JP2022121084A - 冷却水系統の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＰＣＵに供給する冷却水の温度を適切に許容上限以下に抑制しながら、不必要な電力消費を抑制し、あるいはラジエータファンの起動の頻度を減少させる。【解決手段】動力源として内燃機関及び電動機が搭載されたハイブリッド車両に係わり、ラジエータにおいて放熱させた冷却水をインバータを含むＰＣＵ及び電動機に供給しこれらを冷却した後の冷却水をラジエータに向けて還流させる冷却水系統を制御するものであり、ＰＣＵに供給する冷却水の温度が稼働条件温度以上に上昇した場合に、ラジエータに付随するファンを起動してラジエータを強制的に空冷することとし、前記稼働条件温度を、ＰＣＵ及び電動機の発熱量と内燃機関の運転状態とのうち少なくとも一方に基づいて可変とする冷却水系統の制御装置を構成した。【選択図】図５

Description

本発明は、ハイブリッド車両に搭載される電動機及び当該電動機を制御するＰＣＵ（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）を水冷（液冷）する冷却水（冷却液）系統の制御に関する。

近時、内燃機関及び電動機の二種の動力源を備えるハイブリッド車両が一定の普及を見ている。シリーズ方式のハイブリッド車両（例えば、下記特許文献１を参照）は、内燃機関により発電用モータジェネレータを駆動して発電を行い、発電した電力を蓄電装置、即ちリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池等のバッテリ及び／またはキャパシタに蓄えるとともに、走行用モータジェネレータに供給する。そして、走行用モータジェネレータによって車両の駆動輪を回転させて走行する。

発電用モータジェネレータのみならず、走行用モータジェネレータもまた、回生制動により発電を行い、発電した電力を蓄電装置に蓄えることができる。蓄電装置の容量一杯まで既に電荷が蓄えられている場合には、回生制動により得られる電力を敢えて発電用モータジェネレータに供給し、これを電動機として作動させて内燃機関を回転駆動するモータリングを行うことで、余剰の電力を消費する。

ハイブリッド車両では、内燃機関の気筒に燃料を供給して燃焼させるファイアリングを行わなくとも、走行用モータジェネレータが蓄電装置に蓄えた電荷を消費して回転駆動力を出力し、車両を走行させることが可能である。よって、車両の運用中であっても、内燃機関の回転を停止している状態が継続することがある。

蓄電装置に蓄えている電荷の量が減少したときや、走行用モータジェネレータに対する要求出力が大きいときには、内燃機関を始動してファイアリング運転し、内燃機関の出力する回転駆動力により発電用モータジェネレータを駆動、発電を実行して、蓄電装置を充電しまたは走行用モータジェネレータに供給する電力を増強する。ファイアリング中は、エンジン回転数毎の目標エンジントルク（または、エンジン負荷率、スロットルバルブ開度、吸入空気量、燃料噴射量）を結ぶ動作線に沿って、内燃機関の出力を制御する。目標エンジントルクは、対応するエンジン回転数の下で熱効率が最大化するような値に設定する。

シリーズ方式のハイブリッド車両にあって、発電用モータジェネレータは、停止した内燃機関を始動する準備として内燃機関をクランキングする役割を兼ねる。クランキング時には、蓄電装置から必要な電力の供給を受ける。

コストの面、また車体における搭載スペースの制約から、蓄電装置として採用するバッテリは小形かつ軽量のものであることが望ましい。一方で、小形バッテリは、蓄電容量が小さく、端子電圧即ち出力電圧が低くなるきらいがある。走行用モータジェネレータに印加される電圧が低いと、走行用モータジェネレータが大きな駆動力を出力できず、運転者が所望する動力性能を得られない懸念が生じる。

そこで、蓄電装置と、走行用モータジェネレータに付随するインバータとの間に昇圧コンバータを介設しておき、必要に応じ、蓄電装置の出力電圧を昇圧コンバータにより昇圧した上で、インバータを介して走行用モータジェネレータに印加することが行われる（例えば、下記特許文献２を参照）。インバータ及び昇圧コンバータは、モータジェネレータを電気的に制御するためのＰＣＵの構成要素となる。

ハイブリッド車両の運用中には、ＰＣＵ及びモータジェネレータの各々が昇温する。ＰＣＵやモータジェネレータが過熱すると、機能不全や故障を招来するおそれが生じる。これを回避するべく、ＰＣＵ及びモータジェネレータを冷却するための水冷式の冷却装置を付設することが通例となっている（例えば、下記特許文献３を参照）。

水冷式冷却装置は、ラジエータにおいて放熱させた比較的低温の冷却水をＰＣＵに供給してＰＣＵを冷却した後、さらにその冷却水をモータジェネレータ及びトランスアクスルに供給してこれらを冷却する。ラジエータから流出する冷却水を先にＰＣＵに供給するのは、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）その他の半導体スイッチング素子を内包するＰＣＵの温度の許容上限が、モータジェネレータの温度の許容上限よりも低いからである。モータジェネレータ及びトランスアクスルの冷却を終えた冷却水は、再びラジエータへと帰還する。

特開２０２０－１５６１３４号公報 特開２００１－２１１５１１号公報 特開２０１４－２２０９１２号公報

発熱量の増大により冷却水が受熱して顕著に高温化し、ＰＣＵの温度が許容上限を超えると、ＰＣＵ保護機能が働き、ＰＣＵからモータジェネレータに入力できる電力（または、モータジェネレータに対する印加電流若しくは印加電圧）の大きさに制限がかかる。結果、電動機として作動するモータジェネレータの出力が低減し、走行する車両の車速または加速度が低下して、運転者が所望する動力性能を十分に発揮できなくなる。

一般に、ラジエータには、電動のラジエータファンが付随している。ラジエータファンは、ＰＣＵに供給するべき冷却水の温度が所定の条件値を上回ったときに起動され、ラジエータを強制的に空冷して冷却水の温度を引き下げる。これに加えて、冷却水を吸込み吐出して循環させる電動の冷却水ポンプが、冷却水の温度に応じて吐出流量を増減させる。

通常であれば、冷却水温は許容上限を超えない。だが、車両が高出力（高負荷）運転されて走行した後に停車し、かつその停車中に内燃機関をファイアリングして蓄電装置を充電するようなホットソークの状況下では、冷却水温が許容上限を超越するオーバシュートが起こる可能性が生じる。何故ならば、ラジエータに走行風が流れなくなり、ラジエータファンによる送風がない限り放熱性能が失われるにもかかわらず、モータジェネレータやＰＣＵが高出力運転によって蓄積された熱を放ち続けるからである。

ラジエータファンを起動する条件温度を予め低く設定し、冷却水ポンプの吐出流量を当初より増量しておけば、冷却水温を確実に許容上限以下に抑えることができるだろう。

しかしながら、背反として、恒常的に電力消費量が増加して車両の実用燃費性能の低下を招くことが懸念される。加えて、ラジエータファンの稼働条件温度を常に低位に定めると、当然ながらラジエータファンの起動機会が増える。つまりは、冷却水の温度が許容上限を超えないような状況にあっても、ラジエータファンを起動することになる。既製のラジエータファンはブラシ付き直流モータにより回転駆動され、ラジエータファンが頻繁に起動されることで、それが発する騒音により車両のＮＶ（Ｎｏｉｓｅ ａｎｄ Ｖｉｂｒａｔｒｉｏｎ）性能に悪影響を及ぼしかねず、またファンモータのブラシの摩耗が進行してラジエータファンの寿命が短命化することにもなり得る。

本発明は、以上の点に着目してなされたものであり、ＰＣＵに供給する冷却水の温度を適切に許容上限以下に抑制しながら、ラジエータファンまたは冷却水ポンプによる不必要な電力消費を抑制し、あるいはラジエータファンの起動の頻度を減少させることを所期の目的としている。

本発明では、動力源として内燃機関及び電動機が搭載されたハイブリッド車両に係わり、ラジエータにおいて放熱させた冷却水をインバータを含むＰＣＵ及び電動機に供給しこれらを冷却した後の冷却水をラジエータに向けて還流させる冷却水系統を制御するものであり、ＰＣＵに供給する冷却水の温度が稼働条件温度以上に上昇した場合、そうでない場合と比較して、ラジエータに付随しこれを強制空冷するファンの吐出風量をより増大させる（冷却水の温度が稼働条件温度以上に上昇した場合に、それまで停止していたファンを起動することを含む）こととし、前記稼働条件温度を、ＰＣＵ及び電動機の発熱量と内燃機関の運転状態とのうち少なくとも一方に基づいて可変とする冷却水系統の制御装置を構成した。

並びに、本発明では、動力源として内燃機関及び電動機が搭載されたハイブリッド車両に係わり、ラジエータにおいて放熱させた冷却水をインバータを含むＰＣＵ及び電動機に供給しこれらを冷却した後の冷却水をラジエータに向けて還流させる冷却水系統を制御するものであり、ＰＣＵに供給する冷却水の温度が稼働条件温度以上に上昇した場合、そうでない場合と比較して、冷却水を吸込み吐出する冷却水ポンプの吐出流量をより増大させることとし、前記稼働条件温度を、ＰＣＵ及び電動機の発熱量と内燃機関の運転状態とのうち少なくとも一方に基づいて可変とする冷却水系統の制御装置を構成した。

本発明によれば、ＰＣＵに供給する冷却水の温度を適切に許容上限以下に抑制しながらも、ラジエータファンまたは冷却水ポンプによる不必要な電力消費を抑制することができる。あるいは、ラジエータファンを起動する頻度を減少させることができる。

本発明の一実施形態におけるシリーズ方式のハイブリッド車両及び制御装置の概略構成を示す図。 同実施形態のハイブリッド車両のＰＣＵの電気回路図。 同実施形態のハイブリッド車両のＰＣＵ及びモータジェネレータを水冷する冷却水系統の構成を示す図。 同実施形態の冷却水系統における、ＰＣＵに供給する冷却水の温度の推移を例示する図。 同実施形態の制御装置がプログラムに従い実行する処理の手順例を示すフロー図。

本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１に、本実施形態におけるハイブリッド車両の主要システムの概略構成を示している。このハイブリッド車両は、内燃機関１と、内燃機関１により駆動されて発電を行う発電用モータジェネレータ２と、発電用モータジェネレータ２が発電した電力を蓄える蓄電装置３と、発電用モータジェネレータ２及び／または蓄電装置３から電力の供給を受けて車両の駆動輪６２を駆動する走行用モータジェネレータ４とを備えている。

本実施形態のハイブリッド車両は、内燃機関１を発電にのみ使用するシリーズハイブリッド方式の電気自動車であり、車両の駆動輪６２には専ら走行用モータジェネレータ４から走行のための駆動力を供給する。内燃機関１の回転軸であるクランクシャフトと、車両の駆動輪６２との間は機械的に切り離されており、元来両者の間で回転駆動力の伝達がなされない。つまり、内燃機関１は、走行用モータジェネレータ４及び駆動輪６２から完全に独立して回転し、また完全に独立して停止することが可能である。従って、イグニッションスイッチ（パワースイッチ、またはイグニッションキー）がＯＮに操作されている車両の運用中、運転者がアクセルペダルを踏むことで車両が走行可能な状態にあっても、蓄電装置３が十分な電荷を蓄え、かつブレーキブースタが十分な負圧を蓄えている状況下では、燃料の燃焼を伴う内燃機関１の運転を実施しないことがある。

内燃機関１は、例えば複数の気筒を包有する火花点火式の４ストロークレシプロエンジンである。内燃機関１のクランクシャフトは、発電用モータジェネレータ２の回転軸と、歯車機構を介してまたは軸を直結して機械的に接続している。そして、内燃機関１が出力する回転駆動力を発電用モータジェネレータ２に入力することで、発電用モータジェネレータ２が発電する。発電した電力は、蓄電装置３に充電し、及び／または、走行用モータジェネレータ４に供給する。また、発電用モータジェネレータ２は、自らが回転駆動力を発生させて内燃機関１のクランクシャフトを回転駆動するモータリング用の電動機としても機能する。例えば、発電用モータジェネレータ２は、停止している内燃機関１を始動する準備としてのクランキングを実行する。

走行用モータジェネレータ４は、車両の走行のための駆動力を発生させ、その駆動力をトランスアクスル６の減速機６１を介して駆動輪６２に入力する。また、走行用モータジェネレータ４は、駆動輪６２に連れ回されて回転することで発電し、車両の運動エネルギを電気エネルギとして回収する。この回生制動により発電した電力は、蓄電装置３に充電する。

尤も、既に蓄電装置３の容量一杯まで電荷が蓄えられており、それ以上の充電が困難であるならば、走行用モータジェネレータ４が回生発電した電力を敢えて発電用モータジェネレータ２に供給し、発電用モータジェネレータ２を電動機として作動させて内燃機関１を回転駆動する。これにより、車両の制動性能を維持しつつ、余剰の電力を消尽する。また、このとき、内燃機関１の回転が保たれることから、内燃機関１の気筒への燃料供給を一時的に停止する燃料カットを実行することができる。

発電機インバータ２１は、発電用モータジェネレータ２が発電する交流電力を直流電力に変換する。そして、その直流電力を蓄電装置３または駆動機インバータ４１に入力する。並びに、発電機インバータ２１は、発電用モータジェネレータ２を電動機として作動させる際に、蓄電装置３及び／または駆動機インバータ４１から供給される直流電力を交流電力に変換した上で発電用モータジェネレータ２に入力する。

駆動機インバータ４１は、蓄電装置３及び／または発電機インバータ２１から供給される直流電力を交流電力に変換した上で走行用モータジェネレータ４に入力する。並びに、駆動機インバータ４１は、車両の回生制動を行うときに走行用モータジェネレータ４が発電する交流電力を直流電力に変換した上で蓄電装置３または発電機インバータ２１に入力する。発電機インバータ２１及び駆動機インバータ４１は、ＰＣＵ５の一部をなす。

蓄電装置３は、バッテリ及び／またはキャパシタ等である。バッテリは、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等の、エネルギ密度の大きい高電圧の二次電池である。蓄電装置３は、発電用モータジェネレータ２及び走行用モータジェネレータ４の各々が発電する電力を充電して蓄える。並びに、蓄電装置３は、発電用モータジェネレータ２及び走行用モータジェネレータ４の各々を電動機として作動させるための電力を放電し、それらモータジェネレータ２、４に必要な電力を供給する。

図２に、本実施形態のハイブリッド車両のＰＣＵ（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）５の電気回路図を示す。蓄電装置３と、走行用モータジェネレータ４に付随するインバータ４１及び発電用モータジェネレータ２に付随するインバータ２１との間には、昇降圧コンバータ３１を介設している。昇降圧コンバータ３１は、蓄電装置３が出力する電圧を昇圧または降圧した上で、インバータ２１、４１を介してモータジェネレータ２、４に印加することのできるＤＣ－ＤＣコンバータである。

降圧コンバータ３２は、蓄電装置３とは別の補機バッテリ（図示せず）に低電圧を供給するためのＤＣ－ＤＣコンバータである。補機バッテリは、例えば鉛蓄電池等の、蓄電装置３と比較して低電圧の二次電池である。

内燃機関１、発電用モータジェネレータ２、蓄電装置３、インバータ２１、４１及び走行用モータジェネレータ４の制御を司る制御装置たるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）０は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。ＥＣＵ０は、複数基のＥＣＵ、即ち内燃機関１を制御するＥＦＩ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｆｕｅｌ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）ＥＣＵ０１、モータジェネレータ２、４及びインバータ２１、４１を制御するＭＧ（Ｍｏｔｏｒ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）ＥＣＵ０２、蓄電装置３を監視しかつ昇降圧コンバータ３１を制御するＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）ＥＣＵ０３等、並びに、それらの制御を統括する上位のコントローラであるＨＶ（Ｈｙｂｒｉｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）ＥＣＵ００が、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の電気通信回線を介して相互に通信可能に接続されてなるものである。各ＥＣＵ００、０１、０２、０３は、補機バッテリから必要な電力の供給を受ける。

ＥＣＵ０は、各種センサを介して検出される、運転者が操作するアクセル開度即ちアクセルペダルの踏込量や、シフトポジション即ちシフトレバー若しくはセレクタレバーの位置またはスイッチのＯＮ／ＯＦＦ、現在の車両の車速、路面の勾配、蓄電装置３が蓄えている電荷の量（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）、発電用モータジェネレータ２の発電電力等に応じて、走行用モータジェネレータ４が出力する回転駆動力、内燃機関１が出力する回転駆動力、及び発電用モータジェネレータ２が発電する電力の大きさを増減制御する。

原則として、蓄電装置３が現在十分な電荷を蓄えており、走行用モータジェネレータ４に対して要求される出力が小さいならば、内燃機関１への燃料の供給を遮断して内燃機関１を運転しない。翻って、蓄電装置３が蓄えている電荷の量が下限値を下回り、または走行用モータジェネレータ４に対して要求される出力が大きいならば、内燃機関１を始動し気筒１１に燃料を供給してこれを燃焼させるファイアリングを実行し、内燃機関１の出力する回転駆動力により発電機モータジェネレータ２を駆動し、発電を実施して蓄電装置３を充電し、または走行用モータジェネレータ４に供給する電力を増強する。

現在車両の運転者が要求している出力は、現在のアクセル開度及び車速によって定義される。駆動輪６２に与えるべき駆動力は、アクセル開度が大きいほど大きくなる。要求出力は、駆動輪６２に与えるべき駆動力が大きいほど大きくなり、車速が高くなるほど大きくなる。

ＥＣＵ０は、駆動輪６２に与えるべき駆動力が比較的小さく、車速も比較的低い低出力領域では、内燃機関１に燃料を供給せずにその運転を停止し、発電用モータジェネレータ２を発電機として作動させない。低出力領域では、走行用モータジェネレータ４が、蓄電装置３のみから電力供給を受けて、車両の走行のための駆動力を出力する。低出力領域は、典型的には、アクセル開度が０または所定値以下に小さいとき、あるいは車両の減速走行中である。

対して、ＥＣＵ０は、駆動輪６２に与えるべき駆動力がある程度以上大きい、または車速がある程度以上高い中高出力領域では、内燃機関１をファイアリング運転し、発電用モータジェネレータ２を発電機として作動させる。要求出力が顕著に大きくない中出力領域では、走行用モータジェネレータ４が、主として発電用モータジェネレータ２から電力供給を受けて、車両の走行のための駆動力を出力する。このとき、蓄電装置３からは、少量の電力供給を受けるか、または全く電力供給を受けない。要求出力が顕著に大きい高出力領域では、走行用モータジェネレータ４が、発電用モータジェネレータ２及び蓄電装置３の双方から電力供給を受けて、車両の走行のための駆動力を出力する。

車両を走行させるときには、走行用モータジェネレータ４が出力して駆動輪６２に供給する駆動力の大きさに応じ、蓄電装置３の出力電圧を昇圧コンバータ３１により昇圧して、その昇圧した電圧をインバータ４１を介して走行用モータジェネレータ４に印加する。基本的に、昇圧コンバータ３１は、アクセル開度が大きいほど、つまり要求される駆動力が大きいほど、走行用モータジェネレータ４に印加する電圧を大きく昇圧する。要求される駆動力が小さいときには、昇圧の度合いを小さくし、走行用モータジェネレータ４に印加する電圧をできる限り低下させて、インバータ４１を含む電気回路における損失、及びモータジェネレータ４における銅損及び鉄損の低減を図る。

図３に、ＰＣＵ５及びモータジェネレータ２、４を水冷する冷却装置の冷却水系統を示す。この冷却水系統は、内燃機関１を水冷する冷却水系統からは独立しており、この冷却水系統を流れる冷却水が内燃機関１に対して流出入することはない。

ラジエータ７１において放熱させて低温化した冷却水は、まずＰＣＵ５に供給され、ＰＣＵ５と熱交換してこれを冷却する。ＰＣＵ５を冷却した後の冷却水は、次にモータジェネレータ２、４及びトランスアクスル６に供給され、これらモータジェネレータ２、４及びトランスアクスル６を冷却する。詳細には、モータジェネレータ２、４及びトランスアクスル６をオイルクーラ７２により冷却するものとし、そのオイルクーラ７２の冷媒であるオイルと冷却水とが熱交換することにより、間接的にモータジェネレータ２、４及びトランスアクスル６を冷却する。

モータジェネレータ２、４及びトランスアクスル６を冷却した後の冷却水は、密閉型リザーブタンク（リザーバータンク）７３に流入する。リザーブタンク７３は、冷却水中に混入した空気等の気体を冷却水から分離させて除去する機能を有している。リザーブタンク７３は、冷却水系統の中で最も高い位置に配設することが好ましい。

冷却水ポンプ７４は、リザーブタンク７３から流下する冷却水を吸込んで吐出し、ラジエータ７１に向けて圧送する電動式のものである。ＰＣＵ５、モータジェネレータ２、４及びトランスアクスル６の冷却に供されて昇温した冷却水は、ラジエータ７１に帰還し、ラジエータ７１において外気と熱交換して冷却された上、再度ＰＣＵ５に向けて送り出される。ラジエータ７１には、ラジエータ７１に対して送風しこれを強制的に空冷する電動のファン７７が付随している。冷却水ポンプ７４を駆動する電動機、及びラジエータファン７７を駆動する電動機はそれぞれ、補機バッテリから必要な電力の供給を受ける。

本冷却装置の主目的は、ＰＣＵ５の温度をその許容上限ＴＣ以下、例えば６５℃以下に抑制することである。ＥＣＵ０は、ＰＣＵ５に供給する冷却水の温度として、ラジエータ７１から流出しＰＣＵ５に向かう冷却水の温度、ＰＣＵ５に流入する冷却水の温度、またはＰＣＵ５自体の温度を、温度センサ（サーミスタ）７５を介して計測している。その温度が許容上限ＴＣを超越すると、ＰＣＵ５を保護する機能が働き、ＰＣＵ５からモータジェネレータ２、４に入力する電力（または、モータジェネレータ２、４に対する印加電流若しくは印加電圧）の大きさを制限する。さすれば、モータジェネレータ２、４の出力が低減し、その帰結として車両の動力性能、即ち車速や加速度が低下することになる。

ＥＣＵ０は、通常、温度センサ７５が検出する冷却水の温度がある稼働条件ＴＢ未満、例えば６０℃未満であれば、ラジエータファン７７を停止させている。その上で、温度センサ７５が検出する冷却水温が稼働条件ＴＢ以上に上昇したときに、ラジエータファン７７を駆動する電動機に通電してこれを起動し、ラジエータファン７７を回転させてラジエータ７１を強制的に空冷し、以て冷却水の温度降下を図る。稼働条件ＴＢは、ＰＣＵ５の温度の許容上限ＴＣよりも低い。

なお、温度センサ７５が検出する冷却水温が稼働条件ＴＢ未満であってもラジエータファン７７を起動し、その吐出する風量を比較的少なくしておき、冷却水温が稼働条件ＴＢ以上に上昇したときに、ラジエータファン７７が吐出する風量をより増大させるように制御することも考えられる。

また、ＥＣＵ０は、原則として、温度センサ７５が検出する冷却水の温度が高くなるほど、冷却水ポンプ７４が吸込み吐出する冷却水の流量を増加させるように制御する。ポンプ７４による冷却水の吐出流量が増加することは、冷却水系統を循環する冷却水の流量が増加することを意味する。冷却水の流量が増加するほど、ラジエータ７１において冷却水から放熱される単位時間当たりの熱量が増加し、冷却水及びＰＣＵ５の温度が降下する。加えて、オイルクーラ６の冷媒のオイルが冷却され、モータジェネレータ２、４から奪う熱量が増加するので、モータジェネレータ２、４の温度も降下する。

ＥＣＵ０は、少なくとも、温度センサ７５が検出する冷却水温が稼働条件ＴＢ未満であるときと、稼働条件ＴＢ以上であるときとで、冷却水ポンプ７４による冷却水の吐出流量を変更する。例えば、冷却水温が稼働条件ＴＢ以上に上昇したならば、ポンプ７４の吐出流量を最大化するべく、ポンプ７４を駆動する電動機に印加する電流の（ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御における）ＤＵＴＹ比を１００％ないし１００％に近づけ、冷却水温が稼働条件温度未満に低下したならば、ポンプ７４の吐出流量を最大量から減少させるべく、ポンプ７４を駆動する電動機に印加する電流のＤＵＴＹ比を１００％よりも小さくする、例えば６５％まで引き下げる。

余談ながら、温度センサ７５が検出する冷却水の温度が稼働条件ＴＢ、ＴＡよりも低い所定温度ＴＳ、例えば５２℃未満に低下したときには、ポンプ７４の吐出流量をより一層減少させるべく、ポンプ７４を駆動する電動機に印加する電流のＤＵＴＹ比を上記の６５％よりも小さくし、例えば４５％まで引き下げる。温度センサ７５が検出する冷却水の温度がさらに低い所定温度、例えば４０℃未満に低下したときには、ポンプ７４を駆動する電動機に印加する電流のＤＵＴＹ比を０％として、ポンプ７４を停止させても構わない。

以上により、ラジエータ７１からＰＣＵ５に供給する冷却水の温度を、殆どの場合で許容上限ＴＣ以下に抑制することができる。

しかしながら、稀ではあるものの、車両が高出力運転されて走行した後に停車し、かつその停車中に内燃機関１をファイアリングして蓄電装置３を充電するようなホットソークの状況下では、図４に一点鎖線で表しているように、ラジエータ７１からＰＣＵ５に供給する冷却水の温度が許容上限ＴＣを超えてオーバシュートする可能性が生じる。ホットソーク中は、ラジエータ７１に走行風が流れなくなり、ラジエータファン７７による送風がない限り放熱性能が失われるにもかかわらず、モータジェネレータ２、４やＰＣＵ５が高出力運転によって蓄積された熱を放ち続けるからである。

ホットソーク時にもラジエータ７１からＰＣＵ５に供給する冷却水の温度を許容上限ＴＣ以下に抑制するために、本実施形態のＥＣＵ０は、図５に示すように、ホットソークにより冷却水温が許容条件ＴＣを超えて上昇する懸念がある特定の状況下に限り（ステップＳ１）、上述したラジエータファン７７及び冷却水ポンプ７４の制御の条件となる稼働条件温度ＴＢを、より低位の温度ＴＡ、例えば５７℃に変更する（ステップＳ２）。

つまり、ホットソーク時以外では、稼働条件温度を平常の値ＴＢ（６０℃）に設定し（ステップＳ３）、温度センサ７５が検出する冷却水温がその稼働条件温度ＴＢを超えたときに（ステップＳ４）ラジエータファン７７を起動するかその吐出風量をより増大させ（ステップＳ５）、また冷却水ポンプ７４の吐出流量をより増大させる（ステップＳ６）。冷却水温が稼働条件ＴＢ未満であれば、ラジエータファン７７を停止するかその吐出風量をより減少させ（ステップＳ７）、かつ冷却水ポンプ７４の吐出流量をより減少させる（ステップＳ８）。

対して、ホットソーク時は、稼働条件温度を平常よりも低位値ＴＡ（５７℃）に設定し（ステップＳ２）、温度センサ７５が検出する冷却水温がその稼働条件温度ＴＡを超えたときに（ステップＳ４）ラジエータファン７７を起動するかその吐出風量をより増大させ（ステップＳ５）、また冷却水ポンプ７４の吐出流量をより増大させる（ステップＳ６）。これにより、図４に実線で表しているように、ホットソーク中にラジエータ７１からＰＣＵ５に供給する冷却水の温度が許容上限ＴＣを超えてオーバシュートすることを確実に抑止できる。

ホットソーク時であっても、温度センサ７５が検出する冷却水温が稼働条件温度ＴＡ未満であるならば、ラジエータファン７７を停止するかその吐出風量をより減少させ（ステップＳ７）、かつ冷却水ポンプ７４の吐出流量をより減少させる（ステップＳ８）ことは言うまでもない。

ステップＳ１にて、ＥＣＵ０は、ＰＣＵ５及びモータジェネレータ２、４の発熱量と、内燃機関１の運転状態とのうち少なくとも一方に基づき、ラジエータ７１からＰＣＵ５に供給する冷却水の温度が許容上限ＴＣを超越する可能性があるか否かを判断する。ＰＣＵ５及びモータジェネレータ２、４の発熱量は、現在時点以前のモータジェネレータ２、４の出力若しくはトルク、またはそれらの積算（時間積分）等を基に推算できる。モータジェネレータ２、４の出力若しくはトルクが大きいほど、発熱量が大きくなる。内燃機関１の発熱量もまた、現在時点以前の内燃機関１の出力若しくはトルク（エンジン負荷率）、またはそれらの積算等を基に推算できる。内燃機関１の出力若しくはトルクが大きいほど、発熱量が大きくなる。

無論、ＰＣＵ５及びモータジェネレータ２、４の発熱量を、その前後に温度センサを設置する等して計測することも可能である。が、温度センサの設置等によるコストがかかるため、発熱量を上記の手法を以て推算することが好ましいと思われる。

ステップＳ１では、例えば、
・現在車速が０で停車中、若しくは車速が０に近い所定値以下の低速走行中であり、
・なおかつ、ＰＣＵ５及びモータジェネレータ２、４のこれまでの発熱量が閾値よりも大きく、及び／または、内燃機関１の発熱量がこれまでの閾値よりも大きい
場合に、ラジエータ７１からＰＣＵ５に供給する冷却水の温度が許容上限ＴＣを超越する可能性があると判断し、ステップＳ２に遷移する、即ち稼働条件温度をより低位の値ＴＡに設定する。さもなくば、ステップＳ３に遷移する、即ち稼働条件温度をより高位の値ＴＢに設定する。

さらに、ステップＳ１が真となりステップＳ２に遷移する条件として、
・車両の停車中若しくは低速走行中に、内燃機関１により発電用モータジェネレータ２を駆動して発電している
ことを追加してもよい。

本発明では、動力源として内燃機関１及び電動機２、４が搭載されたハイブリッド車両に係わり、ラジエータ７１において放熱させた冷却水をインバータ２１、４１を含むＰＣＵ５に供給し、ＰＣＵ５を冷却した後の冷却水を電動機２、４に供給し、電動機２、４を冷却した後の冷却水をラジエータ７１に向けて還流させる冷却水系統を制御するものであり、ラジエータ７１からＰＣＵ５に供給する冷却水の温度が稼働条件温度ＴＡ、ＴＢ以上に上昇した場合、そうでない場合と比較して、ラジエータ７１に付随しこれを強制空冷するファン７７の吐出風量をより増大させる（冷却水の温度が稼働条件温度以上に上昇した場合に、それまで停止していたファン７７を起動することを含む）こととし、前記稼働条件温度ＴＡ、ＴＢを、ＰＣＵ５及び電動機２、４の発熱量と内燃機関の運転状態とのうち少なくとも一方に基づいて可変とする冷却水系統の制御装置を構成した。

並びに、本発明では、動力源として内燃機関１及び電動機２、４が搭載されたハイブリッド車両に係わり、ラジエータ７１において放熱させた冷却水をインバータ２１、４１を含むＰＣＵ５に供給し、ＰＣＵ５を冷却した後の冷却水を電動機２、４に供給し、電動機２、４を冷却した後の冷却水をラジエータ７１に向けて還流させる冷却水系統を制御するものであり、ラジエータ７１からＰＣＵ５に供給する冷却水の温度が稼働条件温度ＴＡ、ＴＢ以上に上昇した場合、そうでない場合と比較して、冷却水を吸込み吐出する冷却水ポンプ７４の吐出流量をより増大させることとし、前記稼働条件温度ＴＡ、ＴＢを、ＰＣＵ５及び電動機２、４の発熱量と内燃機関１の運転状態とのうち少なくとも一方に基づいて可変とする冷却水系統の制御装置０を構成した。

本実施形態によれば、ホットソークに代表される特定の状況下において、稼働条件温度をより低位の値ＴＡに変更し、ラジエータファン７７や冷却水ポンプ７４を積極的に稼働させて、にラジエータ７１からＰＣＵ５に供給する冷却水の温度を確実に許容上限ＴＨＣ以下に抑えることができる。ラジエータ７１を徒に大形化せずとも、ＰＣＵ５の保護機能が働く可能性が減少するため、車両の動力性能を高く維持することが可能となる。

ホットソークのような状況以外では、稼働条件温度をより高位の値ＴＢに変更して、ラジエータファン７７の起動機会や冷却水ポンプ７４の吐出流量を減少させる。従って、ラジエータファン７７や冷却水ポンプ７４が不必要に電力を消費することが回避され、車両のエネルギ効率、実用燃費性能を徒に低下させずに済む。

ラジエータファン７７が頻繁に起動されることに伴う車両のＮＶ性能の悪化や、ラジエータファン７７を駆動する電動機のブラシの摩耗も抑制できる。また、特に、車両の停車中若しくは低速走行中に内燃機関１をファイアリングし発電を実行していることを必要条件として、稼働条件温度をより低位の値ＴＡに変更するようにすれば、内燃機関１のファイアリング運転中にラジエータファン７７を稼働し、内燃機関１の運転停止中はラジエータファン７７を極力稼働しないように制御することができる。ラジエータファン７７を駆動する電動機が発する騒音を、ファイアリング運転している内燃機関１が発する騒音によってマスクできるので、運転者を含む車両の搭乗者にラジエータファン７７の稼働に起因する不快感を与えにくくなる。

なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。例えば、本発明の適用対象は、シリーズ方式のハイブリッド車両には限定されない。他の方式のハイブリッド車両や電気自動車等に本発明を適用することも、当然に可能である。

その他、各部の具体的な構成や処理の内容等は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

０…制御装置（ＥＣＵ）
１…内燃機関
２…発電機、モータリング用電動機（発電用モータジェネレータ）
２１…インバータ
３…蓄電装置
３１…昇降圧コンバータ
４…走行用電動機（走行用モータジェネレータ）
４１…インバータ
５…ＰＣＵ
６…トランスアクスル
７１…ラジエータ
７４…冷却水ポンプ
７５…冷却水の温度を検出するセンサ
７７…ラジエータファン

Claims (2)

1. 動力源として内燃機関及び電動機が搭載されたハイブリッド車両に係わり、
   ラジエータにおいて放熱させた冷却水をインバータを含むＰＣＵ及び電動機に供給しこれらを冷却した後の冷却水をラジエータに向けて還流させる冷却水系統を制御するものであり、
   ＰＣＵに供給する冷却水の温度が稼働条件温度以上に上昇した場合、そうでない場合と比較して、ラジエータに付随しこれを強制空冷するファンの吐出風量をより増大させることとし、
   前記稼働条件温度を、ＰＣＵ及び電動機の発熱量と内燃機関の運転状態とのうち少なくとも一方に基づいて可変とする冷却水系統の制御装置。
2. 動力源として内燃機関及び電動機が搭載されたハイブリッド車両に係わり、
   ラジエータにおいて放熱させた冷却水をインバータを含むＰＣＵ及び電動機に供給しこれらを冷却した後の冷却水をラジエータに向けて還流させる冷却水系統を制御するものであり、
   ＰＣＵに供給する冷却水の温度が稼働条件温度以上に上昇した場合、そうでない場合と比較して、冷却水を吸込み吐出する冷却水ポンプの吐出流量をより増大させることとし、
   前記稼働条件温度を、ＰＣＵ及び電動機の発熱量と内燃機関の運転状態とのうち少なくとも一方に基づいて可変とする冷却水系統の制御装置。

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