JP2013230705A - ハイブリッド車 - Google Patents

Abstract

【課題】システムをより確実に起動する。
【解決手段】エンジンが高温状態であると判定されたときに低電圧バッテリのバッテリ電圧ＶＢ２が所定電圧ＶＢｒｅｆ未満であるときに（ステップＳ１１０，Ｓ１３０）、バッテリ電圧ＶＢ２が高電圧バッテリからの電力を使用できない場合にリリーフバルブ開閉制御を行なったりその後のシステム起動を行なうことができる電圧範囲の下限である所定電圧ＶＢｒｅｆになるようＤＣ／ＤＣコンバータを制御するコンバータ出力アップ制御を実行する（ステップＳ１４０）。これにより、システムオフされたときに、リリーフバルブ開閉制御を十分に実行することができると共に、イグニッションオンされてシステムを起動する際にシステム起動をより確実に行なうことができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、ハイブリッド車に関し、詳しくは、走行用の動力を出力可能なエンジンと、走行用の動力を入出力可能な電動機と、電動機と電力のやりとりが可能な第１バッテリと、電動機と第１バッテリとの間の接続および接続の解除を行なうシステムメインリレーと、第２バッテリと、第２バッテリが接続された第２バッテリ電圧系からの電力を受けて作動する作動装置と、電動機および第１バッテリに接続された第１バッテリ電圧系と第２バッテリ電圧系とに接続されて第２バッテリ電圧系の電圧を調整すると共に第１バッテリ電圧系と第２バッテリ電圧系との間で電力のやりとりを行なう昇圧コンバータと、イグニッションがオンされているときには電動機と第１バッテリとの間が接続されるようシステムメインリレーを制御し、イグニッションがオフされているときには電動機と第１バッテリとの間の接続が解除されるようシステムメインリレーを制御する制御手段と、を備えるハイブリッド車に関する。

従来、この種のハイブリッド車としては、エンジンと、モータと、システムメインリレーを介してモータに接続されてモータに高電圧を供給するＨＶバッテリと、補機に電力を供給する補機バッテリと、ＨＶバッテリの高電圧直流電圧を低電圧直流電圧に変換して補機バッテリに供給するコンバータと、補機バッテリからの電力で動作しエンジンやモータを制御する各ＥＣＵとを備え、システムをオフするときにはシステムメインリレーをオフし、システムをオンするときにはシステムメインリレーをオンするものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド車では、システムがオフされているときにシステムの起動要求がなされたとき、各ＥＣＵが正常に起動可能な電圧である最低基準電圧より補機バッテリの電圧が低い場合には、システムメインリレーをオンしてＨＶバッテリからの電力で補機バッテリが充電されるようコンバータを制御した後にシステムを起動することにより、各ＥＣＵを正常に動作させてシステムを起動させている。

特開２００１−３２０８０７号公報

上述のハイブリッド車では、システムがオフされているときに補機バッテリの電圧がシステムメインリレーを正常に駆動できる電圧より低くなると、システムメインリレーをオンすることができなくなってしまう。システムメインリレーをオンすることができないと、ＨＶバッテリからの電力を用いて補機バッテリを充電することができなくなり、システムを起動することができなくなる。

本発明のハイブリッド車は、システムをより確実に起動することを主目的とする。

本発明のハイブリッド車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のハイブリッド車は、
走行用の動力を出力可能なエンジンと、走行用の動力を出力可能な電動機と、前記電動機と電力のやりとりが可能な第１バッテリと、前記電動機と前記第１バッテリとの間の接続および接続の解除を行なうシステムメインリレーと、第２バッテリと、前記第２バッテリが接続された第２バッテリ電圧系からの電力を受けて作動する作動装置と、前記電動機および前記第１バッテリに接続された第１バッテリ電圧系と前記第２バッテリ電圧系とに接続されて前記第２バッテリ電圧系の電圧を調整すると共に前記第１バッテリ電圧系と前記第２バッテリ電圧系との間で電力のやりとりを行なうコンバータと、イグニッションがオンされているときには前記電動機と前記第１バッテリとの間が接続されるよう前記システムメインリレーを制御し、イグニッションがオフされているときには前記電動機と前記第１バッテリとの間の接続が解除されるよう前記システムメインリレーを制御する制御手段と、を備えるハイブリッド車であって、
前記制御手段は、イグニッションがオンされているとき、イグニッションオフ時に前記第２バッテリの電力で前記作動装置を作動させるオフ時作動制御を実行するオフ時作動条件が成立し且つ前記第２バッテリの電圧がイグニッションがオフされている最中に前記オフ時作動制御が実行されてもシステムを起動可能な電圧として予め定められた第２バッテリ電圧低下判定電圧未満であるときには、前記第２バッテリの電圧が前記第２バッテリ電圧低下判定電圧になるよう前記コンバータを制御する手段である、
ことを要旨とする。

この本発明のハイブリッド車では、イグニッションがオンされているときには電動機と第１バッテリとの間が接続されるようシステムメインリレーを制御し、イグニッションがオフされているときには電動機と第１バッテリとの間の接続が解除されるようシステムメインリレーを制御する。そして、イグニッションがオンされているとき、イグニッションオフ時に第２バッテリの電力で作動装置を作動させるオフ時作動制御を実行するオフ時作動条件が成立し且つ第２バッテリの電圧がイグニッションがオフされている最中にオフ時作動制御が実行されてもシステムを起動可能な電圧として予め定められた第２バッテリ電圧低下判定電圧未満であるときには、第２バッテリの電圧が第２バッテリ電圧低下判定電圧になるようコンバータを制御する。これにより、第２バッテリを第２バッテリ電圧低下判定電圧以上の電圧にした状態でイグニッションオフされることになり、イグニッションがオフされている最中にオフ時作動制御を実行できると共に、その後、イグニッションオンされたときにシステムをより確実に起動することができる。

こうした本発明のハイブリッド車において、前記エンジンは、燃料タンクと、前記燃料タンクからの燃料を前記エンジンの燃料噴射弁に循環させる循環流路と、前記循環流路に設けられ開閉可能なリターンバルブと、を有する燃料供給装置を備え、前記作動装置は、前記リターンバルブであり、前記オフ時作動制御は、前記イグニッションがオフされている最中に前記リターンバルブが開閉されるよう前記リターンバルブを制御する制御であるものとすることもできる。こうすれば、イグニッションオフされたときにオフ時作動制御をより確実に実行できると共に、イグニッションオンされたときにより確実にシステムを起動することができる。また、こうしたオフ時作業制御を実行することにより、循環流路内の圧力が高くなった状態でシステムオフされたときに、循環流路内の圧力を下げて燃料タンクへの燃料の逆流を抑制することができ、その後、イグニッションオンされてエンジンを始動する場合におけるエンジンの始動性を向上させることができる。この場合において、前記オフ時作動条件は、前記エンジンの冷却水温が予め定められた所定水温以上である条件、前記エンジンを潤滑させる潤滑油の温度が予め定められた所定油温以上である条件、外気温が予め定められた所定気温以上である条件と、前記エンジンの冷却水温を検出するための水温センサが正常である条件と、前記エンジンの吸気温を検出する吸気温センサが正常である条件と、の少なくとも１つを含む条件であるものとすることもできる。

また、この本発明のハイブリッド車において、発電機と、車軸に連結された駆動軸と前記エンジンの出力軸と前記発電機の回転軸の３軸に３つの回転要素が連結された遊星歯車機構と、を備え、前記電動機は、回転軸が前記駆動軸に接続され、前記高電圧バッテリは、前記電動機および前記発電機と電力のやりとりが可能であるものとすることもできる。

本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 エンジン２２や燃料供給装置６０の構成の概略を示す構成図である。 実施例のＨＶＥＣＵ７０により実行されるイグニッションオン時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 実施例のＨＶＥＣＵ７０により実行されるイグニッションオフ時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。 変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。 変形例のハイブリッド自動車３２０の構成の概略を示す構成図である。 変形例のハイブリッド自動車４２０の構成の概略を示す構成図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図であり、図２は、エンジン２２や燃料供給装置６０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力するエンジン２２と、燃料タンク５８の燃料をエンジン２２に供給する燃料供給装置６０と、潤滑オイルを用いてエンジン２２の潤滑を行なう潤滑装置９０と、エンジン２２を駆動制御するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４と、エンジン２２のクランクシャフト２６にキャリアが接続されると共に駆動輪３８ａ，３８ｂにデファレンシャルギヤ３７を介して連結された駆動軸３６にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ３０と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されたモータＭＧ１と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が駆動軸３６に接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータ４１，４２と、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子をスイッチング制御することによってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０と、例えば定格電圧が２００Ｖなどのリチウムイオン二次電池として構成されてシステムメインリレー５６とインバータ４１，４２とを介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやりとりする高電圧バッテリ５０と、高電圧バッテリ５０を管理するバッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２と、各ＥＣＵや補機５７ａなどが接続された電力ライン（以下、低電圧系電力ラインという）５４ｂに接続された例えば定格電圧が１２Ｖなどの鉛蓄電池として構成された低電圧バッテリ５７ｂと、インバータ４１，４２と高電圧バッテリ５０とを接続する電力ライン（以下、高電圧系電力ラインという）５４ａからの電力を降圧して低電圧系電力ライン５４ｂに供給するＤＣ／ＤＣコンバータ５７ｃと、車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット（以下、ＨＶＥＣＵという）７０と、を備える。

エンジン２２は、図２に示すように、筒内にガソリンや軽油などの炭化水素系の燃料を直接噴射する筒内用燃料噴射バルブ１２５と、吸気ポートに燃料を噴射するポート用燃料噴射バルブ１２６とを備える内燃機関として構成されている。エンジン２２は、こうした二種類の燃料噴射バルブ１２５，１２６を備えることにより、エアクリーナ１２２により清浄された空気をスロットルバルブ１２４を介して吸入すると共にポート用燃料噴射バルブ１２６から燃料を噴射して吸入された空気と燃料とを混合し、この混合気を吸気バルブ１２８を介して燃焼室に吸入し、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン１３２の往復運動をクランクシャフト２６の回転運動に変換するポート噴射駆動モードと、同様にして空気を燃焼室に吸入し、吸気行程の途中あるいは圧縮行程に至ってから筒内用燃料噴射バルブ１２５から燃料を噴射し、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させてクランクシャフト２６の回転運動を得る筒内噴射駆動モードと、空気を燃焼室に吸入する際にポート用燃料噴射バルブ１２６から燃料噴射すると共に吸気行程や圧縮行程で筒内用燃料噴射バルブ１２５から燃料噴射してクランクシャフト２６の回転運動を得る共用噴射駆動モードと、のいずれかの駆動モードにより運転制御される。これらの駆動モードは、エンジン２２の運転状態やエンジン２２に要求される運転状態などに基づいて切り替えられる。なお、エンジン２２からの排気は、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ），窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する三元触媒を有する浄化装置１３４を介して外気へ排出される。

燃料供給装置６０は、燃料タンク５８の燃料をエンジン２２の筒内用燃料噴射バルブ１２５やポート用燃料噴射バルブ１２６に燃料を供給する装置として構成されており、燃料タンク５８の燃料をポート用燃料噴射バルブ１２６が接続された燃料パイプ６３に供給する電動の燃料ポンプ６２と、燃料パイプ６３内の燃料を加圧して筒内用燃料噴射バルブ１２５が接続されたデリバリパイプ６６に供給する高圧ポンプ６４と、デリバリパイプ６６と燃料タンク５８とに接続されたリリーフパイプ６８に設けられてデリバリパイプ６６内の加圧された燃料の圧力を大気圧との差圧により減圧可能な電磁バルブとして構成されたリリーフバルブ６７と、を備える。高圧ポンプ６４は、エンジン２２からの動力により駆動されて燃料パイプ６３内の燃料を加圧するポンプであり、その吸入口に接続されて燃料の加圧時に開閉する電磁バルブ６４ａと、その吐出口に接続されて燃料の逆流を防止すると共にデリバリパイプ６６内の燃料の圧力（燃料圧力）を保持するチェックバルブ６４ｂと、を備える。これにより、高圧ポンプ６４は、エンジン２２の運転中に電磁バルブ６４ａが開弁されると燃料ポンプ６２からの燃料を吸入し、電磁バルブ６４ａが閉弁されたときにエンジン２２からの動力により作動する図示しないプランジャにより圧縮した燃料をチェックバルブ６４ｂを介してデリバリパイプ６６に断続的に送り込むことにより、デリバリパイプ６６に供給する燃料を加圧する。なお、リリーフバルブ６７は、低電圧バッテリ５７ｂからの電力で作動する。

潤滑装置９０は、車両下部に設けられたオイルパン９２と、エンジン２２のクランクシャフト２６に取り付けられたオイルポンプ９４と、を備える。オイルポンプ９４は、エンジン２２により駆動され、オイルパン９２に貯留されている潤滑オイルをエンジン２２に供給する。なお、エンジン２２に供給された潤滑オイルは、エンジン２２の各部分を経由してオイルパン９２に戻る。

エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の状態を検出する種々のセンサからの信号、例えば、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１４２からの冷却水温Ｔｗ，燃焼室内に取り付けられた圧力センサ１４３からの筒内圧力Ｐｉｎ，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ１２８を開閉するインテークカムシャフトや排気バルブを開閉するエキゾーストカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ１４４からのカムポジションθｃａ，スロットルバルブ１２４のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ１４６からのスロットル開度ＴＨ，吸気管に取り付けられたエアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａ，同じく吸気管に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温Ｔａ，浄化装置１３４に取り付けられた温度センサからの触媒温度Ｔｃ，空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦ，酸素センサ１３５ｂからの酸素信号Ｏ２，シリンダブロックに取り付けられてノッキングの発生に伴って生じる振動を検出するノックセンサからのノック信号Ｋｓ，燃料供給装置６０のデリバリパイプ６６内の燃料の圧力を検出する燃料圧力センサ６９からの燃料圧力Ｐｆ，潤滑装置９０の潤滑オイルの温度を検出する油温センサ９６からの油温Ｔｏｉｌなどが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、筒内用燃料噴射バルブ１２５への駆動信号やポート用燃料噴射バルブ１２６への駆動信号，スロットルバルブ１２４のポジションを調節するスロットルモータ１３６への駆動信号，イグナイタと一体化されたイグニッションコイル１３８への制御信号，吸気バルブ１２８の開閉タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構１５０への制御信号，燃料ポンプ６２への駆動信号，高圧ポンプの電磁バルブ６４ａへの駆動信号，リリーフバルブ６７への駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータを出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションに基づいてクランクシャフト２６の回転数即ちエンジン２２の回転数Ｎｅを演算したり、エアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａとエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づいて体積効率（エンジン２２の１サイクルあたりの行程容積に対する１サイクルで実際に吸入される空気の容積の比）ＫＬを演算したり、ノックセンサからのノック信号Ｋｓの大きさや波形に基づいてノッキングの発生レベルを示すノック強度Ｋｒを演算したりしている。さらに、エンジンＥＣＵ２４は、水温センサ１４２からの冷却水温Ｔｗに基づいて水温センサ１４２が正常であるか否かの判定や温度センサ１４９からの吸気温Ｔａに基づいて温度センサ１４９が正常であるか否かの判定などを実行する。水温センサ１４２，温度センサ１４９が正常であるか否かの判定は、例えば、エンジン２２が相当な時間運転されていてエンジン２２が比較的高い温度であることが推定されているにも拘わらず水温センサ１４２からの冷却水温Ｔｗや温度センサ１４９からの吸気温Ｔａが低いときなどに水温センサ１４２，温度センサ１４９が異常であると判定するものとする。

モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの回転位置θｍ１，θｍ２や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力ポートを介して入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。また、モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信しており、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転角速度ωｍ１，ωｍ２や回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。

高電圧バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、高電圧バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、高電圧バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，高電圧バッテリ５０の出力端子に接続された高電圧系電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，高電圧バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じて高電圧バッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。また、バッテリＥＣＵ５２は、高電圧バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）を演算したり、演算した残容量（ＳＯＣ）と電池温度Ｔｂとに基づいて高電圧バッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。なお、高電圧バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、高電圧バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。

ＨＶＥＣＵ７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号やシフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖ，外気温センサ８９からの外気温Ｔａ，低電圧バッテリ５７ｂの端子間に設置された電圧センサ５７ｄからのバッテリ電圧ＶＢなどが入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０からは、システムメインリレー５６への駆動信号，ＤＣ／ＤＣコンバータ５７ｃへのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。ＨＶＥＣＵ７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６に出力すべき要求トルクＴｒ＊を計算し、この要求トルクＴｒ＊に対応する要求動力が駆動軸３６に出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２との運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてがプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されて駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや、要求動力と高電圧バッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共に高電圧バッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部がプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力が駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード，エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力を駆動軸３６に出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。なお、トルク変換運転モードと充放電運転モードとは、いずれもエンジン２２の運転を伴って要求動力が駆動軸３６に出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とを制御するモードであり、実質的な制御における差異はないため、以下、両者を合わせてエンジン運転モードとして考えることができる。

ＤＣ／ＤＣコンバータ５７ｃは、基本的には、低電圧バッテリ５７ｂの電圧ＶＢ２が補機５９を十分に作動させることができる電圧として予め定められた電圧範囲内になるよう図示しないトランジスタがスイッチング制御される。以下、こうした制御をコンバータ通常制御という。

システムメインリレー５６は、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号により車両が起動されるイグニッションオンのときにはオンされ、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号により車両がシステム停止されるイグニッションオフのときにはシステムメインリレー５６がオフされるよう制御される。これにより、イグニッションオンのときには、高電圧バッテリ５０からモータＭＧ１，ＭＧ２への電力の供給が可能となり、イグニッションオフのときには高電圧バッテリ５０からモータＭＧ１，ＭＧ２への電力の供給が遮断される。

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、イグニッションオンされている場合にエンジン２２が高温であることが推定されたときの動作と、エンジン２２が高温であることが推定されている状態でイグニッションオフされたときの動作とについて説明する。最初に、イグニッションオン時の動作について説明する。図３は、実施例のＨＶＥＣＵ７０により実行されるイグニッションオン時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。図３に示したイグニッションオン時制御ルーチンは、走行中にアクセルペダル８３が離されているときなどイグニッションオンされた状態でエンジン２２の運転が停止しているときなど所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

イグニッションオン時制御ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、エンジン２２の冷却水温Ｔｗや油温Ｔｏｉｌ，吸気温Ｔａ，外気温センサ８９からの外気温Ｔａｔなどを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、冷却水温Ｔｗ，油温Ｔｏｉｌ，吸気温Ｔａは、それぞれ水温センサ１４２，油温センサ９６，温度センサ１４９により検出されたものをエンジンＥＣＵ２４を介して入力するものとした。

続いて、エンジン２２が高温状態であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。ステップＳ１１０の処理では、冷却水温Ｔｗが所定水温Ｔｗｒｅｆ以上である条件と、油温Ｔｏｉｌが所定油温Ｔｏｒｅｆ以上である条件と、外気温Ｔａｔが所定気温Ｔａｔｒｅｆ以上である条件と、吸気温Ｔａが所定吸気温Ｔａｒｅｆ以上である条件と、エンジンＥＣＵ２４により水温センサ１４２が正常であると判定されている条件と、エンジンＥＣＵ２４により油温センサ９６が正常であると判定されている条件と、の６つの条件が全て成立したときにエンジン２２が高温状態であると判定するものとした。ここで、所定水温Ｔｗｒｅｆや所定油温Ｔｏｒｅｆ，所定気温Ｔａｒｅｆ，所定吸気温Ｔａｒｅｆは、エンジン２２の運転を停止した後にデリバリパイプ６６にベーパが発生して高圧ポンプ６４から燃料タンク５８に向けて燃料が逆流することにより次のエンジン２２の始動性が低下することが推定される温度範囲の下限を用いるものし、例えば、所定水温Ｔｗｒｅｆが６０℃、６５℃、７０℃など、所定油温Ｔｏｒｅｆが１０５℃や１１０℃，１１５℃など、所定気温Ｔａｒｅｆが２５℃，２８℃，３０℃など，所定吸気温Ｔａｒｅｆが２５℃，２８℃，３０℃などであるものとした。

ステップＳ１１０の判定を行なうのは、以下の理由に基づく。エンジン２２が比較的高温であるときに運転を停止すると、エンジン２２の運転を停止した後にデリバリパイプ６６にベーパが発生してデリバリパイプ６６内の圧力が上昇し、高圧ポンプ６４から燃料タンク５８に向けて燃料が逆流して次のエンジン２２の始動性が低下してしまう場合ある。こうしたエンジン２２の始動性の低下を抑制するために、後述するように、エンジン２２が比較的高温であるときには、イグニッションオフされたときにリリーフバルブ６７を開閉してデリバリパイプ６６内の圧力を下げるリリーフバルブ開閉制御が実行される。ステップＳ１１０の処理は、こうしたリリーフバルブ開閉制御が実行されることが推定されるか否かを判定する処理となる。

エンジン２２が高温状態でないときには、コンバータ通常制御を実行して（ステップＳ１２０）、本ルーチンを終了する。こうした処理により、低電圧バッテリ５７ｂの電圧ＶＢ２を補機５９を十分に作動させることができる電圧にすることができる。

エンジン２２が高温状態であるときには、続いて、低電圧バッテリ５７ｂのバッテリ電圧ＶＢ２が所定電圧ＶＢｒｅｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。ここで、所定電圧ＶＢｒｅｆは、イグニッションオフしていて高電圧バッテリ５０からの電力を使用できない場合にリリーフバルブ開閉制御を行なったり、その後のシステム起動を行なうことができる電圧範囲の下限を用いるものとした。つまり、ステップＳ１１０の判定は、低電圧バッテリ５７ｂがイグニッションオフしてリリーフバルブ開閉制御を行なった後にシステムを起動するのに十分な電圧であるか否かを判定する処理になる。

低電圧バッテリ５７ｂのバッテリ電圧ＶＢ２が所定電圧ＶＢｒｅｆ以上であるときには（ステップＳ１３０）、低電圧バッテリ５７ｂのバッテリ電圧ＶＢ２が十分高い判断して、コンバータ通常制御を実行して（ステップＳ１２０）、本ルーチンを終了し、 低電圧バッテリ５７ｂのバッテリ電圧ＶＢ２が所定電圧ＶＢｒｅｆ未満であるときには（ステップＳ１００）、低電圧バッテリ５７ｂの電圧が所定電圧ＶＢｒｅｆになるようＤＣ／ＤＣコンバータ５７ｃを制御するコンバータ出力アップ制御を実行する（ステップＳ１３０）。こうした処理により、エンジン２２が高温状態であるときには、低電圧バッテリ５７ｂのバッテリ電圧を所定電圧ＶＢｒｅｆ以上にすることができる。

続いて、ステップＳ１１０の処理でエンジン２２が高温状態であると判定されたときにおけるイグニッションオフ時の動作について説明する。図４は、実施例のＨＶＥＣＵ７０により実行されるイグニッションオフ時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、ステップＳ１１０の処理でエンジン２２が高温状態であると判定された後にイグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号によりイグニッションオンからイグニッションオフへ切り替えられたときに実行される。

イグニッションオフ時制御ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、リリーフバルブ６７を開閉して圧力を下げるリリーフバルブ開閉制御を所定回数Ｎｒｅｆ実行するようエンジンＥＣＵ２４にリリーフバルブ６７の駆動信号を送信して（ステップＳ２００，Ｓ２１０）、本ルーチンを終了する。リリーフバルブ６７の駆動信号を受信したエンジンＥＣＵ２４は、リリーフバルブ６７が所定回数Ｎｒｅｆ開閉するようリリーフバルブ６７を制御する。ここで、所定回数Ｎｒｅｆは、高圧ポンプ６４から燃料タンク５８に向けて燃料が逆流しない程度にデリバリパイプ６６内の圧力を下げることが可能なリリーフバルブ６７の開閉回数として予め定められたものを用いるものとした。こうした処理により、デリバリパイフ６６内の圧力を下げることができ、燃料の逆流を抑制することができる。このとき、図３に例示したイグニッションオン時制御ルーチンにより、低電圧バッテリ５７ｂのバッテリ電圧ＶＢ２が所定電圧ＶＢｒｅｆ以上となっているから、リリーフバルブ開閉制御を十分に実行することができる。また、こうしてリリーフバルブ開閉制御により低電圧バッテリ５７ｂのバッテリ電圧ＶＢ２が低下するが、システムオフされる前に低電圧バッテリ５７ｂのバッテリ電圧ＶＢ２が所定電圧ＶＢｒｅｆ以上となっているから、低電圧バッテリ５７ｂのバッテリ電圧ＶＢ２は、その後にイグニッションオンされてシステムを起動する際でもシステムを起動するための各種処理、例えば、各ＥＣＵを作動させる処理やシステムメインリレー５６をオンする処理などを行なう程度の電圧は確保されている。したがって、システム起動をより確実に行なうことができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、エンジン２２が高温状態であると判定されたときに低電圧バッテリ５７ｂのバッテリ電圧ＶＢ２が所定電圧ＶＢｒｅｆ未満であるときには、コンバータ出力アップ制御を実行することにより、その後システムオフされたときに、リリーフバルブ開閉制御を十分に実行することができると共に、イグニッションオンされてシステムを起動する際にシステム起動をより確実に行なうことができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ステップＳ１１０の処理で、冷却水温Ｔｗが所定水温Ｔｗｒｅｆ以上である条件と、油温Ｔｏｉｌが所定油温Ｔｏｒｅｆ以上である条件と、外気温Ｔａｔが所定気温Ｔａｔｒｅｆ以上である条件と、吸気温Ｔａが所定吸気温Ｔａｒｅｆ以上である条件と、エンジンＥＣＵ２４により水温センサ１４２が正常であると判定されている条件と、エンジンＥＣＵ２４により油温センサ９６が正常であると判定されている条件と、の６つの条件が成立したときにエンジン２２が高温状態であると判定するものとしたが、こうした条件の少なくとも１つ含めばよいから、例えば、冷却水温Ｔｗが所定水温Ｔｗｒｅｆ以上である条件と油温Ｔｏｉｌが所定油温Ｔｏｒｅｆ以上である条件と外気温Ｔａｔが所定気温Ｔａｔｒｅｆ以上である条件と吸気温Ｔａが所定吸気温Ｔａｒｅｆ以上である条件のうちの少なくとも１つと、エンジンＥＣＵ２４により水温センサ１４２が正常であると判定されている条件とエンジンＥＣＵ２４により油温センサ９６が正常であると判定されている条件のうちの少なくとも１つとが成立しているときにエンジン２２が高温状態であると判定してもよいし、冷却水温Ｔｗが所定水温Ｔｗｒｅｆ以上である条件と、エンジンＥＣＵ２４により水温センサ１４２が正常であると判定されている条件と、が成立しているときに エンジン２２が高温状態であると判定してもよい。また、エンジンＥＣＵ２４により水温センサ１４２が正常であると判定されている条件とエンジンＥＣＵ２４により油温センサ９６が正常であると判定されている条件を考慮しないものとしても構わない。

実施例のハイブリッド自動車２０では、イグニッションオンされたときに、図３に例示したイグニッションオン時制御ルーチンのステップＳ１１０の処理でエンジン２２が高温状態であることを判定するものとし、図４に例示したイグニッションオフ時制御ルーチンのステップＳ２００の処理でイグニッションオフされたときにはリリーフバルブ開閉制御を実行するものとしたが、ステップＳ２００の処理でリリーフバルブ開閉制御に換えて他のイグニッションオフのときに実行される制御を実行するものとして、ステップＳ１１０の処理でエンジン２２が高温状態であることを判定する処理に換えて、イグニッションオフ後にリリーフバルブ開閉制御に換えて実行される他の制御が実行される他の条件が成立するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２からの動力を駆動軸３６に出力するものとしたが、図５の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２からの動力を駆動軸３６が接続された車軸（駆動輪３８ａ，３８ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図５における車輪３９ａ，３９ｂに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２からの動力をプラネタリギヤ３０を介して駆動輪３８ａ，３８ｂに接続された駆動軸３６に出力するものとしたが、図６の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフトに接続されたインナーロータ２３２と駆動輪３８ａ，３８ｂに動力を出力する駆動軸３６に接続されたアウターロータ２３４とを有しエンジン２２からの動力の一部を駆動軸３６に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えるものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２からの動力をプラネタリギヤ３０を介して駆動輪３８ａ，３８ｂに接続された駆動軸３６に出力すると共にモータＭＧ２からの動力を駆動軸３６に出力するものとしたが、図７の変形例のハイブリッド自動車３２０に例示するように、駆動輪３８ａ，３８ｂに接続された駆動軸３６に変速機３３０を介してモータＭＧを取り付けると共にモータＭＧの回転軸にクラッチ３２９を介してエンジン２２を接続する構成とし、エンジン２２からの動力をモータＭＧの回転軸と変速機３３０とを介して駆動軸３６に出力すると共にモータＭＧからの動力を変速機３３０を介して駆動軸に出力するものとしてもよい。あるいは、図８の変形例のハイブリッド自動車４２０に例示するように、エンジン２２からの動力を変速機４３０を介して駆動輪３８ａ，３８ｂに接続された駆動軸３６に出力すると共にモータＭＧからの動力を駆動輪３８ａ，３８ｂが接続された車軸とは異なる車軸（図８における車輪３９ａ，３９ｂに接続された車軸）に出力するものとしてもよい。即ち、エンジンと走行用の動力を入出力する電動機とを備えるものであれば如何なるタイプのハイブリッド自動車としてもよいのである。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「エンジン」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、高電圧バッテリ５０が「第１バッテリ」に相当し、システムメインリレー５６が「システムメインリレー」に相当し、低電圧バッテリ５７ｂが「第２バッテリ」に相当し、リリーフバルブ６７が「作動装置」に相当し、ＤＣ／ＤＣコンバータ５７ｃが「コンバータ」に相当し、図３のイグニッションオン時制御ルーチンを実行するＨＶＥＣＵ７０が「制御手段」に相当する。

ここで、「エンジン」としては、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力するエンジン２２に限定されるものではなく、水素エンジンなど、走行用の動力を出力可能なものであれば如何なるタイプのエンジンであっても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、走行用の動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプのモータであっても構わない。「第１バッテリ」としては、リチウムイオン二次電池として構成された高電圧バッテリ５０に限定されるものではなく、ニッケル水素二次電池やニッケルカドミウム二次電池，鉛蓄電池など、電動機と電力のやりとりが可能なものであれば如何なるタイプのバッテリであっても構わない。「システムメインリレー」としては、システムメインリレー５６に限定されるものではなく、電動機と第１バッテリとの間の接続および接続の解除を行なうものであれば、如何なるものとしても構わない。「第２バッテリ」としては、鉛蓄電池として構成された低電圧バッテリ５７ｂに限定されるものではなく、ニッケル水素二次電池やニッケルカドミウム二次電池，リチウムイオン二次電池などであっても構わない。「作動装置」としては、リリーフバルブ６７に限定されるものではなく、第２バッテリが接続された第２バッテリ電圧系からの電力を受けて作動するものであれば如何なるものとしても構わない。「コンバータ」としては、ＤＣ／ＤＣコンバータ５７ｃに限定されるものではなく、電動機および第１バッテリに接続された第１バッテリ電圧系と第２バッテリ電圧系とに接続されて第２バッテリ電圧系の電圧を第１バッテリ電圧系の電圧以上に調整すると共に第１バッテリ電圧系と第２バッテリ電圧系との間で電力のやりとりを行なうものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、単一の電子制御ユニットであるＨＶＥＣＵに限定されるものではなく、複数の電子制御ユニットを組み合わせたものによって構成されるものなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、イグニッションオンのときにはモータＭＧ２と高電圧バッテリ５０との間が接続されるようシステムメインリレー５６を制御し、イグニッションオフのときにはモータＭＧ２と高電圧バッテリ５０との間の接続が解除されるようシステムメインリレー５６を制御したり、イグニッションオンのとき、エンジン２２が高温状態であり且つ低電圧バッテリ５７ｂのバッテリ電圧ＶＢ２が所定電圧ＶＢｒｅｆ未満であるときには、低電圧バッテリ５７ｂの電圧ＶＢが所定電圧ＶＢｒｅｆとなるようＤＣ／ＤＣコンバータ５７ｃを制御するものに限定されるものではなく、イグニッションがオンされているときには電動機と第１バッテリとの間が接続されるようシステムメインリレーを制御し、イグニッションがオフされているときには電動機と第１バッテリとの間の接続が解除されるようシステムメインリレーを制御したり、イグニッションがオンされているとき、イグニッションオフ時に第２バッテリの電力で作動装置を作動させるオフ時作動制御を実行するオフ時作動条件が成立し且つ第２バッテリの電圧が予め定められた第２バッテリ電圧低下判定電圧未満であるときには、第２バッテリの電圧が第２バッテリ電圧低下判定電圧より高い電圧として予め定められた第２バッテリ電圧充電完了判定電圧となるようコンバータを制御するものであれば如何なるものとしても構わない。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、ハイブリッド車の製造産業などに利用可能である。

２０，１２０，２２０，３２０，４２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、３０ プラネタリギヤ、３６ 駆動軸、３７ デファレンシャルギヤ、３８ａ，３８ｂ 駆動輪、３９ａ，３９ｂ 車輪、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ 高電圧バッテリ、５１ｃ 温度センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ａ 高電圧系電力ライン、５４ｂ 低電圧系電力ライン、５６ システムメインリレー、５７ａ 補機、５７ｂ 低電圧バッテリ、５７ｃ ＤＣ／ＤＣコンバータ、５８ 燃料タンク、６０ 燃料供給装置、６２ 燃料ポンプ、６３ 燃料パイプ、６４ 高圧ポンプ、６４ａ 電磁バルブ、６４ｂ チェックバルブ、６６ デリバリパイプ、６７ リリーフバルブ、６８ リリーフパイプ、６９ 燃料圧力センサ、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、９０ 潤滑装置、９２ オイルパン、９４ オイルポンプ、９６ 油温センサ、１２２ エアクリーナ、１２４ スロットルバルブ、１２５ 筒内用燃料噴射バルブ、１２６ ポート用燃料噴射バルブ、１２８ 吸気バルブ、１３０ 点火プラグ、１３２ ピストン、１３４ 浄化装置、１３５ａ 空燃比センサ、１３５ｂ 酸素センサ、１３６，スロットルモータ、１３８ イグニッションコイル、１４０ クランクポジションセンサ、１４２ 水温センサ、１４３ 圧力センサ、１４４ カムポジションセンサ、１４６ スロットルバルブポジションセンサ、１４８ エアフローメータ、１４９ 温度センサ、１５０ 可変バルブタイミング機構、２３０ 対ロータ電動機、２３２ インナーロータ、２３４ アウターロータ、３２９ クラッチ、３３０，４３０ 変速機、ＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (4)

1. 走行用の動力を出力可能なエンジンと、走行用の動力を入出力可能な電動機と、前記電動機と電力のやりとりが可能な第１バッテリと、前記電動機と前記第１バッテリとの間の接続および接続の解除を行なうシステムメインリレーと、第２バッテリと、前記第２バッテリが接続された第２バッテリ電圧系からの電力を受けて作動する作動装置と、前記電動機および前記第１バッテリに接続された第１バッテリ電圧系と前記第２バッテリ電圧系とに接続されて前記第２バッテリ電圧系の電圧を前記第１バッテリ電圧系の電圧以上に調整すると共に前記第１バッテリ電圧系と前記第２バッテリ電圧系との間で電力のやりとりを行なうコンバータと、イグニッションがオンされているときには前記電動機と前記第１バッテリとの間が接続されるよう前記システムメインリレーを制御し、イグニッションがオフされているときには前記電動機と前記第１バッテリとの間の接続が解除されるよう前記システムメインリレーを制御する制御手段と、を備えるハイブリッド車であって、
   前記制御手段は、イグニッションがオンされているとき、イグニッションオフ時に前記第２バッテリの電力で前記作動装置を作動させるオフ時作動制御を実行するオフ時作動条件が成立し且つ前記第２バッテリの電圧がイグニッションがオフされている最中に前記オフ時作動制御が実行されてもシステムを起動可能な電圧として予め定められた第２バッテリ電圧低下判定電圧未満であるときには、前記第２バッテリの電圧が前記第２バッテリ電圧低下判定電圧になるよう前記コンバータを制御する手段である、
   ハイブリッド車。
2. 請求項１記載のハイブリッド車であって、
   前記エンジンは、燃料タンクと、前記燃料タンクからの燃料を前記エンジンの燃料噴射弁に循環させる循環流路と、前記循環流路に設けられ開閉可能なリターンバルブと、を有する燃料供給装置を備え、前記作動装置は、前記リターンバルブであり、前記オフ時作動制御は、前記イグニッションがオフされている最中に前記リターンバルブが開閉されるよう前記リターンバルブを制御する制御である
   ハイブリッド車。
3. 請求項２記載のハイブリッド車であって、
   前記オフ時作動条件は、前記エンジンの冷却水温が予め定められた所定水温以上である条件、前記エンジンを潤滑させる潤滑油の温度が予め定められた所定油温以上である条件、外気温が予め定められた所定気温以上である条件、前記エンジンの冷却水温を検出するための水温センサが正常である条件、および、前記エンジンの吸気温を検出する吸気温センサが正常である条件の少なくとも１つを含む
   ハイブリッド車。
4. 請求項１ないし３のいずれか１つの請求項に記載のハイブリッド車にであって、
   発電機と、
   車軸に連結された駆動軸と前記エンジンの出力軸と前記発電機の回転軸の３軸に３つの回転要素が連結された遊星歯車機構と、
   を備え、
   前記電動機は、回転軸が前記駆動軸に接続され、
   前記高電圧バッテリは、前記電動機および前記発電機と電力のやりとりが可能である
   ハイブリッド車。

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