JP2001103612A - ハイブリッド車両のファン制御装置 - Google Patents

ハイブリッド車両のファン制御装置

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JP2001103612A JP28068199A JP28068199A JP2001103612A JP 2001103612 A JP2001103612 A JP 2001103612A JP 28068199 A JP28068199 A JP 28068199A JP 28068199 A JP28068199 A JP 28068199A JP 2001103612 A JP2001103612 A JP 2001103612A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ファン消費電流の削減およびファン騒音の低
減を図る。 【解決手段】 走行モードが減速モードにあり、かつ車
両停止意思がある運転者の車両操作状態が成立し、かつ
アイドル停止禁止条件が未成立であり、かつエンジン回
転数が1000rpm未満である場合、エンジン制御装置
はアイドル停止が有ることを予測する。バッテリ制御装
置は、エンジン制御装置でアイドル停止有りと予測され
た場合に、ファンをアイドル停止よりも前に停止させる
(ステップS22)。このときのファン風量は、Hiか
ら一旦Loに切り替わり(ステップS26)、所定時間
経過後に(ステップS25)、OFFとなる。

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 今井 直樹 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 (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 Fターム(参考) 5H115 PA01 PA12 PC06 PG04 PI16 PI29 PO02 PO06 PU08 PU23 PU24 PU25 PU26 PV02 PV09 QA01 QE10 QE12 QI04 RB08 RE05 SE04 SE05 SE06 SE10 TB01 TE02 TE03 TE06 TI02 TI05 TI10 TO05 TO12 TO13 TO21 TO23 TR19 TU11

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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。
  2. 【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。
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