(57)【要約】      （修正有）【課題】複数のバッテリの接続形態を直列又は並列に切替可能で、直並列切替に伴う電動機のトルクの急激な変動を抑制できる電源制御装置を提供する。【解決手段】車両の駆動源である電動機１０７と、接続形態が直列又は並列に切り替えられる複数のバッテリを有する蓄電器と、接続形態を直列又は並列に切り替える直並列切替部１２０と、車両の要求駆動力に基づき電動機の要求トルクを導出する要求トルク導出部１８１と、蓄電器が出力可能な電力に少なくとも基づき、電動機のトルク制限値を設定するトルク制限値設定部１８３と、要求トルクおよびトルク制限値のうち小さい値に少なくとも基づいて電動機に対する指令トルクを設定する指令トルク設定部１８５と、を備える。指令トルク設定部１８５が直並列切替動作中の指令トルクとしてトルク制限値を設定した場合、フィルタ処理部１８７は、直並列切替動作完了後の指令トルクにフィルタ処理を施す。【選択図】図２
2014193043.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の駆動源である電動機と、
前記電動機に電力を供給する、接続形態が直列又は並列に切り替えられる複数のバッテリを有する蓄電器と、
前記複数のバッテリの接続形態を直列又は並列に切り替える直並列切替部と、を備えた前記車両の電源制御装置であって、
前記車両の要求駆動力に基づき前記電動機の要求トルクを導出する要求トルク導出部と、
前記蓄電器が出力可能な電力に少なくとも基づき、前記電動機のトルク制限値を設定するトルク制限値設定部と、
前記要求トルクおよび前記トルク制限値のうち小さい値に少なくとも基づいて前記電動機に対する指令トルクを設定する指令トルク設定部と、を備え、
前記指令トルク設定部が直並列切替動作中の指令トルクとして前記トルク制限値を設定した場合、前記指令トルク設定部は、前記直並列切替動作完了後の指令トルクが前記直並列切替動作中の前記トルク制限値から前記直並列切替動作完了後の前記要求トルクへと滑らかに変化するように前記指令トルクを設定することを特徴とする電源制御装置。
【請求項２】
前記指令トルク設定部が直並列切替動作中の指令トルクとして前記トルク制限値を設定した場合、前記指令トルク設定部は、前記直並列切替動作完了後の指令トルクにフィルタ処理を施すことを特徴とする請求項１記載の電源制御装置。
【請求項３】
前記指令トルク設定部が直並列切替動作中の指令トルクとして前記トルク制限値を設定した場合、前記トルク制限値設定部は、前記直並列切替動作完了後のトルク制限値にフィルタ処理を施すことを特徴とする請求項１記載の電源制御装置。
【請求項４】
前記フィルタ処理は、前記直並列切替動作中の前記トルク制限値と前記直並列切替動作完了後の要求トルクとの差分が所定値以上であるときに施されることを特徴とする請求項２または３の電源制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のバッテリの接続形態を直列又は並列に切替可能な電源制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図９は、特許文献１に開示された電動車両用電源装置の構成図である。図９に示す電動車両用電源装置１では、電動機（Ｍ）２の負荷が小さく、電動機（Ｍ）２で必要とされる駆動電圧が小さい場合には、第１スイッチ（ＳＷ１）１４をオフ（開）かつ第２スイッチ（ＳＷ２）１５をオン（閉）として、電動機（Ｍ）２の駆動用インバータ３に対して第１バッテリ１１と第２バッテリ１２とを並列に接続する。一方、電動機（Ｍ）２の負荷が大きく、電動機（Ｍ）２で必要とされる駆動電圧が大きい場合には、第１スイッチ（ＳＷ１）１４をオンかつ第２スイッチ（ＳＷ２）１５をオフとして、電動機（Ｍ）２の駆動用インバータ３に対して第１バッテリ１１と第２バッテリ１２とを直列に接続する。このように、電動機（Ｍ）２の負荷が大きい場合には、電動機（Ｍ）２の駆動電圧を増大させて所望の動力性能を確保することができ、電動機（Ｍ）２の負荷が小さい場合には、電動機（Ｍ）２の駆動電圧が過大になることを防止して電動機（Ｍ）２および駆動用インバータ３の運転効率を増大させることができる。
【０００３】
また、電動車両用電源装置１において、電動機（Ｍ）２の負荷の増大に応じて、第１バッテリ１１と第２バッテリ１２との接続を並列から直列に切り替える場合には、第１スイッチ（ＳＷ１）１４及び第２スイッチ（ＳＷ２）１５をオフとして第２バッテリ１２を電動機（Ｍ）２から切り離し、第１バッテリ１１のみによって電動機（Ｍ）２に電力を供給する。そして、第１スイッチ（ＳＷ１）１４に接続された第２ノードＢの電位ＶＢが、第１スイッチ（ＳＷ１）１４に接続された第３ノードＣの電位ＶＣに等しくなるまで、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３の昇圧動作を行い、この後、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３の昇圧動作を停止すると共に第１スイッチ（ＳＷ１）１４をオンとする。このように、電動機（Ｍ）２に対する電力供給を維持した状態で、電動機（Ｍ）２の負荷の大きさに応じて、電動機（Ｍ）２に対する第１バッテリ１１と第２バッテリ１２との接続を並列と直列との間で切り替える。ＤＣ−ＤＣコンバータ１３を第１バッテリ１１と第２バッテリ１２との接続の切り替え時にのみ動作させることにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ３を常時動作させる場合に比べて、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３でのスイッチング損失の増大を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１５２０７９号公報
【特許文献２】特開２０１２−１５２０８０号公報
【特許文献３】特開２０１０−０５７２８８号公報
【特許文献４】特開２００８−１３１８３０号公報
【特許文献５】特開２０１２−０６０８３８号公報
【特許文献６】特開２０１２−０７０５１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記説明した特許文献１の電動車両用電源装置１を搭載した車両において、直列接続と並列接続との切替動作中には、第２バッテリ１２が電動機（Ｍ）２から切り離される。そのため、得られる出力が小さくなるので、電動機のトルクも所定の値を超えないように制限される。直並列切替動作の完了後はこのような制限が解除されるので、運転者からの要求駆動力に応じて電動機のトルクを制御することができるが、このとき、電動機のトルクが急激に変動することによって車両の挙動が不安定となり、乗員が違和感を覚える可能性がある。
【０００６】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数のバッテリの接続形態を直列又は並列に切替可能な電源制御装置であって、直並列切替に伴う電動機のトルクの急激な変動を抑制することができる電源制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、車両の駆動源である電動機（例えば、実施の形態での電動機１０７）と、前記電動機に電力を供給する、接続形態が直列又は並列に切り替えられる複数のバッテリ（例えば、実施の形態での第１バッテリ１０３ａ及び第２バッテリ１０３ｂ）を有する蓄電器（例えば、実施の形態での蓄電器１０１）と、前記複数のバッテリの接続形態を直列又は並列に切り替える直並列切替部（例えば、実施の形態での直並列切替部１２０）と、を備えた前記車両の電源制御装置であって、前記車両の要求駆動力に基づき前記電動機の要求トルクを導出する要求トルク導出部（例えば、実施の形態での要求トルク導出部１８１）と、前記蓄電器が出力可能な電力に少なくとも基づき、前記電動機のトルク制限値を設定するトルク制限値設定部（例えば、実施の形態でのトルク制限値設定部１８３、フィルタ処理部１９１）と、前記要求トルクおよび前記トルク制限値のうち小さい値に少なくとも基づいて前記電動機に対する指令トルクを設定する指令トルク設定部（例えば、実施の形態での指令トルク設定部１８５、フィルタ処理部１８７）と、を備え、前記指令トルク設定部が直並列切替動作中の指令トルクとして前記トルク制限値を設定した場合、前記指令トルク設定部は、前記直並列切替動作完了後の指令トルクが前記直並列切替動作中の前記トルク制限値から前記直並列切替動作完了後の前記要求トルクへと滑らかに変化するように前記指令トルクを設定することを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の発明において、前記指令トルク設定部が直並列切替動作中の指令トルクとして前記トルク制限値を設定した場合、前記指令トルク設定部は、前記直並列切替動作完了後の指令トルクにフィルタ処理を施すことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載の発明において、前記指令トルク設定部が直並列切替動作中の指令トルクとして前記トルク制限値を設定した場合、前記トルク制限値設定部は、前記直並列切替動作完了後のトルク制限値にフィルタ処理を施すことを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項２または３に記載の発明において、前記フィルタ処理は、前記直並列切替動作中の前記トルク制限値と前記直並列切替動作完了後の要求トルクとの差分が所定値以上であるときに施されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明によれば、直並列切替動作完了後の電動機の指令トルクを滑らかに変化させることにより、電動機のトルクの急激な変動を抑制することができる。
【００１２】
請求項２に係る発明によれば、直並列切替動作完了後に指令トルクが大きく変動するような場合には指令トルクにフィルタ処理を施すことにより、電動機のトルクを滑らかに変化させることができる。
【００１３】
請求項３に係る発明によれば、直並列切替動作完了後にトルク制限値が大きく変動するような場合にはトルク制限値にフィルタ処理を施すことにより、フィルタ処理が施されたトルク制限値に基づいて指令トルクが設定されるので、直並列切替動作完了後の電動機のトルクを滑らかに変化させることができる。
【００１４】
請求項４に係る発明によれば、直並列切替動作完了後に電動機のトルクが急激に変動するような場合にフィルタ処理を施すことができるので、車両の挙動が不安定になることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】シリーズ方式のＨＥＶの内部構成を示すブロック図
【図２】図１に示した車両の駆動系の概略構成及び当該駆動系を制御する第１の実施形態のマネジメントＥＣＵ１１９の内部構成を示す図
【図３】第１の実施形態において、蓄電器の接続形態を並列から直列へと切り替えた場合の制御の一例を示すタイムチャート
【図４】第１の実施形態におけるマネジメントＥＣＵ１１９の動作を説明するためのフローチャート
【図５】第１の実施形態において、蓄電器の接続形態を直列から並列へと切り替えた場合の制御の一例を示すタイムチャート
【図６】第１の実施形態において、蓄電器の接続形態を直列から並列へと切り替えた場合の制御の他の一例を示すタイムチャート
【図７】図１に示した車両の駆動系の概略構成及び当該駆動系を制御する第２の実施形態のマネジメントＥＣＵ２１９の内部構成を示す図
【図８】第２の実施形態において、蓄電器の接続形態を並列から直列へと切り替えた場合の制御の一例を示すタイムチャート
【図９】特許文献１に開示された電動車両用電源装置の構成図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１７】
本発明に係る電源制御装置を搭載するＨＥＶ（Hybrid Electrical Vehicle：ハイブリッド電気自動車）は、電動機及び内燃機関を備え、車両の走行状態に応じて電動機及び／又は内燃機関の駆動力によって走行する。ＨＥＶには、大きく分けてシリーズ方式とパラレル方式の２種類がある。シリーズ方式のＨＥＶは、電動機の動力によって走行する。内燃機関は発電のために用いられ、内燃機関の動力によって発電機で発電された電力は蓄電器に充電されるか、電動機に供給される。パラレル方式のＨＥＶは、電動機及び内燃機関のいずれか一方又は双方の駆動力によって走行する。上記両方式を複合したシリーズ／パラレル方式のＨＥＶも知られている。当該方式では、車両の走行状態に応じてクラッチを開放又は締結する（断接する）ことによって、駆動力の伝達系統をシリーズ方式及びパラレル方式のいずれかの構成に切り替える。上記ＨＥＶでは、エンジンブレーキ相当の制動力を得るために、減速時に電動機を発電機として動作させる回生制動が利用される。
【００１８】
（第１の実施形態）
図１は、シリーズ方式のＨＥＶの内部構成を示すブロック図である。図１に示すように、シリーズ方式のＨＥＶ（以下、単に「車両」という）は、蓄電器（BATT）１０１と、コンバータ（CONV）１０３と、第１インバータ（第１INV）１０５と、電動機（MOT）１０７と、内燃機関（ENG）１０９と、発電機（GEN）１１１と、第２インバータ（第２INV）１１３と、ギアボックス（以下、単に「ギア」という。）１１５と、車速センサ１１７と、マネジメントＥＣＵ（MG ECU）１１９と、直並列切替部１２０とを備える。なお、図１中の実線の矢印は値データを示し、点線は指示内容を含む制御信号を示す。
【００１９】
蓄電器１０１は、直列又は並列に接続される２つのバッテリ１０３ａ，１０３ｂを有する。各バッテリ１０３ａ，１０３ｂは、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等の複数の蓄電セルを含む。コンバータ１０３は、蓄電器１０１の直流出力電圧を直流のまま昇圧する。第１インバータ１０５は、直流電圧を交流電圧に変換して３相電流を電動機１０７に供給する。また、第１インバータ１０５は、電動機１０７の回生動作時に入力される交流電圧を直流電圧に変換する。
【００２０】
電動機１０７は、車両が走行するための動力を発生する。電動機１０７で発生したトルクは、ギア１１５及び駆動軸１２１を介して駆動輪１２３に伝達される。なお、電動機１０７の回転子はギア１１５に直結されている。また、電動機１０７は、回生制動時には発電機として動作する。
【００２１】
内燃機関１０９は、発電機１１１を駆動するために用いられる。発電機１１１は、内燃機関１０９の動力によって駆動され、電力を発生する。発電機１１１が発電した電力は、蓄電器１０１に充電されるか、第２インバータ１１３及び第１インバータ１０５を介して電動機１０７に供給される。第２インバータ１１３は、発電機１１１が発生した交流電圧を直流電圧に変換する。第２インバータ１１３によって変換された電力は、蓄電器１０１に充電されるか、第１インバータ１０５を介して電動機１０７に供給される。
【００２２】
ギア１１５は、例えば５速相当の１段の固定ギアである。したがって、ギア１１５は、電動機１０７からの駆動力を、特定の変速比での回転数及びトルクに変換して、駆動軸１２１に伝達する。車速センサ１１７は、車両の走行速度（車速ＶＰ）を検出する。車速センサ１１７によって検出された車速ＶＰを示す信号は、マネジメントＥＣＵ１１９に送られる。なお、車速ＶＰの代わりに、電動機１０７の回転数が用いられても良い。
【００２３】
マネジメントＥＣＵ１１９は、車速ＶＰ及び車両の運転者のアクセル操作に応じたアクセルペダル開度（ＡＰ開度）を示す各情報の取得、蓄電器１０１を構成する２つのバッテリ１０３ａ，１０３ｂの温度およびＳＯＣ（State of Charge：残容量）の取得、蓄電器１０１を構成する２つのバッテリ１０３ａ，１０３ｂの接続形態の切替制御、コンバータ１０３、第１インバータ１０５及び第２インバータ１１３の各々を構成するスイッチング素子のスイッチング制御、並びに、電動機１０７、内燃機関１０９及び発電機１１１の各制御等を行う。また、マネジメントＥＣＵ１１９は、車両の減速時に、当該車両の制動力を得るために電動機１０７を回生制御する。このマネジメントＥＣＵ１１９の一部または全体が、本実施形態の電源制御装置として機能する。
【００２４】
直並列切替部１２０は、マネジメントＥＣＵ１１９からの指示に応じて、蓄電器１０１が有する２つのバッテリ１０３ａ，１０３ｂの接続形態を直列又は並列に切り替える。
【００２５】
図２は、図１に示した車両の駆動系の概略構成及び当該駆動系を制御する第１の実施形態のマネジメントＥＣＵ１１９の内部構成を示す図である。図２に示すように、蓄電器１０１は、第１バッテリ１０３ａ及び第２バッテリ１０３ｂを有する。第１バッテリ１０３ａは、第１ノードＡと第２ノードＢの間に設けられ、第２バッテリ１０３ｂは、第３ノードＣと第４ノードＤの間に設けられている。
【００２６】
コンバータ１０３は、例えばチョッパ型のＤＣ−ＤＣコンバータである。図２に示すように、コンバータ１０３は、直列接続された２つのスイッチング素子（例えば、ＩＧＢＴ：Insulated Gate Bipolar mode Transistor）１３１Ｈ，１３１Ｌと、チョークコイル１３３と、平滑コンデンサ１３５，１３７とを有する。スイッチング素子１３１Ｈのコレクタは高電圧側端子１３Ｈに接続され、スイッチング素子１３１Ｌのエミッタは共通端子１３Ｃに接続されている。また、スイッチング素子１３１Ｈのエミッタはスイッチング素子１３１Ｌのコレクタに接続されている。
【００２７】
スイッチング素子１３１Ｈ，１３１Ｌの各ゲートには、マネジメントＥＣＵ１１９からのパルス幅変調（ＰＷＭ）信号が入力される。スイッチング素子１３１Ｈがオンかつスイッチング素子１３１Ｌがオフになる状態と、スイッチング素子１３１Ｈがオフかつスイッチング素子１３１Ｌがオンになる状態とが交互に切り替えられることによって、コンバータ１０３は、蓄電器１０１の出力電圧を昇圧し、又は、電動機１０７が回生制御された際に得られた電圧を降圧する。
【００２８】
直並列切替部１２０は、図２に示すように、ＩＧＢＴ等のスイッチング素子である第１スイッチ（ＳＷ１）１５１及び第２スイッチ（ＳＷ２）１５３を有する。第１スイッチ（ＳＷ１）１５１は、第２ノードＢと第３ノードＣの間に設けられ、第２スイッチ（ＳＷ２）１５３は、第１ノードＡと第３ノードＣの間に設けられている。直並列切替部１２０は、第１スイッチ（ＳＷ１）１５１及び第２スイッチ（ＳＷ２）１５３の各ゲートに入力されるマネジメントＥＣＵ１１９からの信号に応じて、第１バッテリ１０３ａと第２バッテリ１０３ｂの接続形態を直列又は並列に切り替える。第１バッテリ１０３ａと第２バッテリ１０３ｂの接続形態を直列から並列に切り替える場合、直並列切替部１２０は、第１スイッチ（ＳＷ１）１５１及び第２スイッチ（ＳＷ２）１５３の双方ともオフにして第２バッテリ１０３ｂを電動機１０７から切り離し、コンバータ１０３は、電動機１０７に対する電圧が徐々に低下するよう降圧動作を行う。
【００２９】
マネジメントＥＣＵ１１９は、図２に示すように、制御部１６１Ｉ１と、制御部１６１Ｉ２と、制御部１６１Ｃと、接続形態切替制御部１６３と、を有する。制御部１６１Ｉ１は、第１インバータ１０５を構成する各スイッチング素子のスイッチング動作を２相変調方式でＰＷＭ制御する。制御部１６１Ｉ２は、第２インバータ１１３を構成する各スイッチング素子のスイッチング動作を２相変調方式でＰＷＭ制御する。制御部１６１Ｃは、コンバータ１０３を構成するスイッチング素子１３１Ｈ，１３１Ｌのスイッチング動作を２相変調方式でＰＷＭ制御する。接続形態切替制御部１６３は、直並列切替部１２０を構成する第１スイッチ（ＳＷ１）１５１及び第２スイッチ（ＳＷ２）１５３のオンオフ切替を制御する。
【００３０】
また、マネジメントＥＣＵ１１９は、図２に示すように、要求トルク導出部１８１と、トルク制限値設定部１８３と、指令トルク設定部１８５と、フィルタ処理部１８７と、モータ制御部１８９と、を有する。要求トルク導出部１８１は、ＡＰ開度及び車速ＶＰに基づいて算出される車両の要求駆動力に基づき、電動機１０７の要求トルクを導出する。
【００３１】
トルク制限値設定部１８３は、接続形態切替制御部１６３から得られる蓄電器１０１の接続形態に関する情報や、蓄電器１０１の状態に基づき、蓄電器１０１から現在得られる最大出力値を導出して、電動機１０７のトルク制限値を設定する。蓄電器１０１の接続形態に関する情報としては、前述したように、第１バッテリ１０３ａおよび第２バッテリ１０３ｂが直列接続か、並列接続か、または直並列切替動作中であって第１バッテリ１０３ａのみが接続されているかといった情報がある。この接続形態に関する情報と、第１バッテリ１０３ａおよび第２バッテリ１０３ｂの温度およびＳＯＣとから、蓄電器１０１から現在得られる最大出力値が算出される。そして、トルク制限値設定部１８３は、この蓄電器１０１の最大出力値に基づき、電動機１０７のトルク制限値を設定する。
【００３２】
指令トルク設定部１８５は、要求トルク導出部１８１において導出された要求トルクと、トルク制限値設定部１８３において導出されたトルク制限値と、に基づき、電動機１０７への指令トルクを設定する。指令トルク設定部１８５は、要求トルクおよびトルク制限値のうち小さい方の値を指令トルクとする。すなわち、指令トルク設定部１８５は、要求トルクがトルク制限値を上回った場合にはトルク制限値を指令トルクとし、そうでない場合には運転者の要求に応じた要求トルクを指令トルクとする。通常時は、このように設定された指令トルクがモータ制御部１８９へと送られ、電動機１０７が制御される。
【００３３】
ところで、前述したように、直並列切替動作中には第２バッテリ１０３ｂが切り離されるため、蓄電器１０１の最大出力は第１バッテリ１０３ａのみから得られる出力となり、トルク制限値が小さい値に設定される。このような直並列切替動作中に要求トルクがトルク制限値を上回った場合、指令トルク設定部１８５は、この小さい値のトルク制限値を、指令トルクとして設定する。
【００３４】
一方、直並列切替動作が完了すると、蓄電器１０１の最大出力が、第１バッテリ１０３ａおよび第２バッテリ１０３ｂの両方から得られる出力へと回復し、トルク制限値が大きい値となる。そのため、運転者の要求に応じた要求トルクがトルク制限値を上回らない限りにおいて、要求トルクを指令トルクとして設定することができる。しかしながら、このような場合には、直並列切替動作の完了後において、指令トルクが、直並列切替動作中のトルク制限値から直並列切替動作完了直後の要求トルクへと大きく変動することとなる。電動機１０７のトルクの大きな変動は、車両の挙動を不安定にするおそれがあり、乗員が違和感を覚える可能性もある。
【００３５】
そこで、本実施形態では、指令トルクが直並列切替動作完了の前後で大きく変動するような場合には、指令トルク設定部１８５で設定された指令トルクに対し、フィルタ処理部１８７によりフィルタ処理を施すことにより、電動機１０７に対する最終指令トルクを設定する。このようなフィルタ処理により、直並列切替動作完了後の最終指令トルクが滑らかに変化することとなる。このように設定された最終指令トルクは、モータ制御部１８９へと送られ、電動機１０７が制御される。これにより、電動機１０７のトルクの変動を抑制することができる。
【００３６】
図３は、第１の実施形態において、蓄電器の接続形態を並列から直列へと切り替えた場合の制御の一例を示すタイムチャートを示す。この例では、蓄電器１０１が並列接続されている時点ｔ１０においては要求トルクがあまり大きくないが、その後加速等によりしだいに要求トルクが増加している。一方、蓄電器１０１が直並列切替動作中である時点ｔ１１〜ｔ１３においてはトルク制限値が小さく設定されているため、時点ｔ１２において要求トルクがトルク制限値を上回ってしまう。そこで、時点ｔ１２〜ｔ１３においては、指令トルク設定部１８５が、トルク制限値を指令トルクとして設定している。
【００３７】
時点ｔ１３において直並列切替動作が完了し、蓄電器１０１が直列接続されると、トルク制限値は通常の値に回復する。このとき、指令トルク設定部１８５は要求トルクを指令トルクとして設定するが、この指令トルクによって電動機１０７を制御すると、電動機１０７のトルクが、直並列切替動作中の制限トルクと直並列切替動作完了後の要求トルクとの差分ｄだけ変動してしまう。このような電動機１０７のトルクの急激な変動があると、車両は急に加速するような挙動を示し、前後方向のＧの発生によって乗員が不快感を覚えるおそれがある。
【００３８】
本実施形態では、指令トルク設定部１８５が設定した指令トルクに対し、時点ｔ１３〜ｔ１４でフィルタ処理部１８７によりフィルタ処理を施すことにより最終指令トルクを設定し、当該最終指令トルクによって電動機１０７が制御される。フィルタ処理が施された最終指令トルクは直並列切替動作中のトルク制限値から要求トルクへと滑らかに変化しているので、電動機１０７のトルクの大きな変動が抑制されている。
【００３９】
図４は、第１の実施形態におけるマネジメントＥＣＵ１１９の動作を説明するためのフローチャートである。まず、マネジメントＥＣＵ１１９は、直並列切替動作中に、指令トルク設定部１８５により設定される指令トルクが、トルク制限値であるかどうかを判断する（ステップＳ１）。直並列切替動作中の指令トルクとしてトルク制限値が設定されていると判断された場合、マネジメントＥＣＵ１１９は、接続形態切替制御部１６３による直並列切替動作が動作中から完了へと切り替わったかどうかを判断する（ステップＳ２）。
【００４０】
直並列切替動作が動作中から完了へと切り替わったと判断された場合、マネジメントＥＣＵ１１９は、直並列切替動作完了直後の要求トルクと、直並列切替動作中のトルク制限値との差の絶対値が、所定の第１閾値以上であるかどうかを判断する（ステップＳ３）。ここで、第１閾値は、車両の挙動を不安定にしてしまうような電動機１０７のトルク変動に基づいて予め定められている。直並列切替動作完了直後の要求トルクと、直並列切替動作中のトルク制限値との差の絶対値（図３等に示す差分ｄ参照）が第１閾値以上であると判断された場合には、フィルタ処理部１８９により指令トルクに対してフィルタ処理を施して最終指令トルクを設定する（ステップＳ４）。このようにして設定された最終指令トルクはモータ制御部１８９へと送られる。
【００４１】
次に、マネジメントＥＣＵ１１９は、指令トルクと最終指令トルクとの差の絶対値が、所定の第２閾値以下であるかどうかを判断する（ステップＳ５）。ここで、第２閾値は、指令トルクと最終指令トルクがほぼ等しいといえる程度の値として予め定められている。ステップＳ５で指令トルクと最終指令トルクとの差分が所定の第２閾値以下であるときには、指令トルクを最終トルクとして設定しても電動機１０７のトルクが大きく変動しないため、フィルタ処理を終了する（ステップＳ６）。指令トルクと最終指令トルクとの差の絶対値が第２閾値を越えている場合には、ステップＳ４へと戻ってフィルタ処理を継続する。
【００４２】
ステップＳ１で直並列切替動作中の指令トルクとしてトルク制限値が設定されていない場合、ステップＳ２で直並列切替動作中から完了へと移行したと判断されない場合、またはステップＳ３で直並列切替完了直後の要求トルクと直並列切替動作中のトルク制限値との差の絶対値が第１閾値未満であると判断された場合には、指令トルク設定部１８５が設定した指令トルクがそのまま最終指令トルクとして設定され（ステップＳ７）、モータ制御部１８９へと送られる。
【００４３】
尚、図３では蓄電器の接続形態を並列から直列に切り替えた場合の制御の一例を示したが、本実施形態では、蓄電器の接続形態を並列から直列に切り替える場合においても同様の制御を行う。図５は、第１の実施形態において、蓄電器の接続形態を直列から並列へと切り替えた場合の制御の一例を示すタイムチャートを示す。この例では、蓄電器１０１が直列接続されている時点ｔ２０において、車両は一定の車速およびアクセルペダル開度で走行しており、要求トルクも一定となっている。しかしながら、時点ｔ２１〜ｔ２２における直並列切替動作中にはトルク制限値が小さく設定されるため、要求トルクがトルク制限値を上回ってしまう。そこで、時点ｔ２１〜ｔ２２においては指令トルク設定部１８５がトルク制限値を指令トルクとして設定している。
【００４４】
時点ｔ２２において直並列切替動作が完了し、蓄電器１０１が直列接続されると、トルク制限値は通常の値に回復する。このとき、指令トルク設定部１８５は要求トルクを指令トルクとして設定するが、この値のまま電動機１０７を制御すると、電動機１０７のトルクが、直並列切替動作中の制限トルクと直並列切替動作完了後の要求トルクとの差分ｄだけ変動してしまう。このような電動機１０７のトルクの急激な変動があると、車両は急に加速するような挙動を示し、前後方向のＧの発生によって乗員が不快感を覚えるおそれがある。
【００４５】
そこで、本実施形態では、指令トルク設定部１８５が設定した指令トルクに対して時点ｔ２２〜ｔ２３でフィルタ処理部１８７によりフィルタ処理を施すことにより最終指令トルクを設定し、当該最終指令トルクによって電動機１０７が制御される。フィルタ処理が施された最終指令トルクは直並列切替動作中のトルク制限値から要求トルクへと滑らかに変化しているので、電動機１０７のトルクの大きな変動が抑制されている。
【００４６】
図６は、第１の実施形態において、蓄電器の接続形態を直列から並列へと切り替えた場合の制御の他の一例を示すタイムチャートを示す。この例では、蓄電器１０１が並列接続されている時点ｔ３０から継続して車両が減速しており、電動機１０７は回生発電を行っている。時点ｔ３１〜ｔ３２における直並列切替動作中にはトルク制限値が小さく設定されるため、要求トルクがトルク制限値を上回ってしまう。そこで、時点ｔ３１〜ｔ３２においては指令トルク設定部１８５がトルク制限値を指令トルクとして設定している。この場合には、電動機１０７による回生発電が制限されることとなる。
【００４７】
時点ｔ３２において直並列切替動作が完了し、蓄電器１０１が直列接続されると、トルク制限値は通常の値に回復する。このとき、指令トルク設定部１８５は要求トルクを指令トルクとして設定するが、この値のまま電動機１０７を制御すると、電動機１０７のトルクが、直並列切替動作中の制限トルクと直並列切替動作完了後の要求トルクとの差分ｄだけ変動してしまう。このような電動機１０７のトルクの急激な変動があると、電動機１０７による回生発電の制限が解除されることにより車両は急に減速するような挙動を示し、乗員が不快に感じるような前後方向のＧを引き起こすおそれがある。
【００４８】
そこで、本実施形態では、指令トルク設定部１８５が設定した指令トルクに対して時点ｔ３２〜ｔ３３でフィルタ処理部１８７によりフィルタ処理を施すことにより最終指令トルクを設定し、当該最終指令トルクによって電動機１０７が制御される。フィルタ処理が施された最終指令トルクは直並列切替動作中のトルク制限値から要求トルクへと滑らかに変化しているので、電動機１０７のトルクの大きな変動が抑制されている。これにより車両の挙動を安定化させることができる一方、電動機１０７による回生発電量も確保することができ、車両の電気効率を確保することができる。
【００４９】
このように、本実施形態の電源制御装置によれば、直並列切替動作完了後に指令トルクが大きく変動するような場合には指令トルクにフィルタ処理を施すことにより、電動機１０７のトルクを滑らかに変化させることができる。これにより、電動機１０７のトルクの急激な変動を抑制することができる。
【００５０】
尚、指令トルクに対して施すフィルタ処理におけるフィルタ係数は、直並列切替動作完了直後の要求トルクと、直並列切替動作中のトルク制限値との差の絶対値の大きさに応じて可変であってもよい。これにより、直並列切替動作完了後の指令トルクをさらに滑らかに変化させることができる。
【００５１】
（第２実施形態）
図７は、図１に示した車両の駆動系の概略構成及び当該駆動系を制御する第２の実施形態のマネジメントＥＣＵ２１９の内部構成を示す図である。第２の実施形態は、フィルタ処理が、指令トルクに対してではなくトルク制限値に施される点において、第１の実施形態と異なる。他の構成要素は第１の実施形態と同様であるため、同一又は同等の構成要素には図７において同一の符号を付して説明を簡略化又は省略する。
【００５２】
図７に示すように、第２実施形態のマネジメントＥＣＵ２１は、指令トルクにフィルタ処理を施す第１実施形態のフィルタ処理部１８７に替えて、トルク制限値にフィルタ処理を施すフィルタ処理部１９１を備えている。すなわち、本実施形態においては、指令トルクが直並列切替動作完了の前後で大きく変動するような場合には、トルク制限値設定部１８３で設定されたトルク制限値に対し、フィルタ処理部１９１によりフィルタ処理を施す。これにより、直並列切替動作完了後のトルク制限値が、直並列切替動作中の値から直列接続または並列接続時の値へと滑らかに変化するようになる。
【００５３】
図８は、第２の実施形態において、蓄電器の接続形態を並列から直列へと切り替えた場合の制御の一例を示すタイムチャートを示す。この例では、この例では、蓄電器１０１が並列接続されている時点ｔ４０においては要求トルクがあまり大きくないが、その後加速等によりしだいに要求トルクが増加している。一方、蓄電器１０１が直並列切替動作中である時点ｔ４１〜ｔ４３においてはトルク制限値が小さく設定されているため、時点ｔ４２において要求トルクがトルク制限値を上回ってしまう。そこで、時点ｔ４２〜ｔ４３においては、指令トルク設定部１８５が、トルク制限値を指令トルクとして設定している。
【００５４】
時点ｔ４３において直並列切替動作が完了し、蓄電器１０１が直列接続されるので、トルク制限値を通常の値に回復させることができる。このとき、本実施形態においては、フィルタ処理部１９１によりトルク制限値に対してフィルタ処理を施す。このフィルタ処理により、時点ｔ４３〜ｔ４５にかけてトルク制限値が滑らかに変化する。
【００５５】
前述したように、指令トルク設定部１８５は、要求トルクおよびトルク制限値のうち小さい方の値を指令トルクとするため、時点ｔ４３〜ｔ４４まではトルク制限値が指令トルクとして設定される。時点ｔ４４において、フィルタ処理が施されたトルク制限値が要求トルクと等しくなるため、時点ｔ４４以降は要求トルクが指令トルクとして設定され、運転者の要求に応じた駆動を行うことができる。
【００５６】
このように、本実施形態の電源制御装置によれば、直並列切替動作完了後にトルク制限値が大きく変動するような場合にはトルク制限値にフィルタ処理を施すことにより、フィルタ処理が施されたトルク制限値に基づいて指令トルクが設定されるので、直並列切替動作完了後の電動機１０７のトルクを滑らかに変化させることができる。
【００５７】
尚、本実施形態においても、直並列切替動作完了後に電動機１０７のトルクが急激に変動する場合にのみ、すなわち、直並列切替動作中の指令トルクとしてトルク制限値が設定され、且つ当該トルク制限値と直並列切替動作完了後の要求トルクとの差分ｄが所定値以上である場合にのみ、フィルタ処理部１９１がトルク制限値にフィルタ処理を施すものであってもよい。これにより、直並列切替動作完了後に電動機１０７のトルクが急激に変動するような場合にフィルタ処理を施すことができるので、車両の挙動が不安定になることを抑制することができる。
【００５８】
また、トルク制限値に対して施すフィルタ処理におけるフィルタ係数は、この差分ｄの大きさに応じて可変であってもよい。これにより、直並列切替動作完了後の指令トルクをさらに滑らかに変化させることができる。これにより、電動機１０７のトルクの変動を抑制することができる。
【００５９】
尚、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。上記実施形態では、シリーズ方式のＨＥＶを例について説明したが、図９に示すシリーズ／パラレル方式のＨＥＶにも適用可能である。また、ＨＥＶに限らず、内燃機関１０９を含まないＥＶ（Electric Vehicle：電気自動車）であっても良い。さらに、蓄電器１０１を構成する直並列切替可能なバッテリの数は２つに限らず、３つ以上であっても良い。
【符号の説明】
【００６０】
１０１  蓄電器（BATT）
１０３  コンバータ（CONV）
１０５  第１インバータ（第１INV）
１０７  電動機（Mot）
１０９  内燃機関（ENG）
１１１  発電機（GEN）
１１３  第２インバータ（第２INV）
１１５  ギアボックス（ギア）
１１７  車速センサ
１１９，２１９  マネジメントＥＣＵ（MG ECU）
１２０  直並列切替部
１０３ａ  第１バッテリ
１０３ｂ  第２バッテリ
１３１Ｈ，１３１Ｌ  スイッチング素子
１３３  チョークコイル
１３５，１３７  平滑コンデンサ
１５１  第１スイッチ（ＳＷ１）
１５３  第２スイッチ（ＳＷ２）
１６１Ｉ１  制御部
１６１Ｉ２  制御部
１６１Ｃ  制御部
１６３，２６３  接続形態切替制御部
１８１  要求トルク導出部
１８３  トルク制限値設定部
１８５  指令トルク設定部
１８７，１９１  フィルタ処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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