JP5385058B2 - 車両のモータ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の駆動源として内燃機関とモータジェネレータとを搭載した車両のモータ制御装置に関する発明である。

近年、低燃費、低排気エミッションの社会的要請から車両の駆動源としてエンジン（内燃機関）とモータジェネレータとを搭載したハイブリッド車の需要が拡大している。このハイブリッド車においては、例えば、特許文献１（特許第３２８４１８３号公報）に記載されているように、エンジンの出力軸にモータジェネレータを連結して、エンジンの動力のみで駆動輪を駆動して走行するエンジン単独走行と、エンジンとモータジェネレータの両方の動力で駆動輪を駆動して走行するモータアシスト走行を行うようにしたものがある。このものは、車両駆動用のモータジェネレータとは別にエンジン始動用のスタータモータを設け、エンジンを始動する際に、スタータモータの動力でエンジンをクランキングするようにしている。

特許第３２８４１８３号公報

しかし、上記特許文献１の技術では、車両駆動用のモータジェネレータとは別にエンジン始動用のスタータモータを設ける必要があるため、駆動システムの大型化や高コスト化を招いてしまう。そこで、本発明者は、スタータモータを省略して、エンジンを始動する際に、車両駆動用のモータジェネレータの動力でエンジンをクランキングするシステムを研究しているが、その研究過程で次のような新たな課題が判明した。

一般に、車両駆動用のモータジェネレータの電源となる高電圧バッテリ（例えばリチウムイオン電池やニッケル水素電池等）は、低温時に内部抵抗が増加して出力電力が大幅に低下するという特性がある。このため、高電圧バッテリの電力でモータジェネレータを駆動して該モータジェネレータの動力でエンジンをクランキングするシステムでは、低温時（例えば−３０℃以下のとき）にエンジンを始動する場合に、高電圧バッテリの出力電力の低下によりモータジェネレータのトルクが不足して、エンジンを十分なトルクでクランキングすることができず、エンジンの低温始動性が低下するという問題がある。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、駆動システムの小型化や低コスト化の要求を満たしながら、内燃機関の低温始動性を向上させることができる車両のモータ制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、車両の駆動源となる内燃機関及びモータジェネレータと、このモータジェネレータの電源となる高電圧バッテリと、車両の電装品の電源となる低電圧バッテリとを備えた車両のモータ制御装置において、内燃機関の始動要求が発生したときに低電圧バッテリの電力でモータジェネレータを駆動して該モータジェネレータの動力で内燃機関をクランキングする低電圧バッテリ始動制御を実行する始動制御手段を備え、前記高電圧バッテリと前記モータジェネレータとの間に平滑コンデンサとインバータとを接続すると共に、前記モータジェネレータの各相の巻線を一括接続した中性点と前記インバータの直流入力側との間に前記低電圧バッテリを接続した状態と接続しない状態とに切り換える手段を設け、前記始動制御手段は、前記低電圧バッテリ始動制御の際に、前記モータジェネレータの各相の巻線を一括接続した中性点と前記インバータの直流入力側との間に前記低電圧バッテリを接続した状態に切り換え、前記インバータを零電圧ベクトルモードでスイッチング動作させることで前記低電圧バッテリの出力電圧を前記インバータで昇圧して前記モータジェネレータに供給する手段を有する構成としたものである。

一般に、車両の電装品の電源となる低電圧バッテリ（例えば鉛蓄電池等）は、車両駆動用のモータジェネレータの電源となる高電圧バッテリ（例えばリチウムイオン電池やニッケル水素電池等）と比較して低温時の出力電力の低下が少ないという特性がある。

この特性に着目して、本発明のように、内燃機関の始動要求が発生したときに低電圧バッテリの電力でモータジェネレータを駆動して該モータジェネレータの動力で内燃機関をクランキングする低電圧バッテリ始動制御を実行するようにすれば、低温時に内燃機関を始動する場合でも、高電圧バッテリよりも低温時の出力電力の低下が少ない低電圧バッテリの電力でモータジェネレータを駆動することができ、モータジェネレータのトルクを十分に大きくして、内燃機関の始動に必要なトルクで内燃機関をクランキングすることが可能となり、内燃機関の低温始動性を向上させることができる。しかも、スタータモータを省略することができるため、駆動システムの小型化や低コスト化の要求を満たすことができる。

この場合、請求項１のように、高電圧バッテリとモータジェネレータとの間に平滑コンデンサとインバータとが接続されている場合、低電圧バッテリ始動制御の際に、モータジェネレータの各相の巻線を一括接続した中性点とインバータの直流入力側との間に低電圧バッテリを接続した状態に切り換え、インバータを零電圧ベクトルモードでスイッチング動作させることで低電圧バッテリの出力電圧をインバータで昇圧してモータジェネレータに供給するようにすると良い。

つまり、モータジェネレータの中性点とインバータの直流入力側との間に低電圧バッテリを接続した状態で、インバータを零電圧ベクトルモード（上アームの各相のスイッチング素子又は下アームの各相のスイッチング素子を同時にオンするモード）でスイッチング動作させることで、インバータをチョッパ（昇圧回路）として利用することが可能となり、低電圧バッテリの出力電圧をインバータで昇圧してモータジェネレータに供給することができる。このようにすれば、モータジェネレータに内燃機関の始動に必要な電力を確実に供給することができる。しかも、低電圧バッテリの出力電圧を昇圧する昇圧回路を新たに設ける必要がなく、低コスト化の要求を満たすことができる。

ところで、低電圧バッテリ始動制御を実行する際に、平滑コンデンサに残存する電荷によって平滑コンデンサの両端間の電圧が高電圧に維持された状態で、モータジェネレータの中性点とインバータの直流入力側との間に低電圧バッテリを接続した状態に切り換えると、低電圧バッテリに接続された低電圧系の電装品に過電圧が印加されてしまう可能性がある。

この対策として、請求項２のように、低電圧バッテリ始動制御の実行前にインバータをスイッチングして平滑コンデンサの両端間の電圧を低下させるようにすると良い。低電圧バッテリ始動制御の実行前に、インバータをスイッチングしてモータジェネレータに電流を流すことで、平滑コンデンサに残存する電荷を速やかに減少させて平滑コンデンサの両端間の電圧を速やかに低下させることができる。これにより、低電圧バッテリ始動制御を実行する際に、平滑コンデンサの両端間の電圧を低下させてから、モータジェネレータの中性点とインバータの直流入力側との間に低電圧バッテリを接続した状態に切り換えることができ、低電圧バッテリに接続された低電圧系の電装品に過電圧が印加されることを未然に防止することができる。

本発明は、内燃機関の始動要求が発生したときに常に低電圧バッテリ始動制御を実行するようにしても良いが、請求項３のように、内燃機関の始動要求が発生し且つ高電圧バッテリの温度が所定温度（内燃機関の始動に必要な電力を出力可能な温度）よりも低いと判定された場合に低電圧バッテリ始動制御を実行し、内燃機関の始動要求が発生し且つ高電圧バッテリの温度が所定温度以上と判定された場合に高電圧バッテリの電力でモータジェネレータを駆動して該モータジェネレータの動力で内燃機関をクランキングする高電圧バッテリ始動制御を実行するようにしても良い。このようにすれば、高電圧バッテリの温度が所定温度（内燃機関の始動に必要な電力を出力可能な温度）よりも低いと判定された場合にのみ低電圧バッテリ始動制御を実行するようにできるため、低電圧バッテリ始動制御を実行する頻度を必要最小限に抑えることができ、低電圧バッテリ始動制御を実行する回路（モータジェネレータの中性点とインバータの直流入力側との間に低電圧バッテリを接続した状態）に切り換えるためのリレー等の耐久寿命を向上させることができる。

また、請求項４のように、モータジェネレータの出力軸を、減速比が低くなる低減速比モードと該低減速比モードよりも減速比が高くなる高減速比モードとを切り換え可能な減速機を介して内燃機関の出力軸に連結し、モータジェネレータの動力で内燃機関をクランキングするときに減速機を高減速比モードに切り換えるようにしても良い。モータジェネレータの動力で内燃機関をクランキングするときに、減速機を低減速比モードから高減速比モードに切り換えて減速比を高くすることで、モータジェネレータの出力軸から減速機を介して内燃機関の出力軸（クランク軸）に伝達されるトルクを増加させることができるため、車両駆動用のトルク特性のモータジェネレータでも、内燃機関の始動に必要なトルクで内燃機関をクランキングすることができる。

図１は本発明の実施例１における車両駆動システムの概略構成を示す図である。 図２は実施例１のモータ制御システムの概略構成を示す図である。 図３は実施例１のモータ制御メインルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 図４は実施例１のエンジン始動制御ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 図５は実施例１のモータアシスト制御ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 図６は実施例２のモータ制御システムの概略構成を示す図である。 図７は実施例２のエンジン始動制御ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態をパラレルタイプのハイブリッド車に適用して具体化した幾つかの実施例を説明する。

本発明の実施例１を図１乃至図５に基づいて説明する。
まず、図１及び図２に基づいて車両駆動システムの概略構成を説明する。
図１に示すように、車両の駆動源として内燃機関であるエンジン１１とモータジェネレータ１２（例えば三相交流モータ）とが搭載されている。エンジン１１の出力軸の動力がクラッチ１３を介して変速機１４に伝達され、この変速機１４の出力軸の動力が図示しないデファレンシャルギヤや車軸等を介して駆動輪１５に伝達される。

一方、モータジェネレータ１２の出力軸は、２段減速機１６とギヤ機構等の軸動力伝達手段１７とを介してエンジン１１の出力軸に連結されている。２段減速機１６は、減速比（＝入力側の回転速度÷出力側の回転速度）が低くなる低減速比モードと、該低減速比モードよりも減速比が高くなる高減速比モードとを切り換え可能に構成されている。

また、モータジェネレータ１２の電源となる高電圧バッテリ１８と、車両の各種の電装品１９（電気負荷）の電源となる低電圧バッテリ２０とが搭載されている。高電圧バッテリ１８は、例えば、２００〜３００Ｖの高電圧を出力するリチウムイオン電池やニッケル水素電池等の二次電池により構成されている。一方、低電圧バッテリ２０は、例えば、１２Ｖの低電圧を出力する鉛蓄電池等の二次電池により構成されている。

図２に示すように、高電圧バッテリ１８には、メインリレー２１を介して三相のインバータ２２が接続され、このインバータ２２にモータジェネレータ１２が接続されている。メインリレー２１は、高電圧バッテリ１８のプラス側とマイナス側の両方に接点が設けられている。

インバータ２２には、６つのスイッチング素子２３（上アームの各相のスイッチング素子と下アームの各相のスイッチング素子）が設けられ、各スイッチング素子２３には、それぞれ還流ダイオード２４が並列に接続されている。このインバータ２２は、高電圧バッテリ１８の直流電力を三相の交流電力に変換してモータジェネレータ１２を駆動したり、モータジェネレータ１２で発電した三相の交流電力を直流電力に変換して高電圧バッテリ１８に充電する。

また、メインリレー２１とインバータ２２との間には、抵抗２５と、平滑コンデンサ２６と、この平滑コンデンサ２６の両端間の電圧（以下「コンデンサ両端電圧」という）を検出する電圧センサ２７とが接続されている。尚、抵抗２５と平滑コンデンサ２６がインバータ２２に組み込まれた構成としても良い。

更に、モータジェネレータ１２の各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の巻線を一括接続した中性点２８と、インバータ２２の直流入力側との間には、リレー２９を介して低電圧バッテリ２０が接続されている。リレー２９は、低電圧バッテリ２０のプラス側とマイナス側の両方に接点が設けられている。

インバータ２２、メインリレー２１、リレー２９等の動作は、モータ制御回路３０によって制御される。このモータ制御回路３０は、マイクロコンピュータを主体として構成され、後述する図３乃至図５のモータ制御用の各ルーチンを実行することで、エンジン停止中にエンジン始動要求が発生したときに、(1) エンジン始動制御を実行し、エンジン運転中にモータアシスト要求が発生したときに、(2) モータアシスト制御を実行する。

(1) エンジン始動制御では、低電圧バッテリ２０の電力でモータジェネレータ１２を駆動して該モータジェネレータ１２の動力をエンジン１１の出力軸（クランク軸）に伝達することで、モータジェネレータ１２の動力でエンジン１１をクランキングする低電圧バッテリ始動制御を実行する。

この低電圧バッテリ始動制御を実行する場合には、メインリレー２１をオフ（ＯＦＦ）した後に、リレー２９をオン（ＯＮ）して、モータジェネレータ１２の中性点２８とインバータ２２の直流入力側との間に低電圧バッテリ２０を接続した状態に切り換える。この状態で、インバータ２２を零電圧ベクトルモード（上アームの各相のスイッチング素子２３又は下アームの各相のスイッチング素子２３を同時にオンするモード）でスイッチング動作させることで、インバータ２２をチョッパ（昇圧回路）として利用することが可能となり、低電圧バッテリ２０の出力電圧をインバータ２２で昇圧してモータジェネレータ１２に供給することができる。この場合、モータジェネレータ１２の巻線がリアクトルの役割を果たす。そして、インバータ２２により、低電圧バッテリ２０の出力電圧を昇圧する電源昇圧制御を実行しながら、その直流電圧を三相の交流電圧に変換してモータジェネレータ１２を駆動するモータ駆動通電制御を実行する。

(2) モータアシスト制御では、高電圧バッテリ１８の電力でモータジェネレータ１２を駆動して該モータジェネレータ１２の動力をエンジン１１の出力軸に伝達することで、エンジン１１とモータジェネレータ１２の両方の動力で駆動輪１５を駆動して走行するモータアシスト走行を行う。
以下、モータ制御回路３０が実行する図３乃至図５のモータ制御用の各ルーチンの処理内容を説明する。

［モータ制御メインルーチン］
図３に示すモータ制御メインルーチンは、モータ制御回路３０の電源オン中に所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ１０１で、エンジン停止中にエンジン始動要求が発生したか否かを、例えば、エンジン停止中にイグニッションスイッチ（図示せず）がオンされたか否か、アイドルストップ制御によるエンジン自動停止中にエンジン再始動要求が発生したか否か等によって判定する。このステップ１０１で、エンジン停止中にエンジン始動要求が発生したと判定されれば、ステップ１０２に進み、後述する図４のエンジン始動制御ルーチンを実行する。

一方、上記ステップ１０１で、エンジン始動要求が発生していないと判定された場合には、ステップ１０３に進み、エンジン運転中にモータアシスト要求が発生したか否かを判定する。このステップ１０３で、エンジン運転中にモータアシスト要求が発生したと判定されれば、ステップ１０４に進み、後述する図５のモータアシスト制御ルーチンを実行する。

［エンジン始動制御ルーチン］
図４に示すエンジン始動制御ルーチンは、前記図２のモータ制御メインルーチンのステップ１０２で実行されるサブルーチンであり、特許請求の範囲でいう始動制御手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ２０１で、２段減速機１５を低減速比モードから高減速比モードに切り換えて減速比を高くする。エンジン始動時（モータジェネレータ１２の動力でエンジン１１をクランキングするとき）には、アシスト走行時（エンジン１１とモータジェネレータ１２の両方の動力で駆動輪１５を駆動して走行するとき）よりもモータジェネレータ１２の出力軸からエンジン１１の出力軸に伝達するトルクを大きくする必要があるため、２段減速機１６を低減速比モードから高減速比モードに切り換えて減速比を高くすることで、モータジェネレータ１２の出力軸から２段減速機１６を介してエンジン１１の出力軸（クランク軸）に伝達されるトルクを増加させる。

この後、ステップ２０２に進み、メインリレー２１をオフして、高電圧バッテリ１８とモータジェネレータ１２との電気的接続を遮断した後、ステップ２０３に進み、電圧センサ２７で検出したコンデンサ両端電圧が所定電圧（例えば低電圧バッテリ２０の出力電圧よりも少し高い電圧）以下であるか否かを判定する。

このステップ２０３で、コンデンサ両端電圧が所定電圧よりも高いと判定された場合には、平滑コンデンサ２６に残存する電荷によってコンデンサ両端電圧が高電圧に維持された状態になっているため、リレー２９をオンしてモータジェネレータ１２の中性点２８とインバータ２２の直流入力側との間に低電圧バッテリ２０を接続した状態に切り換えると、低電圧バッテリ２０に接続された低電圧系の電装品１８に過電圧が印加される可能性があると判断して、ステップ２０４に進み、インバータ２２をスイッチングしてモータジェネレータ１２に電流を流すことで、平滑コンデンサ２６の残存電荷を速やかに減少させてコンデンサ両端電圧を速やかに低下させる。

この後、上記ステップ２０３で、コンデンサ両端電圧が所定電圧以下であると判定されたときに、ステップ２０５に進み、リレー２９をオンして、モータジェネレータ１２の中性点２８とインバータ２２の直流入力側との間に低電圧バッテリ２０を接続した状態に切り換える。

この後、ステップ２０６に進み、インバータ２２により、低電圧バッテリ２０の出力電圧を昇圧する電源昇圧制御を実行しながら、その直流電圧を三相の交流電圧に変換してモータジェネレータ１２を駆動するモータ駆動通電制御を実行する。これにより、低電圧バッテリ２０の電力でモータジェネレータ１２を駆動して該モータジェネレータ１２の動力でエンジン１１をクランキングする低電圧バッテリ始動制御を実行する。

この後、ステップ２０７に進み、エンジン１１の始動が完了したか否かを、例えば、エンジン回転速度が始動完了判定値を越えたか否かによって判定し、エンジン１１の始動が完了したと判定されたときに、ステップ２０８に進み、２段減速機１６を高減速比モードから低減速比モードに切り換えた後、本ルーチンを終了する。

［モータアシスト制御ルーチン］
図５に示すモータアシスト制御ルーチンは、前記図２のモータ制御メインルーチンのステップ１０４で実行されるサブルーチンである。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ３０１で、リレー２９をオフして、低電圧バッテリ２０とモータジェネレータ１２との電気的接続を遮断した後、ステップ３０２に進み、メインリレー２１をオンして、高電圧バッテリ１８からモータジェネレータ１２への電力供給を可能な状態にする。

この後、ステップ３０３に進み、インバータ２２により、高電圧バッテリ１８の直流電圧を三相の交流電圧に変換してモータジェネレータ１２を駆動するモータ駆動通電制御を実行する。これにより、高電圧バッテリ１８の電力でモータジェネレータ１２を駆動して該モータジェネレータ１２の動力とエンジン１１の動力で駆動輪１５を駆動して走行するモータアシスト走行を行う。

一般に、車両の電装品１９の電源となる低電圧バッテリ２０（例えば鉛蓄電池等）は、車両駆動用のモータジェネレータ１２の電源となる高電圧バッテリ１８（例えばリチウムイオン電池やニッケル水素電池等）と比較して低温時の出力電力の低下が少ないという特性がある。

この特性に着目して、本実施例１では、エンジン始動要求が発生したときに、低電圧バッテリ２０の電力でモータジェネレータ１２を駆動して該モータジェネレータ１２の動力でエンジン１１をクランキングする低電圧バッテリ始動制御を実行するようにしたので、低温時にエンジン１１を始動する場合でも、高電圧バッテリ１８よりも低温時の出力電力の低下が少ない低電圧バッテリ２０の電力でモータジェネレータ１２を駆動することができ、モータジェネレータ１２のトルクを十分に大きくして、エンジン１１の始動に必要なトルクでエンジン１１をクランキングすることが可能となり、エンジン１１の低温始動性を向上させることができる。しかも、スタータモータを省略することができるため、駆動システムの小型化や低コスト化の要求を満たすことができる。

更に、本実施例１では、低電圧バッテリ始動制御の際に、モータジェネレータ１２の中性点２８とインバータ２２の直流入力側との間に低電圧バッテリ２０を接続した状態に切り換えて、低電圧バッテリ２０の出力電圧をインバータ２２で昇圧してモータジェネレータ１２に供給するようにしたので、モータジェネレータ１２にエンジン１１の始動に必要な電力を確実に供給することができる。しかも、低電圧バッテリ２０の出力電圧を昇圧する昇圧回路を新たに設ける必要がなく、低コスト化の要求を満たすことができる。

また、本実施例１では、低電圧バッテリ始動制御の実行前に、インバータ２２をスイッチングしてコンデンサ両端電圧（平滑コンデンサ２５の両端間の電圧）を所定電圧以下に低下させるようにしたので、低電圧バッテリ始動制御を実行する際に、コンデンサ両端電圧を所定電圧以下に低下させてから、モータジェネレータ１２の中性点２８とインバータ２２の直流入力側との間に低電圧バッテリ２０を接続した状態に切り換えることができ、低電圧バッテリ２０に接続された低電圧系の電装品１９に過電圧が印加されることを未然に防止することができる。

また、本実施例１では、エンジン始動時（モータジェネレータ１２の動力でエンジン１１をクランキングするとき）に、２段減速機１６を高減速比モードに切り換えて減速比を高くすることで、モータジェネレータ１２の出力軸から２段減速機１６を介してエンジン１１の出力軸（クランク軸）に伝達されるトルクを増加させるようにしたので、車両駆動用のトルク特性のモータジェネレータ１２でも、エンジン１１の始動に必要なトルクでエンジン１１をクランキングすることができる。

次に、図６及び図７を用いて本発明の実施例２を説明する。但し、前記実施例１と実質的に同一部分については説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例１と異なる部分について説明する。
本実施例２では、図６に示すように、高電圧バッテリ１８の温度を検出する温度センサ３１が設けられている。その他のシステム構成は前記実施例１と同じである。

前記実施例１では、エンジン始動要求が発生したときに常に低電圧バッテリ始動制御を実行するようにしたが、本実施例２では、前記図３のモータ制御メインルーチンのステップ１０２で、後述する図７のエンジン始動制御ルーチンを実行することで、エンジン始動要求が発生し且つ高電圧バッテリ１８の温度が所定温度（エンジン１１の始動に必要な電力を出力可能な温度）よりも低いと判定された場合に、低電圧バッテリ２０の電力でモータジェネレータ１２を駆動して該モータジェネレータ１２の動力でエンジン１１をクランキングする低電圧バッテリ始動制御を実行する。一方、エンジン始動要求が発生し且つ高電圧バッテリ１８の温度が所定温度以上と判定された場合には、高電圧バッテリ１８の電力でモータジェネレータ１２を駆動して該モータジェネレータ１２の動力でエンジン１１をクランキングする高電圧バッテリ始動制御を実行する。

以下、本実施例２でモータ制御回路３０が実行する図７のエンジン始動制御ルーチンの処理内容を説明する。
図７に示すエンジン始動制御ルーチンでは、まず、ステップ４０１で、２段減速機１５を低減速比モードから高減速比モードに切り換えて減速比を高くする。この後、ステップ４０２に進み、温度センサ３１で検出した高電圧バッテリ１８の温度が所定温度（エンジン１１の始動に必要な電力を出力可能な温度）よりも低いか否かを判定する。

このステップ４０２で、高電圧バッテリ１８の温度が所定温度よりも低いと判定された場合には、低電圧バッテリ始動制御を実行した方が良いと判断して、ステップ４０３に進み、メインリレー２１をオフして、高電圧バッテリ１８とモータジェネレータ１２との電気的接続を遮断した後、ステップ４０４に進み、電圧センサ２７で検出したコンデンサ両端電圧が所定電圧（例えば低電圧バッテリ２０の出力電圧よりも少し高い電圧）以下であるか否かを判定する。

このステップ４０４で、コンデンサ両端電圧が所定電圧よりも高いと判定された場合には、ステップ４０５に進み、インバータ２２をスイッチングしてモータジェネレータ１２に電流を流すことで、平滑コンデンサ２６の残存電荷を速やかに減少させてコンデンサ両端電圧を速やかに低下させる。

この後、上記ステップ４０４で、コンデンサ両端電圧が所定電圧以下であると判定されたときに、ステップ４０６に進み、リレー２９をオンして、モータジェネレータ１２の中性点２８とインバータ２２の直流入力側との間に低電圧バッテリ２０を接続した状態に切り換える。

この後、ステップ４０７に進み、インバータ２２により、低電圧バッテリ２０の出力電圧を昇圧する電源昇圧制御を実行しながら、その直流電圧を三相の交流電圧に変換してモータジェネレータ１２を駆動するモータ駆動通電制御を実行する。これにより、低電圧バッテリ２０の電力でモータジェネレータ１２を駆動して該モータジェネレータ１２の動力でエンジン１１をクランキングする低電圧バッテリ始動制御を実行する。

一方、上記ステップ４０２で、高電圧バッテリ１８の温度が所定温度以上であると判定された場合には、低電圧バッテリ始動制御を実行する必要がないと判断して、ステップ４０８に進み、リレー２９をオフして、低電圧バッテリ２０とモータジェネレータ１２との電気的接続を遮断した後、ステップ４０９に進み、メインリレー２１をオンして、高電圧バッテリ１８からモータジェネレータ１２への電力供給を可能な状態にする。

この後、ステップ４１０に進み、インバータ２２により、高電圧バッテリ１８の直流電圧を三相の交流電圧に変換してモータジェネレータ１２を駆動するモータ駆動通電制御を実行する。これにより、高電圧バッテリ１８の電力でモータジェネレータ１２を駆動して該モータジェネレータ１２の動力でエンジン１１をクランキングする高電圧バッテリ始動制御を実行する。

低電圧バッテリ始動制御又は高電圧バッテリ始動制御を実行した後、ステップ４１１に進み、エンジン１１の始動が完了したか否かを判定し、エンジン１１の始動が完了したと判定されたときに、ステップ４１２に進み、２段減速機１６を高減速比モードから低減速比モードに切り換えた後、本ルーチンを終了する。

以上説明した本実施例２では、高電圧バッテリ１８の温度が所定温度（エンジン１１の始動に必要な電力を出力可能な温度）よりも低いと判定された場合にのみ低電圧バッテリ始動制御を実行するようにしたので、低電圧バッテリ始動制御を実行する頻度を必要最小限に抑えることができ、低電圧バッテリ始動制御を実行する回路（モータジェネレータ１２の中性点２８とインバータ２２の直流入力側との間に低電圧バッテリ２０を接続した状態）に切り換えるためのリレー２９等の耐久寿命を向上させることができる。

尚、上記実施例２では、温度センサ３１で高電圧バッテリ１８の温度を検出するようにしたが、エンジン１１の冷却水温、油温、吸気温、外気温等に基づいて高電圧バッテリ１８の温度を推定するようにしても良い。

また、上記各実施例１，２では、リレー２９を低電圧バッテリ２０のプラス側とマイナス側の両方に接点を設けた構成としたが、これに限定されず、例えば、高電圧バッテリ１８の出力電圧が比較的低い場合には、リレー２９を低電圧バッテリ２０のマイナス側の接点を省略した構成（プラス側のみに接点を設けた構成）としても良い。

また、上記各実施例１，２では、モータジェネレータ１２の出力軸を２段減速機１６を介してエンジン１１の出力軸に連結する構成としたが、これに限定されず、例えば、モータアシスト走行時の要求トルク仕様に合わせてモータジェネレータ１２を設計し、モータアシスト走行時にはモータジェネレータ１２の出力軸を減速機を介さずにエンジン１１の出力軸に連結し、エンジン始動時にのみモータジェネレータ１２の出力軸を減速機（減速比を切り換える機能が無い１段の減速機）を介してエンジン１１の出力軸に連結する構成としても良い。或は、モータジェネレータ等の仕様によっては、モータアシスト走行時とエンジン始動時との間でモータジェネレータ１２の出力軸とエンジン１１の出力軸との連結状態（減速比）を変化させない構成（モータジェネレータ１２の出力軸とエンジン１１の出力軸との連結状態を常に一定にする構成）としても良い。

また、上記各実施例１，２では、エンジンに１つのモータジェネレータを連結したパラレルタイプのハイブリッド車に本発明を適用したが、これに限定されず、他の方式のハイブリッド車（例えば、エンジンと第１のモータジェネレータと第２のモータジェネレータとを動力分割機構を介して連結したスプリットタイプのハイブリッド車）に本発明を適用しても良く、本発明は車両の駆動源としてエンジンとモータジェネレータとを搭載した車両に広く適用して実施できる。

１１…エンジン（内燃機関）、１２…モータジェネレータ、１６…２段減速機、１８…高電圧バッテリ、２０…低電圧バッテリ、２１…メインリレー、２２…インバータ、２６…平滑コンデンサ、２７…電圧センサ、２８…中性点、２９…リレー、３０…モータ制御回路（始動制御手段）、３１…温度センサ

Claims (4)

1. 車両の駆動源となる内燃機関及びモータジェネレータと、前記モータジェネレータの電源となる高電圧バッテリと、車両の電装品の電源となる低電圧バッテリとを備えた車両のモータ制御装置において、
   前記内燃機関の始動要求が発生したときに前記低電圧バッテリの電力で前記モータジェネレータを駆動して該モータジェネレータの動力で前記内燃機関をクランキングする低電圧バッテリ始動制御を実行する始動制御手段を備え、
   前記高電圧バッテリと前記モータジェネレータとの間に平滑コンデンサとインバータとが接続され、
   前記モータジェネレータの各相の巻線を一括接続した中性点と前記インバータの直流入力側との間に前記低電圧バッテリを接続した状態と接続しない状態とに切り換える手段が設けられ、
   前記始動制御手段は、前記低電圧バッテリ始動制御の際に、前記モータジェネレータの各相の巻線を一括接続した中性点と前記インバータの直流入力側との間に前記低電圧バッテリを接続した状態に切り換え、前記インバータを零電圧ベクトルモードでスイッチング動作させることで前記低電圧バッテリの出力電圧を前記インバータで昇圧して前記モータジェネレータに供給する手段を有することを特徴とする車両のモータ制御装置。
2. 前記始動制御手段は、前記低電圧バッテリ始動制御の実行前に前記インバータをスイッチングして前記平滑コンデンサの両端間の電圧を低下させる手段を有することを特徴とする請求項１に記載の車両のモータ制御装置。
3. 前記始動制御手段は、前記内燃機関の始動要求が発生し且つ前記高電圧バッテリの温度が所定温度よりも低いと判定された場合に前記低電圧バッテリ始動制御を実行し、前記内燃機関の始動要求が発生し且つ前記高電圧バッテリの温度が前記所定温度以上と判定された場合に前記高電圧バッテリの電力で前記モータジェネレータを駆動して該モータジェネレータの動力で前記内燃機関をクランキングする高電圧バッテリ始動制御を実行する手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両のモータ制御装置。
4. 前記モータジェネレータの出力軸は、減速比が低くなる低減速比モードと該低減速比モードよりも減速比が高くなる高減速比モードとを切り換え可能な減速機を介して前記内燃機関の出力軸に連結され、
   前記始動制御手段は、前記モータジェネレータの動力で前記内燃機関をクランキングするときに前記減速機を前記高減速比モードに切り換える手段を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の車両のモータ制御装置。

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