JP2007238009A - ハイブリッド電気自動車の制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】始動モータの電源カットリレーが故障した場合であってもエンジンを正常に始動することが可能なハイブリッド電気自動車の制御装置を提供する。
【解決手段】駆動力が車両の駆動輪１６に伝達可能な電動機６の回転軸とエンジン２の出力軸とが連結可能であって、接点を開くことにより始動スイッチ４２を介した電源４６から始動モータ３８への通電を遮断する電源カットリレー４４を備え、始動スイッチ４２が始動位置に操作されたとき、電源カットリレー４４の接点を開いて電動機６によりエンジン２を始動し、もしくは電動機６によるエンジン２の始動を行わずに電源カットリレー４４の接点を閉じて始動モータ３８によりエンジン２を始動し、始動スイッチ４２が始動位置に操作されたとき、電源カットリレー４４の所定の故障を検出した場合には、電動機６によるエンジン２の始動を行わずに始動モータ３８によりエンジン２を始動する。
【選択図】図３

Description

本発明はハイブリッド電気自動車の制御装置に関し、特に電動機の駆動力が車両の駆動輪に伝達可能であると共に、上記電動機の回転軸とエンジンの出力軸とが機械的に連結可能なハイブリッド電気自動車の制御装置に関する。
従来より、エンジンと電動機とを車両に搭載し、エンジンの駆動力と電動機の駆動力とをそれぞれ車両の駆動輪に伝達可能とした、いわゆるパラレル型ハイブリッド電気自動車が開発され実用化されている。
このようなハイブリッド電気自動車では、エンジンの出力軸と電動機の回転軸とを連結可能であるため、モータ作動させた電動機の駆動力を利用してエンジンを始動することが可能である。
このように電動機の駆動力を利用してエンジンを始動するようにしたハイブリッド電気自動車は、例えば特許文献１によって提案されている。
特許文献１のハイブリッド電気自動車では、冷態始動時などでエンジン温度が低く、比較的大きなクランキングトルクを必要とする場合には電動機によりエンジンを始動し、それほど大きなクランキングトルクを必要としない場合には、電動機とは別に設けた始動モータによりエンジンを始動するようにしている。
また、特許文献２でも電動機の駆動力を利用してエンジンを始動するようにしたハイブリッド電気自動車が提案されている。
特許文献２のハイブリッド電気自動車では、電動機によるエンジン始動と始動モータによるエンジン始動とをエンジン温度などで切り換えて制御する演算処理手段が故障した場合に、始動モータによりエンジンを始動するようにしている。
ところで、このようにして電動機と始動モータとを切り換えてエンジンの始動を行うようにした場合、電動機と始動モータとを同時に用いてしまうと、電動機によって回転しているエンジンの出力軸に始動モータのピニオンギヤが噛み合おうとして、始動モータのピニオンギヤや回転機構が破損するおそれがある。
このため、電動機によってエンジンを始動する場合には、始動モータが作動しないようにしてこれを防止することが考えられる。即ち、一般的に始動モータには始動スイッチの接点を介して通電されるようになっており、電動機によりエンジンを始動する場合には、電源カットリレーによってこの通電を遮断することにより、始動モータが作動しないようにするのである。
特開２０００−１５４７４１号公報 特開２００５−１５５５８２号公報
ところが、この電源カットリレーが正常に作動しなくなった場合、始動スイッチの操作に応じて電動機によりエンジンを始動するときに始動モータが作動しないようにすることができないため、前述のように電動機による始動の際に始動モータも電動機によって駆動され、始動モータが破損するおそれがある。
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、始動モータの電源カットリレーが故障した場合であってもエンジンを正常に始動することが可能なハイブリッド電気自動車の制御装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明のハイブリッド電気自動車の制御装置は、電動機の駆動力が車両の駆動輪に伝達可能であると共に、上記電動機の回転軸とエンジンの出力軸とが機械的に連結可能なハイブリッド電気自動車の制御装置において、上記電動機とは別に設けられ、上記エンジンの出力軸に駆動力を伝達して上記エンジンを始動可能な始動モータと、上記始動モータに電力を供給可能に設けられた電源と、始動位置に操作されたときに上記電源から上記始動モータへの通電を許容し、上記始動位置にないときに上記電源から上記始動モータへの通電を遮断する始動スイッチと、接点を開くことにより上記始動スイッチを介した上記電源から上記始動モータへの通電を遮断する電源カットリレーと、上記電源カットリレーが上記電源から上記始動モータへの通電を遮断することができない所定の故障を検出する故障検出手段と、上記始動スイッチが上記始動位置に操作されたとき、上記電動機によりエンジンを始動する場合には上記電源カットリレーの接点を開くと共に上記電動機をモータ作動させることにより上記エンジンを始動し、上記始動モータにより上記エンジンを始動する場合には上記電動機による上記エンジンの始動を行わずに上記電源カットリレーの接点を閉じて上記始動モータを作動させることにより上記エンジンを始動する制御手段とを備え、上記始動モータにより上記エンジンを始動する場合には上記電動機による上記エンジンの始動を行わずに上記電源カットリレーの接点を閉じて上記始動モータを作動させることにより上記エンジンを始動する制御手段とを備え、上記制御手段は、上記始動スイッチが上記始動位置に操作されたとき、上記故障検出手段が上記所定の故障を検出した場合には、上記電動機による上記エンジンの始動を行わずに上記始動モータにより上記エンジンを始動することを特徴とする（請求項１）。
このように構成されたハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、始動スイッチが始動位置に操作されたとき、電動機によりエンジンを始動する場合には電源カットリレーの接点を開くことにより、始動スイッチを介した電源から始動モータへの通電が遮断されて始動モータは作動せず、電動機がモータ作動することにより、電動機の駆動力によってエンジンが始動する。
一方、始動スイッチが始動位置に操作されたとき、始動モータによりエンジンを始動する場合には、電動機によるエンジンの始動は行わず、電源カットリレーの接点を閉じることにより、始動スイッチを介して電源から始動モータに通電がなされ、始動モータが作動することによってエンジンが始動する。
そして、始動スイッチが始動位置に操作されたとき、電源から始動モータへの通電が電源カットリレーによって遮断できない所定の故障を故障検出手段が検出した場合には、電動機によるエンジンの始動は行わずに、始動モータによりエンジンを始動する。
また、上記ハイブリッド電気自動車の制御装置において、上記制御手段は、上記電源カットリレーとの間に接続された信号線を介して上記電源カットリレーの接点の開閉を制御し、上記故障検出手段は、上記信号線の断線を上記所定の故障として検出することを特徴とする（請求項２）。
このように構成されたハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、制御手段による電源カットリレーの接点の開閉制御は、制御手段と電源カットリレーとの間の信号線を介して行われる。そして、この信号線に断線が生じたときに、故障検出手段が上記所定の故障としてこれを検出し、制御手段は電動機によるエンジンの始動は行わずに、始動モータによりエンジンを始動する。
また、上記ハイブリッド電気自動車の制御装置において、上記故障検出手段は、上記電源カットリレーの接点の閉固着を上記所定の故障として検出することを特徴とする（請求項３）。
このように構成されたハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、電源カットリレーの接点が閉固着したとき、故障検出手段が上記所定の故障としてこれを検出し、制御手段は電動機によるエンジンの始動は行わずに、始動モータによりエンジンを始動する。
更に、このようなハイブリッド電気自動車の制御装置において、上記制御手段は、上記電源カットリレーの接点が開固着したときには、上記電動機により上記エンジンを始動することを特徴とする（請求項４）。
このように構成されたハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、電源カットリレーの接点が開固着したときには、故障検出手段が上記所定の故障としてこれを検出せず、制御手段は電動機によりエンジンを始動する。
本発明のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、始動スイッチが始動位置に操作されたとき、電源から始動モータへの通電が電源カットリレーによって遮断できない所定の故障を故障検出手段が検出した場合には、電動機によるエンジンの始動は行わずに始動モータのみによってエンジンが始動されるので、電源カットリレーの故障によって電源から始動モータへの通電を遮断できず、電動機と始動モータとで同時にエンジンを始動して始動モータを破損してしまうような問題の発生を防止することができる。
また、請求項２のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、制御手段と電源カットリレーとの間の信号線に断線が生じたときに、故障検出手段が上記所定の故障としてこれを検出するので、電源カットリレーの接点を開くことができない故障を的確に検出して、電動機と始動モータとが同時にエンジンを始動しないようにすることができる。
また、請求項３のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、電源カットリレーの接点が閉固着したときに、故障検出手段が上記所定の故障としてこれを検出するので、始動スイッチを介した電源から始動モータへの通電を遮断することができない故障を的確に検出して、電動機と始動モータとが同時にエンジンを始動しないようにすることができる。
更に、請求項４のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、電源カットリレーの接点が開固着したときには、この開固着によって始動スイッチを介した電源から始動モータへの通電が遮断されており、始動モータを作動させることができないため、電動機によりエンジンを始動することによって、エンジンを確実に始動することができる。
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
図１は本発明の一実施形態であるハイブリッド電気自動車１の制御装置の要部構成図である。ディーゼルエンジン（以下エンジンという）２の出力軸であるクランク軸にはクラッチ４の入力軸が連結されており、クラッチ４の出力軸は永久磁石式同期電動機（以下電動機という）６の回転軸を介して自動変速機（以下変速機という）８の入力軸が連結されている。また、変速機８の出力軸はプロペラシャフト１０、差動装置１２及び駆動軸１４を介して左右の駆動輪１６に接続されている。
従って、クラッチ４が接続されているときには、エンジン２の出力軸と電動機６の回転軸とが連結されると共にエンジン2の出力軸及び電動機6の回転人の双方が変速機８を介して駆動輪１６と機械的に接続可能となり、クラッチ４が切断されているときには、エンジン２の出力軸と電動機６の回転軸との連結が解除され、電動機６の回転軸のみが変速機８を介して駆動輪１６と機械的に接続可能となる。
電動機６は、バッテリ１８に蓄えられた直流電力がインバータ（電力制御手段）２０によって交流電力に変換されて供給されることによりモータとして作動し、その駆動トルクが変速機８によって適切な速度に変速された後に駆動輪１６に伝達されるようになっている。また、車両減速時には、電動機６が発電機として作動し、駆動輪１６の回転による運動エネルギが変速機８を介し電動機６に伝達されて交流電力に変換されることにより回生制動トルクを発生する。そして、この交流電力はインバータ２０によって直流電力に変換された後、バッテリ１８に充電され、駆動輪１６の回転による運動エネルギが電気エネルギとして回収される。
一方、エンジン２の駆動トルクは、クラッチ４が接続されているときに電動機６の回転軸を経由して変速機８に伝達され、適切な速度に変速された後に駆動輪１６に伝達されるようになっている。従って、エンジン２の駆動トルクが駆動輪１６に伝達されているときに電動機６がモータとして作動する場合には、エンジン２の駆動トルクと電動機６の駆動トルクとがそれぞれ変速機８を介して駆動輪１６に伝達されることになる。即ち、車両の駆動のために駆動輪１６に伝達されるべき駆動トルクの一部がエンジン２から供給されると共に、残部が電動機６から供給される。
また、バッテリ１８の充電率（以下ＳＯＣという）が低下してバッテリ１８を充電する必要があるときには、電動機６が発電機として作動すると共に、エンジン２の駆動力の一部を用いて電動機６を駆動することにより発電が行われ、発電された交流電力をインバータ２０によって直流電力に変換した後にバッテリ１８に充電するようにしている。
車両ＥＣＵ２２（制御手段）は、車両やエンジン２の運転状態、及びエンジンＥＣＵ２４、インバータＥＣＵ２６並びにバッテリＥＣＵ２８からの情報などに応じて、クラッチ４の接続・切断制御及び変速機８の変速段切換制御を行うと共に、これらの制御状態や車両の発進、加速、減速など様々な運転状態に合わせてエンジン２や電動機６を適切に運転するための統合制御を行う。
エンジンＥＣＵ２４は、車両ＥＣＵ２２からの情報に基づきエンジン２の始動・停止のための制御を行うほか、エンジン２のアイドル運転制御や排ガス浄化装置（図示せず）の再生制御など、エンジン２自体の運転に必要な各種制御を行うと共に、車両ＥＣＵ２２によって設定されたエンジン２に必要とされるトルクをエンジン２が発生するよう、エンジン２の燃料の噴射量や噴射時期などを制御する。
一方、インバータＥＣＵ２６は、インバータ２０の状態を監視して車両ＥＣＵ２２にその情報を送るほか、車両ＥＣＵ２２によって設定された電動機６が発生すべきトルクに基づきインバータ２０を制御することにより、電動機６をモータ作動または発電機作動させて運転制御する。
また、バッテリＥＣＵ２８は、バッテリ１８の温度や、バッテリ１８の電圧、インバータ２０とバッテリ１８との間に流れる電流などを検出すると共に、これらの検出結果からバッテリ１８のＳＯＣを求め、求めたＳＯＣを検出結果と共に車両ＥＣＵ２２に送っている。
そして車両ＥＣＵ２２は、これらエンジンＥＣＵ２４、インバータＥＣＵ２６及びバッテリＥＣＵ２８との間で相互に情報をやりとりしながら、エンジン２及び電動機６を適切に制御するようエンジンＥＣＵ２４及びインバータＥＣＵ２６に指示すると共に、クラッチ４及び変速機８を適宜制御する。
車両ＥＣＵ２２はこのような制御を行う際、アクセルペダル３０の踏込量を検出するアクセル開度センサ３２や、車両の走行速度を検出する車速センサ３４及び電動機６の回転数を検出する回転数センサ３６の検出結果に基づき、車両の走行に必要な要求トルクを演算する。そして、各ＥＣＵからの情報に基づき、そのときの車両の運転状態やエンジン２及び電動機６の運転状態に応じて、この要求トルクをエンジン２及び電動機６に配分し、エンジンＥＣＵ２４やインバータＥＣＵ２６に指示すると共に、必要に応じて変速機８やクラッチ４を制御する。
このとき、電動機６のみにトルクを配分してエンジン２にはトルクを配分しない場合には、車両ＥＣＵ２２がクラッチ４を切断すると共に、インバータＥＣＵ２６に対して電動機６の出力トルクを要求トルクとするように指示する。
エンジンＥＣＵ２４はエンジン２をアイドル運転する一方、インバータＥＣＵ２６は、車両ＥＣＵ２２が指示したトルクに応じてインバータ２０を制御し、バッテリ１８の直流電力がインバータ２０によって交流電力に変換されて電動機６に供給される。電動機６は交流電力が供給されることによってモータ作動して要求トルクを出力し、電動機６の出力トルクは変速機８を介して駆動輪１６に伝達される。
また、エンジン２及び電動機６の両方にトルクを配分する場合には、車両ＥＣＵ２２がクラッチ４を接続し、エンジンＥＣＵ２４に対してエンジン２に配分された出力トルクを指示すると共に、インバータＥＣＵ２６に対して電動機６に配分された出力トルクを指示する。
エンジンＥＣＵ２４は車両ＥＣＵ２２が指示したトルクをエンジン２が出力するようエンジン２を制御すると共に、インバータＥＣＵ２６は、車両ＥＣＵ２２が指示したトルクに応じてインバータ２０を制御することにより、エンジン２の出力トルクと電動機６のトルクとの合計が要求トルクとなり、変速機８を介して駆動輪１６に伝達される。
一方、エンジン２のみにトルクを配分して電動機６にはトルクを配分しない場合は、車両ＥＣＵ２２がクラッチ４を接続状態とし、エンジンＥＣＵ２４に対してエンジン２の出力トルクを要求トルクとするよう指示すると共に、インバータＥＣＵ２６に対して電動機６の出力トルクを零とするように指示する。
エンジンＥＣＵ２４は車両ＥＣＵ２２が指示した要求トルクをエンジン２が出力するようエンジン２を制御すると共に、インバータＥＣＵ２６は、電動機６がモータ及び発電機のいずれとしても動作しないようインバータ２０を制御することにより、エンジン２から出力された要求トルクが変速機８を介して駆動輪１６に伝達される。
ところで電動機６の回転軸はクラッチ４を介してエンジン２の出力軸と連結可能であることから、電動機６をモータ作動させることによりエンジン２を始動することができる。しかしながら、バッテリ１８のＳＯＣの低下などでエンジン２の始動に必要なトルクを電動機６が出力できない場合を考慮し、エンジン２には電動機６とは別に始動モータ３８を設けている。
この始動モータ３８は、エンジンのみを駆動源とした一般的な車両に設けられるエンジン始動用モータと同様のものであり詳細な説明は省略するが、エンジン２の出力軸端部に取り付けられたリングギヤ（図示せず）に係脱可能に噛合するピニオンギヤ（図示せず）を備え、リングギヤに噛合したピニオンギヤによりエンジン２の出力軸を駆動してエンジン２の始動を行えるようになっている。
車両ＥＣＵ２２は、このような始動モータ３８を用いたエンジン２の始動と、電動機６によるエンジン２の始動とを適宜切り換えて行うが、このときに始動モータ３８を制御するための始動制御部４０を有している。この始動制御部４０を含んだ始動モータ３８の制御回路構成を図２に示す。
図２に示すように、始動モータ３８は始動スイッチ４２の第１接点４２ａと電源カットリレー４４の接点４４ａとを介して電源バッテリ（電源）４６から電力が供給されるようになっている。なお、この電源バッテリ４６は、始動モータ３８への電力供給だけではなく、車両ＥＣＵ２２、インバータＥＣＵ２６、バッテリＥＣＵ２８を初めとして、エンジン２やクラッチ４及び変速機８の運転制御に使用される各種デバイスやセンサなどにも電力を供給している。
始動スイッチ４２は、このような電源バッテリ４６から各ＥＣＵ、デバイス及びセンサへの電力供給を遮断すると共にエンジン２を停止させるためのオフ位置、上記電力供給を行うためのオン位置、及びエンジン２を始動するための始動位置の３つの位置に切り換え操作可能となっており、オン位置から始動位置に切り換え操作された後で操作者が手を離すと自動的にオン位置に戻る。そして、始動スイッチ４２の第１接点４２ａは始動スイッチ４２がオフ位置及びオン位置にあるときには開き、始動位置にあるときに閉じるようになっている。
また、電源カットリレー４４の接点４４ａは常閉接点であり、電磁コイル４４ｂが通電されて励磁されることにより開く。
電源カットリレー４４の電磁コイル４４ｂは信号線４８を介して車両ＥＣＵ２２に接続されており、車両ＥＣＵ２２の内部にある制御リレー５０の接点５０ａを介して接地されている。この制御リレー５０の接点５０ａは常開接点であり、始動制御部４０の端子ｔ５に接続された電磁コイル５０ｂが通電されて励磁されることにより閉じる。
従って、始動制御部４０によって制御リレー５０の電磁コイル５０ｂが通電されると、接点５０ａが閉じることにより電源カットリレー４４の電磁コイル４４ｂが通電され、接点４４ａが開く。
また、信号線４８と制御リレー５０の接点５０ａとの接続部分は車両ＥＣＵ２２内で分岐して始動制御部４０の端子ｔ４に接続されており、始動制御部４０は端子ｔ４の電圧を監視することにより信号線４８の断線を検出している。
即ち、制御リレー５０の接点５０ａが開放した状態では、端子ｔ４には電源カットリレー４４の電磁コイル４４ｂを介して電源バッテリ４６の電圧（以下では電源電圧という）が印加されるが、制御リレー５０の接点５０ａが開放しているにもかかわらず、即ち制御リレー５０の電磁コイル５０ｂを励磁していないにもかかわらず端子ｔ４に電源電圧が印加されない場合には、信号線４８が断線したと判定する（故障検出手段）。このように信号線４８が断線すると、電源カットリレー４４の電磁コイル４４ｂを励磁することができず、接点４４ａを開放することができないので、始動スイッチ４２の第１接点４２ａが閉じたときに電源バッテリ４６から始動モータ３８への電力供給を遮断することができなくなる。
また、制御リレー５０の接点５０ａが閉じた状態では、端子ｔ４が接点５０ａを介して接地されるため、端子ｔ４の電圧は０Ｖとなるが、制御リレー５０の接点５０ａが閉じているにもかかわらず、即ち制御リレー５０の電磁コイル５０ｂを励磁しているにもかかわらず端子ｔ４の電圧が０Ｖでない場合には、接点５０ａ又は接点５０ａよりも接地側に異常があると判定する。この場合も、信号線４８に正しく信号を送ることができない状態であるため、始動制御部４０は信号線４８に関してフェイルが生じたものと判定する（故障検出手段）。このようなフェイルが発生したときも、電源カットリレー４４の電磁コイル４４ｂを励磁することができず、接点４４ａを開放することができないので、始動スイッチ４２の第１接点４２ａが閉じたときに電源バッテリ４６から始動モータ３８への電力供給を遮断することができなくなる。
始動スイッチ４２の第１接点４２ａと電源カットリレー４４の接点４４ａとの接続部分は、接点４４ａの作動状態を検出するための検出抵抗５２を介して接地されると共に、始動制御部４０の端子ｔ３に接続されている。この検出抵抗５２は電源カットリレー４４の接点４４ａが閉じているときに、電源電圧が印加されることによって微少電流が流れるような抵抗値を有しており、接点４４ａが閉じているときには端子ｔ３に印加される電圧が電源電圧となり、接点４４ａが開放しているときには端子ｔ３に印加される電圧が０Ｖとなる。
従って、電源カットリレー４４の電磁コイル４４ｂを励磁しているにもかかわらず端子ｔ３の電圧が電源電圧である場合に、始動制御部４０は電源カットリレー４４の接点４４ａが閉固着していると判定する（故障検出手段）。接点４４ａが閉固着している場合も、始動スイッチ４２の第１接点４２ａが閉じたときに電源バッテリ４６から始動モータ３８への電力供給を遮断することができなくなる。
また、電源カットリレー４４の電磁コイル４４ｂを励磁していないにもかかわらず端子ｔ３の電圧が０Ｖである場合には、電源カットリレー４４の接点４４ａが開固着していると判定する。
始動スイッチ４２は第１接点４２ａと同様に作動する第２接点４２ｂを有しており、この第２接点４２ｂの両端が始動制御部４０の端子ｔ１及びｔ２に接続されることにより、始動制御部４０によって始動スイッチ４２の作動状態を検出できるようになっている。
また、始動制御部４０には接地端子Ｇと、電源バッテリ４６が接続される電源端子Ｐとを有しており、始動制御部４０内への電力供給に使用される。
このように構成された始動モータ３８の制御回路を用い、始動制御部４０は図３に示すフローチャートに従って始動制御を行う。この始動制御は始動スイッチ４２がオフ位置からオン位置に切り換え操作されると処理を開始するようになっている。
始動制御が開始されると、まずステップＳ１で始動スイッチ４２が始動位置とされたか否かを判定する。そして、始動スイッチ４２が始動位置となっていなければ、ステップＳ１の処理を繰り返して待機状態となる。また、始動スイッチ４２が始動位置に操作されるとステップＳ２に進んで、端子ｔ４の電圧に基づき、信号線４８が断線したか否かを判定する。
即ち、このときには制御リレー５０の電磁コイル５０ｂを励磁しておらず、それにもかかわらず端子ｔ４に電源電圧が印加されない場合に、信号線４８が断線していると判定する。
ステップＳ２で信号線４８が断線していないと判定した場合にはステップＳ３に進み、制御リレー５０の電磁コイル５０ｂを励磁し接点５０ａを閉じることによって電源カットリレー４４の電磁コイル４４ｂを励磁し、接点４４ａを開放する。
次にステップＳ４に進むと、再び端子ｔ４の電圧に基づき、信号線４８に関してフェイルが生じたか否かを判定する。ここでは制御リレー５０の電磁コイル５０ｂが励磁されており、それにもかかわらず端子ｔ４の電圧が０Ｖではない場合に、接点５０ａ又は接点５０ａよりも接地側に異常があり、信号線４８に関してフェイルが生じたものと判定する。
ステップＳ４でも信号線４８に関してフェイルが発生してないと判定した場合には、ステップＳ５に進み、端子ｔ３の電圧に基づいて電源カットリレー４４の接点４４ａが閉固着しているか否かを判定する。
即ち、このときには電源カットリレー４４の電磁コイル４４ｂが励磁されており、それにもかかわらず端子ｔ３の電圧が電源電圧である場合には、電源カットリレー４４の接点４４ａが閉固着していると判定する。
ステップＳ５で電源カットリレー５０の接点５０ａが閉固着していないと判定した場合には、始動スイッチ４２の第１接点４２ａを介した電源バッテリ４６から始動モータ３８への通電を遮断していることから、始動モータ３８が作動することがないので、始動制御部４０は電動機６によるエンジン２の始動を許可する。これを受けて車両ＥＣＵ２２は変速機８がニュートラル位置となって電動機６と駆動輪１６との機械的な接続が遮断されていると共にクラッチ４が接続されているのを確認した後、インバータＥＣＵ２６に対してエンジン２の始動に必要な電動機６の出力トルクを指示すると共に、エンジンＥＣＵ２４にエンジン２を運転するよう指示する。
インバータＥＣＵ２６は車両ＥＣＵ２２からの指示に基づき、電動機６をモータ作動させて車両ＥＣＵ２２から指示された出力トルクを発生させることによりエンジン２をクランキングし、エンジンＥＣＵ２４がエンジン２への燃料の供給を開始することによりエンジン２が始動し、始動制御が終了する。
一方、ステップＳ２で上述のようにして信号線４８が断線していると判定した場合にはステップＳ７に進み、制御リレー５０の電磁コイル５０ｂを非励磁として接点５０ａを開放することにより、電源カットリレー４４の電磁コイル４４ｂを非励磁とすると共にステップＳ８で始動モータ３８による始動を許可する。
この場合には信号線４８が断線しているため、このように制御リレー５０の接点５０ａを開放するまでもなく、電源カットリレー４４の電磁コイル４４ｂは非励磁となっているが、信号線４８の断線が完全なものではなく、一時的に接続が復旧したような場合に確実に電源カットリレー４４の電磁コイル４４ｂを非励磁とするために行われる。
このようにして電源カットリレー４４の電磁コイル４４ｂが非励磁となることによって接点４４ａは確実に閉じており、始動スイッチ４２の第１接点４２ａが閉じられることによって始動モータ３８に電源バッテリ４６から電力が供給され、始動電動機３８のピニオンギヤがリングギヤに噛合して始動モータ３８の駆動力がエンジン２の出力軸に伝達される。
このとき、車両ＥＣＵ２２は始動モータ３８での始動許可を受け、クラッチ４を切断してエンジン２の出力軸と電動機６の回転軸との接続を遮断し、エンジンＥＣＵ２４にエンジン２を運転するよう指示する。
エンジンＥＣＵ２４は車両ＥＣＵ２２の指示を受けてエンジン２への燃料の供給を開始することによりエンジン２が始動し、始動制御が終了する。
また、ステップＳ４で上述のようにして信号線４８に関してフェイルが生じたと判定した場合にも、ステップＳ７に進み、制御リレー５０の電磁コイル５０ｂを非励磁として接点５０ａを開放することにより、電源カットリレー４４の電磁コイル４４ｂを非励磁とすると共にステップＳ８で始動モータ３８による始動を許可する。
この場合にも、信号線４８に関してフェイルが生じることにより、制御リレー５０の接点５０ａを開放するまでもなく、電源カットリレー４４の電磁コイル４４ｂは非励磁となっているが、信号線４８の断線が完全なものではなく、一時的に接続が復旧したような場合に確実に電源カットリレー４４の電磁コイル４４ｂを非励磁とするために行われる。
そして、ステップＳ７及びＳ８での処理によって行われるエンジン２の始動は前に述べたとおりであって、始動モータ３８の駆動力がエンジン２の出力軸に伝達されることによりエンジン２が始動し、始動制御が終了する。
また、ステップＳ５で上述のようにして電源カットリレー４４の接点４４ａが閉固着したと判定した場合にも、ステップＳ７に進み、制御リレー５０の電磁コイル５０ｂを非励磁として接点５０ａを開放することにより、電源カットリレー４４の電磁コイル４４ｂを非励磁とすると共にステップＳ８で始動モータ３８による始動を許可する。
この場合にも電源カットリレー４４の接点４４ａが閉固着しているが、何らかの原因で閉固着が解消された場合を考慮し、ステップＳ７で電磁コイル４４ｂを非励磁とすることにより確実に接点４４ａを閉状態に維持するようにしている。
そして、ステップＳ７及びＳ８での処理によって行われるエンジン２の始動は前に述べたとおりであって、始動モータ３８の駆動力がエンジン２の出力軸に伝達されることによりエンジン２が始動し、始動制御が終了する。
なお、始動制御部４０は端子ｔ３の電圧によって電源カットリレー４４の接点４４ａの開固着も検出するようにしていることは前に述べたとおりであるが、この場合にはステップＳ２、Ｓ４及びＳ５のいずれにも該当しないので、ステップＳ６に進んで電動機６によってエンジン２の始動を許可する。これによりエンジン２は前述したようにして電動機６のモータ作動により始動される。
即ち、電源カットリレー４４の接点４４ａが開固着した場合には、始動スイッチ４２の第１接点を閉じても始動モータ３８に電源バッテリ４６からの電力を供給することができず、始動モータ３８によるエンジン２の始動は不可能であることから、このようにして電動機６によって確実にエンジン２を始動することができるようにしている。
この場合にも、電源カットリレー４４の接点４４ａは開固着していることから、電磁コイル４４ｂを励磁する必要はないが、この開固着が何らかの原因で解消された場合を考慮し、ステップＳ３で電磁コイル４４ｂを励磁して電動機６のみで確実にエンジン２を始動するようにしている。
以上のように、始動スイッチ４２を始動位置としてエンジン２を始動する際、始動制御部４０と電源カットリレー４４との間の信号線４８の断線や、制御リレー５０の接点５０ａ又は接点５０ａよりも接地側に異常があるときのように、信号線４８に関してフェイルが生じた場合、及び電源カットリレー４４の接点４４ａが閉固着した場合に、これを電源バッテリ４６から始動モータ３８への通電が電源カットリレー４４によって遮断できない故障として的確に検出している。
そして、このような故障が発生した場合には電動機６によるエンジン２の始動は行わずに始動モータ３８によりエンジン２を始動するので、電源バッテリ４６から始動モータ３８への通電を遮断できず、電動機６と始動モータ３８とで同時にエンジン２を始動して始動モータ３８を破損してしまうような問題の発生を防止することができる。
また、電源カットリレー４４の接点４４ａが開固着したときには、この開固着によって始動スイッチ４２の第１接点４２ａを介した電源バッテリ４６から始動モータ３８への通電が遮断されており、始動モータ３８を作動させることができないため、電動機６によりエンジン２を始動することによって、エンジン２を確実に始動することができる。
以上で本発明の一実施形態に係るハイブリッド電気自動車の制御装置についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では、電動機６をクラッチ４と変速機８との間に配置するようにしたが、電動機６の配置はこれに限られるものではなく、例えばエンジン２とクラッチ４との間に電動機６を配置したハイブリッド電気自動車であってもよい。
なお、上記実施形態ではエンジン２をディーゼルエンジンとしたが、エンジン形式はこれに限られるものではなく、ガソリンエンジンなどでも良い。
また、上記実施形態において、電動機６を永久磁石式同期電動機としたが電動機の形式もこれに限られるものではない。
更に、上記実施形態では、電源カットリレー４４は電磁コイル４４ｂが励磁されることにより接点４４ａが開くものを使用したが、電磁コイル４４ｂが励磁されることにより接点４４ａが閉じるものを電源カットリレー４４として用い、接点４４ａが上記実施形態と同様に開閉するように制御しても良い。同様に、制御リレー５０は電磁コイル５０ｂが励磁されることにより接点５０ａが閉じるものを使用したが、電磁コイル５０ｂが励磁されることにより接点５０ａが開くものを制御リレー５０として用い、接点５０ａが上記実施形態と同様に開閉するように制御しても良い。
本発明の一実施形態に係るハイブリッド電気自動車の制御装置の全体構成図である。 図１のハイブリッド電気自動車の制御装置における始動制御部とその周辺回路を示す図である。 始動制御部によって行われる始動制御のフローチャートである。
符号の説明
１ ハイブリッド電気自動車
２ エンジン
６ 電動機
１６ 駆動輪
２２ 車両ＥＣＵ（制御手段）
３８ 始動モータ
４０ 始動制御部（故障検出手段）
４２ 始動スイッチ
４４ 電源カットリレー
４６ 電源バッテリ（電源）
４８ 信号線

Claims (4)

  1. 電動機の駆動力が車両の駆動輪に伝達可能であると共に、上記電動機の回転軸とエンジンの出力軸とが機械的に連結可能なハイブリッド電気自動車の制御装置において、
    上記電動機とは別に設けられ、上記エンジンの出力軸に駆動力を伝達して上記エンジンを始動可能な始動モータと、
    上記始動モータに電力を供給可能に設けられた電源と、
    始動位置に操作されたときに上記電源から上記始動モータへの通電を許容し、上記始動位置にないときに上記電源から上記始動モータへの通電を遮断する始動スイッチと、
    接点を開くことにより上記始動スイッチを介した上記電源から上記始動モータへの通電を遮断する電源カットリレーと、
    上記電源カットリレーが上記電源から上記始動モータへの通電を遮断することができない所定の故障を検出する故障検出手段と、
    上記始動スイッチが上記始動位置に操作されたとき、上記電動機によりエンジンを始動する場合には上記電源カットリレーの接点を開くと共に上記電動機をモータ作動させることにより上記エンジンを始動し、上記始動モータにより上記エンジンを始動する場合には上記電動機による上記エンジンの始動を行わずに上記電源カットリレーの接点を閉じて上記始動モータを作動させることにより上記エンジンを始動する制御手段とを備え、
    上記制御手段は、上記始動スイッチが上記始動位置に操作されたとき、上記故障検出手段が上記所定の故障を検出した場合には、上記電動機による上記エンジンの始動を行わずに上記始動モータにより上記エンジンを始動することを特徴とするハイブリッド電気自動車の制御装置。
  2. 上記制御手段は、上記電源カットリレーとの間に接続された信号線を介して上記電源カットリレーの接点の開閉を制御し、
    上記故障検出手段は、上記信号線の断線を上記所定の故障として検出することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
  3. 上記故障検出手段は、上記電源カットリレーの接点の閉固着を上記所定の故障として検出することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
  4. 上記制御手段は、上記電源カットリレーの接点が開固着したときには、上記電動機により上記エンジンを始動することを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
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