JP2004324613A - 原動機温度制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】不用意に車速や加速度が低下する事態を回避して、運転者やその他の乗員に対して違和感を与える可能性を低減する。
【解決手段】ハイブリッド車両においては、少なくとも標高情報からなる道路情報に基づいて、ナビゲーションコントローラ２２により、現在位置から設定された目的地までの経路設定を行い、設定された経路の経路情報に基づいて、ハイブリッドコントローラ２１により、経路走行時における原動機としてのエンジン１や駆動用モータ２の発熱量を予測する。そして、このハイブリッド車両においては、予測したエンジン１や駆動用モータ２の発熱量に基づく温度が所定温度を超過することが予測される場合には、事前にエンジン１や駆動用モータ２の出力を制限、又は冷却しておく。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の駆動源として使用する原動機の温度を制御する原動機温度制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、駆動源としてエンジンのみならず電気モータを使用して、車両を走行させるための駆動トルクを発生させる電気自動車が知られている。この電気自動車では、電気モータの保護を目的とし、当該電気モータのコイル温度が所定温度以上にまで上昇した場合には、電気モータの出力を制限して温度上昇を抑制する技術が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３２６０２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した特許文献１に記載された従来の技術においては、電気モータのコイル温度が所定温度を超過した場合に電気モータの出力制限を行うので、例えば一定の勾配の登坂路を走行しているような場合には、登坂路の途中で電気モータの出力制限が行われることになる。したがって、この従来の技術においては、一定の勾配の登板路を走行しており道路状況に変化がないにもかかわらず、出力制限が行われることによって急激に車速や加速度が低下してしまい、運転者やその他の乗員に対して違和感を与える可能性があった。
【０００５】
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、運転者やその他の乗員に対して急激な車速や加速度の変化に起因する違和感を減少させることのできる原動機温度制御装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る原動機温度制御装置では、少なくとも道路の標高情報を含む道路情報に基づいて、車両が目的地に至るまでに走行する走行経路を演算し、この走行経路に含まれる標高情報に基づいて、走行経路を走行した際の原動機の温度を所定の区間毎に予測する。
【０００７】
そして、この予測された原動機の温度が所定温度を超過すると予測された場合に、原動機の温度が所定温度を超過すると予測された区間より前の区間を走行する際に、原動機の出力制限を行うか、又は原動機を冷却する。
【０００８】
【発明の効果】
本発明に係る原動機温度制御装置によれば、原動機の温度が所定温度を超過することが予測される場合には、予測される区間より前の区間を走行する際に、原動機の出力制限を行うことで原動機の発熱量を抑制しておくか、又は原動機を冷却しておくことで、所定温度を超過すると予測される区間を走行する際に原動機の温度が所定温度を超過することを防止できる可能性が高くなるので、急激な車速や加速度の低下に起因する運転者やその他の乗員に対する違和感を減少することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１０】
本発明は、例えば図１に示すように、車両を走行させるためのトルクをエンジンと電気モータにより発生させるハイブリッド車両に適用される。
【００１１】
［ハイブリッド車両の構成］
「ハイブリッド車両の全体構成」
このハイブリッド車両は、走行するための駆動トルクを発生させるための原動機としてエンジン１及び駆動用モータ２を備えている。エンジン１及び駆動用モータ２は、ハイブリッド車両を走行させるに際して駆動トルクを発生させることにより、当該駆動トルクをトランスミッション５０、駆動系（図示せず）を介して駆動輪側のタイヤ５２に伝達する。このとき、エンジン１が発生した駆動トルクは、発電用モータ３にも伝達され、この伝達された駆動トルクにより当該発電用モータ３が回転することで発電を行う。また、駆動用モータ２と発電用モータ３とは、クラッチ５１を介して連結され、このクラッチ５１が開放されているとエンジン１の駆動トルクは発電用モータ３やトランスミッション５０へ伝達されないようになっている。
【００１２】
また、このハイブリッド車両は、バッテリ４に充電された直流電力をインバータ５で交流電力に変換して駆動用モータ２に供給する。また、インバータ５は、発電用モータ３が発電した交流電力及び駆動用モータ２が回生した交流電力を直流電力に変換してバッテリ４に供給し、バッテリ４を充電する。このインバータ５は、高電圧ＤＣハーネス６を介してバッテリ４と接続されると共に、第１高電圧三相ＡＣハーネス７を介して駆動用モータ２と接続され、更に第２高電圧三相ＡＣハーネス８を介して発電用モータ３と接続されている。
【００１３】
更に、このハイブリッド車両は、エンジン１、駆動用モータ２、発電用モータ３及びインバータ５を冷却する冷却系を備える。この冷却系は、エンジン１を冷却する冷却系と、駆動用モータ２、発電用モータ３及びインバータ５を冷却する冷却系とが別系統となって構成されている。
【００１４】
エンジン１の冷却系は、エンジン冷却水配管９によりエンジン１とエンジン冷却用ラジエータ１０とを接続し、エンジン冷却用ラジエータ１０の車両後方側にラジエータファン１１が設けられて構成されている。このようなエンジン１の冷却系では、ラジエータファン１１を駆動してエンジン冷却用ラジエータ１０に送風をすると共に、ハイブリッド車両の走行風によりエンジン冷却用ラジエータ１０内のエンジン冷却水を冷却する。そして、エンジン１の冷却系では、エンジン冷却水をエンジン１とエンジン冷却用ラジエータ１０との間で循環させることによって、エンジン１の発熱を冷却させる。
【００１５】
一方、駆動用モータ２、発電用モータ３及びインバータ５の冷却系は、モータ・インバータ冷却水配管１２により、駆動用モータ２、発電用モータ３及びインバータ５とモータ・インバータ冷却用ラジエータ１３とを接続し、モータ・インバータ冷却用ラジエータ１３の車両後方側にラジエータファン１１が設けられて構成されている。このようなモータ・インバータの冷却系では、ラジエータファン１１を駆動してモータ・インバータ冷却用ラジエータ１３に送風をすると共に、ハイブリッド車両の走行風によりモータ・インバータ冷却用ラジエータ１３内のモータ・ラジエータ冷却水を冷却する。そして、モータ・インバータの冷却系では、モータ・ラジエータ冷却水を駆動用モータ２、発電用モータ３及びインバータ５、モータ・インバータ冷却用ラジエータ１３との間で循環させることによって、駆動用モータ２、発電用モータ３及びインバータ５の発熱を冷却させる。
【００１６】
なお、本例では、モータ・インバータの冷却系と、エンジン１の冷却系とで、ラジエータファン１１を共用した場合を示しているが、別個のラジエータファンを備えていても良い。
【００１７】
更に、このハイブリッド車両は、図示しない空調装置（以下、エアコンと呼ぶ。）を備え、このエアコンのエアコンプレッサ１４を駆動させることにより、車両内の温度を調整する。このとき、エアコンプレッサ１４は、バッテリ４からの電力により駆動する。
【００１８】
更にまた、このハイブリッド車両では、バッテリ４をバッテリケース１５によって収容している。このバッテリケース１５には、車室内の空気を内部に取り込むための空気吸入口１５ａ、内部の空気を外部に排出する空気排出口１５ｂが設けられている。また、バッテリケース１５には、バッテリ４を冷却するためのバッテリ冷却用ファン１６が空気排出口１５ｂに設けられている。このハイブリッド車両では、バッテリ４の冷却時にバッテリ冷却用ファン１６を駆動することにより、車室内の空気を空気吸入口１５ａを介してバッテリケース１５内を通過させて空気排出口１５ｂから排出させる。これにより、ハイブリッド車両では、バッテリ４の発熱により加熱されたバッテリケース１５内の空気を外部に排出して、バッテリ４を冷却する。
【００１９】
更にまた、このハイブリッド車両は、運転者やその他の乗員により操作されて、走行案内をするナビゲーションシステム１７を備える。このナビゲーションシステム１７は、運転者等の操作によってハイブリッド車両の目的地が設定されると、内部に記憶した道路情報を用いて推奨経路を演算して運転者に提示する。また、ナビゲーションシステム１７は、道路情報として、少なくとも道路の標高情報（勾配情報）や距離情報を記憶している。
【００２０】
「車両制御システムの構成」
つぎに、上述したハイブリッド車両の各部を制御する車両制御システムの機能的な構成について図２を参照して説明する。
【００２１】
この車両制御システムは、上述した各部を統合制御するハイブリッドコントローラ２１を備える。このハイブリッドコントローラ２１は、ナビゲーションコントローラ２２、エンジンコントローラ２３、モータコントローラ２４、バッテリコントローラ２５、エアコンコントローラ２６、メータコントローラ２７と接続される。このハイブリッドコントローラ２１は、各コントローラからの情報を用いて各種処理を行って、処理結果を各コントローラに出力することで、ハイブリッド車両の各部を統合制御する。
【００２２】
ナビゲーションコントローラ２２は、現在位置を検出するＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）３１と、道路情報を記憶するＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｄｉｓｃ／Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）−ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）３２及び操作スイッチ３３と接続され、これらのＧＰＳ３１、ＤＶＤ−ＲＯＭ３２及び操作スイッチ３３と共にナビゲーションシステム１７として機能する。このナビゲーションコントローラ２２は、操作スイッチ３３が操作されることにより例えばハイブリッド車両の目的地情報が入力されると、ＤＶＤ−ＲＯＭ３２に記憶された道路情報を読み出すと共にＧＰＳ３１により算出されたハイブリッド車両の現在位置情報を取得する。
【００２３】
そして、このナビゲーションコントローラ２２は、経路情報として、現在位置から目的地までに到着するまでの走行経路を示す経路情報、現在位置から目的地に到着するまでの走行経路の標高情報、距離情報を演算すると共に、標高情報および距離情報をハイブリッドコントローラ２１に出力する。
【００２４】
ハイブリッドコントローラ２１は、ナビゲーションコントローラ２２から出力された標高情報、距離情報を用いて、エンジン１、駆動用モータ２、発電用モータ３、バッテリ４及びインバータ５の温度を後述の温度管理制御処理に基づいて制御する。
【００２５】
エンジンコントローラ２３には、エンジン１と、ラジエータファン１１と、エンジン冷却水の水温を検出するエンジン水温センサ３４とが接続される。このエンジンコントローラ２３は、エンジン水温センサ３４によって検出されたエンジン冷却水の水温を示すエンジン水温信号を受信することによってエンジン冷却水の水温を把握すると共に、このエンジン水温信号をハイブリッドコントローラ２１に送信する。
【００２６】
ハイブリッドコントローラ２１では、エンジン水温信号に基づいて、エンジン出力制限値を算出すると共にラジエータファン駆動要求フラグを設定するエンジン水温を低減するためのエンジン水温低減値設定処理を行ったうえで、エンジン出力制限値信号及びラジエータファン駆動要求信号をエンジンコントローラ２３に出力する。そして、エンジンコントローラ２３では、ハイブリッドコントローラ２１から受信したエンジン出力制限値信号に基づいて、エンジン１にエンジン制御信号を送信することにより、エンジン１の出力を制御する。また、エンジンコントローラ２３は、ハイブリッドコントローラ２１から受信したラジエータファン駆動要求信号に基づいて、ラジエータファン１１にラジエータファン駆動信号を送信し、ラジエータファン１１を駆動する。
【００２７】
モータコントローラ２４には、駆動用モータ２及び発電用モータ３と、モータ・インバータ冷却水の水温を検出するモータ・インバータ水温センサ３５とが接続される。モータコントローラ２４は、モータ・インバータ水温センサ３５によって検出されたモータ・インバータ冷却水の水温を示すモータ・インバータ水温信号を受信することによってモータ・インバータ冷却水の水温を把握すると共に、このモータ・インバータ水温信号をハイブリッドコントローラ２１に送信する。
【００２８】
ハイブリッドコントローラ２１は、モータ・インバータ水温信号に基づいて、モータ・インバータ冷却水の温度を低減するためのモータ・インバータ水温低減値設定処理を行ったうえで、モータ出力制限信号を生成してモータコントローラ２４に出力する。そして、モータコントローラ２４では、ハイブリッドコントローラ２１から受信したモータ出力制限値信号に基づいて、発電用モータ３や駆動用モータ２にモータ制御信号を送信することにより、発電用モータ３や駆動用モータ２の出力を制御する。
【００２９】
バッテリコントローラ２５には、バッテリ冷却用ファン１６と、バッテリ４の温度を検出するバッテリ温度センサ３６とが接続される。バッテリコントローラ２５は、バッテリ温度センサ３６によって検出されたバッテリ４の温度を示すバッテリ温度信号を受信することによってバッテリ４の温度を把握すると共に、このバッテリ温度信号をハイブリッドコントローラ２１に送信する。
【００３０】
ハイブリッドコントローラ２１は、バッテリ温度信号に基づいて、バッテリ温度を低減するためのバッテリ温度低減値設定処理を行ったうえで、バッテリファン駆動要求信号を生成してバッテリコントローラ２５に出力する。そして、バッテリコントローラ２５では、ハイブリッドコントローラ２１から受信したバッテリファン駆動要求信号に基づいて、バッテリ冷却用ファン１６にバッテリファン駆動信号を送信することにより、バッテリ冷却用ファン１６の動作を制御する。
【００３１】
エアコンコントローラ２６には、エアコン３７と、外気温度を検出する外気温度センサ３８と、車室内温度を検出する車室内温度センサ３９とが接続される。エアコンコントローラ２６は、外気温度センサ３８や車室内温度センサ３９によって検出された外気温度や車室内温度を示す外気温度信号及び車室内温度信号を受信することによって外気温度や車室内温度を把握すると共に、これら外気温度信号や車室内温度信号をハイブリッドコントローラ２１に送信する。
【００３２】
ハイブリッドコントローラ２１は、現在の外気温度及び車室内温度に応じた車室内温度要求値を算出する処理を行ったうえで、当該車室内温度要求値信号をエアコンコントローラ２６に出力する。そして、エアコンコントローラ２６は、ハイブリッドコントローラ２１から受信した車室内温度要求値信号に基づいて、エアコン３７にエアコン制御信号を送信することにより、エアコンプレッサ１４の駆動量を制御し、車室内温度を調整する。
【００３３】
メータコントローラ２７には、車輪速を検出する車輪速センサ４０が接続される。メータコントローラ２７は、車輪速センサ４０によって検出された車輪速を示す車輪速信号を受信することによって車輪速を把握すると共に、車輪速に基づく車速を求め、この車速を示す車速信号をハイブリッドコントローラ２１に送信する。ハイブリッドコントローラ２１では、現在のハイブリッド車両の車速信号をエンジンコントローラ２３及びモータコントローラ２４に出力して、エンジン１の駆動量や、駆動用モータ２及び発電用モータ３の駆動量を制御させて、ハイブリッド車両に与える駆動トルクを発生させる。
【００３４】
［ハイブリッド車両における温度管理制御処理］
つぎに、上述したハイブリッド車両において、ハイブリッドコントローラ２１により、ナビゲーションシステム１７によって設定された経路情報に基づいて車両内の各温度を制御する温度管理制御処理を図３〜図８のフローチャートを参照して説明する。
【００３５】
先ず、ハイブリッド車両では、ステップＳ１において、ナビゲーションシステム１７の操作スイッチ３３が運転者に操作されて目的地が設定されると、ナビゲーションコントローラ２２により、ＧＰＳ３１からの位置情報及びＤＶＤ−ＲＯＭ３２の道路情報を用いて、現在位置から目的地まで走行するための経路情報を生成してステップＳ２に処理を進める。
【００３６】
ステップＳ２においては、ナビゲーションコントローラ２２は、ステップＳ１にて生成された距離情報及び標高情報を含む経路情報をハイブリッドコントローラ２１に送信して、ステップＳ３に処理を進める。
【００３７】
ステップＳ３においては、ハイブリッドコントローラ２１は、標高情報に応じて現在位置から目的地までの経路を複数の区間に区分けし、各区間について、一定の車速を維持するためにエンジン１、駆動用モータ２及び発電用モータ３が必要な駆動トルクを算出する。そして、ハイブリッドコントローラ２１は、各区間について、算出したエンジン１の駆動トルクを発生したときの発電用モータ３の発電量、及び算出した駆動トルクを発生させるために駆動用モータ２に供給するモータ電流を算出する。
【００３８】
次のステップＳ４においては、ハイブリッドコントローラ２１は、ステップＳ２にて受信した距離情報を用いて、一定の車速で走行した場合における区間毎の走行時間を算出する。
【００３９】
次のステップＳ５においては、ハイブリッドコントローラ２１は、エンジン１、駆動用モータ２、発電用モータ３及びインバータ５の発熱量を算出する。このとき、ハイブリッドコントローラ２１は、ステップＳ３にて算出した各部に必要な駆動トルク、走行時間、車速、予め保持しておいたエンジン１についての発熱量マップ、及び駆動用モータ２、発電用モータ３及びインバータ５の発熱量を示すモータ・インバータ損失マップに基づいて、エンジン１、発電用モータ３、駆動用モータ２及びインバータ５の発熱量を、区間毎に算出する。
【００４０】
ここで、エンジン１についての発熱量マップは、エンジン１に必要な駆動トルク、走行時間、車速に応じたエンジン１の発熱量の変化をマップ化したマップデータである。また、モータ・インバータ損失マップは、駆動用モータ２、発電用モータ３に必要な駆動トルク、走行時間、車速に応じた駆動用モータ２、発電用モータ３及びインバータ５のそれぞれの発熱量の変化をマップ化したマップデータである。
【００４１】
次のステップＳ６においては、ハイブリッドコントローラ２１は、ステップＳ４にて算出した走行時間、ステップＳ３にて算出したモータ電流、及び予め保持しておいたバッテリ４の内部抵抗値に基づいて、バッテリ４の発熱量を区間毎に算出する。
【００４２】
次のステップＳ７においては、ハイブリッドコントローラ２１により、各区間について算出したエンジン１の発熱量、駆動用モータ２、発電用モータ３及びインバータ５の発熱量、バッテリ４の発熱量をそれぞれ加算することにより、現在位置から目的地まで走行したときの全体のエンジン１の発熱量、発電用モータ３及び駆動用モータ２の発熱量、インバータ５の発熱量、及びバッテリ４の発熱量を算出する。これにより、ハイブリッドコントローラ２１では、経路情報に従ってハイブリッド車両が走行したときの各部の発熱量を予測することができる。
【００４３】
ここで、ステップＳ１〜ステップＳ７によって各発熱量を演算する処理を具体的に説明すると、図９に示すように、地点Ａから地点Ｆまでの起伏のある経路がナビゲーションコントローラ２２により設定されると（ステップＳ１，ステップＳ２）、ハイブリッドコントローラ２１により、経路を地形に合わせて複数の区間に区分けする（ステップＳ３）。
【００４４】
具体的には、ハイブリッドコントローラ２１は、ナビゲーションコントローラ２２から受信した標高情報に基づいて、平坦路の区間Ａ−Ｂ、登坂路の区間Ｂ−Ｃ、下坂路の区間Ｃ−Ｄ、登坂路の区間Ｄ−Ｅ、及び下坂路の区間Ｅ−Ｆに区分けする。そして、ハイブリッドコントローラ２１は、各区間Ａ−Ｂ、区間Ｂ−Ｃ、区間Ｃ−Ｄ、区間Ｄ−Ｅ、区間Ｅ−Ｆについて、一定の走行速度Ｖで走行するために必要となるエンジン１、駆動用モータ２及び発電用モータ３の駆動トルク及び必要なモータ電流値を算出する（ステップＳ３）。そして、ハイブリッドコントローラ２１は、算出した駆動トルク及び必要なモータ電流量を用いてエンジン１、駆動用モータ２、発電用モータ３、バッテリ４及びインバータ５の発熱量を各区間について演算して（ステップＳ４，ステップＳ５，ステップＳ６）、最後に各区間について算出した各発熱量を加算することにより各区間の発熱量を合計して経路における発熱量を算出する（ステップＳ７）。
【００４５】
次にステップＳ８においては、ハイブリッドコントローラ２１は、エアコンコントローラ２６から外気温度信号を受信し、当該外気温度の環境下において各区間ごとに設定した車速にて走行した場合のエンジン冷却用ラジエータ１０及びモータ・インバータ冷却用ラジエータ１３の放熱可能量を各区間ごとに算出する。
【００４６】
次のステップＳ９においては、ハイブリッドコントローラ２１は、車室内温度センサ３９により検出した車室内温度信号を取得する。そして、ハイブリッドコントローラ２１は、取得した車室内温度の環境下において、例えばバッテリ冷却用ファン１６の最大の風量にて駆動した場合のバッテリ４の冷却可能熱量を算出する。
【００４７】
次のステップＳ１０においては、ハイブリッドコントローラ２１は、ステップＳ７にて算出したエンジン１の発熱量及びステップＳ８にて算出したエンジン冷却用ラジエータ１０の放熱可能量に基づいてエンジン１の冷却系に流れる冷却水の水温を算出すると共に、ステップＳ７にて算出した駆動用モータ２、発電用モータ３及びインバータ５の発熱量及びステップＳ８にて算出したモータ・インバータ冷却用ラジエータ１３の放熱可能量に基づいてモータ・インバータ冷却系に流れる冷却水の水温を算出する。
【００４８】
次のステップＳ１１においては、ハイブリッドコントローラ２１は、ステップＳ７にて算出したバッテリ４の発熱量及びステップＳ９にて算出したバッテリ４の冷却可能熱量に基づいてバッテリ４の温度を算出する。
【００４９】
次のステップＳ１２においては、ハイブリッドコントローラ２１は、ステップＳ１にて設定された経路を走行した場合、ステップＳ１０にて算出したエンジン冷却水の水温が、予め設定したエンジン冷却水の水温の上限値未満か否かを判定する。ハイブリッドコントローラ２１は、経路走行時におけるエンジン冷却水の水温が上限値未満であると判定した場合には、ステップＳ１４へと処理を移行する。
【００５０】
一方、ハイブリッドコントローラ２１は、経路を走行した時におけるエンジン冷却水の水温が上限値未満でないと判定した場合には、エンジン冷却水の水温を低減する必要があるので、ステップＳ１３へと処理を移行し、図５のエンジン冷却水の水温の低減値（エンジン水温低減値）を設定するエンジン水温低減値設定処理を行う。
【００５１】
このエンジン水温低減値設定処理は、先ずステップＳ３１において、ハイブリッドコントローラ２１により、経路走行をした時にエンジン冷却水温度が上限値を超える熱量である上限水温オーバー分熱量、及びラジエータファン１１の回転数を増加させたときの追加放熱量に基づいて、高負荷走行前のエンジン出力制限値を算出し、設定する。そして、ハイブリッドコントローラ２１は、ステップＳ３２において、ラジエータファン１１の駆動要求を行うためのラジエータファン駆動要求フラグをセットし、図４中ステップＳ１４へと移行する。
【００５２】
ステップＳ１４においては、ハイブリッドコントローラ２１により、ステップＳ１にて設定された経路を走行した場合、ステップＳ１０にて算出したモータ・インバータ冷却水の水温が、予め設定したモータ・インバータ冷却水の水温の上限値未満か否かを判定する。ハイブリッドコントローラ２１は、経路走行時におけるモータ・インバータ冷却水の水温が上限値未満であると判定した場合には、ステップＳ１６へと処理を移行する。
【００５３】
一方、ハイブリッドコントローラ２１は、経路を走行した時におけるモータ・インバータ冷却水の水温が上限値未満でないと判定した場合には、モータ・インバータ冷却水の水温を低減する必要があるので、ステップＳ１５へと処理を移行し、図６のモータ・インバータ冷却水の水温の低減値（モータ・インバータ水温低減値）を設定するモータ・インバータ水温低減値設定処理を行う。
【００５４】
このモータ・インバータ水温低減値設定処理は、先ずステップＳ４１において、ハイブリッドコントローラ２１により、経路走行をした時にモータ・インバータ冷却水温度が上限値を超える熱量である上限水温オーバー分熱量、及びラジエータファン１１の回転数を増加させたときの追加放熱量に基づいて、高負荷走行前のモータ出力制限値を算出し、設定する。そして、ハイブリッドコントローラ２１は、ステップＳ４２において、ラジエータファン１１の駆動要求を行うためのラジエータファン駆動要求フラグをセットし、図４中ステップＳ１６へと移行する。
【００５５】
ステップＳ１６においては、ハイブリッドコントローラ２１は、ステップＳ１にて設定された経路を走行した場合、ステップＳ１１にて算出したバッテリ温度が、予め設定したバッテリ温度の上限値未満か否かを判定する。ハイブリッドコントローラ２１は、経路走行時におけるバッテリ温度が上限値未満であると判定した場合には、ステップＳ１８へと処理を移行する。
【００５６】
一方、ハイブリッドコントローラ２１は、経路走行した時におけるバッテリ温度が上限値未満でないと判定した場合には、バッテリ温度を低減する必要があるので、ステップＳ１７へと処理を移行し、図７のバッテリ温度の低減値（モータ・インバータ水温低減値）を設定するバッテリ温度低減値設定処理を行う。
【００５７】
このバッテリ温度低減値設定処理は、先ずステップＳ５１において、ハイブリッドコントローラ２１により、経路を走行をした時にバッテリ温度が上限値を超える熱量である上限温度オーバー分熱量、及びバッテリ冷却用ファン１６の回転数を増加させたときの追加放熱量に基づいて、高負荷走行前の車室内温度要求値を算出し、設定する。そして、ハイブリッドコントローラ２１は、ステップＳ５２において、バッテリ冷却用ファン１６の駆動要求を行うためのバッテリファン駆動要求フラグをセットし、図４中ステップＳ１８へと移行する。
【００５８】
このように、ハイブリッドコントローラ２１では、ステップＳ１２，ステップＳ１４，ステップＳ１６の判定をすることにより、経路を走行した場合にエンジン冷却水、モータ・インバータ冷却水、バッテリ４の温度が上限値を超える区間を実際に走行する前に認識し、当該上限値を超える区間の直前の区間のエンジン水温低減値、モータ・インバータ水温低減値、バッテリ温度低減値を実際に走行するより前に設定する。
【００５９】
具体的には、図９に示す経路において、ハイブリッドコントローラ２１は、区間Ｂ−Ｃ及び区間Ｄ−Ｅの高負荷走行区間を走行する前の低負荷走行区間の区間Ａ−Ｂ及び区間Ｃ−Ｄを温度低減制御区間とし、当該区間Ａ−Ｂ及び区間Ｃ−Ｄにおけるエンジン水温低減値、モータ・インバータ水温低減値、バッテリ温度低減値を算出する。
【００６０】
次のステップＳ１８においては、ハイブリッドコントローラ２１により、現在のハイブリッド車両の位置情報をナビゲーションコントローラ２２から取得して、現在走行している区間が、エンジン冷却水、モータ・インバータ冷却水、バッテリ温度に応じて温度低減制御処理を行う必要がある温度低減制御区間であるか否かを判定する。ハイブリッドコントローラ２１は、現在走行している区間が温度低減制御区間でないと判定した場合には、ステップＳ２１へと処理を移行し、現在走行している区間が温度低減制御区間であると判定した場合には、ステップＳ１９へと処理を移行し、温度低減制御を開始する。なお、この温度低減制御処理については、後に図８を用いて説明する。
【００６１】
次のステップＳ２０において、ハイブリッドコントローラ２１は、ステップＳ１９にて温度低減制御を行った結果、エンジン冷却水、モータ・インバータ冷却水の水温やバッテリ４の温度が高負荷走行を許容する状態に至ったか否かを判定する。ハイブリッドコントローラ２１は、高負荷走行を許容する状態に至っていないと判定した場合には、高負荷走行を許容する状態に至るまで、引き続き温度低減制御を継続し、高負荷走行を許容する状態に至ると、ステップＳ２１へと処理を移行する。
【００６２】
次のステップＳ２１において、ハイブリッドコントローラ２１は、通常走行制御を継続し、ステップＳ２２において、ハイブリッド車両が目的地に到着して経路の走行が終了したか否かを判定する。ハイブリッドコントローラ２１は、経路の走行が終了していないと判定した場合には、ステップＳ１８〜ステップＳ２１の処理を繰り返し、経路走行が終了したと判定した場合には処理を終了する。
【００６３】
「温度低減制御処理」
つぎに、図４中ステップＳ１９における温度低減制御処理について図８のフローチャートを参照して説明する。
【００６４】
ハイブリッドコントローラ２１は、温度低減制御処理に移行すると、ステップＳ６１において、ステップＳ３１にてエンジン出力制限値を設定した場合には、エンジンコントローラ２３にエンジン出力制限値信号を送信する。これに応じて、エンジンコントローラ２３は、ステップＳ６２において、ハイブリッドコントローラ２１から受信したエンジン出力制限値信号に基づいて、エンジン１の出力を制限させる。
【００６５】
このようにハイブリッドコントローラ２１は、エンジン１の出力を制限して発熱量を抑制することにより、高負荷区間を走行する以前にエンジン冷却水の水温を低減させておく。
【００６６】
また、ハイブリッドコントローラ２１は、ステップＳ６３において、ステップＳ４１にてモータ出力制限値を設定した場合には、モータコントローラ２４に発電用モータ３及び駆動用モータ２のモータ出力制限値信号を送信する。これに応じて、モータコントローラ２４は、ステップＳ６４において、ハイブリッドコントローラ２１から受信したモータ出力制限値信号に基づいて、発電用モータ３及び駆動用モータ２の出力を制限させる。
【００６７】
このようにハイブリッドコントローラ２１は、駆動用モータ２及び発電用モータ３の出力を制限して発熱量を抑制することにより、高負荷区間を走行する以前にモータ・インバータ冷却水の水温を低減させておく。
【００６８】
更に、ハイブリッドコントローラ２１は、ステップＳ６５において、ステップＳ５１にて車室内温度要求値を設定した場合には、エアコンコントローラ２６に車室内温度要求値信号を送信する。これに応じて、エアコンコントローラ２６は、ステップＳ６６において、ハイブリッドコントローラ２１から受信した車室内温度要求値信号に基づく車室内温度とするようにエアコン３７を運転する。
【００６９】
さらにまた、ハイブリッドコントローラ２１は、ステップＳ６７において、ステップＳ３２にてラジエータファン駆動要求フラグがセットされている場合には、エンジンコントローラ２３にラジエータファン駆動要求信号を送信する。これに応じて、エンジンコントローラ２３は、ステップＳ６８において、ハイブリッドコントローラ２１から受信したラジエータファン駆動要求信号に基づいて、ラジエータファン１１にラジエータファン駆動信号を送信し、ラジエータファン１１を駆動する。
【００７０】
このようにハイブリッドコントローラ２１は、ラジエータファン１１を駆動させてモータ・インバータ冷却用ラジエータ１３の放熱量を増加させることにより、高負荷区間を走行する以前にモータ・インバータ冷却水の水温を低減させておく。
【００７１】
また、ハイブリッドコントローラ２１は、ステップＳ６９において、ステップＳ４２にてバッテリファン駆動要求フラグがセットされている場合には、バッテリコントローラ２５にバッテリファン駆動要求信号を送信する。これに応じて、バッテリコントローラ２５は、ステップＳ７０において、ハイブリッドコントローラ２１から受信したバッテリファン駆動要求信号に基づいて、バッテリ冷却用ファン１６にバッテリファン駆動信号を送信し、バッテリ冷却用ファン１６を駆動する。
【００７２】
このようにハイブリッドコントローラ２１は、バッテリ冷却用ファン１６を駆動させてバッテリケース１５内でのバッテリ４の放熱量を増加させることにより、高負荷区間を走行する以前にバッテリ温度を低減させておく。
【００７３】
［本発明を適用したハイブリッド車両と比較例との比較］
つぎに、図９に示した経路を走行した場合において、上述の温度管理制御処理を行うハイブリッド車両の動作と、温度管理制御処理を行わない比較例に係る動作との比較について説明する。
【００７４】
まず、図９に示した経路を走行した場合に、エンジン冷却水の水温、エンジン出力制限値、及びラジエータファンの駆動状態の時間的な変化について比較する。
【００７５】
図１０（Ｂ）に示すように、比較例においては、低負荷区間である区間Ａ−Ｂを走行している間は、エンジン冷却水の水温が微増であってエンジン冷却水の上限値以下であるので、エンジン出力制限値は０％とされ、ラジエータファンも駆動しない。ところが、比較例においては、勾配が急となり高負荷区間となる区間Ｂ−Ｃ以降では、エンジン冷却水の水温上昇が大きくなるので、ラジエータファンが駆動される。そして、比較例では、エンジン冷却水の水温がさらに上昇して水温上限値近傍まで上昇すると、エンジン出力制限を開始する。更に、比較例では、エンジン冷却水の水温が水温上限値に到達すると、エンジン出力制限値を増加させ、低負荷区間となる区間Ｅ−Ｆとなってエンジン冷却水の水温が低下すると、徐々にエンジン出力制限値を低下させる。
【００７６】
したがって、比較例においては、高負荷走行中にエンジン出力制限を実施することにより、登り勾配を走行しているときの車速低下及び加速度不足を運転者に与える状態となる。
【００７７】
一方、図１０（Ａ）に示すように、本発明を適用したハイブリッド車両においては、経路設定時の各発熱量の予測に基づいて、低負荷区間である区間Ａ−Ｂからエンジン出力制限を行い、更に、ラジエータファン１１を作動させることにより、経路走行中に水温上限値に到達しないレベルまでエンジン冷却水の水温を低下させる。そして、本発明を適用したハイブリッド車両では、登り勾配である区間Ｂ−Ｃ以降の高負荷区間に入った時点では、エンジン出力制限値を０％とし、ラジエータファン１１を作動させた状態で走行する。
【００７８】
このように、本発明を適用したハイブリッド車両においては、経路情報に基づいて予測した発熱量に基づいて、事前にエンジン冷却水の水温を低下させておくことにより、高負荷走行中にエンジン出力制限を行うことなく、設定経路を走行させることができる。
【００７９】
つぎに、図９に示した経路を走行した場合に、モータ・インバータ冷却水の水温、モータ出力制限値、及びラジエータファンの駆動状態の時間的な変化について比較する。
【００８０】
図１１（Ｂ）に示すように、比較例においては、低負荷区間である区間Ａ−Ｂを走行している間は、モータ・インバータ冷却水の水温が微増であってモータ・インバータ冷却水の上限値以下であるので、モータ出力制限値は０％とされ、ラジエータファンも駆動しない。ところが、比較例においては、勾配が急となり高負荷区間となる区間Ｂ−Ｃ以降では、モータ・インバータ冷却水の水温上昇が大きくなるので、ラジエータファンが駆動される。そして、比較例では、モータ・インバータ冷却水の水温がさらに上昇して水温上限値近傍まで上昇すると、モータ出力制限を開始する。更に、比較例では、モータ・インバータ冷却水の水温が水温上限値に到達すると、モータ出力制限値を増加させ、低負荷区間となる区間Ｅ−Ｆとなってモータ・インバータ冷却水の水温が低下すると、徐々にモータ出力制限値を低下させる。
【００８１】
したがって、比較例においては、高負荷走行中にモータ・インバータ出力制限を実施することにより、登り勾配を走行しているときの車速低下及び加速度不足を運転者に与える状態となる。
【００８２】
一方、図１１（Ａ）に示すように、本発明を適用したハイブリッド車両においては、経路設定時の各発熱量の予測に基づいて、低負荷区間である区間Ａ−Ｂからモータ出力制限を行い、更に、ラジエータファン１１を作動させることにより、経路走行中に水温上限値に到達しないレベルまでモータ・インバータ冷却水の水温を低下させる。そして、本発明を適用したハイブリッド車両では、登り勾配である区間Ｂ−Ｃ以降の高負荷区間に入った時点では、モータ出力制限値を０％とし、ラジエータファン１１を作動させた状態で走行する。
【００８３】
このように、本発明を適用したハイブリッド車両においては、経路情報に基づいて予測した発熱量に基づいて、事前にモータ・インバータ冷却水の水温を低下させておくことにより、高負荷走行中にモータ出力制限を行うことなく、設定経路を走行させることができる。
【００８４】
つぎに、図９に示した経路を走行した場合に、バッテリ温度、モータ出力制限値、バッテリ冷却用ファンの駆動状態、及び車室内温度の時間的な変化について比較する。
【００８５】
図１２（Ｂ）に示すように、比較例においては、低負荷区間である区間Ａ−Ｂを走行している間は、バッテリ温度が微増であって温度上限値以下であるので、モータ出力制限値は０％とされ、バッテリ冷却用ファンも駆動しない。ところが、比較例においては、勾配が急となり高負荷区間となる区間Ｂ−Ｃ以降では、バッテリ温度上昇が大きくなるので、バッテリ冷却用ファンが駆動される。そして、比較例では、バッテリ温度がさらに上昇して温度上限値近傍まで上昇すると、モータ出力制限を開始してバッテリ４の充放電量を少なくする。更に、比較例では、バッテリ温度が温度上限値に到達すると、モータ出力制限値を増加させ、低負荷区間となる区間Ｅ−Ｆとなってバッテリ温度が低下すると、徐々にモータ出力制限値を低下させる。
【００８６】
したがって、比較例においては、高負荷走行中にモータ出力制限を実施することにより、登り勾配を走行しているときの車速低下及び加速度不足を運転者に与える状態となる。
【００８７】
一方、図１２（Ａ）に示すように、本発明を適用したハイブリッド車両においては、経路設定時の各発熱量の予測に基づいて、低負荷区間である区間Ａ−Ｂからモータ出力制限を行い、更に、バッテリ冷却用ファン１６を作動させることにより、経路走行中に温度上限値に到達しないレベルまでバッテリ温度を低下させる。そして、本発明を適用したハイブリッド車両では、登り勾配である区間Ｂ−Ｃ以降の高負荷区間に入った時点では、モータ出力制限値を０％とし、バッテリ冷却用ファン１６を作動させた状態で走行する。
【００８８】
このように、本発明を適用したハイブリッド車両においては、経路情報に基づいて予測した発熱量に基づいて、事前にバッテリ温度を低下させておくことにより、高負荷走行中にモータ出力制限を行うことなく、設定経路を走行させることができる。
【００８９】
［実施形態の効果］
以上詳細に説明したように、本発明を適用したハイブリッド車両においては、走行する道路の標高情報に基づいて経路走行時における原動機の温度を予測して、原動機の温度が所定温度を超過すると予測される場合に、事前に、原動機の出力を制限する制御、又は原動機を冷却する制御をするので、低負荷走行時であって高負荷走行に至る事前に、原動機の出力を制限又は原動機を冷却することにより、原動機の温度が上昇した時点で出力制限を行って温度上昇を抑制する制御を行う可能性が低くなる。
【００９０】
したがって、このハイブリッド車両によれば、高負荷走行時に急激に車速や加速度を低下させることがなくなり、原動機を保護しつつ、運転者やその他の乗員に対して違和感を与える可能性を低減することができる。
【００９１】
更に、このハイブリッド車両によれば、エンジン１、駆動用モータ２、発電用モータ３の何れかの温度を予測し、エンジン１、駆動用モータ２、発電用モータ３の何れかの出力を制限する制御、又はエンジン１、駆動用モータ２、発電用モータ３の何れかを冷却する制御をすることにより、エンジン１、駆動用モータ２発電用モータ３に対して適切な温度制御を行うことができる。
【００９２】
このとき、このハイブリッド車両においては、エンジン１の発熱量及びエンジン冷却用ラジエータ１０の放熱可能量に基づいてエンジン冷却水の水温を算出すると共に、駆動用モータ２及び発電用モータ３の発熱量並びにモータ・インバータ冷却用ラジエータ１３の放熱可能量に基づいてモータ・インバータ冷却水の水温を算出することができる。これにより、ハイブリッド車両によれば、負荷が大きい場合には原動機の上限温度を超過して走行停止に至ることなく、低負荷走行中の出力制限時にラジエータファン１１を作動する制御を行うことができ、出力制限と共に、高負荷走行に至る事前にエンジン冷却水の水温、並びにモータ・インバータ冷却水の水温を低下させておくことが可能となる。
【００９３】
更にまた、このハイブリッド車両によれば、バッテリ４についても、温度制御の対象とし、バッテリ４の発熱量を予測することにより、さらにきめ細かい適切な温度制御を行うことができる。
【００９４】
更にまた、このハイブリッド車両によれば、バッテリ４の発熱量及びバッテリ４の冷却可能熱量に基づいて、バッテリ４の温度を算出することができ、バッテリ４を冷却するバッテリ冷却用ファン１６の風量と車室内温度とに基づいて、バッテリ４の冷却可能熱量を算出することができる。したがって、このハイブリッド車両によれば、低負荷走行中の出力制限時には、車室内温度の設定を下げてバッテリ冷却用ファン１６を作動する制御を行うことができ、出力制限と共に、高負荷走行に至るより前に、バッテリ４の温度を低下させることが可能となる。
【００９５】
なお、上述の実施形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外の形態であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【００９６】
［特許請求の範囲の構成要件と実施形態の構成との対応関係］
特許請求の範囲に記載の「原動機」は「エンジン１」、「駆動用モータ２」、「発電用モータ３」に相当し、特許請求の範囲に記載の「経路設定手段」は「ナビゲーションシステム１７」に相当し、特許請求の範囲に記載の「温度予測手段」及び「温度制御手段」は「ハイブリッドコントローラ２１」に相当する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したハイブリッド車両の構成を説明する図である。
【図２】本発明を適用したハイブリッド車両が備える車両制御システムの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明を適用したハイブリッド車両による温度管理制御処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明を適用したハイブリッド車両による温度管理制御処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明を適用したハイブリッド車両によるエンジン水温低減値設定処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明を適用したハイブリッド車両によるモータ・インバータ水温低減値設定処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明を適用したハイブリッド車両によるバッテリ温度低減値設定処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】本発明を適用したハイブリッド車両による温度低減制御処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】運転者が設定した経路を走行した場合における発熱量を算出して予測する際の概念について説明する図である。
【図１０】図３に示す経路を走行した場合に、エンジン冷却水の水温、エンジン出力制限値、及びラジエータファンの駆動状態が、時間的にどのように変化するかについて、と本発明を適用したハイブリッド車両と比較例とを比較して説明する図であって、（Ａ）は本発明であり、（Ｂ）は比較例である。
【図１１】図３に示す経路を走行した場合に、モータ・インバータ冷却水の水温、モータ出力制限値、及びラジエータファンの駆動状態が、時間的にどのように変化するかについて、本発明を適用したハイブリッド車両と比較例とを比較して説明する図であって、（Ａ）は本発明であり、（Ｂ）は比較例である。
【図１２】図３に示す経路を走行した場合に、バッテリ温度、モータ出力制限値、バッテリファンの駆動状態、及びエアコンによる車室内温度が、時間的にどのように変化するかについて、本発明を適用したハイブリッド車両と比較例とを比較して説明する図であって、（Ａ）本発明であり、（Ｂ）は比較例である。
【符号の説明】
１ エンジン
２ 駆動用モータ
３ 発電用モータ
４ バッテリ
５ インバータ
６ 高電圧ＤＣハーネス
７ 第１高電圧三相ＡＣハーネス
８ 第２高電圧三相ＡＣハーネス
９ エンジン冷却水配管
１０ エンジン冷却用ラジエータ
１１ ラジエータファン
１２ モータ・インバータ冷却水配管
１３ モータ・インバータ冷却用ラジエータ
１４ エアコンプレッサ
１５ バッテリケース
１５ａ 空気吸入口
１５ｂ 空気排出口
１６ バッテリ冷却用ファン
１７ ナビゲーションシステム
２１ ハイブリッドコントローラ
２２ ナビゲーションコントローラ
２３ エンジンコントローラ
２４ モータコントローラ
２５ バッテリコントローラ
２６ エアコンコントローラ
２７ メータコントローラ
３１ ＧＰＳ
３２ ＤＶＤ−ＲＯＭ
３３ 操作スイッチ
３４ エンジン水温センサ
３５ モータ・インバータ水温センサ
３６ バッテリ温度センサ
３７ エアコン
３８ 外気温度センサ
３９ 車室内温度センサ
４０ 車輪速センサ
５０ トランスミッション
５１ クラッチ
５２ タイヤ

Claims (8)

1. 車両を駆動するための原動機の出力を制御すると共に、前記原動機の温度を制御する原動機温度制御装置であって、
   少なくとも道路の標高情報を含む道路情報に基づいて、前記車両が目的地に至るまでに走行する走行経路を演算する経路設定手段と、
   前記経路設定手段により演算された走行経路に含まれる標高情報に基づいて、前記走行経路を走行した際の前記原動機の温度を所定の区間毎に予測する温度予測手段と、
   前記温度予測手段によって前記原動機の温度が所定温度を超過すると予測された場合に、前記原動機の温度が所定温度を超過すると予測された区間（以下、予測区間という）より前の区間（以下、事前区間という）を走行する際に前記原動機の出力制限を行うか、又は前記原動機を冷却する温度制御手段と
   を備えることを特徴とする原動機温度制御装置。
2. 前記温度制御手段は、前記事前区間を走行する際に、前記予測区間を走行するときに前記原動機の温度が前記所定温度を超過しないように、前記原動機の出力制限を行うか、又は前記原動機を冷却することを特徴とする請求項１に記載の原動機温度制御装置。
3. 前記原動機は、エンジンであり、
   前記温度予測手段は、前記エンジンの温度を予測するものであり、前記温度制御手段は、前記エンジンの出力制限を行うか、又は前記エンジンを冷却することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の原動機温度制御装置。
4. 前記原動機は、駆動用モータであり、
   前記温度予測手段は、前記駆動用モータの温度を予測するものであり、前記温度制御手段は、前記駆動用モータの出力制限を行うか、又は前記駆動用モータを冷却することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の原動機温度制御装置。
5. 前記温度予測手段は、前記エンジンの発熱量及び前記エンジンを冷却する冷却機構の放熱可能量に基づいて前記エンジンを冷却する冷却水の水温を算出して、前記エンジンの温度を予測すると共に、前記駆動用モータ及び前記インバータの発熱量及び前記駆動用モータ及び前記インバータを冷却する冷却機構の放熱可能量に基づいて前記駆動用モータ及び前記インバータを冷却する冷却水の水温を算出して、前記駆動用モータ及び前記インバータの温度を予測することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の原動機温度制御装置。
6. 前記エンジンの動力によって発電を行う発電用モータを更に備え、
   前記温度予測手段は、前記発電用モータ、前記駆動用モータ及び前記インバータの発熱量、及び、前記発電用モータ、前記駆動用モータ及び前記インバータを冷却する冷却機構の放熱可能量に基づいて、前記発電用モータ、前記駆動用モータ及び前記インバータを冷却する冷却水の水温を算出して、前記発電用モータ、前記駆動用モータ及び前記インバータの温度を予測することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の原動機温度制御装置。
7. 前記駆動用モータに電力を供給するバッテリを更に備え、
   前記温度予測手段は、前記バッテリの温度を予測して、前記バッテリの出力制限を行うか、又は前記バッテリを冷却することを特徴とする請求項３〜請求項６の何れかに記載の原動機温度制御装置。
8. 前記温度予測手段は、車室内温度と、車室内の空気により前記バッテリを冷却するバッテリファンの風量とに基づいて、前記バッテリの冷却可能熱量を算出して、前記バッテリの温度を予測することを特徴とする請求項７に記載の原動機温度制御装置。

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