JP2024001743A - ハイブリッド車 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリに蓄えられている電力の消費を抑制すると共にエンジンを冷却する冷却媒体が高温に至ることを抑制する。【解決手段】ハイブリッド車であって、第２電動ファンは、エンジンに対面する位置に配置され、第２制御装置は、イグニッションオフのときシステム停止し、第１制御装置は、イグニッションオフによりエンジンが停止している場合においてエンジンの温度が所定温度以上であるときには、第１、第２電動ファンを駆動する。これにより、バッテリに蓄えられている電力の消費を抑制すると共にエンジンを冷却する冷却媒体が高温に至ることを抑制できる。【選択図】図３

Description

本発明は、ハイブリッド車に関し、詳しくは、エンジンと、モータと、第１、第２制御装置と、第１、第２冷却装置と、を備えるハイブリッド車に関する。

従来、この種のハイブリッド車としては、エンジンと、モータ（モータジェネレータ）と、制御装置（ＰＣＵ）と、第１、第２冷却装置と、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。エンジン、モータは、走行用の動力を出力する。制御装置は、モータを制御する。第１冷却装置は、第１ラジエータと、第１電動ファン（第１ラジエータファン）と、を備える。第１ラジエータは、エンジンを冷却するための冷却媒体と熱交換する。第１電動ファンは、第１ラジエータの冷却媒体を冷却するために用いられる。第２冷却装置は、第２ラジエータと、第２電動ファン（第２ラジエータファン）と、を備える。第２ラジエータは、モータおよび制御装置を冷却するための冷却媒体と熱交換する。第２電動ファンは、第２ラジエータの冷却媒体を冷却するため用いられ、制御装置により制御される。このハイブリッド車では、第２冷却装置の冷却媒体の温度が所定温度以上のときに第２電動ファンを駆動することにより、第２冷却装置の冷却媒体の温度を低下させる。さらに、このハイブリッド車では、第２冷却装置の冷却媒体の温度が所定温度未満であっても所定条件が成立したときには第２電動ファンを駆動する。これにより、第２電動ファンからの送風で、エンジンルームの熱環境を改善している。

特開２０１９－１１９２４２号公報

ところで、一般に、上述のハイブリッド車の制御装置に代えて、エンジンと第１電動ファンとを制御する第１制御装置と、モータと第２電動ファンとを制御する第２制御装置とを備えるハイブリッド車では、イグニッションオフしたときには、エンジンの運転を停止すると共に、モータおよび第１、第２電動ファンの駆動を停止し、さらに、第１、第２制御装置のシステムを停止することが行なわれている。イグニッションオフしてエンジンを停止したときにエンジンの冷却媒体温が高いと、イグニッションオフのときには第１、第２電動ファンが駆動しないことから、冷却媒体が高温に至る不都合が発生することがある。こうした不都合を抑制する手法として、イグニッションオフしたときに第１、第２制御装置をシステム停止させずに、第１、第２制御装置をシステム起動した状態で第１、第２電動ファンを駆動する手法が考えられる。しかし、この手法だと、第１、第２電動ファン、第１制御装置、第２制御装置に電力を供給するバッテリの電力消費が大きくなり、次に、イグニッションオンしたときに不都合が発生することがある。

本発明のハイブリッド車は、バッテリに蓄えられている電力の消費を抑制すると共にエンジンを冷却する冷却媒体が高温に至ることを抑制することを主目的とする。

本発明のハイブリッド車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のハイブリッド車は、
走行用の動力を出力するエンジンと、
走行用の動力を出力するモータと、
前記エンジンを制御する第１制御装置と、
前記モータを制御する第２制御装置と、
前記エンジンを冷却するための冷却媒体と熱交換する第１ラジエータと、前記第１ラジエータの冷却媒体を冷却するための第１電動ファンと、を有する第１冷却装置と、
前記モータおよび前記第２制御装置を冷却するための冷却媒体と熱交換する第２ラジエータと、前記第２ラジエータの冷却媒体を冷却するための第２電動ファンと、を有する第２冷却装置と、
前記第１、第２制御装置および前記第１、第２電動ファンに電力を供給するバッテリと、
を備えるハイブリッド車であって、
前記第２電動ファンは、前記エンジンに対面する位置に配置され、
前記第２制御装置は、イグニッションオフのときシステム停止し、
前記第１制御装置は、イグニッションオフにより前記エンジンが停止している場合において前記エンジンの温度が所定温度以上であるときには、前記第１、第２電動ファンを駆動する
を備えることを要旨とする。

この本発明のハイブリッド車では、第２電動ファンをエンジンに対面する位置に配置し、第２制御装置は、イグニッションオフのときシステム停止する。そして、イグニッションオフによりエンジンが停止している場合においてエンジンの温度が所定温度以上であるときには、第１制御装置により第１、第２電動ファンを駆動する。第１電動ファンを駆動することにより、エンジンの冷却媒体の温度の上昇を抑制できる。そして、エンジンの対面に配置された第２電動ファンを駆動することにより、第２電動ファンの送風でエンジンを外側から冷却する。これにより、エンジンからの放熱によるエンジンを冷却する冷却媒体の温度の上昇を抑制できる。このとき、第１制御装置により第１、第２電動ファンを駆動するから、第１、第２制御装置で第１、第２電動ファンを駆動するものに比して、バッテリに蓄えられている電力の消費を抑制できる。この結果、バッテリに蓄えられている電力の消費を抑制できると共にエンジンを冷却する冷却媒体が高温に至ることを抑制できる。

こうした本発明のハイブリッド車において、前記第１制御装置と前記第２制御装置とは、通信を介して情報をやりとりし、前記第１制御装置は、イグニッションオンの場合において前記第１制御装置と前記第２制御装置との間の通信に異常が発生していないときには、前記第２制御装置から通信を介して受信した前記第２冷却装置の冷却媒体の温度に基づいて前記第２電動ファンを駆動し、イグニッションオンの場合において前記第１制御装置と前記第２制御装置との間の通信に異常が発生しているときには、前記第２電動ファンを駆動してもよい。こうすれば、第１制御装置と第２制御装置との間の通信に異常が発生しているときに、モータと第２制御装置とが高温に至ることを抑制できる。

本発明の一実施例としてのハイブリッド車１０の構成の概略を示す構成図である。 エンジンルーム内でのエンジン１１やトランスアクスル１２、ラジエータ２３、３３、ファン２４、３４の配置の概略を示す概略図である。 エンジンＥＣＵ４０により実行されるファン制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としてのハイブリッド車１０の構成の概略を示す構成図である。図２は、エンジンルーム内でのエンジン１１やトランスアクスル１２、ラジエータ２３、３３、ファン２４、３４の配置の概略を示す概略図である。実施例のハイブリッド車１０は、エンジン１１と、トランスアクスル１２と、高電圧バッテリ１４と、補機バッテリ（バッテリ）１５と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６と、冷却装置（第１、第２冷却装置）２０、３０と、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）（第１制御装置）４０と、ハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ＨＶＥＣＵ」という）（第２制御装置）５０と、を備える。

エンジン１１は、例えば内燃機関として構成されており、走行用の動力を出力する。エンジン１１は、図２に示すように、ハイブリッド車１０の前部のエンジンルーム内において、ハイブリッド車１０の前方から向かって左寄りの位置に配置されている。

トランスアクスル１２は、図１、図２に示すように、モータ１２０と、パワーコントロールユニット（以下、「ＰＣＵ」という）１２２と、を備える。トランスアクスル１２は、図２に示すように、エンジンルーム内において、ハイブリッド車１０の前方から向かってエンジン１１の右側に配置されている。モータ１２０は、例えば同期発電電動機として構成されており、走行用の動力を出力する。ＰＣＵ１２２は、直流電力を交流電力に変換してモータ１２０を駆動するインバータや、高電圧バッテリ１４からの電力を昇圧してインバータに供給する昇圧コンバータ、インバータを制御するマイクロコントローラユニットなどを備える。高電圧バッテリ１４は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、ＰＣＵ１２２に高電圧側電力ラインを介して接続されている。補機バッテリ１５は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池、鉛蓄電池として構成されており、低電圧側電力ラインに接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ１６は、高電圧側電力ラインの電力を降圧して低電圧側電力ラインに供給する。

冷却装置２０は、図１に示すように、エンジン１１を冷却する装置として構成されており、冷却水（冷却媒体）の循環流路２１と、ウォーターポンプ２２と、ラジエータ（第１ラジエータ）２３と、ファン（第１電動ファン）２４と、モータ３５とを備える。循環流路２１は、エンジン１１とラジエータ２３とを含んで形成される。ウォーターポンプ２２は、循環流路２１に設けられ、補機バッテリ１５からの電力を用いて駆動されて循環流路２１で冷却水を循環させる。ラジエータ２３は、図２に示すように、エンジンルーム内のトランスアクスル１２の前方に配置され、走行風やファン２４による空気との熱交換により冷却水を冷却する。ファン２４は、図２に示すように、トランスアクスル１２の前方でトランスアクスル１２に対面し且つラジエータ２３の後方となるように配置され、補機バッテリ１５からの電力を用いてモータ２５により回転駆動されてラジエータ２３に送風し、ラジエータ２３の冷却水を冷却する。モータ２５は、例えば直流モータとして構成されている。

冷却装置３０は、図１に示すように、モータ１２０とＰＣＵ１２２とを冷却する装置として構成されており、冷却水の循環流路３１と、ウォーターポンプ３２と、ラジエータ（第２ラジエータ）３３と、ファン（第２電動ファン）３４と、モータ３５とを備える。循環流路３１は、モータ１２０とＰＣＵ１２２とをラジエータ３３とを含んで形成される。ウォーターポンプ３２は、循環流路３１に設けられ、補機バッテリ１５からの電力を用いて駆動されて循環流路３１で冷却水を循環させる。ラジエータ３３は、図２に示すように、エンジンルーム内のエンジン１１の前方であってハイブリッド車１０の前方から向かってラジエータ２３の左側に並んで配置され、走行風やファン３４による空気との熱交換により冷却水を冷却する。ファン３４は、図２に示すように、エンジン１１の前方でエンジン１１に対面し且つラジエータ３３の後方でファン２４の左側に並んで配置され、補機バッテリ１５からの電力を用いてモータ３５により回転駆動されてラジエータ３３に送風し、ラジエータ３３の冷却水を冷却する。モータ３５は、例えば直流モータとして構成されている。

エンジンＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、入出力ポート、通信ポートを有するマイクロコンピュータを備え、補機バッテリ１５とＤＣ／ＤＣコンバータ１６とが接続された低電圧側電力ラインに接続されている。エンジンＥＣＵ４０には、各種信号が入力ポートを介して入力されている。エンジンＥＣＵ４０に入力される信号としては、例えば、エンジン１１の状態を検出する各種センサからの信号や、冷却装置２０の冷却水の温度を検出する水温センサ２７からの冷却水温Ｔｗ１、イグニッションスイッチ（ＩＧ）５２からのイグニッション信号を挙げることができる。エンジンＥＣＵ４０からは、各種信号が出力ポートを介して出力されている。エンジンＥＣＵ４０から出力される信号としては、例えば、エンジン１１を運転制御するための各種制御信号や、冷却装置２０のウォーターポンプ２２への制御信号、冷却装置２０のファン２４（モータ２５）への制御信号、冷却装置３０のファン３４（モータ３５）への制御信号を挙げることができる。エンジンＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ５０とＣＡＮ通信により通信可能に接続されている。

ＨＶＥＣＵ５０は、図示しないが、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、入出力ポート、通信ポートを有するマイクロコンピュータを備え、補機バッテリ１５とＤＣ／ＤＣコンバータ１６とが接続された低電圧側電力ラインに接続されている。ＨＶＥＣＵ５０には、各種信号が入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ５０に入力される信号としては、冷却装置３０の冷却水の温度を検出する水温センサ３７からの冷却水温Ｔｗ２やイグニッションスイッチ５２からのイグニッション信号を挙げることができる。ＨＶＥＣＵ５０からは、各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。ＨＶＥＣＵ５０から出力される信号としては、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６への制御信号や、冷却装置３０のウォーターポンプ３２への制御信号を挙げることができる。ＨＶＥＣＵ５０は、上述したように、エンジンＥＣＵ４０とＣＡＮ通信により通信可能に接続されている。

こうして構成された実施例のハイブリッド車１０に搭載される冷却システム１８では、基本的には、ＨＶＥＣＵ５０は、水温センサ３７からの冷却装置３０の冷却水温Ｔｗ２に基づいてウォーターポンプ３２を制御すると共にエンジンＥＣＵ４０に冷却水温Ｔｗ２を送信する。また、エンジンＥＣＵ４０は、水温センサ２７からの冷却装置２０の冷却水温Ｔｗ１に基づいてウォーターポンプ２２やファン２４（モータ２５）を制御すると共に、ＨＶＥＣＵ５０からの冷却装置３０の冷却水温Ｔｗ２に基づいてファン３４（モータ３５）を制御する。ウォーターポンプ２２やファン２４は、それぞれ、冷却水温Ｔｗ１が閾値（所定温度）Ｔｗｔｈ１２未満であるときには停止し、冷却水温Ｔｗ１が閾値Ｔｗｔｈ１２以上であるときには駆動するように制御される。ウォーターポンプ３２やファン３４は、それぞれ、基本的には、冷却水温Ｔｗ２が閾値Ｔｗｔｈ２２未満であるときには停止し、冷却水温Ｔｗ２が閾値Ｔｗｔｈ２２以上であるときには駆動するように制御される。

エンジンＥＣＵ４０、ＨＶＥＣＵ５０は、イグニッションスイッチ５２がオフされてオフのイグニッション信号を受信したときには、基本的には、エンジン１１とモータ１２０とＰＣＵ１２２とを駆動停止した後に、システム停止する。さらに、エンジンＥＣＵ４０、ＨＶＥＣＵ５０は、イグニッションスイッチ５２がオンされてオンのイグニッション信号を受信したときには、基本的には、システム起動する。

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド車１０の動作、特に、ファン３４の制御について説明する。図３は、エンジンＥＣＵ４０により実行されるファン制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、繰り返し実行される。

図３のファン制御ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ４０は、最初に、イグニッションスイッチ５２からオンのイグニッション信号を受信しているか否か、つまり、イグニッションスイッチ５２がオン（ＩＧ－ＯＮ）しているか否かを判定する（ステップＳ１００）。

ステップＳ１００でイグニッションスイッチ５２がオンしているときには、続いて、ＨＶＥＣＵ５０との間で通信異常が生じているか否かを判定する（ステップＳ１１０）。この処理は、例えば、ＨＶＥＣＵ５０との通信が所定時間に亘って途絶しているか否かを判定することにより行なわれる。ＨＶＥＣＵ５０との通信が所定時間に亘って途絶していないときには、ＨＶＥＣＵ５０との間で通信異常が生じていないと判定し、ＨＶＥＣＵ５０との通信が所定時間に亘って途絶しているときには、ＨＶＥＣＵ５０との間で通信異常が生じていると判定する。

ステップＳ１１０でＨＶＥＣＵ５０との間で通信異常が生じていないときには、ＨＶＥＣＵ５０からＣＡＮ通信を介して冷却水温Ｔｗ２を入力し（ステップＳ１２０）、冷却水温Ｔｗ２が閾値Ｔｗｔｈ２２以上であるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。冷却水温Ｔｗ２が閾値Ｔｗｔｈ２２未満であるときには、ファン３４を停止して（ステップＳ１４０）、本ルーチンを終了する。冷却水温Ｔｗ２が閾値Ｔｗｔｈ２２以上であるときには、ファン３４を駆動して（ステップＳ１５０）、本ルーチンを終了する。

ステップＳ１１０でＨＶＥＣＵ５０との間で通信異常が生じているときには、ファン３４を駆動して（ステップＳ１５０）、本ルーチンを終了する。ＨＶＥＣＵ５０との間で通信異常が生じているときには、ＨＶＥＣＵ５０から通信を介して冷却水温Ｔｗ２を入力することができない。そのため、エンジンＥＣＵ４０では、冷却装置３０を循環する冷却水が高温かどうかを適正に判断できず、ファン３４が停止していると、モータ１２０やＰＣＵ１２２が高温に至る場合がある。実施例では、エンジンＥＣＵ４０とＨＶＥＣＵ５０との間で通信異常が生じているときには、ファン３４を駆動することにより、モータ１２０やＰＣＵ１２２が高温に至るのを抑制できる。

ステップＳ１００でイグニッションスイッチ５２がオフしているときには、エンジンＥＣＵ４０は、システム停止する前に、以下の処理を実行する。

最初に、エンジンＥＣＵ４０は、冷却水温Ｔｗ１を入力し（ステップＳ１６０）、冷却水温Ｔｗ１が閾値Ｔｗｔｈ１２以上であるか否かを判定する（ステップＳ１７０）。

ステップＳ１７０で冷却水温Ｔｗ１が閾値Ｔｗｔｈ１２未満のときには、ファン３４を停止して（ステップＳ１８０）、本ルーチンを終了する。冷却水温Ｔｗが閾値Ｔｗｔｈ１２未満のときには、上述したように、ファン２４を停止しているから、ステップＳ１８０は、ファン２４、３４を停止する処理になっている。こうしてファン２４、３４を停止すると、エンジンＥＣＵ４０は、システム停止する。こうしてシステム停止した後は、イグニッションスイッチ５２がオンされてエンジンＥＣＵ４０が起動するまで、本ルーチンの実行を停止される。

ステップＳ１７０で冷却水温Ｔｗ１が閾値Ｔｗｔｈ１２以上のときには、ファン３４を駆動して（ステップＳ１９０）、本ルーチンを終了する。上述したように、冷却水温Ｔｗ１が閾値Ｔｗｔｈ１２以上のときには、ファン２４を駆動しているから、ステップＳ１９０は、ファン２４、３４を駆動する処理になっている。ファン２４を駆動するから、エンジン１１を冷却する冷却装置２０の冷却水の温度の上昇を抑制できる。また、エンジン１１の対面に配置されたファン３４を駆動するから、ファン３４の送風でエンジン１１を外側から冷却して、エンジン１１の放熱を抑制できる。これにより、エンジン１１の放熱によるエンジン１１の冷却水の温度の上昇を抑制できる。ところで、イグニッションスイッチ５２がオフのときには、ＨＶＥＣＵ５０はシステム停止していることから、ステップＳ１９０は、ＨＶＥＣＵ５０をシステム停止した状態で、エンジンＥＣＵ４０でファン２４、３４を駆動する処理となっている。したがって、ＨＶＥＣＵ５０およびエンジンＥＣＵ４０の双方をシステム起動してファン２４、３４を駆動するものに比して、補機バッテリ１５に蓄えられている電力の消費を抑制できる。これにより、補機バッテリ１５に蓄えられている電力の消費を抑制できると共にエンジン１１を冷却する冷却水が高温に至ることを抑制できる。

以上説明した実施例のハイブリッド車１０によれば、ファン３４を、エンジン１１に対面する位置に配置し、ＨＶＥＣＵ５０を、イグニッションオフのときシステム停止し、イグニッションスイッチ５２のオフによりエンジン１１が停止している場合において、冷却水温Ｔｗ１が閾値Ｔｗｔｈ１２以上であるときには、ファン２４、３４を駆動することにより、補機バッテリ１５に蓄えられている電力の消費を抑制できると共にエンジン１１を冷却する冷却水が高温に至ることを抑制できる。

実施例のハイブリッド車１０では、ステップＳ１７０で冷却水温Ｔｗ１が閾値Ｔｗｔｈ１２以上であるか否かを判定している。しかし、冷却水温Ｔｗ１に代えてエンジン１１の温度を検出し、エンジン１１の温度が所定温度以上であるか否かを判定してもよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン１１が「エンジン」に相当し、モータ１２０が「モータ」に相当し、エンジンＥＣＵ４０が「第１制御装置」に相当し、ＨＶＥＣＵ５０が「第２制御装置」に相当し、冷却装置２０が「第１冷却装置」に相当し、冷却装置３０が「第２冷却装置」に相当し、補機バッテリ１５が「バッテリ」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、ハイブリッド車の製造産業などに利用可能である。

１０ ハイブリッド車、１１ エンジン、１２ トランスアクスル、１４ 高電圧バッテリ、１５ 補機バッテリ、１６ ＤＣ／ＤＣコンバータ、１８ 冷却システム、２０，３０ 冷却装置、２１，３１ 循環流路、２２，３２ ウォーターポンプ、２３，３３ ラジエータ、２４，３４ ファン、２５、３５、１２０ モータ、２７，３７ 水温センサ、４０ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、５０ ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、５２ イグニッションスイッチ、１２２ パワーコントロールユニット（ＰＣＵ）。

Claims (1)

1. 走行用の動力を出力するエンジンと、
   走行用の動力を出力するモータと、
   前記エンジンを制御する第１制御装置と、
   前記モータを制御する第２制御装置と、
   前記エンジンを冷却するための冷却媒体と熱交換する第１ラジエータと、前記第１ラジエータの冷却媒体を冷却するための第１電動ファンと、を有する第１冷却装置と、
   前記モータおよび前記第２制御装置を冷却するための冷却媒体と熱交換する第２ラジエータと、前記第２ラジエータの冷却媒体を冷却するための第２電動ファンと、を有する第２冷却装置と、
   前記第１、第２制御装置および前記第１、第２電動ファンに電力を供給するバッテリと、
   を備えるハイブリッド車であって、
   前記第２電動ファンは、前記エンジンに対面する位置に配置され、
   前記第２制御装置は、イグニッションオフのときシステム停止し、
   前記第１制御装置は、イグニッションオフにより前記エンジンが停止している場合において前記エンジンの温度が所定温度以上であるときには、前記第１、第２電動ファンを駆動する
   ハイブリッド車。

Images