(57)【要約】【課題】  エンジンの駆動音およびファンの駆動音において、周波数が互いに異なると、ファンの駆動音が乗員に気づかれやすい。【解決手段】  車両は、車両を走行させるための動力源となるエンジン（１５）およびバッテリ（１１）と、エンジンの回転数を検出するセンサ（３１）と、エンジンのノッキングを検出するセンサ（３２）と、乗員室の空気をバッテリに供給するためのファン（４３）と、ファンの駆動を制御するコントローラ（２１）と、を有する。コントローラは、エンジンのノッキングが発生しているとき、エンジンの回転数に基づいて、エンジンの駆動音の周波数を算出する。そして、ファンを駆動するとき、コントローラは、ファンの駆動音の周波数がエンジンの駆動音の周波数となるように、ファンの回転数を設定する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を走行させるための動力源となるエンジンおよびバッテリと、
前記エンジンの回転数を検出するセンサと、
前記エンジンのノッキングを検出するセンサと、
乗員室の空気を前記バッテリに供給するためのファンと、
前記ファンの駆動を制御するコントローラと、を有し、
前記コントローラは、
前記エンジンのノッキングが発生しているとき、前記回転数に基づいて、前記エンジンの駆動音の周波数を算出し、
前記ファンを駆動するときには、前記ファンの駆動音の周波数が前記エンジンの駆動音の周波数となるように、前記ファンの回転数を設定することを特徴とする車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両を走行させるための動力源として、エンジンおよびバッテリを備えた車両に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、車両の駆動用バッテリを冷却するための冷却ファンを駆動するとき、冷却ファンの駆動音を乗員に気付かせ難くするため、エンジンの駆動中に冷却ファンを駆動している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２１６１７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
エンジンの駆動音と冷却ファンの駆動音とは周波数が異なることがある。この場合には、特許文献１のように、エンジンの駆動中に冷却ファンを駆動しても、冷却ファンの駆動音が乗員に気づかれやすい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の車両は、車両を走行させるための動力源となるエンジンおよびバッテリと、エンジンの回転数を検出するセンサと、エンジンのノッキングを検出するセンサと、乗員室の空気をバッテリに供給するためのファンと、ファンの駆動を制御するコントローラと、を有する。コントローラは、エンジンのノッキングが発生しているとき、エンジンの回転数に基づいて、エンジンの駆動音の周波数を算出する。そして、ファンを駆動するとき、コントローラは、ファンの駆動音の周波数がエンジンの駆動音の周波数となるように、ファンの回転数を設定する。
【０００６】
ファンの駆動音の周波数をエンジンの駆動音の周波数にすれば、エンジンの駆動音にファンの駆動音を紛れ込ませることができ、ファンの駆動音を乗員に気づかれ難くすることができる。ここで、エンジンの駆動音は、ノッキングが発生しているときの駆動音である。ノッキングが発生しているときのエンジンの駆動音は、ノッキングが発生していないときのエンジンの駆動音よりも大きくなる。このため、上述したようにファンを駆動すれば、ファンの回転数を上昇させやすくなり、ファンの風量を増加させることができる。ファンの風量を増加させれば、ファンの駆動に伴うバッテリの冷却性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】電池システムの構成図である。
【図２】バッテリの冷却構造を示す図である。
【図３】ファンの制御を説明するフローチャートである。
【図４】ファンの駆動状態を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
図１は、バッテリシステム１の構成図である。バッテリシステム１は、ハイブリッド自動車に搭載されており、車両を走行させるための駆動源としてバッテリ１１およびエンジン１５を備える。本実施形態の車両では、バッテリ１１だけを駆動源とするＥＶ（Electric Vehicle）走行や、バッテリ１１およびエンジン１５を駆動源とするＨＶ（Hybrid Vehicle）走行が可能である。
【０００９】
バッテリシステム１は、バッテリ１１およびエンジン１５のほか、インバータ１２、ＭＧ（モータ・ジェネレータ）１，ＭＧ（モータ・ジェネレータ）２、駆動輪１３、動力分割機構１４、バッテリＥＣＵ（Electric Control Unit）２１およびエンジンＥＣＵ（Electric Control Unit）２２を備える。バッテリＥＣＵ２１は、本発明におけるコントローラに相当する。
【００１０】
バッテリ１１は、直列に接続される不図示の複数の電池セルを有する。電池セルとして、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の二次電池を用いることができる。また、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタを用いることができる。
【００１１】
正極ラインＰＬおよび負極ラインＮＬを介してバッテリ１１と接続されたインバータ１２は、バッテリ１１が出力する直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力をＭＧ２に出力する。ＭＧ２は、インバータ１２が出力する交流電力を運動エネルギに変換し、運動エネルギを駆動輪１３に伝達する。これにより、車両はバッテリ１１の出力を用いて走行できる。
【００１２】
また、ＭＧ２は、車両の制動時に発生する運動エネルギを電気エネルギ（交流電力）に変換し、変換した電力を、インバータ１２を介してバッテリ１１に出力する。この際、インバータ１２は、ＭＧ２が生成する交流電力を直流電力に変換し、該直流電力をバッテリ１１に出力する。これにより、バッテリ１１は回生電力を蓄えることができる。
【００１３】
動力分割機構１４は、エンジン１５の動力を駆動輪１３に伝達したり、ＭＧ１に伝達したりする。ＭＧ１は、エンジン１５の動力を受けて発電し、インバータ１２を介して該電力をＭＧ２に出力したり、バッテリ１１に出力したりする。
【００１４】
エンジンＥＣＵ２２は、エンジン１５の駆動を制御する。回転数センサ３１は、エンジン１５の回転数を検出し、検出結果をエンジンＥＣＵ２２に出力する。ノックセンサ３２は、エンジン１５のノッキングを検出し、検出結果をエンジンＥＣＵ２２に出力する。エンジンＥＣＵ２２は、回転数センサ３１やノックセンサ３２の検出結果をバッテリＥＣＵ２１に送信することができる。温度センサ３３は、バッテリ１１の温度（バッテリ温度という）Ｔｂを検出し、検出結果をバッテリＥＣＵ２１に出力する。
【００１５】
図２は、バッテリ１１の冷却構造を示す概略図である。
【００１６】
バッテリ１１には、吸気ダクト４１および排気ダクト４２が接続されている。吸気ダクト４１は、バッテリ１１を冷却するための空気をバッテリ１１に導く。吸気ダクト４１の一端に設けられた吸気口４１ａは、乗員室内に位置している。乗員室とは、乗員が乗車するスペースである。排気ダクト４２は、バッテリ１１を冷却した後の空気を排出するために用いられる。排気ダクト４２を用いることにより、バッテリ１１を冷却した後の空気を、車室内に戻したり、車両の外部に排出したりすることができる。
【００１７】
吸気ダクト４１には、ファン４３が設けられている。ファン４３の駆動は、バッテリＥＣＵ２１によって制御される。具体的には、バッテリＥＣＵ２１は、温度センサ３３によって検出されたバッテリ温度Ｔｂが閾値Ｔｂ＿ｔｈ以上であるとき、ファン４３を駆動する。また、バッテリＥＣＵ２１は、ファン４３の回転数、言い換えれば、ファン４３の風量を制御することができる。
【００１８】
ファン４３を駆動すると、乗員室内の空気が吸気口４１ａを介して吸気ダクト４１に取り込まれる。図２の点線で示す矢印は、空気の移動方向を示している。なお、本実施例では、ファン４３を吸気ダクト４１に設けているが、ファン４３を排気ダクト４２に設けることもできる。この場合であっても、ファン４３を駆動することにより、乗員室内の空気をバッテリ１１に供給することができる。
【００１９】
ファン４３を駆動すると、駆動音が発生する。吸気ダクト４１の吸気口４１ａは、乗員室内に位置しているため、ファン４３の駆動音は、吸気ダクト４１を介して乗員室に到達することがある。ファン４３の駆動音は、ファン４３の回転数に比例する。このため、ファン４３の回転数を上昇させると、ファン４３の駆動音の周波数が高くなり、ファン４３の回転数を低下させると、ファン４３の駆動音の周波数が低くなる。
【００２０】
吸気ダクト４１には、温度センサ３４が設けられている。温度センサ３４は、バッテリ１１に供給される温度（吸気温度という）Ｔｉｎを検出し、検出結果をバッテリＥＣＵ２１に出力する。
【００２１】
以下、ファン４３の制御について、図３のフローチャートを参照しながら説明する。図３に示す処理は、バッテリＥＣＵ２１によって実行される。図３に示す処理は、所定の周期で行うことができる。
【００２２】
バッテリＥＣＵ２１は、エンジンＥＣＵ２２からノッキングの検出結果を受信し、エンジン１５のノッキングが発生しているか否かを判定する（ステップＳ１）。エンジン１５のノッキングが発生していない場合（ステップＳ１：ＮＯ）、図３に示す処理を終了する。
【００２３】
エンジン１５のノッキングが発生している場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、バッテリＥＣＵ２１は、回転数センサ３１が検出したエンジン１５の回転数に基づいて、エンジン１５の駆動音の周波数ｆ１を算出する（ステップＳ２）。なお、エンジンＥＣＵ２２が、回転数センサ３１の検出結果に基づいて周波数ｆ１を算出して、この周波数ｆ１をバッテリＥＣＵ２１に送信してもよい。
【００２４】
ステップＳ２の処理の後、バッテリＥＣＵ２１はファン４３を駆動していないか否かを判定する（ステップＳ３）。バッテリＥＣＵ２１は、ファン４３を駆動していない場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、温度センサ３３，３４の検出結果に基づき、バッテリ温度Ｔｂが吸気温度Ｔｉｎよりも高いか否かを判定する（ステップＳ４）。
【００２５】
バッテリＥＣＵ２１は、吸気温度Ｔｉｎよりもバッテリ温度Ｔｂが高いと判定する場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、ファン４３を駆動する（ステップＳ５）。ここで、バッテリＥＣＵ２１は、ファン４３の駆動音の周波数が、ステップＳ２の処理で算出された周波数ｆ１となるように、ファン４３を駆動する（ステップＳ５）。ここで、ファン４３の駆動音の周波数とファン４３の回転数との対応関係（マップ又は演算式）を予め求めておけば、周波数ｆ１に対応した回転数を特定できる。バッテリＥＣＵ２１は、周波数ｆ１に対応した回転数を設定して、ファン４３を駆動する（ステップＳ５）。
【００２６】
バッテリＥＣＵ２１は、バッテリ温度Ｔｂが吸気温度Ｔｉｎ以下であると判定する場合（ステップＳ４：ＮＯ）、ファン４３を駆動させずに図３に示す処理を終了する。
【００２７】
バッテリＥＣＵ２１は、ファン４３を駆動している場合（ステップＳ３：ＮＯ）、ファン４３の駆動音の周波数ｆ２を算出し、周波数ｆ２が、ステップＳ２の処理で算出された周波数ｆ１より低いか否かを判定する（ステップＳ６）。
【００２８】
バッテリＥＣＵ２１は、周波数ｆ２が周波数ｆ１より低いと判定する場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、ファン４３の周波数が周波数ｆ１に到達するように、ファン４３を駆動する（ステップＳ７）。ファン４３の回転数を上げるほど、ファン４３の駆動音の周波数が上昇するため、バッテリＥＣＵ２１は、ファン４３の回転数を上昇させる（ステップＳ７）。上述したように、ファン４３の駆動音の周波数とファン４３の回転数との対応関係を用いれば、周波数ｆ１に対応した回転数を設定できる。ファン４３の回転数を上昇させることにより、バッテリ１１に供給される空気の量（単位時間あたりの量）が増加する。
【００２９】
ステップＳ５およびステップＳ７において、バッテリＥＣＵ２１は、所定時間の間、ファン４３を駆動する。所定時間が経過したとき、バッテリＥＣＵ２１は、ステップＳ５，ステップＳ７におけるファン４３の駆動を停止する。すなわち、バッテリＥＣＵ２１は、ステップＳ５，ステップＳ７の処理を行う前の状態にファン４３を戻す。ステップＳ５におけるファン４３の駆動を停止するとき、バッテリＥＣＵ２１は、ファン４３を駆動しない。一方、ステップＳ７におけるファン４３の駆動を停止するとき、バッテリＥＣＵ２１は、周波数を上昇させる前の周波数ｆ２において、ファン４３を駆動する。
【００３０】
バッテリＥＣＵ２１は、周波数ｆ２が周波数ｆ１以上であると判定する場合（ステップＳ６：ＮＯ）、図３に示す処理を終了する。
【００３１】
本実施形態では、ファン４３を駆動するとき、ファン４３の駆動音の周波数をエンジン１５の駆動音の周波数ｆ１と等しくすることにより、ファン４３の駆動音をエンジン１５の駆動音に紛れ込ますことができ、ファン４３の駆動音を乗員室の乗員に気付かせ難くすることができる。これにより、ファン４３の駆動音によって、乗員が違和感を受けることを抑制できる。
【００３２】
ノッキングが発生しているときのエンジン１５の駆動音（周波数）は、ノッキングが発生していないときのエンジン１５の駆動音（周波数）よりも大きくなりやすい。このため、ノッキングが発生しているときに、上述したようにファン４３を駆動すれば、ファン４３の回転数を上昇させやすくなる。ファン４３の回転数が上昇するほど、ファン４３の風量を増加させることができるため、ファン４３の駆動に伴うバッテリ１１の冷却性能を向上させることができる。
【００３３】
また、バッテリ温度Ｔｂが閾値Ｔｂ＿ｔｈよりも低く、ファン４３を駆動していなくても、バッテリ温度Ｔｂが吸気温度Ｔｉｎよりも高ければ、ファン４３を駆動してバッテリ１１を冷却することができる。このときにも、ファン４３の駆動音の周波数を周波数ｆ１と等しくすることにより、ファン４３の駆動音をエンジン１５の駆動音に紛れ込ますことができる。
【００３４】
図４は、図３に示す制御を行ったときのファン４３の駆動状態を示すタイミングチャートである。図４の（Ａ）は、ノッキング音の発生状態を示すタイミングチャートである。図４の（Ｂ）は、ファン４３を駆動していないときにおいて、ノッキングが発生したときのファン４３の駆動状態を示すタイミングチャートである。図４の（Ｃ）は、ファン４３を駆動しているときにおいて、ノッキングが発生したときのファン４３の駆動状態を示すタイミングチャートである。
【００３５】
図４の（Ａ）に示すように、時間ｔ１において、ノッキングが検出される。ファン４３を駆動していないときには、図４の（Ｂ）に示すように、時間ｔ１において、ファン４３が駆動する。このとき、ファン４３の駆動音の周波数は、エンジン１５の駆動音の周波数ｆ１となる。時間ｔ２では、ファン４３の駆動が停止する。ここで、時間ｔ１，ｔ２の間における所定時間だけ、ファン４３が駆動される。
【００３６】
ファン４３を駆動しているときであって、ファン４３の駆動音の周波数が、エンジン１５の駆動音の周波数ｆ１よりも低いとき、図４の（Ｃ）に示すように、時間ｔ１において、ファン４３の風量が増加する。風量を増加したときのファン４３の駆動音の周波数は、エンジン１５の駆動音の周波数ｆ１と等しくなる。時間ｔ２では、ファン４３の風量が元の状態に戻される。これに伴い、ファン４３の駆動音の周波数も低下する。
【００３７】
なお、図３に示すステップＳ５およびステップＳ７の処理では、ファン４３の駆動音の周波数を、ノッキング発生時におけるエンジン１５の駆動音の周波数ｆ１と等しくしているが、これに限るものではない。ファン４３の駆動音の周波数が周波数ｆ１と近似していても、本実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３８】
具体的には、周波数ｆ１を基準とした所定範囲内（許容範囲内）に、ファン４３の駆動音の周波数が含まれていればよい。所定範囲の上限値は、周波数ｆ１に許容値Δｆを加算した値とすることができる。所定範囲の下限値は、周波数ｆ１から許容値Δｆを減算した値とすることができる。許容値Δｆは、ファン４３およびエンジン１５における駆動音（周波数）を区別しにくい観点に基づいて、適宜設定することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１…バッテリシステム、１１…バッテリ、１５…エンジン、２１…バッテリＥＣＵ（コントローラ）、３１…回転数センサ、３２…ノックセンサ、４３…ファン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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