(57)【要約】【課題】エンジンの始動直後において、エンジンの回転数が低下するのを防ぐことが可能な電動ウォーターポンプの制御装置を提供する。【解決手段】電動ウォーターポンプの制御装置は、内燃機関回転数判定手段と、電動ウォーターポンプ駆動手段と、を備える。内燃機関回転数判定手段は、内燃機関の始動後に、内燃機関の回転数が所定値よりも大きいか否かについて判定する。電動ウォーターポンプ駆動手段は、内燃機関の始動時から、内燃機関の回転数が所定値よりも大きいと内燃機関回転数判定手段によって判定されるまでの間、電動ウォーターポンプの駆動を停止する。これにより、内燃機関のクランキングを行うモータは、クランキングのために必要な電力を、バッテリより受けることができ、内燃機関の回転数の低下を防ぐことができる。【選択図】図２
2008184994.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関における冷却水を循環させる電動ウォーターポンプに対して制御を行う電動ウォーターポンプの制御装置において、
前記内燃機関の始動後に、前記内燃機関の回転数が所定値よりも大きいか否かについて判定する内燃機関回転数判定手段と、
前記内燃機関の始動時から、前記内燃機関の回転数が所定値よりも大きいと前記内燃機関回転数判定手段によって判定されるまでの間、前記電動ウォーターポンプの駆動を停止する電動ウォーターポンプ駆動手段と、を備えることを特徴とする電動ウォーターポンプの制御装置。
【請求項２】
前記所定値は、前記内燃機関の燃焼室内の燃焼により前記内燃機関の回転数が増加するときの前記内燃機関の回転数の値であることを特徴とする請求項１に記載の電動ウォーターポンプの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの冷却水を循環させる電動ウォーターポンプに対して制御を行う電動ウォーターポンプの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、エンジンを冷却する冷却水を循環させる電動ウォーターポンプ（以下、「電動Ｗ／Ｐ」と呼ぶ。）を用いた技術が提案されている。例えば、特許文献１には、エンジンの停止後も冷却水を循環させる排気熱回収装置が記載されている。また、特許文献２には、エンジンの始動後において、機械式ウォーターポンプが作動した後に電動ウォーターポンプを停止する技術が記載されている。また、特許文献３には、バッテリの電力の残容量に応じて、エンジン始動時に使用可能な電気負荷に制限値を設ける技術が記載されている。また、特許文献４には、エンジンの冷間始動後に電動ウォーターポンプの作動を所定期間停止させる技術が記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平２−１０４９５２号公報
【特許文献２】特開２００６−１６１７４５号公報
【特許文献３】特開２００２−３２７６６８号公報
【特許文献４】特開２００６−２１４２７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、エンジン始動時においては、モータでエンジンを回転させるクランキングを行う必要がある。しかしながら、このとき、電動Ｗ／Ｐを駆動させた場合には、当該電動Ｗ／Ｐに電力が消費されるため、クランキングに用いられるモータの消費電力が小さくなり、エンジンの回転数が低下する。このようなエンジンの回転数の低下は、エンジンの失火を招く恐れがある。
【０００５】
上記の特許文献１乃至４に記載された技術では、エンジン始動時に、電動Ｗ／Ｐが駆動された場合には、当該電動Ｗ／Ｐに電力が消費されてしまい、エンジンの回転数が低下してしまう。
【０００６】
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、エンジンの始動直後において、エンジンの回転数が低下するのを防ぐことを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の１つの観点では、内燃機関における冷却水を循環させる電動ウォーターポンプに対して制御を行う電動ウォーターポンプの制御装置は、前記内燃機関の始動後に、前記内燃機関の回転数が所定値よりも大きいか否かについて判定する内燃機関回転数判定手段と、前記内燃機関の始動時から、前記内燃機関の回転数が所定値よりも大きいと前記内燃機関回転数判定手段によって判定されるまでの間、前記電動ウォーターポンプの駆動を停止する電動ウォーターポンプ駆動手段と、を備える。
【０００８】
上記の電動ウォーターポンプの制御装置は、内燃機関における冷却水を循環させる電動ウォーターポンプに対して制御を行うために好適に利用される。前記電動ウォーターポンプの制御装置は、内燃機関回転数判定手段と、電動ウォーターポンプ駆動手段と、を備える。前記内燃機関回転数判定手段は、例えばＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）であり、前記内燃機関の始動後に、前記内燃機関の回転数が所定値よりも大きいか否かについて判定する。前記電動ウォーターポンプ駆動手段は、前記内燃機関の始動時から、前記内燃機関の回転数が所定値よりも大きいと前記内燃機関回転数判定手段によって判定されるまでの間、前記電動ウォーターポンプの駆動を停止する。これにより、前記内燃機関のクランキングを行うモータは、クランキングのために必要な電力を、バッテリより受けることができ、前記内燃機関の回転数の低下を防ぐことができる。
【０００９】
上記の電動ウォーターポンプの制御装置の好適な実施例は、前記所定値は、前記内燃機関の燃焼室内の燃焼により前記内燃機関の回転数が増加するときの前記内燃機関の回転数の値である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
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。
【００１１】
［車両の構成］
まず、本実施形態に係るハイブリッド車両の冷却系システムを適用したハイブリッド車両について、図１を参照して説明する。
【００１２】
図１は、ハイブリッド車両１００の概略構成を示す図である。ハイブリッド車両１００は、主に、エンジン（内燃機関）１と、車軸２と、車輪３と、モータ（モータジェネレータ）ＭＧ１、ＭＧ２と、プラネタリギヤ４と、インバータ５と、バッテリ６と、ＳＯＣセンサ６ａと、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）２０と、を備える。
【００１３】
車軸２は、エンジン１及びモータＭＧ２の動力を車輪３に伝達する動力伝達系の一部である。車輪３は、ハイブリッド車両１００の車輪であり、説明の簡略化のため、図１では特に左右前輪のみが表示されている。エンジン１は、ガソリンエンジンなどによって構成され、ハイブリッド車両１００の主たる推進力を出力する動力源として機能する。エンジン１は、ＥＣＵ２０によって種々の制御が行われる。具体的には、ＥＣＵ２０は、エンジン回転数を制御したり、図示しないスロットルバルブの開度（スロットル開度）を制御したりする。
【００１４】
モータＭＧ１は、主としてバッテリ６を充電するための発電機、或いはモータＭＧ２に電力を供給するための発電機として機能するように構成されている。また、モータＭＧ２は、主としてエンジン１の出力をアシスト（補助）する電動機として機能するように構成されている。これらのモータＭＧ１及びモータＭＧ２は、例えば同期電動発電機として構成され、外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える。プラネタリギヤ（遊星歯車機構）４は、エンジン１の出力をモータＭＧ１及び車軸２へ分配することが可能に構成され、動力分割機構として機能する。
【００１５】
インバータ５は、バッテリ６と、モータＭＧ１及びモータＭＧ２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。例えば、インバータ５は、バッテリ６から取り出した直流電力を交流電力に変換して、或いはモータＭＧ１によって発電された交流電力をそれぞれモータＭＧ２に供給すると共に、モータＭＧ１によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ６に供給することが可能に構成されている。
【００１６】
バッテリ６は、モータＭＧ１及びモータＭＧ２や、後に述べる電動ウォーターポンプを駆動するための電源として機能することが可能に構成された充電可能な蓄電池である。また、ＳＯＣセンサ６ａは、バッテリ６の充電状態（以下、「ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）」とも呼ぶ。）を検出することが可能に構成されたセンサである。ＳＯＣセンサ６ａは、ＥＣＵ２０と電気的に接続されており、バッテリ６のＳＯＣは、常にＥＣＵ２０によって把握される構成となっている。
【００１７】
［冷却系システムの構成］
図２は、本発明の実施形態に係る電動ウォーターポンプの制御装置が適用された冷却系システム５０の概略構成を示す図である。なお、図１においては、実線矢印が冷却水の流れを示し、破線矢印が信号の入出力を示している。また、太線で表した実線は、冷却水が流れる通路（冷却水通路）を示している。
【００１８】
冷却系システム５０は、主に、エンジン１と、ラジエータ１３と、サーモスタット１４と、電動ウォーターポンプ（以下、「電動Ｗ／Ｐ」と呼ぶ。）１５と、クランク角センサ１６と、冷却水通路１７ａ、１７ｂ、１７ｃと、ＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）２０より構成される。
【００１９】
本実施形態に係る冷却系システム５０は、主に、冷却水を用いてエンジン１の冷却を行うと共に、冷却水を用いてエンジン１などの暖機を行うためのシステムである。この場合、冷却水は、冷却水通路１７ａ、１７ｂ、１７ｃを通過して循環する。なお、以下では、冷却水通路１７ａ〜１７ｃを区別しない場合には、単に「冷却水通路１７」として用いるものとする。
【００２０】
エンジン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、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどによって構成される。クランク角センサ１６は、エンジン１に取り付けられている。クランク角センサ１６は、エンジン１の回転数を検知し、検出信号Ｓ１として、検知されたエンジン１の回転数をＥＣＵ２０に供給する。
【００２１】
ラジエータ１３では、その内部を通過する冷却水が外気によって冷却される。この場合、電動ファン（不図示）の回転により導入された風によって、ラジエータ１３内の冷却水の冷却が促進される。また、電動Ｗ／Ｐ１５は、電動式のモータの駆動により冷却水を冷却水通路１７内で循環させる。具体的には、電動Ｗ／Ｐ１５は、バッテリ１６から電力が供給され、ＥＣＵ２０から供給される制御信号Ｓ２によって回転数などが制御される。
【００２２】
サーモスタット１４は、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１４は、冷却水の温度が高温となったときに開弁する。この場合、サーモスタット１４を介して冷却水通路１７ｂと冷却水通路１７ｃとが接続され、冷却水はラジエータ１３を通過することとなる。これにより、冷却水が冷却され、エンジン１のオーバーヒートが抑制される。これに対して、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１４は閉弁している。この場合には、冷却水はラジエータ１３を通過しない。これにより、冷却水の温度低下が抑制されるため、エンジン１のオーバークールが抑制される。
【００２３】
ＥＣＵ２０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。ＥＣＵ２０は、ハイブリッド車両１００の動作全体を制御すると共に、上記したクランク角センサ１６から供給される検知信号Ｓ１に基づいて、電動Ｗ／Ｐ１５に対する制御を行う。具体的には、ＥＣＵ２０は、エンジン１の始動時において、エンジン１の回転数を十分に増加させるために、電動Ｗ／Ｐ１５の駆動を停止する制御（以下、単に「停止制御」と呼ぶ）を行う。また、ＥＣＵ２０は、クランク角センサ１６から供給される検知信号Ｓ１を基に、エンジン１の回転数が所定値よりも大きいか否かの判定を行う。この所定値は、予め、設定された値であり、ＥＣＵ２０のＲＯＭなどに記憶されている。
【００２４】
この所定値は、エンジン１の回転数が十分に増加したときの回転数の値、つまり、クランキングによる回転数を超えて、エンジン１の燃焼室内の燃焼により回転数が増加するときの当該回転数の値である。具体的には、エンジン１の燃焼室内の燃焼により回転数が増加するときの当該回転数の値を予め測定しておき、この測定された回転数の値を当該所定値として設定する。例えば、ハイブリッド車両の場合には、当該所定値は１２００［ｒｐｍ］程度となる。
【００２５】
ＥＣＵ２０は、エンジン１の回転数が所定値よりも大きいと判定した場合、即ち、エンジン１の回転数が十分に増加していると判定した場合には、電動Ｗ／Ｐ１５の駆動を開始する制御（以下、単に「開始制御」と呼ぶ）を行う。以上述べたように、ＥＣＵ２０は、本発明における電動ウォーターポンプの制御装置に相当する。具体的には、ＥＣＵ２０は、内燃機関回転数判定手段、電動ウォーターポンプ駆動手段として機能する。
【００２６】
［電動Ｗ／Ｐの制御方法］
次に、上記したＥＣＵ２０が行う電動Ｗ／Ｐ１５の制御方法について説明する。前述したように、ＥＣＵ２０は、エンジン１の始動時において、エンジン１の回転数を十分に増加させるために、電動Ｗ／Ｐ１５を停止させる制御（停止制御）を行う。
【００２７】
このような停止制御を行う理由は、以下の通りである。エンジン１の始動時においては、エンジン１は、モータＭＧ２によりクランキングが行われる。このとき、エンジン１のクランク室内の温度は、−３０[℃]程度となっているため、潤滑油は、粘性が高い状態となっている。このような状態で、モータＭＧ２がクランキングを行うと、モータＭＧ２の消費する電力は大きくなる。
【００２８】
そのため、このときに、電動Ｗ／Ｐ１５が駆動することにより、バッテリ６の電力が消費されると、モータＭＧ２は、駆動するのに必要な電力を、バッテリ６より受けることができなくなる恐れがある。モータＭＧ２が、駆動するのに必要な電力をバッテリ６より受けることができない場合には、エンジン１の回転数が低下してしまう。
【００２９】
このような理由から、ＥＣＵ２０は、エンジン１の始動時において、電動Ｗ／Ｐ１５を停止させる制御を行う。
【００３０】
なお、上述の実施形態では、本発明をハイブリッド車両に適用する例について説明したが、本発明を適用できる例としては、ハイブリッド車両には限られないのは言うまでもない。
【００３１】
［電動Ｗ／Ｐの制御処理］
次に、本実施形態に係る電動Ｗ／Ｐ５の制御処理について、図３を参照して説明する。
【００３２】
図３は、電動Ｗ／Ｐ１５の制御処理を示すフローチャートである。ステップＳ１０１において、ＥＣＵ２０は、エンジン１が始動を開始したか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ２０は、ＥＣＵ２０自身がエンジン１に始動のための制御信号を送信したことをもって、エンジン１が始動を開始したとして判定する。ＥＣＵ２０は、ステップＳ１０１において、エンジン１が始動を開始していないと判定した場合には（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、処理を終了し、エンジン１が始動を開始したと判定した場合には（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０２へ進む。
【００３３】
ステップＳ１０２において、ＥＣＵ２０は、電動Ｗ／Ｐ１５の開始制御のオン／オフを示すフラグ（以下、「電動Ｗ/Ｐ運転許可フラグ」と呼ぶ。）がオンに設定されているか否かについて判定する。なぜならば、エンジン１の始動時に、電動Ｗ／Ｐ運転許可フラグがオンに設定されている場合には、電動Ｗ／Ｐ１５は駆動しているので、ＥＣＵ２０は、電動Ｗ／Ｐの停止制御を行う必要があるからである。
【００３４】
ステップＳ１０２において、ＥＣＵ２０は、電動Ｗ／１５運転許可フラグがオンに設定されていると判定した場合には（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０３へ進む。一方、ＥＣＵ２０は、電動Ｗ／Ｐ１５運転許可フラグがオフに設定されていると判定した場合には（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、ステップＳ１０４へ進む。
【００３５】
ステップＳ１０３において、ＥＣＵ２０は、電動Ｗ／Ｐ１５運転許可フラグをオフに設定する。このようにすることで、電動Ｗ／Ｐ１５を停止させる停止制御が行われ、バッテリ６の電力は、電動Ｗ／Ｐ１５により消費されることがなくなる。これにより、モータＭＧ２は、クランキングのために必要な電力を、バッテリ６より受けることができるので、エンジン１の回転数の低下を防ぐことができる。
【００３６】
ステップＳ１０４において、ＥＣＵ２０は、エンジン１の回転数が所定値よりも大きくなっているか否かについて判定を行う。ＥＣＵ２０は、ステップＳ１０４において、エンジン１の回転数が所定値よりも大きくなっていないと判定した場合には（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、ステップＳ１０４の動作を繰り返し、エンジン１の回転数が所定値よりも大きくなっていると判定した場合には（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０５へ進む。
【００３７】
先にも述べたように、この所定値は、エンジン１の回転数が十分に増加したときの回転数の値、つまり、クランキングによる回転数を超え、エンジン１の燃焼室内の燃焼により回転数が増加するときの回転数の値である。エンジン１の回転数が、この所定値を超えていない場合において、電動Ｗ／Ｐ１５の駆動が開始すると、モータＭＧ２は、クランキングのために必要な電力を、バッテリ６より受けることができなくなるので、エンジン１の回転数は低下してしまう。このため、ステップＳ１０４において、ＥＣＵ２０は、エンジン１の回転数が所定値よりも大きくなるまで、電動Ｗ／Ｐ１５の駆動を停止する。
【００３８】
ステップＳ１０５において、ＥＣＵ２０は、電動Ｗ／Ｐ１５運転許可フラグをオンにした後、処理を終了する。この段階では、エンジン１は、エンジン１の燃焼室内の燃焼により、回転数が増加していく状態となっているので、電動Ｗ／Ｐ１５の駆動を開始しても、エンジン１の回転数が低下することはない。
【００３９】
以上に述べたように、電動Ｗ／Ｐの制御装置は、エンジンの始動後に、当該エンジンの回転数が所定値よりも大きいか否かについて判定する内燃機関回転数判定手段と、当該エンジンの始動時から、当該エンジンの回転数が所定値よりも大きいと前記内燃機関回転数判定手段によって判定されるまでの間、電動Ｗ／Ｐの駆動を停止する電動ウォーターポンプ駆動手段と、を備える。これにより、当該エンジンのクランキングを行うモータは、クランキングのために必要な電力を、バッテリより受けることができ、当該エンジンの回転数の低下を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本実施形態に係るハイブリッド車両の概略構成を示す図である。
【図２】本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３】電動Ｗ／Ｐの制御処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４１】
１  エンジン（内燃機関）
１３  ラジエータ
１４  サーモスタット
１５  電動ウォーターポンプ（電動Ｗ／Ｐ）
１６  クランク角センサ
１７  冷却水通路
２０  ＥＣＵ
５０  冷却系システム
１００  ハイブリッド車両
【図１】
2008184994.tif 000003
【図２】
2008184994.tif 000004
【図３】
2008184994.tif 000005