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JP3381708B2 - 車両、電源系制御装置、電源系を制御する方法および車両の始動時制御方法 - Google Patents

車両、電源系制御装置、電源系を制御する方法および車両の始動時制御方法

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JP3381708B2
JP3381708B2 JP2000133297A JP2000133297A JP3381708B2 JP 3381708 B2 JP3381708 B2 JP 3381708B2 JP 2000133297 A JP2000133297 A JP 2000133297A JP 2000133297 A JP2000133297 A JP 2000133297A JP 3381708 B2 JP3381708 B2 JP 3381708B2
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JP
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voltage
low
battery
vehicle
converter
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光博 灘
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Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高電圧の電気エネ
ルギを使用する車両および電源系の制御方法に関し、詳
しくは高電圧バッテリの電気エネルギを低電圧に変換し
て供給するコンバータを備え、高電圧バッテリを含む高
電圧系の電気エネルギを利用する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電気エネルギの利用が進み、高電
圧バッテリなどの高電圧の電気エネルギを利用する種々
の車両が存在する。例えば、高電圧バッテリを搭載し、
その電力で様々な作業を行なう特殊車両や、バッテリの
エネルギで走行する電気自動車、あるいは内燃機関を搭
載し内燃機関の動力とバッテリの動力を併用するハイブ
リッド車両などが知られている。こうした車両では、通
常、走行用等に使用される高電圧の電気エネルギを蓄電
する高電圧バッテリと、走行制御や車載の補機を制御す
るために利用される低電圧の電気エネルギを蓄電する低
電圧バッテリとの２系統のバッテリを有している。こう
した車両における低電圧バッテリは、内燃機関のみによ
って走行するシステムと比較すると、補機用電源として
ばかりでなく高電圧バッテリを含む高電圧系の制御用電
源としても機能するなど、その負荷の増大に伴って重要
性が一層大きくなっている。そこで従来の電気自動車
は、高電圧系の電気エネルギを低電圧に変換して低電圧
バッテリの充電を行うコンバータ回路を搭載し、低電圧
バッテリへの電気エネルギ補給に配慮している。
【０００３】もっとも、この様な配慮にも拘わらず、例
えば長期間に渡る放置による自然放電、前照灯などの大
きな電気負荷の連続駆動などにより、低電圧バッテリの
電圧低下は避けられないものである。そこで、低電圧バ
ッテリの重要性に鑑みて、低電圧バッテリの電圧が最低
基準電圧よりも低下したとき、電気自動車のシステムの
起動を禁止するような安全対策が採られている。これ
は、低電圧バッテリの電圧が所定電圧以下となると、安
定化電源装置などを用いても、制御を行なう制御装置の
電源ラインの電圧がふらついてしまうことがあったから
である。したがって、従来の車両や機器の電源制御装置
では、低電圧バッテリの電圧がこうした電圧以下となる
と、一律に始動（使用の開始）を禁止していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、かかる車両あ
るいは機器の電源制御装置では、低電圧バッテリの電圧
が低下したときに、一律に始動を禁止したために、使い
勝手が低下するという新たな課題を招来していた。この
点を以下説明する。前述のように低電圧バッテリの負荷
は増大する一方であるが、これに伴って蓄電容量を単純
に増加させることは、低電圧バッテリの大型化、重量化
を招くために限界がある。従って、低電圧バッテリの電
圧は、負荷の状態などによっては、正常値から低下する
ことがあり、その電圧が最低基準電圧を下回ることがあ
り得た。この場合、従来は、車両の走行に関する制御を
行なっている制御装置への通電を禁止しているから、車
両の起動が禁止されることになってしまう。これに対処
するため、最低基準電圧を単純に引き下げることは、シ
ステムの安全率を下げることになり、安易に採用するこ
とはできない。
【０００５】また、低電圧バッテリは、高電圧電源系を
確立するための機器、例えば高電圧バッテリの出力を高
電圧系の電源ラインに接続するリレーなどの駆動用電源
としても用いられているのが通常であり、低電圧バッテ
リの電圧があまりに低下すると、こうした機器の動作が
不安定になるという問題も指摘されていた。低電圧系の
電圧が低下すると、リレーなどの場合、高電圧を入り切
りしている接点の作動力が弱くなって、接点の溶着とい
った問題を起こしてしまう。したがって、車両や機器の
始動を許可する低電圧バッテリの電圧の下限値について
は、単純にこれを低くすることはできなかった。
【０００６】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされ、安全性を確保したまま、低電圧バッテリの能力
を最大限に引き出し、車両にあってはその起動を確保
し、かつ、システムの正常動作を保証することを目的と
する。
【０００７】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
記した課題を解決するため、本発明の車両は、高電圧バ
ッテリを含む高電圧系の電気エネルギを利用する車両で
あって、車両の走行に関する制御を行なう制御回路と、
車両の走行に関する制御を行なう制御装置と、低電圧バ
ッテリを含む低電圧系の電気エネルギを、前記制御装置
に供給する低電圧電源回路と、前記低電圧バッテリの電
圧を検出するバッテリ電圧検出手段と、前記高電圧系の
電気エネルギを低電圧に変換して該低電圧バッテリの充
電を行なうコンバータ手段と、前記低電圧系を電源と
し、前記制御装置の一つにより駆動されて、該コンバー
タ手段と前記高電圧系との接続を入り切りする接続手段
と、車両の始動要求があったとき、前記検出された低電
圧バッテリの電圧が、予め定めた最低基準電圧より低
く、前記接続手段が作動可能な電圧である禁止基準電圧
より高いことを判別する判別手段と、 該判別手段より、
低電圧バッテリの電圧が、前記最低基準電圧よりも低く
かつ前記禁止基準電圧より高いと判別した場合に、前記
制御装置の動作の許可に先立って、前記接続手段を動作
させて高電圧系の電気エネルギをコンバータ手段に供給
することにより前記低電圧バッテリの電圧を前記最低基
準電圧にまで回復させる回復手段とを備えることを要旨
とする。
【０００８】この車両は、始動要求があったとき、低電
圧バッテリの電圧が、予め定めた最低基準電圧よりも低
くかつ接続手段が作動可能な電圧である禁止基準電圧よ
り高いいと判別した場合には、前記制御装置の動作の許
可に先立って、前記接続手段を動作させて高電圧系の電
気エネルギをコンバータ手段に供給することにより前記
低電圧バッテリの電圧を前記最低基準電圧にまで回復さ
せる。この結果、従来であれば、低電圧バッテリの電圧
が始動に適さない電圧であると判断されたケースでも、
車両を始動することができる。しかも、この場合には、
コンバータ手段を他の高電圧電源系の装置と一元的に電
源管理ができる。更に、かかる構成を採用した場合に
は、低電圧バッテリの電圧が、接続手段の動作が保証さ
れた下限電圧に対応した禁止基準電圧より高い場合に回
復手段を動作させるので、高電圧バッテリを高電圧電源
系に接続する接続手段の動作が不安定な状態で、低電圧
バッテリの電圧の回復を図る処理を実行することがな
く、車両の信頼性を一層高めることができる。
【０００９】ここで、高電圧バッテリ、コンバータ手
段、低電圧バッテリなどの接続は、様々な形態が可能で
あるが、一つの構成例として、この接続手段が、制御装
置の一つにより低電圧系を電源として駆動されるリレー
とすることができる。
【００１０】なお、回復手段が作動するときは、低電圧
バッテリの電圧が、制御装置の動作の許可を出すには不
十分な状態に一度はなったといえるので、回復手段が作
動したことを報知する報知手段を備えることが好まし
い。これにより、低電圧バッテリの電圧が一旦は低下し
た事態の発生を知らせ、低電圧バッテリの充電、システ
ムの点検など低電圧バッテリの電圧低下に対応すること
が可能となる。
【００１１】また、本発明の電気自動車には、回復手段
の作動を履歴として記憶し、かつこれを読み出せる記憶
手段を備えることがより好ましい。低電圧バッテリの電
圧低下に伴う回復手段の作動は、前照灯の消し忘れなど
の誤操作による一過性のもの、低電圧バッテリの劣化な
どの根本的なものなど様々な原因があり、それぞれに即
した対応が必要となる。そこで、回復手段の作動の履歴
を記憶することで、その発生頻度、発生の時間、発生の
季節などからその原因を推定し、適切な対応をとること
ができる。
【００１２】なお、車載の高電圧バッテリの用途として
は、種々のものを考えることができるが、例えば車両の
車両走行用の動力を出力する電動機を備え、高電圧バッ
テリを、この電動機を駆動するエネルギ源として用いる
ことも可能である。もとより、高電圧バッテリを車載の
種々の動力機器の電源として用いることも差し支えな
い。
【００１３】更に、車両に、燃料の燃焼により動力を出
力する原動機と、少なくとも該原動機の動力を用いて発
電を行なう発電機と、該発電機により発電された電力に
より前記高電圧バッテリを充電する充電回路とを設け、
一旦車両が始動すれば、原動機を運転して、高電圧バッ
テリを充電するものとすることも好適である。かかる構
成によれば、一旦車両が始動すれば、高電圧バッテリの
状態を継続して十分な充電状態に保つことができる。こ
の結果、低電圧バッテリの状態も十分な充電状態に保つ
ことができる。
【００１４】かかる車両の発明は、電源系制御装置とし
て把握することができる。この場合、本発明の電源系制
御装置は、高電圧バッテリを含む高電圧系の電気エネル
ギを利用する機器に搭載された電源系制御装置であっ
て、低電圧バッテリを含む低電圧系の電気エネルギを、
機器の制御を行なう制御装置に供給する低電圧電源回路
と、前記低電圧バッテリの電圧を検出するバッテリ電圧
検出手段と、前記高電圧系の電気エネルギを低電圧に変
換して該低電圧バッテリの充電を行なうコンバータ手段
と、前記低電圧系を電源とし、前記制御装置の一つによ
り駆動されて、該コンバータ手段と前記高電圧系との接
続を入り切りする接続手段と、機器の使用開始の要求が
あったとき、前記検出された低電圧バッテリの電圧が、
予め定めた最低基準電圧より低く、前記接続手段が動作
可能な電圧である禁止基準電圧より高いことを判別する
判別手段と、該判別手段により、低電圧バッテリの電圧
が、前記最低基準電圧よりも低くかつ前記禁止基準電圧
要理高いと判別した場合には、前記制御装置の動作の許
可に先立って、前記接続手段を動作させて高電圧系の電
気エネルギをコンバータ手段に供給することにより前記
低電圧バッテリの電圧を前記最低基準電圧にまで回復さ
せる回復手段とを備えることを要旨としている。
【００１５】かかる電源系制御装置は、機器の始動要求
があったとき、低電圧バッテリの電圧が、予め定めた最
低基準電圧よりも低くかつ接続手段が動作可能な禁止基
準電圧より高いと判別した場合には、制御装置の動作の
許可に先立って、コンバータ手段を高電圧系に接続する
接続手段を動作させて高電圧系の電気エネルギをコンバ
ータ手段に供給することにより低電圧バッテリの電圧を
最低基準電圧にまで回復させることができる。この結
果、従来であれば、低電圧バッテリの電圧が始動に適さ
ない電圧であると判断されたケースでも、機器の使用を
開始することができる。
【００１６】こうした機器の電源系の制御装置でも、上
述した車両における「回復手段の作動を報知する報知手
段を備える」構成など、同様の態様を取ることができ
る。
【００１７】また、上記の電源系の制御装置に対応した
電源系を制御する方法の発明は、高電圧バッテリを含む
高電圧系の電気エネルギを利用する機器において、電源
系を制御する方法であって、低電圧バッテリを含む低電
圧系の電気エネルギを、機器の制御を行なう制御装置に
供給し、前記低電圧バッテリの電圧が低下したとき前記
高電圧系の電気エネルギを低電圧に変換するコンバータ
を用いて該低電圧バッテリの充電を行ない、機器の使用
開始要求があったとき、前記低電圧バッテリの電圧が、
予め定めた最低基準電圧より小さく、前記高電圧系と前
記コンバータとを接続する接続手段の動作が保証された
電圧より大きいと判別した場合には、前記制御装置の動
作の許可に先立って、前記接続手段を動作させて高電圧
系の電気エネルギを前記コンバータに供給することによ
り前記低電圧バッテリの電圧を前記最低基準電圧にまで
回復させることを要旨としている。
【００１８】かかる電源系の制御方法によっても、機器
の使用開始要求があったとき、低電圧バッテリの電圧
が、予め定めた最低基準電圧よりも低く、かつ高電圧系
とコンバータとを接続する接続手段の動作が保証された
電圧より高いと判別した場合には、制御装置の動作の許
可に先立って、接続手段を動作させて高電圧系の電気エ
ネルギをコンバータに供給することにより低電圧バッテ
リの電圧を最低基準電圧にまで回復させることができ
る。この結果、従来であれば、低電圧バッテリの電圧が
使用開始に適さない電圧であると判断されたケースで
も、機器の使用を開始することができる。
【００１９】また、本発明の車両の始動時制御方法は、
高電圧バッテリの電気エネルギを低電圧に変換して供給
するコンバータを備え、前記高電圧バッテリを含む高電
圧系の電気エネルギを利用する車両の始動時制御方法で
あって、車両の始動要求があったとき、前記低電圧バッ
テリの電圧が、低電圧系の確立のために必要とされる最
低基準電圧よりも低く、前記高電圧系を前記コンバータ
に接続する接続手段の動作可能電圧より高いと判断した
場合には、前記接続手段を動作させて高電圧系の電気エ
ネルギを前記コンバータに供給することにより前記低電
圧バッテリの電圧を前記最低基準電圧にまで回復させて
から、車両の始動を開始することを要旨としている。
【００２０】この車両は、始動要求があったとき、低電
圧バッテリの電圧が最低基準電圧より低く、かつ高電圧
系とコンバータとを接続する接続手段の動作が保証され
た電圧より高いと判断した場合には、前記コンバータを
高電圧系に接続する接続手段を動作させて高電圧系の電
気エネルギをコンバータに供給することにより低電圧バ
ッテリの電圧を最低基準電圧にまで回復させることがで
きる。この結果、従来であれば、低電圧バッテリの電圧
が始動に適さない電圧であると判断されたケースでも、
車両を始動することができる。
【００２１】この車両の始動時制御方法において、最低
基準電圧より低く、それ以下では、高電圧系の電源を確
立する機器の動作が保証されない電圧である動作禁止基
準電圧を予め定め、車両の始動要求があったとき、前記
低電圧バッテリの電圧が、前記動作禁止基準電圧より小
さいと判断された場合には、前記コンバータを含む前記
高電圧系への高電圧バッテリからの出力を禁止するもの
としても良い。こうすれば、低電圧バッテリの電圧に基
づいて、車両の始動処理を行なう条件と行なわない条件
とを明確に分け、始動の確保と安全性の確保とを両立さ
せることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以上説明した本発明の構成及び作
用を一層明らかにするために、以下本発明の一実施例で
あるハイブリッド車両について、以下の順序で説明す
る。 Ａ．ハイブリッド車両の全体構成： Ｂ．ハイブリッド車両の基本動作： Ｃ．実施例の制御システムの構成： Ｄ．バッテリ電圧低下時における安全性の確保：
【００２３】Ａ．ハイブリッド車両の全体構成：図１
は、本発明の一実施例としてのハイブリッド車両の全体
構成を示す説明図である。このハイブリッド車両は、エ
ンジン１５０と、２つのモータ／ジェネレータＭＧ１，
ＭＧ２と、の３つの原動機を備えている。ここで、「モ
ータ／ジェネレータ」とは、モータ（電動機）としても
機能し、また、ジェネレータ（発電機）としても機能す
る原動機を意味している。なお、以下では簡単のため、
これらを単に「モータ」と呼ぶ。車両の制御は、制御シ
ステム２００によって行なわれる。
【００２４】制御システム２００は、メインＥＣＵ２１
０と、ブレーキＥＣＵ２２０と、バッテリＥＣＵ２３０
と、エンジンＥＣＵ２４０とを有している。各ＥＣＵ
は、マイクロコンピュータや、入力インタフェース、出
力インタフェースなどの複数の回路要素が１つの回路基
板上に配置された１ユニットとして構成されたものであ
る。メインＥＣＵ２１０は、モータ制御部２６０とマス
タ制御部２７０とを有している。マスタ制御部２７０
は、３つの原動機１５０，ＭＧ１，ＭＧ２の出力の配分
などの制御量を決定する機能を有している。なお、制御
システム２００及び後述する各種センサなどの補機は、
１２［Ｖ］の補機バッテリ１９８から電力供給を受けて
作動する。この補機バッテリ１９８が低電圧バッテリに
相当する。補機バッテリ１９８の出力側にはリレー１９
７が設けられており、メインＥＣＵ２１０などの低電圧
系機器には、このリレー１９７を介して、１２［Ｖ］の
電源が供給されている。低電圧系機器に供給される電源
電圧を、以下電源電圧Ｖｃｃと呼ぶ。このリレー１９７
は、イグニッションセンサ１６９からの信号ＩＧを受け
て直接作動する。
【００２５】エンジン１５０は、通常のガソリンエンジ
ンであり、燃料であるガソリンを爆発燃焼させ、そのエ
ネルギによりクランクシャフト１５６を回転させる。エ
ンジン１５０の運転はエンジンＥＣＵ２４０により制御
されている。エンジンＥＣＵ２４０は、マスタ制御部２
７０からの指令に従って、エンジン１５０の燃料噴射量
その他の制御を実行する。
【００２６】モータＭＧ１，ＭＧ２は、同期電動機とし
て構成されており、外周面に複数個の永久磁石を有する
ロータ１３２，１４２と、回転磁界を形成する三相コイ
ル１３１，１４１が巻回されたステータ１３３，１４３
とを備える。ステータ１３３，１４３はケース１１９に
固定されている。モータＭＧ１，ＭＧ２のステータ１３
３，１４３に巻回された三相コイル１３１，１４１は、
それぞれ駆動回路１９１，１９２を介して、高電圧バッ
テリであるＨＶバッテリ１９４に接続されている。
【００２７】ＨＶバッテリ１９４は、多数の電池モジュ
ールを直列に接続した高電圧バッテリ（本実施例では約
ＤＣ３００［Ｖ］）で、マスタ制御部２７０により開閉
制御されるシステムメインリレーＳＭＲを介して駆動回
路１９１，１９２などの高電圧系に接続されており、マ
スタ制御部２７０がシステムに何らの異常を認めない場
合にのみシステムメインリレーＳＭＲを閉成して高電圧
系への電力供給が行われる構成となっている。
【００２８】駆動回路１９１，１９２は、各相ごとにス
イッチング素子としてのトランジスタを１対ずつ備えた
トランジスタインバータである。駆動回路１９１，１９
２はモータ制御部２６０によって制御される。モータ制
御部２６０からの制御信号によって駆動回路１９１，１
９２のトランジスタがスイッチングされると、ＨＶバッ
テリ１９４とモータＭＧ１，ＭＧ２との間に電流が流れ
る。モータＭＧ１，ＭＧ２はＨＶバッテリ１９４からの
電力の供給を受けて回転駆動する電動機として動作する
こともできるし（以下、この動作状態を力行と呼ぶ）、
ロータ１３２，１４２が外力により回転している場合に
は三相コイル１３１，１４１の両端に起電力を生じさせ
る発電機として機能してＨＶバッテリ１９４を充電する
こともできる（以下、この動作状態を回生と呼ぶ）。
【００２９】ＨＶバッテリ１９４とモータＭＧ１，ＭＧ
２とは、コンバータ２５２を介して補機バッテリ１９８
とも接続されており、モータＭＧ１，ＭＧ２により発電
されあるいはＨＶバッテリ１９４に充電された高電圧の
電気エネルギをＤＣ１２［Ｖ］に変換して補機バッテリ
１９８を充電することができる。
【００３０】エンジン１５０とモータＭＧ１，ＭＧ２の
回転軸は、プラネタリギヤ１２０を介して機械的に結合
されている。プラネタリギヤ１２０は、サンギヤ１２１
と、リングギヤ１２２と、プラネタリピニオンギヤ１２
３を有するプラネタリキャリア１２４と、から構成され
ている。本実施例のハイブリッド車両では、エンジン１
５０のクランクシャフト１５６はダンパ１３０を介して
プラネタリキャリア軸１２７に結合されている。ダンパ
１３０はクランクシャフト１５６に生じる捻り振動を吸
収するために設けられている。モータＭＧ１のロータ１
３２は、サンギヤ軸１２５に結合されている。モータＭ
Ｇ２のロータ１４２は、リングギヤ軸１２６に結合され
ている。リングギヤ１２２の回転は、チェーンベルト１
２９とデファレンシャルギア１１４とを介して車軸１１
２および車輪１１６Ｒ，１１６Ｌに伝達される。
【００３１】制御システム２００は、車両全体の制御を
実現するために種々のセンサを用いており、例えば、ア
クセルの踏み込み量を検出するためのアクセルセンサ１
６５、シフトレバーの位置を検出するシフトポジション
センサ１６７、ブレーキの踏み込み圧力を検出するため
のブレーキセンサ１６３、ＨＶバッテリ１９４の充電状
態（残容量ＳＯＣや電圧ＶＨ）を検出するためのＨＶバ
ッテリセンサ１９６、モータＭＧ２の回転数を測定ため
の回転数センサ１４４および運転者によるイグニッショ
ンキーの回動操作を検出するイグニッションセンサ１６
９などを利用している。なお、厳密には、ブレーキセン
サ１６３とイグニッションセンサ１６９とは、ブレーキ
ＥＣＵ２２０に接続されており、アクセルセンサ１６５
やシフトポジションセンサ１６７などは、メインＥＣＵ
２１０に接続されている。これらの情報は、通信回線を
用いて、各制御部間で共有されている。
【００３２】なお、リングギヤ軸１２６と車軸１１２は
チェーンベルト１２９によって機械的に結合されている
ため、リングギヤ軸１２６と車軸１１２の回転数の比は
一定である。従って、リングギヤ軸１２６に設けられた
回転数センサ１４４によって、モータＭＧ２の回転数の
みでなく、車軸１１２の回転数も検出することができ
る。
【００３３】Ｂ．ハイブリッド車両の基本的動作：ハイ
ブリッド車両の基本的な動作を説明するために、以下で
はまず、プラネタリギヤ１２０の動作について説明す
る。プラネタリギヤ１２０は、上述した３つの回転軸の
うちの２つの回転軸の回転数が決定されると残りの回転
軸の回転数が決まるという性質を有している。各回転軸
の回転数の関係は次式（１）の通りである。
【００３４】 Ｎｃ＝Ｎｓ×ρ／（１＋ρ）＋Ｎｒ×１／（１＋ρ）…（１） ここで、Ｎｃはプラネタリキャリア軸１２７の回転数、
Ｎｓはサンギヤ軸１２５の回転数、Ｎｒはリングギヤ軸
１２６の回転数である。また、ρは次式で表される通
り、サンギヤ１２１とリングギヤ１２２のギヤ比であ
る。
【００３５】ρ＝［サンギヤ１２１の歯数］／［リング
ギヤ１２２の歯数］また、３つの回転軸のトルクは、回
転数に関わらず、次式（２），（３）で与えられる一定
の関係を有する。
【００３６】Ｔｓ＝Ｔｃ×ρ／（１＋ρ）…（２） Ｔｒ＝Ｔｃ×１／（１＋ρ）＝Ｔｓ／ρ…（３）
【００３７】ここで、Ｔｃはプラネタリキャリア軸１２
７のトルク、Ｔｓはサンギヤ軸１２５のトルク、Ｔｒは
リングギヤ軸１２６のトルクである。
【００３８】本実施例のハイブリッド車両は、このよう
なプラネタリギヤ１２０の機能により、種々の状態で走
行することができる。例えば、ハイブリッド車両が走行
を始めた比較的低速な状態では、エンジン１５０を停止
したまま、モータＭＧ２を力行することにより車軸１１
２に動力を伝達して走行する。同様にエンジン１５０を
アイドル運転したまま走行することも可能である。
【００３９】走行開始後にハイブリッド車両が所定の速
度に達すると、制御システム２００はモータＭＧ１を力
行して出力されるトルクによってエンジン１５０をモー
タリングして始動する。このとき、モータＭＧ１の反力
トルクがプラネタリギヤ１２０を介してリングギヤ１２
２にも出力される。
【００４０】エンジン１５０を運転してプラネタリキャ
リア軸１２７を回転させると、上式（１）〜（３）を満
足する条件下で、サンギヤ軸１２５およびリングギヤ軸
１２６が回転する。リングギヤ軸１２６の回転による動
力はそのまま車輪１１６Ｒ，１１６Ｌに伝達される。サ
ンギヤ軸１２５の回転による動力は第１のモータＭＧ１
で電力として回生することができる。一方、第２のモー
タＭＧ２を力行すれば、リングギヤ軸１２６を介して車
輪１１６Ｒ，１１６Ｌに動力を出力することができる。
【００４１】定常運転時には、エンジン１５０の出力
が、車軸１１２の要求動力（すなわち車軸１１２の回転
数×トルク）とほぼ等しい値に設定される。このとき、
エンジン１５０の出力の一部はリングギヤ軸１２６を介
して直接車軸１１２に伝えられ、残りの出力は第１のモ
ータＭＧ１によって電力として回生される。回生された
電力は、第２のモータＭＧ２がリングギヤ軸１２６を回
転させるトルクを発生するために使用される。この結
果、車軸１１２を所望の回転数で所望のトルクで駆動す
ることが可能である。
【００４２】車軸１１２に伝達されるトルクが不足する
場合には、第２のモータＭＧ２によってトルクをアシス
トする。このアシストのための電力には、第１のモータ
ＭＧ１で回生した電力およびＨＶバッテリ１９４に蓄え
られた電力が用いられる。このように、制御システム２
００は、車軸１１２から出力すべき要求動力に応じて２
つのモータＭＧ１，ＭＧ２の運転を制御する。
【００４３】本実施例のハイブリッド車両は、エンジン
１５０を運転したまま後進することも可能である。エン
ジン１５０を運転すると、プラネタリキャリア軸１２７
は前進時と同方向に回転する。このとき、第１のモータ
ＭＧ１を制御してプラネタリキャリア軸１２７の回転数
よりも高い回転数でサンギヤ軸１２５を回転させると、
上式（１）から明らかな通り、リングギヤ軸１２６は後
進方向に反転する。制御システム２００は、第２のモー
タＭＧ２を後進方向に回転させつつ、その出力トルクを
制御して、ハイブリッド車両を後進させることができ
る。
【００４４】プラネタリギヤ１２０は、リングギヤ１２
２が停止した状態で、プラネタリキャリア１２４および
サンギヤ１２１を回転させることが可能である。従っ
て、車両が停止した状態でもエンジン１５０を運転する
ことができる。例えば、ＨＶバッテリ１９４の残容量が
少なくなれば、エンジン１５０を運転し、第１のモータ
ＭＧ１を回生運転することにより、ＨＶバッテリ１９４
を充電することができる。車両が停止しているときに第
１のモータＭＧ１を力行すれば、そのトルクによってエ
ンジン１５０をモータリングし、始動することができ
る。
【００４５】Ｃ．実施例の制御システムの構成：図２
は、第１実施例における制御システム２００のより詳細
な構成を示すブロック図である。マスタ制御部２７０
は、マスタ制御ＣＰＵ２７２と、電源制御回路２７４と
を含んでいる。また、モータ制御部２６０は、モータ主
制御ＣＰＵ２６２と、２つのモータＭＧ１，ＭＧ２をそ
れぞれ制御するための２つのモータ制御ＣＰＵ２６４，
２６６とを有している。各ＣＰＵは、それぞれ図示しな
いＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭと入力ポートと出力ポートを
備えており、これらとともに１チップマイクロコンピュ
ータを構成している。
【００４６】マスタ制御ＣＰＵ２７２は、３つの原動機
１５０，ＭＧ１，ＭＧ２の回転数やトルクの配分等の制
御量を決定し、他のＣＰＵやＥＣＵに各種の要求値を供
給して、各原動機の駆動を制御する機能を有している。
この制御のために、マスタ制御ＣＰＵ２７２には、アク
セル開度を示すアクセルポジション信号ＡＰ１，ＡＰ２
や、シフト位置を示すシフトポジション信号ＳＰ１，Ｓ
Ｐ２等が、入力ポートに直接接続されている。また、イ
グニッション操作を示すイグニッションセンサ１６９か
らのイグニッション信号ＩＧやブレーキセンサ１６３か
らのブレーキ信号ＢＰなどは、ブレーキＥＣＵ２２０を
介して、マスタ制御ＣＰＵ２７２に入力されている。な
お、アクセルセンサ１６５とシフトポジションセンサ１
６７は、それぞれ２重化されており、マスタ制御ＣＰＵ
２７２は、２つのアクセルポジション信号ＡＰ１，ＡＰ
２と、２つのシフトポジション信号ＳＰ１，ＳＰ２と
を、それぞれ受け取っている。また、マスタ制御ＣＰＵ
２７２の出力ポートには、インナパネルに設けられたイ
ンジケータやランプなどが接続されている。図２では、
代表例として、ダイアグランプ２９１のみを示した。マ
スタ制御ＣＰＵ２７２は、出力ポートを制御することに
より、これらのインジケータやランプを直接点灯するこ
とができる。
【００４７】電源制御回路２７４は、電源関係の制御を
行なう回路であり、この実施例では、主として、マスタ
制御ＣＰＵ２７２の異常を監視する監視回路としての役
割を果たしており、マスタ制御ＣＰＵ２７２の信号ＷＤ
Ｐ２を入力している。
【００４８】エンジンＥＣＵ２４０は、マスタ制御ＣＰ
Ｕ２７２から与えられたエンジン出力要求値ＰＥreqに
応じてエンジン１５０を制御する。エンジンＥＣＵ２４
０からは、エンジン１５０の回転数ＲＥＶenがマスタ制
御ＣＰＵ２７２にフィードバックされる。
【００４９】モータ主制御ＣＰＵ２６２は、マスタ制御
ＣＰＵ２７２から与えられたモータＭＧ１，ＭＧ２に関
するトルク要求値Ｔ１req，Ｔ２reqに応じて、２つのモ
ータ制御ＣＰＵ２６４，２６６にそれぞれ電流要求値Ｉ
１req，Ｉ２reqを供給する。モータ制御ＣＰＵ２６４，
２６６は、電流要求値Ｉ１req，Ｉ２reqに従って駆動回
路１９１，１９２をそれぞれ制御して、モータＭＧ１，
ＭＧ２を駆動する。モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数セン
サからは、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数ＲＥＶ１，Ｒ
ＥＶ２がモータ主制御ＣＰＵ２６２にフィードバックさ
れている。なお、モータ主制御ＣＰＵ２６２からマスタ
制御ＣＰＵ２７２には、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数
ＲＥＶ１，ＲＥＶ２や、ＨＶバッテリ１９４から駆動回
路１９１，１９２への電流値ＩＢなどがフィードバック
されている。
【００５０】二つの制御ＣＰＵ２６２，ＣＰＵ２７２
は、双方向通信配線２１４，２１６を介して異常履歴登
録回路２８０と接続されており、データの読み書きを行
なうことができる。また、マスタ制御ＣＰＵ２７２とモ
ータ主制御ＣＰＵ２６２の間にも双方向通信配線２１２
が設けられており、種々のデータ、例えば処理の妥当性
の検証を含む各種データのやり取りを、この双方向通信
配線２１２を介して行なっている。
【００５１】バッテリＥＣＵ２３０は、ＨＶバッテリ１
９４の充電状態ＳＯＣを監視するとともにＨＶバッテリ
１９４の電圧値、そして必要に応じてＨＶバッテリ１９
４の充電要求値ＣＨreqをマスタ制御ＣＰＵ２７２に供
給する。マスタ制御ＣＰＵ２７２は、この要求値ＣＨre
qを考慮して各原動機の出力を決定する。すなわち、充
電が必要な場合には、走行に必要な出力よりも大きい動
力をエンジン１５０に出力させて、その一部を第１のモ
ータＭＧ１による充電動作に配分する。
【００５２】ブレーキＥＣＵ２２０は、図示しない油圧
ブレーキと、第２のモータＭＧ２による回生ブレーキと
のバランスを取る制御を行なう。この理由は、このハイ
ブリッド車両では、ブレーキ時に第２のモータＭＧ２に
よる回生動作が行なわれてＨＶバッテリ１９４が充電さ
れるからである。具体的には、ブレーキＥＣＵ２２０
は、ブレーキセンサ１６３からのブレーキ圧力ＢＰに基
づいて、マスタ制御ＣＰＵ２７２に回生要求値ＲＥＧre
qを入力する。マスタ制御ＣＰＵ２７２は、この要求値
ＲＥＧreqに基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の動作を決
定して、ブレーキＥＣＵ２２０に回生実行値ＲＥＧprac
をフィードバックする。ブレーキＥＣＵ２２０は、この
回生実行値ＲＥＧpracと回生要求値ＲＥＧreqの差分
と、ブレーキ圧力ＢＰとに基づいて、油圧ブレーキによ
るブレーキ量を適切な値に制御する。
【００５３】以上のように、マスタ制御ＣＰＵ２７２
は、各原動機１５０，ＭＧ１，ＭＧ２の出力を決定し
て、それぞれの制御を担当するＥＣＵ２４０やＣＰＵ２
６４，２６６に要求値を供給する。ＥＣＵ２４０やＣＰ
Ｕ２６４，２６６は、この要求値応じて各原動機を制御
する。この結果、ハイブリッド車両は、走行状態に応じ
て適切な動力を車軸１１２から出力して走行することが
できる。また、ブレーキ時には、ブレーキＥＣＵ２２０
とマスタ制御ＣＰＵ２７２とが協調して、各原動機や油
圧ブレーキの動作を制御する。この結果、電力を回生し
つつ、運転者に違和感をあまり感じさせないブレーキン
グを実現することができる。
【００５４】メインＥＣＵ２１０のマスタ制御部２７
０、更に詳しくはマスタ制御ＣＰＵ２７２は、補機バッ
テリ１９８やコンバータ２５２の動作を監視する機能を
有する。即ち、マスタ制御ＣＰＵ２７２は、図２に示す
ように、イグニッションキーの操作により車両の始動が
要求されて、低電圧電源Ｖｃｃが供給されると、その処
理を開始する。図示するように、このマスタ制御ＣＰＵ
２７２には、ＨＶバッテリ１９４の高電圧直流電圧を低
電圧直流電圧に変換するためのコンバータ２５２と、補
機バッテリ１９８に設けられその電圧を検出して検出信
号ＶＣＥを出力する電圧センサ１９９とが接続されてい
る。マスタ制御ＣＰＵ２７２は、イグニッションセンサ
１６９がイグニッションキーの操作により出力した始動
要求の信号ＩＧによりリレー１９７がオンにされて、低
電圧電源Ｖｃｃの供給をうけると、補機バッテリ１９８
の電圧ＶＣＥに応じて、システムメインリレーＳＭＲを
オン・オフし、必要に応じてコンバータ２５２の動作を
制御する。これらの処理については、後で詳しく説明す
る。
【００５５】異常履歴登録回路２８０の入力ポートに
は、マスタ制御ＣＰＵ２７２とモータ主制御ＣＰＵ２６
２との間で送受信されるリセット信号ＲＥＳ１，ＲＥＳ
２が入力されている。異常履歴登録回路２８０は、これ
らのリセット信号ＲＥＳ１，ＲＥＳ２が発生すると、こ
れを内部のＥＥＰＲＯＭ２８２に格納する。すなわち、
異常履歴登録回路２８０は、マスタ制御ＣＰＵ２７２や
モータ主制御ＣＰＵ２６２がリセットされるときに、ど
のリセット信号が発生したかを監視してその履歴を登録
する機能を有している。
【００５６】Ｄ．バッテリ電圧低下時における安全性の
確保：以上、本実施例の車両の各制御部に着いて説明し
たが、この様な各ＣＰＵによる動作もＨＶバッテリ１９
４，補機バッテリ１９８による正常な電力供給が行われ
なければ為し得ない。本実施例では、こうしたバッテリ
の電力供給の制御を以下に説明する手法で行なってい
る。
【００５７】図３は、コンバータ２５２の内部構成を、
補機バッテリ１９８、リレー１９７およびメインＥＣＵ
２１０の接続関係と共に示す回路図である。また、図４
は、メインＥＣＵ２１０のマスタ制御ＣＰＵ２７２が行
なう処理を示すフローチャートである。
【００５８】図３に示すように、コンバータ２５２は、
ＨＶバッテリ及び駆動回路１９１，１９２の高電圧を入
力フィルタにより平滑し、トランジスタブリッジ回路で
いったん交流に変換して、トランスＴＲにて低電圧に高
圧した後、清流、平滑化して補機バッテリ１９８を充電
する。この時、コンバータ制御回路２５０が、電圧セン
サ１９９により検出される補機バッテリ１９８の電圧Ｖ
ＣＥを監視しており、補機バッテリ１９８の端子電圧が
一定になるようにトランジスタブリッジ回路を制御する
ため、補機バッテリ１９８の端子電圧はエンジン１５０
の回転数とは無関係に一定値となる。
【００５９】このコンバータ制御回路２５０は、マスタ
制御ＣＰＵ２７２から制御信号を受けており、この制御
信号がハイレベルの時、コンバータ２５２における高電
圧系から低電圧系への電力変換を実行させる。マスタ制
御ＣＰＵ２７２は、補機バッテリ１９８に設けられた電
圧センサ１９９からの電圧信号ＶＣＥを入力している。
リレー１９７の接点は、補機バッテリ１９８の電源ライ
ンに介装されており、補機バッテリ１９８の電圧は、そ
の接点を介して、電源電圧Ｖｃｃとして、メインＥＣＵ
２１０などの電子機器の電源電圧となっている。
【００６０】マスタ制御ＣＰＵ２７２は、リレー１９７
がオンになって電源電圧Ｖｃｃの供給を受けると、図４
に示した処理ルーチンの実行を開始する。このルーチン
を起動すると、マスタ制御ＣＰＵ２７２は、まず予め定
めた初期化の処理を実行する（ステップＳ３００）。初
期化の処理が終了すると、マスタ制御ＣＰＵ２７２は、
電圧センサ１９９の電圧信号ＶＣＥを読み取る処理を行
なう（ステップＳ３１０）。続いて、この電圧信号ＶＣ
Ｅを、予め定めた最低基準電圧Ｖmin と比較する処理を
行なう（ステップＳ３２０）。この最低基準電圧Ｖmin
は、低電圧電源Ｖｃｃが確立し、全てのＥＣＵが正常に
起動できる電圧であり、本実施例では、１０．５ボルト
に設定されている。
【００６１】補機バッテリ１９８の電圧ＶＣＥが、最低
基準電圧Ｖmin より大きければ、電源系統には問題がな
いとして、ダイアグノーシスの結果として「正常」とい
う信号を出力する（ステップＳ３３０）。この信号は、
マスタ制御ＣＰＵ２７２が単独で出力しても良いが、既
に説明した他のＥＣＵとの間との検証を済ませてから出
力するものとしても良い。ダイアグノーシスの結果とし
て「正常」を出力した後、マスタ制御ＣＰＵ２７２は、
予め定めた通常の車両始動制御を開始する（ステップＳ
３４０）。
【００６２】一方、ステップＳ３２０において、補機バ
ッテリ１９８の電圧ＶＣＥが最低基準電圧Ｖmin より低
いと判断した場合には、補機バッテリ１９８の電圧ＶＣ
Ｅが、この最低基準電圧Ｖmin より低い電圧として設定
された禁止基準電圧Ｖinh より大きいか否かの判断を行
なう（ステップＳ３５０）。この禁止基準電圧Ｖinh
は、低電圧電源で動作しているシステムメインリレーＳ
ＭＲが正常に動作できる下限の電圧に対応した電圧（本
実施例では、８．５ボルト）として設定されている。な
お、補機バッテリ１９８の電圧が、この電圧Ｖinh 以上
あれば、コンバータ２５２は、正常に動作する。本実施
例におけるコンバータ２５２の動作保証電圧は８ボルト
だからである。
【００６３】補機バッテリ１９８の電圧が、禁止基準電
圧Ｖinh 未満であれば、補機バッテリ１９８の電圧は低
く、システムメインリレーＳＭＲを正常に駆動すること
はできないと判断し、マスタ制御ＣＰＵ２７２は、ダイ
アグランプ２９１を点滅させ、更に異常の発生を異常履
歴登録回路２８０に記憶する処理（ステップＳ３６０）
を行なう。その後、「ＮＥＸＴ」に抜けて本ルーチンを
終了する。なお、補機バッテリ１９８の電圧が禁止基準
電圧Ｖinh を大きく下回っていれば、即ち、各ＥＣＵが
動作可能な最低電圧（本実施例では約４ボルト）を下回
っていれば、マスタ制御ＣＰＵ２７２が動作することが
できないことが考えられる。通常こうした場合には、各
ＥＣＵに内蔵された電源監視回路が、ＥＣＵをリセット
状態に保つので、マスタ制御ＣＰＵ２７２がコンバータ
制御回路２５０などに誤った信号を出力することはな
い。
【００６４】一方、補機バッテリ１９８の電圧が禁止基
準電圧Ｖinh より高いと判断された場合には（ステップ
Ｓ３５０）、システムメインリレーＳＭＲをオンする処
理を行なう（ステップＳ３７０）。この結果、システム
メインリレーＳＭＲは、その接点を閉成し、ＨＶバッテ
リ１９４からの電力が高電圧電源ラインに供給される。
従って、コンバータ２５２も電力の供給を受けて、動作
可能となる。なお、この状態では、ステップＳ３３０で
出力されるダイアグノーシスの「正常」信号はまだ出力
されないので、モータ制御部２６０などがモータＭＧ
１，ＭＧ２などを駆動することはない。システムメイン
リレーＳＭＲをオンにした後、コンバータ２５２のコン
バータ制御回路２５０に制御信号を出力し、コンバータ
２５２の動作を開始させる（ステップＳ３８０）。この
結果、ＨＶバッテリ１９４を電源としてコンバータ２５
２がＤＣ／ＤＣ変換を実行し、補機バッテリ１９８を充
電する。尚、この実施例では、ＨＶバッテリ１９４の電
圧によらず、システムメインリレーＳＭＲをオンするも
のとしたが、マスタ制御ＣＰＵ２７２は、システムメイ
ンリレーＳＭＲの駆動に先立って、ＨＶバッテリ１９４
の電圧をバッテリＥＣＵ２３０を用いて検出し、これが
不十分な場合には、システムメインリレーＳＭＲをオン
に切り換える動作を行なわず、異常の発生として、異常
履歴登録回路２８０に記憶するものとしてもよい。
【００６５】結局、上記処理により、補機バッテリ１９
８の電圧ＶＣＥが禁止基準電圧Ｖinh より高く最低基準
電圧Ｖmin より低い場合、システムメインリレーＳＭＲ
をオンにて、コンバータ２５２を用いて補機バッテリ１
９８の充電を行なうことになるが、この場合でも一応補
機バッテリ１９８の電圧ＶＣＥが、想定した正常動作電
圧の範囲を下回ったことから、異常の発生とみなして、
ダイアグランプ２９１を点灯すると共に、異常履歴登録
回路２８０にこれを記憶する（ステップＳ３９０）。こ
の異常発生の記憶は、メンテナンスモードにおいて、読
み出すことができる。その後、「ＮＥＸＴ」に抜けて、
本ルーチンを終了する。
【００６６】ステップＳ３８０においてコンバータ２５
２により補機バッテリ１９８の充電が行なわれると、や
がて補機バッテリ１９８の電圧は上昇し、電圧信号ＶＣ
Ｅは、最低基準電圧Ｖmin を上回ることになる。図４に
示したルーチンは、所定インターバルで繰り返し実行さ
れるから、補機バッテリ１９８の電圧ＶＣＥが上昇する
と、やがてステップＳ３２０での判断は「ＹＥＳ」とな
り、既述したダイアグノーシスの判断として「正常」が
出力されるから（ステップＳ３３０）、全ＥＣＵがこの
出力を受けて、予め定めた各処理を一斉に開始する。即
ち、車両は起動し、運転者は、車両を走行させることが
できる。
【００６７】以上説明した処理を、補機バッテリ１９８
の電圧ＶＣＥの大きさに沿って整理すると、この実施例
では、大きくは次の〜の制御状態をとる。以下、こ
れについて説明するが、説明の便を図って、図５に、補
機バッテリ１９８の電圧信号ＶＣＥの大きさと主要な制
御状態とを示した。 補機バッテリ１９８の出力電圧ＶＣＥが、これ以下で
は高電圧電源系を確立させる機器の一つであるシステム
メインリレーＳＭＲの正常動作を保証しない禁止基準電
圧Ｖinh 以下の場合には、図５に示したように、いずれ
の電子機器も動作しない。これは、マスタ制御ＣＰＵ２
７２が、補機バッテリ１９８の電圧ＶＣＥが禁止基準電
圧Ｖinh 未満であることを検出してダイアグノーシスの
「正常」信号を出力しないこと、あるいはそもそも各Ｅ
ＣＵが動作せず、リセット状態に保たれることにより、
システムメインリレーＳＭＲをオフ（接点を開放状態）
とし、コンバータ２５２も動作させないのである。
【００６８】一方、補機バッテリ１９８の電圧ＶＣＥ
が、禁止基準電圧Ｖinh 以上で、かつメインＥＣＵ２１
０などの電子機器の正常動作を保証した最低基準電圧Ｖ
min未満であれば、マスタ制御ＣＰＵ２７２により、シ
ステムメインリレーＳＭＲをオンすると共に、コンバー
タ２５２を動作させる。この結果、コンバータ２５２に
よりＨＶバッテリ１９４を高電圧源として、補機バッテ
リ１９８は次第に充電されることになる。但し、ダイア
グノーシスの「正常」信号は出力されないから、モータ
制御部２６０は、この状態では、動作を許可されない。
補機バッテリ１９８の電圧がまだ完全に正常な値とはな
っていないからである。したがって、この場合、電源異
常の情報は、マスタ制御ＣＰＵ２７２により異常履歴登
録回路２８０に記憶される。
【００６９】上記の状態になると、コンバータ２５
２は動作し、その働きにより、ＨＶバッテリ１９４を高
電圧電源として補機バッテリ１９８が充電されて、補機
バッテリ１９８の電圧ＶＣＥが上昇して最低基準電圧Ｖ
min を超える。補機バッテリ１９８の電圧ＶＣＥが最低
基準電圧Ｖmin を超えれば、これを検出したマスタ制御
ＣＰＵ２７２は、ダイアグノーシスとして「正常」信号
を出力する。このを受けて、制御ＣＰＵ２６２などモー
タ制御部２６０は動作を開始し、車両のシステム全体が
始動する。もとより、始動時から補機バッテリ１９８の
出力電圧ＶＣＥが、最低基準電圧Ｖmin 以上であれば、
マスタ制御ＣＰＵ２７２は直ちにダイアグノーシスとし
て「正常」信号を出力し、車両は始動する。この場合に
は、電源異常の情報が異常履歴登録回路２８０に記憶さ
れることはない。
【００７０】以上のように構成、制御される本実施例の
ハイブリッド車両は、補機バッテリ１９８の放電が進
み、補機バッテリ１９８単独によっては低電圧系の電源
が確立するとは見なせない電圧（１０．５［ｖ］）未満
となった場合であっても、直ちにハイブリッド車両の始
動が不能となることはない。すなわち、この様な場合で
あっても、高電圧系のＨＶバッテリ１９４の電力をコン
バータ２５２を介して低電圧系に変換し、これにより補
機バッテリ１９８の電圧低下を賄うことができるとき
（１４４［ｖ］以上）には、直ちにコンバータ２５２を
作動させて低電圧系統への電気エネルギの補充を行な
う。したがって、車両の始動が可能となる。この結果、
本実施例のハイブリッド車両は、補機バッテリ１９８の
端子電圧が、降圧電源系を確立するための機器の一つで
あるシステムメインリレーＳＭＲの正常動作が困難な値
（８．５［Ｖ］）にまで低下したときをのぞき車両の始
動が可能となり、補機バッテリ１９８の電圧低下に起因
する始動不良の発生頻度を極めて低く抑えるこができ
る。
【００７１】また、本実施例によれば、例えコンバータ
２５２を用いた充電により補機バッテリ１９８の電圧を
正常値に復して車両を始動しても、その場合には、マス
タ制御ＣＰＵ２７２が異常の発生を異常履歴登録回路２
８０に記憶すると共に、必要に応じてダイアグランプ２
９１を点滅する。したがって、補機バッテリ１９８の電
圧の不測の低下という事態の発生を知ることができ、車
両のメンテナンスなど必要な対応をとることができる。
【００７２】次に本発明の第２の実施例について説明す
る。第２実施例では、補機バッテリ１９８の電圧が最適
基準電圧Ｖmin ，禁止基準電圧Ｖinh に対してどのよう
な大小関係にあるかを、補機バッテリ１９８の電圧を監
視する電源回路により判断する。例えば、補機バッテリ
１９８の電圧をバッテリＥＣＵ２３０が常時監視するも
のとし、始動要求が生じたとき、バッテリＥＣＵ２３０
が、補機バッテリ１９８の電圧について判断して、ＶＣ
Ｅ≧Ｖinh であれば、リレー１９７をオンにして、全Ｅ
ＣＵを起動するものとする。この結果、低電圧電源Ｖｃ
ｃの供給を受けて、全ＥＣＵが動作を開始するが、この
とき、マスタ制御ＣＰＵ２７２は、バッテリＥＣＵ２３
０からフラグＦの送信を受けるものとする。フラグＦ
は、バッテリＥＣＵ２３０により、 Ｖinh ≦ＶＣＥ≦Ｖmin のときに、値１に、それ以外では値０に設定されるフラ
グである。
【００７３】かかるバッテリＥＣＵ２３０の処理を受け
て、マスタ制御ＣＰＵ２７２が実行する起動時処理ルー
チンについて、図５を用いて説明する。マスタ制御ＣＰ
Ｕ２７２は、リレー１９７がオンにされて電源が投入さ
れると、初期化の処理を行なって、通信により、常時動
作しているバッテリＥＣＵ２３０からフラグＦの値を受
け取る（ステップＳ４１０）。その後、ＨＶバッテリセ
ンサ１９６からの信号を読み込んで、ＨＶバッテリ１９
４の端子電圧ＶＨを検出する（ステップＳ４２０）。そ
の電圧値ＶＨがコンバータ２５２を介した補機バッテリ
１９８の充電を行うのに十分な電圧として予め定めた判
定値Ｖ０以上であるか否かを判断する（ステップＳ４３
０）。ここで、充電可能であるか否かの判断とは、コン
バータ２５２の能力によって左右されるものであるが、
本実施例の場合にはＨＶバッテリ１９４の端子電圧が１
４４［Ｖ］以上である場合にはコンバータ２５２の出力
値が１４［Ｖ］に安定するため、本実施例では、この値
を判定値Ｖ０としている。
【００７４】ＨＶバッテリ１９４の電圧ＶＨが判定値Ｖ
０以上の場合には、システムメインリレーＳＭＲをオン
とし（ステップＳ４４０）、その後、通信を介して受け
取ったフラグＦが値１か否かの判断を行なう（ステップ
Ｓ４５０）。フラグＦが値１であれば、補機バッテリ１
９８の電圧は最低基準値Ｖmin 未満になったことがある
と判断し、これを異常履歴登録回路２８０に記憶すると
共に、ダイアグランプ２９１点灯する処理を行なう（ス
テップＳ４６０）。更にマスタ制御部２７０としての正
常な起動処理を実行する（ステップＳ４７０）。一方、
ＨＶバッテリ１９４の電圧ＶＨが補機バッテリ１９８を
充電可能な電圧値Ｖ０以下にまで低下している場合には
（ステップＳ４３０）、システムメインリレーＳＭＲは
オフのままとし（ステップＳ４８０）、高電圧異常処理
を実行する（ステップＳ４９０）。高電圧異常処理で
は、異常履歴登録回路２８０にこれを記憶するだけでも
良いが、エンジン１５０を駆動することでＨＶバッテリ
１９４を充電可能な否かを判断し、可能であれば、エン
ジンＥＣＵ２４０を用いてエンジン１５０を起動し、モ
ータＭＧ１，ＭＧ２を発電機として用いて、ＨＶバッテ
リ１９４を充電する処理を行なっても良い。
【００７５】以上説明した第２実施例によっても、補機
バッテリ１９８の電圧が最低基準電圧Ｖmin より小さく
なっても、車両を始動することができることは、第１実
施例と同様である。第２実施例では、更に、コンバータ
２５２を用いた補機バッテリ１９８の充電の可否を、Ｈ
Ｖバッテリ１９４の電圧も参照して判断している。した
がって、ＨＶバッテリ１９４が十分な残容量がない場合
に、コンバータ２５２を用いて補機バッテリ１９８の充
電を試みることがない。また、バッテリＥＣＵ２３０に
より常時補機バッテリ１９８の電圧を監視しているの
で、例えば車両停止中のライトの消し忘れなどにより補
機バッテリ１９８の電圧が消尽しそうになった場合、早
い時点で警告音を発したり、場合によっては、車両が停
止していることを確認した上で、ライトを消灯するとい
った処理を行なうこともできる。
【００７６】以上本発明の実施例について説明したが、
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において、種々なる
態様で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例としてのハイブリッド車両
の全体構成を示す説明図である。
【図２】制御システム２００のより詳細な構成を示すブ
ロック図である。
【図３】コンバータ周辺のより詳細な構成の説明図であ
る。
【図４】車両始動時のブレーキＥＣＵ２２０の処理を示
すフローチャートである。
【図５】補機バッテリ１９８の電圧信号ＶＣＥの大きさ
と処理の概要を示す説明図である。
【図６】第２実施例における始動時におけるマスタ制御
ＣＰＵ２７２の処理の概要を説明するフローチャートで
ある。
【符号の説明】
１１２…車軸 １１４…デファレンシャルギア １１６Ｒ，１１６Ｌ…車輪 １１９…ケース １２０…プラネタリギヤ １２１…サンギヤ １２２…リングギヤ １２３…プラネタリピニオンギヤ １２４…プラネタリキャリア １２５…サンギヤ軸 １２６…リングギヤ軸 １２７…プラネタリキャリア軸 １２９…チェーンベルト １３０…ダンパ １３１，１４１…三相コイル １３２，１４２…ロータ １３３，１４３…ステータ １４２…ロータ １４４…回転数センサ １５０…エンジン １５６…クランクシャフト １６３…ブレーキセンサ １６５…アクセルセンサ １６７…シフトポジションセンサ １６９…イグニッションセンサ １９１，１９２…駆動回路 １９４…ＨＶバッテリ １９６…ＨＶバッテリセンサ １９７…リレー １９８…補機バッテリ １９９…電圧センサ ２００…制御システム ２１０…メインＥＣＵ ２１２…双方向通信配線 ２１４，２１６…双方向通信配線 ２２０…ブレーキＥＣＵ ２３０…バッテリＥＣＵ ２４０…エンジンＥＣＵ ２５０…コンバータ制御回路 ２５２…コンバータ ２６０…モータ制御部 ２６２…モータ主制御ＣＰＵ ２６４，２６６…第１，第２モータ制御ＣＰＵ ２７０…マスタ制御部 ２７２…マスタ制御ＣＰＵ ２７４…電源制御回路 ２８０…異常履歴登録回路 ２８２…ＥＥＰＲＯＭ ２９１…ダイアグランプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60L 11/12 B60L 11/18 B60K 6/04 B60L 11/14

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 高電圧バッテリを含む高電圧系の電気エ
    ネルギを利用する車両であって、 車両の走行に関する制御を行なう制御装置と、 低電圧バッテリを含む低電圧系の電気エネルギを、前記
    制御装置に供給する低電圧電源回路と、 前記低電圧バッテリの電圧を検出するバッテリ電圧検出
    手段と、 前記高電圧系の電気エネルギを低電圧に変換して該低電
    圧バッテリの充電を行なうコンバータ手段と、前記低電圧系を電源とし、前記制御装置の一つにより駆
    動されて、該コンバータ手段と前記高電圧系との接続を
    入り切りする接続手段と、 車両の始動要求があったとき、前記検出された低電圧バ
    ッテリの電圧が、予め定めた最低基準電圧より低く、前
    記接続手段が作動可能な電圧である禁止基準電圧より高
    いことを判別する判別手段と、 該判別手段より、低電圧バッテリの電圧が、前記 最低基
    準電圧よりも低くかつ前記禁止基準電圧より高いと判別
    した場合に、前記制御装置の動作の許可に先立って、前
    記接続手段を動作させて高電圧系の電気エネルギをコン
    バータ手段に供給することにより前記低電圧バッテリの
    電圧を前記最低基準電圧にまで回復させる回復手段とを
    備える車両。
  2. 【請求項２】 前記接続手段は、前記高電圧バッテリ
    を、前記コンバータ手段を含む前記高電圧系に接続する
    リレーである請求項１記載の車両。
  3. 【請求項３】 前記検出された低電圧バッテリの電圧
    が、前記接続手段の動作が保証された下限電圧に対応し
    た禁止基準電圧以下である場合には、前記回復手段の動
    作を禁止する禁止手段を備える請求項２記載の車両。
  4. 【請求項４】 前記回復手段の作動を報知する報知手段
    を備える請求項１ないし請求項３いずれか記載の車両。
  5. 【請求項５】 前記回復手段の作動を履歴として記憶
    し、該記憶した履歴を、外部からの要求に応じて出力す
    る記憶手段を備えた請求項１ないし請求項４何れか記載
    の車両。
  6. 【請求項６】 請求項１記載の車両であって、 車両走行用の動力を出力する電動機を備え、 前記高電圧バッテリは、該電動機を駆動するエネルギ源
    として用いられる車両。
  7. 【請求項７】 請求項６記載の車両であって、 燃料の燃焼により動力を出力する原動機と、 少なくとも該原動機の動力を用いて発電を行なう発電機
    と、 該発電機により発電された電力により前記高電圧バッテ
    リを充電する充電回路とを備えた車両。
  8. 【請求項８】 高電圧バッテリを含む高電圧系の電気エ
    ネルギを利用する機器に搭載された電源系制御装置であ
    って、 低電圧バッテリを含む低電圧系の電気エネルギを、機器
    の制御を行なう制御装置に供給する低電圧電源回路と、 前記低電圧バッテリの電圧を検出するバッテリ電圧検出
    手段と、 前記高電圧系の電気エネルギを低電圧に変換して該低電
    圧バッテリの充電を行なうコンバータ手段と、前記低電圧系を電源とし、前記制御装置の一つにより駆
    動されて、該コンバータ手段と前記高電圧系との接続を
    入り切りする接続手段と、 機器の使用開始の要求があったとき、前記検出された低
    電圧バッテリの電圧が、予め定めた最低基準電圧より低
    く、前記接続手段が動作可能な電圧である禁止基準電圧
    より高いことを判別する判別手段と、 該判別手段により、低電圧バッテリの電圧が、前記 最低
    基準電圧よりも低くかつ前記禁止基準電圧より高いと判
    別した場合には、前記制御装置の動作の許可に先立っ
    て、前記接続手段を動作させて高電圧系の電気エネルギ
    をコンバータ手段に供給することにより前記低電圧バッ
    テリの電圧を前記最低基準電圧にまで回復させる回復手
    段とを備える電源系制御装置。
  9. 【請求項９】 前記回復手段の作動を報知する報知手段
    を備える請求項８記載の電源系制御装置。
  10. 【請求項１０】 前記回復手段の作動を履歴として記憶
    し、該記憶した履歴を、外部からの要求に応じて出力す
    る記憶手段を備えた請求項８または請求項９記載の電源
    系制御装置。
  11. 【請求項１１】 高電圧バッテリを含む高電圧系の電気
    エネルギを利用する機器において、電源系を制御する方
    法であって、 低電圧バッテリを含む低電圧系の電気エネルギを、機器
    の制御を行なう制御装置に供給し、 前記低電圧バッテリの電圧が低下したとき前記高電圧系
    の電気エネルギを低電圧に変換するコンバータを用いて
    該低電圧バッテリの充電を行ない、 機器の使用開始要求があったとき、前記低電圧バッテリ
    の電圧が、予め定めた最低基準電圧より小さく、前記高
    電圧系と前記コンバータとを接続する接続手段の動作可
    能電圧より大きいと判別した場合には、前記制御装置の
    動作の許可に先立って、前記接続手段を動作させて高電
    圧系の電気エネルギを前記コンバータに供給することに
    より前記低電圧バッテリの電圧を前記最低基準電圧にま
    で回復させる電源系の制御方法。
  12. 【請求項１２】 高電圧バッテリの電気エネルギを低電
    圧に変換して供給するコンバータを備え、前記高電圧バ
    ッテリを含む高電圧系の電気エネルギを利用する車両の
    始動時制御方法であって、 車両の始動要求があったとき、前記低電圧バッテリの電
    圧が、低電圧系の確立のために必要とされる最低基準電
    圧よりも低く、前記高電圧系を前記コンバータに接続す
    る接続手段の動作可能電圧より高いと判断した場合に
    は、前記接続手段を動作させて高電圧系の電気エネルギ
    を前記コンバータに供給することにより前記低電圧バッ
    テリの電圧を前記最低基準電圧にまで回復させてから、
    車両の始動を開始する車両の始動時制御方法。
  13. 【請求項１３】 請求項１２記載の車両の始動時制御方
    法であって、 前記最低基準電圧より低く、それ以下では、高電圧系の
    電源を確立する機器の動作が保証されない電圧である動
    作禁止基準電圧を予め定め、 車両の始動要求があったとき、前記低電圧バッテリの電
    圧が、前記動作禁止基準電圧より小さいと判断された場
    合には、前記コンバータを含む前記高電圧系への高電圧
    バッテリからの出力を禁止する車両の始動時制御方法。
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