JP6070855B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、スタータモータと、エンジンと、強電モータと、強電バッテリと、強電バッテリからDC/DCコンバータを通して充電される補機バッテリと、が搭載されたハイブリッド車両の制御装置に関する。

従来、スタータモータと、エンジンと、強電モータと、強電バッテリと、強電バッテリからDC/DCコンバータを通して充電される補機バッテリと、を備えたハイブリッド車両の制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−２５３５０７号公報

しかしながら、従来装置にあっては、油圧確保やクラッチ締結などの起動前準備が完了した時点（Ready ON）にて、DC/DCコンバータの作動を開始するようにしている。このため、起動前準備の完了前に補機負荷が高い場合には、補機バッテリ電圧が各コントローラの作動電圧を下回り、起動できない可能性があるし、また、起動できても、補機バッテリにダメージを与え、耐久性が低下する可能性がある、という問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、車両起動と補機バッテリの耐久性を確保しつつ、補機バッテリの小型化を図ることができるハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。

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、エンジンと、クラッチと、強電モータと、を備える。
前記強電モータの電源である強電バッテリと、前記スタータモータの電源である補機バッテリと、前記強電バッテリと前記補機バッテリを接続する途中位置に配置したＤＣ／ＤＣコンバータと、を搭載する。
前記補機バッテリは、前記強電バッテリから前記ＤＣ／ＤＣコンバータを通して充電される。このハイブリッド車両において、起動スイッチを入れた後、前記スタータモータにより前記エンジンを始動するエンジン始動制御手段と、エンジン始動後、駆動系の油圧確保の起動前準備が完了した時点でＲｅａｄｙ ＯＮ判断を行うＲｅａｄｙ ＯＮ判断手段と、車両起動時、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの作動開始タイミングを制御するＤＣ／ＤＣ作動タイミング制御手段を設ける。
前記ＤＣ／ＤＣ作動タイミング制御手段は、起動スイッチを入れると、前記強電モータと前記強電バッテリの間に介装された強電リレーを接続し、強電バッテリ出力可能電力が所定値以上である場合に前記ＤＣ／ＤＣコンバータの作動を開始するし、前記強電バッテリ出力可能電力が所定値以上でない場合は、Ｒｅａｄｙ ＯＮ判断後に前記ＤＣ／ＤＣコンバータの作動を開始する。

よって、起動スイッチを入れると、強電モータと強電バッテリの間に介装された強電リレーを接続した後、強電バッテリ出力可能電力が所定値以上である場合にＤＣ／ＤＣコンバータの作動が開始される。
すなわち、強電リレーの接続後、強電バッテリ出力可能電力が所定値以上であると、補機バッテリは、強電バッテリからＤＣ／ＤＣコンバータを通して充電されることになる。このため、補機負荷が高い場合であっても、補機バッテリ電圧が各コントローラの作動電圧を下回ることなく、車両起動が確保される。また、車両起動時に補機バッテリの充電容量に余裕があることで、補機バッテリがダメージを受けることがない。
そして、起動前準備が完了する前の強電リレーの接続時点でＤＣ／ＤＣコンバータの作動を開始することで、補機バッテリの容量設計として、起動前準備領域にて補機負荷等により消費される容量分を考慮する必要がない。このため、補機バッテリの容量を小さく、言い換えると、補機バッテリを小型にすることができる。
この結果、車両起動と補機バッテリの耐久性を確保しつつ、補機バッテリの小型化を図ることができる。

実施例１の制御装置が適用されたＦＦハイブリッド車両を示す全体システム図である。 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DC/DC作動タイミング制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１のDC/DC作動タイミング制御処理のうちHEV起動時においてDC/DCコンバータ作動を判定するMG始動閾値を示す図である。 実施例１のDC/DC作動タイミング制御処理のうちHEV起動時においてDC/DCコンバータ作動を判定するスタータ始動閾値を示す図である。 実施例１のC/DC作動タイミング制御処理におけるEV起動・HEV起動（強電モータでエンジン始動）・HEV起動（スタータモータでエンジン始動）・DC/DC作動フラグ・エンジン回転・モータ回転・強電バッテリ出力可能電力の各特性を示すタイムチャートである。

以下、本発明のハイブリッド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。

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ハイブリッド車両（ハイブリッド車両の一例）の構成を、「全体システム構成」、「DC/DC作動タイミング制御の詳細構成」に分けて説明する。

［全体システム構成］
図１はＦＦハイブリッド車両の全体システムを示す。以下、図１に基づいて、ＦＦハイブリッド車両の全体システム構成を説明する。

ＦＦハイブリッド車両の駆動系としては、図１に示すように、スタータモータ１と、横置きエンジン２と、第１クラッチ３(略称「CL1」)と、モータ/ジェネレータ４(略称「MG」)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。

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、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。

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。この横置きエンジン２は、始動方式として１２Ｖバッテリ２２を電源とするスタータモータ１によりクランキングする「スタータ始動モード」と、第１クラッチ３を滑り締結しながらモータ/ジェネレータ４によりクランキングする「MG始動モード」と、を有する。「スタータ始動モード」は、低温条件（エンジン水温、強電バッテリ温度、T/M油温が所定値以下）、又は、高温条件（モータ温度、強電バッテリ温度が所定値以上）の何れかの条件が成立するときに選択される。「MG始動モード」は、スタータ始動以外の条件でのエンジン始動時に選択される。

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ノーマルオープンの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。

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。

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。

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、メインオイルポンプ１４からのポンプ吐出圧を調圧することで生成したライン圧PL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。なお、メインオイルポンプ１４は、モータ/ジェネレータ４のモータ軸（＝変速機入力軸）により回転駆動される。サブオイルポンプ１５は、主に潤滑冷却用油を作り出す補助ポンプとして用いられる。

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」と「HEV WSC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。「HEV WSCモード」は、「HEVモード」において、モータ/ジェネレータ４をモータ回転数制御とし、第２クラッチ５を要求駆動力相当の容量にてスリップ締結するCL2スリップ締結モードである。この「HEV WSCモード」は、駆動系にトルクコンバータのような回転差吸収継手を持たないことで、「HEVモード」での停車からの発進域等において、横置きエンジン２（アイドル回転数以上）と左右前輪１０Ｌ，１０Ｒの回転差をCL2スリップ締結により吸収するために選択される。

なお、図１の回生協調ブレーキユニット１６は、ブレーキ操作時、原則として回生動作を行うことに伴い、トータル制動トルクをコントロールするデバイスである。この回生協調ブレーキユニット１６には、ブレーキペダルと、横置きエンジン２の吸気負圧を用いる負圧ブースタと、マスタシリンダと、を備える。そして、ブレーキ操作時、ペダル操作量に基づく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。

ＦＦハイブリッド車両の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と、１２Ｖ系負荷電源としての１２Ｖバッテリ２２（補機バッテリ）と、を備えている。

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、多数のセルにより構成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、バッテリ冷却機能を持つ冷却ファンユニット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。なお、前記ジャンクションボックスには、モータ/ジェネレータ４と強電バッテリ２１を断接する強電リレー２１ａを有する。

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、力行/回生制御を行うモータコントローラ８３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。

前記１２Ｖバッテリ２２は、スタータモータ１及び補機類である１２Ｖ系負荷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２５ａ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。

ＦＦハイブリッド車両の制御システムとしては、図１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、リチウムバッテリコントローラ８６（略称：「LBC」）と、を有する。ハイブリッドコントロールモジュール８１を含むこれらの制御手段は、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。

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（起動スイッチ）、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。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。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。

［DC/DC作動タイミング制御の詳細構成］
図２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DC/DC作動タイミング制御処理流れを示す（DC/DC作動タイミング制御手段）。以下、DC/DC作動タイミング制御処理構成をあらわす図２の各ステップについて説明する。このフローチャートは、イグニッションスイッチ９１のONによりスタートし、所定の制御周期（例えば、10msec）により繰り返し実行され、DC/DCコンバータ作動判定により終了する。なお、Ready ON後は、必ずDC/DCコンバータ３７の作動を開始する。

ステップＳ０１では、強電バッテリ出力可能電力の情報を、リチウムバッテリコントローラ８６から受信し、ステップＳ０２へ進む。
ここで、強電バッテリ出力可能電力は、強電バッテリ２１のSOCや温度などに基づいて、リチウムバッテリコントローラ８６にて演算される。

ステップＳ０２では、ステップＳ０１での強電バッテリ出力可能電力の受信に続き、強電リレー２１ａが接続されたか否かを判断する。YES（強電リレー接続）の場合はステップＳ０３へ進み、NO（強電リレー切断）の場合はエンドへ進む。

ステップＳ０３では、ステップＳ０２での強電リレー接続であるとの判断に続き、HEV起動であるか否かを判断する。YES（HEV起動）の場合はステップＳ０４へ進み、NO（EV起動）の場合はステップＳ０５へ進む。
ここで、HEV起動であると判断するときは、横置きエンジン２の始動方式として、「スタータ始動モード」と「MG始動モード」のうち、何れのエンジン始動モード選択時かの判断を含めて行う。

ステップＳ０４では、ステップＳ０３でのHEV起動であるとの判断に続き、ステップＳ０１にて受信された今回の強電バッテリ出力可能電力が、所定値以上であるか否かを判断する。YES（強電バッテリ出力可能電力≧所定値）の場合はステップＳ０５へ進み、NO（強電バッテリ出力可能電力＜所定値）の場合はエンドへ進む。
ここで、強電バッテリ出力可能電力の判断は、HEV起動時のエンジン始動方式が、「スタータ始動モード」であるか、「MG始動モード」であるか、により異ならせている。
「スタータ始動モード」の選択時は、強電バッテリ出力可能電力が、図３Ｂに示すように、第１クラッチ３の締結などで必要な電力と補機負荷電力とマージン分を合わせたスタータ始動閾値以上である場合、ステップＳ０４にてYESと判断する。
「MG始動モード」の選択時は、強電バッテリ出力可能電力が、図３Ａに示すように、横置きエンジン２の始動及び第１クラッチ３の締結などで必要な電力と補機負荷電力とマージン分を合わせたMG始動閾値以上である場合、ステップＳ０４にてYESと判断する。

ステップＳ０５では、ステップＳ０３でのEV起動であるとの判断、或いは、ステップＳ０４での強電バッテリ出力可能電力≧所定値であるとの判断に続き、DC/DCコンバータ作動判定に基づき、DC/DCコンバータ３７の作動を開始し、エンドへ進む。

次に、作用を説明する。
実施例１のＦＦハイブリッド車両の制御装置における作用を、［DC/DC作動タイミング制御作用］、［スタータ始動によるHEV起動時のDC/DCコンバータ作動判定作用］、［MG始動によるHEV起動時のDC/DCコンバータ作動判定作用］、［EV起動時のDC/DCコンバータ作動判定作用］に分けて説明する。

［DC/DC作動タイミング制御作用］
DC/DCコンバータ３７の作動を開始するDC/DC作動タイミング制御作用を、図２に示すフローチャートに基づき説明する。

まず、イグニッションスイッチ９１をONにした後、強電リレー２１ａが切断されている間は、図２のフローチャートにおいて、ステップＳ０１→ステップＳ０２→エンドへと進む流れが繰り返される。ステップＳ０２では、強電バッテリ出力可能電力の情報が、リチウムバッテリコントローラ８６から受信される。

そして、EV起動であると判定されているとき、強電リレー２１ａが接続されると、図２のフローチャートにおいて、ステップＳ０１→ステップＳ０２→ステップＳ０３→ステップＳ０５→エンドへと進む。すなわち、EV起動時には、強電リレー２１ａが接続されると、直ちにDC/DCコンバータ作動判定がなされ、DC/DCコンバータ３７の作動が開始される。

一方、HEV起動であると判定されているとき、強電リレー２１ａが接続されると、図２のフローチャートにおいて、ステップＳ０１→ステップＳ０２→ステップＳ０３→ステップＳ０４へと進み、ステップＳ０４では、今回受信された強電バッテリ出力可能電力が、所定値以上であるか否かが判断される。強電バッテリ出力可能電力＜所定値であると判断されている間は、ステップＳ０４からエンドへと進む流れが繰り返される。そして、強電バッテリ出力可能電力≧所定値であると判断されると、ステップＳ０４からステップＳ０５→エンドへと進み、ステップＳ０５では、DC/DCコンバータ作動判定に基づき、DC/DCコンバータ３７の作動が開始される。

すなわち、スタータ始動によるHEV起動時には、強電バッテリ出力可能電力が、第１クラッチ３の締結などで必要な電力と補機負荷電力とマージン分を合わせたスタータ始動閾値（図３Ｂ）以上である場合、DC/DCコンバータ３７の作動が開始される。一方、MG始動によるHEV起動時には、強電バッテリ出力可能電力が、横置きエンジン２の始動及び第１クラッチ３の締結などで必要な電力と補機負荷電力とマージン分を合わせたMG始動閾値（図３Ａ）以上である場合、DC/DCコンバータ３７の作動が開始される。

上記のように、実施例１では、イグニッションスイッチ９１を入れると、モータ/ジェネレータ４と強電バッテリ２１の間に介装された強電リレー２１ａを接続した後、強電バッテリ出力可能電力が所定値以上である場合にDC/DCコンバータ３７の作動を開始する構成を採用した。
すなわち、強電リレー２１ａの接続後、強電バッテリ出力可能電力が所定値以上であると、１２Ｖバッテリ２２は、強電バッテリ２１からDC/DCコンバータ３７を通して充電されることになる。このため、補機負荷が高い場合であっても、１２Ｖバッテリ電圧が各コントローラの作動電圧を下回ることなく、車両起動が確保される。また、車両起動時に１２Ｖバッテリ２２の充電容量に余裕があることで、１２Ｖバッテリ２２がダメージを受けることがない。
そして、起動前準備が完了する前の強電リレー２１ａの接続時点でDC/DCコンバータ３７の作動を開始することで、１２Ｖバッテリ２２の容量設計として、起動前準備領域にて補機負荷等により消費される容量分を考慮する必要がない。このため、１２Ｖバッテリ２２の容量を小さく、言い換えると、１２Ｖバッテリ２２を小型にすることができる。
この結果、車両起動と１２Ｖバッテリ２２の耐久性を確保しつつ、１２Ｖバッテリ２２の小型化を図ることができる。そして、１２Ｖバッテリ２２が小型化できることで、スタータモータ１や横置きエンジン２やベルト式無段変速機６等を搭載しているフロントのパワーユニットルーム内に、１２Ｖバッテリ２２を搭載することが可能となる。これにより、補機バッテリを、スタータモータから離れたリアルーム等に搭載する場合に比べ、配線がコンパクトになり、コスト低減にも繋がる。

［スタータ始動によるHEV起動時のDC/DCコンバータ作動判定作用］
スタータ始動によるHEV起動時のDC/DCコンバータ作動判定作用を、図４に示すタイムチャートに基づき説明する。

時刻t1にてイグニッションスイッチ９１を入れると、時刻t2〜時刻t3のIGN ON待機期間においては、EV起動であるかHEV起動であるかの起動判定が行われる。時刻t3〜時刻t4のスタータ制御期間においては、スタータモータ１により横置きエンジン２をクランキングして始動するスタータ始動が行われる。このスタータ始動では、時刻t3〜時刻t4のエンジン回転特性に示すように、変動しながらエンジン回転数が上昇し、時刻t4にてエンジン始動を完了する。時刻t4〜時刻t5の強電接続期間においては、エンジン始動が完了した後、強電リレー２１ａが接続され、モータ/ジェネレータ４と強電バッテリ２１とがＤＣハーネス２５を介して接続される。

強電リレー２１ａの接続が確認された時刻t5になると、強電バッテリ出力可能電力がスタータ始動閾値以上であるか否かが判断される。そして、強電バッテリ出力可能電力≧スタータ始動閾値であると判断されれば、時刻t5にてDC/DC作動フラグがOFFからONに切り替えられ、DC/DCコンバータ３７の作動が開始される。一方、時刻t5にて強電バッテリ出力可能電力＜スタータ始動閾値と判断された場合は、Ready ONになる時刻t6にてDC/DC作動フラグがOFFからONに切り替えられ、DC/DCコンバータ３７の作動が開始される。なお、スタータ始動閾値は、エンジン始動に必要な電力を含まない低い値となるため、例外的な状況を除いたほとんどの場合、時刻t5にて強電バッテリ出力可能電力≧スタータ始動閾値と判断される。

時刻t5〜時刻t6の起動前準備期間においては、モータ/ジェネレータ４の駆動によるメカオイルポンプ１４の運転により第１クラッチ３の油圧が確保され、第１クラッチ３を締結するHEVモードへの遷移制御が行われる。この起動前準備では、時刻t5〜時刻t6のエンジン回転/モータ回転特性に示すように、時刻t5の後にモータ回転数が上昇し、第１クラッチ３の締結が完了する時刻t6の直前からは、エンジン回転とモータ回転が同期回転する。時刻t6になると、起動前準備完了をあらわすReady ONとなる。

上記のように、実施例１では、エンジン始動方式として「スタータ始動モード」が選択されると、強電リレー２１ａを接続した後、強電バッテリ出力可能電力が、スタータ始動閾値以上である場合にDC/DCコンバータ３７の作動を開始する構成を採用した。
すなわち、強電リレー２１ａを接続する前のスタータ制御期間（t3〜t4）にて、１２Ｖバッテリ２２を用いてスタータモータ１を駆動し、スタータ始動が行われる。このため、強電リレー２１ａを接続する時点で１２Ｖバッテリ２２の充電容量がモータ消費により減少している。
これに対し、起動前準備完了をあらわすReady ONになるまで待つことなく、強電リレー２１ａを接続した後、強電バッテリ出力可能電力≧スタータ始動閾値という条件を成立すると、DC/DCコンバータ３７の作動を開始するようにしている。
したがって、スタータ始動によるHEV起動時には、強電バッテリ２１からDC/DCコンバータ３７を通じた１２Ｖバッテリ２２への充電を、強電リレー２１ａの接続タイミングから開始することで、スタータ始動により消費した容量を早期に応答良く補うことができる。この結果、Ready ONの直後に補機負荷が増大しても１２Ｖバッテリ２２の充電容量によりこれに対応することができる。

［MG始動によるHEV起動時のDC/DCコンバータ作動判定作用］
MG始動によるHEV起動時のDC/DCコンバータ作動判定作用を、図４に示すタイムチャートに基づき説明する。

時刻t1にてイグニッションスイッチ９１を入れると、時刻t2〜時刻t3のIGN ON待機期間においては、EV起動であるかHEV起動であるかの起動判定が行われる。MG始動の場合、時刻t3〜時刻t4のスタータ制御期間においては何も行わない。時刻t4〜時刻t5の強電接続期間においては、強電リレー２１ａが接続され、モータ/ジェネレータ４と強電バッテリ２１とがＤＣハーネス２５を介して接続される。

強電リレー２１ａの接続が確認された時刻t5になると、強電バッテリ出力可能電力がMG始動閾値以上であるか否かが判断される。そして、強電バッテリ出力可能電力≧MG始動閾値であると判断されれば、時刻t5にてDC/DC作動フラグがOFFからONに切り替えられ、DC/DCコンバータ３７の作動が開始される。一方、時刻t5にて強電バッテリ出力可能電力＜MG始動閾値と判断された場合は、Ready ONになる時刻t6にてDC/DC作動フラグがOFFからONに切り替えられ、DC/DCコンバータ３７の作動が開始される。

時刻t5〜時刻t6の起動前準備期間においては、モータ/ジェネレータ４の駆動によるメカオイルポンプ１４の運転により第１クラッチ３の油圧が確保される。その後、第１クラッチ３をスリップ締結することで、モータ/ジェネレータ４により横置きエンジン２をクランキングして始動するMG始動により、HEVモードへの遷移制御が行われる。この起動前準備では、時刻t5〜時刻t6のエンジン回転/モータ回転特性に示すように、時刻t5の後にモータ回転数が上昇し、MG始動が完了して第１クラッチ３が締結されると、エンジン回転とモータ回転が一致する。時刻t6になると、起動前準備完了をあらわすReady ONとなる。なお、Ready ONになる時刻t6にてDC/DCコンバータ３７の作動が開始された場合には、強電バッテリ出力可能電力が低いことで、時刻t6から横置きエンジン２にて発電しながら走行するエンジン発電走行モードに移行する。

上記のように、実施例１では、エンジン始動方式として「MG始動モード」が選択されると、強電リレー２１ａを接続した後、強電バッテリ出力可能電力が、MG始動閾値以上である場合にDC/DCコンバータ３７の作動を開始する構成を採用した。
すなわち、「MG始動モード」が選択されると、強電リレー２１ａを接続した後の起動前準備期間（t5〜t6）にて、強電バッテリ２１を用いてモータ/ジェネレータ４を駆動し、MG始動が行われる。このため、強電リレー２１ａを接続する時点でMG始動により強電バッテリ２１から消費する充電容量を考慮しておく必要がある。
これに対し、強電リレー２１ａを接続する時点で、強電バッテリ出力可能電力≧MG始動閾値という条件を成立すると、DC/DCコンバータ３７の作動を開始するようにしている。一方、強電リレー２１ａを接続する時点で、強電バッテリ出力可能電力＜MG始動閾値であると、DC/DCコンバータ３７の作動をReady ONになるまで待つようにしている。
したがって、MG始動によるHEV起動時には、強電バッテリ出力可能電力がMG始動を含めて余裕がある場合、Ready ONになるまで待つことなく、早期に１２Ｖバッテリ２２への充電体制を整えておくことができる。そして、強電バッテリ出力可能電力がMG始動を含めて余裕がない場合、Ready ONになるまでDC/DCコンバータ３７の作動を待つことで、MG始動を優先することができる。

［EV起動時のDC/DCコンバータ作動判定作用］
EV起動時のDC/DCコンバータ作動判定作用を、図４に示すタイムチャートに基づき説明する。

時刻t1にてイグニッションスイッチ９１を入れると、時刻t2〜時刻t3のIGN ON待機期間においては、EV起動であるかHEV起動であるかの起動判定が行われる。EV起動の場合、時刻t3〜時刻t4のスタータ制御期間においては何も行わない。時刻t4〜時刻t5の強電接続期間においては、強電リレー２１ａが接続され、モータ/ジェネレータ４と強電バッテリ２１とがＤＣハーネス２５を介して接続される。

強電リレー２１ａの接続が確認された時刻t5になると、強電バッテリ出力可能電力を判断することなく、時刻t5にてDC/DC作動フラグがOFFからONに切り替えられ、DC/DCコンバータ３７の作動が開始される。時刻t5〜時刻t6の起動前準備期間においては、モータ/ジェネレータ４の駆動によるメカオイルポンプ１４の運転により第１クラッチ３の油圧が確保され、時刻t6になると、起動前準備完了をあらわすReady ONとなる。

上記のように、実施例１では、モータ/ジェネレータ４のみを駆動源とするEV起動判定がなされると、強電リレー２１ａを接続した直後、DC/DCコンバータ３７の作動を開始する構成を採用した。
すなわち、EV起動の場合、強電リレー２１ａを接続すると、起動前準備完了をあらわすReady ONになるまで待つことなく、DC/DCコンバータ３７の作動を開始するようにしている。
したがって、EV起動時には、強電リレー２１ａの接続タイミングにて、強電バッテリ２１からDC/DCコンバータ３７を通じた１２Ｖバッテリ２２への充電を可能とすることで、強電リレー２１ａの接続直後に補機負荷が増大しても、１２Ｖバッテリ２２の充電容量を確保することができる。

次に、効果を説明する。
実施例１のＦＦ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。

(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）と、クラッチ（第１クラッチ３）と、強電モータ（モータ/ジェネレータ４）と、を備え、
前記強電モータ（モータ/ジェネレータ４）の電源である強電バッテリ２１と、前記スタータモータ１の電源である補機バッテリ（１２Ｖバッテリ２２）と、前記強電バッテリ２１と前記補機バッテリ（１２Ｖバッテリ２２）を接続する途中位置に配置したDC/DCコンバータ３７と、を搭載し、
前記補機バッテリ（１２Ｖバッテリ２２）は、前記強電バッテリ２１から前記DC/DCコンバータ３７を通して充電されるＦＦハイブリッド車両において、
車両起動時、前記DC/DCコンバータ３７の作動開始タイミングを制御するDC/DC作動タイミング制御手段（ハイブリッドコントロールモジュール８１）を設け、
前記DC/DC作動タイミング制御手段（ハイブリッドコントロールモジュール８１、図２）は、起動スイッチ（イグニッションスイッチ９１）を入れると、前記強電モータ（モータ/ジェネレータ４）と前記強電バッテリ２１の間に介装された強電リレー２１ａを接続した後、強電バッテリ出力可能電力が所定値以上である場合に前記DC/DCコンバータ３７の作動を開始する。
このため、車両起動と補機バッテリ（１２Ｖバッテリ２２）の耐久性を確保しつつ、補機バッテリ（１２Ｖバッテリ２２）の小型化を図ることができる。

(2) 前記起動スイッチ（イグニッションスイッチ９１）を入れた後、前記エンジン（横置きエンジン２）と前記強電モータ（モータ/ジェネレータ４）を駆動源とするHEV起動判定がなされると、前記スタータモータ１により前記エンジン（横置きエンジン２）を始動するスタータ始動モードを有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）を設け、
前記DC/DC作動タイミング制御手段（ハイブリッドコントロールモジュール８１、図２）は、エンジン始動方式として前記スタータ始動モードが選択されると、前記強電モータ（モータ/ジェネレータ４）と前記強電バッテリ２１の間に介装された強電リレー２１ａを接続した後、強電バッテリ出力可能電力が、前記クラッチ（第１クラッチ３）の締結などで必要な電力と補機負荷電力とマージン分を合わせたスタータ始動閾値以上である場合に前記DC/DCコンバータ３７の作動を開始する。
このため、(1)の効果に加え、スタータ始動によるHEV起動時には、強電バッテリ２１からDC/DCコンバータ３７を通じた補機バッテリ（１２Ｖバッテリ２２）への充電を、強電リレー２１ａの接続タイミングから開始することで、スタータ始動により消費した容量を早期に応答良く補うことができる。

(3) 前記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）は、前記エンジン（横置きエンジン２）と前記強電モータ（モータ/ジェネレータ４）を駆動源とするHEV起動判定がなされ、かつ、前記強電リレー２１ａが接続されると、前記強電モータ（モータ/ジェネレータ４）により前記クラッチ（第１クラッチ３）を介してクランキングすることで前記エンジン（横置きエンジン２）を始動するモータ始動モード（MG始動モード）を有し、
前記DC/DC作動タイミング制御手段（ハイブリッドコントロールモジュール８１、図２）は、エンジン始動方式として前記モータ始動モードが選択されると、前記強電モータ（モータ/ジェネレータ４）と前記強電バッテリ２１の間に介装された強電リレー２１ａを接続した後、強電バッテリ出力可能電力が、前記エンジン（横置きエンジン２）の始動及び前記クラッチ（第１クラッチ３）の締結などで必要な電力と補機負荷電力とマージン分を合わせたモータ始動閾値（MG始動閾値）以上である場合に前記DC/DCコンバータ３７の作動を開始する。
このため、(2)の効果に加え、MG始動によるHEV起動時には、強電バッテリ出力可能電力がMG始動を含めて余裕がある場合、早期に補機バッテリ（１２Ｖバッテリ２２）への充電体制を整えておくことができると共に、強電バッテリ出力可能電力がMG始動を含めて余裕がない場合、Ready ONになるまでDC/DCコンバータ３７の作動を待つことで、MG始動を優先することができる。

(4) 前記DC/DC作動タイミング制御手段（ハイブリッドコントロールモジュール８１、図２）は、前記起動スイッチ（イグニッションスイッチ９１）を入れた後、前記強電モータ（モータ/ジェネレータ４）のみを駆動源とするEV起動判定がなされると、前記強電モータ（モータ/ジェネレータ４）と前記強電バッテリ２１の間に介装された強電リレー２１ａを接続した直後、前記DC/DCコンバータ３７の作動を開始する。
このため、(1)〜(3)の効果に加え、EV起動時には、強電リレー２１ａの接続タイミングにて、強電バッテリ２１からDC/DCコンバータ３７を通じた補機バッテリ（１２Ｖバッテリ２２）への充電を可能とすることで、強電リレー２１ａの接続直後に補機負荷が増大しても、補機バッテリ（１２Ｖバッテリ２２）の充電容量を確保することができる。

以上、本発明のハイブリッド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、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。

実施例１では、エンジン始動制御手段として、「スタータ始動モード」と「MG始動モード」を有する例を示した。しかし、エンジン始動制御手段としては、「スタータ始動モード」のみを有するものであっても良いし、「MG始動モード」のみを有するものであっても良い。

実施例１では、本発明の制御装置をＦＦ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、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。要するに、スタータモータと、エンジンと、強電モータと、強電バッテリと、強電バッテリからDC/DCコンバータを通して充電される補機バッテリと、が搭載されたハイブリッド車両であれば適用できる。

Claims (2)

1. 駆動系に、スタータモータと、エンジンと、クラッチと、強電モータと、を備え、
   前記強電モータの電源である強電バッテリと、前記スタータモータの電源である補機バッテリと、前記強電バッテリと前記補機バッテリを接続する途中位置に配置したＤＣ／ＤＣコンバータと、を搭載し、
   前記補機バッテリは、前記強電バッテリから前記ＤＣ／ＤＣコンバータを通して充電されるハイブリッド車両において、
   起動スイッチを入れた後、前記スタータモータにより前記エンジンを始動するエンジン始動制御手段と、
   エンジン始動後、駆動系の油圧確保の起動前準備が完了した時点でＲｅａｄｙ ＯＮ判断を行うＲｅａｄｙ ＯＮ判断手段と、
   車両起動時、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの作動開始タイミングを制御するＤＣ／ＤＣ作動タイミング制御手段を設け、
   前記ＤＣ／ＤＣ作動タイミング制御手段は、起動スイッチを入れると、前記強電モータと前記強電バッテリの間に介装された強電リレーを接続し、強電バッテリ出力可能電力が所定値以上である場合に前記ＤＣ／ＤＣコンバータの作動を開始し、
   前記強電バッテリ出力可能電力が所定値以上でない場合は、Ｒｅａｄｙ ＯＮ判断後に前記ＤＣ／ＤＣコンバータの作動を開始する
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 請求項１に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
   前記ＤＣ／ＤＣ作動タイミング制御手段は、前記強電バッテリ出力可能電力が、前記クラッチの締結などで必要な電力と補機負荷電力とマージン分を合わせたスタータ始動閾値以上である場合に前記ＤＣ／ＤＣコンバータの作動を開始する
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。

Images