WO2014196242A1 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

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WO2014196242A1
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power
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battery
starter
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友之 小俵
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日産自動車株式会社
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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Definitions

  • the present invention provides, as power sources, a high-power battery (high-voltage battery) that is a motor / generator power source, a low-power battery (low-voltage battery) that is a vehicle auxiliary power source, a capacitor that is a starter motor power source for starting an engine, It is related with the control apparatus of the hybrid vehicle provided with.
  • a high-power battery high-voltage battery
  • low-power battery low-voltage battery
  • capacitor that is a starter motor power source for starting an engine
  • the low-power battery and the capacitor are independent from the high-power battery that is the motor / generator power source, and the power requirement in the vehicle auxiliary equipment and the power requirement at the starter start-up are calculated from the low-power battery. It was configured to cover the electricity supply. In other words, since the low-power battery and the capacitor are not electrically independent, it is necessary to change the control of the low-power battery and the battery capacity of the low-power battery from the control and capacity set before adding the capacitor. There was a problem.
  • An object of the present invention is to provide a control device for a hybrid vehicle that can be configured.
  • the present invention includes a starter motor, an engine, and a motor / generator in a drive system, and as a power supply system, a high-power battery that is a power source of the motor / generator and a power source for vehicle accessories.
  • An auxiliary load power supply system is configured by connecting the high-power battery and the low-power battery via a DC / DC converter, and includes a capacitor charging circuit controlled by the capacitor and the capacitor power control means.
  • the starter load power supply system was branched and connected from the DC / DC converter of the auxiliary load power supply system.
  • the starter load power supply system configured to include the capacitor and the capacitor charging circuit controlled by the capacitor power supply control means is branched and connected from the DC / DC converter of the auxiliary load power supply system. That is, the starter load power supply system including the capacitor and the capacitor charging circuit is electrically independent from the high voltage battery and the auxiliary load power supply system. For this reason, it is not necessary to change the control of the high-power battery and the DC / DC converter from the control before adding the starter load power supply system. It is not necessary to change the converter capacity of the DC / DC converter or the battery capacity of the low-power battery from the converter capacity or the battery capacity set before adding the starter load power supply system. As a result, the capacitor power supply circuit can be configured by adding a capacitor and a capacitor charging circuit to the existing circuit without changing the control / capacity of the high-power battery and the auxiliary load power supply system.
  • FIG. 1 is an overall system diagram illustrating an FF plug-in hybrid vehicle to which a control device according to a first embodiment is applied. It is a power supply circuit diagram which shows the power supply system structure centering on the starter power supply of FF plug-in hybrid vehicle to which the control apparatus of Example 1 was applied. It is a block diagram which shows the control system structure of FF plug-in hybrid vehicle to which the control apparatus of Example 1 was applied.
  • FIG. 3 is a converter circuit diagram illustrating a basic circuit configuration of a DC / DC converter using a booster circuit included in the capacitor charging circuit according to the first embodiment. It is a flowchart which shows the flow of the capacitor power supply control process performed in the hybrid control module of Example 1.
  • FIG. 3 is a converter circuit diagram illustrating a basic circuit configuration of a DC / DC converter using a booster circuit included in the capacitor charging circuit according to the first embodiment. It is a flowchart which shows the flow of the capacitor power supply control process performed in the hybrid control module of Example 1.
  • the configuration of the FF plug-in hybrid vehicle (an example of a hybrid vehicle) to which the control device of the first embodiment is applied is described as “drive system configuration”, “power supply system configuration”, “control system configuration”, and “detailed configuration of capacitor power control”. It is divided and explained.
  • FIG. 1 shows the entire FF plug-in hybrid vehicle.
  • the drive system configuration of the FF plug-in hybrid vehicle will be described with reference to FIG.
  • the drive system includes a starter motor 1 (abbreviated as “M”), a horizontal engine 2 (abbreviated as “ICE”), a first clutch 3 (abbreviated as “CL1”), and a motor / generator. 4 (abbreviation “M / G”), a second clutch 5 (abbreviation “CL2”), and a belt type continuously variable transmission 6 (abbreviation “CVT”).
  • M starter motor 1
  • ICE horizontal engine 2
  • CL1 first clutch 3
  • CVT motor / generator. 4
  • the output shaft of the belt type continuously variable transmission 6 is drivingly connected to the left and right front wheels 10R and 10L via a final reduction gear train 7, a differential gear 8, and left and right drive shafts 9R and 9L.
  • the left and right rear wheels 11R and 11L are driven wheels.
  • the starter motor 1 is a cranking motor that has a gear that meshes with an engine starting gear provided on a crankshaft of the horizontally placed engine 2 and that uses a capacitor 23 described later as a power source to rotate the crankshaft when the engine is started.
  • the horizontal engine 2 is an engine disposed in the front room with the crankshaft direction as the vehicle width direction, and includes an electric water pump 12 and a crankshaft rotation sensor 13 that detects reverse rotation of the horizontal engine 2.
  • the first clutch 3 is a hydraulic multi-plate friction clutch that is interposed between the horizontally mounted engine 2 and the motor / generator 4, and is fully engaged / slip engaged / released by the first clutch oil pressure.
  • the motor / generator 4 is a three-phase AC permanent magnet type synchronous motor connected to the transverse engine 2 via the first clutch 3.
  • the motor / generator 4 uses a high-power battery 21 described later as a power source, and an inverter 26 that converts direct current into three-phase alternating current during power running and converts three-phase alternating current into direct current during regeneration is connected to the stator coil. Connected through.
  • the second clutch 5 is a wet-type multi-plate friction clutch by hydraulic operation that is interposed between the motor / generator 4 and the left and right front wheels 10R and 10L that are driving wheels. Slip fastening / release is controlled.
  • the second clutch 5 of the first embodiment uses the forward clutch 5a and the reverse brake 5b provided in the forward / reverse switching mechanism of the belt-type continuously variable transmission 6 using planetary gears. That is, the forward clutch 5 a is the second clutch 5 during forward travel, and the reverse brake 5 b is the second clutch 5 during reverse travel.
  • the belt type continuously variable transmission 6 is a transmission that obtains a continuously variable transmission ratio by changing the belt winding diameter by the transmission hydraulic pressure to the primary oil chamber and the secondary oil chamber.
  • the belt-type continuously variable transmission 6 has a main oil pump 14 (mechanical drive) which is a hydraulic pressure generation source, a sub oil pump 15 (motor drive) used for cooling the clutch, and a pump discharge pressure.
  • a control valve unit (not shown) that generates the first and second clutch hydraulic pressures and the transmission hydraulic pressure using the generated line pressure as a source pressure.
  • the first clutch 3, the motor / generator 4 and the second clutch 5 constitute a one-motor / two-clutch drive system, and there are “EV mode” and “HEV mode” as main drive modes by this drive system.
  • the “EV mode” is an electric vehicle mode in which the first clutch 3 is disengaged and the second clutch 5 is engaged and only the motor / generator 4 is used as a drive source. Driving in the “EV mode” is referred to as “EV driving”. .
  • the “HEV mode” is a hybrid vehicle mode in which both the clutches 3 and 5 are engaged and the horizontal engine 2 and the motor / generator 4 are used as driving sources, and traveling in the “HEV mode” is referred to as “HEV traveling”.
  • the motor / generator 4 basically includes a regenerative cooperative brake unit 16 that controls the total braking torque when the brake is operated in accordance with the regenerative operation when the brake is operated.
  • the regenerative cooperative brake unit 16 includes a brake pedal, an electric booster, and a master cylinder, and the electric booster shares a hydraulic braking force by subtracting the regenerative braking force from the required braking force that appears in the pedal operation amount when the brake is operated. In this way, cooperative control for regenerative / hydraulic pressure is performed.
  • FIG. 1 shows an entire system of an FF plug-in hybrid vehicle
  • FIG. 2 shows a power supply system configuration centering on a starter power supply.
  • FIG.1 and FIG.2 the power supply system structure of FF plug-in hybrid vehicle is demonstrated.
  • the power supply system includes a high power battery 21 as a motor / generator power supply, a 12V battery 22 (weak power battery) as a 12V system load power supply, and a capacitor 23 as a starter power supply. Yes.
  • the high-power battery 21 is a secondary battery mounted as a power source for the motor / generator 4.
  • a lithium ion battery in which a cell module in which a large number of cells are stacked is set in a battery pack case is used.
  • the high-power battery 21 has a built-in junction box in which relay circuits for supplying / cutting off / distributing high-power are integrated, and further includes a battery temperature adjustment unit 24 having an air conditioner function, a battery charge capacity (battery SOC) and a battery. And a lithium battery controller 86 for monitoring the temperature.
  • the high-power battery 21 and the motor / generator 4 are connected through a DC harness 25, an inverter 26, and an AC harness 27.
  • the inverter 26 has a built-in junction box 28 in which relay circuits for supplying / cutting off / distributing strong power are integrated, and further includes a heating circuit 29, an electric air conditioner 30, and a motor controller 83 for performing power running / regenerative control. It is attached. That is, the inverter 26 converts a direct current from the DC harness 25 into a three-phase alternating current to the AC harness 27 during power running for driving the motor / generator 4 by discharging the high-power battery 21. Further, the three-phase alternating current from the AC harness 27 is converted into a direct current to the DC harness 25 during regeneration in which the high-power battery 21 is charged by power generation by the motor / generator 4.
  • a fast charging port 32 is connected to the high-power battery 21 through a DC harness 31 and a normal charging port 35 is connected through a DC branch harness 25 ′, a charger 33, and an AC harness 34.
  • the charger 33 performs AC / DC conversion and voltage conversion.
  • a connector plug of a charging stand installed outside the office is connected to the quick charging port 32 to be externally charged (plug-in quick charging).
  • a connector plug from a household power source is connected to the normal charging port 35 to be externally charged (plug-in normal charging).
  • the 12V battery 22 is a secondary battery mounted as a power source for a 12V system load 36, which is another auxiliary machine except the starter motor 1, for example, a lead battery generally mounted in an engine vehicle or the like. Is used.
  • the high voltage battery 21 and the 12V battery 22 are connected via a DC branch harness 25 ′′, a DC / DC converter 37, and a battery harness 38.
  • the DC / DC converter 37 changes the voltage of several hundred volts from the high voltage battery 21 to 12V.
  • the DC / DC converter 37 is controlled by the hybrid control module 81 to manage the charge amount of the 12V battery 22.
  • the capacitor 23 is an electricity storage device mounted as a dedicated power source for the starter motor 1 and has a large capacitance and an electric double layer capacitor (eDLC: electric Double Layer Capacitor) having excellent rapid charge / discharge performance. What is called is used.
  • eDLC electric Double Layer Capacitor
  • the auxiliary load power supply system 39 and the capacitor 23 are connected via a battery branch harness 38 ′ provided with a fuse 40 and a capacitor charging circuit 41.
  • the capacitor 23 and the starter motor 1 are connected via a capacitor harness 42, a resistor 43, and a relay switch 44.
  • the capacitor 23 and the capacitor charging circuit 41 constitute a DLC unit 45
  • the starter motor 1 and the relay switch 44 constitute a starter unit 46.
  • detailed configurations of the DLC unit 45 and the starter unit 46 will be described.
  • the DLC unit 45 includes a capacitor 23, a capacitor charging circuit 41, a spontaneous discharge switch 47, a forced discharge switch 48, a cell voltage monitor 49, and a capacitor temperature sensor 50. I have.
  • the capacitor 23 is configured by connecting a plurality of DLC cells in series / parallel.
  • the spontaneous discharge switch 47, the forced discharge switch 48, and the capacitor temperature sensor 50 are provided at both ends of the plurality of DLC cells.
  • the capacitor charging circuit 41 is configured by a DC / DC converter circuit with a built-in semiconductor relay by a switching method, and includes a semiconductor relay 51 and a DC / DC converter 52 controlled by a hybrid control module 81.
  • the semiconductor relay 51 is a non-contact relay using a semiconductor switching element, and is called, for example, a photocoupler that transmits an isolated input / output space with an optical signal as schematically shown in the lower left part of FIG.
  • the configuration uses an optical semiconductor.
  • the semiconductor relay 51 has a switch function for disconnecting or connecting the DLC unit 45 including the capacitor 23 from the auxiliary load power supply system 38.
  • the DC / DC converter 52 is a combination circuit of a switching element 52a (a transistor, a MOS FET, etc.), a choke coil 52b, a capacitor 52c, and a diode 52d.
  • a switching element 52a a transistor, a MOS FET, etc.
  • the choke coil 52b stores energy by the current flowing from the input.
  • the switching element 52a is OFF, the choke coil 52b releases the stored energy to maintain the current. Therefore, when the switching element 52a connected in parallel with the circuit is OFF, the energy from the choke coil 52b is “superimposed” on the input voltage, so that the output voltage is boosted (12V ⁇ 13.5V).
  • This DC / DC converter circuit has a function of switching the capacitor charging current in addition to the DC conversion function.
  • the starter unit 46 includes a starter motor 1, a relay switch 43, an electromagnetic actuator 53, and a pinion shift mechanism 54.
  • the electromagnetic actuator 53 turns on the relay switch 44 and shifts the pinion 57 of the pinion shift mechanism 54 to a position where it meshes with the ring gear 58 by electromagnetic force generated by energization of the two coils 55 and 56.
  • the relay switch 44 is turned off and the pinion 57 is shifted to a position where the engagement with the ring gear 58 is released.
  • the ring gear 58 is provided on the crankshaft of the horizontal engine 2.
  • the auxiliary load power supply system 39 and the two coils 55 and 56 are connected via a battery branch harness 38 ′′ provided with a starter cut-off relay 59, a HEV / IS / relay 60, and a starter relay 61.
  • Energization / cutoff of the off relay 59 is performed by a body control module 87.
  • Energization / cutoff of the HEV / IS / relay 60 is performed by a hybrid control module 81.
  • Energization / cutoff of the starter relay 61 is performed by an underhood switching module.
  • the voltage sensor 62 for relay diagnosis is provided at a position where the battery branch harness 38 "intersects.
  • the pinion shift mechanism 54 has a pinion 57 provided so as to be movable in the axial direction with respect to the motor shaft of the starter motor 1, one end connected to the electromagnetic actuator 53, and the other end fitted into the shift groove of the pinion 57. Shift lever 63.
  • Control system configuration 1 shows an overall system of an FF plug-in hybrid vehicle
  • FIG. 2 shows a power supply system configuration centering on a starter power supply
  • FIG. 3 shows a control system configuration.
  • the control system configuration of the FF plug-in hybrid vehicle will be described with reference to FIGS.
  • the control system includes a hybrid control module 81 (abbreviation: “HCM”) as an integrated control means for properly managing the energy consumption of the entire vehicle.
  • Control means connected to the hybrid control module 81 include an engine control module 82 (abbreviation: “ECM”), a motor controller 83 (abbreviation: “MC”), and a CVT control unit 84 (abbreviation: “CVTCU”).
  • ECM engine control module
  • MC motor controller
  • CVT control unit 84 abbreviation: “CVTCU”.
  • the data communication module 85 abbreviation: “DCM”
  • the lithium battery controller 86 abbreviation: “LBC”
  • BCM body control module
  • USB underhood switching module
  • CAN communication lines 90 CAN is an abbreviation of “Controller Area Network” except for a LIN communication line 89 (LIN: abbreviation of “Local Interconnection Network”) that connects the hybrid control module 81 and the DLC unit 45. Is connected so that bidirectional information can be exchanged.
  • LIN abbreviation of “Local Interconnection Network”
  • the hybrid control module 81 performs various controls based on input information from each control means, an ignition switch 91, an accelerator opening sensor 92, a vehicle speed sensor 93, and the like. Among these, the control performed for the purpose of driving the FF plug-in hybrid vehicle capable of external charging with high fuel efficiency is a travel mode based on the battery SOC of the high-power battery 21 (“CD mode”, “CS mode”). Selection control.
  • the “CD mode (Charge Depleting mode)” is a mode in which priority is given to EV running that consumes the power of the high-power battery 21 in principle. For example, while the battery SOC of the high-power battery 21 decreases from full SOC to set SOC. Is selected. However, HEV traveling is exceptionally performed in high-load traveling where driving force is insufficient in EV traveling.
  • the start of the horizontal engine 2 during the selection of the “CD mode” is based on the start by the starter motor 1 (starter start), with the exception of the start by the motor / generator 4 (M / G start).
  • the “CS mode (Charge Sustain mode)” is a mode in which priority is given to HEV traveling that maintains the power of the high-power battery 21 in principle, and is selected when the battery SOC of the high-power battery 21 is equal to or lower than the set SOC. That is, when it is necessary to maintain the battery SOC of the high-power battery 21 within a predetermined range, HEV traveling is performed by engine power generation that causes the motor / generator 4 to generate electric power by driving the lateral engine 2.
  • the start of the horizontal engine 2 during the selection of the “CS mode” is based on the start by the motor / generator 4 (M / G start), with the exception of the start by the starter motor 1 (starter start).
  • the “set SOC” that is the mode switching threshold value has hysteresis between the value when the CD mode ⁇ CS mode and the value when the CS mode ⁇ CD mode.
  • the hybrid control module 81 performs engine start control by the starter motor 1, charge control to the capacitor 23, and discharge control from the capacitor 23 in addition to the selection control of “CD mode” and “CS mode”. Furthermore, the following starter start related control is performed.
  • A Time-saving control from engine start to starter start permission.
  • B Time shortening control from ignition on to starter start permission.
  • C Deterioration progress suppression control of the capacitor 23.
  • D Control of countermeasures for high / low temperature of capacitor 23.
  • E Prevention of voltage sag of a vehicle auxiliary machine (Example 1).
  • the engine control module 82 performs fuel injection control, ignition control, fuel cut control, and the like of the horizontally placed engine 2.
  • the motor controller 83 performs power running control, regeneration control, and the like of the motor generator 4 by the inverter 26.
  • the CVT control unit 84 performs engagement hydraulic pressure control of the first clutch 3, engagement hydraulic pressure control of the second clutch 5, shift hydraulic pressure control of the belt type continuously variable transmission 6, and the like.
  • the data communication module 85 controls, for example, lock / unlock of the charging port lid and the connector lock mechanism.
  • the lithium battery controller 86 manages the battery SOC, battery temperature, and the like of the high-power battery 21.
  • the body control module 87 performs energization / cutoff control of the starter cut-off relay 59.
  • the under hood switching module 87 performs energization / cut-off control of the built-in starter relay 61 based on the range position signal from the inhibitor switch 94.
  • FIG. 5 shows a flow of capacitor power control processing executed by the hybrid control module 81 (capacitor power control means).
  • the hybrid control module 81 capacitor power control means
  • step S1 the capacity (DC / DC capacity: power supply amount) that can be charged from the high-power battery 21 to the 12V battery 22 and the capacitor 23 via the DC / DC converter 37 is the discharge capacity of the 12V battery 22 by the 12V system load 36. Then, it is determined whether or not it is larger than the capacity (required power amount) including the capacitor charge amount prepared for starter start. If Yes (DC / DC capacity> vehicle auxiliary machine + capacitor charge amount), the process proceeds to step S2. If No (DC / DC capacity ⁇ vehicle auxiliary machine + capacitor charge quantity), the process proceeds to step S3.
  • step S2 following the determination that DC / DC capacity> vehicle auxiliary equipment + capacitor charge amount in step S1, the capacitor charging current is set to current 1 (for example, 15 A) or current 2 (for example, 7.5 A).
  • the semiconductor relay 51 (capacitor switch circuit) included in the capacitor charging circuit 41 is closed, and the process proceeds to the end.
  • the “threshold value a” is set as a limit value that does not reach the voltage drop (instantaneous drop) of the 12V system load 36 at the moment when the starter motor 1 starts the engine start.
  • step S4 following the determination in step S3 that insufficient power ⁇ threshold value a, a command to change the capacitor charging current from current 1 (for example, 15A) to current 2 (for example, 7.5A) is given by the capacitor charging circuit. 41, and the process returns to step S1.
  • current 1 for example, 15A
  • current 2 for example, 7.5A
  • step S5 following the determination that insufficient power ⁇ threshold value a in step S3, the semiconductor relay 51 (capacitor switch circuit) included in the capacitor charging circuit 41 is opened, and the auxiliary load power supply system 39 and the DLC unit 45 (starter A command to disconnect the load power source system) is output, and the process returns to step S1.
  • the semiconductor relay 51 capacitor switch circuit included in the capacitor charging circuit 41 is opened, and the auxiliary load power supply system 39 and the DLC unit 45 (starter A command to disconnect the load power source system) is output, and the process returns to step S1.
  • the functions of the control device for the FF plug-in hybrid vehicle of the first embodiment are as follows: [Characteristic action by the capacitor power supply circuit configuration], [Charge / discharge action by the capacitor power supply], [Effect of power supply amount from the high-power battery], [High-power battery] The power supply amount deficiency action from (power shortage ⁇ threshold a)] and [power supply deficiency action from high-power battery (insufficient power ⁇ threshold a)] will be described separately.
  • the power supply circuit configuration is a configuration in which the DLC unit 45 and the fuse 40 are removed from the capacitor power supply circuit configuration of the first embodiment. To do.
  • the power supply of the starter motor and the vehicle auxiliary machines is shared by one 12V battery. For this reason, if the starter motor is used to start the engine when the required amount of power in the vehicle auxiliaries is high, the supply power is insufficient, and the voltage of the vehicle auxiliaries decreases suddenly at the moment of starting the engine. Low occurs.
  • the auxiliary load power supply system 39 is configured by connecting the high voltage battery 21 and the 12V battery 22 via the DC / DC converter 37.
  • the DLC unit 45 includes a capacitor charging circuit 41 that is branched and connected from the DC / DC converter 37 and a capacitor 23 that is connected to the capacitor charging circuit 41.
  • a capacitor power supply circuit is configured by providing a semiconductor relay 51 as a switch built in the capacitor charging circuit 41 between the auxiliary load power supply system 39 and the DLC unit 45.
  • the 12V battery 22 and the capacitor 23 are charged with the electric power from the high-power battery 21, and the necessary power is supplied from the 12V battery 22 to the 12V system load 36, which is a vehicle auxiliary device.
  • the starter motor 1 and the 12V system load 36 do not share the power source, and the two power sources including the 12V battery 22 and the capacitor 23 receive a charge backup by the high-power battery 21.
  • the capacitor power supply circuit is configured by adding the DLC unit 45 (capacitor charging circuit 41 + capacitor 23) without changing the power supply circuit configuration of the idle stop vehicle which is the comparative example.
  • the DLC unit 45 can be added in the same manner as the addition of auxiliary equipment, the control of the high-power battery 21 and the DC / DC converter 37 does not need to be changed from the control of the comparative example.
  • the DLC unit 45 (capacitor charging circuit 41 + capacitor 23) can control the charging current and the auxiliary relay load by the semiconductor relay 51 as a switch.
  • the power supply system 39 can be disconnected. That is, since the DLC unit 45 (capacitor charging circuit 41 + capacitor 23) is a unit electrically independent of the auxiliary load power supply system 39, the converter capacity of the DC / DC converter 37 and the battery capacity of the 12V battery 22 are There is no need to change the converter capacity or battery capacity set in the comparative example.
  • the engine start by the starter motor 1 is based on the output of the starter start command from the hybrid control module 81.
  • the relay switch 44 is turned on and the pinion 57 is shifted to a position where it engages with the ring gear 58. To do.
  • the starter motor 1 using the capacitor 23 as a power source rotates the crankshaft of the horizontal engine 2 to start the starter, and the HEV / IS / relay 60 is cut off after a predetermined time from energization.
  • the starter cut-off relay 59 is energized by the body control module 87 except when a vehicle condition prohibiting engine start is satisfied.
  • the starter relay 61 built in the underhood switching module 88 is energized only when the P range is selected, and is in a cut-off state when a D range other than the P range is selected. Therefore, in principle, the engine start control by the starter motor 1 is performed by using the power of the capacitor 23 while the HEV / IS / relay 60 is energized by the starter start command under the starter start permission condition. Then, the horizontal engine 2 is started.
  • the semiconductor relay 51 of the capacitor charging circuit 41 is closed based on the output of the charging command from the hybrid control module 81, and the capacitor charging current is selected.
  • the electric power from the high-power battery 21 is introduced into the capacitor 23 through the DC / DC converter 37 ⁇ the fuse 40 ⁇ the semiconductor relay 51 ⁇ the DC / DC converter 52, so that the short-time charging according to the capacitor charging current can be performed.
  • the capacitor charging current has a current 1 (for example, 15 A) as a basic current, and has a current 2 (for example, 7.5 A) that can be selected by changing from the current 1 as an exception. Therefore, the charging control to the capacitor 23 uses the power from the high-power battery 21 and charges the capacitor 23 with the selected capacitor charging current while the charging command is output.
  • the discharge from the capacitor 23 causes the natural discharge from the capacitor 23 by closing the natural discharge switch 47 of the DLC unit 45. Further, the forced discharge from the capacitor 23 is performed by closing the forced discharge switch 48 of the DLC unit 45 based on the output of the forced discharge command from the hybrid control module 81.
  • the discharge amount per unit time is set larger than that in the case of natural discharge. Therefore, the natural discharge control to the capacitor 23 is performed by converting the electric power of the capacitor 23 into resistance heat while the natural discharge switch 47 is closed based on the natural discharge command.
  • the forced discharge control to the capacitor 23 while the forced discharge switch 48 is closed based on the forced discharge command, the power of the capacitor 23 is converted into resistance heat, and discharge is performed in a shorter time than natural discharge.
  • step S1 ⁇ step S2 ⁇ end is repeated in the flowchart of FIG.
  • step S1 when the discharge capacity taken out from the 12V battery 22 by the auxiliary load is low, such as when the light is turned off or the wiper is stopped in the daytime in fine weather, the DC that can charge the 12V battery 22 and the capacitor 23 via the DC / DC converter 37 / DC capacity (power supply) is sufficient.
  • the power condition of step S1 is established and the process proceeds to step S2, where the capacitor charging current is set to current 1 (for example, 15 A) and the semiconductor relay 51 included in the capacitor charging circuit 41 is closed. Is done.
  • the amount of power supplied via the DC / DC converter 37 is the sum of the discharge capacity of the 12V battery 22 by the 12V system load 36 and the amount of capacitor charge prepared for starter start. Exceeds the required amount. Therefore, under such conditions, even if the semiconductor relay 51 included in the capacitor charging circuit 41 is closed, the voltage drop of the vehicle auxiliary equipment does not occur due to the starter start intervention.
  • the semiconductor relay 51 is used as a switch for opening and closing the connection between the auxiliary load power supply system 39 and the DLC unit 45 . That is, even if the semiconductor relay 51 using an optical semiconductor that transmits an isolated input / output space with an optical signal is closed and the auxiliary load power supply system 39 and the DLC unit 45 are connected, the insulating space of the semiconductor relay 51 Thus, the backflow from the capacitor 23 to the auxiliary load power supply system 39 is prevented. For this reason, when the engine is started by the starter motor 1, the electric power of the capacitor 23 is used only for driving the starter motor 1. In other words, the capacity reduction of the capacitor 23 due to the backflow of power from the capacitor 23 to the auxiliary load power supply system 39 is prevented, and it is possible to prepare for a restart request of the horizontally placed engine 2.
  • the DC / DC converter 37 can charge the 12V battery 22 and the capacitor 23 through the DC / DC converter 37 when the discharge capacity taken out from the 12V battery 22 due to the auxiliary load is high due to light lighting, wiper operation, etc. at night. Insufficient DC capacity (power supply) relative to power requirements. In such a case, although the power condition in step S1 is not satisfied and the process proceeds to step S3, if the shortage power is less than the threshold value a, the shortage of power is reduced by controlling the capacitor charge amount. It is possible to suppress the occurrence of low. Therefore, the process proceeds from step S3 to step 4, and in step 4, a command to change the capacitor charging current from current 1 (for example, 15A) to current 2 (for example, 7.5A) is output to the capacitor charging circuit 41. .
  • current 1 for example, 15A
  • current 2 for example, 7.5A
  • step S1 when traveling with a high discharge capacity due to the auxiliary load, the amount of power supplied via the DC / DC converter 37 is obtained by adding the discharge capacity of the 12V battery 22 by the 12V system load 36 and the charge amount of the capacitor for starting the starter.
  • the power condition of step S1 is established by changing the capacitor charging current to current 2 ( ⁇ current 1). That is, after changing the capacitor charging current to the current 2, in the flowchart of FIG. 5, the process proceeds from step S1 to step S2, and in step S2, the capacitor charging current is set to the current 2 (for example, 7.5A).
  • the semiconductor relay 51 included in 41 is closed.
  • the starter start intervention is performed even if the semiconductor relay 51 included in the capacitor charging circuit 41 is closed by changing the capacitor charging current to the current 2 ( ⁇ current 1). This prevents the voltage drop of the vehicle auxiliary machinery from occurring.
  • the 12V battery 22 and the capacitor 23 are charged via the DC / DC converter 37 when driving at a high discharge capacity taken from the 12V battery 22 due to the load of the auxiliary equipment, such as lighting at night, wiper operation, electric power steering operation, etc.
  • auxiliary equipment such as lighting at night, wiper operation, electric power steering operation, etc.
  • DC / DC capacity power supply
  • the process proceeds from step S3 to step 5.
  • step 5 the semiconductor relay 51 included in the capacitor charging circuit 41 is opened, and a command to disconnect the auxiliary load power supply system 39 and the DLC unit 45 is output to the capacitor charging circuit 41. .
  • the amount of power supplied via the DC / DC converter 37 is the sum of the discharge capacity of the 12V battery 22 by the 12V system load 36 and the amount of capacitor charge prepared for starter start. Below the required amount.
  • the semiconductor relay 51 is opened, and the auxiliary load power supply system 39 and the DLC unit 45 are disconnected. That is, when starting the starter, the DLC unit 45 is electrically independent of the auxiliary load power supply system 39.
  • the power supplied to the auxiliary load power supply system 39 that is electrically independent from the DLC unit 45 is It is maintained as it is, and it is possible to prevent the voltage of the 12V system load 36 which is a vehicle auxiliary machine from suddenly decreasing.
  • a configuration is employed in which a fuse 40 is provided between the DC / DC converter 37 and the capacitor charging circuit 42 to shut off the circuit when an excessive current flows in a fixed failure state with the semiconductor relay 51 closed. did.
  • the fuse 40 is blown to cut off the circuit, The auxiliary load power supply system 39 and the DLC unit 45 are disconnected. Therefore, even when the semiconductor relay 51 is stuck, it is guaranteed that the voltage of the 12V system load 36, which is a vehicle auxiliary device, suddenly decreases when the starter is started.
  • the drive system has a starter motor 1, an engine (horizontal engine 2), and a motor / generator 4.
  • a high-power battery 21 as a power source of the motor / generator 4
  • a low-power battery (12V battery 22) as a power source of vehicle auxiliary machines
  • a capacitor 23 as a power source of the starter motor 1, and the capacitor 23
  • a control device for a hybrid vehicle comprising capacitor power source control means (hybrid control module 81) for controlling charging and discharging of
  • An auxiliary load power supply system 39 is configured by connecting the high-power battery 21 and the low-power battery (12V battery 22) via a DC / DC converter 37
  • a starter load power supply system (DLC unit 45) having a capacitor charging circuit 41 controlled by the capacitor 23 and the capacitor power supply control means (hybrid control module 81) is connected to a DC of the auxiliary load power supply system 39.
  • a capacitor power supply circuit can be configured only by adding the capacitor 23 and the capacitor charging circuit 41 to the existing circuit without changing the control / capacity of the high-power battery 21 and the auxiliary load power supply system 39.
  • a switch is provided between the auxiliary load power supply system 39 and the starter load power supply system (DLC unit 45),
  • the capacitor power control means (hybrid control module 81) opens the switch (semiconductor relay 51) when the engine is started by the starter motor 1, and opens the auxiliary load power system 39 and the starter load power system (DLC unit 45). (Fig. 5). For this reason, in addition to the effect of (1), when the engine is started by the starter motor 1, it is possible to prevent a voltage drop of the vehicle auxiliary machinery.
  • the capacitor power control means has a power supply amount that can be supplied from the high-power battery 21 to the low-power battery (12V battery 22) and the capacitor 23 via the DC / DC converter 37.
  • the switch semiconductor relay 51
  • the auxiliary load power supply system 39 and the starter load power supply system DLC unit 45
  • the voltage drop due to the starter start can be surely prevented by opening the switch (semiconductor relay 51) in advance.
  • the capacitor power supply control means includes: a power supply amount that can be supplied to the low-power battery (12V battery 22) and the capacitor 23; and a power requirement amount by an auxiliary load and a starter load.
  • a power supply amount that can be supplied to the low-power battery (12V battery 22) and the capacitor 23
  • a power requirement amount by an auxiliary load and a starter load.
  • the capacitor power supply control means includes: a power supply amount that can be supplied to the low-power battery (12V battery 22) and the capacitor 23; and a power requirement amount by an auxiliary load and a starter load.
  • the switch semiconductor relay 51
  • the auxiliary load power supply system 39 and the starter load power supply system DLC unit 45
  • the voltage drop due to starter start can be reliably reduced by opening the switch (semiconductor relay 51) in advance. Can be prevented.
  • the starter load power supply system includes a backflow prevention circuit (semiconductor relay 51) from the capacitor 23 to the auxiliary load power supply system 39 when connected to the auxiliary load power supply system 39. (FIG. 2). For this reason, in addition to the effects (1) to (5), the capacity reduction of the capacitor 23 due to the backflow of power from the capacitor 23 to the auxiliary load power supply system 39 is prevented, and the horizontal engine 2 is restarted by the starter motor 1. Can prepare for the request.
  • the backflow prevention circuit is configured by using, as the switch, a semiconductor relay 51 using an optical semiconductor that transmits an isolated input / output space by an optical signal (FIG. 2). For this reason, in addition to the effect of (6), by using the semiconductor relay 51 having a switch function and a backflow prevention function, a backflow prevention circuit can be formed with a simple configuration that does not require an additional circuit.
  • a fuse 40 is provided between the DC / DC converter 37 and the capacitor charging circuit 41 to cut off the circuit when an excessive current flows in a stuck failure state with the switch (semiconductor relay 51) closed. (FIG. 2). For this reason, in addition to the effects of (1) to (7), against the switch (semiconductor relay 51) fixing failure, it is guaranteed that the voltage of the vehicle auxiliary machinery suddenly drops when the starter is started. can do.
  • the hybrid vehicle control device of the present invention has been described based on the first embodiment. However, the specific configuration is not limited to the first embodiment, and the invention according to each claim of the claims is described. Design changes and additions are allowed without departing from the gist.
  • the capacitor power control means when the insufficient power is less than the threshold value a, the charging current to the capacitor 23 is reduced (current 1 ⁇ current 2).
  • An example is shown in which the auxiliary load power supply system 39 and the DLC unit 45 are disconnected.
  • the capacitor power supply control means when the power supply amount that can be supplied from the high power battery to the low power battery and the capacitor is insufficient with respect to the power requirement by the auxiliary load and the starter load, regardless of the magnitude of the power shortage, It is also possible to open the switch and disconnect the auxiliary load power system from the starter load power system.
  • the capacitor power control means when the power supply that can be supplied from the high-power battery to the low-power battery and the capacitor is insufficient with respect to the power required by the auxiliary load and the starter load, the switch is opened to An example of preventing the voltage drop of a kind was shown.
  • the capacitor power supply control means is not limited to whether or not there is insufficient power generation.When the engine is started by the starter motor, the switch is opened based on the starter start command and the auxiliary load power supply system and the starter load power supply system are separated. good.
  • the hybrid control module 81 is used as the capacitor power source control means.
  • the capacitor power supply control means an independently provided power supply system controller may be used, or an example in which a power supply system control unit is provided in a controller other than the hybrid control module may be used.
  • the semiconductor relay 51 is used as a switch built in the capacitor charging circuit 41 provided between the auxiliary load power supply system 39 and the capacitor 23 .
  • the switch is not limited to a semiconductor relay, and other switches such as an electromagnetic relay may be used, and may be provided independently from the capacitor charging circuit.
  • a non-contact switch such as a semiconductor relay is not used as a switch, a backflow prevention circuit using a diode or the like is set separately from the switch.
  • Example 1 shows an example in which the control device of the present invention is applied to an FF plug-in hybrid vehicle.
  • the control device of the present invention can also be applied to a hybrid vehicle that does not have an external charging function.
  • the present invention can be applied not only to FF hybrid vehicles but also to FR hybrid vehicles and 4WD hybrid vehicles.
  • the present invention can be applied to any hybrid vehicle including a high-power battery that is a motor / generator power source, a low-power battery that is a vehicle auxiliary power source, and a capacitor that is a starter motor power source for starting an engine.

Abstract

　強電バッテリと補機負荷電源系の制御/容量を変更することなく、既存回路にキャパシタとキャパシタ充電回路を追加するだけでキャパシタ電源回路を構成すること。　駆動系にスタータモータ(１)と横置きエンジン(２)とモータ/ジェネレータ(４)を有し、電源システムとして、強電バッテリ(２１)と、１２Ｖバッテリ(２２)と、キャパシタ(２３)と、ハイブリッドコントロールモジュール(８１)と、を備える。このＦＦプラグインハイブリッド車両の制御装置において、強電バッテリ(２１)と１２Ｖバッテリ(２２)を、DC/DCコンバータ(３７)を介して接続することで補機負荷電源系(３９)を構成する。そして、キャパシタ(２３)とハイブリッドコントロールモジュール(８１)により制御されるキャパシタ充電回路(４１)を有して構成されるDLCユニット(４５)を、補機負荷電源系(３９)のDC/DCコンバータ(３７)から分岐して接続した。

Description

ハイブリッド車両の制御装置
　本発明は、電源として、モータ/ジェネレータ電源である強電バッテリ（強電圧バッテリ）と、車両補機類電源である弱電バッテリ（弱電圧バッテリ）と、エンジン始動用のスタータモータ電源であるキャパシタと、を備えたハイブリッド車両の制御装置に関する。
　従来、エンジン始動用のスタータモータ電源であるキャパシタとして、車両補機類電源である弱電バッテリからの電力の供給を受けて充電する構成のエンジン始動装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１２－１６７６２７号公報
　しかしながら、従来装置にあっては、弱電バッテリとキャパシタが、モータ/ジェネレータ電源である強電バッテリから独立し、車両補機類での電力必要量とスタータ始動時の電力必要量を、弱電バッテリからの電力供給量により賄う構成となっていた。すなわち、弱電バッテリとキャパシタが電気的に独立した構成となっていないため、弱電バッテリの制御や弱電バッテリのバッテリ容量を、キャパシタを追加する前に設定した制御や容量から変更する必要がある、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、強電バッテリと補機負荷電源系の制御/容量を変更することなく、既存回路にキャパシタとキャパシタ充電回路を追加するだけでキャパシタ電源回路を構成す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モータ/ジェネレータを有し、電源システムとして、前記モータ/ジェネレータの電源である強電バッテリと、車両補機類の電源である弱電バッテリと、前記スタータモータの電源であるキャパシタと、前記キャパシタの充放電を制御するキャパシタ電源制御手段と、を備える。
このハイブリッド車両の制御装置において、
前記強電バッテリと前記弱電バッテリを、DC/DCコンバータを介して接続することで補機負荷電源系を構成し、前記キャパシタと前記キャパシタ電源制御手段により制御されるキャパシタ充電回路を有して構成されるスタータ負荷電源系を、前記補機負荷電源系のDC/DCコンバータから分岐して接続した。
　よって、キャパシタとキャパシタ電源制御手段により制御されるキャパシタ充電回路を有して構成されるスタータ負荷電源系が、補機負荷電源系のDC/DCコンバータから分岐して接続される。
すなわち、キャパシタとキャパシタ充電回路を有して構成されるスタータ負荷電源系が、強電バッテリ及び補機負荷電源系から電気的に独立したものとなる。このため、強電バッテリとDC/DCコンバータの制御は、スタータ負荷電源系を追加する前の制御から変更する必要がない。そして、DC/DCコンバータのコンバータ容量や弱電バッテリのバッテリ容量を、スタータ負荷電源系を追加する前に設定したコンバータ容量やバッテリ容量から変更する必要がない。
この結果、強電バッテリと補機負荷電源系の制御/容量を変更することなく、既存回路にキャパシタとキャパシタ充電回路を追加するだけでキャパシタ電源回路を構成することができる。
実施例１の制御装置が適用されたＦＦプラグイン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の制御装置が適用されたＦＦプラグインハイブリッド車両のスタータ電源を中心とする電源システム構成を示す電源回路図である。 実施例１の制御装置が適用されたＦＦプラグインハイブリッド車両の制御システム構成を示すブロック図である。 実施例１のキャパシタ充電回路に有する昇圧回路によるDC/DCコンバータの基本回路構成を示すコンバータ回路図である。 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キャパシタ電源制御処理の流れを示すフローチャートである。
　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プラグインハイブリッド車両（ハイブリッド車両の一例）の構成を、「駆動システム構成」、「電源システム構成」、「制御システム構成」、「キャパシタ電源制御の詳細構成」に分けて説明する。
　［駆動システム構成］
　図１はＦＦプラグインハイブリッド車両の全体を示す。以下、図１に基づいて、ＦＦプラグインハイブリッド車両の駆動システム構成を説明する。
　前記駆動システムとして、図１に示すように、スタータモータ１（略称「M」）と、横置きエンジン２(略称「ICE」)と、第１クラッチ３(略称「CL1」)と、モータ/ジェネレータ４(略称「M/G」)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、後述するキャパシタ２３を電源とし、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。
　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、油圧発生源であるメインオイルポンプ１４（メカ駆動）と、クラッチの冷却に使用するサブオイルポンプ１５（モータ駆動）と、ポンプ吐出圧を調圧することで生成したライン圧を元圧として第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。
　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」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。
　前記モータ/ジェネレータ４は、基本的にブレーキ操作時において回生動作を行うことに伴い、ブレーキ操作時にトータル制動トルクをコントロールする回生協調ブレーキユニット１６を有する。この回生協調ブレーキユニット１６は、ブレーキペダルと電動ブースタとマスタシリンダを備え、電動ブースタは、ブレーキ操作時、ペダル操作量にあらわれる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。
　［電源システム構成］
　図１はＦＦプラグインハイブリッド車両の全体システムを示し、図２はスタータ電源を中心とする電源システム構成を示す。以下、図１及び図２に基づいて、ＦＦプラグインハイブリッド車両の電源システム構成を説明する。
　前記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（弱電バッテリ）と、スタータ電源としてのキャパシタ２３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、多数のセルを積層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、エアコン機能を持つバッテリ温度調整ユニット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。
　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、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２８が内蔵され、さらに、暖房回路２９と電動エアコン３０と、力行/回生制御を行うモータコントローラ８３と、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。
　前記強電バッテリ２１には、ＤＣハーネス３１を介して急速充電ポート３２が接続されるとともに、ＤＣ分岐ハーネス２５’と充電器３３とＡＣハーネス３４とを介して普通充電ポート３５が接続される。充電器３３は、AC/DC変換や電圧変換を行う。急速充電時には、例えば、外出先等に設置されている充電スタンドのコネクタプラグを、急速充電ポート３２に接続することで外部充電される（プラグイン急速充電）。普通充電時には、例えば、家庭用電源からのコネクタプラグを、普通充電ポート３５に接続することで外部充電される（プラグイン普通充電）。
　前記１２Ｖバッテリ２２は、スタータモータ１を除いた他の補機類である１２Ｖ系負荷３６の電源として搭載された二次電池であり、例えば、エンジン車等で一般的に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２５”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。
　前記キャパシタ２３は、スタータモータ１の専用電源として搭載された蓄電デバイスであり、大きな静電容量を有し、急速充放電性能に優れた特徴を持つ電気二重層キャパシタ（eDLC：electric Double Layer Capacitor）と呼ばれるものが用いられる。補機負荷電源系３９とキャパシタ２３は、図２に示すように、ヒューズ４０を設けたバッテリ分岐ハーネス３８’とキャパシタ充電回路４１を介して接続される。また、キャパシタ２３とスタータモータ１は、キャパシタハーネス４２と抵抗４３とリレースイッチ４４を介して接続される。なお、キャパシタ２３とキャパシタ充電回路４１等によりDLCユニット４５を構成し、スタータモータ１とリレースイッチ４４等によりスタータユニット４６を構成する。以下、DLCユニット４５とスタータユニット４６の詳しい構成を説明する。
　前記DLCユニット４５は、図２に示すように、キャパシタ２３と、キャパシタ充電回路４１と、自然放電用スイッチ４７と、強制放電用スイッチ４８と、セル電圧モニタ４９と、キャパシタ温度センサ５０と、を備えている。
　前記キャパシタ２３は、複数個のDLCセルを直列/並列に接続して構成したもので、自然放電用スイッチ４７と強制放電用スイッチ４８とキャパシタ温度センサ５０は、複数個のDLCセルの両端部に並列にて設けられる。また、セル電圧モニタ４９は、複数個のDLCセルのそれぞれのセル電圧（＝キャパシタ容量）を検出するように、各DLCセルに並列に設けられる。
　前記キャパシタ充電回路４１は、スイッチング方式による半導体リレー内蔵のDC/DCコンバータ回路により構成され、ハイブリッドコントロールモジュール８１により制御される半導体リレー５１とDC/DCコンバータ５２を有する。
　前記半導体リレー５１は、半導体スイッチング素子を使用した無接点リレーであり、例えば、図２の左下部に概略を示すように、絶縁された入出力の空間を光の信号で伝達するフォトカプラと呼ばれる光半導体を用いた構成としている。この半導体リレー５１は、補機負荷電源系３８からキャパシタ２３を含むDLCユニット４５を切り離したり接続したりするスイッチ機能を持つ。
　前記DC/DCコンバータ５２は、図４に示すように、スイッチング素子５２ａ（トランジスタやMOS FET等）と、チョークコイル５２ｂと、コンデンサ５２ｃと、ダイオード５２ｄと、の組み合わせ回路である。スイッチング素子５２ａがONのとき、入力から流れ込む電流により、チョークコイル５２ｂはエネルギーを蓄える。スイッチング素子５２ａがOFFのとき、チョークコイル５２ｂは電流を維持しようとして蓄えたエネルギーを放出する。よって、回路に並列に接続されるスイッチング素子５２ａがOFFのとき、入力電圧にチョークコイル５２ｂからのエネルギーが“上積み”されることになるので、出力電圧が昇圧（１２Ｖ→１３．５Ｖ）する。なお、このDC/DCコンバータ回路には、直流変換機能以外に、キャパシタ充電電流を切り替える機能を持たせている。
　前記スタータユニット４６は、スタータモータ１と、リレースイッチ４３と、電磁アクチュエータ５３と、ピニオンシフト機構５４と、を備えている。
　前記電磁アクチュエータ５３は、２つのコイル５５，５６への通電による電磁力にて、リレースイッチ４４をオンにするとともに、ピニオンシフト機構５４のピニオン５７をリングギヤ５８と噛み合う位置までシフトさせる。通電遮断時は、リレースイッチ４４をオフにするとともに、ピニオン５７をリングギヤ５８との噛み合いが解除された位置までシフトする。なお、リングギヤ５８は、横置きエンジン２のクランク軸に設けられる。補機負荷電源系３９と２つのコイル５５，５６は、スータータカットオフリレー５９とHEV/IS/リレー６０とスタータリレー６１を設けたバッテリ分岐ハーネス３８”を介して接続される。スータータカットオフリレー５９の通電/遮断は、ボディコントロールモジュール８７により行われる。HEV/IS/リレー６０の通電/遮断は、ハイブリッドコントロールモジュール８１により行われる。スタータリレー６１の通電/遮断は、アンダーフードスイッチングモジュール８８により行われる。なお、バッテリ分岐ハーネス３８”の交わる位置には、リレー診断用の電圧センサ６２が設けられている。
　前記ピニオンシフト機構５４は、スタータモータ１のモータ軸に対して軸方向移動可能に設けられたピニオン５７と、一端側を電磁アクチュエータ５３に接続し、他端側をピニオン５７のシフト溝に嵌合させたシフトレバー６３と、を有する。
　［制御システム構成］
　図１はＦＦプラグインハイブリッド車両の全体システムを示し、図２はスタータ電源を中心とする電源システム構成を示し、図３は制御システム構成を示す。以下、図１～図３に基づいて、ＦＦプラグインハイブリッド車両の制御システム構成を説明する。
　前記制御システムとしては、図１～図３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、を有する。そして、データ通信モジュール８５（略称：「DCM」）と、リチウムバッテリコントローラ８６（略称：「LBC」）と、を有する。さらに、ボディコントロールモジュール８７（略称：「BCM」）と、アンダーフードスイッチングモジュール８８（略称：「USM」）と、を有する。これらの制御手段は、ハイブリッドコントロールモジュール８１とDLCユニット４５を接続するLIN通信線８９（LIN：「Local Interconnect Network」の略称）を除き、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、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。このうち、外部充電が可能なＦＦプラグインハイブリッド車両を高い燃費効率で走らせることを目的として行われる制御が、強電バッテリ２１のバッテリSOCに基づく走行モード（「CDモード」、「CSモード」）の選択制御である。
　前記「CDモード（Charge Depleting mode）」は、原則として、強電バッテリ２１の電力を消費するEV走行を優先するモードであり、例えば、強電バッテリ２１のバッテリSOCがフルSOCから設定SOCまで低下する間にて選択される。但し、EV走行では駆動力が不足する高負荷走行等において、例外的にHEV走行が行われる。この「CDモード」の選択中における横置きエンジン２の始動は、スタータモータ１による始動（スタータ始動）を基本とし、モータ/ジェネレータ４による始動（M/G始動）を例外とする。
　前記「CSモード（Charge Sustain mode）」は、原則として、強電バッテリ２１の電力を維持するHEV走行を優先するモードであり、強電バッテリ２１のバッテリSOCが設定SOC以下になると選択される。つまり、強電バッテリ２１のバッテリSOCを所定範囲に維持する必要があるとき、横置きエンジン２の駆動によりモータ/ジェネレータ４を発電させるエンジン発電によるHEV走行を行う。この「CSモード」の選択中における横置きエンジン２の始動は、モータ/ジェネレータ４による始動（M/G始動）を基本とし、スタータモータ１による始動（スタータ始動）を例外とする。なお、モード切り替え閾値である「設定SOC」は、CDモード→CSモードのときの値と、CSモード→CDモードのときの値とでヒステリシスを持たせている。
　前記ハイブリッドコントロールモジュール８１では、「CDモード」と「CSモード」の選択制御以外に、スタータモータ１によるエンジン始動制御、キャパシタ２３への充電制御、キャパシタ２３からの放電制御を行う。さらに、下記のようなスタータ始動関連制御を行う。
(A)エンジン始動後からスタータ始動許可までの時間短縮制御。
(B)イグニッションオンからスタータ始動許可までの時間短縮制御。
(C)キャパシタ２３の劣化進行抑制制御。
(D)キャパシタ２３の高温/低温時対策制御。
(E)車両用補機の電圧瞬低防止制御（実施例１）。
　前記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。データ通信モジュール８５は、携帯リモコンキーのスイッチを遠隔操作したとき、携帯リモコンキーとの間で通信が成立すると、例えば、充電ポートリッドやコネクタロック機構のロック/アンロックの制御を行う。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。ボディコントロールモジュール８７は、スータータカットオフリレー５９の通電/遮断制御を行う。アンダーフードスイッチングモジュール８７は、インヒビタースイッチ９４からのレンジ位置信号に基づき、内蔵するスタータリレー６１の通電/遮断制御を行う。
　［キャパシタ電源制御の詳細構成］
　図５はハイブリッドコントロールモジュール８１にて実行されるキャパシタ電源制御処理流れを示す（キャパシタ電源制御手段）。以下、キャパシタ電源制御処理構成をあらわす図５の各ステップについて説明する。
　ステップＳ１では、強電バッテリ２１からDC/DCコンバータ３７を介して１２Ｖバッテリ２２とキャパシタ２３へ充電可能な容量（DC/DC容量：電力供給量）が、１２Ｖ系負荷３６による１２Ｖバッテリ２２の放電容量と、スタータ始動に備えたキャパシタ充電量を加えた容量（電力必要量）よりも大きいか否かを判断する。Yes（DC/DC容量＞車両補機＋キャパシタ充電量）の場合はステップＳ２へ進み、No（DC/DC容量≦車両補機＋キャパシタ充電量）の場合はステップＳ３へ進む。
　ステップＳ２では、ステップＳ１でのDC/DC容量＞車両補機＋キャパシタ充電量であるとの判断に続き、キャパシタ充電電流を電流１(例えば、15A)、又は、電流２(例えば、7.5A)とし、キャパシタ充電回路４１に有する半導体リレー５１（キャパシタスイッチ回路）を閉とし、終了へ進む。
　ステップＳ３では、ステップＳ１でのDC/DC容量≦車両補機＋キャパシタ充電量であるとの判断に続き、不足電力（＝電力供給量－電力必要量）が、設定された閾値ａ未満であるか否かを判断する。Yes（不足電力＜閾値ａ）の場合はステップＳ４へ進み、No（不足電力≧閾値ａ）の場合はステップＳ５へ進む。
ここで、「閾値ａ」は、スタータモータ１によりエンジン始動を開始した瞬間、１２Ｖ系負荷３６の電圧低下（瞬低）までに至らない限界値として設定される。
　ステップＳ４では、ステップＳ３での不足電力＜閾値ａであるとの判断に続き、キャパシタ充電電流を、電流１(例えば、15A)から電流２（例えば、7.5A）に変更する指令をキャパシタ充電回路４１に対し出力し、ステップＳ１へ戻る。
　ステップＳ５では、ステップＳ３での不足電力≧閾値ａであるとの判断に続き、キャパシタ充電回路４１に有する半導体リレー５１（キャパシタスイッチ回路）を開き、補機負荷電源系３９とDLCユニット４５（スタータ負荷電源系）を切り離す指令を出力し、ステップＳ１へ戻る。
　次に、作用を説明する。
実施例１のＦＦプラグインハイブリッド車両の制御装置における作用を、［キャパシタ電源回路構成による特徴作用］、［キャパシタ電源による充放電作用］、［強電バッテリからの電力供給量充足作用］、［強電バッテリからの電力供給量不足作用（不足電力＜閾値ａ）］、［強電バッテリからの電力供給量不足作用（不足電力≧閾値ａ）］に分けて説明する。
　［キャパシタ電源回路構成による特徴作用］
　例えば、アイドルストップ車において、スタータモータの電源を１２Ｖバッテリとする場合、電源回路構成は、実施例１のキャパシタ電源回路構成からDLCユニット４５とヒューズ４０を除いた構成とされ、これを比較例とする。
　この比較例の場合、スタータモータと車両補機類の電源を、１つの１２Ｖバッテリにより共有するものとなる。このため、車両補機類での電力必要量が高い時、スタータモータによるエンジン始動を行うと、供給電力が不足し、エンジン始動開始の瞬間、車両補機類の電圧が急に低下する電圧瞬低が発生する。
　これに対し、実施例１では、強電バッテリ２１と１２Ｖバッテリ２２を、DC/DCコンバータ３７を介して接続することで補機負荷電源系３９が構成される。DC/DCコンバータ３７から分岐して接続されるキャパシタ充電回路４１と、キャパシタ充電回路４１に接続されるキャパシタ２３と、を有してDLCユニット４５が構成される。そして、補機負荷電源系３９とDLCユニット４５との間に、キャパシタ充電回路４１に内蔵してスイッチとしての半導体リレー５１を設けることで、キャパシタ電源回路が構成される。
　この構成により、強電バッテリ２１からの電力にて１２Ｖバッテリ２２とキャパシタ２３を充電しつつ、１２Ｖバッテリ２２から車両補機類である１２Ｖ系負荷３６に必要電力を供給し、キャパシタ２３からスタータモータ１に必要電力を供給する。すなわち、スタータモータ１と１２Ｖ系負荷３６の電源を共有しないし、１２Ｖバッテリ２２とキャパシタ２３による２つの電源は、強電バッテリ２１による充電バックアップを受ける。
　そして、比較例であるアイドルストップ車の電源回路構成を変更することなく、DLCユニット４５（キャパシタ充電回路４１＋キャパシタ２３）を追加することでキャパシタ電源回路が構成される。このように、補機類の追加と同じ要領でDLCユニット４５を追加できるため、強電バッテリ２１とDC/DCコンバータ３７の制御は、比較例の制御から変更する必要がない。
　さらに、補機負荷電源系３９の充放電バランスが崩れそうな場合、DLCユニット４５（キャパシタ充電回路４１＋キャパシタ２３）は、充電電流を制御可能で、かつ、スイッチである半導体リレー５１により補機負荷電源系３９と切り離し可能である。つまり、DLCユニット４５（キャパシタ充電回路４１＋キャパシタ２３）は、補機負荷電源系３９とは電気的に独立したユニットであるため、DC/DCコンバータ３７のコンバータ容量や１２Ｖバッテリ２２のバッテリ容量を、比較例で設定したコンバータ容量やバッテリ容量から変更する必要がない。
　［キャパシタ電源による充放電作用］
　上記キャパシタ電源回路に対しハイブリッドコントロールモジュール８１により行われる「スタータモータ１によるエンジン始動制御作用」、「キャパシタ２３への充電制御作用」、「キャパシタ２３からの放電制御作用」を説明する。
　スタータモータ１によるエンジン始動は、ハイブリッドコントロールモジュール８１からのスタータ始動指令の出力に基づき、HEV/IS/リレー６０に通電すると、リレースイッチ４４がオンになり、ピニオン５７がリングギヤ５８と噛み合う位置までシフトする。これにより、キャパシタ２３を電源とするスタータモータ１が横置きエンジン２のクランク軸を回転させることでスタータ始動が行われ、通電から所定時間後にHEV/IS/リレー６０を遮断する。なお、スータータカットオフリレー５９は、エンジン始動を禁止する車両条件が成立する場合を除いて、ボディコントロールモジュール８７により通電が維持されている。また、アンダーフードスイッチングモジュール８８に内蔵されているスタータリレー６１は、Ｐレンジの選択時に限り通電され、Ｐレンジ以外のＤレンジ等の選択時においては遮断状態である。
したがって、スタータモータ１によるエンジン始動制御は、原則として、スタータ始動許可条件下でのスタータ始動指令によりHEV/IS/リレー６０が通電されている間、キャパシタ２３の電力を用いてスタータモータ１が駆動し、横置きエンジン２を始動させる。
　キャパシタ２３への充電は、ハイブリッドコントロールモジュール８１からの充電指令の出力に基づき、キャパシタ充電回路４１の半導体リレー５１を閉とし、キャパシタ充電電流を選択する。これにより、強電バッテリ２１からの電力を、DC/DCコンバータ３７→ヒューズ４０→半導体リレー５１→DC/DCコンバータ５２を介してキャパシタ２３へ導入することで、キャパシタ充電電流に応じた短時間充電が行われる。なお、キャパシタ充電電流としては、電流１(例えば、15A)を基本電流とし、例外として、電流１からの変更により選択可能な電流２（例えば、7.5A）を有する。
したがって、キャパシタ２３への充電制御は、充電指令が出力されている間、強電バッテリ２１からの電力を用い、選択されているキャパシタ充電電流によりキャパシタ２３を充電する。
　キャパシタ２３からの放電は、ハイブリッドコントロールモジュール８１からの自然放電指令の出力に基づき、DLCユニット４５の自然放電用スイッチ４７を閉とすることで、キャパシタ２３からの自然放電を行う。また、ハイブリッドコントロールモジュール８１からの強制放電指令の出力に基づき、DLCユニット４５の強制放電用スイッチ４８を閉とすることで、キャパシタ２３からの強制放電を行う。この強制放電の場合、単位時間当たりの放電量が自然放電の場合よりも大きく設定されている。
したがって、キャパシタ２３への自然放電制御は、自然放電指令に基づいて自然放電用スイッチ４７を閉としている間、キャパシタ２３の電力を抵抗熱に変換して放電を行う。キャパシタ２３への強制放電制御は、強制放電指令に基づいて強制放電用スイッチ４８を閉としている間、キャパシタ２３の電力を抵抗熱に変換し、自然放電よりも短時間にて放電を行う。
　［強電バッテリからの電力供給量充足作用］
　強電バッテリ２１からの電力供給量が充足している場合、車両補機類の作動中にスタータ始動が介入しても車両補機類の電圧瞬低が発生することがない。以下、図５に基づき、これを反映する強電バッテリ２１からの電力供給量充足作用を説明する。
　強電バッテリ２１からの電力供給量が、１２Ｖバッテリ２２とキャパシタ２３による電力必要量よりも大きい場合、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→終了という流れが繰り返される。
　例えば、晴天の昼間でライト消灯・ワイパー停止等で、補機負荷による１２Ｖバッテリ２２から持ち出される放電容量が低い走行時、DC/DCコンバータ３７を介して１２Ｖバッテリ２２とキャパシタ２３へ充電可能なDC/DC容量（電力供給量）が充足する。このような場合、ステップＳ１の電力条件が成立してステップＳ２へと進み、ステップＳ２では、キャパシタ充電電流が電流１(例えば、15A)とされ、キャパシタ充電回路４１に有する半導体リレー５１が閉とされる。
　すなわち、補機負荷による放電容量が低い走行時には、DC/DCコンバータ３７を介した電力供給量が、１２Ｖ系負荷３６による１２Ｖバッテリ２２の放電容量とスタータ始動に備えたキャパシタ充電量を加えた電力必要量を上回る。したがって、このような条件下では、キャパシタ充電回路４１に有する半導体リレー５１を閉としていても、スタータ始動の介入により車両補機類の電圧瞬低が発生することがない。
　そして、実施例１では、補機負荷電源系３９とDLCユニット４５の接続を開閉するスイッチとして、半導体リレー５１を用いる構成を採用した。
すなわち、絶縁された入出力の空間を光の信号で伝達する光半導体を用いた半導体リレー５１を閉とし、補機負荷電源系３９とDLCユニット４５を接続しても、半導体リレー５１の絶縁空間により、キャパシタ２３から補機負荷電源系３９への逆流が防止される。
このため、スタータモータ１によるエンジン始動時、キャパシタ２３の電力がスタータモータ１の駆動にのみ用いられる。言い換えると、キャパシタ２３から補機負荷電源系３９への電力の逆流によるキャパシタ２３の容量低下が防止され、横置きエンジン２の再始動要求に備えることができる。
　［強電バッテリからの電力供給量不足作用（不足電力＜閾値ａ）］
　以下、図５に基づき、強電バッテリ２１からの電力供給量不足作用（不足電力＜閾値ａ）を説明する。
　強電バッテリ２１からの電力供給量が、１２Ｖバッテリ２２とキャパシタ２３による電力必要量以下であり、かつ、不足電力が閾値ａ未満の場合、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ３→ステップＳ４へと進む。
　例えば、夜間でライト点灯・ワイパー作動等で、補機負荷による１２Ｖバッテリ２２から持ち出される放電容量が高めの走行時、DC/DCコンバータ３７を介して１２Ｖバッテリ２２とキャパシタ２３へ充電可能なDC/DC容量（電力供給量）が、電力必要量に対し不足が発生する。このような場合、ステップＳ１の電力条件が不成立となりステップＳ３へと進むものの、不足電力が閾値ａ未満で小さいと、キャパシタ充電量のコントロールにより不足電力を減らすことで、車両補機類の電圧瞬低の発生を抑えることが可能である。そこで、ステップＳ３からステップ４へと進み、ステップ４では、キャパシタ充電電流を、電流１(例えば、15A)から電流２（例えば、7.5A）に変更する指令がキャパシタ充電回路４１に対し出力される。
　すなわち、補機負荷による放電容量が高めの走行時には、DC/DCコンバータ３７を介した電力供給量が、１２Ｖ系負荷３６による１２Ｖバッテリ２２の放電容量とスタータ始動に備えたキャパシタ充電量を加えた電力必要量を下回る。しかし、このように不足電力が閾値ａ未満で小さい条件下では、キャパシタ充電電流を電流２（＜電流１）に変更することで、ステップＳ１の電力条件が成立する。つまり、キャパシタ充電電流を電流２に変更した後、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２へと進み、ステップＳ２では、キャパシタ充電電流が電流２(例えば、7.5A)とされ、キャパシタ充電回路４１に有する半導体リレー５１が閉とされる。
　したがって、不足電力が閾値ａ未満で小さい条件下では、キャパシタ充電電流を電流２（＜電流１）に変更することで、キャパシタ充電回路４１に有する半導体リレー５１を閉としていても、スタータ始動の介入により車両補機類の電圧瞬低が発生することが防止される。
　［強電バッテリからの電力供給量不足作用（不足電力≧閾値ａ）］
　以下、図５に基づき、強電バッテリ２１からの電力供給量不足作用（不足電力≧閾値ａ）を説明する。
　強電バッテリ２１からの電力供給量が、１２Ｖバッテリ２２とキャパシタ２３による電力必要量以下であり、かつ、不足電力が閾値ａ以上の場合、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ３→ステップＳ５へと進む流れが繰り返される。
　例えば、夜間でライト点灯・ワイパー作動・電動パワーステアリング動作等で、補機負荷による１２Ｖバッテリ２２から持ち出される放電容量が高い走行時、DC/DCコンバータ３７を介して１２Ｖバッテリ２２とキャパシタ２３へ充電可能なDC/DC容量（電力供給量）が、電力必要量に対し不足が発生する。このように不足電力が閾値ａ以上で大きい場合には、キャパシタ充電量のコントロールにより不足電力を減らしたとしても、車両補機類の電圧瞬低の発生を抑えることができない。そこで、ステップＳ３からステップ５へと進み、ステップ５では、キャパシタ充電回路４１に有する半導体リレー５１を開き、補機負荷電源系３９とDLCユニット４５を切り離す指令がキャパシタ充電回路４１に対し出力される。
　すなわち、補機負荷による放電容量が高い走行時には、DC/DCコンバータ３７を介した電力供給量が、１２Ｖ系負荷３６による１２Ｖバッテリ２２の放電容量とスタータ始動に備えたキャパシタ充電量を加えた電力必要量を下回る。このように不足電力が閾値ａ以上で大きな条件下では、半導体リレー５１が開かれ、補機負荷電源系３９とDLCユニット４５が切り離される。すなわち、スタータ始動時、DLCユニット４５が、補機負荷電源系３９から電気的に独立する。このため、スタータ始動開始時、スタータモータ１を駆動するのに必要な電力をキャパシタ２３から消費しても、DLCユニット４５から電気的に独立している補機負荷電源系３９への供給電力はそのまま維持され、車両補機類である１２Ｖ系負荷３６の電圧が急に低下することが防止される。
　そして、実施例１では、DC/DCコンバータ３７とキャパシタ充電回路４２の間に、半導体リレー５１が閉じたままの固着故障状態で過大電流が流れることにより回路を遮断するヒューズ４０を設ける構成を採用した。
この構成により、半導体リレー５１が閉じた状態のままとなるリレーの固着故障時、補機負荷にスタータ負荷が加わることで過大電流が流れると、ヒューズ４０が切れることにより回路を遮断することで、補機負荷電源系３９とDLCユニット４５が切り離される。
したがって、半導体リレー５１の固着故障に対しても、スタータ始動時、車両補機類である１２Ｖ系負荷３６の電圧が急に低下する電圧瞬低の防止が保証される。
　次に、効果を説明する。
実施例１のＦＦプラグイン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）とモータ/ジェネレータ４を有し、
　電源システムとして、前記モータ/ジェネレータ４の電源である強電バッテリ２１と、車両補機類の電源である弱電バッテリ（１２Ｖバッテリ２２）と、前記スタータモータ１の電源であるキャパシタ２３と、前記キャパシタ２３の充放電を制御するキャパシタ電源制御手段（ハイブリッドコントロールモジュール８１）と、を備えたハイブリッド車両（ＦＦプラグインハイブリッド車両）の制御装置において、
　前記強電バッテリ２１と前記弱電バッテリ（１２Ｖバッテリ２２）を、DC/DCコンバータ３７を介して接続することで補機負荷電源系３９を構成し、
　前記キャパシタ２３と前記キャパシタ電源制御手段（ハイブリッドコントロールモジュール８１）により制御されるキャパシタ充電回路４１を有して構成されるスタータ負荷電源系（DLCユニット４５）を、前記補機負荷電源系３９のDC/DCコンバータ３７から分岐して接続した（図２）。
  このため、強電バッテリ２１と補機負荷電源系３９の制御/容量を変更することなく、既存回路にキャパシタ２３とキャパシタ充電回路４１を追加するだけでキャパシタ電源回路を構成することができる。
　(2) 前記補機負荷電源系３９と前記スタータ負荷電源系（DLCユニット４５）との間にスイッチ（半導体リレー５１）を設け、
　前記キャパシタ電源制御手段（ハイブリッドコントロールモジュール８１）は、前記スタータモータ１によるエンジン始動時、前記スイッチ（半導体リレー５１）を開き、前記補機負荷電源系３９と前記スタータ負荷電源系（DLCユニット４５）を切り離す（図５）。
  このため、(1)の効果に加え、スタータモータ１によるエンジン始動時、車両補機類の電圧瞬低を防止することができる。
　(3) 前記キャパシタ電源制御手段（ハイブリッドコントロールモジュール８１）は、前記強電バッテリ２１から前記DC/DCコンバータ３７を介して前記弱電バッテリ（１２Ｖバッテリ２２）と前記キャパシタ２３へ供給可能な電力供給量が、補機負荷とスタータ負荷による電力必要量に対し不足するとき、前記スイッチ（半導体リレー５１）を開き、前記補機負荷電源系３９と前記スタータ負荷電源系（DLCユニット４５）を切り離す（図５）。
  このため、(2)の効果に加え、不足電力発生条件が成立すると、予めスイッチ（半導体リレー５１）を開いておくことで、確実にスタータ始動による電圧瞬低を防止することができる。
　(4) 前記キャパシタ電源制御手段（ハイブリッドコントロールモジュール８１）は、前記弱電バッテリ（１２Ｖバッテリ２２）と前記キャパシタ２３へ供給可能な電力供給量と、補機負荷とスタータ負荷による電力必要量と、の差による不足電力が閾値ａ未満のとき、前記キャパシタ２３への充電電流を低下（電流１→電流２）させる（図５）。
  このため、(3)の効果に加え、不足電力発生条件が成立していても不足電力が小さいときに限っては、不足電力を解消するキャパシタ充電電流の低下制御を行うことで、スイッチ（半導体リレー５１）を閉じたままでも、スタータ始動による電圧瞬低を防止することができる。
　(5) 前記キャパシタ電源制御手段（ハイブリッドコントロールモジュール８１）は、前記弱電バッテリ（１２Ｖバッテリ２２）と前記キャパシタ２３へ供給可能な電力供給量と、補機負荷とスタータ負荷による電力必要量と、の差による不足電力が閾値ａ以上のとき、前記スイッチ（半導体リレー５１）を開き、前記補機負荷電源系３９と前記スタータ負荷電源系（DLCユニット４５）を切り離す（図５）。
  このため、(4)の効果に加え、不足電力が大きくキャパシタ充電電流制御によって不足電力を解消できないとき、予めスイッチ（半導体リレー５１）を開いておくことで、確実にスタータ始動による電圧瞬低を防止することができる。
　(6) 前記スタータ負荷電源系（DLCユニット４５）は、前記補機負荷電源系３９と接続状態のとき、前記キャパシタ２３から前記補機負荷電源系３９への逆流防止回路（半導体リレー５１）を有する（図２）。
  このため、(1)～(5)の効果に加え、キャパシタ２３から補機負荷電源系３９への電力の逆流によるキャパシタ２３の容量低下が防止され、スタータモータ１による横置きエンジン２の再始動要求に備えることができる。
　(7) 前記逆流防止回路は、前記スイッチとして、絶縁された入出力の空間を光の信号で伝達する光半導体を用いた半導体リレー５１を用いることにより構成した（図２）。
  このため、(6)の効果に加え、スイッチ機能と逆流防止機能を持つ半導体リレー５１を用いることで、追加回路を要さない簡単な構成にて逆流防止回路にすることができる。
　(8) 前記DC/DCコンバータ３７と前記キャパシタ充電回路４１の間に、前記スイッチ（半導体リレー５１）が閉じたままの固着故障状態で過大電流が流れることにより回路を遮断するヒューズ４０を設けた（図２）。
  このため、(1)～(7)の効果に加え、スイッチ（半導体リレー５１）の固着故障に対して、スタータ始動時、車両補機類の電圧が急に低下する電圧瞬低の防止を保証することができる。
　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、キャパシタ電源制御手段として、不足電力が閾値ａ未満のとき、キャパシタ２３への充電電流を低下（電流１→電流２）させ、不足電力が閾値ａ以上のとき、半導体リレー５１を開き、補機負荷電源系３９とDLCユニット４５を切り離す例を示した。しかし、キャパシタ電源制御手段としては、強電バッテリから弱電バッテリとキャパシタへ供給可能な電力供給量が、補機負荷とスタータ負荷による電力必要量に対し不足するとき、不足電力の大きさにかかわらず、スイッチを開き、補機負荷電源系とスタータ負荷電源系を切り離す例としても良い。
　実施例１では、キャパシタ電源制御手段として、強電バッテリから弱電バッテリとキャパシタへ供給可能な電力供給量が、補機負荷とスタータ負荷による電力必要量に対し不足するとき、スイッチを開き、車両補機類の電圧瞬低を防止する例を示した。しかし、キャパシタ電源制御手段としては、不足電力の発生の有無に限らず、スタータモータによるエンジン始動時、スタータ始動指令に基づきスイッチを開き、補機負荷電源系とスタータ負荷電源系を切り離す例としても良い。
　実施例１では、キャパシタ電源制御手段として、ハイブリッドコントロールモジュール８１を用いる例を示した。しかし、キャパシタ電源制御手段としては、独立に設けた電源系コントローラを用いても良いし、また、ハイブリッドコントロールモジュール以外のコントローラに、電源系制御部を設けるような例としても良い。
　実施例１では、スイッチとして、補機負荷電源系３９とキャパシタ２３との間に設けられたキャパシタ充電回路４１に内蔵して半導体リレー５１を用いる例を示した。しかし、スイッチとしては、半導体リレーに限らず、電磁リレー等の他のスイッチ類を用いても良いし、さらに、キャパシタ充電回路から独立して設けても良い。スイッチとして、半導体リレー等のように無接点スイッチを用いない場合は、ダイオード等を用いた逆流防止回路を、スイッチとは別設定とする。
　実施例１では、本発明の制御装置をＦＦプラグイン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、外部充電機能を持たないハイブリッド車両に対しても適用することができる。また、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、電源として、モータ/ジェネレータ電源である強電バッテリと、車両補機類電源である弱電バッテリと、エンジン始動用のスタータモータ電源であるキャパシタと、を備えたハイブリッド車両であれば適用できる。
関連出願の相互参照
　本出願は、２０１３年６月７日に日本国特許庁に出願された特願２０１３－１２０６８７に基づいて優先権を主張し、その全ての開示は完全に本明細書で参照により組み込まれる。

Claims (8)

  1. 　駆動系にスタータモータとエンジンとモータ/ジェネレータを有し、
    　電源システムとして、前記モータ/ジェネレータの電源である強電バッテリと、車両補機類の電源である弱電バッテリと、前記スタータモータの電源であるキャパシタと、前記キャパシタの充放電を制御するキャパシタ電源制御手段と、を備えたハイブリッド車両の制御装置において、
    　前記強電バッテリと前記弱電バッテリを、DC/DCコンバータを介して接続することで補機負荷電源系を構成し、
    　前記キャパシタと前記キャパシタ電源制御手段により制御されるキャパシタ充電回路を有して構成されるスタータ負荷電源系を、前記補機負荷電源系のDC/DCコンバータから分岐して接続した
    　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、
    　前記補機負荷電源系と前記スタータ負荷電源系との間にスイッチを設け、
    　前記キャパシタ電源制御手段は、前記スタータモータによるエンジン始動時、前記スイッチを開き、前記補機負荷電源系と前記スタータ負荷電源系を切り離す
    　ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  3. 　請求項２に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
    　前記キャパシタ電源制御手段は、前記強電バッテリから前記DC/DCコンバータを介して前記弱電バッテリと前記キャパシタへ供給可能な電力供給量が、補機負荷とスタータ負荷による電力必要量に対し不足するとき、前記スイッチを開き、前記補機負荷電源系と前記スタータ負荷電源系を切り離す
    　ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  4. 　請求項３に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
    　前記キャパシタ電源制御手段は、前記弱電バッテリと前記キャパシタへ供給可能な電力供給量と、補機負荷とスタータ負荷による電力必要量と、の差による不足電力が閾値未満のとき、前記キャパシタへの充電電流を低下させる
    　ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  5. 　請求項４に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
    　前記キャパシタ電源制御手段は、前記弱電バッテリと前記キャパシタへ供給可能な電力供給量と、補機負荷とスタータ負荷による電力必要量と、の差による不足電力が閾値以上のとき、前記スイッチを開き、前記補機負荷電源系と前記スタータ負荷電源系を切り離す
    　ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  6. 　請求項１から５までの何れか一項に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
    　前記スタータ負荷電源系は、前記補機負荷電源系と接続状態のとき、前記キャパシタから前記補機負荷電源系への逆流防止回路を有する
    　ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  7. 　請求項６に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
    　前記逆流防止回路は、前記スイッチとして、絶縁された入出力の空間を光の信号で伝達する光半導体を用いた半導体リレーを用いることにより構成した
    　ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  8. 　請求項１から７までの何れか一項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コンバータと前記キャパシタ充電回路の間に、前記スイッチが閉じたままの固着故障状態で過大電流が流れることにより回路を遮断するヒューズを設けた
    　ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
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