(57)【要約】【課題】車両の走行中、バッテリの昇温を十分にかつ効率良く行い、電費を向上させ、走行距離を延長できるハイブリッド車両のバッテリ昇温装置を提供する。【解決手段】本発明は、バッテリ３１を昇温するハイブリッド車両のバッテリ昇温装置である。機関走行モードでは、エンジン水温ＴＷＥが所定の冷却水温度ＴＲＥＦ３よりも高いときに、第１バッテリ回路４１を主回路１１に接続し、主回路１１内の冷却水でバッテリ３１を昇温する（第１昇温制御）（ステップ２、６、７）。モータ走行モードでは、モータジェネレータ温度ＴＭＧがバッテリ温度ＴＢＡＴよりも高いときに、第１バッテリ回路４１及び熱交換器用流路１３を主回路１１に接続することで、冷却水がエンジン２を通らずに循環する閉回路を形成し、熱交換器７における冷媒との熱交換により昇温された冷却水でバッテリ３１を昇温する（第２昇温制御）（ステップ２、１０、１１）。【選択図】図３
2020133589.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関を動力源とする機関走行モードと、バッテリの電力と機械動力とを相互に変換するモータジェネレータを動力源とするモータ走行モードとを有するハイブリッド車両において、低温状態の前記バッテリを昇温するためのハイブリッド車両のバッテリ昇温装置であって、
前記内燃機関を冷却するための冷却水が循環する機関冷却回路と、
前記モータジェネレータを冷却するための冷媒が循環する、前記機関冷却回路とは独立したモータジェネレータ冷却回路と、
当該機関冷却回路に並列に接続され、冷却水が前記バッテリを通って循環する第１バッテリ回路と、
前記内燃機関をバイパスし、前記機関冷却回路に並列に接続され、当該機関冷却回路の一部及び前記第１バッテリ回路とともに、冷却水が循環する閉回路を形成する第１バイパス流路と、
当該第１バイパス流路に設けられ、前記機関冷却回路の冷却水と前記モータジェネレータ冷却回路の冷媒との間で熱交換を行う熱交換器と、
前記機関冷却回路に対する前記第１バッテリ回路の接続／遮断を切り替える第１切替手段と、
前記機関冷却回路に対する前記第１バイパス流路の接続／遮断を切り替える第２切替手段と、
前記バッテリの温度を検出するバッテリ温度センサと、
前記内燃機関の冷却水の温度を検出する機関冷却水温度センサと、
前記モータジェネレータの温度を検出するモータジェネレータ温度センサと、
前記機関走行モードにおいて、前記検出された機関冷却水温度が所定の冷却水温度よりも高いときに、前記第１切替手段により前記第１バッテリ回路を前記機関冷却回路に接続し、前記機関冷却回路内の冷却水を前記第１バッテリ回路に導入することによって、前記バッテリを昇温する第１昇温制御を実行し、前記モータ走行モードにおいて、前記検出されたモータジェネレータ温度が前記検出されたバッテリ温度よりも高いときに、前記第１及び第２切替手段により前記第１バッテリ回路及び前記第１バイパス流路を前記機関冷却回路にそれぞれ接続し、前記熱交換器における冷媒との熱交換により昇温された冷却水を第１バッテリ回路に導入することによって、前記バッテリを昇温する第２昇温制御を実行する昇温制御手段と、
を備えることを特徴とするハイブリッド車両のバッテリ昇温装置。
【請求項２】
前記機関冷却回路に並列に接続され、前記内燃機関から流出した冷却水が循環する蓄熱器回路と、
当該蓄熱器回路に設けられ、冷却水を貯留し、冷却水の熱を蓄える蓄熱器と、
前記蓄熱器回路の前記蓄熱器よりも下流側に並列に接続され、冷却水が前記バッテリを通って循環する第２バッテリ回路と、
前記蓄熱器回路に対する前記第２バッテリ回路の接続／遮断を切り替える第３切替手段と、
前記蓄熱器内の冷却水の温度を検出する蓄熱器冷却水温度センサと、をさらに備え、
前記昇温制御手段は、前記モータ走行モードにおいて、前記第２昇温制御を実行する前に、前記蓄熱器冷却水温度が前記バッテリ温度よりも高いときには、前記第３切替手段により前記第２バッテリ回路を前記蓄熱器回路に接続し、前記蓄熱器内の冷却水を前記第２バッテリ回路に導入することによって、前記バッテリを昇温する第３昇温制御を実行することを特徴とする、請求項１に記載のハイブリッド車両のバッテリ昇温装置。
【請求項３】
前記機関冷却回路の前記第１バッテリ回路との接続部よりも上流側に設けられ、前記機関冷却回路内の冷却水を加熱するための電気ヒータと、
前記内燃機関をバイパスし、前記機関冷却回路の前記電気ヒータよりも上流側に並列に接続され、前記機関冷却回路の前記電気ヒータを含む一部及び前記第１バッテリ回路とともに、冷却水が循環する閉回路を形成する第２バイパス流路と、
前記機関冷却回路に対する前記第２バイパス流路の接続／遮断を切り替える第４切替手段と、をさらに備え、
前記昇温制御手段は、前記モータ走行モードにおいて、前記蓄熱器冷却水温度が前記バッテリ温度以下のときに、前記電気ヒータを作動させるとともに、前記第１及び第４切替手段により前記第１バッテリ回路及び前記第２バイパス流路を前記機関冷却回路にそれぞれ接続し、前記電気ヒータで加熱された冷却水を前記第１バッテリ回路に導入することによって、前記バッテリを昇温する第４昇温制御を実行することを特徴とする、請求項２に記載のハイブリッド車両のバッテリ昇温装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関と、バッテリの電力と機械動力を相互に変換するモータジェネレータとを、動力源として有するハイブリッド車両において、バッテリを昇温するハイブリッド車両のバッテリ昇温装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車両や電気自動車などの電動車両に用いられるバッテリは、低温状態において性能が低下することが知られている。例えば、バッテリが低温の状態で車両が走行する場合、バッテリの充放電効率が低下することによって、モータジェネレータの回生量や力行による走行距離（ＥＶ走行距離）が減少し、電費（燃費）の悪化を招く。また、バッテリの容量が低下することで、やはり走行距離が減少するとともに、最大出力が低下することで、ハイブリッド車両の場合には、エンジンの始動頻度の増加を招く。このため、従来、電動車両に用いられるバッテリを昇温（暖機）するバッテリ昇温装置が知られており、例えば特許文献１に記載されている。
【０００３】
この特許文献１では、電動車両は、充放電可能なバッテリと、バッテリから供給される電力を変換して出力する電力変換器と、電力変換器から出力される電力によって駆動されるモータと、電力変換器の動作を制御する制御回路を備えており、これらのデバイスは、筐体内に収容され、一体のユニットとして構成されている。この筐体の壁部には冷媒流路が形成され、筐体の外部には、冷媒流路に連通する冷媒配管と、冷媒配管に配置された冷媒ポンプ及びラジエータが設けられている。
【０００４】
この構成では、冷媒ポンプが運転されると、冷却媒体（例えば冷却水）は、冷媒配管を介して筐体の壁部の冷媒流路に流入し、冷媒流路内を流れた後に流出し、さらに冷媒配管を介してラジエータに送られ、ラジエータでの放熱によって冷却される。また、上記のバッテリや電力変換器、モータなどのデバイスは、筐体の壁部の内側に接触又は近接した状態で設けられており、それにより、壁部内の冷媒流路に流入する冷却水によって、バッテリ、電力変換器及びモータが、その順に冷却される。また、低温環境時などにバッテリを昇温する場合には、冷却水がラジエータをバイパスし、冷媒流路に流される。これにより、電力変換器及びモータの発熱により加温された冷却水によって、バッテリが昇温される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−５２４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、この従来の装置では、モータやバッテリを冷却又は昇温するための冷媒配管、冷媒ポンプ及びラジエータが、専用に設けられており、バッテリを昇温する際には、電力変換器及びモータの発熱により加温された冷却水が用いられる。一方、電動車両に用いられるバッテリの熱容量は、通常、電力変換器やモータの熱容量よりもかなり大きい。このため、電力変換器及びモータの発熱によってバッテリの昇温を行っても、十分な昇温効果を得ることができず、バッテリが低温状態にあることによる前述した不具合を良好に回避できない。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、車両の走行中におけるバッテリの昇温を十分にかつ効率良く行うことができ、それにより、電費を向上させ、走行距離を延長することができるハイブリッド車両のバッテリ昇温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】
【０００８】
この目的を達成するために、請求項１に係る発明は、内燃機関２を動力源とする機関走行モードと、バッテリ３１の電力と機械動力とを相互に変換するモータジェネレータ４、５を動力源とするモータ走行モードとを有するハイブリッド車両において、低温状態のバッテリ３１を昇温するためのハイブリッド車両のバッテリ昇温装置であって、内燃機関２を冷却するための冷却水が循環する機関冷却回路（実施形態における（以下、本項において同じ）主回路１１）と、モータジェネレータ４、５を冷却するための冷媒が循環する、機関冷却回路とは独立したモータジェネレータ冷却回路６と、機関冷却回路に並列に接続され、冷却水がバッテリを通って循環する第１バッテリ回路４１と、内燃機関２をバイパスし、機関冷却回路に並列に接続され、機関冷却回路の一部及び第１バッテリ回路４１とともに、冷却水が循環する閉回路を形成する第１バイパス流路（熱交換器用流路１３）と、第１バイパス流路に設けられ、機関冷却回路の冷却水とモータジェネレータ冷却回路６の冷媒との間で熱交換を行う熱交換器７と、機関冷却回路に対する第１バッテリ回路４１の接続／遮断を切り替える第１切替手段（第２流量制御弁４４）と、機関冷却回路に対する第１バイパス流路の接続／遮断を切り替える第２切替手段（第１三方弁１４）と、バッテリ３１の温度ＴＢＡＴを検出するバッテリ温度センサ５３と、内燃機関２の冷却水の温度（エンジン水温ＴＷＥ）を検出する機関冷却水温度センサ（エンジン水温センサ５１）と、モータジェネレータ４、５の温度ＴＭＧを検出するモータジェネレータ温度センサ（ＭＧ温度センサ５４）と、機関走行モードにおいて、検出された機関冷却水温度が所定の冷却水温度（第３所定温度ＴＲＥＦ３）よりも高いときに、第１切替手段により第１バッテリ回路４１を機関冷却回路に接続し、機関冷却回路内の冷却水を第１バッテリ回路４１に導入することによって、バッテリ３１を昇温する第１昇温制御（図３のステップ２、６、７）を実行し、モータ走行モードにおいて、検出されたモータジェネレータ温度ＴＭＧが検出されたバッテリ温度ＴＢＡＴよりも高いときに、第１及び第２切替手段により第１バッテリ回路４１及び第１バイパス流路を機関冷却回路にそれぞれ接続し、熱交換器７における冷媒との熱交換により昇温された冷却水を第１バッテリ回路４１に導入することによって、バッテリ３１を昇温する第２昇温制御（図３のステップ２、１０、１１）を実行する昇温制御手段（ＥＣＵ１０）と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明が適用されるハイブリッド車両は、走行モードとして、内燃機関を動力源とする機関走行モードと、モータジェネレータを動力源とするモータ走行モードを有する。また、本発明のバッテリ昇温装置は、冷却水が循環する機関冷却回路と、冷媒が循環するモータジェネレータ冷却回路と、バッテリが設けられ、冷却水が循環する第１バッテリ回路と、内燃機関をバイパスし、機関冷却回路の一部及び第１バッテリ回路とともに冷却水が循環する閉回路を構成する第１バイパス流路と、第１バイパス流路に設けられ、冷却水と冷媒の間で熱交換を行う熱交換器を備えており、これらのデバイスは上述したように構成されている。
【００１０】
このバッテリ昇温装置によれば、機関走行モードでは、検出された機関冷却水温度が所定の冷却水温度よりも高いときに、第１昇温制御が実行される。この第１昇温制御では、第１バッテリ回路を機関冷却回路に接続し、機関冷却回路内の冷却水を第１バッテリ回路に導入することによって、バッテリが昇温される。このように、機関走行モードでは、例えば暖機の完了後における内燃機関の高温の冷却水の熱を利用し、バッテリを昇温する。また、内燃機関の冷却水は、全体として熱容量が大きい。したがって、内燃機関の冷却水の熱を利用することによって、バッテリの昇温を十分にかつ効率良く行うことができる。さらに、機関冷却水温度が所定の冷却水温度よりも高いことを条件として、第１昇温制御を実行するので、暖機された冷却水の温度が第１昇温制御の実行により過度に低下するという事態を回避することができる。
【００１１】
一方、モータ走行モードでは、検出されたモータジェネレータ温度がバッテリ温度よりも高いときに、第２昇温制御が実行される。この第２昇温制御では、第１バッテリ回路及び第１バイパス流路を機関冷却回路にそれぞれ接続し、熱交換器における冷媒との熱交換により昇温された冷却水を第１バッテリ回路に導入することによって、バッテリが昇温される。このように、モータ走行モードでは、モータジェネレータの冷媒の熱を利用し、バッテリを昇温する。
【００１２】
また、モータ走行モードでは、内燃機関が運転されないため、冷却水は、低温状態にあることがあり、その場合にはバッテリの昇温を妨げるように作用する。これに対し、第２昇温制御では、機関冷却回路の一部と、第１バッテリ回路と、内燃機関をバイパスする第１バイパス流路とによって、閉回路が形成されるため、冷却水は、この閉回路を循環し、内燃機関には流れない。これにより、モータ走行モードでは、低温状態の内燃機関及びその周辺の冷却水の吸熱の影響による冷却水の温度低下が抑制されるので、モータジェネレータの冷媒の熱を利用しながら、バッテリの昇温を十分にかつ効率良く行うことができる。以上により、電費を向上させ、走行距離を延長することができる。
【００１３】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のハイブリッド車両のバッテリ昇温装置において、機関冷却回路に並列に接続され、内燃機関２から流出した冷却水が循環する蓄熱器回路３４と、蓄熱器回路３４に設けられ、冷却水を貯留し、冷却水の熱を蓄える蓄熱器３３と、蓄熱器回路３４の蓄熱器３３よりも下流側に並列に接続され、冷却水がバッテリ３１を通って循環する第２バッテリ回路４２と、蓄熱器回路３４に対する第２バッテリ回路４２の接続／遮断を切り替える第３切替手段（第３三方弁４０）と、蓄熱器３３内の冷却水の温度（蓄熱器水温ＴＷＥＳＴ）を検出する蓄熱器冷却水温度センサ（蓄熱器水温センサ５２）と、をさらに備え、昇温制御手段は、モータ走行モードにおいて、第２昇温制御を実行する前に、蓄熱器冷却水温度がバッテリ温度ＴＢＡＴよりも高いときには、第３切替手段により第２バッテリ回路４２を蓄熱器回路３４に接続し、蓄熱器３３内の冷却水を第２バッテリ回路４２に導入することによって、バッテリ３１を昇温する第３昇温制御（図３のステップ２、８、９）を実行することを特徴とする。
【００１４】
この構成では、バッテリ昇温装置は、内燃機関から流出した冷却水が循環する蓄熱器回路と、蓄熱器回路に設けられ、冷却水の熱を蓄える蓄熱器と、蓄熱器回路の蓄熱器よりも下流に並列に接続され、冷却水が循環する第２バッテリ回路を備えており、これらのデバイスは上述したように構成されている。
【００１５】
また、このバッテリ昇温装置によれば、モータ走行モードにおいて、第２昇温制御を実行する前に、検出された蓄熱器冷却水温度がバッテリ温度よりも高いときに、第３昇温制御が実行される。この第３昇温制御では、第２バッテリ回路を蓄熱器回路に接続し、蓄熱器内のより高温の冷却水を第２バッテリ回路に導入することによって、バッテリが昇温される。これにより、第２昇温制御を実行する前に、蓄熱器内の冷却水の熱を利用することによって、バッテリの昇温を有効に促進することができる。
【００１６】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載のハイブリッド車両のバッテリ昇温装置において、機関冷却回路の第１バッテリ回路４１との接続部よりも上流側に設けられ、機関冷却回路内の冷却水を加熱するための電気ヒータ３７と、内燃機関２をバイパスし、機関冷却回路の電気ヒータ３７よりも上流側に並列に接続され、機関冷却回路の電気ヒータ３７を含む一部及び第１バッテリ回路４１とともに、冷却水が循環する閉回路を形成する第２バイパス流路１８と、機関冷却回路に対する第２バイパス流路１８の接続／遮断を切り替える第４切替手段（第２三方弁３５）と、をさらに備え、昇温制御手段は、モータ走行モードにおいて、蓄熱器冷却水温度がバッテリ温度ＴＢＡＴ以下のときに、電気ヒータ３７を作動させるとともに、第１及び第４切替手段により第１バッテリ回路４１及び第２バイパス流路１８を機関冷却回路にそれぞれ接続し、電気ヒータ３７で加熱された冷却水を第１バッテリ回路４１に導入することによって、バッテリ３１を昇温する第４昇温制御（図３のステップ２、１０、１２）を実行することを特徴とする。
【００１７】
この構成では、バッテリ昇温装置は、冷却水回路の第１バッテリ回路との接続部よりも上流側に設けられた電気ヒータと、内燃機関をバイパスし、機関冷却回路の一部及び第１バッテリ回路とともに冷却水が循環する閉回路を構成する第２バイパス流路をさらに備えており、これらのデバイスは上述したように構成されている。
【００１８】
また、このバッテリ昇温装置によれば、モータ走行モードにおいて、蓄熱器冷却水温度がバッテリ温度以下のときに、第４昇温制御が実行される。この第４昇温制御では、電気ヒータを作動させるとともに、第１バッテリ回路及び第２バイパス流路を機関冷却回路にそれぞれ接続し、電気ヒータで加熱された冷却水を第１バッテリ回路に導入することによって、バッテリが昇温される。また、この第４昇温制御においては、機関冷却回路の一部と、第１バッテリ回路と、内燃機関をバイパスする第２バイパス流路とによって、閉回路が形成され、冷却水は、この閉回路を循環し、内燃機関には流れない。これにより、低温状態の冷却水の吸熱による影響を抑制し、電気ヒータを用いたバッテリの昇温を効率良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態によるバッテリ昇温装置を含むハイブリッド車両の冷却昇温装置を模式的に示す図である。
【図２】図１の冷却昇温装置における制御装置を示すブロック図である。
【図３】図２の制御装置で実行されるバッテリ昇温制御処理を示すフローチャートである。
【図４】蓄熱器内の冷却水を用いた内燃機関の暖機状態における冷却昇温装置内での冷却水の流れを説明するための図である。
【図５】内燃機関の自己昇温による暖機状態における冷却昇温装置内での冷却水の流れを説明するための図である。
【図６】内燃機関の冷却水の熱を利用する第１昇温制御における冷却昇温装置内での冷却水の流れを説明するための図である。
【図７】蓄熱器内の冷却水の熱を利用する第３昇温制御における冷却昇温装置内での冷却水の流れを説明するための図である。
【図８】モータジェネレータの冷媒の熱を利用する第２昇温制御における冷却昇温装置内での冷却水の流れを説明するための図である。
【図９】電気モータによる加熱を利用する第４昇温制御における冷却昇温装置内での冷却水の流れを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態によるバッテリ昇温装置を含むハイブリッド車両の冷却昇温装置を模式的に示している。
【００２１】
同図に示すように、このハイブリッド車両（以下「車両」という）は、動力源である内燃機関２及びモータ４や、車両の機械動力を電力に変換し、発電を行うジェネレータ５、モータ４の電源である充放電可能なバッテリ３１などを備えている。本例では、互いに別体のモータ４及びジェネレータ５によって、モータジェネレータが構成されている。
【００２２】
冷却昇温装置１は、車両の上記のデバイスなどを状況に応じて冷却又は昇温するものである（以下、この「冷却又は昇温」を適宜「冷却など」という）。冷却昇温装置１は、内燃機関（以下「エンジン」という）２を冷却などするための冷却水（例えばＬＬＣ (Long Life Coolant)）が循環する機関冷却回路３と、モータ４及びジェネレータ５を冷却などするための冷媒としてのオイル（例えばＡＴＦ(Automatic Transmission fluid)）が循環するＭＧ（モータジェネレータ）冷却回路６と、これらの冷却水とオイルとの間で熱交換を行うための熱交換器７と、バッテリ３１を冷却などするための冷却水が循環するバッテリ冷却回路３２などを備えている。
【００２３】
機関冷却回路３は、冷却水が常時、循環する主回路１１と、ラジエータ８を有し、エンジン２とラジエータ８の間で冷却水を循環させるラジエータ回路１２と、熱交換器７を有し、エンジン２から熱交換器７に流出した冷却水を主回路１１に戻すための熱交換器用流路１３と、熱交換器用流路１３に設けられ、冷却水の流路を切り換えるための第１三方弁１４と、蓄熱器３３を有し、蓄熱器３３に蓄えられた高温の冷却水をエンジン２に供給するための蓄熱器回路３４などを備えている。
【００２４】
主回路１１の一端部は、エンジン２のウォータジャケット（図示せず）の冷却水出口に接続され、他端部は冷却水入口に接続されている。主回路１１の下流部には、下流側（エンジン２側）から順に、電動の第１ウォータポンプ１６と開閉弁１７が設けられている。第１ウォータポンプ１６は、流量が可変に構成されている。
【００２５】
また、主回路１１には、上流側から順に、第２三方弁３５、電動の第２ウォータポンプ３６、電気ヒータ３７及びヒータコア３８などが設けられている。また、主回路１１には、エンジン２をバイパスするバイパス流路１８が並列に接続されている。第２三方弁３５は、主回路１１の上流部、主回路１１の下流部、及びバイパス流路１８のいずれか１つを遮断し、他の２つを互いに連通させるように切替え可能に構成されている。第２ウォータポンプ３６は、第１ウォータポンプ１６と同様、流量が可変に構成されている。
【００２６】
ヒータコア３８は、主回路１１内の冷却水との熱交換によって、車両の暖房用の空気を加熱するためのものである。電気ヒータ３７は、冷却水の温度が低いためにヒータコア３８による空気の加熱不足が生じる場合に、冷却水を加熱する。また、電気ヒータ３７は、本実施形態では、バッテリ３１を昇温するのに用いられる。
【００２７】
ラジエータ回路１２は、上流部１２ａ及び下流部１２ｂなどを有する。上流部１２ａの一端部はエンジン２の冷却水出口に接続され、他端部は主回路１１の開閉弁１７の上流側に接続されており、下流部１２ｂは、主回路１１の下流部と共用されている。
【００２８】
上流部１２ａには、上流側から順に、ラジエータ８とサーモスタット９が配置されている。サーモスタット９は、サーモ流路１２ｃを介してエンジン２の冷却水出口に接続されており、冷却水の温度が上昇し、所定温度（例えば９０℃）に達したときに、ラジエータ回路１２を開くように構成されている。これに伴い、エンジン２の冷却水出口から流出した高温の冷却水は、ラジエータ回路１２の上流部１２ａ、ラジエータ８、サーモスタット９及び下流部１２ｂを順に流れ、冷却水入口を介してエンジン２に戻る。ラジエータ８を流れる際、冷却水の熱がラジエータ８から外部に放熱される。
【００２９】
熱交換器用流路１３は、エンジン２をバイパスし、主回路１１に並列に接続されている。具体的には、熱交換器用流路１３は、一端部が、第１三方弁１４を介して、主回路１１の第２ウォータポンプ３６のすぐ上流側に接続され、熱交換器７内を通って延びるとともに、他端部が、主回路１１のヒータコア３８と開閉弁１７との間に、接続されている。第１三方弁１４は、ラジエータ回路１２のラジエータ８とサーモスタット９との間にも接続されている。この構成では、エンジン２から熱交換器用流路１３に流入した冷却水は、第１三方弁１４の切替え状態に応じて、熱交換器７側又はラジエータ回路１２側に流れる。
【００３０】
また、蓄熱器回路３４は、主回路１１に並列に接続されており、主回路１１の第２三方弁３５よりも上流側から分岐するとともに、主回路１１の第１ウォータポンプ１６と開閉弁１７の間に合流している。蓄熱器回路３４には、上流側から順に、冷却水の流量を調整するための第１流量制御弁３９、蓄熱器３３及び第３三方弁４０が設けられている。蓄熱器３３は、内外の二重構造を有し、エンジン２の運転時に昇温された冷却水を断熱状態で貯留し、保温するとともに、暖機運転時にエンジン２に供給し、暖機を促進する。また、蓄熱器３３は、本実施形態では、バッテリ３１を昇温するのに用いられる。
【００３１】
また、ＭＧ冷却回路６は、モータ用流路２１、ジェネレータ用流路２２、送り流路２３及び戻り流路２４を有する。モータ用流路２１は、モータ４に通され、モータ用オイルポンプ２５を有し、両端部において、送り流路２３及び戻り流路２４に接続されている。ジェネレータ用流路２２は、ジェネレータ５に通され、ジェネレータ用オイルポンプ２６を有し、両端部において、送り流路２３及び戻り流路２４に、モータ用流路２１と並列に接続されている。送り流路２３は、熱交換器７のオイル入口に接続され、戻り流路２４は、熱交換器７のオイル出口に接続されている。
【００３２】
以上の構成のＭＧ冷却回路６では、モータ用オイルポンプ２５が駆動されると、モータ４から流出したオイルは、モータ用流路２１及び送り流路２３を介して熱交換器７に流入し、その内部を通って流出した後、戻り流路２４及びモータ用流路２１を介して、モータ用オイルポンプ２５に戻る。同様に、ジェネレータ用オイルポンプ２６が駆動されると、ジェネレータ５から流出したオイルは、ジェネレータ用流路２２及び送り流路２３を介して、熱交換器７に流入し、その内部を通って流出した後、戻り流路２４及びジェネレータ用流路２２を介して、ジェネレータ用オイルポンプ２６に戻る。そして、このようにオイルが循環する際、熱交換器７において、オイルと、熱交換器用流路１３を介して流入する冷却水との間で、熱交換が行われる。
【００３３】
バッテリ冷却回路３２は、第１バッテリ回路４１、第２バッテリ回路４２、及びバッテリ用のラジエータ回路４３を有する。第１バッテリ回路４１は、主回路１１に並列に接続されており、主回路１１のヒータコア３８の下流側から分岐し、バッテリ３１に通されるとともに、主回路１１の上記分岐部の下流側に合流している。第１バッテリ回路４１には、冷却水の流量を調整するための第２流量制御弁４４が設けられている。
【００３４】
第２バッテリ回路４２は、蓄熱器回路３４に並列に接続されており、第３三方弁４０に接続され、バッテリ３１に通されるとともに、その下流側の部分は、第１バッテリ回路４１の下流部と共用されている。第３三方弁４０は、蓄熱器回路３４の上流部を、蓄熱器回路３４の下流部と第２バッテリ回路４２に、切り替えて接続するように構成されている。
【００３５】
ラジエータ回路４３は、第１バッテリ回路４１に、バッテリ３１をバイパスするように並列に接続されている。ラジエータ回路４３には、上流側から順に、第４三方弁４５、電動の第３ウォータポンプ４６、バッテリ用のラジエータ４７、ＤＣ／ＤＣコンバータ４８及び充電器４９が設けられている。第４三方弁４５は、ラジエータ回路４３の充電器４９の下流側に接続されている。
【００３６】
以上のように構成されたバッテリ冷却回路３２では、第２流量制御弁４４が開弁すると、その開度に応じて、主回路１１から第１バッテリ回路４１に冷却水が導入され、バッテリ３１を通って循環する。これにより、冷却水とバッテリ３１との温度関係に応じて、バッテリ３１が冷却水によって昇温又は冷却される。また、第３三方弁４０が第２バッテリ主回路４２側に切り替えられると、蓄熱器３３内の高温の冷却水が蓄熱器回路３４から第２バッテリ回路４２に導入されることによって、バッテリ３１が昇温される。
【００３７】
さらに、第４三方弁４５がラジエータ４７側に切り替えられ、第３ウォータポンプ４６が駆動されると、バッテリ冷却回路３２内の冷却水がラジエータ回路４３に送出される。これにより、冷却水の熱がラジエータ４７から外部に放熱されるとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータ４８及び充電器４９が冷却される。
【００３８】
また、この冷却昇温装置１は、各種のデバイスの温度状態を検出するための下記のセンサを備えており、それらの検出信号は、ＥＣＵ１０（電子制御ユニット）に入力される（図２参照）。具体的には、エンジン２には、その冷却水出口付近における冷却水の温度（以下「エンジン水温ＴＷＥ」という）を検出するエンジン水温センサ５１が設けられ、蓄熱器３３には、その出口付近における冷却水の温度（以下「蓄熱器水温ＴＷＥＳＴ」という）を検出する蓄熱器水温センサ５２が設けられている。
【００３９】
また、バッテリ３１には、その出口付近における冷却水の温度をバッテリ温度ＴＢＡＴとして検出するバッテリ温度センサ５３が設けられ、ＭＧ冷却回路６の送り流路２３には、オイルの温度をＭＧ（モータジェネレータ）温度ＴＭＧとして検出するＭＧ温度センサ５４が設けられている。さらに、ＥＣＵ１０には、外気温センサ５５から、車両の外気の温度（外気温）ＴＡＴＭを表す検出信号が入力される。
【００４０】
ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及びＩ／Ｏインターフェース（いずれも図示せず）などから成るマイクロコンピュータで構成されている。ＥＣＵ１０は、上記の温度センサ５１〜５５の検出信号などに応じ、上述した冷却昇温装置１の各種のデバイス（第１〜第３ウォータポンプ１６、３６、４６、第１及び第２流量制御弁３９、４４、開閉弁１７、第１〜第４三方弁１４、３５、４０、４５、モータ用及びジェネレータ用オイルポンプ２５、２６など）を制御することによって、冷却昇温装置１を制御する。
【００４１】
また、ＥＣＵ１０は、本実施形態では特に、上記のデバイスのうち、図２に示すものを制御することによってバッテリ３１の昇温を制御するバッテリ昇温制御処理を実行する。
【００４２】
図３は、このバッテリ昇温制御処理を示す。本処理は、例えば所定の周期で繰り返し実行される。まず、そのステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）では、検出されたバッテリ温度ＴＢＡＴが第１所定温度ＴＲＥＦ１よりも低いか否かを判別する。この第１所定温度ＴＲＥＦ１は、バッテリ３１の所要の性能を確保することが可能なバッテリ３１の温度の下限値（例えば−１０℃）に設定されている。この答えがＮＯのときには、バッテリ３１の所要の性能が確保されており、バッテリ３１を昇温する必要がないとして、そのまま本処理を終了する。
【００４３】
一方、ステップ１の答えがＹＥＳで、バッテリ温度ＴＢＡＴが第１所定温度ＴＲＥＦ１よりも低いときには、次のステップ２以降において、バッテリ３１を昇温するための各種の昇温制御を実行する。
【００４４】
まず、ステップ２では、検出された外気温ＴＡＴＭが第２所定温度ＴＲＥＦ２よりも低いか否かを判別する。この第２所定温度ＴＲＥＦ２は、当該車両の走行モードとして、エンジン２を動力源とする走行モード（以下「ＥＮＧ走行モード」という）又はモータ４を動力源とする走行モード（以下「ＥＶ走行モード」）のいずれを選択するかを定めるしきい値（例えば−１０℃）に相当する。具体的には、原則として、外気温ＴＡＴＭが第２所定温度ＴＲＥＦ２よりも低いときには、ＥＮＧ走行モードが選択され、外気温ＴＡＴＭが第２所定温度ＴＲＥＦ２以上のときには、ＥＮＧ走行モードが選択される。
【００４５】
このステップ２の答えがＹＥＳのとき、すなわち、外気温ＴＡＴＭが低いためにＥＮＧ走行モードが選択されているときには、エンジン２の始動が要求されているか否かを判別する（ステップ３）。この答えがＮＯのときには、後述するステップ１０に進み、ＹＥＳで、エンジン２の始動が要求されているときには、検出された蓄熱器水温ＴＷＥＳＴが検出されたエンジン水温ＴＷＥよりも高いか否かを判別する（ステップ４）。
【００４６】
このステップ４の答えがＹＥＳで、蓄熱器水温ＴＷＥＳＴ＞エンジン水温ＴＷＥのときには、蓄熱器３３内の冷却水によるエンジン２の暖機を実行する（ステップ５）。この暖機状態では、例えば、第１ウォータポンプ１６を作動させ、第１流量制御弁３９を開弁し、第２三方弁１４をエンジン２側を遮断するように切り替えるとともに、第３三方弁４０を第２バッテリ回路４２側を遮断するように切り替える。
【００４７】
図４に示すように、このエンジン暖機状態では、エンジン２から流出した冷却水は、蓄熱器回路３４及び蓄熱器３３を流れることによって、蓄熱器３３に貯留されていた高温の冷却水が放出される。これにより、蓄熱器３３内の高温の冷却水が蓄熱器回路３４などを介してエンジン２に供給され、冷却水の熱が放熱されることによって、暖機が促進される。なお、図４及び後述する図５〜図９では、冷却水又はオイルが流れている流路を太線で表し、その流れの向きを矢印で示すとともに、流れていない流路を細線で表す。
【００４８】
図３に戻り、前記ステップ４の答えがＮＯで、蓄熱器水温ＴＷＥＳＴがエンジン水温ＴＷＥ以下のときには、上記ステップ５をスキップし、後述するステップ６に進む。すなわち、この場合には、蓄熱器水温ＴＷＥＳＴがエンジン水温ＴＷＥに対して相対的に低いため、蓄熱器３３内の冷却水によるエンジン暖機は実行されず、エンジン２は、自身の燃焼の熱による自己昇温状態に維持される。この状態では、例えば、第１ウォータポンプ１６を作動させ、第１流量制御弁３９を閉弁し、第２三方弁３５をバイパス流路１８側を遮断するように切り替えるとともに、開閉弁１７を開弁する。
【００４９】
図５に示すように、この自己昇温状態では、エンジン２から流出した冷却水は、第２三方弁３５を介して主回路１１を流れ、開閉弁１７などを介してエンジン２に戻る。これにより、エンジン２での燃焼が進むにつれて、エンジン２が自己昇温によって暖機され、それに伴い、冷却水の温度も上昇する。
【００５０】
図３に戻り、前記ステップ５のエンジン暖機を実行した後、又は前記ステップ４の答えがＮＯのときには、エンジン水温ＴＷＥが第３所定温度ＴＲＥＦ３よりも高いか否かを判別する（ステップ６）。この第３所定温度ＴＲＥＦ３は、エンジン２の暖機が完了したとみなされる温度（例えば７０℃）に設定されている。このステップ６の答えがＮＯのときには、そのまま本処理を終了する。
【００５１】
一方、ステップ６の答えがＹＥＳで、エンジン水温ＴＷＥ＞第３所定温度ＴＲＥＦ３が成立しているときには、エンジン２の暖機が完了しており、エンジン２から流出した冷却水によってバッテリ３１を昇温するものとして、ステップ７において第１昇温制御を実行する。
【００５２】
この第１昇温制御では、例えば、上述したエンジン２の自己昇温状態から、第２流量制御弁４４を開弁する。これにより、図６に示すように、エンジン２から流出した冷却水は、主回路１１を流れた後、第１バッテリ回路４１に導入され、バッテリ３１を通って流出し、さらに主回路１１を介してエンジン２に戻る。このように冷却水がバッテリ３１を通る際、冷却水との熱交換によってバッテリ３１が昇温される。
【００５３】
以上のように、第１昇温制御では、エンジン２の暖機が完了した後、その冷却水の熱を利用し、バッテリ３１を昇温する。また、エンジン２の冷却水は、全体として熱容量が大きい。したがって、エンジン２の冷却水の熱を利用することによって、電気ヒータ３７を作動させることなく、バッテリ３１の昇温を十分にかつ効率良く行うことができ、電費を向上させることができる。また、エンジン水温ＴＷＥが第３所定温度ＴＲＥＦ３よりも高いことを条件として、第１昇温制御を実行するので、暖機された冷却水の温度が第１昇温制御の実行により過度に低下するという事態を回避することができる。
【００５４】
図３に戻り、前記ステップ２の答えがＮＯのとき、すなわち、外気温ＴＡＴＭが第２所定温度ＴＲＥＦ２以上で、ＥＶ走行モードが選択されているときには、蓄熱器水温ＴＷＥＳＴが検出されたバッテリ温度ＴＢＡＴよりも高いか否かを判別する（ステップ８）。この答えがＹＥＳで、蓄熱器水温ＴＷＥＳＴ＞バッテリ温度ＴＢＡＴが成立しているときには、蓄熱器３３内の冷却水によってバッテリ３１を昇温するものとして、ステップ９において第３昇温制御を実行する。
【００５５】
この第３昇温制御では、例えば、上述した第１昇温制御の状態から、第１流量制御弁３９を開弁し、第２流量制御弁４４を閉弁し、第２三方弁３５をバイパス流路１８を遮断するように切り替えるとともに、第２三方弁３５をエンジン２側を遮断するように切り替えるとともに、第３三方弁４０を第２バッテリ回路４２側に切り替える。
【００５６】
図７に示すように、この第３昇温制御によれば、エンジン２から流出した冷却水は、蓄熱器回路３４及び蓄熱器３３を流れた後、第３三方弁４０を介して第２バッテリ回路４２に導入され、バッテリ３１を通って流出し、さらに主回路１１を介してエンジン２に戻る。このように冷却水がバッテリ３１を通る際、冷却水との熱交換によってバッテリ３１が昇温される。
【００５７】
以上のように、第３昇温制御では、蓄熱器３３内の冷却水の熱を利用しながら、電気ヒータ３７を作動させることなく、バッテリ３１の昇温を有効に行うことができ、電費を向上させることができる。
【００５８】
図３に戻り、前記ステップ８の答えがＮＯで、蓄熱器水温ＴＷＥＳＴがバッテリ温度ＴＢＡＴ以下のとき、又は前記ステップ３の答えがＮＯで、ＥＮＧ走行モードにおいてエンジン２の始動が要求されていないときには、検出されたＭＧ温度ＴＭＧがバッテリ温度ＴＢＡＴよりも高いか否かを判別する（ステップ１０）。この答えがＹＥＳで、ＭＧ温度ＴＭＧ＞バッテリ温度ＴＢＡＴが成立しているときには、ＭＧ冷却回路６のオイルによってバッテリ３１を昇温するものとして、ステップ１１において第２昇温制御を実行する。
【００５９】
この第２昇温制御では、例えば、モータ用オイルポンプ２５及びジェネレータ用オイルポンプ２６と第２ウォータポンプ３６を作動させ、第２流量制御弁４４を開弁し、第１三方弁１４を熱交換器用流路１３側に切り替えるとともに、第２三方弁３５をエンジン２側を遮断するように切り替える。
【００６０】
図８に示すように、この第２昇温制御によれば、モータ用及びジェネレータ用オイルポンプ２５、２６が作動していることで、ＭＧ冷却回路６のオイルは、モータ４及びジェネレータ５の側から送り流路２３に流れ、熱交換器７に流入し、その内部を通って流出した後、戻り流路２４を介して、モータ４及びジェネレータ５に戻る。
【００６１】
一方、主回路１１の第２ウォータポンプ３６のすぐ上流側からヒータコア３８のすぐ下流側の部分と、第１バッテリ回路４１と、主回路１１の熱交換器用流路１３までの部分と、熱交換器用流路１３によって、閉回路が形成される。そして、第２ウォータポンプ３６が作動していることで、冷却水は、この閉回路内を循環し、熱交換器７を通る際に、高温のオイルとの熱交換によって加温されるとともに、バッテリ３１を通る際、熱交換によってバッテリ３１を昇温する。
【００６２】
また、この第２昇温制御では、冷却水がエンジン２を通らずに循環するので、低温状態のエンジン２及びその周辺の冷却水の吸熱の影響による冷却水の温度低下が抑制される。これにより、ＭＧ冷却回路６内のオイルの熱を利用しながら、電気ヒータ３７を作動させることなく、バッテリ３１の昇温を十分にかつ効率良く行うことができ、電費を向上させることができる。
【００６３】
一方、前記ステップ１０の答えがＮＯで、ＭＧ温度ＴＭＧがバッテリ温度ＴＢＡＴ以下のとき、すなわち、上述した実行条件が不成立であるために第２昇温制御が実行されなかったとき、又は第２昇温制御を実行しても、バッテリ温度ＴＢＡＴが第１所定温度ＴＲＥＦ１に達せず、バッテリ昇温が未だ達成されていないときには、電気ヒータ３７による加熱によってバッテリ３１を昇温するものとして、ステップ１２において第４昇温制御を実行する。
【００６４】
この第４昇温制御では、例えば、電気ヒータ３７を作動させ、第２ウォータポンプ３６を駆動し、第２流量制御弁４４を開弁するとともに、第１三方弁１４を主回路１１側を遮断するように切り替えるとともに、第２三方弁３５をエンジン２側を遮断するように切り替える。
【００６５】
図９に示すように、この第４昇温制御によれば、主回路１１内の冷却水は、電気ヒータ３７で加熱された状態で、第２ウォータポンプ３６により、主回路１１を流れた後、第１バッテリ回路４１に導入され、バッテリ３１を通って流出し、さらに主回路１１を介してエンジン２に戻る。冷却水がバッテリ３１を通る際、冷却水との熱交換によってバッテリ３１が昇温される。
【００６６】
以上のように、第４昇温制御では、電気ヒータ３７で加熱された主回路１１内の冷却水を第１バッテリ回路４１に導入することによって、バッテリ昇温を確実に達成することができる。また、主回路１１の一部と、第１バッテリ回路４２と、バイパス流路１３とによって、閉回路が形成され、冷却水は、この閉回路を循環し、内燃機関には流れない。これにより、低温状態のエンジン２及びその周辺の冷却水の吸熱の影響による冷却水の温度低下が抑制され、電気ヒータ３７を用いたバッテリの昇温を効率良く行うことができる。
【００６７】
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、主回路１１と第１バッテリ回路４１との接続／遮断を切り替える第１切替手段として、流量制御弁（第２流量制御弁４４）を用い、主回路１１と熱交換器用流路１３との接続／遮断を切り替える第２切替手段として、三方弁（第１三方弁１４）を用いているが、２つの回路間の接続／遮断の切替が可能である限り、任意の形式のものを採用することができる。このことは、第３切替手段を構成する第３三方弁４０、及び第４切替手段を構成する第２三方弁３５についても同様である。
【００６８】
また、実施形態では、エンジン２の冷却水温度（エンジン水温ＴＷＥ）、蓄熱器３３の冷却水温度（蓄熱器水温ＴＷＥＳＴ）や、バッテリ３１の温度（バッテリ温度ＴＢＡＴ）を代表する温度として、各デバイスの出口付近の冷却水温度を検出しているが、これに限らず、各デバイスの内部や入口付近の冷却水温度を検出してもよい。
【００６９】
また、図１などに示した冷却昇温装置１の構成は、あくまで例示であり、その細部の構成を、本発明の趣旨の範囲内で変更することが可能である。
【符号の説明】
【００７０】
２  内燃機関
４  モータ
５  ジェネレータ
６  モータジェネレータ（ＭＧ）冷却回路
７  熱交換器
１０  ＥＣＵ（昇温制御手段）
１１  主回路（機関冷却回路）
１３  熱交換器用流路（第１バイパス流路）
１４  第１三方弁（第２切替手段）
１８  バイパス流路（第２バイパス流路）
３１  バッテリ
３３  蓄熱器
３４  蓄熱器回路
３５  第２三方弁（第４切替手段）
３７  電気ヒータ
４０  第３三方弁（第３切替手段）
４１  第１バッテリ回路
４２  第２バッテリ回路
４４  第２流量制御弁（第１切替手段）
５１  エンジン水温センサ（機関冷却水温度センサ）
５２  蓄熱器水温センサ（蓄熱器冷却水温度センサ）
５３  バッテリ温度センサ
５４  ＭＧ温度センサ（モータジェネレータ温度センサ）
ＴＢＡＴ  バッテリ温度
ＴＷＥ  エンジン水温（内燃機関の冷却水の温度）
ＴＭＧ  モータジェネレータ温度
ＴＷＥＳＴ  蓄熱器水温（蓄熱器冷却水温度）
ＴＲＥＦ３  第３所定温度（所定の冷却水温度）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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