DE112015005946T5

DE112015005946T5 - Fahrzeugklimatisierungssteuervorrichtung

Info

Publication number: DE112015005946T5
Application number: DE112015005946.6T
Authority: DE
Inventors: Tsuyoshi Okamoto
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-01-13
Filing date: 2015-12-21
Publication date: 2017-10-05
Also published as: WO2016113810A1; JP2016130045A; US10675946B2; JP6414471B2; US20170368911A1; CN107107710A; CN107107710B

Abstract

Ein Fahrzeug (10) umfasst eine Maschine (11), einen Generator (17), der durch die Maschine angetrieben wird, um eine elektrische Leistung zu erzeugen, und eine Hochvoltbatterie (18), die mit der elektrischen Leistung, die durch den Generator erzeugt wird, geladen wird. Eine Luftheizung in einem Fahrzeuginnenraum wird über Abwärme der Maschine, durch die ein Wärmemedium zirkuliert und erwärmt wird, umgesetzt, und eine Luftheizung in dem Fahrzeuginnenraum wird durch eine Wärmepumpenvorrichtung (40), die elektrische Leistung der elektrischen Speichervorrichtung verbraucht, umgesetzt. Eine Hybrid-ECU (33) weist eine Funktion der Fahrzeugklimatisierungssteuerung auf, und umfasst eine Blocktemperaturerlangungsvorrichtung, die eine Maschinenblocktemperatur erlangt, eine Bestimmungsvorrichtung, die basierend auf der Maschinenblocktemperatur bestimmt, ob die Luftheizung durch eine Maschinenabwärme oder die elektrische Luftheizung umgesetzt wird, und eine Heizsteuervorrichtung, die basierend auf einem Bestimmungsergebnis der Bestimmungsvorrichtung die Luftheizung durch die Maschinenabwärme und die elektrische Luftheizung selektiv umsetzt. Demzufolge kann die Luftheizung in der Fahrzeugkabine effizient umgesetzt werden.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung JP 2015-004091 , die am 13. Januar 2015 eingereicht wurde und bezieht diese durch Bezugnahme ein.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Fahrzeugklimatisierungssteuervorrichtung.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Es ist beispielsweise ein Fahrzeug bekannt, das eine Maschine und einen elektrischen Motor zum Antreiben aufweist. Bei dem Fahrzeug wird ein Maschinenkühlmittel zum Absenken eines Schwellwerts einer Wassertemperatur, unter welcher eine Maschine EIN geschaltet wird, durch eine elektrische Heizvorrichtung erwärmt, um ein Erfordernis einer Wassertemperatur für eine Luftheizung zu erfüllen. Demzufolge nimmt eine Häufigkeit eines Maschinenstopps zu, um einen Kraftstoffverbrauch zu verbessern.
Zudem wird bei einer Technik, die in Patentdokument 1 offenbart ist, in einem Hybridfahrzeug mit einem ersten Heizsystem unter Verwendung einer Maschine als eine Wärmequelle und einem zweiten Heizsystem unter Verwendung von elektrischer Energie aus einer Batterie als eine Wärmequelle, eines von dem ersten Heizsystem und dem zweiten Heizsystem ausgewählt, um ein Heizen durchzuführen, so dass ein Energieverbrauch (Kraftstoffverbrauch) basierend auf einer Fahranforderung und einer Heizanforderung minimiert wird.
STAND DER TECHNIK
PATENTDOKUMENT

Patentdokument 1: JP 4893475 B2

KURZFASSUNG
In den letzten Jahren ist mit der Weiterentwicklung einer Maschineneffizienz und einer Fahrfähigkeit von elektrischen Fahrzeugen ein Engpass von Wärme für eine Luftheizung aufgekommen, der zu einem Risiko führt, dass eine reine Auswahl eines optimalen Heizverfahrens übereinstimmend mit der derzeitigen Fahranforderung und Heizanforderung unzureichend wird.
Elektrisches Heizen, das per se elektrische Energie nutzt, verbraucht keinen Kraftstoff, um die Wärme des Heizers zu erzeugen, aber der Kraftstoff wird verbraucht, um die elektrische Energie zu erzeugen. Aus diesem Grund ist es schwierig, ein optimales Heizen lediglich aus der Antriebsanforderung und der Heizanforderung auszuwählen. Um den Kraftstoffverbrauch zu minimieren, kann es ebenso erforderlich sein, einen Maschinenkörper bzw. Maschinenblock und einen Wärmespeicherzustand in einem Maschinenkühlmittel, das ein Wärmemedium ist, zu berücksichtigen. Aus dieser Sichtweise besteht Raum für technische Verbesserung.
Die vorliegende Offenbarung wurde im Hinblick auf die oben genannten Umstände gemacht, und eine Hauptaufgabe der vorliegenden Offenbarung besteht darin, eine Klimatisierungssteuervorrichtung für Fahrzeuge darzulegen, die eine Luftheizung in einer Fahrzeugkabine effizient umsetzen kann.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Fahrzeugklimatisierungssteuervorrichtung für ein Fahrzeug verwendet. Das Fahrzeug umfasst eine Maschine, einen Generator, der durch die Maschine angetrieben wird, um elektrische Leistung zu erzeugen, und eine elektrische Speichervorrichtung, die mit der elektrischen Leistung, die durch den Generator erzeugt wird, geladen wird. Eine Luftheizung in einem Fahrzeuginnenraum wird über Abwärme der Maschine, durch die ein Wärmemedium zirkuliert und erwärmt wird, umgesetzt. Eine Luftheizung in dem Fahrzeuginnenraum wird durch eine Heizvorrichtung umgesetzt, welche die elektrische Leistung der elektrischen Speichervorrichtung verbraucht. Die Fahrzeugklimatisierungssteuervorrichtung führt eine Steuerung zur Klimatisierung in dem Fahrzeug durch. Die Fahrzeugklimatisierungssteuervorrichtung umfasst eine Blocktemperaturerlangungsvorrichtung, die eine Blocktemperatur der Maschine erlangt, eine Bestimmungsvorrichtung, die basierend auf der Blocktemperatur, welche durch die Blocktemperaturerlangungsvorrichtung erlangt wird, bestimmt, ob die Luftheizung durch die Abwärme der Maschine oder die Luftheizung durch die Heizvorrichtung umgesetzt wird, sowie eine Heizsteuervorrichtung, die basierend auf einem Bestimmungsergebnis der Bestimmungsvorrichtung die Luftheizung durch die Abwärme der Maschine und die Luftheizung durch die Heizvorrichtung selektiv umsetzt.
Wenn sich die Blocktemperatur der Maschine ändert, ändert sich eine Menge der Abwärme (Kühlverlust) der Maschine, indem sie zunimmt oder abnimmt. Insbesondere nimmt die Menge der Abwärme umso mehr zu, je höher die Blocktemperatur ist. Mit anderen Worten nimmt die Menge der Wärme zu, die von dem Maschinenblock auf das Wärmemedium übertragen wird, was bei einer Nutzung der Maschinenabwärme vorteilhaft ist. Zusätzlich zu einer Tatsache, dass der Maschinenblock eine relativ große Wärmekapazität aufweist (zum Beispiel groß im Vergleich zu einem Wärmemedium wie das Kühlmittel), kann der Maschinenblock nicht nur die Wärme, die in dem derzeitigen Betrieb erzeugt wird, sondern ebenso diejenige aus dem vergangenen Betrieb bereitstellen und speichern. In diesem Fall wird die Menge der Abwärme der Maschine basierend auf der Blocktemperatur der Maschine aufgefasst, und die Luftheizung durch die Abwärme der Maschine oder die Luftheizung durch die elektrische Heizvorrichtung werden unter Berücksichtigung der Menge der Abwärme selektiv umgesetzt, wodurch die Abwärme der Maschine für die Luftheizung in dem Fahrzeugabteil in geeigneter Weise wirksam eingesetzt werden kann. Demzufolge kann die Luftheizung in dem Fahrzeugabteil effizient umgesetzt werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein schematisches Diagramm, das ein Hybridfahrzeugsteuersystem gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
2 ist ein Flussdiagramm, das einen Verarbeitungsvorgang der Fahrzeugklimatisierungssteuerung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
3 ist ein Diagramm, das ein Verhältnis zwischen einer Maschinenabgabe, einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einem Temperaturbasalwert gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
4 ist ein Diagramm, das ein Verhältnis zwischen einer Maschinenblocktemperatur, einer Außenlufttemperatur und einer Temperaturanstiegsrate gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
5A ist ein Diagramm, das ein Verhältnis zwischen einer Kühlmittelheizrate, einer Erzeugungseffizienz und einem COP Äquivalenzwert gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
5B ist ein Diagramm, das ein Verhältnis zwischen einer Maschinenblocktemperatur und einer Kühlmittelheizrate gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
6 ist ein Flussdiagramm, das ein Unterprogramm aus 2 darstellt.
7 ist ein Diagramm, das ein Verhältnis zwischen einer Wassertemperatur, der Maschinenblocktemperatur und einer Wärmeabstrahlmenge von heißem Wasser gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
8 ist ein Diagramm, das ein Verhältnis zwischen einer angeforderten Wärmeabgabe und einer Kühlmittelströmungsrate gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
9 ist ein Diagramm, das ein Verhältnis zwischen einer angeforderten Wärmeabgabe, der Kühlmittelströmungsrate und einer Luftgebläsemenge gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
10 ist ein Zeitablaufdiagramm zur Darstellung eines Klimatisierungssteuerungsvorgangs gemäß der ersten Ausführungsform.
11 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung einer Vorgehensweise eines Abwärmeheizvorgangs in einem EV-Modus gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
12 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung einer Vorgehensweise eines Abwärmeheizvorgangs in einem EV-Modus gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
13 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung einer Vorgehensweise eines Abwärmeheizvorgangs in einem EV-Modus gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
14 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung einer Vorgehensweise eines Abwärmeheizvorgangs in einem EV-Modus gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
15 ist ein schematisches Diagramm zur Darstellung eines Hybridfahrzeugsteuersystems gemäß einer Modifikation der vorliegenden Offenbarung.
16 ist ein schematisches Diagramm zur Darstellung eines Hybridfahrzeugsteuersystems gemäß einer anderen Modifikation der vorliegenden Offenbarung.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachstehend werden mehrere Ausführungsformen zur Umsetzung der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In Bezug auf Ausführungsformen wird ein Teil, der einem beschriebenen Gegenstand in einer vorhergehenden Ausführungsform entspricht, mit demselben Bezugszeichen versehen und redundante Erklärungen des Teils können ausgelassen werden. Wenn lediglich ein Teil eines Aufbaus in einer Ausführungsform beschrieben ist, kann eine vorhergehende Ausführungsform auf die anderen Teile des Aufbaus angewendet werden. Die Teile können kombiniert werden, selbst wenn nicht ausdrücklich beschrieben ist, dass die Teile kombiniert werden können. Die Ausführungsformen können teilweise kombiniert werden, selbst wenn nicht ausdrücklich beschrieben ist, dass die Ausführungsformen kombiniert werden können, es sei denn, dass sich die Kombination widerspricht.
(Erste Ausführungsform)
Nachstehend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Hybridfahrzeug ausgeführt, dass eine Maschine (eine Verbrennungsmaschine) und einen Motor (elektrischen Motor) als eine Leistungsquelle zum Antrieb eines Fahrzeugs, ein Steuersystem, das verschiedene Steuerungen umsetzt, wenn das Fahrzeug durch die Hilfe von einem oder beiden der Maschine und des Motors fährt, umfasst.
Zunächst wird ein schematischer Aufbau eines Hybridfahrzeugsteuersystems mit Bezug auf 1 beschrieben. Ein Fahrzeug 10 ist mit einer Maschine 11 und einem Motorgenerator (nachstehend ebenso als "MG") 12 als Leistungsquelle ausgestattet. Eine Leistung einer Ausgangswelle der Maschine 11 wird durch den MG 12 auf ein Getriebe 13 übertragen, und eine Leistung der Ausgangswelle des Getriebes 13 wird durch einen Differentialgetriebemechanismus 14, eine Achse 15 und dergleichen auf die Räder 16 übertragen. Die Maschine 11 ist eine Benzinmaschine oder eine Dieselmaschine. Der MG 12 dient als ein Fahrmotor und ein Generator. Das Getriebe 13 kann ein Stufengetriebe sein, das Gänge stufenweise zwischen mehreren Gängen umschaltet, oder kann ein CVT (kontinuierlich variables Getriebe) sein, das kontinuierlich Gänge wechselt.
Eine Drehwelle des MG 12 ist in einer Leistungsübertragungsstrecke, welche die Leistung der Maschine 11 in einer Leistungsübertragungsweise auf die Räder 16 überträgt, zwischen der Maschine 11 und dem Getriebe 13 gekoppelt. Eine Kupplung (nicht dargestellt) kann zwischen der Maschine 11 und dem MG 12 (oder zwischen dem MG 12 und dem Getriebe 13) zum Verbinden und Trennen der Leistungsübertragung bereitgestellt sein.
Die elektrische Leistung, die durch den Generator 17, der durch die Leistung der Maschine 11 angetrieben wird, erzeugt wird, wird in einer Hochvoltbatterie 18 (elektrische Speichervorrichtung) geladen. Ein Inverter 19 zum Ansteuern des MG 12 ist mit der Hochspannungsbatterie 18 verbunden, und der MG 12 tauscht die elektrische Leistung durch den Inverter 19 mit der Hochspannungsbatterie 18 aus. Der Generator 17 ist durch den DC-DC-Wandler 20 mit einer Niederspannungsbatterie 21 verbunden. Sowohl die Hochspannungsbatterie 18 als auch die Niederspannungsbatterie 21 sind aufladbare und entladbare (aufladbare und entladbare) Batterien.
Das Fahrzeug 10 weist einen EV-Modus, einen Maschinenmodus, einen HV-Modus und dergleichen als Fahrmodi auf. Der EV-Modus ist ein Modus, in dem das Fahrzeug lediglich durch die Leistung des MG 12 ohne die Nutzung der Leistung der Maschine 11 fahren kann. Der Maschinenmodus ist ein Modus, in dem das Fahrzeug lediglich durch die Leistung der Maschine 11 fahren kann und der HV-Modus ist ein Modus, in dem das Fahrzeug fährt, während der MG 12 die Leistung der Maschine 11 unterstützt.
Die Maschine 11 weist einen Maschinenblock auf, der durch einen Zylinderblock, einen Zylinderkopf und dergleichen und einen Wassermantel 11a als Kühlmitteldurchlass zur Zirkulation eines Kühlmittels als ein Wärmemedium, der in den Maschinenblock ausgebildet ist, ausgestaltet ist. Der Wassermantel 11a ist mit einem Kühlmittelkreislauf 23 (einem Zirkulationskreislauf) verbunden, der durch eine Kühlmittelleitung oder dergleichen ausgestaltet ist. Der Kühlmittelkreislauf 23 ist mit einem Heizkörper 24 als eine Heizvorrichtung, einer elektrischen Wasserpumpe 25 (elektrische Pumpe) und einem Kondensator 42 einer Wärmepumpenvorrichtung 40, die später beschrieben wird, ausgestattet. Die elektrische Wasserpumpe 25 wird durch die elektrische Leistung aus der Niederspannungsbatterie 21 angetrieben, und die elektrische Wasserpumpe 25 lässt ein Kühlmittel (Wasser) zwischen der Maschine 11 und dem Heizkörper 24 zirkulieren. Ein Gebläse 26 zum Erzeugen einer heißen Luft oder kalten Luft ist in der Nähe des Heizkörpers 24 angeordnet, und eine Heizungswärme des Heizkörpers 24 wird durch Antreiben des Gebläses 26 einer Fahrzeugkabine zugeführt. Ein Wassertemperatursensor 27 zum Erfassen einer Temperatur des Kühlmittels ist in dem Kühlmittelkreislauf 23 bereitgestellt. Eine andere Flüssigkeit als das Kühlmittel, beispielsweise ein kühlendes Öl, kann als das Wärmemedium verwendet werden.
Die elektrische Wärmepumpenvorrichtung 40 ist in dem Fahrzeug 10 als eine Klimatisierungsvorrichtung angebracht. Die Wärmepumpenvorrichtung 40 umfasst einen elektrischen Kompressor 41, der ein Niedrigtemperatur- und Niedrigdruckkältemittelgas in ein Hochtemperatur- und Hochdruckkältemittelgas komprimiert, der Kondensator 42 (Kondensator), der Wärme von dem Hochtemperatur- und Hochdruckkältemittelgas abführt, um eine Hochdruckkältemittelflüssigkeit zu erzeugen, ein Expansionsventil 43, das die Hochdruckkältemittelflüssigkeit in eine Niedrigtemperatur- und Niedrigdruckkältemittelflüssigkeit dekomprimiert und entspannt, und einen Verdampfer 44 (Verdampfer), welcher der Niedrigtemperatur- und Niedrigdruckkältemittelflüssigkeit ermöglicht, die Wärme in einem Niedrigtemperatur- und Niedrigdruckkältemittelgas zu absorbieren. Diese Komponenten sind untereinander durch eine Kältemittelstrecke 45 verbunden. Der elektrische Kompressor 41 wird durch eine Leistungszufuhr aus der Hochvoltbatterie 18 angetrieben.
Zudem umfasst die Wärmepumpenvorrichtung 40 eine A/C-ECU 46, und auf ein Empfangen einer Anforderung für eine Klimatisierung steuert die Klimatisierungs-ECU 46 einen Inverter des Kompressors (nicht dargestellt), um den elektrischen Kompressor 41 anzusteuern.
Wenn die Wärmepumpenvorrichtung 40 angetrieben wird, d.h. wenn ein Kältemittel in der Kältemittelstrecke 45 durch Ansteuerung des elektrischen Kompressors 41 zirkuliert, kann das Kühlmittel, das in dem Kühlmittelkreislauf 23 strömt, durch die Wärme erwärmt werden, die von dem Kondensator 42 freigesetzt wird. In diesem Fall wird das Kühlmittel durch den Kondensator 42 erwärmt, und infolgedessen kann die Fahrzeugkabine durch den Heizkörper 24 erwärmt werden.
In diesem Fall wird das Kühlmittel, das durch den Kühlmittelkreislauf 23 strömt, durch die Wärme aus dem Maschinenblock erwärmt, d.h. eine Abwärme, die der Verbrennung der Maschine 11 zuzuordnen ist, und wird ebenso durch ein Antreiben der Wärmepumpenvorrichtung 40 erwärmt. Wenn ein Erwärmen der Fahrzeugkabine erforderlich ist und die Wärmespeichermenge des Kühlmittels nicht das Heizerfordernis erfüllt, wird zumindest eines von dem Heizen des Kühlmittels, das durch die Maschinenabwärme verursacht wird, und dem Heizen des Kühlmittels, das durch die Wärmepumpenvorrichtung 40 verursacht wird, umgesetzt.
Ein Gaspedalöffnungswinkel (der Betätigungsbetrag eines Gaspedals) wird durch einen Gaspedalsensor 28 erfasst, und eine Betriebsposition eines Schalthebels wird durch einen Schaltungsschalter 29 erfasst. Ferner wird das Auftreten oder Nichtvorhandensein eines Bremsvorgangs (oder der Bremsbetätigungsbetrag durch den Bremssensor) durch einen Bremsschalter 30 erfasst, und eine Fahrzeuggeschwindigkeit wird durch einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 31 erfasst.
Die Hybrid-ECU 33 (Fahrzeugklimatisierungssteuervorrichtung) ist eine integrierte Steuervorrichtung, die das gesamte Fahrzeug umfassend steuert, und sie liest Ausgangssignale der oben beschriebenen verschiedenen Sensoren und Schalter aus, um einen Betriebszustand des Fahrzeugs zu erfassen. Die Hybrid-ECU 33 ist mit anderen ECUs, wie eine Maschinen-ECU 34, einer MG-ECU 35, und einer A/C-ECU 46 durch eine Kommunikationsvorrichtung wie ein CAN verbunden, und die jeweiligen ECUs teilen verschiedene Informationsteile wie Steuersignale und Datensignale miteinander aus. Jede dieser ECUs ist hauptsächlich durch einen Mikrocomputer, der eine CPU, einen ROM, einen RAM usw. aufweist, ausgestaltet und führt verschiedene Steuerungen mit der Ausführung der verschiedenen Steuerprogramme, die im ROM gespeichert sind, aus.
Die Maschinen-ECU 34 ist eine Steuervorrichtung, die einen Betriebszustand der Maschine 11 steuert und sie steuert die Kraftstoffeinspritzmenge und dergleichen. Die MG-ECU 35 ist eine Steuervorrichtung, die den Inverter 19 steuert, um den MG 12 zu steuern, und sie steuert ebenso den Generator 17. Ferner berechnet die MG-ECU 35 basierend auf dem gemessenen Wert eines Lade/Entlade-Stroms der Hochspannungsbatterie 18, der durch den Stromsensor gemessen worden ist, und einer vorbestimmten maximalen Kapazität der Hochspannungsbatterie 18, einen SOC (state of charge bzw. Ladezustand), der für einen Zustand der Ladung der Hochspannungsbatterie 18 bezeichnend ist. Insbesondere berechnet die MG-ECU 35 den SOC als ein Verhältnis zu der maximalen Kapazität der Batterie während die gemessenen Werte des Stromsensors aufeinanderfolgend integriert werden. Ferner ist die A/C-ECU 46 eine Steuervorrichtung, welche die Klimatisierungsvorrichtung zum Kühlen und Heizen steuert (die elektrische Wasserpumpe 25, das Gebläse 26 und den elektrischen Kompressor 41).
Die Hybrid-ECU 33 gibt übereinstimmend mit einem Betriebszustand des Fahrzeugs 10 Befehlssignale zum Steuern der Maschine 11, des MGs 12, des Generators 17, der Klimatisierungsvorrichtung zum Kühlen und Heizen (der elektrischen Wasserpumpe 25, des Gebläses 26, des elektrischen Kompressors 41) und dergleichen an die anderen jeweiligen ECUs aus. Die Hybrid-ECU 33 gibt an die Maschinen-ECU 34 und die MG-ECU 35 einen Drehmomentbefehlswert und einen Drehzahlbefehlswert aus, und gibt an die A/C-ECU 46 eine Heizanforderung aus, um das Fahren und eine Energie des Fahrzeugs zu verwalten.
Wenn sich im Übrigen eine Blocktemperatur der Maschine 11 ändert, ändert sich die Abwärmemenge (Kühlverlust der Maschine 11 hin zu einer Zunahme oder einer Abnahme). Insbesondere nimmt eine Abwärmemenge stärker zu, wenn die Maschinenblocktemperatur stärker zunimmt. Mit anderen Worten nimmt die Wärmemenge zu, die von dem Maschinenblock auf das Kühlmittel übertragen wird, was in einer Situation vorteilhaft ist, bei der das Heizen in der Fahrzeugkabine unter Verwendung der Maschinenabwärme umgesetzt wird. Darüber hinaus kann zusätzlich zu der Tatsache, dass die Wärmekapazität des Maschinenblocks relativ groß ist (eine thermische Masse der Maschine ist größer als eine thermische Masse des Kühlmittels), nicht nur die Wärme, die in dem derzeitigen Betrieb erzeugt wird, sondern ebenso diejenige aus einem vergangenen Betrieb gesammelt und gespeichert werden.
Mit Blick auf den oben genannten Umstand wird bei der vorliegenden Ausführungsform die Menge der Abwärme der Maschine 11 basierend auf der Maschinenblocktemperatur, welche für die Wärmemenge, die in dem Maschinenblock gespeichert ist, aufgefasst, und das Heizen durch die Abwärme der Maschine 11 und das Heizen durch die Wärmepumpenvorrichtung 40 werden unter Berücksichtigung der Abwärmemenge selektiv umgesetzt. In der vorliegenden Ausführungsform entspricht die Hybrid-ECU 330 einer Blocktemperaturerlangungsvorrichtung, einer Bestimmungsvorrichtung und einer Heizsteuervorrichtung.
2 ist ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitungsvorgehensweise der Fahrzeugklimatisierungssteuerung darstellt, und diese Verarbeitung wird durch die Hybrid-ECU 33 in vorbestimmten Intervallen wiederholt ausgeführt. In dieser Verarbeitung wird angenommen, dass jeder Schritt in angemessener Weise unter der Prämisse ausgeführt wird, dass eine Anforderung zum Heizen auftritt.
In 2 werden in Schritt S11 eine Wassertemperatur Tw und eine Blocktemperatur Teng erlangt, und in einem darauffolgenden Schritt S12 wird der SOC der Hochspannungsbatterie 18 erlangt. Zu dieser Zeit ist die Wassertemperatur Tw ein Erfassungswert, der durch den Wassertemperatursensor 26 erfasst wird. Die Maschinenblocktemperatur Teng ist eine Temperatur des Maschinenblocks, der durch einen Zylinderblock und dergleichen ausgestaltet ist und sie wird basierend auf einem Betriebsverlauf des Fahrzeugs und der Maschine berechnet. Beispielsweise ist es vorzuziehen, die Maschinenblocktemperatur Teng basierend auf Änderungen in der Maschinenabgabe und der Fahrzeuggeschwindigkeit ab dem Maschinenstart, einer Außenlufttemperatur und dergleichen zu berechnen. Genauer genommen wird ein Basalwert der Maschinenblocktemperatur basierend auf der Maschinenabgabe, der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Außenlufttemperatur mit Bezug auf ein Verhältnis, das in 3 dargestellt ist, berechnet, und eine Temperaturanstiegsrate wird basierend auf der Maschinenblocktemperatur und der Außenluft mit Bezug auf ein Verhältnis, das in 4 dargestellt ist, berechnet. Die Maschinenblocktemperatur Teng wird durch den nachfolgenden Verhältnisausdruck berechnet. Teng (t + 1) = Teng (t) + Temperaturbasalwert × Temperaturanstiegsrate
Ein Teil der Hybrid-ECU 33, der den Steuerungsvorgang in Schritt S11 durchführt, kann als ein Beispiel der Blocktemperaturerlangungsvorrichtung verwendet werden, welche die Maschinenblocktemperatur Teng erlangt. Ferner kann ein Teil der Hybrid-ECU 33, der den Steuervorgang in Schritt S11 durchführt, als ein Beispiel einer Mediumtemperaturerlangungsvorrichtung verwendet werden, die eine Mediumtemperatur erlangt.
Im Übrigen ist es ebenso möglich, eine Kühlverlustrate der Maschine 11 und eine Heizrate des Kühlmittels durch die Maschine 11 zu berechnen, und die Maschinenblocktemperatur Teng basierend auf solchen berechneten Raten zu berechnen. Alternativ kann ein Temperatursensor an dem Maschinenblock angefügt sein, um die Maschinenblocktemperatur Teng zu erlangen, die durch den Temperatursensor erfasst wird.
Danach wird in Schritt S13 basierend auf einer Fahrlast und dem SOC bestimmt, ob sich das Fahrzeug 10 in einem EV-fahrfähigen Zustand befindet oder nicht, d.h. ob der Fahrmodus des Fahrzeugs 10 der EV-Modus ist oder nicht. Zu der Zeit wird bestimmt, dass der Fahrmodus nicht der EV-Modus ist, falls die Fahrlast, die von dem Gaspedalöffnungswinkel oder dergleichen erlangt wird, gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, oder falls der SOC kleiner als der vorbestimmte Wert ist (falls NEIN in Schritt S13), und der Vorgang setzt bei Schritt S14 fort. Falls die Fahrlast kleiner als der vorbestimmte Wert ist und der SOC der Hochspannungsbatterie 18 gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist (JA in Schritt S13), wird bestimmt, dass der Fahrmodus der EV-Modus ist, und der Vorgang setzt bei Schritt S17 fort. Die Tatsache, dass die Bestimmung in S13 NEIN ist, bedeutet einen Zustand, in dem das Fahrzeug 10 durch einen Betrieb der Maschine 11 fährt, und die Tatsache, dass die Bestimmung in Schritt S13 JA ist, bedeutet einen Zustand, in dem das Fahrzeug 10 durch ein Ansteuern des MG 12 fährt während der Betrieb der Maschine 11 gestoppt ist.
In Schritt S14 wird bestimmt, ob die Wassertemperatur Tw gleich oder höher als ein vorbestimmter Schwellwert TH1 ist oder nicht. Der Schwellwert TH1 ist ein fester Wert, z.B. TH1 = 40°C. Falls die Bestimmung in Schritt S14 JA ist (Tw ≥ TH1), setzt der Vorgang bei Schritt S15 fort, bei dem als Vorgang zur Sicherstellung der Heizungswärme die Maschine 11 auf einen Betriebszustand (EIN) gestellt wird und bestimmt wird, dass die elektrische Heizung durch die Wärmepumpenvorrichtung 40 ausgeschaltet wird. Zu dieser Zeit wird lediglich die Maschinenabwärme zum Heizen genutzt.
Falls andererseits die Bestimmung in Schritt S14 NEIN ist (Tw < TH1), setzt der Vorgang bei Schritt S16 fort, bei dem die Maschine 11 in den Betriebszustand (EIN) gebracht wird und bestimmt wird, dass als ein Vorgang zur Sicherstellung der Heizungswärme die Wärmepumpenvorrichtung 40 elektrisch angetrieben wird. Zu dieser Zeit werden die Maschinenabwärmeheizung und die elektrische Heizung durch die Wärmepumpenvorrichtung 40 zusammen genutzt.
In Schritt S17 wird andererseits ein Schwellwert TH2 eingestellt, um zu bestimmen, welche von der Heizung (Maschinenabwärmeheizung), welche durch die Abwärme der Maschine 11 verursacht wird, und der Heizung (elektrischer Heizung), welche durch die Wärmepumpenvorrichtung 40 verursacht wird, eine höhere Effizienz aufweist. In dem darauf folgenden Schritt S18 wird bestimmt, ob die Maschinenblocktemperatur Teng gleich oder höher als der Schwellwert TH2 ist oder nicht. Ein Teil der Hybrid-ECU 33, der den Steuervorgang in Schritt S18 durchführt, kann als ein Beispiel für eine Bestimmungsvorrichtung verwendet werden, die basierend auf der Blocktemperatur, welche durch die Blocktemperaturerlangungsvorrichtung erlangt wird, bestimmt, ob die Heizung durch die Abwärme der Maschine oder die Heizung durch die Heizvorrichtung umgesetzt wird.
Falls Teng ≥ TH2, wird bestimmt, dass die Abwärmeheizung vorteilhafter ist, und der Vorgang setzt bei Schritt S19 fort. In Schritt S19 wird als ein Vorgang zur Sicherstellung der Heizungswärme bestimmt, die Maschinenabwärmeheizung umzusetzen, in dem die Maschine 11 selbst in dem EV-Modus eingeschaltet wird.
Nachstehend werden die Schritte S17 bis S19 ausführlich beschrieben. Zunächst wird in Schritt S17 der Steuerwert TH2 unter Verwendung der Tatsache, dass die Maschinenblocktemperatur Teng und die Kühlmittelheizrate in Übereinstimmung mit der Maschinenabwärme eine vorbestimmte Korrelation aufweisen, mit Bezug auf einen Wert der Kühlmittelheizrate, die sich auf einem äquivalenten Pegel einer Effizienz des Falls befindet, bei dem eine elektrische Heizung durch die Wärmepumpenvorrichtung 40 umgesetzt wird, variabel eingestellt. Genauer genommen wird der COP (Koeffizient der Leistung) der Wärmepumpenvorrichtung 40 basierend auf einer Drehzahl des elektrischen Kompressors 41, einer Einlasstemperatur des Kondensators 42, einer Einlassströmungsrate des Kondensators 42, einer Außenlufttemperatur und dergleichen berechnet. Danach wird ein COP-Äquivalenzwert zu der Zeit der Verwendung der Maschinenabwärme, welcher zu dem berechneten COP äquivalent ist, berechnet. Die Kühlmittelheizrate übereinstimmend mit der Maschinenabwärme wird entsprechend einer Tatsache berechnet, dass ein COP-Äquivalenzwert X, eine Kühlmittelheizrate Y, welche durch die Maschinenabwärme verursacht wird, und eine Erzeugungseffizienz 2 ein Verhältnis von „X = Y/Z“ aufweisen, was auf den COP-Berechnungswert und der Leistungserzeugungseffizienz basiert. Die Erzeugungseffizienz wird beispielsweise durch Multiplizieren der Maschineneffizienz, der Generatoreffizienz und der Invertereffizienz berechnet. Ferner wird ein Schwellwert TH2 der Maschinenblocktemperatur basierend auf der Kühlmittelheizrate, welche durch die Maschinenabwärme verursacht wird, berechnet. Ein Teil der Hybrid-ECU 33, der den Steuervorgang in Schritt S17 durchführt, kann als ein Beispiel für eine Einstellvorrichtung verwendet werden, die den ersten Schwellwert (TH2) unter Verwendung eines Verhältnisses zwischen der Blocktemperatur der Maschine und einer Heizrate des Wärmemediums durch die Abwärme der Maschine mit Bezug auf einen Wert der Heizrate, die sich auf einem äquivalenten Pegel einer Effizienz in dem Fall befindet, in dem die Luftheizung durch die Heizvorrichtung umgesetzt wird, einstellt.
Der oben genannte Aufbau wird mit Bezug auf die 5A und 5B beschrieben. Symbol „A“ in 5A wird als ein COP-Äquivalenzwert berechnet, der zu dem COP der Wärmepumpenvorrichtung 40 äquivalent ist, und „B“ in 5A wird als die Kühlmittelheizrate, welche durch die Maschinenabwärme verursacht wird, übereinstimmend zu dem berechneten „A“ und der Erzeugungseffizienz berechnet. Ein Symbol „C“ wird aus „B“ als der Maschinenblocktemperaturschwellwert TH2 übereinstimmend mit einem Verhältnis aus 5B berechnet. In einem solchen Fall wird der Schwellwert TH2 als der höhere Temperaturwert eingestellt, da die Kühlmittelheizrate, welche durch die Maschinenabwärme verursacht wird, größer ist, mit anderen Worten ist der COP der Wärmepumpenvorrichtung 40 größer. Der Schwellwert TH2 entspricht der Maschinenblocktemperatur, bei welcher die Kühlmittelheizrate B erlangt werden kann.
Falls Teng ≥ TH2 in Schritt S18 vorliegt, wird bestimmt, dass die Maschinenabwärmeheizung effizienter als die elektrische Heizung ist, und der Vorgang setzt bei Schritt S19 fort.
Einzelheiten aus Schritt S19 werden übereinstimmend mit einem Unterprogramm beschrieben, das in 6 dargestellt ist. In dem Unterprogramm, das in 6 dargestellt ist, wird in dem Fall des Einschaltens der Maschine 11 für die Maschinenabwärmeheizung trotz des EV-Modus ausgewählt, den Betrieb der Maschine 11 für die Maschinenabwärmeheizung umzusetzen nachdem die EV-Fahrt (MG-Antrieb) umgesetzt worden ist, oder den Betrieb der Maschine 11 für die Maschinenabwärmeheizung umzusetzen nachdem die EV-Fahrt (MG-Antrieb) gestoppt worden ist.
Bei Schritt S31 aus 6 wird bestimmt, ob die Maschinenblocktemperatur Teng gleich oder höher als ein vorbestimmter Schwellwert TH3 ist oder nicht. Der Schwellwert TH3 ist ein Wert, der höher als der Schwellwert TH2 in Schritt S18 aus 2 ist. Falls Teng ≥ TH3, setzt der Vorgang bei Schritt S32 fort, wo bestimmt wird, nach einer Durchführung der EV-Fahrt den Maschinenbetrieb zur Maschinenabwärmeheizung durchzuführen. Zu dieser Zeit gibt die Hybrid-ECU 33 an die Maschinen-ECU 34 einen Befehl zum Betreiben der Maschine 11 auf einer konstanten Geschwindigkeit unter einem vorbestimmten hohen Effizienzzustand aus. Zum Beispiel gibt die Hybrid-ECU 33 einen Befehl aus, die Maschine 11 in einem Leerlaufzustand oder einem konstanten Leistungserzeugungszustand zu betreiben.
Falls andererseits Teng < TH3 ist, setzt der Vorgang bei Schritt S33 fort, wo, nachdem die EV-Fahrt gestoppt worden ist, bestimmt wird, dass der Maschinenbetrieb für die Maschinenfahrt und die Abwärmeheizung umgesetzt wird. Zu dieser Zeit gibt die Hybrid-ECU 33 an die Maschinen-ECU 34 einen Befehl zum Betreiben der Maschine 11 aus, um Übereinstimmend mit einer Fahrbelastung zu jeder Zeit eine Leistung zu erzeugen.
Es sollte beachtet werden, dass ein Teil der Hybrid-ECU 33, der den Steuerungsbetrieb in Schritt S32 und Schritt S33 durchführt, als ein Beispiel einer Heizsteuervorrichtung verwendet werden kann, welche die Heizung durch die Abwärme der Maschine und die Heizung durch die Heizvorrichtung basierend auf dem Bestimmungsergebnis der Bestimmungsvorrichtung selektiv umsetzt. Ein Teil der Hybrid-ECU 33, der den Steuerungsbetrieb in Schritt S32 durchführt, kann als ein Beispiel einer ersten Steuervorrichtung verwendet werden, die den elektrischen Motor in einen Antriebszustand versetzt und die Heizung durch die Abwärme der Maschine umsetzt, wenn bestimmt ist, dass die Heizung durch die Abwärme der Maschine umgesetzt wird, während das Fahrzeug in dem EV-Modus fährt. Ein Teil der Hybrid-ECU 33, der den Steuerungsbetrieb in Schritt S33 durchführt, kann als ein Beispiel einer zweiten Steuervorrichtung verwendet werden, die den elektrischen Motor in einen Antriebsstoppzustand versetzt und die Heizung durch die Abwärme der Maschine umsetzt, wenn bestimmt ist, dass die Heizung durch die Abwärme der Maschine umgesetzt wird, während das Fahrzeug in dem EV-Modus fährt. Zudem wird in Schritt S31 die Effizienz des Kühlmittelheizens in Schritt 32 mit der Effizienz des Kühlmittelheizens in Schritt S33 basierend auf der Maschinenblocktemperatur Teng verglichen. Ein Teil der Hybrid-ECU 33, der den Steuerungsbetrieb in Schritt S31 durchführt, kann als ein Beispiel einer Umschaltvorrichtung verwendet werden, der die Effizienz der Wärmemediumheizung der ersten Steuervorrichtung mit der Effizienz der Wärmemediumheizung der zweiten Steuervorrichtung vergleicht, um eine von der ersten Steuervorrichtung und der zweiten Steuervorrichtung zur Durchführung auszuwählen.
Zurück zu der Beschreibung aus 2 wird dabei berücksichtigt, dass die elektrische Heizung vorteilhafter als die Maschinenabwärmeheizung ist, falls in Schritt S18 Teng < TH2, und der Vorgang setzt bei Schritt S20 fort. In Schritt S20 wird als ein Vorgang zur Sicherstellung der Heizungswärme bestimmt, dass der Betrieb der Maschine 11 ausgeschaltet wird und die elektrische Heizung durch die Wärmepumpenvorrichtung 40 eingeschaltet wird. Zu dieser Zeit wird lediglich die elektrische Heizung durch die Wärmepumpenvorrichtung 40 verwendet.
Nachdem ein beliebiger der Schritte S15, S16, S19 und S20 ausgeführt worden ist, setzt der Vorgang bei Schritt S21 fort. In Schritt S21 werden Befehlsausgaben der Maschine 11 und der Wärmepumpenvorrichtung 40 berechnet.
Zu dieser Zeit wird die Maschinenbefehlsausgabe basierend auf der Fahranforderungsausgabe und der Leistungserzeugungsanforderungsausgabe jedes Mal berechnet, falls lediglich die Maschinenabwärmeheizung aus der Maschinenabwärmeheizung und der elektrischen Heizung durch die Wärmepumpenvorrichtung 40 umgesetzt wird (Maschinenbefehlsausgabe = Fahranforderungsausgabe + Leistungserzeugungsanforderungsausgabe). Falls lediglich die elektrische Heizung durch die Wärmepumpenvorrichtung 40 umgesetzt werden soll, wird die Wärmepumpenbefehlsausgabe basierend auf der Heizanforderungsausgabe und der Wärmeabstrahlmenge, die durch den Kühlmittelkreislauf 23 verursacht wird, berechnet (Wärmepumpenbefehlsausgabe = Heizanforderungsausgabe – Wärmeabstrahlmenge aus heißem Wasser). Die Wärmeabstrahlmenge aus heißem Wasser entspricht der Wärmemenge, die durch Antreiben der Wasserpumpe erzeugt werden kann, und wird basierend auf beispielsweise einem Verhältnis aus 7 berechnet. Wenn sowohl die Maschinenabwärmeheizung als auch die elektrische Heizung durch die Wärmepumpenvorrichtung 40 durchgeführt werden, wird die Wärmepumpenbefehlsausgabe basierend auf der Wärmeanforderungsausgabe, der Wärmeabstrahlmenge, die durch den Kühlmittelkreislauf 23 verursacht wird, und die Maschinenwärmeerzeugungsmenge berechnet (Wärmepumpenbefehlsausgabe = Heizanforderungsausgabe – Wärmeabstrahlmenge aus heißem Wasser – Maschinenwärmeerzeugungsmenge).
Danach wird in Schritt S22 die Kühlmittelströmungsrate durch die elektrische Wasserpumpe 25 und eine Gebläsemenge durch das Gebläse 26 derart bestimmt, dass eine gewünschte angeforderte Wärmeausgabe realisiert wird. Insbesondere wird die Kühlmittelströmungsrate gemäß einem Verhältnis aus 8 berechnet und die Luftgebläsemenge wird gemäß einem Verhältnis aus 9 berechnet.
In 2 kann der nachfolgende Vorgang umgesetzt werden, wenn die Bestimmung in Schritt S18 ja ist. Es werden ein Vorgang zum Bestimmen einer Heizanforderungs-Wassertemperatur, die lediglich durch Wärmeübergang aus dem Kühlmittelkreislauf 23 erwärmt werden kann, der durch die Wasserpumpe angetrieben wird, und eine Bestimmung, ob eine Wassertemperatur Tw gleich oder höher als eine Heizanforderungs-Wassertemperatur ist oder nicht, und ein Vorgang zum Ausschalten von sowohl der Maschine 11 als auch der Wärmepumpenvorrichtung 40, wenn die Wassertemperatur Tw gleich oder höher als Heizanforderungs-Wassertemperatur ist, umgesetzt. Ferner wird ein Vorgang zum Bestimmen, ob die Wassertemperatur Tw niedriger als ein vorbestimmter Niedrigtemperaturbestimmungswert (z.B., 40°C) ist oder nicht, und ein Vorgang zum Ausschalten von sowohl der Maschine 11 als auch der Wärmepumpenvorrichtung 40, wenn die Wassertemperatur Tw niedriger als der Niedrigtemperaturbestimmungswert ist, umgesetzt.
10 ist ein Zeitdiagramm zur genaueren Darstellung des oben genannten Klimatisierungssteuerungsvorgangs. In 10 wird angenommen, dass die Heizanforderung über eine gezeigte Dauer erzeugt wird und sich die elektrische Wasserpumpe 25 in dem Antriebszustand befindet. Ferner wird angenommen, dass der SOC der Hochspannungsbatterie 18 relativ groß ist. Eine Zunahme und eine Abnahme der Fahrbelastung entsprechen einer Zunahme und einer Abnahme eines Gaspedalöffnungswinkels und einer Fahrzeuggeschwindigkeit.
In 10 wird vor einem Zeitpunkt t1 die Fahrbelastung relativ klein, und das Fahrzeug 10 fährt in dem EV-Modus. Zu der Zeit wird die elektrische Heizung durch die Wärmepumpenvorrichtung 40 in einem Zustand umgesetzt, in dem die Maschinenblocktemperatur Teng niedriger als der Schwellwert TH2 ist, und die Maschine 11 wird ausgeschaltet.
Mit einer Zunahme der Fahrbelastung zu dem Zeitpunkt t1, schaltet der Fahrzeugfahrmodus auf einen anderen Modus als den EV-Modus (z.B., den Maschinenmodus). In dem Fall wird der Antrieb des MG 12 gestoppt, und der Betrieb der Maschine 11 wird als die Antriebsleistungsquelle des Fahrzeugs 10 gestartet. Nach dem Zeitpunkt t1 nehmen die Maschinenblocktemperatur Teng und die Wassertemperatur Tw zu. Da die Wassertemperatur Tw niedriger als der Schwellwert TH1 nach dem Zeitpunkt t1 und vor einem Zeitpunkt t2 ist, wird die Maschine eingeschaltet und die elektrische Heizung wird eingeschaltet. Nach dem Zeitpunkt t2, an dem die Wassertemperatur Tw gleich oder höher als der Schwellwert TH1 ist, wird die Maschine eingeschaltet und die elektrische Heizung wird ausgeschaltet.
Danach wird mit einer Abnahme der Fahrlast, der Fahrzeugfahrmodus zu einem Zeitpunkt t3 erneut in den EV-Modus versetzt. Zu dieser Zeit wird der Maschinenbetrieb für die Maschinenabwärmeheizung umgesetzt, da die Maschinenblocktemperatur Teng zu dem Zeitpunkt t3 gleich oder höher als der Schwellwert TH3 ist, nachdem die EV-Fahrt (MG-Antrieb) umgesetzt worden ist. Mit anderen Worten wird die elektrische Heizung durch die Wärmepumpenvorrichtung 40 nicht ausgeführt, da die Maschinenabwärmeheizung umgesetzt wird.
Nach dem Zeitpunkt t3 nehmen die Maschinenblocktemperatur Teng und die Wassertemperatur Tw graduell ab, übereinstimmend mit dem Betriebszustand der Maschine 11 und dergleichen. Allerdings nimmt zu dieser Zeit aufgrund einer Differenz in der thermischen Masse (Wärmekapazität) zwischen dem Maschinenblock und dem Kühlmittelkreislauf 23, die Wassertemperatur Tw früher als die Maschinenblocktemperatur Teng, ab, wenn die Temperatur abnimmt.
Danach wird zu einem Zeitpunkt t4 die Maschinenblocktemperatur Teng niedriger als der Schwellwert TH3. Während des EV-Modus wird der Maschinenbetrieb daher, nach einem Stoppen der EV-Fahrt, durchgeführt. Zu dieser Zeit wird eine Fahrt des Fahrzeugs 10 und ein Heizen der Fahrzeugkabine durch ein Antreiben der Maschine umgesetzt.
Danach wird zu einem Zeitpunkt t5 die Maschinenblocktemperatur Teng niedriger als der Schwellwert TH2. Aus diesem Grund wird die Antriebsleistungsquelle des Fahrzeugs 10 von der Maschine 11 auf den MG 12 umgeschaltet. Nach dem Zeitpunkt t5 wird die elektrische Heizung anstelle der Maschinenabwärmeheizung umgesetzt.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die oben stehend ausführlich beschrieben ist, können die nachfolgenden herausragenden Vorteile erlangt werden. In der Maschine 11 nimmt die Abwärmemenge (Kühlverlust) stärker zu, wenn die Blocktemperatur stärker zunimmt, was vorteilhaft dabei ist, um die Maschinenabwärme effizient einzusetzen. Im Hinblick hierauf wird die Maschinenabwärmemenge basierend auf der Maschinenblocktemperatur aufgefasst, und die Maschinenabwärmeheizung und die elektrische Heizung werden unter Berücksichtigung der Abwärmemenge selektiv umgesetzt, wodurch es möglich wird, die Abwärme der Maschine 11 zum Heizen der Fahrzeugkabine effizient einzusetzen. Mit anderen Worten kann die Wärme, die in dem Maschinenblock gespeichert ist, effizient dazu eingesetzt werden, das Fahrzeugabteil zu heizen, ohne ungenutzt in eine Atmosphäre freigesetzt zu werden. Aus diesem Grund kann die Abgabe der Wärmepumpenvorrichtung 40 (elektrische Heizvorrichtung), die eine bezahlte Wärmequelle ist, minimiert werden. Demzufolge kann das Beheizen der Fahrzeugkabine effizient umgesetzt werden.
Durch Ausnutzung einer Tatsache, dass die Maschinenblocktemperatur Teng und die Kühlmittelheizrate, welche durch die Maschinenabwärme verursacht wird, eine vorbestimmte Korrelation (ein Verhältnis aus 5B) aufweisen, wird der Schwellwert TH2 (erster Schwellwert) zur Bestimmung, welcher von der Maschinenabwärmeheizung und der elektrischen Heizung durch die Wärmepumpenvorrichtung 40 hocheffizient ist, basierend auf der Kühlmittelheizrate, die auf einem äquivalenten Pegel zu einer Effizienz in dem Fall ist, bei dem die elektrische Heizung durch die Wärmepumpenvorrichtung 40 umgesetzt wird, eingestellt. In diesem Fall kann der Schwellwert TH2 in geeigneter Weise eingestellt werden, während die Effizienz (COP) der Wärmepumpenvorrichtung 40 berücksichtigt wird, und demzufolge kann die Bestimmung, ob die Maschinenabwärmeheizung umgesetzt wird oder nicht, in geeigneter Weise umgesetzt werden.
In diesem Fall wird der COP-Äquivalenzwert zu der Zeit der Verwendung der Maschinenabwärme derart berechnet, dass er zu dem COP der Wärmepumpenvorrichtung 40 äquivalent ist, und die Kühlmittelheizrate, welche durch die Maschinenabwärme verursacht wird, wird unter Verwendung des berechneten COP-Werts berechnet. Aus diesem Grund können nach einem Einstellen eines Indikators Vorteile und Nachteile zwischen der Maschinenabwärmeheizung und der elektrischen Heizung verglichen werden, wodurch es möglich wird, ein geeignetes Umschalten zwischen der Maschinenabwärmeheizung und der elektrischen Heizung zu realisieren.
Selbst in dem Fall, bei dem der Fahrzeugfahrmodus der EV-Modus ist (in dem Fall von niedrigen und mittleren Fahrlasten und dem hohen SOC), ist es denkbar, dass eine Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessert wird, indem gewagt wird, die Maschine 11 in Abhängigkeit von der Maschinenblocktemperatur in den Betriebszustand zu versetzen, mit anderen Worten wird die Kraftstoffeffizienz verbessert, indem die Maschinenabwärmeheizung durchgeführt wird. Unter Berücksichtigung dieser Tatsache ist es denkbar, dass die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessert werden kann, indem der Wärmespeicherzustand (Wärmespeicher) des Maschinenblocks berücksichtigt wird.
In dem Fall, bei dem die Maschine 11 in den Betriebszustand versetzt wird, und die Maschinenabwärmeheizung durchgeführt wird, während der Fahrzeugfahrmodus der EV-Modus ist, wird die Maschinenabwärmeheizung mit dem EV-Fahrzustand (MG-Antrieb) umgesetzt, oder die Maschinenabwärmeheizung wird ausgeführt, wobei der Stopp der EV-Fahrt (MG-Antrieb) ausgewählt ist. Falls insbesondere die Maschinenblocktemperatur Teng gleich oder höher als der Schwellwert TH3 ist (der zweite Schwellwert), wird die Maschinenabwärmeheizung mit dem EV-Fahrzustand umgesetzt. Falls die Maschinenblocktemperatur Teng niedriger als der Schwellwert TH3 ist, wird die Maschinenabwärmeheizung mit dem Stopp der EV-Fahrt umgesetzt. In diesem Fall kann die Maschinenabwärmeheizung in den oben genannten zwei Zuständen übereinstimmend mit einem erlangten Betrag der Maschinenabwärme in angemessener Weise umgesetzt werden.
In dem Fall, bei dem die Maschinenabwärmeheizung mit dem EV-Fahrzustand umgesetzt wird, wird die Maschine 11 bei konstanter Geschwindigkeit (z.B. in einem Leerlaufzustand) mit einem vorbestimmten hohen Effizienzzustand betrieben. In diesem Fall, bei dem die Maschinenabwärmeheizung mit dem Stopp der EV-Fahrt umgesetzt wird, wird die Maschine 11 betrieben, um die Leistung übereinstimmend mit der Fahrlast zu erzeugen. Demzufolge wird in dem vorherigen Fall die minimale erforderliche Menge der Abwärme erzeugt, so dass die Maschinenabwärmeheizung umgesetzt wird. In dem letzten Fall kann der Kraftstoffverbrauch lediglich von der Maschine 11 umfasst werden, indem die Fahrzeugfahrt und die Abwärmeheizung durch den Betrieb der Maschine 11 durchgeführt wird. In jedem Fall kann der Kraftstoffverbrauch verringert werden.
Falls das Fahrzeug 10 in dem EV-fahrfähigen Zustand und in dem EV-Modus ist, werden basierend auf der Maschinenblocktemperatur Teng die Maschinenabwärmeheizung und die elektrische Heizung selektiv umgesetzt. Falls das Fahrzeug 10 sich nicht im EV-Modus befindet nachdem die Maschinenabwärmeheizung umgesetzt worden ist, ist es dazu ausgestaltet, basierend auf der Wassertemperatur Tw umzuschalten, so dass die elektrische Heizung durchgeführt wird oder nicht. In diesem Fall kann selbst dann, wenn das Fahrzeug 10 in einem beliebigen Modus fährt, eine angemessene Heizung in der Fahrzeugkabine durchgeführt werden.
Nachstehend wird eine andere Ausführungsform beschrieben, in der ein Teil der ersten Ausführungsform geändert ist. Es ist zu beachten, dass dieselben Bezugszeichen für dieselben Aufbauten wie diejenigen in der ersten Ausführungsform vergeben sind, und deren Beschreibung vereinfacht ist.
(Zweite Ausführungsform)
In der vorliegenden Ausführungsform ist in dem Fall einer Ausführung einer Maschinenabwärmeheizung, zusätzlich zu einer Tatsache, dass eine Maschinenblocktemperatur Teng höher als ein zweiter Schwellwert (TH3) ist, eine Wassertemperatur Tw höher als ein vorbestimmter dritter Schwellwert (TH4). In diesem Fall wird der Betrieb der Maschine 11 für die Maschinenabwärmeheizung umgesetzt, nachdem eine EV-Fahrt (MG-Fahrt) umgesetzt worden ist.
11 ist ein Flussdiagramm, das eine Vorgehensweise für einen Abwärmeheizvorgang in einem EV-Modus darstellt. Dieser Vorgang wird durch eine Hybrid-ECU 33 anstelle des Vorgangs aus 6, der obenstehend beschrieben ist, ausgeführt. Mit anderen Worten stellt 11 einen Vorgang dar, der auszuführen ist, wenn ein Fahrzeugfahrmodus der EV-Modus aus 2 ist und die Maschinenblocktemperatur Teng als TH2 oder mehr bestimmt wird (Ja sowohl in Schritt S13 als auch S18).
In 11 wird in Schritt S41 bestimmt, ob die Maschinenblocktemperatur Teng gleich oder höher als der vorbestimmte Schwellwert TH3 ist, und die Wassertemperatur Tw gleich oder höher als der vorbestimmte Schwellwert TH4 ist oder nicht. Falls die Bestimmung in Schritt S41 Ja ist, setzt der Vorgang bei Schritt S42 fort. Falls die Bestimmung in Schritt S41 Nein ist, setzt der Vorgang bei Schritt S43 fort. Nachdem die EV-Fahrt umgesetzt worden ist, wird in Schritt S52 bestimmt, den Maschinenbetrieb für die Maschinenabwärmeheizung umzusetzen. Zu dieser Zeit wird die Maschine 11 beispielsweise in einem Leerlaufzustand betrieben.
In Schritt S43 wird bestimmt, ob die Fahrlast des Fahrzeugs 10 größer als ein vorbestimmter Schwellwert TH5 ist oder nicht. Der Schwellwert TH5 ist kleiner als der Lastbestimmungswert in Schritt S13 aus 2, beispielsweise wenn die Fahrlast um eine mittlere Last liegt, ist die Bestimmung in Schritt S43 Ja, und wenn die Fahrlast um eine niedrige Last liegt, ist die Bestimmung in Schritt S43 Nein.
Falls die Bestimmung in Schritt S43 Ja ist, setzt der Vorgang bei Schritt S44 fort, wobei, nachdem die EV-Fahrt gestoppt worden ist, bestimmt wird, dass der Maschinenbetrieb für die Maschinenfahrt und die Abwärmeheizung umgesetzt wird. Zu dieser Zeit wird die Maschine 11 jedes Mal in einem Zustand der Erzeugung einer Leistung übereinstimmend mit der Fahrlast betrieben. Falls andererseits die Bestimmung in Schritt S43 Nein ist, setzt der Vorgang bei Schritt S45 fort, bei dem der Betrieb der Maschine 11 gestoppt wird, und es wird bestimmt, dass die elektrische Heizung durch die Wärmepumpenvorrichtung 40 durchgeführt wird.
Falls die Wassertemperatur Tw hoch ist, kann die Heizerwärme an diesem Punkt sichergestellt werden, falls jedoch der Wärmespeicher des Kühlmittels in einem Zustand, mit dem die Maschine ausgeschaltet bleibt, zu viel verwendet wird, ist ein Zwangsbetrieb der Maschine 11 erforderlich, was zu einem Risiko führt, dass die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verringert wird. Diesbezüglich kann bei dem oben genannten Aufbau, wenn die Maschinenblocktemperatur Teng hoch ist (Teng ≥ TH3), die Maschinenabwärmemenge erhöht werden, obwohl die Wassertemperatur Tw hoch ist (Tw > TH4), da die Maschine 11 beabsichtigt in einen Betriebszustand gebracht wird. Demzufolge kann eine erforderliche Menge von Heizungswärme mit einer kleinen Menge des Kraftstoffs als diejenige im Fall der Verwendung der elektrischen Heizung zugeführt werden, und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit kann verbessert werden. In der vorliegenden Ausführungsform kann ein Teil der Hybrid-ECU 33, der den Steuerungsbetrieb in Schritt S41 durchführt, als ein Beispiel der Schaltvorrichtung verwendet werden. Ein Teil der Hybrid-ECU 33, der den Steuerungsbetrieb in Schritt S42 durchführt, kann als ein Beispiel der ersten Steuervorrichtung verwendet werden. Ein Teil der Hybrid-ECU 33, der den Steuerungsbetrieb in Schritt S44 durchführt, kann als ein Beispiel der zweiten Steuervorrichtung verwendet werden.
(Dritte Ausführungsform)
In der vorliegenden Ausführungsform wird in einem EV-Modus ein Kraftstoffverbrauch FC1 (erster Kraftstoffverbrauch) in dem Fall, bei dem eine Maschine 11 in einem vorbestimmten hohen Effizienzzustand betrieben wird, mit einem Kraftstoffverbrauch FC2 (zweiter Kraftstoffverbrauch) in dem Fall, bei dem die Maschine 11 einer Fahrlast ausgesetzt ist und Abwärme für eine Luftheizung bereitstellt, verglichen. Wenn der Kraftstoffverbrauch FC1 kleiner als der zweite Kraftstoffverbrauch FC2 ist, wird der Betrieb der Maschine 11 für die Maschinenabwärmeheizung in einem Zustand umgesetzt, bei dem die EV-Fahrt (MG-Antrieb) umgesetzt worden ist. Wenn der Kraftstoffverbrauch FC2 kleiner als der erste Kraftstoffverbrauch FC1 ist, wird der Betrieb der Maschine 11 für die Maschinenabwärmeheizung in einem Zustand ausgeführt, bei dem die EV-Fahrt (MG-Antrieb) gestoppt worden ist.
12 ist ein Flussdiagramm, das eine Vorgehensweise für einen Abwärmeheizvorgang in dem EV-Modus darstellt, und dieser Vorgang wird durch eine Hybrid-ECU 33 anstelle des Vorgangs aus 6, der obenstehend beschrieben ist, ausgeführt. Mit anderen Worten, wird diese Vorgehensweise umgesetzt, wenn die Maschine 11 in einen Betriebszustand versetzt ist und die Maschinenabwärmeheizung anstatt des EV-Modus umgesetzt wird.
In 12 wird in Schritt S51 in dem Fall einer Ausführung eines Leerlaufbetriebs der Maschine 11 für eine Maschinenabwärmeheizung ein Kraftstoffverbrauch FC1 berechnet. In dem darauffolgenden Schritt S52 wird in dem Fall einer Ausführung einer Fahrlast und der Abwärmeheizung durch die die Maschine 11 ein Kraftstoffverbrauch FC2 berechnet. Zu dieser Zeit wird der Kraftstoffverbrauch FC1 berechnet, indem der Kraftstoffverbrauch eines Betriebspunkts einer Leerlaufdrehzahl und ein Kraftstoffverbrauch, der dem Leistungsverbrauch für die EV-Fahrt entspricht nachdem die Fahrlast auf Null gesetzt worden ist, addiert werden. Ferner wird jedes Mal der Kraftstoffverbrauch FC2 als der Kraftstoffverbrauch des Betriebspunkts übereinstimmend mit der Fahrlast und der erforderlichen Drehzahl berechnet. Ein Teil der Hybrid-ECU 33, der den Steuerungsbetrieb in den Schritten S51 und S52 durchführt, kann als ein Beispiel für eine Berechnungsvorrichtung verwendet werden, die einen ersten Kraftstoffverbrauch (FC1) berechnet, der ein Kraftstoffverbrauch ist, wenn die Maschine in einem vorbestimmten hohen Effizienzzustand betrieben wird, und einen zweiten Kraftstoffverbrauch (FC2), der ein Kraftstoffverbrauch ist, wenn der elektrische Motor in einen gestoppten Zustand versetzt ist und die Fahrlast und die Abwärmeheizung durch die Maschine umgesetzt werden, wenn das Fahrzeug in dem EV-Modus fährt.
Danach wird in Schritt S53 bestimmt, ob der Kraftstoffverbrauch FC1 kleiner als der Kraftstoffverbrauch FC2 ist oder nicht. Falls FC1 < FC2, setzt der Vorgang bei Schritt S54 fort, wobei nachdem die EV-Fahrt umgesetzt worden ist, bestimmt wird, dass der Maschinenbetrieb für die Maschinenabwärmeheizung durchgeführt wird. Falls anderenfalls FC1 ≥ FC2, setzt der Vorgang bei Schritt S55 fort, wobei nachdem die EV-Fahrt gestoppt worden ist, bestimmt wird, dass der Maschinenbetrieb für die Maschinenfahrt und die Abwärmeheizung umgesetzt wird.
Gemäß dem oben genannten Aufbau wird basierend auf dem Schätzungsergebnis des Kraftstoffverbrauchs derart umgeschaltet, dass entweder die Maschinenabwärmeheizung mit dem EV-Fahrzustand durchgeführt wird, oder die Maschinenabwärmeheizung mit dem Stopp der EV-Fahrt durchgeführt wird. In diesem Fall kann die Maschinenabwärmeheizung in den oben beschriebenen zwei Zuständen unter Berücksichtigung eines Kraftstoffverbrauchs, der einem tatsächlichen Fahrzustand entspricht, in angemessener Weise umgesetzt werden. In der vorliegenden Ausführungsform kann ein Teil der Hybrid-ECU 33, der den Steuerungsbetrieb in Schritt S53 durchführt, als ein Beispiel für die Schaltvorrichtung verwendet werden. Ein Teil der Hybrid-ECU 33, der den Steuerungsbetrieb in Schritt S54 durchführt, kann als ein Beispiel der ersten Steuervorrichtung verwendet werden. Ein Teil der Hybrid-ECU 33, der den Steuerungsbetrieb in Schritt S55 durchführt, kann als ein Beispiel für die zweite Steuervorrichtung verwendet werden.
(Vierte Ausführungsform)
In der vorliegenden Ausführungsform wird zusätzlich zu den Kraftstoffverbräuchen FC1 und FC2, die obenstehend beschrieben sind, ein Kraftstoffverbrauch FC3 (dritter Kraftstoffverbrauch) aus einem Leistungsverbrauch berechnet, wenn eine elektrische Heizung durch eine Wärmepumpenvorrichtung 40 umgesetzt wird, und ein Heizvorgang wird übereinstimmend damit, welcher von den Kraftstoffverbräuchen FC1 bis FC3 der kleinste ist, selektiv umgesetzt.
13 ist ein Flussdiagramm, das eine Vorgehensweise des Abwärmeheizvorgangs in dem EV-Modus darstellt, und dieser Vorgang wird durch eine Hybrid-ECU 33 anstelle des Vorgangs aus 6, der obenstehend beschrieben ist, ausgeführt. Mit anderen Worten wird diese Vorgehensweise umgesetzt, wenn die Maschine 11 in einen Betriebszustand versetzt ist und die Maschinenabwärmeheizung anstatt des EV-Modus umgesetzt wird.
In 13 wird in dem Fall einer Ausführung eines Leerlaufbetriebs der Maschine 11 für eine Maschinenabwärmeheizung ein Kraftstoffverbrauch FC1 berechnet. In dem darauffolgenden Schritt S62 wird in dem Fall einer Ausführung einer Fahrlast und der Abwärmeheizung durch die Maschine 1 ein Kraftstoffverbrauch FC2 berechnet. Die Verarbeitung in den Schritten S61 und S62 entspricht den Verarbeitungen in den Schritten S51 und S52 aus 12.
In Schritt S63 wird in dem Fall, in dem die elektrische Heizung umgesetzt wird während der EV-Fahrzustand aufrecht erhalten wird, der Kraftstoffverbrauch FC3 berechnet. Beispielsweise wird der Kraftstoffverbrauch FC3 [g] berechnet, indem eine gesamte elektrische Leistung [j], die eine Summe aus der elektrischen Leistung EV-Fahrt, dem elektrischen Leistungsverbrauch der Wasserpumpe und dem elektrischen Leistungsverbrauch der Wärmepumpe ist, durch eine Generatoreffizienz [%] und eine niedrigere Wärmeerzeugungsmenge [J/g] eines Kraftstoffs dividiert wird. In diesem Fall kann eine unzureichende Wärmemenge berechnet werden, indem die gespeicherte Wärmemenge, die durch Antreiben einer Wasserpumpe erlangt wird, von einer erforderlichen Heizerwärmemenge subtrahiert wird und der Wärmepumpenleistungsverbrauch kann basierend auf der unzureichenden Wärmemenge und dem COP der Wärmepumpenvorrichtung 40 berechnet werden. Ein Teil der Hybrid-ECU 33, der den Steuerungsbetrieb in den Schritten S61, S62 und S63 durchführt, kann als ein Beispiel für eine Berechnungsvorrichtung verwendet werden, die den ersten Kraftstoffverbrauch (FC1), der ein Kraftstoffverbrauch ist, wenn die Maschine in einem vorbestimmten hohen Effizienzzustand betrieben wird, einen zweiten Kraftstoffverbrauch (FC2), der ein Kraftstoffverbrauch ist, wenn der elektrische Motor in den gestoppten Zustand versetzt wird und die Fahrlast und die Abwärmeheizung durch die Maschine ausgeführt werden, und einen dritten Kraftstoffverbrauch (FC3), der ein Kraftstoffverbrauch ist, der aus dem elektrischen Leistungsverbrauch erlangt wird, wenn die Maschine in den gestoppten Zustand versetzt ist und die Heizvorrichtung angesteuert wird während das Fahrzeug in dem EV-Modus fährt, berechnet.
Danach wird in Schritt S64 bestimmt, ob der Kraftstoffverbrauch FC1 der kleinste von den Kraftstoffverbräuchen FC1 bis FC3 ist. Falls der FC1 der Kleinste ist und die Bestimmung in Schritt S64 Ja ist, setzt der Vorgang bei Schritt S65 fort, wobei nachdem die EV-Fahrt umgesetzt ist, bestimmt wird, dass der Maschinenbetrieb für die Maschinenabwärmeheizung umgesetzt wird.
Zudem wird in Schritt S66 bestimmt, ob F2 der Kleinste aus den Kraftstoffverbräuchen FC1 bis FC3 ist. Falls der FC2 der Kleinste ist und die Bestimmung in Schritt S66 Ja ist, setzt der Vorgang bei Schritt S67 fort, wobei, nachdem die EV-Fahrt gestoppt worden ist, bestimmt wird, dass der Maschinenbetrieb für die Maschinenfahrt und die Abwärmeheizung umgesetzt wird. Zudem setzt, falls FC3 der Kleinste ist und die Bestimmung in Schritt S66 Nein ist, der Vorgang bei Schritt S68 fort, indem bestimmt wird, dass die elektrische Heizung durch die Wärmepumpenvorrichtung 40 ohne ein Antreiben der Maschine 11 durchgeführt wird.
Gemäß dem oben genannten Aufbau und basierend auf dem Schätzergebnis des Kraftstoffverbrauchs wird derart umgeschaltet, dass entweder die Maschinenabwärmeheizung mit dem EV-Fahrzustand durchgeführt wird, die Maschinenabwärmeheizung mit dem Stopp der EV-Fahrt durchgeführt wird oder die elektrische Heizung durch die Wärmepumpvorrichtung 40 ohne ein Antreiben der Maschine 11 durchgeführt wird. In diesem Fall kann die Heizung in den oben beschriebenen drei Zuständen in angemessener Weise umgesetzt werden, wobei ein Kraftstoffverbrauch entsprechend einem tatsächlichen Fahrzustand berücksichtigt wird. In der vorliegenden Ausführungsform kann ein Teil der Hybrid-ECU 30, der den Steuerungsbetrieb in Schritt S64 durchführt, als ein Beispiel für die Schaltvorrichtung verwendet werden. Ein Teil der Hybrid-ECU 33, der den Steuerungsbetrieb in Schritt S65 durchführt, kann als ein Beispiel für die erste Steuervorrichtung verwendet werden. Ein Teil der Hybrid-ECU 33, der den Steuerungsbetrieb in Schritt S67 durchführt, kann als ein Beispiel der zweiten Steuervorrichtung verwendet werden.
(Fünfte Ausführungsform)
In der vorliegenden Ausführungsform wird in dem Fall, bei dem eine Maschinenabwärmeheizung umgesetzt wird, in einem Zustand, bei dem die Maschine ausgeschaltet ist, ein Kühlmittel durch eine elektrische Wasserpumpe 25 zirkuliert, wenn eine Maschinenblocktemperatur Teng höher als ein vierter Schwellwert (TH6) ist. Wenn die Maschinenblocktemperatur Teng niedriger als der vierte Schwellwert ist, zirkuliert das Kühlmittel durch die elektrische Wasserpumpe 25 in einen Zustand, bei dem die Maschine eingeschaltet ist.
14 ist ein Flussdiagramm, das eine Vorgehensweise des Abwärmeheizvorgangs in dem EV-Modus darstellt und dieser Vorgang wird durch eine Hybrid-ECU 33 anstelle des Vorgangs aus 6, der oben stehend beschrieben ist, ausgeführt. Mit anderen Worten wird dieser Vorgang umgesetzt, wenn die Maschine 11 in einen Betriebszustand versetzt ist und die Maschinenabwärmeheizung anstelle des EV-Modus umgesetzt wird.
In Schritt S71 aus 14 wird bestimmt, ob die Maschinenblocktemperatur Teng gleich oder höher als ein vorbestimmter Schwellwert TH6 ist. Der Schwellwert TH6 ist ein Wert, der höher ist als der Schwellwert TH2 in Schritt S18 aus 2 ist. Falls Teng ≥ TH6, setzt der Vorgang bei Schritt S72 fort, wobei bestimmt wird, dass bewirkt wird, dass die elektrische Wasserpumpe 20 das Kühlmittel in einem Zustand zirkuliert, bei dem die Maschine ausgeschaltet ist. Falls andererseits Teng ≤ TH6, setzt der Vorgang bei Schritt S73 fort, wobei bestimmt wird, dass bewirkt wird, dass die elektrische Wasserpumpe das Kühlmittel in einem Zustand zirkulieren lässt, bei dem die Maschine eingeschaltet ist. In Schritt S73 wird beispielsweise die Maschine 11 im Leerlauf angetrieben. In der vorliegenden Ausführungsform kann ein Teil der Hybrid-ECU 33, der den Steuerungsbetrieb in Schritt S72 durchführt, als ein Beispiel für eine dritte Steuervorrichtung verwendet werden, die bewirkt, dass die elektrische Pumpe ein Wärmemedium in einem Zustand zirkulieren lässt, bei dem der Betrieb der Maschine gestoppt ist, wenn eine Blocktemperatur, die durch die Blocktemperaturerlangungsvorrichtung erlangt wird, höher als ein vorbestimmter vierter Schwellwert (TH6) ist. Ein Teil der Hybrid-ECU 33, der den Steuerungsbetrieb in Schritt S73 durchführt, kann als ein Beispiel einer vierten Steuervorrichtung verwendet werden, die bewirkt, dass die elektrische Pumpe das Wärmemedium in einem Zustand zirkulieren lässt, in dem die Maschine betrieben wird, wenn die Blocktemperatur niedriger als der vierte Schwellwert (TH6) ist.
Wenn die Maschinenblocktemperatur Teng eine hohe Temperatur ist (TH2 oder höher), ist es wirksam, die Maschinenabwärmeheizung durchzuführen. Insbesondere, falls die Maschinenblocktemperatur Teng in einem hohen Temperaturbereich ist, wird die elektrische Wasserpumpe 25 angetrieben, um das Kühlmittel zirkulieren zu lassen, während die Maschine 11 gestoppt bleibt, wodurch es möglich wird, durch den Heizkörper 24 zu heizen. Falls jedoch der Wärmespeicher des Maschinenblocks zu viel genutzt wird, wird ein Zwangsbetrieb der Maschine 11 und der Wärmepumpenvorrichtung 40 erforderlich, was eher zu einer Abnahme der Kraftstoffeffizienz führen kann. Im Hinblick hierauf wird bei dem oben genannten Aufbau in dem Fall, bei dem die Maschinenkrafttemperatur Teng gleich oder höher als TH2 ist, die Maschine 11 gestoppt und die elektrische Wasserpumpe 25 lässt das Kühlmittel zirkulieren, falls die Maschinenblocktemperatur Teng gleich oder höher als TH6 ist. Falls die Maschinenblocktemperatur Teng niedriger ist als TH6, wird die Maschine 11 in den Betriebszustand versetzt und die elektrische Wasserpumpe 25 lässt das Kühlmittel zirkulieren. Demzufolge kann die Kraftstoffwirtschaftlichkeit weiter angemessen verbessert werden, wenn der Maschinenblock in einem hohen Temperaturzustand ist.
Obwohl eine elektrische Leistung verbraucht wird, wenn die elektrische Wasserpumpe 25 angetrieben wird, ist diese sehr viel kleiner als der elektrische Leistungsverbrauch von der Wärmepumpenvorrichtung 40. Wenn die Maschinenblocktemperatur Teng hoch ist, kann Wärme von mehreren kW mit einer niedrigen Leistung (100 bis 300W) zum Antreiben der Wasserpumpe erlangt werden. Dies entspricht einem Zustand eines hohen COP.
Die oben genannte Ausführungsform kann beispielsweise wie folgt geändert werden.
Das Heizungssystem des Fahrzeugs 10 kann ausgestaltet sein wie in den 15 und 16 gezeigt ist. In den 15 und 16 werden lediglich Unterschiede zu 1 beschrieben.
In 15 ist ein Zirkulationskreislauf 51 zur Zirkulation eines Wärmemediums (zum Beispiel Maschinenkühlmittel), das durch die Wärme des Kondensators 42 der Wärmepumpenvorrichtung 40 erwärmt wird, bereitgestellt, und in dem Zirkulationskreislauf 51 ist ein Heizkörper 52 als eine Heizvorrichtung bereitgestellt. Der Heizkörper 52 ist an einer Position benachbart zu dem Heizkörper 24 des Kühlmittelkreislaufs 23 angeordnet. Die Heizerwärme der Heizkörper 24 und 52 wird durch den Antrieb des Gebläses 26 der Fahrzeugkabine zugeführt. Es ist vorzuziehen, dass in dem Zirkulationskreislauf 51 eine nicht dargestellte Pumpe bereitgestellt ist. Wenn durch das Antreiben des elektrischen Kompressors 41 Wasser in dem Zirkulationskreislauf 51 durch den Kondensator 42 erwärmt wird, wird dementsprechend das Heizen durch die Wärmefreisetzung des Heizkörpers 52 ermöglicht.
In 16 ist ferner der Kondensator 42 der Wärmepumpenvorrichtung 40 an einer Position, benachbart zu dem Heizkörper 24 des Kühlmittelkreislaufs 20 angeordnet und der Kondensator 42 dient als eine Heizvorrichtung. In 16 ist zwischen dem elektrischen Kompressor 41 und dem Verdampfer 44 ein Sammler 53 angeordnet, der ein flüssiges Kältemittel, das noch nicht durch den Verdampfer 44 verdampft worden ist, trennt und lediglich ein gasförmiges Kältemittel dem elektrischen Kompressor 41 zuführt. Der elektrische Kompressor 41 wird angetrieben, wodurch es möglich wird, ein Heizen durch Abstrahlen von Wärme aus dem Kondensator 42 durchzuführen.
In der oben beschriebenen Ausführungsform wird die oben beschriebene Fahrzeugklimatisierungssteuerung durch die Hybrid-ECU 33 durchgeführt, aber die vorliegende Offenbarung ist nicht darauf beschränkt und die oben beschriebenen Fahrzeugklimatisierungssteuerung kann durch eine andere ECU, beispielsweise die A/C ECU 46 ausgeführt werden.
Unter der Nutzung einer Heizervorrichtung, wie einem PTC-Heizer als eine elektrische Heizvorrichtung, kann das elektrische Heizen durch die Heizervorrichtung umgesetzt werden. In diesem Fall kann der Fahrzeuginnenraum mit der Heizerwärme des Kühlmittels geheizt werden, indem das Kühlmittel mit dem PTC-Heizer erwärmt wird oder der Fahrzeuginnenraum kann direkt durch die Heizerwärme des PTC-Heizers erwärmt werden.
Die vorliegende Offenbarung kann an anderen Fahrzeugen als dem Hybridfahrzeug angewendet werden. Beispielsweise kann die vorliegende Offenbarung an sogenanntem Range Extender Typen von elektrischen Fahrzeugen, die einen Motor für eine Fahrzeugfahrt und eine Maschine zur Leistungserzeugung umfassen, angewendet werden. In einem solchen Fall kann die Maschinenabwärmeheizung und die elektrische Heizung, basierend auf der Maschinenblocktemperatur selektiv durchgeführt werden, während eine EV-Fahrt lediglich die Leistung des elektrischen Motors nutzt.
Obwohl die vorliegende Offenbarung mit Bezug auf die Ausführungsformen der Gleichen beschrieben worden ist, ist es verständlich, dass die Offenbarung nicht auf die Ausführungsformen und Konstruktionen beschränkt ist. Im Gegenteil hierzu ist die vorliegende Offenbarung dazu gedacht, verschiedenen Modifikationen und gleichwertige Anordnungen abzudecken. Obwohl die verschiedenen Elemente in verschiedenen Kombinationen und Aufbauten, die als Beispiel dienen, gezeigt sind, können zu dem andere Kombinationen und Aufbauten, die mehr, weniger oder lediglich ein einzelnes Element umfassen, ebenso in dem Kern und Umfang der vorliegenden Offenbarung liegen.

Claims

Fahrzeugklimatisierungssteuervorrichtung (33) für ein Fahrzeug (10), umfassend eine Maschine (11), einen Generator (17), der durch die Maschine angetrieben wird, um eine elektrische Leistung zu erzeugen, eine elektrische Speichervorrichtung (18), die mit der elektrischen Leistung, die durch den Generator erzeugt wird, geladen wird, eine Luftheizung in einem Fahrzeuginnenraum, die über Abwärme der Maschine, durch die ein Wärmemedium zirkuliert und erwärmt wird, umgesetzt wird, eine Luftheizung in dem Fahrzeuginnenraum, die durch eine Heizvorrichtung (40), welche die elektrische Leistung der elektrischen Speichervorrichtung verbraucht, umgesetzt wird, wobei die Fahrzeugklimatisierungssteuervorrichtung eine Steuerung zur Klimatisierung in dem Fahrzeug durchführt, und die Fahrzeugklimatisierungssteuervorrichtung aufweist: eine Blocktemperaturerlangungsvorrichtung (S11), die eine Blocktemperatur der Maschine erlangt; eine Bestimmungsvorrichtung (S18), die basierend auf der Blocktemperatur, welche durch die Blocktemperaturerlangungsvorrichtung erlangt wird, bestimmt, ob die Luftheizung durch die Abwärme der Maschine oder die Luftheizung durch die Heizvorrichtung umgesetzt wird; und eine Heizsteuervorrichtung, die basierend auf einem Bestimmungsergebnis der Bestimmungsvorrichtung die Luftheizung durch die Abwärme der Maschine und die Luftheizung durch die Heizvorrichtung selektiv umsetzt.
Fahrzeugklimatisierungssteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Bestimmungsvorrichtung bestimmt, dass die Luftheizung durch die Abwärme der Maschine umzusetzen ist, wenn die Blocktemperatur, die durch die Blocktemperaturerlangungsvorrichtung erlangt wird, höher als ein erster Schwellwert ist, wobei die Fahrzeugklimatisierungssteuervorrichtung ferner eine Einstellvorrichtung (S17) aufweist, die den ersten Schwellwert (TH2) unter Verwendung eines Verhältnisses zwischen der Blocktemperatur der Maschine und einer Heizrate des Wärmemediums durch die Abwärme der Maschine, mit Bezug zu einem Wert der Heizrate, die sich auf einem äquivalenten Pegel einer Effizienz eines Falls befindet, bei dem die Luftheizung durch die Heizvorrichtung umgesetzt wird, einstellt.
Fahrzeugklimatisierungssteuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Fahrzeug einen elektrischen Motor (12) umfasst, der als eine Fahrleistungsquelle durch die elektrische Leistung der elektrischen Speichervorrichtung angetrieben wird, so dass das Fahrzeug in einem EV-Modus, lediglich unter Nutzung der Leistung des elektrischen Motors fahren kann, und die Bestimmungsvorrichtung basierend auf der Blocktemperatur während des EV-Modus der Fahrzeugfahrt bestimmt, ob die Luftheizung durch die Abwärme der Maschine oder die Luftheizung durch die Heizvorrichtung umgesetzt wird.
Fahrzeugklimatisierungssteuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Fahrzeug ein Hybridfahrzeug ist, das als Fahrleistungsquelle die Maschine und einen elektrischen Motor (12), der durch die elektrische Leistung der elektrischen Speichervorrichtung angetrieben wird, umfasst und zwischen einem EV-Modus, in dem das Fahrzeug unter Nutzung der Leistung des elektrischen Motors ohne Nutzung der Leistung der Maschine fährt, und einem anderen Modus, in dem das Fahrzeug unter Nutzung der Leistung der Maschine fährt, umschaltet, und zwar basierend auf einer Fahrlast des Fahrzeugs und einem Speicherzustand der elektrischen Speichervorrichtung, und die Bestimmungsvorrichtung basierend auf der Blocktemperatur während des EV-Modus der Fahrzeugfahrt bestimmt, ob die Luftheizung durch die Abwärme der Maschine oder die Luftheizung durch die Heizvorrichtung umgesetzt wird.
Fahrzeugklimatisierungssteuervorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Heizsteuervorrichtung umfasst: eine erste Steuervorrichtung (S32, S42, S54, S65), die den elektrischen Motor ansteuert und die Luftheizung durch die Abwärme der Maschine umsetzt, wenn während des EV-Modus der Fahrzeugfahrt bestimmt wird, dass die Luftheizung durch die Abwärme der Maschine umzusetzen ist; eine zweite Steuervorrichtung (S33, S44, S55, S67), die den elektrischen Motor stoppt und die Luftheizung durch die Abwärme der Maschine umsetzt, wenn während des EV-Modus der Fahrzeugfahrt bestimmt wird, dass die Luftheizung durch die Abwärme der Maschine umzusetzen ist; und eine Schaltvorrichtung (S31, S41, S53, S64, S66), die zwischen der Steuerung, welche durch die erste Steuervorrichtung durchgeführt wird, und der Steuerung, welche durch die zweite Steuervorrichtung umgesetzt wird, übereinstimmend mit einem Vergleich zwischen einer Effizienz des Wärmemediums, das durch die erste Steuervorrichtung heizt, und einer Effizienz des Wärmemediums, das durch die zweite Steuervorrichtung heizt, umschaltet.
Fahrzeugklimatisierungssteuervorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Schaltvorrichtung (S31) die Steuerung der ersten Steuervorrichtung (S32) umsetzt, wenn die Blocktemperatur, welche durch die Blocktemperaturerlangungsvorrichtung erlangt wird, höher als ein zweiter Schwellwert (TH3) ist, und die Steuerung der zweiten Steuervorrichtung (S33) umsetzt, wenn die Blocktemperatur niedriger als der zweite Schwellwert ist.
Fahrzeugklimatisierungssteuervorrichtung nach Anspruch 6, ferner aufweisend eine Mediumtemperaturerlangungsvorrichtung, die eine Mediumtemperatur erlangt, die eine Temperatur des Wärmemediums ist, wobei die Schaltvorrichtung (S41) die Steuerung der ersten Steuervorrichtung (S42) umsetzt, wenn die Blocktemperatur, welche durch die Blocktemperaturerlangungsvorrichtung erlangt wird, höher als der zweite Schwellwert ist, und die Mediumtemperatur, welche durch die Mediumtemperaturerlangungsvorrichtung erlangt wird, höher als ein dritter Schwellwert (TH4) ist.
Fahrzeugklimatisierungssteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die erste Steuervorrichtung die Maschine bei einer konstanten Drehzahl unter einem vorbestimmten hohen Effizienzzustand betreibt, und die zweite Steuervorrichtung die Maschine betreibt, um eine Leistung gemäß einer Fahrlast zu erzeugen.
Fahrzeugklimatisierungssteuervorrichtung nach Anspruch 5, ferner aufweisend eine Berechnungsvorrichtung (S51, S52), die während des EV-Modus der Fahrzeugfahrt einen ersten Kraftstoffverbrauch (FC1), der ein Kraftstoffverbrauch ist wenn die Maschine in einem vorbestimmten hohen Effizienzzustand betrieben wird, und einen zweiten Kraftstoffverbrauch (FC2), der ein Kraftstoffverbrauch ist wenn der elektrische Motor gestoppt ist und die Maschine der Fahrlast ausgesetzt ist und die Abwärme für die Luftheizung bereitstellt, berechnet, wobei die Schaltvorrichtung (S53) die Steuerung der ersten Steuervorrichtung (S54) umsetzt, wenn der erste Kraftstoffverbrauch kleiner als der zweite Kraftstoffverbrauch ist, und die Steuerung der zweiten Steuervorrichtung (S55) umsetzt, wenn der zweite Kraftstoffverbrauch kleiner als der erste Kraftstoffverbrauch ist.
Fahrzeugklimatisierungssteuervorrichtung nach Anspruch 5, ferner aufweisend eine Berechnungsvorrichtung (S61, S62, S63), die während des EV-Modus der Fahrzeugfahrt einen ersten Kraftstoffverbrauch (FC1), der ein Kraftstoffverbrauch ist wenn die Maschine in einem vorbestimmten hohen Effizienzzustand betrieben wird, einen zweiten Kraftstoffverbrauch (FC2), der ein Kraftstoffverbrauch ist, wenn der elektrische Motor gestoppt ist und die Maschine der Fahrlast ausgesetzt ist und die Abwärme für die Luftheizung bereitstellt, und einen dritten Kraftstoffverbrauch (FC3), der ein Kraftstoffverbrauch ist, der aus einem Leistungsverbrauch erlangt wird, wenn die Maschine gestoppt ist und die Heizvorrichtung angesteuert wird, berechnet, wobei die Schaltvorrichtung (S64, S66) die Steuerung der ersten Steuervorrichtung (S65) umsetzt, wenn der erste Kraftstoffverbrauch unter dem ersten, zweiten und dritten Kraftstoffverbrauch der Kleinste ist, die Steuerung der zweiten Steuervorrichtung (S67) umsetzt, wenn der zweite Kraftstoffverbrauch unter dem ersten, zweiten und dritten Kraftstoffverbrauch der Kleinste ist, und die Luftheizung durch die Heizvorrichtung ohne Antreiben der Maschine umsetzt, wenn der dritte Kraftstoffverbrauch unter dem ersten, zweiten und dritten Kraftstoffverbrauch der Kleinste ist.
Fahrzeugklimatisierungssteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Fahrzeugklimatisierungssteuervorrichtung an einem Fahrzeug mit einem Zirkulationskreislauf (23) angewendet wird, der das Wärmemedium durch Antreiben einer elektrischen Pumpe (25) zirkulieren lässt, und die Heizsteuervorrichtung eine dritte Steuervorrichtung (S72), welche die elektrische Pumpe steuert, um das Wärmemedium in einem Zustand zirkulieren zu lassen, in dem die Maschine gestoppt ist, wenn die Temperatur des Hauptblocks, welche durch die Hauptblocktemperaturerlangungsvorrichtung erlangt wird, höher als ein vierter Schwellwert (TH6) ist, und eine vierte Steuervorrichtung (S73), welche die elektrische Pumpe dazu steuert, das Wärmemedium in einem Zustand zirkulieren zu lassen, in dem die Maschine betrieben wird, wenn die Temperatur des Hauptblocks niedriger als der vierte Schwellwert ist, umfasst.