(57)【要約】【課題】スロットルボディのアイシングを速やかに解消しつつ、内燃機関を早期に暖機することが可能なスロットルボディの昇温装置を提供する。【解決手段】スロットルボディの昇温装置は、ハイブリッド車両の内燃機関が有するスロットルボディを昇温するために好適に利用される。具体的には、ハイブリッド車両における電気系を冷却するための電気系冷却水をスロットルボディに対して供給することによってスロットルボディを昇温する。これにより、電気系冷却水を用いて、スロットルボディのアイシングを速やかに解消することが可能となる。また、アイシング想定時に、内燃機関冷却水の循環を抑制する制御を行う。これにより、内燃機関を早期に暖機することが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハイブリッド車両に搭載された内燃機関におけるスロットルボディを昇温させるスロットルボディの昇温装置であって、
前記スロットルボディに対して、前記ハイブリッド車両における電気系を冷却するための電気系冷却水を供給する電気系冷却水供給部を備えることを特徴とするスロットルボディの昇温装置。
【請求項２】
前記スロットルボディのアイシングが想定される場合に、前記ハイブリッド車両におけるＥＶ駆動率を上昇させる制御を行う制御手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のスロットルボディの昇温装置。
【請求項３】
前記ＥＶ駆動率に応じて、前記電気系冷却水を循環させる流量を制御する流量制御手段を更に備えることを特徴とする請求項２に記載のスロットルボディの昇温装置。
【請求項４】
前記スロットルボディのアイシングが想定される場合に、前記内燃機関を始動させると共に、前記内燃機関を冷却するための内燃機関冷却水の循環を抑制する手段を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のスロットルボディの昇温装置。
【請求項５】
前記電気系冷却水を循環させる第１の電動ポンプと、
前記内燃機関を冷却するための内燃機関冷却水を循環させる第２の電動ポンプと、を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のスロットルボディの昇温装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却水を利用してスロットルボディを昇温させるスロットルボディの昇温装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、スロットルバルブにおける氷結（以下、「アイシング」とも呼ぶ。）に対して対策するための技術が提案されている。例えば、特許文献１には、スロットルバルブのスロットルボディに対して冷却水（エンジン冷却水）を流すことで、スロットルボディを昇温させる技術が記載されている。
【０００３】
【特許文献１】実開昭６３−１９０５４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した特許文献１に記載された技術においては、十分にスロットルボディを昇温させることができずに、アイシングを適切に解消することができない場合があった。これは、エンジンの始動時などにおいては、エンジン本体を暖機する要求があるため、スロットルボディに対して供給できる冷却水の流量が制限されてしまう場合があったからである。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、スロットルボディのアイシングを速やかに解消しつつ、内燃機関を早期に暖機することが可能なスロットルボディの昇温装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つの観点では、ハイブリッド車両に搭載された内燃機関におけるスロットルボディを昇温させるスロットルボディの昇温装置は、前記スロットルボディに対して、前記ハイブリッド車両における電気系を冷却するための電気系冷却水を供給する電気系冷却水供給部を備えることを特徴とする。
【０００７】
上記のスロットルボディの昇温装置は、ハイブリッド車両の内燃機関が有するスロットルボディを昇温するために好適に利用される。スロットルボディの昇温装置は、ハイブリッド車両における電気系を冷却するための電気系冷却水をスロットルボディに対して供給することによって、スロットルボディを昇温する。即ち、内燃機関を冷却する内燃機関冷却水の代わりに電気系冷却水を供給することによって、スロットルボディを昇温する。これにより、電気系冷却水を用いて、スロットルバルブにおいてアイシングが生じている部分を効果的に融解させることができ、スロットルバルブを早期に正常に復帰させることが可能となる。
【０００８】
また、上記のように内燃機関冷却水の代わりに電気系冷却水をスロットルボディに供給するように構成することにより、スロットルボディのアイシングを考慮に入れることなく、内燃機関冷却水の循環の制御を行うことが可能となる。つまり、スロットルボディを昇温させるために、内燃機関冷却水の循環の制御を行う必要がない。そのため、低温時等において、内燃機関冷却水による内燃機関の冷却が抑制されるように、内燃機関冷却水の循環の制御を行うことができる。したがって、上記のスロットルボディの昇温装置によれば、内燃機関を早期に暖機することが可能となる。
【０００９】
上記のスロットルボディの昇温装置の一態様では、前記スロットルボディのアイシングが想定される場合に、前記ハイブリッド車両におけるＥＶ駆動率を上昇させる制御を行う制御手段を備える。
【００１０】
この態様では、スロットルボディのアイシングが想定される場合、内燃機関の代わりに電動機を用いて車両を駆動させる割合を上昇させる。こうすることにより、ハイブリッド車両における電気系の発熱量が上昇するため、電気系冷却水の水温を効果的に上昇させることができる。よって、この電気系冷却水をスロットルボディに供給することによって、スロットルボディを速やかに昇温させることができる。
【００１１】
上記のスロットルボディの昇温装置の他の一態様では、前記ＥＶ駆動率に応じて、前記電気系冷却水を循環させる流量を制御する流量制御手段を更に備える。
【００１２】
この態様では、ＥＶ駆動率を上昇させた場合、電気系冷却水を循環させる流量を上昇させえる。これにより、スロットルボディに対して適量の電気系冷却水量を供給することができ、スロットルボディを効果的に昇温させることが可能となる。
【００１３】
上記のスロットルボディの昇温装置の他の一態様では、前記スロットルボディのアイシングが想定される場合に、前記内燃機関を始動させると共に、前記内燃機関を冷却するための内燃機関冷却水の循環を抑制する手段を備える。
【００１４】
この態様では、スロットルボディのアイシングが想定される場合に、内燃機関を始動させる制御を行うと共に、内燃機関冷却水の循環を抑制する制御を行う。例えば、アイシングの想定時に、内燃機関冷却水の循環を停止させる制御を行う。このような制御を行うことにより、低温時などにおいて、内燃機関冷却水により内燃機関が冷却されてしまうことを効果的に抑制することができ、内燃機関を早期に暖機することが可能となる。
【００１５】
上記のスロットルボディの昇温装置において好適には、前記電気系冷却水を循環させる第１の電動ポンプと、前記内燃機関を冷却するための内燃機関冷却水を循環させる第２の電動ポンプと、を備える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１７】
［冷却系システムの構成］
図１は、本発明の第１実施形態に係るスロットルボディの昇温装置が適用された冷却系システム１００の概略構成を示す図である。なお、図１においては、実線矢印がガスや冷却水の流れの一例を示し、一点鎖線で表した矢印が信号の入出力を示している。また、太線で表した実線（符号１０で示す）は、エンジン１を冷却する冷却水（以下、「エンジン冷却水」と呼ぶ。）が流れるエンジン冷却水通路を示しており、太線で表した破線（符号２９で示す）は、ハイブリッド車両における電気系を冷却する冷却水（以下、「ＨＶ系冷却水」と呼ぶ。）が流れるＨＶ系冷却水通路を示している。なお、エンジン冷却水は内燃機関冷却水に対応し、ＨＶ系冷却水は電気系冷却水に対応する。
【００１８】
冷却系システム１００は、主に、エンジン系冷却システム５０と、ＨＶ系冷却システム５１と、エアコンシステム５２と、を有する。この冷却系システム１００は、ハイブリッド車両（ＨＶ車両）に適用される。
【００１９】
エンジン系冷却システム５０は、エンジン冷却水を用いてエンジン１などの冷却を行うと共に、エンジン冷却水を用いて車室内空気を暖めたり、エンジン冷却水と排気ガスとの間で熱交換を行うことによって排気熱を回収したりするシステムである。この場合、エンジン冷却水は、エンジン冷却水通路１０を通過する。エンジン冷却水通路１０上には、エンジン１と、ヒータコア２と、排気熱回収器３と、ＥＧＲクーラ４と、ＥＧＲバルブ５と、ラジエータ６と、サーモスタット７と、エンジン用電動ウォーターポンプ（以下、「エンジン用電動ＷＰ」と呼ぶ。）８と、が設けられている。
【００２０】
エンジン（内燃機関）１は、供給される燃料と空気との混合気を燃焼させることによって動力を発生する装置である。エンジン１は、エンジン冷却水通路１０からエンジン冷却水が供給されることによって冷却される。ヒータコア２は、内部を通過するエンジン冷却水によって、車室内空気を暖める装置である。この場合、ヒータコア２によって暖められた空気は、ブロア２ａによって車室内に送風される。排気熱回収器３は、エンジン１の排気ガスが通過する排気通路（不図示）上に設けられている。排気熱回収器３は、内部にエンジン冷却水が通過し、エンジン冷却水と排気ガスとの間で熱交換を行うことによって排気熱を回収する。
【００２１】
ＥＧＲクーラ４は、ＥＧＲガスが通過するＥＧＲ通路（不図示）上に設けられており、ＥＧＲガスを冷却するために用いられる。また、ＥＧＲクーラ４には、エンジン冷却水が供給される。これにより、効果的にＥＧＲガスを冷却することができる。ＥＧＲバルブ５は、前述したＥＧＲ通路内を通過するＥＧＲガスの流通を制御する弁である。ＥＧＲバルブ５にも、エンジン冷却水が供給される。これにより、ＥＧＲバルブ５が冷却される。
【００２２】
ラジエータ６では、その内部を通過するエンジン冷却水が外気によって冷却される。この場合、電動ファン６ａの回転により導入された風によって、ラジエータ６内のエンジン冷却水の冷却が促進される。また、エンジン用電動ＷＰ８は、電動式のモータを備えて構成され、このモータの駆動によりエンジン冷却水をエンジン冷却水通路１０内で循環させる。具体的には、エンジン用電動ＷＰ８は、バッテリから電力が供給され、後述するエンジン用コントローラ５５から供給される制御信号Ｓ８によって回転数などが制御される。なお、エンジン用電動ＷＰ８は、本発明における第２の電動ポンプに相当する。
【００２３】
サーモスタット７は、エンジン冷却水の温度に応じて開閉する弁によって構成される。基本的には、サーモスタット７は、エンジン冷却水の温度が高温となったときに開弁する。この場合、エンジン冷却水はラジエータ６を通過することとなる。これにより、エンジン冷却水が冷却され、例えばエンジン１のオーバーヒートなどが抑制される。これに対して、エンジン冷却水の温度が比較的低温である場合には、サーモスタット７は閉弁している。この場合には、エンジン冷却水はラジエータ６を通過しない。これにより、エンジン冷却水の温度低下が抑制されるため、例えばエンジン１のオーバークールなどが抑制される。
【００２４】
次に、ＨＶ系冷却システム５１は、ＨＶ系冷却水を用いてハイブリッド車両における電気系を冷却するシステムである。この場合、ＨＶ系冷却水は、ＨＶ系冷却水通路２９を通過する。ＨＶ系冷却水通路２９には、インバータＡＳＳＹ２１と、スロットルボディ２２と、ＨＶ用ラジエータ２３と、リザーバタンク２４と、インバータ用電動ウォーターポンプ（以下、「インバータ用電動ＷＰ」と呼ぶ。）２５と、が設けられている。
【００２５】
インバータＡＳＳＹ２１は、インバータなどを有して構成され、ハイブリッド車両における図示しないバッテリと、電動機及び発電機との間の電力の入出力を制御する直流交流変換機である。また、インバータＡＳＳＹ２１は、ＨＶ系冷却水通路２９からＨＶ系冷却水が供給されることによって冷却される。つまり、ＨＶ系冷却システム５１は、インバータＡＳＳＹ２１を冷却する。
【００２６】
ＨＶ用ラジエータ２３は、ＨＶ系冷却水を冷却する装置である。リザーバタンク２４は、ＨＶ系冷却水を備蓄するタンクである。また、インバータ用電動ＷＰ２５は、電動式のモータを備えて構成され、このモータの駆動によりＨＶ系冷却水をＨＶ系冷却水通路２９内で循環させる。具体的には、インバータ用電動ＷＰ２５は、バッテリから電力が供給され、後述するＨＶ用コントローラ５６から供給される制御信号Ｓ２５によって回転数などが制御される。なお、インバータ用電動ＷＰ２５は、本発明における第１の電動ポンプに相当する。
【００２７】
スロットルボディ２２は、図示しない吸気通路上に設けられており、エンジン１に供給する吸気の量を調整するスロットルバルブ（不図示）を内蔵するユニットである。本実施形態では、このようなスロットルボディ２２に対して、ＨＶ系冷却水通路２９を介してＨＶ系冷却水を供給する。即ち、スロットルボディ２２には、ＨＶ系冷却水が通過する流路が形成されている。スロットルボディ２２にＨＶ系冷却水を供給することによって、スロットルバルブにおいて氷結（以下、「アイシング」とも呼ぶ。）が生じている場合に、このアイシングを解消できるような温度までスロットルボディ２２を昇温させることが可能となる。或いは、低温時においてスロットルバルブに発生し得るアイシングを適切に防止することが可能となる。以上のように、本実施形態では、エンジン冷却水の代わりにＨＶ系冷却水をスロットルボディ２２に供給することによって、スロットルボディ２２の昇温を行う。なお、ＨＶ系冷却水通路２９は、本発明における電気系冷却水供給部として動作する。
【００２８】
また、上記のようにエンジン冷却水の代わりにＨＶ系冷却水をスロットルボディ２２に供給するように構成することにより、低温時等において、スロットルボディ２２のアイシングを考慮に入れることなく、エンジン冷却水の循環の制御を行うことが可能となる。つまり、スロットルボディ２２を昇温させるために、エンジン冷却水の循環の制御を行う必要がないと言える。そのため、低温時等において、専らエンジン冷却水によるエンジン１の冷却が抑制されるように、エンジン冷却水の循環の制御を行うことができる。具体的には、低温時等において、エンジン冷却水の循環を停止させることができる。このようにエンジン冷却水の循環を停止させることにより、低温時などにおいて、エンジン１へのエンジン冷却水の供給を停止することができるので、エンジン冷却水によりエンジン１が冷却されてしまうことを効果的に抑制することができる。したがって、スロットルボディ２２にＨＶ系冷却水を供給するように構成することにより、エンジン１を早期に暖機することが可能となる。
【００２９】
次に、エアコンシステム５２は、冷媒が気化するときに熱を奪う性質を利用して車室内空気を冷却するシステムである。エアコンシステム５２は、主に、コンデンサ３０と、電動コンプレッサ３１と、エバポレータ３２と、を有する。エバポレータ３２は、冷媒を気化させて車室内空気の熱を奪う装置であり、電動コンプレッサ３１は、気化した冷媒を圧縮する装置であり、コンデンサ３０は、圧縮された冷媒を液化することで車室内空気から奪った熱を車外に放出する装置である。
【００３０】
次に、エンジン用コントローラ５５は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）などを備える。エンジン用コントローラ５５は、エンジン１及びエンジン系冷却システム５０に対して制御を行う装置であり、所謂ＥＣＵ（Engine Control Unit）に相当する。本実施形態では、エンジン用コントローラ５５は、スロットルボディ２２のアイシングが想定される場合に、エンジン１を始動させる制御を行うと共に、エンジン冷却水の循環を抑制する制御を行う。例えば、エンジン用コントローラ５５は、アイシングの想定時に、エンジン用電動ＷＰ８を停止させる制御を行う。このような制御を行うことにより、低温時などにおいて、エンジン冷却水によりエンジン１が冷却されてしまうことを効果的に抑制することができ、エンジン１を早期に暖機することが可能となる。
【００３１】
ＨＶ用コントローラ５６は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭなどを備える。ＨＶ用コントローラ５６は、ハイブリッド車両における電気系（インバータや、発電機や、電動機や、バッテリなど）、及びＨＶ系冷却システム５１に対して制御を行う装置である。本実施形態では、ＨＶ用コントローラ５６は、スロットルボディ２２のアイシングが想定される場合に、ハイブリッド車両におけるＥＶ駆動率を上昇させる制御を行う。この「ＥＶ駆動率」は、エンジン１の代わりに電動機を用いて車両を駆動させる割合に相当する。詳しくは、ＨＶ用コントローラ５６はエンジン用コントローラ５５と協調して、言い換えると、エンジン用コントローラ５５と信号Ｓ５０を交換し合うことによって、ＥＶ駆動率の制御を行う。例えば、ＨＶ用コントローラ５６が電動機による駆動を増加させる制御を行い、エンジン用コントローラ５５がエンジン１による駆動を減少させる制御を行うことによって、ＥＶ駆動率を上昇させる。このように、アイシングの想定時にＥＶ駆動率を上昇させる制御を行うことにより、インバータＡＳＳＹ２１の発熱量が上昇する。したがって、インバータＡＳＳＹ２１の発熱によりＨＶ系冷却水の水温が上昇するため、このＨＶ系冷却水をスロットルボディ２２に供給することによって、スロットルボディ２２を速やかに昇温させることができる。よって、スロットルバルブにおいてアイシングが生じている部分を効果的に融解させることができ、スロットルバルブを早期に正常に復帰させることが可能となる。
【００３２】
更に、ＨＶ用コントローラ５６は、上記したＥＶ駆動率に応じて、ＨＶ系冷却水を循環させる流量を制御する。例えば、ＨＶ用コントローラ５６は、ＥＶ駆動率を上昇させた場合、インバータ用電動ＷＰ２５の流量を上昇させる制御を行う。これにより、スロットルボディ２２に対して適量のＨＶ系冷却水量を供給することができ、スロットルボディ２２を効果的に昇温させることが可能となる。よって、スロットルバルブのアイシングをより早期に解消することが可能となる。
【００３３】
［スロットルボディの昇温処理］
次に、本実施形態に係るスロットルボディ２２の昇温処理について説明する。図２は、スロットルボディ２２の昇温処理を示すフローチャートである。この処理は、前述したエンジン用コントローラ５５及びＨＶ用コントローラ５６が所定の周期で繰り返し実行する。
【００３４】
まず、ステップＳ１０１では、エンジン用コントローラ５５が、スロットルボディ２２にアイシングが発生しているか否かを判定する。即ち、スロットルボディ２２のアイシングが想定されるかを判定する。アイシングが想定された場合（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０２に進み、アイシングが想定されなかった場合（ステップＳ１０１；Ｎｏ）、処理は当該フローを抜ける。なお、ステップＳ１０１の判定は、ＨＶ用コントローラ５６が行っても良い。
【００３５】
ステップＳ１０２では、エンジン用コントローラ５５が、エンジン１を始動し、エンジン冷却水の循環を抑制する制御を行う。例えば、エンジン用コントローラ５５は、エンジン用電動ＷＰ８を停止させる制御を行う。このような制御を行うのは、エンジン１が冷却されてしまうことを抑制して、エンジン１を早期に暖機させるためである。以上の処理が終了すると、処理はステップＳ１０３に進む。
【００３６】
ステップＳ１０３では、ＨＶ用コントローラ５６が、ハイブリッド車両におけるＥＶ駆動率を上昇させる制御を行う。具体的には、ＨＶ用コントローラ５６はエンジン用コントローラ５５と協調して（エンジン用コントローラ５５と信号Ｓ５０を交換し合う）、エンジン１の代わりに電動機を用いて車両を駆動させる割合が上昇するように制御を行う。このようにＥＶ駆動率を上昇させる制御を行うのは、インバータＡＳＳＹ２１の発熱量を上昇させて、スロットルボディ２２を速やかに昇温させるためである。以上の処理が終了すると、処理はステップＳ１０４に進む。
【００３７】
ステップＳ１０４では、ＨＶ用コントローラ５６が、ステップＳ１０３で設定したＥＶ駆動率に応じて、ＨＶ系冷却水の流量を制御する。具体的には、ＥＶ駆動率が上昇されるので、ＨＶ用コントローラ５６は、インバータ用電動ＷＰ２５の流量を上昇させる制御を行う。こうするのは、スロットルボディ２２に供給するＨＶ系冷却水量をＥＶ駆動率に応じて増加させることによって、スロットルボディ２２を効果的に昇温させるためである。以上の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。
【００３８】
以上のスロットルボディ２２の昇温処理によれば、スロットルバルブのアイシングを速やかに解消しつつ、エンジン１を早期に暖機することが可能となる。
【００３９】
［変形例］
次に、本発明の変形例について説明する。変形例では、前述したスロットルボディの昇温装置をプラグインハイブリッド車両に適用する。プラグインハイブリッド車両とは、通常のハイブリッド車両よりも二次電池の容量を大きくし、電池を外部電力で充電可能にすることによって、モータによるＥＶ走行レンジを拡大したハイブリッド車両である。また、プラグインハイブリッド車両は、特定条件が成立する場合にのみエンジン１を駆動し、それ以外は電動機によるＥＶ走行を行う点で、通常のハイブリッド車両とは異なる。
【００４０】
図３は、変形例に係る冷却系システム１０１の概略構成を示す図である。冷却系システム１０１は、上記したプラグインハイブリッド車両に適用される。また、冷却系システム１０１は、エンジン系冷却システム５０がエンジン用電動ＷＰ８の代わりにエンジン用ベルト駆動式ウォーターポンプ（以下、「エンジン用ベルト駆動式ＷＰ」と呼ぶ。）１５を有する点で、図１に示した冷却系システム１００と構成が異なる。なお、冷却系システム１００と同一の構成要素に対しては同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４１】
エンジン用ベルト駆動式ＷＰ１５は、エンジン１の駆動力がベルトを介して伝達されることによって駆動して、エンジン冷却水をエンジン冷却水通路１０内で循環させる。この場合、プラグインハイブリッド車両においては、エンジン１は特定条件が成立する場合にしか駆動されないので、エンジン用ベルト駆動式ＷＰ１５が駆動する頻度は比較的低いと言える。しかしながら、変形例に係る構成でも、エンジン冷却水の代わりにＨＶ系冷却水がスロットルボディ２２に供給されるように構成しているため、エンジン用ベルト駆動式ＷＰ１５が駆動しておらずにエンジン冷却水が循環していなくても、ＨＶ系冷却水を用いてスロットルボディ２２を適切に昇温することができる。よって、低温時などにエンジン１の駆動要求が出された場合にも、確実にスロットルバルブを作動させることが可能となる。
【００４２】
なお、上記では、インバータＡＳＳＹ２１を冷却するためのＨＶ系冷却水がスロットルボディ２２に供給されるようにスロットルボディ２２などを構成する例を示したが、これに限定はされない。他の例では、インバータＡＳＳＹ２１以外のハイブリッド車両における電気系（例えば、電動機や発電機やバッテリなど）を冷却するＨＶ系冷却システムを設けて、このＨＶ系冷却システムが用いるＨＶ系冷却水がスロットルボディに供給されるようにＨＶ系冷却水通路やスロットルボディなどを構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施形態に係る冷却系システムの概略構成を示す図である。
【図２】スロットルボディの昇温処理を示すフローチャートである。
【図３】変形例に係る冷却系システムの概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  エンジン（内燃機関）
３  排気熱回収器
６  ラジエータ
８  エンジン用電動ウォーターポンプ
１０  エンジン冷却水通路
１５  エンジン用ベルト駆動式ウォーターポンプ
２１  インバータＡＳＳＹ
２２  スロットルボディ
２５  インバータ用電動ウォーターポンプ
２９  ＨＶ系冷却水通路
５０  エンジン系冷却システム
５１  ＨＶ系冷却システム
５５  エンジン用コントローラ
５６  ＨＶ用コントローラ
１００、１０１  冷却系システム
【図１】
2008082219.tif 000003
【図２】
2008082219.tif 000004
【図３】
2008082219.tif 000005