JP2020111259A - ハイブリッド自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】エネルギ効率の向上を図る。【解決手段】冷却水の温度が所定温度未満であるときには、エンジンの間欠運転を停止してエンジンを継続して運転しながら走行するようにエンジンとモータとを制御する、ハイブリッド自動車であって、エンジンを自動停止している場合において、冷却水の温度に基づいてエミッションを担保可能な時間を設定し、エンジンを自動停止してからの経過時間が設定したエミッションを担保可能な時間を超えたときには、ヒートポンプシステムを作動し、その後、冷却水の温度が所定温度以上となったときには、ヒートポンプシステムを停止する。【選択図】図３

Description

本発明は、ハイブリッド自動車に関し、詳しくは、エンジンと、モータと、ヒートポンプシステムと、制御装置と、を備えるハイブリッド自動車に関する。

従来、この種のハイブリッド自動車としては、エンジンと、モータと、ヒートポンプシステムと、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。エンジンは、走行用の動力を出力する。モータは、走行用の動力を出力する。ヒートポンプシステムは、乗員室の空気調和に用いられる冷媒の熱をエンジンの冷却に用いられる冷却水へ移動させる。このハイブリッド自動車は、エンジンを間欠運転しながら走行できる。

特開２００８−１８０２１５号公報

上述の自動車では、エミッションの悪化を抑制するために、エンジンを始動した後の冷却水温が所定温度以下のときには、エンジンの間欠運転を停止してエンジンを継続して運転することがある。この場合、冷却水温が所定温度を超えるまでエンジンの運転が継続するから、エネルギ効率が低下する場合がある。

本発明のハイブリッド自動車は、エネルギ効率の向上を図ることを主目的とする。

本発明のハイブリッド自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のハイブリッド自動車は、
走行用の動力を出力するエンジンと、
走行用の動力を出力するモータと、
乗員室の空気調和に用いられる冷媒の熱を前記エンジンの冷却水へ移動させるヒートポンプシステムと、
前記エンジンの間欠運転を伴って走行するように前記エンジンと前記モータとを制御すると共に前記ヒートポンプシステムを制御する制御装置と、
を備えるハイブリッド自動車であって、
前記制御装置は、前記冷却水の温度が所定温度未満であるときには、前記エンジンの間欠運転を停止して前記エンジンを継続して運転しながら走行するように前記エンジンと前記モータとを制御し、
前記制御装置は、更に、
前記エンジンを自動停止している場合において、前記冷却水の温度に基づいてエミッションを担保可能な時間を設定し、前記エンジンを自動停止してからの経過時間が設定した前記エミッションを担保可能な時間を超えたときには、前記ヒートポンプシステムを作動し、その後、前記冷却水の温度が前記所定温度以上となったときには、前記ヒートポンプシステムを停止する、
ことを要旨とする。

この本発明のハイブリッド自動車では、エンジンを自動停止している場合において、冷却水の温度に基づいてエミッションを許容範囲に収めることが担保可能な担保可能時間を設定する。ここで、「エミッションを担保可能な時間」とは、エンジンを自動停止してからエンジンの温度が所定温度に低下するまでの時間である。所定温度は、エンジンの自動停止を更に継続すると、エンジンの温度が始動時にエミッションの量または濃度が所定の基準値を超える温度まで低下することが想定される温度である。そして、エンジンを自動停止してからの経過時間が設定したエミッションを担保可能な時間を超えたときには、ヒートポンプシステムを作動する。エンジンを自動停止してからの経過時間が設定したエミッションを担保可能な時間を超えたときには、これ以上自動停止が継続すると次回始動時にエミッションの悪化が想定される。この場合、ヒートポンプシステムを作動させることにより、エンジンの温度がエミッションを悪化する温度に低下する前に、冷却水の温度を上昇させて、エンジンの温度の低下を抑制する。一般に、ヒートポンプシステムは、エンジンよりエネルギ効率が良いことから、ヒートポンプシステムを作動させることにより、エネルギ効率の向上を図ることができる。そして、冷却水の温度が所定温度以上となったときには、ヒートポンプシステムを停止する。これにより、次回始動時に冷却水の温度が所定温度未満となって、間欠運転が停止されることを抑制でき、エネルギ効率の向上を図ることができる。また、冷却水の温度が所定温度以上となったときにヒートポンプシステムを停止するから、冷却水の温度が所定温度以上となったときにヒートポンプシステムの駆動を継続するものに比して、エネルギ効率の向上を図ることできる。この結果、エネルギ効率の向上を図ることができる。

こうした本発明のハイブリッド自動車において、前記ヒートポンプシステムは、前記エンジンに前記冷却水を循環させる第１循環系と、前記冷媒が循環する第２循環系を備え、前記第１循環系は、前記冷却水と前記冷媒とを熱交換する熱交換器を有していてもよい。

本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 ヒートポンプシステム５６の構成の概略を示す説明図である。 ＨＶＥＣＵ９０により実行される自動停止時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図であり、図２は、ヒートポンプシステム５６の構成の概略を示す説明図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図１に示すように、エンジン２２と、ヒートポンプシステム５６と、プラネタリギヤ３０と、モータＭＧ１，ＭＧ２と、インバータ４１，４２と、バッテリ５０と、ブレーキアクチュエータ９４と、ハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ＨＶＥＣＵ」という）９０と、を備える。

エンジン２２は、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されている。このエンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４によって運転制御されている。

ヒートポンプシステム５６は、エンジン２２の冷却や暖機を行なういわゆるエンジン２２の冷却装置として機能すると共に、乗員室２１の空気調和を行なう空調装置として機能する。このヒートポンプシステム５６は、図２に示すように、冷却水（ＬＬＣ（ロングライフクーラント））が循環する第１循環系６０と、冷媒（ハイドロフルオロカーボンなど）が循環する第２循環系７０と、を有する。

第１循環系６０は、冷却水の流路６１，６２と、ラジエータ６３と、サーモスタット６４と、電動ポンプ６５と、ヒータコア６６と、熱交換器７３と、を有する。流路６１は、ラジエータ６３，サーモスタット６４，電動ポンプ６５，エンジン２２，ラジエータ６３の順に冷却水が循環するように構成されている。流路６２は、エンジン２２とラジエータ６３との間で流路６１から分岐し、熱交換器７３，ヒータコア６６を経由し、サーモスタット６４と電動ポンプ６５との間で流路６１に合流するように構成されている。ラジエータ６３は、冷却水と外気との間で熱交換を行なう。サーモスタット６４は、水温条件（例えば、冷却水温が所定温度（例えば、７５℃，８０℃，８５℃など）以上である条件）が成立していないときには、ラジエータ６３を通過後の冷却水がエンジン２２側（電動ポンプ６５側）に流入するのを遮断し、水温条件が成立しているときには、ラジエータ６３を通過後の冷却水がエンジン２２側に流入するのを許容する。電動ポンプ６５は、冷却水をエンジン２２側に圧送する。ヒータコア６６は、図示しない空調ダクト内に配置されており、エンジン２２を通過後の冷却水により、図示しないブロワによって乗員室２１に送風される空気を暖める。熱交換器７３は、第１循環系６０の冷却水と第２循環系７０の冷媒との間で熱交換を行なう。

第２循環系７０は、ヒートポンプ（冷凍サイクル）として構成されている。図２では、第２循環系７０がヒートポンプとして機能する際に必要な構成を図示した。この第２循環系７０は、流路７１と、コンプレッサ７２と、熱交換器７３と、エキスパンションバルブ７４と、熱交換器７５と、アキュムレータ７６と、を備える。流路７１は、コンプレッサ７２，熱交換器７３，エキスパンションバルブ７４，熱交換器７５，アキュムレータ７６，コンプレッサ７２の順に冷媒が循環するように構成されている。コンプレッサ７２は、低温低圧で気体の冷媒を圧縮して高温高圧の半液体とする。このコンプレッサ７２は、インバータ７２ａを介して電力ライン５４に接続されており、インバータ７２ａによって駆動される。熱交換器７３は、ヒートポンプにおけるコンデンサとして機能し、コンプレッサ７２を通過後の高温高圧で半液体の冷媒を常温高圧の液体とする。このとき、熱交換器７３は、第２循環系７０のコンプレッサ７２を通過後の冷媒と、第１循環系６０におけるエンジン２２を通過後の冷却水と、の間で熱交換を行なう。基本的には、前者の温度が後者の温度よりも高いから、第２循環系７０の冷媒の熱を第１循環系６０の冷却水に伝達することになる。エキスパンションバルブ７４は、熱交換器７３を通過後の常温高圧で液体の冷媒を低温低圧の液体とする。熱交換器７５は、ヒートポンプにおけるエバポレータとして機能し、エキスパンションバルブ７４を通過後の低温低圧の液体を低温低圧の気体とする。このとき、熱交換器７５は、冷媒と外気との間で熱交換を行なう。アキュムレータ７６は、コンプレッサ７２に気体の冷媒を供給するために用いられる。なお、第２循環系７０が冷凍サイクルとして機能する場合、詳細は省略するが、冷媒は以下のように循環する。冷媒は、コンプレッサ７２を通過後に、熱交換器７３およびエキスパンションバルブ７４を介さずに、熱交換器７５に流通する。この場合、熱交換器７５は、冷凍サイクルにおけるコンデンサとして機能し、コンプレッサ７２を通過後の高温高圧で半液体の冷媒を常温高圧の液体とする。そして、冷媒は、熱交換器７５の通過後に、エキスパンションバルブ（図示せず），空調ダクト内に配置されたエバポレータ（図示せず），アキュムレータ７６，コンプレッサ７２の順に流通する。このエバポレータ（図示せず）は、ブロワによって乗員室２１に送風される空気を冷却する。

このヒートポンプシステム５６において、第１循環系６０の電動ポンプ６５は、エンジンＥＣＵ２４によって制御されており、第２循環系７０のコンプレッサ７２は、空調用電子制御ユニット（以下、「空調ＥＣＵ」という）７８によって制御されている。

エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。

エンジンＥＣＵ２４には、図１や図２に示すように、エンジン２２を運転制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートから入力されている。各種センサからの信号としては、エンジン２２のクランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２３からのクランク角θｃｒやスロットルバルブのポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサからのスロットル開度ＴＨ、ヒートポンプシステム５６におけるエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ６８からの冷却水温Ｔｗなどを上げることができる。

エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための種々の制御信号が出力ポートを介して出力されている。種々の制御信号としては、燃料噴射弁への駆動制御信号やスロットルバルブのポジションを調節するスロットルモータへの駆動制御信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイルへの駆動制御信号、ヒートポンプシステム５６における第１循環系６０の電動ポンプ６５への駆動制御信号などを挙げることができる。

エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ９０と通信ポートを介して接続されている。このエンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ９０からの制御信号によってエンジン２２を運転制御する。また、エンジンＥＣＵ２４は、必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをＨＶＥＣＵ９０に出力する。エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ２３からのクランク角θｃｒに基づいて、クランクシャフト２６の回転数、即ち、エンジン２２の回転数Ｎｅを演算している。

空調ＥＣＵ７８は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。

空調ＥＣＵ７８には、図１や図２に示すように、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。各種センサからの信号としては、操作パネル７７に取り付けられて冷暖房のオンオフを操作するブロワスイッチ７７ａからのオンオフ信号や操作パネル７７に取り付けられて乗員室２１内の温度を設定する設定温度スイッチ７７ｂからの設定温度Ｔｉｎ＊、操作パネル７７に取り付けられて乗員室２１内の温度を検出する温度センサ７７ｃからの乗員室温Ｔｉｎ、コンプレッサ７２の回転数を検出する回転数センサ７２ｂからの回転数Ｎｃなどを挙げることができる。

空調ＥＣＵ７８からは、種々の制御信号が出力ポートを介して出力されている。種々の制御信号としては、ブロワへの駆動制御信号やコンプレッサ７２を駆動するためのインバータ７２ａへの駆動制御信号などを挙げることができる。

空調ＥＣＵ７８は、ＨＶＥＣＵ９０と通信ポートを介して接続されている。この空調ＥＣＵ７８は、必要に応じて各種データをＨＶＥＣＵ９０に送信したり、ＨＶＥＣＵ９０からの制御信号を受信したりする。

プラネタリギヤ３０は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。図１に示すように、プラネタリギヤ３０のサンギヤには、モータＭＧ１の回転子が接続されている。プラネタリギヤ３０のリングギヤには、駆動輪３８ａ，３８ｂにデファレンシャルギヤ３７を介して連結された駆動軸３６とモータＭＧ２の回転子とが接続されている。プラネタリギヤ３０のキャリヤには、エンジン２２のクランクシャフト２６が接続されている。

モータＭＧ１は、例えば同期発電電動機として構成されている。このモータＭＧ１は、上述したように、回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されている。モータＭＧ２は、例えば同期発電電動機として構成されている。このモータＭＧ２は、上述したように、回転子が駆動軸３６に接続されている。インバータ４１，４２は、バッテリ５０と共に電力ライン５４に接続されている。モータＭＧ１，ＭＧ２は、モータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）４０によって、インバータ４１，４２の図示しない複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。

モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。

モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。各種センサからの信号としては、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの回転位置θｍ１，θｍ２やモータＭＧ１，ＭＧ２の各相に流れる電流を検出する電流センサからの相電流などを挙げることができる。

モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。

モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ９０と通信ポートを介して接続されている。このモータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ９０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御する。また、モータＥＣＵ４０は、必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動状態に関するデータをＨＶＥＣＵ９０に出力する。モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を演算している。

バッテリ５０は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されている。このバッテリ５０は、上述したように、インバータ４１，４２と共に電力ライン５４に接続されている。このバッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、「バッテリＥＣＵ」という）５２によって管理されている。

バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。

バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。各種センサからの信号としては、バッテリ５０の端子間に設置された電圧センサ５１ａからの電池電圧Ｖｂやバッテリ５０の出力端子に取り付けられた電流センサ５１ｂからの電池電流Ｉｂ（バッテリ５０から放電するときが正の値）、バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃからの電池温度Ｔｂなどを挙げることができる。

バッテリＥＣＵ５２は、ＨＶＥＣＵ９０と通信ポートを介して接続されている。このバッテリＥＣＵ５２は、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータをＨＶＥＣＵ９０に出力する。バッテリＥＣＵ５２は、電圧センサ５１ａからの電池電圧Ｖｂと電流センサ５１ｂからの電池電流Ｉｂとの積として充放電電力Ｐｂを演算している。また、バッテリＥＣＵ５２は、電流センサ５１ｂからの電池電流Ｉｂの積算値に基づいて蓄電割合ＳＯＣを演算している。蓄電割合ＳＯＣは、バッテリ５０の全容量に対するバッテリ５０から放電可能な電力の容量の割合である。更に、バッテリＥＣＵ５２は、演算した蓄電割合ＳＯＣと、温度センサ５１ｃからの電池温度Ｔｂと、に基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である。

ＨＶＥＣＵ９０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ９０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。各種センサからの信号としては、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号やシフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ、アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ、ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ、車速センサ８８からの車速Ｖなどを挙げることができる。ＨＶＥＣＵ９０は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２，空調ＥＣＵ７８と通信ポートを介して接続されている。このＨＶＥＣＵ９０は、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２，空調ＥＣＵ７８と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、ハイブリッド走行モード（ＨＶ走行モード）で走行したり、電動走行モード（ＥＶ走行モード）で走行したりする。ＨＶ走行モードでは、エンジン２２の運転を伴って走行する。ＥＶ走行モードでは、エンジン２２を運転停止して走行する。即ち、ハイブリッド自動車２０は、エンジン２２の間欠運転を伴って走行する。

ＨＶ走行モードでは、ＨＶＥＣＵ９０は、まず、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６に要求される（走行に要求される）要求トルクＴｄ＊を設定し、設定した要求トルクＴｄ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｄ（モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２）を乗じて駆動軸３６に要求される要求パワーＰｄ＊を計算する。続いて、バッテリ５０の充電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を要求パワーＰｄ＊から減じてエンジン２２の目標パワーＰｅ＊を計算する。そして、エンジン２２から目標パワーＰｅ＊が出力されると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｄ＊（要求パワーＰｄ＊）が駆動軸３６に出力されるようにエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定する。そして、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する。エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を受信すると、この目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊に基づいてエンジン２２が運転されるようにエンジン２２の吸入空気量制御，燃料噴射制御，点火制御などを行なう。また、エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の冷却水温Ｔｗが所定温度となるようにヒートポンプシステム５６における第１循環系６０の電動ポンプ６５を制御する。モータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信すると、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようにインバータ４１，４２の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。ＨＶ走行モードでは、目標パワーＰｅ＊が停止用閾値Ｐｓｔｏｐ未満である条件が成立したときに、エンジン２２の停止条件が成立したとして、エンジン２２の運転を停止してＥＶ走行モードに移行する。

ＥＶ走行モードでは、ＨＶＥＣＵ９０は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６に要求される要求トルクＴｄ＊を設定し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｄ＊が駆動軸３６に出力されるようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する。モータＥＣＵ４０によるインバータ４１，４２の制御については上述した。このとき、エンジン２２は運転していないことから、エンジンＥＣＵ２４は、基本的には、ヒートポンプシステム５６における第１循環系６０の電動ポンプ６５を停止させる。ＥＶ走行モードでは、ＨＶ走行モードと同様に計算した目標パワーＰｅ＊が始動用閾値Ｐｓｔａｒｔ以上である条件が成立したときに、エンジン２２の始動条件が成立したとして、エンジン２２を始動してＨＶ走行モードに移行する。なお、始動用閾値Ｐｓｔａｒｔは、エンジン２２の始動と停止とが短時間に頻繁に行なわれるのを抑制するために、停止用閾値Ｐｓｔｏｐよりもマージン（例えば、数ｋＷ程度）だけ大きい値が用いられるのが好ましい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、水温センサ６８からの冷却水温Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ未満であるときには、エンジン２２の間欠運転を停止して、ＨＶ走行モードでの走行を継続する。このとき、目標パワーＰｅ＊が停止用閾値Ｐｓｔｏｐ未満である条件が成立したときでも、水温センサ６８からの冷却水温Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ以上となるまでは、ＥＶ走行モードに移行せずに、ＨＶ走行モードでの走行を継続する。

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、冷却水温Ｔｗが低いときの動作について説明する。図３は、ＨＶＥＣＵ９０により実行される自動停止時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。本ルーチンは、ＨＶ走行モードからＥＶ走行モードに移行してエンジン２２を自動停止しているときに実行される。

本ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ９０のＣＰＵは、冷却水温Ｔｗを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。冷却水温Ｔｗは、水温センサ６８により検出されたものをエンジンＥＣＵ２４を介して入力している。

次に、入力した冷却水温Ｔｗを用いて担保可能時間ｔｅｍを設定する（ステップＳ１１０）。担保可能時間ｔｅｍは、エンジン２２を自動停止してからエンジン２２の温度が所定温度Ｔｅｒｅｆに低下するまでの時間である。所定温度Ｔｅｒｅｆは、エンジン２２の自動停止を更に継続すると、エンジン２２の温度が始動時にエミッションの量または濃度が所定の基準値を超える温度まで低下することが想定される温度である。ステップＳ１１０では、担保可能時間ｔｅｍを、冷却水温Ｔｗと担保可能時間ｔｅｍとの関係を設定用マップとして予めＨＶＥＣＵ９０のＲＯＭに記憶しておき、冷却水温Ｔｗと設定用マップとを用いて設定する。設定用マップでは、冷却水温Ｔｗが高いときに低いときに比して担保可能時間ｔｅｍが長くなるように、即ち、冷却水温Ｔｗが高いほど長くなるように担保可能時間ｔｅｍを設定する。

こうして担保可能時間ｔｅｍを設定すると、エンジン２２を自動停止してからの経過時間ｔｓが担保可能時間ｔｅｍを超えるまで待つ（ステップＳ１２０）。このとき、エンジン２２は運転されていないから、時間の経過と共に温度が低下する。

そして、経過時間ｔｓが担保可能時間ｔｅｍを超えたときには、エンジン２２の自動停止を更に継続すると、エンジン２２の温度が始動時にエミッションの量または濃度が所定の基準値を超える温度まで低下すると判断して、コンプレッサ７２の駆動開始信号を空調ＥＣＵ７８に送信すると共に電動ポンプ６５の駆動開始信号をエンジンＥＣＵ２４に送信する（ステップＳ１３０）。コンプレッサ７２の駆動開始信号を受信した空調ＥＣＵ７８は、コンプレッサ７２が駆動開始するようにインバータ７２ａを制御する。電動ポンプ６５の駆動開始信号を受信したエンジンＥＣＵ２４は、電動ポンプ６５の駆動開始する。こうした制御により、ヒートポンプシステム５６が駆動を開始する。熱交換器７３は、第２循環系７０のコンプレッサ７２を通過後の冷媒と、第１循環系６０におけるエンジン２２を通過後の冷却水と、の間で熱交換を行なう。基本的には、前者の温度が後者の温度よりも高いから、第２循環系７０の冷媒の熱を第１循環系６０の冷却水に伝達して、第１循環系６０の冷却水の温度を上昇させることができる。これにより、エンジン２２の温度の更なる低下を抑制して、次回始動時のエミッションの悪化を抑制することができる。一般に、ヒートポンプシステム５６は、エンジン２２よりエネルギ効率良く作動する。したがって、経過時間ｔｓが担保可能時間ｔｅｍを超えたときに、ヒートポンプシステム５６を駆動することにより、エンジン２２を自動停止して直ちにヒートポンプシステム５６を駆動するものやヒートポンプシステム５６に代えてエンジン２２を運転するものに比して、エネルギ効率の向上を図ることができる。

こうしてヒートポンプシステム５６を駆動すると、続いて、ステップＳ１００と同様の処理で冷却水温Ｔｗを入力し（ステップＳ１４０）、冷却水温Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ以上となるまでコンプレッサ７２と電動ポンプ６５を駆動しながら待つ（ステップＳ１５０）。こうすれば、上述したように、第２循環系７０の冷媒の熱を第１循環系６０の冷却水に伝達して、第１循環系６０の冷却水の温度を上昇させることができる。

そして、冷却水温Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ以上となったときには、コンプレッサ７２の駆動停止信号を空調ＥＣＵ７８に送信すると共に電動ポンプ６５の駆動停止信号をエンジンＥＣＵ２４に送信して（ステップＳ１６０）、本ルーチンを終了する。コンプレッサ７２の駆動停止信号を受信した空調ＥＣＵ７８は、コンプレッサ７２の駆動が停止するようにインバータ７２ａを制御する。電動ポンプ６５の駆動停止信号を受信したエンジンＥＣＵ２４は、電動ポンプ６５を駆動停止する。こうした制御により、ヒートポンプシステム５６を停止する。こうした制御により、冷却水温Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ以上となったときもヒートポンプシステム５６の駆動を継続するものに比して、エネルギ効率の向上を図ることができる。また、冷却水温Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ以上となることから、エンジン２２の間欠運転を継続させることができ、エネルギ効率の向上を図ることができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、エンジン２２を自動停止している場合において、冷却水温Ｔｗに基づいてエミッションを担保可能な担保可能時間ｔｅｍを設定し、エンジン２２を自動停止してからの経過時間ｔｓが設定した担保可能時間ｔｅｍを超えたときには、ヒートポンプシステム５６を作動し、その後、冷却水温Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ以上となったときには、ヒートポンプシステム５６を停止することにより、エネルギ効率の向上を図ることができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ヒートポンプシステム５６を、図２に例示する、第１循環系６０と、第２循環系７０と、を有するシステムとしている。しかしながら、ヒートポンプシステム５６は、乗員室２１の空気調和に用いられる冷媒の熱をエンジン２２の冷却水へ移動可能でものであれば、如何なる構成としてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、蓄電装置として、バッテリ５０を用いるものとしたが、バッテリ５０に代えて、キャパシタを用いるものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジンＥＣＵ２４と空調ＥＣＵ７８とＨＶＥＣＵ９０とを備えるものとしたが、これらのうちの少なくとも２つを単一の電子制御ユニットとして構成するものしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、駆動輪３８ａ，３８ｂに連結された駆動軸３６にプラネタリギヤ３０を介してエンジン２２およびモータＭＧ１を接続すると共に駆動軸３６にモータＭＧ２を接続し、モータＭＧ１，ＭＧ２に電力ライン５４を介してバッテリ５０を接続する構成としている。しかしながら、ハイブリッド自動車２０では、走行用の動力を出力するエンジン、モータを備える構成であればよく、例えば、エンジン２２に発電用のモータＭＧ１を接続すると共に駆動輪３８ａ，３８ｂに連結された駆動軸３６に走行用のモータＭＧ２を接続し、モータＭＧ１，ＭＧ２に電力ラインを介してバッテリ５０を接続するいわゆるシリーズハイブリッド自動車の構成としてもよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「エンジン」に相当し、モータＭＧ２が「モータ」に相当し、ヒートポンプシステム５６が「ヒートポンプシステム」に相当し、エンジンＥＣＵ２４と空調ＥＣＵ７８とＨＶＥＣＵ９０とが「制御装置」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、ハイブリッド自動車の製造産業などに利用可能である。

２０ ハイブリッド自動車、２１ 乗員室、２２ エンジン、２３ クランクポジションセンサ、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、３０ プラネタリギヤ、３６ 駆動軸、３７ デファレンシャルギヤ、３８ａ，３８ｂ 駆動輪、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５１ａ 電圧センサ、５１ｂ 電流センサ、５１ｃ 温度センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、５６ ヒートポンプシステム、６０ 第１循環系、６１，６２ 流路、６３ ラジエータ、６４ サーモスタット、６５ 電動ポンプ、６６ ヒータコア、６８ 水温センサ、７０ 第２循環系、７１ 流路、７２ コンプレッサ、７２ａ インバータ、７２ｂ 回転数センサ、７３ 熱交換器、７４ エキスパンションバルブ、７５ 熱交換器、７６ アキュムレータ、７７ａ ブロワスイッチ、７７ｂ 設定温度スイッチ、７７ｃ 温度センサ、７８ 空調用電子制御ユニット（空調ＥＣＵ）、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、９０ ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）。

Claims (1)

1. 走行用の動力を出力するエンジンと、
   走行用の動力を出力するモータと、
   乗員室の空気調和に用いられる冷媒の熱を前記エンジンの冷却水へ移動させるヒートポンプシステムと、
   前記エンジンの間欠運転を伴って走行するように前記エンジンと前記モータとを制御すると共に前記ヒートポンプシステムを制御する制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、前記冷却水の温度が所定温度未満であるときには、前記エンジンの間欠運転を停止して前記エンジンを継続して運転しながら走行するように前記エンジンと前記モータとを制御する、
   ハイブリッド自動車であって、
   前記制御装置は、
   前記エンジンを自動停止している場合において、前記冷却水の温度に基づいてエミッションを担保可能な時間を設定し、前記エンジンを自動停止してからの経過時間が設定した前記エミッションを担保可能な時間を超えたときには、前記ヒートポンプシステムを作動し、その後、前記冷却水の温度が前記所定温度以上となったときには、前記ヒートポンプシステムを停止する、
   ハイブリッド自動車。

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