JP4952229B2 - 電源回路の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、電気自動車、燃料電池車、ハイブリッド車などの走行用モータを搭載した車両の電源回路に関し、特に、複数の蓄電機構（蓄電池（バッテリ、二次電池）、キャパシタ等）を備えた電源回路を制御する制御装置へ電力を供給する技術に関する。

従来から、車両走行の推進力として、燃焼エネルギーで作動するエンジンの他に電気エネルギーで作動するモータを備えたハイブリッド車両が知られている。このハイブリッド車両の種類としては、大きく、（１）車輪の駆動をモータで行ないエンジンはモータへの電力供給源として作動するシリーズ（直列）ハイブリッドシステムと、（２）エンジンとモータとの双方で車輪を駆動するパラレル（並列）ハイブリッドシステムとがある。さらに、これらの両方の機能を併せ持つパラレルシリーズハイブリッドシステムと呼ばれるものもある。

シリーズハイブリッドシステム以外においては、モータをエンジンの出力を補助する補助駆動源として使用される。このようなハイブリッド車は、たとえば、加速時においてはモータによってエンジンの出力を補助し、減速時においては減速回生によってバッテリ等への充電を行なう等、様々な制御を行ない、バッテリの残容量を確保しつつ運転者の要求を満足できるようになっている。このようなハイブリッド車両は、モータの駆動あるいは回生を行なうために、パワードライブユニット（ＰＣＵ（Power Control Unit）とも呼ばれる）を備える。このパワードライブユニットは、複数のスイッチング素子を備え、このスイッチング素子を用いた電流制御によりモータを駆動あるいは回生する。また、ハイブリッド車両は、これらスイッチング素子にスイッチングを行なわせる制御信号を出力するモータ制御装置を備えている。

上述したハイブリッド車両には、モータに供給する電力を蓄えるバッテリが搭載され、モータはインバータに接続され、インバータはバッテリに接続されている。インバータとバッテリとの間には、インバータとバッテリとの電気的接続を断接するＳＭＲ（System Main Relay）が設けられている。このＳＭＲには、バッテリの正極に設けられた正極ＳＭ
Ｒと、バッテリの負極に設けられた負極ＳＭＲと、正極ＳＭＲに並列接続され、抵抗が直列接続されたプリチャージ用ＳＭＲが存在する（負極ＳＭＲを有しないものであっても、電極の正負が逆であっても構わない）。このインバータの入力側の端子間には、電圧値の変動を平滑化してインバータの作動を安定させるべく大容量の電解コンデンサが設けられる。ハイブリッド車両を走行させる際に、イグニッションスイッチの操作によりメインＳＭＲを閉じて（正極ＳＭＲと負極ＳＭＲとを閉じて）コンデンサを充電するが、コンデンサをバッテリで直接充電すると大電流が流れてＳＭＲの接点が損傷する可能性がある。そこで、先ずプリチャージ用ＳＭＲを閉じて制限抵抗等で電流を制限しながら一定の時間が経過するまでコンデンサをプリチャージし、プリチャージが終了した後にメインＳＭＲを閉じることによりＳＭＲの接点の損傷を防止している。なお、一方の電極に、プリチャージ用ＳＭＲとメインＳＭＲとを切換える回路さえ有すれば、プリチャージ処理は可能である。

さらに、このようなＳＭＲの開閉制御は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）により行なわれる。このＥＣＵには、通常、上述したモータジェネレータに供給する電力を蓄える高電圧のバッテリではなく、低電圧の補機バッテリから、電力が供給される。すなわち、上述したハイブリッド車両においては、高電圧バッテリと低電圧バッテリとを搭載している。こうした車両における低電圧バッテリは、内燃機関のみによって走行する車両と比較すると、補機用電源としてばかりでなく高電圧バッテリを含む高電圧系の制御電源としても機能するなど、その負荷の増大に伴って重要性が一層大きくなっている。そこで、高電圧系の電気エネルギーを低い電圧値の電力に変換して低電圧バッテリの充電を行なうコンバータ回路を搭載し、低電圧バッテリへの電気エネルギー補給に配慮している。

このような配慮にも拘わらず、たとえば長期間に渡る放置による自然放電、前照灯などの大きな電気負荷の連続駆動などにより、低電圧バッテリの電圧値の低下は避けられない。そこで、低電圧バッテリの重要性に鑑みて、低電圧バッテリの電圧値が最低基準電圧値よりも低下したとき、電気自動車のシステムの起動を禁止するような安全対策が採られている。これは、低電圧バッテリの電圧値が所定電圧値以下となると、安定化電源装置などを用いても、制御を行なう制御装置の電源ラインの電圧値がふらついてしまうことがあったからである。したがって、低電圧バッテリの電圧値がこうした電圧値以下となると、一律に始動（使用の開始）を禁止していた。このように低電圧バッテリの電圧値が低下したときに、一律に始動を禁止したために、使い勝手が低下するという課題を発生させていた。

特開２００１−３２０８０７号公報（特許文献１）は、このような課題を解決する電源系制御装置を開示する。この電源系制御装置は、高電圧バッテリを含む高電圧系の電気エネルギーを利用する機器に搭載された電源系制御装置であって、低電圧バッテリを含む低電圧系の電気エネルギーを、機器の制御を行なう制御装置に供給する低電圧電源回路と、低電圧バッテリの電圧値を検出するバッテリ電圧検出部と、高電圧系の電気エネルギーを低電圧値に変換して低電圧バッテリの充電を行なうコンバータと、機器の使用開始の要求があったとき、検出された低電圧バッテリの電圧値が、予め定めた最低基準電圧値よりも低い場合には、制御装置の動作の許可に先立って、コンバータを用いることにより低電圧バッテリの電圧値を最低基準電圧値にまで回復させる回復部とを備える。

この電源系制御装置によると、機器の始動要求があったとき、低電圧バッテリの電圧値が最低基準電圧値よりも低い場合には、コンバータを用いることにより低電圧バッテリの電圧値を最低基準電圧値にまで回復させることができる。この結果、従来であれば、低電圧バッテリの電圧値が始動に適さない電圧値であると判断されてシステム起動できなかった場合でも、システムを起動できる。
特開２００１−３２０８０７号公報

しかしながら、コンバータを起動しようとすると、上述したように、ＥＣＵによりＳＭＲが開閉制御され、その後にコンバータが動作し始める。そのため、低電圧バッテリを充電するためのコンバータが作動を開始する前においては、低電圧バッテリから供給の電力ではＥＣＵの動作を開始させることができず、結局コンバータも作動できない。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、低電圧の蓄電機構と高電圧の蓄電機構とを備えた電源回路の制御装置において、給電元の低電圧の蓄電機構から制御装置への電力の供給が不可能な場合であっても、電源回路を作動可能に制御する、電源回路の制御装置を提供することである。

第１の発明に係る制御装置は、車両補機用の低電圧蓄電機構と走行負荷用の高電圧蓄電機構とから構成される電源回路を制御する。高電圧蓄電機構は複数の蓄電機構が直列に接続されて構成される。この制御装置は、低電圧蓄電機構および起動用蓄電機構の少なくともいずれかから供給された電力により作動される。電源回路は、走行負荷と高電圧蓄電機構との間の状態を、電気的な接続状態および非接続状態のいずれかの状態に切換えるための第１の切換手段と、複数の蓄電機構の中の一部の蓄電機構により充電される起動用蓄電機構と、一部の蓄電機構と起動用蓄電機構との間の状態を、電気的な接続状態および非接続状態のいずれかの状態に切換えるための第２の切換手段とを含む。この第２の切換手段は、制御装置から電力が供給されると一部の蓄電機構と起動用蓄電機構との間を非接続状態にするとともに、制御装置から電力が供給されないと一部の蓄電機構と起動用蓄電機構との間を接続状態にするための手段を含む。この制御装置は、電源回路の作動開始要求を検出すると、走行負荷と高電圧蓄電機構との間を電気的に接続状態とするように、第１の切換手段を制御するための手段と、第１の切換手段により走行負荷と高電圧蓄電機構とが電気的に接続状態になる前に、一部の蓄電機構と起動用蓄電機構との間が電気的に非接続状態になるように第２の切換手段を制御するための手段とを含む。

第１の発明によると、制御装置は低電圧蓄電機構および起動用蓄電機構の少なくともいずれかから供給された電力により作動され、制御装置が作動前（すなわちシステム起動前）には、制御装置から第２の切換手段に電力が供給されないので、一部の蓄電機構と起動用蓄電機構との間を接続状態にされている。このため、一部の蓄電機構により起動用蓄電機構が充電されている。これにより、低電圧蓄電機構から制御装置に供給された電力ではシステム起動が完了できない場合（たとえば低電圧蓄電機構が過放電された状態の場合）、起動用蓄電機構から供給された電力により作動を開始することができる。このときに、システムを起動するとは、第１の切換手段により走行負荷と高電圧蓄電機構とが電気的に接続状態になるようにすることである。このように第１の切換手段により走行負荷と高電圧蓄電機構とが電気的に接続状態になる前に、一部の蓄電機構と起動用蓄電機構との間が電気的に非接続状態になるように第２の切換手段が制御される。起動用蓄電機構から供給された電力により作動を開始した制御装置が電力を第２の切換手段に供給して一部の蓄電機構と起動用蓄電機構との間を非接続状態にする。このようにした後に、システムを起動させるので、高電圧系の電力（高電圧蓄電機構、走行負荷）が低電圧系（制御装置、低電圧蓄電機構、起動用蓄電機構）に流れ込むことを回避できる。その結果、低電圧の蓄電機構と高電圧の蓄電機構とを備えた電源回路の制御装置において、給電元の低電圧の蓄電機構から制御装置への電力の供給が不可能な場合であっても、電源回路を作動可能に制御する、電源装置の制御装置を提供することができる。

第２の発明に係る制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、第２の切換手段は、制御装置から励磁コイルに電力が供給されると一部の蓄電機構と起動用蓄電機構との間が電気的に非接続状態になり、制御装置から励磁コイルに電力が供給されないと一部の蓄電機構と起動用蓄電機構との間が電気的に接続状態になる、常閉リレーである。

第２の発明によると、第２の切換手段として常閉リレー（ノーマルクローズリレー）を用いて、給電元の低電圧の蓄電機構から制御装置への電力の供給が不可能な場合であっても、電源回路を作動可能に制御するとともに、高電圧蓄電機構が走行負荷に接続される前に、高電圧系と低電圧系とを電気的に非接続にして高電圧の電力が低電圧系の制御装置等に流れ込まないようにすることができる。

第３の発明に係る制御装置は、第１または２の発明の構成に加えて、低電圧蓄電機構から供給される電力が不足しているか否かを判断するための手段と、低電圧蓄電機構から供給される電力が不足していると判断されると、高電圧蓄電機構の電力を低電圧蓄電機構に供給するための手段とをさらに含む。

第３の発明によると、低電圧蓄電機構から供給される電力が不足していると判断されたときには（このときには、起動用蓄電機構から供給された電力により制御装置は作動を開始する）、高電圧蓄電機構（たとえば高電圧バッテリ）の電力を低電圧蓄電機構（たとえば補機用の低電圧バッテリ）に供給して、充電することができる。このため、制御装置を作動させるとともに、車両補機用の低電圧蓄電機構を充電することができる。

第４の発明に係る制御装置は、第１または２の発明の構成に加えて、低電圧蓄電機構から供給される電力が不足しているか否かを判断するための手段と、低電圧蓄電機構から供給される電力が不足していると判断されると、高電圧蓄電機構の電力を、コンバータを用いて降圧した電力を、低電圧蓄電機構に供給するための手段とをさらに含む。

第４の発明によると、低電圧蓄電機構から供給される電力が不足していると判断されたときには、高電圧蓄電機構（たとえば高電圧バッテリ）の電力を、コンバータで降圧して、低電圧蓄電機構（たとえば補機用の低電圧バッテリ）に供給して、充電することができる。このため、制御装置を作動させるとともに、車両補機用の低電圧蓄電機構を充電することができる。

第５の発明に係る制御装置においては、第１〜４のいずれかの発明の構成に加えて、高電圧蓄電機構は複数のバッテリセルが直列に接続されたバッテリであって、バッテリセルにはバッテリセルの電圧値を検出する電圧検出線が設けられ、複数のバッテリセルの中の一部のバッテリセルと起動用蓄電機構とは、電圧検出線を用いて接続される。

第５の発明によると、たとえば高電圧蓄電機構の一例であるリチウムイオン電池には、複数のバッテリセルが直列に接続されて構成されるとともに、各セルにおける電圧値を検出するための電圧検出線が設けられている。この電圧検出線を用いて、バッテリセルと起動用蓄電機構（たとえばコンデンサ）とを接続するので、バッテリセルを新たに加工する必要がない。

第６の発明に係る制御装置においては、第１〜５のいずれかの発明の構成に加えて、第１の切換手段は、走行負荷と高電圧蓄電機構の一方の極との電気的な通電／非通電を制御する第１のリレーおよび第１のリレーに直列に接続された抵抗を有する回路と、回路に並列に接続された第２のリレーとを含む。第１の切換手段を制御するための手段は、第２のリレーを通電状態に切換える前に、第１のリレーを通電状態に切換えることにより、走行負荷側に設けられた平滑コンデンサのプリチャージ処理を実行するための手段を含む。

第６の発明によると、プリチャージ処理を実行しない場合には、平滑コンデンサを高電圧蓄電機構で直接充電することになり大電流が流れてリレーの接点が損傷する可能性がある。そこで、先ずプリチャージ用リレーである第１のリレーを通電状態にして抵抗（制限抵抗等）で電流を制限しながら一定の時間が経過するまでコンデンサをプリチャージし、プリチャージが終了した後に第２のリレーを通電状態にすることによりリレーの接点の損傷を防止することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。

図１を参照して、本実施の形態に係る制御装置を含む、ハイブリッド車両全体の制御ブロック図を説明する。なお、本発明は図１に示すハイブリッド車両に限定されない。本発明は、動力源としての、たとえばガソリンエンジン等の内燃機関（以下、エンジンとして説明する）が、車両を走行させる駆動源（走行源）であって、かつ、ジェネレータの駆動源であればよい。さらに、駆動源がエンジンおよびモータジェネレータであって、モータジェネレータの動力により走行可能な車両であればよく（エンジンを停止させても停止させなくても）、走行用バッテリを搭載した他の態様を有するハイブリッド車両であってもよい（いわゆるシリーズ型やパラレル型等のハイブリッド車両に限定されない）。さらに、エンジンを有さない電気自動車や燃料電池車への適用も可能である。なお、この走行用バッテリは、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などであって、その種類は特に限定されるものではない。また、蓄電機構としては、バッテリの代わりにキャパシタでも構わない。さらに、このハイブリッド車両は、モータジェネレータへ電力を供給する高電圧の走行用バッテリの他に、ＥＣＵ等に電力を供給する低電圧の補機用バッテリを搭載している。以下においては、この走行用バッテリはリチウムイオン電池であるものとして説明する。このリチウムイオン電池は、複数のセルが直列に接続された定格電圧値が２００Ｖ程度の二次電池であって、各セル（たとえば定格電圧値３．６Ｖ）ごとに電圧値を検出するための電圧検出ラインが装備されている。なお、補機用バッテリは、車両に搭載されている補機（ランプ、ワイパーモータ、パワーウィンドウモータ、車載コンピュータ等）に電力を供給するための低電圧値（たとえば１２Ｖ程度）の鉛蓄電池等である。さらに、モータジェネレータの定格電圧値は走行用バッテリの定格電圧値よりも高いものとする。

ハイブリッド車両は、エンジン１２０と、モータジェネレータ（ＭＧ）１４０とを含む。なお、以下においては、説明の便宜上、モータジェネレータ１４０を、モータジェネレータ１４０Ａ（またはＭＧ（２）１４０Ａ）と、モータジェネレータ１４０Ｂ（またはＭＧ（１）１４０Ｂ）と表現するが、ハイブリッド車両の走行状態に応じて、モータジェネレータ１４０Ａがジェネレータとして機能したり、モータジェネレータ１４０Ｂがモータとして機能したりする。このモータジェネレータがジェネレータとして機能する場合に回生制動が行なわれる。モータジェネレータがジェネレータとして機能するときには、車両の運動エネルギーが電気エネルギーに変換されて、車両が減速される。

ハイブリッド車両は、この他に、エンジン１２０やモータジェネレータ１４０で発生した動力を駆動輪１６０に伝達したり、駆動輪１６０の駆動をエンジン１２０やモータジェネレータ１４０に伝達したりする減速機１８０と、エンジン１２０の発生する動力を駆動輪１６０とモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）との２経路に分配する動力分割機構（たとえば、後述する遊星歯車機構）２００と、モータジェネレータ１４０を駆動するための電力を充電する走行用バッテリ２２０と、走行用バッテリ２２０の直流とモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）およびモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）の交流とを変換しながら電流制御を行なうインバータ２４０と、走行用バッテリ２２０の充放電状態（たとえば、ＳＯＣ（State Of Charge））を管理制御するバッテリ制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵ（Electronic Control Unit）という）２６０と、エンジン１２０の動作状態を制御するエンジンＥＣＵ２８０と、ハイブリッド車両の状態に応じてモータジェネレータ１４０およびバッテリＥＣＵ２６０、インバータ２４０等を制御するＭＧ＿ＥＣＵ３００と、バッテリＥＣＵ２６０、エンジンＥＣＵ２８０およびＭＧ＿ＥＣＵ３００等を相互に管理制御して、ハイブリッド車両が最も効率よく運行できるようにハイブリッドシステム全体を制御するＨＶ＿ＥＣＵ３２０等を含む。

本実施の形態において、走行用バッテリ２２０とインバータ２４０との間には昇降圧コンバータ２４２が設けられている。これは、走行用バッテリ２２０の定格電圧値が、モータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）やモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）の定格電圧値よりも低いので、走行用バッテリ２２０からモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）やモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）に電力を供給するときには、昇降圧コンバータ２４２で電力を昇圧する。なお、充電する場合には昇降圧コンバータ２４２で降圧して走行用バッテリ２２０に充電電力が供給される。さらに、走行用バッテリ２２０から昇降圧コンバータ２４２で降圧して図１には示さない補機用バッテリ６００に充電電力が供給される。

インバータ２４０は、たとえば、６つのＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）と、ＩＧＢＴのエミッタ側からコレクタ側に電流を流すように、各ＩＧＢＴにそれぞれ並列に接続された６つのダイオードとを含む。インバータ２４０は、ＭＧ＿ＥＣＵ３００からの制御信号に基づいて各ＩＧＢＴのゲートをオン／オフ（通電／遮断）することにより、走行用バッテリ２２０から供給された電流を、直流電流から交流電流に変換し、モータジェネレータ１４０に供給する。なお、インバータ２４０およびＩＧＢＴには、周知の技術を利用すればよいため、ここではさらなる詳細な説明は繰返さない。なお、モータジェネレータ１４０Ａ（１４０Ｂ）が駆動用である場合にはインバータ２４０が駆動用インバータとして機能して、モータジェネレータ１４０Ｂ（１４０Ａ）が発電用である場合にはインバータ２４０が発電用インバータとして機能する。

なお、図１においては、各ＥＣＵを別構成としているが、２個以上のＥＣＵを統合したＥＣＵとして構成してもよい（たとえば、図１に、点線で示すように、ＭＧ＿ＥＣＵ３００とＨＶ＿ＥＣＵ３２０とバッテリＥＣＵ２６０とを統合したＥＣＵ（たとえば、図３のＥＣＵ４００）とすることがその一例である）。

動力分割機構２００は、エンジン１２０の動力を、駆動輪１６０とモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）との両方に振り分けるために、遊星歯車機構（プラネタリーギヤ）が使用される。モータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）の回転数を制御することにより、動力分割機構２００は無段変速機としても機能する。エンジン１２０の回転力はキャリア（Ｃ）に入力され、それがサンギヤ（Ｓ）によってモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）に、リングギヤ（Ｒ）によってモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）および出力軸（駆動輪１６０側）に伝えられる。回転中のエンジン１２０を停止させる時には、エンジン１２０が回転しているので、この回転の運動エネルギーをモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）で電気エネルギーに変換して、エンジン１２０の回転数を低下させる。

図１に示すようなハイブリッドシステムを搭載するハイブリッド車両においては、車両の状態について予め定められた条件が成立すると、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、モータジェネレータ１４０のモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）のみによりハイブリッド車両の走行を行なうようにモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）およびエンジンＥＣＵ２８０を介してエンジン１２０を制御する。たとえば、予め定められた条件とは、走行用バッテリ２２０のＳＯＣが予め定められた値以上であるという条件等である。このようにすると、発進時や低速走行時等であってエンジン１２０の効率が悪い場合に、モータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）のみによりハイブリッド車両の走行を行なうことができる。この結果、走行用バッテリ２２０のＳＯＣを低下させることができる（その後の車両停止時に走行用バッテリ２２０を充電することができる）。

また、通常走行時には、たとえば動力分割機構２００によりエンジン１２０の動力を２経路に分け、一方で駆動輪１６０の直接駆動を行ない、他方でモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）を駆動して発電を行なう。この時、発生する電力でモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）を駆動して駆動輪１６０の駆動補助を行なう。また、高速走行時には、さらに走行用バッテリ２２０からの電力をモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）に供給してモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）の出力を増大させて駆動輪１６０に対して駆動力の追加を行なう。一方、減速時には、駆動輪１６０により従動するモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）がジェネレータとして機能して回生発電を行ない、回収した電力を走行用バッテリ２２０に蓄える。なお、走行用バッテリ２２０の充電量が低下し、充電が特に必要な場合には、エンジン１２０の出力を増加してモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）による発電量を増やして走行用バッテリ２２０に対する充電量を増加する。

また、走行用バッテリ２２０の目標ＳＯＣはいつ回生が行なわれてもエネルギーが回収できるように、通常は６０％程度に設定される。また、ＳＯＣの上限値と下限値とは、走行用バッテリ２２０のバッテリの劣化を抑制するために、たとえば、制御上限値を８０％とし、制御下限値を３０％として設定され、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、ＭＧ＿ＥＣＵ３００を介してＳＯＣが上限値および下限値を越えないようにモータジェネレータ１４０による発電や回生、モータ出力を制御している。なお、ここで挙げた値は、一例であって特に限定される値ではない。

図２を参照して、動力分割機構２００についてさらに説明する。動力分割機構２００は、サンギヤ（Ｓ）２０２と（以下、単にサンギヤ２０２と記載する）、ピニオンギヤ２０４と、キャリア（Ｃ）２０６（以下、単にキャリア２０６と記載する）と、リングギヤ（Ｒ）２０８（以下、単にリングギヤ２０８と記載する）とを含む遊星歯車から構成される。

ピニオンギヤ２０４は、サンギヤ２０２およびリングギヤ２０８と係合する。キャリア２０６は、ピニオンギヤ２０４が自転可能であるように支持する。サンギヤ２０２はＭＧ（１）１４０Ｂの回転軸に連結される。キャリア２０６はエンジン１２０のクランクシャフトに連結される。リングギヤ２０８はＭＧ（２）１４０Ａの回転軸および減速機１８０に連結される。

エンジン１２０、ＭＧ（１）１４０ＢおよびＭＧ（２）１４０Ａが、遊星歯車からなる動力分割機構２００を介して連結されることで、エンジン１２０、ＭＧ（１）１４０ＢおよびＭＧ（２）１４０Ａの回転数は、共線図において直線で結ばれる関係になる。

図３を参照して、本発明の実施の形態に係る制御装置で制御される電源回路について説明する。図３において、実線で示されるラインが電力線（電力ライン）、点線で示されるラインが制御線（制御ライン）である。

この電源回路は、走行用バッテリ２２０と、昇降圧コンバータ２４２と、プリチャージ用のＳＭＲであるＳＭＲＰ５００と、制限抵抗５０２と、負極側メインＳＭＲのＳＭＲＧ５０４と、正極側メインＳＭＲのＳＭＲＢ５０６と、ＥＣＵ４００とを含む。本実施の形態に係る制御装置は、ＥＣＵ４００が実行するプログラムにより実現される。

昇降圧コンバータ２４２は、走行用バッテリ２２０とインバータ２４０との間に設けられる。昇降圧コンバータ２４２は、走行用バッテリ２２０からインバータ２４０へ走行用電力を供給するために、走行用バッテリ２２０の電圧値をモータジェネレータ１４０の定格電圧値まで昇圧する。また、昇降圧コンバータ２４２は、インバータ２４０から走行用バッテリ２２０へ回生制動電力を供給するために、モータジェネレータ１４０の定格電圧値を走行用バッテリ２２０の定格電圧値まで降圧する。また、昇降圧コンバータ２４２は、走行用バッテリ２２０から補機用バッテリ６００へ充電電力を供給するために、走行用バッテリ２２０の電圧値を補機用バッテリ６００の定格電圧値まで降圧する。この補機用バッテリ６００を充電するための出力端子が、負荷（インバータ２４０およびモータジェネレータ１４０）に接続される出力端子とは別に設けられ、ＥＣＵ４００から昇降圧コンバータ２４２への指令信号により、昇降圧コンバータ２４２は１２Ｖの電圧値の補機用バッテリ６００の充電電力を出力する。

昇降圧コンバータ２４２は、ＥＣＵ４００によってＮＰＮトランジスタがオン／オフされ、走行用バッテリ２２０から供給された直流電力の電圧値を昇圧して出力電力をインバータ２４０に供給する。また、昇降圧コンバータ２４２は、モータ駆動回路が搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車の回生制動時、モータジェネレータ１４０によって発電され、インバータ２４０によって変換された直流電力の電圧値を降圧して走行用バッテリ２２０へ供給する。

モータジェネレータ１４０は、三相交流モータである。モータジェネレータ１４０の回転軸は、図２に示すように車両のドライブシャフト（図示せず）に接続され、駆動輪に駆動力を伝達する。車両は、モータジェネレータ１４０からの駆動力により走行する。

昇降圧コンバータ２４２と並列にコンデンサが設けられるとともに、インバータ２４０と並列にコンデンサが設けられる。このようなコンデンサは、走行用バッテリ２２０から供給された電力、またはインバータ２４０から供給された電力を平滑化するため、電荷を一旦蓄積する。平滑化された電力は、インバータ２４０（モータ走行時）または走行用バッテリ２２０（回生制動時）にそれぞれ供給される。

ＳＭＲＰ５００は、走行用バッテリ２２０の負極に設けられている。ＳＭＲＧ５０４とは、並列に接続されている。ＳＭＲＰ５００には、制限抵抗５０２が直列に接続されている。ＳＭＲＰ５００は、ＳＭＲＧ５０４が接続されるよりも時間的に先に接続され、インバータ２４０に突入電流が流れることを防止するプリチャージ用ＳＭＲである。ＳＭＲＧ５０４は、ＳＭＲＰ５００および制限抵抗５０２に並列に接続され、プリチャージが終了した後に接続される負極ＳＭＲである。各ＳＭＲは、ＥＣＵ４００により制御される。なお、これらのＳＭＲに加えて、走行用バッテリ２２０の正極側に、ＳＭＲＢ５０６が設けられている。

ＥＣＵ４００は、イグニッションスイッチおよびスタートスイッチ（いずれも図示せず）、アクセルペダル（図示せず）の踏込み量、ブレーキペダル（図示せず）の踏込み量などに基づいて、ＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶されたプログラムを実行し、インバータ２４０および各ＳＭＲを制御して、車両を所望の状態で走行させる。

ＥＣＵ４００は、補機用バッテリ６００により作動される。ＥＣＵ４００は、この補機用バッテリ６００から供給されている電力の電圧値が低いか否かを判断することができる。

ＳＭＲＰ５００、ＳＭＲＧ５０４、ＳＭＲＢ５０６は、コイルに対して励磁電流を供給したときに接点が閉じるリレーである。ＳＭＲＰ５００、ＳＭＲＧ５０４、ＳＭＲＢ５０６の作動状態とイグニッションスイッチおよびスタートスイッチの位置との関係について説明する。なお、ＳＭＲがオンとは電気的に接続された状態を示し、ＳＭＲがオフとは電気的に接続されていない状態を示す。

イグニッションスイッチには、ＯＦＦ（オフ）位置と、ＡＣＣ位置およびＯＮ（オン）位置とがあり、ＥＣＵ４００は、電源遮断時、すなわちイグニッションスイッチのポジションがＯＦＦ位置にあるときには、全てのＳＭＲＰ５００、ＳＭＲＧ５０４、ＳＭＲＢ５０６をオフする。すなわち、ＳＭＲＰ５００、ＳＭＲＧ５０４、ＳＭＲＢ５０６のコイルに対する励磁電流をオフする。なお、イグニッションスイッチのポジションは、ＯＦＦ位置→ＡＣＣ位置→ＯＮ位置の順に切り換えられる。なお、このようなスイッチに、本発明の適用が限定されるものではない。

ハイブリッドシステム起動時（メイン電源接続時）、すなわち、たとえば運転者がブレーキペダルを踏み込んでプッシュ式のスタートスイッチを押すと、ＥＣＵ４００は、先ず、ＳＭＲＰ５００およびＳＭＲＢ５０６をオンしてプリチャージを実行する。ＳＭＲＰ５００には制限抵抗５０２が接続されているので、ＳＭＲＰ５００をオンしてもインバータ２４０への入力電圧値は緩やかに上昇し、突入電流の発生を防止することができる。

なお、イグニッションスイッチのポジションがこのような３つの位置を有しない場合かつスタートスイッチがイグニッションスイッチを兼ねる場合を含めて、本実施の形態に係る制御装置の適用が可能である。

ＥＣＵ４００は、インバータ２４０の電圧値が、たとえば、バッテリ電圧値ＶＢの約８０％程度に達したときに、または、インバータ２４０の電圧値がほぼバッテリ電圧値ＶＢに等しくなったときに、プリチャージを完了し、ＳＭＲＰ５００をオフしてＳＭＲＧ５０４をオンする（ＳＭＲＢ５０６はオンのまま）。なお、このプリチャージに必要な時間を予め設定しておく。設定された時間はプリチャージ時間と呼ばれる。このようなプリチャージ処理後に、昇降圧コンバータ２４２やインバータ２４０が作動を開始できる。

一方、イグニッションスイッチのポジションがＯＮ位置からＯＦＦ位置に切り換えられると、ＥＣＵ４００は、ＳＭＲＧ５０４およびＳＭＲＢ５０６をオフする。（すでに、ＳＭＲＰ５００はオフされている）。この結果、走行用バッテリ２２０とインバータ２４０との間の電気的な接続が遮断され、電源遮断状態となる。このとき、駆動回路側の残存電力はディスチャージされ、インバータ２４０の電圧値は徐々に約０Ｖ（遮断時電圧値）に収束する。なお、遮断時電圧値は必ずしも０Ｖである必要はなく、たとえば、２〜３Ｖ程度の微弱電圧値であっても良い。

本実施の形態に係る制御装置は、ＥＣＵ４００へ補機用バッテリ６００からの供給される電力が低い時にシステム起動指令があると、走行用バッテリ２２０の４セル分（補機用バッテリ６００の充電電力の定格電圧値にほぼ等しい電圧値）の電力を用いてＳＭＲを制御してシステムを起動させ、その後、走行用バッテリ２２０で補機用バッテリ６００を充電する。このとき、昇降圧コンバータ２４２で走行用バッテリ２２０の定格電圧値が補機用バッテリ６００の定格電圧値まで降圧される。

走行用バッテリ２２０の一部のセル群（ここでは４セル分）２２２の電圧検出線には、負極側スイッチＳＷＧ２２４と正極側スイッチＳＷＢ２２６とが設けられている。この負極側スイッチＳＷＧ２２４と正極側スイッチＳＷＢ２２６とは、このセル群２２２により供給された電力で作動を開始したＥＣＵ４００により開閉制御される。この負極側スイッチＳＷＧ２２４と正極側スイッチＳＷＢ２２６とは、たとえば、ノーマルクローズリレーである。ノーマルクローズリレーの励磁回路は、ＥＣＵ４００により電力が供給される。ノーマルクローズリレーは、ＥＣＵ４００から励磁回路へ電力が供給されていると（通電状態）、セル群２２２とコンデンサ２２８との間を電気的に非接続状態（このときノーマルクローズリレーであるスイッチがオフ指令信号（通電指令信号）を受けて電気的に非接続状態である）にし、ＥＣＵ４００から励磁回路への電力の供給を停止していると（非通電状態）、セル群２２２とコンデンサ２２８との間が電気的に接続された状態（このときノーマルクローズリレーであるスイッチがオン状態である）にする。したがって、ＥＣＵ４００が作動を開始するまでは、ＥＣＵ４００から負極側スイッチＳＷＧ２２４と正極側スイッチＳＷＢ２２６であるノーマルクローズリレーの励磁回路への電力の供給が停止しているので、セル群２２２とコンデンサ２２８との間は電気的に接続された状態であって、セル群２２２によりコンデンサ２２８に電力が供給される。

コンデンサ２２８の正極側ラインは、ＥＣＵ４００の＋Ｂ（２）端子４２０に接続されている。ＥＣＵ４００は、通常用いられる補機用バッテリ６００の正極側ラインに接続される＋Ｂ（１）端子４１０を備える。なお、ＥＣＵ４００の負極側端子４３０はアース線が接続されている。

補機用バッテリ６００の正極側端子６１０は、ＥＣＵ４００の＋Ｂ（１）端子４１０および昇降圧コンバータ２４２の正極側出力端子（走行用バッテリ２２０の電力が１２Ｖ程度の電圧値まで降圧された電力の出力端子）に接続されている。なお、補機用バッテリ６００の負極側端子６２０はアース線が接続されている。

本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ４００は、ハイブリッドシステムの起動指令を検出した時に補機用バッテリ６００からの供給電力の電圧値（＋Ｂ（１）端子４１０に供給されている電力の電圧値）が、補機用バッテリ６００の電力がハイブリッドシステムを起動させるためには十分ではない場合には、コンデンサ２２８からＥＣＵ４００に並列に供給されている電力を用いてシステムを起動させる。その後、高電圧系統と低電圧系統とが接続される状態を回避するために（高電圧電力が低電圧系統に漏電することを回避するために）、ノーマルクローズリレーの励磁回路に電力を供給してスイッチＳＷＧ２２４およびスイッチＳＷＢ２２６を非接続状態とする。さらに、このように補機用バッテリ６００の電力がハイブリッドシステムを起動させるためには十分ではない場合には、走行用バッテリ２２０の電力を昇降圧コンバータ２４２で降圧して補機用バッテリ６００を充電する。

本実施の形態に係る制御装置は、デジタル回路やアナログ回路の構成を主体としたハードウェアでも、ＥＣＵ４００に含まれるＣＰＵ（Central Processing Unit)およびメモリとメモリから読み出されてＣＰＵで実行されるプログラムとを主体としたソフトウェアでも実現することが可能である。一般的に、ハードウェアで実現した場合には動作速度の点で有利で、ソフトウェアで実現した場合には設計変更の点で有利であると言われている。以下においては、ソフトウェアとして制御装置を実現した場合を説明する。

図４を参照して、本実施の形態に係る電源回路の制御装置を実現するために、ＥＣＵ４００が実行する、プログラムの制御構造について説明する。なお、このプログラムは、サブルーチンであって、予め定められたサイクルタイムで繰返し実行される。さらに、図４に示すフローチャートにおいては、イグニッションスイッチがオフ状態であって、ＥＣＵ４００が作動を停止している状態を初期状態であるとする。このようにＥＣＵ４００が作動を指定しているため、ＳＭＲＰ５００、ＳＭＲＧ５０４およびＳＭＲＢ５０６に対してオン指令信号（通電指令信号）が出力されておらず（これらのＳＭＲはＳＭＲの励磁回路にＥＣＵ４００がオン指令信号として電力を供給することで電気的に接続状態になる）、スイッチＳＷＧ２２４およびスイッチＳＷＢ２２６に対してオフ指令信号（走行用バッテリ２２０のセル群２２２とコンデンサ２２８とを非接続状態にするための信号）が出力されていないので（これらのスイッチはノーマルクローズリレーの励磁回路にＥＣＵ４００がオフ指令信号として電力を供給することで電気的に非接続状態になる）、走行用バッテリ２２０と負荷（昇降圧コンバータ２４２やインバータ２４０）とは非接続状態であって、走行用バッテリ２２０のセル群２２２とコンデンサ２２８とは接続状態である。なお、コンデンサ２２８の容量は、システム起動できるのに十分な電力を蓄えることができる容量であるとする。

ステップ（以下、ステップをＳと略す）１０００にて、ＥＣＵ４００は、システム起動指令を検出したか否かを判断する。このとき、ＥＣＵ４００は、ハイブリッドシステム起動要求（メイン電源接続要求）を示す、イグニッションスイッチがスタート位置にされたことや、運転者によりプッシュ式のスタートスイッチが押されたことに基づいて、システム起動指令を検出したか否かを判断する。システム起動指令が検出されると（Ｓ１０００にてＹＥＳ）、処理はＳ１１００へ移される。もしそうでないと（Ｓ１０００にてＮＯ）、処理はＳ１０００へ戻されてシステム起動指令を検出するまで待つ。なお、Ｓ１０００にてＮＯの場合には、この処理は終了するように処理しても構わない。

Ｓ１１００にて、ＥＣＵ４００は、補機用バッテリ６００からＥＣＵ４００への供給された電力の電圧値Ｂ（１）を検出する。このとき、検出される電圧値Ｂ（１）は、ＥＣＵ４００の正極側の＋Ｂ（１）端子４１０に供給されている電力の電圧値である。

Ｓ１２００にて、ＥＣＵ４００は、検出された電圧値Ｂ（１）がしきい値以上であるか否かを判断する。このしきい値は、ＥＣＵ４００がシステム起動を完了させるために十分であるか否かという観点で設定される。すなわち、システム起動を完了させるために十分に高くない電圧値の場合には、補機用バッテリ６００の充電量が不足しているので、コンデンサ２２８に蓄えられた電力を用いてシステムが起動される。なお、オルタネータを有していない場合には、検出された電圧値Ｂ（１）がしきい値以上であるか否かに関わらず、システム起動とともに走行用バッテリ２２０の電力により補機用バッテリ６００を充電する。Ｂ（１）≧しきい値であると（Ｓ１２００にてＹＥＳ）、処理はＳ１４００へ移される。もしそうでないと（Ｓ１２００にてＮＯ）、処理はＳ１５００へ移される。なお、Ｓ１２００にてＮＯの場合には、ＥＣＵ４００がシステム起動を完了させるために十分でない電力しか補機用バッテリ６００から供給されていない。このときには、走行用バッテリ２２０に接続されたコンデンサ２２８からＥＣＵ４００に供給された電力でＥＣＵ４００が起動されることになる。Ｓ１０００やＳ１１００の処理が実行されるには（すなわち、ＥＣＵ４００に正常に電力が供給されてプログラムが実行されるには）、通常は補機用バッテリ６００からＥＣＵ４００へ十分に高い電圧値の電力が供給されていなければならない。本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ４００には、２つの正極側端子が設けられ、一方の＋Ｂ（１）端子４１０には補機用バッテリ６００の正極側ラインが接続されるとともに、もう一方の＋Ｂ（２）端子４２０には、コンデンサ２２８の正極側ラインが接続されている。このため、補機用バッテリ６００からＥＣＵ４００に供給された電力の電圧値Ｂ（１）が低くても、走行用バッテリ２２０（の一部のセル群２２２）に接続されたコンデンサ２２８からＥＣＵ４００へ供給された電力でＥＣＵ４００が起動され、Ｓ１０００〜Ｓ１２００等を含めたシステム起動処理を実行できることになる。

Ｓ１４００にて、ＥＣＵ４００は、スイッチＳＷＧ２２４が非接続状態およびスイッチＳＷＢ２２６が非接続状態になる指令信号を出力する。このとき、ＥＣＵ４００は出力していなかったスイッチＳＷＧ２２４およびスイッチＳＷＢ２２６を構成するノーマルクローズリレーの励磁回路に電力を供給して、スイッチＳＷＧ２２４およびスイッチＳＷＢ２２６を電気的に非接続状態とする。

Ｓ１５００にて、ＥＣＵ４００は、ＳＭＲＰ５００が接続状態およびＳＭＲＢ５０６が接続状態になる指令信号を出力する。これにより、走行用バッテリ２２０と負荷（昇降圧コンバータ２４２やインバータ２４０）とが接続状態となり、プリチャージ処理が開始される。

Ｓ１６００にて、ＥＣＵ４００は、プリチャージ処理が完了したか否かを判断する。たとえば、Ｓ１５００の処理の後に予め設定されたプリチャージ時間を経過するとプリチャージ処理が完了したと判断する。プリチャージ処理が完了したと判断されると（Ｓ１６００にてＹＥＳ）、処理はＳ１７００へ移される。もしそうでないと（Ｓ１６００にてＮＯ）、処理はＳ１６００へ戻されてプリチャージ処理が完了するまで待つ。

Ｓ１７００にて、ＥＣＵ４００は、ＳＭＲＰ５００が非接続状態およびＳＭＲＧ５０４が接続状態になる指令信号を出力する。これにより、走行用バッテリ２２０と負荷（昇降圧コンバータ２４２やインバータ２４０）とが接続状態となり、走行用バッテリ２２０の電力を負荷側へ供給することができる。

Ｓ１９００にて、ＥＣＵ４００は、昇降圧コンバータ２４２へ補機用バッテリ６００の充電指令信号を出力する。これにより、昇降圧コンバータ２４２は、１２Ｖの電圧値の補機用バッテリ６００を充電するための電力を出力する。

Ｓ２０００にて、ＥＣＵ４００は、システムの起動が完了したと判断する。このとき、ＥＣＵ４００は、たとえば、インストルメントパネルに設けられたハイブリッドシステムが作動していることを示す「ＰＯＷＥＲ」ランプを点灯させる。さらに、ＥＣＵ４００は、スイッチＳＷＧ２２４が非接続状態およびスイッチＳＷＢ２２６が非接続状態になる指令信号を出力する。このとき、Ｓ１４００と同様に、ＥＣＵ４００は出力していなかったスイッチＳＷＧ２２４およびスイッチＳＷＢ２２６を構成するノーマルクローズリレーの励磁回路に電力を供給して、スイッチＳＷＧ２２４およびスイッチＳＷＢ２２６を電気的に非接続状態とする。なお、既にスイッチＳＷＧ２２４が非接続状態およびスイッチＳＷＢ２２６が非接続状態である場合には、このような非接続状態になる指令信号が出力されても、スイッチＳＷＧ２２４およびスイッチＳＷＢ２２６は非接続状態を維持する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態にかかる電源回路の制御装置であるＥＣＵ４００の動作について説明する。なお、以下の説明においては、イグニッションスイッチがオフ状態であって、ＥＣＵ４００が作動を停止しており、ＳＭＲＰ５００、ＳＭＲＧ５０４およびＳＭＲＢ５０６に対してオン指令信号（通電指令信号）が出力されておらず、走行用バッテリ２２０と負荷（昇降圧コンバータ２４２やインバータ２４０）とは非接続状態であって、スイッチＳＷＧ２２４およびスイッチＳＷＢ２２６に対してオフ指令信号（非通電指令信号）が出力されていないので、走行用バッテリ２２０のセル群２２２とコンデンサ２２８とは接続状態（コンデンサ２２８が走行用バッテリ２２０のセル群２２２により充電された状態）である。

（１）補機用バッテリが十分に高い電圧値の電力をＥＣＵに供給している時
ハイブリッドシステムの起動要求であるシステム起動指令信号が検出されると（Ｓ１０００にてＹＥＳ）、補機用バッテリ６００からＥＣＵ４００への供給電圧値Ｂ（１）が検出される（Ｓ１１００）。補機用バッテリ６００が十分に充電された状態であると、この電圧値Ｂ（１）がしきい値以上である（Ｓ１２００にてＹＥＳ）。

ノーマルクローズリレーの励磁回路に電力が供給されて、スイッチＳＷＧ２２４およびスイッチＳＷＢ２２６が非接続状態に切換えられる（Ｓ１４００）。これにより、高電圧系統と低電圧系統とが接続される状態を回避（高電圧電力が低電圧系統に漏電することを回避）できる。このように高電圧系統と低電圧系統とを切り離して、負極側プリチャージ用のＳＭＲであるＳＭＲＰ５００および正極側のＳＭＲであるＳＭＲＢ５０６が接続状態にされて、プリチャージ処理が開始される（Ｓ１５００）。

プリチャージ処理が終了すると（Ｓ１６００にてＹＥＳ）、負極側プリチャージ用のＳＭＲであるＳＭＲＰ５００が非接続状態に、負極側メインＳＭＲであるＳＭＲＧ５０４が接続状態にされる（Ｓ１７００）。昇降圧コンバータ２４２に補機用バッテリ６００の充電指令信号が出力される（Ｓ１９００）。これにより、昇降圧コンバータ２４２の１２Ｖ程度の電圧値の直流電力が、出力端子から補機用バッテリ６００に供給されて、補機用バッテリ６００の充電が開始される。その後、システム起動が完了する（Ｓ２０００）。なお、供給電圧値Ｂ（１）がしきい値以上であって既にＳ１４００の処理が実行されているので、スイッチＳＷＧ２２４およびスイッチＳＷＢ２２６が非接続状態であるので、その非接続状態が維持される。

（２）補機用バッテリが十分に高い電圧値の電力をＥＣＵに供給していない時
補機用バッテリ６００が十分に高い電圧値の電力をＥＣＵ４００に供給していないために、ＥＣＵ４００は、＋Ｂ（２）端子４２０に接続されたコンデンサ２２８から供給された電力により以下の処理を実行する。

ハイブリッドシステムの起動要求であるシステム起動指令信号が検出されると（Ｓ１０００にてＹＥＳ）、補機用バッテリ６００からＥＣＵ４００への供給電圧値Ｂ（１）が検出される（Ｓ１１００）。補機用バッテリ６００が十分に充電された状態でないので、この電圧値Ｂ（１）がしきい値未満である（Ｓ１２００にてＮＯ）。

この場合には、システム起動が完了するまでは、ノーマルクローズリレーの励磁回路に電力が供給されることはなく、スイッチＳＷＧ２２４およびスイッチＳＷＢ２２６が非接続状態に切換えられることはない。負極側プリチャージ用のＳＭＲであるＳＭＲＰ５００および正極側のＳＭＲであるＳＭＲＢ５０６が接続状態にされて、プリチャージ処理が開始される（Ｓ１５００）。

プリチャージ処理が終了すると（Ｓ１６００にてＹＥＳ）、負極側プリチャージ用のＳＭＲであるＳＭＲＰ５００が非接続状態に、負極側メインＳＭＲであるＳＭＲＧ５０４が接続状態にされる（Ｓ１７００）。

昇降圧コンバータ２４２に補機用バッテリ６００の充電指令信号が出力される（Ｓ１９００）。これにより、昇降圧コンバータ２４２の１２Ｖ程度の電圧値の直流電力が、出力端子から補機用バッテリ６００に供給されて、補機用バッテリ６００の充電が開始される。その後、システム起動が完了する（Ｓ１９００）。このシステム起動完了後（起動完了とともに）、ノーマルクローズリレーの励磁回路に電力が供給されて、スイッチＳＷＧ２２４およびスイッチＳＷＢ２２６が非接続状態に切換えられる（Ｓ２０００）。これにより、高電圧系統と低電圧系統とを切り離すことになる。

なお、上述の説明においては、Ｓ１２００にてＮＯの場合（補機用バッテリ６００が十分に充電された状態でないので、この電圧値Ｂ（１）がしきい値未満である場合）、Ｓ２０００にて、ノーマルクローズリレーの励磁回路に電力が供給されて、スイッチＳＷＧ２２４およびスイッチＳＷＢ２２６が非接続状態に切換え、高電圧系統と低電圧系統とを切り離すようにしている。しかしながら、Ｓ２０００ではなく、Ｓ１２００にてＮＯの場合であってもＳ１５００の処理前にスイッチＳＷＧ２２４およびスイッチＳＷＢ２２６を非接続状態に切換えて、高電圧系統と低電圧系統とを切り離すようにしても構わない。

以上のようにして、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵによると、多数のバッテリセルから構成され、バッテリセル毎に電圧検出ラインを有する走行用バッテリの一部のセル群（このセル群の電圧値がＥＣＵを作動される補機用バッテリの電圧値とほぼ等しくなるようにセル数を選択する）の電力を用いてコンデンサを充電しておく。補機用バッテリに充電された電力が十分ではない時（ＥＣＵに補機用バッテリから供給されている電力の電圧値が低い時）であってＥＣＵがシステム起動を完了させることが困難である場合には、このコンデンサの電力を用いてＥＣＵが作動される。ＥＣＵが作動すると、システムメインリレーを接続する前に高電圧系の走行用バッテリのセル群とコンデンサとの電気的接続を切り離すので、高電圧系の電力が低電圧系統に流れ込むことがない。さらに、走行用バッテリの電力を用いて、補機用バッテリを充電して、補機用バッテリからＥＣＵへの電力供給を確保できる。このようにして、補機用バッテリの過放電によるハイブリッドシステムの起動処理が完了できないことを回避でき、ハイブリッド車両の路上故障を回避することができる。

なお、上述した実施の形態においては、エンジン１２０で作動されるオルタネータを有しないで補機用バッテリ６００は走行用バッテリ２２０の電力を用いて充電されるとしたが、オルタネータを有しても構わない。

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係る制御装置を含む、ハイブリッド車両の制御ブロック図である。 図１の動力分割機構を示す図である。 本発明の実施の形態に係る制御装置で制御される電源回路の構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。

符号の説明

１２０ エンジン、１４０ モータジェネレータ、１６０ 駆動輪、１８０ 減速機、２００ 動力分割機構、２２０ 走行用バッテリ、２４０ インバータ、２４２ 昇降圧コンバータ、２６０ バッテリＥＣＵ、２８０ エンジンＥＣＵ、３００ ＭＧ＿ＥＣＵ、３２０ ＨＶ＿ＥＣＵ、４００ ＥＣＵ、５００ ＳＭＲＰ、５０２ 制限抵抗、５０４ ＳＭＲＧ、５０６ ＳＭＲＢ、６００ 補機用バッテリ。

Claims (6)

1. 車両補機用の低電圧蓄電機構と走行負荷用の高電圧蓄電機構とから構成される電源回路の制御装置であって、前記高電圧蓄電機構は複数の蓄電機構が直列に接続されて構成され、
   前記制御装置は、前記低電圧蓄電機構および起動用蓄電機構の少なくともいずれかから供給された電力により作動され、
   前記電源回路は、
   前記走行負荷と前記高電圧蓄電機構との間の状態を、電気的な接続状態および非接続状態のいずれかの状態に切換えるための第１の切換手段と、
   前記複数の蓄電機構の中の一部の蓄電機構により充電される前記起動用蓄電機構と、
   前記一部の蓄電機構と前記起動用蓄電機構との間の状態を、電気的な接続状態および非接続状態のいずれかの状態に切換えるための第２の切換手段とを含み、
   前記第２の切換手段は、前記制御装置から電力が供給されると前記一部の蓄電機構と前記起動用蓄電機構との間を非接続状態にするとともに、前記制御装置から電力が供給されないと前記一部の蓄電機構と前記起動用蓄電機構との間を接続状態にするための手段を含み、
   前記制御装置は、
   前記電源回路の作動開始要求を検出すると、前記走行負荷と前記高電圧蓄電機構との間を電気的に接続状態とするように、前記第１の切換手段を制御するための手段と、
   前記第１の切換手段により前記走行負荷と前記高電圧蓄電機構とが電気的に接続状態になる前に、前記一部の蓄電機構と前記起動用蓄電機構との間が電気的に非接続状態になるように前記第２の切換手段を制御するための手段とを含む、制御装置。
2. 前記第２の切換手段は、前記制御装置から励磁コイルに電力が供給されると前記一部の蓄電機構と前記起動用蓄電機構との間が電気的に非接続状態になり、前記制御装置から励磁コイルに電力が供給されないと前記一部の蓄電機構と前記起動用蓄電機構との間が電気的に接続状態になる、常閉リレーである、請求項１に記載の制御装置。
3. 前記制御装置は、
   前記低電圧蓄電機構から供給される電力が不足しているか否かを判断するための手段と、
   前記低電圧蓄電機構から供給される電力が不足していると判断されると、前記高電圧蓄電機構の電力を前記低電圧蓄電機構に供給するための手段とをさらに含む、請求項１または２に記載の制御装置。
4. 前記電源回路は、前記高電圧蓄電機構の電力を所望の電圧値まで変更するコンバータをさらに含み、
   前記制御装置は、
   前記低電圧蓄電機構から供給される電力が不足しているか否かを判断するための手段と、
   前記低電圧蓄電機構から供給される電力が不足していると判断されると、前記高電圧蓄電機構の電力を、前記コンバータを用いて降圧した電力を、前記低電圧蓄電機構に供給するための手段とをさらに含む、請求項１または２に記載の制御装置。
5. 前記高電圧蓄電機構は複数のバッテリセルが直列に接続されたバッテリであって、前記バッテリセルにはバッテリセルの電圧値を検出する電圧検出線が設けられ、
   前記複数のバッテリセルの中の一部のバッテリセルと前記起動用蓄電機構とは、前記電圧検出線を用いて接続される、請求項１〜４のいずれかに記載の制御装置。
6. 前記第１の切換手段は、前記走行負荷と前記高電圧蓄電機構の一方の極との電気的な通電／非通電を制御する第１のリレーおよび前記第１のリレーに直列に接続された抵抗を有する回路と、前記回路に並列に接続された第２のリレーとを含み、
   前記第１の切換手段を制御するための手段は、前記第２のリレーを通電状態に切換える前に、前記第１のリレーを通電状態に切換えることにより、前記走行負荷側に設けられた平滑コンデンサのプリチャージ処理を実行するための手段を含む、請求項１〜５のいずれかに記載の制御装置。

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