TECHNISCHES GEBIET TECHNICAL AREA
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Steuerung für ein Klimaanlagesystem eines Fahrzeugs. The present disclosure relates to a controller for an air conditioning system of a vehicle.
STAND DER TECHNIK STATE OF THE ART
In letzter Zeit wurde eine Vielfalt von Hybridfahrzeugen mit einer Maschine und einem Fahrzeugmotor vorgestellt und in der Praxis verwendet. Ein elektrisches Fahrzeug (Serienhybridfahrzeug oder Fahrzeug mit einer vergrößerten Reichweite) ist bekannt, in welchem ein elektrischer Generator durch eine Maschine zum Aufladen einer Batterie angetrieben wird, und die Batterie eine elektrische Energie einem Fahrzeugmotor zuführt, sodass der Fahrzeugmotor Fahrzeugräder antreibt. In dem elektrischen Fahrzeug wird die Maschine nur für eine Erzeugung von Elektrizität verwendet, und durch die Maschine erzeugte Energie wird dadurch nicht an die Fahrzeugräder mechanisch übertragen. Recently, a variety of hybrid vehicles with an engine and a vehicle engine have been presented and used in practice. An electric vehicle (series hybrid vehicle or vehicle with an increased range) is known in which an electric generator is driven by a battery charging machine, and the battery supplies electric power to a vehicle engine so that the vehicle engine drives vehicle wheels. In the electric vehicle, the engine is used only for generation of electricity, and energy generated by the engine is thereby not mechanically transmitted to the vehicle wheels.
Im Allgemeinen wird ein Heizbetrieb eines Fahrzeuginnenraums unter Verwendung von überschüssiger Wärme der Maschine über ein Kühlmittel der Maschine durchgeführt. In dem Fahrzeug mit einer vergrößerten Reichweite ist die Betriebszeit der Maschine relativ kurz, weil die Maschine nur für eine Erzeugung von Elektrizität verwendet wird. Somit kann die überschüssige Wärme der Maschine nicht ausreichen, um eine in dem Heizbetrieb erforderliche Wärmemenge sicherzustellen. Es wird vorgeschlagen (z.B. in der Patentschrift 1 ( JP 9-011731 A )), dass ein elektrischer Heizer oder ein Verbrennungsheizer für ein Fahrzeug mit einer vergrößerten Reichweite als eine Wärmeerzeugungsvorrichtung zusätzlich zu einer Maschine verwendet wird. In dem Fahrzeug mit einer vergrößerten Reichweite wird der Heizbetrieb durchgeführt, indem eine durch den elektrischen Heizer erzeugte Wärme und überschüssige Wärme der Maschine verwendet wird. In der Patentschrift 1 wird offenbart, dass die Maschine nicht nur zum Aufheizen eines Kühlmittels betrieben wird, und dass der Verbrenner (Verbrennungsheizer) zum Aufheizen des Kühlmittels verwendet wird. In general, a heating operation of a vehicle interior using excess heat of the engine via a coolant of the engine is performed. In the vehicle having an increased range, the operating time of the engine is relatively short because the engine is used only for generation of electricity. Thus, the excess heat of the engine may not be sufficient to ensure an amount of heat required in the heating operation. It is proposed (eg in patent document 1 ( JP 9-011731 A )) that an electric heater or a combustion heater for a vehicle having an increased range is used as a heat generating device in addition to a machine. In the vehicle with an increased range, the heating operation is performed by using a heat generated by the electric heater and excess heat of the engine. In Patent Document 1, it is disclosed that the engine is not only operated to heat a coolant, and that the combustor (combustion heater) is used to heat the coolant.
In dem Fahrzeug der Patentschrift 1 wird der Verbrennungsheizer benötigt, um eine erforderliche Wärmemenge für den Heizbetrieb sicherzustellen, indem Brennstoff verbraucht wird, sogar wenn das Fahrzeug eine kurze Entfernung zurücklegt, oder sogar wenn eine Außentemperatur nicht zu niedrig ist. Demzufolge kann ein in dem Heizbetrieb verwendeter Brennstoffverbrauch ansteigen. Außerdem ist es notwendig, dass der Heizer eine große Heizkapazität aufweist, um in einem Zustand verfügbar zu sein, in dem es draußen extrem kalt ist, weil der Heizer ausschließlich eine in dem Heizbetrieb erforderliche Wärmemenge unter irgendeiner Kältebedingung erzeugt. Demzufolge können Kosten des Heizers hoch werden. Außerdem kann, wenn ein Verbrennungsheizer als der Heizer verwendet wird, er eher groß werden, und Kosten können hoch werden, im Vergleich dazu, wenn ein elektrischer Heizer als der Heizer verwendet wird. In the vehicle of Patent Document 1, the combustion heater is required to ensure a required amount of heat for the heating operation by consuming fuel even when the vehicle travels a short distance or even when an outside temperature is not too low. As a result, fuel consumption used in the heating operation may increase. In addition, it is necessary that the heater has a large heating capacity to be available in a state where it is extremely cold outside because the heater only generates a heat amount required in the heating operation under any refrigeration condition. As a result, costs of the heater can become high. In addition, when a combustion heater is used as the heater, it may become rather large, and costs may become high as compared with when an electric heater is used as the heater.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Steuerung für ein Klimaanlagesystem eines Fahrzeugs bereitzustellen, welches in der Lage ist, einen Brennstoffverbrauch des Fahrzeugs mit einem Motor zur Inbetriebnahme des Fahrzeugs und einer Maschine zur Erzeugung von Elektrizität zu reduzieren. It is an object of the present disclosure to provide a controller for an air conditioning system of a vehicle capable of reducing fuel consumption of the vehicle having an engine for putting the vehicle into operation and a machine for generating electricity.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG SUMMARY OF THE INVENTION
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Steuerung für ein Klimaanlagesystem eines Fahrzeugs verwendet. Das Fahrzeug umfasst einen Fahrzeugmotor, der durch Elektrizität angetrieben wird, die von einer Batterie zugeführt wird, und eine zum Aufladen der Batterie betriebene Maschine. Das Klimaanlagesystem umfasst einen elektrischen Heizer, welcher eine Wärme erzeugt, indem Elektrizität von der Batterie empfangen wird, und einen Heizkern, welcher eine Wärme ausstrahlt, indem eine überschüssige Wärme der Maschine verwendet wird. Zumindest die durch den elektrischen Heizer erzeugte Wärme oder die durch den Heizkern ausgestrahlte Wärme wird zum Aufheizen eines Fahrzeuginnenraums in einem Heizbetrieb verwendet. Die Steuerung umfasst einen Berechnungsabschnitt für eine erforderliche Menge, der konfiguriert ist, um eine erforderliche Wärmemenge in dem Heizbetrieb zu berechnen, einen ersten Steuerungsabschnitt, der konfiguriert ist, um den elektrischen Heizer basierend auf der erforderlichen Wärmemenge zu steuern, einen Heizbestimmungsabschnitt, der konfiguriert ist, um zu bestimmen, ob der elektrische Heizer in der Lage ist, die erforderliche Wärmemenge zu erzeugen, und einen zweiten Steuerungsabschnitt, der konfiguriert ist, (i) um die Maschine zu betreiben, um den Heizkern zu erhitzen, wenn der Heizerbestimmungsabschnitt bestimmt, dass der elektrische Heizer nicht in der Lage ist, die erforderliche Wärmemenge zu erzeugen, und (ii) um den Betrieb der Maschine zum Erhitzen des Heizkerns zu beenden, wenn der Heizerbestimmungsabschnitt bestimmt, dass der elektrische Heizer in der Lage ist, die erforderliche Wärmemenge zu erzeugen. According to one aspect of the present disclosure, a controller is used for an air conditioning system of a vehicle. The vehicle includes a vehicle engine powered by electricity supplied from a battery and a battery-powered engine. The air conditioning system includes an electric heater that generates heat by receiving electricity from the battery and a heater core that radiates heat by using excess heat from the engine. At least the heat generated by the electric heater or the heat radiated by the heater core is used for heating a vehicle interior in a heating operation. The controller includes a required amount calculating section configured to calculate a required heat amount in the heating operation, a first control section configured to control the electric heater based on the required heat quantity, a heating determination section configured to determine whether the electric heater is capable of generating the required amount of heat, and a second control section configured to (i) operate the engine to heat the heater core when the heater determining section determines that the electric heater is unable to generate the required amount of heat, and (ii) to stop the operation of the heater core heating machine when the heater determining portion determines that the electric heater is capable of generating the required amount of heat ,
Der Heizbetrieb wird in Abhängigkeit davon gesteuert, ob der elektrische Heizer in der Lage ist, die erforderliche Wärmemenge zu erzeugen. Wenn der elektrische Heizer in der Lage ist, die erforderliche Wärmemenge zu erzeugen, wird ein Betrieb der Maschine zum Heizen des Heizkerns nicht durchgeführt, und die Maschine wird in einem Stoppzustand gehalten. In diesem Fall kann die Heizoperation durchgeführt werden, wobei die Maschine angehalten ist, und ein Brennstoffverbrauch kann reduziert werden, indem die Maschine gestoppt wird. Wenn der elektrische Heizer nicht in der Lage ist, die erforderliche Wärmemenge zu erzeugen, wird die Maschine betrieben, um den Heizkern zu erhitzen, indem überschüssige Wärme der Maschine verwendet wird, und der Fahrzeuginnenraum wird durch die Wärme des Heizkerns aufgeheizt. Somit wird die Maschine nur unter einer Bedingung betrieben, in der es unerwarteter Weise kalt ist, wie etwa eine Bedingung, in der es extrem kalt ist. Deshalb kann der Brennstoffverbrauch reduziert werden. The heating operation is controlled depending on whether the electric heater is capable of generating the required amount of heat. When the electric heater is capable of generating the required amount of heat, operation of the heater core heating machine does not become carried out, and the machine is kept in a stop state. In this case, the heating operation may be performed while the engine is stopped, and fuel consumption may be reduced by stopping the engine. When the electric heater is unable to generate the required amount of heat, the engine is operated to heat the heater core using excess heat from the engine, and the vehicle interior is heated by the heat of the heater core. Thus, the engine is operated only under a condition where it is unexpectedly cold, such as a condition in which it is extremely cold. Therefore, the fuel consumption can be reduced.
Der elektrische Heizer ist nicht konfiguriert, um in der Lage zu sein, die erforderliche Wärmemenge ausschließlich unter irgendeiner Kältebedingung zu erzeugen, und die überschüssige Wärme der Maschine wird nach Bedarf verwendet. Somit ist nicht erforderlich, dass der elektrische Heizer eine große Heizkapazität aufweist, um unter der Bedingung verfügbar zu sein, dass es extrem kalt ist, und die erforderliche Wärmemenge kann sogar erzeugt werden, wenn ein relativ günstiger Heizer mit einer relativ kleinen Heizkapazität als der elektrische Heizer verwendet wird. Deshalb können Kosten des elektrischen Heizers reduziert werden. The electric heater is not configured to be able to generate the required amount of heat exclusively under any refrigeration condition, and the excess heat of the engine is used as needed. Thus, the electric heater is not required to have a large heating capacity to be available under the condition that it is extremely cold, and the required amount of heat may even be generated when a relatively inexpensive heater having a relatively small heating capacity than the electric one Heater is used. Therefore, costs of the electric heater can be reduced.
Wenn bestimmt wird, ob der elektrische Heizer in der Lage ist, die erforderliche Wärmemenge zu erzeugen, kann eine größte Wärmemenge des elektrischen Heizers im Voraus bestimmt werden. Wenn eine berechnete erforderliche Wärmemenge größer ist als die größte Wärmemenge des elektrischen Heizers, kann bestimmt werden, dass der elektrische Heizer nicht in der Lage ist, die erforderliche Wärmemenge zu erzeugen. When it is determined whether the electric heater is capable of generating the required amount of heat, a largest amount of heat of the electric heater can be determined in advance. When a calculated required amount of heat is larger than the largest amount of heat of the electric heater, it can be determined that the electric heater is unable to generate the required amount of heat.
Die Maschine kann unter Verwendung eines Kühlmittels gekühlt werden, und der Heizkern kann erhitzt werden, indem das Kühlmittel verwendet wird. Die Steuerung kann ferner einen Kühlmitteltemperaturbestimmungsabschnitt umfassen, der konfiguriert ist, um zu bestimmen, ob eine Kühlmitteltemperatur außerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereichs liegt, in welchem der Heizkern in der Lage ist, den Fahrzeuginnenraum aufzuheizen. Der zweite Steuerungsabschnitt kann die Maschine betreiben, um zu bewirken, dass der Heizkern eine Wärme ausstrahlt, wenn der Heizerbestimmungsabschnitt bestimmt, dass der elektrische Heizer nicht in der Lage ist, die erforderliche Wärmemenge zu erzeugen, und wenn der Kühlmitteltemperaturbestimmungsabschnitt bestimmt, dass die Kühlmitteltemperatur außerhalb des vorbestimmten Temperaturbereichs liegt. The engine may be cooled using a coolant, and the heater core may be heated using the coolant. The controller may further include a coolant temperature determination section configured to determine whether a coolant temperature is outside a predetermined temperature range in which the heater core is capable of heating the vehicle interior. The second control section may operate the engine to cause the heater core to radiate heat when the heater determining section determines that the electric heater is unable to generate the required amount of heat and when the coolant temperature determination section determines that the coolant temperature is outside the predetermined temperature range is located.
Wenn die Kühlmitteltemperatur einigermaßen hoch ist und innerhalb des vorbestimmten Temperaturbereichs liegt (z.B. gleich oder größer als 45°C ist), kann der Fahrzeuginnenraum aufgeheizt werden, indem der Heizkern verwendet wird, ohne die Maschine zu betreiben. Somit kann, wenn die erforderliche Wärmemenge so hoch ist, dass der elektrische Heizer nicht in der Lage ist, die erforderliche Wärmemenge zu erzeugen, der Heizkern erhitzt werden, indem die Maschine basierend auf der Kühltemperatur betrieben wird. In diesem Fall kann verhindert werden, dass die Maschine unnötig betrieben wird, und der Brennstoffverbrauch kann weiterhin reduziert werden. When the coolant temperature is reasonably high and within the predetermined temperature range (e.g., equal to or greater than 45 ° C), the vehicle cabin can be heated by using the heater core without operating the engine. Thus, if the required amount of heat is so high that the electric heater is unable to generate the required amount of heat, the heater core can be heated by operating the engine based on the cooling temperature. In this case, the machine can be prevented from being operated unnecessarily, and the fuel consumption can be further reduced.
Der erste Steuerungsabschnitt kann konfiguriert sein, um eine Wärmeerzeugungsmenge des elektrischen Heizers basierend auf der Kühlmitteltemperatur anzupassen. The first control section may be configured to adjust a heat generation amount of the electric heater based on the coolant temperature.
Wenn die Kühlmitteltemperatur relativ hoch ist, sodass der Heizkern in der Lage ist, den Fahrzeuginnenraum aufzuheizen, kann sowohl eine durch den Heizkern abgestrahlte Wärme als auch eine durch den elektrischen Heizer erzeugte Wärme in dem Heizbetrieb verwendet werden. In diesem Fall kann eine Heizbelastung des elektrischen Heizers reduziert werden, indem die Wärme des Maschinenkühlmittels verwendet wird. Demgemäß kann ein Verbrauch von Elektrizität durch den elektrischen Heizer reduziert werden, und dadurch können Energiekosten verringert werden. When the coolant temperature is relatively high so that the heater core is able to heat the vehicle interior, both heat radiated by the heater core and heat generated by the electric heater can be used in the heating operation. In this case, a heating load of the electric heater can be reduced by using the heat of the engine coolant. Accordingly, consumption of electricity by the electric heater can be reduced, and thereby energy costs can be reduced.
Das Fahrzeug kann eine Funktion aufweisen zum Berechnen eines Restbatteriepegels der Batterie und zum Aufladen der Batterie, indem die Maschine betrieben wird, wenn der berechnete Restbatteriepegel gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Pegel ist. Die Steuerung kann ferner einen Heizerbegrenzungsabschnitt umfassen, der konfiguriert ist, um einen Betrieb des elektrischen Heizers zu begrenzen, wenn die Batterie in dem Heizbetrieb aufgeladen wird. The vehicle may have a function of calculating a remaining battery level of the battery and charging the battery by operating the engine when the calculated remaining battery level is equal to or less than a predetermined level. The controller may further include a heater limiting section configured to limit operation of the electric heater when the battery is being charged in the heating operation.
In diesem Fall wird der Betrieb des elektrischen Heizers begrenzt, wenn der Restbatteriepegel der Batterie niedrig ist. D. h., die Batterie wird vorzugsweise aufgeladen. Somit kann sogar in der vorstehend beschriebenen Konfiguration, bei welcher die durch den elektrischen Heizer erzeugte Wärme grundsätzlich zum Aufheizen des Fahrzeuginnenraums verwendet wird, ein Einfluss einer Verringerung des Restbatteriepegels bezüglich des Betriebs von beispielsweise dem Fahrzeugmotor begrenzt werden. Wenn der Betrieb des elektrischen Heizers begrenzt ist, kann verhindert werden, dass der elektrische Heizer betrieben wird, oder eine Betriebsgröße (Bestromungsgröße) des elektrischen Heizers kann beispielsweise auf eine kleine Größe eingestellt werden. Wenn die Batterie aufgeladen wird, erhöht sich eine überschüssige Wärmemenge (z.B. die Kühlmitteltemperatur) aufgrund des Betriebs der Maschine. Deshalb kann die überschüssige Wärme der Maschine (die Wärme des Heizkerns) in dem Heizbetrieb unter Begrenzung des Betriebs des elektrischen Heizers verwendet werden, wenn die Batterie aufgeladen wird. In this case, the operation of the electric heater is limited when the remaining battery level of the battery is low. That is, the battery is preferably charged. Thus, even in the above-described configuration in which the heat generated by the electric heater is basically used for heating the vehicle interior, an influence of a decrease in the remaining battery level with respect to the operation of, for example, the vehicle engine can be limited. When the operation of the electric heater is limited, the electric heater can be prevented from being operated, or an operation amount (energization amount) of the electric heater can be set, for example, to a small size. When the battery is charged, it increases an excess amount of heat (eg the coolant temperature) due to the operation of the machine. Therefore, the excess heat of the engine (the heat of the heater core) in the heating operation can be used while limiting the operation of the electric heater when the battery is being charged.
Der zweite Steuerungsabschnitt kann die Maschine in einer ersten Betriebsart allgemein betreiben, und der zweite Steuerungsabschnitt betreibt die Maschine in einer zweiten Betriebsart, wenn die Batterie aufgeladen ist. Die erste Betriebsart ist bezüglich einer Energieausgabe der Maschine kleiner als die zweite Betriebsart. The second control section may generally operate the machine in a first mode of operation and the second control section operates the machine in a second mode of operation when the battery is charged. The first mode is smaller than the second mode with respect to an energy output of the engine.
In diesem Fall wird, wenn der elektrische Heizer nicht in der Lage ist, die erforderliche Wärmemenge zu erzeugen, die Maschine in der ersten Betriebsart betrieben. Weil die erste Betriebsart bezüglich einer Energieausgabe der Maschine kleiner als die zweite Betriebsart ist, ist eine Erzeugungsmenge von Elektrizität (Batterieaufladekapazität) relativ klein in der ersten Betriebsart. Jedoch kann der Heizkern erhitzt werden, indem die überschüssige Wärme der Maschine verwendet wird, und der durch den Heizkern durchgeführte Heizbetrieb kann dadurch gefördert werden. In der ersten Betriebsart kann die Maschine zumindest eine erforderliche Menge an Elektrizität zum Betreiben des elektrischen Heizers erzeugen. In this case, when the electric heater is unable to generate the required amount of heat, the engine is operated in the first mode. Since the first mode is smaller than the second mode with respect to an energy output of the engine, a generation amount of electricity (battery charging capacity) is relatively small in the first mode. However, the heater core can be heated by using the excess heat of the engine, and the heating operation performed by the heater core can thereby be promoted. In the first mode, the engine may generate at least a required amount of electricity to operate the electric heater.
Der zweite Steuerungsabschnitt hält die Maschine an, während des Aufladens der Batterie in dem Heizbetrieb, wenn der Restbatteriepegel ansteigt, um gleich einem ersten Schwellenwert zu sein, oder während des Aufladens der Batterie in einem von dem Heizbetrieb verschiedenen Betrieb, wenn der Restbatteriepegel ansteigt, um gleich einem zweiten Schwellenwert zu sein. Der erste Schwellenwert ist kleiner als der zweite Schwellenwert. The second control section stops the engine during charging of the battery in the heating operation when the remaining battery level rises to be equal to a first threshold, or during charging of the battery in an operation other than the heating operation when the remaining battery level increases to be equal to a second threshold. The first threshold is less than the second threshold.
In diesem Fall sind Schwellenwerte, über welchen die Maschine während eines Aufladens der Batterie angehalten wird, zwischen dem Heizbetrieb und dem von dem Heizbetrieb verschiedenen Betrieb verschieden. Der in dem Heizbetrieb eingestellte erste Schwellenwert ist kleiner als der in dem von dem Heizbetrieb verschiedenen Betrieb eingestellte zweite Schwellenwert. Demgemäß wird in diesem Fall das Aufladen der Batterie bei einem niedrigeren Restbatteriepegel in dem Heizbetrieb als in dem von dem Heizbetrieb verschiedenen Betrieb (normaler Betrieb) gestoppt. Deshalb kann eine Periode, in welcher der Betrieb des elektrischen Heizers aufgrund des bevorzugten Aufladens der Batterie begrenzt ist, verkürzt werden, und der Fahrzeuginnenraum kann somit effektiv aufgeheizt werden. In this case, threshold values over which the engine is stopped during charging of the battery are different between the heating operation and the operation other than the heating operation. The first threshold set in the heating operation is smaller than the second threshold set in the operation other than the heating operation. Accordingly, in this case, the charging of the battery is stopped at a lower remaining battery level in the heating operation than in the operation other than the heating operation (normal operation). Therefore, a period in which the operation of the electric heater is limited due to the preferable charging of the battery can be shortened, and thus the vehicle interior can be effectively heated.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Die Offenbarung zusammen mit zusätzlichen Aufgaben, Merkmalen und Vorteilen davon wird aus der folgenden Beschreibung, den anhängenden Ansprüchen und den begleitenden Zeichnungen am Besten verstanden. The disclosure, along with additional objects, features, and advantages thereof, will be best understood from the following description, the appended claims, and the accompanying drawings.
1 ist ein schematisches Diagram, das ein Klimaanlagesystem für ein Fahrzeug einschließlich einer Steuerung für das Klimaanlagesystem gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt; 1 FIG. 10 is a schematic diagram showing an air conditioning system for a vehicle including a controller for the air conditioning system according to an exemplary embodiment of the present disclosure; FIG.
2 ist ein Flussdiagram, das einen Steuerungsprozess der Steuerung für das Klimaanlagesystem in einem Heizbetrieb gemäß dem exemplarischen Ausführungsbeispiel zeigt; 2 FIG. 10 is a flowchart showing a control process of the controller for the air conditioning system in a heating operation according to the exemplary embodiment; FIG.
3 ist ein Flussdiagram, das einen Teil des Steuerungsprozesses der Steuerung für das Klimaanlagesystem in dem Heizbetrieb gemäß dem exemplarischen Ausführungsbeispiel zeigt; 3 FIG. 10 is a flowchart showing a part of the control process of the controller for the air conditioning system in the heating operation according to the exemplary embodiment; FIG.
4 ist ein Zeitdiagram, das Änderungen eines Ladungszustandes (SOC: "state of charge") einer Batterie, einen Zustand eines CHG-Flags, eine Kühlmitteltemperatur, einen Ausgabewärmepegel eines PTC-Heizers und einer Energieausgabe einer Maschine in dem Heizbetrieb gemäß dem exemplarischen Ausführungsbeispiel zeigt; und 4 FIG. 12 is a timing chart showing changes of a state of charge (SOC) of a battery, a state of a CHG flag, a coolant temperature, an output heat level of a PTC heater, and an energy output of an engine in the heating operation according to the exemplary embodiment; FIG. and
5 ist ein Zeitdiagram, das einen Steuerungsbereich des SOC in einem Nicht-Heizbetrieb und einen Steuerungsbereich des SOC in dem Heizbetrieb gemäß einer Modifikation der vorliegenden Offenbarung zeigt. 5 FIG. 10 is a timing chart showing a control range of the SOC in a non-heating operation and a control range of the SOC in the heating operation according to a modification of the present disclosure. FIG.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DETAILED DESCRIPTION
Ein exemplarisches Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung wird mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Eine Steuerung (elektronische Steuerungseinheit, ECU: "electronic control unit") 60 des exemplarischen Ausführungsbeispiels wird für ein Klimaanlagesystem eines Fahrzeugs (elektrisches Fahrzeug mit vergrößerter Reichweite) verwendet, das einen Motor MG2 als eine Energiequelle und eine Maschine 10 umfasst, die für eine Erzeugung von Elektrizität verwendet wird. Die ECU 60 steuert den Motor MG2, die Maschine 10 und eine Klimatisierung eines Fahrzeuginnenraums. An exemplary embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings. A controller (electronic control unit, ECU: "electronic control unit") 60 of the exemplary embodiment is used for a vehicle air conditioning system (extended range electric vehicle) that includes a motor MG <b> 2 as an energy source and a machine 10 which is used for generation of electricity. The ECU 60 controls the motor MG2, the machine 10 and an air conditioning of a vehicle interior.
In 1 stellt die Maschine 10 eine durch Kraftstoff betriebene Funkenzündungsmultizylindermaschine dar, und die Maschine 10 umfasst Drosselklappenventile, Ansaugventile, Auslassventile, Brennstoffeinspritzungsventile und Zündungsvorrichtungen. Die Maschine 10 ist mit einem Abgasdurchlass 11 verbunden, in welchem ein Katalysator 12 bereitgestellt ist, um Emissionen, wie etwa CO, HC und NOx, die in Abgas enthalten sind, zu reinigen. Eine Wärmerückgewinnungsvorrichtung 13 ist in dem Abgasdurchlass 11 unterhalb ("downstream") des Katalysators 12 in einer Flussrichtung von Abgas angeordnet, um thermische Energie (Abwärme) von Abgas zurückzugewinnen. Insbesondere gewinnt die Wärmerückgewinnungsvorrichtung 13 die Abwärme zurück, indem Wärme aus Abgas an ein Maschinenkühlmittel übertragen wird, und die Abwärme beispielsweise als eine Wärmequelle zum Durchführen eines Heizbetriebs des Fahrzeugsinnenraums verwendet wird. In 1 put the machine 10 a fuel-powered spark ignition multi-cylinder engine, and the engine 10 includes throttle valves, intake valves, exhaust valves, fuel injection valves and ignition devices. The machine 10 is with an exhaust passage 11 connected, in which a catalyst 12 is provided to purify emissions such as CO, HC and NOx contained in exhaust gas. A heat recovery device 13 is in the exhaust passage 11 below ("downstream") of the catalyst 12 arranged in a flow direction of exhaust gas to recover thermal energy (waste heat) from exhaust gas. In particular, the heat recovery device gains 13 the waste heat is returned by transferring heat from exhaust gas to engine coolant, and the waste heat is used, for example, as a heat source for performing a heating operation of the vehicle interior.
Als Nächstes wird ein Kühlsystem der Maschine 10 beschrieben. Next is a cooling system of the machine 10 described.
Die Maschine 10 weist einen Wassermantel 14 in einem Zylinderblock und einen Zylinderkopf der Maschine 10 auf, und wird gekühlt, wenn das Maschinenkühlmittel durch den Wassermantel 14 fließt. Eine Temperatur (Kühlmitteltemperatur) des Kühlmittels in dem Wassermantel 14 wird durch einen Kühlmitteltemperatursensor 15 erfasst. Der Wassermantel 14 ist mit einem Zirkulationspfad 16 verbunden, der ein Kühlmittelrohr und eine Kühlmittelpumpe 17 umfasst, die das Kühlmittel pumpt, sodass das Kühlmittel in dem Kühlmittelrohr zirkuliert. Die Kühlmittelpumpe 17 ist eine durch beispielsweise eine Rotationsenergie der Maschine 10 angetriebene mechanische Pumpe, oder sie kann eine elektrische Pumpe sein. Die Kühlmittelpumpe 17 kann betrieben werden, um eine Flussmenge des Kühlmittels anzupassen. The machine 10 has a water jacket 14 in a cylinder block and a cylinder head of the engine 10 on, and is cooled when the engine coolant through the water jacket 14 flows. A temperature (coolant temperature) of the coolant in the water jacket 14 is through a coolant temperature sensor 15 detected. The water jacket 14 is with a circulation path 16 connected, the a coolant tube and a coolant pump 17 includes, which pumps the coolant, so that the coolant circulates in the coolant pipe. The coolant pump 17 is one by, for example, a rotational energy of the machine 10 driven mechanical pump, or it may be an electric pump. The coolant pump 17 can be operated to adjust a flow rate of the coolant.
Wie in 1 gezeigt, erstreckt sich der Zirkulationspfad 16 von einer Auslassseite der Maschine 10 (Wassermantel 14) in Richtung eines Heizkerns 18, und erstreckt sich ferner durch die Wärmerückgewinnungsvorrichtung 13 in einer Einlassseite der Maschine 10. Der Zirkulationspfad 16 verzweigt in zwei Durchlässe oberhalb ("upstream") des Heizkerns 18 in einer Kühlmittelflussrichtung und, wie in 1 gezeigt, ist ein Strahler 21 in einem verzweigten Zirkulationspfad 16a als ein Wärmestrahlungsabschnitt bereitgestellt. Ein Strahlerventilator 23 ist neben dem Strahler 21 bereitgestellt, und wird durch einen Gleichstrommotor (DC-Motor) oder dergleichen angetrieben, sodass ein Luftfluss in der Nähe des Strahlers 21 erzeugt wird. Ein Thermostat 22 ist in dem verzweigten Abschnitt des Zirkulationspfads 16 bereitgestellt, und schaltet einen Flussdurchlass des Kühlmittels um, indem es in Abhängigkeit von einer Temperatur des durch den verzweigten Abschnitt, in welchem das Thermostat 22 angeordnet ist, fließenden Kühlmittels betrieben wird. Wenn die Temperatur des durch den verzweigten Abschnitt fließenden Kühlmittels niedrig ist, und insbesondere wenn die Kühlmitteltemperatur kleiner als eine vorbestimmte Thermostat-Betriebstemperatur ist, stoppt das Thermostat 22 das in Richtung des Strahlers 21 fließende Kühlmittel, sodass das Kühlmittel in dem Zirkulationspfad 16 zirkuliert, ohne dass Wärme in dem Strahler 21 abgestrahlt wird. Demgemäß ist das Kühlen (Wärmestrahlung) des Kühlmittels in dem Strahler 21 begrenzt, bevor ein Aufwärmen der Maschine 10 beendet ist, oder anders ausgedrückt, während beispielsweise das Aufwärmen der Maschine 10 durchgeführt wird. Wenn die Temperatur des durch den verzweigten Teil des Zirkulationspfads 16 fließenden Kühlmittels gleich oder größer als die vorbestimmte Thermostat-Betriebstemperatur ist, lässt das Thermostat 22 zu, dass das Kühlmittel in den Strahler 21 fließt, sodass das Kühlmittel in dem Zirkulationspfad 16 mit einer Abstrahlwärme in dem Strahler 21 zirkuliert. Durch ein solches Umschalten des Zirkulationspfads 16 kann das Kühlmittel bei einer angemessenen Temperatur (z.B. annähernd 80°C) gehalten werden, wenn die Maschine 10 betrieben wird. As in 1 shown, the circulation path extends 16 from an outlet side of the machine 10 (Water jacket 14 ) in the direction of a heater core 18 , and further extends through the heat recovery device 13 in an inlet side of the machine 10 , The circulation path 16 branches into two passages above ("upstream") of the heater core 18 in a coolant flow direction and, as in 1 shown is a spotlight 21 in a branched circulation path 16a provided as a heat radiating portion. A radiator fan 23 is next to the spotlight 21 provided, and is driven by a DC motor (DC motor) or the like, so that an air flow in the vicinity of the radiator 21 is produced. A thermostat 22 is in the branched section of the circulation path 16 provided, and switches over a flow passage of the coolant, in response to a temperature of the through the branched portion in which the thermostat 22 is arranged, flowing coolant is operated. When the temperature of the coolant flowing through the branched portion is low, and particularly when the coolant temperature is less than a predetermined thermostat operating temperature, the thermostat stops 22 that in the direction of the spotlight 21 flowing coolant, so that the coolant in the circulation path 16 circulates without heat in the radiator 21 is emitted. Accordingly, the cooling (heat radiation) of the coolant in the radiator 21 limited before a warm up of the machine 10 is finished, or in other words, while, for example, the warm-up of the machine 10 is carried out. When the temperature of the through the branched part of the circulation path 16 flowing coolant is equal to or greater than the predetermined thermostat operating temperature leaves the thermostat 22 to that the coolant in the radiator 21 flows, so that the coolant in the circulation path 16 with a radiant heat in the radiator 21 circulated. By such a switching of the circulation path 16 The coolant can be kept at an appropriate temperature (eg, approximately 80 ° C) when the engine is running 10 is operated.
Als Nächstes wird eine Klimaanlage 30 beschrieben. Die Klimaanlage 30 ist in einem Vorderteil des Fahrzeuginnenraums angeordnet, und umfasst ein Gehäuse 31, ein Windradgebläse 19, einen Verdampfer 32, den Heizkern 18 und einen Heizer 33 mit einem positiven Temperaturkoeffizienten (PTC-Heizer, PTC: "positive temperature coefficient"). Das Gehäuse 31 beherbergt darin das Windradgebläse 19, den Verdampfer 32, den Heizkern 18 und den PTC-Heizer 33. Next is an air conditioner 30 described. The air conditioner 30 is disposed in a front part of the vehicle interior, and includes a housing 31 , a wind turbine fan 19 , an evaporator 32 , the heating core 18 and a heater 33 with a positive temperature coefficient (PTC heater, PTC: "positive temperature coefficient"). The housing 31 houses in it the wind turbine fan 19 , the evaporator 32 , the heating core 18 and the PTC heater 33 ,
Das Gehäuse 31 definiert darin einen Luftdurchlass 38, durch welchen Luft (klimageregelte Luft) in den Fahrzeuginnenraum geblasen wird, und weist einen Lufteinlassanschluss (nicht gezeigt) auf, der in einem obersten ("most upstream") Teil des Gehäuses 31 in einer Flussrichtung von Luft in dem Gehäuse 31 bereitgestellt ist, um als ein Anschluss zu dienen, durch welchen Luft in das Gehäuse 31 eingelassen wird. Das Windradgebläse 19 ist unterhalb ("downstream") des Lufteinlassanschlusses in der Luftflussrichtung angeordnet, und das Windradgebläse 19 ist ein durch einen elektrischen Motor angetriebener elektrischer Ventilator. Eine Luftblasmenge des Windradgebläses 19 ist anpassbar, indem eine Drehgeschwindigkeit des elektrischen Motors in dem exemplarischen Ausführungsbeispiel gesteuert wird. The housing 31 defines an air passage in it 38 by which air (climate controlled air) is blown into the vehicle interior, and has an air inlet port (not shown) which is in a most upstream part of the housing 31 in a flow direction of air in the housing 31 is provided to serve as a port through which air into the housing 31 is admitted. The wind turbine fan 19 is located below ("downstream") the air intake port in the air flow direction, and the wind turbine blower 19 is an electric fan driven by an electric motor. An air blowing amount of the wind turbine blower 19 is adjustable by controlling a rotational speed of the electric motor in the exemplary embodiment.
Der Verdampfer 32 ist unterhalb ("downstream") des Windradgebläses 19 in der Luftflussrichtung in dem Gehäuse 31 angeordnet. Der Verdampfer 32 ist ein Wärmeaustauscher, in welchem ein Kältemittel eine Wärme austauscht, wobei Luft durch das Windradgebläse 19 geblasen wird. Der Verdampfer 32 ist mit einem Kompressor 35 und einem Dampfkondensator 36 über ein Kältemittelrohr 34 verbunden, um einen Kältemittelzyklus bereitzustellen. The evaporator 32 is below ("downstream") the wind turbine fan 19 in the air flow direction in the housing 31 arranged. The evaporator 32 is a heat exchanger in which a refrigerant exchanges heat, with air through the wind turbine fan 19 is blown. The evaporator 32 is with a compressor 35 and a steam condenser 36 via a refrigerant pipe 34 connected to provide a refrigerant cycle.
Der Kompressor 35 zapft Kältemittel ab und komprimiert es, und stößt das komprimierte Kältemittel an den Dampfkondensator 36 aus. Der Kompressor 35 wird in dem exemplarischen Ausführungsbeispiel elektrisch betrieben. Der Dampfkondensator 36 kondensiert von dem Kompressor 35 ausgestoßenes Kältemittel durch einen Wärmeaustausch zwischen dem durch den Dampfkondensator 36 fließenden Kältemittel und einer durch einen Ventilator (nicht gezeigt), der durch einen Gleichstrommotor (DC-Motor) rotierend angetrieben ist, geblasenen Luft. Aus dem Dampfkondensator 36 fließendes Kältemittel wird in gasförmiges Kältemittel und flüssiges Kältemittel durch einen Empfänger (nicht gezeigt) getrennt. Das getrennte flüssige Kältemittel wird in einem Nebelzustand durch ein Expansionsventil 37 drastisch ausgedehnt, und das neblige Kältemittel wird dem Dampfkondensator 32 zugeführt. In dem Dampfkondensator 32 wird das neblige Kältemittel über einen Wärmeaustausch mit in dem Luftdurchlass 38 fließender Luft in Gas umgewandelt, sodass die in dem Luftdurchlass 38 fließende Luft gekühlt wird. The compressor 35 it bleeds off refrigerant and compresses it, pushing the compressed one Refrigerant to the steam condenser 36 out. The compressor 35 is electrically operated in the exemplary embodiment. The steam condenser 36 condenses from the compressor 35 discharged refrigerant through a heat exchange between the through the steam condenser 36 flowing refrigerant and a blown by a fan (not shown), which is driven by a direct current motor (DC motor), blown air. From the steam condenser 36 flowing refrigerant is separated into gaseous refrigerant and liquid refrigerant by a receiver (not shown). The separated liquid refrigerant becomes in a mist condition through an expansion valve 37 drastically expanded, and the misty refrigerant becomes the steam condenser 32 fed. In the steam condenser 32 The misty refrigerant is through a heat exchange with in the air passage 38 flowing air is converted into gas, so that in the air passage 38 flowing air is cooled.
Ein Luftdurchlass unterhalb ("downstream") des Dampfkondensators 32 in der Luftflussrichtung verzweigt in einen Heizdurchlass 39 und einen Kühlluftdurchlass 41. In dem Heizdurchlass 39 sind der Heizkern 18 und der PTC-Heizer 33 angeordnet. Somit wird durch den Heizdurchlass 39 fließende Luft aufgeheizt, indem Wärme (überschüssige Wärme der Maschine) von dem Heizkern 18 empfangen wird, und indem durch den PTC-Heizer 33 erzeugte Wärme empfangen wird. An air passage below ("downstream") of the steam condenser 32 branches in the air flow direction in a heating passage 39 and a cooling air passage 41 , In the heating passage 39 are the heater core 18 and the PTC heater 33 arranged. Thus, through the heating passage 39 flowing air is heated by adding heat (excess heat to the machine) from the heater core 18 is received, and by the PTC heater 33 generated heat is received.
Der PTC-Heizer 33 weist ein Element mit einem positiven Temperaturkoeffizienten (PTC-Element) auf, und wird beispielsweise als ein elektrischer Heizer verwendet, der Wärme erzeugt, indem er Elektrizität empfängt. Insbesondere umfasst der PTC-Heizer 33 eine Vielzahl (z.B. drei) von Heizelementen 33a, 33b und 33c. Die Heizelemente 33a, 33b und 33c sind jeweils mit nicht gezeigten Schaltern SW1, SW2 und SW3 verbunden, welche unabhängig voneinander ein-/ausgeschaltet werden können. Somit wird die Anzahl an Heizelementen des PTC-Heizers 33 bestromt, oder anders ausgedrückt, die Heizkapazität des PTC-Heizers 33 ist anpassbar. The PTC heater 33 has a positive temperature coefficient (PTC) element, and is used, for example, as an electric heater that generates heat by receiving electricity. In particular, the PTC heater comprises 33 a plurality (eg three) of heating elements 33a . 33b and 33c , The heating elements 33a . 33b and 33c are each connected to switches not shown SW1, SW2 and SW3, which can be independently switched on / off. Thus, the number of heating elements of the PTC heater 33 energized, or in other words, the heating capacity of the PTC heater 33 is customizable.
Eine Dämpferklappe 42 ist auf Einlassseiten des Heizdurchlasses 39 und des Kühlluftdurchlasses 41 angeordnet, und ein Öffnungsgrad (Dämpferöffnungsgrad) der Dämpferklappe 42 wird durch einen Dämpferklappenmotor 54 angepasst. Durch die Anpassung des Dämpferöffnungsgrads kann ein Verhältnis zwischen einer Flussmenge von in den Heizdurchlass 39 fließender Luft und einer Flussmenge von in den Kühlluftdurchlass 41 fließender Luft angepasst werden. A damper flap 42 is on inlet sides of the heating passage 39 and the cooling air passage 41 and an opening degree (damper opening degree) of the damper door 42 is by a damper flap motor 54 customized. By adjusting the damper opening degree, a ratio between a flow rate of into the Heizdurchlass 39 flowing air and a flow rate into the cooling air passage 41 be adapted to flowing air.
In dem Gehäuse 31 wird ein Mischraum 43 auf Auslassseiten des Heizdurchlasses 39 und des Kühlluftdurchlasses 41 bereitgestellt. In dem Mischraum 43 wird Luft, die durch den Heizdurchlass 39 geflossen ist, mit Luft gemischt, die durch den Kühlluftdurchlass 41 geflossen ist. Luftauslässe, durch welche Luft in dem Mischraum 43 in den Fahrzeuginnenraum geblasen wird, werden an einem untersten ("most downstream") Teil des Gehäuses 31 in der Luftflussrichtung bereitgestellt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfassen die Luftauslässe Gesichtsluftauslässe 44 und 46, durch welche klimatisierte Luft in Richtung eines oberen Teils eines Fahrzeuginsassen in den Fahrzeuginnenraum geblasen wird, und einen Fußluftauslass 45, durch welchen klimatisierte Luft in Richtung eines Fußraums des Fahrzeuginsassen geblasen wird. Flussmengenanpassungsklappen 44a, 45a und 46a werden jeweils neben den Luftauslässen 44, 45 und 46 bereitgestellt. Durch Anpassen eines Öffnungsgrades jeder der Flussmengenanpassungsklappen 44a, 45a und 46a kann eine Flussmenge von Luft, die in den Fahrzeuginnenraum durch jeden der Luftauslässe 44, 45 und 46 geblasen wird, angepasst werden. In the case 31 becomes a mixing room 43 on outlet sides of the heating passage 39 and the cooling air passage 41 provided. In the mixing room 43 Air is passing through the heating passage 39 has flowed, mixed with air passing through the cooling air passage 41 flowed. Air outlets through which air in the mixing room 43 is blown into the vehicle interior, are at a lowest ("most downstream") part of the housing 31 provided in the air flow direction. In the present embodiment, the air outlets include face air outlets 44 and 46 by which conditioned air is blown toward an upper part of a vehicle occupant in the vehicle interior, and a Fußluftauslass 45 through which conditioned air is blown toward a footwell of the vehicle occupant. Flow rate adjustment flap 44a . 45a and 46a are each next to the air outlets 44 . 45 and 46 provided. By adjusting an opening degree of each of the flow amount adjusting flaps 44a . 45a and 46a It allows a flow of air that enters the vehicle interior through each of the air outlets 44 . 45 and 46 is blown, adjusted.
Eine Kurbelwelle 47, die eine Ausgabewelle der Maschine 10 darstellt, ist mit einem Motor MG1 verbunden, der als ein elektrischer Hilfsmotor verwendet wird. Der Motor MG1 ist ein bekannter synchroner Generatormotor, der als ein elektrischer Generator und ein elektrischer Motor fungiert. Der Motor MG1 erzeugt Elektrizität aus Rotationsenergie der Kurbelwelle 47, und eine Batterie 48 wird durch die erzeugte Elektrizität aufgeladen. Wenn die Maschine 10 aktiviert ist, fungiert der Motor MG1 als der elektrische Motor. Anders ausgedrückt, wenn die Maschine 10 aktiviert ist, wird der Motor MG1 durch Elektrizität angetrieben, die von der Batterie 48 zugeführt wird, um eine Rotation der Kurbelwelle 47 zu initiieren. Ein Wechselrichter INV1 wird zwischen dem Motor MG1 und der Batterie 48 bereitgestellt. Indem der Wechselrichter INV1 gesteuert wird, kann eine Rotationsgeschwindigkeit des Motors MG1 gesteuert werden. Die Batterie 48 kann durch eine äußere elektrische Quelle über einen Anschluss PG aufgeladen werden. Die Batterie 48 ist mit einer Niedrigspannungsbatterie (z.B. eine 12 V-Hilfsbatterie) über einen DC-DC-Umwandler verbunden, und die Niedrigspannungsbatterie wird durch Elektrizität aufgeladen, die von der Batterie 48 zugeführt wird. A crankshaft 47 which is an output shaft of the machine 10 is connected to a motor MG1 used as an auxiliary electric motor. The motor MG1 is a known synchronous generator motor functioning as an electric generator and an electric motor. The motor MG1 generates electricity from rotational energy of the crankshaft 47 , and a battery 48 is charged by the generated electricity. When the machine 10 is activated, the motor MG1 functions as the electric motor. In other words, when the machine 10 is activated, the motor MG1 is powered by electricity coming from the battery 48 is fed to a rotation of the crankshaft 47 to initiate. An inverter INV1 is connected between the motor MG1 and the battery 48 provided. By controlling the inverter INV1, a rotation speed of the motor MG1 can be controlled. The battery 48 can be charged by an external electrical source via a port PG. The battery 48 is connected to a low voltage battery (eg a 12V auxiliary battery) via a DC-DC converter, and the low voltage battery is charged by electricity from the battery 48 is supplied.
Die Batterie 48 ist mit einem Fahrzeugmotor MG2 über einen Wechselrichter INV2 verbunden, und der Motor MG2 wird als ein elektrischer Hauptmotor verwendet. Der Motor MG2 ist ein bekannter synchroner Generatormotor, der als ein elektrischer Generator und ein elektrischer Motor fungiert. Der Motor MG2 ist mit Antriebsrädern (Fahrzeugrädern) 51 über ein Untersetzungsgetriebe 49 oder dergleichen verbunden, sodass eine von dem Motor MG2 erzeugte Antriebskraft an die Antriebsräder 41 übertragen wird. Der Motor MG2 weist eine Funktion auf, um Elektrizität zurückzugewinnen, wenn das Fahrzeug abbremst, und die zurückgewonnene Elektrizität wird zum Aufladen der Batterie 48 verwendet. The battery 48 is connected to a vehicle engine MG2 via an inverter INV2, and the motor MG2 is used as a main electric motor. The motor MG2 is a known synchronous generator motor that functions as an electric generator and an electric motor. The MG2 motor is equipped with drive wheels (vehicle wheels) 51 via a reduction gear 49 or the like, so that a driving force generated by the motor MG2 to the drive wheels 41 is transmitted. The motor MG2 has a function to recover electricity when the vehicle decelerates, and the recovered electricity will recharge the battery 48 used.
Das Klimaanlagesystem umfasst ferner einen Kurbelwellensensor 52, der ein Kurbelwellensignal in jeder vorbestimmten Kurbelwelle der Maschine 10 ausgibt, einen Batteriesensor 53, der einen elektrischen Auflade-/Entladestrom der Batterie 48 erfasst, einen Innentemperatursensor 55, der eine Temperatur Tr in dem Fahrzeuginnenraum erfasst, einen Außentemperatursensor 56, der eine Außentemperatur Tam erfasst, einen Verdampfertemperatursensor 57, der eine Temperatur Te einer direkt aus dem Verdampfer 32 fließenden klimatisierten Luft erfasst, einen Rotationspositionssensor, der Rotationspositionen von Rotoren der Motoren MG1 und MG2 erfasst, einen Gebläseschalter, der zum Ein-/Ausschalten des Windradgebläses 19 verwendet wird, und einen Temperatureinstellungsschalter, der zum Einstellen und Eingeben einer voreingestellten Temperatur des Fahrzeuginnenraums verwendet wird. Der Verdampfertemperatursensor 57 kann eine Temperatur von Wärmeaustauschlamellen des Verdampfers 32 erfassen, oder kann eine Temperatur des durch den Verdampfer 32 fließenden Kühlmittels direkt erfassen, alternativ zu der Erfassung der Temperatur von direkt aus dem Verdampfer 32 fließender klimatisierter Luft. The air conditioning system further includes a crankshaft sensor 52 which generates a crankshaft signal in each predetermined crankshaft of the engine 10 outputs a battery sensor 53 , which is an electrical charge / discharge current of the battery 48 detected, an internal temperature sensor 55 detecting a temperature Tr in the vehicle interior, an outside temperature sensor 56 detecting an outside temperature Tam, an evaporator temperature sensor 57 That is a temperature Te one directly from the evaporator 32 detects a rotating position sensor that detects rotational positions of rotors of the motors MG1 and MG2, a blower switch that turns on / off the wind turbine fan 19 is used, and a temperature setting switch, which is used for setting and inputting a preset temperature of the vehicle interior. The evaporator temperature sensor 57 can be a temperature of heat exchanger fins of the evaporator 32 capture, or can be a temperature of the evaporator 32 directly capture coolant flowing, alternatively to the detection of the temperature of directly from the evaporator 32 flowing conditioned air.
Die ECU 60 umfasst bekanntermaßen einen Mikrocomputer 61, der eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU: "central processing unit") einen Nurlesespeicher (ROM: "read-only memory") und einen Schrei-Lese-Speicher (RAM: "random access memory") umfasst. Die ECU 60 führt verschiedene in dem ROM gespeicherte Steuerungsprogramme durch, um verschiedene Steuerungen der Maschine 10 und Betriebssteuerungen des Motors MG1 und des Motors MG2 durchzuführen. Tatsächlich werden die Motoren MG1, MG2 und die Maschine 10 jeweils durch verschiedene elektronische Steuerungseinheiten gesteuert, aber diese elektronischen Steuerungseinheiten sind in der ECU 60 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kombiniert. The ECU 60 is known to comprise a microcomputer 61 processor comprising a central processing unit (CPU), a read-only memory (ROM), and a random access memory (RAM). The ECU 60 performs various control programs stored in the ROM to control various machines 10 and perform operation controls of the motor MG1 and the motor MG2. In fact, the motors MG1, MG2 and the machine 10 each controlled by different electronic control units, but these electronic control units are in the ECU 60 combined in the present embodiment.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Maschine 10 nur für eine Erzeugung von Elektrizität verwendet. Wenn erforderlich ist, dass die Batterie 48 aufgeladen wird, aktiviert der Mikrocomputer 61 der ECU 60 die Brennstoffeinspritzventile und die Zündungsvorrichtungen der Maschine 10, um die Maschine 10 von einem Stoppzustand in einen Betriebszustand umzuschalten, sodass die Batterie 48 aufgeladen wird. Die ECU 60 bestimmt, ob erforderlich ist, dass die Batterie 48 aufgeladen wird, basierend auf einer Schaltoperation durch einen Nutzer und auf einem Ladungszustand (SOC: "state of charge") (Restbatteriepegel) der Batterie 48, der aus einem Erfassungswert des Batteriesensors 53 berechnet wird. In the present embodiment, the machine becomes 10 used only for a generation of electricity. If necessary, the battery 48 is charged, the microcomputer activates 61 the ECU 60 the fuel injection valves and the ignition devices of the engine 10 to the machine 10 switch from a stop state to an operating state, so that the battery 48 is charged. The ECU 60 determines if required is that the battery 48 is charged based on a switching operation by a user and a state of charge (SOC) of the battery 48 , which is a detection value of the battery sensor 53 is calculated.
In dem Fahrzeug mit einer vergrößerten Reichweite wird die Maschine 10 nur für eine Erzeugung von Elektrizität verwendet. Somit kann sich die Maschine mit einer hohen Wahrscheinlichkeit in dem Stoppzustand befinden, wenn der Heizbetrieb erforderlich ist. Falls in diesem Fall die Maschine 10 von dem Stoppzustand in den Betriebszustand geschaltet wird, um überschüssige Wärme der Maschine 10 jedes Mal zu verwenden, wenn der Heizbetrieb erforderlich ist, kann der Brennstoffverbrauch der Maschine 10 ansteigen, und eine Brennstoffeffizienz kann sich verringern. Falls im Gegensatz dazu eine in dem Heizbetrieb erforderliche Wärmemenge nur durch den PTC-Heizer 33 erzeugt wird, kann erforderlich sein, dass der PTC-Heizer 33 eine große Heizkapazität aufweist, um unter einer Bedingung verfügbar zu sein, in der es außen extrem kalt ist, und Kosten des PTC-Heizers 33 können dadurch ansteigen. In the vehicle with an enlarged range becomes the machine 10 used only for a generation of electricity. Thus, the machine may be in the stop state with a high probability when the heating operation is required. If in this case the machine 10 is switched from the stop state to the operating state, to excess heat of the machine 10 Each time the heating operation is required, the fuel consumption of the engine can be used 10 increase and fuel efficiency may decrease. On the contrary, if a heat amount required in the heating operation only by the PTC heater 33 may be required that the PTC heater 33 has a large heating capacity to be available under a condition where it is extremely cold outside, and costs of the PTC heater 33 can increase as a result.
Deshalb wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Heizbetrieb in Abhängigkeit davon gesteuert, ob der PTC-Heizer 33 in der Lage ist, eine in dem Heizbetrieb des Fahrzeuginnenraums erforderliche Wärmemenge zu erzeugen. Wenn der PTC-Heizer 33 in der Lage ist, die erforderliche Wärmemenge zu erzeugen, wird ein Betrieb der Maschine 10 zum Erhitzen des Heizkerns 18 nicht durchgeführt, und die Maschine 10 wird in dem Stoppzustand gehalten. Wenn der PTC-Heizer 33 nicht in der Lage ist, die erforderliche Wärmemenge zu erzeugen, wird die Maschine 10 von dem Stoppzustand in den Betriebszustand umgeschaltet, und der Fahrzeuginnenraum wird aufgeheizt, indem die sowohl durch den PTC-Heizer 33 als auch durch den Heizkern 18 erzeugte Wärme verwendet wird. Therefore, in the present embodiment, the heating operation is controlled depending on whether the PTC heater 33 is capable of generating a heat amount required in the heating operation of the vehicle interior. When the PTC heater 33 is able to produce the required amount of heat, becomes an operation of the machine 10 for heating the heater core 18 not performed, and the machine 10 is held in the stop state. When the PTC heater 33 is unable to produce the required amount of heat, the machine 10 Switched from the stop state to the operating state, and the vehicle interior is heated by the both by the PTC heater 33 as well as through the heater core 18 generated heat is used.
Ein in 2 gezeigter Steuerungsprozess wird in vorbestimmten Perioden durch den Mikrocomputer 61 der ECU 60 wiederholt durchgeführt. An in 2 shown control process is in predetermined periods by the microcomputer 61 the ECU 60 repeatedly performed.
In Schritt S101 in 2 bestimmt der Mikrocomputer 61, ob der Heizbetrieb erforderlich ist, und ob sich das Windradgebläse 19 in einem Blaszustand befindet, in welchem das Windradgebläse 19 Luft bläst. Wenn die Bestimmung in Schritt S101 NEIN ergibt, oder anders ausgedrückt, wenn der Heizbetrieb nicht erforderlich ist oder das Windradgebläse 19 sich nicht in dem Blaszustand befindet, wird der in 2 gezeigte Steuerungsprozess beendet. Wenn die Bestimmung in Schritt S101 JA ergibt, oder anders ausgedrückt, wenn der Heizbetrieb erforderlich ist und das Windradgebläse 19 sich in dem Blaszustand befindet, wird ein Steuerungsbetrieb in Schritt S102 durchgeführt. In step S101 in FIG 2 the microcomputer determines 61 whether the heating operation is required, and whether the wind turbine fan 19 is in a blowing state in which the wind turbine blower 19 Air blows. When the determination in step S101 is NO, or in other words, when the heating operation is not required or the wind turbine blower 19 is not in the blowing state, the in 2 shown control process ended. When the determination in step S101 is YES, or in other words, when the heating operation is required and the wind turbine blower 19 is in the blowing state, a control operation is performed in step S102.
In Schritt S102 bestimmt der Mikrocomputer 61, ob ein Aufladungsflag (CHG-Flag) Null ist (CHG-Flag = 0). Das CHG-Flag zeigt an, ob die Batterie 48 durch den Motor MG1 aufgeladen wird. CHG-Flag gleich Null bedeutet, dass die Batterie 48 nicht aufgeladen wird, und CHG-Flag gleich 1 bedeutet, dass die Batterie 48 aufgeladen wird. Das CHG-Flag wird auf Null eingestellt, wenn eine Initialisierungssteuerung durchgeführt wird. Das CHG-Flag wird beispielsweise auf Null eingestellt, wenn ein Zündschlüssel des Fahrzeugs eingeschaltet wird. In step S102, the microcomputer determines 61 whether a charge flag (CHG flag) is zero (CHG flag = 0). The CHG flag indicates if the battery is 48 is charged by the motor MG1. CHG flag equal to zero means the battery 48 does not charge, and CHG flag equal to 1 means that the battery 48 is charged. The CHG flag is set to zero when initialization control is performed. For example, the CHG flag is set to zero when an ignition key of the vehicle is turned on.
Wenn das CHG-Flag Null ist, oder anders ausgedrückt, wenn die Bestimmung in Schritt S102 JA ergibt, bestimmt der Mikrocomputer 61 in Schritt S103, ob der SOC der Batterie 48 kleiner als ein vorbestimmter Bezugswert Lo1 ist. Der Bezugswert Lo1 ist ein Schwellenwert, unter welchem mit dem Aufladen der Batterie 48 begonnen wird, und der Bezugswert Lo1 beträgt beispielsweise 20%. Wenn der SOC gleich oder größer als der Bezugswert Lo1 ist (SOC ≥ Lo1), wird ein Steuerungsprozess in Schritt S104 durchgeführt. In Schritt S104 wird der Heizbetrieb unter Verwendung von überschüssiger Wärme der Maschine 10 und durch den PTC-Heizer 33 erzeugter Wärme durchgeführt. Der Steuerungsprozess (Heizsteuerungsprozess) in Schritt S104 wird nachstehend mit Bezug auf 3 beschrieben. If the CHG flag is zero, or in other words, if the determination in step S102 is YES, the microcomputer determines 61 in step S103, whether the SOC of the battery 48 is less than a predetermined reference value Lo1. The reference value Lo1 is a threshold under which to charge the battery 48 For example, the reference value Lo1 is 20%. When the SOC is equal to or greater than the reference value Lo1 (SOC ≥ Lo1), a control process is performed in step S104. In step S104, the heating operation is performed using excess heat of the engine 10 and through the PTC heater 33 generated heat performed. The control process (heating control process) in step S104 will be described below with reference to FIG 3 described.
In Schritt S201 in 3 berechnet der Mikrocomputer 61 eine erforderliche Wärmemenge Q und die Anzahl an Heizelementen Nptc (Anzahl an betriebenen Elementen) des PTC-Heizers 33, die in dem Heizbetrieb betrieben werden. Somit wird ein Steuerungsabschnitt des Mikrocomputers 61, der den Steuerungsbetrieb in Schritt S201 durchführt, als ein Beispiel eines Berechnungsabschnitts einer erforderlichen Menge verwendet, der eine Wärmemenge berechnet, die in dem Heizbetrieb des Fahrzeuginnenraums erforderlich ist. Eine Prozedur der Berechnung der erforderlichen Wärmemenge Q und der Anzahl an betriebenen Elementen Nptc wird nachstehend beschrieben.
- (1) Eine Sollauslasslufttemperatur Tao wird unter Verwendung der folgenden Formel berechnet. Tao = Ktset × Tset – Kr × Tr – Kam × Tam + C, wobei Tset eine voreingestellte Temperatur des Fahrzeuginnenraums ist, Tr eine Temperatur innerhalb des Fahrzeuginnenraums ist, Tam eine Außentemperatur ist, Ktset, Kr und Kam jeweils Gewinne für die vorstehend beschriebenen Temperaturen Tset, Tr und Tam sind, und C eine Konstante ist.
- (2) Ein provisorischer Dämpferöffnungsgrad SW der Dämpferklappe 42 wird unter Verwendung der folgenden Formel berechnet. SW = (Tao – Te)/(Tw – Te), wobei Te eine Temperatur von Luft ist, die direkt aus dem Verdampfer 32 fließt, und Tw eine Temperatur (Kühlmitteltemperatur) des Kühlmittels der Maschine 10 ist (d. h., eine Temperatur des Heizkerns 18). Der provisorische Dämpferöffnungsgrad SW entspricht einem Mischverhältnis zwischen einer Luftmenge, die in den Heizdurchlass 39 fließt, und einer Luftmenge, die in den Kühlluftdurchlass 41 fließt, und der provisorische Dämpferöffnungsgrad SW ist ein erforderlicher Wert zum Anpassen einer Temperatur einer aus den Luftauslässen des Gehäuses 31 bei der Sollauslasstemperatur Tao fließenden Luft. Wenn der provisorische Dämpfergrad SW klein ist, ist eine Notwendigkeit zum Erhitzen von Luft in dem Heizdurchlass 39 durch Verwenden des PTC-Heizers 33 oder des Heizkerns 18 gering.
- (3) Ein tatsächlicher Dämpferöffnungsgrad SW' der Dämpferklappe 42 wird berechnet. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der tatsächliche Dämpferöffnungsgrad SW' auf 1 oder 0 gesteuert. Wenn der provisorische Dämpferöffnungsgrad SW größer als ein vorbestimmter Wert α ist, wird der tatsächliche Dämpferöffnungsgrad SW' auf 1 eingestellt (SW' = 1). Wenn der provisorische Dämpferöffnungsgrad SW gleich oder kleiner als der vorbestimmte Wert α ist, wird der tatsächliche Dämpferöffnungsgrad SW' auf 0 eingestellt (SW' = 0). Basierend auf dem berechneten tatsächlichen Dämpferöffnungsgrad SW' treibt die ECU 60 den Dämpferklappenmotor 54 an.
- (4) Eine erwartete Auslasslufttemperatur Taob wird unter Verwendung der folgenden Formel berechnet. Taob = Te + SW'(Tw – Te)
- (5) Ein unzureichender Heizertemperaturgrad Tptc wird unter Verwendung der folgenden Formel berechnet. Tptc = Tao – Taob
- (6) Die erforderliche Wärmemenge Q und die Anzahl an betriebenen Elementen Nptc werden unter Verwendung der folgenden Formeln berechnet. Q = Ga × ρa × Cp × Tptc, Nptc = Q/Kptc, wobei Ga eine Luftflussmenge ist, ρa eine Luftdichte ist, Cp eine isobarisch spezifische Wärme ist, und Kptc eine Standardwärmemenge in jedem Heizelement des PTC-Heizers 33 ist. Die Anzahl an betriebenen Elementen Nptc ist die Anzahl an betriebenen Heizelementen (bestromt) in dem PTC-Heizer 33. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst der PTC-Heizer 33 die drei Heizelemente 33a, 33b, 33c wie vorstehend beschrieben, und eine obere Grenze der Anzahl an betriebenen Elementen Nptc ist dadurch "3".
In step S201 in FIG 3 the microcomputer calculates 61 a required amount of heat Q and the number of heating elements Nptc (number of operated elements) of the PTC heater 33 which are operated in the heating mode. Thus, a control section of the microcomputer becomes 61 that performs the control operation in step S201, as an example of a required amount calculating section that calculates an amount of heat required in the heating operation of the vehicle cabin. A procedure of calculating the required amount of heat Q and the number of operated elements Nptc will be described below. - (1) A target outlet air temperature Tao is calculated using the following formula. Tao = Ktset × Tset - Kr × Tr - Kam × Tam + C, where Tset is a preset temperature of the vehicle cabin, Tr is a temperature inside the vehicle cabin, Tam is an outdoor temperature, Ktset, Kr and Kam are gains for the above-described temperatures Tset, Tr and Tam, respectively, and C is a constant.
- (2) A temporary damper opening degree SW of the damper door 42 is calculated using the following formula. SW = (Tao-Te) / (Tw-Te), where Te is a temperature of air directly from the evaporator 32 flows, and Tw a temperature (coolant temperature) of the coolant of the engine 10 is (ie, a temperature of the heater core 18 ). The provisional damper opening degree SW corresponds to a mixing ratio between an amount of air entering the heating passage 39 flows, and an amount of air that enters the cooling air passage 41 and the provisional damper opening degree SW is a required value for adjusting a temperature of one of the air outlets of the housing 31 at the target outlet temperature Tao flowing air. When the provisional damper degree SW is small, there is a need to heat air in the heating passage 39 by using the PTC heater 33 or the heater core 18 low.
- (3) An actual damper opening degree SW 'of the damper door 42 is being computed. In the present embodiment, the actual damper opening degree SW 'is controlled to be 1 or 0. When the provisional damper opening degree SW is larger than a predetermined value α, the actual damper opening degree SW 'is set to 1 (SW' = 1). When the provisional damper opening degree SW is equal to or smaller than the predetermined value α, the actual damper opening degree SW 'is set to 0 (SW' = 0). Based on the calculated actual damper opening degree SW ', the ECU drives 60 the damper damper motor 54 at.
- (4) An expected outlet air temperature Taob is calculated using the following formula. Taob = Te + SW '(Tw - Te)
- (5) Insufficient heater temperature degree Tptc is calculated using the following formula. Tptc = Tao - Taob
- (6) The required amount of heat Q and the number of operated elements Nptc are calculated using the following formulas. Q = Ga × ρa × Cp × Tptc, Nptc = Q / Kptc, where Ga is an air flow rate, ρa is an air density, Cp is an isobaric specific heat, and Kptc is a standard heat amount in each heating element of the PTC heater 33 is. The number of operated elements Nptc is the number of operated heating elements (energized) in the PTC heater 33 , In the present Embodiment includes the PTC heater 33 the three heating elements 33a . 33b . 33c As described above, and an upper limit of the number of operated elements Nptc is thereby "3".
Nach den vorstehend beschriebenen Berechnungen der erforderlichen Wärmemenge Q und der Anzahl an betriebenen Elementen Nptc gibt der Mikrocomputer 61 in Schritt S202 einen Betriebsbefehl an den PTC-Heizer 33 aus. Wenn die Kühlmitteltemperatur hoch ist, kann eine Wärme des Kühlmittels zum Erzeugen der erforderlichen Wärmemenge Q verwendet werden, und ein Wärmeausgabepegel des PTC-Heizers 33 kann reduziert werden. Somit wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Anzahl an tatsächlich betriebenen Elementen, welche die Anzahl an Heizelementen des PTC-Heizers 33, die tatsächlich zum Erzeugen von Wärme verwendet werden, basierend auf der Kühlmitteltemperatur bestimmt. Insbesondere bestimmt der Mikrocomputer 61 zunächst eine Anzahl an gestoppten Elementen, welche die Anzahl an gestoppten Heizelementen des PTC-Heizers 33 ist, basierend auf der Kühlmitteltemperatur, und bestimmt dann die Anzahl an tatsächlich betriebenen Elementen des PTC-Heizers 33 durch Subtrahieren der Anzahl an gestoppten Elementen von der vorstehend beschriebenen Anzahl an betriebenen Elementen Nptc, die als eine obere Grenzanzahl der Heizelemente des PTC-Heizers 33 verwendet wird. Deshalb wird ein Betrieb des PTC-Heizers 33 wie nachstehend beschrieben gesteuert. Es wird bestimmt, dass je höher die Kühlmitteltemperatur ist, desto kleiner die Anzahl an tatsächlich betriebenen Elementen ist (d. h. desto kleiner ist eine von dem PTC-Heizer 33 ausgegebene Wärmemenge). Es wird bestimmt, dass je kleiner die Kühlmitteltemperatur ist, desto größer die Anzahl an tatsächlich betriebenen Elementen ist (d. h., desto größer ist die von dem PTC-Heizer 33 ausgegebene Wärmemenge). Ein Steuerungsabschnitt des Mikrocomputers 61, der den Steuerungsbetrieb in Schritt S202 durchführt, wird als ein Beispiel eines ersten Steuerungsabschnitts verwendet, der den elektrischen Heizer basierend auf der berechneten erforderlichen Wärmemenge Q steuert. After the above-described calculations of the required heat quantity Q and the number of operated elements Nptc, the microcomputer outputs 61 in step S202, an operation command to the PTC heater 33 out. When the coolant temperature is high, heat of the coolant may be used to generate the required amount of heat Q, and a heat output level of the PTC heater 33 can be reduced. Thus, in the present embodiment, a number of actual operated elements, which is the number of heating elements of the PTC heater 33 , which are actually used for generating heat, determined based on the coolant temperature. In particular, the microcomputer determines 61 First, a number of stopped elements indicating the number of stopped heating elements of the PTC heater 33 is based on the coolant temperature, and then determines the number of actually operated elements of the PTC heater 33 by subtracting the number of stopped elements from the above-described number of operated elements Nptc serving as an upper limit number of the heating elements of the PTC heater 33 is used. Therefore, operation of the PTC heater becomes 33 controlled as described below. It is determined that the higher the coolant temperature is, the smaller the number of elements actually operated is (ie, the smaller is one of the PTC heater 33 amount of heat emitted). It is determined that the smaller the coolant temperature is, the larger the number of elements actually operated is (ie, the larger is that of the PTC heater 33 amount of heat emitted). A control section of the microcomputer 61 That performs the control operation in step S202 is used as an example of a first control section that controls the electric heater based on the calculated required amount of heat Q.
Anschließend bestimmt der Mikrocomputer 61 in Schritt S203, ob der PTC-Heizer 33 in der Lage ist, die erforderliche Wärmemenge Q zu erzeugen, oder anders ausgedrückt, der Mikrocomputer 61 bestimmt, ob die erforderliche Wärmemenge Q erzeugt werden kann, indem nur der PTC-Heizer 33 betrieben wird. Somit wird ein Steuerungsabschnitt des Mikrocomputers 61, der den Steuerungsbetrieb in Schritt S203 durchführt, als beispielsweise ein Heizerbestimmungsabschnitt verwendet, der bestimmt, ob der elektrische Heizer in der Lage ist, die erforderliche Wärmemenge Q zu erzeugen. Insbesondere bestimmt der Mikrocomputer 61, ob die erforderliche Wärmemenge Q größer als eine größte Wärmemenge PTC_MAX des PTC-Heizers 33 ist. Wenn die erforderliche Wärmemenge Q nicht größer als die größte Wärmemenge PTC_MAX ist (Q ≤ PTC_MAX), oder anders ausgedrückt, wenn der PTC-Heizer 33 in der Lage ist, die erforderliche Wärmemenge Q zu erzeugen, wird ein Wärmeerzeugungsflag (HG-Flag) in Schritt S204 zurückgesetzt, d. h. es wird auf Null gesetzt. Dann ist der Steuerungsprozess beendet. Das HG-Flag zeigt an, ob die Maschine 11 Wärme erzeugt, oder anders ausgedrückt, ob sich die Maschine 10 in einem Betriebszustand befindet. HG-Flag gleich Null bedeutet, dass die Maschine 10 nicht betrieben wird, und HG-Flag gleich 1 bedeutet, dass die Maschine 10 betrieben wird, um Wärme zu erzeugen. Subsequently, the microcomputer determines 61 in step S203, whether the PTC heater 33 is able to generate the required amount of heat Q, or in other words, the microcomputer 61 determines whether the required amount of heat Q can be generated by only the PTC heater 33 is operated. Thus, a control section of the microcomputer becomes 61 which performs the control operation in step S203, for example, uses as a heater determination section that determines whether the electric heater is capable of generating the required amount of heat Q. In particular, the microcomputer determines 61 whether the required amount of heat Q is greater than a maximum amount of heat PTC_MAX of the PTC heater 33 is. When the required amount of heat Q is not larger than the largest amount of heat PTC_MAX (Q ≦ PTC_MAX), or in other words, when the PTC heater 33 is capable of generating the required amount of heat Q, a heat generation flag (HG flag) is reset in step S204, ie, it is set to zero. Then the control process is finished. The HG flag indicates if the machine 11 Heat generated, or in other words, whether the machine 10 in an operating state. HG flag equal to zero means that the machine 10 not operated, and HG flag equal to 1 means that the machine 10 is operated to generate heat.
Wenn die erforderliche Wärmemenge Q größer als die größte Wärmemenge PTC_MAX (Q > PTC_MAX) ist, oder anders ausgedrückt, der PTC-Heizer 33 nicht in der Lage ist, die erforderliche Wärmemenge Q zu erzeugen, bestimmt der Mikrocomputer 61 in Schritt S205, ob das HG-Flag Null ist (HG-Flag = 0). Wenn die Maschine 10 gestoppt wird und das HG-Flag in Schritt S205 Null ist, bestimmt der Mikrocomputer 61 in Schritt S206, ob die Kühlmitteltemperatur Tw kleiner als eine erste Bezugstemperatur TWL ist. Die erste Bezugstemperatur TWL ist eine niedrigere Bezugstemperatur, über welcher eine thermische Energie des Kühlmittels verwendet werden kann, um den Heizbetrieb durchzuführen. Somit kann, wenn die Kühlmitteltemperatur Tw gleich oder größer als die erste Bezugstemperatur TWL ist (Tw ≥ TWL), der Fahrzeuginnenraum unter Verwendung des Heizkerns 18 aufgeheizt werden. Die erste Bezugstemperatur TWL ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beispielsweise gleich 45°C. Ein Steuerungsabschnitt des Mikrocomputers 61, der den Steuerungsbetrieb in Schritt S206 durchführt, wird beispielsweise als ein Kühlmitteltemperaturbestimmungsabschnitt verwendet, der bestimmt, ob die Kühlmitteltemperatur Tw innerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereichs liegt, in welchem der Heizkern in der Lage ist, den Heizbetrieb des Fahrzeuginnenraums durchzuführen. When the required amount of heat Q is larger than the largest amount of heat PTC_MAX (Q> PTC_MAX), or in other words, the PTC heater 33 is unable to produce the required amount of heat Q, determines the microcomputer 61 in step S205, if the HG flag is zero (HG flag = 0). When the machine 10 is stopped and the HG flag is zero in step S205, the microcomputer determines 61 in step S206, whether the coolant temperature Tw is smaller than a first reference temperature TWL. The first reference temperature TWL is a lower reference temperature over which a thermal energy of the coolant may be used to perform the heating operation. Thus, when the coolant temperature Tw is equal to or greater than the first reference temperature TWL (Tw ≥ TWL), the vehicle interior can be made using the heater core 18 be heated. The first reference temperature TWL is equal to 45 ° C in the present embodiment, for example. A control section of the microcomputer 61 That performs the control operation in step S206 is used, for example, as a coolant temperature determination section that determines whether the coolant temperature Tw is within a predetermined temperature range in which the heater core is capable of performing the heating operation of the vehicle interior.
Wenn die Bestimmung in Schritt S206 NEIN ergibt, oder anders ausgedrückt, die Kühlmitteltemperatur Tw gleich oder größer als die erste Bezugstemperatur TWL ist (Tw ≥ TWL), wird der Steuerungsprozess beendet. Wenn die Bestimmung in Schritt S206 JA ergibt, oder anders ausgedrückt, die Kühlmitteltemperatur Tw kleiner als die erste Bezugstemperatur TWL ist (Tw < TWL), wird ein Steuerungsbetrieb in Schritt S207 durchgeführt. Das HG-Flag wird in Schritt S207 auf 1 gesetzt, und die Maschine 10 wird dann in Schritt S208 in einer Wärmeerzeugungsbetriebsart (HG-Betriebsart) betrieben. Ein Steuerungsabschnitt des Mikrocomputers 61, der die Steuerungsoperationen in den Schritten S208 und S204 durchführt, wird beispielsweise als ein zweiter Steuerungsabschnitt verwendet, der (i) die Maschine betreibt, um den Heizkern zu erhitzen, wenn der elektrische Heizer nicht in der Lage ist, die erforderliche Wärmemenge Q zu erzeugen, und (ii) den Betrieb der Maschine zum Erhitzen des Heizkerns beendet, wenn der elektrische Heizer in der Lage ist, die erforderliche Wärmemenge Q zu erzeugen. Die HG-Betriebsart ist eine Betriebsart der Maschine 10, mit der beabsichtigt wird, eine überschüssige Wärme der Maschine 10 in dem Heizbetrieb zu verwenden, und eine Energieausgabe der Maschine 10 in der HG-Betriebsart ist kleiner als in einer Aufladebetriebsart (CHG-Betriebsart) der Maschine 10. Beispielsweise wird die Maschine 10 in der HG-Betriebsart unter einer Bedingung betrieben, dass eine Rotationsgeschwindigkeit der Maschine 10 gleich 2500 U/min ist, und ein Öffnungsgrad einer Drosselklappe der Maschine 10 vollständig geöffnet ist (d. h., weit geöffnete Drosselklappe, WOT: "wide open throttle"). Zusätzlich beträgt eine verfügbare Wärmemenge 5,8 kW, und eine Erzeugungsmenge von Elektrizität beträgt in der HG-Betriebsart 3,6 kW. Hier kann eine Erzeugungskapazität von Elektrizität der Maschine 10 zumindest auf einen Pegel eingestellt werden, auf dem die Maschine 10 in der Lage ist, eine in einem Betrieb des PTC-Heizers 33 verbrauchte elektrische Energie zu erzeugen. Die HG-Betriebsart kann einer ersten Betriebsart entsprechen, und die CHG-Betriebsart kann einer zweiten Betriebsart entsprechen. Die erste Betriebsart der Maschine 10 ist bezüglich einer Energieausgabe der Maschine 10 kleiner als die zweite Betriebsart der Maschine 10. Nach dem Steuerungsbetrieb in Schritt S208 wird der Steuerungsprozess beendet. When the determination in step S206 is NO, or in other words, the coolant temperature Tw is equal to or greater than the first reference temperature TWL (Tw ≥ TWL), the control process is ended. When the determination in step S206 is YES, or in other words, the coolant temperature Tw is smaller than the first reference temperature TWL (Tw <TWL), a control operation is performed in step S207. The HG flag is set to 1 in step S207 and the machine 10 is then operated in step S208 in a heat generation mode (HG mode). A control section of the microcomputer 61 that performs the control operations in steps S208 and S204 is used, for example, as a second control section that (i) the Operates machinery to heat the heater core when the electric heater is unable to generate the required amount of heat Q, and (ii) stops the operation of the heater core heating machine when the electric heater is capable of to generate required amount of heat Q. The HG mode is an operating mode of the machine 10 , with which it is intended, an excess heat of the machine 10 to use in the heating mode, and an energy output of the machine 10 in the HG mode is smaller than in a charging mode (CHG mode) of the machine 10 , For example, the machine becomes 10 operated in the HG mode under a condition that a rotation speed of the machine 10 is 2500 rpm, and an opening degree of a throttle valve of the engine 10 is fully open (ie, wide open throttle, WOT: "wide open throttle"). In addition, an available amount of heat is 5.8 kW, and a generation amount of electricity in the HG mode is 3.6 kW. Here can be a generating capacity of electricity of the machine 10 at least set to a level on which the machine 10 is capable of operating in the PTC heater 33 to generate used electrical energy. The HG mode may correspond to a first mode, and the CHG mode may correspond to a second mode. The first operating mode of the machine 10 is with respect to an energy output of the machine 10 smaller than the second operating mode of the machine 10 , After the control operation in step S208, the control process is ended.
Wenn in Schritt S205 das HG-Flag 1 ist, wird ein Steuerungsbetrieb in Schritt S209 durchgeführt. In Schritt S209 bestimmt der Mikrocomputer 61, ob die Kühlmitteltemperatur Tw höher als eine zweite Bezugstemperatur TWH ist. Die zweite Bezugstemperatur TWH ist um einen vorbestimmten Grad höher als die erste Bezugstemperatur. Beispielsweise ist die zweite Bezugstemperatur TWH in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel auf 65°C eingestellt. When the HG flag is 1 in step S205, a control operation is performed in step S209. In step S209, the microcomputer determines 61 whether the coolant temperature Tw is higher than a second reference temperature TWH. The second reference temperature TWH is higher by a predetermined degree than the first reference temperature. For example, the second reference temperature TWH is set to 65 ° C in the present embodiment.
Wenn die Bestimmung in Schritt S209 NEIN ergibt, oder anders ausgedrückt, wenn die Kühlmitteltemperatur Tw gleich oder kleiner als die zweite Bezugstemperatur TWH ist (Tw ≤ TWH), wird der Steuerungsprozess beendet. Wenn die Bestimmung in Schritt S209 JA ergibt, oder anders ausgedrückt, wenn die Kühlmitteltemperatur Tw höher als die zweite Bezugstemperatur TWH ist (Tw > TWH), wird ein Steuerungsbetrieb in Schritt S210 durchgeführt. In Schritt S210 wird das HG-Flag auf Null eingestellt, und in dem nächsten Schritt S211 wird der Betrieb der Maschine in der HG-Betriebsart gestoppt. Dann wird der Steuerungsprozess beendet. When the determination in step S209 is NO, or in other words, when the coolant temperature Tw is equal to or smaller than the second reference temperature TWH (Tw ≦ TWH), the control process is ended. When the determination in step S209 is YES, or in other words, when the coolant temperature Tw is higher than the second reference temperature TWH (Tw> TWH), a control operation is performed in step S210. In step S210, the HG flag is set to zero, and in the next step S211, the operation of the engine in the HG mode is stopped. Then the control process is ended.
Wenn in 2 in Schritt S103 bestimmt wird, dass der SOC kleiner als der Bezugswert Lo1 ist, wird das CHG-Flag in Schritt S105 auf 1 gesetzt. In dem nächsten Schritt S106 wird der PTC-Heizer 33 eingestellt, um nicht betrieben zu werden, oder anders ausgedrückt, der PTC-Heizer 33 wird ausgeschaltet. In Schritt S107 wird die Maschine 10 in der CHG-Betriebsart betrieben. Die CHG-Betriebsart ist eine Betriebsart der Maschine 10, in welcher die Maschine 10 zum Aufladen der Batterie 48 betrieben wird, und der Motor MG1 erzeugt eine elektrische Energie in der CHG-Betriebsart mit einer höheren Effizienz als in der vorstehend beschriebenen HG-Betriebsart. Insbesondere wird in der CHG-Betriebsart die Maschine 10 unter einer Bedingung betrieben, dass eine Rotationsgeschwindigkeit der Maschine 10 gleich 3500 U/min ist, und dass ein Öffnungsgrad der Drosselklappe der Maschine 10 vollgeständig geöffnet ist (weit geöffnete Drosselklappe, WOT: "wide open throttle"). Zusätzlich beträgt eine verfügbare Wärmemenge 9,6 kW und eine Erzeugungsmenge von Elektrizität beträgt in der CHG-Betriebsart 5,3 kW. Ein Steuerungsabschnitt des Mikrocomputers 61, der den Steuerungsbetrieb in Schritt S106 durchführt, wird als ein Beispiel eines Heizerbegrenzungsabschnitts verwendet, welcher den Betrieb des PTC-Heizers 33 begrenzt, wenn die Batterie 48 aufgeladen wird. Ein Steuerungsabschnitt des Mikrocomputers 61, der den Steuerungsbetrieb in Schritt S107 durchführt, wird beispielweise als der zweite Steuerungsabschnitt verwendet, der die Maschine in der zweiten Betriebsart betreibt, wenn die Batterie aufgeladen wird. When in 2 In step S103, it is determined that the SOC is smaller than the reference value Lo1, the CHG flag is set to 1 in step S105. In the next step S106, the PTC heater becomes 33 set to not operate, or in other words, the PTC heater 33 is switched off. In step S107, the engine becomes 10 operated in CHG mode. The CHG mode is an operating mode of the machine 10 in which the machine 10 to charge the battery 48 is operated, and the motor MG1 generates an electric power in the CHG mode with a higher efficiency than in the HG mode described above. In particular, in the CHG mode, the machine becomes 10 operated under a condition that a rotation speed of the machine 10 is equal to 3500 rpm, and that an opening degree of the throttle of the machine 10 fully open (wide open throttle, WOT: "wide open throttle"). In addition, an available amount of heat is 9.6 kW and a generation amount of electricity is 5.3 kW in the CHG mode. A control section of the microcomputer 61 that performs the control operation in step S106 is used as an example of a heater limiting section that controls the operation of the PTC heater 33 limited when the battery 48 is charged. A control section of the microcomputer 61 That performs the control operation in step S107 is used, for example, as the second control section that operates the engine in the second mode when the battery is being charged.
Nachdem das CHG-Flag auf 1 gesetzt ist, ergibt die Bestimmung in Schritt S102 NEIN, und ein Steuerungsbetrieb wird in Schritt S108 durchgeführt. In Schritt S108 bestimmt der Mikrocomputer 61, ob der SOC der Batterie 48 größer als ein vorbestimmter Bezugswert Lo2 ist. Der Bezugswert Lo2 ist ein Schwellenwert, über welchem das Aufladen der Batterie 48 gestoppt wird, und er kann beispielsweise auf 30% eingestellt werden. Wenn der SOC gleich oder kleiner als der Bezugswert Lo2 ist (SOC ≤ Lo2), wird der Steuerungsprozess beendet. Wenn der SOC größer als der Bezugswert Lo2 ist (SOC > Lo2), wird ein Steuerungsbetrieb in Schritt S109 durchgeführt. Das CHG-Flag wird in Schritt S109 auf Null gesetzt, und dann wird der PTC-Heizer 33 eingestellt, damit er in Schritt S110 betrieben werden kann. In Schritt S111 wird der Betrieb der Maschine 10 in der CHG-Betriebsart gestoppt, und dann wird der Steuerungsbetrieb beendet. After the CHG flag is set to 1, the determination in step S102 is NO, and a control operation is performed in step S108. In step S108, the microcomputer determines 61 whether the SOC of the battery 48 is greater than a predetermined reference value Lo2. The reference value Lo2 is a threshold above which the battery is charged 48 for example, it can be set to 30%. When the SOC is equal to or smaller than the reference value Lo2 (SOC ≦ Lo2), the control process is ended. If the SOC is greater than the reference value Lo2 (SOC> Lo2), a control operation is performed in step S109. The CHG flag is set to zero in step S109, and then the PTC heater becomes 33 is set to operate in step S110. In step S111, the operation of the engine 10 in the CHG mode, and then the control operation is terminated.
Die Steuerungen der Wärmeerzeugung durch den PTC-Heizer 33 und das Aufladen der Batterie 48 in dem Heizbetrieb wird insbesondere mit Bezug auf das Zeitdiagramm in 4 beschrieben. Es wird angenommen, dass es erforderlich ist, den Heizbetrieb durchzuführen, und dass sich das Windradgebläse 19 während der in 4 gezeigten Zeitperiode in dem Blaszustand befindet (d. h., der Blasschalter ist EIN). The controls of heat generation by the PTC heater 33 and charging the battery 48 in the heating operation, in particular with reference to the timing diagram in FIG 4 described. It is assumed that it is necessary to perform the heating operation, and that the wind turbine fan 19 during the in 4 shown time period is in the blow state (ie, the blow switch is ON).
In 4 ist das CHG-Flag zum Zeitpunkt T1 gleich 0 und der SOC der Batterie 48 ist gleich oder größer als der Bezugswert Lo1. Zusätzlich wird, weil die Kühlmitteltemperatur relativ niedrig ist, ein Ausgabewärmepegel des PTC-Heizers 33 auf einen hohen Pegel eingestellt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann der Ausgabewärmepegel des PTC-Heizers 33 auf einen von vier Pegeln umgeschaltet werden, d. h., wie in 4 gezeigt, den Hochpegel (HOCH), einen Mittelpegel (MITTEL), einen Niedrigpegel (NIEDRIG) und einen Auspegel (AUS). Zum Zeitpunkt t1 wird der Ausgabewärmepegel auf den Hochpegel eingestellt, welcher der Höchste der vier Pegel bezüglich der Ausgabewärmemenge darstellt. Außerdem ist der PTC-Heizer 33 nicht in der Lage, die erforderliche Wärmemenge Q zum Zeitpunkt t1 zu erzeugen. Somit wird die Maschine 10 in der HG-Betriebsart betrieben (Maschinenenergieausgabe = PWL). Wenn die Kühlmitteltemperatur aufgrund des Betriebs der Maschine 10 in der HG-Betriebsart ansteigt, wird der Ausgabewärmepegel des PTC-Heizers 33 in der Reihenfolge hoch à mittel à niedrig à aus gemäß der Erhöhung der Kühlmitteltemperatur umgeschaltet. In 4 At time T1, the CHG flag is 0 and the SOC is the battery 48 is equal to or greater than the reference value Lo1. In addition, because the coolant temperature is relatively low, an output heating level of the PTC heater becomes high 33 set to a high level. In the present embodiment, the output heat level of the PTC heater 33 be switched to one of four levels, ie, as in 4 High level (HIGH), medium level (MEDIUM), low level (LOW) and off level (OFF). At time t1, the output heat level is set at the high level, which is the highest of the four levels with respect to the output heat amount. In addition, the PTC heater 33 unable to produce the required amount of heat Q at time t1. Thus, the machine becomes 10 operated in HG mode (machine power output = PWL). When the coolant temperature due to the operation of the machine 10 in the HG mode, the output heat level of the PTC heater becomes 33 switched in the order of high à medium à low à off according to the increase of the coolant temperature.
Zum Zeitpunkt t2 in 4 wird die Kühlmitteltemperatur gleich der zweiten Bezugstemperatur TWH, und der Betrieb der Maschine 10 wird gestoppt. Nach dem Zeitpunkt t2 verringert sich die Kühlmitteltemperatur schrittweise, und der Ausgabewärmepegel des PTC-Heizers 33 wird in der Reihenfolge aus à niedrig à mittel à hoch gemäß der Verringerung der Kühlmitteltemperatur umgeschaltet. Zum Zeitpunkt t3 wird die Kühlmitteltemperatur gleich der ersten Bezugstemperatur TWL, und die Maschine 10 wird wieder in der HG-Betriebsart betrieben. Während der Zeitperiode vom Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t4 wird das CHG-Flag auf 0 gehalten, und der SOC der Batterie 48 wird gleich oder größer als der Bezugswert Lo1 gehalten. Deshalb wird während der Zeitperiode vom Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t4 der Betrieb der Maschine 10 in der HG-Betriebsart wiederholt in Abhängigkeit von der Kühlmitteltemperatur gestartet und gestoppt. At time t2 in 4 the coolant temperature becomes equal to the second reference temperature TWH, and the operation of the engine 10 is stopped. After time t2, the coolant temperature gradually decreases and the output heat level of the PTC heater decreases 33 is switched in the order from à low à medium à high according to the reduction of the coolant temperature. At time t3, the coolant temperature becomes equal to the first reference temperature TWL, and the engine 10 is operated again in the HG mode. During the time period from time t1 to time t4, the CHG flag is held at 0, and the SOC of the battery 48 is kept equal to or greater than the reference value Lo1. Therefore, during the time period from time t1 to time t4, the operation of the engine becomes 10 in the HG mode repeatedly started and stopped depending on the coolant temperature.
Zum Zeitpunkt t4 wird der SOC der Batterie 48 niedriger als der Bezugswert Lo1, und das CHG-Flag wird auf 1 gesetzt, sodass begonnen wird, die Maschine 10 in der CHG-Betriebsart zu betreiben. Zusätzlich wird der Betrieb (Bestromung) des PTC-Heizers 33 gestoppt. Nach dem Zeitpunkt t4 wird die Batterie 48 gegenüber dem Betrieb des PTC-Heizers 33 bevorzugt aufgeladen, und der Heizbetrieb wird unter Verwendung von überschüssiger Wärme der Maschine 10 durchgeführt. Nach dem Zeitpunkt t4 erhöht sich der SOC schrittweise. Wenn der SOC den Bezugswert Lo2 zum Zeitpunkt t5 erreicht, wird der Betrieb der Maschine 10 in der CHG-Betriebsart gestoppt. At time t4, the SOC of the battery 48 lower than the reference value Lo1, and the CHG flag is set to 1 so that the machine is started 10 to operate in CHG mode. In addition, the operation (energization) of the PTC heater 33 stopped. After the time t4 the battery will be 48 to the operation of the PTC heater 33 preferably charged, and the heating operation is using excess heat of the machine 10 carried out. After time t4, the SOC increases gradually. When the SOC reaches the reference value Lo2 at time t5, the operation of the engine becomes 10 stopped in CHG mode.
Nach dem Zeitpunkt t5 wird eine Steuerung des Heizbetriebs unter Verwendung sowohl der überschüssigen Wärme der Maschine 10 als auch der durch den PTC-Heizer 33 erzeugten Wärme durchgeführt. Der PTC-Heizer 33 wird nicht sofort nach dem Zeitpunkt t5 in diesem Fall betrieben, weil die Kühlmitteltemperatur direkt nach dem Zeitpunkt t ausreichend hoch ist. Dann wird begonnen, den PTC-Heizer 33 zu betreiben, wenn die Kühlmitteltemperatur einigermaßen abgefallen ist. Anschließend wird eine Steuerung durchgeführt, die der Steuerung ähnlich ist, die während der Zeitperiode vom Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t4 durchgeführt wird. After time t5, control of the heating operation is made using both the excess heat of the engine 10 as well as by the PTC heater 33 heat produced. The PTC heater 33 is not operated immediately after the time t5 in this case, because the coolant temperature is sufficiently high immediately after the time t. Then the PTC heater is started 33 to operate when the coolant temperature has dropped somewhat. Subsequently, a control similar to the control performed during the time period from the time t1 to the time t4 is performed.
Zum Zeitpunkt t6 wird, ähnlich zu der Steuerung zum Zeitpunkt t4, der SOC der Batterie 48 kleiner als der Bezugswert Lo1, und das CHG-Flag wird auf 1 gesetzt, sodass die Maschine 10 in der CHG-Betriebsart betrieben wird. Zusätzlich wird der Betrieb des PTC-Heizers gestoppt. At time t6, similar to the control at time t4, the SOC of the battery becomes 48 less than the reference value Lo1, and the CHG flag is set to 1 so that the machine 10 operated in CHG mode. In addition, the operation of the PTC heater is stopped.
Effekte des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels werden nachstehend beschrieben. Effects of the above-described embodiment will be described below.
Wenn der PTC-Heizer 33 in dem Heizbetrieb des Fahrzeuginnenraums in der Lage ist, die erforderliche Wärmemenge Q zu erzeugen, wird der Heizbetrieb unter Verwendung der durch den PTC-Heizer 33 erzeugten Wärme durchgeführt, ohne dass die Maschine 10 zum Erhitzen des Heizkerns 18 betrieben wird, bis die Außentemperatur beispielsweise unter 0°C (oder ungefähr ±3°C) fällt. Somit kann der Fahrzeuginnenraum aufgeheizt werden, während die Maschine 10 in dem Stoppzustand gehalten wird, und ein Brennstoffverbrauch kann in dem Stoppzustand der Maschine 10 reduziert werden. Außerdem kann, weil eine Betriebszeit der Maschine 10 in dem Heizbetrieb so kurz wie möglich gemacht werden kann, eine Kohlenstoffdioxid-Emission reduziert werden. When the PTC heater 33 in the heating operation of the vehicle interior is capable of generating the required amount of heat Q, the heating operation is performed by the PTC heater 33 heat produced without the machine 10 for heating the heater core 18 for example, until the outside temperature falls below 0 ° C (or approximately ± 3 ° C). Thus, the vehicle interior can be heated while the engine 10 is held in the stop state, and fuel consumption may be in the stop state of the engine 10 be reduced. Besides, because an operating time of the machine 10 in the heating operation can be made as short as possible, a carbon dioxide emission can be reduced.
Wenn der PTC-Heizer 33 nicht in der Lage ist, die erforderliche Wärmemenge Q in dem Heizbetrieb zu erzeugen, wird die Maschine 10 in den Betriebszustand umgeschaltet, sodass der Fahrzeuginnenraum unter Verwendung der überschüssigen Wärme der Maschine 10 aufgeheizt wird. Somit wird die Maschine 10 unter einer beschränkten Bedingung betrieben, z.B. wenn es außen extrem kalt ist. Demzufolge kann ein Brennstoffverbrauch für den Heizbetrieb reduziert werden. When the PTC heater 33 is unable to produce the required amount of heat Q in the heating mode, the machine 10 switched to the operating state, so that the vehicle interior using the excess heat of the machine 10 is heated. Thus, the machine becomes 10 operated under a limited condition, eg when it is extremely cold outside. As a result, fuel consumption for the heating operation can be reduced.
Der PTC-Heizer 33 ist nicht konfiguriert, um in der Lage zu sein, den Fahrzeuginnenraum ausschließlich unter irgendeiner Kältebedingung aufzuheizen, und die überschüssige Wärme der Maschine 10 wird nach Bedarf verwendet. Somit ist nicht erforderlich, dass der PTC-Heizer 33 eine höchste Wärmekapazität aufweist, um unter einer Bedingung verfügbar zu sein, unter der es beispielsweise außen extrem kalt ist. Deshalb kann ein Erfordernis zum Aufheizen des Fahrzeuginnenraums erfüllt werden, sogar indem ein günstiger Heizer als der PTC-Heizer 33 verwendet wird, welcher eine relativ kleine Wärmekapazität hat. The PTC heater 33 is not configured to be able to heat the vehicle interior only under any refrigeration condition and the excess heat of the engine 10 is used as needed. Thus, it is not necessary that the PTC heater 33 a highest Has heat capacity to be available under a condition where it is extremely cold outside, for example. Therefore, a requirement for heating the vehicle interior can be satisfied even by providing a more favorable heater than the PTC heater 33 is used, which has a relatively small heat capacity.
Beim Aufheizen des Fahrzeuginnenraums wird die Maschine 10 betrieben, um den Heizkern 18 zu erhitzen, wenn bestimmt wird, dass der PTC-Heizer 33 nicht in der Lage ist, die erforderliche Wärmemenge Q zu erzeugen, und wenn bestimmt wird, dass die Kühlmitteltemperatur außerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereichs liegt, in welchem der Heizkern 18 in der Lage ist, den Fahrzeuginnenraum aufzuheizen. Demgemäß kann ein unnötiger Betrieb der Maschine 10 verhindert werden, und der Brennstoffverbrauch kann weiterhin reduziert werden. When heating the vehicle interior is the machine 10 operated to the heater core 18 to heat if it is determined that the PTC heater 33 is unable to produce the required amount of heat Q, and when it is determined that the coolant temperature is outside a predetermined temperature range in which the heater core 18 is able to heat the vehicle interior. Accordingly, unnecessary operation of the machine 10 be prevented, and the fuel consumption can be further reduced.
Wenn im Gegensatz dazu bestimmt wird, dass die Kühlmitteltemperatur innerhalb des vorbestimmten Temperaturbereichs liegt, in welchem der Heizkern 18 in der Lage ist, den Fahrzeuginnenraum aufzuheizen, kann der Heizbetrieb unter Verwendung sowohl der Wärme des Heizkerns 18 als auch der Wärme des PTC-Heizers 33 durchgeführt werden. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Wärmeerzeugungsmenge des PTC-Heizers 33 basierend auf der Kühlmitteltemperatur wie vorstehend beschrieben angepasst. Demgemäß kann eine Wärme des Kühlmittels effektiv verwendet werden, und eine Heizbelastung des PTC-Heizers 33 kann in dem Heizbetrieb reduziert werden. Demzufolge kann ein Verbrauch von Elektrizität durch den PTC-Heizer 33 reduziert werden. In contrast, when it is determined that the coolant temperature is within the predetermined temperature range in which the heater core 18 is able to heat the vehicle interior, the heating operation using both the heat of the heater core 18 as well as the heat of the PTC heater 33 be performed. In the present embodiment, the heat generation amount of the PTC heater 33 adjusted based on the coolant temperature as described above. Accordingly, heat of the coolant can be effectively used, and heat load of the PTC heater 33 can be reduced in the heating mode. As a result, consumption of electricity by the PTC heater 33 be reduced.
In der Heizoperation des Fahrzeuginnenraums wird der Betrieb des PTC-Heizers begrenzt, wenn die Batterie 48 aufgeladen wird. Wenn insbesondere der SOC der Batterie 48 kleiner als der vorbestimmte Bezugswert Lo1 ist, der einen Schwellenwert darstellt, unter welchem begonnen wird, die Batterie 48 aufzuladen, wird der PTC-Heizer 33 nicht eingestellt, um betrieben zu werden (z.B. ausgeschaltet). Somit kann begrenzt werden, dass eine Reduzierung des SOC der Batterie 48 einen Betrieb des Fahrzeugs beeinträchtigt, das durch von den Motoren erzeugte Elektrizität betrieben wird, sogar wenn der Heizbetrieb des Fahrzeuginnenraums allgemein durchgeführt wird, indem die durch den PTC-Heizer 33 erzeugte Wärme verwendet wird. In the heating operation of the vehicle interior, the operation of the PTC heater is limited when the battery 48 is charged. In particular, if the SOC of the battery 48 is less than the predetermined reference value Lo1 representing a threshold value under which to start the battery 48 charging is the PTC heater 33 not set to operate (eg off). Thus it can be limited that a reduction of the SOC of the battery 48 interferes with operation of the vehicle, which is operated by the electricity generated by the motors, even if the heating operation of the vehicle interior is generally performed by the PTC heater 33 generated heat is used.
Wenn der PTC-Heizer 33 nicht in der Lage ist, die erforderliche Wärmemenge Q zu erzeugen, oder anders ausgedrückt, wenn die Maschine 10 in der HG-Betriebsart betrieben wird, wird die Maschinenenergieausgabe niedriger eingestellt, als in dem Zustand, in dem die Batterie 48 aufgeladen wird. In dem Fall, dass die Maschine 10 in der HG-Betriebsart betrieben wird, kann der Heizkern 18 durch die überschüssige Wärme der Maschine 10 erhitzt werden, und der Heizbetrieb des Fahrzeuginnenraums unter Verwendung der Wärme des Heizkerns 18 kann dadurch vorangebracht werden, während die Erzeugungsmenge von Elektrizität (Batterieaufladekapazität) relativ zu der in dem Zustand klein ist, in dem die Batterie 48 aufgeladen wird. When the PTC heater 33 is unable to produce the required amount of heat Q, or in other words, when the machine 10 is operated in the HG mode, the engine power output is set lower than in the state in which the battery 48 is charged. In the event that the machine 10 is operated in the HG mode, the heater core 18 by the excess heat of the machine 10 are heated, and the heating operation of the vehicle interior using the heat of the heater core 18 can thereby be advanced while the generation amount of electricity (battery charging capacity) is small relative to that in the state in which the battery 48 is charged.
Obwohl die vorliegende Offenbarung in Verbindung mit dem exemplarischen Ausführungsbeispiel davon mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen vollständig beschrieben worden ist, ist zu beachten, dass die Erfindung auf das exemplarische Ausführungsbeispiel nicht begrenzt ist, und verschiedene nachstehend beschriebene Änderungen und Modifikationen für den Fachmann offensichtlich sind. Although the present disclosure has been fully described in connection with the exemplary embodiment thereof with reference to the accompanying drawings, it is to be noted that the invention is not limited to the exemplary embodiment, and various changes and modifications described below will be apparent to those skilled in the art.
In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der Betrieb der Maschine 10 zu dem Zeitpunkt gestoppt (z.B. zum Zeitpunkt t2 in 4), wenn die Kühlmitteltemperatur, während des Heizbetriebs des Fahrzeuginnenraums, in dem das CHG-Flag 0 ist, und der SOC der Batterie 48 gleich oder größer als der Bezugswert Lo1 ist (z.B. während der Zeitperiode vom Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t4 in 4) gleich der zweiten Bezugstemperatur TWH wird. Alternativ kann die Maschine 10 weiterhin mit der Maschine 10 im Leerlauf betrieben werden, wenn die Kühlmitteltemperatur gleich der zweiten Bezugstemperatur TWH wird. Wenn die Kühlmitteltemperatur gleich der zweiten Bezugstemperatur TWH wird, muss die überschüssige Wärme der Maschine 10 nicht hoch sein. Somit kann die Maschine 10 in einem Betriebszustand eingestellt werden, in welchem der Brennstoffverbrauch relativ klein ist. In the embodiment described above, the operation of the machine 10 stopped at the time (eg at time t2 in 4 ), when the coolant temperature during the heating operation of the vehicle interior, in which the CHG flag is 0, and the SOC of the battery 48 is equal to or greater than the reference value Lo1 (eg, during the time period from time t1 to time t4 in FIG 4 ) becomes equal to the second reference temperature TWH. Alternatively, the machine can 10 continue with the machine 10 be operated at idle when the coolant temperature is equal to the second reference temperature TWH. When the coolant temperature becomes equal to the second reference temperature TWH, the excess heat of the engine must be exceeded 10 not be high. Thus, the machine can 10 be set in an operating state in which the fuel consumption is relatively small.
Wenn in dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel die Maschine 10 in der CHG-Betriebsart betrieben wird (z.B. in der Zeitperiode vom Zeitpunkt t4 bis zum Zeitpunkt t5 in 4), wird der PTC-Heizer 33 ausgeschaltet. Alternativ kann eine Wärmeerzeugungsmenge des PTC-Heizers 33, d. h. eine Verbrauchsmenge von Elektrizität des PTC-Heizers 33, auf eine vorbestimmte kleine Menge begrenzt werden, während die Maschine 10 in der CHG-Betriebsart betrieben wird. In the embodiment described above, when the engine 10 is operated in the CHG mode (eg, in the time period from time t4 to time t5 in FIG 4 ), becomes the PTC heater 33 switched off. Alternatively, a heat generation amount of the PTC heater 33 ie, a consumption amount of electricity of the PTC heater 33 to be limited to a predetermined small amount while the machine 10 operated in CHG mode.
Wenn in dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel der Mikrocomputer 61 einen Betriebsbefehl an den PTC-Heizer 33 in dem in 3 gezeigten Schritt S202 ausgibt, wird die Anzahl an tatsächlich betriebenen Elementen des PTC-Heizers 33 angepasst, indem die Anzahl an gestoppten Elementen, die in Abhängigkeit von der Kühlmitteltemperatur bestimmt ist, von der Anzahl an betriebenen Elementen Nptc subtrahiert, die als die obere Grenzanzahl der Heizelemente des PTC-Heizers 33 verwendet wird. Alternativ kann der Mikrocomputer 61 den PTC-Heizer 33 betreiben, wobei die Anzahl an tatsächlich betriebenen Elementen auf der in Schritt S201 berechneten Anzahl an betriebenen Elementen Nptc gehalten wird, ohne dass die Anzahl an tatsächlich betriebenen Elementen in Abhängigkeit von der Kühlmitteltemperatur angepasst wird. In the embodiment described above, when the microcomputer 61 an operating command to the PTC heater 33 in the 3 As shown in step S202, the number of actually operated elements of the PTC heater becomes 33 adapted by subtracting the number of stopped elements, which is determined as a function of the coolant temperature, from the number of operated elements Nptc, which is the upper limit number of the heating elements of the PTC heater 33 is used. Alternatively, the microcomputer 61 the PTC heater 33 wherein the number of actually operated elements is maintained at the number of operated elements Nptc calculated in step S201 without adjusting the number of actually operated elements depending on the coolant temperature.
Ein Steuerungsbereich (Bereich von einer unteren Grenze bis zu einer oberen Grenze) des SOC beim Aufladen der Batterie 48 kann zwischen zwei Fällen verschieden sein, in denen der Heizbetrieb durchgeführt wird, und in denen der Heizbetrieb nicht durchgeführt wird. Wenn beispielsweise der Heizbetrieb durchgeführt wird, kann der Steuerungsbereich des SOC kleiner eingestellt werden als in einem Fall, in dem ein Nicht-Heizbetrieb durchgeführt wird. In diesem Fall kann der PTC-Heizer 33 in dem Heizbetrieb effektiver verwendet werden als in dem Nicht-Heizbetrieb. A control range (range from a lower limit to an upper limit) of the SOC when charging the battery 48 may be different between two cases in which the heating operation is performed and in which the heating operation is not performed. For example, when the heating operation is performed, the control range of the SOC may be set smaller than in a case where a non-heating operation is performed. In this case, the PTC heater 33 be used more effectively in the heating operation than in the non-heating operation.
Insbesondere können, wie in 5 gezeigt, Schwellenwerte des SOC, die für das Aufladen der Batterie 48 verwendet werden, variabel angepasst werden. In 5 wird der Nicht-Heizbetrieb vor dem Zeitpunkt t11 durchgeführt. In der Periode (Nicht-Heizperiode), in welcher der Nicht-Heizbetrieb durchgeführt wird, werden der Wert Th1 und der Wert Th2 jeweils als eine obere Grenze und eine untere Grenze des SOC eingestellt. In der Nicht-Heizperiode kann der Mikrocomputer 61 ein Aufladen der Batterie 48 durch Betreiben der Maschine 11 starten, wenn sich der SOC verringert, um gleich dem Wert Th2 zu sein. Der Mikrocomputer 61 kann das Aufladen der Batterie stoppen, indem die Maschine gestoppt wird, wenn der SOC ansteigt, um in der Nicht-Heizperiode gleich dem Wert Th1 zu sein. In 5 wird der Heizbetrieb nach dem Zeitpunkt t11 durchgeführt. In der Periode (Heizperiode), in welcher der Heizbetrieb durchgeführt wird, werden der Wert Th3 und der Wert Th4 jeweils als die obere Grenze und die untere Grenze des SOC eingestellt. In der Heizperiode kann der Mikrocomputer 61 ein Aufladen der Batterie 48 starten, indem die Maschine 10 betrieben wird, wenn sich der SOC verringert, um gleich dem Wert Th4 zu sein. Der Mikrocomputer 61 kann das Aufladen der Batterie 48 stoppen, indem die Maschine 10 gestoppt wird, wenn der SOC ansteigt, um gleich dem Wert Th3 in der Heizperiode zu sein. Hier ist der Wert Th3 kleiner als der Wert Th1 (Th3 < Th1), und der Wert Th4 ist kleiner als der Wert Th2 (Th4 < Th2). Demgemäß wird in dem Heizbetrieb des Fahrzeuginnenraums der PTC-Heizer 33 effektiv bevorzugt verwendet, um den Steuerungsbereich des SOC der Batterie 48 hoch zu halten. Demzufolge kann eine Periode, in welcher ein Betrieb des PTC-Heizers 33 aufgrund eines bevorzugten Aufladens der Batterie 48 begrenzt ist, verkürzt werden, und der Heizbetrieb des Fahrzeuginnenraums kann effektiv durchgeführt werden. Hier kann der Wert Th3 einem ersten Schwellenwert entsprechen, und der Wert Th1 kann einem zweiten Schwellenwert entsprechen. Der erste Schwellenwert ist kleiner als der zweite Schwellenwert. Ein Steuerungsabschnitt des Mikrocomputers 61, welcher die Maschine stoppt, wenn der SOC ansteigt, um gleich dem Wert Th1 in der Nicht-Heizperiode zu sein, oder wenn der SOC ansteigt, um gleich dem Wert Th3 in der Heizperiode zu sein, wird als ein Beispiel des zweiten Steuerungsabschnitts verwendet, der die Maschine stoppt, wenn der Restbatteriepegel (SOC) während des Aufladens der Batterie in dem Heizbetrieb ansteigt, um gleich dem ersten Schwellenwert (Th3) zu sein, oder wenn das Restbatterieniveau (SOC) während des Aufladens der Batterie in einem von dem Heizbetrieb verschiedenen Betrieb ansteigt, um gleich dem zweiten Schwellenwert (Th1) zu sein. In particular, as in 5 shown thresholds of SOC used for charging the battery 48 be used to be variably adjusted. In 5 the non-heating operation is performed before the time t11. In the period (non-heating period) in which the non-heating operation is performed, the value Th1 and the value Th2 are respectively set as an upper limit and a lower limit of the SOC. In the non-heating period, the microcomputer 61 charging the battery 48 by operating the machine 11 start when the SOC decreases to equal the value Th2. The microcomputer 61 may stop charging the battery by stopping the engine when the SOC increases to be equal to Th1 in the non-heating period. In 5 the heating operation is performed after the time t11. In the period (heating period) in which the heating operation is performed, the value Th3 and the value Th4 are respectively set as the upper limit and the lower limit of the SOC. In the heating season, the microcomputer 61 charging the battery 48 start by the machine 10 is operated when the SOC decreases to be equal to the value Th4. The microcomputer 61 can charge the battery 48 stop by the machine 10 is stopped when the SOC increases to be equal to the value Th3 in the heating period. Here, the value Th3 is smaller than the value Th1 (Th3 <Th1), and the value Th4 is smaller than the value Th2 (Th4 <Th2). Accordingly, in the heating operation of the vehicle interior, the PTC heater 33 effectively preferably used to control the range of SOC of the battery 48 to hold up. Consequently, a period in which operation of the PTC heater 33 due to a preferred charging of the battery 48 is limited, shortened, and the heating operation of the vehicle interior can be carried out effectively. Here, the value Th3 may correspond to a first threshold, and the value Th1 may correspond to a second threshold. The first threshold is less than the second threshold. A control section of the microcomputer 61 which stops the engine when the SOC increases to be equal to the value Th1 in the non-heating period, or when the SOC increases to be equal to the value Th3 in the heating period is used as an example of the second control portion. the engine stops when the remaining battery level (SOC) rises during charging of the battery in the heating operation to be equal to the first threshold value (Th3), or when the remaining battery level (SOC) during charging of the battery is different from the heating operation Operation increases to be equal to the second threshold (Th1).
In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der PTC-Heizer 33 beispielsweise als der elektrische Heizer verwendet, aber der elektrische Heizer ist auf den PTC-Heizer 33 nicht beschränkt. Eine Vorrichtung, die eine Wärme erzeugt, indem Elektrizität von der Batterie 48 zugeführt wird, kann als elektrischer Heizer verwendet werden. Beispielsweise kann ein resistiver Heizer oder ein induktiver Heizer als der elektrische Heizer verwendet werden. In the embodiment described above, the PTC heater 33 for example, used as the electric heater, but the electric heater is on the PTC heater 33 not limited. A device that generates heat by removing electricity from the battery 48 is supplied, can be used as an electric heater. For example, a resistive heater or inductive heater may be used as the electric heater.
Zusätzliche Vorteile und Modifikationen werden dem Fachmann ohne Weiteres auffallen. Die Offenbarung ist in ihrer Breite deshalb nicht auf spezifische Details, die die Vorrichtung darstellen, und illustrative Beispiele begrenzt, die gezeigt und beschrieben sind. Additional advantages and modifications will be readily apparent to those skilled in the art. The disclosure is therefore not limited in its breadth to specific details that depict the apparatus and illustrative examples shown and described.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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JP 9-011731 A [0003] JP 9-011731A [0003]
