(57)【要約】【課題】シンプルな流路構成で、必要な場合にのみエンジンの冷却水を予熱することで、エネルギー効率を向上させながらエンジンの始動条件を良好に保つことができる制御装置を提供する。【解決手段】動力分割機構を介して接続されたエンジンとモータジェネレータを車両の要求パワーに基づいて制御する制御装置であって、制御条件を記憶するメモリと、メモリに記憶された制御条件に基づいてエンジン始動時期を予測し、予測したエンジン始動時期の前に、エンジン１００を冷却する第一冷却装置６０またはモータジェネレータ１１０，１２０を冷却する第二冷却装置７０の冷却水を余熱流路に通流させる弁機構６６を制御して、余熱流路６７を介して第二冷却装置７０の冷却水により第一冷却装置６０の冷却水を予熱する制御部ＣＵとを備えている。【選択図】図４
2010138868.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンとモータを駆動源として車両を走行させる制御装置であって、
外部から受信したパラメータを記憶する記憶部と、
記憶部に記憶されたパラメータに基づいてエンジン始動時期を予測し、予測したエンジン始動時期の前に、エンジンを冷却する第一冷却装置またはモータジェネレータを冷却する第二冷却装置の冷却水を余熱流路に通流させる弁機構を制御して、余熱流路を介して第二冷却装置の冷却水により第一冷却装置の冷却水を予熱する制御部と、
を備えている制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、第一冷却装置の冷却水温度と目標余熱温度との偏差に対応して、弁機構の開度、ウォータポンプの吐出し量、ラジエータの冷却ファンの回転数の何れかまたはそれらの複数の制御量が規定された制御マップ情報に基づいて、弁機構の開度、ウォータポンプの吐出し量、ラジエータの冷却ファンの回転数の何れかまたはそれらの複数を制御する請求項１記載の制御装置。
【請求項３】
前記記憶部において記憶する外部から受信するパラメータは、モータジェネレータとの間で充放電する二次電池の充電状態に関するものであり、前記制御部は該パラメータに基づいてエンジン始動時期を予測する、または、前記記憶部において記憶する外部から受信するパラメータは、ナビゲーション装置から受信する走行ルート情報に関するものであり、前記制御部は該パラメータに基づいてエンジン始動時期を予測する請求項１または２記載の制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、第二冷却装置の冷却水温度が許容温度以上になる場合に、弁機構を制御して、余熱流路を介して第一冷却装置の冷却水により第二冷却装置の冷却水を冷却する請求項１から３の何れかに記載の制御装置。
【請求項５】
エンジンとモータを駆動源とする車両の走行の制御方法であって、
外部から受信したパラメータを記憶する記憶部に記憶されたパラメータに基づいてエンジン始動時期を予測し、予測したエンジン始動時期の前に、エンジンを冷却する第一冷却装置またはモータジェネレータを冷却する第二冷却装置の冷却水を余熱流路に通流させる弁機構を制御して、余熱流路を介して第二冷却装置の冷却水により第一冷却装置の冷却水を予熱する制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンとモータを駆動源として車両を走行させる制御装置、及び、制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題に配慮して、動力分割機構を介して接続されたエンジンとモータジェネレータを搭載したハイブリッド車両が注目されている。
【０００３】
ハイブリッド車両は、動力分割機構を介してエンジンにより駆動されるジェネレータによる発電電力を二次電池に蓄え、二次電池から供給される電力でモータを駆動することにより、エンジン以外の動力によって車両の走行が可能に構成されている。
【０００４】
ハイブリッド車両の制御装置は、運転者によるアクセルペダルの操作量と、二次電池の充電状態（State of charge；以下、「ＳＯＣ」と記す。）に基づいて、エンジン走行するかモータ走行するかを切替制御する。
【０００５】
このようなハイブリッド車両では、エンジンを冷却する冷却水の適正温度と、モータジェネレータ及びモータジェネレータの駆動回路を冷却する冷却水の適正温度が異なり、また、エンジンの発熱量とモータジェネレータ等の発熱量が異なるため、エンジンを冷却する冷却装置とモータ制御部を冷却する冷却装置がそれぞれ独立に設けられている。
【０００６】
各冷却装置は、冷却水を循環させて冷却対象であるエンジンやモータジェネレータを冷却する冷却水路と、冷却水路で加熱された冷却水を放熱する冷却ファンを備えたラジエータと、ラジエータで冷却された冷却水を冷却水路に循環させるウォータポンプを備えている。
【０００７】
しかし、大きな走行トルクを要さない通常の走行時には、制御装置により専らモータによる走行制御が実行され、エンジンの始動機会が減少するため、エンジンを予熱することができない。
【０００８】
エンジンの温度が低いときにエンジンを始動させて走行すると、エンジン内の各摺動部の油膜温度が低く、オイルの粘性も大きいためエンジンの摩擦損失が大きくなるという問題がある。
【０００９】
そこで、特許文献１には、エンジンを冷却する第一冷却回路と、駆動用モータの制御部を冷却する第二冷却回路と、第一冷却回路と第二冷却回路をつなぐバイパス通路と、該バイパス通路へ各冷却回路の流路を切換える切換手段と、エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、第一冷却回路内の水温を検出する第一水温センサと、第二冷却回路内の水温を検出する第二水温センサと、これらの検出値に応じて前記切換手段を制御する制御手段と備えることを特徴とするハイブリッド型電気自動車の冷却装置が提案されている。
【特許文献１】特開平１１−２２４６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、特許文献１に記載された冷却装置は、冷却温度がそれぞれ異なる第一冷却回路と第二冷却回路をバイパス通路で連結するように構成されていたため、流路に複数のサーモスタット（温度調整弁）を組み込んで流路切替する必要があり、制御が複雑になるという問題があった。例えば、駆動用モータの制御部の冷却水温度は５０℃から７０℃以下に保つ必要があり、エンジンの冷却水温度は１００℃に保つ必要があると例示されている通りである。
【００１１】
尚、各冷却水の温度の相違により冷却水の組成を異ならせる必要がある場合には、対応できないという問題もある。
【００１２】
また、エンジンの冷却水温が低いときに、任意に第二冷却回路の冷却水を第一冷却水に循環させると、第一冷却回路のウォータポンプの動力等のエネルギーを浪費するという問題もあった。
【００１３】
本発明の目的は、上述の問題に鑑み、シンプルな流路構成で、必要な場合にのみエンジンの冷却水を予熱することで、エネルギー効率を向上させながらエンジンの始動条件を良好に保つことができる制御装置及び制御方法を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述の目的を達成するため、本発明による制御装置の特徴構成は、エンジンとモータを駆動源として車両を走行させる制御装置であって、外部から受信したパラメータを記憶する記憶部と、記憶部に記憶されたパラメータに基づいてエンジン始動時期を予測し、予測したエンジン始動時期の前に、エンジンを冷却する第一冷却装置またはモータジェネレータを冷却する第二冷却装置の冷却水を余熱流路に通流させる弁機構を制御して、余熱流路を介して第二冷却装置の冷却水により第一冷却装置の冷却水を予熱する制御部と、を備えている点にある。
【００１５】
上述の構成によれば、記憶部に記憶されたパラメータに基づいてエンジンが始動される時期を予測し、当該予測時期に対応してエンジンの冷却水が適切に予熱されるようになる。
【００１６】
しかも、モータジェネレータを冷却する第二冷却装置の冷却水と、エンジンを冷却する第一冷却装置の冷却水の何れかが余熱流路に通水され、互いに連通するものではないため、各冷却水の温度の相違により冷却水の組成が異なる場合であっても、シンプルな流路構成を実現できるのである。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明した通り、本発明によれば、シンプルな流路構成で、必要な場合にのみエンジンの冷却水を予熱することで、エネルギー効率を向上させながらエンジンの始動条件を良好に保つことができる制御装置を提供することができるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明による制御装置を説明する。
【００１９】
図１に示すように、ハイブリッド車１は、動力源としてエンジン１００、第１ＭＧ（Motor Generator）１１０、第２ＭＧ（Motor Generator）１２０を備えている。
【００２０】
ハイブリッド車１は、エンジン１００及び第２ＭＧ１２０の少なくとも一方からの駆動力によって走行可能なように、エンジン１００、第１ＭＧ１１０及び第２ＭＧ１２０が動力分割機構１３０に連結されている。
【００２１】
第１ＭＧ１１０及び第２ＭＧ１２０は交流回転電機で構成され、例えば、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル及びＷ相コイルを備える三相交流同期回転機（図３参照）が用いられる。
【００２２】
動力分割機構１３０は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを含み、ピニオンギヤがサンギヤ及びリングギヤと係合する遊星歯車機構で構成されている。
【００２３】
ピニオンギヤを自転可能に支持するキャリアがエンジン１００のクランクシャフトに連結され、サンギヤが第１ＭＧ１１０の回転軸に連結され、リングギヤが第２ＭＧ１２０の回転軸及び減速機１４０に連結され、図２に示すように、エンジン１００、第１ＭＧ１１０、及び第２ＭＧ１２０の回転数が共線図上に直線で結ばれるように関係付けられている。
【００２４】
ハイブリッド車１には、エンジン１００の駆動力によって第１ＭＧ１１０で発電された電力によって充電され、充電された電力を第２ＭＧ１２０に給電するＤＣ２８０Ｖ程度の高圧バッテリである電池ユニット１０が搭載されている。
【００２５】
電池ユニット１０は、ニッケル水素バッテリやリチウムイオンバッテリで構成されている。
【００２６】
図１及び図３に示すように、ハイブリッド車１には、車両の動力を統括制御するシステム制御部としてのハイブリッドビークルＥＣＵ（以下、「ＨＶ−ＥＣＵ」と記す。）１７０、第１ＭＧ１１０及び第２ＭＧ１２０を制御するモータジェネレータＥＣＵ（以下、「ＭＧ−ＥＣＵ」と記す。）１７１、エンジンを制御するエンジンＥＣＵ１（以下、「ＥＮＧ−ＥＣＵ」と記す。）１７２、電池ユニットに備えたバッテリＥＣＵ（以下、「ＢＡＴ−ＥＣＵ」と記す。）１７４、車両を目的地までルート案内するナビゲーション装置１７３の他、制動機構を制御するブレーキＥＣＵ、盗難防止機能を実現する防盗ＥＣＵ等の複数の電子制御装置（Electric Control Unit；以下、「ＥＣＵ」と記す。）が搭載されている。
【００２７】
各ＥＣＵは、単一または複数のＣＰＵと、ＣＰＵにより実行される制御プログラムが格納されたＲＯＭと、ＣＰＵのワーキング領域として使用されるＲＡＭと、入出力回路と、バス型ネットワークであるＣＡＮ（Controller Area Network）用のインタフェース回路（以下、「ＣＡＮ−Ｉ／Ｆ」と記す。）等を備え、ＤＣ１２Ｖ程度の低圧バッテリから供給される電力で駆動される。
【００２８】
各ＥＣＵは、ＣＡＮ−Ｉ／Ｆを介してＣＡＮ通信線で接続され、ＥＣＵ間で必要な各種の制御情報がＣＡＮを介して授受される。
【００２９】
電池ユニット１０がシステムメインリレーＲｙ１を介して昇降圧コンバータ３０に接続され、昇降圧コンバータ３０の出力電圧が第１インバータ４０及び第２インバータ５０で交流電圧に変換された後に、第１ＭＧ１１０及び第２ＭＧ１２０に印加されるように構成されている。
【００３０】
昇降圧コンバータ３０は、リアクトルと、電力スイッチング素子である２つのｎｐｎ型トランジスタと、２つのダイオードとを含む。リアクトルの一端が電池ユニット１０の正極側に接続され、他端が２つのｎｐｎ型トランジスタの接続ノードに接続されている。２つのｎｐｎ方トランジスタは直列に接続され、各ｎｐｎ型トランジスタにダイオードが逆並列に接続されている。
【００３１】
ｎｐｎ型トランジスタとして、例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）を好適に用いることができる。また、ｎｐｎ型トランジスタに代えて、パワーＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor）等の電力スイッチング素子を用いることも可能である。
【００３２】
第１インバータ４０は、互いに並列に接続されたＵ相アーム、Ｖ相アーム、及びＷ相アームを備えている。各相アームは、直列に接続された２つのｎｐｎ型トランジスタを含み、各ｎｐｎ型トランジスタにはダイオードが逆並列に接続されている。各相アームを構成する２つのｎｐｎ型トランジスタの接続ノードが、第１ＭＧ１１０の対応するコイル端に接続されている。
【００３３】
第１インバータ４０は、昇降圧コンバータ３０から供給される直流電力を交流電力に変換して第１ＭＧ１１０へ供給し、或は、第１ＭＧ１１０により発電された交流電力を直流電力に変換してコンバータ３０へ供給する。
【００３４】
第２インバータ５０も、第１インバータ４０と同様に構成され、各相アームを構成する２つのｎｐｎ型トランジスタの接続ノードが、第２ＭＧ１２０の対応するコイル端に接続されている。
【００３５】
第２インバータ５０は、昇降圧コンバータ３０から供給される直流電力を交流電力に変換して第２ＭＧ１２０へ供給し、或は、第２ＭＧ１２０により発電された交流電力を直流電流に電力して昇降圧コンバータ３０へ供給する。
【００３６】
ＨＶ−ＥＣＵ１７０は、システムの起動スイッチであるイグニッションスイッチがオン操作されると、低圧バッテリから各ＥＣＵに給電するための電源リレーを閉じて各ＥＣＵを起動した後、システムメインリレーＲｙ１を閉じ、運転者のアクセル操作等に基づいてＭＧ−ＥＣＵ１７１及び必要に応じてＥＧＮ−ＥＣＵ１７２を制御して車両を走行制御する。
【００３７】
ＨＶ−ＥＣＵ１７０は、ＢＡＴ−ＥＣＵ１７４を介して電池ユニット１０の充電状態（以下、「ＳＯＣ（State Of Charge）」と記す。）を監視し、ＳＯＣが所定範囲内にあるとき、ＭＧ−ＥＣＵ１７１を介して、電池ユニット１０に蓄えられた電力または第１ＭＧ１１０により発電された電力の少なくとも一方を用いて第２ＭＧ１２０を駆動し、エンジン１００の動力をアシストする。第２ＭＧ１２０の駆動力は減速機１４０を介して駆動輪１６０に伝達される。
【００３８】
ＨＶ−ＥＣＵ１７０は、電池ユニット１０のＳＯＣが予め定められた値よりも低くなると、エンジンＥＣＵ１７２を介してエンジン１００を始動し、動力分割機構１３０を介して駆動される第１ＭＧ１１０の発電電力を電池ユニット１０に蓄えるように制御する。
【００３９】
さらに、ＨＶ−ＥＣＵ１７０は、電池ユニット１０のＳＯＣが予め定められた値よりも高くなると、エンジンＥＣＵ１７２を介してエンジン１００を停止し、ＭＧ−ＥＣＵ１７１を介し電池ユニット１０に蓄えられた電力を用いて第２ＭＧ１２０を駆動する。
【００４０】
ＭＧ−ＥＣＵ１７１は、ＨＶ−ＥＣＵ１７０からの制御指令に基づいて、モータ走行時には昇降圧コンバータ３０の電力スイッチング素子を制御して、電池ユニット１０の出力電圧を所定レベルに昇圧し、第２インバータ５０の各相アームを制御して第２ＭＧ１２０を駆動し、充電時には第１インバータ４０の各相アームを制御して、第１ＭＧ１１０からの発電電力を直流電力に変換し、昇降圧コンバータ３０で降圧して電池ユニット１０を充電する。
【００４１】
一方、車両の制動時等に、ＭＧ−ＥＣＵ１７１は、ＨＶ−ＥＣＵ１７０からの制御指令に基づいて、減速機１４０を介して駆動輪１６０により駆動される第２ＭＧ１２０を発電機として制御し、第２ＭＧ１２０により発電された電力を電池ユニット１０に蓄える。つまり、第２ＭＧ１２０は、制動エネルギーを電力に変換する回生ブレーキとして用いられる。
【００４２】
図４に示すように、ハイブリッド車両１には、エンジンを冷却する第一冷却装置６０と、第一ＭＧ１１０と第二ＭＧ１２０及びインバータ４０，５０を冷却する第二冷却装置７０が設けられている。
【００４３】
第一冷却装置６０は、冷却水を循環させて冷却対象であるエンジン１００を冷却する冷却水路６１と、エンジン１００で加熱された冷却水を熱源とするヒータ６４と、高温の冷却水を放熱する冷却ファン６３を備えたラジエータ６２と、ラジエータ６２で冷却された冷却水を冷却水路６１に循環させるウォータポンプ６５を備えている。
【００４４】
また、冷却水路６１のうちエンジン１００の出口近傍には冷却水の温度を検知する温度センサ６８が設けられている。エンジン１００が駆動されると、通常の運転状態で温度センサ６８の検出温度が１００℃〜１１０℃程度に維持される。
【００４５】
第二冷却装置７０は、冷却水を循環させて冷却対象である第一ＭＧ１１０と第二ＭＧ１２０及びインバータ等の駆動回路を冷却する冷却水路７１と、第一ＭＧ１１０や第二ＭＧ１２０等で加熱された冷却水を放熱する冷却ファン７３を備えたラジエータ７２と、ラジエータ７２で冷却された冷却水を冷却水路７１に循環させるウォータポンプ７５を備えている。
【００４６】
また、冷却水路７１のうち、第一ＭＧ１１０と第二ＭＧ１２０の出口近傍には冷却水の温度を検知する温度センサ７８が設けられている。第一ＭＧ１１０または第二ＭＧ１２０が駆動されると、通常の運転状態で温度センサ７８の検出温度が７０℃〜８０℃程度に維持される。
【００４７】
第一冷却装置を構成する冷却水路６１のうち、ウォータポンプ６５とエンジン１００との間には、本発明の弁機構である三方弁６６を介して余熱流路６７が接続されている。
【００４８】
余熱流路６７の一部に、第二冷却装置７０の冷却水路７１のうち第一ＭＧ１１０や第二ＭＧ１２０等の冷却部に沿うように配設された熱交換部６７ａが設けられている。
【００４９】
余熱流路６７を通流する第一冷却装置６０の冷却水が、熱交換部６７ａを介して、第二冷却装置７０の冷却水との間で熱交換可能に構成されている。
【００５０】
例えば、第一冷却装置６０の冷却水の水温が第二冷却装置７０の冷却水の水温より低温であれば、第一冷却装置６０の冷却水の水温が加熱され、第一冷却装置６０の冷却水の水温が第二冷却装置７０の冷却水の水温より高温であれば、第一冷却装置６０の冷却水の水温が冷却される。
【００５１】
余熱流路６７で熱交換された第一冷却装置６０の冷却水は、エンジン１００と三方弁６６の間の冷却水路６１に合流して、エンジン１００の冷却部に通流する。
【００５２】
ハイブリッド車１では、電池ユニットが十分に充電され、市街地走行のような車両の要求トルクがそれほど高くない走行条件では、専ら第二ＭＧ１２０によるモータ駆動されるため、エンジン１００の始動機会が少なく、エンジンを予熱することができない。
【００５３】
このような状態でエンジンを始動させて走行すると、エンジン内の各摺動部の油膜温度が低く、オイルの粘性も大きいためエンジンの摩擦損失が大きくなる。
【００５４】
そこで、メモリとしての記憶部に記憶された制御条件としての外部から受信したパラメータに基づいてエンジン１００の始動時期を予測し、予測したエンジン始動時期の前に、第一冷却装置６０の冷却水を余熱流路６７に通流させる弁機構である三方弁６６を制御して、余熱流路６７を介して第二冷却装置７０の冷却水により第一冷却装置６０の冷却水を予熱する制御部ＣＵを備えている。
【００５５】
ここで、外部とは、例えば、以下で説明するように、パラメータを制御部ＣＵに送信するＢＡＴ−ＥＣＵ１７４、ＥＮＧ−ＥＣＵ１７２、ＭＧ−ＥＣＵ１７１、ナビゲーション装置１７３等のことである。
【００５６】
以下、制御部ＣＵの動作について説明する。
【００５７】
ＢＡＴ−ＥＣＵ１７４は、電池ユニット１０に備えた電流センサ、電圧センサ及び温度センサの出力に基づき、所定の演算式で電池ユニット１０のＳＯＣを算出し、算出したＳＯＣを所定インタバルでＨＶ−ＥＣＵ１７０に送信するように構成されている。
【００５８】
当該ＳＯＣは、ＣＡＮを介して送信されるものであってもよいし、ＢＡＴ−ＥＣＵ１７４とＨＶ−ＥＣＵ１７０を結ぶローカルの通信線を介して送信されるものであってもよい。ＨＶ−ＥＣＵ１７０は、ＢＡＴ−ＥＣＵ１７４から送信されたＳＯＣを制御情報、つまりパラメータ（以下、制御情報と記す。）としてメモリ（ＲＡＭ）に記憶している。
【００５９】
ＨＶ−ＥＣＵ１７０は、ＣＡＮを介して、ＥＮＧ−ＥＣＵ１７２からエンジン１００に関する各種の制御情報を受信するとともに、ＭＧ−ＥＣＵ１７１からモータジェネレータ１１０，１２０に関する各種の制御情報を受信し、それらの制御情報をメモリ（ＲＡＭ）に記憶している。これらの制御情報は、ＣＡＮを介して送信されるものであってもよいし、ＥＮＧ−ＥＣＵ１７２とＨＶ−ＥＣＵ１７０、及びＭＧ−ＥＣＵ１７１とＨＶ−ＥＣＵ１７０を結ぶローカルの通信線を介して送信されるものであってもよい。
【００６０】
エンジン１００に関する制御情報には、回転数等エンジンの駆動状態を示す制御情報の他に、第一冷却装置６０の冷却水の水温情報が含まれる。
【００６１】
モータジェネレータ１１０，１２０に関する制御情報には、コンバータ３０の入力電圧や電流、モータジェネレータ１１０，１２０の回転数等の駆動状態を示す制御情報の他に、第二冷却装置７０の冷却水の水温情報が含まれる。
【００６２】
また、ＨＶ−ＥＣＵ１７０は、ナビゲーション装置１７３との間でＣＡＮを介して制御情報を収集して当該制御情報をメモリに記憶している。ＨＶ−ＥＣＵ１７０からナビゲーション装置１７３に速度情報等の車両情報が送信され、ナビゲーション装置１７３は、当該速度情報等に基づいて、目的地までの到着時間情報が算出され、表示画面に到着予測時刻等が表示される。
【００６３】
ナビゲーション装置１７３は、速度情報等と設定されたルート情報に基づいて、高速走行が可能な高速道路や自動車専用道路までの到達予測時間を算出し、算出した高速道路や自動車専用道路までの到達予測時間をＨＶ−ＥＣＵ１７０に送信するように構成されている。
【００６４】
ＨＶ−ＥＣＵ１７０は、アクセルペダルの踏込み量から必要トルクを算出し、モータ走行を行なうべきと判断した場合に、メモリ（ＲＡＭ）に記憶したＳＯＣが所定範囲、例えば、３０％から６０％の間に維持されていると、ＭＧ−ＥＣＵ１７１に制御指令を出力して、第二ＭＧ１２０によるモータ走行を行なう。
【００６５】
図５に示すように、ＨＶ−ＥＣＵ１７０は、モータジェネレータ１２０を駆動中に（ＳＡ１）、ＳＯＣが下限許容値である３０％より所定の余裕度α（本実施形態ではα＝１０％に設定されているが、この値に限定されるものではなく、電池ユニットの特性等に応じて適宜設定される）だけ高い値以下であるか否かを判定し（ＳＡ２）、３０＋α％以下であれば、第一冷却装置６０の冷却水の水温、つまり、エンジン水温が余熱必要所定値（本実施形態では６５℃に設定されているが、この値に限定されるものではない）以下であり（ＳＡ３）、第二冷却装置７０の冷却水の水温、つまりモータ水温が余熱開始所定値（本実施形態では７５℃に設定されているが、この値に限定されるものではない）以上であると（ＳＡ４）、余熱制御を開始するように、余熱制御フラグをセットする（ＳＡ５）。
【００６６】
ステップＳＡ２で、ＳＯＣが３０＋α％より高い場合には、メモリに記憶された制御情報に基づいてエンジンの始動予測を行ない、エンジンを所定時間経過後に始動する必要があると予測すると、上述のステップＳＡ３以降の処理を実行する。
【００６７】
例えば、ＨＶ−ＥＣＵ１７０は、制御情報である第二ＭＧ１２０による消費電力から所定時間経過後のＳＯＣの低下量を算出し、所定時間経過後にＳＯＣが下限値である３０％より低下すると判定すると、所定時間経過後にエンジン１００を始動して第一ＭＧ１１０によって発電制御する必要があると予測する。
【００６８】
また、ＨＶ−ＥＣＵ１７０は、現在走行している一般道路から高速道路や自動車専用道路に到達するまでの到達予測時間をナビゲーション装置１７３から受信すると、当該到達予測時間が予め設定された所定時間に一致すると、所定時間経過後に高速走行のためにエンジン１００を始動する必要があると予測する。
【００６９】
所定時間とは、第一冷却装置６０の冷却水を所定温度まで予熱するために必要な平均時間であり、予め実験等に基づいて設定された値である。
【００７０】
つまり、ステップＳＡ６では、メモリに記憶された制御情報に基づいて、所定時間経過後にエンジン１００を始動させる必要があるか否かが予測される。
【００７１】
即ち、記憶部において記憶する外部から受信するパラメータは、モータジェネレータ１１０、１２０との間で充放電する二次電池としての電池ユニット１０の充電状態に関するものであり、ＨＶ−ＥＣＵ１７０は該パラメータに基づいてエンジン始動時期を予測する、または、記憶部において記憶する外部から受信するパラメータは、ナビゲーション装置１７３から受信する走行ルート情報に関するものであり、ＨＶ−ＥＣＵ１７０は該パラメータに基づいてエンジン始動時期を予測する。
【００７２】
ステップＳＡ６でエンジン１００の始動予測がされなかった場合には、現在余熱制御中であるか否かが余熱制御フラグの状態に基づいて判定され（ＳＡ７）、余熱制御中であれば、エンジン水温が余熱不要な所定値である目標余熱温度（本実施形態では８０℃に設定されているが、この値に限定されるものではない）に余熱され（ＳＡ８）、または、モータ水温が余熱終了所定値（本実施形態では６５℃に設定されているが、この値に限定されるものではない）よりも低下していると判定すると（ＳＡ９）、余熱制御を終了するべく、余熱制御フラグをリセットする（ＳＡ１０）。
【００７３】
つまり、余熱制御は、エンジン水温が６５℃以下で実行され、８０℃で終了するように、また、モータ水温が７５℃以上で実行され、６５℃以下で終了するように、夫々の温度にヒステリシスを設けている。これは、余熱制御の開始と終了との間のハンチング現象の発生を回避するためである。
【００７４】
ステップＳＡ１で、モータジェネレータ１２０が停止していると、ステップＳＡ１０に移行して、余熱制御を終了するべく、余熱制御フラグをリセットする（ＳＡ１０）。
【００７５】
余熱制御フラグがセットされると、ＨＶ−ＥＣＵ１７０は、ＥＮＧ−ＥＣＵ１７２に対して、第一冷却装置６０の冷却水を予熱するための制御指令を出力する。
【００７６】
ＥＮＧ−ＥＣＵ１７２は、三方弁６６を制御して、余熱流路６７を介して第二冷却装置７０の冷却水により第一冷却装置６０の冷却水を予熱する。以下、詳述する。
【００７７】
図６に示すように、ＥＮＧ−ＥＣＵ１７２は、第一冷却装置６０の現在の冷却水温度と目標余熱温度（ここでは、上述した通り、８０℃に設定されている）との差分を算出し（ＳＢ１）、ＨＶ−ＥＣＵ１７０から送信されたモータ１２０の出力トルクが所定値以上であるか否かを判定し（ＳＢ２）、所定値以上であれば、ウォータポンプ６５を駆動するとともに、マップＡに基づいて三方弁６６の開度を制御し（ＳＢ３）、所定値より低い場合にはマップＢに基づいて三方弁６６の開度を制御する（ＳＢ４）。
【００７８】
マップＡ，マップＢは制御マップ情報としてＥＮＧ−ＥＣＵ１７２のメモリ（ＲＯＭ）に格納されている。
【００７９】
図７（ａ）にはマップＡが、図７（ｂ）にはマップＢが例示されている。横軸は、第一冷却装置６０の現在の冷却水温度と目標余熱温度の温度差であり、縦軸は三方弁６６の開度である。マップＡはマップＢよりも温度差が小さい領域で三方弁６６の開度が大きめに設定されている。
【００８０】
モータ１２０の出力トルクが所定値以上である場合には、より大きな発熱量となるため、効果的にエンジン水温を余熱することができ、モータ１２０の出力トルクが所定値より小さい場合には、モータ水温が必要以上に低下しないように制限する必要があるためである。
【００８１】
尚、各マップの具体的な数値は、適用するシステムに応じて適宜設定すればよい。
【００８２】
図８は、余熱制御に従って、エンジン水温が余熱される様子が示されている。モータ１２０の出力トルクが所定値以下のときで、エンジン水温が６５℃以下で、モータ水温が７５℃以上のときに余熱制御が開始される（図８のＡ点）。
【００８３】
このとき、マップＢに基づいて三方弁６６の開度が制御され、エンジン水温が次第に上昇する。初期には、現在の冷却水温度と目標余熱温度の温度差が大であるため、三方弁６６の開度が大きく設定され、温度差が小さくなるにつれて三方弁６６の開度が次第に絞られる（図８のＢ点からＣ点の間）。
【００８４】
モータ１２０のトルクが所定値より大きくなると（図８のＤ点）、マップＢに切り替えられて、モータ１２０の発熱量の上昇とともに、エンジン水温が上昇する（図８のＤ点からＥ点の間）。
【００８５】
エンジン水温が目標余熱温度に達すると、三方弁６６が閉じられて、エンジン始動に向けた余熱制御が終了する。
【００８６】
つまり、ＨＶ−ＥＣＵ１７０とＥＮＧ−ＥＣＵ１７２が協働して、メモリに記憶された制御条件に基づいてエンジン始動時期を予測し、予測したエンジン始動時期の前に、エンジンを冷却する第一冷却装置６０の冷却水を余熱流路６７に通流させる弁機構６６を制御して、余熱流路６７を介して第二冷却装置７０の冷却水により第一冷却装置６０の冷却水を予熱する制御部ＣＵが構成されている。
【００８７】
尚、上述した制御部ＣＵをＨＶ−ＥＣＵ１７０のみで構成してもよい。この場合には、弁機構がＨＶ−ＥＣＵ１７０により制御される。また、制御部ＣＵをＥＮＧ−ＥＣＵ１７２のみで構成してもよい。この場合には、余熱制御に必要な制御情報をＨＶ−ＥＣＵ１７０を介して入手するように構成すればよい。
【００８８】
上述した実施形態では、余熱制御が弁機構の開度の調整により実行される場合を説明したが、弁機構の開度の調整に替えて、或は、弁機構の開度の調整に加えて、ウォータポンプ６５の送水量を調整することにより、余熱制御を行なってもよい。
【００８９】
例えば、三方弁６６により冷却水の全量が余熱流路６７に送られるように調整し、その循環量をウォータポンプ６５の回転数で調整するのである。この場合には、第一冷却装置６０の現在の冷却水温度と目標余熱温度の温度差に対するウォータポンプ６５の回転数を規定し、上述のマップＡ，マップＢに対応する制御マップを構成すればよい。
【００９０】
また、弁機構の開度の調整に替えて、或は、弁機構の開度の調整に加えて、冷却ファン７３を調整することにより、余熱制御を行なってもよい。
【００９１】
例えば、三方弁６６により冷却水の全量が余熱流路６７に送られるように調整するとともに、ウォータポンプ６５を一定の回転数に調整し、冷却ファン７３の回転数を調整するのである。余熱制御時には、冷却ファン７３の回転数を低下または停止して、ラジエータ７２での放熱量を低減させることにより、効率的に余熱制御が行なえるようになる。
【００９２】
この場合には、第一冷却装置６０の現在の冷却水温度と目標余熱温度の温度差に対する冷却ファン７３の回転数の回転数を規定し、上述のマップＡ，マップＢに対応する制御マップを構成すればよい。
【００９３】
つまり、制御部ＣＵは、第一冷却装置６０の冷却水温度と目標余熱温度との偏差に対応して、弁機構の開度、ウォータポンプの吐出し量、ラジエータの冷却ファンの回転数の何れかまたはそれらの複数の制御量が規定された制御マップ情報に基づいて、弁機構の開度、ウォータポンプの吐出し量、ラジエータの冷却ファンの回転数の何れかまたはそれらの複数を制御することができる。
【００９４】
また、図９に示すように、第二冷却装置７０を構成する冷却水路７１のうち、ウォータポンプ７６とラジエータ７２のとの間に、本発明の弁機構である三方弁７６を介して余熱流路７７を接続するように構成し、上述した各実施形態と同様の余熱制御を実行するように構成してもよい。
【００９５】
余熱流路７７の一部に、第一冷却装置６０の冷却水路６１のうちエンジン１００の冷却部に沿うように配設された熱交換部７７ａが設けられている。
【００９６】
余熱流路７７を通流する第二冷却装置７０の冷却水が、熱交換部７７ａを介して、第一冷却装置６０の冷却水との間で熱交換可能に構成されている。
【００９７】
第一冷却装置６０の冷却水の水温が第二冷却装置７０の冷却水の水温より低温であれば、第一冷却装置６０の冷却水の水温が加熱され、第一冷却装置６０の冷却水の水温が第二冷却装置７０の冷却水の水温より高温であれば、第一冷却装置６０の冷却水の水温が冷却される。
【００９８】
余熱流路７７で熱交換された第二冷却装置７０の冷却水は、ラジエータ７２と三方弁７６の間の冷却水路７１に合流して、モータジェネレータ１１０，１２０の冷却部に通流する。
【００９９】
この場合、ＭＧ−ＥＣＵ１７１により弁機構である三方弁７６を制御するように構成すればよい。つまり、ＨＶ−ＥＣＵ１７０とＭＧ−ＥＣＵ１７１が協働して、メモリに記憶された制御条件に基づいてエンジン始動時期を予測し、予測したエンジン始動時期の前に、エンジンを冷却する第一冷却装置またはモータジェネレータを冷却する第二冷却装置の冷却水を余熱流路に通流させる弁機構を制御して、余熱流路を介して第二冷却装置の冷却水により第一冷却装置の冷却水を予熱する制御部ＣＵを構成すればよい。
【０１００】
同様に、弁機構をＨＶ−ＥＣＵ１７０により制御すれば、制御部ＣＵをＨＶ−ＥＣＵ１７０のみで構成することお可能であり、また、余熱制御に必要な制御情報をＨＶ−ＥＣＵ１７０を介して入手するように構成すれば、制御部ＣＵをＭＧ−ＥＣＵ１７１のみで構成することも可能である。
【０１０１】
つまり、ＨＶ−ＥＣＵ１７０とＥＮＧ−ＥＣＵ１７２が協働して、メモリに記憶された制御条件に基づいてエンジン始動時期を予測し、予測したエンジン始動時期の前に、モータジェネレータを冷却する第二冷却装置７０の冷却水を余熱流路７７に通流させる弁機構７６を制御して、余熱流路７７を介して第二冷却装置７０の冷却水により第一冷却装置６０の冷却水を予熱する制御部ＣＵが構成されている。
【０１０２】
以上説明したように、本発明による制御装置は、メモリに記憶された制御条件、つまり記憶部に記憶されたパラメータに基づいてエンジン始動時期を予測し、予測したエンジン始動時期の前に、エンジンを冷却する第一冷却装置６０またはモータジェネレータを冷却する第二冷却装置７０の冷却水を余熱流路６７，７７に通流させる弁機構６６，７６を制御して、余熱流路６７，７７を介して第二冷却装置７０の冷却水により第一冷却装置６０の冷却水を予熱する制御部ＣＵを備えていればよい。
【０１０３】
また、以上説明したように、本発明による制御方法は、外部から受信したパラメータを記憶する記憶部に記憶されたパラメータに基づいてエンジン始動時期を予測し、予測したエンジン始動時期の前に、エンジンを冷却する第一冷却装置またはモータジェネレータを冷却する第二冷却装置の冷却水を余熱流路に通流させる弁機構を制御して、余熱流路を介して第二冷却装置の冷却水により第一冷却装置の冷却水を予熱する方法である。
【０１０４】
また、図５に示すフローチャートに、ヒータ６４がオンされたか否かを判別するステップを加え、ヒータ６４がオンされると、ステップＳＡ２，３，６の判断にかかわらず、余熱制御フラグをセットして余熱制御を開始するように構成してもよい。ヒータ６４がオン操作されても、エンジン水温が低下していると、ヒータによる過熱ができないからである。
【０１０５】
同様の目的で、温度センサ６８による検知温度が所定温度、例えば、１５度以下である場合に、ステップＳＡ２，３，６の判断にかかわらず、余熱制御フラグをセットして余熱制御を開始するように構成してもよい。
【０１０６】
さらに、車両の運転者の運転特性を学習する学習部をＨＶ−ＥＣＵ１７０に備えて、学習の結果、運転者に急加速運転の傾向が高い場合には、ステップＳＡ２，３，６の判断にかかわらず、余熱制御フラグをセットして余熱制御を開始するステップを備えてもよい。
【０１０７】
また、ステップＳＡ２，３，６の判断により余熱制御フラグをセットして余熱制御を開始する自動余熱制御モードと、ステップＳＡ２，３，６の判断にかかわらず、余熱制御フラグをセットして余熱制御を開始する強制余熱モードを切替可能な操作スイッチを運転席に備えてもよい。
【０１０８】
上述した実施形態では、制御部ＣＵが、エンジン水温をモータ水温で余熱する制御構成を説明したが、モータ水温が異常に上昇し、エンジン水温が低い場合に、エンジン冷却水でモータ冷却水の温度を低下させるために、制御部ＣＵが弁機構を制御するように構成してもよい。
【０１０９】
即ち、制御部ＣＵは、第二冷却装置の冷却水温度が許容温度以上になる場合に、第一冷却装置のウォータポンプ６６を駆動し、且つ、弁機構を制御して、余熱流路を介して第一冷却装置の冷却水により第二冷却装置の冷却水を冷却するのである。
【０１１０】
このとき、第一冷却装置の冷却ファン６３を駆動することにより、より効果的にモータ水温を低下させることができる。
【０１１１】
例えば、第二冷却装置７０のウォータポンプ７５または冷却ファン７３が故障して、モータジェネレータを冷却できなくなった場合で、エンジン水温が低い場合に、上述の制御部ＣＵにより冷却制御が実行される。
【０１１２】
上述した実施形態では、動力分割機構１３０を介して接続されたエンジン１００とモータジェネレータ１１０、１２０を車両の要求パワーに基づいて制御する場合、つまり本発明の制御装置及び制御方法をシリーズ／パラレル型のハイブリッド車に適用した場合について説明したが、本発明の制御装置及び制御方法は、エンジン１００とモータを駆動源として車両を走行させるのであれば、上述したような構成に限らない。
【０１１３】
例えば、本発明の制御装置及び制御方法は、その他の形式のハイブリッド車にも適用可能である。具体的には、第一ＭＧ１１０を駆動するためにのみエンジン１００を用い、第二ＭＧ１２０のみで車両の駆動力を発生する、所謂シリーズ型のハイブリッド車や、エンジン１００で生成した運動エネルギーのうち回生エネルギーのみが電気エネルギーとして回収されるハイブリッド車や、エンジン１００を主動力として必要に応じてモータがアシストするモータアシスト型のハイブリッド車等にも、本発明は適用可能である。
【０１１４】
上述の実施形態は何れも一具体例であり、各部の具体的な回路構成、制御構成は、本発明の作用効果を奏する範囲で適宜変更設計可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】本発明により制御装置が組み込まれたプラグインハイブリッド車の全体構成図
【図２】動力分割機構の共線図
【図３】プラグインハイブリッド車に備えられた電子制御装置のブロック構成図
【図４】第一及び第二冷却装置の説明図
【図５】制御部による余熱制御の開始判断を示すフローチャート
【図６】制御部による余熱制御を示すフローチャート
【図７】余熱制御に用いられる制御マップの説明図
【図８】余熱制御によりエンジン水温が余熱される状態の説明図
【図９】別実施形態を示す第一及び第二冷却装置の説明図
【符号の説明】
【０１１６】
１：プラグインハイブリッド車
６０：第一冷却装置
６７：余熱流路
６６：弁機構（三方弁）
７０：第二冷却装置
１００:エンジン
１１０：モータジェネレータ（第一ＭＧ）
１２０：モータジェネレータ（第二ＭＧ）
１３０：動力分割機構
ＣＵ：制御部
【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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