JP2016152754A - 自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】減速時に、コンプレッサで利用可能なエネルギをより多くする。【解決手段】車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以上で、且つ、車両の減速度βが閾値βｒｅｆ以上で、且つ、バッテリの充放電電力Ｐｂと入力制限Ｗｉｎとの差分としての余裕電力ΔＰが閾値Ｐｒｅｆ１以下である条件の全てが成立したときには（Ｓ１２０）、コンプレッサの要求回転数Ｎｃｔａｇと所定回転数Ｎｃ１とのうち大きい方をコンプレッサの目標回転数Ｎｃ＊に設定する（Ｓ１４０）。そして、コンプレッサが目標回転数Ｎｃ＊で回転するようにコンプレッサを制御する。【選択図】図４

Description

本発明は、自動車に関し、詳しくは、モータと、インバータと、バッテリと、コンプレッサと、を備える自動車に関する。

従来、この種の自動車としては、走行用のモータジェネレータと、高圧バッテリと、動力伝達機構（遊星歯車機構）と、オルタネータと、低圧バッテリと、エアコンシステムと、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。ここで、エアコンシステムは、コンプレッサ，熱交換器，蓄熱器などを備える。動力伝達機構のサンギヤには、オルタネータの回転軸が機械的に連結されており、キャリヤには、コンプレッサの回転軸が機械的に連結されており、リングギヤには、モータジェネレータの回転軸が機械的に連結されている。コンプレッサとキャリヤとの間には、コンプレッサの回転を停止させるためのブレーキ機構が設けられている。高圧バッテリは、モータジェネレータと電気的に接続されている。低圧バッテリは、オルタネータと電気的に接続されている。この自動車では、ユーザによってブレーキ操作が行なわれると、車両の運動エネルギをモータジェネレータの発電エネルギに変換して高圧バッテリを充電する。そして、その際には、車両の運動エネルギを、コンプレッサの駆動エネルギに変換して蓄熱器に蓄熱したり、オルタネータの発電エネルギに変換して低圧バッテリを充電したりする。これにより、運動エネルギを有効利用することができる。

特開２０１２−１４７６３６号公報

上述の自動車において、コンプレッサの停止中（乗員室の冷房や暖房が要求されていないとき）にブレーキ操作が行なわれたとき、高圧バッテリの入力電力が許容入力電力付近になってからコンプレッサを駆動すると、コンプレッサの回転数の上昇にはある程度の時間を要することから、コンプレッサで利用可能なエネルギをそれほど多くすることができない場合が生じる。

本発明の自動車は、減速時に、コンプレッサで利用可能なエネルギをより多くすることを主目的とする。

本発明の自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の自動車は、
走行用のモータと、
前記モータを駆動するインバータと、
前記インバータと共に電力ラインに接続されたバッテリと、
前記電力ラインに接続されたコンプレッサと、
を備える自動車であって、
車速が所定車速以上で且つ車両の減速度が所定減速度以上で且つ前記バッテリの入力電力と許容入力電力との差分が所定電力以下である所定条件が成立したときには、前記コンプレッサが所定回転数以上の回転数で回転するように該コンプレッサを制御する制御手段、
を備えることを特徴とする。

この本発明の自動車では、車速が所定車速以上で且つ車両の減速度が所定減速度以上で且つバッテリの入力電力と許容入力電力との差分が所定電力以下である所定条件が成立したときには、コンプレッサが所定回転数以上の回転数で回転するようにコンプレッサを制御する。即ち、所定条件の成立前にコンプレッサの駆動中か停止中かに拘わらず、所定条件が成立すると、コンプレッサを所定回転数以上の回転数で回転させるのである。これにより、コンプレッサの停止中に減速するときに、バッテリの入力電力が許容入力電力付近に至ってからコンプレッサを駆動するものに比して、バッテリの入力電力が許容入力電力付近に至ったときにコンプレッサの回転数をより迅速に所望の回転数（基本的には、所定回転数よりも大きい回転数）にすることができる。この結果、減速時に、コンプレッサで利用可能なエネルギをより多くすることができる。

こうした本発明の自動車において、前記制御手段は、前記所定条件が成立した後に、前記差分が前記所定電力よりも小さい第２所定電力以下になったときには、前記コンプレッサが最大回転数で回転するように制御する手段であるものとしてもよい。

本発明の自動車において、エンジンと、前記電力ラインに接続されると共に動力を入出力可能な発電機と、前記発電機の回転軸と前記エンジンの出力軸と駆動輪に連結された駆動軸とに３つの回転要素が接続されたプラネタリギヤと、を備え、前記モータは、前記駆動軸に動力を入出力可能であるものとしてもよい。

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。 減速するときの様子を説明するための説明図である。 実施例の空調ＥＣＵ７８により実行される減速時目標回転数設定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、空調ダクト５８内に配置されて乗員室２１に空気を送風するブロワ５９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、ヒータコア６６，熱交換器７３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、空調ダクト５８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、ブロワ５９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におけるヒータコア６６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５８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５９によって乗員室２１に送風される空気を冷却する。

なお、空調ダクト５８内において、ヒータコア６６は、エバポレータ（図示せず）の下流側で空気の流路を部分的に塞ぐように配置されており、エバポレータとヒータコアとの間には、エアミックスドア（図示せず）が設けられている。このエアミックスドアの開度が調節されることにより、ヒータコア６６を通過する空気量とヒータコア６６を迂回する空気量との割合が調節され、吹き出し口を介して乗員室２１に送風される空気の温度が調節される。

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、ブロワ５９，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。図１や図２に示すように、エンジンＥＣＵ２４には、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、以下のものを挙げることができる。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。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。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、以下のものを挙げることができる。燃料噴射弁への駆動制御信号。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。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。図１や図２に示すように、空調ＥＣＵ７８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、以下のものを挙げることができる。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。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。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、以下のものを挙げることができる。ブロワ６６への駆動制御信号。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。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、以下のものを挙げることができる。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。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。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、以下のものを挙げることができる。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。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。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。さらに、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。

ブレーキアクチュエータ９４は、駆動輪３８ａ，３８ｂや従動輪３８ｃ，３８ｄに制動力を付与するためのアクチュエータとして構成されている。具体的には、ブレーキアクチュエータ９４は、ブレーキペダル８５の踏み込みに応じて生じるマスタシリンダ９２の圧力（ブレーキ圧）と車速Ｖとに応じて車両に作用させる制動力を設定し、その制動力のうちブレーキの分担分に応じた制動力が駆動輪３８ａ，３８ｂや従動輪３８ｃ，３８ｄに作用するようにブレーキホイールシリンダ９６ａ，９６ｂ，９６ｃ，９６ｄの油圧を調整したり、ブレーキペダル８５の踏み込みとは無関係に、制動力が駆動輪３８ａ，３８ｂや従動輪３８ｃ，３８ｄに作用するようにブレーキホイールシリンダ９６ａ，９６ｂ，９６ｃ，９６ｄへの油圧を調整したりすることができるように構成されている。以下、ブレーキアクチュエータ９４の作動によって駆動輪３８ａ，３８ｂや従動輪３８ｃ，３８ｄに作用させる制動力を「油圧ブレーキ」という。このブレーキアクチュエータ９４は、ブレーキ用電子制御ユニット（以下、ブレーキＥＣＵという）９８によって駆動制御されている。

ブレーキＥＣＵ９８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。ブレーキＥＣＵ９８には、ブレーキアクチュエータ９４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、以下のものを挙げることができる。マスタシリンダ９２に取り付けられた図示しない圧力センサからのマスタシリンダ圧（ブレーキ踏力Ｆｂ）。駆動輪３８ａ，３８ｂや従動輪３８ｃ，３８ｄに取り付けられた車輪速センサからの車輪速Ｖｗａ〜Ｖｗｄ。操舵角センサからの操舵角θｓｔ。ブレーキＥＣＵ９８からは、ブレーキアクチュエータ９４への駆動制御信号などが出力ポートを介して出力されている。ブレーキＥＣＵ９８は、ＨＶＥＣＵ９０と通信ポートを介して接続されている。このブレーキＥＣＵ９８は、ＨＶＥＣＵ９０からの制御信号によってブレーキアクチュエータ９４を駆動制御する。また、ブレーキＥＣＵ９８は、必要に応じてブレーキアクチュエータ９４の状態に関するデータをＨＶＥＣＵ９０に出力する。ブレーキＥＣＵ９８は、車輪速センサからの駆動輪３８ａ，３８ｂや従動輪３８ｃ，３８ｄの車輪速Ｖｗａ〜Ｖｗｄ，操舵角センサからの操舵角などの信号を入力し、運転者がブレーキペダル８５を踏み込んだときに駆動輪３８ａ，３８ｂや従動輪３８ｃ，３８ｄのいずれかがロックによってスリップするのを防止するアンチロックブレーキ装置機能（ＡＢＳ），運転者がアクセルペダル８３を踏み込んだときに駆動輪３８ａ，３８ｂのいずれかが空転によりスリップするのを防止するトラクションコントロール（ＴＲＣ），車両が旋回走行しているときに姿勢を保持する姿勢保持制御（ＶＳＣ）などの車両挙動安定制御を行なう。

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、以下のものを挙げることができる。イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号。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。加速度センサ８９からの車両の加速度α。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では、アクセル開度ＡｃｃとブレーキペダルポジションＢＰと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６の要求駆動力を設定し、要求駆動力に見合う要求動力が駆動軸３６に出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを運転制御する。エンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２の運転モードとしては、以下の（１）〜（３）のモードがある。
（１）トルク変換運転モード：要求動力に対応する動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共に、エンジン２２から出力される動力の全てが、プラネタリギヤ３０とモータＭＧ１，ＭＧ２とによってトルク変換されて、要求動力が駆動軸３６に出力されるようにモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモード。
（２）充放電運転モード：要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共に、エンジン２２から出力される動力の全てまたは一部が、バッテリ５０の充放電を伴ってプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１，ＭＧ２とによってトルク変換されて、要求動力が駆動軸３６に出力されるようにモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモード。
（３）モータ運転モード：エンジン２２の運転を停止して、要求動力が駆動軸３６に出力されるようにモータＭＧ２を駆動制御するモード。

また、実施例のハイブリッド自動車２０では、ＨＶＥＣＵ９０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とにより、ブレーキペダル８５が踏み込まれて減速するときには、エンジン２２が自立運転または運転停止され、モータＭＧ２が回生駆動される。モータＭＧ２の回生駆動は、コンプレッサ７２などの補機の消費電力Ｐｈを考慮して、バッテリ５０の充放電電力Ｐｂが入力制限Ｗｉｎを超過するのが抑制されるように且つ超過したときにはその超過が迅速に解消されるように行なわれる。また、このとき、ブレーキペダルポジションＢＰと車速Ｖとに基づく要求動力（要求制動力）に対するモータＭＧ２からの動力（制動力）の不足分については、油圧ブレーキによる制動力によって賄われる。したがって、補機の消費電力Ｐｈが大きいほど、モータＭＧ２からの制動力を大きくすることができ、油圧ブレーキによる制動力を小さくすることができる。参考のために、このときの様子の一例を図３に示す。図中、時刻ｔ１１は、ブレーキペダル８５が大きく踏み込まれた時刻である。また、「Ｐｂｅ」は、バッテリ５０の充放電電力Ｐｂに相当するエネルギ（以下、「入力エネルギ」という）であり、「Ｗｉｎｅ」は、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎに相当するエネルギ（以下、「許容入力エネルギ」という）であり、「Ｐｏｂｅ」は、油圧ブレーキによる制動のエネルギ（以下、「油圧エネルギ」という）である。なお、図３では、簡単のために、ブレーキペダル８５が踏み込まれていないときの入力エネルギＰｂｅおよび油圧エネルギＰｏｂｅを値０とした。図示するように、ブレーキペダル８５が大きく踏み込まれると、油圧エネルギＰｏｂｅの大きさが比較的大きくなることがある。このエネルギは、有効利用されずに消費されるだけであることから、その大きさをできるだけ小さくするのが好ましい。

さらに、実施例のハイブリッド自動車２０では、空調ＥＣＵ７８は、ブロワスイッチ７７ａがオフのときには、要求回転数Ｎｃｔａｇに値０を設定する。また、ブロワスイッチ７７ａがオンのときには、温度センサ７７ｃからの乗員室温Ｔｉｎが設定温度スイッチ７７ｂからの設定温度Ｔｉｎ＊となるように、要求回転数Ｎｃｔａｇを設定する。こうして要求回転数Ｎｃｔａｇを設定すると、設定した要求回転数Ｎｃｔａｇに基づいて目標回転数Ｎｃ＊を設定する。そして、コンプレッサ７２の回転数Ｎｃが目標回転数Ｎｃ＊となるようにコンプレッサ７２を制御する。

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、減速時にコンプレッサ７２の目標回転数Ｎｃ＊を設定する際の動作について説明する。図４は、実施例の空調ＥＣＵ７８により実行される減速時目標回転数設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、減速時に繰り返し実行される。なお、減速時以外のとき（アクセルオンのとき，停車時など）には、上述の要求回転数Ｎｃｔａｇをコンプレッサ７２の目標回転数Ｎｃ＊に設定するものとした。

減速時目標回転数設定ルーチンが実行されると、空調ＥＣＵ７８は、まず、車速Ｖ，車両の減速度β，バッテリ５０の充放電電力Ｐｂ，バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎ，コンプレッサ７２の要求回転数Ｎｃｔａｇなどのデータを入力する（ステップＳ１００）。ここで、車速Ｖは、車速センサ８８によって検出された値をＨＶＥＣＵ９０から通信により入力するものとした。車両の減速度βは、加速度センサ８９によって検出された車両の加速度αの符号を反転させた値をＨＶＥＣＵ９０から通信により入力するものとした。バッテリ５０の充放電電力Ｐｂ（バッテリ５０から放電するときが正の値）および入力制限Ｗｉｎ（値０以下の値）は、バッテリＥＣＵ５２によって演算された値を通信により入力するものとした。コンプレッサ７２の要求回転数Ｎｃｔａｇは、上述のように設定された値を入力するものとした。

こうしてデータを入力すると、バッテリ５０の充放電電力Ｐｂからバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎを減じて、余裕電力ΔＰを計算する（ステップＳ１１０）。ここで、余裕電力ΔＰは、充放電電力Ｐｂの入力制限Ｗｉｎに対する余裕分である。

続いて、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以上である車速条件，減速度βが閾値βｒｅｆ以上である減速度条件，余裕電力ΔＰが閾値Ｐｒｅｆ１以下である電力条件の全てが成立しているか否かを判定する（ステップＳ１２０）。ここで、閾値Ｖｒｅｆは、例えば、４５ｋｍ／ｈ，５０ｋｍ／ｈ，６０ｋｍ／ｈなどを用いることができる。閾値βｒｅｆは、１．６５ｍ／ｓ²，１．６７ｍ／ｓ²，１．７ｍ／ｓ²などを用いることができる。閾値Ｐｒｅｆ１は、９ｋＷ，１０ｋＷ，１１ｋＷなどを用いることができる。車速条件および減速度条件が成立しているときには、モータＭＧ２の発電電力が大きくなりやすいから、バッテリ５０の充放電電力Ｐｂが小さくなりやすい（負側に大きくなりやすい）。また、電力条件が成立しているときには、余裕電力ΔＰがある程度小さい。ステップＳ１２０の処理は、こうした状況であるか否かを判定する処理である。

車速条件，減速度条件，電力条件の少なくとも１つが成立していないときには、コンプレッサ７２の要求回転数Ｎｃｔａｇを目標回転数Ｎｃ＊に設定して（ステップＳ１３０）、本ルーチンを終了する。この場合、コンプレッサ７２を目標回転数Ｎｃｔａｇで回転させることになる。

車速条件，減速度条件，電力条件の全てが成立しているときには、次式（１）に示すように、コンプレッサ７２の要求回転数Ｎｃｔａｇを所定回転数Ｎｃ１で下限ガードして、コンプレッサ７２の目標回転数Ｎｃ＊を設定する（ステップＳ１４０）。これにより、要求回転数Ｎｃｔａｇが所定回転数Ｎｃ１以上のときには、コンプレッサ７２を要求回転数Ｎｃｔａｇで回転させ、要求回転数Ｎｃｔａｇが所定回転数Ｎｃ１未満のとき、例えば要求回転数Ｎｃｔａｇが値０のときには、コンプレッサ７２を所定回転数Ｎｃ１で回転させることになる。

Nc*=max(Nctag,Nc1) (1)

次に、バッテリ５０の充放電電力Ｐｂおよびバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎを入力する（ステップＳ１５０）。続いて、バッテリ５０の充放電電力Ｐｂからバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎを減じて余裕電力ΔＰを計算する（ステップＳ１６０）。そして、余裕電力ΔＰを上述の閾値Ｐｒｅｆ１よりも小さい閾値Ｐｒｅｆ２と比較する（ステップＳ１７０）。ここで、閾値Ｐｒｅｆ２は、例えば、４ｋＷ，５ｋＷ，６ｋＷなどを用いることができる。

ステップＳ１７０で余裕電力ΔＰが閾値Ｐｒｅｆ２よりも大きいときには、本ルーチンを終了する。したがって、本ルーチンの繰り返しの実行によってステップＳ１００〜Ｓ１７０の処理を繰り返し実行する（本ルーチンの実行毎に、ステップＳ１００〜Ｓ１６０の処理を実行し、ステップＳ１７０で「ＮＯ」と判定され、本ルーチンを終了する）間に亘って、コンプレッサ７２を、要求回転数Ｎｃｔａｇと所定回転数Ｎｃ１とのうち大きい方の回転数で回転させ続けることになる。

ステップＳ１７０で余裕電力ΔＰが閾値Ｐｒｅｆ２以下のときには、コンプレッサ７２の目標回転数Ｎｃ＊に最大回転数Ｎｃｍａｘを設定する（ステップＳ１８０）。これにより、コンプレッサ７２を最大回転数Ｎｃｍａｘで回転させることになる。このため、コンプレッサ７２の消費電力を最大にすることになる。実施例では、上述の車速条件，減速度条件，電力条件の全てが成立したときに、コンプレッサ７２の目標回転数Ｎｃ＊に、要求回転数Ｎｃｔａｇと所定回転数Ｎｃ１とのうち大きい方の回転数を設定する。したがって、ブロワスイッチ７７ａがオフのとき（要求回転数Ｎｃｔａｇが値０のとき）において、余裕電力ΔＰが閾値Ｐｒｅｆ２以下に至ったとき或いは余裕電力ΔＰが値０未満に至ったときにコンプレッサ７２を回転させ始めるものに比して、コンプレッサ７２を予め回転させておくことができる。これにより、余裕電力ΔＰが閾値Ｐｒｅｆ２以下に至ったときに、コンプレッサ７２の回転数Ｎｃを最大回転数Ｎｃｍａｘにより迅速に至らせることができる。この結果、エンジン２２の暖機に利用可能なエネルギ（熱交換器７３によって第２循環系７０の冷媒から第１循環系６０の冷却水に伝達されるエネルギ）、および、乗員室２１の暖房または冷房に利用可能なエネルギ（前者は、ヒータコア６６に流通する冷却水のエネルギ、後者は、空調ダクト５８内のエバポレータ（図示せず）に流通する冷媒のエネルギ）をより多くすることができる。そして、これらのエネルギ（有効利用可能なエネルギ）をより多くすることにより、油圧ブレーキによるエネルギ（有効利用されずに消費されるだけのエネルギ）を小さくすることができる。

次に、バッテリ５０の充放電電力Ｐｂおよびバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎを入力する（ステップＳ１９０）。続いて、バッテリ５０の充放電電力Ｐｂからバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎを減じて余裕電力ΔＰを計算する（ステップＳ２００）。そして、余裕電力ΔＰを値０と比較する（ステップＳ２１０）。この処理は、バッテリ５０の充放電電力Ｐｂが、入力制限Ｗｉｎの範囲内であるか、入力制限Ｗｉｎを超過しているか、を判定する処理である。

ステップＳ２１０で余裕電力ΔＰが値０未満のときには、バッテリ５０の充放電電力Ｐｂが入力制限Ｗｉｎを超過していると判断し、ステップＳ１８０に戻る。これにより、コンプレッサ７２を最大回転数Ｎｃｍａｘで回転させ続け、コンプレッサ７２の消費電力を最大にし続けることになる。この結果、エンジン２２の暖機、および、乗員室２１の暖房または冷房に、大きなエネルギを利用し続けることができる。

ステップＳ２１０で余裕電力ΔＰが値０以上のときには、本ルーチンを終了する。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０では、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以上である車速条件，減速度βが閾値βｒｅｆ以上である減速度条件，余裕電力ΔＰが閾値Ｐｒｅｆ１以下である電力条件の全てが成立したときには、コンプレッサ７２を所定回転数Ｎｃ１以上の回転数で回転させる。したがって、コンプレッサ７２の要求回転数Ｎｃｔａｇが値０のときにおいて、余裕電力ΔＰが閾値Ｐｒｅｆ２（＜Ｐｒｅｆ１）以下に至ったとき或いは余裕電力ΔＰが値０未満に至ったときにコンプレッサ７２を回転させ始めるものに比して、コンプレッサ７２を予め回転させておくことができる。これにより、余裕電力ΔＰが閾値Ｐｒｅｆ２以下に至ったときに、コンプレッサ７２の回転数Ｎｃを最大回転数Ｎｃｍａｘにより迅速に至らせることができる。この結果、エンジン２２の暖機に利用可能なエネルギ、および、乗員室２１の暖房または冷房に利用可能なエネルギをより多くすることができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、閾値βｒｅｆ，閾値Ｐｒｅｆ１，Ｐｒｅｆ２は、一律の値を用いるものとした。しかし、閾値βｒｅｆ，閾値Ｐｒｅｆ１，Ｐｒｅｆ２の少なくとも１つは、外気温などに応じた値、具体的には、外気温が低いほど大きくなる傾向の値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、ヒートポンプシステム５６は、熱交換器７３によって第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、その冷却水がヒートコア６６に流通して空調ダクト５８内の空気（ブロワ５９によって送風される空気）を暖めるものとした。しかし、ヒートポンプシステム５６の第２循環系７０は、コンプレッサ７２と熱交換器７３との間で流路７１から分岐し、空調ダクト５８内に配置したコンデンサ（図示せず）を経由し、熱交換器７３とエキスパンションバルブ７４との間で流路７１に合流する流路（図示せず）を更に有するものとしてもよい。この場合において、第２循環系７０がヒートポンプとして機能する場合、実施例と同様の動作に加えて、コンプレッサ７２を通過後の冷媒（高温高圧で半液体の冷媒）が空調ダクト５８内のコンデンサに流通して空調ダクト５８内の空気を暖めることができる。

実施例では、エンジン２２とプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１，ＭＧ２とバッテリ５０とを備えるハイブリッド自動車２０の構成とした。しかし、エンジンと１つのモータとバッテリとを備えるいわゆる１モータハイブリッド自動車の構成としてもよい。また、エンジンを備えず、モータとバッテリとを備える電気自動車の構成としてもよい。なお、電気自動車では、ヒートポンプシステム５６の第１循環系６０を必要としないから、ヒートポンプシステム５６に代えて、周知の空調装置を用いるものとすればよい。周知の空調装置を用いる場合、実施例と同様に、車速条件，減速度条件，電力条件の全てが成立したときに、コンプレッサ７２を所定回転数Ｎｃ１以上の回転数で回転させることにより、乗員室２１の暖房または冷房に利用可能なエネルギをより多くすることができる。

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、モータＭＧ２が「モータ」に相当し、インバータ４２が「インバータ」に相当し、バッテリ５０が「バッテリ」に相当し、ヒートポンプシステム５６のコンプレッサ７２が「コンプレッサ」に相当し、空調ＥＣＵ７８が「制御手段」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、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、３８ｃ、３８ｄ 従動輪、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、５８ 空調ダクト、５９ ブロワ、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、８９ 加速度センサ、９０ ＨＶＥＣＵ、９２ マスタシリンダ、９４ ブレーキアクチュエータ、９６ａ，９６ｂ，９６ｃ，９６ｄ ブレーキホイールシリンダ、９８ ブレーキ用電子制御ユニット（ブレーキＥＣＵ）。

Claims (1)

1. 走行用のモータと、
   前記モータを駆動するインバータと、
   前記インバータと共に電力ラインに接続されたバッテリと、
   前記電力ラインに接続されたコンプレッサと、
   を備える自動車であって、
   車速が所定車速以上で且つ車両の減速度が所定減速度以上で且つ前記バッテリの入力電力と許容入力電力との差分が所定電力以下である所定条件が成立したときには、前記コンプレッサが所定回転数以上の回転数で回転するように該コンプレッサを制御する制御手段、
   を備えることを特徴とする自動車。

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