(57)【要約】  強電バッテリと補機負荷電源系の制御/容量を変更することなく、既存回路にキャパシタとキャパシタ充電回路を追加するだけでキャパシタ電源回路を構成すること。  駆動系にスタータモータ(１)と横置きエンジン(２)とモータ/ジェネレータ(４)を有し、電源システムとして、強電バッテリ(２１)と、１２Ｖバッテリ(２２)と、キャパシタ(２３)と、ハイブリッドコントロールモジュール(８１)と、を備える。このＦＦプラグインハイブリッド車両の制御装置において、強電バッテリ(２１)と１２Ｖバッテリ(２２)を、DC/DCコンバータ(３７)を介して接続することで補機負荷電源系(３９)を構成する。そして、キャパシタ(２３)とハイブリッドコントロールモジュール(８１)により制御されるキャパシタ充電回路(４１)を有して構成されるDLCユニット(４５)を、補機負荷電源系(３９)のDC/DCコンバータ(３７)から分岐して接続した。
2014196242.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、車両補機類の電源である弱電バッテリと、前記スタータモータの電源であるキャパシタと、前記キャパシタの充放電を制御するキャパシタ電源制御手段と、を備えたハイブリッド車両の制御装置において、
前記強電バッテリと前記弱電バッテリを、DC/DCコンバータを介して接続することで補機負荷電源系を構成し、
前記キャパシタと前記キャパシタ電源制御手段により制御されるキャパシタ充電回路を有して構成されるスタータ負荷電源系を、前記補機負荷電源系のDC/DCコンバータから分岐して接続した
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記補機負荷電源系と前記スタータ負荷電源系との間にスイッチを設け、
前記キャパシタ電源制御手段は、前記スタータモータによるエンジン始動時、前記スイッチを開き、前記補機負荷電源系と前記スタータ負荷電源系を切り離す
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記キャパシタ電源制御手段は、前記強電バッテリから前記DC/DCコンバータを介して前記弱電バッテリと前記キャパシタへ供給可能な電力供給量が、補機負荷とスタータ負荷による電力必要量に対し不足するとき、前記スイッチを開き、前記補機負荷電源系と前記スタータ負荷電源系を切り離す
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記キャパシタ電源制御手段は、前記弱電バッテリと前記キャパシタへ供給可能な電力供給量と、補機負荷とスタータ負荷による電力必要量と、の差による不足電力が閾値未満のとき、前記キャパシタへの充電電流を低下させる
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記キャパシタ電源制御手段は、前記弱電バッテリと前記キャパシタへ供給可能な電力供給量と、補機負荷とスタータ負荷による電力必要量と、の差による不足電力が閾値以上のとき、前記スイッチを開き、前記補機負荷電源系と前記スタータ負荷電源系を切り離す
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項６】
請求項１から５までの何れか一項に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記スタータ負荷電源系は、前記補機負荷電源系と接続状態のとき、前記キャパシタから前記補機負荷電源系への逆流防止回路を有する
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項７】
請求項６に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記逆流防止回路は、前記スイッチとして、絶縁された入出力の空間を光の信号で伝達する光半導体を用いた半導体リレーを用いることにより構成した
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項８】
請求項１から７までの何れか一項に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記DC/DCコンバータと前記キャパシタ充電回路の間に、前記スイッチが閉じたままの固着故障状態で過大電流が流れることにより回路を遮断するヒューズを設けた
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源として、モータ/ジェネレータ電源である強電バッテリ（強電圧バッテリ）と、車両補機類電源である弱電バッテリ（弱電圧バッテリ）と、エンジン始動用のスタータモータ電源であるキャパシタと、を備えたハイブリッド車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジン始動用のスタータモータ電源であるキャパシタとして、車両補機類電源である弱電バッテリからの電力の供給を受けて充電する構成のエンジン始動装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１６７６２７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、弱電バッテリとキャパシタが、モータ/ジェネレータ電源である強電バッテリから独立し、車両補機類での電力必要量とスタータ始動時の電力必要量を、弱電バッテリからの電力供給量により賄う構成となっていた。すなわち、弱電バッテリとキャパシタが電気的に独立した構成となっていないため、弱電バッテリの制御や弱電バッテリのバッテリ容量を、キャパシタを追加する前に設定した制御や容量から変更する必要がある、という問題があった。【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、強電バッテリと補機負荷電源系の制御/容量を変更することなく、既存回路にキャパシタとキャパシタ充電回路を追加するだけでキャパシタ電源回路を構成することができるハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。
【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/ジェネレータを有し、電源システムとして、前記モータ/ジェネレータの電源である強電バッテリと、車両補機類の電源である弱電バッテリと、前記スタータモータの電源であるキャパシタと、前記キャパシタの充放電を制御するキャパシタ電源制御手段と、を備える。
このハイブリッド車両の制御装置において、
前記強電バッテリと前記弱電バッテリを、DC/DCコンバータを介して接続することで補機負荷電源系を構成し、前記キャパシタと前記キャパシタ電源制御手段により制御されるキャパシタ充電回路を有して構成されるスタータ負荷電源系を、前記補機負荷電源系のDC/DCコンバータから分岐して接続した。
【発明の効果】
【０００７】
よって、キャパシタとキャパシタ電源制御手段により制御されるキャパシタ充電回路を有して構成されるスタータ負荷電源系が、補機負荷電源系のDC/DCコンバータから分岐して接続される。
すなわち、キャパシタとキャパシタ充電回路を有して構成されるスタータ負荷電源系が、強電バッテリ及び補機負荷電源系から電気的に独立したものとなる。このため、強電バッテリとDC/DCコンバータの制御は、スタータ負荷電源系を追加する前の制御から変更する必要がない。そして、DC/DCコンバータのコンバータ容量や弱電バッテリのバッテリ容量を、スタータ負荷電源系を追加する前に設定したコンバータ容量やバッテリ容量から変更する必要がない。
この結果、強電バッテリと補機負荷電源系の制御/容量を変更することなく、既存回路にキャパシタとキャパシタ充電回路を追加するだけでキャパシタ電源回路を構成することができる。
【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のキャパシタ充電回路に有する昇圧回路によるDC/DCコンバータの基本回路構成を示すコンバータ回路図である。
【図５】実施例１のハイブリッドコントロールモジュールにて実行されるキャパシタ電源制御処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
【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（ハイブリッド車両の一例）の構成を、「駆動システム構成」、「電源システム構成」、「制御システム構成」、「キャパシタ電源制御の詳細構成」に分けて説明する。【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、油圧発生源であるメインオイルポンプ１４（メカ駆動）と、クラッチの冷却に使用するサブオイルポンプ１５（モータ駆動）と、ポンプ吐出圧を調圧することで生成したライン圧を元圧として第１，第２クラッチ油圧及び変速油圧を作り出す図外のコントロールバルブユニットと、を有する。【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（弱電バッテリ）と、スタータ電源としてのキャパシタ２３と、を備えている。【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を介して急速充電ポート３２が接続されるとともに、ＤＣ分岐ハーネス２５’と充電器３３とＡＣハーネス３４とを介して普通充電ポート３５が接続される。充電器３３は、AC/DC変換や電圧変換を行う。急速充電時には、例えば、外出先等に設置されている充電スタンドのコネクタプラグを、急速充電ポート３２に接続することで外部充電される（プラグイン急速充電）。普通充電時には、例えば、家庭用電源からのコネクタプラグを、普通充電ポート３５に接続することで外部充電される（プラグイン普通充電）。【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コンバータ回路により構成され、ハイブリッドコントロールモジュール８１により制御される半導体リレー５１とDC/DCコンバータ５２を有する。【００３１】
前記半導体リレー５１は、半導体スイッチング素子を使用した無接点リレーであり、例えば、図２の左下部に概略を示すように、絶縁された入出力の空間を光の信号で伝達するフォトカプラと呼ばれる光半導体を用いた構成としている。この半導体リレー５１は、補機負荷電源系３８からキャパシタ２３を含むDLCユニット４５を切り離したり接続したりするスイッチ機能を持つ。【００３２】
前記DC/DCコンバータ５２は、図４に示すように、スイッチング素子５２ａ（トランジスタやMOS FET等）と、チョークコイル５２ｂと、コンデンサ５２ｃと、ダイオード５２ｄと、の組み合わせ回路である。スイッチング素子５２ａがONのとき、入力から流れ込む電流により、チョークコイル５２ｂはエネルギーを蓄える。スイッチング素子５２ａがOFFのとき、チョークコイル５２ｂは電流を維持しようとして蓄えたエネルギーを放出する。よって、回路に並列に接続されるスイッチング素子５２ａがOFFのとき、入力電圧にチョークコイル５２ｂからのエネルギーが“上積み”されることになるので、出力電圧が昇圧（１２Ｖ→１３．５Ｖ）する。なお、このDC/DCコンバータ回路には、直流変換機能以外に、キャパシタ充電電流を切り替える機能を持たせている。【００３３】
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。【００３４】
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。【００３５】
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。【００３６】
［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。【００３７】
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。【００３８】
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。【００３９】
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。【００４０】
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。【００４１】
前記ハイブリッドコントロールモジュール８１では、「CDモード」と「CSモード」の選択制御以外に、スタータモータ１によるエンジン始動制御、キャパシタ２３への充電制御、キャパシタ２３からの放電制御を行う。さらに、下記のようなスタータ始動関連制御を行う。
(A)エンジン始動後からスタータ始動許可までの時間短縮制御。
(B)イグニッションオンからスタータ始動許可までの時間短縮制御。
(C)キャパシタ２３の劣化進行抑制制御。
(D)キャパシタ２３の高温/低温時対策制御。
(E)車両用補機の電圧瞬低防止制御（実施例１）。【００４２】
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。【００４３】
［キャパシタ電源制御の詳細構成］
図５はハイブリッドコントロールモジュール８１にて実行されるキャパシタ電源制御処理流れを示す（キャパシタ電源制御手段）。以下、キャパシタ電源制御処理構成をあらわす図５の各ステップについて説明する。【００４４】
ステップＳ１では、強電バッテリ２１からDC/DCコンバータ３７を介して１２Ｖバッテリ２２とキャパシタ２３へ充電可能な容量（DC/DC容量：電力供給量）が、１２Ｖ系負荷３６による１２Ｖバッテリ２２の放電容量と、スタータ始動に備えたキャパシタ充電量を加えた容量（電力必要量）よりも大きいか否かを判断する。Yes（DC/DC容量＞車両補機＋キャパシタ充電量）の場合はステップＳ２へ進み、No（DC/DC容量≦車両補機＋キャパシタ充電量）の場合はステップＳ３へ進む。【００４５】
ステップＳ２では、ステップＳ１でのDC/DC容量＞車両補機＋キャパシタ充電量であるとの判断に続き、キャパシタ充電電流を電流１(例えば、15A)、又は、電流２(例えば、7.5A)とし、キャパシタ充電回路４１に有する半導体リレー５１（キャパシタスイッチ回路）を閉とし、終了へ進む。【００４６】
ステップＳ３では、ステップＳ１でのDC/DC容量≦車両補機＋キャパシタ充電量であるとの判断に続き、不足電力（＝電力供給量−電力必要量）が、設定された閾値ａ未満であるか否かを判断する。Yes（不足電力＜閾値ａ）の場合はステップＳ４へ進み、No（不足電力≧閾値ａ）の場合はステップＳ５へ進む。
ここで、「閾値ａ」は、スタータモータ１によりエンジン始動を開始した瞬間、１２Ｖ系負荷３６の電圧低下（瞬低）までに至らない限界値として設定される。【００４７】
ステップＳ４では、ステップＳ３での不足電力＜閾値ａであるとの判断に続き、キャパシタ充電電流を、電流１(例えば、15A)から電流２（例えば、7.5A）に変更する指令をキャパシタ充電回路４１に対し出力し、ステップＳ１へ戻る。【００４８】
ステップＳ５では、ステップＳ３での不足電力≧閾値ａであるとの判断に続き、キャパシタ充電回路４１に有する半導体リレー５１（キャパシタスイッチ回路）を開き、補機負荷電源系３９とDLCユニット４５（スタータ負荷電源系）を切り離す指令を出力し、ステップＳ１へ戻る。【００４９】
次に、作用を説明する。
実施例１のＦＦプラグインハイブリッド車両の制御装置における作用を、［キャパシタ電源回路構成による特徴作用］、［キャパシタ電源による充放電作用］、［強電バッテリからの電力供給量充足作用］、［強電バッテリからの電力供給量不足作用（不足電力＜閾値ａ）］、［強電バッテリからの電力供給量不足作用（不足電力≧閾値ａ）］に分けて説明する。【００５０】
［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。【００５１】
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。【００５２】
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。【００５３】
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。【００５４】
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。【００５５】
さらに、補機負荷電源系３９の充放電バランスが崩れそうな場合、DLCユニット４５（キャパシタ充電回路４１＋キャパシタ２３）は、充電電流を制御可能で、かつ、スイッチである半導体リレー５１により補機負荷電源系３９と切り離し可能である。つまり、DLCユニット４５（キャパシタ充電回路４１＋キャパシタ２３）は、補機負荷電源系３９とは電気的に独立したユニットであるため、DC/DCコンバータ３７のコンバータ容量や１２Ｖバッテリ２２のバッテリ容量を、比較例で設定したコンバータ容量やバッテリ容量から変更する必要がない。【００５６】
［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。【００５７】
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。【００５８】
キャパシタ２３への充電は、ハイブリッドコントロールモジュール８１からの充電指令の出力に基づき、キャパシタ充電回路４１の半導体リレー５１を閉とし、キャパシタ充電電流を選択する。これにより、強電バッテリ２１からの電力を、DC/DCコンバータ３７→ヒューズ４０→半導体リレー５１→DC/DCコンバータ５２を介してキャパシタ２３へ導入することで、キャパシタ充電電流に応じた短時間充電が行われる。なお、キャパシタ充電電流としては、電流１(例えば、15A)を基本電流とし、例外として、電流１からの変更により選択可能な電流２（例えば、7.5A）を有する。
したがって、キャパシタ２３への充電制御は、充電指令が出力されている間、強電バッテリ２１からの電力を用い、選択されているキャパシタ充電電流によりキャパシタ２３を充電する。【００５９】
キャパシタ２３からの放電は、ハイブリッドコントロールモジュール８１からの自然放電指令の出力に基づき、DLCユニット４５の自然放電用スイッチ４７を閉とすることで、キャパシタ２３からの自然放電を行う。また、ハイブリッドコントロールモジュール８１からの強制放電指令の出力に基づき、DLCユニット４５の強制放電用スイッチ４８を閉とすることで、キャパシタ２３からの強制放電を行う。この強制放電の場合、単位時間当たりの放電量が自然放電の場合よりも大きく設定されている。
したがって、キャパシタ２３への自然放電制御は、自然放電指令に基づいて自然放電用スイッチ４７を閉としている間、キャパシタ２３の電力を抵抗熱に変換して放電を行う。キャパシタ２３への強制放電制御は、強制放電指令に基づいて強制放電用スイッチ４８を閉としている間、キャパシタ２３の電力を抵抗熱に変換し、自然放電よりも短時間にて放電を行う。【００６０】
［強電バッテリからの電力供給量充足作用］
強電バッテリ２１からの電力供給量が充足している場合、車両補機類の作動中にスタータ始動が介入しても車両補機類の電圧瞬低が発生することがない。以下、図５に基づき、これを反映する強電バッテリ２１からの電力供給量充足作用を説明する。【００６１】
強電バッテリ２１からの電力供給量が、１２Ｖバッテリ２２とキャパシタ２３による電力必要量よりも大きい場合、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→終了という流れが繰り返される。【００６２】
例えば、晴天の昼間でライト消灯・ワイパー停止等で、補機負荷による１２Ｖバッテリ２２から持ち出される放電容量が低い走行時、DC/DCコンバータ３７を介して１２Ｖバッテリ２２とキャパシタ２３へ充電可能なDC/DC容量（電力供給量）が充足する。このような場合、ステップＳ１の電力条件が成立してステップＳ２へと進み、ステップＳ２では、キャパシタ充電電流が電流１(例えば、15A)とされ、キャパシタ充電回路４１に有する半導体リレー５１が閉とされる。【００６３】
すなわち、補機負荷による放電容量が低い走行時には、DC/DCコンバータ３７を介した電力供給量が、１２Ｖ系負荷３６による１２Ｖバッテリ２２の放電容量とスタータ始動に備えたキャパシタ充電量を加えた電力必要量を上回る。したがって、このような条件下では、キャパシタ充電回路４１に有する半導体リレー５１を閉としていても、スタータ始動の介入により車両補機類の電圧瞬低が発生することがない。【００６４】
そして、実施例１では、補機負荷電源系３９とDLCユニット４５の接続を開閉するスイッチとして、半導体リレー５１を用いる構成を採用した。
すなわち、絶縁された入出力の空間を光の信号で伝達する光半導体を用いた半導体リレー５１を閉とし、補機負荷電源系３９とDLCユニット４５を接続しても、半導体リレー５１の絶縁空間により、キャパシタ２３から補機負荷電源系３９への逆流が防止される。
このため、スタータモータ１によるエンジン始動時、キャパシタ２３の電力がスタータモータ１の駆動にのみ用いられる。言い換えると、キャパシタ２３から補機負荷電源系３９への電力の逆流によるキャパシタ２３の容量低下が防止され、横置きエンジン２の再始動要求に備えることができる。【００６５】
［強電バッテリからの電力供給量不足作用（不足電力＜閾値ａ）］
以下、図５に基づき、強電バッテリ２１からの電力供給量不足作用（不足電力＜閾値ａ）を説明する。【００６６】
強電バッテリ２１からの電力供給量が、１２Ｖバッテリ２２とキャパシタ２３による電力必要量以下であり、かつ、不足電力が閾値ａ未満の場合、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ３→ステップＳ４へと進む。【００６７】
例えば、夜間でライト点灯・ワイパー作動等で、補機負荷による１２Ｖバッテリ２２から持ち出される放電容量が高めの走行時、DC/DCコンバータ３７を介して１２Ｖバッテリ２２とキャパシタ２３へ充電可能なDC/DC容量（電力供給量）が、電力必要量に対し不足が発生する。このような場合、ステップＳ１の電力条件が不成立となりステップＳ３へと進むものの、不足電力が閾値ａ未満で小さいと、キャパシタ充電量のコントロールにより不足電力を減らすことで、車両補機類の電圧瞬低の発生を抑えることが可能である。そこで、ステップＳ３からステップ４へと進み、ステップ４では、キャパシタ充電電流を、電流１(例えば、15A)から電流２（例えば、7.5A）に変更する指令がキャパシタ充電回路４１に対し出力される。【００６８】
すなわち、補機負荷による放電容量が高めの走行時には、DC/DCコンバータ３７を介した電力供給量が、１２Ｖ系負荷３６による１２Ｖバッテリ２２の放電容量とスタータ始動に備えたキャパシタ充電量を加えた電力必要量を下回る。しかし、このように不足電力が閾値ａ未満で小さい条件下では、キャパシタ充電電流を電流２（＜電流１）に変更することで、ステップＳ１の電力条件が成立する。つまり、キャパシタ充電電流を電流２に変更した後、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２へと進み、ステップＳ２では、キャパシタ充電電流が電流２(例えば、7.5A)とされ、キャパシタ充電回路４１に有する半導体リレー５１が閉とされる。【００６９】
したがって、不足電力が閾値ａ未満で小さい条件下では、キャパシタ充電電流を電流２（＜電流１）に変更することで、キャパシタ充電回路４１に有する半導体リレー５１を閉としていても、スタータ始動の介入により車両補機類の電圧瞬低が発生することが防止される。【００７０】
［強電バッテリからの電力供給量不足作用（不足電力≧閾値ａ）］
以下、図５に基づき、強電バッテリ２１からの電力供給量不足作用（不足電力≧閾値ａ）を説明する。【００７１】
強電バッテリ２１からの電力供給量が、１２Ｖバッテリ２２とキャパシタ２３による電力必要量以下であり、かつ、不足電力が閾値ａ以上の場合、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ３→ステップＳ５へと進む流れが繰り返される。【００７２】
例えば、夜間でライト点灯・ワイパー作動・電動パワーステアリング動作等で、補機負荷による１２Ｖバッテリ２２から持ち出される放電容量が高い走行時、DC/DCコンバータ３７を介して１２Ｖバッテリ２２とキャパシタ２３へ充電可能なDC/DC容量（電力供給量）が、電力必要量に対し不足が発生する。このように不足電力が閾値ａ以上で大きい場合には、キャパシタ充電量のコントロールにより不足電力を減らしたとしても、車両補機類の電圧瞬低の発生を抑えることができない。そこで、ステップＳ３からステップ５へと進み、ステップ５では、キャパシタ充電回路４１に有する半導体リレー５１を開き、補機負荷電源系３９とDLCユニット４５を切り離す指令がキャパシタ充電回路４１に対し出力される。【００７３】
すなわち、補機負荷による放電容量が高い走行時には、DC/DCコンバータ３７を介した電力供給量が、１２Ｖ系負荷３６による１２Ｖバッテリ２２の放電容量とスタータ始動に備えたキャパシタ充電量を加えた電力必要量を下回る。このように不足電力が閾値ａ以上で大きな条件下では、半導体リレー５１が開かれ、補機負荷電源系３９とDLCユニット４５が切り離される。すなわち、スタータ始動時、DLCユニット４５が、補機負荷電源系３９から電気的に独立する。このため、スタータ始動開始時、スタータモータ１を駆動するのに必要な電力をキャパシタ２３から消費しても、DLCユニット４５から電気的に独立している補機負荷電源系３９への供給電力はそのまま維持され、車両補機類である１２Ｖ系負荷３６の電圧が急に低下することが防止される。【００７４】
そして、実施例１では、DC/DCコンバータ３７とキャパシタ充電回路４２の間に、半導体リレー５１が閉じたままの固着故障状態で過大電流が流れることにより回路を遮断するヒューズ４０を設ける構成を採用した。
この構成により、半導体リレー５１が閉じた状態のままとなるリレーの固着故障時、補機負荷にスタータ負荷が加わることで過大電流が流れると、ヒューズ４０が切れることにより回路を遮断することで、補機負荷電源系３９とDLCユニット４５が切り離される。
したがって、半導体リレー５１の固着故障に対しても、スタータ始動時、車両補機類である１２Ｖ系負荷３６の電圧が急に低下する電圧瞬低の防止が保証される。【００７５】
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。【００７６】
(1) 駆動系にスタータモータ１とエンジン（横置きエンジン２）とモータ/ジェネレータ４を有し、
電源システムとして、前記モータ/ジェネレータ４の電源である強電バッテリ２１と、車両補機類の電源である弱電バッテリ（１２Ｖバッテリ２２）と、前記スタータモータ１の電源であるキャパシタ２３と、前記キャパシタ２３の充放電を制御するキャパシタ電源制御手段（ハイブリッドコントロールモジュール８１）と、を備えたハイブリッド車両（ＦＦプラグインハイブリッド車両）の制御装置において、
前記強電バッテリ２１と前記弱電バッテリ（１２Ｖバッテリ２２）を、DC/DCコンバータ３７を介して接続することで補機負荷電源系３９を構成し、
前記キャパシタ２３と前記キャパシタ電源制御手段（ハイブリッドコントロールモジュール８１）により制御されるキャパシタ充電回路４１を有して構成されるスタータ負荷電源系（DLCユニット４５）を、前記補機負荷電源系３９のDC/DCコンバータ３７から分岐して接続した（図２）。
このため、強電バッテリ２１と補機負荷電源系３９の制御/容量を変更することなく、既存回路にキャパシタ２３とキャパシタ充電回路４１を追加するだけでキャパシタ電源回路を構成することができる。【００７７】
(2) 前記補機負荷電源系３９と前記スタータ負荷電源系（DLCユニット４５）との間にスイッチ（半導体リレー５１）を設け、
前記キャパシタ電源制御手段（ハイブリッドコントロールモジュール８１）は、前記スタータモータ１によるエンジン始動時、前記スイッチ（半導体リレー５１）を開き、前記補機負荷電源系３９と前記スタータ負荷電源系（DLCユニット４５）を切り離す（図５）。
このため、(1)の効果に加え、スタータモータ１によるエンジン始動時、車両補機類の電圧瞬低を防止することができる。【００７８】
(3) 前記キャパシタ電源制御手段（ハイブリッドコントロールモジュール８１）は、前記強電バッテリ２１から前記DC/DCコンバータ３７を介して前記弱電バッテリ（１２Ｖバッテリ２２）と前記キャパシタ２３へ供給可能な電力供給量が、補機負荷とスタータ負荷による電力必要量に対し不足するとき、前記スイッチ（半導体リレー５１）を開き、前記補機負荷電源系３９と前記スタータ負荷電源系（DLCユニット４５）を切り離す（図５）。
このため、(2)の効果に加え、不足電力発生条件が成立すると、予めスイッチ（半導体リレー５１）を開いておくことで、確実にスタータ始動による電圧瞬低を防止することができる。【００７９】
(4) 前記キャパシタ電源制御手段（ハイブリッドコントロールモジュール８１）は、前記弱電バッテリ（１２Ｖバッテリ２２）と前記キャパシタ２３へ供給可能な電力供給量と、補機負荷とスタータ負荷による電力必要量と、の差による不足電力が閾値ａ未満のとき、前記キャパシタ２３への充電電流を低下（電流１→電流２）させる（図５）。
このため、(3)の効果に加え、不足電力発生条件が成立していても不足電力が小さいときに限っては、不足電力を解消するキャパシタ充電電流の低下制御を行うことで、スイッチ（半導体リレー５１）を閉じたままでも、スタータ始動による電圧瞬低を防止することができる。【００８０】
(5) 前記キャパシタ電源制御手段（ハイブリッドコントロールモジュール８１）は、前記弱電バッテリ（１２Ｖバッテリ２２）と前記キャパシタ２３へ供給可能な電力供給量と、補機負荷とスタータ負荷による電力必要量と、の差による不足電力が閾値ａ以上のとき、前記スイッチ（半導体リレー５１）を開き、前記補機負荷電源系３９と前記スタータ負荷電源系（DLCユニット４５）を切り離す（図５）。
このため、(4)の効果に加え、不足電力が大きくキャパシタ充電電流制御によって不足電力を解消できないとき、予めスイッチ（半導体リレー５１）を開いておくことで、確実にスタータ始動による電圧瞬低を防止することができる。【００８１】
(6) 前記スタータ負荷電源系（DLCユニット４５）は、前記補機負荷電源系３９と接続状態のとき、前記キャパシタ２３から前記補機負荷電源系３９への逆流防止回路（半導体リレー５１）を有する（図２）。
このため、(1)〜(5)の効果に加え、キャパシタ２３から補機負荷電源系３９への電力の逆流によるキャパシタ２３の容量低下が防止され、スタータモータ１による横置きエンジン２の再始動要求に備えることができる。【００８２】
(7) 前記逆流防止回路は、前記スイッチとして、絶縁された入出力の空間を光の信号で伝達する光半導体を用いた半導体リレー５１を用いることにより構成した（図２）。
このため、(6)の効果に加え、スイッチ機能と逆流防止機能を持つ半導体リレー５１を用いることで、追加回路を要さない簡単な構成にて逆流防止回路にすることができる。【００８３】
(8) 前記DC/DCコンバータ３７と前記キャパシタ充電回路４１の間に、前記スイッチ（半導体リレー５１）が閉じたままの固着故障状態で過大電流が流れることにより回路を遮断するヒューズ４０を設けた（図２）。
このため、(1)〜(7)の効果に加え、スイッチ（半導体リレー５１）の固着故障に対して、スタータ始動時、車両補機類の電圧が急に低下する電圧瞬低の防止を保証することができる。【００８４】
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。【００８５】
実施例１では、キャパシタ電源制御手段として、不足電力が閾値ａ未満のとき、キャパシタ２３への充電電流を低下（電流１→電流２）させ、不足電力が閾値ａ以上のとき、半導体リレー５１を開き、補機負荷電源系３９とDLCユニット４５を切り離す例を示した。しかし、キャパシタ電源制御手段としては、強電バッテリから弱電バッテリとキャパシタへ供給可能な電力供給量が、補機負荷とスタータ負荷による電力必要量に対し不足するとき、不足電力の大きさにかかわらず、スイッチを開き、補機負荷電源系とスタータ負荷電源系を切り離す例としても良い。【００８６】
実施例１では、キャパシタ電源制御手段として、強電バッテリから弱電バッテリとキャパシタへ供給可能な電力供給量が、補機負荷とスタータ負荷による電力必要量に対し不足するとき、スイッチを開き、車両補機類の電圧瞬低を防止する例を示した。しかし、キャパシタ電源制御手段としては、不足電力の発生の有無に限らず、スタータモータによるエンジン始動時、スタータ始動指令に基づきスイッチを開き、補機負荷電源系とスタータ負荷電源系を切り離す例としても良い。【００８７】
実施例１では、キャパシタ電源制御手段として、ハイブリッドコントロールモジュール８１を用いる例を示した。しかし、キャパシタ電源制御手段としては、独立に設けた電源系コントローラを用いても良いし、また、ハイブリッドコントロールモジュール以外のコントローラに、電源系制御部を設けるような例としても良い。【００８８】
実施例１では、スイッチとして、補機負荷電源系３９とキャパシタ２３との間に設けられたキャパシタ充電回路４１に内蔵して半導体リレー５１を用いる例を示した。しかし、スイッチとしては、半導体リレーに限らず、電磁リレー等の他のスイッチ類を用いても良いし、さらに、キャパシタ充電回路から独立して設けても良い。スイッチとして、半導体リレー等のように無接点スイッチを用いない場合は、ダイオード等を用いた逆流防止回路を、スイッチとは別設定とする。【００８９】
実施例１では、本発明の制御装置をＦＦプラグインハイブリッド車両に適用する例を示した。しかし、本発明の制御装置は、外部充電機能を持たないハイブリッド車両に対しても適用することができる。また、ＦＦハイブリッド車両に限らず、ＦＲハイブリッド車両や４ＷＤハイブリッド車両に対しても適用することができる。要するに、電源として、モータ/ジェネレータ電源である強電バッテリと、車両補機類電源である弱電バッテリと、エンジン始動用のスタータモータ電源であるキャパシタと、を備えたハイブリッド車両であれば適用できる。
【関連出願の相互参照】
【００９０】
本出願は、２０１３年６月７日に日本国特許庁に出願された特願２０１３−１２０６８７に基づいて優先権を主張し、その全ての開示は完全に本明細書で参照により組み込まれる。
【図１】
2014196242.tif 000003
【図２】
2014196242.tif 000004
【図３】
2014196242.tif 000005
【図４】
2014196242.tif 000006
【図５】
2014196242.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成27年3月3日(2015.3.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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、車両補機類の電源である弱電バッテリと、前記スタータモータの電源であるキャパシタと、前記キャパシタの充放電を制御するキャパシタ電源制御手段と、を備えたハイブリッド車両の制御装置において、
前記強電バッテリと前記弱電バッテリを、ＤＣ／ＤＣコンバータを介して接続することで補機負荷電源系を構成し、
前記キャパシタと前記キャパシタ電源制御手段により制御されるキャパシタ充電回路を有してスタータ負荷電源系を構成し、
前記スタータ負荷電源系のキャパシタ充電回路の入力側を、前記補機負荷電源系のＤＣ／ＤＣコンバータから分岐して接続し、
前記スタータ負荷電源系のキャパシタ充電回路の出力側を、前記キャパシタと前記スタータモータを接続するキャパシタハーネスに接続する
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】
請求項１に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記補機負荷電源系と前記スタータ負荷電源系との間にスイッチを設け、
前記キャパシタ電源制御手段は、前記スタータモータによるエンジン始動時、前記スイッチを開き、前記補機負荷電源系と前記スタータ負荷電源系を切り離す
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記キャパシタ電源制御手段は、前記強電バッテリから前記ＤＣ／ＤＣコンバータを介して前記弱電バッテリと前記キャパシタへ供給可能な電力供給量が、補機負荷とスタータ負荷による電力必要量に対し不足するとき、前記スイッチを開き、前記補機負荷電源系と前記スタータ負荷電源系を切り離す
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記キャパシタ電源制御手段は、前記弱電バッテリと前記キャパシタへ供給可能な電力供給量と、補機負荷とスタータ負荷による電力必要量と、の差による不足電力が閾値未満のとき、前記キャパシタへの充電電流を低下させる
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記キャパシタ電源制御手段は、前記弱電バッテリと前記キャパシタへ供給可能な電力供給量と、補機負荷とスタータ負荷による電力必要量と、の差による不足電力が閾値以上のとき、前記スイッチを開き、前記補機負荷電源系と前記スタータ負荷電源系を切り離す
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項６】
請求項１から５までの何れか一項に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記スタータ負荷電源系は、前記補機負荷電源系と接続状態のとき、前記キャパシタから前記補機負荷電源系への逆流防止回路を有する
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項７】
請求項６に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記逆流防止回路は、前記スイッチとして、絶縁された入出力の空間を光の信号で伝達する光半導体を用いた半導体リレーを用いることにより構成した
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項８】
請求項１から７までの何れか一項に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータと前記キャパシタ充電回路の間に、前記スイッチが閉じたままの固着故障状態で過大電流が流れることにより回路を遮断するヒューズを設けた
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
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／ジェネレータを有し、電源システムとして、前記モータ／ジェネレータの電源である強電バッテリと、車両補機類の電源である弱電バッテリと、前記スタータモータの電源であるキャパシタと、前記キャパシタの充放電を制御するキャパシタ電源制御手段と、を備える。このハイブリッド車両の制御装置において、
前記強電バッテリと前記弱電バッテリを、ＤＣ／ＤＣコンバータを介して接続することで補機負荷電源系を構成する。
前記キャパシタと前記キャパシタ電源制御手段により制御されるキャパシタ充電回路を有してスタータ負荷電源系を構成する。
前記スタータ負荷電源系のキャパシタ充電回路の入力側を、前記補機負荷電源系のＤＣ／ＤＣコンバータから分岐して接続する。
前記スタータ負荷電源系のキャパシタ充電回路の出力側を、前記キャパシタと前記スタータモータを接続するキャパシタハーネスに接続する。
発明の効果
［０００７］
よって、スタータ負荷電源系のキャパシタ充電回路の入力側が、補機負荷電源系のＤＣ／ＤＣコンバータから分岐して接続され、スタータ負荷電源系のキャパシタ充電回路の出力側が、キャパシタとスタータモータを接続するキャパシタハーネスに接続される。
すなわち、キャパシタ充電回路をキャパシタ電源制御手段により制御することで、キャパシタの充放電制御が行われ、キャパシタとキャパシタ充電回路を有して構成されるスタータ負荷電源系が、強電バッテリ及び補機負荷電源系から電気的に独立したものとなる。このため、強電バッテリとＤＣ／ＤＣコンバータの制御は、スタータ負荷電源系を追加する前の制御から変更する必要がない。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータのコンバータ容量や弱電バッテリのバッテリ容量を、スタータ負荷電源系を追加する前に設定したコンバータ容量やバッテリ容量から変更する必要がない。
この結果、強電バッテリと補機負荷電源系の制御／容量を変更することなく、既存回路にキャパシタとキャパシタ充電回路を追加するだけでキャパシタ電源回路を構成することができる。
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。
【手続補正書】
【提出日】平成28年8月31日(2016.8.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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、車両補機類の電源である弱電バッテリと、前記スタータモータの電源であるキャパシタと、前記キャパシタの充放電を制御するキャパシタ電源制御手段と、を備えたハイブリッド車両の制御装置において、
前記強電バッテリと前記弱電バッテリを、第１のDC/DCコンバータを介して接続することで補機負荷電源系を構成し、
前記キャパシタと前記キャパシタ電源制御手段により制御されるキャパシタ充電回路を有して構成されるスタータ負荷電源系を構成し、
前記スタータ負荷電源系の前記キャパシタ充電回路の入力側を、前記補機負荷電源系の前記第１のDC/DCコンバータから分岐して接続し、
前記スタータ負荷電源系の前記キャパシタ充電回路の出力側を、前記キャパシタと前記スタータモータを接続するキャパシタハーネスに接続し、
前記キャパシタ充電回路は、前記補機負荷電源系と前記スタータ負荷電源系との間に設けられたスイッチと、前記補機負荷電源系の補機電圧を前記スタータ負荷電源系のスタータ電圧に変換する第２のDC/DCコンバータと、を有する
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項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、
前記キャパシタ電源制御手段は、前記スタータモータによるエンジン始動時、前記スイッチを開き、前記補機負荷電源系と前記スタータ負荷電源系を切り離す
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記キャパシタ電源制御手段は、前記強電バッテリから前記第１のDC/DCコンバータを介して前記弱電バッテリと前記キャパシタへ供給可能な電力供給量が、補機負荷とスタータ負荷による電力必要量に対し不足するとき、前記スイッチを開き、前記補機負荷電源系と前記スタータ負荷電源系を切り離す
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記キャパシタ電源制御手段は、前記弱電バッテリと前記キャパシタへ供給可能な電力供給量と、補機負荷とスタータ負荷による電力必要量と、の差による不足電力が閾値未満のとき、前記キャパシタへの充電電流を低下させる
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記キャパシタ電源制御手段は、前記弱電バッテリと前記キャパシタへ供給可能な電力供給量と、補機負荷とスタータ負荷による電力必要量と、の差による不足電力が閾値以上のとき、前記スイッチを開き、前記補機負荷電源系と前記スタータ負荷電源系を切り離す
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項６】
請求項１から５までの何れか一項に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記スタータ負荷電源系は、前記補機負荷電源系と接続状態のとき、前記キャパシタから前記補機負荷電源系への逆流防止回路を有する
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項７】
請求項６に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記逆流防止回路は、前記スイッチとして、絶縁された入出力の空間を光の信号で伝達する光半導体を用いた半導体リレーを用いることにより構成した
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項８】
請求項１から７までの何れか一項に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記第１のDC/DCコンバータと前記キャパシタ充電回路の間に、前記スイッチが閉じたままの固着故障状態で過大電流が流れることにより回路を遮断するヒューズを設けた
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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/ジェネレータを有し、電源システムとして、前記モータ/ジェネレータの電源である強電バッテリと、車両補機類の電源である弱電バッテリと、前記スタータモータの電源であるキャパシタと、前記キャパシタの充放電を制御するキャパシタ電源制御手段と、を備える。
このハイブリッド車両の制御装置において、
前記強電バッテリと前記弱電バッテリを、第１のDC/DCコンバータを介して接続することで補機負荷電源系を構成する。
前記キャパシタと前記キャパシタ電源制御手段により制御されるキャパシタ充電回路を有して構成されるスタータ負荷電源系を構成する。
前記スタータ負荷電源系の前記キャパシタ充電回路の入力側を、前記補機負荷電源系の前記第１のDC/DCコンバータから分岐して接続する。
前記スタータ負荷電源系の前記キャパシタ充電回路の出力側を、前記キャパシタと前記スタータモータを接続するキャパシタハーネスに接続する。
前記キャパシタ充電回路は、前記補機負荷電源系と前記スタータ負荷電源系との間に設けられたスイッチと、前記補機負荷電源系の補機電圧を前記スタータ負荷電源系のスタータ電圧に変換する第２のDC/DCコンバータと、を有する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
よって、スタータ負荷電源系のキャパシタ充電回路の入力側が、補機負荷電源系の第１のDC/DCコンバータから分岐して接続され、スタータ負荷電源系のキャパシタ充電回路の出力側が、キャパシタとスタータモータを接続するキャパシタハーネスに接続される。
すなわち、キャパシタ充電回路をキャパシタ電源制御手段により制御することで、キャパシタの充放電制御が行われ、キャパシタとキャパシタ充電回路を有して構成されるスタータ負荷電源系が、強電バッテリ及び補機負荷電源系から電気的に独立したものとなる。このため、強電バッテリと第１のDC/DCコンバータの制御は、スタータ負荷電源系を追加する前の制御から変更する必要がない。そして、第１のDC/DCコンバータのコンバータ容量や弱電バッテリのバッテリ容量を、スタータ負荷電源系を追加する前に設定したコンバータ容量やバッテリ容量から変更する必要がない。
この結果、強電バッテリと補機負荷電源系の制御/容量を変更することなく、既存回路にキャパシタとキャパシタ充電回路を追加するだけでキャパシタ電源回路を構成することができる。
【国際調査報告】
2014196242.tif 000008
2014196242.tif 000009