JP5104615B2 - Vehicle temperature riser - Google Patents
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Description
本発明は、車両の所定の昇温対象を昇温するための車両用昇温装置に関する。 The present invention relates to a vehicle temperature raising device for raising a temperature of a predetermined temperature raising target of a vehicle.
車両には、一般的に車両用暖房装置が搭載されている。車両用暖房装置としては、冷却水によりエンジンから回収した廃熱を利用して暖房を行う構成が知られている。詳細には、配管によって冷却水をヒータコアに導き、送風装置によって起こした風がヒータコアを通過するようにすることにより温風を得るようにしている。 A vehicle heating device is generally mounted on a vehicle. As a vehicle heating device, a configuration is known in which heating is performed using waste heat recovered from an engine by cooling water. Specifically, the cooling water is guided to the heater core by piping, and warm air is obtained by allowing the air generated by the blower to pass through the heater core.
また、エンジンの廃熱とは異なる熱源として、電気ヒータが設けられた構成が知られている（例えば特許文献１参照）。この場合、冷却水にて回収した廃熱では車室を十分に暖房することができない状況などにおいて電気ヒータへの通電を行い、当該電気ヒータからの熱によって温風を得るようにしている。当該構成としては、送風装置によって起こした風が電気ヒータを通過するようにする構成や、電気ヒータによって冷却水を暖める構成が知られている。
ここで、近年では、交差点などで走行停止した際に、エンジンのアイドリングを停止するアイドリングストップ制御を行って、燃費向上を図る車両が提案されている。また、エンジンと電動機とを駆動源として搭載された車両では、走行停止した際などにエンジンを停止して燃費向上を図っている。 Here, in recent years, there has been proposed a vehicle for improving fuel efficiency by performing idling stop control for stopping idling of an engine when traveling stops at an intersection or the like. In addition, in a vehicle equipped with an engine and an electric motor as drive sources, the engine is stopped when traveling is stopped to improve fuel efficiency.
しかしながら、上記のようにエンジンの廃熱を利用して暖房を行う構成では、車室における暖房要求が冷却水の温度に比して高い場合には、燃費の向上を図る上でエンジンを停止させている状況であってもエンジンを始動させ、冷却水の温度を上昇させるようにしている。この場合、必要な熱量が低い状況などにおいては燃費効率が低効率である状態でエンジンを動作させる必要が生じ、エンジンの燃費向上を好適に図れなくなってしまう。その一方、エンジンを停止させている状況では常に電気ヒータを熱源として用いるとすると、当該電気ヒータを発熱させる上で多大な動作電力を要することとなり好ましくない。 However, in the configuration in which heating is performed using the waste heat of the engine as described above, when the heating requirement in the passenger compartment is higher than the temperature of the cooling water, the engine is stopped to improve fuel efficiency. Even under such circumstances, the engine is started and the temperature of the cooling water is raised. In this case, in a situation where the required amount of heat is low, it becomes necessary to operate the engine in a state where the fuel efficiency is low, and the engine fuel efficiency cannot be improved suitably. On the other hand, if the electric heater is always used as a heat source in a situation where the engine is stopped, a large amount of operating power is required to generate heat from the electric heater.
なお、上記のような問題は、車両用暖房装置に限定される問題ではなく、例えば、触媒の暖機装置や、オートマチックトランスミッションの動作油やエンジンオイルといった各種オイルの昇温装置などにおいても同様に発生する問題である。 The above-mentioned problems are not limited to the vehicle heating device, and are similarly applied to, for example, a catalyst warm-up device, and a temperature raising device for various oils such as operating oil and engine oil of an automatic transmission. It is a problem that occurs.
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、エンジンの廃熱とそれとは異なる発熱手段とを熱源として有する車両用昇温装置であって、エンジンの燃費向上を図りつつ、所定の昇温対象の昇温を好適に行うことができる車両用昇温装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a vehicle temperature increasing device having waste heat of an engine and heat generation means different from the heat source as a heat source. It is an object of the present invention to provide a vehicle temperature raising device that can suitably raise the temperature of an object.
以下、上記課題を解決するための手段、及び作用効果について記載する。 Hereinafter, means for solving the above-described problems and operational effects will be described.
本発明の車両用昇温装置は、昇温対象をエンジンの廃熱を利用して昇温させるとともに、当該廃熱とは異なる熱源である発熱手段を発熱させることによっても前記昇温対象を昇温させる構成である。そして、第１の発明では、前記昇温対象にて要求される要求熱量を算出する要求熱量算出手段と、当該要求熱量算出手段により算出された要求熱量のうち前記エンジンの廃熱により分担する量であって前記エンジンの燃費効率が所定の効率以上となるようにするための廃熱量を取得する取得手段と、当該取得手段が取得した廃熱量に応じて前記エンジンの廃熱量を増加させる廃熱制御手段と、前記要求熱量算出手段により算出された要求熱量に対して前記エンジンの廃熱量では不足する熱量を補うように前記発熱手段を発熱させる発熱制御手段と、を備えている。 The vehicle temperature increasing device of the present invention raises the temperature increase target by heating the temperature increase target using the waste heat of the engine and generating heat from a heating means that is a heat source different from the waste heat. It is the structure which makes it warm. In the first invention, the required heat amount calculating means for calculating the required heat amount required for the temperature increase target, and the amount shared by the waste heat of the engine among the required heat amounts calculated by the required heat amount calculating means. The acquisition means for acquiring the amount of waste heat for making the fuel efficiency of the engine equal to or higher than a predetermined efficiency, and the waste heat for increasing the amount of waste heat of the engine according to the amount of waste heat acquired by the acquisition means Control means, and heat generation control means for causing the heat generating means to generate heat so as to supplement the heat quantity that is insufficient in the waste heat quantity of the engine with respect to the required heat quantity calculated by the required heat quantity calculating means.
本構成によれば、昇温対象を昇温させる必要が生じた場合には、算出された要求熱量のうち、エンジンの燃費効率を所定の効率以上とする熱量分についてはエンジンの廃熱により生じさせ、エンジンの廃熱では足りない分については発熱手段を発熱させることにより補われる。このように所定の廃熱量を基準として、エンジンの廃熱及び発熱手段の少なくとも一方において要求熱量を満たすようにしたことにより、エンジンの燃費効率が所定の効率以上となるようにしながら、要求される温度レベルに対応させて昇温対象を昇温させることができる。 According to this configuration, when it is necessary to raise the temperature of the temperature increase target, the amount of heat that makes the fuel efficiency of the engine equal to or higher than the predetermined efficiency out of the calculated required heat amount is generated by the waste heat of the engine. If the waste heat of the engine is insufficient, it is compensated by heating the heating means. As described above, with the predetermined amount of waste heat as a reference, at least one of the engine waste heat and the heat generating means satisfies the required heat amount, so that the fuel efficiency of the engine is required to be equal to or higher than the predetermined efficiency. The temperature increase target can be raised in temperature according to the temperature level.
第２の発明では、前記取得手段により取得される前記廃熱量は、所定の下限値を下回る要求熱量に対してはゼロとなるように設定されている。要求熱量が少ない場合にそれを生じさせるためだけの目的でエンジンを動作させると、当該エンジンを燃費効率が低効率である状態で動作させる必要が生じるが、上記のとおり取得手段により取得される廃熱量が所定の下限値を下回る要求熱量に対してはゼロとなるように設定されていることにより、このような状況では要求熱量は発熱手段を発熱させることにより補われる。よって、エンジンの燃費効率の向上を図りながら、要求される温度レベルに対応させて昇温対象を昇温させることができる。 In the second invention, the amount of waste heat acquired by the acquisition means is set to be zero for a required amount of heat that is below a predetermined lower limit. If the engine is operated only for the purpose of generating a small amount of required heat, the engine needs to be operated in a state where the fuel efficiency is low. Since the heat quantity is set to be zero with respect to the required heat quantity below a predetermined lower limit value, the required heat quantity is supplemented by causing the heating means to generate heat in such a situation. Therefore, the temperature increase target can be raised in correspondence with the required temperature level while improving the fuel efficiency of the engine.
第３の発明では、前記エンジンの停止中において前記要求熱量算出手段により算出された要求熱量が前記所定の下限値を下回っている場合、前記廃熱制御手段は前記エンジンの停止中である状態を維持させるとともに、前記発熱制御手段は前記算出された要求熱量の全てを補うように前記発熱手段を発熱させる。これにより、エンジンの停止中において少ない要求熱量に係る昇温要求があった場合には、エンジンの停止状態が維持されながら、その要求熱量は発熱手段を発熱させることにより補われる。よって、昇温対象の昇温要求に応じて燃費効率が低効率である状態でエンジンを始動させる必要がなくなり、燃費効率の向上を図ることができる。 In a third aspect of the invention, when the required heat amount calculated by the required heat amount calculating means is below the predetermined lower limit value while the engine is stopped, the waste heat control means is in a state where the engine is stopped. The heat generation control means causes the heat generation means to generate heat so as to compensate for all of the calculated required heat amount. As a result, when there is a temperature increase request for a small required amount of heat while the engine is stopped, the required amount of heat is supplemented by causing the heat generating means to generate heat while maintaining the engine stopped state. Therefore, it is not necessary to start the engine in a state where the fuel efficiency is low according to the temperature increase request of the temperature increase target, and the fuel efficiency can be improved.
第４の発明では、前記取得手段により取得される前記廃熱量は、前記所定の下限値を下回る要求熱量に対してはゼロとなるように設定されているとともに、当該所定の下限値の要求熱量に対しては前記エンジンの燃費効率が前記所定の効率以上となる開始基準値となるように設定されている。取得手段により取得される廃熱量が要求熱量の増加に応じてゼロから除々に増加する構成とするのではなく、要求熱量が所定の下限値に達することでそれまでのゼロの状態から開始基準値に立ち上がる構成としたことにより、燃費効率を所定の効率以上としながら、エンジンの廃熱量及び発熱手段の発熱量への要求熱量の配分が開始されることとなる。 In the fourth invention, the amount of waste heat acquired by the acquisition means is set to be zero for a required heat amount below the predetermined lower limit value, and the required heat amount of the predetermined lower limit value. Is set so that the fuel efficiency of the engine becomes a starting reference value that is equal to or higher than the predetermined efficiency. Rather than adopting a configuration in which the amount of waste heat acquired by the acquisition means gradually increases from zero as the required heat amount increases, the starting reference value from the previous zero state when the required heat amount reaches a predetermined lower limit value With this configuration, the distribution of the required heat amount to the waste heat amount of the engine and the heat generation amount of the heat generating means is started while the fuel efficiency is higher than the predetermined efficiency.
第５の発明では、前記発熱手段は、車両において電力を蓄える蓄電手段から電力が供給されることにより発熱する電気ヒータであり、前記所定の下限値は、前記蓄電手段における残電力量が第１残電力量よりも少ない第２残電力量である場合、前記第１残電力量の場合よりも小さい値となるように設定されている。これにより、蓄電手段の残電力量の関係から電気ヒータでは要求熱量を補えない状況においては、それを補うようにエンジンの廃熱量が増加することとなる。 In a fifth aspect of the invention, the heat generating means is an electric heater that generates heat when power is supplied from power storage means for storing electric power in the vehicle, and the predetermined lower limit value is a first amount of remaining power in the power storage means. When the second remaining power amount is smaller than the remaining power amount, the second remaining power amount is set to be smaller than the first remaining power amount. As a result, in a situation where the required amount of heat cannot be compensated for by the electric heater due to the relationship of the remaining power amount of the power storage means, the amount of waste heat of the engine increases so as to compensate for it.
第６の発明では、前記発熱手段は、前記エンジンから出力された動力に基づき発電手段において生成された電力が供給され、その電力供給により発熱する電気ヒータであり、前記取得手段により取得される前記廃熱量は、前記エンジンの廃熱量及び前記電気ヒータの発熱量の少なくとも一方への前記要求熱量の配分を前記エンジンの燃費効率が前記所定の効率以上となるようにして行った場合における前記エンジンの予測廃熱量として設定されている。本構成では、エンジンが動作した場合、エンジンの廃熱により昇温対象を昇温させることができるとともに、エンジンの動力に基づき発電手段にて発電された電力が電気ヒータに供給され当該電気ヒータが発熱することによっても昇温対象を昇温させることができる。この場合に、取得手段により取得される廃熱量は、エンジンの廃熱量及び電気ヒータの発熱量の少なくとも一方への要求熱量の配分を燃費効率が所定の効率以上となるようにして行った場合におけるエンジンの予測廃熱量として設定されているため、燃費効率の向上を図ることができる。 In a sixth aspect of the invention, the heating means is an electric heater that is supplied with electric power generated by the power generation means based on the power output from the engine and generates heat by the power supply, and is acquired by the acquisition means. The amount of waste heat is determined by distributing the required heat amount to at least one of the amount of waste heat of the engine and the amount of heat generated by the electric heater so that the fuel efficiency of the engine is equal to or higher than the predetermined efficiency. It is set as the predicted amount of waste heat. In this configuration, when the engine is operated, the temperature increase target can be raised by the waste heat of the engine, and the electric power generated by the power generation means based on the power of the engine is supplied to the electric heater so that the electric heater It is also possible to raise the temperature rise target by generating heat. In this case, the amount of waste heat acquired by the acquisition means is obtained when the required heat amount is distributed to at least one of the waste heat amount of the engine and the heat generation amount of the electric heater so that the fuel efficiency becomes equal to or higher than a predetermined efficiency. Since it is set as the predicted waste heat amount of the engine, fuel efficiency can be improved.
第７の発明では、前記取得手段が取得した前記廃熱量及び車両の走行要求の両方を満たすように前記エンジンを動作させた場合の廃熱量を算出する廃熱量算出手段を備え、前記発熱制御手段は、前記要求熱量算出手段により算出された要求熱量に対して前記廃熱量算出手段により算出された廃熱量では不足する熱量を補うように前記発熱手段を発熱させるとともに、前記廃熱量算出手段により算出された廃熱量が前記要求熱量算出手段により算出された要求熱量を上回る場合には前記発熱手段を発熱させないようにするものである。これにより、車両の走行要求を満たすようにエンジンを動作させることにより生じる廃熱量によって要求熱量が全て補われる場合には発熱手段が発熱されることはなく、発熱手段における発熱が必要以上に行われてしまうことが防止される。 In a seventh aspect of the invention, the heat generation control means further comprises waste heat amount calculation means for calculating a waste heat amount when the engine is operated so as to satisfy both the amount of waste heat acquired by the acquisition means and a travel request of the vehicle. Is configured to cause the heat generating means to generate heat so as to make up for the heat quantity that is insufficient with the waste heat quantity calculated by the waste heat quantity calculation means with respect to the required heat quantity calculated by the required heat quantity calculation means, and to calculate by the waste heat quantity calculation means In the case where the amount of waste heat generated exceeds the required heat amount calculated by the required heat amount calculating means, the heat generating means is prevented from generating heat. As a result, when all the required heat amount is supplemented by the amount of waste heat generated by operating the engine so as to satisfy the travel requirements of the vehicle, the heat generating means will not generate heat and the heat generating means will generate more heat than necessary. Is prevented.
第８の発明では、前記廃熱制御手段は、前記要求熱量算出手段により算出された要求熱量が前記発熱手段の発熱により補える限界熱量を超えている場合には、少なくともその不足分の熱量を前記エンジンの廃熱によって補うようにするものである。これにより、発熱手段の発熱により補える限界熱量を超えるような温度レベルが要求された場合であっても、その際の要求熱量を補うことができる。 In the eighth invention, the waste heat control means, when the required heat quantity calculated by the required heat quantity calculation means exceeds a limit heat quantity that can be compensated by the heat generated by the heat generating means, at least the heat quantity for the deficiency is It is made up by the waste heat of the engine. Thus, even when a temperature level that exceeds the limit heat quantity that can be compensated by the heat generated by the heat generating means is required, the required heat quantity at that time can be compensated.
第９の発明では、前記昇温対象は、前記エンジンの冷却水又は車室である。車両用暖房装置において上記優れた効果を奏することができる。 In a ninth aspect of the invention, the temperature increase target is the engine cooling water or the passenger compartment. The above-described excellent effect can be achieved in the vehicle heating device.
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。本実施形態は、エンジンと電動発電機とを駆動源としてそれらいずれかの動力により走行する、いわゆるハイブリッド車両に具体化する事例を説明する。図１は、本実施形態の車両における制御システムの概略構成を示す図面である。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a case will be described in which the engine and the motor generator are embodied as a so-called hybrid vehicle that travels by using any one of them as a drive source. FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a control system in a vehicle according to the present embodiment.
図１に示すように、本制御システムが適用される車両には、主動力発生手段として、ガソリンや軽油等の燃料の燃焼により動力を発生するエンジン１０が搭載されている。また、副動力発生手段として、発電機１１と、電動発電機１２とが搭載されている。
As shown in FIG. 1, a vehicle to which the present control system is applied is equipped with an
エンジン１０のトルクを伝達するための出力軸１３（クランクシャフトを含む）は動力分配部１４に接続されているとともに、発電機１１及び電動発電機１２がそれぞれ第１回転軸１５及び第２回転軸１６を介して動力分配部１４に接続されている。動力分配部１４は、遊星歯車機構を備えて構成されており、そのプラネタリギア（図示略）がエンジン１０の出力軸１３と、サンギア（図示略）が発電機１１に通じる第１回転軸１５と、リングギア（図示略）が電動発電機１２に通じる第２回転軸１６とそれぞれ接続されている。
An output shaft 13 (including a crankshaft) for transmitting torque of the
エンジン１０のトルクは、動力分配部１４を介して、第１回転軸１５と第２回転軸１６とに分配される。第２回転軸１６は減速機２１を介して車軸２２と接続されており、当該第２回転軸１６に分配されたエンジン１０のトルクは、車両の車軸２２に伝えられる。また、第１回転軸１５に分配されたトルクにより発電機１１が動作し、当該発電機１１の発電エネルギはインバータ２３を介して直流電源としてのバッテリ２４に充電される。このバッテリ２４の電力により、電動発電機１２が動作し、当該電動発電機１２のトルクは第２回転軸１６を介して車軸２２に伝えられる。
Torque of the
上記車両では、車両の発進時や低速走行時にはエンジン１０を停止状態としながら電動発電機１２のトルクのみにより車両を走行させることができるとともに、通常走行時や高負荷時にはエンジン１０及び電動発電機１２の両方のトルクにより車両を走行させることができる。また、減速時や制動時にはエンジン１０は停止状態とされ、さらには電動発電機１２において走行エネルギを回生して発電を行いバッテリ２４の充電を行うことができる。なお、車両の停止時においてエンジン１０を動作状態とすることでバッテリ２４の充電を行うこともできる。
In the above vehicle, the vehicle can be driven only by the torque of the
上記車両においてエンジン１０には、冷却機構３０が接続されている。当該冷却機構３０は、ウォータポンプ３１が動作することによって冷却水が循環することとなる循環通路３２を備えている。当該循環通路３２を通じてエンジン１０に冷却水が供給されるとともに、エンジン１０内を循環した冷却水は循環通路３２内に戻ることとなる。また、循環通路３２の途中位置には、冷却部としてのラジエータ３３と、流量調節部としてのサーモスタット３４と、放熱部としてのヒータコア３５とが設けられている。
In the vehicle, a
循環通路３２は、サーモスタット３４→エンジン１０→ラジエータ３３→サーモスタット３４という順に冷却水が流れることとなる第１流路と、サーモスタット３４→エンジン１０→ヒータコア３５→サーモスタット３４という順に冷却水が流れることとなる第２流路とが設定されるように形成されている。第１流路及び第２流路の両方が通ることとなるサーモスタット３４は、冷却水の温度に応じて感温部（図示略）が伸縮するようになっているとともに、この感温部の伸縮に応じて弁体（図示略）が開閉されるようになっている。また、サーモスタット３４の弁体は、上述した冷却水温による制御だけではなく、後述するＥＣＵ４０によっても制御されるようになっており、いわゆる電御サーモスタットが適用されている。サーモスタット３４が開弁されている状況では第１流路及び第２流路の両方を冷却水が循環し、サーモスタット３４が閉弁されている状況では第２流路のみを冷却水が循環する。なお、後者の場合、ラジエータ３３により冷却された冷却水がエンジン１０に供給されなくなることで、エンジン１０の動作時においては前者の場合よりもエンジン１０内を循環する冷却水の温度は上昇することとなる。
The
ヒータコア３５には、図示しないブロアファンから空調風が送り込まれるようになっており、ヒータコア３５が設けられた領域を通過した空調風は車室に排出される。当該空調風は、ヒータコア３５を通過する際に、当該ヒータコア３５に供給されている冷却水を熱源として発熱される。
The conditioned air is sent to the
ヒータコア３５に供給される冷却水は、動作状態のエンジン１０を冷却する際に熱を奪うことにより、すなわちエンジン１０の廃熱により、昇温される。また、第２流路においてエンジン１０よりも下流側であってヒータコア３５の上流側には電気ヒータ３６が設けられている。電気ヒータ３６は、インバータ２３を介して、発電機１１及びバッテリ２４と電気的に接続されており、発電機１１又はバッテリ２４からの電力が供給されることにより発熱するようになっている。そして、電気ヒータ３６が発熱することにより、エンジン１０からヒータコア３５に供給される冷却水が昇温される。
The cooling water supplied to the
ここで、発電機１１は既に説明したとおり、動力分配部１４により第１回転軸１５に分配されたエンジン１０のトルクにより動作する。したがって、エンジン１０の動作状態においては、当該エンジン１０の動作に基づいて生じる廃熱により冷却水温を上昇させることができるとともに、エンジン１０の動作に基づいて生じるトルクを通じて発電された電力によって電気ヒータ３６を発熱させることにより冷却水温を上昇させることができる。
Here, the generator 11 operates by the torque of the
本制御システムは、ＥＣＵ４０を備えている。ＥＣＵ４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップエリア等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成されている。なお、ＥＣＵ４０のＲＯＭには、記憶手段として、後述する各種マップ情報を記憶するマップ情報記憶部４１が設けられている。
The control system includes an
ＥＣＵ４０には、エンジン１０に供給されている冷却水の温度を検出する冷却水温検出センサ４２など、エンジン１０の状態を検出するための各種センサが接続されている。その他に、ＥＣＵ４０には、車室における暖房の要求レベルを検出する暖房要求レベル検出スイッチ４３と、車室内の温度を検出する車室温検出センサ４４と、ドライバによるアクセル操作を検出するアクセル検出センサ４５と、ドライバによるブレーキ操作を検出するブレーキ検出センサ４６と、電動発電機１２の回転数を検出する回転数検出センサ４７と、が接続されている。
Various sensors for detecting the state of the
ＥＣＵ４０は、上記の各種センサ等の検出信号に基づいて、エンジン１０においてインジェクタによる燃料噴射制御、点火装置による点火時期制御等を実行するとともに、発電機１１や電動発電機１２の動作状態や回生状態等を制御する。また、ＥＣＵ４０は、上記の各種センサ等の検出信号に基づいて、冷却水温を車室の暖房要求レベルに応じた温度とするために当該冷却水の温度を制御する。なお、エンジン１０を制御するためのＥＣＵと、発電機１１や電動発電機１２を制御するためのＥＣＵとを個別に設けるとともに、前者のＥＣＵによって冷却水の温度を制御する構成としてもよく、上記各ＥＣＵとは別に冷却水の温度を制御するためのＥＣＵを設けてもよい。
The
ところで、エンジン１０では、既に説明したとおり、燃費改善等を目的として、車両の停止時、始動時及び減速時には基本的に停止状態とされる。但し、車室における暖房要求は車両の走行状態に依存することなく行われ、エンジン１０が停止状態であっても冷却水を昇温させる必要が生じる。本実施形態では、冷却水を昇温させるための熱源としてエンジン１０の廃熱だけでなく電気ヒータ３６が設けられていることを利用して、燃費改善の目的を果たしながら暖房要求を満たすこととしている。かかる冷却水の温度制御について以下に詳しく説明する。
By the way, as already described, the
図２及び図３を用いて、ＥＣＵ４０による冷却水温制御処理の手順を説明する。図２は冷却水温制御処理を示すフローチャートである。なお、この処理はＥＣＵ４０により例えば所定周期で繰り返し起動される。また、図３は冷却水温制御処理に用いる各種値を算出するよう機能する時の、ＥＣＵ４０のブロック図である。
The procedure of the cooling water temperature control process performed by the
冷却水温制御処理では、先ずステップＳ１１において各種センサ４２〜４７からの検出信号を読み込み、ステップＳ１２において目標冷却水温を算出する。当該目標冷却水温の算出は、暖房要求レベル検出スイッチ４３によって検出されている暖房要求レベルと、車室温検出センサ４４によって検出されている車室温とに基づき行われる。その後、ステップＳ１３において、冷却水温検出センサ４２によって検出されている冷却水の実温度が目標冷却水温を超えているか否かを判定する。
In the cooling water temperature control process, first, detection signals from the various sensors 42 to 47 are read in step S11, and a target cooling water temperature is calculated in step S12. The calculation of the target cooling water temperature is performed based on the heating request level detected by the heating request level detection switch 43 and the vehicle room temperature detected by the vehicle room
目標冷却水温を超えている場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）には、ステップＳ１４にて、サーモスタット３４を開弁状態とする又は開弁状態に維持するための開処理を実行し、ステップＳ１５にて、電気ヒータ３６の通電停止処理を実行した後に、本処理を一旦終了する。
If the target cooling water temperature is exceeded (S13: YES), an opening process for opening or maintaining the
一方、目標冷却水温以下である場合（Ｓ１３：ＮＯ）には、ステップＳ１６にて、サーモスタット３４を閉弁状態とする又は閉弁状態に維持するための閉処理を実行する。その後、ステップＳ１７にて、暖房の要求熱量を算出し、ステップＳ１８にて、エンジンの推定廃熱量を算出し、ステップＳ１９にて電気ヒータ３６の要求発熱量を算出した後に、ステップＳ２０にて、電気ヒータ３６に発熱要求があるか否かを判定する。その結果、発熱要求がある場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）には、ステップＳ２１にて電気ヒータ３６の通電処理を実行した後に、本処理を一旦終了するとともに、発熱要求がない場合（Ｓ２０：ＮＯ）には、ステップＳ１５にて電気ヒータ３６の通電停止処理を実行した後に、本処理を一旦終了する。
On the other hand, when the temperature is equal to or lower than the target cooling water temperature (S13: NO), in step S16, a closing process is performed to set the
ここで、ステップＳ１７〜ステップＳ１９の処理について、図３のブロックＢ１〜Ｂ１２を用いて詳細に説明する。 Here, the process of step S17-step S19 is demonstrated in detail using the block B1-B12 of FIG.
水温偏差算出部Ｂ１では、ステップＳ１２において算出した目標冷却水温と、冷却水温検出センサ４２によって検出されている実冷却水温との偏差を算出する。 The water temperature deviation calculation unit B1 calculates a deviation between the target cooling water temperature calculated in step S12 and the actual cooling water temperature detected by the cooling water temperature detection sensor 42.
要求熱量算出部Ｂ２では、水温偏差算出部Ｂ１が算出した偏差の情報と、ＥＣＵ４０に予め記憶されている冷却水の熱容量の情報と、ゲイン算出部Ｂ３において算出された補正量とを積算することに基づいて要求熱量Ｐｈｒを算出する。この場合、冷却水の熱容量の情報は、冷却機構３０において循環することとなる冷却水の全量を基準として設定されているが、これに限定されることはなく第２流路の容量に対応した冷却水の量を基準として設定されていてもよい。
The required heat amount calculation unit B2 integrates the deviation information calculated by the water temperature deviation calculation unit B1, the heat capacity information stored in the
また、ゲイン算出部Ｂ３は、冷却水温検出センサ４２によって検出されている実冷却水温に基づいて要求熱量Ｐｈｒのゲイン（補正量）を算出する機能を有しており、要求熱量算出部Ｂ２において上記ゲインがパラメータとして用いられることにより、要求熱量Ｐｈｒが単に目標冷却水温と実冷却水温との偏差に対応したものではなく、実冷却水温に依存したものとなる。当該ゲインは、複数に区分けされた実冷却水温の温度範囲に対して個別にマップ情報として設定されており、高い温度範囲ほど大きなゲインとなるように設定されている。これにより、目標冷却水温と実冷却水温との偏差が同一であったとしても、実冷却水温が高いほど要求熱量Ｐｈｒは大きくなる。 The gain calculation unit B3 has a function of calculating a gain (correction amount) of the required heat quantity Phr based on the actual cooling water temperature detected by the cooling water temperature detection sensor 42, and the required heat quantity calculation unit B2 By using the gain as a parameter, the required amount of heat Phr does not simply correspond to the deviation between the target cooling water temperature and the actual cooling water temperature, but depends on the actual cooling water temperature. The gain is individually set as map information for the temperature range of the actual cooling water temperature divided into a plurality, and is set so that the higher the temperature range, the larger the gain. As a result, even if the deviation between the target cooling water temperature and the actual cooling water temperature is the same, the required heat amount Phr increases as the actual cooling water temperature increases.
基準廃熱量算出部Ｂ４では、上記要求熱量Ｐｈｒに基づき、現状の暖房要求に対してエンジン１０の廃熱に分担させる量を算出する。
The reference waste heat amount calculation unit B4 calculates an amount to be shared by the waste heat of the
ここで、本実施形態では、エンジン１０の燃費効率が高効率となるようにすべく、要求熱量Ｐｈｒをエンジン１０の廃熱により生じさせる分と電気ヒータ３６の発熱により生じさせる分とに配分するようにしている。当該配分は、エンジン１０の燃費効率が所定の効率以上となるように定められた基準廃熱量Ｐｈｃｒを参照することで行われる。基準廃熱量Ｐｈｃｒは、暖房要求レベルや実冷却水温に応じて変動することとなる要求熱量Ｐｈｒに対応させてマップ情報として設定されている。
Here, in the present embodiment, the required heat amount Phr is distributed between the amount generated by the waste heat of the
基準廃熱量Ｐｈｃｒは、要求熱量Ｐｈｒがゼロから下限要求熱量Ｌｐ未満までの範囲Ｒにおいてはゼロとなるように設定されている。これにより、エンジン１０の停止状態において少ない要求熱量Ｐｈｒに係る暖房要求があった場合、それが電気ヒータ３６の発熱によって補われることとなり、エンジン１０を燃費効率が低効率な状態で動作させる必要がなくなる。
The reference waste heat amount Phcr is set to be zero in a range R from the required heat amount Phr to zero and less than the lower limit required heat amount Lp. As a result, when there is a heating request related to a small required heat amount Phr when the
また、基準廃熱量Ｐｈｃｒは、下限要求熱量Ｌｐにおいてゼロから初期廃熱量Ｉｐに立ち上がるように設定されている。この場合、初期廃熱量Ｉｐは下限要求熱量Ｌｐと等しくなるように設定されている。下限要求熱量Ｌｐはそれをエンジン１０の廃熱により生じさせたとしても燃費効率が所定の効率以上とすることができる熱量として設定されている。
The reference waste heat amount Phcr is set so as to rise from zero to the initial waste heat amount Ip at the lower limit required heat amount Lp. In this case, the initial waste heat amount Ip is set to be equal to the lower limit required heat amount Lp. The lower limit required heat amount Lp is set as a heat amount that allows the fuel efficiency to be equal to or higher than a predetermined efficiency even if it is generated by waste heat of the
また、要求熱量Ｐｈｒが下限要求熱量Ｌｐを超えた場合には、要求熱量Ｐｈｒの増加に応じて基準廃熱量Ｐｈｃｒが初期廃熱量Ｉｐから増加するように、詳細には線形的に増加するように設定されている。この線形的に増加する範囲における基準廃熱量Ｐｈｃｒの傾き（増加率）は、エンジン１０を動作状態とすることで廃熱量の増加及び電気ヒータ３６の発熱の両方を同時に行うことができることに鑑みて、両者への配分比率によってエンジン１０の燃費効率が所定の効率以上となるように設定されている。換言すれば、当該増加領域における基準廃熱量Ｐｈｃｒは、エンジン１０の廃熱量及び電気ヒータ３６の発熱量の両方への要求熱量Ｐｈｒの配分を燃費効率が所定の効率以上となるようにして仮想的に行った場合におけるエンジン１０の予測廃熱量として設定されている。これにより、エンジン１０の動作に基づいて生じる廃熱とトルクとの両方を有効利用して暖房要求に応えることができ、燃費効率の向上を図ることができる。
Further, when the required heat amount Phr exceeds the lower limit required heat amount Lp, the reference waste heat amount Phcr increases from the initial waste heat amount Ip according to the increase of the required heat amount Phr. Is set. The inclination (increase rate) of the reference waste heat amount Phcr in this linearly increasing range is considered in consideration that both the increase of the waste heat amount and the heat generation of the
また、基準廃熱量Ｐｈｃｒがゼロである範囲Ｒでは、要求熱量Ｐｈｒの全てを電気ヒータ３６の発熱量により補うこととなる。この場合に、当該範囲Ｒでは、電気ヒータ３６はバッテリ２４に蓄電された電力が供給されることにより動作することとなるが、当該バッテリ２４に蓄電された電力は電動発電機１２にも供給されるものであり、要求熱量Ｐｈｒの全てを電気ヒータ３６の発熱量により補えるほどの電力がバッテリ２４に蓄電されていない場合も生じうる。そこで、上記基準廃熱量Ｐｈｃｒのマップ情報はバッテリ２４の残存容量ＳＯＣに応じて複数設定されている。これら複数のマップ情報は、残存容量ＳＯＣが複数段階に設定された範囲に１対１で対応させて設定されており、下限要求熱量Ｌｐ及び初期廃熱量Ｉｐの値が異なっているとともに、基準廃熱量Ｐｈｃｒの傾きが異なっている。また、ＥＣＵ４０には、バッテリ２４の残存容量ＳＯＣが複数段階に設定された範囲のいずれに含まれているかを判定するＳＯＣ判定部Ｂ５が設けられている。
Further, in the range R where the reference waste heat amount Phcr is zero, all of the required heat amount Phr is supplemented by the heat generation amount of the
基準熱量算出部Ｂ４では、先ずＳＯＣ判定部Ｂ５における判定結果の情報から今回参照する基準廃熱量Ｐｈｃｒのマップ情報を特定する。そして、要求熱量算出部Ｂ２において算出された要求熱量Ｐｈｒに応じた基準廃熱量Ｐｈｃｒを、上記特定したマップ情報を参照することで算出する。 In the reference heat amount calculation unit B4, first, map information of the reference waste heat amount Phcr to be referred to this time is specified from the information of the determination result in the SOC determination unit B5. Then, the reference waste heat amount Phcr corresponding to the required heat amount Phr calculated in the required heat amount calculation unit B2 is calculated by referring to the specified map information.
暖房側要求パワー算出部Ｂ６では、現状の基準廃熱量Ｐｈｃｒを補うべくエンジン１０の運転状態を設定した場合に車軸２２に出力されることとなる暖房側要求パワーＰｈｅｒを算出する。詳細には、ＥＣＵ４０に予め設定されている暖房側要求パワーＰｈｅｒのマップ情報を参照して、現状の基準廃熱量Ｐｈｃｒに対応した暖房側要求パワーＰｈｅｒを算出する。
The heating-side required power calculation unit B6 calculates the heating-side required power Pher that is output to the
アクセル要求トルク算出部Ｂ７では、ＥＣＵ４０に予め設定されているアクセル要求トルクＴｐｖのマップ情報を参照して、アクセル検出センサ４５によって検出されているアクセル操作量と回転数検出センサ４７によって検出されている電動発電機１２の回転数とに対応したアクセル要求トルクＴｐｖを算出する。なお、電動発電機１２の回転数は車軸２２の回転数又は車速に対応しており、アクセル要求トルク算出部Ｂ７では、アクセル操作量と、車軸２２の回転数又は車速とに基づき、アクセル要求トルクＴｐｖを算出しているとも言える。
In the accelerator required torque calculation unit B7, the accelerator operation amount detected by the
走行側要求トルク算出部Ｂ８では、上記アクセル要求トルクＴｐｖと、ブレーキ検出センサ４６によって検出されているブレーキ操作量に対応したブレーキ要求トルクとの偏差として、走行側要求トルクＴｐを算出する。走行側要求パワー算出部Ｂ９では、上記走行側要求トルクＴｐと、回転数検出センサ４７によって検出されている電動発電機１２の回転数とを積算することで、走行側要求パワーＰｄを算出する。なお、上記走行側要求トルクＴｐは、ＥＣＵ４０において発電機１１や電動発電機１２を制御する場合にも用いられる。
The travel-side required torque calculation unit B8 calculates the travel-side required torque Tp as a deviation between the accelerator request torque Tpv and the brake request torque corresponding to the brake operation amount detected by the
車両要求パワー算出部Ｂ１０では、ＳＯＣ判定部Ｂ５の判定結果に対応した充放電要求パワーと、暖房側要求パワー算出部Ｂ６にて算出された暖房側要求パワーＰｈｅｒと、走行側要求パワー算出部Ｂ９にて算出された走行側要求パワーＰｄと、ＥＣＵ４０に予め記憶されている損失パワーとに基づき、これら各パワーの合計として車両要求パワーＰｖを算出する。なお、損失パワーの情報は、エンジン１０のトルクが車軸２２のパワーとして伝わる過程における動力分配部１４やオートマチックトランスミッションなどにおける損失の推定量として設定されている。
In the vehicle required power calculation unit B10, the charge / discharge required power corresponding to the determination result of the SOC determination unit B5, the heating side required power Pher calculated in the heating side required power calculation unit B6, and the travel side required power calculation unit B9 The vehicle required power Pv is calculated as the sum of these powers on the basis of the travel side required power Pd calculated in
エンジン要求パワー算出部Ｂ１１では、上記車両要求パワーＰｖに基づき、現状の暖房要求及び走行要求を満たす上で必要なエンジン１０の出力によるパワーとしてエンジン要求パワーＰｅを算出する。詳細には、ＥＣＵ４０に予め設定されているエンジン要求パワーＰｅのマップ情報を参照して、現状の車両要求パワーＰｖに対応したエンジン要求パワーＰｅを算出する。この場合、当該マップ情報は、車両要求パワーＰｖがゼロから所定の下限量未満までの範囲においてはエンジン要求パワーＰｅがゼロとなるように設定されているとともに、下限量ではエンジン要求パワーＰｅが初期要求パワーに立ち上がるように設定されている。そして、下限量を超えた場合には車両要求パワーＰｖの増加に応じてエンジン要求パワーＰｅが初期要求パワーから線形的に増加するように設定されている。
The engine required power calculation unit B11 calculates the engine required power Pe as the power by the output of the
上記のようにエンジン要求パワーＰｅのマップ情報が設定されていることにより、車両要求パワーＰｖが所定の下限量よりも低い場合にはそれが電動発電機１２の動作のみによって補われ、下限量以上となった場合にはエンジン１０の動作のみ又は電動発電機１２の動作との共同によって補われることとなる。これにより、燃費効率が高効率となる状況においてのみエンジン１０を動作させることができる。なお、当該マップ情報の上記下限量は、基準廃熱量Ｐｈｃｒが初期廃熱量Ｉｐ以上である場合に暖房側要求パワー算出部Ｂ６にて算出された暖房側要求パワーＰｈｅｒの方が常に大きな値となるように設定されている。
Since the map information of the engine required power Pe is set as described above, when the vehicle required power Pv is lower than the predetermined lower limit amount, it is compensated only by the operation of the
推定廃熱量算出部Ｂ１２では、ＥＣＵ４０に予め設定されている推定廃熱量Ｐｈｃのマップ情報を参照して、上記エンジン要求パワーＰｅに対応した推定廃熱量Ｐｈｃを算出する。
The estimated waste heat amount calculation unit B12 calculates the estimated waste heat amount Phc corresponding to the engine required power Pe by referring to the map information of the estimated waste heat amount Phc preset in the
要求発熱量算出部Ｂ１３では、要求熱量算出部Ｂ２にて算出された要求熱量Ｐｈｒと、推定廃熱量算出部Ｂ１２にて算出された推定廃熱量Ｐｈｃとの偏差によって、電気ヒータ３６の要求発熱量を算出する。この場合、推定廃熱量Ｐｈｃが要求熱量Ｐｈｒを上回っている場合には電気ヒータ３６の通電は行われない。これにより、車両の走行要求を満たすようにエンジン１０を動作させることにより生じる廃熱量によって要求熱量Ｐｈｒが全て補われる場合には電気ヒータ３６が通電されることはなく、電気ヒータ３６の通電が必要以上に行われてしまうことが防止される。
In the required heat generation amount calculation unit B13, the required heat generation amount of the
また、上記エンジン要求パワーＰｅは、ＥＣＵ４０においてエンジン１０を制御する場合にも用いられる。詳細には、ＥＣＵ４０では、エンジン要求パワーＰｅを満たすように、インジェクタによる燃料噴射制御や、点火装置による点火時期制御等が行われる。これにより、基準廃熱量算出部Ｂ４にて算出された基準廃熱量Ｐｈｃｒがゼロでない場合には、少なくともその基準廃熱量Ｐｈｃｒ分がエンジン１０の廃熱量により補われることとなる。なお、上記エンジン要求パワーＰｅは、ＥＣＵ４０において発電機１１や電動発電機１２を制御する場合にも用いられる。
The engine required power Pe is also used when the
図４〜図６は、上記図２及び図３の制御が実行された場合にエンジン１０の廃熱量及び電気ヒータ３６の発熱量に要求熱量が配分される様子を示すタイミングチャートであり、（ａ）は暖房スイッチのＯＮ状態又はＯＦＦ状態を示し、（ｂ）は車速を示し、（ｃ）はエンジン１０の出力トルクを示し、（ｄ）は実冷却水温を示し、（ｅ）は暖房の要求熱量を示し、（ｆ）はエンジン１０の廃熱量を示し、（ｇ）は電気ヒータ３６の発熱量を示す。
4 to 6 are timing charts showing how the required heat amount is distributed to the waste heat amount of the
先ず、車両が停止状態から走行状態となる場合であってエンジン１０が暖房要求及び車両の走行要求のうち、車両の走行要求に応じて動作する場合について、図４を用いて説明する。
First, a case where the vehicle changes from a stopped state to a traveling state and the
ｔ１のタイミングで暖房スイッチがＯＮ状態に操作されると、（ｅ）に示されるように実冷却水温を暖房要求レベルに応じた目標冷却水温にするために必要な要求熱量が算出される。この場合、当該要求熱量は、基準廃熱量のマップ情報において設定されている下限要求熱量よりも低い熱量である。したがって、（ｃ）に示されるようにエンジン１０は停止状態に維持されるとともに、（ｇ）に示されるように上記要求熱量の全てを補うように電気ヒータ３６の発熱が開始される。
When the heating switch is operated to the ON state at the timing t1, as shown in (e), the required amount of heat necessary for setting the actual cooling water temperature to the target cooling water temperature corresponding to the heating required level is calculated. In this case, the required heat amount is a heat amount lower than the lower limit required heat amount set in the map information of the reference waste heat amount. Therefore, as shown in (c), the
その後、ｔ２のタイミングで車両の走行が開始される。但し、（ｃ）に示されるように、エンジン１０は停止状態に維持され、車両の走行は電動発電機１２が動作することにより行われる。その後、ｔ３のタイミングで所定の車速となることで、（ｃ）に示されるようにエンジン１０が始動され、（ｆ）に示されるようにエンジン１０の廃熱量が増加し出す。
Thereafter, the vehicle starts to travel at the timing t2. However, as shown in (c), the
その後、ｔ４のタイミングで、車両の走行要求に応じて動作するエンジン１０の廃熱量によって暖房の要求熱量の全てを補うことができる状況となることで、（ｇ）に示されるように電気ヒータ３６の発熱が停止される。
Thereafter, at the timing of t4, the
その後、ｔ５のタイミングで（ｄ）に示されるように実冷却水温が目標冷却水温と一致する。但し、実冷却水温が外気などによって冷却されて目標冷却水温から低下してしまわないように、要求熱量は所定量に設定され続ける。かかる要求熱量はエンジン１０の廃熱により補われる。
Thereafter, the actual cooling water temperature coincides with the target cooling water temperature as shown in (d) at the timing of t5. However, the required amount of heat continues to be set to a predetermined amount so that the actual cooling water temperature is not cooled by the outside air or the like and falls from the target cooling water temperature. This required heat quantity is supplemented by the waste heat of the
次に、車両が走行状態から停止状態となる場合であってエンジン１０が暖房要求及び車両の走行要求のうち車両の走行要求に応じて動作する場合について、図５を用いて説明する。
Next, a case where the vehicle is changed from the traveling state to the stopped state and the
ｔ１１のタイミングで暖房スイッチがＯＮ状態に操作されると、（ｅ）に示されるように実冷却水温を暖房要求レベルに応じた目標冷却水温にするために必要な要求熱量が算出される。この場合、当該要求熱量は基準廃熱量のマップ情報において設定されている下限要求熱量よりも低い熱量である。但し、（ｃ）に示されるように車両の走行に係る車両の走行要求に応じてエンジン１０が動作状態であるため、（ｆ）に示されるようにエンジン１０の廃熱量は所定の熱量となっている。したがって、（ｇ）に示されるように要求熱量に対してエンジン１０の廃熱量の差分を補うように電気ヒータ３６の発熱が開始される。
When the heating switch is operated to the ON state at the timing of t11, as shown in (e), the required amount of heat necessary for setting the actual cooling water temperature to the target cooling water temperature corresponding to the heating request level is calculated. In this case, the required heat amount is a heat amount lower than the lower limit required heat amount set in the map information of the reference waste heat amount. However, as shown in (c), since the
その後、ｔ１２のタイミングでドライバによるブレーキ操作が行われることでエンジン１０は停止状態となり、（ｆ）に示されるようにエンジン１０の廃熱量が減少し出すことに合わせて、（ｇ）に示されるように電気ヒータ３６の発熱量がそれまでよりも若干増加する。
Thereafter, the brake operation by the driver is performed at the timing of t12, so that the
その後、ｔ１３のタイミングで（ｄ）に示されるように実冷却水温が目標冷却水温と一致する。但し、実冷却水温が外気などによって冷却されて目標冷却水温から低下してしまわないように、要求熱量は所定量に設定され続ける。これに対応させて（ｇ）に示されるように電気ヒータ３６も発熱量が所定量となるように通電され続ける。その後、ｔ１４のタイミングで車両が停止状態となる。
Thereafter, the actual cooling water temperature coincides with the target cooling water temperature as shown in (d) at the timing of t13. However, the required amount of heat continues to be set to a predetermined amount so that the actual cooling water temperature is not cooled by the outside air or the like and falls from the target cooling water temperature. Corresponding to this, as shown in (g), the
次に、車両が停止状態に維持される場合であってエンジン１０が暖房要求に応じて動作する場合について、図６を用いて説明する。 Next, a case where the engine is operated in response to a heating request when the vehicle is maintained in a stopped state will be described with reference to FIG.
ｔ２１のタイミングで暖房スイッチがＯＮ状態に操作されると、（ｅ）に示されるように実冷却水温を暖房要求レベルに応じた目標冷却水温にするために必要な要求熱量が算出される。この場合、当該要求熱量は、基準廃熱量のマップ情報において設定されている下限要求熱量よりも多い熱量である。したがって、（ｆ）及び（ｇ）に示されるように、要求熱量をエンジン１０の廃熱量により補う分と電気ヒータ３６の発熱量により補う分とのそれぞれに配分すべく、エンジン１０が始動されるとともに電気ヒータ３６の通電が開始される。
When the heating switch is operated to the ON state at the timing t21, as shown in (e), the required amount of heat necessary for setting the actual cooling water temperature to the target cooling water temperature corresponding to the required heating level is calculated. In this case, the required heat amount is a heat amount larger than the lower limit required heat amount set in the map information of the reference waste heat amount. Therefore, as shown in (f) and (g), the
その後、ｔ２２のタイミングで要求熱量が、基準廃熱量のマップ情報において設定されている下限要求熱量よりも低い熱量となる。したがって、（ｃ）に示されるようにエンジン１０が停止状態となり（ｆ）に示されるようにエンジン１０の廃熱量が減少し出すことに合わせて、（ｇ）に示されるように電気ヒータ３６の発熱量がそれまでよりも若干増加する。その後、ｔ２３のタイミングで（ｄ）に示されるように実冷却水温が目標冷却水温と一致する。この場合に、要求熱量及び電気ヒータ３６の発熱量が所定量に設定され続けるのは、図５の場合と同様である。
Thereafter, at the timing t22, the required heat amount becomes lower than the lower limit required heat amount set in the reference waste heat amount map information. Accordingly, the
以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。 According to the embodiment described in detail above, the following excellent effects can be obtained.
暖房要求に応じて冷却水を昇温させる必要が生じた場合には、その暖房要求レベルに基づき算出された要求熱量Ｐｈｒのうち、エンジン１０の燃費効率が所定の効率以上となるように当該要求熱量Ｐｈｒに対して予め定められている基準廃熱量Ｐｈｃｒの分はエンジン１０の廃熱により生じさせ、エンジン１０の廃熱では補えない分が電気ヒータ３６を発熱させることにより補われる。このように基準廃熱量Ｐｈｃｒを基準として要求熱量Ｐｈｒを生じさせるようにしたことにより、エンジン１０の燃費効率が所定の効率以上となるようにしながら、暖房要求レベルに対応させて冷却水を昇温させることができる。
When it is necessary to raise the temperature of the cooling water in response to the heating request, the request is made so that the fuel efficiency of the
基準廃熱量Ｐｈｃｒは、下限要求熱量Ｌｐを下回る要求熱量Ｐｈｒに対してはゼロとなるように設定されている。要求熱量Ｐｈｒが少ない場合にそれを生じさせるためだけの目的でエンジン１０を動作させると、当該エンジン１０は燃費効率が低効率である状態で動作する必要が生じるが、上記のとおり下限要求熱量Ｌｐを下回る要求熱量Ｐｈｒに対しては基準廃熱量Ｐｈｃｒがゼロとなるように設定されていることにより、このような状況では電気ヒータ３６を発熱させることにより要求熱量Ｐｈｒが補われる。よって、エンジン１０の燃費効率の向上を図りながら、暖房要求レベルに対応させて冷却水を昇温させることができる。
The reference waste heat amount Phcr is set to be zero with respect to the required heat amount Phr lower than the lower limit required heat amount Lp. When the
基準廃熱量Ｐｈｃｒは、下限要求熱量Ｌｐを下回る要求熱量Ｐｈｒに対してはゼロとなるように設定されているとともに、当該下限要求熱量Ｌｐに対してはエンジン１０の燃費効率が所定の効率以上となる初期廃熱量Ｉｐとなるように設定されている。要求熱量Ｐｈｒの増加に応じて基準廃熱量Ｐｈｃｒがゼロから除々に増加する構成とするのではなく、要求熱量Ｐｈｒが下限要求熱量Ｌｐに達することでそれまでのゼロの状態から初期廃熱量Ｉｐに立ち上がる構成としたことにより、燃費効率を所定の効率以上としながら、エンジン１０の廃熱量及び電気ヒータ３６の発熱量の両方への要求熱量Ｐｈｒの配分が開始されることとなる。
The reference waste heat amount Phcr is set to be zero for the required heat amount Phr below the lower limit required heat amount Lp, and the fuel efficiency of the
バッテリ２４の残存容量ＳＯＣに応じて、参照する基準廃熱量Ｐｈｃｒのマップ情報が変更される。これにより、バッテリ２４の残存容量ＳＯＣの関係から電気ヒータ３６では要求熱量Ｐｈｒを補えない状況においては、それを補うようにエンジン１０の廃熱量が増加することとなる。
Depending on the remaining capacity SOC of the
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施しても良い。 The present invention is not limited to the description of the above embodiment, and may be implemented as follows, for example.
・図７（ａ）及び（ｂ）には、基準廃熱量Ｐｈｃｒのマップ情報の別形態を示す。 FIGS. 7A and 7B show other forms of map information of the reference waste heat amount Phcr.
図７（ａ）の場合、上記実施形態と異なり、下限要求熱量Ｌｐ及び初期廃熱量Ｉｐが設定されておらず、要求熱量Ｐｈｒがゼロから増加するのに応じて基準廃熱量Ｐｈｃｒが線形的に増加する。この場合、基準廃熱量Ｐｈｃｒの傾きは、エンジン１０を動作状態とすることで廃熱量の増加及び電気ヒータ３６の発熱の両方を同時に行うことができることに鑑みて、両者への配分比率によってエンジン１０の燃費効率が所定の効率以上となるように設定されている。この場合であっても、基準廃熱量Ｐｈｃｒを基準として要求熱量Ｐｈｒがエンジン１０の廃熱量と電気ヒータ３６の発熱量とに配分されるため、燃費効率の向上を図りながら暖房を良好に行うことができる。
In the case of FIG. 7A, unlike the above embodiment, the lower limit required heat amount Lp and the initial waste heat amount Ip are not set, and the reference waste heat amount Phcr is linearly increased as the required heat amount Phr increases from zero. To increase. In this case, the inclination of the reference waste heat amount Phcr is determined based on the distribution ratio to the
また、図７（ｂ）の場合、上記実施形態と同様に、下限要求熱量Ｌｐ及び初期廃熱量Ｉｐが設定されているが、当該初期廃熱量Ｉｐは下限要求熱量Ｌｐよりも少ない熱量として設定されている。この場合、下限要求熱量Ｌｐとなったタイミングからエンジン１０の廃熱量及び電気ヒータ３６の発熱量への所定の比率での配分が開始されることとなる。本構成によれば、暖房要求を満たすべくエンジン１０が始動されたタイミングから熱量の配分が行われるため、エンジン１０の燃費効率をより高めることができる。
In the case of FIG. 7B, the lower limit required heat amount Lp and the initial waste heat amount Ip are set as in the above embodiment, but the initial waste heat amount Ip is set as a heat amount smaller than the lower limit required heat amount Lp. ing. In this case, distribution at a predetermined ratio to the waste heat amount of the
・上記実施形態及び図７（ａ），（ｂ）において要求熱量Ｐｈｒの増加に応じて基準廃熱量Ｐｈｃｒが増加する場合、その増加が線形的であることは必須ではなく、非線形的に増加するように基準廃熱量Ｐｈｃｒが設定されていてもよい。また、電気ヒータ３６において発熱量の限界があることに鑑みて、要求熱量Ｐｈｒが所定の上限要求熱量以上となった場合には上記配分の割合が電気ヒータ３６の発熱量よりもエンジン１０の廃熱量の方が高くなるように基準廃熱量Ｐｈｃｒが設定されていてもよく、その全てがエンジン１０の廃熱量により補われるように基準廃熱量Ｐｈｃｒが設定されていてもよい。これにより、電気ヒータ３６の発熱により補える限界熱量を超えるような暖房要求レベルであった場合であっても、その際の要求熱量Ｐｈｒを補うことができる。
In the above embodiment and FIGS. 7A and 7B, when the reference waste heat amount Phcr increases in accordance with the increase in the required heat amount Phr, it is not essential that the increase is linear, and it increases nonlinearly. As described above, the reference waste heat amount Phcr may be set. Further, considering that there is a limit in the amount of heat generated in the
・基準廃熱量Ｐｈｃｒは、マップ情報として予め記憶されている情報から取得される構成に限定されることはなく、基準廃熱量Ｐｈｃｒを算出するための演算式の情報を予め設定しておき、その演算結果として基準廃熱量Ｐｈｃｒが取得される構成としてもよい。 The reference waste heat amount Phcr is not limited to the configuration acquired from the information stored in advance as the map information, and information on an arithmetic expression for calculating the reference waste heat amount Phcr is set in advance. The reference waste heat amount Phcr may be acquired as a calculation result.
・上記実施形態における基準廃熱量Ｐｈｃｒを用いた車両用暖房装置の構成を、ハイブリッド車両ではなくアイドリングストップ制御を行う車両に対して適用してもよい。この場合、アイドリングストップ制御を行っている状態において、基準廃熱量Ｐｈｃｒを用いた冷却水温制御を行うようにする。また、図３における各制御ブロックＢ１〜Ｂ１３のうち、少なくとも水温偏差算出部Ｂ１と、ゲイン算出部Ｂ３と、基準廃熱量算出部Ｂ４と、ＳＯＣ判定部Ｂ５と、要求熱量算出部Ｂ１３とを備えておればよく、要求熱量算出部Ｂ１３では、要求熱量算出部Ｂ２にて算出された要求熱量Ｐｈｒと基準廃熱量算出部Ｂ４にて算出された基準廃熱量Ｐｈｃｒとの偏差を算出するようにする。これにより、アイドリングストップ制御を行う車両であっても燃費効率の向上を図りながら、暖房を好適に行うことができる。なお、本構成においては、車両の走行を行う上で利用されないが、エンジン１０の軸出力により発電を行う発電機やその発電された電力を蓄えるバッテリからの電力により電気ヒータ３６を通電させる構成とするとよい。
-You may apply the structure of the vehicle heating apparatus using the reference | standard waste heat amount Phcr in the said embodiment with respect to the vehicle which performs idling stop control instead of a hybrid vehicle. In this case, the cooling water temperature control using the reference waste heat amount Phcr is performed while the idling stop control is being performed. 3 includes at least a water temperature deviation calculation unit B1, a gain calculation unit B3, a reference waste heat amount calculation unit B4, an SOC determination unit B5, and a required heat amount calculation unit B13. The required heat amount calculation unit B13 calculates the deviation between the required heat amount Phr calculated by the required heat amount calculation unit B2 and the reference waste heat amount Phcr calculated by the reference waste heat amount calculation unit B4. . Thereby, even if it is a vehicle which performs idling stop control, heating can be performed suitably, improving a fuel consumption efficiency. In this configuration, the
・発熱手段は電気ヒータ３６に限定されることはなく、例えば、発電機１１や電動発電機１２が動作する際に生じる熱を回収してその熱を利用して冷却水などの昇温対象を昇温させる構成としてもよい。この場合、発熱制御手段は、例えばヒートパイプのように作動流体を用いる場合にはその作動流体の流量を制御する構成としてもよい。
The heating means is not limited to the
・要求熱量Ｐｈｒを算出する構成は上記実施形態における構成に限定されることはなく任意であり、例えば、目標冷却水温と実冷却水温との偏差から、マップ情報を用いて要求熱量Ｐｈｒを算出する構成としてもよい。 The configuration for calculating the required heat amount Phr is not limited to the configuration in the above embodiment, and is arbitrary. For example, the required heat amount Phr is calculated using the map information from the deviation between the target cooling water temperature and the actual cooling water temperature. It is good also as a structure.
・電気ヒータ３６により冷却水を昇温させるのではなく、ブロアファンからの空調風が通過する領域において電気ヒータ３６をヒータコア３５に対して並設し、電気ヒータ３６が発熱した場合には、上記空調風が直接加熱される構成としてもよい。この場合、昇温対象は冷却水ではなく、車室に送られる空調風となる。また、冷却水の昇温に係る上記実施形態における構成を、暖房用ではなくオートマチックトランスミッションの動作油やエンジンオイルなどの昇温用として用いてもよく、エンジン１０の排気系に設けられる触媒の暖機に用いてもよい。触媒の暖機に用いる場合には、エンジン１０の排気を廃熱と電気ヒータ３６とを熱源として昇温させる構成としてもよく、触媒自身をエンジン１０の排気と電気ヒータ３６とを熱源として昇温させる構成としてもよい。
When the temperature of the cooling water is not raised by the
１０…エンジン、１１…発電機、１２…電動発電機、２４…バッテリ、３６…電気ヒータ、４０…ＥＣＵ、４１…マップ情報記憶部、Ｂ２…要求熱量算出部、Ｂ４…基準廃熱量算出部、Ｂ５…ＳＯＣ判定部、Ｂ１１…エンジン要求パワー算出部、Ｂ１２…推定廃熱量算出部。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記車両用暖房装置として要求される要求熱量を算出する要求熱量算出手段と、
当該要求熱量算出手段により算出された要求熱量のうち前記エンジンの廃熱により分担する量であって、所定の下限値を下回る要求熱量に対してはゼロとなるように設定されているとともに、当該所定の下限値の要求熱量に対しては前記エンジンの熱効率である燃費効率が所定以上となる開始基準値となるように設定されている廃熱量を取得する取得手段と、
当該取得手段が取得した廃熱量に応じて前記エンジンの廃熱量を制御し、前記エンジンの停止中において前記要求熱量算出手段により算出された要求熱量が前記所定の下限値を下回っている場合に前記エンジンの停止中である状態を維持させるとともに、前記要求熱量算出手段により算出された要求熱量が前記所定の下限値以上である場合に前記エンジンを始動させる廃熱制御手段と、
前記要求熱量算出手段により算出された要求熱量が前記所定の下限値を下回っている場合、及び前記要求熱量が前記所定の下限値以上であり且つ前記要求熱量に対して前記エンジンの廃熱量では不足する場合に、前記発熱手段を発熱させる発熱制御手段と、
を備えていることを特徴とする車両用暖房装置。 Of the heat generated by the engine, applied to a hybrid vehicle that uses an engine and a motor generator capable of generating power during operation of the engine and charging power storage means for storing electric power. with a heating heat source warmed the cooling water by utilizing the waste heat is the heat to raise the temperature of the cooling water of the engine, also by generating heat by electric power heating means which is different from the heat source and the waste heat A vehicle heating device as a heating heat source ,
A required heat amount calculating means for calculating a required heat amount required as the vehicle heating device ;
Of the required heat amount calculated by the required heat amount calculating means, the amount shared by the waste heat of the engine, and is set to be zero for the required heat amount below a predetermined lower limit, An acquisition means for acquiring a waste heat amount that is set so that a fuel efficiency that is a thermal efficiency of the engine becomes a predetermined reference value or more for a predetermined lower limit required heat amount ;
The amount of waste heat of the engine is controlled in accordance with the amount of waste heat acquired by the acquisition means , and the required heat amount calculated by the required heat amount calculation means while the engine is stopped is below the predetermined lower limit value. Waste heat control means for starting the engine when the required heat quantity calculated by the required heat quantity calculation means is equal to or greater than the predetermined lower limit value while maintaining the state in which the engine is stopped ;
When the required heat amount calculated by the required heat amount calculation means is below the predetermined lower limit value, and the required heat amount is not less than the predetermined lower limit value, and the waste heat amount of the engine is insufficient with respect to the required heat amount. when the heating control means for heating the heating means,
A vehicle heating device comprising:
前記車両用暖房装置として要求される要求熱量を算出する要求熱量算出手段と、
当該要求熱量算出手段により算出された要求熱量のうち前記エンジンの廃熱により分担する量であって、所定の下限値を下回る要求熱量に対してはゼロとなるように設定されているとともに、当該所定の下限値の要求熱量に対しては前記エンジンの熱効率である燃費効率が所定以上となる開始基準値となるように設定されている廃熱量を取得する取得手段と、
当該取得手段が取得した廃熱量に応じて前記エンジンの廃熱量を制御し、前記エンジンの停止中において前記要求熱量算出手段により算出された要求熱量が前記所定の下限値を下回っている場合に前記エンジンの停止中である状態を維持させるとともに、前記要求熱量算出手段により算出された要求熱量が前記所定の下限値以上である場合に前記エンジンを始動させる廃熱制御手段と、
前記要求熱量算出手段により算出された要求熱量が前記所定の下限値を下回っている場合、及び前記要求熱量が前記所定の下限値以上であり且つ前記要求熱量に対して前記エンジンの廃熱量では不足する場合に、前記発熱手段を発熱させる発熱制御手段と、
を備えていることを特徴とする車両用暖房装置。 An engine and a generator capable of generating power by the power of the engine and charging power storage means for storing electric power, and applied to an idling stop state in a vehicle that performs idling stop control, and the engine The waste water, which is the heat that raises the cooling water of the engine among the heat generated by the engine, is used to raise the temperature of the cooling water as a heating heat source, and the heating means that is a heat source different from the waste heat is used as electric power. A heating device for a vehicle which also uses a heating heat source as a heat source ,
A required heat amount calculating means for calculating a required heat amount required as the vehicle heating device ;
Of the required heat amount calculated by the required heat amount calculating means, the amount shared by the waste heat of the engine, and is set to be zero for the required heat amount below a predetermined lower limit, An acquisition means for acquiring a waste heat amount that is set so that a fuel efficiency that is a thermal efficiency of the engine becomes a predetermined reference value or more for a predetermined lower limit required heat amount ;
The amount of waste heat of the engine is controlled in accordance with the amount of waste heat acquired by the acquisition means , and the required heat amount calculated by the required heat amount calculation means while the engine is stopped is below the predetermined lower limit value. Waste heat control means for starting the engine when the required heat quantity calculated by the required heat quantity calculation means is equal to or greater than the predetermined lower limit value while maintaining the state in which the engine is stopped ;
When the required heat amount calculated by the required heat amount calculation means is below the predetermined lower limit value, and the required heat amount is not less than the predetermined lower limit value, and the waste heat amount of the engine is insufficient with respect to the required heat amount. when the heating control means for heating the heating means,
A vehicle heating device comprising:
前記車両用暖房装置として要求される要求熱量を算出する要求熱量算出手段と、
当該要求熱量算出手段により算出された要求熱量のうち前記エンジンの廃熱により分担する量であって、所定の下限値を下回る要求熱量に対してはゼロとなるように設定されているとともに、当該所定の下限値の要求熱量に対しては前記エンジンの熱効率である燃費効率が所定以上となる開始基準値となるように設定されている廃熱量を取得する取得手段と、
当該取得手段が取得した廃熱量に応じて前記エンジンの廃熱量を制御し、前記エンジンの停止中において前記要求熱量算出手段により算出された要求熱量が前記所定の下限値を下回っている場合に前記エンジンの停止中である状態を維持させるとともに、前記要求熱量算出手段により算出された要求熱量が前記所定の下限値以上である場合に前記エンジンを始動させる廃熱制御手段と、
前記要求熱量算出手段により算出された要求熱量が前記所定の下限値を下回っている場合、及び前記要求熱量が前記所定の下限値以上であり且つ前記要求熱量に対して前記エンジンの廃熱量では不足する場合に、前記発熱手段を発熱させる発熱制御手段と、
を備えていることを特徴とする車両用暖房装置。 Applied to a hybrid vehicle having an engine and a generator capable of generating electric power by the power of the engine and charging power storage means for storing electric power, and cooling the engine out of the heat generated by the engine together utilizing waste heat is the heat to raise the temperature of the water was raised to the cooling water to and heating the heat source, also the heating heat source by heating by electric power heating means which is different from the heat source and the waste heat A heating device for a vehicle,
A required heat amount calculating means for calculating a required heat amount required as the vehicle heating device ;
Of the required heat amount calculated by the required heat amount calculating means, the amount shared by the waste heat of the engine, and is set to be zero for the required heat amount below a predetermined lower limit, An acquisition means for acquiring a waste heat amount that is set so that a fuel efficiency that is a thermal efficiency of the engine becomes a predetermined reference value or more for a predetermined lower limit required heat amount ;
The amount of waste heat of the engine is controlled in accordance with the amount of waste heat acquired by the acquisition means , and the required heat amount calculated by the required heat amount calculation means while the engine is stopped is below the predetermined lower limit value. Waste heat control means for starting the engine when the required heat quantity calculated by the required heat quantity calculation means is equal to or greater than the predetermined lower limit value while maintaining the state in which the engine is stopped ;
When the required heat amount calculated by the required heat amount calculation means is below the predetermined lower limit value, and the required heat amount is not less than the predetermined lower limit value, and the waste heat amount of the engine is insufficient with respect to the required heat amount. when the heating control means for heating the heating means,
A vehicle heating device comprising:
前記所定の下限値は、前記蓄電手段における残電力量が第１残電力量よりも少ない第２残電力量である場合、前記第１残電力量の場合よりも小さい値となるように設定されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか1に記載の車両用暖房装置。 The heat generating means is an electric heater that generates heat when power is supplied from power storage means for storing electric power in a vehicle,
The predetermined lower limit value is set to be a value smaller than the case of the first remaining power amount when the remaining power amount in the power storage unit is a second remaining power amount that is smaller than the first remaining power amount. The heating device for vehicles according to any one of claims 1 to 4 characterized by things.
前記発熱制御手段は、前記要求熱量算出手段により算出された要求熱量に対して前記廃熱量算出手段により算出された廃熱量では不足する熱量を補うように前記発熱手段を発熱させるとともに、前記廃熱量算出手段により算出された廃熱量が前記要求熱量算出手段により算出された要求熱量を上回る場合には前記発熱手段を発熱させないようにするものであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１に記載の車両用暖房装置。 A waste heat amount calculating means for calculating a waste heat amount when the engine is operated so as to satisfy both the amount of waste heat acquired by the acquisition means and a travel request of a vehicle;
The heat generation control means causes the heat generation means to generate heat so as to supplement a heat quantity that is insufficient in the waste heat quantity calculated by the waste heat quantity calculation means with respect to the required heat quantity calculated by the required heat quantity calculation means, and the waste heat quantity any waste heat amount calculated by the calculation means according to claim 1 to 5, characterized in that when exceeding a request heat calculated by the heat value demand calculating means is intended to prevent by heating the heating means The vehicle heating device according to claim 1.
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