JP2009154847A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ジャンプスタートによるエンジンの始動を素早く行うことのできるハイブリッド車両の制御装置を提供する。
【解決手段】ハイブリッド車両の制御装置において、高圧バッテリの残容量により駆動用電動機でエンジンを始動することができるか否かを判定する始動可否判定手段１２２と、補機バッテリの電圧を昇圧して、高圧バッテリに電力が供給する電力供給手段と、電力供給手段により高圧バッテリに電力を供給する際に、補機駆動手段により補機を駆動する前後の補機バッテリの電圧変動量を算出する電圧変動量算出手段と、電圧変動量算出手段により算出された電圧変動量に基づき高圧バッテリに充電可能であるか充電不可であるかを判定する充電可否判定手段１３０と、充電可否判定手段により充電不可であると判定されたとき、ドライバーに補機バッテリの充電を行うよう要求する充電要求手段とを具備する。
【選択図】図２

Description

本発明は、エンジンと、駆動用電動機と、駆動用電動機に給電する高圧バッテリと、複数の補機に電力を供給する補機バッテリとを備え、駆動用電動機によりエンジンを始動するハイブリッド車両の制御装置に関する。

電気自動車やハイブリッド自動車等の電動車両では、パワードライブユニット（ＰＤＵ）で高電圧バッテリからの直流の高電圧を交流電圧、例えば、３相交流電圧に変換し、この３相交流電圧により駆動源電動機を回転させることによって車両の走行駆動源を得ている。また、ハイブリッド車両は、エンジンに加え、モータを走行駆動源とする自動車であり、モータを駆動してエンジンのアシストやモータの回生制動を行うものである。このハイブリッド車両は、例えば、高圧バッテリ、補機バッテリ、パワードライブユニット及び発電電動機（モータと略す）を含む。

エンジンの始動は、補機バッテリや高圧バッテリからの電力に基づいて、モータを駆動することにより行っているが、モータの駆動によりエンジン始動できない場合は、補機バッテリ又は高圧バッテリを充電してから、モータを駆動してエンジンを始動する必要がある。高圧バッテリの出力電圧の低下の原因として、車が使用されない状態で長期放置されて電池自己放電により電池残容量が減少する場合、低温環境中に車が放置されて電池温度が低下する場合、バッテリ劣化に伴い内部抵抗が上昇して電圧が低下する場合等である。

エンジンの始動に係る先行技術としては、特許文献１−３があった。特許文献１には、コンデンサの充電電圧が所定レベルに達していると判定された場合には、コンデンサの充電電圧を昇圧インバータで昇圧及び直流交流変換をしてから、オルタネータに給電してエンジンを始動すること、コンデンサの充電電圧が所定レベルに達していないと判定された場合には、補機バッテリの電圧を昇圧インバータで昇圧してからコンデンサを充電し、その後、オルタネータに給電して、エンジンを始動することが記載されている。

特許文献２には、高圧バッテリの温度が所定温度以下であれば、補機バッテリの電圧を昇圧し、インバータを介して、エンジンの駆動力により発電されるモータジェネレータを駆動させることによりエンジンを始動することが記載されている。

特許文献３には、高圧バッテリの残容量がエンジンの始動に必要なレベルまで低下しておりエンジン起動不能状態であると判断した場合に、警告に基づくドライバーのスタートスイッチのオンにより、補機バッテリの電圧を昇圧して、高圧バッテリを充電してから、エンジンの始動を行うに必要な充電レベルまで充電を行うことが記載されている。
特開２００５−１５１６８５号公報 特開２００５−２４８７４４号公報 特許第３４４８８５０号

特許文献１では、コンデンサの充電電圧が所定レベルに達していないと判定された場合には、補機バッテリからコンデンサを充電してから、オルタネータに給電して、エンジンを始動するが、補機バッテリの残容量を判断することなく、補機バッテリからコンデンサに充電しているため、補機バッテリの残容量が不足した場合には、補機バッテリからコンデンサに充電しても、エンジンを起動できないという問題がある。しかも、補機バッテリからコンデンサに充電中に補機バッテリの残容量が足りなくなり、バッテリが上がってしまった場合には、補機バッテリを充電して、ジャンプスタートする以外にエンジンを始動することができないが、補機バッテリが上がってしまってからジャンプスタートをする必要があり、ジャンプスタートが遅れてしまうという問題がある。また、特許文献１には、ジャンプスタートによる補機バッテリの充電中にコンデンサを充電することについての記載がなく、補機バッテリの充電した後、コンデンサを充電してから、エンジンを始動する必要があり、ジャンプスタートにおけるエンジン始動が遅れるという問題点がある。更に、特許文献１では、ドライバーにエンジンの始動を遠隔通信手段により伝えることができないことから、ドライバーはエンジン始動まで車内で待機する必要があった。

特許文献２では、高圧バッテリの温度が所定温度以下であれば、補機バッテリの電圧を昇圧し、インバータを介して、エンジンの駆動力により発電されるモータジェネレータを駆動させることによりエンジンを始動するが、補機バッテリの残容量を判断することなく、補機バッテリの電圧を昇圧し、モータジェネレータを駆動させているため、補機バッテリの残容量が不足して補機バッテリが上がってしまった場合には、補機バッテリからモータジェネレータを始動させることはできず、また、ドライバーにエンジンの始動を遠隔通信手段により伝えることができないことから、特許文献１と同様の問題点がある。

特許文献３では、高圧バッテリの残容量がエンジンの始動に必要なレベルまで低下しておりエンジン起動不能状態であると判断した場合に、補機バッテリから高圧バッテリへの警告に基づくドライバーのスタートスイッチのオンにより、補機バッテリの電圧を昇圧して、エンジンの始動を行うに必要な充電レベルまで充電を行うが、補機バッテリの残容量が不足して補機バッテリが上がってしまった場合には、補機バッテリから高圧バッテリを充電して、走行モータを駆動してエンジンを始動させることはできず、また、ドライバーにエンジンの始動を遠隔通信手段により伝えることができないことから、特許文献１と同様の問題点がある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、高圧バッテリから駆動電動機を駆動して、エンジンを始動できなかった場合に、ドライバーの運転に支障をきたすことのない補機を補機バッテリより駆動して、補機バッテリから高圧バッテリに充電可能か否かを判定し、充電不可であれば、ジャンプスタートをドライバーに要求することにより、ジャンプスタートによるエンジンの始動を素早く行うことの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。更に、ドライバーに充電完了通知及びドライバーからの暖機運転指示を遠隔通信手段により行うことにより、ドライバーが車外でエンジンの始動を待機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。

請求項１記載の発明によれば、エンジンと、駆動用電動機と、前記駆動用電動機に給電する高圧バッテリと、複数の補機に電力を供給する補機バッテリとを備え、前記駆動用電動機により前記エンジンを始動するハイブリッド車両の制御装置において、前記高圧バッテリの残容量により前記駆動用電動機で前記エンジンを始動することができるか否かを判定する始動可否判定手段と、前記始動可否判定手段により前記エンジンを始動することができないと判定された際に、前記補機バッテリの電圧を昇圧して、前記高圧バッテリに電力を供給して前記高圧バッテリの充電をする電力供給手段と、前記電力供給手段により前記高圧バッテリに電力を供給する際に、前記複数の補機のうち、ドライバーの操作に影響しない補機を駆動する補機駆動手段と、前記補機駆動手段により前記補機を駆動する際の前記補機バッテリの電圧変動量を算出する電圧変動量算出手段と、前記電圧変動量算出手段により算出された前記電圧変動量に基づき前記高圧バッテリが前記駆動用電動機で前記エンジンを始動することのできる残容量を前記補機バッテリが有し、前記高圧バッテリに充電可能であるか充電不可であるかを判定する充電可否判定手段と、前記充電可否判定手段により充電不可であると判定されたとき、ドライバーに補機バッテリの充電を行うよう要求する充電要求手段とを具備したハイブリッド車両の制御装置が提供される。

請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明において、前記始動可否判定手段は、前記エンジンのクランク軸回転数に基づいて前記駆動用電動機で前記エンジンを始動することができるか否かを判定するハイブリッド車両の制御装置が提供される。

請求項３記載の発明によれば、請求項１又は２記載の発明において、前記補機駆動手段が駆動する前記補機は電動オイルポンプであるハイブリッド車両の制御装置が提供される。

請求項４記載の発明によれば、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記補機駆動手段は、電力供給手段により前記高圧バッテリに電力が供給される直前又は直後に前記補機を駆動するハイブリッド車両の制御装置が提供される。

請求項５記載の発明によれば、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記始動可否判定手段により前記エンジンを始動することができないと判定されたとき、エンジン始動不可である旨、前記充電可否判定手段により充電不可であると判定されたとき、充電不可であり、ジャンプスタートを行う必要がある旨、前記電力供給手段により前記高圧バッテリの充電中であるとき、充電中である旨、及び前記高圧バッテリの充電が終了したとき、充電が終了した旨を表示手段に表示するハイブリッド車両の制御装置が提供される。

請求項６記載の発明によれば、請求項１〜５のいずれかに記載の発明において、前記充電要求手段による前記補機バッテリの充電の要求に基づき、外部充電器又は救援車の補機バッテリから救援される車の前記補機バッテリが充電されているとき、前記電力供給手段は、前記外部充電器又は前記救援車の前記補機バッテリから接続ケーブルを通して前記救援される車の前記補機バッテリに供給される電力に基づいて、前記補機バッテリの電圧を昇圧して前記高圧バッテリに電力を供給して前記高圧バッテリの充電をするハイブリッド車両の制御装置が提供される。

請求項７記載の発明によれば、請求項１〜６のいずれかに記載の発明において、前記高圧バッテリの充電が終了したか否かを判定する充電終了判定手段と、第１無線ユニットと、ドライバーが携帯し前記第１無線ユニットとの間で無線通信をする第２無線ユニットと、充電終了判定手段により充電が終了したと判定されたとき、前記第１無線ユニットを通して、前記第２無線ユニットにその旨を通知する充電終了通知手段と、ドライバーの操作に基づき、前記第２無線ユニットを通して、前記第１無線ユニットが受信した暖機運転の指示に従って、前記高圧バッテリより前記モータを駆動して前記エンジンを始動する暖機運転制御手段とを更に具備したハイブリッド車両の制御装置が提供される。

請求項８記載の発明によれば、請求項１〜７のいずれかに記載の発明において、前記高圧バッテリの周辺温度及び現在時刻、もしくは前記ハイブリッド車両の位置情報及び季節情報に基づいて、一定期間内の最低気温を予測し、予測した最低気温が低くなるにつれて、前記高圧バッテリの残容量が大きくなるように、前記高圧バッテリの放電を制御する高圧バッテリ残量制御手段を更に備えたハイブリッド車両の制御装置が提供される。

請求項１記載の発明によると、補機バッテリから補機を駆動すると、補機に負荷電流が流れ、補機バッテリの残容量に応じて、補機バッテリの電圧が降下するが、補機を駆動する前後の補機バッテリの電圧変動量を算出して、電圧変動量に基づいて、補機バッテリの残容量を算出することができるので、補機バッテリから高圧バッテリへの充電の可否が判定できる。このとき、ドライバーに影響を及ぼすことのない補機を補機バッテリにより駆動することにより、ドライバーに影響を及ぼすことなく充電可否を判定できる。

請求項２記載の発明によると、エンジン回転数に基づいてエンジンの始動の可否を判定するので、確実にエンジン始動の可否を判定することができる。

請求項３記載の発明によると、補機バッテリは駆動する補機の負荷が重くなると、電圧降下が大きくなるが、補機として負荷の重たい電動オイルポンプを駆動するので、補機バッテリの残容量に応じて電圧降下が顕著となり、正確に補機バッテリの残容量を算出することができ、ドライバーに影響を及ぼすことなく正確な充電可否の判定が可能となる。

請求項４記載の発明によると、電力供給手段により高圧バッテリに電力が供給される直前又は直後に補機を駆動して、充電可否を判定するので、充電不可の場合は、より早くドライバーに補機バッテリへの充電を要求することができ、エンジンの速やかな始動が可能となる。更に、充電可否判定を、高圧バッテリへの充電が終了した時点で、エンジンの始動制御に支障のきたすことのない補機バッテリの残容量とすることにより、過放電によるバッテリの上がりによるエンジンの始動に支障をきたすことを防止できる。

請求項５記載の発明によると、エンジンの始動不可である旨、高圧バッテリに充電中である旨、充電不可であり、ジャンプスタートを行う必要がある旨、高圧バッテリの充電が終了したとき、充電が終了した旨を表示手段に表示するので、ドライバーは、車両の状態を的確に把握することができ、車両の状態に応じて的確に行動することが可能となる。

請求項６記載の発明によると、外部充電器又は救援車から補機バッテリに充電されているときに、補機バッテリから高圧バッテリに充電するので、高圧バッテリから駆動用電動機を駆動することによりジャンプスタートによるエンジン始動が可能となる。

請求項７記載の発明によると、車外のドライバーに充電終了を通知し、ドライバーからの遠隔操作による暖機運転指示に基づいて、暖機運転を行うので、エンジンや車室内を温めて快適な運転状態を作ることができる。

請求項８記載の発明によると、一定期間内の最低気温を予測し、予測した最低気温が低くなるにつれて、高圧バッテリの残容量が大きくなるように、高圧バッテリの放電を制御するので、低温に晒される場合は高圧バッテリの残容量を高めに維持することでエンジンの始動不能を回避できる。

図１は本発明の実施形態に係るハイブリッド車両の概略構成図である。図１に示すように、ハイブリッド車両は、エンジン２、モータ４、自動変速機６、高圧バッテリ８、コンタクタ１０、抵抗１２、コンタクタ１４、ＰＤＵ１６、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８、エアコン１９、１２Ｖバッテリ（補機バッテリ）２０、電動オイルポンプ（補機）２２、電装負荷（補機）２４、エンジン回転数センサ２６、電圧センサ２８、電流センサ３０、電流センサ３２、温度センサ３４、ＦＩ／ＡＴ／ＭＧＥＣＵ３６、ブレーキＥＣＵ４０、ハイブリッドＥＣＵ４２、モータＥＣＵ４４、メータＥＣＵ４６、メータ４７、第１通信ユニット４８及び第２通信ユニット５０を具備する。

エンジン２は、例えば、Ｖ型６気筒エンジンであって、一方のバンクの３つの気筒は気筒休止運転可能な可変バルブタイミング機構ＶＴを備えた構造であり、他方のバンクの３つの気筒は気筒休止運転を行わない通常の動弁機構を備えた構造となっている。そして、気筒休止可能な３気筒は各々２つの吸気弁と２つの排気弁が油圧ポンプと、スプールバルブと、気筒休止側通路と、気筒休止解除側通路とを介して可変バルブタイミング機構ＶＴにより閉状態を維持できるようになっている。これによりエンジン２に対して、一方の３つの気筒が休止した状態の３気筒運転と、一方及び他方のバンクの６つの気筒が駆動する６気筒運転とが切り換えられることとなる。

モータ４は、その出力軸はエンジン２のクランク軸に連結され、例えば、３相のブラシレスモータ４が用いられて、駆動時には、ＰＤＵ１６により供給される交流電力、例えば、三相交流電力が供給され、電動機として作動し、電動機が駆動されることによりエンジン２の始動を行ったり、エンジン２の駆動力をアシストしたり、回生時には、運動エネルギーが電力に変換され、該電力がＰＤＵ１６で直流電圧に変換されて、高圧バッテリ８に充電される。

自動変速機６は、ＦＩ／ＡＴ／ＭＧＥＣＵ３６からの指令に基づく電動オイルポンプ２２による油圧の制御により、複数のシンクロクラッチが駆動されることにより変速動作が制御されるものであり、メインシャフト、メインシャフトに平行に配設されたカウンタシャフト、カウンタシャフト及び互いに異なるギア比に設定されている複数のメインシャフト側とカウンタシャフト側に設けられたギア対、例えば、前進１〜５速ギア対及び後進ギア対を有する。そして、エンジン２及びモータ４の駆動力は、自動変速機６から左右の駆動輪に伝達される。また、ハイブリッド車両の減速時に駆動輪からモータ４側に駆動力が伝達されると、モータ４は発電機として機能して回生制動力を発生し、車体の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収する。

高圧バッテリ８は、モータ４の駆動時には、モータ４にＰＤＵ１６を通して電力供給をしたり、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８により高圧バッテリ８の電圧を降圧して補機バッテリ２０を充電したり、モータ４の回生時には、モータ４で発生した電力をＰＤＵ１６を通して直流に変換された電力が充電される蓄電装置（例えば、１４４Ｖ）であり、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などであり、複数の単電池がモジュール化された複数のバッテリブロックが直列接続されている。高圧バッテリ８はキャパシタでも良い。

コンタクタ１０は、過大な突入電流が流れることを抑制して、ＰＤＵ１６等が損傷することを防止するために、モータ４を駆動する際に高圧バッテリ８からＰＤＵ１６に抵抗１２を介して徐々に電流を流すためのリレーである。コンタクタ１０は、一方の接点が電流センサ３２を介して高圧バッテリ８の正極に接続され、他方の接点が抵抗１２の一端に接続されている。抵抗１２は、一端がコンタクタ１０の他方の接点に接続され、他端がＰＤＵ１６に接続されている。

コンタクタ１４は、一方の接点が電流センサ３２を介して高圧バッテリ８の正極に接続され、他方の接点がＰＤＵ１６のハイ側入力端子に接続され、高圧バッテリ８の正極及ＰＤＵ１６のハイ側入力端子を機械的にオン／オフするリレーである。モータ４を駆動する場合は、コンタクタ１０をオンして、徐々に電流を立ち上げた後に、コンタクタ１４をオンする。

ＰＤＵ１６は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相について、ハイ側とロー側とに直列に接続されたＩＧＢＴ素子と各ＩＧＢＴ素子に逆並列に接続された複数のフリーホイルダイオードからなり、高圧バッテリ８からの直流電力をＵ，Ｖ，Ｗの３相交流電力に変換し、モータコイルに出力してモータ４を駆動する。また、モータ４に発電された３相交流電力を直流電力に変換して、直流電力を高圧バッテリ８に充電する。ＰＤＵ１６の各ＩＧＢＴ素子のゲートのオン／オフはハイブリッドＥＣＵ４２により制御される。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１８は、双方向コンバータである。ＤＣ／ＤＣコンバータ１８は、例えば、絶縁型コンバータであり、高圧バッテリ８側に設けられた、第１〜第４スイッチング素子、第１〜第４ダイオード及び一次巻線、並びに補機バッテリ２０側に設けられた、第５〜第６スイッチング素子、第５〜第６ダイオード、二次巻線及び平滑リアクトルを備える。第１〜第６スイッチング素子は、例えば、ＦＥＴからなる。

第１スイッチング素子は、ドレインが高圧バッテリ８の正極に接続され、ソースが一次巻線の一端及び第２スイッチング素子のドレインに接続されている。ゲートにはハイブリッドＥＣＵ４２からオン／オフを制御するゲート信号が入力される。第１ダイオードは、第１スイッチング素子に逆並列に接続されており、アノードが第１スイッチング素子のソース及び一次巻線の一端に接続され、カソードが第１スイッチング素子のドレインに接続されている。

第２スイッチング素子は、ドレインが第１スイッチング素子のソース及び一次巻線の一端に接続され、ソースが高圧バッテリ８の負極に接続されている。ゲートにはハイブリッドＥＣＵ４２からオン／オフを制御するゲート信号が入力される。第２ダイオードは、第２スイッチング素子に逆並列に接続されており、アノードが第２スイッチング素子のソースに接続され、カソードが第２スイッチング素子のドレインに接続されている。

第３スイッチング素子は、ドレインが高圧バッテリ８の正極に接続され、ソースが第４スイッチング素子のドレイン及び一次巻線の他端に接続されている。ゲートにはハイブリッドＥＣＵ４２からオン／オフを制御するゲート信号が入力される。第３ダイオードは、第３スイッチング素子に逆並列に接続されており、アノードが第３スイッチング素子のソースに接続され、カソードが第３スイッチング素子のドレインに接続されている。

第４スイッチング素子は、ドレインが第３スイッチング素子のソース及び一次巻線の他端に接続され、ソースが高圧バッテリ８の負極に接続されている。ゲートにはハイブリッドＥＣＵ４２からオン／オフを制御するゲート信号が入力される。第４ダイオードは、第４スイッチング素子に逆並列に接続されており、アノードが第４スイッチング素子のソースに接続され、カソードが第４スイッチング素子のドレインに接続されている。一次巻線は、一端が第１スイッチング素子のソース及び第２スイッチング素子のドレインに接続され、他端が第３スイッチング素子のソース及び第４スイッチング素子のドレインに接続されている。

補機バッテリ２０側については、第５スイッチング素子は、ドレインが二次巻線の一端に接続され、ソースが補機バッテリ２０の負極に接続されている。ゲートにはハイブリッドＥＣＵ４２からオン／オフを制御するゲート信号が入力される。第５ダイオードは、第５スイッチング素子に逆並列に接続されており、アノードが第５スイッチング素子のソースに接続され、カソードが第５スイッチング素子のドレインに接続されている。

第６スイッチング素子は、ドレインが二次巻線の他端に接続され、ソースが補機バッテリ２０の負極に接続されている。ゲートにはハイブリッドＥＣＵ４２からオン／オフを制御するゲート信号が入力される。第６ダイオードは、第６スイッチング素子に逆並列に接続されており、アノードが第６スイッチング素子のソースに接続され、カソードが第６スイッチング素子のドレインに接続されている。

二次巻線は、一端が第５スイッチング素子のドレインに接続され、他端は第６スイッチング素子のドレインに接続されている。二次巻線のセンタタップは平滑リアクトルの一端に接続されている。平滑リアクトルは、一端が一次巻線のセンタタップに接続され、他端が補機バッテリ２０の正極に接続されている。二次巻線は、一次巻線の両端に、第１スイッチング素子のソース側を正極とする方向に電圧が印加されたとき、二次巻線に、第６スイッチング素子のドレイン側を正極とする方向に電圧が誘導される減極性となるようコイルが巻かれている。

一次巻線と二次巻線の巻線比は、高圧バッテリ８の電圧と補機バッテリ２０の電圧（例えば、１２Ｖ）から決定される。第１〜第６ダイオードはフリーホイルダイオードとして機能する。第１〜第６ダイオードは、第１〜第６スイッチング素子の寄生ダイオード（ボディダイオード）である。

（ａ） ＤＣ／ＤＣコンバータ１８の降圧器としての動作
一定周期において、第１及び第４スイッチング素子をオン／オフし、第２及び第３スイッチング素子を第１及び第４スイッチング素子と相補的にオン／オフする。第１スイッチング素子のオン／オフに同期して、第５スイッチング素子をオン／オフする。第２スイッチング素子のオン／オフに同期して、第６スイッチング素子をオン／オフする。但し、第１及び第２スイッチング素子、並びに第３及び第４スイッチング素子が同時にオンしないように、デッドタイムを設ける。

第１スイッチング素子及び第４スイッチング素子がオンされると、高圧バッテリ８の正極から負極に電流が流れて、一次巻線の両端に第１スイッチング素子のソース側を正極とする方向に電圧が印加される。一次巻線に電圧が印加されると、二次巻線に第５スイッチング素子のドレイン側を負極とする方向に電圧が誘導される。第５スイッチング素子がオンしているので、平滑リアクトル、補機バッテリ２０、第５スイッチング素子及び二次巻線に電流が流れ、補機バッテリ２０が充電される。

第２スイッチング素子及び第３スイッチング素子がオンされると、高圧バッテリ８の正極から負極に電流が流れて、一次巻線の両端に第３スイッチング素子のソース側を正極とする方向に電圧が印加される。一次巻線に電圧が印加されると、二次巻線に第６スイッチング素子のドレイン側を負極とする方向に電圧が誘導される。第６スイッチング素子がオンしているので、平滑リアクトル、補機バッテリ２０、第６スイッチング素子及び二次巻線に電流が流れ、補機バッテリ２０が充電される。

（ｂ） ＤＣ／ＤＣコンバータ１８の昇圧器としての動作
一定周期で、第５及び第６スイッチング素子を同時にオンする期間、第６スイッチング素子のみをオフする期間、第５及び第６スイッチング素子を同時にオンする期間、及び第５スイッチング素子のみをオフする期間を設ける。第１〜第４スイッチング素子はオフする。第５及び第６スイッチング素子を同時にオンしているとき、２次巻線はグラウンドにショートしているので一次側には電圧が印加されない。

第５スイッチング素子のみがオンのとき、補機バッテリ２０から平滑リアクトルを通して、第５スイッチング素子を通して電流が流れ、第５スイッチング素子のドレイン側を負極として２次巻線に電圧が印加されて、一次巻線に第１スイッチング素子のソース側を正極とする巻数比倍の電圧が誘導されて、第１及び第４ダイオードがオンして、高圧バッテリ８に電流が流れ、高圧バッテリ８が充電される。

第６スイッチング素子のみがオンのとき、補機バッテリ２０から平滑リアクトルを通して、第６スイッチング素子を通して電流が流れ、第６スイッチング素子のドレイン側を負極として２次巻線に電圧が印加されて、一次巻線に第３スイッチング素子のソース側を正極とする巻数比倍の電圧が誘導されて、第２及び第３ダイオードがオンして、高圧バッテリ８に電流が流れ、高圧バッテリ８が充電される。

エアコン１９は、高圧バッテリ８から給電される電力に基づいて、図示しないインバータを通して、駆動される。補機バッテリ２０は、例えば、１２Ｖバッテリであり、電動オイルポンプ２２や電装負荷２４に給電したり、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８を通して高圧バッテリ８を充電する。補機バッテリ２０は、エンジン２の回転動力により発電される図示しないオルタネータや高圧バッテリ８からの電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ１８で降圧されて充電される。電動オイルポンプ２２は、補機バッテリ２０からの電力がハイブリッドＥＣＵ４２により駆動・制御されるポンプドライバを通して電気モータに供給され、電気モータによりオイルポンプが作動する。オイルポンプが作動することにより自動変速機６に油圧が供給される。電装負荷２４は、ヘッドライト、カーオーディオ、ドアミラーヒータ等の電装負荷であり、補機バッテリ２０から電力が給電されて、作動する。

エンジン回転数センサ２６は、エンジン２のクランク軸の回転数を検出して、回転数に応じた電気信号を出力する。電圧センサ２８は、補機バッテリ２０の電圧を検出して、電圧に応じた電気信号を出力する。電流センサ３０は、補機バッテリ２０の電流を検出して、電流に応じた電気信号を検出する。電流センサ３２は、高圧バッテリ８に流れる電流（充放電電流）を検出して、電流に応じた電気信号を出力する。温度センサ３４は、高圧バッテリ８の周辺の温度を検出して、温度に応じた電気信号を出力する。センサ２６，２８，３０，３２，３４の検出信号は、ハイブリッドＥＣＵ４２に入力される。

ＦＩ／ＡＴ／ＭＧＥＣＵ３８は、（ｉ）エンジン２への燃料供給や点火タイミング等を制御したり、アクセルペダル開度と、エンジン回転数と、車両の走行速度と、シフトポジションと、ブレーキペダルの操作状態などに基づいて、車両の運転者に要求されるトルク値を算出し、車両に走行速度が目標車速となるように制御する定速走行制御時や先行車両に対して所定車間距離を維持した状態で追従する追従走行制御時等に要求されるトルク値の制御する。（ｉｉ）後述する、温度センサ３４により検出される温度や天候、あるいはＧＰＳ情報及び季節に基づいて一定期間内の最低気温を予測し、低温環境下でエンジン２が始動されたときでも、高圧バッテリ８からモータ４を駆動して、エンジン２の始動が可能となる残容量が保持されるように高圧バッテリ８の放電を制御する。（ｉｉｉ）補機バッテリ２０の充電状態に応じて設定される制限量や要求量及びモータ巻線を保護するための制限トルクを考慮しながら、エンジン２とモータ４とのトルク配分の算出やエンジン２の休筒運転を制御し、算出されたトルク配分に従ってモータ４へのトルクをモータＥＣＵ４４に対して通知するとともにエンジン２に備えられた電子スロットルのスロットル開度を制御する。（ｉｖ）車両の減速時には、高圧バッテリ８の残容量に基づき、モータ４の回生量の制御を行う。

ブレーキＥＣＵ４０は、図示しないブレーキ装置を駆動制御して、車両を安定化させるＶＳＡ（Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ Ａｓｓｉｓｔ）を実現する。

ハイブリッドＥＣＵ４２は、（ｉ）モータ４の駆動では、モータＥＣＵ４４からの後述する指令電圧Ｖｕ^＊，Ｖｖ^＊，Ｖｗ^＊に基づきＰＤＵ１６を通してモータ４をＰＷＭ制御する。（ｉｉ）モータ４の回生では、ＦＩ／ＡＴＭＧＥＣＵ３８からの回生の指示に基づきＰＤＵ１６を通してモータ４の回生制御をする。（ｉｉｉ）後述するように、ＰＤＵ１６を制御して、モータ４を高圧バッテリ８により駆動し、高圧バッテリ８によるエンジン２の始動の可否を判定し、エンジン２の始動が不可であると判定された場合には、電動オイルポンプ２２のドライバーを制御してオイルポンプを駆動して補機バッテリ２０から高圧バッテリ８に充電可能であるか否かを判定し、充電可能である場合は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８の第１〜第６スイッチング素子を上述のように制御して、補機バッテリ２０の電圧を昇圧して高圧バッテリ８に電力を供給し、充電不可であり、ジャンプスタートの場合は、外部充電器又は救援車から供給される電力に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８の第１〜第６スイッチング素子を上述のように制御して、補機バッテリ２０から高圧バッテリ８に充電を制御するとともにドライバーのキー操作に基づくスタートスイッチのオンに従って高圧バッテリ８よりエンジン２の始動を行う。（ｉｖ）暖機運転指示をメータＥＣＵ４６から受け取ると、高圧バッテリ８からモータ４を駆動して、エンジン２を始動し、暖機運転を行う。

モータＥＣＵ４４は、ＦＩ／ＡＴ／ＭＧＥＣＵ３８から通知されたモータ４の目標トルクに基づいて、目標ｄ軸電流及び目標ｑ軸電流を演算し、Ｕ，Ｖ，Ｗ相電流の検出値をｄｑ座標上に変換してｄ軸電流及びｑ軸電流を算出する。目標ｄ軸電流、目標ｑ軸電流、回転角度θｍ、並びにＵ，Ｖ，Ｗ相電流の検出値をｄｑ座標上に変換して得たｄ軸電流及びｑ軸電流から、ｄ軸電流及びｑ軸電流と目標ｄ軸電流及び目標ｑ軸電流との各偏差がゼロとなるように、目標ｄ軸電圧及び目標ｑ軸電圧を演算する。目標ｄ軸電圧及び目標ｑ軸電圧を座標変換し、モータ４に加えるべきＵ，Ｖ，Ｗ相の指令電圧Ｖｕ^＊，Ｖｖ^＊，Ｖｗ^＊を演算する。

メータＥＣＵ４６は、後述するように、エンジン２の始動に係る各種情報のメータ４７への出力、並びに補機バッテリ２０から高圧バッテリ８への充電が終了した旨を第１通信ユニット４８を通して第２通信ユニット５０に送信及びドライバーの操作に基づき第２通信ユニット５０から送信された暖機運転指示を第１通信ユニット４８より受信して、ハイブリッドＥＣＵ４２に送信する。

第１通信ユニット４８は、メータＥＣＵ４６からの充電終了した旨を第２通信ユニット５０に送信し、第２通信ユニット５０から暖機運転の指示を受信して、メータＥＣＵ４６に出力する。第２通信ユニット５０は、ドライバーが携帯するものであり、第１通信ユニット４８から受信した充電終了した旨を表示装置に表示したり、ドライバーから指示された暖機運転の指示を第１通信ユニット４８に送信する。

第１実施形態
図２は、本発明の第１実施形態を示す機能ブロック図である。図２に示すように、機能ブロックは、始動判定手段１００と充電制御手段１０２とジャンプスタート制御手段１０４と遠隔暖機制御手段１０６とマルチ情報制御手段１０８と高圧バッテリ残量制御手段１１０から成る。符号１００−１１０は、ＦＩ／ＡＴ／ＭＧＥＣＵ３６、ハイブリッドＥＣＵ４２、メータＥＣＵ４６、第１通信ユニット４８及び第２通信ユニット５０により実現される。始動判定手段１００は、始動開始制御手段１２０と始動可否判定手段１２２を有する。

始動開始制御手段１２０は、キーがエンジン回転中の位置になるとオンするイグニッションスイッチＩＧ＿ＳＷがオンされ、且つキーがエンジン２を始動する位置になるとオンするスタートスイッチＳＴ＿ＳＷがオンされたとき、ＰＤＵ１６にゲート信号を出力して、ＰＤＵ１６から三相交流電力がモータ４に出力されるように制御する。

始動可否判定手段１２２は、モータ４が駆動されると、一定時間以内で、エンジン回転数検出センサ３２により検出されたエンジン回転数がエンジン２を始動するために必要な規定値を越えたか否かにより、エンジン２の始動の可否を判定する。エンジン２の始動が不可であれば、エンジン２の始動不可であることをマルチ情報制御手段１０８に通知する。

充電制御手段１０２は、充電可否判定手段１３０と充電開始制御手段１３２と充電終了判定手段１３４とを有する。充電可否判定手段１３０は、始動可否判定手段１２２により、エンジン２を始動できないと判定されたとき、モータ４を停止し、電装負荷２４のオフ要求するようマルチ情報制御手段１０８に通知してから、以下のようにして、補機バッテリ２０が高圧バッテリ８を充電することにより高圧バッテリ８がエンジン２をモータ４により始動できる残容量を有する充電可能であるか否かを判定する。

充電不可であると判定された場合は、マルチ情報制御手段１０８に通知する。充電途中において、補機バッテリ２０の電圧降下に補機バッテリ２０の過放電によりＥＣＵが動作不可となることを回避するべく、電圧センサ２８が検出する電圧が規定値以下となると、充電を停止して、マルチ情報制御手段１０８に通知する。充電開始前に充電可能と判断された場合でも、補機バッテリ２０の個体差によって、充電途中に充電不可となることも考えられるからである。
（１） 補機バッテリ２０には、残容量が少なくなるにつれて、負荷電流（高圧バッテリ８を充電するための充電電流及び電動オイルポンプ２２に給電する電流等）を流す際に、内部抵抗の増加等により、電圧低下が大きくなるという特性がある。また、電圧低下が大きくなることにより負荷電流が小さくなる。また、負荷が重くなる（負荷抵抗が小さくなり負荷電流が大きくなる）と、補機バッテリ２０の残容量が少なくなるにつれて、補機バッテリ２０の電圧低下が大きくなる。従って、補機バッテリ２０から重たい負荷に負荷電流を流したとき、負荷電流を流す前後の電圧変動量や負荷電流により補機バッテリ２０の残容量を算出することができる。一方、残容量を算出するために負荷に電流を流す際に、負荷がドライバーの運転に支障を来たすことのないようにする必要がある。例えば、残容量を算出するためとはいえ、必要もないのにランプを点灯することは望ましくない。補機バッテリ２０の負荷としては、高圧バッテリ８、電動オイルポンプ２２及び電装負荷２４があるが、負荷が重たいこと、ドライバーの運転に支障をきたすことがないという観点から、例えば、電動オイルポンプ２２とする。尚、電動オイルポンプ２２はオイルポンプを駆動して、自動変速機６に油圧を供給するものであり、ドライバーの運転に影響を及ぼすことはない。
（２） 充電可否を判定する場合に、高圧バッテリ８以外の負荷に電流を流し、エンジン２の始動に関係のない負荷電流が補機バッテリ２０から流れることとなることから、その時間をなるべく少なくする必要がある。そこで、電動オイルポンプ２２を駆動する時間は、充電可否の判定に必要最小時間とする。ここで、補機バッテリ２０の特性に応じて可変な時間にしても良い。電動オイルポンプ２２の駆動は、電動オイルポンプ２２のポンプドライバを制御することにより行う。
（３） 充電可否の判定は、早期に行い、充電不可であれば、ジャンプスタートの要求を早めにすることが望ましい。ここで、ジャンプスタートとは、外部充電器又は救援車の補機バッテリから救援される車の補機バッテリに充電して、エンジン２を始動することをいう。更に、高圧バッテリ８に充電途中に過放電により補機バッテリ２０が上がってしまうと、電圧が低下して、ＥＣＵが動作しなくなる恐れがあり、ジャンプスタートの要求等のジャンプスタートに係る制御をすることができなくなる。そこで、例えば、補機バッテリ２０から高圧バッテリ８に充電を開始する直前又は直後に電動オイルポンプ２２を一定時間駆動して、充電可否の判定を行うとともに、充電終了後には補機バッテリ２０にＥＣＵの動作に支障をきたすことのない容量が残っているように補機バッテリ２０の過放電を防止する。更に、充電中において、補機バッテリ２０が過放電とならないように、補機バッテリ２０の電圧が規定値以下となると充電を停止し、充電不可と判断する。
（４） 補機バッテリ２０から高圧バッテリ８に充電を開始する直前の電圧Ｖ０及び電流Ｉ０を電圧センサ２８及び電流センサ３０により取得する。その後、電動オイルポンプ２２を一定時間ｔ０だけ駆動する（補機駆動手段）。電動オイルポンプ２２は、補機バッテリ２０からの電力がポンプドライバを駆動して電気モータに給電されて、電気モータによりオイルポンプが作動する。電動オイルポンプ２２を駆動している間の補機バッテリ２０の電圧Ｖ１（例えば、最小電圧値）及び電流Ｉ１（例えば、最小電流又は最小電圧が得られた時点の電流）を電圧センサ２８及び電流センサ３０により測定する。電動オイルポンプ２２が駆動されている間の電圧Ｖ１と駆動されていない電圧Ｖ０との電圧変動量ΔＶ（＝Ｖ０−Ｖ１）を算出する（電圧変動量算出手段）。
（５） 電圧ΔＶが第１所定値以上、あるいは、ΔＶ／Ｉ１が第２所定値以上、あるいは、ΔＶ／（Ｉ０−Ｉ１）が第３所定値以上になったときに、充電不可であると判定する。尚、高圧バッテリ８の残容量に応じて、第１〜第３所定値を変化させる、例えば、残容量が少なくなると、第１〜第３所定値を小さくしても良い。

充電開始制御手段１３２は、充電可否判定手段１３０により充電可能であると判定されたとき、第１〜第４スイッチング素子をオフし、第５及び第６スイッチング素子を上述のようにオン／オフし、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８を昇圧器として動作させ、補機バッテリ２０の電圧を所望の電圧に昇圧して、高圧バッテリ８を充電する。

充電終了判定手段１３４は、モータ４によりエンジン２を始動可能となるだけ高圧バッテリ８に充電されたか、例えば、電流センサ３０により検出された高圧バッテリ８の充電電流を時間について積算した値と高圧バッテリ８の充電開始直前の残容量とを加算した値が一定値を超えたか否かにより充電終了したかを判定する。充電が終了していなければ、充電中であることを、充電が終了すれば、充電終了したことをマルチ情報制御手段１０８に通知する。

ジャンプスタート制御手段１０４は、補機バッテリ充電判定手段１４０と、高圧バッテリ充電制御手段１４２と、エンジン始動制御手段１４４を有する。補機バッテリ充電判定手段１４０は、電流センサ２８より検出される補機バッテリ２０に流れる電流値より、ジャンプスタートにより、外部充電器あるいは救援車の補機バッテリから救援される補機バッテリ２０に充電が開始されたか否かを判定する。

高圧バッテリ充電制御手段１４２は、補機バッテリ充電判定手段１４０により充電が開始されたと判定されたとき、第１〜第４スイッチング素子をオフし、第５及び第６スイッチング素子を上述のようにオン／オフし、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８を昇圧器として動作させ、補機バッテリ２０の電圧を所望の電圧に昇圧して、高圧バッテリ８を充電する。充電開始制御手段１３２、充電終了判定手段１３４、高圧バッテリ充電制御手段１４２及び充電終了判定手段１３４及びＤＣ／ＤＣコンバータ１８は補機バッテリ２０の電圧を昇圧して、高圧バッテリ８に電力を供給する電力供給手段である。

エンジン始動制御手段１４４は、スタートスイッチＳＴ＿ＳＷがオンされると、ＰＤＵ１６を制御して、モータ４を駆動する。モータ４が駆動されることにより、エンジン回転数検出センサ３２より検出されるエンジン回転数が規定値以上となるとエンジン２を始動する。このように、補機バッテリ２０から高圧バッテリ８に充電を行うことにより、ジャンプスタートにより、高圧バッテリ８からモータ４を駆動して、エンジン２の始動が可能となる。

遠隔暖機制御手段１０６は、第２通信ユニット５０より送信され、第１通信ユニット４８で受信されたドライバーから暖機運転の指示を受けると、ＰＤＵ１６を制御して、モータ４を駆動する。モータ４の駆動により、エンジン回転数検出センサ３２より検出されるエンジン回転数が規定値を越えると、エンジン２を始動して、暖機運転を開始する。また、温度センサ３４より検出された温度から、必要に応じて、エアコン１９を起動する。ドライバーは、例えば、室内等に移動しているときに、室内から第２通信ユニット５０を操作することにより、暖機運転が可能となる。

マルチ情報制御手段１０８は、エンジン２の始動ができず、高圧バッテリ８に補機バッテリ２０から充電の必要がある旨をメータ４７に表示し、高圧バッテリ８への充電が不可でありジャンプスタートを要求する旨（充電要求手段）、補機バッテリ２０から高圧バッテリ８に充電中であるとともに、イグニッションスイッチをオフしない旨、及び高圧バッテリ８の充電が終了した旨をメータ４７に表示するとともに、第１通信ユニット４８及び第２通信ユニット５０を通して、ドライバーに通知する。また、補機バッテリ２０から高圧バッテリ８に充電開始前や充電中にイグニッションスイッチＩＧ＿ＳＷがオフされると、充電を停止し、イグニッションスイッチＩＧ＿ＳＷをオンするよう音声案内をする。音声案内に基づいて、イグニッションスイッチＩＧ＿ＳＷがオンされると、高圧バッテリ８を再充電する。

高圧バッテリ残量制御手段１１０は、以下のようにして、車両が走行中に高圧バッテリ８の残容量の制御を行う。高圧バッテリ８は残容量が増加するほど放電出力は増加するが充電入力は減少する特性を有する。高圧バッテリ８の残容量に基づいて、ゾーンＡ（通常使用領域）、これよりも残容量の小さいゾーンＢ１（暫定使用領域）、ゾーンＢ１よりも残容量の小さいゾーンＣ（過放電領域）、ゾーンＡよりも残容量が大きいゾーンＢ２（暫定使用領域）、ゾーンＢ２よりも残容量が大きいゾーンＤ（過充電領域）を規定する。ゾーンＡは高圧バッテリ８の残容量に応じた放電電力と放電入力とが等しくなる残容量を含む所定の範囲に設定する。ゾーンＡでは充放電を実施するが、ゾーンＢ１では放電を禁止し、ゾーンＣに移行しないようにし、ゾーンＢ２では充電を禁止して、ゾーンＤに移行しないように高圧バッテリ８の充放電を制御する。

そして、温度センサ３４により検出される高圧バッテリ８の周辺温度、現在時刻及び現在の気象情報、あるいはＧＰＳ情報から得られる緯度・経度、高度及び現在の季節から、一定期間内におけるエンジン２が始動される環境での最低温度を予測し、予測した最低温度に応じて、高圧バッテリ８がエンジン２を始動可能な残容量となるように、気温が低くなるにつれて、ゾーンＣとゾーンＢ１の境界の残容量値を高容量側へ変更する。尚、エンジン２を始動する頻度を履歴しておき、頻度が高くなると上記一定期間が短くなるようにしてもよい。また、補機バッテリ２０の残容量に応じて、ゾーンＣとゾーンＢ１の境界の残容量値を設定、例えば、補機バッテリ２０の残容量が少なくなると、境界の残容量値が大きくなるようにしても良い。これにより、低温環境下で高圧バッテリ８によりエンジン２が始動されても、エンジン２の始動不可を回避することができる。

図３〜図５は本発明の第１実施形態によるエンジン始動方法を示すフローチャートである。図６，７はエンジン始動方法を示すタイムチャートである。以下、図面を参照して、エンジン始動方法の説明をする。ステップＳ２でイグニッションスイッチＩＧ＿ＳＷがオンしたか否かを判定する。肯定判定ならば、ステップＳ４に進む。否定判定ならば、ステップＳ２に戻る。例えば、図６，７中の時刻ｔ１でイグニッションスイッチＩＧ＿ＳＷがオンされて、ステップＳ４に進む。

ステップＳ４で、スタートスイッチＳＴ＿ＳＷがオンされたか否かを判定する。肯定判定ならば、ステップＳ６に進む。否定判定ならば、ステップＳ４で待機する。例えば、図６，７中の時刻ｔ２でスタートスイッチＳＴ＿ＳＷがオンされて、ステップＳ６に進む。ステップＳ６で、ＰＤＵ１６をＰＷＭ制御して、モータ４を駆動する。図６，７中の時刻ｔ２でモータ８を駆動する。これにより、モータ４の出力軸に連結されたエンジン２のクランク軸が回転する。

ステップＳ８で、エンジン回転数検出センサ３２より検出されたエンジン回転数ＮＥがエンジン２を始動できる規定値以上であるか否かを判定する。肯定判定ならば、ステップＳ１０に進む。ステップＳ１０でエンジン２を始動する。否定判定ならば、補機バッテリ２０から高圧バッテリ８に充電を行うためにステップＳ１１に進む。例えば、モータ４を駆動して一定時間経過後の図６，７中の時刻ｔ３でエンジン回転数ＮＥが規定未満であったので、ステップＳ１１に進む。

ステップＳ１１でエンジン始動が不可であることをメータ４７に表示する。このとき、イグニッションスイッチをオフしないように、メータ４７に表示する。イグニッションスイッチがオフされると、ドライバーの意思に従って、補機バッテリ２０から高圧バッテリ８への充電を停止する必要があるが、エンジン２を始動するためには、補機バッテリ２０から高圧バッテリ８に充電する必要があるからである。ステップＳ１２で充電可否判定や高圧バッテリ８の充電に不要な負荷電流が補機バッテリ２０から流れないように、電装負荷２４をオフするようにオフ要求をメータ４７に表示する。

ステップＳ１３でモータ４を停止する。ステップＳ１４で電圧センサ２８が検出した電動オイルポンプ２２を駆動する前の補機バッテリ２０の電圧を取得する。例えば、図６中では、電圧Ｖ１、図７中では電圧Ｖ１’が取得される。ステップＳ１６で電動オイルポンプ２２を補機バッテリ２０より駆動する。例えば、図６，７中の時刻ｔ４で電動オイルポンプ２２を駆動する。電動オイルポンプ２２が補機バッテリ２０より駆動されると、電動オイルポンプ２２に補機バッテリ２０から負荷電流が流れて、補機バッテリ２０の電圧が降下する。

ステップＳ１８で電圧センサ２８に検出された電動オイルポンプ２２を駆動中の電圧、例えば、電動オイルポンプ２２の駆動中の最小電圧を取得する。例えば、図６中では、時刻ｔ５で電圧Ｖ２、図７中では電圧Ｖ２’が取得される。このとき、図６は、高圧バッテリ８に充電可能な場合であり、図７は、高圧バッテリ８に充電不可の場合であり、Ｖ２＞Ｖ２’となる。

ステップＳ２０で電流センサ３０により検出された電動オイルポンプ２２を駆動中における電流Ｉ、例えば、最低電圧が得られた時刻での電流を取得する。例えば、図６中では、時刻ｔ５で電流Ｉ１、図７中では電流Ｉ１’が取得される。このとき、Ｉ１＞Ｉ１’となる。

ステップＳ２２で電動オイルポンプ２２が駆動される前の電圧と電動オイルポンプ２２が駆動中における電圧との電圧変動量ΔＶ及び電動オイルポンプ２２が駆動中における電流等に基づいて、高圧バッテリ８を充電してモータ４によりエンジン２を始動するだけ補機バッテリ２０に残容量が有り、且つ、補機バッテリ２０が過放電により、ハイブリッドＥＣＵ４２等のＥＣＵが実行不能とならない以上の残容量を有し、充電可能であるか否かを、例えば、ΔＶ／Ｉが所定値未満であるか否かにより、判定する。高圧バッテリ８の残容量が少なくなると、所定値が大きくなるようにしても良い。

これにより、補機バッテリ２０から高圧バッテリ８への充電の可否判断が充電前に行われるので、充電不可の場合は、早くジャンプスタートをドライバーに要求することができるとともに、補機バッテリ２０の過放電が防止される。充電可能と判定された場合は、ステップＳ２４に進む。充電不可と判定された場合は、ステップＳ２６に進む。例えば、図６の場合、ΔＶ１／Ｉ１が所定値未満であるので、充電可能であると判断されて、ステップＳ２４に進む。また、図７の場合、ΔＶ１／Ｉ１が所定値以上であるので、充電不可であると判断されて、ステップＳ２６に進む。

ステップＳ２４で図４に示す充電制御を行う。ステップＳ５０で電動オイルポンプ２２を停止する。例えば、図６，７中の時刻ｔ６で、電動オイルポンプ２２が停止される。ステップＳ５２でＤＣ／ＤＣコンバータ１８を制御し、補機バッテリ２０の電圧を昇圧して、高圧バッテリ８に充電を開始する。図６中の時刻ｔ７で補機バッテリ２０から高圧バッテリ８に充電を開始する。

ステップＳ５４で充電が終了したか否かを判定する。充電終了したか否かは、電流センサ３２より検出された電流の時間積分した充電量と充電開始前の高圧バッテリ８の残容量とを加算した値が所定値以上であるか否かにより判定する。このとき、所定値は、温度センサ３４により検出された温度に応じた値とする。充電終了していなければ、ステップＳ５６に進む。充電終了したならば、ステップＳ６４に進む。例えば、時刻ｔ８で充電終了したことが判定されて、ステップＳ６４に進む。

ステップＳ５６でメータ４７に充電中表示を行う。ステップＳ５８で電圧センサ２８が検出した電圧を取得する。ステップＳ６０で補機バッテリ２０の電圧がハイブリッドＥＣＵ４２等のＥＣＵの動作に支障のない規定値以上であるか否かを判定する。肯定判定ならば、ステップＳ５４に戻る。否定判定ならば、高圧バッテリ８の充電を停止して、ステップＳ６２に進む。ステップＳ６２で補機バッテリ２０から高圧バッテリ８への充電を停止して、図５に示すジャンプスタートを行う。

ステップＳ６４でメータ４７にメータ４７、並びに第１通信ユニット４８及び第２通信ユニット５０を通して充電終了表示を行ってから、ステップＳ６６に進む。ステップＳ６６で、メータ４７、若しくは第２通信ユニット５０から第１通信ユニット４８を通して、暖機運転指示が有ったか否かを判定する。肯定判定ならば、ステップＳ６８に進む。否定判定ならば、ステップＳ７６に進む。例えば、時刻ｔ９で暖機運転の指示がされると、ステップＳ６８に進む。

ステップＳ６８でＰＤＵ１６を通してモータ４を駆動する。ステップＳ７０でエンジン２を始動する。このとき、高圧バッテリ８が補機バッテリ２０より充電されているので、エンジン回転数ＮＥが規定値を越え、エンジン２が始動される。ステップＳ７２でモータ４を停止する。ステップＳ７４で温度センサ３４により検出された温度及び高圧バッテリ８の残容量に基づいて、必要に応じてエアコン１９を起動する。

ステップＳ７６でスタートスイッチＳＴ＿ＳＷがオンしたか否かを判定する。肯定判定ならば、ステップＳ７８に進む。否定判定ならば、リターンする。ステップＳ７８でＰＤＵ１６を通してモータ４を駆動する。ステップＳ８０でエンジン２を始動する。このとき、高圧バッテリ８が補機バッテリ２０より充電されているので、エンジン回転数ＮＥが規定値を越え、エンジン２が始動される。ステップＳ８２でモータ４を停止する。

図３中のステップＳ２６及び図４中のステップＳ６２で図５に示すジャンプスタートを行う。ステップＳ１００でメータ４７に充電不可であり、ジャンプスタートを行うように、メータ４７、並びに第１通信ユニット４８を通して第２通信ユニット５０に表示する。ステップＳ１０２で、電流センサ３０により検出される電流より、ジャンプスタートが開始されたか否かを判定する。ジャンプスタートは、外部充電器の正極、又は救援車の補機バッテリの正極→ブースタケーブル→救援される車の補機バッテリ２０の正極→補機バッテリ２０の負極に充電電流が流れて、補機バッテリ２０が充電される。例えば、図７中の時刻ｔ１０で補機バッテリ２０の充電が開始される。

ステップＳ１０４でＤＣ／ＤＣコンバータ１８を制御して、外部充電器又は救援車から補機バッテリ２０の正極に供給される電力に基づいて、補機バッテリ２０の電圧を昇圧し、高圧バッテリ８に充電を開始する。ステップＳ１０６でスタートスイッチＳＴ＿ＳＷがオンされたか否かを判定する。否定判定ならば、ステップＳ１０４に戻る。肯定判定ならば、ステップＳ１０８に進む。例えば、図７中の時刻ｔ１１でスタートスイッチＳＴ＿ＳＷがオンすると、ステップＳ１０８に進む。

ステップＳ１０８でＰＤＵ１６をＰＷＭ制御して、モータ４を駆動する。ステップＳ１１０でエンジン回転数検出センサ３２より検出されたエンジン回転数ＮＥが規定値以上であるか否かを判定する。肯定判定ならば、ステップＳ１１２に進む。否定判定ならば、ステップＳ１０９に進む。例えば、図７中の時刻ｔ１１でモータ４を駆動してから一定時間経過した時刻ｔ１２でエンジン回転数ＮＥが規定値未満であるので、ステップＳ１０９に進み、モータ４を停止してから、ステップＳ１０４に戻る。図７中の時刻ｔ１３でスタートスイッチＳＴ＿ＳＷが再びオンすると、ステップＳ１０８に進み、モータ４を駆動する。図７中の時刻ｔ１３でモータ４を駆動してから一定時間経過した時刻ｔ１４でエンジン回転数ＮＥが規定値以上となったので、ステップＳ１１２に進む。

ステップＳ１１２でエンジン２を始動する。ステップＳ１１４でモータ４を停止する。ステップＳ１１５で充電を停止する。このように、ジャンプスタートにおいて、外部充電器又は救援車から補機バッテリ２０の正極に供給される電力に基づいて、補機バッテリ２０の電圧を昇圧し、高圧バッテリ８に充電し、スタートスイッチＳＴ＿ＳＷがオンになると、高圧バッテリ８からモータ４を駆動するので、エンジン２を始動することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、次の効果がある。エンジン２の始動の可否をエンジン回転数が規定値以上であるか否かにより判定するので、確実に判定することができる。また、補機バッテリ２０から高圧バッテリ８へ充電の可否を充電開始する直前に行うので、充電不能の場合は、ジャンプスタートの要求を早めに行うことができ、ジャンプスタートを早めに行うことができる。また、充電可否判断の際や充電中にＥＣＵの動作に支障がない程度に補機バッテリ２０の容量が残っているか否かを判定するので、補機バッテリ２０の過放電を防止できる。

充電が終了すると第１通信ユニット４８及び第２通信ユニット５０を通して、ドライバーに充電終了を通知し、ドライバーから第２通信ユニット５０及び第１通信ユニット４８を通して暖機運転の指示を受信すると暖機運転を行うとともに、必要に応じてエアコン１９を駆動するので、ドライバーは遠隔操作により暖機運転の指示を行うことが可能となり、エンジン２や車室内を温めて快適な運転状態を作ることができる。

また、ジャンプスタート時には、救援車から供給される電力に基づいて補機バッテリ２０から高圧バッテリ８に昇圧して、充電するので、ドライバーがスタートスイッチＳＴ＿ＳＷをオンすることにより、ジャンプスタートが可能となる。エンジン２の始動不可、ジャンプスタート要求、充電中、充電終了、ジャンプスタートの要求等の各種情報をメータ４７や第２通信ユニット５０を通して表示するので、ドライバーが車両の状態の明確に把握できて、ドライバーにとって最適な行動をとることができる。

高圧バッテリ８の周囲温度やＧＰＳ情報等から高圧バッテリ８が低温に晒されることを予測し高圧バッテリ８の残容量を高めに維持することでエンジン２の始動不能を回避できる。

第２実施形態
図８は、本発明の第２実施形態を示す機能ブロック図であり、図２中の構成要素と実質的に同一の構成要素には同一の符号を附している。第１実施形態では、補機バッテリ２０から高圧バッテリ８への充電可否判定を充電開始前に行っていたが、第２実施形態では、充電開始直後に行うようにした点が第１の実施形態と異なる。充電開始制御手段１５２は、始動可否判定手段１２２によりエンジン２の始動が不可であると判定されたとき、モータ４を停止し、電装負荷２４のオフ要求をメータ４７に表示してから、第１〜第４スイッチング素子をオフし、第５及び第６スイッチング素子を上述のようにオン／オフし、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８を昇圧器として動作させ、補機バッテリ２０の電圧を所望の電圧に昇圧して、高圧バッテリ８の充電を開始する。

充電可否判定手段１５４は、充電開始制御手段１５２により補機バッテリ２０から高圧バッテリ８への充電が開始された後、例えば、直後、あるいは、所定時間後に、一定時間、電動オイルポンプ２２を駆動して、電動オイルポンプ２２を駆動する前の補機バッテリ２０の電圧Ｖ１０と駆動後の補機バッテリ２０の電圧Ｖ１１との電圧変動量ΔＶ１０と、電動オイルポンプ２２を駆動後の補機バッテリ２０の電流Ｉ１０から、ΔＶ１０／Ｉ１０が所定値未満であるか否かにより、あるいは、ΔＶ１０が所定値未満であるか否かにより、ΔＶ／（電動オイルポンプ２２を駆動前の電流Ｉ１１と駆動後の電流Ｉ１０との変動電流量）が所定値未満であるか否かにより充電可能であるか否かを判定する。このとき、補機バッテリ２０が充電終了後にも、ＥＣＵの動作に支障をきたすことのない残容量となるようにする。このように、充電可否を充電開始直後に行うことによっても、早急に充電可否を判定できるとともに、補機バッテリ２０の過放電を防止できる。

図９〜図１０は本発明の第２実施形態によるエンジン始動方法を示すフローチャートである。図１１，１２はエンジン始動方法を示すタイムチャートである。以下、図面を参照して、エンジン始動方法の説明をする。ステップＳ１５０〜Ｓ１６４で、図３中のステップＳ２〜Ｓ１３と同様の処理を行う。例えば、図１１，１２中の時刻ｔ２１でイグニッションスイッチＩＧ＿ＳＷがオンされ、時刻ｔ２２でスタートスイッチＳＴ＿ＳＷがオン、時刻ｔ２３でモータ４が駆動されたとする。

ステップＳ１６６でＤＣ／ＤＣコンバータ１８を制御して、補機バッテリ２０から高圧バッテリ８に充電を開始する。例えば、図１１，１２中の時刻ｔ２４で充電が開始されたとする。ステップＳ１６８で電圧センサ２８より検出された充電開始後の補機バッテリ２０の電圧を取得する。例えば、図１１中では、電圧Ｖ１０、図１２中では電圧Ｖ１０’が取得される。ステップＳ１７０で電動オイルポンプ２２を駆動する。例えば、図１１，１２中の時刻ｔ２５で電動オイルポンプ２２が駆動されたとする。

ステップＳ１７２で電圧センサ２８により検出された電動オイルポンプ２２の駆動中における補機バッテリ２０の電圧を取得する。例えば、図１１中では、電圧Ｖ１１、図１２中では電圧Ｖ１１’が取得される。

ステップＳ１７４で電流センサ３０により検出された電動オイルポンプ２２が駆動中における補機バッテリ２０の電流を取得する。例えば、図１１中では、時刻ｔ２６で電流Ｉ１０、図１２中では時刻ｔ２６で電流Ｉ１０’が取得される。ステップＳ１７６で充電開始後の電動オイルポンプ２２が駆動される前の電圧と電動オイルポンプ２２が駆動中の電圧との電圧変動量ΔＶと、電動オイルポンプ２２が駆動中における電流に基づいて、例えば、ΔＶ／Ｉが所定値未満であるか否かにより、充電可能か不可であるかを判定する。所定値は、高圧バッテリ８の残容量が少なくなると、大きくなるよう可変値としても良い。これにより、補機バッテリ２０から高圧バッテリ８への充電の可否判断が充電開始直後に行われるので、充電不可の場合は、早くジャンプスタートをドライバーに指示することができる。

充電可能と判定された場合は、ステップＳ１７８に進む。充電不可と判定された場合は、高圧バッテリ８の充電を停止して、ステップＳ１８０に進む。例えば、図１１の場合、ΔＶ１０／Ｉ１０が所定値未満であるので、充電可能であると判断されて、ステップＳ１７８に進む。また、図１２の場合、ΔＶ１０’／Ｉ１０’が所定値以上であるので、充電不可であると判断されて、ステップＳ１８０に進む。

ステップＳ１７８で図１０に示す充電制御を行う。ステップＳ２００で電動オイルポンプ２２を停止する。例えば、図１１，１２中の時刻ｔ２７で、電動オイルポンプ２２が停止される。ステップＳ２０２でＤＣ／ＤＣコンバータ１８を制御し、補機バッテリ２０の電圧を昇圧して、高圧バッテリ８に充電を継続する。ステップＳ２０４で充電が終了したか否かを判定する。充電終了していなければ、ステップＳ２０６に進む。充電終了したならば、ステップＳ２１４に進む。例えば、図１１中の時刻ｔ２８で充電終了したことが判定されて、ステップ２１４に進む。ステップＳ２０６〜Ｓ２１２、ステップＳ２１４〜Ｓ２２４及びステップＳ２２６〜Ｓ２３２で、図４中のステップＳ５６〜Ｓ６２、ステップＳ６４〜Ｓ７４及びステップＳ７６〜Ｓ８２と同様の処理を行う。図１１中の時刻ｔ２９で暖機運転の指示があり、高圧バッテリ８よりモータ４を駆動する。

図９中のステップＳ１８０で図４中のステップＳ２６と同様の処理を行う。図１２中の時刻ｔ３０で外部充電器又は救援車より、補機バッテリ２０の充電が開始される。図１２中の時刻ｔ３１でスタートスイッチＳＴ＿ＳＷがオンされ、高圧バッテリ８よりモータ４を駆動したとき、時刻ｔ３２でエンジン回転数ＮＥが規定値未満となる。時刻ｔ３３で再度スタートスイッチＳＴ＿ＳＷがオンされ、高圧バッテリ８よりモータ４を駆動したとき、エンジン回転数ＮＥが規定値以上となり、エンジン２が始動されて、時刻ｔ３４で補機バッテリ２０の充電が終了する。以上説明した本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果がある。

本実施形態では、ハイブリッド車両の場合を例に説明したが、モータによりエンジンを始動するハイブリッド車両に限らず、エンジンを有さない電気自動車の場合にも、本発明は適用可能である。即ち、高圧バッテリからモータを駆動したとき、モータ回転数が規定値以下となる場合には、補機バッテリから高圧バッテリに充電が可能であれば、補機バッテリから高圧バッテリを充電して、モータを駆動し、補機バッテリから高圧バッテリに充電が不可であれば、ジャンプスタートにより、外部充電器又は救援車から補機バッテリに供給される電力に基づいて、高圧バッテリを充電して、モータを駆動しても良い。

本発明が適用されるハイブリッド車両の概略構成図である。 本発明の第１実施形態による機能ブロック図である。 本発明の第１実施形態によるエンジン始動方法を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態によるエンジン始動方法を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態によるエンジン始動方法を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態によるエンジン始動方法を示すタイムチャートである。 本発明の第１実施形態によるエンジン始動方法を示すタイムチャートである。 本発明の第２実施形態による機能ブロック図である。 本発明の第２実施形態によるエンジン始動方法を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態によるエンジン始動方法を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態によるエンジン始動方法を示すタイムチャートである。 本発明の第２実施形態によるエンジン始動方法を示すタイムチャートである。

符号の説明

２ エンジン２
４ モータ
８ 高圧バッテリ
１８ ＤＣ／ＤＣコンバータ
２０ 補機バッテリ
２２ 電動オイルポンプ
３８ ＦＩ／ＡＴ／ＭＧＥＣＵ
４２ ハイブリッドＥＣＵ
４４ モータＥＣＵ
４６ メータＥＣＵ
４７ メータ
４８ 第１通信ユニット
５０ 第２通信ユニット
１００ 始動判定手段
１０２，１５０ 充電制御手段
１０４ ジャンプスタート制御手段
１０６ 遠隔暖機制御手段
１０８ マルチ情報制御手段

Claims (8)

1. エンジンと、駆動用電動機と、前記駆動用電動機に給電する高圧バッテリと、複数の補機に電力を供給する補機バッテリとを備え、前記駆動用電動機により前記エンジンを始動するハイブリッド車両の制御装置において、
   前記高圧バッテリの残容量により前記駆動用電動機で前記エンジンを始動することができるか否かを判定する始動可否判定手段と、
   前記始動可否判定手段により前記エンジンを始動することができないと判定された際に、前記補機バッテリの電圧を昇圧して、前記高圧バッテリに電力を供給して前記高圧バッテリの充電をする電力供給手段と、
   前記電力供給手段により前記高圧バッテリに電力を供給する際に、前記複数の補機のうち、ドライバーの操作に影響しない補機を駆動する補機駆動手段と、
   前記補機駆動手段により前記補機を駆動する際の前記補機バッテリの電圧変動量を算出する電圧変動量算出手段と、
   前記電圧変動量算出手段により算出された前記電圧変動量に基づき前記高圧バッテリが前記駆動用電動機で前記エンジンを始動することのできる残容量を前記補機バッテリが有し、前記高圧バッテリに充電可能であるか充電不可であるかを判定する充電可否判定手段と、
   前記充電可否判定手段により充電不可であると判定されたとき、ドライバーに補機バッテリの充電を行うよう要求する充電要求手段と、
   を具備したハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記始動可否判定手段は、前記エンジンのクランク軸回転数に基づいて前記駆動用電動機で前記エンジンを始動することができるか否かを判定する請求項１記載のハイブリッド車両の制御装置。
3. 前記補機駆動手段が駆動する前記補機は電動オイルポンプである請求項１又は２記載のハイブリッド車両の制御装置。
4. 前記補機駆動手段は、電力供給手段により前記高圧バッテリに電力が供給される直前又は直後に前記補機を駆動する請求項１〜３のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置。
5. 前記始動可否判定手段により前記エンジンを始動することができないと判定されたとき、エンジン始動不可である旨、前記充電可否判定手段により充電不可であると判定されたとき、充電不可でありジャンプスタートを行う必要がある旨、前記電力供給手段により前記高圧バッテリの充電中であるとき、充電中である旨、及び前記高圧バッテリの充電が終了したとき、充電が終了した旨を表示手段に表示する請求項１〜４のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置。
6. 前記充電要求手段による前記補機バッテリの充電の要求に基づき、外部充電器又は救援車の補機バッテリから救援される車の前記補機バッテリが充電されているとき、前記電力供給手段は、前記外部充電器又は前記救援車の前記補機バッテリから接続ケーブルを通して前記救援される車の前記補機バッテリに供給される電力に基づいて、前記補機バッテリの電圧を昇圧して前記高圧バッテリに電力を供給して前記高圧バッテリの充電をする請求項１〜５のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置。
7. 前記電力供給手段により前記高圧バッテリの充電が終了したか否かを判定する充電終了判定手段と、第１無線ユニットと、ドライバーが携帯し前記第１無線ユニットとの間で無線通信をする第２無線ユニットと、充電終了判定手段により充電が終了したと判定されたとき、前記第１無線ユニットを通して、前記第２無線ユニットにその旨を通知する充電終了通知手段と、ドライバーの操作に基づき、前記第２無線ユニットを通して、前記第１無線ユニットが受信した暖機運転の指示に従って、前記高圧バッテリより前記モータを駆動して前記エンジンを始動する暖機運転制御手段とを更に具備した請求項１〜６のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置。
8. 前記高圧バッテリの周辺温度及び現在時刻、もしくは前記ハイブリッド車両の位置情報及び季節情報に基づいて、一定期間内の最低気温を予測し、予測した最低気温が低くなるにつれて、前記高圧バッテリの残容量が大きくなるように、前記高圧バッテリの放電を制御する高圧バッテリ残量制御手段を更に備えた請求項１〜７のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置。

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