(57)【要約】      （修正有）【課題】CSモードからCDモードへ逆遷移があったとき、スタータ始動の待ち時間を短縮しながら、キャパシタ寿命の延長を図ること。【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の外部充電が可能なＦＦプラグインハイブリッド車両の制御装置において、エンジン始動制御とモード選択制御とキャパシタ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、「CSモード」から「CDモード」への逆遷移があったとき、キャパシタ温度が高いほど、充電電流を小さくしてキャパシタを再充電し、スタータ始動に備える。【選択図】図４
2015003681.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、
前記エンジンの始動をスタータ始動、又は、モータ/ジェネレータ始動により行うエンジン始動制御手段と、
前記強電バッテリの充電容量が閾値以上のとき、原則として前記エンジンをスタータ始動するCDモードを選択し、前記強電バッテリの充電容量が閾値未満のとき、原則として前記エンジンをモータ/ジェネレータ始動するCSモードを選択する走行モード選択制御手段と、
前記キャパシタの温度を検出するキャパシタ温度検出手段と、を設け、
前記キャパシタ充放電制御手段は、前記CSモードから前記CDモードへの逆遷移があったとき、キャパシタ温度が高いほど、充電電流を小さくして前記キャパシタを再充電し、前記スタータ始動に備える
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、前記CSモードから前記CDモードへの逆遷移があったとき、キャパシタ温度が劣化防止閾値以下であれば、第1充電電流にて前記キャパシタの再充電を行い、キャパシタ温度が劣化防止閾値を超えていれば、前記第1充電電流より小さい第２充電電流にて前記キャパシタの再充電を行う
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、
前記キャパシタ充放電制御手段は、前記CSモードの選択時、キャパシタ電圧を、前記キャパシタの劣化が進行しない電圧以下に維持し、前記CSモードから前記CDモードへの逆遷移に伴って前記キャパシタを再充電するとき、キャパシタ電圧がスタータ始動許可電圧以上になるまで行う
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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、強電バッテリへの外部充電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、運転者を認識すれば、蓄電部を満充電にする構成である。このため、走行モードの遷移に伴い再充電が要求されるとき、蓄電部が高温であるにもかかわらず、早期に満充電にすることが可能な電流を用いて蓄電部の再充電を行うと、大電流での再充電に伴う発熱により蓄電部の温度が上昇し、蓄電部の劣化が進行してしまう、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、CSモードからCDモードへ逆遷移があったとき、スタータ始動の待ち時間を短縮しながら、キャパシタ寿命の延長を図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、エンジン始動制御手段と、走行モード選択制御手段と、キャパシタ温度検出手段と、を設ける。
前記エンジン始動制御手段は、前記エンジンの始動をスタータ始動、又は、モータ/ジェネレータ始動により行う。
前記走行モード選択制御手段は、前記強電バッテリの充電容量が閾値以上のとき、原則として前記エンジンをスタータ始動するCDモードを選択し、前記強電バッテリの充電容量が閾値未満のとき、原則として前記エンジンをモータ/ジェネレータ始動するCSモードを選択する。
前記キャパシタ温度検出手段は、前記キャパシタの温度を検出する。
前記キャパシタ充放電制御手段は、前記CSモードから前記CDモードへの逆遷移があったとき、キャパシタ温度が高いほど、充電電流を小さくして前記キャパシタを再充電し、前記スタータ始動に備える。
【発明の効果】
【０００７】
よって、CSモードからCDモードへの逆遷移があったとき、キャパシタ温度が高いほど、充電電流を小さくしてキャパシタが再充電され、スタータ始動に備えられる。
すなわち、原則としてエンジン始動がM/G始動であるCSモードの選択中は、スタータ始動準備のためにキャパシタ電圧を高めておく必要がない。一方、CDモードが選択されるとスタータ始動に備える必要があるため、CSモードからCDモードへの逆遷移があると、再充電が行われる。この再充電時、スタータ始動を可能にするまでの待ち時間を短縮するには、大電流にて再充電する必要がある。しかし、キャパシタ温度が高いとき、大電流にて再充電すると、キャパシタの発熱による劣化が進行する。
これに対し、キャパシタ温度が高いほど、充電電流を小さくしてキャパシタを再充電することで、キャパシタ温度が低いとき、スタータ始動までの待ち時間を短縮しながら、キャパシタ温度が高いとき、キャパシタの発熱による劣化の進行が抑えられる。
この結果、CSモードからCDモードへ逆遷移があったとき、スタータ始動の待ち時間を短縮しながら、キャパシタ寿命の延長を図ることができる。
【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、原則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と、キャパシタ温度センサ５０（キャパシタ温度検出手段）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、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（走行モード選択制御手段）。
【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）を原則とし、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）を原則とし、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（例えば、20%程度）と、CSモード→CDモードのときの閾値（例えば、25%程度）との間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始動関連制御を行う。
(A)エンジン始動後からスタータ始動許可までの時間短縮制御。
(B)イグニッションオンからスタータ始動許可までの時間短縮制御。
(C)キャパシタ２３の劣化進行抑制制御。
(D)キャパシタ２３の高温/低温時対策制御（実施例１）。
(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、走行モード選択制御により走行モードを「CSモード」から「CDモード」へ切り替えるモード逆遷移があったか否かを判断する。Yes（CS→CDモード逆遷移有り）の場合はステップＳ２へ進み、No（CS→CDモード逆遷移無し）の場合は終了へ進む。
ここで、「CSモード」の選択中は、キャパシタ電圧が、劣化が進行しない電圧ｂ以下に設定されている。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。
【００４３】
ステップＳ２では、ステップＳ１でのCS→CD逆遷移有りとの判断に続き、キャパシタ温度が、劣化防止閾値α以下であるか否かを判断する。Yes（キャパシタ温度≦劣化防止閾値α）の場合はステップＳ３へ進み、No（キャパシタ温度＞劣化防止閾値α）の場合はステップＳ５へ進む。
ここで、「劣化防止閾値α」は、キャパシタ２３のセルからガス等が発生する可能性がある限界温度よりも少し低い温度域（例えば、55℃〜60℃）に設定される。
【００４４】
ステップＳ３では、ステップＳ２でのキャパシタ温度≦劣化防止閾値αであるとの判断、或いは、ステップＳ４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、通常の充電電流１によりキャパシタ２３の再充電を行い、ステップＳ４へ進む。
ここで、キャパシタ２３の再充電を行う充電電流１としては、スタータ始動許可電圧ａまでの再充電に要する時間の短時間化を目指した充電電流（例えば、15A）が選択される。
【００４５】
ステップＳ４では、ステップＳ３での充電電流１での再充電に続き、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Ｓ３へ戻る。
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。
【００４６】
ステップＳ５では、ステップＳ２でのキャパシタ温度＞劣化防止閾値αであるとの判断、或いは、ステップＳ６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１より小さい充電電流２（＜充電電流１）によりキャパシタ２３の再充電を行い、ステップＳ６へ進む。
ここで、キャパシタ２３の再充電を行う充電電流２としては、キャパシタ２３の発熱による劣化の進行抑制を目指した充電電流（例えば、7.5A）が選択される。
【００４７】
ステップＳ６では、ステップＳ５での充電電流２での再充電に続き、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Ｓ５へ戻る。
ここで、「スタータ始動許可電圧ａ」は、ステップＳ４と同じ電圧値が用いられる。
【００４８】
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］、［逆遷移時のキャパシタ再充電制御作用］に分けて説明する。
【００４９】
［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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
［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。
【００５６】
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。
なお、エンジン始動制御としては、上記スタータ始動以外に、モータ/ジェネレータ４をスタータモータとして横置きエンジン２を始動するM/G始動がある（エンジン始動制御手段）。
【００５７】
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、充電電流１(例えば、15A)を通常電流とし、例外として、充電電流１からの変更により選択可能な充電電流２（例えば、7.5A）を有する。
したがって、キャパシタ２３への充電制御は、充電指令が出力されている間、強電バッテリ２１からの電力を用い、選択されているキャパシタ充電電流によりキャパシタ２３を充電する。
【００５８】
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。
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。
【００５９】
［逆遷移時のキャパシタ再充電制御作用］
上記のように、外部充電が可能なＦＦプラグインハイブリッド車両は、高い燃費効率で走らせることを目的とし、強電バッテリ２１のバッテリSOCに基づいて走行モード選択制御が行われる。この走行モード選択制御では、強電バッテリ２１のバッテリSOCがフルSOCから設定SOC（＝閾値）まで低下する間において、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「CDモード」が選択される。そして、強電バッテリ２１のバッテリSOCが設定SOC（＝閾値）以下になると、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「CSモード」が選択される。さらに、「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）を原則とし、「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）を原則とする。
【００６０】
そこで、プラグインハイブリッド車両の特徴である走行モード選択制御情報とキャパシタ温度情報を用い、「CSモード」から「CDモード」へ逆遷移があったとき、キャパシタ２３の温度保護を行うのが、実施例１の逆遷移時のキャパシタ再充電制御である。
【００６１】
すなわち、M/G始動を原則とする「CSモード」の選択中は、スタータ始動準備のためにキャパシタ電圧を高めておく必要がないし、キャパシタは、満充電のままであると内部抵抗が増加し、劣化が進行するため、使わないのであれば放電して劣化が進行しない電圧ｂ以下にした方が、寿命が延びる。これに対し、スタータ始動を原則とする「CDモード」の選択中は、キャパシタ充電時間を待つことなく、スタータ始動指令に応答してスタータ始動を可能とするために、キャパシタ電圧を予め高めておく必要がある。
【００６２】
したがって、「CSモード」から「CDモード」へ逆遷移があったとき、キャパシタ２３を再充電されることになるが、スタータ始動のみを優先し、大電流にて再充電を行うと、キャパシタ２３の劣化が進行してしまう。以下、図４に基づき、これを反映して行われる逆遷移時のキャパシタ再充電制御作用を説明する。
【００６３】
まず、走行モード選択制御により走行モードを「CSモード」から「CDモード」へ切り替えるモード逆遷移がない場合には、図４のフローチャートにおいて、ステップＳ１→終了へと進む。一方、走行モード選択制御により走行モードを「CSモード」から「CDモード」へ切り替えるモード逆遷移があった場合には、図４のフローチャートにおいて、ステップＳ１からステップＳ２以降へ進む。
すなわち、通常であれば「CSモード」では強電バッテリ２１のバッテリSOCを維持するため、「CSモード」から「CDモード」への逆遷移は起こり得ない。しかしながら、例えば、高い山から平地に向かうような長い下り坂等で回生をし続けた場合は、強電バッテリ２１への充電量が大きいため、「CDモード」へ移行できるバッテリSOCまで回復することが起こり得る。こういった「CSモード」→「CDモード」というモード逆遷移に伴い、「CDモード」でのスタータ始動に備え、ステップＳ２以降へ進む流れによりキャパシタ２３が再充電されることになる。
【００６４】
「CSモード」から「CDモード」へ切り替えるモード逆遷移があったときであって、キャパシタ温度が劣化防止閾値α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→ステップＳ４へと進む。そして、ステップＳ４にてキャパシタ電圧がスタータ始動許可電圧ａ未満であると判断されている間、ステップＳ３→ステップＳ４へと進む流れが繰り返され、ステップＳ４にてキャパシタ電圧がスタータ始動許可電圧ａ以上になると、終了へ進む。すなわち、キャパシタ温度が低いときに「CSモード」から「CDモード」へ切り替えられると、キャパシタ２３は、充電電流１によりスタータ始動許可電圧ａ以上になるまで早い充電速度にて再充電される。
【００６５】
一方、「CSモード」から「CDモード」へ切り替えるモード逆遷移があったときであって、キャパシタ温度が劣化防止閾値αを超えてしまうときには、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Ｓ５→ステップＳ６へと進む。そして、ステップＳ６にてキャパシタ電圧がスタータ始動許可電圧ａ未満であると判断されている間、ステップＳ５→ステップＳ６へと進む流れが繰り返され、ステップＳ６にてキャパシタ電圧がスタータ始動許可電圧ａ以上になると、終了へ進む。すなわち、キャパシタ温度が高いときに「CSモード」から「CDモード」へ切り替えられると、キャパシタ２３は、充電電流２（＜充電電流１）によりスタータ始動許可電圧ａ以上になるまでゆっくりとした充電速度にて再充電される。
【００６６】
上記のように、実施例１では、「CSモード」から「CDモード」への逆遷移があったとき、キャパシタ温度が高いほど、充電電流を小さくしてキャパシタ２３を再充電し、スタータ始動に備える構成を採用している（図４）。
すなわち、キャパシタ温度が低いときには、充電電流が大きくされることで、スタータ始動までの待ち時間が短縮される。一方、キャパシタ温度が高いときには、キャパシタ温度が高いほど充電電流が小さくされることで、キャパシタ２３の発熱による劣化の進行が抑えられる。
この結果、「CSモード」から「CDモード」へ逆遷移があったとき、スタータ始動の待ち時間を短縮しながら、キャパシタ寿命の延長を図ることができる。
【００６７】
実施例１では、「CSモード」から「CDモード」への逆遷移があったとき、キャパシタ温度が劣化防止閾値α以下であれば、充電電流１にてキャパシタ２３の再充電を行う。そして、キャパシタ温度が劣化防止閾値αを超えていれば、充電電流１より小さい充電電流２にてキャパシタ２３の再充電を行う構成を採用している（図４）。
すなわち、劣化防止閾値αを境界温度に決め、キャパシタ温度が劣化防止閾値α以下の低温域の場合とキャパシタ温度が劣化防止閾値αを超える高温域の場合とで、充電電流を異ならせている。
したがって、２つの充電電流を切り替える簡単な制御としながら、スタータ始動の待ち時間短縮化と、キャパシタ寿命の延長と、の両立を達成することができる。
【００６８】
実施例１では、「CSモード」の選択時、キャパシタ電圧を、キャパシタ２３の劣化が進行しない電圧ｂ以下に維持し、「CSモード」から「CDモード」への逆遷移に伴ってキャパシタ２３を再充電するとき、キャパシタ電圧がスタータ始動許可電圧ａ以上になるまで行う構成を採用している（図４）。
すなわち、「CSモード」の選択時、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、常に満充電やスタータ始動が可能な電圧を維持する場合に比べ、キャパシタ２３の劣化進行が抑えられる。加えて、キャパシタ電圧がスタータ始動許可電圧ａ以上になるまで行うことで、キャパシタ電圧を満充電になるまで再充電を行う場合に比べ、早期に「CDモード」でのスタータ始動に備えられる。
したがって、「CSモード」の選択時においてキャパシタ２３の劣化進行を抑えながら、「CSモード」から「CDモード」への逆遷移があると、早期にスタータ始動に備えることができる。
【００６９】
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。
【００７０】
(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への外部充電が可能な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、
前記エンジン（横置きエンジン２）の始動をスタータ始動、又は、モータ/ジェネレータ始動（M/G始動）により行う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、
前記強電バッテリ２１の充電容量（バッテリSOC）が閾値以上のとき、原則として前記エンジン（横置きエンジン２）をスタータ始動する「CDモード」を選択し、前記強電バッテリ２１の充電容量が閾値未満のとき、原則として前記エンジン（横置きエンジン２）をモータ/ジェネレータ始動（M/G始動）する「CSモード」を選択する走行モード選択制御手段（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の温度を検出するキャパシタ温度検出手段（キャパシタ温度センサ５０）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、前記「CSモード」から前記「CDモード」への逆遷移があったとき、キャパシタ温度が高いほど、充電電流を小さくして前記キャパシタ２３を再充電し、前記スタータ始動に備える（図４）。
このため、「CSモード」から「CDモード」へ逆遷移があったとき、スタータ始動の待ち時間を短縮しながら、キャパシタ寿命の延長を図ることができる。
【００７１】
(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、前記「CSモード」から前記「CDモード」への逆遷移があったとき、キャパシタ温度が劣化防止閾値α以下であれば、第1充電電流（充電電流１）にて前記キャパシタ２３の再充電を行い、キャパシタ温度が劣化防止閾値αを超えていれば、前記第1充電電流（充電電流１）より小さい第２充電電流（充電電流２）にて前記キャパシタ２３の再充電を行う（図４）。
このため、(1)の効果に加え、２つの充電電流１，充電電流２を切り替える簡単な制御としながら、スタータ始動の待ち時間短縮化と、キャパシタ寿命の延長と、の両立を達成することができる。
【００７２】
(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、前記「CSモード」の選択時、キャパシタ電圧を、前記キャパシタ２３の劣化が進行しない電圧ｂ以下に維持し、前記「CSモード」から前記「CDモード」への逆遷移に伴って前記キャパシタ２３を再充電するとき、キャパシタ電圧がスタータ始動許可電圧ａ以上になるまで行う（図４）。
このため、(1)又は(2)の効果に加え、「CSモード」の選択時においてキャパシタ２３の劣化進行を抑えながら、「CSモード」から「CDモード」への逆遷移があると、早期にスタータ始動に備えることができる。
【００７３】
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。
【００７４】
実施例１では、キャパシタ充放電制御手段として、「CSモード」から「CDモード」への逆遷移があったとき、キャパシタ温度が劣化防止閾値α以下であれば、充電電流１にてキャパシタ２３の再充電を行い、キャパシタ温度が劣化防止閾値αを超えていれば、充電電流１より小さい充電電流２にてキャパシタ２３の再充電を行う例を示した。しかし、キャパシタ充放電制御手段としては、「CSモード」から「CDモード」への逆遷移があったとき、キャパシタ温度を３以上の温度域に分け、多段階に充電電流を変更する例としても良いし、さらに、キャパシタ温度に応じて無段階に充電電流を変更する例としても良い。すなわち、「CSモード」から「CDモード」への逆遷移があったとき、キャパシタ温度が高いほど、充電電流を小さくしてキャパシタを再充電し、スタータ始動に備えるものであれば含まれる。
【００７５】
実施例１では、キャパシタ充放電制御手段として、「CSモード」から「CDモード」への逆遷移があったとき、スタータ始動許可電圧ａ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、「CSモード」から「CDモード」への逆遷移があったとき、満充電まで再充電する例としても良い。また、「CSモード」の選択中、劣化が進行しない電圧ｂ以下とする例を示したが、例えば、強制放電によりキャパシタ電圧をゼロにするような例としても良い。
【００７６】
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温度情報とキャパシタ電圧情報を用いて再充電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。
【００７７】
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。
【００７８】
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】
【００７９】
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
５０  キャパシタ温度センサ（キャパシタ温度検出手段）
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、走行モード選択制御手段）
【図１】
2015003681.tif 000003
【図２】
2015003681.tif 000004
【図３】
2015003681.tif 000005
【図４】
2015003681.tif 000006