JP2020125016A - 車両 - Google Patents

Abstract

【課題】モータジェネレータにより内燃機関をクランキングして始動させる車両において、燃費の向上を図りつつ、システム起動時における内燃機関の始動性を良好に確保する。【解決手段】本開示の車両は、内燃機関と、内燃機関をクランキング可能なモータジェネレータと、モータジェネレータと電力をやり取りする第１蓄電装置と、第１蓄電装置よりも低電圧の第２蓄電装置と、第１蓄電装置からの電力を降圧すると共に第２蓄電装置からの電力を昇圧することができる電圧変換装置と、車両のシステム起動中に、次のシステム停止時における第１蓄電装置のＳＯＣを予測し、内燃機関の運転が停止され、かつ当該ＳＯＣの予測値が予め定められた閾値未満である場合、電圧変換装置の動作を停止させるか、あるいは第２蓄電装置からの電力を昇圧して第１蓄電装置側に供給するように電圧変換装置を制御する制御装置とを含む。【選択図】図１

Description

本開示は、内燃機関と、当該内燃機関のクランクシャフトに連結されたモータジェネレータとを含む車両に関する。

従来、エンジンおよびモータジェネレータを含むハイブリッド自動車に搭載される電源システムとして、回転機を駆動する回転機システムに高圧の直流電力を供給すると共に、各種の補機負荷に低圧の直流電力を供給するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この電源システムは、出力型電源で構成される高圧電源（第１蓄電装置）と、容量型電源で構成される低圧電源（第２蓄電装置）と、高圧電源と低圧電源とを双方向に変圧可能に接続する変電機と、変電機を制御する制御装置とを含む。そして、電源システムの制御装置は、低圧電源または高圧電源の一方の容量もしくは入出力が適正範囲から外れたとき、低圧電源または高圧電源の他方の電源により補完するように変電機を制御する。

特開２０１８−０４２３４１号公報

上記従来の車両において、モータジェネレータによりエンジンをクランキングして始動させることで、エンジンをスムースかつ速やかに始動させることができるので、エンジンを停止させる機会を増やして車両の燃費を向上させることができる。しかしながら、エンジンを停止させる機会が増加すると、エンジンの始動に際してモータジェネレータにより消費される高圧電源の電力の量が増加する。このため、車両がシステム停止された後、次に車両がシステム起動される際に、高圧電源のＳＯＣが不足してモータジェネレータによりエンジンをクランキングして始動させ得なくなってしまうおそれもある。

そこで、本開示は、クランクシャフトに連結されたモータジェネレータにより内燃機関をクランキングして始動させる車両において、燃費の向上を図りつつ、システム起動時における内燃機関の始動性を良好に確保することを主目的とする。

本開示の車両は、内燃機関と、前記内燃機関のクランクシャフトに連結されたモータジェネレータと、前記モータジェネレータと電力をやり取りする第１蓄電装置と、前記第１蓄電装置よりも低電圧の第２蓄電装置とを含み、前記モータジェネレータにより前記内燃機関をクランキングして始動させる車両であって、前記モータジェネレータおよび前記第１蓄電装置の少なくとも何れか一方からの電力を降圧して前記第２蓄電装置側に供給すると共に、前記第２蓄電装置からの電力を昇圧して前記第１蓄電装置側に供給する電圧変換装置と、前記車両がシステム起動されている間に、次のシステム停止時における前記第１蓄電装置のＳＯＣを予測し、前記内燃機関の運転が停止され、かつ前記ＳＯＣの予測値が予め定められた閾値未満である場合、前記第１蓄電装置の現ＳＯＣに応じて、前記電圧変換装置の動作を停止させるか、あるいは前記第２蓄電装置からの電力を昇圧して前記第１蓄電装置側に供給するように前記電圧変換装置を制御する制御装置とを含むものである。

本開示の車両の制御装置は、車両がシステム起動されている間に、次のシステム停止時における第１蓄電装置のＳＯＣを予測し、内燃機関の運転が停止され、かつ当該ＳＯＣの予測値が予め定められた閾値未満である場合、第１蓄電装置の現ＳＯＣに応じて、電圧変換装置の動作を停止させるか、あるいは第２蓄電装置からの電力を昇圧して第１蓄電装置側に供給するように電圧変換装置を制御する。これにより、第１蓄電装置からの電力による第２蓄電装置の充電を抑制すると共に、必要に応じて第２蓄電装置からの電力により第１蓄電装置を充電することが可能となる。この結果、エンジンの運転を停止させる機会の減少を抑制しつつ、車両のシステム停止時すなわち次のシステム起動時に、第１蓄電装置のＳＯＣを良好に確保してモータジェネレータによりスムースかつ確実に内燃機関を始動させることができる。従って、本開示の車両では、燃費の向上を図りつつ、システム起動時における内燃機関の始動性を良好に確保することが可能となる。

また、前記制御装置は、前記内燃機関の運転が停止され、前記ＳＯＣの前記予測値が前記閾値未満であり、かつ前記第１蓄電装置の現ＳＯＣが所定値以上である場合、前記電圧変換装置の動作を停止させ、前記内燃機関の運転が停止され、前記ＳＯＣの前記予測値が前記閾値未満であり、かつ前記第１蓄電装置の前記現ＳＯＣが前記所定値未満である場合、前記第２蓄電装置からの電力を昇圧して前記第１蓄電装置側に供給するように前記電圧変換装置を制御するものであってもよい。

更に、前記制御装置は、前記車両がシステム停止され、かつ前記第１蓄電装置の現ＳＯＣが前記閾値未満である場合、前記第２蓄電装置からの電力を昇圧して前記第１蓄電装置側に供給するように前記電圧変換装置を制御するものであってもよい。これにより、車両がシステム停止された直後に第１蓄電装置のＳＯＣが不足していても、次のシステム起動までに第１蓄電装置のＳＯＣを回復させることが可能となる。

本開示の車両を示す概略構成図である。 本開示の車両がシステム起動されている際の電圧変換装置の制御手順を例示するフローチャートである。 本開示の車両がシステム停止されている際の電圧変換装置の制御手順を例示するフローチャートである。

次に、図面を参照しながら本開示の発明を実施するための形態について説明する。

図１は、本開示の車両１を示す概略構成図である。同図に示す車両１は、エンジン１０と、エンジン１０からの動力を駆動輪ＤＷに伝達する動力伝達装置２０と、モータジェネレータＭＧと、モータジェネレータＭＧを駆動するインバータ３０と、インバータ３０を介してモータジェネレータＭＧに接続される高電圧バッテリ（第１蓄電装置）４０と、各種補機に供給される電力を蓄える低電圧バッテリ（第２蓄電装置）５０と、インバータ３０、高電圧バッテリ４０および低電圧バッテリ５０に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータ６０と、エンジン１０を制御するエンジン電子制御装置（以下、「エンジンＥＣＵ」という。）７０と、モータジェネレータＭＧ（インバータ３０）を制御するモータ電子制御装置（以下、「ＭＧＥＣＵ」という。）８０と、パワーマネージメント電子制御装置（以下、「ＰＭＥＣＵ」という。）９０とを含む。

エンジン１０は、ガソリンや軽油、ＬＰＧといった炭化水素系の燃料と空気との混合気の爆発燃焼により動力を発生する内燃機関であり、図示しない複数の気筒（燃焼室）や、各気筒内に配置されるピストン（図示省略）に連結されたクランクシャフト１１、図示しない電子制御式のスロットルバルブ、それぞれ複数の燃料噴射弁および点火プラグ、上死点を基準としたクランクシャフト１１の回転角であるクランク角θを検出するクランク角センサ等を含む。更に、エンジン１０は、クランクシャフト１１にクランキングトルクを出力して当該エンジン１０を始動させるスタータ１５を含む。スタータ１５は、クランクシャフト１１と一体に回転するリングギヤに噛合可能なピニオンギヤ、当該ピニオンギヤを回転駆動する直流モータ、ピニオンギヤをリングギヤとの噛合位置と退避位置との間で進退移動させるアクチュエータ等を含み、エンジンＥＣＵ７０により制御される。

動力伝達装置２０は、エンジン１０のクランクシャフト１１に連結される発進装置や、当該発振装置の出力部材に連結された変速機構（自動変速機）等を含む。発進装置は、クランクシャフト１１に固定されるフロントカバー、ポンプインペラ、タービンランナおよびステータ等を有するトルクコンバータ（流体伝動装置）や、エンジン１０からの振動を減衰するダンパ機構、ダンパ機構を介してフロントカバーと出力部材とを連結可能なクラッチ（ロックアップクラッチ）等を含む。変速機構は、例えば４段〜１０段変速式の自動変速機構であり、入力軸、出力軸、少なくとも１つの遊星歯車機構、それぞれ複数のクラッチおよびブレーキ（何れも図示省略）等を含む。変速機構は、クラッチおよびブレーキの係脱により発進装置（ダンパ機構）の出力部材から入力軸に伝達された動力を複数段階に変速して出力軸に出力する。変速機構の出力軸に出力された動力は、デファレンシャルギヤＤＦ、ドライブシャフトＤＳを介して駆動輪ＤＷに伝達される。なお、変速機構は、例えばベルト式の無段変速機構（ＣＶＴ）やデュアルクラッチトランスミッション等であってもよい。

モータジェネレータＭＧは、図示しないステータおよびロータを含む同期発電電動機（三相交流電動機）である。モータジェネレータＭＧのロータは、伝動機構１７を介してエンジン１０のクランクシャフト１１の動力伝達装置２０側とは反対側の端部に連結される。本実施形態において、伝動機構１７は、クランクシャフト１１に固定されるプーリと、モータジェネレータＭＧのロータに固定されるプーリと、両プーリに巻き掛けられるベルトとを含む巻掛け伝動機構である。なお、伝動機構１７は、ギヤ機構やチェーン機構であってもよい。また、モータジェネレータＭＧは、エンジン１０と動力伝達装置２０との間に配置されてもよく、直流電動機であってもよい。

車両１において、伝動機構１７を介してモータジェネレータＭＧからクランクシャフト１１にクランキングトルクを出力することで、エンジン１０をクランキングして始動させることが可能となる。また、車両１の走行中、モータジェネレータＭＧは、主に、負荷運転されるエンジン１０からの動力の一部を用いて電力を生成する発電機として動作すると共に、適宜高電圧バッテリ４０からの電力により駆動されて駆動トルク（アシストトルク）をエンジン１０のクランクシャフト１１に出力する。更に、車両１の制動に際して、モータジェネレータＭＧは、回生制動トルクをエンジン１０のクランクシャフト１１に出力する。

インバータ３０は、例えば、６つのトランジスタと、各トランジスタに逆方向に並列接続された６つのダイオードとを含むものであり、ＭＧＥＣＵ８０により制御される。高電圧バッテリ４０は、例えば４０−５０Ｖの定格出力電圧を有するリチウムイオン二次電池またはニッケル水素二次電池である。低電圧バッテリ５０は、例えば１２Ｖの定格出力電圧を有する鉛蓄電池である。ＤＣ／ＤＣコンバータ６０は、インバータ３０および高電圧バッテリ４０に接続された高圧電力ラインＬＨと、上述のスタータ１５等を含む各種補機や低電圧バッテリ５０に接続された低圧電力ラインＬＬとに接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ６０は、モータジェネレータＭＧや高電圧バッテリ４０からの電力を降圧して低圧電力ラインＬＬに供給すると共に、低電圧バッテリ５０からの電力を昇圧して高圧電力ラインＬＨに供給することができる。本実施形態において、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０は、ＭＧＥＣＵ８０により制御される。

エンジンＥＣＵ７０は、図示しないＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ、入出力装置等を有するマイクロコンピュータを含み、ＣＡＮ等の通信線を介してＭＧＥＣＵ８０およびＰＭＥＣＵ９０と相互に情報をやり取りする。また、エンジンＥＣＵ７０には、スロットルバルブのスロットル開度を検出するスロットル開度センサ、吸入空気量を検出するエアフローメータ、可変バルブタイミング機構のカムポジションセンサ（何れも図示省略）、クランク角センサ、車速センサ、等が接続されている。エンジンＥＣＵ７０は、ＰＭＥＣＵ９０等からの指令信号や各種センサからの信号に基づいてエンジン１０の吸入空気量制御や燃料噴射制御、点火制御等を実行する。

ＭＧＥＣＵ８０は、図示しないＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ、入出力装置等を有するマイクロコンピュータを含み、ＣＡＮ等の通信線を介してエンジンＥＣＵ７０およびＰＭＥＣＵ９０と相互に情報をやり取りする。また、ＭＧＥＣＵ８０には、モータジェネレータＭＧのロータの回転位置を検出する図示しない回転位置センサ、モータジェネレータＭＧに印加される相電流を検出する電流センサ、高圧電力ラインＬＨの電圧を検出する電圧センサ、低圧電力ラインＬＬの電圧を検出する電圧センサ等が接続されている。ＭＧＥＣＵ８０は、ＰＭＥＣＵ９０等からの指令信号や各種センサからの信号に基づいてインバータ３０およびＤＣ／ＤＣコンバータ６０を制御する。

ＰＭＥＣＵ９０は、図示しないＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ、入出力装置等を有するマイクロコンピュータを含み、ＣＡＮ等の通信線を介してエンジンＥＣＵ７０およびＭＧＥＣＵ８０と相互に情報をやり取りする。また、ＰＭＥＣＵ９０には、車両１のシステム起動およびシステム停止を指示するためのスタートスイッチＳＳや、アクセル開度を検出するアクセルペダルポジションセンサ、シフトポジションセンサ、車速を検出する車速センサといった各種センサが接続されている。更に、ＰＭＥＣＵ９０には、高電圧バッテリ４０の端子間電圧を検出する電圧センサや、高電圧バッテリ４０の充放電電流を検出する電流センサ、高電圧バッテリ４０の電池温度を検出する温度センサ等が接続されている。ＰＭＥＣＵ９０は、これらのセンサからの信号に基づいて高電圧バッテリ４０の現在の充電率である現ＳＯＣや、許容充電電力Ｗｉｎ、許容放電電力Ｗｏｕｔ等を導出する。また、ＰＭＥＣＵ９０には、道路上に設置されたビーコンから道路交通情報等を取得可能なナビゲーションシステム９１や、図示しないＣＰＵや通信モジュール等を含み、各種情報を提供するサーバと通信可能な専用通信機（ＤＣＭ）９５が接続されている。

上述のように構成される車両１では、運転者によりスタートスイッチＳＳがオンされた時点では、エンジン１０が始動させられず、ＰＭＥＣＵ９０は、運転者の発進要求（例えば図示しないブレーキペダルの踏み込み解除等）に応じてモータジェネレータＭＧからのクランキングトルクによりエンジン１０を始動させるようにエンジンＥＣＵ７０およびＭＧＥＣＵ８０に指令信号を送信する。ＰＭＥＣＵ９０からの指令信号を受信したＭＧＥＣＵ８０は、モータジェネレータＭＧがクランクシャフト１１にクランキングトルクを出力するようにインバータ３０をスイッチング制御し、エンジンＥＣＵ７０は、所定のタイミングでエンジン１０の吸入空気量制御や燃料噴射制御、点火制御等を開始する。

また、車両１の走行に際して、ＰＭＥＣＵ９０は、アクセル開度や車速に基づいて走行に要求される要求トルクを設定すると共に、エンジン１０への要求エンジンパワーおよび目標回転数、モータジェネレータＭＧに対するトルク指令値等を設定する。そして、ＰＭＥＣＵ９０は、要求エンジンパワーおよび目標回転数をエンジンＥＣＵ７０に送信すると共に、トルク指令値をＭＧＥＣＵ８０に送信する。エンジンＥＣＵ７０は、ＰＭＥＣＵ９０からの要求エンジンパワーおよび目標回転数、各種センサ等からの信号に基づいて、エンジン１０の吸入空気量制御や燃料噴射制御、点火制御等を実行する。更に、ＭＧＥＣＵ８０は、モータジェネレータＭＧが要求されるトルクを出力して電力を生成または消費するようにインバータ３０をスイッチング制御する。

更に、ＰＭＥＣＵ９０は、エンジンＥＣＵ７０およびＭＧＥＣＵ８０と協働して、車両１の停車に応じてエンジン１０の運転を停止させると共に運転者による発進要求に応じてモータジェネレータＭＧ等からのクランキングトルクによってエンジン１０を再始動させる自動停止始動制御（アイドリングストップ制御）を実行する。本実施形態において、モータジェネレータＭＧは、エンジン１０が運転されている間、基本的に、エンジン１０からの動力の一部を用いて各種補機等により要求される電力を生成するようにＰＭＥＣＵ９０およびＭＧＥＣＵ８０により制御され、ＭＧＥＣＵ８０は、モータジェネレータＭＧにより発電された電力を降圧して低圧電力ラインＬＬに出力するようにＤＣ／ＤＣコンバータ６０を制御する。これにより、エンジン１０が運転されている間、各種補機は、基本的にモータジェネレータＭＧにより生成された電力により駆動されることになる。一方、自動停止始動制御によりエンジン１０の運転が停止されている間、ＭＧＥＣＵ８０は、基本的に、高電圧バッテリ４０からの電力を降圧して低圧電力ラインＬＬに出力するようにＤＣ／ＤＣコンバータ６０を制御する。これにより、自動停止始動制御によりエンジン１０の運転が停止されている間、各種補機は、基本的に高電圧バッテリ４０からの電力により駆動されることになる。

また、運転者によりスタートスイッチＳＳがオンされて車両１がシステム起動されている間、ＰＭＥＣＵ９０は、ナビゲーションシステム９１や専用通信機９５を介して取得した各種情報に基づいて、次のシステム停止時すなわち次に運転者によりスタートスイッチＳＳがオフされるときの高電圧バッテリ４０のＳＯＣの予測値である予測ＳＯＣを所定時間おきに算出する。より詳細には、ＰＭＥＣＵ９０は、車両１がシステム起動されている間、ナビゲーションシステム９１および専用通信機９５を介して取得した車両１の目的地、現在位置から目的地までの距離、交通流情報、法定車速、各種学習値等に基づいて、上記所定時間おきに、車両１の予測平均車速Ｖａｖｅ（ｋｍ／ｈ）と、車両１の残走行時間Ｔｒ（ｓｅｃ）と、モータジェネレータＭＧによる予測発電電流総量Ｐｍｇ（Ａ・ｓｅｃ）と、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の予測消費電流総量Ｐｄｃ（Ａ・ｓｅｃ）と、高電圧バッテリ４０の予測充電電流総量Ｐｃｈｇｂａｔ（Ａ・ｓｅｃ）と、自動停止始動制御によるエンジン１０の運転停止中の高電圧バッテリ４０の予測放電電流総量Ｐｄｓｃｂａｔ（Ａ・ｓｅｃ）とを算出する。そして、ＰＭＥＣＵ９０は、現ＳＯＣに対応したバッテリ残量Ｐｂａｔｎｏｗと予測充電電流総量Ｐｃｈｇｂａｔとの和から予測放電電流総量Ｐｄｓｃｂａｔを減じた値（Ｐｂａｔｎｏｗ＋Ｐｃｈｇｂａｔ−Ｐｄｓｃｂａｔ）をＳＯＣ＝１００％に対応した高電圧バッテリ４０の容量Ｐｂａｔｆｕｌｌで除することにより当該高電圧バッテリ４０の予測ＳＯＣ（＝（Ｐｂａｔｎｏｗ＋Ｐｃｈｇｂａｔ−Ｐｄｓｃｂａｔ）／Ｐｂａｔｆｕｌｌ）を上記所定時間おきに算出する。

予測平均車速Ｖａｖｅは、予測ＳＯＣの算出タイミングから目的地で車両１がシステム停止されるまでの間の車速の平均値である。予測平均車速Ｖａｖｅは、現在位置から目的地までの複数の走行区間のうち、ｉ番目の走行区間の交通群車速を“Ｖｉ”としたときに、Ｖａｖｅ＝（Ｖ１＋Ｖ２＋…＋Ｖｎ）／ｎとして算出される（ただし、“ｉ”は、１以上の整数であり、“ｎ”は、最終区間を示す）。残走行時間Ｔｒは、予測ＳＯＣの算出タイミングから目的地で車両１がシステム停止されるまでに車両１が実際に走行する時間（停車時間を除く）の予測値である。残走行時間Ｔｒは、ｉ番目の走行区間の距離（ｋｍ）を“Ｄｉ”としたときに、Ｔｒ＝（Ｄ１／Ｖ１＋Ｄ２／Ｖ２＋…＋Ｄｎ／Ｖｎ）×６０×６０として算出される。予測発電電流総量Ｐｍｇは、予測ＳＯＣの算出タイミングから目的地で車両１がシステム停止されるまでにモータジェネレータＭＧにより発電される電流の予測総量である。予測発電電流総量Ｐｍｇは、車両１の車速ごとに予め定められているモータジェネレータＭＧによる発電電流Ｉｍｇのうちの予測平均車速Ｖａｖｅに対応した値（Ｉｍｇ＠Ｖａｖｅ）と残走行時間Ｔｒとの積（＝Ｉｍｇ＠Ｖａｖｅ×Ｔｒ）として算出される。

ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の予測消費電流総量Ｐｄｃは、予測ＳＯＣの算出タイミングから目的地で車両１がシステム停止されるまでにＤＣ／ＤＣコンバータ６０により消費される電流（低圧電力ラインＬＬに供給される電流）の予測総量である。予測消費電流総量Ｐｄｃは、例えばＤＣ／ＤＣコンバータ６０の直近所定時間内における平均消費電流Ｉｄｃと残走行時間Ｔｒとの積として算出される。ただし、平均消費電流Ｉｄｃの代わりに、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の現消費電流あるいは学習値に基づいて予測消費電流総量Ｐｄｃが算出されてもよい。高電圧バッテリ４０の予測充電電流総量Ｐｃｈｇｂａｔは、予測ＳＯＣの算出タイミングから目的地で車両１がシステム停止されるまでに高電圧バッテリ４０に供給される電流（充電電流）の予測総量である。予測充電電流総量Ｐｃｈｇｂａｔは、予測発電電流総量Ｐｍｇから予測消費電流総量Ｐｄｃを減じることにより算出される（Ｐｃｈｇｂａｔ＝Ｐｍｇ−Ｐｄｃ）。高電圧バッテリ４０の予測放電電流総量Ｐｄｓｃｂａｔは、予測ＳＯＣの算出タイミングから目的地で車両１がシステム停止されるまでに高電圧バッテリ４０から放電される電流の予測総量である。予測放電電流総量Ｐｄｓｃｂａｔは、ビーコン情報（信号機情報）や交通流情報、各種学習値に基づいて算出される車両１の推定停車時間ｔｓｔｐに例えばＤＣ／ＤＣコンバータ６０の上記平均消費電流Ｉｄｃを乗じることにより算出される。この場合も、平均消費電流Ｉｄｃの代わりに、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の現消費電流あるいは学習値に基づいて予測放電電流総量Ｐｄｓｃｂａｔが算出されてもよい。また、推定停車時間ｔｓｔｐは、上記ｉ番目の走行区間における予測停車時間を“ｔｉ”とし、誤差係数を“ａｉ”としたときに、ｔｓｔｐ＝ｔ１×ａ１＋ｔ２×ａ２＋…ｔｎ×ａｎとして算出されてもよい。誤差係数ａｉは、ゼロよりも大きく、かつ１よりも小さい区間ごとに予め定められた実数であり、値ｉが大きくなるほど（目的地に近く区間ほど）小さく（ゼロに近く）定められてもよい。

続いて、図２を参照しながら、車両１がシステム起動されている際のＤＣ／ＤＣコンバータ６０の制御手順について説明する。図２は、車両１がシステム起動されている際にＭＧＥＣＵ８０により微小時間おきに実行される電圧変換制御ルーチンを例示するフローチャートである。

図２のルーチンの開始に際して、ＭＧＥＣＵ８０は、ＰＭＥＣＵ９０により算出されている高電圧バッテリ４０の現ＳＯＣおよび予測ＳＯＣやエンジン運転フラグの値といった制御に必要な情報を当該ＰＭＥＣＵ９０から取得する（ステップＳ１００）。エンジン運転フラグは、エンジン１０が運転されている際にＰＭＥＣＵ９０により値１に設定され、エンジン１０の運転が停止されている際にＰＭＥＣＵ９０により値０に設定されるものである。ステップＳ１００の処理の後、ＭＧＥＣＵ８０は、エンジン運転フラグの値に基づいてエンジン１０の運転が停止されているか否かを判定し（ステップＳ１１０）、エンジン１０の運転が停止されていると判定した場合には（ステップＳ１１０：ＮＯ）、その時点で図２のルーチンを終了させ、エンジン１０の運転時におけるＤＣ／ＤＣコンバータ６０の制御ルーチンを実行する。

また、ステップＳ１１０にてエンジン１０の運転が停止されていると判定した場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、ＭＧＥＣＵ８０は、ステップＳ１００にて入力した高電圧バッテリ４０の予測ＳＯＣが予め定められた第１の閾値Ｓ０未満であるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。第１の閾値Ｓ０は、実験・解析を経て、例えばモータジェネレータＭＧにより冷間状態でエンジン１０をクランキングして始動させる際に要求される高電圧バッテリ４０のＳＯＣよりも若干大きい値に予め定められる。ステップＳ１２０にて予測ＳＯＣが第１の閾値Ｓ０以上であると判定した場合（ステップＳ１２０：ＮＯ）、ＭＧＥＣＵ８０は、高電圧バッテリ４０からの電力を降圧して低圧電力ラインＬＬに出力するようにＤＣ／ＤＣコンバータ６０を制御し（ステップＳ１２５）、図２のルーチンを一旦終了させる。

これに対して、ステップＳ１２０にて予測ＳＯＣが第１の閾値Ｓ０未満であると判定した場合（ステップＳ１２０：ＹＥＳ）、ＭＧＥＣＵ８０は、ステップＳ１００にて入力した高電圧バッテリ４０の現ＳＯＣが予め定められた第２の閾値（所定値）Ｓｘ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。第２の閾値Ｓｘは、自動停止始動制御によりエンジン１０の運転が停止されている間の高電圧バッテリ４０の放電電力を考慮して実験・解析を経て予め定められた上記第１の閾値Ｓ０よりも大きい値である。ステップＳ１３０にて高電圧バッテリ４０の現ＳＯＣが第２の閾値Ｓｘ以上であると判定した場合（ステップＳ１３０：ＹＥＳ）、ＭＧＥＣＵ８０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の動作を停止させ（ステップＳ１４０）、図２のルーチンを一旦終了させる。また、ステップＳ１３０にて高電圧バッテリ４０の現ＳＯＣが第２の閾値Ｓｘ未満であると判定した場合（ステップＳ１３０：ＮＯ）、ＭＧＥＣＵ８０は、低電圧バッテリ５０からの電力を昇圧して高圧電力ラインＬＨすなわち高電圧バッテリ４０に供給するようにＤＣ／ＤＣコンバータ６０を制御し（ステップＳ１４５）、図２のルーチンを一旦終了させる。

上述のように、本開示の制御装置を構成するＰＭＥＣＵ９０は、車両１がシステム起動されている間に、次のシステム停止時における高電圧バッテリ４０のＳＯＣの予測値である予測ＳＯＣを所定時間おきに算出する。また、本開示の制御装置を構成するＭＧＥＣＵ８０は、微小時間おきに図２のルーチンを実行し、エンジン１０の運転が停止され、かつ予測ＳＯＣが第１の閾値Ｓ０未満である場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳかつステップＳ１２０：ＹＥＳ）、高電圧バッテリ４０の現ＳＯＣに応じて、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の動作を停止させるか、あるいは低電圧バッテリ５０からの電力を昇圧して高電圧バッテリ４０に供給するようにＤＣ／ＤＣコンバータ６０を制御する。

すなわち、ＭＧＥＣＵ８０は、エンジン１０の運転が停止され、予測ＳＯＣが第１の閾値Ｓ０未満であり、かつ高電圧バッテリ４０の現ＳＯＣが第２の閾値Ｓｘ以上である場合（ステップＳ１１０，Ｓ１２０およびＳ１３０：ＹＥＳ）、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の動作を停止させる（ステップＳ１４０）。また、ＭＧＥＣＵ８０は、エンジン１０の運転が停止され、予測ＳＯＣが第１の閾値Ｓ０未満であり、かつ高電圧バッテリ４０の現ＳＯＣが第２の閾値Ｓｘ未満である場合（ステップＳ１１０およびＳ１２０：ＹＥＳかつステップＳ１３０：ＮＯ）、低電圧バッテリ５０からの電力を昇圧して高電圧バッテリ４０側に供給するようにＤＣ／ＤＣコンバータ６０を制御する（ステップＳ１４５）。

これにより、高電圧バッテリ４０からの電力による低電圧バッテリ５０の充電を抑制すると共に（ステップＳ１４０）、必要に応じて低電圧バッテリ５０からの電力により高電圧バッテリ４０を充電することが可能となる（ステップＳ１４５）。この結果、自動停止始動制御によりエンジン１０を停止させる機会の減少を抑制しつつ、車両１のシステム停止時すなわち次のシステム起動時に、高電圧バッテリ４０のＳＯＣを良好に確保してモータジェネレータＭＧにより運転者の発進要求に応じてスムースかつ確実にエンジン１０を始動させることができる。従って、車両１では、燃費の向上を図りつつ、システム起動時におけるエンジン１０の始動性を良好に確保することが可能となる。なお、図２のステップＳ１３０にて用いられる第２の閾値Ｓｘは、図２のルーチンが実行されるたびに例えば上記推定停車時間ｔｓｔｐ等に基づいて設定される可変値であってもよい。また、図２のルーチンにおいて用いられる第１および第２の閾値Ｓ０，Ｓｘは、外気温等の周囲環境等に応じて変更されもよく、車両１の仕向地ごとに適合されるとよい。

図３は、運転者によりスタートスイッチＳＳがオフされて車両１がシステム停止された際にＭＧＥＣＵ８０により実行される電圧変換制御ルーチンを例示するフローチャートである。

図３のルーチンの開始に際して、ＭＧＥＣＵ８０は、ＰＭＥＣＵ９０により算出されている高電圧バッテリ４０の現ＳＯＣを当該ＰＭＥＣＵ９０から取得する（ステップＳ２００）。次いで、ＭＧＥＣＵ８０は、取得した現ＳＯＣが上述の第１の閾値Ｓ０未満であるか否かを判定する（ステップＳ２１０）。ステップＳ２１０にて高電圧バッテリ４０の現ＳＯＣが第１の閾値Ｓ０以上であると判定した場合（ステップＳ２１０：ＮＯ）、ＭＧＥＣＵ８０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０をスリープ状態へと移行させ（ステップＳ２４０）、図３のルーチンを終了させる。

一方、ステップＳ２１０にて高電圧バッテリ４０の現ＳＯＣが第１の閾値Ｓ０未満であると判定した場合（ステップＳ２１０：ＹＥＳ）、ＭＧＥＣＵ８０は、低電圧バッテリ５０からの電力を昇圧して高圧電力ラインＬＨすなわち高電圧バッテリ４０に供給するようにＤＣ／ＤＣコンバータ６０を制御する（ステップＳ２２０）。更に、ＭＧＥＣＵ８０は、ＰＭＥＣＵ９０から高電圧バッテリ４０の現ＳＯＣを取得すると共に現ＳＯＣが第１の閾値Ｓ０以上であるか否かを判定し（ステップＳ２３０）、現ＳＯＣが第１の閾値Ｓ０未満であると判定した場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の昇圧動作を継続させる（ステップＳ２２０）。そして、ステップＳ２３０にて高電圧バッテリ４０の現ＳＯＣが第１の閾値Ｓ０以上であると判定した場合（ステップＳ２３０：ＹＥＳ）、ＭＧＥＣＵ８０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０をスリープ状態へと移行させ（ステップＳ２４０）、図３のルーチンを終了させる。

このように、本開示の制御装置を構成するＭＧＥＣＵ８０は、車両１がシステム停止され、かつ高電圧バッテリ４０の現ＳＯＣが上記第１の閾値Ｓ０未満である場合（図３のステップＳ２１０：ＹＥＳ）、低電圧バッテリ５０からの電力を昇圧して高電圧バッテリ４０に供給するようにＤＣ／ＤＣコンバータ６０を制御する（ステップＳ２２０）。これにより、車両１がシステム停止された直後に高電圧バッテリ４０のＳＯＣが不足していても、次のシステム起動までに当該高電圧バッテリ４０のＳＯＣを回復させることが可能となる。なお、図３のルーチンは、必ずしも車両１のシステム停止直後に実行される必要はなく、車両１がシステム停止された後、次に車両１がシステム起動されるまでに実行されればよい。また、上述のようなＰＭＥＣＵ９０の機能は、エンジンＥＣＵ７０またはＭＧＥＣＵ８０に集約されてもよく、エンジンＥＣＵ７０、ＭＧＥＣＵ８０およびＰＭＥＣＵ９０の機能が単一の電子制御装置に集約されてもよい。

そして、本開示の発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本開示の外延の範囲内において様々な変更をなし得ることはいうまでもない。更に、上記発明を実施するための形態は、あくまで課題を解決するための手段の欄に記載された発明の具体的な一形態に過ぎず、課題を解決するための手段の欄に記載された発明の要素を限定するものではない。

本開示の発明は、車両の製造産業等において利用可能である。

１ 車両，１０ エンジン、１１ クランクシャフト、１５ スタータ、１７ 伝動機構、２０ 動力伝達装置、３０ インバータ、４０ 高電圧バッテリ、５０ 低電圧バッテリ、６０ ＤＣ／ＤＣコンバータ、７０ エンジン電子制御装置（エンジンＥＣＵ）、８０ モータ電子制御装置（ＭＧＥＣＵ）、９０ パワーマネージメント電子制御装置（ＰＭＥＣＵ）、９１ ナビゲーションシステム、９５ 専用通信機、ＤＦ デファレンシャルギヤ、ＤＳ ドライブシャフト、ＤＷ 駆動輪、ＬＨ 高圧電力ライン、ＬＬ 低圧電力ライン、ＭＧ モータジェネレータ。

Claims (1)

1. 内燃機関と、前記内燃機関のクランクシャフトに連結されたモータジェネレータと、前記モータジェネレータと電力をやり取りする第１蓄電装置と、前記第１蓄電装置よりも低電圧の第２蓄電装置とを含み、前記モータジェネレータにより前記内燃機関をクランキングして始動させる車両であって、
   前記モータジェネレータおよび前記第１蓄電装置の少なくとも何れか一方からの電力を降圧して前記第２蓄電装置側に供給すると共に、前記第２蓄電装置からの電力を昇圧して前記第１蓄電装置側に供給する電圧変換装置と、
   前記車両がシステム起動されている間に、次のシステム停止時における前記第１蓄電装置のＳＯＣを予測し、前記内燃機関の運転が停止され、かつ前記ＳＯＣの予測値が予め定められた閾値未満である場合、前記第１蓄電装置の現ＳＯＣに応じて、前記電圧変換装置の動作を停止させるか、あるいは前記第２蓄電装置からの電力を昇圧して前記第１蓄電装置側に供給するように前記電圧変換装置を制御する制御装置と、
   を備える車両。

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