JP2015095911A - 車両の電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電装置の充放電要求量によって、昇圧間欠制御による電力損失低減効果が損なわれるのを防止することができる車両の電源装置を提供する。
【解決手段】制御装置５００は、コンバータ２００を連続的に作動させる連続昇圧モードと、コンバータ２００を間欠的に作動させる間欠昇圧モードとでコンバータ５００を制御する。制御装置５００は、間欠昇圧モード時には、連続昇圧モード時よりも、バッテリ１５０の充放電要求量を抑制する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両の電源装置に関する。

特開２０１１−０１５６０３号公報（特許文献１）には、昇圧コンバータが停止した時に、昇圧コンバータの指令電圧と出力電圧の偏差が減少するように、電動機または発電機のトルク指令を補正する技術が開示されている。これによって、昇圧コンバータが停止中の昇圧コンバータの出力電圧を一定に保つことができる。

特開２０１１−０１５６０３号公報 特開２０１０−２８３９３２号公報 国際公開２００４−１１４５１１号公報

ところで、モータジェネレータでの電流消費が少ない場合に、昇圧コンバータの動作と停止を間欠的に行なうことによって、昇圧コンバータのスイッチングによる電力損失を低減する昇圧間欠制御を実行することが考えられる。昇圧間欠制御における昇圧停止中に、蓄電装置の充放電要求量が大きいと、昇圧コンバータの出力電圧と指令電圧との乖離が大きくなり、昇圧コンバータが昇圧動作を再開してしまう。これによって、昇圧間欠制御による電力損失低減効果が損なわれてしまうことがある。

それゆえに、本発明の目的は、蓄電装置の充放電要求量によって、昇圧間欠制御による電力損失低減効果が損なわれるのを防止することができる車両の電源装置を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明の車両の電源装置は、蓄電装置と、蓄電装置の電圧を昇圧して車両の電気負荷に供給する昇圧コンバータと、昇圧コンバータを連続的に作動させる連続昇圧モードと、昇圧コンバータを間欠的に作動させる間欠昇圧モードとで昇圧コンバータを制御する制御装置とを備える。制御装置は、間欠昇圧モード時には、連続昇圧モード時よりも、蓄電装置の充放電要求量を抑制する。

この構成によって、間欠昇圧モード時の蓄電装置の充放電要求量が抑制されるので、昇圧停止中の昇圧コンバータが昇圧を再開するのを防止することができる。その結果、昇圧間欠モードにおける電力損失低減効果が損なわれるのを防止できる。

好ましくは、制御装置は、走行に必要なパワーに基づいて充放電要求量を求める。制御装置は、間欠昇圧モード時には、連続昇圧モード時よりも、広い範囲の走行に必要なパワーに対して充放電要求量を零にする。

この構成によって、間欠昇圧モードにおいて、走行に必要なパワーの広い範囲に対して充放電要求量が零になるので、走行に必要なパワーの広い範囲において電力損失低減効果が損なわれるのを防止できる。

好ましくは、制御装置は、走行に必要なパワーに基づいて充放電要求量を求める。制御装置は、走行に必要なパワーが所定範囲にあるときには、間欠昇圧モード時には、連続昇圧モード時よりも、走行に必要なパワーに対する充放電要求量の変化量を小さくする。

この構成によって、間欠昇圧モードにおいて、走行に必要なパワーが所定範囲にあるときに、電力損失低減効果が損なわれるのを防止できる。

好ましくは、制御装置は、間欠昇圧モード時であり、かつ所定期間内の昇圧コンバータが停止している期間の割合が所定値以上のときには、連続昇圧モード時よりも、充放電要求量を抑制する。

間欠昇圧モード時で、かつ所定期間内の昇圧コンバータが昇圧を停止している期間の割合が大きい場合において、蓄電装置の充放電要求量を抑制することで、昇圧コンバータが昇圧を再開しないようにして、電力損失低減効果が損なわれないようにすることができる。

本発明によれば、昇圧間欠制御による電力損失低減効果が損なわれるのを防止できる。

本発明の実施の形態による電動車両の代表例として示されるハイブリッド車両の構成例を説明するためのブロック図である ハイブリッド車両の電気システムを表わす図である。 コンバータによる昇圧制御の手順を表わすフローチャートである。 （ａ）は、連続昇圧モードと間欠昇圧モードにおけるコンバータ２００の出力電圧（システム電圧）ＶＨを表わす図である。（ｂ）は、連続昇圧モードと間欠昇圧モードにおけるリアクトル電流ＩＬを表わす図である。（ｃ）は、連続昇圧モードと間欠昇圧モードにおけるスイッチングによる昇圧損失電力量ＬＰを表わす図である。 （ａ）は、第１マップの例を表わす図である。（ｂ）は、第２マップの例を表わす図である。 フラグと、充放電要求量と、リアクトル電流ＩＬとの関係を表わす図である。 本発明の実施の形態による走行制御の手順を示すフローチャートである。

図１は、本発明の実施の形態による電動車両の代表例として示されるハイブリッド車両の構成例を説明するためのブロック図である。

図１を参照して、ハイブリッド車両は、「内燃機関」に対応するエンジン１００と、第１ＭＧ（Motor Generator）１１０と、第２ＭＧ１２０と、動力分割機構１３０と、減速機１４０と、バッテリ１５０と、駆動輪１６０と、制御装置５００とを備える。制御装置５００は、ＰＭ（Power Management）−ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１７０と、ＭＧ（Motor Generator）−ＥＣＵ１７２とからなる。

ハイブリッド車両は、エンジン１００および第２ＭＧ１２０のうちの少なくともいずれか一方からの駆動力により走行する。エンジン１００、第１ＭＧ１１０および第２ＭＧ１２０は、動力分割機構１３０を介して連結されている。

動力分割機構１３０は、代表的には、遊星歯車機構として構成される。動力分割機構１３０は、外歯歯車のサンギヤ１３１と、このサンギヤ１３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ１３２と、サンギヤ１３１に噛合するとともにリングギヤ１３２に噛合する複数のピニオンギヤ１３３と、キャリア１３４とを含む。キャリア１３４は、複数のピニオンギヤ１３３を自転かつ公転自在に保持するように構成される。

動力分割機構１３０によって、エンジン１００が発生する動力は、２経路に分割される。一方は減速機１４０を介して駆動輪１６０を駆動する経路である。もう一方は、第１ＭＧ１１０を駆動させて発電する経路である。

第１ＭＧ１１０および第２ＭＧ１２０は、代表的には、永久磁石モータによって構成された、三相交流回転電機である。

第１ＭＧ１１０は、主に「発電機」として動作して、動力分割機構１３０により分割されたエンジン１００からの駆動力により発電することができる。第１ＭＧ１１０により発電された電力は、車両の走行状態や、バッテリ１５０のＳＯＣ（State Of Charge）の状態に応じて使い分けられる。その後、この電力は、後述するコンバータにより電圧が調整されてバッテリ１５０に蓄えられる。なお、第１ＭＧ１１０は、エンジン始動時にエンジン１００をモータリングする場合等には、トルク制御の結果として電動機として動作することも可能である。

第２ＭＧ１２０は、主に「電動機」として動作して、バッテリ１５０に蓄えられた電力および第１ＭＧ１１０により発電された電力のうちの少なくともいずれかの電力により駆動する。第２ＭＧ１２０が発生する動力は、駆動軸１３５へ伝達され、さらに減速機１４０を介して駆動輪１６０に伝達される。これにより、第２ＭＧ１２０は、エンジン１００をアシストしたり、第２ＭＧ１２０からの駆動力により車両を走行させたりする。

ハイブリッド車両の回生制動時には、減速機１４０を介して駆動輪１６０により第２ＭＧ１２０が駆動される。この場合には、第２ＭＧ１２０は発電機として動作する。これにより第２ＭＧ１２０は、制動エネルギを電力に変換する回生ブレーキとして機能する。第２ＭＧ１２０により発電された電力は、バッテリ１５０に蓄えられる。

バッテリ１５０は、複数のバッテリセルを一体化したバッテリモジュールを、さらに複数直列に接続して構成された組電池である。バッテリ１５０の電圧は、たとえば２００Ｖ程度である。バッテリ１５０は、第１ＭＧ１１０もしくは第２ＭＧ１２０により発電された電力によって充電することができる。バッテリ１５０の温度・電圧・電流は、電池センサ１５２により検出される。電池センサ１５２は、温度センサ、電圧センサ、電流センサを包括的に標記するものである。

ＰＭ−ＥＣＵ１７０およびＭＧ−ＥＣＵ１７２は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリを内蔵して構成され、当該メモリに記憶されたマップおよびプログラムに従うソフトウェア処理によって、各センサによる検出値に基づく演算処理を実行するように構成される。あるいは、ＰＭ−ＥＣＵ１７０およびＭＧ−ＥＣＵ１７２はの少なくとも一部は、専用の電子回路等によるハードウェア処理によって、所定の数値演算処理および／または論理演算処理を実行するように構成されてもよい。

エンジン１００は、ＰＭ−ＥＣＵ１７０からの動作指令値に従って制御される。第１ＭＧ１１０、第２ＭＧ１２０、コンバータ２００、インバータ２１０，２２０は、ＭＧ−ＥＣＵ１７２によって制御される。ＰＭ−ＥＣＵ１７０とＭＧ−ＥＣＵ１７２とは双方向に通信可能に接続される。

なお、本実施の形態では、ＰＭ−ＥＣＵ１７０およびＭＧ−ＥＣＵ１７２を別個のＥＣＵによって構成するが、両者の機能を包括する単一のＥＣＵを設けてもよい。

図２は、図１に示したハイブリッド車両の電気システムの構成例を説明する回路図である。

図２を参照して、ハイブリッド車両の電気システムには、コンバータ２００と、第１ＭＧ１１０に対応するインバータ２１０と、第２ＭＧ１２０に対応するインバータ２２０と、ＳＭＲ（System Main Relay）２３０と、コンデンサＣ１，Ｃ２とが設けられる。

コンバータ２００は、直列接続された２個の電力用半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２（以下、単に「スイッチング素子」とも称する）と、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に対応して設けられたダイオードＤ１，Ｄ２と、リアクトルＬを含む。

スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、正極線ＰＬ２とバッテリ１５０の負極に接続される接地線ＧＬとの間に直列に接続される。スイッチング素子Ｑ１のコレクタは正極線ＰＬ２に接続され、スイッチング素子Ｑ２のエミッタは接地線ＧＬ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。そして、スイッチング素子Ｑ１およびダイオードＤ１は、コンバータ２００の上アームを構成し、スイッチング素子Ｑ２およびダイオードＤ２は、コンバータ２００の下アームを構成する。

電力用半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２としては、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、電力用ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタ、電力用バイポーラトランジスタ等を適宜採用することができる。各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン／オフは、ＭＧ−ＥＣＵ１７２からのスイッチング制御信号によって制御される。

リアクトルＬの一方端は、バッテリ１５０の正極に接続される正極線ＰＬ１に接続され、他方端は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続ノード、すなわち、スイッチング素子Ｑ１のエミッタとスイッチング素子Ｑ２のコレクタとの接続点に接続される。

コンデンサＣ２は、正極線ＰＬ２と接地線ＧＬとの間に接続される。コンデンサＣ２は
、正極線ＰＬ２および接地線ＧＬ間の電圧変動の交流成分を平滑化する。コンデンサＣ１は、正極線ＰＬ１と接地線ＧＬとの間に接続される。コンデンサＣ１は、正極線ＰＬ１および接地線ＧＬ間の電圧変動の交流成分を平滑化する。

リアクトルＬに流れる電流（以下、リアクトル電流）ＩＬは、電流センサＳＥＩＬによって検出される。電圧センサ１８０は、コンバータ２００の出力電圧であるコンデンサＣ２の端子間電圧、すなわち正極線ＰＬ２と接地線ＧＬとの間の電圧ＶＨ（システム電圧または駆動電圧系の電圧）を検出し、その検出値をＭＧ−ＥＣＵ１７２へ出力する。

コンバータ２００と、インバータ２１０およびインバータ２２０とは、正極線ＰＬ２および接地線ＧＬを介して、互いに電気的に接続される。

コンバータ２００は、昇圧動作時には、バッテリ１５０から供給された直流電圧ＶＢ（コンデンサＣ１の両端の電圧）を昇圧し、昇圧されたシステム電圧ＶＨをインバータ２１０，２２０へ供給する。より具体的には、ＭＧ−ＥＣＵ１７２からのスイッチング制御信号に応答して、スイッチング素子Ｑ１のオン期間およびＱ２のオン期間が交互に設けられ、昇圧比は、これらのオン期間の比に応じたものとなる。

コンバータ２００は、降圧動作時には、コンデンサＣ２を介してインバータ２１０，２２０から供給されたシステム電圧ＶＨを降圧してバッテリ１５０を充電する。より具体的には、ＭＧ−ＥＣＵ１７２からのスイッチング制御信号に応答して、スイッチング素子Ｑ１のみがオンする期間と、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の両方がオフする期間とが交互に設けられ、降圧比は上記オン期間のデューティ比に応じたものとなる。

コンバータ２００の昇降圧停止時には、スイッチング素子Ｑ１がオン固定に設定され、スイッチング素子Ｑ２がオフ固定に設定される。

インバータ２１０は、一般的な三相インバータで構成され、Ｕ相アーム１５と、Ｖ相アーム１６と、Ｗ相アーム１７とから成る。アーム１５〜１７は、スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８と、逆並列ダイオードＤ３〜Ｄ８とを含む。

インバータ２１０は、車両走行時には、車両走行に要求される駆動力（車両駆動トルク、発電トルク等）を発生するために設定される動作指令値（代表的にはトルク指令値）に従って第１ＭＧ１１０が動作するように、第１ＭＧ１１０の各相コイルの電流または電圧を制御する。すなわち、インバータ２１０は、正極線ＰＬ２および第１ＭＧ１１０の間で双方向のＤＣ／ＡＣ電力変換を実行する。

インバータ２２０は、インバータ２１０と同様に、一般的な三相インバータで構成される。インバータ２２０は、車両走行時には、車両走行に要求される駆動力（車両駆動トルク、回生制動トルク等）を発生するために設定される動作指令値（代表的にはトルク指令値）に従って第２ＭＧ１２０が動作するように、第２ＭＧ１２０の各相コイルの電流または電圧を制御する。すなわち、インバータ２２０は、正極線ＰＬ２および第２ＭＧ１２０の間で双方向のＤＣ／ＡＣ電力変換を実行する。

ＰＭ−ＥＣＵ１７０は、アクセル開度Ａｃｃおよびハイブリッド車両の車速Ｖに基づいて、第１ＭＧ１１０のトルク指令値ＴＲ１、および第２ＭＧ１２０のトルク指令値ＴＲ２を算出する。

ＭＧ−ＥＣＵ１７２は、ＰＭ−ＥＣＵ１７０で算出された第１ＭＧ１１０のトルク指令値ＴＲ１、第２ＭＧ１２０のトルク指令値ＴＲ２、第１ＭＧ１１０のモータ回転数ＭＲＮ１，第２ＭＧ１２０のモータ回転数ＭＲＮ２に基づいて、コンバータ２００の出力電圧（システム電圧）ＶＨの最適値（目標値）、すなわち指令電圧ＶＨ＊を算出する。ＭＧ−ＥＣＵ１７２は、電圧センサ１８０によって検出されるコンバータ２００の出力電圧ＶＨと、指令電圧ＶＨ＊とに基づいて、出力電圧ＶＨを指令電圧ＶＨ＊に制御するためデューティ比を計算し、コンバータ２００を制御する。

ＭＧ−ＥＣＵ１７２は、コンバータ２００を連続昇圧モードと、間欠昇圧モードのいずれかに設定して制御する。連続昇圧モードは、コンバータ２００が昇圧動作を停止することなく実行するモードである。間欠昇圧モードは、コンバータ２００が昇圧動作と、昇圧動作の停止とを間欠的に繰り返すモードである。コンバータ２００が昇圧動作を実行するときには、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン／オフが切り換えられる。コンバータ２００が昇圧動作を停止するときには、スイッチング素子Ｑ１がオン固定に設定され、スイッチング素子Ｑ２がオフ固定に設定される。

連続昇圧モードでコンバータ２００が昇圧しない場合と、間欠昇圧モードでコンバータ２００が昇圧を停止する場合とは、以下の点で相違する。

連続昇圧モードでは、バッテリ１５０の電圧がコンバータ２００を介してインバータ２１０，２２０へ供給される。したがって、連続昇圧モードでコンバータ２００が昇圧しない場合には、バッテリ１５０の電圧が昇圧されずにコンバータ２００を介して（ヂューティ比が１で）そのままインバータ２１０，２２０へ供給される。

一方、間欠昇圧モードでコンバータ２００が昇圧を停止するときには、バッテリ１５０の電圧がコンバータ２００を介してインバータ２１０，２２０へ供給されることがない。

図３は、コンバータ２００による昇圧制御の手順を表わすフローチャートである。図４（ａ）は、連続昇圧モードと間欠昇圧モードにおけるコンバータ２００の出力電圧（システム電圧）ＶＨを表わす図である。図４（ｂ）は、連続昇圧モードと間欠昇圧モードにおけるリアクトル電流ＩＬを表わす図である。リアクトル電流ＩＬは、実際には、コンバータ２００のスイッチングによって変動するが、図４（ｂ）では、スイッチングによる変動成分を平滑化したものが示されている。図４（ｃ）は、連続昇圧モードと間欠昇圧モードにおけるスイッチングによる昇圧損失電力量ＬＰを表わす図である。

図２、図３および図４を参照して、ステップＳＴ１において、制御装置５００は、コンバータ２００を連続昇圧モードに設定する。コンバータ２００は、昇圧動作を停止することなく昇圧動作を実行する。

その後、ステップＳＴ２において、制御装置５００は、過去の所定期間のリアクトル電流ＩＬの平均値ＩＬＭが閾値ＴＨ１未満になると、処理をステップＳＴ３に進ませる。ステップＳＴ３において、制御装置５００は、コンバータ２００を間欠昇圧モードに設定する。さらに、制御装置５００は、は、コンバータ２００による昇圧動作を停止させる（たとえば、図４の（１）の時点を参照）。

コンバータ２００の昇圧動作が停止すると、バッテリ１５０から電流が出力されないのでリアクトル電流ＩＬが０となり、昇圧損失電力量ＬＰは０となる。コンバータ２００の昇圧動作が停止されているときには、コンデンサＣ２に蓄積された電力で、第１ＭＧ１１０および／または第２ＭＧ１２０が駆動される。コンデンサＣ２から電荷が放出されることによって、システム電圧ＶＨが減少することになる。

その後、ステップＳＴ４において、制御装置５００は、システム電圧ＶＨと指令電圧ＶＨ＊との乖離量｜ＶＨ＊−ＶＨ｜が限界値ΔＶＨ以上となったときには、処理をステップＳＴ５に進ませる。ステップＳＴ５において、制御装置５００は、コンバータ２００による昇圧動作を再開させる（たとえば、図４の（２）の時点を参照）。

コンバータ２００の昇圧動作が再開すると、コンデンサＣ２を充電しながら第１ＭＧ１１０および／または第２ＭＧ１２０を駆動するのに必要な電流（復帰電流）がバッテリ１５０から供給されるため、リアクトル電流ＩＬが増加し、昇圧損失電力量ＬＰが増加する。

その後、ステップＳＴ６において、制御装置５００は、システム電圧ＶＨが指令電圧ＶＨ＊と等しくなると、処理をステップＳＴ７に進ませる。ステップＳＴ７において、制御装置５００は、コンバータ２００による昇圧動作を停止させる（たとえば、図４の（３）の時点を参照）。

一方、ステップＳＴ８において、制御装置５００は、過去の所定期間のリアクトル電流ＩＬの平均値ＩＬＭが閾値ＴＨ２を超えるようになると、コンバータ２００を連続昇圧モードに設定する。コンバータ２００は、停止することなく昇圧動作を実行する（たとえば、図４の（４）の時点を参照）。図４の（４）の時点では、指令電圧ＶＨ＊が増加し、リアクトル電流ＩＬが増加していることが示されている。

図４（ｃ）では、間欠昇圧モードの１つの昇圧停止期間と後続の昇圧期間を１組としたときに、昇圧損失電力量ＬＰがどれだけ低減したかが示されている。基準損失電力ＢＳよりも上側にある昇圧損失電力量ＬＰを表わす線と基準損失電力ＢＳを表わす線の間の領域の面積Ｐ３は、連続昇圧モードで動作するよりも増加した昇圧損失電力量ＬＰの合計を表わす。基準損失電力ＢＳよりも下側にある昇圧損失電力量ＬＰを表わす線と基準損失電力ＢＳを表わす線の間の領域の面積Ｐ０は、連続昇圧モードで動作するよりも減少した昇圧損失電力量の合計を表わす。Ｐ０からＰ２（＝Ｐ３）を減算した値Ｐ１が、１組の昇圧停止期間と後続の昇圧期間において、間欠昇圧モードで動作させることによって連続昇圧モードで動作させるよりも低減した昇圧損失電力量の合計である。

図４（ｃ）に示されるように、間欠昇圧モードに設定することによって、昇圧損失電力量を減少させることができる。また、昇圧停止期間が長いほど、損失低減効果が大きくなる。

次に、バッテリ１５０の充放電要求量の求め方について説明する。
図５（ａ）は、第１マップの例を表わす図である。

放電要求があるときには充放電要求量が正となり、充電要求があるときには充放電要求量が負となる。

第１マップでは、制御中心ＣＯを基準として、走行に必要なパワーである走行パワーが大きくなるほど、充放電要求量（放電要求量）が大きくなる。また、制御中心ＣＯを基準として、走行パワーが小さくなるほど、充放電要求量が小さくなる（充電要求量が大きくなる）。走行パワーに対する充放電要求量の変化量は一定値Ｋである。

図５（ｂ）は、第２マップの例を表わす図である。
第２マップでは、制御中心ＣＯを含む一定範囲Ｒ１の走行パワーにおいて、充放電要求量が０となる。一定範囲Ｒ１よりも走行パワーが大きい領域では、走行パワーが大きくなるほど、充放電要求量（放電要求量）が大きくなる。また、一定範囲Ｒ１よりも走行パワーが小さい領域では、走行パワーが小さくなるほど、充放電要求量が小さくなる（充電要求量が大きくなる）。また、制御中心ＣＯを含む一定範囲Ｒ２の走行パワーに対する充放電要求量の変化量は、第１マップの一定値Ｋよりも小さい。ただし、Ｒ２はＲ１を含む範囲であり、Ｒ１における走行パワーに対する充放電要求量の変化量は０である。

ＭＧ−ＥＣＵ１７２は、ハイブリッド車両の現在の状態が間欠昇圧モードでありかつ直近の所定期間内（たとえば、現時点の数秒前から現時点まで）の昇圧停止期間の長さの割合が所定値ＴＨ以上である場合には、ＰＭ−ＥＣＵ１７０に送るフラグをオンに設定する。ＭＧ−ＥＣＵ１７２は、ハイブリッド車両の現在の状態が連続昇圧モードである場合、またはハイブリッド車両の現在の状態が間欠昇圧モードであり、直近の所定期間内の昇圧停止期間の長さの割合が所定値ＴＨ未満である場合には、ＰＭ−ＥＣＵ１７０に送るフラグをオフに設定する。

図６は、ＭＧ−ＥＣＵ１７２が送信するフラグと、充放電要求量と、リアクトル電流ＩＬとの関係を表わす図である。図６（ａ）は、フラグを示し、図６（ｂ）は、充放電要求量を示し、図６（ｃ）は、リアクトル電流ＩＬを示す。リアクトル電流ＩＬは、実際には、コンバータ２００のスイッチングによって変動するが、図６（ｃ）では、スイッチングによる変動成分を平滑化したものが示されている。

ＰＭ−ＥＣＵ１７０は、ＭＧ−ＥＣＵ１７２から送られるフラグがオフのときには、第１マップにしたがって、走行パワーに対応する充放電要求量を求める。充放電要求量が０でないときには、バッテリ１５０から電流が入力または出力されるので、リアクトル電流ＩＬが０とならない。

ＰＭ−ＥＣＵ１７０は、ＭＧ−ＥＣＵ１７２から送られるフラグがオンのときには、第２マップに従って、走行パワーに対応する充放電要求量を求める。ここでは、第２マップの走行パワーがＲ１の範囲にあるとすると、充放電要求量が０となる。第２マップでは、充放電要求量が０となると、バッテリ１５０から電流が出力されず、バッテリ１５０へ電流が入力もされないので、リアクトル電流ＩＬも０となる。

本発明の実施の形態による電動車両における走行制御について以下に詳細に説明する。 図７は、本発明の実施の形態による走行制御の手順を示すフローチャートである。図７に示すフローチャートに従う制御処理は、たとえば、図１に示したＰＭ−ＥＣＵ１７０およびＭＧ−ＥＣＵ１７２によって所定の制御周期毎に実行される。

図７を参照して、ステップＳ１０１において、ＰＭ−ＥＣＵ１７０は、アクセル開度Ａｃｃおよびハイブリッド車両の車速Ｖと走行パワーＴｐ＊との関係を予め定めたマップ（図示せず）をメモリに記憶している。ＰＭ−ＥＣＵ１７０は、アクセル開度Ａｃｃおよび車速Ｖが検出されると、当該マップを参照することによって走行パワーＴｐ＊を求める。

ステップＳ１０２において、ＰＭ−ＥＣＵ１７０は、ＭＧ−ＥＣＵ１７２から送られるフラグがオンの場合（すなわち、ハイブリッド車両の現在の状態が、間欠昇圧モードでありかつ直近の所定期間内の昇圧停止期間の長さの割合が所定値ＴＨ以上の場合）には、処理をステップＳ１０３に進ませる。

ＰＭ−ＥＣＵ１７０は、ＭＧ−ＥＣＵ１７２から送られるフラグがオフの場合（すなわち、ハイブリッド車両の現在の状態が連続昇圧モードである場合、またはハイブリッド車両の現在の状態が間欠昇圧モードであり、直近の所定期間内の昇圧停止期間の長さの割合が所定値ＴＨ未満である場合）には、処理をステップＳＳ１０４に進ませる。

ステップＳ１０３において、ＰＭ−ＥＣＵ１７０は、第２マップを用いて充放電要求量Ｐｃｈｇを求める。

ステップＳ１０４において、ＰＭ−ＥＣＵ１７０は、第１マップを用いて充放電要求量Ｐｃｈｇを求める。

ステップＳ１０５において、ＰＭ−ＥＣＵ１７０は、走行パワーＴＰ＊と、充放電要求量Ｐｃｈｇとを加算して、車両要求パワーＰｅを算出する。ＰＭ−ＥＣＵ１７０は、車両要求パワーＰｅに従って、車両全体でのエネルギ効率が最大となるようにパワー配分を決定する。これにより、エンジン１００および第２ＭＧ１２０の出力配分が決定される。

なお、ステップＳ１０３およびＳ１０４において、ＰＭ−ＥＣＵ１７０は、走行パワーＴＰ＊に基づいて、充放電要求量Ｐｃｈｇを求めたが、求めた充放電要求量Ｐｃｈｇをバッテリ１５０のＳＯＣ（state of charge）に基づいて修正することとしてもよい。たとえば、ＰＭ−ＥＣＵ１７０は、バッテリ１５０のＳＯＣが所定の下限値に達しているときには、充放電要求量を減少させ、バッテリ１５０のＳＯＣが所定の上限値に達しているときには、充放電要求量を増加させることとしてもよい。

以上のように、本実施の形態によれば、間欠昇圧モード時で、かつ直近の所定期間内のコンバータ２００が昇圧を停止している期間の割合が大きい場合には、今後もコンバータ２００が停止した状態となる割合が多くなると予想されるので、充放電要求量を抑制する。なぜなら、このような状態で、充放電要求量が大きくなると、コンバータ２００が昇圧を再開する確率が高くなって、間欠昇圧制御の昇圧損失を低減することができなくなるからである。

（変形例）
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、たとえば以下のような変形例も含む。

（１）充放電要求量の抑制条件
本実施の形態では、間欠昇圧モード時で、かつ直近の所定期間内のコンバータが昇圧を停止している期間の割合が大きい場合には、充放電要求量を抑制したが、これに限定するものではない。間欠昇圧モード時には、他の条件なしで、連続昇圧モード時よりも充放電要求量を抑制することとしてもよい。

（２）降圧間欠制御
本発明の実施形態では、連続昇圧モードと間欠昇圧モードを設けたが、連続降圧モードと間欠降圧モードを設けることとしてもよい。すなわち、ＭＧ−ＥＣＵ１７２は、コンバータ２００を連続降圧モードと、間欠降圧モードのいずれかに設定する。連続降圧モードは、コンバータ２００が降圧動作を停止することなく実行するモードである。間欠降圧モードは、コンバータ２００が降圧動作と、降圧動作の停止とを間欠的に繰り返すモードである。コンバータ２００が降圧動作を実行するときには、スイッチング素子Ｑ１のみがオンする期間と、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の両方がオフする期間とが交互に切り換えられる。コンバータ２００が降圧動作を停止するときには、スイッチング素子Ｑ１がオン固定に設定され、スイッチング素子Ｑ２がオフ固定に設定される。

コンバータ２００が降圧動作を停止するときには、コンデンサＣ１に蓄積された電力でバッテリ１５０が充電されるので、コンデンサＣ１の電圧ＶＢが減少し、電圧ＶＢが電圧ＶＢの電圧指令ＶＢ＊と乖離する。このような状態で、充放電要求量が大きくなると、コンバータ２００が降圧を再開する確率が高くなって、間欠降圧制御の降圧損失を低減することができなくなる。それゆえ、ＰＭ−ＥＣＵ１７０は、間欠降圧モードでは、連続降圧モードよりも、充放電要求量を抑制する。

間欠昇圧モードか、連続昇圧モードかに基づいて充放電要求量を変えたように、間欠降圧モードか、連続降圧モードかに基づいて以下のようにして充放電要求量を変えることにしてもよい。

すなわち、本発明の車両の電源装置は、蓄電装置と、駆動電圧系の電圧を降圧して蓄電装置に供給するコンバータと、コンバータを連続的に作動させる連続降圧モードと、コンバータを間欠的に作動させる間欠降圧モードとでコンバータを制御する制御装置とを備える。制御装置は、間欠降圧モード時には、連続降圧モード時よりも、蓄電装置の充放電要求量を抑制する。

この構成によって、間欠降圧モード時の蓄電装置の充放電要求量が抑制されるので、降圧停止中のコンバータが降圧を再開するのを防止することができる。その結果、降圧間欠モードにおける電力損失低減効果が損なわれるのを防止できる。

好ましくは、制御装置は、走行に必要なパワーに基づいて充放電要求量を求める。制御装置は、間欠降圧モード時には、連続降圧モード時よりも、広い範囲の走行に必要なパワーに対して充放電要求量を零にする。

この構成によって、間欠降圧モードにおいて、走行に必要なパワーの広い範囲に対して充放電要求量が零になるので、走行に必要なパワーの広い範囲において電力損失低減効果が損なわれるのを防止できる。

好ましくは、制御装置は、走行に必要なパワーに基づいて充放電要求量を求める。制御装置は、走行に必要なパワーが所定範囲にあるときには、間欠降圧モード時には、連続降圧モード時よりも、走行に必要なパワーに対する充放電要求量の変化量を小さくする。

この構成によって、間欠降圧モードにおいて、走行に必要なパワーが所定範囲にあるときに、電力損失低減効果が損なわれるのを防止できる。

好ましくは、制御装置は、間欠降圧モード時であり、かつ所定期間内のコンバータが降圧を停止している期間の割合が所定値以上のときには、連続降圧モード時よりも、充放電要求量を抑制する。

間欠降圧モード時で、かつ所定期間内のコンバータが降圧を停止している期間の割合が大きい場合において、蓄電装置の充放電要求量を抑制することで、コンバータが降圧を再開しないようにして、電力損失低減効果が損なわれないようにすることができる。

本発明によれば、降圧間欠制御による電力損失低減効果が損なわれるのを防止できる。
（３）フラグの設定
本発明の実施の形態では、ＭＧ−ＥＣＵ１７２は、ハイブリッド車両の現在の状態が間欠昇圧モードでありかつ直近の所定期間内（たとえば、現時点の数秒前から現時点まで）の昇圧停止期間の長さの割合が所定値ＴＨ以上である場合には、ＰＭ−ＥＣＵ１７０に送るフラグをオンに設定したが、これに限定するものではない。

たとえば、ＭＧ−ＥＣＵ１７２は、ハイブリッド車両の現在の状態が間欠昇圧モードであり、１つ前の間欠昇圧モードでの昇圧停止期間の長さの割合が所定値ＴＨ以上である場合には、ＰＭ−ＥＣＵ１７０に送るフラグをオンに設定するものとしてもよい。

また、ＭＧ−ＥＣＵ１７２は、過去の所定期間のリアクトル電流ＩＬの平均値ＩＬＭが所定値以下のときに、ＰＭ−ＥＣＵ１７０に送るフラグをオンに設定するものとしてもよい。

（４）充放電要求量の算出
本発明の実施形態では、走行パワーに基づいて充放電要求量を算出したが、これに限定するものではなく、たとえば、要求駆動力またはトルクに基づいて、充放電要求量を算出することとしてもよい。

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、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。

１００ エンジン、１０ 第１ＭＧ、１２０ 第２ＭＧ、１１２，１２２ 中性点、１３０ 動力分割機構、１３１ サンギヤ、１３２ リングギヤ、１３３ ピニオンギヤ、１３４ キャリア、１３５ リングギヤ軸（駆動軸）、１４０ 減速機、１５０ バッテリ、１５２ 電池センサ、１６０ 駆動輪、１７０ ＰＭ−ＥＣＵ、１７２ ＭＧ−ＥＣＵ、１８０ 電圧センサ、２００ コンバータ、２１０，２２０ インバータ、２３０ ＳＭＲ、５００ 制御装置、ＰＬ１，ＰＬ２ 正極線、ＧＬ 接地線、Ｑ１〜Ｑ８ スイッチング素子、Ｄ１〜Ｄ８ ダイオード、Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ、Ｌ リアクトル。

Claims (4)

1. 蓄電装置と、
   前記蓄電装置の電圧を昇圧して車両の電気負荷に供給する昇圧コンバータと、
   前記昇圧コンバータを連続的に作動させる連続昇圧モードと、前記昇圧コンバータを間欠的に作動させる間欠昇圧モードとで前記昇圧コンバータを制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記間欠昇圧モード時には、前記連続昇圧モード時よりも、前記蓄電装置の充放電要求量を抑制する、車両の電源装置。
2. 前記制御装置は、走行に必要なパワーに基づいて充放電要求量を求め、前記制御装置は、前記間欠昇圧モード時には、前記連続昇圧モード時よりも、広い範囲の前記走行に必要なパワーに対して前記充放電要求量を零にする、請求項１記載の車両の電源装置。
3. 前記制御装置は、走行に必要なパワーに基づいて充放電要求量を求め、前記制御装置は、前記走行に必要なパワーが所定範囲にあるときには、前記間欠昇圧モード時には、前記連続昇圧モード時よりも、前記走行に必要なパワーに対する前記充放電要求量の変化量を小さくする、請求項１記載の車両の電源装置。
4. 前記制御装置は、前記間欠昇圧モード時であり、かつ所定期間内の前記昇圧コンバータが停止している期間の割合が所定値以上のときには、前記連続昇圧モード時よりも、前記充放電要求量を抑制する、請求項１記載の車両の電源装置。

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