| 【発明の名称】 |
ハイブリッド車両の制御装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】漆原 圭輔
【氏名】我妻 栄治
【氏名】加藤 武士
【氏名】落合 志信
【氏名】菊地 美徳
【氏名】鶴見 隆史
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| 【要約】 |
【課題】高圧部品の部品点数を削減して装置の構成を単純化して装置の構成に要する費用を削減すると共に、補機類駆動用の蓄電装置の劣化状態を把握する。
【解決手段】補助バッテリ１９の電力供給によりスタータモータ１５を駆動してエンジン１１を始動する（ステップＳ１１）。エンジン１１の出力によってモータジェネレータ１２を昇圧駆動して交流電力を発生させ、ブリッジ回路１６ａにて直流電力に変換して、平滑コンデンサＣを充電する（ステップＳ１２）。インバータ１６の端子間電圧ＶＰとメインバッテリ１７の蓄電電圧ＶＢとの電圧差が所定の電圧差＃ΔＶ以下の場合に、モータジェネレータ１２またはブリッジ回路１６ａの作動を停止して（ステップＳ１７）、メインコンタクタ２５を「ＯＮ」とする（ステップＳ１８）。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 車両の駆動軸を駆動して推進力を出力するエンジンと、車両の運転状態に応じて、前記駆動軸を回転駆動させると共に、車両の減速時の回生作動による回生エネルギー及び前記エンジンの出力による発電エネルギーを発生する発電電動機と、前記発電エネルギー及び前記回生エネルギーを蓄電すると共に前記発電電動機に電気エネルギーを供給する第１の蓄電装置と、前記第１の蓄電装置から前記発電電動機へ供給される前記電気エネルギーの供給量を調整するインバータと、前記第１の蓄電装置の前記電気エネルギーを降圧する降圧装置と、前記降圧装置にて降圧された前記電気エネルギーを蓄電してエンジン始動装置に供給する第２の蓄電装置と、エンジン始動時に前記エンジン始動装置により前記エンジンを回転駆動して、この回転駆動時に前記発電電動機を前記インバータにより昇圧駆動して、この昇圧駆動により発生する前記発電エネルギーを前記第１の蓄電装置と前記インバータとの間に並列接続された平滑コンデンサに充電する始動制御手段とを備えたことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】 前記平滑コンデンサの端子電圧を検出する端子電圧検出手段と、前記第１の蓄電装置と前記平滑コンデンサとの接続を開閉する開閉手段と、前記エンジン始動の開始時は前記開閉手段を開状態とし、前記端子電圧が所定値以上のときに前記開閉手段を閉状態とする開閉制御手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】 前記第１の蓄電装置の蓄電電圧を検出する蓄電電圧検出手段と、前記平滑コンデンサの端子電圧を検出する端子電圧検出手段と、前記第１の蓄電装置と前記平滑コンデンサとの接続を開閉する開閉手段と、前記エンジン始動の開始時は前記開閉手段を開状態とし、前記蓄電電圧と前記端子電圧との差が所定値以下の時に前記開閉手段を閉状態とする開閉制御手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】 前記端子電圧が前記蓄電電圧よりも高く、前記蓄電電圧と前記端子電圧との差が所定の値を超えるときに前記インバータを駆動するインバータ駆動手段を備えたことを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項５】 前記端子電圧が前記蓄電電圧よりも高く、前記蓄電電圧と前記端子電圧との差が所定の電圧差を超えるときに前記降圧装置を動作させ、前記平滑コンデンサに充電された余剰電力を前記第２の蓄電装置に充電する充電手段を備えたことを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド車両の制御装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジン及びモータ駆動によるハイブリッド車両の制御装置に係り、特に、車両の始動時における通電動作を制御する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５は、従来技術の一例に係るハイブリッド車両の制御装置１の構成図である。このハイブリッド車両の制御装置１は、車両の推進力を出力するエンジン２と、エンジン２の始動や車両の運転状態に応じてエンジン２の出力を補助すると共に、車両の減速時の回生作動による回生エネルギーおよびエンジン２の出力による発電エネルギーを発生するモータ３と、平滑コンデンサ４ａを備えたインバータ４を介してモータ３と電気エネルギーの授受を行う高圧系のメインバッテリ５と、ＤＣ−ＤＣコンバータ６を介してメインバッテリ５に接続され、各種補機類を駆動する補助バッテリ７と、補助バッテリ７に接続され、例えば緊急時や極低温時等にエンジン２を始動するスタータモータ８と、メインバッテリ５の出力側に設けられたプリチャージ部９とを備えて構成されている。プリチャージ部９は、メインコンタクタ９ａと、メインコンタクタ９ａに対して並列に接続されたプリチャージ抵抗９ｂおよびプリチャージコンタクタ９ｃとを備えており、メインバッテリ５からモータ３等の電気的負荷へ供給される電流が大きいときには、メインコンタクタ９ａを解放すると共にプリチャージコンタクタ９ｃを閉じてプリチャージ抵抗９ｂを介して電流が流れるように制御されている。
【０００３】次に、このハイブリッド車両の制御装置１の動作について添付図面を参照しながら説明する。図６は図５に示すハイブリッド車両の制御装置１の動作を示すフローチャートである。先ず、車両の始動時において、エンジン２に直結したモータ３を駆動してエンジン２を始動するために、メインスイッチ５ａを「ＯＮ」にする。このとき、図６に示すステップＳ１において、プリチャージ部９のメインコンタクタ９ａを開放した状態でプリチャージコンタクタ９ｃを「ＯＮ」にする。次に、ステップＳ２においては、メインバッテリ５の蓄電電圧ＶＢとインバータ４の平滑コンデンサ４ａの端子間電圧ＶＰとの電圧差の絶対値｜ＶＢ−ＶＰ｜が、所定の値ΔＶ１を超えたか否かを判定する。この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２に進み、判定を繰り返し、一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ３に進む。
【０００４】ステップＳ３においては、プリチャージ部９のメインコンタクタ９ａを「ＯＮ」にする。そして、ステップＳ４においては、プリチャージコンタクタ９ｃを「ＯＦＦ」にして、一連の処理を終了する。すなわち、インバータ４の起動時等のようにメインバッテリ５の蓄電電圧ＶＢと平滑コンデンサ４ａの端子間電圧ＶＰとの電圧差が大きいときには、プリチャージ抵抗９ｂを介して平滑コンデンサ４ａを徐々に充電し、充電が完了した状態でメインコンタクタ９ａを「ＯＮ」にしてメインバッテリ５から直接に通電を行うことで、過大な突入電流が流れることを抑制している。これにより、例えばメインコンタクタ９ａの接点が溶着したり、平滑コンデンサ４ａが損傷することを防止している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従来技術に係るハイブリッド車両の制御装置１において、メインコンタクタ９ａを「ＯＮ」にしたときに流れる過大な突入電流は、例えば数百アンペア程度にも達する場合があり、このような大電流に対応したプリチャージ抵抗９ｂおよびプリチャージコンタクタ９ｃを備えてプリチャージ部９を構成すると費用が嵩むという問題が生じる。しかも、大電流に対応することでプリチャージ抵抗９ｂおよびプリチャージコンタクタ９ｃの重量も増大することから、装置の軽量化および小型化が困難になるという問題が生じる。
【０００６】また、車両の運転状態に応じてエンジン２の出力を補助するモータ３によってエンジン２を始動するハイブリッド車両１においては、モータ３をメインバッテリ５を電源として起動させるため、例えば車両の始動開始時に、車両の乗員がエンジンの始動の様子から補助バッテリ７の劣化状態を把握することができなかった。本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、通電開始時のプリチャージ動作に係る高圧部品の部品点数を削減することで装置の構成を単純化して、軽量化かつ小型化に資することができ、装置の構成に要する費用を削減することができると共に、補機類駆動用の蓄電装置の劣化状態を把握することが可能な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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の本発明のハイブリッド車両の制御装置は、車両の駆動軸を駆動して推進力を出力するエンジン（例えば、後述する実施の形態におけるエンジン１１）と、車両の運転状態に応じて、前記駆動軸を回転駆動させると共に、車両の減速時の回生作動による回生エネルギー及び前記エンジンの出力による発電エネルギーを発生する発電電動機（例えば、後述する実施の形態におけるモータジェネレータ１２）と、前記発電エネルギー及び前記回生エネルギーを蓄電すると共に前記発電電動機に電気エネルギーを供給する第１の蓄電装置（例えば、後述する実施の形態におけるメインバッテリ１７）と、前記第１の蓄電装置から前記発電電動機へ供給される前記電気エネルギーの供給量を調整するインバータ（例えば、後述する実施の形態におけるブリッジ回路１６ａ）と、前記第１の蓄電装置の前記電気エネルギーを降圧する降圧装置（例えば、後述する実施の形態におけるＤＣ−ＤＣコンバータ１８）と、前記降圧装置にて降圧された前記電気エネルギーを蓄電してエンジン始動装置（例えば、後述する実施の形態におけるスタータモータ１５）に供給する第２の蓄電装置（例えば、後述する実施の形態における補助バッテリ１９）と、エンジン始動時に前記エンジン始動装置により前記エンジンを回転駆動して、この回転駆動時に前記発電電動機を前記インバータにより昇圧駆動して、この昇圧駆動により発生する前記発電エネルギーを前記第１の蓄電装置と前記インバータとの間に並列接続された平滑コンデンサ（例えば、後述する実施の形態における平滑コンデンサＣ）に充電する始動制御手段（例えば、後述する実施の形態におけるステップＳ１２）とを備えたことを特徴としている。
【０００８】上記構成のハイブリッド車両の制御装置によれば、車両のエンジン始動時に、先ず、第２の蓄電装置から電力供給を受ける例えばスタータモータ等のエンジン始動装置によってエンジンを始動する。そして、このエンジンの出力によって、車両の走行時にはエンジンの出力を補助可能な発電電動機を昇圧駆動して、この昇圧駆動により発生する発電エネルギーを、インバータを介して平滑コンデンサに充電する。これにより、発電電動機を円滑に駆動するために設けられた平滑コンデンサに対して、例えば車両のイグニッションを「ＯＮ」にしたときに、平滑コンデンサの電圧がゼロに近いような低い値であっても、インバータを介して徐々に充電することができ、過大な突入電流が流れることを防止して、平滑コンデンサが損傷することを防ぐことができる。しかも、第１の蓄電装置から電力供給を受け、車両の走行時にはエンジンの出力を補助可能な発電電動機によってエンジンの始動を行う場合に比べて、第２の蓄電装置から電力供給を受けるエンジン始動装置によってエンジンを始動することから、車両の乗員はエンジン始動時の様子から、第２の蓄電装置の劣化状態を把握することができる。
【０００９】さらに、請求項２に記載の本発明のハイブリッド車両の制御装置は、前記平滑コンデンサの端子電圧（例えば、後述する実施の形態における端子間電圧ＶＰ）を検出する端子電圧検出手段（例えば、後述する実施の形態におけるインバータ電圧検出器２３）と、前記第１の蓄電装置と前記平滑コンデンサとの接続を開閉する開閉手段（例えば、後述する実施の形態におけるメインコンタクタ２５）と、前記エンジン始動の開始時は前記開閉手段を開状態とし、前記端子電圧が所定値以上のときに前記開閉手段を閉状態とする開閉制御手段（例えば、後述する実施の形態におけるステップＳ１８）とを備えたことを特徴としている。
【００１０】上記構成のハイブリッド車両の制御装置によれば、エンジン始動の開始時は、例えばコンタクタ等をなす開閉手段を開状態としておくことで、第１の蓄電装置から平滑コンデンサに電流が流れることを禁止する。そして、発電電動機の昇圧駆動により発生する発電エネルギーによってインバータを介して徐々に平滑コンデンサを充電して、この平滑コンデンサの端子電圧が所定値以上となったときに開閉手段を閉状態とすることで、過大な突入電流が流れることを防止して、平滑コンデンサが損傷することを防ぐことができる。
【００１１】さらに、請求項３に記載の本発明のハイブリッド車両の制御装置は、前記第１の蓄電装置の蓄電電圧（例えば、後述する実施の形態における蓄電電圧ＶＢ）を検出する蓄電電圧検出手段（例えば、後述する実施の形態における蓄電電圧検出器２２）と、前記平滑コンデンサの端子電圧（例えば、後述する実施の形態における端子間電圧ＶＰ）を検出する端子電圧検出手段（例えば、後述する実施の形態におけるインバータ電圧検出器２３）と、前記第１の蓄電装置と前記平滑コンデンサとの接続を開閉する開閉手段（例えば、後述する実施の形態におけるメインコンタクタ２５）と、前記エンジン始動の開始時は前記開閉手段を開状態とし、前記蓄電電圧と前記端子電圧との差が所定値（例えば、後述する実施の形態における電圧差＃ΔＶ）以下の時に前記開閉手段を閉状態とする開閉制御手段（例えば、後述する実施の形態におけるステップＳ１８）とを備えたことを特徴としている。
【００１２】上記構成のハイブリッド車両の制御装置によれば、エンジン始動の開始時は、例えばコンタクタ等をなす開閉手段を開状態としておくことで、第１の蓄電装置から平滑コンデンサに電流が流れることを禁止する。そして、発電電動機の昇圧駆動により発生する発電エネルギーによってインバータを介して徐々に平滑コンデンサを充電して、この平滑コンデンサの端子電圧と、第１の蓄電装置の蓄電電圧との差が所定値以下となったときに開閉手段を閉状態とする。これにより、平滑コンデンサの端子電圧と第１の蓄電装置の蓄電電圧との電圧差に基づいて過大な突入電流が流れることを防止して、例えばコンタクタ等をなす開閉手段の接点が溶着したり、平滑コンデンサが損傷することを防ぐことができる。
【００１３】さらに、請求項４に記載の本発明のハイブリッド車両の制御装置は、前記端子電圧が前記蓄電電圧よりも高く、前記蓄電電圧と前記端子電圧との差が所定の値（例えば、後述する実施の形態における電圧差＃ΔＶ）を超えるときに前記インバータを駆動するインバータ駆動手段（例えば、後述する実施の形態におけるステップＳ１５）を備えたことを特徴としている。
【００１４】上記構成のハイブリッド車両の制御装置によれば、例えば発電電動機の昇圧駆動により発生する発電エネルギーによってインバータを介して徐々に平滑コンデンサを充電した際等に、平滑コンデンサの端子電圧が第１の蓄電装置の蓄電電圧よりも所定の値を超える程度まで過剰に充電された場合であっても、インバータを駆動することで、端子電圧と蓄電電圧の電圧差を所定値以内に調整することができる。また、過剰に充電された余剰電力を発電電動機の回転駆動に利用することができ、例えばエンジン始動装置によるエンジンの駆動を補助することも可能となる。
【００１５】さらに、請求項５に記載の本発明のハイブリッド車両の制御装置は、前記端子電圧が前記蓄電電圧よりも高く、前記蓄電電圧と前記端子電圧との差が所定の電圧差（例えば、後述する実施の形態における電圧差＃ΔＶ）を超えるときに前記降圧装置を動作させ、前記平滑コンデンサに充電された余剰電力を前記第２の蓄電装置に充電する充電手段（例えば、後述する実施の形態におけるステップＳ１５）を備えたことを特徴としている。
【００１６】上記構成のハイブリッド車両の制御装置によれば、例えば発電電動機の昇圧駆動により発生する発電エネルギーによってインバータを介して徐々に平滑コンデンサを充電した際等に、平滑コンデンサの端子電圧が第１の蓄電装置の蓄電電圧よりも所定の電圧差を超える程度まで過剰に充電された場合であっても、降圧装置を動作させて端子電圧と蓄電電圧の電圧差を所定値以内に調整することができる。また、過剰に充電された余剰電力を降圧装置を介して第２の蓄電装置を充電することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明のハイブリッド車両の制御装置の一実施形態について添付図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置１０の構成図である。本実施の形態によるハイブリッド車両の制御装置１０は、エンジン１１と、モータジェネレータ１２と、変速機１３と、車輪１４と、スタータモータ１５と、インバータ１６と、メインバッテリ１７と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１８と、補助バッテリ１９と、ＥＣＵ（電子制御装置）２０と、記憶装置２１と、蓄電電圧検出器２２と、インバータ電圧検出器２３と、回転角センサ２４と、メインコンタクタ２５とを備えて構成されている。
【００１８】このハイブリッド車両の制御装置１０では、車両の推進力を出力するエンジン１１の出力軸（図示略）はモータジェネレータ（発電電動機）１２の回転軸（図示略）と接続されており、モータジェネレータ１２の回転軸は変速機１３を介して駆動輪たる車輪１４に接続されている。これにより、エンジン１１及びモータジェネレータ１２の両方の駆動力は、変速機１３を介して駆動輪に伝達される。また、車両の減速時に駆動輪側からモータジェネレータ１２に駆動力が伝達されると、モータジェネレータ１２は発電機として機能していわゆる回生制動力を発生し、車体の運動エネルギーを電気エネルギー（回生エネルギー）として回収する。さらに、エンジン１１の出力がモータジェネレータ１２の回転軸に伝達された場合にもモータジェネレータ１２は発電機として機能して発電エネルギーを発生する。
【００１９】また、エンジン１１には、始動用のスタータモータ１５が備えられており、エンジン始動の際には、補助バッテリ１９から電力供給されたスタータモータ１５によってエンジン１１の出力軸が回転させられる。このとき、燃料供給とプラグ点火の動作が行われることでエンジン１１が始動される。
【００２０】モータジェネレータ１２の駆動及び回生作動は、ＥＣＵ２０からの制御指令を受けてインバータ１６により行われる。インバータ１６にはモータジェネレータ１２と電気エネルギーの授受を行う高圧系のメインバッテリ１７が接続されている。さらに、各種補機類を駆動するための１２ボルトの補助バッテリ１９は、メインバッテリ１７およびインバータ１６にＤＣ−ＤＣコンバータ１８を介して接続されており、ＤＣ−ＤＣコンバータ１８は、後述するように、メインバッテリ１７の蓄電電圧ＶＢあるいはモータジェネレータ１２を回生作動または昇圧駆動した際のインバータ１６の端子間電圧ＶＰを降圧して補助バッテリ１９を充電する。
【００２１】モータジェネレータ１２は、例えば３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の各入出力端子１２Ｕ，１２Ｖ，１２Ｗを有する。インバータ１６は、例えばパルス幅変調（ＰＷＭ）によるＰＷＭインバータをなすものであって、スイッチング素子を複数用いてブリッジ接続してなるブリッジ回路１６ａと、平滑コンデンサＣとを備えて構成されている。
【００２２】インバータ１６は、モータジェネレータ１２が電動機として動作する場合に、メインバッテリ１７から直流入出力端子１６Ｄおよび接地端子１６Ｇを介して入力される直流電流を交流電流に変換し、この交流電流を交流入出力端子１６Ｕ，１６Ｖ，１６Ｗから出力して、モータジェネレータ１２の各入出力端子１２Ｕ，１２Ｖ，１２Ｗに送出する。一方、モータジェネレータ１２が発電機として動作する場合には、モータジェネレータ１２の各入出力端子１２Ｕ，１２Ｖ，１２Ｗから出力される交流電流を交流入出力端子１６Ｕ，１６Ｖ，１６Ｗから入力し、入力した交流電流を直流電流に変換して、この直流電流を直流入出力端子１６Ｄおよび接地端子１６Ｇから出力する。
【００２３】ブリッジ回路１６ａは、複数のスイッチング素子であるトランジスタＳＵ１，ＳＵ２，ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＷ１，ＳＷ２を備えて構成されている。これらのトランジスタＳＵ１，ＳＵ２，ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＷ１，ＳＷ２のコレクタ−エミッタ間には、それぞれ寄生ダイオードＫＵ１，ＫＵ２，ＫＶ１，ＫＶ２，ＫＷ１，ＫＷ２が形成され、等価的には、各トランジスタＳＵ１，ＳＵ２，ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＷ１，ＳＷ２のエミッタに、各寄生ダイオードダイオードＫＵ１，ＫＵ２，ＫＶ１，ＫＶ２，ＫＷ１，ＫＷ２のアノードが接続され、各コレクタには、各寄生ダイオードＫＵ１，ＫＵ２，ＫＶ１，ＫＶ２，ＫＷ１，ＫＷ２のカソードが接続された状態となる。
【００２４】各トランジスタＳＵ１，ＳＶ１，ＳＷ１のコレクタは全て直流入出力端子１６Ｄに接続されている。トランジスタＳＵ１のエミッタはトランジスタＳＵ２のコレクタに接続され、トランジスタＳＶ１のエミッタはトランジスタＳＶ２のコレクタに接続され、トランジスタＳＷ１のエミッタはトランジスタＳＷ２のコレクタに接続されている。各トランジスタＳＵ２，ＳＶ２，ＳＷ２のエミッタは全て接地端子１６Ｇに接続されている。また、交流入出力端子１６ＵはトランジスタＳＵ１のエミッタおよびトランジスタＳＵ２のコレクタに接続され、交流入出力端子１６ＶはトランジスタＳＶ１のエミッタおよびトランジスタＳＶ２のコレクタに接続され、交流入出力端子１６ＷはトランジスタＳＷ１のエミッタおよびトランジスタＳＷ２のコレクタに接続されている。そして、平滑コンデンサＣは直流入出力端子１６Ｄと接地端子１６Ｇとの間に接続されている。
【００２５】インバータ１６の直流入出力端子１６Ｄと接地端子１６Ｇとの間には、インバータ１６を介してモータジェネレータ１２と電気エネルギーの授受を行う充電可能な高圧系のメインバッテリ１７およびメインバッテリ１７の出力側に設けられたメインコンタクタ２５が接続されている。
【００２６】また、インバータ１６の直流入出力端子１６Ｄと接地端子１６Ｇとの間には、ＤＣ−ＤＣコンバータ１８が接続されている。このＤＣ−ＤＣコンバータ１８は、例えばスイッチング回路１８ａと、絶縁変圧器１８ｂと、整流回路１８ｃとを備えて構成されている。例えば複数のスイッチング素子をブリッジ接続してなるスイッチング回路１８ａの直流入出力端子１８Ｄおよび接地端子１８Ｇは、それぞれインバータ１６の直流入出力端子１６Ｄおよび接地端子１６Ｇに接続されており、インバータ１６と平滑コンデンサＣを介してモータジェネレータ１２から供給される直流電流、あるいは、メインバッテリ１７から供給される直流電流を、交流電流に変換する。
【００２７】絶縁変圧器１８ｂは、スイッチング回路１８ａの交流電流によって整流回路１８ｃに交流電流を誘導する。整流回路１８ｃは、絶縁変圧器１８ｂを介して誘導された交流電流を直流電流に整流して、この直流電流を補助バッテリ１９へ出力して、補助バッテリ１９を充電する。そして、補助バッテリ１９には、各種補機類からなる負荷２６と、スタータモータ１５とが接続されている。
【００２８】ＥＣＵ（電子制御装置）２０は、後述するように、エンジン１１の始動時におけるスタータモータ１５の駆動や、メインコンタクタ２５の開閉動作や、インバータ１６のブリッジ回路１６ａおよびＤＣ−ＤＣコンバータ１８のスイッチング回路１８ａにおける各電力変換動作等を制御する。このため、ＥＣＵ２０には、例えば、高圧系のメインバッテリ１７の両端間の電圧（蓄電電圧）ＶＢを検出するバッテリ電圧検出器２２から出力される信号と、インバータ１６の直流入出力端子１６Ｄと接地端子１６Ｇとの間の電圧（端子間電圧）ＶＰを検出する端子間電圧検出器２３から出力される信号と、モータジェネレータ１２の回転子（図示略）の磁極位置（位相角）を検出する回転角センサ２４から出力される信号ＳＥＵ，ＳＥＶ，ＳＥＷとが入力されている。
【００２９】そして、ＥＣＵ２０は、ブリッジ回路１６ａの各トランジスタＳＵ１，ＳＵ２，ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＷ１，ＳＷ２のベースと接続されており、例えばパルス幅変調（ＰＷＭ）により各トランジスタＳＵ１，ＳＵ２，ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＷ１，ＳＷ２をオン／オフ駆動させるためのパルスを出力する。このパルスのデューティ、つまりオン／オフの比率のマップ（データ）は記憶装置２１に記憶されており、ＥＣＵ２０はマップ検索して得た値に基づいたパルスを出力する。
【００３０】例えば、ＥＣＵ２０がインバータ１６を制御して高圧系のメインバッテリ１７を充電する際には、ブリッジ回路１６ａによって所定の電圧値（例えば、４２ボルト）まで昇圧を行う。すなわち、記憶装置２１には、所定の電圧値（例えば、４２ボルト）を得るための、モータジェネレータ１２の回転数に応じたデューディのマップが予め記憶されており、ＥＣＵ１１は、このマップを参照して、ブリッジ回路１６ａ内の各トランジスタＳＵ１，ＳＵ２，ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＷ１，ＳＷ２をオン／オフ駆動させるためのパルスのデューティを制御する。一方、ＥＣＵ２０がＤＣ−ＤＣコンバータ１８を制御して補助メインバッテリ１７を充電する際には、所定の電圧値（例えば、１２ボルト）まで降圧を行う。
【００３１】図２は、メインバッテリ１７を充電する際に、インバータ１６のブリッジ回路１６ａに印加される波形を示すタイミングチャートである。図２に示す期間Ａにおいては、ブリッジ回路１６ａ内の各トランジスタＳＵ１，ＳＵ２，ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＷ１，ＳＷ２が定常的に「ＯＮ」とされ、期間Ｂにおいては、各トランジスタＳＵ１，ＳＵ２，ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＷ１，ＳＷ２がＰＷＭ制御され、期間Ｃにおいては、各トランジスタＳＵ１，ＳＵ２，ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＷ１，ＳＷ２が「ＯＦＦ」とされる。
【００３２】図３は、モータジェネレータ１２の駆動時またはメインバッテリ１７の充電時における、各部の波形を示すタイミングチャートである。図３（ａ）は、モータジェネレータ１２に設けられた回転角センサ２４の出力波形である。図３（ｂ）は、駆動モード（つまり、モータジェネレータ１２にメインバッテリ１７から給電を行い、電動機として使用するモード）における、インバータ１６内のブリッジ回路１６ａに印加される波形である。図３（ｃ）は、回生モード（つまり、モータジェネレータ１２を発電機として使用してメインバッテリ１７を充電するモード）における、インバータ１６内のブリッジ回路１６ａに印加される波形である。この波形は、各トランジスタＳＵ１，ＳＵ２，ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＷ１，ＳＷ２が定常的に「ＯＮ」とされる期間Ａと、各トランジスタＳＵ１，ＳＵ２，ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＷ１，ＳＷ２がＰＷＭ制御されてオン／オフを繰り返す期間Ｂと、各トランジスタＳＵ１，ＳＵ２，ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＷ１，ＳＷ２が「ＯＦＦ」とされる期間Ｃとを含む。なお、図３（ｃ）の波形は、図３（ａ）の回転角センサ２４の出力波形によって同期がとられる。すなわち、メインバッテリ１７の充電時には、ＥＣＵ２０は回転角センサ２４の出力波形に基づいて、ブリッジ回路１６ａへ送出する波形の同期をとる。
【００３３】本実施の形態によるハイブリッド車両の制御装置１０は上記構成を備えており、次に、このハイブリッド車両の制御装置１０の動作、特に、エンジン１１の始動時における通電制御の処理について添付図面を参照して説明する。図４はハイブリッド車両の制御装置１０の動作、特に、エンジン１１の始動時における通電制御の処理について示すフローチャートである。
【００３４】先ず、図４に示すステップＳ１１においては、補助バッテリ１９からの電力供給によりスタータモータ１５を駆動してエンジン１１の出力軸を回転させ、エンジン１１を始動する。なお、このとき、メインコンタクタ２５は「ＯＦＦ」とする。次に、ステップＳ１２においては、エンジン１１の始動によって回転駆動されたモータジェネレータ１２から発生する交流電力をインバータ１６のブリッジ回路１６ａにおいて所定電圧に昇圧すると共に直流電力に変換して、平滑コンデンサＣを充電する。次に、ステップＳ１３においては、インバータ１６の端子間電圧ＶＰとメインバッテリ１７の蓄電電圧ＶＢとの電圧差（ＶＰ−ＶＢ）が、所定の電圧差＃ΔＶ（例えば、３７ボルト）の負値（−＃ΔＶ）よりも小さいか否かを判定する。この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１２に戻り、昇圧動作を継続し、一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ１４に進む。
【００３５】次に、ステップＳ１４においては、インバータ１６の端子間電圧ＶＰとメインバッテリ１７の蓄電電圧ＶＢとの電圧差（ＶＰ−ＶＢ）が、所定の電圧差＃ΔＶよりも大きいか否かを判定する。この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１５に進み、一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ１６に進む。ステップＳ１５においては、インバータ１６のブリッジ回路１６ａをスイッチング駆動して、モータジェネレータ１２に交流電力を供給して回転駆動する。あるいは、ＤＣ−ＤＣコンバータ１８を作動させて補助バッテリ１９を充電する。これにより、平滑コンデンサＣに余剰に充電された電力を放電する。
【００３６】ステップＳ１６においては、モータジェネレータ１２またはインバータ１６のブリッジ回路１６ａが作動中であるか否かを判定する。この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１７に進み、一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ１８に進む。ステップＳ１７においては、モータジェネレータ１２またはインバータ１６のブリッジ回路１６ａの作動を停止する。ステップＳ１８においては、メインコンタクタ２５を「ＯＮ」として、一連の処理を終了する。
【００３７】上述したように、本実施の形態によるハイブリッド車両の制御装置１０によれば、補助バッテリ１９により駆動されるスタータモータ１５によってエンジン１１を始動し、エンジン１１の出力によりモータジェネレータ１２を回転駆動して発電エネルギーを発生させ、インバータを介して徐々に平滑コンデンサＣを充電することができ、過大な突入電流が流れることを防止して平滑コンデンサＣが損傷することを防ぐことができる。このとき、メインコンタクタ２５を「ＯＦＦ」としておき、平滑コンデンサＣの充電が完了したと判定されたときにメインコンタクタ２５を「ＯＮ」とすることで、メインバッテリ１７の蓄電電圧ＶＢとインバータ１６の端子間電圧ＶＰとの電圧差に起因して流れる過大な突入電流によってメインコンタクタ２５の接点が溶着してしまうことを防止することができる。
【００３８】また、平滑コンデンサＣが過剰に充電されることで、インバータ１６の端子間電圧ＶＰとメインバッテリ１７の蓄電電圧ＶＢとの電圧差（ＶＰ−ＶＢ）が、所定の電圧差＃ΔＶよりも大きくなった場合には、インバータ１６のブリッジ回路１６ａを駆動して、モータジェネレータ１２に交流電力を供給して回転駆動する。あるいは、ＤＣ−ＤＣコンバータ１８を作動させて補助バッテリ１９を充電することで、平滑コンデンサＣに充電された余剰電力を有効に放電し、端子電圧と蓄電電圧の電圧差を所定値以内に調整することができる。しかも、例えば高圧系のメインバッテリ１７から給電されるモータジェネレータ１２によってエンジン１１を始動する場合に比べて、補助バッテリ１９から給電されるスタータモータ１５によってエンジン１１を始動することで、エンジン始動時の様子から補助バッテリ１９がどの程度劣化しているかを、車両の乗員が把握することができる。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の本発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、車両のエンジン始動時において、平滑コンデンサの電圧がゼロに近いような低い値であっても、インバータを介して平滑コンデンサを充電することができ、過大な突入電流が流れることを防止して、平滑コンデンサが損傷することを防ぐことができる。すなわち、従来装置において必要であったプリチャージ抵抗やプリチャージコンタクタを省略することが可能である。しかも、車両の乗員はエンジン始動時の様子から、第２の蓄電装置の劣化状態を把握することができる。さらに、請求項２に記載の本発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、端子電圧を検知するため、平滑コンデンサに過大な突入電流が流れることを確実に防止して、コンタクタ等をなす開閉手段の接点が溶着したり、平滑コンデンサが損傷することを防ぐことができる。
【００４０】さらに、請求項３に記載の本発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、平滑コンデンサの端子電圧と第１の蓄電装置の蓄電電圧との電圧差に基づいて過大な突入電流が流れることを防止して、コンタクタ等をなす開閉手段の接点が溶着したり、平滑コンデンサが損傷することを防ぐことができる。さらに、請求項４に記載の本発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、端子電圧と蓄電電圧の電圧差を所定値以内に調整することができる。また、平滑コンデンサが過剰に充電された場合の余剰電力を発電電動機の回転駆動に利用することができ、例えばエンジン始動装置によるエンジンの駆動を補助することも可能となる。さらに、請求項５に記載の本発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、端子電圧と蓄電電圧の電圧差を所定値以内に調整することができる。また、平滑コンデンサが過剰に充電された場合の余剰電力によって、第２の蓄電装置を充電することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５３２６
【氏名又は名称】本田技研工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１３年２月２０日（２００１．２．２０） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６４９０８
【弁理士】
【氏名又は名称】志賀 正武 （外５名）
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| 【公開番号】 |
特開２００２−２４７７１１（Ｐ２００２−２４７７１１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年８月３０日（２００２．８．３０） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−４３９３３（Ｐ２００１−４３９３３） |
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