JP4325637B2 - 負荷駆動装置およびそれを備えた車両 - Google Patents

Description

この発明は、負荷駆動装置およびそれを備えた車両に関し、特に、内燃機関を始動可能な回転電機を駆動する負荷駆動装置およびそれを備えた車両に関する。

特開２００５−２３７１４９号公報は、車両用電源装置を開示する。この車両用電源装置は、バッテリと、昇圧コンバータと、エンジンを始動するためのスタータユニットとを備える。バッテリ、昇圧コンバータおよびスタータユニットは、電気負荷の電源電圧を供給する電源ラインに接続される。

電源ラインには、昇圧コンバータの非動作時には、バッテリの出力電圧が供給され、昇圧コンバータの動作時には、昇圧コンバータによって昇圧された電圧が供給される。そして、昇圧コンバータは、スタータユニットの動作周期に合わせて間欠的に動作する。すなわち、この車両用電源装置では、スタータユニットによるエンジンの始動時、スタータユニットに供給される電圧が昇圧コンバータによって昇圧される（特許文献１参照）。
特開２００５−２３７１４９号公報 特開２００５−１６０２８４号公報 特開２００３−７０１０３号公報

しかしながら、昇圧コンバータを動作させると、昇圧コンバータにおける損失や、スタータモータを駆動するためのインバータにおける損失が増大する。したがって、たとえば、バッテリ出力が著しく低下し、かつ、エンジンのクランキング抵抗が増大する極低温時においては、エンジン始動時にスタータモータを駆動するための電力が不足し、エンジンを始動できなくなる可能性がある。

そこで、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、昇圧装置を備えた負荷駆動装置であって、電力損失を低減してエンジンの始動電力を確保可能な負荷駆動装置を提供することである。

この発明によれば、負荷駆動装置は、内燃機関の出力軸に回転軸が連結された回転電機を駆動可能な負荷駆動装置であって、蓄電装置と、蓄電装置からの電圧を昇圧可能なように構成された昇圧装置と、昇圧装置からの出力電圧を受けて回転電機を駆動する駆動装置と、昇圧装置を制御する制御装置とを備える。制御装置は、回転電機を駆動して内燃機関を始動するとき、昇圧装置による電圧昇圧率を規定値以下に制限するように昇圧装置を制御する。

好ましくは、上記の規定値は、昇圧装置からの出力電圧が蓄電装置からの電圧と略同等になるように決定される。

また、好ましくは、制御装置は、内燃機関の始動時、昇圧装置を停止する。
好ましくは、制御装置は、蓄電装置の出力電力がしきい値よりも小さいとき、電圧昇圧率を規定値以下に制限するように昇圧装置を制御する。

さらに好ましくは、上記のしきい値は、回転電機によって内燃機関を始動するのに必要な電力に基づいて決定される。

好ましくは、制御装置は、蓄電装置の温度が規定温度よりも低いとき、電圧昇圧率を規定値以下に制限するように昇圧装置を制御する。

また、好ましくは、制御装置は、内燃機関の温度が規定温度よりも低いとき、電圧昇圧率を規定値以下に制限するように昇圧装置を制御する。

また、この発明によれば、車両は、内燃機関と、内燃機関の出力軸に回転軸が接続された回転電機と、回転電機を駆動可能な上述したいずれかの負荷駆動装置とを備える。

この発明においては、回転電機を駆動して内燃機関を始動するとき、制御装置は、昇圧装置による電圧昇圧率を規定値以下に制限するように昇圧装置を制御するので、昇圧装置からの出力電圧が抑えられる。これにより、昇圧装置における損失が低減し、また、昇圧装置からの出力電圧を受ける駆動装置における損失も低減する。

したがって、この発明によれば、内燃機関の始動に必要な電力を十分に確保することができる。その結果、たとえば、蓄電装置の出力が著しく低下し、かつ、内燃機関のクランキング抵抗が増大する極低温時においても、内燃機関の始動に必要な電力を確保することができる。また、この発明によれば、蓄電装置を小型化することもできる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による負荷駆動装置が搭載される車両の一例として示されるハイブリッド車両の全体ブロック図である。図１を参照して、このハイブリッド車両１００は、車輪２と、動力分割機構３と、エンジン４と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とを備える。また、ハイブリッド車両１００は、蓄電装置Ｂと、昇圧コンバータ１０と、インバータ２０，３０と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、電源ラインＰＬ１，ＰＬ２と、接地ラインＳＬと、電子制御装置（Electronic Control Unit；以下「ＥＣＵ」とも称する。）６０と、電圧センサ７０，７２，７４と、電流センサ７６，７８，８０と、温度センサ８２，８４とをさらに備える。

動力分割機構３は、エンジン４とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とに結合されてこれらの間で動力を分配する。たとえば、動力分割機構３としては、サンギヤ、プラネタリキャリヤおよびリングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車機構を用いることができる。この３つの回転軸がエンジン４およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各回転軸にそれぞれ接続される。たとえば、モータジェネレータＭＧ１のロータを中空としてその中心にエンジン４のクランク軸を通すことで動力分割機構３にエンジン４とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とを機械的に接続することができる。

なお、モータジェネレータＭＧ２の回転軸は、図示されない減速ギヤや作動ギヤによって車輪２に結合される。また、動力分割機構３の内部にモータジェネレータＭＧ２の回転軸に対する減速機をさらに組込んでもよい。

そして、モータジェネレータＭＧ１は、エンジン４を始動可能な電動機として動作し、かつ、エンジン４の始動後はエンジン４の動力を用いて発電可能な発電機として動作するものとしてハイブリッド車両１００に組込まれる。また、モータジェネレータＭＧ２は、車輪２を駆動可能な電動機としてハイブリッド車両１００に組込まれる。

蓄電装置Ｂは、充放電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池からなる。蓄電装置Ｂは、電源ラインＰＬ１へ直流電力を供給する。また、蓄電装置Ｂは、昇圧コンバータ１０から電源ラインＰＬ１へ出力される直流電力を受けて充電される。

電圧センサ７０は、蓄電装置Ｂの電圧ＶＢを検出し、その検出した電圧ＶＢをＥＣＵ６０へ出力する。電流センサ８０は、蓄電装置Ｂに入出力される電流ＩＢを検出し、その検出した電流ＩＢをＥＣＵ６０へ出力する。温度センサ８２は、蓄電装置Ｂの温度ＴＢを検出し、その検出した温度ＴＢをＥＣＵ６０へ出力する。なお、電流センサ８０は、電源ラインＰＬ１に設けてもよい。

コンデンサＣ１は、電源ラインＰＬ１と接地ラインＳＬとの間に接続され、電源ラインＰＬ１と接地ラインＳＬとの間の電圧変動を平滑化する。電圧センサ７２は、コンデンサＣ１の両端の電圧ＶＬを検出し、その検出した電圧ＶＬをＥＣＵ６０へ出力する。

昇圧コンバータ１０は、ｎｐｎ型トランジスタＱ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２と、リアクトルＬとを含む。ｎｐｎ型トランジスタＱ１，Ｑ２は、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間に直列に接続される。ダイオードＤ１，Ｄ２は、それぞれｎｐｎ型トランジスタＱ１，Ｑ２に逆並列に接続される。リアクトルＬは、電源ラインＰＬ１とｎｐｎ型トランジスタＱ１，Ｑ２の接続点との間に接続される。

昇圧コンバータ１０は、ＥＣＵ６０からの信号ＰＷＣに基づいて、電源ラインＰＬ１の電圧を昇圧して電源ラインＰＬ２へ出力する。より具体的には、昇圧コンバータ１０は、ｎｐｎ型トランジスタＱ２のオン時に流れる電流をリアクトルＬに磁場エネルギーとして蓄積し、ｎｐｎ型トランジスタＱ２のオフ時にダイオードＤ１を介して蓄積エネルギーを電源ラインＰＬ２へ放出することによって電源ラインＰＬ１の電圧を昇圧する。

なお、ｎｐｎ型トランジスタＱ２のオンデューティーを大きくすることによりリアクトルＬにおける電力蓄積が大きくなるため、より高電圧の出力を得ることができる。一方、ｎｐｎ型トランジスタＱ１のオンデューティーを大きくすることにより電源ラインＰＬ２の電圧が下がる。そこで、ｎｐｎ型トランジスタＱ１，Ｑ２のデューティー比を制御することで、電源ラインＰＬ２の電圧を電源ラインＰＬ１の電圧以上の任意の電圧に制御することができる。

コンデンサＣ２は、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間に接続され、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間の電圧変動を平滑化する。電圧センサ７４は、コンデンサＣ２の両端の電圧ＶＨを検出し、その検出した電圧ＶＨをＥＣＵ６０へ出力する。

インバータ２０，３０は、それぞれモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に対応して設けられる。インバータ２０は、ＥＣＵ６０からの信号ＰＷＩ１に基づいてモータジェネレータＭＧ１を力行モードまたは回生モードで駆動する。インバータ３０は、ＥＣＵ６０からの信号ＰＷＩ２に基づいてモータジェネレータＭＧ２を力行モードまたは回生モードで駆動する。

電流センサ７６は、モータジェネレータＭＧ１に流れるモータ電流ＭＣＲＴ１を検出し、その検出したモータ電流ＭＣＲＴ１をＥＣＵ６０へ出力する。電流センサ７８は、モータジェネレータＭＧ２に流れるモータ電流ＭＣＲＴ２を検出し、その検出したモータ電流ＭＣＲＴ２をＥＣＵ６０へ出力する。温度センサ８４は、エンジン４の温度ＴＥを検出し、その検出した温度ＴＥをＥＣＵ６０へ出力する。なお、温度センサ８４は、エンジン４の冷却水温度を検出することによってエンジン４の温度を検出してもよい。

ＥＣＵ６０は、電圧センサ７２，７４からそれぞれ電圧ＶＬ，ＶＨを受け、電流センサ７６，７８からそれぞれモータ電流ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２を受ける。また、ＥＣＵ６０は、図示されない外部ＥＣＵからモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２およびモータ回転数ＭＲＮ１，ＭＲＮ２を受ける。さらに、ＥＣＵ６０は、電圧センサ７０、電流センサ８０および温度センサ８２からそれぞれ電圧ＶＢ、電流ＩＢおよび温度ＴＢを受け、温度センサ８４から温度ＴＥを受ける。

そして、ＥＣＵ６０は、これらの信号に基づいて、昇圧コンバータ１０およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２をそれぞれ駆動するための信号ＰＷＣ，ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＣ，ＰＷＩ１，ＰＷＩ２をそれぞれ昇圧コンバータ１０およびインバータ２０，３０へ出力する。

図２は、図１に示したＥＣＵ６０の機能ブロック図である。図２を参照して、ＥＣＵ６０は、エンジン始動制御部６２と、コンバータ制御部６４と、第１および第２インバータ制御部６６，６８とを含む。

エンジン始動制御部６２は、エンジン４の始動時、蓄電装置Ｂの温度ＴＢ、電圧ＶＢおよび電流ＩＢならびにエンジン４の温度ＴＥに基づいて、後述の方法により蓄電装置Ｂの出力可能電力が所定のしきい電力を下回っているか否かを判定する。そして、エンジン始動制御部６２は、蓄電装置Ｂの出力可能電力がしきい電力を下回っていると判定すると、コンバータ制御部６４へ出力される信号ＣＴＬを活性化し、昇圧コンバータ１０の昇圧率を規定値以下に制限するようにコンバータ制御部６４に指示を与える。

コンバータ制御部６４は、エンジン始動制御部６２からの信号ＣＴＬが非活性化されているときは、トルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２、モータ回転数ＭＲＮ１，ＭＲＮ２および電圧ＶＬ，ＶＨに基づいて、後述する方法により昇圧コンバータ１０のｎｐｎ型トランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフするための信号ＰＷＣを生成し、その生成した信号ＰＷＣを昇圧コンバータ１０へ出力する。

また、コンバータ制御部６４は、信号ＣＴＬが活性化されているときは、昇圧コンバータ１０の昇圧率が規定値以下に制限されるように信号ＰＷＣを生成し、その生成した信号ＰＷＣを昇圧コンバータ１０へ出力する。この規定値は、エンジン４の始動時に昇圧コンバータ１０による昇圧を制限する目的で設けられ、１または１に近い値に設定される。

第１インバータ制御部６６は、トルク指令値ＴＲ１、モータ電流ＭＣＲＴ１および電圧ＶＨに基づいて、インバータ２０を駆動するためのＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を生成し、その生成したＰＷＭ信号を信号ＰＷＩ１としてインバータ２０へ出力する。

第２インバータ制御部６８は、トルク指令値ＴＲ２、モータ電流ＭＣＲＴ２および電圧ＶＨに基づいて、インバータ３０を駆動するためのＰＷＭ信号を生成し、その生成したＰＷＭ信号を信号ＰＷＩ２としてインバータ３０へ出力する。

このＥＣＵ６０においては、エンジン４の始動時、蓄電装置Ｂの出力可能電力が所定のしきい電力を下回っていると、昇圧コンバータ１０による昇圧を制限する目的で、昇圧コンバータ１０の昇圧率が規定値以下に制限される。昇圧コンバータ１０による昇圧を制限する理由は以下のとおりである。

エンジン４の始動に必要な電力Ｐｇは、次式で表わすことができる。
Ｐｇ＝Ｐｂ−Ｐｃ−Ｐｇ−Ｐｍ−Ｌｃ−Ｌｇ−Ｌｍ …（１）
ここで、Ｐｂは蓄電装置Ｂから出力される電力、ＰｃはコンデンサＣ１，Ｃ２にチャージされる電力、ＰｇはモータジェネレータＭＧ１の実行電力、ＰｍはモータジェネレータＭＧ２の実行電力、Ｌｃは昇圧コンバータ１０における損失、Ｌｇはインバータ２０における損失、Ｌｍはインバータ３０における損失を表わす。

昇圧コンバータ１０による昇圧を制限することにより、昇圧コンバータ１０における損失Ｌｃを低減できる。また、コンデンサの蓄積エネルギーはコンデンサの端子間電圧の２乗に比例するので、昇圧コンバータ１０による昇圧を制限することにより電圧ＶＨが低減すると、コンデンサＣ２の蓄積エネルギーが抑えられ、その結果、電力Ｐｃが低減する。さらに、インバータにおける損失は電圧に比例するところ、電圧ＶＨが低減すると、電圧ＶＨの供給を受けるインバータ２０，３０における損失Ｌｇ，Ｌｍも低減する。

このように、昇圧コンバータ１０による昇圧を制限することは、エンジン４の始動に必要な電力Ｐｇを確保するうえで極めて効果的であり、この実施の形態１では、たとえば極低温時など蓄電装置Ｂの出力可能電力が低下する場合には、昇圧コンバータ１０による昇圧を制限して電力Ｐｇを確保することとしたものである。

図３は、蓄電装置Ｂの温度と出力との関係を示す図である。図３を参照して、実線は、蓄電装置Ｂの出力可能電力を示す。図に示されるように、蓄電装置Ｂの温度が低下すると、蓄電装置Ｂの出力可能電力は低下する。また、蓄電装置Ｂの充電状態（State of Charge：ＳＯＣ）が低下すると、図４に示すように蓄電装置Ｂの出力は定格から低下するため、蓄電装置Ｂの出力可能電力はＳＯＣの低下によっても低下する。

そこで、この実施の形態１では、エンジン４の始動時、蓄電装置Ｂの温度およびＳＯＣに基づいて蓄電装置Ｂの出力可能電力を推定し、その推定した出力可能電力が点線で示される所定のしきい電力Ｐｔｈを下回っている場合には、昇圧コンバータ１０の昇圧を制限する。

なお、しきい電力Ｐｔｈは、エンジン４の始動に必要な電力Ｐｇに基づいて予め決定される。具体的には、エンジン４の始動に必要な電力Ｐｇはエンジン４やモータジェネレータＭＧ１のサイズから予め見積もることができるので、上記の（１）式を用いて、電力Ｐｇよりも大きい適当な値をしきい電力Ｐｔｈとして設定することができる。

なお、図３において温度が低下するほどしきい電力Ｐｔｈが大きくなっているのは、温度が低下するほど、エンジン４の潤滑油の粘度が増大することによりクランキング抵抗が増大するので、エンジン４の始動に必要な電力Ｐｇが増大するからである。

図５は、図２に示したエンジン始動制御部６２の制御構造を説明するためのフローチャートである。なお、このフローチャートの処理は、一定時間毎または所定の条件が成立するごとにメインルーチンから呼び出されて実行される。

図５を参照して、エンジン始動制御部６２は、エンジン４の始動が要求されているか否かを判定する（ステップＳ１０）。このエンジン始動要求は、たとえば、図示されない外部ＥＣＵにおいて、車両の走行状態や蓄電装置ＢのＳＯＣなどに基づいて生成される。そして、エンジン始動制御部６２は、エンジン４の始動は要求されていないと判定すると（ステップＳ１０においてＮＯ）、以降の一連の処理を行なうことなくステップＳ８０へ処理を進める。

ステップＳ１０においてエンジン４の始動が要求されていると判定されると（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、エンジン始動制御部６２は、温度センサ８２から蓄電装置Ｂの温度ＴＢを取得する（ステップＳ２０）。次いで、エンジン始動制御部６２は、蓄電装置ＢのＳＯＣを算出する（ステップＳ３０）。なお、蓄電装置ＢのＳＯＣは、蓄電装置Ｂの電流ＩＢや電圧ＶＢ、温度ＴＢなどを用いて公知の手法により算出することができる。なお、外部ＥＣＵにおいて蓄電装置ＢのＳＯＣを算出し、外部ＥＣＵからエンジン始動制御部６２へＳＯＣを出力してもよい。

続いて、エンジン始動制御部６２は、蓄電装置Ｂの温度ＴＢおよびＳＯＣに基づいて、蓄電装置Ｂの出力可能電力Ｐｍａｘを推定する（ステップＳ４０）。出力可能電力Ｐｍａｘの推定方法としては、たとえば図３，図４に示されるような関係に基づいて蓄電装置Ｂの出力可能電力と温度およびＳＯＣとの関係を予めマップ化しておき、そのマップを用いて推定することができる。

次いで、エンジン始動制御部６２は、上述した方法により、エンジン４の始動に必要な電力に基づいてしきい電力Ｐｔｈを算出する（ステップＳ５０）。そして、エンジン始動制御部６２は、蓄電装置Ｂの出力可能電力Ｐｍａｘがしきい電力Ｐｔｈを下回っているか否かを判定する（ステップＳ６０）。

エンジン始動制御部６２は、出力可能電力Ｐｍａｘがしきい電力Ｐｔｈを下回っていると判定すると（ステップＳ６０においてＹＥＳ）、コンバータ制御部６４へ出力される信号ＣＴＬを活性化する。そうすると、コンバータ制御部６４は、、昇圧コンバータ１０の昇圧率を規定値以下に制限するように昇圧コンバータ１０を制御し、昇圧コンバータ１０の昇圧率が規定値以下に制限される（ステップＳ７０）。

一方、ステップＳ６０において出力可能電力Ｐｍａｘがしきい電力Ｐｔｈ以上であると判定されると（ステップＳ６０においてＹＥＳ）、エンジン始動制御部６２は、ステップＳ８０へ処理を進め、メインルーチンに処理が戻される。

図６は、図２に示したコンバータ制御部６４の詳細な機能ブロック図である。図６を参照して、コンバータ制御部６４は、インバータ入力電圧指令演算部１０２と、デューティー比演算部１０４と、ＰＷＭ信号変換部１０６とから成る。

インバータ入力電圧指令演算部１０２は、図示されないエンジン始動制御部６２からの信号ＣＴＬが非活性化されているときは、トルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２およびモータ回転数ＭＲＮ１，ＭＲＮ２に基づいてインバータ入力電圧の最適値（目標値）、すなわち電圧指令Ｖｃｏｍを算出し、その算出した電圧指令Ｖｃｏｍをデューティー比演算部１０４へ出力する。

また、インバータ入力電圧指令演算部１０２は、信号ＣＴＬが活性化されているときは、昇圧コンバータ１０の昇圧率を規定値以下に制限するように電圧指令Ｖｃｏｍを算出し、その算出した電圧指令Ｖｃｏｍをデューティー比演算部１０４へ出力する。

デューティー比演算部１０４は、電圧センサ７２，７４からの電圧ＶＬ，ＶＨおよびインバータ入力電圧指令演算部１０２からの電圧指令Ｖｃｏｍに基づいて、電圧ＶＨを電圧指令Ｖｃｏｍに制御するためのデューティー比を算出し、その算出したデューティー比をＰＷＭ信号変換部１０６へ出力する。

ＰＷＭ信号変換部１０６は、デューティー比演算部１０４から受けたデューティー比に基づいて昇圧コンバータ１０のｎｐｎ型トランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフするためのＰＷＭ信号を生成し、その生成したＰＷＭ信号を信号ＰＷＣとして昇圧コンバータ１０のｎｐｎ型トランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。

なお、エンジン始動制御部６２からの信号ＣＴＬをデューティー比演算部１０４へ入力し、信号ＣＴＬが活性化されているときは、デューティー比演算部１０４は、インバータ入力電圧指令演算部１０２からの電圧指令Ｖｃｏｍに拘わらず、昇圧コンバータ１０の昇圧率を規定値以下に制限するように予め決定されたデューティー比を設定するようにしてもよい。

以上のように、この実施の形態１においては、エンジン４の始動時、ＥＣＵ６０は、昇圧コンバータ１０の昇圧率を規定値以下に制限するように昇圧コンバータ１０を制御するので、昇圧コンバータ１０の出力電圧（インバータ２０，３０の入力電圧）が抑えられる。これにより、昇圧コンバータ１０およびインバータ２０，３０における損失を低減でき、さらにコンデンサＣ２にチャージされる電力も減少する。したがって、この実施の形態１によれば、エンジン４の始動に必要な電力を十分に確保することができる。その結果、蓄電装置Ｂの出力が著しく低下し、かつ、エンジン４のクランキング抵抗が増大する極低温時においても、エンジン４の始動に必要な電力を確保することができる。また、蓄電装置Ｂの小型化も可能である。

［実施の形態２］
実施の形態１では、出力可能電力Ｐｍａｘがしきい電力Ｐｔｈを下回っていると、昇圧コンバータ１０の昇圧率を規定値以下に制限するように昇圧コンバータ１０を制御するものとしたが、実施の形態２では、出力可能電力Ｐｍａｘがしきい電力Ｐｔｈを下回っていると、昇圧コンバータ１０を停止させる。

図７は、実施の形態２におけるエンジン始動時の昇圧コンバータ１０の制御を説明するためのフローチャートである。図７を参照して、このフローチャートに示される処理は、図５に示したフローチャートにおいて、ステップＳ７０に代えてステップＳ７２，Ｓ７４を含む。

すなわち、ステップＳ６０において出力可能電力Ｐｍａｘがしきい電力Ｐｔｈを下回っていると判定されると（ステップＳ６０においてＹＥＳ）、エンジン始動制御部６２は、コンバータ制御部６４へ出力される信号ＣＴＬを活性化する。そうすると、コンバータ制御部６４は、昇圧コンバータ１０を停止する（ステップＳ７２）。具体的には、コンバータ制御部６４は、上アームであるｎｐｎ型トランジスタＱ１を常時オンさせ、かつ、下アームであるｎｐｎ型トランジスタＱ２を常時オフさせる。これにより、昇圧コンバータ１０の昇圧率は最小値の１となり、電圧ＶＨは蓄電装置Ｂの電圧ＶＢと同レベルになる。

一方、ステップＳ６０において出力可能電力Ｐｍａｘがしきい電力Ｐｔｈ以上であると判定されると（ステップＳ６０においてＮＯ）、エンジン始動制御部６２は、コンバータ制御部６４へ出力される信号ＣＴＬを非活性化する。そうすると、コンバータ制御部６４は、昇圧コンバータ１０の動作を許可する（ステップＳ７４）。すなわち、コンバータ制御部６４は、トルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２およびモータ回転数ＭＲＮ１，ＭＲＮ２に基づいて通常どおりに昇圧コンバータ１０を制御する。

以上のように、この実施の形態２によれば、エンジン４の始動時、昇圧コンバータ１０を停止するようにしたので、簡易な制御で実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

［実施の形態３］
図８は、実施の形態３におけるエンジン始動時の昇圧コンバータ１０の制御を説明するためのフローチャートである。図８を参照して、このフローチャートに示される処理は、図５に示したフローチャートにおいて、ステップＳ３０〜Ｓ６０に代えてステップＳ１１０を含む。すなわち、ステップＳ２０において蓄電装置Ｂの温度ＴＢが取得されると、エンジン始動制御部６２は、その取得した温度ＴＢが予め設定されたしきい値よりも低いか否かを判定する（ステップＳ１１０）。このしきい値は、蓄電装置Ｂの出力が大きく低下する適当な温度に設定することができる。

そして、エンジン始動制御部６２は、温度ＴＢがしきい値よりも低いと判定すると（ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、ステップＳ７０へ処理を進め、昇圧コンバータ１０の昇圧率が規定値以下に制限される。一方、ステップＳ１１０において温度ＴＢがしきい値よりも低いと判定されると（ステップＳ１１０においてＮＯ）、エンジン始動制御部６２は、ステップＳ８０へ処理を進める。

以上のように、この実施の形態３によれば、昇圧コンバータ１０の昇圧制限を蓄電装置Ｂの出力が低下する低温時に限定することができる。また、エンジン４の始動時の制御をより簡易にすることができる。

［実施の形態４］
図９は、実施の形態４におけるエンジン始動時の昇圧コンバータ１０の制御を説明するためのフローチャートである。図９を参照して、このフローチャートに示される処理は、図５に示したフローチャートにおいて、ステップＳ２０〜Ｓ６０に代えてステップＳ２１０，Ｓ２２０を含む。すなわち、ステップＳ１０においてエンジン４の始動が要求されていると判定されると、エンジン始動制御部６２は、温度センサ８４からエンジン４の温度ＴＥを取得する（ステップＳ２１０）。

次いで、エンジン始動制御部６２は、その取得した温度ＴＥが予め設定されたしきい値よりも低いか否かを判定する（ステップＳ２２０）。このしきい値は、エンジン４のクランキング抵抗が大きく増加する適当な温度に設定することができる。

そして、エンジン始動制御部６２は、温度ＴＥがしきい値よりも低いと判定すると（ステップＳ２２０においてＹＥＳ）、ステップＳ７０へ処理を進め、昇圧コンバータ１０の昇圧率が規定値以下に制限される。一方、ステップＳ２２０において温度ＴＥがしきい値よりも低いと判定されると（ステップＳ２２０においてＮＯ）、エンジン始動制御部６２は、ステップＳ８０へ処理を進める。

以上のように、この実施の形態４によれば、昇圧コンバータ１０の昇圧制限をエンジン４のクランキング抵抗が増大する低温時に限定することができる。また、エンジン４の始動時の制御をより簡易にすることができる。

なお、上記の実施の形態３，４において、エンジン４の始動時、昇圧コンバータ１０の昇圧率を規定値以下に制限するように昇圧コンバータ１０を制御する代わりに、実施の形態２と同様に昇圧コンバータ１０を停止させてもよい。

また、上記の各実施の形態においては、負荷駆動装置がハイブリッド車両に搭載される場合について説明したが、この発明は、蓄電装置からの電圧を昇圧してスタータモータに供給可能な昇圧コンバータを備えた車両一般に適用することができる。特に、信号待ち等の車両停止時にエンジンを一時的に自動停止させ、エンジン始動条件の成立時にスタータモータによりエンジンを始動させるアイドルストップ車両においては、エンジン始動が頻繁に行なわれるので効率的な電力使用が望まれており、本発明は好適である。

なお、上記において、エンジン４は、この発明における「内燃機関」に対応し、モータジェネレータＭＧ１は、この発明における「回転電機」に対応する。また、昇圧コンバータ１０は、この発明における「昇圧装置」に対応し、インバータ２０は、この発明における「駆動装置」に対応する。さらに、ＥＣＵ６０は、この発明における「制御装置」に対応する。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の実施の形態１による負荷駆動装置が搭載される車両の一例として示されるハイブリッド車両の全体ブロック図である。 図１に示すＥＣＵの機能ブロック図である。 蓄電装置の温度と出力との関係を示す図である。 蓄電装置のＳＯＣと出力との関係を示す図である。 図２に示すエンジン始動制御部の制御構造を説明するためのフローチャートである。 図２に示すコンバータ制御部の詳細な機能ブロック図である。 実施の形態２におけるエンジン始動時の昇圧コンバータの制御を説明するためのフローチャートである。 実施の形態３におけるエンジン始動時の昇圧コンバータの制御を説明するためのフローチャートである。 実施の形態４におけるエンジン始動時の昇圧コンバータの制御を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

２ 車輪、３ 動力分割機構、４ エンジン、１０ 昇圧コンバータ、２０，３０ インバータ、６０ ＥＣＵ、６２ エンジン始動制御部、６４ コンバータ制御部、６６ 第１インバータ制御部、６８ 第２インバータ制御部、７０，７２，７４ 電圧センサ、７６，７８，８０ 電流センサ、８２，８４ 温度センサ、１００ ハイブリッド車両、１０２ インバータ入力電圧指令演算部、１０４ デューティー比演算部、１０６ ＰＷＭ信号変換部、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、Ｂ 蓄電装置、Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ、ＰＬ１，ＰＬ２ 電源ライン、ＳＬ 接地ライン、Ｑ１，Ｑ２ ｎｐｎ型トランジスタ、Ｄ１，Ｄ２ ダイオード、Ｌ リアクトル。

Claims (8)

1. 内燃機関の出力軸に回転軸が連結された回転電機を駆動可能な負荷駆動装置であって、
   蓄電装置と、
   前記蓄電装置からの電圧を昇圧可能なように構成された昇圧装置と、
   前記昇圧装置からの出力電圧を受けて前記回転電機を駆動する駆動装置と、
   前記回転電機を駆動して前記内燃機関を始動するとき、前記昇圧装置による電圧昇圧率を規定値以下に制限するように前記昇圧装置を制御する制御装置とを備える負荷駆動装置。
2. 前記規定値は、前記出力電圧が前記蓄電装置からの電圧と略同等になるように決定される、請求項１に記載の負荷駆動装置。
3. 前記制御装置は、前記内燃機関の始動時、前記昇圧装置を停止する、請求項１に記載の負荷駆動装置。
4. 前記制御装置は、前記蓄電装置の出力電力がしきい値よりも小さいとき、前記電圧昇圧率を前記規定値以下に制限するように前記昇圧装置を制御する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の負荷駆動装置。
5. 前記しきい値は、前記回転電機によって前記内燃機関を始動するのに必要な電力に基づいて決定される、請求項４に記載の負荷駆動装置。
6. 前記制御装置は、前記内燃機関の始動時に前記蓄電装置の温度が規定温度よりも低いとき、前記電圧昇圧率を前記規定値以下に制限するように前記昇圧装置を制御する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の負荷駆動装置。
7. 前記制御装置は、前記内燃機関の始動時に前記内燃機関の温度が規定温度よりも低いとき、前記電圧昇圧率を前記規定値以下に制限するように前記昇圧装置を制御する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の負荷駆動装置。
8. 内燃機関と、
   前記内燃機関の出力軸に回転軸が接続された回転電機と、
   前記回転電機を駆動可能な請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の負荷駆動装置とを備える車両。

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