(57)【要約】      （修正有）【課題】エンジン停止位置制御が実施される車両のシステムシャットダウンの時間を短縮する。【解決手段】車両制御装置１００は、ハイブリッド車両を制御する。該ハイブリッド車両は、エンジン１１と、モータ１２と、該モータにリレー回路１８を介して電気的に接続されているバッテリ１９と、モータとリレー回路との間に電気的に接続されたコンデンサ１６と、を備える。ハイブリッド車両では、エンジンの停止時に、エンジン停止位置制御が実施される。当該車両制御装置は、イグニッションオフ要求が検出されたときに、エンジン停止位置制御が実施されていることを条件に、バッテリとモータとが電気的に切断されるようにリレー回路を制御すると共に、コンデンサから電力の供給を受けてエンジン停止位置制御を継続するようにモータを制御する制御手段１００を備える。【選択図】図１
2016088345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、前記エンジンのクランクシャフトに対しトルクを出力可能なモータと、前記モータにリレー回路を介して電気的に接続されているバッテリと、前記モータと前記リレー回路との間に電気的に接続されたコンデンサと、を備え、前記エンジンの停止時に、前記クランクシャフトに係るクランク角が所定の角度位置となるように前記モータが制御されるエンジン停止位置制御が実施されるハイブリッド車両を制御する車両制御装置であって、
イグニッションオフ要求が検出されたときに、前記エンジン停止位置制御が実施されていることを条件に、前記バッテリと前記モータとが電気的に切断されるように前記リレー回路を制御すると共に、前記コンデンサから電力の供給を受けて前記エンジン停止位置制御を継続するように前記モータを制御する制御手段を備える
ことを特徴とする車両制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、イグニッションオフ要求が検出されたときに、前記エンジン停止位置制御が実施されていることを条件に、前記バッテリと前記モータとが電気的に切断されるように前記リレー回路を制御する前に、前記コンデンサの出力電圧を昇圧することを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両制御装置に関し、特に、エンジン停止時にエンジン停止位置（クランク角）が制御される車両の車両制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、例えば、ハイブリッド自動車においてエンジンを自動停止する条件が成立した場合に、モータからトルクを出力してエンジンのクランク角が仮目標クランク角範囲内となるように、エンジン及びモータを制御する装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
或いは、メインバッテリと車両駆動用モータとが、平滑用コンデンサを有するインバータを介して接続されている電気自動車において、キースイッチのオフ時に、平滑用コンデンサに残った電荷により補機バッテリを充電する技術が提案されている（特許文献２参照）。
【０００４】
或いは、ハイブリッド自動車において、停車時に、車両駆動用モータを動力伝達経路から切り離したうえで該車両駆動用モータを駆動することにより、電源部に含まれる平滑化コンデンサに残存する不要電荷やバッテリの余剰電荷を迅速に放電する技術が提案されている（特許文献３参照）。
【０００５】
尚、入出力端子から供給される直流電圧を昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータで昇圧して、充電電圧を高くすることによりコンデンサに蓄積される電力を多くし、コンデンサの出力電圧が低下した場合に昇降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータで昇圧することによりコンデンサに蓄積された電力を有効に活用する技術が提案されている（特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１７３５５７号公報
【特許文献２】特開平１０−１６４７０９号公報
【特許文献３】特開２０００−１５２４１９号公報
【特許文献４】特開２０１０−２２０４３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
イグニッションオフ時（特許文献２に係る“キースイッチのオフ時”、特許文献３に係る“停車時”に相当）には、特許文献２及び３に記載されているように、残存電荷が放電されるが、この際エンジン停止位置制御が実施されると、該制御が終了するまでは残存電荷の放電を行うことができず、車両システムのシャットダウンまでに比較的時間がかかってしまうという技術的問題点がある。
【０００８】
特許文献１に記載の技術では、イグニッションオフ時については考慮されておらず、上記問題点を解決することは極めて困難である。特許文献２乃至４に記載の技術でも、上記問題点を解決することは極めて困難である。
【０００９】
本発明は、例えば上記問題点に鑑みてなされたものであり、イグニッションオフ時に、エンジン停止位置制御が実施されたとしても、車両システムのシャットダウンにかかる時間を短縮することができる車両制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の車両制御装置は、上記課題を解決するために、エンジンと、前記エンジンのクランクシャフトに対しトルクを出力可能なモータと、前記モータにリレー回路を介して電気的に接続されているバッテリと、前記モータと前記リレー回路との間に電気的に接続されたコンデンサと、を備え、前記エンジンの停止時に、前記クランクシャフトに係るクランク角が所定の角度位置となるように前記モータが制御されるエンジン停止位置制御が実施されるハイブリッド車両を制御する車両制御装置であって、イグニッションオフ要求が検出されたときに、前記エンジン停止位置制御が実施されていることを条件に、前記バッテリと前記モータとが電気的に切断されるように前記リレー回路を制御すると共に、前記コンデンサから電力の供給を受けて前記エンジン停止位置制御を継続するように前記モータを制御する制御手段を備える。
【００１１】
本発明の車両制御装置によれば、当該車両制御装置は、エンジンと、該エンジンのクランクシャフトに対しトルクを出力可能なモータとを備えるハイブリッド車両に搭載されている。ここで、「モータ」は、モータ・ジェネレータ（電動発電機）において実現されるモータであってもよい。即ち、モータとして機能し得る限りにおいて、モータ・ジェネレータを意味してもかまわない。
【００１２】
モータは、リレー回路を介してバッテリに電気的に接続されている。モータとリレー回路との間にはコンデンサが電気的に接続されている。該コンデンサは、リレー回路の断続時の電流の急峻な変化を緩和し、該急峻な電流の変化によって、例えばモータとバッテリとの間に存在するパワー素子等が破損されることを防止する。
【００１３】
ハイブリッド車両では、エンジンの停止時に、クランクシャフトに係るクランク角が所定の角度位置となるようにモータが制御されるエンジン停止位置制御が実施される。尚、エンジン停止位置制御については、公知の各種態様を適用可能であるので、その詳細についての説明は割愛する。
【００１４】
本発明の車両制御装置は、制御手段を備えて構成されている。例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなる制御手段は、イグニッションオフ要求が検出されたときに、エンジン停止位置制御が実施されていることを条件に、バッテリとモータとが電気的に切断されるようにリレー回路を制御すると共に、コンデンサから電力の供給を受けてエンジン停止位置制御を継続するようにモータを制御する。
【００１５】
ここで、リレー回路の制御は、イグニッションオフ要求が検出された時点に限らず、イグニッションオフ要求が検出された時点から、エンジンが停止するまでの期間内であれば、いつされてもよい。
【００１６】
本願発明者の研究によれば、以下の事項が判明している。即ち、上記コンデンサに電荷が蓄積されたままであると、例えば保守作業等のときに作業者がコンデンサに関わる部分に触れた場合に感電するおそれがある。このため、コンデンサの残存電荷が、車両の停車時に放電された後に、該車両のシステムがシャットダウンされることが多い。また、エンジン停止位置制御が実施されている際は、エンジン制御用のモータに対しバッテリから電力が供給されるので、該エンジン停止位置制御が終了するまでは、コンデンサの残存電荷を放電することができない。すると、車両の停車時に、エンジン停止位置制御が実施されると、該車両のシステムがシャットダウンされるまでにかかる時間が比較的長くなり、運転者等に違和感を与える可能性がある。
【００１７】
そこで本発明では、上述の如く、制御手段により、イグニッションオフ要求が検出されたときに、エンジン停止位置制御が実施されていることを条件に、バッテリとモータとが電気的に切断されるようにリレー回路が制御されると共に、コンデンサから電力の供給を受けてエンジン停止位置制御を継続するようにモータが制御される。つまり、本発明では、コンデンサの残存電荷の放電と、エンジン停止位置制御とが同時に実施される。
【００１８】
このように構成すれば、車両のシステムがシャットダウンされるまでにかかる時間を短縮することができる。加えて、コンデンサの残存電荷を有効に利用することができ、燃費の向上を図ることができる。
【００１９】
本発明の車両制御装置の一態様では、前記制御手段は、イグニッションオフ要求が検出されたときに、前記エンジン停止位置制御が実施されていることを条件に、前記バッテリと前記モータとが電気的に切断されるように前記リレー回路を制御する前に、前記コンデンサの出力電圧を昇圧する。
【００２０】
この態様によれば、コンデンサの残存電荷の放電をより早く完了することができ、車両のシステムがシャットダウンされるまでにかかる時間をさらに短縮することができる。
【００２１】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態に係る車両の要部を示す構成図である。
【図２】第１実施形態に係る制御処理を示すフローチャートである。
【図３】第１実施形態に係る車両制御処理の概念を示す概念図である。
【図４】比較例に係る制御処理の概念を示す概念図である。
【図５】第２実施形態に係る車両制御処理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】
【００２３】
本発明の車両制御装置に係る実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
＜第１実施形態＞
（車両の構成）
第１実施形態に係る車両制御装置が搭載された車両の構成について、図１を参照して説明する。図１は、第１実施形態に係る車両の要部を示す構成図である。
【００２５】
図１において、本実施形態に係る車両は、エンジン１１、モータ１２及びジェネレータ１３を備えている。エンジン１１、モータ１２及びジェネレータ１３は、動力分配機構（図示せず）を介して相互に連結されている。尚、モータ１２及びジェネレータ１３各々は、モータ・ジェネレータにより実現されてよい。
【００２６】
動力分配機構は、例えば、相互に差動回転可能な回転要素としてのサンギア、リングギア及びキャリアを有するシングルピニオン型の遊星歯車機構として構成されている。キャリアには、動力分配機構の入力軸を介して、エンジン１１のクランクシャフトが連結されている。サンギアにはジェネレータ１３の回転軸が連結されており、該サンギアと該回転軸とが一体回転する。リングギアには、動力分配機構の出力軸を介して、モータ１２の回転軸が連結されている。
【００２７】
モータ１２は、モータインバータ１４、コンバータ１７及びシステムメインリレー（ＳＭＲ）１８を介して、電池１９に電気的に接続されている。他方、ジェネレータ１３は、ジェネレータインバータ１５、コンバータ１７及びシステムメインリレー１８を介して、電池１９に電気的に接続されている。コンバータ１７と、モータインバータ１４及びジェネレータインバータ１５と、の間には、平滑コンデンサ１６が電気的に接続されている。
【００２８】
本発明に係る「車両制御装置」としての、制御装置１００は、エンジン１１、モータ１２及びジェネレータ１３各々に設けられている各種センサの出力に基づいて、例えばエンジン１１のクランクシャフトの角度や回転速度に係る情報を取得する。制御装置１００は、該取得された情報に基づいて、モータ１２及びジェネレータ１３各々の回転数やトルクが目標値となるように、例えばＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御方式等により、モータインバータ１４及びジェネレータインバータ１５を夫々制御する。
【００２９】
ここで特に、制御装置１００は、イグニッションオフの要求があった際、或いは、エンジン１１の自動停止の条件が成立したときに、エンジン１１のクランクシャフトが所定の停止位置で停止するように（即ち、クランク角が所定の角度となるように）エンジン１１及びジェネレータ１３を夫々制御する。即ち、制御装置１００は、イグニッションオフの要求があった際、或いは、エンジン１１の自動停止の条件が成立したときに、エンジン停止位置制御を実施する。このエンジン停止位置制御については、公知の各種態様を適用可能であるので、その詳細についての説明は、ここでは割愛する。
【００３０】
また、制御装置１００は、イグニッションオフの要求があった後に、システムメインリレー１８をオフ状態にし、平滑コンデンサ１６の残存電荷を放電する。
【００３１】
（車両制御処理）
次に、上述の如く構成された車両において、制御装置１００が実施する車両制御装置について、図２のフローチャートを参照して説明する。
【００３２】
図２において、先ず、制御装置１００は、イグニッションオフの要求があるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。イグニッションオフの要求がないと判定された場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、制御装置１００は、一旦処理を終了し、所定時間経過後に再びステップＳ１０１の処理を実行する（即ち、待機状態となる）。
【００３３】
他方、イグニッションオフの要求があると判定された場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、制御装置１００は、エンジン停止位置制御が実施されているか否かを判定する（ステップＳ１０２）。エンジン停止位置制御が実施されていると判定された場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、制御装置１００は、エンジン停止位置制御に必要なエネルギーＰｃｔｒｌを計算する（ステップＳ１０３）。
【００３４】
エネルギーＰｃｔｒｌは、例えば、ジェネレータ１３に流れる電流の実行値ｌｍｏｔと、ジェネレータ１３の相当たりの巻き線抵抗ｒと、総通電時間Ｔｔｏｔａｌ（即ち、エンジン停止位置制御の開始から終了までの期間の通電時間の総計）と、エンジン停止位置制御が開始されてから、エネルギーＰｃｔｒｌを計算するまでの経過時間ｔと、を用いて下記式により計算される。
Ｐｃｔｒｌ＝１／２×ｌｍｏｔ２×ｒ×３×（Ｔｔｏｔａｌ−ｔ）［Ｊ］
更に、エネルギーＰｃｔｒｌの計算の際に、例えばスイッチング損失やインバータ損失が考慮されることが望ましい。
【００３５】
次に、制御装置１００は、エンジン停止位置制御に使用可能なエネルギーＰｃを計算する（ステップＳ１０４）。エネルギーＰｃは、例えば、平滑コンデンサ１６の容量ｃと、平滑コンデンサ１６の印加電圧ＶＨとを用いて下記式により計算される。
Ｐｃ＝１／２×ｃ×ＶＨ２［Ｊ］
更に、エネルギーＰｃの計算の際に、ジェネレータ１３と電池１９とを電気的に結ぶ回路に電気的に接続されている全ての蓄電装置の合計エネルギーが考慮されることが望ましい。
【００３６】
次に、制御装置１００は、エネルギーＰｃがエネルギーＰｃｔｒｌより大きいか否かを判定する（ステップＳ１０５）。エネルギーＰｃがエネルギーＰｃｔｒｌより大きいと判定された場合（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、制御装置１００は、システムメインリレー１８をオフ状態とする（ステップＳ１０６）。この結果、ジェネレータ１３は電池１９からの電力の供給を受けられなくなるが、平滑コンデンサ１６の残存電荷（つまり、エネルギーＰｃ）を用いてエンジン停止位置制御を継続することができる。
【００３７】
他方、ステップＳ１０５の処理において、エネルギーＰｃがエネルギーＰｃｔｒｌより小さいと判定された場合（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、システムメインリレー１８をオフ状態としてしまうとエンジン停止位置制御が適切に実施されないので、システムメインリレー１８のオン状態を継続する（ステップＳ１０７）。尚、エネルギーＰｃがエネルギーＰｃｔｒｌと「等しい」場合には、いずれかの場合に含めて処理すればよい。
【００３８】
上述したステップＳ１０２の処理において、エンジン停止位置制御が実施されていないと判定された場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、制御装置１００は、システムメインリレー１８をオフ状態とする（ステップＳ１０８）。
【００３９】
（実施形態に係る車両制御処理の効果）
次に、上述した車両実施制御処理の効果について、図３及び図４を参照して説明する。図３は、第１実施形態に係る車両制御処理の概念を示す概念図である。図４は、比較例に係る制御処理の概念を示す概念図である。
【００４０】
図３において、エンジン１１が動作している状態で、時刻ｔ１にイグニッションオフの要求があったとする。制御装置１００は、時刻ｔ１にエンジン停止位置制御を実施する（この際、フラグを立てる）（図３における“位置制御”参照）。この結果、クランク角が目標値（即ち、所定の角度）に近づく（図３における“クランク角”参照）。
【００４１】
図２のフローチャートにおけるステップＳ１０５の処理において、エネルギーＰｃがエネルギーＰｃｔｒｌより大きいと判定された場合、制御装置１００は、システムメインリレー１８をオフ状態とする（図３の時刻ｔ２における“ＳＭＲ”参照）。この結果、平滑コンデンサ１６の残存電荷が放電されつつ、エンジン停止位置制御が実施される（図３の時刻ｔ２〜ｔ３における“位置制御”、“ＨＶ”参照）。
【００４２】
図３における時刻ｔ３に、エンジン停止位置制御が完了し、その後、平滑コンデンサ１６の残存電荷が放電される（図３における“ディスチャージ動作”参照）。平滑コンデンサ１６の残存電荷のほとんどは、エンジン停止位置制御で消費されているため、該残存電荷の放電にかかる時間は比較的短い。
【００４３】
仮に、図４に示すように、エンジン停止位置制御が完了した後、時刻ｔ４に、システムメインリレー１８がオフ状態とされると、平滑コンデンサ１６の残存電荷が比較的多いため、該残存電荷の放電にかかる時間が比較的長くなる（図４における“ディスチャージ動作”、“ＶＨ”参照）。
【００４４】
このように、本実施形態に係る車両制御処理では、平滑コンデンサ１６の残存電荷を比較的早期に放電できるので、車両システムのシャットダウンを比較的早期に行うことができる。加えて、平滑コンデンサ１５の残存電荷を有効に利用することができ、燃費の向上を図ることができる。
【００４５】
実施形態に係る「ジェネレータ１３」、「平滑コンデンサ１６」、「システムメインリレー１８」及び「電池１９」は、夫々、本発明に係る「モータ」、「コンデンサ」、「リレー回路」及び「バッテリ」の一例である。実施形態に係る「制御装置１００」は、本発明に係る「車両制御装置」及び「制御手段」の一例である。
【００４６】
＜第２実施形態＞
本発明の車両制御装置に係る第２実施形態について、図５のフローチャートを参照して説明する。第２実施形態では、車両制御処理の一部が異なる以外は、上述した第１実施形態と同様である。よって、第２実施形態について、第１実施形態と重複する説明を省略すると共に、図面上における共通箇所には同一符号を付して示し、基本的に異なる点についてのみ、図５を参照して説明する。
【００４７】
図２のフローチャートにおけるステップＳ１０２の処理において、エンジン停止位置制御が実施されていると判定された場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、制御装置１００は、平滑コンデンサ１６の出力電圧の昇圧を開始する（ステップＳ２０１）。続いて、制御装置１００は、図２のフローチャートにおけるステップＳ１０３の処理を実施する。つまり、本実施形態では、エンジン停止位置制御が実施されていると判定された場合、システムメインリレー１８がオフ状態とされる前に、平滑コンデンサ１６の出力電圧が昇圧される。
【００４８】
尚、平滑コンデンサ１６の出力電圧の昇圧方法には、公知の各種態様を適用可能であるので、その詳細についての説明はここでは割愛する。出力電圧の昇圧の程度は、可能な限り高いことが望ましい。
【００４９】
このように構成すれば、平滑コンデンサ１６の残存電荷の放電をより早く完了することができ、実用上非常に有利である。
【００５０】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う車両制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５１】
１１…エンジン、１２…モータ、１３…ジェネレータ、１４…モータインバータ、１５…ジェネレータインバータ、１６…平滑コンデンサ、１７…コンバータ、１８…システムメインリレー、１９…電池、１００…制御装置
【図１】
2016088345.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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