JP2007255294A

JP2007255294A - 車両の電源装置

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Publication number: JP2007255294A
Application number: JP2006080532A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Katsuta; 敏宏勝田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-03-23
Filing date: 2006-03-23
Publication date: 2007-10-04
Anticipated expiration: 2026-03-23
Also published as: JP4548371B2

Abstract

【課題】内燃機関の始動の確実性が高められた車両の電源装置を提供する。
【解決手段】制御装置３０は、平滑コンデンサＣ１およびＣ２に蓄積された電力がモータジェネレータＭＧ１がエンジン４を始動するのに必要な電力として十分でない場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０を駆動して不足する電力を供給させる。制御装置３０は、高圧バッテリＢ１に関連する故障が検出された場合に、システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧをともに開放状態とし、モータジェネレータＭＧ１によってエンジン４を始動させる。
【選択図】図１

Description

この発明は、車両の電源装置に関し、特に内燃機関を始動する電動機に電力供給を行なう電源装置に関する。

従来、自動車のエンジンを始動させるためのスタータを起動するのに、バッテリから供給される電力により直接起動する方法、又はバッテリから供給される電気量をコンデンサに蓄えてから、このコンデンサからの電力により起動する方法があった。

特開平５−２９６１２８号公報（特許文献１）は、バッテリの電圧値が所定の値に下がった時点で、他のエネルギ源からの出力電力で大容量コンデンサを充電し、この大容量コンデンサからの電力によりスタータを起動する技術について開示する。
特開平５−２９６１２８号公報特開２００２−１７６７０４号公報特開２００４−２６６８８８号公報特開２００５−８６９８８号公報特開２００４−１３５３９０号公報

特開平５−２９６１２８号公報（特許文献１）に開示された技術では、始動に必要な電力がコンデンサ電力で不足する場合についてエンジン始動性を高める点で改善の余地がある。

ところで、駆動力源としてモータを備える電気自動車およびハイブリッド車両が近年注目されている。これらの車両では、モータに電力を供給するために比較的電圧の高い高圧バッテリが搭載されており、バッテリとモータとの間には電源の接続および遮断を行なうためにリレーが配置されている。

高圧バッテリは、電圧、電流、温度等が監視されており、高圧バッテリ周辺に異常が検出されると、リレーを開放して高圧バッテリを切離す。しかし、路上でこのような状況が生じると、車両を動かすことができなくなり、交通に支障をきたす恐れがある。このような場合であってもエンジンを確実に始動させて車両を安全な場所に退避させることが望ましい。

この発明の目的は、内燃機関の始動の確実性が高められた車両の電源装置を提供することである。

この発明は、要約すると、車両の電源装置であって、内燃機関の始動をさせる電動機に電力供給を行なう電源ラインおよび接地ラインと、電源ラインと接地ラインとを介して充電されるコンデンサと、第１の蓄電池と、第１の蓄電池の電圧を変換して電源ラインおよび接地ライン間に供給する電圧変換回路と、電圧変換回路の制御を行なう制御装置とを備える。制御装置は、コンデンサに蓄積された電力が電動機が内燃機関を始動するのに必要な電力として十分でない場合には、電圧変換回路を駆動して不足する電力を供給させる。

好ましくは、車両の電源装置は、第２の蓄電池と、第２の蓄電池の正極と電源ラインとを接続する第１のリレーと、第２の蓄電池の負極と接地ラインとを接続する第２のリレーとをさらに備える。制御装置は、第２の蓄電池に関連する故障が検出された場合に、第１、第２のリレーをともに開放状態とし、電動機によって内燃機関を始動させる。

より好ましくは、第１の蓄電池は、補機蓄電池であり、第２の蓄電池は、補機蓄電池よりも電源電圧が高い主蓄電池である。

さらに好ましくは、電圧変換回路は、第１の蓄電池から電力を受けて交流電流を発生するブリッジ回路と、一次側がブリッジ回路から電力を受けるトランスと、トランスの二次側に生じる交流電流を整流する整流回路とを含む。

好ましくは、制御装置は、電動機で内燃機関を始動させている間、電圧変換回路による電力供給を継続する。

好ましくは、制御装置は、電動機で内燃機関を始動させる前に、第１の蓄電池の電力を電圧変換回路を介してコンデンサに送り、コンデンサの電圧を必要な電圧まで昇圧させる。

より好ましくは、コンデンサは、電源ラインと接地ラインとの間に接続される第１のコンデンサと、第２のコンデンサとを含む。車両の電源装置は、第１のコンデンサから第２のコンデンサに電圧を昇圧する昇圧コンバータと、第２のコンデンサおよび昇圧コンバータから電力を受けて電動機を駆動するインバータとをさらに備える。制御装置は、電動機で内燃機関を始動させる前に、第１の蓄電池の電力を電圧変換回路を介して第１のコンデンサに送り、第１のコンデンサの電圧を必要な電圧まで昇圧させるとともに昇圧コンバータによって第２のコンデンサの電圧を必要な電圧まで昇圧させる。

本発明によれば、内燃機関の始動の確実性が高められ、故障時の退避走行等が容易となる。

以下、本発明の実施の形態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、本発明の実施の形態に係る車両の構成を示す回路図である。
図１を参照して、車両１００は、バッテリユニット４０と、エンジン４と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分配機構３と、車輪２と、制御装置３０とを含む。

動力分配機構３は、エンジン４とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に結合されてこれらの間で動力を分配する機構である。たとえば動力分配機構としてはサンギヤ、プラネタリキャリヤ、リングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車機構を用いることができる。この３つの回転軸がエンジン４、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各回転軸にそれぞれ接続される。たとえば、モータジェネレータＭＧ１の回転シャフトを中空にし、その中をエンジン４の動力シャフトを貫通させることでモータジェネレータＭＧ２、動力分配機構３、モータジェネレータＭＧ１、エンジン４を直線上に配置することができる。

なおモータジェネレータＭＧ２の回転軸は車輪２に図示しない減速ギヤや差動ギヤによって結合されている。また動力分配機構３の内部にモータジェネレータＭＧ２の回転軸に対する減速機をさらに組み込んでもよい。

バッテリユニット４０は、高圧バッテリＢ１と、高圧バッテリＢ１の負極に接続されるシステムメインリレーＳＭＲＧと、高圧バッテリＢ１の正極に接続されるシステムメインリレーＳＭＲＢとを含む。システムメインリレーＳＭＲＧ，ＳＭＲＢは、制御装置３０から与えられる制御信号ＳＥに応じて導通／非導通状態が制御される。

高圧バッテリＢ１としては、ニッケル水素、リチウムイオン等の二次電池や燃料電池などを用いることができる。

バッテリユニット４０は、さらに、サービスカバーを開くと高電圧を遮断するサービスプラグＳＰと、サービスプラグＳＰと直列に高圧バッテリＢ１に接続されるフューズＦと、高圧バッテリＢ１の端子間の電圧ＶＢを測定する電圧センサ１０と、高圧バッテリＢ１に流れる電流ＩＢを検知する電流センサ１１とを含む。

車両１００は、さらに、電源ラインＰＬ１と接地ラインＳＬ間に接続される平滑コンデンサＣ１と、平滑コンデンサＣ１の両端間の電圧ＶＬを検知して制御装置３０に対して出力する電圧センサ２１と、平滑コンデンサＣ１の端子間電圧を昇圧する昇圧コンバータ１２と、昇圧コンバータ１２によって昇圧された電圧を平滑化する平滑コンデンサＣ２と、平滑コンデンサＣ２の端子間電圧ＶＨを検知して制御装置３０に出力する電圧センサ１３と、昇圧コンバータ１２から与えられる直流電圧を三相交流に変換してモータジェネレータＭＧ１に出力するインバータ１４とを含む。

昇圧コンバータ１２は、一方端が電源ラインＰＬ１に接続されるリアクトルＬ１と、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬ間に直列に接続されるＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２と、ＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２にそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。

リアクトルＬ１の他方端はＩＧＢＴ素子Ｑ１のエミッタおよびＩＧＢＴ素子Ｑ２のコレクタに接続される。ダイオードＤ１のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ１のコレクタと接続され、ダイオードＤ１のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ１のエミッタと接続される。ダイオードＤ２のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ２のコレクタと接続され、ダイオードＤ２のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ２のエミッタと接続される。

インバータ１４は、昇圧コンバータ１２から昇圧された電圧を受けてたとえばエンジン４を始動させるためにモータジェネレータＭＧ１を駆動する。また、インバータ１４は、エンジン４から伝達される機械的動力によってモータジェネレータＭＧ１で発電された電力を昇圧コンバータ１２に戻す。このとき昇圧コンバータ１２は、降圧回路として動作するように制御装置３０によって制御される。

インバータ１４は、Ｕ相アーム１５と、Ｖ相アーム１６と、Ｗ相アーム１７とを含む。Ｕ相アーム１５，Ｖ相アーム１６，およびＷ相アーム１７は、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間に並列に接続される。

Ｕ相アーム１５は、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間に直列接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４と、ＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４とそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ３，Ｄ４とを含む。ダイオードＤ３のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ３のコレクタと接続され、ダイオードＤ３のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ３のエミッタと接続される。ダイオードＤ４のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ４のコレクタと接続され、ダイオードＤ４のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ４のエミッタと接続される。

Ｖ相アーム１６は、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間に直列接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６と、ＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６とそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ５，Ｄ６とを含む。ダイオードＤ５のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ５のコレクタと接続され、ダイオードＤ５のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ５のエミッタと接続される。ダイオードＤ６のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ６のコレクタと接続され、ダイオードＤ６のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ６のエミッタと接続される。

Ｗ相アーム１７は、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間に直列接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８と、ＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８とそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ７，Ｄ８とを含む。ダイオードＤ７のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ７のコレクタと接続され、ダイオードＤ７のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ７のエミッタと接続される。ダイオードＤ８のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ８のコレクタと接続され、ダイオードＤ８のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ８のエミッタと接続される。

モータジェネレータＭＧ１は、三相の永久磁石同期モータであり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルは各々一方端が中点に共に接続されている。そして、Ｕ相コイルの他方端がＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４の接続ノードに接続される。またＶ相コイルの他方端がＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６の接続ノードに接続される。またＷ相コイルの他方端がＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８の接続ノードに接続される。

電流センサ２４は、モータジェネレータＭＧ１に流れる電流をモータ電流値ＭＣＲＴ１として検出し、モータ電流値ＭＣＲＴ１を制御装置３０へ出力する。

車両１００は、さらに、昇圧コンバータ１２に対してインバータ１４と並列的に接続されるインバータ２２と、電流センサ２５とを含む。

インバータ２２は車輪２を駆動するモータジェネレータＭＧ２に対して昇圧コンバータ１２の出力する直流電圧を三相交流に変換して出力する。またインバータ２２は、回生制動に伴い、モータジェネレータＭＧ２において発電された電力を昇圧コンバータ１２に戻す。このとき昇圧コンバータ１２は降圧回路として動作するように制御装置３０によって制御される。インバータ２２の内部の構成は、図示しないがインバータ１４と同様であり、詳細な説明は繰返さない。

電流センサ２５は、モータジェネレータＭＧ２に流れる電流をモータ電流値ＭＣＲＴ２として検出し、モータ電流値ＭＣＲＴ２を制御装置３０へ出力する。

車両１００は、さらに、ヘッドランプ等の補機類５２と、１２Ｖの補機バッテリＢ２と、電源ラインＰＬ１と補機バッテリＢ２および補機類５２との間に接続されるＤＣ／ＤＣコンバータ５０とを含む。

ＤＣ／ＤＣコンバータ５０は、制御装置３０から与えられる降圧指示ＰＷＤ２に応じて、電源ラインＰＬ２の電圧を降圧して補機バッテリＢ２への充電や補機類５２への電力供給を行なうことが可能である。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０は、制御装置３０から与えられる昇圧指示ＰＷＵ２に応じて、補機バッテリＢ２の電圧を昇圧して電源ラインＰＬ２に対して供給することも可能である。

制御装置３０は、トルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２、モータ回転数ＭＲＮ１，ＭＲＮ２、電圧ＶＢ，ＶＬ，ＶＨ、電流ＩＢの各値、モータ電流値ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２および起動信号ＩＧＯＮを受ける。

そして制御装置３０は、昇圧コンバータ１２に対して昇圧指示を行なう制御信号ＰＷＵ１，降圧指示を行なう制御信号ＰＷＤ１および動作禁止を指示する信号ＣＳＤＮを出力する。

また制御装置３０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０に対して昇圧指示を行なう制御信号ＰＷＵ２，降圧指示を行なう制御信号ＰＷＤ２を出力する。

さらに、制御装置３０は、インバータ１４に対して、昇圧コンバータ１２の出力である直流電圧をモータジェネレータＭＧ１を駆動するための交流電圧に変換する駆動指示ＰＷＭＩ１と、モータジェネレータＭＧ１で発電された交流電圧を直流電圧に変換して昇圧コンバータ１２側に戻す回生指示ＰＷＭＣ１とを出力する。

同様に制御装置３０は、インバータ２２に対して直流電圧をモータジェネレータＭＧ２を駆動するための交流電圧に変換する駆動指示ＰＷＭＩ２と、モータジェネレータＭＧ２で発電された交流電圧を直流電圧に変換して昇圧コンバータ１２側に戻す回生指示ＰＷＭＣ２とを出力する。

すなわち、本実施の形態に係る車両の電源装置は、エンジン４の始動をさせるモータジェネレータＭＧ１に電力供給を行なう電源ラインＰＬ１および接地ラインＳＬと、電源ラインＰＬ１と接地ラインＳＬとを介して充電される平滑コンデンサＣ１およびＣ２と、補機バッテリＢ２と、補機バッテリＢ２の電圧を変換して電源ラインＰＬ１および接地ラインＳＬ間に供給するＤＣ／ＤＣコンバータ５０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０の制御を行なう制御装置３０とを備える。制御装置３０は、平滑コンデンサＣ１およびＣ２に蓄積された電力がモータジェネレータＭＧ１がエンジン４を始動するのに必要な電力として十分でない場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０を駆動して不足する電力を供給させる。

また、車両の電源装置は、高圧バッテリＢ１と、高圧バッテリＢ１の正極と電源ラインＰＬ１とを接続するシステムメインリレーＳＭＲＢと、高圧バッテリＢ１の負極と接地ラインＳＬとを接続するシステムメインリレーＳＭＲＧとをさらに備える。制御装置３０は、高圧バッテリＢ１に関連する故障が検出された場合に、システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧをともに開放状態とし、モータジェネレータＭＧ１によってエンジン４を始動させる。

好ましくは、制御装置３０は、モータジェネレータＭＧ１でエンジン４を始動させている間、補機バッテリＢ２からのＤＣ／ＤＣコンバータ５０による電力供給を継続しても良い。これにより、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２に蓄積された電力に加えてＤＣ／ＤＣコンバータ５０からの電力もモータジェネレータＭＧ１に供給でき、エンジン４の始動できる確率が高まる。また、コンデンサのみで始動時の電力を供給する場合に比べると平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の容量値を小さくすることができる。

また好ましくは、制御装置３０は、モータジェネレータＭＧ１でエンジン４を始動させる前に、補機バッテリＢ２の電力をＤＣ／ＤＣコンバータ５０を介して平滑コンデンサＣ１およびＣ２に送り、平滑コンデンサＣ１およびＣ２の電圧を必要な電圧まで昇圧させても良い。平滑コンデンサＣ１およびＣ２の耐圧限界付近まで昇圧させることにより、平滑コンデンサＣ１およびＣ２の蓄積エネルギを大きくすることができるので、いっそうエンジン４の始動できる確率が高まる。

この際に、車両の電源装置は、平滑コンデンサＣ１から平滑コンデンサＣ２に電圧を昇圧する昇圧コンバータ１２と、平滑コンデンサＣ２および昇圧コンバータ１２から電力を受けてモータジェネレータＭＧ１を駆動するインバータ１４とをさらに備えている。そして、制御装置３０は、モータジェネレータＭＧ１で内燃機関を始動させる前に、補機バッテリＢ２の電力をＤＣ／ＤＣコンバータ５０を介して平滑コンデンサＣ１に送り、平滑コンデンサＣ１の電圧を必要な電圧まで昇圧させるとともに昇圧コンバータ１２によって平滑コンデンサＣ２の電圧を必要な電圧まで昇圧させる。

この場合、平滑コンデンサＣ１は高圧バッテリＢ１の電圧より大きい電圧（たとえば３００Ｖ）にチャージされ、平滑コンデンサＣ２は、昇圧コンバータ１２の最大昇圧電圧（たとえば６５０Ｖ）までチャージすることができる。

図２は、図１のＤＣ／ＤＣコンバータ５０の昇圧に関する構成を示した回路図である。
図２を参照して、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０は、補機バッテリＢ２から電力を受けて交流電流を発生するブリッジ回路と、一次側がブリッジ回路から電力を受けるトランスＴ１と、トランスＴ１の二次側に生じる交流電流を整流する整流回路とを含む。

ブリッジ回路は、補機バッテリＢ２にコレクタが接続されたトランジスタＱ１１と、トランジスタＱ１１のエミッタにコレクタが接続され、ボディアースにエミッタが接続されたトランジスタＱ１２と、補機バッテリＢ２にコレクタが接続されたトランジスタＱ１３と、トランジスタＱ１３のエミッタにコレクタが接続され、ボディアースにエミッタが接続されたトランジスタＱ１４とを含む。トランジスタＱ１１〜Ｑ１４の各ベースは、図１の制御装置３０によって昇圧指示ＰＷＵ２が与えられるとスイッチング制御される。トランジスタＱ１１〜Ｑ１４の各ベースは、図１の制御装置３０によって降圧指示ＰＷＤ２が与えられるときには、非活性に制御される。

トランスＴ１は、一方端がトランジスタＱ１１のエミッタに接続され他方端がトランジスタＱ１３のエミッタに接続される一次側コイルＬ２と、直列接続された二次側コイルＬ３，Ｌ４と、一次側コイルと二次側コイルとを電磁的に結合する鉄心とを含む。

整流回路は、ダイオードＤ１１，Ｄ１２と、鉄心入りコイルＬ５と、平滑コンデンサＣ３とを含む。ダイオードＤ１１、Ｄ１２の各カソードは共にコイルＬ５の一方端と接続される。ダイオードＤ１１のアノードは、二次側コイルＬ３の一方端に接続される。ダイオードＤ１２のアノードは、二次側コイルＬ４の一方端に接続される。二次側コイルＬ３の他方端と二次側コイルＬ４の他方端は共に接地ラインＳＬに接続される。コイルＬ５の他方端は電源ラインＰＬ１に接続される。平滑コンデンサＣ３は電源ラインＰＬ１と接地ラインＳＬとの間に接続される。

なお、図示しないが、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０は、電源ラインＰＬ１側から補機バッテリＢ２側に向かって降圧動作を行なう構成も有している。この構成は、図２に示した構成と同じ構成において、平滑コンデンサＣ３側に補機バッテリＢ２が接続され、トランジスタＱ１１〜Ｑ１４側に電源ラインＰＬ１と接地ラインＳＬとが接続される。

図３は、図１の制御装置３０が実行するプログラムの制御構造を示したフローチャートである。このフローチャートの処理は、一定時間経過ごとまたは所定の条件に車両状態が一致するごとに所定のメインルーチンから呼び出されて実行される。

図４は、故障時のエンジン始動について説明するための動作波形図である。
図３、図４を参照して、まず、時刻ｔ１までは、高圧バッテリＢ１の異常は検出されておらず、ステップＳ１からステップＳ９に処理が進み制御はメインルーチンに移る。

時刻ｔ１において、高圧バッテリＢ１に異常が発生し、システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧが共に開放状態に設定され、高圧バッテリＢ１がシステムから切離される。このとき電池異常有りと判定された結果、処理はステップＳ１からステップＳ２に進む。

時刻ｔ１〜ｔ２の間は、特に運転者から指示が無いので、ステップＳ２ではエンジン起動が必要ないと判断され、ステップＳ２からステップＳ９に処理が進み制御はメインルーチンに移る。また、図４の動作波形図とは異なる例であるが、エンジン４が運転中であった場合には、エンジン起動が必要ないと判断される。

時刻ｔ２において、運転者から起動指示が与えられ起動信号ＩＧがオフ状態からオン状態に変化する。このことは、高圧バッテリＢ１が故障時においてはエンジン起動が必要であることを意味する。したがって、ステップＳ２からステップＳ３に処理が進む。

ステップＳ３ではＤＣ／ＤＣコンバータ５０の出力電圧である電圧ＶＬの目標指令値が電圧Ｖ１に設定される。そして、ステップＳ４において昇圧コンバータ１２の出力電圧である電圧ＶＨの目標指令値が電圧Ｖ２に設定される。したがって、時刻ｔ２〜ｔ３の間は電圧ＶＬが電圧Ｖ１に向かって、電圧ＶＨが電圧Ｖ２に向かって各々上昇する。なお、コンデンサの容量に蓄えられるエネルギは、１／２×Ｃ×Ｖ²である。このエネルギ量の合計でモータジェネレータＭＧ１によりエンジンが自立運転を開始する回転数まで回転させられるように、電圧Ｖ１、Ｖ２が決定される。また、コンデンサの容量を大きくすると電圧Ｖ１、Ｖ２はその分低くて済む。

一方時刻ｔ２〜ｔ３の間は、ステップＳ５において、エンジン起動開始の条件が整ったか否かの判定がなされるが、電圧ＶＬおよびＶＨが共に目標値に達するまではステップＳ５からステップＳ９に処理が進み制御はメインルーチンに移る。

時刻ｔ３において、電圧ＶＬが目標値である電圧Ｖ１に到達し、電圧ＶＨが目標値である電圧Ｖ２に到達すると、エンジン４の起動開始条件が整ったと判断され、ステップＳ５からステップＳ６に処理が進む。ステップＳ６では、エンジン起動制御がなされる。

具体的には、時刻ｔ４〜ｔ５の間、制御装置３０がインバータ１４を制御してモータジェネレータＭＧ１を回転数Ｘ（ｒｐｍ）まで回転させ、同時に図示しないエンジン制御装置によってエンジン４に対して燃料の供給が行なわれる。

インバータ１４およびモータジェネレータＭＧ１でエネルギが使用されるので、電圧ＶＨ，ＶＬは若干低下する。しかし、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０および昇圧コンバータ１２を時刻ｔ４〜ｔ５の間も稼動状態としているので、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２のエネルギが使い尽くされてしまうほどには電圧は低下しない。なお、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の容量を十分大きくすればＤＣ／ＤＣコンバータ５０は、時刻ｔ３以降は停止させておいても良い。

時刻ｔ４〜ｔ５の間は、エンジン回転数が自立運転判定値であるＸ（ｒｐｍ）に到達しないので、ステップＳ７からステップＳ９に処理が進み制御はメインルーチンに移る。

時刻ｔ５において、エンジン回転数が自立運転判定値であるＸ（ｒｐｍ）に到達すると、ステップＳ７からステップＳ８に処理が進む。ステップＳ８では、制御装置３０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０を停止させ、昇圧コンバータ１２を走行時の通常制御に戻し、そしてステップＳ８からステップＳ９に処理が進み制御はメインルーチンに移る。

時刻ｔ５以降は、エンジン４が自立運転を行ない、モータジェネレータＭＧ１では発電が可能となる。システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧがモータジェネレータＭＧ１の発電量とモータジェネレータＭＧ２の消費電力量が等しくなるようにインバータ１４および２２の制御が行なわれる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、エンジンの始動の確実性が高められ、高圧バッテリＢ１に関連する異常が発生したときでも、退避走行を行なうことができる。

今回開示された実施の形態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特許請求の範囲によって示され、特許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。

本発明の実施の形態に係る車両の構成を示す回路図である。図１のＤＣ／ＤＣコンバータ５０の昇圧に関する構成を示した回路図である。図１の制御装置３０が実行するプログラムの制御構造を示したフローチャートである。故障時のエンジン始動について説明するための動作波形図である。

符号の説明

２車輪、３動力分配機構、４エンジン、１０，１３，２１電圧センサ、１１，２４，２５電流センサ、１２昇圧コンバータ、１４インバータ、１５Ｕ相アーム、１６Ｖ相アーム、１７Ｗ相アーム、２２インバータ、３０制御装置、４０バッテリユニット、５０ＤＣ／ＤＣコンバータ、５２補機類、１００車両、Ｂ１高圧バッテリ、Ｂ２補機バッテリ、Ｃ１〜Ｃ３平滑コンデンサ、Ｄ１〜Ｄ８ダイオード、Ｄ１１，Ｄ１２ダイオード、Ｆフューズ、Ｌ１リアクトル、Ｌ２一次側コイル、Ｌ３，Ｌ４二次側コイル、Ｌ５コイル、ＭＧ１，ＭＧ２モータジェネレータ、ＰＬ１，ＰＬ２電源ライン、Ｑ１〜Ｑ８ＩＧＢＴ素子、Ｑ１１〜Ｑ１４トランジスタ、ＳＬ接地ライン、ＳＭＲＢ，ＳＭＲＧシステムメインリレー、ＳＰサービスプラグ、Ｔ１トランス。

Claims

内燃機関の始動をさせる電動機に電力供給を行なう電源ラインおよび接地ラインと、
前記電源ラインと前記接地ラインとを介して充電されるコンデンサと、
第１の蓄電池と、
前記第１の蓄電池の電圧を変換して前記電源ラインおよび前記接地ライン間に供給する電圧変換回路と、
前記電圧変換回路の制御を行なう制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記コンデンサに蓄積された電力が前記電動機が前記内燃機関を始動するのに必要な電力として十分でない場合には、前記電圧変換回路を駆動して不足する電力を供給させる、車両の電源装置。
第２の蓄電池と、
前記第２の蓄電池の正極と前記電源ラインとを接続する第１のリレーと、
前記第２の蓄電池の負極と前記接地ラインとを接続する第２のリレーとをさらに備え、
前記制御装置は、前記第２の蓄電池に関連する故障が検出された場合に、前記第１、第２のリレーをともに開放状態とし、前記電動機によって前記内燃機関を始動させる、請求項１に記載の車両の電源装置。
前記第１の蓄電池は、補機蓄電池であり、
前記第２の蓄電池は、補機蓄電池よりも電源電圧が高い主蓄電池である、請求項２に記載の車両の電源装置。
前記電圧変換回路は、
前記第１の蓄電池から電力を受けて交流電流を発生するブリッジ回路と、
一次側が前記ブリッジ回路から電力を受けるトランスと、
前記トランスの二次側に生じる交流電流を整流する整流回路とを含む、請求項３に記載の車両の電源装置。
前記制御装置は、前記電動機で前記内燃機関を始動させている間、前記電圧変換回路による電力供給を継続する、請求項１に記載の車両の電源装置。
前記制御装置は、前記電動機で前記内燃機関を始動させる前に、前記第１の蓄電池の電力を前記電圧変換回路を介して前記コンデンサに送り、前記コンデンサの電圧を必要な電圧まで昇圧させる、請求項１に記載の車両の電源装置。
前記コンデンサは、
前記電源ラインと前記接地ラインとの間に接続される第１のコンデンサと、
第２のコンデンサとを含み、
前記車両の電源装置は、
前記第１のコンデンサから前記第２のコンデンサに電圧を昇圧する昇圧コンバータと、
前記第２のコンデンサおよび前記昇圧コンバータから電力を受けて前記電動機を駆動するインバータとをさらに備え、
前記制御装置は、前記電動機で前記内燃機関を始動させる前に、前記第１の蓄電池の電力を前記電圧変換回路を介して前記第１のコンデンサに送り、前記第１のコンデンサの電圧を必要な電圧まで昇圧させるとともに前記昇圧コンバータによって前記第２のコンデンサの電圧を必要な電圧まで昇圧させる、請求項６に記載の車両の電源装置。