JP3700383B2 - ハイブリッド車両の冷却装置 - Google Patents
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- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
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- B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
- B60K6/54—Transmission for changing ratio
- B60K6/543—Transmission for changing ratio the transmission being a continuously variable transmission
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はハイブリッド車両の冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術と解決すべき課題】
原動機としてエンジン（燃焼機関）と電動モータとを併用し、いずれか一方または双方の駆動力により走行するようにしたハイブリッド車両が知られている（例えば、山海堂出版発行「自動車工学」VOL.46 No.7 1997年6月号 39〜52頁参照）。
【０００３】
ハイブリッド車両では、電動モータおよびこれに電力を供給するバッテリ等の電源装置からの発熱に対応するために、エンジン冷却用に加えて前記強電系のための冷却装置が設けられている。
【０００４】
しかしながら、従来の冷却装置ではラジエータファンを水温や車速に応じた固定的な特性で駆動制御していたので原動機側の冷却要求に対して応答が遅れて冷却能力に過不足が生じる場合がある。特に電源装置等からなる強電系が過熱した場合にはその出力が抑制されることになるので十分な走行性能が得られず、これを確実に回避しようとすると冷却系の容量が過大になってしまうという問題が生じる。
【０００５】
本発明はこのような問題点に着目してなされたもので、車両の運転状態から原動機の負荷を予測してラジエータファンを制御することにより、特にハイブリッド車両の強電系を過不足なく冷却できるようにした冷却装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（１）請求項１の発明は、原動機としてエンジンと電動モータとを備え、あらかじめ定められた運転条件に応じていずれか一方または双方の駆動力により走行するように構成されたハイブリッド車両において、原動機の冷却装置として電動モータまたは該モータの電源装置の少なくとも一方との間に冷却水が循環するラジエータと、前記ラジエータに冷却風を供給する電動ファンとを設けると共に、電動モータまたは電源装置の出力を検出する手段と、車両またはエンジンの運転状態を検出する手段と、前記検出出力に基づいて出力が大であるほど冷却風量が増大するように、かつ停車状態または後退走行状態の何れかの条件が成立したときは、エンジン作動の有無に応じて、エンジン作動時には非作動時に比較して同一冷却水温度での冷却風量が増大するように前記電動ファンを駆動するファン駆動手段と、前記検出運転状態に基づいて原動機の負荷を予測し、該予測結果に基づき予測負荷が増大するほど冷却風量が増大する方向に前記冷却風量を補正する補正手段とを備えたものとする。
【０００７】
（２）請求項２の発明は、上記請求項１の発明において、ファン駆動装置に、電動モータまたは電源装置の冷却水温度に応じて冷却風量を割り付けたテーブルを備え、該テーブルに基づいて、前記停車状態または後退走行状態の電動ファンの風量を制御するものとした。
【０００８】
（３）請求項３の発明は、上記請求項１の発明において、電源装置のバッテリ容量が小であるほど予測負荷が増大するように設定されているものとする。
【０００９】
（４）請求項４の発明は、上記請求項１の発明において、電源装置の温度があらかじめ定められた上限値よりも高いとき、またはあらかじめ定められた下限値よりも低いときの何れかの条件が成立したときには予測負荷が増大するように設定されているものとする。
【００１０】
（５）請求項５の発明は、上記請求項１の発明において、アクセルペダルの操作頻度が大であるほど予測負荷が増大するように設定されているものとする。
【００１１】
（６）請求項６の発明は、上記請求項１の発明において、車両の減速状態または自動変速機のクリープ走行状態の何れかの条件が成立したときには予測負荷が減少するように設定されているものとする。
【００１２】
（７）請求項７の発明は、上記請求項１の発明において、エンジン冷却水温が高いときほど予測負荷が増大するように設定されているものとする。
【００１３】
（８）請求項８の発明は、上記請求項１の発明において、外気温度が低いときほど予測負荷が減少するように設定されているものとする。
【００１４】
（９）請求項９の発明は、上記請求項２の発明において、あらかじめ定められた複数の冷却水温度域に対応して冷却風量が段階的に制御されるように構成されているものとする。
【００１５】
（１０）請求項１０の発明は、上記請求項２の発明において、冷却水温度に対して冷却風量が無段階的に制御されるように構成されているものとする。
【００１６】
【作用・効果】
上記各発明によれば、電動モータまたは電源装置の冷却すなわち電動ファンの風量はこれら強電系の出力が増大するほど増大するように設定されているため強電系の負荷増大に対して確実に冷却を行って過熱による出力低下を回避することができる。加えて、運転状態によって予測される負荷の状態に応じて、負荷が増大すると予測される運転状態では事前に冷却風量が増大する方向に、負荷が減少すると予測される運転状態では同じく減少する方向に補正がなされる。したがって運転状態の変化に対して過不足のない冷却を行うことができ、前記出力低下を的確に回避できるだけでなく、無駄に電動ファンが作動して騒音源となったりする不具合をも解消することができる。
また、本発明では停車状態または後退走行状態の何れかの条件が成立したときは、エンジン作動の有無に応じて、エンジン作動時には非作動時に比較して同一冷却水温度での冷却風量が増大するように前記電動ファンを駆動するようにしたので、ハイブリッド車両において冷却条件が悪化する停車または後退時においても的確に冷却を行うことができる。即ち、車速がゼロの停車状態で特にブレーキがかけられているとき、または変速機がリバースレンジやニュートラルレンジのときには、直後に電動モータやエンジンによる駆動負荷が加わることが予想されることに加えて、停車状態や後退走行時には走行風が期待できず、エンジン周辺からの熱気の吹き返し等もあって前進時に比較してラジエータ周辺の雰囲気温度が上昇しやすい。これに対して本発明によれば前記電動ファン制御に基づき、停車状態からのモータ駆動時や後退走行時の強電系の冷却要求に対応して応答よく冷却機能を発揮させることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
まず図１〜図５に本願発明が適用可能な車両の構成例を示す。これらはいずれも走行条件に応じてエンジンまたは電動モータの何れか一方または双方の動力を用いて走行するハイブリッド車両である。
【００１９】
図１において、太い実線は機械力の伝達経路を示し、太い破線は電力線を示す。また、細い実線は制御線を示し、二重線は油圧系統を示す。この車両のパワートレインは、モータ１、エンジン２、クラッチ３、モータ４、無段変速機５、減速装置６、差動装置７および駆動輪８から構成される。モータ１の出力軸、エンジン２の出力軸およびクラッチ３の入力軸は互いに連結されており、また、クラッチ３の出力軸、モータ４の出力軸および無段変速機５の入力軸は互いに連結されている。
【００２０】
クラッチ３締結時はエンジン２とモータ４が車両の推進源となり、クラッチ３解放時はモータ４のみが車両の推進源となる。エンジン２またはモータ４の駆動力は、無段変速機５、減速装置６および差動装置７を介して駆動輪８へ伝達される。無段変速機５には油圧装置９から圧油が供給され、ベルトのクランプと潤滑がなされる。油圧装置９のオイルポンプ（図示せず）はモータ１０により駆動される。
【００２１】
モータ１，４，１０は三相同期電動機または三相誘導電動機などの交流機であり、モータ１は主としてエンジン始動と発電に用いられ、モータ４は主として車両の推進（力行）と制動に用いられる。また、モータ１０は油圧装置９のオイルボンブ駆動用である。なお、モータ１，４，１０には交流機に限らず直流電動機を用いることもできる。また、クラッチ３締結時に、モータ１を車両の推進と制動に用いることもでき、モータ４をエンジン始動や発電に用いることもできる。
【００２２】
クラッチ３はパウダークラッチであり、伝達トルクを調節することができる。なお、このクラッチ３に乾式単板クラッチや湿式多板クラッチを用いることもできる。無段変速機５はベルト式やトロイダル式などの無段変速機であり、変速比を無段階に調節することができる。
【００２３】
モータ１，４，１０はそれぞれ、インバータ１１，１２，１３により駆動される。なお、モータ１，４，１０に直流電動機を用いる場合には、インバータの代わりにＤＣ／ＤＣコンバータを用いる。インバータ１１〜１３は共通のＤＣリンク１４を介してメインバッテリ１５に接続されており、メインバッテリ１５の直流充電電力を交流電力に変換してモータ１，４，１０へ供給するとともに、モータ１，４の交流発電電力を直流電力に変換してメインバッテリ１５を充電する。なお、インバータ１１〜１３は互いにＤＣリンク１４を介して接続されているので、回生運転中のモータにより発電された電力をメインバッテリ１５を介さずに直接、力行運転中のモータへ供給することができる。メインバッテリ１５には、リチウム・イオン電池、ニッケル・水素電池、鉛電池などの各種電池や、電機二重層キャパシターいわゆるパワーキャパシターを用いることができる。
【００２４】
コントローラ１６は、マイクロコンピュータとその周辺部品や各種アクチュエータなどを備え、エンジン２の回転速度や出力トルク、クラッチ３の伝達トルク、モータ１，４，１０の回転速度や出力トルク、無段変速機５の変速比なとを制御する。
【００２５】
コントローラ１６には、図２に示すように、キースイッチ２０、セレクトレバースイッチ２１、アクセルセンサ２２、ブレーキスイッチ２３、車速センサ２４、バッテリ温度センサ２５、バッテリＳＯＣ検出装置２６、エンジン回転センサ２７、スロットル開度センサ２８が接続される。キースイッチ２０は、車両のキーが０Ｎ位置またはＳＴＡＲＴ位置に設定されると閉路する（以下、スイッチの閉路をオンまたは０Ｎ、閉路をオフまたはＯＦＦと呼ぷ）。セレクトレバースイッチ２１は、パーキングＰ、ニュートラルＮ、リバースＲおよびドライブＤの何れかのレンジに切り換えるセレクタレバー（図示せず）の設定位置に応じて、Ｐ，Ｎ，Ｒ，Ｄのいずれかのスイッチがオンする。
【００２６】
アクセルセンサ２２はアクセルペダルの踏み込み量θを検出し、ブレーキスイッチ２３はブレーキペダルの踏み込み状態（この時、スイッチオン）を検出する。車速センサ２４は車両の走行速度Ｖを検出し、バッテリ温度センサ２５はメインバッテリ１５の温度Ｔｂを検出する。また、バッテリＳＯＣ検出装置２６はメインバッテリ１５の充電状態（以下、ＳＯＣ（State Of Charge）と呼ぷ）を検出する。さらに、エンジン回転センサ２７はエンジン２の回転速度Ｎｅを検出し、スロットル開度センサ２８はエンジン２のスロットルバルブ開度θthを検出する。
【００２７】
コントローラ１６にはまた、エンジン２の燃料噴射装置３０、点火装置３１、バルブタイミング調節装置３２などが接続される。コントローラ１６は、燃料噴射装置３０を制御してエンジン２への燃料の供給と停止および燃料噴射量を調節するとともに、点火装置３１を制御してエンジン２の点火を行う。また、コントローラ１６はバルブタイミング調節装置３２を制御してエンジン２の吸気バルブの閉時期を調節する。なお、コントローラ１６には低圧の補助バッテリ３３から電源が供給される。
【００２８】
図３または図４はパワートレインの配置例を示す図である。クラッチ３の入力側のモータ１とエンジン２の配置は、図３に示すようにモータ１をエンジン２の上流に配置してもよいし、図４に示すようにモータ１をエンジン２の下流に配置してもよい。図３に示す配置例では、エンジン２の出力軸をクラッチ３の入力軸と直結して１軸で構成するとともに、エンジン２の出力軸をモータ１の出力軸とベルトや歯車により連結する。また、図４に示す配置例では、エンジン２の出力軸をモータ１のローターを貫通してクラッチ３の入力軸と直結し、クラッチ３の入力側を１軸で構成する。
【００２９】
一方、クラッチ３の出力側のモータ４と無段変速機５の配置は、図３に示すようにモータ４を無段変速機５の上流に配置してもよいし、図４に示すようにモータ４を無段変速機５の下流に配置してもよい。図３に示す配置例では、クラッチ３の出力軸をモータ４のローターを貫通して無段変速機５の人力軸と直結し、クラッチ３の出力側を１軸で構成する。また、図４に示す配置例では、クラッチ３の出力軸を無段変速機５の入力軸を貫通してモータ４の出力軸と直結し、クラッチ３の出力側を１軸で構成する。いずれの場合でもモータ４を無段変速機５の入力軸に連結する。
【００３０】
パワートレインの配置は図３および図４に示す配置例に限定されず、クラッチ３の入力軸にエンジン２とモータ１を連結するとともに、クラッチ３の出力軸にモータ４と無段変速機５の入力軸を連結し、無段変速機５の出力軸から減速装置６および差動装置７を介して駆動輪８に動力を伝える推進機構であれば、各機器がどのような配置でもよい。
【００３１】
図５は、無段変速機にトロイダルＣＶＴを用いたパワートレインの配置例を示す。無段変速機５にトロイダルＣＶＴを用いた場合でも、モータ４とトロイダルＣＶＴ５のどちらをクラッチ３側に配置してもよい。
【００３２】
次に上述のようなハイブリッド車に適用される冷却系統の構成例を図６および図７に示す。図６に示した冷却系統は、エンジン２を冷却するエンジン系、モータ１および４を冷却するモータ系、パワーヘッド４０を冷却する制御系の３つの水冷式冷却装置と、無段変速機５に供給する油を冷却する１つの油冷装置とからなっている。パワーヘッド４０はモータ１，４の出力制御のために上述したインバータないしはパワートランジスタなどを内蔵したユニットである。
【００３３】
エンジン系冷却装置は、エンジン２に対して車両の空気取入口側に面して設けられたラジエータ４１と、ラジエータ４１とエンジン２のウオータジャケットとの間に冷却水を循環させるウオータポンプ４２を備える。モータ系冷却装置は、前記エンジン系ラジエータ４１の図で前面右側に配置されたラジエータ４３と、ラジエータ４３と各モータ１，４のウオータジャケットとの間に冷却水を循環させるウオータポンプ４４を備える。制御系冷却装置は、同じくエンジン系ラジエータ４１の前面左側に配置されたラジエータ４５と、ラジエータ４５とパワーヘッド４０のウオータジャケットとの間に冷却水を循環させるウオータポンプ４６を備える。変速機の油冷装置は、エンジン系ラジエータ４１に隣接して設けられたオイルクーラ（図示せず）と、オイルクーラと無段変速機５の油圧系統との間に作動油を循環させるオイルポンプ４７を備える。なお４８はエアコン用のコンデンサである。
【００３４】
エンジン系ラジエータ４１の背後には上述した各冷却系に共通の電動ファン４９が配置されると共に、その冷却風が通過する下流域に、無段変速機５へと油圧を供給するための油圧ポンプなどからなる油圧装置９（図１参照）を駆動する油圧発生用モータ１０が配置される。油圧発生用モータ１０は空冷であり、電動ファン４９からの冷却風により放熱する。
【００３５】
図７に示した冷却系統は、エンジン冷却用のラジエータ４１と、パワーヘッド４０およびモータ１，４（これらを以下「強電系」という。）を冷却するこれらに共通のラジエータ５１とを別個に設け、それぞれに冷却水を循環させるウオータポンプ４２，５２と電動ファン４９，５３とを備え、エンジン２と強電系とを互いに独立して冷却するように構成している点で図６のものとは異なる。
【００３６】
上記電動ファン４９または５３はコントローラ１６からの指令に基づき、後述するように段階的または連続的に冷却風量が変化するように駆動制御される。コントローラ１６は本発明のファン駆動手段および補正手段の機能を発揮するもので、このコントローラ１６には運転条件パラメータとして、図示しない各種センサまたはスイッチを介して、無段変速機５のセレクタレバー位置、アクセルペダル位置、パワーヘッド４０の出力トランジスタ部の温度、モータ１，４の各々のコイル温度、エンジン２の冷却水温度、強電系の冷却水温度、外気温度、車速、キースイッチ位置、ブレーキ作動状態などが入力する。
【００３７】
具体的な冷却風量の制御としては、電動ファン４９または５３は、エンジン系、モータ系、制御系または強電系の各条件に応じて、表１〜表３に示したテーブルに基づき、High（高出力）、Low（低出力）、OFF（停止）の３段階の出力ないし冷却風量に制御される。各系統の要求に対しては図６の構成ではＯＲ動作であり、すなわち何れかのテーブルでHighまたはLow条件が該当すれば他のテーブルでOFFであっても電動ファン４９が駆動される。むろんHighはLowよりも優先される。また、図７の構成ではエンジン系については表１に示したテーブルに従って独立して制御される一方、強電系については表２、表３のテーブル間でのＯＲ動作となる。
【００３８】
【表１】
【００３９】
【表２】
【００４０】
【表３】
【００４１】
図６または図７の構成下でのエンジン系の要求に対応する電動ファン４９の作動条件は、表１に示したように５段階のエンジン冷却水温域と３段階の車速域に割り付けられており、さらに低車速域（20km/h未満）と中車速域（20km/h超、80km/h未満）についてはエアコンスイッチの状態つまりエアコンの作動の有無に応じて設定されている。図６のモータ系の要求に対応する電動ファン４９の作動条件は、表２に示したようにモータ１または４の３段階のコイル温度域とエンジン始動の有無に対して割り付けられている。同じく制御系の要求に対応する電動ファン４９の作動条件は、表３に示したようにパワーヘッド４０の３段階のトランジスタ温度域とエンジン始動の有無に対して割り付けられている。図７の強電系についても前記表２と表３が適用される。
【００４２】
[基本的な冷却制御］
上記に加えて、以下に述べるように本願発明の特徴をなす強電系出力に応じた制御がなされる。すなわち図８に示したように電動ファン４９（図６参照。図７では５３、以下同様。）の駆動開始水温を電動モータ１またはパワーヘッド４０の出力に応じて、該出力が増大するほど低水温で駆動が開始されるように設定されている。
【００４３】
これにより、強電系の負荷増大に対応して冷却風が供給されるので、強電系の過熱および過熱に原因する出力低下を回避することが可能となる。
【００４４】
さらに、このような強電系出力に基づく冷却制御に加えて、以下に説明するように各種の運転条件に応じて電動ファンの作動開始条件を補正することにより、より広範な運転条件に対応して応答よく効率的な冷却が行われる。
【００４５】
［停車、後退走行時等の冷却制御］
車速がゼロの停車状態で特にブレーキがかけられているとき、または変速機がリバースレンジやニュートラルレンジのときには、直後に電動モータ１やエンジン２による駆動負荷が加わることが予想される。また、停車状態や後退走行時には走行風が期待できず、エンジン周辺からの熱気の吹き返し等もあって前進時に比較してラジエータ周辺の雰囲気温度が上昇しやすい。このような条件が検出されたときには表４に示したようなテーブルに基づいた電動ファンの制御が行われる。
【００４６】
【表４】
【００４７】
このテーブルは、強電系の３段階の冷却水温度域とエンジン作動（またはエアコン作動、以下同様。）の有無に応じて割り付けられている。詳細には、冷却水温度については、Low動作の下限値温度ＴＬ未満の領域、ＴＬ以上かつHigh動作の下限値温度ＴＨ未満の領域、 ＴＨ以上の領域である。この冷却制御では、冷却水温度が上昇するほど電動ファン４９の出力を高めて冷却風量を増大させることにより強電系の温度が許容値を超えないようにすることに加えて、エンジン作動の有無に応じた作動条件を設定することで最適化を図っている。すなわち、エンジン作動状態ではラジエータ雰囲気温度の上昇等により冷却条件が悪化することから、事前に比較的低温から電動ファン４９が作動する特性を付与しておくことにより、停車状態からのモータ駆動時や後退走行時の強電系の冷却要求に対応して応答よく冷却機能を発揮させることが可能となる。
【００４８】
図９はこのような冷却制御の動作例を示した流れ図である。これを説明すると、この制御ではまずＳ１〜Ｓ２にて上述した車速、アクセル開度など運転状態を表す種々のパラメータを検出し、この検出結果に基づいて表４のしきい値ＴＬ、ＴＨをあらかじめ定められた所定量だけ増減補正する。
【００４９】
次にＳ３以下にて上述した表４に示した内容のエンジン作動またはエアコン作動の有無に応じた冷却水温度域の判定を行い、それぞれの判定結果に応じて電動ファン４９の出力を決定する。すなわち、電動ファン４９を、出力＝Highであれば高出力で駆動し、出力＝Lowであれば低出力で駆動し、出力＝OFFであれば停止させる。なお、出力がHighまたはLowの場合は電動ファンを駆動する前に電動ファン４９の駆動が可能な状態であるか否かをバッテリ放電量等から判定し、駆動不可のときにはモータ１，４の出力を制限する（Ｓ８，９，１２）。これはバッテリ放電量が過大である等の支障があったときのフェイルセイフ動作である。
【００５０】
このようなしきい値の補正制御を行うことにより、強電系の負荷が増大する条件または増大すると予想される条件下ではあらかじめしきい値を下げて電動ファン４９の作動量が増えるように図り、その反対に負荷が減少する条件または減少すると予想される条件下ではあらかじめしきい値を上げて電動ファン４９の作動量を減らすように図るのである。
【００５１】
以下に補正の種類に応じたさらにいくつかの冷却制御の実施の形態につき説明する。
【００５２】
［バッテリ容量に応じた冷却制御］
電源装置のバッテリ容量が小さいときには充電のためにエンジン２が作動してモータ１が駆動される可能性が高いので、負荷増大と予測してＴＬ、ＴＨがそれぞれ所定量だけ低温側に補正される。
【００５３】
これにより電動ファン４９が比較的低温状態で駆動されることになるので充電時のエンジン２やモータ１の発熱に対応可能となる。
【００５４】
［電源装置の温度条件に応じて冷却制御］
電源装置の温度があらかじめ定められた上限値よりも高いとき、またはあらかじめ定められた下限値よりも低いときの何れかの条件のときには十分な電源出力が得られないためエンジン２が作動し、さらにモータ１が駆動される可能性が高いので、これらの負荷増大条件を予測してＴＬ、ＴＨがそれぞれ所定量だけ低温側に補正される。
【００５５】
これにより電動ファン４９が比較的低温から作動して負荷増大に応答よく対応可能となる。
【００５６】
［アクセル開度に応じた冷却制御］
アクセルペダルがオン・オフされる操作頻度または踏込量があらかじめ定められた基準値よりも大きいときには、山岳路走行や急激な加速操作などにより原動機側の負荷が増大すると予測され、このときＴＬ、ＴＨはそれぞれ所定量だけ低温側に補正される。
【００５７】
これにより電動ファン４９は比較的低温から風量を増大させるので、負荷増大に対して効率的な冷却が可能となる。特に、このような運転条件はエンジン２の動作領域となることが多いので、エンジン発生熱の影響をも考慮して冷却性能を強化しておくことが有効である。
【００５８】
［減速時等の冷却制御］
車両の減速状態または自動変速機のクリープ走行状態の何れかの条件が成立したときには原動機側の低負荷状態が継続すると予測されるので、このときＴＬ、ＴＨはそれぞれ所定量だけ高温側に補正される。
【００５９】
これにより無駄な電動ファン４９の駆動を回避して過度の冷却を防止しつつ騒音を低減することができる。
【００６０】
［エンジン冷却水温に応じた冷却制御］
エンジン冷却水温が高いときにはラジエータ周辺の雰囲気温度が高くなって電動ファン４９による冷却効率が低下するので、このときはＴＬ、ＴＨはそれぞれ所定量だけ低温側に補正される。
【００６１】
これによりファン冷却の効率低下を補償して必要な冷却が可能となる。また、このような運転条件はエンジン動作領域またはエンジン停止直後で熱的条件が悪化するときでもあるので、冷却性能を強化することが有効である。
【００６２】
［外気温度に応じた冷却制御］
外気温度が低いときにはラジエータ下流の冷却風温度が低下して電動ファン４９による冷却効率が高くなるので、このときはＴＬ、ＴＨはそれぞれ所定量だけ高温側に補正される。
【００６３】
これにより必要な冷却性能を確保しつつ電動ファン４９が作動する機会を減らし、低温時のバッテリあがりのおそれを少なくすることができる。
【００６４】
［電動ファンの継続駆動制御等］
以上の各制御において、電動ファン４９が頻繁にオン・オフを繰り返すのは騒音の点から好ましくないので、いったん作動を開始したらファン停止温度になったのちも少なくともLow出力での作動を一定時間継続するように図るのが望ましい。
【００６５】
また、上記は電動ファン４９の出力つまり風量を段階的に制御する例であるが、これに限られず、デューティ（パルス幅）制御等により無段階的に制御するようにしてもよい。この場合、冷却水温度およびエンジン作動の有無毎にファン出力を割り付けたマップを作成し、上記各種運転条件に応じた補正は前記マップ値を個々に補正するかもしくはしきい値全体をファン作動温度の増大方向または減少方向にシフトさせるようにする。
【図面の簡単な説明】
【図１】〜
【図５】本発明が適用可能なハイブリッド車両の構成例を示す概略構成図。
【図６】本発明による冷却装置の一実施形態の概略構成図。
【図７】同じく他の実施形態の概略構成図。
【図８】上記実施形態の制御における強電系出力と電動ファン駆動域との関係を示す特性線図。
【図９】上記実施形態による冷却制御の内容を示す流れ図。
【符号の説明】
１，４ モータ
２ エンジン
３ クラッチ
５ 無段変速機
９ 油圧装置
１０ 油圧発生用モータ
１５ バッテリ
１６ コントローラ
２０ キースイッチ
２１ セレクタレバースイッチ
２２ アクセルペダルスイッチ
２３ ブレーキスイッチ
２４ 車速センサ
２５ 温度センサ
２６ バッテリＳＯＣ検出装置
２７ エンジン回転数センサ
２８ スロットル開度センサ
４０ パワーヘッド（電源装置）
４１ エンジン系ラジエータ
４３ モータ系ラジエータ
４５ 制御系ラジエータ
４９ 電動ファン
５１ 強電系ラジエータ
５３ 電動ファン
【発明の属する技術分野】
本発明はハイブリッド車両の冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術と解決すべき課題】
原動機としてエンジン（燃焼機関）と電動モータとを併用し、いずれか一方または双方の駆動力により走行するようにしたハイブリッド車両が知られている（例えば、山海堂出版発行「自動車工学」VOL.46 No.7 1997年6月号 39〜52頁参照）。
【０００３】
ハイブリッド車両では、電動モータおよびこれに電力を供給するバッテリ等の電源装置からの発熱に対応するために、エンジン冷却用に加えて前記強電系のための冷却装置が設けられている。
【０００４】
しかしながら、従来の冷却装置ではラジエータファンを水温や車速に応じた固定的な特性で駆動制御していたので原動機側の冷却要求に対して応答が遅れて冷却能力に過不足が生じる場合がある。特に電源装置等からなる強電系が過熱した場合にはその出力が抑制されることになるので十分な走行性能が得られず、これを確実に回避しようとすると冷却系の容量が過大になってしまうという問題が生じる。
【０００５】
本発明はこのような問題点に着目してなされたもので、車両の運転状態から原動機の負荷を予測してラジエータファンを制御することにより、特にハイブリッド車両の強電系を過不足なく冷却できるようにした冷却装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（１）請求項１の発明は、原動機としてエンジンと電動モータとを備え、あらかじめ定められた運転条件に応じていずれか一方または双方の駆動力により走行するように構成されたハイブリッド車両において、原動機の冷却装置として電動モータまたは該モータの電源装置の少なくとも一方との間に冷却水が循環するラジエータと、前記ラジエータに冷却風を供給する電動ファンとを設けると共に、電動モータまたは電源装置の出力を検出する手段と、車両またはエンジンの運転状態を検出する手段と、前記検出出力に基づいて出力が大であるほど冷却風量が増大するように、かつ停車状態または後退走行状態の何れかの条件が成立したときは、エンジン作動の有無に応じて、エンジン作動時には非作動時に比較して同一冷却水温度での冷却風量が増大するように前記電動ファンを駆動するファン駆動手段と、前記検出運転状態に基づいて原動機の負荷を予測し、該予測結果に基づき予測負荷が増大するほど冷却風量が増大する方向に前記冷却風量を補正する補正手段とを備えたものとする。
【０００７】
（２）請求項２の発明は、上記請求項１の発明において、ファン駆動装置に、電動モータまたは電源装置の冷却水温度に応じて冷却風量を割り付けたテーブルを備え、該テーブルに基づいて、前記停車状態または後退走行状態の電動ファンの風量を制御するものとした。
【０００８】
（３）請求項３の発明は、上記請求項１の発明において、電源装置のバッテリ容量が小であるほど予測負荷が増大するように設定されているものとする。
【０００９】
（４）請求項４の発明は、上記請求項１の発明において、電源装置の温度があらかじめ定められた上限値よりも高いとき、またはあらかじめ定められた下限値よりも低いときの何れかの条件が成立したときには予測負荷が増大するように設定されているものとする。
【００１０】
（５）請求項５の発明は、上記請求項１の発明において、アクセルペダルの操作頻度が大であるほど予測負荷が増大するように設定されているものとする。
【００１１】
（６）請求項６の発明は、上記請求項１の発明において、車両の減速状態または自動変速機のクリープ走行状態の何れかの条件が成立したときには予測負荷が減少するように設定されているものとする。
【００１２】
（７）請求項７の発明は、上記請求項１の発明において、エンジン冷却水温が高いときほど予測負荷が増大するように設定されているものとする。
【００１３】
（８）請求項８の発明は、上記請求項１の発明において、外気温度が低いときほど予測負荷が減少するように設定されているものとする。
【００１４】
（９）請求項９の発明は、上記請求項２の発明において、あらかじめ定められた複数の冷却水温度域に対応して冷却風量が段階的に制御されるように構成されているものとする。
【００１５】
（１０）請求項１０の発明は、上記請求項２の発明において、冷却水温度に対して冷却風量が無段階的に制御されるように構成されているものとする。
【００１６】
【作用・効果】
上記各発明によれば、電動モータまたは電源装置の冷却すなわち電動ファンの風量はこれら強電系の出力が増大するほど増大するように設定されているため強電系の負荷増大に対して確実に冷却を行って過熱による出力低下を回避することができる。加えて、運転状態によって予測される負荷の状態に応じて、負荷が増大すると予測される運転状態では事前に冷却風量が増大する方向に、負荷が減少すると予測される運転状態では同じく減少する方向に補正がなされる。したがって運転状態の変化に対して過不足のない冷却を行うことができ、前記出力低下を的確に回避できるだけでなく、無駄に電動ファンが作動して騒音源となったりする不具合をも解消することができる。
また、本発明では停車状態または後退走行状態の何れかの条件が成立したときは、エンジン作動の有無に応じて、エンジン作動時には非作動時に比較して同一冷却水温度での冷却風量が増大するように前記電動ファンを駆動するようにしたので、ハイブリッド車両において冷却条件が悪化する停車または後退時においても的確に冷却を行うことができる。即ち、車速がゼロの停車状態で特にブレーキがかけられているとき、または変速機がリバースレンジやニュートラルレンジのときには、直後に電動モータやエンジンによる駆動負荷が加わることが予想されることに加えて、停車状態や後退走行時には走行風が期待できず、エンジン周辺からの熱気の吹き返し等もあって前進時に比較してラジエータ周辺の雰囲気温度が上昇しやすい。これに対して本発明によれば前記電動ファン制御に基づき、停車状態からのモータ駆動時や後退走行時の強電系の冷却要求に対応して応答よく冷却機能を発揮させることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
まず図１〜図５に本願発明が適用可能な車両の構成例を示す。これらはいずれも走行条件に応じてエンジンまたは電動モータの何れか一方または双方の動力を用いて走行するハイブリッド車両である。
【００１９】
図１において、太い実線は機械力の伝達経路を示し、太い破線は電力線を示す。また、細い実線は制御線を示し、二重線は油圧系統を示す。この車両のパワートレインは、モータ１、エンジン２、クラッチ３、モータ４、無段変速機５、減速装置６、差動装置７および駆動輪８から構成される。モータ１の出力軸、エンジン２の出力軸およびクラッチ３の入力軸は互いに連結されており、また、クラッチ３の出力軸、モータ４の出力軸および無段変速機５の入力軸は互いに連結されている。
【００２０】
クラッチ３締結時はエンジン２とモータ４が車両の推進源となり、クラッチ３解放時はモータ４のみが車両の推進源となる。エンジン２またはモータ４の駆動力は、無段変速機５、減速装置６および差動装置７を介して駆動輪８へ伝達される。無段変速機５には油圧装置９から圧油が供給され、ベルトのクランプと潤滑がなされる。油圧装置９のオイルポンプ（図示せず）はモータ１０により駆動される。
【００２１】
モータ１，４，１０は三相同期電動機または三相誘導電動機などの交流機であり、モータ１は主としてエンジン始動と発電に用いられ、モータ４は主として車両の推進（力行）と制動に用いられる。また、モータ１０は油圧装置９のオイルボンブ駆動用である。なお、モータ１，４，１０には交流機に限らず直流電動機を用いることもできる。また、クラッチ３締結時に、モータ１を車両の推進と制動に用いることもでき、モータ４をエンジン始動や発電に用いることもできる。
【００２２】
クラッチ３はパウダークラッチであり、伝達トルクを調節することができる。なお、このクラッチ３に乾式単板クラッチや湿式多板クラッチを用いることもできる。無段変速機５はベルト式やトロイダル式などの無段変速機であり、変速比を無段階に調節することができる。
【００２３】
モータ１，４，１０はそれぞれ、インバータ１１，１２，１３により駆動される。なお、モータ１，４，１０に直流電動機を用いる場合には、インバータの代わりにＤＣ／ＤＣコンバータを用いる。インバータ１１〜１３は共通のＤＣリンク１４を介してメインバッテリ１５に接続されており、メインバッテリ１５の直流充電電力を交流電力に変換してモータ１，４，１０へ供給するとともに、モータ１，４の交流発電電力を直流電力に変換してメインバッテリ１５を充電する。なお、インバータ１１〜１３は互いにＤＣリンク１４を介して接続されているので、回生運転中のモータにより発電された電力をメインバッテリ１５を介さずに直接、力行運転中のモータへ供給することができる。メインバッテリ１５には、リチウム・イオン電池、ニッケル・水素電池、鉛電池などの各種電池や、電機二重層キャパシターいわゆるパワーキャパシターを用いることができる。
【００２４】
コントローラ１６は、マイクロコンピュータとその周辺部品や各種アクチュエータなどを備え、エンジン２の回転速度や出力トルク、クラッチ３の伝達トルク、モータ１，４，１０の回転速度や出力トルク、無段変速機５の変速比なとを制御する。
【００２５】
コントローラ１６には、図２に示すように、キースイッチ２０、セレクトレバースイッチ２１、アクセルセンサ２２、ブレーキスイッチ２３、車速センサ２４、バッテリ温度センサ２５、バッテリＳＯＣ検出装置２６、エンジン回転センサ２７、スロットル開度センサ２８が接続される。キースイッチ２０は、車両のキーが０Ｎ位置またはＳＴＡＲＴ位置に設定されると閉路する（以下、スイッチの閉路をオンまたは０Ｎ、閉路をオフまたはＯＦＦと呼ぷ）。セレクトレバースイッチ２１は、パーキングＰ、ニュートラルＮ、リバースＲおよびドライブＤの何れかのレンジに切り換えるセレクタレバー（図示せず）の設定位置に応じて、Ｐ，Ｎ，Ｒ，Ｄのいずれかのスイッチがオンする。
【００２６】
アクセルセンサ２２はアクセルペダルの踏み込み量θを検出し、ブレーキスイッチ２３はブレーキペダルの踏み込み状態（この時、スイッチオン）を検出する。車速センサ２４は車両の走行速度Ｖを検出し、バッテリ温度センサ２５はメインバッテリ１５の温度Ｔｂを検出する。また、バッテリＳＯＣ検出装置２６はメインバッテリ１５の充電状態（以下、ＳＯＣ（State Of Charge）と呼ぷ）を検出する。さらに、エンジン回転センサ２７はエンジン２の回転速度Ｎｅを検出し、スロットル開度センサ２８はエンジン２のスロットルバルブ開度θthを検出する。
【００２７】
コントローラ１６にはまた、エンジン２の燃料噴射装置３０、点火装置３１、バルブタイミング調節装置３２などが接続される。コントローラ１６は、燃料噴射装置３０を制御してエンジン２への燃料の供給と停止および燃料噴射量を調節するとともに、点火装置３１を制御してエンジン２の点火を行う。また、コントローラ１６はバルブタイミング調節装置３２を制御してエンジン２の吸気バルブの閉時期を調節する。なお、コントローラ１６には低圧の補助バッテリ３３から電源が供給される。
【００２８】
図３または図４はパワートレインの配置例を示す図である。クラッチ３の入力側のモータ１とエンジン２の配置は、図３に示すようにモータ１をエンジン２の上流に配置してもよいし、図４に示すようにモータ１をエンジン２の下流に配置してもよい。図３に示す配置例では、エンジン２の出力軸をクラッチ３の入力軸と直結して１軸で構成するとともに、エンジン２の出力軸をモータ１の出力軸とベルトや歯車により連結する。また、図４に示す配置例では、エンジン２の出力軸をモータ１のローターを貫通してクラッチ３の入力軸と直結し、クラッチ３の入力側を１軸で構成する。
【００２９】
一方、クラッチ３の出力側のモータ４と無段変速機５の配置は、図３に示すようにモータ４を無段変速機５の上流に配置してもよいし、図４に示すようにモータ４を無段変速機５の下流に配置してもよい。図３に示す配置例では、クラッチ３の出力軸をモータ４のローターを貫通して無段変速機５の人力軸と直結し、クラッチ３の出力側を１軸で構成する。また、図４に示す配置例では、クラッチ３の出力軸を無段変速機５の入力軸を貫通してモータ４の出力軸と直結し、クラッチ３の出力側を１軸で構成する。いずれの場合でもモータ４を無段変速機５の入力軸に連結する。
【００３０】
パワートレインの配置は図３および図４に示す配置例に限定されず、クラッチ３の入力軸にエンジン２とモータ１を連結するとともに、クラッチ３の出力軸にモータ４と無段変速機５の入力軸を連結し、無段変速機５の出力軸から減速装置６および差動装置７を介して駆動輪８に動力を伝える推進機構であれば、各機器がどのような配置でもよい。
【００３１】
図５は、無段変速機にトロイダルＣＶＴを用いたパワートレインの配置例を示す。無段変速機５にトロイダルＣＶＴを用いた場合でも、モータ４とトロイダルＣＶＴ５のどちらをクラッチ３側に配置してもよい。
【００３２】
次に上述のようなハイブリッド車に適用される冷却系統の構成例を図６および図７に示す。図６に示した冷却系統は、エンジン２を冷却するエンジン系、モータ１および４を冷却するモータ系、パワーヘッド４０を冷却する制御系の３つの水冷式冷却装置と、無段変速機５に供給する油を冷却する１つの油冷装置とからなっている。パワーヘッド４０はモータ１，４の出力制御のために上述したインバータないしはパワートランジスタなどを内蔵したユニットである。
【００３３】
エンジン系冷却装置は、エンジン２に対して車両の空気取入口側に面して設けられたラジエータ４１と、ラジエータ４１とエンジン２のウオータジャケットとの間に冷却水を循環させるウオータポンプ４２を備える。モータ系冷却装置は、前記エンジン系ラジエータ４１の図で前面右側に配置されたラジエータ４３と、ラジエータ４３と各モータ１，４のウオータジャケットとの間に冷却水を循環させるウオータポンプ４４を備える。制御系冷却装置は、同じくエンジン系ラジエータ４１の前面左側に配置されたラジエータ４５と、ラジエータ４５とパワーヘッド４０のウオータジャケットとの間に冷却水を循環させるウオータポンプ４６を備える。変速機の油冷装置は、エンジン系ラジエータ４１に隣接して設けられたオイルクーラ（図示せず）と、オイルクーラと無段変速機５の油圧系統との間に作動油を循環させるオイルポンプ４７を備える。なお４８はエアコン用のコンデンサである。
【００３４】
エンジン系ラジエータ４１の背後には上述した各冷却系に共通の電動ファン４９が配置されると共に、その冷却風が通過する下流域に、無段変速機５へと油圧を供給するための油圧ポンプなどからなる油圧装置９（図１参照）を駆動する油圧発生用モータ１０が配置される。油圧発生用モータ１０は空冷であり、電動ファン４９からの冷却風により放熱する。
【００３５】
図７に示した冷却系統は、エンジン冷却用のラジエータ４１と、パワーヘッド４０およびモータ１，４（これらを以下「強電系」という。）を冷却するこれらに共通のラジエータ５１とを別個に設け、それぞれに冷却水を循環させるウオータポンプ４２，５２と電動ファン４９，５３とを備え、エンジン２と強電系とを互いに独立して冷却するように構成している点で図６のものとは異なる。
【００３６】
上記電動ファン４９または５３はコントローラ１６からの指令に基づき、後述するように段階的または連続的に冷却風量が変化するように駆動制御される。コントローラ１６は本発明のファン駆動手段および補正手段の機能を発揮するもので、このコントローラ１６には運転条件パラメータとして、図示しない各種センサまたはスイッチを介して、無段変速機５のセレクタレバー位置、アクセルペダル位置、パワーヘッド４０の出力トランジスタ部の温度、モータ１，４の各々のコイル温度、エンジン２の冷却水温度、強電系の冷却水温度、外気温度、車速、キースイッチ位置、ブレーキ作動状態などが入力する。
【００３７】
具体的な冷却風量の制御としては、電動ファン４９または５３は、エンジン系、モータ系、制御系または強電系の各条件に応じて、表１〜表３に示したテーブルに基づき、High（高出力）、Low（低出力）、OFF（停止）の３段階の出力ないし冷却風量に制御される。各系統の要求に対しては図６の構成ではＯＲ動作であり、すなわち何れかのテーブルでHighまたはLow条件が該当すれば他のテーブルでOFFであっても電動ファン４９が駆動される。むろんHighはLowよりも優先される。また、図７の構成ではエンジン系については表１に示したテーブルに従って独立して制御される一方、強電系については表２、表３のテーブル間でのＯＲ動作となる。
【００３８】
【表１】
【表２】
【表３】
図６または図７の構成下でのエンジン系の要求に対応する電動ファン４９の作動条件は、表１に示したように５段階のエンジン冷却水温域と３段階の車速域に割り付けられており、さらに低車速域（20km/h未満）と中車速域（20km/h超、80km/h未満）についてはエアコンスイッチの状態つまりエアコンの作動の有無に応じて設定されている。図６のモータ系の要求に対応する電動ファン４９の作動条件は、表２に示したようにモータ１または４の３段階のコイル温度域とエンジン始動の有無に対して割り付けられている。同じく制御系の要求に対応する電動ファン４９の作動条件は、表３に示したようにパワーヘッド４０の３段階のトランジスタ温度域とエンジン始動の有無に対して割り付けられている。図７の強電系についても前記表２と表３が適用される。
【００４２】
[基本的な冷却制御］
上記に加えて、以下に述べるように本願発明の特徴をなす強電系出力に応じた制御がなされる。すなわち図８に示したように電動ファン４９（図６参照。図７では５３、以下同様。）の駆動開始水温を電動モータ１またはパワーヘッド４０の出力に応じて、該出力が増大するほど低水温で駆動が開始されるように設定されている。
【００４３】
これにより、強電系の負荷増大に対応して冷却風が供給されるので、強電系の過熱および過熱に原因する出力低下を回避することが可能となる。
【００４４】
さらに、このような強電系出力に基づく冷却制御に加えて、以下に説明するように各種の運転条件に応じて電動ファンの作動開始条件を補正することにより、より広範な運転条件に対応して応答よく効率的な冷却が行われる。
【００４５】
［停車、後退走行時等の冷却制御］
車速がゼロの停車状態で特にブレーキがかけられているとき、または変速機がリバースレンジやニュートラルレンジのときには、直後に電動モータ１やエンジン２による駆動負荷が加わることが予想される。また、停車状態や後退走行時には走行風が期待できず、エンジン周辺からの熱気の吹き返し等もあって前進時に比較してラジエータ周辺の雰囲気温度が上昇しやすい。このような条件が検出されたときには表４に示したようなテーブルに基づいた電動ファンの制御が行われる。
【００４６】
【表４】
このテーブルは、強電系の３段階の冷却水温度域とエンジン作動（またはエアコン作動、以下同様。）の有無に応じて割り付けられている。詳細には、冷却水温度については、Low動作の下限値温度ＴＬ未満の領域、ＴＬ以上かつHigh動作の下限値温度ＴＨ未満の領域、 ＴＨ以上の領域である。この冷却制御では、冷却水温度が上昇するほど電動ファン４９の出力を高めて冷却風量を増大させることにより強電系の温度が許容値を超えないようにすることに加えて、エンジン作動の有無に応じた作動条件を設定することで最適化を図っている。すなわち、エンジン作動状態ではラジエータ雰囲気温度の上昇等により冷却条件が悪化することから、事前に比較的低温から電動ファン４９が作動する特性を付与しておくことにより、停車状態からのモータ駆動時や後退走行時の強電系の冷却要求に対応して応答よく冷却機能を発揮させることが可能となる。
【００４８】
図９はこのような冷却制御の動作例を示した流れ図である。これを説明すると、この制御ではまずＳ１〜Ｓ２にて上述した車速、アクセル開度など運転状態を表す種々のパラメータを検出し、この検出結果に基づいて表４のしきい値ＴＬ、ＴＨをあらかじめ定められた所定量だけ増減補正する。
【００４９】
次にＳ３以下にて上述した表４に示した内容のエンジン作動またはエアコン作動の有無に応じた冷却水温度域の判定を行い、それぞれの判定結果に応じて電動ファン４９の出力を決定する。すなわち、電動ファン４９を、出力＝Highであれば高出力で駆動し、出力＝Lowであれば低出力で駆動し、出力＝OFFであれば停止させる。なお、出力がHighまたはLowの場合は電動ファンを駆動する前に電動ファン４９の駆動が可能な状態であるか否かをバッテリ放電量等から判定し、駆動不可のときにはモータ１，４の出力を制限する（Ｓ８，９，１２）。これはバッテリ放電量が過大である等の支障があったときのフェイルセイフ動作である。
【００５０】
このようなしきい値の補正制御を行うことにより、強電系の負荷が増大する条件または増大すると予想される条件下ではあらかじめしきい値を下げて電動ファン４９の作動量が増えるように図り、その反対に負荷が減少する条件または減少すると予想される条件下ではあらかじめしきい値を上げて電動ファン４９の作動量を減らすように図るのである。
【００５１】
以下に補正の種類に応じたさらにいくつかの冷却制御の実施の形態につき説明する。
【００５２】
［バッテリ容量に応じた冷却制御］
電源装置のバッテリ容量が小さいときには充電のためにエンジン２が作動してモータ１が駆動される可能性が高いので、負荷増大と予測してＴＬ、ＴＨがそれぞれ所定量だけ低温側に補正される。
【００５３】
これにより電動ファン４９が比較的低温状態で駆動されることになるので充電時のエンジン２やモータ１の発熱に対応可能となる。
【００５４】
［電源装置の温度条件に応じて冷却制御］
電源装置の温度があらかじめ定められた上限値よりも高いとき、またはあらかじめ定められた下限値よりも低いときの何れかの条件のときには十分な電源出力が得られないためエンジン２が作動し、さらにモータ１が駆動される可能性が高いので、これらの負荷増大条件を予測してＴＬ、ＴＨがそれぞれ所定量だけ低温側に補正される。
【００５５】
これにより電動ファン４９が比較的低温から作動して負荷増大に応答よく対応可能となる。
【００５６】
［アクセル開度に応じた冷却制御］
アクセルペダルがオン・オフされる操作頻度または踏込量があらかじめ定められた基準値よりも大きいときには、山岳路走行や急激な加速操作などにより原動機側の負荷が増大すると予測され、このときＴＬ、ＴＨはそれぞれ所定量だけ低温側に補正される。
【００５７】
これにより電動ファン４９は比較的低温から風量を増大させるので、負荷増大に対して効率的な冷却が可能となる。特に、このような運転条件はエンジン２の動作領域となることが多いので、エンジン発生熱の影響をも考慮して冷却性能を強化しておくことが有効である。
【００５８】
［減速時等の冷却制御］
車両の減速状態または自動変速機のクリープ走行状態の何れかの条件が成立したときには原動機側の低負荷状態が継続すると予測されるので、このときＴＬ、ＴＨはそれぞれ所定量だけ高温側に補正される。
【００５９】
これにより無駄な電動ファン４９の駆動を回避して過度の冷却を防止しつつ騒音を低減することができる。
【００６０】
［エンジン冷却水温に応じた冷却制御］
エンジン冷却水温が高いときにはラジエータ周辺の雰囲気温度が高くなって電動ファン４９による冷却効率が低下するので、このときはＴＬ、ＴＨはそれぞれ所定量だけ低温側に補正される。
【００６１】
これによりファン冷却の効率低下を補償して必要な冷却が可能となる。また、このような運転条件はエンジン動作領域またはエンジン停止直後で熱的条件が悪化するときでもあるので、冷却性能を強化することが有効である。
【００６２】
［外気温度に応じた冷却制御］
外気温度が低いときにはラジエータ下流の冷却風温度が低下して電動ファン４９による冷却効率が高くなるので、このときはＴＬ、ＴＨはそれぞれ所定量だけ高温側に補正される。
【００６３】
これにより必要な冷却性能を確保しつつ電動ファン４９が作動する機会を減らし、低温時のバッテリあがりのおそれを少なくすることができる。
【００６４】
［電動ファンの継続駆動制御等］
以上の各制御において、電動ファン４９が頻繁にオン・オフを繰り返すのは騒音の点から好ましくないので、いったん作動を開始したらファン停止温度になったのちも少なくともLow出力での作動を一定時間継続するように図るのが望ましい。
【００６５】
また、上記は電動ファン４９の出力つまり風量を段階的に制御する例であるが、これに限られず、デューティ（パルス幅）制御等により無段階的に制御するようにしてもよい。この場合、冷却水温度およびエンジン作動の有無毎にファン出力を割り付けたマップを作成し、上記各種運転条件に応じた補正は前記マップ値を個々に補正するかもしくはしきい値全体をファン作動温度の増大方向または減少方向にシフトさせるようにする。
【図面の簡単な説明】
【図１】〜
【図５】本発明が適用可能なハイブリッド車両の構成例を示す概略構成図。
【図６】本発明による冷却装置の一実施形態の概略構成図。
【図７】同じく他の実施形態の概略構成図。
【図８】上記実施形態の制御における強電系出力と電動ファン駆動域との関係を示す特性線図。
【図９】上記実施形態による冷却制御の内容を示す流れ図。
【符号の説明】
１，４ モータ
２ エンジン
３ クラッチ
５ 無段変速機
９ 油圧装置
１０ 油圧発生用モータ
１５ バッテリ
１６ コントローラ
２０ キースイッチ
２１ セレクタレバースイッチ
２２ アクセルペダルスイッチ
２３ ブレーキスイッチ
２４ 車速センサ
２５ 温度センサ
２６ バッテリＳＯＣ検出装置
２７ エンジン回転数センサ
２８ スロットル開度センサ
４０ パワーヘッド（電源装置）
４１ エンジン系ラジエータ
４３ モータ系ラジエータ
４５ 制御系ラジエータ
４９ 電動ファン
５１ 強電系ラジエータ
５３ 電動ファン
Claims (10)
- 原動機としてエンジンと電動モータとを備え、あらかじめ定められた運転条件に応じていずれか一方または双方の駆動力により走行するように構成されたハイブリッド車両において、
原動機の冷却装置として電動モータまたは該モータの電源装置の少なくとも一方との間に冷却水が循環するラジエータと、前記ラジエータに冷却風を供給する電動ファンとを設けると共に、
電動モータまたは電源装置の出力を検出する手段と、
車両またはエンジンの運転状態を検出する手段と、
前記検出出力に基づいて出力が大であるほど冷却風量が増大するように、かつ停車状態または後退走行状態の何れかの条件が成立したときは、エンジン作動の有無に応じて、エンジン作動時には非作動時に比較して同一冷却水温度での冷却風量が増大するように前記電動ファンを駆動するファン駆動手段と、
前記検出運転状態に基づいて原動機の負荷を予測し、該予測結果に基づき予測負荷が増大するほど冷却風量が増大する方向に前記冷却風量を補正する補正手段
とを備えたことを特徴とするハイブリッド車両の冷却装置。 - ファン駆動装置は、電動モータまたは電源装置の冷却水温度に応じて冷却風量を割り付けたテーブルを備え、該テーブルに基づいて、前記停車状態または後退走行状態の電動ファンの風量を制御することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の冷却装置。
- 電源装置のバッテリ容量が小であるほど予測負荷が増大するように設定されていることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の冷却装置。
- 電源装置の温度があらかじめ定められた上限値よりも高いとき、またはあらかじめ定められた下限値よりも低いときの何れかの条件が成立したときには予測負荷が増大するように設定されていることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の冷却装置。
- アクセルペダルの操作頻度が大であるほど予測負荷が増大するように設定されていることを特徴とする請求項４に記載のハイブリッド車両の冷却装置。
- 車両の減速状態または自動変速機のクリープ走行状態の何れかの条件が成立したときには予測負荷が減少するように設定されていることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の冷却装置。
- エンジン冷却水温が高いときほど予測負荷が増大するように設定されていることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の冷却装置。
- 外気温度が低いときほど予測負荷が減少するように設定されていることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の冷却装置。
- あらかじめ定められた複数の冷却水温度域に対応して冷却風量が段階的に制御されるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車両の冷却装置。
- 冷却水温度に対して冷却風量が無段階的に制御されるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車両の冷却装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP07915998A JP3700383B2 (ja) | 1998-03-26 | 1998-03-26 | ハイブリッド車両の冷却装置 |
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| JP07915998A JP3700383B2 (ja) | 1998-03-26 | 1998-03-26 | ハイブリッド車両の冷却装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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