JP2014239602A - Vehicle controller - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase the service life of a capacitor while shortening waiting time of starter starting.SOLUTION: The vehicle controller has a starter motor 1 and a horizontal engine 2 in a driving system, and includes a high-voltage battery 21, a capacitor 23, and a hybrid control module 81 that controls recharging of the capacitor 23 using electric power of the high-voltage battery 21. In the FF plug-in hybrid vehicle controller, a hybrid control module 81 that performs starter starting control and recharging control lowers a recharging speed to the capacitor 23 more as a capacitor temperature is higher when recharging for raising a capacitor voltage to a starter starting permit voltage 'a' after starter starting.

Description

本発明は、スタータモータの電源であるキャパシタを備え、車載バッテリの電力を用いてキャパシタの再充電を制御する車両の制御装置に関する。   The present invention relates to a vehicle control device that includes a capacitor that is a power source of a starter motor and controls recharging of the capacitor using electric power of a vehicle-mounted battery.

従来、車両非使用時に常に蓄電部の電圧が既定下限電圧と既定保持電圧の間になるように制御し、かつ車両が運転者認証手段により運転者を認識すれば、蓄電部を満充電にする構成とした蓄電装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, when the vehicle is not in use, the voltage of the power storage unit is always controlled to be between the predetermined lower limit voltage and the predetermined holding voltage, and if the vehicle recognizes the driver by the driver authentication means, the power storage unit is fully charged. A power storage device having a configuration is known (see, for example, Patent Document 1).

特開2008−141855号公報JP 2008-141855 A

しかしながら、従来装置にあっては、運転者を認識すれば、蓄電部を満充電にする構成である。このため、スタータ始動後に充電量が低下した際、蓄電部が高温であるにもかかわらず、早期に満充電にすることが可能な電流を用いて蓄電部の再充電を行うと、大電流での再充電に伴う発熱により蓄電部の温度が上昇し、蓄電部の劣化が進行してしまう、という問題があった。   However, the conventional device is configured to fully charge the power storage unit when the driver is recognized. For this reason, when the amount of charge decreases after the starter is started, if the power storage unit is recharged using a current that can be fully charged even though the power storage unit is hot, There is a problem that the temperature of the power storage unit rises due to the heat generated by recharging, and the deterioration of the power storage unit proceeds.

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、スタータ始動の待ち時間を短縮しながら、キャパシタ寿命の延長を図ることができる車両の制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made paying attention to the above problem, and an object of the present invention is to provide a vehicle control device capable of extending the capacitor life while shortening the starter start waiting time.

上記目的を達成するため、本発明は、駆動系にスタータモータとエンジンを有する。電源システムとして、車載バッテリと、前記スタータモータの電源であるキャパシタと、前記車載バッテリの電力を用いて前記キャパシタの再充電を制御するキャパシタ再充電制御手段と、を備える。
この車両の制御装置において、前記キャパシタを電源とするスタータモータを用い、前記エンジンをクランキングしてスタータ始動するエンジン始動制御手段と、前記キャパシタの温度を検出するキャパシタ温度検出手段と、を設ける。
前記キャパシタ再充電制御手段は、スタータ始動後、キャパシタ電圧をスタータ始動が可能な電圧まで高める再充電を行うとき、キャパシタ温度が高いほど、前記キャパシタへの再充電速度を遅くする。
In order to achieve the above object, the present invention has a starter motor and an engine in a drive system. The power supply system includes an in-vehicle battery, a capacitor that is a power source of the starter motor, and a capacitor recharge control unit that controls recharging of the capacitor using electric power of the in-vehicle battery.
In this vehicle control device, an engine start control means for starting the starter by cranking the engine by using a starter motor using the capacitor as a power source, and a capacitor temperature detection means for detecting the temperature of the capacitor are provided.
When the capacitor recharge control means performs the recharge to increase the capacitor voltage to a voltage at which the starter can be started after the starter is started, the higher the capacitor temperature, the slower the recharge rate to the capacitor.

よって、スタータ始動後、キャパシタ電圧をスタータ始動が可能な電圧まで高める再充電を行うとき、キャパシタ再充電制御手段において、キャパシタ温度が高いほど、キャパシタへの再充電速度が遅くされる。
すなわち、キャパシタ電圧をスタータ始動が可能な電圧まで高める再充電を行うとき、次のスタータ始動を可能にするまでの待ち時間を短縮するには、大電流にて再充電する必要がある。しかし、キャパシタ温度が高いとき、大電流にて再充電すると、キャパシタの発熱による劣化が進行する。
これに対し、キャパシタ温度が高いほど、キャパシタへの再充電速度を遅くすることで、キャパシタ温度が低いとき、スタータ始動までの待ち時間を短縮しながら、キャパシタ温度が高いとき、キャパシタの発熱による劣化の進行が抑えられる。
この結果、スタータ始動の待ち時間を短縮しながら、キャパシタ寿命の延長を図ることができる。
Therefore, after the starter is started, when recharging is performed to increase the capacitor voltage to a voltage at which the starter can be started, in the capacitor recharging control unit, the higher the capacitor temperature, the slower the recharging speed of the capacitor.
In other words, when performing recharging to increase the capacitor voltage to a voltage at which starter start is possible, it is necessary to recharge with a large current in order to shorten the waiting time until the next starter start is enabled. However, when the capacitor temperature is high, if the capacitor is recharged with a large current, deterioration of the capacitor due to heat generation proceeds.
On the other hand, the higher the capacitor temperature, the slower the recharge rate to the capacitor. When the capacitor temperature is low, the waiting time until starter start is shortened. Progress is suppressed.
As a result, it is possible to extend the capacitor life while shortening the starter start waiting time.

実施例1の制御装置が適用されたFFプラグインハイブリッド車両を示す全体システム図である。1 is an overall system diagram illustrating an FF plug-in hybrid vehicle to which a control device according to a first embodiment is applied. 実施例1の制御装置が適用されたFFプラグインハイブリッド車両のスタータ電源を中心とする電源システム構成を示す電源回路図である。It is a power supply circuit diagram which shows the power supply system structure centering on the starter power supply of FF plug-in hybrid vehicle to which the control apparatus of Example 1 was applied. 実施例1の制御装置が適用されたFFプラグインハイブリッド車両の制御システム構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control system structure of FF plug-in hybrid vehicle to which the control apparatus of Example 1 was applied. 実施例1のハイブリッドコントロールモジュールにて実行されるキャパシタ再充電制御処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the capacitor recharge control process performed in the hybrid control module of Example 1. FIG. キャパシタ寿命を決定する劣化要因(電圧、温度)の関係を示す寿命決定要因関係図である。It is a lifetime determination factor relationship diagram which shows the relationship of the deterioration factor (voltage, temperature) which determines a capacitor lifetime.

以下、本発明の車両の制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例1に基づいて説明する。   Hereinafter, the best mode for realizing a vehicle control apparatus of the present invention will be described based on a first embodiment shown in the drawings.

まず、構成を説明する。
実施例1の制御装置が適用されたFFプラグインハイブリッド車両(車両の一例)の構成を、「駆動システム構成」、「電源システム構成」、「制御システム構成」、「キャパシタ再充電制御の詳細構成」に分けて説明する。
First, the configuration will be described.
The configuration of the FF plug-in hybrid vehicle (an example of a vehicle) to which the control device of the first embodiment is applied includes “drive system configuration”, “power supply system configuration”, “control system configuration”, and “detailed configuration of capacitor recharge control”. It is divided and explained.

[駆動システム構成]
図1はFFプラグインハイブリッド車両の全体を示す。以下、図1に基づいて、FFプラグインハイブリッド車両の駆動システム構成を説明する。
[Drive system configuration]
FIG. 1 shows the entire FF plug-in hybrid vehicle. Hereinafter, the drive system configuration of the FF plug-in hybrid vehicle will be described with reference to FIG.

前記駆動システムとして、図1に示すように、スタータモータ1(略称「M」)と、横置きエンジン2(略称「ICE」)と、第1クラッチ3(略称「CL1」)と、モータ/ジェネレータ4(略称「M/G」)と、第2クラッチ5(略称「CL2」)と、ベルト式無段変速機6(略称「CVT」)と、を備えている。ベルト式無段変速機6の出力軸は、終減速ギヤトレイン7と差動ギヤ8と左右のドライブシャフト9R,9Lを介し、左右の前輪10R,10Lに駆動連結される。なお、左右の後輪11R,11Lは、従動輪としている。   As shown in FIG. 1, the drive system includes a starter motor 1 (abbreviated as “M”), a horizontal engine 2 (abbreviated as “ICE”), a first clutch 3 (abbreviated as “CL1”), and a motor / generator. 4 (abbreviation “M / G”), a second clutch 5 (abbreviation “CL2”), and a belt type continuously variable transmission 6 (abbreviation “CVT”). The output shaft of the belt type continuously variable transmission 6 is drivingly connected to the left and right front wheels 10R and 10L via a final reduction gear train 7, a differential gear 8, and left and right drive shafts 9R and 9L. The left and right rear wheels 11R and 11L are driven wheels.

前記スタータモータ1は、横置きエンジン2のクランク軸に設けられたエンジン始動用ギヤに噛み合うギヤを持ち、後述するキャパシタ23を電源とし、エンジン始動時にクランク軸を回転駆動するクランキングモータである。   The starter motor 1 is a cranking motor that has a gear that meshes with an engine starting gear provided on a crankshaft of the horizontally placed engine 2 and that uses a capacitor 23 (described later) as a power source to rotationally drive the crankshaft when the engine is started.

前記横置きエンジン2は、クランク軸方向を車幅方向としてフロントルームに配置したエンジンであり、電動ウォータポンプ12と、横置きエンジン2の逆転を検知するクランク軸回転センサ13と、を有する。   The horizontal engine 2 is an engine disposed in the front room with the crankshaft direction as the vehicle width direction, and includes an electric water pump 12 and a crankshaft rotation sensor 13 that detects reverse rotation of the horizontal engine 2.

前記第1クラッチ3は、横置きエンジン2とモータ/ジェネレータ4との間に介装された油圧作動による乾式多板摩擦クラッチであり、第1クラッチ油圧により完全締結/スリップ締結/開放が制御される。   The first clutch 3 is a hydraulic multi-plate friction clutch that is interposed between the horizontally mounted engine 2 and the motor / generator 4, and is fully engaged / slip engaged / released by the first clutch oil pressure. The

前記モータ/ジェネレータ4は、第1クラッチ3を介して横置きエンジン2に連結された三相交流の永久磁石型同期モータである。このモータ/ジェネレータ4は、後述する強電バッテリ21を電源とし、ステータコイルには、力行時に直流を三相交流に変換し、回生時に三相交流を直流に変換するインバータ26が、ACハーネス27を介して接続される。   The motor / generator 4 is a three-phase AC permanent magnet type synchronous motor connected to the transverse engine 2 through a first clutch 3. The motor / generator 4 uses a high-power battery 21 described later as a power source, and an inverter 26 that converts direct current into three-phase alternating current during power running and converts three-phase alternating current into direct current during regeneration is connected to the stator coil. Connected through.

前記第2クラッチ5は、モータ/ジェネレータ4と駆動輪である左右の前輪10R,10Lとの間に介装された油圧作動による湿式の多板摩擦クラッチであり、第2クラッチ油圧により完全締結/スリップ締結/開放が制御される。実施例1の第2クラッチ5は、遊星ギヤによるベルト式無段変速機6の前後進切替機構に設けられた前進クラッチ5aと後退ブレーキ5bを流用している。つまり、前進走行時には、前進クラッチ5aが第2クラッチ5とされ、後退走行時には、後退ブレーキ5bが第2クラッチ5とされる。   The second clutch 5 is a wet-type multi-plate friction clutch by hydraulic operation that is interposed between the motor / generator 4 and the left and right front wheels 10R and 10L that are driving wheels. Slip fastening / release is controlled. The second clutch 5 of the first embodiment uses the forward clutch 5a and the reverse brake 5b provided in the forward / reverse switching mechanism of the belt-type continuously variable transmission 6 using planetary gears. That is, the forward clutch 5 a is the second clutch 5 during forward travel, and the reverse brake 5 b is the second clutch 5 during reverse travel.

前記ベルト式無段変速機6は、プライマリ油室とセカンダリ油室への変速油圧によりベルトの巻き付き径を変えることで無段階の変速比を得る変速機である。このベルト式無段変速機6には、メインオイルポンプ14(メカ駆動)と、サブオイルポンプ15(モータ駆動)と、ポンプ吐出圧を調圧することで生成したライン圧を元圧として第1,第2クラッチ油圧及び変速油圧を作り出す図外のコントロールバルブユニットと、を有する。   The belt-type continuously variable transmission 6 is a transmission that obtains a continuously variable transmission ratio by changing the belt winding diameter by the transmission hydraulic pressure to the primary oil chamber and the secondary oil chamber. The belt-type continuously variable transmission 6 includes a main oil pump 14 (mechanical drive), a sub-oil pump 15 (motor drive), and a first pressure using a line pressure generated by adjusting pump discharge pressure as a primary pressure. A control valve unit (not shown) for generating the second clutch hydraulic pressure and the transmission hydraulic pressure.

前記第1クラッチ3とモータ/ジェネレータ4と第2クラッチ5により1モータ・2クラッチの駆動システムが構成され、この駆動システムによる主な駆動態様として、「EVモード」と「HEVモード」を有する。「EVモード」は、第1クラッチ3を開放し、第2クラッチ5を締結してモータ/ジェネレータ4のみを駆動源に有する電気自動車モードであり、「EVモード」による走行を「EV走行」という。「HEVモード」は、両クラッチ3,5を締結して横置きエンジン2とモータ/ジェネレータ4を駆動源に有するハイブリッド車モードであり、「HEVモード」による走行を「HEV走行」という。   The first clutch 3, the motor / generator 4 and the second clutch 5 constitute a one-motor / two-clutch drive system, and there are “EV mode” and “HEV mode” as main drive modes by this drive system. The “EV mode” is an electric vehicle mode in which the first clutch 3 is disengaged and the second clutch 5 is engaged and only the motor / generator 4 is used as a drive source. Driving in the “EV mode” is referred to as “EV driving”. . The “HEV mode” is a hybrid vehicle mode in which both the clutches 3 and 5 are engaged and the horizontal engine 2 and the motor / generator 4 are used as driving sources, and traveling in the “HEV mode” is referred to as “HEV traveling”.

前記モータ/ジェネレータ4は、基本的にブレーキ操作時において回生動作を行うことに伴い、ブレーキ操作時にトータル制動トルクをコントロールする回生協調ブレーキユニット16を有する。この回生協調ブレーキユニット16は、ブレーキペダルと電動ブースタとマスタシリンダを備え、電動ブースタは、ブレーキ操作時、ペダル操作量にあらわれる要求制動力から回生制動力を差し引いた分を液圧制動力で分担するというように、回生分/液圧分の協調制御を行う。   The motor / generator 4 basically includes a regenerative cooperative brake unit 16 that controls the total braking torque when the brake is operated in accordance with the regenerative operation when the brake is operated. The regenerative cooperative brake unit 16 includes a brake pedal, an electric booster, and a master cylinder, and the electric booster shares a hydraulic braking force by subtracting the regenerative braking force from the required braking force that appears in the pedal operation amount when the brake is operated. In this way, cooperative control for regenerative / hydraulic pressure is performed.

[電源システム構成]
図1はFFプラグインハイブリッド車両の全体システムを示し、図2はスタータ電源を中心とする電源システム構成を示す。以下、図1及び図2に基づいて、FFプラグインハイブリッド車両の電源システム構成を説明する。
[Power system configuration]
FIG. 1 shows an entire system of an FF plug-in hybrid vehicle, and FIG. 2 shows a power supply system configuration centering on a starter power supply. Hereinafter, based on FIG.1 and FIG.2, the power supply system structure of FF plug-in hybrid vehicle is demonstrated.

前記電源システムとしては、図1に示すように、モータ/ジェネレータ電源としての強電バッテリ21(車載バッテリ)と、12V系負荷電源としての12Vバッテリ22と、スタータ電源としてのキャパシタ23と、を備えている。   As shown in FIG. 1, the power supply system includes a high-power battery 21 (vehicle battery) as a motor / generator power supply, a 12V battery 22 as a 12V system load power supply, and a capacitor 23 as a starter power supply. Yes.

前記強電バッテリ21は、モータ/ジェネレータ4の電源として搭載された二次電池であり、例えば、多数のセルを積層したセルモジュールを、バッテリパックケース内に設定したリチウムイオンバッテリが用いられる。この強電バッテリ21には、強電の供給/遮断/分配を行うリレー回路を集約させたジャンクションボックスが内蔵され、さらに、エアコン機能を持つバッテリ温度調整ユニット24と、バッテリ充電容量(バッテリSOC)やバッテリ温度を監視するリチウムバッテリコントローラ86と、が付設される。   The high-power battery 21 is a secondary battery mounted as a power source for the motor / generator 4. For example, a lithium ion battery in which a cell module in which a large number of cells are stacked is set in a battery pack case is used. The high-power battery 21 has a built-in junction box in which relay circuits for supplying / cutting off / distributing high-power are integrated, and further includes a battery temperature adjustment unit 24 having an air conditioner function, a battery charge capacity (battery SOC) and a battery. And a lithium battery controller 86 for monitoring the temperature.

前記強電バッテリ21とモータ/ジェネレータ4は、DCハーネス25とインバータ26とACハーネス27を介して接続される。インバータ26には、強電の供給/遮断/分配を行うリレー回路を集約させたジャンクションボックス28が内蔵され、さらに、暖房回路29と電動エアコン30と、力行/回生制御を行うモータコントローラ83と、が付設される。つまり、インバータ26は、強電バッテリ21の放電によりモータ/ジェネレータ4を駆動する力行時、DCハーネス25からの直流をACハーネス27への三相交流に変換する。また、モータ/ジェネレータ4での発電により強電バッテリ21を充電する回生時、ACハーネス27からの三相交流をDCハーネス25への直流に変換する。   The high-power battery 21 and the motor / generator 4 are connected via a DC harness 25, an inverter 26, and an AC harness 27. The inverter 26 has a built-in junction box 28 in which relay circuits for supplying / cutting off / distributing strong power are integrated, and further includes a heating circuit 29, an electric air conditioner 30, and a motor controller 83 for performing power running / regenerative control. It is attached. That is, the inverter 26 converts a direct current from the DC harness 25 into a three-phase alternating current to the AC harness 27 during power running for driving the motor / generator 4 by discharging the high-power battery 21. Further, the three-phase alternating current from the AC harness 27 is converted into a direct current to the DC harness 25 during regeneration in which the high-power battery 21 is charged by power generation by the motor / generator 4.

前記強電バッテリ21には、DCハーネス31を介して急速充電ポート32が接続されるとともに、DC分岐ハーネス25’と充電器33とACハーネス34とを介して普通充電ポート35が接続される。充電器33は、AC/DC変換や電圧変換を行う。急速充電時には、例えば、外出先等に設置されている充電スタンドのコネクタプラグを、急速充電ポート32に接続することで外部充電される(プラグイン急速充電)。普通充電時には、例えば、家庭用電源からのコネクタプラグを、普通充電ポート35に接続することで外部充電される(プラグイン普通充電)。   A rapid charging port 32 is connected to the high-power battery 21 via a DC harness 31, and a normal charging port 35 is connected via a DC branch harness 25 ′, a charger 33, and an AC harness 34. The charger 33 performs AC / DC conversion and voltage conversion. At the time of quick charging, for example, a connector plug of a charging stand installed outside the office is connected to the quick charging port 32 to be externally charged (plug-in quick charging). During normal charging, for example, a connector plug from a household power source is connected to the normal charging port 35 to be externally charged (plug-in normal charging).

前記12Vバッテリ22は、スタータモータ1を除いた他の補機類である12V系負荷36の電源として搭載された二次電池であり、例えば、エンジン車等で一般的に搭載されている鉛バッテリが用いられる。強電バッテリ21と12Vバッテリ22は、DC分岐ハーネス25”とDC/DCコンバータ37とバッテリハーネス38を介して接続される。DC/DCコンバータ37は、強電バッテリ21からの数百ボルト電圧を12Vに変換するものであり、このDC/DCコンバータ37を、ハイブリッドコントロールモジュール81により制御することで、12Vバッテリ22の充電量を管理する構成としている。   The 12V battery 22 is a secondary battery mounted as a power source for a 12V system load 36, which is another auxiliary machine except the starter motor 1, for example, a lead battery generally mounted in an engine vehicle or the like. Is used. The high voltage battery 21 and the 12V battery 22 are connected via a DC branch harness 25 ″, a DC / DC converter 37, and a battery harness 38. The DC / DC converter 37 changes the voltage of several hundred volts from the high voltage battery 21 to 12V. The DC / DC converter 37 is controlled by the hybrid control module 81 to manage the charge amount of the 12V battery 22.

前記キャパシタ23は、スタータモータ1の専用電源として搭載された蓄電デバイスであり、大きな静電容量を有し、急速充放電性能に優れた特徴を持つ電気二重層キャパシタ(eDLC:electric Double Layer Capacitor)と呼ばれるものが用いられる。補機負荷電源系39とキャパシタ23は、図2に示すように、ヒューズ40を設けたバッテリ分岐ハーネス38’とキャパシタ充電回路41を介して接続される。また、キャパシタ23とスタータモータ1は、キャパシタハーネス42と抵抗43とリレースイッチ44を介して接続される。なお、キャパシタ23とキャパシタ充電回路41等によりDLCユニット45を構成し、スタータモータ1とリレースイッチ44等によりスタータユニット46を構成する。以下、DLCユニット45とスタータユニット46の詳しい構成を説明する。   The capacitor 23 is a power storage device mounted as a dedicated power source for the starter motor 1 and has a large electrostatic capacity and has an excellent rapid charging / discharging performance (eDLC: electric Double Layer Capacitor). What is called is used. As shown in FIG. 2, the auxiliary load power supply system 39 and the capacitor 23 are connected via a battery branch harness 38 ′ provided with a fuse 40 and a capacitor charging circuit 41. The capacitor 23 and the starter motor 1 are connected via a capacitor harness 42, a resistor 43, and a relay switch 44. The capacitor 23 and the capacitor charging circuit 41 constitute a DLC unit 45, and the starter motor 1 and the relay switch 44 constitute a starter unit 46. Hereinafter, detailed configurations of the DLC unit 45 and the starter unit 46 will be described.

前記DLCユニット45は、図2に示すように、キャパシタ23と、キャパシタ充電回路41と、自然放電用スイッチ47と、強制放電用スイッチ48と、セル電圧モニタ49と、キャパシタ温度センサ50(キャパシタ温度検出手段)と、を備えている。   As shown in FIG. 2, the DLC unit 45 includes a capacitor 23, a capacitor charging circuit 41, a spontaneous discharge switch 47, a forced discharge switch 48, a cell voltage monitor 49, and a capacitor temperature sensor 50 (capacitor temperature). Detecting means).

前記キャパシタ23は、複数個のDLCセルを直列/並列に接続して構成したもので、自然放電用スイッチ47と強制放電用スイッチ48とキャパシタ温度センサ50は、複数個のDLCセルの両端部に並列にて設けられる。また、セル電圧モニタ49は、複数個のDLCセルのそれぞれのセル電圧(=キャパシタ容量)を検出するように、各DLCセルに並列に設けられる。   The capacitor 23 is configured by connecting a plurality of DLC cells in series / parallel. The spontaneous discharge switch 47, the forced discharge switch 48, and the capacitor temperature sensor 50 are provided at both ends of the plurality of DLC cells. Provided in parallel. The cell voltage monitor 49 is provided in parallel to each DLC cell so as to detect the cell voltage (= capacitor capacity) of each of the plurality of DLC cells.

前記キャパシタ充電回路41は、スイッチング方式による半導体リレー内蔵のDC/DCコンバータ回路(スイッチング素子とチョークコイルとコンデンサとダイオードの組み合わせ回路)により構成される。このキャパシタ充電回路41は、ハイブリッドコントロールモジュール81により制御される半導体リレー51とDC/DCコンバータ52を有する。半導体リレー51は、半導体スイッチング素子を使用した無接点リレーであり、例えば、図2の左下部に概略を示すように、絶縁された入出力の空間を光の信号で伝達するフォトカプラと呼ばれる光半導体を用いた構成としている。この半導体リレー51は、補機負荷電源系38からキャパシタ23を切り離したり接続したりするスイッチ機能を持つ。DC/DCコンバータ52は、12V直流を13.5V直流に変換する機能とキャパシタ充電電流を切り替える機能を持つ。   The capacitor charging circuit 41 is constituted by a DC / DC converter circuit (a combination circuit of a switching element, a choke coil, a capacitor and a diode) with a built-in semiconductor relay by a switching method. The capacitor charging circuit 41 includes a semiconductor relay 51 and a DC / DC converter 52 that are controlled by a hybrid control module 81. The semiconductor relay 51 is a non-contact relay using a semiconductor switching element. For example, as schematically shown in the lower left part of FIG. 2, a light called a photocoupler that transmits an isolated input / output space with a light signal. The configuration uses a semiconductor. The semiconductor relay 51 has a switch function for disconnecting or connecting the capacitor 23 from the auxiliary load power supply system 38. The DC / DC converter 52 has a function of converting 12V direct current to 13.5V direct current and a function of switching capacitor charging current.

前記スタータユニット46は、スタータモータ1と、リレースイッチ43と、電磁アクチュエータ53と、ピニオンシフト機構54と、を備えている。   The starter unit 46 includes a starter motor 1, a relay switch 43, an electromagnetic actuator 53, and a pinion shift mechanism 54.

前記電磁アクチュエータ53は、2つのコイル55,56への通電による電磁力にて、リレースイッチ44をオンにするとともに、ピニオンシフト機構54のピニオン57をリングギヤ58と噛み合う位置までシフトさせる。通電遮断時は、リレースイッチ44をオフにするとともに、ピニオン57をリングギヤ58との噛み合いが解除された位置までシフトする。なお、リングギヤ58は、横置きエンジン2のクランク軸に設けられる。補機負荷電源系39と2つのコイル55,56は、スータータカットオフリレー59とHEV/IS/リレー60とスタータリレー61を設けたバッテリ分岐ハーネス38”を介して接続される。スータータカットオフリレー59の通電/遮断は、ボディコントロールモジュール87により行われる。HEV/IS/リレー60の通電/遮断は、ハイブリッドコントロールモジュール81により行われる。スタータリレー61の通電/遮断は、アンダーフードスイッチングモジュール88により行われる。なお、バッテリ分岐ハーネス38”の交わる位置には、リレー診断用の電圧センサ62が設けられている。   The electromagnetic actuator 53 turns on the relay switch 44 and shifts the pinion 57 of the pinion shift mechanism 54 to a position where it meshes with the ring gear 58 by electromagnetic force generated by energizing the two coils 55 and 56. When the energization is cut off, the relay switch 44 is turned off and the pinion 57 is shifted to a position where the engagement with the ring gear 58 is released. The ring gear 58 is provided on the crankshaft of the horizontal engine 2. The auxiliary load power supply system 39 and the two coils 55 and 56 are connected via a battery branch harness 38 ″ provided with a starter cut-off relay 59, a HEV / IS / relay 60, and a starter relay 61. Energization / cutoff of the off relay 59 is performed by a body control module 87. Energization / cutoff of the HEV / IS / relay 60 is performed by a hybrid control module 81. Energization / cutoff of the starter relay 61 is performed by an underhood switching module. The voltage sensor 62 for relay diagnosis is provided at a position where the battery branch harness 38 "intersects.

前記ピニオンシフト機構54は、スタータモータ1のモータ軸に対して軸方向移動可能に設けられたピニオン57と、一端側を電磁アクチュエータ53に接続し、他端側をピニオン57のシフト溝に嵌合させたシフトレバー63と、を有する。   The pinion shift mechanism 54 has a pinion 57 provided so as to be movable in the axial direction with respect to the motor shaft of the starter motor 1, one end connected to the electromagnetic actuator 53, and the other end fitted into the shift groove of the pinion 57. Shift lever 63.

[制御システム構成]
図1はFFプラグインハイブリッド車両の全体システムを示し、図2はスタータ電源を中心とする電源システム構成を示し、図3は制御システム構成を示す。以下、図1〜図3に基づいて、FFプラグインハイブリッド車両の制御システム構成を説明する。
[Control system configuration]
1 shows an overall system of an FF plug-in hybrid vehicle, FIG. 2 shows a power supply system configuration centering on a starter power supply, and FIG. 3 shows a control system configuration. Hereinafter, the control system configuration of the FF plug-in hybrid vehicle will be described with reference to FIGS.

前記制御システムとしては、図1〜図3に示すように、車両全体の消費エネルギーを適切に管理する機能を担う統合制御手段として、ハイブリッドコントロールモジュール81(略称:「HCM」)を備えている。このハイブリッドコントロールモジュール81に接続される制御手段として、エンジンコントロールモジュール82(略称:「ECM」)と、モータコントローラ83(略称:「MC」)と、CVTコントロールユニット84(略称:「CVTCU」)と、を有する。そして、データ通信モジュール85(略称:「DCM」)と、リチウムバッテリコントローラ86(略称:「LBC」)と、を有する。さらに、ボディコントロールモジュール87(略称:「BCM」)と、アンダーフードスイッチングモジュール88(略称:「USM」)と、を有する。これらの制御手段は、ハイブリッドコントロールモジュール81とDLCユニット45を接続するLIN通信線89(LIN:「Local Interconnect Network」の略称)を除き、CAN通信線90(CANは「Controller Area Network」の略称)により双方向情報交換可能に接続される。   As shown in FIGS. 1 to 3, the control system includes a hybrid control module 81 (abbreviation: “HCM”) as an integrated control unit having a function of appropriately managing the energy consumption of the entire vehicle. Control means connected to the hybrid control module 81 include an engine control module 82 (abbreviation: “ECM”), a motor controller 83 (abbreviation: “MC”), and a CVT control unit 84 (abbreviation: “CVTCU”). Have. The data communication module 85 (abbreviation: “DCM”) and the lithium battery controller 86 (abbreviation: “LBC”) are included. Furthermore, it has a body control module 87 (abbreviation: “BCM”) and an underhood switching module 88 (abbreviation: “USM”). These control means include CAN communication line 90 (CAN is an abbreviation for “Controller Area Network”) except for a LIN communication line 89 (LIN: abbreviation for “Local Interconnect Network”) that connects hybrid control module 81 and DLC unit 45. Is connected so that bidirectional information can be exchanged.

前記ハイブリッドコントロールモジュール81は、各制御手段、イグニッションスイッチ91、アクセル開度センサ92、車速センサ93等からの入力情報に基づき、様々な制御を行う。このうち、外部充電が可能なFFプラグインハイブリッド車両を高い燃費効率で走らせることを目的として行われる制御が、強電バッテリ21のバッテリSOCに基づく走行モード(「CDモード」、「CSモード」)の選択制御である。   The hybrid control module 81 performs various controls based on input information from each control means, an ignition switch 91, an accelerator opening sensor 92, a vehicle speed sensor 93, and the like. Among these, the control performed for the purpose of driving the FF plug-in hybrid vehicle capable of external charging with high fuel efficiency is a travel mode based on the battery SOC of the high-power battery 21 (“CD mode”, “CS mode”). Selection control.

前記「CDモード(Charge Depleting mode)」は、原則として、強電バッテリ21の電力を消費するEV走行を優先するモードであり、例えば、強電バッテリ21のバッテリSOCがフルSOCから設定SOCまで低下する間にて選択される。但し、EV走行では駆動力が不足する高負荷走行等において、例外的にHEV走行が行われる。この「CDモード」の選択中における横置きエンジン2の始動は、スタータモータ1による始動(スタータ始動)を基本とし、モータ/ジェネレータ4による始動(M/G始動)を例外とする。   The “CD mode (Charge Depleting mode)” is a mode in which priority is given to EV travel that consumes the power of the high-power battery 21 in principle. For example, while the battery SOC of the high-power battery 21 decreases from full SOC to set SOC. Is selected. However, HEV traveling is exceptionally performed in high-load traveling where driving force is insufficient in EV traveling. The start of the horizontal engine 2 during the selection of the “CD mode” is based on the start by the starter motor 1 (starter start), with the exception of the start by the motor / generator 4 (M / G start).

前記「CSモード(Charge Sustain mode)」は、原則として、強電バッテリ21の電力を維持するHEV走行を優先するモードであり、強電バッテリ21のバッテリSOCが設定SOC以下になると選択される。つまり、強電バッテリ21のバッテリSOCを所定範囲に維持する必要があるとき、横置きエンジン2の駆動によりモータ/ジェネレータ4を発電させるエンジン発電によるHEV走行を行う。この「CSモード」の選択中における横置きエンジン2の始動は、モータ/ジェネレータ4による始動(M/G始動)を基本とし、スタータモータ1による始動(スタータ始動)を例外とする。なお、モード切り替え閾値である「設定SOC」は、CDモード→CSモードのときの値と、CSモード→CDモードのときの値とでヒステリシスを持たせている。   The “CS mode (Charge Sustain mode)” is a mode in which priority is given to HEV running that maintains the power of the high-power battery 21 in principle, and is selected when the battery SOC of the high-power battery 21 is equal to or lower than the set SOC. That is, when it is necessary to maintain the battery SOC of the high-power battery 21 within a predetermined range, HEV traveling is performed by engine power generation that causes the motor / generator 4 to generate electric power by driving the lateral engine 2. The start of the horizontal engine 2 during the selection of the “CS mode” is based on the start by the motor / generator 4 (M / G start), with the exception of the start by the starter motor 1 (starter start). It should be noted that the “set SOC” that is the mode switching threshold value has hysteresis between the value when the CD mode → CS mode and the value when the CS mode → CD mode.

前記ハイブリッドコントロールモジュール81では、「CDモード」と「CSモード」の選択制御以外に、スタータモータ1によるエンジン始動制御、キャパシタ23への充電制御、キャパシタ23からの放電制御を行う。さらに、下記のようなスタータ始動関連制御を行う。
(A)エンジン始動後からスタータ始動許可までの時間短縮制御。
(B)イグニッションオンからスタータ始動許可までの時間短縮制御。
(C)キャパシタ23の劣化進行抑制制御。
(D)キャパシタ23の高温/低温時対策制御(実施例1)。
(E)車両用補機の電圧瞬低防止制御。
The hybrid control module 81 performs engine start control by the starter motor 1, charge control to the capacitor 23, and discharge control from the capacitor 23 in addition to the selection control of “CD mode” and “CS mode”. Furthermore, the following starter start related control is performed.
(A) Time-saving control from engine start to starter start permission.
(B) Time shortening control from ignition on to starter start permission.
(C) Deterioration progress suppression control of the capacitor 23.
(D) Control of countermeasures for high / low temperature of capacitor 23 (Example 1).
(E) Prevention of voltage sag of auxiliary equipment for vehicles.

前記エンジンコントロールモジュール82は、横置きエンジン2の燃料噴射制御や点火制御や燃料カット制御等を行う。モータコントローラ83は、インバータ26によるモータジェネレータ4の力行制御や回生制御等を行う。CVTコントロールユニット84は、第1クラッチ3の締結油圧制御、第2クラッチ5の締結油圧制御、ベルト式無段変速機6の変速油圧制御等を行う。データ通信モジュール85は、携帯リモコンキーのスイッチを遠隔操作したとき、携帯リモコンキーとの間で通信が成立すると、例えば、充電ポートリッドやコネクタロック機構のロック/アンロックの制御を行う。リチウムバッテリコントローラ86は、強電バッテリ21のバッテリSOCやバッテリ温度等を管理する。ボディコントロールモジュール87は、スータータカットオフリレー59の通電/遮断制御を行う。アンダーフードスイッチングモジュール87は、インヒビタースイッチ94からのレンジ位置信号に基づき、内蔵するスタータリレー61の通電/遮断制御を行う。   The engine control module 82 performs fuel injection control, ignition control, fuel cut control, and the like of the horizontal engine 2. The motor controller 83 performs power running control, regeneration control, and the like of the motor generator 4 by the inverter 26. The CVT control unit 84 performs engagement hydraulic pressure control of the first clutch 3, engagement hydraulic pressure control of the second clutch 5, shift hydraulic pressure control of the belt type continuously variable transmission 6, and the like. When the switch of the portable remote control key is remotely operated and the communication is established with the portable remote control key, the data communication module 85 controls, for example, lock / unlock of the charging port lid and the connector lock mechanism. The lithium battery controller 86 manages the battery SOC, battery temperature, and the like of the high-power battery 21. The body control module 87 performs energization / cutoff control of the starter cut-off relay 59. The under hood switching module 87 performs energization / cut-off control of the built-in starter relay 61 based on the range position signal from the inhibitor switch 94.

[キャパシタ再充電制御の詳細構成]
図4はハイブリッドコントロールモジュール81にて実行されるキャパシタ再充電制御処理流れを示す(キャパシタ再充電制御手段)。以下、キャパシタ再充電制御処理構成をあらわす図4の各ステップについて説明する。
[Detailed configuration of capacitor recharge control]
FIG. 4 shows a capacitor recharge control process flow executed by the hybrid control module 81 (capacitor recharge control means). Hereinafter, each step of FIG. 4 showing a capacitor recharge control processing configuration will be described.

ステップS1では、セル電圧モニタ49により検出されるキャパシタ電圧が、スタータ始動許可電圧a以上であるか否かを判断する。Yes(キャパシタ電圧≧スタータ始動許可電圧a)の場合は終了へ進み、No(キャパシタ電圧<スタータ始動許可電圧a)の場合はステップS2へ進む。
ここで、「スタータ始動許可電圧a」としては、例えば、満充電でのキャパシタ電圧が13.5V程度の場合、スタータ始動によるクランキング所要時間が目標時間以下になる12.5V程度のキャパシタ電圧に設定している。
In step S1, it is determined whether or not the capacitor voltage detected by the cell voltage monitor 49 is equal to or higher than the starter start permission voltage a. If Yes (capacitor voltage ≧ starter start permission voltage a), the process proceeds to the end. If No (capacitor voltage <starter start permission voltage a), the process proceeds to step S2.
Here, for example, when the capacitor voltage at full charge is about 13.5 V, the “starter start permission voltage a” is set to a capacitor voltage of about 12.5 V that makes the required cranking time by starter start less than the target time. ing.

ステップS2では、ステップS1でのキャパシタ電圧<スタータ始動許可電圧aであるとの判断、或いは、ステップS8でのスタータ始動禁止に続き、キャパシタ温度センサ50により検出されるキャパシタ温度が、劣化警告閾値A以下であるか否かを判断する。Yes(キャパシタ温度≦劣化警告閾値A)の場合はステップS3へ進み、No(キャパシタ温度>劣化警告閾値A)の場合はステップS5へ進む。
ここで、「劣化警告閾値A」としては、例えば、スタータ始動の待ち時間短縮を重視して設定された充電電流1(第1充電電流)よりキャパシタ23の再充電を行うと、キャパシタ23の劣化を進行させる劣化閾値をすぐに超えるであろうと予測されるキャパシタ温度(例えば、50℃〜70℃)に設定している。なお、劣化閾値とは、キャパシタ23を構成するセルの熱劣化により、キャパシタ劣化が急に進行するキャパシタ温度をいう。
In step S2, following the determination that the capacitor voltage is less than the starter start permission voltage a in step S1, or the starter start prohibition in step S8, the capacitor temperature detected by the capacitor temperature sensor 50 is the deterioration warning threshold A. It is determined whether or not: If Yes (capacitor temperature ≦ degradation warning threshold A), the process proceeds to step S3. If No (capacitor temperature> degradation warning threshold A), the process proceeds to step S5.
Here, as the “deterioration warning threshold A”, for example, if the capacitor 23 is recharged from the charging current 1 (first charging current) set with an emphasis on shortening the starter start waiting time, the deterioration of the capacitor 23 Is set to a capacitor temperature (for example, 50 ° C. to 70 ° C.) that is predicted to soon exceed the deterioration threshold for proceeding. The deterioration threshold is a capacitor temperature at which the capacitor deterioration rapidly proceeds due to the thermal deterioration of the cells constituting the capacitor 23.

ステップS3では、ステップS2でのキャパシタ温度≦劣化警告閾値Aであるとの判断、或いは、ステップS4でのキャパシタ電圧<スタータ始動許可電圧aであるとの判断に続き、充電電流1(第1充電電流)により再充電を行い、ステップS4へ進む。
ここで、「充電電流1」は、キャパシタ再充電の際、次のスタータ始動を開始するまでの待ち時間の短縮化を重視した再充電電流であり、例えば、充電電流1=15Aとされる。
In step S3, following the determination that capacitor temperature ≦ deterioration warning threshold A in step S2 or the determination that capacitor voltage <starter start permission voltage a in step S4, charging current 1 (first charging Recharging is performed by (current), and the process proceeds to step S4.
Here, the “charging current 1” is a recharging current that places importance on shortening the waiting time until the start of the next starter when the capacitor is recharged. For example, the charging current 1 is 15A.

ステップS4では、ステップS3での充電電流1での再充電に続き、セル電圧モニタ49により検出されるキャパシタ電圧が、スタータ始動許可電圧a以上であるか否かを判断する。Yes(キャパシタ電圧≧スタータ始動許可電圧a)の場合は終了へ進み、No(キャパシタ電圧<スタータ始動許可電圧a)の場合はステップS3へ戻る。   In step S4, following the recharging with the charging current 1 in step S3, it is determined whether or not the capacitor voltage detected by the cell voltage monitor 49 is equal to or higher than the starter start permission voltage a. If Yes (capacitor voltage ≧ starter start permission voltage a), the process proceeds to the end. If No (capacitor voltage <starter start permission voltage a), the process returns to step S3.

ステップS5では、ステップS2でのキャパシタ温度>劣化警告閾値Aであるとの判断に続き、スタータ始動許可電圧aから現状の電圧bを差し引いた電圧差(a−b)を計算し、電圧差(a−b)が閾値α以内であるか否かを判断する。Yes(電圧差(a−b)≦閾値α)の場合はステップS6へ進み、No(電圧差(a−b)>閾値α)の場合はステップS8へ進む。
ここで、「閾値α」としては、例えば、充電電流2(第2充電電流)にてスタータ始動許可電圧aまで再充電した場合、再充電に要する時間が劣化限界時間となるような電圧差に設定している。
In step S5, following the determination that capacitor temperature> degradation warning threshold A in step S2, a voltage difference (ab) obtained by subtracting the current voltage b from the starter start permission voltage a is calculated, and the voltage difference ( It is determined whether ab) is within a threshold value α. If Yes (voltage difference (ab) ≦ threshold α), the process proceeds to step S6. If No (voltage difference (ab)> threshold α), the process proceeds to step S8.
Here, as the “threshold value α”, for example, when recharging up to the starter start permission voltage a with the charging current 2 (second charging current), the voltage difference is such that the time required for recharging becomes the degradation limit time. It is set.

ステップS6では、ステップS5での電圧差(a−b)≦閾値αであるとの判断、或いは、ステップS7でのキャパシタ電圧<スタータ始動許可電圧aであるとの判断に続き、再充電電流を充電電流1(第1充電電流)から、充電電流1より低い充電電流2(第2充電電流)に変更し、充電電流2により再充電を行い、ステップS7へ進む。
ここで、「充電電流2」は、キャパシタ再充電の際、スタータ始動の待ち時間短縮を重視した充電電流1に比べて低く(充電電流2<充電電流1)、キャパシタ劣化の進行抑制を重視した値として設定される。例えば、充電電流1=15Aの場合に、充電電流2=7Aに設定される。
In step S6, following the determination that the voltage difference (ab) ≦ the threshold value α in step S5, or the determination that the capacitor voltage <the starter start permission voltage a in step S7, the recharge current is calculated. The charging current 1 (first charging current) is changed to a charging current 2 (second charging current) lower than the charging current 1, recharging is performed with the charging current 2, and the process proceeds to step S7.
Here, “charge current 2” is lower than charge current 1 (charging current 2 <charging current 1), which emphasizes shortening the starter start-up waiting time when recharging the capacitor, and importance is placed on suppressing the progress of capacitor deterioration. Set as a value. For example, when the charging current 1 is 15 A, the charging current 2 is set to 7 A.

ステップS7では、ステップS6での充電電流2での再充電に続き、セル電圧モニタ49により検出されるキャパシタ電圧が、スタータ始動許可電圧a以上であるか否かを判断する。Yes(キャパシタ電圧≧スタータ始動許可電圧a)の場合は終了へ進み、No(キャパシタ電圧<スタータ始動許可電圧a)の場合はステップS6へ戻る。   In step S7, following the recharging with the charging current 2 in step S6, it is determined whether or not the capacitor voltage detected by the cell voltage monitor 49 is equal to or higher than the starter start permission voltage a. If Yes (capacitor voltage ≧ starter start permission voltage a), the process proceeds to the end. If No (capacitor voltage <starter start permission voltage a), the process returns to step S6.

ステップS8では、ステップS5での電圧差(a−b)>閾値αであるとの判断に続き、スタータ始動を禁止し、ステップS2へ戻る。   In step S8, following the determination that voltage difference (ab)> threshold value α in step S5, starter start is prohibited, and the process returns to step S2.

次に、作用を説明する。
実施例1のFFプラグインハイブリッド車両の制御装置における作用を、[キャパシタ電源回路構成による特徴作用]、[キャパシタ電源による充放電作用]、[キャパシタ再充電制御作用]に分けて説明する。
Next, the operation will be described.
The operation of the control apparatus for the FF plug-in hybrid vehicle of the first embodiment will be described separately for [characteristic operation by capacitor power supply circuit configuration], [charge / discharge operation by capacitor power supply], and [capacitor recharge control operation].

[キャパシタ電源回路構成による特徴作用]
例えば、アイドルストップ車において、スタータモータの電源を12Vバッテリとする場合、電源回路構成は、実施例1のキャパシタ電源回路構成からDLCユニット45とヒューズ40を除いた構成とされ、これを比較例とする。
[Characteristic effect of capacitor power circuit configuration]
For example, in an idle stop vehicle, when the starter motor power supply is a 12V battery, the power supply circuit configuration is a configuration in which the DLC unit 45 and the fuse 40 are removed from the capacitor power supply circuit configuration of the first embodiment. To do.

この比較例の場合、スタータモータと車両補機類の電源を、1つの12Vバッテリにより共有するものとなる。このため、車両補機類での電力必要量が高い時、スタータモータによるエンジン始動を行うと、供給電力が不足し、エンジン始動開始の瞬間、車両補機類の電圧が急に低下する電圧瞬低が発生する。   In the case of this comparative example, the power supply of the starter motor and the vehicle auxiliary machines is shared by one 12V battery. For this reason, if the starter motor is used to start the engine when the required amount of power in the vehicle auxiliaries is high, the supply power is insufficient, and the voltage of the vehicle auxiliaries decreases suddenly at the moment of starting the engine. Low occurs.

これに対し、実施例1では、強電バッテリ21と12Vバッテリ22を、DC/DCコンバータ37を介して接続することで補機負荷電源系39が構成される。DC/DCコンバータ37から分岐して接続されるキャパシタ充電回路41と、キャパシタ充電回路41に接続されるキャパシタ23と、を有してDLCユニット45が構成される。そして、補機負荷電源系39とDLCユニット45との間に、キャパシタ充電回路41に内蔵してスイッチとしての半導体リレー51を設けることで、キャパシタ電源回路が構成される。   On the other hand, in the first embodiment, the auxiliary load power supply system 39 is configured by connecting the high-power battery 21 and the 12V battery 22 via the DC / DC converter 37. The DLC unit 45 includes a capacitor charging circuit 41 that is branched and connected from the DC / DC converter 37 and a capacitor 23 that is connected to the capacitor charging circuit 41. A capacitor power supply circuit is configured by providing a semiconductor relay 51 as a switch built in the capacitor charging circuit 41 between the auxiliary load power supply system 39 and the DLC unit 45.

この構成により、強電バッテリ21からの電力にて12Vバッテリ22とキャパシタ23を充電しつつ、12Vバッテリ22から車両補機類である12V系負荷36に必要電力を供給し、キャパシタ23からスタータモータ1に必要電力を供給する。すなわち、スタータモータ1と12V系負荷36の電源を共有しないし、12Vバッテリ22とキャパシタ23による2つの電源は、強電バッテリ21による充電バックアップを受ける。   With this configuration, the 12V battery 22 and the capacitor 23 are charged with the electric power from the high-power battery 21, and the necessary power is supplied from the 12V battery 22 to the 12V system load 36, which is a vehicle auxiliary device. To supply the necessary power. That is, the starter motor 1 and the 12V system load 36 do not share the power source, and the two power sources including the 12V battery 22 and the capacitor 23 receive a charge backup by the high-power battery 21.

そして、比較例であるアイドルストップ車の電源回路構成を変更することなく、DLCユニット45(キャパシタ充電回路41+キャパシタ23)を追加することでキャパシタ電源回路が構成される。このように、補機類の追加と同じ要領でDLCユニット45を追加できるため、強電バッテリ21とDC/DCコンバータ37の制御は、比較例の制御から変更する必要がない。   And the capacitor power supply circuit is comprised by adding the DLC unit 45 (capacitor charging circuit 41 + capacitor 23), without changing the power supply circuit structure of the idle stop vehicle which is a comparative example. Thus, since the DLC unit 45 can be added in the same manner as the addition of auxiliary equipment, the control of the high-power battery 21 and the DC / DC converter 37 does not need to be changed from the control of the comparative example.

さらに、補機負荷電源系39の充放電バランスが崩れそうな場合、DLCユニット45(キャパシタ充電回路41+キャパシタ23)は、充電電流を制御可能で、かつ、スイッチである半導体リレー51により補機負荷電源系39と切り離し可能である。このため、スタータ始動時に半導体リレー51を開いておくことで、車両補機類の電圧が急に低下する電圧瞬低を防止できる。加えて、DC/DCコンバータ37のコンバータ容量や12Vバッテリ22のバッテリ容量を、比較例で設定したコンバータ容量やバッテリ容量から変更する必要がない。   Further, when the charge / discharge balance of the auxiliary load power supply system 39 is likely to be lost, the DLC unit 45 (capacitor charging circuit 41 + capacitor 23) can control the charging current and the auxiliary relay load by the semiconductor relay 51 as a switch. The power supply system 39 can be disconnected. For this reason, by opening the semiconductor relay 51 at the start of the starter, it is possible to prevent a voltage sag in which the voltage of the vehicle auxiliary machinery suddenly decreases. In addition, it is not necessary to change the converter capacity of the DC / DC converter 37 and the battery capacity of the 12V battery 22 from the converter capacity and battery capacity set in the comparative example.

[キャパシタ電源による充放電作用]
上記キャパシタ電源回路に対しハイブリッドコントロールモジュール81により行われる「スタータモータ1によるエンジン始動制御作用」、「キャパシタ23への充電制御作用」、「キャパシタ23からの放電制御作用」を説明する。
[Charging / discharging action by capacitor power supply]
“Engine start control operation by starter motor 1”, “charge control operation to capacitor 23”, and “discharge control operation from capacitor 23” performed by hybrid control module 81 on the capacitor power supply circuit will be described.

スタータモータ1によるエンジン始動は、ハイブリッドコントロールモジュール81からのスタータ始動指令の出力に基づき、HEV/IS/リレー60に通電すると、リレースイッチ44がオンになり、ピニオン57がリングギヤ58と噛み合う位置までシフトする。これにより、キャパシタ23を電源とするスタータモータ1が横置きエンジン2のクランク軸を回転させることでスタータ始動が行われ、通電から所定時間後にHEV/IS/リレー60を遮断する。なお、スータータカットオフリレー59は、エンジン始動を禁止する車両条件が成立する場合を除いて、ボディコントロールモジュール87により通電が維持されている。また、アンダーフードスイッチングモジュール88に内蔵されているスタータリレー61は、Pレンジの選択時に限り通電され、Pレンジ以外のDレンジ等の選択時においては遮断状態である。
したがって、スタータモータ1によるエンジン始動制御は、原則として、スタータ始動許可条件下でのスタータ始動指令によりHEV/IS/リレー60が通電されている間、キャパシタ23の電力を用いてスタータモータ1が駆動し、横置きエンジン2を始動させる。
The engine start by the starter motor 1 is based on the output of the starter start command from the hybrid control module 81. When the HEV / IS / relay 60 is energized, the relay switch 44 is turned on and the pinion 57 is shifted to a position where it engages with the ring gear 58. To do. As a result, the starter motor 1 using the capacitor 23 as a power source rotates the crankshaft of the horizontal engine 2 to start the starter, and the HEV / IS / relay 60 is cut off after a predetermined time from energization. The starter cut-off relay 59 is energized by the body control module 87 except when a vehicle condition prohibiting engine start is satisfied. Further, the starter relay 61 built in the underhood switching module 88 is energized only when the P range is selected, and is in a cut-off state when a D range other than the P range is selected.
Therefore, in principle, the engine start control by the starter motor 1 is performed by using the power of the capacitor 23 while the HEV / IS / relay 60 is energized by the starter start command under the starter start permission condition. Then, the horizontal engine 2 is started.

キャパシタ23への充電は、ハイブリッドコントロールモジュール81からの充電指令の出力に基づき、キャパシタ充電回路41の半導体リレー51を閉とし、キャパシタ充電電流を選択する。これにより、強電バッテリ21からの電力を、DC/DCコンバータ37→ヒューズ40→半導体リレー51→DC/DCコンバータ52を介してキャパシタ23へ導入することで、キャパシタ充電電流に応じた短時間充電が行われる。なお、キャパシタ充電電流としては、充電電流1(例えば、15A)を基本電流とし、例外として、電流1からの変更により選択可能な電流2(例えば、7A)を有する。
したがって、キャパシタ23への充電制御は、充電指令が出力されている間、強電バッテリ21からの電力を用い、選択されているキャパシタ充電電流によりキャパシタ23を充電する。
For charging the capacitor 23, the semiconductor relay 51 of the capacitor charging circuit 41 is closed based on the output of the charging command from the hybrid control module 81, and the capacitor charging current is selected. Thereby, the electric power from the high-power battery 21 is introduced into the capacitor 23 through the DC / DC converter 37 → the fuse 40 → the semiconductor relay 51 → the DC / DC converter 52, so that the short-time charging according to the capacitor charging current can be performed. Done. The capacitor charging current has a charging current 1 (for example, 15 A) as a basic current, and has a current 2 (for example, 7 A) that can be selected by changing from the current 1 as an exception.
Therefore, the charging control to the capacitor 23 uses the power from the high-power battery 21 and charges the capacitor 23 with the selected capacitor charging current while the charging command is output.

キャパシタ23からの放電は、ハイブリッドコントロールモジュール81からの自然放電指令の出力に基づき、DLCユニット45の自然放電用スイッチ47を閉とすることで、キャパシタ23からの自然放電を行う。また、ハイブリッドコントロールモジュール81からの強制放電指令の出力に基づき、DLCユニット45の強制放電用スイッチ48を閉とすることで、キャパシタ23からの強制放電を行う。この強制放電の場合、単位時間当たりの放電量が自然放電の場合よりも大きく設定されている。
したがって、キャパシタ23への自然放電制御は、自然放電指令に基づいて自然放電用スイッチ47を閉としている間、キャパシタ23の電力を抵抗熱に変換して放電を行う。キャパシタ23への強制放電制御は、強制放電指令に基づいて強制放電用スイッチ48を閉としている間、キャパシタ23の電力を抵抗熱に変換し、自然放電よりも短時間にて放電を行う。
Based on the output of the natural discharge command from the hybrid control module 81, the discharge from the capacitor 23 causes the natural discharge from the capacitor 23 by closing the natural discharge switch 47 of the DLC unit 45. Further, the forced discharge from the capacitor 23 is performed by closing the forced discharge switch 48 of the DLC unit 45 based on the output of the forced discharge command from the hybrid control module 81. In the case of this forced discharge, the discharge amount per unit time is set larger than that in the case of natural discharge.
Therefore, the natural discharge control to the capacitor 23 is performed by converting the electric power of the capacitor 23 into resistance heat while the natural discharge switch 47 is closed based on the natural discharge command. In the forced discharge control to the capacitor 23, while the forced discharge switch 48 is closed based on the forced discharge command, the power of the capacitor 23 is converted into resistance heat, and discharge is performed in a shorter time than natural discharge.

[キャパシタ再充電制御作用]
キャパシタ寿命を決める要因としては、図5に示すように、キャパシタ電圧とキャパシタ温度がある。キャパシタ電圧については、充放電頻度や出力頻度(負荷パターン)による充電状態により決まり、例えば、満充電の維持による内部抵抗の増加や充放電の繰り返しによる電圧劣化がキャパシタ寿命を短くする要因になる。キャパシタ温度については、スタータ始動インターバル(負荷パターン)による内部自己発熱や使用雰囲気温度による温度状態により決まり、例えば、大電流での再充電に伴う発熱によるセル温度上昇による熱劣化がキャパシタ寿命を短くする要因になる。
[Capacitor recharge control action]
Factors that determine the capacitor lifetime include the capacitor voltage and the capacitor temperature, as shown in FIG. The capacitor voltage is determined by the state of charge depending on the charge / discharge frequency and output frequency (load pattern). For example, an increase in internal resistance due to maintaining full charge and voltage deterioration due to repeated charge / discharge are factors that shorten the capacitor life. The capacitor temperature is determined by the internal self-heating due to the starter start interval (load pattern) and the temperature state due to the operating ambient temperature. For example, thermal degradation due to cell temperature rise due to heat generation due to recharging with a large current shortens the capacitor life. It becomes a factor.

すなわち、スタータ始動後、キャパシタ電圧がスタータ始動許可電圧aより低下した場合には、次のスター始動に備えてキャパシタ23を再充電する。このとき、キャパシタ温度が高いのにもかかわらず、大電流によるキャパシタ23の再充電を行うと、熱劣化によりキャパシタ寿命を短くする。以下、図4に基づき、これを反映して行われる実施例1のキャパシタ再充電制御作用を説明する。   That is, after the starter is started, when the capacitor voltage falls below the starter start permission voltage a, the capacitor 23 is recharged in preparation for the next star start. At this time, if the capacitor 23 is recharged with a large current in spite of the high capacitor temperature, the lifetime of the capacitor is shortened due to thermal degradation. Hereinafter, based on FIG. 4, a description will be given of the capacitor recharge control operation of the first embodiment performed by reflecting this.

まず、キャパシタ電圧がスタータ始動許可電圧a未満であり、かつ、キャパシタ温度が劣化警告閾値A以下である場合、図4のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4へ進む。そして、ステップS4にてキャパシタ電圧がスタータ始動許可電圧a未満であると判断されている間は、ステップS3→ステップS4へと進む流れが繰り返され、充電電流1(例えば、15A)により再充電が行われる。さらに、ステップS4にてキャパシタ電圧がスタータ始動許可電圧a以上になったと判断されると、ステップS4から終了へと進む。すなわち、キャパシタ温度が劣化警告閾値A以下である場合には、次のスタータ始動を開始するまでの待ち時間の短縮化を重視した充電電流1により再充電される。   First, when the capacitor voltage is less than the starter start permission voltage a and the capacitor temperature is equal to or lower than the deterioration warning threshold A, the process proceeds to step S1, step S2, step S3, and step S4 in the flowchart of FIG. While it is determined in step S4 that the capacitor voltage is less than the starter start permission voltage a, the flow from step S3 to step S4 is repeated, and recharging is performed by the charging current 1 (for example, 15 A). Done. Further, when it is determined in step S4 that the capacitor voltage has become equal to or higher than the starter start permission voltage a, the process proceeds from step S4 to the end. That is, when the capacitor temperature is equal to or lower than the deterioration warning threshold value A, recharging is performed with the charging current 1 that places importance on shortening the waiting time until the start of the next starter start.

一方、キャパシタ電圧がスタータ始動許可電圧a未満で、キャパシタ温度が劣化警告閾値Aを超え、かつ、電圧差(a−b)が閾値α以内である場合、図4のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS5→ステップS6→ステップS7へ進む。そして、ステップS7にてキャパシタ電圧がスタータ始動許可電圧a未満であると判断されている間は、ステップS6→ステップS7へと進む流れが繰り返され、充電電流2(例えば、7A)により再充電が行われる。さらに、ステップS7にてキャパシタ電圧がスタータ始動許可電圧a以上になったと判断されると、ステップS7から終了へと進む。すなわち、キャパシタ温度が劣化警告閾値Aを超えているが、電圧差(a−b)が閾値α以内である場合には、充電電流1より低い充電電流2に切り替えて再充電を行うことで、発熱によるキャパシタ23の劣化進行が抑えられる。   On the other hand, when the capacitor voltage is less than the starter start permission voltage a, the capacitor temperature exceeds the deterioration warning threshold value A, and the voltage difference (ab) is within the threshold value α, step S1 → step in the flowchart of FIG. It progresses to S2-> step S5-> step S6-> step S7. While it is determined in step S7 that the capacitor voltage is less than the starter start permission voltage a, the flow from step S6 to step S7 is repeated, and recharging is performed by the charging current 2 (for example, 7A). Done. Further, when it is determined in step S7 that the capacitor voltage has become equal to or higher than the starter start permission voltage a, the process proceeds from step S7 to the end. That is, when the capacitor temperature exceeds the deterioration warning threshold A, but the voltage difference (ab) is within the threshold α, by switching to the charging current 2 lower than the charging current 1 and performing recharging, Progress of deterioration of the capacitor 23 due to heat generation is suppressed.

さらに、キャパシタ電圧がスタータ始動許可電圧a未満で、キャパシタ温度が劣化警告閾値Aを超え、かつ、電圧差(a−b)が閾値αを超える場合、図4のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS5→ステップS8へ進む。そして、ステップS8では、スタータ始動を禁止する。すなわち、キャパシタ温度が劣化警告閾値Aを超えていて、かつ、電圧差(a−b)が閾値αを超えている場合には、充電電流2に切り替えて再充電を行うと再充電の所要時間が長くなることで、キャパシタ23の発熱が避けられない。よって、このような場合は、スタータ始動を禁止し、図4のフローチャートにおいて、ステップS8→ステップS2→ステップS5を繰り返し、ステップS2の温度条件成立するまでキャパシタ温度が下がるのを待つことで、キャパシタ23の劣化進行を抑える。   Furthermore, when the capacitor voltage is less than the starter start permission voltage a, the capacitor temperature exceeds the deterioration warning threshold value A, and the voltage difference (ab) exceeds the threshold value α, step S1 → step S2 in the flowchart of FIG. → Proceed to step S5 → step S8. In step S8, starter start is prohibited. That is, when the capacitor temperature exceeds the deterioration warning threshold A and the voltage difference (ab) exceeds the threshold α, the time required for recharging is obtained by switching to the charging current 2 and performing recharging. As a result, the heat generation of the capacitor 23 cannot be avoided. Therefore, in such a case, starter start is prohibited, and in the flowchart of FIG. 4, step S8 → step S2 → step S5 is repeated, and by waiting for the capacitor temperature to drop until the temperature condition of step S2 is satisfied, 23 to suppress the progress of deterioration.

上記のように、実施例1では、スタータ始動後、キャパシタ電圧をスタータ始動が可能な電圧まで高める再充電を行うとき、キャパシタ温度が高いほど、キャパシタ23への再充電速度を遅くする構成を採用している。
すなわち、キャパシタ電圧をスタータ始動が可能なスタータ始動許可電圧aまで高める再充電を行うとき、次のスタータ始動を可能にするまでの待ち時間を短縮するには、大電流にて再充電する必要がある。しかし、キャパシタ温度が高いとき、大電流にて再充電すると、上記キャパシタ寿命を決める要因で説明したように、キャパシタ23の発熱による劣化が進行する。
これに対し、キャパシタ温度が高いほど、キャパシタ23への再充電速度を遅くすることで、キャパシタ温度が低いとき、スタータ始動までの待ち時間を短縮しながら、キャパシタ温度が高いとき、キャパシタ23の発熱による劣化の進行が抑えられる。
この結果、スタータ始動の待ち時間を短縮しながら、キャパシタ寿命の延長を図ることができる。
As described above, in the first embodiment, after the starter is started, when recharging is performed to increase the capacitor voltage to a voltage at which the starter can be started, the recharge rate to the capacitor 23 is decreased as the capacitor temperature is higher. doing.
That is, when performing recharging to increase the capacitor voltage to a starter start permission voltage a that allows starter start, it is necessary to recharge with a large current in order to shorten the waiting time until the next starter start is enabled. is there. However, when the capacitor temperature is high, recharging with a large current causes deterioration of the capacitor 23 due to heat generation as described in the factor determining the capacitor life.
On the other hand, the higher the capacitor temperature, the slower the recharge rate of the capacitor 23, so that when the capacitor temperature is low, the waiting time until starter start is shortened, and when the capacitor temperature is high, the heat generation of the capacitor 23 occurs. Progress of deterioration due to is suppressed.
As a result, it is possible to extend the capacitor life while shortening the starter start waiting time.

実施例1では、スタータ始動後、キャパシタ電圧がスタータ始動許可電圧a以下で、かつ、キャパシタ温度が劣化警告閾値A以下であるとき、スタータ始動の待ち時間短縮を重視して設定された充電電流1を用いてスタータ始動許可電圧aまでのキャパシタ再充電を行う。そして、キャパシタ温度が劣化警告閾値Aを超えているとき、充電電流1より低く、かつ、キャパシタ劣化進行抑制を重視して設定された充電電流2を用いてスタータ始動許可電圧aまでのキャパシタ再充電を行う構成を採用している。
すなわち、キャパシタ温度の劣化警告閾値Aを用いることで、劣化警告閾値A以下のキャパシタ温度領域では、待ち時間短縮を重視した再充電制御とする。劣化警告閾値Aを超えるキャパシタ温度領域では、劣化進行抑制を重視した再充電制御とする。このように、再充電制御を2つに切り分けることができる。
したがって、キャパシタ温度の劣化警告閾値Aを用いた簡単な切り替え制御により、スタータ始動の待ち時間短縮と、キャパシタ寿命の延長と、の両立を図ることができる。
In the first embodiment, after the starter is started, when the capacitor voltage is equal to or lower than the starter start permission voltage a and the capacitor temperature is equal to or lower than the deterioration warning threshold A, the charging current 1 set with an emphasis on shortening the starter start waiting time is set. Is used to recharge the capacitor up to the starter start permission voltage a. When the capacitor temperature exceeds the deterioration warning threshold A, the capacitor is recharged up to the starter start permission voltage a using the charging current 2 that is lower than the charging current 1 and that is set with emphasis on suppression of the progress of capacitor deterioration. The structure which performs is adopted.
In other words, by using the capacitor temperature deterioration warning threshold A, recharge control is performed with emphasis on shortening the waiting time in the capacitor temperature region below the deterioration warning threshold A. In the capacitor temperature range exceeding the deterioration warning threshold A, recharge control is performed with emphasis on suppression of deterioration progress. In this way, the recharge control can be divided into two.
Therefore, the simple switching control using the capacitor temperature deterioration warning threshold value A can achieve both reduction of the starter start waiting time and extension of the capacitor life.

実施例1では、スタータ始動後、キャパシタ電圧がスタータ始動許可電圧a以下で、かつ、キャパシタ温度が劣化警告閾値Aを超えているとき、スタータ始動許可電圧aと現状の電圧bとの電圧差(a−b)が大きいほど、キャパシタ23の再充電速度を遅くする構成を採用している。
すなわち、温度によりキャパシタ寿命を短くする要因は、再充電開始時のキャパシタ温度のみならず、再充電開始後、再充電所要時間による発熱量も大きく影響してくる。このとき、スタータ始動許可電圧aと現状の電圧bとの電圧差(a−b)が、再充電容量の大きさ、言い換えると、再充電所要時間をあらわす値となる。
したがって、キャパシタ温度が高いとき、電圧差(a−b)が大きいほどキャパシタ23の再充電速度を遅くすることで、再充電所要時間にかかわらず、キャパシタ寿命の延長を図ることができる。
In the first embodiment, after the starter is started, when the capacitor voltage is equal to or lower than the starter start permission voltage a and the capacitor temperature exceeds the deterioration warning threshold A, the voltage difference between the starter start permission voltage a and the current voltage b ( A configuration is adopted in which the recharge speed of the capacitor 23 is decreased as a-b) increases.
That is, the factor that shortens the capacitor life depending on the temperature greatly affects not only the capacitor temperature at the start of recharging, but also the amount of heat generated by the time required for recharging after the start of recharging. At this time, the voltage difference (ab) between the starter start permission voltage a and the current voltage b is a value representing the size of the recharge capacity, in other words, the recharge required time.
Therefore, when the capacitor temperature is high, the recharge speed of the capacitor 23 is decreased as the voltage difference (ab) is increased, so that the life of the capacitor can be extended regardless of the recharge required time.

実施例1では、スタータ始動許可電圧aと現状の電圧bとの電圧差(a−b)が閾値α以内であるか否かを判断し、電圧差(a−b)が閾値α以内のとき、充電電流1より低い充電電流2を用いてキャパシタ23の再充電を行う。そして、電圧差(a−b)が閾値αを超えているとき、スタータ始動を禁止する構成を採用している。
すなわち、電圧差(a−b)が閾値αを超える場合、仮に再充電電量を小さく抑えたとしても、キャパシタ温度が劣化閾値を超えるまで上昇してしまう可能性がある。このような場合には、キャパシタ23の再充電を行わず、スタータ始動を禁止する。そして、キャパシタ温度が下がるのを待つことで、キャパシタ23の劣化進行が抑えられる。
したがって、電圧差(a−b)が閾値αを超える場合、スタータ始動を禁止し、キャパシタ温度が下がるのを待つことで、キャパシタ寿命の延長を図ることができる。
In the first embodiment, it is determined whether or not the voltage difference (ab) between the starter start permission voltage a and the current voltage b is within the threshold value α, and the voltage difference (ab) is within the threshold value α. The capacitor 23 is recharged using a charging current 2 lower than the charging current 1. And the structure which prohibits a starter start is employ | adopted when the voltage difference (ab) exceeds the threshold value (alpha).
In other words, when the voltage difference (ab) exceeds the threshold value α, the capacitor temperature may rise until the capacitor temperature exceeds the deterioration threshold even if the recharge power is kept small. In such a case, the starter start is prohibited without recharging the capacitor 23. Then, by waiting for the capacitor temperature to drop, the progress of deterioration of the capacitor 23 can be suppressed.
Therefore, when the voltage difference (a−b) exceeds the threshold value α, starter start-up is prohibited, and the capacitor life can be extended by waiting for the capacitor temperature to drop.

次に、効果を説明する。
実施例1のFFプラグインハイブリッド車両の制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
Next, the effect will be described.
In the control device for the FF plug-in hybrid vehicle of the first embodiment, the effects listed below can be obtained.

(1) 駆動系にスタータモータ1とエンジン(横置きエンジン2)を有し、
電源システムとして、車載バッテリ(強電バッテリ21)と、前記スタータモータ1の電源であるキャパシタ23と、前記車載バッテリ(強電バッテリ21)の電力を用いて前記キャパシタ23の再充電を制御するキャパシタ再充電制御手段(ハイブリッドコントロールモジュール81)と、を備えた車両(FFプラグインハイブリッド車両)の制御装置において、
前記キャパシタ23を電源とするスタータモータ1を用い、前記エンジン(横置きエンジン2)をクランキングしてスタータ始動するエンジン始動制御手段(ハイブリッドコントロールモジュール81)と、
前記キャパシタ23の温度を検出するキャパシタ温度検出手段(キャパシタ温度センサ50)と、を設け、
前記キャパシタ再充電制御手段(ハイブリッドコントロールモジュール81)は、スタータ始動後、キャパシタ電圧をスタータ始動が可能な電圧(スタータ始動許可電圧a)まで高める再充電を行うとき、キャパシタ温度が高いほど、前記キャパシタ23への再充電速度を遅くする(図4)。
このため、スタータ始動の待ち時間を短縮しながら、キャパシタ寿命の延長を図ることができる。
(1) The drive system has a starter motor 1 and an engine (horizontal engine 2).
As a power supply system, an on-board battery (high-power battery 21), a capacitor 23 that is a power source of the starter motor 1, and a capacitor recharge that controls recharging of the capacitor 23 using the power of the on-board battery (high-power battery 21). In a control device for a vehicle (FF plug-in hybrid vehicle) comprising control means (hybrid control module 81),
Engine start control means (hybrid control module 81) that starts the starter by cranking the engine (horizontal engine 2) using the starter motor 1 that uses the capacitor 23 as a power source;
Capacitor temperature detecting means (capacitor temperature sensor 50) for detecting the temperature of the capacitor 23, and
When the capacitor recharge control means (hybrid control module 81) performs recharge to increase the capacitor voltage to a voltage at which the starter can be started (starter start permission voltage a) after starting the starter, the higher the capacitor temperature, the higher the capacitor 23 is slowed down (FIG. 4).
For this reason, it is possible to extend the life of the capacitor while reducing the waiting time for starting the starter.

(2) 前記キャパシタ再充電制御手段(ハイブリッドコントロールモジュール81)は、スタータ始動後、キャパシタ電圧がスタータ始動許可電圧a以下で、かつ、キャパシタ温度が劣化警告閾値A以下であるとき、スタータ始動の待ち時間短縮を重視して設定された第1充電電流(充電電流1)を用いてスタータ始動許可電圧aまでのキャパシタ再充電を行い、キャパシタ温度が劣化警告閾値Aを超えているとき、前記第1充電電流(充電電流1)より低く、かつ、キャパシタ劣化進行抑制を重視して設定された第2充電電流(充電電流2)を用いてスタータ始動許可電圧aまでのキャパシタ再充電を行う(図4)。
このため、(1)の効果に加え、キャパシタ温度の劣化警告閾値Aを用いた簡単な切り替え制御により、スタータ始動の待ち時間短縮と、キャパシタ寿命の延長と、の両立を図ることができる。加えて、スタータ始動許可電圧aまでのキャパシタ再充電としたことで、満充電までの再充電に比べ、キャパシタ23の劣化進行を抑制(キャパシタ寿命の延長)することができる。
(2) After the starter is started, the capacitor recharge control means (hybrid control module 81) waits for starter start when the capacitor voltage is not more than the starter start permission voltage a and the capacitor temperature is not more than the deterioration warning threshold A. When the capacitor is recharged to the starter start permission voltage a using the first charging current (charging current 1) set with emphasis on time reduction, and the capacitor temperature exceeds the deterioration warning threshold A, the first Capacitor recharging up to the starter start permission voltage a is performed using a second charging current (charging current 2) that is lower than the charging current (charging current 1) and is set with emphasis on suppression of capacitor deterioration progression (FIG. 4). ).
For this reason, in addition to the effect of (1), both the shortening of the starter start waiting time and the extension of the capacitor life can be achieved by simple switching control using the capacitor temperature deterioration warning threshold A. In addition, since the capacitor is recharged up to the starter start permission voltage a, it is possible to suppress deterioration of the capacitor 23 (extend the capacitor life) as compared with the recharge up to full charge.

(3) 前記キャパシタ再充電制御手段(ハイブリッドコントロールモジュール81)は、スタータ始動後、キャパシタ電圧がスタータ始動許可電圧a以下で、かつ、キャパシタ温度が劣化警告閾値Aを超えているとき、前記スタータ始動許可電圧aと現状の電圧bとの電圧差(a−b)が大きいほど、前記キャパシタ23の再充電速度を遅くする(図4)。
このため、(2)の効果に加え、キャパシタ温度が高いとき、再充電所要時間にかかわらず、キャパシタ寿命の延長を図ることができる。
(3) After the starter is started, the capacitor recharge control means (hybrid control module 81) starts the starter when the capacitor voltage is equal to or lower than the starter start permission voltage a and the capacitor temperature exceeds the deterioration warning threshold A. The larger the voltage difference (ab) between the permitted voltage a and the current voltage b is, the slower the recharging speed of the capacitor 23 is (FIG. 4).
For this reason, in addition to the effect of (2), when the capacitor temperature is high, the life of the capacitor can be extended regardless of the time required for recharging.

(4) 前記キャパシタ再充電制御手段(ハイブリッドコントロールモジュール81)は、前記スタータ始動許可電圧aと現状の電圧bとの電圧差(a−b)が閾値α以内であるか否かを判断し、前記電圧差(a−b)が閾値α以内のとき、前記第1充電電流(充電電流1)より低い第2充電電流(充電電流2)を用いて前記キャパシタ23の再充電を行い、前記電圧差(a−b)が閾値αを超えているとき、スタータ始動を禁止する(図4)。
このため、(3)の効果に加え、電圧差(a−b)が閾値αを超える場合、スタータ始動を禁止し、キャパシタ温度が下がるのを待つことで、キャパシタ寿命の延長を図ることができる。
(4) The capacitor recharge control means (hybrid control module 81) determines whether or not a voltage difference (ab) between the starter start permission voltage a and the current voltage b is within a threshold value α, When the voltage difference (ab) is within a threshold value α, the capacitor 23 is recharged using a second charging current (charging current 2) lower than the first charging current (charging current 1), and the voltage When the difference (ab) exceeds the threshold value α, starter start is prohibited (FIG. 4).
For this reason, in addition to the effect of (3), when the voltage difference (ab) exceeds the threshold value α, starter start-up is prohibited and the capacitor life can be extended by waiting for the capacitor temperature to drop. .

以上、本発明の車両の制御装置を実施例1に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例1に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。   As mentioned above, although the vehicle control apparatus of the present invention has been described based on the first embodiment, the specific configuration is not limited to the first embodiment, and the invention according to each claim of the claims. Design changes and additions are allowed without departing from the gist.

実施例1では、キャパシタ再充電制御手段として、スタータ始動後、キャパシタ電圧がスタータ始動許可電圧a以下で、かつ、キャパシタ温度が劣化警告閾値A以下であるとき、充電電流1を用いてスタータ始動許可電圧aまでのキャパシタ再充電を行い、キャパシタ温度が劣化警告閾値Aを超えているとき、充電電流2を用いてスタータ始動許可電圧aまでのキャパシタ再充電を行う例を示した。しかし、キャパシタ再充電制御手段としては、スタータ始動後、キャパシタ電圧をスタータ始動が可能な電圧まで高める再充電を行うとき、キャパシタ温度が高いほど、無段階或いは多段階にてキャパシタへの再充電速度を遅くするものとしても良い。さらに、スタータ始動許可電圧までのキャパシタ再充電に限らず、スタータ始動が可能な電圧であれば、満充電まで再充電するものであっても良い。   In the first embodiment, as the capacitor recharge control means, after the starter is started, when the capacitor voltage is equal to or lower than the starter start permission voltage a and the capacitor temperature is equal to or lower than the deterioration warning threshold A, the starter start permission is performed using the charging current 1. In the example, the capacitor is recharged up to the voltage a, and the capacitor is recharged up to the starter start permission voltage a using the charging current 2 when the capacitor temperature exceeds the deterioration warning threshold A. However, as the capacitor recharge control means, when the recharge is performed to increase the capacitor voltage to a voltage at which the starter can be started after the starter is started, the recharge rate to the capacitor is increased steplessly or in multiple steps as the capacitor temperature increases. It may be a thing that slows down. Furthermore, not only the capacitor recharge up to the starter start permission voltage, but also a recharge to the full charge may be used as long as the starter start voltage is possible.

実施例1では、キャパシタ再充電制御手段として、スタータ始動許可電圧aと現状の電圧bとの電圧差(a−b)が閾値α以内であるか否かを判断し、電圧差(a−b)が閾値α以内のとき、充電電流2を用いてキャパシタ23の再充電を行い、電圧差(a−b)が閾値αを超えているとき、スタータ始動を禁止する例を示した。しかし、キャパシタ再充電制御手段としては、電圧差(a−b)が閾値α以内であるとき、電圧差(a−b)が大きいほど充電電流を低くするような例としても良い。   In the first embodiment, as the capacitor recharge control means, it is determined whether or not the voltage difference (ab) between the starter start permission voltage a and the current voltage b is within the threshold value α, and the voltage difference (ab) ) Is within the threshold value α, the charging current 2 is used to recharge the capacitor 23, and when the voltage difference (ab) exceeds the threshold value α, the starter start is prohibited. However, the capacitor recharge control means may be an example in which, when the voltage difference (ab) is within the threshold value α, the charging current is decreased as the voltage difference (ab) is larger.

実施例1では、キャパシタ再充電制御手段として、キャパシタ電圧情報を用いて再充電やスタータ始動許可の制御を行う例を示した。しかし、キャパシタ再充電制御手段としては、キャパシタ電圧情報の代わりにキャパシタ容量情報を用いて再充電やスタータ始動許可の制御を行う例としても良い。つまり、キャパシタ容量をQ、静電容量をC、キャパシタ電圧をVとすると、Q=C・Vであらわされ、静電容量Cが一定であると、キャパシタ容量Qは、キャパシタ電圧Vに比例することで、キャパシタ電圧情報の代わりにキャパシタ容量情報を用いても等価制御になる。   In the first embodiment, as an example of the capacitor recharge control unit, recharge or starter start permission control is performed using capacitor voltage information. However, the capacitor recharge control means may be an example of performing recharge or starter start permission control using capacitor capacity information instead of capacitor voltage information. That is, when the capacitor capacity is Q, the capacitance is C, and the capacitor voltage is V, Q = C · V. When the capacitance C is constant, the capacitor capacity Q is proportional to the capacitor voltage V. Thus, even if capacitor capacity information is used instead of capacitor voltage information, equivalent control is achieved.

実施例1では、キャパシタ再充電制御手段として、ハイブリッドコントロールモジュール81を用いる例を示した。しかし、キャパシタ再充電制御手段としては、独立に設けた電源系コントローラを用いても良いし、また、ハイブリッドコントロールモジュール以外のコントローラに、電源系制御部を設けるような例としても良い。   In Example 1, the example which uses the hybrid control module 81 as a capacitor recharge control means was shown. However, as the capacitor recharge control means, an independently provided power supply system controller may be used, or an example in which a power supply system control unit is provided in a controller other than the hybrid control module may be used.

実施例1では、本発明の制御装置をFFプラグインハイブリッド車両に適用する例を示した。しかし、本発明の制御装置は、外部充電機能を持たないハイブリッド車両に対しても適用することができる。また、FFハイブリッド車両に限らず、FRハイブリッド車両や4WDハイブリッド車両に対しても適用することができる。加えて、停車時にエンジンを停止するアイドルストップ制御を行うエンジン車に対しても、車載バッテリとして12Vバッテリを用いることで適用することができる。要するに、電源として、キャパシタへの再充電電源である車載バッテリと、スタータモータの電源であるキャパシタと、を備えた車両であれば適用できる。   In Example 1, the example which applies the control apparatus of this invention to FF plug-in hybrid vehicle was shown. However, the control device of the present invention can also be applied to a hybrid vehicle that does not have an external charging function. Further, the present invention can be applied not only to FF hybrid vehicles but also to FR hybrid vehicles and 4WD hybrid vehicles. In addition, the present invention can be applied to an engine vehicle that performs idle stop control for stopping the engine when the vehicle is stopped by using a 12V battery as a vehicle-mounted battery. In short, any vehicle including an in-vehicle battery that is a recharging power source for a capacitor and a capacitor that is a power source for a starter motor can be applied.

1 スタータモータ
2 横置きエンジン(エンジン)
3 第1クラッチ
4 モータ/ジェネレータ
5 第2クラッチ
6 ベルト式無段変速機
10R,10L 左右前輪
11R,11L 左右後輪
21 強電バッテリ(車載バッテリ)
22 12Vバッテリ
23 キャパシタ
37 DC/DCコンバータ
41 キャパシタ充電回路
45 DLCユニット
49 セル電圧モニタ
50 キャパシタ温度センサ(キャパシタ温度検出手段)
51 半導体リレー
52 DC/DCコンバータ
81 ハイブリッドコントロールモジュール(キャパシタ再充電制御手段、エンジン始動制御手段)
1 Starter motor 2 Horizontal engine (engine)
3 First clutch 4 Motor / generator 5 Second clutch 6 Belt-type continuously variable transmissions 10R, 10L Left and right front wheels 11R, 11L Left and right rear wheels 21 High-power battery (vehicle battery)
22 12V battery 23 capacitor 37 DC / DC converter 41 capacitor charging circuit 45 DLC unit 49 cell voltage monitor 50 capacitor temperature sensor (capacitor temperature detection means)
51 Semiconductor Relay 52 DC / DC Converter 81 Hybrid Control Module (Capacitor Recharge Control Unit, Engine Start Control Unit)

Claims (4)

駆動系にスタータモータとエンジンを有し、
電源システムとして、車載バッテリと、前記スタータモータの電源であるキャパシタと、前記車載バッテリの電力を用いて前記キャパシタの再充電を制御するキャパシタ再充電制御手段と、を備えた車両の制御装置において、
前記キャパシタを電源とするスタータモータを用い、前記エンジンをクランキングしてスタータ始動するエンジン始動制御手段と、
前記キャパシタの温度を検出するキャパシタ温度検出手段と、を設け、
前記キャパシタ再充電制御手段は、スタータ始動後、キャパシタ電圧をスタータ始動が可能な電圧まで高める再充電を行うとき、キャパシタ温度が高いほど、前記キャパシタへの再充電速度を遅くする
ことを特徴とする車両の制御装置。
It has a starter motor and an engine in the drive system,
In a vehicle control apparatus comprising: an in-vehicle battery, a capacitor that is a power source of the starter motor, and a capacitor recharge control unit that controls recharging of the capacitor using electric power of the in-vehicle battery as a power supply system;
Engine start control means for starting the starter by cranking the engine using a starter motor having the capacitor as a power source;
Capacitor temperature detecting means for detecting the temperature of the capacitor; and
When the capacitor recharge control means performs recharge to increase the capacitor voltage to a voltage at which starter start is possible after starter start, the capacitor recharge rate is reduced as the capacitor temperature increases. Vehicle control device.
請求項1に記載された車両の制御装置において、
前記キャパシタ再充電制御手段は、スタータ始動後、キャパシタ電圧がスタータ始動許可電圧以下で、かつ、キャパシタ温度が劣化警告閾値以下であるとき、スタータ始動の待ち時間短縮を重視して設定された第1充電電流を用いてスタータ始動許可電圧までのキャパシタ再充電を行い、キャパシタ温度が劣化警告閾値を超えているとき、前記第1充電電流より低く、かつ、キャパシタ劣化進行抑制を重視して設定された第2充電電流を用いてスタータ始動許可電圧までのキャパシタ再充電を行う
ことを特徴とする車両の制御装置。
The vehicle control device according to claim 1,
The capacitor recharge control means is set to emphasize a reduction in starter start waiting time when the capacitor voltage is equal to or lower than the starter start permission voltage and the capacitor temperature is equal to or lower than the deterioration warning threshold after starter start. The capacitor is recharged up to the starter start permission voltage using the charging current, and when the capacitor temperature exceeds the deterioration warning threshold, it is lower than the first charging current and set with emphasis on suppression of capacitor deterioration progress Capacitor recharging up to the starter start permission voltage using the second charging current. A vehicle control device.
請求項2に記載された車両の制御装置において、
前記キャパシタ再充電制御手段は、スタータ始動後、キャパシタ電圧がスタータ始動許可電圧以下で、かつ、キャパシタ温度が劣化警告閾値を超えているとき、前記スタータ始動許可電圧と現状の電圧との電圧差が大きいほど、前記キャパシタの再充電速度を遅くする
ことを特徴とする車両の制御装置。
The vehicle control device according to claim 2,
After the starter is started, the capacitor recharge control means has a voltage difference between the starter start permission voltage and the current voltage when the capacitor voltage is equal to or lower than the starter start permission voltage and the capacitor temperature exceeds the deterioration warning threshold. The vehicle control device is characterized in that the larger the value is, the slower the recharging speed of the capacitor is.
請求項3に記載された車両の制御装置において、
前記キャパシタ再充電制御手段は、前記スタータ始動許可電圧と現状の電圧との電圧差が閾値以内であるか否かを判断し、前記電圧差が閾値以内のとき、前記第1充電電流より低い第2充電電流を用いて前記キャパシタの再充電を行い、前記電圧差が閾値を超えているとき、スタータ始動を禁止する
ことを特徴とする車両の制御装置。
In the vehicle control device according to claim 3,
The capacitor recharge control means determines whether or not a voltage difference between the starter start permission voltage and the current voltage is within a threshold value. When the voltage difference is within the threshold value, a first recharge current lower than the first charging current is determined. 2. The vehicle control device according to claim 1, wherein recharging of the capacitor is performed using two charging currents, and starter start is prohibited when the voltage difference exceeds a threshold value.
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