typeAbstract【課題】電力を回生可能なハイブリッド車両の駆動装置において、回生電力の最大値制限を解消または緩和できるものを提供する。)44と、ファン12と、制御手段30とを備える。制御手段30は、車速およびブレーキ開度に基づき、かつインバータ13の温度またはモータジェネレータ11の温度に基づいて、ファン12の駆動を制御する。【選択図】図1Description本発明はハイブリッド車両の駆動装置に関する。ハイブリッド車両において減速時の運動エネルギーを電気エネルギーとして回生する機器として、インバータやモータ等が用いられる。これらのインバータやモータは回生に伴って発熱するので、ファンを用いてこれらを冷却する構成が知られている。特許文献1にはモータにファンを取り付けてインバータを冷却する構成が記載されている。特開2007−37262号公報しかしながら、ファンによる冷却では、インバータ又はモータ回生中の冷却能力が回生に伴う発熱量に追いつかない場合がある。このため、従来の構成では、発熱を抑えるために回生電力の最大値を制限しなければならないという問題があった。本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、回生電力の最大値制限を解消または緩和できるハイブリッド車両の駆動装置を提供することを目的とする。インバータまたはモータジェネレータを冷却するファンと、ファンの駆動を制御する制御手段とを備え、制御手段は、車速および減速度操作量に基づき、かつインバータの温度またはモータジェネレータの温度に基づいて、ファンの駆動を制御する機能を有する。このような構成では、ファンの駆動制御を、単にインバータまたはモータジェネレータの温度に基づいて行うだけでなく、回生電力の最大値に影響する車速および減速度操作量まで考慮しながら行う。ブレーキ開度を表す値やブレーキの油圧を表す値に基づいて決定することができる。減速度操作量は、少なくともブレーキ開度に基づいて決定される量であってもよい。制御手段は、インバータの温度の上限閾値を表すインバータ閾値温度を記憶するか、または、モータジェネレータの温度の上限閾値を表すモータジェネレータ閾値温度を記憶し、制御手段は、ファンの駆動を制御する機能の一部として、インバータの温度およびインバータ閾値温度に基づいてインバータ用ファン駆動力増加要求量を決定する機能か、または、モータジェネレータの温度およびモータジェネレータ閾値温度に基づいてモータジェネレータ用ファン駆動力増加要求量を決定する機能と、インバータ用ファン駆動力増加要求量またはモータジェネレータ用ファン駆動力増加要求量に基づいてファンの駆動を制御する機能とを有してもよい。ハイブリッド車両の駆動装置は、インバータ温度測定手段およびモータジェネレータ温度測定手段を備え、制御手段は、インバータ閾値温度およびモータジェネレータ閾値温度を記憶し、制御手段は、ファンの駆動を制御する機能の一部として、インバータ用ファン駆動力増加要求量を決定する機能およびモータジェネレータ用ファン駆動力増加要求量を決定する機能を有し、制御手段は、ファンの駆動を制御する機能の一部として、インバータ用ファン駆動力増加要求量およびモータジェネレータ用ファン駆動力増加要求量のうち小さくない方に基づいてファンの駆動を制御する機能を有してもよい。本発明のハイブリッド車両の駆動装置によれば、車速および減速度操作量に基づいて想定される最大回生電力と、インバータまたはモータジェネレータの温度とに基づいてファンを制御するので、想定される最大回生電力に応じてあらかじめインバータまたはモータジェネレータを冷却しておくことができ、回生中の冷却能力に依存せず回生電力の最大値制限を解消または緩和することができる。本発明の実施の形態1に係るハイブリッド車両の駆動装置の構成の例を示す図である。図1の制御手段の処理の流れの例を示すフローチャートである。車速および減速度操作量とインバータの予測温度差分との関係を表すマップの例である。温度超過分とファン駆動力増加要求量との関係を表すマップの例である。エンジンの回転数とエンジンフリクションとの関係を表すマップの例である。実施の形態2に係る制御手段の処理の流れの一部を示すフローチャートである。エンジンの回転数と燃料消費量との関係を表すマップの例である。実施の形態3に係る制御手段の処理の流れの一部を示すフローチャートである。ファンの回転数とファンの電気負荷との関係を表すマップの例である。実施の形態4に係る制御手段の処理の流れの一部を示すフローチャートである。以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。実施の形態1.図1に、本発明の実施の形態1に係るハイブリッド車両の駆動装置100の構成の例を示す。ハイブリッド車両の駆動装置100は車両用のものであり、車両に搭載される。ハイブリッド車両の駆動装置100は、燃料を燃焼させて運動エネルギーを得る内燃機関であるエンジン10を備える。ハイブリッド車両の駆動装置100は、運動エネルギーと電気エネルギーとを相互に変換するモータジェネレータ11(モータ)を備える。エンジン10とモータジェネレータ11とは、補機ベルト20によって連結され、相互に運動エネルギーを伝達可能である。ハイブリッド車両の駆動装置100は、モータジェネレータ11が発電した電力を貯蓄しまたはモータジェネレータ11に電力を供給するバッテリ14と、モータジェネレータ11およびバッテリ14の間で交流電力および直流電力を相互に変換するインバータ13とを備える。モータジェネレータ11およびインバータ13は、たとえば車両の減速時に、運動エネルギーを電気エネルギーとして回生することができる。ハイブリッド車両の駆動装置100は電力を回生可能な装置である。モータジェネレータ11およびインバータ13は、たとえば電力を回生する際に発熱する。モータジェネレータ11のロータ部分には、モータジェネレータ11およびインバータ13を冷却するファン12が取り付けられており、ロータ部分と一体に回転して流体(たとえば空気)を流動させる。モータジェネレータ11およびインバータ13は、この流体の流れの中に配置されており、流体によって冷却される。モータジェネレータ11、ファン12およびインバータ13の具体的な構成および位置関係は、たとえば特許文献1に記載されている。)と、車速を検出する手段である車速センサ45(車速検出手段)とを備える。ハイブリッド車両の駆動装置100は、ハイブリッド車両の駆動装置100の動作を制御する制御手段30を備える。制御手段30は、回転数センサ40、モータ温度センサ41、インバータ温度センサ43、ブレーキ開度センサ44、車速センサ45に接続されており、これらから出力される信号を受信することにより情報を取得する機能を有する。制御手段30は、エンジン10の回転数を制御することにより、補機ベルト20を介して間接的にモータジェネレータ11の回転数を制御し、モータジェネレータ11のロータ部分と一体に回転するファン12の駆動を制御することができる。以上のように構成されるハイブリッド車両の駆動装置100における、制御手段30の動作を、以下に説明する。図2は、制御手段30の処理の流れの例を示すフローチャートである。制御手段30は、図2の各ステップに示される処理を実行する機能を有する。図2の処理は、たとえば定期的に、たとえば10ミリ秒ごとに実行される。32を含むが、これらのいずれが図2に示す個々の処理を実行するかは当業者が適宜決定可能である。制御手段30は様々な情報を取得する(ステップS1)。具体的には、車速センサ45から車速を取得し、インバータ温度センサ43からインバータ13の温度(Tinv)を取得し、モータ温度センサ41からモータジェネレータ11の温度(Tmg)を取得し、回転数センサ40からエンジン10の回転数を取得し、ブレーキ開度センサ44からブレーキ開度を取得する。本実施形態では、減速度操作量の例としてこのブレーキ開度を用いる。次に、制御手段30は、車速および減速度操作量に基づき、インバータ13およびモータジェネレータ11について、それぞれ予測温度差分ΔTinvおよびΔTmgを算出する(ステップS2)。予測温度差分ΔTinvおよびΔTmgは、現在の車速から、減速度操作量に相当する減速が行われ最大限の回生を行ったと仮定して、その回生によってインバータ13およびモータジェネレータ11の温度が、それぞれどれだけ上昇するかという差分を表す。インバータ13に対する予測温度差分ΔTinvは、たとえば図3に示すマップを用いて決定可能である。モータジェネレータ11に対する予測温度差分ΔTmgも、同様のマップを用いて決定可能である。次に、制御手段30は減速度操作量に相当する減速が行われ最大限の回生を行ったと仮定して、回生直後のインバータ13の予測温度(Tinv_est)およびモータジェネレータ11の予測温度(Tmg_est)を算出する(ステップS3)。インバータ13の予測温度(Tinv_est)の算出は、インバータ13の温度Tinvと予測温度差分ΔTinvとに基づいて、たとえばこれらを単純に合計することによって行われる。同様に、モータジェネレータ11の予測温度(Tmg_est)の算出は、モータジェネレータ11の温度Tmgと予測温度差分ΔTmgとに基づいて、たとえばこれらを単純に合計することによって行われる。次に、制御手段30は、予測温度Tinv_estおよびTmg_estが、いずれも所定のインバータ閾値温度X1invおよびモータジェネレータ閾値温度X1mg未満であるか否かを判定する(ステップS4)。インバータ閾値温度X1invおよびモータジェネレータ閾値温度X1mgは、それぞれインバータ13およびモータジェネレータ11の温度の上限閾値を表す値として、あらかじめ制御手段30が記憶しておくことができる。いずれの予測温度も閾値温度未満である場合(すなわち、予測温度Tinv_estがインバータ閾値温度X1inv未満であり、かつ、予測温度Tmg_estがモータジェネレータ閾値温度X1mg未満である場合)には、制御手段30は図2の処理を終了する。この分岐は、これ以上インバータ13およびモータジェネレータ11を冷却しておかなくとも、ハイブリッド車両の駆動装置100が最大限の電力を回生できる場合に相当する。いずれかの予測温度が閾値温度以上となる場合(すなわち、予測温度Tinv_estがインバータ閾値温度X1inv以上であるか、または、予測温度Tmg_estがモータジェネレータ閾値温度X1mg以上である場合)には、制御手段30は以下のステップS5〜S9の処理によりファン12の駆動を制御する。この分岐は、インバータ13またはモータジェネレータ11の温度が高いため、最大限の電力を回生しようとすると温度制限に抵触することになり、そのままでは最大限の電力を回生できない場合に相当する。この分岐において、制御手段30は、モータジェネレータ11およびインバータ13のうち、予測温度が閾値温度以上となるものについて、温度超過分を算出する(ステップS5)。インバータ13について、予測温度Tinv_estが閾値温度X1inv以上である場合には、温度超過分Tinv_droを算出する。温度超過分Tinv_droは、予測温度Tinv_estからインバータ閾値温度X1invを減算することによって求められる。モータジェネレータ11について、予測温度Tmg_estが閾値温度X1mg以上である場合には、温度超過分Tmg_droを算出する。温度超過分Tmg_droは、予測温度Tmg_estから閾値温度X1mgを減算することによって求められる。予測温度が閾値温度以上とならないものについては、温度超過分を求める必要はないが、ゼロまたはマイナスの値として温度超過分を求めてもよい。次に、制御手段30は、モータジェネレータ11およびインバータ13のうち、予測温度が閾値温度以上となるものについて、温度超過分を満足するファン12の駆動力の増加分を表す駆動力増加要求量を求める(ステップS6)。本実施形態では、ファン12は補機ベルト20およびモータジェネレータ11を介してエンジン10に連結され、エンジン10によって駆動可能であるので、ファン12の駆動力増加要求量は、エンジン10の回転数の増加量として表すことができる。ファン12の回転数の増加量として表すこともでき、これらは等価なものとして扱うことができる。Ne_invは、たとえば図4に示すマップを用いて決定可能である。Ne_mgも、同様のマップを用いて決定可能である。このようにして、制御手段30は、温度超過分(すなわち、予測温度と閾値温度との差)に基づいて、要求されるファン12の駆動力増加要求量を求める。Neを決定する(ステップS7)。次に、制御手段30は、エンジン10におけるエンジンフリクションを考慮し、エンジン10の回転数の最適値を算出する(ステップS8)。エンジン10の回転数が増加すると、インバータ13およびモータジェネレータ11が冷却されて回生可能な電力が増大する可能性があるが、一方でエンジンフリクションが増加し、摩擦損失によって運動エネルギーが失われるため回生可能な電力が減少する可能性がある。制御手段30は、これらの要因を考慮した計算を行い、回生可能な電力を最大とするエンジン10の回転数の最適値を決定する。この最適値の計算はどのように行われてもよいが、たとえばステップS81〜S83に示すようなループ計算によって行うことができる。この例では、制御手段30はまず、エンジン10の回転数をある値に上昇させた場合の回生電力の増加分を算出する(ステップS81)。次に、制御手段30は、エンジン10の回転数をその値に上昇させた場合の、エンジンフリクションによる回生電力の低下分を算出する(ステップS82)。エンジンフリクションによる回生電力の低下分は、たとえば図5に示すマップにおけるΔF1として決定可能である。次に、制御手段30は、ステップS81で得た増加分と、ステップS82で得た低下分とを比較し、正味の回生電力の変動分を算出する(ステップS83)。制御手段30は、上述のステップS81〜S83の処理を異なる回転数について実行し、正味の回生電力の変動分を最大とする回転数(すなわち、回生電力を最大とする回転数)を最適値として選択する。ステップS7で求めたΔNeを、回転数増加分の最大値とする。ΔNeを超える回転数については、正味の回生電力の変動分は算出しない。Neによって計算処理の範囲を制限することができるので、ステップS8のループ計算に要する時間を短縮することができる。ステップS8の後、制御手段30は、エンジン10の回転数を最適値に変更するよう制御する(ステップS9)。以上のように、本発明の実施の形態1に係るハイブリッド車両の駆動装置100によれば、車速および減速度操作量に基づいて想定される最大回生電力と、インバータ13またはモータジェネレータ11の温度とに基づいてファン12を制御するので、想定される最大回生電力に応じてあらかじめインバータ13またはモータジェネレータ11を冷却しておくことができ、回生中の冷却能力に依存せず回生電力の最大値制限を解消または緩和することができる。これに伴い、得られる回生電力がより大きくなるので燃費が向上する。実施の形態2.実施の形態2は、実施の形態1において、ループ計算による最適値算出に代えて閾値処理を用いるものである。図6は、実施の形態2に係る制御手段の処理の流れの例を示すフローチャートである。ステップS1〜S7の処理は実施の形態1(図2)と同様である。Neだけ上昇させたと仮定して、エンジン10における燃料消費量の増加分ΔF2を算出する(ステップS10)。燃料消費量の増加分ΔF2は、たとえば図7に示すマップを用いて、回転数センサ40によって測定される回転数およびΔNeに基づいて決定可能である。次に、制御手段は、燃料消費量の増加分ΔF2が、所定の消費量閾値X3以下であるか否かを判定する(ステップS11)。消費量閾値X3は、あらかじめ制御手段が記憶しておくことができる。Neに基づいてエンジン10の回転数を変更するよう制御する(ステップS12)。エンジン10の回転数をΔNeだけ上昇させるよう制御する。増加分ΔF2が消費量閾値X3より大きい場合には、制御手段は、燃料消費量の増加分が消費量閾値X3となるようにエンジン10の回転数を変更するよう制御する(ステップS13)。燃料消費量の増加分が消費量閾値X3となるようなエンジン10の回転数(またはその増加分)は、図7に示すマップ等を用いて決定可能である。以上のように、本発明の実施の形態2に係るハイブリッド車両の駆動装置によれば、車速および減速度操作量に基づいて想定される最大回生電力と、インバータ13またはモータジェネレータ11の温度とに基づいてファン12を制御するので、実施の形態1と同様に、想定される最大回生電力に応じてあらかじめインバータ13またはモータジェネレータ11を冷却しておくことができ、回生中の冷却能力に依存せず回生電力の最大値制限を解消または緩和することができる。これに伴い、得られる回生電力がより大きくなるので燃費が向上する。実施の形態2ではループ計算を省略できるので、処理時間をさらに短縮することができる。実施の形態2において、制御手段30は、消費量閾値X3を動的に変更してもよい。道路情報に応じて決定してもよい。道路情報とは、車両が現在走行中の道路の状況を表す情報である。車両が減速または停止する可能性が低い道路(たとえば高速道路)を走行中である場合には消費量閾値X3を増加させ、車両が減速または停止する可能性が高い道路(たとえば市街地)を走行中である場合には消費量閾値X3を減少させるよう制御してもよい。このようにすると、回生動作が発生する可能性が高い場合には燃費よりもインバータ13やモータジェネレータ11の冷却を優先することができ、より効率的に回生を行うことができる。実施の形態2において、インバータ13およびモータジェネレータ11の温度を経時的に監視し、結果に応じて消費量閾値X3を決定してもよい。ステップS13が実行された後、所定の時間(たとえば図6の処理が実行される間隔よりも長い時間)が経過した時点でインバータ13およびモータジェネレータ11の温度を測定し、ステップS4と同様の計算を行って予測温度(Tinv_estおよびTmg_est)がそれぞれ対応する閾値温度(X1invおよびX1mg)よりも低くなっているか否かを確認してもよい。ここで予測温度が閾値温度以上のままである場合には、消費量閾値X3を所定量(たとえばエンジン10の回転数に換算して50rpmの上昇に相当する量)だけ増加してもよい。このようにすると、車両の走行状況に合わせた回生を行うことができる。実施の形態3.実施の形態3は、実施の形態1において、ファンを電動とするものである。実施の形態3に係るハイブリッド車両の駆動装置の構成はとくに図示しないが、ファンがモータジェネレータの回転ではなく別途供給される電力によって駆動される点を除けば、図1と同様である。したがって、実施の形態3における制御手段は、実施の形態1における制御手段30のようにエンジン10の回転数を制御するのではなく、ファン12の回転数を制御する。図8は、実施の形態3における制御手段の処理の流れの例を示すフローチャートである。ステップS1〜S5の処理は実施の形態1(図2)と同様である。ファン12の回転数の増加量として表すことができる。ファン12は補機ベルト20およびモータジェネレータ11を介してエンジン10に連結され、エンジン10によって駆動可能であるので、ファン12の駆動力増加要求量は、エンジン10の回転数の上昇分をもって充てることができ、これらは等価なものとして扱うことができる。Nf_invは、たとえば図4に示すマップを用いて決定可能である(図4の縦軸では、エンジン10の回転数に対応するΔNe_invが示されているが、上述のようにファン12の回転数に対応するΔNf_invもこれと等価なものとして扱うことができる)。Nf_mgも、同様のマップを用いて決定可能である。このようにして、制御手段は、温度超過分(すなわち、予測温度と閾値温度との差)に基づいて、要求されるファン12の駆動力増加要求量を求める。Nfを決定する(ステップS21)。次に、制御手段は、ファン12の駆動電力における電気負荷の増加分を考慮し、ファン12の回転数の最適値を算出する(ステップS22)。ファン12の回転数が増加すると、インバータ13およびモータジェネレータ11が冷却されて回生可能な電力が増大する可能性があるが、一方で電気負荷の増加によって回生電力が減少する可能性がある。制御手段は、これらの要因を考慮した計算を行い、回生可能な電力を最大とするファン12の駆動電力の最適値を決定する。この最適値の計算はどのように行われてもよいが、たとえばステップS221〜S223に示すようなループ計算によって行うことができる。この例では、制御手段はまず、ファン12の回転数をある値に増加させた場合の、インバータ13およびモータジェネレータ11の温度低下による回生電力の増加分を算出する(ステップS221)。次に、制御手段は、ファン12の回転数をその値に上昇させた場合の、電気負荷の増加による回生電力の低下分を算出する(ステップS222)。回生電力の低下分は、たとえば図9に示すマップにおけるΔL1として決定可能である。次に、制御手段は、ステップS221で得た増加分と、ステップS222で得た低下分とを比較し、正味の回生電力の変動分を算出する(ステップS223)。制御手段は、上述のステップS221〜S223の処理を異なる回転数について実行し、正味の回生電力の変動分を最大とする回転数(すなわち、回生電力を最大とする回転数)を最適値として選択する。本実施形態ではステップS22においてファン12の回転数を基準として計算を行っているが、ファン12の駆動電力を基準として計算を行ってもよい。ステップS22の後、制御手段は、ファン12の回転数を最適値に変更するよう制御する(ステップS23)。以上のように、本発明の実施の形態3に係るハイブリッド車両の駆動装置によれば、車速および減速度操作量に基づいて想定される最大回生電力と、インバータ13またはモータジェネレータ11の温度とに基づいてファン12を制御するので、実施の形態1と同様に、想定される最大回生電力に応じてあらかじめインバータ13またはモータジェネレータ11を冷却しておくことができ、回生中の冷却能力に依存せず回生電力の最大値制限を解消または緩和することができる。これに伴い、得られる回生電力がより大きくなるので燃費が向上する。実施の形態3によれば、ファン12の駆動電力による電気負荷まで考慮してファン12の回転数の最適値を算出するので、より確実に回生電力を増加させることができる。実施の形態4.実施の形態4は、実施の形態3において、ループ計算による最適値算出に代えて閾値処理を用いるものである。図10は、実施の形態4に係る制御手段の処理の流れの例を示すフローチャートである。ステップS1〜S5、S20およびS21の処理は実施の形態3(図8)と同様である。Nfだけ上昇させたと仮定して、ファン12の駆動電力における電気負荷の増加分ΔL2を算出する(ステップS30)。電気負荷の増加分ΔL2は、たとえば図9に示すマップを用いて決定可能である。ファン12の回転数は、エンジン10の回転数等に基づいて算出可能である。次に、制御手段は、電気負荷の増加分ΔL2が所定の負荷閾値X4以下であるか否かを判定する(ステップS31)。Nfに基づいてファン12の駆動に係る電力を変更するよう制御する(ステップS32)。ファン12の回転数をΔNfだけ上昇させるよう制御する。増加分ΔL2が負荷閾値X4より大きい場合には、制御手段は、電気負荷の増加分が負荷閾値X4となるようにファン12の回転数を変更するよう制御する(ステップS33)。電気負荷の増加分が負荷閾値X4となるようなファン12の回転数(またはその増加分)は、図9に示すマップ等を用いて決定可能である。以上のように、本発明の実施の形態4に係るハイブリッド車両の駆動装置によれば、車速および減速度操作量に基づいて想定される最大回生電力と、インバータ13またはモータジェネレータ11の温度とに基づいてファン12を制御するので、実施の形態1と同様に、想定される最大回生電力に応じてあらかじめインバータ13またはモータジェネレータ11を冷却しておくことができ、回生中の冷却能力に依存せず回生電力の最大値制限を解消または緩和することができる。これに伴い、得られる回生電力がより大きくなるので燃費が向上する。実施の形態4によれば、実施の形態3と同様に、ファン12の駆動電力による電気負荷まで考慮してファン12の回転数の最適値を算出するので、より確実に回生電力を増加させることができる。実施の形態4によれば、実施の形態2と同様にループ計算を省略できるので、処理時間をさらに短縮することができる。上述の実施の形態1〜4では、インバータ13およびモータジェネレータ11双方の温度を考慮するが、変形例として、いずれか一方の温度のみ考慮し、他方の温度には依存せず処理を行ってもよい。Ne_invに基づいて決定される。して機能するものであれば、他の構成をもって代替してもよい。ブレーキ開度を直接用いず、ブレーキ開度に基づいて決定される量を用いてもよい。ブレーキの油圧を表す量もしくはこれに基づいて決定される量を用いてもよい。減速度操作量は、ブレーキ開度およびブレーキの油圧以外の情報に基づいて決定されるものであってもよい。アクセルオフであるか否かの状態に基づくものであってもよく、アクセルをオンからオフに切り替える動作に基づくものであってもよく、変速機のギアの状態に基づくものであってもよく、ギアを切り替える動作(たとえばギアダウン操作)に基づくものであってもよい。前記インバータ用ファン駆動力増加要求量または前記モータジェネレータ用ファン駆動力増加要求量に基づいて前記ファンの駆動を制御する機能とを有する、請求項1または2に記載のハイブリッド車両の駆動装置。前記制御手段は、前記ファンの駆動を制御する機能の一部として、前記インバータ用ファン駆動力増加要求量および前記モータジェネレータ用ファン駆動力増加要求量のうち小さくない方に基づいて前記ファンの駆動を制御する機能を有する、請求項3に記載のハイブリッド車両の駆動装置。