(57)【要約】      （修正有）【課題】イグニッションオン時、スタータモータによりエンジンを始動するスタータ始動を許可するまでの所要時間を短縮できるエンジン始動制御装置を提供する。【解決手段】駆動系にスタータモータと横置きエンジンとモータ/ジェネレータを有し、電源システムとして、強電バッテリと、キャパシタと、キャパシタ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と、を備える。この強電バッテリへ普通外部充電と急速外部充電が可能な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は、イグニッションオフ後、所定時間αを経過すると、キャパシタの強制放電を開始し、強制放電中に急速外部充電が開始されると、キャパシタの再充電を開始し、スタータ始動を可能な状態にする。【選択図】図４
2014231290.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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、
前記強電バッテリへの外部充電方式として、普通外部充電と急速外部充電の両方が可能な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エンジン始動制御手段を設け、
前記キャパシタ充放電制御手段は、イグニッションオフ後、所定時間を経過すると、前記キャパシタの強制放電を開始し、強制放電中に前記急速外部充電が開始されると、前記キャパシタの再充電を開始し、前記スタータ始動を可能な状態にする
ことを特徴とするプラグインハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたプラグインハイブリッド車両の制御装置において、
前記キャパシタ充放電制御手段は、イグニッションオフ後、所定時間を経過すると前記キャパシタの強制放電を開始し、強制放電後に前記急速外部充電が開始されると、前記キャパシタの再充電しない
ことを特徴とするプラグインハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載されたプラグインハイブリッド車両の制御装置において、
前記キャパシタの電圧を検出するキャパシタ電圧検出手段を設け、
前記キャパシタ充放電制御手段は、イグニッションオフ後、所定時間を経過すると開始される前記キャパシタの強制放電を、キャパシタ電圧が劣化しない電圧になるまで行い、劣化しない電圧になると強制放電を終了する
ことを特徴とするプラグインハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
請求項１から３までの何れか一項に記載されたプラグインハイブリッド車両の制御装置において、
前記キャパシタ充放電制御手段は、急速外部充電中に開始される前記キャパシタの再充電を、前記キャパシタの満充電が完了するまで行う
ことを特徴とするプラグインハイブリッド車両の制御装置。
【請求項５】
請求項１から４までの何れか一項に記載されたプラグインハイブリッド車両の制御装置において、
前記キャパシタ充放電制御手段は、イグニッションオフ後、前記キャパシタの強制放電を開始するまでの所定時間を、ドライバーのチェンジマインドによりイグニッションオフからイグニッションオンに切り替える場合を考慮した待機時間に設定した
ことを特徴とするプラグインハイブリッド車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、強電バッテリへの外部充電方式として、普通外部充電と急速外部充電の両方が可能なプラグインハイブリッド車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１４１８５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来装置にあっては、イグニッションオフ後、運転者が車両から降り、充電スタンドにて急速外部充電を行うと、運転者が認識されないことで、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低く抑えられる。このため、急速外部充電の完了を待って車両に運転者が乗り込み、すぐにイグニッションオンにして走り出す時、スタータモータを用いてエンジン始動しょうとしても、蓄電部が満充電になるまで充電に要する時間を待つ必要がある、という問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、イグニッションオン時、スタータモータによりエンジンを始動するスタータ始動を許可するまでの所要時間を短縮することができるプラグイン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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
前記強電バッテリへの外部充電方式として、普通外部充電と急速外部充電の両方が可能である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エンジン始動制御手段を設ける。
前記キャパシタ充放電制御手段は、イグニッションオフ後、所定時間を経過すると、前記キャパシタの強制放電を開始し、強制放電中に前記急速外部充電が開始されると、前記キャパシタの再充電を開始し、前記スタータ始動を可能な状態にする。
【発明の効果】
【０００７】
よって、イグニッションオフ後、所定時間を経過すると、キャパシタ充放電制御手段において、キャパシタの強制放電が開始される。そして、強制放電中に急速外部充電が開始されると、キャパシタの再充電が開始され、スタータ始動を可能な状態される。
すなわち、強制放電中に急速外部充電を開始した場合は、ドライブ途中のドライブイン等で一時的な充電を行っていると予想される。このため、急速外部充電を終了した後、即走行を再開すると予測する。そこで、強制放電中に急速外部充電を開始した場合は、キャパシタをスタータ始動が可能な状態にすることで、イグニッションオン後、即スタータ始動を可能な状態が整えられる。
この結果、イグニッションオン時、スタータモータによりエンジンを始動するスタータ始動を許可するまでの所要時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】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。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明のプラグイン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。
【実施例１】
【００１０】
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（プラグイン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。
【００１１】
［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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
［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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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）。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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（キャパシタ電圧検出手段）と、キャパシタ温度センサ５０と、を備えている。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
［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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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（実施例１）。
(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。
【００４０】
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。
【００４１】
［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。
【００４２】
ステップＳ１では、イグニッションスイッチ９１がオフであるか否かを判断する。Yes（IGN OFF）の場合はステップＳ２へ進み、No（IGN ON）の場合はステップＳ１の判断を繰り返す。
【００４３】
ステップＳ２では、ステップＳ１でのIGN OFFであるとの判断に続き、IGN OFFになった後、所定時間αを経過したか否かを判断する。Yes（IGN OFF後所定時間α経過）の場合はステップＳ３へ進み、No（IGN OFF後所定時間α未経過）の場合はステップＳ２の判断を繰り返す。
ここで、「所定時間α」は、ドライバーのチェンジマインドによりイグニッションオフからイグニッションオンに切り替える場合を考慮した待機時間に設定される。
【００４４】
ステップＳ３では、ステップＳ２でのIGN OFF後所定時間α経過であるとの判断に続き、放電電流として通常の電流１を選択し、強制放電用スイッチ４８を閉じてキャパシタ２３の強制放電を開始し、ステップＳ４へ進む。
【００４５】
ステップＳ４では、ステップＳ３でのキャパシタ強制放電開始、或いは、ステップＳ６での急速外部充電が開始されていないとの判断に続き、セル電圧モニタ４９により検出されるキャパシタ電圧が、劣化しない電圧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）の場合はステップＳ５へ進み、No（キャパシタ電圧＞電圧ｂ）の場合はステップＳ６へ進む。
ここで、「劣化しない電圧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セルを直列にした場合、電圧ｂ＝6Ｖに設定される。
【００４６】
ステップＳ５では、ステップＳ４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を開いてキャパシタ２３の強制放電を終了し、フローチャートの終了へ進む。
【００４７】
ステップＳ６では、ステップＳ４でのキャパシタ電圧＞電圧ｂであるとの判断に続き、急速外部充電ポート３２に充電プラグを接続しての急速外部充電が開始されたか否かを判断する。Yes（急速外部充電開始）の場合はステップＳ７へ進み、No（急速外部充電開始無し）の場合はステップＳ４へ戻る。
【００４８】
ステップＳ７では、ステップＳ６での急速外部充電開始であるとの判断に続き、キャパシタ２３の再充電を開始し、ステップＳ８へ進む。
【００４９】
ステップＳ８では、ステップＳ７でのキャパシタ再充電開始に続き、キャパシタ２３が満充電を完了したか否かを判断する。Yes（キャパシタ満充電完了）の場合はステップＳ９へ進み、No（キャパシタ満充電未完）の場合はステップＳ８の判断を繰り返す。
【００５０】
ステップＳ９では、ステップＳ８でのキャパシタ満充電完了であるとの判断に続き、急速外部充電ポート３２から充電プラグを外すことによる急速外部充電が終了したか否かを判断する。Yes（急速外部充電終了）の場合はフローチャートの終了へ進み、No（急速外部充電未終了）の場合はステップＳ９の判断を繰り返す。
【００５１】
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］、［IGN OFF後の強制放電中に急速外部充電非介入時のキャパシタ放電制御作用］、［IGN OFF後の強制放電中に急速外部充電介入時のキャパシタ再充電制御作用］に分けて説明する。
【００５２】
［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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
［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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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１を基本電流とし、例外として、電流１より小さい電流２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。
【００６２】
［IGN OFF後の強制放電中に急速外部充電非介入時のキャパシタ放電制御作用］
例えば、イグニッションオフ後、所定時間（チェンジマインドによりイグニッションオンに切り替える場合を考慮した時間）を経過した後、強制放電させることでキャパシタ劣化が進行しない電圧までキャパシタ電圧を下げる制御を行うものを比較例とする。
【００６３】
この比較例の場合、キャパシタに付いているバランス抵抗によって自然放電してしまうため、１昼夜放置すると、ほぼ０Ｖまでキャパシタ電圧は下がってしまう。そのため、再イグニッションオン時に、０Ｖから満充電までキャパシタを再充電する必要があり、その充電時間中はスタータ始動が禁止されてしまう。言い換えると、スタータ始動を基本とするEV走行領域が狭くなる。
【００６４】
このイグニッションオン後のキャパシタ充電時間を短縮するため、プラグインハイブリッド車両の特徴である外部充電情報を用い、イグニッションオフ中においてもキャパシタ充電量（＝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。
【００６５】
ここで、IGN OFF後の強制放電中に急速外部充電が非介入である時、言い換えると、IGN OFFとした後、強制放電に要する時間を超える時間を待って急速外部充電が開始された場合は、単なる一時的充電ではなく、１日の走行終了後の充電（普通外部充電と同じ感覚で使用）で、翌朝まで走行しないと予測される。よって、IGN OFF後の強制放電中に急速外部充電が非介入であるときは、キャパシタ２３を放電状態のままにしておき、キャパシタ劣化防止を優先する。以下、図４に基づき、これを反映して行われるIGN OFF後の強制放電中に急速外部充電非介入時のキャパシタ放電制御作用を説明する。
【００６６】
まず、イグニッションオフ後に所定時間αを経過すると、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へと進み、ステップＳ３にてキャパシタ２３の強制放電が開始される。そして、ステップＳ４にてキャパシタ電圧＞電圧ｂと判断され、かつ、急速外部充電が開始されていないと判断されている間、ステップＳ４→ステップＳ６へと進む流れが繰り返され、強制放電が継続される。そして、ステップＳ４にて、キャパシタ電圧≦電圧ｂであると判断されると、ステップＳ４からステップＳ５→処理終了へと進み、キャパシタ２３の強制放電が終了される。
【００６７】
上記のように、実施例１では、イグニッションオフ後、所定時間αを経過するとキャパシタ２３の強制放電を開始し、強制放電後に急速外部充電が開始されると、キャパシタ２３の再充電しない構成を採用した。
すなわち、強制放電後の急速外部充電の開始を、１日の走行終了後の充電であり、翌朝まで走行しないとの予測情報とし、キャパシタ２３を再充電しない。
したがって、強制放電後に急速外部充電が開始された場合、キャパシタ劣化防止が優先され、キャパシタ２３の寿命を延ばすことができる。
【００６８】
実施例１では、イグニッションオフ後、所定時間αを経過すると開始されるキャパシタ２３の強制放電を、キャパシタ電圧が劣化しない電圧ｂになるまで行い、劣化しない電圧ｂになると強制放電を終了する構成を採用した。
すなわち、キャパシタ２３の強制放電を行う目的が、キャパシタ劣化防止である以上、強制放電はキャパシタ電圧が劣化しない電圧ｂになるまで行えば目的が達成され、その後、は自然放電により放置しておけば、キャパシタ電圧は０Ｖまで徐々に低下する。
したがって、キャパシタ２３の劣化防止を達成しながら、イグニッションオフ後のキャパシタ２３の強制放電時間を短く抑えることができる。
【００６９】
実施例１では、イグニッションオフ後、キャパシタ２３の強制放電を開始するまでの所定時間αを、ドライバーのチェンジマインドによりイグニッションオフからイグニッションオンに切り替える場合を考慮した待機時間に設定する構成を採用した。
すなわち、駐車場での停車位置変更等により、ドライバーは、イグニッションオフにしてある位置に停車した直後、イグニッションオンに切り替え、少し離れた位置まで走行して停車し直すということがある。このような場合、スタータ始動が可能な状態を保っておく必要がある。
したがって、イグニッションオフ後、キャパシタ２３の強制放電を開始するまで所定時間αを待つことで、ドライバーのチェンジマインドによりイグニッションオフからイグニッションオンに切り替えたとしても、キャパシタ充電容量を、スタータ始動が可能な容量を確保したままとすることができる。
【００７０】
［IGN OFF後の強制放電中に急速外部充電介入時のキャパシタ再充電制御作用］
上記強制放電中の急速外部充電非介入に対し、IGN OFF後の強制放電中に急速外部充電介入した時は、例えば、ドライブ途中でドライブイン等での一時的な充電を行っていると予想される。よって、強制放電中に急速外部充電が介入したときは、イグニッションオン後の即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IGN OFF後の強制放電中に急速外部充電介入時のキャパシタ再充電制御作用を説明する。
【００７１】
まず、イグニッションオフ後の強制放電中に急速外部充電が行われるとき、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Ｓ６→ステップＳ７→ステップＳ８へと進む。そして、ステップＳ７にてキャパシタ２３の再充電が開始され、ステップＳ８にてキャパシタ満充電完了であると判断されるまでキャパシタ２３の再充電が継続される。そして、ステップＳ８にてキャパシタ満充電完了であると判断されると、ステップＳ９へ進み、急速外部充電が終了するまで待ち、処理終了へと進む。
【００７２】
上記のように、実施例１では、イグニッションオフ後、所定時間αを経過すると、キャパシタ２３の強制放電を開始し、強制放電中に急速外部充電が開始されると、キャパシタ２３の再充電を開始し、スタータ始動を可能な状態にする構成を採用している。
すなわち、強制放電中に急速外部充電が開始されることで、急速外部充電を終了した後、即走行を再開すると予測する。そこで、強制放電中に急速外部充電を開始した場合は、キャパシタ２３をスタータ始動が可能な状態にすることで、イグニッションオン後、即スタータ始動を可能な状態が整えられる。
この結果、イグニッションオン時、スタータモータ１により横置きエンジン２を始動するスタータ始動を許可するまでの所要時間を短縮することができる。
【００７３】
実施例１では、急速外部充電中に開始されるキャパシタ２３の再充電を、キャパシタ２３の満充電が完了するまで行う構成を採用している。
すなわち、キャパシタ２３をスタータ始動が可能な状態にするには、キャパシタ２３をスタータ始動が可能な電圧まで上昇させることで達成されるが、急速外部充電の終了後、走行を再開するまでに多少の時間間隔があると、自然放電によりキャパシタ電圧が、スタータ始動が可能な電圧以下になることがある。
これに対し、予めキャパシタ電圧を満充電まで高めておくことで、急速外部充電を終了した後、走行を再開するまでに多少の自然放電があったとしても、スタータ始動を確保することができる。
【００７４】
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。
【００７５】
(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、
前記強電バッテリ２１への外部充電方式として、普通外部充電と急速外部充電の両方が可能であるプラグインハイブリッド車両（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エンジン始動制御手段（ハイブリッドコントロールモジュール８１）と、
前記キャパシタ２３の電圧を検出するキャパシタ電圧検出手段（セル電圧モニタ４９）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、イグニッションオフ後、所定時間αを経過すると、前記キャパシタ２３の強制放電を開始し、強制放電中に前記急速外部充電が開始されると、前記キャパシタ２３の再充電を開始し、前記スタータ始動を可能な状態にする（図４）。
このため、イグニッションオン時、スタータモータ１によりエンジン（横置きエンジン２）を始動するスタータ始動を許可するまでの所要時間を短縮することができる。
【００７６】
(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、イグニッションオフ後、所定時間αを経過すると前記キャパシタ２３の強制放電を開始し、強制放電後に前記急速外部充電が開始されると、前記キャパシタ２３の再充電しない（図４）。
このため、(1)の効果に加え、強制放電後に急速外部充電が開始された場合、キャパシタ劣化防止が優先され、キャパシタ２３の寿命を延ばすことができる。
【００７７】
(3) 前記キャパシタ２３の電圧を検出するキャパシタ電圧検出手段（セル電圧モニタ４９）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、イグニッションオフ後、所定時間αを経過すると開始される前記キャパシタ２３の強制放電を、キャパシタ電圧が劣化しない電圧ｂになるまで行い、劣化しない電圧ｂになると強制放電を終了する（図４）。
このため、(1)又は(2)の効果に加え、キャパシタ２３の劣化防止を達成しながら、イグニッションオフ後のキャパシタ２３の強制放電時間を短く抑えることができる。
【００７８】
(4) 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、急速外部充電中に開始される前記キャパシタ２３の再充電を、前記キャパシタ２３の満充電が完了するまで行う（図４）。
このため、(1)〜(3)の効果に加え、急速外部充電を終了した後、走行を再開するまでに多少の自然放電があったとしても、スタータ始動を確保することができる。
【００７９】
(5) 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、イグニッションオフ後、前記キャパシタ２３の強制放電を開始するまでの所定時間αを、ドライバーのチェンジマインドによりイグニッションオフからイグニッションオンに切り替える場合を考慮した待機時間に設定した（図４）。
このため、(1)〜(4)の効果に加え、ドライバーのチェンジマインドによりイグニッションオフからイグニッションオンに切り替えたとしても、キャパシタ充電容量を、スタータ始動が可能な容量を確保したままとすることができる。
【００８０】
以上、本発明のプラグイン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、特許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。
【００８１】
実施例１では、キャパシタ充放電制御手段として、イグニッションオフ後、所定時間αを経過すると、キャパシタ２３の強制放電を開始し、強制放電中に急速外部充電が開始されると、キャパシタ２３の再充電を開始し、キャパシタ２３を満充電にする例を示した。しかし、キャパシタ充放電制御手段としては、強制放電中に急速外部充電が開始されると、キャパシタの再充電を開始し、キャパシタ電圧を、スタータ始動が可能なスタータ始動可能電圧にする例としても良いし、スタータ始動可能電圧から満充電電圧までの範囲内の電圧にする例としても良い。
【００８２】
実施例１では、キャパシタ充放電制御手段として、キャパシタ電圧情報を用いて再充電や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。
【００８３】
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。
【００８４】
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、ＦＲプラグインハイブリッド車両や４ＷＤプラグイン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、強電バッテリへの外部充電方式として、普通外部充電と急速外部充電の両方が可能なプラグインハイブリッド車両であれば適用できる。
【符号の説明】
【００８５】
１  スタータモータ
２  横置きエンジン（エンジン）
３  第１クラッチ
４  モータ/ジェネレータ
５  第２クラッチ
６  ベルト式無段変速機
１０Ｒ，１０Ｌ  左右前輪
１１Ｒ，１１Ｌ  左右後輪
２１  強電バッテリ
２２  １２Ｖバッテリ
２３  キャパシタ
３２  急速外部充電ポート
３３  充電器
３５  普通外部充電ポート
３７  DC/DCコンバータ
４１  キャパシタ充電回路
４５  DLCユニット
４９  セル電圧モニタ（キャパシタ電圧検出手段）
５１  半導体リレー
５２  DC/DCコンバータ
８１  ハイブリッドコントロールモジュール（キャパシタ充放電制御手段、エンジン始動制御手段）
【図１】
2014231290.tif 000003
【図２】
2014231290.tif 000004
【図３】
2014231290.tif 000005
【図４】
2014231290.tif 000006