(57)【要約】【課題】部品点数およびコストの低減を図る。【解決手段】起動時には、まず、第１リレーの負極側リレーと第２リレーの正極側リレー，負極側リレーとをオフで保持すると共に第１リレーの正極側リレーおよびプリチャージ用リレーをオンとする（Ｓ１００）。そして、第１，第２バッテリの電池電圧Ｖｂ１，Ｖｂ２との差｜Ｖｂ１−Ｖｂ２｜と、電池電圧Ｖｂ１と電池電圧Ｖｂ２との大小関係と、に応じて第２低圧側電力ラインの電圧が第２バッテリの電池電圧付近を中心とする所定範囲内となるように第１，第２昇降圧コンバータを制御しながら第１，第２低圧側電力ラインのコンデンサのプリチャージを行なう（Ｓ１２０〜Ｓ２００）。そして、プリチャージの完了後に、第１リレーのプリチャージ用リレーをオフとすると共に第１リレーの負極側リレーと第２リレーの正極側リレーおよび負極側リレーとをオンとする（Ｓ２２０）。【選択図】図３
2016163534.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１バッテリと、
電気機器が接続された高圧側電力ラインと前記第１バッテリが接続された第１低圧側電力ラインとに接続され、前記第１低圧側電力ラインと前記高圧側電力ラインとの間で電圧の調節を伴って電力のやりとりを行なう第１昇降圧コンバータと、
前記第１低圧側電力ラインに設けられた第１コンデンサと、
前記第１低圧側電力ラインの前記第１コンデンサよりも前記第１バッテリ側に設けられた第１リレーと、
第２バッテリと、
前記高圧側電力ラインと前記第２バッテリが接続された第２低圧側電力ラインとに接続され、前記第２低圧側電力ラインと前記高圧側電力ラインとの間で電圧の調節を伴って電力のやりとりを行なう第２昇降圧コンバータと、
前記第２低圧側電力ラインに設けられた第２コンデンサと、
前記第２低圧側電力ラインの前記第２コンデンサよりも前記第１バッテリ側に設けられた第２リレーと、
前記第１リレーをバイパスするようにプリチャージ用リレーおよびプリチャージ用抵抗とが直列接続されたプリチャージ回路と、
を備える電源装置であって、
起動時には、前記第１，第２リレーがオフで且つ前記プリチャージ用リレーがオンの状態として、前記第２低圧側電力ラインの電圧が前記第２バッテリの電圧を中心とする所定範囲内となるように前記第１，第２昇降圧コンバータを制御しながら前記第１，第２コンデンサのプリチャージを行ない、該プリチャージの完了後に、前記プリチャージ用リレーがオフで且つ前記第１，第２リレーがオンの状態とする制御手段、
を備えることを特徴とする電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置に関し、詳しくは、２つのバッテリと、２つの昇降圧コンバータと、２つのコンデンサと、２つのリレーと、プリチャージ回路と、を備える電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電源装置としては、第１，第２バッテリと、第１，第２昇降圧コンバータと、第１，第２コンデンサと、第１，第２リレーと、第１，第２プリチャージ用リレーと、第１，第２制限抵抗と、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。第１，第２昇降圧コンバータは、それぞれ、第１，第２バッテリが接続された第１，第２低圧側電力ラインとモータが接続された高圧側電力ラインとの間で電圧の調節を伴って電力をやりとりする。第１，第２コンデンサは、それぞれ、第１，第２低圧側電力ラインに設けられている。第１，第２リレーは、それぞれ、第１，第２低圧側電力ラインの第１，第２コンデンサよりも第１，第２バッテリ側に設けられている。第１，第２プリチャージ用リレーおよび第１，第２制限抵抗は、それぞれ、第１，第２リレーをバイパスするように互いに直列に接続されている。この電源装置では、第１プリチャージ用リレーおよび第１制限抵抗を用いて第１コンデンサのプリチャージを行なうと共に第２プリチャージ用リレーおよび第２制限抵抗を用いて第２コンデンサのプリチャージを行なう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１６１９０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の電源装置では、２つのコンデンサをプリチャージするために、２つのプリチャージ用リレーおよび２つの制限抵抗が設けられている。このため、部品点数およびコストの低減が要請されている。
【０００５】
本発明の電源装置は、部品点数およびコストの低減を図ることを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電源装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の電源装置は、
第１バッテリと、
電気機器が接続された高圧側電力ラインと前記第１バッテリが接続された第１低圧側電力ラインとに接続され、前記第１低圧側電力ラインと前記高圧側電力ラインとの間で電圧の調節を伴って電力のやりとりを行なう第１昇降圧コンバータと、
前記第１低圧側電力ラインに設けられた第１コンデンサと、
前記第１低圧側電力ラインの前記第１コンデンサよりも前記第１バッテリ側に設けられた第１リレーと、
第２バッテリと、
前記高圧側電力ラインと前記第２バッテリが接続された第２低圧側電力ラインとに接続され、前記第２低圧側電力ラインと前記高圧側電力ラインとの間で電圧の調節を伴って電力のやりとりを行なう第２昇降圧コンバータと、
前記第２低圧側電力ラインに設けられた第２コンデンサと、
前記第２低圧側電力ラインの前記第２コンデンサよりも前記第１バッテリ側に設けられた第２リレーと、
前記第１リレーをバイパスするようにプリチャージ用リレーおよびプリチャージ用抵抗とが直列接続されたプリチャージ回路と、
を備える電源装置であって、
起動時には、前記第１，第２リレーがオフで且つ前記プリチャージ用リレーがオンの状態として、前記第２低圧側電力ラインの電圧が前記第２バッテリの電圧を中心とする所定範囲内となるように前記第１，第２昇降圧コンバータを制御しながら前記第１，第２コンデンサのプリチャージを行ない、該プリチャージの完了後に、前記プリチャージ用リレーがオフで且つ前記第１，第２リレーがオンの状態とする制御手段、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
この本発明の電源装置では、起動時には、第１，第２リレーがオフで且つプリチャージ用リレーがオンの状態として、第２低圧側電力ラインの電圧が第２バッテリの電圧を中心とする所定範囲内となるように第１，第２昇降圧コンバータを制御しながら第１，第２コンデンサのプリチャージを行なう。そして、プリチャージの完了後に、プリチャージ用リレーがオフで且つ第１，第２リレーがオンの状態とする。したがって、第２低圧側電力ラインの電圧を所定範囲内としながら第１，第２コンデンサのプリチャージを行なうから、プリチャージ後に第２リレーをオンとする際に、第２リレーが溶着するのを抑制することができる。こうした制御を行なうことにより、第１，第２コンデンサをプリチャージするためにそれぞれ独立してプリチャージ回路（プリチャージ用リレーおよびプリチャージ用抵抗）を設ける必要がない。この結果、部品点数およびコストの低減を図ることができる。
【０００９】
こうした本発明の電源装置において、前記第１昇降圧コンバータは、前記高圧側電力ラインの正極側電力ラインと負極側電力ラインとに対して直列接続された第１，第２スイッチング素子と、該第１，第２スイッチング素子に逆方向に並列接続された第１，第２ダイオードとを有し、前記第２昇降圧コンバータは、前記高圧側電力ラインの正極側電力ラインと負極側電力ラインとに対して直列接続された第３，第４スイッチング素子と、該第３，第４スイッチング素子に逆方向に並列接続された第３，第４ダイオードとを有するものとしてもよい。この場合、前記制御手段は、前記第１，第２コンデンサのプリチャージを行なう際、前記第１バッテリの電圧が前記所定範囲内のときには、前記第１，第２，第４スイッチング素子をオフで前記第３スイッチング素子をオンとし、前記第１バッテリの電圧が前記所定範囲外で且つ前記第１バッテリの電圧が前記第２バッテリの電圧より大きいときには、前記第１，第２スイッチング素子をオフで前記第２低圧側電力ラインの電圧が前記所定範囲内となるように前記第３，第４スイッチング素子を制御し、前記第１バッテリの電圧が前記所定範囲外で且つ前記第１バッテリの電圧が前記第２バッテリの電圧以下のときには、前記第４スイッチング素子をオフで前記第３スイッチング素子をオンとすると共に前記高圧側電力ラインの電圧および前記第２低圧側電力ラインの電圧が前記所定範囲内となるように前記第１，第２スイッチング素子を制御する、ものとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施例としての電源装置を搭載するハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】モータＭＧ１，ＭＧ２を含む電機駆動系の構成の概略を示す構成図である。
【図３】実施例のＨＶＥＣＵ７０により実行されるプリチャージ制御ルーチンの一例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】
【００１１】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１２】
図１は、本発明の一実施例としての電源装置を搭載するハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。図２は、モータＭＧ１，ＭＧ２を含む電機駆動系の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、プラネタリギヤ３０と、モータＭＧ１，ＭＧ２と、インバータ４１，４２と、第１，第２昇降圧コンバータ５４，５５と、第１，第２バッテリ５０，５１と、第１，第２リレー５６，５７と、ハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ＨＶＥＣＵ」という）７０と、を備える。
【００１３】
エンジン２２は、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されている。このエンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４により運転制御されている。
【００１４】
エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２を運転制御するのに必要な各種センサからの信号、例えば、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２３からのクランク角θｃｒなどが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための種々の制御信号が出力ポートを介して出力されている。種々の制御信号としては、以下のものを挙げることができる。燃料噴射弁への駆動制御信号。スロットルバルブのポジションを調節するスロットルモータへの駆動制御信号。イグナイタと一体化されたイグニッションコイルへの駆動制御信号。エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。このエンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御する。また、エンジンＥＣＵ２４は、必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、クランク角θｃｒに基づいて、クランクシャフト２６の回転数、即ち、エンジン２２の回転数Ｎｅを演算している。
【００１５】
プラネタリギヤ３０は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ３０のサンギヤには、モータＭＧ１の回転子が接続されている。プラネタリギヤ３０のリングギヤには、駆動輪３８ａ，３８ｂにデファレンシャルギヤ３７を介して連結された駆動軸３６が接続されている。プラネタリギヤ３０のキャリヤには、エンジン２２のクランクシャフト２６が接続されている。
【００１６】
モータＭＧ１は、永久磁石が埋め込まれた回転子と、三相コイルが巻回された固定子と、を有する同期発電電動機として構成されている。このモータＭＧ１は、上述したように、回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されている。モータＭＧ２は、モータＭＧ１と同様の同期発電電動機として構成されている。このモータＭＧ２は、回転子が駆動軸３６に接続されている。
【００１７】
図１や図２に示すように、インバータ４１は、高圧側電力ライン４６に接続されている。このインバータ４１は、６つのトランジスタＴ１１〜Ｔ１６と、６つのダイオードＤ１１〜Ｄ１６と、を有する。トランジスタＴ１１〜Ｔ１６は、それぞれ、高圧側電力ライン４６の正極母線と負極母線とに対して、ソース側とシンク側になるように、２個ずつペアで配置されている。６つのダイオードＤ１１〜Ｄ１６は、それぞれ、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６に逆方向に並列接続されている。トランジスタＴ１１〜Ｔ１６の対となるトランジスタ同士の接続点の各々には、モータＭＧ１の三相コイル（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の各々が接続されている。したがって、インバータ４１に電圧が作用しているときに、モータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）４０によって、対となるトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のオン時間の割合が調節されることにより、三相コイルに回転磁界が形成され、モータＭＧ１が回転駆動される。
【００１８】
インバータ４２は、インバータ４１と同様に、６つのトランジスタＴ２１〜Ｔ２６と、６つのダイオードＤ２１〜Ｄ２６と、を有する。そして、インバータ４２に電圧が作用しているときに、モータＥＣＵ４０によって、対となるトランジスタＴ２１〜Ｔ２６のオン時間の割合が調節されることにより、三相コイルに回転磁界が形成され、モータＭＧ２が回転駆動される。
【００１９】
第１昇降圧コンバータ５４は、インバータ４１，４２が接続された高圧側電力ライン４６と、第１バッテリ５０が接続された第１低圧側電力ライン４７と、に接続されている。この第１昇降圧コンバータ５４は、２つのトランジスタＴ３１，Ｔ３２と、２つのダイオードＤ３１，Ｄ３２と、リアクトルＬ１と、を有する。トランジスタＴ３１は、高圧側電力ライン４６の正極母線に接続されている。トランジスタＴ３２は、トランジスタＴ３１と、高圧側電力ライン４６および第１低圧側電力ライン４７の負極母線と、に接続されている。２つのダイオードＤ３１，Ｄ３２は、それぞれ、トランジスタＴ３１，Ｔ３２に逆方向に並列接続されている。リアクトルＬ１は、トランジスタＴ３１，Ｔ３２同士の接続点Ｃｎ１と、第１低圧側電力ライン４７の正極母線と、に接続されている。第１昇降圧コンバータ５４は、モータＥＣＵ４０によって、トランジスタＴ３１，Ｔ３２のオン時間の割合が調節されることにより、第１低圧側電力ライン４７の電力を昇圧して高圧側電力ライン４６に供給したり、高圧側電力ライン４６の電力を降圧して第１低圧側電力ライン４７に供給したりする。
【００２０】
第２昇降圧コンバータ５５は、高圧側電力ライン４６と、第２バッテリ５１が接続された第２低圧側電力ライン４８と、に接続されている。第２昇降圧コンバータ５５は、第１昇降圧コンバータ５４と同様に、２つのトランジスタＴ４１，Ｔ４２と、２つのダイオードＤ４１，Ｄ４２と、リアクトルＬ２と、を有する。そして、第２昇降圧コンバータ５５は、モータＥＣＵ４０によって、トランジスタＴ４１，Ｔ４２のオン時間の割合が調節されることにより、第２低圧側電力ライン４８の電力を昇圧して高圧側電力ライン４６に供給したり、高圧側電力ライン４６の電力を降圧して第２低圧側電力ライン４８に供給したりする。以下、トランジスタＴ３１，Ｔ４１を第１，第２昇降圧コンバータ５４，５５の上アームと称し、トランジスタＴ３２，Ｔ４２を第１，第２昇降圧コンバータ５４，５５の下アームと称することがある。
【００２１】
高圧側電力ライン４６の正極母線と負極母線とには、平滑用のコンデンサ４６ａが取り付けられている。第１低圧側電力ライン４７の正極母線と負極母線とには、平滑用のコンデンサ４７ａが取り付けられている。第２低圧側電力ライン４８の正極母線と負極母線とには、平滑用のコンデンサ４８ａが取り付けられている。
【００２２】
モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２や第１，第２昇降圧コンバータ５４，５５を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。各種センサからの信号としては、以下のものを挙げることができる。モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの回転位置θｍ１，θｍ２。モータＭＧ１，ＭＧ２の各相に流れる電流を検出する電流センサからの相電流。コンデンサ４６ａの端子間に取り付けられた電圧センサ４６ｂからのコンデンサ４６ａ（高圧側電力ライン４６）の電圧ＶＨ。コンデンサ４７ａの端子間に取り付けられた電圧センサ４７ｂからのコンデンサ４７ａ（第１低圧側電力ライン４７）の電圧ＶＬ１。コンデンサ４８ａの端子間に取り付けられた電圧センサ４８ｂからのコンデンサ４８ａ（第２低圧側電力ライン４８）の電圧ＶＬ２。第１昇降圧コンバータ５４のトランジスタＴ３１，Ｔ３２同士の接続点Ｃｎ１とリアクトルＬ１との間に取り付けられた電流センサ５４ａからのリアクトルＬ１の電流ＩＬ１（リアクトルＬ１側から接続点Ｃｎ１側に流れるときが正の値）。第２昇降圧コンバータ５５のトランジスタＴ４１，Ｔ４２同士の接続点Ｃｎ２とリアクトルＬ２との間に取り付けられた電流センサ５５ａからのリアクトルＬ２の電流ＩＬ２（リアクトルＬ２側から接続点Ｃｎ２側に流れるときが正の値）。モータＥＣＵ４０からは、モータＭＧ１，ＭＧ２や第１，第２昇降圧コンバータ５４，５５を駆動制御するための種々の制御信号が出力ポートを介して出力されている。種々の制御信号としては、以下のものを挙げることができる。インバータ４１，４２のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６へのスイッチング制御信号。第１，第２昇降圧コンバータ５４，５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２，Ｔ４１，Ｔ４２へのスイッチング制御信号。モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。このモータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２や第１，第２昇降圧コンバータ５４，５５を駆動制御する。また、モータＥＣＵ４０は、必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２や第１，第２昇降圧コンバータ５４，５５の駆動状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいて、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を演算している。
【００２３】
第１バッテリ５０は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、上述したように、第１低圧側電力ライン４７に接続されている。第２バッテリ５１は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、上述したように、第２低圧側電力ライン４８に接続されている。第１，第２バッテリ５０，５１は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、「バッテリＥＣＵ」という）５２により管理されている。
【００２４】
バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、第１，第２バッテリ５０，５１を管理するのに必要な信号が入力ポートを介して入力されている。各種センサからの信号としては、以下のものを挙げることができる。第１バッテリ５０の端子間に設置された電圧センサからの電池電圧Ｖｂ１。第１バッテリ５０の出力端子に取り付けられた電流センサ５０ａからの電池電流Ｉｂ１。第１バッテリ５０に取り付けられた温度センサからの電池温度Ｔｂ１。第２バッテリ５１の端子間に設置された電圧センサからの電池電圧Ｖｂ２。第２バッテリ５１の出力端子に取り付けられた電流センサ５１ａからの電池電流Ｉｂ２。第２バッテリ５１に取り付けられた温度センサからの電池温度Ｔｂ２。バッテリＥＣＵ５２は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。このバッテリＥＣＵ５２は、必要に応じて第１，第２バッテリ５０，５１の状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。バッテリＥＣＵ５２は、第１，第２バッテリ５０，５１を管理するために、電池電流Ｉｂ１，Ｉｂ２の積算値に基づいて、蓄電割合ＳＯＣ１，ＳＯＣ２を演算している。蓄電割合ＳＯＣ１，ＳＯＣ２は、そのときの第１，第２バッテリ５０，５１から放電可能な電力の容量の、全容量に対する割合である。
【００２５】
第１リレー５６は、正極側リレーＲＢ１と、負極側リレーＲＧ１と、プリチャージ回路ＰＣＣと、を備える。正極側リレーＲＢ１は、第１低圧側電力ライン４７の正極母線に設けられている。負極側リレーＲＧ１は、第１低圧側電力ライン４７の負極母線に設けられている。プリチャージ回路ＰＣＣは、プリチャージ用リレーＲＰとプリチャージ用抵抗Ｒとが第１リレー５６の負極側リレーＲＧ１をバイパスするように互いに直列接続されて構成されている。第２リレー５７は、正極側リレーＲＢ２と、負極側リレーＲＧ２と、を備える。正極側リレーＲＢ２は、第２低圧側電力ライン４８の正極母線に設けられている。負極側リレーＲＧ２は、第２低圧側電力ライン４８の負極母線に設けられている。
【００２６】
ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。各種センサからの信号としては、以下のものを挙げることができる。イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号。シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ。アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ。ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ。車速センサ８８からの車速Ｖ。ＨＶＥＣＵ７０からは、第１，第２リレー５６，５７への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。ＨＶＥＣＵ７０は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されている。このＨＶＥＣＵ７０は、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００２７】
なお、実施例では、第１，第２バッテリ５０，５１と第１，第２昇降圧コンバータ５４，５５とコンデンサ４７ａ，４８ａと第１，第２リレー５６，５７の正極側リレーＲＢ１，ＲＢ２と負極側リレーＲＧ１，ＲＧ２と第１リレー５６のプリチャージ回路ＰＣＣとが「電源装置」に該当する。
【００２８】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、ハイブリッド走行モード（ＨＶ走行モード），電動走行モード（ＥＶ走行モード）などの走行モードで走行する。ＨＶ走行モードは、エンジン２２の運転を伴って走行する走行モードである。ＥＶ走行モードは、エンジン２２を運転停止して走行する走行モードである。
【００２９】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、コンデンサ４６ａ，４７ａ，４８ａのプリチャージを行なう際の動作について説明する。図３は、実施例のＨＶＥＣＵ７０により実行されるプリチャージ制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、システム起動指示がなされたときに実行される。なお、このルーチンの実行開始時には、第１リレー５６の正極側リレーＲＢ１，負極側リレーＲＧ１，プリチャージ用リレーＲＰと、第２リレー５７の正極側リレーＲＢ２，負極側リレーＲＧ２とは、すべてオフとされており、第１，第２昇降圧コンバータ５４，５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２，Ｔ４１，Ｔ４２は、すべてオフとされている。
【００３０】
プリチャージ制御ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、第１リレー５６の正極側リレーＲＧ１およびプリチャージ用リレーＲＰをオンとし（ステップＳ１００）、第１，第２バッテリ５０，５１の電池電圧Ｖｂ１，Ｖｂ２を入力する（ステップＳ１１０）。ここで、第１，第２バッテリ５０，５１の電池電圧Ｖｂ１，Ｖｂ２は、電圧センサ５０ａ，５１ａからの値をバッテリＥＣＵ５２から通信によって入力するものとした。
【００３１】
こうしてデータを入力すると、第１バッテリ５０の電池電圧Ｖｂ１と第２バッテリ５１の電池電圧Ｖｂ２との差｜Ｖｂ１−Ｖｂ２｜を閾値ΔＶｒｅｆと比較する（ステップＳ１２０）。ここで、閾値ΔＶｒｅｆは、電池電圧Ｖｂ１と電池電圧Ｖｂ２との差が小さいか否かを判定するために用いられる閾値であり、例えば、１０Ｖや２０Ｖなどを用いることができる。
【００３２】
ステップＳ１２０で第１バッテリ５０の電池電圧Ｖｂ１と第２バッテリ５１の電池電圧Ｖｂ２との差｜Ｖｂ１−Ｖｂ２｜が閾値ΔＶｒｅｆ以下である場合には、第２昇降圧コンバータ５５の上アーム（トランジスタＴ４１）をオンにする指令をモータＥＣＵ４０に送信する（ステップＳ１３０）。モータＥＣＵ４０は、この指令を受信すると、第１昇降圧コンバータ５４の上アーム（トランジスタＴ３１）および下アーム（トランジスタＴ３２），第２昇降圧コンバータ５５の下アーム（トランジスタＴ４２）をオフで、第２昇降圧コンバータ５５の上アーム（トランジスタＴ４１）をオンとする。この場合、第１昇降圧コンバータ５４のトランジスタＴ３１，Ｔ３２がオフであると共に第２昇降圧コンバータ５５のトランジスタＴ４１がオンでトランジスタＴ４２がオフであるから、第１低圧側電力ライン４７，高圧側電力ライン４６，第２低圧側電力ライン４８の電圧ＶＬ１，ＶＨ，ＶＬ２は、略等しくなる。また、この場合、第１バッテリ５０からの電力は、第１低圧側電力ライン４７を介してコンデンサ４７ａに供給されると共に、第１低圧側電力ライン４７，第１昇降圧コンバータ５４のリアクトルＬ１およびダイオードＤ３１，高圧側電力ライン４６を介してコンデンサ４６ａに供給され、更に、高圧側電力ライン４６，第２昇降圧コンバータ５５のトランジスタＴ４１およびリアクトルＬ２，第２低圧側電力ライン４８を介してコンデンサ４８ａに供給される。これにより、コンデンサ４６ａ，４７ａ，４８ａのプリチャージを行なうことができる。
【００３３】
続いて、第２昇降圧コンバータ５５のリアクトルＬ２の電流ＩＬ２を入力し（ステップＳ１９０）、リアクトルＬ２の電流ＩＬ２の絶対値｜ＩＬ２｜を閾値Ｉｒｅｆと比較し（ステップＳ２００）、リアクトルＬ２の電流ＩＬ２の絶対値｜ＩＬ２｜が閾値Ｉｒｅｆ以上である場合には、ステップＳ１９０に戻る。そして、ステップＳ１９０，Ｓ２００の処理を繰り返し実行して、リアクトルＬ２の電流ＩＬ２の絶対値｜ＩＬ２｜が閾値Ｉｒｅｆ未満になると、第１，第２昇降圧コンバータ５４，５５の駆動停止指令をモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ２１０）、第１リレー５６のプリチャージ用リレーＲＰをオフとすると共に第１リレー５６の負極側リレーＲＧ１と第２リレー５７の正極側リレーＲＢ１および負極側リレーＲＧ２とをオンとして（ステップＳ２２０）、本ルーチンを終了する。
【００３４】
ここで、閾値Ｉｒｅｆは、コンデンサ４６ａ，４７ａ，４８ａのプリチャージを完了してよいか否かを判定するために用いられる閾値である。この閾値Ｉｒｅｆは、コンデンサ４６ａ，４７ａ，４８ａのプリチャージの完了後に第１リレー５６のプリチャージ用リレーＲＰをオフとすると共に第１リレー５６の負極側リレーＲＧ１と第２リレー５７の正極側リレーＲＢ２および負極側リレーＲＧ２とをオンとしたときに正極側リレーＲＢ１，負極側リレーＲＧ１，正極側リレーＲＢ２，負極側リレーＲＧ２が溶着しない範囲内の値として定められ、例えば、１Ａ，１．５Ａ，２Ａなどの値を用いることができる。また、モータＥＣＵ４０は、第１，第２昇降圧コンバータ５４，５５の駆動停止指令を受信すると、駆動しているトランジスタをオフとする。
【００３５】
ステップＳ１２０で第１バッテリ５０の電池電圧Ｖｂ１と第２バッテリ５１の電池電圧Ｖｂ２との差｜Ｖｂ１−Ｖｂ２｜が閾値ΔＶｒｅｆより大きい場合には、第１バッテリ５０の電池電圧Ｖｂ１と第２バッテリ５１の電池電圧Ｖｂ２とを比較する（ステップＳ１４０）。
【００３６】
ステップＳ１４０で第１バッテリ５０の電池電圧Ｖｂ１が第２バッテリ５１の電池電圧Ｖｂ２に比して大きい場合には、第２低圧側電力ライン４８の目標電圧である第２低圧側目標電圧ＶＬ２＊に第２バッテリ５１の電池電圧Ｖｂ２を設定し（ステップＳ１５０）、設定した第２低圧側目標電圧ＶＬ２＊をモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ１６０）、ステップＳ１９０以降の処理を実行する。モータＥＣＵ４０は、この第２低圧側目標電圧ＶＬ２＊を受信すると、第１昇降圧コンバータ５４の上アーム（トランジスタＴ３１）および下アーム（トランジスタＴ３２）をオフで、第２低圧側電力ライン４８の電圧ＶＬ２が第２低圧側目標電圧ＶＬ２＊となるように第２昇降圧コンバータ５５の上アーム（トランジスタＴ４１）および下アーム（トランジスタＴ４２）を制御する（降圧制御する）。この場合、第１昇降圧コンバータ５４のトランジスタＴ３１，Ｔ３２がオフであるから、第１低圧側電力ライン４７の電圧ＶＬ１と高圧側電力ライン４６の電圧ＶＨとは、略等しくなる。また、第２昇降圧コンバータ５５が降圧制御されるから、第２低圧側電力ライン４８の電圧ＶＬ２は、電圧ＶＬ１および電圧ＶＨよりも低く且つ第２バッテリ５１の電池電圧Ｖｂ２と略等しくなる。また、この場合、上述したように、第１バッテリ５０からの電力は、コンデンサ４７ａ，４６ａ，５８ａに供給される。これにより、コンデンサ４６ａ，４７ａ，４８ａのプリチャージを行なうことができる。
【００３７】
ステップＳ１４０で第１バッテリ５０の電池電圧Ｖｂ１が第２バッテリ５１の電池電圧Ｖｂ２以下である場合には、コンデンサ４６ａの目標電圧である高圧側目標電圧ＶＨ＊に第２バッテリ５１の電池電圧Ｖｂ２を設定し（ステップＳ１７０）、高圧側目標電圧ＶＬ２＊と第２昇降圧コンバータ５５の上アームオン指令とをモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ１８０）、ステップＳ１９０以降の処理を実行する。モータＥＣＵ４０は、高圧側目標電圧ＶＬ２＊と第２昇降圧コンバータ５５の上アームオン指令とを受信すると、第２昇降圧コンバータ５５の下アーム（トランジスタＴ４２）をオフで上アーム（トランジスタＴ４１）をオンとすると共に、コンデンサ４６ａの電圧ＶＨが高圧側目標電圧ＶＨ＊となるように第１昇降圧コンバータ５４上アーム（トランジスタＴ３１）および下アーム（トランジスタＴ３２）を制御する（昇圧制御する）。この場合、第１昇降圧コンバータ５４が昇圧制御され、第２昇降圧コンバータ５５のトランジスタＴ４１がオンでトランジスタＴ４２がオフであるから、高圧側電力ライン４６，第２低圧側電力ライン４８の電圧ＶＨ，ＶＬ２は、第１低圧側電力ライン４７の電圧ＶＬ１よりも高く且つ第２バッテリ５１の電池電圧Ｖｂ２と略等しくなる。また、この場合、上述のように、第１バッテリ５０からの電力は、コンデンサ４７ａ，４６ａ，５８ａに供給される。これにより、コンデンサ４６ａ，４７ａ，４８ａのプリチャージを行なうことができる。
【００３８】
このように、起動時には、まず、第１リレー５６の正極側リレーＲＧ１とプリチャージ用リレーＲＰとをオンとする。そして、第１バッテリ５０の電池電圧Ｖｂ１と第２バッテリ５１の電池電圧Ｖｂ２との差｜Ｖｂ１−Ｖｂ２｜が閾値ΔＶｒｅｆ以下の場合には、第１昇降圧コンバータ５４の上アームおよび下アーム，第２昇降圧コンバータ５５の下アームをオフで、第２昇降圧コンバータ５５の上アームをオンとする。また、第１バッテリ５０の電池電圧Ｖｂ１と第２バッテリ５１の電池電圧Ｖｂ２との差｜Ｖｂ１−Ｖｂ２｜が閾値ΔＶｒｅｆより大きく且つ第１バッテリ５０の電池電圧Ｖｂ１が第２バッテリ５１の電池電圧Ｖｂ２より大きい場合には、第１昇降圧コンバータ５４の上アームおよび下アームをオフで、第２低圧側電力ライン４８の電圧ＶＬ２が第２バッテリ５１の電池電圧Ｖｂ２と等しくなるように第２昇降圧コンバータ５５の上アームおよび下アームを制御する（降圧制御する）。更に、第１バッテリ５０の電池電圧Ｖｂ１と第２バッテリ５１の電池電圧Ｖｂ２との差｜Ｖｂ１−Ｖｂ２｜が閾値ΔＶｒｅｆより大きく且つ第１バッテリ５０の電池電圧Ｖｂ１が第２バッテリ５１の電池電圧Ｖｂ２以下の場合には、第２昇降圧コンバータ５５の下アームをオフで上アームをオンとすると共に、高圧側電力ライン４６の電圧ＶＨおよび第２低圧側電力ライン４８の電圧ＶＬ２が第２バッテリ５１の電池電圧Ｖｂ２と等しくなるように第１昇降圧コンバータ５４の上アームおよび下アームを制御する（昇圧制御する）。これらのようにすることにより、第２低圧側電力ライン４８の電圧ＶＬ２が第２バッテリの電池電圧Ｖｂ２を中心とする所定範囲（電池電圧Ｖｂ２プラスマイナス閾値ΔＶｒｅｆの範囲）内となるように第１，第２昇降圧コンバータ５４，５５を制御しながらコンデンサ４６ａ，４７ａ，４８ａのプリチャージを行なうことができる。そして、第２昇降圧コンバータ５５のリアクトルＬ２の電流ＩＬ２の絶対値｜ＩＬ２｜が閾値Ｉｒｅｆ未満になると、第１リレー５６のプリチャージ用リレーＲＰをオフとすると共に第１リレー５６の負極側リレーＲＧ１と第２リレー５７の正極側リレーＲＢ１および負極側リレーＲＧ２とをオンとする。したがって、第２低圧側電力ライン４８の電圧を第２バッテリ５１の電池電圧Ｖｂ２を中心とする所定範囲内としながらコンデンサ４６ａ，４７ａ，４８ａのプリチャージを行なうから、プリチャージ後に第２リレー５７の正極側リレーＲＢ１および負極側リレーＲＧ２とをオンとする際に、第２リレー５７が溶着するのを抑制することができる。こうした制御を行なうことにより、コンデンサ４７ａ，４８ａをプリチャージするために、それぞれ独立してプリチャージ回路を設置する必要がない。このため、実施例では、第２リレー５７の負極側リレーＲＧ２をバイパスするプリチャージ回路を設けないものとした。この結果、部品点数およびコストの低減を図ることができる。
【００３９】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０では、起動時には、まず、第１リレー５６の負極側リレーＲＧ１と第２リレー５７の正極側リレーＲＢ２，負極側リレーＲＧ２とがオフで且つ第１リレー５６の正極側リレーＲＢ１およびプリチャージ用リレーＲＰがオンの状態とする。そして、第２低圧側電力ライン４８のＶＬ２が第２バッテリ５１の電池電圧Ｖｂ２を中心とする所定範囲内となるように第１，第２昇降圧コンバータ５４，５５を制御しながらコンデンサ４６ａ，４７ａ，４８ａのプリチャージを行なう。そして、プリチャージの完了後に、第１リレー５６のプリチャージ用リレーＲＰがオフで且つ第１リレー５６の負極側リレーＲＧ１と第２リレー５７の正極側リレーＲＢ２，負極側リレーＲＧ２とがオンの状態とする。したがって、第２低圧側電力ライン４８の電圧ＶＬ２を所定範囲内としながらコンデンサ４７ａ，４８ａのプリチャージを行なうから、プリチャージ後に第２リレー５７の正極側リレーＲＢ２，負極側リレーＲＧ２をオンとする際に、第２リレー５７が溶着するのを抑制することができる。こうした制御を行なうことにより、コンデンサ４７ａ，４８ａをプリチャージするために、それぞれ独立してプリチャージ回路を設置する必要がない。この結果、部品点数およびコストの低減を図ることができる。
【００４０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、コンデンサ４７ａ，４８ａのプリチャージを同時に行なうものとしたが、コンデンサ４７ａのプリチャージを行なった後にコンデンサ４８ａのプリチャージを行なうものとしてもよい。この場合、コンデンサ４７ａのプリチャージを行なっているときには、第１，第２昇降圧コンバータ５４，５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２，Ｔ４１，Ｔ４２をオフで保持しリアクトルＬ１の電流ＩＬ１が閾値未満となったときに、第１，第２昇降圧コンバータ５４，５５に対してプリチャージ制御ルーチンと同様の制御を実施すればよい。
【００４１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、コンデンサ４６ａ，４７ａ，４８ａのプリチャージを行なう際において、第１バッテリ５０の電池電圧Ｖｂ１と第２バッテリ５１の電池電圧Ｖｂ２との差｜Ｖｂ１−Ｖｂ２｜が閾値ΔＶｒｅｆより大きく且つ第１バッテリ５０の電池電圧Ｖｂ１が第２バッテリ５１の電池電圧Ｖｂ２より大きい場合、第２昇降圧コンバータ５５については、第２低圧側電力ライン４８の電圧ＶＬ２が第２バッテリ５１の電池電圧Ｖｂ２と等しくなるように制御するものとした。しかし、この場合、第２昇降圧コンバータ５５については、第２低圧側電力ライン４８の電圧ＶＬ２が所定範囲（電池電圧Ｖｂ２プラスマイナス閾値ΔＶｒｅｆの範囲）内となるように制御するものであればよい。また、実施例では、コンデンサ４６ａ，４７ａ，４８ａのプリチャージを行なう際において、第１バッテリ５０の電池電圧Ｖｂ１と第２バッテリ５１の電池電圧Ｖｂ２との差｜Ｖｂ１−Ｖｂ２｜が閾値ΔＶｒｅｆより大きく且つ第１バッテリ５０の電池電圧Ｖｂ１が第２バッテリ５１の電池電圧Ｖｂ２以下の場合、第１昇降圧コンバータ５４については、高圧側電力ライン４６の電圧ＶＨおよび第２低圧側電力ライン４８の電圧ＶＬ２が第２バッテリ５１の電池電圧Ｖｂ２と等しくなるように制御するものとした。しかし、この場合、第１昇降圧コンバータ５４については、高圧側電力ライン４６の電圧ＶＨおよび第２低圧側電力ライン４８の電圧ＶＬ２が所定範囲内となるように制御するものであればよい。
【００４２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、プリチャージの完了の判定にリアクトルＬ２の電流ＩＬ２を用いるものとしたが、リアクトルＬ１，Ｌ２の電流ＩＬ１，ＩＬ２を用いるものとしてもよい。この場合、リアクトルＬ１，Ｌ２の電流ＩＬ１，ＩＬ２が共に閾値未満になるときに、プリチャージが完了したと判定すればよい。
【００４３】
実施例では、エンジン２２とプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１，ＭＧ２とバッテリ５０と昇降圧コンバータ５５とを備えるハイブリッド自動車２０の構成としたが、シリーズハイブリッド自動車や１モータハイブリッド自動車，電気自動車などの電動車両の構成としてもよい。
【００４４】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、第１バッテリ５０が「第１バッテリ」に相当し、第１昇降圧コンバータ５４が「第１昇降圧コンバータ」に相当し、コンデンサ４７ａが「第１コンデンサ」に相当し、第１リレー５６の正極側リレーＲＢ１と負極側リレーＲＧ１とが「第１リレー」に相当し、第２バッテリ５１が「第２バッテリ」に相当し、第２昇降圧コンバータ５５が「第２昇降圧コンバータ」に相当し、コンデンサ４８ａが「第２コンデンサ」に相当し、第２リレー５７の正極側リレーＲＢ２と負極側リレーＲＧ２とが「第２リレー」に相当し、第１リレー５６のプリチャージ回路ＰＣＣが「プリチャージ回路」に相当し、モータＥＣＵ４０とバッテリＥＣＵ５２とＨＶＥＣＵ７０とが「制御手段」に相当する。
【００４５】
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００４６】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、電源装置の製造産業に利用可能である。
【符号の説明】
【００４８】
２０  ハイブリッド自動車、２２  エンジン、２３  クランクポジションセンサ、２４  エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６  クランクシャフト、３０  プラネタリギヤ、３６  駆動軸、３７  デファレンシャルギヤ、３８ａ，３８ｂ  駆動輪、４０  モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２  インバータ、４３，４４  回転位置検出センサ、４６  高圧側電力ライン、４６ａ，４７ａ，４８ａ  コンデンサ、４６ｂ，４７ｂ，４８ｂ  電圧センサ、４７  第１低圧側電力ライン、４８  第２低圧側電力ライン、５０  第１バッテリ、５０ａ，５１ａ  電流センサ、５１  第２バッテリ、５２  バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４  第１昇降圧コンバータ、５４ａ，５５ａ  電流センサ、５５  第２昇降圧コンバータ、５６  第１リレー、５７  第２リレー、７０  ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、８０  イグニッションスイッチ、８１  シフトレバー、８２  シフトポジションセンサ、８３  アクセルペダル、８４  アクセルペダルポジションセンサ、８５  ブレーキペダル、８６  ブレーキペダルポジションセンサ、８８  車速センサ、Ｃｎ１，Ｃｎ２  接続点、Ｄ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６，Ｄ３１，Ｄ３１，Ｄ４１，Ｄ４２  ダイオード、Ｌ１，Ｌ２  リアクトル、ＭＧ１，ＭＧ２  モータ、ＰＣＣ  プリチャージ回路、Ｒ  プリチャージ用抵抗、ＲＢ１，ＲＢ２  正極側リレー、ＲＧ１，ＲＧ２  負極側リレー、ＲＰ  プリチャージ用リレー、Ｔ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６，Ｔ３１，Ｔ３２，Ｔ４１，Ｔ４２  トランジスタ。
【図１】
2016163534.tif 000003
【図２】
2016163534.tif 000004
【図３】
2016163534.tif 000005