JP2005163545A - ハイブリッド電気自動車のエンジン制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ハイブリッド電気自動車のエンジン制御装置に関し、暖房装置の使用時に極力エンジンの作動を抑制して燃費性能の向上を図るとともに、速やかに暖房を行なうことができるようにできるようにする。
【解決手段】作動状態検出手段２により暖房装置の作動が検出されたときに、水温検出手段３によりエンジン１７の冷却水温が所定温度よりも低いことが検出されると、エンジン制御手段１８によりエンジン１７を駆動状態とし、エンジン１７の冷却水温が所定温度よりも高いこと検出されると、エンジン１７を非駆動状態とし且つ電動ウォータポンプ４を駆動状態として冷却水を循環させるるように構成する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド電気自動車のエンジン制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、エンジンと電動機（モータ）とをそなえたいわゆるハイブリッド電気自動車が各種開発されており、一部では既に実用化されている。
そして、このようなハイブリッド電気自動車では、一般には通常のエンジン駆動の自動車と同様の冷暖房装置が設けられている。すなわち、エンジンにより駆動されるコンプレッサが設けられ、このコンプレッサを作動させることで冷房を行なうとともに、エンジンの冷却水通路上に熱交換器を設け、この熱交換器で得られる暖気を利用して暖房が行なわれる。
【０００３】
ところで、上述したようなハイブリッド電気自動車の走行モードとしては、バッテリ走行モードとハイブリッド走行モードとの２つの走行モードがある。ここで、バッテリ走行モードとは、バッテリの残存容量が比較的多い場合に用いられる走行モードであって、エンジンを停止させ、バッテリからモータに電力を供給してモータの駆動力により走行するモードをいう。また、ハイブリッド走行モードとは、バッテリの残存容量が比較的少ない場合に用いられる走行モードであり、エンジンを作動させて走行するモードをいう。なお、このハイブリッド走行モードでは、エンジンを作動させて発電を行ない、この電力をモータに供給することで走行するシステム（シリーズ式ハイブリッド電気自動車）や、エンジンの駆動力をそのまま走行用駆動力として利用するシステム（パラレル式ハイブリッド電気自動車）等がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、バッテリ走行モード等のエンジン停止時に冷暖房を使用する場合には、エンジンを始動させないと冷暖房が行なわれない。つまり、冷房を行なう場合には、エンジンを始動させてコンプレッサを作動させる必要があり、また、暖房を行なう場合には、エンジン駆動によるウォータポンプを作動させて冷却水を循環させる必要があるので、エンジンが停止したままでは、冷暖房を行なうことができない。
【０００５】
このため、エンジン停止時に冷暖房を行なう場合には、冷暖房装置のスイッチオンと同時にエンジンを始動させる必要があるが、このように構成した場合には、エンジンの効率が低下し、燃料消費率も悪化するという課題がある。例えば、既にエンジンの冷却水温が高い状態にあるときには、この冷却水を熱交換器に送るだけでよく、このためにわざわざエンジンを始動させるのは、エネルギ効率の低下を招き好ましくない。
【０００６】
なお、特開平６−２８６４５９号公報には、エアコンスイッチがオンされると即座にエンジンを始動させ、その後、車室内外気温や設定温度を検出して冷暖房装置を制御する技術が開示されているが、この技術でも、暖房を使用する場合には必ずエンジンが運転状態となるため、上述と同様に、エンジンの効率が低下し燃料消費率も悪化するという課題がある。
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、暖房装置の使用時に極力エンジンの作動を抑制して燃費性能の向上を図るとともに、速やかに暖房を行なうことができるようにした、ハイブリッド電気自動車のエンジン制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１記載の本発明のハイブリッド電気自動車のエンジン制御装置では、作動状態検出手段により暖房装置の作動が検出されたときに、水温検出手段によりエンジンの冷却水温が所定温度よりも低いことが検出されると、エンジン制御手段によりエンジンを駆動状態とし、エンジンの冷却水温が所定温度よりも高いことが検出されると、エンジンを非駆動状態とし且つ電動ウォータポンプを駆動状態として冷却水を循環させる。
【０００９】
なお、ハイブリッド電気自動車がエンジン停止状態にあるときには、エンジンを始動させることでエンジンを駆動状態とし、エンジン駆動状態にあるときにはエンジンを停止させることでエンジンを非駆動状態する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の一実施形態としてのハイブリッド電気自動車のエンジン制御装置について説明すると、図１はその要部機能を示す模式的な機能ブロック図、図２はその動作を説明するためのフローチャートである。
まず、図１を用いて本発明が適用されるハイブリッド電気自動車の要部構成について説明すると、図中１１はモータ（原動機）、１３は車輪、１４はインバータ、１５はバッテリ、１６は発電機、１７はエンジンである。
【００１１】
また、この実施形態におけるハイブリッド電気自動車は、いわゆるシリーズ式ハイブリッド電気自動車であって、エンジン１７は、主に、発電機１６を駆動して電力をバッテリ１５に供給するために設けられている。すなわち、車両はモータ（電動機）１１の回転駆動力により走行するように構成されている。
また、このモータ１１にはインバータ１４を介してバッテリ１５や発電機１６が電気的に接続されており、モータ１１の出力軸には駆動輪１３，１３が連結されている。
【００１２】
さらに、インバータ１４，発電機１６及びエンジン１７は、エンジン制御手段としてのコントローラ１８に接続されており、このコントローラ１８によりインバータ１４，発電機１６及びエンジン１７の作動がそれぞれ制御されるようになっている。
また、バッテリ１５には、バッテリ１５の電力残存容量を検出しうる充電容量センサ１９が付設されており、この充電容量センサ１９も図示するようにコントローラ１８に接続されている。
【００１３】
そして、コントローラ１８では、充電容量センサ１９からの検出信号やその他の図示しないセンサ類からの検出信号に基づいて、車両の走行モードをバッテリ走行モードとハイブリット走行モードとのいずれか一方に切り替えるようになっている。
すなわち、充電容量センサ１９によりバッテリ１５に蓄電された電力の残存容量が所定値以上であることが検出された場合には、コントローラ１８はエンジン１７及び発電機１６の作動を停止させて、バッテリ１５に蓄えられた電力によりモータ１１を駆動するようになっている（バッテリ走行モード）。
【００１４】
また、バッテリ１５に蓄電された電力の残存容量が低下して、残存容量が所定値以下であることが検出されると、コントローラ１８はエンジン１７を作動させる。そして、エンジン１７により発電機１６を作動させて、この発電機１６により得られた電力をバッテリ１５に蓄電するとともに、この電力をインバータ１４を介してモータ１１に供給するようになっているのである（ハイブリッド走行モード）。
【００１５】
ところで、図１に示すように、このハイブリッド電気自動車のエンジン制御装置には、冷房装置及び暖房装置として機能するオートエアコン１が設けられている。このオートエアコン１は、通常のエンジン駆動の自動車と同様に構成されており、エンジン１７により駆動されるコンプレッサ等（図示省略）をそなえて構成されている。
【００１６】
したがって、冷房を行なう場合には、通常の自動車と同様に、エンジン１７によりコンプレッサを駆動して冷媒を圧縮し、その後冷媒をエバポレータ（図示省略）に供給する。そして、エバポレータで冷却された空気を車室内に取り込んで、車室内を冷却するようになっている。
また、暖房を行なう場合には、エンジン１７の熱により高温となった冷却水を、図示しない冷却系に設けられた熱交換器に送り、この熱交換器で得られた暖気を車室内に取り込むようになっている。
【００１７】
さて、図１に示すように、このハイブリッド電気自動車には、冷却水を循環させるための電動ウォータポンプ４が設けられており、エンジン１７が停止中であって、且つ冷却水の温度が十分高いときに暖房を行なう場合には、エンジン１７を始動させることなく、この電動ウォータポンプ４により冷却水を循環させるようになっている。
【００１８】
これは、冷却水を循環させるというだけの目的でエンジン１７を作動させるのを回避するためである。すなわち、エンジン１７には機械式ウォータポンプ（図示省略）が付設されており、エンジン１７の作動中には、エンジン１７を冷却するために機械式ウォータポンプにより冷却水が冷却系を循環するようになっている。
【００１９】
しかしながら、エンジン１７の停止時に暖房を行なう場合、冷却水が十分に高温であれば、冷却水を単に循環させればよく、このためにわざわざエンジン１７を作動させるのは好ましくない。
そこで、上述したように、本発明のハイブリッド電気自動車のエンジン制御装置では、電動ウォータポンプ４を新たに設け、エンジン１７の停止時であって冷却水の温度が十分に高い場合には、電動ウォータポンプ４を作動させて冷却水を循環させ、暖房を行なうようになっているのである。
【００２０】
なお、エンジン１７の作動中に暖房を行なう場合には、機械式ウォータポンプが作動しているので、電動ウォータポンプ４を作動させる必要はなく、したがって、この場合には電動ウォータポンプ４の作動は停止状態に制御される。
このようなオートエアコン１の操作時の制御について、以下ではさらに具体的に説明する。
【００２１】
図１に示すように、オートエアコン１には作動スイッチ２が付設されており、この作動スイッチ２を操作することにより、オートエアコン１の作動のオンオフが切り替えられるようになっている。
また、この作動スイッチ２は、コントローラ１８に接続されており、作動スイッチ２の操作状況はコントローラ１８によりモニタされている。つまり、作動スイッチ２は、オートエアコン１の作動状態を検出する作動状態検出手段として機能するのである。
【００２２】
また、上述した冷却系には水温検出手段としての水温センサ３が設けられており、冷却水の温度情報がコントローラ１８に入力されるようになっている。
そして、本発明のハイブリッド電気自動車のエンジン制御装置では、バッテリ走行モード等によりエンジン１７が停止状態にあるときに、作動スイッチ２によりオートエアコン１に対する作動開始操作が検出され、この操作により暖房開始が検出されると、コントローラ１８により以下のような制御が行なわれるようになっている。
【００２３】
まず、水温センサ３によりエンジン１７の冷却水温が検出され、この冷却水温が所定温度よりも高いか否かが判定される。そして、所定温度よりも高い場合（冷却水温が十分に高い場合）には、電動ウォータポンプ４を作動させて冷却水を循環させるようになっているのである。
これにより、エンジン１７を作動させることなく、高温の冷却水が冷却系を循環し、熱交換器を介して暖気が車室内に取り込まれることになり、効率良く暖房を行なうことができるようになる。
【００２４】
また、冷却水温が所定温度よりも低い場合には、コントローラ１８ではエンジン１７を始動させる制御信号を設定し、エンジン１７を始動させるようになっている。
そして、エンジン１７が作動することにより、エンジン１７の熱により冷却水が暖められるとともに、エンジン１７に付設された機械式ウォータポンプが駆動されて冷却水が冷却系を循環するのである。
【００２５】
なお、エンジン１７が作動することで冷却水温が上昇して、水温センサ３により所定温度まで上昇したことが検出されると、コントローラ１８によりエンジン１７に対する作動停止信号が設定されて、エンジン１７が停止するのである。このときには、エンジン１７の停止と略同時に電動ウォータポンプ４の作動を開始させて、冷却水を電動ウォータポンプ４により循環させるようになっている。
【００２６】
また、バッテリ走行モード等のエンジン１７の停止時に、冷房装置の作動開始が検出された場合には、直ちにエンジン１７を始動させ、コンプレッサを駆動するようになっている。
本発明の一実施形態としてのハイブリッド電気自動車のエンジン制御装置は、上述のように構成されているので、その動作の一例を図２に示すフローチャートにしたがって説明すると、以下のようになる。
【００２７】
まず、バッテリ走行モード等のエンジン１７停止時において、ステップＳ１で、暖房作動条件が成立したか否かが判定される。ここで、暖房作動条件とは、例えばオートエアコン１の作動スイッチ２がオンに操作されたときであって、設定温度が外気温よりも高く、且つブロアスイッチ（図示省略）がオンとなっているときである。
【００２８】
そして、この暖房作動条件が成立していないときにはステップＳ２に進み、このステップＳ２により、エンジン１７が停止状態に保持される。
また、ステップＳ１で暖房作動条件が成立していると判定された場合には、ステップＳ３に進み、冷却水の温度が所定値よりも高いか否かが判定される。ここで、冷却水の温度が所定値よりも低いと判定された場合には、次に、ステップＳ４に進み、エンジン１７を強制始動させる。これにより、冷却水の温度が上昇するとともに、エンジン１７により機械式ウォータポンプが駆動されて、ステップＳ５で暖房が行なわれる。
【００２９】
一方、ステップＳ３において、冷却水の温度が所定値よりも高いと判定された場合には、次に、ステップＳ６に進み、エンジン１７が作動中であればエンジン１７を停止させ、エンジン１７が停止していればこの状態を保持する。続いて、ステップＳ７に進んで電動ウォータポンプ４を作動させ、この電動ウォータポンプ４により冷却水を循環させる。これにより、ステップＳ５において暖房が行なわれることになる。
【００３０】
以上詳述したように、本発明のハイブリッド電気自動車のエンジン制御装置によれば、暖房作動時に、冷却水温が暖房能力を満たさない所定温度以下の場合にのみエンジン１７を始動させ、冷却水温度が所定温度以上になるとエンジン１７を停止させるので、無駄なアイドル運転がなくなり、燃費性能が向上するという利点がある。すなわち、バッテリ走行モード時においては、エンジン１７のアイドル運転が極力抑制され、これにより燃料消費率が改善されるのである。また、エンジン停止時に電動ウォータポンプ４を作動させることにより、速やかに暖房を行なうことができ、暖房能力も向上するとう利点がある。
【００３１】
なお、本発明のハイブリッド電気自動車のエンジン制御装置は、上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば本実施形態では、ウォータポンプとしてエンジン駆動による機械式ウォータポンプと電動ウォータポンプとを併用しているが、電動ウォータポンプのみを使用してもよい。
【００３２】
また、ハイブリッド電気自動車としては、上述以外にもエンジンの駆動力とモータの駆動力とを適宜使い分けて走行するようなパラレル式ハイブリッド電気自動車や、シリーズ式ハイブリッド電気自動車とパラレル式ハイブリッド電気自動車との両方の特徴を有するようなタイプのハイブリッド電気自動車であってもよい。
【００３３】
また、暖房装置は必ずしもオートエアコン１である必要はなく、マニュアルエアコンであってもよいし、暖房機能のみを有するヒータ機構であってもよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１記載の本発明のハイブリッド電気自動車のエンジン制御装置によれば、速やかに暖房を行なうことができるとともに、エンジンの無駄なアイドル運転を極力抑制でき、燃費性能が向上するという利点がある。また、請求項２記載の本発明のハイブリッド電気自動車のエンジン制御装置によれば、停止しているエンジンを駆動して冷却水の温度上昇を行なうので、速やかに暖房を行なうことができるという利点がある。
【００３５】
また、請求項３記載の本発明のハイブリッド電気自動車のエンジン制御装置によれば、エンジン駆動中に冷却水温が所定温度以上であるときには、エンジンを停止して、エンジンのアイドル運転を極力抑制し、且つ電動ウォータポンプによりエンジンの冷却水を循環させ、暖房装置へ冷却水の暖気を供給して速やかに暖房を行なうことができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としてのハイブリッド電気自動車のエンジン制御装置における要部機能を示す模式的な機能ブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態としてのハイブリッド電気自動車のエンジン制御装置における動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１ 暖房装置を含むオートエアコン
２ 作動スイッチ（作動状態検出手段）
３ 水温センサ（水温検出手段）
４ 電動ウォータポンプ
１１ モータ（電動機）
１７ エンジン
１８ コントローラ（エンジン制御手段）

Claims (3)

1. エンジン及び電動機をそなえたハイブリッド電気自動車において、
   暖房装置の作動状態を検出する作動状態検出手段と、
   該エンジンの冷却水を循環させる電動ウォータポンプと、
   該冷却水の温度を検出する水温検出手段と、
   該作動状態検出手段により該暖房装置の作動が検出されたときに、
   該エンジンの冷却水温が所定温度よりも低いことが検出されると、該エンジンを駆動状態にするとともに、該エンジンの冷却水温が所定温度よりも高いことが検出されると、該エンジンを非駆動状態とし且つ該電動ウォータポンプを駆動状態とするエンジン制御手段とを備えた
   ことを特徴とする、ハイブリッド電気自動車のエンジン制御装置。
2. 該ハイブリッド電気自動車がエンジン停止状態にあるとき、該エンジン制御手段は該エンジンを始動させることで該エンジンを駆動状態とする
   ことを特徴とする、請求項１記載のハイブリッド電気自動車のエンジン制御装置。
3. 該ハイブリッド電気自動車がエンジン駆動状態にあるとき、該エンジン制御手段は該エンジンを停止させることで該エンジンを非駆動状態する
   ことを特徴とする、請求項１記載のハイブリッド電気自動車のエンジン制御装置。

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