(57)【要約】【課題】電動機でのエンジンの始動が困難な状況にあってもエンジンを始動することができるハイブリッド電気自動車の制御装置を提供する。【解決手段】電動機６の駆動力が車両の駆動輪１６に伝達可能であると共に、電動機６の回転軸とエンジン２の出力軸とが連結可能であって、バッテリ１８が出力可能な電力に基づき求めた電動機６の出力可能トルクが、エンジン２を始動するのに必要なトルクに対応する所定トルクより小さい場合、電動機６とインバータ２０との少なくとも一方の温度が所定温度範囲内にない場合、或いは始動スイッチ３８の作動状態を検出することができない場合には、始動スイッチ４２が始動位置に操作されたときに電動機６に代えて始動モータ３８によりエンジン２を始動する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機の駆動力が車両の駆動輪に伝達可能であると共に、上記電動機の回転軸とエンジンの出力軸とが連結可能なハイブリッド電気自動車の制御装置において、
上記電動機に供給される電力を蓄えるバッテリと、
上記電動機とは別に設けられ、上記エンジンの出力軸に駆動力を伝達して上記エンジンを始動可能な始動モータと、
上記バッテリが出力可能な電力に基づき上記電動機の出力可能トルクを求め、上記電動機によって上記エンジンを始動するのに必要なトルクに対応して予め設定された所定トルクより上記出力可能トルクの方が小さいときには上記始動モータにより上記エンジンを始動する一方、上記出力可能トルクが上記所定トルク以上であるときには上記電動機により上記エンジンを始動する制御手段と
を備えたことを特徴とするハイブリッド電気自動車の制御装置。
【請求項２】
電動機の駆動力が車両の駆動輪に伝達可能であると共に、上記電動機の回転軸とエンジンの出力軸とが連結可能なハイブリッド電気自動車の制御装置において、
上記電動機に供給される電力を制御するインバータと、
上記電動機と上記インバータとの少なくとも一方の温度を検出する温度検出手段と、
上記電動機とは別に設けられ、上記エンジンの出力軸に駆動力を伝達して上記エンジンを始動可能な始動モータと、
上記温度検出手段によって検出された温度が所定温度範囲内にあるときには上記電動機により上記エンジンを始動する一方、上記温度検出手段によって検出された温度が上記所定温度範囲内にないときには上記始動モータにより上記エンジンを始動する制御手段と
を備えたことを特徴とするハイブリッド電気自動車の制御装置。
【請求項３】
電動機の駆動力が車両の駆動輪に伝達可能であると共に、上記電動機の回転軸とエンジンの出力軸とが連結可能なハイブリッド電気自動車の制御装置において、
上記電動機とは別に設けられ、上記エンジンの出力軸に駆動力を伝達して上記エンジンを始動可能な始動モータと、
少なくとも上記エンジンを始動するための始動位置と上記エンジンを停止するための停止位置とを有する始動スイッチと、
上記始動スイッチの作動状態を検出し、上記始動スイッチが上記始動位置に操作されたときに上記電動機により上記エンジンを始動する一方、上記始動スイッチの作動状態を検出することができない異常が生じた場合には上記始動スイッチが上記始動位置に操作されたときに上記電動機に代えて上記始動モータにより上記エンジンを始動する制御手段と
を備えたことを特徴とするハイブリッド電気自動車の制御装置。
【請求項４】
上記始動スイッチを介して上記始動モータに電力を供給可能に設けられた電源と、
接点を開くことにより上記始動スイッチを介した上記電源から上記始動モータへの通電を遮断するカットリレーとを更に備え、
上記始動スイッチは、始動位置に操作されたときに上記電源から上記始動モータへの通電を許容する一方、上記始動位置にないときに上記電源から上記始動モータへの通電を遮断し、
上記制御手段は、上記始動スイッチの作動状態を検出し、上記始動スイッチが上記始動位置に操作されたときに上記カットリレーの接点を開くと共に上記電動機により上記エンジンを始動する一方、上記始動スイッチの作動状態を検出することができないときには上記電動機による上記エンジンの始動を行わずに上記カットリレーの接点を閉じることを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はハイブリッド電気自動車の制御装置に関し、特に電動機の駆動力が車両の駆動輪に伝達可能であると共に、電動機の回転軸とエンジンの出力軸とが連結可能なハイブリッド電気自動車の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エンジンと電動機とを車両に搭載し、エンジンの駆動力と電動機の駆動力とをそれぞれ車両の駆動輪に伝達可能とした、いわゆるパラレル型ハイブリッド電気自動車が開発され実用化されている。
このようなハイブリッド電気自動車では、エンジンの出力軸と電動機の回転軸とを連結可能であるため、モータ作動させた電動機の駆動力を利用してエンジンを始動することが可能である。
【０００３】
このように電動機の駆動力を利用してエンジンを始動するようにしたハイブリッド電気自動車は、例えば特許文献１によって提案されている。
特許文献１のハイブリッド電気自動車では、エンジンを停止して電動機のみで車両の駆動を行っているときに車両の急加速などで大きな駆動力が必要になると、電動機により自動的にエンジンを始動してエンジンからも駆動力を供給する。このとき、バッテリの電圧が設定値以下に低下している場合や、エンジンのクランキング信号が検出されない場合には、電動機によるエンジンの始動が不可能であるため、電動機に代えて始動モータによりエンジンを始動するようにしている。
【０００４】
また、特許文献２でも電動機の駆動力を利用してエンジンを始動するようにしたハイブリッド電気自動車が提案されている。
特許文献２のハイブリッド電気自動車も、特許文献１のハイブリッド電気自動車と同様に、エンジンを停止して電動機のみで車両の駆動を行っているときに車両の急加速などで大きな駆動力が必要になると、電動機によりエンジンを自動的に始動してエンジンからも駆動力を供給する。このとき、必要とされるトルクが判定値より大きい場合には、電動機でエンジンを始動することによって車両の駆動以外に電動機の駆動力が使用され、駆動トルクが不足する可能性があることから、電動機に代えて始動モータによりエンジンを始動するようにしている。
【特許文献１】特開２０００−６４８７３号公報
【特許文献２】特開２００４−３３９９４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このようなハイブリッド電気自動車に用いられるバッテリは、使用時間の経過と共に徐々に劣化し、内部抵抗の増大によって出力可能な電力が減少していく。特許文献１或いは２のハイブリッド電気自動車では、このようなバッテリの劣化に伴う出力可能電力の低下には対応していないため、バッテリが劣化したときにバッテリから供給される電力ではエンジンを始動可能なトルクを電動機から発生することができず、エンジンを始動することができなくなるという問題が生じる。
【０００６】
また、ハイブリッド電気自動車において電動機によりエンジンを始動する場合は、バッテリの直流電力をインバータによって交流電力に変換し、この交流電力を電動機に供給することによって電動機をモータ作動させる。しかし、寒冷地などで電動機の温度が低く、電動機の潤滑油の粘度が高い場合には、電動機自体を回転させるのに必要なトルクも増大するため、エンジンの始動に必要なトルクをエンジンに伝達することができず、エンジンを始動することができなくなるという問題が生じる。
【０００７】
一方、電動機やインバータの温度が過度に上昇した場合においても、その特性によって本来常温で出力可能なトルクを発生させることができず、エンジンを始動することができなくなる可能性がある。
また、電動機によってエンジンを始動する場合には、始動スイッチの作動状態を検出して、始動スイッチが始動位置に操作されたときに電動機によってエンジンを始動するが、始動スイッチの作動状態を正しく検出することができない場合には、始動スイッチを始動位置としても電動機によるエンジンの始動が行われないという問題が生じる。
【０００８】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電動機でのエンジンの始動が困難な状況にあってもエンジンを始動することができるハイブリッド電気自動車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】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明のハイブリッド電気自動車の制御装置は、電動機の駆動力が車両の駆動輪に伝達可能であると共に、上記電動機の回転軸とエンジンの出力軸とが連結可能なハイブリッド電気自動車の制御装置において、上記電動機に供給される電力を蓄えるバッテリと、上記電動機とは別に設けられ、上記エンジンの出力軸に駆動力を伝達して上記エンジンを始動可能な始動モータと、上記バッテリが出力可能な電力に基づき上記電動機の出力可能トルクを求め、上記電動機によって上記エンジンを始動するのに必要なトルクに対応して予め設定された所定トルクより上記出力可能トルクの方が小さいときには上記始動モータにより上記エンジンを始動する一方、上記出力可能トルクが上記所定トルク以上であるときには上記電動機により上記エンジンを始動する制御手段とを備えたことを特徴とする（請求項１）。
【００１０】
このように構成されたハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、バッテリが出力可能な電力に基づき求めた電動機の出力可能トルクの方が、電動機によってエンジンを始動するのに必要なトルクに対応して予め設定された所定トルクより小さい場合には始動モータによりエンジンが始動される一方、上記出力可能トルクが上記所定トルク以上であるときには電動機によりエンジンが始動される。
【００１１】
また、上記目的を達成するため、本発明のハイブリッド電気自動車の制御装置は、電動機の駆動力が車両の駆動輪に伝達可能であると共に、上記電動機の回転軸とエンジンの出力軸とが連結可能なハイブリッド電気自動車の制御装置において、上記電動機に供給される電力を制御するインバータと、上記電動機と上記インバータとの少なくとも一方の温度を検出する温度検出手段と、上記電動機とは別に設けられ、上記エンジンの出力軸に駆動力を伝達して上記エンジンを始動可能な始動モータと、上記温度検出手段によって検出された温度が所定温度範囲内にあるときには上記電動機により上記エンジンを始動する一方、上記温度検出手段によって検出された温度が上記所定温度範囲内にないときには上記始動モータにより上記エンジンを始動する制御手段とを備えたことを特徴とする（請求項２）。
【００１２】
このように構成されたハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、電動機とインバータとの少なくとも一方の温度が所定温度範囲内にあるときには電動機によりエンジンが始動される一方、電動機とインバータとの少なくとも一方の温度が上記所定温度範囲内にないときには始動モータによりエンジンが始動される。
また、上記目的を達成するため、本発明のハイブリッド電気自動車の制御装置は、電動機の駆動力が車両の駆動輪に伝達可能であると共に、上記電動機の回転軸とエンジンの出力軸とが連結可能なハイブリッド電気自動車の制御装置において、上記電動機とは別に設けられ、上記エンジンの出力軸に駆動力を伝達して上記エンジンを始動可能な始動モータと、少なくとも上記エンジンを始動するための始動位置と上記エンジンを停止するための停止位置とを有する始動スイッチと、上記始動スイッチの作動状態を検出し、上記始動スイッチが上記始動位置に操作されたときに上記電動機により上記エンジンを始動する一方、上記始動スイッチの作動状態を検出することができない異常が生じた場合には上記始動スイッチが上記始動位置に操作されたときに上記電動機に代えて上記始動モータにより上記エンジンを始動する制御手段とを備えたことを特徴とする（請求項３）。
【００１３】
このように構成されたハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、始動スイッチが始動位置に操作されたときに電動機によりエンジンが始動される一方、始動スイッチの作動状態を検出することができない異常が生じた場合に始動スイッチが始動位置に操作されたときには電動機に代えて始動モータによりエンジンが始動される。
また具体的には、上記ハイブリッド電気自動車の制御装置において、上記始動スイッチを介して上記始動モータに電力を供給可能に設けられた電源と、接点を開くことにより上記始動スイッチを介した上記電源から上記始動モータへの通電を遮断するカットリレーとを更に備え、上記始動スイッチは、始動位置に操作されたときに上記電源から上記始動モータへの通電を許容する一方、上記始動位置にないときに上記電源から上記始動モータへの通電を遮断し、上記制御手段は、上記始動スイッチの作動状態を検出し、上記始動スイッチが上記始動位置に操作されたときに上記カットリレーの接点を開くと共に上記電動機により上記エンジンを始動する一方、上記始動スイッチの作動状態を検出することができないときには上記電動機による上記エンジンの始動を行わずに上記カットリレーの接点を閉じることを特徴とする（請求項４）。
【００１４】
このように構成されたハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、始動スイッチが始動位置に操作されたとき、カットリレーの接点を開くことにより、始動スイッチを介した電源から始動モータへの通電が遮断されて始動モータは作動せず、電動機がモータ作動することにより、電動機の駆動力によってエンジンが始動する。
一方、始動スイッチの作動状態を検出することができないときには、始動スイッチが始動位置に操作されると、電動機によるエンジンの始動は行わず、カットリレーの接点を閉じることにより、始動スイッチを介して電源から始動モータに通電がなされ、始動モータが作動することによってエンジンが始動する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、バッテリが出力可能な電力に基づき求めた電動機の出力可能トルクの方が、電動機によってエンジンを始動するのに必要なトルクに対応して予め設定された所定トルクより小さい場合には始動モータによりエンジンを始動するようにしたので、バッテリが劣化して出力可能な電力が低下しても始動モータによって確実にエンジンを始動することができる。
【００１６】
また、本発明のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、電動機とインバータとの少なくとも一方の温度が上記所定温度範囲内にないときには始動モータによりエンジンを始動するようにしたので、電動機或いはインバータの温度が過度に低下或いは上昇して本来のトルクを電動機から発生することができないような場合であっても、始動モータによって確実にエンジンを始動することができる。
【００１７】
また、本発明のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、始動スイッチの作動状態を検出することができない異常が生じたときには電動機に代えて始動モータによりエンジンを始動するようにしたので、始動スイッチの作動状態を検出することができないときであっても確実にエンジンを始動することができる。
更に請求項４のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、上記効果に加え、始動スイッチの作動状態を検出することができる場合には、始動スイッチが始動位置となったときにカットリレーの接点を開くことにより、始動スイッチを介した電源から始動モータへの通電が遮断されて始動モータは作動しないので、電動機と始動モータとで同時にエンジンを始動するようなことがないという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
図１は本発明の一実施形態であるハイブリッド電気自動車１の制御装置の要部構成図である。ディーゼルエンジン（以下エンジンという）２の出力軸であるクランク軸にはクラッチ４の入力軸が連結されており、クラッチ４の出力軸は永久磁石式同期電動機（以下電動機という）６の回転軸を介して自動変速機（以下変速機という）８の入力軸が連結されている。また、変速機８の出力軸はプロペラシャフト１０、差動装置１２及び駆動軸１４を介して左右の駆動輪１６に接続されている。
【００１９】
従って、クラッチ４が接続されているときには、エンジン２の出力軸と電動機６の回転軸とが連結されると共に変速機８を介して駆動輪１６と機械的に接続可能となり、クラッチ４が切断されているときには、エンジン２の出力軸と電動機６の回転軸との連結が解除され、電動機６の回転軸のみが変速機８を介して駆動輪１６と機械的に接続可能となる。
電動機６は、バッテリ１８に蓄えられた直流電力がインバータ（電力制御手段）２０によって交流電力に変換されて供給されることによりモータとして作動し、その駆動トルクが変速機８によって適切な速度に変速された後に駆動輪１６に伝達されるようになっている。また、車両減速時には、電動機６が発電機として作動し、駆動輪１６の回転による運動エネルギが変速機８を介し電動機６に伝達されて交流電力に変換されることにより回生制動トルクを発生する。そして、この交流電力はインバータ２０によって直流電力に変換された後、バッテリ１８に充電され、駆動輪１６の回転による運動エネルギが電気エネルギとして回収される。
【００２０】
一方、エンジン２の駆動トルクは、クラッチ４が接続されているときに電動機６の回転軸を経由して変速機８に伝達され、適切な速度に変速された後に駆動輪１６に伝達されるようになっている。従って、エンジン２の駆動トルクが駆動輪１６に伝達されているときに電動機６がモータとして作動する場合には、エンジン２の駆動トルクと電動機６の駆動トルクとがそれぞれ変速機８を介して駆動輪１６に伝達されることになる。即ち、車両の駆動のために駆動輪１６に伝達されるべき駆動トルクの一部がエンジン２から供給されると共に、残部が電動機６から供給される。
【００２１】
また、バッテリ１８の充電率（以下ＳＯＣという）が低下してバッテリ１８を充電する必要があるときには、電動機６が発電機として作動すると共に、エンジン２の駆動力の一部を用いて電動機６を駆動することにより発電が行われ、発電された交流電力をインバータ２０によって直流電力に変換した後にバッテリ１８に充電するようにしている。
車両ＥＣＵ２２（制御手段）は、車両やエンジン２の運転状態、及びエンジンＥＣＵ２４、インバータＥＣＵ２６並びにバッテリＥＣＵ２８からの情報などに応じて、クラッチ４の接続・切断制御及び変速機８の変速段切換制御を行うと共に、これらの制御状態や車両の発進、加速、減速など様々な運転状態に合わせてエンジン２や電動機６を適切に運転するための統合制御を行う。
【００２２】
エンジンＥＣＵ２４は、車両ＥＣＵ２２からの情報に基づきエンジン２の始動・停止のための制御を行うほか、エンジン２のアイドル運転制御や排ガス浄化装置（図示せず）の再生制御など、エンジン２自体の運転に必要な各種制御を行うと共に、車両ＥＣＵ２２によって設定されたエンジン２に必要とされるトルクをエンジン２が発生するよう、エンジン２の燃料の噴射量や噴射時期などを制御する。
【００２３】
一方、インバータＥＣＵ２６は、電動機６やインバータ２０の状態を監視して車両ＥＣＵ２２にその情報を送るほか、車両ＥＣＵ２２によって設定された電動機６が発生すべきトルクに基づきインバータ２０を制御することにより、電動機６をモータ作動または発電機作動させて運転制御する。
また、バッテリＥＣＵ２８は、バッテリ１８の温度や、バッテリ１８の電圧、インバータ２０とバッテリ１８との間に流れる電流などを検出すると共に、これらの検出結果からバッテリ１８のＳＯＣを求め、求めたＳＯＣを検出結果と共に車両ＥＣＵ２２に送っている。
【００２４】
そして車両ＥＣＵ２２は、これらエンジンＥＣＵ２４、インバータＥＣＵ２６及びバッテリＥＣＵ２８との間で相互に情報をやりとりしながら、エンジン２及び電動機６を適切に制御するようエンジンＥＣＵ２４及びインバータＥＣＵ２６に指示すると共に、クラッチ４及び変速機８を適宜制御する。
車両ＥＣＵ２２はこのような制御を行う際、アクセルペダル３０の踏込量を検出するアクセル開度センサ３２や、車両の走行速度を検出する車速センサ３４及び電動機６の回転数を検出する回転数センサ３６の検出結果に基づき、車両の走行に必要な要求トルクを演算する。そして、各ＥＣＵからの情報に基づき、そのときの車両の運転状態やエンジン２及び電動機６の運転状態に応じて、この要求トルクをエンジン２及び電動機６に配分し、エンジンＥＣＵ２４やインバータＥＣＵ２６に指示すると共に、必要に応じて変速機８やクラッチ４を制御する。
【００２５】
このとき、電動機６のみにトルクを配分してエンジン２にはトルクを配分しない場合には、車両ＥＣＵ２２がクラッチ４を切断すると共に、インバータＥＣＵ２６に対して電動機６の出力トルクを要求トルクとするように指示する。
エンジンＥＣＵ２４はエンジン２をアイドル運転する一方、インバータＥＣＵ２６は、車両ＥＣＵ２２が指示したトルクに応じてインバータ２０を制御し、バッテリ１８の直流電力がインバータ２０によって交流電力に変換されて電動機６に供給される。電動機６は交流電力が供給されることによってモータ作動して要求トルクを出力し、電動機６の出力トルクは変速機８を介して駆動輪１６に伝達される。
【００２６】
また、エンジン２及び電動機６の両方にトルクを配分する場合には、車両ＥＣＵ２２がクラッチ４を接続し、エンジンＥＣＵ２４に対してエンジン２に配分された出力トルクを指示すると共に、インバータＥＣＵ２６に対して電動機６に配分された出力トルクを指示する。
エンジンＥＣＵ２４は車両ＥＣＵ２２が指示したトルクをエンジン２が出力するようエンジン２を制御すると共に、インバータＥＣＵ２６は、車両ＥＣＵ２２が指示したトルクに応じてインバータ２０を制御することにより、エンジン２の出力トルクと電動機６のトルクとの合計が要求トルクとなり、変速機８を介して駆動輪１６に伝達される。
【００２７】
一方、エンジン２のみにトルクを配分して電動機６にはトルクを配分しない場合は、車両ＥＣＵ２２がクラッチ４を接続状態とし、エンジンＥＣＵ２４に対してエンジン２の出力トルクを要求トルクとするよう指示すると共に、インバータＥＣＵ２６に対して電動機６の出力トルクを零とするように指示する。
エンジンＥＣＵ２４は車両ＥＣＵ２２が指示した要求トルクをエンジン２が出力するようエンジン２を制御すると共に、インバータＥＣＵ２６は、電動機６がモータ及び発電機のいずれとしても動作しないようインバータ２０を制御することにより、エンジン２から出力された要求トルクが変速機８を介して駆動輪１６に伝達される。
【００２８】
ところで電動機６の回転軸はクラッチ４を介してエンジン２の出力軸と連結可能であることから、電動機６をモータ作動させることによりエンジン２を始動することができる。しかしながら、何らかの理由によりエンジン２の始動に必要なトルクを電動機６が出力できない場合を考慮し、エンジン２には電動機６とは別に始動モータ３８を設けている。
この始動モータ３８は、エンジンのみを駆動源とした一般的な車両に設けられるエンジン始動用モータと同様のものであり詳細な説明は省略するが、エンジン２の出力軸端部に取り付けられたリングギヤ（図示せず）に係脱可能に噛合するピニオンギヤ（図示せず）を備え、リングギヤに噛合したピニオンギヤによりエンジン２の出力軸を駆動してエンジン２の始動を行えるようになっている。
【００２９】
車両ＥＣＵ２２は、このような始動モータ３８を用いたエンジン２の始動と、電動機６によるエンジン２の始動とを適宜切り換えて行うが、このときに始動モータ３８を制御するための始動制御部４０を有している。この始動制御部４０を含んだ始動モータ３８の制御回路構成を図２に示す。
図２に示すように、始動モータ３８は始動スイッチ４２の第１接点４２ａが閉じたときこの第１接点４２ａとカットリレー４４の接点４４ａとを介して電源バッテリ（電源）４６から電力が供給されるようになっている。なお、この電源バッテリ４６は、始動モータ３８への電力供給だけではなく、車両ＥＣＵ２２、インバータＥＣＵ、バッテリＥＣＵ２８を初めとして、エンジン２やクラッチ４及び変速機８の運転制御に使用される各種デバイスやセンサなどにも電力を供給している。
【００３０】
始動スイッチ４２は、このような電源バッテリ４６から各ＥＣＵ、デバイス及びセンサへの電力供給を遮断すると共にエンジン２を停止させるためのオフ位置（停止位置）、上記電力供給を行うためのオン位置、及びエンジン２を始動するための始動位置の３つの位置に切り換え操作可能となっており、オン位置から始動位置に切り換え操作された後で操作者が手を離すと自動的にオン位置に戻る。そして、始動スイッチ４２が始動位置に操作されると第１接点４２ａが閉じ、オフ位置及びオン位置にあるときには第１接点４２ａが開くようになっている。
【００３１】
また、カットリレー４４の接点４４ａは常閉接点であり、電磁コイル４４ｂが通電されて励磁されることにより開く。
カットリレー４４の電磁コイル４４ｂは、一端が電源バッテリ４６の正極に接続されると共に、他端が始動制御部４０の端子ｔ３に接続されており、始動制御部４０からの制御信号によって励磁されるようになっている。
【００３２】
従って、カットリレー４４の接点４４ａが閉じた状態で始動スイッチ４２が始動位置に操作され、始動スイッチ４２の第１接点４２ａが閉じると、電源バッテリ４６から始動モータ３８に電力が供給されて始動モータ３８が作動する一方、カットリレー４４の電磁コイル４４ｂが励磁されて接点４４ａが開いた状態では、始動スイッチ４２の第１接点４２ａが閉じても電源バッテリ４６から始動モータ３８への電力供給が遮断されており、始動モータ３８は作動しない。
【００３３】
始動スイッチ４２は第１接点４２ａと同様に作動する第２接点４２ｂを有しており、この第２接点４２ｂの一端は電源バッテリ４６の正極に接続され、他端は２本の信号線４８ａ及び４８ｂを介して始動制御部４０の端子ｔ１及びｔ２にそれぞれ接続されており、始動制御部４０によって始動スイッチ４２の作動状態を検出するようになっている。
ここで、２本の信号線４８ａ及び４８ｂを介して始動スイッチ４２の作動状態を検出するようにしているのは、これら信号線４８ａ及び４８ｂが正常に始動制御部４０に接続されていることを検出するためである。
【００３４】
即ち、信号線４８ａ及び４８ｂのいずれか一方が断線している場合、例えば信号線４８ａが断線しているとすると、始動スイッチ４２が始動位置に操作されて第２接点４２ｂが閉じることにより、正常な信号線４８ｂを介して始動制御部４０の端子ｔ２には電源バッテリ４６の電圧（以下電源電圧という）が印加されるが、信号線４８ａは断線しているため端子ｔ１には電源電圧が印加されず、端子ｔ１の電圧は０Ｖとなる。
【００３５】
また、信号線４８ａ及び４８ｂのいずれか一方が断線した上に始動制御部４０側の断線端部が電源電圧の印加される部位に接触している場合、例えば信号線４８ａがそのような状態にあるとすると、始動スイッチ４２が始動位置に操作されない状態で第２接点４２ｂが開いているときには、正常な信号線４８ｂが接続された始動制御部４０の端子ｔ２には電源電圧が印加されずに端子ｔ２の電圧は０Ｖとなるが、信号線４８ａには電源電圧が印加されていることになる。
【００３６】
このように、２本の信号線４８ａ及び４８ｂのいずれかに異常がある場合には端子ｔ１及びｔ２の電圧が異なることから、始動制御部４０では端子ｔ１及びｔ２の電圧を監視することによって、信号線４８ａ及び４８ｂが正常であるか否かを監視している。
なお、始動制御部４０には接地端子Ｇと、電源バッテリ４６が接続される電源端子Ｐとを有しており、始動制御部４０内への電力供給に使用される。
【００３７】
このように構成された始動モータ３８の制御回路を用い、始動制御部４０は図３に示すフローチャートに従って始動制御を行う。この始動制御は始動スイッチ４２がオフ位置からオン位置に切り換え操作されると処理を開始するようになっている。
始動制御が開始されると、まずステップＳ１で始動スイッチ４２が始動位置とされたか否かを判定する。そして、始動スイッチ４２が始動位置となっていなければ、ステップＳ１の処理を繰り返して待機状態となる。また、始動スイッチ４２が始動位置に操作されるとステップＳ２に進んで、電動機６によるエンジン２の始動が困難な状態であるか否かを判定する。
【００３８】
ステップＳ２では、電動機６によるエンジン２の始動が困難な状態として、第１乃至第４の４つの状態を判定している。
第１の状態は、バッテリ１８の出力可能電力に関するものである。バッテリ１８は使用を重ねるに従って徐々に劣化し、出力可能な電力が次第に低下していく。そこで、始動制御部４０は、バッテリＥＣＵ２８から車両ＥＣＵ２２に送られたバッテリ１８の電圧及び電流の検出結果からバッテリ１８の内部抵抗を求め、この内部抵抗の変化からバッテリ１８の劣化度合いを示す劣化係数を算出している。そして、バッテリ１８が新品のときの出力可能電力にこの劣化係数を乗じることにより、現在のバッテリ１８から出力可能な電力を求め、この電力を電動機６に供給したときに電動機６が出力可能なトルクを算出する。
【００３９】
始動制御部４０は、電動機６によりエンジン２を始動する際に必要な電動機６の出力トルクよりわずかに大きめに設定されたトルク（所定トルク）を始動トルクとして予め記憶しており、電動機６が出力可能なトルクが始動トルク未満である場合には、電動機６によるエンジン２の始動が困難な状態と判定する。
第２の状態は、エンジン２の温度に関するものである。寒冷地などでエンジン２の温度が大きく低下している場合には、エンジン２の潤滑油の粘度が増大することにより、エンジン２の始動に必要なトルクが増大する。このため、エンジン２の温度を検出するエンジン温度センサ５０が検出したエンジン２の温度が所定温度未満となった場合には、電動機６によるエンジン２の始動が困難な状態と判定する。
【００４０】
第３の状態は、電動機６及びインバータ２０の温度に関するものである。電動機６も寒冷地などで温度が大きく低下した場合には、電動機６の潤滑油の粘度が増大することにより、エンジン２の始動に必要なトルクが増大する。また、電動機６やインバータ２０の温度が大きく上昇した場合には、通常の出力トルクを発生することができなくなる。このため、電動機６の温度を検出する電動機温度センサ（温度検出手段）５２が検出した電動機６の温度が所定範囲外となった場合には、電動機６によるエンジン２の始動が困難な状態と判定する。
【００４１】
なお、電動機６とインバータ２０とには共通の冷却水流路（図示せず）が設けられており、電動機温度センサ５２はこの冷却水流路内の冷却水温を電動機６の温度として検出している。従って、電動機温度センサ５２が検出した温度はインバータ２０の温度も表していることになる。しかしながら、本実施形態のように電動機６及びインバータ２０の温度を共通の温度センサで検出せず、それぞれ別個の温度センサで検出し、いずれかの温度が所定温度範囲外となったときに、電動機６によるエンジン２の始動が困難な状態と判定するようにしても良い。
【００４２】
第４の状態は、始動スイッチ４２から始動制御部４０に接続された信号線４８ａ及び４８ｂに関するものである。始動スイッチ４２の操作状態を検出するための信号線４８ａ及び４８ｂのいずれかに異常が生じた場合、いずれの信号線が正常であるか判定できないため、始動スイッチ４２の操作状態を正しく検出することができない。このため、電動機６によりエンジン２を始動してしまうと、電動機６と始動モータ３８とにより同時にエンジン２を始動して始動モータ３８を破損してしまう可能性があるので、このように信号線４８ａ及び４８ｂのいずれかに異常が生じた場合も電動機６によるエンジン２の始動が困難な状態と判定する。
【００４３】
ステップＳ２でこれら４つの状態のいずれにも該当せず、電動機６によるエンジン２の始動が困難な状態ではないと判定するとステップＳ３に進み、始動制御部４０の端子ｔ３から電源電圧の信号を出力することによってカットリレー４４の電磁コイル４４ｂを励磁し、接点４４ａを開放する。
次にステップＳ４に進むと、カットリレー４４の接点４４ａを開放することにより始動スイッチ４２の第１接点４２ａを介した電源バッテリ４６から始動モータ３８への通電を遮断していることから、始動モータ３８が作動することがないので、始動制御部４０は電動機６によるエンジン２の始動を許可する。
【００４４】
これを受けて、車両ＥＣＵ２２は変速機８がニュートラル位置となって電動機６と駆動輪１６との機械的な接続が遮断されると共にクラッチ４が接続されているのを確認後、インバータＥＣＵ２６に対してエンジン２の始動に必要な電動機６の出力トルクを指示すると共に、エンジンＥＣＵ２４にエンジン２を運転するよう指示する。
インバータＥＣＵ２６は車両ＥＣＵ２２からの指示に基づき、電動機６をモータ作動させて車両ＥＣＵ２２から指示された出力トルクを発生させることによりエンジン２をクランキングし、エンジンＥＣＵ２４がエンジン２への燃料の供給を開始することによりエンジン２が始動し、始動制御が終了する。
【００４５】
このように、電動機６によってエンジン２の始動が行われる場合には、カットリレー４４の接点４４ａを開放することにより始動スイッチ４２の第１接点４２ａを介した電源バッテリ４６から始動モータ３８への通電が遮断されることから、始動モータ３８が作動することがないので、電動機６と始動モータ３８とで同時にエンジン２を始動して始動モータ３８が破損するというような不具合が防止される。
【００４６】
一方、ステップＳ２で上記第１乃至第４の４つの状態のいずれかにあって電動機６によるエンジン２の始動が困難な状態と判定した場合にはステップＳ５に進み、始動制御部４０の端子ｔ３から０Ｖの信号を出力することにより、カットリレー４４の電磁コイル４４ｂを非励磁とすると共にステップＳ６で始動モータ３８による始動を許可する。
このようにしてカットリレー４４の電磁コイル４４ｂが非励磁となることにより接点４４ａは閉じた状態となるので、始動スイッチ４２の第１接点４２ａが閉じられることによって始動モータ３８に電源バッテリ４６から電力が供給され、始動モータ３８のピニオンギヤがリングギヤに噛合して、始動モータ３８の駆動力がエンジン２の出力軸に伝達される。
【００４７】
このとき、車両ＥＣＵ２２は始動モータ３８での始動許可を受け、クラッチ４を切断してエンジン２の出力軸と電動機６の回転軸との接続を遮断し、エンジンＥＣＵ２４にエンジン２を運転するよう指示する。
エンジンＥＣＵ２４は車両ＥＣＵ２２の指示を受けてエンジン２への燃料の供給を開始することによりエンジン２が始動し、始動制御が終了する。
【００４８】
以上のように、始動スイッチ４２を始動位置としてエンジン２を始動する際、電動機６によるエンジン２の始動が困難な状態にあることを検出した場合には、始動モータ３８によってエンジン２を始動するようにしたので、エンジン２を確実に始動することが可能となる。
特に、バッテリ１８が現時点で出力可能な電力に基づき求めた電動機６から出力可能なトルクの方が、電動機６によってエンジン２を始動するのに必要な始動トルクより小さい場合に、電動機６によるエンジン２の始動が困難な状態と判定するようにしたので、バッテリ１８が劣化して出力可能な電力が低下しても、始動モータ３８により確実にエンジン２を始動することができる。
【００４９】
また、電動機６及びインバータ２０の温度が所定温度範囲内にない場合に、電動機６によるエンジン２の始動が困難な状態と判定するようにしたので、電動機６及びインバータ２０の温度が過度に低下或いは上昇して本来のトルクを発生することができないような場合であっても、始動モータ３８によって確実にエンジンを始動することができる。
なお、電動機６及びインバータ２０の温度を別個に検出するようにした場合には、いずれか一方の温度が所定温度範囲内にない場合に、電動機６によるエンジン２の始動が困難な状態と判定すれば、同様の効果を得ることができる。
【００５０】
更に、信号線４８ａ或いは４８ｂの異常により始動スイッチ４２の作動状態を検出することができない場合に、電動機６によるエンジン２の始動が困難な状態と判定するようにしたので、始動スイッチ４２の作動状態を検出することができないときであっても、始動スイッチ４２が始動位置に操作されたときに始動モータ３８によって確実にエンジンを始動することができる。
【００５１】
以上で本発明の一実施形態に係るハイブリッド電気自動車の制御装置についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では、バッテリ１８の電圧と電流とに基づきバッテリ１８の内部抵抗を求め、内部抵抗の変化からバッテリ１８の劣化度合いを検出するようにしたが、バッテリ１８の劣化度合いの検出方法はこれに限られるものではなく、バッテリ１８の使用開始後の積算電流値などに基づいて検出するようにしても良いし、種々知られている方法を採用することが可能である。
【００５２】
また、上記実施形態では、電動機６をクラッチ４と変速機８との間に配置するようにしたが、電動機６の配置はこれに限られるものではなく、例えばエンジン２とクラッチ４との間に電動機６を配置したハイブリッド電気自動車などであってもよい。
なお、上記実施形態ではエンジン２をディーゼルエンジンとしたが、エンジン形式はこれに限られるものではなく、ガソリンエンジンなどでも良い。
【００５３】
また、上記実施形態において、電動機６を永久磁石式同期電動機としたが電動機の形式もこれに限られるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施形態に係るハイブリッド電気自動車の制御装置の全体構成図である。
【図２】図１のハイブリッド電気自動車の制御装置における始動制御部とその周辺回路を示す図である。
【図３】始動制御部によって行われる始動制御のフローチャートである。
【符号の説明】
【００５５】
１  ハイブリッド電気自動車
２  エンジン
６  電動機
１６  駆動輪
１８  バッテリ
２２  車両ＥＣＵ（制御手段）
３８  始動モータ
４０  始動制御部
４２  始動スイッチ
４４  カットリレー
４６  電源バッテリ（電源）
５２  電動機温度センサ（温度検出手段）
【図１】
2007246049.tif 000003
【図２】
2007246049.tif 000004
【図３】
2007246049.tif 000005