JP2008308124A

JP2008308124A - ハイブリッド車両

Info

Publication number: JP2008308124A
Application number: JP2007160382A
Authority: JP
Inventors: Koichi Osawa; 幸一大澤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-06-18
Filing date: 2007-06-18
Publication date: 2008-12-25

Abstract

【課題】ハイブリッド車両において、エンジンを冷却するエンジン用冷媒循環路内面の腐食を抑制する。
【解決手段】循環ポンプ用モータ３３によって駆動され、エンジン２０に冷媒を循環させる循環ポンプ３２が所定時間以上停止状態にある場合には、エンジン２０を始動せずに、循環ポンプ用モータ３３を短時間始動して循環ポンプ３２を始動し、エンジン用冷媒循環路２０１内の冷媒を流動させる。ハイブリッド車両がプラグインによって充電される場合には、循環ポンプ用モータ３３は外部電源からの充電を行っている間に駆動する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ハイブリッド車両に関し、特にエンジンの冷媒流動制御に関する。

車両用ハイブリッドシステムは、エンジンとモータの２種類の動力源を組み合わせて走行するもので、エンジンで発電機を駆動し、発電した電力によってモータが車輪を駆動するシリーズハイブリッドシステムと、エンジンとモータが車輪を駆動する方式で、二つの駆動力を状況に応じて使うことができるパラレルハイブリッドシステムとこの双方の特徴を組み合わせたシリーズ・パラレルハイブリッドシステムがある。このような、ハイブリッド車両は、モータ又はモータジェネレータを駆動するために充電、放電の可能な二次電池を備えており、要求動力が小さいときや車速が低いときなどには、エンジンの運転を停止して二次電池の電力を用いてモータ又はモータジェネレータからの動力だけを駆動軸に出力する全電動走行モードにより走行を行うことができるものがある。

全電動走行モードによる走行は騒音や振動が少ないことから、より広い走行範囲で全電動走行することができることや、より長い距離を全電動走行することができることが求められている。これに対応するために、車両に搭載したエンジンによる充電以外に、停車中に家庭用電源などの外部電源から二次電池を充電することが出来るプラグインハイブリッド車両やプラグイン式の電気自動車が提案されている（例えば、特許文献１参照）。外部電源によって二次電池を充電して十分な全電動走行を行おうとする場合、短い時間で二次電池を所定の容量まで充電することが必要で、そのために充電中における二次電池からの電力消費を抑える方法が提案されている。例えば、特許文献２にはプラグインによって充電する際に、二次電池の冷却ファンを外部電源によって駆動して充電中の二次電池からの放電を抑制する方法が提案されている。

また、ハイブリッド車両はその走行状態によって、モータなどの電気系とエンジン系の発熱量とが異なり、必要冷却容量も異なってくることから、電気系とエンジン系の冷却系統はそれぞれ独立した冷媒循環路を持ち、独立に冷却制御が行われるように構成されていることが多い（例えば、特許文献３参照）。

特開平６−１６５３０９号公報特開平５−２７６６７７号公報特開平１０−２３８３４５号公報

全電動走行モードを備えるハイブリッド車両において、全電動走行モードによる走行時間が長くなってくると、エンジンが停止している時間が長くなってくる。そして、電気系とエンジン系とは冷却系統が独立しているので、電気系の冷却系統は冷媒の循環している時間が長くなり、エンジン系の冷却系統は冷媒の循環している時間が短くなり冷媒の循環が停止している時間が長くなってくる。

冷媒が循環する冷却系統はエンジンや接続配管を構成するアルミ、鉄あるいはヒータを構成する銅など何種類かの金属材料が使用されている。冷媒には、水に不凍液などを混入させた冷却水が使用される場合が多く、金属から冷却水中に金属イオン、例えば、アルミイオン、銅イオンなどが溶け出してくる。循環管路の中を冷却水が流動している場合には、このような金属イオンの濃度は略均一となっているが、冷却水の循環が停止している時間が長くなってくると、次第に冷却水中の金属イオンの濃度に濃度差が生じてくる。すると、このイオン濃度の差によって循環路の内面に錆が発生したり、循環路を構成している金属の腐食を発生させたりする場合がある。錆や腐食が発生すると、冷却水の循環路の閉塞が起きる場合がある。また、冷却水中のイオン濃度の差ができることによって、冷却水の性状が変化し、更に錆や腐食を進行させる場合がある。

このように、全電動走行モードを備えるハイブリッド車両において、全電動走行時間が長くなって、エンジンの停止時間が長くなると冷媒が循環路に長時間停滞して循環路の内面に錆や腐食を発生させる頻度が多くなってくるという問題があった。

本発明は、全電動走行モードを持つハイブリッド車両のエンジンを冷却する冷媒循環路内面の腐食を抑制することを目的とする。

本発明のハイブリッド車両は、エンジン及びモータと、エンジンを冷却する冷媒循環路に冷媒を循環させる電動ポンプと、電動ポンプの始動を行う制御部と、を含み、エンジンを始動させずにモータにより走行する全電動走行モードを備えるハイブリッド車両であって、制御部は、電動ポンプの連続停止時間を取得する電動ポンプ連続停止時間取得手段と、電動ポンプ連続停止時間が所定の時間以上の場合に、エンジンの始動を伴わずに電動ポンプを始動して冷媒循環路の冷媒を流動させる冷媒流動手段を有すること、を特徴とする。

本発明のハイブリッド車両において、冷媒循環路に設けられ、開閉動作によって冷媒循環路を変化させる弁を備え、制御部は、冷媒流動手段によって冷媒を流動させた後、所定の時間間隔で弁を開閉して冷媒の流動する冷媒循環路を時間に応じて変化させる冷媒循環路変化手段を有すること、としても好適である。

本発明のハイブリッド車両において、外部電源によって充電され、モータに電力を供給する蓄電装置を備え、制御部の冷媒流動手段は、電動ポンプ連続停止時間が所定の時間以上で、蓄電装置が外部電源により充電可能な状態にある場合に、エンジンの始動を伴わずに電動ポンプを始動して冷媒循環路の冷媒を流動させること、としても好適であるし、外部電源によって充電され、モータに電力を供給する蓄電装置を備え、制御部の冷媒流動手段は、電動ポンプ連続停止時間が所定の時間以上で、外部電源によって蓄電装置が充電されている場合に、エンジンの始動を伴わずに電動ポンプを始動して冷媒循環路の冷媒を流動させること、としても好適であるし、外部電源によって充電され、モータに電力を供給する蓄電装置を備え、制御部の冷媒流動手段は、電動ポンプ連続停止時間が所定の時間以上で、外部電源によって蓄電装置の充電が開始されると同時に、エンジンの始動を伴わずに電動ポンプを始動して冷媒循環路の冷媒を流動させること、としても好適であるし、外部電源から供給される電力を蓄電装置に充電可能な電力に変換して蓄電装置に供給する充電器を備え、電動ポンプは、充電器と蓄電装置とを接続する電力線に接続され、充電器から出力される電力によって駆動されること、としても好適であるし、冷媒温度を取得する冷媒温度センサを含み、制御部の冷媒流動手段は、電動ポンプ連続停止時間が所定の時間以上の場合に、冷媒温度に基づきエンジンの始動を伴わずに電動ポンプを始動して冷媒循環路の冷媒を流動させること、としても好適である。

本発明のハイブリッド車両は、エンジン及びモータと、エンジンを冷却する冷媒循環路に冷媒を循環させる電動ポンプと、電動ポンプの始動を行う制御部と、を含み、エンジンを始動させずにモータにより走行する全電動走行モードを備えるハイブリッド車両であって、制御部は、ハイブリッド車両が全電動走行モードであることを検出する走行モード検出手段と、ハイブリッド車両が全電動走行モードである場合に、エンジンの始動を伴わずに電動ポンプを始動して冷媒循環路の冷媒を流動させる冷媒流動手段を有すること、
を特徴とする。

本発明は、全電動走行モードを持つハイブリッド車両のエンジンを冷却する冷媒循環路内面の腐食を抑制することができるという効果を奏する。

以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明する。図１に示すように、本実施形態のハイブリッド車両１０は、車両を駆動するエンジン２０を含むエンジン系２００と車両駆動用モータ５１を含む電気系５００と、制御部８０とを備えている。

エンジン系２００はエンジン２０と、エンジン２０の内部を循環する冷媒を冷却するラジェータ２６と、車室内を加温するヒータ４１と、エンジン２０への吸気量を調節するスロットルボデー４５とを備えている。

エンジン２０は、燃料を燃焼させるシリンダを含むシリンダブロック２１とシリンダブロック２１の上部に取り付けられているへッドブロック２２とを備えている。シリンダブロック２１とへッドブロック２２は、例えば、アルミ合金による鋳物として構成されている。シリンダブロック２１は燃料の燃焼によって高温になるシリンダの周囲にウォータジャケット２１ａを備え、このウォータジャケット２１ａに冷媒を流して所定の運転温度に保たれている。また、シリンダブロック２１の上部に設けられているへッドブロック２２も高温の燃焼ガスに触れるため高温となるので、内部に冷媒を流す冷媒流路２２ａが設けられ、この冷媒流路に冷媒を流すことによって所定の運転温度に保たれるように構成されている。

ラジェータ２６は外面に放熱フィンが取り付けられた多くの細管を備えた冷媒流路であって、へッドブロック２２から流入した高温の冷媒の熱を放熱フィンから大気に放出し、低温の冷媒とするもので、アルミニウムの板あるいは管などによって構成されている。

ヒータ４１は、エンジン２０の冷却によって高温となった冷媒の熱によって車室の加温を行うもので、アルミニウムあるいは銅合金などによって構成されている。また、スロットルボデー４５は、エンジン２０の冷却によって高温となった冷媒が供給され、エンジン２０に吸入される空気を加温するよう構成されている。

循環ポンプ３２は接続された循環ポンプ用モータ３３によって駆動され、冷媒を加圧して冷却流路に循環させるものである。本実施形態ではエンジン２０が駆動している場合には、循環ポンプ３２は常時循環ポンプ用モータ３３によって駆動され、エンジン２０の冷却を行うように構成されている。サーモスタット３１はラジェータ２６への冷媒流路を開閉する開閉弁であって、閉の場合は冷媒がラジェータ２６に流入しないような流路とし、開の場合には冷媒がラジェータ２６に流入するように冷媒流路を変化させる。

シリンダブロック２１のウォータジャケット２１ａと、へッドブロック２２の冷媒流路２２ａと、ラジェータ２６と、循環ポンプ３２と、サーモスタット３１と、ヒータ４１と、スロットルボデー４５とは、各連絡配管２３，２４，２５，２７，４２，４３，４４，４６，４７によって接続され、これらのエンジン系２００の各部位２１ａ，２２ａ，２６，３２，３１，４１，４５と各連絡配管２３，２４，２５，２７，４２，４３，４４，４６，４７とはエンジンを冷却するエンジン用冷媒循環路２０１を構成する。

ウォータジャケット２１ａとへッドブロック２２との間の連絡配管２３はシリンダブロック２１、へッドブロック２２と同様にアルミニウムによって構成されていてもよいし、耐熱性のゴム等の可撓性材料によって構成されていてもよい。高温の冷媒が流れる各連絡配管２４，２５はアルミニウムなどの金属材料によって構成され、冷却された低温の冷媒が流れる連絡配管２７は耐熱性のゴム等の可撓性材料によって構成されてもよい。また、高温の冷媒が流れるヒータ４１、スロットルボデー４５に接続されている連絡配管４２，４３，４４，４６，４７は鉄などの金属材料で構成されていてもよい。

サーモスタット３１には、サーモスタットに流入する冷媒の温度を検出する温度センサ３４が取り付けられている。

電気系５００は、車両駆動用モータ５１に駆動用電源を供給する蓄電装置である二次電池５３と、二次電池５３の直流電力をモータ駆動用電力に変換するインバータ回路５２とを備えている。なお、蓄電装置は二次電池に限らずキャパシスタ等によって構成してもよいが、本実施形態では、二次電池を蓄電装置の例として説明する。

二次電池５３は複数の単電池を直列に接続して車両駆動用モータ５１の駆動に必要な２００〜３００Ｖの電圧の電力を出力できるようにしたもので、必要に応じて発電機あるいは充電器などによって充電することができる電池である。二次電池５３からの電力の出力ケーブル５６が接続されたインバータ回路５２は６個のスイッチング素子を内部に備え、二次電池５３の直流電力を３相交流電力に変換して車両駆動用モータ５１に出力する。インバータ回路５２からの３相交流のＵ，Ｖ，Ｗのそれぞれの相の出力は３本のケーブル５７によって車両駆動用モータ５１に出力され、車両駆動用モータ５１を駆動する。

二次電池５３とインバータ回路５２との間には出力ケーブル５６の開閉を行うシステムメインリレー５４が設けられている。また、二次電池５３からの２本の出力ケーブル５６の間にはインバータ回路５２の保護用のコンデンサ５５が設けられている。

車両駆動用モータ５１は駆動すると電磁気的な抵抗によって発熱するので、車両駆動用モータ５１の内部を循環する冷媒を冷却するラジェータ７１がエンジン系のラジェータ２６とは独立して設けられている。ラジェータ７１は連絡配管７７によって車両駆動用モータ５１と接続されており、連絡配管７７には冷媒を圧送して車両駆動用モータ５１とラジェータ７１とに循環させる循環ポンプ７３が設けられ、循環ポンプ７３は接続された循環ポンプ駆動用モータ７５によって駆動されるよう構成されている。ラジェータ７１と連絡配管７７と循環ポンプ７３とはモータ用冷媒循環路５０１を構成する。本実施形態では、モータ用冷媒循環路５０１は車両駆動用モータ５１だけを冷却するように構成されているとしたが、インバータ回路５２など他の電気機器を冷却するよう構成しても良い。

二次電池５３からの出力ケーブル５６のシステムメインリレー５４のインバータ回路５２の側には循環ポンプ３２，７３をそれぞれ駆動する循環ポンプ用モータ３３，７５への電力を供給する電力供給ケーブル５８が接続され、電力供給ケーブル５８の循環ポンプ用モータ３３側には、循環ポンプ用モータ３３への供給電流を測定する電流センサ３６が設けられている。

制御部８０は内部にプログラムの演算、処理を行い各機器の制御指令を出力するＣＰＵと、プログラム、制御データなどを格納しているデータメモリと、接続されている各機器やセンサとの間で信号を変換するインターフェース部と、ＣＰＵとデータメモリとインターフェース部との間で信号を伝達するデータバスとを含んでいる。

温度センサ３４と電流センサ３６は制御部８０に接続され、各センサの検出信号を制御部８０に入力することができるように構成されている。また、循環ポンプ用モータ３３，７５、サーモスタット３１、システムメインリレー５４はそれぞれ制御部８０に接続され、制御部８０からの指令によって制御することができるように構成されている。またシステムメインリレー５４はオン、オフの状態信号を制御部８０に出力するように構成されている。

以上述べたハイブリッド車両の動作について、図２から図４を参照しながら説明する。ハイブリッド車両１０が始動されると制御部８０は、電動ポンプである循環ポンプ３２の連続停止時間取得手段を開始する。図２のステップＳ１０１に示すように、制御部８０は、データメモリの循環ポンプ停止カウンタをゼロにリセットする。制御部８０は、内部クロック或いは内部タイマによって循環ポンプ停止カウンタの１カウントの時間を規定することができるので、循環ポンプ停止カウンタのカウンタ数によって循環ポンプ３２の停止時間を取得することができる。

図２のステップＳ１０２に示すように、制御部８０は、電流センサ３６からの循環ポンプ用モータ駆動電流データを取得する。制御部８０は、図２のステップＳ１０３に示すように、取得した電流データと所定の閾電流値とを比較して、循環ポンプ用モータ３３に流れる電流が所定の閾値以下となっているかどうかによって循環ポンプ用モータ３３に接続された循環ポンプ３２が停止しているかどうかを判断する。そして、制御部８０は、取得した電流値が閾電流値以下であった場合には、循環ポンプ用モータ３３に電流は流れておらず、循環ポンプ用モータ３３及び循環ポンプ３２は停止しているものと判断し、図２のステップＳ１０４に示すように、データメモリの循環ポンプ停止カウンタに１を加える。

一方、図２のステップＳ１０３に示すように、制御部８０は、取得した電流値が閾電流値を越えていた場合には、循環ポンプ用モータ３３、循環ポンプ３２は停止していないと判断し、図２のステップＳ１０１に戻ってデータメモリの循環ポンプ停止カウンタをリセットし、図２のステップＳ１０２に示すように再度循環ポンプ用モータ３３の駆動電力を取得する。この動作によって、循環ポンプ３２が始動された場合には、循環ポンプ停止時間がゼロにリセットされるので、制御部８０は循環ポンプ停止カウンタのカウンタ数によって循環ポンプ３２の連続停止時間を取得することができる。

図２のステップＳ１０５に示すように、制御部８０は、データメモリの循環ポンプ停止カウンタが所定のカウンタ数に達しているかによって循環ポンプ３２が連続して停止している時間が所定の時間に達しているかどうか判断する。制御部８０は循環ポンプ停止カウンタが所定のカウンタ数でない場合には、循環ポンプ３２は所定の時間、例えば、４８時間、連続して停止していないと判断して、図２のステップＳ１０２に戻って循環ポンプ用モータ駆動電流の取得と循環ポンプ停止カウンタのカウントを継続する。制御部８０は循環ポンプ停止カウンタのカウンタが所定のカウンタ数になった場合には、循環ポンプ３２は所定の時間連続して停止していたと判断し、電動ポンプである循環ポンプ３２の連続停止時間取得手段を終了する。

次に、制御部８０は、冷媒流動手段を開始する。図２のステップＳ１０６に示すように、制御部８０は、循環ポンプ用モータ３３を始動する始動指令を内部のインターフェース部を介して出力し、循環ポンプ用モータ３３を始動する。循環ポンプ用モータ３３が始動すると、循環ポンプ用モータ３３に接続されている循環ポンプ３２が始動し、冷媒をエンジン用冷媒循環路２０１に圧送する。制御部８０は、冷媒流動手段によって電動ポンプである循環ポンプ３２を始動させるが、エンジン２０は始動させず、停止状態を保持する。

制御部８０は循環ポンプ３２を始動すると、冷媒循環路変化手段を開始する。循環ポンプ３２はエンジン２０が起動している間は常に起動しているポンプであることから、循環ポンプ３２が所定の時間だけ連続して停止している場合は、エンジン２０も所定の時間だけ連続して停止していたことなる。従って、エンジン２０は冷機状態にあり、冷媒がラジェータ２６に流れないようにサーモスタット３１は閉弁状態となっている。

図２のステップＳ１０７に示すように、制御部８０は、サーモスタット３１の閉弁を確認するためにサーモスタット３１を閉弁する指令を内部のインターフェース部を介して出力し、サーモスタットを閉弁状態とし、図２のステップＳ１０８に示すように、所定の時間、例えば、１分程度保持する。これによって循環ポンプ３２の始動の際の冷媒の流動を安定させる。

図３に示すように、サーモスタット３１が閉弁状態である場合には、冷媒は以下のようにエンジン用冷媒循環路２０１を循環する。図３の矢印は冷媒の流動方向を示す。循環ポンプ３２によって加圧された冷媒の一部はシリンダブロック２１のウォータジャケット２１ａに流入し、シリンダブロック２１の内部を流れた後、連絡配管２３を通ってへッドブロック２２の冷媒流路２２ａに流入する。また、一部の冷媒はシリンダブロック２１を通らずに循環ポンプ３２から連絡配管２３を通ってへッドブロック２２の冷媒流路２２ａに流入する。へッドブロック２２の冷媒流路２２ａを流れた冷媒は、連絡配管２４，４２から流出する。連絡配管２４から流出した冷媒はラジェータ２６をバイパスしてサーモスタット３１から循環ポンプ３２へと流れる。また、連絡配管４２から流出した冷媒の一部はヒータ４１を通って連絡配管４３から連絡配管４４を通ってサーモスタット３１、循環ポンプ３２へと流れ、連絡配管４２から流出した冷媒の一部は冷媒流路２２ａの途中で連絡配管４６に流入し、連絡配管４６からスロットルボデー４５を通って連絡配管４７から連絡配管４４に流入し、ヒータ４１を通ってきた冷媒と共にサーモスタット３１、循環ポンプ３２へと流れる。サーモスタット３１が閉弁状態となっていることから、冷媒はラジェータ２６及び連絡配管２５，２７には流れない。

サーモスタット３１の閉弁状態を所定時間だけ保持した後、制御部８０は、図２のステップＳ１０９に示すように、サーモスタット３１を開弁する指令を内部のインターフェース部を介して出力し、サーモスタット３１を開弁状態とし、図２のステップＳ１１０に示すように、所定の時間、例えば、３から５分程度保持する。

サーモスタット３１が開弁状態となってエンジン用冷媒循環路２０１を変化させると、図４に示すように、冷媒はラジェータ２６及び連絡配管２５，２７にも流れ、エンジン系の各部位２１ａ，２２ａ，２６，３２，３１，４１，４５と各連絡配管２３，２４，２５，２７，４２，４３，４４，４６，４７とで構成され、エンジンを冷却するエンジン用冷媒循環路２０１全体の冷媒を流動させる。制御部８０は、図２のステップＳ１１１に示すように、循環ポンプ３２を所定時間運転したかどうかを判断し、所定時間運転していない場合には、図２のステップ１０７に戻って、循環ポンプ３２の運転を続ける。そして、制御部８０は、循環ポンプ３２が所定時間運転されたと判断した場合には、図２のステップＳ１１２に示すように、循環ポンプ用モータ３３を停止して循環ポンプ３２を停止させ冷媒循環路変化手段と冷媒流動手段とを終了する。

冷媒を循環させる時間は、エンジン２０の停止によるエンジン用冷媒循環路２０１の冷媒の滞留状態を解消できる時間であれば良く、例えば、エンジン用冷媒循環路２０１の中で一番循環時間がかかる循環流路を冷媒が１回以上循環する時間としてもよいし、エンジン用冷媒循環路２０１全体にある冷媒容量と循環ポンプ３２の吐出容量から冷媒の平均循環時間を計算して、その平均循環時間以上の時間循環させるようにすることとしてもよいし、エンジン２０の大きさ、容量などによって例えば５分から６分程度の固定時間としてもよい。このように、エンジン２０を冷却するエンジン用冷媒循環路２０１全体の冷媒を流動させることによって、冷媒の滞留によるイオン濃度に大きな差ができることを抑制し、アルミニウムや鉄などの金属材料によって構成されているエンジン用冷媒循環路２０１の各部位内面の腐食や発錆を抑制することができ、エンジン用冷媒循環路２０１の閉塞や腐食による損傷を抑制することができるという効果を奏する。更に、循環ポンプ３２が所定の時間、例えば、４８時間、連続して停止している場合にエンジン２０を起動せずに循環ポンプ３２を短時間始動して冷媒の流動を行い、エンジン用冷媒循環路２０１全体の腐食を抑制することができることから、エンジン２０を始動させずに全電動走行モードで走行を続けた場合でも効果的にエンジン用冷媒循環路２０１の腐食を抑制することができるという効果を奏すると共に、エンジン用冷媒循環路２０１の腐食防止のために消費する電力量を低減することができ、二次電池の蓄電容量を保持してより長い全電動走行が可能になるという効果を奏する。また、同時に燃費の低下を抑制することができるという効果を奏する。

本実施形態では、サーモスタット３１を一旦閉弁状態に保持した後に開弁してエンジン用冷媒循環路２０１全体の冷媒を流動させるようにすることとして説明したが、循環ポンプ３２を始動と同時にサーモスタット３１を開弁状態として、エンジン用冷媒循環路２０１全体の冷媒を流動させるようにしてもよい。また、サーモスタット３１の開閉を繰り返して行って、流動状態を変化させて、より効率的にエンジン用冷媒循環路２０１全体の冷媒を流動させるようにしてもよい。この調整はサーモスタット３１の開弁、閉弁状態を保持する所定の時間を調整することによって設定することができる。

本実施形態では、エンジン系２００、電気系５００はそれぞれ独立した冷媒循環ポンプ３２，７３を備えることとして説明したが、それぞれの系の冷媒流路が独立していれば循環ポンプ３２，７３は共通の電動ポンプとして構成し、その共通の電動ポンプを用いて冷媒を流動させるようにしてもよい。また、本実施形態では、循環ポンプ３２の停止時間は、循環ポンプ停止カウントをカウントすることとして取得することとしたが、タイマなどの手段によって循環ポンプ３２の連続停止時間を取得するようにしてもよい。さらに、エンジン２０が停止している場合には常に循環ポンプ３２は停止状態にあることから、エンジン２０の回転数などからエンジン２０の停止時間を取得することによって循環ポンプ３２の連続停止時間を取得するように構成してもよい。なお、循環ポンプ用モータ３３が停止されると図２のステップＳ１０１からＳ１０５に示す連続停止時間取得手段を開始するようにして、ハイブリッド車両１０が停止した場合の日付や時間を記憶しておき、次回ハイブリッド車両１０が始動された場合に記憶した日付や時間からハイブリッド車両停止中の循環ポンプ３２の停止時間を演算する等して、ハイブリッド車両停止中を含めた循環ポンプ停止時間もカウントするようにしてもよい。

次に、外部電源から二次電池に充電することができるプラグイン式のハイブリッド車両１０での実施形態について、図を参照しながら説明する。先に、図１から３を参照して説明した実施形態と同様の部分には同様の符号を付して説明を省略する。プラグイン式のハイブリッド車両には、接続プラグによって外部電源と二次電池とが電力線を介して接続されて蓄電装置が外部電源によって充電可能になるよう構成されたものの他、外部電源側の給電部と車両側の受電部の両者の位置関係が所定範囲内にあれば外部電源と車両とが非接触状態で蓄電装置が外部電源によって充電可能になるよう構成されたものがある。つまり、蓄電装置が外部電源によって充電可能な状態とは、外部電源と二次電池とが電力線を介して接続されている状態又は、外部電源側の給電部と車両側の受電部の両者の位置関係が所定範囲内にある状態をいう。本実施形態では、外部電源と二次電池とが電力線を介して接続される形式のものを例に説明する。

図５に示すように、本実施形態は、二次電池５３に外部電源から充電することができる充電器６０を備えている。外部電源は例えば家庭用の電源であってもよいし、充電ステーションの電源であってもよい。また、外部電源によって二次電池５３の充電を行う際にエンジン２０の停止状態を確認できるよう、エンジンシャフト２８の回転数を検出する回転数センサ３５が設けられている。回転数センサ３５はエンジンシャフト２８の回転数の信号を制御部８０に出力するように構成されている。また、二次電池５３は制御部８０に接続され、その充電状態信号を制御部８０に出力するように構成されている。

充電器６０は、外部電源に接続する接続プラグ６１と、接続プラグから導入された外部電源から供給される電力を蓄電装置である二次電池５３に充電可能な電力に変換する整流器６２、と整流器６２の出力電圧を測定する電圧センサ６４と、整流器６２からの電流を測定する電流センサ６５と、整流器６２と二次電池５３との電力路を入り切りする充電スイッチ６６と、整流器６２と電圧、電流センサ６４，６５とが接続され、各センサ６４，６５の取得信号に基づいて整流器６２からの出力電力を制御する整流コントローラ６７とを含んでいる。整流コントローラ６７は制御部８０に接続され、接続プラグ６１が外部電源に接続され、所定の電圧が電圧センサ６４によって検出されると、プラグイン状態にある信号を制御部８０に出力する。また、接続プラグ６１が外部電源に接続されていない場合には、プラグイン状態ではない信号を制御部８０に出力する。例えば、プラグイン状態の場合には、１の信号を制御部８０に出力し、プラグイン状態にない場合には、０の信号を制御部８０に出力する。また、充電スイッチ６６は制御部８０に接続されて制御部８０の指令によって入り切りされるように構成されている。各循環ポンプ用モータ３３，７５に駆動電力を供給する電力供給ケーブル５８は、二次電池５３と充電スイッチ６６との間に接続されるように構成されている。

以下、図６を参照しながら、本実施形態のハイブリッド車両の動作について説明する。先に図２を参照して説明した部分と同様のステップについては、説明を省略する。先に図２を参照して説明したように、ハイブリッド車両１０が始動されると制御部８０は、図６のステップＳ２０１からステップＳ２０５に示す電動ポンプである循環ポンプ３２の連続停止時間取得手段を開始する。循環ポンプ３２の連続停止時間は、例えば４８時間、あるいは１２時間というような固定時間としても良いし、プラグインがされた場合にはプラグインしている間にエンジン用冷媒循環路２０１の冷媒を流動が開始されるように、短い時間に設定するなどのように、ハイブリッド車両１０の走行、停止状態によって可変としても良い。そして、制御部８０は、循環ポンプ停止カウンタが所定のカウンタ数に達した場合には、循環ポンプ３２は連続して所定時間だけ停止していたと判断し、図６のステップＳ２０６に示すように、充電器６０の整流コントローラ６７からのプラグイン信号を取得する。図６のステップＳ２０７に示すように、制御部８０は、このプラグイン信号が、接続プラグ６１が外部電源に接続されている状態を示す信号の場合には、接続プラグ６１が外部電源に接続されているものと判断する。制御部８０は、このプラグイン信号が、接続プラグ６１が外部電源に接続されていない状態を示す信号の場合には、接続プラグ６１が外部電源に接続されていないものと判断する。接続プラグ６１が外部電源に接続されていないものと判断した場合には、制御部８０は図６のステップＳ２０６に戻って、再度プラグイン信号の取得を行う。

制御部８０は、接続プラグ６１が外部電源に接続されているものと判断した場合には、図６のステップＳ２０８に示すように、システムメインリレー５４をオフとして、二次電池５３とインバータ回路５２、車両駆動用モータ５１とを電気的に切り離す指令をインターフェース部を介して出力し、システムメインリレー５４によって二次電池５３を切り離す。図６のステップＳ２０９に示すように、制御部８０はシステムメインリレー５４からシステムメインリレー５４の状態信号を取得して、この信号によって、図６のステップＳ２１０に示すように、システムメインリレー５４のオン、オフの状態を判断する。制御部８０は、このシステムメインリレー５４の状態信号が、システムメインリレー５４がオンの状態を示す信号の場合には、システムメインリレー５４がオフになっていないと判断して、図６のステップＳ２０８に戻ってシステムメインリレー５４をオフとする指令を出力する。制御部８０はシステムメインリレー５４がオフであることが確認された場合には、図６のステップＳ２１１に示すように、回転数センサ３５からエンジンシャフト２８の回転数を取得し、図６のステップＳ２１２に示すように、エンジン２０が停止状態にあるかどうかを確認する。エンジン２０が停止状態であることが確認されない場合には、制御部８０は、図６のステップＳ２１１に戻ってエンジン２０の状態を取得する。

制御部８０は、図６のステップＳ２０６からＳ２１２に示すように、接続プラグ６１が外部電源に接続された状態で、システムメインリレー５４がオフでかつエンジン２０が停止している状態にあると判断した場合には、二次電池５３の充電準備ができているものと判断して、図６のステップＳ２１３に示すように、インターフェース部を介して充電スイッチ６６をオンとする指令を充電スイッチ６６に出力し、充電スイッチ６６をオンとする。充電スイッチ６６がオンとなると、整流器６２によって整流された外部電源からの電力が整流器６２の出力ケーブル６３から二次電池５３に流れ、二次電池５３の外部電源による充電が開始される。

制御部８０は外部電源からの充電が開始されると、インターフェース部を介して循環ポンプ用モータ３３の始動指令を出力し、循環ポンプ用モータ３３、循環ポンプ３２を始動して先に説明したように、冷媒流動手段、冷媒流路変化手段を開始する。この場合、エンジン２０は始動されない。循環ポンプ３２の始動は充電スイッチ６６がオンとなって充電が開始された後に行ってもよいし、充電スイッチ６６のオンの動作と同時に行ってもよい。

図６のステップＳ２１４からステップＳ２２０に示す冷媒流動手段は、先に説明したと同様に、サーモスタット３１を閉弁状態にして冷媒の流動を安定させた後に、サーモスタット３１を開弁状態にして冷媒循環路全体の冷媒を流動させる。そして、所定の時間循環ポンプ３２を運転したら、循環ポンプ用モータ３３を停止して、冷媒流路変化手段と冷媒流動手段とを終了する。

冷媒流動手段が終了すると、制御部８０は、図６のステップＳ２２１に示すように、二次電池５３の蓄電状態量を取得して蓄電状態を監視しながら、図６のステップＳ２２２に示すように二次電池５３が所定の蓄電量になるまで充電を行い、二次電池５３が所定の蓄電量まで充電されると、図６のステップＳ２２３に示すように充電を停止して、動作を終了する。

本実施形態では、循環ポンプ用モータ３３の電力は、二次電池５３と充電器６０との間にある出力ケーブル６３に接続されている。そして、充電スイッチ６６がオンとなって二次電池５３への充電が開始された後、循環ポンプ用モータ３３が始動されることとなるので、冷媒流動手段実行の際の循環ポンプ用モータ３３の駆動電力は二次電池５３からではなく、充電器６０を介して供給される外部電源からの電力によって行われることとなる。このため、先に説明した実施形態に加え、冷媒流動手段において二次電池５３の蓄電電力を消費しないことから、二次電池５３の充電後の全電動走行可能距離を減少させることが無いという効果を奏する。又、二次電池電力により循環ポンプ用モータ３３を駆動して、二次電池の蓄電量が低下した場合でも、充電器から供給される電力によって、すぐに二次電池が所定の蓄電量まで蓄電されるので、二次電池の蓄電量を高く保つことができ、ハイブリッド車両１０の全電動走行可能距離を減らすことなくエンジン用冷媒循環路２０１の腐食を抑制することができるという効果を奏する。

次に、外部電源から二次電池に充電することができるプラグイン式ハイブリッド車両１０での他の実施形態について、図を参照しながら説明する。先に、図５、６を参照して説明した実施形態と同様の部分には同様の符号を付して説明を省略する。

本実施形態のハイブリッド車両１０の系統構成は先に図５によって説明したプラグイン式のハイブリッド車両１０の実施形態と同様であるので、説明は省略し、本実施形態の動作を図７を参照しながら説明する。図７において、先に説明した図６と同様のステップについては説明を省略する。

制御部８０は、ハイブリッド車両１０が始動すると、図７のステップＳ３０１からステップＳ３０５に示すように、電動ポンプである循環ポンプ３２の連続停止時間取得手段を開始する。そして、制御部８０は、循環ポンプ停止カウンタが所定のカウンタ数に達した場合には、循環ポンプ３２は連続して所定時間だけ停止していたと判断し、図７のステップＳ３０６に示すように、温度センサ３４によって冷媒の温度を取得する。図７のステップＳ３０７に示すように、制御部８０は、取得した冷媒温度が所定の閾温度以上であった場合には、図７のステップＳ３０８からＳ３１５によって外部電源からの充電がされている状態かを判断し、図７のステップＳ３１６からＳ３２２に示す冷媒流動手段と冷媒流路変化手段とを実行する。

一方、制御部８０は図７のステップＳ３０７に示すように、温度センサ３４から取得した冷媒温度が所定の閾温度より低い場合には、プラグイン状態の判断をジャンプして、図７のステップＳ３１６からステップＳ３２２の冷媒流動手段と冷媒流路変化手段とを実行する。

これは、循環ポンプ３２が所定時間以上連続停止している状態での冷媒の凍結を抑制するためである。これによって、本実施形態は先に説明した各実施形態の効果に加えて、ハイブリッド車両１０が低温状態で長時間全電動走行をした場合にエンジン用冷媒循環路２０１に滞留している冷媒を流動させて、凍結を抑制することができるという効果を奏する。

次に、外部電源から二次電池に充電することができるプラグイン式ハイブリッド車両１０での他の実施形態について、図８を参照しながら説明する。先に、図７を参照して説明した実施形態と同様の部分には同様の符号を付して説明を省略する。

本実施形態は、図８のステップＳ４０６で取得した冷媒温度が、例えば、ハイブリッド車両がエンジン始動を伴わずに長時間炎天下にて放置された場合のように、冷媒温度が所定の温度以上の高温状態となっていた場合には、図８のステップＳ４０７に示すように、制御部８０は、冷媒は高温状態にあると判断し、プラグイン状態の判断をジャンプして、図８のステップＳ４１６からステップＳ４２２の冷媒流動手段と冷媒流路変化手段とを実行する。

これによって、本実施形態は、先に説明した実施形態の効果に加えて、ハイブリッド車両１０が高温状態で長時間全電動走行をした場合に、エンジン用冷媒循環路２０１内の冷媒を流動させて、局所的に高温になっている冷媒温度を低下させ、冷媒の劣化を抑制することができるという効果を奏する。

図９及び図１０を参照しながら、他の実施形態について説明する。先に図１，２を参照して説明した実施形態と同様の部分には同様の符号を用い説明は省略する。また、図２と同様のステップについても説明を省略する。

図９に示すように、本実施形態のハイブリッド車両１０は図１で説明した実施形態のハイブリッド車両１０にエンジン２０の回転数を検出する回転数センサ３５と、車両駆動用モータ５１の回転数を検出する回転数センサ５９とが付け加えられている。

以下、図１０を参照しながら本実施形態の動作について説明する。ハイブリッド車両１０が起動すると、制御部８０は走行モード検出手段を開始する。図１０のステップＳ５０１に示すように、制御部８０は、回転数センサ５９から車両駆動用モータ５１の回転数を取得する。そして、回転数センサ５９から取得した回転数が所定の値、例えば数回転など、よりも大きい場合には、制御部８０は、車両駆動用モータ５１は駆動状態にあると判断し、図１０のステップＳ５０２に示すように、エンジン２０に取り付けられた回転数センサ３５からエンジン２０の回転数を取得する。車両駆動用モータ５１の回転数が所定の閾値よりも小さい場合には、制御部８０は、車両駆動用モータ５１は停止しているものと判断し、図１０のステップＳ５０１に戻って再度、車両駆動用モータ５１の回転数を取得する。

制御部８０は、図１０のステップＳ５０３で取得したエンジン２０の回転数が所定の閾値、例えば数回転等、よりも小さい場合には、エンジン２０は停止状態にあると判断する。エンジン２０の回転数が所定の閾値よりも大きい場合には、制御部８０は、エンジン２０は停止していないもの判断し、図１０のステップＳ５０１に戻って車両駆動用モータ５１の回転数を取得する。

制御部８０は、車両駆動用モータ５１が駆動状態にあり、エンジン２０が停止状態である場合には、ハイブリッド車両１０は全電動走行モードによって走行しているものと判断する。そして、制御部は図１０のステップＳ５０５からステップＳ５１１に示す冷媒流動手段と冷媒循環路変化手段とを行う。これらの各手段は図２のステップＳ１０６からステップＳ１１２と同様である。

本実施形態は、ハイブリッド車両１０が全電動走行モードにはいった場合に循環ポンプ用モータ３３が起動することから、循環ポンプ３２の起動による騒音の違和感を抑制しつつ、エンジン用冷媒循環路２０１の腐食を抑制することができるという効果を奏する。

以上述べた各実施形態においては、コンバータを示さなかったが、二次電池電圧や車両駆動用モータ５１の駆動電圧、外部電源電圧によっては、二次電池５３と車両駆動用モータ５１あるいは外部電源と二次電池５３との間に適宜コンバータを接続させてもよい。また、外部電源によって二次電池５３を充電する場合。実施の形態では、二次電池５３に充電器６０が接続されている構成としたが、車両駆動用モータ５１の中性点に外部電源を接続して車両駆動用モータ５１のコイルをリアクトルとして利用し、これと、インバータのスイッチング動作により電力変換しても良い。また、実施の形態では、１つのエンジン２０と１つの車両駆動用モータ５１を有するハイブリッド車両１０の構成としたが、本発明は少なくとも1つの車両駆動用モータ５１と少なくとも１つのエンジン２０とを有し、少なくとも１つの車両駆動用モータ５１の駆動力のみで車両の走行が可能なハイブリッド車両１０であればどんなタイプのハイブリッド車両１０にも適用することができる。

本発明の実施形態におけるハイブリッド車両の系統構成を示す系統図である。本発明の実施形態におけるハイブリッド車両の動作を示すフローチャートである。本発明の実施形態におけるハイブリッド車両で、サーモスタットが閉弁状態のエンジン用冷媒循環路の冷媒の流動状態を示す説明図である。本発明の実施形態におけるハイブリッド車両で、サーモスタットが開弁状態のエンジン用冷媒循環路の冷媒の流動状態を示す説明図である。本発明の他の実施形態におけるハイブリッド車両の系統構成を示す系統図である。本発明の他の実施形態におけるハイブリッド車両の動作を示すフローチャートである。本発明の他の実施形態におけるハイブリッド車両の動作を示すフローチャートである。本発明の他の実施形態におけるハイブリッド車両の動作を示すフローチャートである。本発明の他の実施形態におけるハイブリッド車両の系統構成を示す系統図である。本発明の他の実施形態におけるハイブリッド車両の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ハイブリッド車両、２０エンジン、２１シリンダブロック、２１ａウォータジャケット、２２へッドブロック、２２ａ冷媒流路、２３，２４，２５，２７，４２，４３，４４，４６，４７連絡配管、２６，７１ラジェータ、２８エンジンシャフト、３１サーモスタット、３２，７３循環ポンプ、３３，７５循環ポンプ用モータ、３４温度センサ、３５，５９回転数センサ、３６電流センサ、４１ヒータ、４５スロットルボデー、５１車両駆動用モータ、５２インバータ回路、５３二次電池、５４システムメインリレー、５５コンデンサ、５６，６３出力ケーブル、５７ケーブル、５８電力供給ケーブル、６０充電器、６１接続プラグ、６２整流器、６４電圧センサ、６５電流センサ、６６充電スイッチ、６７整流コントローラ、７７連絡配管、８０制御部、２００エンジン系、２０１エンジン用冷媒循環路、５００電気系、５０１モータ用冷媒循環路。

Claims

エンジン及びモータと、
エンジンを冷却する冷媒循環路に冷媒を循環させる電動ポンプと、
電動ポンプの始動を行う制御部と、
を含み、エンジンを始動させずにモータにより走行する全電動走行モードを備えるハイブリッド車両であって、
制御部は、
電動ポンプの連続停止時間を取得する電動ポンプ連続停止時間取得手段と、
電動ポンプ連続停止時間が所定の時間以上の場合に、エンジンの始動を伴わずに電動ポンプを始動して冷媒循環路の冷媒を流動させる冷媒流動手段を有すること、
を特徴とするハイブリッド車両。
請求項１に記載のハイブリッド車両であって、
冷媒循環路に設けられ、開閉動作によって冷媒循環路を変化させる弁を備え、
制御部は、
冷媒流動手段によって冷媒を流動させた後、所定の時間間隔で弁を開閉して冷媒の流動する冷媒循環路を時間に応じて変化させる冷媒循環路変化手段を有すること、
を特徴とするハイブリッド車両。
請求項１または２に記載のハイブリッド車両であって、
外部電源によって充電され、モータに電力を供給する蓄電装置を備え、
制御部の冷媒流動手段は、
電動ポンプ連続停止時間が所定の時間以上で、蓄電装置が外部電源により充電可能な状態にある場合に、エンジンの始動を伴わずに電動ポンプを始動して冷媒循環路の冷媒を流動させること、
を特徴とするハイブリッド車両。
請求項１または２に記載のハイブリッド車両であって、
外部電源によって充電され、モータに電力を供給する蓄電装置を備え、
制御部の冷媒流動手段は、
電動ポンプ連続停止時間が所定の時間以上で、外部電源によって蓄電装置が充電されている場合に、エンジンの始動を伴わずに電動ポンプを始動して冷媒循環路の冷媒を流動させること、
を特徴とするハイブリッド車両。
請求項１または２に記載のハイブリッド車両であって、
外部電源によって充電され、モータに電力を供給する蓄電装置を備え、
制御部の冷媒流動手段は、
電動ポンプ連続停止時間が所定の時間以上で、外部電源によって蓄電装置の充電が開始されると同時に、エンジンの始動を伴わずに電動ポンプを始動して冷媒循環路の冷媒を流動させること、
を特徴とするハイブリッド車両。
請求項３から５のいずれか１項に記載のハイブリッド車両であって、
外部電源から供給される電力を蓄電装置に充電可能な電力に変換して蓄電装置に供給する充電器を備え、
電動ポンプは、充電器と蓄電装置とを接続する電力線に接続され、充電器から出力される電力によって駆動されること、
を特徴とするハイブリッド車両。
請求項１または２に記載のハイブリッド車両であって、
冷媒温度を取得する冷媒温度センサを含み、
制御部の冷媒流動手段は、
電動ポンプ連続停止時間が所定の時間以上の場合に、冷媒温度に基づきエンジンの始動を伴わずに電動ポンプを始動して冷媒循環路の冷媒を流動させること、
を特徴とするハイブリッド車両。
エンジン及びモータと、
エンジンを冷却する冷媒循環路に冷媒を循環させる電動ポンプと、
電動ポンプの始動を行う制御部と、
を含み、エンジンを始動させずにモータにより走行する全電動走行モードを備えるハイブリッド車両であって、
制御部は、
ハイブリッド車両が全電動走行モードであることを検出する走行モード検出手段と、
ハイブリッド車両が全電動走行モードである場合に、エンジンの始動を伴わずに電動ポンプを始動して冷媒循環路の冷媒を流動させる冷媒流動手段を有すること、
を特徴とするハイブリッド車両。