車両
【課題】エンジンルーム内に設けられるパワーコントロールユニットの冷却装置の冷却水の過昇温を抑制する。
【解決手段】ＥＣＵは、エンジンの間欠停止が許可されている場合であって（Ｓ１００にてＹＥＳ）、かつ、エンジンの作動中におけるＰＣＵの冷却水の温度Ｔｗがしきい値Ｔｗ（０）よりも大きい場合（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、エンジンの始動および停止にあわせたウォーターポンプ制御を実行するステップ（Ｓ１０４）と、車両のアイドル状態が継続するか否かを判定するステップとを含む、プログラムを実行する。
【解決手段】ＥＣＵは、エンジンの間欠停止が許可されている場合であって（Ｓ１００にてＹＥＳ）、かつ、エンジンの作動中におけるＰＣＵの冷却水の温度Ｔｗがしきい値Ｔｗ（０）よりも大きい場合（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、エンジンの始動および停止にあわせたウォーターポンプ制御を実行するステップ（Ｓ１０４）と、車両のアイドル状態が継続するか否かを判定するステップとを含む、プログラムを実行する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンとモータジェネレータとを搭載したハイブリッド車両の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００４−１０８１５９号公報（特許文献１）には、エンジンの始動により過昇温が予想される場合に、エンジンを始動させる前にウォーターポンプを駆動して冷却水を放熱することによって、エンジの始動後の冷却水の過昇温を防止する技術が開示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１０８１５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ハイブリッド車両において、エンジンが始動と停止とを繰返す間欠運転が行なわれる場合においては、エンジンルーム内の雰囲気温度が上昇する。そのため、エンジンルーム内に併設されたモータジェネレータのパワーコントロールユニットの冷却水の温度が過度に上昇する場合がある。
【０００５】
上述した公報に開示されたエンジンの冷却制御装置においては、エンジンを冷却するための冷却装置の冷却水の過昇温を防止するものであり、上述した課題については何ら考慮されていない。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、エンジンルーム内に設けられるパワーコントロールユニットの冷却装置の冷却水の過昇温を抑制する車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明のある局面に係る車両は、エンジンルーム内に搭載されたエンジンと、エンジンを始動させるためのモータジェネレータと、エンジンルーム内に搭載され、モータジェネレータを作動させるためのパワーコントロールユニットと、パワーコントロールユニットと熱交換する冷却水をラジエータを経由する循環通路に流通させるためのウォータポンプと、冷却水の温度を検出するための検出部と、エンジンが始動と停止とを繰返す間欠運転モードを選択する場合に、ウォータポンプを作動させるための制御部とを含む。制御部は、間欠運転モードの選択時において、エンジンの作動中に検出部によって検出された冷却水の温度がしきい値を超える場合には、エンジンが停止するときにウォータポンプを停止させた後、エンジンが始動する直前に、ラジエータ内の冷却水がパワーコントロールユニットに流通するように一時的にウォータポンプを作動させ、エンジンの次回停止時に再度ウォータポンプを停止した状態とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、エンジンの始動前に、一時的にウォーターポンプを作動させることによって、ラジエータ側に滞留していた冷却水とパワーコントロールユニット側に滞留していた冷却水とを入れ替えることができる。そのため、エンジンの始動時においてパワーコントロールユニットの温度を低下させておくことができる。その結果、モータジェネレータを用いたエンジンの始動が可能となる。したがって、冷却水の温度がしきい値を超える場合でも、エンジンの停止と始動とを行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施の形態に係る車両の全体ブロック図である。
【図２】本実施の形態に係る車両に搭載されたＰＣＵの冷却システムの構成を示す図である。
【図３】ＰＣＵの冷却システムの冷却水の温度の変化を示すタイミングチャート（その１）である。
【図４】本実施の形態に係る車両に搭載されたＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図５】ＰＣＵの冷却システムの冷却水の温度の変化を示すタイミングチャート（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態は、説明される。以下の説明では、同一の部品には同一の符号が付されている。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返されない。
【００１１】
図１を参照して、本実施の形態に係る車両１の全体ブロック図が説明される。車両１は、エンジン１０と、駆動軸１６と、第１モータジェネレータ（以下、第１ＭＧと記載する）２０と、第２モータジェネレータ（以下、第２ＭＧと記載する）３０と、動力分割装置４０と、減速機５８と、ＰＣＵ（Power Control Unit）６０と、冷却システム６１と、バッテリ７０と、駆動輪８０と、スタートスイッチ１５０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２００とを含む。
【００１２】
この車両１は、エンジン１０および第２ＭＧ３０の少なくとも一方から出力される駆動力によって走行する。エンジン１０が発生する動力は、動力分割装置４０によって２経路に分割される。２経路のうちの一方の経路は減速機５８を介して駆動輪８０へ伝達される経路であり、他方の経路は第１ＭＧ２０へ伝達される経路である。
【００１３】
第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０は、たとえば、三相交流回転電機である。第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０は、ＰＣＵ６０によって駆動される。
【００１４】
第１ＭＧ２０は、動力分割装置４０によって分割されたエンジン１０の動力を用いて発電してＰＣＵ６０を経由してバッテリ７０を充電するジェネレータとしての機能を有する。また、第１ＭＧ２０は、バッテリ７０からの電力を受けてエンジン１０の出力軸であるクランク軸を回転させる。これによって、第１ＭＧ２０は、エンジン１０を始動するスタータとしての機能を有する。
【００１５】
第２ＭＧ３０は、バッテリ７０に蓄えられた電力および第１ＭＧ２０により発電された電力の少なくともいずれか一方を用いて駆動輪８０に駆動力を与える駆動用モータとしての機能を有する。また、第２ＭＧ３０は、回生制動によって発電された電力を用いてＰＣＵ６０を経由してバッテリ７０を充電するためのジェネレータとしての機能を有する。
【００１６】
エンジン１０は、たとえば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関である。エンジン１０は、エンジンルーム１０６内に搭載される。エンジン１０は、複数の気筒１０２と、複数の気筒１０２の各々に燃料を供給する燃料噴射装置１０４とを含む。燃料噴射装置１０４は、ＥＣＵ２００からの制御信号Ｓ１に基づいて、各気筒に対して適切な時期に適切な量の燃料を噴射したり、各気筒に対する燃料の噴射を停止したりする。
【００１７】
さらに、エンジン１０には、エンジン１０のクランク軸の回転速度（以下、エンジン回転速度と記載する）Ｎｅを検出するためのエンジン回転速度センサ１１が設けられる。エンジン回転速度センサ１１は、検出されたエンジン回転速度Ｎｅを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。
【００１８】
動力分割装置４０は、駆動輪８０を回転させるための駆動軸１６、エンジン１０の出力軸および第１ＭＧ２０の回転軸の三要素の各々を機械的に連結する。動力分割装置４０は、上述の三要素のうちのいずれか一つを反力要素とすることによって、他の２つの要素間での動力の伝達を可能とする。第２ＭＧ３０の回転軸は、駆動軸１６に連結される。
【００１９】
動力分割装置４０は、サンギヤ５０と、ピニオンギヤ５２と、キャリア５４と、リングギヤ５６とを含む遊星歯車機構である。ピニオンギヤ５２は、サンギヤ５０およびリングギヤ５６の各々と噛み合う。キャリア５４は、ピニオンギヤ５２を自転可能に支持するとともに、エンジン１０のクランク軸に連結される。サンギヤ５０は、第１ＭＧ２０の回転軸に連結される。リングギヤ５６は、駆動軸１６を介在して第２ＭＧ３０の回転軸および減速機５８に連結される。
【００２０】
減速機５８は、動力分割装置４０や第２ＭＧ３０からの動力を駆動輪８０に伝達する。また、減速機５８は、駆動輪８０が受けた路面からの反力を動力分割装置４０や第２ＭＧ３０に伝達する。
【００２１】
ＰＣＵ６０は、バッテリ７０に蓄えられた直流電力を第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０を駆動するための交流電力に変換する。ＰＣＵ６０は、エンジンルーム１０６内に搭載される。ＰＣＵ６０は、ＥＣＵ２００からの制御信号Ｓ２に基づいて制御されるコンバータおよびインバータ（いずれも図示せず）を含む。コンバータは、バッテリ７０から受けた直流電力の電圧を昇圧してインバータに出力する。インバータは、コンバータが出力した直流電力を交流電力に変換して第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０に出力する。これにより、バッテリ７０に蓄えられた電力を用いて第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０が駆動される。また、インバータは、第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０によって発電される交流電力を直流電力に変換してコンバータに出力する。コンバータは、インバータが出力した直流電力の電圧を降圧してバッテリ７０へ出力する。これにより、第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０により発電された電力を用いてバッテリ７０が充電される。なお、コンバータは、省略してもよい。
【００２２】
バッテリ７０は、蓄電装置であり、再充電可能な直流電源である。バッテリ７０としては、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池が用いられる。バッテリ７０の電圧は、たとえば２００Ｖ程度である。バッテリ７０は、上述したように第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０により発電された電力を用いて充電される他、外部電源（図示せず）から供給される電力を用いて充電されてもよい。なお、バッテリ７０は、二次電池に限らず、直流電圧を生成できるもの、たとえば、キャパシタ、太陽電池、燃料電池等であってもよい。
【００２３】
バッテリ７０には、バッテリ７０の電池温度ＴＢを検出するための電池温度センサ１５６と、バッテリ７０の電流ＩＢを検出するための電流センサ１５８と、バッテリ７０の電圧ＶＢを検出するための電圧センサ１６０とが設けられる。
【００２４】
電池温度センサ１５６は、電池温度ＴＢを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。電流センサ１５８は、電流ＩＢを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。電圧センサ１６０は、電圧ＶＢを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。
【００２５】
スタートスイッチ１５０は、たとえば、プッシュ式スイッチである。スタートスイッチ１５０は、キーをキーシリンダに差し込んで所定の位置まで回転させるものであってもよい。スタートスイッチ１５０は、ＥＣＵ２００に接続される。運転者がスタートスイッチ１５０を操作することに応じて、スタートスイッチ１５０は、信号ＳＴをＥＣＵ２００に送信する。
【００２６】
ＥＣＵ２００は、たとえば、車両１のシステムが停止状態である場合に信号ＳＴを受信した場合に、起動指示を受けたと判断して、車両１のシステムを停止状態から起動状態に移行させる。また、ＥＣＵ２００は、車両１のシステムが起動状態である場合に信号ＳＴを受信した場合に、停止指示を受けた判断して、車両１のシステムを起動状態から停止状態に移行させる。以下の説明において、車両１のシステムが起動状態である場合に運転者がスタートスイッチ１５０を操作することをＩＧオフ操作といい、車両１のシステムが停止状態である場合に運転者がスタートスイッチ１５０を操作することをＩＧオン操作という。また、車両１のシステムが起動状態に移行した場合には、車両１が走行するために必要な複数の機器に電力が供給されるなどして、複数の機器は作動可能な状態となる。一方、車両１のシステムが停止状態に移行した場合には、車両１が走行するために必要な複数の機器のうちの一部への電力の供給が停止されるなどして、一部の機器が作動停止状態となる。
【００２７】
第１レゾルバ１２は、第１ＭＧ２０の回転速度Ｎｍ１を検出する。第１レゾルバ１２は、検出された回転速度Ｎｍ１を示す信号をＥＣＵ２００に送信する。第２レゾルバ１３は、第２ＭＧ３０の回転速度Ｎｍ２を検出する。第２レゾルバ１３は、検出された回転速度Ｎｍ２を示す信号をＥＣＵ２００に送信する。
【００２８】
車輪速センサ１４は、駆動輪８０の回転速度Ｎｗを検出する。車輪速センサ１４は、検出された回転速度Ｎｗを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。ＥＣＵ２００は、受信した回転速度Ｎｗに基づいて車速Ｖを算出する。なお、ＥＣＵ２００は、回転速度Ｎｗに代えて第２ＭＧ３０の回転速度Ｎｍ２に基づいて車速Ｖを算出するようにしてもよい。
【００２９】
ＥＣＵ２００は、エンジン１０を制御するための制御信号Ｓ１を生成し、その生成した制御信号Ｓ１をエンジン１０へ出力する。また、ＥＣＵ２００は、ＰＣＵ６０を制御するための制御信号Ｓ２を生成し、その生成した制御信号Ｓ２をＰＣＵ６０へ出力する。
【００３０】
ＥＣＵ２００は、エンジン１０およびＰＣＵ６０等を制御することによって車両１が最も効率よく運行できるようにハイブリッドシステム全体、すなわち、バッテリ７０の充放電状態、エンジン１０、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０の動作状態を制御する。
【００３１】
ＥＣＵ２００は、運転席に設けられたアクセルペダル（図示せず）の踏込み量に対応する要求駆動力を算出する。ＥＣＵ２００は、算出された要求駆動力に応じて、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０のトルクと、エンジン１０の出力とを制御する。
【００３２】
上述したような構成を有する車両１においては、発進時や低速走行時等であってエンジン１０の効率が悪い場合には、第２ＭＧ３０のみによる走行が行なわれる。また、通常走行時には、たとえば動力分割装置４０によりエンジン１０の動力が２経路の動力に分けられる。一方の動力で駆動輪８０が直接的に駆動される。他方の動力で第１ＭＧ２０を駆動して発電が行なわれる。このとき、ＥＣＵ２００は、発電された電力を用いて第２ＭＧ３０を駆動させる。このように第２ＭＧ３０を駆動させることにより駆動輪８０の駆動補助が行なわれる。
【００３３】
車両１の減速時には、駆動輪８０の回転に従動する第２ＭＧ３０がジェネレータとして機能して回生制動が行なわれる。回生制動によって回収した電力は、バッテリ７０に蓄えられる。なお、ＥＣＵ２００は、蓄電装置の残容量（以下の説明においては、ＳＯＣ（State of Charge）と記載する）が低下し、充電が特に必要な場合には、エンジン１０の出力を増加させて第１ＭＧ２０による発電量を増加させる。これにより、バッテリ７０のＳＯＣが増加させられる。また、ＥＣＵ２００は、低速走行時でも必要に応じてエンジン１０からの駆動力を増加させる制御を行なう場合もある。たとえば、上述のようにバッテリ７０の充電が必要な場合や、エアコン等の補機が駆動される場合や、エンジン１０の冷却水の温度を所定温度まで上げる場合等である。
【００３４】
冷却システム６１は、図１および２に示すように、水温センサ６２と、第１通路６３と、ラジエータ６４と、第２通路６５と、ウォーターポンプ６６とを含む。本実施の形態においては、ラジエータ６４は、エンジンルーム１０６内において車両１の前方側に設けられるとして説明するが、特にエンジンルーム１０６内に限定して設けられるものではない。
【００３５】
図２に示すように、第１通路６３は、ＰＣＵ６０とラジエータ６４とを接続し、ウォーターポンプ６６の作動時にＰＣＵ６０からラジエータ６４に向けて冷却水を流通させる。
【００３６】
第１通路６３の上流側には、水温センサ６２が設けられる。すなわち、水温センサ６２は、ＰＣＵ６０から第１通路６３に流通する冷却水の温度Ｔｗを検出する。水温センサ６２は、検出した冷却水の温度Ｔｗを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。
【００３７】
ラジエータ６４は、熱交換器であって、内部を流通する冷却水を放熱して、冷却水の温度を低下させる。具体的には、ラジエータ６４は、内部を流通する冷却水と、車両１が走行することにより受ける走行風、あるいは、図示しない冷却ファンから供給される空気との間で行なわれる熱交換によって内部を流通する冷却水を放熱する。
【００３８】
第２通路６５は、第１通路６３とは別にＰＣＵ６０とラジエータ６４とを接続し、ウォーターポンプ６６の作動時にラジエータ６４からＰＣＵ６０に向けて冷却水を流通させる。第２通路の途中には、ウォーターポンプ６６が設けられる。なお、ウォーターポンプ６６は、第１通路６３の途中に設けられるようにしてもよい。ウォーターポンプ６６は、ＥＣＵ２００から受信する制御信号に基づいて作動する。
【００３９】
ＰＣＵ６０の筐体には、第１通路６３と第２通路６５とを接続する通路が形成される。ウォーターポンプ６６の作動時においては、ＰＣＵ６０の筐体に形成された通路内の冷却水は、第２通路６５から第１通路６３に向けて流通する。ＰＣＵ６０の筐体に形成された通路内を冷却水が流通することによって冷却水と、ＰＣＵ６０の内部に設けられる部品（たとえば、スイッチング素子等）との間で行なわれる熱交換によってＰＣＵ６０の内部に設けられる部品の温度が低下させられる。
【００４０】
なお、第１通路６３と、ラジエータ６４と、第２通路６５と、ＰＣＵ６０の筐体に形成された通路とで冷却水の循環通路が形成される。
【００４１】
このような冷却システム６１の構成において、たとえば、ＥＣＵ２００から受信する制御信号に基づいてウォーターポンプ６６が作動すると、冷却システム６１内の冷却水は、図２の矢印の方向に流通を開始する。すなわち、第２通路６５内の冷却水がＰＣＵ６０に向けて流通する。ＰＣＵ６０の筐体に形成された通路内に流通した冷却水とＰＣＵ６０内の部品等との熱交換により冷却水の温度が上昇する。その後、ＰＣＵ６０の筐体に形成された通路内の冷却水は、第１通路６３に流通する。第１通路６３内の冷却水は、ラジエータ６４において冷却された後に第２通路６５に循環する。
【００４２】
上述した構成を有する車両１において、走行後に車両１がアイドル状態（停車状態）で放置される場合には、ＥＣＵ２００は、エンジン１０の始動と停止とを繰り返す間欠運転モードを選択する。ＥＣＵ２００は、間欠運転モードの選択時においては、エンジン１０の作動時間がエンジン１０を始動させてから第１期間を経過した場合にエンジン１０を停止させる。さらに、ＥＣＵ２００は、間欠運転モードの選択時においては、エンジン１０の停止時間がエンジン１０を停止させてから第２期間を経過した場合にエンジン１０を始動させる。ＥＣＵ２００は、間欠運転モードが選択されている間、上述のエンジン１０の始動と停止とを繰返す。なお、第１期間および第２期間の各々は、所定期間であってもよいし、車両１の状態に応じて変動する期間であってもよい。また、第１期間と第２期間とは同一の期間であってもよいし、異なる期間であってもよい。また、ＥＣＵ２００は、間欠運転モードの選択時において、ウォーターポンプを作動させる。
【００４３】
しかしながら、図３に示すように、エンジンルーム１０６内においては、エンジン１０の作動時におけるエンジン１０の熱によってＰＣＵ６０の冷却システム６１の冷却水の温度Ｔｗが上昇する。図３に示すように、時間Ｔ（０）から時間Ｔ（１）まで、時間Ｔ（２）から時間Ｔ（３）まで、時間Ｔ（４）から時間Ｔ（５）まで、および、時間Ｔ（６）から時間Ｔ（７）までにおいて、エンジン１０がオン状態となる場合には、冷却水の温度Ｔｗは、エンジン１０の熱による上昇する。一方、時間Ｔ（１）から時間Ｔ（２）まで、時間Ｔ（３）から時間Ｔ（４）まで、および、時間Ｔ（５）から時間Ｔ（６）までにおいて、エンジン１０がオフ状態となる場合には、冷却水の温度Ｔｗは、ラジエータ６４における放熱により低下する。なお、この期間において、ウォーターポンプ６６は、作動状態を維持する。
【００４４】
たとえば、図３の時間Ｔ（５）において、冷却水の温度Ｔｗがしきい値Ｔｗ（０）を超える場合には、エンジン１０を始動できない場合がある。エンジン１０を始動させるために第１ＭＧ２０によってクランキングを行なう場合には、ＰＣＵ６０に電流が流れる。ＰＣＵ６０に電流が流れることによって、ＰＣＵ６０自身が発熱する。そのため、冷却水の温度Ｔｗがしきい値Ｔｗ（０）よりも高いと、ＰＣＵ６０の内部の部品の温度が許容温度を超えるような場合には、第１ＭＧ２０を用いたクランキングを行えない。その結果、エンジン１０を始動できない。
【００４５】
このような問題に対して、図３の破線に示すように、冷却水の温度Ｔｗがしきい値Ｔｗ（０）を超える場合に、エンジン１０の停止を禁止することも考えられる。しかしながら、エンジン１０の作動を継続する場合には、エンジン１０の熱によって冷却水の温度Ｔｗがさらに上昇する場合がある。
【００４６】
そこで、本実施の形態に係る車両に搭載されたＥＣＵ２００は、間欠運転モードの選択時において、エンジン１０の作動中に冷却水の温度Ｔｗがしきい値Ｔｗ（０）を超える場合には、エンジン１０が停止するときにウォーターポンプ６６を停止させた後、エンジン１０が始動する直前に、ラジエータ６４内の冷却水がＰＣＵ６０に流通するように一時的にウォーターポンプ６６を作動させ、エンジン１０の次回停止時にウォーターポンプ６６を再度停止した状態とする点に特徴を有する。
【００４７】
図４を参照して、本実施の形態に係る車両に搭載されたＥＣＵ２００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。ＥＣＵ２００は、図４で示されるフローチャートに基づくプログラムを所定の計算サイクル毎に実行する。なお、ＥＣＵ２００は、図４で示されるフローチャートに基づくプログラムを実行する場合においては、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０が非通電状態であることを前提とする。すなわち、ＥＣＵ２００は、たとえば、車両１が停止中である場合に、図４で示されるフローチャートに基づくプログラムを実行する。
【００４８】
ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、ＥＣＵ２００は、エンジン１０の間欠停止が許可されているか否かを判定する。たとえば、ＥＣＵ２００は、車両１の走行後に車両１がアイドル状態（停車状態）で放置される場合においてエンジン１０の間欠運転モードが選択されているときには、間欠停止が許可されていると判定する。エンジン１０の間欠停止が許可されている場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。もしそうでない場合（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１００に戻される。
【００４９】
Ｓ１０２にて、ＥＣＵ２００は、エンジン１０の作動中において、冷却水の温度Ｔｗがしきい値Ｔｗ（０）以上であるか否かを判定する。
【００５０】
Ｓ１０４にて、ＥＣＵ２００は、エンジン１０の始動および停止に対応させたウォーターポンプ６６の制御を実行する。
【００５１】
具体的には、ＥＣＵ２００は、間欠運転モードの選択時において、エンジン１０が停止するときにウォーターポンプ６６を停止させる。ＥＣＵ２００は、ウォーターポンプ６６を停止させた後、エンジン１０が始動する直前に、一時的にウォーターポンプ６６を作動させる。
【００５２】
なお、エンジン１０が始動する直前とは、エンジン１０が始動する所定時間前をいう。所定時間とは、たとえば、１秒以下の時間である。また、一時的にウォーターポンプ６６を作動させる期間は、所定期間である。所定期間とは、ウォーターポンプ６６を作動させてからラジエータ６４内の冷却水がＰＣＵ６０に流通するまでの期間であることが望ましい。
【００５３】
ＥＣＵ２００は、一時的にウォーターポンプ６６を作動させた後にウォーターポンプ６６を停止させる。ＥＣＵ２００は、エンジン１０の次回停止時にウォーターポンプ６６を再度停止した状態とする。
【００５４】
ＥＣＵ２００は、Ｓ１０６にて、車両１のアイドル状態（停車状態）が継続中であるか否かを判定する。車両１のアイドル状態が継続中である場合（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、処理はＳ１００に戻される。もしそうでない場合（Ｓ１０６にてＮＯ）、この処理は終了する。
【００５５】
以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る車両に搭載されたＥＣＵ２００の動作について図５を参照して説明する。
【００５６】
たとえば、車両１の走行後に車両１がアイドル状態で放置される場合に、エンジン１０の間欠運転モードが選択される。そのため、エンジン１０の始動と停止とが繰返される（Ｓ１００にてＹＥＳ）。エンジン１０の作動中においては、エンジン１０の熱によりエンジンルーム１０６内の雰囲気温度が上昇する。エンジンルーム１０６内の雰囲気温度の上昇によりエンジンルーム１０６内に併設されたＰＣＵ６０の冷却システム６１内を流通する冷却水の温度が上昇することとなる。
【００５７】
エンジン１０の作動中に冷却水の温度Ｔｗの検出値がしきい値Ｔｗ（０）以上になる場合（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、エンジン１０の始動および停止に対応させたウォーターポンプ６６の制御を実行する（Ｓ１０４）。
【００５８】
具体的には、冷却水の温度Ｔｗがしきい値Ｔｗ（０）以上となった後の時間Ｔ（０）にて、エンジン１０が停止する場合には、ＥＣＵ２００は、ウォーターポンプ６６を停止させる。そのため、時間Ｔ（０）以降においては、ウォーターポンプ６６の停止によって冷却システム６１内の冷却水が滞留する。そのため、ラジエータ６４側の冷却水の温度Ｔｗは低下していく。一方、ＰＣＵ６０側の冷却水の温度Ｔｗの検出値は、エンジンルーム１０６内の雰囲気温度に応じて上昇する。ＰＣＵ側の冷却水の温度Ｔｗの上昇に応じてＰＣＵ６０に含まれるスイッチング素子の温度も上昇する。
【００５９】
エンジン１０の始動する所定時間前の時間Ｔ（１）にて、ウォーターポンプ６６が一時的に作動させられる。このとき、冷却水の温度Ｔｗの検出値は、Ｔｗ（１）である。また、ラジエータ６４内の冷却水の温度は、Ｔｗ（１）よりも低いＴｗ（２）である。ウォーターポンプ６６の一時的な作動によって、ラジエータ６４側に滞留していた冷却水がＰＣＵ６０側に流通し、ＰＣＵ６０側に滞留していた冷却水がラジエータ６４側に流通する。その結果、ラジエータ６４側に滞留していた冷却水とＰＣＵ６０側に滞留していた冷却水とが入れ替わることとなる。そのため、ＰＣＵ６０内にＰＣＵ６０側に滞留していた冷却水よりも温度が低いラジエータ６４側の冷却水が供給されることとなる。これによって、ＰＣＵ６０側の冷却水の温度が低下する。そのため、第１ＭＧ２０を用いてエンジン１０を始動させた場合、ＰＣＵ６０の部品の温度が耐熱温度を超えることが抑制される。
【００６０】
以上のようにして、本実施の形態に係る車両によると、エンジン１０の始動前に、一時的にウォーターポンプ６６を作動させることによって、ラジエータ６４側に滞留していた冷却水とＰＣＵ６０側に滞留していた冷却水とを入れ替えることができる。そのため、エンジン１０の始動時においてＰＣＵ６０の温度を低下させておくことができる。その結果、第１ＭＧ２０を用いたエンジン１０の始動が可能となる。したがって、冷却水の温度がしきい値Ｔｗ（０）以上になる場合でも、エンジン１０の停止と始動とを行なうことができる。そのため、エンジン１０の作動を継続する場合と比較して、ＰＣＵ６０内の部品の過昇温が抑制される。したがって、エンジンルーム内に設けられるパワーコントロールユニットの冷却装置の冷却水の過昇温を抑制する車両を提供することができる。
【００６１】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６２】
１ 車両、１０ エンジン、１１ エンジン回転速度センサ、１２，１３ レゾルバ、１４ 車輪速センサ、１６ 駆動軸、２０，３０ ＭＧ、４０ 動力分割装置、５０ サンギヤ、５２ ピニオンギヤ、５４ キャリア、５６ リングギヤ、５８ 減速機、６１ 冷却システム、６２ 水温センサ、６３，６５ 通路、６４ ラジエータ、６６ ウォーターポンプ、７０ バッテリ、８０ 駆動輪、１０２ 気筒、１０４ 燃料噴射装置、１０６ エンジンルーム、１５０ スタートスイッチ、１５６ 電池温度センサ、１５８ 電流センサ、１６０ 電圧センサ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンとモータジェネレータとを搭載したハイブリッド車両の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００４−１０８１５９号公報（特許文献１）には、エンジンの始動により過昇温が予想される場合に、エンジンを始動させる前にウォーターポンプを駆動して冷却水を放熱することによって、エンジの始動後の冷却水の過昇温を防止する技術が開示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１０８１５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ハイブリッド車両において、エンジンが始動と停止とを繰返す間欠運転が行なわれる場合においては、エンジンルーム内の雰囲気温度が上昇する。そのため、エンジンルーム内に併設されたモータジェネレータのパワーコントロールユニットの冷却水の温度が過度に上昇する場合がある。
【０００５】
上述した公報に開示されたエンジンの冷却制御装置においては、エンジンを冷却するための冷却装置の冷却水の過昇温を防止するものであり、上述した課題については何ら考慮されていない。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、エンジンルーム内に設けられるパワーコントロールユニットの冷却装置の冷却水の過昇温を抑制する車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明のある局面に係る車両は、エンジンルーム内に搭載されたエンジンと、エンジンを始動させるためのモータジェネレータと、エンジンルーム内に搭載され、モータジェネレータを作動させるためのパワーコントロールユニットと、パワーコントロールユニットと熱交換する冷却水をラジエータを経由する循環通路に流通させるためのウォータポンプと、冷却水の温度を検出するための検出部と、エンジンが始動と停止とを繰返す間欠運転モードを選択する場合に、ウォータポンプを作動させるための制御部とを含む。制御部は、間欠運転モードの選択時において、エンジンの作動中に検出部によって検出された冷却水の温度がしきい値を超える場合には、エンジンが停止するときにウォータポンプを停止させた後、エンジンが始動する直前に、ラジエータ内の冷却水がパワーコントロールユニットに流通するように一時的にウォータポンプを作動させ、エンジンの次回停止時に再度ウォータポンプを停止した状態とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、エンジンの始動前に、一時的にウォーターポンプを作動させることによって、ラジエータ側に滞留していた冷却水とパワーコントロールユニット側に滞留していた冷却水とを入れ替えることができる。そのため、エンジンの始動時においてパワーコントロールユニットの温度を低下させておくことができる。その結果、モータジェネレータを用いたエンジンの始動が可能となる。したがって、冷却水の温度がしきい値を超える場合でも、エンジンの停止と始動とを行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施の形態に係る車両の全体ブロック図である。
【図２】本実施の形態に係る車両に搭載されたＰＣＵの冷却システムの構成を示す図である。
【図３】ＰＣＵの冷却システムの冷却水の温度の変化を示すタイミングチャート（その１）である。
【図４】本実施の形態に係る車両に搭載されたＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図５】ＰＣＵの冷却システムの冷却水の温度の変化を示すタイミングチャート（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態は、説明される。以下の説明では、同一の部品には同一の符号が付されている。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返されない。
【００１１】
図１を参照して、本実施の形態に係る車両１の全体ブロック図が説明される。車両１は、エンジン１０と、駆動軸１６と、第１モータジェネレータ（以下、第１ＭＧと記載する）２０と、第２モータジェネレータ（以下、第２ＭＧと記載する）３０と、動力分割装置４０と、減速機５８と、ＰＣＵ（Power Control Unit）６０と、冷却システム６１と、バッテリ７０と、駆動輪８０と、スタートスイッチ１５０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２００とを含む。
【００１２】
この車両１は、エンジン１０および第２ＭＧ３０の少なくとも一方から出力される駆動力によって走行する。エンジン１０が発生する動力は、動力分割装置４０によって２経路に分割される。２経路のうちの一方の経路は減速機５８を介して駆動輪８０へ伝達される経路であり、他方の経路は第１ＭＧ２０へ伝達される経路である。
【００１３】
第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０は、たとえば、三相交流回転電機である。第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０は、ＰＣＵ６０によって駆動される。
【００１４】
第１ＭＧ２０は、動力分割装置４０によって分割されたエンジン１０の動力を用いて発電してＰＣＵ６０を経由してバッテリ７０を充電するジェネレータとしての機能を有する。また、第１ＭＧ２０は、バッテリ７０からの電力を受けてエンジン１０の出力軸であるクランク軸を回転させる。これによって、第１ＭＧ２０は、エンジン１０を始動するスタータとしての機能を有する。
【００１５】
第２ＭＧ３０は、バッテリ７０に蓄えられた電力および第１ＭＧ２０により発電された電力の少なくともいずれか一方を用いて駆動輪８０に駆動力を与える駆動用モータとしての機能を有する。また、第２ＭＧ３０は、回生制動によって発電された電力を用いてＰＣＵ６０を経由してバッテリ７０を充電するためのジェネレータとしての機能を有する。
【００１６】
エンジン１０は、たとえば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関である。エンジン１０は、エンジンルーム１０６内に搭載される。エンジン１０は、複数の気筒１０２と、複数の気筒１０２の各々に燃料を供給する燃料噴射装置１０４とを含む。燃料噴射装置１０４は、ＥＣＵ２００からの制御信号Ｓ１に基づいて、各気筒に対して適切な時期に適切な量の燃料を噴射したり、各気筒に対する燃料の噴射を停止したりする。
【００１７】
さらに、エンジン１０には、エンジン１０のクランク軸の回転速度（以下、エンジン回転速度と記載する）Ｎｅを検出するためのエンジン回転速度センサ１１が設けられる。エンジン回転速度センサ１１は、検出されたエンジン回転速度Ｎｅを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。
【００１８】
動力分割装置４０は、駆動輪８０を回転させるための駆動軸１６、エンジン１０の出力軸および第１ＭＧ２０の回転軸の三要素の各々を機械的に連結する。動力分割装置４０は、上述の三要素のうちのいずれか一つを反力要素とすることによって、他の２つの要素間での動力の伝達を可能とする。第２ＭＧ３０の回転軸は、駆動軸１６に連結される。
【００１９】
動力分割装置４０は、サンギヤ５０と、ピニオンギヤ５２と、キャリア５４と、リングギヤ５６とを含む遊星歯車機構である。ピニオンギヤ５２は、サンギヤ５０およびリングギヤ５６の各々と噛み合う。キャリア５４は、ピニオンギヤ５２を自転可能に支持するとともに、エンジン１０のクランク軸に連結される。サンギヤ５０は、第１ＭＧ２０の回転軸に連結される。リングギヤ５６は、駆動軸１６を介在して第２ＭＧ３０の回転軸および減速機５８に連結される。
【００２０】
減速機５８は、動力分割装置４０や第２ＭＧ３０からの動力を駆動輪８０に伝達する。また、減速機５８は、駆動輪８０が受けた路面からの反力を動力分割装置４０や第２ＭＧ３０に伝達する。
【００２１】
ＰＣＵ６０は、バッテリ７０に蓄えられた直流電力を第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０を駆動するための交流電力に変換する。ＰＣＵ６０は、エンジンルーム１０６内に搭載される。ＰＣＵ６０は、ＥＣＵ２００からの制御信号Ｓ２に基づいて制御されるコンバータおよびインバータ（いずれも図示せず）を含む。コンバータは、バッテリ７０から受けた直流電力の電圧を昇圧してインバータに出力する。インバータは、コンバータが出力した直流電力を交流電力に変換して第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０に出力する。これにより、バッテリ７０に蓄えられた電力を用いて第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０が駆動される。また、インバータは、第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０によって発電される交流電力を直流電力に変換してコンバータに出力する。コンバータは、インバータが出力した直流電力の電圧を降圧してバッテリ７０へ出力する。これにより、第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０により発電された電力を用いてバッテリ７０が充電される。なお、コンバータは、省略してもよい。
【００２２】
バッテリ７０は、蓄電装置であり、再充電可能な直流電源である。バッテリ７０としては、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池が用いられる。バッテリ７０の電圧は、たとえば２００Ｖ程度である。バッテリ７０は、上述したように第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０により発電された電力を用いて充電される他、外部電源（図示せず）から供給される電力を用いて充電されてもよい。なお、バッテリ７０は、二次電池に限らず、直流電圧を生成できるもの、たとえば、キャパシタ、太陽電池、燃料電池等であってもよい。
【００２３】
バッテリ７０には、バッテリ７０の電池温度ＴＢを検出するための電池温度センサ１５６と、バッテリ７０の電流ＩＢを検出するための電流センサ１５８と、バッテリ７０の電圧ＶＢを検出するための電圧センサ１６０とが設けられる。
【００２４】
電池温度センサ１５６は、電池温度ＴＢを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。電流センサ１５８は、電流ＩＢを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。電圧センサ１６０は、電圧ＶＢを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。
【００２５】
スタートスイッチ１５０は、たとえば、プッシュ式スイッチである。スタートスイッチ１５０は、キーをキーシリンダに差し込んで所定の位置まで回転させるものであってもよい。スタートスイッチ１５０は、ＥＣＵ２００に接続される。運転者がスタートスイッチ１５０を操作することに応じて、スタートスイッチ１５０は、信号ＳＴをＥＣＵ２００に送信する。
【００２６】
ＥＣＵ２００は、たとえば、車両１のシステムが停止状態である場合に信号ＳＴを受信した場合に、起動指示を受けたと判断して、車両１のシステムを停止状態から起動状態に移行させる。また、ＥＣＵ２００は、車両１のシステムが起動状態である場合に信号ＳＴを受信した場合に、停止指示を受けた判断して、車両１のシステムを起動状態から停止状態に移行させる。以下の説明において、車両１のシステムが起動状態である場合に運転者がスタートスイッチ１５０を操作することをＩＧオフ操作といい、車両１のシステムが停止状態である場合に運転者がスタートスイッチ１５０を操作することをＩＧオン操作という。また、車両１のシステムが起動状態に移行した場合には、車両１が走行するために必要な複数の機器に電力が供給されるなどして、複数の機器は作動可能な状態となる。一方、車両１のシステムが停止状態に移行した場合には、車両１が走行するために必要な複数の機器のうちの一部への電力の供給が停止されるなどして、一部の機器が作動停止状態となる。
【００２７】
第１レゾルバ１２は、第１ＭＧ２０の回転速度Ｎｍ１を検出する。第１レゾルバ１２は、検出された回転速度Ｎｍ１を示す信号をＥＣＵ２００に送信する。第２レゾルバ１３は、第２ＭＧ３０の回転速度Ｎｍ２を検出する。第２レゾルバ１３は、検出された回転速度Ｎｍ２を示す信号をＥＣＵ２００に送信する。
【００２８】
車輪速センサ１４は、駆動輪８０の回転速度Ｎｗを検出する。車輪速センサ１４は、検出された回転速度Ｎｗを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。ＥＣＵ２００は、受信した回転速度Ｎｗに基づいて車速Ｖを算出する。なお、ＥＣＵ２００は、回転速度Ｎｗに代えて第２ＭＧ３０の回転速度Ｎｍ２に基づいて車速Ｖを算出するようにしてもよい。
【００２９】
ＥＣＵ２００は、エンジン１０を制御するための制御信号Ｓ１を生成し、その生成した制御信号Ｓ１をエンジン１０へ出力する。また、ＥＣＵ２００は、ＰＣＵ６０を制御するための制御信号Ｓ２を生成し、その生成した制御信号Ｓ２をＰＣＵ６０へ出力する。
【００３０】
ＥＣＵ２００は、エンジン１０およびＰＣＵ６０等を制御することによって車両１が最も効率よく運行できるようにハイブリッドシステム全体、すなわち、バッテリ７０の充放電状態、エンジン１０、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０の動作状態を制御する。
【００３１】
ＥＣＵ２００は、運転席に設けられたアクセルペダル（図示せず）の踏込み量に対応する要求駆動力を算出する。ＥＣＵ２００は、算出された要求駆動力に応じて、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０のトルクと、エンジン１０の出力とを制御する。
【００３２】
上述したような構成を有する車両１においては、発進時や低速走行時等であってエンジン１０の効率が悪い場合には、第２ＭＧ３０のみによる走行が行なわれる。また、通常走行時には、たとえば動力分割装置４０によりエンジン１０の動力が２経路の動力に分けられる。一方の動力で駆動輪８０が直接的に駆動される。他方の動力で第１ＭＧ２０を駆動して発電が行なわれる。このとき、ＥＣＵ２００は、発電された電力を用いて第２ＭＧ３０を駆動させる。このように第２ＭＧ３０を駆動させることにより駆動輪８０の駆動補助が行なわれる。
【００３３】
車両１の減速時には、駆動輪８０の回転に従動する第２ＭＧ３０がジェネレータとして機能して回生制動が行なわれる。回生制動によって回収した電力は、バッテリ７０に蓄えられる。なお、ＥＣＵ２００は、蓄電装置の残容量（以下の説明においては、ＳＯＣ（State of Charge）と記載する）が低下し、充電が特に必要な場合には、エンジン１０の出力を増加させて第１ＭＧ２０による発電量を増加させる。これにより、バッテリ７０のＳＯＣが増加させられる。また、ＥＣＵ２００は、低速走行時でも必要に応じてエンジン１０からの駆動力を増加させる制御を行なう場合もある。たとえば、上述のようにバッテリ７０の充電が必要な場合や、エアコン等の補機が駆動される場合や、エンジン１０の冷却水の温度を所定温度まで上げる場合等である。
【００３４】
冷却システム６１は、図１および２に示すように、水温センサ６２と、第１通路６３と、ラジエータ６４と、第２通路６５と、ウォーターポンプ６６とを含む。本実施の形態においては、ラジエータ６４は、エンジンルーム１０６内において車両１の前方側に設けられるとして説明するが、特にエンジンルーム１０６内に限定して設けられるものではない。
【００３５】
図２に示すように、第１通路６３は、ＰＣＵ６０とラジエータ６４とを接続し、ウォーターポンプ６６の作動時にＰＣＵ６０からラジエータ６４に向けて冷却水を流通させる。
【００３６】
第１通路６３の上流側には、水温センサ６２が設けられる。すなわち、水温センサ６２は、ＰＣＵ６０から第１通路６３に流通する冷却水の温度Ｔｗを検出する。水温センサ６２は、検出した冷却水の温度Ｔｗを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。
【００３７】
ラジエータ６４は、熱交換器であって、内部を流通する冷却水を放熱して、冷却水の温度を低下させる。具体的には、ラジエータ６４は、内部を流通する冷却水と、車両１が走行することにより受ける走行風、あるいは、図示しない冷却ファンから供給される空気との間で行なわれる熱交換によって内部を流通する冷却水を放熱する。
【００３８】
第２通路６５は、第１通路６３とは別にＰＣＵ６０とラジエータ６４とを接続し、ウォーターポンプ６６の作動時にラジエータ６４からＰＣＵ６０に向けて冷却水を流通させる。第２通路の途中には、ウォーターポンプ６６が設けられる。なお、ウォーターポンプ６６は、第１通路６３の途中に設けられるようにしてもよい。ウォーターポンプ６６は、ＥＣＵ２００から受信する制御信号に基づいて作動する。
【００３９】
ＰＣＵ６０の筐体には、第１通路６３と第２通路６５とを接続する通路が形成される。ウォーターポンプ６６の作動時においては、ＰＣＵ６０の筐体に形成された通路内の冷却水は、第２通路６５から第１通路６３に向けて流通する。ＰＣＵ６０の筐体に形成された通路内を冷却水が流通することによって冷却水と、ＰＣＵ６０の内部に設けられる部品（たとえば、スイッチング素子等）との間で行なわれる熱交換によってＰＣＵ６０の内部に設けられる部品の温度が低下させられる。
【００４０】
なお、第１通路６３と、ラジエータ６４と、第２通路６５と、ＰＣＵ６０の筐体に形成された通路とで冷却水の循環通路が形成される。
【００４１】
このような冷却システム６１の構成において、たとえば、ＥＣＵ２００から受信する制御信号に基づいてウォーターポンプ６６が作動すると、冷却システム６１内の冷却水は、図２の矢印の方向に流通を開始する。すなわち、第２通路６５内の冷却水がＰＣＵ６０に向けて流通する。ＰＣＵ６０の筐体に形成された通路内に流通した冷却水とＰＣＵ６０内の部品等との熱交換により冷却水の温度が上昇する。その後、ＰＣＵ６０の筐体に形成された通路内の冷却水は、第１通路６３に流通する。第１通路６３内の冷却水は、ラジエータ６４において冷却された後に第２通路６５に循環する。
【００４２】
上述した構成を有する車両１において、走行後に車両１がアイドル状態（停車状態）で放置される場合には、ＥＣＵ２００は、エンジン１０の始動と停止とを繰り返す間欠運転モードを選択する。ＥＣＵ２００は、間欠運転モードの選択時においては、エンジン１０の作動時間がエンジン１０を始動させてから第１期間を経過した場合にエンジン１０を停止させる。さらに、ＥＣＵ２００は、間欠運転モードの選択時においては、エンジン１０の停止時間がエンジン１０を停止させてから第２期間を経過した場合にエンジン１０を始動させる。ＥＣＵ２００は、間欠運転モードが選択されている間、上述のエンジン１０の始動と停止とを繰返す。なお、第１期間および第２期間の各々は、所定期間であってもよいし、車両１の状態に応じて変動する期間であってもよい。また、第１期間と第２期間とは同一の期間であってもよいし、異なる期間であってもよい。また、ＥＣＵ２００は、間欠運転モードの選択時において、ウォーターポンプを作動させる。
【００４３】
しかしながら、図３に示すように、エンジンルーム１０６内においては、エンジン１０の作動時におけるエンジン１０の熱によってＰＣＵ６０の冷却システム６１の冷却水の温度Ｔｗが上昇する。図３に示すように、時間Ｔ（０）から時間Ｔ（１）まで、時間Ｔ（２）から時間Ｔ（３）まで、時間Ｔ（４）から時間Ｔ（５）まで、および、時間Ｔ（６）から時間Ｔ（７）までにおいて、エンジン１０がオン状態となる場合には、冷却水の温度Ｔｗは、エンジン１０の熱による上昇する。一方、時間Ｔ（１）から時間Ｔ（２）まで、時間Ｔ（３）から時間Ｔ（４）まで、および、時間Ｔ（５）から時間Ｔ（６）までにおいて、エンジン１０がオフ状態となる場合には、冷却水の温度Ｔｗは、ラジエータ６４における放熱により低下する。なお、この期間において、ウォーターポンプ６６は、作動状態を維持する。
【００４４】
たとえば、図３の時間Ｔ（５）において、冷却水の温度Ｔｗがしきい値Ｔｗ（０）を超える場合には、エンジン１０を始動できない場合がある。エンジン１０を始動させるために第１ＭＧ２０によってクランキングを行なう場合には、ＰＣＵ６０に電流が流れる。ＰＣＵ６０に電流が流れることによって、ＰＣＵ６０自身が発熱する。そのため、冷却水の温度Ｔｗがしきい値Ｔｗ（０）よりも高いと、ＰＣＵ６０の内部の部品の温度が許容温度を超えるような場合には、第１ＭＧ２０を用いたクランキングを行えない。その結果、エンジン１０を始動できない。
【００４５】
このような問題に対して、図３の破線に示すように、冷却水の温度Ｔｗがしきい値Ｔｗ（０）を超える場合に、エンジン１０の停止を禁止することも考えられる。しかしながら、エンジン１０の作動を継続する場合には、エンジン１０の熱によって冷却水の温度Ｔｗがさらに上昇する場合がある。
【００４６】
そこで、本実施の形態に係る車両に搭載されたＥＣＵ２００は、間欠運転モードの選択時において、エンジン１０の作動中に冷却水の温度Ｔｗがしきい値Ｔｗ（０）を超える場合には、エンジン１０が停止するときにウォーターポンプ６６を停止させた後、エンジン１０が始動する直前に、ラジエータ６４内の冷却水がＰＣＵ６０に流通するように一時的にウォーターポンプ６６を作動させ、エンジン１０の次回停止時にウォーターポンプ６６を再度停止した状態とする点に特徴を有する。
【００４７】
図４を参照して、本実施の形態に係る車両に搭載されたＥＣＵ２００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。ＥＣＵ２００は、図４で示されるフローチャートに基づくプログラムを所定の計算サイクル毎に実行する。なお、ＥＣＵ２００は、図４で示されるフローチャートに基づくプログラムを実行する場合においては、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０が非通電状態であることを前提とする。すなわち、ＥＣＵ２００は、たとえば、車両１が停止中である場合に、図４で示されるフローチャートに基づくプログラムを実行する。
【００４８】
ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、ＥＣＵ２００は、エンジン１０の間欠停止が許可されているか否かを判定する。たとえば、ＥＣＵ２００は、車両１の走行後に車両１がアイドル状態（停車状態）で放置される場合においてエンジン１０の間欠運転モードが選択されているときには、間欠停止が許可されていると判定する。エンジン１０の間欠停止が許可されている場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。もしそうでない場合（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１００に戻される。
【００４９】
Ｓ１０２にて、ＥＣＵ２００は、エンジン１０の作動中において、冷却水の温度Ｔｗがしきい値Ｔｗ（０）以上であるか否かを判定する。
【００５０】
Ｓ１０４にて、ＥＣＵ２００は、エンジン１０の始動および停止に対応させたウォーターポンプ６６の制御を実行する。
【００５１】
具体的には、ＥＣＵ２００は、間欠運転モードの選択時において、エンジン１０が停止するときにウォーターポンプ６６を停止させる。ＥＣＵ２００は、ウォーターポンプ６６を停止させた後、エンジン１０が始動する直前に、一時的にウォーターポンプ６６を作動させる。
【００５２】
なお、エンジン１０が始動する直前とは、エンジン１０が始動する所定時間前をいう。所定時間とは、たとえば、１秒以下の時間である。また、一時的にウォーターポンプ６６を作動させる期間は、所定期間である。所定期間とは、ウォーターポンプ６６を作動させてからラジエータ６４内の冷却水がＰＣＵ６０に流通するまでの期間であることが望ましい。
【００５３】
ＥＣＵ２００は、一時的にウォーターポンプ６６を作動させた後にウォーターポンプ６６を停止させる。ＥＣＵ２００は、エンジン１０の次回停止時にウォーターポンプ６６を再度停止した状態とする。
【００５４】
ＥＣＵ２００は、Ｓ１０６にて、車両１のアイドル状態（停車状態）が継続中であるか否かを判定する。車両１のアイドル状態が継続中である場合（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、処理はＳ１００に戻される。もしそうでない場合（Ｓ１０６にてＮＯ）、この処理は終了する。
【００５５】
以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る車両に搭載されたＥＣＵ２００の動作について図５を参照して説明する。
【００５６】
たとえば、車両１の走行後に車両１がアイドル状態で放置される場合に、エンジン１０の間欠運転モードが選択される。そのため、エンジン１０の始動と停止とが繰返される（Ｓ１００にてＹＥＳ）。エンジン１０の作動中においては、エンジン１０の熱によりエンジンルーム１０６内の雰囲気温度が上昇する。エンジンルーム１０６内の雰囲気温度の上昇によりエンジンルーム１０６内に併設されたＰＣＵ６０の冷却システム６１内を流通する冷却水の温度が上昇することとなる。
【００５７】
エンジン１０の作動中に冷却水の温度Ｔｗの検出値がしきい値Ｔｗ（０）以上になる場合（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、エンジン１０の始動および停止に対応させたウォーターポンプ６６の制御を実行する（Ｓ１０４）。
【００５８】
具体的には、冷却水の温度Ｔｗがしきい値Ｔｗ（０）以上となった後の時間Ｔ（０）にて、エンジン１０が停止する場合には、ＥＣＵ２００は、ウォーターポンプ６６を停止させる。そのため、時間Ｔ（０）以降においては、ウォーターポンプ６６の停止によって冷却システム６１内の冷却水が滞留する。そのため、ラジエータ６４側の冷却水の温度Ｔｗは低下していく。一方、ＰＣＵ６０側の冷却水の温度Ｔｗの検出値は、エンジンルーム１０６内の雰囲気温度に応じて上昇する。ＰＣＵ側の冷却水の温度Ｔｗの上昇に応じてＰＣＵ６０に含まれるスイッチング素子の温度も上昇する。
【００５９】
エンジン１０の始動する所定時間前の時間Ｔ（１）にて、ウォーターポンプ６６が一時的に作動させられる。このとき、冷却水の温度Ｔｗの検出値は、Ｔｗ（１）である。また、ラジエータ６４内の冷却水の温度は、Ｔｗ（１）よりも低いＴｗ（２）である。ウォーターポンプ６６の一時的な作動によって、ラジエータ６４側に滞留していた冷却水がＰＣＵ６０側に流通し、ＰＣＵ６０側に滞留していた冷却水がラジエータ６４側に流通する。その結果、ラジエータ６４側に滞留していた冷却水とＰＣＵ６０側に滞留していた冷却水とが入れ替わることとなる。そのため、ＰＣＵ６０内にＰＣＵ６０側に滞留していた冷却水よりも温度が低いラジエータ６４側の冷却水が供給されることとなる。これによって、ＰＣＵ６０側の冷却水の温度が低下する。そのため、第１ＭＧ２０を用いてエンジン１０を始動させた場合、ＰＣＵ６０の部品の温度が耐熱温度を超えることが抑制される。
【００６０】
以上のようにして、本実施の形態に係る車両によると、エンジン１０の始動前に、一時的にウォーターポンプ６６を作動させることによって、ラジエータ６４側に滞留していた冷却水とＰＣＵ６０側に滞留していた冷却水とを入れ替えることができる。そのため、エンジン１０の始動時においてＰＣＵ６０の温度を低下させておくことができる。その結果、第１ＭＧ２０を用いたエンジン１０の始動が可能となる。したがって、冷却水の温度がしきい値Ｔｗ（０）以上になる場合でも、エンジン１０の停止と始動とを行なうことができる。そのため、エンジン１０の作動を継続する場合と比較して、ＰＣＵ６０内の部品の過昇温が抑制される。したがって、エンジンルーム内に設けられるパワーコントロールユニットの冷却装置の冷却水の過昇温を抑制する車両を提供することができる。
【００６１】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６２】
１ 車両、１０ エンジン、１１ エンジン回転速度センサ、１２，１３ レゾルバ、１４ 車輪速センサ、１６ 駆動軸、２０，３０ ＭＧ、４０ 動力分割装置、５０ サンギヤ、５２ ピニオンギヤ、５４ キャリア、５６ リングギヤ、５８ 減速機、６１ 冷却システム、６２ 水温センサ、６３，６５ 通路、６４ ラジエータ、６６ ウォーターポンプ、７０ バッテリ、８０ 駆動輪、１０２ 気筒、１０４ 燃料噴射装置、１０６ エンジンルーム、１５０ スタートスイッチ、１５６ 電池温度センサ、１５８ 電流センサ、１６０ 電圧センサ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンルーム内に搭載されたエンジンと、
前記エンジンを始動させるためのモータジェネレータと、
前記エンジンルーム内に搭載され、前記モータジェネレータを作動させるためのパワーコントロールユニットと、
前記パワーコントロールユニットと熱交換する冷却水をラジエータを経由する循環通路に流通させるためのウォータポンプと、
前記冷却水の温度を検出するための検出部と、
前記エンジンが始動と停止とを繰返す間欠運転モードを選択する場合に、前記ウォータポンプを作動させるための制御部とを含み、
前記制御部は、前記間欠運転モードの選択時において、前記エンジンの作動中に前記検出部によって検出された前記冷却水の前記温度がしきい値を超える場合には、前記エンジンが停止するときに前記ウォータポンプを停止させた後、前記エンジンが始動する直前に、前記ラジエータ内の前記冷却水が前記パワーコントロールユニットに流通するように一時的に前記ウォータポンプを作動させ、前記エンジンの次回停止時に再度前記ウォータポンプを停止した状態とする、車両。
【請求項１】
エンジンルーム内に搭載されたエンジンと、
前記エンジンを始動させるためのモータジェネレータと、
前記エンジンルーム内に搭載され、前記モータジェネレータを作動させるためのパワーコントロールユニットと、
前記パワーコントロールユニットと熱交換する冷却水をラジエータを経由する循環通路に流通させるためのウォータポンプと、
前記冷却水の温度を検出するための検出部と、
前記エンジンが始動と停止とを繰返す間欠運転モードを選択する場合に、前記ウォータポンプを作動させるための制御部とを含み、
前記制御部は、前記間欠運転モードの選択時において、前記エンジンの作動中に前記検出部によって検出された前記冷却水の前記温度がしきい値を超える場合には、前記エンジンが停止するときに前記ウォータポンプを停止させた後、前記エンジンが始動する直前に、前記ラジエータ内の前記冷却水が前記パワーコントロールユニットに流通するように一時的に前記ウォータポンプを作動させ、前記エンジンの次回停止時に再度前記ウォータポンプを停止した状態とする、車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１５８３１０（Ｐ２０１２−１５８３１０Ａ）
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１２９０（Ｐ２０１１−２１２９０）
【出願日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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