JP5223837B2 - 車両およびその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、走行用の動力を出力可能な電動機と、当該電動機と電力をやり取り可能であると共に外部電源からの電力により充電可能な蓄電装置とを含む車両およびその制御方法に関する。

従来、ヒートポンプによる暖房を行うヒートポンプ暖房装置と、温水による熱を利用して暖房を行うヒータ暖房装置とを含む自動車用空調装置として、外気温度が所定温度以下であるときにはヒートポンプ暖房装置を停止させると共にヒータ暖房装置のみを運転し、外気温度が所定温度より高いときには、ヒートポンプ暖房装置を運転すると共にヒータ暖房装置を停止させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、従来、 コンプレッサ、メインコンデンサ、サブコンデンサ、膨張弁および車内側熱交換器を有するヒートポンプサイクルを備えた電気自動車用空調装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。この空調装置は、車内側熱交換器の下流側にサブコンデンサと共に配置されて通過する空気を加熱する電気ヒータを含み、除湿暖房時に外気導入モードが選択されている場合、外気センサの検出温度が所定の閾値以下であれば電気ヒータへの通電が行われる。更に、送風ダクト内に収容された室内熱交換器および室外熱交換器と、室内熱交換器より下流側の送風ダクト内に配置された電気ヒータとを含むヒートポンプ式空調装置も知られている（例えば、特許文献３参照）。この空調装置では、暖房運転時に電気ヒータ付近の空気温度が所定温度以下であって、デフモードと外気導入モードと送風モードとが選択されると共にかつ外気温度が所定温度以下であるときにのみ電気ヒータへの通電が可能となる。また、コンプレッサ、コンデンサ、膨張弁、ダクト内エバポレータ、およびダクト外エバポレータを備えた電気自動車用空調装置も知られている（例えば、特許文献４参照）。この空調装置では、ダクト内エバポレータの上流側近傍に一対の発熱体としての電気式ヒータが配置されており、当該電気式ヒータは、ダクト内に導入される空気の温度に応じて発熱するように制御される。

特開平１０−１００６５２号公報 特開平０８−２６８０３５号公報 特開平０５−００４５１１号公報 特開平０５−２５４３３４号公報

ところで、近年では、家庭用電源といった外部電源からの電力により充電可能な蓄電装置を備えた、いわゆるプラグイン方式のハイブリッド自動車や電気自動車の開発が進められている。この種の車両に上述のようなヒートポンプユニットと電気式ヒータとを含む空調装置を搭載すれば、車両の走行開始前に、外部電源からの電力を空調装置側に供給してヒートポンプユニットや電気式ヒータにより事前に車室内を暖房する事前暖房（プレ空調）を実行することができる。ただし、車両走行中に蓄電装置からの電力を用いて車室内の空気調和を可能とすると共に外部電源からの蓄電装置の充電を可能とする関係から、外部電源からの電力を空調装置側に供給して事前暖房を実行する際には、空調装置は蓄電装置と外部電源との双方に接続されることになる。このため、例えば蓄電装置が外部電源からの電力により充分に充電された後の事前暖房の実行に際して外部電源から電力が空調装置側に供給されると、ヒートポンプユニットの圧縮機や電気式ヒータによる電力消費によっては、余剰電力が蓄電装置に入力されてしまい、当該蓄電装置の過充電を招くおそれがある。また、一般にヒートポンプユニットの圧縮機はインバータ等を介して駆動制御されるのに対して、一般に電気式ヒータはリレー等を介してオンオフ制御される。このため、外部電源からの電力を電気式ヒータに供給して事前暖房を実行する際には、電気式ヒータによる消費電力がステップ状に変化することから特に充電装置からの電力が最大値付近にあるときに制御ハンチングを生じて蓄電装置の過充電を招いたり効率を悪化させたりするおそれもある。

そこで、本発明による車両およびその制御方法は、ヒートポンプユニットと電気式のヒータユニットとを含む空調装置と外部電源とを用いて蓄電装置の過充電を抑制しながら車室内の事前暖房を効率よく実行することを主目的とする。

本発明の車両およびその制御方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採っている。

本発明による車両は、
走行用の動力を出力可能な電動機と、該電動機と電力をやり取り可能な蓄電装置とを含む車両であって、
前記蓄電装置と外部電源とに接続されて該外部電源からの電力による前記蓄電装置の充電に用いられる充電装置と、
前記充電装置および前記蓄電装置の少なくとも何れか一方からの電力により駆動される圧縮機を有すると共にヒートポンプにより車室内に熱を供給可能なヒートポンプユニットと、前記充電装置および前記蓄電装置の少なくとも何れか一方からの電力により前記車室内の暖房に用いられる熱を発生する少なくとも一つのヒータ素子を有するヒータユニットとを含む空調装置と、
前記蓄電装置に前記充電装置を介して前記外部電源が接続された状態で所定の事前暖房要求に応じて前記車室内を暖房する事前暖房を実行するに際して、前記充電装置から前記空調装置側に供給される電力の指令値である電力指令値を前記蓄電装置から前記空調装置側に供給される電力が所定の目標電力となるように設定する電力指令設定手段と、
前記事前暖房の実行に際して所定のヒータ作動条件が成立していないときには、前記空調装置による電力消費に許容される使用許可電力を前記指令電力設定手段により設定された電力指令値と前記目標電力と前記蓄電装置からの放電に許容される第１の変動幅との和に設定し、前記事前暖房の実行に際して前記ヒータ作動条件が成立しているときには、前記使用許可電力を前記指令電力設定手段により設定された電力指令値と前記目標電力と前記第１の変動幅よりも大きい第２の変動幅との和に設定する許容電力設定手段と、
前記事前暖房の実行に際して前記指令電力設定手段により設定された電力指令値に応じた電力を出力するように前記充電装置を制御する電力制御手段と、
前記事前暖房の実行に際して前記ヒータ作動条件が成立していないときには、前記許容電力設定手段により設定された使用許可電力の範囲内の電力消費により前記車室内を暖房するように前記ヒートポンプユニットを制御し、前記事前暖房の実行に際して前記ヒータ作動条件が成立しているときには、前記許容電力設定手段により設定された使用許可電力の範囲内の電力消費により前記車室内を暖房するように前記ヒータユニットを制御する空調制御手段と、
を備えるものである。

この車両では、蓄電装置に充電装置を介して外部電源が接続された状態での事前暖房の実行に際して、蓄電装置から空調装置側に供給される電力が所定の目標電力となるように充電装置から空調装置側に供給される電力の指令値である電力指令値が設定される。また、事前暖房の実行に際して所定のヒータ作動条件が成立していないときには、空調装置による電力消費に許容される使用許可電力が上記電力指令値と上記目標電力と蓄電装置からの放電に許容される第１の変動幅との和に設定される。これに対して、事前暖房の実行に際してヒータ作動条件が成立しているときには、使用許可電力が上記電力指令値と上記目標電力と上記第１の変動幅よりも大きい第２の変動幅との和に設定される。そして、電力指令値に応じた電力を出力するように充電装置が制御されると共に、事前暖房の実行に際してヒータ作動条件が成立していないときには、使用許可電力の範囲内の電力消費により車室内を暖房するようにヒートポンプユニットが制御され、事前暖房の実行に際してヒータ作動条件が成立しているときには、使用許可電力の範囲内の電力消費により車室内を暖房するようにヒータユニットが制御される。

このように、蓄電装置に充電装置を介して外部電源が接続された状態での事前暖房の実行に際して充電装置に対する電力指令値を蓄電装置から空調装置側に供給される電力が所定の目標電力となるように設定して当該蓄電装置から空調装置への放電を許容すれば、蓄電割合の若干の低下を招くものの、事前暖房の実行中に充電装置からの電力により蓄電装置が充電されてしまうことを良好に抑制することができる。また、この車両では、ヒータユニットによる事前暖房の実行時に、第１の変動幅よりも大きい第２の変動幅を用いて空調装置による電力消費に許容される使用許可電力をヒートポンプユニットによる事前暖房の実行時に比べて大きくしている。これにより、ヒータユニットによる事前暖房の実行時にはヒートポンプユニットによる事前暖房の実行時よりも蓄電装置からの放電が許容されることになるので、蓄電割合の若干の低下を招くものの、ヒータユニットによる事前暖房の実行時に使用許可電力のハンチングを抑制すると共にヒータユニットによる電力消費の変動を抑えて、それにより蓄電装置の過充電を抑制すると共にヒータユニットによる事前暖房を効率よく実行することができる。従って、この車両では、ヒートポンプユニットと電気式のヒータユニットとを含む空調装置と外部電源とを用いて蓄電装置の過充電を抑制しながら車室内の事前暖房を効率よく実行することが可能となる。

また、前記車両は、前記蓄電装置の電圧および電流に基づいて該蓄電装置の放電電力を取得する放電電力取得手段と、前記放電電力取得手段により取得される放電電力の所定の低周波成分を制御用放電電力として抽出する抽出手段とを更に備えてもよく、前記電力指令設定手段は、前記抽出手段により抽出された制御用放電電力が前記目標電力となるように前記電力指令値を設定するものであってもよい。このように、蓄電装置の電圧および電流から得られる放電電力の所定の低周波成分である制御用放電電力と目標電力とに基づいて電力指令値を設定すれば、制御用放電電力と目標電力との大きな乖離が抑制されることから充電装置に対する電力指令値や空調装置の使用許可電力の変動を抑制することが可能となり、それにより使用許可電力のハンチングや蓄電装置の放電電力のハンチングを抑制して車室内の事前暖房を効率よく実行することができる。

そして、前記車両は、外気温度あるいは外気温度に応じて変化する温度を取得する温度取得手段を更に備えてもよく、前記ヒータ作動条件は、前記温度取得手段により取得された温度が所定温度以下であるときに成立してもよい。これにより、外気温度等に応じてヒートポンプユニットとヒータユニットとをより適正に使い分けしながら車室内の事前暖房を効率よく実行することが可能となる。

更に、前記ヒータユニットは、前記ヒータ素子を複数有すると共に、前記充電装置および前記蓄電装置の少なくとも何れか一方から給電される前記ヒータ素子の数を変更するためのスイッチング手段を含むものであってもよい。これにより、ヒータユニットによる事前暖房性能を向上させることができる。

そして、前記車両は、走行用の動力を出力可能な内燃機関と、動力を入出力可能な第２の電動機と、前記内燃機関の出力軸と前記第２の電動機の回転軸と駆動輪に連結される駆動軸との３軸に接続され、これら３軸のうちの何れか２軸に入出力される動力に基づく動力を残余の軸に入出力する動力分配手段とを更に備えてもよく、前記電動機は、前記駆動軸または該駆動軸とは異なる他の車軸に動力を入出力可能であってもよい。

本発明による車両の制御方法は、
走行用の動力を出力可能な電動機と、該電動機と電力をやり取り可能な蓄電装置と、該蓄電装置と外部電源とに接続されて該外部電源からの電力による前記蓄電装置の充電に用いられる充電装置と、該充電装置および前記蓄電装置の少なくとも何れか一方からの電力により駆動される圧縮機を有すると共にヒートポンプにより車室内に熱を供給可能なヒートポンプユニットと、前記充電装置および前記蓄電装置の少なくとも何れか一方からの電力により前記車室内の暖房に用いられる熱を発生する少なくとも一つのヒータ素子を有するヒータユニットとを含む空調装置とを備えた車両の制御方法であって、
（ａ）前記蓄電装置に前記充電装置を介して前記外部電源が接続された状態で所定の事前暖房要求に応じて前記車室内を暖房する事前暖房を実行するに際して、前記充電装置から前記空調装置側に供給される電力の指令値である電力指令値を前記蓄電装置から前記空調装置側に供給される電力が所定の目標電力となるように設定するステップと、
（ｂ）前記事前暖房の実行に際して所定のヒータ作動条件が成立していないときには、前記空調装置による電力消費に許容される使用許可電力を前記指令電力設定手段により設定された電力指令値と前記目標電力と前記蓄電装置からの放電に許容される第１の変動幅との和に設定し、前記事前暖房の実行に際して前記ヒータ作動条件が成立しているときには、前記使用許可電力を前記指令電力設定手段により設定された電力指令値と前記目標電力と前記第１の変動幅よりも大きい第２の変動幅との和に設定するステップと、
（ｃ）前記事前暖房の実行に際してステップ（ａ）にて設定された電力指令値に応じた電力を出力するように前記充電装置を制御すると共に、前記事前暖房の実行に際して前記ヒータ作動条件が成立していないときには、ステップ（ｂ）にて設定された使用許可電力の範囲内の電力消費により前記車室内を暖房するように前記ヒートポンプユニットを制御し、前記事前暖房の実行に際して前記ヒータ作動条件が成立しているときには、ステップ（ｂ）にて設定された使用許可電力の範囲内の電力消費により前記車室内を暖房するように前記ヒータユニットを制御するステップと、
を含むものである。

この方法によれば、ヒートポンプユニットと電気式のヒータユニットとを含む空調装置と外部電源とを用いて蓄電装置の過充電を抑制しながら車室内の事前暖房を効率よく実行することが可能となる。

本発明の実施例に係る車両であるハイブリッド自動車２０の概略構成図である。 ハイブリッド自動車２０に搭載された空調装置９０の概略構成図である。 実施例の電源管理ＥＣＵ６５により実行されるプレ空調時電力制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 プレ空調が実行されるときに空調装置９０による消費電力や使用許可電力Ｗａｃ、充電装置６０の出力電力、バッテリ５０の放電電力が変化する様子を例示するタイムチャートである。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の実施例に係る車両であるハイブリッド自動車２０の概略構成図である。同図に示すハイブリッド自動車２０は、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸であるクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに連結された減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１およびＭＧ２と電力をやり取り可能なバッテリ５０と、ハイブリッド自動車２０の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（以下、「ハイブリッドＥＣＵ」という）７０等とを備えるものである。

エンジン２２は、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料の供給を受けて動力を出力する内燃機関であり、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４による燃料噴射量や点火時期、吸入空気量等の制御を受ける。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２に対して設けられて当該エンジン２２の運転状態を検出する各種センサからの信号が入力される。そして、エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号や上記センサからの信号等に基づいてエンジン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ＥＣＵ７０に出力する。

動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１と噛合すると共にリングギヤ３２と噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを有し、これら３つの要素が互いに差動回転できるように構成されたシングルピニオン式遊星歯車機構である。かかる動力分配統合機構３０の第１要素であるキャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、第２要素であるサンギヤ３１にはモータＭＧ１の回転軸が、第３要素であるリングギヤ３２には駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａと減速ギヤ３５とを介してモータＭＧ２の回転軸がそれぞれ連結されている。動力分配統合機構３０は、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側とにそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ列３７およびデファレンシャルギヤ３８を介して最終的に駆動輪である車輪３９ａ，３９ｂに出力される。

モータＭＧ１およびＭＧ２は、何れも発電機として作動すると共に電動機として作動可能な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を介して二次電池であるバッテリ５０と電力のやり取りを行う。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２の何れか一方により発電される電力を他方のモータで消費できるようになっている。従って、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２の何れかから生じた電力や不足する電力により充放電され、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとることにすれば、バッテリ５０は充放電されないことになる。モータＭＧ１，ＭＧ２は、何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等が入力されており、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等が出力される。また、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４から入力した信号に基づいて図示しない回転数算出ルーチンを実行し、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を計算している。更に、モータＥＣＵ４０は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号等に基づいてモータ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ＥＣＵ７０に出力する。

バッテリ５０は、リチウムイオン二次電池あるいはニッケル水素二次電池として構成されており、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に取り付けられた温度センサ５１からのバッテリ温度Ｔｂ、バッテリ５０の端子間に設置された電圧センサ５５（図２参照）からの端子間電圧Ｖｂ、バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた電流センサ５６（図２参照）からの充放電電流Ｉｂ等が入力される。また、バッテリＥＣＵ５２は、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッドＥＣＵ７０に出力する。更に、バッテリＥＣＵ５２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Ｉｂの積算値に基づいて蓄電割合（残容量）ＳＯＣを算出したり、当該蓄電割合ＳＯＣに基づいてバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊を算出したり、蓄電割合ＳＯＣとバッテリ温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０の充電に許容される電力である許容充電電力としての入力制限Ｗｉｎとバッテリ５０の放電に許容される電力である許容放電電力としての出力制限Ｗｏｕｔとを算出したりする。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定すると共に、バッテリ５０の蓄電割合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ることにより設定可能である。そして、電力ライン５４には、ＤＣ／ＤＣコンバータ５７を介して各種補機に電力を供給する補機バッテリ５８が接続されている。補機バッテリ５８は、例えば定格出力電圧１２Ｖの鉛蓄電池として構成される。

ハイブリッドＥＣＵ７０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や、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６、図示しない入出力ポートおよび通信ポート等を備える。ハイブリッドＥＣＵ７０には、イグニッションスイッチ（スタートスイッチ）８０からのイグニッション信号、シフトレバー８１の操作位置であるシフトポジションＳＰ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（アクセル操作量）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ストロークセンサ８６からのブレーキペダルストロークＢＳ、車速センサ８７からの車速Ｖ等が入力ポートを介して入力される。そして、ハイブリッドＥＣＵ７０は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０、バッテリＥＣＵ５２等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等と各種制御信号やデータのやり取りを行う。

更に、実施例のハイブリッド自動車２０は、図示しない車室内を空気調和（冷暖房）する空調装置９０を搭載する。図２は、空調装置９０の概略構成図である。同図に示すように、空調装置９０は、ハイブリッド自動車２０の車室内に調和空気を導くための空気通路を画成する空調ダクト９１や、この空調ダクト９１内で空気流を発生させるブロワ９２、冷媒を介して車室内の熱を外部に移動させることにより車室内を冷房すると共に冷媒を介して外部の熱を車室内に移動させて車室内を暖房することができるヒートポンプユニット９３、主として車室内の暖房時に空調ダクト９１内を流通する空気を加熱するための温水式のヒータコア９８、同様に空調ダクト９１内を流通する空気を加熱可能な電気式のヒータユニット１５０、空調装置９０全体を制御する空調用電子制御ユニット（以下、「空調ＥＣＵ」という）１００等を含む。

空調ダクト９１は、例えば車室内の前方側に配置され、ブロワ９２の近傍に位置するように形成された外気吸込口および内気吸込口や、デフロスタ吹出口、フェイス吹出口およびフット吹出口等を有する。そして、外気吸込口および内気吸込口の近傍には内外気切替ダンパ９１ａが配置され、デフロスタ吹出口、フェイス吹出口およびフット吹出口に対しては吹出口切替ダンパ９１ｂ，９１ｃ，９１ｄが配置されている。ブロワ９２は、空調ダクト９１と一体化されたスクロールケースや当該ケース内に回転自在に配置された遠心ファン、この遠心ファンを回転駆動するブロワモータ等を含む遠心式送風機として構成されており、補機バッテリ５８からの電力により駆動される。ヒートポンプユニット９３は、空調ダクト９１内に配置された第１熱交換器９４や、冷媒と大気との熱交換を可能とする第２熱交換器９５、第１熱交換器９４または第２熱交換器９５からの冷媒ガスを吸入・圧縮する圧縮機９６、第１熱交換器９４と第２熱交換器９５との間に配置された膨張弁９７、冷媒の流通方向を切り替えるための図示しない四方弁等を含む。実施例において圧縮機９６は、インバータを介して電力ライン５４（バッテリ５０）に接続されるモータにより駆動される電動インバータコンプレッサとして構成されている。ヒータコア９８は、第１熱交換器９４の下流側で空気通路を部分的に塞ぐように空調ダクト９１内に配置されており、エンジン２２を冷却したエンジン冷却水の供給を受けて当該エンジン冷却水を熱源として第１熱交換器９４側からの空気を加熱する。また、第１熱交換器９４とヒータコア９８との間には、エアミックスダンパ９９が配置されている。ヒータユニット１５０は、例えば互いに並列に接続された複数のＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）素子（ヒータ素子）を有するものであり、インテグレーションリレー（以下、単に「リレー」という）１５１を介して電力ライン５４（バッテリ５０）に接続される。リレー１５１は、電力ライン５４から電力の供給を受けるＰＴＣヒータの数を変更するためのスイッチング手段として機能する。

空調ＥＣＵ１００は、図示しないＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されている。そして、空調ＥＣＵ１００には、車室内のインストルメントパネル等に設けられた空調オンオフスイッチ１０１からの空調オンオフ信号や、空調設定スイッチ１０２からの設定温度信号、車室内の温度が設定温度に保たれるようにする自動空調制御の実行を選択するためオート空調スイッチ１０３からの自動空調指令信号、外気温度を検出する外気温度センサ１０４からの外気温度Ｔｏａ、更には図示しないセンサからの車室内温度や日射量等が入力される。空調ＥＣＵ１００は、これらの入力信号に基づいて各ダンパ９１ａ〜９１ｄ、ブロワ９２、圧縮機９６のインバータ、エアミックスダンパ９９、リレー１５１等を制御する。そして、空調ＥＣＵ１００も、ハイブリッドＥＣＵ７０等と通信しており、必要に応じて空調装置９０の状態に関するデータや、暖房を実行する際のエンジン運転要求等をハイブリッドＥＣＵ７０に送信したり、制御に必要なデータをハイブリッドＥＣＵ７０等とやり取りする。

また、実施例のハイブリッド自動車２０は、いわゆるプラグイン方式のハイブリッド車両として構成されており、家庭用電源（ＡＣ１００Ｖ）といった外部電源２００の外部電源側コネクタ２０１に接続される車両側コネクタ６１、車両側コネクタ６１と電力ライン５４との接続および当該接続の解除を実行可能な充電用リレー６２、外部電源２００からの交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ６３、およびＡＣ／ＤＣコンバータ６３からの直流電力の電圧を変換してバッテリ５０側に供給するＤＣ／ＤＣコンバータ６４を含む充電装置６０と、充電装置６０すなわち充電用リレー６２やＡＣ／ＤＣコンバータ６３、ＤＣ／ＤＣコンバータ６４を制御する電源管理用電子制御ユニット（以下、「電源管理ＥＣＵ」という）６５とを備える。電源管理ＥＣＵ６５は、図示しないＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されると共にハイブリッドＥＣＵ７０やバッテリＥＣＵ５２、空調ＥＣＵ１００等と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０やバッテリＥＣＵ５２、空調ＥＣＵ１００等との間で必要に応じて各種データをやり取りする。

このように、実施例のハイブリッド自動車２０は、プラグイン方式のハイブリッド車両として構成されていることから、走行開始前に予め外部電源２００からの電力によりバッテリ５０を充電しておくことができる。すなわち、システム停止状態で外部電源側コネクタ２０１と車両側コネクタ６１とが接続されると、電源管理ＥＣＵ６５により充電用リレー６２がオンされ、電源管理ＥＣＵ６５によるＡＣ／ＤＣコンバータ６３やＤＣ／ＤＣコンバータ６４の制御により、外部電源２００からの電力によりバッテリ５０が予め定められた目標蓄電割合（実施例では、例えば８０％）まで充電される。このようにしてバッテリ５０が目標蓄電割合まで充電された後に走行が開始された場合、ハイブリッド自動車２０は、基本的に、所定のエンジン始動条件が成立するまでモータ運転モードのもとでモータＭＧ２のみからの動力により走行し、モータＭＧ２のみからの動力により比較的長い距離を走行することができる。

また、実施例の電源管理ＥＣＵ６５には、図示しない受信機により受信されて当該受信機から送信されるリモートコントロールキーに含まれるプレ空調スイッチ１０５からのプレ空調指令信号が入力される。プレ空調スイッチ１０５は、ハイブリッド自動車２０のシステム起動に先立って車室内を冷房または暖房するプレ空調の実行を指示するためのものである。電源管理ＥＣＵ６５は、プレ空調スイッチ１０５からのプレ空調指令信号（事前空調要求）を受信すると、プレ空調の実行が禁止されている場合を除き、空調ＥＣＵ１００との協働により例えば車室内温度が空調ＥＣＵ１００の図示しない不揮発性メモリに記憶されている設定温度になるまでプレ空調用の制御を実行する。そして、実施例におけるプレ空調の実行に際して外部電源側コネクタ２０１と車両側コネクタ６１とが接続されていない場合には、バッテリ５０や補機バッテリ５８からの電力により空調装置９０が作動させられる。また、プレ空調の実行に際して外部電源側コネクタ２０１と車両側コネクタ６１とが接続されている場合には、バッテリ５０から空調装置９０側への放電を許容しつつ主に外部電源２００に接続された充電装置６０からの電力や補機バッテリ５８からの電力により空調装置９０が作動させられる。

上述のように構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、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とに基づいて駆動輪である車輪３９ａ，３９ｂに連結された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Ｔｒ＊が計算され、この要求トルクＴｒ＊に基づくトルクがリングギヤ軸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の運転制御モードとしては、エンジン２２の運転を停止して要求トルクＴｒ＊に基づくトルクをリングギヤ軸３２ａに出力するようにモータＭＧ２を駆動制御するモータ運転モードや、要求トルクＴｒ＊に見合うパワーがエンジン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から出力されるパワーのすべてが動力分配統合機構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、要求トルクＴｒ＊とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合うパワーがエンジン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から出力されるパワーの全部またはその一部が動力分配統合機構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トルクＴｒ＊に基づくトルクがリングギヤ軸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等がある。なお、モータ運転モードのもとでの走行中にエンジン始動条件が成立したときには、エンジン２２をクランキングするようにモータＭＧ１を駆動制御すると共にクランキングに伴ってリングギヤ軸３２ａに作用する駆動トルクに対する反力としてのトルクをキャンセルしつつ要求トルクＴｒ＊に基づくトルクがリングギヤ軸３２ａに出力されるようにモータＭＧ２を駆動制御することにより、エンジン２２が始動される。

次に、図３および図４を参照しながら、上述のように構成された実施例のハイブリッド自動車２０におけるプレ空調、特に外部電源側コネクタ２０１と車両側コネクタ６１とが接続された状態でプレ空調が実行されるときの動作について説明する。図３は、実施例の電源管理ＥＣＵ６５により実行されるプレ空調時電力制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。電源管理ＥＣＵ６５は、外部電源側コネクタ２０１と車両側コネクタ６１とが接続された状態でプレ空調スイッチ１０５からのプレ空調指令信号を受信すると、車室内温度が設定温度になるまで図３のルーチンを所定時間ごとに繰り返し実行する。そして、電源管理ＥＣＵ６５によるプレ空調時電力制御ルーチンの実行に並行して空調ＥＣＵ１００により車室内温度を設定温度にするための空調装置９０すなわちヒートポンプユニット９３またはヒータユニット１５０の制御が実行されることになる。また、図４は、プレ空調が実行されるときに空調装置９０による消費電力等が変化する様子を例示するタイムチャートである。

図３のルーチンの開始に際して、電源管理ＥＣＵ６５のＣＰＵは、外気温度Ｔｏａやバッテリ５０の制御用放電電力Ｗｂといった制御に必要なデータを入力する（ステップＳ１００）。外気温度Ｔｏａは、外気温度センサ１０４により検出されるものであってエンジンＥＣＵ２４から通信により入力される。また、制御用放電電力Ｗｂは、バッテリＥＣＵ５２から通信により入力される。ここで、バッテリＥＣＵ５２は、図示しないローパスフィルタを有しており、当該ローパスフィルタにより電圧センサ５５からの端子間電圧Ｖｂと電流センサ５６からの充放電電流Ｉｂとを乗じて得られる放電電力の所定の低周波成分を制御用放電電力Ｗｂとして抽出し、抽出した制御用放電電力Ｗｂを電源管理ＥＣＵ６５に送信する。ステップＳ１００の入力処理の後、入力した外気温度Ｔｏａが熱源切換温度Ｔｒｅｆを上回っているか否かを判定する（ステップＳ１１０）。熱源切換温度Ｔｒｅｆは、プレ空調により車室内を空気調和（特に暖房）する際の熱源をヒートポンプユニット９３とヒータユニット１５０との間で切り換えるための閾値であり、実施例では、例えば、−２℃程度の値とされる。すなわち、実施例のハイブリッド自動車２０におけるプレ空調の実行に際して、外気温度Ｔｏａが熱源切換温度Ｔｒｅｆを上回っているときには、ヒートポンプユニット９３が空調用の熱源（冷房時には冷熱発生源）として利用され、外気温度Ｔｏａが熱源切換温度Ｔｒｅｆ以下であるときには、ヒータユニット１５０が暖房用の熱源として利用される。

外気温度Ｔｏａが熱源切換温度Ｔｒｅｆを上回っておりヒートポンプユニット９３が空調用の熱源として利用される場合には、プレ空調の実行時におけるバッテリ５０からの放電に許容される許容変動幅ΔＷを第１の値Ｗ１（実施例では、例えば５０Ｗ）に設定する（ステップＳ１２０）。また、外気温度Ｔｏａが熱源切換温度Ｔｒｅｆ以下であってヒータユニット１５０が空調用の熱源として利用される場合には、プレ空調の実行時におけるバッテリ５０からの放電に許容される許容変動幅ΔＷを第１の値Ｗ１よりも大きい第２の値Ｗ２（実施例では、例えば３００Ｗ）に設定する（ステップＳ１３０）。実施例において、第２の値Ｗ２は、１体のＰＴＣ素子の消費電力すなわちヒータユニット１５０の電力制御における最小単位（ＬＳＢ）と同一とされる。

ステップＳ１２０またはＳ１３０の処理の後、所定のフラグＦが値０であるか否かを判定する（ステップＳ１４０）。フラグＦは、プレ空調の終了時に値０にリセットされるものであり、本ルーチンの開始直後には値０に設定されている。ステップＳ１４０にてフラグＦが値０であると判断された場合には、ステップＳ１００にて入力した制御用放電電力Ｗｂが予め定められたバッテリ５０の目標放電電力Ｗｔａｇ（実施例では、例えば１５０Ｗ）を上回っているか否かを判定する（ステップＳ１５０）。そして、制御用放電電力Ｗｂが目標放電電力Ｗｔａｇ以下である場合には、プレ空調に際して空調装置９０による電力消費に許容される使用許可電力Ｗａｃを予め定められた一定の値Ｗ０（Ｗ０＞Ｗｔａｇ、実施例では、例えば８５０Ｗ）に設定して空調ＥＣＵ１００に送信し（ステップＳ１６０）、再度ステップＳ１００以降の処理を実行する。

電源管理ＥＣＵ６５からの使用許可電力Ｗａｃを受け取った空調ＥＣＵ１００は、外気温度Ｔｏａに応じてヒートポンプユニット９３およびヒータユニット１５０の何れか一方を空調用の熱源として選択し、使用許可電力Ｗａｃの範囲内の電力消費により車室内の温度が設定温度になるようにブロワ９２やヒートポンプユニット９３またはヒータユニット１５０等を制御する。すなわち、プレ空調の実行に際して、空調ＥＣＵ１００は、外気温度Ｔｏａが熱源切換温度Ｔｒｅｆを上回っているときには、車室内温度と設定温度との偏差と使用許可電力Ｗａｃとに基づいて圧縮機９６のインバータに対するスイッチング信号を生成し、当該スイッチング信号に従って圧縮機９６のインバータを制御する。また、空調ＥＣＵ１００は、外気温度Ｔｏａが熱源切換温度Ｔｒｅｆ以下であるときには、車室内温度と設定温度との偏差と使用許可電力Ｗａｃとに基づいてヒータユニット１５０のＰＴＣ素子の使用数を定め、定めた使用数のＰＴＣ素子に電力が供給されるようにリレー１５１を制御する。

図３のルーチンが実行されると共にステップＳ１５０にて制御用放電電力Ｗｂが目標放電電力Ｗｔａｇ以下であると判断される間、使用許可電力Ｗａｃは一定の値Ｗ０に設定され、電源管理ＥＣＵ６５によるＡＣ／ＤＣコンバータ６３やＤＣ／ＤＣコンバータ６４の制御すなわち外部電源２００側からの空調装置９０への電力供給は実行されない。従って、ステップＳ１５０にて制御用放電電力Ｗｂが目標放電電力Ｗｔａｇ以下であると判断される間、空調装置９０は、バッテリ５０からの電力（機器によっては補機バッテリ５８からの電力）を消費して作動する。

一方、ステップＳ１４０にてフラグＦが値０であると判断されると共にステップＳ１５０にて制御用放電電力Ｗｂが目標放電電力Ｗｔａｇを上回っていると判断された場合には、フラグＦを値１に設定した上で（ステップＳ１７０）、充電装置６０からの電力が空調装置９０側に供給されるように、ステップＳ１００にて入力した制御用放電電力Ｗｂと目標放電電力Ｗｔａｇとに基づいて充電装置６０から空調装置９０側に供給される電力の指令値である電力指令値Ｗｃｈｇを次式（１）に従って設定する（ステップＳ１８０）。式（１）は、制御用放電電力Ｗｂと目標放電電力Ｗｔａｇとの偏差を打ち消すためのフィードバック制御における関係式であり、式（１）中、右辺の“Ｋｐ”は比例項のゲインであり、右辺の“Ｋｉ”は積分項のゲインである。これにより、ステップＳ１８０において、電力指令値Ｗｃｈｇは、バッテリ５０から空調装置９０側に供給される電力が目標放電電力Ｗｔａｇとなるように設定（フィードバック制御）される。そして、実施例において、ゲイン“Ｋｐ”および“Ｋｉ”は、バッテリ５０に充電装置６０を介して外部電源２００が接続された状態でのプレ空調の実行に際して、バッテリ５０からの放電電力が目標放電電力Ｗｔａｇを中心とした比較的狭い範囲（Ｗｔａｇ−Ｗ１〜Ｗｔａｇ＋Ｗ１の範囲）に収まるようにする値として実験・解析を経て定められる。このように、バッテリ５０に充電装置６０を介して外部電源２００が接続された状態でのプレ空調の実行に際して充電装置６０に対する電力指令値Ｗｃｈｇをバッテリ５０から空調装置９０側に供給される電力が目標放電電力Ｗｔａｇとなるように設定して当該バッテリ５０から空調装置９０への放電を許容すれば、蓄電割合ＳＯＣの若干の低下を招くものの、プレ空調の実行中に充電装置６０からの電力によりバッテリ５０が充電されてしまうことを良好に抑制することができる。

Wchg =前回Wchg + Kp・(Wtag-Wb) + Ki・∫(Wtag-Wb)・dt …（１）

ステップＳ１８０にて電力指令値Ｗｃｈｇを設定したならば、設定した電力指令値Ｗｃｈｇと目標放電電力ＷｔａｇとステップＳ１２０またはＳ１３０にて設定した許容変動幅ΔＷとの和をプレ空調に際して空調装置９０による電力消費に許容される使用許可電力Ｗａｃとして設定する（ステップＳ１９０）。これにより、プレ空調の実行開始後に制御用放電電力Ｗｂ（バッテリ５０の放電電力）が目標放電電力Ｗｔａｇを一旦超えた後に外気温度Ｔｏａが熱源切換温度Ｔｒｅｆを上回っておりヒータユニット１５０の作動条件が成立していないときには、空調装置９０による電力消費に許容される使用許可電力Ｗａｃが電力指令値Ｗｃｈｇと目標放電電力Ｗｔａｇとバッテリ５０からの放電に許容される第１の変動幅である値Ｗ１との和に設定される。これに対して、外気温度Ｔｏａが熱源切換温度Ｔｒｅｆ以下であってヒータユニット１５０の作動条件が成立しているときには、使用許可電力Ｗａｃが電力指令値Ｗｃｈｇと目標放電電力Ｗｔａｇと第１の変動幅である値Ｗ１よりも大きい第２の変動幅としての値Ｗ２との和に設定されることになる。

ステップＳ１９０の処理の後、充電装置６０からステップＳ１８０にて設定した電力指令値Ｗｃｈｇに応じた電力が出力されるように充電用リレー６２やＡＣ／ＤＣコンバータ６３、ＤＣ／ＤＣコンバータ６４等を制御し（ステップＳ２００）、再度ステップＳ１００以降の処理を実行する。この場合も、電源管理ＥＣＵ６５からの使用許可電力Ｗａｃを受け取った空調ＥＣＵ１００は、外気温度Ｔｏａに応じてヒートポンプユニット９３およびヒータユニット１５０の何れか一方を空調用の熱源として選択し、使用許可電力Ｗａｃの範囲内の電力消費により車室内の温度が設定温度になるようにブロワ９２やヒートポンプユニット９３またはヒータユニット１５０等を制御する。そして、ステップＳ１８０およびＳ２００の処理が実行されると、充電装置６０から電力指令値Ｗｃｈｇに応じた電力が空調装置９０側に出力されることから、空調装置９０は、充電装置６０およびバッテリ５０（機器によっては補機バッテリ５８からの電力）からの電力を消費して作動する。なお、ステップＳ１５０にてフラグＦが値１に設定されると、その後の本ルーチンの実行に際してステップＳ１４０にて否定判断がなされることから、ステップＳ１５０およびＳ１７０の処理はスキップされる。

以上説明したように、実施例のハイブリッド自動車２０では、バッテリ５０に充電装置６０を介して外部電源２００が接続された状態でのプレ空調の実行に際して、バッテリ５０から空調装置９０側に供給される電力が目標放電電力Ｗｔａｇとなるように充電装置６０から空調装置９０側に供給される電力の指令値である電力指令値Ｗｃｈｇが設定される（ステップＳ１８０）。また、プレ空調の実行に際して外気温度Ｔｏａが熱源切換温度Ｔｒｅｆを上回っておりヒータユニット１５０の作動条件が成立していないときには、空調装置９０による電力消費に許容される使用許可電力Ｗａｃが電力指令値Ｗｃｈｇと目標放電電力Ｗｔａｇとバッテリ５０からの放電に許容される第１の変動幅である値Ｗ１との和に設定される（ステップＳ１２０，Ｓ１９０）。これに対して、外気温度Ｔｏａが熱源切換温度Ｔｒｅｆ以下であってヒータユニット１５０の作動条件が成立しているときには、使用許可電力Ｗａｃが電力指令値Ｗｃｈｇと目標放電電力Ｗｔａｇと第１の変動幅である値Ｗ１よりも大きい第２の変動幅としての値Ｗ２との和に設定される（ステップＳ１３０，Ｓ１９０）。そして、電力指令値Ｗｃｈｇに応じた電力を出力するように充電装置６０が制御されると共に（ステップＳ２００）、プレ空調の実行に際してヒータユニット１５０の作動条件が成立していないときには、使用許可電力Ｗａｃの範囲内の電力消費により車室内の温度が設定温度になるようにブロワ９２やヒートポンプユニット９３等が制御され、プレ空調の実行に際してヒータユニット１５０の作動条件が成立しているときには、使用許可電力Ｗａｃの範囲内の電力消費により車室内の温度が設定温度になるようにブロワ９２やヒータユニット１５０等が制御される。

このように、バッテリ５０に充電装置６０を介して外部電源２００が接続された状態でのプレ空調の実行に際して充電装置６０に対する電力指令値Ｗｃｈｇをバッテリ５０から空調装置９０側に供給される電力が所定の目標放電電力Ｗｔａｇとなるように設定して当該バッテリ５０から空調装置９０への放電を許容すれば、蓄電割合ＳＯＣの若干の低下を招くものの、プレ空調の実行中に充電装置６０からの電力によりバッテリ５０が充電されてしまうことを良好に抑制することができる。また、上記実施例では、ヒータユニット１５０によるプレ空調の実行時に、第１の変動幅である値Ｗ１よりも大きい第２の変動幅としての値Ｗ２を用いて空調装置９０による電力消費に許容される使用許可電力Ｗａｃをヒートポンプユニット９３によるプレ空調の実行時に比べて大きくしている（ステップＳ１２０，Ｓ１３０およびＳ１９０）。これにより、ヒータユニット１５０によるプレ空調の実行時にはヒートポンプユニット９３によるプレ空調の実行時よりもバッテリ５０からの放電が許容されることになる（図４参照）。従って、ヒータユニット１５０によるプレ空調の実行に際して特に充電装置６０からの電力が最大値付近にあるときに、図４における太い一点鎖線および二点鎖線で示すように、使用許可電力Ｗａｃのハンチング（図４における細い一点鎖線参照）を抑制すると共にヒータユニット１５０による電力消費の変動（図４における細い二点鎖線参照）を抑えて、それによりバッテリ５０の過充電を抑制すると共にヒータユニット１５０によるプレ空調を効率よく実行することができる。この結果、実施例のハイブリッド自動車２０では、ヒートポンプユニット９３と電気式のヒータユニット１５０とを含む空調装置９０と外部電源２００とを用いてバッテリ５０の過充電を抑制しながら車室内のプレ空調を効率よく実行することが可能となる。

また、実施例のハイブリッド自動車２０は、バッテリ５０の端子間電圧Ｖｂおよび充放電電流Ｉｂに基づいてバッテリ５０の放電電力を取得するバッテリＥＣＵ５２が当該放電電力の所定の低周波成分を制御用放電電力Ｗｂとして抽出するローパスフィルタを有しており、バッテリ５０に充電装置６０を介して外部電源２００が接続された状態でのプレ空調の実行に際しては、当該ローパスフィルタにより抽出された制御用放電電力Ｗｂが目標放電電力Ｗｔａｇとなるように電力指令値Ｗｃｈｇが設定される（ステップＳ１８０）。このように、バッテリ５０の端子間電圧Ｖｂおよび充放電電流Ｉｂから得られる放電電力の所定の低周波成分である制御用放電電力Ｗｂと目標放電電力Ｗｔａｇとに基づいて電力指令値Ｗｃｈｇを設定すれば、制御用放電電力Ｗｂと目標放電電力Ｗｔａｇとの大きな乖離が抑制されることから充電装置６０に対する電力指令値Ｗｃｈｇや空調装置９０の使用許可電力Ｗａｃの変動を抑制することが可能となり、それにより、特に充電装置６０からの電力が最大値付近にあるときに使用許可電力Ｗａｃのハンチングやバッテリ５０の放電電力のハンチング（図４参照）を抑制して車室内のプレ空調を効率よく実行することができる。

そして、上記実施例では、外気温度センサ１０４により取得された温度が熱源切換温度Ｔｒｅｆ以下であるときにヒータユニット１５０を用いてプレ空調を実行することにしている。これにより、外気温度Ｔｏａに応じてヒートポンプユニット９３とヒータユニット１５０とをより適正に使い分けしながら車室内のプレ空調を効率よく実行することが可能となる。なお、外気温度Ｔｏａの代わりに、車室内温度やエンジン２２の冷却水温度等に応じてプレ空調により車室内を空気調和する際の熱源をヒートポンプユニット９３とヒータユニット１５０との間で切り換えてもよい。更に、ヒータ素子を複数有すると共に充電装置６０およびバッテリ５０の少なくとも何れか一方から給電されるヒータ素子の数を変更するためのリレー１５１を含むヒータユニット１５０を採用すれば、ヒータユニット１５０によるプレ空調性能を向上させることができる。

なお、上記実施例のハイブリッド自動車２０において、減速ギヤ３５の代わりに、例えばＨｉ，Ｌｏの２段の変速段あるいは３段以上の変速段を有したモータＭＧ２の回転数を変速してリングギヤ軸３２ａに伝達する変速機が採用されてもよい。また、実施例のハイブリッド自動車２０は、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａに接続された車軸に出力するものであるが、モータＭＧ２の動力は、リングギヤ軸３２ａに接続された車軸（車輪３９ａ，３９ｂが接続された車軸）とは異なる車軸に出力されてもよい。更に、本発明による車両は、ハイブリッド自動車２０に限られるものではなく、走行用の動力を出力可能な電動機を備えた電気自動車であってもよいことはいうまでもない。

ここで、上記実施例および変形例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明しておく。すなわち、上記実施例等では、走行用の動力を出力可能なモータＭＧ２が「電動機」に相当し、モータＭＧ１およびＭＧ２と電力をやり取り可能なバッテリ５０が「蓄電装置」に相当し、バッテリ５０と外部電源２００とに接続されて外部電源２００からの電力によるバッテリ５０の充電に用いられる充電装置６０が「充電装置」に相当し、充電装置６０およびバッテリ５０の少なくとも何れか一方からの電力により駆動される圧縮機９６を有すると共にヒートポンプにより車室内に熱を供給可能なヒートポンプユニット９３と、充電装置６０およびバッテリ５０の少なくとも何れか一方からの電力により車室内の暖房に用いられる熱を発生する少なくとも一つのヒータ素子を有するヒータユニット１５０とを含む空調装置９０が「空調装置」に相当し、図３のステップＳ１８０の処理を実行する電源管理ＥＣＵ６５が「電力指令設定手段」に相当し、図３のステップＳ１２０，Ｓ１３０およびＳ１９０の処理を実行する電源管理ＥＣＵ６５が「許容電力設定手段」に相当し、図２のステップＳ２００の処理を実行する電源管理ＥＣＵ６５が「電力制御手段」に相当し、プレ空調の実行に際してヒータユニット１５０の作動条件が成立していないときには、使用許可電力Ｗａｃの範囲内の電力消費により車室内を暖房するようにヒートポンプユニット９３を制御し、プレ空調の実行に際してヒータユニット１５０の作動条件が成立しているときには、使用許可電力Ｗａｃの範囲内の電力消費により車室内を暖房するようにヒータユニット１５０を制御する空調ＥＣＵ１００が「空調制御手段」に相当する。また、端子間電圧Ｖｂおよび充放電電流Ｉｂに基づいてバッテリ５０の放電電力を取得すると共に当該放電電力の所定の低周波成分を制御用放電電力Ｗｂとして抽出するバッテリＥＣＵ５２が「放電電力取得手段」および「抽出手段」に相当し、外気温度センサ１０４が「温度取得手段」に相当し、リレー１５１が「スイッチング手段」に相当し、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ１が「第２の電動機」に相当し、動力分配統合機構３０が「動力分配手段」に相当する。

ただし、「電動機」や「発電用電動機」は、モータＭＧ１，ＭＧ２のような同期発電電動機に限られず、誘導電動機といったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「蓄電装置」は、電動機と電力をやり取り可能なものであれば如何なる形式のものであっても構わない。「電力指令設定手段」は、蓄電装置に充電装置を介して外部電源が接続された状態での事前暖房の実行に際して、充電装置への電力指令値を蓄電装置から空調装置側に供給される電力が所定の目標電力となるように設定するものであれば、電源管理ＥＣＵ６５以外の他の如何なる形式のものであっても構わない。「許容電力設定手段」は、 事前暖房の実行に際してヒータ作動条件が成立していないときに空調装置の使用許可電力を電力指令値と目標電力と蓄電装置からの放電に許容される第１の変動幅との和に設定し、事前暖房の実行に際してヒータ作動条件が成立しているときに使用許可電力を電力指令値と目標電力と第１の変動幅よりも大きい第２の変動幅との和に設定するものであれば、電源管理ＥＣＵ６５以外の他の如何なる形式のものであっても構わない。
「電力制御手段」は、事前暖房の実行に際して電力指令値に応じた電力を出力するように充電装置を制御するものであれば、電源管理ＥＣＵ６５以外の他の如何なる形式のものであっても構わない。「空調制御手段」は、事前暖房の実行に際してヒータ作動条件が成立していないときに使用許可電力の範囲内の電力消費により車室内を暖房するようにヒートポンプユニットを制御すると共に、事前暖房の実行に際してヒータ作動条件が成立しているときに使用許可電力の範囲内の電力消費により車室内を暖房するようにヒータユニットを制御するものであれば、電源管理ＥＣＵ６５以外の他の如何なる形式のものであっても構わない。何れにしても、これら実施例および変形例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。すなわち、実施例はあくまで課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎず、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の解釈は、その欄の記載に基づいて行われるべきものである。

以上、実施例を用いて本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、様々な変更をなし得ることはいうまでもない。

本発明は、車両の製造産業等において利用可能である。

２０ 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）、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ 動力分配統合機構、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、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ 車輪、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、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、５５ 電圧センサ、５６ 電流センサ、５７ ＤＣ／ＤＣコンバータ、５８ 補機バッテリ、６０ 充電装置、６１ 車両側コネクタ、６２ 充電用リレー、６３ ＡＣ／ＤＣコンバータ、６４ ＤＣ／ＤＣコンバータ、６５ 電源管理用電子制御ユニット（電源管理ＥＣＵ）、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット（ハイブリッドＥＣＵ）、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 ブレーキペダルストロークセンサ、８７ 車速センサ、９０ 空調装置、９１ 空調ダクト、９１ａ 内外気切替ダンパ、９１ｂ，９１ｃ，９１ｄ 吹出口切替ダンパ、９２ ブロワ、９３ ヒートポンプユニット、９４ 第１熱交換器、９５ 第２熱交換器、９６ 圧縮機、９７ 膨張弁、９８ ヒータコア、９９ エアミックスダンパ、１００ 空調用電子制御ユニット（空調ＥＣＵ）、１０１ 空調オンオフスイッチ、１０２ 空調設定スイッチ、１０３ オート空調スイッチ、１０４ 外気温度センサ、１０５ プレ空調スイッチ、１５０ ヒータユニット、１５１ リレー、２００ 外部電源、２０１ 外部電源側コネクタ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (6)

1. 走行用の動力を出力可能な電動機と、該電動機と電力をやり取り可能な蓄電装置とを含む車両であって、
   前記蓄電装置と外部電源とに接続されて該外部電源からの電力による前記蓄電装置の充電に用いられる充電装置と、
   前記充電装置および前記蓄電装置の少なくとも何れか一方からの電力により駆動される圧縮機を有すると共にヒートポンプにより車室内に熱を供給可能なヒートポンプユニットと、前記充電装置および前記蓄電装置の少なくとも何れか一方からの電力により前記車室内の暖房に用いられる熱を発生する少なくとも一つのヒータ素子を有するヒータユニットとを含む空調装置と、
   前記蓄電装置に前記充電装置を介して前記外部電源が接続された状態で所定の事前暖房要求に応じて前記車室内を暖房する事前暖房を実行するに際して、前記充電装置から前記空調装置側に供給される電力の指令値である電力指令値を前記蓄電装置から前記空調装置側に供給される電力が所定の目標電力となるように設定する電力指令設定手段と、
   前記事前暖房の実行に際して所定のヒータ作動条件が成立していないときには、前記空調装置による電力消費に許容される使用許可電力を前記指令電力設定手段により設定された電力指令値と前記目標電力と前記蓄電装置からの放電に許容される第１の変動幅との和に設定し、前記事前暖房の実行に際して前記ヒータ作動条件が成立しているときには、前記使用許可電力を前記指令電力設定手段により設定された電力指令値と前記目標電力と前記第１の変動幅よりも大きい第２の変動幅との和に設定する許容電力設定手段と、
   前記事前暖房の実行に際して前記指令電力設定手段により設定された電力指令値に応じた電力を出力するように前記充電装置を制御する電力制御手段と、
   前記事前暖房の実行に際して前記ヒータ作動条件が成立していないときには、前記許容電力設定手段により設定された使用許可電力の範囲内の電力消費により前記車室内を暖房するように前記ヒートポンプユニットを制御し、前記事前暖房の実行に際して前記ヒータ作動条件が成立しているときには、前記許容電力設定手段により設定された使用許可電力の範囲内の電力消費により前記車室内を暖房するように前記ヒータユニットを制御する空調制御手段と、
   を備える車両。
2. 請求項１に記載の車両において、
   前記蓄電装置の電圧および電流に基づいて該蓄電装置の放電電力を取得する放電電力取得手段と、
   前記放電電力取得手段により取得される放電電力の所定の低周波成分を制御用放電電力として抽出する抽出手段とを更に備え、
   前記電力指令設定手段は、前記抽出手段により抽出された制御用放電電力が前記目標電力となるように前記電力指令値を設定する車両。
3. 請求項１または２に記載の車両において、
   外気温度あるいは外気温度に応じて変化する温度を取得する温度取得手段を更に備え、
   前記ヒータ作動条件は、前記温度取得手段により取得された温度が所定温度以下であるときに成立する車両。
4. 請求項１から３の何れか一項に記載の車両において、
   前記ヒータユニットは、前記ヒータ素子を複数有すると共に、前記充電装置および前記蓄電装置の少なくとも何れか一方から給電される前記ヒータ素子の数を変更するためのスイッチング手段を含む車両。
5. 請求項１から４の何れか一項に記載の車両において、
   走行用の動力を出力可能な内燃機関と、
   動力を入出力可能な第２の電動機と、
   前記内燃機関の出力軸と前記第２の電動機の回転軸と駆動輪に連結される駆動軸との３軸に接続され、これら３軸のうちの何れか２軸に入出力される動力に基づく動力を残余の軸に入出力する動力分配手段とを更に備え、
   前記電動機は、前記駆動軸または該駆動軸とは異なる他の車軸に動力を入出力可能である車両。
6. 走行用の動力を出力可能な電動機と、該電動機と電力をやり取り可能な蓄電装置と、該蓄電装置と外部電源とに接続されて該外部電源からの電力による前記蓄電装置の充電に用いられる充電装置と、該充電装置および前記蓄電装置の少なくとも何れか一方からの電力により駆動される圧縮機を有すると共にヒートポンプにより車室内に熱を供給可能なヒートポンプユニットと、前記充電装置および前記蓄電装置の少なくとも何れか一方からの電力により前記車室内の暖房に用いられる熱を発生する少なくとも一つのヒータ素子を有するヒータユニットとを含む空調装置とを備えた車両の制御方法であって、
   （ａ）前記蓄電装置に前記充電装置を介して前記外部電源が接続された状態で所定の事前暖房要求に応じて前記車室内を暖房する事前暖房を実行するに際して、前記充電装置から前記空調装置側に供給される電力の指令値である電力指令値を前記蓄電装置から前記空調装置側に供給される電力が所定の目標電力となるように設定するステップと、
   （ｂ）前記事前暖房の実行に際して所定のヒータ作動条件が成立していないときには、前記空調装置による電力消費に許容される使用許可電力を前記指令電力設定手段により設定された電力指令値と前記目標電力と前記蓄電装置からの放電に許容される第１の変動幅との和に設定し、前記事前暖房の実行に際して前記ヒータ作動条件が成立しているときには、前記使用許可電力を前記指令電力設定手段により設定された電力指令値と前記目標電力と前記第１の変動幅よりも大きい第２の変動幅との和に設定するステップと、
   （ｃ）前記事前暖房の実行に際してステップ（ａ）にて設定された電力指令値に応じた電力を出力するように前記充電装置を制御すると共に、前記事前暖房の実行に際して前記ヒータ作動条件が成立していないときには、ステップ（ｂ）にて設定された使用許可電力の範囲内の電力消費により前記車室内を暖房するように前記ヒートポンプユニットを制御し、前記事前暖房の実行に際して前記ヒータ作動条件が成立しているときには、ステップ（ｂ）にて設定された使用許可電力の範囲内の電力消費により前記車室内を暖房するように前記ヒータユニットを制御するステップと、
   を含む車両の制御方法。

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