JP4438595B2

JP4438595B2 - 車両の制御装置

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Publication number: JP4438595B2
Application number: JP2004302870A
Authority: JP
Inventors: 義晃菊池
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-10-18
Filing date: 2004-10-18
Publication date: 2010-03-24
Anticipated expiration: 2024-10-18
Also published as: JP2006112386A

Description

本発明は、車両の制御装置に関し、特に、電源により電動機を作動させてエンジンを始動させる車両の制御装置に関する。

近年、環境問題対策の１つとして、モータからの駆動力により走行するハイブリッド車、燃料電池車、電気自動車などが注目されている。特に、内燃機関とモータとを協調させて駆動力を発生させるハイブリッド車両においては、モータを駆動させるための高電圧バッテリと補機類に電力を供給する低電圧バッテリとが設けられる。高電圧バッテリと低電圧バッテリとの間には、高電圧バッテリの電圧を低電圧バッテリの電圧に対応させるように調整して、低電圧バッテリを充電するためのコンバータが設けられる。

このような構成のハイブリッド車として、以下のような技術が開示される。たとえば、特開２００３−７０１０３号公報（特許文献１）は、より適切な始動性を確保することのできるハイブリッド車の制御装置を開示する。ハイブリッド車の制御装置は、高電圧バッテリと、高電圧バッテリの電力がコンバータを介して供給される低電圧バッテリと、高電圧バッテリにて駆動される電動機と、エンジンとを備えるハイブリッド車を制御する。制御装置は、電動機によりエンジンを始動する際、コンバータの駆動を停止させる。

特許文献１に開示された制御装置によると、電動機によりエンジンを始動する際、コンバータの駆動を停止させるために、高電圧バッテリからコンバータへ電力が持ち出されることを回避することができる。そのため、エンジンの始動性を向上させることができる。
特開２００３−７０１０３号公報

しかしながら、エンジンの始動時において、コンバータの駆動を停止すると、低電圧バッテリの電圧が低下する場合がある。低電圧バッテリの電圧が低下すると、エンジンの始動を制御するために必要な制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）等の電気的負荷が機能しないおそれがある。すなわち、低電圧バッテリの電圧が電気的負荷の作動可能電圧を下回ると、電気的負荷が停止する可能性がある。電気的負荷が停止すると適切なエンジンの始動制御が行なえないため、エンジンの始動性が悪化する問題がある。

特許文献１において開示された制御装置においては、エンジンの始動時に、エンジンの出力軸を回転させるスタータに供給する電圧が低下すると、コンバータを作動させている。しかしながら、エンジンの始動を制御するために必要な電気的負荷に供給される電圧が低下する場合については想定されていないため、上述のような問題が起こる可能性がある。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、エンジンの始動性の悪化を抑制する車両の制御装置を提供することである。

第１の発明に係る車両の制御装置は、第１の電源と、第１の電源よりも低電圧の第２の電源とが搭載される車両において、電源から電力を供給して電動機を作動させてエンジンを始動させる車両の制御装置である。第１の電源と第２の電源との間には、第１の電源の電圧を、第２の電源の電圧に対応させるように電圧を調整するコンバータが接続される。制御装置は、エンジンの始動時において、コンバータの作動を停止するように制御するための手段と、第２の電源の電圧を検知するための検知手段と、第２の電源の電圧が、エンジンの始動制御のために必要な電気的負荷の作動可能電圧以下になると、コンバータの作動を許可するように制御するための制御手段とを含む。

第１の発明によると、制御装置は、エンジンの始動時において、コンバータの作動を停止するように制御する。第２の電源（たとえば、低電圧の電源）の電圧が、エンジンの始動制御のために必要な電気的負荷（たとえば、制御装置）の作動可能電圧以下になると、コンバータの作動を許可するように制御する。これにより、エンジンの始動時において、低電圧の電源に電気的負荷が作動可能な電圧が十分に確保されている場合には、コンバータの作動を停止して、第１の電源（たとえば、高電圧の電源）から電動機に電力を供給するようにして、エンジンの始動に注力させることができる。さらに、低電圧の電源に電気的負荷が作動可能な電圧が十分に確保されていない場合には、コンバータの作動を許可するように制御する。コンバータの作動により、電気的負荷に供給される電圧が作動可能電圧を下回ることがないため、エンジンの始動制御を確実に行なうことができる。そのため、エンジンの始動性の悪化を抑制することができる。特に、極低温の環境下では低電圧の電源の電圧が低下する場合があり、そのような場合においても、確実にエンジンの始動を行なうことができる。したがって、エンジンの始動性の悪化を抑制する車両の制御装置を提供することができる。

第２の発明に係る車両の制御装置は、第１の発明の構成に加えて、コンバータの作動が許可されると、第２の電源から電気的負荷に供給される電圧が、エンジンの始動後よりも低い電圧になるようにコンバータを制御するための手段をさらに含む。

第２の発明によると、制御装置は、コンバータの作動が許可されると、第２の電源（たとえば、低電圧の電源）から電気的負荷（たとえば、制御装置）に供給される電圧が、エンジンの始動後よりも低い電圧になるようにコンバータを制御する。これにより、エンジンの始動時においては、低電圧の電源を、少なくともエンジンの始動制御のために必要な電気的負荷が作動可能電圧以上になるようにすればよいため、コンバータの出力電圧をエンジンの始動後よりも低くすることができる。したがって、第１の電源（たとえば、高電圧の電源）から低電圧の電源を充電するために引き出される電力を最小限に抑えることができる。コンバータにおける消費電力が低減されるため、高電圧の電源をなるべく電動機への電力供給に注力させることができる。したがって、エンジンの始動性の悪化を抑制することができる。

第３の発明に係る車両の制御装置は、第１または２の発明の構成に加えて、コンバータの作動が許可されると、エンジンの始動制御のために必要でない電気的負荷の作動を停止するための手段をさらに含む。

第３の発明によると、制御装置は、コンバータの作動が許可されると、エンジンの始動制御のために必要でない電気的負荷（たとえば、エアコン、電動パワーステアリング）の作動を停止する。これにより、エンジンの始動時においては、低電圧の電源を、少なくともエンジンの始動制御のために必要な電気的負荷が作動可能電圧以上になるようにすればよいため、コンバータの出力電圧を低くすることができる。したがって、第１の電源（たとえば、高電圧の電源）から低電圧の電源を充電するために引き出される電力を最小限に抑えることができる。そのため、高電圧の電源をなるべく電動機への電力供給に注力させることができる。したがって、エンジンの始動性の悪化を抑制することができる。

第４の発明に係る車両の制御装置においては、第１〜３のいずれかの発明の構成に加えて、エンジンの始動制御のために必要な電気的負荷は、エンジンの始動を制御する制御装置である。

第４の発明によると、エンジンの始動制御のために必要な電気的負荷は、エンジンの始動を制御する制御装置である。エンジンの始動時において、第２の電源（たとえば、低電圧の電源）が、エンジンの始動を制御する制御装置の作動可能電圧以下にならないようにすることにより、低電圧の電源の電圧低下による制御装置の作動の停止を防ぐことができるため、エンジンの始動性の悪化を抑制することができる。

第５の発明に係る車両の制御装置においては、第１〜４のいずれかの発明の構成に加えて、エンジンの始動時とは、エンジンの作動中の温度よりも低いエンジンの温度であるときの始動時である。

第５の発明によると、エンジンの始動時とは、エンジンの作動中の温度よりも低いエンジンの温度であるときの始動時である。したがって、たとえば、エンジンが長時間放置された後のような暖機前の状態において、第２の電源（たとえば、低電圧電源）の電圧低下によるエンジンの始動制御に必要な電気的負荷の作動の停止を防ぐことができる。そのため、エンジンの始動性の悪化を抑制することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る車両の制御装置について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。

＜第１の実施の形態＞
図１を参照して、本実施の形態に係る制御装置を含むハイブリッド車両について説明する。本実施の形態に係る制御装置は、詳しくは、図１に示すＥＣＵ１００により実現される。

図１に示すように、本実施の形態に係る車両の制御装置を搭載したハイブリッド車両は、モータジェネレータ（以下、ＭＧと記載する）（１）１０２と、ＭＧ（２）１０４と、動力分割機構１０６と、エンジン１０８と、減速機１１０と、車輪１１２，１１４と、ＥＣＵ１００とを含む。

また、ハイブリッド車両には、ＭＧ（１）１０２およびＭＧ（２）１０４のそれぞれに接続されるインバータ１５０が設けられ、インバータ１５０には、電源ラインを介して高電圧バッテリ１５８が接続される。電源ラインの途中には、システムメインリレー（以下、ＳＭＲと記載する。）１６４とＤＣ／ＤＣコンバータ１５２とが接続される。

エンジン１０８は、燃料と空気との混合気を燃焼させてクランクシャフト（図示せず）を回転させ、駆動力を発生する。エンジン１００が発生する駆動力は、動力分割機構１０６とにより、２経路に分割される。一方は、減速機１１０を介して車輪１１２，１１４を駆動する経路である。もう一方は、ＭＧ（１）１０２を駆動させて発電する経路である。

ＭＧ（１）１０２は、動力分割機構１０６により分割されたエンジン１００の動力により駆動させられ、発電する。ＭＧ（１）１０２により発電された電力は、車両の運転状態や、高電圧バッテリ１５８のＳＯＣ（State Of Charge）の状態に応じて使い分けられる。たとえば、通常走行時や急加速時では、ＭＧ（１）１０２により発電された電力はインバータ１５０を介してＭＧ（２）１０４に供給される。

一方、高電圧バッテリ１５８のＳＯＣが予め定められた値よりも低い場合、ＭＧ（１）１０２により発電された電力は、インバータ１５０を介して高電圧バッテリ１５８に蓄えられる。

高電圧バッテリ１５８は、複数のバッテリセルを一体化したバッテリモジュールを、さらに複数直列に接続して構成された組電池である。なお、高電圧バッテリ１５８の代わりに、キャパシタ（コンデンサ）を用いてもよい。また、本実施の形態において、高電圧バッテリ１５８には、サーミスタ１６２が設けられる。サーミスタ１６２は、温度変化に応じて、異なる抵抗値に変化する。温度検知部１６０は、サーミスタ１６２の変化する抵抗値を検知して、ＥＣＵ１００に温度検知信号を送信する。ＥＣＵ１００において、受信した温度検知信号に基づいて、高電圧バッテリ１５８の温度が算出される。なお、本実施の形態において、高電圧バッテリ１５８の温度を検知するためにサーミスタ１６２を用いたが、特にサーミスタを用いることに限定されるものではない。

ＳＭＲ１６４は、高電圧バッテリ１５８からＭＧ（２）１０４への電力の供給および遮断を行なうメインリレーである。ＳＭＲ１６４は、イグニッション・キー（以下、ＩＧキーと称する。）がオンされると、ＥＣＵ１００からの指令に基づいてオンし、高電圧バッテリ１５８を電源ラインおよび接地ラインに接続する。また、ＳＭＲ１６４は、ＩＧキーがオフされると、ＥＣＵ１００からの指令に基づいてオフし、高電圧バッテリ１５８から出力される電力を遮断する。

ＭＧ（２）１０４は、三相交流回転電機である。ＭＧ（２）１０４は、高電圧バッテリ１５８に蓄えられた電力およびＭＧ（１）１０２により発電された電力の少なくともいずれか一方の電力により駆動する。

ＭＧ（２）１０４の駆動力は、減速機１１０を介して、車輪１１２，１１４に伝えられる。これにより、ＭＧ（２）１０４は、エンジン１０８をアシストして車両を走行させたり、ＭＧ（２）１０４からの駆動力のみにより車両を走行させたりする。

車両の回生制動時には、減速機１１０を介して車輪１１２，１１４によりＭＧ（２）１０４が駆動され、ＭＧ（２）１０４が発電機として作動させられる。これにより、ＭＧ（２）１０４は、制動エネルギを電力に変換する回生ブレーキとして作動する。ＭＧ（２）１０４により発電された電力は、インバータ１５０を介して高電圧バッテリ１５８に蓄えられる。

ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）（図示せず）とメモリ（図示せず）とを含む。ＣＰＵは、車両の走行状態や、アクセル開度、ブレーキペダルの踏込み量、シフトポジション、高電圧バッテリ１５８のＳＯＣ、メモリに保存されたマップおよびプログラム等に基づいて演算処理を行なう。これにより、ＥＣＵ１００は、車両が所望の運転状態となるように、車両に搭載された機器類を制御する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１５２には、低電圧バッテリ１５４が接続される。低電圧バッテリ１５４は、主にＥＣＵ１００等の補機類に電圧を供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１５２は、高電圧バッテリ１５８の電圧を低電圧バッテリ１５４の電圧に対応させるように調整する。すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５２は、高電圧バッテリ１５８の電圧を用いて低電圧バッテリ１５４を充電する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１５２は、ＥＣＵ１００からの駆動信号の受信に応じて、作動を開始する。すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５２は、低電圧バッテリ１５４の充電を開始する。

低電圧バッテリ１５４には、電圧検知部１５６が設けられる。電圧検知部１５６において、検知される低電圧バッテリ１５４の電圧は、電圧検知信号としてＥＣＵ１００に送信される。ＥＣＵ１００は、この電圧検知信号を補機電圧として認識する。

エンジン１０８の始動時においては、高電圧バッテリ１５８の電力を用いてＭＧ（１）１０２を作動させる。すなわち、ＭＧ（１）１０２によりエンジン１０８のクランクシャフトを回転させる、いわゆるクランキングを行なうことにより、エンジン１０８が始動される。

温度検知部１６０により検知される高電圧バッテリ１５８の温度が低いと高電圧バッテリ１５８の電池出力に余裕がなくなり、エンジン１０８の始動性は低下する傾向にある。そこで、ＥＣＵ１００は、エンジンの始動時においては、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５２を停止するように制御する。これは、エンジン１０８の始動性をより向上させるため、高電圧バッテリ１５８の電力をＭＧ（１）の作動に注力させる必要があるためである。このようにすると、エンジンの始動時において、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５２に持ち出される電力が低減されるため、高電圧バッテリ１５８の電池出力を低減することができる。

しかしながら、エンジン１０８の始動時において、低電圧バッテリ１５４の電圧が低下していると、エンジン１０８の始動性が悪化する可能性がある。これは、低電圧バッテリ１５４の電圧が低下して、エンジン１０８の始動制御のために必要な電気的負荷の作動可能電圧を下回ると、電気的負荷の作動が停止するためである。エンジン１０８の始動制御のために必要な電気的負荷の作動が停止すると、エンジン１０８の始動性が悪化する。エンジン１０８の始動制御のために必要な電気的負荷とは、たとえば、ＥＣＵ１００である。

したがって、本発明に係る制御装置であるＥＣＵ１００は、低電圧バッテリ１５４の電圧がＥＣＵ１００の作動可能電圧以下になると、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５２の作動を許可するように制御する点に特徴を有する。

以下、図２を参照して、本実施の形態に係る車両の制御装置であるＥＣＵ１００が実行するプログラムの制御構造について説明する。

ステップ（以下、ステップをＳと記載する。）１０００にて、ＥＣＵ１００は、ＳＭＲ１６４をオンにする。ＥＣＵ１００は、たとえば、運転者によるＩＧスイッチのオンに応じて、ＳＭＲ１６４をオンにする。ステップＳ１０１０にて、ＥＣＵ１００は、補機電圧をセンシングする。すなわち、ＥＣＵ１００は、電圧検知部１５６により、補機類に電力を供給する低電圧バッテリ１５４の電圧を検知する。

Ｓ１０２０にて、ＥＣＵ１００は、補機電圧が予め定められた値以上であるか否かを判断する。「予め定められた値」は、エンジン１０８の始動制御のために必要なＥＣＵ１００の作動可能電圧以上であれば特に限定される値ではない。補機電圧が予め定められた値以上であると（Ｓ１０２０にてＹＥＳ）、処理はＳ１０３０に移される。もしそうでないと（Ｓ１０２０にてＮＯ）、処理はＳ１０４０に移される。

Ｓ１０３０にて、ＥＣＵ１００は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５２の駆動を停止するように制御する。Ｓ１０４０にて、ＥＣＵ１００は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５２の駆動を許可するように制御する。

Ｓ１０５０にて、ＥＣＵ１００は、エンジン１０８の始動制御を開始する。具体的には、ＥＣＵ１００は、高電圧バッテリ１５８の電力を用いてＭＧ（１）１０２を作動させる（クランキングさせる）。そして、ＥＣＵ１００は、所定のタイミングでエンジン１０８に設けられる点火プラグ（図示せず）を点火させて、エンジン１０８を始動させる制御を開始する。

Ｓ１０６０にて、ＥＣＵ１００は、補機電圧が予め定められた値より小さいか否かを判断する。補機電圧が予め定められた値を下回ると（Ｓ１０６０にてＹＥＳ）、処理はＳ１０７０に移される。もしそうでないと（Ｓ１０６０にてＮＯ）、処理はＳ１０９０に移される。

Ｓ１０７０にて、ＥＣＵ１００は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５２がオン状態であるか否か（すなわち、作動状態であるか否か）を判断する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１５２がオン状態であると（Ｓ１０７０にてＹＥＳ）、処理はＳ１０９０に移される。もしそうでないと（Ｓ１０７０にてＮＯ）、処理はＳ１０８０に移される。

Ｓ１０８０にて、ＥＣＵ１００は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５２をオン状態にする。すなわち、ＥＣＵ１００は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５２の作動を許可するように制御した後、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５２が作動するように制御する。

Ｓ１０９０にて、ＥＣＵ１００は、エンジン１０８の始動が終了したか否かを判断する。具体的には、ＥＣＵ１００は、エンジン１０８の回転数が予め定められた回転数以上になるか否かに基づいて、エンジン１０８の始動が終了したか否かを判断するが、エンジン１０８の始動の終了の判断は、特にこれに限定されるものではない。エンジン１０８の始動が終了すると（Ｓ１０９０にてＹＥＳ）、処理はＳ１１００に移される、もしそうでないと（Ｓ１０９０にてＮＯ）、処理はＳ１０６０に移される。

Ｓ１１００にて、ＥＣＵ１００は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５２がオン状態であるか否かを判断する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１５２がオン状態であると（Ｓ１１００にてＹＥＳ）、処理は終了する。もしそうでないと（Ｓ１１００にてＮＯ）、処理はＳ１１１０に移される。Ｓ１１１０にて、ＥＣＵ１００は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５２をオン状態にする。

以上のような構造、フローチャートに基づく、本実施の形態に係る車両の制御装置の動作について説明する。

たとえば、運転者によるＩＧスイッチのオンに応じて、ＳＭＲ１６４がオンされる（Ｓ１０００）。補機電圧がセンシングされて（Ｓ１０１０）、補機電圧が予め定められた値以上でないと（Ｓ１０２０にてＮＯ）、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５２の作動が許可されるように制御された後、オン状態（作動状態）になる（Ｓ１０４０）。ＤＣ／ＤＣコンバータ１５２が作動すると、低電圧バッテリ１５４が充電される。そのため、エンジン１０８の始動制御が開始されても（Ｓ１０５０）、補機電圧が予め定められた値を下回ることがない（Ｓ１０６０にてＮＯ）。エンジンの始動終了後（Ｓ１０９０にてＹＥＳ）は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５２のオン状態が維持される（Ｓ１１００）。

一方、補機電圧がセンシングされたとき（Ｓ１０１０）、補機電圧が予め定められた値以上であると（Ｓ１０２０にてＹＥＳ）、補機電圧はＥＣＵ１００の作動可能電圧以上であるため、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５２は、停止状態が維持される（Ｓ１０３０）。そして、エンジン１０８の始動制御が開始され（Ｓ１０５０）、始動制御中に、補機電圧が低下して、予め定められた値を下回ると（Ｓ１０６０にてＹＥＳ）、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５２は、停止状態であるため（Ｓ１０７０にてＮＯ）、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５２の作動が許可されるように制御された後、オン状態になる（Ｓ１０８０）。エンジン１０８の始動終了後（Ｓ１０９０にてＹＥＳ）は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５２のオン状態が維持される（Ｓ１１００）。

さらに、補機電圧がセンシングされたとき（Ｓ１０１０）、補機電圧が予め定められた値以上であると（Ｓ１０２０にてＹＥＳ）、補機電圧の電圧はＥＣＵ１００の作動可能電圧以上であるため、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５２は、停止状態が維持される（Ｓ１０３０）。そして、エンジン１０８の始動制御が開始され（Ｓ１０５０）、始動制御中も、補機電圧がＥＣＵ１００の作動可能電圧を下回ることなく（Ｓ１０６０にてＮＯ）、始動が終了すると（Ｓ１０９０にてＹＥＳ）、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５２は停止状態であるため（Ｓ１１００にてＮＯ）、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５２の作動が許可されるように制御された後、オン状態になる（Ｓ１１１０）。

以上のようにして、本実施の形態に係る車両の制御装置によると、ＥＣＵは、エンジンの始動時において、ＤＣ／ＤＣコンバータの作動を停止するように制御する。低電圧バッテリの電圧が、エンジンの始動制御のために必要なＥＣＵの作動可能電圧以下になると、ＤＣ／ＤＣコンバータの作動を許可するように制御する。これにより、エンジンの始動時において、低電圧バッテリにＥＣＵの作動可能な電圧が十分に確保されている場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータの作動を停止して、高電圧バッテリからＭＧ（１）に電力を供給して、エンジンの始動に注力させることができる。さらに、低電圧バッテリにＥＣＵが作動可能な電圧が十分に確保されていない場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータの作動を許可するように制御する。ＤＣ／ＤＣコンバータの作動により、ＥＣＵに供給される電圧が作動可能電圧を下回ることがないため、エンジンの始動制御を確実に行なうことができる。そのため、エンジンの始動性の悪化を抑制することができる。特に、極低温の環境下では低電圧の電源が低下する場合があり、そのような場合においても、確実にエンジンの始動を行なうことができる。したがって、エンジンの始動性の悪化を抑制する車両の制御装置を提供することができる。

なお、好ましくは、ＥＣＵは、ＤＣ／ＤＣコンバータの作動が許可されると、エンジンの始動制御のために必要でない電気負荷の作動を停止するように制御することが望ましい。このようにすると、エンジンの始動時においては、少なくともエンジンの始動制御に必要なＥＣＵが作動する電圧を供給すればよいため、ＤＣ／ＤＣコンバータが出力する電圧を低くすることができる。したがって、高電圧バッテリから持ち出す電力を最小限にすることができるため、高電圧バッテリをなるべくＭＧ（１）への電力供給に注力させることができる。したがって、エンジンの始動性の悪化を抑制することができる。なお、エンジンの始動制御に必要でない電気的負荷は、特に限定されるものではないが、たとえば、エアコンディショナ、電動パワーステアリングまたはカーオーディオシステムである。

また、本実施の形態において、エンジンの始動制御に必要な電気的負荷としてＥＣＵを一例として説明したが特にこれに限定されるものではない。たとえば、エンジンの始動制御に必要な電気的負荷は、電動でバルブタイミングを変化させるいわゆる電動ＶＶＴ（Variable Valve Timing）でもよいし、フューエルポンプでもよい。

さらに、好ましくは、エンジンの作動中の温度よりも低いエンジンの温度であるときの始動時に本発明を適用することが望ましい。このようにすると、たとえば、エンジンが長期間の間、放置された後のような暖機前の状態において、自己放電により低電圧バッテリが電圧低下したときの始動時に、エンジンの始動制御のために必要な電気的負荷の作動の停止を防ぐことができる。あるいは、そのため、エンジンの始動性の悪化を抑制することができる。

＜第２の実施の形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態に係る車両の制御装置について説明する。本実施の形態に係る制御装置を搭載する車両は、上述の第１の実施の形態に係る制御装置を搭載するハイブリッド車両の構成と同じである。それらについては同じ参照符号が付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。

本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ１００は、上述の第１の実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵの制御と比較して、エンジン１０８の始動時において、低電圧バッテリ１５４の電圧がエンジン１０８の始動制御のために必要な電気的負荷の作動可能電圧以下になると、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５２がエンジン１０８の始動後に出力される電圧よりも低い電圧を出力するように制御する点が異なる。

以下、図３を参照して、本発明の実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ１００が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、図３に示したフローチャートの中で、前述の図２に示したフローチャートと同じ処理については同じステップ番号を付してある。それらについて処理も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。

Ｓ２０００にて、ＥＣＵ１００は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５２の低出力制御を行なう。具体的には、ＥＣＵ１００は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５２から出力される電圧をエンジンの始動後に出力される電圧よりも低い電圧になるように制御する。すなわち、ＥＣＵ１００は、低電圧バッテリ１５４からエンジン１０８の始動制御に必要な電気的負荷に供給される電圧が、エンジンの始動後よりも低い電圧になるように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５２を制御する。このとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５２の制御方法としては、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５２から、エンジン１０８の始動後の出力電圧よりも低い、予め定められた出力電圧が出力されるようにしてもよいし、検知される低電圧バッテリ１５４の電圧が予め定められた電圧になるようにフィードバック制御してもよく、特に限定されるものではない。

Ｓ２１００にて、ＥＣＵ１００は、Ｓ２０００と同様のＤＣ／ＤＣコンバータ１５２の低出力制御を行なう。Ｓ２１１０にて、ＥＣＵ１００は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５２を通常のオン状態とする。「通常のオン状態」とは、エンジン１０８の始動後のＤＣ／ＤＣコンバータ１５２の作動状態を示す。

以上のような構造、フローチャートに基づく本実施の形態に係る車両の制御装置であるＥＣＵ１００の動作について説明する。

たとえば、運転者によるＩＧスイッチのオンに応じて、ＳＭＲ１６４がオンされる（Ｓ１０００）。補機電圧がセンシングされて（Ｓ１０１０）、補機電圧が予め定められた値以上でないと（Ｓ１０２０にてＮＯ）、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５２は、作動が許可されるように制御された後、低出力電圧で作動されて（Ｓ２０００）、低電圧バッテリ１５４が充電される。低電圧バッテリ１５４は、ＥＣＵ１００の作動可能電圧を下回らない値に制御されるため、エンジン１０８の始動制御が開始されても（Ｓ１０５０）、補機電圧が予め定められた値を下回ることがない（Ｓ１０６０にてＮＯ）。エンジン１０８の始動終了後（Ｓ１０９０にてＹＥＳ）、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５２は通常のオン状態になるように制御される（Ｓ２１１０）。

一方、補機電圧がセンシングされたとき（Ｓ１０１０）、補機電圧が予め定められた値以上であると（Ｓ１０２０にてＹＥＳ）、補機電圧はＥＣＵ１００の作動可能電圧以上であるため、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５２は、停止状態が維持される（Ｓ１０３０）。そして、エンジン１０８の始動制御が開始され（Ｓ１０５０）、始動制御中に、補機電圧が低下して、予め定められた値を下回ると（Ｓ１０６０にてＹＥＳ）、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５２は、停止状態であるため（Ｓ１０７０にてＮＯ）、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５２は、作動が許可されるように制御された後、低出力電圧で作動される（Ｓ２１００）。エンジン１０８の始動終了後（Ｓ１０９０にてＹＥＳ）は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５２は通常のオン状態になるように制御される（Ｓ２１１０）。

さらに、補機電圧がセンシングされたとき（Ｓ１０１０）、補機電圧が予め定められた値以上であると（Ｓ１０２０にてＹＥＳ）、補機電圧の電圧はＥＣＵ１００の作動可能電圧以上であるため、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５２は、停止状態が維持される（Ｓ１０３０）。そして、エンジン１０８の始動制御が開始され（Ｓ１０５０）、始動制御中も、補機電圧がＥＣＵ１００の作動可能電圧を下回ることなく（Ｓ１０６０にてＮＯ）、始動が終了すると（Ｓ１０９０にてＹＥＳ）、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５２の作動が許可されるように制御された後、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５２は、通常のオン状態になる（Ｓ２１１０）。

以上のようにして、本実施の形態に係る車両の制御装置によると、第１の実施の形態における効果に加えて、ＥＣＵは、ＤＣ／ＤＣコンバータの作動が許可されると、低電圧のバッテリからＥＣＵに供給される電圧が、エンジンの始動後よりも低い電圧になるようにＤＣ／ＤＣコンバータを制御する。これにより、エンジンの始動後よりも低い電圧を供給しても、エンジンの始動時においては、少なくともにエンジンの始動制御に必要な電気的負荷が作動する電圧を供給すればよいため、ＤＣ／ＤＣコンバータが出力する電圧を低くすることができる。したがって、高電圧バッテリから持ち出す電力を最小限にすることができるため、ＤＣ／ＤＣコンバータにおける消費電力が低減されて、高電圧バッテリをなるべくＭＧ（１）への電力供給に注力させることができる。したがって、エンジンの始動性の悪化を抑制することができる。

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。

第１の実施の形態に係る車両の制御装置であるＥＣＵが搭載されるハイブリッド車両の構成を示す図である。第１の実施の形態に係る車両の制御装置であるＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。第２の実施の形態に係る車両の制御装置であるＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。

符号の説明

１００ＥＣＵ、１０２，１０４モータジェネレータ、１０６動力分割機構、１０８エンジン、１１０減速機、１１２，１１４車輪、１５０インバータ、１５２ＤＣ／ＤＣコンバータ、１５４低電圧バッテリ、１５６電圧検知部、１５８高電圧バッテリ、１６０温度検知部、１６２サーミスタ、１６４システムメインリレー。

Claims

第１の電源と、前記第１の電源よりも低電圧の第２の電源とが搭載される車両において、前記第１の電源から電力を供給して電動機を作動させてエンジンを始動させる車両の制御装置であって、前記第１の電源と前記第２の電源との間には、前記第１の電源の電圧を、前記第２の電源の電圧に対応させるように電圧を調整するコンバータが接続され、
前記エンジンの始動時において、前記コンバータの作動を停止するように制御するための手段と、
前記第２の電源の電圧を検知するための検知手段と、
前記第２の電源の電圧が、前記エンジンの始動制御のために必要な電気的負荷の作動可能電圧以下になると、前記コンバータの作動を許可するように制御するための制御手段と、
前記コンバータの作動が許可されると、前記第２の電源から前記電気的負荷に供給される電圧が、前記エンジンの始動後よりも低い電圧であって、かつ、少なくとも前記エンジンの始動制御および前記コンバータの制御に必要な電気的負荷が作動する電圧を下回らない電圧になるように前記コンバータを制御するための手段とを含む、車両の制御装置。
前記制御装置は、前記コンバータの作動が許可されると、前記エンジンの始動制御のために必要でない電気的負荷の作動を停止するための手段をさらに含む、請求項１に記載の車両の制御装置。
前記エンジンの始動制御のために必要な電気的負荷は、前記エンジンの始動を制御する制御装置である、請求項１または２に記載の車両の制御装置。
前記エンジンの始動時とは、前記エンジンの作動中の温度よりも低いエンジンの温度であるときの始動時である、請求項１〜３のいずれかに記載の車両の制御装置。