JP6346397B2

JP6346397B2 - 車両制御装置

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Publication number: JP6346397B2
Application number: JP2012021981A
Authority: JP
Inventors: 彰吾町田
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2012-02-03
Filing date: 2012-02-03
Publication date: 2018-06-20
Anticipated expiration: 2032-02-03
Also published as: JP2013159202A

Description

本発明は、車両を走行させるための電動機と、当該電動機に電力を供給する蓄電手段と、電動機の駆動状態および蓄電手段の充放電状態を制御するコントロールユニットとを備えた車両制御装置に関する。

従来、地球温暖化などの環境悪化の抑制や省エネルギ対策等により、駆動源としてモータ（電動機）を備え、高電圧バッテリ（蓄電手段）からの電力によりモータを駆動して走行する車両、例えばハイブリッド車両（ＨＥＶ）の開発が進んでいる。ハイブリッド車両は、モータに加えてエンジン（内燃機関）を有し、当該エンジンとモータとの間には、両者間で互いに動力を伝達し得る締結状態、または互いに動力を伝達しない遮断状態とするクラッチを設け、当該クラッチとモータとの間には変速機を設けるようにしている。そして、クラッチを締結状態とすることで、エンジンのみでのエンジン走行またはエンジンおよびモータでのハイブリッド走行が可能となる。一方、クラッチを遮断状態とすることで、モータのみでのモータ走行が可能となる。ここで、クラッチ，変速機，エンジンおよびモータの制御は、車両の状態信号（アクセル信号，ブレーキ信号，高電圧バッテリの蓄電容量（ＳＯＣ）信号等）に基づいてコントロールユニットにより行われる。

このようなハイブリッド車両は、停車状態にある場合にはモータの回転が停止した状態となるため、モータは回生動作できない状態、つまり高電圧バッテリを充電できない状態となる。そのため、イグニッションスイッチがオン状態でかつ停車状態（アイドリング状態）の時間が長くなるような場合には、例えば駆動系統を制御する高電圧系デバイス（インバータ，ＤＣ／ＤＣコンバータ等）が待機状態にあること等に起因して、高電圧バッテリのＳＯＣが低下するようなことが起こり得る。ここで、高電圧バッテリのＳＯＣが著しく低下した場合（過剰放電した場合）には、高電圧バッテリを外部充電装置により充電する必要が生じたり、高電圧バッテリの寿命を縮めて当該高電圧バッテリを早期に交換する必要が生じたりする。

そこで、高電圧バッテリを過剰放電から保護するようにした技術として、例えば、特許文献１に記載された技術が知られている。特許文献１に記載された技術は、車両に搭載される直流電源（高電圧バッテリ）を保護するための車両用電源保護回路に関する技術であり、充放電可能な直流電源の電圧を監視し、当該直流電源の電圧が基準値以下となったときに、負荷である三相電動機と直流電源との間に設けた第二のインバータ回路の動作を停止させるようにしている。これにより、三相電動機や第二のインバータ回路等により電力が消費されるのを抑制して、直流電源が過剰放電するのを防止し、ひいては直流電源の保護を図っている。

特開平０５−０４９１０１号公報

しかしながら、上述の特許文献１に記載された車両用電源保護回路においては、直流電源の電圧が基準値以下になったことをトリガとして、三相電動機と直流電源との間に設けた第二のインバータ回路の動作を停止させるので、第二のインバータ回路の動作を停止させるときには、直流電源の電圧は既にある程度低下した状態となっている。つまり、例えば直流電源の蓄電容量が充分な状態のもとでの停車状態の時間が長く続くような場合には、駆動系統を制御する高電圧系デバイス（インバータ等）が待機状態にあるため、これにより電力が消費されてしまう。したがって、このような車両の走行とは関係の無い無駄な電力消費をできる限り抑制し、より燃費を向上させることが望ましく、例えば停車状態の時間が長く続く場合でも充分な蓄電容量を確保できれば、モータを駆動させてよりスムーズに車両を加速させることが可能となる。

本発明の目的は、停車状態の時間が長く続く場合でも無駄な電力消費を抑制し、ひいては燃費を向上させることが可能な車両制御装置を提供することにある。

本発明の車両制御装置は、車両を走行させるための電動機と、当該電動機に電力を供給する蓄電手段と、前記電動機の駆動状態および前記蓄電手段の充放電状態を制御するコントロールユニットとを備えた車両制御装置であって、前記電動機と前記蓄電手段との間には、前記電動機と前記蓄電手段との間での前記電力の行き来を遮断状態または連通状態とするコンタクタが設けられ、前記コントロールユニットは、イグニッションスイッチがオン状態でかつ前記車両を走行させるためのスタートスイッチがオフ状態の場合に、前記コンタクタが連通状態でかつ前記車両の走行が行われない状態が一定時間以上継続した場合に、前記コンタクタを遮断状態とする電力消費抑制制御を行うことを特徴とする。

本発明の車両制御装置は、前記コントロールユニットは、前記蓄電手段の蓄電容量に応じて前記一定時間の長さを調整することを特徴とする。

本発明の車両制御装置によれば、電動機と蓄電手段との間に、電動機と蓄電手段との間での電力の行き来を遮断状態または連通状態とするコンタクタを設け、コントロールユニットは、コンタクタが連通状態で、かつ車両の走行が一定時間以上行われない場合に、コンタクタを遮断状態とする電力消費抑制制御を行う。したがって、従前のように蓄電手段の蓄電容量に依らず、停車状態の時間が長く続く場合にコンタクタを遮断状態とするので、これによりインバータ等の高電圧系デバイスでの無駄な電力消費を抑制できる。よって、車両の燃費を向上させることができるとともに、蓄電手段を過剰放電から確実に保護できる。

本発明の車両制御装置によれば、コントロールユニットは、蓄電手段の蓄電容量に応じて一定時間の長さを調整するので、例えば、蓄電手段の蓄電容量が少ないことを検出した場合に一定時間の長さを短く調整することで、より速やかに蓄電手段を保護することができる。したがって、車両の燃費をより向上させることができるとともに、蓄電手段を過剰放電からより確実に保護できる。

ハイブリッド車両を駆動する駆動装置の概要を示すスケルトン図である。モータ駆動回路の概要を示す電気回路図である。図２のコントロールユニットの詳細を示すブロック図である。電力消費抑制制御の動作内容を示すフローチャート図である。

以下、本発明の一実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。

図１はハイブリッド車両を駆動する駆動装置の概要を示すスケルトン図を、図２はモータ駆動回路の概要を示す電気回路図を、図３は図２のコントロールユニットの詳細を示すブロック図をそれぞれ表している。

ハイブリッド車両（図示せず）は、図１に示すようなハイブリッド駆動装置１０を備えている。ハイブリッド駆動装置１０は、ハイブリッド車両の前方側に搭載され、エンジン（内燃機関）１１およびモータ（電動機，電気負荷）１２を備えている。エンジン１１は、クランクシャフト１１ａを備え、クランクシャフト１１ａの一端側（図中左側）はエンジン１１内に配置され、クランクシャフト１１ａの他端側（図中右側）はモータ１２に向けて延ばされている。

エンジン１１の側部には、エンジン１１を始動するスタータとしての機能に加え、エンジン１１の駆動により発電するオルタネータとしての機能を有するＩＳＧモータ１３が設けられている。ＩＳＧモータ１３は回転軸１３ａを備え、当該回転軸１３ａの一端側にはギヤ１３ｂが設けられている。回転軸１３ａのギヤ１３ｂは、クランクシャフト１１ａの一端側に設けられたギヤ１１ｂに噛み合わされており、回転軸１３ａおよびクランクシャフト１１ａは互いに動力伝達可能となっている。ただし、回転軸１３ａおよびクランクシャフト１１ａは、ギヤの噛み合いに限らず、タイミングベルト，ファンベルト，チェーン等を介して動力伝達可能としても良い。

モータ１２は、回転軸１２ａが固定された回転子１２ｂを備え、例えば、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相を有する３相のブラシレスＤＣモータにより構成されている。モータ１２は、車室内等（図示せず）に搭載されたコントロールユニット５０（図２，３参照）により力行駆動または回生駆動され、力行駆動することでハイブリッド車両はモータ走行し、回生駆動することで運動エネルギを電気エネルギとして回収し、高電圧バッテリ４１（図２参照）を充電するようになっている。

エンジン１１のクランクシャフト１１ａとモータ１２の回転軸１２ａとの間には、エンジン１１側から、トルクコンバータ１４，第１ワンウェイクラッチ１５，油圧クラッチ１６，第２ワンウェイクラッチ１７および無段変速機１８が設けられている。

第１ワンウェイクラッチ１５は、第１ギヤ機構１９を介して油圧ポンプ２０のエンジン１１側に接続され、第２ワンウェイクラッチ１７は、第２ギヤ機構２１を介して油圧ポンプ２０のモータ１２側に接続されている。つまり、油圧ポンプ２０は、エンジン１１の一方向への回転およびモータ１２の一方向への回転により一方向に回転駆動されるようになっている。ここで、油圧ポンプ２０は、エンジン１１およびモータ１２の双方に回転駆動されるが、回転数が速い方によって回転駆動される。なお、油圧ポンプ２０においてもギヤによる回転駆動に限らず、タイミングベルト，ファンベルト，チェーン等により回転駆動するようにしても良い。

トルクコンバータ１４は、ポンプインペラ１４ａおよびタービンランナ１４ｂを備え、ポンプインペラ１４ａとタービンランナ１４ｂとの間には、ステータ１４ｃが設けられている。トルクコンバータ１４の内部には、比較的粘度の低いオイル（図示せず）が循環するようになっており、ポンプインペラ１４ａの回転に伴うオイルの慣性力がタービンランナ１４ｂに伝達され、これによりタービンランナ１４ｂに固定された出力軸１４ｄが回転するようになっている。

クランクシャフト１１ａの他端側はポンプインペラ１４ａを介して第１ワンウェイクラッチ１５に接続され、出力軸１４ｄの他端側は油圧クラッチ１６の固定ケース１６ａに接続されている。また、ステータ１４ｃは、トルクコンバータ１４，油圧クラッチ１６，無段変速機１８等を収容する変速機ケース２２に固定されている。さらに、モータ１２を形成する回転軸１２ａの一端側は油圧クラッチ１６の移動部材１６ｂに接続されている。

油圧クラッチ１６は、出力軸１４ｄに固定された固定ケース１６ａと、回転軸１２ａに固定されて固定ケース１６ａに向けて移動する移動部材１６ｂとを備えている。移動部材１６ｂは、油圧ポンプ２０からの油液の供給により固定ケース１６ａに向けて移動するようになっている。そして、油圧クラッチ１６に油液を供給することで移動部材１６ｂが固定ケース１６ａに向けて移動し、その後、両者は一体となって互いに駆動力が伝達される締結状態となる。また、油圧クラッチ１６から油液を排出することで移動部材１６ｂが固定ケース１６ａから後退（離間）して駆動力が伝達されない遮断状態となる。ここで、油圧クラッチ１６は、油液の供給量に応じて締結力が比例するようになっている。つまり、油液の供給量を増加させると、これに伴い締結力も増加するようになっている。

無段変速機１８は、油圧クラッチ１６とモータ１２との間に設けられ、エンジン１１やモータ１２の回転数を変速して出力するようになっている。無段変速機１８は、プライマリプーリ２３およびセカンダリプーリ２４を備え、各プーリ２３，２４間には駆動チェーン２５が巻掛けられている。

プライマリプーリ２３は回転軸１２ａ上に設けられ、回転軸１２ａに固定された固定シーブ２３ａと、回転軸１２ａの軸方向に移動可能な可動シーブ２３ｂとを備えている。プライマリプーリ２３には、油圧ポンプ２０から油液が給排されるようになっており、プライマリプーリ２３に油液を供給することで、可動シーブ２３ｂは固定シーブ２３ａに向けて移動し、その結果、プライマリプーリ２３に対する駆動チェーン２５の巻掛け径が大きくなり、ひいては変速比が高速側に変化する。一方、プライマリプーリ２３から油液を排出することで、可動シーブ２３ｂは固定シーブ２３ａから離れて、上記とは逆に駆動チェーン２５の巻掛け径が小さくなり、ひいては変速比が低速側に変化する。

セカンダリプーリ２４は回転軸１２ａに対して平行となった平行軸２６上に設けられ、平行軸２６に固定された固定シーブ２４ａと、平行軸２６の軸方向に移動可能な可動シーブ２４ｂとを備えている。セカンダリプーリ２４には、油圧ポンプ２０から油液が供給されるようになっており、セカンダリプーリ２４に油液を供給することで、可動シーブ２４ｂは固定シーブ２４ａに向けて移動し、これにより変速時等に駆動チェーン２５が弛むのを防止している。よって、プライマリプーリ２３とセカンダリプーリ２４との間で、動力伝達を効率良く行えるようになっている。

プライマリプーリ２３から伝達されるセカンダリプーリ２４の駆動力は、平行軸２６，第３ギヤ機構２７および出力クラッチ２８を介して駆動シャフト２９に伝達されるようになっている。駆動シャフト２９に伝達された駆動力は、ディファレンシャルギヤ３０を介して、駆動輪が装着された車軸３１に出力されるようになっている。つまり、セカンダリプーリ２４は車軸３１に動力伝達可能に接続されている。ここで、出力クラッチ２８は、油圧ポンプ２０からの油液の給排により締結状態または遮断状態となる。具体的には、シフトポジションがドライブ（Ｄ）またはリバース（Ｒ）のときに締結状態となり、シフトポジションがパーキング（Ｐ）またはニュートラル（Ｎ）のときに遮断状態となる。

次に、モータ１２を駆動するモータ駆動回路４０について、図２を用いて詳細に説明する。モータ駆動回路４０は、本発明における車両制御装置を構成しており、高電圧バッテリ４１，インバータ（高電圧系デバイス，電気負荷）４２，モータ１２，ＤＣ／ＤＣコンバータ（高電圧系デバイス，電気負荷）４３，１２Ｖ系負荷（電気負荷）４４，コントロールユニット５０およびコンタクタ６０を備えている。

蓄電手段としての高電圧バッテリ４１は、リチウムイオン二次電池によって構成され、当該高電圧バッテリ４１には、プラス側配線４５ａおよびマイナス側配線４５ｂの一端がそれぞれ電気的に接続されている。ここで、高電圧バッテリ４１の正極（＋）および負極（−）間の電位差は１００Ｖ以上の高電圧となっている。そして、高電圧バッテリ４１は、モータ１２を力行駆動するときに当該モータ１２に電力を供給し、モータ１２を回生駆動するときに当該モータ１２からの電力を蓄えるようになっている。

プラス側配線４５ａおよびマイナス側配線４５ｂの他端には、モータ１２を駆動制御するためのインバータ４２が電気的に接続されている。インバータ４２は、高電圧バッテリ４１からの電力をＵ相，Ｖ相，Ｗ相の３相に変換して駆動電流を生成し、生成した駆動電流をモータ１２に供給するようになっている。このように、インバータ４２は三相出力型となっており、モータ１２を駆動すべく待機状態にあるときは、比較的大きな待機電力を消費するようになっている。

プラス側配線４５ａおよびマイナス側配線４５ｂの他端には、インバータ４２に対して並列となるようＤＣ／ＤＣコンバータ４３が電気的に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ４３は、高電圧バッテリ４１の高電圧（１００Ｖ以上）を、１２Ｖ系負荷４４を駆動するための低電圧（約１１Ｖ〜１４Ｖ）に降圧する降圧型のスイッチング電源となっている。このＤＣ／ＤＣコンバータ４３においても待機状態にあるときは、比較的大きな待機電力を消費するようになっている。ここで、１２Ｖ系負荷４４としては、例えば、ヘッドライト，ワイパ装置，パワーウィンド装置等、駆動系統以外の電気負荷が挙げられる。

高電圧バッテリ４１と、モータ１２を含むインバータ４２および１２Ｖ系負荷４４を含むＤＣ／ＤＣコンバータ４３との間には、コンタクタ６０が設けられている。コンタクタ６０は、高電圧バッテリ４１と電気負荷（モータ１２，インバータ４２，１２Ｖ系負荷４４，ＤＣ／ＤＣコンバータ４３等）との間での電力の行き来の遮断または連通を制御する磁気接触器となっている。

コンタクタ６０のプラス側配線４５ａ側には、プラス側コンタクタ６１が設けられ、コンタクタ６０のマイナス側配線４５ｂ側には、マイナス側コンタクタ６２が設けられている。また、コンタクタ６０のプラス側配線４５ａ側には、プラス側コンタクタ６１をバイパスするようにして、抵抗ｒを備えたプリチャージリレースイッチ６３が設けられている。

コンタクタ６０は、ハイブリッド車両のイグニッションスイッチ（図示せず）をオン操作することで、コントロールユニット５０のＢＣＵ５５（図３参照）により制御される。具体的には、イグニッションスイッチのオン操作とともに、マイナス側コンタクタ６２およびプリチャージリレースイッチ６３がこの順番で閉成してオン状態となり、これによりプラス側配線４５ａとマイナス側配線４５ｂとの間に設けたコンデンサ４６が充電される。そして、コンデンサ４６の充電に伴い、プラス側配線４５ａとマイナス側配線４５ｂとの間の電位差が略ゼロとなり、プラス側コンタクタ６１が閉成してオン状態となる。その後、インバータ４２に対して電力が供給されるようになり、プリチャージリレースイッチ６３が開成してオフ状態となる。このようにコンタクタ６０は、システム起動時において、モータ駆動回路４０に突入電流（始動電流）が流れるのを防止するようになっている。

コントロールユニット５０は、高電圧バッテリ４１，インバータ４２，ＤＣ／ＤＣコンバータ４３およびコンタクタ６０をそれぞれ制御し、これにより、モータ１２の駆動状態や高電圧バッテリ４１の充放電状態を制御するようになっている。以下、コントロールユニット５０について、図３を用いて詳細に説明する。

コントロールユニット５０は、ハイブリッド駆動装置１０（図１参照）を統括的に制御するＨＥＶＣＵ（ハイブリッド車両コントロールユニット）５１を備え、当該ＨＥＶＣＵ５１には、ＴＣＵ（トランスミッションコントロールユニット）５２，ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）５３，ＭＣＵ（モータコントロールユニット）５４，ＢＣＵ（バッテリコントロールユニット）５５，ＤＣ／ＤＣＣＵ（ＤＣ／ＤＣコンバータコントロールユニット）５６およびＩＳＧモータ１３が電気的に接続されている。

ＨＥＶＣＵ５１には、ハイブリッド車両の状態信号を出力するアクセルセンサ５７，ブレーキセンサ５８およびシフトポジションセンサ５９が電気的に接続されている。アクセルセンサ５７は、操作者によるアクセルペダル（図示せず）の踏み込み操作により加速要求信号αを出力し、ブレーキセンサ５８は、操作者によるブレーキペダル（図示せず）の踏み込み操作により減速（停止）要求信号ＳＴを出力し、シフトポジションセンサ５９は、操作者によるシフトレバー（図示せず）のチェンジ操作によりドライブ信号Ｄやパーキング信号Ｐ等を出力する。これによりＨＥＶＣＵ５１は、ハイブリッド車両が現在どのような走行状態にあるのか（加速状態，減速状態、停止状態等）を演算して把握し、ＴＣＵ５２，ＥＣＵ５３，ＭＣＵ５４，ＢＣＵ５５，ＤＣ／ＤＣＣＵ５６およびＩＳＧモータ１３に対して要求信号や駆動信号等、種々の信号を出力し、ハイブリッド車両を統括的に制御する。

ＴＣＵ５２には、油圧クラッチ１６および無段変速機１８に対して、油圧ポンプ２０からの油液の給排を制御する複数の給排ソレノイド（図示せず）が電気的に接続されている。ＴＣＵ５２は、ＨＥＶＣＵ５１からのトランスミッション要求信号ＴＯＳに基づいて各給排ソレノイドをそれぞれ駆動制御し、これにより油圧クラッチ１６および無段変速機１８に対する油液の給排量を調整するようになっている。また、ＴＣＵ５２からは、油圧クラッチ１６の現在の状態および無段変速機１８の現在の状態がフィードバック信号ＦＢ１としてＨＥＶＣＵ５１に出力され、これによりＨＥＶＣＵ５１は、ＴＣＵ５２に補正制御等を加え、油圧クラッチ１６の締結状態および無段変速機１８の変速状態を最適制御できるようにしている。

ＥＣＵ５３には、エンジン１１を制御する燃料噴射装置や点火装置等（図示せず）が電気的に接続されている。ＥＣＵ５３は、ＨＥＶＣＵ５１からのエンジン要求信号ＥＯＳに基づいて燃料噴射装置や点火装置等をそれぞれ所定のタイミングで駆動制御し、これによりエンジン１１の運転状態を制御するようになっている。また、ＥＣＵ５３からは、エンジン１１の現在の状態、つまりエンジン１１の現在の回転数やエンジン１１が発生している現在の駆動トルク等がフィードバック信号ＦＢ２としてＨＥＶＣＵ５１に出力されるようになっている。これによりＨＥＶＣＵ５１は、ＥＣＵ５３に補正制御等を加え、エンジン１１の回転数やエンジン１１の駆動トルクを最適制御できるようにしている。

ＭＣＵ５４には、モータ１２（図１，２参照）を駆動制御するインバータ４２が電気的に接続されている。ＭＣＵ５４は、ＨＥＶＣＵ５１からのモータ要求信号ＭＯＳに基づいてインバータ４２を制御し、これによりモータ１２を駆動制御するようになっている。また、ＭＣＵ５４からは、モータ１２の現在の状態、つまりモータ１２の現在の回転数やモータ１２が発生している現在の駆動トルク等がフィードバック信号ＦＢ３として、インバータ４２を介してＨＥＶＣＵ５１に出力されるようになっている。これによりＨＥＶＣＵ５１は、ＭＣＵ５４に補正制御等を加え、モータ１２の回転数やモータ１２の駆動トルクを最適制御できるようにしている。

ＢＣＵ５５には、高電圧バッテリ４１およびコンタクタ６０が電気的に接続されている。ＢＣＵ５５は、ＨＥＶＣＵ５１からのバッテリ要求信号ＢＯＳに基づいてコンタクタ６０を駆動制御するとともに、高電圧バッテリ４１の蓄電容量（ＳＯＣ）を監視するようになっている。また、ＢＣＵ５５からは、高電圧バッテリ４１の現在のＳＯＣの状態に加えて、コンタクタ６０の現在の状態がフィードバック信号ＦＢ４としてＨＥＶＣＵ５１に出力されるようになっている。これによりＨＥＶＣＵ５１は、ＢＣＵ５５を介して高電圧バッテリ４１の充放電、つまりモータ１２および１２Ｖ系負荷４４に対する電力の供給または停止を最適制御できるようにしている。

ＤＣ／ＤＣＣＵ５６には、１２Ｖ系負荷４４（図２参照）を駆動制御するＤＣ／ＤＣコンバータ４３が電気的に接続されている。ＤＣ／ＤＣＣＵ５６は、ＨＥＶＣＵ５１からのＤＣ／ＤＣ要求信号ＤＯＳに基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ４３を制御し、これにより１２Ｖ系負荷４４への電力を供給または停止するようになっている。また、ＤＣ／ＤＣＣＵ５６からは、１２Ｖ系負荷４４の現在の駆動状態、つまりＤＣ／ＤＣコンバータ４３の現在の状態がフィードバック信号ＦＢ５として、ＨＥＶＣＵ５１に出力されるようになっている。これによりＨＥＶＣＵ５１は、例えば、１２Ｖ系負荷４４のうちのパワーウィンド装置（図示せず）が失陥（フェイル）していることを検出できるようにしている。

ＨＥＶＣＵ５１には、ＩＳＧモータ１３が電気的に接続されており、ＨＥＶＣＵ５１は、ＩＳＧモータ１３に対してクランキング要求信号ＣＲおよび発電要求信号ＧＥを出力するようになっている。ここで、クランキング要求信号ＣＲは、ＩＳＧモータ１３をスタータとして駆動するための駆動電流であって、ＩＳＧモータ１３は、クランキング要求信号ＣＲを受けるとエンジン１１を始動するようになっている。つまり、クランキング要求信号ＣＲは、種々の条件が揃ってハイブリッド車両をモータ走行からエンジン走行に移行させる際に出力されるようになっている。一方、発電要求信号ＧＥは、ＩＳＧモータ１３をジェネレータとして駆動するための駆動切替信号であって、当該発電要求信号ＧＥはエンジン１１の運転中に出力されるようになっている。これにより、ＩＳＧモータ１３はエンジン１１の駆動力により発電動作を行い、図示しない低電圧バッテリ（１２Ｖ）を充電したりできるようにしている。

次に、コントロールユニット５０の動作内容について、図面を用いて詳細に説明する。図４は電力消費抑制制御の動作内容を示すフローチャート図を表している。

運転者によりイグニッションスイッチがオン操作されると、これによりモータ駆動回路４０が待機状態となり、図４に示すフローチャート（電力消費抑制制御）がスタートする（ステップＳ１）。具体的には、イグニッションスイッチのオン操作に伴い、コントロールユニット５０のＢＣＵ５５によりコンタクタ６０が上述のように連通状態に制御され、これによりモータ駆動回路４０がオン制御される。

ステップＳ２では、ハイブリッド車両が「停車状態」にあるか、または「起動前放置」の状態にあるかをＨＥＶＣＵ５１により判定する。ここで「停車状態」とは、ハイブリッド車両を走行させるためのスタートスイッチ（図示せず）がオン状態で、かつブレーキペダルが踏み込まれている状態、例えば赤信号や渋滞で停車している状態、つまりハイブリッド車両の走行が行われない状態のことである。このときＨＥＶＣＵ５１には、ブレーキセンサ５８からの減速（停止）要求信号ＳＴが入力されており、この減速（停止）要求信号ＳＴの入力により判定することができる。一方「起動前放置」とは、イグニッションスイッチがオン状態、かつスタートスイッチがオフ状態で放置されている場合のことで、例えばアクセサリ電源（ＡＣＣ）がオン状態となっている場合のことである。

ステップＳ２における判定が、「停車状態」でも「起動前放置」でもない場合、つまりｎｏ判定の場合には、ステップＳ２を繰り返す処理を実行する。一方、「停車状態」または「起動前放置」であると判定した場合、つまりｙｅｓ判定の場合には、ステップＳ３に進む。以下、ステップＳ３以降の動作説明においては、ステップＳ２での判定が「停車状態」であるとの判定を前提として説明する。

ステップＳ３では、「停車状態」が所定時間（一定時間）ｔ（例えば１００ｓｅｃ）以上を経過（継続）したか否かをＨＥＶＣＵ５１が判定する。ステップＳ３において「停車時間」が所定時間ｔ以上を経過していないと判定した場合（ｎｏ判定）には、ステップＳ２に戻る処理を実行する。一方、ステップＳ３において「停車状態」が所定時間ｔ以上を経過したと判定した場合（ｙｅｓ判定）には、ステップＳ４に進む。ここで、「所定時間ｔ」の長さは、以下に述べる場合１〜場合３のときに、例えば１００ｓｅｃから５０ｓｅｃ等に短く調整されるようになっている。

［場合１］
高電圧バッテリ４１のＳＯＣ（蓄電容量）が所定値以下の場合（例えば１０％未満）は、高電圧バッテリ４１が過剰放電であるとし、高電圧バッテリ４１を保護するために所定時間ｔを短縮する。なお、高電圧バッテリ４１のＳＯＣが復帰したら、次回の制御周期において所定時間ｔを延長するようにする。

［場合２］
シフトポジションセンサ５９（図３参照）からの信号が、パーキング信号Ｐやニュートラル信号Ｎである場合は、ドライブ信号Ｄやリバース信号Ｒに比して運転者の長期停車の意思がくみ取れるので、このときの所定時間ｔを短縮する。

［場合３］
ハザードランプ信号（図示せず）が入力された場合は、運転者の長期停車の意思がくみ取れるので、このときの所定時間ｔを短縮する。

ここで、上記場合１〜場合３に示す所定時間ｔの短縮回数を記憶しておき、この短縮回数が多い場合には、運転者は高電圧バッテリ４１を過剰放電し易いリスクの高い運転をしているとして、所定時間ｔをより短く調整（例えば３０ｓｅｃ）するようにしても良い。

ステップＳ４では、ハイブリッド車両が「停車状態」あるいは「起動前放置」にあって、モータ１２を含むインバータ４２等と、高電圧バッテリ４１との間での電力の授受が所定時間ｔ行われていないことに基づき、高電圧系デバイスであるインバータ４２およびＤＣ／ＤＣコンバータ４３（図２参照）における待機電力の消費を抑える処理を実行する。具体的には、これらの高電圧系デバイスへの通電を停止する処理を実行するが、ＨＥＶＣＵ５１がＢＣＵ５５を介して、図２に示すコンタクタ６０のプラス側コンタクタ６１およびマイナス側コンタクタ６２の双方を開成し、モータ駆動回路４０をオフ制御する。これによりコンタクタ６０が遮断状態となり、インバータ４２およびＤＣ／ＤＣコンバータ４３が停止し、インバータ４２およびＤＣ／ＤＣコンバータ４３での無駄な電力消費を抑制することができる。

ステップＳ５では、運転者が「走行意思有り」にあるか、またはハイブリッド車両が「走行状態」にあるかをＨＥＶＣＵ５１により判定する。ここで「走行意思有り」とは、シフトポジションセンサ５９からの信号が、パーキング信号Ｐまたはニュートラル信号Ｎから、ドライブ信号Ｄまたはリバース信号Ｒに切り替えられた場合や、ドライブ信号Ｄが入力状態にあり、かつブレーキセンサ５８からの減速（停止）要求信号ＳＴの入力が無くなったり、アクセルセンサ５７からの加速要求信号αが出力されたりした場合のことである。一方「走行状態」とは、油圧クラッチ１６が締結状態となってエンジン１１の駆動力で走行し始めた場合のことで、この場合にはモータ１２は空転状態、つまりエンジン１１の駆動力により連れ回っている状態となっている。

ステップＳ５における判定が、「走行意思有り」でも「走行状態」でもない場合、つまりｎｏ判定の場合には、ステップＳ５を繰り返す処理を実行する。一方、「走行意思有り」または「走行状態」であると判定した場合、つまりｙｅｓ判定の場合には、ステップＳ６に進む。

ステップＳ６では、ハイブリッド車両が「走行意思有り」あるいは「走行状態」にあることから、コンタクタ６０が上述のように連通状態に制御され、これによりモータ駆動回路４０がオン制御される。このように高電圧系デバイスであるインバータ４２およびＤＣ／ＤＣコンバータ４３が駆動許可され、これらの高電圧系デバイスは待機状態あるいは駆動状態となる。これにより、コントロールユニット５０による電力消費抑制制御が終了する（ステップＳ７）。

ここで、ステップＳ５でｙｅｓ判定する場合としては、より具体的には、以下に述べる条件１〜条件３に示すような場合が挙げられる。

［条件１］
車両がエンジン１１で走行している状態（状態Ａ），モータ１２への要求トルクが小さい状態（状態Ｂ），無段変速機１８の変速比が大きくない状態（状態Ｃ），モータ１２の回転数が所定の範囲内の状態（状態Ｄ）のうちの全て、つまり状態Ａ〜状態Ｄを満たす場合にコンタクタ６０を連通状態とする。ここで、状態Ｄにおけるモータ１２の回転数としては、車速（＝モータ回転数）がある程度あり、モータ１２へのスイッチング開始時における瞬間的な電流流れ（突入電流）による影響が小さい回転数や、モータ１２の回転に伴って発生する誘起電圧がバッテリ電圧よりも小さい回転数となるようにする。このようにコンタクタ６０を連通状態に制御することで、モータ１２による発電動作や回生動作を直ぐに実施でき、その結果、高電圧バッテリをＳＯＣが低下した状態から迅速に復帰させることができる。本実施の形態においては、モータ１２により発電動作や回生動作ができるようになるまでに、高電圧バッテリを使用しなくても、エンジン１１により走行できるため、条件１のような制御を行ったとしても、ハイブリッド車両の走行に対して悪影響を与えることは殆ど無い。

［条件２］
運転者によりシステムが再起動された場合、つまりイグニッションスイッチが再操作等された場合であって、システムの停止状態からシステムの起動状態を検出した場合に、通常のイグニッションスイッチのオン操作のときと同様に、コンタクタ６０を連通状態に制御する。

［条件３］
運転者によるエアコン操作（電動エアコンの場合）やナビゲーション操作を検出し、システムを再起動する必要があると判定した場合に、コンタクタ６０を連通状態に制御する。つまり、前者（エアコン操作）においては、例えば車室内が高温になるのを防止し運転者や搭乗者等を保護するために、コンタクタ６０を連通状態に制御し、ひいては電動エアコンの動作を許可する。一方、後者（ナビゲーション操作）においては、運転者のナビゲーション操作により、ハイブリッド車両は走行する可能性があるとし、これによりコンタクタ６０を連通状態に制御する。

以上詳述したように、本実施の形態に係るモータ駆動回路４０によれば、モータ１２と高電圧バッテリ４１との間に、モータ１２と高電圧バッテリ４１との間での電力の行き来を遮断状態または連通状態とするコンタクタ６０を設け、コントロールユニット５０は、コンタクタ６０が連通状態で、かつハイブリッド車両の走行が所定時間ｔ以上行われない場合に、コンタクタ６０を遮断状態とする電力消費抑制制御を行う。したがって、従前のように高電圧バッテリのＳＯＣに依らず、停車状態の時間が長く続く場合にコンタクタ６０を遮断状態とするので、これによりインバータ４２等の高電圧系デバイスでの無駄な電力消費を抑制できる。よって、車両の燃費を向上させることができるとともに、高電圧バッテリ４１を過剰放電から確実に保護できる。

また、本実施の形態に係るモータ駆動回路４０によれば、コントロールユニット５０は、高電圧バッテリ４１のＳＯＣが少ないことを検出した場合に所定時間ｔの長さを短く調整するので、より速やかに高電圧バッテリ４１を保護することができる。したがって、車両の燃費をより向上させることができるとともに、高電圧バッテリ４１を過剰放電からより確実に保護できる。

本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、上記実施の形態においては、エンジン１１およびモータ１２を１つずつ備え、両者間に油圧クラッチ１６が設けられたハイブリッド駆動装置１０（図１参照）に本発明を適用したものを示したが、これに限らず、例えば、駆動源として１つのモータを備えた電気自動車の駆動装置にも適用することができる。この場合、コンタクタの遮断状態への制御は、長時間停車する場合にのみ行えば良く、これにより電気自動車（ＥＶ）の航続距離を延ばすことが可能となる。

また、上記実施の形態においては、コントロールユニット５０による電力消費抑制制御において、コンタクタ６０の連通状態または遮断状態への制御時に、運転者に警報等を出力しない場合を示したが、本発明はこれに限らず、例えばインストルメントパネル（図示せず）の警告灯を点灯表示させつつ、警報音を鳴らすようにしても良い。この場合、特に「起動前放置」の検出によりコンタクタ６０を遮断状態とするときには、警告表示や警報音を出力させるのが望ましい。

さらに、上記実施の形態においては、コントロールユニット５０は、ハイブリッド車両の走行しない状態を複数の車載機器（ブレーキセンサ５８等）の状態により判断しているが、これらに代えて、高電圧バッテリ４１の入出力電流を監視し、走行状態と判断できない所定の電流以下の状態を「停車状態」の様な走行しない状態と判断することも可能である。

１０ハイブリッド駆動装置
１２モータ（電動機，電気負荷）
４０モータ駆動回路（車両制御装置）
４１高電圧バッテリ（蓄電手段）
４２インバータ（高電圧系デバイス，電気負荷）
４３ＤＣ／ＤＣコンバータ（高電圧系デバイス，電気負荷）
４４１２Ｖ系負荷（電気負荷）
５０コントロールユニット
６０コンタクタ
ｔ所定時間（一定時間）

Claims

車両を走行させるための電動機と、当該電動機に電力を供給する蓄電手段と、前記電動機の駆動状態および前記蓄電手段の充放電状態を制御するコントロールユニットとを備えた車両制御装置であって、
前記電動機と前記蓄電手段との間には、前記電動機と前記蓄電手段との間での前記電力の行き来を遮断状態または連通状態とするコンタクタが設けられ、
前記コントロールユニットは、イグニッションスイッチがオン状態でかつ前記車両を走行させるためのスタートスイッチがオフ状態の場合に、前記コンタクタが連通状態でかつ前記車両の走行が行われない状態が一定時間以上継続した場合に、前記コンタクタを遮断状態とする電力消費抑制制御を行うことを特徴とする車両制御装置。
請求項１記載の車両制御装置において、前記コントロールユニットは、前記蓄電手段の蓄電容量に応じて前記一定時間の長さを調整することを特徴とする車両制御装置。