JP5930041B2 - 車両の制御装置および車両の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両の制御装置および制御方法に関する。

従来、エンジンの自動停止・自動再始動が可能な車両の制御装置において、スタータと電気的に結合されたメインバッテリと、車両の電気負荷と電気的に結合されたサブバッテリと、メインバッテリおよびサブバッテリを電気的に結合するか否かを自身のオン／オフで切替可能なリレーとを備え、エンジン自動停止後の再始動時に、リレーをオフにしてスタータを作動させる技術が知られている（ＪＰ２００８−８２２７５Ａ参照）。これにより、スタータの作動時に、サブバッテリの電圧低下（瞬低）が発生することを防いで、電気負荷への電力供給不足を防止することができる。

しかしながら、上述した車両の制御装置では、メインバッテリとサブバッテリ間のリレーがオンし続けた状態となるオン固着故障が発生した場合、以下のような問題が生じる。すなわち、エンジン自動停止後の再始動時にリレーをオフする指令が出されても、リレーがオン状態のままスタータが作動するため、サブバッテリの電圧降下が発生して、電気負荷への電力供給不足が生じる可能性がある。

本発明は、メインバッテリとサブバッテリ間のリレーにオン固着故障が発生した場合に、サブバッテリの電圧降下を防ぐことを目的とする。

一実施形態における車両の制御装置は、エンジンの出力軸に機械的に結合されたモータジェネレータと、モータジェネレータと電気的に結合された第１バッテリと、車両の電気負荷と電気的に結合された第２バッテリと、第１バッテリおよび第２バッテリを電気的に結合するか否かを自身のオン／オフにより切替可能なリレーと、車両の運転状態に応じてモータジェネレータを力行運転または回生運転させるモータジェネレータ制御手段と、モータジェネレータの力行運転中はリレーをオフにし、モータジェネレータの回生運転中はリレーをオンにするリレー制御手段と、リレーのオン固着故障を検出するオン固着故障検出手段とを備える。モータジェネレータ制御手段は、リレーのオン固着故障が検出された場合に、モータジェネレータの力行運転を禁止する。

本発明の実施形態、本発明の利点については、添付された図面とともに以下に詳細に説明される。

図１は、一実施の形態における車両の制御装置の概略構成図である。 図２は、ガソリンエンジンの制御システム図である。 図３は、メインバッテリ、サブバッテリ、リレー、および、エンジンコントロールモジュールを含む詳細な回路構成図である。 図４は、リレーのオン固着故障またはオフ固着故障が発生した場合の制御内容を示すフローチャートである。 図５は、リレーオン固着診断タイミングを示す図である。 図６は、リレーオフ固着診断タイミングを示す図である。

図１は、一実施の形態における車両の制御装置の概略構成図である。図１において、車両１には、エンジン２、モータジェネレータ２１、エアコン用コンプレッサ３１が設けられている。具体的には、エンジン２の出力軸３、モータジェネレータ２１の回転軸２２、エアコン用コンプレッサ３１の回転軸３２が平行に配置され、出力軸３の一端にクランクプーリ４が、回転軸２２、３２に各プーリ２３、３３が取り付けられている。これら３つの各プーリ４、２３、３３にはベルト５が掛け回され、エンジン２の出力軸３、回転軸２３、３３の間は、ベルト５によって動力が伝達（伝導）される。

スタータ６は、エンジン２の始動に用いられる。エンジン２の出力軸３の他端には、トルクコンバータ８、ベルト式の自動変速機９が接続されている。トルクコンバータ８は、図示しないポンプインペラ、タービンランナを有する。ベルト式の自動変速機９は、図示しないプライマリプーリ、セカンダリプーリ、これらプーリに掛け回されるスチールベルトを有する。エンジン２の回転駆動力は、これらトルクコンバータ８、自動変速機９を介して、最終的に車両駆動輪（図示しない）に伝達される。

車両１の電源として、メインバッテリ４１とサブバッテリ４２が設けられている。いずれも１４Ｖバッテリである。２つのバッテリ４１、４２の間には、並列された２つのリレー４３ａ、４３ｂが接続されている。２つのリレー４３ａ、４３ｂを設けているのは、一方のリレーが故障した場合のバックアップのためであり、また、１つのリレーだけを設ける場合に比べて、リレーの耐久作動回数を延ばすためである。

上記のスタータ６、モータジェネレータ２１は、メインバッテリ４１とリレー４３ａ、４３ｂの間に接続され、電力はメインバッテリ４１から供給される。なお、モータジェネレータ２１は、交流機から構成されているため、メインバッテリ４１からの直流を交流に変換するインバータ２４を付属している。

電気負荷４４は、バッテリの電圧が瞬間的に低下する瞬低が起こっても自身の動作には影響がない負荷であり、メインバッテリ４１から電力が供給される。一方、電気負荷４５は、瞬低が起こると自身の動作に影響が出る負荷であり、サブバッテリ４２から電力が供給される。

エンジンコントロールモジュール（ＥＣＭ）５１は、エンジン２、スタータ６、モータジェネレータ２１、および、リレー４３ａ、４３ｂを制御する。例えば、エンジンコントロールモジュール５１は、車両の運転状態に応じてモータジェネレータ２１を力行運転または回生運転させる。また、エンジンコントロールモジュール５１は、モータジェネレータ２１の力行運転中はリレー４３ａおよび４３ｂをオフにしてメインバッテリ４１およびサブバッテリ４２間の電気的結合を切断し、モータジェネレータ２１の回生運転中はリレー４３ａまたは４３ｂをオンにしてメインバッテリ４１およびサブバッテリ４２間を電気的に結合する。

図２はガソリンエンジンの制御システム図である。各吸気ポート（図示しない）には、燃料噴射弁７が設けられている。燃料噴射弁７は、燃料をエンジン２に間欠的に供給するものである。

吸気通路１１には、電子制御のスロットル弁１２が設けられ、スロットルモータ１３によってスロットル弁１２の開度（以下、「スロットル開度」という。）が制御される。実際のスロットル開度は、スロットルセンサ１４により検出され、エンジンコントロールモジュール５１に入力される。

エンジンコントロールモジュール５１には、アクセルセンサ５３からのアクセル開度（アクセルペダル５２の踏込量）の信号、クランク角センサ５４からのクランク角の信号、エアフローメータ５５からの吸入空気量の信号が入力される。クランク角センサ５４の信号からは、エンジン２の回転速度が算出される。エンジンコントロールモジュール５１は、これらの信号に基づいて、目標吸入空気量及び目標燃料噴射量を算出し、目標吸入空気量及び目標燃料噴射量が得られるように、スロットルモータ１３及び各燃料噴射弁７に指令を出す。

ここで、吸入空気量の制御について概説する（ＪＰ９−２８７５１３Ａ参照）。アクセル開度ＡＰＯとエンジン回転速度Ｎｅとから所定のマップを検索することにより、目標基本吸入空気量及び目標当量比ｔＤＭＬをそれぞれ算出する。目標基本吸入空気量を目標当量比ｔＤＭＬで除算した値を目標吸入空気量とする。そして、この目標吸入空気量とエンジン回転速度から所定のマップを検索することにより、目標スロットル弁開度を求める。目標スロットル弁開度を指令値に変換して、スロットルモータ１３に出力する。

次に、燃料噴射（燃料噴射量及び燃料噴射時期）の制御について概説する。エアフローメータ５５の出力をＡ／Ｄ変換し、リニアライズして吸入空気量Ｑａを算出する。この吸入空気量Ｑａとエンジン回転速度Ｎｅから、ほぼ理論空燃比（当量比＝１．０）の混合気が得られる基本噴射パルス幅Ｔｐ０［ｍｓ］を、Ｔｐ０＝Ｋ×Ｑａ／Ｎｅ（ただし、Ｋは定数）として求める。次に、
Ｔｐ＝Ｔｐ０×Ｆｌｏａｄ＋Ｔｐ-1×（１−Ｆｌｏａｄ）
ただし、Ｆｌｏａｄ：加重平均係数、
Ｔｐ-1：前回のＴｐ、
の式によりシリンダ空気量相当パルス幅Ｔｐ［ｍｓ］を求める。これは、シリンダ（燃焼室）に流入する空気量（つまりシリンダ空気量）がエアフローメータ部での吸入空気量に対して応答遅れを有するので、この応答遅れを一次遅れで近似したものである。一次遅れの係数である加重平均係数Ｆｌｏａｄ［無名数］は、回転速度Ｎｅ及びシリンダ容積Ｖの積Ｎｅ・Ｖと吸気管の総流路面積Ａａから所定のマップを検索することにより求める。このようにして求めたシリンダ空気量相当パルス幅Ｔｐに基づいて、燃料噴射弁７に与える燃料噴射パルス幅Ｔｉ［ｍｓ］を、
Ｔｉ＝Ｔｐ×ｔＤＭＬ×（α＋αｍ−１）×２＋Ｔｓ
ただし、ｔＤＭＬ：目標当量比［無名数］、
α：空燃比フィードバック補正係数［無名数］、
αｍ：空燃比学習値［無名数］、
Ｔｓ：無効噴射パルス幅［無名数］、
の式により算出する。そして、所定の燃料噴射時期になったときに、この燃料噴射パルス幅Ｔｉの期間、燃料噴射弁７を開く。

なお、ガソリンエンジン２では、燃焼室（シリンダ）に臨んで点火プラグを備えている。エンジンコントロールモジュール５１は、圧縮上死点前の所定の時期に点火コイルの一次側電流を遮断することにより点火プラグに火花を発生させ、これによって燃焼室内の混合気に点火する。

また、エンジンコントロールモジュール５１は、スタータスイッチ５６からの信号に基づいて、初回の始動要求があると判断したときには、スタータ６を駆動しエンジン２を始動させる。

エンジンコントロールモジュール５１は、燃費向上を目的として、アイドルストップ制御を行う。すなわち、アクセルペダル５２が踏み込まれておらず（ＡＰＯ＝０）、ブレーキペダル５７が踏み込まれ（ブレーキスイッチ５８がＯＮ）、かつ車両１が停止状態にある（車速ＶＳＰ＝０）ときに、アイドルストップ許可条件が成立する。アイドルストップ許可条件が成立すると、燃料噴射弁７から吸気ポートへの燃料噴射を遮断して、エンジン２を停止する。これにより、無駄な燃料消費を低減する。

その後、アイドルストップ状態で、アクセルペダル５２が踏み込まれたり、ブレーキペダル５７が戻される（ブレーキスイッチ５８がＯＦＦ）などすると、アイドルストップ許可条件が不成立となる。アイドルストップ許可条件が不成立となると、モータジェネレータ２１をスタータとして用いてエンジン２をクランキングし、燃料噴射弁７からの燃料噴射と点火プラグによる火花点火とを再開して、エンジン２を再始動する。

このように、モータジェネレータ２１をアイドルストップからのエンジン再始動用として専ら用いることで、スタータ６の使用頻度を減らして、スタータ６を保護する。なお、スタータ６やモータジェネレータ２１を駆動するときには、エンジンコントロールモジュール５１により、２つのリレー４３ａ、４３ｂをともに遮断して、メインバッテリ４１とサブバッテリ４２を電気的に切り離す。これによって、エンジン２の始動操作に伴ってサブバッテリ４２の電圧が変動することを防止する。

図１に戻り、説明を続ける。車両１には、自動変速機用コントロールユニット（ＣＶＴＣＵ）６１が設けられている。自動変速機用コントロールユニット６１は、車速とスロットル開度とから定まる車両の走行条件に応じて、自動変速機９の変速比を無段階に制御する。また、ポンプインペラ、タービンランナを有するトルクコンバータ８には、ポンプインペラとタービンランナとを締結・開放する機械式のロックアップクラッチが設けられている。ロックアップクラッチを締結する車両の走行域は、ロックアップ領域（車速とスロットル開度とをパラメータとしている）として予め定められている。自動変速機用コントロールユニット６１は、車両の走行条件がロックアップ領域となったとき、ロックアップクラッチを締結してエンジン２と変速機９とを直結状態とし、車両の走行条件がロックアップ領域でないときには、ロックアップクラッチを開放する。エンジン２と変速機９とを直結状態としたときには、トルクコンバータ８でのトルクの吸収がなくなり、その分燃費が良くなる。

車両１にはまた、ビークルダイナミックコントロール（Ｖehicle Ｄynamics Ｃontrol）ユニット（ＶＤＣＣＵ）６２、車速感応式の電動パワーステアリング（Ｅlectric Ｐower Ｓteering）用コントロールユニット（ＥＰＳＣＵ）６３、エアコン用オートアンプ６４、コンビネーションメータ６６が設けられている。ビークルダイナミックコントロールユニット６２は、車両の横滑りや尻振りを起こしそうになると、横滑り状態をセンサが検知し、ブレーキ制御とエンジン出力制御により、走行時の車両安定性を向上させる。車速感応式電動パワーステアリング用コントロールユニット６３は、トルクセンサから入力される操舵トルク、及び車速から、最適なアシストトルク信号をＥＰＳモータに出力する。

上記の自動変速機用コントロールユニット６１、ビークルダイナミックコントロールユニット６２、車速感応式パワーステアリング用コントロールユニット６３、コンビネーションメータ６６は、電圧降下を許容できない電気負荷である。従って、これらは、サブバッテリ４２から電力の供給を受ける。

エンジンコントロールモジュール５１と３つの各コントロールユニット６１〜６３、エアコン用オートアンプ（Ａ／Ｃ Ａｍｐ）６４、コンビネーションメータ６６の間は、ＣＡＮ（Ｃontroller Ａrea Ｎetwork）で接続されている。エンジンコントロールモジュール５１には、コンビネーションメータ６６から車速信号が入力される。

モータジェネレータ２１は、アイドルストップからのエンジン再始動用としてだけでなく、車両走行中のトルクアシスト用にも用いられる。トルクアシストを許可するときには、エンジン２をトルクアシストするよう、メインバッテリ４１を電源として用いて、モータジェネレータ２１に所定のアシストトルクを発生させ、トルクアシストを禁止するときにはアシストトルクを発生させない。これによって、エンジン２の始動後かつ車両１の走行開始後に、良好な加速応答性（運転性）が得られるようにする。

インバータ２４とエンジンコントロールモジュール５１とは、ＬＩＮ（Ｌocal Ｉnterconnect Ｎetwork）で接続している。ＬＩＮを介して、エンジンコントロールモジュール５１がインバータ２４に対して、モータジェネレータ２１を駆動するのか、それともモータジェネレータ２１で発電させるのか、モータとして駆動するためにどのくらいの電流を流すのか等を指令する。

図３は、メインバッテリ４１、サブバッテリ４２、リレー４３ａ、４３ｂ、および、エンジンコントロールモジュール５１を含む詳細な回路構成図である。エンジンコントロールモジュール５１は、メインバッテリ４１の電圧およびサブバッテリ４２の電圧を検出する。エンジンコントロールモジュール５１はまた、電流センサ７１によって検出されるメインバッテリ４１の充放電電流および電流センサ７２によって検出されるサブバッテリ４２の充放電電流を読み取る。そして、読み取ったメインバッテリ４１の充放電電流に基づいてメインバッテリ４１のＳＯＣ（Ｓtate Ｏf Ｃharge）を算出し、このＳＯＣに基づいて、メインバッテリ４１の充放電の収支を管理するとともに、サブバッテリ４２の充放電電流に基づいてサブバッテリ４２のＳＯＣを算出してサブバッテリ４２の充放電の収支を管理する。

エンジンコントロールモジュール５１は、リレー４３ａ、４３ｂがオンし続けるオン固着故障およびオフし続けるオフ固着故障が発生していない正常時には、リレー４３ａ、４３ｂをオンする際に、いずれか一方を交互にオンする。これにより、リレー４３ａおよび４３ｂを均等に消耗させることができ、リレーを１つだけ設けている場合に比べて、耐久作動回数を延ばすことができる。

一実施の形態における車両の制御装置では、メインバッテリ４１およびサブバッテリ４２の間に設けられている二つのリレー４３ａ、４３ｂのいずれか一方のオン固着故障が発生した場合に、モータジェネレータ２１の力行運転を禁止する。リレーのオン固着故障が発生した場合に、モータジェネレータ２１の力行運転を行うと、サブバッテリ４２の電圧降下が発生し、サブバッテリ４２から電気負荷４５への電力供給不足が発生する可能性がある。しかし、リレーのオン固着故障が発生した場合にモータジェネレータ２１の力行運転を禁止することにより、サブバッテリ４２から電気負荷４５への電力供給不足の発生を防止することができる。

図４は、リレー４３ａ、４３ｂのオン固着故障またはオフ固着故障が発生した場合の制御内容を示すフローチャートである。車両が起動すると、エンジンコントロールモジュール５１は、所定の周期でステップＳ１０の処理を開始する。

ステップＳ１０では、リレーオン固着診断タイミングであるか否かを判定する。本実施形態では、エンジン２の初回始動時、アイドルストップ後のエンジン再始動時、および、モータジェネレータ２１によるトルクアシスト時にリレーオン固着診断を行う。すなわち、リレー４３ａ、４３ｂを共にオフにする指令が出されており、かつ、スタータ６またはモータジェネレータ２１を作動させるタイミングで、リレーオン固着診断を行う。

図５は、リレーオン固着診断タイミングを示す図である。図５では、上から順に、車速Ｖ、エンジン２の状態、リレー４３ａ、４３ｂの状態、および、リレーオン固着診断の状態をそれぞれ示している。

エンジン２の初回始動時には、リレー４３ａ、４３ｂは共にオフであり、スタータ６を作動させてエンジン２の始動を行う。アイドルストップ後のエンジン再始動時には、リレー４３ａ、４３ｂは共にオフであり、モータジェネレータ２１を作動させてエンジン２の始動を行う。モータジェネレータ２１によるトルクアシスト時には、リレー４３ａ、４３ｂは共にオフであり、モータジェネレータ２１を駆動することによって、トルクアシストを行う。いずれの場合も、リレー４３ａ、４３ｂが共にオフになっていれば、スタータ６またはモータジェネレータ２１にはメインバッテリ４１から電力が供給されるため、サブバッテリ４２の瞬低は起きないはずである。従って、これらのタイミングでサブバッテリ４２の瞬低が起きれば、二つのリレー４３ａ、４３ｂのうちの少なくとも一方にオン固着故障が発生していると判断できる。

ステップＳ１０においてリレーオン固着診断タイミングではないと判定するとステップＳ３０に進み、リレーオン固着診断タイミングであると判定すると、ステップＳ２０に進む。

ステップＳ２０では、リレーオン固着診断を行う。ここでは、下記（ａ）、（ｂ）の条件が成立している状態で（ｃ）の条件が成立すると、二つのリレー４３ａ、４３ｂのうちの少なくとも一方にオン固着故障が発生していると判断する。
（ａ）二つのリレー４３ａ、４３ｂをオフにする指令を出している。
（ｂ）パワーステアリング、ビークルダイナミックコントロールが作動していない。
（ｃ）サブバッテリ４２の電圧が所定電圧（例えば１１．２Ｖ）以下、かつ、サブバッテリ４２から放電電流が流れている状態で、所定時間（例えば１００ｍｓｅｃ）経過

なお、リレーオン固着診断の方法が上述した方法に限定されることはない。

ステップＳ３０では、リレーオフ固着診断タイミングであるか否かを判定する。本実施形態では、リレー４３ａ、４３ｂのいずれか一方をオンにする指令が出されている時にリレーオフ固着診断を行う。

図６は、リレーオフ固着診断タイミングを示す図である。図６では、上から順に、車速Ｖ、エンジン２の状態、リレー４３ａ、４３ｂの状態、および、リレーオフ固着診断の状態をそれぞれ示している。図６に示すように、エンジン２の初回始動後の停車時や車両の加速・減速時、アイドルストップからの再始動後などのリレー４３ａ、４３ｂのオン時に、リレーオフ固着診断を行う。

リレー４３ａ、４３ｂのいずれか一方をオンにする指令が出されると、モータジェネレータ２１の回生運転によってメインバッテリ４１およびサブバッテリ４２に充電電流を供給して充電を行うことができる。これにより、メインバッテリ４１およびサブバッテリ４２の電圧差が所定電圧以内となるように制御可能である。しかし、この時に、オン指令の出されたリレーにオフ固着故障が発生していると、サブバッテリ４２の充電を行うことができずに、サブバッテリ４２の放電だけが行われて電圧が低下し続け、メインバッテリ４１およびサブバッテリ４２の電圧差が広がってしまう。これらのことに基づいて、リレーオフ固着故障を診断する。

ステップＳ３０においてリレーオフ固着診断タイミングではないと判定するとステップＳ５０に進み、リレーオフ固着診断タイミングであると判定すると、ステップＳ４０に進む。

ステップＳ４０では、リレーオフ固着診断を行う。ここでは、下記（ｄ）の条件が成立している状態で（ｅ）または（ｆ）の条件が成立すると、リレー４３ａ、４３ｂのうち、オン指令を出したリレーにオフ固着故障が発生していると判断する。
（ｄ）イグニッションスイッチをオンにしている。
（ｅ）メインバッテリ４１およびサブバッテリ４２の電圧差が第１の所定電圧（例えば、１．０４Ｖ）以上、かつ、サブバッテリ４２から放電電流が流れている状態で、第１の所定時間（例えば、２５．５ｓｅｃ）経過
（ｆ）メインバッテリ４１およびサブバッテリ４２の電圧差が第１の所定電圧より高い第２の所定電圧（例えば、１．４４Ｖ）以上、かつ、サブバッテリ４２から放電電流が流れている状態で、第１の所定時間より短い第２の所定時間（例えば、１００ｍｓｅｃ）経過

上記（ｅ）、（ｆ）の条件は、リレーオフ固着故障時に発生する可能性がある電動パワーステアリングのアシスト力低下、ビークルダイナミックコントロール（モータ）の作動不可、電動パワーステアリングのアシスト力停止、ＣＶＴのソレノイドバルブの作動停止、ビークルダイナミックコントロール（アクチュエータ）の作動不可等を鑑みて設定することができる。ただし、リレーオフ固着診断の方法が上述した方法に限定されることはない。

ステップＳ５０では、リレーオン固着故障が発生しているか否かを判定する。ステップＳ２０でリレーオン固着診断を行い、かつ、リレーオン固着故障が発生していると診断された場合には、ステップＳ６０に進む。一方、ステップＳ２０のリレーオン固着診断を行っていない場合、または、リレーオン固着診断を行ったが、リレーオン固着故障が発生していないと診断された場合には、ステップＳ８０に進む。

ステップＳ６０では、モータジェネレータ２１の力行運転を禁止する。より具体的には、モータジェネレータ２１によるトルクアシスト、アイドルグストップ、車両の走行中にエンジン２を自動停止させるコーストストップ等の制御を禁止する。アイドルストップ、コーストストップを禁止するのは、アイドルストップからの復帰時やコーストストップからの復帰時にモータジェネレータ２１を用いてエンジン２の再始動を行うからである。

ステップＳ７０では、コンビネーションメータ６６に警告表示を出すことにより、ドライバに故障が生じていることを知らせる。なお、故障が生じていることを知らせるために、コンビネーションメータ以外の箇所に警告表示を出してもよいし、図示しないスピーカから警告音を出すようにしてもよい。

ステップＳ８０では、リレーオフ固着故障が発生しているか否かを判定する。ステップＳ４０でリレーオフ固着診断を行い、かつ、リレーオフ固着故障が発生していると診断された場合には、ステップＳ９０に進む。一方、ステップＳ４０のリレーオフ固着診断を行っていない場合、または、リレーオフ固着診断を行ったが、リレーオフ固着故障が発生していないと診断された場合には、フローチャートの処理を終了する。

ステップＳ９０では、リレー４３ａ、４３ｂのうち、他方のリレー、すなわち、オン指令が出されていなかったリレーにもオン指令を出し、リレー４３ａ、４３ｂの両方にオン指令を出す。これにより、リレー４３ａ、４３ｂのうち他方のリレーがオンになり、モータジェネレータ２１とサブバッテリ４２との間を接続することができるので、モータジェネレータ２１の回生運転によってサブバッテリ４２を充電することができ、サブバッテリ４２の電圧が低下し続けて、電気負荷４５に電力が供給できなくなるのを防ぐことができる。

ステップＳ１００では、モータジェネレータ２１の力行運転を禁止する。より具体的には、モータジェネレータ２１によるトルクアシスト、アイドルグストップ、車両の走行中にエンジン２を自動停止させるコーストストップ等の制御を禁止する。

ステップＳ１１０では、コンビネーションメータ６６に警告表示を出すことにより、ドライバに故障が生じていることを知らせる。なお、故障が生じていることを知らせるために、コンビネーションメータ以外の箇所に警告表示を出してもよいし、図示しないスピーカから警告音を出すようにしてもよい。

以上、一実施の形態における車両の制御装置は、エンジンの出力軸に機械的に結合されたモータジェネレータ２１と、モータジェネレータ２１と電気的に結合されたメインバッテリ４１と、車両の電気負荷と電気的に結合されたサブバッテリ４２と、メインバッテリ４１およびサブバッテリ４２を電気的に結合するか否かを自身のオン／オフにより切替可能なリレー４３ａ、４３ｂとを備える。この車両の制御装置において、モータジェネレータ２１の力行運転中は、リレー４３ａ、４３ｂをオフにしてメインバッテリ４１およびサブバッテリ４２の電気的結合を切断し、モータジェネレータ２１の回生運転中は、リレー４３ａまたは４３ｂをオンにしてメインバッテリ４１およびサブバッテリ４２を電気的に結合する。そして、リレー４３ａまたは４３ｂのオン固着故障が検出された場合に、モータジェネレータ２１の力行運転を禁止する。これにより、サブバッテリ４２の電圧低下を防いで、サブバッテリ４２から電気負荷４５への電力供給不足の発生を防止することができる。

また、並列に接続されたリレー４３ａ、４３ｂのオフ固着故障が検出された場合には、オフ固着故障が検出されていない方のリレーをオンし、モータジェネレータ２１の力行運転を禁止する。これにより、モータジェネレータ２１とサブバッテリ４２との間を接続することができるので、モータジェネレータ２１の回生運転によってサブバッテリ４２を充電することができ、サブバッテリ４２の電圧が低下し続けて、電気負荷４５に電力が供給できなくなるのを防ぐことができる。

特に、一実施の形態における車両の制御装置によれば、リレー４３ａまたは４３ｂをオンにする指令が出されている状態で、メインバッテリ４１およびサブバッテリ４２の電圧差に基づいてオフ固着故障を検出する。オン指令の出されたリレーにオフ固着故障が発生していると、サブバッテリ４２の充電を行うことができずに、サブバッテリ４２の放電だけが行われて電圧が低下し続け、メインバッテリ４１およびサブバッテリ４２の電圧差が広がるので、確実にオフ固着故障を検出することができる。

また、リレー４３ａおよび４３ｂをオフにする指令が出されている状態で、サブバッテリ４２の状態に基づいてオン固着故障を検出する。リレー４３ａおよび４３ｂをオフにする指令が出されている状態で、例えばスタータ６またはモータジェネレータ２１の駆動が行われると、リレー４３ａ、４３ｂが共にオフになっていれば、スタータ６またはモータジェネレータ２１にはメインバッテリ４１から電力が供給されるため、サブバッテリ４２の瞬低は起きないはずである。しかし、オン固着故障が発生していれば、サブバッテリ４２の瞬低が起きるので、オン固着故障を確実検出することができる。

本発明は、上述した一実施の形態（第１の実施形態）に限定されることはなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で様々な変形や応用が可能である。

リレーオフ固着が発生したとき（図４のステップＳ８０の判定を肯定したとき）、図４のステップＳ９０で、リレー４３ａ、４３ｂのうち他方のリレーにもオン指令を出して、リレー４３ａ、４３ｂの両方にオン指令を出すものとしたが、これに限定されることはない。例えば、リレー４３ａ、４３ｂのうち、他方のリレーにオン指令を出すとともに、一方のリレーにオフ指令を出すようにしてもよい（第２の実施形態）。

また、上述した実施の形態では、図４のステップＳ８０の判定を肯定したとき、ステップＳ９０でリレー４３ａ、４３ｂのうち他方のリレーが正常であることを前提にオン指令を出しているが、これに限定されることはない。図４のステップＳ８０の判定を肯定したとき、他方のリレーが正常であるか否かを判定し、正常であると判定された場合に、他方のリレーにオン指令を出すようにしてもよい（第３の実施形態）。

なお、リレー４３ａ、４３ｂは、電気式リレー（半導体スイッチ）と機械式リレー（電磁石駆動機械式接点）のいずれであってもよい。半導体スイッチには、自己診断機能を持たせることができるので、上記第３の実施形態を実施する場合、リレーとして自己診断機能を付加した半導体スイッチを用いて実現することができる。

本願は、２０１２年７月２７日に日本国特許庁に出願された特願２０１２−１６７００９に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (5)

1. エンジンの出力軸に機械的に結合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気的に結合された第１バッテリと、
   車両の電気負荷と電気的に結合された第２バッテリと、
   前記第１バッテリおよび前記第２バッテリを電気的に結合するか否かを自身のオン／オフにより切替可能なリレーと、
   車両の運転状態に応じて前記モータジェネレータを力行運転または回生運転させるモータジェネレータ制御手段と、
   前記モータジェネレータの力行運転中は前記リレーをオフにして前記第１バッテリおよび前記第２バッテリの電気的結合を切断し、前記モータジェネレータの回生運転中は前記リレーをオンにして前記第１バッテリおよび前記第２バッテリを電気的に結合するリレー制御手段と、
   前記リレーがオン状態で固着するオン固着故障を検出するオン固着故障検出手段と、
   を備え、
   前記モータジェネレータ制御手段は、前記リレーのオン固着故障が検出された場合に、前記モータジェネレータの力行運転を禁止する、
   車両の制御装置。
2. 請求項１に記載の車両の制御装置において、
   前記リレーには、並列に接続された第１のリレーと第２のリレーが含まれ、
   前記第１のリレーまたは前記第２のリレーがオフ状態で固着するオフ固着故障を検出するオフ固着故障検出手段をさらに備え、
   前記リレー制御手段は、前記第１のリレーまたは前記第２のリレーのオフ固着故障が検出された場合に、前記第１のリレーおよび前記第２のリレーのうち、オフ固着故障が検出されていない方のリレーをオンし、
   前記モータジェネレータ制御手段は、前記リレーのオフ固着故障が検出された場合に、前記モータジェネレータの力行運転を禁止する、
   車両の制御装置。
3. 請求項２に記載の車両の制御装置において、
   前記オフ固着故障検出手段は、前記リレー制御手段によって前記第１のリレーまたは前記第２のリレーをオンにする指令が出されている状態で、前記第１バッテリおよび前記第２バッテリの電圧差に基づいて前記オフ固着故障を検出する、
   車両の制御装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車両の制御装置において、
   前記オン固着故障検出手段は、前記リレー制御手段によって前記第１のリレーおよび前記第２のリレーをオフにする指令が出されている状態で、前記第２バッテリの状態に基づいて前記オン固着故障を検出する、
   車両の制御装置。
5. エンジンの出力軸に機械的に結合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気的に結合された第１バッテリと、
   車両の電気負荷と電気的に結合された第２バッテリと、
   前記第１バッテリおよび前記第２バッテリを電気的に結合するか否かを自身のオン／オフにより切替可能なリレーと、
   を備える車両の制御方法において、
   前記モータジェネレータの力行運転中は前記リレーをオフにして前記第１バッテリおよび前記第２バッテリの電気的結合を切断し、前記モータジェネレータの回生運転中は前記リレーをオンにして前記第１バッテリおよび前記第２バッテリを電気的に結合する工程と、
   前記リレーがオン状態で固着するオン固着故障を検出する工程と、
   前記リレーのオン固着故障が検出された場合に、前記モータジェネレータの力行運転を禁止する工程と、
   を備える車両の制御方法。

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