WO2014196244A1 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

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WO2014196244A1
WO2014196244A1 PCT/JP2014/058510 JP2014058510W WO2014196244A1 WO 2014196244 A1 WO2014196244 A1 WO 2014196244A1 JP 2014058510 W JP2014058510 W JP 2014058510W WO 2014196244 A1 WO2014196244 A1 WO 2014196244A1
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voltage
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motor
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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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    • Y10S903/93—Conjoint control of different elements

Definitions

  • the present invention relates to a control apparatus for a hybrid vehicle that includes a starter motor that uses a capacitor as a power source and is capable of starter start and M / G start as an engine start method.
  • the voltage of the power storage unit is always controlled to be between the predetermined lower limit voltage and the predetermined holding voltage, and if the vehicle recognizes the driver by the driver authentication means, the power storage unit is fully charged.
  • a power storage device having a configuration is known (see, for example, Patent Document 1).
  • the present invention has been made paying attention to the above problems, and an object of the present invention is to provide a control device for a hybrid vehicle that can suppress the progress of deterioration of a capacitor while ensuring engine start when selecting an EV mode. To do.
  • the present invention includes a starter motor, an engine, and a motor / generator in a drive system.
  • the power supply system includes a high-power battery that is a power source of the motor / generator, a capacitor that is a power source of the starter motor, and capacitor charge / discharge control means that controls charge / discharge of the capacitor.
  • a starter start control means In this hybrid vehicle control device, a starter start control means, an M / G start control means, and an engine start area map setting means are provided.
  • the starter start control means starts a starter by cranking the engine using a starter motor using the capacitor as a power source.
  • the M / G start control means uses a motor / generator powered by the high-power battery and cranks the engine to start M / G.
  • the engine start area map setting means performs M / G start by subtracting the engine cranking required torque from the EV area based on the maximum motor output torque characteristic with respect to the vehicle speed when selecting the EV mode using the motor / generator as a drive source. Set the engine start area map as the area.
  • the capacitor charge / discharge control means maintains the capacitor voltage below a voltage at which deterioration does not proceed when the operating point based on the vehicle speed and the required driving force is present in the M / G start region.
  • the capacitor voltage is recharged to a starter start permission voltage or higher.
  • the capacitor voltage is maintained below the voltage at which the deterioration does not proceed. Then, when the operating point based on the vehicle speed and the required driving force deviates from the M / G start region, the capacitor voltage is recharged to the starter start permission voltage or higher. In other words, all the M / G torque can be directed to EV driving by starting the starter using the capacitor as a power source. However, in the M / G start region, since the engine can be cranked using a motor / generator, there is no need to use starter start.
  • the capacitor voltage is kept below the voltage at which the deterioration does not proceed, and the capacitor progresses. Priority can be given to restraining. Therefore, when the EV mode is selected, when the operating point is in the M / G starting region, the capacitor voltage is kept below a voltage at which deterioration does not proceed, and when the operating point is out of the M / G starting region, the capacitor voltage is decreased. Recharge to above the starter start permission voltage. As a result, when the EV mode is selected, the deterioration of the capacitor can be suppressed while ensuring the engine start.
  • 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. It is a flowchart which shows the flow of the capacitor charging / discharging control process performed with the hybrid control module of Example 1.
  • 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. It is a flowchart which shows the flow
  • 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 in detail as “drive system configuration”, “power supply system configuration”, “control system configuration”, and “capacitor charge / discharge control details”. The description will be divided into “configuration”.
  • 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 includes a main oil pump 14 (mechanical drive), a sub-oil pump 15 (motor drive), and a first pressure using a line pressure generated by adjusting pump discharge pressure as a primary pressure.
  • a control valve unit (not shown) for generating the second clutch hydraulic pressure and the transmission hydraulic 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 as a 12V system load power supply, and a capacitor 23 as a starter power supply.
  • 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 rapid external charging port 32 is connected to the high-power battery 21 via a DC harness 31, and a normal external charging port 35 is connected via a DC branch harness 25 ′, a charger 33, and an AC harness 34. .
  • the charger 33 performs AC / DC conversion and voltage conversion.
  • the external charging is performed by connecting the connector plug of the charging stand installed in the place of going out to the rapid external charging port 32 (rapid external charging).
  • rapid external charging external charging is performed by connecting a connector plug from a household power supply to the normal external charging port 35 (normal external charging), for example.
  • 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 constituted by a DC / DC converter circuit (a combination circuit of a switching element, a choke coil, a capacitor and a diode) with a built-in semiconductor relay by a switching method.
  • the capacitor charging circuit 41 includes a semiconductor relay 51 and a DC / DC converter 52 that are controlled by a hybrid control module 81.
  • the semiconductor relay 51 is a non-contact relay using a semiconductor switching element. For example, as schematically shown in the lower left part of FIG. 2, a light called a photocoupler that transmits an isolated input / output space with a light signal.
  • the configuration uses a semiconductor.
  • the semiconductor relay 51 has a switch function for disconnecting or connecting the capacitor 23 from the auxiliary load power supply system 38.
  • the DC / DC converter 52 subdivides the input direct current into pulse currents by a switching element and connects them to obtain a direct current output of a necessary voltage, thereby converting a 12V direct current to a 13.5V direct current and a capacitor. Has a function to switch the charging current.
  • 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 threshold value in the CD mode ⁇ CS mode and the threshold value in 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 (Example 1).
  • D Control of countermeasures for high / low temperature of capacitor 23.
  • E Prevention of voltage sag of auxiliary equipment for vehicles.
  • 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. 4 shows a capacitor charge / discharge control processing flow executed by the hybrid control module 81 (capacitor charge / discharge control means).
  • the hybrid control module 81 capacitor charge / discharge control means
  • step S1 it is determined whether or not the EV mode is selected in which the EV mode using the motor / generator 4 as a drive source is selected. If Yes (EV traveling), the process proceeds to step S2, and if No (HEV traveling), the process proceeds to the end.
  • step S2 following the determination that the vehicle is traveling in EV in step S1, the engine start region map shown in FIG. 5 is searched, and the operating point based on the vehicle speed and the required driving force (for example, accelerator opening) is determined as the engine start region. It is determined whether or not it exists in the M / G start area A on the map. If Yes (exists in the M / G start area A), the process proceeds to step S3. If No (exists in the starter start area B), the process proceeds to step S6.
  • the engine start area map as shown in FIG. 5, an area obtained by subtracting the engine cranking necessary torque from the EV area based on the maximum motor output torque characteristic with respect to the vehicle speed is set as the M / G start area A.
  • the EV range based on the maximum motor output torque characteristic with respect to the vehicle speed is originally the starter start region, but the region obtained by subtracting the M / G start region A from the EV region in accordance with the setting of the M / G start region.
  • the starter start area B is set (engine start area map setting means).
  • step S3 it is determined whether or not the capacitor voltage is equal to or lower than the voltage b at which the deterioration does not proceed, following the determination that the capacitor is present in the M / G start region A in step S2. If Yes (capacitor voltage ⁇ voltage b), the process proceeds to the end. If No (capacitor voltage> voltage b), the process proceeds to step S4.
  • the “voltage b at which the deterioration does not proceed” it has been found that the deterioration does not proceed if the voltage is 1 V or less per cell of the capacitor 23. For example, when six cells are connected in series, the deterioration due to the increase in the internal resistance. Is set to 6.0V, which suppresses the progress of.
  • step S4 following the determination that capacitor voltage> voltage b in step S3 or step S5, the forced discharge switch 48 is closed to forcibly discharge the capacitor 23, and the process proceeds to step S5.
  • the capacitor forced discharge is performed by, for example, a current 3 that is a normal discharge current.
  • step S5 following the capacitor forced discharge in step S4, it is determined whether or not the capacitor voltage is equal to or lower than a voltage b at which deterioration does not proceed. If Yes (capacitor voltage ⁇ voltage b), the process proceeds to the end. If No (capacitor voltage> voltage b), the process returns to step S4.
  • the same voltage value as in step S3 is used for “voltage b at which deterioration does not proceed”.
  • step S6 it is determined whether or not the capacitor voltage is equal to or higher than the starter start permission voltage a following the determination that the starter start region B exists in step S2. If Yes (capacitor voltage ⁇ starter start permission voltage a), the process proceeds to the end. If No (capacitor voltage ⁇ starter start permission voltage a), the process proceeds to step S7.
  • the “starter start permission voltage a” is set to about 12.5 V within which the required starter start time is within the target time in the case of the capacitor 23 having a full charge and a capacitor voltage of 13.5 V in the first embodiment, for example. .
  • step S7 following the determination that capacitor voltage ⁇ starter start permission voltage a in step S6 or step S8, normal current 1 (for example, 15 A) that suppresses capacitor deterioration is selected as the charging current, and current 1
  • normal current 1 for example, 15 A
  • step S8 following the capacitor recharge in step S7, it is determined whether or not the capacitor voltage is equal to or higher than the starter start permission voltage a. If Yes (capacitor voltage ⁇ starter start permission voltage a), the process proceeds to the end. If No (capacitor voltage ⁇ starter start permission voltage a), the process returns to step S7.
  • the “starter start permission voltage a” uses the same value as in step S6.
  • the operation of the control device for the FF plug-in hybrid vehicle of the first embodiment is divided into [characteristic operation by the capacitor power circuit configuration], [charge / discharge operation by the capacitor power supply], and [capacitor charge / discharge control operation during EV travel]. To do.
  • 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. For this reason, by opening the semiconductor relay 51 at the start of the starter, it is possible to prevent a voltage sag in which the voltage of the vehicle auxiliary machinery suddenly decreases.
  • 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 (starter start control means).
  • the horizontal engine 2 can be started by using a motor / generator 4 that uses a high-power battery 21 as a power source and cranking the horizontal engine 2 to start M / G.
  • the second clutch 5 is brought into a slip engagement state, and the first clutch 3 is gradually engaged, whereby the motor / generator 4 is used as a starter motor and the transverse engine 2 is cranked ( M / G start control means).
  • 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, 20 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, in 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.
  • the capacitor discharge current the current 3 is a basic current, and the current 4 is larger than the current 3 as an exception. Therefore, the forced discharge control to the capacitor 23 is discharged from the high-power battery 21 by the selected capacitor discharge current while the discharge command is output.
  • EV mode is an electric vehicle mode in which the first clutch 3 is released, the second clutch 5 is engaged, and only the motor / generator 4 is used as a drive source.
  • HEV mode is a hybrid vehicle mode in which both the clutches 3 and 5 are engaged and the transverse engine 2 and the motor / generator 4 are used as drive sources.
  • starter start in which the horizontal engine 2 is started by the starter motor 1
  • M / G start in which the horizontal engine 2 is started by the motor / generator 4.
  • the M / G torque of the motor / generator 4 can be all directed to EV travel.
  • the motor / generator 4 can be used and the horizontally mounted engine 2 can be started by cranking, so there is no need to use starter start.
  • starter start is used, if the capacitor 23 is kept fully charged in preparation for a starter start request, the internal resistance increases and capacitor deterioration progresses.
  • the capacitor voltage is maintained at a voltage b or less at which deterioration does not proceed, thereby allowing the capacitor 23 Priority can be given to suppressing the progress of deterioration. Therefore, when the EV mode is selected, priority is given to prevention of capacitor deterioration when the operating point is in the M / G starting area A, and priority is given to starter starting only when the operating point is out of the M / G starting area A. .
  • the capacitor charge / discharge control action during EV travel reflecting this will be described.
  • step S1 ⁇ step S2 in the flowchart of FIG. Step S3 ⁇ End is repeated. Further, when the operating point enters the M / G start area A from the starter start area B and the capacitor voltage is higher than the voltage b at which deterioration does not proceed, step S1 ⁇ step S2 ⁇ step S3 ⁇ The process proceeds from step S4 to step S5.
  • step S5 while it is determined in step S5 that the capacitor voltage is higher than the voltage b at which the deterioration does not proceed, the flow from step S4 to step S5 is repeated, and the capacitor forced discharge is performed in step S4. That is, when the operating point enters the M / G starting region A, the capacitor is forcibly discharged. When the operating point exists in the M / G starting region A, the capacitor voltage is maintained at a voltage b or less at which deterioration does not proceed.
  • step S1 when the EV is running and the operating point exists in the starter start region B and the capacitor voltage is equal to or higher than the starter start permission voltage a, step S1 ⁇ step S2 ⁇ step S6 ⁇ The flow to the end is repeated.
  • step S1, step S2, step S6, step The process proceeds from S7 to step S8.
  • step S8 while it is determined in step S8 that the capacitor voltage is less than the starter start permission voltage a, the flow from step S7 to step S8 is repeated, and the capacitor is recharged in step S7. That is, when the operating point enters the starter start region B, the capacitor is recharged.
  • the capacitor voltage is maintained at the starter start permission voltage a or higher.
  • the capacitor voltage is maintained at a voltage b or less at which deterioration does not proceed.
  • a configuration is adopted in which the capacitor voltage is recharged to a starter start permission voltage a or higher (steps S1 to S8 in FIG. 4).
  • the capacitor voltage that is equal to or higher than the starter start permission voltage a is maintained. That is, when it exists in the starter start region B, the capacitor voltage (starter start permission voltage a or higher) giving priority to starter start is maintained. Therefore, when the vehicle is present in the starter start region B during EV travel, the horizontally placed engine 2 can be started in response to the starter start request with good response.
  • the capacitor voltage is forcibly discharged until the starter start permission voltage a becomes higher than the voltage b where deterioration does not proceed. Is adopted (steps S3 to S5 in FIG. 4). That is, from the starter start permission voltage a to the voltage b where the deterioration does not proceed, the gap between the capacitor voltages increases, and it takes a long time to wait until the capacitor voltage decreases due to natural discharge.
  • the capacitor voltage is quickly lowered to a voltage b or less at which the deterioration does not proceed, and the progress of the capacitor deterioration can be further suppressed.
  • 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 capacitor 23 as a power source of the starter motor 1
  • capacitor charge / discharge control means for controlling charge / discharge of the capacitor 23.
  • a control device for a hybrid vehicle comprising: Starter start control means (hybrid control module 81) for starting the starter by cranking the engine (horizontal engine 2) using the starter motor 1 using the capacitor 23 as a power source; M / G start control means (hybrid control module 81) for cranking the engine (horizontal engine 2) and starting M / G using the motor / generator 4 powered by the high-power battery 21; Engine start area map where M / G start area A is the area obtained by subtracting the engine cranking required torque from the EV area based on the maximum motor output torque characteristics with respect to the vehicle speed when the EV mode using motor / generator 4 as the drive source is selected.
  • Engine starting area map setting means FIG.
  • the capacitor charge / discharge control means (hybrid control module 81), when the operating point due to the vehicle speed and the required driving force exists in the M / G start area A, the voltage b at which the deterioration of the capacitor voltage does not proceed.
  • the capacitor voltage is recharged to a starter start permission voltage a or higher (FIG. 4).
  • a starter start permission voltage a or higher FOG. 4
  • the capacitor charge / discharge control means (hybrid control module 81) has a starter start permission voltage a when the operating point based on the vehicle speed and the required driving force exists in the starter start region B that is out of the M / G start region A.
  • the above capacitor voltage is maintained (FIG. 4). For this reason, in addition to the effect of (1), the horizontal engine 2 can be started in response to the starter start request with good response when it exists in the starter start region B during EV traveling.
  • the capacitor charge / discharge control means (hybrid control module 81) deteriorates the capacitor voltage from the starter start permission voltage a or higher when the operating point by the vehicle speed and the required driving force enters the M / G start area A. Is forcibly discharged until the voltage b becomes lower than the voltage b (FIG. 4). For this reason, in addition to the effect of (1) or (2), when the operating point enters the M / G start region A, the capacitor voltage quickly decreases to a voltage b or less at which deterioration does not proceed, and the capacitor deterioration proceeds. Can be further suppressed.
  • 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 charge / discharge control means when the EV mode is selected, when the operating point exists in the M / G start region A, the capacitor voltage is maintained below the voltage b at which deterioration does not proceed, and the operating point is M In the example, the capacitor voltage is recharged up to the starter start permission voltage a or higher when it is out of the / G start region A.
  • the capacitor charge / discharge control means may be an example of maintaining the capacitor voltage of 0V when the operating point is in the M / G start area A when the EV mode is selected. Further, when the operating point deviates from the M / G start area A, the capacitor voltage may be recharged to full charge.
  • Example 1 as an example of the capacitor charge / discharge control means, recharge or forced discharge control is performed using travel mode information and capacitor voltage information.
  • Example 1 shows an example in which the hybrid control module 81 is used as the capacitor charge / discharge control means.
  • the capacitor charge / discharge control means an independent power supply system controller may be used, or an example in which a power supply system capacitor charge / discharge control unit is provided in a controller other than the hybrid control module may be used. .
  • 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 be applied not only to FF plug-in hybrid vehicles but also to FF hybrid vehicles, FR hybrid vehicles, and 4WD hybrid vehicles that do not have a function of externally charging a high-power battery.
  • it can be applied to any hybrid vehicle that includes a capacitor as a starter power source and is capable of starter start and M / G start as an engine start method.

Abstract

　EVモードの選択時、エンジン始動を確保しながら、キャパシタの劣化進行を抑制すること。　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、キャパシタ(２３)と、キャパシタ(２３)の充放電を制御する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、スタータ始動制御とM/G始動制御と充放電制御を行うハイブリッドコントロールモジュール(８１)は、EVモードの選択時、車速と要求駆動力による動作点がM/G始動領域Ａに存在するとき、キャパシタ電圧を劣化が進行しない電圧ｂ以下に維持し、車速と要求駆動力による動作点がM/G始動領域Ａから外れたとき、キャパシタ電圧をスタータ始動許可電圧ａ以上まで再充電する。

Description

ハイブリッド車両の制御装置
　本発明は、キャパシタを電源とするスタータモータを備え、エンジン始動方法として、スタータ始動とM/G始動が可能なハイブリッド車両の制御装置に関する。
　従来、車両非使用時に常に蓄電部の電圧が既定下限電圧と既定保持電圧の間になるように制御し、かつ車両が運転者認証手段により運転者を認識すれば、蓄電部を満充電にする構成とした蓄電装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００８－１４１８５５号公報
　しかしながら、従来装置にあっては、運転者が車両に乗り込んでイグニッションスイッチをオンにすると、運転者の認識に基づいて蓄電部が満充電とされる。このため、イグニッションオン時、スタータモータを用いたエンジン始動は確保されるものの、蓄電部が満充電のままとされるため、蓄電部の内部抵抗が増加し、蓄電部劣化が進行する、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、EVモードの選択時、エンジン始動を確保しながら、キャパシタの劣化進行を抑制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/ジェネレータを有する。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、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充放電制御手段と、を備える。
このハイブリッド車両の制御装置において、スタータ始動制御手段と、M/G始動制御手段と、エンジン始動領域マップ設定手段と、を設ける。
前記スタータ始動制御手段は、前記キャパシタを電源とするスタータモータを用い、前記エンジンをクランキングしてスタータ始動する。
前記M/G始動制御手段は、前記強電バッテリを電源とするモータ/ジェネレータを用い、前記エンジンをクランキングしてM/G始動する。
前記エンジン始動領域マップ設定手段は、前記モータ/ジェネレータを駆動源とするEVモードの選択時、車速に対する最大モータ出力トルク特性によるEV領域からエンジンクランキング必要分トルクを差し引いた領域をM/G始動領域とするエンジン始動領域マップを設定する。
前記キャパシタ充放電制御手段は、EVモードの選択時、車速と要求駆動力による動作点が前記M/G始動領域に存在するとき、キャパシタ電圧を劣化が進行しない電圧以下に維持し、車速と要求駆動力による動作点が前記M/G始動領域から外れたとき、キャパシタ電圧をスタータ始動許可電圧以上まで再充電する。
　よって、EVモードの選択時、車速と要求駆動力による動作点がM/G始動領域に存在するとき、キャパシタ電圧が、劣化が進行しない電圧以下に維持される。そして、車速と要求駆動力による動作点がM/G始動領域から外れたとき、キャパシタ電圧が、スタータ始動許可電圧以上まで再充電される。
すなわち、キャパシタを電源とするスタータ始動によって、M/Gトルクを全てEV走行に振り向けることができる。しかし、M/G始動領域では、モータ/ジェネレータを用い、エンジンをクランキングできるので、スタータ始動を用いる必要が無い。このため、車速と要求駆動力による動作点がM/G始動領域から外れてスタータ始動領域に入らない限り、キャパシタ電圧を、劣化が進行しない電圧以下に維持しておくことで、キャパシタの劣化進行を抑えることを優先できる。
よって、EVモードの選択時、動作点がM/G始動領域に存在するとき、キャパシタ電圧を劣化が進行しない電圧以下に維持し、動作点がM/G始動領域から外れたとき、キャパシタ電圧をスタータ始動許可電圧以上まで再充電する。
この結果、EVモードの選択時、エンジン始動を確保しながら、キャパシタの劣化進行を抑制することができる。
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充放電制御処理の流れを示すフローチャートである。 車速軸と要求駆動力軸によるEV領域をM/G始動領域とスタータ始動領域に分けたエンジン始動領域マップを示すマップ図である。
　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」、「キャパシタ充放電制御の詳細構成」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、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、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を介して急速外部充電ポート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とを介して普通外部充電ポート３５が接続される。充電器３３は、AC/DC変換や電圧変換を行う。急速外部充電時には、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、急速外部充電ポート３２に接続することで外部充電される（急速外部充電）。普通外部充電時には、例えば、家庭用電源からのコネクタプラグを、普通外部充電ポート３５に接続することで外部充電される（普通外部充電）。
　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（スイッチング素子とチョークコイルとコンデンサとダイオードの組み合わせ回路）により構成される。このキャパシタ充電回路４１は、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。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を切り離したり接続したりするスイッチ機能を持つ。DC/DCコンバータ５２は、入力された直流をスイッチング素子によってパルス電流に細分し、それらを繋ぎ合わせて必要な電圧の直流出力を得ることで、１２Ｖ直流を１３．５Ｖ直流に変換する機能とキャパシタ充電電流を切り替える機能を持つ。
　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モードのときの閾値と、CSモード→CDモードのときの閾値との間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（実施例１）。
(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。
　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。
　［キャパシタ充放電制御の詳細構成］
　図４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充放電制御処理流れを示す（キャパシタ充放電制御手段）。以下、キャパシタ充放電制御処理構成をあらわす図４の各ステップについて説明する。
　ステップＳ１では、モータ/ジェネレータ４を駆動源とするEVモードが選択されるEV走行であるか否かを判断する。Yes（EV走行）の場合はステップＳ２へ進み、No（HEV走行）の場合は終了へ進む。
　ステップＳ２では、ステップＳ１でのEV走行であるとの判断に続き、図５に示すエンジン始動領域マップを検索し、車速と要求駆動力（例えば、アクセル開度）による動作点が、エンジン始動領域マップ上でM/G始動領域Ａに存在しているか否かを判断する。Yes（M/G始動領域Ａに存在）の場合はステップＳ３へ進み、No（スタータ始動領域Ｂに存在）の場合はステップＳ６へ進む。
ここで、エンジン始動領域マップは、図５に示すように、車速に対する最大モータ出力トルク特性によるEV領域からエンジンクランキング必要分トルクを差し引いた領域をM/G始動領域Ａとして設定している。そして、車速に対する最大モータ出力トルク特性によるEV領域は、本来、全域がスタータ始動領域であるが、M/G始動領域を設定したことに伴いEV領域からM/G始動領域Ａを差し引いた領域を、スタータ始動領域Ｂとして設定している（エンジン始動領域マップ設定手段）。
　ステップＳ３では、ステップＳ２でのM/G始動領域Ａに存在しているとの判断に続き、キャパシタ電圧が、劣化が進行しない電圧ｂ以下であるか否かを判断する。Yes（キャパシタ電圧≦電圧ｂ）の場合は終了へ進み、No（キャパシタ電圧＞電圧ｂ）の場合はステップＳ４へ進む。
ここで、「劣化が進行しない電圧ｂ」としては、キャパシタ２３の１セルあたり１Ｖ以下であれば劣化が進行しないことがわかったので、例えば、６セルを直列した場合、内部抵抗の増加による劣化の進行が抑えられる6.0Ｖに設定される。
　ステップＳ４では、ステップＳ３又はステップＳ５でのキャパシタ電圧＞電圧ｂであるとの判断に続き、強制放電用スイッチ４８を閉じてキャパシタ２３を強制放電し、ステップＳ５へ進む。
ここで、キャパシタ強制放電は、例えば、通常の放電電流である電流３により行われる。
　ステップＳ５では、ステップＳ４でのキャパシタ強制放電に続き、キャパシタ電圧が、劣化が進行しない電圧ｂ以下であるか否かを判断する。Yes（キャパシタ電圧≦電圧ｂ）の場合は終了へ進み、No（キャパシタ電圧＞電圧ｂ）の場合はステップＳ４へ戻る。
ここで、「劣化が進行しない電圧ｂ」は、ステップＳ３と同じ電圧値が用いられる。
　ステップＳ６では、ステップＳ２でのスタータ始動領域Ｂに存在しているとの判断に続き、キャパシタ電圧が、スタータ始動許可電圧ａ以上であるか否かを判断する。Yes（キャパシタ電圧≧スタータ始動許可電圧ａ）の場合は終了へ進み、No（キャパシタ電圧＜スタータ始動許可電圧ａ）の場合はステップＳ７へ進む。
ここで、「スタータ始動許可電圧ａ」は、例えば、実施例１の満充電でキャパシタ電圧が13.5Ｖのキャパシタ２３の場合、スタータ始動の所要時間が目標時間内になる12.5Ｖ程度に設定される。
　ステップＳ７では、ステップＳ６又はステップＳ８でのキャパシタ電圧＜スタータ始動許可電圧ａであるとの判断に続き、充電電流として、キャパシタ劣化を抑える通常の電流１（例えば、15A）を選択し、電流１によるキャパシタ２３の再充電を行い、ステップＳ８へ進む。
　ステップＳ８では、ステップＳ７でのキャパシタ再充電に続き、キャパシタ電圧が、スタータ始動許可電圧ａ以上であるか否かを判断する。Yes（キャパシタ電圧≧スタータ始動許可電圧ａ）の場合は終了へ進み、No（キャパシタ電圧＜スタータ始動許可電圧ａ）の場合はステップＳ７へ戻る。
ここで、「スタータ始動許可電圧ａ」は、ステップＳ６と同じ値を用いる。
　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］、［EV走行時のキャパシタ充放電制御作用］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。このため、スタータ始動時に半導体リレー５１を開いておくことで、車両補機類の電圧が急に低下する電圧瞬低を防止できる。加えて、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（スタータ始動制御手段）。
なお、横置きエンジン２の始動には、強電バッテリ２１を電源とするモータ/ジェネレータ４を用い、横置きエンジン２をクランキングしてM/G始動する制御がある。このM/G始動制御では、第２クラッチ５をスリップ締結状態とし、第１クラッチ３を徐々に締結していくことで、モータ/ジェネレータ４をスタータモータとし、横置きエンジン２をクランキングする（M/G始動制御手段）。
　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、20A）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。なお、キャパシタ放電電流としては、電流３を基本電流とし、例外として、電流３より大きい電流４を有する。
したがって、キャパシタ２３への強制放電制御は、放電指令が出力されている間、強電バッテリ２１から、選択されているキャパシタ放電電流により放電する。
　［EV走行時のキャパシタ充放電制御作用］
　上記のように、１モータ・２クラッチの駆動システムの場合、駆動モードとして「EVモード」と「HEVモード」の何れかが選択される。「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る。一方、「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る。
　そして、「EVモード」から「HEVモード」へモード遷移するとき、過渡期において、横置きエンジン２を始動される。このエンジン始動の方法として、上記のように、スタータモータ１により横置きエンジン２を始動させる「スタータ始動」と、モータ/ジェネレータ４により横置きエンジン２を始動させる「M/G始動」と、の２つの方法がある。
　そこで、駆動モードとしてEVモードとHEVモードの何れかが選択されるハイブリッド車両の特徴である駆動モード情報とエンジン始動情報を用い、EVモードの選択時にキャパシタ充電量（＝キャパシタ電圧）を管理するのが、実施例１のキャパシタ充放電制御である。
　すなわち、キャパシタ２３を電源とするスタータ始動によって、モータ/ジェネレータ４のM/Gトルクを、全てEV走行に振り向けることができる。しかし、M/G始動が可能な領域では、モータ/ジェネレータ４を用い、横置きエンジン２をクランキングにより始動できるので、スタータ始動を用いる必要が無い。そして、スタータ始動を用いる場合、スタータ始動要求に備えてキャパシタ２３の満充電状態を維持し続けると、内部抵抗が増大し、キャパシタ劣化が進行する。
　そこで、車速と要求駆動力による動作点がM/G始動領域Ａから外れてスタータ始動領域Ｂに入らない限り、キャパシタ電圧を、劣化が進行しない電圧ｂ以下に維持しておくことで、キャパシタ２３の劣化進行を抑えることを優先できる。したがって、EVモードの選択時、動作点がM/G始動領域Ａに存在するとき、キャパシタ劣化防止を優先し、動作点がM/G始動領域Ａから外れたときに限り、スタータ始動を優先する。以下、図４に基づき、これを反映して行われるEV走行時のキャパシタ充放電制御作用を説明する。
　まず、EV走行時であって、動作点がM/G始動領域Ａに存在し、かつ、キャパシタ電圧が、劣化が進行しない電圧ｂ以下であるときには、図４のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→終了へと進む流れが繰り返される。また、動作点がスタータ始動領域ＢからM/G始動領域Ａに入ってきて、キャパシタ電圧が、劣化が進行しない電圧ｂより高いときには、図４のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５へと進む。そして、ステップＳ５にてキャパシタ電圧が、劣化が進行しない電圧ｂより高いと判断されている間、ステップＳ４→ステップＳ５へと進む流れが繰り返され、ステップＳ４にてキャパシタ強制放電が行われる。すなわち、動作点がM/G始動領域Ａに入ってきたらキャパシタ強制放電され、動作点がM/G始動領域Ａに存在するときには、キャパシタ電圧が、劣化が進行しない電圧ｂ以下に維持される。
　一方、EV走行時であって、動作点がスタータ始動領域Ｂに存在し、かつ、キャパシタ電圧がスタータ始動許可電圧ａ以上であるときには、図４のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ６→終了へと進む流れが繰り返される。また、動作点がM/G始動領域Ａからスタータ始動領域Ｂに入ってきて、キャパシタ電圧がスタータ始動許可電圧ａ未満であるときには、図４のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ６→ステップＳ７→ステップＳ８へと進む。そして、ステップＳ８にてキャパシタ電圧がスタータ始動許可電圧ａ未満と判断されている間、ステップＳ７→ステップＳ８へと進む流れが繰り返され、ステップＳ７にてキャパシタ再充電が行われる。すなわち、動作点がスタータ始動領域Ｂに入ってきたらキャパシタ再充電され、動作点がスタータ始動領域Ｂに存在するときには、キャパシタ電圧が、スタータ始動許可電圧ａ以上に維持される。
　上記のように、実施例１では、EVモードの選択時、車速と要求駆動力による動作点がM/G始動領域Ａに存在するとき、キャパシタ電圧を劣化が進行しない電圧ｂ以下に維持し、車速と要求駆動力による動作点がM/G始動領域Ａから外れたとき、キャパシタ電圧をスタータ始動許可電圧ａ以上まで再充電する構成を採用している（図４のステップＳ１～ステップＳ８）。
すなわち、EVモードの選択時、動作点がM/G始動領域Ａに存在するとき、劣化防止を優先し、動作点がM/G始動領域から外れたとき、素早くスタータ始動に備えるスタータ始動を優先するようにしている。
この結果、EVモードの選択時、M/G始動又はスタータ始動によるエンジン始動を確保しながら、キャパシタ２３の劣化進行を抑制することができる。
　実施例１では、車速と要求駆動力による動作点がM/G始動領域Ａから外れたスタータ始動領域Ｂに存在するとき、スタータ始動許可電圧ａ以上のキャパシタ電圧を維持する構成を採用している（図４のステップＳ６～ステップＳ８）。
すなわち、スタータ始動領域Ｂに存在するときには、スタータ始動を優先するキャパシタ電圧（スタータ始動許可電圧ａ以上）を維持している。
したがって、EV走行中にスタータ始動領域Ｂに存在するとき、スタータ始動要求に応答良く対応して横置きエンジン２を始動することができる。
　実施例１では、車速と要求駆動力による動作点がM/G始動領域Ａへ入ったとき、キャパシタ電圧を、スタータ始動許可電圧ａ以上から劣化が進行しない電圧ｂ以下になるまで強制放電する構成を採用している（図４のステップＳ３～Ｓ５）。
すなわち、スタータ始動許可電圧ａ以上から劣化が進行しない電圧ｂ以下までは、キャパシタ電圧の乖離幅が大きくなり、自然放電によりキャパシタ電圧が低下するまで待つと長時間を要する。
これに対し、動作点がM/G始動領域Ａへ入ったことで、キャパシタ電圧を、スタータ始動許可電圧ａ以上から劣化が進行しない電圧ｂ以下まで低下させる際、強制放電を用いた。このため、キャパシタ電圧が、劣化が進行しない電圧ｂ以下まで早期に低下し、キャパシタ劣化の進行をより抑えることができる。
　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、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充放電制御手段（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、
　前記キャパシタ２３を電源とするスタータモータ１を用い、前記エンジン（横置きエンジン２）をクランキングしてスタータ始動するスタータ始動制御手段（ハイブリッドコントロールモジュール８１）と、
　前記強電バッテリ２１を電源とするモータ/ジェネレータ４を用い、前記エンジン（横置きエンジン２）をクランキングしてM/G始動するM/G始動制御手段（ハイブリッドコントロールモジュール８１）と、
　前記モータ/ジェネレータ４を駆動源とするEVモードの選択時、車速に対する最大モータ出力トルク特性によるEV領域からエンジンクランキング必要分トルクを差し引いた領域をM/G始動領域Ａとするエンジン始動領域マップを設定するエンジン始動領域マップ設定手段（図５）と、を設け、
　前記キャパシタ充放電制御手段（ハイブリッドコントロールモジュール８１）は、EVモードの選択時、車速と要求駆動力による動作点が前記M/G始動領域Ａに存在するとき、キャパシタ電圧を劣化が進行しない電圧ｂ以下に維持し、車速と要求駆動力による動作点が前記M/G始動領域Ａから外れたとき、キャパシタ電圧をスタータ始動許可電圧ａ以上まで再充電する（図４）。
  このため、EVモードの選択時、横置きエンジン２のエンジン始動を確保しながら、キャパシタ２３の劣化進行を抑制することができる。加えて、必要なときにだけキャパシタ２３を充電するため、１２Ｖ系電源の充放電バランスに余裕ができる。
　(2) 前記キャパシタ充放電制御手段（ハイブリッドコントロールモジュール８１）は、車速と要求駆動力による動作点が前記M/G始動領域Ａから外れたスタータ始動領域Ｂに存在するとき、スタータ始動許可電圧ａ以上のキャパシタ電圧を維持する（図４）。
  このため、(1)の効果に加え、EV走行中にスタータ始動領域Ｂに存在するとき、スタータ始動要求に応答良く対応して横置きエンジン２を始動することができる。
　(3) 前記キャパシタ充放電制御手段（ハイブリッドコントロールモジュール８１）は、車速と要求駆動力による動作点が前記M/G始動領域Ａへ入ったとき、キャパシタ電圧を、スタータ始動許可電圧ａ以上から劣化が進行しない電圧ｂ以下になるまで強制放電する（図４）。
  このため、(1)又は(2)の効果に加え、動作点がM/G始動領域Ａへ入ったとき、キャパシタ電圧が、劣化が進行しない電圧ｂ以下まで早期に低下し、キャパシタ劣化の進行をより抑えることができる。
　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、キャパシタ充放電制御手段として、EVモードの選択時、動作点がM/G始動領域Ａに存在するとき、キャパシタ電圧を劣化が進行しない電圧ｂ以下に維持し、動作点がM/G始動領域Ａから外れたとき、キャパシタ電圧をスタータ始動許可電圧ａ以上まで再充電する例を示した。しかし、キャパシタ充放電制御手段としては、EVモードの選択時、動作点がM/G始動領域Ａに存在するとき、０Ｖのキャパシタ電圧を維持する例としても良い。また、動作点がM/G始動領域Ａから外れたとき、キャパシタ電圧を、満充電まで再充電する例としても良い。
　実施例１では、キャパシタ充放電制御手段として、走行モード情報とキャパシタ電圧情報を用いて再充電や強制放電の制御を行う例を示した。しかし、キャパシタ充放電制御手段としては、キャパシタ電圧情報の代わりにキャパシタ容量情報を用いて再充電や強制放電の制御を行う例としても良い。つまり、キャパシタ容量をＱ、静電容量をＣ、キャパシタ電圧をＶとすると、Ｑ＝Ｃ・Ｖであらわされ、静電容量Ｃが一定であると、キャパシタ容量Ｑは、キャパシタ電圧Ｖに比例することで、キャパシタ電圧情報の代わりにキャパシタ容量情報を用いても等価制御になる。
　実施例１では、キャパシタ充放電制御手段として、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、キャパシタ充放電制御手段としては、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、電源系のキャパシタ充放電制御部を設けるような例としても良い。
　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、ＦＦプラグインハイブリッド車両に限らず、強電バッテリへの外部充電機能を持たないＦＦハイブリッド車両や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、スタータ電源としてキャパシタを備え、エンジン始動方法として、スタータ始動とM/G始動が可能な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３日に日本国特許庁に出願された特願２０１３－１１７１８３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 (3)

  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、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充放電制御手段と、を備えるハイブリッド車両の制御装置において、
    　前記キャパシタを電源とするスタータモータを用い、前記エンジンをクランキングしてスタータ始動するスタータ始動制御手段と、
    　前記強電バッテリを電源とするモータ/ジェネレータを用い、前記エンジンをクランキングしてM/G始動するM/G始動制御手段と、
    　前記モータ/ジェネレータを駆動源とするEVモードの選択時、車速に対する最大モータ出力トルク特性によるEV領域からエンジンクランキング必要分トルクを差し引いた領域をM/G始動領域とするエンジン始動領域マップを設定するエンジン始動領域マップ設定手段と、を設け、
    　前記キャパシタ充放電制御手段は、EVモードの選択時、車速と要求駆動力による動作点が前記M/G始動領域に存在するとき、キャパシタ電圧を劣化が進行しない電圧以下に維持し、車速と要求駆動力による動作点が前記M/G始動領域から外れたとき、キャパシタ電圧をスタータ始動許可電圧以上まで再充電する
    　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、
    　前記キャパシタ充放電制御手段は、車速と要求駆動力による動作点が前記M/G始動領域から外れたスタータ始動領域に存在するとき、スタータ始動許可電圧以上のキャパシタ電圧を維持する
    　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１又は２に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
    　前記キャパシタ充放電制御手段は、車速と要求駆動力による動作点が前記M/G始動領域へ入ったとき、キャパシタ電圧を、スタータ始動許可電圧以上から劣化が進行しない電圧以下になるまで強制放電する
    　ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
PCT/JP2014/058510 2013-06-03 2014-03-26 ハイブリッド車両の制御装置 WO2014196244A1 (ja)

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