JP4954028B2 - 車両制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、主としてハイブリッド車両における起動時制御を担う制御装置に関する。
ハイブリッド車両を起動するに際しては、エンジンの始動、及びモータジェネレータに電力を供給する高電圧回路のリレーＯＮを実施する必要がある。
エンジンを始動するためのクランキングは、モータジェネレータによって行うことが周知だが、モータジェネレータとは別にスタータを実装し、このスタータによって行うこともある（例えば、下記特許文献１を参照）。
高電圧回路は、モータジェネレータの通電制御を行うインバータと、インバータに印加される電圧を平滑化するキャパシタとを備える。高電圧リレーは、メインリレーと、抵抗を直列接続したサブリレーとを並列させたものであり、通常は先にサブリレーをＯＮにしてキャパシタをある程度の電圧まで充電し、その後にメインリレーをＯＮ、サブリレーをＯＦＦにして印可電圧を高圧化する（例えば、下記特許文献２を参照）。
特開２００６−２０７３８８号公報 特開２００６−３０４５０９号公報
従前のハイブリッド車両では、サブリレー、メインリレーを順次ＯＮにしてインバータに高電圧を印加できる状態となってから、エンジンの始動を開始する。高電圧の準備中即ちサブリレーＯＮの最中にスタータを回転させると、電圧の低下に伴いリレーが誤作動するおそれがあるからである。このため、ユーザがイグニッションスイッチを操作してもすぐに起動はせず、数秒の待ち時間を要するのが現状である。
以上に鑑みてなされた本発明は、車両が起動するまでの待ち時間を短縮してユーザベネフィットの向上を図ることを所期の目的としている。
本発明では、エンジンを始動するためのスタータと、モータジェネレータの電源となる高電圧電源と、前記高電圧電源の利用可能状態、利用不可能状態を切り換える高電圧電源制御手段と、電源安定装置を介して前記スタータ及び前記高電圧電源制御手段に電力を供給する低電圧電源と、車両起動指令を発生させ、前記スタータによるエンジンの始動と、前記高電圧電源制御手段による高電圧電源の利用可能状態への切り換えとをともに実行開始する起動判断手段とを具備する車両制御装置を構成した。高電圧電源制御手段は、高電圧電源とモータジェネレータとを電気的に断接する高電圧リレーを含む。電源安定装置は、例えば所要容量のキャパシタや、ＤＣ／ＤＣコンバータ、スイッチングレギュレータ等である。
本車両制御装置によれば、エンジンの始動とインバータに印加する高電圧の準備とを並行して実施することができる。結果、イグニッションスイッチを操作してから車両が起動するまでの待ち時間が短縮する。
本発明によれば、車両が起動するまでの待ち時間を短縮することができる。
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１に、本実施形態における車両の駆動系の概要を示す。この車両はいわゆるハイブリッド車両であって、車輪０を回転駆動する駆動力を出力するエンジン１及びモータジェネレータ２と、エンジン１を始動するためのスタータ（セルモータ）３と、モータジェネレータ２の電源となる高電圧電源（バッテリ）４１と、モータジェネレータ２と高電圧電源４１との間に介在するインバータ５と、高電圧電源４１の利用可能状態、利用不可能状態を切り換える高電圧電源制御手段６と、電源安定装置４３を介してスタータ３及び高電圧電源制御手段６に電力を供給する低電圧電源（バッテリ）４２と、エンジン１の始動及び高電圧電源制御手段６の状態切り換えを司る起動判断手段とを具備する。
スタータ３は、既存の車両と同様、ピニオンを介してエンジン１（のクランクシャフト）のリングギアに噛合している。
インバータ５は、高電圧電源４１から供給される電力を制御してモータジェネレータ２の回転速度や出力トルクを制御する。また、回生作動によりモータジェネレータ２が発電する電力を制御して電源４１、４２に充電する。インバータ５の入力端子対間にはキャパシタを接続しており、このキャパシタがインバータ５に印可される入力電圧を平滑化する。
高電圧電源制御手段６は、高電圧リレー（システムメインリレー）６を要素とする。高電圧リレー６は複数のリレー、メインリレー６１と抵抗６３を直列接続したサブリレー６２とを並列接続してなる。これらリレー６１、６２は、高電圧電源４１とインバータ５とを電気的に断接する。メインリレー６１のＯＮ／ＯＦＦが、高電圧電源４１の利用可能状態／利用不可能状態に対応する。
電源安定装置４３は、例えば所要容量のキャパシタや、ＤＣ／ＤＣコンバータ、スイッチングレギュレータ等である。電源安定装置４３の出力は、スタータ３、インバータ５及びリレー６１、６２のソレノイドにそれぞれ接続している。スタータ３、リレー６１、６２のソレノイドと電源安定装置４３との間には、パワートランジスタやＦＥＴ等のスイッチング素子８３、８１、８２を介設する。
起動判断手段は、電子制御ユニットを主体とする。電子制御ユニット７は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏインタフェース等を包有し、各種制御用のプログラムをＲＯＭに格納しており、プログラムをＲＯＭからＲＡＭに読み込んでＣＰＵにて解読し、エンジン１及びモータジェネレータ２の制御を行う。この電子制御ユニット７は少なくとも、イグニッションスイッチ（または、イグニッションキー）９並びにスイッチング素子８１、８２、８３と接続している。
しかして、本実施形態では、ハイブリッド車両の起動の際に、スタータ３によるエンジン１の始動と、高電圧電源制御手段６による高電圧電源４１の利用可能状態への切り換えとをともに実行開始するようにしている。
起動判断手段たる電子制御ユニット７は、ユーザの手によってイグニッションスイッチ９が操作されたことを検出したとき、車両起動指令を発生させる。具体的には、スイッチング素子８３を点弧してスタータ３に通電しエンジン１をクランキングする。さらに、スタータ３によるクランキング開始と略同時に、高電圧リレー６のＯＮ化を開始する。即ち、先にスイッチング素子８２に制御信号を点弧してサブリレー６２をＯＮとし、抵抗６３を介してインバータ５のキャパシタをある程度充電する。しかる後、スイッチング素子８２を点弧してメインリレー６１をＯＮ、さらにスイッチング素子８２を消弧してサブリレー６２をＯＦＦとする。
上記の起動過程での低電圧電源４２の出力電圧及び電源安定装置４３の出力電圧を、図２に例示する。図中、破線が低電圧電源４２の出力電圧、実線が電源安定装置４３の出力電圧で、時刻ｔ0にてスタータ３の回転開始かつサブリレー６２ＯＮとしている。仮に、電源安定装置４３を介在させないとすると、時刻ｔ0直後における電源電圧の落ち込みが大きいことからリレー６２の誤作動を招くおそれがあるが、電源安定装置４３の存在により、電圧低下の影響は緩和されリレー６２が誤作動を起こすことはない。
本実施形態によれば、エンジン１を始動するためのスタータ３と、モータジェネレータ２の電源となる高電圧電源４１と、前記高電圧電源４１の利用可能状態、利用不可能状態を切り換える高電圧電源制御手段６と、電源安定装置４３を介して前記スタータ３及び前記高電圧電源制御手段６に電力を供給する低電圧電源４２と、車両起動指令を発生させ、前記スタータ３によるエンジン１の始動と、前記高電圧電源制御手段６による高電圧電源４１の利用可能状態への切り換えとをともに実行開始する起動判断手段とを具備する車両制御装置を構成したため、エンジン１の始動とインバータ５に印加する高電圧の準備とを同時期に実施することができる。その結果、イグニッションスイッチ９を操作してから車両が起動するまでの待ち時間が短縮する。
なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。各部の具体的構成は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
本発明の一実施形態の車両制御装置の概略構成を示す図。 ハイブリッド車両の起動過程における電圧変動を例示する図。
符号の説明
１…エンジン
２…モータジェネレータ
３…スタータ
４１…高電圧電源
４２…低電圧電源
４３…電源安定装置
６…高電圧電源制御手段
７…電子制御ユニット

Claims (1)

  1. エンジンを始動するためのスタータと、
    走行用のモータジェネレータの電源となる高電圧電源と、
    前記高電圧電源の利用可能状態、利用不可能状態を切り換える高電圧電源制御手段と、
    電源安定装置を介して前記スタータ及び前記高電圧電源制御手段に電力を供給する低電圧電源と、
    車両起動指令を発生させ、前記スタータによるエンジンの始動と、前記高電圧電源制御手段による高電圧電源の利用可能状態への切り換えとをともに実行開始する起動判断手段と
    を具備する車両制御装置。
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