JP3455145B2

JP3455145B2 - ハイブリッド車両のファン制御装置

Info

Publication number: JP3455145B2
Application number: JP28068199A
Authority: JP
Inventors: 真志加藤; 守男茅野; 直樹今井; 秀毅井上
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1999-09-30
Filing date: 1999-09-30
Publication date: 2003-10-14
Anticipated expiration: 2019-09-30
Also published as: JP2001103612A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ハイブリッド車両
のバッテリ冷却用ファンを制御する装置に係わり、特
に、ファン消費電流の削減，及びファン騒音の低減に有
効な技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、車両走行用の駆動源としてエ
ンジンの他にモータを備えたハイブリッド車両が知られ
ている。また、このハイブリッド車両の一種に、モータ
をエンジンの出力を補助する補助駆動源として使用する
パラレルハイブリッド車がある。このパラレルハイブリ
ッド車は、例えば、加速時においてはモータによってエ
ンジンの出力を駆動補助し、減速時においては減速回生
によってバッテリ等への充電を行う等、様々な制御を行
い、バッテリの残容量を確保しつつ運転者の要求を満足
できるようになっている（特開平７−１２３５０９
号）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ハイブリッ
ド車両では、車両走行中にバッテリ温度が上昇するた
め、車両走行中は、ファンによるバッテリ冷却が不可欠
となっている。ところが、アイドル停止中はバッテリ温
度が上昇しないため、この時にファンを停止させておけ
ば、余計なファン消費電流の削減及びファン騒音の低減
を図ることが可能となる。

【０００４】また、アイドル停止前に予めアイドル停止
の有無を予測し、アイドル停止有りと予測された場合
に、実際にアイドル停止がなされる前にファンを停止さ
せることができれば、ファン消費電流の更なる削減、及
びファン騒音の更なる低減が可能となる。

【０００５】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、車両減速中にアイ
ドル停止が有ることを予測することにより、ファン消費
電流の削減およびファン騒音の低減を図ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は以下の手段を採用した。すなわち、請求項
１に係るハイブリッド車両のファン制御装置（実施の形
態では、バッテリ制御装置６）は、車両の推進力を出力
するエンジン（１）と、該エンジンの出力を補助するモ
ータ（２）と、該モータに電力を供給するバッテリ
（３）と、該バッテリを冷却するファン（１８）と、車
両停止に伴うアイドル停止機能とを備えてなるハイブリ
ッド車両に設けられ、車両減速中（実施の形態では、走
行モード＝減速モード）にアイドル停止を事前に予測す
るアイドル停止予測手段（実施の形態では、運転者の車
両操作状態，アイドル停止禁止条件，及びエンジン回転
数（Ｎe）に基づき、エンジン制御装置４が予測する）
と、アイドル停止が予測された場合に、前記ファンをア
イドル停止前に停止させるファン風量切替手段（実施の
形態では、バッテリ制御装置６）とを備えることを特徴
としている。

【０００７】この構成では、車両減速中に、近々アイド
ル停止が有ることを予測することにより、実際にアイド
ル停止される前にファン風量をＯＦＦにすることができ
るから、ファン消費電流の削減及びファン騒音の低減が
可能となる。

【０００８】請求項２に係るハイブリッド車両の制御装
置は、上記の構成において、前記ファン風量切替手段
は、ファン停止前に風量を低減させることを特徴として
いる。この構成では、ファン風量をいきなりＨiからＯ
ＦＦにするのでなく、ＨiからＬoに一旦切り替えること
により、より慣性の小さいＬoの状態からＯＦＦにする
ことが可能になるから、ファン残響音を低減させること
ができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態による
ハイブリッド車両の制御装置を図面を参照して説明す
る。図１は、この発明の一実施形態によるハイブリッド
車両の一種であるパラレルハイブリッド車の全体構成を
示すブロック図である。

【００１０】この図において、符号１は燃料の燃焼エネ
ルギーで作動するエンジンであり、符号２はエンジンと
併用して用いられ電気エネルギーで作動するモータであ
る。エンジン１及びモータ２の両方の駆動力は、オート
マチックトランスミッションあるいはマニュアルトラン
スミッションよりなるトランスミッション（図示せず）
を介して駆動輪（図示せず）に伝達される。また、ハイ
ブリッド車両の減速時には、駆動輪からモータ２に駆動
力が伝達され、モータ２は発電機として機能する。モー
タ２は、車体の運動エネルギーを電気エネルギーとして
回収し、別途説明を行うバッテリ３の充電等を行う。な
お、駆動用のモータ２とは別に、バッテリ３の充電用の
発電機を備える構成としてもよい。

【００１１】ここで、バッテリ３は、例えば、複数のセ
ルを直列に接続したモジュールを１単位として、更に複
数個のモジュールを直列に接続して、高圧系のバッテリ
として構成される。このバッテリ３は、図２に示すよう
に、ファン１８と共に室内に設けられている。よって、
バッテリ３は、室温がエアコン１９により２５℃前後に
保たれている関係上、バッテリ温度Ｔbatt＜０℃では加
温され、バッテリ温度Ｔbatt＞３０℃では冷却される環
境下にある。符号１９は、エンジン始動専用のスタータ
である。

【００１２】符号４はエンジン制御装置であり、図示し
ないセンサによりエンジン回転数Ｎe，アクセル開度Ａ
p，吸気管内圧力Ｐb，車速Ｖ等を所定期間毎にモニタし
ており、これらの結果からモータ回生や、アシスト、減
速などのモードを判断する。また、エンジン制御装置４
は、同時に前述したモードに対応して、アシスト／回生
量の決定を行い、これらモードやアシスト／回生量に関
する情報等をモータ制御装置５に出力する。モータ制御
装置５は、上述したような情報をエンジン制御装置４か
ら受け取ると、この指示通りにモータ２を駆動／回生さ
せるパワードライブユニット７等の制御を行う。

【００１３】符号６はバッテリ制御装置であり、バッテ
リ３のＳＯＣ（残容量）の算出を行う。また、バッテリ
制御装置６は、バッテリ３の保護のために、バッテリ３
の温度が所定値以下となるようにバッテリ３の近傍に設
置されたファン１８の制御等も行う。なお、エンジン制
御装置４，モータ制御装置５，及びバッテリ制御装置６
は、シーケンサあるいはＣＰＵ（中央演算装置）および
メモリにより構成され、制御装置の機能を実現するため
のプログラムを実行することによりその機能を実現させ
る。

【００１４】符号７はパワードライブユニットであり、
スイッチング素子が２つ直列接続されたものが３つ並列
接続されて構成されている。このパワードライブユニッ
ト７内部のスイッチング素子は、モータ制御装置５によ
ってオン，オフされ、これによりバッテリ３からパワー
ドライブユニット７に供給されている高圧系のＤＣ分が
三相線を介してモータ２に供給される。

【００１５】また、符号９は各種補機類を駆動するため
の１２Ｖバッテリであり、この１２Ｖバッテリ９はバッ
テリ３にコンバータ８を介して接続されている。コンバ
ータ８は、バッテリ３からの電圧を降圧して１２Ｖバッ
テリ９に供給する。符号１０はプリチャージコンタク
タ、符号１１はメインコンタクタであり、バッテリ３と
パワードライブユニット７は、これらのコンタクタを介
して接続される。プリチャージコンタクタ１０、及びメ
インコンタクタ１１はモータ制御装置５によってオン、
オフ制御が行われる。

【００１６】符号１２はモータ２の位置及び回転数を計
算するセンサであり、符号１３は三相線に流れている電
流Ｉu、Ｉv、Ｉwを検出する電流センサである。これら
センサ１２，１３の検出値は、検出値はモータ制御装置
５に入力される。符号１４はパワードライブユニット７
入力部の電圧Ｖpduを検出する電圧センサであり、符号
１５は、パワードライブユニット７に入力される電流Ｉ
pduを検出する電流センサである。符号１６は、バッテ
リ３側の電圧Ｖbattを検出する電圧センサである。上述
した各電圧および電流センサ１４，１５，１６によって
検出された電圧値及び電流値はモータ制御装置５へ入力
される。

【００１７】符号１７は、コンタクタを介してバッテリ
３側を流れる電流Ｉbattを検出するバッテリ３側の電流
センサであり、検出された電流値はバッテリ制御装置６
に入力される。このように、各センサ１６，１７は、コ
ンタクタ１０，１１を介して、バッテリ３側の電圧Ｖba
tt及び電流Ｉbattを、各センサ１４，１５は、コンタク
タを介してパワードライブユニット７側の電圧Ｖpdu及
び電流Ｉpduを検出している。また、電流センサ１５で
検出される電流Ｉpduは、コンバータ８に流れている電
流分を差し引いた値となる。

【００１８】上記の構成からなるハイブリッド車両は、
減速燃料カット機能を備えている。この減速燃料カット
機能は、燃費向上を図るため、減速時において燃料の供
給をカットして燃料の消費量を抑えるものである。ただ
し、エンジン回転数Ｎeがある程度低くなると（後述の
エンジン回転数Ｎfc）、燃料供給を再開してアイドル運
転へ移行する。また、燃費向上をさらに進めるため、主
として運転者が停止意思を示している場合に、上記エン
ジン回転数Ｎfcになっても燃料カットを継続してアイド
ル停止へ移行する機能も備えている。

【００１９】次に、図３のファン制御チャートを参照し
ながら、通常走行から減速モードを経て、アイドル停止
がなされるまでの間に、バッテリ制御装置６が行うファ
ン制御の概略について説明する。同図の上段はエンジン
回転数Ｎe，中段は車速Ｖ，下段はファン風量をそれぞ
れ示している。

【００２０】この図に示すように、バッテリ制御装置６
は、実際に車両が止まり、アイドル停止が実行されてか
らファン風量をＯＦＦにするのでなく、アイドル停止前
（例えば、Ｌ＝２秒）にファン風量をＯＦＦにすること
により、ファン消費電流の削減及びファン騒音の低減を
可能にしている。しかも、ファン風量をいきなりＨiか
らＯＦＦにするのでなく、一旦Ｈiから慣性のより小さ
なＬoに切り替え、その後にＯＦＦにすることにより、
ファン残響音の低減も可能にしている。

【００２１】次に、図４のフローチャートを参照しなが
ら、エンジン制御装置４が行うモード判定，及び該モー
ド判定結果を基にモータ制御装置５が行うモータ制御に
ついて簡単に説明する。本実施の形態に係るハイブリッ
ド車両の走行モードには、図４に示すように、「加速モ
ード（ステップＳ３）」，「減速モード（ステップＳ
４）」，及び「クルーズモード（ステップＳ５）」があ
るが、本発明に直接関連のあるのは「減速モード（ステ
ップＳ４）」である。

【００２２】モード判定は、アクセル開度Ａp又は吸気
管内圧力Ｐbの状態と、エンジン回転数Ｎeとにより行わ
れる（ステップＳ１）。この「減速モード」は、例え
ば、アクセルペダルが踏まれていない状態（Ａp＝０）
にあり、かつ、エンジン回転数Ｎeが０でないときに選
択され（ステップＳ２）、減速モード中は、モータ２に
よる回生制動が実行されると共に（ステップＳ４）、燃
費向上を図るための減速燃料カットが実行される。

【００２３】次に、図５のフローチャートを参照しなが
ら、減速モード中にエンジン制御装置４が行うエンジン
制御及びアイドル予測について説明する。まず、ステッ
プＳ１１では、車両停止の意思がある運転者の車両操作
状態及びアイドル停止禁止条件が成立しているかが判定
される。「運転者の車両操作状態」は、例えばＭＴ車の
場合には、スロットルが全閉（アクセル開度Ａp＝０）
かつクラッチが踏まれていない時に成立し、ＡＴ車の場
合には、スロットルが全閉（アクセル開度Ａp＝０）か
つブレーキが踏まれている時に成立する。

【００２４】アイドル停止機能を持たない通常の車両で
は、エンジン回転数Ｎeがアイドル回転よりもやや高い
所定回転数Ｎfcに低下すると、減速からアイドル運転に
移行するが、アイドル停止機能を持つ車両では、上記条
件が成立した時は、運転者にアイドル停止の意思ありと
判断して、減速燃料カットを継続し、減速からアイドル
停止に移行する。

【００２５】「アイドル停止禁止条件」とは、この条件
が成立すれば、たとえ上記運転者の車両操作状態が成立
していても、そのままアイドル停止をさせてはいけない
条件をいう。この条件としては、例えば、エアコン使用
中，バッテリ残容量ＳＯＣが所定以下，暖機状態（エン
ジン水温が所定以下），走行距離が短い等があり、これ
らのいずれか１つでも成立した時は、アイドル停止が禁
止される。よって、アイドル停止も予測されない。ここ
で、エアコン使用中を条件としたのは、エアコン使用中
にエンジンを止めてしまうとエアコンも止まってしまう
からであり、バッテリ残容量ＳＯＣを所定以下としたの
は、モータの再始動性を考慮したからであり、走行距離
を一定距離以上としたのは、渋滞時のアイドル停止を回
避するためであり、エンジン水温を一定以上としたの
は、暖機状態を考慮したからである。

【００２６】ステップＳ１１において、上記運転者の車
両操作状態が成立しないか又はアイドル停止禁止条件の
いずれか一つでも成立する場合、処理はステップＳ１２
に進み、エンジン回転数Ｎeが減速燃料カット時のエン
ジン回転数Ｎfc（例えば、１１００〜１２００rpm）よ
りも小さいかが判定される。

【００２７】ステップＳ１２の条件が成立する場合、処
理はステップＳ１３に進み、減速燃料カットから復帰
し、アイドル運転に移行する。ステップＳ１３の後、処
理はリターンする。他方、ステップＳ１２の条件が成立
しない場合、処理はステップＳ１４に進み、減速燃料カ
ットはそのまま継続される。まだ減速初期の段階だから
である。ステップＳ１４の後、処理はリターンする。

【００２８】ステップＳ１１の条件がともに成立する場
合、処理はステップＳ１５に進み、減速燃料カットはそ
のまま継続される。運転者が停止意思を示していると予
測されるからである。次いで、ステップＳ１６におい
て、エンジン回転数Ｎeが所定回転数Ｎdefよりも小さい
かが判定される。この所定回転数Ｎdefは、前記減速燃
料カット時のエンジン回転数Ｎfcよりも小さい値、例え
ば、１０００rpmに設定されている。

【００２９】他方、ステップＳ１６の条件が成立しない
場合は、ステップＳ１１のアイドル停止条件が成立して
減速燃料カットを実行しているものの、エンジン回転数
Ｎeがまだ十分低下していない、すなわち、アイドル停
止予測回転数Ｎdef（＝１０００rpm）よりも高いため、
アイドル停止される直前ではない状態である。よって、
アイドル停止が予測されることなく、処理はリターンす
る。この時、運転者がアクセルを踏んだり、ブレーキを
解除したり（ＡＴ車）、クラッチを踏んだり（ＭＴ車）
することにより、上記運転者の車両操作状態が不成立に
なるから（ステップＳ１１でＮo）、通常の減速モード
に移行したり（ステップＳ１２へ）、または、加速モー
ド（図４のステップＳ３）に移行する余地がある。

【００３０】ステップＳ１６の条件が成立する場合は、
ステップＳ１１のアイドル停止条件が成立して減速燃料
カットを実行しており、エンジン回数Ｎeも十分低下し
ている、すなわち、アイドル停止予測回転数Ｎdef（＝
１０００rpm）よりも低いため、このまま行けば、アク
セル，ブレーキ，クラッチ等が操作されても、ほぼアイ
ドル停止へ移行されるはずである。よって、処理はステ
ップＳ１７に進み、アイドル停止が予測される。ステッ
プＳ１７の後、処理はリターンする。

【００３１】次に、図６のフローチャートを参照しなが
ら、バッテリ制御装置６が減速モード中に行うファン制
御の流れについて説明する。減速モードでのファン制御
では、まず、ステップＳ２１において、エンジンが停止
しているか、すなわちアイドル停止しているかが判定さ
れる。具体的には、バッテリ制御装置６がエンジン回転
数Ｎeの情報をモータ制御装置５から受け取り、エンジ
ン回転数Ｎe＝０の条件が成立しているかを判定する。

【００３２】ステップＳ２１の条件が成立する場合、処
理はステップＳ２２に進み、バッテリ制御装置６はファ
ン１８を停止させる。これにより、アイドル停止時の静
粛性が一層強調されることになり、商品性の向上が図ら
れる。ステップＳ２１の条件が成立しない場合、処理は
ステップＳ２３に進み、アイドル停止予測「有り」の条
件が成立するかが判定される。

【００３３】ステップＳ２３の条件が成立しない場合、
すなわち、図５のステップＳ１７においてアイドル停止
予測が「有り」とされなかった場合、処理はステップＳ
２４に進み、バッテリ温度Ｔbatt，バッテリ温度Ｔbatt
の時間微分値dＴ／dｔ，バッテリ３への入出力電流Ｉ，
及び車速Ｖに基づき、図７の特性図に応じて、以下のフ
ァン制御がなされる。

【００３４】［車速応動型風量制御］このファン制御モ
ードは、基本的にバッテリ温度Ｔbattに依存してコント
ールしているファン風量に対し、バッテリ温度Ｔbattが
従来であればファン風量をＨiにしない温度域であって
も、車速Ｖが速い場合には、ファン風量をＬoからＨiに
切り替えるものである。なお、車速が遅い場合には、フ
ァン風量をＨiからＬoに切り替える。

【００３５】車速Ｖが速い状態でのファン風量ＵＰは、
ユーザに騒音等の不快感を与えることがないため、この
ようなファン風量制御を行うことにより、車速Ｖを全く
考慮しない場合よりも早期にファン風量を上げることが
できる。すなわち、バッテリ温度Ｔbattがそれ程高くな
い段階でファン風量を上げることができる。このため、
結果的にバッテリ温度Ｔbattをより低い水準で管理する
ことが可能となり、バッテリ３の高寿命化，及びＤＲ向
上（バッテリ高温に伴うパワーダウン等の頻度が少なく
なる）の効果を得ることができる。

【００３６】［走行モード応動型風量制御］このファン
制御モードは、「車速Ｖ≧閾値（例えば、３５km/h）」
かつ「バッテリ温度Ｔbatt≧閾値（例えば、３３℃）」
かつ「バッテリ温度Ｔbattの時間微分値dＴ／dｔ≧閾
値」である場合に、ファン風量をＨiとするものである
（図７のハッチング領域Ｘ）。なお、バッテリ温度Ｔba
ttの時間微分値dＴ／dｔの代わりに、バッテリ３への平
均入出力電力を用いてもよい。

【００３７】比較的激しい走り方をすると、バッテリ温
度Ｔbattは急激に上昇するが、このファン制御モードで
は、その有無をバッテリ温度Ｔbattの時間微分値dＴ／d
ｔで判断し、通常制御での温度閾値よりも低い段階で早
めにファン１８を高回転させる。これにより、結果的に
バッテリ温度Ｔbattをより低い水準で管理することが可
能となり、バッテリ３の高寿命化，及びＤＲ向上の効果
を得ることができる。また、これを車速Ｖが速い範囲で
のみ行えば、ユーザに騒音等の不快感を与えることもな
い。

【００３８】［低温時ファン制御］このファン制御モー
ドは、低温時（バッテリ温度Ｔbatt≦閾値（例えば、０
℃）は、ファン１８をＨiで回してから、Ｌoに切り替え
るものである。ファン１８の起動トルクが温度に依存し
ているような場合は、常温で起動できる印可電圧であっ
ても低温では起動できないことがある。かかる場合に、
ファン風量をその様な印可電圧で得ようとすると、低温
での動作が不安定となるが、このファン制御モードで
は、一旦Ｈiで起動してからＬoに移行することにより、
このような問題に対応することができる。

【００３９】ステップＳ２３の条件が成立する場合、す
なわち、図５のステップＳ１７においてアイドル停止予
測が「有り」とされた場合、処理はステップＳ２５に進
み、既に所定の時間が経過しているかが判定される。ス
テップＳ２５の条件が成立する場合、処理はステップＳ
２２に進み、バッテリ制御装置６はファン１８を停止さ
せる。

【００４０】実際に車両が停止し、エンジン１が停止し
てからファン停止を実行すると、エンジン停止後もファ
ン１８が惰性で回転し続けるが、このファン制御によれ
ば、アイドル停止を予測して、エンジン停止前に予めフ
ァン１８を停止させることにより、エンジン停止後にフ
ァン１８が回転している時間をなくすことができる。よ
って、ファン騒音が低減して室内の静粛性が高まると共
に、ファン消費電流の削減を図ることが可能となる。

【００４１】他方、ステップＳ２５の条件が成立しない
場合、処理はステップＳ２６に進み、バッテリ制御装置
６は、バッテリ風量をＨiからＬoへ変更、あるいはＬo
のまま維持する。このアイドル停止前のＨi→Ｌo制御
は、「車速＜閾値（３０km/h）」かつ「バッテリ入出力
電流（もしくは電力）ＩＤＩＳ≦閾値（例えば、５
Ａ）」である場合に、アイドル停止前のファン停止に備
えて予めファン１８の風量を少なくしておくものである
（図７の領域Ｙ）。

【００４２】アイドル停止時のファン停止移行におい
て、ファン風量が突然Ｈi→ＯＦＦとなってしまう場合
に比べ、このファン制御では、ファン風量を一旦Ｈi→
Ｌoに切り替えているから、ファン停止動作がＬo→ＯＦ
Ｆとなる。よって、ファン風量をＨi→ＯＦＦに切り替
えた場合に生じるファン騒音の残響感が減り、商品性の
向上が図られる。

【００４３】なお、エンジン１とモータ２が直結された
ハイブリッド車両であれば、エンジン回転数Ｎeの代わ
りにモータ回転数Ｎmotを採用してもよい。

【００４４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、車両減速中にアイドル停止が有ることを予測
し、アイドル停止前にファンを停止させているから、フ
ァン消費電流の削減及びファン騒音の低減が可能とな
り、商品性（無音）の向上を図ることができる。しか
も、ファンをいきなり停止させるのでなく、ファン停止
前に風量を一旦低減し、その後に停止させているから、
ファン残響音の低減が可能となり、商品性を更に向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態によるハイブリッド車
両の全体構成を示すブロック図である。

【図２】主要機器の全体配置を示すハイブリッド車両
の縦断面図である。

【図３】ファンの制御チャートである。

【図４】走行モード判定及びモータ制御の流れを示す
フローチャートである。

【図５】減速モードでのエンジン制御及びアイドル予
測の流れを示すフローチャートである。

【図６】ファン制御の流れを示すフローチャートであ
る。

【図７】ファンの作動テーブルである。

【符号の説明】

１エンジン２モータ３バッテリ４エンジン制御装置（アイドル停止予測手段）６バッテリ制御装置（風量切替手段）１８ファン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者井上秀毅埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (56)参考文献特開平11−18203（ＪＰ，Ａ) 特開平９−130917（ＪＰ，Ａ) 特開平10−116635（ＪＰ，Ａ) 特開平11−69510（ＪＰ，Ａ) 特開平11−285106（ＪＰ，Ａ) 特開2000−59918（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60L 11/14 B60K 6/04 380

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の推進力を出力するエンジンと、該
エンジンの出力を補助するモータと、該モータに電力を
供給するバッテリと、該バッテリを冷却するファンと、
車両停止に伴うアイドル停止機能とを備えてなるハイブ
リッド車両に設けられ、車両減速中にアイドル停止を事前に予測するアイドル停
止予測手段と、アイドル停止が予測された場合に、前記ファンをアイド
ル停止前に停止させる風量切替手段とを備えることを特
徴とするハイブリッド車両のファン制御装置。
【請求項２】前記風量切替手段は、ファン停止前に風
量を低減させることを特徴とする請求項１記載のハイブ
リッド車両のファン制御装置。