(57)【要約】【課題】バッテリ電圧を変更するときの急激な電圧変化を抑制し、急激な電圧変化に起因する異常電流からインバータ、モータジェネレータ等を保護する。【解決手段】  ハイブリッド車両は、駆動力源としてのエンジン１０及びＭＧ（モータジェネレータ）１１と、駆動軸１４にクラッチ１９を介して接続されるＭＧ１２と、ＭＧ１１とＭＧ１２の間を電気的に接続する直流ライン２５と、スイッチ２４を介して直流ライン２５の途中に接続され、電圧を段階的に変更することができるバッテリ２３と、を備える。バッテリ２３の電圧を変更する場合、クラッチ１９を解放するともにスイッチ２４を開放し、その後バッテリ２３の電圧を変更する。そして、ＭＧ１２の回転速度を制御することによって直流ライン２５の電圧をバッテリ２３の変更後の電圧に近づけてからスイッチ２４を再接続する。【選択図】      図１
2006335190.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動力源としてのエンジン及び第１のモータジェネレータと、
駆動軸にクラッチを介して接続される第２のモータジェネレータと、
前記第１のモータジェネレータと前記第２のモータジェネレータの間を電気的に接続する電力供給線と、
スイッチを介して前記電力供給線の途中に接続され、電圧を段階的に変更することができるバッテリと、
前記バッテリの電圧を変更する場合、前記クラッチを解放するとともに前記スイッチを開放し、その後前記バッテリの電圧を変更し、前記第２のモータジェネレータの回転速度を制御することで前記電力供給線の電圧と前記バッテリの変更後の電圧の差を縮小してから前記スイッチを再接続する可変電圧制御手段と、
を備えたことを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項２】
前記可変電圧制御手段は、前記バッテリの電圧を高圧側に変更する場合、前記第２のモータジェネレータの回転速度を低下させることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項３】
前記可変電圧制御手段は、前記バッテリの電圧を低圧側に変更する場合、前記第２のモータジェネレータの回転速度を上昇させることを特徴とする請求項１または２に記載のハイブリッド車両。
【請求項４】
前記可変電圧制御手段は、前記クラッチを解放する前に、前記第２のモータジェネレータのトルクがその慣性トルクに等しくなるよう前記第２のモータジェネレータをトルク制御することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のハイブリッド車両。
【請求項５】
前記可変電圧制御手段は、前記バッテリの電圧変更後、前記第２のモータジェネレータを速度制御し、前記クラッチにおける回転速度差を縮小してから前記クラッチを締結することを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載のハイブリッド車両。
【請求項６】
前記可変電圧制御手段は、前記バッテリの出力余裕が大きいほど、前記バッテリの電圧変更後の前記第２のモータジェネレータの速度応答性を高く設定することを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載のハイブリッド車両。
【請求項７】
前記スイッチが半導体スイッチで構成されることを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載のハイブリッド車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両に関し、特に、電圧を段階的に変更することができるバッテリを備えたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
インバータ制御されるモータジェネレータにおいて、トレードオフの関係にある高効率と大出力を両立させる方法として、モータジェネレータに電力を供給するバッテリの電圧を可変にする方法がある。この方法によれば、低負荷時にバッテリを低電圧とすることでインバータの損失を低減し、効率を高めることができる。また、大出力が必要な場合にバッテリを高電圧とすることで、逆起電圧を抑制しつつモータジェネレータに電流を流すことができ、大出力を発生させることができる。このように電圧を可変にする方法としては、ＤＣ−ＤＣコンバータを用いる方法があるが、リアクトルが必要であり、また、スイッチ損失が発生するため、搭載性や効率の面で課題がある。
【０００３】
そこで、特開平５-２３６６０８号公報では、バッテリの接続状態（直列接続、並列接続）を切り換えることによってバッテリ電圧を可変にする方法を提案している。
【特許文献１】特開平５−２３６６０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術のように、バッテリの接続状態を切り換えるだけでは、電圧の急激な変化を受けて異常電流が発生し、インバータ、モータジェネレータ等に悪影響を与える可能性がある。
【０００５】
本発明は、このような技術的課題を鑑みてなされたもので、バッテリ電圧を変更するときの急激な電圧変化を抑え、急激な電圧変化に起因する異常電流からインバータ、モータジェネレータ等を保護することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るハイブリッド車両は、駆動力源としてのエンジン及び第１のモータジェネレータと、駆動軸にクラッチを介して接続される第２のモータジェネレータと、第１のモータジェネレータと第２のモータジェネレータの間を電気的に接続する電力供給線と、スイッチを介して電力供給線の途中に接続され、電圧を段階的に変更することができるバッテリと、を備える。バッテリの電圧を変更する場合は、クラッチを解放するとともにスイッチを開放し、その後バッテリの電圧を変更し、第２のモータジェネレータの回転速度を制御することで電力供給線の電圧とバッテリの変更後の電圧の差を縮小してからスイッチを再接続する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、バッテリの電圧変更はバッテリをシステムから切り離した状態で行われ、バッテリのシステムへの再接続は、電力供給線の電圧とバッテリの変更後の電圧の差を縮小した状態で行われるので、電圧の急激な変化を受けて異常電流が発生することがなく、インバータ、モータジェネレータ等を保護することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【０００９】
図１は本発明に係るハイブリッド車両の概略構成を示している。エンジン１０は内燃機関などの原動機であり、車両を駆動するための駆動力を発生する。モータジェネレータ１１、１２（第１及び第２のモータジェネレータ、以下、ぞれぞれ「ＭＧ１１」、「ＭＧ１２」という。）は回転電機であり、エンジン１０で駆動されることによって、あるいは車両の運動エネルギを回生することによって発電動作することができる。ＭＧ１１、１２は、バッテリ２３、あるいは、発電動作状態にある一方のＭＧから電力供給を受けて力行動作し、車両を駆動することもできる。ＭＧ１１、１２はインバータ２１、２２により制御される。
【００１０】
エンジン１０、ＭＧ１１の駆動力は変速機１３により走行状況に応じた駆動力に変更され、駆動軸１４を介して駆動輪１５へと伝達される。駆動軸１４の途中には、ギヤ列２０、クラッチ１９を介してＭＧ１２が接続されており、ＭＧ１２の駆動力も駆動軸１４、駆動輪に伝達することができる。なお、ここではクラッチ１９として摩擦クラッチを想定しているが、駆動力の伝達、遮断を切り替えることができればよく、ドグクラッチ、電磁クラッチ等、他の要素を用いても構わない。
【００１１】
バッテリ２３は、ＭＧ１１、１２との間で電力の受け渡しを行い、後述するように出力端２６の電圧を段階的に切り換えることができるバッテリである。バッテリ２３の出力端２６は、インバータ２１とインバータ２２の間を接続する直流ライン（電力供給線）２５の途中にスイッチ２４を介して接続されており、このスイッチ２４を開放すれば、システム（ＭＧ１１、１２、インバータ２２、２２等）からバッテリ２３を電気的に切り離すことができる。
【００１２】
図２はバッテリ２３、スイッチ２４の具体的な構成を示したものである。
【００１３】
バッテリ２３は、２つのバッテリモジュール２３ａと２３ｂで構成され、スイッチ２４は２種類のスイッチ２４ｓ、２４ｐで構成される。スイッチ２４ｐを構成する２つのスイッチは同期して接続状態、開放状態を切り換えられるスイッチである。スイッチ２４ｓ、２４ｐをいずれも開放すればスイッチ２４が開放された状態となり、システムからバッテリ２３を電気的に切り離すことができる。
【００１４】
スイッチ２４は、バッテリ２３の出力端電圧ＶBattを変更する手段を兼ねており、スイッチ２４ｓを接続してスイッチ２４ｐを開放すれば、バッテリモジュール２３ａと２３ｂが直列接続となり、バッテリ２３の電圧ＶBattは高圧側に変更される。また、スイッチ２４ｐを接続してスイッチ２４ｓを開放すれば、バッテリモジュール２３ａと２３ｂは並列接続となり、バッテリ２３の電圧ＶBattは低圧側に変更される。スイッチ２４ｓと２４ｐは同時に接続されないようにする必要があり、半導体スイッチで構成されるのが望ましい。
【００１５】
なお、以下の説明では、簡略化のため、バッテリモジュール２３ａ、２３ｂを並列接続にすることを、単に「バッテリ２４を並列接続にする」と表現し、直列状態にすることを単に「バッテリ２４を直列接続にする」と表記する。
【００１６】
図３はコントローラ１の制御ブロック図のうち、特に、バッテリ２３の電圧ＶBattを変更する可変電圧制御に関する部分を抽出したものである。
【００１７】
可変電圧制御指令部５０では、運転者の要求駆動力（アクセルペダルの操作量ＡＰＯ）、バッテリ２３状態推定部５１からの情報、ＭＧ１１、ＭＧ１２の回転速度の状態などから、バッテリ電圧の変更の必要性を判断し、変更が必要であると判断されたときはエンジン１０制御部５２、ＭＧ１１制御部６１、ＭＧ１２制御部６２、スイッチ２４制御部６３に必要な指令を発する。一般的に、磁石モータは回転速度が高くなると逆起電力が発生し、電圧が低いままだと出力を出せなくなるので、ＭＧ１１、ＭＧ１２の回転速度が所定値を超える場合はバッテリ２３を高圧側に変更するのが望ましい。逆に、半導体スイッチからなるインバータを用いたシステムでは、低回転時はシステム電圧を下げたほうが高効率となる。これは、インバータの損失が、システム電圧とＭＧへの供給電流で決まるためである。このため、ＭＧ１１、ＭＧ１２の回転速度が所定値を下回る場合はバッテリ２３を低圧側に変更するのが望ましい。
【００１８】
バッテリ２３状態推定部５１では、バッテリ２３の状態を検出し、並列状態および直列状態での最大充放電電力や効率を推定し、可変電圧制御指令部５０に情報を伝える。一般的にバッテリは、充電状態や劣化などにより出力特性が異なるため、現状のバッテリの状態に応じた最大充放電電力や効率を推定が必要である。可変電圧制御指令部５０では、ＭＧ１１、１２の状態や運転者の要求駆動力と、バッテリ２３状態推定部５１からの情報より、電圧変更の判断を行う。
【００１９】
電圧変更の判断の結果、昇圧判定が出されると、可変電圧制御指令部５０はエンジン１０制御部５２へ出力補正指令を発する。このとき、補正量は出力を増加させる方向である。また、ＭＧ１１制御部６１およびＭＧ１２制御部６２に電力バランスを保つように指令を発する。
【００２０】
その後、可変電圧制御指令部５０は、クラッチ１９制御部６４へクラッチ解放指令を発し、クラッチ１９を解放させ、スイッチ２４制御部６３にスイッチ開放指令を発し、スイッチ２４を開放させる。そして、直流ライン２５の電圧が昇圧後の電圧となるように、ＭＧ１２に自身の運動エネルギで発電させる制御を行い（ＭＧ１２の回転速度を低下させる）、この間に、バッテリ２３を昇圧させる。直流ライン２５の電圧がバッテリ２３の昇圧後の電圧まで上昇したら、スイッチ２４制御部６３にスイッチ２４を制御してバッテリ２３をシステムに接続する指令を発する。スイッチ２４は半導体スイッチであるので、必要に応じてスイッチ２４にスイッチング動作を行わせ、直流ライン２５とバッテリ２３の間の電圧差を解消する。バッテリ２３をシステムに接続したら、バッテリ２３の電力余裕に応じてＭＧ１２の回転速度を制御し、クラッチ１９における回転速度差を縮小してクラッチ１９を締結する。
【００２１】
逆に、降圧判定が出されると、可変電圧制御指令部５０は、クラッチ１９制御部６４へクラッチ解放指令を発し、クラッチ１９を解放させ、スイッチ２４制御部６３にスイッチ開放指令を発し、スイッチ２４を開放させる。そして、ＭＧ１２を駆動させる（回転速度を上昇させる）ことで、直流ライン２５の電圧を低下させ、この間にバッテリ２３の電圧を降圧させる。直流ライン２５の電圧がバッテリ２３の降圧後の電圧まで低下したら、スイッチ２４制御部６３にスイッチ２４を制御してバッテリ２３をシステムに接続する指令を発し、必要に応じてスイッチ２４にスイッチング動作を行わせる。その後、バッテリ２３を接続し、バッテリ２３の電力余裕に応じて、ＭＧ１２の回転速度を制御してクラッチ１９における回転速度差を縮小し、クラッチ１９を締結する。
【００２２】
コントローラ１の上記可変電圧制御の内容をタイムチャートとフローチャートを参照しながらさらに詳しく説明する。まず、昇圧制御について説明し、その後に降圧制御の内容について説明する。
【００２３】
図４は昇圧制御時の動作を示すタイムチャートである。ここでは、運転者がアクセルペダルを踏み込んで要求駆動力が増大し、バッテリ２３の大電力によりアシストが必要となる場合について説明する。
【００２４】
運転者からの要求駆動力の指令であるアクセルペダルの操作量ＡＰＯが大きく変化し、大きな駆動力が要求されると、可変電圧制御指令部５０において昇圧判定が発せられる。モータに比べ、エンジン１０は応答性が遅いので、エンジン１０の駆動力が立ち上がるまでは、低電圧のままＭＧ１２でアシストを行い、エンジン１０の駆動力の立ち上がりに合わせて、ＭＧ１２のアシストを減少させる。
【００２５】
その後、ＭＧ１２のアシスト力が自身の慣性トルクと等しくなるとクラッチ１９を解放する。ＭＧ１２の慣性トルクを補償した状態でクラッチ１９を解放するので、車両の駆動力に変化は生じない。クラッチ１９を解放したらＭＧ１２の慣性補償を停止する。そして、バッテリ２３からの放電電力がゼロ近傍となったらスイッチ２４を開放して、バッテリ２３をシステムから切り離す。バッテリ２３からの電力供給が少ない状態でバッテリ２３を切り離すことになるので、直流ラインの極端な電圧低下や異常な電流は発生しない。
【００２６】
バッテリ２３を切り離した後は、ＭＧ１２の運動エネルギをＭＧ１２に発電動作させる（ＭＧ１２の回転速度を低下させる）ことで吸収し、ＭＧ１２の発電電力によって直流ライン２５の電圧を上昇させる。インバータ２１および２２は平滑コンデンサを有しているので、発電量増大により電荷が増し、インバー２１、２２の端子電圧は上昇する。この間、バッテリ２３を並列接続から直列接続に切り換える。
【００２７】
直流ライン２５の電圧がバッテリ２３の直列接続時の電圧に近くなると、スイッチ２４を動作させて、バッテリ２３とシステムとの接続を開始する。上記ＭＧ１２の回転速度制御によって直流ライン２５とバッテリ２３の電圧差が小さくなっているので、接続時に過大な電流が発生することはない。さらに、スイッチ２４をスイッチング動作させて微小な電圧差を補正し、安全にバッテリ２３を接続する。バッテリ２３を接続した後は、高圧な状態で、十分なアシスト力を発揮できる。このとき、アシストを行うのはシステムに接続しているＭＧ１１である。
【００２８】
バッテリ２３を接続した後には、ＭＧ１２の再接続制御を実施する。これは昇圧制御時、ＭＧ１２がシステムから切り離されており、昇圧後にＭＧ１２を用いたアシストあるいは回生を行うには、ＭＧ１２を再びシステムに接続する必要があるからである。
【００２９】
この制御においては、バッテリ２３の余裕電力を推定し、余剰電力に応じてＭＧ１２の回転速度上昇時間（以下、制御時間）を調整する。低下したＭＧ１２の回転速度を上昇させ、クラッチ１９における回転速度差をゼロにするには、次式（１）で表される出力が必要である。
【００３０】
【数１】
2006335190.tif 000003
【００３１】
ＴｃはＭＧ１２のロストルク、Δｔは制御時間である。ＪMG12はＭＧ１２の慣性モーメント、ＮClutch19はクラッチ１９の駆動軸側回転速度、ＮMG12はＭＧ１２の回転速度であり、クラッチ１９のＭＧ１２側回転速度である。式（１）からわかるように、制御時間Δｔが短いほど要求出力は大きくなるので、バッテリ２３の余裕電力が十分の場合に、制御時間Δｔを短く設定し、余裕電力が少ない場合は、制御時間Δｔを長く設定するようにする。このように、ＭＧ１２の回転速度制御の応答性をバッテリ２３の余裕電力に応じて変更することで、バッテリ２３に過放電をさせることなく、ＭＧ１２の回転速度を上昇させることができる。
【００３２】
図５、図６は図４に示した昇圧制御の内容を示したフローであり、コントローラ１において実行される。このフローは、アクセルペダルの操作量ＡＰＯの増大を受けて、可変電圧制御指令部５０より昇圧要求が発せられたときに実行される。
【００３３】
これによると、まず、ステップＳ１０１では、エンジン１０の過渡駆動力の発生時期を推定する。これは、エンジン１０の駆動力の発生遅れがあり、エンジン１０の駆動力の発生遅れに合わせてＭＧ１２が低電圧でアシストを行うためである。
【００３４】
ステップＳ１０２では、ステップＳ１０１で求めた過渡駆動力特性に基づき、エンジン１０の駆動力の増大に合わせてＭＧ１２のアシストを徐々に低下させる。
【００３５】
ステップＳ１０３では、ステップＳ１０２の処理により、ＭＧ１２のトルクがＭＧ１２自身の慣性トルク相当まで低下したか判定する。ＭＧ１２は電流値よりトルクを推定するトルクマップや高精度な回転速度センサであるレゾルバを有しているので、エンジン１０よりも慣性トルクを容易に推定することができる。ＭＧ１２のトルクが慣性トルク相当まで低下したら、ステップＳ１０４へ移行し、そうでない場合はステップＳ１０２に戻ってＭＧ１２の駆動力をさらに低下させる。
【００３６】
ステップＳ１０４ではクラッチ１９を解放する。この時点では、ステップＳ１０２、Ｓ１０３の制御によりＭＧ１２が自身の慣性トルクに等しいトルクを発生しているので、クラッチ１９を解放してもパワートレインの総イナーシャに変化は無く、運転者に違和感を与えることはない。
【００３７】
ステップＳ１０５、Ｓ１０６では、バッテリ２３からの電流がゼロ程度になるまでＭＧ１２の駆動力を低下させ、バッテリ２３からの電流がゼロ程度になったらステップＳ１０７に移行する。
【００３８】
ステップＳ１０７ではスイッチ２４を開放し、バッテリ２３をシステムから電気的に切り離す。このとき、バッテリ２３とシステムとの電力の受け渡しほとんど無いので、スイッチ２４を開放してバッテリ２３を切り離しても異常電流は発生しない。
【００３９】
バッテリ２３を切り離したら、図６のステップＳ１１０へ移行し、ＭＧ１２の発電量を増大させてＭＧ１２の持つ運動エネルギを吸収する。すなわち、ＭＧ１２を回生動作させてその回転速度を低下させる。インバータ２１および２２は平滑コンデンサを有しているので、発電量増大により電荷が増し、インバータ２１、２２の端子電圧は上昇する。この結果、直流ライン２５の電圧が上昇する。また、この間に、バッテリ２３の接続状態を並列接続から直列接続に変更し、バッテリ２３を昇圧させる。
【００４０】
ステップＳ１１３では直流ライン２５の電圧が目標値程度まで上昇したか判断する。目標値はバッテリ２３の直列接続時の電圧あるいはその近傍に設定される値である。直流ライン２５の電圧が目標値程度となったとき、ステップＳ１１４へ移行する。このとき、既にバッテリ２３は直列接続に変更され、出力電圧は上昇している。
【００４１】
ステップＳ１１４ではバッテリ２３とシステムの接続を開始する。ステップＳ１１０、Ｓ１１３の制御により直流ライン２５の電圧は昇圧後のバッテリ２３の電圧あるいはその近傍の電圧まで高められているので、スイッチ２４の接続を開始しても大電流が流れることはない。
【００４２】
ステップＳ１１５では直流ライン２５とバッテリ２３との電圧を比較し、両者に差があるときはステップＳ１１４に戻ってスイッチ２４のスイッチング動作の制御を行う。そして、両者の電圧が等しくなれば、スイッチ２４を完全に接続し、バッテリ２３の昇圧制御を終了する。
【００４３】
図７は、ＭＧ２の再接続制御の内容を示したフローであり、図５、図６に示したフローを実行した後に実行される。この制御は、上記昇圧制御によりＭＧ１２がシステムから切り離されるので、これをシステムに再接続するための制御である。
【００４４】
これによると、まず、ステップＳ１２０でバッテリ２３の余裕電力を確認する。バッテリ２３の余裕電力はバッテリ２３の容量、充電状態等に基づき判断する。
【００４５】
ステップＳ１２１では、ステップＳ１２０で求めたバッテリ２３の余裕電力に基づきＭＧ１２の回転速度制御の応答性（ゲイン）を決定する。応答性は、上記式（１）における制御時間Δｔを変更することで行われ、バッテリ２３の余裕電力が大きいほど制御時間Δｔを小さく設定し、ＭＧ１２の回転速度制御の応答性を高くする。
【００４６】
ステップＳ１２２では、クラッチ１９における回転速度差がゼロになるように、ＭＧ１２の回転速度制御を開始し、ステップＳ１２３でクラッチ１９における回転速度差がゼロになったと判定されればステップＳ１２４へ移行する。
【００４７】
ステップＳ１２４では、クラッチ１９を締結し、ＭＧ１２をシステムに再接続する。クラッチ１９における回転速度差がゼロになっているので、締結時にショックが発生することはない。
【００４８】
続いて、降圧制御の内容について説明する。
【００４９】
図８は降圧制御時の動作を示すタイムチャートである。ここでは運転者からの要求駆動力が低下したため、低電圧の高効率状態に移行する場合について説明する。
【００５０】
運転者がアクセルペダルを戻したことにより要求駆動力が減少し、ＭＧ１１、ＭＧ１２の回転速度が低い状態であるときは、インバータ損失を減らすために、バッテリ２３の電圧を低電圧側に変更する必要があるので、以下に説明する降圧制御を開始する。
【００５１】
可変電圧制御指令部５０より降圧要求が発せられると、まず、ＭＧ１２のトルクをＭＧ１２自身の慣性トルクに等しくなるよう制御し（慣性補償制御）。慣性トルクに等しくなったところでクラッチ１９を解放する。慣性補償制御はクラッチ１９解放後に終了する。そして、バッテリ２３からの放電電力がゼロ近傍となったとき、スイッチ２４を開放し、バッテリ２３をシステムから切り離す。
【００５２】
バッテリ２３をシステムから切り離したら、ＭＧ１２の駆動力を増大させてその回転速度を増大させる。ＭＧ１２の駆動力を増すことにより、インバータ２１、２２のコンデンサ等に貯まった電荷が消費され、直流ライン２５の電圧は低下する。このとき、ＭＧ１１はトルクゼロ制御とする。また、この間、バッテリ２３を直列接続から並列接続に変更し、電圧を低下させる。
【００５３】
直流ライン２５の電圧がバッテリ２３の並列接続時の電圧あるいはその近傍まで下がると、スイッチ２４を動作させて、バッテリ２３をシステムと接続を開始する。上記ＭＧ１２の回転速度制御により直流ライン２５とバッテリ２３の電圧差が小さくなっているので、接続時に過大な電流が発生することはない。微小な電圧差があっても、その場合は、スイッチ２４をスイッチング動作させて微小な電圧差を補正する電圧調整を行い、バッテリ２３を安全に接続する。
【００５４】
バッテリ２３接続後は、バッテリ２３が低圧な状態となっているのでインバータ２１、２２における損失を低減し、高効率な走行が可能となる。その後、ＭＧ１２の回転速度制御を行い、クラッチ１９の回転速度と一致したときにクラッチ１９を締結し、ＭＧ１２をシステムに再接続する。
【００５５】
図９は図８に示した降圧制御の内容を示したフローであり、コントローラ１において実行される。このフローは、アクセルペダルの操作量ＡＰＯの減少を受けて、可変電圧制御指令部５０より降圧要求が発せられたときに実行される。
【００５６】
これによると、まず、ステップＳ４０１、Ｓ４０２では、ＭＧ１２の駆動力を低下させ、ＭＧ１２の駆動トルクがＭＧ１２自身の慣性トルク程度まで低下したかどうかを判定する。慣性トルク程度まで低下すればステップＳ４０３へ移行する。
【００５７】
ステップＳ４０３ではクラッチ１９を解放する。ＭＧ１２はステップＳ４０１、Ｓ４０２の制御によりＭＧ１２の駆動トルクがＭＧ１２自身の慣性トルクに制御されているので、ＭＧ１２を解放してもショックが発生することはない。クラッチ１９を解放したら、ＭＧ１２の慣性補償制御を終了する。
【００５８】
ステップＳ４０４では、スイッチ２４を開放してバッテリ２３をシステムから電気的に切り離す。このとき、バッテリ２３とシステムと間で電力の受け渡しはほとんど無いので、スイッチ２４を開放してバッテリ２３を切り離しても異常電流は発生しない。
【００５９】
ステップＳ４０５では、ＭＧ１２の駆動力を増大させてＭＧ１２の回転速度を上昇させる。バッテリ２３が切り離された状態でＭＧ１２を駆動すると、インバータ２１、２２のコンデンサ等に貯まった電荷が消費され、直流ライン２５の電圧が低下する。また、このとき、バッテリ２３を直列接続から並列接続に切り換え、バッテリ２３の電圧を低下させる。
【００６０】
ステップＳ４０６では直流ライン２５の電圧が目標値程度まで低下したか判定する。目標値はバッテリ２３の並列接続時の電圧あるいはその近傍に設定される値である。直流ライン２５の電圧がバッテリ２３の並列接続時の電圧よりも高い場合は、ステップＳ４０４へ戻ってＭＧ１２の駆動力をさらに増大させ、直流ライン２５の電圧をさらに低下させる。直流ライン２５の電圧が目標値程度となったらステップＳ４０７へ移行する。
【００６１】
ステップＳ４０７ではスイッチ２４を制御してバッテリ２３の接続を開始する。そして、ステップＳ４０８では直流ライン２５とバッテリ２３との電圧を比較し、電圧差があるときはスイッチ２４をスイッチング動作させ、電圧が等しくなったら完全接続としてバッテリ２３の降圧制御を完了する。
【００６２】
降圧制御完了後は、ＭＧ１２がシステムから切り離されているので、図７と同様のＭＧ１２の再接続制御を実行する。すなわち、ＭＧ１２を回転速度制御し、クラッチ１９における回転速度差がゼロになったところでクラッチ１９を締結し、ＭＧ１２をシステムに再接続する。これにより、ＭＧ１２を利用した駆動、回生が可能になる。
【００６３】
以上、本発明の実施の形態の動作及び制御内容について説明したが、本発明の作用効果をまとめると次のようになる。
【００６４】
本発明によれば、バッテリ２３の電圧を変更する場合、クラッチ１９を解放するとともにスイッチ２４を開放した後にバッテリ２３の電圧を変更する。そして、ＭＧ１２の回転速度を制御することで直流ライン２５の電圧とバッテリ１９の変更後の電圧の差を縮小し、両者の電圧が近づいたところでスイッチ２４を接続する。具体的には、バッテリ２３の電圧を高圧側に変更する場合は、駆動軸１４から解放されたＭＧ１２の回転速度を低下さてせ（発電、回生動作）、直流ライン２５の電圧を上昇させ、逆に、低圧側に変更する場合は、駆動軸１４から解放されたＭＧ１２の回転速度を上昇させて（力行動作）、直流ライン２５の電圧を低下させる。これにより、バッテリ２３の電圧切換え時に、電圧の急激な変化を受けて異常電流が発生することがなく、インバータ、モータジェネレータ等を保護することができる。
【００６５】
また、クラッチ１９を解放する前に、ＭＧ１２のトルクがＭＧ１２自身の慣性トルクに等しくなるようＭＧ１２をトルク制御するようにしたので、クラッチ解放時にパワートレインの総イナーシャが変化することよる違和感を抑えることができる。
【００６６】
また、バッテリ２３の電圧変更後は、ＭＧ１２を速度制御し、クラッチ１９における回転速度差を縮小させた後にクラッチ１９を締結するようにした。これによれば、容易にクラッチ１９を締結でき、ＭＧ１２締結後はＭＧ１２を再びアシスト、回生に利用することができる。このとき、バッテリ２３の出力余裕が大きいほどＭＧ１２の回転速度制御の応答性を高く設定するようにすれば、大出力バッテリを有する場合等でバッテリの出力余裕が大きいときは、ＭＧ１２の回転速度を速やかに変更し、ＭＧ１２がシステムに接続されるまでの時間を短縮することができる。
【００６７】
また、スイッチ２４が半導体スイッチで構成した。上記の通り、バッテリ接続時に電圧差が解消されているので、容量の小さな半導体素子であってもスイッチングで電圧調整が可能である。
【００６８】
なお、上記構成は本発明が適用可能な構成の一例を示したものに過ぎず、本発明はその他の構成のハイブリッド車両、例えば、図１０、図１１に示した構成のハイブリッド車両に対しても上記制御を適用することができる。
【００６９】
図１０は、ＭＧ１１と変速機１４の間にクラッチ１６が介装されており、クラッチ１６と変速機１３の間にＭＧ１２がクラッチ１９、金属ベルト２７を介して接続される構成であり、図１１は、ＭＧ１２が駆動軸１４ではなく、第２の駆動輪１８に接続する駆動軸１７にクラッチ１９を介して接続される構成である。これらの構成であっても上記制御を適用することにより、バッテリ電圧変更時の異常電流の発生を抑え、インバータ、モータジェネレータ等を保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明に係るハイブリッド車両の概略構成図である。
【図２】バッテリ、スイッチの具体的な構成を示した図である。
【図３】コントローラの制御ブロック図である。
【図４】昇圧制御時の動作を示したタイムチャートである。
【図５】昇圧制御の内容を示したフローチャートである。
【図６】同じく昇圧制御の内容を示したフローチャートである。
【図７】ＭＧ１２の再接続制御の内容を示したフローチャートである。
【図８】降圧制御時の動作を示したタイムチャートである。
【図９】降圧制御の内容を示したフローチャートである。
【図１０】本発明を適用可能なハイブリッド車両の別の例を示した図である。
【図１１】本発明を適用可能なハイブリッド車両のさらに別の例を示した図である。
【符号の説明】
【００７１】
１    コントローラ
１０  エンジン
１１  第１のモータジェネレータ（ＭＧ１１)
１２  第２のモータジェネレータ（ＭＧ１２）
１３  変速機
１４  駆動軸
１５  駆動輪
１９  クラッチ
２１、２２  インバータ
２３  バッテリ
２４  スイッチ
２５  直流ライン（電力供給線）
【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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【図１０】
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【図１１】
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