JP2021146845A - ハイブリッド車両 - Google Patents

Abstract

【課題】ハイブリッド車両における車室の除湿暖房及び車載機器の冷却のためのエネルギ消費を抑える。【解決手段】電池温度ＴＨＣが冷却開始温度ＴＣＣ以上の場合（Ｓ１３０：ＹＥＳ）にヒートポンプシステムによる電池の強制冷却を実施する（Ｓ１７０）一方で、ハイブリッド車両の電動走行中に車室の除湿暖房と電池の強制冷却とが同時に要求された場合（Ｓ１４０，Ｓ１５０：共にＹＥＳ）には、エンジン稼働走行への切替えを走行制御ユニットに要求する（Ｓ１６０）。さらに、外気温ＴＨＡに基づき、車室の除湿暖房が実施される可能性が高い状態にあると判定された場合（Ｓ１００：ＹＥＳ）には、同可能性が低い状態にあると判定された場合（Ｓ１００：ＮＯ）よりも高い温度を冷却開始温度ＴＣＣの値として設定するようにした（Ｓ１２０）。【選択図】図３

Description

本発明は、走行用の駆動源としてエンジンとモータとを備えており、エンジンを稼働して走行するエンジン稼働走行と、エンジンを停止してモータの動力で走行する電動走行と、を行うハイブリッド車両に関する。

上記のようなハイブリッド車両として、特許文献１に記載の車両が知られている。同文献に記載のハイブリッド車両は、エンジンの排熱を熱源として車室内の暖房を行う空調装置を備えている。そして、同ハイブリッド車両では、エンジンの停止中は暖房用の熱源が得られないため、電動走行中に暖房が要求された場合には、エンジンを稼働してエンジン稼働走行を行うようにしている。

特開２００７−２３０３８５号公報

なお、電動走行中のエンジンを停止した状態においても暖房を実施可能とすべく、外気から暖房用の熱を回収するヒートポンプシステムを用いた暖房装置をハイブリッド車両に搭載することが考えられる。そうした場合、暖房のための電動走行の中断を無くすことができ、その分、燃料消費を抑えられる。

さらに、ヒートポンプシステムを、暖房だけでなく、車室の除湿や、電池等の車載機器の冷却などの用途にも利用することが考えられる。しかしながら、ヒートポンプシステムの構造上、暖房、除湿、車載機器の冷却を同時には実施できない場合があり、電動走行中にそれらの同時実施が要求された場合には、エンジンを稼働せざるを得ない場合がある。

上記課題を解決するハイブリッド車両は、外気の熱を回収して車室の暖房を行うヒートポンプシステムと、同ヒートポンプシステムの制御を行う空調制御ユニットと、を備えている。同ハイブリッド車両におけるヒートポンプシステムは、冷媒を圧縮するコンプレッサと、車室に送風する空気を加熱するユニットであって、コンプレッサにより圧縮された冷媒、及び同冷媒以外の熱源である第２熱源の双方を熱源として利用可能なヒータユニットと、冷媒と外気との熱交換を行う室外熱交換器と、ヒータユニットに流入する空気を冷媒の気化熱により冷却する空調用エバポレータと、冷媒の気化熱により車載機器を冷却する車載機器用エバポレータと、ヒータユニットを通過した冷媒を空調用エバポレータと車載機器用エバポレータとに分配する機構であって、両エバポレータの冷媒の分配比率を調整する冷媒分配機構と、備えている。そして、同ヒートポンプシステムは、空調用エバポレータによる空気の冷却とヒータユニットによる同空気の加熱とを併せ行うことで車室の除湿暖房を実施する。また、上記ハイブリッド車両における空調制御ユニットは、車載機器の温度が冷却開始温度以上であることをもって車載機器用エバポレータによる車載機器の冷却を実施すべく冷媒分配機構を操作する操作処理と、第２熱源が発熱を停止した状態にあるときに車載機器の冷却と除湿暖房との同時実施が要求された場合には、第２熱源の状態を発熱を行う状態に切替える熱源状態切替処理と、除湿暖房を実施する可能性が高い状態にあるか否かを判定するとともに、除湿暖房を実施する可能性が高い状態にあると判定された場合には、同可能性が高い状態にないと判定された場合よりも高い温度を上記冷却開始温度の値として設定する設定処理と、を実施する。

上記ハイブリッド車両では、第２熱源が発熱を停止した状態にあるときの除湿暖房時には、コンプレッサでの圧縮後、ヒータユニットでの空気加熱の熱源として利用された冷媒が冷媒分配機構に流入する。このときのヒータユニットでの空気加熱に消費される熱量によっては、冷媒分配機構に流入する冷媒が気液混合状態となり、冷媒分配機構が空調用エバポレータ及び車載機器用エバポレータの冷媒の分配比率を的確に調整できない状態となることがある。よって、上記ハイブリッド車両では、第２熱源が発熱を停止した状態にあるときに、除湿暖房との同時実施が要求された場合には、第２熱源の状態を発熱を行う状態に切替えることで、車載機器の冷却と除湿暖房とを同時に実施可能としている。なお、冷媒分配機構などのヒートポンプシステムにおけるコンプレッサ以外のアクチュエータの駆動に要するエネルギは、コンプレッサの駆動に要するエネルギに比べれば小さいため、第２熱源が発熱を停止した状態にあるときの除湿暖房の実施時に消費されるエネルギの大半は、コンプレッサの駆動に要するものとなる。一方、第２熱源が発熱を行う状態となって除湿暖房を行う場合にも、空調用エバポレータによる空気の冷却のためにコンプレッサを駆動する必要がある。よって、この場合には、第２熱源の発熱に要するエネルギの分、除湿暖房の効率が悪くなる。

一方、上記ハイブリッド車両では、除湿暖房が実施される可能性が高い状態にあると判定された場合には、車載機器の冷却を開始する車載機器の温度の閾値である冷却開始温度の値として、同可能性が低い状態にあると判定された場合よりも高い温度を設定している。そのため、除湿暖房が実施される可能性が高い状態にあるときには、同可能性が低い状態にある場合よりも、車載機器の温度が上昇したときの同車載機器の冷却開始が遅くなる。そのため、除湿暖房と車載機器の冷却との同時実施により、第２熱源が発熱を停止した状態が中断され難くなる。したがって、上記ハイブリッド車両によれば、車室の除湿暖房及び車載機器の冷却のためのエネルギ消費が抑えられる。

ハイブリッド車両の一実施形態が備えるヒートポンプシステム、及びヒータ水回路の構成を模式的に示す図。 同ハイブリッド車両の制御系の構成を模式的に示す図。 同ハイブリッド車両における空調制御ユニットが実行する電池制御ルーチンのフローチャート。

以下、ハイブリッド車両の一実施形態を、図１〜図３を参照して詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態のハイブリッド車両は、走行用の駆動源として、燃料の燃焼により動力を発生するエンジン１０と、電池１２からの給電により動力を発生するモータ１１と、を備えている。そして、ハイブリッド車両は、エンジン１０を稼働した状態で走行するエンジン稼働走行と、エンジン１０を停止した状態でモータ１１の動力により走行する電動走行と、を実施可能とされている。

ハイブリッド車両には、車室内の空調のための空調システムが設けられている。空調システムは、車室内最前部のインストルメントパネル内に設置された空調ケース２０を備えている。空調ケース２０の内部は、車室内に送風される空気の通路が形成されている。空調ケース２０の内部には、送風を行う電動式のブロワ２１が設置されている。空調ケース２０の内部におけるブロワ２１よりも空気流れ下流側の部分には、冷媒の膨張に伴う気化熱により空気を冷却するための空調用エバポレータ２２が設置されている。さらに、空調ケース２０の内部におけるブロワ２１よりも空気流れ下流側の部分には、内部を流れるエンジン冷却水との熱交換により空気を加熱するヒータコア２３が設置されている。加えて、空調ケース２０の内部には、空調用エバポレータ２２の通過後に、ヒータコア２３を通過する空気の流量と、同ヒータコア２３を迂回する空気の流量と、の比率を調整するためのミクスチャドア２４が設置されている。

また、本実施形態のハイブリッド車両は、ヒートポンプシステム３０を備えている。ヒートポンプシステム３０は、冷媒を圧縮して吐出する電動式のコンプレッサ３１と、エンジン冷却水と冷媒との熱交換を行う水冷媒熱交換器３２、外気と冷媒との熱交換を行う室外熱交換器３３を備えている。また、ヒートポンプシステム３０は、上述の空調用エバポレータ２２と、電池１２を冷却するための電池用エバポレータ３４と、を備えている。コンプレッサ３１は、気液分離した状態で冷媒を貯留するアキュムレータタンク３５から汲み上げた冷媒を圧縮して水冷媒熱交換器３２に送出する。水冷媒熱交換器３２の冷媒出口には、高圧冷媒通路３６が接続されている。高圧冷媒通路３６は、絞り開度を変更可能な電動式の可変絞り弁である高段側膨張弁３７を介して室外熱交換器３３に接続されている。

室外熱交換器３３の冷媒出口側は、低圧冷媒通路３８を介して冷媒分配機構３９に接続されている。低圧冷媒通路３８には、室外熱交換器３３側から冷媒分配機構３９側に向かう冷媒の流れを許容する一方で、その逆方向の冷媒の流れを遮断する逆止弁４０が設置されている。低圧冷媒通路３８から冷媒分配機構３９に流入した冷媒は、同冷媒分配機構３９において、空調用エバポレータ２２側と電池用エバポレータ３４側とに分配される。冷媒分配機構３９は、空調用エバポレータ２２に送られる冷媒の流量、及び電池用エバポレータ３４に送られる冷媒の流量、をそれぞれ調整する２つの流量調整弁３９ａ，３９ｂにより構成されている。

空調用エバポレータ２２の冷媒入口側には、絞り開度を変更可能な電動式の可変絞り弁である低段側膨張弁４１が設置されている。そして、空調用エバポレータ２２の冷媒出口側は、定圧弁４２を介してアキュムレータタンク３５に接続されている。定圧弁４２は、空調用エバポレータ２２の冷媒出口側の冷媒圧力を一定に維持するために設けられている。

一方、電池用エバポレータ３４の冷媒入口側には、絞り開度が固定された膨張弁４３が設置されている。また、電池用エバポレータ３４の冷媒入口側は、逆止弁４４を介してアキュムレータタンク３５に接続されている。

さらに、このヒートポンプシステム３０には、室外熱交換器３３を通過した冷媒をアキュムレータタンク３５に直接戻すための冷媒通路４５と、水冷媒熱交換器３２を通過した冷媒を冷媒分配機構３９に直接送るための冷媒通路４６と、が設けられている。冷媒通路４５は、低圧冷媒通路３８における逆止弁４０よりも上流側の部分とアキュムレータタンク３５とを連通する通路である。冷媒通路４５には、同冷媒通路４５を通じた冷媒の流れを開弁に応じて許容する一方で、同冷媒の流れを閉弁に応じて遮断する電磁開閉弁４７が設置されている。また、冷媒通路４６は、高圧冷媒通路３６における高段側膨張弁３７よりも上流側の部分と、低圧冷媒通路３８における逆止弁４０よりも下流側の部分とを連通する通路である。冷媒通路４６には、同冷媒通路４６を通じた冷媒の流れを開弁に応じて許容する一方で、同冷媒の流れを閉弁に応じて遮断する電磁開閉弁４８が設置されている。

また、本実施形態のハイブリッド車両には、上述のヒータコア２３を通る冷却水の循環回路であるヒータ水回路５０が設けられている。ヒータ水回路５０には、上述の水冷媒熱交換器３２、電動ウォータポンプ５１、三方弁５２が設けられている。三方弁５２は、ヒータ水回路５０を下記の３つの状態に切替えられる。すなわち、エンジン１０とヒータコア２３との間でエンジン冷却水が循環する状態と、電動ウォータポンプ５１、水冷媒熱交換器３２及びヒータコア２３の間でエンジン冷却水が循環する状態と、ヒータコア２３のエンジン冷却水の流通を遮断する状態と、である。エンジン１０の稼働時にヒータコア２３とエンジン１０の間でエンジン冷却水を循環させると、エンジン１０の排熱により高温となったエンジン冷却水がヒータコア２３に流入する。一方、コンプレッサ３１、及び電動ウォータポンプ５１を稼働するとともに、電動ウォータポンプ５１、水冷媒熱交換器３２及びヒータコア２３を通ってエンジン冷却水を循環させると、水冷媒熱交換器３２においてエンジン冷却水が、コンプレッサ３１による圧縮により高温となった冷媒により加熱される。そして、水冷媒熱交換器３２で加熱されたエンジン冷却水がヒータコア２３に流入する。このように、本実施形態のハイブリッド車両は、コンプレッサ３１により圧縮された冷媒、及びエンジン１０の双方を、車室に送風する空気を加熱するための熱源として利用可能なヒータユニット５３を備えている。ヒータユニット５３は、ヒータコア２３、水冷媒熱交換器３２、ヒータ水回路５０、電動ウォータポンプ５１、及び三方弁５２により構成されている。こうして構成されたヒータユニット５３では、エンジン１０が、コンプレッサ３１により圧縮された冷媒以外の熱源である第２熱源に対応している。

図２に、ハイブリッド車両の制御系の構成を示す。ハイブリッド車両は、空調制御ユニット６０を備えている。空調制御ユニット６０は、空調制御のための各種の演算処理を実行する演算処理装置６１と、制御用のプログラムやデータが記憶された記憶装置６２と、を備える電子制御ユニットとして構成されている。そして、空調制御ユニット６０は、演算処理装置６１が記憶装置６２からプログラムを読み込んで実行することで、車室の空調制御のための処理を実行する。

空調制御ユニット６０には、外気温ＴＨＡを検出する外気温センサ６３、電池温度ＴＨＣを検出する電池温度センサ６４の検出信号が入力されている。また、空調制御ユニット６０には、ヒートポンプシステム３０の各部における冷媒の温度や圧力の検出信号が入力されている。さらに空調制御ユニット６０には、車室のインストルメントパネルに設けられた空調操作パネル６５からその操作状況を示す信号である操作信号が入力されている。そして、空調制御ユニット６０は、それらの信号に基づき操作信号ＯＳ１〜ＯＳ７を出力して、コンプレッサ３１、高段側膨張弁３７、電磁開閉弁４７，４８、冷媒分配機構３９の両流量調整弁３９ａ，３９ｂ、低段側膨張弁４１をそれぞれ操作することで、ヒートポンプシステム３０の冷媒の流れを制御している。さらに、空調制御ユニット６０は、操作信号ＯＳ８、ＯＳ９を出力して電動ウォータポンプ５１及び三方弁５２をそれぞれ操作することで、ヒータ水回路５０におけるエンジン冷却水の流れを制御している。加えて、空調制御ユニット６０は、操作信号ＯＳ１０を出力してブロワ２１を操作することで、同ブロワ２１の送風量を制御している。

また、ハイブリッド車両には、走行制御用の電子制御ユニットである走行制御ユニット６６が設置されている。走行制御ユニット６６は、ハイブリッド車両の走行状況や電池１２の充電状況、並びに空調制御ユニット６０の要求などに応じて、エンジン稼働走行と電動走行とを切替えている。ちなみに、第２熱源としてのエンジン１０は、エンジン稼働走行時には発熱を行う状態となり、電動走行時には発熱を停止した状態となる。

続いて、空調制御ユニット６０が行う空調制御について説明する。空調制御ユニット６０は、ヒートポンプシステム３０における冷媒の流れ、及びヒータ水回路５０におけるエンジン冷却水の流れを制御することで、車室の冷房、及び除湿暖房を行っている。

ここではまず、車室を冷房するために空調制御ユニット６０が行う冷房制御について説明する。冷房制御において、空調制御ユニット６０は、電動ウォータポンプ５１を停止するとともに、ヒータコア２３へのエンジン冷却水の流入を遮断するように三方弁５２を操作する。また、冷房制御において、空調制御ユニット６０は、下記のヒートポンプシステム３０の制御を行った状態でブロワ２１を稼働する。すなわち、冷房制御において空調制御ユニット６０は、高段側膨張弁３７、及び空調用エバポレータ２２側の流量調整弁３９ａを全開状態、電磁開閉弁４７，４８、電池用エバポレータ３４側の流量調整弁３９ｂを全閉状態、低段側膨張弁４１を絞り状態とした上で、コンプレッサ３１を稼働する。冷房制御の実行中のヒートポンプシステム３０では、アキュムレータタンク３５から、コンプレッサ３１での圧縮、室外熱交換器３３での冷却、空調用エバポレータ２２での膨張を順に経てアキュムレータタンク３５に戻るように冷媒が循環される。

次に、エンジン稼働走行中に車室を除湿暖房するために空調制御ユニット６０が行うエンジン稼働時除湿暖房制御について説明する。このときの空調制御ユニット６０は、空調制御ユニット６０は、エンジン１０とヒータコア２３との間をエンジン冷却水が循環するように三方弁５２を操作して、エンジン１０の排熱を利用して車室に送風する空気を加熱するようにヒータユニット５３を制御する。なお、このときのエンジン１０、ヒータコア２３間のエンジン冷却水の循環は、エンジン１０に設置された機械式のウォータポンプにより行われる。また、このときの空調制御ユニット６０は、冷房制御時と同様のヒートポンプシステム３０の制御を併せ実行する。これにより、空調用エバポレータ２２にて冷却された空気を、エンジン１０の排熱を利用してヒータコア２３にて再加熱することで、車室の除湿暖房が行われる。

さらに、エンジン１０が停止する電動走行中に車室を除湿暖房するための空調制御ユニット６０の制御について説明する。空調制御ユニット６０は、下記の直列除湿暖房制御、並列除湿暖房制御のうちのいずれかを選択して電動走行中に車室を除湿暖房している。なお、空調制御ユニット６０は、外気温ＴＨＡや車室送風の目標温度などに基づき、両制御の除湿暖房の効率を求め、より効率が高い方の除湿暖房制御を選択している。なお、いずれの除湿暖房制御においても、空調制御ユニット６０は、電動ウォータポンプ５１を稼働するとともに、水冷媒熱交換器３２とヒータコア２３との間でエンジン冷却水が循環するように三方弁５２を操作している。

直列除湿暖房制御において空調制御ユニット６０は、空調用エバポレータ２２側の流量調整弁３９ａを全開状態、２つの電磁開閉弁４７，４８、及び電池用エバポレータ３４側の流量調整弁３９ｂを全閉状態、高段側膨張弁３７及び低段側膨張弁４１を絞り状態とした上でコンプレッサ３１を稼働する。これにより、ヒートポンプシステム３０では、アキュムレータタンク３５から、コンプレッサ３１での圧縮、水冷媒熱交換器３２でのエンジン冷却水への放熱、室外熱交換器３３及び空調用エバポレータ２２での２段階の膨張、を順に経てアキュムレータタンク３５に戻るように冷媒が循環される。

一方、並列除湿暖房制御において空調制御ユニット６０は、空調用エバポレータ２２側の流量調整弁３９ａ、及び２つの電磁開閉弁４７，４８を全開状態、高段側膨張弁３７及び低段側膨張弁４１を絞り状態とした上でコンプレッサ３１を稼働する。これにより、ヒートポンプシステム３０では、次の２つの冷媒の循環経路が形成される。すなわち、２つの冷媒の循環経路のうちの一つは、アキュムレータタンク３５から、コンプレッサ３１での圧縮、水冷媒熱交換器３２でのエンジン冷却水への放熱、室外熱交換器３３での膨張を経てアキュムレータタンク３５に戻る経路である。もう一つの冷媒の循環経路は、アキュムレータタンク３５から、コンプレッサ３１での圧縮、水冷媒熱交換器３２でのエンジン冷却水への放熱、空調用エバポレータ２２での膨張を経てアキュムレータタンク３５に戻る経路である。

ところで、走行制御ユニット６６は、電池温度ＴＨＣが既定の制限温度を超えて上昇した場合、電池１２を過熱から保護するため、電動走行を禁止する。そして、空調制御ユニット６０は、電池温度ＴＨＣが制限温度の近くまで上昇すると、ヒートポンプシステム３０による電池１２の強制冷却制御を実行している。上記空調制御のいずれもが行われていないときの電池１２の強制冷却制御は、以下の態様で行われる。すなわち、このときの空調制御ユニット６０は、電動ウォータポンプ５１を停止するとともに、ヒータコア２３へのエンジン冷却水の流入を遮断するように三方弁５２を操作する。また、このときの空調制御ユニット６０は、高段側膨張弁３７、低段側膨張弁４１及び電池用エバポレータ３４側の流量調整弁３９ｂを全開状態、２つの電磁開閉弁４７，４８及び空調用エバポレータ２２側の流量調整弁３９ａを全閉状態とした上で、コンプレッサ３１を稼働する。

なお、車室の冷房や除湿暖房の実行中にも、電池温度ＴＨＣが上昇して、電池１２の強制冷却制御の実施が要求されることがある。こうした場合、コンプレッサ３１の冷媒吐出量、及び冷媒分配機構３９の各流量調整弁３９ａ，３９ｂの開口度を調整して、空調用エバポレータ２２、及び電池用エバポレータ３４にそれぞれ適量の冷媒を供給する必要がある。冷房制御中、及びエンジン稼働走行中の除湿暖房制御中には、コンプレッサ３１での圧縮後に、室外熱交換器３３での外気への放熱により液体となった冷媒が冷媒分配機構３９に流入する。そのため、これらの場合には、両流量調整弁３９ａ，３９ｂの開口度の調整により、空調用エバポレータ２２及び電池用エバポレータ３４の冷媒の分配比率を精度よく制御することができる。一方、電動走行中の直列除湿暖房制御、及び並列除湿暖房制御の実行中には、コンプレッサ３１での圧縮後に水冷媒熱交換器３２において、冷媒の熱がエンジン冷却水に受け渡される。このときの冷媒からエンジン冷却水に受け渡される熱量によっては、冷媒分配機構３９に流入する冷媒が気液混合状態となる場合がある。冷媒が気液混合状態にある場合には、体積流量が同じでも、冷媒の気液比率により質量流量は異なった量となる。一方。流量調整弁３９ａ，３９ｂの開口度の調整では、通過する冷媒の体積流量を制御することしかできない。そのため、冷媒分配機構３９に流入する冷媒が気液混合状態となっている場合には、両流量調整弁３９ａ，３９ｂの開口度の調整では、空調用エバポレータ２２及び電池用エバポレータ３４の冷媒の分配比率を精度よく制御できなくなる。

これに対して本実施形態のハイブリッド車両における空調制御ユニット６０は、エンジン１０が発熱を停止した状態となっている電動走行中に、除湿暖房と電池１２の強制冷却とが同時に要求された場合には、エンジン稼働走行への切替えを走行制御ユニット６６に要求している。そして、これにより、エンジン１０を稼働させることで、すなわちエンジン１０の状態を発熱を行う状態とすることで、車室の除湿暖房と電池１２の強制冷却との同時実施を可能としている。しかしながら、こうした除湿暖房、及び電池１２の強制冷却の同時実施のための電動走行の中断により、ハイブリッド車両の燃料消費量が増加してしまう。これに対して、本実施形態のハイブリッド車両では、下記の態様で電池１２の冷却制御を行うことで、電動走行の中断を抑制している。

図３に、電池１２の強制冷却制御のために空調制御ユニット６０が実行する電池冷却制御ルーチンのフローチャートを示す。空調制御ユニット６０は、その起動中、既定の制御周期毎に本ルーチンの処理を繰り返し実行している。

本ルーチンの処理が開始されると、まずステップＳ１００において、外気温ＴＨＡが既定の低温側判定値Ｔ１以上、かつ既定の高温側判定値Ｔ２未満であるか否かが判定される。そして、外気温ＴＨＡが低温側判定値Ｔ１未満、又は高温側判定値Ｔ２以上の場合（ＮＯ）には、ステップＳ１１０において、上述の制限温度未満の温度である第１温度ＬＯが冷却開始温度ＴＣＣの値として設定される。また、外気温ＴＨＡが低温側判定値Ｔ１以上、かつ高温側判定値Ｔ２未満の場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ１２０において、制限温度未満、かつ第１温度ＬＯよりも高い第２温度ＨＩが冷却開始温度ＴＣＣの値として設定される。なお、低温側判定値Ｔ１、及び高温側判定値Ｔ２はそれぞれ下記の値が設定されている。外気温ＴＨＡが十分に低い場合、電池１２の発熱量が最大となる状態においても、ヒートポンプシステム３０による強制冷却を行わずとも、外気への放熱だけで、制限温度を超える電池温度ＴＨＣの上昇が抑止される。上記低温側判定値Ｔ１には、このような強制冷却が不要となる外気温ＴＨＡの範囲の最高値が値として設定されている。また、外気温ＴＨＡがある程度よりも高いときには、車室の除湿暖房は不要である。上記高温側判定値Ｔ２には、除湿暖房が不要な外気温ＴＨＡの範囲の最低値が値として設定されている。

さて、ステップＳ１１０又はステップＳ１２０での冷却開始温度ＴＣＣの設定後には、ステップＳ１３０に処理が進められる。そして、そのステップＳ１３０において、電池温度ＴＨＣが冷却開始温度ＴＣＣ以上であるか否かが判定される。このときの電池温度ＴＨＣが冷却開始温度ＴＣＣ未満であれば（ＮＯ）、そのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。これに対して、電池温度ＴＨＣが冷却開始温度ＴＣＣ以上の場合（ＹＥＳ）にはステップＳ１４０に処理が進められる。

ステップＳ１４０に処理が進められると、そのステップＳ１４０において、電動走行中であるか否かが判定される。そして、電動走行中の場合（ＹＥＳ）にはステップＳ１５０に、電動走行中でない場合（ＮＯ）、すなわちエンジン稼働走行中の場合にはステップＳ１７０に、それぞれ処理が進められる。

ステップＳ１５０に処理が進められた場合には、そのステップＳ１５０において、除湿暖房の実施要求の有無が判定される。そして、除湿暖房の実施要求がある場合（ＹＥＳ）にはステップＳ１６０に、除湿暖房の実施要求がない場合（ＮＯ）にはステップＳ１７０に、それぞれ処理が進められる。

電動走行中、かつ除湿暖房の実施要求があり、ステップＳ１６０に処理が進められた場合には、そのステップＳ１６０において、走行制御ユニット６６に対するエンジン稼働走行への切替要求が出力された後、今回の本ルーチンの処理が終了される。エンジン１０は、このときのエンジン稼働走行への切替要求に応じて運転を開始して、発熱を行う状態となる。すなわち、本実施形態では、ステップＳ１６０における処理が、第２熱源としてのエンジン１０の状態を発熱を行う状態に切替える熱源状態切替処理に対応している。

これに対して、エンジン稼働走行中、又は除湿暖房の実施要求がなく、ステップＳ１７０に処理が進められた場合には、そのステップＳ１７０において、電池１２を強制冷却するためのヒートポンプシステム３０の制御が実施された後、今回の本ルーチンの処理が終了される。

本実施形態の作用及び効果について説明する。
本実施形態における空調制御ユニット６０は、電池温度ＴＨＣが冷却開始温度ＴＣＣ以上である場合に、ヒートポンプシステム３０による電池１２の強制冷却を実行している。なお、ヒートポンプシステム３０はその構造上、電動走行中には、車室の除湿暖房と電池１２の強制冷却とを同時に実施できない。そのため、空調制御ユニット６０は、除湿暖房の実施が要求されているときに、電池温度ＴＨＣが冷却開始温度ＴＣＣ以上となった場合には、エンジン稼働走行への切替えを走行制御ユニット６６に要求して、エンジン１０を稼働することで、車室の除湿暖房と電池１２の強制冷却とを同時に実施可能としている。

また、空調制御ユニット６０は、外気温ＴＨＡが高温側判定値Ｔ２未満であることをもって、除湿暖房を実施する可能性が高い状態にあると判定している。そして、空調制御ユニット６０は、除湿暖房を実施する可能性が高い状態にあると判定された場合には、同可能性が低い状態にあると判定された場合の冷却開始温度ＴＣＣの値として設定される第１温度ＬＯよりも高い第２温度ＨＩを冷却開始温度ＴＣＣの値として設定している。そのため、除湿暖房と電池１２の強制冷却との同時実施のため、電動走行が中断され難くなる。

なお、本実施形態では、外気温ＴＨＡが低温側判定値Ｔ１未満の場合には、通常はヒートポンプシステム３０による電池１２の強制冷却は不要であるとしている。そうした外気温ＴＨＡが低温側判定値Ｔ１未満の状況で制限温度近くまで電池温度ＴＨＣが上昇した場合には、電池１２に何らかの異常が生じている可能性がある。そのため、外気温ＴＨＡが低温側判定値Ｔ１未満の場合には、第２温度ＨＩよりも低い第１温度ＬＯを冷却開始温度ＴＣＣの値として設定することで、電池１２の強制冷却を早期に開始するようにしている。

以上の本実施形態のハイブリッド車両によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）本実施形態では、除湿暖房を実施する可能性が高い状態にあると判定された場合には、ヒートポンプシステム３０による電池１２の強制冷却を開始する電池温度ＴＨＣである冷却開始温度ＴＣＣの値として、同可能性が低い状態にあると判定された場合よりも低い温度を設定している。そのため、車室の除湿暖房と電池１２の強制冷却との同時実施により電動走行が中断され難くなり、その中断によるハイブリッド車両の燃料消費量の増加が抑えられる。

（２）外気温ＴＨＡが低く、電池温度ＴＨＣが上昇し難い状況では、除湿暖房を実施する可能性が低い状態にある場合と同じ第１温度ＬＯを冷却開始温度ＴＣＣの値として設定している。そのため、電池１２の異常により、電池温度ＴＨＣが上昇した場合に電池１２の強制冷却を早期に開始できる。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・直列除湿暖房制御、及び並列除湿暖房制御のうちのいずれか一方のみで電動走行中の車室の除湿暖房を行うようにしてもよい。なお、並列除湿暖房を行わず、直列除湿暖房制御のみを行う場合には、ヒートポンプシステム３０における冷媒通路４５，４６及び電磁開閉弁４７，４８を割愛してもよい。

・外気温ＴＨＡが低温側判定値Ｔ１未満の場合にも、第２温度ＨＩを冷却開始温度ＴＣＣの値として設定してもよい。
・車室温度や空調操作パネル６５の操作状況などの外気温ＴＨＡ以外の情報に基づいて、除湿暖房を実施する可能性が高い状態にあるか否かの判定を行うようにしてもよい。

・コンプレッサ３１が圧縮した冷媒と空気との熱交換器を空調ケース２０内に設置して、冷媒を熱源とした空気加熱をその熱交換器により行うようにヒータユニット５３を構成してもよい。この場合には、エンジン冷却水と空気との熱交換器であるヒータコア２３と、冷媒と空気との熱交換器とが、空調ケース２０に併設されることになる。

・上記実施形態では、ヒートポンプシステム３０により電池１２の強制冷却を行うようにしていたが、インバータなどの電池１２以外の車載機器を強制冷却の対象としてもよい。

・上記実施形態では、エンジン１０を第２熱源として利用するようにヒータユニット５３を構成していた。例えば通電に応じて発熱を行う熱線ヒータなど、コンプレッサ３１が圧縮した冷媒、及びエンジン１０以外の熱源を第２熱源とするようにヒータユニット５３を構成してもよい。こうした場合にも、発熱を停止した状態から発熱を行う状態に第２熱源の状態を切替えれば、第２熱源が発熱を行うためのエネルギが消費されるようになり、車両のエネルギ消費が増加する。そのため、除湿暖房を実施する可能性が高い状態にあると判定された場合には同可能性が高い状態にないと判定された場合よりも高い温度を車載機器の冷却開始温度として設定することで、除湿暖房と車載機器の冷却との同時実施の要求により、発熱を停止した状態から発熱を行う状態への第２熱源の状態が切替えられ難くすれば、ハイブリッド車両における車室の除湿暖房及び車載機器の冷却のためのエネルギ消費が抑えられる。

１０…エンジン（第２熱源）
１１…モータ
１２…電池（車載機器）
２０…空調ケース
２１…ブロワ
２２…空調用エバポレータ
２３…ヒータコア
２４…ミクスチャドア
３０…ヒートポンプシステム
３１…コンプレッサ
３２…水冷媒熱交換器
３３…室外熱交換器
３４…電池用エバポレータ
３５…アキュムレータタンク
３６…高圧冷媒通路
３７…高段側膨張弁
３８…低圧冷媒通路
３９…冷媒分配機構
３９ａ，３９ｂ…流量調整弁
４０，４４…逆止弁
４１…低段側膨張弁
４２…定圧弁
４３…膨張弁
４５，４６…冷媒通路
４７，４８…電磁開閉弁
５０…ヒータ水回路
５１…電動ウォータポンプ
５２…三方弁
５３…ヒータユニット
６０…空調制御ユニット
６１…演算処理装置
６２…記憶装置
６３…外気温センサ
６４…電池温度センサ
６５…空調操作パネル
６６…走行制御ユニット

Claims (1)

1. 外気の熱を回収して車室の暖房を行うヒートポンプシステムと、同ヒートポンプシステムの制御を行う空調制御ユニットと、を備えるハイブリッド車両であって、
   前記ヒートポンプシステムは、
   冷媒を圧縮するコンプレッサと、
   車室に送風する空気を加熱するユニットであって、前記コンプレッサにより圧縮された前記冷媒、及び同冷媒以外の熱源である第２熱源の双方を前記空気の加熱のための熱源として利用可能なヒータユニットと、
   前記冷媒と外気との熱交換を行う室外熱交換器と、
   前記ヒータユニットに流入する空気を前記冷媒の気化熱により冷却する空調用エバポレータと、
   車載機器を前記冷媒の気化熱により冷却する車載機器用エバポレータと、
   前記ヒータユニットを通過した前記冷媒を前記空調用エバポレータと前記車載機器用エバポレータとに分配する機構であって、両エバポレータの前記冷媒の分配比率を調整する冷媒分配機構と、
   を備えており、かつ前記空調用エバポレータによる前記空気の冷却と前記ヒータユニットによる同空気の加熱とを併せ行うことで前記車室の除湿暖房を実施するシステムであり、
   前記空調制御ユニットは、
   前記車載機器の温度が冷却開始温度以上であることをもって前記車載機器用エバポレータによる前記車載機器の冷却を実施すべく前記冷媒分配機構を操作する操作処理と、
   前記第２熱源が発熱を停止した状態にあるときに前記車載機器の冷却と前記除湿暖房との同時実施が要求された場合には、前記第２熱源の状態を発熱を行う状態に切替える熱源状態切替処理と、
   前記除湿暖房を実施する可能性が高い状態にあるか否かを判定するとともに、前記除湿暖房を実施する可能性が高い状態にあると判定された場合には、同可能性が高い状態にないと判定された場合よりも高い温度を前記冷却開始温度の値として設定する設定処理と、
   を実施するユニットである
   ハイブリッド車両。

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