混合动力车辆的充放电控制系统及其控制方法

专利名称：混合动力车辆的充放电控制系统及其控制方法
技术领域：
本发明涉及混合动力车辆的充放电控制系统及其控制方法，尤其是涉及与蓄电装置关联的异常发生时的充放电控制。
背景技术：
作为对环境温和的车辆，混合动力车辆被开发并实用化。在混合动力车辆中搭载有产生车辆驱动力的电动机、蓄积电动机的驱动电力的蓄电装置及内燃机。并且，内燃机的输出被作为车辆驱动力及/或对蓄电装置进行充电的发电动力使用。在以往的混合动力车辆中，为了确保用于使电动机产生驱动力的电力且能够接受再生制动时的再生电力，而通常对表示蓄电装置的剩余容量的SOCGtate Of Charge 充电状态)进行维持成满充电的 50 60%水平的充放电控制。尤其是近年来，提出了利用车辆外部的电源(以下，称为“外部电源”)对混合动力车辆的车载蓄电装置进行充电的结构。在以所谓插入式为代表的通过外部电源能够充电的混合动力车辆中，为了提高能量效率，而在运转开始前通过外部充电将蓄电装置充电到满充电水平，另一方面指向在运转结束时将蓄电装置的电力用光至SOC管理下限值附近那样的充放电控制。而且，为了增加利用车载蓄电装置的蓄积电力能够行驶的距离，而例如在日本特开2003-209969号公报(专利文献1)和日本特开2008-109840号公报(专利文献2)中记载了将多个蓄电装置(蓄电池)并联连接的结构。在专利文献1中记载有通过与并联配置的多个蓄电装置分别对应地配置转换器， 而控制成使各蓄电装置的充放电均勻化的电源系统。而且，在专利文献2中记载有根据多个蓄电装置间的充放电容许量的比率，依次计算用于在蓄电装置间分配整体的充放电电力的分配率，并按照该分配率而进行充放电控制的情况。由此，即使在多个蓄电装置的充放电特性不同时，也能够最大限度地引导出系统的性能。专利文献1 日本特开2003-209969号公报专利文献2 日本特开2008-109840号公报

发明内容
如上所述，在能够通过外部电源进行充电的混合动力车辆中，由于SOC变化至根据蓄电装置(代表性的是蓄电池)的特性所决定的SOC管理下限值附近，因此要求充放电控制的高精度化。因此，假设在包含蓄电装置及其传感器、监视装置在内的蓄电装置系统发生异常，而担心充放电控制的精度下降的状态下，若继续进行使用了蓄电装置的车辆运转， 则有可能会发生超过SOC管理下限值的过放电。具体而言，由于控制精度的下降，而即便控制上正常但实际的SOC会下降至超过SOC管理下限值的区域，从而有可能会损害蓄电装置的性能。然而，另一方面，如果最重视蓄电装置的保护，而无论蓄电装置系统发生任何异常时都进行一律禁止蓄电装置的充放电那样的车辆运转的限制的话，会有损使用者的方便性。本发明为了解决这种问题点而作出，本发明的目的是在能够通过外部电源充电的混合动力车辆中，即使在发生有可能使充放电控制精度下降的异常时，也能够保护蓄电装置免于过放电，并能够通过继续使用蓄电装置而同时实现蓄电装置的保护和使用者方便性提高这两者。本发明的混合动力车辆的充放电控制系统中，该混合动力车辆搭载有作为动力源的内燃机及电动机和构成为能够相对于电动机输入输出电力的蓄电装置，所述混合动力车辆的充放电控制系统具备外部充电部、发电部、充电状态推定部、行驶控制部、及异常处理部。外部充电部构成为通过车辆外部的电源对蓄电装置进行充电。发电部构成为通过内燃机的输出而产生蓄电装置的充电电力。充电状态推定部构成为基于蓄电装置的状态检测值来推定蓄电装置的剩余容量。行驶控制部在第一行驶模式下的车辆运转期间，当由充电状态推定部产生的剩余容量推定值低于控制目标时，控制内燃机及电动机的动作以促进由发电部进行的内部充电，其中，该第一行驶模式以将蓄电装置的剩余容量维持在规定的控制范围内而进行行驶的方式使用内燃机及电动机。异常检测部构成为检测与蓄电装置相关联的异常。异常处理部构成为在通过异常检测部检测到异常时将控制目标设定成高于未检测到异常时。本发明的混合动力车辆的充放电控制系统的控制方法中，混合动力车辆搭载有作为动力源的内燃机及电动机和构成为能够相对于电动机进行电力的输入输出的蓄电装置。 并且，充放电控制系统具备上述外部充电部及上述发电部。而且，控制方法具备如下步骤 检测与蓄电装置相关联的异常的步骤；当在第一行驶模式下的车辆运转期间检测到异常时，将剩余容量的控制目标设定成高于未检测到异常时的步骤，其中，该第一行驶模式以将蓄电装置的剩余容量维持在规定的控制范围内而进行行驶的方式使用内燃机及电动机；基于蓄电装置的状态检测值而算出蓄电装置的剩余容量推定值的步骤；在第一行驶模式下的车辆运转期间，当剩余容量推定值低于控制目标时，以促进发电部进行的内部充电的方式控制内燃机及电动机的动作的步骤。优选，检测到异常时的剩余容量的控制目标以具有余量的方式设定，该余量是即使剩余容量推定值下降到控制目标也不会使蓄电装置或一部分的蓄电单元的实际的剩余容量下降到管理下限值的余量。根据上述混合动力车辆的充放电控制系统及其控制方法，在能够进行外部充电的混合动力车辆中，在发生与蓄电装置关联的异常时，将使用内燃机及电动机的第一行驶模式(HV模式)下的剩余容量(SOC)的控制目标设定成比通常高而进行充放电控制。由此， 在发生有可能使充放电控制精度下降的异常时，即使继续蓄电装置的充放电也能够避免低于SOC管理下限值那样的过放电。其结果是，在异常发生时不会一律禁止蓄电装置的充放电，而能够同时实现蓄电装置的保护和使用者方便性提高这两者。而且优选，行驶控制部包含行驶模式选择部。行驶模式选择部构成为在剩余容量推定值下降到模式判定值之前的期间选择第二行驶模式，另一方面在剩余容量推定值下降到模式判定值后选择第一行驶模式，其中，该第二行驶模式以停止内部充电而主要利用电动机进行行驶的方式使用内燃机及电动机。并且，异常处理部构成为当在第二行驶模式下的车辆运转期间检测到异常时，将模式判定值设定成高于未检测到异常时。或者，控制方法还具备在剩余容量推定值下降到模式判定值之前的期间选择第二行驶模式，另一方面，在剩余容量推定值下降到模式判定值后选择第一行驶模式的步骤， 其中，该第二行驶模式以停止内部充电而主要利用电动机进行行驶的方式使用内燃机及电动机；及当在第二行驶模式下的车辆运转期间检测到异常时，将选择的步骤中的模式判定值设定成高于未检测到异常时的步骤。而且优选，检测到所述异常时的模式判定值以具有余量的方式设定，该余量是即使剩余容量推定值下降到模式判定值也不会使蓄电装置或各蓄电单元的实际的剩余容量下降到管理下限值的余量。如此，就能够通过外部电源进行充电的混合动力车辆而言，在主要进行基于电动机的行驶的第二行驶模式(EV模式)下的车辆运转期间，将在发生与蓄电装置关联的异常时从EV模式向HV模式切换的切换判定值(模式判定值)设定成比通常高。由此，在发生有可能使充放电控制精度下降的异常时，即使继续蓄电装置的充放电，也能够通过EV模式及HV模式来避免低于SOC管理下限值那样的过放电。或者优选，异常检测部将检测到的异常分成第一级及第二级。异常处理部在检测到第一级的异常时，对开闭装置产生蓄电装置的充放电路径的切断要求，另一方面，在检测到第二级的异常时，不产生切断要求而将控制目标及/或模式判定值设定成高于未检测到异常时。或者控制方法还具备将检测到的异常分成第一级及第二级的步骤；及在检测到第一级的异常时对开闭装置产生蓄电装置的充放电路径的切断要求的步骤。并且，设定的步骤在检测到第二级的异常时，不产生切断要求而将控制目标设定成高于未检测到异常时。如此，能够对应于检测到的异常的等级，而区分使用蓄电装置的充放电禁止和实现了蓄电装置的保护的基础上的充放电继续，因此能够更适当地执行异常发生时的处理。优选，蓄电装置包含多个蓄电单元，充电状态推定部构成为对多个蓄电单元分别算出剩余容量推定值。并且，充放电控制系统还具备电力控制单元，构成为控制蓄电装置与电动机及发电机之间的双方向的电力转换；多个开闭装置，分别设置在电力控制单元与多个蓄电单元之间；及连接切换部，构成为通过多个开闭装置的控制来控制多个蓄电单元与电力控制单元之间的连接。而且，连接切换部在第一行驶模式下将多个蓄电单元中的一部分的蓄电单元与电力控制单元连接，行驶控制部在第一行驶模式下的车辆运转期间，当一部分的蓄电单元的剩余容量推定值低于控制目标时，控制内燃机及电动机的动作以促进内部充电。或者在控制方法中，算出的步骤对于多个蓄电单元分别算出剩余容量推定值，控制的步骤在第一行驶模式下的车辆运转期间，当一部分的蓄电单元的剩余容量推定值低于控制目标时，控制内燃机及电动机的动作以促进发电部进行的内部充电。如此，在构成为能够选择性地使用多个蓄电单元的混合动力车辆中，在发生有可能使充放电控制精度下降的异常时，即使继续蓄电装置的充放电，也能够避免低于HV模式下的SOC管理下限值那样的过放电。更优选，多个蓄电单元分类成主蓄电单元及至少一个副蓄电单元。行驶控制部包含行驶模式选择部，该行驶模式选择部构成为在各蓄电单元的剩余容量推定值下降到模式判定值之前的期间选择第二行驶模式，另一方面在各蓄电单元的剩余容量推定值下降到模式判定值后选择第一行驶模式，其中，该第二行驶模式以停止内部充电而主要利用电动机进行行驶的方式使用内燃机及电动机。连接切换部构成为在第一行驶模式下将主蓄电单元与电力控制单元连接，并将各副蓄电单元从电力控制单元断开，另一方面，在第二行驶模式下，将主蓄电单元与电力控制单元连接，并且以在剩余容量推定值下降到模式判定值之前的期间依次使用各副蓄电单元的方式，将至少一个副蓄电单元逐一地与电力控制单元连接。并且，异常处理部构成为当在第二行驶模式下的车辆运转期间检测到异常时，将模式判定值设定成高于未检测到异常时。或者，控制方法还具备在各蓄电单元的剩余容量推定值下降到模式判定值之前的期间选择第二行驶模式，另一方面，在各蓄电单元的剩余容量推定值下降到模式判定值后选择第一行驶模式的步骤；当在第二行驶模式下的车辆运转期间检测到异常时，将选择的步骤中的模式判定值设定成高于未检测到异常时的步骤。如此，在构成为能够选择性地使用多个蓄电单元的混合动力车辆中，在发生有可能使充放电控制精度下降的异常时，即使继续蓄电装置的充放电，也能够通过EV模式及HV 模式来避免低于SOC管理下限值那样的过放电。此外，优选，异常检测部将检测到的异常分成第一级及第二级。异常处理部在检测到第一级的异常时，产生对多个开闭装置的强制性切断要求，另一方面，在检测到第二级的异常时，不产生切断要求而将控制目标及/或模式判定值设定成高于未检测到异常时。或者，控制方法还具备将检测到的异常分成第一级及第二级的步骤；及在检测到第一级的异常时对开闭装置产生蓄电装置的充放电路径的切断要求的步骤。并且，设定的步骤在检测到第二级的异常时，不产生切断要求而将控制目标及/或模式判定值设定成高于未检测到异常时。如此，在构成为能够选择性地使用多个蓄电单元的混合动力车辆中，能够对应于检测到的异常的等级，而区分使用各蓄电单元的充放电禁止和实现了蓄电装置的保护的基础上的充放电继续，因此能够更适当地执行异常发生时的处理。[发明效果]根据本发明，在能够通过外部电源充电的混合动力车辆中，即使在发生有可能使充放电控制精度下降的异常时，也能够保护蓄电装置免于过放电，并能够继续使用蓄电装置，从而同时实现蓄电装置的保护和使用者方便性提高这两者。


图1是本发明的实施方式的混合动力车辆的充放电控制所适用的混合动力车辆的简要结构图。图2是说明与图1的混合动力车辆中的蓄电装置的充放电控制相关联的控制结构的功能框图。图3是说明与车辆行驶相对应的蓄电装置的SOC的时间性的推移的概念图。图4是说明通常的SOC控制中心及模式判定值的设定的概念图。图5是说明本实施方式的检测到异常时的SOC控制中心及模式判定值的设定的概念图。图6是表示本发明的实施方式的混合动力车辆的充放电控制的处理顺序的流程图。图7是本发明的实施方式的变形例的混合动力车辆的充放电控制所适用的混合动力车辆的简要结构图。图8是说明图1及图7所示的转换器的结构例的电路图。图9是说明与具备多个蓄电装置的混合动力车辆对应的充放电控制结构的功能框图。图10是说明与图7所示的混合动力车辆中的多个蓄电装置的行驶模式相对应的使用形态的概念图(其一)。图11是说明与图7所示的混合动力车辆中的多个蓄电装置的行驶模式相对应的使用形态的概念图(其二)。图12是说明向图7所示的混合动力车辆适用本实施方式的检测到异常时的SOC 控制中心及模式判定值的设定时的行驶模式及SOC的时间性的推移的概念图。标号说明5、5#混合动力车辆，6、6M、6S转换器，7、7m系统主继电器，7a、7b继电器，8_1、8_2 逆变器，10蓄电装置，IOM主蓄电装置，IOSaUOSb副蓄电装置，11、11M、llSa、IlSb监视单元，12、12M、12Sa、12Sb 温度传感器，13、13M、13Sa、13Sb、15m、15s、16 电压传感器，14、14M、 14SaU4SbU7电流传感器，18发动机(内燃机)，20显示部，22动力分割机构，24F驱动轮， 26选择开关，30外部充电部，30a电流控制部，30b电压转换部，42_1断继开关电路，100控制装置(E⑶)，110电力控制单元，150连接器接纳部，150a连结检测传感器，200状态推定部，204分配部，206转换器控制部，208逆变器控制部，210行驶控制部，215行驶模式选择部，220异常检测部，230异常处理部，300充放电控制部，310电力分配比算出部，320指令生成部，330转换器控制部，340连接切换部，350连接器部，500S0C推移(正常时)，510S0C推移(异常发生时)，C、C1平滑电容器，CNL负充电线，CON连结信号，CPL正充电线，CVm, CVs 控制指令(转换器)，D1A、DlB 二极管，Ib电流(蓄电装置)，IGON点火接通指令，IL电流 (转换器)，Ll电感线圈，LNlA正线，LNlB配线，LNlC负线，MD信号(行驶模式)，MGU MG2 电动发电机，MNL负母线，MPL正母线，NL、NLs负线，1 充放电电力(整体)，充放电电力(主蓄电装置)，Pbs充放电电力(副蓄电装置)，PL、PLs正线，PSL电力线(外部充电)， PffC,PffCm,PffCs,PWMl,PWM2 开关指令，PWC1A、PWClB 驱动信号，Q1A、Q1B 开关元件，SE、RYa、 RYb继电器控制信号，SOC控制中心值(通常时)，S0C#控制中心值(检测到异常时)，Sth 模式判定值(通常时)，Sth#模式判定值(检测到异常时)，Tb温度(蓄电装置)，Vb电压 (蓄电装置)。
具体实施例方式以下，参照附图，详细说明本发明的实施方式。需要说明的是，对以下图中的同一或相应部分标注同一标号而原则性地不重复其说明。(车辆的简要结构)图1是本发明的实施方式的充放电控制所适用的混合动力车辆的简要结构图。参照图1，混合动力车辆5搭载内燃机(发动机)18和电动发电机MG1、MG2，并将来自它们的驱动力控制成最佳的比率进行行驶。而且，混合动力车辆5搭载有能够对电动发电机MG1、MG2输入输出电力的蓄电装置10。蓄电装置10是能够充放电的电力储存要素，代表性地由锂离子电池或镍氢等二次电池、或双电层电容器等构成。图1中记载有与混合动力车辆5中的蓄电装置10的充放电控制相关联的系统结构。蓄电装置10在混合动力车辆5的系统起动状态(以下，称为“IG接通状态”)下， 能够接受以发动机18的输出为源的电力而进行充电。而且，蓄电装置10在混合动力车辆5 的系统停止中(以下，称为“ IG断开状态”)，通过经由连接器部350的电连接，而能够通过车辆外部的电源(未图示，以下称为“外部电源”)进行充电。需要说明的是，经由连接器部 350向混合动力车辆5供给的外部电源也可以取代商用电源或在商用电源的基础上还基于设置在住宅的屋顶等上的太阳能电池面板产生的发电电力等。在以下的说明中，为了区别各个充电动作，而将外部电源对蓄电装置10的充电记作“外部充电”，将发动机18的动作对蓄电装置10的充电标记为“内部充电”。监视单元11基于设置在蓄电装置10上的温度传感器12、电压传感器13及电流传感器14的输出，而输出温度Tb、电压Vb、电流Λ作为蓄电装置1010的状态检测值。需要说明的是，关于温度传感器12、电压传感器13及电流传感器14，分别包括设置在蓄电装置 10上的温度传感器、电压传感器及电流传感器。即，实际上，关于温度传感器12、电压传感器13及电流传感器14中的至少一部分，通常设置有多个，关于这一点明确地进行了记载。混合动力车辆5具备发动机(ENG) 18、第一电动发电机MG1、第二电动发电机MG2 作为驱动力源，它们经由动力分割机构22机械性连结。并且，根据混合动力车辆5的行驶状况，经由动力分割机构22在上述三者之间进行驱动力的分配及结合，其结果是，对驱动轮24F进行驱动。在混合动力车辆5的行驶时(即，非外部充电时)，动力分割机构22将通过发动机18的动作而产生的驱动力分割成两部分，其中的一部分向第一电动发电机MGl侧分配， 并将其余部分向第二电动发电机MG2分配。从动力分割机构22向第一电动发电机MGl侧分配的驱动力用于发电动作。另一方面，向第二电动发电机MG2侧分配的驱动力与在第二电动发电机MG2产生的驱动力合成，而用于驱动轮MF的驱动。混合动力车辆5还具备电力控制单元110。电力控制单元110构成为能够在第一电动发电机MGl及第二电动发电机MG2与蓄电装置10之间双方向地进行电力转换。电力控制单元110包括转换器(C0NV)6、及与电动发电机MGl及MG2分别建立了对应的第一逆变器(INVl) 8-1 及第二逆变器(INV2)8-2。转换器(CONV)6构成为在蓄电装置10与传递逆变器8_1、8_2的直流链路电压的正母线MPL之间能够执行双方向的直流电压转换。S卩，蓄电装置10的输入输出电压与正母线MPL及负母线MNL之间的直流电压双方向地进行升压或降压。转换器6中的升降压动作根据来自控制装置100的开关指令PWC分别进行控制。而且，在正母线MPL及负母线MNL之间连接有平滑电容器C。并且，正母线MPL及负母线MNL之间的直流电压由电压传感器16 检测。第一逆变器8-1及第二逆变器8-2执行正母线MPL及负母线MNL的直流电力与向电动发电机MGl及MG2输入输出的交流电力之间的双方向的电力转换。第一逆变器8-1主要对应于来自控制装置100的开关指令PWMl，将在第一电动发电机MGl产生的交流电力转换成直流电力，并向正母线MPL及负母线MNL供给。另一方面，第二逆变器8-2对应于来自控制装置100的开关指令PWM2，将经由正母线MPL及负母线MNL供给的直流电力转换成交流电力，向第二电动发电机MG2供给。即，混合动力车辆5具备能够接受来自蓄电装置10 的电力而产生驱动力的第二电动发电机MG2，且具备能够接受发动机18的输出而进行发电的发电部即第一电动发电机MG1。在蓄电装置10与电力控制单元110之间设有夹插连接于正线PL及负线NL的系统主继电器7。系统主继电器7对来自控制装置100的继电器控制信号SE进行响应，而进行接通断开。系统主继电器7被用作能够断开蓄电装置10的充放电路径的“开闭装置”的代表例。即，可以取代系统主继电器7而适用任意的形式的开闭装置。控制装置100由电子控制装置(ECU Electronic Control Unit)构成，该电子控制装置代表性地以 CPU (Central Processing Unit)、RAM (Random Access Memory)或 ROM (Read Only Memory)等存储部、输入输出接口为主体构成。并且，控制装置100通过CPU 向RAM读出预先存储在ROM等中的程序而执行，由此执行对车辆行驶(包括内部充电)及外部充电的控制。需要说明的是，也可以构成为ECU的至少一部分通过电子电路等硬件执行规定的数值/逻辑运算处理。作为向控制装置100输入的信息的一例，在图1中例示有来自监视单元11的、蓄电装置10的温度Tb、电压Vb及电流lb、来自配置在正母线MPL与负母线MNL的线间的电压传感器16的系统电压Vh。另外，控制装置100连续地推定表示蓄电装置10的剩余容量的充电状态(S0C State of Charge ；以下记为“S0C”)。需要说明的是，SOC是表示蓄电装置10以满充电状态为基准时的充电量(剩余电荷量)的值，作为一例，由当前的充电量相对于满充电容量的比率(0 100% )表示。例如，控制装置100基于蓄电装置10的充放电量的累计值而依次运算蓄电装置10的SOC推定值。需要说明的是，充放电量的累计值通过将对应的蓄电部的电压与电流之积(电力)进行时间积分而得到。或者也可以基于开路电压(0CV =Open Circuit Voltage)与SOC的关系来求出SOC推定。 此外，混合动力车辆5还具备用于通过外部电源对蓄电装置10进行充电的连接器接纳部150及外部充电部30。对蓄电装置10进行外部充电时，连接器部350通过与连接器接纳部150连结而经由正充电线CPL及负充电线CNL将来自外部电源的电力向外部充电部30供给。而且，连接器接纳部150包括用于检测连接器接纳部150与连接器部350的连结状态的连结检测传感器150a，根据来自该连结检测传感器150a的连结信号C0N，控制装置100检测通过外部电源能够充电的状态。需要说明的是，在本实施方式中，例示了使用单相交流的商用电源作为外部电源的情况。连接器部350构成用于代表性地将商用电源等外部电源向混合动力车辆5供给的连结机构，经由厚橡胶软电缆等构成的电力线PSL与具备外部电源的充电站(未图示)连结。并且，连接器部350在外部充电时与混合动力车辆5连结，并与搭载于外部电源和混合动力车辆5上的外部充电部30电连接。另一方面，在混合动力车辆5上设有与连接器部 350连结且用于接纳外部电源的连接器接纳部150。需要说明的是，也可以取代图1所示的结构，而通过如下结构来接纳外部电源，所
13述结构为使外部电源和车辆非接触地电磁结合而供给电力的结构，具体而言，是在外部电源侧设置一次线圈并在车辆侧设置二次线圈并利用一次线圈与二次线圈之间的相互电感而进行电力供给的结构。外部充电部30是用于接受来自外部电源的电力而对蓄电装置10充电的装置，配置在正线PL及负线NL与正充电线CPL及负充电线CNL之间。另外，外部充电部30包括电流控制部30a和电压转换部30b，将来自外部电源的电力转换成适合蓄电装置10的充电的电力。具体而言，电压转换部30b是用于将外部电源的供给电压转换成适合蓄电装置10的充电的电压的装置，代表性地由具有规定的变压比的绕组型的变压器和AC-AC开关调节器等构成。而且，电流控制部30a对基于电压转换部30b 的电压转换后的交流电压进行整流而生成直流电压，并按照来自控制装置100的充电电流指令而控制向蓄电装置10供给的充电电流。电流控制部30a代表性地由单相桥式电路等构成。需要说明的是，也可以取代由电流控制部30a及电压转换部30b构成的结构，而通过 AC-DC开关调节器等实现外部充电部30。如上所述，在混合动力车辆5中，能够通过来自发动机18的驱动力进行行驶及蓄电装置10的充电。另一方面，在对蓄电装置10进行外部充电而使用的形态下，在能量效率上优选尽可能地将发动机18维持成停止状态进行行驶的情况。因此，混合动力车辆5构成为能够选择EV (Electric Vehicle)模式及HV (Hybrid Vehicle)模式这两个行驶模式进行行驶。在EV行驶模式中，混合动力车辆5在蓄电装置10的SOC下降到规定的模式判定值之前的期间，主要仅利用来自第二电动发电机MG2的驱动力进行行驶。在该EV模式中， 由于对蓄电装置10的内部充电被限制，因此基本上不进行由接受到发动机18的驱动力的第一电动发电机MGl的发电动作。需要说明的是，EV模式以将发动机18维持成停止状态而提高燃料消耗率为目的，但在施加来自驾驶者的急加速等的驱动力要求时、施加催化剂预热时和空调要求等与驱动力要求无关的要求时、及其他的条件成立时等，允许发动机18的起动。在EV模式中，蓄电装置10的SOC下降到模式判定值时，行驶模式切换成HV模式。 在HV模式下，以将蓄电装置10的SOC维持在预先设定的规定的控制范围内的方式控制第一电动发电机MGl进行的内部充电。即，与第一电动发电机MGl进行内部充电的开始相对应，发动机18也开始动作。需要说明的是，通过发动机18的动作而产生的驱动力的一部分也可以用于混合动力车辆5的行驶。并且，在HV模式中，控制装置100为了实现综合燃耗的最优化，而基于来自各传感器的信号、行驶状况、油门开度等，来决定关于发动机18的转速、第一电动发电机MGl的发电量及第二电动发电机MG2的转矩的目标值。在决定该目标值时，也考虑蓄电装置10的S0C，管理由蓄电装置10进行充放电的电力，以将蓄电装置10的SOC维持在以规定的控制中心值为中心的规定的控制范围内。即， 接受来自发动机18的动力的一部分而第一电动发电机MGl发电产生的发电电力与第二电动发电机MG2用于驱动力的产生的消耗电力之差对应于在蓄电装置10的充放电电力，因此根据蓄电装置10的SOC来决定第一电动发电机MGl的发电量及在第二电动发电机MG2的消耗电力。需要说明的是，蓄电装置10的充放电电力根据混合动力车辆5的行驶状况也受到影响，因此并不局限于明确地规定维持蓄电装置10的SOC的“规定的控制范围”的情况。 但是，通过使控制中心值移动，而能够使控制范围相对地上升或下降。如此，本实施方式的混合动力车辆5是能够进行外部充电的混合动力车辆，对应于蓄电装置10的SOC而进行行驶模式的切换。而且，该行驶模式的切换也可以通过使用者操作设置在驾驶席附近的选择开关26来进行。更具体而言，使用者通过向选择开关沈的操作输入，而能够强制性地选择HV模式或EV模式。混合动力车辆5还具备用于视觉性地对驾驶者告知车辆的运转状况的显示部20。 作为一例，与行驶模式关联而在显示部20上显示混合动力车辆5的行驶模式。或者也可以根据状况而对使用者显示催促选择任一种行驶模式的消息。关于图1所示的本发明的实施方式与本申请发明的对应关系，蓄电装置10相当于 “蓄电装置”，第二电动发电机MG2相当于“电动机”，发动机18相当于“内燃机”，第一电动发电机MGl相当于“发电部”。而且，“EV行驶模式”相当于“第二行驶模式”，“HV行驶模式” 相当于“第一行驶模式”。(控制结构)接下来，使用图2，说明与图1的混合动力车辆中的蓄电装置的充放电控制关联的控制结构。参照图2，控制装置100包括状态推定部200、行驶控制部210、分配部204、转换器控制部206、逆变器控制部208、异常检测部220、及异常处理部230。关于图2所示的各块， 也可以由具有与该块相当的功能的电路(硬件)构成，还可以按照预先设定的程序通过ECU 执行软件处理来实现。状态推定部200基于蓄电装置10的状态检测值即温度Tb、电流Ib及电压Vb，连续地推定表示蓄电装置10的剩余容量的S0C。基于状态推定部200的SOC推定值被向行驶控制部210送出。另外，状态推定部200基于推定出的SOC及蓄电装置10的温度Tb等，算出蓄电装置10的充放电电力上限值(WiruWout)。关于Win、Wout，也反映在行驶控制部210进行的行驶控制中。行驶控制部210具有在HV模式及EV模式之间选择行驶模式的行驶模式选择部 215。行驶模式选择部215在被施加基于驾驶者的操作的点火接通指令IGON时，基于来自状态推定部200的SOC推定值、来自选择开关沈(图1)的选择指令，而选择混合动力车辆 5的行驶模式。具体而言，行驶模式选择部215在使用者通过选择开关沈输入了行驶模式选择时，按照该选择指示而强制性地选择HV模式或EV模式。另一方面，行驶模式选择部215在使用者未输入强制性的选择指示时，执行与SOC相对应的自动的行驶模式的选择。在自动的行驶模式选择中，行驶模式选择部215在推定SOC高于模式判定值Sth 的期间选择EV模式。另一方面，在EV模式的执行中，若SOC推定值下降到模式判定值Mh， 则行驶模式选择部215将行驶模式从EV模式切换成HV模式。在此，使用图3说明与车辆行驶相对应的蓄电装置10的SOC的时间性的推移。为了进行比较，图3(a)表示未具备外部充电功能的混合动力车辆中的SOC推移， 图3(b)表示本实施方式的混合动力车辆5中的伴随行驶模式选择的车辆行驶中的SOC推移。需要说明的是，在图3(b)中，设想为基于SOC的自动的行驶模式选择。参照图3(a)，在未具备外部充电功能的混合动力车辆中，在蓄电装置10的SOC上限值与SOC下限值的大致中间设定控制中心值SOCr。需要说明的是，SOC上限值及SOC下限值相当于由蓄电装置10的特性(代表性的是电池特性)决定的SOC的管理范围的上下限值。即，在担心会损害蓄电装置10的特性的过充电区域及过放电区域的内侧设定SOC上限值及SOC下限值。在未具备外部充电功能的混合动力车辆中，在IG接通(车辆行驶)期间，控制蓄电装置10的充放电电力，以将蓄电装置10的SOC推定值维持在以控制中心值SOCr为中心的规定的控制范围内。参照图3(b)，在本实施方式的具备外部充电功能的混合动力车辆5中，在IG断开的期间中，蓄电装置10充电到SOC上限值的附近。并且，施加点火接通指令而开始混合动力车辆5的行驶时(时刻tl)，由于SOC推定值高于模式判定值Mh，因此选择EV模式。通过基于EV模式的行驶，蓄电装置10的SOC逐渐下降。并且，SOC推定值下降到模式判定值Sth时(时刻t2)，行驶模式从EV模式向HV模式转移。选择HV模式时，发动机 18(图1)开始动作，利用由第一电动发电机MGl发电的电力对蓄电装置10进行充电。由此，SOC开始增加。需要说明的是，为了下一次的外部充电，HV模式中的控制中心值SOCr设定为比图 3(a)所示的不具备外部充电功能的混合动力车辆中的控制中心值SOCr低的值。S卩，HV模式中的SOC成为相对接近SOC下限值的值。并且，在混合动力车辆5的行驶结束时，驾驶者通过将连接器部350(图1)与混合动力车辆5连结而开始外部充电(时刻t3)。由此，蓄电装置10的SOC开始增加。再次参照图2，行驶控制部210根据驾驶者要求而算出混合动力车辆5整体所需的车辆驱动力和车辆制动力。驾驶者要求中包含油门踏板的踩踏量、变速杆的位置(均未图示)等。并且，行驶控制部210以在基于蓄电装置10的状态的能够充放电的电力范围内 (Win Wout)执行蓄电装置10的充放电的方式进行限制，此外以实现要求的车辆驱动力或车辆制动力的方式决定对电动发电机MG1、MG2的输出要求及对发动机18的输出要求。此时，通过行驶模式选择部215选择的行驶模式及蓄电装置10的SOC推定值反映到对发动机18及电动发电机MG1、MG2的输出要求的计算中。具体而言，在选择EV模式时， 将发动机18的输出抑制成最低限度(理想的是停止)，此外以积极地指向使用蓄电装置10 的电力的车辆行驶的方式决定对发动机18及电动发电机MG1、MG2的输出要求。另一方面，在选择HV模式时，在按照控制中心值SOCr的控制范围内指向维持SOC 推定值的车辆行驶。即，在SOC推定值高于控制范围时抑制或停止发动机18的输出，积极地指向使用蓄电装置10的电力的车辆行驶，另一方面在SOC推定值低于控制范围时，以通过使用发动机输出的内部充电对蓄电装置10进行充电的方式决定对发动机18及电动发电机MG1、MG2的输出要求。发动机18通过未图示的发动机ECU控制成按照上述输出要求进行动作。分配部204对应于通过行驶控制部210决定的对电动发电机MG1、MG2的输出要求而运算电动发电机MGl、MG2的转矩和转速，将该控制指令向逆变器控制部208输出的同时， 将直流电压Vh的控制指令向转换器控制部206输出。
逆变器控制部208对应于来自分配部204的控制指令，生成用于驱动电动发电机 MGl及MG2的开关指令P^l及P丽2。该开关指令P^l及P丽2分别向逆变器8_1及8_2输出。转换器控制部206以对应于来自分配部204的控制指令来控制直流电压Vh的方式生成开关指令PWC。通过按照该开关指令PWC的转换器6的电压转换动作而控制蓄电装置10的充放电电力。如此，对应于包括行驶模式选择的车辆状况及驾驶者要求，而实现提高了能量效率的混合动力车辆5的行驶控制。(检测到异常时的充放电控制)接下来，说明与本发明的实施方式的混合动力车辆中的蓄电装置10关联的系统 (以下，称为蓄电池系统)发生异常时的蓄电装置10的充放电控制。 异常检测部220对应于来自监视单元11的异常代码输入，而检测包含蓄电装置10 及其检测系统的蓄电池系统中的与蓄电装置10关联的异常。需要说明的是，关于异常代码的生成，通过通常设置的根据各设备/传感器类在故障时自动地产生的自身诊断信号等而能够实现，因此省略详细的说明。另外，在异常检测部220收纳有异常代码和将该异常内容及其程度建立了对应的表，基于异常代码，能够检测蓄电池系统的任一设备发生了何种故障及其程度。蓄电池系统的异常分级成需要立即通过系统主继电器7(图1)的断开而断开向蓄电装置10的充放电路径的等级的异常(以下，称为“严重故障”)和虽然担心控制精度的下降但能够继续进行充放电的等级的异常(以下，称为“轻微故障”)。即，严重故障相当于 “第一级的异常”，轻微故障相当于“第二级的异常”。作为严重故障的例子，列举有蓄电装置10中的内部电阻异常、过充电或过放电的发生。关于过充电或过放电，对设置在构成蓄电装置10的每一个单元电池上或多个单元电池的每一个电池上的过充电(过电压)检测电路(未图示)的输出进行响应而检测。或者 SOC推定值偏离从SOC下限值到SOC上限值的管理范围时，检测到严重故障。而且，关于内部电阻，可以基于蓄电装置10的电压Vb及电流Λ进行检测。或者，作为传感器系统的异常，在电流传感器14的异常或上述过充电检测电路的异常、或者在蓄电装置上设置多个的温度传感器12及电压传感器13全部传感器发生异常时，检测到严重故障。而且，作为监视单元11系统的异常，在监视单元11与控制装置100 之间的通信发生异常时或监视单元11其本身发生异常时，也检测到严重故障。而且，在蓄电装置10成为过高温时，也检测到严重故障。另一方面，作为轻微故障的例子，列举有蓄电装置10的冷却系统(未图示)的故障即冷却风扇(未图示)或吸气温度传感器(未图示)的异常。而且，即使在温度传感器 12或电压传感器13中的一部分发生异常时，也检测出轻微故障。而且，在监视单元11中， 即使在IG断开中发生某种异常时，不立即作为严重故障，而检测出轻微故障。异常处理部230执行基于由异常检测部220检测到的异常内容的异常处理。具体而言，异常处理部230在不优选继续蓄电装置10的充放电的异常即检测到上述严重故障时，产生系统主继电器7的断开要求。并且，对该断开要求进行响应，而以断开系统主继电器7的方式生成继电器控制信号SE(图7)。而且，为了提高修理时的方便性而生成用于确定故障内容等的诊断代码，并根据需要，通过向显示部20的消息输出，而对车辆使用者通知严重故障的发生。另一方面，在发生轻微故障时，不立即停止蓄电装置10的充放电，而继续通常的车辆行驶。即，不发出系统主继电器7的断开要求。然而，由于担心充放电控制、具体而言 SOC的控制精度的下降，因此将HV模式下的SOC控制目标(控制范围)变更为比未检测到异常时(通常时)高的范围。例如，异常处理部230将检测到异常时的控制中心值SOCrsS 定为高于未检测到异常时的控制中心值SOCr。而且，为了应对HV模式移动前的异常发生，而在检测到异常时，对于用于从EV模式向HV模式的切换判定的模式判定值，也变更为比未检测到异常时(通常时)高的值。艮口， 异常处理部230将检测到异常时的模式判定值^hs设定成高于未检测到异常时的模式判定值Mh。这些控制中心值SOCrs及模式判定值^hs在检测到异常时、尤其是在检测到轻微故障时，从异常处理部230向行驶控制部210送出。另外，异常处理部230在检测到异常(轻微故障)时，将对使用者催促选择HV模式的消息或通知蓄电池系统发生了异常(轻微故障)的消息输出至显示部20。关于诊断代码，与严重故障时同样地生成。接下来，使用图4及图5说明检测到异常(轻微故障)时的SOCrt及Mhs的设定。 需要说明的是，在图4及图5中，模式判定值及HV模式下的SOC控制中心为同一值。S卩，关于两者，既可以如图3(b)所示形成为各自的值，也可以如图4、5那样形成为共通的值。参照图4，在EV模式下，由于积极地使用蓄电装置10的电力的车辆行驶而SOC下降。并且，当SOC推定值下降到模式判定值时，选择HV模式，SOC被维持在按照控制中心值SOCr的控制范围内。此时，在能够进行外部充电的混合动力车辆中，模式判定值Mhs及HN模式下的控制中心值SOCr设定为SOC下限值附近。然而，由于在蓄电池系统未发生异常的通常时确保充放电控制的精度，因此即使通过基于SOC推定值的充放电控制，也如实线500所示，实际的SOC不会到达SOC下限值。然而，像轻微故障发生时那样充放电控制的精度下降的状况下，即使与通常时同样地执行基于SOC推定值的控制，如虚线510所示，实际的SOC也存在变动增大的可能性。 如此SOC变动增大时，在比SOC下限值低的SOC区域，即，在蓄电装置10的性能发生损害的可能性到达某程度之前，都存在误放电的可能性。另一方面，作为蓄电池系统的异常内容其本身，无论是否需要立即停止蓄电装置 10的使用，都担心虚线510所示那样的过放电的可能性，而停止蓄电装置10的使用在使用者的方便性上存在问题。因此，在本实施方式的混合动力车辆的充放电控制中，如图5所示，在检测到异常 (轻微故障)时，将HV模式下的SOC控制目标(例如，控制中心值S0C#)设定成高于通常时 (未检测到异常时)的控制目标(例如，控制中心值S0C)。而且，关于模式判定值Mhs，设定成高于通常时(未检测到异常时)的模式判定值Mh。其结果是，在充放电控制的精度下降的状态下，即使成为SOC变动比通常时大的 SOC推移(实线510)，在HV模式中或EV模式中检测到异常时，在EV模式中，也能够以使实际的SOC不到达SOC下限值的方式实现稳定的控制。换言之，关于控制中心值SOCs及模式判定值^hs，在考虑到轻微故障发生时的SOC控制精度的下降的基础上，优选设定成具有以不会使实际的SOC下降到SOC下限值(管理下限值)的余量。图6中示出说明本发明的实施方式的混合动力车辆的充放电控制的处理顺序的流程图。图6所示的一连串的处理通过控制装置100按照规定的控制周期执行。流程图的各步骤基本上通过控制装置100进行的软件处理来实现，但也可以通过硬件处理来实现。参照图6，控制装置100在步骤SlOO中判定蓄电池系统是否检测到异常。在蓄电池系统中未检测到异常时(S100作出否判定时)，控制装置100通过步骤S110，对行驶模式的模式判定值Sth及HV模式下的控制中心值SOCr设定通常值。由此，进行通常的车辆行驶控制。另一方面，在蓄电池系中检测到异常时(S100作出是的判定时)，控制装置100通过步骤S120判定该异常是否为需要断开系统主继电器7的严重故障。即，步骤SlOO及S120 进行的处理对应于图2的异常检测部220的功能。并且，在发生严重故障时(S120作出是的判定时)，控制装置100使处理向步骤 S130前进，产生系统主继电器7的断开要求。由此，混合动力车辆5向未使用蓄电装置10 的退避行驶转移。另一方面，在蓄电池系统发生未达到严重故障的故障(轻微故障)时(S120作出否的判定时)，控制装置100通过步骤S140而允许继续通常行驶。即，维持系统主继电器7 的导通，而控制伴随蓄电装置10的充放电的车辆行驶。而且，控制装置100在EV模式下的行驶时(S150作出是的判定时)，通过步骤S170 将模式判定值变更为比通常值Sth高的Mhs，并且在HV模式下的行驶时(S150作出否的判定时)，通过步骤S160将SOC控制中心值变更为比通常值SOCr高的S0Cr#。此外，在步骤 S170中，优选使用显示部(图1)输出对使用者催促向HV模式的行驶模式变更的消息。S卩，步骤S130、S160、S170进行的处理对应于图2的异常处理部230的功能。如此， 在通常行驶时，通过步骤Sl 10、S160、S170来设定模式判定值及SOC控制范围(HV模式)。此外，控制装置100在步骤S180中，基于来自监视单元11的传感器值而算出SOC 推定值。然后，按照SOC推定值及模式判定值Sth或Mhs，选择行驶模式(步骤S190)。需要说明的是，如上所述，在行驶模式的选择中，优先进行向选择开关26(图1)的使用者输入。而且，控制装置100在步骤S200中，对SOC推定值及步骤S190中所选择的行驶模式进行反映，而进行用于响应驾驶者要求的行驶控制。具体而言，决定发动机18、电动发电机MG1、MG2之间的输出分配。S卩，步骤S180的处理对应于图2的状态推定部200的功能， 步骤S190、S200中的处理对应于图2的行驶控制部210的功能。尤其是，步骤S190中的处理对应于图2的行驶模式选择部215的功能。如以上说明所示，根据本实施方式的混合动力车辆的充放电控制，即使在发生与蓄电装置10相关联的异常时，也在预见到SOC控制精度的下降的基础上，能够进行保护以使蓄电装置10不会过放电，并能够进行伴随蓄电装置10的充放电的通常的车辆行驶。其结果是，在蓄电池系统发生异常时，不会一律禁止蓄电装置10的充放电而能够继续通常的车辆行驶，因此能够同时实现蓄电装置10的保护和使用者方便性的确保这两者O
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需要说明的是，在图1中例示了仅搭载一个蓄电装置10的结构，但在本发明的适用中，搭载于混合动力车辆的蓄电装置10的数目并未限定为一个。即，也可以根据混合动力车辆5所要求的行驶性能等，而采用搭载多个蓄电装置那样的结构。此时，在将多个蓄电装置的全部或一部分依次或并列使用的结构中，关于将使用中的各蓄电装置的SOC维持在规定的控制范围内的行驶模式(HV模式)下的控制范围的设定，可以形成为与本实施方式同样的异常时处理。而且，在设置与EV模式相当的行驶模式时，关于模式判定值，也能够形成为与本实施方式同样的异常时处理。(蓄电装置结构的变形例)以下，作为蓄电装置结构的变形例，说明对搭载有上述的多个蓄电装置且将多个蓄电装置区分成主蓄电装置和副蓄电装置而执行充放电控制的结构适用本发明的情况。将图7与图1进行比较，在图7所示的本发明的实施方式的变形例的混合动力车辆％中，蓄电装置10由相对于电力控制单元110并联设置的蓄电装置10M、10&i、10Sb构成。关于监视单元11、温度传感器12、电压传感器13及电流传感器14，也按照蓄电装置独立地设置。即，对蓄电装置IOM设置监视单元11M、温度传感器12M、电压传感器13M及电流传感器14M，对蓄电装置10 设置监视单元Ilk、温度传感器12Sa、电压传感器13 及电流传感器14Sa，对蓄电装置10 设置监视单元11 、温度传感器12Sb、电压传感器13 及电流传感器14Sb。关于转换器6，设有与作为“主蓄电单元”的蓄电装置10M(以下，也称为主蓄电装置)对应的转换器6M和作为“副蓄电单元”的蓄电装置10&i、10Sb(以下，也称为副蓄电装置)所共有的转换器6S。转换器6M及6S相对于传递逆变器8-1、8_2的直流链路电压的正母线MPL及负母线MNL并联配置。并且，转换器6M构成为在正线PL及负线NL与正母线MPL及负母线MNL 之间能够执行双方向的直流电压转换，转换器6S构成为在正线PLs及负线NLs与正母线 MPL及负母线MNL之间能够执行双方向的直流电压转换。正线PL及负线NL之间的直流电压由电压传感器15m检测，正线PLs及负线NLs 之间的直流电压由电压传感器1 检测。而且，对转换器6S设置电流传感器17。电流传感器17测定与转换器6S连接的副蓄电装置10 或IOSb的充放电电流。电压传感器15m产生的电压检测值VLm、电压传感器1 产生的电压检测值VLs及电流传感器17产生的电流检测值IL向控制装置100送出，而使用于转换器6M及6S的控制。图8是详细说明转换器6M、6S的结构的图。需要说明的是，转换器6M、6S的结构及动作相同，因此，以下，说明转换器6M的结构及动作。需要说明的是，对图1所示的转换器6也能够适用同样的电路结构。参照图8，转换器6M包括断继开关电路42-1、正线LN1A、负线LN1C、配线LN1B、平滑电容器Cl。断继开关电路42-1包括开关元件Q1A、Q1B、二极管D1A、D1B、及电感线圈Li。正线LNlA的一端与开关元件QlB的集电极连接，另一端与正母线MPL连接。负线 LNlC的一端与负线NL连接，另一端与负母线MNL连接。开关元件Q1A、QlB串联连接在负线LNlC与正线LNlA之间。具体而言，开关元件 QlA的发射极与负线LNlC连接，开关元件QlB的集电极与正线LNlA连接。二极管D1A、D1B 分别反并联地与开关元件Q1A、QlB连接。电感线圈Ll连接在开关元件Q1A、QlB的连接节点与配线LNlB之间。配线LNlB的一端与正线PL连接，另一端与电感线圈Ll连接。平滑电容器Cl连接在配线LNlB与负线LNlC之间，减少配线LNlB及负线LNlC之间的直流电压中含有的交流成分。断继开关电路42-1根据来自控制装置100(图7)的开关指令PWCm，在主蓄电装置IOM(图7)与正母线MPL及负母线MNL之间进行双方向的直流电压转换。开关指令PWCm 包括对构成下支路元件的开关元件QlA的接通断开进行控制的驱动信号PWClA ；及对构成上支路元件的开关元件QlB的接通断开进行控制的驱动信号PWC1B。并且，控制一定的工作循环(接通期间及断开期间之和)内的开关元件Q1A、Q1B的占空比(接通/断开期间比率)。基本上，开关元件Q1A、QlB除了死区时间期间之外互补地进行接通/断开控制。以使开关元件QlA的导通比例(on duty)增大的方式控制开关元件Q1A、QlB时， 从主蓄电装置IOM流过电感线圈Ll的泵电流量增大，蓄积在电感线圈Ll中的电磁能量增大。其结果是，在开关元件QlA从接通状态向断开状态转移的时间，从电感线圈Ll经由二极管DlB向正母线MPL释放的电流量增大，正母线MPL的电压上升。另一方面，以使开关元件QlB的导通比例增大的方式控制开关元件Q1A、Q1B时，开关元件QlA的导通比例减小，因此从正母线MPL经由开关元件QlB及电感线圈Ll向主蓄电装置IOM流动的电流量增大。由此，正母线MPL的电压下降。如此，通过控制开关元件Q1A、QlB的占空比，而能够控制正母线MPL的电压，并且能够控制在主蓄电装置IOM与正母线MPL之间流动的电流(即充放电电力)的方向及该电
流的量。再次参照图7，在蓄电装置IOM及转换器6M之间配置系统主继电器7m，另一方面在蓄电装置10 及10 与转换器6S之间分别设置继电器7a、7b。所述继电器7m、7a、7b 的导通(接通)/切断(断开)由来自控制装置100的继电器控制信号SE、RYa、R%控制。 关于这些继电器7m、7a、7b，也与图1的系统主继电器7同样地，作为“开闭装置”的代表例表不。通过控制继电器7a、7b的接通断开，而能够将副蓄电装置IOMUOSb中的任一方选择性地与转换器6S连接。以下，将与转换器6S连接的选择副蓄电装置标记为10S。在图7的结构中，车辆行驶中使用主蓄电装置IOM及选择副蓄电装置10S，能够应对混合动力车辆％内部的充放电。关于混合动力车辆％的其他部分的结构，由于与图1的混合动力车辆5相同，因此不重复详细的说明。在图7所示的混合动力车辆％中，EV模式及HV模式中，蓄电装置10M、10Sa、IOSb 如以下所述分开使用。在EV模式中，副蓄电装置10Sa、l(^b中的一方选择性地与转换器6S连接。并且， 使用选择副蓄电装置IOS和主蓄电装置IOM积极地指向使用了蓄积电力的车辆行驶。而且， 优先使用选择副蓄电装置IOS的电力，当副蓄电装置IOS的SOC下降时，切换选择副蓄电装置10S。即，通过更换继电器7a、7b的接通断开，而使用另一方的副蓄电装置和主蓄电装置 IOM继续EV行驶。并且，当主蓄电装置IOM及另一方的副蓄电装置的SOC下降而各蓄电装置的SOC 推定值下降到模式判定值时，取代EV模式而选择HV模式。并且，在HV模式中，副蓄电装置IOSa, IOSb从转换器6S被切离，仅使用主蓄电装置10M，以将所述SOC维持在控制范围内的方式控制车辆行驶。即，在图7的混合动力车辆％中，HV模式下的充放电结构与图1的混合动力车辆5的HV模式时同样。图9是说明与图7所示的混合动力车辆％对应的充放电控制结构的功能框图。对于图9所示的各块，既可以由具有与该块相当的功能的电路(硬件)构成，也可以通过ECU 按照预先设定的程序执行软件处理来实现。参照图9，状态推定部200基于来自监视单元llM、ll&i、llSb的蓄电装置10M、 IOSaUOSb的温度Tb、电压Vb及电流Ib，按照规定周期连续地算出表示主蓄电装置IOM的剩余容量的SOCm推定值、表示副蓄电装置10 的剩余容量的SOCl推定值、及表示副蓄电装置IOSb的剩余容量的S0C2推定值。行驶模式选择部215在优先进行向选择开关沈(图1)的使用者输入的基础上，基于SOCm、SOCa, SOCb的推定值与模式判定值Sth (或Sth#)的比较，而进行EV行驶模式及 HV行驶模式的选择。需要说明的是，行驶模式选择部215在EV行驶模式中输出指定副蓄电装置IOS的信号。充放电控制部300具有电力分配比算出部310、指令生成部320、转换器控制部 330、及连接切换部；340。电力分配比算出部310将根据基于行驶控制部210的发动机18及电动发电机 MGU MG2的输出要求的决定而决定的、蓄电装置10整体的充放电电力1 分配成主蓄电装置IOM的充放电电力1%11、选择副蓄电装置IOS的充放电电力I^bs。该分配根据所选择的行驶模式MD，以均衡使用蓄电装置IOM及选择副蓄电装置IOS的方式被控制。在此，使用图10及图11，说明图7所示的混合动力车辆％中的多个蓄电装置10M、 IOSaUOSb的使用形态。图10表示不进行基于使用者的行驶模式选择，而基于SOC自动地选择行驶模式时的SOC推移。参照图10，在车辆运转开始时，利用外部充电而将蓄电装置10M、10&i、10Sb分别充电到SOC上限值附近。从该状态开始作为一例选择副蓄电装置IOM,开始基于EV模式的车辆行驶。在EV模式期间，与主蓄电装置IOM的电力相比，按照规定比率优先使用选择副蓄电装置IOS的电力。其结果是，副蓄电装置10 的SOCl先下降到模式判定值Mh (时刻 tl)。另一方面，在该时刻，主蓄电装置IOM的SOCm比模式判定值Mh高。因此，在时刻tl，通过继电器7a、7b的控制，而将选择副蓄电装置IOS从副蓄电装置10 向副蓄电装置IOSb切换。并且，即使在时刻tl以后，也以优先使用选择副蓄电装置IOS的电力的方式继续基于EV模式的行驶。并且，在时刻t2，对副蓄电装置IOSb的S0C2 和主蓄电装置IOM的SOCm进行均衡，而下降至模式判定值Mh。成为这样的状态时，将行驶模式从EV模式向HV模式切换。在HV模式中，继电器 7a、7b均断开，执行仅使用主蓄电装置IOM的车辆行驶。并且，主蓄电装置IOM的SOCm与图1的结构中的蓄电装置10同样地，以维持成按照控制中心值SOCr的控制范围内的方式进行控制。图11表示通过使用者进行强制性地选择HV模式的操作时的SOC推移。参照图11，在本来能够选择EV模式的期间中(时刻t2以前)的时刻ta tb间， 通过使用者向选择开关26的输入操作，而强制性地选择HV模式。在这样的HV模式的选择时，以将主蓄电装置IOM的SOCm及选择副蓄电装置IOS的S0C1、S0C2维持成HV模式的开始时刻的值的方式执行由行驶控制部210进行的控制。然后，解除强制性的HV模式的选择时(时刻tb)，与图10同样地，相对性地优先使用选择副蓄电装置IOS的电力，另一方面最终控制主蓄电装置IOM及选择副蓄电装置IOS 的充放电以使选择副蓄电装置IOS的SOCl或S0C2和主蓄电装置IOM的SOCm均衡而下降至模式判定值Mh。并且，在各蓄电装置的SOC下降到模式判定值Sth后，与图10同样地选择HV模式。再次参照图9，电力分配比算出部310以实现图10及图11中说明的使用形态的方式分配充放电电力1 ，而决定主蓄电装置IOM的充放电电力1%11、选择副蓄电装置IOS的充放电电力H3S。指令生成部320按照由电力分配比算出部310设定的充放电电力I%ii、I^bs，而生成对转换器6M、6S的控制指令CVm、CVs。例如，通过与主蓄电装置IOM对应的转换器6M，进行使正母线MPL的直流电压Vh(逆变器8-1、8-2的直流链路电压)与控制指令一致的电压控制，另一方面通过与副蓄电装置IOSaUOSb对应的转换器6S，控制选择副蓄电装置的充放电电流，从而1 = Pbm+Pbs,因此也能够控制主蓄电装置IOM及选择副蓄电装置IOS的充放电电力。在这样的控制结构中，控制指令CVm是对于正母线MPL的直流电压Vh的电压指令值，控制指令CVs是对于选择副蓄电装置IOS的充放电电流的电流指令值。转换器控制部330基于转换器6M、6S的电压电流值Vh、VLm, VLs, IL和控制指令 CVm、CVs，算出转换器6S、6M的开关占空比，按照该开关占空比而生成用于使开关元件Q1A、 QlB接通断开的开关指令PWCm、PffCs0开关指令PWCm向转换器6M传递，开关指令PWCs向转换器6S传递。连接切换部340根据行驶模式选择部215进行的行驶模式及副蓄电装置的选择结果，而生成继电器控制信号RYa、CTb。从到目前为止的说明可知，在EV行驶模式中，以将选择副蓄电装置IOS与转换器6S连接的方式生成继电器控制信号RYa、R%。并且，在副蓄电装置IOS的变更时，以更换继电器7a、7b的接通断开的方式生成继电器控制信号RYa、RYb。 而且，在HV行驶模式中，以断开继电器7a、7b这双方的方式生成继电器控制信号RYa、RYb。在图7所示的混合动力车辆％中，在蓄电池系统检测到异常时(更具体而言是检测到轻微故障时)，将HV模式中的控制中心值SOCrt (即，SOC控制范围)设定成高于通常时(未检测到异常时)的控制中心值SOCr。而且，对于模式判定值Mhs，也设定成高于通常时(未检测到异常时)的模式判定值Mh。即，混合动力车辆％的充放电控制的处理顺序基本上与图6所示的流程图同样。需要说明的是，在图7的结构中，在检测到严重故障时，通过控制成将系统主继电器7m及继电器7a、7b都切断(断开)，而能够强制性地切断各蓄电装置10M、10&、IOSb的充放电路径。而且，图6的步骤S190中的行驶模式选择及步骤S200中的行驶控制按照图 10及图11的说明来执行。其结果是，如图12所示，通过将HV模式中的控制中心值SOCrs设定成高于设定在 SOC下限值附近的通常值(SOCr)，即使在蓄电池系统中由于异常(轻微故障)引起的控制精度的下降而实际的SOCm的变动幅度增大，也能够保护主蓄电装置IOM免于成为低于SOC下限值的过放电，并能够继续基于HV模式的车辆行驶。此外，即使在EV模式中蓄电池系统发生异常(轻微故障)，通过将模式判定值Mhs 设定成高于设定在SOC下限值附近的通常值(Mh)，能够在预见到SOC控制精度的下降的基础上，保护各蓄电装置10M、lo&i、IOSb免于成为低于SOC下限值的过放电，能够继续基于 EV模式的车辆行驶。如此，在图7所示的混合动力车辆％中，当蓄电池系统发生轻度的异常时，在预见到SOC控制精度的下降的基础上，能够保护各蓄电装置10M、lo&i、IOSb免于发生过放电，并能够进行通常的车辆行驶。即，不会一律禁止各蓄电装置10M、10&i、10Sb的充放电而能够继续通常的车辆行驶，因此能够同时实现各蓄电装置10M、10&i、10Sb的保护和使用者方便性的确保这两者。需要说明的是，在图7的结构中，关于副蓄电装置的个数，可以是两个以外的任意的个数。即，也可以是不伴随选择副蓄电装置IOS的切换而副蓄电装置为一个，或者还可以是伴随多次选择副蓄电装置IOS的切换而将副蓄电装置配置三个以上。另外，明确地记载了本发明的适用并未限定为图1及图7所示的结构的混合动力车辆。即，明确地记载了只要是搭载有发动机、电动机、及蓄积电动机的驱动电力的能够进行外部充电的蓄电装置且具备将蓄电装置的剩余容量(SOC)维持在规定的控制范围内的行驶模式的混合动力车辆，就能够进行适用本发明的蓄电装置的充放电控制。应该考虑到本次公开的实施方式全部的方面是例示，并不是限制性内容。本发明的范围不是上述的说明而是由权利要求所公开，包括与权利要求均等的意思及范围内的全部变更。工业实用性本发明能够适用于搭载有通过外部电源可进行充电的蓄电装置的混合动力车辆。
2权利要求
1.一种混合动力车辆的充放电控制系统，该混合动力车辆( 搭载有作为动力源的内燃机(18)及电动机(MG》和构成为能够相对于所述电动机输入输出电力的蓄电装置(10)， 所述混合动力车辆的充放电控制系统具备外部充电部(30)，构成为通过车辆外部的电源对所述蓄电装置进行充电； 发电部(MGl)，构成为通过所述内燃机的输出而产生所述蓄电装置的充电电力； 充电状态推定部000)，构成为基于所述蓄电装置的状态检测值来推定所述蓄电装置的剩余容量；行驶控制部O10)，在第一行驶模式下的车辆运转期间，当由所述充电状态推定部产生的剩余容量推定值低于控制目标时，控制所述内燃机及所述电动机的动作以促进由所述发电部进行的内部充电，其中，该第一行驶模式以将所述蓄电装置的剩余容量维持在规定的控制范围内而进行行驶的方式使用所述内燃机及所述电动机；异常检测部020)，构成为检测与所述蓄电装置相关联的异常；及异常处理部030)，构成为在通过所述异常检测部检测到异常时将所述控制目标设定成高于未检测到所述异常时。
2.根据权利要求1所述的混合动力车辆的充放电控制系统，其中，所述行驶控制部(210)包含行驶模式选择部015)，该行驶模式选择部(21 构成为在所述剩余容量推定值下降到模式判定值之前的期间选择第二行驶模式，另一方面在所述剩余容量推定值下降到所述模式判定值后选择所述第一行驶模式，其中，该第二行驶模式以停止所述内部充电而主要利用所述电动机进行行驶的方式使用所述内燃机及所述电动机， 所述异常处理部(230)构成为当在所述第二行驶模式下的车辆运转期间检测到所述异常时，将所述模式判定值设定成高于未检测到所述异常时。
3.根据权利要求1所述的混合动力车辆的充放电控制系统，其中， 所述异常检测部(220)将检测到的异常分成第一级及第二级，所述异常处理部(230)在检测到所述第一级的异常时，对开闭装置(7)产生所述蓄电装置(10)的充放电路径的切断要求，另一方面，在检测到所述第二级的异常时，不产生所述切断要求而将所述控制目标设定成高于未检测到所述异常时。
4.根据权利要求2所述的混合动力车辆的充放电控制系统，其中， 所述异常检测部(220)将检测到的异常分成第一级及第二级，所述异常处理部(230)在检测到所述第一级的异常时，对开闭装置(7)产生所述蓄电装置(10)的充放电路径的切断要求，另一方面，在检测到所述第二级的异常时，不产生所述切断要求而将所述模式判定值设定成高于未检测到所述异常时。
5.根据权利要求1所述的混合动力车辆的充放电控制系统，其中， 所述蓄电装置(10)包含多个蓄电单元(10M、10Sa、10sb)，所述充电状态推定部(200)构成为对所述多个蓄电单元分别算出所述剩余容量推定值，所述充放电控制系统还具备电力控制单元(110)，构成为控制所述蓄电装置与所述电动机及所述发电机之间的双方向的电力转换；多个开闭装置(7、7a、7b)，分别设置在所述电力控制单元与所述多个蓄电单元之间；及连接切换部(340)，通过所述多个开闭装置的控制来控制所述多个蓄电单元与所述电力控制单元之间的连接，所述连接切换部在所述第一行驶模式下将所述多个蓄电单元中的一部分的蓄电单元与所述电力控制单元连接，所述行驶控制部(210)在所述第一行驶模式下的车辆运转期间，当所述一部分的蓄电单元的所述剩余容量推定值低于所述控制目标时，控制所述内燃机及所述电动机的动作以促进所述内部充电。
6.根据权利要求5所述的混合动力车辆的充放电控制系统，其中，所述多个蓄电单元分类成主蓄电单元(IOM)及至少一个副蓄电单元(10Sa、10Sb)， 所述行驶控制部(210)包含行驶模式选择部015)，该行驶模式选择部(21 构成为在各所述蓄电单元的所述剩余容量推定值下降到模式判定值之前的期间选择第二行驶模式， 另一方面在各所述蓄电单元的所述剩余容量推定值下降到所述模式判定值后选择所述第一行驶模式，其中，该第二行驶模式以停止所述内部充电而主要利用所述电动机进行行驶的方式使用所述内燃机及所述电动机，所述连接切换部(340)构成为在所述第一行驶模式下将所述主蓄电单元与所述电力控制单元(110)连接，并将各所述副蓄电单元从所述电力控制单元断开，另一方面，在所述第二行驶模式下，将所述主蓄电单元与所述电力控制单元连接，并且以在所述剩余容量推定值下降到所述模式判定值之前的期间依次使用各所述副蓄电单元的方式，将所述至少一个副蓄电单元逐一地与所述电力控制单元连接，所述异常处理部(230)构成为当在所述第二行驶模式下的车辆运转期间检测到所述异常时，将所述模式判定值设定成高于未检测到所述异常时。
7.根据权利要求5所述的混合动力车辆的充放电控制系统，其中， 所述异常检测部(220)将检测到的异常分成第一级及第二级，所述异常处理部(230)在检测到所述第一级的异常时产生对所述多个开闭装置(7、 7a,7b)的强制性切断要求，另一方面，在检测到所述第二级的异常时，不产生所述切断要求而将所述控制目标设定成高于未检测到所述异常时。
8.根据权利要求6所述的混合动力车辆的充放电控制系统，其中， 所述异常检测部(220)将检测到的异常分成第一级及第二级，所述异常处理部(230)在检测到所述第一级的异常时产生对所述多个开闭装置(7、 7a、7b)的强制性切断要求，另一方面，在检测到所述第二级的异常时不产生所述切断要求而将所述模式判定值设定成高于未检测到所述异常时。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的混合动力车辆的充放电控制系统，其中，所述异常处理部(230)在检测到所述异常时，以具有余量的方式设定所述控制目标， 该余量是即使所述剩余容量推定值下降到所述控制目标也不会使所述蓄电装置或所述一部分的蓄电单元的实际的剩余容量下降到管理下限值的余量。
10.根据权利要求2、4、6或8所述的混合动力车辆的充放电控制系统，其中，所述异常处理部(230)在检测到所述异常时，以具有余量的方式设定所述模式判定值，该余量是即使所述剩余容量推定值下降到所述模式判定值也不会使所述蓄电装置或各所述蓄电单元的实际的剩余容量下降到管理下限值的余量。
11.一种混合动力车辆的充放电控制系统的控制方法，该混合动力车辆( 搭载有作为动力源的内燃机(18)及电动机(MG》和构成为能够相对于所述电动机双方向地输入输出电力的蓄电装置(10)，其中，所述充放电控制系统具备外部充电部(30)，构成为通过车辆外部的电源对所述蓄电装置进行充电；及发电部(MGl)，构成为通过所述内燃机的输出而产生所述蓄电装置的充电电力， 所述控制方法具备如下步骤 检测与所述蓄电装置相关联的异常的步骤(S100)；当在第一行驶模式下的车辆运转期间检测到所述异常时，将所述剩余容量的控制目标设定成高于未检测到所述异常时的步骤(S160)，其中，该第一行驶模式以将所述蓄电装置的剩余容量维持在规定的控制范围内而进行行驶的方式使用所述内燃机及所述电动机；基于所述蓄电装置的状态检测值而算出所述蓄电装置的剩余容量推定值的步骤 (S180)；在所述第一行驶模式下的车辆运转期间，当所述剩余容量推定值低于所述控制目标时，以促进所述发电部进行的内部充电的方式控制所述内燃机及所述电动机的动作的步骤 (S200)。
12.根据权利要求11所述的混合动力车辆的充放电控制系统的控制方法，还具备 在所述剩余容量推定值下降到模式判定值之前的期间选择第二行驶模式，另一方面，在所述剩余容量推定值下降到所述模式判定值后选择所述第一行驶模式的步骤(S190)，其中，该第二行驶模式以停止所述内部充电而主要利用所述电动机进行行驶的方式使用所述内燃机及所述电动机；及当在所述第二行驶模式下的车辆运转期间检测到所述异常时，将所述选择的步骤中的所述模式判定值设定成高于未检测到所述异常时的步骤(S170)。
13.根据权利要求11所述的混合动力车辆的充放电控制系统的控制方法，还具备如下步骤将检测到的所述异常分成第一级及第二级的步骤(S120)；及在检测到所述第一级的异常时对开闭装置(7)产生所述蓄电装置(10)的充放电路径的切断要求的步骤(S130)，所述设定的步骤(S160)在检测到所述第二级的异常时，不产生所述切断要求而将所述控制目标设定成高于未检测到所述异常时。
14.根据权利要求12所述的混合动力车辆的充放电控制系统的控制方法，还具备如下步骤将所述检测到的异常分成第一级及第二级的步骤(S120)；及在检测到所述第一级的异常时对开闭装置(7)产生所述蓄电装置(10)的充放电路径的切断要求的步骤(S130)，所述设定的步骤(S170)在检测到所述第二级的异常时，不产生所述切断要求而将所述模式判定值设定成高于未检测到所述异常时。
15.根据权利要求11所述的混合动力车辆的充放电控制系统的控制方法，其中，所述蓄电装置(10)包含多个蓄电单元(10M、10Sa、10sb)， 所述充放电控制系统还具备电力控制单元(110)，构成为控制所述蓄电装置与所述电动机及所述发电机之间的双方向的电力转换；多个开闭装置(7、7a、7b)，分别设置在所述电力控制单元与所述多个蓄电单元之间以进行连接；及连接切换部(340)，构成为通过所述多个开闭装置的控制来控制所述多个蓄电单元与所述电力控制单元之间的连接，所述连接切换部在所述第一行驶模式下将所述多个蓄电单元中的一部分的蓄电单元与所述电力控制单元连接，所述算出的步骤(S180)对于所述多个蓄电单元分别算出所述剩余容量推定值， 所述控制的步骤(S200)在所述第一行驶模式下的车辆运转期间，当所述一部分的蓄电单元的所述剩余容量推定值低于所述控制目标时，控制所述内燃机及所述电动机的动作以促进所述发电部进行的内部充电。
16.根据权利要求15所述的混合动力车辆的充放电控制系统的控制方法，其中， 所述多个蓄电单元分类成主蓄电单元(IOM)及至少一个副蓄电单元(10Sa、10Sb)，所述连接切换部(340)在所述第一行驶模式下将所述主蓄电单元与所述电力控制单元(110)连接并将各所述副蓄电单元从所述电力控制单元断开，另一方面，在第二行驶模式下，将所述主蓄电单元与所述电力控制单元连接，并且以在所述剩余容量推定值下降到模式判定值之前的期间依次使用各所述副蓄电单元的方式，将所述至少一个副蓄电单元逐一地与所述电力控制单元连接，其中，该第二行驶模式以停止所述内部充电而主要利用所述电动机进行行驶的方式使用所述内燃机及所述电动机， 所述控制方法还具备如下步骤在各所述蓄电单元的所述剩余容量推定值下降到所述模式判定值之前的期间选择所述第二行驶模式，另一方面，在各所述蓄电单元的所述剩余容量推定值下降到所述模式判定值后选择所述第一行驶模式的步骤(S190)；及当在所述第二行驶模式下的车辆运转期间检测到所述异常时，将所述选择的步骤中的所述模式判定值设定成高于未检测到所述异常时的步骤(S170)。
17.根据权利要求15所述的混合动力车辆的充放电控制系统的控制方法，还具备如下步骤将检测到的所述异常分成第一级及第二级的步骤(S120)；及在检测到所述第一级的异常时产生对所述多个开闭装置(7、7a、7b)的强制性切断要求的步骤(S130)，所述设定的步骤(S160)在检测到所述第二级的异常时，不产生所述切断要求而将所述控制目标设定成高于未检测到所述异常时。
18.根据权利要求16所述的混合动力车辆的充放电控制系统的控制方法，还具备如下步骤将检测到的所述异常分成第一级及第二级的步骤(S120)；及在检测到所述第一级的异常时产生对所述多个开闭装置(7、7a、7b)的强制性切断要求的步骤(S130)，所述设定的步骤(S170)在检测到所述第二级的异常时，不产生所述切断要求而将所述模式判定值设定成高于未检测到所述异常时。
19.根据权利要求11至18中任一项所述的混合动力车辆的充放电控制系统的控制方法，其中，所述设定的步骤(S160)在检测到所述异常时，以具有余量的方式设定所述控制目标， 该余量是即使所述剩余容量推定值下降到所述控制目标也不会使所述蓄电装置或所述一部分的蓄电单元的实际的剩余容量下降到管理下限值的余量。
20.根据权利要求12、14、16或18所述的混合动力车辆的充放电控制系统的控制方法， 其中，所述设定的步骤(S170)在检测到所述异常时，以具有余量的方式设定所述模式判定值，该余量是即使所述剩余容量推定值下降到所述模式判定值也不会使所述蓄电装置或各所述蓄电单元的实际的剩余容量下降到管理下限值的余量。
全文摘要
在以将搭载于混合动力车辆的蓄电装置的充电量(SOC)维持在规定的控制范围内的方式控制行驶的行驶模式中，在发生与蓄电装置(10)相关连的异常时，在将限定控制范围的控制中心值SOC#设定成比设定在SOC的管理下限值附近的通常时的控制中心值SOCr高的基础上，允许蓄电装置的充放电。由此，在发生不需要立即切断蓄电装置的充放电的等级的异常时，能够在保护蓄电装置的基础上继续伴随其使用的车辆运转。
文档编号H02J7/00GK102341285SQ20098015787
公开日2012年2月1日 申请日期2009年3月5日 优先权日2009年3月5日
发明者有留浩治, 町田清仁 申请人:丰田自动车株式会社