JP5545284B2 - Air conditioning control device for vehicles - Google Patents
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Description
本発明は、車両用空調制御装置に関するものである。 The present invention relates to a vehicle air conditioning control device.
近年、車両としては、エンジンと車両走行用のモータとを備えるハイブリッド車両が種々提案され、実用化に至っている。その一つとして、エンジンによって発電機を駆動してバッテリを充電するとともに、バッテリから走行用モータに電力を供給して走行用モータで駆動輪を駆動する電気自動車(シリーズハイブリッド車両、レンジエクステンダ車両とも言う。)が知られている。この車両では、エンジンは発電専用で使用され、エンジンから発生された動力が機械的には駆動輪に伝達されない構成となっている。 In recent years, various hybrid vehicles including an engine and a motor for driving the vehicle have been proposed and put into practical use. One of these is an electric vehicle (both series hybrid vehicles and range extender vehicles) in which a generator is driven by an engine to charge the battery and power is supplied from the battery to the driving motor and the driving wheels are driven by the driving motor. Say.) Is known. In this vehicle, the engine is used exclusively for power generation, and the power generated from the engine is not mechanically transmitted to the drive wheels.
一般に、車室内の暖房は、エンジンから冷却水に廃棄される熱を利用して行われる。ここで、レンジエクステンダ車両では、エンジンは発電専用であるためエンジンの運転頻度が少なく、エンジンの排熱だけでは暖房に必要な熱量を確保できない。そこで、レンジエクステンダ車両において、エンジン以外の発熱装置として電気式ヒータや燃焼式ヒータを搭載し、ヒータの発熱とエンジン排熱とを利用して車室内の暖房を行うことが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この特許文献1には、エンジンを暖房用には使用せず、暖房については燃焼器(燃焼式ヒータ)によって行うことが開示されている。
Generally, heating of the passenger compartment is performed using heat discarded from the engine to cooling water. Here, in the range extender vehicle, since the engine is exclusively for power generation, the engine is operated less frequently, and the amount of heat necessary for heating cannot be ensured only by exhaust heat of the engine. In view of this, it has been proposed that a range extender vehicle is equipped with an electric heater or a combustion heater as a heat generating device other than the engine, and the vehicle interior is heated using the heat generated by the heater and engine exhaust heat (for example, , See Patent Document 1). This
しかしながら、上記特許文献1の車両では、短距離走行を行う場合や、外気温度がさほど低くない場合にも燃焼式ヒータで燃料を消費して暖房用の熱量を確保する必要があり、暖房のために使用する燃料の消費量が多くなってしまう。また、如何なる寒冷状況下でもヒータのみで暖房熱を賄おうとすると、ヒータとして、極寒の状況下をも想定した大きな暖房能力を有するものを搭載する必要があり、コストが高くなることが懸念される。特に、燃焼式ヒータを使用する構成では、電気式ヒータを使用する場合に比べて大掛かりでコストも増大するといった問題が生じやすい。
However, in the vehicle disclosed in
本発明は、走行用モータと発電用エンジンとを備える車両において燃料消費量の低減を図り、しかも安価なヒータを用いてこれを実現することができる車両用空調制御装置を提供することを主たる目的とするものである。 The main object of the present invention is to provide a vehicle air-conditioning control device that can reduce fuel consumption in a vehicle including a traveling motor and a power generation engine, and that can achieve this by using an inexpensive heater. It is what.
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について説明する。 Hereinafter, means for solving the above-described problems and the effects thereof will be described.
本発明は、バッテリからの給電により駆動される走行用モータと、前記バッテリの充電のために駆動される発電用エンジンとを備える車両において、前記バッテリからの給電により発熱する電気式ヒータと、前記発電用エンジンの排熱により加熱されて発熱するヒータコアとを有し、これら電気式ヒータ及びヒータコアの発熱により車室内の暖房を実施する車両用空調システムに適用される車両用空調制御装置に関する。また、第1の構成は、車室内暖房の実施に際して当該暖房の要求量を算出する要求量算出手段と、前記算出した車室内暖房の要求量に基づいて、前記電気式ヒータの発熱により車室内の暖房を実施する第1制御手段と、前記電気式ヒータを発熱させた場合にその発熱により前記要求量を満足できるか否かを判定するヒータ発熱判定手段と、前記ヒータ発熱判定手段において前記電気式ヒータの発熱により前記要求量を満足できると判定される場合に、前記ヒータコアを加熱するための前記発電用エンジンの運転を実施せず、前記ヒータ発熱判定手段において前記電気式ヒータを発熱させても前記要求量を満足できないと判定される場合に、前記発電用エンジンを運転させて前記ヒータコアを加熱する第2制御手段と、を備えることを特徴とする。 The present invention relates to a vehicle including a travel motor driven by power supply from a battery and a power generation engine driven to charge the battery, and an electric heater that generates heat by power supply from the battery; The present invention relates to a vehicle air-conditioning control apparatus that is applied to a vehicle air-conditioning system that has a heater core that is heated by exhaust heat from a power generation engine and generates heat, and that heats the interior of the vehicle by heat generated by the electric heater and the heater core. Further, the first configuration includes a required amount calculation means for calculating the required amount of heating when the vehicle interior heating is performed, and the heat generated by the electric heater based on the calculated required amount of vehicle interior heating. A first control means for performing heating, a heater heat generation determination means for determining whether or not the required amount can be satisfied by the generated heat when the electric heater is heated, and the heater heat generation determination means in the electric When it is determined that the required amount can be satisfied by heat generation of the heater, the operation of the power generation engine for heating the heater core is not performed, and the electric heater is heated in the heater heat generation determination means. And a second control means for heating the heater core by operating the power generation engine when it is determined that the required amount cannot be satisfied. .
上記構成では、車室内を暖房する場合において、電気式ヒータの発熱により車室内暖房の要求量を満足できるか否かに応じて暖房制御の内容を相違させており、電気式ヒータの発熱により要求量を満足できる場合には、ヒータコアを加熱する目的での発電用エンジンの運転を実施せず、例えば発電用エンジンを停止させたままにしておく。この場合、発電用エンジンを停止させたまま暖房を実施でき、エンジンを停止状態にしておくことにより燃料の消費を抑えることができる。そして、電気式ヒータを発熱させても要求量を満足できない場合には、発電用エンジンが運転されてエンジン排熱によりヒータコアが加熱され、そのヒータコアの発熱により車室内が暖房される。このとき、暖房(排熱利用)のために発電用エンジンが運転されるのは、例えば極寒の状況下であるなど、当初の想定よりも寒冷となる場合にのみ限られるため、その燃料消費量は限られたものとなり、燃料消費量の低減を図ることができる。 In the above configuration, when heating the passenger compartment, the heating control is made different depending on whether or not the required amount of heating in the passenger compartment can be satisfied by the heat generated by the electric heater. When the amount can be satisfied, the operation of the power generation engine for the purpose of heating the heater core is not performed, for example, the power generation engine is stopped. In this case, heating can be performed while the power generation engine is stopped, and fuel consumption can be suppressed by keeping the engine stopped. If the required amount cannot be satisfied even if the electric heater generates heat, the power generation engine is operated, the heater core is heated by engine exhaust heat, and the vehicle interior is heated by the heat generated by the heater core. At this time, the power generation engine is operated for heating (utilizing exhaust heat) only when the temperature is colder than originally assumed, for example, under extremely cold conditions. The fuel consumption is limited, and the fuel consumption can be reduced.
また、上記構成では、如何なる寒冷状況下でも電気式ヒータのみで暖房を賄えるようにしているのではなく、必要に応じて発電用エンジンの排熱を利用する構成としている。そのため、電気式ヒータとして、極寒の状態をも想定した大きな暖房能力を有するものを用いる必要がなく、比較的安価なヒータを用いて暖房要求を満たすことができる。 Moreover, in the said structure, it is set as the structure which utilizes the waste heat of the engine for electric power generation as needed instead of being able to cover heating only with an electric heater under any cold condition. For this reason, it is not necessary to use an electric heater having a large heating capacity even in an extremely cold state, and the heating requirement can be satisfied by using a relatively inexpensive heater.
なお、電気式ヒータの発熱により要求量を満足できるか否かを判定する手法としては、例えば、電気式ヒータで生じさせることのできる最大熱量をあらかじめ定めておき、算出した車室内暖房の要求量が電気式ヒータの最大熱量よりも大きい場合に、該電気式ヒータの発熱により前記要求量を満足できないと判定するとよい。 As a method for determining whether or not the required amount can be satisfied by the heat generated by the electric heater, for example, the maximum amount of heat that can be generated by the electric heater is determined in advance, and the calculated required amount of heating in the vehicle interior Is larger than the maximum heat amount of the electric heater, it may be determined that the required amount cannot be satisfied due to the heat generated by the electric heater.
第2の構成では、前記発電用エンジンは水冷式エンジンであって、エンジン冷却水により前記ヒータコアが加熱される構成であり、前記エンジン冷却水の温度が、前記ヒータコアによる車室内の暖房が可能な所定の温度域にあるか否かを判定する水温判定手段を備え、前記第2制御手段は、前記ヒータ発熱判定手段において前記電気式ヒータを発熱させても前記要求量を満足できないと判定される場合に、前記水温判定手段においてエンジン冷却水の温度が前記所定の温度域にないと判定されることを条件に、前記発電用エンジンを運転させて前記ヒータコアを加熱する。 In the second configuration , the power generation engine is a water-cooled engine, and the heater core is heated by engine cooling water, and the temperature of the engine cooling water enables heating of the vehicle interior by the heater core. Water temperature determination means for determining whether or not the temperature is within a predetermined temperature range is provided, and the second control means determines that the required amount cannot be satisfied even if the electric heater is heated in the heater heat generation determination means. In this case, the heater core is heated by operating the power generation engine on condition that the temperature of the engine cooling water is determined not to be in the predetermined temperature range in the water temperature determination means.
エンジン冷却水の温度がある程度高温であり所定の温度域(例えば45℃以上)にあれば、発電用エンジンを運転状態にしなくてもヒータコアによる車室内の暖房が可能となる。この点を鑑み、車室内暖房の要求量が比較的大きく、電気式ヒータを発熱させても車室内暖房の要求量を満足できない場合において、エンジン冷却水の温度に基づいて、発電用エンジンの運転によるヒータコアの加熱を行う構成としている。この場合、不要なエンジン運転を無くすことができ、燃料消費量を一層低減できる。 If the temperature of the engine cooling water is high to some extent and is in a predetermined temperature range (for example, 45 ° C. or higher), the vehicle interior can be heated by the heater core without the power generation engine being in an operating state. In view of this point, when the required amount of vehicle interior heating is relatively large and the required amount of vehicle interior heating cannot be satisfied even if the electric heater generates heat, the operation of the power generation engine is performed based on the temperature of the engine coolant. The heater core is heated by the above. In this case, unnecessary engine operation can be eliminated, and fuel consumption can be further reduced.
第3の構成では、第2の構成における第1制御手段は、前記エンジン冷却水の温度に基づいて、前記電気式ヒータの発熱量を調整する構成としている。 In the third configuration , the first control means in the second configuration is configured to adjust the amount of heat generated by the electric heater based on the temperature of the engine cooling water.
エンジン冷却水の温度が比較的高く、ヒータコアによる車室内の暖房が可能になっている場合には、電気式ヒータの発熱による暖房に並行して、ヒータコアの発熱による暖房を実施できる。この場合、エンジン冷却水の熱を暖房に利用することで、電気式ヒータによる暖房の負担分を減らすことができる。これにより、電気式ヒータによる電力消費量を低減でき、エネルギコストの低減を図ることができる。 When the temperature of the engine cooling water is relatively high and the vehicle interior can be heated by the heater core, the heating by the heat generation of the heater core can be performed in parallel with the heating by the heat generation of the electric heater. In this case, by using the heat of the engine coolant for heating, the heating burden by the electric heater can be reduced. Thereby, the power consumption by an electric heater can be reduced and the energy cost can be reduced.
第4の構成では、前記車両は、前記バッテリの電気残存量を算出するとともに、該算出した電気残存量が所定以下となった場合に前記発電用エンジンを運転させて前記バッテリを充電する充電機能を備えており、車室内暖房の実施に際し、前記バッテリの充電を実施する場合に前記電気式ヒータの駆動を制限するヒータ駆動制限手段を備える構成としている。 In the fourth configuration , the vehicle calculates the remaining amount of electricity of the battery, and when the calculated remaining amount of electricity becomes equal to or less than a predetermined value, the vehicle is configured to charge the battery by operating the power generation engine. When the vehicle interior heating is performed, a heater drive restriction unit is provided that restricts the driving of the electric heater when the battery is charged.
上記構成によれば、バッテリの電気残存量の低下時において、電気式ヒータの駆動が制限されるようになっており、バッテリ充電が優先して実施される。そのため、基本的に電気式ヒータの発熱による車室内暖房が実施される上記構成にあっても、バッテリの電気残存量の低下に伴い走行用モータの駆動等に支障が生じる、といった不都合を抑制できる。なお、電気式ヒータの駆動制限としては、例えばヒータ駆動を禁止する、又はヒータ駆動量(通電量)を微少量とすることが考えられる。また、バッテリ充電時には、発電用エンジンの運転によりその排熱量(例えばエンジン水温)が上昇する。そのため、電気式ヒータの発熱による暖房に代えて、エンジン排熱による暖房(ヒータコアによる暖房)が実施されることとなる。 According to the above configuration, when the remaining amount of electricity in the battery is reduced, the driving of the electric heater is restricted, and the battery charging is performed with priority. Therefore, even in the above-described configuration in which the vehicle interior heating is basically performed by the heat generated by the electric heater, it is possible to suppress the inconvenience that the driving of the traveling motor is hindered due to the decrease in the remaining amount of electricity in the battery. . In addition, as a drive restriction | limiting of an electric heater, for example, it is possible to prohibit a heater drive, or to make a heater drive amount (energization amount) a very small amount. Further, when the battery is charged, the amount of exhaust heat (for example, engine water temperature) increases due to the operation of the power generation engine. Therefore, instead of heating by heat generated by the electric heater, heating by engine exhaust heat (heating by the heater core) is performed.
第5の構成では、前記第2制御手段において前記発電用エンジンを第1運転モードで運転させる一方、前記バッテリの充電時に前記発電用エンジンを第2運転モードで運転させる構成であり、前記第1運転モードでは、前記第2運転モードに比べてエンジン出力が低出力となるエンジン運転状態で前記発電用エンジンを運転させる構成を有している。 In the fifth configuration , the second control unit is configured to operate the power generation engine in the first operation mode while operating the power generation engine in the second operation mode when the battery is charged. In the operation mode, the power generation engine is operated in an engine operation state in which the engine output is lower than that in the second operation mode.
上記構成によれば、電気式ヒータを発熱させても前記要求量を満足できない場合に、第1運転モードで発電用エンジンが運転される。この場合、第1運転モードは、バッテリ充電時のエンジン運転状態である第2運転モードに比べて、エンジン出力が低出力となるエンジン運転状態であるため、発電量(バッテリ充電能力)が少量となるものの、排熱によりヒータコアを加熱することができ、ヒータコアによる暖房を促すことができる。なお、第1運転モードでの発電量としては、少なくとも電気式ヒータの駆動に要する発電量が得られるものであるとよい。 According to the above configuration, when the required amount cannot be satisfied even if the electric heater generates heat, the power generation engine is operated in the first operation mode. In this case, since the first operation mode is an engine operation state in which the engine output is lower than the second operation mode, which is the engine operation state at the time of battery charging, the power generation amount (battery charging capacity) is small. However, the heater core can be heated by exhaust heat, and heating by the heater core can be promoted. It should be noted that the power generation amount in the first operation mode may be at least a power generation amount required for driving the electric heater.
第6の構成では、車室内暖房の実施時において、前記発電用エンジンを運転させてバッテリ充電を開始した後に、前記電気残存量が第1しきい値まで上昇したら前記発電用エンジンの運転を停止させる一方、車室内暖房の非実施時において、前記発電用エンジンを運転させてバッテリ充電を開始した後に、前記電気残存量が第2しきい値まで上昇したら前記発電用エンジンの運転を停止させる構成であり、前記第1しきい値を、前記第2しきい値よりも小さくしている。 In the sixth configuration , when the vehicle interior heating is performed, after the engine for power generation is operated and battery charging is started, the operation of the engine for power generation is stopped when the remaining amount of electricity rises to the first threshold value. On the other hand, when the vehicle interior heating is not performed, after the power generation engine is operated and battery charging is started, the operation of the power generation engine is stopped when the remaining amount of electricity rises to a second threshold value And the first threshold value is smaller than the second threshold value.
上記構成によれば、発電用エンジンを運転させてバッテリ充電を開始した後に発電用エンジンの運転を停止させるためのしきい値が、車室内暖房の実施時と非実施時とで異なっており、車室内暖房の実施時における「第1しきい値」が、車室内暖房の非実施時における「第2しきい値」よりも小さくなっている。これにより、車室内暖房の実施時には、車室内暖房の非実施時(通常時)に比べて、バッテリ充電が早い段階で終了されることとなる。この場合、車室内暖房の実施時において、バッテリ充電を優先することで電気式ヒータの駆動が制限されるといった期間が減ることになり、車室内暖房を効率良く実施する上では有利となる。 According to the above configuration, the threshold for stopping the operation of the power generation engine after starting the battery charging by operating the power generation engine is different between when the vehicle interior heating is performed and when it is not performed, The “first threshold value” when the vehicle interior heating is performed is smaller than the “second threshold value” when the vehicle interior heating is not performed. As a result, when the vehicle interior heating is performed, the battery charging is terminated at an earlier stage than when the vehicle interior heating is not performed (normal time). In this case, when the vehicle interior heating is performed, the period in which the driving of the electric heater is restricted by giving priority to battery charging is reduced, which is advantageous in efficiently performing the vehicle interior heating.
以下、本発明を具体化した実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態は、動力源としてのモータと、発電専用のエンジンとを備えるハイブリッド車両(レンジエクステンダ車両)の車両用空調システムの制御装置に具体化している。当該システムにおいては、電子制御ユニット(以下、ECUという)を中枢としてモータやエンジンを制御するとともに車室内の空調を制御する。本システムの全体概略構成図を図1に示す。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings. This embodiment is embodied in a control device for a vehicle air conditioning system of a hybrid vehicle (range extender vehicle) that includes a motor as a power source and an engine dedicated to power generation. In this system, an electronic control unit (hereinafter referred to as ECU) is used as a center to control a motor and an engine and to control air conditioning in the vehicle interior. FIG. 1 shows an overall schematic configuration diagram of this system.
図1において、エンジン10は、火花点火式の多気筒ガソリンエンジンであり、スロットルバルブ、吸気バルブ、排気バルブ、燃料噴射弁、点火装置等を備えている。エンジン10の排気通路11には、排気中のCO,HC,NOx等を浄化するための触媒12が設けられており、触媒12よりも下流側において、排気に含まれる熱エネルギ(排気熱)を回収する熱回収装置13が設けられている。熱回収装置13は、排気が有する熱をエンジン冷却水に伝えることで回収し、例えば車室内の暖房を実施する場合の熱源として利用されるものとなっている。
In FIG. 1, an
次に、エンジン10の冷却系の構成について説明する。
Next, the configuration of the cooling system of the
エンジン10のシリンダブロックやシリンダヘッドの内部にはウォータジャケット14が形成されており、ウォータジャケット14に冷却水が循環供給されることでエンジン10の冷却が行われるようになっている。ウォータジャケット14内の冷却水の温度(冷却水温)は水温センサ15により検出される。ウォータジャケット14には冷却水配管等からなる循環経路16が接続されており、その循環経路16には、冷却水を循環させるためのウォータポンプ17が設けられている。ウォータポンプ17は、例えばエンジン10の回転に伴い駆動される機械式ポンプであるが、電動式ポンプであってもよい。また、ウォータポンプ17により冷却水量が調整できる構成であってもよい。
A water jacket 14 is formed inside the cylinder block and the cylinder head of the
循環経路16は、エンジン10(ウォータジャケット14)の出口側において、熱交換部としてのヒータコア18に向けて延び、熱回収装置13を経由して再びエンジン10に戻るようにして設けられている。また、循環経路16は、ヒータコア18の上流側で二方に分岐され、その一方の循環経路16Aに大気放熱部としてのラジエータ21が設けられている。ラジエータ21の近傍には、DCモータ等によって回転駆動されるラジエータファン23が設けられており、ラジエータファン23の駆動によってラジエータ21付近に空気の流れが形成されるようになっている。また、循環経路16の分岐部には、冷却水温度に応じて作動することで冷却水の流路を変更するサーモスタット22が設けられている。冷却水が低温(サーモスタット作動温度未満)である場合には、ラジエータ21側への冷却水の流入がサーモスタット22により阻止され、冷却水はラジエータ21で放熱されることなく循環経路16内を循環する。例えば、エンジン10の暖機完了前(暖機運転時)にはラジエータ21での冷却水の冷却(放熱)が抑制される。一方、冷却水が高温(サーモスタット作動温度以上)になると、ラジエータ21側への冷却水の流入がサーモスタット22により許容され、冷却水はラジエータ21で放熱されつつ循環経路16内を循環する。これにより、エンジン運転状態下において冷却水が適温(例えば80℃程度)で維持される。
The
次に、空調装置30の構成について説明する。空調装置30は、例えば車室内最前部に配置されており、ケーシング31内に、ブロアファン19、エバポレータ(蒸発器)32、ヒータコア18、PTCヒータ33等が収容されて構成されている。
Next, the configuration of the
ケーシング31は、車室内に送風される空気(空調風)の通路38を形成しており、そのケーシング31の最上流部に、車外又は車内から空気を導入する空気導入口(図示略)が形成されている。また、ケーシング31内において、空気導入口の下流側にはブロアファン19が配置されている。ブロアファン19は、電動モータによって駆動される電動送風機であり、本実施形態ではモータ回転速度によって送風量が調整可能になっている。
The
ケーシング31内において、ブロアファン19の下流側にはエバポレータ32が配置されている。エバポレータ32は、その内部を流通する冷媒と、ブロアファン19から送り込まれた空調風との熱交換を行う熱交換器である。エバポレータ32は、冷媒配管34を介してコンプレッサ(圧縮機)35及びコンデンサ(凝縮器)36に接続されており、コンプレッサ35及びコンデンサ36とともに冷凍サイクルを構成している。
An
コンプレッサ35は、冷媒を吸入・圧縮し、これをエバポレータ32に向けて吐出するものであり、本実施形態では電動式となっている。コンデンサ36は、その内部を流通する冷媒と、DCモータ等によって回転駆動されるファン(図示略)から送風される空気との熱交換により、エバポレータ32から吐出される冷媒を凝縮させるものである。コンデンサ36から流出した冷媒は、図示しないレシーバによって気液分離される。また、分離された液冷媒は、膨張弁37によって急激に膨張され霧状とされた後、エバポレータ32に供給される。エバポレータ32では、通路38を流れる空調風と霧状の冷媒との熱交換により冷媒が気化され、これにより、通路38を流れる空調風が冷却される。
The
ケーシング31内において、エバポレータ32の下流側の通路は、加熱用通路39と冷風用通路41とに分岐されている。このうち、加熱用通路39には、ヒータコア18及びPTCヒータ33が配置されており、ヒータコア18からの受熱(エンジン排熱)及びPTCヒータ33の発熱により、加熱用通路39を通過する空調風が加熱されるようになっている。
In the
PTCヒータ33は、PTC素子(正特性サーミスタ)を有し、このPTC素子に電力が供給されることで発熱する電気式ヒータである。より具体的には、PTCヒータ33は、複数(本実施形態では3本)の発熱体33a、33b、33cから構成されている。また、各々の発熱体33a、33b、33cには図示しないスイッチSW1、SW2、SW3が接続されており、各スイッチSW1、SW2、SW3のオン/オフを個別に切り替え可能になっている。これにより、通電されるPTCヒータ33の作動本数、つまりPTCヒータ33の加熱能力を変更可能になっている。
The
加熱用通路39及び冷風用通路41の通路入口側には、ダンパドアモータ54によって開度調節されるダンパドア42が配置されている。このダンパドア42の開度(ダンパ開度)が調整されることにより、加熱用通路39に流れる空気量と、冷風用通路41を流れる空気量との風量割合を調整可能になっている。
A
ケーシング31内において、加熱用通路39及び冷風用通路41の通路出口側には、加熱用通路39に流れる空気と、冷風用通路41を流れる空気とが混合される混合空間43が形成されている。また、ケーシング31の最下流部には、混合空間43内の空気を車室内に吹き出す吹き出し口44、45、46が配置されている。本実施形態において、吹き出し口44、45、46としては、車室内の乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すフェイス吹き出し口44、46や、乗員の足元に向けて空調風を吹き出すフット吹き出し口45などが設けられている。また、吹き出し口44、45、46の各々には風量調整用ドア44a、45a、46aが設けられており、風量調整用ドア44a、45a、46aの開度が調整されることにより、各吹き出し口44、45、46から車室内に吹き出される風量を調整可能になっている。
In the
エンジン10の出力軸であるクランク軸47には、補機電動機としてのモータMG1が接続されている。モータMG1は、発電機としても電動機としても機能する周知の同期発電電動機であり、クランク軸47の回転エネルギによって発電し、その発電した電力でバッテリ48を充電する。また、エンジン始動に際しては、モータMG1は電動機として機能し、バッテリ48からの電力供給を受けて駆動されることでクランク軸47に初期回転を付与する(モータリングする)。モータMG1とバッテリ48との間にはインバータINV1が設けられており、インバータINV1を制御することによりモータMG1の回転速度を制御可能になっている。バッテリ48は、プラグPGを介して外部電源によって充電可能になっている。なお、バッテリ48は、DC−DCコンバータを介して低圧バッテリ(例えば12Vの補機バッテリ、図示略)に接続されており、バッテリ48からの電力によって低圧バッテリが充電されるようになっている。
A motor MG1 as an auxiliary motor is connected to a
バッテリ48には、インバータINV2を介して、主機電動機としてのモータMG2が接続されている。モータMG2は、発電機としても電動機としても機能する周知の同期発電電動機である。このモータMG2には、減速機構49等を介して車輪(駆動輪)51が接続されており、モータMG2の動力が駆動輪51に伝達されるようになっている。なお、モータMG2は、車両の減速時に回生発電する機能を有しており、発電した電力でバッテリ48を充電する。
A motor MG2 as a main motor is connected to the
その他、本システムには、エンジン10の所定クランク角毎にクランク角信号を出力するクランク角センサ52、バッテリ48の充放電電流を検出するバッテリセンサ53、車室内温度Trを検出する室内温度センサ55、外気温Tamを検出する外気温センサ56、エバポレータ32を通過直後の空調風の温度Teを検出するエバポ温度センサ57の他、図示は省略するが、モータMG1及びモータMG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ、操作者がブロアファン19の作動のオン/オフを切り替えるためのブロアスイッチ、操作者が車室内温度を設定・入力するための温度設定スイッチ等といったセンサやスイッチが各種設けられている。なお、エバポ温度センサ57としては、エバポレータ通過直後の空調風の温度を検出する構成に代えて、例えばエバポレータ32の熱交換フィンの温度を検出する構成であってもよいし、エバポレータ32内を流通する冷媒自体の温度を直接検出する構成であってもよい。
In addition, the present system includes a crank angle sensor 52 that outputs a crank angle signal for each predetermined crank angle of the
ECU60は、周知の通りCPU、ROM、RAM等よりなるマイクロコンピュータ(以下、マイコン61という)を主体として構成され、ROMに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、エンジン10の各種制御や、モータMG1及びモータMG2の駆動制御等を実施する。なお、モータMG1,MG2及びエンジン10のそれぞれは、実際には各別の電子制御ユニットにより制御されるが、ここではこれら電子制御ユニットをECU60と表記している。
As is well known, the ECU 60 is mainly composed of a microcomputer (hereinafter referred to as a microcomputer 61) composed of a CPU, ROM, RAM, and the like, and executes various control programs stored in the ROM, thereby performing various controls of the
本実施形態において、エンジン10は発電専用であり、ECU60のマイコン61は、バッテリ48の充電要求があった場合に、エンジン10の燃料噴射弁や点火装置の駆動を開始してエンジン10を運転停止状態から運転状態に切り替え、バッテリ48を充電する。バッテリ48の充電要求は、例えばユーザによるスイッチ操作や、バッテリセンサ53の検出値に基づき算出されるバッテリ48の残存容量SOCに基づいてその有無が判断される。
In this embodiment, the
ところで、レンジエクステンダ車両では、エンジン10は発電専用で用いられるため、暖房要求時においてエンジン10が運転停止状態である頻度が高い。かかる場合に、暖房要求の都度、エンジン10を運転停止状態から運転状態に切り替えエンジン排熱を使って暖房を行うものとすると、エンジン10の燃料消費量が多くなってしまい、燃費低減の観点において好ましくない。一方、PTCヒータ33のみで暖房の要求量を賄おうとすると、ヒータとして極寒時をも想定した大きな暖房能力を有するものを搭載する必要が生じ、コストアップが懸念される。
By the way, in the range extender vehicle, since the
そこで、本実施形態では、車室内を暖房する場合において、PTCヒータ33の発熱により車室内暖房の要求量を満足できるか否かに応じて暖房制御の内容を相違させることとしている。具体的には、PTCヒータ33の発熱により車室内暖房の要求量を満足できる場合には、ヒータコア18を加熱する目的でのエンジン10の運転を実施せず、エンジン10を運転停止状態のままにしておく。一方、PTCヒータ33の発熱のみでは車室内暖房の要求量を満足できない場合には、エンジン10を運転停止状態から運転状態に切り替え、ヒータコア18とPTCヒータ33との発熱を使って車室内暖房を行う。
Therefore, in the present embodiment, when the vehicle interior is heated, the contents of the heating control are made different depending on whether or not the required amount of vehicle interior heating can be satisfied by the heat generated by the
図2は、車室内暖房時における発熱及び充電の制御処理を示すフローチャートである。本処理は、ECU60のマイコン61により所定周期で繰り返し実行される。
FIG. 2 is a flowchart showing control processing of heat generation and charging during vehicle interior heating. This process is repeatedly executed by the
図2において、まずステップS101では、暖房実施の要求があり、かつブロアファン19が送風状態になっているか否かを判定する。この場合、ステップS101が否定されれば、後続の暖房処理が不要であるとみなしてそのまま本処理を終了し、ステップS101が肯定されれば、後続の暖房処理を実施すべくステップS102に進む。
In FIG. 2, first, in step S101, it is determined whether there is a request for heating and whether the
ステップS102では、充電フラグが0であるか否かを判定する。充電フラグは、モータMG1によるバッテリ充電が実施されているか否かを示すフラグであり、充電フラグ=0はバッテリ充電が実施されていないことを、充電フラグ=1はバッテリ充電が実施されていることを示す。なお、車両のIGキーのオン時など、初期化処理が実施される際に充電フラグが0クリアされている。 In step S102, it is determined whether or not the charge flag is zero. The charge flag is a flag indicating whether or not battery charging by the motor MG1 is performed. The charging flag = 0 indicates that battery charging is not performed, and the charging flag = 1 indicates that battery charging is performed. Indicates. Note that the charging flag is cleared to 0 when the initialization process is performed, such as when the IG key of the vehicle is turned on.
充電フラグ=0の場合(ステップS102がYESの場合)、ステップS103に進み、バッテリ48の残存容量SOCが所定の判定値Lo1未満であるか否かを判定する。判定値Lo1は、バッテリ充電の開始を判定するためのしきい値であり、例えば20%である。そして、SOC≧Lo1であれば、ステップS104に進む。ステップS104では、PTCヒータ33の発熱とエンジン排熱とを用いた暖房制御を実施する。以下、図3により、ステップS104の暖房制御処理を説明する。
When the charge flag = 0 (when step S102 is YES), the process proceeds to step S103, and it is determined whether or not the remaining capacity SOC of the
図3において、ステップS201では、車室内暖房の実施時における暖房要求熱量QとPTC作動本数Nptcとを算出する(要求量算出手段)。暖房要求熱量Q及びPTC作動本数Nptcの算出手順は例えば以下のとおりである。 In FIG. 3, in step S <b> 201, a heating required heat amount Q and a PTC operation number Nptc at the time of performing vehicle interior heating are calculated (required amount calculation means). The calculation procedure of the heating required heat quantity Q and the number of PTC operations Nptc is, for example, as follows.
(1)目標吹出温度Taoを次式により算出する。
Tao=Ktset・Tset−Kr・Tr−Kam・Tam+C
なお、Tsetは車室内の設定温度、Trは室内温度、Tamは外気温度である。また、Ktset、Kr、Kamは上記の各温度に対するゲイン、Cは定数である。
(1) The target blowing temperature Tao is calculated by the following formula.
Tao = Ktset / Tset-Kr / Tr-Kam / Tam + C
Tset is a set temperature in the passenger compartment, Tr is a room temperature, and Tam is an outside air temperature. Further, Ktset, Kr, and Kam are gains for each of the above temperatures, and C is a constant.
(2)仮のダンパ開度SWを次式により算出する。
SW=(Tao−Te)/(Tw−Te)
なお、Teはエバポレータ後温度、Twはエンジン水温(=ヒータコア温度)である。仮のダンパ開度SWは、目標吹出温度Taoを実現するために必要となる混合比である。このダンパ開度SWが小さいことは、加熱用通路39での送風空気の加熱(PTCヒータ33又はヒータコア18による加熱)の必要性が小さいことを意味する。
(2) The temporary damper opening degree SW is calculated by the following equation.
SW = (Tao-Te) / (Tw-Te)
Te is the post-evaporator temperature, and Tw is the engine water temperature (= heater core temperature). The temporary damper opening degree SW is a mixing ratio necessary for realizing the target blowout temperature Tao. The small damper opening SW means that the necessity of heating the blown air in the heating passage 39 (heating by the
(3)実際のダンパ開度SW’を算出する。本実施形態では、実際のダンパ開度SW’を1及び0のいずれかに制御することとしており、仮のダンパ開度SWが所定値αよりも大きければSW’=1とし、仮のダンパ開度SWが所定値α以下であればSW’=0とする。こうして実際のダンパ開度SW’が算出されると、ECU60は、この実際のダンパ開度SW’に基づいてダンパドアモータ54を駆動する。 (3) The actual damper opening SW ′ is calculated. In the present embodiment, the actual damper opening degree SW ′ is controlled to either 1 or 0. If the temporary damper opening degree SW is larger than the predetermined value α, SW ′ = 1, and the temporary damper opening degree is set. If the degree SW is less than or equal to the predetermined value α, SW ′ = 0. When the actual damper opening degree SW ′ is thus calculated, the ECU 60 drives the damper door motor 54 based on the actual damper opening degree SW ′.
(4)予想吹出温度Taobを次式により算出する。
Taob=Te+SW’(Tw−Te)
(5)ヒータ不足温度Tptcを次式により算出する。
Tptc=Tao−Taob
(6)暖房要求熱量QとPTC作動本数Nptcとを次式により算出する。
Q=Ga・ρa・Cp・Tptc
Nptc=Q/Kptc
なお、Gaは空気流量、ρaは空気密度、Cpは定圧比熱、KptcはPTCヒータ33の各発熱体33a、33b、33cにおける基準発熱量である。PTC作動本数Nptcは、PTCヒータ33において発熱体33a、33b、33cを作動(通電)させる本数であり、本実施形態では、上述のとおり3本の発熱体33a、33b、33cによりPTCヒータ33を構成しており、PTC作動本数Nptcの上限は「3」である。
(4) The expected blowing temperature Taob is calculated by the following equation.
Taob = Te + SW ′ (Tw−Te)
(5) The heater undertemperature Tptc is calculated by the following equation.
Tptc = Tao-Taob
(6) The heating required heat quantity Q and the number of PTC operations Nptc are calculated by the following equations.
Q = Ga · ρa · Cp · Tptc
Nptc = Q / Kptc
Note that Ga is an air flow rate, ρa is an air density, Cp is a constant pressure specific heat, and Kptc is a reference heat generation amount in each of the heating elements 33a, 33b, and 33c of the
上記のとおり暖房要求熱量QとPTC作動本数Nptcとを算出した後、ステップS202では、PTCヒータ33について作動指令を出力する(第1制御手段)。ここで、エンジン水温が高ければ、暖房要求熱量Qをエンジン冷却水の熱量で負担させればよいため、本実施形態では、エンジン水温に基づいてPTCヒータ33の作動指令本数を決定するようにしている。具体的には、上記のPTC作動本数Nptcを上限として、その上限から都度のエンジン水温に応じて定まる作動停止本数を減じることで、実際に指令出力されるPTCヒータ33の作動指令本数を決定する。この場合、エンジン水温が高いほど、PTCヒータ33の作動本数が少なくなり(すなわちPTC出力が小さくなり)、エンジン水温が低いほど、PTCヒータ33の作動本数が多く(すなわちPTC出力が大きく)なるように、PTCヒータ33の駆動が制御される。
After calculating the heating required heat quantity Q and the number of PTC operations Nptc as described above, in step S202, an operation command is output for the PTC heater 33 (first control means). Here, if the engine water temperature is high, the heating required heat quantity Q may be borne by the heat quantity of the engine cooling water. In this embodiment, the number of operation commands for the
その後、ステップS203では、PTCヒータ33を発熱させた場合にその発熱により暖房要求熱量Qを満足できるか否か、すなわち現状下においてPTCヒータ33を駆動させるだけで暖房要求熱量Qを満足できるか否かを判定する(ヒータ発熱判定手段)。具体的には、暖房要求熱量QがPTCヒータ33の最大発熱量PTC_MAXよりも大きいか否かを判定する。そして、Q≦PTC_MAXであれば、すなわちPTCヒータ33の発熱により暖房要求熱量Qを満足できるのであれば、ステップS204に進んで熱生成フラグを0にクリアした後、本処理を終了する。この熱生成フラグは、エンジン10による熱生成が実施されているか否かを、すなわちエンジン10が運転状態になっているか否かを示すフラグであり、熱生成フラグ=0は熱生成が実施されていないことを、熱生成フラグ=1はエンジン10による熱生成が実施されていることを示す。
Thereafter, in step S203, when the
また、Q>PTC_MAXであれば、すなわちPTCヒータ33を発熱させても暖房要求熱量Qを満足できないのであれば、ステップS205に進み、熱生成フラグが0であるか否かを判定する。このとき、エンジン停止状態であって熱生成フラグ=0であれば、ステップS206に進み、エンジン水温Twが第1判定値TWL未満であるか否かを判定する(水温判定手段)。第1判定値TWLは、エンジン冷却水の熱が暖房のための熱エネルギとして利用可能であることを示す下限側の基準温度である。したがって、Tw≧TWLであることは、ヒータコア18による車室内の暖房が可能であることを意味する。本実施形態では、例えばTWL=45℃である。
If Q> PTC_MAX, that is, if the heating required heat quantity Q cannot be satisfied even if the
ステップS206が否定される場合(Tw≧TWLの場合)には、そのまま本処理を終了し、ステップS206が肯定される場合(Tw<TWLの場合)には、ステップS207に進む。ステップS207では、熱生成フラグに1をセットし、続くステップS208では、エンジン10を発熱モードで運転させる(第2制御手段)。この発熱モードは、エンジン10の排熱利用を目的とするエンジン運転モードであり、エンジン出力自体は、充電モードでのエンジン運転時に比べて小さいものとなっている。具体的には、エンジン回転速度=2500rpm、スロットル開度=全開(WOT)の条件でエンジン10が運転され、利用可能熱は5.8kW、発電電力は3.6kWとなっている。このとき、発電能力としては、少なくともPTCヒータ33の作動に伴う電力消費分が発電できるものであればよい。なお、発熱モードが第1運転モードに相当し、充電モードが第2運転モードに相当する。そしてその後、本処理を終了する。
When step S206 is negative (when Tw ≧ TWL), the present process is terminated, and when step S206 is positive (when Tw <TWL), the process proceeds to step S207. In step S207, 1 is set to the heat generation flag, and in subsequent step S208, the
また、エンジン10の運転に伴い熱生成フラグ=1になると、ステップS205が否定されてステップS209に進み、エンジン水温Twが第2判定値TWHよりも大きいか否かを判定する。第2判定値TWHは、第1判定値TWL+αの温度に設定されるものであり、例えばTWH=65℃である。
Further, when the heat generation flag is set to 1 as the
ステップS209が否定される場合(Tw≦TWHの場合)には、そのまま本処理を終了し、ステップS209が肯定される場合(Tw>TWHの場合)には、ステップS210に進む。ステップS210では、熱生成フラグを0にクリアし、続くステップS211では、エンジン10について発熱モードでの運転を停止させる。そしてその後、本処理を終了する。
When step S209 is negative (when Tw ≦ TWH), the present process is terminated. When step S209 is positive (when Tw> TWH), the process proceeds to step S210. In step S210, the heat generation flag is cleared to 0, and in subsequent step S211, the operation of the
図2の説明に戻り、ステップS103において、SOC<Lo1であると判定されれば、ステップS105に進む。ステップS105では、充電フラグに1をセットし、続くステップS106では、PTCヒータ33の作動を禁止する(ヒータ駆動制限手段)。そしてその後、ステップS107では、エンジン10を充電モードで運転させる。この充電モードは、バッテリ48の充電を目的とするエンジン運転モードであり、上述した発熱モードと比べて高い発電効率でモータMG1の発電が実施されるようになっている。具体的には、エンジン回転速度=3500rpm、スロットル開度=全開(WOT)の条件でエンジン10が運転され、利用可能熱は9.6kW、発電電力は5.3kWとなっている。
Returning to the description of FIG. 2, if it is determined in step S103 that SOC <Lo1, the process proceeds to step S105. In step S105, the charge flag is set to 1, and in the subsequent step S106, the operation of the
また、充電フラグに1がセットされた後は、ステップS102が否定され、ステップS108に進む。ステップS108では、バッテリ48の残存容量SOCが所定の判定値Lo2よりも大きいか否かを判定する。判定値Lo2は、バッテリ充電の終了を判定するためのしきい値であり、例えば30%である。そして、SOC≦Lo2であれば、そのまま本処理を終了し、SOC>Lo2であれば、ステップS109に進む。ステップS109では、充電フラグを0にクリアし、続くステップS110では、PTCヒータ33の作動を許可する。また、ステップS111では、エンジン10について充電モードでの運転を停止させる。その後、本処理を終了する。
Further, after the charge flag is set to 1, step S102 is negative and the process proceeds to step S108. In step S108, it is determined whether or not the remaining capacity SOC of the
図4は、車室内暖房時における発熱及び充電の制御処理についてその作用をより具体的に説明するためのタイムチャートである。なお、図4では、図示の全期間を通じて暖房実施の要求があり、かつブロアファン19が送風状態になっている(ブロアスイッチがオンになっている)状況を想定している。
FIG. 4 is a time chart for more specifically explaining the operation of the heat generation and charging control process during vehicle interior heating. In FIG. 4, it is assumed that there is a request for heating throughout the entire period shown in the figure, and the
図4において、タイミングt1では、充電フラグが0で、かつバッテリ48の残存容量SOCが判定値Lo1以上となっている。また、エンジン水温が比較的低いため、PTCヒータ33がHi出力となっている。ここで、PTCヒータ33の出力はHi、Mid、Lo、Offの4段切替となっており、タイミングt1ではそのうち最大出力であるHi出力となっている。また、タイミングt1では、PTCヒータ33を発熱させてもそれだけでは暖房要求熱量Qを満足できない状況になっており、故に発熱モード(エンジン出力=PWL)でエンジン10が運転されている。その後、発熱モードでのエンジン10の運転によりエンジン水温が上昇すると、その水温上昇に応じて、PTCヒータ33の出力がHi→Mid→Lo→Offのように順次切り替えられる。
In FIG. 4, at the timing t1, the charge flag is 0, and the remaining capacity SOC of the
そして、タイミングt2でエンジン水温が第2判定値TWHまで上昇することで、エンジン10の運転が停止される。タイミングt2以降は、エンジン水温が徐々に低下し、それに応じて、PTCヒータ33の出力がOff→Lo→Mid→Hiのように順次切り替えられる。その後、タイミングt3では、エンジン水温が第1判定値TWLまで低下することで、発熱モードでのエンジン10の運転が再開される。タイミングt1〜t4の期間は、充電フラグが0で、かつバッテリ48の残存容量SOCが判定値Lo1以上となっている状態が維持されており、同期間では、エンジン水温に応じて発熱モードでのエンジン運転の開始及び終了が繰り返し実施される。
Then, the engine water temperature rises to the second determination value TWH at the timing t2, and the operation of the
タイミングt4でバッテリ48の残存容量SOCが判定値Lo1未満になると、充電フラグがセットされるとともに、充電モードでのエンジン10の運転が開始される。また、PTCヒータ33の作動が停止される。タイミングt4以降は、PTCヒータ33の作動停止によりバッテリ充電が優先され、暖房はエンジン排熱により実施される。タイミングt4以降、残存容量SOCが徐々に増加し、タイミングt5で残存容量SOCが判定値Lo2に到達すると、充電モードでのエンジンの運転が停止される。
When the remaining capacity SOC of the
タイミングt5以降、再びPTCヒータ33の発熱とエンジン排熱とを用いた暖房制御が開始される。なお、タイミングt5の時点ではエンジン水温が十分に高いため、PTCヒータ33の作動は直ぐには開始されず、エンジン水温がある程度低下した時点でPTCヒータ33の作動が開始される。その後の動作は、タイミングt1〜t4の期間の動作と同様である。
After timing t5, the heating control using the heat generated by the
その後、タイミングt6では、タイミングt4と同様、バッテリ48の残存容量SOCが判定値Lo1未満になることに伴い、充電フラグがセットされるとともに、充電モードでのエンジン10の運転が開始される。また、PTCヒータ33の作動が停止される。
Thereafter, at timing t6, as with timing t4, as the remaining capacity SOC of the
以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。 According to the embodiment described in detail above, the following excellent effects can be obtained.
車室内の暖房時において、PTCヒータ33の発熱により暖房要求熱量Qを満足できる場合、例えば外気温が0℃(又は±3℃程度)以下に下がるまでは、ヒータコア18を加熱する目的でのエンジン10の運転を実施せず、PTCヒータ33の発熱だけで暖房を実施する構成とした。この構成によれば、エンジン10を運転停止したまま暖房を実施でき、エンジン10を運転停止状態にしておくことにより燃料の消費を抑えることができる。また、車室内暖房の実施時においてエンジン10の運転を極力少なくできるため、CO2の排出量を減らすこともできる。
When heating the passenger compartment, if the required heat quantity Q can be satisfied by the heat generated by the
その一方で、車室内の暖房時において、PTCヒータ33の発熱により暖房要求熱量Qを満足できない場合には、エンジン10を運転状態に切り替えてエンジン排熱により車室内の暖房を実施する構成とした。この構成では、暖房のためにエンジン10が運転されるのは、例えば極寒の状況下であるなど限られた状況のみであるため、暖房のための燃料の消費を少なくすることができる。
On the other hand, when heating the interior of the passenger compartment, if the required heat quantity Q cannot be satisfied due to the heat generated by the
また、如何なる寒冷状況下でもPTCヒータ33のみで暖房を賄えるようにしているのではなく、必要に応じてエンジン10の排熱を利用する構成としているため、暖房用のヒータとして極寒の状態をも想定した大きな暖房能力を有するものを用いる必要がない。したがって、安価なヒータを用いて暖房要求を満たすことができる。
In addition, the
車室内の暖房時において、PTCヒータ33の発熱により暖房要求熱量Qを満足できないと判定された場合において、エンジン冷却水の温度が、ヒータコア18による車室内の暖房が可能な所定の温度域にないと判定されたことを条件にエンジン10を運転させてヒータコア18を加熱する構成とした。この構成によれば、不要なエンジン運転を無くすことができ、燃料消費量の一層の低減を図ることができる。
When it is determined that the heating required heat quantity Q cannot be satisfied due to the heat generated by the
一方、エンジン冷却水の温度が、ヒータコア18による車室内の暖房が可能な所定の温度域にある場合には、PTCヒータ33の発熱による暖房に並行して、ヒータコア18の発熱による暖房を実施できる。この点を鑑み、本実施形態では、エンジン冷却水の温度に基づいてPTCヒータ33の発熱量を調整する構成とした。エンジン冷却水の熱を暖房に利用することで、PTCヒータ33による暖房の負担分を減らすことができ、PTCヒータ33による電力消費量を低減できる。
On the other hand, when the temperature of the engine cooling water is in a predetermined temperature range in which heating of the vehicle interior by the
車室内暖房の実施に際し、バッテリ48の充電を実施する場合にPTCヒータ33の駆動を制限する構成、具体的には、暖房要求があった場合において、バッテリ48の残存容量SOCが、バッテリ充電の開始を判定するためのしきい値である所定の判定値Lo1未満の場合にPTCヒータ33の作動を禁止する構成とした。したがって、基本的にPTCヒータ33の発熱による車室内暖房が実施される本構成にあっても、バッテリ48の電気残存量の低下に伴いモータ走行に支障が生じる、といった不都合を抑制できる。
When carrying out the vehicle interior heating, when the
PTCヒータ33の発熱のみでは暖房要求熱量Qを満足できずエンジン10を運転状態にする場合、バッテリ充電時のエンジン運転状態に比べて、エンジン出力が低出力となるエンジン運転状態にする構成とした。この場合、発電量(バッテリ充電能力)が少量となるものの、エンジン排熱によりヒータコア18を加熱することができ、ヒータコア18による暖房を促すことができる。
When only the heat generated by the
(他の実施形態)
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施されてもよい。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the description of the above embodiment, and may be implemented as follows, for example.
・上記実施形態では、充電フラグが0で、かつバッテリ48の残存容量SOCが判定値Lo1以上となっている状態で車室内暖房を実施する場合(例えば図4のt1〜t4の期間)において、エンジン水温が第2判定値TWHまで上昇すると、エンジン10の運転を停止したが(図4のt2〜t3の期間)、これを変更してもよい。例えば、エンジン水温が第2判定値TWHまで上昇した後、エンジン10をアイドル運転状態としてエンジン運転を継続させる構成としてもよい。要は、エンジン水温が第2判定値TWHまで上昇した後は、エンジン排熱はさほど大きくなくてもよく、エンジン10の燃料消費量が比較的小さい状態に移行させればよい。
In the above embodiment, when the vehicle interior heating is performed in a state where the charge flag is 0 and the remaining capacity SOC of the
・上記実施形態では、充電モードでのエンジン10の運転時(例えば図4のt4〜t5の期間)において、PTCヒータ33の作動を停止させる構成としたが、これに代えて、充電モードでのエンジン10の運転時において、PTCヒータ33の発熱量(換言すればPTCヒータ33による電力消費量)を所定の微少量に制限する構成としてもよい。
In the above embodiment, the operation of the
・上記実施形態では、PTCヒータ33について作動指令を出力する場合に、PTC作動本数Nptcを上限として、その上限から都度のエンジン水温に応じて定まる作動停止本数を減じることで、PTCヒータ33の作動指令本数を増減させる構成としたが(図3のステップS202)、これを変更してもよい。例えば、ステップS201で算出したPTC作動本数Nptcをそのまま用いて、すなわちエンジン水温に応じて増減させることなく、PTCヒータ33による加熱を行う構成としてもよい。
In the above embodiment, when the operation command is output for the
・バッテリ充電制御の実施時における残存容量SOCの制御範囲(下限値〜上限値の範囲)を、車室内暖房の実施時と非実施時とで異ならせるようにしてもよい。この場合、車室内暖房の実施時には、残存容量SOCの制御範囲を、車室内暖房の非実施時に比べて低SOC側の範囲に定め、これによりPTCヒータ33を積極的に用いた車室内暖房を行うようにする。
-You may make it the control range (range of a lower limit-upper limit) of remaining capacity SOC at the time of implementation of battery charge control differ between the time of implementation of vehicle interior heating, and the time of non-implementation. In this case, when the vehicle interior heating is performed, the control range of the remaining capacity SOC is set to a range on the low SOC side compared to when the vehicle interior heating is not performed, and thus the vehicle interior heating using the
具体的には、図5に示すように、バッテリ充電制御のための各しきい値を可変に設定するとよい。図5では、タイミングt11以前が暖房の非実施期間となっており、その非実施期間では、上限値をTh1、下限値をTh2としてバッテリ充電制御が実施される。すなわち、残存容量SOCがTh2まで低下したらエンジン10の運転により充電を行わせ、その後、残存容量SOCがTh1まで上昇したらエンジン10の運転による充電を停止させる。また、タイミングt11以降が暖房の実施期間となっており、その実施期間では、上限値をTh3、下限値をTh4としてバッテリ充電制御が実施される。すなわち、残存容量SOCがTh4まで低下したらエンジン10の運転により充電を行わせ、その後、残存容量SOCがTh3まで上昇したらエンジン10の運転による充電を停止させる。このとき、Th3<Th1、Th4<Th2であり、車室内暖房の実施時には、バッテリ48の残存容量SOCを高SOC域で維持することよりも優先して、PTCヒータ33を積極的に用いた車室内暖房が実施される。上記構成によれば、車室内暖房の実施時において、バッテリ充電を優先することでPTCヒータ33の駆動が制限されるといった期間が減ることになり、車室内暖房を効率良く実施する上では有利となる。
Specifically, as shown in FIG. 5, each threshold value for battery charge control may be set variably. In FIG. 5, the period before the timing t11 is the heating non-execution period. In the non-execution period, the battery charge control is performed with the upper limit value Th1 and the lower limit value Th2. That is, when the remaining capacity SOC decreases to Th2, charging is performed by operating the
・上記実施形態では、電気式ヒータとしてPTCヒータ33を採用した場合について説明したが、バッテリ48からの給電により発熱するものであればこれに限定せず、例えば抵抗加熱方式や誘導加熱方式等のヒータを採用することができる。
In the above embodiment, the case where the
10…エンジン(発電用エンジン)、13…熱回収装置、14…ウォータジャケット、18…ヒータコア、19…ブロアファン、21…ラジエータ、30…空調装置、32…エバポレータ、33…PTCヒータ(電気式ヒータ)、33a、33b、33c…発熱体、35…コンプレッサ、36…コンデンサ、39…加熱用通路、42…ダンパドア、47…クランク軸、60…ECU(要求量算出手段、第1制御手段、ヒータ発熱判定手段、第2制御手段、水温判定手段、ヒータ駆動制限手段)、61…マイコン、MG1…モータ、MG2…モータ(走行用モータ)。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記車両は、前記バッテリの電気残存量を算出するとともに、該算出した電気残存量が所定以下となった場合に前記発電用エンジンを運転させて前記バッテリを充電する充電機能を備えるとともに、前記発電用エンジンを運転させてバッテリ充電を開始した後に前記電気残存量が所定以上となった場合に前記発電用エンジンの運転を停止させることにより、前記電気残存量を所定の制御範囲内とし、
車室内暖房の実施に際して当該暖房の要求量を算出する要求量算出手段と、
前記算出した車室内暖房の要求量に基づいて、前記電気式ヒータの発熱により車室内の暖房を実施する第1制御手段と、
前記電気式ヒータを発熱させた場合にその発熱により前記要求量を満足できるか否かを判定するヒータ発熱判定手段と、
前記ヒータ発熱判定手段において前記電気式ヒータの発熱により前記要求量を満足できると判定される場合に、前記ヒータコアを加熱するための前記発電用エンジンの運転を実施せず、前記ヒータ発熱判定手段において前記電気式ヒータを発熱させても前記要求量を満足できないと判定される場合に、前記発電用エンジンを運転させて前記ヒータコアを加熱する第2制御手段と、
車室内暖房の実施に際し、前記バッテリの充電を実施する場合に前記電気式ヒータの駆動を制限するヒータ駆動制限手段と、
を備え、
車室内暖房の実施時には、前記制御範囲を車室内暖房の非実施時に比べて低い側に変更することを特徴とする車両用空調制御装置。 In a vehicle comprising a traveling motor driven by power supply from a battery and a power generation engine driven for charging the battery, an electric heater that generates heat by power supply from the battery, and the power generation engine A vehicle air conditioning control device applied to a vehicle air conditioning system that has a heater core that is heated by exhaust heat and generates heat, and that heats the interior of the vehicle by heat generated by the electric heater and the heater core,
The vehicle calculates a remaining amount of electricity in the battery, and has a charging function for charging the battery by operating the power generation engine when the calculated remaining amount of electricity becomes a predetermined value or less. By stopping the operation of the power generation engine when the remaining amount of electricity is greater than or equal to a predetermined value after starting the battery charging by operating the engine for the engine, the remaining amount of electricity is within a predetermined control range,
A required amount calculating means for calculating a required amount of the heating when the vehicle interior heating is performed;
First control means for performing heating of the vehicle interior by heat generation of the electric heater based on the calculated required amount of vehicle interior heating;
Heater heating determination means for determining whether the required amount can be satisfied by the generated heat when the electric heater is heated;
When the heater heat generation determination unit determines that the required amount can be satisfied by the heat generation of the electric heater, the heater heat generation determination unit does not operate the power generation engine to heat the heater core. A second control means for operating the power generation engine to heat the heater core when it is determined that the required amount cannot be satisfied even if the electric heater generates heat;
Heater driving limiting means for limiting the driving of the electric heater when charging the battery when performing vehicle interior heating;
Equipped with a,
During implementation of the passenger compartment heating, the control range vehicular air conditioning control apparatus according to claim be relocated to a lower side than that in the non-execution of the passenger compartment heating a.
前記エンジン冷却水の温度が、前記ヒータコアによる車室内の暖房が可能な所定の温度域にあるか否かを判定する水温判定手段を備え、
前記第2制御手段は、前記ヒータ発熱判定手段において前記電気式ヒータを発熱させても前記要求量を満足できないと判定される場合に、前記水温判定手段においてエンジン冷却水の温度が前記所定の温度域にないと判定されることを条件に、前記発電用エンジンを運転させて前記ヒータコアを加熱する請求項1に記載の車両用空調制御装置。 The power generation engine is a water-cooled engine, and the heater core is heated by engine cooling water.
Water temperature determination means for determining whether or not the temperature of the engine cooling water is within a predetermined temperature range in which heating of the vehicle interior by the heater core is possible;
In the case where it is determined in the heater heat generation determination unit that the required amount cannot be satisfied even if the electric heater generates heat, the second temperature control unit determines that the engine cooling water temperature is the predetermined temperature in the water temperature determination unit. The vehicle air conditioning control device according to claim 1, wherein the heater core is heated by operating the power generation engine on condition that it is determined not to be in an area.
前記第1運転モードでは、前記第2運転モードに比べてエンジン出力が低出力となるエンジン運転状態で前記発電用エンジンを運転させる請求項1乃至3のいずれか一項に記載の車両用空調制御装置。 In the second control means, the power generation engine is operated in the first operation mode, and the power generation engine is operated in the second operation mode when the battery is charged.
In the first operation mode, the vehicle air conditioning control according to any one of claims 1 to 3 to operate the generator engine with an engine operating condition in which the engine output becomes lower output than that of the second operating mode apparatus.
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