JP6107714B2 - 車両制御システム - Google Patents

Description

本発明は、エンジンの冷却水の熱によって車室内の温度を調整する空調装置を備えた車両制御システムに関する。

従来、エンジンの冷却水の熱によって車室内の温度を調整する空調装置を備えた車両制御システムとして、例えば以下に示す特許文献１に開示されているハイブリッド車の暖房制御システムがある。

この暖房制御システムは、エンジンと、バッテリと、モータと、ジェネレータと、インバータと、ヒータコアと、ＥＣＵとを備えている。ここで、コアヒータコアが空調装置に相当する。

エンジンは、ハイブリッド車に搭載され、燃料を燃焼することで車両を駆動するための駆動力を発生する。バッテリは、ジェネレータの発生した電力によって充電され、モータに電力を供給する。モータは、バッテリから電力を供給されることで車両を駆動するための駆動力を発生する。ジェネレータは、エンジンから駆動力を供給されることでバッテリを充電するための電力を発生する。インバータは、バッテリから供給される直流を交流に変換してモータに供給することでモータに駆動力を発生させ、ジェネレータから供給される交流を直流に変換してバッテリに供給することでバッテリを充電する。ヒータコアは、エンジンの冷却水の熱によって、ハイブリッド車の車室内を暖房する。ＥＣＵは、エンジンの冷却水の温度が所定温度より低い場合、車室内の温度調整のためにエンジンの出力を増加させ冷却水の温度を上昇させる。これにより、車室内を速やかに暖房することができる。

特開２００５−３１９９１０号公報

ところで、車室内の暖房のためにエンジンの出力を増加させると、それに伴って、ジェネレータの発生する電力が増加する。その結果、バッテリへ供給される電力が増加することになる。しかし、バッテリの残存容量が高い場合やバッテリの温度が高い場合には、バッテリを保護するため、バッテリに供給される電力が制限される。このような場合、エンジンの出力を充分に増加させることができなくなる。そのため、エンジンの冷却水の温度上昇に時間かかかり、車室内を速やかに暖房することができなくなってしまう。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、バッテリに供給する電力が制限されている場合であっても、エンジンの出力を充分に増加させ、冷却水の温度を速やかに上昇させることができる車両制御システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた本発明は、車両に搭載され、燃料を燃焼することで駆動力を発生するエンジンと、充放電可能なバッテリと、バッテリから電力を供給されることで駆動力を発生し、エンジンから駆動力を供給されることでバッテリを充電するための電力を発生するモータジェネレータと、バッテリから供給される電力を変換してモータジェネレータに供給することでモータジェネレータに駆動力を発生させ、モータジェネレータの発生した電力を変換してバッテリに供給することでバッテリを充電する電力変換装置と、エンジンの冷却水の熱によって車室内の温度を調整する空調装置と、少なくとも、エンジン及び電力変換装置を制御する制御装置と、を備え、エンジンの冷却水の温度が閾値以下の場合、制御装置が、車室内の温度調整のために、エンジンの出力を増加させ冷却水の温度を上昇させる車両制御システムにおいて、制御装置は、電力変換装置を制御して電力を消費させる電力消費手段を複数有し、エンジンの冷却水の温度が閾値以下であっても、バッテリに供給する電力が制限されている場合には、車両の状態に基づいて複数の電力消費手段の中から少なくともいずれかの電力消費手段を選択し、選択した電力消費手段によってエンジンの出力増加に伴って発生する電力を消費させることを特徴とする。

この構成によれば、電力消費手段によってエンジンの出力増加に伴って発生する電力を消費させる。そのため、バッテリに供給する電力が制限されている場合であっても、エンジンの出力を充分に増加させ、エンジンの冷却水の温度を速やかに上昇させることができる。しかも、制御装置は、電力変換装置を制御して電力を消費させる電力消費手段を複数有し、エンジンの冷却水の温度が閾値以下であっても、バッテリに供給する電力が制限されている場合には、車両の状態に基づいて、複数の電力消費手段の中から少なくともいずれかの電力消費手段を選択し、選択した電力消費手段によって電力を消費させる。そのため、車両の状態に応じて適切に電力を消費させることができる。

第１実施形態における車両制御システムのブロック図である。 図１に示す車両制御システムの冷却水温度制御の動作を説明するためのフローチャートである。 図２のフローチャートに続くフローチャートである。 図３のフローチャートに続くフローチャートである。 第２実施形態における車両制御システムの冷却水温度制御の動作を説明するためのフローチャートである。 第１及び第２実施形態の変形形態における車両制御システムのブロック図である。

次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。

（第１実施形態）
まず、図１を参照して第１実施形態の車両制御システムの構成について説明する。

図１に示す車両制御システム１は、ハイブリッド車に搭載され、ハイブリッド車を制御するシステムである。車両制御システム１は、ハイブリッド車の制御の１つとして、車室内の温度調整に関する制御を行う。車両制御システム１は、エンジン１０と、冷却水管１１と、モータジェネレータ１２と、動力分割機構１３と、バッテリ１４と、電力変換装置１５と、空調装置１６と、制御装置１７とを備えている。

エンジン１０は、制御装置１７によって制御され、燃料を燃焼させることで車両やモータジェネレータ１２を駆動するための駆動力を発生する機器である。

冷却水管１１は、エンジン１０を冷却するための冷却水を空調装置１６に循環させるための部材である。冷却水管１１は、エンジン１０及び空調装置１６に連結されている。

バッテリ１４は、モータジェネレータ１２がモータとして動作する際には、モータジェネレータ１２に電力を供給し、モータジェネレータ１２がジェネレータとして動作する際には、モータジェネレータ１２の発生した電力によって充電される充放電可能な電池である。

モータジェネレータ１２は、バッテリ１４から電力を供給されることでモータとして動作し、車両を駆動するための駆動力を発生する機器である。また、エンジン１０から駆動力を供給されることでジェネレータとして動作し、バッテリ１４を充電するための電力を発生する機器でもある。モータジェネレータ１２は、電力変換装置１５に接続されている。また、動力分割機構１３を介してエンジン１０に連結されている。

動力分割機構１３は、エンジン１０の発生した駆動力を、車両を駆動するための駆動力とモータジェネレータ１２を駆動力するための駆動力に分割する機器である。動力分割機構１３は、エンジン１０及びモータジェネレータ１２に連結されている。

電力変換装置１５は、制御装置１７によって制御され、バッテリ１４から供給される電力を変換してモータジェネレータ１２に供給することでモータジェネレータ１２をモータとして動作させ、モータジェネレータ１２に駆動力を発生させる装置である。また、モータジェネレータ１２の発生した電力を変換してバッテリ１４に供給することでバッテリ１４を充電する装置でもある。電力変換装置１５は、コンバータ回路１５０と、インバータ回路１５１とを備えている。

コンバータ回路１５０は、制御装置１７によって制御され、バッテリ１４から供給される直流を所定電圧の直流に変換してインバータ回路１５１に供給する回路である。具体的には、高電圧に変換してインバータ回路１５１に供給する回路である。また、インバータ回路１５１から供給される直流をバッテリ１４の充電に適した電圧の直流に変換してバッテリ１４に供給し、バッテリ１４を充電する回路でもある。コンバータ回路１５０はスイッチング素子を有し、スイッチング素子をスイッチングさせることでバッテリ１４から供給される電力を変換してインバータ回路１５１に供給する。また、スイッチング素子をスイッチングさせることでインバータ回路１５１から供給される電力を変換してバッテリ１４に供給する。コンバータ回路１５０は、バッテリ１４、インバータ回路１５１及び制御装置１７に接続されている。

インバータ回路１５１は、制御装置１７によって制御され、コンバータ回路１５０から供給される直流を３相交流に変換してモータジェネレータ１２に供給する回路である。また、モータジェネレータ１２から供給される３相交流を直流に変換してコンバータ回路１５０に供給する回路でもある。インバータ回路１５１は、スイッチング素子を有し、スイッチング素子をスイッチングさせることでコンバータ回路１５０から供給される直流を３相交流に変換してモータジェネレータ１２に供給する。また、スイッチング素子をスイッチングさせることでモータジェネレータ１２から供給される３相交流を直流に変換してコンバータ回路１５０に供給する。インバータ回路１５１は、コンバータ回路１５０、モータジェネレータ１２及び制御装置１７に接続されている。

空調装置１６は、エンジン１０の冷却水の熱によって車室内の温度を調整する装置である。空調装置１６は、エンジン１０の冷却水の熱を車室内の空気に伝えるためのヒータコア１６０を有している。ヒータコア１６０は、冷却水管１１を介してエンジン１０に連結されている。

制御装置１７は、車両各部の情報に基づいてエンジン１０、コンバータ回路１５０及びインバータ回路１５１を制御する装置である。制御装置１７は、車室内を暖房する際に、エンジン１０の冷却水温度がそれに対する閾値以下である場合、エンジン１０の出力を増加させ、冷却水の温度を上昇させる。ここで、冷却水温度に対する閾値は、冷却水の熱によって車室内を暖房する際に必要とされる最低温度に設定されている。しかし、制御装置１７は、エンジン１０の冷却水の温度がそれに対する閾値以下であっても、バッテリ１４に供給する電力が制限されている場合には、電力変換装置１５を制御して電力を消費させる電力消費手段によってエンジン１０の出力増加に伴って発生する電力を消費させる。制御装置１７は、コンバータ回路１５０、インバータ回路１５１及びエンジン１０に接続されている。

次に、図１〜図４を参照して第１実施形態の車両制御システムの車室内の温度調整に関連する冷却水温度制御の動作について説明する。具体的には、車室内の温度調整の際に周期的に繰り返される冷却水温度制御ルーチンについて説明する。

図１に示す制御装置１７は、図２に示すように、車両の状態に応じて変化する車両各部の情報を読込む（Ｓ１００）。具体的には、車室内の暖房運転の要求の有無、バッテリ１４への供給電力の制限の有無、エンジン１０の冷却水温度、インバータ回路１５１及びコンバータ回路１５０のスイッチング素子の温度、モータジェネレータ１２の温度、コンバータ回路１５０からインバータ回路１５１への供給電圧、及び、インバータ回路１５１からモータジェネレータ１２への供給電流の検出結果を読込む。

その後、制御装置１７は、読込んだ情報に基づいて、車室内の暖房運転の要求があるか否かを判定する（Ｓ１０１）。ステップＳ１０１において、暖房運転の要求がないと判定した場合、そもそもエンジン１０の出力を増加させて冷却水温度を上昇させる必要がない。そのため、制御装置１７は冷却水温度制御ルーチンを終了する。

一方、ステップＳ１０１において、暖房運転の要求があると判定した場合、制御装置１７は、読込んだ情報に基づいて、エンジン１０の冷却水温度がそれに対する閾値以下であるか否かを判定する（Ｓ１０２）。ステップＳ１０２において、エンジン１０の冷却水温度がそれに対する閾値より大きいと判定した場合、充分な冷却水温度があり、エンジン１０の出力を増加させる必要がない。そのため、制御装置１７は冷却水温度制御ルーチンを終了する。

一方、ステップＳ１０２において、エンジン１０の冷却水温度がそれに対する閾値以下であると判定した場合、制御装置１７は、読込んだ情報に基づいて、バッテリ１４への供給電力の制限があるか否かを判定する（Ｓ１０３）。ステップＳ１０３において、バッテリ１４への供給電力の制限がないと判定した場合、バッテリ１４への供給電力量を気にする必要はない。そのため、制御装置１７は、冷却水温度の上昇に必要な分だけエンジン１０の出力を増加させる（Ｓ１０４）。これにより、冷却水の温度を速やかに上昇させることができる。そして、その後、制御装置１７は冷却水温度制御ルーチンを終了する。

一方、ステップＳ１０３において、バッテリ１４への供給電力の制限があると判定した場合、制御装置１７は、図３に示すように、読込んだ情報に基づいて、インバータ回路１５１の温度がそれに対する閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ１０５）。具体的には、インバータ回路１５１のスイッチング素子の温度がそれに対する閾値以上であるか否かを判定する。ここで、インバータ回路１５１のスイッチング素子の温度に対する閾値は、スイッチング素子の特性を確保でき、破損の可能性がない最大温度に設定されている。ステップＳ１０５において、インバータ回路１５１のスイッチング素子の温度がそれに対する閾値より小さいと判定した場合、スイッチング周波数を増加させることによってスイッチング素子の温度が上昇しても問題ない。そのため、制御装置１７は、電力消費手段として、インバータ回路１５１のスイッチング素子のスイッチング周波数を通常の制御時より増加させる（Ｓ１０６）。

一方、ステップＳ１０５において、インバータ回路１５１のスイッチング素子の温度がそれに対する閾値以上である判定した場合、スイッチング周波数を増加させるとスイッチング素子の温度がさらに上昇し、スイッチング素子の特性低下や破損を招く可能性がある。そのため、制御装置１７は、インバータ回路１５１のスイッチング素子のスイッチング周波数を増加させない。

ステップＳ１０５において、インバータ回路１５１のスイッチング素子の温度がそれに対する閾値以上であると判定した場合、又は、ステップＳ１０６の実施後、制御装置１７は、読込んだ情報に基づいて、モータジェネレータ１２の温度がそれに対する閾値以上であるか否かを判定する。（Ｓ１０７）。ここで、モータジェネレータ１２の温度に対する閾値は、モータジェネレータ１２の特性を確保でき、破損の可能性がない最大温度に設定されている。

ステップＳ１０７において、モータジェネレータ１２の温度がそれに対する閾値より小さいと判定した場合、制御装置１７は、読込んだ情報に基づいて、インバータ回路１５１の温度がそれに対する閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ１０８）。具体的には、インバータ回路１５１のスイッチング素子の温度が閾値以上であるか否かを判定する。

ステップＳ１０８において、インバータ回路１５１のスイッチング素子の温度がそれに対する閾値より小さいと判定した場合、制御装置１７は、読込んだ情報に基づいて、インバータ回路１５１からモータジェネレータ１２に供給される交流電流がそれに対する閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ１０９）。ここで、インバータ回路１５１からモータジェネレータ１２に供給される交流電流に対する閾値は、電流増加に伴って温度が上昇しても、インバータ回路１５１やモータジェネレータ１２の特性を確保でき、破損の可能性がない最大電流に設定されている。

ステップＳ１０９において、インバータ回路１５１からモータジェネレータ１２に供給される交流電流がそれに対する閾値より小さいと判定した場合、インバータ回路１５１からモータジェネレータ１２に供給される交流電流を増加させても問題ない。また、モータジェネレータ１２に供給する交流電流の位相をずらし、その結果、インバータ回路１５１からモータジェネレータ１２に供給される交流電流が増加してインバータ回路１５１及びモータジェネレータ１２の温度が上昇しても問題ない。そのため、制御装置１７は、電力消費手段として、インバータ回路１５１からモータジェネレータ１２に供給される交流電流の位相を通常の制御時における位相からずらす（Ｓ１１０）。

一方、ステップＳ１０７、Ｓ１０８において、モータジェネレータ１２の温度がそれに対する閾値以上、又は、インバータ回路１５１のスイッチング素子の温度がそれに対する温度以上であると判定した場合、モータジェネレータ１２に供給する交流電流の位相をずらすと、その結果、インバータ回路１５１からモータジェネレータ１２に供給される交流電流が増加してインバータ回路１５１及びモータジェネレータ１２の温度が上昇し、これらの特性低下や破損を招く可能性がある。また、ステップＳ１０９において、インバータ回路１５１からモータジェネレータ１２に供給される電流がそれに対する閾値以上であると判定した場合、インバータ回路１５１からモータジェネレータ１２に供給される交流電流を増加させると、モータジェネレータ１２又はインバータ回路１５１の特性低下や破損を招く可能性がある。そのため、制御装置１７は、インバータ回路１５１からモータジェネレータ１２に供給される交流電流の位相を通常の制御時における位相からずらさない。

ステップＳ１０７〜Ｓ１０９において、モータジェネレータ１２の温度がそれに対する閾値以上、インバータ回路１５１のスイッチング素子の温度がそれに対する温度以上、又は、インバータ回路１５１からモータジェネレータ１２に供給される電流がそれに対する閾値以上であると判定した場合、若しくは、ステップＳ１１０の実施後、制御装置１７は、図４に示すように、読込んだ情報に基づいて、インバータ回路１５１の温度がそれに対する閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ１１１）。

ステップＳ１１１において、インバータ回路１５１の温度がそれに対する閾値より小さいと判定した場合、制御装置１７は、読込んだ情報に基づいて、コンバータ回路１５０からインバータ回路１５１に供給される直流電圧がそれに対する閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ１１２）。ここで、コンバータ回路１５０からインバータ回路１５１に供給される直流電圧に対する閾値は、コンバータ回路１５０及びインバータ回路１５１を構成する素子の耐圧を超えない範囲で供給することができる最大電圧に設定されている。

ステップＳ１１２において、コンバータ回路１５０からインバータ回路１５１に供給される直流電圧がそれに対する閾値より小さいと判定した場合、コンバータ回路１５０からインバータ回路１５１に供給される直流電圧を増加させても問題ない。また、コンバータ回路１５０からインバータ回路１５１に供給される直流電圧を増加し、その結果、インバータ回路１５１のスイッチング素子のスイッチング周波数が増加してインバータ回路１５１の温度が上昇しても問題ない。そのため、制御装置１７は、電力消費手段として、コンバータ回路１５０からインバータ回路１５１に供給される直流電圧を通常の制御時より増加させる（Ｓ１１３）。

一方、ステップＳ１１１において、インバータ回路１５１の温度がそれに対する閾値以上であると判定した場合、コンバータ回路１５０からインバータ回路１５１に供給される直流電圧を増加させると、その結果、インバータ回路１５１のスイッチング素子のスイッチング周波数が増加してインバータ回路１５１の温度が上昇し、インバータ回路１５１の特性低下や破損を招く可能性がある。また、ステップＳ１１２において、コンバータ回路１５０からインバータ回路１５１に供給される直流電圧がそれに対する閾値以上であると判定した場合、コンバータ回路１５０からインバータ回路１５１に供給される直流電圧を増加させると、これらの構成素子の破損を招く可能性がある。そのため、制御装置１７は、コンバータ回路１５０からインバータ回路１５１に供給される直流電圧を増加させない。

ステップＳ１１１、Ｓ１１２において、インバータ回路１５１のスイッチング素子の温度がそれに対する閾値以上、又は、コンバータ回路１５０からインバータ回路１５１に供給される直流電圧がそれに対する閾値以上であると判定した場合、若しくは、ステップＳ１１３の実施後、制御装置１７は、読込んだ情報に基づいて、コンバータ回路１５０の温度がそれに対する閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ１１４）。具体的には、コンバータ回路１５０のスイッチング素子の温度がそれに対する閾値以上であるか否かを判定する。ここで、コンバータ回路１５０のスイッチング素子の温度に対する閾値は、スイッチング素子の特性を確保でき、破損の可能性がない最大温度に設定されている。

ステップＳ１１４において、コンバータ回路１５０のスイッチング素子の温度がそれに対する閾値より小さいと判定した場合、スイッチング周波数を増加させることによってスイッチング素子の温度が上昇しても問題ない。そのため、制御装置１７は、電力消費手段として、コンバータ回路１５０のスイッチング素子のスイッチング周波数を通常の制御時より増加させる（Ｓ１１５）。

一方、ステップＳ１１４において、コンバータ回路１５０のスイッチング素子の温度がそれに対する閾値以上であると判定した場合、スイッチング周波数を増加させるとスイッチング素子の温度がさらに上昇し、スイッチング素子の特性低下や破損を招く可能性がある。そのため、制御装置１７は、コンバータ回路１５０のスイッチング素子のスイッチング周波数を増加させない。

ステップＳ１１４において、コンバータ回路１５０のスイッチング素子の温度がそれに対する閾値以上であると判定した場合、又は、ステップＳ１１５の実施後、制御装置１７は、電力変換装置１５を制御して消費させる消費電力の増加量を求める（Ｓ１１６）。具体的には、計算式を用いて求めたり、シミュレーション結果や実測結果をマップ化し、そのマップから求めたりする。そして、ステップＳ１１６において求めた消費電力の増加量分だけエンジン１０の出力を増加させる（Ｓ１１７）。これにより、バッテリ１４に供給する電力が制限されている場合であっても、エンジン１０の出力を充分に増加させ、冷却水の温度を速やかに上昇させることができる。そして、その後、制御装置１７は冷却水温度制御ルーチンを終了する。

次に、第１実施形態の車両制御システムの効果について説明する。

第１実施形態によれば、制御装置１７が、電力変換装置１５を制御して電力を消費させる電力消費手段を有し、エンジン１０の冷却水の温度が閾値以下であっても、バッテリ１４に供給する電力が制限されている場合には、電力消費手段によってエンジン１０の出力増加に伴って発生する電力を消費させる。そのため、バッテリ１４に供給する電力が制限されている場合であっても、エンジン１０の出力を充分に増加させ、エンジン１０の冷却水の温度を速やかに上昇させることができる。

第１実施形態によれば、制御装置１７は、電力変換装置１５を制御して電力を消費させる電力消費手段を複数有し、エンジン１０の冷却水の温度が閾値以下であっても、バッテリ１４に供給する電力が制限されている場合には、車両の状態に基づいて、複数の電力消費手段の中から少なくともいずれかの電力消費手段を選択し、選択した電力消費手段によって電力を消費させる。そのため、車両の状態に応じて適切に電力を消費させることができる。

第１実施形態によれば、制御装置１７は、エンジン１０の出力増加に伴って発生する電力が電力消費手段によって消費される全電力を超えないように、エンジン１０の出力を増加させる。そのため、バッテリ１４に供給する電力が制限値を超えてしまうような事態を確実に抑えながら、エンジン１０の冷却水の温度を速やかに上昇させることができる。

第１実施形態によれば、制御装置１７は、図３のステップ１１０に示すように、電力変換装置１５からモータジェネレータ１２に供給される交流電流の位相を通常の制御時における位相からずらすことによって電力を消費させる電力消費手段を有している。そして、この電力消費手段によって、エンジン１０の出力増加に伴って発生する電力を消費させる。電力変換装置１５からモータジェネレータ１２に供給される交流電流の位相を通常の制御時における位相からずらすと、通常の制御時に比べ、電力変換装置１５からモータジェネレータ１２に供給される交流電流が増加する。その結果、電力変換装置１５、モータジェネレータ１２及びこれらを接続する配線における損失が増加する。そのため、電力を確実に消費させることができる。

第１実施形態によれば、制御装置１７は、図３のステップＳ１０６や図４のステップ１１５に示すように、電力変換装置１５を構成するスイッチング素子のスイッチング周波数を通常の制御時におけるスイッチング周波数より増加させることによって電力を消費させる電力消費手段を有している。そして、この電力消費手段によって、エンジン１０の出力増加に伴って発生する電力を消費させる。電力変換装置１５を構成するスイッチング素子のスイッチング周波数を通常の制御時におけるスイッチング周波数より増加させると、通常の制御時に比べ、スイッチング損失が増加する。そのため、電力を確実に消費させることができる。

第１実施形態によれば、制御装置１７は、図４のステップＳ１１３に示すように、コンバータ回路１５０からインバータ回路１５１に供給される直流電圧を通常の制御時における直流電圧より増加させることによって電力を消費させる電力消費手段を有している。そして、この電力消費手段によって、エンジン１０の出力増加に伴って発生する電力を消費させる。コンバータ回路１５０からインバータ回路１５１に供給される直流電圧を通常の制御時における直流電圧より増加させると、結果的に、通常の制御時に比べ、インバータ回路１５１のスイッチング素子のスイッチング周波数が増加する。それに伴って、スイッチング損失も増加する。そのため、電力を確実に消費させることができる。

電力変換装置１５からモータジェネレータ１２に供給される交流電流の位相を、通常の制御時における位相からずらすと、通常の制御時に比べ、電力変換装置１５からモータジェネレータ１２に供給される交流電流が増加する。それに伴って、電力変換装置１５及びモータジェネレータ１２の温度も上昇する。電力変換装置１５からモータジェネレータ１２に供給される交流電流が増加し過ぎると、電力変換装置１５の特性低下や破損を招く可能性がある。また、電力変換装置１５やモータジェネレータ１２の温度が上昇し過ぎても、電力変換装置１５やモータジェネレータ１２の特性低下や破損を招く可能性がある。

しかし、第１実施形態によれば、制御装置１７は、図３のステップＳ１０７〜Ｓ１０９に示すように、モータジェネレータ１２の温度がそれに対する閾値以上、電力変換装置１５の温度がそれに対する閾値以上、又は、電力変換装置１５からモータジェネレータ１２に供給される電流がそれに対する閾値以上の場合には、電力変換装置１５からモータジェネレータ１２に供給される交流電流の位相をずらさない。そのため、電力変換装置１５やモータジェネレータ１２の特性低下や破損を防止することができる。

電力変換装置１５を構成するスイッチング素子のスイッチング周波数を通常の制御時におけるスイッチング周波数より増加させると、通常の制御時に比べ、スイッチング損失が増加する。それに伴って、電力変換装置１５の温度が上昇し、電力変換装置１５の特性低下や破損を招く可能性がある。

しかし、第１実施形態によれば、制御装置１７は、電力変換装置１５の温度がそれに対する閾値以上の場合には、電力変換装置１５を構成するスイッチング素子のスイッチング周波数を増加させない。そのため、電力変換装置１５の特性低下や破損を防止することができる。

コンバータ回路１５０からインバータ回路１５１に供給される直流電圧を通常の制御時における直流電圧より増加させると、通常の制御時に比べ、電力変換装置１５のスイッチング素子のスイッチング周波数が増加する。コンバータ回路１５０からインバータ回路１５１に供給される直流電圧が増加し過ぎると、電力変換装置１５の特性低下や破損を招く可能性がある。また、スイッチング周波数の増加に伴って電力変換装置１５の温度が上昇し、電力変換装置１５の特性低下や破損を招く可能性がある。

しかし、第１実施形態によれば、制御装置１７は、電力変換装置１５の温度がそれに対する閾値以上、又は、コンバータ回路１５０からインバータ回路１５１に供給される電圧がそれに対する閾値以上の場合には、コンバータ回路１５０からインバータ回路１５１に供給される電圧を増加させない。そのため、電力変換装置１５の特性低下や破損を防止することができる。

なお、第１実施形態では、制御装置１７が、電力変換装置１５を制御して電力を消費させる電力消費手段を複数有している例を挙げているが、これに限られるものではない。制御装置は、電力消費手段を少なくとも１つ有していればよい。

また、第１実施形態では、制御装置１７が、エンジン１０、コンバータ回路１５０及びインバータ回路１５１を制御する例を挙げているが、これに限られるものではない。制御装置１７は、車両に搭載された他の装置や機器を制御するものであってもよい。少なくとも、エンジン１０及び電力変換装置１５を制御するものであればよい。

さらに、第１実施形態では、モータジェネレータ１２、コンバータ回路１５０及びインバータ回路１５１の温度、コンバータ回路１５０からインバータ回路１５１への供給電圧、並びに、インバータ回路１５１からモータジェネレータ１２への供給電流に基づいて複数の電力消費手段の中から少なくともいずれかの電力消費手段を選択する例を挙げているが、これに限られるものではない。

冷却水温度が低い場合、全ての電力消費手段によって電力を消費させるようにしてもよい。消費電力が増え、エンジン１０の出力をより増加させることができる。その結果、冷却水温度をより速く上昇させることができる。

また、冷却水温度とそれに対する閾値の差に基づいて選択する電力消費手段の数を増減させるようにしてもよい。その際、冷却水温度とそれに対する閾値の差が大きくても、車両外気温度が高い場合又は日射が充分ある場合には、選択する電力消費手段の数を減らすようにしてもよい。その際、冷却水温度とそれに対する閾値の差が小さくても、暖房設定温度が高い場合又は送風量が大きい場合には、選択する電力消費手段の数を増やすようにしてもよい。消費電力が増え、エンジン１０の出力をより増加させることができる。

また、渋滞が予想される場合、選択する電力消費手段の数を増やすようにしてもよい。消費電力が増え、エンジン１０の出力をより増加させることができる。

また、モータジェネレータ１２、コンバータ回路１５０及びインバータ回路１５１の温度とそれらに対する閾値の差が大きい場合、選択する電力消費手段の数を増加させるようにしてもよい。消費電力が増え、エンジン１０の出力をより増加させることができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態の車両制御システムについて説明する。第２実施形態の車両制御システムは、第１実施形態の車両制御システムに対して冷却水温度制御ルーチンを変更したものである。具体的には、コンバータ回路１５０からインバータ回路１５１への供給電圧を減少させることで電力を消費させるようにしたものである。冷却水温度制御ルーチン以外は、第１実施形態の車両制御システム１と同一である。そのため、図５を参照して冷却水温度制御制ルーチンついて説明し、それ以外については説明を省略する。なお、第１実施形態と同一の構成要素は、同一の符号を付し説明を省略する。

図５に示すステップＳ２００〜Ｓ２０４は、第１実施形態の冷却水温度制御ルーチンにおけるステップＳ１００〜Ｓ１０４と同一のステップである。

ステップＳ２０３において、バッテリ１４への供給電力の制限があると判定した場合、制御装置１７は、読込んだ情報に基づいて、モータジェネレータ１２の温度がそれに対する閾値以上であるか否かを判定する。（Ｓ２０５）。ここで、モータジェネレータ１２の温度に対する閾値は、モータジェネレータ１２の特性を確保でき、破損の可能性がない最大温度に設定されている。

ステップＳ２０５において、モータジェネレータ１２の温度がそれに対する閾値より小さいと判定した場合、制御装置１７は、読込んだ情報に基づいて、インバータ回路１５１の温度がそれに対する閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ２０６）。具体的には、インバータ回路１５１のスイッチング素子の温度が閾値以上であるか否かを判定する。ここで、インバータ回路１５１のスイッチング素子の温度に対する閾値は、スイッチング素子の特性を確保でき、破損の可能性がない最大温度に設定されている。

ステップＳ２０６において、インバータ回路１５１のスイッチング素子の温度がそれに対する閾値より小さいと判定した場合、制御装置１７は、読込んだ情報に基づいて、インバータ回路１５１からモータジェネレータ１２に供給される交流電流がそれに対する閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ２０７）。ここで、インバータ回路１５１からモータジェネレータ１２に供給される交流電流に対する閾値は、電流増加に伴って温度が上昇しても、インバータ回路１５１やモータジェネレータ１２の特性を確保でき、破損の可能性がない最大電流に設定されている。

ステップＳ２０７において、インバータ回路１５１からモータジェネレータ１２に供給される交流電流がそれに対する閾値より小さいと判定した場合、インバータ回路１５１からモータジェネレータ１２に供給される交流電流を増加させても問題ない。また、コンバータ回路１５０からインバータ回路１５１に供給される直流電圧を減少させることでモータジェネレータ１２の制御状態が弱め界磁制御状態になり、その結果、インバータ回路１５１からモータジェネレータ１２に供給される交流電流が増加してインバータ回路１５１及びモータジェネレータ１２の温度が上昇しても問題ない。そのため、制御装置１７は、電力消費手段として、コンバータ回路１５０からインバータ回路１５１に供給される直流電圧を通常の制御時より減少させる。（Ｓ２０８）。

一方、ステップＳ２０５、Ｓ２０６において、モータジェネレータ１２の温度がそれに対する閾値以上、又は、インバータ回路１５１のスイッチング素子の温度がそれに対する温度以上であると判定した場合、コンバータ回路１５０からインバータ回路１５１に供給される直流電圧を減少させることでモータジェネレータ１２の制御状態が弱め界磁制御状態になる。その結果、インバータ回路１５１からモータジェネレータ１２に供給される交流電流が増加してインバータ回路１５１及びモータジェネレータ１２の温度が上昇し、これらの特性低下や破損を招く可能性がある。また、ステップＳ２０７において、インバータ回路１５１からモータジェネレータ１２に供給される電流がそれに対する閾値以上であると判定した場合、インバータ回路１５１からモータジェネレータ１２に供給される交流電流を増加させると、モータジェネレータ１２又はインバータ回路１５１の特性低下や破損を招く可能性がある。そのため、制御装置１７は、コンバータ回路１５０からインバータ回路１５１に供給される直流電圧を減少させない。

ステップＳ２０５〜Ｓ２０７において、モータジェネレータ１２の温度がそれに対する閾値以上、インバータ回路１５１のスイッチング素子の温度がそれに対する温度以上、又は、インバータ回路１５１からモータジェネレータ１２に供給される電流がそれに対する閾値以上であると判定した場合、若しくは、ステップＳ２０８の実施後、制御装置１７は、第１実施形態の冷却水温度制御ルーチンにおけるステップＳ１１６、Ｓ１１７と同一のステップを実施する。これにより、第１実施形態の車両制御システム１と同様に、バッテリ１４に供給する電力が制限されている場合であっても、エンジン１０の出力を充分に増加させ、冷却水の温度を速やかに上昇させることができる。そして、その後、制御装置１７は冷却水温度制御ルーチンを終了する。

次に、第２実施形態の車両制御システムの効果について説明する。

第２実施形態によれば、制御装置１７は、図５のステップＳ２０８に示すように、コンバータ回路１５０からインバータ回路１５１に供給される直流電圧を通常の制御時における直流電圧より増加させることによって電力を消費させる電力消費手段を有している。そして、この電力消費手段によって、エンジン１０の出力増加に伴って発生する電力を消費させる。コンバータ回路１５０からインバータ回路１５１に供給される直流電圧を通常の制御時における直流電圧より減少させると、モータジェネレータ１２の制御状態が弱め界磁制御状態になる。その結果、インバータ回路１５１からモータジェネレータ１２に供給される交流電流が増加する。そのため、電力変換装置１５、モータジェネレータ１２及びこれらを接続する配線における損失が増加する。従って、電力を確実に消費させることができる。

コンバータ回路１５０からインバータ回路１５１に供給される直流電圧を通常の制御時における直流電圧より減少させると、モータジェネレータ１２の制御状態が弱め界磁制御状態になり、通常の制御時に比べ、インバータ回路１５１からモータジェネレータ１２に供給される交流電流が増加する。それに伴って、電力変換装置１５及びモータジェネレータ１２の温度も上昇する。コンバータ回路１５０からインバータ回路１５１に供給される直流電圧が減少し過ぎると、インバータ回路１５１からモータジェネレータ１２に供給される交流電流が増加して、電力変換装置１５の特性低下や破損を招く可能性がある。また、電力変換装置１５やモータジェネレータ１２の温度が上昇し過ぎても、電力変換装置１５やモータジェネレータ１２の特性低下や破損を招く可能性がある。

しかし、第２実施形態によれば、制御装置１７は、図５のステップＳ２０５〜Ｓ２０７に示すように、モータジェネレータ１２の温度がそれに対する閾値以上、電力変換装置１５の温度がそれに対する閾値以上、又は、電力変換装置１５からモータジェネレータ１２に供給される電流がそれに対する閾値以上の場合には、コンバータ回路１５０からインバータ回路１５１に供給される電圧を減少させない。そのため、電力変換装置１５やモータジェネレータ１２の特性低下や破損を防止することができる。

第２実施形態によれば、制御装置１７は、エンジン１０の出力増加に伴って発生する電力が電力消費手段によって消費される全電力を超えないように、エンジン１０の出力を増加させる。そのため、バッテリ１４に供給する電力が制限値を超えてしまうような事態を確実に抑えながら、エンジン１０の冷却水の温度を速やかに上昇させることができる。

なお、第２実施形態では、コンバータ回路１５０からインバータ回路１５１に供給される直流電圧を減少させる電力消費手段だけを用いている例を挙げているが、これに限られるものではない。この電力消費手段を、第１実施形態のように他の電力消費手段と組合せて用いてもよい。

最後に、第１及び第２実施形態に関連する変形形態についてまとめて説明する。

第１及び第２実施形態では、車両制御システム１が１つのモータジェネレータ１２を備え、冷却水管１１が空調装置１６に連結されている例を挙げているが、これに限られるものではない。図６に示すように、モータジェネレータ１２以外に、別のモータジェネレータ１８を備えていてもよい。また、冷却水管１１が、空調装置１６以外に、モータジェネレータ１２、１８、コンバータ回路１５０及びインバータ回路１５１に連結され、エンジン１０の冷却水によってこれらを冷却するように構成されていてもよい。

１・・・車両制御システム、１０・・・エンジン、１１・・・冷却水管、１２・・・モータジェネレータ、１３・・・動力分割機構、１４・・・バッテリ、１５・・・電力変換装置、１５０・・・コンバータ回路、１５１・・・インバータ回路、１６・・・空調装置、１６０・・・ヒータコア、１７・・・制御装置

Claims (10)

1. 車両に搭載され、燃料を燃焼することで駆動力を発生するエンジン（１０）と、
   充放電可能なバッテリ（１４）と、
   前記バッテリから電力を供給されることで駆動力を発生し、前記エンジンから駆動力を供給されることで前記バッテリを充電するための電力を発生するモータジェネレータ（１２）と、
   前記バッテリから供給される電力を変換して前記モータジェネレータに供給することで前記モータジェネレータに駆動力を発生させ、前記モータジェネレータの発生した電力を変換して前記バッテリに供給することで前記バッテリを充電する電力変換装置（１５）と、
   前記エンジンの冷却水の熱によって車室内の温度を調整する空調装置（１６）と、
   少なくとも、前記エンジン及び前記電力変換装置を制御する制御装置（１７）と、
   を備え、前記エンジンの冷却水の温度が閾値以下の場合、前記制御装置が、車室内の温度調整のために前記エンジンの出力を増加させ冷却水の温度を上昇させる車両制御システムにおいて、
   前記制御装置は、前記電力変換装置を制御して電力を消費させる前記電力消費手段を複数有し、前記エンジンの冷却水の温度が閾値以下であっても、前記バッテリに供給する電力が制限されている場合には、車両の状態に基づいて複数の前記電力消費手段の中から少なくともいずれかの前記電力消費手段を選択し、選択した前記電力消費手段によって前記エンジンの出力増加に伴って発生する電力を消費させることを特徴とする車両制御システム。
2. 前記制御装置は、前記エンジンの出力増加に伴って発生する電力が前記電力消費手段によって消費される全電力を超えないように、前記エンジンの出力を増加させることを特徴とする請求項１に記載の車両制御システム。
3. 前記電力変換装置は、前記バッテリから供給される直流を交流に変換して前記モータジェネレータに供給し、前記モータジェネレータに駆動力を発生させ、
   前記制御装置は、前記電力変換装置から前記モータジェネレータに供給される交流電流の位相を通常の制御時における位相からずらすことによって電力を消費させる前記電力消費手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両制御システム。
4. 前記電力変換装置は、スイッチング素子を有し、前記スイッチング素子をスイッチングさせることで電力を変換し、
   前記制御装置は、前記電力変換装置を構成する前記スイッチング素子のスイッチング周波数を通常の制御時におけるスイッチング周波数より増加させることによって電力を消費させる前記電力消費手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両制御システム。
5. 前記電力変換装置は、
   前記バッテリから供給される直流を所定電圧の直流に変換するコンバータ回路と、
   前記コンバータ回路から供給される直流を交流に変換して前記モータジェネレータに供給するインバータ回路と、
   を有し、
   前記制御装置は、前記コンバータ回路から前記インバータ回路に供給される直流電圧を通常の制御時における直流電圧より減少させることによって、前記エンジンの出力増加に伴って発生する電力を消費させる前記電力消費手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両制御システム。
6. 前記電力変換装置は、
   前記バッテリから供給される直流を所定電圧の直流に変換するコンバータ回路と、
   スイッチング素子を有し、前記スイッチング素子をスイッチングさせることで前記コンバータ回路から供給される直流を交流に変換して前記モータジェネレータに供給するインバータ回路と、
   を有し、
   前記制御装置は、前記コンバータ回路から前記インバータ回路に供給される直流電圧を通常の制御時における直流電圧より増加させることによって、前記エンジンの出力増加に伴って発生する電力を消費させる前記電力消費手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両制御システム。
7. 前記制御装置は、前記モータジェネレータの温度が閾値以上、前記電力変換装置の温度が閾値以上、又は、前記電力変換装置から前記モータジェネレータに供給される電流が閾値以上の場合には、前記電力変換装置から前記モータジェネレータに供給される交流電流の位相をずらさないことを特徴とする請求項３に記載の車両制御システム。
8. 前記制御装置は、前記電力変換装置の温度が閾値以上の場合には、前記電力変換装置を構成する前記スイッチング素子のスイッチング周波数を増加させないことを特徴とする請求項４に記載の車両制御システム。
9. 前記制御装置は、前記モータジェネレータの温度が閾値以上、前記電力変換装置の温度が閾値以上、又は、前記電力変換装置から前記モータジェネレータに供給される電流が閾値以上の場合には、前記コンバータ回路から前記インバータ回路に供給される電圧を減少させないことを特徴とする請求項５に記載の車両制御システム。
10. 前記制御装置は、前記電力変換装置の温度が閾値以上、又は、前記コンバータ回路から前記インバータ回路に供給される電圧が閾値以上の場合には、前記コンバータ回路から前記インバータ回路に供給される電圧を増加させないことを特徴とする請求項６に記載の車両制御システム。

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