JP6206275B2 - 車両 - Google Patents

Description

本発明は、蓄電装置の出力を用いて走行することができる車両に関する。

エンジンおよび組電池を搭載した車両（いわゆるハイブリッド車両）は、エンジンを始動させずに、組電池の出力を用いて走行することができる。ハイブリッド車両では、エンジンの冷却液の温度が始動閾値よりも低いとき、エンジンを始動させるようにしている。

一方、特許文献１に記載の技術では、家庭用電源からの電力を用いて、車両に搭載された組電池（バッテリ）を充電するとき、家庭用電源からの電力をブロックヒータに供給している。そして、ブロックヒータを発熱させて、エンジンの冷却液を加熱している。

特開２００８−１２６９７０号公報

特許文献１のように家庭用電源からの電力を用いて組電池を充電した後に車両の走行を開始するとき、エンジンの冷却液の温度が始動閾値よりも低ければ、エンジンが始動してしまう。組電池を充電した後であれば、組電池の出力を用いて車両を走行し続けることができるにも関わらず、上述したようにエンジンが始動してしまうと、乗員に違和感を与えてしまう。

冷却液を加熱すれば、冷却液の温度を始動閾値以上にすることができ、エンジンを始動させずに車両の走行を開始させることができる。ここで、特許文献１では、ブロックヒータを用いてエンジンの冷却液を加熱しているが、この目的は、エンジンの暖機時間を短縮させるためであり、エンジンを始動させずに車両の走行を開始させるためではない。

一方、ヒータを用いて冷却液を加熱しただけでは、冷却液の温度を上昇させにくい。具体的には、冷却液を加熱したとき、冷却液の熱は、エンジンルームの前方に設けられたフロントグリルを通過して車両の外部に放出されやすい。このため、冷却液を加熱しても冷却液の温度が上昇しにくくなり、冷却液の温度を始動閾値以上にするためには、ヒータに供給される電力が増加しやすくなる。

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、エンジンの冷却液を加熱しやすくし、組電池の充電を終了した後の車両の走行時にエンジンが始動することを抑制することにある。

本発明の車両は、車両を走行させるための動力源となるエンジンおよび蓄電装置と、コントローラとを有する。蓄電装置は、車両の外部に設置された外部電源からの電力によって充電することができる。コントローラは、シャッタおよびヒータの駆動を制御する。シャッタは、車両のフロントグリルから、エンジンが収容されたエンジンルームに取り込まれる空気の移動経路に配置されており、移動経路を閉じる閉じ状態と、移動経路を開く開き状態の間で切り替わる。ヒータは、外部電源からの電力を受けて発熱し、エンジンの冷却液の温度を上昇させる。冷却液の温度は、温度センサによって検出される。

コントローラは、冷却液の温度がエンジンを始動させる始動閾値（温度）よりも低いとき、エンジンを始動する。また、冷却液の温度が始動閾値以上の第１閾値（温度）よりも低いとき、コントローラは、冷却液の温度が第１閾値以上となるまでヒータを駆動する。そして、コントローラは、ヒータを駆動している間にシャッタを閉じ状態に駆動する。

ヒータを駆動している間とは、ヒータの駆動を開始してから終了するまでの間の期間である。このため、例えば、ヒータの駆動を開始するときに、シャッタを閉じ状態に駆動することができる。また、ヒータの駆動を開始した後に、シャッタを閉じ状態に駆動することができる。

ヒータを駆動している間にシャッタを閉じ状態に駆動することにより、ヒータによって加熱された冷却液の熱が、上述した空気の移動経路を通過して車両の外部に放出されることを抑制できる。これにより、ヒータの駆動によって、冷却液の温度を上昇させやすくなる。また、冷却液の温度を上昇させやすくなれば、過剰な電力をヒータに供給しなくてもよい。すなわち、ヒータの消費電力を低減することができる。

外部電源からの電力によって蓄電装置を充電した後には、蓄電装置の出力を用いて車両を走行させることができる。ヒータの駆動によって、冷却液の温度を第１閾値以上とすることにより、車両の走行を開始するとき、冷却液の温度低下に起因するエンジンの始動を防止できる。すなわち、エンジンを始動させることなく、車両の走行を開始することができる。

本発明の車両は、第１モードおよび第２モードにおいて走行可能である。第１モードは、蓄電装置のＳＯＣが基準値よりも高いとき、蓄電装置を用いて走行するモード（後述するＣＤモードやＥＶモード）である。第２モードは、ＳＯＣが基準値以下であるとき、基準値以下の所定範囲内でＳＯＣが変化するように、エンジンおよび蓄電装置を併用して走行するモード（後述するＣＳモードやＨＶモード）である。

シャッタを閉じ状態に駆動したとき、冷却液の温度が第２閾値（温度）以上となるまで、シャッタを閉じ状態に維持することができる。ここで、冷却液の温度が第１閾値以上になれば、ヒータの駆動を終了するが、第２閾値は第１閾値よりも高いため、ヒータの駆動を終了しても、シャッタは閉じ状態に維持される。ヒータの駆動を終了した後には、上述したように、蓄電装置の出力を用いて車両の走行を開始できるが、車両の走行を開始した後でも、シャッタを閉じ状態に維持することができる。

車両の走行を開始すると、走行風が発生する。車両の走行を開始した後も、シャッタを閉じ状態に維持すれば、走行風がフロントグリルを通過してエンジンルームに流れ込むことを抑制でき、冷却液の温度が低下することを抑制できる。これにより、車両の走行中において、冷却液の温度が始動閾値よりも低下してエンジンが始動されてしまうことを抑制できる。すなわち、エンジンを始動させることなく、蓄電装置の出力を用いた車両の走行を継続することができる。

ここで、ヒータの電源は外部電源となるため、車両の走行中において、ヒータを発熱させることができない。そこで、冷却液の温度が低下することを抑制するためには、上述したように、車両の走行を開始した後も、シャッタを閉じ状態に維持することが好ましい。

シャッタを閉じ状態に駆動したとき、冷却液の温度が第１閾値以上となるまで、シャッタを閉じ状態に維持することができる。ここで、冷却液の温度が第１閾値以上となるまで、ヒータが駆動される。したがって、ヒータの駆動を終了するまで、シャッタを閉じ状態に維持できる。これにより、ヒータの駆動を終了するまでは、冷却液の熱が車両の外部に放出されることを抑制でき、ヒータの駆動によって、冷却液の温度を上昇させやすくなる。

電池システムの構成を示す図である。 シャッタが配置される位置を説明する図である。 シャッタの構造を示す概略図である。 ＣＤモードおよびＣＳモードを説明する図である。 エンジンヒータの駆動制御を説明するフローチャートである。 シャッタの駆動制御を説明するフローチャートである。 シャッタが閉じ状態および開き状態にあるとき、走行中における冷却液の温度変化を示す図である。

以下、本発明の実施例について説明する。

図１は、本実施例の電池システムの構成を示す。図１に示す電池システムは、車両（いわゆるハイブリッド車両）に搭載されている。この車両は、後述するように、車両を走行させるための動力源として、組電池（本発明の蓄電装置に相当する）およびエンジンを備えている。

組電池１０は、直列に接続された複数の単電池１１を有する。単電池１１としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。また、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタを用いることができる。本実施例の組電池１０では、すべての単電池１１が直列に接続されているが、組電池１０には、並列に接続された複数の単電池１１が含まれていてもよい。

監視ユニット２０は、組電池１０の電圧値Ｖｂを検出し、検出結果をコントローラ４０に出力する。なお、監視ユニット２０は、単電池１１の電圧値を検出することもできる。電池温度センサ２１は、組電池１０の温度（電池温度）Ｔｂを検出し、検出結果をコントローラ４０に出力する。電流センサ２２は、組電池１０の電流値Ｉｂを検出し、検出結果をコントローラ４０に出力する。本実施例において、組電池１０を放電しているときの電流値Ｉｂとして、正の値が用いられ、組電池１０を充電しているときの電流値Ｉｂとして、負の値が用いられる。

組電池１０の正極端子には、正極ラインＰＬが接続され、組電池１０の負極端子には、負極ラインＮＬが接続されている。組電池１０は、正極ラインＰＬおよび負極ラインＮＬを介して、インバータ２３と接続されている。正極ラインＰＬには、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂが設けられ、負極ラインＮＬには、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇが設けられている。

システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇは、コントローラ４０からの駆動信号を受けて、オンおよびオフの間で切り替わる。コントローラ４０は、イグニッションスイッチのオンに関する指令を受けて、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇをオフからオンに切り替える。これにより、組電池１０およびインバータ２３を接続することができ、図１に示す電池システムが起動状態（Ready-On）となる。電池システムが起動状態にあるときには、以下に説明するように、車両を走行させることができる。

インバータ２３は、組電池１０から出力された直流電力を交流電力に変換し、交流電力をモータ・ジェネレータＭＧ２に出力する。モータ・ジェネレータＭＧ２は、インバータ２３から出力された交流電力を受けて動力（運動エネルギ）を生成する。モータ・ジェネレータＭＧ２が生成した動力を駆動輪２４に伝達することにより、車両を走行させることができる。

また、モータ・ジェネレータＭＧ２は、車両の制動時に発生する運動エネルギを交流電力に変換し、交流電力をインバータ２３に出力する。インバータ２３は、モータ・ジェネレータＭＧ２からの交流電力を直流電力に変換し、直流電力を組電池１０に出力する。これにより、組電池１０は、回生電力を蓄えることができる。

動力分割機構２５は、エンジン２６の動力を、駆動輪２４に伝達したり、モータ・ジェネレータＭＧ１に伝達したりする。モータ・ジェネレータＭＧ１は、エンジン２６の動力を受けて発電を行う。モータ・ジェネレータＭＧ１が生成した交流電力は、インバータ２３を介して、モータ・ジェネレータＭＧ２に供給されたり、組電池１０に供給されたりする。モータ・ジェネレータＭＧ１が生成した電力を、モータ・ジェネレータＭＧ２に供給すれば、モータ・ジェネレータＭＧ２が生成した動力によって、駆動輪２４を駆動することができる。モータ・ジェネレータＭＧ１が生成した電力を組電池１０に供給すれば、組電池１０を充電することができる。

組電池１０およびインバータ２３の間の電流経路には、昇圧回路（図示せず）を設けることができる。昇圧回路は、組電池１０の出力電圧を昇圧し、昇圧後の電力をインバータ２３に出力することができる。また、昇圧回路は、インバータ２３の出力電圧を降圧し、降圧後の電力を組電池１０に出力することができる。

組電池１０の正極端子およびシステムメインリレーＳＭＲ−Ｂの間の正極ラインＰＬには、充電ラインＣＨＬ１が接続されている。組電池１０の負極端子およびシステムメインリレーＳＭＲ−Ｇの間の負極ラインＮＬには、充電ラインＣＨＬ２が接続されている。充電ラインＣＨＬ１，ＣＨＬ２は、充電器３１に接続されている。

充電器３１および正極ラインＰＬを接続する充電ラインＣＨＬ１には、充電リレーＣＨＲ−Ｂが設けられている。充電器３１および負極ラインＮＬを接続する充電ラインＣＨＬ２には、充電リレーＣＨＲ−Ｇが設けられている。充電リレーＣＨＲ−Ｂ，ＣＨＲ−Ｇは、コントローラ４０からの駆動信号を受けて、オンおよびオフの間で切り替わる。

充電器３１には、充電ラインＣＨＬ１，ＣＨＬ２を介して、インレット（いわゆるコネクタ）３２が接続されている。インレット３２には、充電プラグ（いわゆるコネクタ）３３が接続される。すなわち、充電プラグ３３をインレット３２に接続したり、充電プラグ３３をインレット３２から外したりすることができる。充電プラグ３３は、ケーブルを介して交流電源３４と接続されている。充電プラグ３３および交流電源３４は、車両とは別に、車両の外部に設置されている。交流電源３４としては、例えば、商用電源が用いられる。

充電プラグ３３をインレット３２に接続し、充電リレーＣＨＲ−Ｂ，ＣＨＲ−Ｇをオンにすることにより、交流電源３４からの電力を組電池１０に供給して、組電池１０を充電することができる。この充電を外部充電という。充電器３１は、交流電源３４から供給された交流電力を直流電力に変換し、直流電力を組電池１０に出力する。また、充電器３１は、交流電源３４の出力電圧を昇圧し、昇圧後の電力を組電池１０に出力することができる。充電器３１の動作は、コントローラ４０によって制御される。外部充電を終了させるとき、コントローラ４０は、充電リレーＣＨＲ−Ｂ，ＣＨＲ−Ｇをオンからオフに切り替える。

外部充電を行うことにより、組電池１０のＳＯＣ（State of Charge）を上昇させることができる。ＳＯＣとは、満充電容量に対する現在の充電容量の割合である。外部充電の処理は公知であるため、この処理の詳細な説明は省略する。以下、外部充電の処理について、簡単に説明する。

組電池１０のＳＯＣが目標値に到達したときに、外部充電を終了させることができる。具体的には、コントローラ４０は、外部充電を行っている間、組電池１０のＳＯＣを監視し、ＳＯＣが目標値以上となったときに外部充電を終了させることができる。組電池１０のＳＯＣは、公知のように、電圧値Ｖｂや電流値Ｉｂに基づいて算出できる。

一方、外部充電を開始してからの電力量が目標電力量に到達したときに、外部充電を終了させることができる。具体的には、コントローラ４０は、外部充電を行っている間、電力量を算出し続け、この電力量が目標電力量以上となったときに外部充電を終了させることができる。電力量は、電圧値Ｖｂおよび電流値Ｉｂに基づいて算出できる。

外部充電を行うときには、外部充電を終了させる時刻（充電終了時刻）や、車両１００の走行を開始させる時刻（走行開始時刻）を設定することができる。充電終了時刻又は走行開始時刻を設定したとき、コントローラ４０は、充電終了時刻又は走行開始時刻までに外部充電を終了するように外部充電を開始させる。ここで、外部充電を開始してから終了するまでの時間を把握すれば、外部充電を開始させる時刻を特定できる。

外部充電によって、組電池１０のＳＯＣを目標値に到達させるとき、外部充電を開始するときの現在のＳＯＣを算出すれば、現在のＳＯＣおよび目標値の差分を算出できる。この差分に基づいて、外部充電を開始してから終了するまでの時間を把握でき、外部充電を開始させる時刻を特定できる。一方、外部充電によって、電力量を目標電力量に到達させるとき、目標電力量に基づいて、外部充電を開始してから終了するまでの時間を把握できる。そして、この時間に基づいて、外部充電を開始させる時刻を特定できる。

外部充電を行うシステムは、図１に示す構成に限るものではない。すなわち、車両の外部に設置された電源（外部電源）を用いて、組電池１０を充電することができればよい。例えば、外部電源としては、交流電源３４に加えて、又は交流電源３４の代わりに、直流電源を用いることができる。また、ケーブルを用いずに電力を供給するシステム（いわゆる非接触充電システム）を用いることができる。非接触充電システムとしては、公知の構成を適宜採用することができる。

一方、充電ラインＣＨＬ１を、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂおよびインバータ２３の間の正極ラインＰＬに接続することができる。また、充電ラインＣＨＬ２を、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇおよびインバータ２３の間の負極ラインＮＬに接続することができる。この場合において、外部充電を行うときには、充電リレーＣＨＲ−Ｂ，ＣＨＲ−ＧおよびシステムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇがオンになる。

コントローラ４０は、メモリ４１を有する。メモリ４１は、所定の情報を記憶する。メモリ４１は、コントローラ４０に内蔵されているが、コントローラ４０の外部にメモリ４１を設けることもできる。冷却液温度センサ（本発明の温度センサに相当する）５１は、エンジン２６の冷却液の温度Ｔｗを検出し、検出結果をコントローラ４０に出力する。エンジン２６の冷却液は、エンジン２６の冷却に用いられる。

エンジンヒータ５２は、エンジン２６を加熱するために用いられ、エンジンヒータ５２から発生した熱はエンジン２６に伝達される。エンジン２６を加熱する場合には、エンジン２６の冷却液を加熱したり、エンジンオイルを加熱したりすればよい。エンジン２６を加熱することにより、冷却液の温度Ｔｗが上昇する。

エンジンヒータ５２は、エンジン２６を加熱することができればよく、公知の構成を適宜採用することができる。例えば、エンジンヒータ５２として、通電によって発熱する素子を用いることができる。エンジンヒータ５２の電源としては、外部電源（交流電源３４など）が用いられる。すなわち、外部充電を行うときに、外部電源からの電力をエンジンヒータ５２に供給することにより、エンジンヒータ５２を駆動することができる。ここで、エンジンヒータ５２の電源は外部電源となるため、車両の走行中にエンジンヒータ５２を駆動することはできない。

ここで、充電ラインＣＨＬ１，ＣＨＬ２には、電力供給ラインＳＬ１，ＳＬ２がそれぞれ接続されている。具体的には、電力供給ラインＳＬ１は、充電リレーＣＨＲ−Ｂおよび正極ラインＰＬを接続する充電ラインＣＨＬ１に接続されている。また、電力供給ラインＳＬ２は、充電リレーＣＨＲ−Ｇおよび負極ラインＮＬを接続する充電ラインＣＨＬ２に接続されている。

電力供給ラインＳＬ１，ＳＬ２には、ＤＣ／ＤＣコンバータ５３が接続されている。充電リレーＣＨＲ−Ｂ，ＣＨＲ−Ｇがオンであるとき、充電器３１からの電力をＤＣ／ＤＣコンバータ５３に供給することができる。エンジンヒータ５２は、電力供給ラインＳＬ１，ＳＬ２を介して、ＤＣ／ＤＣコンバータ５３と接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ５３によって電圧が変換された後の電力は、エンジンヒータ５２に供給される。コントローラ４０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５３の動作を制御する。

シャッタ６１は、コントローラ４０からの駆動信号を受けて、閉じ状態および開き状態の間で切り替わる。図２に示すように、車両１００のフロントには、フロントグリル６２が設けられている。フロントグリル６２は、車両１００の前方からの空気をエンジンルーム１１０に取り込むために用いられる。エンジンルーム１１０には、エンジン２６、ラジエータ６３およびシャッタ６１が収容されており、ラジエータ６３にはエンジン２６の冷却液が流れる。シャッタ６１は、ラジエータ６３およびフロントグリル６２の間に配置され、フロントグリル６２からエンジンルーム１１０に取り込まれる空気の移動経路に配置されている。

図３は、シャッタ６１の構造を示す概略図である。シャッタ６１は、枠体６１ａと、遮蔽板６１ｂと、回転軸６１ｃとを有する。回転軸６１ｃは、モータと連結されており、モータからの動力を受けて回転する。モータの駆動は、コントローラ４０によって行われる。また、モータの電源としては、車両１００に搭載された補機電池を用いることができる。回転軸６１ｃには遮蔽板６１ｂが固定されているため、回転軸６１ｃの回転に応じて、遮蔽板６１ｂが回転する。

図３に示すように、シャッタ６１が閉じ状態にあるとき、遮蔽板６１ｂは、枠体６１ａによって形成された開口部Ａを塞いでいる。すなわち、フロントグリル６２からエンジンルーム１１０に取り込まれる空気の移動経路は、シャッタ６１によって閉じられている。これにより、フロントグリル６２を介して、エンジンルーム１１０と車両１００の外部との間で空気が移動することが抑制される。

一方、シャッタ６１が開き状態にあるとき、遮蔽板６１ｂは開口部Ａを塞いでいない。すなわち、フロントグリル６２からエンジンルーム１１０に取り込まれる空気の移動経路は、シャッタ６１によって開かれている。これにより、フロントグリル６２を介して、エンジンルーム１１０と車両１００の外部との間で空気が移動することができる。

本実施例の車両１００では、走行モードとして、ＣＤ（Charge Depleting）モードおよびＣＳ（Charge Sustain）モードが設定される。ＣＤモードでは、組電池１０の出力だけを用いた走行、言い換えれば、モータ・ジェネレータＭＧ２の動力だけを用いた走行が優先的に行われる。組電池１０のＳＯＣが基準値ＳＯＣ＿ｒｅｆよりも高いときには、ＣＤモードの走行を行うことができる。

ＣＳモードでは、組電池１０およびエンジン２６の出力を併用した走行が優先的に行われる。組電池１０のＳＯＣが基準値ＳＯＣ＿ｒｅｆ以下であるときには、ＣＳモードの走行を行うことができる。ＣＤモードおよびＣＳモードの設定は、コントローラ４０によって行われる。図４には、ＣＤモードおよびＣＳモードにおける組電池１０のＳＯＣの挙動（一例）を示す。図４において、縦軸は組電池１０のＳＯＣであり、横軸は時間である。

車両１００の走行時において、組電池１０のＳＯＣが基準値ＳＯＣ＿ｒｅｆよりも高いとき、コントローラ４０は、ＣＤモードを設定する。一方、車両１００の走行時において、組電池１０のＳＯＣが基準値ＳＯＣ＿ｒｅｆ以下であるとき、コントローラ４０は、ＣＳモードを設定する。したがって、組電池１０のＳＯＣが基準値ＳＯＣ＿ｒｅｆよりも高い間は、ＣＤモードの走行が継続される。ＣＤモードの走行では、車両１００の走行に応じて組電池１０のＳＯＣが低下する。組電池１０のＳＯＣが基準値ＳＯＣ＿ｒｅｆに到達すると、ＣＤモードからＣＳモードに切り替わる。

ＣＳモードでは、組電池１０およびエンジン２６を併用しているため、組電池１０のＳＯＣが低下することが抑制される。具体的には、基準値ＳＯＣ＿ｒｅｆ以下の所定範囲ΔＳＯＣ内において組電池１０のＳＯＣが変化するように、組電池１０の充放電が制御される。所定範囲ΔＳＯＣは、上限ＳＯＣおよび下限ＳＯＣによって規定され、図４に示すように上限ＳＯＣを基準値ＳＯＣ＿ｒｅｆとすることができる。

ここで、組電池１０のＳＯＣが上限ＳＯＣに到達したときには、組電池１０の放電を積極的に行い、組電池１０のＳＯＣを低下させる。また、組電池１０のＳＯＣが下限ＳＯＣに到達したときには、組電池１０の充電を積極的に行い、組電池１０のＳＯＣを上昇させる。組電池１０のＳＯＣを上昇させるときには、回生電力や、エンジン２６の動力によってモータ・ジェネレータＭＧ１を発電したときの電力が用いられる。これにより、組電池１０のＳＯＣを所定範囲ΔＳＯＣ内で変化させることができる。

ＣＤモードおよびＣＳモードでは、モータ・ジェネレータＭＧ２の動力（組電池１０の出力）だけを用いて走行する状態と、エンジン２６の動力およびモータ・ジェネレータＭＧ２の動力（組電池１０の出力）を用いて走行する状態とが存在する。ここで、ＣＤモードおよびＣＳモードでは、エンジン２６を始動させる要求出力（エンジン始動出力という）が異なる。具体的には、ＣＤモードでのエンジン始動出力は、ＣＳモードでのエンジン始動出力よりも高い。ＣＤモードおよびＣＳモードにおけるエンジン始動出力は、予め設定することができる。エンジン始動出力は、エンジン２６の回転数およびトルクによって規定される。

アクセルペダルの操作などによって車両１００に要求される出力が、ＣＤモードでのエンジン始動出力よりも低いときには、エンジン２６が停止した状態において、モータ・ジェネレータＭＧ２の動力だけを用いて車両１００の走行（ＣＤモードの走行）が行われる。一方、車両１００に要求される出力が、ＣＤモードでのエンジン始動出力以上であるときには、エンジン２６およびモータ・ジェネレータＭＧ２の動力を用いて車両１００の走行（ＣＤモードの走行）が行われる。

なお、ＷＯＴ（Wide Open Throttle）などの限られた走行状態において、車両１００に要求される出力が、ＣＤモードでのエンジン始動出力以上となる。このため、ＣＤモードでは、モータ・ジェネレータＭＧ２の動力だけを用いた走行が優先的に行われる。

車両１００に要求される出力が、ＣＳモードでのエンジン始動出力よりも低いときには、エンジン２６が停止した状態において、モータ・ジェネレータＭＧ２の動力だけを用いた車両１００の走行（ＣＳモードの走行）が行われる。一方、車両１００に要求される出力が、ＣＳモードでのエンジン始動出力以上であるときには、エンジン２６およびモータ・ジェネレータＭＧ２の動力を用いて車両１００の走行（ＣＳモードの走行）が行われる。

なお、車両１００に要求される出力が、ＣＳモードでのエンジン始動出力よりも低くなるときは、アイドリング運転などの運転状態に限られている。このため、ＣＳモードでは、エンジン２６およびモータ・ジェネレータＭＧ２の動力を用いた走行が優先的に行われる。

外部充電を行うことにより、組電池１０のＳＯＣは、基準値ＳＯＣ＿ｒｅｆよりも高くなる。このため、外部充電を終了した後では、ＣＤモードの走行を行うことができる。

本実施例では、車両１００の走行モードを、ＣＤモードおよびＣＳモードの間で切り替えているが、これに限るものではない。具体的には、車両１００の走行モードを、ＥＶ（Electric Vehicle）モードおよびＨＶ（Hybrid Vehicle）モードの間で切り替えることもできる。ＥＶモードでは、組電池１０の充放電だけによって車両１００を走行させるモードである。エンジン２６を始動させないＥＶモードは、エンジン２６を始動させることもあるＣＤモードと区別される。一方、ＨＶモードは、組電池１０のＳＯＣを所定範囲ΔＳＯＣ内で変化させる点において、ＣＳモードと同じである。

次に、エンジンヒータ５２を駆動するときの処理について、図５に示すフローチャートを用いて説明する。図５に示す処理は、コントローラ４０によって実行される。また、図５に示す処理が開始されるときには、充電プラグ３３がインレット３２に接続され、充電リレーＣＨＲ−Ｂ，ＣＨＲ−Ｇがオンになっている。このため、外部充電が行われるときに、図５に示す処理が行われる。

ステップＳ１０１において、コントローラ４０は、冷却液温度センサ５１を用いて、冷却液の温度Ｔｗを検出する。このときの冷却液の温度Ｔｗは、外気温度の影響を受ける。例えば、車両１００を走行させずに放置している時間が長くなるほど、冷却液の温度Ｔｗは、外気温度と等しくなる。

ステップＳ１０２において、コントローラ４０は、ステップＳ１０１の処理で検出した冷却液の温度Ｔｗが第１閾値Ｔｗ＿ｔｈ１よりも低いか否かを判別する。第１閾値Ｔｗ＿ｔｈ１は、エンジン２６を始動させるときの始動閾値Ｔｗ＿ｔｈ＿ｅｎｇ以上の温度Ｔｗであり、適宜設定することができる。ここで、エンジン２６を始動しにくくするためには、第１閾値Ｔｗ＿ｔｈ１を始動閾値Ｔｗ＿ｔｈ＿ｅｎｇよりも高くしておくことが好ましい。第１閾値Ｔｗ＿ｔｈ１は予め設定しておくことができ、第１閾値Ｔｗ＿ｔｈ１を特定する情報は、メモリ４１に記憶しておくことができる。

ここで、車両１００の走行を開始するとき、又は、車両１００を走行しているとき、冷却液の温度Ｔｗが始動閾値Ｔｗ＿ｔｈ＿ｅｎｇよりも低くなると、コントローラ４０は、エンジン２６を始動させる。このため、冷却液の温度Ｔｗが始動閾値Ｔｗ＿ｔｈ＿ｅｎｇよりも低くなると、ＣＤモードやＥＶモードにおいて、組電池１０の出力だけを用いて走行できるにも関わらず、エンジン２６が始動されてしまう。

冷却液の温度Ｔｗが第１閾値Ｔｗ＿ｔｈ１以上であるとき、コントローラ４０は、図５に示す処理を終了する。一方、冷却液の温度Ｔｗが第１閾値Ｔｗ＿ｔｈ１よりも低いとき、コントローラ４０は、ステップＳ１０３において、エンジンヒータ５２の駆動を開始する。具体的には、コントローラ４０は、充電器３１およびＤＣ／ＤＣコンバータ５３の動作を制御することにより、交流電源３４からの電力をエンジンヒータ５２に供給する。これにより、エンジンヒータ５２が発熱し、冷却液の温度Ｔｗを上昇させることができる。

ステップＳ１０４において、コントローラ４０は、シャッタ６１を閉じ状態に駆動する。ここで、ステップＳ１０４の処理を開始する前にシャッタ６１が開き状態にあれば、ステップＳ１０４の処理によって、シャッタ６１が開き状態から閉じ状態に切り替わる。一方、シャッタ６１が既に閉じ状態であれば、この閉じ状態が維持される。

ステップＳ１０５において、コントローラ４０は、冷却液温度センサ５１を用いて、冷却液の温度Ｔｗを検出する。ステップＳ１０６において、コントローラ４０は、ステップＳ１０５の処理で検出した冷却液の温度Ｔｗが第１閾値Ｔｗ＿ｔｈ１以上であるか否かを判別する。冷却液の温度Ｔｗが第１閾値Ｔｗ＿ｔｈ１よりも低いとき、コントローラ４０は、ステップＳ１０５の処理に戻る。すなわち、コントローラ４０は、冷却液の温度Ｔｗが第１閾値Ｔｗ＿ｔｈ１以上となるまで待機する。

冷却液の温度Ｔｗが第１閾値Ｔｗ＿ｔｈ１以上であるとき、コントローラ４０は、ステップＳ１０７において、エンジンヒータ５２の駆動を終了する。具体的には、コントローラ４０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５３の動作を制御することにより、エンジンヒータ５２への電力供給を停止させる。

図５に示す処理では、冷却液の温度Ｔｗが第１閾値Ｔｗ＿ｔｈ１よりも低いとき、エンジンヒータ５２の駆動を開始するとともに、シャッタ６１を閉じ状態に駆動している。ここで、エンジンヒータ５２を駆動している途中にシャッタ６１を閉じ状態に駆動することもできる。エンジンヒータ５２の駆動を開始して、冷却液の温度Ｔｗが第１閾値Ｔｗ＿ｔｈ１以上となるまでには、通常、時間を要する。したがって、エンジンヒータ５２を駆動している途中であっても、シャッタ６１を閉じ状態に駆動することができる。

具体的には、所定時間を予め設定しておき、エンジンヒータ５２の駆動を開始して所定時間が経過したときに、シャッタ６１を閉じ状態に駆動することができる。所定時間とは、エンジンヒータ５２の駆動を開始してから、冷却液の温度Ｔｗが第１閾値Ｔｗ＿ｔｈ１に到達するまでの時間よりも短い時間である。エンジンヒータ５２の駆動を開始してから、冷却液の温度Ｔｗが第１閾値Ｔｗ＿ｔｈ１に到達するまでの時間は、エンジンヒータ５２の駆動を開始するときの冷却液の温度Ｔｗに依存する。この点を考慮して、上述した所定時間を設定することができる。このように、エンジンヒータ５２の駆動中であれば、シャッタ６１を閉じ状態に駆動することができる。エンジンヒータ５２の駆動中とは、エンジンヒータ５２の駆動を開始するタイミングから、エンジンヒータ５２の駆動を終了するタイミングまでの間の期間である。

図５に示す処理は、交流電源３４からの電力をエンジンヒータ５２に供給できる状態であれば、いかなる時間帯に行ってもよい。ここで、外部充電を終了したときには、充電リレーＣＨＲ−Ｂ，ＣＨＲ−Ｇがオフになり、エンジンヒータ５２に電力を供給できなくなる。このため、外部充電を終了するまでの時間帯において、図５に示す処理を行うことができる。

上述したように、図５に示す処理は外部充電を行うときに行われるため、図５に示す処理によれば、外部充電を終了したときに、冷却液の温度Ｔｗを第１閾値Ｔｗ＿ｔｈ１以上とすることができる。また、外部充電を終了した後では、ＣＤモードの走行が開始される。したがって、図５に示す処理によれば、ＣＤモードの走行を開始するときに、冷却液の温度Ｔｗを第１閾値Ｔｗ＿ｔｈ１以上とすることができる。第１閾値Ｔｗ＿ｔｈ１は、始動閾値Ｔｗ＿ｔｈ＿ｅｎｇ以上であるため、ＣＤモードの走行を開始するときに、冷却液の温度Ｔｗが始動閾値Ｔｗ＿ｔｈ＿ｅｎｇよりも低くなりエンジン２６が始動されてしまうことを防止できる。

また、図５に示す処理によれば、エンジンヒータ５２を駆動するときに、シャッタ６１が閉じ状態となる。このため、エンジンヒータ５２によって加熱された冷却液の熱が、シャッタ６１の開口部Ａやフロントグリル６２を通過して車両１００の外部に放出されることを抑制できる。これに伴い、エンジンヒータ５２の駆動によって、冷却液の温度Ｔｗを上昇させやすくなる。また、冷却液の温度Ｔｗを上昇させるために、エンジンヒータ５２に供給される電力が増加してしまうことを抑制できる。すなわち、エンジンヒータ５２に過剰な電力を供給しなくても、冷却液の温度Ｔｗを第１閾値Ｔｗ＿ｔｈ１以上とすることができる。

次に、シャッタ６１の駆動制御について、図６に示すフローチャートを用いて説明する。図６に示す処理は、所定の周期で繰り返して行われ、コントローラ４０によって実行される。図６に示す処理は、図５に示す処理によってシャッタ６１が閉じ状態に駆動されたときに行うことができる。

ステップＳ２０１において、コントローラ４０は、冷却液温度センサ５１を用いて、冷却液の温度Ｔｗを検出する。ステップＳ２０２において、コントローラ４０は、ステップＳ２０１の処理で検出した冷却液の温度Ｔｗが第２閾値Ｔｗ＿ｔｈ２以上であるか否かを判別する。第２閾値Ｔｗ＿ｔｈ２は、上述した第１閾値Ｔｗ＿ｔｈ１よりも高い温度Ｔｗである。第２閾値Ｔｗ＿ｔｈ２は予め設定しておくことができ、第２閾値Ｔｗ＿ｔｈ２を特定する情報は、メモリ４１に記憶しておくことができる。

冷却液の温度Ｔｗが第２閾値Ｔｗ＿ｔｈ２よりも低いとき、コントローラ４０は、図６に示す処理を終了する。このとき、シャッタ６１は閉じ状態に維持される。すなわち、冷却液の温度Ｔｗが第２閾値Ｔｗ＿ｔｈ２以上となるまで、シャッタ６１は閉じ状態に維持される。一方、冷却液の温度Ｔｗが第２閾値Ｔｗ＿ｔｈ２以上であるとき、コントローラ４０は、ステップＳ２０３において、シャッタ６１の駆動制御を変更する。例えば、ＣＳモードの走行中にエンジン２６が始動されると、冷却液の温度Ｔｗが第２閾値Ｔｗ＿ｔｈ２以上となることがある。

ステップＳ２０３において、コントローラ４０は、シャッタ６１を閉じ状態に維持する制御から、車両１００の走行安定性を確保するためのシャッタ６１の駆動制御に切り替える。走行安定性を確保するためのシャッタ６１の駆動制御では、公知のように、揚力やダウンフォースを発生させるために、車両１００の走行状態（例えば、走行速度）に応じてシャッタ６１の駆動が制御される。シャッタ６１の駆動制御を変更した後では、シャッタ６１が閉じ状態から開き状態に切り替わることもあるし、シャッタ６１が閉じ状態に維持されることもある。

図５および図６に示す処理によれば、エンジンヒータ５２の駆動を終了しても、冷却液の温度Ｔｗが第２閾値Ｔｗ＿ｔｈ２以上となるまでは、図６に示すステップＳ２０３の処理が行われない。すなわち、エンジンヒータ５２の駆動を終了した後も、冷却液の温度Ｔｗが第２閾値Ｔｗ＿ｔｈ２以上となるまでは、シャッタ６１は閉じ状態に維持される。このため、外部充電を終了して車両１００の走行（ＣＤモードの走行）を開始した後においても、シャッタ６１を閉じ状態に維持することができる。この場合において、図６に示す処理は、外部充電を終了し、車両１００の走行が開始された後も行われる。

ＣＤモードでの走行を開始すると、走行風が発生する。ここで、閉じ状態のシャッタ６１によって、走行風がエンジンルーム１１０に進入することが抑制され、走行風によって冷却液の温度Ｔｗが低下することを抑制できる。したがって、ＣＤモードの走行中において、冷却液の温度Ｔｗが始動閾値Ｔｗ＿ｔｈ＿ｅｎｇよりも低くなり、エンジン２６が始動されてしまうことを抑制できる。言い換えれば、エンジン２６を始動させることなく、ＣＤモードの走行を継続させることができる。

本実施例では、エンジンヒータ５２の電源は外部電源（交流電源３４など）だけとなるため、車両１００の走行中にエンジンヒータ５２を駆動させることができない。そこで、冷却液の温度Ｔｗが低下することを抑制するためには、ＣＤモードの走行中にもシャッタ６１を閉じ状態にしておくことが好ましい。

なお、図６に示すステップＳ２０２の処理では、第２閾値Ｔｗ＿ｔｈ２の代わりに、図５の処理で説明した第１閾値Ｔｗ＿ｔｈ１を用いることもできる。すなわち、ステップＳ２０２の処理において、冷却液の温度Ｔｗが第１閾値Ｔｗ＿ｔｈ１以上であるか否かを判別することもできる。

この場合には、エンジンヒータ５２の駆動を終了するときに、ステップＳ２０３の処理が行われる。ここで、図６に示すステップＳ２０１，Ｓ２０２の処理は、図５に示すステップＳ１０５，Ｓ１０６の処理と同じになるため、図５に示すステップＳ１０７の処理とともに、図６に示すステップＳ２０３の処理を行うことができる。この場合において、図６に示す処理は、外部充電を行うときに行われる。

また、エンジンヒータ５２の駆動が終了するまで、シャッタ６１が閉じ状態に維持される。これにより、エンジンヒータ５２の駆動が終了するまで、エンジンヒータ５２によって加熱された冷却液の熱が車両１００の外部に放出されることを抑制でき、冷却液の温度Ｔｗを上昇させやすくなる。

図７には、シャッタ６１が閉じ状態および開き状態のそれぞれの状態にあるときにおいて、所定の走行パターンで車両１００を走行させたときにおける冷却液の温度Ｔｗの変化（一例）を示している。図７において、縦軸は冷却液の温度Ｔｗであり、横軸は走行距離である。

図７に示すように、シャッタ６１が閉じ状態および開き状態のいずれであっても、車両１００の走行に応じて冷却液の温度Ｔｗが低下してしまう。ただし、シャッタ６１が開き状態にあるときには、シャッタ６１が閉じ状態にあるときに比べて、冷却液の温度Ｔｗが低下しやすくなる。なお、当然のことながら、車両１００の走行速度や外気温度などに応じて、冷却液の温度Ｔｗが低下するときの挙動は異なる。

ＣＤモードでの走行距離として、目標距離Ｌ＿ｔａｇを確保しようとするとき、走行距離が目標距離Ｌ＿ｔａｇに到達したときの冷却液の温度Ｔｗが始動閾値Ｔｗ＿ｔｈ＿ｅｎｇ以上であれば、ＣＤモードの走行中にエンジン２６が始動されてしまうことを防止できる。図７に示すように、シャッタ６１を開き状態にして走行するとき、走行を開始するときの温度Ｔｗが温度Ｔｗ＿ｓ１であれば、走行距離が目標距離Ｌ＿ｔａｇに到達したときの温度Ｔｗが始動閾値Ｔｗ＿ｔｈ＿ｅｎｇとなる。一方、シャッタ６１を閉じ状態にして走行するとき、走行を開始するときの温度Ｔｗが温度Ｔｗ＿ｓ２であれば、走行距離が目標距離Ｌ＿ｔａｇに到達したときの温度Ｔｗが始動閾値Ｔｗ＿ｔｈ＿ｅｎｇとなる。

図７から分かるように、温度Ｔｗ＿ｓ２は温度Ｔｗ＿ｓ１よりも低くなる。このため、シャッタ６１を閉じ状態にして走行するときには、車両１００の走行を開始するときの温度Ｔｗを温度Ｔｗ＿ｓ１よりも低くできる。このため、エンジンヒータ５２を駆動するときには、温度Ｔｗを上昇させすぎなくてもよい。温度Ｔｗを上昇させすぎないようにすれば、エンジンヒータ５２に供給される電力を低減することができる。

上述した点を考慮して第１閾値Ｔｗ＿ｔｈ１を設定することができる。例えば、図７に示す温度Ｔｗ＿ｓ２を第１閾値Ｔｗ＿ｔｈ１として設定できる。図６に示す処理によれば、温度Ｔｗが第２閾値Ｔｗ＿ｔｈ２以上となるまで、シャッタ６１が閉じ状態に維持される。このため、図７に示すように温度Ｔｗが低下し続けるとき、目標距離Ｌ＿ｔａｇをＣＤモードで走行している間は、シャッタ６１を閉じ状態のままにすることができる。

図６に示す処理では、冷却液の温度Ｔｗが第２閾値Ｔｗ＿ｔｈ２以上となるまで、シャッタ６１を閉じ状態に維持しているが、これに限るものではない。シャッタ６１を閉じ状態に維持し続ける条件は、適宜設定することができる。エンジンヒータ５２によって加熱された冷却液の熱が車両１００の外部に放出されることを抑制する上では、エンジンヒータ５２の駆動中にシャッタ６１を閉じ状態に駆動すればよい。これにより、シャッタ６１を閉じ状態に駆動している間は、エンジンヒータ５２によって加熱された冷却液の熱が車両１００の外部に放出されることを抑制できる。シャッタ６１を閉じ状態に維持する処理としては、例えば、以下に説明する処理がある。

ＣＤモードで走行している間は、シャッタ６１を閉じ状態に維持することができる。すなわち、走行モードがＣＤモードからＣＳモードに切り替わるまでは、シャッタ６１を閉じ状態に維持することができる。ここで、ＣＤモードの走行中では、車両１００に要求される出力によってエンジン２６が始動されることがある。このように一時的にエンジン２６を始動したときにも、シャッタ６１を閉じ状態に維持しておくことにより、冷却液の熱が車両１００の外部に放出されることを抑制できる。

１０：組電池（蓄電装置）、１１：単電池、２０：監視ユニット、
２１：電池温度センサ、２２：電流センサ、２３：インバータ、
２４：駆動輪、２５：動力分割機構、２６：エンジン、３１：充電器、
３２：インレット、３３：充電プラグ、３４：交流電源、４０：コントローラ、
４１：メモリ、５１：冷却液温度センサ、５２：エンジンヒータ、
５３：ＤＣ／ＤＣコンバータ、６１：シャッタ、６２：フロントグリル、
６３：ラジエータ、１００：車両、１１０：エンジンルーム

Claims (3)

1. 車両を走行させるための動力源となるエンジンと、車両走行用モータに電力を供給するとともに、前記車両の外部に設置された外部電源からの電力によって充電される蓄電装置と、を備えた車両であって、
   前記エンジンの冷却液の温度を検出する温度センサと、
   前記車両のフロントグリルから、前記エンジンが収容されたエンジンルームに取り込まれる空気の移動経路に配置されており、前記移動経路を閉じる閉じ状態と、前記移動経路を開く開き状態の間で切り替わるシャッタと、
   前記外部電源からの電力を受けて発熱し、前記冷却液の温度を上昇させるヒータと、
   前記シャッタおよび前記ヒータの駆動を制御するコントローラと、を有し、
   前記車両は、前記蓄電装置のＳＯＣが基準値よりも高いとき、前記蓄電装置を用いて走行する第１モードと、前記ＳＯＣが前記基準値以下であるとき、前記基準値以下の所定範囲内で前記ＳＯＣが変化するように前記エンジンおよび前記蓄電装置を併用して走行する第２モードとにおいて走行可能であり、
   前記ヒータは、前記外部電源からの電力のみで駆動するように制御され、
   前記コントローラは、
   前記冷却液の温度が前記エンジンを始動させる始動閾値よりも低いとき、前記エンジンを始動し、
   前記外部電源によって前記蓄電装置を充電する際に、前記冷却液の温度が前記始動閾値以上の第１閾値よりも低いとき、前記冷却液の温度が前記第１閾値以上となるまで前記外部電源からの電力によって前記ヒータを駆動するとともに、前記ヒータを駆動している間に前記シャッタを前記閉じ状態に駆動し、
   前記コントローラは、
   前記外部電源による前記蓄電装置の充電後の前記第１モードでの車両走行において、車両走行を開始するまで前記シャッタを前記閉じ状態に維持しつつ、車両走行中も前記シャッタが前記閉じ状態となるように制御する、
   ことを特徴とする車両。
2. 前記コントローラは、前記シャッタを前記閉じ状態に駆動したとき、前記冷却液の温度が前記第１閾値よりも高い第２閾値以上となるまで、前記シャッタを前記閉じ状態に維持することを特徴とする請求項１に記載の車両。
3. 前記コントローラは、前記シャッタを前記閉じ状態に駆動したとき、前記冷却液の温度が前記第１閾値以上となるまで、前記シャッタを前記閉じ状態に維持することを特徴とする請求項１に記載の車両。

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