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WO2010044132A1 - ハイブリッド車両の制御装置および制御方法 - Google Patents

ハイブリッド車両の制御装置および制御方法 Download PDF

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Publication number
WO2010044132A1
WO2010044132A1 PCT/JP2008/068539 JP2008068539W WO2010044132A1 WO 2010044132 A1 WO2010044132 A1 WO 2010044132A1 JP 2008068539 W JP2008068539 W JP 2008068539W WO 2010044132 A1 WO2010044132 A1 WO 2010044132A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
control
rotating electrical
electrical machine
travel
hybrid
Prior art date
Application number
PCT/JP2008/068539
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
憲治 板垣
Original Assignee
トヨタ自動車株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by トヨタ自動車株式会社 filed Critical トヨタ自動車株式会社
Priority to JP2010533733A priority Critical patent/JP4788842B2/ja
Priority to CN2008801315251A priority patent/CN102186710B/zh
Priority to EP08877392.4A priority patent/EP2351676B1/en
Priority to PCT/JP2008/068539 priority patent/WO2010044132A1/ja
Priority to US12/991,959 priority patent/US8718847B2/en
Publication of WO2010044132A1 publication Critical patent/WO2010044132A1/ja

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Definitions

  • the present invention relates to control of a hybrid vehicle, and more particularly, to control of a hybrid vehicle including a plurality of power sources capable of receiving and transmitting power with a rotating electrical machine as a power source.
  • Hybrid vehicles are equipped with a power source that can exchange electric power with a rotating electrical machine that is a power source.
  • Patent Document 1 discloses a hybrid vehicle including a power supply control system for using a high voltage inverter and a motor in a low voltage battery module.
  • a power supply control system disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-209969 includes at least one inverter that provides adjusted electric power to an electric traction motor of a vehicle, and each includes a battery, a boost / buck DC / DC A plurality of power supply stages having a converter, wired in parallel, and providing DC power to at least one inverter; The power supply stage is controlled to maintain an output voltage to at least one inverter.
  • Patent Document 1 includes at least one inverter that provides adjusted electric power to an electric traction motor of a vehicle, and each includes a battery, a boost / buck DC / DC A plurality of power supply stages having a converter, wired in parallel, and providing DC power to at least one inverter; The power supply stage is controlled to maintain an output voltage to at least one inverter.
  • a hybrid vehicle usually has an electric travel mode and a hybrid travel mode as travel modes. These travel modes differ in the voltage range to be supplied to the motor.
  • the vehicle in the hybrid travel mode, the vehicle is driven using the power of both the engine and the motor, so that the voltage supplied to the motor can be set lower than in the electric travel mode using only the power of the motor. Become.
  • Patent Document 1 discloses a hybrid vehicle having a plurality of power sources capable of receiving and transmitting electric power to and from a motor. No mention is made of how to control the state and what value the output voltage of each power supply is set in consideration of the driving mode and the connection state of a plurality of power supplies.
  • the present invention has been made to solve the above-described problem, and an object of the present invention is to secure a necessary power capacity in the electric travel mode in a hybrid vehicle having the electric travel mode and the hybrid travel mode as travel modes.
  • an object of the present invention is to secure a necessary power capacity in the electric travel mode in a hybrid vehicle having the electric travel mode and the hybrid travel mode as travel modes.
  • it is to provide a control device and a control method capable of setting the power supply voltage at the time of hybrid travel control to an optimum value.
  • the control device controls a hybrid vehicle that uses at least one of an internal combustion engine and a rotating electric machine as a power source.
  • the control device is connected to the rotating electrical machine and is provided between the main power source capable of transmitting and receiving electric power to and from the rotating electrical machine, a plurality of sub power sources capable of transmitting and receiving power to and from the rotating electrical machine, and the plurality of sub power sources and the rotating electrical machine.
  • a switching device configured to be able to connect any one of a plurality of sub-power supplies to the rotating electrical machine according to a given command, a switching control unit that controls the switching device, and at least one of the power of the internal combustion engine and the rotating electrical machine.
  • a travel control unit that executes any one of travel control of hybrid travel control for traveling the hybrid vehicle and electric travel control for traveling the hybrid vehicle with the power of the rotating electric machine without using the internal combustion engine.
  • the switching control unit controls the switching device so that the number of the plurality of sub power sources connected to the rotating electrical machine is smaller during the hybrid traveling control than during the electric traveling control.
  • the switching control unit connects any one of the plurality of sub power sources to the rotating electricity during the electric traveling control, and disconnects the plurality of sub power sources from the rotating electrical machine during the hybrid traveling control.
  • the switching control unit is configured such that when the charge state of the first sub power source connected to the rotating electrical machine among the plurality of sub power sources is lower than a predetermined state, the first control unit The sub power supply is disconnected from the rotating electrical machine, and another second sub power supply is connected to the rotating electrical machine.
  • the traveling control unit performs hybrid traveling control instead of electric traveling control when all the charging states of the plurality of sub power sources are lower than a predetermined state.
  • control device further includes an input unit through which a driver inputs a hybrid travel request indicating that travel by hybrid travel control is requested.
  • the travel control unit stops the electric travel control and forcibly executes the hybrid travel control.
  • the switching control unit includes the rotating electric machine and any one of the plurality of sub power sources at the time when the hybrid travel request is input. Maintain the connection status.
  • the output voltage of the main power supply is set to a value lower than any output voltage of the plurality of sub power supplies.
  • the control device is provided between the rotating electrical machine and the main power source, and converts the output voltage of the main power source into a value included in the control voltage range of the rotating electrical machine and outputs the value to the rotating electrical machine.
  • a second converter that is provided between the rotating electrical machine and the plurality of sub power sources and converts the output voltages of the plurality of sub power sources into values included in the control voltage range of the rotating electrical machine and outputs the values to the rotating electrical machine.
  • the first lower limit value of the optimum control voltage range of the rotating electrical machine during the hybrid travel control is lower than the second lower limit value of the control voltage range of the rotating electrical machine during the electrical travel control.
  • the output voltage of the main power supply is set to a first lower limit value, and the output voltages of the plurality of sub power supplies are set to a value between the first lower limit value and the second lower limit value.
  • a plurality of battery cells connected in series are provided inside each of the main power source and the plurality of sub power sources.
  • Each of the main power supply and the plurality of sub power supplies outputs an output voltage corresponding to the number of battery cells provided therein.
  • the main power source includes a number of battery cells in which the output voltage of the main power source is the first lower limit value out of the total number of battery cells necessary to ensure a travelable distance at the time of electric travel control equal to or greater than a predetermined target distance. Is provided.
  • the remaining number of battery cells other than the number provided in the main power source out of the total number of necessary battery cells are equally provided in each of the plurality of sub power sources.
  • the hybrid vehicle is a plug-in hybrid vehicle capable of charging power from a power source outside the vehicle to a main power source and a plurality of sub power sources.
  • a control method is a control method performed by a hybrid vehicle control device using at least one of an internal combustion engine and a rotating electric machine as a power source.
  • the control device is connected to the rotating electrical machine and is provided between the rotating electrical machine, a plurality of sub power sources capable of transmitting and receiving power to the rotating electrical machine, and the plurality of subsidiary power supplies and the rotating electrical machine.
  • a switching device configured to connect any one of the plurality of sub power sources to the rotating electrical machine in accordance with a given command.
  • the control method includes any one of hybrid travel control in which the hybrid vehicle travels with the power of at least one of the internal combustion engine and the rotary electric machine, and electric travel control in which the hybrid vehicle travels with the power of the rotary electric machine without using the internal combustion engine.
  • the step of executing the control and the step of controlling the switching device so that the number of the plurality of sub power sources connected to the rotating electrical machine is smaller during the hybrid traveling control than during the electric traveling control.
  • the present invention it is possible to set the power supply voltage at the time of hybrid travel control to an optimum value while ensuring the necessary power capacity in the electric travel mode.
  • FIG. 1 is an overall block diagram of a vehicle including a control device according to an embodiment of the present invention. It is a figure which shows the relationship between the voltage control range at the time of EV driving
  • 1 power system 2 driving force generator, 10-1 to 10-3 power storage device, 11 charging device, 12-1, 12-2 converter, 13 connector, 14-1 to 14-3 current sensor, 15 paddle, 16 -1 to 16-3, 20 voltage sensor, 17 HV switch, 18-1, 18-2 switching device, 19 AC power supply, 22 converter ECU, 30-1, 30-2 inverter, 32-1, 32-2 MG , 34 Power split device, 36 engine, 38 drive wheel, 100 vehicle, 8000 ECU, 8100 input interface, 8200 arithmetic processing unit, 8210 travel control unit, 8220 SOC calculation unit, 8230 switching control unit, 8300 storage unit, 8400 output interface , MPL main positive bus, MNL main negative bus, C smoothing control Capacitors, RY1, RY2, RY3 system relay.
  • FIG. 1 is an overall block diagram of a vehicle provided with a control device according to an embodiment of the present invention.
  • vehicle 100 includes a power supply system 1, a driving force generation unit 2, and an ECU (Electronic Control Unit) 8000.
  • ECU Electronic Control Unit
  • the driving force generator 2 includes a first inverter 30-1, a second inverter 30-2, a first MG (Motor-Generator) 32-1, a second MG 32-2, a power split device 34, an engine 36, Drive wheel 38.
  • MG Motor-Generator
  • the first MG 32-1, the second MG 32-2, and the engine 36 are connected to the power split device 34.
  • the vehicle 100 travels by driving force from at least one of the engine 36 and the second MG 32-2. More specifically, vehicle 100 travels in any one of an electric travel mode (hereinafter also referred to as “EV travel mode”) and a hybrid travel mode (hereinafter also referred to as “HV travel mode”).
  • EV travel mode is a travel mode in which the vehicle 100 travels with the power of the second MG 32-2 without using the power of the engine 36.
  • the HV travel mode is a travel mode in which the vehicle 100 travels with the power of the engine 36 and the second MG 32-2.
  • the ECU 8000 performs either EV traveling control for traveling the vehicle 100 in the EV traveling mode or HV traveling control for traveling the vehicle 100 in the HV traveling mode.
  • the power generated by the engine 36 is divided into two paths by the power split device 34. That is, one is a path transmitted to the drive wheel 38 and the other is a path transmitted to the first MG 32-1.
  • Each of the first MG 32-1 and the second MG 32-2 is an AC rotating electric machine, for example, a three-phase AC rotating electric machine including a rotor in which a permanent magnet is embedded.
  • SOC State Of Charge
  • a predetermined range for example, about 40% to 60%.
  • the engine 36 is operated, and power is generated by the first MG 32-1 using the power of the engine 36 divided by the power split device 34.
  • the electric power generated by the first MG 32-1 is supplied to the power supply system 1.
  • the second MG 32-2 generates driving force using at least one of the power supplied from the power supply system 1 and the power generated by the first MG 32-1. Then, the driving force of the second MG 32-2 is transmitted to the driving wheel 38.
  • the second MG 32-2 is driven by the drive wheel 38, and the second MG 32-2 operates as a generator.
  • second MG 32-2 operates as a regenerative brake that converts braking energy into electric power. Then, the electric power generated by the second MG 32-2 is supplied to the power supply system 1.
  • the power split device 34 includes a planetary gear including a sun gear, a pinion gear, a carrier, and a ring gear.
  • the pinion gear engages with the sun gear and the ring gear.
  • the carrier supports the pinion gear so as to be capable of rotating, and is connected to the crankshaft of the engine 36.
  • the sun gear is connected to the rotation shaft of the first MG 32-1.
  • the ring gear is connected to the rotation shaft of the second MG 32-2.
  • the first inverter 30-1 and the second inverter 30-2 are connected to the main positive bus MPL and the main negative bus MNL. Then, first inverter 30-1 and second inverter 30-2 convert drive power (DC power) supplied from power supply system 1 into AC power and output the AC power to first MG 32-1 and second MG 32-2, respectively. . The first inverter 30-1 and the second inverter 30-2 convert the AC power generated by the first MG 32-1 and the second MG 32-2, respectively, into DC power and output it as regenerative power to the power supply system 1.
  • each of the first inverter 30-1 and the second inverter 30-2 includes, for example, a bridge circuit including switching elements for three phases.
  • Each inverter drives a corresponding MG by performing a switching operation in accordance with drive signals PWIV1 and PWIV2 from ECU 8000, respectively.
  • ECU 8000 calculates vehicle required power Ps based on detection signals of respective sensors (not shown), travel conditions, accelerator opening, and the like, and torques of first MG 32-1 and second MG 32-2 based on the calculated vehicle required power Ps. A target value and a rotational speed target value are calculated. ECU 8000 controls first inverter 30-1 and second inverter 30-2 so that the generated torque and rotation speed of first MG 32-1 and second MG 32-2 become target values.
  • the power supply system 1 includes a first power storage device 10-1, a second power storage device 10-2, a third power storage device 10-3, a first converter 12-1, a second converter 12-2, Switching device 18-1, second switching device 18-2, main positive bus MPL, main negative bus MNL, smoothing capacitor C, current sensors 14-1 to 14-3, voltage sensors 16-1 to 16-3, 20, charging device 11, and connector 13.
  • the charging device 11 converts electric power from an AC power supply 19 of an electric power company provided outside the vehicle into direct current, and the first power storage device 10-1, the second power storage device 10-2, and the third power storage device 10-3. Output to.
  • the ECU 8000 includes the first power storage device 10-1, the second power storage device 10-2, and the third power storage device 10-3.
  • the charging device 11 is controlled such that SOCm, SOCs1, and SOCs2, which are values indicating the respective charging states, become upper limit values (for example, about 80%).
  • vehicle 100 is a vehicle capable of traveling with electric power supplied from a power source outside the vehicle (hereinafter also referred to as “plug-in vehicle”).
  • the vehicle to which the control device according to the present invention is applicable is not limited to a plug-in vehicle.
  • Each of the first power storage device 10-1, the second power storage device 10-2, and the third power storage device 10-3 is a DC power source in which a plurality of battery cells such as nickel hydride and lithium ion are connected in series.
  • the output voltages of first power storage device 10-1, second power storage device 10-2, and third power storage device 10-3 are adjusted by the number of battery cells provided therein.
  • the output voltage (number of battery cells) of each power storage device will be described later.
  • any of first power storage device 10-1, second power storage device 10-2, and third power storage device 10-3 may be a rechargeable large-capacity capacitor, for example.
  • the first power storage device 10-1 is connected to the first converter 12-1, and the second power storage device 10-2 and the third power storage device 10-3 are connected to the second switching device 18-2.
  • First switching device 18-1 is provided between first power storage device 10-1 and first converter 12-1, and in accordance with switching signal SW1 from ECU 8000, first power storage device 10-1 and first converter 12 are connected. Switches the electrical connection state with -1. More specifically, the first switching device 18-1 includes a system relay RY1. When the switching signal SW1 is deactivated, the system relay RY1 is turned on. When the switching signal SW1 is activated, the system relay RY1 is turned on. The switching signal SW1 is activated when an unillustrated ignition switch is turned on by the user. That is, system relay RY1 is kept on when vehicle 100 is traveling.
  • Second switching device 18-2 is provided between second power storage device 10-2 and third power storage device 10-3 and second converter 12-2, and in accordance with switching signal SW2 from ECU 8000, second power storage device The electrical connection state between the second converter 12-2 and the second power storage device 10-3 is switched. More specifically, the second switching device 18-2 includes system relays RY2 and RY3. System relay RY2 is arranged between second power storage device 10-2 and second converter 12-2. System relay RY3 is arranged between third power storage device 10-3 and second converter 12-2. ECU 8000 generates switching signal SW2 for controlling on / off of each of system relays RY2 and RY3, and outputs the switching signal SW2 to second switching device 18-2.
  • the first converter 12-1 and the second converter 12-2 are connected in parallel to the main positive bus MPL and the main negative bus MNL.
  • First converter 12-1 performs voltage conversion between first power storage device 10-1 and main positive bus MPL and main negative bus MNL based on drive signal PWC1 from ECU 8000.
  • Smoothing capacitor C is connected between main positive bus MPL and main negative bus MNL, and reduces power fluctuation components included in main positive bus MPL and main negative bus MNL.
  • Voltage sensor 20 detects voltage Vh between main positive bus MPL and main negative bus MNL, and outputs the detected value to ECU 8000.
  • the voltage Vh is a voltage input to the first inverter 30-1 and the second inverter 30-2.
  • this voltage Vh is also referred to as “system voltage Vh”.
  • Current sensors 14-1 to 14-3 include current Ib1 input / output to / from first power storage device 10-1, current Ib2 input / output to / from second power storage device 10-2, and third power storage device. Current Ib3 input / output to / from 10-3 is detected, and the detected value is output to ECU 8000.
  • Each of current sensors 14-1 to 14-3 detects a current (discharge current) output from the corresponding power storage device as a positive value and a current (charge current) input to the corresponding power storage device as a negative value. Detect as. FIG. 1 shows the case where each of the current sensors 14-1 to 14-3 detects the current of the positive line, but each of the current sensors 14-1 to 14-3 detects the current of the negative line. May be.
  • Voltage sensors 16-1 to 16-3 detect voltage Vb1 of first power storage device 10-1, voltage Vb2 of second power storage device 10-2, and voltage Vb3 of third power storage device 10-3, respectively. The detected value is output to ECU 8000.
  • the ECU 8000 determines the first converter 12-1 and the second converter 12 based on the detected values from the current sensors 14-1 to 14-3 and the voltage sensors 16-1 to 16-3, 20 and the vehicle required power Ps.
  • Drive signals PWC1 and PWC2 for driving -2 respectively
  • ECU 8000 uses the generated drive signals PWC1, PWC2, PWIV1, PWIV2, and PWENG as the first converter 12-1, the second converter 12-2, the first inverter 30-1, the second inverter 30-2, Output to the engine 36.
  • ECU 8000 is a first power storage device 10-1 connected to first converter 12-1 in a discharge mode in which power is supplied from power supply system 1 to driving force generation unit 2 (that is, vehicle required power Ps> 0). Between the discharge margin power amount of the second power storage device 10-2 and the third power storage device 10-3 connectable to the second converter 12-2 by the second switching device 18-2 Accordingly, a discharge distribution ratio indicating the distribution of power discharged from the first power storage device 10-1 and the power storage device electrically connected to the second converter 12-2 by the second switching device 18-2 is calculated. To do. ECU 8000 controls first converter 12-1 and second converter 12-2 in accordance with the calculated discharge distribution ratio.
  • ECU 8000 in the charging mode in which electric power is supplied from driving force generating unit 2 to power supply system 1 (that is, vehicle required power Ps ⁇ 0), the amount of remaining charging power of first power storage device 10-1 and the second switching Connected to the first power storage device 10-1 and the second converter 12-2 according to the ratio of the charge margin power amount of the power storage device electrically connected to the second converter 12-2 by the device 18-2 A charge distribution ratio indicating distribution of electric power charged to the power storage device is calculated. ECU 8000 controls first converter 12-1 and second converter 12-2 in accordance with the calculated charge distribution ratio.
  • the vehicle 100 is provided with an HV switch 17.
  • the HV switch 17 is a switch for the driver to input an HV request indicating that HV traveling is requested.
  • the HV switch 17 When the HV switch 17 is turned on by the driver, the HV switch 17 outputs an HV request signal Rhv to the ECU 8000.
  • ECU 8000 executes any travel control of EV travel control and HV travel control based on vehicle required power Ps, SOC of each power source, HV request signal Rhv from HV switch 17, and the like.
  • each MG During HV running control, power generation, regeneration, and motor output by each MG are controlled so that the SOC of each power source is included in a predetermined range. For example, as described above, the ECU 8000 increases the amount of power generated by each MG by starting the stopped engine 36 or increasing the output of the operating engine 36 when each power supply needs to be charged. Increase the amount of charge for each power supply.
  • ECU 8000 controls system voltage Vh and each MG by controlling at least one of first converter 12-1 and second converter 12-2 in both HV traveling control and EV traveling control. Is adjusted to a value included in the optimum voltage range (hereinafter also simply referred to as “voltage control range”).
  • FIG. 2 shows the relationship between the voltage control range described above and the output voltage of each power storage device.
  • first power storage device 10-1 is “master power source”
  • second power storage device 10-2 is “first slave power source”
  • third power storage device 10-3 is “second slave power source”. Also called.
  • the voltage control range ⁇ during EV travel control is a range from the lower limit value Vlow (EV) to the upper limit value Vhi.
  • the voltage control range ⁇ during HV traveling control is a range from the lower limit value Vlow (HV) to the upper limit value Vhi.
  • the lower limit value Vlow (EV) is higher than the lower limit value Vlow (HV).
  • the upper limit value Vhi may be about 650 volts
  • the lower limit value Vlow (EV) may be about 500 volts
  • the lower limit value Vlow (HV) may be about 200 volts.
  • ECU 8000 includes first converter 12-1 and second converter 12-2 so that system voltage Vh is included in voltage control range ⁇ during EV travel control, and system voltage Vh is included in voltage control range ⁇ during HV travel control. Control at least one of the following.
  • the output voltage Vm of the master power source (first power storage device 10-1) is set to the lower limit value Vlow (HV) of the voltage control range ⁇ during HV running control.
  • the output voltage Vs1 of the first slave power supply (second power storage device 10-2) and the output voltage Vs2 of the second slave power supply (third power storage device 10-3) are the lower limit value Vlow (HV) and the lower limit value Vlow ( EV).
  • the distribution of the battery cells of the master power supply, the first slave power supply, and the second slave power supply for realizing such an output voltage will be described below.
  • total number of required cells When the number of battery cells (hereinafter also referred to as “total number of required cells”) necessary for realizing a predetermined target travelable distance by EV travel is N, first, the output voltage Vm of the master power supply is set to the lower limit value Vlow ( HV), the number Nm of battery cells of the master power source is determined. Next, the remaining (N ⁇ Nm) battery cells obtained by subtracting the number Nm of battery cells of the master power source from the necessary total number N are distributed to the first slave power source and the second slave power source. In this embodiment, the remaining (N ⁇ Nm) battery cells are equally distributed to the first slave power source and the second slave power source.
  • the output voltage of one battery cell is about 3.6 volts
  • the total number of required cells N is 288, and the lower limit value Vlow (HV) is about 200 volts
  • the number of battery cells Nm of the master power supply is 56, 116 battery cells are distributed to the first slave power supply and the second slave power supply, respectively.
  • Vm about 201 volts
  • the voltage value Vave indicated by the one-dot chain line in FIG. 2 indicates the output voltage of each power supply when the required total number N of cells is evenly distributed among the three power supplies of the master power supply, the first slave power supply, and the second slave power supply. .
  • FIG. 3 shows a functional block diagram of the ECU 8000 which is a vehicle control apparatus according to this embodiment.
  • ECU 8000 includes an input interface 8100, a calculation processing unit 8200, a storage unit 8300, and an output interface 8400.
  • the input interface 8100 receives the detection results of each sensor and transmits them to the arithmetic processing unit 8200.
  • the storage unit 8300 stores various types of information, programs, threshold values, maps, and the like, and data is read from or stored in the arithmetic processing unit 8200 as necessary.
  • the arithmetic processing unit 8200 includes a travel control unit 8210, an SOC calculation unit 8220, and a switching control unit 8230.
  • the traveling control unit 8210 executes any traveling control of EV traveling control and HV traveling control based on the SOC of each power source, the HV request signal Rhv, and the like. Travel control unit 8210 executes EV travel control when either SOCs1 of the first slave power supply or SOCs2 of the second slave power supply exceeds a predetermined threshold (for example, 20%), and the first slave power supply When both SOCs1 and SOCs2 of the second slave power supply drop below the threshold value, HV running control is executed. In addition, when the HV request signal Rhv is received during EV traveling control, traveling control unit 8210 stops EV traveling control and forcibly executes HV traveling control. In the following description, the HV traveling control executed based on the HV request signal Rhv is also referred to as “forced HV traveling control” in order to distinguish it from normal HV traveling control.
  • traveling control unit 8210 switches the control range of the system voltage Vh according to the traveling control to be executed. That is, traveling control unit 8210 includes first converter 12 so that system voltage Vh is included in voltage control range ⁇ described above during EV traveling control, and system voltage Vh is included in voltage control range ⁇ described above during HV traveling control. -1 and / or the second converter 12-2 is controlled.
  • the traveling control unit 8210 generates drive signals PWC1, PWC2, PWIV1, PWIV2, and PWENG that realize these controls, and the first converter 12-1, the second converter 12-2, the first inverter 30-1, 2 Output to the inverter 30-2 and the engine 36 via the output interface 8400.
  • the SOC calculation unit 8220 is configured to use the SOCm of the master power supply, the SOCs1 of the first slave power supply, the second Calculate SOCs2 of the slave power supply.
  • the switching control unit 8230 generates a switching signal SW2 for switching an electrical connection state between the first slave power source and the second slave power source and the second converter 12-2 based on the travel control to be executed, the SOC of each power source, and the like. And output to the second switching device 18-2 via the output interface 8400.
  • the switching control unit 8230 connects the first slave power supply and disconnects the second slave power supply (turns on the system relay RY2 and turns on the system relay RY3.
  • the switching signal SW2 is generated so as to be turned off.
  • the switching control unit 8230 disconnects the first slave power supply and turns off the second slave power supply.
  • the switching signal SW2 is generated so as to be connected (the system relay RY2 is turned off and the system relay RY3 is turned on).
  • the switching control unit 8230 disconnects both the first slave power supply and the second slave power supply (system relays RY2, RY3).
  • the switching signal SW2 is generated so that both are turned off.
  • the switching control unit 8230 switches the switching signal for disconnecting both the first slave power supply and the second slave power supply. Instead of generating SW2, the switching signal SW2 at the time when the HV request signal Rhv is received is maintained as it is.
  • the functions described above may be realized by software or hardware.
  • the above-described function is realized by software, specifically, when the CPU that is the arithmetic processing unit 8200 executes the program stored in the storage unit 8300, the above-described function is realized. Will be described.
  • step (hereinafter, step is abbreviated as S) 100 ECU 8000 determines whether or not SOCs1 of the first slave power source exceeds a threshold value. If SOCs1 exceeds the threshold value (YES in S100), the process proceeds to S102. Otherwise (NO in S100), the process proceeds to S104.
  • ECU 8000 In S102, ECU 8000 generates a switching signal SW2 for connecting the first slave power source and disconnecting the second slave power source, and outputs the switching signal SW2 to second switching device 18-2. As a result, the master power supply and the first slave power supply are connected to each inverter.
  • ECU 8000 determines whether or not SOCs2 of the second slave power supply exceeds a threshold value. If SOCs2 exceeds the threshold value (YES in S104), the process proceeds to S106. Otherwise (NO in S104), the process proceeds to S108.
  • ECU 8000 In S106, ECU 8000 generates a switching signal SW2 for disconnecting the first slave power source and connecting the second slave power source, and outputs the switching signal SW2 to second switching device 18-2. As a result, the master power source and the second slave power source are connected to each inverter.
  • ECU 8000 executes EV traveling control.
  • first converter 12-1 and second converter 12-2 are controlled so that system voltage Vh is included in voltage control range ⁇ described above. More specifically, ECU 8000 controls system voltage Vh to lower limit value Vlow (EV) of voltage control range ⁇ , and raises system voltage Vh within voltage control range ⁇ as necessary.
  • Vh system voltage
  • Vlow EV
  • ECU 8000 determines whether or not HV switch 17 is turned on by the driver during EV traveling control (whether or not HV request signal Rhv is received). If HV switch 17 is turned on (YES in S110), the process proceeds to S112. Otherwise (NO in S110), this process ends.
  • ECU 8000 executes forced HV traveling control.
  • forced HV traveling control the switching signal SW2 when the HV request signal Rhv is received is maintained as it is.
  • ECU 8000 In S114, ECU 8000 generates a switching signal SW2 for disconnecting both the first slave power supply and the second slave power supply, and outputs it to second switching device 18-2. Thereby, only the master power supply is connected to each inverter.
  • ECU 8000 executes HV traveling control.
  • the first converter 12-1 is controlled so that the system voltage Vh is included in the voltage control range ⁇ described above. More specifically, ECU 8000 controls system voltage Vh to lower limit value Vlow (HV) of voltage control range ⁇ , and raises system voltage Vh within voltage control range ⁇ as necessary.
  • HV lower limit value
  • ECU 8000 which is the control device according to the present embodiment, based on the above-described structure and flowchart will be described.
  • FIG. 5 shows the SOC of each power source, the travel control to be executed, and the connection state of each power source when the vehicle is continuously driven after the SOC of each power source is charged to an upper limit value (for example, a value of about 80%). It is a timing chart which shows.
  • the system relay RY1 When the vehicle 100 is running (when the ignition is on), the system relay RY1 is kept on, so that the power source of the master is always connected to each inverter via the first converter 12-1.
  • EV traveling control is executed in a state where the first slave power source is connected to second converter 12-2 (S102) ( S108). Therefore, until the time t1 when SOCs1 falls to the threshold value, EV running control is performed with the power of the master power supply and the first slave power supply.
  • charging / discharging of the master power supply is controlled so that the SOCm of the master power supply also becomes the lower limit value at the timing when the SOCs2 of the second slave power supply becomes the lower limit value.
  • EV traveling control is performed until the SOC of each power source reaches the lower limit value.
  • the total number of battery cells provided in each power supply is the required total number N. Therefore, a predetermined target travelable distance can be realized by EV travel.
  • the lower limit value Vlow (EV) of the voltage control range ⁇ during EV traveling control is higher than the output voltage Vm of the master power supply, the output voltage Vs1 of the first slave power supply, and the output voltage Vs2 of the second slave power supply. Therefore, as shown by the arrows in FIG. 5, during EV traveling control, Vm, Vs1, and Vs2 are boosted to at least the lower limit value Vlow (EV) by the first converter 12-1 and the second converter 12-2, respectively. .
  • both the first slave power supply and the second slave power supply are disconnected from second converter 12-2 (S114), and the EV running control is started from HV. Switching to traveling control is performed (S116). Therefore, after time t2, HV traveling control is performed only by the master power source.
  • the output voltage of the master power source becomes Vave shown in FIG. 5, and the lower limit value Vlow (HV) of the voltage control range ⁇ during HV traveling control. Will be exceeded. Therefore, the system voltage Vh at the time of HV traveling control becomes unnecessarily high, and the optimum voltage setting is not achieved.
  • the master power source is used for the HV running control, and the output voltage Vm of the master power source out of the necessary N cells in total is the lower limit value Vlow (HV) of the voltage control range ⁇ during the HV running control.
  • Nm battery cells are distributed to the master power source, and the remaining (N ⁇ Nm) battery cells are evenly distributed to the first slave power source and the second slave power source.
  • the system voltage Vh during the HV running control becomes the lower limit value Vlow (HV) without performing the boosting operation by the first converter 12-1. Therefore, power loss due to boosting can be reduced. Furthermore, it is possible to reduce power consumption by suppressing the system voltage Vh from becoming unnecessarily high as compared to the case where the necessary total number N of cells is evenly distributed among the power sources.
  • forced HV traveling control is executed (S112).
  • the connection state with each power source is maintained at the time when the HV switch 17 is turned on (when the HV request signal Rhv is received). Therefore, it is possible to run while maintaining the SOC of the main power supply and the slave power supply within a predetermined range.
  • Such traveling is effective when the driver wants to maintain the power for some reason, for example, when the power of each power source is required after arrival at the destination.
  • the control device only the master power source is connected to the MG at the time of HV traveling control, and the output voltage of the master power source among the necessary number of cells is the voltage at the time of HV traveling control.
  • the number of battery cells to be the lower limit value of the control range is distributed to the master power source, and the remaining number of battery cells is evenly distributed to the remaining slave power sources.
  • the present invention can also be applied to a hybrid vehicle including three or more slave power supplies.

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Abstract

　走行中にＭＧ（Motor-Generator）に常時接続されるマスタ電源と、走行中にＭＧとの接続状態の切替が可能な第１スレーブ電源および第２スレーブ電源を備えたハイブリッド車両において、ＥＣＵは、第１スレーブ電源のＳＯＣｓ１および第２スレーブ電源のＳＯＣｓ２の双方がしきい値よりも低下するまでは（Ｓ１００にてＹＥＳ、Ｓ１０４にてＹＥＳ）、第１スレーブ電源および第２スレーブ電源のいずれかを接続して（Ｓ１０２、Ｓ１０６）、マスタ電源といずれか一方のスレーブ電源とでＥＶ走行制御を実行する（Ｓ１０８）。一方、ＥＣＵは、ＳＯＣｓ１およびＳＯＣｓ２の双方がしきい値よりも低下すると（Ｓ１０４にてＮＯ）、第１スレーブ電源および第２スレーブ電源の双方を切り離して（Ｓ１１４）、マスタ電源のみでＨＶ走行制御を実行する（Ｓ１１６）。

Description

ハイブリッド車両の制御装置および制御方法
　本発明は、ハイブリッド車両の制御に関し、特に、動力源である回転電機と電力を授受可能な複数の電源を備えたハイブリッド車両の制御に関する。
　ハイブリッド車両には、動力源である回転電機と電力を授受可能な電源が備えられる。特開２００３－２０９９６９号公報（特許文献１）には、高電圧インバータおよびモータを低電圧電池モジュールで使用するための電源制御システムを備えたハイブリッド車両が開示されている。
　特開２００３－２０９９６９号公報（特許文献１）に開示された電源制御システムは、車両の電動牽引モータに調整済みの電力を提供する少なくとも１つのインバータと、それぞれが電池とブースト／バック直流・直流コンバータを有し、並列に配線され、少なくとも１つのインバータに直流電力を提供する複数の電源ステージとを備える。電源ステージは、少なくとも１つのインバータへの出力電圧を維持するよう制御される。
特開２００３－２０９９６９号公報 特開２００８－１０９８４０号公報 特開２００７－３３５１５１号公報
　ところで、通常、ハイブリッド車両は、走行モードとして、電気走行モードとハイブリッド走行モードとを有する。これらの走行モードは、モータに供給すべき電圧範囲が異なる。すなわち、ハイブリッド走行モードでは、エンジンとモータとの双方の動力を用いて車両を走行させるため、モータの動力のみを用いる電気走行モードと比べて、モータに供給する電圧を低く設定することが可能となる。
　特開２００３－２０９９６９号公報（特許文献１）には、モータと電力を授受可能な複数の電源を備えたハイブリッド車両が開示されているが、走行モードに応じて複数の電源とモータとの接続状態をどのように制御するのか、また、走行モードおよび複数の電源の接続状態を考慮して、各電源の出力電圧をどのような値に設定するのかについて、何ら言及されていない。
　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、電気走行モードとハイブリッド走行モードとを走行モードとして有するハイブリッド車両において、電気走行モード時に必要な電源容量を確保しつつ、ハイブリッド走行制御時の電源電圧を最適な値にすることができる制御装置および制御方法を提供することである。
　この発明に係る制御装置は、内燃機関および回転電機の少なくともいずれかを動力源とするハイブリッド車両を制御する。この制御装置は、回転電機に接続され、回転電機と電力を授受可能な主電源と、回転電機と電力を授受可能な複数の副電源と、複数の副電源と回転電機との間に設けられ、与えられる指令に従って複数の副電源のいずれか１つを回転電機に接続可能に構成された切替装置と、切替装置を制御する切替制御部と、内燃機関および回転電機の少なくともいずれかの動力でハイブリッド車両を走行させるハイブリッド走行制御、および内燃機関を用いずに回転電機の動力でハイブリッド車両を走行させる電気走行制御のいずれかの走行制御を実行する走行制御部とを含む。切替制御部は、ハイブリッド走行制御中は、電気走行制御中よりも、回転電機に接続される複数の副電源の数が少なくなるように、切替装置を制御する。
　好ましくは、切替制御部は、電気走行制御中は、複数の副電源のいずれか１つを回転電気に接続し、ハイブリッド走行制御中は、複数の副電源を回転電機から切り離す。
　さらに好ましくは、切替制御部は、電気走行制御中である場合に、複数の副電源のうち回転電機に接続された第１の副電源の充電状態が所定状態よりも低下したとき、第１の副電源を回転電機から切り離して他の第２の副電源を回転電機に接続する。
　さらに好ましくは、走行制御部は、複数の副電源のすべての充電状態が所定状態よりも低下した場合、電気走行制御に代えてハイブリッド走行制御を実行する。
　さらに好ましくは、制御装置は、ハイブリッド走行制御での走行を要求していることを示すハイブリッド走行走行要求を運転者が入力する入力部をさらに含む。走行制御部は、電気走行制御中にハイブリッド走行要求が入力された場合、電気走行制御を停止してハイブリッド走行制御を強制的に実行する。切替制御部は、ハイブリッド走行要求が入力されたことに応じてハイブリッド走行制御が強制的に実行される場合は、ハイブリッド走行要求が入力された時点における回転電機と複数の副電源のいずれか１つとの接続状態を維持する。
　さらに好ましくは、主電源の出力電圧は、複数の副電源のいずれの出力電圧よりも低い値に設定される。
　さらに好ましくは、制御装置は、回転電機と主電源との間に設けられ、主電源の出力電圧を回転電機の制御電圧範囲に含まれる値に変換して回転電機に出力する第１のコンバータと、回転電機と複数の副電源との間に設けられ、複数の副電源の出力電圧を回転電機の制御電圧範囲に含まれる値に変換して回転電機に出力する第２のコンバータとをさらに含む。ハイブリッド走行制御時における回転電機の最適制御電圧範囲の第１の下限値は、電気走行制御時における回転電機の制御電圧範囲の第２の下限値よりも低い。主電源の出力電圧は、第１の下限値に設定され、複数の副電源の出力電圧は、第１の下限値と第２の下限値の間の値に設定される。
　さらに好ましくは、主電源および複数の副電源の各々の内部には、直列に接続された複数の電池セルが備えられる。主電源および複数の副電源の各々は、内部に備えられた電池セルの数に応じた出力電圧を出力する。主電源には、電気走行制御時の走行可能距離を所定の目標距離以上に確保するために必要な電池セルの総数のうち、主電源の出力電圧が第１の下限値となる数の電池セルが備えられる。複数の副電源には、必要な電池セルの総数のうち、主電源に備えられた数以外の残余の数の電池セルが複数の副電源の各々に均等に備えられる。
　さらに好ましくは、ハイブリッド車両は、車両外部の電源からの電力を主電源および複数の副電源に充電可能なプラグインハイブリッド車両である。
　この発明の別の局面に係る制御方法は、内燃機関および回転電機の少なくともいずれかを動力源とするハイブリッド車両の制御装置が行なう制御方法である。制御装置には、回転電機に接続され、回転電機と電力を授受可能な主電源と、回転電機と電力を授受可能な複数の副電源と、複数の副電源と回転電機との間に設けられ、与えられる指令に従って複数の副電源のいずれか１つを回転電機に接続可能に構成された切替装置とが備えられる。制御方法は、内燃機関および回転電機の少なくともいずれかの動力でハイブリッド車両を走行させるハイブリッド走行制御、および内燃機関を用いずに回転電機の動力でハイブリッド車両を走行させる電気走行制御のいずれかの走行制御を実行するステップと、ハイブリッド走行制御中は、電気走行制御中よりも、回転電機に接続される複数の副電源の数が少なくなるように、切替装置を制御するステップとを含む。
　本発明によれば、電気走行モード時に必要な電源容量を確保しつつ、ハイブリッド走行制御時の電源電圧を最適な値にすることができる。
本発明の実施例に係る制御装置を備えた車両の全体ブロック図である。 ＥＶ走行制御時の電圧制御範囲と、ＨＶ走行制御時の電圧制御範囲と、各蓄電装置の出力電圧との関係を示す図である。 本発明の実施例に係る制御装置の機能ブロック図である。 本発明の実施例に係る制御装置の制御構造を示すフローチャートである。 本発明の実施例に係る制御装置によって制御される各電源のＳＯＣ、走行制御、および各電源の接続状態を示すタイミングチャートである。
符号の説明
　１　電源システム、２　駆動力発生部、１０－１～１０－３　蓄電装置、１１　充電装置、１２－１，１２－２　コンバータ、１３　コネクタ、１４－１～１４－３　電流センサ、１５　パドル、１６－１～１６－３，２０　電圧センサ、１７　ＨＶスイッチ、１８－１，１８－２　切替装置、１９　交流電源、２２　コンバータＥＣＵ、３０－１，３０－２　インバータ、３２－１，３２－２　ＭＧ、３４　動力分割装置、３６　エンジン、３８　駆動輪、１００　車両、８０００　ＥＣＵ、８１００　入力インターフェイス、８２００　演算処理部、８２１０　走行制御部、８２２０　ＳＯＣ算出部、８２３０　切替制御部、８３００　記憶部、８４００　出力インターフェイス、ＭＰＬ　主正母線、ＭＮＬ　主負母線、Ｃ　平滑コンデンサ、ＲＹ１，ＲＹ２，ＲＹ３　システムリレー。
　以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
　図１は、この発明の実施例に係る制御装置を備えた車両の全体ブロック図である。図１を参照して、車両１００は、電源システム１と、駆動力発生部２とを、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）８０００とを含む。
　駆動力発生部２は、第１インバータ３０－１と、第２インバータ３０－２と、第１ＭＧ（Motor-Generator）３２－１と、第２ＭＧ３２－２と、動力分割装置３４と、エンジン３６と、駆動輪３８とを含む。
　第１ＭＧ３２－１、第２ＭＧ３２－２およびエンジン３６は、動力分割装置３４に連結される。そして、この車両１００は、エンジン３６および第２ＭＧ３２－２の少なくとも一方からの駆動力によって走行する。より具体的には、車両１００は、電気走行モード（以下「ＥＶ走行モード」ともいう）およびハイブリッド走行モード（以下「ＨＶ走行モード」ともいう）のいずれかの走行モードで走行する。ＥＶ走行モードは、エンジン３６の動力を用いずに第２ＭＧ３２－２の動力によって車両１００を走行させる走行モードである。ＨＶ走行モードは、エンジン３６と第２ＭＧ３２－２との動力によって車両１００を走行させる走行モードである。ＥＣＵ８０００は、車両１００の走行時に、ＥＶ走行モードで車両１００を走行させるＥＶ走行制御と、ＨＶ走行モードで車両１００を走行させるＨＶ走行制御とのいずれかの制御を行なう。
　エンジン３６が発生する動力は、動力分割装置３４によって２経路に分割される。すなわち、一方は駆動輪３８へ伝達される経路であり、もう一方は第１ＭＧ３２－１へ伝達される経路である。
　第１ＭＧ３２－１および第２ＭＧ３２－２の各々は、交流回転電機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える三相交流回転電機から成る。ＨＶ走行制御中においては、電源システム１に含まれる蓄電装置（後述）の充電状態を示す値であるＳＯＣ（State Of Charge）を所定範囲（たとえば４０％程度～６０％程度）に維持するようにエンジン３６が運転されて、動力分割装置３４によって分割されたエンジン３６の動力を用いて第１ＭＧ３２－１による発電が行なわれる。第１ＭＧ３２－１によって発電された電力は電源システム１へ供給される。
　第２ＭＧ３２－２は、電源システム１から供給される電力および第１ＭＧ３２－１により発電された電力の少なくとも一方を用いて駆動力を発生する。そして、第２ＭＧ３２－２の駆動力は、駆動輪３８に伝達される。なお、車両の制動時等には、駆動輪３８により第２ＭＧ３２－２が駆動され、第２ＭＧ３２－２が発電機として作動する。これにより、第２ＭＧ３２－２は、制動エネルギを電力に変換する回生ブレーキとして作動する。そして、第２ＭＧ３２－２により発電された電力は、電源システム１へ供給される。
　動力分割装置３４は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを含む遊星歯車から成る。ピニオンギヤは、サンギヤおよびリングギヤと係合する。キャリアは、ピニオンギヤを自転可能に支持するとともに、エンジン３６のクランクシャフトに連結される。サンギヤは、第１ＭＧ３２－１の回転軸に連結される。リングギヤは第２ＭＧ３２－２の回転軸に連結される。
　第１インバータ３０－１および第２インバータ３０－２は、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬに接続される。そして、第１インバータ３０－１および第２インバータ３０－２は、電源システム１から供給される駆動電力（直流電力）を交流電力に変換してそれぞれ第１ＭＧ３２－１および第２ＭＧ３２－２へ出力する。また、第１インバータ３０－１および第２インバータ３０－２は、それぞれ第１ＭＧ３２－１および第２ＭＧ３２－２が発電する交流電力を直流電力に変換して回生電力として電源システム１へ出力する。
　なお、第１インバータ３０－１および第２インバータ３０－２の各々は、たとえば、三相分のスイッチング素子を含むブリッジ回路から成る。そして、各インバータは、それぞれＥＣＵ８０００からの駆動信号ＰＷＩＶ１，ＰＷＩＶ２に応じてスイッチング動作を行なうことにより、対応のＭＧを駆動する。
　ＥＣＵ８０００は、図示されない各センサの検出信号、走行状況およびアクセル開度などに基づいて車両要求パワーＰｓを算出し、その算出した車両要求パワーＰｓに基づいて第１ＭＧ３２－１および第２ＭＧ３２－２のトルク目標値および回転数目標値を算出する。そして、ＥＣＵ８０００は、第１ＭＧ３２－１および第２ＭＧ３２－２の発生トルクおよび回転数が目標値となるように第１インバータ３０－１および第２インバータ３０－２を制御する。
　電源システム１は、第１蓄電装置１０－１と、第２蓄電装置１０－２と、第３蓄電装置１０－３と、第１コンバータ１２－１と、第２コンバータ１２－２と、第１切替装置１８－１と、第２切替装置１８－２と、主正母線ＭＰＬと、主負母線ＭＮＬと、平滑コンデンサＣと、電流センサ１４－１～１４－３と、電圧センサ１６－１～１６－３，２０と、充電装置１１と、コネクタ１３とを含む。
　充電装置１１は、車両外部に設けられた電力会社の交流電源１９からの電力を直流に変換して、第１蓄電装置１０－１、第２蓄電装置１０－２、第３蓄電装置１０－３へ出力する。ＥＣＵ８０００は、電力会社の交流電源１９に接続されたパドル１５が車両側のコネクタ１３に接続された場合、第１蓄電装置１０－１、第２蓄電装置１０－２、第３蓄電装置１０－３の各々の充電状態を示す値であるＳＯＣｍ、ＳＯＣｓ１、ＳＯＣｓ２が上限値（たとえば８０％程度）になるように、充電装置１１を制御する。すなわち、車両１００は、車両外部の電源から供給された電力での走行が可能な車両（以下、「プラグイン車両」ともいう）である。なお、本発明に係る制御装置が適用可能な車両は、プラグイン車両であることに限定されない。
　第１蓄電装置１０－１、第２蓄電装置１０－２および第３蓄電装置１０－３の各々は、たとえばニッケル水素やリチウムイオン等の電池セルを複数直列に接続した直流電源である。第１蓄電装置１０－１、第２蓄電装置１０－２および第３蓄電装置１０－３の各々の出力電圧は、内部に備えられる電池セルの数で調整される。各蓄電装置の出力電圧（電池セルの数）については後述する。なお、第１蓄電装置１０－１、第２蓄電装置１０－２および第３蓄電装置１０－３のいずれかが、たとえば再充電可能な大容量のキャパシタ等であってもよい。
　第１蓄電装置１０－１は第１コンバータ１２－１に接続され、第２蓄電装置１０－２および第３蓄電装置１０－３は第２切替装置１８－２に接続される。
　第１切替装置１８－１は、第１蓄電装置１０－１と第１コンバータ１２－１との間に設けられ、ＥＣＵ８０００からの切替信号ＳＷ１に従って、第１蓄電装置１０－１と第１コンバータ１２－１との電気的な接続状態を切り替える。より具体的には、第１切替装置１８－１は、システムリレーＲＹ１を含む。切替信号ＳＷ１が非活性化されているとき、システムリレーＲＹ１はオンされ、切替信号ＳＷ１が活性化されているとき、システムリレーＲＹ１はオンされる。切替信号ＳＷ１は、図示しないイグニッションスイッチがユーザによってオンされた時に活性化される。すなわち、車両１００の走行時においては、システムリレーＲＹ１はオンに維持される。
　第２切替装置１８－２は、第２蓄電装置１０－２および第３蓄電装置１０－３と第２コンバータ１２－２との間に設けられ、ＥＣＵ８０００からの切替信号ＳＷ２に従って、第２蓄電装置１０－２および第３蓄電装置１０－３と第２コンバータ１２－２との電気的な接続状態を切り替える。より具体的には、第２切替装置１８－２は、システムリレーＲＹ２，ＲＹ３を含む。システムリレーＲＹ２は、第２蓄電装置１０－２と第２コンバータ１２－２との間に配設される。システムリレーＲＹ３は、第３蓄電装置１０－３と第２コンバータ１２－２との間に配設される。そして、ＥＣＵ８０００は、システムリレーＲＹ２，ＲＹ３のそれぞれのオン，オフを制御するための切替信号ＳＷ２を生成して第２切替装置１８－２へ出力する。
　第１コンバータ１２－１および第２コンバータ１２－２は、互いに並列して主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬに接続される。第１コンバータ１２－１は、ＥＣＵ８０００からの駆動信号ＰＷＣ１に基づいて、第１蓄電装置１０－１と主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬとの間で電圧変換を行なう。第２コンバータ１２－２は、ＥＣＵ８０００からの駆動信号ＰＷＣ２に基づいて、第２切替装置１８－２によって第２コンバータ１２－２に電気的に接続される第２蓄電装置１０－２および第３蓄電装置１０－３のいずれかと主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬとの間で電圧変換を行なう。
　平滑コンデンサＣは、主正母線ＭＰＬと主負母線ＭＮＬとの間に接続され、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬに含まれる電力変動成分を低減する。電圧センサ２０は、主正母線ＭＰＬと主負母線ＭＮＬとの間の電圧Ｖｈを検出し、その検出値をＥＣＵ８０００へ出力する。なお、電圧Ｖｈは、第１インバータ３０－１および第２インバータ３０－２に入力される電圧である。以下においては、この電圧Ｖｈを「システム電圧Ｖｈ」とも記載する。
　電流センサ１４－１～１４－３は、第１蓄電装置１０－１に対して入出力される電流Ｉｂ１、第２蓄電装置１０－２に対して入出力される電流Ｉｂ２、および第３蓄電装置１０－３に対して入出力される電流Ｉｂ３をそれぞれ検出し、その検出値をＥＣＵ８０００へ出力する。なお、各電流センサ１４－１～１４－３は、対応の蓄電装置から出力される電流（放電電流）を正値として検出し、対応の蓄電装置に入力される電流（充電電流）を負値として検出する。なお、この図１では、各電流センサ１４－１～１４－３が正極線の電流を検出する場合が示されているが、各電流センサ１４－１～１４－３は負極線の電流を検出してもよい。
　電圧センサ１６－１～１６－３は、第１蓄電装置１０－１の電圧Ｖｂ１、第２蓄電装置１０－２の電圧Ｖｂ２、および第３蓄電装置１０－３の電圧Ｖｂ３をそれぞれ検出し、その検出値をＥＣＵ８０００へ出力する。
　ＥＣＵ８０００は、電流センサ１４－１～１４－３および電圧センサ１６－１～１６－３，２０からの各検出値、ならびに車両要求パワーＰｓに基づいて、第１コンバータ１２－１および第２コンバータ１２－２をそれぞれ駆動するための駆動信号ＰＷＣ１，ＰＷＣ２、第１インバータ３０－１および第２インバータ３０－２をそれぞれ駆動するための駆動信号ＰＷＩＶ１，ＰＷＩＶ２、エンジン３６を制御するＰＷＥＮＧを生成する。そして、ＥＣＵ８０００は、その生成した駆動信号ＰＷＣ１，ＰＷＣ２，ＰＷＩＶ１，ＰＷＩＶ２，ＰＷＥＮＧを、それぞれ第１コンバータ１２－１、第２コンバータ１２－２、第１インバータ３０－１、第２インバータ３０－２、エンジン３６へ出力する。
　ここで、ＥＣＵ８０００は、電源システム１から駆動力発生部２へ電力を供給する放電モード時（すなわち車両要求パワーＰｓ＞０）、第１コンバータ１２－１に接続される第１蓄電装置１０－１の放電余裕電力量と、第２切替装置１８－２によって第２コンバータ１２－２に接続可能な第２蓄電装置１０－２および第３蓄電装置１０－３の放電余裕電力量の合計との比率に応じて、第１蓄電装置１０－１と第２切替装置１８－２によって第２コンバータ１２－２に電気的に接続された蓄電装置とから放電される電力の配分を示す放電分配率を算出する。そして、ＥＣＵ８０００は、その算出された放電分配率に従って第１コンバータ１２－１および第２コンバータ１２－２を制御する。
　また、ＥＣＵ８０００は、駆動力発生部２から電源システム１へ電力が供給される充電モード時（すなわち車両要求パワーＰｓ＜０）、第１蓄電装置１０－１の充電余裕電力量と、第２切替装置１８－２によって第２コンバータ１２－２に電気的に接続された蓄電装置の充電余裕電力量との比率に応じて、第１蓄電装置１０－１と第２コンバータ１２－２に接続された蓄電装置とへ充電される電力の配分を示す充電分配率を算出する。そして、ＥＣＵ８０００は、その算出された充電分配率に従って第１コンバータ１２－１および第２コンバータ１２－２を制御する。
　さらに、車両１００には、ＨＶスイッチ１７が備えられる。ＨＶスイッチ１７は、ＨＶ走行を要求していることを示すＨＶ要求を運転者が入力するためのスイッチである。運転者によってＨＶスイッチ１７がオンされると、ＨＶスイッチ１７は、ＨＶ要求信号ＲｈｖをＥＣＵ８０００に出力する。
　ＥＣＵ８０００は、車両要求パワーＰｓ、各電源のＳＯＣ、ＨＶスイッチ１７からのＨＶ要求信号Ｒｈｖなどに基づいて、ＥＶ走行制御およびＨＶ走行制御のいずれの走行制御を実行する。
　ＨＶ走行制御時には、各電源のＳＯＣが所定の範囲に含まれるように各ＭＧによる発電や回生、モータ出力が制御される。たとえば、ＥＣＵ８０００は、上述したように、各電源の充電が必要な場合には、停止中のエンジン３６を始動したり運転中のエンジン３６の出力を増加したりして各ＭＧによる発電量を増やして各電源に対する充電量を増加させる。
　ＥＣＵ８０００は、ＨＶ走行制御時およびＥＶ走行制御のいずれにおいても、第１コンバータ１２－１および第２コンバータ１２－２の少なくともいずれかを制御することによって、システム電圧Ｖｈを、各ＭＧを作動するのに最適な電圧範囲（以下、単に「電圧制御範囲」ともいう）に含まれる値に調整する。
　図２に、上述の電圧制御範囲と、各蓄電装置の出力電圧との関係を示す。なお、以下の説明においては、第１蓄電装置１０－１を「マスタ電源」、第２蓄電装置１０－２を「第１スレーブ電源」、第３蓄電装置１０－３を「第２スレーブ電源」とも称する。
　図２に示すように、ＥＶ走行制御時の電圧制御範囲αは、下限値Ｖｌｏｗ（ＥＶ）から上限値Ｖｈｉまでの範囲である。一方、ＨＶ走行制御時の電圧制御範囲βは、下限値Ｖｌｏｗ（ＨＶ）から上限値Ｖｈｉまでの範囲である。下限値Ｖｌｏｗ（ＥＶ）は、下限値Ｖｌｏｗ（ＨＶ）よりも高い値である。たとえば、上限値Ｖｈｉは６５０ボルト程度、下限値Ｖｌｏｗ（ＥＶ）は５００ボルト程度、下限値Ｖｌｏｗ（ＨＶ）は２００ボルト程度の値であってもよい。
　ＥＣＵ８０００は、ＥＶ走行制御時にはシステム電圧Ｖｈが電圧制御範囲αに含まれ、ＨＶ走行制御時にはシステム電圧Ｖｈが電圧制御範囲βに含まれるように、第１コンバータ１２－１および第２コンバータ１２－２の少なくともいずれかを制御する。
　マスタ電源（第１蓄電装置１０－１）の出力電圧Ｖｍは、ＨＶ走行制御時の電圧制御範囲βの下限値Ｖｌｏｗ（ＨＶ）に設定されている。第１スレーブ電源（第２蓄電装置１０－２）の出力電圧Ｖｓ１と、第２スレーブ電源（第３蓄電装置１０－３）の出力電圧Ｖｓ２とは、下限値Ｖｌｏｗ（ＨＶ）と下限値Ｖｌｏｗ（ＥＶ）との間の値に設定される。
　このような出力電圧を実現するための、マスタ電源、第１スレーブ電源、第２スレーブ電源の電池セルの配分について以下に説明する。
　所定の目標走行可能距離をＥＶ走行で実現するために必要な電池セルの数（以下「必要セル総数」ともいう）がＮ個である場合、まず、マスタ電源の出力電圧Ｖｍが下限値Ｖｌｏｗ（ＨＶ）になるようにマスタ電源の電池セル数Ｎｍを決定する。次に、必要セル総数Ｎからマスタ電源の電池セル数Ｎｍを除いた残余の（Ｎ－Ｎｍ）個の電池セルを、第１スレーブ電源と、第２スレーブ電源とに分配する。本実施例においては、残余の（Ｎ－Ｎｍ）個の電池セルを第１スレーブ電源と、第２スレーブ電源とに均等に分配している。すなわち、第１スレーブ電源および第２スレーブ電源にはそれぞれ｛（Ｎ－Ｎｍ）／２｝個の電池セルが分配される。これにより、第１スレーブ電源の出力電圧Ｖｓ１と、第２スレーブ電源の出力電圧Ｖｓ２とが同じ値となっている。
　たとえば、１つの電池セルの出力電圧が約３．６ボルト、必要セル総数Ｎが２８８個、下限値Ｖｌｏｗ（ＨＶ）が２００ボルト程度である場合、マスタ電源の電池セル数Ｎｍを５６個とし、第１スレーブ電源および第２スレーブ電源にそれぞれ１１６個の電池セルを分配する。これにより、Ｖｍ＝約２０１ボルト、Ｖｓ１＝Ｖｓ２＝約４１７ボルトとなる。
　なお、図２の一点鎖線で示す電圧値Ｖａｖｅは、必要セル総数Ｎ個をマスタ電源、第１スレーブ電源、第２スレーブ電源の３つの電源で均等に分配した場合の各電源の出力電圧を示す。
　図３に、本実施例に係る車両の制御装置であるＥＣＵ８０００の機能ブロック図を示す。ＥＣＵ８０００は、入力インターフェイス８１００と、演算処理部８２００と、記憶部８３００と、出力インターフェイス８４００とを含む。
　入力インターフェイス８１００は、各センサなどの検出結果を受信して、演算処理部８２００に送信する。
　記憶部８３００には、各種情報、プログラム、しきい値、マップ等が記憶され、必要に応じて演算処理部８２００からデータが読み出されたり、格納されたりする。
　演算処理部８２００は、走行制御部８２１０と、ＳＯＣ算出部８２２０と、切替制御部８２３０とを含む。
　走行制御部８２１０は、各電源のＳＯＣ、ＨＶ要求信号Ｒｈｖなどに基づいて、ＥＶ走行制御およびＨＶ走行制御のいずれの走行制御を実行する。走行制御部８２１０は、第１スレーブ電源のＳＯＣｓ１および第２スレーブ電源のＳＯＣｓ２のいずれかが所定のしきい値（たとえば２０％）を超えていると、ＥＶ走行制御を実行し、第１スレーブ電源のＳＯＣｓ１および第２スレーブ電源のＳＯＣｓ２の双方がしきい値よりも低下すると、ＨＶ走行制御を実行する。また、走行制御部８２１０は、ＥＶ走行制御中にＨＶ要求信号Ｒｈｖが受信されると、ＥＶ走行制御を停止して強制的にＨＶ走行制御を実行する。以下の説明においては、ＨＶ要求信号Ｒｈｖに基づいて実行されるＨＶ走行制御を、通常のＨＶ走行制御と区別するために「強制ＨＶ走行制御」とも記載する。
　さらに、走行制御部８２１０は、実行される走行制御に応じてシステム電圧Ｖｈの制御範囲を切り替える。すなわち、走行制御部８２１０は、ＥＶ走行制御時にはシステム電圧Ｖｈが上述の電圧制御範囲αに含まれ、ＨＶ走行制御時にはシステム電圧Ｖｈが上述した電圧制御範囲βに含まれるように、第１コンバータ１２－１および第２コンバータ１２－２の少なくともいずれかを制御する。
　走行制御部８２１０は、これらの制御を実現させる駆動信号ＰＷＣ１，ＰＷＣ２，ＰＷＩＶ１，ＰＷＩＶ２，ＰＷＥＮＧを生成し、それぞれ第１コンバータ１２－１、第２コンバータ１２－２、第１インバータ３０－１、第２インバータ３０－２、エンジン３６へ、出力インターフェイス８４００経由で出力する。
　ＳＯＣ算出部８２２０は、電流センサ１４－１～１４－３および電圧センサ１６－１～１６－３，２０からの各検出値に基づいて、マスタ電源のＳＯＣｍ、第１スレーブ電源のＳＯＣｓ１、第２スレーブ電源のＳＯＣｓ２を算出する。
　切替制御部８２３０は、実行される走行制御や各電源のＳＯＣなどに基づいて、第１スレーブ電源および第２スレーブ電源と第２コンバータ１２－２との電気的な接続状態を切り替える切替信号ＳＷ２を生成し、第２切替装置１８－２に出力インターフェイス８４００経由で出力する。
　切替制御部８２３０は、第１スレーブ電源のＳＯＣｓ１がしきい値を超えていると、第１スレーブ電源を接続させて第２スレーブ電源を切り離す（システムリレーＲＹ２をオンさせ、かつ、システムリレーＲＹ３をオフさせる）ように切替信号ＳＷ２を生成する。
　切替制御部８２３０は、第１スレーブ電源のＳＯＣｓ１がしきい値よりも低下し、かつ第２スレーブ電源のＳＯＣｓ２がしきい値を超えている場合、第１スレーブ電源を切り離して第２スレーブ電源を接続する（システムリレーＲＹ２をオフさせ、かつ、システムリレーＲＹ３をオンさせる）ように切替信号ＳＷ２を生成する。
　切替制御部８２３０は、第１スレーブ電源のＳＯＣｓ１および第２スレーブ電源のＳＯＣｓ２の双方がしきい値よりも低下した場合、第１スレーブ電源および第２スレーブ電源の双方を切り離す（システムリレーＲＹ２、ＲＹ３を双方ともオフさせる）ように切替信号ＳＷ２を生成する。
　なお、切替制御部８２３０は、ＥＶ走行制御中にＨＶ要求信号Ｒｈｖが受信されたことに応じて強制ＨＶ走行制御が実行される場合、第１スレーブ電源および第２スレーブ電源の双方を切り離す切替信号ＳＷ２を生成するのではなく、ＨＶ要求信号Ｒｈｖが受信された時点の切替信号ＳＷ２をそのまま維持する。
　上述した機能は、ソフトウェアによって実現されるようにしてもよく、ハードウェアにより実現されるようにしてもよい。以下の説明では、上述した機能がソフトウェアによって実現される場合、具体的には、演算処理部８２００であるＣＰＵが記憶部８３００に記憶されたプログラムを実行することによって上述した機能が実現される場合について説明する。
　以下、図４を参照して、本実施例に係る制御装置であるＥＣＵ８０００で実行され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、予め定められたサイクルタイムで繰り返し実行される。
　ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、ＥＣＵ８０００は、第１スレーブ電源のＳＯＣｓ１がしきい値を超えているか否かを判断する。ＳＯＣｓ１がしきい値を超えていると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。そうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１０４に移される。
　Ｓ１０２にて、ＥＣＵ８０００は、第１スレーブ電源を接続させて第２スレーブ電源を切り離す切替信号ＳＷ２を生成して第２切替装置１８－２に出力する。これにより、各インバータにマスタ電源と第１スレーブ電源とが接続された状態となる。
　Ｓ１０４にて、ＥＣＵ８０００は、第２スレーブ電源のＳＯＣｓ２がしきい値を超えているか否かを判断する。ＳＯＣｓ２がしきい値を超えていると（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、処理はＳ１０６に移される。そうでないと（Ｓ１０４にてＮＯ）、処理はＳ１０８に移される。
　Ｓ１０６にて、ＥＣＵ８０００は、第１スレーブ電源を切り離して第２スレーブ電源を接続させる切替信号ＳＷ２を生成して第２切替装置１８－２に出力する。これにより、各インバータにマスタ電源と第２スレーブ電源とが接続された状態となる。
　Ｓ１０８にて、ＥＣＵ８０００は、ＥＶ走行制御を実行する。なお、ＥＶ走行制御時には、システム電圧Ｖｈが上述の電圧制御範囲αに含まれるように、第１コンバータ１２－１および第２コンバータ１２－２が制御される。より具体的には、ＥＣＵ８０００は、システム電圧Ｖｈを電圧制御範囲αの下限値Ｖｌｏｗ（ＥＶ）に制御するとともに、必要に応じてシステム電圧Ｖｈを電圧制御範囲α内で上昇させる。
　Ｓ１１０にて、ＥＣＵ８０００は、ＥＶ走行制御中において、運転者によってＨＶスイッチ１７がオンされたか否か（ＨＶ要求信号Ｒｈｖを受信したか否か）を判断する。ＨＶスイッチ１７がオンされると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、処理はＳ１１２に移される。そうでないと（Ｓ１１０にてＮＯ）、この処理は終了する。
　Ｓ１１２にて、ＥＣＵ８０００は、強制ＨＶ走行制御を実行する。なお、強制ＨＶ走行制御時においては、ＨＶ要求信号Ｒｈｖが受信された時点の切替信号ＳＷ２がそのまま維持される。
　Ｓ１１４にて、ＥＣＵ８０００は、第１スレーブ電源および第２スレーブ電源の双方を切り離す切替信号ＳＷ２を生成して第２切替装置１８－２に出力する。これにより、各インバータにマスタ電源のみが接続された状態となる。
　Ｓ１１６にて、ＥＣＵ８０００は、ＨＶ走行制御を実行する。なお、ＨＶ走行制御時には、システム電圧Ｖｈが上述の電圧制御範囲βに含まれるように、第１コンバータ１２－１が制御される。より具体的には、ＥＣＵ８０００は、システム電圧Ｖｈを電圧制御範囲βの下限値Ｖｌｏｗ（ＨＶ）に制御するとともに、必要に応じてシステム電圧Ｖｈを電圧制御範囲β内で上昇させる。
　以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施例に係る制御装置であるＥＣＵ８０００の制御動作について説明する。
　図５は、各電源のＳＯＣを上限値（たとえば８０パーセント程度の値）まで充電した後に車両を継続走行させた場合の、各電源のＳＯＣと、実行される走行制御と、各電源の接続状態とを示すタイミングチャートである。
　車両１００の走行時（イグニッションオン時）においては、システムリレーＲＹ１はオンに維持されるため、マスダ電源は第１コンバータ１２－１経由で各インバータに常時接続されている。
　走行開始直後は、ＳＯＣｓ１がしきい値を超えているため（Ｓ１００にてＹＥＳ）、第２コンバータ１２－２に第１スレーブ電源が接続された状態（Ｓ１０２）でＥＶ走行制御が実行される（Ｓ１０８）。したがって、ＳＯＣｓ１がしきい値まで低下する時刻ｔ１までは、マスタ電源と第１スレーブ電源との電力でＥＶ走行制御が行なわれる。
　時刻ｔ１にてＳＯＣｓ１がしきい値まで低下すると（Ｓ１００にてＮＯ）、ＳＯＣｓ２がしきい値を超えているため（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、第１スレーブ電源が切り離されるとともに、第２コンバータ１２－２に第２スレーブ電源が接続されて（Ｓ１０６）、ＥＶ走行制御が継続して実行される（Ｓ１０８）。ＳＯＣｓ２がしきい値まで低下する時刻ｔ２までは、マスタ電源と第２スレーブ電源との電力でＥＶ走行制御が行なわれる。
　なお、図５に示すように、ＥＶ走行制御中は、第２スレーブ電源のＳＯＣｓ２が下限値となるタイミングで、マスタ電源のＳＯＣｍも下限値となるように、マスタ電源の充放電が制御される。
　このように、各電源のＳＯＣがそれぞれ下限値になるまでＥＶ走行制御が行なわれる。ここで、各電源に備えられる電池セル数の合計は、必要セル総数Ｎ個である。したがって、所定の目標走行可能距離をＥＶ走行で実現することができる。
　なお、ＥＶ走行制御時の電圧制御範囲αの下限値Ｖｌｏｗ（ＥＶ）は、マスタ電源の出力電圧Ｖｍ、第１スレーブ電源の出力電圧Ｖｓ１、および第２スレーブ電源の出力電圧Ｖｓ２よりも高い。そのため、図５の矢印に示すように、ＥＶ走行制御時においては、Ｖｍ、Ｖｓ１およびＶｓ２がそれぞれ第１コンバータ１２－１および第２コンバータ１２－２によって少なくとも下限値Ｖｌｏｗ（ＥＶ）まで昇圧される。
　時刻ｔ２にてＳＯＣｓ２がしきい値まで低下すると（Ｓ１０４にてＮＯ）、第１スレーブ電源および第２スレーブ電源の双方が第２コンバータ１２－２から切り離される（Ｓ１１４）とともに、ＥＶ走行制御からＨＶ走行制御に切り替えられる（Ｓ１１６）。したがって、時刻ｔ２以降は、マスタ電源のみでＨＶ走行制御が行なわれる。
　ここで、たとえば、必要セル総数Ｎ個を各電源に均等に分配した場合、マスタ電源の出力電圧は、図５に示すＶａｖｅとなり、ＨＶ走行制御時の電圧制御範囲βの下限値Ｖｌｏｗ（ＨＶ）を超えてしまう。そのため、ＨＶ走行制御時のシステム電圧Ｖｈが不必要に高くなってしまい、最適な電圧設定とならない。
　そこで、本実施例においては、ＨＶ走行制御時の電源をマスタ電源のみとし、必要セル総数Ｎ個のうち、マスタ電源の出力電圧ＶｍをＨＶ走行制御時の電圧制御範囲βの下限値Ｖｌｏｗ（ＨＶ）にするＮｍ個の電池セルをマスタ電源に分配し、残余の（Ｎ－Ｎｍ）個の電池セルを、第１スレーブ電源と、第２スレーブ電源とに均等に分配する。
　これにより、ＨＶ走行制御時のシステム電圧Ｖｈが、第１コンバータ１２－１による昇圧動作を行なうことなく下限値Ｖｌｏｗ（ＨＶ）となる。そのため、昇圧による電力損失を低減することができる。さらに、必要セル総数Ｎ個を各電源で均等に分配した場合に比べて、システム電圧Ｖｈが不必要に高くなることを抑制して消費電力の低減を図ることができる。
　なお、本実施例においては、ＥＶ走行制御中において、運転者によってＨＶスイッチ１７がオンされると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、強制ＨＶ走行制御を実行される（Ｓ１１２）。強制ＨＶ走行制御時においては、各電源との接続状態は、ＨＶスイッチ１７がオンされた時点（ＨＶ要求信号Ｒｈｖが受信された時点）の状態に維持される。したがって、メイン電源およびスレーブ電源のＳＯＣを所定の範囲に維持した走行が可能となる。このような走行は、たとえば、目的地到着後に各電源の電力が必要となる場合など、何らかの事情で運転者が電力を維持しておきたい場合に有効である。
　以上のように、本実施例に係る制御装置によれば、ＨＶ走行制御時にＭＧに接続される電源をマスタ電源のみとし、必要セル総数のうち、マスタ電源の出力電圧をＨＶ走行制御時の電圧制御範囲の下限値にする電池セル数をマスタ電源に分配し、残余の電池セル数を、残りのスレーブ電源に均等に分配する。これにより、ＥＶ走行時に必要な電池容量を確保しつつ、ＨＶ走行制御時のシステム電圧を最適な電圧に設定することができる。
　なお、本実施例においては、２つのスレーブ電源を備える場合について説明したが、本発明は、スレーブ電源を３つ以上備えるハイブリッド車両にも適用可能である。
　今回開示された実施例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請求の範囲によって示され、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。

Claims (10)

  1. 　内燃機関（３６）および回転電機（３２－２）の少なくともいずれかを動力源とするハイブリッド車両の制御装置であって、
    　前記回転電機（３２－２）に接続され、前記回転電機（３２－２）と電力を授受可能な主電源（１０－１）と、
    　前記回転電機（３２－２）と電力を授受可能な複数の副電源（１０－２、１０－３）と、
    　前記複数の副電源（１０－２、１０－３）と前記回転電機（３２－２）との間に設けられ、与えられる指令に従って前記複数の副電源（１０－２、１０－３）のいずれか１つを前記回転電機（３２－２）に接続可能に構成された切替装置（１８－２）と、
    　前記切替装置（１８－２）を制御する切替制御部（８２３０）と、
    　前記内燃機関（３６）および前記回転電機（３２－２）の少なくともいずれかの動力で前記ハイブリッド車両を走行させるハイブリッド走行制御、および前記内燃機関（３６）を用いずに前記回転電機（３２－２）の動力で前記ハイブリッド車両を走行させる電気走行制御のいずれかの走行制御を実行する走行制御部（８２１０）とを含み、
    　前記切替制御部（８２３０）は、前記ハイブリッド走行制御中は、前記電気走行制御中よりも、前記回転電機（３２－２）に接続される前記複数の副電源（１０－２、１０－３）の数が少なくなるように、前記切替装置を制御する、ハイブリッド車両の制御装置。
  2. 　前記切替制御部（８２３０）は、前記電気走行制御中は、前記複数の副電源（１０－２、１０－３）のいずれか１つを前記回転電気に接続し、前記ハイブリッド走行制御中は、前記複数の副電源（１０－２、１０－３）を前記回転電機（３２－２）から切り離す、請求の範囲第１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
  3. 　前記切替制御部（８２３０）は、前記電気走行制御中である場合に、前記複数の副電源（１０－２、１０－３）のうち前記回転電機（３２－２）に接続された第１の副電源（１０－２）の充電状態が所定状態よりも低下したとき、前記第１の副電源（１０－２）を前記回転電機（３２－２）から切り離して他の第２の副電源（１０－３）を前記回転電機（３２－２）に接続する、請求の範囲第１または２項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
  4. 　前記走行制御部（８２１０）は、前記複数の副電源（１０－２、１０－３）のすべての充電状態が前記所定状態よりも低下した場合、前記電気走行制御に代えて前記ハイブリッド走行制御を実行する、請求の範囲第３項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
  5. 　前記制御装置は、前記ハイブリッド走行制御での走行を要求していることを示すハイブリッド走行走行要求を運転者が入力する入力部（１７）をさらに含み、
    　前記走行制御部（８２１０）は、前記電気走行制御中に前記ハイブリッド走行要求が入力された場合、前記電気走行制御を停止して前記ハイブリッド走行制御を強制的に実行し、
    　前記切替制御部（８２３０）は、前記ハイブリッド走行要求が入力されたことに応じて前記ハイブリッド走行制御が強制的に実行される場合は、前記ハイブリッド走行要求が入力された時点における前記回転電機（３２－２）と前記複数の副電源（１０－２、１０－３）のいずれか１つとの接続状態を維持する、請求の範囲第１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
  6. 　前記主電源（１０－１）の出力電圧は、前記複数の副電源（１０－２、１０－３）のいずれの出力電圧よりも低い値に設定される、請求の範囲第１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
  7. 　前記制御装置は、
    　前記回転電機（３２－２）と前記主電源（１０－１）との間に設けられ、前記主電源（１０－１）の出力電圧を前記回転電機（３２－２）の制御電圧範囲に含まれる値に変換して前記回転電機（３２－２）に出力する第１のコンバータ（１２－１）と、
    　前記回転電機（３２－２）と前記複数の副電源（１０－２、１０－３）との間に設けられ、前記複数の副電源（１０－２、１０－３）の出力電圧を前記回転電機（３２－２）の制御電圧範囲に含まれる値に変換して前記回転電機（３２－２）に出力する第２のコンバータ（１２－２）とをさらに含み、
    　前記ハイブリッド走行制御時における前記回転電機（３２－２）の最適制御電圧範囲の第１の下限値は、前記電気走行制御時における前記回転電機（３２－２）の制御電圧範囲の第２の下限値よりも低く、
    　前記主電源（１０－１）の出力電圧は、前記第１の下限値に設定され、
    　前記複数の副電源（１０－２、１０－３）の出力電圧は、前記第１の下限値と前記第２の下限値の間の値に設定される、請求の範囲第１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
  8. 　前記主電源（１０－１）および前記複数の副電源（１０－２、１０－３）の各々の内部には、直列に接続された複数の電池セルが備えられ、
    　前記主電源（１０－１）および前記複数の副電源（１０－２、１０－３）の各々は、内部に備えられた電池セルの数に応じた出力電圧を出力し、
    　前記主電源（１０－１）には、前記電気走行制御時の走行可能距離を所定の目標距離以上に確保するために必要な電池セルの総数のうち、前記主電源（１０－１）の出力電圧が前記第１の下限値となる数の電池セルが備えられ、
    　前記複数の副電源（１０－２、１０－３）には、前記必要な電池セルの総数のうち、前記主電源（１０－１）に備えられた数以外の残余の数の電池セルが前記複数の副電源（１０－２、１０－３）の各々に均等に備えられる、請求の範囲第１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
  9. 　前記ハイブリッド車両は、車両外部の電源（１９）からの電力を前記主電源（１０－１）および前記複数の副電源（１０－２、１０－３）に充電可能なプラグインハイブリッド車両である、請求の範囲第１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
  10. 　内燃機関（３６）および回転電機（３２－２）の少なくともいずれかを動力源とするハイブリッド車両の制御装置（８０００）が行なう制御方法であって、前記制御装置（８０００）には、前記回転電機（３２－２）に接続され、前記回転電機（３２－２）と電力を授受可能な主電源（１０－１）と、前記回転電機（３２－２）と電力を授受可能な複数の副電源（１０－２、１０－３）と、前記複数の副電源（１０－２、１０－３）と前記回転電機（３２－２）との間に設けられ、与えられる指令に従って前記複数の副電源（１０－２、１０－３）のいずれか１つを前記回転電機（３２－２）に接続可能に構成された切替装置（１８－２）とが備えられ、
    　前記制御方法は、
    　前記内燃機関（３６）および前記回転電機（３２－２）の少なくともいずれかの動力で前記ハイブリッド車両を走行させるハイブリッド走行制御、および前記内燃機関（３６）を用いずに前記回転電機（３２－２）の動力で前記ハイブリッド車両を走行させる電気走行制御のいずれかの走行制御を実行するステップと、
    　前記ハイブリッド走行制御中は、前記電気走行制御中よりも、前記回転電機（３２－２）に接続される前記複数の副電源（１０－２、１０－３）の数が少なくなるように、前記切替装置を制御するステップとを含む、ハイブリッド車両の制御方法。
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