(57)【要約】【課題】コンバータを介して駆動装置に接続される第１電源と、コンバータと駆動装置とを結ぶ電力線に接続される第２電源と、第２電源と電力線とを結ぶ電力経路を開閉可能なリレーとを備えた車両において、コンバータのスイッチングロスを抑制しつつ第２電源を駆動装置に接続する。【解決手段】ＥＣＵは、第２電源の接続要求がある場合（Ｓ１０にてＹＥＳ）、コンバータがスイッチング停止状態でありかつアクセルオフによる減速要求があるとき（Ｓ１１にてＹＥＳかつＳ１２にてＹＥＳ）は、駆動装置内のモータジェネレータを回生発電状態にする（Ｓ１３）。この際に生じる電力によってコンバータと駆動装置とを結ぶ電力線の電圧ＶＨが第２電源の電圧ＶＢ２を超えると（Ｓ１５にてＹＥＳ）、ＥＣＵは、リレーを閉じて第２電源を電力線に接続する（Ｓ１６）。【選択図】図２
2014143804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両駆動力を発生可能な駆動装置と、
電圧変換器と、
前記電圧変換器を介して前記駆動装置に接続される第１電源と、
前記電圧変換器と前記駆動装置とを結ぶ電力線に接続される第２電源と、
前記第２電源と前記電力線とを結ぶ電力経路を開閉可能なリレー装置と、
前記駆動装置および前記リレー装置を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記リレー装置を閉じる処理を行なう際、前記リレー装置を閉じる前に前記電力線の電圧が前記第２電源の電圧を超えるように前記駆動装置の発電動作を制御し、前記駆動装置の発電動作によって前記電力線の電圧が前記第２電源の電圧を超えた後に前記リレー装置を閉じる、車両。
【請求項２】
前記駆動装置は、前記車両の駆動輪に結合された回転電機を備え、
前記制御装置は、前記リレー装置を閉じる処理を行なう際、前記電圧変換器が停止中でありかつ車両減速要求があるときは、前記リレー装置を閉じる前に前記電力線の電圧が前記第２電源の電圧を超えるように前記回転電機の回生発電動作を制御し、前記回転電機の回生発電動作によって前記電力線の電圧が前記第２電源の電圧を超えた後に前記リレー装置を閉じる、請求項１に記載の車両。
【請求項３】
前記制御装置は、前記リレー装置を閉じる処理を行なう際、前記電圧変換器が停止中でないときまたは車両減速要求がないときは、前記リレー装置を閉じる前に前記電力線の電圧が前記第２電源の電圧を超えるように前記電圧変換器の昇圧動作を制御し、前記電圧変換器の昇圧動作によって前記電力線の電圧が前記第２電源の電圧を超えた後に前記リレー装置を閉じる、請求項２に記載の車両。
【請求項４】
前記駆動装置は、内燃機関の動力を用いて発電可能な回転電機を備え、
前記電圧変換器は、停止中は前記第１電源の電圧を前記駆動装置に出力し、
前記制御装置は、前記電圧変換器が故障している場合、前記電圧変換器を停止させた状態で前記電力線の電圧を前記第１電源の電圧まで高めるプリチャージを実行し、前記プリチャージの実行後に前記電力線の電圧が前記第２電源の電圧を超えるように前記回転電機の発電動作を制御し、前記回転電機の発電動作によって前記電力線の電圧が前記第２電源の電圧を超えた後に前記リレー装置を閉じる、請求項１に記載の車両。
【請求項５】
前記車両は、前記第２電源と前記電力線との間に設けられ、前記第２電源から前記電力線に向かう方向を順方向とするダイオードをさらに備える、請求項１に記載の車両。
【請求項６】
前記第１電源は、第１電池であり、
前記第２電原は、前記第１電池よりも電圧が高くかつ容量が多い第２電池である、請求項１に記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電源を備えた車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２０１１−１９９９３４号公報（特許文献１）には、モータジェネレータおよびインバータを含む駆動装置と、昇圧コンバータと、昇圧コンバータを介して駆動装置に接続される電池（以下「第１電池」という）と、昇圧コンバータと駆動装置とを結ぶ電力線に接続される電池（以下「第２電池」という）とを備える電気自動車が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１９９９３４号公報
【特許文献２】特許第４６５０９１１号公報
【特許文献３】特開２００８−４１６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された電気自動車において、第２電池と駆動装置との接続および遮断を切替可能に構成した場合、第２電池を駆動装置に接続する際には、第２電池から駆動装置への突入電流を防止するために、第２電池の接続先の電圧（昇圧コンバータと駆動装置とを結ぶ電力線の電圧）を予め第２電池の電圧よりも高い値にしておくことが望ましい。その手法の１つとして、第１電池の電圧を昇圧コンバータによって昇圧させる手法が考えられる。ところが、この手法では、昇圧コンバータのスイッチング動作が必要になるため、スイッチングロスによる効率悪化が懸念される。
【０００５】
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、電圧変換器を介して駆動装置に接続される第１電源と、電圧変換器と駆動装置とを結ぶ電力線に接続される第２電源と、第２電源と電力線とを結ぶ電力経路を開閉可能なリレー装置とを備えた車両において、電圧変換器のスイッチングロスを抑制しつつ第２電源を電力線に接続することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る車両は、車両駆動力を発生可能な駆動装置と、電圧変換器と、電圧変換器を介して駆動装置に接続される第１電源と、電圧変換器と駆動装置とを結ぶ電力線に接続される第２電源と、第２電源と電力線とを結ぶ電力経路を開閉可能なリレー装置と、駆動装置およびリレー装置を制御する制御装置とを備える。制御装置は、リレー装置を閉じる処理を行なう際、リレー装置を閉じる前に電力線の電圧が第２電源の電圧を超えるように駆動装置の発電動作を制御し、駆動装置の発電動作によって電力線の電圧が第２電源の電圧を超えた後にリレー装置を閉じる。
【０００７】
好ましくは、駆動装置は、車両の駆動輪に結合された回転電機を備える。制御装置は、リレー装置を閉じる処理を行なう際、電圧変換器が停止中でありかつ車両減速要求があるときは、リレー装置を閉じる前に電力線の電圧が第２電源の電圧を超えるように回転電機の回生発電動作を制御し、回転電機の回生発電動作によって電力線の電圧が第２電源の電圧を超えた後にリレー装置を閉じる。
【０００８】
好ましくは、制御装置は、リレー装置を閉じる処理を行なう際、電圧変換器が停止中でないときまたは車両減速要求がないときは、リレー装置を閉じる前に電力線の電圧が第２電源の電圧を超えるように電圧変換器の昇圧動作を制御し、電圧変換器の昇圧動作によって電力線の電圧が第２電源の電圧を超えた後にリレー装置を閉じる。
【０００９】
好ましくは、駆動装置は、内燃機関の動力を用いて発電可能な回転電機を備える。電圧変換器は、停止中は第１電源の電圧を駆動装置に出力する。制御装置は、電圧変換器が故障している場合、電圧変換器を停止させた状態で電力線の電圧を第１電源の電圧まで高めるプリチャージを実行し、プリチャージの実行後に電力線の電圧が第２電源の電圧を超えるように回転電機の発電動作を制御し、回転電機の発電動作によって電力線の電圧が第２電源の電圧を超えた後にリレー装置を閉じる。
【００１０】
好ましくは、車両は、第２電源と電力線との間に設けられ、第２電源から電力線に向かう方向を順方向とするダイオードをさらに備える。
【００１１】
好ましくは、第１電源は、第１電池である。第２電原は、第１電池よりも電圧が高くかつ容量が多い第２電池である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、電圧変換器を介して駆動装置に接続される第１電源と、電圧変換器と駆動装置とを結ぶ電力線に接続される第２電源と、第２電源と電力線とを結ぶ電力経路を開閉可能なリレー装置とを備えた車両において、電圧変換器のスイッチングロスを抑制しつつ第２電源を電力線に接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】車両の全体ブロック図である。
【図２】ＥＣＵの処理手順の一例を示すフローチャート（その１）である。
【図３】ＳＭＲ２を閉じる際のシステム電圧ＶＨの変化態様を示す図である。
【図４】ＥＣＵの処理手順の一例を示すフローチャート（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
［実施の形態１］
図１は、本実施の形態による車両１００の全体ブロック図である。なお、本実施の形態においては、車両１００が、駆動源として、モータジェネレータ１４０，１４５およびエンジン１６０を有するハイブリッド車両である場合を例として説明するが、本発明は複数の蓄電装置からの電力を用いて走行が可能な車両であればよく、必ずしも図１に示す態様のハイブリッド車両に限られない。たとえば電気自動車や、燃料電池を搭載した燃料電池自動車などであってもよい。
【００１５】
車両１００は、駆動装置１０５と、コンバータ（電圧変換器）１２０と、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２と、リレー装置ＳＭＲ１，ＳＭＲ２と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、ダイオードＤ１０と、制御装置（Electronic  Control  Unit、以下「ＥＣＵ」という）３００とを備える。
【００１６】
駆動装置１０５は、インバータ１３０，１３５と、モータジェネレータ１４０（以下「ＭＧ１」という）と、モータジェネレータ１４５（以下「ＭＧ２」という）と、遊星歯車装置１５０と、エンジン１６０と、駆動輪１７０とを含む。
【００１７】
蓄電装置Ｂ１，Ｂ２は、充放電可能に構成された直流電源である。蓄電装置Ｂ１，Ｂ２は、たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池あるいは鉛蓄電池などの二次電池である。なお、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２は、電気二重層コンデンサなどの蓄電素子を含んで構成されるものであってもよい。
【００１８】
蓄電装置Ｂ１は、コンバータ１２０を介して駆動装置１０５に接続される。蓄電装置Ｂ１とコンバータ１２０とは電力線ＰＬ１，ＮＬ１によって電気的に接続される。コンバータ１２０と駆動装置１０５とは電力線ＰＬ２，ＮＬ１によって電気的に接続される。蓄電装置Ｂ１の電圧（端子間電圧）ＶＢ１は、たとえば２００Ｖ程度である。
【００１９】
蓄電装置Ｂ１には、図示しない電圧センサおよび電流センサが設けられる。電圧センサは、蓄電装置Ｂ１の電圧ＶＢ１を検出する。電流センサは、蓄電装置Ｂ１に入出力される電流ＩＢ１を検出する。また、電力線ＰＬ１には、電流センサ１９０が設けられる。電流センサ１９０は、リアクトルＬ１に流れる電流ＩＬを検出する。これらのセンサは、検出結果をＥＣＵ３００へ出力する。
【００２０】
ＳＭＲ１は、蓄電装置Ｂ１の正極端子と電力線ＰＬ１との間に設けられるリレーＳＭＲ１Ｂと、蓄電装置Ｂ１の負極端子と電力線ＮＬ１との間に設けられるリレーＳＭＲ１Ｇとを含む。さらに、電流制限用の抵抗Ｒ１と直列接続されたリレーＳＭＲ１Ｐが、リレーＳＭＲ１Ｇに並列に接続される。ＳＭＲ１に含まれる各リレーは、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ１によって個別に制御することができ、蓄電装置Ｂ１とコンバータ１２０とを結ぶ電力経路を開閉する。
【００２１】
直列接続された抵抗Ｒ１およびリレーＳＭＲ１Ｐは、蓄電装置Ｂ１を電力線ＰＬ１，ＮＬ１に接続する際に、コンデンサＣ１，Ｃ２、コンバータ１２０およびインバータ１３０，１３５などに突入電流が流れることを防止するためのものである。すなわち、蓄電装置Ｂ１を電力線ＰＬ１，ＮＬ１に接続する際には、まずリレーＳＭＲ１ＢおよびＳＭＲ１Ｐが閉じられ、抵抗Ｒ１によって低減された電流でコンデンサＣ１，Ｃ２が充電される。以下、このような制御を「プリチャージ」ともいう。そして、プリチャージ後、リレーＳＭＲ１Ｇが閉じられるとともにＳＭＲ１Ｐが開かれる。
【００２２】
コンデンサＣ１は、電力線ＰＬ１，ＮＬ１間に接続され、電力線ＰＬ１，ＮＬ１間の電圧変動を低減する。電圧センサ１８０は、コンデンサＣ１にかかる電圧ＶＬを検出し、検出結果をＥＣＵ３００へ出力する。
【００２３】
コンデンサＣ２は、電力線ＰＬ２，ＮＬ１間に接続され、電力線ＰＬ２，ＮＬ１間の電圧変動を低減する。電圧センサ１８５は、コンデンサＣ２にかかる電圧ＶＨを検出し、検出結果をＥＣＵ３００へ出力する。なお、電圧ＶＨは駆動装置１０５に印加される電圧であるため、以下では「システム電圧ＶＨ」とも称することにする。
【００２４】
コンバータ１２０は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２と、リアクトルＬ１とを含む。
【００２５】
スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、電力線ＰＬ２と電力線ＮＬ１との間に、電力線ＰＬ２から電力線ＮＬ１に向かう方向を順方向として直列に接続される。なお、本実施の形態において、スイッチング素子としては、ＩＧＢＴ（Insulated  Gate  Bipolar  Transistor）、電力用ＭＯＳ（Metal  Oxide  Semiconductor）トランジスタあるいは、電力用バイポーラトランジスタ等を用いることができる。
【００２６】
スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に対して、逆並列ダイオードＤ１，Ｄ２がそれぞれ接続される。リアクトルＬ１は、スイッチング素子Ｑ１およびＱ２の接続ノードと、電力線ＰＬ１との間に設けられる。すなわち、コンバータ１２０は、昇降圧型のチョッパ回路を形成する。
【００２７】
スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＣによって制御され、電力線ＰＬ１および電力線ＮＬ１と、電力線ＰＬ２および電力線ＮＬ１との間で電圧変換動作を行なう。
【００２８】
コンバータ１２０は、基本的には、各スイッチング周期内でスイッチング素子Ｑ１およびＱ２が相補的かつ交互にオン・オフするように制御される。コンバータ１２０は、昇圧動作時には、電圧ＶＬを昇圧して電力線ＰＬ２，ＮＬ１に出力する。これにより、システム電圧ＶＨは電圧ＶＬよりも高い値となる。この昇圧動作は、スイッチング素子Ｑ２のオン期間にリアクトルＬ１に蓄積された電磁エネルギを、スイッチング素子Ｑ１および逆並列ダイオードＤ１を介して、電力線ＰＬ２へ供給することにより行なわれる。
【００２９】
また、コンバータ１２０は、降圧動作時には、システム電圧ＶＨを降圧して電力線ＰＬ１，ＮＬ１に出力する。これにより、電圧ＶＬはシステム電圧ＶＨよりも低い値となる。この降圧動作は、スイッチング素子Ｑ１のオン期間にリアクトルＬ１に蓄積された電磁エネルギを、スイッチング素子Ｑ２および逆並列ダイオードＤ２を介して、電力線ＮＬ１へ供給することにより行なわれる。
【００３０】
これらの昇圧動作および降圧動作における電圧変換比（ＶＨおよびＶＬの比）は、上記スイッチング周期におけるスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン期間比（デューティ比）により制御される。
【００３１】
スイッチング素子Ｑ１がオン状態に固定されスイッチング素子Ｑ２がオフ状態に固定された状態（以下「上アームオン状態」という）となると、電圧変換比が１．０（デューティ比＝１００％）、すなわちＶＨ＝ＶＬとなる。
【００３２】
また、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の双方がオフ状態に固定された状態（以下「ゲート遮断状態」という）となると、ダイオードＤ１の作用によって、蓄電装置Ｂ１から電力線ＰＬ２へ向かう電流は許容されるが、電力線ＰＬ２から蓄電装置Ｂ１へ向かう電流は遮断される。したがって、ＶＬ＞ＶＨである場合は、蓄電装置Ｂ１から電力線ＰＬ２へ向けて電流が流れ、最終的にはＶＨ＝ＶＬとなる。一方、ＶＬ＜ＶＨである場合は、電力線ＰＬ２から蓄電装置Ｂ１へ向かう電流が遮断され、ＶＬ＜ＶＨの状態が維持される。
【００３３】
上述の上アームオン状態およびゲート遮断状態のいずれにおいても、コンバータ１２０のスイッチング動作は停止されている。そのため、以下では、これらの状態を区別することなく「スイッチング停止状態」とも称する。
【００３４】
蓄電装置Ｂ２は、コンバータ１２０と駆動装置１０５とを結ぶ電力線ＰＬ２，ＮＬ１に接続される。具体的には、蓄電装置Ｂ２の正極端子は電力線ＰＬ３を介して電力線ＰＬ２に接続され、蓄電装置Ｂ２の負極端子は電力線ＮＬ３を介して電力線ＮＬ１に接続される。蓄電装置Ｂ２は、コンバータ１２０を介することなく駆動装置１０５に電力を供給する。蓄電装置Ｂ２の電圧（端子間電圧）ＶＢ２は、たとえば４００Ｖ程度である。蓄電装置Ｂ２は、蓄電装置Ｂ１に比べて電圧が高くかつ容量（蓄電可能エネルギ）が多い。
【００３５】
蓄電装置Ｂ２には、図示しない電圧センサおよび電流センサが設けられる。電圧センサは、蓄電装置Ｂ２の電圧ＶＢ２を検出する。電流センサは、蓄電装置Ｂ２に入出力される電流ＩＢ２を検出する。これらのセンサは、検出結果をＥＣＵ３００へ出力する。
【００３６】
電力線ＰＬ３には、蓄電装置Ｂ２から電力線ＰＬ２へ向かう方向を順方向として接続されたダイオードＤ１０が設けられる。このダイオードＤ１０の作用により、蓄電装置Ｂ２から電力線ＰＬ２への放電を許容しつつ、電力線ＰＬ２から蓄電装置Ｂ２への突入電流を防止することができる。
【００３７】
なお、ダイオードＤ１０の作用により、電力線ＰＬ２からの電力で蓄電装置Ｂ２を充電することはできない。そのため、蓄電装置Ｂ２は、車両外部の電力で充電可能に構成される。たとえば、蓄電装置Ｂ２を車両外部で充電する場合には、蓄電装置Ｂ２を車両１００から取り外し、車両外部で蓄電装置Ｂ２を充電した後、再び蓄電装置Ｂ２を車両１００に取り付けるようにすればよい。蓄電装置Ｂ２を車両１００に搭載したまま充電するための専用のシステムを車両１００に設けるようにしてもよい。
【００３８】
ＳＭＲ２は、蓄電装置Ｂ２の正極端子と電力線ＰＬ３との間に設けられるリレーＳＭＲ２Ｂと、蓄電装置Ｂ２の負極端子と電力線ＮＬ３の間に設けられるリレーＳＭＲ２Ｇとを含む。ＳＭＲ２に含まれる各リレーは、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ２によって個別に制御することができ、蓄電装置Ｂ２と電力線ＰＬ２，ＮＬ１とを結ぶ電力経路を開閉する。なお、ＳＭＲ２には、電流制限抵抗付きのリレーは設けられていない。
【００３９】
インバータ１３０，１３５は、コンバータ１２０に対して互いに並列に接続される。インバータ１３０，１３５は、ＥＣＵ３００からの制御指令ＰＷＩ１，ＰＷＩ２によりそれぞれ制御され、コンバータ１２０から出力される直流電力を、ＭＧ１，ＭＧ２をそれぞれ駆動するための交流電力に電力変換する。インバータ１３０，１３５は、たとえば、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の上下アームを有する三相フルブリッジタイプのインバータである。
【００４０】
ＭＧ１，ＭＧ２は交流回転電機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機である。
【００４１】
遊星歯車装置１５０は、サンギヤ、リングギヤ、プラネタリギヤ、キャリア（いずれも図示せず）を有する。ＭＧ１のロータは、遊星歯車装置１５０のサンギヤに結合される。ＭＧ２のロータは、遊星歯車装置１５０のリングギヤに結合されるとともに、図示しない減速機を介して駆動輪１７０にも結合される。エンジン１６０のクランク軸は遊星歯車装置１５０のキャリアに結合される。
【００４２】
エンジン１６０の出力は、ＥＣＵ３００からの制御指令ＤＲＶにより制御される。エンジン１６０の出力は、遊星歯車装置１５０によって、ＭＧ１に伝達されるパワーと駆動輪１７０に伝達されるパワーとに分割される。
【００４３】
駆動輪１７０は、ＭＧ２の出力および遊星歯車装置１５０を介して伝達されるエンジン１６０の出力の少なくとも一方によって回転される。ＥＣＵ３００によりエンジン１６０、ＭＧ１およびＭＧ２が協調的に制御されることによって、駆動装置１０５は必要な車両駆動力を発生する。
【００４４】
ＭＧ１は、遊星歯車装置１５０を介して伝達されるエンジン１６０の動力を用いて発電することができる。また、ＭＧ１は、エンジン１６０を始動する際には、エンジン１６０のクランク軸をクランキングするために用いられる。ＭＧ２は、車両１００の減速時に、駆動輪１７０の回転エネルギを用いた発電（回生発電）が可能である。ＭＧ１，ＭＧ２の発電電力は、インバータ１３０，１３５によって蓄電装置Ｂ１の充電電力に変換される。
【００４５】
ＥＣＵ３００は、いずれも図１には図示しないがＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置および入出力バッファを含み、各センサ等からの信号の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、車両１００および各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。
【００４６】
たとえば、ＥＣＵ３００は、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の電圧ＶＢ１，ＶＢ２および電流ＩＢ１，ＩＢ２に基づいて、蓄電装置Ｂ１，Ｂ２のそれぞれの充電状態（以下、ＳＯＣ（State of Charge）とも称する。）を演算する。
【００４７】
なお、図１においては、ＥＣＵ３００として１つの制御装置を設ける構成としているが、たとえば機能ごとまたは制御対象機器ごとに個別に制御装置を設ける構成としてもよい。
【００４８】
以上のような構成を有する車両１００において、ユーザが車両１００の制御システムを起動するために図示しないスタートスイッチを押した場合、ＥＣＵ３００は、上述のプリチャージを行なった後に、ＳＭＲ１を閉じ、蓄電装置Ｂ１を駆動装置１０５に接続する。これにより、車両１００は走行可能状態となる。
【００４９】
さらに、ＥＣＵ３００は、必要に応じて、ＳＭＲ２を閉じ、蓄電装置Ｂ１に加えて、大容量の蓄電装置Ｂ２を駆動装置１０５に接続する。これにより、ＥＶ走行距離（電力による走行可能距離）を延長させることができる。
【００５０】
ところで、ＳＭＲ２を閉じる際に、システム電圧ＶＨが蓄電装置Ｂ２の電圧ＶＢ２（たとえば４００Ｖ程度）よりも低いと、蓄電装置Ｂ２から駆動装置１０５に突入電流が流れ込む可能性がある。このような突入電流を防止するために、ＳＭＲ２を閉じる前にシステム電圧ＶＨを予め電圧ＶＢ２よりも高い値にしておく必要がある。その手法の１つとして、蓄電装置Ｂ１の電圧ＶＢ１（たとえば２００Ｖ程度）をコンバータ１２０による昇圧動作によって電圧ＶＢ２よりも高い値に昇圧する手法（以下、このような手法を「プレ昇圧」ともいう）が考えられる。
【００５１】
ところが、このプレ昇圧では、コンバータ１２０のスイッチング動作が必要になるため、スイッチングロスによる効率悪化が懸念される。
【００５２】
そこで、本実施の形態によるＥＣＵ３００は、蓄電装置Ｂ２の接続処理（ＳＭＲ２を閉じる処理）を行なう際、ＳＭＲ２を閉じる前にＭＧ２による回生発電によってシステム電圧ＶＨを上昇させ、システム電圧ＶＨが電圧ＶＢ２を超えた後にＳＭＲ２を閉じる。これにより、プレ昇圧によるコンバータ１２０のスイッチングロスを抑制しつつ、蓄電装置Ｂ２を電力線ＰＬ２，ＮＬ１に接続することが可能になる。
【００５３】
図２は、上述の機能を実現するためのＥＣＵ３００の処理手順の一例を示すフローチャートである。フローチャートは、ＳＭＲ２が開かれている場合に所定の制御周期で繰り返し実行される。
【００５４】
Ｓ１０にて、ＥＣＵ３００は、蓄電装置Ｂ２の接続要求があるか否かを判定する。たとえば、ＥＣＵ３００は、ＨＶモード（エンジン１６０およびＭＧ２の双方の動力を用いて走行するモード）からＥＶモード（エンジン１６０を停止しＭＧ２の動力を用いて走行するモード）への切替要求がある場合に、蓄電装置Ｂ２の接続要求があると判断する。
【００５５】
蓄電装置Ｂ２の接続要求がない場合（Ｓ１０にてＮＯ）、ＥＣＵ３００は、処理を終了させる。
【００５６】
蓄電装置Ｂ２の接続要求がある場合（Ｓ１０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、Ｓ１１にてコンバータ１２０がスイッチング停止状態であるか否かを判定する。
【００５７】
コンバータ１２０がスイッチング停止状態である場合（Ｓ１１にてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、Ｓ１２にてアクセルオフによる減速要求があるか否かを判定する。ＥＣＵ３００は、ユーザがアクセルペダルを踏んでいない（アクセルペダル操作量がゼロである）場合に、アクセルオフによる減速要求があると判定する。
【００５８】
アクセルオフによる減速要求がある場合（Ｓ１２にてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、Ｓ１３にて、駆動装置１０５の電力収支（ＭＧ１とＭＧ２との電力収支）が力行側ではなく回生側となるようにＭＧ２を回生発電動作させる。この際に生じる発電電力によって、システム電圧ＶＨが昇圧される。
【００５９】
一方、コンバータ１２０がスイッチング停止状態でない場合（Ｓ１１にてＮＯ）またはアクセルオフによる減速要求がない場合（Ｓ１２にてＮＯ）、ＥＣＵ３００は、Ｓ１４にてコンバータ１２０を昇圧動作させる（すなわち上述のプレ昇圧を行なう）。このように、本実施の形態においては、既にコンバータ１２０のスイッチング動作が行なわれている場合や、ユーザがＭＧ２による回生発電（回生ブレーキ）を望んでいないような状況では、コンバータ１２０によるプレ昇圧によってシステム電圧ＶＨを昇圧させる。
【００６０】
Ｓ１５にて、ＥＣＵ３００は、Ｓ１３またはＳ１４によるＶＨ昇圧処理によって、システム電圧ＶＨが電圧ＶＢ２を超えたか否かを判定する。
【００６１】
システム電圧ＶＨが電圧ＶＢ２を超えていない場合（Ｓ１５にてＮＯ）、ＥＣＵ３００は、ＳＭＲ２を閉じることなく、処理を終了させる。なお、その後も蓄電装置Ｂ２の接続要求が継続する場合には、次回以降のサイクルにおいても、Ｓ１３またはＳ１４によるＶＨ昇圧処理が継続される。
【００６２】
一方、システム電圧ＶＨが電圧ＶＢ２を超えている場合（Ｓ１５にてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、Ｓ１６にて、ＳＭＲ２を閉じる。これにより、蓄電装置Ｂ２が電力線ＰＬ２，ＮＬ１に接続される。
【００６３】
図３は、ＳＭＲ２を閉じる際のシステム電圧ＶＨの変化態様を示す図である。
時刻ｔ１以前は、ＳＭＲ２（ＳＭＲ２Ｂ，ＳＭＲ２Ｇ）は開かれており、蓄電装置Ｂ２は電力線ＰＬ２，ＮＬ１から切り離されている。
【００６４】
時刻ｔ１にて蓄電装置Ｂ２の接続要求があると、コンバータ１２０がスイッチング停止状態でありかつアクセルオフによる減速要求があることを条件として、ＭＧ２による回生発電が開始される。ＭＧ２による回生発電電力によってシステム電圧ＶＨが昇圧される。
【００６５】
その後の時刻ｔ２にてシステム電圧ＶＨが電圧ＶＢ２を超えたことが検出されると、ＳＭＲ２が閉じられ、蓄電装置Ｂ２が電力線ＰＬ２，ＮＬ１に接続される。このように、本実施の形態においては、コンバータ１２０による昇圧動作（プレ昇圧）を行なうことなく、蓄電装置Ｂ２を電力線ＰＬ２，ＮＬ１に接続することができる。
【００６６】
以上のように、本実施の形態によるＥＣＵ３００は、ＳＭＲ２を閉じる処理を行なう際、ＳＭＲ２を閉じる前にＭＧ２による回生発電によってシステム電圧ＶＨを昇圧し、システム電圧ＶＨが電圧ＶＢ２を超えた後にＳＭＲ２を閉じる。これにより、プレ昇圧によるコンバータ１２０のスイッチングロスを抑制しつつ蓄電装置Ｂ２の接続処理を行なうことができる。
［実施の形態２］
上述の実施の形態１では、コンバータ１２０が正常であることを前提とした制御について説明した。これに対し、本実施の形態２では、コンバータ１２０が異常である場合（故障などによって正常に作動できない場合）の制御について説明する。なお、車両１００の構造そのものは、前述の実施の形態１と同じであるため、ここでの詳細な説明は繰返さない。
【００６７】
ユーザが車両１００の制御システムを起動させる操作を行なった際に、コンバータ１２０が異常状態であると、コンバータ１２０をゲート遮断状態にせざるを得ない。コンバータ１２０がゲート遮断状態であっても、ＳＭＲ１を閉じることで蓄電装置Ｂ１の電力をコンバータ１２０のダイオードＤ１を介して駆動装置１０５へ供給することが可能である。しかし、コンバータ１２０による昇圧動作ができないため、システム電圧ＶＨを蓄電装置Ｂ１の電圧ＶＢ１（たとえば２００Ｖ程度）よりも高い値にすることができない。そのため、コンバータ正常時に比べて、ＭＧ２の出力トルクは制限されてしまう。また、ＥＶ走行距離も、蓄電装置Ｂ１の蓄電量のみに依存した短い距離になってしまう。これらの点に鑑み、コンバータ１２０が異常である場合には、蓄電装置Ｂ２の接続処理を予め行なっておくことが望ましい。このようにすると、システム電圧ＶＨを蓄電装置Ｂ２の電圧ＶＢ２（４００Ｖ程度）にまで高めることができるとともに、ＥＶ走行距離も延長される。
【００６８】
ところが、コンバータ１２０の異常時は、コンバータ１２０による昇圧動作ができない。そのため、蓄電装置Ｂ２の接続処理（システム電圧ＶＨを電圧ＶＢ２よりも昇圧させる処理）を、コンバータ１２０を用いたプレ昇圧で行なうことはできない。
【００６９】
そこで、本実施の形態によるＥＣＵ３００は、コンバータ１２０が異常である場合、エンジン１６０の動力を用いたＭＧ１の発電動作によってシステム電圧ＶＨを電圧ＶＢ２よりも昇圧させる。
【００７０】
図４は、本実施の形態によるＥＣＵ３００の処理手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、たとえば、ユーザが車両１００の制御システムを起動させるために図示しないスタートスイッチを押した場合に実行される。
【００７１】
Ｓ２０にて、ＥＣＵ３００は、コンバータ１２０の故障履歴があるか否かを判定する。たとえば、ＥＣＵ３００は、先回のトリップ中にコンバータ１２０の異常が確定していた場合、コンバータ１２０の故障履歴があると判定する。なお、ここでいうトリップとは、車両の走行単位を表わし、車両１００の制御システムが起動してから停止するまでの期間を意味する。
【００７２】
コンバータ１２０の故障履歴がない場合（Ｓ２０にてＮＯ）、ＥＣＵ３００は、処理を終了させる。
【００７３】
コンバータ１２０の故障履歴がある場合（Ｓ２０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、Ｓ２１にて、コンバータ１２０をゲート遮断状態にしたまま、上述のプリチャージを行なう。これにより、ダイオードＤ１を介して蓄電装置Ｂ１の電力がコンデンサＣ１，Ｃ２に供給されため、システム電圧ＶＨが蓄電装置Ｂ１の電圧ＶＢ１（２００Ｖ程度）まで上昇する。すなわち、後述のＳ２２の処理（エンジン１６０の動力を用いたＭＧ１の発電動作）を行なうことなく、システム電圧ＶＨを電圧ＶＢ１まで上昇させることができる。
【００７４】
プリチャージ後、ＥＣＵ３００は、Ｓ２２にて、エンジン１６０を始動させ、エンジン１６０の動力を用いて発電するようにＭＧ１を制御する。このＭＧ１の発電動作によってシステム電圧ＶＨが電圧ＶＢ１よりもさらに昇圧される。
【００７５】
Ｓ２３にて、ＥＣＵ３００は、Ｓ２２によるＶＨ昇圧処理によって、システム電圧ＶＨが電圧ＶＢ２を超えたか否かを判定する。
【００７６】
システム電圧ＶＨが電圧ＶＢ２を超えていない場合（Ｓ２３にてＮＯ）、ＥＣＵ３００は、処理をＳ２２に戻し、エンジン１６０の動力を用いたＭＧ１の発電動作を継続させる。
【００７７】
一方、システム電圧ＶＨが電圧ＶＢ２を超えた場合（Ｓ２３にてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、Ｓ２４にて、ＳＭＲ２を閉じて、蓄電装置Ｂ２を電力線ＰＬ２，ＮＬ１に接続する。
【００７８】
以上のように、本実施の形態によるＥＣＵ３００は、コンバータ１２０が異常である場合、まずプリチャージによってシステム電圧ＶＨを電圧ＶＢ１まで上昇させ、その後にエンジン１６０の動力を用いたＭＧ１の発電動作によってシステム電圧ＶＨを電圧ＶＢ２よりも昇圧させる。そのため、コンバータ１２０が異常であるとき（プレ昇圧ができないとき）においても、蓄電装置Ｂ２を電力線ＰＬ２，ＮＬ１に接続することが可能となる。
【００７９】
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。
【符号の説明】
【００８０】
１００  車両、１０５  駆動装置、１２０  コンバータ、１３０，１３５  インバータ、１４０  モータジェネレータ（ＭＧ１）、１４５  モータジェネレータ（ＭＧ２）、１５０  動力伝達ギヤ、１６０  エンジン、１７０  駆動輪、１８０，１８５  電圧センサ、１９０  電流センサ、３００  ＥＣＵ、Ｂ１，Ｂ２  蓄電装置、Ｃ１，Ｃ２  コンデンサ、Ｄ１，Ｄ２  ダイオード、Ｌ１  リアクトル、ＮＬ１〜ＮＬ３，ＰＬ１〜ＰＬ３  電力線、Ｑ１，Ｑ２  スイッチング素子、Ｒ１  抵抗、ＳＭＲ１，ＳＭＲ２  リレー装置、ＳＭＲ１Ｐ，ＳＭＲ１Ｂ，ＳＭＲ１Ｇ，ＳＭＲ２Ｇ，ＳＭＲ２Ｂ  リレー。
【図１】
2014143804.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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