電力を電動機３に供給することを開始する基準値であり、例えば、ＣＤ走行をそのまま継続すると、数時間で蓄電池４の残容量がなくなり走行不能となるような値（残容量）が設定されている。

一方で、第１閾値は、蓄電池４の残容量が第２閾値未満となった場合、速やかに発電用インバータ９が発電機８の電力変換を行い、電動機３に電力を供給できるようにするため、昇圧機能部７の発電用インバータ９の利用を禁止することを開始する基準値である。
また、第１閾値は、第２閾値よりも大きな値（蓄電池４の残容量が多い）であって、第１閾値と第２閾値との差分である差分電力量が、切替時に消費される電力量に比べて多くなるように設定されている。

なお、切替時に消費される電力量とは、蓄電池４の出力電圧を昇圧器６と昇圧機能部７とが昇圧して、蓄電池４の出力が最高出力となっている状態から、昇圧機能部７が昇圧を停止（発電用インバータ９のＷ相の利用状態を停止）して、発電用インバータ９が発電機８の発電電力を変換可能な状態に切り替わるまでの時間内に、蓄電池４から出力されて消費した電力量である。
よって、蓄電池４が最高出力状態で、蓄電池４の残容量が第１閾値未満となった時点で、昇圧機能部７の昇圧を停止させることで、蓄電池４の残容量が第２閾値未満となる前に、発電用インバータ９が発電機８の電力変換を行える状態とすることができる。

一方で、電力供給選択マップの縦軸は、電動機３に要求される要求出力（ＰＷＲ）を示し、下端から上に向かうに連れて、電動機３に要求される出力が大きいこと、言い換えれば、電動機３に供給すべき電力が多いことを示す。また、電力供給選択マップ上の要求出力において、第１所定値と第２所定値とが設定されている。
第１所定値とは、蓄電池４が出力可能な最大電力を電動機３に供給した場合の電動機３の出力値である。
第２所定値とは、蓄電池４が出力可能な最大電力を出力し、かつ、昇圧器６による昇圧が行われた場合の電動機３の出力値である。

また、マネジメントＥＣＵ２５は、図示しないアクセル開度センサ、車速センサの情報に基づいて、要求出力導出マップ（不図示）から電動機３の要求出力（ＰＷＲ）を導出できるように構成されている。
さらに、マネジメントＥＣＵ２５は、電動機３の要求出力を導出した場合、電動機３に供給する電力が要求出力を満たすようにするため、電力供給選択マップに基づいて電力供給選択処理を行うように構成されている。
以下、マネジメントＥＣＵ２５が行う電力供給選択処理について、図４を用いて説明する。

まず、マネジメントＥＣＵ２５は、電動機３の要求出力を導出した場合（「ＳＴＡＲＴ」）、蓄電池４の残容量（ＳＯＣ）が第１閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ１）。

そして、マネジメントＥＣＵ２５は、蓄電池４の残容量が第１閾値以上であると判定した場合（Ｓ１で「Ｙｅｓ」の場合）、次に、電動機３の要求出力（ＰＷＲ）が第１所定値以上であるか否かを判定する（Ｓ２）。

マネジメントＥＣＵ２５は、電動機３の要求出力が第１所定値以上でないと判定した場合（Ｓ２で「Ｎｏ」の場合）、蓄電池４をオン（出力）、内燃機関１０をオフ（停止）、昇圧器６をオフ（昇圧しない）、昇圧機能部７をオフ（昇圧しない）と選択して（Ｓ１３）、電力供給選択処理を終了する（「ＥＮＤ」）。

一方で、電動機３の要求出力が第１所定値以上であると判定した場合（Ｓ２で「Ｙｅｓ」の場合）、マネジメントＥＣＵ２５は、電動機３の要求出力が第２所定値以上であるか否かを判定する（Ｓ３）。

電動機３の要求出力が第２所定値以上でないと判定した場合（Ｓ３で「Ｎｏ」の場合）、マネジメントＥＣＵ２５は、蓄電池４をオン（出力）、内燃機関１０をオフ（停止）、昇圧器６をオン（昇圧する）、昇圧機能部７をオフ（昇圧しない）と選択して（Ｓ１２）、電力供給選択処理を終了する（「ＥＮＤ」）。

一方で、電動機３の要求出力が第２所定値以上であると判定した場合（Ｓ３で「Ｙｅｓ」の場合）、マネジメントＥＣＵ２５は、蓄電池４をオン（出力）、内燃機関１０をオフ（停止）、昇圧器６をオン（昇圧する）、昇圧機能部７をオン（昇圧する）と選択して（Ｓ１１）、電力供給選択処理を終了する（「ＥＮＤ」）。

ここで、マネジメントＥＣＵ２５が蓄電池４の残容量が第１閾値以上であるか否かを判定した場合（Ｓ１）の説明に戻る。
マネジメントＥＣＵ２５は、蓄電池４の残容量が第１閾値以上でないと判定した場合（Ｓ１で「Ｎｏ」の場合）、つぎに、蓄電池４の残容量が第２閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ４）。

そして、マネジメントＥＣＵ２５は、蓄電池４の残容量が第２閾値以上でないと判定した場合（Ｓ４で「Ｎｏ」の場合）、蓄電池４をオン（出力）、内燃機関１０をオン（駆動）、昇圧器６をオフ（昇圧しない）、昇圧機能部７をオフ（昇圧しない）と選択して（Ｓ１７）、電力供給選択処理を終了する（「ＥＮＤ」）。

一方で、マネジメントＥＣＵ２５は、蓄電池４の残容量が第２閾値以上であると判定した場合（Ｓ４で「Ｙｅｓ」の場合）、つぎに、電動機３の要求出力が第１所定値以上であるか否かを判定する（Ｓ５）。

マネジメントＥＣＵ２５は、電動機３の要求出力が第１所定値以上でないと判定した場合（Ｓ５で「Ｎｏ」の場合）、蓄電池４をオン（出力）、内燃機関１０をオフ（停止）、昇圧器６をオフ（昇圧しない）、昇圧機能部７をオフ（昇圧しない）と選択して（Ｓ１６）、電力供給選択処理を終了する（「ＥＮＤ」）。

一方で、電動機３の要求出力が第１所定値以上であると判定した場合（Ｓ５で「Ｙｅｓ」の場合）、マネジメントＥＣＵ２５は、電動機３の要求出力が第２所定値以上であるか否かを判定する（Ｓ６）。

電動機３の要求出力が第２所定値以上でないと判定した場合（Ｓ６で「Ｎｏ」の場合）、マネジメントＥＣＵ２５は、蓄電池４をオン（出力）、内燃機関１０をオフ（停止）、昇圧器６をオン（昇圧する）、昇圧機能部７をオフ（昇圧しない）と選択して（Ｓ１５）、電力供給選択処理を終了する（「ＥＮＤ」）。

一方で、電動機３の要求出力が第２所定値以上であると判定した場合（Ｓ６で「Ｙｅｓ」の場合）、マネジメントＥＣＵ２５は、蓄電池４をオン（出力）、内燃機関１０をオン（駆動）、昇圧器６をオン（昇圧する）、昇圧機能部７をオフ（昇圧しない）と選択して（Ｓ１４）、電力供給選択処理を終了する（「ＥＮＤ」）。

また、マネジメントＥＣＵ２５は、電力供給選択処理後に、各装置の動作内容が処理結果（Ｓ１１〜Ｓ１７）となるように、内燃機関ＥＣＵ２０〜蓄電池ＥＣＵ２４のそれぞれに指示を行う。
これにより、処理結果がＳ１１〜Ｓ１３と、Ｓ１５、Ｓ１６の場合には、蓄電池４の電力が電動機３に供給されて、所望の速度でハイブリッド車両がＣＤ走行する。
一方で、処理結果がＳ１４、Ｓ１７の場合には、内燃機関１０が駆動して、蓄電池４で電力と発電機８の電力が電動機３に供給されて、所望の速度でハイブリッド車両がＣＳ走行することとなる。

以上、実施形態に係るハイブリッド車両１によれば、図２に示すように、蓄電池４と電動機３とを接続する正極側母線４ａ、中点母線４ｂのそれぞれには、昇圧器６、または昇圧機能部７が設けられ、電動機３の電力供給能力が高められているため、電動機３の高出力化を図ることができる。

また、実施形態に係るハイブリッド車両１によれば、昇圧器６と昇圧機能部７により電動機３の電力供給能力が高められているため、大容量化した昇圧器及び並列接続された複数の昇圧器を搭載する必要がなく、ハイブリッド車両１の重量化を招くおそれがない。

また、実施形態に係るハイブリッド車両１によれば、中点母線４ｂに設けられた昇圧機能部７は、スイッチング素子７ａと第２リアクトル７ｂとのみを備え、発電用インバータ９のＷ相の正極側トランジスタ１４_ＷＨと負極側トランジスタ１４_ＷＬとを利用した構成となっており、部品点数が抑えられている。そのため、他の部品の搭載を制限するおそれを低減できるとともに、ハイブリッド車両１の重量化を回避できる。

また、実施形態に係るハイブリッド車両１によれば、蓄電池４の残容量が第１閾値未満となった時点で、蓄電池４の残容量が第２閾値未満となる場合に備えて、昇圧機能部７による発電用インバータ９の利用を禁止させ、発電用インバータ９が発電機８の発電電力を変換可能な状態の電力供給方法（Ｓ１４〜Ｓ１６）が選択される。
そして、第１閾値と第２閾値との差分である差分電力量が、切替時に消費される電力量に比べて多くなるように設定されているため、蓄電池４の残容量が第２閾値未満となる前に、発電用インバータ９が発電機８の電力変換を行える状態となる。
そのため、実施形態に係るハイブリッド車両１によれば、蓄電池４の残容量が第２閾値未満となった場合に、要求出力に見合った電力が、発電機８と蓄電池４とから電動機３に供給されることとなり、要求出力に比べて電動機３の出力が小さいという状況を回避することができる。

以上、実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態で説明した例に限定されるものでない。
図４に示すように、マネジメントＥＣＵ２５による電力供給選択処理において、まず、蓄電池４の残容量（ＳＯＣ）が第１閾値以上であるか否かについて判定（Ｓ１）しているが、本発明はこれに限定されない。
たとえば、蓄電池４の残容量（ＳＯＣ）が第１閾値以上であるか否かについて判定（Ｓ１）の前に、蓄電池４の残容量（ＳＯＣ）が第２閾値以上であるか否かについて判定（Ｓ４）を行ってもよい。
または、蓄電池４の残容量（ＳＯＣ）の判定（Ｓ１及びＳ４）の前に、電動機３の要求出力（ＰＷＲ）が第１所定値又は第２所定値以上であるかの判定（Ｓ２、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ６）を行ってもよい。

１ハイブリッド車両
２駆動輪
３電動機
４蓄電池
５駆動用インバータ
６昇圧器
７昇圧機能部
７ａスイッチング素子
７ｂ第２リアクトル（リアクトル）
８発電機
９発電用インバータ（多相インバータ）
１０内燃機関
１１制御装置

Claims

内燃機関によって駆動される発電機と、
蓄電池又は前記発電機から供給される電力により駆動する電動機と、
前記蓄電池の出力電圧を昇圧する昇圧器と、
スイッチング素子を介して一端が前記蓄電池の正極側に電気接続されたリアクトルと、
制御装置と、を備えるハイブリッド車両であって、
前記リアクトルの他端は、前記発電機に設けられた多相インバータの何れか一相に設けられた正極側スイッチング素子と負極側スイッチング素子との中点に電気接続され、
前記制御装置は、
前記蓄電池の残容量が第１閾値以上の場合であって、前記昇圧器による昇圧後の電力量が前記電動機の要求出力に対して不足となるときに、
前記昇圧器による昇圧を行うとともに、前記スイッチング素子をオンにし、前記正極側スイッチング素子と前記負極側スイッチング素子とのオンオフの切り替えを行うことを特徴とするハイブリッド車両。
前記制御装置は、
前記蓄電池の残容量が第１閾値未満となった場合であって、前記昇圧器による昇圧後の電力量が前記電動機の要求出力に対して不足するときに、
前記昇圧器による昇圧を行う一方で、前記スイッチング素子をオフにし、前記内燃機関を駆動させて前記発電機の発電電力を電動機に供給することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両。
前記第１閾値は、前記蓄電池の電力消費を抑制するために前記発電機の電力及び前記蓄電池の電力を電動機に供給することを開始する第２閾値よりも大きな値であるとともに、前記第１閾値と前記第２閾値との差分である差分電力量が、前記多相インバータが発電機の発電電力を変換可能な状態に切り替わる間に消費される蓄電池の電力量に比べて多くなるように設定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のハイブリッド車両。
前記制御装置は、
前記蓄電池の残容量が前記第１閾値以上であるか否かの判定と、
前記蓄電池の残容量が前記第２閾値以上であるか否かの判定と、
前記電動機の要求出力が第１所定値以上であるか否かの判定と、
前記電動機の要求出力が、前記昇圧器による昇圧後の電力量である第２所定値以上であるか否かの判定と、を行うことを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド車両。