專利名稱：混合動力車輛的電源控制裝置及電源控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及混合動力車輛的電源控制裝置及電源控制方法，特別涉及
具有用于接收電力的供給以啟動內燃機的電動機(motor)的混合動力車 輛的電源控制裝置及電源控制方法。
背景技術：
通常，作為環(huán)境問題對策的一措施，利用來自發(fā)動機和電動機的至少 任一方的驅動力而行駛的混合動力車輛受到注目。在這樣的混合動力車輛 中，搭載有向電動機供給電力的高電壓的行駛用電池(battery)。蓄存于 該刊"駛用電池的電力也用于發(fā)動機啟動。具體地，例如向連接于發(fā)動機的 電動發(fā)電機供給電力，使電動發(fā)電機作為電動機進行驅動來啟動發(fā)動機。
在混合動力車輛上，還搭載有用于行駛控制和向車載的輔機供給電力 的低電壓的輔機電池?；旌蟿恿囕v中的輔機電池，與僅用發(fā)動機進行行 駛的系統(tǒng)相比較，不僅作為輔機用電源，還作為包含行駛用電池的高電壓 系統(tǒng)的控制用電源起作用等，隨著其負荷(負載)的增大重要性進一步增 大。于是，在現(xiàn)有的混合動力車輛中，搭載將高電壓系統(tǒng)的電能變換為低 電壓而進行輔機電池的充電的轉換器(converter)電路，考慮了向輔機電池 的電能的補給(例如參照日本特開2003-70103號公報，特開2003-189401 號7>才艮以及特開2001-320807號7>才艮)。
在這樣的混合動力車輛中，不管車輛停止時或行駛時，行駛用電池通 過轉換器電路向輔機以及輔機電池供給一定的電力。因此，在由于行駛用 電池置于低溫下而使得其輸出性能顯著降低時，存在在利用電動發(fā)電機使 發(fā)動機啟動時不能將行駛用電池的電力充分地供給到電動發(fā)電機，不能確保發(fā)動機的啟動性的問題。
為了避免這樣的情況，例如在特開2003-70103號公報中，？^開了特征 在于在用電動發(fā)電機啟動發(fā)動機時使轉換器電路的驅動停止的混合動力 車輛的控制裝置。
根據(jù)特開2003-70103號公報記載的混合動力車輛的控制裝置，通過由 電動發(fā)電機向發(fā)動機賦予驅動力來進行發(fā)動機的自動啟動控制。此時，若 高壓電池的電池容量低下，則不能從高壓電池向電動發(fā)電機供給啟動發(fā)動 機所必要的電力，從而啟動性能惡化。于是，在特開2003-70103號公報中， 通過在由電動發(fā)電機進行發(fā)動機啟動時使DC/DC轉換器的驅動停止，來 避免高壓電池的電力貼補給低壓電池，從而提高發(fā)動機的啟動性能。
然而，根據(jù)上述特開2003-70103號公報的混合動力車輛的控制裝置， 在發(fā)動機的啟動時，通過停止DC/DC轉換器的驅動，造成行駛用電池向 輔機電池的電力供給中斷。
通常，輔機電池及行駛用電池等的電源，除了充電量(SOC， stateof charge，充電狀態(tài))以外，還由周邊環(huán)境而造成其輸出電力發(fā)生變化。特別 地，輔機電池難以避免由前照燈等較大的電負載的連續(xù)驅動、以及由長時 間地放置造成的自然放電等而導致的輸出電力的下降。因此，在從輔機電 池接收電力的供給而控制發(fā)動機的啟動的ECU (electronic control unit) 中，存在從輔機電池向ECU的供給電壓低于ECU的動作電壓的問題。
在這樣的情況下，由于ECU不再能動作，所以在現(xiàn)有的混合動力車 輛中，在輔機電池的電壓成為預定閾值以下時，采取禁止車輛系統(tǒng)的起動 (系統(tǒng)停車，system down )的安全對策。因此，在上述的混合動力車輛的 控制裝置中，由于系統(tǒng)停車的發(fā)生，存在不能啟動發(fā)動機的問題。
于是，在DC/DC轉換器的驅動控制中，除了如特開2003-70103號公 報那樣使DC/DC轉換器的驅動停止之外，還如特開2003-189401號公報記 載的那樣，研究了以輸出電壓的目標值彼此不同的兩種模式動作的方案。
詳細地講，在特開2003-189401號公報所記載的混合動力車輛中， DC/DC轉換器，在發(fā)動機怠速狀態(tài)下電動發(fā)電機的發(fā)電量少、高電壓電池
7的溫度為規(guī)定下限溫度以下時，在將輸入的高電壓電池的電力變換成不能
進行控制用12V電池的充電的12.0V電壓的電力而輸出的低電壓模式下起 動。從而，在DC/DC轉換器的起動后，在對發(fā)動機的怠速旋轉不產生影 響的速度下逐漸地增加發(fā)電量。然后，在充分地確保由電動發(fā)電機的發(fā)電 量的狀態(tài)下，DC/DC轉換器的動作模式從低電壓模式切換至將輸入的高電
輸出的高電壓模式。
由此，在實現(xiàn)發(fā)動機的怠速旋轉的穩(wěn)定的同時，由DC/DC轉換器的 輸出所消耗的電力量由電動發(fā)電機的發(fā)電而得到補給。結果，可抑制 DC/DC轉換器起動時從高電壓電池的放電，防止高電壓電池的暫時性的電 壓下降。
但是，像特開2003-189401號公報所記載的混合動力車輛那樣，在使 DC/DC轉換器以低電壓模式動作的情況下，連接于DC/DC轉換器的控制 用計算機、輔機以及輔機電池所消耗的電力受到限制。
另一方面，在發(fā)動機啟動而處于怠速狀態(tài)時，為了確保車輛的行駛性 能以及駕駛性能，要求所有的控制用計算機及輔機正常地工作。但是，根 據(jù)特開2003-189401號公4艮所記栽的混合動力車輛，在DC/DC轉換器處于 低電壓模式時，由于不能穩(wěn)定地進行向控制用計算機及輔機的電力供給， 所以這些不能都正常地工作，存在發(fā)生系統(tǒng)停車的可能。
基于上述原因，本發(fā)明是為解決上述課題而完成的，其目的在于提供 這樣一種即使是在低溫環(huán)境下也能夠避免系統(tǒng)停車的發(fā)生并同時可靠地 啟動發(fā)動機的混合動力車輛的電源控制裝置及電源控制方法，

發(fā)明內容
根據(jù)本發(fā)明的混合動力車輛的電源控制裝置，包括輸出第l電源電 壓的第l電源；從第1電源接收電力的供iH吏內燃機啟動的電動機；與電 動機并聯(lián)連接于第1電源、根據(jù)電壓指令對第1電源電壓進行電壓轉換而 向第1電源線和笫2電源線之間輸出的電壓轉換器(voltage converter);連接于第1電源線和第2電源線之間、輸出比第1電源電壓低的第2電源 電壓的第2電源；連接于第1電源線和第2電源線之間、從電壓轉換器和 所述第2電源的至少一方接收電壓的電負載；從電壓轉換器和第2電源的 至少一方接收電壓、響應于車輛系統(tǒng)的起動指示控制內燃機的啟動和電壓 轉換的控制裝置；以及基于向第1電源線和第2電源線之間輸出的電壓低 于保證電負載正常工作的工作電壓的下限值這一情況，診斷為所述電負載 異常的異常診斷裝置?？刂蒲b置包括響應于內燃機和第1電源的溫度的 至少一方為預定的閾值以下，將電壓指令沒定為比第2電源電壓低、但為 控制裝置的工作電壓下限值以上的第1電壓，從而控制電壓轉換器的第1 電壓轉換控制單元；響應于將電壓指4^殳定為第1電壓，禁止異常診斷裝 置的異常診斷動作的異常診斷禁止單元；響應于內燃機和第1電源的溫度 的至少一方為預定的閾值以下，驅動控制電動機以啟動所述內燃機的低溫 啟動控制單元；響應于內燃機的啟動結束，將電壓指44殳定為作為第2電 源電壓以上值的第2電壓而控制電壓轉換器的第2電壓轉換控制單元；和 響應于將電壓指令設定為第2電壓，解除對異常診斷裝置的異常診斷動作 的禁止、指示混合動力車輛的行駛許可的行駛許可單元。
根據(jù)上述混合動力車輛的電源控制裝置，在車輛系統(tǒng)的起動時內燃機 和第l電源的溫度低時，使內燃機啟動，并響應于內燃機啟動的結束輸出 車輛的行駛許可。此時，直到內燃機啟動的結束為止驅動電壓轉換器〗吏得 輸出比第2電源的輸出電壓低的電壓，從而，從第l電源向電動機供給內 燃機啟動所必要的電力。此外，對于進行啟動控制的控制裝置，從第2電 源和第1電源供給電力以補充第2電源的輸出不足。此時，由于暫時禁止 與啟動控制無關的電負載的異常診斷動作，所以可避免由電壓低下造成的 系統(tǒng)停車的發(fā)生。結果，根據(jù)本發(fā)明的電源控制裝置，即使是在低溫環(huán)境 下，也可能避免系統(tǒng)停車，同時可以提高內燃機的啟動性能。
優(yōu)選地，控制裝置還包括基于第1電源的溫度和充電量推定第1電 源的能夠輸出的電力的輸出電力推定單元。第l電壓轉換控制單元，在推 定的第1電源的能夠輸出的電力低于使內燃機啟動所必要的預定電力時，將電壓指4^i殳定為第1電壓，而在推定的第1電源的能夠輸出的電力為預 定電力以上時，將電壓指令i殳定為第2電壓指令。
根據(jù)上述混合動力車輛的電源控制裝置，即使內燃機和第1電源處于 低溫，只要第1電源能夠輸出內燃機啟動所必要的驅動力，就驅動電壓轉 換器以使得輸出第2電源的輸出電壓以上的電壓。結果，能在不損害啟動 性能的范圍內減少電負栽的工作不穩(wěn)定的頻率。
優(yōu)選地，第1電壓轉換控制單元還包括推定使內燃機啟動所必要的預 定電力的必要電力推定單元。必要電力推定單元基于內燃機溫度推定向電 動機的供給電力，并且將對所推定的向電動機的供給電力加上預先推定的 控制裝置的消耗電力以及第2電源的充電電力得到的電力推定為預定的電 力。
根據(jù)上述混合動力車輛的電源控制裝置，即使在內燃機的溫度低、向 電動機的供給電力增大的情況下，也對電動機供給對內燃機啟動而言充分 的電力。結果，能夠可靠地啟動內燃機。
優(yōu)選地，第1電壓轉換控制單元對電壓轉換器進行反饋控制使得輸出 電壓與第1電壓指令一致。
根據(jù)上述混合動力車輛的電源控制裝置，對于進行啟動控制的控制裝 置，從第1和第2電源供給電力以補充第2電源的輸出不足，所以能夠保 證正常工作，可靠地啟動內燃機。
此外，根據(jù)本發(fā)明的混合動力車輛的電源控制方法，其中混合動力車 輛包括輸出第1電源電壓的第1電源；從第1電源接收電力的供^^吏內 燃機啟動的電動機；與電動機并聯(lián)連接于第1電源、根據(jù)電壓指令對第1 電源電壓進行電壓轉換而向第1電源線和第2電源線之間輸出的電壓轉換 器；連接于第1電源線和第2電源線之間、輸出比第1電源電壓低的第2 電源電壓的第2電源；連接于第1電源線和第2電源線之間、從電壓轉換 器和第2電源的至少一方接收電壓的電負載；從電壓轉換器和第2電源的 至少一方接收電壓、響應于車輛系統(tǒng)的起動指示控制內燃機的啟動和電壓 轉換的控制裝置；以及基于向第1電源線和第2電源線之間輸出的電壓低于保證電負載正常工作的工作電壓的下限值，診斷為電負載異常的異常診
斷裝置。電源控制方法包括響應于內燃機和第1電源的溫度的至少一方 為預定的閾值以下，將電壓指令i殳定為比第2直流電壓低、但為控制裝置 的工作電壓下限值以上的第1電壓的第1步驟；響應于將電壓指令沒定為 第1電壓，禁止異常診斷裝置的異常診斷動作的第2步驟；對電壓轉換器 進行反饋控制使得輸出電壓與電壓指令一致、并且驅動控制電動機使內燃 機啟動的第3步驟；響應于內燃機的啟動結束，將電壓指令沒定為作為第 2電源電壓以上的第2電壓而反饋控制電壓轉換器的第4步驟；和響應于 將電壓指4^i殳定為第2電壓,解除對異常診斷裝置的異常診斷動作的禁止， 并且指示混合動力車輛的行駛許可的第5步驟。
根據(jù)上述混合動力車輛的電源控制方法，在車輛系統(tǒng)的起動時內燃機 和第l電源的溫度低時，使內燃機啟動，并響應于內燃機啟動的結束輸出 車輛的行駛許可。此時，直到內燃機啟動的結束為止驅動電壓轉換器使得 輸出比第2電源的輸出電壓低的電壓，從而，對于啟動內燃機而言充分的 電力被分別供給電動機和控制裝置。此時，由于暫時禁止與啟動控制無關 的電負載的異常診斷動作，從而避免由電壓低下造成的系統(tǒng)停車的發(fā)生。 結果，根據(jù)本發(fā)明的電源控制方法，即使是在低溫環(huán)境下，也可能避免系 統(tǒng)停車，同時可以提高內燃機的啟動性能。
優(yōu)選地，第l步驟包括基于第1電源的溫度和充電量推定第1電源 的能夠輸出的電力的第1子步驟，在推定的第1電源的能夠輸出的電力低 于使內燃機啟動所必要的預定的電力時，將電壓指令沒定為第1電壓的第 2子步驟；和在推定的第1電源的能夠輸出的電力為預定的電力以上時， 將電壓指4^殳定為第2電壓指令的第3子步驟。
根據(jù)上述混合動力車輛的電源控制方法，即使內燃機和第1電源處于 低溫，只要第1電源能夠輸出內燃機啟動所必要的驅動力，就驅動電壓轉 換器以使得輸出作為第2電源的電壓以上的電壓。結果，能在不損害啟動 性能的范圍內減少電負載的工作不穩(wěn)定的頻率。
根據(jù)本發(fā)明，即使是在低溫環(huán)境下，也可避免系統(tǒng)停車的發(fā)生，同時
ii可靠地啟動發(fā)動機。


圖1是應用了根據(jù)本發(fā)明的實施例的混合動力車輛的電源控制裝置的
電動機驅動裝置的概略框圖2是圖1的ECU的控制框圖3是圖2的轉換器控制電路的功能框圖4是用于說明特開2003-70103號公報所記載的混合動力車的控制裝 置中的發(fā)動機啟動時的電力的流動的圖5是用于說明本發(fā)明的電源控制裝置中的發(fā)動機啟動時的電力的流 動的圖6是用于示意性說明發(fā)動機啟動所需要的電力與來自主電池(main battery)以及輔機電池的供給電力的關系的圖7是用于說明根據(jù)本發(fā)明的電源控制裝置的車輛系統(tǒng)起動時的電源 控制的流程圖8是用于說明根據(jù)本發(fā)明的變形例的電源控制裝置的車輛系統(tǒng)起動 時的電源控制的流程圖。
具體實施例方式
下面參照附圖詳細說明本發(fā)明的實施例。而且，圖中同一符號表示同 一或相當?shù)牟糠帧?br> 圖1是應用了根據(jù)本發(fā)明的實施例的混合動力車輛的電源控制裝置的 電動機驅動裝置的概略框圖。
參照圖1，電動機驅動裝置100具有主電池B1、變換器20( inverter, 逆變器)、電壓傳感器IO、電流傳感器12、 24、溫度傳感器14、 26、轉 速傳感器22、 28、以及ECU (Electrical Control Unit) 40。
發(fā)動機ENG以汽油等燃料的燃燒能量為源而產生驅動力。由發(fā)動機 ENG所產生的驅動力通過未示出的動力分配機構而分為兩條路徑。其中一條是傳遞至通過減速器驅動車輪的驅動軸的路徑。另 一條是傳遞到交流電
動機M1的路徑。
溫度傳感器26檢測發(fā)動機ENG的潤滑油的溫度(下面也稱為發(fā)動機 溫度)TE，并將該檢測出的發(fā)動機溫度TE輸出至ECU40。轉速傳感器 28檢測發(fā)動機ENG的轉速MRNE，并將該檢測出的轉速MRNE輸出至 ECU40。
交流電動機Ml具有由發(fā)動機ENG驅動的發(fā)電機的功能，并ibf目對 于發(fā)動機ENG作為電動機工作，例如可以進行發(fā)動機啟動的電動機(電 機，motor) o
具體地講，交流電動機M1是三相交流旋轉機械，在加速時作為啟動 發(fā)動機ENG的啟動機使用。此時，交流電動機M1接收來自主電池B1的 電力的供給而作為電動機進行驅動，對發(fā)動機ENG進行起轉(cranking) 從而啟動。轉速傳感器22檢測交流電動機M1的電動機轉速MRN,并將 該檢測出的電動才幾轉速MRN輸出至ECU40。
此外，在發(fā)動機ENG的啟動后，交流電動機M1由經由動力分配才幾 構而傳遞來的發(fā)動機ENG的驅動力而旋轉從而進行發(fā)電。
由交流電動機M1的發(fā)電產生的電力根據(jù)車輛的運行狀態(tài)和主電池B1 的SOC而適當?shù)胤珠_使用。例如，在通常行駛時或急加速時，由交流電
電動機(未示出)的電力。另一方面，在主電池B1的SOC低于預定的值 時，由交流電動機Ml的發(fā)電產生的電力由變換器20從交流電力變換成直 流電力而存蓄于主電池B1。
主電池B1是行駛用電池，是例如將鎳氬電池、鋰離子電池等的二次 電池單元多個串聯(lián)地連接而構成的高電壓電池。主電池B1例如輸出280V 左右的直流電壓Vbl。而且，除了這些二次電池以外，還可以由電容 (capacitor, condenser)等構成主電池Bl。
電壓傳感器10檢測從主電池B1輸出的電壓Vbl，并將該檢測出的電 壓Vbl輸出至ECU40。電流傳感器12檢測主電池B1的充放電電流Ibl，并將該檢測出的充放電電流Ibl輸出至ECU40。溫度傳感器14檢測主電 池Bl的溫度(下面也稱作主電池溫度)TBI,并將該檢測出的電池溫度 TBI輸出至ECU40。
變換器20為三相變換器，在從主電池Bl通過電源線LN1和地線LN2 被供給直流電壓Vbl時，基于來自ECU40的控制信號PWMI將直流電壓 Vbl變換成三相交流電壓來驅動交流電動機Ml。由此，交流電動才幾Ml 被驅動以產生由扭矩指令值TR所指定的扭矩。電流傳感器24檢測流動于 交流電動機Ml的電動機電流MCRT，并將該檢測出的電動機電流MCRT 輸出至ECU40。
例如，在發(fā)動機啟動時，變換器20根據(jù)信號PWMI將來自主電池B1 的直流電壓Vbl變換成交流電壓，來驅動交流電動機M1以產生由扭矩指 令值TR所指定的扭矩。交流電動機Ml經由未示出的動力分配機構^iC 動機ENG的曲軸旋轉從而啟動發(fā)動機ENG。
而且，在發(fā)動機啟動后，交流電動機Ml作為由發(fā)動機ENG的旋轉 力而發(fā)電的發(fā)電機起作用。此時，變換器20通過信號PWMI將交流電動 機M1所發(fā)電產生的交流電壓變換成直流電壓，將該變換的直流電壓供給 至電源線LN1和地線LN2。
ECU40,為了根據(jù)駕駛者的指示來運行搭載本實施例的電動機驅動裝 置100的混合動力車輛，控制車輛上所搭載的設備、電路組的整體動作。 具體言之，在內置于ECU40的未示出的CPU (Central Processing Unit, 中央處理器)中，基于預定的程序對車輛的運行狀態(tài)、加速踏板踏下量、 加速踏板踏下量的變化率、節(jié)氣門開度、變速位置、主電池Bl的充電量 等各種信息進行運算處理，對設備、電路組輸出作為運算處理結果的控制 信號。
作為一個例子，ECU40,在通過駕駛者的點火開關的操作而要求車輛 系統(tǒng)的起動時，從輔機電池B2接收電力的供給而開始其處理。
此時，ECU40才艮據(jù)來自電壓傳感器16的輔機電池B2的輸出電壓Vb2， 控制DC/DC轉換器30 (converter)的電壓變換動作。具體地講，在輔機
14電池B2的輸出電壓Vb2低于預先設定的預定的基準電壓時，ECU40使 DC/DC轉換器30工作，以將來自主電池Bl的直流電壓降壓而供給到 ECU40、輔機負載60和輔機電池B2。預定的基準電壓設定為保證ECU40 和輔機負載60全都正常工作的電壓。
ECU40,在輔機電池B2的輸出電壓Vb2上升到預定的基準電壓以上 時，判斷為電源系統(tǒng)不存在問題，并作為異常診斷的結果判斷為"正常"， 向未示出的顯示單元輸出表示允許車輛行駛的信號(行駛許可信號) Ready-ON。由此，駕駛者可以使車輛行駛。
在這樣的車輛系統(tǒng)的起動時的一系列控制中，ECU40還根據(jù)從溫度傳 感器26輸入的發(fā)動機溫度TE和從溫度傳感器14輸入的電池溫度TBI來 調整輸出行駛許可信號Ready-ON的定時(timing)。
具體而言，在發(fā)動機溫度TE和主電池溫度TBI比預定的閾值T—th 高時，響應于判斷為電源系統(tǒng)正常這一情況而立即輸出行駛許可信號 Ready-ON。另一方面，在發(fā)動機溫度TE和主電池溫度TBI的至少之一 為預定的閾值T一th以下時，由后述的方法執(zhí)行用于預先啟動發(fā)動機ENG 的處理，響應于發(fā)動機ENG啟動的完成而輸出行駛許可信號Ready-ON。 此時的預定的閾值T一th例如設定為-10。C左右。
如此，設置成在發(fā)動機ENG和主電池溫度TBI為低溫時使發(fā)動機 ENG啟動、在發(fā)動機啟動后輸出行駛許可信號Ready-ON，是基于以下的 理由。
即，在車輛以長時間停車狀態(tài)放置于低溫環(huán)境下后、發(fā)動機溫度TE 低時，由于潤滑油的粘性高，所以對于對發(fā)動機ENG進行起轉從而使其 啟動的交流電動機M1的負荷變高，為了啟動發(fā)動機ENG需要較大的電 力。另一方面，主電池Bl伴隨著電池溫度的降低其能夠輸出的電力顯著 降低。因此，在車輛的行駛許可后才啟動發(fā)動機ENG的構成中，從主電 池Bl向交流電動機Ml供給的電力不能滿足用于啟動發(fā)動機ENG所需要 的電力，存在導致發(fā)動機ENG的啟動問題的可能。于是，為了避免這樣 的問題，在發(fā)動機溫度TE和主電池溫度TB1低時，設置成首先啟動發(fā)動機ENG以^il動機ENG預熱之后再輸出行駛許可信號Ready-ON的構 成。
而且，ECU40，在由交流電動機M1的驅動力來啟動發(fā)動機ENG時， 從電壓傳感器10接收變換器20的輸入電壓(相當于主電池B1的輸出電 壓)、從電流傳感器24接收電動機電流MCRT后，基于輸入電壓Vbl、 電動機電流MCRT和扭矩指令值TR，生成用于在變換器20驅動交流電 動機Ml時開關控制變換器20的開關元件(未示出)的信號PWMI，并 將該生成的信號PWMI輸出至變換器20。
電動機驅動裝置IOO，除了高電壓的主電池B1以夕卜，還具有向輔機 負載60和ECU40供給電力的輔機電池B2;用于使主電池B1的電力降低 而向輔機電池B2、 ECU40和輔機負載60供給的DC/DC轉換器30;以及 電壓傳感器18.
DC/DC轉換器30通過來自ECU40的信號MDRS使從主電池Bl經 由電源線LN1、 LN3和地線LN2、 LN4供給的直流電壓降壓，將該降壓 的直流電壓供給到ECU40、輔機負載60和輔機電池B2。在該情況下， DC/DC轉換器30例如將280V左右的輸入電壓降壓至14V左右的電壓而 供給到ECU40、輔機負載60和輔機電池B2。電壓傳感器18檢測DC/DC 轉換器30的輸入電壓VI而向ECU40輸出。
輔機電池B2例如是鉛蓄電池，輸出約12V左右的直流電壓。而且， 輔機電池B2由來自DC/DC轉換器30的直流電壓充電。電壓傳感器16檢 測輔機電池B2的輸出電壓Vb2，并將所檢測的輸出電壓Vb2向ECU40 輸出。
輔機負載60和ECU40由從DC/DC轉換器30供給的直流電壓驅動， 而且，作為輔機負載60,包含搭載于混合動力車輛的照明裝置、點火裝置、 電動泵、空調裝置、電動車窗、音響等。
輔機電池B2，在從DC/DC轉換器30向ECU40和輔機負載60供給 的電力比ECU40和輔機負載60所消耗的電力小時，向ECU40和輔機負 載60供給直流電壓。即，ECU40和輔機負載60由從DC/DC轉換器30和/或輔機電池B2供給的直流電壓驅動。
ECU40,在車輛系統(tǒng)的起動時，基于來自電壓傳感器18的輸入電壓 VI、來自電壓傳感器16的輸入電壓V2和來自溫度傳感器26的發(fā)動機溫 度TE，生成用于通過后述的方法控制DC/DC轉換器30的信號MDRS， 并將所生成的信號MDRS向DC/DC轉換器30輸出。
此外，ECU40還執(zhí)旨斷輔機負載60的正常工作可能與否的異常診 斷工作。具體地講，ECU40判定輔機電池B2的輸出電壓Vb2是否低于保 證輔機負載60正常工作的工作電壓的界P艮值(以下也稱作工作電壓下限 值)。輔機負栽60的工作電壓下限值是輔機全都能正常工作的電壓，在本 實施例中，設定為約11V。
ECU40，響應于輔機電池B2的輸出電壓Vb2低于輔機負載60的工 作電壓下限值這一情況，判定為輔機負栽60不能正常工作而診斷為輔機負 栽60的異常。響應于診斷為輔機負載60的異常，ECU40執(zhí)行用于使車輛 系統(tǒng)停車的處理。
而且，如果輔機電池B2的輸出電壓Vb2低于ECU40的工作電壓下 限值，可認為ECU40自身不能工作。但是，ECU40的工作電壓下限值被 設定為比輔機負載60的工作電壓下限值低的電壓(在本實施例中約為 8V)，響應于輔機電池B2的輸出電壓Vb2低于該工作電壓下P艮值，內置 于ECU40的電源監(jiān)視電路(未示出)將ECU40保持為重置(reset)狀態(tài)。 因此，ECU40不會向輔機負栽60輸出^的信號。
這樣的異常診斷工作，通常在從駕駛者通過點火操作使車輛系統(tǒng)起動 至車輛系統(tǒng)終止為止的期間繼續(xù)地執(zhí)行。
此夕卜，棉4t本發(fā)明的電源控制裝置，如后所述，構成為在發(fā)動機ENG 和主電池B1的至少一方處于低溫、且在發(fā)動機ENG啟動后輸出行駛許可 信號Ready-ON的情況下，在直到發(fā)動機ENG的啟動結束為止的期間， 暫時禁止負載60的異常診斷動作。因此，在發(fā)動機ENG的啟動過程中，
車輛系統(tǒng)也不會系統(tǒng)停車而是繼續(xù)工作。然后，響應于發(fā)動機的啟動結束而解除了禁止時，再開始異常診斷工作的執(zhí)行。
圖2是圖1的ECU40的控制框圖。
參照圖2， ECU40包括HVECU42、發(fā)動機ECU44、電池ECU46、 變換器控制電路48和轉換器控制電路50。
HVECU42，決定發(fā)動機ENG、交流電動機Ml和驅動用電動機的轉 速及扭矩分配等的控制量，向其它ECU和控制電路供給各種要求值，驅 動發(fā)動機ENG、交流電動機Ml和驅動用電動機。
具體地，向HVECU42賦予來自表示點火操作的點火傳感器的信號 IG、來自表示加速踏板傳感器的加速踏板的踏下量的加速踏板開度、來自 變速位置傳感器的變速位置。從電池ECU46向HVECU42賦予主電池B1 的充電量SOC、電池溫度。而且，信號IG是響應于由車輛駕駛者的操作 將點火開關設置為接通(IG-ON)而變?yōu)镠 (邏輯高)電平、響應于將點 火開關設置為斷開(IG-OFF)而變?yōu)長 (邏輯低)電平的信號。
HVECU42基于這些輸入信息iM^^^向車輛的驅動軸輸出的要求驅 動力。HVECU42根據(jù)車輛的運行狀態(tài)判定相對于要求驅動力的發(fā)動機 ENG的要求功率PE^乂及交流電動機Ml和驅動用電動機的要求功率 PM*。 HVECU42基于要求功率PE4殳定發(fā)動機ENG的目標轉速MRNE* 和目標扭矩TEreq*，將該設定的目標轉速MRNE*~目標扭矩TEreq頭向 發(fā)動機ECU44輸出。
而且，HVECU42基于要求功率PM*和來自轉速傳感器的交流電動機 Ml和驅動用電動機的轉速設定要賦予交流電動機Ml和驅動用電動;I/L^ 自的扭矩指令。關于其中的交流電動機M1的扭矩指令TR，如圖2所示， 被賦予變換器控制電路48。
發(fā)動機ECU44控制發(fā)動機ENG所要輸出的動力(轉速x扭矩)以使 得從HVECU42給出的目標轉速MRNE頭和實際轉速MRNE —致。從發(fā)動 機ECU44向HVECU42反饋發(fā)動機轉速MRNE。而且，由溫度傳感器26 所檢測的發(fā)動機溫度TE向HVECU42輸出。
電池ECU46在從電壓傳感器10接收電壓Vbl、從溫度傳感器接收主
18電池溫度TB1、從電流傳感器12接收主電池B1的充放電電流Ibl后，基 于這些輸入信號來推定主電池Bl的充電量SOCl。 電池ECU46將所推 定的主電池B1的充電量SOCl與表示主電池B1的狀態(tài)的信號(電壓Vbl、 主電池溫度TBI) —起向HVECU42輸出。
而且，電池ECU46，對于輔機電池B2也一樣，基于各種傳感器的輸 入信號來推定輔4幾電池B2的充電量SOC2、將所推定的充電量SOC2與 表示輔機電池B2的狀態(tài)的信號(電壓Vb2、輔機電池溫度TB2 ) —起向 HVECU42輸出。
變換器控制電路48從HVECU42接收扭矩指令值TR,從電流傳感器 24接收電動機電流MCRT，從電壓傳感器10接收主電池Bl的輸出電壓 Vbl (相當于變換器20的輸入電壓)。然后，變換器控制電路48基于扭 矩指令值TR、電動機電流MCRT以及輸出電壓Vbl,生成驅動交流電動 機Ml時接通/斷開變換器20的開關元件的信號PWMI，并將該生成的信 號PWMI輸出至變換器20。
此外，變換器控制電路48基于扭矩指令值TR、電動機電流MCRT 以及輸出電壓Vbl，生成用于將交流電動機Ml接收發(fā)動機ENG的旋轉 力而發(fā)電產生的交流電壓變換成直流電壓的信號PWMI,并將其輸出至變 換器20。
轉換器控制電路50接收來自電壓傳感器13的DC/DC轉換器30的輸 入電壓V1、來自電壓傳感器16的輔機電池B2的輸出電壓Vb2。此外， 轉換器控制電路50從HVECU42接收主電池Bl的充電量SOC1.主電池 溫度TB1、發(fā)動機溫度TE和發(fā)動機轉速MRNE。而且，HVECU42接收 來自未示出的點火傳感器的信號IG。
然后，轉換器控制電路50基于這些輸入信號生成用于通過后述的方法 使DC/DC轉換器30的開關元件接通/斷開的信號MDRS，并將該生成的 信號MDRS輸出至DC/DC轉換器30。
此外，轉換器控制電路50響應于信號IG從L電平遷移至H電平， 即車輛系統(tǒng)被起動，基于發(fā)動機溫度TE、主電池溫度TBI和主電池Bl的充電量SOCl，生成用于通過后述的方法禁止輔機負載60的異常診斷動 作的信號STP，并將生成的信號STP向HVECU42輸出。
進而，轉換器控制電路50在輸出信號STP后、基于發(fā)動機轉速MRNE 判定發(fā)動機ENG的啟動結束后，生成用于解除禁止輔機負載60的異常診 斷動作的信號RST而向HVECU42輸出。
圖3是圖2的轉換器控制電路50的功能框圖。
參照圖3，轉換器控制電路50包含電壓指令運算部52、反饋電壓指 令運算部54、占空比變換部56、異常診斷控制部58。
電壓指令運算部52從HVECU42接收發(fā)動機溫度TE、發(fā)動機轉速 MRNE、主電池溫度TB1和主電池B1的充電量SOCl，從點火開關接收 信號IG。
然后，電壓指令運算部52響應于信號IG從L電平上升為H電平而 判定為車輛系統(tǒng)的起動時，基于發(fā)動機溫度TE、主電池溫度TB1和充電 量SOC1選擇DC/DC轉換器30的動作模式，設定DC/DC轉換器30的輸 出電壓的目標值即電壓指44iL以適應于該選擇的動作模式。所設定的電壓 指令向反饋電壓指令運算部54和異常診斷控制部58輸出。
具體地講，車輛系統(tǒng)起動時的DC/DC轉換器30的動作模式中包含 將電壓指^H殳定為相對較高的值的"高電壓模式"、將電壓指令設定為相對 較低的值的"低電壓模式"。
在高電壓模式中，電壓指令沒定為輔機電池B2的輸出電壓Vb2 (約 12V)以上的電壓，例如約14V。其意圖在于通過DC/DC轉換器30的驅 動來將輔機電池B2充電。
另一方面，在低電壓模式中，電壓指令設定為比輔機電池B2的輸出 電壓Vb2低的電壓，例如約10.5V。而且，該電壓指令沒定為ECU40的 工作電壓下P艮值(約8V)以上。這是為了防止造成ECU40不能工作。
電壓指令運算部52基于發(fā)動機溫度TE和主電池溫度TBI,選擇上述 的高電壓模式和低電壓模式中的任一方。
具體地講，電壓指令運算部52在發(fā)動機溫度TE和主電池溫度TBI比預定的閾值T一th (-10。C左右)高時，選擇高電壓模式。然后，電壓指 令運算部52將對應于高電壓模式的電壓指令14.0向反饋電壓指令運算部 54和異常診斷控制部58輸出。
另一方面，在發(fā)動機溫度TE和主電池溫度TB1的至少一方為預定的 閾值T一th以下時，電壓指令運算部52選擇低電壓模式。然后，電壓指令 運算部52將對應于低電壓模式的電壓指令10.5V向反饋電壓指令運算部 54和異常診斷控制部58輸出。
反饋電壓指令運算部54基于來自電壓傳感器16的輔機電池B2的輸 出電壓Vb2和來自電壓指令運算部52的電壓指令，運算反饋電壓指令， 并將運算出的反饋電壓指令向占空比變換部56輸出。
占空比變換部56基于來自電壓傳感器18的DC/DC轉換器30的輸入 電壓VI、來自電壓傳感器16的輸出電壓Vb2和來自反饋電壓指令運算部 54的反饋電壓指令，運算用于將來自電壓傳感器16的輸出電壓Vb2設定 為來自反饋電壓指令運算部54的反饋電壓指令的占空比(duty ratio )， 并基于該運算出的占空比生成用于使DC/DC轉換器30的開關元件接通/ 斷開的信號MDRS。然后占空比變換部56將生成的信號MDRS向DC/DC 轉換器30的開關元件輸出。
如此，轉換器控制電路50反饋控制DC/DC轉換器30以使得DC/DC 轉換器的輸出電壓Vb2與電壓指令一致。如此，在高電壓模式中，從DC/DC 轉換器30輸出約14V的直流電壓，向ECU40、輔機負載60和輔機電池 B2供給。
另一方面，在低電壓模式中，由于輸出電壓Vb2 (約12V)比電壓指 令(約10.5V)高，所以在占空比變換部56將占空比強制性地設定為零。 因此，開關元件的接通/斷開動作停止，DC/DC轉換器30變?yōu)轵寗油Ｖ範?態(tài)。結果，在低電壓模式中，斷開從DC/DC轉換器30向ECU40和輔機 負載60的電力供給，所以變?yōu)橛奢o機電池B2供給要由ECU40和輔機負 載60消耗的電力。
結果，輔機電池B2的輸出電力下降，在輸出電壓Vb2要低于電壓指令(約10.5V)時，轉換器控制電路50執(zhí)行反饋控制以使得DC/DC轉換 器30的輸出電壓Vb2與電壓指令一致。由此，從DC/DC轉換器30輸出 約10.5V的直流電壓。結果，要由ECU40和輔機負載60消耗的電力的不 足部分從DC/DC轉換器30供給。
而且，電壓指令運算部52在選擇了低電壓模式時從轉速傳感器28接 1^動機轉速MRNE時，進行將發(fā)動機轉速MRNE與預先i更定的預定轉 速(例如怠速轉速附近)的一致性比較動作，基于該比較結果判定發(fā)動機 ENG是否為完全燃燒(完爆)狀態(tài)。此時，如果發(fā)動機轉速MRNE為預 定的轉速以上，則電壓指令運算部52判定為發(fā)動機ENG為完全燃燒狀態(tài)， 判斷為發(fā)動機啟動結束了。
電壓指令運算部52響應于判斷為發(fā)動機啟動結束了這一情況，將 DC/DC轉換器30的動作模式從低電壓模式切換為高電壓模式。從而，向 反饋電壓指令運算部54和異常診斷控制部58輸出新設定的電壓指令(約 14.0V)。
異常診斷控制部58響應于從電壓指令運算部52輸入的電壓指令的大 小，生成用于禁止輔機負載60的異常診斷動作的信號STP而向HVECU42 輸出。
具體地講，異常診斷控制部58在電壓指令為10.5V時，即DC/DC轉 換器30的動作模式被設定為低電壓模式時，生成信號STP而向HVECU42 輸出。由此，HVECU42停止輔機負載60的異常診斷動作。結果，在低電 壓模式中，即使是在輔機電池B2的輸出電壓Vb2比輔機負栽60的工作電 壓下限值(約11V)低時，也可避免通過診斷為輔機負載60的異常而造成 的車輛系統(tǒng)的系統(tǒng)停車。此外，異常診斷控制部58在輸出信號STP后， 響應于電壓指令從10,5V切換為14.0V、即發(fā)動機啟動結束而將DC/DC轉 換器30的動作模式從低電壓模式切換為高電壓模式時，中止信號STP的 生成，并且生成用于解除異常診斷動作的禁止的信號RST而向HVECU42 輸出。如此，由HVECU42進行的異常診斷動作在選擇了低電壓模式期間 暫時停止。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的電源控制裝置，其第l特征性的構成為在 從車輛系統(tǒng)的起動時至輸出行駛許可信號Ready-ON為止的期間，基于發(fā) 動機溫度TE和主電池溫度TBI,根據(jù)高電壓模式和低電壓模式中的任一 方驅動DC/DC轉換器30。
進而，根據(jù)本發(fā)明的電源控制裝置，其第2特征性的構成為在上述 期間中將DC/DC轉換器30的動作模式選擇為低電壓模式的期間，暫時停 止輔機負載60的異常診斷動作。
通過具有這些特征性的構成，根據(jù)本發(fā)明的電源控制裝置，在避免系 統(tǒng)停車的發(fā)生的同時，能夠可靠地啟動發(fā)動機ENG。
下面， 一邊與現(xiàn)有的電源控制裝置相比較， 一邊詳細說明上述第l和 第2特征性的構成所具有的有利效果。
首先，說明根據(jù)本發(fā)明的電源控制裝置的第l特征性的構成所具有的 有利效果。
圖4是用于說明特開2003-70103號公報所記載的混合動力車的控制裝 置中的發(fā)動機啟動時的電力的流動的圖。圖5是用于說明本發(fā)明的電源控 制裝置中的發(fā)動機啟動時的電力的流動的圖。
參照圖4，特開2003-70103號公才艮所記栽的混合動力車的控制裝置，
自動啟動控制時，停止DC/DC轉換器30的驅動。因此，從主電池B1的 電力全都如圖中的箭頭Al所示，經由變換器20向交流電動機Ml供給。 由此，在發(fā)動機啟動時，可避免通過DC/DC轉換器30將主電池B1的電 力帶給輔機電池B2.
另一方面，對于ECU40和輔機負載60，如圖中的箭頭A2所示，斷 開從主電池B1的電力供給。因此，ECU40和輔機負載60，如圖中的箭頭 A3所示，從輔機電池B2接收電力的供給進行驅動。
但是，輔機電池B2，由于因為電池溫度或充電量的低下而使得能夠輸 出的電力顯著降低，所以會造成輔機電池B2的能夠輸出的電力比要由 ECU40和輔機負栽60消耗的電力低的情況。在該情況下，在如圖4所示說明書第 電力供給源的構成中，不能保證驅動控制交流電 動機Ml的ECU40的正常動作，結果存在不能正常啟動發(fā)動機ENG的問 題。
對此，才艮據(jù)本發(fā)明的電源控制裝置，如圖5所示，通過使DC/DC轉 換器30在低電壓模式工作，在向交流電動機Ml供給必要的電力的同時， 能夠確保ECU40的正常動作、
即，在使DC/DC轉換器30在低電壓模式工作的情況下，如果輔機電 池B2的輸出電壓Vb2比電壓指令(約10.5V)高，則DC/DC轉換器30 通過反饋控制作用而處于驅動停止狀態(tài)，主電池B1的輸出電力全部如圖 中的箭頭A7所示，經由變換器20向交流電動機M1供給。此時，由ECU40 和輔機負載60所消耗的電力，如圖中的箭頭A9所示，由輔機電池B2供 給。
然后，如果輔機電池B2的輸出電壓下降而輸出電壓Vb2要低于電壓 指令(約10.5V)時，DC/DC轉換器30受到反饋控制而開始驅動。即， DC/DC轉換器30將從主電池Bl供給的約280V的直流電壓降低為約10.5 V 的直流電壓而輸出。由此，形成如圖中的箭頭A8所示的電力路徑，電力 從DC/DC轉換器30向ECU40和輔機負栽60供給。
此外，由于輔機電池B2的輸出電壓Vb2維持于約10.5V,因此不能 進行輔機電池B2的充電。因此，DC/DC轉換器30補充僅僅ECU40和輔 機負載60的消耗電力的不足量。因此，不會產生從主電池B1向交流電動 機Ml供給的電力大幅地減少的問題。
圖6是用于示意性說明發(fā)動機啟動所需要的必要電力與來自主電池 Bl以及輔機電池B2的供給電力的關系的圖。
參照圖6，發(fā)動機啟動所需要的必要電力，由向交流電動機M1的供 給電力、向ECU40的供給電力和輔機電池B2的充電電力的和構成。而且， 各電力的大小通過進行實驗或計算而預先推定。
對于該必要電力，從主電池B1和輔機電池B2的電力供給，按照根據(jù) DC/DC轉換器30的動作模式而彼此不同的分配而進行。
24具體而言，在像圖中(1)所示的那樣使DC/DC轉換器30在高電壓 模式工作的情況下，發(fā)動機啟動所需要的必要電力全部由主電池B1供給。 因此可知，高電壓模式在主電池B1的能夠輸出的電力充分地滿足發(fā)動機 啟動所需要的必要電力的情況下是有效的。
與此相對，如圖4的現(xiàn)有例所示的那樣使DC/DC轉換器30的驅動停 止的情況下，如圖中(2)所示，向交流電動機Ml的電力供給由主電池 Bl提供，同時向ECU40的電力供給全部由輔機電池B2提供。
如此，主電池B1的電力僅有效地用于交流電動機M1的驅動。另一 方面，對ECU40和輔機負載60的電力供給源僅為輔機電池B2，因此， 存在由于輔機電池B2的輸出性能的降低而使得發(fā)動機ENG的啟動成為不 可能的可能性。
在使DC/DC轉換器30在低電壓模式工作的情況下，如圖中(3 )所 示，主電池B1的電力主要用于交流電動機M1的驅動。當輔機電池B2的 輸出電壓Vb2低于電壓指令(約10.5V)時，通過由DC/DC轉換器30進 行驅動，向ECU40的供給電力的不足量由來自主電池B1的電力進行補充。
這樣，根據(jù)本發(fā)明的電源控制裝置，在向交流電動機M1供給發(fā)動機 啟動所必要的電力的同時，保證控制發(fā)動機啟動的ECU40的正常工作， 所以可以使發(fā)動機正常地啟動。
接著，說明+艮據(jù)本發(fā)明的電源控制裝置的第2特征性的構成所具有的 效果。
再參照圖5，在使DC/DC轉換器30以低電壓模式工作的情況下，通 過由輔機電池B2供給ECU40和輔機負載60的消耗電力，輔機電池B2 的輸出電壓Vb2從通常的約12V下降并以作為電壓指令的約10.5V為下 限。
此時，如果輔機電池B2的輸出電壓Vb2低于輔機負載60的工作電壓 下限值(約11V) ， ECU40內部的HVECU42判斷為輔機負載60的正常 工作為不可能，從而診斷為輔機負載60的異常，執(zhí)行用于使車輛系統(tǒng)系統(tǒng) 停車的處理?？墒?，輔機電池B2的輸出電壓Vb2依然高于ECU40的工作電壓下 限值(約8V)，所以ECU40自身能夠正常工作，可以適當?shù)剡M行用于發(fā) 動機啟動的一 系列的控制。
另一方面，在從車輛系統(tǒng)的起動后至輸出行駛許可信號Ready-ON為 止的期間，與發(fā)動機ENG的啟動控制幾乎無關，所以可以說要求正常工 作的必要性低。即，只要ECU40能夠正常工作，即使輔機負載60異常， 也判斷為能夠正常地進行發(fā)動機啟動。另一方面，在輸出行駛許可信號 Ready-ON后，為確保車輛的行駛性能及駕駛性能，不用說需要保證輔機 負載60的正常工作。
于是，根據(jù)本發(fā)明的電源控制裝置，構成為在從車輛系統(tǒng)的起動后 至輸出行駛許可信號Ready-ON為止的期間，與使DC/DC轉換器30以低 電壓模式工作相聯(lián)動地，禁止輔機負載60的異常診斷動作。
如此，可以避免通過由于輔機電池B2的輸出電壓Vb2降低而診斷 為與發(fā)動機ENG的啟動無關的輔機負載60為異常，從而使得車輛系統(tǒng)系 統(tǒng)停車的問題。
而且，響應于發(fā)動機啟動結束，將DC/DC轉換器30的動作模式從低 電壓模式切換為高電壓模式時,則解除對輔機負載60的異常診斷動作的禁 止。此后，輸出行駛許可信號Ready-ON而車輛成為能夠行駛狀態(tài)后，由 于輔機電池B2的輸出電壓Vb2被維持為高于輔機負載60的工作電壓下限 的電壓，所以可保證輔機負載60的正常工作。而且，由ECU40進行的輔 機負載60的異常診斷動作也正常地進行。
圖7是用于說明根據(jù)本發(fā)明的電源控制裝置的車輛系統(tǒng)起動時的電源 控制的流程圖。
參照圖7，在由駕駛者將點火開關操作為接通位置(IG-ON)而起動 車輛系統(tǒng)時(步驟SOl) ， ECU40接收來自輔機電池B2的電力的供給而 開始用于輸出車輛行駛許可信號Ready-ON的一系列的處理。
具體而言，在ECU40的內部，轉換器控制電路50從溫度傳感器26 接收發(fā)動機溫度TE，從電池ECU46接收主電池溫度TB1 (步驟S02)。首先，轉換器控制電路50判定發(fā)動機溫度TE和主電池溫度TBI是 否分別為預定的閾值T一th以下(步驟S03)。
在步驟S03，如果判定發(fā)動機溫度TE和主電池溫度TBI比預定的閾 值T一th高，轉換器控制電路50將控制DC/DC轉換器30的工作模式設定 為高電壓模式。這樣，轉換器控制電路50將DC/DC轉換器30的電壓指 令設定為對應于高電壓模式的電壓(約14.0V)，反饋控制DC/DC轉換器 30以使得輸出電壓與電壓指令一致(步驟SIO) 。 HVECU42判斷電源系 統(tǒng)正常，向未示出的顯示裝置輸出行駛許可信號Ready-ON (步驟Sll)。
另一方面，在步驟S03，如果判定發(fā)動機溫度TE和主電池溫度TBI 的至少一方為預定的閾值T一th以下，轉換器控制電路50將控制DC/DC 轉換器30的工作模式設定為低電壓模式。這樣，轉換器控制電路50生成 禁止輔機負載60的異常診斷動作的信號STP而向HVECU42輸出(步驟 S04)。由此，HVECU42停止輔機負載60的異常診斷動作。
此夕卜，在轉換器控制電路50，將DC/DC轉換器30的電壓指令設定為 對應于低電壓模式的電壓(約10.5V),進行DC/DC轉換器30的反饋控 制以使得輸出電壓與電壓指令一致(步驟S05)。此時，響應于輔機電池 B2的輸出電壓Vb2的降低，要由ECU40和輔機負載60消耗的電力的不 足部分從DC/DC轉換器30供給。
進而，在變換器控制電路48，進行變換器20的驅動控制以產生交流 電動機M1啟動發(fā)動機所必要的驅動力。由此，交流電動機Ml從主電池 Bl接收電力的供給而進行驅動，使發(fā)動機ENG啟動(步驟S06)。
然后，轉換器控制電路50基于來自轉速傳感器28的發(fā)動機轉速 MRNE判定發(fā)動機是否為完全燃燒狀態(tài)(步驟S07)。該處理反復執(zhí)行直 到判定為發(fā)動機完全燃燒狀態(tài)。這樣，在判定為發(fā)動機完全燃燒狀態(tài)時， 轉換器控制電路50判斷發(fā)動機啟動結束，將DC/DC轉換器30的動作模 式從低電壓模式切換為高電壓模式(步驟S08 )。由此DC/DC轉換器30 將來自主電池Bl的直流電壓降至約14.0V而供給到ECU40和輔機負載 60，并且對輔機電池B2充電。進而，轉換器控制電路50生成用于解除在步驟S04所進行的對輔機 負載60的異常診斷動作的禁止的信號RST，向HVECU42輸出(步驟S09 )。
最后，HVECU42響應于DC/DC轉換器30在高電壓模式下的工作而 判斷為電源系統(tǒng)正常，向未示出的顯示裝置輸出行駛許可信號Ready-ON (步驟Sll)。
如以上所述，根據(jù)本發(fā)明的實施例，在車輛系統(tǒng)的起動時，在發(fā)動機 和主電池的至少一方為^l氐溫時，預先啟動發(fā)動機，響應于發(fā)動機啟動的結 束而輸出車輛的行駛許可。此時，通過直到發(fā)動機啟動的結束為止以低電 壓模式驅動控制DC/DC轉換器，能夠從主電池向交流電動機供給啟動發(fā) 動機所必要的驅動力。而且，對于進行發(fā)動機啟動控制的ECU，從輔機電 池和主電池供給電力以補充輔機電池的輸出不足，所以能夠防止ECU陷 入不能工作的情況。
此外，在使DC/DC轉換器以低電壓模式驅動的期間，通過使與發(fā)動 機的啟動無關的輔機負載的異常診斷動作暫時停止，能夠避免因輔機負載 的異常造成的車輛系統(tǒng)的系統(tǒng)停車的發(fā)生。
結果，根據(jù)本發(fā)明的電源控制裝置，即使在低溫環(huán)境下也可以避免系 統(tǒng)停車，同時可以提高發(fā)動機的啟動性能。
[變形例
此外，在本發(fā)明中，相L據(jù)下面的變形例示出的流程圖，進行車輛系統(tǒng) 起動時的電源控制即可。
圖8是用于說明根據(jù)本發(fā)明的電源控制裝置的變形例的車輛系統(tǒng)起動 時的電源控制的流程圖。
在圖8的流程圖中，在圖7所示的流程圖的步驟S03和步驟S04之間 插入步驟S031，并且追加步驟S032 S034，其它則與圖7所示的流程圖 相同。
參照圖8，在步驟S03中，在判定為發(fā)動機溫度TE和主電池溫度TBI 為預定的閾值T—th以下時，轉換器控制電路50接著判定主電池Bl的輸 出可能電力Wout是否比發(fā)動機啟動所必要的電力W std低(步驟S031 )。在該判定中，轉換器控制電路50基于主電池溫度TB1和充電量SOCl 推定主電池B1的輸出可能電力Wout。而且，該輸出可能電力Wout的推 定是基于預先擁有的主電池溫度TBI和充電量SOC1與輸出可能電力 Wout的關系進行的。
進而，轉換器控制電路50推定發(fā)動機啟動所必要的電力W一std。發(fā) 動機啟動所必要的電力W一std的推定，如圖6所示，是基于發(fā)動機溫度 TE推定向交流電動機Ml的供給電力，對該推定的電力加上預先求出的 向ECU40的供給電力和輔機電池B2的充電電力而進行的。
然后，轉換器控制電路50比較主電池B1的輸出可能電力Wout和發(fā) 動機啟動所必要的電力W—std的大小關系，響應于判定為主電池B1的輸 出可能電力Wout比發(fā)動機啟動所必要的電力W一std低，將DC/DC轉換 器30的動作模式設定為低電壓模式。然后，進行到步驟S04，如上所述禁 止輔機負載60的異常診斷動作，并且在低電壓模式下驅動DC/DC轉換器 30 (步驟S04、 S05)。
另一方面，在步驟S031，當判定為主電池B1的輸出可能電力Wout 為發(fā)動機啟動所必要的電力W一std以上時，轉換器控制電路50將DC/DC 轉換器30的動作模式設定為高電壓模式。接著，轉換器控制電路50對 DC/DC轉換器30進行反饋控制以使得輸出電壓與電壓指令(約14.0V) 一致(步驟S032 )。
然后，在變換器控制電路48,進行變換器20的驅動控制以產生交流 電動機M1啟動發(fā)動機所必要的驅動力。由此，交流電動機M1從主電池 Bl接收電力的供給而進行驅動，使發(fā)動機ENG啟動(步驟S033)。
之后，HVECU42基于來自轉速傳感器28的發(fā)動機轉速MRNE判定 是否為發(fā)動機完全燃燒狀態(tài)(步驟S034)。在判定為發(fā)動機完全燃燒狀態(tài) 時HVECU42向顯示裝置輸出行駛許可信號Ready-ON (步驟Sll)。
從圖8可知，才艮據(jù)本變形例，DC/DC轉換器30僅限于發(fā)動機溫度TE 和主電池溫度TBI的至少之一為預定的閾值T一th以下、且主電池Bl不 能夠輸出啟動發(fā)動機所必要的驅動力時，以低電壓模式工作。換而言之，
29即使是在發(fā)動機溫度TE和主電池溫度TBI的任一方為預定的閾值T一th 以下時，在主電池B1能夠輸出啟動發(fā)動機所必要的驅動力時，DC/DC轉 換器30也以高電壓模式工作。如此，i殳置成除了發(fā)動機ENG和主電池Bl的溫度以外，還響應于主 電池Bl的輸出性能來設定DC/DC轉換器30的工作模式，這是因為要通 過使DC/DC轉換器30以低電壓模式工作的頻率在不損害發(fā)動機ENG的 啟動性能的范圍內減少，來減少輔機負載60的工作變得不穩(wěn)定的情況。即，通過使DC/DC轉換器30以低電壓模式工作，輔機電池B2的輸 出電壓Vb2從通常的約12V下降直到等于電壓指令的約10.5V。此時伴隨 著輸出電壓Vb2的下降，存在發(fā)生前照燈的亮度減小、或者音響被重置的 問題的可能性。這樣的問題很可能會對車輛的駕駛者造成不快。因此，在本變形例中，即使發(fā)動機ENG和主電池B1為低溫，只要能 夠從主電池Bl輸出啟動發(fā)動機所必要的驅動力，就以高電壓模式驅動 DC/DC轉換器30，由此，可能盡量地抑制這樣的問題發(fā)生的頻率，謀求 減少給駕駛者造成的不快。本次^Hf的實施例所有方面應理解為都是例示性的而非限制性的。本 發(fā)明的范圍不限于上述的說明，而由權利要求表示，意在包括與權利要求 等效的意義及權利要求范圍內的所有變形。本發(fā)明可以適用于混合動力車輛的電源控制裝置及搭載有該電源控 制裝置的混合動力車輛。
權利要求
1.一種混合動力車輛的電源控制裝置，包括輸出第1電源電壓的第1電源；從所述第1電源接收電力的供給而使內燃機啟動的電動機；與所述電動機并聯(lián)連接于所述第1電源，根據(jù)電壓指令對所述第1電源電壓進行電壓轉換而向第1電源線和第2電源線之間輸出的電壓轉換器；連接于所述第1電源線和第2電源線之間，輸出比所述第1電源電壓低的第2電源電壓的第2電源；連接于所述第1電源線和第2電源線之間，從所述電壓轉換器和所述第2電源的至少一方接收電壓的電負載；從所述電壓轉換器和所述第2電源的至少一方接收電壓，響應于車輛系統(tǒng)的起動指示而控制所述內燃機的啟動和所述電壓轉換的控制裝置；以及基于向所述第1電源線和第2電源線之間輸出的電壓低于保證所述電負載正常工作的工作電壓的下限值，診斷為所述電負載異常的異常診斷裝置，所述控制裝置包括響應于所述內燃機和所述第1電源的溫度的至少一方為預定的閾值以下，將所述電壓指令設定為比所述第2電源電壓低、但為所述控制裝置的工作電壓下限值以上的第1電壓，從而控制所述電壓轉換器的第1電壓轉換控制單元；響應于將所述電壓指令設定為所述第1電壓，禁止所述異常診斷裝置的異常診斷動作的異常診斷禁止單元；響應于所述內燃機和所述第1電源的溫度的至少一方為預定的閾值以下，驅動控制所述電動機以啟動所述內燃機的低溫啟動控制單元；響應于所述內燃機的啟動結束，將所述電壓指令設定為所述第2電源電壓以上的第2電壓而控制所述電壓轉換器的第2電壓轉換控制單元；和響應于將所述電壓指令設定為所述第2電壓，解除對所述異常診斷裝置的異常診斷動作的禁止并且指示所述混合動力車輛的行駛許可的行駛許可單元。
2. 根據(jù)權利要求l所述的混合動力車輛的電源控制裝置，其中， 所述控制裝置還包括基于所述第1電源的溫度和充電量推定所述第1電源的能夠輸出的電力的輸出電力推定單元，所述第1電壓轉換控制單元，在推定的所述第1電源的能夠輸出的電 力低于使所述內燃機啟動所必要的預定電力時，將所述電壓指令設定為所 述第1電壓，而在推定的所述第1電源的能夠輸出的電力為所述預定電力 以上時，將所述電壓指令設定為所述第2電壓指令。
3. 根據(jù)權利要求2所述的混合動力車輛的電源控制裝置，其中， 所述第1電壓轉換控制單元還包括推定使所述內燃機啟動所必要的預定的電力的必要電力推定單元，所述必要電力推定單元基于所述內燃機的溫度推定向所述電動機的 供給電力，并且將對所推定的向所述電動機的供給電力加上預先推定的所 述控制裝置的消耗電力以及所述第2電源的充電電力得到的電力推定為所 述預定的電力。
4. 根據(jù)權利要求l-3中任一項所述的混合動力車輛的電源控制裝置， 其中，所述第1電壓轉換控制單元對所述電壓轉換器進行反饋控制使得輸出 電壓與所述第1電壓指令一致。
5. —種混合動力車輛的電源控制方法，其中， 所述混合動力車輛包括輸出第1電源電壓的第1電源；從所述第1電源接收電力的供給而使內燃機啟動的電動機； 與所述電動機并聯(lián)連接于所述第1電源，根據(jù)電壓指令對所述第1電 源電壓進行電壓轉換而向第1電源線和第2電源線之間輸出的電壓轉換器； 連接于所述第1電源線和第2電源線之間，輸出比所述第1電源電壓低的第2電源電壓的第2電源；連接于所述第1電源線和第2電源線之間，從所述電壓轉換器和所述 第2電源的至少一方接收電壓的電負載；從所述電壓轉換器和所述第2電源的至少一方接收電壓，響應于車輛 系統(tǒng)的起動指示而控制所述內燃機的啟動和所述電壓轉換的控制裝置；以 及基于向所述第1電源線和第2電源線之間輸出的電壓低于保證所述電 負載正常工作的工作電壓的下P艮值，診斷為所述電負載異常的異常診斷裝 置，所述電源控制方法包括響應于所述內燃機和所述第1電源的溫度的至少一方為預定的閾值以 下，將所述電壓指令設定為比所述第2直流電壓低、但為所述控制裝置的 工作電壓下限值以上的第1電壓的第1步驟；響應于將所述電壓指令設定為所述第1電壓，禁止所述異常診斷裝置 的異常診斷動作的第2步驟；對所述電壓轉換器進行反饋控制使得輸出電壓與所述電壓指令一致、 并且驅動控制所述電動機而使所述內燃機啟動的第3步驟；響應于所述內燃機的啟動結束，將所述電壓指令沒定為所述第2電源 電壓以上的第2電壓而對所述電壓轉換器進行反饋控制的第4步驟；和響應于將所述電壓指令設定為所述第2電壓，解除對所述異常診斷裝 置的異常診斷動作的禁止，并且指示所述混合動力車輛的行駛許可的第5 步驟。
6.根據(jù)權利要求5所述的混合動力車輛的電源控制方法，其中， 所述第1步驟包括基于所述第1電源的溫度和充電量推定所述第1電源的能夠輸出的電 力的第l子步驟，在推定的所述第1電源的能夠輸出的電力低于使所述內燃機啟動所必 要的預定的電力時，將所述電壓指令沒定為所述第1電壓的第2子步驟；和在推定的所述第1電源的能夠輸出的電力為所述預定的電力以上時，將所述電壓指4^殳定為所述第2電壓指令的第3子步驟。
全文摘要
ECU(40)在車輛系統(tǒng)起動時發(fā)動機(ENG)和主電池(B1)為低溫時，預先啟動發(fā)動機(ENG)，在發(fā)動機啟動結束后輸出行駛許可信號。此時，ECU(40)停止輔機負載(60)的異常診斷動作，并且將電壓指令設定為比輔機電池(B2)的輸出電壓低、且為ECU(40)的工作電壓下限值以上的電壓，對DC/DC轉換器30進行反饋控制。ECU(40)響應于發(fā)動機啟動的結束，將電壓指令設定為為輔機電池(B2)的輸出電壓以上的電壓，對DC/DC轉換器30進行反饋控制。接著解除輔機負載(60)的異常診斷動作的停止而輸出行駛許可信號。
文檔編號B60W10/06GK101516704SQ200780034798
公開日2009年8月26日 申請日期2007年7月11日 優(yōu)先權日2006年9月20日
發(fā)明者佐藤榮次, 沖良二, 竹內純一 申請人:豐田自動車株式會社;株式會社豐田自動織機