JP2005086988A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 どのような場合でも速やかにエンジン始動が可能なハイブリッド車両の制御装置を提供する。
【解決手段】 制御部１は、モータＭ単独で内燃機関Ｅを始動できるか否かを判定する。モータＭ単独で内燃機関Ｅを始動できないと判定した場合、モータＭが正常か否かを判定する。もし、モータＭが正常ではない場合、スタータ８単独により内燃機関Ｅを始動するスタータ単独始動を選択し、電流量を充分確保するためにサブＤＣ／ＤＣコンバータ５ｂをＯＮして内燃機関Ｅを始動する。一方、モータＭは正常で、スタータ８による内燃機関ＥのクランキングをモータＭによりアシストすることができると判定した場合、スタータ８をモータＭによってアシストしながら内燃機関Ｅを始動するモータアシスト始動を選択し、同様に電流量を充分確保するためにサブＤＣ／ＤＣコンバータ５ｂをＯＮして内燃機関Ｅを始動する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、エンジンまたは走行用モータの少なくとも一方の動力により走行可能なハイブリッド車両の制御装置に関する。

従来、エンジンまたは走行用モータの少なくとも一方の動力により走行可能なハイブリッド車両では、極低温環境下等において走行用モータを駆動するための高電圧バッテリの出力が制限され、走行用モータを利用したエンジンの始動が不可能な場合、エンジンを始動するために専用に設けられたスタータ（セルモータ）によりエンジンの始動を行う（例えば、特許文献１参照。）。
特開平１０−１３６５０８号公報

ところで、スタータを利用したエンジン始動時には、エンジンをクランキングする際にスタータに電力を供給するバッテリの電圧が通常の開放電圧より大きく低下する。通常、ハイブリッド車両はＣＰＵを備えた制御部において、エンジンの始動を制御しているため、バッテリの電圧低下に伴ってＣＰＵにリセットがかかると、スタータの回転指令を出力することができなくなり、エンジン始動動作を継続することができなくなる。従来は、制御部にバックアップ電源を備えることにより、ＣＰＵを動作させる電力を供給し、エンジンの始動性を確保していたが、車両に多数用意される制御部のそれぞれにバックアップ電源を備えたことにより、ハイブリッド車両の部品コストあるいは製造コストが上昇してしまうという問題があった。
また、走行用モータの駆動を制御する制御部にバックアップ電源を備えていない場合、エンジンが始動してバッテリの電圧が回復するまで、走行用モータによってスタータをアシストする等のハイブリッド機能を利用することができないという問題があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、どのような場合でも速やかにエンジン始動が可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１の発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、エンジン（例えば後述する実施例の内燃機関Ｅ）または走行用モータ（例えば後述する実施例のモータＭ）の少なくとも一方の動力により走行可能なハイブリッド車両の制御装置であって、第１のバッテリ（例えば後述する実施例のバッテリ３）から電圧を降圧して第２のバッテリ（例えば後述する実施例の補助バッテリ４）へ供給する複数の電圧変換器（例えば後述する実施例のメインＤＣ／ＤＣコンバータ５ａ、サブＤＣ／ＤＣコンバータ５ｂ）を備え、前記エンジンまたは前記走行用モータの駆動を制御するＥＣＵ制御装置（例えば後述する実施例のＭＯＴＥＣＵ３３、ＨＶＥＣＵ３５、ＦＩ／ＡＴ／ＭＧＥＣＵ３６）に対して、前記複数の電圧変換器のそれぞれから独立した電力供給経路が接続されると共に、該電力供給経路により前記複数の電圧変換器のそれぞれから前記ＥＣＵ制御装置に対して独立に電力が供給されることを特徴とする。

以上の構成を備えたハイブリッド車両の制御装置は、複数の電圧変換器のそれぞれから、独立した電力供給経路によりＥＣＵ制御装置へ独立して電力が供給されることにより、複数の電圧変換器を動作させてＥＣＵ制御装置に対して充分な電力を供給することができる。

請求項２の発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記複数の電圧変換器が第１、第２の電圧変換器（例えば後述する実施例のメインＤＣ／ＤＣコンバータ５ａが第１の電圧変換器、サブＤＣ／ＤＣコンバータ５ｂが第２の電圧変換器とする）からなり、前記ＥＣＵ制御装置は、前記走行用モータを利用した前記エンジンの始動が不可能な場合、前記第１、第２の電圧変換器を動作させて、前記第１のバッテリから前記第２のバッテリへ電力を供給し、前記エンジンを始動するために専用に設けられたスタータと前記走行用モータとを利用して前記エンジンの始動を行うことを特徴とする。

以上の構成を備えたハイブリッド車両の制御装置は、走行用モータを利用したエンジンの始動が不可能な場合、第１、第２の電圧変換器を動作させて、第１のバッテリから第２のバッテリへ電力を供給することにより、エンジンまたは走行用モータの駆動を制御するＥＣＵ制御装置への供給電力を確保し、ＥＣＵ制御装置が制御するスタータと走行用モータとの同時使用によって効率良くエンジンを始動することができる。

請求項３の発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記ハイブリッド車両の走行時に、前記ＥＣＵ制御装置は、前記第２のバッテリの電装負荷が所定値よりも大きい場合、前記第１、第２の電圧変換器を動作させて前記第１のバッテリから前記第２のバッテリへ電力を供給し、前記第２のバッテリの電装負荷が所定値以下の場合、前記第１の電圧変換器を停止すると共に、前記第２の電圧変換器のみを動作させて前記第１のバッテリから前記第２のバッテリへ電力を供給することを特徴とする。

以上の構成を備えたハイブリッド車両の制御装置は、ハイブリッド車両の走行時に、第２のバッテリの電装負荷の状態によって、第１、第２の電圧変換器の動作を制御することで、第２のバッテリの電装負荷の状態に応じた電圧変換器のみを効率良く動作させて、第２のバッテリの電装負荷に適切な電力を供給することができる。

本発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、複数の電圧変換器を動作させてＥＣＵ制御装置に対して充分な電力を供給することができる。従って、ＥＣＵ制御装置には、いつでも充分な電力が供給されるので、車両に多数用意されるＥＣＵ制御装置のぞれぞれに個別にバックアップ電源を備える必要がなくなり、ハイブリッド車両の部品コストあるいは製造コストを削減することができるという効果が得られる。

また、本発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、ＥＣＵ制御装置が制御するスタータと走行用モータとの同時使用によって効率良くエンジンを始動することができる。従って、スタータのみを利用したエンジン始動時よりも、エンジン始動までの時間を短縮することができるため、ハイブリッド車両の商品性を向上させることができるという効果が得られる。
更に、本発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、第１、第２の電圧変換器の中で、第２のバッテリの電装負荷の状態に応じた電圧変換器のみを効率良く動作させて、第２のバッテリの電装負荷に適切な電力を供給することができる。従って、１つ１つの電圧変換器を予想される電装負荷に合わせて最適に設計、あるいは使用することができるので、装置全体における変換効率を改善することができるという効果が得られる。

以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。

（全体構成）
図１は、本発明の一実施例のハイブリッド車両の制御装置に係るパラレルハイブリッド車両の構成を示す図であって、パラレルハイブリッド車両は、内燃機関Ｅ、モータＭ、トランスミッションＴを直列に直結した構造を備えている。図１において、内燃機関Ｅ及びモータＭの両方の駆動力は、例えばオートマチックトランスミッション（ＡＴ）あるいはマニュアルトランスミッション（ＭＴ）等のトランスミッションＴから、左右の駆動輪（前輪あるいは後輪）Ｗ，Ｗ間で駆動力を配分するディファレンシャルギア（図示略）を介して、車両の駆動輪Ｗ，Ｗに伝達される。また、ハイブリッド車両の減速時に駆動輪Ｗ側からモータＭ側に駆動力が伝達されると、モータＭは発電機として機能し、いわゆる回生制動力を発生することで、車体の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収する。

例えば３相のＤＣブラシレスモータ等からなるモータＭは、パワードライブユニット（ＰＤＵ）２に接続されている。パワードライブユニット２は、例えばトランジスタのスイッチング素子を複数用いてブリッジ接続してなるブリッジ回路を具備すると共に、パルス幅変調（ＰＷＭ）によりモータＭを駆動するＰＷＭインバータを備え、モータＭと電力（モータＭの力行（駆動またはアシスト）動作時にモータＭに供給される供給電力や、回生動作時にモータＭから出力される回生電力）の授受を行う高電圧系（例えば１４４［Ｖ］系）のバッテリ（ＨＶ ＢＡＴＴ）３が接続されている。また、モータＭの駆動及び回生作動は、制御部１からの制御指令を受けてパワードライブユニット２により行われる。すなわち、パワードライブユニット２は、例えばモータＭの駆動時には、制御部１から出力されるトルク指令に基づき、バッテリ３から出力される直流電力を３相交流電力に変換してモータＭへ供給する。一方、モータＭの回生動作時には、モータＭから出力される３相交流電力を直流電力に変換してバッテリ３を充電する。

また、内燃機関Ｅは、いわゆるＳＯＨＣのＶ型６気筒エンジンであって、一方のバンクの３つの気筒は気筒休止運転可能な可変バルブタイミング機構ＶＴを備えた構造で、他方のバンクの３つの気筒は気筒休止運転（休筒運転）を行わない通常の動弁機構（図示略）を備えた構造となっている。すなわち、内燃機関Ｅは、片側のバンクの３つの気筒が休止した状態の３気筒運転（休筒運転）と、両方のバンクの６気筒全部が駆動する６気筒運転（全筒運転）とが切り替えられることとなる。なお、内燃機関Ｅは制振装置（ＡＣＭ：Active Control Engine Mount）１９を介して車体に搭載され、制振装置１９は、内燃機関Ｅの運転状態つまり３気筒運転（休筒運転）と６気筒運転（全筒運転）との切り替えに伴う車体振動の発生を抑制するようになっている。

また、この内燃機関Ｅには、スロットルバルブ（図示略）を電子制御する電子制御スロットル（ＥＴＣＳ：Electronic Throttle Control System）２０が備えられている。
電子制御スロットル２０は、例えば、運転者によるアクセルペダル（図示略）の操作量に係るアクセルペダル開度ＡＰ、及び、例えば車両の走行速度（車速）ＶＰや内燃機関Ｅのエンジン回転数ＮＥ等の車両の運転状態、及び、例えば内燃機関ＥとモータＭとの間のトルク配分等に基づいて制御部１にて算出されるスロットル開度に応じて、ＥＴＣＳドライバを駆動し、スロットルバルブを直接的に制御する。

また、例えばオートマチックトランスミッション（ＡＴ）とされるトランスミッションＴは、ロックアップクラッチ（ＬＣ）２１を具備するトルクコンバータ２２を備えて構成され、更に、トルクコンバータ２２及びトランスミッションＴの変速動作を駆動制御するための油圧を発生する電動オイルポンプ２３が備えられている。なお、電動オイルポンプ２３は、バッテリ３からの電力供給により制御部１により駆動制御される。

トルクコンバータ２２は、内部に封入された作動油（ＡＴＦ：Automatic Transmission Fluid）の螺旋流によってトルクの伝達を行うものであって、ロックアップクラッチ２１の係合が解除されたＬＣ＿ＯＦＦ状態では、作動油を介してモータＭの回転軸からトランスミッションＴの入力軸へとトルクが伝達（例えば、増幅伝達）される。一方、ロックアップクラッチ２１が係合状態に設定されたＬＣ＿ＯＮ状態では、作動油を介さず直接にモータＭの回転軸からトランスミッションＴの入力軸へと回転駆動力が伝達される。

また、駆動輪Ｗにはブレーキデバイス２４が備えられ、このブレーキデバイス２４は制御部１の制御によって車両の急激な挙動変化の発生を抑制するものであって、例えば、滑りやすい路面等での駆動輪Ｗの空転を防止したり、オーバーステアやアンダーステア等の横すべリの発生を抑制したり、制動時に駆動輪Ｗがロック状態となることを防止して、車両の所望の駆動力及び操舵能力を確保し、車両の姿勢を安定化させると共に、クリープ力による走行を補助し、例えば内燃機関Ｅの停止時における勾配路での後退防止等を行う。

更に、内燃機関ＥのクランクシャフトＳには、内燃機関Ｅを始動する際に、低電圧系（例えば１２［Ｖ］系）の補助バッテリ（１２Ｖ ＢＡＴＴ）４の電力を利用して駆動されるスタータ（セルモータ）８が接続されている。スタータ８は、モータＭ単独で内燃機関Ｅをクランキングして始動できない場合に、イグニッションスイッチがＯＮされることにより、スタータ８単独、あるいはモータＭによるアシストを受けながら内燃機関Ｅをクランキングして始動する。

また、内燃機関ＥのクランクシャフトＳには、例えばベルト及びクラッチ等を介して、空調装置用のハイブリッドエアコンコンプレッサ（ＨＢＡＣ）６に具備される空調装置用モータ（図示略）の回転軸が接続され、この空調装置用モータは、空調装置用インバータ（ＨＢＡＣ ＩＮＶ）７に接続されている。空調装置用インバータ７は、パワードライブユニット２及びバッテリ３に対して並列に接続され、制御部１の制御により、パワードライブユニット２やバッテリ３から出力される直流電力を３相交流電力に変換して空調装置用モータへ供給し、ハイブリッドエアコンコンプレッサ６を駆動制御する。
すなわち、前記ハイブリッドエアコンコンプレッサ６は、少なくとも内燃機関Ｅの駆動力または空調装置用モータの力行動作時の駆動力のいずれか一方の駆動力により、駆動負荷量、例えば冷媒の吐出容量が可変制御される。ここで、ハイブリッドエアコンコンプレッサ６における、「ハイブリッド」とは、内燃機関ＥとモータＭとのいずれでも駆動できることを意味する。

なお、内燃機関Ｅと空調装置用モータとの間には、例えば内燃機関ＥのクランクシャフトＳと一体に設けられたクランク軸プーリと、このクランク軸プーリと対をなし、クラッチを介して空調装置用モータの回転軸と接続可能な駆動軸と一体に設けられた駆動軸プーリと、クランク軸プーリ及び駆動軸プーリ間に掛け渡されたベルトとが備えられている。すなわち、クランク軸プーリ及び駆動軸プーリ間においては、ベルトを介して駆動力が伝達される。

一方、制御部１には、例えば、車両の走行速度ＶＰを検出する車速センサＳ１からの検出信号と、内燃機関Ｅのエンジン回転数ＮＥを検出するエンジン回転数センサＳ２からの検出信号と、トランスミッションＴのシフトポジションＳＨを検出するシフトポジションセンサＳ３からの検出信号と、ブレーキ（Ｂｒ）ペダルの操作状態ＢＲを検出するブレーキスイッチＳ４からの検出信号と、アクセルペダルの操作量に係るアクセルペダル開度ＡＰを検出するアクセルペダル開度センサＳ５からの検出信号と、スロットル開度ＴＨを検出するスロットル開度センサＳ６からの検出信号と、吸気管負圧ＰＢを検出する吸気管負圧センサＳ７からの検出信号と、バッテリ３の温度ＴＢＡＴを検出するバッテリ温度センサＳ８からの検出信号とが入力されている。

また、制御部１には、例えば内燃機関Ｅの冷却水の水温ＴＷを検出する水温センサＳ９からの検出信号と、内燃機関Ｅのエンジンオイルの油温ＴＯを検出する油温センサＳ１０からの検出信号と、内燃機関Ｅの吸気温度ＴＫを検出する吸気温センサＳ１１からの検出信号と、車両周囲の外気温ＴＡを検出する外気温センサＳ１２からの検出信号と、バッテリ３の入出力電流ＡＢＡＴを検出するバッテリ電流センサＳ１３の検出信号と、バッテリ３の入出力電圧ＶＢＡＴを検出するバッテリ電圧センサＳ１４の検出信号と、補助バッテリ４の入出力電圧ＬＶＢＡＴを検出する補助バッテリ電圧センサＳ１５の検出信号とが入力されている。

更に、制御部１には、例えば、パワードライブユニット２の温度ＴＰＤＵを検出するＰＤＵ温度センサＳ１６からの検出信号と、後述するメインＤＣ／ＤＣコンバータ５ａ及びサブＤＣ／ＤＣコンバータ５ｂの温度ＴＤＶを検出するＤＶ温度センサＳ１７からの検出信号と、モータＭの温度ＴＭＯＴを検出するモータ温度センサＳ１８からの検出信号と、モータＭのロータ角度θＭＯＴを検出するレゾルバを備えた回転角センサＳ１９からの検出信号とが入力されている。
また、制御部１には、イグニッションスイッチのＯＮ／ＯＦＦを示すＩＧ＿ＳＷ信号が入力されている。

また、制御部１は、例えば、ブレーキデバイス２４を駆動制御して車両の挙動を安定化させるＶＳＡ（ＶＳＡ：Vehicle Stability Assist）ＥＣＵ３１と、制振装置１９を駆動制御して内燃機関Ｅの運転状態に起因する車体振動の発生を抑制するＡＣＭＥＣＵ３２と、モータＭの駆動及び回生作動を制御するＭＯＴＥＣＵ３３と、空調装置用のハイブリッドエアコンコンプレッサ６及び空調装置用インバータ７を駆動制御するＡ／ＣＥＣＵ３４と、例えばパワードライブユニット２及びバッテリ３及びモータＭ、及び後述するメインＤＣ／ＤＣコンバータ５ａ、サブＤＣ／ＤＣコンバータ５ｂ等からなる高圧電装系の監視及び保護や、パワードライブユニット２及び後述するメインＤＣ／ＤＣコンバータ５ａ、サブＤＣ／ＤＣコンバータ５ｂの動作制御を行うＨＶＥＣＵ３５とを備えて構成されている。

更に、制御部１は、例えば内燃機関Ｅへの燃料供給や点火タイミング等を制御したり、例えばアクセルペダル開度ＡＰと、内燃機関Ｅのエンジン回転数ＮＥと、車両の走行速度ＶＰと、シフトポジションＳＨと、ブレーキペダルの操作状態ＢＲ等の各検出信号に基づき、車両の運転者により要求されるトルク値（ドライバ要求トルク）を算出し、車両の走行速度ＶＰが目標車速となるように制御する定速走行制御時や先行車両に対して所定車間距離を維持した状態で追従する追従走行制御時等に要求されるトルク値、あるいはバッテリ３及び補助バッテリ４の充電状態に応じて設定される制限量や要求量及びモータ巻線を保護するための制限トルクを考慮しながら、内燃機関ＥとモータＭとのトルク配分の算出や内燃機関Ｅの休筒運転を制御し、更に算出されたトルク配分に従ってモータＭへの要求トルクをＭＯＴＥＣＵ３３に対して通知すると共に内燃機関Ｅに備えられた電子制御スロットル２０のスロットル開度を制御するＦＩ／ＡＴ／ＭＧＥＣＵ３６を備えている。なお、上述のＶＳＡＥＣＵ３１と、ＡＣＭＥＣＵ３２と、ＭＯＴＥＣＵ３３と、Ａ／ＣＥＣＵ３４と、ＨＶＥＣＵ３５と、ＦＩ／ＡＴ／ＭＧＥＣＵ３６とは相互に通信可能に接続されている。

また、各種補機類を駆動するための低電圧系（例えば１２［Ｖ］系）の補助バッテリ４は、メインＤＣ／ＤＣコンバータ５ａ、サブＤＣ／ＤＣコンバータ５ｂを介して、パワードライブユニット２及びバッテリ３に対して並列に接続されている。メインＤＣ／ＤＣコンバータ５ａ、サブＤＣ／ＤＣコンバータ５ｂは、パワードライブユニット２やバッテリ３の電圧を降圧する電圧変換器であって、パワードライブユニット２やバッテリ３の電圧を降圧して補助バッテリ４を充電したり、補助バッテリ４に接続された１２Ｖ系電装負荷（制御部１や補機類等）を動作させる。

ここで、具体的にメインＤＣ／ＤＣコンバータ５ａとサブＤＣ／ＤＣコンバータ５ｂとの関係について説明すると、メインＤＣ／ＤＣコンバータ５ａがパワードライブユニット２やバッテリ３の電圧を降圧する際に常時利用されるメインのコンバータとすると、サブＤＣ／ＤＣコンバータ５ｂは、メインＤＣ／ＤＣコンバータ５ａだけではその変換能力が充分でない時にＯＮされて、パワードライブユニット２やバッテリ３の電圧を降圧して電力を供給するサブのコンバータである。

従って、図１に示すように、メインＤＣ／ＤＣコンバータ５ａ及びサブＤＣ／ＤＣコンバータ５ｂの出力は、上述のＶＳＡＥＣＵ３１、ＡＣＭＥＣＵ３２、ＭＯＴＥＣＵ３３、Ａ／ＣＥＣＵ３４、ＨＶＥＣＵ３５、及びＦＩ／ＡＴ／ＭＧＥＣＵ３６の各制御ユニットや制振装置１９を含む車両の補機類、あるいは補助バッテリ４、更にはスタータ（セルモータ）８等の１２Ｖ系電装負荷に独立に接続されており、これらの各装置類に１２Ｖ系電力が供給される。なお、メインＤＣ／ＤＣコンバータ５ａとサブＤＣ／ＤＣコンバータ５ｂの出力が両方接続された各装置類は、少なくともいずれか一方からの電力供給により動作することができる。

また、メインＤＣ／ＤＣコンバータ５ａとサブＤＣ／ＤＣコンバータ５ｂとでは、図２に示す特性図にあるように、出力電流によって変換効率が異なる。具体的には、図２に示すように、横軸をＤＣ／ＤＣコンバータの出力電流［Ａ］、縦軸をＤＣ／ＤＣコンバータの変換効率［％］とした特性図において、メインＤＣ／ＤＣコンバータ５ａは出力電流が小さい場合変換効率が悪く、出力電流が大きくなると変換効率が高くなる特性を持つ。一方、同様に図２の特性図において、サブＤＣ／ＤＣコンバータ５ｂは、出力電流が小さくメインＤＣ／ＤＣコンバータ５ａの変換効率が悪い領域で、出力電流が大きい場合のメインＤＣ／ＤＣコンバータ５ａの変換効率と同等の変換効率で動作する。従って、１２Ｖ系電装負荷を動作させるために要求される電流量が小さい時には、サブＤＣ／ＤＣコンバータ５ｂのみを利用して効率良く電圧を変換することが望ましい。

（始動時のＤＣ／ＤＣコンバータ制御）
次に、制御部１による内燃機関Ｅの始動時におけるメインＤＣ／ＤＣコンバータ５ａ、サブＤＣ／ＤＣコンバータ５ｂの動作／非動作に関する制御動作について、図面を参照して説明する。図３は、制御部１による内燃機関Ｅの始動時におけるメインＤＣ／ＤＣコンバータ５ａ、サブＤＣ／ＤＣコンバータ５ｂの動作／非動作に関する制御動作を示すフローチャートである。
図３において、まず制御部１は、イグニッションスイッチがＯＮであるか否かを判定する（ステップＳＴ１）。

ステップＳＴ１において、イグニッションスイッチがＯＮであった場合（ステップＳＴ１のＹＥＳ）、制御部１は、水温センサＳ９が検出する内燃機関Ｅの冷却水の水温ＴＷと、バッテリ温度センサＳ８が検出するバッテリ３の温度ＴＢＡＴの条件に従って、モータＭ単独で内燃機関Ｅをクランキングして始動できるか否かを判定する（ステップＳＴ２）。具体的には、内燃機関Ｅの水温ＴＷが設定水温より高く、かつバッテリ３の温度ＴＢＡＴが設定バッテリ温度より高い場合には、「モータＭ単独で始動可能」と判定する。一方、内燃機関Ｅの水温ＴＷが設定水温以下、またはバッテリ３の温度ＴＢＡＴが設定バッテリ温度以下、またはバッテリ容量が設定量より少ない場合には、「モータＭ単独で始動不可能」と判定し、スタータを用いた始動とする。

もし、ステップＳＴ２において、モータＭ単独による内燃機関Ｅの始動が不可能であった場合（ステップＳＴ２のＮＯ）、次に制御部１は、モータ温度センサＳ１８が検出するモータＭの温度ＴＭＯＴや回転角センサＳ１９が検出するモータＭのロータ角度θＭＯＴにより直接的に判定すると共に、ＰＤＵ温度センサＳ１６が検出するパワードライブユニット２の温度ＴＰＤＵやＤＶ温度センサＳ１７が検出するメインＤＣ／ＤＣコンバータ５ａ及びサブＤＣ／ＤＣコンバータ５ｂの温度ＴＤＶを参考にして、モータＭが正常か否かを判定する（ステップＳＴ３）。
ステップＳＴ３において、モータＭが正常ではなく、スタータ８単独で内燃機関Ｅを始動するべきであると判定した場合（ステップＳＴ３のＮＯ）、制御部１は、スタータ８単独により内燃機関Ｅをクランキングして始動するスタータ単独始動を選択し（ステップＳＴ４）、電流量を充分確保するためにサブＤＣ／ＤＣコンバータ５ｂをＯＮする（ステップＳＴ５）。

一方、ステップＳＴ３において、モータＭは正常で、スタータ８による内燃機関ＥのクランキングをモータＭによってアシストすることができると判定した場合（ステップＳＴ３のＹＥＳ）、制御部１は、スタータ８による内燃機関ＥのクランキングをモータＭによってアシストしながら始動するモータアシスト始動を選択し（ステップＳＴ６）、同様に電流量を充分確保するためにサブＤＣ／ＤＣコンバータ５ｂをＯＮする（ステップＳＴ５）。

そして、制御部１は、内燃機関Ｅのエンジン回転数ＮＥが所定値以上になったか否かを判定することにより、内燃機関Ｅがクランキングされて始動完了したか否かを判定し（ステップＳＴ７）、内燃機関Ｅの始動が完了していない場合（ステップＳＴ７のＮＯ）、ステップＳＴ７へ戻り、内燃機関Ｅがクランキングされて始動完了するまで待つ。
一方、ステップＳＴ７において、内燃機関Ｅの始動が完了している場合（ステップＳＴ７のＹＥＳ）、サブＤＣ／ＤＣコンバータ５ｂをＯＦＦして（ステップＳＴ８）、制御部１は、内燃機関Ｅの始動時におけるメインＤＣ／ＤＣコンバータ５ａ、サブＤＣ／ＤＣコンバータ５ｂの動作／非動作に関する制御動作を終了する。

一方、ステップＳＴ１において、イグニッションスイッチがＯＦＦであった場合（ステップＳＴ１のＮＯ）、制御部１は何もせず、内燃機関Ｅの始動時におけるメインＤＣ／ＤＣコンバータ５ａ、サブＤＣ／ＤＣコンバータ５ｂの動作／非動作に関する制御動作を終了する。
また、ステップＳＴ２において、モータＭ単独による内燃機関Ｅの始動が可能であった場合（ステップＳＴ２のＹＥＳ）、制御部１は、モータＭ単独により内燃機関Ｅをクランキングして始動するモータ単独始動を選択し（ステップＳＴ９）、内燃機関Ｅの始動時におけるメインＤＣ／ＤＣコンバータ５ａ、サブＤＣ／ＤＣコンバータ５ｂの動作／非動作に関する制御動作を終了する。

上述の動作を、図４に示す内燃機関Ｅの始動時における各部の状態変化を示す図と照らし合わせながら説明すると、まず図４（１）に示すように、時刻ｔ１において、イグニッションスイッチのＯＮ／ＯＦＦを示すＩＧ＿ＳＷ信号がＯＮする。イグニッションスイッチがＯＮすると、モータＭ単独で内燃機関Ｅをクランキングすることができない場合、図４（３）に示すように、最初に時刻ｔ２においてメインＤＣ／ＤＣコンバータ５ａがＯＮし、図４（４）に示すように、続いて時刻ｔ３においてサブＤＣ／ＤＣコンバータ５ｂがＯＮする。これにより、図４（６）に示すように、補助バッテリ４の電圧は例えば１２［Ｖ］から多少低下する。また図４（２）に示すように、実際時刻ｔ４においてスタータ８がＯＮされると、図４（６）に示すように、補助バッテリ４の電圧が更に急激に低下する。しかし、サブＤＣ／ＤＣコンバータ５ｂの働きにより、内燃機関Ｅの始動が継続されるため、図４（７）に示すように、内燃機関Ｅが始動し、回転数ＮＥが上昇する。これにより、図４（５）に示すように、時刻ｔ５において内燃機関Ｅのエンジン回転数ＮＥが所定値以上となり始動が完了したと判定されると、図４（４）に示すように、サブＤＣ／ＤＣコンバータ５ｂはＯＦＦされて、通常の制御が開始される。

（走行時のＤＣ／ＤＣコンバータ制御）
次に、制御部１による走行時におけるメインＤＣ／ＤＣコンバータ５ａ、サブＤＣ／ＤＣコンバータ５ｂの動作／非動作に関する制御動作について、図面を参照して説明する。図５は、制御部１による走行時におけるメインＤＣ／ＤＣコンバータ５ａ、サブＤＣ／ＤＣコンバータ５ｂの動作／非動作に関する制御動作を示すフローチャートである。
図５において、まず制御部１は、１２Ｖ系電装負荷を動作させるために要求される電流量が、規定値より大きいか否かを判定する（ステップＳＴ１１）。なお、規定値は、図２に示す特性図に基づいて、メインＤＣ／ＤＣコンバータ５ａの変換効率よりサブＤＣ／ＤＣコンバータ５ｂの変換効率の方が良くなるＰ点の電流値として規定される。
ステップＳＴ１１において、１２Ｖ系電装負荷の電流量が規定値より大きい場合（ステップＳＴ１１のＹＥＳ）、出力電流が小さい時に変換効率が良いサブＤＣ／ＤＣコンバータ５ｂをＯＮする（ステップＳＴ１２）と共に、出力電流が大きい時に変換効率が良いメインＤＣ／ＤＣコンバータ５ａもＯＮして（ステップＳＴ１３）必要な電流量を確保する。そして、走行時におけるメインＤＣ／ＤＣコンバータ５ａ、サブＤＣ／ＤＣコンバータ５ｂの動作／非動作に関する制御動作を終了する。

一方、ステップＳＴ１１において、１２Ｖ系電装負荷の電流量が規定値以下の場合（ステップＳＴ１１のＮＯ）、出力電流が小さい時に変換効率が良いサブＤＣ／ＤＣコンバータ５ｂのみをＯＮする（ステップＳＴ１４）と共に、出力電流が大きい時に変換効率が良いメインＤＣ／ＤＣコンバータ５ａはＯＦＦして（ステップＳＴ１５）電圧の変換効率の悪化を防止する。そして、走行時におけるメインＤＣ／ＤＣコンバータ５ａ、サブＤＣ／ＤＣコンバータ５ｂの動作／非動作に関する制御動作を終了する。

以上説明したように、本実施例のハイブリッド車両の制御装置によれば、制御部１は、モータＭ単独で内燃機関Ｅを始動できるか否かを判定し、モータＭ単独で内燃機関Ｅを始動できないと判定した場合、モータＭが正常か否かを判定する。もし、モータＭが正常ではなく、スタータ８単独で内燃機関Ｅを始動するべきであると判定した場合、スタータ８単独により内燃機関Ｅをクランキングして始動するスタータ単独始動を選択し、サブＤＣ／ＤＣコンバータ５ｂをＯＮする。一方、モータＭは正常で、スタータ８による内燃機関ＥのクランキングをモータＭによりアシストすることができると判定した場合、スタータ８による内燃機関ＥのクランキングをモータＭによってアシストしながら始動するモータアシスト始動を選択して、サブＤＣ／ＤＣコンバータ５ｂをＯＮする。

これにより、メインＤＣ／ＤＣコンバータ５ａ及びサブＤＣ／ＤＣコンバータ５ｂから、独立した電力供給経路によりＭＯＴＥＣＵ３３、ＨＶＥＣＵ３５、及びＦＩ／ＡＴ／ＭＧＥＣＵ３６等の各制御ユニットや補助バッテリ４、更にはスタータ８へ独立して電力が供給されることで、速やかに内燃機関Ｅを始動することができる。

また、走行時には補助バッテリ４の１２Ｖ系電装負荷（補機類）の状態によって、メインＤＣ／ＤＣコンバータ５ａ、サブＤＣ／ＤＣコンバータ５ｂの動作を制御することで、補助バッテリ４の電装負荷の状態に応じたＤＣ／ＤＣコンバータのみを効率良く動作させて、補助バッテリ４の電装負荷に適切な電力を供給することができる。特に、１２Ｖ系電装負荷の電流量が規定値以下の場合には、出力電流が小さい時に効率の良いサブＤＣ／ＤＣコンバータ５ｂのみを駆動し、１２Ｖ系電装負荷の電流量が規定値より大きい場合には、出力電流が大きい時に効率の良いメインＤＣ／ＤＣコンバータ５ａも駆動することで、ＤＣ／ＤＣコンバータを効率良く動作させることができる。

従って、スタータ８の駆動時に補助バッテリ４の電圧が低下することで発生する制御部１のＣＰＵリセットを防止し、どのような場合でも速やかにエンジン始動が可能なハイブリッド車両の制御装置を実現することができるという効果が得られる。また、モータＭ単独で内燃機関Ｅを始動できない場合は、スタータ８による内燃機関ＥのクランキングをモータＭによってアシストしながら始動することで、内燃機関Ｅの始動時間を短縮することができるという効果が得られる。

更に、補助バッテリ４の出力電力をメインＤＣ／ＤＣコンバータ５ａ及びサブＤＣ／ＤＣコンバータ５ｂの出力電力により補助することができるので、補助バッテリ４を小型化することができるという効果が得られる。また、メインＤＣ／ＤＣコンバータ５ａ、サブＤＣ／ＤＣコンバータ５ｂを予想される電装負荷に合わせて最適に設計、あるいは使用することができるので、装置全体における電圧の変換効率を改善することができるという効果が得られる。

本発明の一実施例のハイブリッド車両の制御装置に係るパラレルハイブリッド車両の構成を示す図である。 同実施例のハイブリッド車両の制御装置に備えられたＤＣ／ＤＣコンバータの特性を示す図である。 同実施例のハイブリッド車両の制御装置の制御部による内燃機関Ｅの始動時におけるＤＣ／ＤＣコンバータの動作／非動作に関する制御動作を示すフローチャートである。 内燃機関Ｅの始動時における各部の状態変化を示す図である。 同実施例のハイブリッド車両の制御装置の制御部による走行時におけるＤＣ／ＤＣコンバータの動作／非動作に関する制御動作を示すフローチャートである。

符号の説明

Ｅ 内燃機関（エンジン）
Ｍ モータ（走行用モータ）
３ バッテリ（第１のバッテリ）
４ 補助バッテリ（第２のバッテリ）
５ａ メインＤＣ／ＤＣコンバータ（第１の電圧変換器）
５ｂ サブＤＣ／ＤＣコンバータ（第２の電圧変換器）
３３ ＭＯＴＥＣＵ（制御装置）
３５ ＨＶＥＣＵ（制御装置）
３６ ＦＩ／ＡＴ／ＭＧＥＣＵ（制御装置）

Claims (3)

1. エンジンまたは走行用モータの少なくとも一方の動力により走行可能なハイブリッド車両の制御装置であって、
   第１のバッテリから電圧を降圧して第２のバッテリへ供給する複数の電圧変換器を備え、
   前記エンジンまたは前記走行用モータの駆動を制御するＥＣＵ制御装置に対して、前記複数の電圧変換器のそれぞれから独立した電力供給経路が接続されると共に、該電力供給経路により前記複数の電圧変換器のそれぞれから前記ＥＣＵ制御装置に対して独立に電力が供給される
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記複数の電圧変換器が第１、第２の電圧変換器からなり、
   前記ＥＣＵ制御装置は、前記走行用モータを利用した前記エンジンの始動が不可能な場合、前記第１、第２の電圧変換器を動作させて、前記第１のバッテリから前記第２のバッテリへ電力を供給し、前記エンジンを始動するために専用に設けられたスタータと前記走行用モータとを利用して前記エンジンの始動を行う
   ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
3. 前記ハイブリッド車両の走行時に、前記ＥＣＵ制御装置は、前記第２のバッテリの電装負荷が所定値よりも大きい場合、前記第１、第２の電圧変換器を動作させて前記第１のバッテリから前記第２のバッテリへ電力を供給し、前記第２のバッテリの電装負荷が所定値以下の場合、前記第１の電圧変換器を停止すると共に、前記第２の電圧変換器のみを動作させて前記第１のバッテリから前記第２のバッテリへ電力を供給する
   ことを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
   

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