車両の制御装置
【課題】ヒータ要求による冷却水の循環開始後において、短期間で冷却水温度を安定させることで、ヒータブロアの作動開始遅延時間を短縮することが可能な車両の制御装置を提供する。
【解決手段】車両の制御装置は、ハイブリッド車両に搭載され、電動ウォーターポンプと、ヒータコアと、ヒータブロアと、制御手段と、を備える。電動ウォーターポンプは、内燃機関における冷却水を循環させる。ヒータコアは、冷却水と空気との熱交換を行う。ヒータブロアは、ヒータコアにより冷却水と熱交換された空気を車室へ流動させる。制御手段は、乗員操作に基づく暖房要求時に、電動ウォーターポンプの作動をさせるとともに、電動ウォーターポンプの作動から所定時間遅延させてヒータブロアを作動させる。さらに、制御手段は、暖房要求時から前記ヒータブロアの作動開始までの期間、電動ウォーターポンプの出力を一時的に増加させ、かつ、ヒータブロアの作動後は出力を減少させる。
【解決手段】車両の制御装置は、ハイブリッド車両に搭載され、電動ウォーターポンプと、ヒータコアと、ヒータブロアと、制御手段と、を備える。電動ウォーターポンプは、内燃機関における冷却水を循環させる。ヒータコアは、冷却水と空気との熱交換を行う。ヒータブロアは、ヒータコアにより冷却水と熱交換された空気を車室へ流動させる。制御手段は、乗員操作に基づく暖房要求時に、電動ウォーターポンプの作動をさせるとともに、電動ウォーターポンプの作動から所定時間遅延させてヒータブロアを作動させる。さらに、制御手段は、暖房要求時から前記ヒータブロアの作動開始までの期間、電動ウォーターポンプの出力を一時的に増加させ、かつ、ヒータブロアの作動後は出力を減少させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の冷却水を利用して車両の暖房を行う技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術が、例えば特許文献１に提案されている。特許文献１には、電動ウォーターポンプ（以下では、「電動ＷＰ」と表記する。）の停止中のヒータ要求時において、電動ＷＰの作動後の所定期間はヒータブロアを停止させる技術が提案されている。具体的には、この技術では、推定された冷却水温度の変化率が所定範囲内となるまでの間、ヒータブロアを停止させている。こうすることで、ヒータコアから流れ出る空気の温度が変動することにより乗員が不快になることを防止している。つまり、ヒータブロアの吹き出し温度が変化することで空調性能が悪化することを防止している。その他、本発明に関連のある技術が、特許文献２乃至特許文献５に提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３４１６６０号公報
【特許文献２】特開平０４−０７８７１６号公報
【特許文献３】特開２００３−０２５８２６号公報
【特許文献４】特開平０９−０３０２３７号公報
【特許文献５】特開２０００−２２５８３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ヒータ要求時に電動ＷＰを停止状態から作動させた場合、ヒータコア部分の冷却水温度が一旦下降してから上昇するといった変化をする場合がある。これは、冷却水の循環を停止していたことによる冷却水通路内での冷却水温度のばらつき等に起因する。このように冷却水温度が変化した際にヒータブロアから吹き出しを行った場合には、ヒータブロアから温度の変動がある空気が車室内に送風され、乗員に不快感を与える可能性がある。
【０００５】
ここで、上記した特許文献１に記載された技術では、電動ＷＰの作動後の所定期間、ヒータブロアを停止させている。しかし、この技術では、ヒータブロア禁止中の電動ＷＰの流量を最低に設定しているため、冷却水温度が安定するまでに時間を要するという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、ヒータ要求による冷却水の循環開始後において、短期間で冷却水温度を安定させることで、ヒータブロアの作動開始遅延時間を短縮することが可能な車両の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の１つの観点では、内燃機関における冷却水を循環させる電動ウォーターポンプと、前記冷却水と空気との熱交換を行うヒータコアと、前記ヒータコアにより熱交換された空気を車室へ流動させるヒータブロアと、乗員操作に基づく暖房要求時に、前記電動ウォーターポンプの作動をさせるとともに、前記作動から所定時間遅延させて前記ヒータブロアを作動させる制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記暖房要求時から前記ヒータブロアの作動開始までの期間、前記電動ウォーターポンプの出力を一時的に増加させ、かつ、前記ヒータブロアの作動後は前記出力を減少させることを特徴とする。
【０００８】
上記の車両の制御装置は、電動ウォーターポンプと、ヒータコアと、ヒータブロアと、制御手段と、を備える。電動ウォーターポンプは、内燃機関における冷却水を循環させる。ヒータコアは、冷却水と空気との熱交換を行う。ヒータブロアは、ヒータコアにより冷却水と熱交換された空気を車室（キャビン）へ流動させる。制御手段は、例えばＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）であり、乗員操作に基づく暖房要求時に、電動ウォーターポンプの作動をさせるとともに、電動ウォーターポンプの作動から所定時間遅延させてヒータブロアを作動させる。さらに、制御手段は、暖房要求時から前記ヒータブロアの作動開始までの期間、電動ウォーターポンプの出力を一時的に増加させ、かつ、ヒータブロアの作動後は出力を減少させる。上述の所定時間は、例えば、電動ウォーターポンプの作動開始後から冷却水温度が安定するまでの時間に設定される。このようにすることで、車両の制御装置は、電動ウォーターポンプの作動に起因した冷却水温度の変動を早期に安定させることができ、ヒータブロアの作動開始の遅延を短縮することができる。
【０００９】
上記の車両の制御装置の一態様では、前記暖房要求時から前記ヒータブロアの作動開始までの期間、前記電動ウォーターポンプの出力を一時的に増加させ、かつ、前記ヒータブロアの作動後は前記出力を減少させる。この態様では、車両の制御装置は、冷却水の攪拌を促進させるため、電動ウォーターポンプの出力を最大にする。これによって、車両の制御装置は、ヒータブロアの作動を早期に実行することが可能となる。
【００１０】
上記の車両の制御装置の他の一態様では、前記制御手段は、乗員操作に基づく暖房要求がデフロスタ要求であった場合、前記電動ウォーターポンプの作動後遅延なく前記ヒータブロアを作動させる。この態様では、車両の制御装置は、デフロスタ要求があった場合、車両の安全性を最優先にし、ヒータブロアを作動させる。
【００１１】
上記の車両の制御装置の他の一態様では、前記制御手段は、前記冷却水から検出される水温が所定温度以上の場合、前記電動ウォーターポンプの作動後遅延なく前記ヒータブロアを作動させる。所定温度は、例えば、ヒータブロアにより車室へ供給される空気の温度の上限値に設定される。この場合、冷却水の攪拌に起因して車室へ供給される空気の変動は殆ど生じないことが推定される。従って、車両の制御装置は、この場合には、不要にヒータブロアの作動開始を遅延させるのを防ぐことができる。
【００１２】
上記の車両の制御装置の好適な例では、車両の制御装置は、ハイブリッド車両に搭載される。このようにすることで、車両の制御装置を本発明に好適に適用することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１４】
［車両の構成］
まず、本発明の車両の制御装置を適用したハイブリッド車両について説明する。
【００１５】
図１は、ハイブリッド車両１００の概略構成を示す図である。ハイブリッド車両１００は、主に、エンジン１と、車軸１０２と、車輪１０３と、モータ（モータジェネレータ）ＭＧ１、ＭＧ２と、プラネタリギヤ１０４と、インバータ１０５と、バッテリ１０６と、ＥＣＵ２０と、を備える。以後、ハイブリッド車両１００の各構成要素について説明する。なお、エンジン１とＥＣＵ２０については「システムの構成」の説明で述べる。
【００１６】
車軸１０２は、エンジン１及びモータＭＧ２の動力を車輪１０３に伝達する動力伝達系の一部である。車輪１０３は、ハイブリッド車両１００の車輪であり、説明の簡略化のため、図１では特に左右前輪のみが表示されている。
【００１７】
モータＭＧ１は、主としてバッテリ１０６を充電するための発電機、或いはモータＭＧ２に電力を供給するための発電機として機能するように構成されている。また、モータＭＧ２は、主としてエンジン１の出力をアシスト（補助）する電動機として機能するように構成され、車軸１０２に動力を伝達することができるように構成されている。モータＭＧ２の回転数は、ＥＣＵ２０によって制御される。
【００１８】
これらのモータＭＧ１及びモータＭＧ２は、例えば同期電動発電機として構成され、外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える。プラネタリギヤ（遊星歯車機構）１０４は、エンジン１の出力をモータＭＧ１及び車軸１０２へ分配することが可能に構成され、動力分割機構として機能する。
【００１９】
インバータ１０５は、バッテリ１０６と、モータＭＧ１及びモータＭＧ２との間の電力の入出力を制御する直流交流変換機である。例えば、インバータ１０５は、バッテリ１０６から取り出した直流電力を交流電力に変換して、或いはモータＭＧ１によって発電された交流電力をそれぞれモータＭＧ２に供給すると共に、モータＭＧ１によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ１０６に供給することが可能に構成されている。
【００２０】
バッテリ１０６は、モータＭＧ１及びモータＭＧ２を駆動するための電源として機能することが可能に構成された充電可能な蓄電池である。
【００２１】
［システムの構成］
図２は、本発明の各実施形態に係る車両の制御装置が適用されたシステム５０の概略構成を示す図である。システム５０は、ハイブリッド車両１００に搭載される。なお、図２においては、実線矢印は冷却水の流れの一例を示しており、破線矢印は信号の入出力を示している。また、太線で表した実線（符号７で示す）は、冷却水が流れる冷却水通路を示している。
【００２２】
システム５０は、主に、エンジン（内燃機関）１と、ヒータコア２ａと、ヒータブロア２ｂと、ラジエータ３と、サーモスタット４と、電動ウォーターポンプ（電動ＷＰ）５と、排気熱回収器６ａと、ＥＧＲクーラ６ｂと、冷却水通路７と、冷却水温度センサ１０と、ヒータスイッチ１１と、ＥＣＵ２０と、を有する。このシステム５０は、冷却水通路７に設けられた構成要素（エンジン１、ヒータコア２ａ、排気熱回収器６ａ、ＥＧＲクーラ６ｂなど）と冷却水との間で熱交換を行うことで、冷却したり暖機したりするシステムである。
【００２３】
エンジン１は、燃料と空気との混合気を燃焼させることによって、車両における動力を発生する装置である。エンジン１は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどによって構成される。また、エンジン１には冷却水通路７が形成されており、当該冷却水通路７を通過する冷却水とエンジン１との間で熱交換が行われることで、エンジン１の冷却若しくは暖機が行われる。
【００２４】
ヒータコア２ａは、内部を通過する冷却水によって、車室内の空気を暖める装置であり、ヒータブロア２ｂは、ヒータコア２ａで暖められた空気を車室内に送風する装置である。具体的には、ヒータコア２ａにはヒータブロア２ｂから取り込まれた車室内の空気が供給され、このようにヒータコア２ａに供給された空気は、冷却水と熱交換することで暖められて、ヒータブロア２ｂより吹き出し口を介して吹き出される。以後、ヒータブロア２ｂにより吹き出し口を介して吹き出される空気を、「ブロア風」と呼ぶ。また、ヒータブロア２ｂは、ＥＣＵ２０から供給される制御信号Ｓ２ｂによって制御される。例えば、ヒータブロア２ｂからの吹き出し開始などが制御される。なお、ヒータブロア２ｂは、吹き出し口が複数存在する場合、各吹き出し口に対応して複数設置されてもよい。
【００２５】
ラジエータ３は、内部を通過する冷却水を外気によって冷却する装置である。この場合、電動ファン（不図示）の回転により導入された風によって、ラジエータ３内の冷却水の冷却が促進される。
【００２６】
サーモスタット４は、冷却水温度に応じて開閉する弁によって構成される。基本的には、サーモスタット４は、冷却水温度が比較的低温である場合には閉弁することでラジエータ３への冷却水の供給を遮断し、冷却水温度が比較的高温となったときに開弁してラジエータ３へ冷却水を供給する。
【００２７】
電動ウォーターポンプ５（以後、「電動ＷＰ５」と称す。）は、電動式のモータを備えて構成され、このモータの駆動により冷却水を冷却水通路７内で循環させる。電動ＷＰ５は、ＥＣＵ２０から供給される制御信号Ｓ５によって制御される。具体的には、電動ＷＰ５における動作のオン／オフや、電動ＷＰ５内のモータの回転数などが制御される。従って、電動ＷＰ５は、エンジン１の回転数とは独立して動作することが可能である。
【００２８】
排気熱回収器６ａは、冷却水通路７上に設けられていると共に、エンジン１の排気ガスが通過する排気通路（不図示）上に設けられており、冷却水と排気ガスとの間で熱交換を行うことで排気熱を回収する。ＥＧＲクーラ６ｂは、冷却水通路７上に設けられていると共に、ＥＧＲガスが通過するＥＧＲ通路（不図示）上に設けられており、冷却水とＥＧＲガスとの間で熱交換を行うことでＥＧＲガスを冷却する。
【００２９】
冷却水温度センサ１０は、エンジン１のヘッドの下流側における冷却水通路７上に設けられており、当該箇所での冷却水温度を検出する。冷却水温度センサ１０は、検出した冷却水温度に対応する検出信号Ｓ１０をＥＣＵ２０に供給する。
【００３０】
ヒータスイッチ１１は、車室内を暖房するために乗員によって操作されるスイッチである。ヒータスイッチ１１は、スイッチのオン／オフに対応する信号Ｓ１１をＥＣＵ２０に供給する。つまり、ヒータスイッチ１１は、乗員からの暖房要求の有無に対応する信号Ｓ１１を出力する。
【００３１】
ＥＣＵ２０は、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などを備え、車両内の構成要素に対して種々の制御を行う。具体的には、ＥＣＵ２０は、冷却水温度センサ１０及びヒータスイッチ１１から供給される信号Ｓ１０、Ｓ１１に基づいて、ヒータブロア２ｂ及び電動ＷＰ５に制御信号Ｓ２ｂ、Ｓ５を供給することで、ヒータブロア２ｂ及び電動ＷＰ５に対する制御を行う。このように、ＥＣＵ２０は、本発明における制御手段として機能する。
【００３２】
なお、上記では、冷却水温度センサ１０をエンジン１のヘッドの下流側における冷却水通路７上に設ける例を示したが、冷却水温度センサ１０を設ける位置は、これに限定はされない。つまり、エンジン１のヘッドの下流側における冷却水通路７中の冷却水の温度を用いることに限定はされない。また、上記では、冷却水を循環させるポンプとして電動ＷＰ５を示したが、これに限定はされない。エンジン１と独立して動作可能であれば、電動ＷＰ５以外の種々のポンプを用いることができる。
【００３３】
以下の第１実施形態及び第２実施形態では、ＥＣＵ２０による電動ＷＰ５及びヒータブロア２ｂの作動制御について具体的に説明する。
【００３４】
［第１実施形態］
次に、第１実施形態においてＥＣＵ２０が行う制御方法について説明する。第１実施形態では、ＥＣＵ２０は、乗員からの暖房要求があった場合には、電動ＷＰ５を作動させるとともに、作動後所定時間遅延させてヒータブロア２ｂを作動させる。これにより、ＥＣＵ２０は、電動ＷＰ５の作動開始直後での冷却水の攪拌に起因したブロア風の温度変動を抑制する。
【００３５】
第１実施形態における制御の流れについて図３を用いて説明する。図３は、ＥＣＵ２０の制御に基づくヒータブロア２ｂ及び電動ＷＰ５の作動状態、その他システム５０の状態を表すパラメータの時間変化のグラフの一例である。具体的には、図３（ａ）は、冷却水温度センサ１０から検出される冷却水温度の時間変化のグラフを示す。図３（ｂ）は、暖房要求の有無（ここでは、それぞれ「ＯＮ」、「ＯＦＦ」と称す。）の時間変化のグラフを示す。図３（ｃ）は、ヒータブロア２ｂの状態（ここでは、作動中を「ＯＮ」、停止中を「ＯＦＦ」で表す。）の時間変化のグラフを示す。図３（ｄ）は、ブロア風温度の時間変化のグラフを示す。図３（ｅ）は、電動ＷＰ５の状態の時間変化のグラフを示す。また、所定時刻「ｔ０」は、電動ＷＰ５が停止している所定の時刻を指し、所定時刻「ｔ１」は、時刻ｔ０後であって、暖房要求があった時刻を指し、所定時刻「ｔ２」は、時刻ｔ１後であって、ヒータブロア２ｂをＯＮにする時刻を指す。
【００３６】
まず、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの期間Ａでは、ＥＣＵ２０は、電動ＷＰ５を停止させている（図３（ｅ）参照）。従って、期間Ａでは、冷却水温度は、エンジン１の発熱に起因して温度が上昇する（図３（ａ）参照）。
【００３７】
そして、暖房要求があった時刻ｔ１において（図３（ｂ）参照）、ＥＣＵ２０は、ヒータコア２ａで車室内の空気と冷却水との熱交換を実行するため、電動ＷＰ５を作動させる（図３（ｅ）参照）。
【００３８】
電動ＷＰ５の作動に起因して、冷却水通路７内の冷却水は、エンジン１近傍の高温部分と、他の低温部分とが攪拌される。その結果、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間Ｂでは、冷却水温度が変動する（図３（ａ）参照）。この期間Ｂでは、ＥＣＵ２０は、ブロア風の温度が急変することによる乗員の不快感を抑制するため、ヒータブロア２ｂを作動しない（図３（ｃ）参照）。
【００３９】
そして、冷却水温度が安定した時刻ｔ２において、ＥＣＵ２０は、ヒータブロア２ｂを作動させる（図３（ａ）、図３（ｃ）参照）。このとき、ヒータコア２ａに流れる冷却水の温度は安定しているため、ヒータコア２ａにより熱交換された空気の温度は安定する。従って、ブロア風の温度は、ほぼ一定を保つ（図３（ｄ）参照）。従って、期間Ｂの長さ、即ち、本発明における「所定時間」は、電動ＷＰ５の作動後から、冷却水の攪拌に起因した冷却水温度の変動がなくなるまで、または変動がなくなったとみなせる程度に当該変動幅が小さくなるまでの期間（以後、「水温変動期間」と呼ぶ。）の長さ以上に設定される。従って、ＥＣＵ２０は、例えば、冷却水温度センサ１０から検出された冷却水温度を監視し、当該温度の変動幅が所定の閾値以下になった場合に、水温変動期間が終了したと判断し、ヒータブロア２ｂを作動させる。これにより、ＥＣＵ２０は、安定した温度を有するブロア風を車室に供給することができる。
【００４０】
次に、第１実施形態の効果について補足する。図４は、電動ＷＰ５の作動開始直後にヒータブロア２ｂを作動させた場合（以後、「比較例」と呼ぶ。）での、ヒータブロア２ｂ及び電動ＷＰ５の作動状態、その他システム５０の状態を表すパラメータの時間変化のグラフの一例である。図４（ａ）乃至（ｅ）は、それぞれ図３（ａ）乃至（ｅ）に対応する。
【００４１】
比較例では、ＥＣＵ２０は、時刻ｔ１に電動ＷＰ５を作動させるとともに、その直後にヒータブロア２ｂを作動させている（図４（ｅ）、図４（ｃ）参照）。即ち、ＥＣＵ２０は、冷却水温度の変動がある期間Ｂにおいて、ヒータブロア２ｂを作動させている（図４（ａ）参照）。従って、期間Ｂにおいて、車室に供給されるブロア風の温度は安定せず、これに起因して乗員に不快感を与える可能性がある。これに対し、第１実施形態では、ＥＣＵ２０は、電動ＷＰ５の作動開始に起因した冷却水温度の変動が収まった後にヒータブロア２ｂを作動させている。これにより、ＥＣＵ２０は、ブロア風の温度が急変することに起因して乗員に不快感を与えるのを抑制することができる。
【００４２】
（処理フロー）
次に、第１実施形態における処理の手順について説明する。図５は、第１実施形態においてＥＣＵ２０が実行する処理の手順を表すフローチャートの一例である。ＥＣＵ２０は、図５に示すフローチャートの処理を所定の周期に従い繰り返し実行する。
【００４３】
まず、ＥＣＵ２０は、電動ＷＰ５が停止中であるか否かについて判定する（ステップＳ１０１）。そして、電動ＷＰ５が停止中の場合（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２０は、次に乗員から暖房要求があったか否かについて判定する（ステップＳ１０２）。例えば、ＥＣＵ２０は、乗員からの暖房要求の有無を、ヒータスイッチ１１から送信される信号Ｓ１１により判断する。
【００４４】
そして、暖房要求があった場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２０は、電動ＷＰを作動させる（ステップＳ１０３）。これにより、冷却水が攪拌されるとともに、ヒータコア２ａで車室内の空気と冷却水との熱交換が行われる。
【００４５】
一方、電動ＷＰ５が駆動中の場合（ステップＳ１０１；Ｎｏ）、または、暖房要求がない場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、ＥＣＵ２０は、フローチャートの処理を終了する。
【００４６】
次に、ＥＣＵ２０は、ステップＳ１０３で電動ＷＰ５を作動後、所定時間が経過したか否かについて判定する（ステップＳ１０４）。このとき、所定時間は、水温変動期間の長さ以上に設定される。そして、電動ＷＰ５の作動後、所定時間経過していない場合（ステップＳ１０４；Ｎｏ）、ＥＣＵ２０は、引き続き所定時間が経過したか否かについて監視する。
【００４７】
一方、所定時間が経過した場合（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２０は、ヒータブロア２ｂを作動させる（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０５の時点では、水温変動期間は経過している。従って、ＥＣＵ２０は、電動ＷＰ５の作動開始直後での冷却水の攪拌に起因したブロア風の温度変動を抑制し、安定した温度のブロア風を車室に供給することができる。
【００４８】
［第２実施形態］
第１実施形態では、ＥＣＵ２０は、乗員からの暖房要求に基づき電動ＷＰ５を作動させた場合、電動ＷＰ５の作動後所定時間遅延させてヒータブロア２ｂを作動させることで、冷却水温度の変動に起因したブロア風温度の変動を防いだ。これに加えて、第２実施形態では、ＥＣＵ２０は、乗員からの暖房要求に基づき電動ＷＰ５を作動させた場合、電動ＷＰ５の出力を一時的に最大にする。これにより、ＥＣＵ２０は、水温変動期間の幅を縮小させ、ヒータブロア２ｂの作動開始の遅延を最小限に抑える。
【００４９】
第２実施形態における制御の流れについて図６を用いて説明する。図６は、第２実施形態におけるヒータブロア２ｂ及び電動ＷＰ５の作動状態、その他システム５０の状態を表すパラメータの時間変化のグラフの一例である。図６（ａ）乃至図６（ｄ）は、それぞれ図３（ａ）乃至図３（ｄ）に対応する。図６（ｅ）は、電動ＷＰ５の出力状態の時間変化のグラフの一例を示す。ここでは、電動ＷＰ５の出力が「０」の場合が、電動ＷＰ５の停止状態に対応する。また、所定時刻「ｔ２α」は、第２実施形態においてヒータブロア２ｂの作動を開始する時刻を表す。
【００５０】
まず、暖房要求があった時刻ｔ１において、ＥＣＵ２０は、第１実施形態と同様、ヒータコア２ａで車室内の空気と冷却水との熱交換を実行するため、電動ＷＰ５を作動させる（図６（ｅ）参照）。
【００５１】
ここで、さらに、第２実施形態では、冷却水温度の変動を早期に収縮させるため、ＥＣＵ２０は、電動ＷＰ５を最大出力「Ｐｍａｘ」で作動させる（図６（ｅ）参照）。これにより、ＥＣＵ２０は、冷却水通路７内の冷却水の攪拌を促進し、冷却水温度を早期に安定させることができる。
【００５２】
そして、電動ＷＰ５が最大出力Ｐｍａｘで作動することにより、時刻ｔ２αには冷却水温度の変動が収まる（図６（ａ）参照）。そして、時刻ｔ２αにおいて、ＥＣＵ２０は、ヒータブロア２ｂを作動させる（図６（ｃ）参照）。この時刻ｔ２αは、第１実施形態における時刻ｔ２よりも早い時刻となる。即ち、時刻ｔ１から時刻ｔ２αまでの期間Ｂαの長さは、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間Ｂの長さよりも短くなる。従って、ＥＣＵ２０は、暖房要求があった時刻ｔ１から早期にヒータブロア２ｂを駆動させることができる。
【００５３】
また、ＥＣＵ２０は、冷却水温度の変動が収まった時刻ｔ２α以降では、ＥＣＵ２０は、電動ＷＰ５の出力を通常用いられる出力Ｐ０（以後、「通常出力Ｐ０」と呼ぶ。）に減少させる（図６（ｅ）参照）。これにより、ＥＣＵ２０は、電動ＷＰ５の過負担等を防ぐ。
【００５４】
なお、図６（ｅ）では、ＥＣＵ２０は、時刻ｔ２αに、電動ＷＰ５の出力を最大出力Ｐｍａｘから通常出力Ｐ０へ瞬時に切り替えた。しかし、これに代わり、ＥＣＵ２０は、電動ＷＰ５の出力を最大出力Ｐｍａｘから通常出力Ｐ０へ、徐々に、即ち時間幅をもって遷移させてもよい。
【００５５】
（処理フロー）
次に、第２実施形態における処理の手順について説明する。図７は、第２実施形態においてＥＣＵ２０が実行する処理の手順を表すフローチャートの一例である。ＥＣＵ２０は、図７に示すフローチャートの処理を所定の周期に従い繰り返し実行する。ここでは、第１実施形態と処理が異なるステップＳ２０３から説明する。
【００５６】
暖房要求があった場合（ステップＳ２０２；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２０は、電動ＷＰ５を最大出力Ｐｍａｘで作動させる（ステップＳ２０３）。これにより、冷却水の攪拌が促進される。
【００５７】
次に、ＥＣＵ２０は、電動ＷＰ５の作動後から所定時間経過したか否かについて判定する（ステップＳ２０４）。このとき、所定時間は、例えば、水温変動期間の長さに設定される。また、水温変動期間は、電動ＷＰ５が最大出力Ｐｍａｘで作動していることに起因して短縮される。即ち、ここでの所定時間は、第１実施形態における所定時間よりも短い。
【００５８】
そして、所定時間が経過していない場合（ステップＳ２０４；Ｎｏ）、ＥＣＵ２０は、引き続き所定時間が経過したか否かについて監視する。
【００５９】
一方、所定時間が経過したと判断した場合（ステップＳ２０４；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２０は、ヒータブロア２ｂを作動させる（ステップＳ２０５）。また、ＥＣＵ２０は、電動ＷＰ５を通常出力Ｐ０に設定する（ステップＳ２０６）。以上により、ＥＣＵ２０は、ヒータブロア２ｂの作動開始の遅延を最小限に抑制することができる。
【００６０】
（変形例１）
第２実施形態では、ＥＣＵ２０は、乗員からの暖房要求に基づき電動ＷＰ５を作動させた場合、電動ＷＰ５の出力指示を最大にした。しかし、本発明が適用可能な制御はこれに限定されず、これに代わり、ＥＣＵ２０は、電動ＷＰ５の出力を通常出力Ｐ０よりも大きい任意の出力にしてもよい。この場合、例えば、ＥＣＵ２０は、電動ＷＰ５に過度の処理負担を掛けない範囲の高出力で電動ＷＰ５を駆動する。これによっても、ＥＣＵ２０は、水温変動期間の幅を縮小することができ、ヒータブロア２ｂの作動開始の遅延を低減させることができる。
【００６１】
（変形例２）
第１実施形態及び第２実施形態では、ＥＣＵ２０は、電動ＷＰ５の作動開始後所定時間遅延させてヒータブロア２ｂを作動させることにより、冷却水温度の変動に起因したブロア風温度の変動を防いだ。しかし、これに代えて、ＥＣＵ２０は、外部熱源を利用してブロア風を暖機することにより、冷却水温度の変動に起因したブロア風温度の変動を防いでもよい。
【００６２】
この場合、外部熱源は、例えば、ＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｒｅｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）ヒータであり、バッテリ１０６から電力の供給を受けることで作動する。そして、外部熱源は、ヒータブロア２ｂの近傍に設置され、ＥＣＵ２０の制御信号に基づき作動が制御される。
【００６３】
そして、変形例２では、ＥＣＵ２０は、暖房要求に基づき電動ＷＰ５を駆動させた場合、遅延なくヒータブロア２ｂを作動させるとともに、外部熱源を作動させる。これにより、ヒータコア２ａによって熱交換された空気は、比較的低温であっても、外部熱源により一定以上の温度に暖機される。即ち、ＥＣＵ２０は、外部熱源により、車室に供給するブロア風の温度を一定以上に安定させることができる。以上のように、ＥＣＵ２０は、外部熱源を利用することで、ブロア風の温度変動を防止することができる。
【００６４】
（変形例３）
第１実施形態及び第２実施形態では、ＥＣＵ２０は、電動ＷＰ５の作動開始後所定時間遅延させてヒータブロア２ｂを作動させた。一方、ＥＣＵ２０は、乗員からの暖房要求がデフロスタ要求であった場合、即ち車両に付属する窓ガラスの曇りを除去するための要求であった場合には、電動ＷＰ５の作動開始後遅延なくヒータブロア２ｂを作動させてもよい。これにより、ＥＣＵ２０は、車両の安全性を担保することができる。
【００６５】
（変形例４）
第１実施形態及び第２実施形態では、ＥＣＵ２０は、吹き出し口に依らず、電動ＷＰ５の作動開始後所定時間遅延させてからブロア風を供給した。一方、これに代えて、ＥＣＵ２０は、電動ＷＰ５の作動開始後遅延なく、乗員に直接当たらない吹き出し口からブロア風を車室へ供給してもよい。このとき、ＥＣＵ２０は、乗員に直接当たる吹き出し口からは、電動ＷＰ５の作動開始後所定時間遅延させてブロア風を車室へ供給する。
【００６６】
例えば、ＥＣＵ２０は、電動ＷＰ５の作動開始後遅延なく、フロントガラスの下面に位置する吹き出し口からブロア風を供給する。一方で、ＥＣＵ２０は、他の吹き出し口、例えばインストルメントパネル付近に設置される吹き出し口からは、電動ＷＰ５の作動開始後所定時間遅延させてブロア風を供給する。この場合、ＥＣＵ２０は、例えば、各吹き出し口に対応して設置されるヒータブロア２ｂを個別に作動制御するか、または、各吹き出し口を開閉させることにより、吹き出し口ごとのブロア風の供給を制御する。
【００６７】
このように、ＥＣＵ２０は、乗員に不快感を与える恐れがない吹き出し口からは電動ＷＰ５の作動開始後遅延なくブロア風を供給することで、車室内温度の上昇が遅れるのを防止することができる。
【００６８】
（変形例５）
第１実施形態及び第２実施形態では、ＥＣＵ２０は、冷却水温度が高温か否かに依らず、電動ＷＰ５の作動開始後所定時間遅延させてからヒータブロア２ｂを駆動させた。一方、これに代えて、ＥＣＵ２０は、冷却水温度が高温の場合には、電動ＷＰ５の作動開始後遅延なくヒータブロア２ｂを作動させてもよい。
【００６９】
具体的には、ＥＣＵ２０は、暖房要求に基づき電動ＷＰ５を開始した場合、冷却水温度が所定温度以上か否かについて判断する。この場合、上述の所定温度は、例えば、想定されるブロア風の最高温度付近（例えば、５０度〜６０度）に設定される。そして、冷却水温度が所定温度以上の場合、ＥＣＵ２０は、冷却水の攪拌による水温変動に起因したブロア風の温度変動はないと判断し、電動ＷＰ５の作動開始後遅延なくヒータブロア２ｂを作動させる。一方、冷却水温度が所定温度未満の場合、ＥＣＵ２０は、水温変動に起因したブロア風の温度変動が発生する可能性があると判断し、電動ＷＰ５の作動開始後所定時間遅延させてヒータブロア２ｂを作動させる。このようにすることで、冷却水温度が所定温度以上の高温の場合、ＥＣＵ２０は、不要にヒータブロア２ｂの作動を遅延させるのを防ぎ、早期に車室内温度を上昇させることができる。
【００７０】
（変形例６）
上述の説明では、システム５０は、ハイブリッド車両１００に搭載されていたが、本発明が適用可能な構成はこれに限定されない。例えば、システム５０は、通常のエンジン車両に搭載されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】車両の制御装置が搭載されるハイブリッド車両の概略構成図を示す。
【図２】車両の制御装置が適用されたシステムの概略構成図を示す。
【図３】第１実施形態に係るシステムが有する各状態の時間変化を示すグラフの一例である。
【図４】比較例に係るシステムが有する各状態の時間変化を示すグラフの一例である。
【図５】第１実施形態における制御処理を示すフローチャートである。
【図６】第２実施形態に係るシステムが有する各状態の時間変化を示すグラフの一例である。
【図７】第２実施形態における制御処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７２】
１ エンジン（内燃機関）
２ａ ヒータコア
２ｂ ヒータブロア
３ ラジエータ
４ サーモスタット
５ 電動ウォーターポンプ（電動ＷＰ）
７ 冷却水通路
１０ 冷却水温度センサ
１１ ヒータスイッチ
２０ ＥＣＵ
１０６ バッテリ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の冷却水を利用して車両の暖房を行う技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術が、例えば特許文献１に提案されている。特許文献１には、電動ウォーターポンプ（以下では、「電動ＷＰ」と表記する。）の停止中のヒータ要求時において、電動ＷＰの作動後の所定期間はヒータブロアを停止させる技術が提案されている。具体的には、この技術では、推定された冷却水温度の変化率が所定範囲内となるまでの間、ヒータブロアを停止させている。こうすることで、ヒータコアから流れ出る空気の温度が変動することにより乗員が不快になることを防止している。つまり、ヒータブロアの吹き出し温度が変化することで空調性能が悪化することを防止している。その他、本発明に関連のある技術が、特許文献２乃至特許文献５に提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３４１６６０号公報
【特許文献２】特開平０４−０７８７１６号公報
【特許文献３】特開２００３−０２５８２６号公報
【特許文献４】特開平０９−０３０２３７号公報
【特許文献５】特開２０００−２２５８３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ヒータ要求時に電動ＷＰを停止状態から作動させた場合、ヒータコア部分の冷却水温度が一旦下降してから上昇するといった変化をする場合がある。これは、冷却水の循環を停止していたことによる冷却水通路内での冷却水温度のばらつき等に起因する。このように冷却水温度が変化した際にヒータブロアから吹き出しを行った場合には、ヒータブロアから温度の変動がある空気が車室内に送風され、乗員に不快感を与える可能性がある。
【０００５】
ここで、上記した特許文献１に記載された技術では、電動ＷＰの作動後の所定期間、ヒータブロアを停止させている。しかし、この技術では、ヒータブロア禁止中の電動ＷＰの流量を最低に設定しているため、冷却水温度が安定するまでに時間を要するという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、ヒータ要求による冷却水の循環開始後において、短期間で冷却水温度を安定させることで、ヒータブロアの作動開始遅延時間を短縮することが可能な車両の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の１つの観点では、内燃機関における冷却水を循環させる電動ウォーターポンプと、前記冷却水と空気との熱交換を行うヒータコアと、前記ヒータコアにより熱交換された空気を車室へ流動させるヒータブロアと、乗員操作に基づく暖房要求時に、前記電動ウォーターポンプの作動をさせるとともに、前記作動から所定時間遅延させて前記ヒータブロアを作動させる制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記暖房要求時から前記ヒータブロアの作動開始までの期間、前記電動ウォーターポンプの出力を一時的に増加させ、かつ、前記ヒータブロアの作動後は前記出力を減少させることを特徴とする。
【０００８】
上記の車両の制御装置は、電動ウォーターポンプと、ヒータコアと、ヒータブロアと、制御手段と、を備える。電動ウォーターポンプは、内燃機関における冷却水を循環させる。ヒータコアは、冷却水と空気との熱交換を行う。ヒータブロアは、ヒータコアにより冷却水と熱交換された空気を車室（キャビン）へ流動させる。制御手段は、例えばＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）であり、乗員操作に基づく暖房要求時に、電動ウォーターポンプの作動をさせるとともに、電動ウォーターポンプの作動から所定時間遅延させてヒータブロアを作動させる。さらに、制御手段は、暖房要求時から前記ヒータブロアの作動開始までの期間、電動ウォーターポンプの出力を一時的に増加させ、かつ、ヒータブロアの作動後は出力を減少させる。上述の所定時間は、例えば、電動ウォーターポンプの作動開始後から冷却水温度が安定するまでの時間に設定される。このようにすることで、車両の制御装置は、電動ウォーターポンプの作動に起因した冷却水温度の変動を早期に安定させることができ、ヒータブロアの作動開始の遅延を短縮することができる。
【０００９】
上記の車両の制御装置の一態様では、前記暖房要求時から前記ヒータブロアの作動開始までの期間、前記電動ウォーターポンプの出力を一時的に増加させ、かつ、前記ヒータブロアの作動後は前記出力を減少させる。この態様では、車両の制御装置は、冷却水の攪拌を促進させるため、電動ウォーターポンプの出力を最大にする。これによって、車両の制御装置は、ヒータブロアの作動を早期に実行することが可能となる。
【００１０】
上記の車両の制御装置の他の一態様では、前記制御手段は、乗員操作に基づく暖房要求がデフロスタ要求であった場合、前記電動ウォーターポンプの作動後遅延なく前記ヒータブロアを作動させる。この態様では、車両の制御装置は、デフロスタ要求があった場合、車両の安全性を最優先にし、ヒータブロアを作動させる。
【００１１】
上記の車両の制御装置の他の一態様では、前記制御手段は、前記冷却水から検出される水温が所定温度以上の場合、前記電動ウォーターポンプの作動後遅延なく前記ヒータブロアを作動させる。所定温度は、例えば、ヒータブロアにより車室へ供給される空気の温度の上限値に設定される。この場合、冷却水の攪拌に起因して車室へ供給される空気の変動は殆ど生じないことが推定される。従って、車両の制御装置は、この場合には、不要にヒータブロアの作動開始を遅延させるのを防ぐことができる。
【００１２】
上記の車両の制御装置の好適な例では、車両の制御装置は、ハイブリッド車両に搭載される。このようにすることで、車両の制御装置を本発明に好適に適用することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１４】
［車両の構成］
まず、本発明の車両の制御装置を適用したハイブリッド車両について説明する。
【００１５】
図１は、ハイブリッド車両１００の概略構成を示す図である。ハイブリッド車両１００は、主に、エンジン１と、車軸１０２と、車輪１０３と、モータ（モータジェネレータ）ＭＧ１、ＭＧ２と、プラネタリギヤ１０４と、インバータ１０５と、バッテリ１０６と、ＥＣＵ２０と、を備える。以後、ハイブリッド車両１００の各構成要素について説明する。なお、エンジン１とＥＣＵ２０については「システムの構成」の説明で述べる。
【００１６】
車軸１０２は、エンジン１及びモータＭＧ２の動力を車輪１０３に伝達する動力伝達系の一部である。車輪１０３は、ハイブリッド車両１００の車輪であり、説明の簡略化のため、図１では特に左右前輪のみが表示されている。
【００１７】
モータＭＧ１は、主としてバッテリ１０６を充電するための発電機、或いはモータＭＧ２に電力を供給するための発電機として機能するように構成されている。また、モータＭＧ２は、主としてエンジン１の出力をアシスト（補助）する電動機として機能するように構成され、車軸１０２に動力を伝達することができるように構成されている。モータＭＧ２の回転数は、ＥＣＵ２０によって制御される。
【００１８】
これらのモータＭＧ１及びモータＭＧ２は、例えば同期電動発電機として構成され、外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える。プラネタリギヤ（遊星歯車機構）１０４は、エンジン１の出力をモータＭＧ１及び車軸１０２へ分配することが可能に構成され、動力分割機構として機能する。
【００１９】
インバータ１０５は、バッテリ１０６と、モータＭＧ１及びモータＭＧ２との間の電力の入出力を制御する直流交流変換機である。例えば、インバータ１０５は、バッテリ１０６から取り出した直流電力を交流電力に変換して、或いはモータＭＧ１によって発電された交流電力をそれぞれモータＭＧ２に供給すると共に、モータＭＧ１によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ１０６に供給することが可能に構成されている。
【００２０】
バッテリ１０６は、モータＭＧ１及びモータＭＧ２を駆動するための電源として機能することが可能に構成された充電可能な蓄電池である。
【００２１】
［システムの構成］
図２は、本発明の各実施形態に係る車両の制御装置が適用されたシステム５０の概略構成を示す図である。システム５０は、ハイブリッド車両１００に搭載される。なお、図２においては、実線矢印は冷却水の流れの一例を示しており、破線矢印は信号の入出力を示している。また、太線で表した実線（符号７で示す）は、冷却水が流れる冷却水通路を示している。
【００２２】
システム５０は、主に、エンジン（内燃機関）１と、ヒータコア２ａと、ヒータブロア２ｂと、ラジエータ３と、サーモスタット４と、電動ウォーターポンプ（電動ＷＰ）５と、排気熱回収器６ａと、ＥＧＲクーラ６ｂと、冷却水通路７と、冷却水温度センサ１０と、ヒータスイッチ１１と、ＥＣＵ２０と、を有する。このシステム５０は、冷却水通路７に設けられた構成要素（エンジン１、ヒータコア２ａ、排気熱回収器６ａ、ＥＧＲクーラ６ｂなど）と冷却水との間で熱交換を行うことで、冷却したり暖機したりするシステムである。
【００２３】
エンジン１は、燃料と空気との混合気を燃焼させることによって、車両における動力を発生する装置である。エンジン１は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどによって構成される。また、エンジン１には冷却水通路７が形成されており、当該冷却水通路７を通過する冷却水とエンジン１との間で熱交換が行われることで、エンジン１の冷却若しくは暖機が行われる。
【００２４】
ヒータコア２ａは、内部を通過する冷却水によって、車室内の空気を暖める装置であり、ヒータブロア２ｂは、ヒータコア２ａで暖められた空気を車室内に送風する装置である。具体的には、ヒータコア２ａにはヒータブロア２ｂから取り込まれた車室内の空気が供給され、このようにヒータコア２ａに供給された空気は、冷却水と熱交換することで暖められて、ヒータブロア２ｂより吹き出し口を介して吹き出される。以後、ヒータブロア２ｂにより吹き出し口を介して吹き出される空気を、「ブロア風」と呼ぶ。また、ヒータブロア２ｂは、ＥＣＵ２０から供給される制御信号Ｓ２ｂによって制御される。例えば、ヒータブロア２ｂからの吹き出し開始などが制御される。なお、ヒータブロア２ｂは、吹き出し口が複数存在する場合、各吹き出し口に対応して複数設置されてもよい。
【００２５】
ラジエータ３は、内部を通過する冷却水を外気によって冷却する装置である。この場合、電動ファン（不図示）の回転により導入された風によって、ラジエータ３内の冷却水の冷却が促進される。
【００２６】
サーモスタット４は、冷却水温度に応じて開閉する弁によって構成される。基本的には、サーモスタット４は、冷却水温度が比較的低温である場合には閉弁することでラジエータ３への冷却水の供給を遮断し、冷却水温度が比較的高温となったときに開弁してラジエータ３へ冷却水を供給する。
【００２７】
電動ウォーターポンプ５（以後、「電動ＷＰ５」と称す。）は、電動式のモータを備えて構成され、このモータの駆動により冷却水を冷却水通路７内で循環させる。電動ＷＰ５は、ＥＣＵ２０から供給される制御信号Ｓ５によって制御される。具体的には、電動ＷＰ５における動作のオン／オフや、電動ＷＰ５内のモータの回転数などが制御される。従って、電動ＷＰ５は、エンジン１の回転数とは独立して動作することが可能である。
【００２８】
排気熱回収器６ａは、冷却水通路７上に設けられていると共に、エンジン１の排気ガスが通過する排気通路（不図示）上に設けられており、冷却水と排気ガスとの間で熱交換を行うことで排気熱を回収する。ＥＧＲクーラ６ｂは、冷却水通路７上に設けられていると共に、ＥＧＲガスが通過するＥＧＲ通路（不図示）上に設けられており、冷却水とＥＧＲガスとの間で熱交換を行うことでＥＧＲガスを冷却する。
【００２９】
冷却水温度センサ１０は、エンジン１のヘッドの下流側における冷却水通路７上に設けられており、当該箇所での冷却水温度を検出する。冷却水温度センサ１０は、検出した冷却水温度に対応する検出信号Ｓ１０をＥＣＵ２０に供給する。
【００３０】
ヒータスイッチ１１は、車室内を暖房するために乗員によって操作されるスイッチである。ヒータスイッチ１１は、スイッチのオン／オフに対応する信号Ｓ１１をＥＣＵ２０に供給する。つまり、ヒータスイッチ１１は、乗員からの暖房要求の有無に対応する信号Ｓ１１を出力する。
【００３１】
ＥＣＵ２０は、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などを備え、車両内の構成要素に対して種々の制御を行う。具体的には、ＥＣＵ２０は、冷却水温度センサ１０及びヒータスイッチ１１から供給される信号Ｓ１０、Ｓ１１に基づいて、ヒータブロア２ｂ及び電動ＷＰ５に制御信号Ｓ２ｂ、Ｓ５を供給することで、ヒータブロア２ｂ及び電動ＷＰ５に対する制御を行う。このように、ＥＣＵ２０は、本発明における制御手段として機能する。
【００３２】
なお、上記では、冷却水温度センサ１０をエンジン１のヘッドの下流側における冷却水通路７上に設ける例を示したが、冷却水温度センサ１０を設ける位置は、これに限定はされない。つまり、エンジン１のヘッドの下流側における冷却水通路７中の冷却水の温度を用いることに限定はされない。また、上記では、冷却水を循環させるポンプとして電動ＷＰ５を示したが、これに限定はされない。エンジン１と独立して動作可能であれば、電動ＷＰ５以外の種々のポンプを用いることができる。
【００３３】
以下の第１実施形態及び第２実施形態では、ＥＣＵ２０による電動ＷＰ５及びヒータブロア２ｂの作動制御について具体的に説明する。
【００３４】
［第１実施形態］
次に、第１実施形態においてＥＣＵ２０が行う制御方法について説明する。第１実施形態では、ＥＣＵ２０は、乗員からの暖房要求があった場合には、電動ＷＰ５を作動させるとともに、作動後所定時間遅延させてヒータブロア２ｂを作動させる。これにより、ＥＣＵ２０は、電動ＷＰ５の作動開始直後での冷却水の攪拌に起因したブロア風の温度変動を抑制する。
【００３５】
第１実施形態における制御の流れについて図３を用いて説明する。図３は、ＥＣＵ２０の制御に基づくヒータブロア２ｂ及び電動ＷＰ５の作動状態、その他システム５０の状態を表すパラメータの時間変化のグラフの一例である。具体的には、図３（ａ）は、冷却水温度センサ１０から検出される冷却水温度の時間変化のグラフを示す。図３（ｂ）は、暖房要求の有無（ここでは、それぞれ「ＯＮ」、「ＯＦＦ」と称す。）の時間変化のグラフを示す。図３（ｃ）は、ヒータブロア２ｂの状態（ここでは、作動中を「ＯＮ」、停止中を「ＯＦＦ」で表す。）の時間変化のグラフを示す。図３（ｄ）は、ブロア風温度の時間変化のグラフを示す。図３（ｅ）は、電動ＷＰ５の状態の時間変化のグラフを示す。また、所定時刻「ｔ０」は、電動ＷＰ５が停止している所定の時刻を指し、所定時刻「ｔ１」は、時刻ｔ０後であって、暖房要求があった時刻を指し、所定時刻「ｔ２」は、時刻ｔ１後であって、ヒータブロア２ｂをＯＮにする時刻を指す。
【００３６】
まず、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの期間Ａでは、ＥＣＵ２０は、電動ＷＰ５を停止させている（図３（ｅ）参照）。従って、期間Ａでは、冷却水温度は、エンジン１の発熱に起因して温度が上昇する（図３（ａ）参照）。
【００３７】
そして、暖房要求があった時刻ｔ１において（図３（ｂ）参照）、ＥＣＵ２０は、ヒータコア２ａで車室内の空気と冷却水との熱交換を実行するため、電動ＷＰ５を作動させる（図３（ｅ）参照）。
【００３８】
電動ＷＰ５の作動に起因して、冷却水通路７内の冷却水は、エンジン１近傍の高温部分と、他の低温部分とが攪拌される。その結果、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間Ｂでは、冷却水温度が変動する（図３（ａ）参照）。この期間Ｂでは、ＥＣＵ２０は、ブロア風の温度が急変することによる乗員の不快感を抑制するため、ヒータブロア２ｂを作動しない（図３（ｃ）参照）。
【００３９】
そして、冷却水温度が安定した時刻ｔ２において、ＥＣＵ２０は、ヒータブロア２ｂを作動させる（図３（ａ）、図３（ｃ）参照）。このとき、ヒータコア２ａに流れる冷却水の温度は安定しているため、ヒータコア２ａにより熱交換された空気の温度は安定する。従って、ブロア風の温度は、ほぼ一定を保つ（図３（ｄ）参照）。従って、期間Ｂの長さ、即ち、本発明における「所定時間」は、電動ＷＰ５の作動後から、冷却水の攪拌に起因した冷却水温度の変動がなくなるまで、または変動がなくなったとみなせる程度に当該変動幅が小さくなるまでの期間（以後、「水温変動期間」と呼ぶ。）の長さ以上に設定される。従って、ＥＣＵ２０は、例えば、冷却水温度センサ１０から検出された冷却水温度を監視し、当該温度の変動幅が所定の閾値以下になった場合に、水温変動期間が終了したと判断し、ヒータブロア２ｂを作動させる。これにより、ＥＣＵ２０は、安定した温度を有するブロア風を車室に供給することができる。
【００４０】
次に、第１実施形態の効果について補足する。図４は、電動ＷＰ５の作動開始直後にヒータブロア２ｂを作動させた場合（以後、「比較例」と呼ぶ。）での、ヒータブロア２ｂ及び電動ＷＰ５の作動状態、その他システム５０の状態を表すパラメータの時間変化のグラフの一例である。図４（ａ）乃至（ｅ）は、それぞれ図３（ａ）乃至（ｅ）に対応する。
【００４１】
比較例では、ＥＣＵ２０は、時刻ｔ１に電動ＷＰ５を作動させるとともに、その直後にヒータブロア２ｂを作動させている（図４（ｅ）、図４（ｃ）参照）。即ち、ＥＣＵ２０は、冷却水温度の変動がある期間Ｂにおいて、ヒータブロア２ｂを作動させている（図４（ａ）参照）。従って、期間Ｂにおいて、車室に供給されるブロア風の温度は安定せず、これに起因して乗員に不快感を与える可能性がある。これに対し、第１実施形態では、ＥＣＵ２０は、電動ＷＰ５の作動開始に起因した冷却水温度の変動が収まった後にヒータブロア２ｂを作動させている。これにより、ＥＣＵ２０は、ブロア風の温度が急変することに起因して乗員に不快感を与えるのを抑制することができる。
【００４２】
（処理フロー）
次に、第１実施形態における処理の手順について説明する。図５は、第１実施形態においてＥＣＵ２０が実行する処理の手順を表すフローチャートの一例である。ＥＣＵ２０は、図５に示すフローチャートの処理を所定の周期に従い繰り返し実行する。
【００４３】
まず、ＥＣＵ２０は、電動ＷＰ５が停止中であるか否かについて判定する（ステップＳ１０１）。そして、電動ＷＰ５が停止中の場合（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２０は、次に乗員から暖房要求があったか否かについて判定する（ステップＳ１０２）。例えば、ＥＣＵ２０は、乗員からの暖房要求の有無を、ヒータスイッチ１１から送信される信号Ｓ１１により判断する。
【００４４】
そして、暖房要求があった場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２０は、電動ＷＰを作動させる（ステップＳ１０３）。これにより、冷却水が攪拌されるとともに、ヒータコア２ａで車室内の空気と冷却水との熱交換が行われる。
【００４５】
一方、電動ＷＰ５が駆動中の場合（ステップＳ１０１；Ｎｏ）、または、暖房要求がない場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、ＥＣＵ２０は、フローチャートの処理を終了する。
【００４６】
次に、ＥＣＵ２０は、ステップＳ１０３で電動ＷＰ５を作動後、所定時間が経過したか否かについて判定する（ステップＳ１０４）。このとき、所定時間は、水温変動期間の長さ以上に設定される。そして、電動ＷＰ５の作動後、所定時間経過していない場合（ステップＳ１０４；Ｎｏ）、ＥＣＵ２０は、引き続き所定時間が経過したか否かについて監視する。
【００４７】
一方、所定時間が経過した場合（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２０は、ヒータブロア２ｂを作動させる（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０５の時点では、水温変動期間は経過している。従って、ＥＣＵ２０は、電動ＷＰ５の作動開始直後での冷却水の攪拌に起因したブロア風の温度変動を抑制し、安定した温度のブロア風を車室に供給することができる。
【００４８】
［第２実施形態］
第１実施形態では、ＥＣＵ２０は、乗員からの暖房要求に基づき電動ＷＰ５を作動させた場合、電動ＷＰ５の作動後所定時間遅延させてヒータブロア２ｂを作動させることで、冷却水温度の変動に起因したブロア風温度の変動を防いだ。これに加えて、第２実施形態では、ＥＣＵ２０は、乗員からの暖房要求に基づき電動ＷＰ５を作動させた場合、電動ＷＰ５の出力を一時的に最大にする。これにより、ＥＣＵ２０は、水温変動期間の幅を縮小させ、ヒータブロア２ｂの作動開始の遅延を最小限に抑える。
【００４９】
第２実施形態における制御の流れについて図６を用いて説明する。図６は、第２実施形態におけるヒータブロア２ｂ及び電動ＷＰ５の作動状態、その他システム５０の状態を表すパラメータの時間変化のグラフの一例である。図６（ａ）乃至図６（ｄ）は、それぞれ図３（ａ）乃至図３（ｄ）に対応する。図６（ｅ）は、電動ＷＰ５の出力状態の時間変化のグラフの一例を示す。ここでは、電動ＷＰ５の出力が「０」の場合が、電動ＷＰ５の停止状態に対応する。また、所定時刻「ｔ２α」は、第２実施形態においてヒータブロア２ｂの作動を開始する時刻を表す。
【００５０】
まず、暖房要求があった時刻ｔ１において、ＥＣＵ２０は、第１実施形態と同様、ヒータコア２ａで車室内の空気と冷却水との熱交換を実行するため、電動ＷＰ５を作動させる（図６（ｅ）参照）。
【００５１】
ここで、さらに、第２実施形態では、冷却水温度の変動を早期に収縮させるため、ＥＣＵ２０は、電動ＷＰ５を最大出力「Ｐｍａｘ」で作動させる（図６（ｅ）参照）。これにより、ＥＣＵ２０は、冷却水通路７内の冷却水の攪拌を促進し、冷却水温度を早期に安定させることができる。
【００５２】
そして、電動ＷＰ５が最大出力Ｐｍａｘで作動することにより、時刻ｔ２αには冷却水温度の変動が収まる（図６（ａ）参照）。そして、時刻ｔ２αにおいて、ＥＣＵ２０は、ヒータブロア２ｂを作動させる（図６（ｃ）参照）。この時刻ｔ２αは、第１実施形態における時刻ｔ２よりも早い時刻となる。即ち、時刻ｔ１から時刻ｔ２αまでの期間Ｂαの長さは、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間Ｂの長さよりも短くなる。従って、ＥＣＵ２０は、暖房要求があった時刻ｔ１から早期にヒータブロア２ｂを駆動させることができる。
【００５３】
また、ＥＣＵ２０は、冷却水温度の変動が収まった時刻ｔ２α以降では、ＥＣＵ２０は、電動ＷＰ５の出力を通常用いられる出力Ｐ０（以後、「通常出力Ｐ０」と呼ぶ。）に減少させる（図６（ｅ）参照）。これにより、ＥＣＵ２０は、電動ＷＰ５の過負担等を防ぐ。
【００５４】
なお、図６（ｅ）では、ＥＣＵ２０は、時刻ｔ２αに、電動ＷＰ５の出力を最大出力Ｐｍａｘから通常出力Ｐ０へ瞬時に切り替えた。しかし、これに代わり、ＥＣＵ２０は、電動ＷＰ５の出力を最大出力Ｐｍａｘから通常出力Ｐ０へ、徐々に、即ち時間幅をもって遷移させてもよい。
【００５５】
（処理フロー）
次に、第２実施形態における処理の手順について説明する。図７は、第２実施形態においてＥＣＵ２０が実行する処理の手順を表すフローチャートの一例である。ＥＣＵ２０は、図７に示すフローチャートの処理を所定の周期に従い繰り返し実行する。ここでは、第１実施形態と処理が異なるステップＳ２０３から説明する。
【００５６】
暖房要求があった場合（ステップＳ２０２；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２０は、電動ＷＰ５を最大出力Ｐｍａｘで作動させる（ステップＳ２０３）。これにより、冷却水の攪拌が促進される。
【００５７】
次に、ＥＣＵ２０は、電動ＷＰ５の作動後から所定時間経過したか否かについて判定する（ステップＳ２０４）。このとき、所定時間は、例えば、水温変動期間の長さに設定される。また、水温変動期間は、電動ＷＰ５が最大出力Ｐｍａｘで作動していることに起因して短縮される。即ち、ここでの所定時間は、第１実施形態における所定時間よりも短い。
【００５８】
そして、所定時間が経過していない場合（ステップＳ２０４；Ｎｏ）、ＥＣＵ２０は、引き続き所定時間が経過したか否かについて監視する。
【００５９】
一方、所定時間が経過したと判断した場合（ステップＳ２０４；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２０は、ヒータブロア２ｂを作動させる（ステップＳ２０５）。また、ＥＣＵ２０は、電動ＷＰ５を通常出力Ｐ０に設定する（ステップＳ２０６）。以上により、ＥＣＵ２０は、ヒータブロア２ｂの作動開始の遅延を最小限に抑制することができる。
【００６０】
（変形例１）
第２実施形態では、ＥＣＵ２０は、乗員からの暖房要求に基づき電動ＷＰ５を作動させた場合、電動ＷＰ５の出力指示を最大にした。しかし、本発明が適用可能な制御はこれに限定されず、これに代わり、ＥＣＵ２０は、電動ＷＰ５の出力を通常出力Ｐ０よりも大きい任意の出力にしてもよい。この場合、例えば、ＥＣＵ２０は、電動ＷＰ５に過度の処理負担を掛けない範囲の高出力で電動ＷＰ５を駆動する。これによっても、ＥＣＵ２０は、水温変動期間の幅を縮小することができ、ヒータブロア２ｂの作動開始の遅延を低減させることができる。
【００６１】
（変形例２）
第１実施形態及び第２実施形態では、ＥＣＵ２０は、電動ＷＰ５の作動開始後所定時間遅延させてヒータブロア２ｂを作動させることにより、冷却水温度の変動に起因したブロア風温度の変動を防いだ。しかし、これに代えて、ＥＣＵ２０は、外部熱源を利用してブロア風を暖機することにより、冷却水温度の変動に起因したブロア風温度の変動を防いでもよい。
【００６２】
この場合、外部熱源は、例えば、ＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｒｅｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）ヒータであり、バッテリ１０６から電力の供給を受けることで作動する。そして、外部熱源は、ヒータブロア２ｂの近傍に設置され、ＥＣＵ２０の制御信号に基づき作動が制御される。
【００６３】
そして、変形例２では、ＥＣＵ２０は、暖房要求に基づき電動ＷＰ５を駆動させた場合、遅延なくヒータブロア２ｂを作動させるとともに、外部熱源を作動させる。これにより、ヒータコア２ａによって熱交換された空気は、比較的低温であっても、外部熱源により一定以上の温度に暖機される。即ち、ＥＣＵ２０は、外部熱源により、車室に供給するブロア風の温度を一定以上に安定させることができる。以上のように、ＥＣＵ２０は、外部熱源を利用することで、ブロア風の温度変動を防止することができる。
【００６４】
（変形例３）
第１実施形態及び第２実施形態では、ＥＣＵ２０は、電動ＷＰ５の作動開始後所定時間遅延させてヒータブロア２ｂを作動させた。一方、ＥＣＵ２０は、乗員からの暖房要求がデフロスタ要求であった場合、即ち車両に付属する窓ガラスの曇りを除去するための要求であった場合には、電動ＷＰ５の作動開始後遅延なくヒータブロア２ｂを作動させてもよい。これにより、ＥＣＵ２０は、車両の安全性を担保することができる。
【００６５】
（変形例４）
第１実施形態及び第２実施形態では、ＥＣＵ２０は、吹き出し口に依らず、電動ＷＰ５の作動開始後所定時間遅延させてからブロア風を供給した。一方、これに代えて、ＥＣＵ２０は、電動ＷＰ５の作動開始後遅延なく、乗員に直接当たらない吹き出し口からブロア風を車室へ供給してもよい。このとき、ＥＣＵ２０は、乗員に直接当たる吹き出し口からは、電動ＷＰ５の作動開始後所定時間遅延させてブロア風を車室へ供給する。
【００６６】
例えば、ＥＣＵ２０は、電動ＷＰ５の作動開始後遅延なく、フロントガラスの下面に位置する吹き出し口からブロア風を供給する。一方で、ＥＣＵ２０は、他の吹き出し口、例えばインストルメントパネル付近に設置される吹き出し口からは、電動ＷＰ５の作動開始後所定時間遅延させてブロア風を供給する。この場合、ＥＣＵ２０は、例えば、各吹き出し口に対応して設置されるヒータブロア２ｂを個別に作動制御するか、または、各吹き出し口を開閉させることにより、吹き出し口ごとのブロア風の供給を制御する。
【００６７】
このように、ＥＣＵ２０は、乗員に不快感を与える恐れがない吹き出し口からは電動ＷＰ５の作動開始後遅延なくブロア風を供給することで、車室内温度の上昇が遅れるのを防止することができる。
【００６８】
（変形例５）
第１実施形態及び第２実施形態では、ＥＣＵ２０は、冷却水温度が高温か否かに依らず、電動ＷＰ５の作動開始後所定時間遅延させてからヒータブロア２ｂを駆動させた。一方、これに代えて、ＥＣＵ２０は、冷却水温度が高温の場合には、電動ＷＰ５の作動開始後遅延なくヒータブロア２ｂを作動させてもよい。
【００６９】
具体的には、ＥＣＵ２０は、暖房要求に基づき電動ＷＰ５を開始した場合、冷却水温度が所定温度以上か否かについて判断する。この場合、上述の所定温度は、例えば、想定されるブロア風の最高温度付近（例えば、５０度〜６０度）に設定される。そして、冷却水温度が所定温度以上の場合、ＥＣＵ２０は、冷却水の攪拌による水温変動に起因したブロア風の温度変動はないと判断し、電動ＷＰ５の作動開始後遅延なくヒータブロア２ｂを作動させる。一方、冷却水温度が所定温度未満の場合、ＥＣＵ２０は、水温変動に起因したブロア風の温度変動が発生する可能性があると判断し、電動ＷＰ５の作動開始後所定時間遅延させてヒータブロア２ｂを作動させる。このようにすることで、冷却水温度が所定温度以上の高温の場合、ＥＣＵ２０は、不要にヒータブロア２ｂの作動を遅延させるのを防ぎ、早期に車室内温度を上昇させることができる。
【００７０】
（変形例６）
上述の説明では、システム５０は、ハイブリッド車両１００に搭載されていたが、本発明が適用可能な構成はこれに限定されない。例えば、システム５０は、通常のエンジン車両に搭載されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】車両の制御装置が搭載されるハイブリッド車両の概略構成図を示す。
【図２】車両の制御装置が適用されたシステムの概略構成図を示す。
【図３】第１実施形態に係るシステムが有する各状態の時間変化を示すグラフの一例である。
【図４】比較例に係るシステムが有する各状態の時間変化を示すグラフの一例である。
【図５】第１実施形態における制御処理を示すフローチャートである。
【図６】第２実施形態に係るシステムが有する各状態の時間変化を示すグラフの一例である。
【図７】第２実施形態における制御処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７２】
１ エンジン（内燃機関）
２ａ ヒータコア
２ｂ ヒータブロア
３ ラジエータ
４ サーモスタット
５ 電動ウォーターポンプ（電動ＷＰ）
７ 冷却水通路
１０ 冷却水温度センサ
１１ ヒータスイッチ
２０ ＥＣＵ
１０６ バッテリ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関における冷却水を循環させる電動ウォーターポンプと、
前記冷却水と空気との熱交換を行うヒータコアと、
前記ヒータコアにより熱交換された空気を車室へ流動させるヒータブロアと、
乗員操作に基づく暖房要求時に、前記電動ウォーターポンプの作動をさせるとともに、前記作動から所定時間遅延させて前記ヒータブロアを作動させる制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記暖房要求時から前記ヒータブロアの作動開始までの期間、前記電動ウォーターポンプの出力を一時的に増加させ、かつ、前記ヒータブロアの作動後は前記出力を減少させることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記暖房要求時から前記ヒータブロアの作動開始までの期間、前記電動ウォーターポンプの出力を最大出力まで増加させる請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、乗員操作に基づく暖房要求がデフロスタ要求であった場合、前記電動ウォーターポンプの作動後遅延なく前記ヒータブロアを作動させる請求項１または２に記載の車両の制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記冷却水から検出される水温が所定温度以上の場合、前記電動ウォーターポンプの作動後遅延なく前記ヒータブロアを作動させる請求項１乃至３のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
【請求項５】
ハイブリッド車両に搭載される請求項１乃至４のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
【請求項１】
内燃機関における冷却水を循環させる電動ウォーターポンプと、
前記冷却水と空気との熱交換を行うヒータコアと、
前記ヒータコアにより熱交換された空気を車室へ流動させるヒータブロアと、
乗員操作に基づく暖房要求時に、前記電動ウォーターポンプの作動をさせるとともに、前記作動から所定時間遅延させて前記ヒータブロアを作動させる制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記暖房要求時から前記ヒータブロアの作動開始までの期間、前記電動ウォーターポンプの出力を一時的に増加させ、かつ、前記ヒータブロアの作動後は前記出力を減少させることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記暖房要求時から前記ヒータブロアの作動開始までの期間、前記電動ウォーターポンプの出力を最大出力まで増加させる請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、乗員操作に基づく暖房要求がデフロスタ要求であった場合、前記電動ウォーターポンプの作動後遅延なく前記ヒータブロアを作動させる請求項１または２に記載の車両の制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記冷却水から検出される水温が所定温度以上の場合、前記電動ウォーターポンプの作動後遅延なく前記ヒータブロアを作動させる請求項１乃至３のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
【請求項５】
ハイブリッド車両に搭載される請求項１乃至４のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−１２５９６６（Ｐ２０１０−１２５９６６Ａ）
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３０２２６２（Ｐ２００８−３０２２６２）
【出願日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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