JP2009013883A - エンジン停止始動車両 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン停止始動を行うハイブリッド車両において、エンジン始動の際の冷却系統の制御を安定させる。
【解決手段】エンジン２１を冷却する冷却水の温度を検出する温度センサ２４と、温度センサ２４から入力された冷却水温度を制御用冷却水温度として出力すると共に、走行状態に応じてエンジンに停止及び始動指令を出力する主制御部４１を備えるハイブリッド車両１０において、主制御部４１は、エンジン停止指令の出力から該停止指令の出力に続くエンジン始動指令出力までの間及び該始動指令から所定の時間内は温度センサ２４から入力された冷却水温度をマスクする。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジン停止始動車両の制御に関する。

エンジンとモータとで車両を駆動するハイブリッド車両では、走行状態によってエンジンを停止させてモータのみで走行する全電動走行ができるものが多くなってきている。また、燃料の節約と排気エミッションの低減を図るために、車両運転中における停止状態にてエンジンを一時的に停止し、アクセルペダルの踏み込みに伴って当該エンジンを再始動して車両を発進させる、いわゆるエコラン（エコノミー＆エコロジーランニング）制御を行うことも多く行われている。

しかし、このような車両はエンジン冷却のための冷却水を循環させるポンプをエンジン出力によって駆動するように構成されているものが多く、比較的長い高負荷運転直後に全電動走行に移行することによりエンジンを停止したり、エコラン制御によりエンジンを停止したりすると、エンジンの停止によって冷却水を循環させる循環ポンプが停止してしまうので、冷却水温が上昇してしまう場合がある。

そこで、エンジン冷却水温が所定の温度以上の場合には、全電動走行モードへの移行やエコランによってエンジンが自動停止しないように制御する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

一方、ハイブリッド車両などの自動車では、油圧や油温などを測定し、油温あるいは油圧が所定の範囲に入っていない場合には警告灯を点灯させるようにしている。ところが、イグニッションキーをオンにした直後でエンジンが停止し、油圧ポンプも停止しているような場合のように、車両の状態によっては実際に車両に異常が発生している場合でなくても油圧などの警告灯が点灯してしまう場合があり、実際の車両の異常と区別ができなくなる場合がある。このためイグニッションキーをオンとした後のエンジン停止期間中には、警告灯が点灯しないようにする方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

また、エンジンの自動停止始動を行う車両において、エンジンの回転数が不安定な状態にある場合には、車両の充電装置からの電圧及び、又は油圧の警告灯を点灯させないようにする方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。

特開２００５−３２５８０５号公報 実開平１−１３８８４４号公報 特開昭５８−２３２３１号公報

近年のハイブリッド車両においては、走行中にエンジンを停止させてモータのみで走行する全電動走行モードを頻繁に用いて全体の燃費の向上を図ることが行われるようになってきている。この場合もエンジンの停止によって冷却水を循環させる循環ポンプが停止することから、エンジン停止によって冷却水温度が上昇するが、通常運転状態からのエンジン停止であることから冷却水の温度はさほど大きくない場合が多い。

図５に示すように、時間ｔ₁にエンジンが停止するとエンジンによって駆動される冷却水の循環ポンプが停止するので、冷却水水温は次第に上昇していく、これに伴ってラジェータの冷却ファンの駆動電圧も次第に上昇する。そして、時間ｔ₂にエンジンが始動されると、エンジンの熱で通常運転状態の温度よりも温度が高くなった冷却水がエンジン冷却循環系統に流入してくる。すると、エンジンの冷却制御系統は、エンジンの冷却水全体の温度が急上昇したものとして、ラジェータの冷却ファンを急速にフル回転数まで上昇させ、その電圧が急激に上昇する。ところが、温度が上昇しているのは、エンジンの中に滞留している一部の冷却水のみであることから、冷却水の循環ポンプの始動によって冷却水が循環し始めると冷却水温度はすぐに低下し始める。一方、ラジェータの冷却ファンはフル回転しているので、冷却水の温度は通常運転温度より低い温度まで下がってしまう。すると、これに対応して、ラジェータの冷却ファンの駆動電圧も大きく低下してしまう。そして、その次には逆に冷却水の温度が上昇し始めるので、再度冷却ファンの回転数、電圧が再び急上昇する。

このように、ハイブリッド車両において通常走行中に全電動走行モードに移行した後のエンジン始動においてエンジンの冷却系統がハンチングしてしまうという問題があった。この問題は、ハイブリッド車両で全電動走行モードを多用するような場合にはより問題となった。また、冷却制御系統のハンチングによって、冷却水温度が高温と誤判定してしまい、異常状態ではないのに警告灯を点灯させてしまう場合があった。

本発明は、エンジン停止始動車両において、エンジン始動の際の冷却系統の制御を安定させることを目的とする。

本発明のエンジン停止始動車両は、車両駆動源のエンジンと、エンジンを冷却する冷媒の温度を検出する冷媒温度センサと、冷媒温度センサから入力された冷媒温度を制御用冷媒温度として出力すると共に、走行状態に応じてエンジンに停止及び始動指令を出力する車両制御装置を備えるエンジン停止始動車両であって、車両制御装置は、エンジン停止指令の出力から該停止指令の出力に続くエンジン始動指令出力までの間及び該始動指令から所定の時間内は冷媒温度センサから入力された冷媒温度にマスクする冷媒温度マスク手段を有すること、を特徴とする。

本発明のエンジン停止始動車両において、冷媒温度マスク手段は、エンジン停止指令出力直前の冷媒温度を制御用冷媒温度として出力すること、としても好適であるし、エンジン停止指令出力直前の冷媒温度よりも低い温度を制御用冷媒温度として出力すること、としても好適であるし、所定の温度を制御用冷媒温度として出力すること、としても好適である。

本発明のエンジン停止始動車両において、冷媒を冷却するラジェータと、ラジェータに冷却用空気を送る冷却ファンとを備え、車両制御装置は、冷却ファンの回転数を制御する冷却ファン制御部に制御用冷媒温度を出力すること、としても好適であるし、冷媒温度表示装置と、自己診断装置と、冷媒温度表示装置を制御する冷媒温度表示制御部と、自己診断装置を制御する自己診断装置制御部とを備え、車両制御装置は、冷媒温度表示制御部と、自己診断装置制御部とに制御用冷媒温度を出力すること、としても好適であるし、エンジン停止始動車両はハイブリッド車両であること、としても好適である。

本発明は、エンジン停止始動車両において、エンジン始動の際の冷却系統の制御を安定させることができるという効果を奏する。

本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。本実施形態では、本発明をハイブリッド車両に適用した場合について説明する。なお、図１では制御信号線は１点鎖線で示されている。図１に示すように、ハイブリッド車両１０は、車両駆動用のエンジン２１と第１モータジェネレータ３１と第２モータジェネレータ３５とを備えている。エンジン２１の出力は動力分配機構３３によって第１モータジェネレータ３１を発電機として駆動する動力と車輪３７を駆動する動力とに分配される。又、第２モータジェネレータ３５は車輪３７を直接駆動することができるように構成されている。第１、第２モータジェネレータ３１，３５には二次電池３９に蓄電された電力を各モータジェネレータ３１，３５の駆動動力に変換するインバータ装置３８が接続されている。

エンジン２１はエンジン２１の冷却を行う冷却系統２２を備えている。冷却系統２２は、エンジン２１を冷却する冷却水を循環させる循環ポンプ２３と冷却水を冷却するラジェータ２５とラジェータに冷却空気を送る冷却ファン２７とを備えている。循環ポンプ２３はエンジン２１によって駆動されるので、エンジン２１の運転中は冷却水を冷却系統に循環させることができるが、エンジン２１が停止してしまうと冷却水の循環も停止するように構成されている。また、エンジン２１には、エンジン２１の冷却水温度を測定する温度センサ２４が取り付けられている。

エンジン２１、第１、第２モータジェネレータ３１，３５、インバータ装置３８、温度センサ２４はそれぞれ車両制御装置である主制御部４１に接続され、主制御部４１の指令によって動作するように構成されている。主制御部４１は各主要機器の制御指令を出力するもので、内部にＣＰＵや記憶装置を含むコンピュータであってもよい。

一方、ハイブリッド車両１０の補機である冷却ファン２７は、主制御部４１から信号、データを受け取って冷却ファン２７の動作指令を出力する冷却ファン制御部４３によって制御されるようになっている。このように各補機の制御を分散させることによって、全体の制御動作を早くすることができる。

また、ハイブリッド車両の冷却水の温度を表示すると共に警告灯の表示を行う水温計５１や、自己診断装置５３はそれぞれを分散して制御する水温表示制御部４５と自己診断装置制御部４７に接続されている。そして、水温表示制御部４５と自己診断装置制御部４７は、主制御部４１に接続され、主制御部４１が温度センサ２４から取得した水温データ、あるいは自己診断装置に入力するデータが入力される。

冷却ファン制御部４３と水温表示制御部４５と自己診断装置制御部４７はそれぞれ内部にＣＰＵや記憶装置を含むコンピュータであってもよい。

以上のように構成された、ハイブリッド車両１０のエンジン２１の停止と始動の際の動作について、図２、３を参照しながら説明する。図２はハイブリッド車両１０の動作を示すフローチャートであり、図３は時間に対するエンジン回転数、冷却水温度、冷却ファンの電圧を示した図である。

図２のステップＳ１０１に示すように、ハイブリッド車両１０が起動されると、主制御部４１は温度センサ２４から冷却水温度を取得する。そして、図２のステップＳ１０２に示すように、主制御部４１は温度センサ２４から取得した冷却水温度のデータを内部又は外部のメモリあるいは記憶装置にストアする。また、図２のステップＳ１０３に示すように、主制御部４１は、取得した冷却水温度データを制御用冷却水温度データとして図１に示す冷却ファン制御部４３と水温表示制御部４５と自己診断装置制御部４７とに出力する。冷却ファン制御部４３は主制御部４１から出力された制御用冷却水温度データに基づいて冷却ファンの回転数を変化させるようにファンの駆動モータへの電圧を変化させる。水温表示制御部４５は主制御部４１から出力された制御用冷却水温度データを水温計に表示し、あるいは必要に応じて水温計の警告灯を点灯させる。自己診断装置制御部４７は主制御部４１から出力された制御用冷却水温度データを自己診断装置のデータとして格納させる。

図２のステップＳ１０４に示すように、主制御部４１は全電動走行モードに移行するために、エンジン２１を停止させる停止指令をエンジン２１に出力するまでは、上記のように温度センサ２４によって取得した冷却水温度データを制御用冷却水温度データとして冷却ファン制御部４３、水温表示制御部４５、自己診断装置制御部４７に出力する。そして、図２のステップＳ１０４に示すように、主制御部４１が全電動走行モードに移行するために、エンジン２１を停止させる停止指令をエンジン２１に出力すると、主制御部４１は、冷却水温度マスク手段を開始する。主制御部４１は、図２のステップＳ１０５に示すように、内部メモリ又は記憶装置にストアしておいた冷却水温度のデータの中から、エンジン２１の停止指令が出力される直前のデータを読み出す。そして、図２のステップＳ１０６に示すように、温度センサ２４によって取得した温度データに変えて、読み出したエンジン停止直前の冷却水温度を制御用冷却水温度データとして冷却ファン制御部４３、水温表示制御部４５、自己診断装置制御部４７に出力する。

図３に示すように、時間ｔ₁にエンジン２１が停止すると、エンジン２１の冷却水の循環ポンプ２３が停止するので、温度センサ２４によって取得されるエンジン２１の冷却水温度は２点鎖線のようにしだいに上昇していく。しかし、冷却ファン制御部４３には主制御部４１からエンジン停止直前の冷却水温度データが制御用冷却水温データとして出力されていることから、冷却ファン制御部４３はエンジン２１の停止の後もエンジン停止前と同様の回転数に冷却ファン２７を制御する。このため、冷却ファン２７の駆動用電圧もエンジン停止前と変化せず、一定の電圧が維持される。

主制御部４１は、図２のステップＳ１０７に示すように、ハイブリッド車両１０の二次電池３９の蓄電容量が低下してエンジン２１による充電が必要になった場合あるいは、加速のためにエンジン２１の動力が必要になった場合に、エンジン２１を始動させるためのエンジン始動指令を出力する。

主制御部４１は、図２のステップＳ１０８に示すように、エンジン始動指令が出力されると、内部タイマなどによって時間の測定を開始し、例えば５秒等の所定の時間が経過するまでは、ステップＳ１０５に戻って、エンジン停止直前の冷却水温度を制御用温度として冷却ファン制御部４３、水温表示制御部４５、自己診断装置制御部４７に出力する。そして、主制御部４１は所定の時間が経過したと判断した場合には、図２のステップＳ１０９に示すように、再び温度センサ２４によって取得した冷却水温度を制御用冷却水温度として冷却ファン制御部４３、水温表示制御部４５、自己診断装置制御部４７に出力し、冷却水温度マスク手段を終了する。

図３に示すように、時間ｔ₂にエンジン２１が始動すると、エンジン２１の循環ポンプ２３が起動され、エンジン２１の冷却水が循環を始める。すると、エンジン２１の残熱で温度の上昇した冷却水が温度センサ２４に流れてくる。このため温度センサ２４によって取得される冷却水温度は一端上昇するが、冷却水の循環によって冷却水が均一化されるため、温度は次第に低下してくる。しかし、冷却ファン制御部４３には主制御部４１からエンジン停止直前の冷却水温が制御用冷却水温度として出力されていることから、冷却ファン制御部４３はエンジン２１の始動後もエンジン停止前と同様の回転数に冷却ファン２７を制御する。このため、冷却ファン２７の駆動用電圧もエンジン停止前と変化せず、一定の電圧が維持される。そして、時間ｔ₃に所定の時間が経過して、温度センサ２４によって取得した冷却水温度が主制御部４１から冷却ファン制御部４３に制御用冷却水温度として出力されるようになったときには、温度センサ２４によって取得される冷却水温度はエンジン停止前の冷却水温度と略同一の温度となっていることから、温度センサ２４によって取得した冷却水温度データを制御用冷却水温度データとして冷却ファン制御部４３に出力しても、冷却ファン２７の回転数あるいは駆動電圧を上昇させる必要が無く、冷却ファン２７は略一定の回転数、駆動電圧によって駆動されることとなる。

また、エンジン２１の停止からエンジン始動後の所定期間の間は、水温表示制御部４５、自己診断装置制御部４７にもエンジン停止直前の冷却水温度が制御用冷却水温度として出力されていることから、水温計にはエンジン停止直前の冷却水温度が表示され続けると共に、水温表示制御部４５は水温計５１に警告灯点灯の指令を出力しない。同様に、自己診断装置制御部４７は自己診断装置５３に冷却水温度上昇による警告信号を出力しないので、自己診断装置５３には冷却水温度上昇による異常状態が記録されないこととなる。

以上述べたように、本実施形態では、エンジン２１の停止指令の出力からエンジンの始動指令出力後の所定の時間内は、温度センサ２４によって取得した冷却水温度に換えて、エンジン停止直前の冷却水温度を制御用冷却水温度して冷却ファン制御部４３、水温表示制御部４５、自己診断装置制御部４７に出力することによって、各制御部４３，４５，４７に対して冷却水温度をマスクする。つまり、この時間内は温度センサ２４によって取得した冷却水温度がマスクされる。このため、エンジン始動の際の冷却系統の制御を安定させることができるという効果を奏する。また、水温の誤判定による水温計５１で温度の警告灯の点灯や、自己診断装置５３での異常の記録を防止することができるという効果を奏する。

また、本実施形態では、エンジン停止直前の冷却水温度を制御用冷却水温度として出力することとしたが、エンジン停止直前の冷却水温度よりも低い温度を出力するように構成してもよい。

本発明の他の実施形態について、図４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、ステップについての説明は省略する。

本実施形態は、先に説明した実施形態の様に温度センサ２４によって取得した冷却水温度データを一旦ストアして、エンジン２１の停止直前の冷却水温度データを読み出して制御用冷却水温度データとして出力するのではなく、図４のステップＳ２０４に示すように所定の温度、例えば通常運転の際の制御設定値など、を制御用冷却水温度データとして冷却ファン制御部４３、水温表示制御部４５、自己診断装置制御部４７に出力するようにして、各制御部４３，４５，４７に対して冷却水温度をマスクするようにしたものである。本実施形態は先に説明した実施形態と同様の効果奏する。

以上説明した実施形態においては、エンジン２１の冷却は冷却水で行うこととして説明したが、本発明は冷却水のみではなく、添加物を入れたロングライフクーラントなどの冷媒であってもよい。また、本実施形態では、本発明をハイブリッド車両１０に適用した場合について説明したが、本発明はハイブリッド車両に限らず、いわゆるエコラン制御によってエンジンの停止始動を行う車両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構成を示す図である。 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。 本発明の実施形態であってハイブリッド車両のエンジン停止始動動作における冷却水温度と冷却ファン電圧の変化を示す図である。 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。 従来技術によるハイブリッド車両のエンジン停止始動動作における冷却水温度と冷却ファン電圧の変化を示す図である。

符号の説明

１０ ハイブリッド車両、２１ エンジン、２２ 冷却系統、２３ 循環ポンプ、２４ 温度センサ、２５ ラジェータ、２７ 冷却ファン、３１ 第１モータジェネレータ、３３ 動力分配機構、３５ 第２モータジェネレータ、３７ 車輪、３８ インバータ装置、３９ 二次電池、４１ 主制御部、４３ 冷却ファン制御部、４５ 水温表示制御部、４７ 自己診断装置制御部、５１ 水温計、５３ 自己診断装置。

Claims (7)

1. 車両駆動源のエンジンと、
   エンジンを冷却する冷媒の温度を検出する冷媒温度センサと、
   冷媒温度センサから入力された冷媒温度を制御用冷媒温度として出力すると共に、走行状態に応じてエンジンに停止及び始動指令を出力する車両制御装置を備えるエンジン停止始動車両であって、
   車両制御装置は、エンジン停止指令の出力から該停止指令の出力に続くエンジン始動指令出力までの間及び該始動指令から所定の時間内は冷媒温度センサから入力された冷媒温度にマスクする冷媒温度マスク手段を有すること、
   を特徴とするエンジン停止始動車両。
2. 請求項１に記載のエンジン停止始動車両であって、
   冷媒温度マスク手段は、エンジン停止指令出力直前の冷媒温度を制御用冷媒温度として出力すること、
   を特徴とするエンジン停止始動車両。
3. 請求項１または２に記載のエンジン停止始動車両であって、
   冷媒温度マスク手段は、エンジン停止指令出力直前の冷媒温度より低い冷媒温度を制御用冷媒温度として出力すること、
   を特徴とするエンジン停止始動車両。
4. 請求項１または２に記載のエンジン停止始動車両であって、
   冷媒温度マスク手段は、所定の温度を制御用冷媒温度として出力すること、
   を特徴とするエンジン停止始動車両。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載のエンジン停止始動車両であって、
   冷媒を冷却するラジェータと、ラジェータに冷却用空気を送る冷却ファンとを備え、
   車両制御装置は、冷却ファンの回転数を制御する冷却ファン制御部に制御用冷媒温度を出力すること、
   を特徴とするエンジン停止始動車両。
6. 請求項５に記載のエンジン停止始動車両であって、
   冷媒温度表示装置と、自己診断装置と、冷媒温度表示装置を制御する冷媒温度表示制御部と、自己診断装置を制御する自己診断装置制御部とを備え、
   車両制御装置は、冷媒温度表示制御部と、自己診断装置制御部とに制御用冷媒温度を出力すること、
   を特徴とするエンジン停止始動車両。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載のエンジン停止始動車両であって、
   エンジン停止始動車両はハイブリッド車両であること、
   を特徴とするエンジン停止始動車両。

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