JP2007137328A - 自動車及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】冷間時にシステムを起動したときの電池の暖機と車両部品の加熱の両方を燃費を悪化させることなく行なう。
【解決手段】ハイブリッド自動車が停車中であってシフトレバーがＰポジションに位置している状態において、フロントガラス熱線への加熱要求があったときには、ガラス熱線加熱電力Ｐｆｒｇを設定し（Ｓ１３０〜Ｓ１５０）、該設定したガラス熱線加熱電力Ｐｆｒｇが出力制限Ｗｏｕｔを超えなければバッテリの電力のみでフロントガラス熱線５８を加熱する（Ｓ１６０でＹｅｓ，Ｓ１８０）。つまり、バッテリの暖機は放電電流による自己発熱によってバッテリが自ら行ない、フロントガラスの加熱はエンジンの暖機の熱を利用することなくバッテリからの電力をフロントガラス熱線に供給して該フロントガラス熱線５８に通電することにより行なう。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車及びその制御方法に関する。

従来、自動車としては、走行用モータの電源として充放電可能な二次電池が用いられることがある。二次電池の充放電特性は電池温度に依存しており、低温時には常温時に比べて充放電特性が低下するという性質を有している。そのため、外気温が低下する冬季や寒冷地においては、車両を長時間停止させたあとに再び走行を開始する際に二次電池を暖機することが好ましい。例えば、特許文献１では、複数の二次電池モジュールが並列接続された走行用モータの組電池とエンジンにより駆動されて組電池を充電する発電機とを備える自動車において、電池の暖機を行なうにあたり、一部の二次電池モジュールを充電する一方、充電されなかった二次電池モジュールへ充電された二次電池モジュールから放電することにより、自己発熱によって電池の暖機を行なうものが開示されている。
特開２００３−３２９０１号公報

ところで、冬季や寒冷地において停車している自動車のシステムを起動する場合にはフロントガラスの内側が曇っていることが多いが、通常、その曇りを取るためにエンジンを始動させてエンジンの暖機の熱を利用して温風をフロントガラスに吹き付けるようにしている。しかしながら、二次電池の暖機をその二次電池の自己発熱によって行なうようにしつつフロントガラスの曇りを取るためにエンジンを稼働させた場合には、車両走行以外にエンジンの燃料が消費されることから自動車の燃費が向上しないという問題が生じる。また、冷間時に停車している自動車のシステムを起動する場合には、フロントガラス以外の車両部品を暖めるためにエンジンの暖機の熱を利用することもあるが、その場合にも同様の問題が生じる。

本発明の自動車及びその制御方法は、冷間時にシステムを起動したときの電池の暖機と車両部品の加熱の両方を燃費を悪化させることなく行なうことを目的とする。

本発明の自動車およびその制御方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。

本発明の自動車は、
車軸に連結された駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、
該内燃機関の動力を電力に変換可能であると共に該内燃機関の始動時に該内燃機関をモータリング可能なモータリング手段と、
該モータリング手段と電力のやり取りが可能であり充放電特性が温度に依存する蓄電手段と、
該蓄電手段からの電力によって通電されることにより所定の車両部品を加熱可能な加熱手段と、
停車状態のときに前記加熱手段への通電要求があり且つ前記蓄電手段が前記加熱手段に電力を供給可能な場合には、前記内燃機関及び前記モータリング手段を作動させることなく前記蓄電手段からの電力を前記加熱手段に供給して前記車両部品を加熱するよう制御する停車時制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この自動車では、停車状態のときに加熱手段への通電要求があり且つ蓄電手段が加熱手段に電力を供給可能な場合には、内燃機関及びモータリング手段を作動させることなく蓄電手段からの電力を加熱手段に供給して車両部品を加熱するよう制御する。つまり、蓄電手段の暖機は放電電流による自己発熱によって蓄電手段自身が行なうと共に、車両部品の加熱は内燃機関の暖機の熱を利用することなく蓄電手段からの電力を加熱手段に供給して加熱手段に通電することにより行なう。このとき、内燃機関は稼働していない。したがって、冷間時にシステムを起動したときの電池（蓄電手段）の暖機と車両部品の加熱の両方を燃費を悪化させることなく行なうことができる。

本発明の自動車において、前記停車時制御手段は、前記蓄電手段の温度及び外気温の少なくとも一方に基づいて前記加熱手段への通電要求があるか否かを判定してもよい。例えば、蓄電手段の温度が所定の電池低温領域に入る場合に加熱手段への通電要求があると判定してもよいし、外気温が所定の外気低温領域に入る場合に加熱手段への通電要求があると判定してもよい。なお、電池低温領域は、例えば蓄電手段の充放電特性が常温時に比べて低下する領域としてもよく、外気低温領域は、例えば車両部品の温度が低すぎて何らかの不具合が発生する領域としてもよい。

本発明の自動車において、前記停車時制御手段は、外気温、前記蓄電手段の残量及び前記蓄電手段の温度の少なくとも一つに基づいて前記加熱手段に供給する電力を設定してもよい。例えば、外気温が低いほど車両部品の温度も低くなり不具合が発生することが多いため、外気温が低いほど加熱手段に供給する電力を大きくすることにより該加熱手段の発熱量を大きくし車両部品を迅速に加熱してもよいし、あるいは、外気温が低いほど加熱手段に供給する電力を小さくすることにより加熱手段に供給する電力が蓄電手段の出力制限を超えにくくなるようにしてもよい。また、蓄電手段の残量（残容量（ＳＯＣ）や端子間電圧など）が小さいほど放電能力が小さくなることから加熱手段に供給する電力を小さくしてもよい。また、蓄電手段は自身の温度が低いほど充放電特性が低下する傾向にあるため、外気温や蓄電手段の温度が低いほど加熱手段に供給する電力を大きくすることにより蓄電手段の自己発熱量を大きくし蓄電手段を早期に暖機してもよいし、あるいは、外気温や蓄電手段の温度が低いほど加熱手段に供給する電力を小さくすることにより加熱手段に供給する電力が蓄電手段の出力制限を超えにくくなるようにしてもよい。

本発明の自動車において、前記加熱手段は、車両ガラスの曇りを取るデフロスタであってもよい。こうすれば、蓄電手段はデフロスタに電力を供給しながら自身を自己発熱により暖機するため、電池の暖機と車両ガラスの曇り取りとを効率よく行なうことができる。このとき、前記デフロスタは、フロントガラスに組み込まれたガラス熱線と該ガラス熱線への電力の供給・遮断を司る加熱スイッチとを備えるものとしてもよい。こうすれば、ガラス熱線への電力の供給・遮断を加熱スイッチの操作により簡単に切り替えることができる。また、前記停車時制御手段は、停車状態のときに前記蓄電手段が良好な充放電特性を得られない状態か又は前記車両ガラスが曇っている状態のときに前記加熱手段への通電要求があると判定してもよい。これらの状態になっているか否かの判定は、例えば蓄電手段の温度や外気温などに基づいて行なってもよい。

前記加熱手段がデフロスタである本発明の自動車において、前記停車時制御手段は、停車状態のときに前記加熱手段への通電要求があり且つ前記蓄電手段が前記加熱手段に電力を供給可能な場合には、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量に基づいて前記加熱手段に供給する電力を設定してもよい。停車状態のときに運転者がアクセルペダルを踏み込むのは車両ガラスの曇りを早く取りたい意思表示であることが多いことから、アクセルペダルの踏み込み量に基づいて加熱手段に供給する電力を設定するのが好ましい。例えば、アクセルペダルの踏み込み量が大きいほど加熱手段に供給する電力が大きくなる傾向となるように設定してもよい。

本発明の自動車において、前記停車時制御手段は、前記加熱手段に供給する電力が原因で前記蓄電手段の出力制限の範囲を超えるならば、該出力制限の範囲に収まるよう前記加熱手段に供給する電力を設定してもよい。こうすれば、蓄電手段を適切に保護することができる。

本発明の自動車において、前記停車時制御手段は、前記加熱手段に供給する電力が原因で前記蓄電手段の出力制限の範囲を超えるならば、前記内燃機関の動力により前記モータリング手段を発電させて該発電した電力と前記蓄電手段からの電力とを前記加熱手段に供給するよう制御してもよい。こうすれば、蓄電手段を適切に保護すると共に、加熱手段に供給する電力が減らされることがないため電池の暖機と車両部品の加熱を適切に行なうことができる。この場合には内燃機関が稼働することになるが、内燃機関の動力を電力に変えて利用するため内燃機関の暖機の熱を利用する場合に比べて効率がよい。なお、この場合には、併せて内燃機関の暖機の熱を利用してもよい。

本発明の自動車は、更に、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機を備え、前記モータリング手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第３の軸との３軸に接続され該３軸のうちいずれか２軸に入出力した動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と前記第３の軸に動力を入出力する発電電動機とを備える手段としてもよい。

本発明の自動車の制御方法は、
車軸に連結された駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、該内燃機関の動力を電力に変換可能であると共に該内燃機関の始動時に該内燃機関をモータリング可能なモータリング手段と、該モータリング手段と電力のやり取りが可能であり充放電特性が温度に依存する蓄電手段と、該蓄電手段からの電力によって通電されることにより所定の車両部品を加熱可能な加熱手段と、を備える自動車を制御する方法であって、
停車状態のときに前記加熱手段への通電要求があり且つ前記蓄電手段が前記加熱手段に電力を供給可能な場合には、前記内燃機関及び前記モータリング手段を作動させることなく前記蓄電手段からの電力を前記加熱手段に供給して前記車両部品を加熱するよう制御することを要旨とする。

この自動車の制御方法では、停車状態のときに加熱手段への通電要求があり且つ蓄電手段が加熱手段に電力を供給可能な場合には、内燃機関及びモータリング手段を作動させることなく蓄電手段からの電力を加熱手段に供給して車両部品を加熱するよう制御する。つまり、蓄電手段の暖機は放電電流による自己発熱によって蓄電手段自身が行なうと共に、車両部品の加熱は内燃機関の暖機の熱を利用することなく蓄電手段からの電力を加熱手段に供給して加熱手段に通電することにより行なう。このとき、内燃機関は稼働していない。したがって、冷間時にシステムを起動したときの電池（蓄電手段）の暖機と車両部品の加熱の両方を燃費を悪化させることなく行なうことができる。なお、この自動車の制御方法において、上述した本発明の自動車の各種機能を実現するためのステップを加えてもよい。

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例である動力出力装置を搭載したハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介してピニオンギヤ３３を回転させるキャリア３４が接続されたプラネタリギヤ３０と、プラネタリギヤ３０のサンギヤ３１に接続された発電可能なモータＭＧ１と、プラネタリギヤ３０のリングギヤ３２に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに減速ギヤ３５を介して接続されたモータＭＧ２と、フロントガラス５６の曇りを取るときに作動されるデフロスタ５７と、ハイブリッド自動車２０全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。なお、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａは動力伝達ギヤ６０とデファレンシャルギヤ６２とを介して駆動輪６３ａ，６３ｂが取り付けられた車軸６４に接続されており、リングギヤ軸３２ａに出力された動力は走行用の動力として用いられる。

エンジン２２は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。

モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。

バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば，バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、バッテリＥＣＵ５２では、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）も演算している。

デフロスタ５７は、フロントガラス５６に埋め込まれたフロントガラス熱線５８と、このフロントガラス熱線５８へのバッテリ５０からの電力やモータＭＧ１で発電された電力の供給・遮断を司る加熱スイッチ５９とからなる。このデフロスタ５７は、加熱スイッチ５９がオンされるとフロントガラス熱線５８に電流が流れることによりフロントガラス熱線５８が発熱し、その熱によりフロントガラス５６の曇りを取るものである。

ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖ，外気温センサ８９からの外気温Ｔｏｕｔ，フロントガラス５６の内表面の温度を測定するガラス温度センサ５６ａからのガラス温度Ｔｇｌｓなどが入力ポートを介して入力されている。また、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、デフロスタ５７の加熱スイッチ５９へのスイッチング信号などが出力ポートを介して出力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてがプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部がプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。

次に、実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特にハイブリッド自動車２０が停車しシフトレバー８１がＰポジションの状態で図示しないシステムスイッチがオンされてハイブリッドシステムが起動したときの動作について説明する。図２は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により所定タイミングごと（例えば数ｍｓｅｃごと）に繰り返し実行される停車時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。この停車時制御ルーチンが開始されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８８からの車速Ｖ，エンジン２２の回転数Ｎｅ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ），バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ，外気温センサ８９からの外気温Ｔｏｕｔ，ガラス温度センサ５６ａからのガラス温度Ｔｇｌｓなど制御に必要なデータを入力する（ステップＳ１００）。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅはクランクシャフト２６に取り付けられた図示しないクランクポジションセンサからの信号に基づいて計算されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。また、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて計算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。さらに、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、温度センサ５１により検出されたバッテリ５０の電池温度Ｔｂとバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とに基づいて設定されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。ここではハイブリッド自動車２０が停車していることを前提としているため、車速Ｖ及びモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２は共にゼロ、また、エンジン２２の回転数ＮｅやモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１はエンジン２２が稼働していなければ共にゼロであるし、エンジン２２が稼働していればゼロ以外の値（＞０）となる。

なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを設定することができる。図３に電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示し、図４にバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す。図３から明らかなように、電池温度Ｔｂが電池低温領域の場合には入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの絶対値が小さいため、常温時の場合に比べて充放電可能な電力は小さい。

次に、ステップＳ１００で入力したバッテリ残容量ＳＯＣに基づいてバッテリ５０の放電が可能か否かを判定し（ステップＳ１１０）、バッテリ５０の放電ができないほどバッテリ残容量ＳＯＣが低くなっているときには、モータＭＧ１を駆動してエンジン２２をモータリングしたあとエンジン２２を始動し、始動後のエンジン２２の動力によりモータＭＧ１に発電させその発電した電力でバッテリ５０を充電する充電制御を実行し（ステップＳ１１５）、本ルーチンを終了する。

一方、ステップＳ１１０でバッテリ５０が放電可能なときには、デフロスタ５７の加熱スイッチ５９がオンかオフかによってフロントガラス熱線５８を加熱中であるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。いま、システム起動直後を考えると、加熱スイッチ５９はオフであるため、フロントガラス熱線５８への通電要求があるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。フロントガラス熱線５８への通電要求があるか否かは、電池温度Ｔｂ及び外気温Ｔｏｕｔに基づいて判定する。具体的には、電池温度Ｔｂがバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの絶対値が常温時に比べて小さくなる電池低温領域（例えば−１０℃以下、図３参照）に入り且つ外気温Ｔｏｕｔがフロントガラス５６の曇りを発生する可能性の高い外気低温領域（例えば５℃以下）に入るときには、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの絶対値が小さく且つフロントガラス５６の曇りが発生している状態であると推定し、フロントガラス熱線５８への通電要求があると判定する。ここで、電池低温領域や外気低温領域は、予め実験などにより求めるものとする。このステップＳ１３０で否定判定がなされたときには、そのまま本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ１３０でフロントガラス熱線５８への通電要求があると判定されたときには、図５に示すガラス熱線加熱電力設定用マップに基づいてガラス熱線加熱電力Ｐｆｒｇを設定する（ステップＳ１４０）。ガラス熱線加熱電力設定用マップは、外気温Ｔｏｕｔとバッテリ残容量ＳＯＣとガラス熱線加熱電力Ｐｆｒｇとの関係を設定したマップである。このマップでは、外気温Ｔｏｕｔが低いほどフロントガラス５６が曇りやすいことから、外気温Ｔｏｕｔが低いほどガラス熱線加熱電力Ｐｆｒｇを大きくすることによりフロントガラス熱線５８の発熱量を大きくしフロントガラス５６を迅速に加熱するようにしている。また、バッテリ残容量ＳＯＣが小さいほど放電能力が小さくなることからガラス熱線加熱電力Ｐｆｒｇが小さくなるようにしている。但し、バッテリ残容量ＳＯＣがＡ％（例えば４０％）以下の領域はバッテリ５０から電力を供給できない領域となっており、この領域に入る場合にはガラス熱線加熱電力Ｐｆｒｇはゼロに設定される。続いて、運転者のアクセルペダル８３の踏み込み量（アクセル開度Ａｃｃ）に基づいて補正係数α（≧１）を決定し、先に求めたガラス熱線加熱電力Ｐｆｒｇに補正係数αを乗じた値を新たにガラス熱線加熱電力Ｐｆｒｇとする（ステップＳ１５０）。ここでは、ハイブリッド自動車２０は停車中でありシフトレバー８１がＰポジションであるため、運転者がアクセルペダル８３を踏み込むのは加速要求ではなくフロントガラス５６の曇りを早く取りたいという要求であると判断し、アクセル開度Ａｃｃが大きいほどガラス熱線加熱電力Ｐｆｒｇに乗じる補正係数αが大きくなるように設定されている。図６はアクセル開度Ａｃｃと補正係数αとの関係の一例を表すマップである。図６のように補正係数αがアクセル開度Ａｃｃの増加に伴い連続的に大きくなるようにしてもよいが、例えばステップ関数的に断続的に大きくなるようにしてもよい。

こうしてガラス熱線加熱電力Ｐｆｒｇを設定すると、このガラス熱線加熱電力Ｐｆｒｇがバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔ以下か否かを判定し（ステップＳ１６０）、ガラス熱線加熱電力Ｐｆｒｇが出力制限Ｗｏｕｔを超えるときにはガラス熱線加熱電力Ｐｆｒｇが出力制限Ｗｏｕｔとなるようにガードをかける（ステップＳ１７０）。これにより、ガラス熱線加熱電力Ｐｆｒｇが原因で出力制限Ｗｏｕｔを超えてバッテリ５０を放電してしまうことがない。そして、ステップＳ１６０でガラス熱線加熱電力Ｐｆｒｇが出力制限Ｗｏｕｔ以下のとき、又はステップＳ１７０でガラス熱線加熱電力Ｐｆｒｇが出力制限Ｗｏｕｔとなるようにガードをかけたあと、バッテリ５０から放電される電力のみを電力供給源としてデフロスタ５７のフロントガラス熱線５８に通電し（ステップＳ１８０）、本ルーチンを終了する。なお、バッテリ５０が数百Ｖの高圧電源の場合には、図示しないＤＣ／ＤＣコンバータでフロントガラス熱線５８の耐久性などを考慮した適切な電圧値に下げてから電力を供給する。

さて、ステップＳ１８０でフロントガラス熱線５８に通電したあとこの停車時制御ルーチンが再度開始されると、ステップＳ１２０でフロントガラス熱線５８を加熱中であると判定されるため、今度はバッテリ５０の暖機が完了し且つフロントガラス５６の曇りが解消した状態になったか否かを判定する（ステップＳ１９０）。本実施例では、バッテリ５０の暖機が完了したか否かは電池温度Ｔｂが前出の電池低温領域を超えたか否かによって判定し、フロントガラス５６の曇りが解消したか否かはガラス温度Ｔｇｌｓが所定の曇り解消温度に達したか否かによって判定するものとした。なお、曇り解消温度は実験などにより定めるものとする。そして、バッテリ５０の暖機が完了していないか又はフロントガラス５６の曇りが解消されていないと判定されたときには、フロントガラス熱線５８に通電を開始してから所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ２００）。ここで、所定時間は、フロントガラス熱線５８への通電を継続する上限時間であり、不変であってもよいしガラス熱線加熱電力Ｐｆｒｇに応じて可変としてもよい。この所定時間は、例えば、フロントガラス熱線５８がオーバーヒートしないような値に設定されている。そして、フロントガラス熱線５８に通電を開始してから所定時間が経過していないときにはステップＳ１４０〜Ｓ１８０の処理を行なうことによりフロントガラス熱線５８への通電を継続する。一方、ステップＳ１９０でバッテリ５０の暖機が完了し且つフロントガラス５６の曇りが解消した状態になったときやステップＳ２００でフロントガラス熱線５８に通電を開始してから所定時間が経過したときには、本ルーチンを終了する。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、停車状態のときにバッテリ５０が放電可能でありフロントガラス熱線５８への通電要求がある場合には、エンジン２２及びモータＭＧ１を作動させることなくバッテリ５０からの電力をフロントガラス熱線５８に供給してフロントガラス５６を加熱するよう制御する。つまり、バッテリ５０の暖機は放電電流による自己発熱によってバッテリ５０が自ら行ない、フロントガラス５６の加熱はエンジン２２の暖機の熱を利用することなくバッテリ５０からの電力をフロントガラス熱線５８に供給して該フロントガラス熱線５８に通電することにより行なう。このとき、エンジン２２は稼働していない。したがって、冷間時にシステムを起動したときのバッテリ５０の暖機とフロントガラス５６の加熱の両方を燃費を悪化させることなく行なうことができる。また、ガラス熱線加熱電力Ｐｆｒｇがバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔを超える場合には、該出力制限Ｗｏｕｔの範囲に収まるようガラス熱線加熱電力Ｐｆｒｇを設定するため、バッテリ５０を適切に保護することができる。

なお、本発明は上述した実施例に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

例えば、上述した実施例の図２のフローチャートでは、ステップＳ１６０でガラス熱線加熱電力Ｐｆｒｇがバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔを超えたときには、ステップＳ１７０でガラス熱線加熱電力Ｐｆｒｇが出力制限Ｗｏｕｔを超えないようにガードをかけたが、このステップＳ１７０の代わりに図７のフローチャートのステップＳ１７５を採用してもよい。すなわち、ステップＳ１６０でガラス熱線加熱電力Ｐｆｒｇがバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔを超えたときには、モータＭＧ１を駆動してエンジン２２をモータリングしたあとエンジン２２を始動し、始動後のエンジン２２の動力によりモータＭＧ１に発電させ、その発電した電力とバッテリ５０からの電力（出力制限Ｗｏｕｔの範囲内の電力）の和がガラス熱線加熱電力Ｐｆｒｇとなるようにしてフロントガラス熱線５８に通電してもよい。こうすれば、バッテリ５０を適切に保護できるし、ガラス熱線加熱電力Ｐｆｒｇが減らされることがないためバッテリ５０の暖機とフロントガラス５６の加熱を適切に行なうことができる。この場合にはエンジン２２が稼働することになるが、エンジン２２の動力を電力に変えて利用するためエンジン２２の暖機の熱を利用する場合に比べて効率がよい。

上述した実施例のステップＳ１３０では、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの絶対値が小さく且つフロントガラス５６の曇りが発生している状態のときにフロントガラス熱線５８への加熱要求があるとしてステップＳ１４０以降の処理を実行するようにしたが、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの絶対値が小さいか又はフロントガラス５６の曇りが発生している状態のときにフロントガラス熱線５８への加熱要求があるとしてステップＳ１４０以降の処理を実行するようにしてもよい。こうすれば、フロントガラス５６が曇っていなくてもバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの絶対値が小さいときにはバッテリ５０が暖機されるため入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの絶対値が良好な値になるし、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの絶対値が良好な値のときでもフロントガラス５６が曇っているときにはフロントガラス熱線５８によりフロントガラス５６が加熱されるため曇りが取れる。

上述した実施例では、ガラス熱線加熱電力Ｐｆｒｇを図５のマップを用いて設定したが、次のように設定してもよい。即ち、バッテリ５０は自身の温度が低いほど充放電特性が低下する傾向にあるため、外気温Ｔｏｕｔや電池温度Ｔｂが低いほどガラス熱線加熱電力Ｐｆｒｇを大きくすることによりバッテリ５０の自己発熱量を大きくしバッテリ５０を早期に暖機してもよいし、あるいは、外気温Ｔｏｕｔや電池温度Ｔｂが低いほどガラス熱線加熱電力Ｐｆｒｇを小さくすることによりガラス熱線加熱電力Ｐｆｒｇが出力制限Ｗｏｕｔを超えにくくなるようにしてもよい。

上述した実施例では、車両部品としてフロントガラス５６を例示したが、フロントガラス５６以外の車両部品について本発明を適用してもよい。例えば、リアガラス熱線によって加熱されるリアガラスについて本発明を適用してもよいし、シートヒータによって加熱されるシートについて本発明を適用してもよい。

上述した実施例では、バッテリ５０からの電力をガラス熱線加熱電力Ｐｆｒｇのみで消費するものとして説明したが、ガラス熱線以外にもバッテリ５０からの電力を消費するものがある場合にはステップＳ１６０でそれらを含めて出力制限Ｗｏｕｔを超えるか否かを判定してもよい。

上述した実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図８の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図８における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。

上述した実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の動力をプラネタリギヤ３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図９の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ２３２と駆動輪６３ａ，６３ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えるものとしてもよい。

本発明の一実施例であるハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 停車時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示すマップである。 バッテリ残容量（ＳＯＣ）と入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示すマップである。 ガラス熱線加熱電力Ｐｆｒｇを設定するときに利用するガラス熱線加熱電力設定用マップである。 アクセル開度Ａｃｃと補正係数αとの関係を表すマップである。 変形例の停車時制御ルーチンのフローチャートである。 変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。 変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。

符号の説明

２０，１２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２４ａ ＣＰＵ、２４ｂ ＲＯＭ、２４ｃ ＲＡＭ、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ プラネタリギヤ、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３５ 減速ギヤ、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５１ 温度センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、５６ フロントガラス、５６ａ ガラス温度センサ、５７ デフロスタ、５８ フロントガラス熱線、５９ 加熱スイッチ、６０ 動力伝達ギヤ、６２ デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ 駆動輪、６４ 車軸、６４ａ，６４ｂ 車輪、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、８９ 外気温センサ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (11)

1. 車軸に連結された駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、
   該内燃機関の動力を電力に変換可能であると共に該内燃機関の始動時に該内燃機関をモータリング可能なモータリング手段と、
   該モータリング手段と電力のやり取りが可能であり充放電特性が温度に依存する蓄電手段と、
   該蓄電手段からの電力によって通電されることにより所定の車両部品を加熱可能な加熱手段と、
   停車状態のときに前記加熱手段への通電要求があり且つ前記蓄電手段が前記加熱手段に電力を供給可能な場合には、前記内燃機関及び前記モータリング手段を作動させることなく前記蓄電手段からの電力を前記加熱手段に供給して前記車両部品を加熱するよう制御する停車時制御手段と、
   を備える自動車。
2. 前記停車時制御手段は、前記蓄電手段の温度及び外気温の少なくとも一方に基づいて前記加熱手段への通電要求があるか否かを判定する、
   請求項１に記載の自動車。
3. 前記停車時制御手段は、外気温、前記蓄電手段の残量及び前記蓄電手段の温度の少なくとも一つに基づいて前記加熱手段に供給する電力を設定する、
   請求項１又は２に記載の自動車。
4. 前記加熱手段は、車両ガラスの曇りを取るデフロスタである、
   請求項１〜３のいずれかに記載の自動車。
5. 前記デフロスタは、フロントガラスに組み込まれたガラス熱線と該ガラス熱線への電力の供給・遮断を司る加熱スイッチとを備えている、
   請求項４に記載の自動車。
6. 前記停車時制御手段は、停車状態のときに前記蓄電手段が良好な充放電特性を得られない状態か又は前記車両ガラスが曇っている状態のときに前記加熱手段への通電要求があると判定する、
   請求項４又は５に記載の自動車。
7. 前記停車時制御手段は、停車状態のときに前記加熱手段への通電要求があり且つ前記蓄電手段が前記加熱手段に電力を供給可能な場合には、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量に基づいて前記加熱手段に供給する電力を設定する、
   請求項４〜６のいずれかに記載の自動車。
8. 前記停車時制御手段は、前記加熱手段に供給する電力が原因で前記蓄電手段の出力制限の範囲を超えるならば、該出力制限の範囲に収まるよう前記加熱手段に供給する電力を設定する、
   請求項１〜７のいずれかに記載の自動車。
9. 前記停車時制御手段は、前記加熱手段に供給する電力が原因で前記蓄電手段の出力制限の範囲を超えるならば、前記内燃機関の動力により前記モータリング手段を発電させて該発電した電力と前記蓄電手段からの電力とを前記加熱手段に供給するよう制御する、
   請求項１〜７のいずれかに記載の自動車。
10. 請求項１〜９のいずれかに記載の自動車であって、
    前記駆動軸に動力を出力可能な電動機を備え、
    前記モータリング手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第３の軸との３軸に接続され該３軸のうちいずれか２軸に入出力した動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と前記第３の軸に動力を入出力する発電電動機とを備える手段である、
    自動車。
11. 車軸に連結された駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、該内燃機関の動力を電力に変換可能であると共に該内燃機関の始動時に該内燃機関をモータリング可能なモータリング手段と、該モータリング手段と電力のやり取りが可能であり充放電特性が温度に依存する蓄電手段と、該蓄電手段からの電力によって通電されることにより所定の車両部品を加熱可能な加熱手段と、を備える自動車を制御する方法であって、
    停車状態のときに前記加熱手段への通電要求があり且つ前記蓄電手段が前記加熱手段に電力を供給可能な場合には、前記内燃機関及び前記モータリング手段を作動させることなく前記蓄電手段からの電力を前記加熱手段に供給して前記車両部品を加熱するよう制御する、
    自動車の制御方法。

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