JP2008131769A - 電源回路の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プリチャージ回路を備えた複数の蓄電機構を有する電源回路における蓄電機構の充電制御を簡易な回路構成で実現する。
【解決手段】ＥＣＵは、第１の走行用バッテリの状態を検出して（Ｓ１０００）、充電制限が必要であると（Ｓ１１００にてＹＥＳ）、非通電状態のＡ−ＳＭＲＰを通電状態に、通電状態のＡ−ＳＭＲＧを非通電状態に切換えるステップ（Ｓ１２００）と、充電制限の解除が必要であると（Ｓ１４００にてＹＥＳ）、通電状態のＡ−ＳＭＲＰを非通電状態に、非通電状態のＡ−ＳＭＲＧを通電状態に切換えるステップ（Ｓ１５００）と、第２の走行用バッテリについてもＳ１０００〜Ｓ１５００と同様の処理を行なうステップ（Ｓ２０００〜Ｓ２５００）とを含む、プログラムを実行する。
【選択図】図４

Description

本発明は、電気自動車、燃料電池車、ハイブリッド車などの走行用モータを搭載した車両の電源回路に関し、特に、複数の蓄電機構（蓄電池（バッテリ、二次電池）、キャパシタ等）と負荷とが接続された電源回路における充電および／または放電を制御する技術に関する。

従来から、車両走行の推進力として、燃焼エネルギーで作動するエンジンの他に電気エネルギーで作動するモータを備えたハイブリッド車両が知られている。このハイブリッド車両の種類としては、大きく、（１）車輪の駆動をモータで行ないエンジンはモータへの電力供給源として作動するシリーズ（直列）ハイブリッドシステムと、（２）エンジンとモータとの双方で車輪を駆動するパラレル（並列）ハイブリッドシステムとがある。さらに、これらの両方の機能を併せ持つパラレルシリーズハイブリッドシステムと呼ばれるものもある。

シリーズハイブリッドシステム以外においては、モータをエンジンの出力を補助する補助駆動源として使用される。このようなハイブリッド車は、たとえば、加速時においてはモータによってエンジンの出力を補助し、減速時においては減速回生によってバッテリ等への充電を行なう等、様々な制御を行ない、バッテリの残容量を確保しつつ運転者の要求を満足できるようになっている。このようなハイブリッド車両は、モータの駆動あるいは回生を行なうために、パワードライブユニット（ＰＣＵ（Power Control Unit）とも呼ばれる）を備える。このパワードライブユニットは、複数のスイッチング素子を備え、このスイッチング素子を用いた電流制御によりモータを駆動あるいは回生する。また、ハイブリッド車両は、これらスイッチング素子にスイッチングを行なわせる制御信号を出力するモータ制御装置を備えている。

上述したハイブリッド車両には、モータに供給する電力を蓄えるバッテリが搭載され、モータはインバータに接続され、インバータはバッテリに接続されている。インバータとバッテリとの間には、インバータとバッテリとの電気的接続を断接するＳＭＲ（System Main Relay）が設けられている。このＳＭＲには、バッテリの正極に設けられた正極ＳＭＲと、バッテリの負極に設けられた負極ＳＭＲと、正極ＳＭＲに並列接続され、抵抗が直列接続されたプリチャージ用ＳＭＲが存在する（負極ＳＭＲを有しないものであっても、電極の正負が逆であっても構わない）。このインバータの入力側の端子間には、電圧の変動を平滑化してインバータの作動を安定させるべく大容量の電解コンデンサが設けられる。ハイブリッド車両を走行させる際に、イグニッションスイッチの操作によりメインＳＭＲを閉じて（正極ＳＭＲと負極ＳＭＲとを閉じて）コンデンサを充電するが、コンデンサをバッテリで直接充電すると大電流が流れてＳＭＲの接点が損傷する可能性がある。そこで、先ずプリチャージ用ＳＭＲを閉じて制限抵抗等で電流を制限しながら一定の時間が経過するまでコンデンサをプリチャージし、プリチャージが終了した後にメインＳＭＲを閉じることによりＳＭＲの接点の損傷を防止している。なお、一方の電極に、プリチャージ用ＳＭＲとメインＳＭＲとを切換えること回路さえ有すれば、プリチャージ処理は可能である。

さらに、上述したハイブリッド車両に限らず、複数のバッテリで電気負荷に電力を供給したり、複数のバッテリを充電したりする場合もある。車両用には限定されないが、特開２０００−１５６９３４号公報（特許文献１）は、並列接続された各バッテリーユニットが過充電状態になることなく、それらバッテリーユニットの長寿命化を図り得る電力貯蔵システムを開示する。この電力貯蔵システムは、商用電源にコンバータを介して複数のバッテリーユニットを並列接続し、各バッテリーユニットに貯蔵した電力を必要に応じて負荷に供給することにより電力の平準化を行う電力貯蔵システムであって、並列接続された各バッテリーユニットの分岐路ごとに直流開閉器を設け、バッテリーユニットの充電電圧を検出し、その検出信号に基づいて直流開閉器の開放信号を出力する電圧検出器を各バッテリーユニットごとに設けたことを特徴とする。

この電力貯蔵システムによると、各バッテリーユニットの分岐路ごとに直流開閉器を設けたことにより、その直流開閉器でもって各バッテリーユニットをそれぞれ独立して充電完了させることができるので、過充電状態となることはない。各バッテリーユニットの充電状態は、それぞれのバッテリーユニットごとに設けられた電圧検出器によりバッテリーユニットの充電電圧を検出し、その検出信号に基づいて直流開閉器を開放することにより管理される。その直流開閉器でもって各バッテリーユニットをそれぞれ独立して充電完了させることができるので、バッテリーユニットが過充電状態となることはなく、それらバッテリーユニットの長寿命化を図ることができて信頼性が大幅に向上する。
特開２０００−１５６９３４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の電力貯蔵システムを、プリチャージ回路を有する電源回路に適用すると、各電源回路（１つのバッテリユニットを含む）にプリチャージ用のリレー（少なくとも、一方の電極に設けられたプリチャージ用ＳＭＲとメインＳＭＲ）と、バッテリユニットの分岐点ごとの直流開閉器とを備えなければならない。このような回路の構成は複雑になり、その制御も複雑になる。

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、プリチャージ回路を備えた複数の蓄電機構を有する電源回路における蓄電機構の充電および／または放電制御を簡易な回路構成で実現することができる電源回路の制御装置を提供することである。

第１の発明に係る制御装置は、蓄電機構と複数のリレーとから構成される複数の電源回路を制御する。各電源回路は、負荷と蓄電機構の一方の極との電気的な通電／非通電を制御する第１のリレーおよび第１のリレーに直列に接続された抵抗を有する回路と、この回路に並列に接続された第２のリレーとを含み、電源起動時に、各電源回路における第２のリレーを通電状態にする前に、第１のリレーを通電状態にすることにより並列に設けられた電源回路の合流点よりも負荷側に設けられたコンデンサをプリチャージする処理が実行される。複数の電源回路は負荷に対して並列に設けられている。この制御装置は、各蓄電機構の充放電制限の要否を判断するための判断手段と、充放電制限された蓄電機構を含む電源回路においては、プリチャージ後であっても、第１のリレーを通電状態に、第２のリレーを非通電状態にするための制御手段とを含む。

第１の発明によると、１つの電源回路は、蓄電機構と複数（２つ）のリレーとで形成される。制御装置は、複数の電源回路を制御する。制御装置は、プリチャージ処理として、各電源回路における第２のリレーを通電状態にする前に、第１のリレー（抵抗付き）を通電状態に制御する。その後、第２のリレーを通電状態に第１のリレーを非通電状態にする。車両が回生制動されると負荷（たとえば、インバータを介したモータジェネレータ）により発電されて、各蓄電機構に電力が充電される。蓄電機構の状態によっては過充電を回避するために充電制限が必要となることがある。また、蓄電機構の状態によっては過放電を回避するために放電制限が必要となることがある。このような充放電制限が必要な蓄電機構を含む電源回路においては、非通電状態になっている第１のリレー（抵抗付き）を通電状態にして第２のリレーを非通電状態とする（このような充放電制限が必要でない蓄電機構を含む電源回路においては、第２のリレーが通電状態のまま）。すなわち、負荷に対して並列に設けられた電源回路の中で、充放電制限がされていない蓄電機構を含む電源回路は第２のリレーを介して負荷に接続され、充放電制限がされている蓄電機構を含む電源回路は第１のリレー（抵抗付き）を介して負荷に接続される。これにより、負荷からの電力は、第２のリレーを介して充電制限がされていない電源回路に流れ、第１のリレー（抵抗付き）を介して充電制限がされている電源回路に流れない。また、負荷への電力は、第２のリレーを介して放電制限がされていない電源回路から流れ、第１のリレー（抵抗付き）を介して放電制限がされている電源回路から流れない。このため、既存のプリチャージ回路を用いて、複数の蓄電機構の充放電制御を行なうことができる。その結果、プリチャージ回路を備えた複数の蓄電機構を有する電源回路における蓄電機構の充放電制御を簡易な回路構成で実現することができる電源回路の制御装置を提供することができる。

第２の発明に係る制御装置は、第１の発明の構成に加えて、充放電制限が解除された蓄電機構を含む電源回路においては、少なくとも第２のリレーを通電状態にするための手段をさらに含む。

第２の発明によると、充放電が制限された蓄電機構を含む電源回路であって、その後に充放電制限が解除された電源回路においては、少なくとも第２のリレーが通電状態にされる。このため、負荷からの電力は、第２のリレーを介して充電制限が解除された電源回路に流れ、その電源回路に含まれる蓄電機構を充電することができる。また、負荷への電力は、第２のリレーを介して放電制限が解除された電源回路から流れ、その電源回路に含まれる蓄電機構から放電することができる。

第３の発明に係る制御装置は、第１の発明の構成に加えて、充放電制限が解除された蓄電機構を含む電源回路においては、第１のリレーおよび第２のリレーを通電状態にするための手段をさらに含む。

第３の発明によると、充放電が制限された蓄電機構を含む電源回路であって、その後に充放電制限が解除された電源回路においては、第１のリレー（抵抗付き）も第２のリレーも通電状態にされる。このため、プリチャージ後も第１のリレー（抵抗付き）を通電状態にしておく必要がある場合においても、負荷からの電力は、第２のリレーを介して充放電制限が解除された電源回路に流れ、その電源回路に含まれる蓄電機構を充電したり、その電源回路に含まれる蓄電機構から放電することができる。

第４の発明に係る制御装置においては、第１〜３のいずれかの発明の構成に加えて、負荷はインバータであって、並列に設けられた電源回路の合流点とインバータとの間に１台のコンバータを備える。この制御装置は、インバータに接続されたモータジェネレータにより発電された電力を用いて蓄電機構を充電する際、および、インバータに接続されたモータジェネレータに電力を蓄電機構から放電する際の少なくともいずれかの際に、コンバータを用いて、充放電電圧を制御するための手段と、第１のリレーを用いて、充放電される蓄電機構を選択するための手段とを含む。

第４の発明によると、並列に設けられた電源回路の合流点と負荷であるインバータとの間に１台のコンバータを設けるだけで、蓄電機構の電圧と負荷の電圧とを調整することができる。すなわち、並列に設けられた電源回路の合流点に１台のコンバータが設けられているので、たとえ電源回路が複数であってもこの１台のコンバータを用いて、モータジェネレータにより発電されてインバータにより交直変換された充電電力の電圧値を、蓄電機構の定格電圧値に変換でき、放電電力の電圧値（蓄電機構の定格電圧値）を、インバータおよびモータジェネレータの定格電圧値に変換できる。これにより、各電源回路にコンバータを設ける必要がなくなる。また、制御装置は、各電源回路の第１のリレー（抵抗を有する）を通電状態として、第２のリレー（抵抗を有さない）を非通電状態とすることにより、充放電制限された蓄電機構に充放電電力を流さないようにすることができる。このため、容易な回路で蓄電機構の充放電制御を実現することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。

＜第１の実施の形態＞
図１を参照して、本実施の形態に係る制御装置を含む、ハイブリッド車両全体の制御ブロック図を説明する。なお、本発明は図１に示すハイブリッド車両に限定されない。本発明は、動力源としての、たとえばガソリンエンジン等の内燃機関（以下、エンジンとして説明する）が、車両を走行させる駆動源（走行源）であって、かつ、ジェネレータの駆動源であればよい。さらに、駆動源がエンジンおよびモータジェネレータであって、モータジェネレータの動力により走行可能な車両であればよく（エンジンを停止させても停止させなくても）、走行用のバッテリを搭載した他の態様を有するハイブリッド車両であってもよい（いわゆるシリーズ型やパラレル型等のハイブリッド車両に限定されない）。さらに、エンジンを有さない電気自動車や燃料電池車への適用も可能である。なお、このバッテリは、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などであって、その種類は特に限定されるものではない。また、蓄電機構としては、バッテリの代わりにキャパシタでも構わない。さらに、バッテリを含む電源回路のユニットは２つ以上であればよい。

ハイブリッド車両は、エンジン１２０と、モータジェネレータ（ＭＧ）１４０とを含む。なお、以下においては、説明の便宜上、モータジェネレータ１４０を、モータジェネレータ１４０Ａ（またはＭＧ（２）１４０Ａ）と、モータジェネレータ１４０Ｂ（またはＭＧ（１）１４０Ｂ）と表現するが、ハイブリッド車両の走行状態に応じて、モータジェネレータ１４０Ａがジェネレータとして機能したり、モータジェネレータ１４０Ｂがモータとして機能したりする。このモータジェネレータがジェネレータとして機能する場合に回生制動が行なわれる。モータジェネレータがジェネレータとして機能するときには、車両の運動エネルギーが電気エネルギーに変換されて、車両が減速される。

ハイブリッド車両は、この他に、エンジン１２０やモータジェネレータ１４０で発生した動力を駆動輪１６０に伝達したり、駆動輪１６０の駆動をエンジン１２０やモータジェネレータ１４０に伝達したりする減速機１８０と、エンジン１２０の発生する動力を駆動輪１６０とモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）との２経路に分配する動力分割機構（たとえば、後述する遊星歯車機構）２００と、モータジェネレータ１４０を駆動するための電力を充電する第１の走行用バッテリ２２０Ａおよび第２の走行用バッテリ２２０Ｂと、第１の走行用バッテリ２２０Ａおよび第２の走行用バッテリ２２０Ｂの直流とモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）およびモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）の交流とを変換しながら電流制御を行なうインバータ２４０と、第１の走行用バッテリ２２０Ａの充放電状態（たとえば、ＳＯＣ（State Of Charge））を管理制御するバッテリ制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵ（Electronic Control Unit）という）２６０と、エンジン１２０の動作状態を制御するエンジンＥＣＵ２８０と、ハイブリッド車両の状態に応じてモータジェネレータ１４０およびバッテリＥＣＵ２６０、インバータ２４０等を制御するＭＧ＿ＥＣＵ３００と、バッテリＥＣＵ２６０、エンジンＥＣＵ２８０およびＭＧ＿ＥＣＵ３００等を相互に管理制御して、ハイブリッド車両が最も効率よく運行できるようにハイブリッドシステム全体を制御するＨＶ＿ＥＣＵ３２０等を含む。

本実施の形態において、第１の走行用バッテリ２２０Ａおよび第２の走行用バッテリ２２０Ｂとインバータ２４０との間には昇圧コンバータ２４２が設けられている。これは、第１の走行用バッテリ２２０Ａおよび第２の走行用バッテリ２２０Ｂの定格電圧が、モータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）やモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）の定格電圧よりも低いので、第１の走行用バッテリ２２０Ａおよび第２の走行用バッテリ２２０Ｂからモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）やモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）に電力を供給するときには、昇圧コンバータ２４２で電力を昇圧する。なお、充電する場合には昇圧コンバータ２４２で降圧して第１の走行用バッテリ２２０Ａおよび第２の走行用バッテリ２２０Ｂに充電電力が供給される。本実施の形態においては、第１の走行用バッテリ２２０Ａおよび第２の走行用バッテリ２２０Ｂから構成される２つの電源系統を有する電源回路に適用される制御装置について説明するが、本発明は３つ以上の電源系統を有する電源回路であっても構わない。

なお、図１においては、各ＥＣＵを別構成としているが、２個以上のＥＣＵを統合したＥＣＵとして構成してもよい（たとえば、図１に、点線で示すように、ＭＧ＿ＥＣＵ３００とＨＶ＿ＥＣＵ３２０とバッテリＥＣＵ２６０とを統合したＥＣＵ（たとえば、図３のＥＣＵ４００）とすることがその一例である）。

動力分割機構２００は、エンジン１２０の動力を、駆動輪１６０とモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）との両方に振り分けるために、遊星歯車機構（プラネタリーギヤ）が使用される。モータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）の回転数を制御することにより、動力分割機構２００は無段変速機としても機能する。エンジン１２０の回転力はキャリア（Ｃ）に入力され、それがサンギヤ（Ｓ）によってモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）に、リングギヤ（Ｒ）によってモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）および出力軸（駆動輪１６０側）に伝えられる。回転中のエンジン１２０を停止させる時には、エンジン１２０が回転しているので、この回転の運動エネルギーをモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）で電気エネルギーに変換して、エンジン１２０の回転数を低下させる。

図１に示すようなハイブリッドシステムを搭載するハイブリッド車両においては、車両の状態について予め定められた条件が成立すると、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、モータジェネレータ１４０のモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）のみによりハイブリッド車両の走行を行なうようにモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）およびエンジンＥＣＵ２８０を介してエンジン１２０を制御する。たとえば、予め定められた条件とは、第１の走行用バッテリ２２０ＡのＳＯＣが予め定められた値以上であるという条件等である。このようにすると、発進時や低速走行時等であってエンジン１２０の効率が悪い場合に、モータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）のみによりハイブリッド車両の走行を行なうことができる。この結果、第１の走行用バッテリ２２０ＡのＳＯＣを低下させることができる（その後の車両停止時に第１の走行用バッテリ２２０Ａを充電することができる）。

また、通常走行時には、たとえば動力分割機構２００によりエンジン１２０の動力を２経路に分け、一方で駆動輪１６０の直接駆動を行ない、他方でモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）を駆動して発電を行なう。この時、発生する電力でモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）を駆動して駆動輪１６０の駆動補助を行なう。また、高速走行時には、さらに第１の走行用バッテリ２２０Ａおよび／または第２の走行用バッテリ２２０Ｂからの電力をモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）に供給してモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）の出力を増大させて駆動輪１６０に対して駆動力の追加を行なう。一方、減速時には、駆動輪１６０により従動するモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）がジェネレータとして機能して回生発電を行ない、回収した電力を第１の走行用バッテリ２２０Ａおよび／または第２の走行用バッテリ２２０Ｂに蓄える。なお、第１の走行用バッテリ２２０Ａおよび／または第２の走行用バッテリ２２０Ｂの充電量が低下し、充電が特に必要な場合には、エンジン１２０の出力を増加してモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）による発電量を増やして第１の走行用バッテリ２２０Ａおよび／または第２の走行用バッテリ２２０Ｂに対する充電量を増加する。

また、第１の走行用バッテリ２２０Ａおよび第２の走行用バッテリ２２０Ｂの目標ＳＯＣはいつ回生が行なわれてもエネルギーが回収できるように、通常は６０％程度に設定される。また、ＳＯＣの上限値と下限値とは、第１の走行用バッテリ２２０Ａおよび第２の走行用バッテリ２２０Ｂのバッテリの劣化を抑制するために、たとえば、制御上限値を８０％とし、制御下限値を３０％として設定され、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、ＭＧ＿ＥＣＵ３００を介してＳＯＣが上限値および下限値を越えないようにモータジェネレータ１４０による発電や回生、モータ出力を制御している。なお、ここで挙げた値は、一例であって特に限定される値ではない。

図２を参照して、動力分割機構２００についてさらに説明する。動力分割機構２００は、サンギヤ（Ｓ）２０２と（以下、単にサンギヤ２０２と記載する）、ピニオンギヤ２０４と、キャリア（Ｃ）２０６（以下、単にキャリア２０６と記載する）と、リングギヤ（Ｒ）２０８（以下、単にリングギヤ２０８と記載する）とを含む遊星歯車から構成される。

ピニオンギヤ２０４は、サンギヤ２０２およびリングギヤ２０８と係合する。キャリア２０６は、ピニオンギヤ２０４が自転可能であるように支持する。サンギヤ２０２はＭＧ（１）１４０Ｂの回転軸に連結される。キャリア２０６はエンジン１２０のクランクシャフトに連結される。リングギヤ２０８はＭＧ（２）１４０Ａの回転軸および減速機１８０に連結される。

エンジン１２０、ＭＧ（１）１４０ＢおよびＭＧ（２）１４０Ａが、遊星歯車からなる動力分割機構２００を介して連結されることで、エンジン１２０、ＭＧ（１）１４０ＢおよびＭＧ（２）１４０Ａの回転数は、共線図において直線で結ばれる関係になる。

図３を参照して、本発明の実施の形態に係る制御装置で制御される電源回路について説明する。この電源回路は、第１の走行用バッテリ２２０Ａおよび第２の走行用バッテリ２２０Ｂと、昇圧コンバータ２４２と、インバータ２４０と、コンデンサＣ（１）５１０と、コンデンサＣ（２）５２０と、Ａ−ＳＭＲＰ５００Ａと、制限抵抗５０２Ａと、Ａ−ＳＭＲＧ５０４Ａと、Ｂ−ＳＭＲＰ５００Ｂと、制限抵抗５０２Ｂと、Ｂ−ＳＭＲＧ５０４Ｂと、ＥＣＵ４００とを含む。本実施の形態に係る制御装置は、ＥＣＵ４００が実行するプログラムにより実現される。

インバータ２４０は、６つのＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）と、ＩＧＢＴのエミッタ側からコレクタ側に電流を流すように、各ＩＧＢＴにそれぞれ並列に接続された６つのダイオードとを含む。インバータ２４０は、ＥＣＵ４００からの制御信号に基づいて各ＩＧＢＴのゲートをオン／オフ（通電／遮断）することにより、第１の走行用バッテリ２２０Ａおよび第２の走行用バッテリ２２０Ｂから供給された電流を、直流電流から交流電流に変換し、モータジェネレータ１４０に供給する。なお、インバータ２４０およびＩＧＢＴには、周知の技術を利用すればよいため、ここではさらなる詳細な説明は繰返さない。なお、図３において、モータジェネレータ１４０Ａ（１４０Ｂ）が駆動用である場合にはインバータ２４０が駆動用インバータとして機能して、モータジェネレータ１４０Ｂ（１４０Ａ）が発電用である場合にはインバータ２４０が発電用インバータとして機能する。

昇圧コンバータ２４２は、複数（本実施の形態では２つ）の電源回路に対して１つ設けられる。コンデンサＣ（１）５１０よりも走行用バッテリ側が、各電源回路の合流点である。本実施の形態においては、このように、複数の電源回路に対して１つの昇圧コンバータ２４２が設けられることも特徴である。

昇圧コンバータ２４２は、リアクトル３１１と、ＮＰＮトランジスタ３１２，３１３と、ダイオード３１４，３１５とを含む。リアクトル３１１の一方端は第１の走行用バッテリ２２０Ａの電源ライン（第２の走行用バッテリ２２０Ｂの電源ラインでもある）に接続され、他方端はＮＰＮトランジスタ３１２とＮＰＮトランジスタ３１３との中間点、すなわち、ＮＰＮトランジスタ３１２のエミッタとＮＰＮトランジスタ３１３のコレクタとの間に接続される。ＮＰＮトランジスタ３１２，３１３は、インバータ２４０の電源ラインとアースラインとの間に直列に接続される。そして、ＮＰＮトランジスタ３１２のコレクタは電源ラインに接続され、ＮＰＮトランジスタ３１３のエミッタはアースラインに接続される。また、各ＮＰＮトランジスタ３１２，３１３のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオード３１４，３１５が接続されている。

昇圧コンバータ２４２は、ＥＣＵ４００によってＮＰＮトランジスタ３１２，３１３がオン／オフされ、コンデンサＣ（１）５１０から供給された直流電圧を昇圧して出力電圧をコンデンサＣ（２）５２０に供給する。また、昇圧コンバータ２４２は、モータ駆動回路が搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車の回生制動時、モータジェネレータ１４０によって発電され、インバータ２４０によって変換された直流電圧を降圧してコンデンサＣ（１）５１０へ供給する。コンデンサＣ（２）５２０は、昇圧コンバータ２４２から供給された直流電力の電圧を平滑化し、その平滑化された直流電力をインバータ２４０へ供給する。

モータジェネレータ１４０は、三相交流モータである。モータジェネレータ１４０の回転軸は、図２に示すように車両のドライブシャフト（図示せず）に接続され、駆動輪に駆動力を伝達する。車両は、モータジェネレータ１４０からの駆動力により走行する。

コンデンサＣ（１）５１０は、インバータ２４０と並列に接続されている。コンデンサＣ（１）５１０は、第１の走行用バッテリ２２０Ａおよび第２の走行用バッテリ２２０Ｂからそれぞれ供給された電力、またはインバータ２４０から供給された電力を平滑化するため、電荷を一旦蓄積する。平滑化された電力は、インバータ２４０（モータ走行時）または第１の走行用バッテリ２２０Ａおよび／または第２の走行用バッテリ２２０Ｂ（回生制動時）にそれぞれ供給される。

Ａ−ＳＭＲＰ５００ＡおよびＡ−ＳＭＲＧ５０４Ａは、第１の走行用バッテリ２２０Ａの負極に設けられている。Ａ−ＳＭＲＰ５００ＡとＡ−ＳＭＲＧ５０４Ａとは、並列に接続されている。Ａ−ＳＭＲＰ５００Ａには、制限抵抗５０２Ａが直列に接続されている。Ａ−ＳＭＲＰ５００Ａは、Ａ−ＳＭＲＧ５０４Ａが接続されるよりも時間的に先に接続され、インバータ２４０に突入電流が流れることを防止するプリチャージ用ＳＭＲである。Ａ−ＳＭＲＧ５０４Ａは、Ａ−ＳＭＲＰ５００Ａおよび制限抵抗５０２Ａに並列に接続され、プリチャージが終了した後に接続される負極ＳＭＲである。各ＳＭＲは、ＥＣＵ４００により制御される。なお、これらのＳＭＲに加えて、第１の走行用バッテリ２２０Ａの正極側に、正極ＳＭＲを設けてもよい。

同様に、Ｂ−ＳＭＲＰ５００ＢおよびＢ−ＳＭＲＧ５０４Ｂは、第２の走行用バッテリ２２０Ｂの負極に設けられている。Ｂ−ＳＭＲＰ５００ＢとＢ−ＳＭＲＧ５０４Ｂとは、並列に接続されている。Ｂ−ＳＭＲＰ５００Ｂには、制限抵抗５０２Ｂが直列に接続されている。Ｂ−ＳＭＲＰ５００Ｂは、Ｂ−ＳＭＲＧ５０４Ｂが接続されるよりも時間的に先に接続され、インバータ２４０に突入電流が流れることを防止するプリチャージ用ＳＭＲである。Ｂ−ＳＭＲＧ５０４Ｂは、Ｂ−ＳＭＲＰ５００Ｂおよび制限抵抗５０２Ｂに並列に接続され、プリチャージが終了した後に接続される負極ＳＭＲである。各ＳＭＲは、ＥＣＵ４００により制御される。なお、これらのＳＭＲに加えて、第２の走行用バッテリ２２０Ｂの正極側に、正極ＳＭＲを設けてもよい。

ＥＣＵ４００は、イグニッションスイッチおよびスタートスイッチ（いずれも図示せず）、アクセルペダル（図示せず）の踏込み量、ブレーキペダル（図示せず）の踏込み量などに基づいて、ＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶されたプログラムを実行し、インバータ２４０および各ＳＭＲを制御して、車両を所望の状態で走行させる。ＥＣＵ４００には、第１の走行用バッテリ２２０Ａの電流値ＩＢ（Ａ）を検出する電流計２２２Ａおよび第１の走行用バッテリ２２０Ａの電圧値ＶＢ（Ａ）を検出する電圧計２２１Ａならびに第２の走行用バッテリ２２０Ｂの電流値ＩＢ（Ｂ）を検出する電流計２２２Ｂおよび第２の走行用バッテリ２２０Ｂの電圧値ＶＢ（Ｂ）を検出する電圧計２２１Ｂが接続されている。さらに、ＥＣＵ４００には、コンデンサＣ（２）５２０の両端電圧値ＶＨ（インバータ電圧）を検出する電圧計が接続されている。

Ａ−ＳＭＲＰ５００Ａ、Ｂ−ＳＭＲＰ５００Ｂ、Ａ−ＳＭＲＧ５０４Ａ、Ｂ−ＳＭＲＧ５０４Ｂは、コイルに対して励磁電流を通電したときに接点が閉じるリレーである。Ａ−ＳＭＲＰ５００Ａ、Ｂ−ＳＭＲＰ５００Ｂ、Ａ−ＳＭＲＧ５０４Ａ、Ｂ−ＳＭＲＧ５０４Ｂの作動状態とイグニッションスイッチおよびスタートスイッチの位置との関係について説明する。なお、ＳＭＲがオンとは通電状態を示し、ＳＭＲがオフとは非通電状態を示す。

イグニッションスイッチには、ＯＦＦ（オフ）位置と、ＡＣＣ位置およびＯＮ（オン）位置とがあり、ＥＣＵ４００は、電源遮断時、すなわちイグニッションスイッチのポジションがＯＦＦ位置にあるときには、全てのＡ−ＳＭＲＰ５００Ａ、Ｂ−ＳＭＲＰ５００Ｂ、Ａ−ＳＭＲＧ５０４Ａ、Ｂ−ＳＭＲＧ５０４Ｂをオフする。すなわち、Ａ−ＳＭＲＰ５００Ａ、Ｂ−ＳＭＲＰ５００Ｂ、Ａ−ＳＭＲＧ５０４Ａ、Ｂ−ＳＭＲＧ５０４Ｂのコイルに対する励磁電流をオフする。なお、イグニッションスイッチのポジションは、ＯＦＦ位置→ＡＣＣ位置→ＯＮ位置の順に切り換えられる。なお、このようなスイッチに、本発明の適用が限定されるものではない。

ハイブリッドシステム起動時（メイン電源接続時）、すなわち、たとえば運転者がブレーキペダルを踏み込んでプッシュ式のスタートスイッチを押すと、ＥＣＵ４００は、先ず、Ａ−ＳＭＲＰ５００ＡおよびＢ−ＳＭＲＰ５００Ｂをオンしてプリチャージを実行する。Ａ−ＳＭＲＰ５００Ａには制限抵抗５０２Ａが接続され、Ｂ−ＳＭＲＰ５００Ｂには制限抵抗５０２Ｂが接続されているので、Ａ−ＳＭＲＰ５００ＡおよびＢ−ＳＭＲＰ５００Ｂをオンしてもインバータ２４０への入力電圧値ＶＨは緩やかに上昇し、突入電流の発生を防止することができる。

なお、イグニッションスイッチのポジションがこのような３つの位置を有しない場合かつスタートスイッチがイグニッションスイッチを兼ねる場合を含めて、本実施の形態に係る制御装置の適用が可能である。

ＥＣＵ４００は、インバータ２４０の電圧値ＶＨが、たとえば、バッテリ電圧値ＶＢの約８０％程度に達したときに、または、インバータ２４０の電圧値ＶＨがほぼバッテリ電圧値ＶＢに等しくなったときに、プリチャージを完了し、Ａ−ＳＭＲＰ５００ＡをオフしてＡ−ＳＭＲＧ５０４Ａをオンして、Ｂ−ＳＭＲＰ５００ＢをオフしてＢ−ＳＭＲＧ５０４Ｂをオンする。なお、このプリチャージに必要な時間を予め設定しておく。設定された時間はプリチャージ時間と呼ばれる。

一方、イグニッションスイッチのポジションがＯＮ位置からＯＦＦ位置に切り換えられると、ＥＣＵ４００は、Ａ−ＳＭＲＧ５０４ＡおよびＢ−ＳＭＲＧ５０４Ｂをオフする。（すでに、Ａ−ＳＭＲＰ５００ＡおよびＢ−ＳＭＲＰ５００Ｂをオフされている）。この結果、第１の走行用バッテリ２２０Ａとインバータ２４０との間の電気的な接続および第２の走行用バッテリ２２０Ｂとインバータ２４０との間の電気的な接続が遮断され、電源遮断状態となる。このとき、駆動回路側の残存電圧はディスチャージされ、インバータ２４０の電圧値ＶＨは徐々に約０Ｖ（遮断時電圧）に収束する。なお、遮断時電圧値は必ずしも０Ｖである必要はなく、たとえば、２〜３Ｖ程度の微弱電圧値であっても良い。

本実施の形態に係る制御装置は、プリチャージ用のＡ−ＳＭＲＰ５００Ａおよびメイン用のＡ−ＳＭＲＧ５０４Ａを用いて走行用バッテリ２２０Ａの充電制御を、プリチャージ用のＢ−ＳＭＲＰ５００Ｂおよびメイン用のＢ−ＳＭＲＧ５０４Ｂを用いて走行用バッテリ２２０Ｂの充電制御を実行する。

本実施の形態に係る制御装置は、デジタル回路やアナログ回路の構成を主体としたハードウェアでも、ＥＣＵ４００に含まれるＣＰＵ（Central Processing Unit)およびメモリとメモリから読み出されてＣＰＵで実行されるプログラムとを主体としたソフトウェアでも実現することが可能である。一般的に、ハードウェアで実現した場合には動作速度の点で有利で、ソフトウェアで実現した場合には設計変更の点で有利であると言われている。以下においては、ソフトウェアとして制御装置を実現した場合を説明する。

図４を参照して、本実施の形態に係る電源回路の制御装置を実現するために、ＥＣＵ４００が実行する、プログラムの制御構造について説明する。なお、このプログラムは、サブルーチンであって、予め定められたサイクルタイムで繰り返し実行される。さらに、図４に示すフローチャートにおいては、Ａ−ＳＭＲＧ５０４ＡおよびＢ−ＳＭＲＧ５０４Ｂ）に対してオン指令信号（通電指令信号）がＥＣＵ４００から出力され、Ａ−ＳＭＲＰ５００ＡおよびＢ−ＳＭＲＰ５００Ｂに対してオフ指令信号（非通電指令信号）がＥＣＵ４００から出力されている状態（すでにプリチャージ処理は完了している状態）を、初期状態であるとする。

ステップ（以下、ステップをＳと略す）１０００にて、ＥＣＵ４００は、第１の走行用バッテリ２２０Ａの状態を検出する。このとき、たとえば、電流計２２２Ａにより検出された第１の走行用バッテリ２２０Ａの電流値ＩＢ（Ａ）を積算して算出された第１の走行用バッテリ２２０ＡのＳＯＣや、電圧計２２１Ａにより検出された第１の走行用バッテリ２２０Ａの電圧値ＶＢ（Ａ）に基づいて過充電状態を検出する。なお、第１の走行用バッテリ２２０Ａの状態を検出することについては、これらに限定されない。第１の走行用バッテリ２２０Ａへの充電を制限する必要があるか否かを判断できるものであればよい。

Ｓ１１００にて、ＥＣＵ４００は、第１の走行用バッテリ２２０Ａへの充電制限が必要であるか否かを判断する。たとえば、ＳＯＣが充電制限しきい値以上であると、第１の走行用バッテリ２２０Ａへの充電制限が必要であると判断される。第１の走行用バッテリ２２０Ａへの充電制限が必要であると判断されると（Ｓ１１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１２００へ移される。もしそうでないと（Ｓ１１００にてＮＯ）、処理はＳ１３００へ移される。

Ｓ１２００にて、ＥＣＵ４００は、Ａ−ＳＭＲＰ５００Ａをオフ（非通電）からオン（通電）に、Ａ−ＳＭＲＧ５０４Ａをオン（通電）からオフ（非通電）に、それぞれ切換える。

Ｓ１３００にて、ＥＣＵ４００は、第１の走行用バッテリ２２０Ａの状態を検出する。この処理はＳ１０００と同じであって、Ｓ１０００およびＳ１２００の処理の後、所定時間の経過後（第１の走行用バッテリ２２０Ａの状態が変化する程度の時間の経過後）に、このＳ１３００の処理を行なうようにしてもよい。なお、このＳ１３００にて検出する第１の走行用バッテリ２２０Ａの状態は、第１の走行用バッテリ２２０Ａへの充電の制限を解除する必要があるか否かを判断できるものであればよい。

Ｓ１４００にて、ＥＣＵ４００は、第１の走行用バッテリ２２０Ａへの充電制限の解除が必要であるか否かを判断する。たとえば、ＳＯＣが充電制限しきい値よりも所定値以上（ヒステリシス性を確保するため）低いと、第１の走行用バッテリ２２０Ａへの充電制限の解除が必要であると判断される。第１の走行用バッテリ２２０Ａへの充電制限の解除が必要であると判断されると（Ｓ１４００にてＹＥＳ）、処理はＳ１５００へ移される。もしそうでないと（Ｓ１４００にてＮＯ）、処理はＳ２０００へ移される。

Ｓ１５００にて、ＥＣＵ４００は、Ａ−ＳＭＲＰ５００Ａをオン（通電）からオフ（非通電）に、Ａ−ＳＭＲＧ５０４Ａをオフ（非通電）からオン（通電）に、それぞれ切換える。その後、処理はＳ２０００へ移される。

Ｓ２０００にて、ＥＣＵ４００は、第２の走行用バッテリ２２０Ｂの状態を検出する。このとき、たとえば、電流計２２２Ｂにより検出された第２の走行用バッテリ２２０Ｂの電流値ＩＢ（Ｂ）を積算して算出された第２の走行用バッテリ２２０ＢのＳＯＣや、電圧計２２１Ｂにより検出された第２の走行用バッテリ２２０Ｂの電圧値ＶＢ（Ｂ）に基づいて過充電状態を検出する。なお、第２の走行用バッテリ２２０Ｂの状態を検出することについては、これらに限定されない。第２の走行用バッテリ２２０Ｂへの充電を制限する必要があるか否かを判断できるものであればよい。

Ｓ２１００にて、ＥＣＵ４００は、第２の走行用バッテリ２２０Ｂへの充電制限が必要であるか否かを判断する。たとえば、ＳＯＣが充電制限しきい値以上であると、第２の走行用バッテリ２２０Ｂへの充電制限が必要であると判断される。第２の走行用バッテリ２２０Ｂへの充電制限が必要であると判断されると（Ｓ２１００にてＹＥＳ）、処理はＳ２２００へ移される。もしそうでないと（Ｓ２１００にてＮＯ）、処理はＳ２３００へ移される。

Ｓ２２００にて、ＥＣＵ４００は、Ｂ−ＳＭＲＰ５００Ｂをオフ（非通電）からオン（通電）に、Ｂ−ＳＭＲＧ５０４Ｂをオン（通電）からオフ（非通電）に、それぞれ切換える。

Ｓ２３００にて、ＥＣＵ４００は、第２の走行用バッテリ２２０Ｂの状態を検出する。この処理はＳ２０００と同じであって、Ｓ２０００およびＳ２２００の処理の後、所定時間の経過後（第２の走行用バッテリ２２０Ｂの状態が変化する程度の時間の経過後）に、このＳ２３００の処理を行なうようにしてもよい。なお、このＳ２３００にて検出する第２の走行用バッテリ２２０Ｂの状態は、第２の走行用バッテリ２２０Ｂへの充電の制限を解除する必要があるか否かを判断できるものであればよい。

Ｓ２４００にて、ＥＣＵ４００は、第２の走行用バッテリ２２０Ｂへの充電制限の解除が必要であるか否かを判断する。たとえば、ＳＯＣが充電制限しきい値よりも所定値以上（ヒステリシス性を確保するため）低いと、第２の走行用バッテリ２２０Ｂへの充電制限の解除が必要であると判断される。第２の走行用バッテリ２２０Ｂへの充電制限の解除が必要であると判断されると（Ｓ２４００にてＹＥＳ）、処理はＳ２５００へ移される。もしそうでないと（Ｓ２４００にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ２５００にて、ＥＣＵ４００は、Ｂ−ＳＭＲＰ５００Ｂをオン（通電）からオフ（非通電）に、Ｂ−ＳＭＲＧ５０４Ｂをオフ（非通電）からオン（通電）に、それぞれ切換える。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態にかかる電源回路の制御装置であるＥＣＵ４００の動作について説明する。

（１）第１の走行用バッテリに充電制限あり、第２の走行用バッテリに充電制限なし
第１の走行用バッテリ２２０Ａの状態が検出されて（Ｓ１０００）、第１の走行用バッテリ２２０ＡのＳＯＣが充電制限しきい値に到達すると（Ｓ１１００にてＹＥＳ）、Ａ−ＳＭＲＰ５００Ａがオフ（非通電）からオン（通電）に、Ａ−ＳＭＲＧ５０４Ａがオン（通電）からオフ（非通電）に、それぞれ切換えられる（Ｓ１２００）。

このとき、第２の走行用バッテリ２２０Ｂの状態が検出されて（Ｓ２０００、Ｓ２３００）、第２の走行用バッテリ２２０ＢのＳＯＣが充電制限しきい値に到達していないと判断されている状態であると（Ｓ２１００にてＮＯまたはＳ２４００にてＹＥＳ）、Ｂ−ＳＭＲＰ５００Ｂがオフ（非通電）で、Ｂ−ＳＭＲＧ５０４Ｂがオン（通電）の状態である（Ｓ２５００で切換えられた状態）。

このため、モータジェネレータ１４０で発電された電力は、インバータ２４０で電力変換されて、昇圧コンバータ２４２で走行用バッテリ（この場合は、第２の走行用バッテリ２２０Ｂ）の定格電圧まで降圧された回生電力となり、制限抵抗５０２Ｂが直列に接続されていないＢ−ＳＭＲＧ５０４Ｂを通って、第２の走行用バッテリ２２０Ｂを充電する。

第１の走行用バッテリ２２０Ａにおいては、制限抵抗５０２Ａが直列に接続されているＡ−ＳＭＲＰ５００Ａにより閉回路が形成されており、制限抵抗５０２Ａが直列に接続されていないＡ−ＳＭＲＧ５０４Ａにより閉回路が形成されていない。このため、回生電力は、制限抵抗５０２Ａを介して接続された第１の走行用バッテリ２２０Ａではなく、制限抵抗５０２Ｂを介さないで接続された第２の走行用バッテリ２２０Ｂに流れる。

したがって、プリチャージ用ＳＭＲとメインＳＭＲとを切換え制御して、走行用バッテリを充電の切換えを制御することができる。

（２）第１の走行用バッテリの充電制限解除、第２の走行用バッテリに充電制限発生
上述した（１）の状態（この状態で第１の走行用バッテリ２２０ＡのＳＯＣが低下すると想定する）が継続した後に、第１の走行用バッテリ２２０Ａの状態が検出されて（Ｓ１３００）、第１の走行用バッテリ２２０ＡのＳＯＣが充電制限しきい値よりも所定値以上低いと（Ｓ１４００にてＹＥＳ）、Ａ−ＳＭＲＰ５００Ａがオン（通電）からオフ（非通電）に、Ａ−ＳＭＲＧ５０４Ａがオフ（非通電）からオン（通電）に、それぞれ切換えられる。

このとき、第２の走行用バッテリ２２０Ｂの状態が検出されて（Ｓ２０００）、第２の走行用バッテリ２２０ＢのＳＯＣが充電制限しきい値に到達すると（Ｓ２１００にてＹＥＳ）、Ｂ−ＳＭＲＰ５００Ｂがオフ（非通電）からオン（通電）に、Ｂ−ＳＭＲＧ５０４Ｂがオン（通電）からオフ（非通電）に、それぞれ切換えられる（Ｓ２２００）。

このため、モータジェネレータ１４０で発電された電力は、インバータ２４０で電力変換されて、昇圧コンバータ２４２で走行用バッテリ（この場合は、第１の走行用バッテリ２２０Ａ）の定格電圧まで降圧された回生電力となり、制限抵抗５０２Ａが直列に接続されていないＡ−ＳＭＲＧ５０４Ａを通って、第１の走行用バッテリ２２０Ａを充電する。

第２の走行用バッテリ２２０Ｂにおいては、制限抵抗５０２Ｂが直列に接続されているＢ−ＳＭＲＰ５００Ｂにより閉回路が形成されており、制限抵抗５０２Ｂが直列に接続されていないＢ−ＳＭＲＧ５０４Ｂにより閉回路が形成されていない。このため、回生電力は、制限抵抗５０２Ｂを介して接続された第２の走行用バッテリ２２０Ｂではなく、制限抵抗５０２Ａを介さないで接続された第１の走行用バッテリ２２０Ａに流れる。

したがって、プリチャージ用ＳＭＲとメインＳＭＲとを切換え制御して、充電先の走行用バッテリを切換えることができる。

以上のようにして、プリチャージ処理に用いられる制限抵抗が直列に接続されたＳＭＲと、制限抵抗が接続されていないＳＭＲとが並列に走行用バッテリの負極側に接続されている電源回路において、これらのＳＭＲのオンオフを切換えて、走行用バッテリの充電制御を実行することができる。

＜第１の実施の形態の変形例＞
以下、上述した第１の実施の形態の変形例について説明する。本変形例は、特定の理由により、プリチャージ後においても、プリチャージ用ＳＭＲである、Ａ−ＳＭＲＰ５００ＡおよびＢ−ＳＭＲＰ５００Ｂをオン（通電状態）にしておく必要がある場合に適用される。このような場合として、本件と同一の出願人および同一の発明者に係る特願２００６−２８１５４２号に記載されたものがある。

この特願２００６−２８１５４２号に記載された発明に係る制御装置は、蓄電機構と複数のリレーとを含む電源回路を制御する。この電源回路は、負荷と蓄電機構の一方の極（負極）との電気的な通電／非通電を制御する第１のリレー（ＳＭＲＰ）および第１のリレーに直列に接続された抵抗を有する回路と、回路に並列に接続された第２のリレー（ＳＭＲＧ）と、負荷と蓄電機構の他方の極（正極）との電気的な通電／非通電を制御する第３のリレー（ＳＭＲＢ：本実施の形態および本変形例においてはなし）とを含む。この制御装置は、第２のリレーおよび第３のリレーを通電状態にする前に、第１のリレーおよび第３のリレーを通電状態にすることにより実行されるプリチャージ処理を実行する。この制御装置は、プリチャージ処理が完了した後に、第２のリレーを通電状態とするとともに、第１のリレーの通電状態を維持する。この制御装置は、プリチャージ処理が完了した後において蓄電機構の電流値を検出して、検出された電流値が過大であると判定されると、第２のリレーを非通電状態に切り換える。

この制御装置によると、通常は、プリチャージ処理が完了すると、第１のリレーは非通電状態に切り換えられて、抵抗を経由しないで蓄電機構に電流が流されるが、第１のリレーの通電状態が維持される。プリチャージ後は、第１のリレー、第２のリレーおよび第３のリレーのいずれもが通電状態であるが、蓄電機構への電流は（蓄電機構からの電流も）、抵抗が接続された第１のリレー側ではなく抵抗が接続されていない第２のリレー側を流れる。プリチャージ後のこのような状態で、蓄電機構に過電流が流れると、第２のリレーが非通電状態に切り換えられる。このため、通電状態の第２のリレーを非通電状態に切り換え、かつ、通電状態の第１のリレーを通電状態に切り換えるのではなく、通電状態の第２のリレーを非通電状態に切り換えるだけで、蓄電機構への電流を、抵抗が接続された第１のリレー側に瞬時に切り換えることができる。このため、瞬時に過大な電流値を低下させることができる。これは、プリチャージ後も第１のリレーの通電状態を維持しているためである。その結果、蓄電機構の過充電を速やかに回避することができるというものである。

なお、プリチャージ後においても、プリチャージ用ＳＭＲである、Ａ−ＳＭＲＰ５００ＡおよびＢ−ＳＭＲＰ５００Ｂをオン（通電状態）にしておく必要は、これ以外の理由であってもよい。

図５を参照して本変形例に係る電源回路の制御装置を実現するために、ＥＣＵ４００が実行する、プログラムの制御構造について説明する。なお、このプログラムは、サブルーチンであって、予め定められたサイクルタイムで繰り返し実行される。さらに、図５に示すフローチャートにおいては、Ａ−ＳＭＲＧ５０４ＡおよびＢ−ＳＭＲＧ５０４Ｂに対してオン指令信号（通電指令信号）がＥＣＵ４００から出力され、Ａ−ＳＭＲＰ５００ＡおよびＢ−ＳＭＲＰ５００Ｂに対しても（すでにプリチャージ処理は完了していても）オン指令信号（通電指令信号）がＥＣＵ４００から出力されている状態を、初期状態であるとする。また、図５のフローチャートにおいて、図４のフローチャートに示した処理と同じ処理については、同じステップ番号を付してある。それらの処理の内容は同じである。したがってそれらの処理についての詳細な説明はここでは繰り返さない。

Ｓ３２００にて、ＥＣＵ４００は、Ａ−ＳＭＲＰ５００Ａをオン（通電）のままで、Ａ−ＳＭＲＧ５０４Ａをオン（通電）からオフ（非通電）に切換える。

Ｓ３５００にて、ＥＣＵ４００は、Ａ−ＳＭＲＰ５００Ａをオン（通電）のままで、Ａ−ＳＭＲＧ５０４Ａをオフ（非通電）からオン（通電）に切換える。

Ｓ４２００にて、ＥＣＵ４００は、Ｂ−ＳＭＲＰ５００Ｂをオン（通電）のままで、Ｂ−ＳＭＲＧ５０４Ｂをオン（通電）からオフ（非通電）に切換える。

Ｓ４５００にて、ＥＣＵ４００は、Ｂ−ＳＭＲＰ５００Ｂをオン（通電）のままで、Ｂ−ＳＭＲＧ５０４Ｂをオフ（非通電）からオン（通電）に切換える。

このようにすると、プリチャージ用ＳＭＲである、Ａ−ＳＭＲＰ５００ＡおよびＢ−ＳＭＲＰ５００Ｂをオン（通電状態）にしておく必要があっても、上述の実施の形態と同じような作用効果（充電制御）を発現できる。すなわち、モータジェネレータ１４０で発電された電力は、インバータ２４０で電力変換されて、昇圧コンバータ２４２で走行用バッテリの定格電圧まで降圧された回生電力となり、たとえ、プリチャージ用のＳＭＲであるＳＭＲＰおよびメイン用のＳＭＲであるＳＭＲＧの双方がオン（通電）であっても、制限抵抗が直列に接続されていないメイン用のＳＭＲＧを通って、走行用バッテリを充電する。

＜第２の実施の形態＞
上述した第１の実施の形態（変形例を含む）においては、複数の走行用バッテリの充電制御について説明した。しかしながら、本発明の適用範囲は、このような充電制御のみに限定されるものではない。たとえば、以下に示す第２の実施の形態のように、複数の走行用バッテリの中で放電制限中（放電することが禁止されていたり制限されていたりする）のバッテリのプリチャージ用ＳＭＲであるＳＭＲＰをオン（通電）状態にして、このＳＭＲＰに並列に設けられたＳＭＲＧをオフ（非通電）状態にすることにより、放電制限中のバッテリからの放電を制限する放電制御を行なうこともできる。

なお、図１〜図３に示したフローチャート以外については、第１の実施の形態も第２の実施の形態も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。

図６を参照して、本実施の形態に係る電源回路の制御装置を実現するために、ＥＣＵ４００が実行する、プログラムの制御構造について説明する。なお、（１）このプログラムは、サブルーチンであって、予め定められたサイクルタイムで繰り返し実行される点、（２）図６に示すフローチャートにおいては、Ａ−ＳＭＲＧ５０４ＡおよびＢ−ＳＭＲＧ５０４Ｂ）に対してオン指令信号（通電指令信号）がＥＣＵ４００から出力され、Ａ−ＳＭＲＰ５００ＡおよびＢ−ＳＭＲＰ５００Ｂに対してオフ指令信号（非通電指令信号）がＥＣＵ４００から出力されている状態（すでにプリチャージ処理は完了している状態）を、初期状態であるとする点は、前述の第１の実施の形態と同じである。

また、図６のフローチャートにおいて、図４のフローチャートに示した処理と同じ処理については、同じステップ番号を付してある。それらの処理の内容は同じである。したがってそれらの処理についての詳細な説明はここでは繰り返さない。

Ｓ１１０００にて、ＥＣＵ４００は、第１の走行用バッテリ２２０Ａからの放電制限が必要であるか否かを判断する。たとえば、ＳＯＣが放電制限しきい値以下であると、第１の走行用バッテリ２２０Ａからの放電制限が必要であると判断される。第１の走行用バッテリ２２０Ａからの放電制限が必要であると判断されると（Ｓ１１０００にてＹＥＳ）、処理はＳ１２００へ移される。もしそうでないと（Ｓ１１０００にてＮＯ）、処理はＳ１３００へ移される。

Ｓ１４０００にて、ＥＣＵ４００は、第１の走行用バッテリ２２０Ａからの放電制限の解除が必要（解除が可能である場合を含む）であるか否かを判断する。たとえば、ＳＯＣが放電制限しきい値よりも所定値以上（ヒステリシス性を確保するため）高いと、第１の走行用バッテリ２２０Ａからの放電制限の解除が必要（解除が可能）であると判断される。第１の走行用バッテリ２２０Ａからの放電制限の解除が必要であると判断されると（Ｓ１４０００にてＹＥＳ）、処理はＳ１５００へ移される。もしそうでないと（Ｓ１４０００にてＮＯ）、処理はＳ２０００へ移される。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態にかかる電源回路の制御装置であるＥＣＵ４００の動作について説明する。

（３）第１の走行用バッテリに放電制限あり、第２の走行用バッテリに放電制限なし
第１の走行用バッテリ２２０Ａの状態が検出されて（Ｓ１０００）、第１の走行用バッテリ２２０ＡのＳＯＣが放電制限しきい値に到達すると（Ｓ１１０００にてＹＥＳ）、Ａ−ＳＭＲＰ５００Ａがオフ（非通電）からオン（通電）に、Ａ−ＳＭＲＧ５０４Ａがオン（通電）からオフ（非通電）に、それぞれ切換えられる（Ｓ１２００）。

このとき、第２の走行用バッテリ２２０Ｂの状態が検出されて（Ｓ２０００、Ｓ２３００）、第２の走行用バッテリ２２０ＢのＳＯＣが放電制限しきい値に到達していないと判断されている状態であると（Ｓ２１０００にてＮＯ、Ｓ２４０００にてＹＥＳ）、Ｂ−ＳＭＲＰ５００Ｂがオフ（非通電）で、Ｂ−ＳＭＲＧ５０４Ｂがオン（通電）の状態である（Ｓ２５００で切換えられた状態）。

このため、モータジェネレータ１４０で使用される電力は、制限抵抗５０２Ｂが直列に接続されていないＢ−ＳＭＲＧ５０４Ｂを通って、第２の走行用バッテリ２２０Ｂから放電される。放電された電力は、昇圧コンバータ２４２で、走行用バッテリ（この場合は、第２の走行用バッテリ２２０Ｂ）の定格電圧から、インバータ２４０およびモータジェネレータ１４０の定格電圧まで昇圧されて、供給される。

第１の走行用バッテリ２２０Ａにおいては、制限抵抗５０２Ａが直列に接続されているＡ−ＳＭＲＰ５００Ａにより閉回路が形成されており、制限抵抗５０２Ａが直列に接続されていないＡ−ＳＭＲＧ５０４Ａにより閉回路が形成されていない。このため、モータジェネレータ１４０で使用される電力は、制限抵抗５０２Ａを介して接続された第１の走行用バッテリ２２０Ａからではなく、制限抵抗５０２Ｂを介さないで接続された第２の走行用バッテリ２２０Ｂから供給される。

したがって、プリチャージ用ＳＭＲとメインＳＭＲとを切換え制御して、走行用バッテリの放電の切換えを制御することができる。

（４）第１の走行用バッテリの放電制限解除、第２の走行用バッテリに放電制限発生
上述した（３）の状態（この状態で第１の走行用バッテリ２２０ＡのＳＯＣが上昇すると想定する）が継続した後に、第１の走行用バッテリ２２０Ａの状態が検出されて（Ｓ１３００）、第１の走行用バッテリ２２０ＡのＳＯＣが放電制限しきい値よりも所定値以上高いと（Ｓ１４０００にてＹＥＳ）、Ａ−ＳＭＲＰ５００Ａがオン（通電）からオフ（非通電）に、Ａ−ＳＭＲＧ５０４Ａがオフ（非通電）からオン（通電）に、それぞれ切換えられる。

このとき、第２の走行用バッテリ２２０Ｂの状態が検出されて（Ｓ２０００）、第２の走行用バッテリ２２０ＢのＳＯＣが放電制限しきい値に到達すると（Ｓ２１０００にてＹＥＳ）、Ｂ−ＳＭＲＰ５００Ｂがオフ（非通電）からオン（通電）に、Ｂ−ＳＭＲＧ５０４Ｂがオン（通電）からオフ（非通電）に、それぞれ切換えられる（Ｓ２２００）。

このため、モータジェネレータ１４０で使用される電力は、制限抵抗５０２Ａが直列に接続されていないＡ−ＳＭＲＧ５０４Ａを通って、第１の走行用バッテリ２２０Ａから放電される。放電された電力は、昇圧コンバータ２４２で、走行用バッテリ（この場合は、第１の走行用バッテリ２２０Ａ）の定格電圧から、インバータ２４０およびモータジェネレータ１４０の定格電圧まで昇圧されて、供給される。

第２の走行用バッテリ２２０Ｂにおいては、制限抵抗５０２Ｂが直列に接続されているＢ−ＳＭＲＰ５００Ｂにより閉回路が形成されており、制限抵抗５０２Ｂが直列に接続されていないＢ−ＳＭＲＧ５０４Ｂにより閉回路が形成されていない。このため、モータジェネレータ１４０で使用される電力は、制限抵抗５０２Ｂを介して接続された第２の走行用バッテリ２２０Ｂからではなく、制限抵抗５０２Ａを介さないで接続された第１の走行用バッテリ２２０Ａから供給される。

したがって、プリチャージ用ＳＭＲとメインＳＭＲとを切換え制御して、放電元の走行用バッテリを切換えることができる。

以上のようにして、プリチャージ処理に用いられる制限抵抗が直列に接続されたＳＭＲと、制限抵抗が接続されていないＳＭＲとが並列に走行用バッテリの負極側に接続されている電源回路において、これらのＳＭＲのオンオフを切換えて、走行用バッテリの放電制御を実行することができる。

＜第２の実施の形態の変形例＞
以下、上述した実施の形態の変形例について説明する。本変形例は、第１の実施の変形例を放電制御に適用したものである。

図７を参照して本変形例に係る電源回路の制御装置を実現するために、ＥＣＵ４００が実行する、プログラムの制御構造について説明する。なお、（１）このプログラムは、サブルーチンであって、予め定められたサイクルタイムで繰り返し実行される点、（２）図７に示すフローチャートにおいては、Ａ−ＳＭＲＧ５０４ＡおよびＢ−ＳＭＲＧ５０４Ｂ）に対してオン指令信号（通電指令信号）がＥＣＵ４００から出力され、Ａ−ＳＭＲＰ５００ＡおよびＢ−ＳＭＲＰ５００Ｂに対してオフ指令信号（非通電指令信号）がＥＣＵ４００から出力されている状態（すでにプリチャージ処理は完了している状態）を、初期状態であるとする点は、前述の第１の実施の形態と同じである。

図７のフローチャートは、
（Ａ）図５のフローチャートのＳ１１００を図６のＳ１１０００に変更し、
（Ｂ）図５のフローチャートのＳ１４００を図６のＳ１４０００に変更し、
（Ｃ）図５のフローチャートのＳ２１００を図６のＳ２１０００に変更し、
（Ｄ）図５のフローチャートのＳ２４００を図６のＳ２４０００に変更したものである。同じステップ番号を付した処理の処理の内容は同じである。したがってそれらの処理についての詳細な説明はここでは繰り返さない。

このようにすると、プリチャージ用ＳＭＲである、Ａ−ＳＭＲＰ５００ＡおよびＢ−ＳＭＲＰ５００Ｂをオン（通電状態）にしておく必要があっても、上述の実施の形態と同じような作用効果（放電制御）を発現できる。すなわち、モータジェネレータ１４０で使用される電力は、たとえ、プリチャージ用のＳＭＲであるＳＭＲＰおよびメイン用のＳＭＲであるＳＭＲＧの双方がオン（通電）であっても、制限抵抗が直列に接続されていないメイン用のＳＭＲＧを通って、走行用バッテリから放電される。

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。

本発明の第１の実施の形態に係る制御装置を含む、ハイブリッド車両の制御ブロック図である。 図１の動力分割機構を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係る制御装置で制御される電源回路の構成を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態の変形例に係る制御装置であるＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態の変形例に係る制御装置であるＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。

符号の説明

１２０ エンジン、１４０ モータジェネレータ、１６０ 駆動輪、１８０ 減速機、２００ 動力分割機構、２２０Ａ 第１の走行用バッテリ、２２０Ｂ 第２の走行用バッテリ、２２１Ａ，２２１Ｂ 電圧計、２２２Ａ，２２２Ｂ 電流計、２４０ インバータ、２４２ 昇圧コンバータ、２６０ バッテリＥＣＵ、２８０ エンジンＥＣＵ、３００ ＭＧ＿ＥＣＵ、３２０ ＨＶ＿ＥＣＵ、４００ ＥＣＵ、５００Ａ Ａ−ＳＭＲＰ、５００Ｂ Ｂ−ＳＭＲＰ、５０４Ａ Ａ−ＳＭＲＧ、５０４Ｂ Ｂ−ＳＭＲＧ、５０２Ａ，５０２Ｂ 制限抵抗、５１０ コンデンサＣ（１）、５２０ コンデンサＣ（２）。

Claims (4)

1. 蓄電機構と複数のリレーとから構成される複数の電源回路の制御装置であって、各前記電源回路は、負荷と蓄電機構の一方の極との電気的な通電／非通電を制御する第１のリレーおよび前記第１のリレーに直列に接続された抵抗を有する回路と、前記回路に並列に接続された第２のリレーとを含み、電源起動時に、各前記電源回路における前記第２のリレーを通電状態にする前に、前記第１のリレーを通電状態にすることにより、前記並列に設けられた電源回路の合流点よりも負荷側に設けられたコンデンサをプリチャージする処理が実行され、前記複数の電源回路は前記負荷に対して並列に設けられ、
   前記制御装置は、
   各前記蓄電機構の充放電制限の要否を判断するための判断手段と、
   前記充放電制限された蓄電機構を含む電源回路においては、前記プリチャージ後であっても、前記第１のリレーを通電状態に、前記第２のリレーを非通電状態にするための制御手段とを含む、制御装置。
2. 前記制御装置は、
   前記充放電制限が解除された蓄電機構を含む電源回路においては、少なくとも前記第２のリレーを通電状態にするための手段をさらに含む、請求項１に記載の制御装置。
3. 前記制御装置は、
   前記充放電制限が解除された蓄電機構を含む電源回路においては、前記第１のリレーおよび前記第２のリレーを通電状態にするための手段をさらに含む、請求項１に記載の制御装置。
4. 前記負荷はインバータであって、前記合流点と前記インバータとの間に１台のコンバータを備え、
   前記制御装置は、
   インバータに接続されたモータジェネレータにより発電された電力を用いて蓄電機構を充電する際、および、インバータに接続されたモータジェネレータに電力を蓄電機構から放電する際の少なくともいずれかの際に、前記コンバータを用いて、充放電電圧を制御するための手段と、
   前記第１のリレーを用いて、充放電される蓄電機構を選択するための手段とを含む、請求項１〜３のいずれかに記載の制御装置。

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