(57)【要約】【解決手段】  プラグインハイブリッド（ＰＨＶ）自動車１は、内燃機関２とモータ３を備えるとともに、バッテリー６とそれを外部電源１４に接続するための外部電源接続用回路１１を備えている。内燃機関２は、冷却水を加熱する冷却水加熱装置１６と、オイルパン内の潤滑油を加熱する潤滑油加熱装置１７とを備える。  ＰＨＶ自動車１を駐車して外部電源接続用回路１１を介して外部電源１４からバッテリー６に充電中においては、両分岐接続回路２１、２３を介して両加熱装置１６、１７にも通電されて、内燃機関２の冷却水と潤滑油が加熱される。【効果】  ＰＨＶ自動車１の駐車中に内燃機関２の冷却水と潤滑油を予め加熱できるので、内燃機関２の暖機運転時間を短縮して、燃費を改善できる。【選択図】  図２
2013203150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、バッテリーを電源として回転されるモータと、上記バッテリーを車外の外部電源に電気的に接続させる外部電源接続用回路とを備え、
上記内燃機関およびモータを停止させて駐停車している際に、上記外部電源接続用回路を介して上記車外の外部電源と上記バッテリーとを電気的に接続して、該バッテリーを充電するようにしたプラグインハイブリッド自動車において、
上記内燃機関の冷却水を加熱する冷却水加熱装置又は上記内燃機関の潤滑油を加熱する潤滑油加熱装置の少なくともいずれかを設けるとともに、上記外部電源接続用回路から分岐して上記冷却水加熱装置又は潤滑油加熱装置に接続される分岐接続回路を設けて、
上記外部電源接続用回路を介して上記バッテリーを車外の外部電源によって充電中に、上記車外の外部電源から上記分岐接続回路を介して上記加熱装置に通電して、内燃機関の冷却水又は潤滑油を加熱することを特徴とするプラグインハイブリッド自動車。
【請求項２】
上記内燃機関は、冷却水を加熱する冷却水加熱装置と、上記冷却水の温度を検出する水温センサとを備えており、また、上記分岐接続回路を冷却水加熱装置に通電可能状態と通電不能状態とに切り換える切り換えスイッチを設け、さらに、  上記水温センサが検出した冷却水の温度を基にして、上記切り換えスイッチを切り換え制御する制御部を設け、
上記制御部は、水温センサが検出した冷却水の温度が所定温度に保持するために、上記分岐接続回路を介して上記冷却水加熱装置の通電ＯＮ、ＯＦＦ制御させることを特徴とする請求項１に記載のプラグインハイブリッド自動車。
【請求項３】
上記内燃機関は、潤滑油を加熱する潤滑油加熱装置と、上記潤滑油の温度を検出する油温センサとを備え、また、上記分岐接続回路を通電可能状態と通電不能状態とに切り換える切り換えスイッチを設け、さらに、上記油温センサが検出した潤滑油の温度を基にして上記切り換えスイッチを切り換え制御する制御部を設け、
上記制御部は、油温センサが検出した潤滑油の温度が所定温度に保持するために、上記分岐接続回路を介して上記潤滑油加熱装置の通電ＯＮ、ＯＦＦ制御させることを特徴とする請求項１に記載のプラグインハイブリッド自動車。
【請求項４】
上記分岐接続回路にタイマーを設けて、分岐接続回路に通電が開始されてから所定時間経過したらタイマーにより通電を停止させることを特徴とする請求項１に記載のプラグインハイブリッド自動車。
【請求項５】
上記外部電源接続用回路に外部電源が接続されると、上記外部電源とバッテリーが電気的に接続されることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載のプラグインハイブリッド自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプラグインハイブリッド（以下、ＰＨＶと略す）自動車に関し、より詳しくは、駐停車中に外部電源によりバッテリーを充電している状態において、ＰＨＶ自動車に搭載された内燃機関の冷却水又は潤滑油を加熱できるようにしたＰＨＶ自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の燃費改善を目的として内燃機関とモータを動力源としたハイブリッド自動車が提案されている。また、最近では、自宅あるいは所定の充電ステーションにおいて、車外の外部電源を自動車側のバッテリーに電気的に接続して該バッテリーを充電できるようにしたＰＨＶ自動車も提案されている。
こうしたＰＨＶ自動車をも含めて、内燃機関を動力源とする自動車においては、冬季、内燃機関の潤滑油の粘性が高くなる。そして、従来、内燃機関の内部にヒータを追加して、内燃機関の始動時に上記ヒータによってオイルパン内の潤滑油を加熱する提案もなされている（例えば特許文献１）。この特許文献１の内燃機関においては、上記ヒータによって潤滑油を加熱することにより、該潤滑油の粘性を低下させてフリクションロスを低減させることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６２−１１１１１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来のＰＨＶ自動車として、走行開始時及び走行開始後の初期においてモータのみ、又はモータと内燃機関とを動力源として走行する方式のものが公知である。また、この方式のＰＨＶ自動車においては、車内を暖めるエアコンの熱源として内燃機関の昇温された冷却水が一般的に利用されている。
こうした従来のＰＨＶ自動車においては、走行開始直後に車内暖房のために運転者がエアコンのスイッチを入れると、内燃機関が始動される。つまり、車内暖房用の熱源として内燃機関の昇温された冷却水を利用するためである。しかしながら、特に冬季のように内燃機関の冷却水と潤滑油が冷えきっている場合には、内燃機関の始動後の暖機運転時間が長くなる。そのように内燃機関の暖機運転時間が長くなると燃料消費量が増加するので、ＰＨＶ自動車であっても所期の燃費改善効果を期待できないという問題があった。
なお、ＰＨＶ自動車における内燃機関の潤滑油を加熱するために、上記特許文献１に開示されたヒータを採用することが可能である。しかしながら、潤滑油加熱用のヒータに通電されるのは、運転者が自動車のキーを鍵穴に差し込んでから内燃機関が始動されるまでの数秒間に過ぎないので、冬季においてはヒータによって潤滑油を十分に加熱するのは極めて困難である。
また、従来、極寒地において内燃機関の冷却水を一定温度に維持するために、上記特許文献１のものと同様のヒータによってエンジンブロック内の冷却水を加熱することが行われている。この場合、ヒータによって内燃機関の冷却水を加熱するには、自動車を駐停車させてからヒータ用の接続コードを運転者が自動車から引き出し、それを車外の外部電源と接続する必要があり、走行開始に当たっては外部電源と接続したコードを自動車に格納する必要があり、煩雑であった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した事情に鑑み、本発明は、内燃機関と、バッテリーを電源として回転されるモータと、上記バッテリーを車外の外部電源に電気的に接続させる外部電源接続用回路とを備え、上記内燃機関およびモータを停止させて駐停車している際に、上記外部電源接続用回路を介して上記車外の外部電源と上記バッテリーとを電気的に接続して、該バッテリーを充電するようにしたＰＨＶ自動車において、
上記内燃機関の冷却水を加熱する冷却水加熱装置又は上記内燃機関の潤滑油を加熱する潤滑油加熱装置の少なくともいずれかを設けるとともに、上記外部電源接続用回路から分岐して上記冷却水加熱装置又は潤滑油加熱装置に接続される分岐接続回路を設けて、上記外部電源接続用回路を介して上記バッテリーを車外の外部電源によって充電中に、上記車外の外部電源から上記分岐接続回路を介して上記加熱装置に通電して、内燃機関の冷却水又は潤滑油を加熱するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００６】
上述した構成によれば、駐停車中において外部電源と外部電源接続用回路とを接続してバッテリーを充電している状態では、上記分岐接続回路を介して冷却水加熱装置または潤滑油加熱装置に通電される。それにより、冷却水加熱装置により内燃機関の冷却水が加熱されるか、又は潤滑油加熱装置により潤滑油が加熱される。そのため、内燃機関の始動時と始動直後において内燃機関の潤滑油の粘性は低くなっており、したがって、内燃機関始動のフリクションロスが減少する他、暖機運転時間が画期的に短縮されて燃料消費量を抑制することができる。また、内燃機関の冷却水は昇温されているので、車内暖房用のエアコンのスイッチが入れられた際には迅速に暖房効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施例を示す概略の構成図。
【図２】図１の要部の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図示実施例について本発明を説明すると、図１ないし図２において、１はＰＨＶ自動車であり、このＰＨＶ自動車１は、内燃機関２とモータ３の駆動力を動力源として走行するようになっている。
ＰＨＶ自動車１は、走行用の動力源となる内燃機関２およびモータ３と、内燃機関２及びモータ３の駆動力を車軸４に伝達する図示しない動力伝達機構と、上記モータ３に接続コード５を介して接続された電源としてのバッテリー６と、バッテリー６に一方の端部１１Ａが接続されるとともに他方の端部１１Ｂに外部電源接続部１２に連結された外部電源接続用回路１１とを備えている。また、ＰＨＶ自動車１は、内燃機関２の作動中に駆動される図示しない発電機を備えるとともに、上記冷却水加熱装置１６および潤滑油加熱装置１７の作動を制御する制御部Ｃを備えている。
このＰＨＶ自動車１を自宅あるいは充電ステーションに駐停車して、それらの駐停車場所における外部電源１４の接続部１４Ａ（差込みプラグ）をＰＨＶ自動車１の外部電源接続部１２を介して外部電源接続回路１１に電気的に接続することにより、外部電源１４からバッテリー６に充電できるようになっている。
【０００９】
内燃機関２は、従来周知のものと同様にエンジン本体２Ａ内に図示しない複数の燃焼室とピストンおよびクランク軸とを備えている。この内燃機関２が作動されると、回転中のクランク軸のトルクが上記図示しない動力伝達機構を介して車軸４に伝達されるようになっている。また、このＰＨＶ自動車１は、冷却水を貯溜するラジエータ１５およびエンジン本体２Ａ内に形成された図示しない冷却水通路を備えている。内燃機関２が作動中においては図示しないウォータポンプが回転されるので、ラジエータ１５とエンジン本体２Ａの冷却水通路とにわたって冷却水が循環するようになっている。本実施例においては、昇温された冷却水により空気を加熱させ、その加熱された空気を車内に取り込むことで車内を暖房するようになっている。
また、エンジン本体２Ａの図示しないオイルパン内に潤滑油が貯溜されており、エンジン本体２Ａ内には潤滑油を流通させるための図示しない潤滑油通路およびオイルポンプが配置されている。そして、内燃機関２の作動中においてはオイルポンプが回転されるので、オイルパンの潤滑油がエンジン本体２Ａ内の潤滑油通路を介して上記クランク軸の摺動部分等に供給されるようになっている。それにより、エンジン本体２Ａ内の主要な摺動部分に潤滑油が供給されるようになっている。以上の内燃機関２の構成は従来公知のものである。
【００１０】
上記モータ３の電源であるバッテリー６は、ＰＨＶ自動車１の駐停車中に充電できるように、外部電源接続用回路１１が車体に設けられている。前述したように、外部電源接続用回路１１の他端１１Ｂには、差込み口である外部電源接続部１２が取り付けられている。そこで、バッテリー６の、外部電源による充電が必要な場合には、運転者はＰＨＶ自動車１を自宅の車庫或いは所定の充電ステーションに駐車又は停車させる。そして、モータ３及び内燃機関２の作動が停止している状態において、運転者は外部電源１４の接続部１４Ａ（差込みプラグ）をＰＨＶ自動車１側の外部電源接続用回路１１の外部電源接続部１２に差し込んで接続する。これにより、外部電源接続用回路１１を介して外部電源１４とバッテリー６が電気的に接続されるので、外部電源１４によりバッテリー６が充電されるようになっている。なお、充電開始後にバッテリー６が予め定めた規定電圧まで充電されたら、バッテリー６の充電状態を感知して、バッテリー６の充電を停止させるようになっている。
【００１１】
しかして、本実施例は上述した構成を前提として、内燃機関２に冷却水加熱装置１６および潤滑油加熱装置１７を設けるとともに、上記外部電源１４によりバッテリー６を充電している際に冷却水加熱装置１６により冷却水を加熱し、かつ潤滑油加熱装置１７により潤滑油も同時に加熱するようにしたものである。
本実施例の冷却水加熱装置１６は上記特許文献１に開示されたようなヒータからなり、通電されると発熱するようになっている。このヒータからなる冷却水加熱装置１６は、エンジン本体２Ａのウォータジャケット（冷却水通路）内に突き出して配置されている。そのため、冷却水加熱装置１６に通電されて発熱すると、冷却水通路であるウォータジャケット内の冷却水が加熱されるようになっている。
【００１２】
冷却水加熱装置１６は、上記外部電源接続用回路１１から分岐させた第１分岐接続回路２１に接続されている。つまり、上記外部電源１４の接続部１４Ａを外部電源接続用回路１１の外部電源接続部１２に接続してバッテリー６に充電している時には、第１分岐接続回路２１を介して冷却水加熱装置１６にも通電できるようになっている。
第１分岐接続回路２１の途中には、冷却水加熱装置１６に通電ＯＮ、ＯＦＦ切り換えスイッチＳ１が設けられており、この切り換えスイッチＳ１は、制御部Ｃによって切り換え制御されるようになっている。また、エンジン本体２Ａには、冷却水の温度を検出する水温センサ２２が設けられていて、水温センサ２２が検出した冷却水の温度は上記制御部Ｃに常時入力されるようになっている。
制御部Ｃは、水温センサ２２が検出した冷却水の温度を基にしてＰＨＶ自動車１が駐停車中において、切り換えスイッチＳ１の通電ＯＮ，ＯＦＦを制御している。その際には、外部電源１４から外部電源接続用回路１１を介してバッテリー６に充電されると同時に、第１分岐接続回路２１を介して冷却水加熱装置１６にも通電ＯＮ、ＯＦＦ制御されるので、冷却水加熱装置１６によってエンジン本体２Ａの冷却水通路内の冷却水が所定温度（例えば８０℃）に保持される。
【００１３】
一方、潤滑油加熱装置１７も上記冷却水加熱装置１６と同様のヒータからなり、通電されると発熱するようになっている。このヒータからなる潤滑油加熱装置１７は、エンジン本体２Ａのオイルパンの底部に取り付けられている。そのため、潤滑油加熱装置１７が通電されて発熱すると、オイルパン内の潤滑油が潤滑油加熱装置１７により加熱されるようになっている。
潤滑油加熱装置１７は、上記外部電源接続用回路１１から分岐させた第２分岐接続回路２３に接続されている。つまり、外部電源１４の接続部１４Ａを外部電源接続用回路１１の外部電源接続部１２に接続してバッテリー６に充電している時には、第２分岐接続回路２３を介して潤滑油加熱装置１７にも通電できるようになっている。
第２分岐接続回路２３の途中にも、潤滑油加熱装置１７に通電ＯＮ、ＯＦＦ切り換えスイッチＳ２が設けられており、この切り換えスイッチＳ２は、制御部Ｃによって切り換え作動を制御されるようになっている。また、エンジン本体２Ａには、オイルパン内の潤滑油の温度を検出する油温センサ２４が設けられており、この油温センサ２４が検出した潤滑油の温度は制御部Ｃに常時入力されるようになっている。
【００１４】
制御部Ｃは、油温センサ２４が検出した潤滑油の温度を基にしてＰＨＶ自動車１を駐停車中において、かつ、外部電源１４の接続部１４Ａが外部電源接続用回路１１の外部電源接続部１２に接続されている状態において、切り換えスイッチＳ２の通電ＯＮ，ＯＦＦを制御している。その際には、外部電源１４から外部電源接続用回路１１を介してバッテリー６に充電されると同時に、第２分岐接続回路２３を介して潤滑油加熱装置１７にも通電されるので、該潤滑油加熱装置１７によってオイルパン内の潤滑油が所定温度（例えば８０℃）に保持される。
【００１５】
以上のように構成された本実施例のＰＨＶ自動車１においては、運転者が自宅の車庫等にＰＨＶ自動車１を駐停車させて、外部電源１４を外部電源接続用回路１１に接続すると、冷却水加熱装置１６および潤滑油加熱装置１７にも通電される。そのため、冷却水加熱装置１６により内燃機関２の冷却水が加熱されて所定温度に維持されるとともに、潤滑油加熱装置１７により潤滑油が加熱されて所定温度に維持される。
このように、本実施例においては、通常であれば内燃機関２の冷却水や潤滑油が冷え切るような冬季においても、ＰＨＶ自動車１を駐停車中に外部電源１４によりバッテリー６を充電する際には、内燃機関２の冷却水および潤滑油の温度を加熱して所定温度に維持することができる。
そのため、駐停車した後に、運転者がＰＨＶ自動車１を走行させて、その走行開始直後に車内のエアコンスイッチを入れて内燃機関２が始動されると、その始動時点において内燃機関２の冷却水と潤滑油は昇温されている。そのため、始動後の内燃機関２の暖機運転時間を画期的に短縮することができ、その分だけ燃料の消費量を抑制することができる。従って、ＰＨＶ自動車１の燃費を改善することができる。しかも、内燃機関２の冷却水は所定温度まで昇温されているので、厳冬期であっても速やかに車内のエアコンが効き始めるという効果を得ることができる。
【００１６】
なお、上記実施例における切り換えスイッチＳ１、Ｓ２と制御部Ｃおよび両センサ２２、２４を省略しても良い。それらを省略した構成においても、ＰＨＶ自動車１の駐停車時に外部電源１４からバッテリー６に充電する際には、第１分岐接続回路２１を介して冷却水加熱装置１６に通電されるとともに、第２分岐接続回路２３を介して潤滑油加熱装置１７に通電することができる。つまり、ＰＨＶ自動車１の駐停車中において、冷却水加熱装置１６によって冷却水通路内の冷却水が加熱されるとともに、オイルパン内の潤滑油が潤滑油加熱装置１７によって加熱される。このように両センサ２３、２４及び切り換えスイッチＳ１，Ｓ２を省略する場合には、図２に想像線で示したタイマー３０を設置しても良い。それにより、ＰＨＶ自動車１の使用開始前に予め設定された所定時間が経過するとタイマー３０のスイッチがＯＮして、冷却水加熱装置１６と潤滑油加熱装置１７への通電が阻止される。
【００１７】
また、上述した実施例においては、冷却水加熱装置１６および潤滑油加熱装置１７を併設しているが、少なくともそれらのいずれか一方を設けても良い。
さらに、上述した実施例においては、外部電源１４の外部電源接続部１２である差込みプラグを、ＰＨＶ自動車１における外部電源接続用回路１１の接続部１２に差し込んで接続する構成となっていたが、次のような構成を用いても良い。すなわち、ＰＨＶ自動車１の外部電源接続用回路１１として引き出し可能な長いコードを採用して、その端部１１Ｂに外部電源接続部１２としての差込みプラグを取り付け、それを外部電源１４における接続部１４Ａとしての差込み口に差し込むようにしても良い。
【符号の説明】
【００１８】
１‥プラグインハイブリッド（ＰＨＶ）自動車
２‥内燃機関                      ３‥モータ
６‥バッテリー                    １１‥外部電源接続用回路
１４‥外部電源                    １６‥冷却水加熱装置
１７‥潤滑油加熱装置              ２１‥第１分岐接続回路
２３‥第２分岐接続回路
【図１】
2013203150.tif 000003
【図２】
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