(57)【要約】【課題】サブバッテリの出力電圧が不足する場合であっても、エンジンのクランキングを可能にする技術を提供する。【解決手段】本明細書で開示するハイブリッド車では、ブースト回路５４のスイッチング素子５４ａをオンオフ制御すると、コイル５４ｃに交番電流が流れる。それゆえ、内部電源回路５３のスイッチング素子５３ａがオンオフ制御されなくても、内部電源回路５３のトランス５３ｃの二次側コイル５３ｃ２に誘導起電力が生じて第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８及び第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０に必要な直流電圧が内部電源回路５３から出力される。必要な直流電圧がサブバッテリ２２から直接に得ることが困難な場合でも、ブースト回路５４の動作により内部電源回路５３からＤＣ−ＤＣコンバータ２８、３０には直流電力が供給されるので、これらのＤＣ−ＤＣコンバータ２８、３０を駆動することが可能になり、更にはエンジンのクランキングも可能になる。【選択図】図３
2018137960.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
前記エンジンをクランキング可能なモータと、
前記モータに電力を供給可能な電力制御ユニットと、
メインバッテリと、
前記メインバッテリと前記電力制御ユニットを接続するメイン電源配線と、
前記メイン電源配線の導通と非導通を切り換えるスイッチと、
前記メインバッテリより低電圧のサブバッテリと、
前記サブバッテリに接続されたサブ電源配線と、
前記スイッチよりも前記電力制御ユニット側の前記メイン電源配線と前記サブ電源配線の間を接続しており、前記サブ電源配線から前記メイン電源配線へ昇圧して電力を供給する昇圧動作が可能な第１ＤＣ−ＤＣコンバータと、
前記スイッチよりも前記メインバッテリ側の前記メイン電源配線と前記サブ電源配線の間を接続しており、前記メイン電源配線から前記サブ電源配線へ降圧して電力を供給する降圧動作が可能な第２ＤＣ−ＤＣコンバータと、
前記サブバッテリから入力される直流電圧をスイッチング回路とトランスを介して変圧し前記第１ＤＣ−ＤＣコンバータ及び前記第２ＤＣ−ＤＣコンバータに直流電力を供給する電源回路と、
前記サブ電源配線とグランドの間に接続されて前記電源回路のトランスに磁気結合するコイル、及び、前記コイルに流れる電流をオンオフ制御するスイッチング素子、を有するブースト回路と、
を備えている、ことを特徴とするハイブリッド車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書が開示する技術は、走行用のモータ及びエンジンの両者を備えるハイブリッド車に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、メインバッテリと電力制御ユニットの間を接続するメイン電源配線と、このメイン電源配線の導通と遮断を切り換えるシステムメインリレーと、このシステムメインリレーを挟んでメインバッテリ側及び電力制御ユニット側の夫々に設けられる２つのＤＣ−ＤＣコンバータと、を備える車両が開示されている。電力制御ユニットにはエンジンをクランキングするモータが接続されており、メインバッテリの電力をそのモータの駆動電力に変換する。２つのＤＣ−ＤＣコンバータは、いずれも、メインバッテリより低電圧のサブバッテリを接続するサブ電源配線に接続されている。電力制御ユニット側のコンバータは、サブ電源配線からメイン電源配線へ昇圧して電力を供給することが可能に構成されている。
【０００３】
上記車両においては、例えば、システムメインリレーが遮断状態で故障（いわゆるオープン故障）をした場合、メインバッテリから供給される直流電力をメインバッテリ側のコンバータが降圧し、この降圧された直流電力及びサブバッテリから供給される直流電力を電力制御ユニット側のコンバータが昇圧して電力制御ユニットに供給する。これにより、電力制御ユニット側のコンバータがサブバッテリから供給される直流電力だけを昇圧して電力制御ユニットに供給する構成に比べ、サブバッテリの充電電力の低減を抑制しつつエンジンのクランキングなどを可能にする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１３２４０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、これらの２つのＤＣ−ＤＣコンバータを制御する（駆動する）ために必要な直流電力は、サブバッテリから供給されている。そのため、例えば、サブバッテリの充電容量が十分でなかったり、バッテリセルの一部が劣化していたりすると、これらの２つのＤＣ−ＤＣコンバータは必要な直流電圧をサブバッテリから得ることができなくなり、場合によってはエンジンのクランキングが困難になり得る。本明細書では、サブバッテリの出力電圧が不足する場合であっても、エンジンのクランキングを可能にする技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書が開示するハイブリッド車は、エンジンと、エンジンをクランキング可能なモータと、モータに電力を供給可能な電力制御ユニットと、メインバッテリと、メインバッテリと電力制御ユニットを接続するメイン電源配線と、メイン電源配線の導通と非導通を切り換えるスイッチと、メインバッテリより低電圧のサブバッテリと、サブバッテリに接続されたサブ電源配線と、スイッチよりも電力制御ユニット側のメイン電源配線とサブ電源配線の間を接続しておりサブ電源配線からメイン電源配線へ昇圧して電力を供給する昇圧動作が可能な第１ＤＣ−ＤＣコンバータと、スイッチよりもメインバッテリ側のメイン電源配線とサブ電源配線の間を接続しておりメイン電源配線からサブ電源配線へ降圧して電力を供給する降圧動作が可能な第２ＤＣ−ＤＣコンバータと、を備えている。そして、上記のハイブリッド車では、さらに、サブバッテリから入力される直流電圧をスイッチング回路とトランスを介して変圧し第１ＤＣ−ＤＣコンバータ及び第２ＤＣ−ＤＣコンバータに直流電力を供給する電源回路と、サブ電源配線とグランドの間に接続されて電源回路のトランスに磁気結合するコイル及びこのコイルに流れる電流をオンオフ制御するスイッチング素子を有するブースト回路と、を備えている。
【０００７】
ブースト回路のスイッチング素子をオンオフ制御すると、コイルに交番電流が流れる。それゆえ、電源回路のスイッチング素子がオンオフ制御されなくても、電源回路のトランスの変圧コイルに誘導起電力が生じて、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ及び第２ＤＣ−ＤＣコンバータに必要な直流電圧が電源回路から出力される。そのため、２つのＤＣ−ＤＣコンバータを制御するのに必要な直流電圧をサブバッテリから直接に得ることが困難な場合であっても、ブースト回路の動作により、電源回路からこれらのＤＣ−ＤＣコンバータに直流電力が供給される。したがって、サブバッテリの出力電圧が不足する場合であっても、ＤＣ−ＤＣコンバータを駆動することができ、エンジンのクランキングが可能になる。
【０００８】
本明細書が開示する技術の詳細、及び、さらなる改良は、発明の実施の形態で説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例のハイブリッド車の電気系統のブロック図である。
【図２】実施例の第１ＤＣ−ＤＣの構成例を示す回路図である。
【図３】実施例の第２ＤＣ−ＤＣの構成例を示す回路図である。
【図４】内部電源ユニットの通常動作時の電力供給経路を示す説明図である。
【図５】内部電源ユニットのブースト動作時の電力供給経路を示す説明図である。
【図６】実施例のハイブリッド車のＥＣＵがメインバッテリを監視する際に実行する制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】第２ＤＣ−ＤＣの他の構成例を示す回路図である。
【図８】ＥＣＵの他の制御処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図面を参照して実施例のハイブリッド車を説明する。図１に、実施例のハイブリッド車２の電気系統のブロック図を示す。本実施例のハイブリッド車２は、エンジン６１の動力を利用して走行したり、メインバッテリ４の電力を利用して走行したりするハイブリッド車である。メインバッテリ４の電力を利用して走行する場合、ハイブリッド車２は、メインバッテリ４から供給される電力により第２モータ８を駆動し、第２モータ８の動力によって駆動輪（図示せず）を回転させる。エンジン６１を利用して走行する場合には、ハイブリッド車２は、第１モータ６をセルモータとして使用しエンジン６１を始動させる。
【００１１】
そして、ハイブリッド車２は、動力分割機構６２によって、エンジン６１が発生させた動力の一部を駆動輪に伝達する一方で、その残りの動力を第１モータ６に伝達させて第１モータ６に発電させる。第１モータ６で発電した電力は、第２モータ８に供給して駆動輪の回転に利用したり、メインバッテリ４に充電したりすることもできる。
【００１２】
尚、エンジン６１を利用して走行している際に、さらにメインバッテリ４からも第２モータ８に電力を供給して、駆動輪を回転させることも可能である。また、メインバッテリ４から電力を供給することなく、第２モータ８で発電した電力だけで第１モータ６を駆動して走行することも可能である（バッテリレス走行）。
【００１３】
メインバッテリ４は、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などの二次電池である。本実施例では、メインバッテリ４は、所定の高電圧（例えば、約２００Ｖ（ボルト））を出力する。ハイブリッド車２は、エンジンの動力で第１モータ６を発電し、発電したその電力をメインバッテリ４に充電する。走行中のハイブリッド車２が減速する場合には、第２モータ８で回生発電し、その回生電力をメインバッテリ４に充電する。メインバッテリ４には、メインバッテリ４の電圧ＶＢを測定する電圧センサ４ａが取り付けられている。メインバッテリ４は、メイン電源配線１０を介して、電力制御ユニット（ＰＣＵ）１２に接続されている。メイン電源配線１０は、メインバッテリ４の正極端子に接続された正極線１０ａと、メインバッテリ４の負極端子に接続された負極線１０ｂを備えている。
【００１４】
ＰＣＵ１２は、メインバッテリ４と、第１モータ６及び第２モータ８との間に設けられている。ＰＣＵ１２は、平滑コンデンサ１４、コンバータ１６及びインバータ１８を備えている。平滑コンデンサ１４は、メイン電源配線１０の電圧を平滑化する。コンバータ１６は、メインバッテリ４から供給される電力の電圧を、必要に応じて第１モータ６や第２モータ８の駆動に適した電圧まで昇圧する。加えてコンバータ１６は、第１モータ６や第２モータ８が発電した電力の電圧を、メインバッテリ４への充電に適した電圧まで降圧させたりもする。本実施例では、第１モータ６や第２モータ８の駆動に用いる電圧は約６００Ｖである。インバータ１８は、メインバッテリ４から供給される直流電力を第１モータ６や第２モータ８を駆動するための三相交流電力に変換する。また、第１モータ６や第２モータ８が発電した三相交流電力をメインバッテリ４へ充電するための直流電力に変換する。
【００１５】
メインバッテリ４とＰＣＵ１２の間には、システムメインリレー（ＳＭＲ）２０が設けられている。ＳＭＲ２０は、メイン電源配線１０の正極線１０ａの導通と非導通を切り換えるスイッチ２０ａと、メイン電源配線１０の負極線１０ｂの導通と非導通を切り換えるスイッチ２０ｂを備えている。すなわち、ＳＭＲ２０は、メイン電源配線１０の導通と非導通を切り換える。尚、非導通は、遮断と称される場合もある。
【００１６】
ハイブリッド車２は、メインバッテリ４よりも電圧が低いサブバッテリ２２を備えている。サブバッテリ２２は、典型的には、鉛蓄電池で構成される二次電池である。サブバッテリは、補機バッテリと称される場合もある。本実施例では、サブバッテリ２２の電圧は約１３Ｖである。サブバッテリ２２は、サブ電源配線２４を介して、パワーステアリングやエアーコンディショナなどの補機２６に接続されている。サブバッテリ２２には、サブバッテリ２２の電圧ＶＳを測定する電圧センサ２２ａが取り付けられている。サブ電源配線２４は、サブバッテリ２２の正極端子に接続された正極線２４ａと、サブバッテリ２２の負極端子に接続された負極線２４ｂを備えている。サブ電源配線２４の負極線２４ｂは、典型的には、接地電位（基準電位）である。
【００１７】
ＳＭＲ２０よりもＰＣＵ１２側のメイン電源配線１０とサブ電源配線２４とは、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８を介して接続されている。図１では、「第１ＤＣ−ＤＣコンバータ」を「ＤＤＣ１」と略記している。第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８は、メイン電源配線１０からサブ電源配線２４へ降圧して電力を供給する降圧動作を行い、またサブ電源配線２４からメイン電源配線１０へ昇圧して電力を供給する昇圧動作を行う。第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８は、いわゆる双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ（昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータ）である。ハイブリッド車２では、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８が降圧動作を行うことで、ＳＭＲ２０の導通／非導通に関わらず、第１モータ６や第２モータ８が発電した電力をサブバッテリ２２に充電することができる。また、ハイブリッド車２では、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８が昇圧動作を行うことで、ＳＭＲ２０の導通／非導通に関わらず、サブバッテリ２２の電力を利用して第１モータ６や第２モータ８を駆動することができる。
【００１８】
ＳＭＲ２０よりもメインバッテリ４側のメイン電源配線１０とサブ電源配線２４とは、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０を介して接続されている。図１では、「第２ＤＣ−ＤＣコンバータ」を「ＤＤＣ２」と略記している。第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０は、メイン電源配線１０からサブ電源配線２４へ降圧して電力を供給する降圧動作を行う。第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０は、いわゆる単方向ＤＣ−ＤＣコンバータ（降圧ＤＣ−ＤＣコンバータ）である。
【００１９】
本実施例の第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０は、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８を駆動可能な直流電力を供給し得る内部電源ユニット５５（図３参照）を備えており、両ＤＣ−ＤＣコンバータ２８、３０は、電源ライン２９により電気的に接続されている。これにより、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８の制御回路４２（図２参照）は、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の内部電源ユニット５５から供給される直流電力を受けて駆動する。電源ライン２９は、ＥＣＵ６０などの他のＥＣＵ、例えば、第１モータ６や第２モータ８を制御するＭＧＥＣＵ（不図示）にも接続されている。
【００２０】
ハイブリッド車２では、ＳＭＲ２０の導通時に、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８が降圧動作を行い、かつ第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０が降圧動作を行う。これにより、メインバッテリ４からの電力や、第１モータ６や第２モータ８が発電した電力を、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８と第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の両方を介して、サブバッテリ２２に充電する。この場合、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８と第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０のいずれか一方を介してサブバッテリ２２に充電する場合に比べて、サブバッテリ２２に供給される電流が大きくなる。そのため、サブバッテリ２２の充電に要する時間が短くなる。
【００２１】
ハイブリッド車２は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）６０を備えている。ＥＣＵ６０には、電圧センサ４ａ、２２ａなど、ハイブリッド車２に搭載された各種のセンサの計測データが入力される。また、車内ＬＡＮを介して、他のＥＣＵ（例えば、エンジン制御用のＥＣＵ（エンジンＥＣＵ））から各種の制御情報などを取得する。本実施例では、電圧センサ４ａからメインバッテリ４の電圧ＶＢの計測データが入力され、電圧センサ２２ａからサブバッテリ２２の電圧ＶＳの計測データが入力される。これにより、ＥＣＵ６０は、ＰＣＵ１２、ＳＭＲ２０、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０など、ハイブリッド車２の電気系統を構成する各構成要素の動作を制御する。またＥＣＵ６０は、ハイブリッド車２の走行中などにおけるメインバッテリ４やサブバッテリ２２の充電時及び放電時の電圧ＶＢ、ＶＳの情報を充放電履歴としてログファイル（半導体メモリ）などに記録する。これにより、メインバッテリ４やサブバッテリ２２の出力電圧を監視することが可能になる。
【００２２】
図２に、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８の構成例を示す。以下の説明では、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８に関しメイン電源配線１０側（ＰＣＵ１２側）を一次側といい、サブ電源配線２４側（サブバッテリ２２側）を二次側という。
【００２３】
第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８は、一次側フィルタ３２、一次側回路３４、トランス３６、二次側回路３８、二次側フィルタ４０及び制御回路４２を備えている。第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８は、トランス３６を介する絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータである。本実施例では、一次側フィルタ３２、一次側回路３４、トランス３６、二次側回路３８、二次側フィルタ４０及び制御回路４２は、筐体５７内に収容されている。
【００２４】
一次側フィルタ３２は、コンデンサ３２ａで構成されており、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８のメイン電源配線１０側でのノイズの発生を抑制する。一次側回路３４は、スイッチング素子３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄと、これらのスイッチング素子３４ａ−３４ｄに夫々並列に接続された還流ダイオード３４ｅ、３４ｆ、３４ｇ、３４ｈを備えている。スイッチング素子３４ａ−３４ｄは、典型的には、パワーＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴなどの電力用の半導体スイッチであり、オンオフ動作を制御可能に制御端子が制御回路４２に接続されている。
【００２５】
本実施例では、スイッチング素子３４ａとスイッチング素子３４ｂは直列に接続されており、またスイッチング素子３４ｃとスイッチング素子３４ｄも直列に接続されている。これらの直列接続されたスイッチング素子３４ａ、３４ｂ及びスイッチング素子３４ｃ、３４ｄは、一次側フィルタ３２のコンデンサ３２ａに並列に接続されている。一次側回路３４は、スイッチング回路と称される場合もある。
【００２６】
トランス３６は、一次側コイル３６ａと二次側コイル３６ｂを備えている。これらのコイルは所定の巻線比でコアに巻回されている。この巻線比に応じて、トランス３６では、一次側コイル３６ａから二次側コイル３６ｂへ降圧して電力を供給し、また二次側コイル３６ｂから一次側コイル３６ａへ昇圧して電力を供給する。一次側コイル３６ａの一端（始端又は終端）は、スイッチング素子３４ａとスイッチング素子３４ｂの間に接続されており、また一次側コイル３６ａの他端（終端又は始端）は、スイッチング素子３４ｃとスイッチング素子３４ｄの間に接続されている。
【００２７】
二次側回路３８は、スイッチング素子３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄと、これらのスイッチング素子３８ａ−３８ｄに並列に接続された還流ダイオード３８ｅ、３８ｆ、３８ｇ、３８ｈ、並びにチョークコイル３８ｉ及びコンデンサ３８ｊを備えている。チョークコイルは、インダクタと称したり、単にコイルと称したりする。スイッチング素子３８ａ−３８ｄも、スイッチング素子３４ａ−３４ｄと同様に、典型的には、パワーＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴなどの電力用の半導体スイッチであり、オンオフ動作を制御可能に制御端子が制御回路４２に接続されている。
【００２８】
本実施例では、スイッチング素子３８ａとスイッチング素子３８ｂは直列に接続されており、またスイッチング素子３８ｃとスイッチング素子３８ｄも直列に接続されている。チョークコイル３８ｉとコンデンサ３８ｊは、トランス３６側から見てＬ型のローパスフィルタを構成するように接続されており、これらは、直列接続されたスイッチング素子３８ａ、３８ｂ及びスイッチング素子３８ｃ、３８ｄに対して、並列に接続されている。二次側コイル３６ｂの一端は、スイッチング素子３８ａとスイッチング素子３８ｂの間に接続されており、また二次側コイル３６ｂの他端は、スイッチング素子３８ｃとスイッチング素子３８ｄの間に接続されている。二次側回路３８は、スイッチング回路と称される場合もある。
【００２９】
二次側フィルタ４０は、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８のサブ電源配線２４側でのノイズの発生を抑制する。本実施例では、二次側フィルタ４０は、二次側回路３８から見て、チョークコイル４０ａとコンデンサ４０ｂによりＬ型のローパスフィルタを構成している。
【００３０】
制御回路４２は、前述のＥＣＵ６０（図１参照）と通信可能である。制御回路４２は、ＥＣＵ６０からの指示（制御コマンド）に従って、一次側回路３４のスイッチング素子３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄと、二次側回路３８のスイッチング素子３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄの動作を制御する。
【００３１】
第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８の動作について説明する。第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８が降圧動作をする場合には、一次側回路３４において直流電力から交流電力に変換し、トランス３６において降圧して、二次側回路３８において交流電力から直流電力に変換する。この場合、二次側回路３８ではスイッチング素子３８ａ−３８ｄは動作することなく、還流ダイオード３８ｅ−３８ｈによる整流と、チョークコイル３８ｉ及びコンデンサ３８ｊによる平滑化がなされる。これにより、メイン電源配線１０からサブ電源配線２４へ降圧して電力を供給する。この際、制御回路４２が一次側回路３４のスイッチング素子３４ａ−３４ｄのオン／オフのタイミングを調整することで、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８が降圧動作をするときのデューティ比を調整することが可能になる。第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８の降圧動作においては、デューティ比が大きくなるほどメイン電源配線１０（ＰＣＵ１２）からサブ電源配線２４へ供給される電力が増加する。
【００３２】
逆に、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８が昇圧動作をする場合には、二次側回路３８において直流電力から交流電力に変換し、トランス３６において昇圧して、一次側回路３４において交流電力から直流電力に変換する。この場合には、一次側回路３４ではスイッチング素子３４ａ−３４ｄは動作することなく、還流ダイオード３４ｅ−３４ｈにより整流されて一次側フィルタ３２において平滑化される。これにより、サブ電源配線２４からメイン電源配線１０へ昇圧して電力を供給する。この際、制御回路４２が二次側回路３８のスイッチング素子３８ａ−３８ｄのオン／オフのタイミングを調整することで、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８が昇圧動作をするときのデューティ比を調整することが可能になる。第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８の昇圧動作においては、デューティ比が大きくなるほどサブ電源配線２４からメイン電源配線１０（ＰＣＵ１２）へ供給される電力が増加する。
【００３３】
尚、図２に示した第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８の一次側フィルタ３２、一次側回路３４、二次側回路３８、二次側フィルタ４０の具体的な回路構成はあくまでも一例である。そのため、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８としては、メイン電源配線１０からサブ電源配線２４へ降圧して電力を供給する降圧動作と、サブ電源配線２４からメイン電源配線１０へ昇圧して電力を供給する昇圧動作が可能であれば、どのような構成のものを用いてもよい。
【００３４】
次に、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の構成などを説明する。図３に、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の構成例を示す。図４に、内部電源ユニット５５の通常動作時の電力供給経路を示す。図５に、内部電源ユニット５５のブースト動作時の電力供給経路を示す。以下の説明では、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０に関しメイン電源配線１０側（メインバッテリ４側）を一次側といい、サブ電源配線２４側（サブバッテリ２２側）を二次側という。
【００３５】
図３に示すように、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０は、一次側フィルタ４４、一次側回路４６、トランス４８、二次側回路５０、二次側フィルタ５１、出力スイッチ５２、内部電源ユニット５５及び制御回路５６を備えている。第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０は絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータである。一次側フィルタ４４、一次側回路４６、トランス４８、二次側回路５０、二次側フィルタ５１、出力スイッチ５２、内部電源ユニット５５及び制御回路５６は、筐体５８内に収容されている。
【００３６】
一次側フィルタ４４は、コンデンサ４４ａで構成されており、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０のメイン電源配線１０側でのノイズの発生を抑制する。一次側回路４６は、スイッチング素子４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄと、これらのスイッチング素子４６ａ−４６ｄに並列に接続された還流ダイオード４６ｅ、４６ｆ、４６ｇ、４６ｈを備えている。スイッチング素子４６ａ−４６ｄも、スイッチング素子３４ａ−３４ｄと同様に、典型的には、パワーＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴなどの電力用の半導体スイッチであり、オンオフ動作を制御可能に制御端子が制御回路５６に接続されている。
【００３７】
本実施例では、スイッチング素子４６ａとスイッチング素子４６ｂは直列に接続されており、またスイッチング素子４６ｃとスイッチング素子４６ｄも直列に接続されている。これらのスイッチング素子４６ａ、４６ｂ及びスイッチング素子４６ｃ、４６ｄは、一次側フィルタ４４のコンデンサ４４ａに並列に接続されている。一次側回路４６は、スイッチング回路と称される場合もある。
【００３８】
トランス４８は、一次側コイル４８ａと二次側コイル４８ｂを備えている。これらのコイルは所定の巻線比でコアに巻回されている。この巻線比に応じて、トランス４８では、一次側コイル４８ａから二次側コイル４８ｂに降圧して電力を供給する。一次側コイル４８ａの一端は、スイッチング素子４６ａとスイッチング素子４６ｂの間に接続されており、一次側コイル４８ａの他端は、スイッチング素子４６ｃとスイッチング素子４６ｄの間に接続されている。
【００３９】
二次側回路５０は、ダイオード５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ、インダクタ５０ｅ、及びコンデンサ５０ｆを備えている。ダイオード５０ａ−５０ｄは、トランス４８の二次側コイル４８ｂから出力される交流電圧を直流電圧に整流し得るブリッジ回路を構成している。インダクタ５０ｅとコンデンサ５０ｆは、トランス４８側から見てＬ型のローパスフィルタを構成するように接続されており、これらは、整流回路としてブリッジ接続されたダイオード５０ａ−５０ｄに対して、並列に接続されている。
【００４０】
二次側フィルタ５１は、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０のサブ電源配線２４側でのノイズの発生を抑制する。本実施例では、二次側フィルタ５１は、二次側回路５０から見て、インダクタ５１ａとコンデンサ５１ｂによりＬ型のローパスフィルタを構成している。
【００４１】
出力スイッチ５２は、サブ電源配線２４の正極線２４ａが接続される第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力端子と、二次側フィルタ５１の出力端との間に設けられるスイッチングデバイスである。典型的には、パワーＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴなどの電力用の半導体スイッチである。出力スイッチ５２は、そのオンオフ動作が制御回路５６により制御され得るように制御端子が制御回路５６に接続されている。制御回路５６は、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０が降圧動作を行う場合には出力スイッチ５２がオン状態を維持するように制御する。
【００４２】
内部電源ユニット５５は、内部電源回路５３及びブースト回路５４を備えている。内部電源回路５３は、トランス５３ｃを中心にその一次側に、スイッチング素子５３ａ、これに逆並列に接続された還流ダイオード５３ｂ、ダイオード５３ｄ及びコンデンサ５３ｅを備え、またトランス５３ｃの二次側に、ダイオード５３ｆ及びコンデンサ５３ｇを備えている。トランス５３ｃは、一次側コイル５３ｃ１と二次側コイル５３ｃ２を備えている。前述のトランス３６、４８と同様に、これらのコイルは所定の巻線比でコアに巻回されており、この巻線比に応じて、一次側コイル５３ｃ１から二次側コイル５３ｃ２へ降圧して電力を供給する。
【００４３】
トランス５３ｃの一次側回路、つまり内部電源回路５３の入力側は、トランス５３ｃの一次側コイル５３ｃ１の一端側とＩＧＣＴ端子との間に、順方向を一次側コイル５３ｃ１側に向けたダイオード５３ｄが接続されており、また一次側コイル５３ｃ１の他端側とグランドの間に、還流ダイオード５３ｂを並列接続したスイッチング素子５３ａが接続されている。ダイオード５３ｄのカソード側とグランドの間には平滑用のコンデンサ５３ｅが接続されている。ＩＧＣＴ端子には、ハイブリッド車２のパワー（イグニッション）スイッチのオンに伴って、例えば、サブバッテリ２２から所定電圧が供給される。
【００４４】
このような一次側回路に対して、トランス５３ｃの二次側回路、つまり内部電源回路５３の出力側は、二次側コイル５３ｃ２の一端側と、内部電源ライン５３ｈ及び外部電源ライン５３ｉとの間に、順方向を出力端子側に向けたダイオード５３ｆが接続されており、また同他端側がグランドに接続されている。ダイオード５３ｆのカソード側とグランドの間には平滑用のコンデンサ５３ｇが接続されている。内部電源回路５３は、ＩＧＣＴ端子からダイオード５３ｄを介して入力される直流電圧を制御回路５６の駆動電圧Ｖｐｐに降圧して内部電源ライン５３ｈや外部電源ライン５３ｉに出力する。
【００４５】
ブースト回路５４は、スイッチング素子５４ａ、これに逆並列に接続された還流ダイオード５４ｂ、コイル５４ｃ、ダイオード５４ｄ及びコンデンサ５４ｅを備えている。コイル５４ｃは、トランス５３ｃの二次側コイル５３ｃ２に対して巻回数が少なくかつ磁気結合するように構成されている。これにより、ブースト回路５４のコイル５４ｃがトランス５３ｃの、もう一つの一次側回路の一次側コイルとして機能することによって、トランス５３ｃは、ブースト回路５４の出力電圧（当該一次側回路の入力電圧）を昇圧して内部電源ライン５３ｈ及び外部電源ライン５３ｉに出力する。
【００４６】
トランス５３ｃのもう一つの一次側回路として機能するブースト回路５４は、コイル５４ｃの一端側にカソード側が向くダイオード５４ｄが直列に接続されており、またコイル５４ｃの他端側とグランドの間に、還流ダイオード５４ｂを並列接続したスイッチング素子５４ａが接続されている。ダイオード５４ｄのカソード側とグランドの間には平滑用のコンデンサ５４ｅが接続されている。ダイオード５４ｄのアノード側は、サブ電源配線２４の正極線２４ａが接続される第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力端子に接続されている。
【００４７】
スイッチング素子５３ａ、５４ａは、スイッチング素子４６ａ−４６ｄと同様に、典型的には、パワーＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴなどの電力用の半導体スイッチである。スイッチング素子５３ａ、５４ａの制御端子は、不図示の制御回路に接続されてその制御回路によりオンオフ動作を制御することができるように構成されている。
【００４８】
尚、ブースト回路５４のスイッチング素子５４ａ及び上記の不図示の制御回路は、内部電源回路５３のスイッチング素子５３ａや制御回路５６に比べて、最低動作可能電圧が低い電気的仕様に構成されている。例えば、ＩＧＣＴ端子から供給される駆動電圧の約５０％の電圧でも動作することが可能である。そのため、ＩＧＣＴ端子から供給される駆動電圧が制御回路５６や制御回路４２が動作することが困難な低電圧領域にある場合にも、不図示の制御回路は、ブースト回路５４のスイッチング素子５４ａを正常に制御することが可能である。
【００４９】
本実施例では、内部電源回路５３の出力側である外部電源ライン５３ｉは、外部の電源ライン２９に接続されている。この電源ライン２９は、前述したように、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８に接続されており、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８の制御回路４２は、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の内部電源ユニット５５から供給される直流電力を受けて駆動する（図２参照）。
【００５０】
制御回路５６及び不図示の制御回路は、ＥＣＵ６０（図１参照）と通信可能である。ＥＣＵ６０からの指示（制御コマンド）に従って、制御回路５６は一次側回路４６のスイッチング素子４６ａ−４６ｄ、内部電源回路５３のスイッチング素子５３ａや出力スイッチ５２の動作を制御し、また不図示の制御回路はブースト回路５４のスイッチング素子５４ａを制御する。
【００５１】
第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の動作を説明する。第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０が降圧動作をする場合、一次側回路４６において直流電力から交流電力に変換し、トランス４８において降圧して、二次側回路５０において交流電力から直流電力に変換する。この場合、二次側回路５０ではダイオード５０ａ−５０ｄによる整流と、インダクタ５０ｅ及びコンデンサ５０ｆによる平滑化がなされる。これにより、メイン電源配線１０からサブ電源配線２４へ降圧して電力を供給する。この際、出力スイッチ５２がオン（導通）状態である。この状態において、制御回路５６が一次側回路４６のスイッチング素子４６ａ−４６ｄのオン／オフのタイミングを調整することで、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０が降圧動作をするときのデューティ比を調整することが可能になる。第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の降圧動作においては、デューティ比が大きくなるほどメイン電源配線１０（メインバッテリ４）からサブ電源配線２４へ供給される電力が増加する。
【００５２】
尚、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０としては、一次側回路４６がスイッチング素子４６ａ−４６ｄを備えており、制御回路５６が一次側回路４６の動作を制御する構成に限られない。例えば、二次側回路５０がスイッチング素子を備えており、制御回路５６が二次側回路５０の動作を制御する構成にしてもよい。また、一次側回路４６と二次側回路５０の夫々がスイッチング素子を備えており、制御回路５６が一次側回路４６と二次側回路５０のそれぞれの動作を制御する構成にしてもよい。また図３に示した第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の一次側フィルタ４４、一次側回路４６、二次側回路５０、二次側フィルタ５１などの具体的な回路構成はあくまでも一例であって、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０としては、メイン電源配線１０からサブ電源配線２４へ降圧して電力を供給する降圧動作が可能であれば、どのような構成のものを用いてもよい。
【００５３】
このような降圧動作に加えて、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０では、内部電源ユニット５５によって、制御回路５６や第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８の制御回路４２に直流電力を供給する。図４に示すように、内部電源ユニット５５がＩＧＣＴ端子から供給される直流電圧を降圧して内部電源回路５３や外部電源ライン５３ｉに出力する場合（通常動作を行う場合）には、トランス５３ｃの一次側回路において直流電力から交流電力に変換し、トランス５３ｃ（一次側コイル５３ｃ１及び二次側コイル５３ｃ２）において降圧して、同二次側回路において交流電力から直流電力に変換する。この場合、二次側回路のダイオード５３ｆによる整流とコンデンサ５３ｇによる平滑化がなされる。これにより、内部電源ライン５３ｈ及び外部電源ライン５３ｉに制御回路５６や制御回路４２に適した直流電力を出力して、これら制御回路５６、４２に供給する（図４に示す太い実線の経路）。尚、通常動作時は、出力スイッチ５２はオン（導通）状態であり、またブースト回路５４は動作していない（スイッチング素子５４ａをオフ（遮断）状態を維持する）。
【００５４】
一方、ＩＧＣＴ端子から供給される直流電圧が所定電圧を下回ると（所定電圧未満）、制御回路５６や内部電源回路５３のスイッチング素子５３ａが適正に動作することが困難になる。このような場合、図５に示すように、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の内部電源ユニット５５がブースト動作を行う。
【００５５】
第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０がブースト動作をする場合には、まず出力スイッチ５２をオフ（遮断）状態に設定することにより、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の二次側フィルタ５１の出力側とサブバッテリ２２の正極線２４ａとの電気的な接続が切断されてブースト動作が可能になる。ブースト動作では、この状態において、不図示の制御回路がスイッチング素子５４ａを所定周期でオンオフを繰り返すスイッチング制御を行う。これにより、コイル５４ｃ及びスイッチング素子５４ａを経由して、オン状態においてはサブバッテリ２２の正極線２４ａからグランドに電流が流れ、オフ状態においてはその逆方向に電流が流れる（図５に示す太い実線の経路）。
【００５６】
すなわち、スイッチング素子５４ａをオンオフ制御すると、コイル５４ｃに交番電流が流れることから、コイル５４ｃに磁気結合しているトランス５３ｃの二次側コイル５３ｃ２には誘導起電力が生じる。本実施例では、コイル５４ｃの巻回数は、二次側コイル５３ｃ２に対して巻回数が少ない（二次側コイル５３ｃ２の巻回数は、コイル５４ｃに対して巻回数が多い）。そのため、二次側コイル５３ｃ２の出力側にダイオード５３ｆを介して接続される内部電源回路５３や外部電源ライン５３ｉに発生する電圧は、サブ電源配線２４の（サブバッテリ２２）の電圧よりも高くなる。これにより、サブバッテリ２２よりも高い電圧（所定電圧相当）を、内部電源ライン５３ｈを介して制御回路５６に供給することが可能になり、また外部電源ライン５３ｉ及び電源ライン２９を介して第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８の制御回路４２に供給することが可能になる（図５に示す太い破線の経路）。
【００５７】
尚、図３に示したブースト回路５４のスイッチング素子５４ａ、コイル５４ｃなどの具体的な回路構成はあくまでも一例であって、ブースト回路５４としては、トランス５３ｃの二次側コイル５３ｃ２に誘導起電力を発生させることが可能であれば、どのような構成のものを用いてもよい。また、トランス５３ｃと別体に設けられるチョークコイル（インダクタ）をトランス５３ｃの二次側コイル５３ｃ２に磁気的に結合させて二次側コイル５３ｃ２に誘導起電力を発生させる構成を用いてもよい。
【００５８】
本実施例のハイブリッド車２は、メインバッテリ４が所定の高電圧を出力しなくなった場合、例えば、サブバッテリ２２から供給される電力だけで、操舵系などの特定の補機２６を制御する。しかし、このような場合に、サブバッテリ２２の充電容量が十分でなかったり、バッテリセルの一部が劣化していたりすると、前述したように、ＩＧＣＴ端子から供給される直流電圧が所定電圧を下回るだけでなく、操舵などの運転操作において不都合が生じ得る。そのため、本実施例のハイブリッド車２では、ＥＣＵ６０がメインバッテリ４の出力電圧を監視する所定制御において、図６に示す制御処理を実行することにより、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の内部電源ユニット５５によるブースト動作を可能にしている。図６に、ハイブリッド車２のＥＣＵ６０がメインバッテリ４を監視する際に実行する制御処理の流れを示す。
【００５９】
本制御処理では、ＥＣＵ６０は、まずステップＳ２により、電圧センサ４ａで計測されるメインバッテリ４の電圧ＶＢやメインバッテリ４の充放電状態の履歴情報（充放電履歴）などを取得する。そして、ステップＳ３によりメインバッテリ４の状態判定を行う。この判定は、例えば、ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）の最大値や出力電圧の最高値などに基づいて行われる。尚、ＳＯＣは、充電率と称される場合もあり、満充電を１００％とした場合におけるメインバッテリ４の充電割合（単位％）のことである。
【００６０】
ステップＳ３により、メインバッテリ４の状態が正常であると判定した場合には（Ｓ３；正常）、当該ハイブリッド車２においては、操舵などの運転操作に不都合が生じる蓋然性が低いことから、本制御処理を終了する。これに対して、メインバッテリ４の状態が異常であると判定した場合には（Ｓ３；異常）、当該ハイブリッド車２は、操舵などの運転操作において不都合が生じる可能性がある。そのため、ＥＣＵ６０は、ステップＳ４に処理を移行して、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力スイッチ５２をオフにする。すなわち、ＥＣＵ６０は、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の制御回路５６に対して、出力スイッチ５２をオフ状態にする制御コマンドを送る。これにより、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０は、前述の内部電源ユニット５５によるブースト動作が可能になる。
【００６１】
続くステップＳ５では、ＥＣＵ６０は、ハイブリッド車２のエンジン６１の情報（エンジン情報）を取得する。エンジン情報は、例えば、エンジンＥＣＵから取得する。そして、ステップＳ６によりそのエンジン情報に基づいて、エンジン６１の現在の状態を判定する。エンジン６１が現在も動作している場合には（Ｓ６；動作中）、ステップＳ７に処理を移行して、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８による降圧動作を開始する。すなわち、当該ハイブリッド車２では、エンジン６１が発生させた動力の一部により第１モータ６が発電しているため、その交流電圧をＰＣＵ１２によりメインバッテリ４への充電に適した直流電圧に変換かつ降圧し、さらにそれを第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８によって、サブバッテリ２２の充電や補機２６に適した電圧Ｖｘに降圧する。これにより、操舵系などの特定の補機２６の制御が可能になる。
【００６２】
一方、エンジン６１が現在停止している場合には（Ｓ６；停止中）、ステップＳ８に処理を移行して電圧センサ２２ａで計測されるサブバッテリ２２の電圧ＶＳの情報を取得する。そして、次のステップＳ９により、電圧センサ２２ａの現在の電圧ＶＳが、補機２６に適した電圧Ｖｘ未満（ＩＧＣＴ端子から供給される電圧が所定電圧未満）であるか否かを判定する。
【００６３】
ステップＳ９の判定処理によって、電圧センサ２２ａの現在の電圧ＶＳが補機２６に適した電圧Ｖｘ未満でないと判定された場合には（Ｓ９；ＮＯ）、ステップＳ１１に処理を移行して、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８による昇圧動作を行い、さらにステップＳ１２により第１モータ６によるエンジン６１のクランキングを開始する。これにより、エンジン６１及び操舵系による退避走行が可能になる。なお、退避走行とは、車両システムに異常が生じたとき、なるべく長く走行できるように、モータの出力を制限して走行を継続するモードのことである。
【００６４】
これに対して、ステップＳ９の判定処理によって、電圧センサ２２ａの現在の電圧ＶＳが補機２６に適した電圧Ｖｘ未満であると判定された場合には（Ｓ９；ＹＥＳ）、続くステップＳ１０により第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の内部電源ユニット５５によるブースト動作を開始する。すなわち、ＥＣＵ６０は、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の不図示の制御回路に対して、内部電源ユニット５５のブースト回路５４のスイッチング素子５４ａをオンオフ制御する制御コマンドを送る。これにより、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の内部電源ユニット５５が前述のブースト動作を開始することから、内部電源ライン５３ｈや外部電源ライン５３ｉを介して、制御回路５６や第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８の制御回路４２に駆動電力を供給することが可能になる。
【００６５】
このため、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の内部電源ユニット５５から供給される駆動電力を、電源ライン２９を介して第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８が受けることにより、当該第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８は、正常な昇圧動作を行うことが可能になる。これにより、その後、ステップＳ１１に処理を移行し、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８による昇圧動作を行った後、さらにステップＳ１２により第１モータ６によるエンジン６１のクランキングを開始する。これにより、エンジン６１及び操舵系による退避走行が可能になる。
【００６６】
このようにステップＳ７、Ｓ１２などによる処理が完了すると、本制御処理を終える。尚、ステップＳ３において、メインバッテリ４の状態が異常であると判定した場合には（Ｓ３；異常）、当該ハイブリッド車２のインスツルメントパネル（不図示）にメインバッテリ４が故障している（又は異常である）内容の警告表示を出力してもよい。これにより、当該ハイブリッド車２の運転者に対して、メインバッテリ４の故障などを知らせることが可能になる。
【００６７】
以上のとおり、本実施例のハイブリッド車２では、サブバッテリ２２から入力される直流電圧をスイッチング素子５３ａとトランス５３ｃ（一次側コイル５３ｃ１、二次側コイル５３ｃ２）を介して変圧し第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８及び第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０に直流電力を供給する内部電源回路５３と、サブ電源配線２４とグランドの間に接続されて内部電源回路５３のトランス５３ｃの二次側コイル５３ｃ２に磁気結合するコイル５４ｃ及びこのコイル５４ｃに流れる電流をオンオフ制御するスイッチング素子５４ａを有するブースト回路５４と、を備えている。
【００６８】
これにより、ブースト回路５４のスイッチング素子５４ａをオンオフ制御すると、コイル５４ｃに交番電流が流れることから、内部電源回路５３のスイッチング素子５３ａがオンオフ制御されなくても、内部電源回路５３のトランス５３ｃの二次側コイル５３ｃ２に誘導起電力が生じて、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８及び第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０に必要な直流電圧が内部電源回路５３から出力される。そのため、このような必要な直流電圧をサブバッテリ２２から得ることが困難な場合であっても、ブースト回路５４の動作により、内部電源回路５３からこれらのＤＣ−ＤＣコンバータ２８、３０に直流電力が供給される。したがって、サブバッテリ２２の出力電圧が不足する場合であっても、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８及び第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０を駆動することができ、エンジン６１のクランキングが可能になる。
【００６９】
また、本実施例のハイブリッド車２では、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の内部電源回路５３を構成するトランス５３ｃ及びその二次側回路（二次側コイル５３ｃ２、ダイオード５３ｆ及びコンデンサ５３ｇ）をブースト回路５４の二次側回路として用いた。これにより、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の既存回路の一部を共用するので、部品点数の削減によりブースト回路５４の製品コストや体格の増大を抑制することが可能になる。
【００７０】
尚、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０においては、図７に示すような他の構成を採用してもよい。図７に、他の構成例の第２ＤＣ−ＤＣコンバータ１３０の回路図を示す。この第２ＤＣ−ＤＣコンバータ１３０は、内部電源回路１５３の二次側回路の構成が、前述の第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の内部電源回路５３と異なる。そのため、図７においては、図３に示す第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０と実質的に同一の構成部分については同一符号を付して、それらの説明を省略する。
【００７１】
第２ＤＣ−ＤＣコンバータ１３０では、その二次側回路の出力側に切換えスイッチ５３ｓを設けることにより、出力先として、内部電源ライン５３ｈ及び外部電源ライン５３ｉと、補機用のバックアップ電源ライン５３ｊと、のいずれかを選択することができるようにしている。切換えスイッチ５３ｓは、例えば、パワーＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴなどの電力用の半導体スイッチを複数組み合わせて構成される。切換えスイッチ５３ｓは、ブースト回路５４のスイッチング素子５４ａを制御する不図示の制御回路が制御する。
【００７２】
例えば、内部電源ユニット５５がＩＧＣＴ端子から所定電圧の供給を受けて内部電源回路５３が通常動作を行っている場合（図４参照）、不図示の制御回路は、切換えスイッチ５３ｓを制御し、内部電源ライン５３ｈ及び外部電源ライン５３ｉとトランス５３ｃを接続する（図７に示す実線の切換えスイッチ５３ｓ）。また、内部電源回路５３がブースト動作を行っておりそれにより得られた直流電力を第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０と第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８に供給する場合（図５参照）、不図示の制御回路は、切換えスイッチ５３ｓを制御し、内部電源ライン５３ｈ及び外部電源ライン５３ｉとトランス５３ｃを接続する（図７に示す実線の切換えスイッチ５３ｓ）。
【００７３】
これに対して、例えば、サブ電源配線２４の正極線２４ａや補機２６が、バックアップ配線５９を介してバックアップ電源ライン５３ｊの出力端子に接続されている場合には、不図示の制御回路は、切換えスイッチ５３ｓを制御し、バックアップ電源ライン５３ｊをトランス５３ｃと接続する（図７に示す破線の切換えスイッチ５３ｓ）。この切り換えにより、内部電源回路５３のブースト動作により得られた直流電力をサブバッテリ２２や補機２６に供給することが可能になる。これにより、補機２６の駆動電力が不足している場合に、内部電源回路５３のブースト動作により得られた直流電力を直接、当該補機２６に供給することが可能になる。
【００７４】
例えば、図８に示す制御処理を実行することにより、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の内部電源ユニット５５を、バックアップ電源の代替として用いることが可能になる。図８に、ＥＣＵ６０の他の制御処理の流れを示す。図８において、図７に示すＥＣＵ６０の制御処理の流れと実質的に同一の情報処理部分については同一符号を付して、それらの説明を省略する。尚、図８には図示されていないが、切換えスイッチ５３ｓは、初期設定として、内部電源ライン５３ｈ及び外部電源ライン５３ｉの側に切り換えられている。
【００７５】
本制御処理では、ＥＣＵ６０は、ステップＳ１６によりエンジン情報に基づいて、エンジン６１の現在の状態を判定する。エンジン６１が現在も動作している場合には（Ｓ１６；動作中）、ステップＳ１８に処理を移行して、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８による降圧動作を開始する。すなわち、当該ハイブリッド車２では、エンジン６１が発生させた動力の一部により第１モータ６が発電しているため、その交流電圧をＰＣＵ１２によりメインバッテリ４への充電に適した直流電圧に変換かつ降圧し、さらにそれを第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８によって補機２６に適した電圧Ｖｘに降圧する。これにより、操舵系などの特定の補機２６の制御が可能になる。
【００７６】
一方、エンジン６１が現在停止してはいるものの、第１モータ６がエンジン６１をクランキングするセルモータとして機能することが可能である場合には（Ｓ１６；停止中・クランキング可）、ステップＳ１７に処理を移行して、第１モータ６によるエンジン６１のクランキングを開始する。これにより、エンジン６１が動作を開始すれば、エンジン６１の動力の一部を受けて今度は第１モータ６が発電するため、ステップＳ１８により第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８による降圧動作を開始することで、上記のように操舵系などの特定の補機２６の制御が可能になる。
【００７７】
他方、エンジン６１が現在停止しており、かつ第１モータ６がエンジン６１をクランキングするセルモータとして機能することが不可能である場合には（Ｓ１６；停止中・クランキング不可）、ステップＳ１９に処理を移行して電圧センサ２２ａで計測されるサブバッテリ２２の電圧ＶＳの情報を取得する。そして、次のステップＳ２０により、電圧センサ２２ａの現在の電圧ＶＳが、補機２６に適した電圧Ｖｘ未満であるか否かを判定する。
【００７８】
ステップＳ２０の判定処理によって、電圧センサ２２ａの現在の電圧ＶＳが補機２６に適した電圧Ｖｘ未満でないと判定された場合には（Ｓ２０；ＮＯ）、当該電圧センサ２２ａから供給される電力により特定の補機２６を制御することが可能である。
【００７９】
これに対して、ステップＳ２０の判定処理によって、電圧センサ２２ａの現在の電圧ＶＳが補機２６に適した電圧Ｖｘ未満であると判定された場合には（Ｓ２０；ＹＥＳ）、続くステップＳ２１により、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の不図示の制御回路に対して、切換えスイッチ５３ｓをバックアップ電源ライン５３ｊの側に切り換える制御コマンドを送る。これにより、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力先が、内部電源ライン５３ｈ及び外部電源ライン５３ｉからバックアップ電源ライン５３ｊに変更される。
【００８０】
続くステップＳ２２により第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０によるブースト動作を開始する。すなわち、ＥＣＵ６０は、内部電源ユニット５５のブースト回路５４のスイッチング素子５４ａをオンオフ制御する制御コマンドを送る。これにより、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の内部電源ユニット５５が前述のブースト動作を開始することから、バックアップ電源ライン５３ｊとバックアップ配線５９を介して、サブバッテリ２２や補機２６に直流電力（補機２６の駆動電力）を供給することが可能になる。このようにステップＳ１８、Ｓ２２などによる処理が完了すると、本制御処理を終える。
【００８１】
本実施例のハイブリッド車２では、図３−図５、図７に示すように、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０、１３０内にブースト回路５４などを設ける構成を採用した。つまり、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０、１３０として、その筐体５８内に、出力スイッチ５２、内部電源ユニット５５、１５５のブースト回路５４を構成した。しかしこれに限られることなく、ブースト回路５４のコイル５４ｃが第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０のトランス５３ｃの二次側コイル５３ｃ２と磁気結合可能であれば、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０、１３０の外部（別体）に、出力スイッチ５２やブースト回路５４を設けるように構成してもよい。このように本実施例では、ブースト回路５４などを筐体５８内に設けているが、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０、１３０が、出力スイッチ５２及びブースト回路５４を除いた「一次側フィルタ４４、一次側回路４６、トランス４８、二次側回路５０、二次側フィルタ５１、内部電源回路５３、制御回路５６など」により構成されると理解することにより、出力スイッチ５２及びブースト回路５４が第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０とは別に設けられていることがわかる。
【００８２】
実施例技術に関する留意点を述べる。第１モータ６がモータの一例に相当する。ＰＣＵ１２が電力制御ユニットの一例に相当する。ＳＭＲ２０のスイッチ２０ａがスイッチの一例に相当する。内部電源回路５３、１５３が電源回路の一例に相当する。スイッチング素子５３ａが電源回路のスイッチング回路の一例に相当する。一次側コイル５３ｃ１及び二次側コイル５３ｃ２を有するトランス５３ｃが電源回路のトランスの一例に相当する。スイッチング素子５４ａがブースト回路のスイッチング素子の一例に相当する。
【００８３】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書又は図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書又は図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００８４】
２：ハイブリッド車
４：メインバッテリ
６：第１モータ
８：第２モータ
１０：メイン電源配線
１２：ＰＣＵ
１６：コンバータ
１８：インバータ
２０：ＳＭＲ
２０ａ、２０ｂ：スイッチ
２２：サブバッテリ
２４：サブ電源配線
２６：補機
２８：第１ＤＣ−ＤＣコンバータ
２９：電源ライン
３０：第２ＤＣ−ＤＣコンバータ
５２：出力スイッチ
５３：内部電源回路
５３ａ：スイッチング素子
５３ｃ：トランス
５３ｃ１：一次側コイル
５３ｃ２：二次側コイル
５３ｈ：内部電源ライン
５３ｉ：外部電源ライン
５３ｊ：バックアップ電源ライン
５３ｓ：切換えスイッチ
５４：ブースト回路
５４ａ：スイッチング素子
５４ｃ：コイル
５５：内部電源ユニット
５６：制御回路
５９：バックアップ配線
６０：ＥＣＵ
６１：エンジン
６２：動力分割機構
【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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