ハイブリット車両の電源装置
【課題】直列に接続するバッテリのうち一つを取り出した場合にもモータを駆動する車両の電源装置を提供する。
【解決手段】直列に接続したバッテリ６とバッテリ７のうち、どちらかのバッテリを取り出した場合にも、リレー１８、リレー１９、リレー２１、リレー２２によって車両に残されたバッテリとモータ２を接続し、残されたバッテリによってモータ２を駆動させ車両を走行可能とする。
【解決手段】直列に接続したバッテリ６とバッテリ７のうち、どちらかのバッテリを取り出した場合にも、リレー１８、リレー１９、リレー２１、リレー２２によって車両に残されたバッテリとモータ２を接続し、残されたバッテリによってモータ２を駆動させ車両を走行可能とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はハイブリット車両の電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のバッテリ（蓄電装置）を直列に接続した電源を備え、この電源からの電力によって駆動するモータを備えた電気自動車やハイブリット自動車のような、モータによって駆動する車両が知られている。このような車両において、メンテナンス時などにバッテリを交換する場合、複数のバッテリ全体を取り外すと作業性が悪いため、複数のバッテリを分割して取り出し可能にしたバッテリが、特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開平５−２４２８７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記の発明では、分割して取り出すことが可能なバッテリを車両から取り出し、その他の目的で電源装置として使用した場合に、通常バッテリを直列に接続しているためにバッテリを取り外した状態では車両を走行できない、といった問題点がある。
【０００４】
本発明ではこのような問題点を解決するために発明されたもので、複数のバッテリを直列に接続する車両の電源において、或るバッテリが取り外された場合にもモータによって車両の駆動を可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明では、複数の電源装置を直列に接続して構成され、複数の電源装置をそれぞれ脱着可能な電力供給手段と、電力供給手段に蓄えた電力によって駆動するモータと、を備えたハイブリット車両の電源装置において、複数の電源装置の脱着状態を検出する脱着検出手段と、複数の電源装置のうちのいずれかが取り外された状態でモータを動かす場合に、取り外されていない電源装置とモータを接続する接続手段と、を備える。そして、取り外されていない電源装置によってモータに電力を供給する。
を備える。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によると、複数のバッテリを直列に接続する車両の電源装置において、或るバッテリを車両から取り外した場合でも残りのバッテリによって車両のモータを駆動させることができ、例えばバッテリを車両以外の電源装置として使用する際にも複数のバッテリのうち車両に残されたバッテリによって車両を駆動することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の実施形態の構成を図１のブロック図を用いて説明する。この実施形態は、車両を駆動するための駆動力を発生するエンジン（内燃機関）１と、蓄電装置３から供給される電力によって車両を駆動するための駆動力を発生するモータ２と、エンジン１及びモータ２からの駆動力を、車両を駆動する駆動軸へ伝達するトランスミッション４と、回生時、またはエンジン１によって発電する発電機（発電手段）５を備える。なお、モータ２と発電機５の代わりにモータ２と発電機５の機能を有するモータジェネレータを用いてもよい。
【０００８】
蓄電装置３は、モータ２へ電力を供給し、また発電機５によって発電された電力を蓄えるバッテリ６（第１電源装置）とバッテリ７（第２電源装置）と、バッテリ６及びバッテリ７とモータ２及び発電機５間で電圧を制御する昇降圧回路８（昇圧回路）と、昇降圧回路８とモータ２間の電力を制御するモータインバータ９と、昇降圧回路８と発電機５間の電力を制御する発電機インバータ１０と、バッテリ６及びバッテリ７と昇降圧回路８を接続する接続回路１２を備える。なお、バッテリ６とバッテリ７は直列に接続している（バッテリ６とバッテリ７が電力供給手段を構成する）。また、この実施形態ではバッテリ６の正極端子が昇降圧回路８と接続し、バッテリ７の負極端子が昇降圧回路８とそれぞれ接続する。
【０００９】
昇降圧回路８はバッテリ６とバッテリ７の脱着状態、またはバッテリ６とバッテリ７のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ ｃｈａｒｇｅ）によってモータ２へ供給する電力の電圧を制御する。図２はバッテリ６とバッテリ７の接続状態、ならびにバッテリ６またはバッテリ７のＳＯＣと昇圧電圧の関係を示したマップであり、バッテリ６とバッテリ７が接続している場合には一定の昇圧電圧とする。また、バッテリ６またはバッテリ７のどちらか一方が外されている場合には、ＳＯＣに応じて昇圧電圧を変更する。バッテリ６またはバッテリ７の一方が外されている場合にバッテリ６とバッテリ７が取り外されていない場合の昇圧電圧とするとバッテリの電流が増大し、バッテリの発熱によりバッテリの寿命を短くしてしまう可能性があるが、昇圧電圧を変更することで、電流の増大、バッテリの寿命短縮を防ぐことができる。
【００１０】
接続回路１２は、バッテリ６を含んだ回路Ａと、バッテリ７を含んだ回路Ｂから構成される。また、回路Ａと昇降圧回路８の間を接続、開放するＳＭＲ１５と、ＳＭＲ１６を備え、回路Ｂと昇降圧回路８の間を接続、開放とするＳＭＲ１７を備える。なお、バッテリ６の直下流であり、バッテリ７の直上流の箇所、すなわちバッテリ６とバッテリ７の間に接続点１２ａを設ける。
【００１１】
回路Ａはバッテリ６を含んだ閉回路を形成し、バッテリ６と、コイル２３と、バッテリ６の脱着を検出するための閉開器であるリレー３０と、バッテリ６の脱着状態によりバッテリ６及びバッテリ７と昇降圧回路８の接続状態を切り換える閉開器であるリレー１８（第３スイッチング手段）と、リレー１９（第１スイッチング手段）によって構成される。なお、回路Ａと、後述するＳＭＲ１５またはＳＭＲ１６を介して昇降圧回路８と接続する箇所を接続点１３ａとし、接続点１２ａと接続点１３ａの間でバッテリ６を含む回路を回路Ｖ１（第１接続回路）とし、バッテリ６を含まない回路を回路Ｖ２（第３接続回路）とする。リレー１８は回路Ｖ２に設けられ、リレー１９とリレー３０は回路Ｖ１に設けられる。
【００１２】
リレー１８、リレー１９は後述するリレー制御部１０９によってコイル１８ａ、コイル１９ａに電流を流して開閉を行う。なお、リレー１８、リレー１９の動作方法については、他の方法を用いてもよい。
【００１３】
リレー３０は、後述するバッテリ脱着検出部１０７と接続し、コイル２３に電流が流れていると閉じ、コイル２３に電流が流れていないと開く。すなわちバッテリ６の脱着状態によって開閉する。なお、コイル２３を設けずに、回路Ｖ１に電流センサを取り付け、電流センサによって発生する起電力でリレー３０を動作させてもよい。
【００１４】
回路Ｂはバッテリ７含んだ閉回路を形成し、バッテリ７と、コイル２４と、バッテリ７の脱着を検出するための閉開器であるリレー３１と、バッテリ７の脱着状態によりバッテリ６及びバッテリ７と昇降圧回路８の接続状態を切り換える閉開器であるリレー２１（第４スイッチング手段）と、リレー２２（第２スイッチング手段）によって構成される。（リレー１８とリレー１９とリレー２１とリレー２２が接続手段を構成する）。なお、回路Ｂと、ＳＭＲ１７を介して昇降圧回路８と接続する箇所を接続点１４ａとし、接続点１２ａと接続点１４ａの間でバッテリ７を含む回路を回路ＧＮＤ１（第２接続回路）とし、バッテリ７を含まない回路を回路ＧＮＤ２（第４接続回路）とする。リレー２１とリレー３１は回路ＧＮＤ１に設けられ、リレー２２は回路ＧＮＤ２に設けられる。
【００１５】
リレー２１、リレー２２は後述するリレー制御部１１０によってコイル２１ａ、コイル２２ａに電流を流して開閉を行う。なお、リレー２１、リレー２２の動作方法については、他の方法を用いてもよい。
【００１６】
リレー３１は、後述するバッテリ脱着検出部１０８と接続し、コイル２４に電流が流れていると閉じ、コイル２４に電流が流れていないと開く。すなわちバッテリ７の脱着状態によって開閉する。なお、コイル２４を設けずに、回路ＧＮＤ１に電流センサを取り付け、電流センサによって発生する起電力でリレー３０を動作させてもよい。
【００１７】
ＳＭＲ１５は、後述するＳＭＲ制御部１１１によって開閉することにより、抵抗２５を介して回路Ａと昇降圧回路８間を接続、開放する。ＳＭＲ１６はＳＭＲ１５と並列に接続し、後述するＳＭＲ制御部１１１によって開閉することにより、回路Ａと昇降圧回路８間を接続、開放する。ＳＭＲ１５とＳＭＲ１６は、電源ＯＮ時などに突入電流が流れる場合にはＳＭＲ１６を開放とし、ＳＭＲ１５によって回路Ａと昇降圧回路８を接続し、その後、電流が定常状態になるとＳＭＲ１５を開放とし、ＳＭＲ１６によって回路Ａと昇降圧回路８を接続する。ＳＭＲ１５が抵抗２５を介して回路Ａと昇降圧回路８を接続するので、突入電流による接続回路１２に過電流が流れるのを防ぐことができる。
【００１８】
また、本発明のハイブリット車両を制御するハイブリットコントローラ１００を備える。ハイブリットコントローラ１００は、エンジン１を制御するエンジン制御部１０１と、モータインバータ２を制御するモータインバータ制御部１０２と、発電機インバータ１０を制御する発電機インバータ制御部１０３と、昇降圧回路８を制御する昇降圧制御部１０４を備える。また、バッテリ６のＳＯＣを検出するバッテリＳＯＣ検出部１０５（第１蓄電量検出手段）と、バッテリ７のＳＯＣを検出するバッテリＳＯＣ検出部１０６（第２蓄電量検出手段）と、バッテリ６の脱着を検出するバッテリ脱着検出部１０７（脱着検出手段）と、バッテリ７の脱着を検出するバッテリ脱着検出部１０８（脱着検出手段）と、リレー１８とリレー１９を制御するリレー制御部１０９と、リレー２１とリレー２２を制御するリレー制御部１１０を備える。さらにＳＭＲ１５を制御するＳＭＲ制御部１１１と、ＳＭＲ１６を制御するＳＭＲ制御部１１２と、ＳＭＲ１７を制御するＳＭＲ制御部１１３を備える。
【００１９】
バッテリＳＯＣ検出部１０５は、バッテリ６と接続する電流センサ３２、温度センサ３３、電圧センサ３４によって検出した電流、温度、電圧によってバッテリ６のＳＯＣを算出する。
【００２０】
バッテリＳＯＣ検出部１０６は、バッテリ７と接続する電流センサ３５、温度センサ３６、電圧センサ３７によって検出した電流、温度、電圧によってバッテリ６のＳＯＣを算出する。
【００２１】
ここで、バッテリ６とバッテリ７の脱着状態に応じた接続回路１２の接続状態について図３を用いて説明する。
【００２２】
バッテリ６とバッテリ７が取り付けられている場合には、リレー１８を開き、リレー１９を閉じる。またリレー２１を開き、リレー２２を閉じる。これによって回路Ｖ１と回路ＧＮＤ１が接続、通電し、バッテリ６とバッテリ７によって回路Ｖ１と回路ＧＮＤ１間にバッテリ６とバッテリ７による電位差が生じる。
【００２３】
バッテリ６が取り付けられ、バッテリ７が取り外された場合には、リレー１８を開き、リレー１９を閉じる。またリレー２１を閉じ、リレー２２を開く。これによって回路Ｖ１と回路ＧＮＤ２が接続、通電し、バッテリ６によって回路Ｖ１と回路ＧＮＤ２間にバッテリ６による電位差が生じる。
【００２４】
バッテリ６が取り外され、バッテリ７が取り付けられた場合には、リレー１８を閉じ、リレー１９を開く。またリレー２１を開き、リレー２２を閉じる。これによって回路Ｖ２と回路ＧＮＤ１が接続、通電し、バッテリ７によって回路Ｖ２と回路ＧＮＤ１間にバッテリ７による電位差が生じる。
【００２５】
バッテリ６とバッテリ７が取り付外されている場合には、リレー１８を閉じ、リレー１９を開く。またリレー２１を閉じ、リレー２２を開く。これによって回路Ｖ２と回路ＧＮＤ２が接続するが、この場合にはハイブリットコントローラ１００によって接続回路１２に電流が流れないようにＳＭＲ１５、１６、１７を開き回路を遮断する。
【００２６】
次にこの実施形態の走行制御について図４のフローチャートを用いて説明する。
【００２７】
ステップＳ１００ではドライバーによってイグニッションがＯＮとされる。これによってＨＶＥＣＵ１００に電源が入る。
【００２８】
ステップＳ１０１では、回路Ａにおいてリレー１８とリレー１９を閉じて閉回路を形成する。そして、バッテリ脱着検出部１０７によってバッテリ６の脱着を検出する。バッテリ脱着検出部１０７によってバッテリ６が取り付けられていると判断するとステップＳ１０２へ進み、バッテリ６が取り付けられていないと判断するとステップＳ１０３へ進む。
【００２９】
ステップＳ１０２では、回路Ｂにおいてリレー２１とリレー２２を閉じて閉回路を形成する。そして、バッテリ脱着検出部１０８によって検出する。バッテリ７が取り付けられていると判断するとステップＳ１０４へ進み、バッテリが取り付けられていないと判断するとステップＳ１０５へ進む。
【００３０】
ステップＳ１０３ではステップ１２と同様に、バッテリ脱着検出部１０８においてバッテリ７の脱着チェックを行う。バッテリ７が取り付けられていると判断するとステップＳ１０６へ進み、バッテリが取り付けられていないと判断すると、この場合はバッテリ６、７がともに取り外された状態であり、車両の走行が不能であるので本制御を終了する。
【００３１】
ステップＳ１０４はバッテリ６、７が取り付けられた状態なので、バッテリ６、７による通常走行を行う。この制御については後述する。
【００３２】
ステップＳ１０５はバッテリ６が取り付けられ、バッテリ７が取り外された状態なので、バッテリ６による単独走行を行う。この制御については後述する。
【００３３】
ステップＳ１０６はバッテリ６が取り外され、バッテリ７が取り付けられた状態なので、バッテリ７による単独走行を行う。この制御については後述する。
【００３４】
次にステップＳ１０４の通常走行について図５のフローチャートを用いて説明する。
【００３５】
ステップ２００では、バッテリ６とバッテリ７のＳＯＣをバッテリＳＯＣ検出部１０５とバッテリＳＯＣ検出部１０６によって検出する。
【００３６】
ステップＳ２０１では、ステップＳ２００で検出したバッテリ６とバッテリ７のＳＯＣが等しいかどうか判断する。そしてバッテリ６とバッテリ７のＳＯＣが等しい場合にはステップＳ２０５へ進み、ＳＯＣが等しくない場合にはステップＳ２０２へ進む。なお、ここではバッテリ６とバッテリ７のＳＯＣの差を算出し、その差が所定の範囲内である場合にステップＳ２０５へ進んでもよい。
【００３７】
ステップＳ２０２では、バッテリ６のＳＯＣとバッテリ７のＳＯＣを比較し、バッテリ６のＳＯＣが大きい場合には、ステップＳ２０３へ進み、バッテリ６のＳＯＣが小さい場合には、ステップＳ２０４へ進む。
【００３８】
ステップＳ２０３はバッテリ６のＳＯＣがバッテリ７のＳＯＣよりも大きいので、バッテリ７を充電するバッテリ７充電走行を行う。これについては後述する。
【００３９】
ステップＳ２０４はバッテリ６のＳＯＣがバッテリ７のＳＯＣよりも小さいので、バッテリ６を充電するバッテリ６充電走行を行う。これについては後述する。
【００４０】
ステップＳ２０５では、バッテリ６とバッテリ７のＳＯＣが等しいので、リレー１８、リレー２１を開き、リレー１９、リレー２２を閉じてバッテリ６とバッテリ７によってバッテリ６とバッテリ７から供給される電力によってモータ２を駆動し、ＳＭＲ１５、ＳＭＲ１７を閉じ、モータ２を駆動し、エンジン１を始動する。
【００４１】
ステップＳ２０６へ進み通常の走行を行う。通常走行では回生時などに発電機５によって発電した電力をバッテリ６とバッテリ７に均等に充電する。また、バッテリ６とバッテリ７のＳＯＣが低い場合にはエンジン１の駆動力から発電機５によって発電を行い、バッテリ６とバッテリ７に充電する。なお、充電の際に突入電流が流れる場合にＳＭＲ１５を閉じ、ＳＭＲ１６を開き、定常電流となるとＳＭＲ１５を開き、ＳＭＲ１６を閉じる（ＳＭＲ１５からＳＭＲ１６への切り換えは以下、同様とする）。
【００４２】
次にステップＳ２０３のバッテリ７充電走行について図６のフローチャートを用いて説明する。
【００４３】
ステップＳ３００では、バッテリ６のＳＯＣがバッテリ７のＳＯＣよりも大きいのでバッテリ６を用いてエンジン１を始動させるための電力供給回路を構成する。ここではリレー１８を開き、リレー１９を閉じる。そして、リレー２１を閉じ、リレー２２を開く。さらにＳＭＲ１５、ＳＭＲ１７を接続する。これによって回路Ｖ１と回路ＧＮＤ２によってバッテリ６による電力供給回路を構成する。
【００４４】
ステップＳ３０１では、バッテリ６から昇降圧回路８、モータインバータ９を介してモータ２に電力を供給し、モータ２によりエンジン１を始動する。
【００４５】
ステップＳ３０２では、車両の走行状態を検出する。そしてモータ２からの出力によって走行している場合にはモータ２による走行を継続し、モータ２からの出力がなく、エンジン１による出力だけで走行している場合にはステップＳ３０３へ進む。車両を走行させるためにモータ２からの出力を使用、つまりバッテリ６からモータ２へ電力を供給しているので、バッテリ７への充電は行わずに走行する。
【００４６】
ステップＳ３０３では、バッテリＳＯＣ検出部１０５、１０６によってバッテリ６、７のＳＯＣを検出し、バッテリ６のＳＯＣがバッテリ７のＳＯＣよりも大きい場合にはステップＳ３０４へ進み、バッテリ６のＳＯＣがバッテリ７のＳＯＣよりも小さい場合にはステップＳ３０７へ進む。
【００４７】
ステップＳ３０４では、ＳＭＲ１５、ＳＭＲ１６、ＳＭＲ１７を開く。リレー１８を閉じ、リレー１９を開く。またリレー２１を開き、リレー２２を閉じる。これによって、まず昇降圧回路８とバッテリ６、７を切り離して誤動作を防止し、その後回路Ｖ２と回路ＧＮＤ１を接続し、バッテリ７を充電するための充電回路を構成する。
【００４８】
ステップＳ３０５では、ＳＭＲ１５、ＳＭＲ１７を閉じ、昇降圧回路８とバッテリ７を接続する。そして、エンジン１によって発電機５で発電し、その電力をバッテリ７に充電する。
【００４９】
ステップＳ３０６では、バッテリＳＯＣ検出部１０５、１０６によってバッテリ６、７のＳＯＣをそれぞれ検出し、バッテリ６とバッテリ７のＳＯＣが等しいかどうか判断し、バッテリ６とバッテリ７のＳＯＣが等しくなるとステップＳ３０９へ進む。
【００５０】
ステップＳ３０３においてバッテリ６のＳＯＣがバッテリ７のＳＯＣよりも小さいと判断されるとステップＳ３０７へ進む。ステップＳ３０７では、エンジン１によって発電機５で電力を発生させ、その電力を発電機インバータ１０、昇降圧回路８を介してバッテリ６に充電する。なお、ステップＳ３０７は、走行中にバッテリ６からモータ２へ電力を供給し続け、そのためにバッテリ６のＳＯＣがバッテリ７のＳＯＣよりも小さくなった場合である。
【００５１】
ステップＳ３０８では、バッテリＳＯＣ検出部１０５、１０６によってバッテリ６、７のＳＯＣをそれぞれ検出し、バッテリ６とバッテリ７のＳＯＣが等しいかどうか判断し、バッテリ６とバッテリ７のＳＯＣが等しくなるとステップＳ３０９へ進む。
【００５２】
ステップＳ３０９では、バッテリ６とバッテリ７のＳＯＣが等しくなったので、ＳＭＲ１５、ＳＭＲ１６、ＳＭＲ１７を開いて昇降圧回路８と接続回路１２を切り離す。そしてリレー１８を開き、リレー１９を閉じる。またリレー２１を開き、リレー２２を閉じる。これによって回路Ｖ１と回路ＧＮＤ１を接続し、バッテリ６とバッテリ７から電力を供給する電力供給回路を構成する。その後ＳＭＲ１５、ＳＭＲ１７を閉じ、バッテリ７充電走行を終了し、図５のステップＳ２０６の通常走行へ移行する。
【００５３】
以上の制御により、車両の起動時にバッテリ７のＳＯＣが小さい場合、例えば車両の停車中にバッテリ７を取り外し、バッテリ７を他の機器において使用し、その後戻された場合に、バッテリ６によって車両を始動し、走行中にバッテリ７を充電することで、バッテリ６とバッテリ７のＳＯＣを調整することができる。
【００５４】
なお、ステップＳ３０３において、バッテリＳＯＣ検出部１０５、１０６によってバッテリ６、７のＳＯＣを常時検出し、バッテリ６のＳＯＣが小さくなり、バッテリ７のＳＯＣと等しくなった場合に、ステップＳ３１１へ進んでもよい。
【００５５】
次にステップＳ２０４のバッテリ６充電走行について図７のフローチャートを用いて説明する。
【００５６】
ステップＳ４００では、バッテリ６のＳＯＣがバッテリ７のＳＯＣよりも小さいのでバッテリ７を用いてエンジン１を始動させるための電力供給回路を構成する。ここではリレー１８を閉じ、リレー１９を開く。そして、リレー２１を開き、リレー２２を閉じる。さらにＳＭＲ１５、ＳＭＲ１７を閉じる。これによって回路Ｖ２と回路ＧＮＤ１によってバッテリ７による電力供給回路を構成する。
【００５７】
ステップＳ４０１では、バッテリ７から昇降圧回路８、モータインバータ９を介してモータ２に電力を供給し、モータ２によりエンジン１を始動する。
【００５８】
ステップＳ４０２では、車両の走行状態を検出する。そしてモータ２からの出力によって走行している場合にはモータ２による走行を継続し、モータ２からの出力がなく、エンジン１による出力だけで走行している場合にはステップＳ４０３へ進む。車両を走行させるためにモータ２からの出力を使用、つまりバッテリ７からモータ２へ電力を供給しているので、バッテリ６への充電は行わずに走行する。
【００５９】
ステップＳ４０３では、バッテリＳＯＣ検出部１０５、１０６によってバッテリ６、７のＳＯＣを検出し、バッテリ６のＳＯＣがバッテリ７のＳＯＣよりも小さい場合にはステップＳ４０４へ進み、バッテリ６のＳＯＣがバッテリ７のＳＯＣよりも大きい場合にはステップＳ４０７へ進む。
【００６０】
ステップＳ４０４では、ＳＭＲ１５、ＳＭＲ１６、ＳＭＲ１７を開く。リレー１８を開き、リレー１９を閉じる。またリレー２１を閉じ、リレー２２を開く。これによって、まず昇降圧回路８とバッテリ６、７を切り離して誤動作を防止し、その後回路Ｖ２と回路ＧＮＤ１を接続し、バッテリ７を充電するための充電回路を構成する。
【００６１】
ステップＳ４０５では、ＳＭＲ１５、ＳＭＲ１７を閉じ、昇降圧回路８とバッテリ６を接続する。そして、エンジン１によって発電機５で電力を発生させ、その電力を発電機インバータ１０、昇降圧回路８を介してバッテリ６に充電する。
【００６２】
ステップＳ４０６では、バッテリＳＯＣ検出部１０５、１０６によってバッテリ６、７のＳＯＣをそれぞれ検出し、バッテリ６とバッテリ７のＳＯＣが等しいかどうか判断し、バッテリ６とバッテリ７のＳＯＣが等しくなるとステップＳ４０９へ進む。
【００６３】
ステップＳ４０３においてバッテリ６のＳＯＣがバッテリ７のＳＯＣよりも大きいと判断されるとステップＳ４０７へ進む。ステップＳ４０７では、エンジン１によって発電機５で電力を発生させ、その電力を発電機インバータ１０、昇降圧回路８を介してバッテリ７に充電する。なお、ステップＳ４０７は、走行中にバッテリ７からモータ２へ電力を供給し続け、そのためにバッテリ７のＳＯＣがバッテリ６のＳＯＣよりも小さくなった場合である。
【００６４】
ステップＳ４０８では、バッテリＳＯＣ検出部１０５、１０６によってバッテリ６、７のＳＯＣをそれぞれ検出し、バッテリ６とバッテリ７のＳＯＣが等しいかどうか判断し、バッテリ６とバッテリ７のＳＯＣが等しくなるとステップＳ４０９へ進む。
【００６５】
ステップＳ４０９では、バッテリ６とバッテリ７のＳＯＣが等しくなったので、ＳＭＲ１５、ＳＭＲ１６、ＳＭＲ１７を開いて昇降圧回路８とバッテリ６、７を切り離す。そしてリレー１８を閉じ、リレー１９を開く。またリレー２１を閉じ、リレー２２を開く。これによって回路Ｖ１と回路ＧＮＤ１を接続し、バッテリ６とバッテリ７から電力を供給する電力供給回路を構成する。その後ＳＭＲ１５、ＳＭＲ１７を閉じ、バッテリ７充電走行を終了し、図５のステップＳ２０６の通常走行へ移行する。
【００６６】
以上の制御により、車両の起動時にバッテリ６のＳＯＣが小さい場合に、バッテリ７によって車両を始動し、走行中にバッテリ６を充電することで、バッテリ６とバッテリ７のＳＯＣを調整することができる。
【００６７】
なお、ステップＳ４０３において、バッテリＳＯＣ検出部１０５、１０６によってバッテリ６、７のＳＯＣを常時検出し、バッテリ７のＳＯＣが小さくなり、バッテリ６のＳＯＣと等しくなった場合に、ステップＳ４１１へ進んでもよい。
【００６８】
次にステップＳ１０５のバッテリ６走行について図８のフローチャートを用いて説明する。
【００６９】
ステップＳ５００では、バッテリ７が取り外されているので、リレー１８を開き、リレー１９を閉じる。またリレー２１を閉じ、リレー２２を開く。さらにＳＭＲ１５、ＳＭＲ１７を接続する。これによって回路Ｖ１と回路ＧＮＤ２を接続し、バッテリ６から電力を供給する電力供給回路を構成する。
【００７０】
ステップＳ５０１では、バッテリ６から昇降圧回路８、モータインバータ９を介してモータ２に電力を供給し、モータ２によりエンジン１を始動する。
【００７１】
ステップＳ５０２では、エンジン１とモータ２によって車両を走行する。モータ２からトランスミッション４を介して車両を駆動する際にはバッテリ７が取り外されているので、バッテリ６から電力を供給する。また、バッテリ６のＳＯＣが小さくなった場合には、エンジン１によって発電機５で発電し、その電力を発電機インバータ１０、昇降圧回路８を介してバッテリ６に充電する。また、回生時にも発電機５によって発電し、バッテリ６を充電する。
【００７２】
また、ステップＳ１０６のバッテリ７走行について図９のフローチャートを用いて説明する。
【００７３】
ステップＳ６００では、バッテリ６が取り外されているので、リレー１８を閉じ、リレー１９を開く。またリレー２１を開き、リレー２２を閉じる。さらにＳＭＲ１５、ＳＭＲ１７を閉じる。これによって回路Ｖ２と回路ＧＮＤ１を接続し、バッテリ７から電力を供給する電力供給回路を構成する。
【００７４】
ステップＳ６０１では、バッテリ７から昇降圧回路８、モータインバータ９を介してモータ２に電力を供給し、モータ２によりエンジン１を始動する。
【００７５】
ステップＳ６０２では、エンジン１とモータ２によって車両を走行する。モータ２からトランスミッション４を介して車両を駆動する際にはバッテリ６が取り外されているので、バッテリ７から電力を供給する。また、バッテリ７のＳＯＣが小さくなった場合には、エンジン１によって発電機５で発電し、その電力を発電機インバータ１０、昇降圧回路８を介してバッテリ７に充電する。また、回生時にも発電機５によって発電し、バッテリ７を充電する。
【００７６】
以上の制御によって、バッテリ６またはバッテリ７のどちらか一方が車両から取り外された場合に残ったバッテリからモータ２へ電力を供給し、モータ２によってエンジン１を始動させ、走行時にはモータ２によって車両に駆動力を与えることができる。
【００７７】
次に車両を停止する場合について図１０のフローチャートを用いて説明する。
【００７８】
ステップＳ７０１ではイグニッションがＯＦＦとされたかどうか判断する。イグニッションがＯＦＦとされていない場合には本制御を終了し、走行を継続する。イグニッションがＯＦＦとされた場合にはステップＳ７０２へ進む。
【００７９】
ステップＳ７０２では、ＳＭＲ１５、ＳＭＲ１６、ＳＭＲ１７を開き、また、リレー１８、リレー１９、リレー２１、リレー２２を開き、バッテリ６またはバッテリ７と昇降圧回路８を遮断する。
【００８０】
以上の制御により、車両の停止中にバッテリ６とバッテリ７を開回路とすることで、バッテリ６とバッテリ７のＳＯＣ低下を防ぐことができる。
【００８１】
本発明の実施形態の効果について説明する。
【００８２】
バッテリ６とバッテリ７を直列に接続する蓄電装置３において、バッテリ６またはバッテリ７を取り外した場合には、リレー１８、リレー１９、またリレー２１、リレー２２を切り換えることで、取り外していないバッテリからモータ２へ電力を供給し、エンジン１を始動、またはモータ２によって走行することができるので、例えばバッテリ６を取り外して車両以外の蓄電装置として使用することができ、更に車両を駆動させることができる。
【００８３】
バッテリ６またはバッテリ７が取り外された場合に昇降圧回路８によってモータ２を駆動するために必要な電圧に調整することができるので、バッテリ６またはバッテリ７が取り外された場合にもモータ２へ電力を供給することができる。
【００８４】
バッテリ６とバッテリ７のＳＯＣが異なる場合、例えばバッテリ６またはバッテリ７のどちらか一方を取り外し、その後再び取り付けた場合にはバッテリのＳＯＣが異なるので、そのまま直列に接続すると蓄電装置３としての使用可能性範囲が限定されてしまう。しかし、ＳＯＣが大きいバッテリからモータ２へ電力を供給し、ＳＯＣが小さいバッテリにはモータ２に電力を供給していない場合に発電機５によって発電した電力を供給し充電するので、バッテリ６とバッテリ７のＳＯＣが異なる場合にもモータ２へ電力を供給し、更に発電機５で充電することでバッテリ６とバッテリ７のＳＯＣを素早く均一にすることができる。
【００８５】
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内でなしうるさまざまな変更、改良が含まれることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
複数のバッテリを直列に接続する電源を備えた電源装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の実施形態を示すブロック図である。
【図２】本発明のバッテリ電圧と昇圧電圧の関係を示したマップである。
【図３】本発明のバッテリの脱着状態と回路の接続状態を示す表である。
【図４】本発明のメインフローチャートである。
【図５】本発明の通常走行を示すフローチャートである。
【図６】本発明のバッテリ充電走行を示すフローチャートである。
【図７】本発明のバッテリ充電走行を示すフローチャートである。
【図８】本発明の一つのバッテリで走行を行う場合のフローチャートである。
【図９】本発明の一つのバッテリで走行を行う場合のフローチャートである。
【図１０】本発明の車両停止を行うフローチャートである。
【符号の説明】
【００８８】
１ エンジン（内燃機関）
２ モータ
３ 蓄電装置
５ 発電機（発電手段）
６ バッテリ（第１蓄電装置）
７ バッテリ（第２蓄電装置）
８ 昇降圧回路（昇圧回路）
１８ リレー（接続手段、第３スイッチング手段）
１９ リレー（接続手段、第１スイッチング手段）
２１ リレー（接続手段、第４スイッチング手段）
２２ リレー（接続手段、第２スイッチング手段）
１００ ハイブリットコントローラ
１０５ バッテリＳＯＣ検出部（第１蓄電量検出手段）
１０６ バッテリＳＯＣ検出部（第２蓄電量検出手段）
Ｖ１ 回路（第１接続回路）
Ｖ２ 回路（第３接続回路）
ＧＮＤ２ 回路（第２接続回路）
ＧＮＤ１ 回路（第４接続回路）
【技術分野】
【０００１】
本発明はハイブリット車両の電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のバッテリ（蓄電装置）を直列に接続した電源を備え、この電源からの電力によって駆動するモータを備えた電気自動車やハイブリット自動車のような、モータによって駆動する車両が知られている。このような車両において、メンテナンス時などにバッテリを交換する場合、複数のバッテリ全体を取り外すと作業性が悪いため、複数のバッテリを分割して取り出し可能にしたバッテリが、特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開平５−２４２８７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記の発明では、分割して取り出すことが可能なバッテリを車両から取り出し、その他の目的で電源装置として使用した場合に、通常バッテリを直列に接続しているためにバッテリを取り外した状態では車両を走行できない、といった問題点がある。
【０００４】
本発明ではこのような問題点を解決するために発明されたもので、複数のバッテリを直列に接続する車両の電源において、或るバッテリが取り外された場合にもモータによって車両の駆動を可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明では、複数の電源装置を直列に接続して構成され、複数の電源装置をそれぞれ脱着可能な電力供給手段と、電力供給手段に蓄えた電力によって駆動するモータと、を備えたハイブリット車両の電源装置において、複数の電源装置の脱着状態を検出する脱着検出手段と、複数の電源装置のうちのいずれかが取り外された状態でモータを動かす場合に、取り外されていない電源装置とモータを接続する接続手段と、を備える。そして、取り外されていない電源装置によってモータに電力を供給する。
を備える。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によると、複数のバッテリを直列に接続する車両の電源装置において、或るバッテリを車両から取り外した場合でも残りのバッテリによって車両のモータを駆動させることができ、例えばバッテリを車両以外の電源装置として使用する際にも複数のバッテリのうち車両に残されたバッテリによって車両を駆動することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の実施形態の構成を図１のブロック図を用いて説明する。この実施形態は、車両を駆動するための駆動力を発生するエンジン（内燃機関）１と、蓄電装置３から供給される電力によって車両を駆動するための駆動力を発生するモータ２と、エンジン１及びモータ２からの駆動力を、車両を駆動する駆動軸へ伝達するトランスミッション４と、回生時、またはエンジン１によって発電する発電機（発電手段）５を備える。なお、モータ２と発電機５の代わりにモータ２と発電機５の機能を有するモータジェネレータを用いてもよい。
【０００８】
蓄電装置３は、モータ２へ電力を供給し、また発電機５によって発電された電力を蓄えるバッテリ６（第１電源装置）とバッテリ７（第２電源装置）と、バッテリ６及びバッテリ７とモータ２及び発電機５間で電圧を制御する昇降圧回路８（昇圧回路）と、昇降圧回路８とモータ２間の電力を制御するモータインバータ９と、昇降圧回路８と発電機５間の電力を制御する発電機インバータ１０と、バッテリ６及びバッテリ７と昇降圧回路８を接続する接続回路１２を備える。なお、バッテリ６とバッテリ７は直列に接続している（バッテリ６とバッテリ７が電力供給手段を構成する）。また、この実施形態ではバッテリ６の正極端子が昇降圧回路８と接続し、バッテリ７の負極端子が昇降圧回路８とそれぞれ接続する。
【０００９】
昇降圧回路８はバッテリ６とバッテリ７の脱着状態、またはバッテリ６とバッテリ７のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ ｃｈａｒｇｅ）によってモータ２へ供給する電力の電圧を制御する。図２はバッテリ６とバッテリ７の接続状態、ならびにバッテリ６またはバッテリ７のＳＯＣと昇圧電圧の関係を示したマップであり、バッテリ６とバッテリ７が接続している場合には一定の昇圧電圧とする。また、バッテリ６またはバッテリ７のどちらか一方が外されている場合には、ＳＯＣに応じて昇圧電圧を変更する。バッテリ６またはバッテリ７の一方が外されている場合にバッテリ６とバッテリ７が取り外されていない場合の昇圧電圧とするとバッテリの電流が増大し、バッテリの発熱によりバッテリの寿命を短くしてしまう可能性があるが、昇圧電圧を変更することで、電流の増大、バッテリの寿命短縮を防ぐことができる。
【００１０】
接続回路１２は、バッテリ６を含んだ回路Ａと、バッテリ７を含んだ回路Ｂから構成される。また、回路Ａと昇降圧回路８の間を接続、開放するＳＭＲ１５と、ＳＭＲ１６を備え、回路Ｂと昇降圧回路８の間を接続、開放とするＳＭＲ１７を備える。なお、バッテリ６の直下流であり、バッテリ７の直上流の箇所、すなわちバッテリ６とバッテリ７の間に接続点１２ａを設ける。
【００１１】
回路Ａはバッテリ６を含んだ閉回路を形成し、バッテリ６と、コイル２３と、バッテリ６の脱着を検出するための閉開器であるリレー３０と、バッテリ６の脱着状態によりバッテリ６及びバッテリ７と昇降圧回路８の接続状態を切り換える閉開器であるリレー１８（第３スイッチング手段）と、リレー１９（第１スイッチング手段）によって構成される。なお、回路Ａと、後述するＳＭＲ１５またはＳＭＲ１６を介して昇降圧回路８と接続する箇所を接続点１３ａとし、接続点１２ａと接続点１３ａの間でバッテリ６を含む回路を回路Ｖ１（第１接続回路）とし、バッテリ６を含まない回路を回路Ｖ２（第３接続回路）とする。リレー１８は回路Ｖ２に設けられ、リレー１９とリレー３０は回路Ｖ１に設けられる。
【００１２】
リレー１８、リレー１９は後述するリレー制御部１０９によってコイル１８ａ、コイル１９ａに電流を流して開閉を行う。なお、リレー１８、リレー１９の動作方法については、他の方法を用いてもよい。
【００１３】
リレー３０は、後述するバッテリ脱着検出部１０７と接続し、コイル２３に電流が流れていると閉じ、コイル２３に電流が流れていないと開く。すなわちバッテリ６の脱着状態によって開閉する。なお、コイル２３を設けずに、回路Ｖ１に電流センサを取り付け、電流センサによって発生する起電力でリレー３０を動作させてもよい。
【００１４】
回路Ｂはバッテリ７含んだ閉回路を形成し、バッテリ７と、コイル２４と、バッテリ７の脱着を検出するための閉開器であるリレー３１と、バッテリ７の脱着状態によりバッテリ６及びバッテリ７と昇降圧回路８の接続状態を切り換える閉開器であるリレー２１（第４スイッチング手段）と、リレー２２（第２スイッチング手段）によって構成される。（リレー１８とリレー１９とリレー２１とリレー２２が接続手段を構成する）。なお、回路Ｂと、ＳＭＲ１７を介して昇降圧回路８と接続する箇所を接続点１４ａとし、接続点１２ａと接続点１４ａの間でバッテリ７を含む回路を回路ＧＮＤ１（第２接続回路）とし、バッテリ７を含まない回路を回路ＧＮＤ２（第４接続回路）とする。リレー２１とリレー３１は回路ＧＮＤ１に設けられ、リレー２２は回路ＧＮＤ２に設けられる。
【００１５】
リレー２１、リレー２２は後述するリレー制御部１１０によってコイル２１ａ、コイル２２ａに電流を流して開閉を行う。なお、リレー２１、リレー２２の動作方法については、他の方法を用いてもよい。
【００１６】
リレー３１は、後述するバッテリ脱着検出部１０８と接続し、コイル２４に電流が流れていると閉じ、コイル２４に電流が流れていないと開く。すなわちバッテリ７の脱着状態によって開閉する。なお、コイル２４を設けずに、回路ＧＮＤ１に電流センサを取り付け、電流センサによって発生する起電力でリレー３０を動作させてもよい。
【００１７】
ＳＭＲ１５は、後述するＳＭＲ制御部１１１によって開閉することにより、抵抗２５を介して回路Ａと昇降圧回路８間を接続、開放する。ＳＭＲ１６はＳＭＲ１５と並列に接続し、後述するＳＭＲ制御部１１１によって開閉することにより、回路Ａと昇降圧回路８間を接続、開放する。ＳＭＲ１５とＳＭＲ１６は、電源ＯＮ時などに突入電流が流れる場合にはＳＭＲ１６を開放とし、ＳＭＲ１５によって回路Ａと昇降圧回路８を接続し、その後、電流が定常状態になるとＳＭＲ１５を開放とし、ＳＭＲ１６によって回路Ａと昇降圧回路８を接続する。ＳＭＲ１５が抵抗２５を介して回路Ａと昇降圧回路８を接続するので、突入電流による接続回路１２に過電流が流れるのを防ぐことができる。
【００１８】
また、本発明のハイブリット車両を制御するハイブリットコントローラ１００を備える。ハイブリットコントローラ１００は、エンジン１を制御するエンジン制御部１０１と、モータインバータ２を制御するモータインバータ制御部１０２と、発電機インバータ１０を制御する発電機インバータ制御部１０３と、昇降圧回路８を制御する昇降圧制御部１０４を備える。また、バッテリ６のＳＯＣを検出するバッテリＳＯＣ検出部１０５（第１蓄電量検出手段）と、バッテリ７のＳＯＣを検出するバッテリＳＯＣ検出部１０６（第２蓄電量検出手段）と、バッテリ６の脱着を検出するバッテリ脱着検出部１０７（脱着検出手段）と、バッテリ７の脱着を検出するバッテリ脱着検出部１０８（脱着検出手段）と、リレー１８とリレー１９を制御するリレー制御部１０９と、リレー２１とリレー２２を制御するリレー制御部１１０を備える。さらにＳＭＲ１５を制御するＳＭＲ制御部１１１と、ＳＭＲ１６を制御するＳＭＲ制御部１１２と、ＳＭＲ１７を制御するＳＭＲ制御部１１３を備える。
【００１９】
バッテリＳＯＣ検出部１０５は、バッテリ６と接続する電流センサ３２、温度センサ３３、電圧センサ３４によって検出した電流、温度、電圧によってバッテリ６のＳＯＣを算出する。
【００２０】
バッテリＳＯＣ検出部１０６は、バッテリ７と接続する電流センサ３５、温度センサ３６、電圧センサ３７によって検出した電流、温度、電圧によってバッテリ６のＳＯＣを算出する。
【００２１】
ここで、バッテリ６とバッテリ７の脱着状態に応じた接続回路１２の接続状態について図３を用いて説明する。
【００２２】
バッテリ６とバッテリ７が取り付けられている場合には、リレー１８を開き、リレー１９を閉じる。またリレー２１を開き、リレー２２を閉じる。これによって回路Ｖ１と回路ＧＮＤ１が接続、通電し、バッテリ６とバッテリ７によって回路Ｖ１と回路ＧＮＤ１間にバッテリ６とバッテリ７による電位差が生じる。
【００２３】
バッテリ６が取り付けられ、バッテリ７が取り外された場合には、リレー１８を開き、リレー１９を閉じる。またリレー２１を閉じ、リレー２２を開く。これによって回路Ｖ１と回路ＧＮＤ２が接続、通電し、バッテリ６によって回路Ｖ１と回路ＧＮＤ２間にバッテリ６による電位差が生じる。
【００２４】
バッテリ６が取り外され、バッテリ７が取り付けられた場合には、リレー１８を閉じ、リレー１９を開く。またリレー２１を開き、リレー２２を閉じる。これによって回路Ｖ２と回路ＧＮＤ１が接続、通電し、バッテリ７によって回路Ｖ２と回路ＧＮＤ１間にバッテリ７による電位差が生じる。
【００２５】
バッテリ６とバッテリ７が取り付外されている場合には、リレー１８を閉じ、リレー１９を開く。またリレー２１を閉じ、リレー２２を開く。これによって回路Ｖ２と回路ＧＮＤ２が接続するが、この場合にはハイブリットコントローラ１００によって接続回路１２に電流が流れないようにＳＭＲ１５、１６、１７を開き回路を遮断する。
【００２６】
次にこの実施形態の走行制御について図４のフローチャートを用いて説明する。
【００２７】
ステップＳ１００ではドライバーによってイグニッションがＯＮとされる。これによってＨＶＥＣＵ１００に電源が入る。
【００２８】
ステップＳ１０１では、回路Ａにおいてリレー１８とリレー１９を閉じて閉回路を形成する。そして、バッテリ脱着検出部１０７によってバッテリ６の脱着を検出する。バッテリ脱着検出部１０７によってバッテリ６が取り付けられていると判断するとステップＳ１０２へ進み、バッテリ６が取り付けられていないと判断するとステップＳ１０３へ進む。
【００２９】
ステップＳ１０２では、回路Ｂにおいてリレー２１とリレー２２を閉じて閉回路を形成する。そして、バッテリ脱着検出部１０８によって検出する。バッテリ７が取り付けられていると判断するとステップＳ１０４へ進み、バッテリが取り付けられていないと判断するとステップＳ１０５へ進む。
【００３０】
ステップＳ１０３ではステップ１２と同様に、バッテリ脱着検出部１０８においてバッテリ７の脱着チェックを行う。バッテリ７が取り付けられていると判断するとステップＳ１０６へ進み、バッテリが取り付けられていないと判断すると、この場合はバッテリ６、７がともに取り外された状態であり、車両の走行が不能であるので本制御を終了する。
【００３１】
ステップＳ１０４はバッテリ６、７が取り付けられた状態なので、バッテリ６、７による通常走行を行う。この制御については後述する。
【００３２】
ステップＳ１０５はバッテリ６が取り付けられ、バッテリ７が取り外された状態なので、バッテリ６による単独走行を行う。この制御については後述する。
【００３３】
ステップＳ１０６はバッテリ６が取り外され、バッテリ７が取り付けられた状態なので、バッテリ７による単独走行を行う。この制御については後述する。
【００３４】
次にステップＳ１０４の通常走行について図５のフローチャートを用いて説明する。
【００３５】
ステップ２００では、バッテリ６とバッテリ７のＳＯＣをバッテリＳＯＣ検出部１０５とバッテリＳＯＣ検出部１０６によって検出する。
【００３６】
ステップＳ２０１では、ステップＳ２００で検出したバッテリ６とバッテリ７のＳＯＣが等しいかどうか判断する。そしてバッテリ６とバッテリ７のＳＯＣが等しい場合にはステップＳ２０５へ進み、ＳＯＣが等しくない場合にはステップＳ２０２へ進む。なお、ここではバッテリ６とバッテリ７のＳＯＣの差を算出し、その差が所定の範囲内である場合にステップＳ２０５へ進んでもよい。
【００３７】
ステップＳ２０２では、バッテリ６のＳＯＣとバッテリ７のＳＯＣを比較し、バッテリ６のＳＯＣが大きい場合には、ステップＳ２０３へ進み、バッテリ６のＳＯＣが小さい場合には、ステップＳ２０４へ進む。
【００３８】
ステップＳ２０３はバッテリ６のＳＯＣがバッテリ７のＳＯＣよりも大きいので、バッテリ７を充電するバッテリ７充電走行を行う。これについては後述する。
【００３９】
ステップＳ２０４はバッテリ６のＳＯＣがバッテリ７のＳＯＣよりも小さいので、バッテリ６を充電するバッテリ６充電走行を行う。これについては後述する。
【００４０】
ステップＳ２０５では、バッテリ６とバッテリ７のＳＯＣが等しいので、リレー１８、リレー２１を開き、リレー１９、リレー２２を閉じてバッテリ６とバッテリ７によってバッテリ６とバッテリ７から供給される電力によってモータ２を駆動し、ＳＭＲ１５、ＳＭＲ１７を閉じ、モータ２を駆動し、エンジン１を始動する。
【００４１】
ステップＳ２０６へ進み通常の走行を行う。通常走行では回生時などに発電機５によって発電した電力をバッテリ６とバッテリ７に均等に充電する。また、バッテリ６とバッテリ７のＳＯＣが低い場合にはエンジン１の駆動力から発電機５によって発電を行い、バッテリ６とバッテリ７に充電する。なお、充電の際に突入電流が流れる場合にＳＭＲ１５を閉じ、ＳＭＲ１６を開き、定常電流となるとＳＭＲ１５を開き、ＳＭＲ１６を閉じる（ＳＭＲ１５からＳＭＲ１６への切り換えは以下、同様とする）。
【００４２】
次にステップＳ２０３のバッテリ７充電走行について図６のフローチャートを用いて説明する。
【００４３】
ステップＳ３００では、バッテリ６のＳＯＣがバッテリ７のＳＯＣよりも大きいのでバッテリ６を用いてエンジン１を始動させるための電力供給回路を構成する。ここではリレー１８を開き、リレー１９を閉じる。そして、リレー２１を閉じ、リレー２２を開く。さらにＳＭＲ１５、ＳＭＲ１７を接続する。これによって回路Ｖ１と回路ＧＮＤ２によってバッテリ６による電力供給回路を構成する。
【００４４】
ステップＳ３０１では、バッテリ６から昇降圧回路８、モータインバータ９を介してモータ２に電力を供給し、モータ２によりエンジン１を始動する。
【００４５】
ステップＳ３０２では、車両の走行状態を検出する。そしてモータ２からの出力によって走行している場合にはモータ２による走行を継続し、モータ２からの出力がなく、エンジン１による出力だけで走行している場合にはステップＳ３０３へ進む。車両を走行させるためにモータ２からの出力を使用、つまりバッテリ６からモータ２へ電力を供給しているので、バッテリ７への充電は行わずに走行する。
【００４６】
ステップＳ３０３では、バッテリＳＯＣ検出部１０５、１０６によってバッテリ６、７のＳＯＣを検出し、バッテリ６のＳＯＣがバッテリ７のＳＯＣよりも大きい場合にはステップＳ３０４へ進み、バッテリ６のＳＯＣがバッテリ７のＳＯＣよりも小さい場合にはステップＳ３０７へ進む。
【００４７】
ステップＳ３０４では、ＳＭＲ１５、ＳＭＲ１６、ＳＭＲ１７を開く。リレー１８を閉じ、リレー１９を開く。またリレー２１を開き、リレー２２を閉じる。これによって、まず昇降圧回路８とバッテリ６、７を切り離して誤動作を防止し、その後回路Ｖ２と回路ＧＮＤ１を接続し、バッテリ７を充電するための充電回路を構成する。
【００４８】
ステップＳ３０５では、ＳＭＲ１５、ＳＭＲ１７を閉じ、昇降圧回路８とバッテリ７を接続する。そして、エンジン１によって発電機５で発電し、その電力をバッテリ７に充電する。
【００４９】
ステップＳ３０６では、バッテリＳＯＣ検出部１０５、１０６によってバッテリ６、７のＳＯＣをそれぞれ検出し、バッテリ６とバッテリ７のＳＯＣが等しいかどうか判断し、バッテリ６とバッテリ７のＳＯＣが等しくなるとステップＳ３０９へ進む。
【００５０】
ステップＳ３０３においてバッテリ６のＳＯＣがバッテリ７のＳＯＣよりも小さいと判断されるとステップＳ３０７へ進む。ステップＳ３０７では、エンジン１によって発電機５で電力を発生させ、その電力を発電機インバータ１０、昇降圧回路８を介してバッテリ６に充電する。なお、ステップＳ３０７は、走行中にバッテリ６からモータ２へ電力を供給し続け、そのためにバッテリ６のＳＯＣがバッテリ７のＳＯＣよりも小さくなった場合である。
【００５１】
ステップＳ３０８では、バッテリＳＯＣ検出部１０５、１０６によってバッテリ６、７のＳＯＣをそれぞれ検出し、バッテリ６とバッテリ７のＳＯＣが等しいかどうか判断し、バッテリ６とバッテリ７のＳＯＣが等しくなるとステップＳ３０９へ進む。
【００５２】
ステップＳ３０９では、バッテリ６とバッテリ７のＳＯＣが等しくなったので、ＳＭＲ１５、ＳＭＲ１６、ＳＭＲ１７を開いて昇降圧回路８と接続回路１２を切り離す。そしてリレー１８を開き、リレー１９を閉じる。またリレー２１を開き、リレー２２を閉じる。これによって回路Ｖ１と回路ＧＮＤ１を接続し、バッテリ６とバッテリ７から電力を供給する電力供給回路を構成する。その後ＳＭＲ１５、ＳＭＲ１７を閉じ、バッテリ７充電走行を終了し、図５のステップＳ２０６の通常走行へ移行する。
【００５３】
以上の制御により、車両の起動時にバッテリ７のＳＯＣが小さい場合、例えば車両の停車中にバッテリ７を取り外し、バッテリ７を他の機器において使用し、その後戻された場合に、バッテリ６によって車両を始動し、走行中にバッテリ７を充電することで、バッテリ６とバッテリ７のＳＯＣを調整することができる。
【００５４】
なお、ステップＳ３０３において、バッテリＳＯＣ検出部１０５、１０６によってバッテリ６、７のＳＯＣを常時検出し、バッテリ６のＳＯＣが小さくなり、バッテリ７のＳＯＣと等しくなった場合に、ステップＳ３１１へ進んでもよい。
【００５５】
次にステップＳ２０４のバッテリ６充電走行について図７のフローチャートを用いて説明する。
【００５６】
ステップＳ４００では、バッテリ６のＳＯＣがバッテリ７のＳＯＣよりも小さいのでバッテリ７を用いてエンジン１を始動させるための電力供給回路を構成する。ここではリレー１８を閉じ、リレー１９を開く。そして、リレー２１を開き、リレー２２を閉じる。さらにＳＭＲ１５、ＳＭＲ１７を閉じる。これによって回路Ｖ２と回路ＧＮＤ１によってバッテリ７による電力供給回路を構成する。
【００５７】
ステップＳ４０１では、バッテリ７から昇降圧回路８、モータインバータ９を介してモータ２に電力を供給し、モータ２によりエンジン１を始動する。
【００５８】
ステップＳ４０２では、車両の走行状態を検出する。そしてモータ２からの出力によって走行している場合にはモータ２による走行を継続し、モータ２からの出力がなく、エンジン１による出力だけで走行している場合にはステップＳ４０３へ進む。車両を走行させるためにモータ２からの出力を使用、つまりバッテリ７からモータ２へ電力を供給しているので、バッテリ６への充電は行わずに走行する。
【００５９】
ステップＳ４０３では、バッテリＳＯＣ検出部１０５、１０６によってバッテリ６、７のＳＯＣを検出し、バッテリ６のＳＯＣがバッテリ７のＳＯＣよりも小さい場合にはステップＳ４０４へ進み、バッテリ６のＳＯＣがバッテリ７のＳＯＣよりも大きい場合にはステップＳ４０７へ進む。
【００６０】
ステップＳ４０４では、ＳＭＲ１５、ＳＭＲ１６、ＳＭＲ１７を開く。リレー１８を開き、リレー１９を閉じる。またリレー２１を閉じ、リレー２２を開く。これによって、まず昇降圧回路８とバッテリ６、７を切り離して誤動作を防止し、その後回路Ｖ２と回路ＧＮＤ１を接続し、バッテリ７を充電するための充電回路を構成する。
【００６１】
ステップＳ４０５では、ＳＭＲ１５、ＳＭＲ１７を閉じ、昇降圧回路８とバッテリ６を接続する。そして、エンジン１によって発電機５で電力を発生させ、その電力を発電機インバータ１０、昇降圧回路８を介してバッテリ６に充電する。
【００６２】
ステップＳ４０６では、バッテリＳＯＣ検出部１０５、１０６によってバッテリ６、７のＳＯＣをそれぞれ検出し、バッテリ６とバッテリ７のＳＯＣが等しいかどうか判断し、バッテリ６とバッテリ７のＳＯＣが等しくなるとステップＳ４０９へ進む。
【００６３】
ステップＳ４０３においてバッテリ６のＳＯＣがバッテリ７のＳＯＣよりも大きいと判断されるとステップＳ４０７へ進む。ステップＳ４０７では、エンジン１によって発電機５で電力を発生させ、その電力を発電機インバータ１０、昇降圧回路８を介してバッテリ７に充電する。なお、ステップＳ４０７は、走行中にバッテリ７からモータ２へ電力を供給し続け、そのためにバッテリ７のＳＯＣがバッテリ６のＳＯＣよりも小さくなった場合である。
【００６４】
ステップＳ４０８では、バッテリＳＯＣ検出部１０５、１０６によってバッテリ６、７のＳＯＣをそれぞれ検出し、バッテリ６とバッテリ７のＳＯＣが等しいかどうか判断し、バッテリ６とバッテリ７のＳＯＣが等しくなるとステップＳ４０９へ進む。
【００６５】
ステップＳ４０９では、バッテリ６とバッテリ７のＳＯＣが等しくなったので、ＳＭＲ１５、ＳＭＲ１６、ＳＭＲ１７を開いて昇降圧回路８とバッテリ６、７を切り離す。そしてリレー１８を閉じ、リレー１９を開く。またリレー２１を閉じ、リレー２２を開く。これによって回路Ｖ１と回路ＧＮＤ１を接続し、バッテリ６とバッテリ７から電力を供給する電力供給回路を構成する。その後ＳＭＲ１５、ＳＭＲ１７を閉じ、バッテリ７充電走行を終了し、図５のステップＳ２０６の通常走行へ移行する。
【００６６】
以上の制御により、車両の起動時にバッテリ６のＳＯＣが小さい場合に、バッテリ７によって車両を始動し、走行中にバッテリ６を充電することで、バッテリ６とバッテリ７のＳＯＣを調整することができる。
【００６７】
なお、ステップＳ４０３において、バッテリＳＯＣ検出部１０５、１０６によってバッテリ６、７のＳＯＣを常時検出し、バッテリ７のＳＯＣが小さくなり、バッテリ６のＳＯＣと等しくなった場合に、ステップＳ４１１へ進んでもよい。
【００６８】
次にステップＳ１０５のバッテリ６走行について図８のフローチャートを用いて説明する。
【００６９】
ステップＳ５００では、バッテリ７が取り外されているので、リレー１８を開き、リレー１９を閉じる。またリレー２１を閉じ、リレー２２を開く。さらにＳＭＲ１５、ＳＭＲ１７を接続する。これによって回路Ｖ１と回路ＧＮＤ２を接続し、バッテリ６から電力を供給する電力供給回路を構成する。
【００７０】
ステップＳ５０１では、バッテリ６から昇降圧回路８、モータインバータ９を介してモータ２に電力を供給し、モータ２によりエンジン１を始動する。
【００７１】
ステップＳ５０２では、エンジン１とモータ２によって車両を走行する。モータ２からトランスミッション４を介して車両を駆動する際にはバッテリ７が取り外されているので、バッテリ６から電力を供給する。また、バッテリ６のＳＯＣが小さくなった場合には、エンジン１によって発電機５で発電し、その電力を発電機インバータ１０、昇降圧回路８を介してバッテリ６に充電する。また、回生時にも発電機５によって発電し、バッテリ６を充電する。
【００７２】
また、ステップＳ１０６のバッテリ７走行について図９のフローチャートを用いて説明する。
【００７３】
ステップＳ６００では、バッテリ６が取り外されているので、リレー１８を閉じ、リレー１９を開く。またリレー２１を開き、リレー２２を閉じる。さらにＳＭＲ１５、ＳＭＲ１７を閉じる。これによって回路Ｖ２と回路ＧＮＤ１を接続し、バッテリ７から電力を供給する電力供給回路を構成する。
【００７４】
ステップＳ６０１では、バッテリ７から昇降圧回路８、モータインバータ９を介してモータ２に電力を供給し、モータ２によりエンジン１を始動する。
【００７５】
ステップＳ６０２では、エンジン１とモータ２によって車両を走行する。モータ２からトランスミッション４を介して車両を駆動する際にはバッテリ６が取り外されているので、バッテリ７から電力を供給する。また、バッテリ７のＳＯＣが小さくなった場合には、エンジン１によって発電機５で発電し、その電力を発電機インバータ１０、昇降圧回路８を介してバッテリ７に充電する。また、回生時にも発電機５によって発電し、バッテリ７を充電する。
【００７６】
以上の制御によって、バッテリ６またはバッテリ７のどちらか一方が車両から取り外された場合に残ったバッテリからモータ２へ電力を供給し、モータ２によってエンジン１を始動させ、走行時にはモータ２によって車両に駆動力を与えることができる。
【００７７】
次に車両を停止する場合について図１０のフローチャートを用いて説明する。
【００７８】
ステップＳ７０１ではイグニッションがＯＦＦとされたかどうか判断する。イグニッションがＯＦＦとされていない場合には本制御を終了し、走行を継続する。イグニッションがＯＦＦとされた場合にはステップＳ７０２へ進む。
【００７９】
ステップＳ７０２では、ＳＭＲ１５、ＳＭＲ１６、ＳＭＲ１７を開き、また、リレー１８、リレー１９、リレー２１、リレー２２を開き、バッテリ６またはバッテリ７と昇降圧回路８を遮断する。
【００８０】
以上の制御により、車両の停止中にバッテリ６とバッテリ７を開回路とすることで、バッテリ６とバッテリ７のＳＯＣ低下を防ぐことができる。
【００８１】
本発明の実施形態の効果について説明する。
【００８２】
バッテリ６とバッテリ７を直列に接続する蓄電装置３において、バッテリ６またはバッテリ７を取り外した場合には、リレー１８、リレー１９、またリレー２１、リレー２２を切り換えることで、取り外していないバッテリからモータ２へ電力を供給し、エンジン１を始動、またはモータ２によって走行することができるので、例えばバッテリ６を取り外して車両以外の蓄電装置として使用することができ、更に車両を駆動させることができる。
【００８３】
バッテリ６またはバッテリ７が取り外された場合に昇降圧回路８によってモータ２を駆動するために必要な電圧に調整することができるので、バッテリ６またはバッテリ７が取り外された場合にもモータ２へ電力を供給することができる。
【００８４】
バッテリ６とバッテリ７のＳＯＣが異なる場合、例えばバッテリ６またはバッテリ７のどちらか一方を取り外し、その後再び取り付けた場合にはバッテリのＳＯＣが異なるので、そのまま直列に接続すると蓄電装置３としての使用可能性範囲が限定されてしまう。しかし、ＳＯＣが大きいバッテリからモータ２へ電力を供給し、ＳＯＣが小さいバッテリにはモータ２に電力を供給していない場合に発電機５によって発電した電力を供給し充電するので、バッテリ６とバッテリ７のＳＯＣが異なる場合にもモータ２へ電力を供給し、更に発電機５で充電することでバッテリ６とバッテリ７のＳＯＣを素早く均一にすることができる。
【００８５】
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内でなしうるさまざまな変更、改良が含まれることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
複数のバッテリを直列に接続する電源を備えた電源装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の実施形態を示すブロック図である。
【図２】本発明のバッテリ電圧と昇圧電圧の関係を示したマップである。
【図３】本発明のバッテリの脱着状態と回路の接続状態を示す表である。
【図４】本発明のメインフローチャートである。
【図５】本発明の通常走行を示すフローチャートである。
【図６】本発明のバッテリ充電走行を示すフローチャートである。
【図７】本発明のバッテリ充電走行を示すフローチャートである。
【図８】本発明の一つのバッテリで走行を行う場合のフローチャートである。
【図９】本発明の一つのバッテリで走行を行う場合のフローチャートである。
【図１０】本発明の車両停止を行うフローチャートである。
【符号の説明】
【００８８】
１ エンジン（内燃機関）
２ モータ
３ 蓄電装置
５ 発電機（発電手段）
６ バッテリ（第１蓄電装置）
７ バッテリ（第２蓄電装置）
８ 昇降圧回路（昇圧回路）
１８ リレー（接続手段、第３スイッチング手段）
１９ リレー（接続手段、第１スイッチング手段）
２１ リレー（接続手段、第４スイッチング手段）
２２ リレー（接続手段、第２スイッチング手段）
１００ ハイブリットコントローラ
１０５ バッテリＳＯＣ検出部（第１蓄電量検出手段）
１０６ バッテリＳＯＣ検出部（第２蓄電量検出手段）
Ｖ１ 回路（第１接続回路）
Ｖ２ 回路（第３接続回路）
ＧＮＤ２ 回路（第２接続回路）
ＧＮＤ１ 回路（第４接続回路）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電源装置を直列に接続して構成され、前記複数の電源装置をそれぞれ脱着可能な電力供給手段と、
前記電力供給手段に蓄えた電力によって駆動するモータと、を備えたハイブリット車両の電源装置において、
前記複数の電源装置の脱着状態を検出する脱着検出手段と、
前記複数の電源装置のうちのいずれかが取り外された状態で前記モータを動かす場合に、取り外されていない前記電源装置と前記モータを接続する接続手段と、を備え、
前記取り外されていない電源装置によって前記モータに電力を供給することを特徴とするハイブリット車両の電源装置。
【請求項２】
前記接続手段と前記モータの間で、前記複数の電源装置の脱着状態に基づいて、前記電源から前記モータへ印加する電圧を所定の電圧とする昇圧回路を備えることを特徴とする請求項１に記載のハイブリット車両の電源装置。
【請求項３】
前記電力供給手段が第１電源装置と第２電源装置から構成されることを特徴とする請求項１または２に記載のハイブリット車両の電源装置。
【請求項４】
前記接続手段は、前記第１電源装置の正極端子と前記モータとを接続する第１接続回路と、
前記第１接続回路に設けられ、前記第１電源装置が取り外された場合には前記第１接続回路を遮断する第１スイッチング手段と、
前記第２電源装置の負極端子と前記モータとを接続する第２接続回路と、
前記第２接続回路に設けられ、前記第２電源装置が取り外された場合は前記第２接続回路を遮断する第２スイッチング手段と、
前記第１電源装置の負極端子と、前記第１スイッチ手段と前記モータ間で前記モータと接続する第３接続回路と、
前記第３接続回路に設けられ、前記第１電源装置が取り外された場合に前記第３接続回路を導通し、かつ前記第１電源装置が取り付けられた場合には前記第３接続回路を遮断する第３スイッチング手段と、
前記第２電源装置の正極端子と、前記第２スイッチ手段と前記モータ間で前記モータと接続する第４接続回路と、
前記第４接続回路に設けられ、前記第２電源装置が取り外された場合に前記第４接続回路を導通し、かつ前記第２電源装置が取り付けられた場合には前記第４接続回路を遮断する第４スイッチング手段と、を備えることを特徴とする請求項３に記載のハイブリット車両の電源装置。
【請求項５】
前記第１電源装置の蓄電量を検出する第１蓄電量検出手段と、
前記第２電源装置の蓄電量を検出する第２蓄電量検出手段と、を備え、
前記第１電源装置と前記第２電源装置との蓄電量が等しくない場合に、前記蓄電量が大きい前記第１蓄電装置または前記第２蓄電装置から前記モータへ電力を供給することを特徴とする請求項４に記載のハイブリット車両の電源装置。
【請求項６】
少なくとも前記車両を駆動する内燃機関の動力によって発電する発電手段と、
前記第１電源装置と前記第２電源装置との蓄電量が等しくない場合に、前記蓄電量が少ない前記第１蓄電装置または前記第２蓄電装置に前記発電手段によって発電した電力を充電する充電手段と、を備えた請求項５に記載のハイブリット車両の電源装置。
【請求項１】
複数の電源装置を直列に接続して構成され、前記複数の電源装置をそれぞれ脱着可能な電力供給手段と、
前記電力供給手段に蓄えた電力によって駆動するモータと、を備えたハイブリット車両の電源装置において、
前記複数の電源装置の脱着状態を検出する脱着検出手段と、
前記複数の電源装置のうちのいずれかが取り外された状態で前記モータを動かす場合に、取り外されていない前記電源装置と前記モータを接続する接続手段と、を備え、
前記取り外されていない電源装置によって前記モータに電力を供給することを特徴とするハイブリット車両の電源装置。
【請求項２】
前記接続手段と前記モータの間で、前記複数の電源装置の脱着状態に基づいて、前記電源から前記モータへ印加する電圧を所定の電圧とする昇圧回路を備えることを特徴とする請求項１に記載のハイブリット車両の電源装置。
【請求項３】
前記電力供給手段が第１電源装置と第２電源装置から構成されることを特徴とする請求項１または２に記載のハイブリット車両の電源装置。
【請求項４】
前記接続手段は、前記第１電源装置の正極端子と前記モータとを接続する第１接続回路と、
前記第１接続回路に設けられ、前記第１電源装置が取り外された場合には前記第１接続回路を遮断する第１スイッチング手段と、
前記第２電源装置の負極端子と前記モータとを接続する第２接続回路と、
前記第２接続回路に設けられ、前記第２電源装置が取り外された場合は前記第２接続回路を遮断する第２スイッチング手段と、
前記第１電源装置の負極端子と、前記第１スイッチ手段と前記モータ間で前記モータと接続する第３接続回路と、
前記第３接続回路に設けられ、前記第１電源装置が取り外された場合に前記第３接続回路を導通し、かつ前記第１電源装置が取り付けられた場合には前記第３接続回路を遮断する第３スイッチング手段と、
前記第２電源装置の正極端子と、前記第２スイッチ手段と前記モータ間で前記モータと接続する第４接続回路と、
前記第４接続回路に設けられ、前記第２電源装置が取り外された場合に前記第４接続回路を導通し、かつ前記第２電源装置が取り付けられた場合には前記第４接続回路を遮断する第４スイッチング手段と、を備えることを特徴とする請求項３に記載のハイブリット車両の電源装置。
【請求項５】
前記第１電源装置の蓄電量を検出する第１蓄電量検出手段と、
前記第２電源装置の蓄電量を検出する第２蓄電量検出手段と、を備え、
前記第１電源装置と前記第２電源装置との蓄電量が等しくない場合に、前記蓄電量が大きい前記第１蓄電装置または前記第２蓄電装置から前記モータへ電力を供給することを特徴とする請求項４に記載のハイブリット車両の電源装置。
【請求項６】
少なくとも前記車両を駆動する内燃機関の動力によって発電する発電手段と、
前記第１電源装置と前記第２電源装置との蓄電量が等しくない場合に、前記蓄電量が少ない前記第１蓄電装置または前記第２蓄電装置に前記発電手段によって発電した電力を充電する充電手段と、を備えた請求項５に記載のハイブリット車両の電源装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００６−６０７７（Ｐ２００６−６０７７Ａ）
【公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１８２２２８（Ｐ２００４−１８２２２８）
【出願日】平成１６年６月２１日（２００４．６．２１）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月２１日（２００４．６．２１）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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