JP4868088B2 - ハイブリッド車両の充放電制御システムおよびその制御方法 - Google Patents

Description

この発明はハイブリッド車両の充放電制御システムおよびその制御方法に関し、より特定的には、蓄電装置に関連する異常発生時における充放電制御に関する。

環境にやさしい車両として、ハイブリッド車両が開発され実用化されている。ハイブリッド車両には、車両駆動力を発生する電動機と、電動機の駆動電力を蓄積する蓄電装置と、内燃機関とが搭載されている。そして、内燃機関の出力は、車両駆動力および／または蓄電装置を充電する発電動力として用いられる。従来のハイブリッド車両では、電動機による駆動力発生のための電力を確保しつつ、回生制動時の回生電力を受入れ可能とするために、一般的には、蓄電装置の残容量を示すＳＯＣ（State Of Charge）について、満充電の５０〜６０％レベルに維持する充放電制御が行なわれている。

特に、近年では、ハイブリッド車両の車載蓄電装置を車両外部の電源（以下、「外部電源」とも称する）によって充電する構成が提案されている。いわゆるプラグイン型に代表される、外部電源により充電可能なハイブリッド車両では、エネルギ効率を向上させるために、運転開始前に外部充電によって蓄電装置を満充電レベルまで充電する一方で、運転終了時には蓄電装置の電力をＳＯＣ管理下限値付近まで使い切るような充放電制御が指向される。

さらに、車載蓄電装置の蓄積電力によって走行可能な距離を長くするために、複数個の蓄電装置（バッテリ）を並列接続した構成が、たとえば特開２００３−２０９９６９号公報（特許文献１）や、特開２００８−１０９８４０号公報（特許文献２）に記載されている。

特許文献１には、並列配置された複数の蓄電装置にそれぞれ対応してコンバータを配置することによって、各蓄電装置の充放電を均等化するように制御した電源システムが記載されている。また、特許文献２には、複数の蓄電装置間の充放電許容量の比率に応じて、全体での充放電電力を蓄電装置間で分配するための分配率を逐次計算し、この分配率に従って充放電制御を行うことが記載されている。これにより、複数の蓄電装置の充放電特性が異なる場合にもシステムの性能を最大限に引出すことが可能となる。
特開２００３−２０９９６９号公報 特開２００８−１０９８４０号公報

上述のように、外部電源により充電可能なハイブリッド車両では、蓄電装置（代表的にはバッテリ）の特性から定まるＳＯＣ管理下限値付近までＳＯＣが変化することになるため、充放電制御の高精度化が求められる。このため、仮に、蓄電装置およびそのセンサ、監視装置を含む蓄電装置系に異常が発生して、充放電制御の精度低下が懸念されるような状態下で、蓄電装置を使用した車両運転を続けると、ＳＯＣ管理下限値を超える過放電が発生することが懸念される。具体的には、制御精度の低下によって、制御上は正常であっても実際のＳＯＣがＳＯＣ管理下限値を超える領域まで低下することによって、蓄電装置の性能にダメージを与えてしまうおそれがある。

しかしながら、その一方で、蓄電装置の保護を最重要視して、蓄電装置系に何らかの異常が発生した場合には一律に蓄電装置の充放電を禁止するような車両運転の制限を行うこととすれば、ユーザの利便性を損なうことが懸念される。

この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、外部電源により充電可能なハイブリッド車両において、充放電制御精度を低下させるおそれのある異常が発生した場合にも、蓄電装置を過放電から保護しつつ、蓄電装置の使用を継続することによって、蓄電装置の保護とユーザ利便性向上との両立を図ることである。

本発明によるハイブリッド車両の充放電制御システムは、動力源としての内燃機関および電動機と、電動機に対して電力を入出力可能に構成された蓄電装置とを搭載するハイブリッド車両の充放電制御システムであって、外部充電部と、発電部と、充電状態推定部と、走行制御部と、異常処理部とを備える。外部充電部は、車両外部の電源によって蓄電装置を充電するように構成される。発電部は、内燃機関の出力によって蓄電装置の充電電力を発生するように構成される。充電状態推定部は、蓄電装置の状態検出値に基づいて蓄電装置の残容量を推定するように構成される。走行制御部は、蓄電装置の残容量を所定の制御範囲内に維持して走行するように内燃機関および電動機を使用する第１の走行モードでの車両運転中に、充電状態推定部による残容量推定値が制御目標より低下すると発電部による内部充電を促進するように内燃機関および電動機の作動を制御する。異常検知部は、蓄電装置に関連する異常を検知するように構成される。異常処理部は、異常検知部によって異常が検知されているときに、制御目標を異常の非検知時よりも高く設定するように構成される。

本発明によるハイブリッド車両の充放電制御システムの制御方法において、ハイブリッド車両は、動力源としての内燃機関および電動機と、電動機に対して電力を入出力可能に構成された蓄電装置とを搭載する。そして、充放電制御システムは、上記外部充電部および上記発電部を備える。さらに、制御方法は、蓄電装置に関連する異常を検知するステップと、蓄電装置の残容量を所定の制御範囲内に維持して走行するように内燃機関および電動機を使用する第１の走行モードでの車両運転中に、異常が検知されているときには、残容量の制御目標を異常の非検知時よりも高く設定するステップと、蓄電装置の状態検出値に基づいて蓄電装置の残容量推定値を算出するステップと、第１の走行モードでの車両運転中に、残容量推定値が制御目標より低下すると発電部による内部充電を促進するように内燃機関および電動機の作動を制御するステップとを備える。

好ましくは、異常が検知されているときの残容量の制御目標は、残容量推定値が制御目標まで低下しても、蓄電装置または一部の蓄電ユニットの実際の残容量が管理下限値まで低下しないような余裕代を有するように設定される。

上記ハイブリッド車両の充放電制御システムおよびその制御方法によれば、外部充電可能なハイブリッド車両において、蓄電装置に関連する異常が発生した場合には、内燃機関および電動機を使用する第１の走行モード（ＨＶモード）での残容量（ＳＯＣ）の制御目標を通常よりも高く設定して充放電制御を行う。これにより、充放電制御精度を低下させるおそれのある異常が発生した場合に、蓄電装置の充放電を継続させても、ＳＯＣ管理下限値を下回るような過放電を回避することができる。この結果、異常発生時に一律に蓄電装置の充放電を禁止することなく、蓄電装置の保護とユーザ利便性向上とを両立することができる。

また好ましくは、走行制御部は、走行モード選択部を含む。走行モード選択部は、残容量推定値がモード判定値まで低下するまでの間は、内部充電を停止して主に電動機によって走行するように内燃機関および電動機を使用する第２の走行モードを選択する一方で、残容量推定値がモード判定値まで低下した後は第１の走行モードを選択するように構成される。そして、異常処理部は、第２の走行モードでの車両運転中に異常が検知されているときには、モード判定値を異常の非検知時よりも高く設定するように構成される。

あるいは、制御方法は、残容量推定値がモード判定値まで低下するまでの間は、内部充電を停止して主に電動機によって走行するように内燃機関および電動機を使用する第２の走行モードを選択する一方で、残容量推定値がモード判定値まで低下した後は第１の走行モードを選択するステップと、第２の走行モードでの車両運転中に異常が検知されているときには、選択するステップでのモード判定値を異常の非検知時よりも高く設定するステップとをさらに備える。

さらに好ましくは、異常が検知されているときのモード判定値は、残容量推定値がモード判定値まで低下しても、蓄電装置または各蓄電ユニットの実際の残容量が管理下限値まで低下しないような余裕代を有するように設定される。

このようにすると、外部電源により充電可能なハイブリッド車両において、主に電動機による走行を行う第２の走行モード（ＥＶモード）での車両運転中に、蓄電装置に関連する異常が発生した場合には、ＥＶモードからＨＶモードへの切換判定値（モード判定値）を通常よりも高く設定する。これにより、充放電制御精度を低下させるおそれのある異常が発生した場合に、蓄電装置の充放電を継続させても、ＥＶモードおよびＨＶモードを通じてＳＯＣ管理下限値を下回るような過放電を回避することができる。

あるいは好ましくは、異常検知部は、検知した異常を第１および第２のレベルに層別する。そして、異常処理部は、第１のレベルの異常が検知されているときには、開閉装置に対して蓄電装置の充放電経路の遮断要求を発生する一方で、第２のレベルの異常が検知されているときには、遮断要求を発生することなく制御目標および／またはモード判定値を異常の非検知時よりも高く設定する。

あるいは、制御方法は、検知された異常を第１および第２のレベルに層別するステップと、第１のレベルの異常が検知されているときには、開閉装置に対して蓄電装置の充放電経路の遮断要求を発生するステップとをさらに備える。そして、設定するステップは、第２のレベルの異常が検知されているときに、遮断要求を発生することなく、制御目標および／またはモード判定値を異常の非検知時よりも高く設定する。

このようにすると、検知された異常のレベルに応じて、蓄電装置の充放電禁止と、蓄電装置の保護を図った上での充放電継続とを使い分けることができるので、異常発生時の処理をより適切に実行できる。

好ましくは、蓄電装置は複数個の蓄電ユニットを含み、充電状態推定部は、複数個の蓄電ユニットのそれぞれについて残容量推定値を算出するように構成される。そして、充放電制御システムは、蓄電装置と電動機および発電機との間での双方向の電力変換を制御するように構成された電力制御ユニットと、電力制御ユニットと複数個の蓄電ユニットとの間にそれぞれ設けられた複数の開閉装置と、複数の開閉装置の制御によって複数個の蓄電ユニットと電力制御ユニットとの間の接続を制御するように構成された接続切換部とをさらに備える。さらに、接続切換部は、第１の走行モードにおいて、複数個の蓄電ユニットのうちの一部の蓄電ユニットを電力制御ユニットと接続し、走行制御部は、第１の走行モードでの車両運転中に、一部の蓄電ユニットの残容量推定値が制御目標より低下すると、内部充電を促進するように内燃機関および電動機の作動を制御する。あるいは、制御方法において、算出するステップは、複数個の蓄電ユニットのそれぞれについて残容量推定値を算出し、制御するステップは、第１の走行モードでの車両運転中に、一部の蓄電ユニットの残容量推定値が制御目標より低下すると、発電部による内部充電を促進するように内燃機関および電動機の作動を制御する。

このようにすると、複数個の蓄電ユニットを選択的に使用可能に構成されたハイブリッド車両において、充放電制御精度を低下させるおそれのある異常が発生した場合に、蓄電ユニットの充放電を継続させても、ＨＶモードでのＳＯＣ管理下限値を下回るような過放電を回避することができる。

さらに好ましくは、複数個の蓄電ユニットは、主蓄電ユニットおよび少なくとも１個の副蓄電ユニットに分類される。走行制御部は、走行モード選択部を含み、走行モード選択部は、各蓄電ユニットの残容量推定値がモード判定値まで低下するまでの間は、内部充電を停止して主に電動機によって走行するように内燃機関および電動機を使用する第２の走行モードを選択する一方で、各蓄電ユニットの残容量推定値がモード判定値まで低下した後は第１の走行モードを選択するように構成される。接続切換部は、第１の走行モードでは主蓄電ユニットを電力制御ユニットと接続するとともに各副蓄電ユニットを電力制御ユニットから切り離す一方で、第２の走行モードでは、主蓄電ユニットを電力制御ユニットと接続するとともに、各副蓄電ユニットについて残容量推定値がモード判定値に低下するまでの間順次使用するように、少なくとも１個の副蓄電ユニットを１つずつ電力制御ユニットと接続するように構成される。そして、異常処理部は、第２の走行モードでの車両運転中に異常が検知されているときには、モード判定値を異常の非検知時よりも高く設定するように構成される。あるいは、制御方法は、各蓄電ユニットの残容量推定値がモード判定値まで低下するまでの間は第２の走行モードを選択する一方で、各蓄電ユニットの残容量推定値がモード判定値まで低下した後は第１の走行モードを選択するステップと、第２の走行モードでの車両運転中に異常が検知されているときには、選択するステップでのモード判定値を異常の非検知時よりも高く設定するステップとをさらに備える。

このようにすると、複数個の蓄電ユニットを選択的に使用可能に構成されたハイブリッド車両において、充放電制御精度を低下させるおそれのある異常が発生した場合に、蓄電装置の充放電を継続させても、ＥＶモードおよびＨＶモードを通じてＳＯＣ管理下限値を下回るような過放電を回避することができる。

さらに好ましくは、異常検知部は、検知した異常を第１および第２のレベルに層別する。異常処理部は、第１のレベルの異常が検知されているときには、複数の開閉装置に対する強制的な遮断要求を発生する一方で、第２のレベルの異常が検知されているときには、遮断要求を発生することなく制御目標および／またはモード判定値を異常の非検知時よりも高く設定する。

あるいは、制御方法は、検知された異常を第１および第２のレベルに層別するステップと、第１のレベルの異常が検知されているときには、複数の開閉装置に対する強制的な遮断要求を発生するステップとをさらに備える。そして、設定するステップは、第２のレベルの異常が検知されているときに、遮断要求を発生することなく制御目標および／または制御目標を異常の非検知時よりも高く設定する。

このようにすると、複数個の蓄電ユニットを選択的に使用可能に構成されたハイブリッド車両において、検知された蓄電装置系の異常のレベルに応じて、各蓄電ユニットの充放電禁止と、蓄電装置の保護を図った上での充放電継続とを使い分けることができるので、異常発生時の処理をより適切に実行できる。

本発明によれば、外部電源により充電可能なハイブリッド車両において、充放電制御精度を低下させるおそれのある異常が発生した場合にも、蓄電装置を過放電から保護しつつその使用を継続することによって、蓄電装置の保護とユーザ利便性向上との両立を図ることができる。

本発明の実施の形態によるハイブリッド車両の充放電制御が適用されるハイブリッド車両の概略構成図である。 図１のハイブリッド車両における蓄電装置の充放電制御に関連した制御構造を説明する機能ブロック図である。 車両走行に応じた蓄電装置のＳＯＣの時間的な推移を説明する概念図である。 通常のＳＯＣ制御中心およびモード判定値の設定を説明する概念図である。 本実施の形態による異常検知時のＳＯＣ制御中心およびモード判定値の設定を説明する概念図である。 本発明の実施の形態によるハイブリッド車両の充放電制御の処理手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態の変形例によるハイブリッド車両の充放電制御が適用されるハイブリッド車両の概略構成図である 図１および図７に示したコンバータの構成例を説明する回路図である。 複数の蓄電装置を備えたハイブリッド車両に対応する充放電制御構成を説明する機能ブロック図である。 図７に示したハイブリッド車両における複数の蓄電装置の走行モードに応じた使用態様を説明する概念図（その１）である。 図７に示したハイブリッド車両における複数の蓄電装置の走行モードに応じた使用態様を説明する概念図（その２）である。 図７に示したハイブリッド車両に、本実施の形態による異常検知時のＳＯＣ制御中心およびモード判定値の設定を適用した場合における走行モードおよびＳＯＣの時間的な推移を説明する概念図。

符号の説明

５，５♯ ハイブリッド車両、６，６Ｍ，６Ｓ コンバータ、７，７ｍ システムメインリレー、７ａ，７ｂ リレー、８−１，８−２ インバータ、１０ 蓄電装置、１０Ｍ 主蓄電装置、１０Ｓａ，１０Ｓｂ 副蓄電装置、１１，１１Ｍ，１１Ｓａ，１１Ｓｂ 監視ユニット、１２，１２Ｍ，１２Ｓａ，１２Ｓｂ 温度センサ、１３，１３Ｍ，１３Ｓａ，１３Ｓｂ，１５ｍ，１５ｓ，１６ 電圧センサ、１４，１４Ｍ，１４Ｓａ，１４Ｓｂ，１７ 電流センサ、１８ エンジン（内燃機関）、２０ 表示部、２２ 動力分割機構、２４Ｆ 駆動輪、２６ 選択スイッチ、３０ 外部充電部、３０ａ 電流制御部、３０ｂ 電圧変換部、４２−１ チョッパ回路、１００ 制御装置（ＥＣＵ）、１１０ 電力制御ユニット、１５０ コネクタ受入部、１５０ａ 連結検出センサ、２００ 状態推定部、２０４ 配分部、２０６ コンバータ制御部、２０８ インバータ制御部、２１０ 走行制御部、２１５ 走行モード選択部、２２０ 異常検知部、２３０ 異常処理部、３００ 充放電制御部、３１０ 電力分配比算出部、３２０ 指令生成部、３３０ コンバータ制御部、３４０ 接続切換部、３５０ コネクタ部、５００ ＳＯＣ推移（正常時）、５１０ ＳＯＣ推移（異常発生時）、Ｃ，Ｃ１ 平滑コンデンサ、ＣＮＬ 負充電線、ＣＯＮ 連結信号、ＣＰＬ 正充電線、ＣＶｍ，ＣＶｓ 制御指令（コンバータ）、Ｄ１Ａ，Ｄ１Ｂ ダイオード、Ｉｂ 電流（蓄電装置）、ＩＧＯＮ イグニッションオン指令、ＩＬ 電流（コンバータ）、Ｌ１ インダクタ、ＬＮ１Ａ 正線、ＬＮ１Ｂ 配線、ＬＮ１Ｃ 負線、ＭＤ 信号（走行モード）、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、ＭＮＬ 負母線、ＭＰＬ 正母線、ＮＬ，ＮＬｓ 負線、Ｐｂ 充放電電力（全体）、Ｐｂｍ 充放電電力（主蓄電装置）、Ｐｂｓ 充放電電力（副蓄電装置）、ＰＬ，ＰＬｓ 正線、ＰＳＬ 電力線（外部充電）、ＰＷＣ，ＰＷＣｍ，ＰＷＣｓ，ＰＷＭ１，ＰＷＭ２ スイッチング指令、ＰＷＣ１Ａ，ＰＷＣ１Ｂ 駆動信号、Ｑ１Ａ，Ｑ１Ｂ スイッチング素子、ＳＥ，ＲＹａ，ＲＹｂ リレー制御信号、ＳＯＣ 制御中心値（通常時）、ＳＯＣ♯ 制御中心値（異常検知時）、Ｓｔｈ モード判定値（通常時）、Ｓｔｈ♯ モード判定値（異常検知時）、Ｔｂ 温度（蓄電装置）、Ｖｂ 電圧（蓄電装置）。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお以下図中の同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則的に繰返さないものとする。

（車両の概略構成）
図１は、本発明の実施の形態による充放電制御が適用されるハイブリッド車両の概略構成図である。

図１を参照して、ハイブリッド車両５は、内燃機関（エンジン）１８とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とを搭載し、それぞれからの駆動力を最適な比率に制御して走行する。さらに、ハイブリッド車両５は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に対して電力を入出力可能な蓄電装置１０を搭載する。

蓄電装置１０は、充放電可能な電力貯蔵要素であり、代表的にリチウムイオン電池やニッケル水素などの二次電池、もしくは電気二重層キャパシタなどで構成される。図１には、ハイブリッド車両５のうちの蓄電装置１０の充放電制御に関連するシステム構成が記載されている。

蓄電装置１０は、ハイブリッド車両５のシステム起動状態（以下、「ＩＧオン状態」とも記す）において、エンジン１８の出力を源とした電力を受けて充電可能である。また、蓄電装置１０は、ハイブリッド車両５のシステム停止中（以下、「ＩＧオフ状態」とも記す）において、コネクタ部３５０を介した電気的な接続によって、車両外部の電源（図示せず、以下「外部電源」とも称する）により充電可能である。なお、コネクタ部３５０を介してハイブリッド車両５に供給される外部電源は、商用電源に代えて、もしくはこれに加えて住宅の屋根などに設置された太陽電池パネルによる発電電力などであってもよい。以下の説明では、それぞれの充電動作を区別するために、外部電源による蓄電装置１０の充電を「外部充電」とも記し、エンジン１８の作動による蓄電装置１０の充電を「内部充電」とも表記する。

監視ユニット１１は、蓄電装置１０に設けられた温度センサ１２、電圧センサ１３および電流センサ１４の出力に基づいて、蓄電装置１０１０の状態検出値として、温度Ｔｂ、電圧Ｖｂ、電流Ｉｂを出力する。なお、温度センサ１２、電圧センサ１３および電流センサ１４については、蓄電装置１０に設けられる温度センサ、電圧センサ、および電流センサのそれぞれを包括的に示すものである。すなわち、実際には、温度センサ１２、電圧センサ１３および電流センサ１４の少なくとも一部については、複数個設けられることが一般的である点について確認的に記載する。

ハイブリッド車両５は、エンジン（ＥＮＧ）１８と、第１モータジェネレータＭＧ１と、第２モータジェネレータＭＧ２とを駆動力源として備え、これらは動力分割機構２２を介して機械的に連結される。そして、ハイブリッド車両５の走行状況に応じて、動力分割機構２２を介して上記３者の間で駆動力の分配および結合が行なわれ、その結果として、駆動輪２４Ｆが駆動される。

ハイブリッド車両５の走行時（すなわち、非外部充電時）において、動力分割機構２２は、エンジン１８の作動によって発生する駆動力を二分割し、その一方を第１モータジェネレータＭＧ１側へ配分するとともに、残部を第２モータジェネレータＭＧ２へ配分する。動力分割機構２２から第１モータジェネレータＭＧ１側へ配分された駆動力は、発電動作に用いられる。一方、第２モータジェネレータＭＧ２側へ配分された駆動力は、第２モータジェネレータＭＧ２で発生した駆動力と合成されて、駆動輪２４Ｆの駆動に使用される。

ハイブリッド車両５は、電力制御ユニット１１０をさらに備える。電力制御ユニット１１０は、第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２と、蓄電装置１０との間で双方向に電力変換可能に構成される。電力制御ユニット１１０は、コンバータ（ＣＯＮＶ）６と、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２にそれぞれ対応付けられた第１インバータ（ＩＮＶ１）８−１および第２インバータ（ＩＮＶ２）８−２とを含む。

コンバータ（ＣＯＮＶ）６は、蓄電装置１０と、インバータ８−１，８−２の直流リンク電圧を伝達する正母線ＭＰＬとの間で、双方向の直流電圧変換を実行可能に構成される。すなわち、蓄電装置１０の入出力電圧と、正母線ＭＰＬおよび負母線ＭＮＬ間の直流電圧とは、双方向に昇圧または降圧される。コンバータ６における昇降圧動作は、制御装置１００からのスイッチング指令ＰＷＣに従ってそれぞれ制御される。また、正母線ＭＰＬおよび負母線ＭＮＬの間には、平滑コンデンサＣが接続される。そして、正母線ＭＰＬおよび負母線ＭＮＬ間の直流電圧は、電圧センサ１６によって検知される。

第１インバータ８−１および第２インバータ８−２は、正母線ＭＰＬおよび負母線ＭＮＬの直流電力と、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２に入出力される交流電力との間の双方向の電力変換を実行する。主として、第１インバータ８−１は、制御装置１００からのスイッチング指令ＰＷＭ１に応じて、第１モータジェネレータＭＧ１で発生する交流電力を直流電力に変換し、正母線ＭＰＬおよび負母線ＭＮＬへ供給する。一方、第２インバータ８−２は、制御装置１００からのスイッチング指令ＰＷＭ２に応じて、正母線ＭＰＬおよび負母線ＭＮＬを介して供給される直流電力を交流電力に変換して、第２モータジェネレータＭＧ２へ供給する。すなわち、ハイブリッド車両５は、蓄電装置１０からの電力を受けて駆動力を発生可能な第２モータジェネレータＭＧ２を備えるとともに、エンジン１８の出力を受けて発電可能な発電部である第１モータジェネレータＭＧ１を備える。

蓄電装置１０と電力制御ユニット１１０との間には、正線ＰＬおよび負線ＮＬに介挿接続されたシステムメインリレー７が設けられる。システムメインリレー７は、制御装置１００からのリレー制御信号ＳＥに応答して、オンオフされる。システムメインリレー７は、蓄電装置１０の充放電経路を遮断可能な「開閉装置」の代表例として用いられる。すなわち、任意の形式の開閉装置をシステムメインリレー７に代えて適用することができる。

制御装置１００は、代表的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）などの記憶部と、入出力インターフェイスとを主体として構成された電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）により構成される。そして、制御装置１００は、予めＲＯＭなどに格納されたプログラムをＣＰＵがＲＡＭに読出して実行することによって、車両走行（内部充電を含む）および外部充電に係る制御を実行する。なお、ＥＣＵの少なくとも一部は、電子回路等のハードウェアにより所定の数値・論理演算処理を実行するように構成されてもよい。

制御装置１００に入力される情報の一例として、図１には、監視ユニット１１からの、蓄電装置１０の温度Ｔｂ、電圧Ｖｂおよび電流Ｉｂや、正母線ＭＰＬと負母線ＭＮＬとの線間に配置された電圧センサ１６からのシステム電圧Ｖｈを例示する。

また、制御装置１００は、蓄電装置１０の残容量を示す充電状態（ＳＯＣ：State of Charge；以下「ＳＯＣ」と記す）を連続的に推定する。なお、ＳＯＣとは、蓄電装置１０が満充電状態を基準にしたときの充電量（残存電荷量）を示すものであり、一例として、満充電容量に対する現在の充電量の比率（０〜１００％）で表わされる。たとえば、制御装置１００は、蓄電装置１０の充放電量の積算値に基づいて蓄電装置１０のＳＯＣ推定値を順次演算する。なお、充放電量の積算値は、対応する蓄電部の電圧と電流との積（電力）を時間的に積分することで得られる。あるいは、開放電圧（ＯＣＶ：Open Circuit Voltage）とＳＯＣとの関係に基づいてＳＯＣ推定を求めてもよい。

さらに、ハイブリッド車両５は、蓄電装置１０を外部電源により充電するための、コネクタ受入部１５０および外部充電部３０とをさらに備える。

蓄電装置１０に対して外部充電を行う場合には、コネクタ部３５０がコネクタ受入部１５０に連結されることで、正充電線ＣＰＬおよび負充電線ＣＮＬを介して外部電源からの電力が外部充電部３０へ供給される。また、コネクタ受入部１５０は、コネクタ受入部１５０とコネクタ部３５０との連結状態を検出するための連結検出センサ１５０ａを含んでおり、この連結検出センサ１５０ａからの連結信号ＣＯＮによって制御装置１００は、外部電源により充電可能な状態となったことを検出する。なお、本実施の形態においては、外部電源として単相交流の商用電源が用いられる場合について例示する。

コネクタ部３５０は、代表的に商用電源などの外部電源をハイブリッド車両５に供給するための連結機構を構成し、キャブタイヤケーブルなどからなる電力線ＰＳＬを介して外部電源を備えた充電ステーション（図示せず）と連結される。そして、コネクタ部３５０は、外部充電時にハイブリッド車両５と連結され、外部電源とハイブリッド車両５に搭載された外部充電部３０とを電気的に接続する。一方、ハイブリッド車両５には、コネクタ部３５０と連結され、外部電源を受入れるためのコネクタ受入部１５０が設けられる。

なお、図１に示す構成に代えて、外部電源と車両とを非接触のまま電磁的に結合して電力を供給する構成、具体的には外部電源側に一次コイルを設けるとともに、車両側に二次コイルを設け、一次コイルと二次コイルとの間の相互インダクタンスを利用して電力供給を行う構成により、外部電源を受入れてもよい。

外部充電部３０は、外部電源からの電力を受けて蓄電装置１０を充電するための装置であり、正線ＰＬおよび負線ＮＬと正充電線ＣＰＬおよび負充電線ＣＮＬとの間に配置される。

また、外部充電部３０は、電流制御部３０ａと、電圧変換部３０ｂとを含み、外部電源からの電力を蓄電装置１０の充電に適した電力に変換する。具体的には、電圧変換部３０ｂは、外部電源の供給電圧を蓄電装置１０の充電に適した電圧に変換するための装置であり、代表的に所定の変圧比を有する巻線型の変圧器や、ＡＣ−ＡＣスイッチングレギュレータなどからなる。また、電流制御部３０ａは、電圧変換部３０ｂによる電圧変換後の交流電圧を整流して直流電圧を生成するとともに、制御装置１００からの充電電流指令に従って、蓄電装置１０に供給する充電電流を制御する。電流制御部３０ａは、代表的に単相のブリッジ回路などからなる。なお、電流制御部３０ａおよび電圧変換部３０ｂからなる構成に代えて、ＡＣ−ＤＣスイッチングレギュレータなどによって外部充電部３０を実現してもよい。

上述のように、ハイブリッド車両５では、エンジン１８からの駆動力によって、走行および蓄電装置１０の充電が可能である。一方、蓄電装置１０を外部充電して使用する態様においては、エンジン１８を可能な限り停止状態に維持して走行することがエネルギ効率上は好ましい。そのため、ハイブリッド車両５は、ＥＶ（Electric Vehicle）モードおよびＨＶ（Hybrid Vehicle）モードの２つの走行モードを選択して走行可能に構成される。

ＥＶ走行モードにおいては、ハイブリッド車両５は、蓄電装置１０のＳＯＣが所定のモード判定値を下回るまでの間、主として第２モータジェネレータＭＧ２からの駆動力のみで走行する。このＥＶモードでは、蓄電装置１０に対する内部充電が制限されるので、基本的に、エンジン１８の駆動力を受けた第１モータジェネレータＭＧ１での発電動作は行なわれない。なお、ＥＶモードは、エンジン１８を停止状態に維持して燃料消費率を向上させることを目的としているが、運転者からの急加速などの駆動力要求が与えられた場合、触媒暖機時や空調要求などの駆動力要求とは無関係な要求が与えられた場合、およびその他の条件が成立した場合などにおいては、エンジン１８の始動が許可される。

ＥＶモード中に蓄電装置１０のＳＯＣがモード判定値まで低下すると、走行モードはＨＶモードに切換わる。ＨＶモードにおいては、蓄電装置１０のＳＯＣが予め定められた所定の制御範囲内に維持されるように、第１のモータジェネレータＭＧ１による内部充電が制御される。すなわち、第１モータジェネレータＭＧ１による内部充電の開始に応じて、エンジン１８も作動を開始する。なお、エンジン１８の作動によって生じる駆動力の一部はハイブリッド車両５の走行に用いられてもよい。

そして、ＨＶモードでは、制御装置１００は、総合的な燃費が最適化されるように、各センサからの信号、走行状況、アクセル開度などに基づいて、エンジン１８の回転数、第１モータジェネレータＭＧ１の発電量、および第２モータジェネレータＭＧ２のトルクについての目標値を決定する。

この目標値の決定にあたっては、蓄電装置１０のＳＯＣについても考慮され、蓄電装置１０のＳＯＣが所定の制御中心値を中心とする所定の制御範囲内に維持されるように、蓄電装置１０で充放電される電力が管理される。すなわち、エンジン１８からの動力の一部を受けて第１モータジェネレータＭＧ１が発電する発電電力と、第２モータジェネレータＭＧ２が駆動力の発生に使用する消費電力との差が蓄電装置１０での充放電電力に相当するため、蓄電装置１０のＳＯＣに応じて、第１モータジェネレータＭＧ１の発電量、および第２モータジェネレータＭＧ２での消費電力が決定される。なお、蓄電装置１０の充放電電力は、ハイブリッド車両５の走行状況に応じても影響を受けるので、蓄電装置１０のＳＯＣを維持する「所定の制御範囲」が明確に規定されているとは限らない。ただし、制御中心値をシフトすることによって、制御範囲を相対的に上昇あるいは低下させることが可能である。

このように、本実施の形態に従うハイブリッド車両５は、外部充電可能なハイブリッド車両であり、蓄電装置１０のＳＯＣに応じて走行モードの切換が行なわれる。さらに、この走行モードの切換は、運転席の近傍に設けられた選択スイッチ２６をユーザが操作することによって行うことも可能である。より具体的には、ユーザは、選択スイッチ２６への操作入力によって、ＨＶモードまたはＥＶモードを強制的に選択できる。

ハイブリッド車両５は、運転者に対して、車両の運転状況を視覚的に告知するための表示部２０をさらに備える。一例として、走行モードに関連して、表示部２０には、ハイブリッド車両５の走行モードが表示される。あるいは、状況に応じて、いずれかの走行モード選択を促すメッセージがユーザに対してされてもよい。

図１に示すこの発明の実施の形態と本願発明との対応関係については、蓄電装置１０が「蓄電装置」に相当し、第２モータジェネレータＭＧ２が「電動機」に相当し、エンジン１８が「内燃機関」に相当し、第１モータジェネレータＭＧ１が「発電部」に相当する。また、「ＥＶ走行モード」が「第２の走行モード」に相当し、「ＨＶ走行モード」が「第１の走行モード」に相当する。

（制御構造）
次に、図２を用いて、図１のハイブリッド車両における蓄電装置の充放電制御に関連した制御構造について説明する。

図２を参照して、制御装置１００は、状態推定部２００と、走行制御部２１０と、配分部２０４と、コンバータ制御部２０６と、インバータ制御部２０８と、異常検知部２２０と、異常処理部２３０とを含む。図２に示された各ブロックについては、当該ブロックに相当する機能を有する回路（ハードウェア）で構成してもよいし、予め設定されたプログラムに従ってＥＣＵがソフトウェア処理を実行することにより実現してもよい。

状態推定部２００は、蓄電装置１０の状態検出値である、温度Ｔｂ，電流Ｉｂおよび電圧Ｖｂに基づいて、蓄電装置１０の残容量を示すＳＯＣを連続的に推定する。状態推定部２００によるＳＯＣ推定値は、走行制御部２１０へ送出される。

また、状態推定部２００は、推定したＳＯＣおよび蓄電装置１０の温度Ｔｂ等に基づいて、蓄電装置１０の充放電電力上限値（Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ）を算出する。Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔについても、走行制御部２１０による走行制御に反映される。

走行制御部２１０は、ＨＶモードおよびＥＶモードの間で走行モードを選択する走行モード選択部２１５を有する。走行モード選択部２１５は、運転者の操作によるイグニッションオン指令ＩＧＯＮが与えられると、状態推定部２００からのＳＯＣ推定値、選択スイッチ２６（図１）からの選択指令に基づいて、ハイブリッド車両５の走行モードを選択する。

具体的には、走行モード選択部２１５は、選択スイッチ２６によってユーザによる走行モード選択が入力されている場合には、この選択指示に従ってＨＶモードまたはＥＶモードを強制的に選択する。一方で、走行モード選択部２１５は、ユーザによる強制的な選択指示が非入力であるときには、ＳＯＣに応じた自動的な走行モードの選択を実行する。

自動的な走行モード選択においては、走行モード選択部２１５は、推定ＳＯＣがモード判定値Ｓｔｈより高い期間にはＥＶモードを選択する。一方、ＥＶモードの実行中にＳＯＣ推定値がモード判定値Ｓｔｈまで低下すると、走行モード選択部２１５は、走行モードをＥＶモードからＨＶモードに切換える。

ここで、図３を用いて、車両走行に応じた蓄電装置１０のＳＯＣの時間的な推移を説明する。

図３（ａ）には、比較のために、外部充電機能を備えないハイブリッド車両におけるＳＯＣ推移が示され、図３（ｂ）には、本実施の形態に係るハイブリッド車両５における走行モード選択を伴う車両走行でのＳＯＣ推移が示される。なお、図３（ｂ）では、ＳＯＣに基づく自動的な走行モード選択を想定している。

図３（ａ）を参照して、外部充電機能を備えないハイブリッド車両では、蓄電装置１０のＳＯＣ上限値とＳＯＣ下限値との略中間に制御中心値ＳＯＣｒが設定される。なお、ＳＯＣ上限値およびＳＯＣ下限値は、蓄電装置１０の特性（代表的には電池特性）によって定められる、ＳＯＣの管理範囲の上下限値に相当する。すなわち、蓄電装置１０の特性にダメージを与えることが懸念される過充電領域および過放電領域の内側に、ＳＯＣ上限値およびＳＯＣ下限値は設定される。

外部充電機能を備えないハイブリッド車両では、ＩＧオン（車両走行）期間において、蓄電装置１０のＳＯＣ推定値が、制御中心値ＳＯＣｒを中心とする所定の制御範囲内に維持されるように、蓄電装置１０の充放電電力が制御される。

図３（ｂ）を参照して、本実施の形態に従う外部充電機能を備えたハイブリッド車両５では、ＩＧオフの期間中において、蓄電装置１０はＳＯＣ上限値の近傍まで充電される。そして、イグニッションオン指令が与えられてハイブリッド車両５の走行が開示されると（時刻ｔ１）と、ＳＯＣ推定値がモード判定値Ｓｔｈよりも高いため、ＥＶモードが選択される。

ＥＶモードによる走行によって、蓄電装置１０のＳＯＣは徐々に低下する。そして、ＳＯＣ推定値が、モード判定値Ｓｔｈまで低下すると（時刻ｔ２）、走行モードはＥＶモードからＨＶモードに移行する。ＨＶモードが選択されると、エンジン１８（図１）が作動を開始し、第１モータジェネレータＭＧ１によって発電された電力によって蓄電装置１０が充電される。これにより、ＳＯＣは増加し始める。

なお、次回の外部充電に備えて、ＨＶモードにおける制御中心値ＳＯＣｒは、図３（ａ）に示した、外部充電機能を備えないハイブリッド車両での制御中心値ＳＯＣｒと比較して低い値に設定される。すなわち、ＨＶモードにおけるＳＯＣは、相対的にＳＯＣ下限値に近い値となっている。

そして、ハイブリッド車両５の走行が完了すると、運転者がコネクタ部３５０（図１）をハイブリッド車両５に連結することで、外部充電が開始される（時刻ｔ３）。これにより、蓄電装置１０のＳＯＣは増加し始める。

再び図２を参照して、走行制御部２１０は、運転者要求に応じて、ハイブリッド車両５全体で必要な車両駆動力や車両制動力を算出する。運転者要求には、アクセルペダルの踏込量、シフトレバーのポジション（いずれも図示せず）などが含まれる。そして、走行制御部２１０は、蓄電装置１０の状態に基づく充放電可能な電力範囲内（Ｗｉｎ〜Ｗｏｕｔ）で蓄電装置１０の充放電が実行されるように制限した上で、要求された車両駆動力あるいは車両制動力を実現するように、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２への出力要求およびエンジン１８への出力要求を決定する。

この際に、走行モード選択部２１５によって選択された走行モードおよび蓄電装置１０のＳＯＣ推定値が、エンジン１８およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２への出力要求の算出に反映される。具体的には、ＥＶモードの選択時には、エンジン１８の出力を最低限に抑えた上で（理想的には停止）、積極的に蓄電装置１０の電力を使用する車両走行を指向するように、エンジン１８およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２への出力要求が決定される。

一方、ＨＶモードの選択時には、制御中心値ＳＯＣｒに従った制御範囲内にＳＯＣ推定値を維持するような車両走行が指向される。すなわち、ＳＯＣ推定値が制御範囲よりも高いときにはエンジン１８の出力を抑制あるいは停止して、積極的に蓄電装置１０の電力を使用する車両走行が指向される一方で、ＳＯＣ推定値が制御範囲より低下した場合には、エンジン出力を用いた内部充電によって蓄電装置１０が充電されるように、エンジン１８およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２への出力要求が決定される。

エンジン１８は、図示しないエンジンＥＣＵによって上記出力要求に従って動作するように制御される。

配分部２０４は、走行制御部２１０によって決定されたモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２への出力要求に応じて、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルクや回転数を演算し、その制御指令をインバータ制御部２０８へ出力すると同時に、直流電圧Ｖｈの制御指令をコンバータ制御部２０６へ出力する。

インバータ制御部２０８は、配分部２０４からの制御指令に応じて、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２を駆動するためのスイッチング指令ＰＷＭ１およびＰＷＭ２を生成する。このスイッチング指令ＰＷＭ１およびＰＷＭ２は、それぞれインバータ８−１および８−２へ出力される。

コンバータ制御部２０６は、配分部２０４からの制御指令に応じて直流電圧Ｖｈが制御されるように、スイッチング指令ＰＷＣを生成する。このスイッチング指令ＰＷＣに従った、コンバータ６の電圧変換動作によって、蓄電装置１０の充放電電力が制御される。

このようにして、走行モード選択を含む車両状況および運転者要求に応じて、エネルギ効率を高めたハイブリッド車両５の走行制御が実現される。

（異常検知時における充放電制御）
次に、本発明の実施の形態によるハイブリッド車両における、蓄電装置１０に関連する系（以下、バッテリ系とも称する）に異常が発生したときの蓄電装置１０の充放電制御について説明する。

異常検知部２２０は、監視ユニット１１からの異常コード入力に応じて、蓄電装置１０およびその検出系を含むバッテリ系における、蓄電装置１０に関連する異常を検知する。
なお、異常コードの生成については、通常設けられた、各機器・センサ類から故障時に自動的に発生される自己診断信号等によって実現可能であるので、詳細な説明は省略する。
また、異常検知部２２０には、異常コードと、その異常内容およびその程度を対応付けるテーブルが格納されており、異常コードに基づいて、バッテリ系のいずれの機器にどのような故障が発生したか、およびその程度が検知できるようになっている。

バッテリ系の異常は、即座にシステムメインリレー７（図１）の遮断によって蓄電装置１０への充放電経路を遮断することが必要となるレベルの異常（以下、「重故障」とも称する）と、制御精度の低下は懸念されるものの充放電については継続可能なレベルの異常（以下、「軽故障」とも称する）とに層別される。すなわち、重故障は「第１のレベルの異常」に相当し、軽故障は「第２のレベルの異常」に相当する。

重故障の例としては、蓄電装置１０における内部抵抗異常、過充電あるいは過放電の発生が挙げられる。過充電あるいは過放電については、蓄電装置１０を構成する単位セル毎に、あるいは、複数個の単位セル毎に設けられた、過充電（過電圧）検出回路（図示せず）の出力に応答して検出される。あるいは、ＳＯＣ推定値が、ＳＯＣ下限値からＳＯＣ上限値までの管理範囲を外れた場合にも、重故障が検知される。また、内部抵抗については、蓄電装置１０の電圧Ｖｂおよび電流Ｉｂに基づいて検知できる。

あるいは、センサ系の異常として、電流センサ１４の異常や、上記過充電検出回路の異常、あるいは、蓄電装置に複数個設けられた温度センサ１２および電圧センサ１３について、全センサが異常になった場合にも重故障が検知される。また、監視ユニット１１系の異常として、監視ユニット１１と制御装置１００との間の通信が異常になった場合や、監視ユニット１１そのものに異常が発生した場合も重故障が検知される。また、蓄電装置１０が過高温となった場合にも、重故障が検知される。

一方、軽故障の例としては、蓄電装置１０の冷却系（図示せず）の故障である、冷却ファン（図示せず）や吸気温度センサ（図示せず）の異常が挙げられる。また、温度センサ１２あるいは電圧センサ１３のうちの一部が異常となったときにも、軽故障が検知される。また、監視ユニット１１において、ＩＧオフ中に何らかの異常が発生した場合にも、即座に重故障とはせず、軽故障が検知される。

異常処理部２３０は、異常検知部２２０によって検知された異常内容に基づいた異常処理を実行する。具体的には、異常処理部２３０は、蓄電装置１０の充放電の継続が好ましくないような異常、すなわち、上記記重故障の検知時には、システムメインリレー７の遮断要求を発生する。そして、この遮断要求に応答して、システムメインリレー７を遮断するようにリレー制御信号ＳＥ（図７）が生成される。さらに、修理時の利便性を向上するために、故障内容等を特定するためのダイアグコードが生成されるとともに、必要に応じて、表示部２０へのメッセージ出力によって、車両ユーザに対して重故障の発生が知らされる。

一方で、軽故障発生時には、蓄電装置１０の充放電を即座に停止することなく、通常の車両走行が継続される。すなわち、システムメインリレー７の遮断要求は発せられない。しかしながら、充放電制御、具体的には、ＳＯＣの制御精度の低下が懸念されるため、ＨＶモードでのＳＯＣ制御目標（制御範囲）が、異常非検知時（通常時）よりも高い範囲に変更される。たとえば、異常処理部２３０は、異常検知時の制御中心値ＳＯＣｒ♯を、異常非検知時の制御中心値ＳＯＣｒよりも高く設定する。

さらに、ＨＶモード移行前での異常発生に対処するために、異常検知時には、ＥＶモードからＨＶモードへの切換判定のためのモード判定値についても、異常非検知時（通常時）よりも高い値に変更される。すなわち、異常処理部２３０は、異常検知時のモード判定値Ｓｔｈ♯を、異常非検知時のモード判定値Ｓｔｈよりも高く設定する。これらの制御中心値ＳＯＣｒ♯およびモード判定値Ｓｔｈ♯は、異常検知時、より特定的には軽故障の検知時に、異常処理部２３０から走行制御部２１０へ送出される。

また、異常処理部２３０は、異常（軽故障）の検出時には、ユーザに対してＨＶモードの選択を促すメッセージや、バッテリ系に異常（軽故障）が発生したことを知らせるメッセージが表示部２０に出力させる。ダイアグコードについても、重故障時と同様に生成される。

次に、異常（軽故障）検知時におけるＳＯＣｒ♯およびＳｔｈ♯の設定について、図４および図５を用いて説明する。なお、図４および図５では、モード判定値およびＨＶモードでのＳＯＣ制御中心は同一の値としている。すなわち、両者については、図３（ｂ）に示すように別々の値としてもよく、図４，５のように共通の値としてもよい。

図４を参照して、ＥＶモードでは蓄電装置１０の電力を積極的に使用する車両走行によってＳＯＣが低下する。そして、ＳＯＣ推定値がモード判定値Ｓｔｈ♯まで低下すると、ＨＶモードが選択されて、ＳＯＣは制御中心値ＳＯＣｒに従う制御範囲内に維持される。

この際に、外部充電可能なハイブリッド車両では、モード判定値Ｓｔｈ♯およびＨＮモードでの制御中心値ＳＯＣｒは、ＳＯＣ下限値に近傍に設定される。しかしながら、バッテリ系に異常が発生していない通常時には、充放電制御の精度が確保されているため、ＳＯＣ推定値に基づく充放電制御によっても、実線５００に示すように、実際のＳＯＣがＳＯＣ下限値に達することはない。

しかしながら、軽故障発生時のように充放電制御の精度が低下する状況では、通常時と同様にＳＯＣ推定値に基づく制御を実行しても、実際のＳＯＣは、点線５１０に示すように、変動が大きくなってしまう可能性がある。このようにＳＯＣ変動が大きくなると、ＳＯＣ下限値よりも低いＳＯＣ領域、すなわち、蓄電装置１０の性能にダメージを生じさせるおそれがあるレベルまで、誤って放電が進む可能性がある。

一方で、バッテリ系の異常内容そのものとしては、即座に蓄電装置１０の使用を停止する必要がないにもかかわらず、点線５１０に示したような過放電のおそれを懸念して、蓄電装置１０の使用を停止することは、ユーザの利便性上問題がある。

したがって、本実施の形態によるハイブリッド車両の充放電制御では、図５に示すように、異常（軽故障）検知時には、ＨＶモードでのＳＯＣ制御目標（たとえば、制御中心値ＳＯＣ♯）を、通常時（異常非検知時）の制御目標（たとえば、制御中心値ＳＯＣ）よりも高く設定する。さらに、モード判定値Ｓｔｈ♯についても、通常時（異常非検知時）のモード判定値Ｓｔｈよりも高く設定する。

この結果、充放電制御の精度が低下した状態で、通常時よりもＳＯＣ変動が大きくなるＳＯＣ推移となっても（実線５１０）、ＨＶモード中、あるいは、ＥＶモード中に異常が検知された場合にはＥＶモード中において、実際のＳＯＣがＳＯＣ下限値に達しないように安定的な制御を実現できる。言い換えると、制御中心値ＳＯＣ♯およびモード判定値Ｓｔｈ♯については、軽故障発生時におけるＳＯＣ制御精度の低下を考慮した上で、実際のＳＯＣがＳＯＣ下限値（管理下限値）まで低下しないような余裕代を有するように、設定することが好ましい。

図６には、本発明の実施の形態によるハイブリッド車両の充放電制御の処理手順を説明するフローチャートが示される。図６に示した一連の処理は、制御装置１００によって、所定の制御周期毎に実行される。フローチャートの各ステップは、基本的には制御装置１００によるソフトウェア処理によって実現されるが、ハードウェア処理によって実現されてもよい。

図６を参照して、制御装置１００は、ステップＳ１００では、バッテリ系で異常が検出されているかを判定する。バッテリ系に異常が検知されていない場合（Ｓ１００のＮＯ判定時）には、制御装置１００は、ステップＳ１１０により、走行モードのモード判定値ＳｔｈおよびＨＶモードでの制御中心値ＳＯＣｒについて通常値を設定する。これにより、通常の車両走行制御が行われる。

一方、バッテリ系に異常が検出されている場合（Ｓ１００のＹＥＳ判定時）には、制御装置１００は、その異常が、システムメインリレー７の遮断が必要な重故障であるか否かを、ステップＳ１２０により判定する。すなわち、ステップＳ１００およびＳ１２０による処理は、図２の異常検知部２２０の機能に対応する。

そして、重故障の発生時（Ｓ１２０のＹＥＳ判定時）には、制御装置１００は、ステップＳ１３０に処理を進めて、システムメインリレー７の遮断要求を発生する。これにより、ハイブリッド車両５は、蓄電装置１０を用いない待避走行へ移行することになる。

一方、重故障には至らない故障（軽故障）がバッテリ系に発生している場合（Ｓ１２０のＮＯ判定時）には、制御装置１００は、ステップＳ１４０により、通常走行の継続を許可する。すなわち、システムメインリレー７の導通が維持されて、蓄電装置１０の充放電を伴う車両走行が制御される。

さらに、制御装置１００は、ＥＶモードでの走行時（Ｓ１５０のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ１７０によってモード判定値を通常値Ｓｔｈよりも高いＳｔｈ♯に変更するとともに、ＨＶモードでの走行時（Ｓ１５０のＮＯ判定時）には、ステップＳ１６０によってＳＯＣ制御中心値を通常値ＳＯＣｒよりも高いＳＯＣｒ♯に変更する。さらに、ステップＳ１７０では、表示部（図１）を用いて、ユーザに対してＨＶモードへの走行モード変更を促すメッセージを出力することが好ましい。

すなわち、ステップＳ１３０，Ｓ１６０，Ｓ１７０による処理は、図２の異常処理部２３０の機能に対応する。このように、通常走行時には、ステップＳ１１０，Ｓ１６０、Ｓ１７０によって、モード判定値およびＳＯＣ制御範囲（ＨＶモード）が設定される。

さらに、制御装置１００は、ステップＳ１８０では、監視ユニット１１からのセンサ値に基づいて、ＳＯＣ推定値を算出する。そして、ＳＯＣ推定値およびモード判定値ＳｔｈまたはＳｔｈ♯に従って、走行モードが選択される（ステップＳ１９０）。なお、上述のように、走行モードの選択では、選択スイッチ２６（図１）へのユーザ入力が優先される。

さらに、制御装置１００は、ステップＳ２００では、ＳＯＣ推定値およびステップＳ１９０で選択された走行モードを反映して、運転者要求に応えるための走行制御を行う。具体的には、エンジン１８、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の間での出力配分が決定される。すなわち、ステップＳ１８０の処理は、図２の状態推定部２００の機能に対応し、ステップＳ１９０，Ｓ２００での処理は、図２の走行制御部２１０の機能に対応する。特に、ステップＳ１９０での処理は、図２の走行モード選択部２１５の機能に対応する。

以上説明したように、本実施の形態によるハイブリッド車両の充放電制御によれば、蓄電装置１０に関連する異常が発生した場合にも、ＳＯＣ制御精度の低下を見込んだ上で、蓄電装置１０が過放電されないように保護しつつ、蓄電装置１０の充放電を伴う通常の車両走行を可能とすることができる。

この結果、バッテリ系の異常発生時に、一律に蓄電装置１０の充放電を禁止することなく通常の車両走行を継続できるので、蓄電装置１０の保護とユーザ利便性の確保とを両立することができる。

なお、図１には、蓄電装置１０を１個だけ搭載する構成が例示されているが、本発明の適用において、ハイブリッド車両に搭載される蓄電装置１０の数は１個には限定されない。すなわち、ハイブリッド車両５に要求される走行性能などに応じて、複数個の蓄電装置を搭載するような構成を採用してもよい。このとき、複数個の蓄電装置の全部または一部を、順次あるいは並列に使用する構成において、使用中の各蓄電装置のＳＯＣを所定の制御範囲内に維持する走行モード（ＨＶモード）での制御範囲の設定について、本実施の形態と同様の異常時処理とすることができる。また、ＥＶモードに相当する走行モードが設けられる場合には、モード判定値についても、本実施の形態と同様の異常時処理とすることができる。

（蓄電装置構成の変形例）
以下では、蓄電装置構成の変形例として、上述した複数個の蓄電装置が搭載され、かつ、複数個の蓄電装置を主蓄電装置と副蓄電装置とに区別して充放電制御を実行する構成に対する、本発明の適用について説明する。

図７を図１と比較して、図７に示した本発明の実施の形態の変形例によるハイブリッド車両５♯では、蓄電装置１０は、電力制御ユニット１１０に対して並列に設けられた蓄電装置１０Ｍ，１０Ｓａ，１０Ｓｂにより構成される。監視ユニット１１、温度センサ１２、電圧センサ１３および電流センサ１４についても、蓄電装置ごとに独立に設けられる。すなわち、蓄電装置１０Ｍに対しては、監視ユニット１１Ｍ、温度センサ１２Ｍ、電圧センサ１３Ｍおよび電流センサ１４Ｍが設けられ、蓄電装置１０Ｓａに対しては、監視ユニット１１Ｓａ、温度センサ１２Ｓａ、電圧センサ１３Ｓａおよび電流センサ１４Ｓａが設けられ、蓄電装置１０Ｓｂに対しては、監視ユニット１１Ｓｂ、温度センサ１２Ｓｂ、電圧センサ１３Ｓｂおよび電流センサ１４Ｓｂが設けられる。

コンバータ６については、「主蓄電ユニット」としての蓄電装置１０Ｍ（以下、主蓄電装置とも称する）に対応するコンバータ６Ｍと、「副蓄電ユニット」としての蓄電装置１０Ｓａ，１０Ｓｂ（以下、副蓄電装置とも称する）で共有されるコンバータ６Ｓとが設けられている。

コンバータ６Ｍおよび６Ｓは、インバータ８−１，８−２の直流リンク電圧を伝達する正母線ＭＰＬおよび負母線ＭＮＬに対して並列に配置される。そして、コンバータ６Ｍは、正線ＰＬおよび負線ＮＬと正母線ＭＰＬおよび負母線ＭＮＬとの間で、双方向の直流電圧変換を実行可能に構成され、コンバータ６Ｓは、正線ＰＬｓおよび負線ＮＬｓと正母線ＭＰＬおよび負母線ＭＮＬとの間で、双方向の直流電圧変換を実行可能に構成される。

正線ＰＬおよび負線ＮＬ間の直流電圧は、電圧センサ１５ｍによって検出され、正線ＰＬｓおよび負線ＮＬｓ間の直流電圧は、電圧センサ１５ｓによって検出される。また、コンバータ６Ｓに対して電流センサ１７が設けられる。電流センサ１７は、コンバータ６Ｓと接続された副蓄電装置１０Ｓａまたは１０Ｓｂの充放電電流を測定することになる。電圧センサ１５ｍによる電圧検出値ＶＬｍ、電圧センサ１５ｓによる電圧検出値ＶＬｓ、および、電流センサ１７による電流検出値ＩＬは、制御装置１００へ送出されて、コンバータ６Ｍおよび６Ｓの制御に用いられる。

図８は、コンバータ６Ｍ，６Ｓの構成を詳細に説明する図である。なお、コンバータ６Ｍ，６Ｓの構成および動作は同様であるので、以下では、コンバータ６Ｍの構成および動作について説明する。なお、図１に示したコンバータ６にも同様の回路構成を適用可能である。

図８を参照して、コンバータ６Ｍは、チョッパ回路４２−１と、正線ＬＮ１Ａと、負線ＬＮ１Ｃと、配線ＬＮ１Ｂと、平滑コンデンサＣ１とを含む。チョッパ回路４２−１は、スイッチング素子Ｑ１Ａ，Ｑ１Ｂと、ダイオードＤ１Ａ，Ｄ１Ｂと、インダクタＬ１とを含む。

正線ＬＮ１Ａは、一方端がスイッチング素子Ｑ１Ｂのコレクタに接続され、他方端が正母線ＭＰＬに接続される。負線ＬＮ１Ｃは、一方端が負線ＮＬに接続され、他方端が負母線ＭＮＬに接続される。

スイッチング素子Ｑ１Ａ，Ｑ１Ｂは、負線ＬＮ１Ｃと正線ＬＮ１Ａとの間に直列に接続される。具体的には、スイッチング素子Ｑ１Ａのエミッタが負線ＬＮ１Ｃに接続され、スイッチング素子Ｑ１Ｂのコレクタが正線ＬＮ１Ａに接続される。ダイオードＤ１Ａ，Ｄ１Ｂは、それぞれスイッチング素子Ｑ１Ａ，Ｑ１Ｂに逆並列に接続される。インダクタＬ１は、スイッチング素子Ｑ１Ａ，Ｑ１Ｂの接続ノードと配線ＬＮ１Ｂとの間に接続される。

配線ＬＮ１Ｂは、一方端が正線ＰＬ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と負線ＬＮ１Ｃとの間に接続され、配線ＬＮ１Ｂおよび負線ＬＮ１Ｃ間の直流電圧に含まれる交流成分を低減する。

チョッパ回路４２−１は、制御装置１００（図７）からのスイッチング指令ＰＷＣｍに応じて、主蓄電装置１０Ｍ（図７）と正母線ＭＰＬおよび負母線ＭＮＬとの間で双方向の直流電圧変換を行う。スイッチング指令ＰＷＣｍは、下アーム素子を構成するスイッチング素子Ｑ１Ａのオンオフを制御する駆動信号ＰＷＣ１Ａと、上アーム素子を構成するスイッチング素子Ｑ１Ｂのオンオフを制御する駆動信号ＰＷＣ１Ｂとを含む。そして、一定のデューティサイクル（オン期間およびオフ期間の和）内でのスイッチング素子Ｑ１Ａ，Ｑ１Ｂのデューティ比（オン／オフ期間比率）が制御される。基本的には、スイッチング素子Ｑ１Ａ，Ｑ１Ｂはデッドタイム期間を除いて相補的にオン／オフ制御される。

スイッチング素子Ｑ１Ａのオンデューティが大きくなるようにスイッチング素子Ｑ１Ａ，Ｑ１Ｂが制御されると、主蓄電装置１０ＭからインダクタＬ１に流れるポンプ電流量が増大し、インダクタＬ１に蓄積される電磁エネルギが大きくなる。その結果、スイッチング素子Ｑ１Ａがオン状態からオフ状態に遷移したタイミングでインダクタＬ１からダイオードＤ１Ｂを介して正母線ＭＰＬへ放出される電流量が増大し、正母線ＭＰＬの電圧が上昇する。

一方、スイッチング素子Ｑ１Ｂのオンデューティが大きくなるようにスイッチング素子Ｑ１Ａ，Ｑ１Ｂが制御されると、スイッチング素子Ｑ１Ａのオンデューティは小さくなるので、正母線ＭＰＬからスイッチング素子Ｑ１ＢおよびインダクタＬ１を介して主蓄電装置１０Ｍへ流れる電流量が増大する。これにより、正母線ＭＰＬの電圧は下降する。

このように、スイッチング素子Ｑ１Ａ，Ｑ１Ｂのデューティ比を制御することによって、正母線ＭＰＬの電圧を制御することができるとともに、主蓄電装置１０Ｍと正母線ＭＰＬとの間に流れる電流（すなわち充放電電力）の方向およびその量を制御することができる。

再び図７を参照して、蓄電装置１０Ｍおよびコンバータ６Ｍの間にはシステムメインリレー７ｍが配置される一方で、蓄電装置１０Ｓａおよび１０Ｓｂとコンバータ６Ｓとの間には、リレー７ａ，７ｂがそれぞれ設けられる。これらのリレー７ｍ，７ａ，７ｂの導通（オン）／遮断（オフ）は、制御装置１００からのリレー制御信号ＳＥ，ＲＹａ，ＲＹｂによって制御される。これらのリレー７ｍ，７ａ，７ｂについても、図１のシステムメインリレー７と同様に、「開閉装置」の代表例として示されるもである。

リレー７ａ，７ｂのオンオフを制御することにより、副蓄電装置１０Ｓａ，１０Ｓｂのいずれか一方を、選択的にコンバータ６Ｓと接続することができる。以下では、コンバータ６Ｓと接続されている選択副蓄電装置について１０Ｓと表記することとする。

図７の構成では、車両走行中には、主蓄電装置１０Ｍおよび、選択副蓄電装置１０Ｓを用いて、ハイブリッド車両５♯内部での充放電に対処することができる。ハイブリッド車両５♯のその他の部分の構成については、図１のハイブリッド車両５と同様であるので詳細な説明は繰り返さない。

図７に示すハイブリッド車両５♯では、ＥＶモードおよびＨＶモードにおいて、蓄電装置１０Ｍ，１０Ｓａ，１０Ｓｂは、以下のように使い分けられる。

ＥＶモードでは、副蓄電装置１０Ｓａ，１０Ｓｂの一方が選択的にコンバータ６Ｓと接続される。そして、選択副蓄電装置１０Ｓと、主蓄電装置１０Ｍとを用いて、積極的に蓄積電力を用いた車両走行が指向される。さらに、選択副蓄電装置１０Ｓの電力が優先的に使用され、副蓄電装置１０ＳのＳＯＣが低下すると、選択副蓄電装置１０Ｓが切換えられる。すなわち、リレー７ａ，７ｂのオンオフを入れ換えることによって、他方の副蓄電装置と、主蓄電装置１０Ｍとを用いてＥＶ走行が継続される。

そして、主蓄電装置１０Ｍおよび他方の副蓄電装置のＳＯＣが低下して、各蓄電装置のＳＯＣ推定値がモード判定値まで低下すると、ＥＶモードに代えてＨＶモードが選択される。そして、ＨＶモードでは、副蓄電装置１０Ｓａ，１０Ｓｂはコンバータ６Ｓから切り離され、主蓄電装置１０Ｍのみを用いて、そのＳＯＣを制御範囲内に維持するように、車両走行が制御される。すなわち、図７のハイブリッド車両５♯においても、ＨＶモードでの充放電構成は、図１のハイブリッド車両５のＨＶモード時と同様である。

図９には、図７に示したハイブリッド車両５♯に対応する充放電制御構成を説明する機能ブロック図である。図９に示された各ブロックについても、当該ブロックに相当する機能を有する回路（ハードウェア）で構成してもよいし、予め設定されたプログラムに従ってＥＣＵがソフトウェア処理を実行することにより実現してもよい。

図９を参照して、状態推定部２００は、監視ユニット１１Ｍ，１１Ｓａ，１１Ｓｂからの蓄電装置１０Ｍ，１０Ｓａ，１０Ｓｂの温度Ｔｂ，電圧Ｖｂおよび電流Ｉｂに基づいて、主蓄電装置１０Ｍの残容量を示すＳＯＣｍ推定値、副蓄電装置１０Ｓａの残容量を示すＳＯＣ１推定値、および、副蓄電装置１０Ｓｂの残容量を示すＳＯＣ２推定値を所定周期毎に連続的に算出するように構成される。

走行モード選択部２１５は、選択スイッチ２６（図１）へのユーザ入力を優先した上で、ＳＯＣｍ，ＳＯＣａ，ＳＯＣｂの推定値と、モード判定値Ｓｔｈ（またはＳｔｈ♯）との比較に基づいて、ＥＶ走行モードおよびＨＶ走行モードの選択を行う。なお、走行モード選択部２１５は、ＥＶ走行モードにおいて、副蓄電装置１０Ｓを指定する信号を出力する。

充放電制御部３００は、電力分配比算出部３１０と、指令生成部３２０と、コンバータ制御部３３０と、接続切換部３４０とを有する。

電力分配比算出部３１０は、走行制御部２１０によるエンジン１８およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の出力要求の決定に従って決定される、蓄電装置１０全体での充放電電力Ｐｂを、主蓄電装置１０Ｍの充放電電力Ｐｂｍ、選択副蓄電装置１０Ｓの充放電電力Ｐｂｓに分配する。この分配は、選択された走行モードＭＤに従って、蓄電装置１０Ｍおよび選択副蓄電装置１０Ｓが均衡して使用されるように制御される。

ここで、図１０および図１１を用いて、図７に示したハイブリッド車両５♯における複数の蓄電装置１０Ｍ，１０Ｓａ，１０Ｓｂの使用態様について説明する。図１０には、ユーザによる走行モード選択が行なわれず、ＳＯＣに基づいて自動的に走行モードが選択された際のＳＯＣ推移が示される。

図１０を参照して、車両運転開始時には、外部充電によって蓄電装置１０Ｍ，１０Ｓａ，１０Ｓｂの各々は、ＳＯＣ上限値近傍まで充電されている。この状態から、一例として副蓄電装置１０Ｓａを選択して、ＥＶモードによる車両走行が開始される。ＥＶモード期間では、選択副蓄電装置１０Ｓの電力が、主蓄電装置１０Ｍの電力よりも所定比率に従って優先的に使用される。この結果、副蓄電装置１０ＳａのＳＯＣ１が、先にモード判定値Ｓｔｈまで低下する（時刻ｔ１）。一方、この時点で、主蓄電装置１０ＭのＳＯＣｍは、モード判定値Ｓｔｈよりも高い。

したがって、時刻ｔ１では、リレー７ａ，７ｂの制御によって、選択副蓄電装置１０Ｓが、副蓄電装置１０Ｓａから副蓄電装置１０Ｓｂへ切換えられる。そして、時刻ｔ１以降でも、選択副蓄電装置１０Ｓの電力を優先的に使用するようにＥＶモードによる走行が継続される。そして、時刻ｔ２では、副蓄電装置１０ＳｂのＳＯＣ２と、主蓄電装置１０ＭのＳＯＣｍとが均衡して、モード判定値Ｓｔｈまで低下する。

このような状態となると、ＥＶモードからＨＶモードへ走行モードが切換えられる。ＨＶモードでは、リレー７ａ，７ｂはいずれもオフされて、主蓄電装置１０Ｍのみを用いた車両走行が実行される。そして、主蓄電装置１０ＭのＳＯＣｍは、図１の構成での蓄電装置１０と同様に、制御中心値ＳＯＣｒに従う制御範囲内に維持されるように制御される。

図１１には、ユーザによってＨＶモードを強制的に選択する操作がなされた場合におけるＳＯＣ推移が示される。

図１１を参照して、本来ＥＶモードを選択可能な期間中（時刻ｔ２以前）の時刻ｔａ〜ｔｂ間に、ユーザによる選択スイッチ２６への入力操作によって、強制的にＨＶモードが選択される。このような、ＨＶモードの選択時には、主蓄電装置１０ＭのＳＯＣｍおよび選択副蓄電装置１０ＳのＳＯＣ１，ＳＯＣ２が、ＨＶモードの開始時点の値に維持されるように、走行制御部２１０による制御が実行される。

そして、強制的なＨＶモードの選択が解除されると（時刻ｔｂ）、図１０と同様に、相対的に選択副蓄電装置１０Ｓの電力を優先的に使用する一方で、最終的には、選択副蓄電装置１０ＳのＳＯＣ１またはＳＯＣ２と、主蓄電装置１０ＭのＳＯＣｍとが均衡してモード判定値Ｓｔｈまで低下するように、主蓄電装置１０Ｍおよび選択副蓄電装置１０Ｓの充放電が制御される。そして、各蓄電装置のＳＯＣがモード判定値Ｓｔｈまで低下した後は、図１０と同様にＨＶモードが選択される。

再び図９を参照して、電力分配比算出部３１０は、図１０および図１１で説明した使用態様が実現されるように充放電電力Ｐｂを分配して、主蓄電装置１０Ｍの充放電電力Ｐｂｍ、選択副蓄電装置１０Ｓの充放電電力Ｐｂｓを決定する。

指令生成部３２０は、電力分配比算出部３１０によって設定された充放電電力Ｐｂｍ，Ｐｂｓに従って、コンバータ６Ｍ，６Ｓに対する制御指令ＣＶｍ，ＣＶｓを生成する。たとえば、主蓄電装置１０Ｍに対応するコンバータ６Ｍによって、正母線ＭＰＬの直流電圧Ｖｈ（インバータ８−１，８−２の直流リンク電圧）を制御指令に合致させる電圧制御を行う一方で、副蓄電装置１０Ｓａ，１０Ｓｂに対応するコンバータ６Ｓによって、選択副蓄電装置の充放電電流を制御する構成とすることによって、Ｐｂ＝Ｐｂｍ＋Ｐｂｓであることから、主蓄電装置１０Ｍおよび選択副蓄電装置１０Ｓの充放電電力についても制御できる。

このような制御構成では、制御指令ＣＶｍは、正母線ＭＰＬの直流電圧Ｖｈについての電圧指令値であり、制御指令ＣＶｓは、選択副蓄電装置１０Ｓの充放電電流についての電流指令値である。

コンバータ制御部３３０は、コンバータ６Ｍ，６Ｓの電圧電流値Ｖｈ，ＶＬｍ，ＶＬｓ，ＩＬと、制御指令ＣＶｍ，ＣＶｓとに基づいて、コンバータ６Ｓ，６Ｍのスイッチングデューティを算出し、当該スイッチングデューティに合わせてスイッチング素子Ｑ１Ａ，Ｑ１Ｂをオンオフさせるためのスイッチング指令ＰＷＣｍ，ＰＷＣｓを生成する。スイッチング指令ＰＷＣｍは、コンバータ６Ｍへ伝達され、スイッチング指令ＰＷＣｓは、コンバータ６Ｓへ伝達される。

接続切換部３４０は、走行モード選択部２１５による、走行モードおよび副蓄電装置の選択結果に従って、リレー制御信号ＲＹａ，ＲＹｂを生成する。これまでの説明から理解されるように、ＥＶ走行モードでは、選択副蓄電装置１０Ｓがコンバータ６Ｓと接続されるように、リレー制御信号ＲＹａ，ＲＹｂが生成される。そして、副蓄電装置１０Ｓの変更時には、リレー７ａ，７ｂのオンオフが入れ替わるように、リレー制御信号ＲＹａ，ＲＹｂが生成される。さらに、ＨＶ走行モードでは、リレー７ａ，７ｂの両方がオフされるように、リレー制御信号ＲＹａ，ＲＹｂが生成される。

図７に示したハイブリッド車両５♯においても、バッテリ系の異常検知時（よりよく低的には、軽故障検知時）には、ＨＶモードにおける制御中心値ＳＯＣｒ♯（すなわち、ＳＯＣ制御範囲）は、通常時（異常非検知時）の制御中心値ＳＯＣｒよりも高く設定される。また、モード判定値Ｓｔｈ♯についても、通常時（異常非検知時）のモード判定値Ｓｔｈよりも高く設定される。すなわち、ハイブリッド車両５♯の充放電制御の処理手順は、基本的には、図６に示したフローチャートと同様である。

なお、図７の構成においては、重故障の検知時には、システムメインリレー７ｍおよびリレー７ａ，７ｂがいずれも遮断（オフ）されるように制御することによって、各蓄電装置１０Ｍ、１０Ｓａ，１０Ｓｂの充放電経路を強制的に遮断することができる。また、図６のステップＳ１９０における走行モード選択および、ステップＳ２００における走行制御については、図１０および図１１での説明に従って実行される。

この結果、図１２に示されるように、ＨＶモードにおける制御中心値ＳＯＣｒ♯を、ＳＯＣ下限値近傍に設定される通常値（ＳＯＣｒ）よりも高く設定することによって、バッテリ系に異常（軽故障）による制御精度の低下によって実際のＳＯＣｍの変動幅が増大しても、ＳＯＣ下限値を下回る過放電から主蓄電装置１０Ｍを保護しつつ、ＨＶモードによる車両走行を継続することができる。

さらに、ＥＶモード中にバッテリ系に異常（軽故障）が発生しても、モード判定値Ｓｔｈ♯を、ＳＯＣ下限値近傍に設定される通常値（Ｓｔｈ）よりも高く設定することによって、ＳＯＣ制御精度の低下を見込んだ上で、ＳＯＣ下限値を下回る過放電から各蓄電装置１０Ｍ，１０Ｓａ，１０Ｓｂを保護しつつ、ＥＶモードによる車両走行を継続することができる。

このように、図７に示したハイブリッド車両５♯においても、バッテリ系に軽度の異常が発生した場合には、ＳＯＣ制御精度の低下を見込んだ上で、各蓄電装置１０Ｍ，１０Ｓａ，１０Ｓｂが過放電されないように保護しつつ、通常の車両走行を可能とすることができる。すなわち、一律に各蓄電装置１０Ｍ，１０Ｓａ，１０Ｓｂの充放電を禁止することなく通常の車両走行を継続できるので、各蓄電装置１０Ｍ，１０Ｓａ，１０Ｓｂの保護とユーザ利便性の確保とを両立することができる。

なお、図７の構成において、副蓄電装置の個数については、２個以外の任意の個数とすることができる。すなわち、選択副蓄電装置１０Ｓの切換を伴うことなく副蓄電装置は１個としてもよく、あるいは、複数回の選択副蓄電装置１０Ｓの切換を伴うように副蓄電装置を３個以上配置してもよい。

また、本発明の適用は、図１および図７に示した構成のハイブリッド車両に限定されない点について確認的に記載する。すなわち、エンジン、電動機、および電動機の駆動電力を蓄積する外部充電可能な蓄電装置を搭載し、かつ、蓄電装置の残容量（ＳＯＣ）を所定の制御範囲内に維持する走行モードを備えたハイブリッド車両であれば、本発明を適用した蓄電装置の充放電制御が可能である点について確認的に記載する。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、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。

この発明は、外部電源により充電可能な蓄電装置を搭載したハイブリッド車両に適用することができる。

Claims (20)

1. 動力源としての内燃機関（１８）および電動機（ＭＧ２）と、前記電動機に対して電力を入出力可能に構成された蓄電装置（１０）とを搭載するハイブリッド車両（５）の充放電制御システムであって、
   車両外部の電源によって前記蓄電装置を充電するように構成された外部充電部（３０）と、
   前記内燃機関の出力によって前記蓄電装置の充電電力を発生するように構成された発電部（ＭＧ１）と、
   前記蓄電装置の状態検出値に基づいて前記蓄電装置の残容量を推定するように構成された充電状態推定部（２００）と、
   前記蓄電装置の残容量を所定の制御範囲内に維持して走行するように前記内燃機関および前記電動機を使用する第１の走行モードでの車両運転中に、前記充電状態推定部による残容量推定値が制御目標より低下すると前記発電部による内部充電を促進するように前記内燃機関および前記電動機の作動を制御する走行制御部（２１０）と、
   前記蓄電装置に関連する異常を検知するように構成された異常検知部（２２０）と、
   前記異常検知部によって異常が検知されているときに、前記制御目標を前記異常の非検知時よりも高く設定するように構成された異常処理部（２３０）とを備え、
   前記走行制御部（２１０）は、
   前記残容量推定値がモード判定値まで低下するまでの間は、前記内部充電を停止して主に前記電動機によって走行するように前記内燃機関および前記電動機を使用する第２の走行モードを選択する一方で、前記残容量推定値が前記モード判定値まで低下した後は前記第１の走行モードを選択するように構成された走行モード選択部（２１５）を含み、
   前記異常処理部（２３０）は、前記第２の走行モードでの車両運転中に前記異常が検知されているときには、前記モード判定値を前記異常の非検知時よりも高く設定するように構成される、ハイブリッド車両の充放電制御システム。
2. 前記異常検知部（２２０）は、検知した異常を第１および第２のレベルに層別し、
   前記異常処理部（２３０）は、前記第１のレベルの異常が検知されているときには、開閉装置（７）に対して前記蓄電装置（１０）の充放電経路の遮断要求を発生する一方で、前記第２のレベルの異常が検知されているときには、前記遮断要求を発生することなく前記制御目標を前記異常の非検知時よりも高く設定する、請求項１記載のハイブリッド車両の充放電制御システム。
3. 前記異常検知部（２２０）は、検知した異常を第１および第２のレベルに層別し、
   前記異常処理部（２３０）は、前記第１のレベルの異常が検知されているときには、開閉装置（７）に対して前記蓄電装置（１０）の充放電経路の遮断要求を発生する一方で、前記第２のレベルの異常が検知されているときには、前記遮断要求を発生することなく前記モード判定値を前記異常の非検知時よりも高く設定する、請求項１記載のハイブリッド車両の充放電制御システム。
4. 前記蓄電装置（１０）は、複数個の蓄電ユニット（１０Ｍ，１０Ｓａ，１０ｓｂ）を含み、
   前記充電状態推定部（２００）は、前記複数個の蓄電ユニットのそれぞれについて前記残容量推定値を算出するように構成され、
   前記充放電制御システムは、
   前記蓄電装置と前記電動機および前記発電部との間での双方向の電力変換を制御するように構成された電力制御ユニット（１１０）と、
   前記電力制御ユニットと前記複数個の蓄電ユニットとの間にそれぞれ設けられた複数の開閉装置（７，７ａ，７ｂ）と、
   前記複数の開閉装置の制御によって前記複数個の蓄電ユニットと前記電力制御ユニットとの間の接続を制御するように構成された接続切換部（３４０）とをさらに備え、
   前記接続切換部は、前記第１の走行モードにおいて、前記複数個の蓄電ユニットのうちの一部の蓄電ユニットを前記電力制御ユニットと接続し、
   前記走行制御部（２１０）は、前記第１の走行モードでの車両運転中に、前記一部の蓄電ユニットの前記残容量推定値が前記制御目標より低下すると、前記内部充電を促進するように前記内燃機関および前記電動機の作動を制御する、請求項１記載のハイブリッド車両の充放電制御システム。
5. 前記複数個の蓄電ユニットは、主蓄電ユニット（１０Ｍ）および少なくとも１個の副蓄電ユニット（１０Ｓａ，１０Ｓｂ）に分類され、
   前記走行制御部（２１０）は、
   各前記蓄電ユニットの前記残容量推定値がモード判定値まで低下するまでの間は、前記内部充電を停止して主に前記電動機によって走行するように前記内燃機関および前記電動機を使用する第２の走行モードを選択する一方で、各前記蓄電ユニットの前記残容量推定値が前記モード判定値まで低下した後は前記第１の走行モードを選択するように構成された走行モード選択部（２１５）を含み、
   前記接続切換部（３４０）は、前記第１の走行モードでは前記主蓄電ユニットを前記電力制御ユニット（１１０）と接続するとともに各前記副蓄電ユニットを前記電力制御ユニットから切り離す一方で、前記第２の走行モードでは、前記主蓄電ユニットを前記電力制御ユニットと接続するとともに、各前記副蓄電ユニットについて前記残容量推定値が前記モード判定値に低下するまでの間順次使用するように、前記少なくとも１個の副蓄電ユニットを１つずつ前記電力制御ユニットと接続するように構成され、
   前記異常処理部（２３０）は、前記第２の走行モードでの車両運転中に前記異常が検知されているときには、前記モード判定値を前記異常の非検知時よりも高く設定するように構成される、請求項４記載のハイブリッド車両の充放電制御システム。
6. 前記異常検知部（２２０）は、検知した異常を第１および第２のレベルに層別し、
   前記異常処理部（２３０）は、前記第１のレベルの異常が検知されているときには、前記複数の開閉装置（７，７ａ，７ｂ）に対する強制的な遮断要求を発生する一方で、前記第２のレベルの異常が検知されているときには、前記遮断要求を発生することなく前記制御目標を前記異常の非検知時よりも高く設定する、請求項４記載のハイブリッド車両の充放電制御システム。
7. 前記異常検知部（２２０）は、検知した異常を第１および第２のレベルに層別し、
   前記異常処理部（２３０）は、前記第１のレベルの異常が検知されているときには、前記複数の開閉装置（７，７ａ，７ｂ）に対する強制的な遮断要求を発生する一方で、前記第２のレベルの異常が検知されているときには、前記遮断要求を発生することなく前記モード判定値を前記異常の非検知時よりも高く設定する、請求項５記載のハイブリッド車両の充放電制御システム。
8. 前記異常処理部（２３０）は、前記異常が検知されているときには、前記残容量推定値が前記制御目標まで低下しても、前記蓄電装置または前記一部の蓄電ユニットの実際の残容量が管理下限値まで低下しないような余裕代を有するように、前記制御目標を設定する、請求項１〜７のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の充放電制御システム。
9. 前記異常処理部（２３０）は、前記異常が検知されているときには、前記残容量推定値が前記モード判定値まで低下しても、前記蓄電装置または各前記蓄電ユニットの実際の残容量が管理下限値まで低下しないような余裕代を有するように、前記モード判定値を設定する、請求項１〜７のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の充放電制御システム。
10. 動力源としての内燃機関（１８）および電動機（ＭＧ２）と、前記電動機に対して双方向に電力を入出力可能に構成された蓄電装置（１０）とを搭載するハイブリッド車両（５）の充放電制御システムの制御方法であって、
    前記充放電制御システムは、
    車両外部の電源によって前記蓄電装置を充電するように構成された外部充電部（３０）と、
    前記内燃機関の出力によって前記蓄電装置の充電電力を発生するように構成された発電部（ＭＧ１）とを備え、
    前記制御方法は、
    前記蓄電装置に関連する異常を検知するステップ（Ｓ１００）と、
    前記蓄電装置の残容量を所定の制御範囲内に維持して走行するように前記内燃機関および前記電動機を使用する第１の走行モードでの車両運転中に、前記異常が検知されているときには、前記残容量の制御目標を前記異常の非検知時よりも高く設定するステップ（Ｓ１６０）と、
    前記蓄電装置の状態検出値に基づいて前記蓄電装置の残容量推定値を算出するステップ（Ｓ１８０）と、
    前記第１の走行モードでの車両運転中に、前記残容量推定値が前記制御目標より低下すると前記発電部による内部充電を促進するように前記内燃機関および前記電動機の作動を制御するステップ（Ｓ２００）と、
    前記残容量推定値がモード判定値まで低下するまでの間は、前記内部充電を停止して主に前記電動機によって走行するように前記内燃機関および前記電動機を使用する第２の走行モードを選択する一方で、前記残容量推定値が前記モード判定値まで低下した後は前記第１の走行モードを選択するステップ（Ｓ１９０）と、
    前記第２の走行モードでの車両運転中に前記異常が検知されているときには、前記選択するステップでの前記モード判定値を前記異常の非検知時よりも高く設定するステップ（Ｓ１７０）とを備える、ハイブリッド車両の充放電制御システムの制御方法。
11. 検知された前記異常を第１および第２のレベルに層別するステップ（Ｓ１２０）と、
    前記第１のレベルの異常が検知されているときには、開閉装置（７）に対して前記蓄電装置（１０）の充放電経路の遮断要求を発生するステップ（Ｓ１３０）とをさらに備え、
    前記設定するステップ（Ｓ１６０）は、前記第２のレベルの異常が検知されているときに、前記遮断要求を発生することなく前記制御目標を前記異常の非検知時よりも高く設定する、請求項１０記載のハイブリッド車両の充放電制御システムの制御方法。
12. 前記検知した異常を第１および第２のレベルに層別するステップ（Ｓ１２０）と、
    前記第１のレベルの異常が検知されているときには、開閉装置（７）に対して前記蓄電装置（１０）の充放電経路の遮断要求を発生するステップ（Ｓ１３０）とをさらに備え、
    前記設定するステップ（Ｓ１７０）は、前記第２のレベルの異常が検知されているときに、前記遮断要求を発生することなく前記モード判定値を前記異常の非検知時よりも高く設定する、請求項１０記載のハイブリッド車両の充放電制御システムの制御方法。
13. 前記蓄電装置（１０）は、複数個の蓄電ユニット（１０Ｍ，１０Ｓａ，１０ｓｂ）を含み、
    前記充放電制御システムは、
    前記蓄電装置と前記電動機および前記発電部との間での双方向の電力変換を制御するように構成された電力制御ユニット（１１０）と、
    前記電力制御ユニットと前記複数個の蓄電ユニットとの間に接続をそれぞれ設けられた複数の開閉装置（７，７ａ，７ｂ）と、
    前記複数の開閉装置の制御によって前記複数個の蓄電ユニットと前記電力制御ユニットとの間の接続を制御するように構成された接続切換部（３４０）とをさらに備え、
    前記接続切換部は、前記第１の走行モードにおいて、前記複数個の蓄電ユニットのうちの一部の蓄電ユニットを前記電力制御ユニットと接続し、
    前記算出するステップ（Ｓ１８０）は、前記複数個の蓄電ユニットのそれぞれについて前記残容量推定値を算出し、
    前記制御するステップ（Ｓ２００）は、前記第１の走行モードでの車両運転中に、前記一部の蓄電ユニットの前記残容量推定値が前記制御目標より低下すると、前記発電部による内部充電を促進するように前記内燃機関および前記電動機の作動を制御する、請求項１０記載のハイブリッド車両の充放電制御システムの制御方法。
14. 前記複数個の蓄電ユニットは、主蓄電ユニット（１０Ｍ）および少なくとも１個の副蓄電ユニット（１０Ｓａ，１０Ｓｂ）に分類され、
    前記接続切換部（３４０）は、前記第１の走行モードでは前記主蓄電ユニットを前記電力制御ユニット（１１０）と接続するとともに各前記副蓄電ユニットを前記電力制御ユニットから切り離す一方で、前記内部充電を停止して主に前記電動機によって走行するように前記内燃機関および前記電動機を使用する第２の走行モードでは、前記主蓄電ユニットを前記電力制御ユニットと接続するとともに、各前記副蓄電ユニットを前記残容量推定値がモード判定値に低下するまでの間順次使用するように、前記少なくとも１個の副蓄電ユニットを１つずつ前記電力制御ユニットと接続するように構成され、
    前記制御方法は、
    各前記蓄電ユニットの前記残容量推定値が前記モード判定値まで低下するまでの間は前記第２の走行モードを選択する一方で、各前記蓄電ユニットの前記残容量推定値が前記モード判定値まで低下した後は前記第１の走行モードを選択するステップ（Ｓ１９０）と、
    前記第２の走行モードでの車両運転中に前記異常が検知されているときには、前記選択するステップでの前記モード判定値を前記異常の非検知時よりも高く設定するステップ（Ｓ１７０）とをさらに備える、請求項１３記載のハイブリッド車両の充放電制御システムの制御方法。
15. 検知された前記異常を第１および第２のレベルに層別するステップ（Ｓ１２０）と、
    前記第１のレベルの異常が検知されているときには、前記複数の開閉装置（７，７ａ，７ｂ）に対する強制的な遮断要求を発生するステップ（Ｓ１３０）とをさらに備え、
    前記設定するステップ（Ｓ１６０）は、前記第２のレベルの異常が検知されているときに、前記遮断要求を発生することなく前記制御目標を前記異常の非検知時よりも高く設定する、請求項１３記載のハイブリッド車両の充放電制御システムの制御方法。
16. 検知された前記異常を第１および第２のレベルに層別するステップ（Ｓ１２０）と、
    前記第１のレベルの異常が検知されているときには、前記複数の開閉装置（７，７ａ，７ｂ）に対する強制的な遮断要求を発生するステップ（Ｓ１３０）とをさらに備え、
    前記設定するステップ（Ｓ１７０）は、前記第２のレベルの異常が検知されているときに、前記遮断要求を発生することなく前記モード判定値を前記異常の非検知時よりも高く設定する、請求項１４記載のハイブリッド車両の充放電制御システムの制御方法。
17. 前記設定するステップ（Ｓ１６０）は、前記異常が検知されているときには、前記残容量推定値が前記制御目標まで低下しても、前記蓄電装置または前記一部の蓄電ユニットの実際の残容量が管理下限値まで低下しないような余裕代を有するように、前記制御目標を設定する、請求項１０〜１６のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の充放電制御システムの制御方法。
18. 前記設定するステップ（Ｓ１７０）は、前記異常が検知されているときには、前記残容量推定値が前記モード判定値まで低下しても、前記蓄電装置または各前記蓄電ユニットの実際の残容量が管理下限値まで低下しないような余裕代を有するように、前記モード判定値を設定する、請求項１０〜１６のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の充放電制御システムの制御方法。
19. 動力源としての内燃機関（１８）および電動機（ＭＧ２）と、前記電動機に対して電力を入出力可能に構成された蓄電装置（１０）とを搭載するハイブリッド車両（５）の充放電制御システムであって、
    車両外部の電源によって前記蓄電装置を充電するように構成された外部充電部（３０）と、
    前記内燃機関の出力によって前記蓄電装置の充電電力を発生するように構成された発電部（ＭＧ１）と、
    前記蓄電装置の状態検出値に基づいて前記蓄電装置の残容量を推定するように構成された充電状態推定部（２００）と、
    前記蓄電装置の残容量を所定の制御範囲内に維持して走行するように前記内燃機関および前記電動機を使用する第１の走行モードでの車両運転中に、前記充電状態推定部による残容量推定値が制御目標より低下すると前記発電部による内部充電を促進するように前記内燃機関および前記電動機の作動を制御する走行制御部（２１０）と、
    前記蓄電装置に関連する異常を検知するように構成された異常検知部（２２０）と、
    前記異常検知部によって異常が検知されているときに、前記制御目標を前記異常の非検知時よりも高く設定するように構成された異常処理部（２３０）とを備え、
    前記異常処理部（２３０）は、前記異常が検知されているときには、前記残容量推定値が前記制御目標まで低下しても、前記蓄電装置または前記一部の蓄電ユニットの実際の残容量が管理下限値まで低下しないような余裕代を有するように、前記制御目標を設定する、ハイブリッド車両の充放電制御システム。
20. 動力源としての内燃機関（１８）および電動機（ＭＧ２）と、前記電動機に対して双方向に電力を入出力可能に構成された蓄電装置（１０）とを搭載するハイブリッド車両（５）の充放電制御システムの制御方法であって、
    前記充放電制御システムは、
    車両外部の電源によって前記蓄電装置を充電するように構成された外部充電部（３０）と、
    前記内燃機関の出力によって前記蓄電装置の充電電力を発生するように構成された発電部（ＭＧ１）とを備え、
    前記制御方法は、
    前記蓄電装置に関連する異常を検知するステップ（Ｓ１００）と、
    前記蓄電装置の残容量を所定の制御範囲内に維持して走行するように前記内燃機関および前記電動機を使用する第１の走行モードでの車両運転中に、前記異常が検知されているときには、前記残容量の制御目標を前記異常の非検知時よりも高く設定するステップ（Ｓ１６０）と、
    前記蓄電装置の状態検出値に基づいて前記蓄電装置の残容量推定値を算出するステップ（Ｓ１８０）と、
    前記第１の走行モードでの車両運転中に、前記残容量推定値が前記制御目標より低下すると前記発電部による内部充電を促進するように前記内燃機関および前記電動機の作動を制御するステップ（Ｓ２００）とを備え、
    前記設定するステップ（Ｓ１６０）は、前記異常が検知されているときには、前記残容量推定値が前記制御目標まで低下しても、前記蓄電装置または前記一部の蓄電ユニットの実際の残容量が管理下限値まで低下しないような余裕代を有するように、前記制御目標を設定する、ハイブリッド車両の充放電制御システムの制御方法。

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