JP2007154747A - ハイブリッド車両の内燃機関の冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アルコール及びガソリンが混合された混合燃料を使用するハイブリッド車両において、ベーパロックの発生を抑制する。
【解決手段】冷却装置は、ガソリン及びアルコールが混合された混合燃料を使用する内燃機関とモータジェネレータとを備えるハイブリッド車両に更に備えられる。これは、モータジェネレータ用冷却水により燃料供給経路を冷却する冷却手段と、混合燃料のアルコール濃度を検出するアルコール濃度検出手段とを備える。更に、混合燃料の燃料温度を検出する燃料温度検出手段と、少なくともアルコール濃度及び燃料温度に基づいて、燃料供給経路においてベーパロックが発生するか否かを判定するベーパロック判定手段とを備える。加えて、ベーパロックが発生すると判定された場合に、モータジェネレータ用冷却水により、燃料供給経路を冷却するように、冷却手段を制御する制御手段とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばエンジン等である内燃機関とモータジェネレータとを備えるハイブリッド車両に更に備えられる冷却装置の技術分野に関する。

例えば自動車のエンジン等の内燃機関において、燃料の温度が上昇すると、燃料が蒸発して気泡を生じ、燃料経路を詰まらせてしまう、即ち、ベーパロックが発生してしまうおそれがある。このため、エンジンの再始動時にその挙動が不安定になってしまうおそれがある。更に、ベーパロックは、燃料として例えばエタノール混合ガソリンが使用される際には、沸点の低いエタノールとの混合による共沸現象に起因して発生し易くなり、ガソリンのみが使用される場合に比べて低温でも発生してしまう。ベーパロックの発生を防ぐための技術として、例えば特許文献１及び特許文献２では、高速走行後などの内燃機関の高温停止時に、アルコール濃度に応じて設定される条件に基づき、冷却ファンを作動させて内燃機関の冷却水によって内燃機関を冷却する技術が提案されている。特許文献３では、燃料経路であるデリバティブパイプを二重管構造とし、デリバティブパイプ内の燃料を冷却する技術が提案されている。

特開平４−１８３９２３号公報 特開平４−１８７８１３号公報 特開平１−２２４４４７号公報

しかしながら、特許文献１及び特許文献２に開示された技術では、高速走行後などの内燃機関の停止時には、冷却水自体の温度も上昇しているため、高い冷却効率を得ることは困難であるという技術的問題点がある。また、冷却ファンにより冷却効率を高めようとすれば、冷却ファンによる消費電力が増大してしまうという技術的問題点もある。特許文献３では、エタノール混合ガソリンの場合にベーパロックが発生し易いことは考慮されていない。

本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、アルコール及びガソリンが混合された混合燃料を使用するハイブリッド車両において、ベーパロックの発生を抑制可能な内燃機関の冷却装置を提供することを課題とする。

本発明の冷却装置は上記課題を解決するために、動力源としてガソリン及びアルコールが混合された混合燃料を使用する内燃機関とモータジェネレータとを備えるハイブリッド車両に更に備えられる冷却装置であって、前記モータジェネレータを冷却するモータジェネレータ用冷却水により、前記混合燃料を前記内燃機関へ供給する燃料供給経路を冷却する冷却手段と、前記混合燃料のアルコール濃度を検出するアルコール濃度検出手段と、前記燃料供給経路における前記混合燃料の燃料温度を検出する燃料温度検出手段と、少なくとも前記検出されたアルコール濃度及び前記検出された燃料温度に基づいて、前記燃料供給経路においてベーパロックが発生するか否かを判定するベーパロック判定手段と、該ベーパロックが発生すると判定された場合に、前記モータジェネレータ用冷却水により、前記燃料供給経路を冷却するように、前記冷却手段を制御する制御手段とを備える。

本発明に係る「内燃機関」とは、ハイブリッド車両に備わると共に燃料の燃焼を動力に変換する機関を包括する概念であり、例えばガソリン等を燃料とするエンジンなどを指す。本発明では、内燃機関の燃料として、ガソリン及びアルコールが混合された混合燃料が使用される。このような内燃機関は、ガソリン１００％であっても燃焼可能であり、アルコールが任意の割合で混合されていても燃焼可能である。また、本発明に係る「モータジェネレータ」は、バッテリから供給される電気エネルギを機械エネルギに変換することによって、電動機として動作する機能と、機械エネルギを電気エネルギに変換することによって、例えばバッテリ等に電力を供給する発電機として動作する機能とを有する。尚、モータジェネレータは予め、主として電動機（モータ）として使用されるモータジェネレータと、主として発電機（ジェネレータ）として使用されるモータジェネレータの二種類搭載されていてもよい。このような内燃機関及びモータジェネレータを備える本発明に係る「ハイブリッド車両」においては、モータジェネレータによって適宜内燃機関の動力をアシストすることが可能な所謂パラレル方式の制御が好適に行われる。

本発明の冷却装置によれば、その動作時には、例えばハイブリッド車両の走行中や内燃機関のソーク（即ち、停止した状態での放置）中に、燃料供給経路における混合燃料の温度が上昇することにより、燃料供給経路においてベーパロックが発生することを、以下のように抑制、或いは防止できる。ここで、「ベーパロック」とは、混合燃料が蒸発して気泡を生じ、例えば燃料供給経路等を詰まらせる現象をいう。

先ず、例えば燃料供給経路の途中に設けられたアルコール濃度センサ等のアルコール濃度検出手段によって、混合燃料のアルコール濃度が検出される。検出されたアルコール濃度は、例えば、後述するベーパロック判定手段に出力される。尚、アルコール濃度検出手段により「検出する」とは、狭義には、直接的に即ち濃度センサにより検出する或いは測定する場合の他に、広義には、アルコール濃度に関連する他の一又は複数のパラメータに基づいて、間接的に検出する、算出する、推定する、予測する、予想する、特定する等々の場合を含んでよい。

次に、例えば燃料供給経路の途中に設けられた温度センサ等の燃料温度検出手段によって、燃料供給経路における混合燃料の燃料温度が検出される。尚、燃料温度検出手段により「検出する」とは、狭義には、直接的に即ち温度センサにより検出する或いは測定する場合の他に、広義には、混合燃料の燃料温度に関連する他の一又は複数のパラメータに基づいて、間接的に検出する、算出する、推定する、予測する、予想する、特定する等々の場合を含んでよい。

次に、本発明では特に、ベーパロック判定手段によって、少なくともアルコール濃度及び燃料温度に基づいて、燃料供給経路においてベーパロックが発生するか否かが判定される。即ち、ベーパロック判定手段は、例えば内燃機関の動作中において、例えば、燃料温度と、ベーパロックが発生すると予想される最低温度である基準温度とを比較し、燃料温度が基準温度以上である場合には、ベーパロックが発生すると判定し、燃料温度が基準温度未満である場合には、ベーパロックが発生しないと判定する。ここで、ベーパロックは、燃料温度が高いほど発生し易いと共に、アルコール濃度によって発生し易さが異なる。即ち、上述した「基準温度」は、アルコール濃度によって異なる。例えば、アルコールの一例としてのエタノールがガソリンに混合された混合燃料は、エタノール濃度が増加すると、ガソリンとガソリンより沸点の低いエタノールとの混合による共沸現象に起因してベーパロックは発生し易くなり（即ち、基準温度は低くなり）、エタノール濃度が１０〜２０％付近で最も発生し易くなるという特性を有する。このような特性に基づいて、基準温度は、アルコール濃度に対応づけて、例えばベーパロック判定手段の有するメモリ等に予め記憶される。

次に、ベーパロック判定手段によってベーパロックが発生しないと判定された場合には、制御手段による制御下で、冷却手段はモータジェネレータ用冷却水を用いて冷却しないように制御される。即ち、この場合には、冷却手段は、モータジェネレータ用冷却水を用いることがないので、モータジェネレータ用冷却水の不要な温度上昇や冷却手段における無駄な動作を招くことを回避できる。一方、ベーパロックが発生すると判定された場合には、制御手段によって冷却手段はモータジェネレータ用冷却水を用いて冷却するように制御される。即ち、冷却手段によって、混合燃料が供給される燃料供給経路のうち少なくとも一部分における混合燃料が冷却される。このように、ベーパロック判定手段による判定結果に応じて、冷却手段の動作が制御手段によって制御されるので、ベーパロックが発生する前に確実に混合燃料を冷却できると共に、冷却の必要がないときには冷却手段を動作させないことにより冷却手段を効率的に動作させることができる。

本発明では特に、燃料供給経路は、モータジェネレータを冷却するモータジェネレータ用冷却水により、冷却手段によって適宜に冷却される。ハイブリッド車両において、典型的には、内燃機関及びモータジェネレータを夫々冷却するための水冷式の冷却装置は、要求される冷却温度が互いに異なるため、別個に設けられており、モータジェネレータ用冷却水としては、内燃機関用冷却水よりも低い温度範囲の冷却水が用いられる。よって、例えば内燃機関用冷却水により燃料供給経路を冷却する場合と比較して、より確実に燃料供給経路を、冷却手段によって冷却することができる。従って、燃料供給経路におけるベーパロックの発生を抑制或いは防止することができる。

本発明の冷却装置の一態様では、前記冷却手段は、前記燃料供給経路に隣接する部分を含む、前記モータジェネレータ用冷却水を供給するモータジェネレータ用冷却水供給経路を有する。

この態様によれば、冷却手段は、典型的には、燃料供給経路を内管とし、モータジェネレータ用冷却水経路を外管とする二重管構造を有する。よって、燃料供給経路に隣接するモータジェネレータ用冷却水経路に適宜に供給される、比較的低温のモータジェネレータ用冷却水によって確実に混合燃料を冷却することができる。従って、ベーパロックの発生を確実に抑制或いは防止することができる。

本発明の冷却装置の他の態様では、前記ベーパロック判定手段は、前記内燃機関の停止後における前記燃料温度が到達し得る最高燃料温度を予測する最高燃料温度予測手段を備え、前記予測された前記最高燃料温度に基づいて、前記ベーパロックが発生するか否かを判定する。

この態様によれば、最高燃料温度が予測され、最高燃料温度に基づいてベーパロックが発生するか否かが判定されるので、例えば内燃機関のソーク或いはホットソーク（即ち、走行終了直後のソーク）中に燃料温度が上昇して、ベーパロックが発生してしまうことを効果的に防止できる。即ち、特に、内燃機関のソーク或いはホットソーク中は、内燃機関の動作中に比較して、測定後にも燃料温度が上昇しやすいので、このように最高燃料温度測定手段によって最高燃料温度を予測することにより、内燃機関の再始動時のベーパロックの発生を確実に防止することができる。

上述した最高燃料温度予測手段を備えた態様では、前記最高燃料温度予測手段は、前記内燃機関の自動停止後に前記最高燃料温度を予測し、前記制御手段は、前記自動停止後に冷却するように前記冷却手段を制御するように構成してもよい。

このようにすれば、例えば内燃機関からモータジェネレータへの動力源の切り換え等による内燃機関の自動停止後にのみ冷却手段が動作するので、内燃機関の再始動時のベーパロックを確実に抑制或いは防止すると共に、冷却手段を効率的に動作させることができる。

上述した最高燃料温度予測手段を備えた態様では、前記燃料温度検出手段は、所定時間毎に前記燃料温度を検出し、前記最高燃料温度予測手段は、前記所定時間毎に検出された前記燃料温度に基づいて、前記燃料温度が上昇する燃料温度上昇率を算出する燃料温度上昇率算出手段を備え、前記燃料温度及び前記燃料温度上昇率に基づいて前記最高燃料温度を予測するように構成してもよい。

このようにすれば、燃料温度及び燃料温度上昇率に基づいて、最高燃料温度を比較的簡易且つ正確に予測することができる。

上述した最高燃料温度予測手段を備えた態様では、前記ハイブリッド車両の外気温を特定する外気温特定手段と、前記内燃機関を冷却する内燃機関用冷却水の内燃機関用冷却水温を特定する内燃機関用冷却水温特定手段と、前記内燃機関の停止前における前記内燃機関の負荷状態を特定する負荷状態特定手段とを更に備え、前記最高燃料温度予測手段は、前記燃料温度、前記外気温、前記内燃機関用冷却水温及び前記負荷状態に基づいて、前記最高燃料温度を予測するように構成してもよい。

このようにすれば、燃料温度、外気温、内燃機関用冷却水温、及び例えばスロットルバルブのスロットル開度、エンジン回転数、排気ガスの排気温等の負荷状態に基づいて、最高燃料温度を比較的簡易且つ正確に予測することができる。即ち、ハイブリッド車両に典型的に設けられる外気温センサや内燃機関用冷却水温センサによって夫々検出される外気温や内燃機関用冷却水温、及び、負荷状態としての、スロットル開度、エンジン回転数、排気温等の内燃機関の履歴情報に基づいて最高燃料温度を予測することができる。

本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされよう。

以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。
＜第１実施形態＞
第１実施形態に係る冷却装置について、図１から図３を参照して説明する。

先ず、本実施形態に係る冷却装置を備えたハイブリッド車両の構成について、図１を参照して説明する。ここに図１は、本実施形態に係る冷却装置を備えたハイブリッド車両の図示式的なブロック図である。

図１において、本実施形態に係る冷却装置を備えたハイブリッド車両１は、エンジン１００、燃料タンク５１０、燃料ポンプ５２０、アルコールセンサ５４０、燃料温度センサ５５０、モータジェネレータ２００、エンジン用冷却水流路４１１、第１ラジエータ４１０、モータジェネレータ用冷却水流路４２１、第２ラジエータ４２０、制御装置３００、モータジェネレータ用冷却水供給経路６１０、並びに切換弁６４０及び６５０を備えている。ここで、エンジン１００は、本発明に係る「内燃機関」の一例であり、モータジェネレータ用冷却水供給経路６１０、並びに切換弁６４０及び６５０は、本発明に係る「冷却手段」を構成する。

ハイブリッド車両１は、エンジン１００と電動機及び発電機として機能するモータジェネレータ２００とを走行用の駆動源として搭載した、いわゆるパラレル型のハイブリッド車両として構成されている。エンジン１００とモータジェネレータ２００とは、図示しない伝達機構を介して互いに接続されている。

エンジン１００は、４つの気筒を有しており、いわゆる４気筒エンジンとして構成されている。エンジン１００は、各気筒内部のシリンダで混合気を燃焼させると共に、爆発力に応じて生じる内部のピストン運動を回転運動に変換することでハイブリッド車両１を駆動可能に構成されており、燃料タンク５１０、燃料ポンプ５２０、及び排気温センサ１１０がその周辺に設けられている。また、本実施形態では、エンジン１００の燃料として、ガソリン及びエタノールが混合された混合燃料（即ち、エタノール混合ガソリン）が使用され、ガソリン１００％であっても燃焼可能であり、エタノールが任意の割合で混合されていても燃焼可能である。

燃料タンク５１０は、エンジン１００の燃焼に供される燃料を貯蔵している。燃料タンク５１０に貯蔵された燃料は、燃料ポンプ５２０によってエンジン１００へ供給される。即ち、燃料ポンプ５２０は、燃料タンク５１０から燃料供給経路５３１を介して燃料を吸い出し、燃料供給経路５３２及び燃料供給経路５３３を介して、燃料をエンジン１００へと送り込むことが可能に構成されている。燃料供給経路５３２は、エンジン１００の４つの気筒へ燃料を夫々供給するために４つの燃料供給経路５３３に分岐している。また、燃料供給経路５３２の途中には、アルコールセンサ５４０及び燃料温度センサ５５０が設けられている。

アルコールセンサ５４０は、本発明に係る「アルコール濃度検出手段」の一例であり、燃料供給経路５３２における燃料のエタノール濃度を検出することが可能である。尚、アルコールセンサ５４０は、燃料供給経路５３３の途中や燃料タンク５１０に設けてもよい。

燃料温度センサ５５０は、本発明に係る「燃料温度検出手段」の一例であり、燃料供給経路５３２における燃料の温度（即ち、燃料温度）を検出することが可能である。尚、燃料温度センサ５５０は、燃料供給経路５３３の途中に設けてもよい。

排気温センサ１１０は、エンジン１００（より具体的には、各気筒から外部へ排気ガスを排出する、エンジン１００の排気経路）に設けられており、エンジン１００から排気される排気ガスの温度（即ち、排気温）を検出することが可能である。また、排気温センサ１１０による排気温の検出は、ハイブリッド車両１の走行中に定期的或いは不定期に行われ、検出された排気温は、履歴情報として記憶されている。

モータジェネレータ２００は、図示しないインバータを介して図示しないバッテリに接続されており、モータジェネレータ２００とバッテリとの間で適宜に電力が授受される。モータジェネレータ２００は、バッテリから供給される電気エネルギを機械エネルギに変換することによって、電動機として動作する機能と、機械エネルギを電気エネルギに変換することによって、バッテリに電力を供給する発電機として動作する機能とを有している。

エンジン用冷却水流路４１１は、エンジン１００と第１ラジエータ４１０との間における熱交換を行うことが可能に構成されている。発熱するエンジン１００を冷却するエンジン用冷却水流路４１１中の冷却水（即ち、エンジン用冷却水）は、エンジン１００を冷却する際に加熱されるが、第１ラジエータ４１０において放熱し、再びエンジン用冷却水流路４１１を流れることとなる。エンジン用冷却水は、エンジン用冷却水流路４１１の途中に設けられたウォータポンプ４１３によって、エンジン用冷却水流路４１１中を循環させられる。また、エンジン用冷却水流路４１１には温度センサ４１２が設けられており、エンジン用冷却水の温度（即ち、エンジン用冷却水温）を検出することが可能である。尚、エンジン用冷却水温は、エンジン１００の発熱により約１００℃程度まで上昇し得る。

図１において、モータジェネレータ用冷却水流路４２１は、モータジェネレータ２００と第２ラジエータ４２０との間における熱交換を行うことが可能に構成されている。発熱するモータジェネレータ２００を冷却するモータジェネレータ用冷却水流路４２１中の冷却水（即ち、モータジェネレータ用冷却水）は、モータジェネレータ２００を冷却する際に加熱されるが、第２ラジエータ４２０において放熱し、再びモータジェネレータ用冷却水流路４２１を流れることとなる。モータジェネレータ用冷却水は、モータジェネレータ用冷却水流路４２１の途中に設けられたウォータポンプ４２３によって、モータジェネレータ用冷却水流路４２１中を循環させられる。また、モータジェネレータ用冷却水流路４２１には温度センサ４２２が設けられており、モータジェネレータ用冷却水の温度（即ち、モータジェネレータ用冷却水温）を検出することが可能である。尚、モータジェネレータ用冷却水温は、第２ラジエータ４２０による放熱によって、約５０℃程度までしか上昇しないようにされている。即ち、モータジェネレータ用冷却水温は、約１００℃まで上昇し得るエンジン用冷却水温に比較して、より低い温度となっている。

図１において、制御装置３００は、例えば電子制御ユニット（Electronic Control Unit：ECU）を備え、周知の中央処理装置（Central Processing Unit：CPU）、制御プログラムを格納した読み出し専用メモリ（Read Only Memory：ROM）、各種データを格納する随時書き込み読み出しメモリ（Random Access Memory：RAM）等を中心とした論理演算回路として構成されている。更に、上述したアルコールセンサ５４０、燃料温度センサ５５０等の各種センサからの入力信号を受ける入力ポート及び、後述する切換弁６４０、６５０等の各種アクチュエータに制御信号を送る出力ポートに対して、バスを介して接続されている。

モータジェネレータ用冷却水供給経路６１０は、切換弁６４０及び６５０を介して、モータジェネレータ用冷却水流路４２１と接続可能に構成されている。即ち、モータジェネレータ用冷却水流路４２１のうち第２ラジエータ４２０側からモータジェネレータ２００側へと向かう部分の途中から切換弁６４０を介して、モータジェネレータ用冷却水がモータジェネレータ用冷却水供給経路６１０へ流入可能であり、モータジェネレータ用冷却水供給経路６１０から切換弁６５０を介して、モータジェネレータ用冷却水流路４２１のうちモータジェネレータ２００側から第２ラジエータ４２０側へと向かう部分の途中へ流入可能となっている。言い換えれば、モータジェネレータ用冷却水は、モータジェネレータ用冷却水流路４２１に加えて、切換弁６４０及び６５０を開くことによって、モータジェネレータ用冷却水供給経路６１０にも循環可能に構成されている。

モータジェネレータ用冷却水供給経路６１０の一部である部分経路６２０は、燃料供給経路５３２の一部と共に二重管構造を構成している。即ち、モータジェネレータ用冷却水供給経路６１０は、部分経路６２０において燃料供給経路５３２に隣接している。よって、モータジェネレータ用冷却水供給経路６１０は、モータジェネレータ用冷却水が供給されることにより燃料供給経路５３２を冷却できる。従って、燃料供給経路５３２における燃料を冷却できる。特に、モータジェネレータ用冷却水は、エンジン用冷却水よりも比較的低温であるので、より確実に燃料供給経路５３２を冷却できる。

図１において、制御装置３００は、ベーパロック判定部３１０及び制御部３２０を備えている。

ベーパロック判定部３１０は、アルコールセンサ５４０によって検出されたエタノール濃度と燃料温度センサ５５０によって検出された燃料温度（或いは後述する最高燃料温度予測部３３０によって予測された最高燃料温度）とに基づいて、燃料供給経路５３２においてベーパロックが発生するか否かを判定することが可能に構成されている。また、ベーパロック判定部３１０は、最高燃料温度予測部３３０を備えている。

最高燃料温度予測部３３０は、エンジン１００の停止後における燃料温度が到達し得る最高燃料温度を予測することが可能に構成されている。即ち、最高燃料温度予測部３３０は、燃料温度上昇率算出部３４１を備えている。燃料温度上昇率算出部３４１は、所定時間毎に検出（即ち、サンプリング）された燃料温度に基づいて、燃料温度が上昇する燃料温度上昇率を算出することが可能に構成されている。燃料温度上昇率は、単純な場合には、サンプリングされた燃料温度の時間変化を１次関数（即ち、直線）で近似した傾きとして算出される。よって、最高燃料温度予測部３３０によれば、燃料温度及び燃料温度上昇率に基づいて、最高燃料温度を比較的簡易且つ正確に予測することができる。

制御部３２０は、ベーパロック判定部３１０によって、ベーパロックが発生すると判定された場合に、モータジェネレータ用冷却水により燃料供給経路５３２を冷却するために、切換弁６４０及び６５０を開くように、切換弁６４０及び６５０を制御可能に構成されている。

次に、本実施形態に係る冷却装置の動作処理について、図１に加えて、図２及び図３を参照して説明する。ここに図２は、本実施形態に係る冷却装置の動作処理を示すフローチャートである。図３は、エタノール濃度とベーパロック発生温度との関係を示すグラフである。

図２において、先ず、燃料供給経路５３２の途中に設けられたアルコールセンサ５４０によって、燃料にエタノールが含まれているか否かが判定される（ステップＳ１１）。燃料にエタノールが含まれていないと判定された場合には（ステップＳ１１：ＮＯ）、制御装置３００は、処理を終了する。一方、燃料にエタノールが含まれていると判定された場合には（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、アルコールセンサ５４０によって、燃料のエタノール濃度が検出或いは測定（即ち、把握）される（ステップＳ１２）。この際、検出されたエタノール濃度は、ベーパロック判定部３３０に出力される。

次に、エンジン１００からモータジェネレータ２００への動力源の切り換え等によるエンジン１００の自動停止中であるか否かが、制御装置３００によって判定される（ステップＳ１３）。

エンジン１００が自動停止中でないと判定された場合には（ステップＳ１３：ＮＯ）、燃料供給経路５３２の途中に設けられた燃料温度センサ５５０によって、燃料供給経路５３２における燃料の燃料温度が検出（即ち、測定）される。この際、検出された燃料温度は、ベーパロック判定部３１０に出力される。

次に、ベーパロック判定部３１０によって、アルコールセンサ５４０によって検出されたエタノール濃度と燃料温度センサ５５０によって検出された燃料温度とに基づいて、燃料供給経路５３２においてベーパロックが発生するか否かが判定される（ステップＳ１５）。即ち、ベーパロック判定部３１０は、エンジン１００の動作中において、燃料温度と、ベーパロックが発生すると予想される最低温度である基準温度（即ち、ベーパロック発生温度）とを比較し、燃料温度がベーパロック発生温度以上である場合には、ベーパロックが発生すると判定し、燃料温度がベーパロック発生温度未満である場合には、ベーパロックが発生しないと判定する。ここで、ベーパロックは、燃料温度が高いほど発生し易いと共に、エタノール濃度によって発生し易さが異なる。即ち、図３に示すように、ベーパロック発生温度は、曲線Ｃ１に示す特性を有しており、エタノール濃度によって異なる。燃料のエタノール濃度が増加すると、エタノールの沸点が比較的低いことに起因して（即ち、ガソリンとガソリンより沸点の低いエタノールとの混合による共沸現象に起因して）、ベーパロックは発生し易くなり（即ち、ベーパロック発生温度は低くなり）、エタノール濃度が１０〜２０％付近で最も発生し易くなるという特性を有している。このような特性に基づいて、ベーパロック発生温度は、エタノール濃度に対応づけて、ベーパロック判定部３１０の有するメモリ等に予め記憶されている。

続いて、ベーパロック判定部３１０によってベーパロックが発生しないと判定された場合には（ステップＳ１５：ＮＯ）、制御部３２０による制御下で、切換弁６４０及び６５０は閉じるように制御された後、処理が終了される。即ち、モータジェネレータ用冷却水を用いて燃料供給経路５３２を冷却しないように制御された後に処理が終了される。この際、モータジェネレータ用冷却水供給経路６１０に、モータジェネレータ用冷却水が循環することがないので、モータジェネレータ用冷却水の不要な温度上昇や切換弁６４０及び６５０における無駄な動作を招くことを回避できる。一方、ベーパロック判定部３１０によってベーパロックが発生すると判定された場合には（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、制御部３２０によって、切換弁６４０及び６５０は開くように、即ち、モータジェネレータ用冷却水を用いて燃料経路５３２を冷却するように制御される（ステップＳ１６）。即ち、モータジェネレータ用冷却水供給経路６１０にモータジェネレータ用冷却水が循環されることによって、燃料供給経路５３２における燃料が冷却される。モータジェネレータ用冷却水供給経路６１０におけるモータジェネレータ用冷却水の循環は、所定時間経過するまで或いは燃料温度が所定温度になるまで行われた後、制御装置３００による処理は終了する。このように、ベーパロック判定部３１０による判定結果に応じて、切換弁６４０及び６５０の開閉（即ち、モータジェネレータ用冷却水供給経路６１０におけるモータジェネレータ用冷却水の循環の有無）が制御されるので、ベーパロックが発生する前に確実に燃料を冷却できると共に、冷却の必要がないときには切換弁６４０及び６５０の閉じることにより効率的に動作させることができる。

本実施形態では特に、上述したように、燃料供給経路５３２は、モータジェネレータ２００を冷却するモータジェネレータ用冷却水がモータジェネレータ用冷却水供給経路６１０に供給されることにより冷却される。更に、上述したように、エンジン１００及びモータジェネレータ２００を夫々冷却するためのエンジン用冷却水流路４１１及びモータジェネレータ用冷却水流路４２１は、要求される冷却温度が互いに異なるため、別個に設けられており、モータジェネレータ用冷却水としては、エンジン用冷却水よりも低い温度範囲の冷却水が用いられている。よって、エンジン用冷却水により燃料供給経路５３２を冷却する場合と比較して、より確実に燃料供給経路５３２を、モータジェネレータ用冷却水によって冷却することができる。従って、燃料供給経路５３２におけるベーパロックの発生を抑制或いは防止することができる。

一方、エンジン１００が自動停止中であると判定された場合には（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、最高燃料温度予測部３３０によって、燃料温度及び燃料温度上昇率に基づいて、最高燃料温度が予測される（ステップＳ１７）。即ち、先ず、燃料供給経路５３２の途中に設けられた燃料温度センサ５５０によって、燃料温度が所定時間毎に検出（即ち、サンプリング）される。続いて、サンプリングされた燃料温度に基づいて、燃料温度上昇率算出部３４１によって、燃料温度上昇率が算出される。続いて、検出された燃料温度と算出された燃料温度上昇率とに基づいて、最高燃料温度が予測される。

次に、アルコールセンサ５４０によって検出されたエタノール濃度と最高燃料温度予測部３３０によって予測された最高燃料温度とに基づいて、燃料供給経路５３２においてベーパロックが発生するか否かが、ベーパロック判定部３１０によって判定される（ステップＳ１８）。即ち、ベーパロック判定部３１０は、エンジン１００の自動停止中において、最高燃料温度予測部３３０によって予測された最高燃料温度とベーパロック発生温度とを比較し、最高燃料温度がベーパロック発生温度以上である場合には、ベーパロックが発生すると判定し、最高燃料温度がベーパロック発生温度未満である場合には、ベーパロックが発生しないと判定する。尚、図３を参照して上述した特性に基づいて、ベーパロック発生温度は、エタノール濃度に対応づけて、ベーパロック判定部３１０の有するメモリ等に予め記憶されている。

ベーパロック判定部３１０によってベーパロックが発生しないと判定された場合には（ステップＳ１８：ＮＯ）、制御部３２０による制御下で、切換弁６４０及び６５０は閉じるように制御された後、処理が終了される。一方、ベーパロック判定部３１０によってベーパロックが発生すると判定された場合には（ステップＳ１８：ＹＥＳ）、上述したステップＳ１６における処理と同様に、制御部３２０によって、切換弁６４０及び６５０は開くように、即ち、モータジェネレータ用冷却水を用いて燃料経路５３２を冷却するように制御される（ステップＳ１９）。モータジェネレータ用冷却水供給経路６１０におけるモータジェネレータ用冷却水の循環は、所定時間経過するまで或いは燃料温度が所定温度になるまで行われた後、制御装置３００による処理は終了する。尚、所定時間或いは所定温度は、ステップＳ１６及びステップＳ１９における処理で同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。

本実施形態では特に、上述したように、最高燃料温度が予測され、最高燃料温度に基づいてベーパロックが発生するか否かが判定されるので、エンジン１００のソーク或いはホットソーク中に燃料温度が上昇して、ベーパロックが発生してしまうことを抑制或いは防止することができる。即ち、特に、エンジン１００のソーク或いはホットソーク中は、エンジン１００の動作中に比較して、燃料温度センサ５５０による燃料温度の測定後にも燃料温度が上昇しやすいので、このように最高燃料温度測定部３３０によって最高燃料温度を予測することにより、エンジン１００の再始動時のベーパロックの発生を確実に抑制或いは防止することができる。
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る冷却装置について、図４から図７を参照して説明する。

先ず、本実施形態に係る冷却装置を備えたハイブリッド車両の構成について、図４から図６を参照して説明する。ここに図４は、第２実施形態における図１と同趣旨の図式的なブロック図である。図５は、排気温の履歴と最高燃料温度との関係を示すグラフである。図６は、エンジン用冷却水温、外気温及び燃料温度の積と最高燃料温度との関係を示すグラフである。尚、図４において、図１に示した第１実施形態に係る構成要素と同様の構成要素に同一の参照符合を付し、それらの説明は適宜省略する。

図４において、本実施形態に係る冷却装置を備えたハイブリッド車両２は、上述した制御装置３００に替えて、制御装置３０２を備え、更に外気温センサ７００を備える点で、上述したハイブリッド車両１と異なる。その他の構成については、ハイブリッド車両１と概ね同様である。

外気温センサ７００は、外気温を検出することが可能である。

制御装置３０２は、上述した制御装置３００と同様に、例えばＥＣＵを備え、周知のＣＰＵ、制御プログラムを格納したＲＯＭ、各種データを格納するＲＡＭ等を中心とした論理演算回路として構成されている。更に、上述したアルコールセンサ５４０、燃料温度センサ５５０等の各種センサからの入力信号を受ける入力ポート及び、切換弁６４０、６５０等の各種アクチュエータに制御信号を送る出力ポートに対して、バスを介して接続されている。

制御装置３０２は、ベーパロック判定部３１２及び制御部３２２を備えている。

ベーパロック判定部３１２は、アルコールセンサ５４０によって検出されたエタノール濃度と燃料温度センサ５５０によって検出された燃料温度（或いは後述する最高燃料温度予測部３３２によって予測された最高燃料温度）とに基づいて、燃料供給経路５３２においてベーパロックが発生するか否かを判定することが可能に構成されている。また、ベーパロック判定部３１２は、最高燃料温度予測部３３２を備えている。

最高燃料温度予測部３３２は、エンジン１００の停止後における燃料温度が到達し得る最高燃料温度を予測することが可能に構成されている。即ち、最高燃料温度予測部３３２は、外気温特定部３５１、エンジン用冷却水温特定部３５２及び負荷状態特定部３５３を備えている。外気温特定部３５１は、外気温センサ７００によって検出された外気温を特定することが可能に構成されている。エンジン用冷却水温特定部３５２は、温度センサ４１２によって検出されたエンジン用冷却水温を特定することが可能に構成されている。負荷状態特定部３５３は、エンジン１００の負荷状態、即ち、本実施形態では、排気温センサ１００によって検出された排気温の履歴を特定することが可能に構成されている。

図５に示すように、排気温の履歴、即ち、排気温の時間変化から得られる量であるΣ（排気温×時間）とエンジン停止後の最高燃料温度との間には、直線Ｌ１に示す関係（即ち、比例関係）がある。Σ（排気温×時間）は、時間の経過と共に変化する排気温の一定時間における時間に対する積分値である。つまり、排気温の履歴とエンジン停止後の最高燃料温度との間には、一定時間において排気温の高い状態が長い時間続いた場合には、エンジン停止後の最高燃料温度も高くなり、逆に、排気温の低い状態が長く続いた場合には、エンジン停止後の最高燃料温度も低くなるという関係がある。

更に、図６に示すように、エンジン用冷却水温、外気温及び燃料温度の積とエンジン停止後の最高燃料温度との間には、直線Ｌ２に示す関係（即ち、比例関係）がある。即ち、エンジン用冷却水温、外気温及び燃料温度が夫々高い程、エンジン停止後の最高燃料温度は高くなり、逆に、エンジン用冷却水温、外気温及び燃料温度が夫々低い程、エンジン停止後の最高燃料温度は低くなるという関係がある。

よって、最高燃料温度予測部３３２は、図５或いは図６に示した関係により、燃料温度、外気温、エンジン用冷却水温及び負荷状態（即ち、本実施形態では排気温の履歴）に基づいて、エンジン停止後の最高燃料温度を比較的簡易且つ正確に予測することができる。

制御部３２２は、ベーパロック判定部３１２によって、ベーパロックが発生すると判定された場合に、上述した制御部３２０と同様に、モータジェネレータ用冷却水により燃料供給経路５３２を冷却するために、切換弁６４０及び６５０を開くように、切換弁６４０及び６５０を制御可能に構成されている。

次に、本実施形態に係る冷却装置の動作処理について、図４から図６に加えて、図７を参照して説明する。ここに図７は、第２実施形態における図２と同趣旨のフローチャートである。尚、図７において、図２に示した第１実施形態に係る動作処理と同様の動作処理に同一の参照符合を付し、それらの説明は適宜省略する。

図７において、本実施形態に係る冷却装置の動作処理は、図２を参照して上述した第１実施形態に係るステップＳ１７からステップＳ１９までの一連の動作処理に替えて、ステップＳ２１からステップＳ２３までの一連の動作処理が行われる点で、上述した第１実施形態に係る冷却装置の動作処理と異なる。その他の動作処理については、第１実施形態に係る冷却装置の動作処理と概ね同様である。

エンジン１００が自動停止中であると判定された場合には（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、最高燃料温度予測部３３２によって、燃料温度、外気温、エンジン用冷却水温及び負荷状態（即ち、本実施形態では排気温の履歴）に基づいて、最高燃料温度が予測される（ステップＳ２１）。即ち、先ず、燃料供給経路５３２の途中に設けられた燃料温度センサ５５０によって、燃料温度が検出される。これと前後して或いは同時に、外気温センサ７００によって検出された外気温が、外気温特定部３５１によって特定される。更に、温度センサ４１２によって検出されたエンジン用冷却水温が、エンジン用冷却水温特定部３５２によって特定される。加えて、エンジン１００からの負荷状態が負荷状態特定部３５３によって特定される。続いて、このように検出或いは特定された、燃料温度、外気温、エンジン用冷却水温及び負荷状態に基づいて、最高燃料温度予測部３３２によって最高燃料温度が予測される。

次に、アルコールセンサ５４０によって検出されたエタノール濃度と最高燃料温度予測部３３２によって予測された最高燃料温度とに基づいて、燃料供給経路５３２においてベーパロックが発生するか否かが、ベーパロック判定部３１２によって判定される（ステップＳ２２）。即ち、ベーパロック判定部３１２は、エンジン１００の自動停止中において、最高燃料温度予測部３３２によって予測された最高燃料温度とベーパロック発生温度とを比較し、最高燃料温度がベーパロック発生温度以上である場合には、ベーパロックが発生すると判定し、最高燃料温度がベーパロック発生温度未満である場合には、ベーパロックが発生しないと判定する。尚、図３を参照して上述した特性に基づいて、ベーパロック発生温度は、エタノール濃度に対応づけて、ベーパロック判定部３１２の有するメモリ等に予め記憶されている。

ベーパロック判定部３１２によってベーパロックが発生しないと判定された場合には（ステップＳ２２：ＮＯ）、制御部３２２による制御下で、切換弁６４０及び６５０は閉じるように制御された後、処理が終了される。一方、ベーパロック判定部３１２によってベーパロックが発生すると判定された場合には（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、制御部３２２によって、切換弁６４０及び６５０は開くように、即ち、モータジェネレータ用冷却水を用いて燃料経路５３２を冷却するように制御される（ステップＳ２３）。モータジェネレータ用冷却水供給経路６１０におけるモータジェネレータ用冷却水の循環は、所定時間経過するまで或いは燃料温度が所定温度になるまで行われた後、制御装置３０２による処理は終了する。尚、所定時間或いは所定温度は、ステップＳ１６及びステップＳ２３における処理で同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。

本実施形態では特に、上述したように、最高燃料温度が予測され、最高燃料温度に基づいてベーパロックが発生するか否かが判定されるので、エンジン１００のソーク或いはホットソーク中に燃料温度が上昇して、ベーパロックが発生してしまうことを抑制或いは防止することができる。

更に、本実施形態では特に、上述したように、最高燃料温度予測部３３２によって、燃料温度、外気温、エンジン用冷却水温及び負荷状態に基づいて、最高燃料温度が予測されるので、簡易に且つより一層正確に最高燃料温度を予測することができる。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う冷却装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

第１実施形態に係る冷却装置を備えたハイブリッド車両の図示式的なブロック図である。 第１実施形態に係る冷却装置の動作処理を示すフローチャートである。 エタノール濃度とベーパロック発生温度との関係を示すグラフである。 第２実施形態における図１と同趣旨の図式的なブロック図である。 排気温の履歴と最高燃料温度との関係を示すグラフである。 エンジン用冷却水温、外気温及び燃料温度の積と最高燃料温度との関係を示すグラフである。 第２実施形態における図２と同趣旨のフローチャートである。

符号の説明

１…ハイブリッド車両、１００…エンジン、１１０…排気温センサ、２００…モータジェネレータ、３００…制御装置、３１０…ベーパロック判定部、３２０…制御部、３３０…最高燃料温度予測部、３４１…燃料温度上昇率算出部、４１１…エンジン用冷却水流路、４１０…第１ラジエータ、４１２…温度センサ、４２０…第２ラジエータ、４２１…モータジェネレータ用冷却水流路、６１０…モータジェネレータ用冷却水供給経路、５４０…アルコールセンサ、５５０…燃料温度センサ

Claims (6)

1. 動力源としてガソリン及びアルコールが混合された混合燃料を使用する内燃機関とモータジェネレータとを備えるハイブリッド車両に更に備えられる冷却装置であって、
   前記モータジェネレータを冷却するモータジェネレータ用冷却水により、前記混合燃料を前記内燃機関へ供給する燃料供給経路を冷却する冷却手段と、
   前記混合燃料のアルコール濃度を検出するアルコール濃度検出手段と、
   前記燃料供給経路における前記混合燃料の燃料温度を検出する燃料温度検出手段と、
   少なくとも前記検出されたアルコール濃度及び前記検出された燃料温度に基づいて、前記燃料供給経路においてベーパロックが発生するか否かを判定するベーパロック判定手段と、
   該ベーパロックが発生すると判定された場合に、前記モータジェネレータ用冷却水により、前記燃料供給経路を冷却するように、前記冷却手段を制御する制御手段と
   を備えたことを特徴とする冷却装置。
2. 前記冷却手段は、前記燃料供給経路に隣接する部分を含む、前記モータジェネレータ用冷却水を供給するモータジェネレータ用冷却水供給経路を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
3. 前記ベーパロック判定手段は、前記内燃機関の停止後における前記燃料温度が到達し得る最高燃料温度を予測する最高燃料温度予測手段を備え、前記予測された前記最高燃料温度に基づいて、前記ベーパロックが発生するか否かを判定する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の冷却装置。
4. 前記最高燃料温度予測手段は、前記内燃機関の自動停止後に前記最高燃料温度を予測し、
   前記制御手段は、前記自動停止後に冷却するように前記冷却手段を制御する
   ことを特徴する請求項３に記載の冷却装置。
5. 前記燃料温度検出手段は、所定時間毎に前記燃料温度を検出し、
   前記最高燃料温度予測手段は、
   前記所定時間毎に検出された前記燃料温度に基づいて、前記燃料温度が上昇する燃料温度上昇率を算出する燃料温度上昇率算出手段を備え、
   前記燃料温度及び前記燃料温度上昇率に基づいて前記最高燃料温度を予測する
   ことを特徴とする請求項３又は４に記載の冷却装置。
6. 前記ハイブリッド車両の外気温を特定する外気温特定手段と、
   前記内燃機関を冷却する内燃機関用冷却水の内燃機関用冷却水温を特定する内燃機関用冷却水温特定手段と、
   前記内燃機関の停止前における前記内燃機関の負荷状態を特定する負荷状態特定手段と
   を更に備え、
   前記最高燃料温度予測手段は、前記燃料温度、前記外気温、前記内燃機関用冷却水温及び前記負荷状態に基づいて、前記最高燃料温度を予測する
   ことを特徴とする請求項３又は４に記載の冷却装置。

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