JPWO2010143278A1 - ハイブリッド車両およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

電源システムは、主蓄電装置（ＢＡ）と複数の副蓄電装置（ＢＢ１，ＢＢ２）とを含む。コンバータ（１２Ｂ）は、副蓄電装置（ＢＢ１，ＢＢ２）の選択された一方と接続されて、この選択副蓄電装置と給電ライン（ＰＬ２）との間で双方向の電圧変換を行なう。副蓄電装置の接続切換処理を経て、最後の副蓄電装置が使用されている状態では、当該副蓄電装置のＳＯＣと車両状態とに基づいて、副蓄電装置の切離要求が発生されて、リレー（ＳＲ１，ＳＲ１Ｇ，ＳＲ２，ＳＲ２Ｇ）がオフされる。この際に、エンジン（４）の始動処理または停止処理の実行中には、ＳＯＣ低下が検出されても切離要求の発生が待機される。同様に、副蓄電装置の切離処理中に、エンジン（４）の始動要求または停止要求が発生されても、始動処理または停止処理の開始は待機される。

Description

この発明は、ハイブリッド車両およびその制御方法に関し、より特定的には、主蓄電装置および複数の副蓄電装置を搭載するハイブリッド車両の電源システム制御に関する。

近年、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、通常の車両動力源である内燃機関に加えて、車両駆動力を発生する電動機および、当該の電動機の駆動電力を供給するための電源システムが搭載されている。電源システムは蓄電装置を含む。

ハイブリッド車両では、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こともあり、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ことが求められている。なお、以下では、外部電源による車載蓄電装置の充電について、単に「外部充電」とも称する。

たとえば、特開２００８−１０９８４０号公報（特許文献１）には、複数個の蓄電装置（バッテリ）を並列接続した電源システムが記載されている。特許文献１に記載の電源システムでは、蓄電装置（バッテリ）ごとに充放電調整機構としての電圧変換器（コンバータ）が設けられている。これに対して、特開２００８−１６７６２０号公報（特許文献２）には、主蓄電装置と複数の副蓄電装置とを搭載した車両において、主蓄電装置に対応するコンバータと、複数の副蓄電装置により共有されるコンバータとを設ける電源装置の構成が記載されている。この構成によれば、コンバータの数を抑制しつつ蓄電可能なエネルギ量を増やすことができる。

特に、特許文献２に記載された構成では、複数の副蓄電装置のうちの１つが選択的にコンバータと接続されて、主蓄電装置および選択副蓄電装置によって、車両駆動用電動機の駆動電力が供給される。このような電源装置では、使用中の副蓄電装置のＳＯＣ（State of Charge）が低下すると、新たな副蓄電装置とコンバータとを接続するようにして、複数個の副蓄電装置を順次使用することによって、蓄電エネルギによる走行距離（ＥＶ（Electric Vehicle）走行距離）を延ばしている。

特開２００８−１０９８４０号公報 特開２００８−１６７６２０号公報

特許文献２に記載された電源システムでは、全ての副蓄電装置が使用済になった場合には、積極的に全ての副蓄電装置をコンバータから電気的に切離すことによって、以降における電源システムの制御上の自由度が向上することが期待できる。

また、ハイブリッド車両では、走行状態に応じて、モータ出力のみによる走行と、モータ出力およびエンジン出力の両方による走行とが選択される。このため、エンジンは、車両走行中の始動処理または停止処理を伴って間欠的に運転される。

ここで、エンジンの始動および停止の際には、電源システムに対する充放電要求が発生する。具体的には、エンジンの始動時には、エンジンをクランキングするためのモータ電力が電源システムから出力される。また、エンジン停止時には、振動抑制のために、フューエルカット後のモータ駆動による減速度制御や停止直前での回生ブレーキ使用のためのモータ電力が電源システムに対して入出力される。

したがって、電源システムでの最後の副蓄電装置の使用終了に伴う切離処理と、エンジンの始動または停止とが同時に実行されると、発生可能な車両駆動パワーが変化することによって、車両運転性（ドライバビリティ）に影響が生じる可能性がある。

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、主蓄電装置および複数の副蓄電装置を備え、かつ複数の副蓄電装置によって電圧変換器（コンバータ）を共有する構成のハイブリッド車両において、最後の副蓄電装置の使用終了に伴う切離処理が車両運転性（ドライバビリティ）に悪影響を与えるのを防止することである。

この発明によるハイブリッド車両は、車両駆動パワーを発生するモータと、内燃機関と、主蓄電装置と、給電ラインと、第１の電圧変換器と、互いに並列に設けられた複数の副蓄電装置と、第２の電圧変換器と、接続部と、制御装置と、走行制御部とを備える。内燃機関は、モータとは独立に車両駆動パワーを出力可能に構成される。給電ラインは、モータを駆動制御するインバータに給電を行なうように構成される。第１の電圧変換器は、給電ラインと主蓄電装置との間に設けられ、双方向の電圧変換を行なうように構成される。第２の電圧変換器は、複数の副蓄電装置と給電ラインとの間に設けられ、複数の副蓄電装置のうちの１つと給電ラインの間で双方向の電圧変換を行なうように構成される。接続部は、複数の副蓄電装置と第２の電圧変換器との間に設けられ、複数の副蓄電装置と第２の電圧変換器との間の接続および切離を制御するように構成される。制御装置は、第１のモードでは、複数の副蓄電装置のうちの、順次選択された選択副蓄電装置と第２の電圧変換器との間を接続するとともに残りの副蓄電装置と第２の電圧変換器との間を切離す一方で、第２のモードでは、複数の副蓄電装置の各々を第２の電圧変換器と切離すように接続部を制御する。走行制御部は、ハイブリッド車両の全体要求パワーを、モータの出力パワーと、内燃機関の出力パワーとに分配するように構成される。そして、走行制御部は、第１のモードから第２のモードへ移行するための、複数の副蓄電装置のうちの最後に使用する副蓄電装置を第２の電圧変換器から切離す切離処理中には、停止状態の内燃機関の始動処理および作動状態の内燃機関の停止処理を禁止する。

あるいは、この発明によるハイブリッド車両の制御方法によれば、ハイブリッド車両は、上述した、モータ、内燃機関、主蓄電装置、給電ライン、第１の電圧変換器、複数の副蓄電装置、第２の電圧変換器、接続部、制御装置、および、走行制御部を備える。そして、制御方法は、第１のモードから第２のモードへ移行するための、複数の副蓄電装置のうちの最後に使用する副蓄電装置を第２の電圧変換器から切離す切離処理中であるか否かを判定するステップと、切離処理中において停止状態の内燃機関の始動処理および作動状態の内燃機関の停止処理を禁止するステップとを備える。

上記ハイブリッド車両およびその制御方法によれば、副蓄電装置の切離処理中には、内燃機関の始動処理および停止処理の実行を禁止するので、エンジンの始動・停止に伴う電力入出力の発生を防止できる。この結果、切離処理中に、エンジンの始動・停止処理に起因して、出力可能な車両駆動パワーが変動することを回避できるので、当該切離処理が車両運転性（ドライバビリティ）に悪影響を与えることを防止できる。

好ましくは、ハイブリッド車両は、内燃機関の出力変化により回転速度が変化するように構成された回転要素と、回転要素の過回転を抑制するために内燃機関の始動要求および停止要求の一方を生成する保護制御部とをさらに備える。そして、走行制御部は、保護制御部によって始動要求または停止要求が生成されたときには、切離処理中であるか否かにかかわらず内燃機関の始動処理または停止処理を許可する。あるいは、制御方法は、保護制御部によって始動要求または停止要求が生成されたときには、切離処理中であるか否かにかかわらず内燃機関の始動処理または停止処理を許可するステップをさらに備える。

このようにすると、部品保護の目的で内燃機関の始動要求あるいは停止要求が発生されたときには、車両運転性の確保に優先してエンジンの始動・停止を実現することにより、機器保護を確実に図ることが可能となる。

さらに好ましくは、制御装置は、切離判定部と、切離禁止部とを含む。切離判定部は、第１のモードにおいて現在の選択副蓄電装置と交換可能な副蓄電装置が残っていない場合に、使用中の選択副蓄電装置の残存容量（ＳＯＣ）の充電状態に基づいて切離処理の開始を要求する切離要求を発生するように構成される。切離禁止部は、内燃機関が始動処理中または停止処理中であるときに、切離要求を発生しないように切離判定部に指示するように構成される。あるいは、制御方法は、第１のモードにおいて現在の選択副蓄電装置と交換可能な副蓄電装置が残っていない場合に、使用中の選択副蓄電装置の残存容量（ＳＯＣ）の充電状態に基づいて切離処理の開始を要求する切離要求を発生するステップと、内燃機関が始動処理中または停止処理中であるときに、選択副蓄電装置の充電状態にかかわらず切離要求を発生しないように指示するステップとをさらに備える。

このようにすると、内燃機関の始動処理または停止処理の実行中には、副蓄電装置の切離処理の開始を禁止することができるので、さらに確実に、内燃機関の始動／停止処理と副蓄電装置の切離処理とが同時に実行されるのを防止できる。

好ましくは、制御装置は、昇圧停止許可部をさらに含む。昇圧停止許可部は、第２のモードにおいて、給電ラインの電圧制御範囲の下限値を、第１のモードにおける当該下限値よりも低下させて主蓄電装置の出力電圧に設定するように構成される。あるいは、制御方法は、第２のモードにおける給電ラインの電圧制御範囲の下限値を、第１のモードにおける当該下限値よりも低下させて主蓄電装置の出力電圧に設定するステップをさらに備える。

このようにすると、接続部によって全ての副蓄電装置をコンバータから切離すことによって、第２のモードでは、主蓄電装置と副蓄電装置との間で短絡経路が形成されることなく給電ラインの電圧を下げることが可能となる。したがって、第２のモードでは、第１の電圧変換器でのスイッチング損失を低減することによってハイブリッド車両のエネルギ効率を高めることが可能となる。

この発明の他の局面では、ハイブリッド車両は、車両駆動パワーを発生するモータと、内燃機関と、主蓄電装置と、給電ラインと、第１の電圧変換器と、互いに並列に設けられた複数の副蓄電装置と、第２の電圧変換器と、接続部と、制御装置とを備える。内燃機関は、モータとは独立に車両駆動パワーを出力可能に構成される。給電ラインは、モータを駆動制御するインバータに給電を行うように構成される。第１の電圧変換器は、給電ラインと主蓄電装置との間に設けられ、双方向の電圧変換を行うように構成される。第２の電圧変換器は、複数の副蓄電装置と給電ラインとの間に設けられ、複数の副蓄電装置のうちの１つと給電ラインの間で双方向の電圧変換を行うように構成される。接続部は、複数の副蓄電装置と第２の電圧変換器との間に設けられ、複数の副蓄電装置と第２の電圧変換器との間の接続および切離を制御するように構成される。制御装置は、第１のモードでは、複数の副蓄電装置のうちの、順次選択された選択副蓄電装置と第２の電圧変換器との間を接続するとともに残りの副蓄電装置と第２の電圧変換器との間を切離す一方で、第２のモードでは、複数の副蓄電装置の各々を第２の電圧変換器と切離すように接続部を制御する。制御装置は、切離判定部と、切離禁止部とを含む。切離判定部は、第１のモードにおいて現在の選択副蓄電装置と交換可能な副蓄電装置が残っていない場合に、使用中の選択副蓄電装置の残存容量の充電状態に基づいて、第１のモードから第２のモードへの移行を指示する切離要求を発生するように構成される。切離禁止部は、内燃機関が始動処理中または停止処理中であるときに、切離要求を発生しないように切離判定部に指示するように構成される。

あるいは、この発明の他の局面では、ハイブリッド車両の制御方法であって、ハイブリッド車両は、上述した、モータ、内燃機関、主蓄電装置、給電ライン、第１の電圧変換器、複数の副蓄電装置、第２の電圧変換器、接続部、および、制御装置を備える。そして、制御方法は、第１のモードにおいて現在の選択副蓄電装置と交換可能な副蓄電装置が残っていない場合に、使用中の選択副蓄電装置の残存容量の充電状態に基づいて、第１のモードから第２のモードへの移行を指示する切離要求を発生するステップと、内燃機関が始動処理中または停止処理中であるときに、選択副蓄電装置の充電状態にかかわらず切離要求を発生しないように指示するステップとを備える。

上記ハイブリッド車両およびその制御方法によれば、内燃機関の始動処理または停止処理の実行中には、副蓄電装置の切離処理の開始を禁止する。これにより、副蓄電装置の切離処理中にエンジンの始動・停止に伴う電力入出力が発生することを防止できる。この結果、切離処理中に、エンジンの始動・停止処理に起因して、出力可能な車両駆動パワーが変動することを回避できるので、当該切離処理が車両運転性（ドライバビリティ）に悪影響を与えることを防止できる。

好ましくは、制御装置は、昇圧指示部と、電力制限部と、切離制御部と、昇圧停止許可部とを含む。昇圧指示部は、切離要求が発生されたときに、給電ラインの電圧を、少なくとも主蓄電装置および複数の副蓄電装置の各出力電圧よりも高い第１の電圧とするように第１の電圧変換器に指示するように構成される。電力制限部は、給電ラインの電圧が第１の電圧に達した後に、選択副蓄電装置による入出力電力上限値を徐々に零まで減少させるように構成される。切離制御部は、電力制限部によって入出力電力上限値が零に設定されたときに、接続部に対して、選択副蓄電装置を第２の電圧変換器から切離すとともに、残りの副蓄電装置と第２の電圧変換器との間の切離状態を維持するように指示する。昇圧停止許可部は、切離制御部によって各副蓄電装置が第２の電圧変換器から切離された後に、給電ラインの電圧制御範囲の下限値を、第１のモードにおける当該下限値よりも低下させて主蓄電装置の出力電圧に設定するように構成される。あるいは、制御方法は、切離要求が発生されたときに、給電ラインの電圧を、少なくとも主蓄電装置および複数の副蓄電装置の各出力電圧よりも高い第１の電圧とするように第１の電圧変換器に指示するステップと、給電ラインの電圧が第１の電圧に達した後に、選択副蓄電装置による入出力電力上限値を徐々に零まで減少させるステップと、減少させるステップによって入出力電力上限値が零に設定されたときに、接続部に対して、選択副蓄電装置を第２の電圧変換器から切離すとともに、残りの副蓄電装置と第２の電圧変換器との間の切離状態を維持するように指示するステップと、指示するステップによって各副蓄電装置が第２の電圧変換器から切離された後に、給電ラインの電圧制御範囲の下限値を、第１のモードにおける当該下限値よりも低下させて主蓄電装置の出力電圧に設定するステップとをさらに備える。

このようにすると、副蓄電装置の切離の際には、主蓄電装置の出力電圧および新たに使用する副蓄電装置の出力電圧のいずれよりも高い第１の電圧まで給電ラインを昇圧した後に、新たに使用する副蓄電装置を第２の電力変換器と接続することができる。これにより、給電ラインを介して、副蓄電装置と主蓄電装置との間で短絡経路が形成されることを防止できる。さらに、接続部によって全ての副蓄電装置をコンバータから切離すことによって、第２のモードでは、主蓄電装置と副蓄電装置との間で短絡経路が形成されることなく給電ラインの電圧を下げることが可能となる。したがって、第２のモードでは、第１の電圧変換器でのスイッチング損失を低減することによってハイブリッド車両のエネルギ効率を高めることが可能となる。

本発明によれば、主蓄電装置および副蓄電装置を備え、かつ複数の蓄電装置によって電圧変換機（コンバータ）を共有する電源構成のハイブリッド車両において、最後の副蓄電装置の使用終了に伴う切離処理が車両運転性（ドライバビリティ）に悪影響を与えるのを防止することである。

本発明の実施の形態に係るハイブリッド車両の主たる構成を示す図である。 図１に示した各インバータの詳細な構成を示す回路図である。 図１に示した各コンバータの詳細な構成を示す回路図である。 ハイブリッド車両の走行制御を説明する機能ブロック図である。 本発明の実施の形態によるハイブリッド車両における選択副蓄電装置の切離処理の概略的な処理手順を示すフローチャートである。 図５に示した副蓄電装置の切離判定処理の詳細を説明するフローチャートである。 図５に示した切離前昇圧処理の詳細を説明するフローチャートである。 図５に示した電力制限変更処理の詳細を説明するフローチャートである。 図５に示した切離動作の詳細を説明するフローチャートである。 図５に示した移行処理の詳細を説明するフローチャートである。 切離処理の前後における給電ラインの電圧制御範囲を比較する概念図である。 本発明の実施の形態によるハイブリッド車両における選択副蓄電装置の切離処理時の動作波形図である。 本発明の実施の形態によるハイブリッド車両におけるエンジン始動／停止制限のための制御処理を説明する第１のフローチャートである。 本発明の実施の形態によるハイブリッド車両におけるエンジン始動／停止制限のための制御処理を説明する第２のフローチャートである。 本発明の実施の形態のハイブリッド車両の制御構成のうちの、選択副蓄電装置の切離処理およびエンジンの始動／停止制限のための機能部分を説明する機能ブロック図である。

以下に、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、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。

図１は、本発明の実施の形態に係るハイブリッド車両の主たる構成を示す図である。
図１を参照して、ハイブリッド車両１は、蓄電装置であるバッテリＢＡ，ＢＢ１，ＢＢ２と、接続部３９Ａ，３９Ｂと、コンバータ１２Ａ，１２Ｂと、平滑用コンデンサＣ１，Ｃ２，ＣＨと、電圧センサ１０Ａ，１０Ｂ１，１０Ｂ２，１３，２１Ａ，２１Ｂと、温度センサ１１Ａ，１１Ｂ１，１１Ｂ２と、電流センサ９Ａ，９Ｂ１，９Ｂ２と、給電ラインＰＬ２と、インバータ１４，２２と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、車輪２と、動力分割機構３と、エンジン４と、制御装置３０とを含む。

本実施の形態によるハイブリッド車両の電源システムは、主蓄電装置であるバッテリＢＡと、モータジェネレータＭＧ２を駆動するインバータ１４に給電を行なう給電ラインＰＬ２と、主蓄電装置（ＢＡ）と給電ラインＰＬ２との間に設けられて双方向の電圧変換を行なう電圧変換器であるコンバータ１２Ａと、互いに並列的に設けられた複数の副蓄電装置であるバッテリＢＢ１，ＢＢ２と、複数の副蓄電装置（ＢＢ１，ＢＢ２）と給電ラインＰＬ２との間設けられて双方向の電圧変換を行なう電圧変換器であるコンバータ１２Ｂとを備えるように構成される。電圧変換器（１２Ｂ）は、複数の副蓄電装置（ＢＢ１，ＢＢ２）のうちのいずれか１つに選択的に接続されて、給電ラインＰＬ２との間で双方向の電圧変換を行なう。

副蓄電装置（ＢＢ１またはＢＢ２の一方）と主蓄電装置（ＢＡ）とは、たとえば、同時使用することにより給電ラインに接続される電気負荷（２２およびＭＧ２）に許容された最大パワーを出力可能であるように蓄電可能容量が設定される。これによりエンジンを使用しないＥＶ走行において最大パワーの走行が可能である。副蓄電装置の蓄電状態が悪化したら、副蓄電装置を交換してさらに走行させればよい。そして副蓄電装置の電力が消費されてしまったら、主蓄電装置に加えてエンジンを使用することによって、副蓄電装置を使用しないでも最大パワーの走行を可能とすることができる。

また、このような構成とすることにより、コンバータ１２Ｂを複数の副蓄電装置で兼用するので、コンバータの数を蓄電装置の数ほど増やさなくて良くなる。ＥＶ走行距離をさらに伸ばすには、バッテリＢＢ１，ＢＢ２に並列にさらにバッテリを追加すればよい。

好ましくは、このハイブリッド車両に搭載される主蓄電装置および副蓄電装置は、外部充電が可能である。このために、ハイブリッド車両１は、さらに、たとえばＡＣ１００Ｖの商用電源である外部電源８に接続するためのバッテリ充電装置（充電用コンバータ）６を含む。バッテリ充電装置６は、交流を直流に変換するとともに電圧を調圧してバッテリの充電電力を供給する。なお、外部充電を可能とする構成としては、上記の他にも、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のステータコイルの中性点を交流電源に接続する方式やコンバータ１２Ａ，１２Ｂを合わせて交流直流変換装置として機能させる方式を用いても良い。あるいは、外部電源と車両とを非接触のまま電磁的に結合する方式によって、外部充電を行ってもよい。

平滑用コンデンサＣ１は、電源ラインＰＬ１Ａと接地ラインＳＬ２との間に接続される。電圧センサ２１Ａは、平滑用コンデンサＣ１の両端間の電圧ＶＬＡを検出して制御装置３０に対して出力する。コンバータ１２Ａは、平滑用コンデンサＣ１の端子間電圧を昇圧して給電ラインＰＬ２へ供給することができる。

平滑用コンデンサＣ２は、電源ラインＰＬ１Ｂと接地ラインＳＬ２との間に接続される。電圧センサ２１Ｂは、平滑用コンデンサＣ２の両端間の電圧ＶＬＢを検出して制御装置３０に対して出力する。コンバータ１２Ｂは、平滑用コンデンサＣ２の端子間電圧を昇圧して給電ラインＰＬ２へ供給することができる。

平滑用コンデンサＣＨは、コンバータ１２Ａ，１２Ｂによって昇圧された電圧を平滑化する。電圧センサ１３は、平滑用コンデンサＣＨの端子間電圧ＶＨを検知して制御装置３０に出力する。

あるいは、逆方向に、コンバータ１２Ａ，１２Ｂは、平滑用コンデンサＣＨによって平滑化された端子間電圧ＶＨを降圧して、電源ラインＰＬ１Ａ，ＰＬ１Ｂへ供給することができる。

インバータ１４は、コンバータ１２Ｂおよび／または１２Ａから与えられる直流電圧を三相交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ１に出力する。インバータ２２は、コンバータ１２Ｂおよび／または１２Ａから与えられる直流電圧を三相交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ２に出力する。

動力分割機構３は、エンジン４およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に結合されてこれらの間で動力を分配する機構である。たとえば動力分割機構としてはサンギヤ、プラネタリキャリヤ、リングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車機構を用いることができる。遊星歯車機構は、３つの回転軸のうち２つの回転軸の回転が定まれば、他の１つの回転軸の回転は強制的に定まる。この３つの回転軸がエンジン４、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各回転軸にそれぞれ接続される。なおモータジェネレータＭＧ２の回転軸は、図示しない減速ギヤや差動ギヤによって車輪２に結合されている。また動力分割機構３の内部にモータジェネレータＭＧ２の回転軸に対する減速機をさらに組み込んでもよい。すなわち、エンジン出力の変化は、エンジン回転速度を変化させるのみならず、エンジン回転速度の変化を通じて、動力分割機構３に連結された回転要素（ＭＧ１，ＭＧ２等）の回転速度をも変化させるように作用する。

接続部３９Ａは、バッテリＢＡの正極と電源ラインＰＬ１Ａとの間に接続されるシステムメインリレーＳＭＲ２と、システムメインリレーＳＭＲ２と並列接続される直列に接続されたシステムメインリレーＳＭＲ１および制限抵抗Ｒと、バッテリＢＡの負極（接地ラインＳＬ１）とノードＮ２との間に接続されるシステムメインリレーＳＭＲ３とを含む。

システムメインリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３は、制御装置３０から与えられるリレー制御信号ＣＯＮＴ１〜ＣＯＮＴ３にそれぞれ応じて導通状態（オン）／非導通状態（オフ）が制御される。

電圧センサ１０Ａは、バッテリＢＡの端子間の電圧ＶＡを測定する。さらに、温度センサ１１Ａは、バッテリＢＡの温度ＴＡを測定し、電流センサ９Ａは、バッテリＢＡの入出力電流ＩＡを測定する。これらのセンサによる測定値は、制御装置３０へ出力される。
制御装置３０は、これらの測定値に基づいて、ＳＯＣ（State of Charge）に代表されるバッテリＢＡの状態を監視する。

接続部３９Ｂは、電源ラインＰＬ１Ｂおよび接地ラインＳＬ２とバッテリＢＢ１，ＢＢ２との間に設けられている。接続部３９Ｂは、バッテリＢＢ１の正極と電源ラインＰＬ１Ｂとの間に接続されるリレーＳＲ１と、バッテリＢＢ１の負極と接地ラインＳＬ２との間に接続されるリレーＳＲ１Ｇと、バッテリＢＢ２の正極と電源ラインＰＬ１Ｂとの間に接続されるリレーＳＲ２と、バッテリＢＢ２の負極と接地ラインＳＬ２との間に接続されるリレーＳＲ２Ｇとを含む。

リレーＳＲ１，ＳＲ２は、制御装置３０から与えられるリレー制御信号ＣＯＮＴ４，ＣＯＮＴ５にそれぞれ応じて導通状態（オン）／非導通状態（オフ）が制御される。リレーＳＲ１Ｇ，ＳＲ２Ｇは、制御装置３０から与えられるリレー制御信号ＣＯＮＴ６，ＣＯＮＴ７にそれぞれ応じて導通状態（オン）／非導通状態（オフ）が制御される。接地ラインＳＬ２は、後に説明するようにコンバータ１２Ａ，１２Ｂの中を通ってインバータ１４および２２側に延びている。

電圧センサ１０Ｂ１および１０Ｂ２は、バッテリＢＢ１およびＢＢ２の端子間の電圧ＶＢＢ１およびＶＢＢ２をそれぞれ測定する。さらに、温度センサ１１Ｂ１および１１Ｂ２は、バッテリＢＢ１およびＢＢ２の温度ＴＢＢ１およびＴＢＢ２をそれぞれ測定する。また電流センサ９Ｂ１および９Ｂ２は、バッテリＢＢ１およびＢＢ２の入出力電流ＩＢ１およびＩＢ２を測定する。これらのセンサによる測定値は、制御装置３０へ出力される。制御装置３０は、これらの測定値に基づいて、ＳＯＣ（State of Charge）に代表されるバッテリＢＢ１，ＢＢ２の状態を監視する。
なお、バッテリＢＡ，ＢＢ１，ＢＢ２としては、たとえば、鉛蓄電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の二次電池や、電気二重層コンデンサ等の大容量キャパシタなどを用いることができる。

インバータ１４は、給電ラインＰＬ２および接地ラインＳＬ２に接続されている。インバータ１４は、コンバータ１２Ａおよび／または１２Ｂから昇圧された電圧を受けて、たとえばエンジン４を始動させるために、モータジェネレータＭＧ１を駆動する。また、インバータ１４は、エンジン４から伝達される動力によってモータジェネレータＭＧ１で発電された電力をコンバータ１２Ａおよび１２Ｂに戻す。このときコンバータ１２Ａおよび１２Ｂは、降圧コンバータとして動作するように制御装置３０によって制御される。

電流センサ２４は、モータジェネレータＭＧ１に流れる電流をモータ電流値ＭＣＲＴ１として検出し、モータ電流値ＭＣＲＴ１を制御装置３０へ出力する。

インバータ２２は、インバータ１４と並列的に、給電ラインＰＬ２と接地ラインＳＬ２に接続されている。インバータ２２は車輪２を駆動するモータジェネレータＭＧ２に対してコンバータ１２Ａおよび１２Ｂの出力する直流電圧を三相交流電圧に変換して出力する。またインバータ２２は、回生制動に伴い、モータジェネレータＭＧ２において発電された電力をコンバータ１２Ａおよび１２Ｂに戻す。このときコンバータ１２Ａおよび１２Ｂは、降圧コンバータとして動作するように制御装置３０によって制御される。

電流センサ２５は、モータジェネレータＭＧ２に流れる電流をモータ電流値ＭＣＲＴ２として検出し、モータ電流値ＭＣＲＴ２を制御装置３０へ出力する。

制御装置３０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリを内蔵した電子制御ユニット（ＥＣＵ）により構成され、当該メモリに記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、各センサによる測定値を用いた演算処理を行なう。なお、制御装置３０の一部については、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。

具体的には、制御装置３０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各トルク指令値および各回転速度、電圧ＶＢＡ，ＶＢＢ１，ＶＢＢ２，ＶＬＡ，ＶＬＢ，ＶＨの各値、モータ電流値ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２および起動信号ＩＧＯＮを受けてコンバータ１２Ａ，１２Ｂおよびインバータ１４，２２を制御する。

制御装置３０は、コンバータ１２Ａ，１２Ｂに対して、昇圧指示を行なう制御信号ＰＷＵＡ，ＰＷＵＢ、降圧指示を行なう制御信号ＰＷＤＡ，ＰＷＤＢ、電圧固定を指示する制御信号ＰＷＦＡ，ＰＷＦＢ、および動作禁止を指示するシャットダウン信号（図示せず）を出力する。

さらに、制御装置３０は、インバータ１４に対してコンバータ１２Ａ，１２Ｂの出力である直流電圧を、モータジェネレータＭＧ１を駆動するための交流電圧に変換する駆動指示を行なう制御信号ＰＷＭＩ１と、モータジェネレータＭＧ１で発電された交流電圧を直流電圧に変換してコンバータ１２Ａ，１２Ｂ側に戻す回生指示を行なう制御信号ＰＷＭＣ１とを出力する。

同様に制御装置３０は、インバータ２２に対してモータジェネレータＭＧ２を駆動するための交流電圧に直流電圧を変換する駆動指示を行なう制御信号ＰＷＭＩ２と、モータジェネレータＭＧ２で発電された交流電圧を直流電圧に変換してコンバータ１２Ａ，１２Ｂ側に戻す回生指示を行なう制御信号ＰＷＭＣ２とを出力する。

図２は、図１のインバータ１４および２２の詳細な構成を示す回路図である。
図２を参照して、インバータ１４は、Ｕ相アーム１５と、Ｖ相アーム１６と、Ｗ相アーム１７とを含む。Ｕ相アーム１５、Ｖ相アーム１６、およびＷ相アーム１７は、給電ラインＰＬ２と接地ラインＳＬ２との間に並列に接続される。

Ｕ相アーム１５は、給電ラインＰＬ２と接地ラインＳＬ２との間に直列接続されたＩＧＢＴ（Insulated gate Bipolar Transistor）素子Ｑ３，Ｑ４と、ＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４と、それぞれの逆並列ダイオードＤ３，Ｄ４とを含む。ダイオードＤ３のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ３のコレクタと接続され、ダイオードＤ３のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ３のエミッタと接続される。ダイオードＤ４のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ４のコレクタと接続され、ダイオードＤ４のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ４のエミッタと接続される。

Ｖ相アーム１６は、給電ラインＰＬ２と接地ラインＳＬ２との間に直列接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６と、それぞれの逆並列ダイオードＤ５，Ｄ６とを含む。ＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６および逆並列ダイオードＤ５，Ｄ６の接続は、Ｕ相アーム１５と同様である。

Ｗ相アーム１７は、給電ラインＰＬ２と接地ラインＳＬ２との間に直列接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８と、それぞれの逆並列ダイオードＤ７，Ｄ８とを含む。ＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８および逆並列ダイオードＤ７，Ｄ８の接続も、Ｕ相アーム１５と同様である。

なお、本実施の形態において、ＩＧＢＴ素子は、オンオフ制御可能な電力用半導体スイッチング素子の代表例として示される。すなわち、バイポーラトランジスタや電界効果トランジスタ等の電力用半導体スイッチング素子をＩＧＢＴ素子に代えて用いることも可能である。

各相アームの中間点は、モータジェネレータＭＧ１の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、モータジェネレータＭＧ１は、三相の永久磁石同期モータであり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルは各々一方端が中点に共に接続されている。そして、Ｕ相コイルの他方端がＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４の接続ノードから引出されたラインＵＬに接続される。またＶ相コイルの他方端がＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６の接続ノードから引出されたラインＶＬに接続される。またＷ相コイルの他方端がＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８の接続ノードから引出されたラインＷＬに接続される。

なお、図１のインバータ２２についても、モータジェネレータＭＧ２に接続される点が異なるが、内部の回路構成についてはインバータ１４と同様であるので詳細な説明は繰返さない。また、図２には、インバータに制御信号ＰＷＭＩ，ＰＷＭＣが与えられることが記載されているが、記載が複雑になるのを避けるためであり、図１に示されるように、別々の制御信号ＰＷＭＩ１，ＰＷＭＣ１と制御信号ＰＷＭＩ２，ＰＷＭＣ２がそれぞれインバータ１４，２２に入力される。

図３は、図１のコンバータ１２Ａおよび１２Ｂの詳細な構成を示す回路図である。
図３を参照して、コンバータ１２Ａは、一方端が電源ラインＰＬ１Ａに接続されるリアクトルＬ１と、給電ラインＰＬ２と接地ラインＳＬ２との間に直列に接続されるＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２と、それぞれの逆並列ダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。

リアクトルＬ１の他方端はＩＧＢＴ素子Ｑ１のエミッタおよびＩＧＢＴ素子Ｑ２のコレクタに接続される。ダイオードＤ１のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ１のコレクタと接続され、ダイオードＤ１のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ１のエミッタと接続される。

なお、図１のコンバータ１２Ｂについても、電源ラインＰＬ１Ａに代えて電源ラインＰＬ１Ｂに接続される点がコンバータ１２Ａと異なるが、内部の回路構成についてはコンバータ１２Ａと同様であるので詳細な説明は繰返さない。また、図３には、コンバータに制御信号ＰＷＵ，ＰＷＤ，ＰＷＦが与えられることが記載されているが、記載が複雑になるのを避けるためであり、図１に示されるように、別々の制御信号ＰＷＵＡ，ＰＷＤＡ、ＰＷＦＡと制御信号ＰＷＵＢ，ＰＷＤＢ，ＰＷＦがそれぞれコンバータ１２Ａおよび１２Ｂに入力される。

コンバータ１２Ａ，１２Ｂは、制御信号ＰＷＵＡ，ＰＷＵＢに従うＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング制御（デューティ制御）によって、直流電圧ＶＬＡ，ＶＬＢを昇圧して、給電ラインＰＬ２上に直流電圧ＶＨを発生することができる。また、コンバータ１２Ａ，１２Ｂは、制御信号ＰＷＤＡ，ＰＷＤＢに従うＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング制御によって、給電ラインＰＬ２上の直流電圧ＶＨを降圧して、バッテリＢＡ，ＢＢへ供給することができる。このように、コンバータ１２Ａ，１２Ｂは、双方向に電力変換可能に構成されて、電圧変換比ＶＨ／ＶＬＡ（または、ＶＨ／ＶＬＢ）を制御することができる。また、コンバータ１２Ａ，１２Ｂは、制御信号ＰＷＦＡ，ＰＷＦＢに従って、ＩＧＢＴ素子Ｑ１（上アーム素子）をオン固定することによって（下アーム素子であるＩＧＢＴ素子Ｑ２はオフ固定）、ＶＨ＝ＶＬＡ（または、ＶＨ＝ＶＬＢ）に固定することもできる。
なお、昇圧時および降圧時には、一定のスイッチング周波数に従って、ＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２をスイッチング制御（オンオフ制御）することによる電力損失が発生する。これに対して、電圧固定時（上アーム素子オン固定）には、ＩＧＢＴ素子のオンオフによる電力損失が発生しないので、コンバータの効率、ひいては、ハイブリッド車両１の燃費が相対的に向上する。

再び図１を参照して、ハイブリッド車両１の電源システムでは、バッテリＢＡ（主蓄電装置）と、バッテリＢＢ１，ＢＢ２のうちの選択された副蓄電装置（以下、「選択副蓄電装置ＢＢ」とも称する）とを並列使用するバッテリ並列モード（第１のモード）が基本的に選択される。バッテリ並列モードでは、バッテリＢＡおよび選択副蓄電装置ＢＢと、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２との間での電力の授受が行なわれる。

制御装置３０は、電圧センサ１０Ａ、温度センサ１１Ａおよび電流センサ９Ａの検出値に基づいて、主蓄電装置の残存容量を示すＳＯＣ（Ｍ）、充電電力の上限値を示す入力上限電力Ｗｉｎ（Ｍ）、および、放電電力の上限値を示す出力上限電力Ｗｏｕｔ（Ｍ）を設定する。

さらに、制御装置３０は、電圧センサ１０Ｂ１，１０Ｂ２、温度センサ１１Ｂ１，１１Ｂ２および電流センサ９Ｂ１，９Ｂ２の検出値に基づいて、選択副蓄電装置ＢＢについてのＳＯＣ（Ｂ）および入出力上限電力Ｗｉｎ（Ｓ），Ｗｏｕｔ（Ｓ）を設定する。

一般的に、ＳＯＣは、各バッテリの満充電状態に対する現在の充電量の割合（％）によって示される。また、Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、所定時間（たとえば１０秒程度）当該電力を放電しても当該バッテリ（ＢＡ，ＢＢ１，ＢＢ２）が過充電または過放電とならないような電力の上限値として示される。

バッテリ並列モードでは、選択副蓄電装置ＢＢの電力がバッテリＢＡよりも優先的に使用される。そして、選択副蓄電装置ＢＢの蓄積電力を使い切ると、接続部３９Ｂ内でのリレーのオン／オフを切換えることによって、選択副蓄電装置ＢＢが切換えられる。そして、副蓄電装置（バッテリＢＢ１，ＢＢ２）のうちの最後の１個を選択副蓄電装置ＢＢとしている場合、すなわち、使用可能な副蓄電装置が残っていない場合には、現在の選択副蓄電装置ＢＢの電力を使い切ると、全ての副蓄電装置ＢＢ１，ＢＢ２を電源システムから電気的に切離して、主蓄電装置ＢＡのみを電源とする、バッテリ単独モード（第２のモード）が適用される。

すなわち、バッテリ単独モードでは、接続部３９Ｂ内の各リレーをオフすることによって、バッテリＢＢ１，ＢＢ２と給電ラインＰＬ２との間の通電経路が機械的に遮断される。この結果、バッテリＢＢ１，ＢＢ２と、バッテリＢＡとの間に、通電経路が形成される可能性がなくなる。

なお、図１および図３より、バッテリ並列モードでは、バッテリＢＡとバッテリＢＢ１，ＢＢ２との間に短絡経路が形成されないように、給電ラインＰＬ２の電圧ＶＨを、最低限、バッテリＢＡおよび選択副蓄電装置ＢＢの各出力電圧よりも高くする必要があることが理解される。

また、給電ラインＰＬ２の電圧ＶＨの下限値は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の制御の観点からも制約を受ける。具体的には、モータ制御の観点からは、電圧ＶＨは、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の誘起電圧よりも高くすることが好ましい。このため、実際には、電圧ＶＨは、バッテリ制約からの下限値およびモータ制御からの下限値のいずれよりも高くなるように制御される。

このため、バッテリ並列モードでは、モータ制御面からは電圧ＶＨを低下可能であるケース、典型的にはコンバータ１２Ａ，１２Ｂでの昇圧が不要となるケースであっても、バッテリ制約からの下限値を満たすために、コンバータ１２Ａ，１２Ｂを昇圧動作させることが必要となる。

バッテリＢＢ１，ＢＢ２の両方、すなわち全ての副蓄電装置の電力を使い切った後でも、リレーによる接続を維持していれば、コンバータ１２ＢのダイオードＤ１および給電ラインＰＬ２を介して、バッテリＢＡとバッテリＢＢ１，ＢＢ２との間に短絡経路が形成される可能性がある。したがって、本実施の形態による電源システムでは、使用可能な副蓄電装置が無くなった場合には、バッテリ単独モードへ移行することによって、全ての副蓄電装置が電源システムから電気的に切離される。

これにより、バッテリ制約面からの昇圧を不要とすることができるので、モータ制御上、コンバータ１２Ａの昇圧が不要となった場合には、コンバータ１２Ａを電圧固定モード動作させることにより、コンバータ１２Ａでの電力損失を低減できる。

図４には、制御装置３０によって実現されるハイブリッド車両１の走行制御、具体的には、エンジン４およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の間でのパワー配分制御に係る制御構成を説明するための機能ブロック図が示される。なお、図４に示される各機能ブロックは、制御装置３０による予め記憶された所定プログラムの実行および／または制御装置３０内の電子回路（ハードウェア）による演算処理によって実現されるものとする。

図４を参照して、トータルパワー算出部２６０は、車速およびペダル操作（アクセルペダル）に基づいて、ハイブリッド車両１全体でのトータル要求パワーＰｔｔｌを算出する。なお、トータル要求パワーＰｔｔｌには、車両状況に応じて、モータジェネレータＭＧ１によるバッテリ充電電力の発生のために要求されるパワー（エンジン出力）も含まれ得る。

走行制御部２５０には、主蓄電装置ＢＡの入出力上限電力Ｗｉｎ（Ｍ），Ｗｏｕｔ（Ｍ）および選択副蓄電装置ＢＢの入出力上限電力Ｗｉｎ（Ｓ），Ｗｏｕｔ（Ｓ）と、トータルパワー算出部２６０からのトータル要求パワーＰｔｔｌと、ブレーキペダル操作時の回生ブレーキ要求が入力される。走行制御部２５０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２トータルでの入出力電力が、主蓄電装置ＢＡおよび選択副蓄電装置ＢＢトータルの充電制限（Ｗｉｎ（Ｍ）＋Ｗｉｎ（Ｓ））および放電制限（Ｗｏｕｔ（Ｍ）＋Ｗｏｕｔ（Ｓ））の範囲内となるように、モータ制御指令としてのトルク指令値Ｔｑｃｏｍ１およびＴｑｃｏｍ２を生成する。

さらに、トータル要求パワーＰｔｔｌが確保されるように、モータジェネレータＭＧ２による車両駆動パワーと、エンジン４による車両駆動パワーとが配分される。特に、外部充電されたバッテリ電力を最大限に利用してエンジン４の作動を抑制すること、あるいは、エンジン４による車両駆動パワーをエンジン４が高効率で作動可能な領域に対応して設定することによって、高燃費の車両走行制御が実現される。

インバータ制御部２７０は、トルク指令値Ｔｑｃｏｍ１およびモータジェネレータＭＧ１のモータ電流値ＭＣＲＴ１に基づいて、インバータ１４の制御信号ＰＷＭＩ１，ＰＷＭＣ１を生成する。同様に、インバータ制御部２８０は、トルク指令値Ｔｑｃｏｍ２およびモータジェネレータＭＧ２のモータ電流値ＭＣＲＴ２に基づいて、インバータ２２の制御信号ＰＷＭＩ２，ＰＷＭＣ２を生成する。また、走行制御部２５０は、設定されたエンジンによる車両駆動パワーの要求値に応じてエンジン制御指令を生成する。さらに、図示しない制御装置（エンジンＥＣＵ）によって、上記エンジン制御指令に従ってエンジン４の動作が制御される。

ハイブリッド車両１は、バッテリ電力を積極的に使用して車両走行を行なう走行モード（ＥＶモード）の場合には、トータル要求パワーＰｔｔｌがバッテリ全体での出力上限電力Ｗｏｕｔ（Ｍ）＋Ｗｏｕｔ（Ｓ）以下であるときには、エンジン４を作動させることなく、モータジェネレータＭＧ２による車両駆動パワーのみによって走行する。一方で、トータル要求パワーＰｔｔｌがＷｏｕｔ（Ｍ）＋Ｗｏｕｔ（Ｓ）を超えたときには、エンジン４が始動される。

これに対して、当該ＥＶモードが選択されない走行モード（ＨＶモード）のときには、バッテリＳＯＣが所定目標値に維持されるように、エンジン４およびモータジェネレータＭＧ２での間での駆動力パワー配分が制御される。すなわち、ＥＶモードと比較して、エンジン４が作動されやすい走行制御がなされる。バッテリ単独モードでは、ＨＶモードが適用される。

走行制御部２５０は、上記のような駆動力パワー配分制御に従って、停止中のエンジン４を始動させる必要がある場合には、エンジン４の始動要求を発生する。この始動要求に応答してエンジン始動指令が発生されると、モータジェネレータＭＧ１は、エンジン４のクランキングトルク（正回転トルク）を発生するように制御される。すなわち、エンジン始動処理では、このクランキングトルク発生のためのモータジェネレータＭＧ１の消費電力を、電源システムから供給することが必要となる。

同様に、走行制御部２５０は、上記のような駆動力パワー配分制御に従って、作動中のエンジン４を停止させる必要がある場合には、エンジン停止要求を発生する。この停止要求に応答してエンジン停止指令が発生されると、エンジン４での燃料供給が停止される（フューエルカット）とともに、振動抑制のために、フューエルカット後にモータジェネレータＭＧ１によって、減速度制御のためのモータ駆動や、エンジン停止直前での回生ブレーキ使用が実行される。エンジン停止処理では、これらのモータ駆動や回生ブレーキのための電力が電源システムに対して入出力される。

なお、ハイブリッド車両１では、エンジン４とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とが動力分割機構３を介して連結される構成となっていることから、動力分割機構３に連結された回転要素、たとえば、エンジン４またはモータジェネレータＭＧ１の回転速度が過上昇したときにそれを抑制する目的で、部品保護のためのエンジン始動要求またはエンジン停止要求が発生されることがある。たとえば、エンジン４を停止させてエンジン出力トルクを抜くことによりモータジェネレータＭＧ１およびエンジン４の回転速度低下を図ったり、エンジン４を始動させることにより、モータジェネレータＭＧ１の負方向の回転速度抑制を図るようなケースがこれに該当する。

そして、上記ＥＶモードでは、主蓄電装置ＢＡよりも選択副蓄電装置ＢＢの電力を優先的に使用するような充放電制御がなされる。このため、車両走行中に使用中の選択副蓄電装置ＢＢのＳＯＣが低下すると、選択副蓄電装置ＢＢを切換える必要が生じる。たとえば、車両起動時にバッテリＢＢ１を選択副蓄電装置ＢＢとした場合には、バッテリＢＢ１をコンバータ１２Ｂから切離す一方で、バッテリＢＢ２を新たな選択副蓄電装置ＢＢとしてコンバータ１２Ｂと接続する接続切換処理を実行する必要が生じる。

さらに、副蓄電装置の最後の１個を選択副蓄電装置ＢＢとしている場合、すなわち、使用可能な副蓄電装置が残っていない場合には、現在の副蓄電装置ＢＢのＳＯＣが低下すると、バッテリ単独モードへ移行する必要がある。以下では、バッテリ並列モードからバッテリ単独モードへの移行要否の判定を、切離判定とも称する。また、切離判定に従って生成される、バッテリ並列モードからバッテリ単独モードへの移行要求を、切離要求とも称する。

この際に、選択副蓄電装置の切離処理中には、主蓄電装置ＢＡのみが使用可能であるため、電源システム全体として入出力可能な電力は低下する。また、上記のようにエンジン始動／停止処理には電源システムに対する電力の入出力が発生する。したがって、選択副蓄電装置の切離処理とエンジン始動／停止処理とが重なって実行されると、エンジン始動／停止処理に要する電力分の影響によって、車両全体で発生可能な車両駆動パワーが一時的に確保できなくなって、車両運転性（ドライバビリティ）に影響が生じる可能性がある。

したがって、選択副蓄電装置の切離処理が車両運転性に影響を与えないように考慮して、エンジン始動／停止処理および選択副蓄電装置の切離処理の実行タイミングを策定する必要がある。

図５は、本発明の実施の形態によるハイブリッド車両の電源システムにおける選択副蓄電装置の切離処理の概略的な処理手順を示すフローチャートである。また、図６，図８〜１１は、図５のステップＳ１００、Ｓ２００、Ｓ３００、Ｓ４００、およびＳ５００の詳細を説明するフローチャートである。

制御装置３０は、予め記憶した所定プログラムを所定周期で実行することによって、図５，６，８〜１１に示されるフローチャートに従う制御処理手順を所定周期で繰り返し実行することができる。これにより、本発明の実施の形態によるハイブリッド車両の電源システムにおける副蓄電装置の切離処理が実現できる。

図５を参照して、制御装置３０は、ステップＳ１００では、選択副蓄電装置の切離判定処理を実行する。そして、選択副蓄電装置の切離要と判定されたときには、以下のステップＳ２００〜Ｓ５００が実行される。一方、ステップＳ１００で選択副蓄電装置の切離不要と判定されたときには、ステップＳ２００〜Ｓ５００は、実質的に非実行とされる。

制御装置３０は、ステップＳ２００では、切離前昇圧処理を実行し、ステップＳ３００では、副蓄電装置の切離期間中に電源システムに対して過大な充放電要求が発生しないように、電力制限変更処理を実行する。そして、制御装置３０は、ステップＳ４００により、選択副蓄電装置ＢＢを含む全ての副蓄電装置（バッテリＢＢ１，ＢＢ２）を電源システムから電気的に切離すための切離動作を実行し、その完了後、ステップＳ５００により、移行処理を実行して、バッテリＢＡのみを使用するバッテリ単独モードによる電力供給を開始する。

図６は、図５における選択副蓄電装置の切離判定処理（Ｓ１００）の詳細を説明するフローチャートである。

なお、以下に説明するように、切離処理の進行状況（ステータス）を示す変数ＩＤが導入される。ＩＤは、−１，０〜４のいずれかに設定される。ＩＤ＝０は、バッテリ並列モードが適用されており、切離要求が発生していない状態を示す。すなわち、ＩＤ＝０のときには、バッテリ単独モードへの移行要否、すなわち、選択副蓄電装置ＢＢの切離要否が所定周期で判定されることになる。

なお、電源システムの起動時に、機器故障やバッテリ状態によって、バッテリ単独モードの適用／非適用を判定してもよい。判定の結果、バッテリ単独モードを不適用とする場合には、電源システムが停止されるまでＩＤ＝−１に固定されるものとする。

図６を参照して、制御装置３０は、ステップＳ１０５によりＩＤ＝０かどうかを判定する。ＩＤ＝０のとき（Ｓ１０５のＹＥＳ判定時）には、制御装置３０は、実質的な切離判定処理を開始する。

まず、制御装置３０は、ステップＳ１０７により、現在使用している選択副蓄電装置ＢＢの他に、交換して使用可能な副蓄電装置が残っているか否かを判定する。予備の副蓄電装置が残っている場合（Ｓ１０７のＹＥＳ判定時）には、現在の選択副蓄電装置ＢＢを使い切っても、バッテリ並列モードが継続されるので、以降の切離判定処理（Ｓ１１０以降）は実行されない。

一方、ステップＳ１０７がＮＯ判定、すなわち、使用可能な副蓄電装置が残っておらず、最後の１個を選択副蓄電装置ＢＢとしている場合には、制御装置３０は、切離要否判定処理をさらに進める。

制御装置３０は、ステップＳ１１０では、選択副蓄電装置ＢＢの充電状態（ＳＯＣ）に基づいて、切離要求の発生が必要であるかどうかを判定する。たとえば、選択副蓄電装置ＢＢのＳＯＣを所定の判定値と比較し、当該判定値よりもＳＯＣが低下したときにステップＳ１１０がＹＥＳ判定とされる。

ステップＳ１１０がＹＥＳ判定とされると、制御装置３０は、ステップＳ１２０に処理を進めて、エンジン４の停止処理中または始動処理中であるかどうかを判定する。たとえば、エンジン制御で使用される、エンジン始動指令の発生からエンジン回転速度が所定値まで上昇するまでの期間オンされるフラグ（図１５のＳＴＲＥＧ）や、エンジン停止指令発生からエンジン停止（回転速度＝０）までの期間オンされるフラグ（図１５のＳＴＰＥＧ）に基づいて、当該処理を実行することができる。

さらに、制御装置３０は、ステップＳ１２０がＮＯ判定のとき、すなわち選択副蓄電装置ＢＢのＳＯＣが判定値より低下し、かつ、エンジン始動処理および停止処理のいずれも実行されていないときには、ステップＳ１３０に処理を進めて、選択副蓄電装置ＢＢの切離要求を発生する。

一方で、ＳＯＣ低下時（Ｓ１１０のＹＥＳ判定時）であっても、エンジン停止処理またはエンジン始動処理の実行中には（Ｓ１２０のＹＥＳ判定時）、制御装置３０は、ステップＳ１４０に処理を進めて、切離要求を非発生とする。

なお、選択副蓄電装置ＢＢのＳＯＣが判定値以上であるとき（Ｓ１１０のＮＯ判定時）にも、制御装置３０は、ステップＳ１４０により切離要求を非発生とする。

制御装置３０は、ステップＳ１５０では、切離要求の有無を確認する。そして、切離要求の発生時（Ｓ１５０のＹＥＳ判定時）には、制御装置３０は、ステップＳ１８０により、切離処理を進めるために、ＩＤ＝１に設定する。すなわち、ＩＤ＝１は、選択副蓄電装置ＢＢの切離要求が生成されて、切離処理が開始された状態を示している。

一方、ステップＳ１１０により選択副蓄電装置の切離不要と判定されたとき（Ｓ１５０のＮＯ判定時）には、制御装置３０は、ステップＳ１７０によりＩＤ＝０に維持したまま切離判定処理を終了する。この結果、次回以降の制御周期において、ステップＳ１０５がＹＥＳ判定とされることにより、上記の切離判定処理が再び実行されることになる。この結果、エンジン４の停止処理または始動処理の実行中にＳＯＣ＜判定値となっても、切離要求の発生は、当該処理の終了まで待機されることになる。

なお、一旦ＩＤ≧１となって切離処理が開始されたとき、あるいは、バッテリ単独モードを不適用とするようにＩＤ＝−１に設定されているときには（Ｓ１０５のＮＯ判定時）、ステップＳ１０７〜Ｓ１８０の処理はスキップされて、切離判定処理は実質的には実行されない。

図７は、図５に示した切離前昇圧処理（Ｓ２００）の詳細を説明するフローチャートである。

図７を参照して、制御装置３０は、切離前昇圧処理では、ステップＳ２０５により、ＩＤ＝１であるかどうかを確認する。そして、ＩＤ＝１であり、選択副蓄電装置ＢＢの切離要求がなされて、切離処理が開始されたとき（Ｓ２０５のＹＥＳ判定時）には、制御装置３０は、ステップＳ２１０により、給電ラインＰＬ２の電圧ＶＨを所定電圧Ｖ１まで昇圧するように、コンバータ１２Ａに対する昇圧指令を発生する。この昇圧指令に応答して給電ラインＰＬ２の電圧指令値ＶＨｒｅｆ＝Ｖ１に設定され、この電圧指令値が実現されるようにコンバータ１２Ａの制御信号ＰＷＵＡが生成される。

ここで所定電圧Ｖ１は、バッテリＢＡ，ＢＢ１，ＢＢ２の出力電圧のいずれよりも高い電圧に設定される。たとえば、所定電圧Ｖ１を、コンバータ１２Ａによる昇圧可能な制御上限電圧ＶＨｍａｘとすることによって、昇圧指令時の電圧ＶＨを、バッテリＢＡ，ＢＢ１，ＢＢ２の出力電圧のいずれよりも、確実に高くすることができる。あるいは、コンバータ１２Ａでの損失を低減する観点から、その時点でのバッテリＢＡ，ＢＢ１，ＢＢ２の出力電圧に応じて、これらの最高電圧に対してマージンを持たせるように所定電圧Ｖ１を都度決定してもよい。

ステップＳ２１０により昇圧指令が発生されると、制御装置３０は、ステップＳ２２０により、電圧センサ１３の検出値に基づき電圧ＶＨが所定電圧Ｖ１に到達したかどうかを判定する。たとえば、所定時間継続してＶＨ≧Ｖ１となったときに、ステップＳ２２０はＹＥＳ判定とされる。

電圧ＶＨが所定電圧Ｖ１に到達すると（Ｓ２２０のＹＥＳ判定時）、制御装置３０は、ステップＳ２３０により、ＩＤを１から２に進める。一方で、電圧ＶＨがＶ１に到達するまでの間（Ｓ２２０のＮＯ判定時）は、ＩＤ＝１に維持される。すなわち、ＩＤ＝２は、切離前昇圧処理が終了しており、切離処理をさらに進めることが可能な状態を示している。また、ＩＤ≠１のとき（Ｓ２０５のＮＯ判定時）には、以降のステップＳ２１０〜Ｓ２３０の処理はスキップされる。

このように切離前昇圧処理（ステップＳ２００）が終了すると、制御装置３０は、図８に示すような電力制限変更処理を実行する。

図８は、図５に示した電力制限変更処理（Ｓ３００）の詳細を説明するフローチャートである。

図８を参照して、制御装置３０は、電力制限変更処理においては、まずステップＳ３０５により、ＩＤ＝２であるかどうかを判定する。ＩＤ＝２でないとき（Ｓ３０５のＮＯ判定時）には、以降のステップＳ３２０〜３４０の処理はスキップされる。

ＩＤ＝２のとき（Ｓ３０５のＹＥＳ判定時）には、制御装置３０は、ステップＳ３２０により、選択副蓄電装置ＢＢの入出力上限電力Ｗｉｎ（Ｓ），Ｗｏｕｔ（Ｓ）の絶対値を徐々に低下させる。たとえば、所定の一定レートに従って、Ｗｏｕｔ（Ｓ），Ｗｉｎ（Ｓ）が０に向けて徐々に低下される。

制御装置３０は、ステップＳ３３０により、Ｗｏｕｔ（Ｓ），Ｗｉｎ（Ｓ）が０に達したかどうかを判定する。Ｗｏｕｔ（Ｓ）＝Ｗｉｎ（Ｓ）＝０となるまでの間、ステップＳ３２０が繰返し実行されて、Ｗｏｕｔ（Ｓ）およびＷｉｎ（Ｓ）は、継続的に低下する。

そして、Ｗｏｕｔ（Ｓ）およびＷｉｎ（Ｓ）が０に達すると（Ｓ３３０のＹＥＳ判定時）、制御装置３０は、ステップＳ３４０により、ＩＤを２から３に進める。すなわち、ＩＤ＝３は、切離前昇圧処理および電力制限変更処理が終了しており、副蓄電装置ＢＢ１，ＢＢ２およびコンバータ１２Ｂの間の実際の切離が開始可能な状態を示している。

制御装置３０は、図９に示した電力制限変更処理が終了すると、ステップＳ４００による副蓄電装置の切離処理を実行する。

図９は、図５に示した副蓄電装置の切離動作（Ｓ４００）の詳細を説明するフローチャートである。

図９を参照して、制御装置３０は、副蓄電装置の切離動作においては、まずステップＳ４０５によってＩＤ＝３であるかどうかを判定する。そしてＩＤ≠３のとき（Ｓ４０５のＮＯ判定時）には、以降のステップはスキップされる。

ＩＤ＝３のとき（Ｓ４０５のＹＥＳ判定時）には、制御装置３０は、ステップＳ４１０により、副蓄電装置の切離の準備として、コンバータ１２Ｂを停止させる。すなわち、コンバータ１２Ｂでは、シャットダウン指令に応答して、ＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２が強制的にオフされる。その上で、制御装置３０は、ステップＳ４２０により、選択副蓄電装置ＢＢを含む全ての副蓄電装置（バッテリＢＢ１，ＢＢ２）を電源システムから切離すためのリレー制御信号を発生する。すなわち、リレーＳＲ１，ＳＲ１Ｇ，ＳＲ２，ＳＲ２Ｇの各々をオフするようにリレー制御信号ＣＯＮＴ３〜ＣＯＮＴ７が生成される。

さらに、制御装置３０は、ステップＳ４３０により、ステップＳ４２０によって指示されたリレーオフが完了したかどうかを判定する。そして、リレーオフによる切離が完了すると（Ｓ４３０のＹＥＳ判定時）、制御装置３０は、ステップＳ４５０により、ＩＤを３から４に進める。すなわち、ＩＤ＝４は、全ての副蓄電装置の切離が完了した状態を示している。

制御装置３０は、ステップＳ４００による切離動作が終了すると、ステップＳ５００による移行処理を実行する。

図１０は、図５に示した移行処理（Ｓ５００）の詳細を説明するフローチャートである。

図１０を参照して、制御装置３０は、移行処理においては、まずステップＳ５０５によってＩＤ＝４であるかどうかを判定する。そしてＩＤ≠４のとき（Ｓ５０５のＮＯ判定時）には、以降のステップはスキップされる。

ＩＤ＝４のとき（Ｓ５０５のＹＥＳ判定時）には、制御装置３０は、ステップＳ５５０に処理を進めて、ステップＳ２１０（図８）で発生した昇圧指令をオフする。これにより、給電ラインＰＬ２の電圧指令値は、当該昇圧指令の生成前の値、具体的には、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の状態に応じて設定される値となる。

ここで、図１１を用いて、切離処理前後における給電ラインＰＬ２の電圧制御範囲を比較する。

図１１を参照して、切離処理前では、バッテリＢＡおよび選択副蓄電装置ＢＢが給電ラインＰＬ２に対して電気的に接続されているため、給電ラインＰＬ２の電圧ＶＨを、バッテリＢＡおよび選択副蓄電装置ＢＢの出力電圧のいずれよりも高くする必要がある。すなわち、電圧ＶＨの制御範囲の下限値ＶＨＢは、少なくとも、バッテリＢＡおよび選択副蓄電装置ＢＢの出力電圧のうちの最高電圧よりも高い電圧、好ましくは、バッテリＢＡ，ＢＢ１，ＢＢ２の出力電圧のいずれよりも高い電圧に設定される。

一方で、切離処理後には、全ての副蓄電装置が電源システムから切離されているので、給電ラインＰＬ２の電圧がバッテリＢＢ１，ＢＢ２の出力電圧より低くなっても、バッテリ間に短絡経路が形成されることがない。したがって、切離処理後には、コンバータ１２Ａを電圧固定モードで動作させて、ＶＨ＝ＶＢＡとすることが可能となる。

再び図１０を参照して、制御装置３０は、さらにステップＳ５６０により、上述したバッテリ制約面からの昇圧要求を停止する。すなわち、バッテリ制約面からは、コンバータ１２Ａでの昇圧停止が許可されることとなる。この結果、モータ制御上、コンバータ１２Ａの昇圧が不要となった場合には、コンバータ１２Ａを電圧固定モードで動作させることによって電力損失を低減できる。

図１２には、図５〜図１０で説明した本発明の実施の形態によるハイブリッド車両の電源システムにおける選択副蓄電装置の切離処理における動作波形が示される。

図１２を参照して、ＩＤ＝０である時刻ｔ１までの期間には、最後の副蓄電装置である現在の選択副蓄電装置（たとえば、バッテリＢＢ２）のＳＯＣに基づく、切離判定処理が所定周期で実行されている。なお、電源システムの起動時の判定によりＩＤ＝−１に設定された場合には、上述のように、実質的には切離判定が起動されることはなく、バッテリ並列モードが維持される。すなわち、副蓄電装置の切離処理が実行されることはない。

そして、時刻ｔ１において、バッテリＢＢ２のＳＯＣ低下に応答して、切離判定処理（ステップＳ１００）によって選択副蓄電装置ＢＢの切離要求が発せられるとともに、ＩＤ＝１に設定されることによって切離処理が開始される。

これにより、切離前昇圧処理（ステップＳ２００）が実行されて、コンバータ１２Ａによって給電ラインＰＬ２の電圧ＶＨが所定電圧Ｖ１に向けて上昇させられる。給電ラインＰＬ２の昇圧処理が時刻ｔ２で完了すると、ＩＤは１から２に変更される。

ＩＤ＝２となると、電力制限変更処理（Ｓ３００）が実行されて、選択副蓄電装置ＢＢの入出力上限電力Ｗｉｎ（Ｓ），Ｗｏｕｔ（Ｓ）が０に向けて一定レートで徐々に低下される。さらに、コンバータ１２Ｂは、現在の選択副蓄電装置（バッテリＢＢ２）の充放電を停止するように制御される。あるいは、コンバータ１２Ｂは、時刻ｔ１からシャットダウンしてもよい。

時刻ｔ３において、選択副蓄電装置ＢＢの入出力上限電力Ｗｉｎ（Ｓ），Ｗｏｕｔ（Ｓ）が０まで絞られると、ＩＤが２から３に変更される。そしてＩＤ＝３になると、副蓄電装置の切離が開始される。すなわち、コンバータ１２Ａがシャットダウンされた状態で、オン状態であったリレーＳＲ２，ＳＲ２Ｇがオフされるとともに、リレーＳＲ１，ＳＲ１Ｇはオフ状態のまま維持される。この結果、バッテリＢＢ１，ＢＢ２の両方、すなわち全ての副蓄電装置が、電源システムから電気的に切離される。この切離動作が完了することにより、時刻ｔ４においてＩＤが３から４に変更される。

ＩＤ＝４になると、切離処理に伴う給電ラインＰＬ２の昇圧処理も停止される（時刻ｔ５）。これにより、電圧ＶＨが所定電圧Ｖ１から低下する。これにより、一連の選択副蓄電装置の切離処理は終了して、バッテリ単独モードが適用される。この結果、バッテリＢＡ（主蓄電装置）のみを用いた電力供給および電力回収が開始される。

なお、ＩＤ＝４以降では、上記のように、バッテリ制約面からの昇圧が不要となるので、コンバータ１２Ａでの昇圧停止が許可されている。したがって、時刻ｔ６において、給電ラインＰＬ２の電圧ＶＨがバッテリＢＡの出力電圧となってもモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を制御可能な状態となると、コンバータ１２Ａは電圧固定モードで動作する。電圧固定モードでは、上アーム素子および下アーム素子のオンオフが固定されるので、コンバータ１２Ａの電力損失を低減できる。

さらに、後述するエンジン始動／停止制限のために、選択副蓄電装置ＢＢの切離処理中におけるエンジン停止処理またはエンジン始動処理を禁止するためのフラグＲＱＥＳが、ＩＤ＝１〜３の期間にオンされる。

次に、図１３および図１４により、本発明の実施の形態によるハイブリッド車両におけるエンジン始動／停止制限のための制御処理を説明する。

図１３を参照して、制御装置３０は、ステップＳ７００では、変数ＩＤに基づいて、副蓄電装置の切離処理中であるか否かを判定する。具体的には、制御装置３０は、ＩＤ＝１〜３のとき（Ｓ７００のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ７１０に処理を進めて、フラグＲＱＥＳをオンする。これにより、エンジン４の始動処理および停止処理の新たな実行（開始）が禁止される。一方、ＩＤ＝１〜３でないとき（Ｓ７００のＮＯ判定時）、代表的にはＩＤ＝０，４であるときには、制御装置３０は、ステップＳ７２０により、フラグＲＱＥＳをオフする。これにより、エンジン４の始動処理および停止処理の新たな実行（開始）が許可される。

図１４には、フラグＲＱＥＳに従うエンジン始動／停止制限を説明するフローチャートが示される。

図１４を参照して、制御装置３０は、ステップＳ８００により、エンジン停止要求または始動要求の有無を判定する。上述のように、エンジン停止要求および始動要求は、電源システム全体での入出力上限電力とトータル要求パワーＰｔｔｌとの比較に基づいて、あるいは、部品保護の目的、たとえば、エンジン４またはモータジェネレータＭＧ１の回転速度が過上昇したときにそれを抑制する目的で発生される。

制御装置３０は、エンジン４の停止要求または始動要求の発生時（Ｓ８００のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ８１０に処理を進めて、エンジン４の始動要求または停止要求が部品保護のためものかどうかを判定する。

そして、部品保護のための停止要求あるいは始動要求ではないとき（Ｓ８１０のＮＯ判定時）には、制御装置３０は、さらにステップＳ８２０により、フラグＲＱＥＳに基づいて、エンジンの始動／停止処理を許可および禁止のいずれとするかを判定する。具体的には、フラグＲＱＥＳがオンのとき（Ｓ８２０のＹＥＳ判定時）、すなわち、副蓄電装置の切離処理中には、ステップＳ８３０により、エンジン４の始動／停止処理は禁止される。この場合には、エンジン４の始動要求または停止要求が発生されても、走行制御部２５０（図４）による、エンジン始動指令または停止指令の発生は、副蓄電装置の切離処理の終了によりフラグＲＱＥＳがオフされるまで待機される。

一方、フラグＲＱＥＳがオフのとき（Ｓ８２０のＮＯ判定時）には、制御装置３０は、ステップＳ８４０に処理を進めて、エンジン停止要求またはエンジン始動要求に応答してエンジン４の始動処理またはエンジンの停止処理の開始を許可する。

これに対して、エンジン停止要求またはエンジン始動要求が部品保護のために発生されたとき（Ｓ８１０のＹＥＳ判定時）には、制御装置３０は、フラグＲＱＥＳにかかわらず、すなわち副蓄電装置の切離処理中であっても、ステップＳ８４０に処理を進めて、エンジン始動処理およびエンジン停止処理を許可する。すなわち、部品保護のためのエンジン停止要求またはエンジン始動要求については、優先的に許可される。

なお、切離処理中（ＲＱＥＳ＝オン）であることによるエンジン停止処理またはエンジン始動処理の待機については、タイムガードを設けることとしてもよい。たとえば、エンジン停止要求または始動要求が発生されてからの経過時間が所定時間を超えても、エンジンの始動／停止が許可されない場合には、ステップＳ８１０でのＹＥＳ判定と同様にステップＳ８４０に処理を進めるフローを追加することによって、所定時間経過後には確実にエンジンの始動／停止指令を発生することが可能となる。

図１５は、本発明の実施の形態のハイブリッド車両の制御構成のうちの、選択副蓄電装置の切換処理およびエンジンの始動／停止制限のための機能部分を説明する機能ブロック図である。図１５に示された各機能ブロックは、制御装置３０による、所定プログラムの実行によるソフトウェア処理、あるいは、専用の電子回路（ハードウェア処理）によって実現される。

図１５を参照して、切離判定部１００は、バッテリＢＢ１，ＢＢ２の充電状態を示すＳＯＣ（ＢＢ１），ＳＯＣ（ＢＢ２）を受ける。そして、切離判定部１００は、使用可能な副蓄電装置が残っておらず、最後の１個を選択副蓄電装置ＢＢとしている場合には、現在使用中の選択副蓄電装置ＢＢのＳＯＣが所定の判定値より低下したかどうかを判定する。

切離判定部１００は、各機能ブロック間で共有される変数ＩＤが０のときに、所定周期で上記判定処理を実行し、選択副蓄電装置の切離が必要になると、ＩＤを０から１に変化させる。これにより、選択副蓄電装置の切離要求が発生される。すなわち、切離判定部１００の機能は、図６のステップＳ１０７，Ｓ１１０の処理に対応する。

バッテリ切離禁止部２１０は、エンジン停止処理中であることを示すフラグＳＴＰＥＧおよびエンジン始動処理中であることを示すフラグＳＴＲＥＧに基づいて、エンジン始動処理中およびエンジン停止処理中においては、切離判定部１００に対して、切離要求の発生を禁止するためのフラグＦＩＮＨを出力する。具体的には、フラグＳＴＲＥＧ，ＳＴＰＥＧのいずれかがオンされているときに禁止フラグＦＩＮＨをオンする一方で、フラグＳＴＲＥＧ，ＳＴＰＥＧの両方がオフされているときには禁止フラグＦＩＮＨをオフする。

切離判定部１００は、禁止フラグＦＩＮＨのオン時には、最後の選択副蓄電装置ＢＢのＳＯＣにかかわらず、ＩＤ＝０に維持する。すなわち、バッテリ切離禁止部２１０の機能は、図６のステップＳ１２０の処理に対応する。

昇圧指示部１１０は、選択副蓄電装置の切離要求が発生されてＩＤ＝１になると、コンバータ１２Ａを制御するコンバータ制御部２００に対して、昇圧指令信号ＣＭＢＴを出力する。

コンバータ制御部２００は、電圧ＶＨ，ＶＬＡおよび電圧指令値ＶＨｒｅｆに基づいて、給電ラインＰＬ２の電圧ＶＨが電圧指令値ＶＨｒｅｆとなるように、コンバータ１２Ａの制御信号ＰＷＵＡ，ＰＷＤＡを生成する。

さらに、コンバータ制御部２００は、昇圧指示部１１０から昇圧指令信号ＣＭＢＴが生成された場合には、電圧指令値ＶＨｒｅｆ＝Ｖ１に設定して制御信号ＰＷＵＡを生成する。そして、コンバータ制御部２００は、電圧センサ１３によって検出される電圧ＶＨが所定電圧Ｖ１に達した状態が所定時間以上継続すると、昇圧完了を示すフラグＦＢＴをオンする。

昇圧指示部１１０は、フラグＦＢＴがオンされると、ＩＤ＝２に変更する。そして、後述する切離制御部１４０による全リレーのオフが完了することによってＩＤ＝４に設定されるまで、昇圧指令信号ＣＭＢＴの出力を継続する。すなわち、昇圧指示部１１０の機能は、図５のステップＳ２００および図１０のステップＳ５５０に対応する。

電力制限部１２０は、選択副蓄電装置ＢＢの入出力上限電力Ｗｉｎ（Ｓ），Ｗｏｕｔ（Ｓ）を設定する。通常時には、入出力上限電力Ｗｉｎ（Ｓ），Ｗｏｕｔ（Ｓ）は、選択副蓄電装置ＢＢとされたバッテリのＳＯＣ（ＳＯＣ（ＢＢ１）またはＳＯＣ（ＢＢ２））、電池温度（ＴＢＢ１またはＴＢＢ２）、出力電圧（ＶＢ１またはＶＢ２）に基づいて設定される。

これに対して、選択副蓄電装置の切離処理時には、電力制限部１２０は、ＩＤ＝２となると、入出力上限電力Ｗｉｎ（Ｓ），Ｗｏｕｔ（Ｓ）を、一定レートで徐々に０に向けて低下させるとともに、Ｗｉｎ（Ｓ），Ｗｏｕｔ（Ｓ）が０に達すると、ＩＤを２から３に変化させる。

すなわち、電力制限部１２０によって、図８のステップＳ３２０，Ｓ３３０の処理および、本発明の「電力制限部」の機能が実現される。

電力制限部１３０は、主蓄電装置ＢＡの入出力上限電力Ｗｉｎ（Ｍ）およびＷｏｕｔ（Ｍ）を設定する。入出力上限電力Ｗｉｎ（Ｍ），Ｗｏｕｔ（Ｍ）は、主蓄電装置ＢＡのＳＯＣ（ＢＡ）、電池温度ＴＡ、出力電圧ＶＡに基づいて設定される。なお、切離処理中においても、入出力上限電力Ｗｉｎ（Ｍ）およびＷｏｕｔ（Ｍ）は、それ以外の期間と同様に設定される。

切離制御部１４０は、電力制限部１２０によってＩＤ＝３に設定されると、コンバータ１２Ｂのシャットダウン指令を生成する。さらに、切離制御部１４０は、リレーＳＲ１，ＳＲ１Ｇ，ＳＲ２，ＳＲ２Ｇの全てをオフするように、リレー制御信号ＣＯＮＴ４〜ＣＯＮＴ７を生成する。そして、この切離動作（全リレーオフ）が完了すると、ＩＤを３から４に変化させる。切離制御部１４０は、図５のステップＳ４００の処理に対応する。ＩＤ＝４に設定されることにより、バッテリ単独モードへの移行が完了する。

昇圧停止許可部１６０は、切離制御部１４０によってＩＤ＝４に設定されると、コンバータ１２Ａに対する昇圧停止許可を発生する。これにより、電圧指令値ＶＨｒｅｆは、バッテリ制約面から上昇されることはなく、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の状態のみを反映して設定されることになる。この結果、図１１に示したように、コンバータ１２Ａを電力損失が低い電圧固定モードで動作させることが可能となる。

エンジン始動／停止禁止要求発生部２０５は、ＩＤ＝１〜３のときに、フラグＲＱＥＳをオンし、それ以外のときにフラグＲＱＥＳをオフする。すなわち、エンジン始動／停止禁止要求発生部２０５の機能は、図１３のステップＳ７００〜Ｓ７２０の処理に対応する。

保護制御部２１５は、動力分割機構３に連結された回転要素（たとえばモータジェネレータＭＧ１，エンジン４等）の回転速度に基づいて、部品保護のためのエンジン始動／停止要求（図示せず）を発生するとともに、部品保護のためのエンジン始動／停止要求であることを示すフラグＰＲＴをオンする。

すなわち、図１４のステップＳ８１０〜Ｓ８４０による処理は、走行制御部２５０（図４）により、フラグＰＲＴ，ＲＱＥＳに基づいて実行することができる。

以上説明したように、本発明の実施の形態によるハイブリッド車両およびその制御方法によれば、副蓄電装置の切離処理中における、内燃機関の始動および停止を禁止するとともに、内燃機関の始動処理中または停止処理中における副蓄電装置の切離処理の実行を禁止できる。したがって、副蓄電装置の切離処理中に、エンジンの始動・停止処理による電力入出力に起因して、出力可能な車両駆動パワーが変動することを回避できる。

したがって、複数の副蓄電装置を１つの電圧変換器（コンバータ）によって共有する構成を有するハイブリッド車両の電源システムにおいて、最後の副蓄電装置の使用終了に伴うバッテリ単独モードへの移行（切離処理）が、車両運転性（ドライバビリティ）に悪影響を与えることを防止できる。

さらに、使用する副蓄電装置の切離処理時において、給電ラインＰＬ２の電圧を上昇させた後に副蓄電装置の切離を実行するので、切離処理時に蓄電装置（バッテリ）間の短絡経路がシステム内に形成されることを確実に防止できる。また、選択副蓄電装置の切離処理中には、選択副蓄電装置ＢＢの入出力上限電力Ｗｉｎ（Ｓ），Ｗｏｕｔ（Ｓ）を徐々に低下させた後に実際の切離動作を行なうので、電源システムに対して過度の充放電が要求されることを回避できる。

また、バッテリ単独モードへの移行により、コンバータ１２Ａを電圧固定モードで動作させることが可能となるので、電力損失の低減ひいては、ハイブリッド車両１の燃費向上を図ることができる。

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、主蓄電装置および複数の副蓄電装置を搭載するハイブリッド車両に適用することができる。

１ ハイブリッド車両、２ 車輪、３ 動力分割機構、４ エンジン、６ バッテリ充電用コンバータ（外部充電）、８ 外部電源、９Ａ，９Ｂ１，９Ｂ２ 電流センサ、１０Ａ，１０Ｂ１，１０Ｂ２，１３，２１Ａ，２１Ｂ 電圧センサ、１１Ａ，１１Ｂ１，１１Ｂ２ 温度センサ、１２Ａ コンバータ（主蓄電装置専用）、１２Ｂ コンバータ（副蓄電装置共用）、１４，２２ インバータ、１５〜１７ 各相アーム（Ｕ，Ｖ，Ｗ）、２４，２５ 電流センサ、３０ 制御装置、３９Ａ 接続部（主蓄電装置）、３９Ｂ 接続部（副蓄電装置）、１００ 切離判定部、１１０ 昇圧指示部、１２０ 電力制限部（副蓄電装置）、１３０ 電力制限部（主蓄電装置）、１４０ 切離制御部、１６０ 昇圧停止許可部、２００ コンバータ制御部、２０５ エンジン始動禁止要求発生部、２１０ バッテリ切離禁止部、２１５ 保護制御部、２５０ 走行制御部、２６０ トータルパワー算出部、２７０，２８０ インバータ制御部、ＢＡ バッテリ（主蓄電装置）、ＢＢ 選択副蓄電装置、ＢＢ１，ＢＢ２ バッテリ（副蓄電装置）、Ｃ１，Ｃ２，ＣＨ 平滑用コンデンサ、ＣＭＢＴ 昇圧指令信号、ＣＯＮＴ１〜ＣＯＮＴ７ リレー制御信号、Ｄ１〜Ｄ８ ダイオード、ＦＢＴ フラグ（昇圧完了）、ＦＩＮＨ 禁止フラグ（副蓄電装置切換処理）、ＩＡ，ＩＢ１，ＩＢ２ 入出力電流（バッテリ）、ＩＤ 変数（切離処理ステータス）、ＩＧＯＮ 起動信号、Ｌ１ リアクトル、ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２ モータ電流値、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、ＰＬ１Ａ，ＰＬ１Ｂ 電源ライン、ＰＬ２ 給電ライン、Ｐｔｔｌ トータル要求パワー、ＰＲＴ フラグ（部品保護目的）、ＰＷＭＩ，ＰＷＭＩ１，ＰＷＭＩ２，ＰＷＭＣ，ＰＷＭＣ１，ＰＷＭＣ２ 制御信号（インバータ）、ＰＷＦ，ＰＷＦＡ，ＰＷＦＢ，ＰＷＵ，ＰＷＵＡ，ＰＷＤＡ，ＰＷＤ，ＰＷＤＡ，ＰＷＤＢ 制御信号（コンバータ）、ＲＱＥＳ フラグ（エンジン始動／停止処理禁止）、Ｑ１〜Ｑ８ ＩＧＢＴ素子、Ｒ 制限抵抗、ＳＬ１，ＳＬ２ 接地ライン、ＳＭＲ１〜ＳＭＲ３ システムメインリレー、ＳＲ１，ＳＲ１Ｇ，ＳＲ２，ＳＲ２Ｇ リレー、ＳＴＰＥＧ フラグ（エンジン停止処理中）、ＳＴＲＥＧ フラグ（エンジン始動処理中）、ＴＡ、ＴＢＢ１，ＴＢＢ２ 電池温度（バッテリ）、Ｔｑｃｏｍ１，Ｔｑｃｏｍ２ トルク指令値、ＵＬ、ＶＬ，ＷＬ ライン（三相）、Ｖ１ 所定電圧、ＶＢＡ，ＶＢＢ１，ＶＢＢ２ 電圧（バッテリ出力電圧）、ＶＨＡ ＶＨ制御範囲下限値、ＶＬＡ，ＶＬＢ，ＶＨ 電圧、ＶＨｒｅｆ 電圧指令値（ＶＨ）、Ｗｉｎ 入力上限電力、Ｗｉｎ（Ｍ） 入力上限電力（主蓄電装置）、Ｗｉｎ（Ｓ） 入力上限電力（選択副蓄電装置）、Ｗｏｕｔ 出力上限電力、Ｗｏｕｔ（Ｍ） 出力上限電力（主蓄電装置）、Ｗｏｕｔ（Ｓ） 出力上限電力（選択副蓄電装置）。

Claims (12)

1. 車両駆動パワーを発生するモータ（ＭＧ２）と、
   前記モータとは独立に車両駆動パワーを出力可能に構成された内燃機関（４）と、
   主蓄電装置（ＢＡ）と、
   前記モータを駆動制御するインバータ（１４）に給電を行う給電ライン（ＰＬ２）と、
   前記給電ラインと前記主蓄電装置との間に設けられ、双方向の電圧変換を行うように構成された第１の電圧変換器（１２Ａ）と、
   互いに並列に設けられた複数の副蓄電装置（ＢＢ１，ＢＢ２）と、
   前記複数の副蓄電装置と前記給電ラインとの間に設けられ、前記複数の副蓄電装置のうちの１つと前記給電ラインの間で双方向の電圧変換を行うように構成された第２の電圧変換器（１２Ｂ）と、
   前記複数の副蓄電装置と前記第２の電圧変換器との間に設けられ、前記複数の副蓄電装置と前記第２の電圧変換器との間の接続および切離を制御するように構成された接続部（３９Ｂ）と、
   第１のモードでは、前記複数の副蓄電装置のうちの、順次選択された選択副蓄電装置（ＢＢ）と前記第２の電圧変換器との間を接続するとともに残りの副蓄電装置と前記第２の電圧変換器との間を切離す一方で、第２のモードでは、前記複数の副蓄電装置の各々を前記第２の電圧変換器と切離すように前記接続部を制御するための制御装置（３０）と、
   前記ハイブリッド車両の全体要求パワー（Ｐｔｔｌ）を、前記モータの出力パワーと前記内燃機関の出力パワーとに分配する走行制御部（２５０）とを備え、
   前記走行制御部は、前記第１のモードから前記第２のモードへ移行するための、前記複数の副蓄電装置のうちの最後に使用する副蓄電装置を前記第２の電圧変換器から切離す切離処理中には、停止状態の前記内燃機関の始動処理および作動状態の前記内燃機関の停止処理を禁止する、ハイブリッド車両。
2. 前記内燃機関（４）の出力変化により回転速度が変化するように構成された回転要素（ＭＧ１）と、
   前記回転要素の過回転を抑制するために前記内燃機関の始動要求および停止要求の一方を生成する保護制御部（２１５）とをさらに備え、
   前記走行制御部（２５０）は、前記保護制御部によって前記始動要求または前記停止要求が生成されたときには、前記切離処理中であるか否かにかかわらず前記内燃機関の前記始動処理または前記停止処理を許可する、請求の範囲第１項に記載のハイブリッド車両。
3. 前記制御装置（３０）は、
   前記第１のモードにおいて現在の前記選択副蓄電装置と交換可能な副蓄電装置が残っていない場合に、使用中の前記選択副蓄電装置の残存容量（ＳＯＣ）の充電状態に基づいて、前記切離処理の開始を要求する切離要求を発生するように構成された切離判定部（１００）と、
   前記内燃機関が前記始動処理中または前記停止処理中であるときに、前記切離要求を発生しないように前記切離判定部に指示するように構成された切離禁止部（２１０）とを含む、請求の範囲第１項に記載のハイブリッド車両。
4. 前記制御装置は、前記第２のモードにおいて、前記給電ラインの電圧制御範囲の下限値を、前記第１のモードにおける当該下限値よりも低下させて前記主蓄電装置の出力電圧に設定するように構成された昇圧停止許可部（１６０）をさらに含む、請求の範囲第１〜３項のいずれか１項に記載のハイブリッド車両。
5. 車両駆動パワーを発生するモータ（ＭＧ２）と、
   前記モータとは独立に車両駆動パワーを出力可能に構成された内燃機関（４）と、
   主蓄電装置（ＢＡ）と、
   前記モータを駆動制御するインバータ（１４）に給電を行う給電ライン（ＰＬ２）と、
   前記給電ラインと前記主蓄電装置との間に設けられ、双方向の電圧変換を行うように構成された第１の電圧変換器（１２Ａ）と、
   互いに並列に設けられた複数の副蓄電装置（ＢＢ１，ＢＢ２）と、
   前記複数の副蓄電装置と前記給電ラインとの間に設けられ、前記複数の副蓄電装置のうちの１つと前記給電ラインの間で双方向の電圧変換を行うように構成された第２の電圧変換器（１２Ｂ）と、
   前記複数の副蓄電装置と前記第２の電圧変換器との間に設けられ、前記複数の副蓄電装置と前記第２の電圧変換器との間の接続および切離を制御するように構成された接続部（３９Ｂ）と、
   第１のモードでは、前記複数の副蓄電装置のうちの、順次選択された選択副蓄電装置（ＢＢ）と前記第２の電圧変換器との間を接続するとともに残りの副蓄電装置と前記第２の電圧変換器との間を切離す一方で、第２のモードでは、前記複数の副蓄電装置の各々を前記第２の電圧変換器と切離すように前記接続部を制御するための制御装置（３０）とを備え、
   前記制御装置は、
   前記第１のモードにおいて現在の前記選択副蓄電装置と交換可能な副蓄電装置が残っていない場合に、使用中の前記選択副蓄電装置の残存容量（ＳＯＣ）の充電状態に基づいて、前記第１のモードから前記第２のモードへの移行を指示する切離要求を発生するように構成された切離判定部（１００）と、
   前記内燃機関が始動処理中または停止処理中であるときに、前記切離要求を発生しないように前記切離判定部に指示するように構成された切離禁止部（２１０）とを含む、ハイブリッド車両。
6. 前記制御装置は、
   前記切離要求が発生されたときに、前記給電ラインの電圧（ＶＨ）を、少なくとも前記主蓄電装置および前記複数の副蓄電装置の各出力電圧よりも高い第１の電圧（Ｖ１）とするように前記第１の電圧変換器に指示するように構成された昇圧指示部（１１０）と、
   前記給電ラインの電圧が前記第１の電圧に達した後に、前記選択副蓄電装置による入出力電力上限値（Ｗｉｎ（Ｓ），Ｗｏｕｔ（Ｓ））を徐々に零まで減少させるように構成された電力制限部（１２０）と、
   前記電力制限部によって前記入出力電力上限値が零に設定されたときに、前記接続部に対して、前記選択副蓄電装置を前記第２の電圧変換器から切離すとともに、前記残りの副蓄電装置と前記第２の電圧変換器との間の切離状態を維持するように指示する切離制御部（１４０）と、
   前記切離制御部によって各前記副蓄電装置が前記第２の電圧変換器から切離された後に、前記給電ラインの電圧制御範囲の下限値を、前記第１のモードにおける当該下限値よりも低下させて前記主蓄電装置の出力電圧に設定するように構成された昇圧停止許可部（１６０）とをさらに含む、請求の範囲第５項に記載のハイブリッド車両。
7. ハイブリッド車両の制御方法であって、
   前記ハイブリッド車両は、
   車両駆動パワーを発生するモータ（ＭＧ２）と、
   前記モータとは独立に車両駆動パワーを出力可能に構成された内燃機関（４）と、
   主蓄電装置（ＢＡ）と、
   前記モータを駆動制御するインバータ（１４）に給電を行う給電ライン（ＰＬ２）と、
   前記給電ラインと前記主蓄電装置との間に設けられ、双方向の電圧変換を行うように構成された第１の電圧変換器（１２Ａ）と、
   互いに並列に設けられた複数の副蓄電装置（ＢＢ１，ＢＢ２）と、
   前記複数の副蓄電装置と前記給電ラインとの間に設けられ、前記複数の副蓄電装置のうちの１つと前記給電ラインの間で双方向の電圧変換を行うように構成された第２の電圧変換器（１２Ｂ）と、
   前記複数の副蓄電装置と前記第２の電圧変換器との間に設けられ、前記複数の副蓄電装置と前記第２の電圧変換器との間の接続および切離を制御するように構成された接続部（３９Ｂ）と、
   第１のモードでは、前記複数の副蓄電装置のうちの、順次選択された選択副蓄電装置（ＢＢ）と前記第２の電圧変換器との間を接続するとともに残りの副蓄電装置と前記第２の電圧変換器との間を切離す一方で、第２のモードでは、前記複数の副蓄電装置の各々を前記第２の電圧変換器と切離すように前記接続部を制御するための制御装置（３０）と、
   前記ハイブリッド車両の全体要求パワー（Ｐｔｔｌ）を、前記モータの出力パワーと前記内燃機関の出力パワーとに分配する走行制御部（２５０）とを備え、
   前記制御方法は、
   前記第１のモードから前記第２のモードへ移行するための、前記複数の副蓄電装置のうちの最後に使用する副蓄電装置を前記第２の電圧変換器から切離す切離処理中であるか否かを判定するステップ（Ｓ７００）と、
   前記切離処理中において、停止状態の前記内燃機関の始動処理および作動状態の前記内燃機関の停止処理を禁止するステップ（Ｓ８２０）とを備える、ハイブリッド車両の制御方法。
8. 前記ハイブリッド車両は、
   前記内燃機関（４）の出力変化により回転速度が変化するように構成された回転要素（ＭＧ１）と、
   前記回転要素の過回転を抑制するために前記内燃機関の始動要求および停止要求の一方を生成する保護制御部（２１５）とをさらに備え、
   前記制御方法は、
   前記保護制御部によって前記始動要求または前記停止要求が生成されたときには、前記切離処理中であるか否かにかかわらず前記内燃機関の前記始動処理または前記停止処理を許可するステップ（Ｓ８１０，Ｓ８４０）をさらに備える、請求の範囲第７項に記載のハイブリッド車両の制御方法。
9. 前記第１のモードにおいて現在の前記選択副蓄電装置と交換可能な副蓄電装置が残っていない場合に、使用中の前記選択副蓄電装置の残存容量（ＳＯＣ）の充電状態に基づいて、前記切離処理の開始を要求する切離要求を発生するステップ（Ｓ１０５，１１０）と、
   前記内燃機関が前記始動処理中または前記停止処理中であるときに、前記選択副蓄電装置の充電状態にかかわらず前記切離要求を発生しないように指示するステップ（Ｓ１２０）とをさらに備える、請求の範囲第７項に記載のハイブリッド車両の制御方法。
10. 前記第２のモードにおける前記給電ラインの電圧制御範囲の下限値を、前記第１のモードにおける当該下限値よりも低下させて前記主蓄電装置の出力電圧に設定するステップ（Ｓ５６０）をさらに備える、請求の範囲第７〜９項のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御方法。
11. ハイブリッド車両の制御方法であって、
    前記ハイブリッド車両は、
    車両駆動パワーを発生するモータ（ＭＧ２）と、
    前記モータとは独立に車両駆動パワーを出力可能に構成された内燃機関（４）と、
    主蓄電装置（ＢＡ）と、
    前記モータを駆動制御するインバータ（１４）に給電を行う給電ライン（ＰＬ２）と、
    前記給電ラインと前記主蓄電装置との間に設けられ、双方向の電圧変換を行うように構成された第１の電圧変換器（１２Ａ）と、
    互いに並列に設けられた複数の副蓄電装置（ＢＢ１，ＢＢ２）と、
    前記複数の副蓄電装置と前記給電ラインとの間に設けられ、前記複数の副蓄電装置のうちの１つと前記給電ラインの間で双方向の電圧変換を行うように構成された第２の電圧変換器（１２Ｂ）と、
    前記複数の副蓄電装置と前記第２の電圧変換器との間に設けられ、前記複数の副蓄電装置と前記第２の電圧変換器との間の接続および切離を制御するように構成された接続部（３９Ｂ）と、
    第１のモードでは、前記複数の副蓄電装置のうちの、順次選択された選択副蓄電装置（ＢＢ）と前記第２の電圧変換器との間を接続するとともに残りの副蓄電装置と前記第２の電圧変換器との間を切離す一方で、第２のモードでは、前記複数の副蓄電装置の各々を前記第２の電圧変換器と切離すように前記接続部を制御するための制御装置（３０）とを備え、
    前記制御方法は、
    前記第１のモードにおいて現在の前記選択副蓄電装置と交換可能な副蓄電装置が残っていない場合に、使用中の前記選択副蓄電装置の残存容量（ＳＯＣ）の充電状態に基づいて、前記第１のモードから前記第２のモードへの移行を指示する切離要求を発生するステップ（Ｓ１０７，１１０）と、
    前記内燃機関が始動処理中または停止処理中であるときに、前記選択副蓄電装置の充電状態にかかわらず前記切離要求を発生しないように指示するステップ（Ｓ１２０）とを備える、ハイブリッド車両の制御方法。
12. 前記切離要求が発生されたときに、前記給電ラインの電圧（ＶＨ）を、少なくとも前記主蓄電装置および前記複数の副蓄電装置の各出力電圧よりも高い第１の電圧（Ｖ１）とするように前記第１の電圧変換器に指示するステップ（Ｓ２００）と、
    前記給電ラインの電圧が前記第１の電圧に達した後に、前記選択副蓄電装置による入出力電力上限値（Ｗｉｎ（Ｓ），Ｗｏｕｔ（Ｓ））を徐々に零まで減少させるステップ（Ｓ３２０，Ｓ３３０）と、
    前記減少させるステップによって前記入出力電力上限値が零に設定されたときに、前記接続部に対して、前記選択副蓄電装置を前記第２の電圧変換器から切離すとともに、前記残りの副蓄電装置と前記第２の電圧変換器との間の切離状態を維持するように指示するステップ（Ｓ４２０）と、
    前記指示するステップによって各前記副蓄電装置が前記第２の電圧変換器から切離された後に、前記給電ラインの電圧制御範囲の下限値を、前記第１のモードにおける当該下限値よりも低下させて前記主蓄電装置の出力電圧に設定するステップ（Ｓ５６０）とをさらに備える、請求の範囲第１１項記載のハイブリッド車両の制御方法。

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