(57)【要約】【課題】ハイブリッドシステムの冷却ファンによる冷却性能を損なうことなく、冷却ファンの起動に起因する車室内の静粛性の低下を抑制することができるハイブリッド車両及びその制御方法を提供する。【解決手段】制御装置８０は、高電圧バッテリー３２の温度及び／又はＤＣ／ＤＣコンバーター３３の温度と、車速センサ９９の検出値、エアコンディショナーの風量つまみ１３３の位置、音響機器の音量つまみ１３４の位置、ウィンドウ１３１の開閉状態及びエンジン回転数センサ１３０の検出値から選ばれる少なくとも１つと、予め設定されたマップデータとに基づいて、冷却ファン３８の回転数を調整する制御を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの動力を伝達する出力軸に接続されたモータージェネレーターを有するハイブリッドシステムと、前記モータージェネレーターに電気的に接続されたバッテリー及びＤＣ／ＤＣコンバーターを空冷する冷却ファンと、エアコンディショナーと、音響機器と、開閉可能なウィンドウと、制御装置と、を備えたハイブリッド車両において、
前記制御装置は、前記バッテリーの温度及び／又は前記ＤＣ／ＤＣコンバーターの温度と、前記ハイブリッド車両の車速、前記エアコンディショナーの風量、前記音響機器の音量、前記ウィンドウの開閉状態及び前記エンジンの回転数から選ばれる少なくとも１つと、予め設定されたマップデータとに基づいて、前記冷却ファンの回転数を調整する制御を行うように構成されていることを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項２】
前記制御装置は、前記ハイブリッド車両の車速がゼロである場合には、
前記バッテリーの温度又は前記ＤＣ／ＤＣコンバーターの温度が予め設定された第１しきい値未満であるときは、前記冷却ファンを停止し、
前記バッテリーの温度又は前記ＤＣ／ＤＣコンバーターの温度が前記第１しきい値以上かつ予め設定された第２しきい値未満であるときは、前記冷却ファンを低速運転し、
前記バッテリーの温度又は前記ＤＣ／ＤＣコンバーターの温度が前記第２しきい値以上であるときは、前記冷却ファンを通常運転又は高速運転する制御を行うように構成されている請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項３】
エンジンの動力を伝達する出力軸に接続されたモータージェネレーターを有するハイブリッドシステムと、前記モータージェネレーターに電気的に接続されたバッテリー及びＤＣ／ＤＣコンバーターを空冷する冷却ファンと、エアコンディショナーと、音響機器と、開閉可能なウィンドウと、制御装置と、を備えたハイブリッド車両の制御方法であって、
前記バッテリーの温度及び／又は前記ＤＣ／ＤＣコンバーターの温度を検出し、
前記ハイブリッド車両の車速、前記エアコンディショナーの風量、前記音響機器の音量、前記ウィンドウの開閉状態及び前記エンジンの回転数から選ばれる少なくとも１つを検出し、
前記検出されたものと、予め設定されたマップデータとに基づいて、前記冷却ファンの回転数を調整することを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はハイブリッド車両及びその制御方法に関し、更に詳しくは、ハイブリッドシステムの冷却ファンによる冷却性能を損なうことなく、冷却ファンの起動に起因する車室内の静粛性の低下を抑制したハイブリッド車両及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、燃費向上及び環境対策などの観点から、車両の運転状態に応じて複合的に制御されるエンジン及びモータージェネレーターを有するハイブリッドシステムを備えたハイブリッド車両（以下「ＨＥＶ」という。）が注目されている。このＨＥＶにおいては、車両の加速時や発進時には、モータージェネレーターによる駆動力のアシストが行われる一方で、慣性走行時や制動時にはモータージェネレーターによる回生発電が行われる（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
ハイブリッドシステムにおける高電圧バッテリー及びＤＣ／ＤＣコンバーターは、走行時には発熱するため、ＨＥＶには専用の冷却ファンが備えられている（例えば、特許文献２を参照）。
【０００４】
しかしながら、特にＨＥＶの停車中などにおいて、ハイブリッドシステムの冷却ファンが起動すると、ファンの風切り音によって車室内の静粛性が低下してしまうという問題があった。このような問題を解決するには、冷却ファンの回転数を落とせば良いが、それでは高電圧バッテリー及びＤＣ／ＤＣコンバーターに対する冷却性能の低下を招くことになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２３８１０５号公報
【特許文献２】特開２０１３−５５７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、ハイブリッドシステムの冷却ファンによる冷却性能を損なうことなく、冷却ファンの起動に起因する車室内の静粛性の低下を抑制することができるハイブリッド車両及びその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成する本発明のハイブリッド車両は、エンジンの動力を伝達する出力軸に接続されたモータージェネレーターを有するハイブリッドシステムと、前記モータージェネレーターに電気的に接続された高電圧バッテリー及びＤＣ／ＤＣコンバーターを空冷する冷却ファンと、エアコンディショナーと、音響機器と、開閉可能なウィンドウと、制御装置と、を備えたハイブリッド車両において、前記制御装置は、前記高電圧バッテリーの温度及び／又は前記ＤＣ／ＤＣコンバーターの温度と、前記ハイブリッド車両の車速、前記エアコンディショナーの風量、前記音響機器の音量、前記ウィンドウの開閉状態及び前記エンジンの回転数から選ばれる少なくとも１つと、予め設定されたマップデータとに基づいて、前記冷却ファンの回転数を調整する制御を行うように構成されていることを特徴とするものである。
【０００８】
また、上記の目的を達成する本発明のハイブリッド車両の制御方法は、エンジンの動力を伝達する出力軸に接続されたモータージェネレーターを有するハイブリッドシステムと、前記モータージェネレーターに電気的に接続された高電圧バッテリー及びＤＣ／ＤＣコンバーターを空冷する冷却ファンと、エアコンディショナーと、音響機器と、開閉可能なウィンドウと、制御装置と、を備えたハイブリッド車両の制御方法であって、前記高電圧バッテリーの温度及び／又は前記ＤＣ／ＤＣコンバーターの温度を検出し、前記ハイブリッド車両の車速、前記エアコンディショナーの風量、前記音響機器の音量、前記ウィンドウの開閉状態及び前記エンジンの回転数から選ばれる少なくとも１つを検出し、前記検出されたものと、予め設定されたマップデータとに基づいて、前記冷却ファンの回転数を調整することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のハイブリッド車両及びその制御方法によれば、高電圧バッテリーの温度やＤＣ／ＤＣコンバーターの温度に加えて、車室内の静粛性の程度を表すパラメータに基づいて冷却ファンの回転数を調整するようにしたので、ハイブリッドシステムの冷却ファンの冷却性能を損なうことなく、冷却ファンの起動に起因する車室内の静粛性の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態からなるハイブリッド車両の構成図である。
【図２】本発明の実施形態からなるハイブリッド車両の制御方法を説明するフロー図である。
【図３】高電圧バッテリー及びＤＣ／ＤＣコンバーターの温度と冷却ファンの回転数との関係を示すマップデータの例を示すグラフである。
【図４】車速と冷却ファンの回転数との関係を示すマップデータの例を示すグラフである。
【図５】風量つまみ及び音量つまみの位置と冷却ファンの回転数との関係を示すマップデータの例を示すグラフである。
【図６】ウィンドウの開閉状態と冷却ファンの回転数との関係を示すマップデータの例を示すグラフである。
【図７】エンジン回転数と冷却ファンの回転数との関係を示すマップデータの例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態からなるハイブリッド車両を示す。
【００１２】
このハイブリッド車両（以下「ＨＥＶ」という。）は、普通乗用車のみならず、バスやトラックなどを含む車両であり、車両の運転状態に応じて複合的に制御されるエンジン１０及びモータージェネレーター３１を有するハイブリッドシステム３０を備えている。
【００１３】
エンジン１０においては、エンジン本体１１に形成された複数（この例では４個）の気筒１２内における燃料の燃焼により発生した熱エネルギーにより、クランクシャフト１３が回転駆動される。このエンジン１０には、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンが用いられる。クランクシャフト１３の回転動力は、クランクシャフト１３の一端部に接続するクラッチ１４（例えば、湿式多板クラッチなど）を通じてトランスミッション２０に伝達される。なお、クランクシャフト１３には、ディーゼルエンジン１０の回転数を検知するエンジン回転数センサ１３０が設置されている。
【００１４】
ハイブリッドシステム３０は、モータージェネレーター３１と、そのモータージェネレーター３１に順に電気的に接続するインバーター３５、高電圧バッテリー３２、ＤＣ／ＤＣコンバーター３３及び低電圧バッテリー３４とを有している。
【００１５】
高電圧バッテリー３２としては、リチウムイオンバッテリーやニッケル水素バッテリーなどが好ましく例示される。また、低電圧バッテリー３４には鉛バッテリーが用いられる。
【００１６】
ＤＣ／ＤＣコンバーター３３は、高電圧バッテリー３２と低電圧バッテリー３４との間における充放電の方向及び出力電圧を制御する機能を有している。また、低電圧バッテリー３４は、各種の車両電装品３６に電力を供給する。
【００１７】
また、ＨＥＶの走行中に発熱する高電圧バッテリー３２及びＤＣ／ＤＣコンバーター３３を空冷する電動の冷却ファン３８が設置されている。この冷却ファン３８は、基本的に高電圧バッテリー３２又はＤＣ／ＤＣコンバーター３３の温度によって作動するようになっている。なお、図１の例では、１台の冷却ファン３８と高電圧バッテリー３２及びＤＣ／ＤＣコンバーター３３とを直列に配列しているが、これに限るものではなく、例えば互いに並列に配置された高電圧バッテリー３２及びＤＣ／ＤＣコンバーター３３のそれぞれに冷却ファン３８を１台ずつ対向させるようにしても良い。
【００１８】
このハイブリッドシステム３０における種々のパラメータ、例えば、高電圧バッテリー３２の温度やＤＣ／ＤＣコンバーター３３の温度などは、ＢＭＳ３９により検出される。
【００１９】
モータージェネレーター３１は、回転軸３７に取り付けられた第１プーリー１５とエンジン本体１１の出力軸であるクランクシャフト１３の他端部に取り付けられた第２プーリー１６との間に掛け回された無端状のベルト状部材１７を介して、エンジン１０との間で動力を伝達する。なお、２つのプーリー１５、１６及びベルト状部材１７の代わりに、ギヤボックスなどを用いて動力を伝達することもできる。また、モータージェネレーター３１に接続するエンジン本体１１の出力軸は、クランクシャフト１３に限るものではなく、例えばエンジン本体１１とトランスミッション２０との間の伝達軸やプロペラシャフト２２であっても良い。
【００２０】
このモータージェネレーター３１は、エンジン本体１１を始動するスターターモーター（図示せず）の代わりに、クランキングを行う機能も有している。
【００２１】
また、ＨＥＶのドア１００には、ドライバー又はパッセンジャーにより開閉可能なウィンドウ１３１が取り付けられている。更に、車室内のコンソール１３２には、エアコンディショナーの風量つまみ１３３と、音響機器の音量つまみ１３４とが設置されている。それらの風量つまみ１３３及び音量つまみ１３４は、ドライバー又はパッセンジャーが手動で左右に回すことにより操作される。
【００２２】
これらのエンジン１０及びハイブリッドシステム３０は、制御装置８０により制御される。具体的には、ＨＥＶの発進時や加速時には、ハイブリッドシステム３０は高電圧バッテリー３２から電力を供給されたモータージェネレーター３１により駆動力の少なくとも一部をアシストする一方で、慣性走行時や制動時においては、モータージェネレーター３１による回生発電を行い、余剰の運動エネルギーを電力に変換して高電圧バッテリー３２を充電する。
【００２３】
このＨＥＶの車速は、車速センサ９９により検出される。
【００２４】
このようなＨＥＶの制御方法を、制御装置８０の機能として図２に基づいて以下に説明する。なお、制御装置８０は、信号線（一点鎖線で示す）を通じて、各部と接続している。
【００２５】
制御装置８０は、ハイブリッドシステム３０の冷却性の程度を判断するために、ＢＭＳ３９を通じて、高電圧バッテリー３２及び／又はＤＣ／ＤＣコンバーター３３の温度Ｔを入力する（Ｓ１０）。
【００２６】
次に、制御装置８０は、車室内の静粛性の程度を判断するために、車速センサ９９の検出値、風量つまみ１３３の位置、音量つまみ１３４、ウィンドウ１３１の開閉状態、及びエンジン回転数センサ１３０の検出値から選ばれる少なくとも１つを入力する（Ｓ２０）。
【００２７】
そして、制御装置８０は、車速センサ９９の検出値がゼロであるか否かを判定する（Ｓ３０）。
【００２８】
車速センサ９９の検出値がゼロでない場合には、ステップ１０及びステップ２０において入力したデータと、予め設定されたマップデータとに基づいて、ハイブリッドシステム３０の冷却性の程度と車室内の静粛性の程度とに応じて冷却ファン３８の回転数を調整する（Ｓ４０）。
【００２９】
マップデータの例を図３〜７に示す。これらのマップデータは、車室内の騒音測定試験やドライバー等の官能試験などに基づいて予め設定され、ＨＥＶの仕様や運転条件によって単独又は組み合わせて用いられる。
【００３０】
ハイブリッドシステム３０の冷却性については、図３に示すように、高電圧バッテリー３２及びＤＣ／ＤＣコンバーター３３の温度と冷却ファン３８の回転数とは正の相関となる。
【００３１】
車室内の静粛性については、図４に示すように、車速センサ９９の検出値はロードノイズの大きさを表すため、冷却ファン３８の回転数とは正の相関となる。図５に示すように、風量つまみ１３３及び音量つまみ１３４の位置（例えば、オフ位置からの回転角）は、それぞれエアコンディショナーのブロワの回転数及びスピーカーからの音量を表すため、冷却ファン３８の回転数とは正の相関となる。なお、ブロワの回転数やスピーカーからの音量の検出については、風量つまみ１３３や音量つまみ１３４の位置に限るものではなく、センサ類やマイクなどを用いることもできる。
【００３２】
また、図６に示すように、ウィンドウ１３１の開閉状態は、車外からの騒音の伝達の大きさを表すため、ウィンドウ１３１が閉状態では冷却ファン３８の回転数を低くする一方で、ウィンドウ１３１が開状態では冷却ファン３８の回転数を大きくする。図７に示すように、エンジン回転数センサ１３０の検出値は、エンジン１０の騒音の大きさを表すため、冷却ファン３８の回転数とは正の相関となる。
【００３３】
例えば、車室内が静かであるというのは、ＨＥＶの車速が小さい、エアコンディショナーの風量が小さい、音響機器の音量が小さい、ウィンドウ１３１が閉状態、及び／又はエンジン１０の回転数が小さいときとなる。また、車室内が静かでないというのは、ＨＥＶの車速がある、エアコンディショナーの風量がある、音響機器の音量がある、ウィンドウ１３１が開状態、及び／又はエンジン１０の回転数があるときとなる。
【００３４】
一方、車速センサ９９の検出値がゼロである場合には、ステップ１０で入力した高電圧バッテリー３２又はＤＣ／ＤＣコンバーター３３の温度Ｔを予め設定された第１しきい値Ｘ及び第２しきい値Ｙと比較する（Ｓ５０）。
【００３５】
高電圧バッテリー３２又はＤＣ／ＤＣコンバーター３３の温度Ｔが第１しきい値Ｘ未満であるときは（Ｓ６０）、他のパラメータの如何にかかわらず冷却ファン３８を停止する（Ｓ７０）。温度Ｔが第１しきい値Ｘ以上かつ第２しきい値Ｙ未満であるときは（Ｓ８０）、冷却ファン３８の回転数を低く抑えた低速運転（静音運転）を行う（Ｓ９０）。温度Ｔが第２しきい値Ｙ以上であるときは（Ｓ１００）、冷却ファン３８の回転数を通常にした通常運転、又は高く増加させた高速運転を行うようにする（Ｓ１１０）。このステップ１１０における冷却ファン３８の高速運転時では、図３に例示したマップデータに基づいて回転数を設定する。
【００３６】
上述したステップ１０〜１１０は繰り返し実施される。
【００３７】
このように、高電圧バッテリー３２の温度やＤＣ／ＤＣコンバーター３３の温度に加えて、ＨＥＶの車室内の静粛性の程度を表す適切なパラメータに基づいて冷却ファン３８の回転数を調整するようにしたので、ハイブリッドシステム３０の冷却ファン３８による冷却性能を損なうことなく、冷却ファン３８の起動に起因する車室内の静粛性の低下を抑制することができるのである。
【符号の説明】
【００３８】
１０  エンジン
３０  ハイブリッドシステム
３１  モータージェネレーター
３２  高電圧バッテリー
３３  ＤＣ／ＤＣコンバーター
３８  冷却ファン
８０  制御装置
９９  車速センサ
１３０  エンジン回転数センサ
１３１  ウィンドウ
１３３  風量つまみ
１３４  音量つまみ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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