(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の動力源となるエンジン（１１）と、該エンジンをクランキングするスタータ（１７）と、前記車両の補機類（２０）に電力を供給する補機バッテリ（２１）と、前記スタータに電力を供給すると共に前記補機バッテリよりも出力電圧が高い高電圧バッテリ（１９）とを備えた車両の制御装置において、
前記補機バッテリと前記高電圧バッテリとの間に接続されたＤＣＤＣコンバータ（２３）と、
前記ＤＣＤＣコンバータの出力電圧を昇圧可能なように接続された昇圧コンバータ（３１）と、
前記高電圧バッテリ側の回路に接続されたコンデンサ（２６）と、
前記高電圧バッテリの故障又は充電不足が発生している高電圧バッテリ異常であるか否かを判定する高電圧バッテリ判定部（２７）と、
前記エンジンの始動要求が発生すると、前記エンジンを始動させる始動制御部（２７）と、を備え、
前記始動制御部は、
前記高電圧バッテリ判定部により前記高電圧バッテリ異常ではないと判定された場合には、前記高電圧バッテリからの出力電圧をそのまま用いて前記スタータを駆動する一方で、
前記高電圧バッテリ判定部により前記高電圧バッテリ異常と判定された場合には、前記補機バッテリの出力電圧を前記ＤＣＤＣコンバータで昇圧すると共に、更に前記ＤＣＤＣコンバータの出力電圧を前記昇圧コンバータで更に昇圧し、前記昇圧コンバータの出力電力により前記コンデンサに前記エンジンの始動に必要な電気エネルギを充電し、前記コンデンサに充電された電気エネルギで前記スタータを駆動して前記エンジンを始動する昇圧電力始動制御を実行する、車両の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両の制御装置であって、
更に、前記車両の動力源となるモータジェネレータ（２８）と、
前記モータジェネレータと前記高電圧バッテリとの間に接続されたインバータ（３０）と、
前記車両の運動エネルギを前記モータジェネレータで電気エネルギに変換する回生発電を実行できるか否かを判定する回生発電判定部（２７）と、を備え、
前記昇圧コンバータは、前記インバータと前記高電圧バッテリとの間に配置されており、
前記始動制御部は、前記エンジンの始動要求が発生したときに、前記高電圧バッテリ判定部により前記高電圧バッテリ異常と判定され且つ前記回生発電判定部により前記回生発電を実行できないと判定された場合に、前記昇圧電力始動制御を実行する、車両の制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車両の制御装置であって、
更に、前記昇圧電力始動制御により前記エンジンが始動された後に、前記エンジンの燃焼を停止して前記モータジェネレータの動力で前記車両を走行させるＥＶ走行を禁止する退避走行モードに切り換えるフェールセーフ部（２７）を備える、車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高電圧バッテリの電力でスタータを駆動してエンジンを始動する車両の制御装置に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
近年、低燃費や低排気エミッション等の社会的要請から車両の動力源としてエンジンとＭＧ（モータジェネレータ）とを搭載したハイブリッド車が注目されている。このようなハイブリッド車においては、例えば、特許文献１（特開２０１２−１８０００４号公報）に記載されたものがある。このものは、高電圧バッテリ（蓄電装置）に接続されたＭＧをスタータとして用い、高電圧バッテリの電力でＭＧを駆動することでエンジンをクランキングしてエンジンを始動するようにしている。また、車両の走行中にエンジンの始動要求が発生したときに、高電圧バッテリの故障等により高電圧バッテリからＭＧに十分な電力を供給できない場合には、車両の運動エネルギをＭＧで電気エネルギに変換する回生発電を行って、その発電電力を利用してエンジンを始動するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１８０００４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、上記特許文献１の技術では、高電圧バッテリの故障等により高電圧バッテリからＭＧに十分な電力を供給できない高電圧バッテリ異常時に、車両の停車中で回生発電を行うことができない場合、或は、ＭＧやインバータの故障で回生発電を行うことができない場合には、エンジンを始動することができないという欠点がある。
【０００５】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、高電圧バッテリの電力でスタータを駆動してエンジンを始動するシステムにおいて、高電圧バッテリ異常時でもスタータを駆動してエンジンを始動することができる車両の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は、車両の動力源となるエンジン（１１）と、該エンジンをクランキングするスタータ（１７）と、車両の補機類（２０）に電力を供給する補機バッテリ（２１）と、スタータに電力を供給すると共に補機バッテリよりも出力電圧が高い高電圧バッテリ（１９）とを備えた車両の制御装置において、補機バッテリと前記高電圧バッテリとの間に接続されたＤＣＤＣコンバータ（２３）と、ＤＣＤＣコンバータの出力電圧を昇圧可能なように接続された昇圧コンバータ（３１）と、高電圧バッテリ側の回路に接続されたコンデンサ（２６）と、高電圧バッテリの故障又は充電不足が発生している高電圧バッテリ異常であるか否かを判定する高電圧バッテリ判定部（２７）と、エンジンの始動要求が発生すると、エンジンを始動させる始動制御部（２７）と、を備えている。始動制御部は、高電圧バッテリ判定部により高電圧バッテリ異常ではないと判定された場合には、高電圧バッテリからの出力電圧をそのまま用いてスタータを駆動する一方で、高電圧バッテリ判定部により高電圧バッテリ異常と判定された場合には、補機バッテリの出力電圧をＤＣＤＣコンバータで昇圧すると共に、更にＤＣＤＣコンバータの出力電圧を昇圧コンバータで更に昇圧し、昇圧コンバータの出力電力によりコンデンサにエンジンの始動に必要な電気エネルギを充電し、コンデンサに充電された電気エネルギでスタータを駆動してエンジンを始動する昇圧電力始動制御を実行する。
【０００７】
この構成では、エンジンの始動要求が発生したときに、高電圧バッテリ異常と判定された場合には、昇圧電力始動制御を実行する。この昇圧電力始動制御では、補機バッテリの出力電圧をＤＣＤＣコンバータで昇圧して該ＤＣＤＣコンバータの出力電力によりコンデンサに電気エネルギを充電し、このコンデンサに充電された電気エネルギでスタータを駆動してエンジンを始動するようにしている。これにより、高電圧バッテリ異常時でも補機バッテリの電力でスタータを駆動してエンジンを始動することができる。
【０００８】
しかも、エンジンの始動に必要な電気エネルギを、一旦、コンデンサに充電し、コンデンサに充電された電気エネルギでスタータを駆動するようにしている。これにより、スタータの電力消費による補機バッテリの電圧の急変動やそれに伴う補機類への悪影響を抑制することができると共に、ＤＣＤＣコンバータの瞬時通電電力の増大を抑制することができる。また、次回のエンジン始動に備えて高電圧バッテリのＳＯＣ（充電状態）を常にエンジン始動に必要な値以上に維持しておくといった必要がなく、高電圧バッテリのＳＯＣの使用範囲の下限を低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は本発明の実施例１における車両の駆動制御システムの概略構成を示す図である。
【図２】図２は実施例１の高電圧ＩＳＧの駆動システムの回路構成を示す図である。
【図３】図３は実施例１の始動制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】図４は実施例２のハイブリッド車の駆動制御システムの概略構成を示す図である。
【図５】図５は実施例２の高電圧ＩＳＧ及び走行用ＭＧの駆動システムの回路構成を示す図である。
【図６】図６は実施例２の始動制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】図７は実施例３のハイブリッド車の駆動制御システムの概略構成を示す図である。
【図８】図８は実施例３の高電圧ＩＳＧ及び走行用ＭＧの駆動システムの回路構成を示す図である。
【図９】図９は実施例３の始動制御ルーチンの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】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態を具体化した幾つかの実施例を説明する。
【実施例１】
【００１１】
本発明の実施例１を図１乃至図３に基づいて説明する。
まず、図１に基づいて車両の駆動制御システムの概略構成を説明する。
車両の動力源として内燃機関であるエンジン１１が搭載されている。このエンジン１１の出力軸（クランク軸）の動力が変速機１２に伝達され、この変速機１２の出力軸の動力がディファレンシャルギヤ機構１３や車軸１４等を介して車輪１５に伝達される。変速機１２は、複数の変速段の中から変速段を段階的に切り換える有段変速機であっても良いし、無段階に変速するＣＶＴ（無段変速機）であっても良い。この変速機１２には、動力伝達を断続するためのクラッチ１６が組み込まれている。このクラッチ１６は、油圧駆動式の油圧クラッチであっても良いし、電磁駆動式の電磁クラッチであっても良い。尚、クラッチ１５は、変速機１２とは別に設ける（例えばエンジン１１と変速機１２との間に配置する）ようにしても良い。
【００１２】
また、エンジン１１をクランキングするスタータとしてジェネレータ兼用の高電圧ＩＳＧ（インテグレーテッドスタータジェネレータ）１７が設けられている。この高電圧ＩＳＧ１７は、後述するインバータ１８で駆動される交流モータ等により構成されている。この高電圧ＩＳＧ１７に電力を供給する高電圧バッテリ１９と、車両の補機類２０（例えば、ブロアファン、ヘッドライト、ワイパー等の電装品）に電力を供給する補機バッテリ２１（低電圧バッテリ）とが搭載されている。高電圧バッテリ１９は、例えば、２００〜３００Ｖの高電圧を出力するリチウムイオン電池やニッケル水素電池等の二次電池により構成されている。一方、補機バッテリ２１は、例えば、１２Ｖの低電圧を出力する鉛蓄電池等の二次電池により構成されている。
【００１３】
高電圧ＩＳＧ１７を駆動するＩＳＧ用インバータ１８が高電圧バッテリ１９に接続され、高電圧ＩＳＧ１７がＩＳＧ用インバータ１８を介して高電圧バッテリ１９と電力を授受する。また、エンジン１１の動力で駆動されるオルタネータ２２が補機バッテリ２１に接続され、オルタネータ２２の発電電力が補機バッテリ２１に充電される。
【００１４】
更に、補機バッテリ２１と高電圧バッテリ１９との間には、双方向ＤＣＤＣコンバータ２３が接続されている。この双方向ＤＣＤＣコンバータ２３は、補機バッテリ２１側の電圧（例えば補機バッテリ２１の出力電圧やオルタネータ２２の発電電圧）を昇圧して高電圧バッテリ１９側に出力する機能を有する。更に、高電圧バッテリ１９側の電圧（例えば高電圧バッテリ１９の出力電圧や高電圧ＩＳＧ１７の発電電圧）を降圧して補機バッテリ２１側に出力する機能も有する。
【００１５】
図２に示すように、ＩＳＧ用インバータ１８には、六つのスイッチング素子２４（上アームの各相のスイッチング素子と下アームの各相のスイッチング素子）が設けられ、各スイッチング素子２４には、それぞれ還流ダイオード２５が並列に接続されている。このＩＳＧ用インバータ１８は、高電圧バッテリ１９の直流電力を三相の交流電力に変換して高電圧ＩＳＧ１７を駆動したり、高電圧ＩＳＧ１７で発電した三相の交流電力を直流電力に変換して高電圧バッテリ１９に充電する。また、高電圧バッテリ１９とＩＳＧ用インバータ１８との間には、平滑コンデンサ２６が接続されている。尚、平滑コンデンサ２６がＩＳＧ用インバータ１８に組み込まれた構成としても良い。
【００１６】
図１に示すように、エンジン１１、変速機１２、ＩＳＧ用インバータ１８、双方向ＤＣＤＣコンバータ２３等は、電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」と表記する）２７によって制御される。尚、エンジン１１、変速機１２、ＩＳＧ用インバータ１８、双方向ＤＣＤＣコンバータ２３等を複数のＥＣＵで制御する構成としても良い。ＥＣＵ２７は、各種のセンサやスイッチの出力信号を読み込んで、車両の運転状態を検出し、その車両の運転状態等に応じて、エンジン１１、変速機１２、ＩＳＧ用インバータ１８、双方向ＤＣＤＣコンバータ２３等を制御する。
【００１７】
また、本実施例１では、ＥＣＵ２７により後述する図３の始動制御ルーチンを実行することで、次のような始動制御を行う。
エンジン１１の始動要求が発生したときに、高電圧バッテリ１９の故障又は充電不足が発生している高電圧バッテリ異常であるか否かを判定する。その結果、高電圧バッテリ異常ではないと判定された場合には、高電圧バッテリ１９から高電圧ＩＳＧ１７に十分な電力を供給できると判断して、通常始動制御を実行する。この通常始動制御では、高電圧バッテリ１９の電力で高電圧ＩＳＧ１７を駆動することでエンジン１１をクランキングしてエンジン１１を始動する。
【００１８】
一方、高電圧バッテリ異常と判定された場合には、高電圧バッテリ１９から高電圧ＩＳＧ１７に十分な電力を供給できないと判断して、昇圧電力始動制御を実行する。この昇圧電力始動制御では、まず、補機バッテリ２１の出力電圧を双方向ＤＣＤＣコンバータ２３で昇圧し、この双方向ＤＣＤＣコンバータ２３の出力電力により平滑コンデンサ２６にエンジン１１の始動に必要な電気エネルギ（電力量）を充電する。この後、平滑コンデンサ２６に充電された電気エネルギで高電圧ＩＳＧ１７を駆動することでエンジン１１をクランキングしてエンジン１１を始動する。
【００１９】
以下、本実施例１でＥＣＵ２７が実行する図３の始動制御ルーチンの処理内容を説明する。
図３に示す始動制御ルーチンは、ＥＣＵ２７の電源オン期間中に所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいう始動制御部としての役割を果たす。
【００２０】
本ルーチンが起動されると、まず、ステップ１０１で、エンジン１１の始動要求が発生したか否かを判定する。このステップ１０１で、エンジン１１の始動要求が発生していないと判定された場合には、ステップ１０２以降の処理を実行することなく、本ルーチンを終了する。
【００２１】
その後、上記ステップ１０１で、エンジン１１の始動要求が発生したと判定された時点で、ステップ１０２に進み、高電圧バッテリ１９の故障又は充電不足が発生している高電圧バッテリ異常であるか否かを判定する。このステップ１０２の処理が特許請求の範囲でいう高電圧バッテリ判定部としての役割を果たす。
【００２２】
ここで、高電圧バッテリ１９の故障が発生しているか否かは、例えば、高電圧バッテリ１９の出力電圧が所定値（例えばエンジン１１の始動に必要な出力電圧の最小値）よりも低いか否か、高電圧バッテリ１９の出力電圧を検出するセンサが故障しているか否か等によって判定する。
【００２３】
また、高電圧バッテリ１９の充電不足が発生しているか否かは、例えば、高電圧バッテリ１９のＳＯＣ（充電状態）が所定値（例えばエンジン１１の始動に必要なＳＯＣの最小値）よりも低いか否等によって判定する。ＳＯＣは、例えば、次式により定義される。
ＳＯＣ＝残容量／満充電容量×１００
【００２４】
このステップ１０２で、高電圧バッテリ異常ではないと判定された場合には、高電圧バッテリ１９から高電圧ＩＳＧ１７に十分な電力を供給できると判断して、ステップ１０３に進み、通常始動制御を実行する。この通常始動制御では、高電圧バッテリ１９の電力で高電圧ＩＳＧ１７を駆動することでエンジン１１をクランキングしてエンジン１１を始動する。
【００２５】
これに対して、上記ステップ１０２で、高電圧バッテリ異常と判定された場合には、高電圧バッテリ１９から高電圧ＩＳＧ１７に十分な電力を供給できないと判断して、昇圧電力始動制御（ステップ１０４〜１０６）を次のようにして実行する。
【００２６】
まず、ステップ１０４で、補機バッテリ２１の出力電圧を双方向ＤＣＤＣコンバータ２３で昇圧し、この双方向ＤＣＤＣコンバータ２３の出力電力により平滑コンデンサ２６に電気エネルギを充電する。
【００２７】
この後、ステップ１０５に進み、平滑コンデンサ２６の両端電圧Ｖc が目標電圧以上であるか否かによって、平滑コンデンサ２６に充電された電気エネルギがエンジン１１の始動に必要な電気エネルギ以上であるか否かを判定する。ここで、目標電圧は、平滑コンデンサ２６に充電された電気エネルギがエンジン１１の始動に必要な電気エネルギ以上となる電圧値に設定されている。
【００２８】
このステップ１０５で、平滑コンデンサ２６の両端電圧Ｖc が目標電圧よりも低いと判定された場合には、平滑コンデンサ２６に充電された電気エネルギがエンジン１１の始動に必要な電気エネルギに達していないと判断して、上記ステップ１０４に戻る。
【００２９】
その後、上記ステップ１０５で、平滑コンデンサ２６の両端電圧Ｖc が目標電圧以上と判定された時点で、平滑コンデンサ２６に充電された電気エネルギがエンジン１１の始動に必要な電気エネルギ以上になったと判断して、ステップ１０６に進む。このステップ１０６で、平滑コンデンサ２６に充電された電気エネルギで高電圧ＩＳＧ１７を駆動することでエンジン１１をクランキングしてエンジン１１を始動する。
【００３０】
以上説明した本実施例１では、エンジン１１の始動要求が発生したときに、高電圧バッテリ異常と判定された場合には、昇圧電力始動制御を実行する。この昇圧電力始動制御では、まず、補機バッテリ２１の出力電圧を双方向ＤＣＤＣコンバータ２３で昇圧し、この双方向ＤＣＤＣコンバータ２３の出力電力により平滑コンデンサ２６に電気エネルギを充電する。この後、平滑コンデンサ２６に充電された電気エネルギで高電圧ＩＳＧ１７を駆動してエンジン１１を始動する。これにより、高電圧バッテリ異常時でも、昇圧電力始動制御により補機バッテリ２１の電力で高電圧ＩＳＧ１７を駆動してエンジン１１を始動することができる。
【００３１】
しかも、エンジン１１の始動に必要な電気エネルギを、一旦、平滑コンデンサ２６に充電し、平滑コンデンサ２６に充電された電気エネルギで高電圧ＩＳＧ１７を駆動するようにしている。これにより、高電圧ＩＳＧ１７の電力消費による補機バッテリ２１の電圧の急変動やそれに伴う補機類２０への悪影響を抑制することができると共に、双方向ＤＣＤＣコンバータ２３の瞬時通電電力の増大を抑制することができ、双方向ＤＣＤＣコンバータ２３の定格電力を低くすることができる。また、次回のエンジン始動に備えて高電圧バッテリ１９のＳＯＣを常にエンジン始動に必要な値以上に維持しておくといった必要がなく、高電圧バッテリ１９のＳＯＣの使用範囲の下限を低くすることができるという利点もある。
【実施例２】
【００３２】
次に、図４乃至図６を用いて本発明をハイブリッド車に適用した実施例２を説明する。但し、前記実施例１と実質的に同一部分には同一符号を付して説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例１と異なる部分について説明する。
【００３３】
本実施例２では、図４に示すように、車両の動力源としてエンジン１１と走行用ＭＧ（モータジェネレータ）２８とが搭載されている。この走行用ＭＧ２８の出力軸の動力がディファレンシャルギヤ機構２９や車軸１４等を介して車輪１５に伝達される。走行用ＭＧ２８を駆動するＭＧ用インバータ３０が高電圧バッテリ１９に接続され、走行用ＭＧ２８がＭＧ用インバータ３０を介して高電圧バッテリ１９と電力を授受する。
【００３４】
また、図５に示すように、高電圧バッテリ１９とＭＧ用インバータ３０との間に、平滑コンデンサ２６が接続されている。尚、平滑コンデンサ２６がＭＧ用インバータ３０に組み込まれた構成としても良い。
【００３５】
ＥＣＵ２７は、車両の運転状態等に応じて、走行モードを、例えば、エンジン走行モードとＨＶ走行モードとＥＶ走行モードとの間で切り換える。エンジン走行モードでは、エンジン１１と走行用ＭＧ２８のうちエンジン１１の動力のみで車輪１５を駆動して車両を走行させるエンジン走行を行う。ＨＶ走行モードでは、エンジン１１の動力と走行用ＭＧ２８の動力の両方で車輪１５を駆動して車両を走行させるＨＶ走行を行う。ＥＶ走行モードでは、エンジン１１の燃焼を停止してエンジン１１と走行用ＭＧ２８のうち走行用ＭＧ２８の動力のみで車輪１５を駆動して車両を走行させるＥＶ走行を行う。また、車両の減速時等には、車両の運動エネルギを走行用ＭＧ２８で電気エネルギに変換する回生発電を行って、その発電電力を高電圧バッテリ１９に充電（回収）する。
【００３６】
ところで、ハイブリッド車の場合には、高電圧バッテリ異常時でも、回生発電を実行可能であれば、回生発電の発電電力で高電圧ＩＳＧ１７を駆動してエンジン１１を始動することができる。
【００３７】
そこで、本実施例２では、ＥＣＵ２７により後述する図６の始動制御ルーチンを実行することで、エンジン１１の始動要求が発生したときに、高電圧バッテリ異常と判定された場合には、回生発電を実行できるか否かを判定し、高電圧バッテリ異常と判定され且つ回生発電を実行できないと判定された場合に、昇圧電力始動制御を実行する。
【００３８】
以下、本実施例２でＥＣＵ２７が実行する図６の始動制御ルーチンの処理内容を説明する。
図６に示す始動制御ルーチンでは、まず、ステップ２０１で、エンジン１１の始動要求が発生したか否かを判定する。このステップ２０１で、エンジン１１の始動要求が発生したと判定された時点で、ステップ２０２に進み、高電圧バッテリ１９の故障又は充電不足が発生している高電圧バッテリ異常であるか否かを判定する。
【００３９】
このステップ２０２で、高電圧バッテリ異常ではないと判定された場合には、高電圧バッテリ１９から高電圧ＩＳＧ１７に十分な電力を供給できると判断して、ステップ２０３に進み、通常始動制御を実行する。
【００４０】
これに対して、上記ステップ２０２で、高電圧バッテリ異常と判定された場合には、高電圧バッテリ１９から高電圧ＩＳＧ１７に十分な電力を供給できないと判断して、次のステップ２０４，２０５で、回生発電を実行できるか否かを判定する。これらのステップ２０４，２０５の処理が特許請求の範囲でいう回生発電判定部としての役割を果たす。
【００４１】
まず、ステップ２０４に進み、車両が停車中であるか否かを判定する。このステップ２０４で、車両が停車中ではない（つまり走行中）と判定された場合には、ステップ２０５に進み、走行用ＭＧ２８又はＭＧ用インバータ３０の故障が発生しているか否かを判定する。
【００４２】
上記ステップ２０４で車両が停車中と判定された場合、又は、上記ステップ２０５で走行用ＭＧ２８又はＭＧ用インバータ３０の故障が発生していると判定された場合には、回生発電を実行できないと判断する。この場合、つまり、高電圧バッテリ異常と判定され且つ回生発電を実行できないと判定された場合には、昇圧電力始動制御（ステップ２０７〜２０９）を次のようにして実行する。
【００４３】
まず、ステップ２０７で、補機バッテリ２１の出力電圧を双方向ＤＣＤＣコンバータ２３で昇圧し、この双方向ＤＣＤＣコンバータ２３の出力電力により平滑コンデンサ２６に電気エネルギを充電する。
【００４４】
この後、ステップ２０８に進み、平滑コンデンサ２６の両端電圧Ｖc が目標電圧以上であるか否かを判定する。このステップ２０８で、平滑コンデンサ２６の両端電圧Ｖc が目標電圧よりも低いと判定された場合には、上記ステップ２０７に戻る。
【００４５】
その後、上記ステップ２０８で、平滑コンデンサ２６の両端電圧Ｖc が目標電圧以上と判定された時点で、ステップ２０９に進み、平滑コンデンサ２６に充電された電気エネルギで高電圧ＩＳＧ１７を駆動することでエンジン１１をクランキングしてエンジン１１を始動する。
【００４６】
この後、ステップ２１０に進み、退避走行モードに切り換える。この退避走行モードでは、ＥＶ走行を禁止する。更に、車両の速度、エンジン１１の出力やトルク等を制限するようにしても良い。このステップ２１０の処理が特許請求の範囲でいうフェールセーフ部としての役割を果たす。
【００４７】
これに対して、上記ステップ２０４で車両が停車中ではない（つまり走行中）と判定され、且つ、上記ステップ２０５で走行用ＭＧ２８とＭＧ用インバータ３０が両方とも故障していない（つまり正常）と判定された場合には、回生発電を実行できると判断する。この場合、ステップ２０６に進み、回生電力始動制御を実行する。この回生電力始動制御では、車両の運動エネルギを走行用ＭＧ２８で電気エネルギに変換する回生発電を行って、その発電電力で高電圧ＩＳＧ１７を駆動することでエンジン１１をクランキングしてエンジン１１を始動する。この後、ステップ２１０に進み、退避走行モードに切り換える。
【００４８】
以上説明した本実施例２では、エンジン１１の始動要求が発生したときに、高電圧バッテリ異常と判定され且つ回生発電を実行できないと判定された場合に、昇圧電力始動制御を実行するようにしている。これにより、高電圧バッテリ異常時で且つ回生発電を実行できない場合でも、昇圧電力始動制御により補機バッテリ２１の電力で高電圧ＩＳＧ１７を駆動してエンジン１１を始動することができる。また、高電圧バッテリ異常時でも回生発電を実行可能な場合には、昇圧電力始動制御を実行しないため、必要以上に昇圧電力始動制御を実行することを防止して、昇圧電力始動制御による補機バッテリ２１の電力消費を抑制することができる。
【００４９】
更に、本実施例２では、昇圧電力始動制御によりエンジン１１が始動された後に、ＥＶ走行を禁止する退避走行モードに切り換えるようにしている。これにより、昇圧電力始動制御によりエンジン１１が始動された後に、再び昇圧電力始動制御が何回も実行されることを回避することができ、昇圧電力始動制御による補機バッテリ２１の電力消費を抑制することができる。
【実施例３】
【００５０】
次に、図７乃至図９を用いて本発明をハイブリッド車に適用した実施例３を説明する。但し、前記実施例２と実質的に同一部分には同一符号を付して説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例２と異なる部分について説明する。
【００５１】
本実施例３では、図７に示すように、高電圧バッテリ１９とＭＧ用インバータ３０との間に、昇圧コンバータ３１が接続されている。この昇圧コンバータ３１は、高電圧バッテリ１９側の電圧を昇圧してＭＧ用インバータ３０側に出力する機能や、ＭＧ用インバータ３０側の電圧を降圧して高電圧バッテリ１９側に出力する機能を有する。
【００５２】
また、図８に示すように、昇圧コンバータ３１とＭＧ用インバータ３０との間に、平滑コンデンサ２６が接続されている。尚、平滑コンデンサ２６がＭＧ用インバータ３０に組み込まれた構成としても良い。昇圧コンバータ３１には、入力コンデンサ３２とリアクトル３３と二つのスイッチング素子３４が設けられ、各スイッチング素子３４に、それぞれ還流ダイオード３５が並列に接続されている。
【００５３】
本実施例３では、ＥＣＵ２７により後述する図９の始動制御ルーチンを実行することで、昇圧電力始動制御の際に、双方向ＤＣＤＣコンバータ２３の出力電圧を昇圧コンバータ３１で更に昇圧し、この昇圧コンバータ３１の出力電力により平滑コンデンサ２６に充電する。
【００５４】
本実施例３で実行する図９のルーチンは、前記実施例２で説明した図６のルーチンのステップ２０７の処理を、ステップ２０７ａ，２０７ｂの処理に変更したものであり、それ以外の各ステップの処理は図６と同じである。
【００５５】
図９の始動制御ルーチンでは、ステップ２０４で車両が停車中と判定された場合、又は、ステップ２０５で走行用ＭＧ２８又はＭＧ用インバータ３０の故障が発生していると判定された場合には、回生発電を実行できないと判断する。この場合、つまり、高電圧バッテリ異常と判定され且つ回生発電を実行できないと判定された場合には、昇圧電力始動制御（ステップ２０７ａ〜２０９）を次のようにして実行する。
【００５６】
まず、ステップ２０７ａで、補機バッテリ２１の出力電圧を双方向ＤＣＤＣコンバータ２３で昇圧する。更に、ステップ２０７ｂで、双方向ＤＣＤＣコンバータ２３の出力電圧を昇圧コンバータ３１で昇圧し、この昇圧コンバータ３１の出力電力により平滑コンデンサ２６に電気エネルギを充電する。
【００５７】
この後、ステップ２０８に進み、平滑コンデンサ２６の両端電圧Ｖc が目標電圧以上であるか否かを判定する。このステップ２０８で、平滑コンデンサ２６の両端電圧Ｖc が目標電圧よりも低いと判定された場合には、上記ステップ２０７ａに戻る。
【００５８】
その後、上記ステップ２０８で、平滑コンデンサ２６の両端電圧Ｖc が目標電圧以上と判定された時点で、ステップ２０９に進み、平滑コンデンサ２６に充電された電気エネルギで高電圧ＩＳＧ１７を駆動することでエンジン１１をクランキングしてエンジン１１を始動する。
【００５９】
以上説明した本実施例３では、昇圧電力始動制御の際に、補機バッテリ２１の出力電圧を双方向ＤＣＤＣコンバータ２３で昇圧し、この双方向ＤＣＤＣコンバータ２３の出力電圧を昇圧コンバータ３１で更に昇圧し、この昇圧コンバータ３１の出力電力により平滑コンデンサ２６に電気エネルギを充電する。これにより、補機バッテリ２１の出力電圧を双方向ＤＣＤＣコンバータ２３と昇圧コンバータ３１の二段階で昇圧して平滑コンデンサ２６に充電することができるため、昇圧コンバータ３１で昇圧しない場合に比べて、コンデンサ２６の静電容量が同じでも充電可能な電気エネルギを増加させることができる。このため、昇圧コンバータ３１で昇圧しない場合に比べて、エンジン１１の始動に必要な電気エネルギを充電するのに必要なコンデンサ２６の静電容量を小さくすることができ、コンデンサ２６を小型化することができる。
【００６０】
尚、上記各実施例１〜３では、エンジン１１をクランキングするスタータとしてジェネレータ兼用の高電圧ＩＳＧ１７を備えたシステムに本発明を適用している。しかし、これに限定されず、例えば、ジェネレータ機能を持たない高電圧スタータを備えたシステムや、車両の動力源となるＭＧをスタータとして用いるシステムに本発明を適用しても良い。
【００６１】
また、上記各実施例１〜３において、ＥＣＵ２７が実行する機能の一部又は全部を、一つ或は複数のＩＣ等によりハードウェア的に構成しても良い。
更に、高電圧バッテリ１９及び補機バッテリ２１の出力電圧は、上記実施例に記載された範囲に限定されず、適宜変更しても良い。例えば、補機バッテリとして２４Ｖの電圧を出力する二次電池を備えていても良い等、出力電圧の異なる複数の二次電池を備えた車両であれば本発明を適用して実施できる。
【００６２】
また、上記実施例では、退避走行モードでＥＶ走行を禁止するようにしているが、その目的は昇圧電力始動制御が繰り返し実行されないようにすることであり、その目的に適う手段であればＥＶ走行禁止に限定されない。例えば、アイドリング中にエンジンを停止するアイドルストップを実施する機能を備えた車両においては、退避走行モードでアイドルストップを禁止するようにしても良い。
【００６３】
その他、本発明は、図４や図７に示す構成のハイブリッド車に限定されず、車両の動力源としてエンジンとＭＧとを搭載した種々の構成のハイブリッド車（例えば複数のＭＧを搭載したハイブリッド車）に適用して実施できる。
【符号の説明】
【００６４】
１１…エンジン、１７…高電圧ＩＳＧ、１９…高電圧バッテリ、２０…補機類、２１…補機バッテリ、２３…双方向ＤＣＤＣコンバータ、２６…平滑コンデンサ、２７…ＥＣＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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