特許 6252186 車両用熱管理システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6252186

(24)【登録日】2017年12月8日

(45)【発行日】2017年12月27日

(54)【発明の名称】車両用熱管理システム

(51)【国際特許分類】

   B60W 20/00 20160101AFI20171218BHJP

   B60H 1/22 20060101ALI20171218BHJP

   B60W 10/30 20060101ALI20171218BHJP

   B60W 10/26 20060101ALI20171218BHJP

   B60W 10/06 20060101ALI20171218BHJP

   B60K 11/04 20060101ALI20171218BHJP

   B60L 11/18 20060101ALI20171218BHJP

【ＦＩ】

   B60W20/00 900

   B60H1/22 651B

   B60H1/22 671

   B60W10/30 900

   B60W10/26 900

   B60W10/06 900

   B60K11/04 GZHV

   B60L11/18 A

【請求項の数】10

【全頁数】32

(21)【出願番号】特願2014-4793(P2014-4793)

(22)【出願日】2014年1月15日

(65)【公開番号】特開2015-131597(P2015-131597A)

(43)【公開日】2015年7月23日

【審査請求日】2016年8月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110001472

【氏名又は名称】特許業務法人かいせい特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山中 隆

(72)【発明者】

【氏名】大見 康光

(72)【発明者】

【氏名】三浦 功嗣

(72)【発明者】

【氏名】榎本 憲彦

【審査官】 田中 将一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−２３０８０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０３１６７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１５１０９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０４５９５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２３４０９４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｋ ６／２０ − ６／５４７

Ｂ６０Ｌ １／００ − ３／１２

Ｂ６０Ｌ ７／００ − １３／００

Ｂ６０Ｌ １５／００ − １５／４２

Ｂ６０Ｗ １０／００ − ２０／５０

Ｂ６０Ｈ １／００ − ３／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱媒体を吸入して吐出する第１ポンプ（１１）および第２ポンプ（１２）と、
冷媒を吸入して吐出する圧縮機（３２）と、
前記圧縮機（３２）から吐出された前記冷媒と前記第２ポンプ（１２）によって吸入され吐出された前記熱媒体とを熱交換させて前記熱媒体を加熱する熱媒体加熱用熱交換器（１５）と、
前記熱媒体加熱用熱交換器（１５）から流出した前記冷媒を減圧膨張させる減圧手段（３３）と、
前記減圧手段（３３）で減圧膨張された前記冷媒と前記第１ポンプ（１１）によって吸入され吐出された前記熱媒体とを熱交換させて前記熱媒体を冷却する熱媒体冷却用熱交換器（１４）と、
前記熱媒体冷却用熱交換器（１４）で冷却された前記熱媒体と外気とを熱交換させる熱媒体外気熱交換器（１３）と、
前記熱媒体加熱用熱交換器（１５）で加熱された前記熱媒体と車室内への送風空気とを顕熱交換させて前記送風空気を加熱する空気加熱用熱交換器（１７）と、
走行用駆動力を出力するエンジン（６１）と前記熱媒体との間で熱授受が行われるエンジン用熱授受部（１８）と、
走行用電動モータに電力を供給する電池と前記熱媒体との間で熱授受が行われる電池用熱授受部（２０）と、
前記エンジン用熱授受部（１８）および前記電池用熱授受部（２０）のそれぞれに対して、前記熱媒体加熱用熱交換器（１５）との間で前記熱媒体が循環する状態と循環しない状態とを切り替える切替手段（２１、２２）と、
前記電池および前記エンジン（６１）の両方を暖機する必要が有る場合、前記電池用熱授受部（２０）と前記熱媒体加熱用熱交換器（１５）との間で前記熱媒体が循環し、且つ前記エンジン用熱授受部（１８）と前記熱媒体加熱用熱交換器（１５）との間で前記熱媒体が循環しない電池暖機状態になるように前記切替手段（２１、２２）を制御し、前記電池暖機状態において前記電池の温度（Ｔｂ）が電池暖機目標温度（Ｔｂｏ）を上回った場合、前記エンジン用熱授受部（１８）と前記熱媒体加熱用熱交換器（１５）との間で前記熱媒体が循環し、且つ前記電池用熱授受部（２０）と前記熱媒体加熱用熱交換器（１５）との間で前記熱媒体が循環しないエンジン暖機状態になるように前記切替手段（２１、２２）を制御する制御手段（７０）とを備え、
前記電池には回生エネルギが入力されるようになっており、
前記制御手段（７０）は、前記電池の蓄電残量（ＳＯＣ）が第１蓄電残量閾値（ＳＯＣ１）よりも大きい場合、前記電池の蓄電残量（ＳＯＣ）が前記第１蓄電残量閾値（ＳＯＣ１）よりも小さい場合と比較して前記電池暖機目標温度（Ｔｂｏ）を大きな値にすることを特徴とする車両用熱管理システム。

【請求項2】

前記制御手段（７０）は、前記電池の温度（Ｔｂ）が低いほど、前記第１蓄電残量閾値（ＳＯＣ１）を大きな値に決定することを特徴とする請求項１に記載の車両用熱管理システム。

【請求項3】

前記切替手段（２１、２２）は、前記空気加熱用熱交換器（１７）と前記熱媒体加熱用熱交換器（１５）との間で前記熱媒体が循環する状態と循環しない状態とを切り替えるようになっており、
前記制御手段（７０）は、前記電池用熱授受部（２０）と前記熱媒体加熱用熱交換器（１５）との間で前記熱媒体が循環しており、かつ前記電池の温度（Ｔｂ）が電池温度閾値（Ｔｂｈ）以下である場合、前記空気加熱用熱交換器（１７）と前記熱媒体加熱用熱交換器（１５）との間で前記熱媒体が循環しない状態になるように前記切替手段（２１、２２
）を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の車両用熱管理システム。

【請求項4】

熱媒体を吸入して吐出する第１ポンプ（１１）および第２ポンプ（１２）と、
冷媒を吸入して吐出する圧縮機（３２）と、
前記圧縮機（３２）から吐出された前記冷媒と前記第２ポンプ（１２）によって吸入され吐出された前記熱媒体とを熱交換させて前記熱媒体を加熱する熱媒体加熱用熱交換器（１５）と、
前記熱媒体加熱用熱交換器（１５）から流出した前記冷媒を減圧膨張させる減圧手段（３３）と、
前記減圧手段（３３）で減圧膨張された前記冷媒と前記第１ポンプ（１１）によって吸入され吐出された前記熱媒体とを熱交換させて前記熱媒体を冷却する熱媒体冷却用熱交換器（１４）と、
前記熱媒体冷却用熱交換器（１４）で冷却された前記熱媒体と外気とを熱交換させる熱媒体外気熱交換器（１３）と、
前記熱媒体加熱用熱交換器（１５）で加熱された前記熱媒体と車室内への送風空気とを顕熱交換させて前記送風空気を加熱する空気加熱用熱交換器（１７）と、
走行用駆動力を出力するエンジン（６１）と前記熱媒体との間で熱授受が行われるエンジン用熱授受部（１８）と、
走行用電動モータに電力を供給する電池と前記熱媒体との間で熱授受が行われる電池用熱授受部（２０）と、
前記エンジン用熱授受部（１８）および前記電池用熱授受部（２０）のそれぞれに対して、前記熱媒体加熱用熱交換器（１５）との間で前記熱媒体が循環する状態と循環しない状態とを切り替える切替手段（２１、２２）と、
前記電池および前記エンジン（６１）の両方を暖機する必要が有る場合、前記電池用熱授受部（２０）と前記熱媒体加熱用熱交換器（１５）との間で前記熱媒体が循環し、且つ前記エンジン用熱授受部（１８）と前記熱媒体加熱用熱交換器（１５）との間で前記熱媒体が循環しない電池暖機状態になるように前記切替手段（２１、２２）を制御し、前記電池暖機状態において前記電池の温度（Ｔｂ）が電池暖機目標温度（Ｔｂｏ）を上回った場合、前記エンジン用熱授受部（１８）と前記熱媒体加熱用熱交換器（１５）との間で前記熱媒体が循環し、且つ前記電池用熱授受部（２０）と前記熱媒体加熱用熱交換器（１５）との間で前記熱媒体が循環しないエンジン暖機状態になるように前記切替手段（２１、２２）を制御する制御手段（７０）とを備え、
前記切替手段（２１、２２）は、前記空気加熱用熱交換器（１７）と前記熱媒体加熱用熱交換器（１５）との間で前記熱媒体が循環する状態と循環しない状態とを切り替えるようになっており、
前記制御手段（７０）は、前記電池用熱授受部（２０）と前記熱媒体加熱用熱交換器（１５）との間で前記熱媒体が循環しており、かつ前記電池の温度（Ｔｂ）が電池温度閾値（Ｔｂｈ）以下である場合、前記空気加熱用熱交換器（１７）と前記熱媒体加熱用熱交換器（１５）との間で前記熱媒体が循環しない状態になるように前記切替手段（２１、２２）を制御することを特徴とする車両用熱管理システム。

【請求項5】

前記制御手段（７０）は、前記電池の温度（Ｔｂ）が電池暖機目標温度（Ｔｂｏ）に到達し、かつ前記電池の蓄電残量（ＳＯＣ）が第２蓄電残量閾値（ＳＯＣ２）よりも小さい場合、前記エンジン用熱授受部（１８）と前記熱媒体加熱用熱交換器（１５）との間で前記熱媒体が循環する状態になるように前記切替手段（２１、２２）を制御することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の車両用熱管理システム。

【請求項6】

熱媒体を吸入して吐出する第１ポンプ（１１）および第２ポンプ（１２）と、
冷媒を吸入して吐出する圧縮機（３２）と、
前記圧縮機（３２）から吐出された前記冷媒と前記第２ポンプ（１２）によって吸入され吐出された前記熱媒体とを熱交換させて前記熱媒体を加熱する熱媒体加熱用熱交換器（１５）と、
前記熱媒体加熱用熱交換器（１５）から流出した前記冷媒を減圧膨張させる減圧手段（３３）と、
前記減圧手段（３３）で減圧膨張された前記冷媒と前記第１ポンプ（１１）によって吸入され吐出された前記熱媒体とを熱交換させて前記熱媒体を冷却する熱媒体冷却用熱交換器（１４）と、
前記熱媒体冷却用熱交換器（１４）で冷却された前記熱媒体と外気とを熱交換させる熱媒体外気熱交換器（１３）と、
前記熱媒体加熱用熱交換器（１５）で加熱された前記熱媒体と車室内への送風空気とを顕熱交換させて前記送風空気を加熱する空気加熱用熱交換器（１７）と、
走行用駆動力を出力するエンジン（６１）と前記熱媒体との間で熱授受が行われるエンジン用熱授受部（１８）と、
走行用電動モータに電力を供給する電池と前記熱媒体との間で熱授受が行われる電池用熱授受部（２０）と、
前記エンジン用熱授受部（１８）および前記電池用熱授受部（２０）のそれぞれに対して、前記熱媒体加熱用熱交換器（１５）との間で前記熱媒体が循環する状態と循環しない状態とを切り替える切替手段（２１、２２）と、
前記電池および前記エンジン（６１）の両方を暖機する必要が有る場合、前記電池用熱授受部（２０）と前記熱媒体加熱用熱交換器（１５）との間で前記熱媒体が循環し、且つ前記エンジン用熱授受部（１８）と前記熱媒体加熱用熱交換器（１５）との間で前記熱媒体が循環しない電池暖機状態になるように前記切替手段（２１、２２）を制御し、前記電池暖機状態において前記電池の温度（Ｔｂ）が電池暖機目標温度（Ｔｂｏ）を上回った場合、前記エンジン用熱授受部（１８）と前記熱媒体加熱用熱交換器（１５）との間で前記熱媒体が循環し、且つ前記電池用熱授受部（２０）と前記熱媒体加熱用熱交換器（１５）との間で前記熱媒体が循環しないエンジン暖機状態になるように前記切替手段（２１、２２）を制御する制御手段（７０）とを備え、
前記制御手段（７０）は、前記電池の温度（Ｔｂ）が電池暖機目標温度（Ｔｂｏ）に到達し、かつ前記電池の蓄電残量（ＳＯＣ）が第２蓄電残量閾値（ＳＯＣ２）よりも小さい場合、前記エンジン用熱授受部（１８）と前記熱媒体加熱用熱交換器（１５）との間で前記熱媒体が循環する状態になるように前記切替手段（２１、２２）を制御することを特徴とする車両用熱管理システム。

【請求項7】

前記制御手段（７０）は、前記エンジン（６１）の温度（Ｔｅ）が低いほど、前記第２蓄電残量閾値（ＳＯＣ２）を大きな値に決定することを特徴とする請求項５または６に記載の車両用熱管理システム。

【請求項8】

作動によって発熱する機器と前記熱媒体との間で熱授受が行われる機器用熱授受部（１９）を備え、
前記機器用熱授受部（１９）は、前記熱媒体冷却用熱交換器（１４）との間で前記熱媒体が循環するようになっていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の車両用熱管理システム。

【請求項9】

前記制御手段（７０）は、カーナビゲーションシステムから出力されるルート計画に基づいて、前記第１蓄電残量閾値（ＳＯＣ１）を決定することを特徴とする請求項１に記載の車両用熱管理システム。

【請求項10】

車両の走行状況によって発熱量が変化する発熱機器と前記熱媒体との間で熱授受が行われる機器用熱授受部（１９）を備え、
前記機器用熱授受部（１９）は、前記熱媒体冷却用熱交換器（１４）との間で前記熱媒体が循環するようになっており、
前記制御手段（７０）は、カーナビゲーションシステムから出力されるルート計画に基づいて、前記第２蓄電残量閾値（ＳＯＣ２）を決定することを特徴とする請求項５または６に記載の車両用熱管理システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両に用いられる熱管理システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ハイブリッド自動車では、高温帯（１００℃程度）のエンジン冷却の他に、インバータやモータージェネレータを対象とした中温帯（６０℃程度）の冷却、電池パックを対象とした低温帯（４０℃）の冷却など、様々な温度帯の冷却回路が別々に搭載されている。

【0003】

このように複数の冷却回路が搭載されており、冷却回路の複雑化や搭載性の悪化等の課題が発生している。

【0004】

また、ハイブリッド自動車においては、エンジンの廃熱やパワートレイン機器の廃熱を熱源として車室内を暖房しようとすると、熱量が不足して十分に暖房できないという問題も発生している。

【0005】

この対策として、ヒートポンプサイクルを搭載した車両も開発されている。この技術では、ヒートポンプサイクルを用いて外気から吸熱することによって車室内を暖房できるようにしている。しかしながら、この技術によると、エンジンの廃熱やパワートレイン機器の廃熱が暖房に使われず外気へ放熱されているので、熱を有効利用できていないという問題がある。

【0006】

なお、特許文献１には、モータジェネレータおよびインバータについて、２系統の冷却水を切り替え循環させることのできる車両用熱制御装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１３−１８０７２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本出願人は先に、特願２０１２−１１８３５７号（以下、先願例と言う。）において、多数個の機器に２系統の冷却水を切り替え循環させることによって、熱を有効的に活用する車両用熱管理システムを提案している。

【0009】

この先願例によると、モータジェネレータや、インバータ、電池、車室内空調等の熱を統合的に管理して有効利用できる。

【0010】

この先願例では、多数個の機器に対して２系統の冷却水の流れを切り替える切替弁、２系統の冷却水を別々に循環させるための２つのポンプ、および一方の系統の熱媒体を冷却し且つ他方の系統の熱媒体を加熱する冷凍サイクルを備えている。

【0011】

この先願例において、冬期の走行開始直後は、電池やエンジン等の多くの機器に対して暖機を行う必要がある。例えば、電池の暖機のために２〜４ｋＷ、エンジンの暖機のために１０ｋＷ以上が一般的に必要となる。さらに、冬期は車室内の暖房のために３〜６ｋＷが必要となる。そのため、全ての暖機要求および暖房要求にそのまま対応すると、冷凍サイクルの加熱能力は１５〜２０ｋＷ以上必要となり、大能力の冷凍サイクルが必要となってしまう。

【0012】

本発明は上記点に鑑みて、冷凍サイクルの加熱能力を利用して複数の機器の暖機を行う車両用熱管理システムにおいて、冷凍サイクルの必要加熱能力を低減することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、
熱媒体を吸入して吐出する第１ポンプ（１１）および第２ポンプ（１２）と、
冷媒を吸入して吐出する圧縮機（３２）と、
圧縮機（３２）から吐出された冷媒と第２ポンプ（１２）によって吸入され吐出された熱媒体とを熱交換させて熱媒体を加熱する熱媒体加熱用熱交換器（１５）と、
熱媒体加熱用熱交換器（１５）から流出した冷媒を減圧膨張させる減圧手段（３３）と、
減圧手段（３３）で減圧膨張された冷媒と第１ポンプ（１１）によって吸入され吐出された熱媒体とを熱交換させて熱媒体を冷却する熱媒体冷却用熱交換器（１４）と、
熱媒体と外気とを熱交換させて熱媒体外気熱交換器（１３）と、
熱媒体加熱用熱交換器（１５）で加熱された熱媒体と車室内への送風空気とを顕熱交換させて送風空気を加熱する空気加熱用熱交換器（１７）と、
走行用駆動力を出力するエンジン（６１）と熱媒体との間で熱授受が行われるエンジン用熱授受部（１８）と、
走行用電動モータに電力を供給する電池と熱媒体との間で熱授受が行われる電池用熱授受部（２０）と、
エンジン用熱授受部（１８）および電池用熱授受部（２０）のそれぞれに対して、熱媒体加熱用熱交換器（１５）との間で熱媒体が循環する状態と循環しない状態とを切り替える切替手段（２１、２２）と、
電池およびエンジン（６１）の両方を暖機する必要が有る場合、電池用熱授受部（２０）と熱媒体加熱用熱交換器（１５）との間で熱媒体が循環し、且つエンジン用熱授受部（１８）と熱媒体加熱用熱交換器（１５）との間で熱媒体が循環しない電池暖機状態になるように切替手段（２１、２２）を制御し、電池暖機状態において電池の温度（Ｔｂ）が電池暖機目標温度（Ｔｂｏ）を上回った場合、エンジン用熱授受部（１８）と熱媒体加熱用熱交換器（１５）との間で熱媒体が循環し、且つ電池用熱授受部（２０）と熱媒体加熱用熱交換器（１５）との間で熱媒体が循環しないエンジン暖機状態になるように切替手段（２１、２２）を制御する制御手段（７０）とを備え、
電池には回生エネルギが入力されるようになっており、
制御手段（７０）は、電池の蓄電残量（ＳＯＣ）が第１蓄電残量閾値（ＳＯＣ１）よりも大きい場合、電池の蓄電残量（ＳＯＣ）が第１蓄電残量閾値（ＳＯＣ１）よりも小さい場合と比較して電池暖機目標温度（Ｔｂｏ）を大きな値にすることを特徴とする。

【0014】

これによると、電池およびエンジン（６１）の両方を暖機する必要が有る場合、電池の暖機がエンジン（６１）の暖機よりも先に実施される。このため、電池の暖機とエンジン（６１）の暖機とを同時に実施する場合と比較して、冷凍サイクル（３１）の必要加熱能力を低減できる。

【0015】

しかも、電池の暖機が優先されることによって、電池の入出力特性を速やかに確保できるので、走行用電動モータの稼働率を高めることができ、ひいてはエンジン（６１）の燃費を向上できる。
上記目的を達成するため、請求項４に記載の発明では、
熱媒体を吸入して吐出する第１ポンプ（１１）および第２ポンプ（１２）と、
冷媒を吸入して吐出する圧縮機（３２）と、
圧縮機（３２）から吐出された冷媒と第２ポンプ（１２）によって吸入され吐出された熱媒体とを熱交換させて熱媒体を加熱する熱媒体加熱用熱交換器（１５）と、
熱媒体加熱用熱交換器（１５）から流出した冷媒を減圧膨張させる減圧手段（３３）と、
減圧手段（３３）で減圧膨張された冷媒と第１ポンプ（１１）によって吸入され吐出された熱媒体とを熱交換させて熱媒体を冷却する熱媒体冷却用熱交換器（１４）と、
熱媒体と外気とを熱交換させて熱媒体外気熱交換器（１３）と、
熱媒体加熱用熱交換器（１５）で加熱された熱媒体と車室内への送風空気とを顕熱交換させて送風空気を加熱する空気加熱用熱交換器（１７）と、
走行用駆動力を出力するエンジン（６１）と熱媒体との間で熱授受が行われるエンジン用熱授受部（１８）と、
走行用電動モータに電力を供給する電池と熱媒体との間で熱授受が行われる電池用熱授受部（２０）と、
エンジン用熱授受部（１８）および電池用熱授受部（２０）のそれぞれに対して、熱媒体加熱用熱交換器（１５）との間で熱媒体が循環する状態と循環しない状態とを切り替える切替手段（２１、２２）と、
電池およびエンジン（６１）の両方を暖機する必要が有る場合、電池用熱授受部（２０）と熱媒体加熱用熱交換器（１５）との間で熱媒体が循環し、且つエンジン用熱授受部（１８）と熱媒体加熱用熱交換器（１５）との間で熱媒体が循環しない電池暖機状態になるように切替手段（２１、２２）を制御し、電池暖機状態において電池の温度（Ｔｂ）が電池暖機目標温度（Ｔｂｏ）を上回った場合、エンジン用熱授受部（１８）と熱媒体加熱用熱交換器（１５）との間で熱媒体が循環し、且つ電池用熱授受部（２０）と熱媒体加熱用熱交換器（１５）との間で熱媒体が循環しないエンジン暖機状態になるように切替手段（２１、２２）を制御する制御手段（７０）とを備え、
切替手段（２１、２２）は、空気加熱用熱交換器（１７）と熱媒体加熱用熱交換器（１５）との間で熱媒体が循環する状態と循環しない状態とを切り替えるようになっており、
制御手段（７０）は、電池用熱授受部（２０）と熱媒体加熱用熱交換器（１５）との間で熱媒体が循環しており、かつ電池の温度（Ｔｂ）が電池温度閾値（Ｔｂｈ）以下である場合、空気加熱用熱交換器（１７）と熱媒体加熱用熱交換器（１５）との間で熱媒体が循環しない状態になるように切替手段（２１、２２）を制御することを特徴とする。
これにより、上記した請求項１に記載の発明と同様の効果を奏することができる。
上記目的を達成するため、請求項６に記載の発明では、
熱媒体を吸入して吐出する第１ポンプ（１１）および第２ポンプ（１２）と、
冷媒を吸入して吐出する圧縮機（３２）と、
圧縮機（３２）から吐出された冷媒と第２ポンプ（１２）によって吸入され吐出された熱媒体とを熱交換させて熱媒体を加熱する熱媒体加熱用熱交換器（１５）と、
熱媒体加熱用熱交換器（１５）から流出した冷媒を減圧膨張させる減圧手段（３３）と、
減圧手段（３３）で減圧膨張された冷媒と第１ポンプ（１１）によって吸入され吐出された熱媒体とを熱交換させて熱媒体を冷却する熱媒体冷却用熱交換器（１４）と、
熱媒体冷却用熱交換器（１４）で冷却された熱媒体と外気とを熱交換させる熱媒体外気熱交換器（１３）と、
熱媒体加熱用熱交換器（１５）で加熱された熱媒体と車室内への送風空気とを顕熱交換させて送風空気を加熱する空気加熱用熱交換器（１７）と、
走行用駆動力を出力するエンジン（６１）と熱媒体との間で熱授受が行われるエンジン用熱授受部（１８）と、
走行用電動モータに電力を供給する電池と熱媒体との間で熱授受が行われる電池用熱授受部（２０）と、
エンジン用熱授受部（１８）および電池用熱授受部（２０）のそれぞれに対して、熱媒体加熱用熱交換器（１５）との間で熱媒体が循環する状態と循環しない状態とを切り替える切替手段（２１、２２）と、
電池およびエンジン（６１）の両方を暖機する必要が有る場合、電池用熱授受部（２０）と熱媒体加熱用熱交換器（１５）との間で熱媒体が循環し、且つエンジン用熱授受部（１８）と熱媒体加熱用熱交換器（１５）との間で熱媒体が循環しない電池暖機状態になるように切替手段（２１、２２）を制御し、電池暖機状態において電池の温度（Ｔｂ）が電池暖機目標温度（Ｔｂｏ）を上回った場合、エンジン用熱授受部（１８）と熱媒体加熱用熱交換器（１５）との間で熱媒体が循環し、且つ電池用熱授受部（２０）と熱媒体加熱用熱交換器（１５）との間で熱媒体が循環しないエンジン暖機状態になるように切替手段（２１、２２）を制御する制御手段（７０）とを備え、
制御手段（７０）は、電池の温度（Ｔｂ）が電池暖機目標温度（Ｔｂｏ）に到達し、かつ電池の蓄電残量（ＳＯＣ）が第２蓄電残量閾値（ＳＯＣ２）よりも小さい場合、エンジン用熱授受部（１８）と熱媒体加熱用熱交換器（１５）との間で熱媒体が循環する状態になるように切替手段（２１、２２）を制御することを特徴とする。
これにより、上記した請求項１に記載の発明と同様の効果を奏することができる。

【0016】

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】一実施形態における車両用熱管理システムの全体構成図である。

【図2】一実施形態の車両用熱管理システムにおける電気制御部を示すブロック図である。

【図3】一実施形態の電池における温度と入出力特性との関係を示すグラフである。

【図4】一実施形態の電池における蓄電残量と入出力特性との関係を示すグラフである。

【図5】一実施形態における外気温度と冷凍サイクルの加熱能力および暖房必要能力との関係を示すグラフである。

【図6】一実施形態における制御装置が実行する制御処理を示すフローチャートである。

【図7】一実施形態における電池温度と第１蓄電残量閾値との関係を示すグラフである。

【図8】一実施形態における電池暖機時の冷却水循環状態を示す図である。

【図9】一実施形態における空調暖房＋電池暖機時の冷却水循環状態を示す図である。

【図10】一実施形態における電池温度と第２蓄電残量閾値との関係を示すグラフである。

【図11】一実施形態における空調暖房＋エンジン暖機時の冷却水循環状態を示す図である。

【図12】一実施形態における空調暖房時の冷却水循環状態を示す図である。

【図13】一実施形態におけ走行距離と蓄電残量ＳＯＣとの関係、および冷凍サイクルの加熱能力の推移を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、一実施形態について図に基づいて説明する。図１に示す車両用熱管理システム１０は、車両が備える各種機器や車室内を適切な温度に調整するために用いられる。本実施形態では、熱管理システム１０を、エンジン（内燃機関）および走行用電動モータ（モータージェネレータ）から車両走行用駆動力を得るハイブリッド自動車に適用している。

【0019】

本実施形態のハイブリッド自動車は、車両停車時に外部電源（商用電源）から供給された電力を、車両に搭載された電池（車載バッテリ）に充電可能なプラグインハイブリッド自動車として構成されている。電池としては、例えばリチウムイオン電池を用いることができる。

【0020】

エンジンから出力される駆動力は、車両走行用駆動力として用いられるのみならず、発電機を作動させるためにも用いられる。そして、発電機にて発電された電力および外部電源から供給された電力を電池に蓄わえることができる。電池は、減速時や降坂時に走行用電動モータにて回生された電力（回生エネルギ）を蓄えることもできる。

【0021】

電池に蓄えられた電力は、走行用電動モータのみならず、熱管理システム１０を構成する電動式構成機器をはじめとする各種車載機器に供給される。

【0022】

プラグインハイブリッド自動車は、車両走行開始前の車両停車時に外部電源から電池に充電しておくことによって、走行開始時のように電池の蓄電残量ＳＯＣが予め定めた走行用基準残量以上になっているときにはＥＶ走行モードとなる。ＥＶ走行モードは、走行用電動モータが出力する駆動力によって車両を走行させる走行モードである。

【0023】

一方、車両走行中に電池の蓄電残量ＳＯＣが走行用基準残量よりも低くなっているときにはＨＶ走行モードとなる。ＨＶ走行モードは、主にエンジン６１が出力する駆動力によって車両を走行させる走行モードであるが、車両走行負荷が高負荷となった際には走行用電動モータを作動させてエンジン６１を補助する。

【0024】

本実施形態のプラグインハイブリッド自動車では、このようにＥＶ走行モードとＨＶ走行モードとを切り替えることによって、車両走行用の駆動力をエンジン６１のみから得る通常の車両に対してエンジン６１の燃料消費量を抑制して、車両燃費を向上させている。ＥＶ走行モードとＨＶ走行モードとの切り替えは、駆動力制御装置（図示せず）によって制御される。

【0025】

図１に示すように、熱管理システム１０は、第１ポンプ１１、第２ポンプ１２、ラジエータ１３、冷却水冷却器１４、冷却水加熱器１５、クーラコア１６、ヒータコア１７、冷却水冷却水熱交換器１８、インバータ１９、電池温調用熱交換器２０、第１切替弁２１および第２切替弁２２を備えている。

【0026】

第１ポンプ１１および第２ポンプ１２は、冷却水（熱媒体）を吸入して吐出する電動ポンプである。冷却水は、熱媒体としての流体である。本実施形態では、冷却水として、少なくともエチレングリコール、ジメチルポリシロキサンもしくはナノ流体を含む液体、または不凍液体が用いられている。

【0027】

ラジエータ１３、冷却水冷却器１４、冷却水加熱器１５、クーラコア１６、ヒータコア１７、冷却水冷却水熱交換器１８、インバータ１９および電池温調用熱交換器２０は、冷却水が流通する冷却水流通機器（熱媒体流通機器）である。

【0028】

ラジエータ１３は、冷却水と車室外空気（以下、外気と言う。）とを熱交換（顕熱交換）させる冷却水外気熱交換器（熱媒体外気熱交換器）である。ラジエータ１３に外気温以上の温度の冷却水を流すことにより、冷却水から外気に放熱させることが可能である。ラジエータ１３に外気温以下の冷却水を流すことにより、外気から冷却水に吸熱させることが可能である。換言すれば、ラジエータ１３は、冷却水から外気に放熱させる放熱器としての機能、および外気から冷却水に吸熱させる吸熱器としての機能を発揮できる。

【0029】

ラジエータ１３は、冷却水が流通する流路を有し、冷却水冷却器１４や冷却水加熱器１５で温度調整された冷却水との間で熱授受が行われる熱授受機器である。

【0030】

室外送風機３０は、ラジエータ１３へ外気を送風する電動送風機（外気送風機）である。ラジエータ１３および室外送風機３０は車両の最前部に配置されている。このため、車両の走行時にはラジエータ１３に走行風を当てることができる。

【0031】

冷却水冷却器１４および冷却水加熱器１５は、冷却水を熱交換させて冷却水の温度を調整する冷却水温度調整用熱交換器（熱媒体温度調整用熱交換器）である。冷却水冷却器１４は、冷却水を冷却する冷却水冷却用熱交換器（熱媒体冷却用熱交換器）である。冷却水加熱器１５は、冷却水を加熱する冷却水加熱用熱交換器（熱媒体加熱用熱交換器）である。

【0032】

冷却水冷却器１４は、冷凍サイクル３１の低圧側冷媒と冷却水とを熱交換させることによって冷却水から低圧側冷媒に吸熱させる低圧側熱交換器（熱媒体用吸熱器）である。冷却水冷却器１４は、冷凍サイクル３１の蒸発器を構成している。

【0033】

冷凍サイクル３１は、圧縮機３２、冷却水加熱器１５、膨張弁３３、冷却水冷却器１４および内部熱交換器３４を備える蒸気圧縮式冷凍機である。本実施形態の冷凍サイクル３１では、冷媒としてフロン系冷媒を用いており、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成している。

【0034】

圧縮機３２は、電池から供給される電力によって駆動される電動圧縮機であり、冷凍サイクル３１の冷媒を吸入して圧縮して吐出する。

【0035】

冷却水加熱器１５は、圧縮機３２から吐出された高圧側冷媒と冷却水とを熱交換させることによって高圧側冷媒を凝縮（潜熱変化）させる凝縮器である。

【0036】

膨張弁３３は、冷却水加熱器１５から流出した液相冷媒を減圧膨張させる減圧手段である。膨張弁３３は、冷却水加熱器１５出口側冷媒の温度および圧力に基づいて冷却水加熱器１５出口側冷媒の過熱度を検出する感温部３３ａを有し、冷却水加熱器１５出口側冷媒の過熱度が予め定めた所定範囲となるように機械的機構によって絞り通路面積を調整する温度式膨張弁である。

【0037】

冷却水冷却器１４は、膨張弁３３で減圧膨張された低圧冷媒と冷却水とを熱交換させることによって低圧冷媒を蒸発（潜熱変化）させる蒸発器である。冷却水冷却器１４で蒸発した気相冷媒は圧縮機３２に吸入されて圧縮される。

【0038】

内部熱交換器３４は、冷却水加熱器１５から流出した冷媒と、冷却水冷却器１４から流出した冷媒とを熱交換させる熱交換器である。

【0039】

冷凍サイクル３１は、冷却水を冷却する冷却水冷却器１４と、冷却水を加熱する冷却水加熱器１５とを有する冷却水冷却加熱手段（熱媒体冷却加熱手段）である。換言すれば、冷凍サイクル３１は、冷却水冷却器１４で低温冷却水を作り出す低温冷却水発生手段（低温熱媒体発生手段）であるとともに、冷却水加熱器１５で高温冷却水を作り出す高温冷却水発生手段（高温熱媒体発生手段）である。

【0040】

ラジエータ１３では外気によって冷却水を冷却するのに対し、冷却水冷却器１４では冷凍サイクル３１の低圧冷媒によって冷却水を冷却する。このため、冷却水冷却器１４で冷却された冷却水の温度を、ラジエータ１３で冷却された冷却水の温度に比べて低くできる。具体的には、ラジエータ１３では冷却水を外気の温度よりも低い温度まで冷却できないのに対し、冷却水冷却器１４では冷却水を外気の温度よりも低い温度まで冷却できる。

【0041】

クーラコア１６およびヒータコア１７は、冷却水冷却器１４および冷却水加熱器１５で温度調整された冷却水と車室内への送風空気とを熱交換させて送風空気の温度を調整する熱媒体空気熱交換器である。

【0042】

クーラコア１６は、冷却水と車室内への送風空気とを熱交換（顕熱交換）させて車室内への送風空気を冷却する空気冷却用熱交換器である。ヒータコア１７は、車室内への送風空気と冷却水とを熱交換（顕熱交換）させて車室内への送風空気を加熱する空気加熱用熱交換器である。

【0043】

冷却水冷却水熱交換器１８、インバータ１９および電池温調用熱交換器２０は、冷却水が流通する流路を有し、冷却水との間で熱授受が行われる熱授受機器（温度調整対象機器）である。

【0044】

冷却水冷却水熱交換器１８は、車両用熱管理システム１０の冷却水（第１ポンプ１１または第２ポンプ１２によって循環される冷却水）と、エンジン冷却回路６０の冷却水（エンジン用熱媒体）とを熱交換する熱交換器（熱媒体熱媒体熱交換器）である。

【0045】

冷却水冷却水熱交換器１８は、第１ポンプ１１または第２ポンプ１２によって循環される冷却水とエンジン６１との間で熱授受が行われるエンジン用熱授受部を構成している。

【0046】

インバータ１９は、電池から供給された直流電力を交流電圧に変換して走行用電動モータに出力する電力変換装置である。インバータ１９は、作動に伴って発熱する発熱機器である。インバータ１９の発熱量は、車両の走行状況によって変化するようになっている。インバータ１９の冷却水流路は、発熱機器と冷却水との間で熱授受が行われる機器用熱授受部を構成している。

【0047】

電池温調用熱交換器２０は、電池への送風経路に配置され、送風空気と冷却水とを熱交換する熱交換器（熱媒体空気熱交換器）である。電池温調用熱交換器２０は、電池と冷却水との間で熱授受が行われる電池用熱授受部を構成している。

【0048】

第１ポンプ１１は、第１ポンプ用流路４１に配置されている。第１ポンプ用流路４１において第１ポンプ１１の吐出側には、冷却水冷却器１４が配置されている。

【0049】

第２ポンプ１２は、第２ポンプ用流路４２に配置されている。第２ポンプ用流路４２において第２ポンプ１２の吐出側には、冷却水加熱器１５が配置されている。

【0050】

ラジエータ１３は、ラジエータ用流路４３に配置されている。クーラコア１６は、クーラコア用流路４４に配置されている。ヒータコア１７は、ヒータコア用流路４５に配置されている。

【0051】

冷却水冷却水熱交換器１８は、冷却水冷却水熱交換器用流路４６に配置されている。インバータ１９は、インバータ用流路４７に配置されている。電池温調用熱交換器２０は、電池熱交換用流路４８に配置されている。

【0052】

ラジエータ用流路４３には、リザーブタンク４３ａが接続されている。リザーブタンク４３ａは、冷却水を貯留する大気開放式の容器（熱媒体貯留手段）である。したがって、リザーブタンク４３ａに蓄えている冷却水の液面における圧力は大気圧になる。

【0053】

リザーブタンク４３ａに蓄えている冷却水の液面における圧力が所定圧力（大気圧とは異なる圧力）になるようにリザーブタンク４３ａが構成されていてもよい。

【0054】

リザーブタンク４３ａに余剰冷却水を貯留しておくことによって、各流路を循環する冷却水の液量の低下を抑制することができる。リザーブタンク４３ａは、冷却水中に混入した気泡を気液分離する機能を有している。

【0055】

第１ポンプ用流路４１、第２ポンプ用流路４２、ラジエータ用流路４３、クーラコア用流路４４、ヒータコア用流路４５、冷却水冷却水熱交換器用流路４６、インバータ用流路４７および電池熱交換用流路４８は、第１切替弁２１および第２切替弁２２に接続されている。第１切替弁２１および第２切替弁２２は、冷却水の流れ（冷却水循環状態）を切り替える切替手段である。

【0056】

第１切替弁２１は、冷却水の入口として第１入口２１ａおよび第２入口２１ｂを有し、冷却水の出口として第１出口２１ｃ、第２出口２１ｄ、第３出口２１ｅ、第４出口２１ｆ、第５出口２１ｇおよび第６出口２１ｈを有している。

【0057】

第２切替弁２２は、冷却水の出口として第１出口２２ａおよび第２出口２２ｂを有し、冷却水の入口として第１入口２２ｃ、第２入口２２ｄ、第３入口２２ｅ、第４入口２２ｆ、第５入口２２ｇおよび第６入口２２ｈを有している。

【0058】

第１切替弁２１の第１入口２１ａには、第１ポンプ用流路４１の一端が接続されている。換言すれば、第１切替弁２１の第１入口２１ａには、冷却水冷却器１４の冷却水出口側が接続されている。

【0059】

第１切替弁２１の第２入口２１ｂには、第２ポンプ用流路４２の一端が接続されている。換言すれば、第１切替弁２１の第２入口２１ｂには、冷却水加熱器１５の冷却水出口側が接続されている。

【0060】

第１切替弁２１の第１出口２１ｃには、ラジエータ用流路４３の一端が接続されている。換言すれば、第１切替弁２１の第１出口２１ｃにはラジエータ１３の冷却水入口側が接続されている。

【0061】

第１切替弁２１の第２出口２１ｄには、クーラコア用流路４４の一端が接続されている。換言すれば、第１切替弁２１の第２出口２１ｄにはクーラコア１６の冷却水入口側が接続されている。

【0062】

第１切替弁２１の第３出口２１ｅには、ヒータコア用流路４５の一端が接続されている。換言すれば、第１切替弁２１の第３出口２１ｅにはヒータコア１７の冷却水入口側が接続されている。

【0063】

第１切替弁２１の第４出口２１ｆには、冷却水冷却水熱交換器用流路４６の一端が接続されている。換言すれば、第１切替弁２１の第４出口２１ｆには冷却水冷却水熱交換器１８の冷却水入口側が接続されている。

【0064】

第１切替弁２１の第５出口２１ｇには、インバータ用流路４７の一端が接続されている。換言すれば、第１切替弁２１の第５出口２１ｇにはインバータ１９の冷却水入口側が接続されている。

【0065】

第１切替弁２１の第６出口２１ｈには、電池熱交換用流路４８の一端が接続されている。換言すれば、第１切替弁２１の第６出口２１ｈには電池温調用熱交換器２０の冷却水入口側が接続されている。

【0066】

第２切替弁２２の第１出口２２ａには、第１ポンプ用流路４１の他端が接続されている。換言すれば、第２切替弁２２の第１出口２２ａには、第１ポンプ１１の冷却水吸入側が接続されている。

【0067】

第２切替弁２２の第２出口２２ｂには、第２ポンプ用流路４２の他端が接続されている。換言すれば、第２切替弁２２の第２出口２２ｂには、第２ポンプ１２の冷却水吸入側が接続されている。

【0068】

第２切替弁２２の第１入口２２ｃには、ラジエータ用流路４３の他端が接続されている。換言すれば、第２切替弁２２の第１入口２２ｃにはラジエータ１３の冷却水出口側が接続されている。

【0069】

第２切替弁２２の第２入口２２ｄには、クーラコア用流路４４の他端が接続されている。換言すれば、第２切替弁２２の第２入口２２ｄにはクーラコア１６の冷却水出口側が接続されている。

【0070】

第２切替弁２２の第３入口２２ｅには、ヒータコア用流路４５の他端が接続されている。換言すれば、第２切替弁２２の第３入口２２ｅにはヒータコア１７の冷却水出口側が接続されている。

【0071】

第２切替弁２２の第４入口２２ｆには、冷却水冷却水熱交換器用流路４６の他端が接続されている。換言すれば、第２切替弁２２の第４入口２２ｆには冷却水冷却水熱交換器１８の冷却水出口側が接続されている。

【0072】

第２切替弁２２の第５入口２２ｇには、インバータ用流路４７の他端が接続されている。換言すれば、第２切替弁２２の第５入口２２ｇにはインバータ１９の冷却水出口側が接続されている。

【0073】

第２切替弁２２の第６入口２２ｈには、電池熱交換用流路４８の他端が接続されている。換言すれば、第２切替弁２２の第６入口２２ｈには電池温調用熱交換器２０の冷却水出口側が接続されている。

【0074】

第１切替弁２１および第２切替弁２２は、各入口と各出口との連通状態を任意または選択的に切り替え可能な構造になっている。

【0075】

具体的には、第１切替弁２１は、ラジエータ１３、クーラコア１６、ヒータコア１７、冷却水冷却水熱交換器１８、インバータ１９および電池温調用熱交換器２０のそれぞれについて、第１ポンプ１１から吐出された冷却水が流入する状態と、第２ポンプ１２から吐出された冷却水が流入する状態と、第１ポンプ１１から吐出された冷却水および第２ポンプ１２から吐出された冷却水が流入しない状態とを切り替える。

【0076】

第２切替弁２２は、ラジエータ１３、クーラコア１６、ヒータコア１７、冷却水冷却水熱交換器１８、インバータ１９および電池温調用熱交換器２０のそれぞれについて、第１ポンプ１１へ冷却水が流出する状態と、第２ポンプ１２へ冷却水が流出する状態と、第１ポンプ１１および第２ポンプ１２へ冷却水が流出しない状態とを切り替える。

【0077】

第１切替弁２１および第２切替弁２２は、弁開度を調整可能になっている。これにより、ラジエータ１３、クーラコア１６、ヒータコア１７、冷却水冷却水熱交換器１８、インバータ１９および電池温調用熱交換器２０を流れる冷却水の流量を調整できる。

【0078】

すなわち、第１切替弁２１および第２切替弁２２は、ラジエータ１３、クーラコア１６、ヒータコア１７、冷却水冷却水熱交換器１８、インバータ１９および電池温調用熱交換器２０のそれぞれに対して、冷却水の流量を調整する流量調整手段である。

【0079】

第１切替弁２１は、第１ポンプ１１から吐出された冷却水と、第２ポンプ１２から吐出された冷却水とを任意の流量割合で混合して、ラジエータ１３、クーラコア１６、ヒータコア１７、冷却水冷却水熱交換器１８、インバータ１９および電池温調用熱交換器２０に流入させることが可能になっている。

【0080】

すなわち、第１切替弁２１および第２切替弁２２は、ラジエータ１３、クーラコア１６、ヒータコア１７、冷却水冷却水熱交換器１８、インバータ１９および電池温調用熱交換器２０のそれぞれに対して、冷却水冷却器１４で冷却された冷却水と、冷却水加熱器１５で加熱された冷却水との流量割合を調整する流量割合調整手段である。

【0081】

クーラコア１６およびヒータコア１７は、車両用空調装置の室内空調ユニット５０のケース５１に収容されている。

【0082】

ケース５１は、車室内に送風される送風空気の空気通路を形成しており、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂（例えば、ポリプロピレン）にて成形されている。ケース５１内の空気流れ最上流側には、内外気切替箱５２が配置されている。内外気切替箱５２は、内気（車室内空気）と外気（車室外空気）とを切替導入する内外気導入手段である。

【0083】

内外気切替箱５２には、ケース５１内に内気を導入させる内気吸込口５２ａおよび外気を導入させる外気吸込口５２ｂが形成されている。内外気切替箱５２の内部には、内外気切替ドア５３が配置されている。

【0084】

内外気切替ドア５３は、ケース５１内に導入される内気の風量と外気の風量との風量割合を変化させる風量割合変更手段である。具体的には、内外気切替ドア５３は、内気吸込口５２ａおよび外気吸込口５２ｂの開口面積を連続的に調整して、内気の風量と外気の風量との風量割合を変化させる。内外気切替ドア５３は、電動アクチュエータ（図示せず）によって駆動される。

【0085】

内外気切替箱５２の空気流れ下流側には、室内送風機５４（ブロワ）が配置されている。室内送風機５４は、内外気切替箱５２を介して吸入した空気（内気および外気）を車室内へ向けて送風する送風手段である。室内送風機５４は、遠心多翼ファン（シロッコファン）を電動モータにて駆動する電動送風機である。

【0086】

ケース５１内において室内送風機５４の空気流れ下流側には、クーラコア１６、ヒータコア１７および補助ヒータ５６が配置されている。補助ヒータ５６は、ＰＴＣ素子（正特性サーミスタ）を有し、このＰＴＣ素子に電力が供給されることによって発熱して空気を加熱するＰＴＣヒータ（電気ヒータ）である。

【0087】

ケース５１の内部においてクーラコア１６の空気流れ下流側部位には、ヒータコアバイパス通路５１ａが形成されている。ヒータコアバイパス通路５１ａは、クーラコア１６を通過した空気を、ヒータコア１７および補助ヒータ５６を通過させずに流す空気通路である。

【0088】

ケース５１の内部においてクーラコア１６とヒータコア１７との間には、エアミックスドア５５が配置されている。

【0089】

エアミックスドア５５は、ヒータコア１７および補助ヒータ５６へ流入させる空気と、ヒータコアバイパス通路５１ａへ流入させる空気との風量割合を連続的に変化させる風量割合調整手段である。エアミックスドア５５は、回動可能な板状ドアや、スライド可能なドア等であり、電動アクチュエータ（図示せず）によって駆動される。

【0090】

ヒータコア１７および補助ヒータ５６を通過する空気とヒータコアバイパス通路５１ａを通過する空気との風量割合によって、車室内へ吹き出される吹出空気の温度が変化する。したがって、エアミックスドア５５は、車室内へ吹き出される吹出空気の温度を調整する温度調整手段である。

【0091】

ケース５１の空気流れ最下流部には、空調対象空間である車室内へ送風空気を吹き出す吹出口５１ｂが配置されている。この吹出口５１ｂとしては、具体的には、デフロスタ吹出口、フェイス吹出口およびフット吹出口が設けられている。

【0092】

デフロスタ吹出口は、車両前面窓ガラスの内側の面に向けて空調風を吹き出す。フェイス吹出口は、乗員の上半身に向けて空調風を吹き出す。フット吹出口は、乗員の足元に向けて空調風を吹き出す。

【0093】

吹出口５１ｂの空気流れ上流側には、吹出口モードドア（図示せず）が配置されている。吹出口モードドアは、吹出口モードを切り替える吹出口モード切替手段である。吹出口モードドアは、電動アクチュエータ(図示せず)によって駆動される。

【0094】

吹出口モードドアによって切り替えられる吹出口モードとしては、例えば、フェイスモード、バイレベルモード、フットモードおよびフットデフロスタモードがある。

【0095】

フェイスモードは、フェイス吹出口を全開してフェイス吹出口から車室内乗員の上半身に向けて空気を吹き出す吹出口モードである。バイレベルモードは、フェイス吹出口とフット吹出口の両方を開口して車室内乗員の上半身と足元に向けて空気を吹き出す吹出口モードである。

【0096】

フットモードは、フット吹出口を全開するとともにデフロスタ吹出口を小開度だけ開口して、フット吹出口から主に空気を吹き出す吹出口モードである。フットデフロスタモードは、フット吹出口およびデフロスタ吹出口を同程度開口して、フット吹出口およびデフロスタ吹出口の双方から空気を吹き出す吹出口モードである。

【0097】

エンジン冷却回路６０は、エンジン６１を冷却するための冷却水循環回路である。エンジン冷却回路６０は、冷却水が循環する循環流路６２を有している。循環流路６２には、エンジン６１、エンジン用ポンプ６３、エンジン用ラジエータ６４および冷却水冷却水熱交換器１８が配置されている。

【0098】

エンジン用ポンプ６３は、冷却水を吸入して吐出する電動ポンプである。エンジン用ポンプ６３は、エンジン６１から出力される動力によって駆動される機械式ポンプであってもよい。

【0099】

エンジン用ラジエータ６４は、冷却水と外気とを熱交換することによって冷却水の熱を外気に放熱させる放熱用熱交換器（熱媒体空気熱交換器）である。

【0100】

循環流路６２には、ラジエータバイパス流路６５が接続されている。ラジエータバイパス流路６５は、冷却水がエンジン用ラジエータ６４をバイパスして流れる流路である。

【0101】

ラジエータバイパス流路６５と循環流路６２との接続部にはサーモスタット６６が配置されている。サーモスタット６６は、温度によって体積変化するサーモワックス（感温部材）によって弁体を変位させて冷却水流路を開閉する機械的機構で構成される冷却水温度応動弁である。

【0102】

具体的には、サーモスタット６６は、冷却水の温度が所定温度を上回っている場合（例えば８０℃以上）、ラジエータバイパス流路６５を閉じ、冷却水の温度が所定温度を下回っている場合（例えば８０℃未満）、ラジエータバイパス流路６５を開ける。

【0103】

循環流路６２には、エンジン補機用流路６７が接続されている。エンジン補機用流路６７は、冷却水が冷却水冷却水熱交換器１８と並列に流れる流路である。エンジン補機用流路６７にはエンジン補機６８が配置されている。エンジン補機６８は、オイル熱交換器、ＥＧＲクーラ、スロットルクーラ、ターボクーラ、エンジン補助モータ等である。オイル熱交換器は、エンジンオイルまたはトランスミッションオイルと冷却水とを熱交換してオイルの温度を調整する熱交換器である。

【0104】

ＥＧＲクーラは、エンジンの排気ガスの一部を吸気側に還流させてスロットルバルブで発生するポンピングロスを低減させるＥＧＲ（排気ガス再循環）装置を構成する熱交換器であって、還流ガスと冷却水とを熱交換させて還流ガスの温度を調整する熱交換器である。

【0105】

スロットルクーラは、スロットルバルブを冷却するためにスロットル内部に設けたウォータジャケットである。

【0106】

ターボクーラはターボチャージャで発生する熱と冷却水とを熱交換させてターボチャージャを冷却するための冷却器である。

【0107】

エンジン補助モータは、エンジン停止中でもエンジンベルトを回せるようにするための大型モータであり、エンジンベルトで駆動される圧縮機やウォータポンプなどをエンジンの駆動力が無い状態でも作動させたり、エンジンの始動時に利用される。

【0108】

エンジン用ラジエータ６４にはエンジン用リザーブタンク６４ａが接続されている。エンジン用リザーブタンク６４ａの構造および機能は、上述のリザーブタンク４３ａと同様である。

【0109】

次に、熱管理システム１０の電気制御部を図２に基づいて説明する。制御装置７０は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成され、そのＲＯＭ内に記憶された空調制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、出力側に接続された各種制御対象機器の作動を制御する制御手段である。

【0110】

制御装置７０によって制御される制御対象機器は、第１ポンプ１１、第２ポンプ１２、第１切替弁２１、第２切替弁２２、室外送風機３０、圧縮機３２、室内送風機５４、ケース５１の内部に配置された各種ドア（内外気切替ドア５３、エアミックスドア５５、吹出口モードドア等）を駆動する電動アクチュエータ、およびインバータ１９等である。

【0111】

制御装置７０は、その出力側に接続された各種制御対象機器を制御する制御手段が一体に構成されたものであるが、それぞれの制御対象機器の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）が、それぞれの制御対象機器の作動を制御する制御手段を構成している。

【0112】

本実施形態では、制御装置７０のうち、第１ポンプ１１および第２ポンプ１２の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）をポンプ制御手段７０ａとする。ポンプ制御手段７０ａは、各冷却水流通機器を流れる冷却水の流量を制御する流量制御手段（熱媒体流量調整手段）である。

【0113】

本実施形態では、制御装置７０のうち、第１切替弁２１および第２切替弁２２の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）を切替弁制御手段７０ｂとする。切替弁制御手段７０ｂは、各冷却水流通機器を流れる冷却水の流量を調整する流量調整手段（熱媒体流量調整手段）である。

【0114】

本実施形態では、制御装置７０のうち、室外送風機３０の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）を室外送風機制御手段７０ｃ（外気送風機制御手段）とする。室外送風機制御手段７０ｃは、ラジエータ１３を流れる外気の流量を制御するラジエータ用調整手段（外気流量調整手段）である。

【0115】

本実施形態では、制御装置７０のうち、圧縮機３２の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）を圧縮機制御手段７０ｄとする。圧縮機制御手段７０ｄは、圧縮機３２から吐出される冷媒の流量を制御する冷媒流量調整手段である。

【0116】

本実施形態では、制御装置７０のうち、室内送風機５４の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）を室内送風機制御手段７０ｅとする。室内送風機５４および室内送風機制御手段７０ｅは、車室内へ吹き出される送風空気の風量を制御する風量制御手段である。

【0117】

本実施形態では、制御装置７０のうち、ケース５１の内部に配置された各種ドア（内外気切替ドア５３、エアミックスドア５５、吹出口モードドア等）の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）を空調切替制御手段７０ｆとする。

【0118】

エアミックスドア５５および空調切替制御手段７０ｆは、クーラコア１６で冷却された送風空気のうちヒータコア１７を流れる送風空気とヒータコア１７を迂回して流れる送風空気との風量割合を調整する風量割合調整手段である。

【0119】

内外気切替ドア５３および空調切替制御手段７０ｆは、車室内へ吹き出される送風空気のうち内気と外気との割合を調整する内外気割合調整手段である。

【0120】

本実施形態では、制御装置７０のうち、補助ヒータ５６の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）を補助ヒータ制御手段７０ｇ（電気ヒータ制御手段）とする。

【0121】

本実施形態では、制御装置７０のうち、インバータ１９の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）をインバータ制御手段７０ｈ（発熱機器制御手段）とする。

【0122】

上述の各制御手段７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄ、７０ｅ、７０ｆ、７０ｇ、７０ｈを制御装置７０に対して別体で構成してもよい。

【0123】

制御装置７０の入力側には、内気温度センサ７１、内気湿度センサ７２、外気温度センサ７３、日射センサ７４、第１水温センサ７５、第２水温センサ７６、ラジエータ水温センサ７７、クーラコア温度センサ７８、ヒータコア温度センサ７９、エンジン水温センサ８０、インバータ温度センサ８１、電池温度センサ８２、冷媒温度センサ８３、８４および冷媒圧力センサ８５、８６等のセンサ群の検出信号が入力される。

【0124】

内気温度センサ７１は、内気の温度（車室内温度）を検出する検出手段（内気温度検出手段）である。内気湿度センサ７２は、内気の湿度を検出する検出手段（内気湿度検出手段）である。

【0125】

外気温度センサ７３は、外気の温度（車室外温度）を検出する検出手段（外気温度検出手段）である。日射センサ７４は、車室内の日射量を検出する検出手段(日射量検出手段）である。

【0126】

第１水温センサ７５は、第１ポンプ用流路４１を流れる冷却水の温度（例えば第１ポンプ１１に吸入される冷却水の温度）を検出する検出手段（第１熱媒体温度検出手段）である。

【0127】

第２水温センサ７６は、第２ポンプ用流路４２を流れる冷却水の温度（例えば第２ポンプ１２に吸入される冷却水の温度）を検出する検出手段（第２熱媒体温度検出手段）である。

【0128】

ラジエータ水温センサ７７は、ラジエータ用流路４３を流れる冷却水の温度（例えばラジエータ１３から流出した冷却水の温度）を検出する検出手段（機器側熱媒体温度検出手段）である。

【0129】

クーラコア温度センサ７８は、クーラコア１６の表面温度を検出する検出手段（クーラコア温度検出手段）である。クーラコア温度センサ７８は、例えば、クーラコア１６の熱交換フィンの温度を検出するフィンサーミスタや、クーラコア１６を流れる冷却水の温度を検出する水温センサ等である。

【0130】

ヒータコア温度センサ７９は、ヒータコア１７の表面温度を検出する検出手段（ヒータコア温度検出手段）である。ヒータコア温度センサ７９は、例えば、ヒータコア１７の熱交換フィンの温度を検出するフィンサーミスタや、ヒータコア１７を流れる冷却水の温度を検出する水温センサ等である。

【0131】

エンジン水温センサ８０は、エンジン冷却回路６０を循環する冷却水の温度（例えばエンジン６１の内部を流れる冷却水の温度）を検出する検出手段（エンジン熱媒体温度検出手段）である。

【0132】

インバータ温度センサ８１は、インバータ用流路４７を流れる冷却水の温度（例えばインバータ１９から流出した冷却水の温度）を検出する検出手段（機器側熱媒体温度検出手段）である。

【0133】

電池温度センサ８２は、電池熱交換用流路４８を流れる冷却水の温度（例えば電池温調用熱交換器２０に流入する冷却水の温度）を検出する検出手段（機器側熱媒体温度検出手段）である。電池温度センサ８２は、温度バラツキのある電池パック内において特定の部位の温度（電池代表温度）を検出する検出手段（電池代表温度検出手段）であってもよい。

【0134】

冷媒温度センサ８３、８４は、圧縮機３２から吐出された冷媒の温度を検出する吐出側冷媒温度センサ８３、および圧縮機３２に吸入される冷媒の温度を検出する吸入側冷媒温度センサ８４である。

【0135】

冷媒圧力センサ８５、８６は、圧縮機３２から吐出された冷媒の圧力を検出する吐出側冷媒圧力センサ８５、および圧縮機３２に吸入される冷媒の圧力を検出する吸入側冷媒温度センサ８６である。

【0136】

制御装置７０の入力側には、操作パネル８８に設けられた各種空調操作スイッチからの操作信号が入力される。例えば、操作パネル８８は、車室内前部の計器盤付近に配置されている。

【0137】

操作パネル８８に設けられた各種空調操作スイッチは、エアコンスイッチ、オートスイッチ、室内送風機５２の風量設定スイッチ、車室内温度設定スイッチ、空調停止スイッチ等である。

【0138】

エアコンスイッチは、冷房または除湿の作動・停止（オン・オフ）を切り替えるスイッチである。オートスイッチは、空調の自動制御を設定または解除するスイッチである。車室内温度設定スイッチは、乗員の操作によって車室内目標温度を設定する目標温度設定手段である。空調停止スイッチは、空調を停止させるスイッチである。

【0139】

操作パネル８８に設けられた各種空調操作スイッチは、クーラコア１６で送風空気を冷却する冷却要求、およびヒータコア１７で送風空気を加熱する加熱要求を行う空調要求手段である。

【0140】

次に、上記構成における作動を説明する。制御装置７０が第１ポンプ１１、第２ポンプ１２、圧縮機３２、第１切替弁２１および第２切替弁２２等の作動を制御することによって、種々の作動モードに切り替えられる。

【0141】

例えば、第１ポンプ１１によって吸入されて吐出された冷却水が、冷却水冷却器１４と、ラジエータ１３、クーラコア１６、ヒータコア１７、冷却水冷却水熱交換器１８、インバータ１９および電池温調用熱交換器２０のうち少なくとも１つの機器との間で循環する第１冷却水回路（第１熱媒体回路）が形成され、第２ポンプ１２によって吸入されて吐出された冷却水が、冷却水加熱器１５と、ラジエータ１３、クーラコア１６、ヒータコア１７、冷却水冷却水熱交換器１８、インバータ１９および電池温調用熱交換器２０のうち少なくとも１つの機器との間で循環する第２冷却水回路（第２熱媒体回路）が形成される。

【0142】

ラジエータ１３、クーラコア１６、ヒータコア１７、冷却水冷却水熱交換器１８、インバータ１９および電池温調用熱交換器２０のそれぞれについて、第１冷却水回路に接続される場合と、第２冷却水回路に接続される場合とを状況に応じて切り替えることによって、ラジエータ１３、クーラコア１６、ヒータコア１７、冷却水冷却水熱交換器１８、インバータ１９および電池温調用熱交換器２０を状況に応じて適切な温度に調整できる。

【0143】

ラジエータ１３が第１冷却水回路に接続された場合、冷凍サイクル３１のヒートポンプ運転を行うことができる。すなわち、第１冷却水回路では、冷却水冷却器１４で冷却された冷却水がラジエータ１３を流れるので、ラジエータ１３で冷却水が外気から吸熱する。

【0144】

そして、ラジエータ１３にて外気から吸熱した冷却水は、冷却水冷却器１４で冷凍サイクル３１の冷媒と熱交換して放熱する。したがって、冷却水冷却器１４では、冷凍サイクル３１の冷媒が冷却水を介して外気から吸熱する。

【0145】

冷却水冷却器１４にて外気から吸熱した冷媒は、冷却水加熱器１５にて第２冷却水回路の冷却水と熱交換して放熱する。したがって、外気の熱を汲み上げるヒートポンプ運転を実現できる。

【0146】

ラジエータ１３が第２冷却水回路に接続された場合、冷却水加熱器１５で加熱された冷却水がラジエータ１３を流れるので、ラジエータ１３で冷却水の熱を外気に放熱できる。

【0147】

クーラコア１６が第１冷却水回路に接続された場合、冷却水冷却器１４で冷却された冷却水がクーラコア１６を流れるので、クーラコア１６で車室内への送風空気を冷却できる。すなわち車室内を冷房できる。

【0148】

ヒータコア１７が第２冷却水回路に接続された場合、冷却水加熱器１５で加熱された冷却水がヒータコア１７を流れるので、ヒータコア１７で車室内への送風空気を加熱できる。すなわち車室内を暖房できる。

【0149】

冷却水冷却水熱交換器１８が第１冷却水回路に接続された場合、冷却水冷却器１４で冷却された冷却水が冷却水冷却水熱交換器１８を流れるのでエンジン冷却水を冷却できる。換言すれば、冷却水冷却水熱交換器１８で第１冷却水回路の冷却水がエンジン冷却水から吸熱できるので、エンジン６１の廃熱を汲み上げるヒートポンプ運転を実現できる。

【0150】

冷却水冷却水熱交換器１８が第２冷却水回路に接続された場合、冷却水加熱器１５で加熱された冷却水が冷却水冷却水熱交換器１８を流れるのでエンジン冷却水を加熱できる。したがって、エンジン６１を加熱（暖機）できる。

【0151】

インバータ１９が第１冷却水回路に接続された場合、冷却水冷却器１４で冷却された冷却水がインバータ１９を流れるのでインバータ１９を冷却できる。換言すれば、インバータ１９の廃熱を汲み上げるヒートポンプ運転を実現できる。

【0152】

インバータ１９が第２冷却水回路に接続された場合、冷却水加熱器１５で加熱された冷却水がインバータ１９を流れるのでインバータ１９を加熱(暖機)できる。

【0153】

電池温調用熱交換器２０が第１冷却水回路に接続された場合、冷却水冷却器１４で冷却された冷却水が電池温調用熱交換器２０を流れるので電池を冷却できる。換言すれば、電池の廃熱を汲み上げるヒートポンプ運転を実現できる。

【0154】

電池温調用熱交換器２０が第２冷却水回路に接続された場合、冷却水加熱器１５で加熱された冷却水が電池温調用熱交換器２０を流れるので電池を加熱（暖機）できる。

【0155】

図３に示すように、電池は低温になると入出力特性が悪化し、高温になると劣化が加速するため、電池の入出力特性を最大限活用するには、ある温度範囲（一般に１０〜４０℃）に電池の温度を管理する必要がある。

【0156】

この適正温度範囲を外れると、電池出力が低下することによって運転快適性が悪化したり、電池の入力特性が悪化することによって回生エネルギを十分に回収できなくなってＥＶ走行距離が悪化したりする。

【0157】

一般的には、電池の温度が−１０℃まで低下しても市街地走行ができるように電池が設計されている。

【0158】

図４に示すように、電池の蓄電残量ＳＯＣが高い（満充電に近い）場合、出力は大きくなるが、入力（回生）は小さくなるという特性がある。これとは逆に、電池の蓄電残量ＳＯＣが低い場合は、出力は小さくなるが、入力（回生）は大きくなるという特性がある。

【0159】

このように、電池の入出力特性は、電池温度および蓄電残量ＳＯＣに関係があるため、ＥＶ走行時は電池温度を高め（一般的に１０℃以上）に制御することで、ＥＶ走行に必要な電池出力と入力特性（回生エネルギ）を確保する必要がある。

【0160】

一方、エンジン走行（ＨＶ走行）時は、出力はエンジン６１と電池からの合計出力となり、回生はＥＶ走行時と同様に電池の入力特性（回生）に依存する。一般的に、ＨＶ走行時は電池の蓄電残量ＳＯＣが２０〜３０％程度と低めに制御されるため、ＥＶ走行時に比べて低めの電池温度（一般的に０℃以上）でも十分に対応できる。

【0161】

電池を加熱（暖機）するために必要な熱量は、冷凍サイクル３１によって供給される。冷凍サイクル３１は、外気から吸熱するヒートポンプ運転によって加熱能力を発揮する。そのため、図５に示すように、冷凍サイクル３１の加熱能力は、外気温度が低温になるにつれて低下していく。一方、車室内暖房に必要な加熱能力は、外気温度が低温になるほど大きくなる。

【0162】

そこで、冷凍サイクル３１は、一般的に外気温度が−２０℃のときの加熱能力が暖房必要能力と一致するように設計されている。したがって、冷凍サイクル３１は、外気温度が−２０℃以上の場合、暖房以外に熱を供給して電池を加熱（暖機）することが可能となる。

【0163】

冬期においては、車室内の暖房、電池の暖機およびエンジン６１の暖機を行う必要がある。ハイブリッド自動車は、電池の蓄電残量ＳＯＣがある限りＥＶ走行を基本とし走行する。ＨＶ走行時においては、電池が冷えており入出力特性が確保できていない場合は、走行用電動モータを用いたＨＶ走行ができず、走行用電動モータを用いないエンジン走行となるので燃費が大幅に悪化する。

【0164】

このため、燃費の悪化を抑制するために、電池の暖機をエンジン６１の暖機よりも優先して行う必要がある。

【0165】

車室内の暖房は、乗員の空調要求に基づいて行われる。そのため、空調快適性確保のために、車室内の暖房を、電池の暖機およびエンジン６１の暖機よりも最優先で行う必要がある。

【0166】

ただし、電池が冷え切っており、車両の安全（公道を走れるレベルでの走行性能）が確保できない場合に限り、車室内の暖房よりも電池の暖機を優先する必要がある。

【0167】

このような車室内の暖房、電池の暖機およびエンジン６１の暖機の優先順位が満足されるように、制御装置７０は、図６のフローチャートに示す制御処理を実行する。

【0168】

ハイブリッド自動車では電池が非常に大きいため、電池を暖機するためのエネルギも大きくなる。このため、電池暖機に使用するエネルギよりも、電池入力特性向上による回生エネルギの方が少ないと、ＥＶ走行距離が悪化するという問題が発生するため、電池暖機を過不足なく適切に行う必要がある。

【0169】

回生エネルギは、走行距離や走行時間が長い方が増加する傾向にあるため、電池暖機後のＥＶ走行可能距離が長いほど電池を十分に暖機して電池入力特性を向上するのが好ましい。

【0170】

そこで、ステップＳ１００〜Ｓ１２０において、電池の暖機目標温度を決定する。ステップＳ１００では、電池の蓄電残量ＳＯＣが第１蓄電残量閾値ＳＯＣ１を上回っているか否かを判定する。第１蓄電残量閾値ＳＯＣ１は、電池暖機後のＥＶ走行可能距離に関連する値であり、蓄電残量ＳＯＣが第１蓄電残量閾値ＳＯＣ１を上回っている場合、電池暖機後のＥＶ走行可能距離が長いと判断でき、蓄電残量ＳＯＣが第１蓄電残量閾値ＳＯＣ１を上回っていない場合、電池暖機後のＥＶ走行可能距離が短いと判断できる。

【0171】

図７に示すように、第１蓄電残量閾値ＳＯＣ１は、暖機前の電池温度に応じて決定される。すなわち、暖機前の電池温度が低いほど、電池暖機に費やされるエネルギが増加することから、暖機前の電池温度が低いほど第１蓄電残量閾値ＳＯＣ１を大きな値にする。

【0172】

ステップＳ１００において蓄電残量ＳＯＣが第１蓄電残量閾値ＳＯＣ１を上回っていないと判定された場合、ステップＳ１１０へ進んで電池暖機目標温度ＴｂｏをＨＶ走行用電池暖機目標温度Ｔｂｏ１（例えば０℃）に決定する。

【0173】

一方、蓄電残量ＳＯＣが第１蓄電残量閾値ＳＯＣ１を上回っていると判定された場合、ステップＳ１２０へ進んで電池暖機目標温度ＴｂｏをＥＶ走行用電池暖機目標温度Ｔｂｏ２（例えば１０℃）に決定する。

【0174】

ＥＶ走行用電池暖機目標温度Ｔｂｏ２は、ＨＶ走行用電池暖機目標温度Ｔｂｏ１よりも高い温度である。

【0175】

これにより、電池暖気後のＥＶ走行距離が長いと判断できる場合は、電池暖機目標温度Ｔｂｏが高めの温度Ｔｂｏ２（例えば１０℃）となり、電池暖気後のＥＶ走行距離が短いと判断できる場合は、電池暖機目標温度Ｔｂｏが低めの温度Ｔｂｏ１（例えば０℃）となる。

【0176】

ステップＳ１３０では、電池温度Ｔｂが電池温度閾値Ｔｂｈを上回っているか否かを判定する。電池温度Ｔｂは、例えば、温度バラツキのある電池パック内において特定の部位に設けられた電池温度センサ（図示せず）で検出された温度（電池代表温度）である。

【0177】

電池温度閾値Ｔｂｈは、ＥＶ走行で市街地走行ができなくなる電池温度（一般的に−１０℃）以下に設定されている。

【0178】

電池温度Ｔｂが電池温度閾値Ｔｂｈを下回っている場合、十分な電池出力を確保できず安全な走行ができないため、電池を最優先で暖機する必要があると判断できる。

【0179】

電池温度Ｔｂが電池温度閾値Ｔｂｈを上回っている場合、安全な走行をするために必要な電池出力をある程度確保できるため、電池の暖機よりも車室内の暖房を優先する必要があると判断できる。

【0180】

上述した通り、冷凍サイクル３１は、一般的に外気温度が−２０℃のときの加熱能力が空調要求能力と一致するように設計されている。そのため、外気温度が−１０℃である場合、暖房必要能力に対して冷凍サイクル３１の加熱能力に余力があるので、車室内の暖房と電池の暖機とを同時に実施する能力がある。

【0181】

そこで、ステップＳ１３０において電池温度Ｔｂが電池温度閾値Ｔｂｈを上回っていないと判定した場合、ステップＳ１４０へ進んで電池暖機を行い、電池温度Ｔｂが電池温度閾値Ｔｂｈを上回っていると判定した場合、ステップＳ１５０へ進んで空調暖房および電池暖機を行う。

【0182】

ステップＳ１４０で電池暖機を行う場合、図８に示すように、冷却水冷却器１４で冷却された冷却水がラジエータ１９を循環し、冷却水加熱器１５で加熱された冷却水が電池温調用熱交換器２０を循環するので、冷凍サイクル３１のヒートポンプ運転によって、外気の熱が汲み上げられて電池が加熱（暖機）される。

【0183】

ステップＳ１５０で空調暖房および電池暖機を行う場合、図９に示すように、冷却水冷却器１４で冷却された冷却水がラジエータ１９を循環し、冷却水加熱器１５で加熱された冷却水がヒータコア１７および電池温調用熱交換器２０を循環するので、冷凍サイクル３１のヒートポンプ運転によって、外気の熱が汲み上げられて車室内が暖房されるとともに電池が加熱（暖機）される。

【0184】

ステップＳ１６０では、電池温度Ｔｂが電池暖機目標温度Ｔｂｏを上回っているか否かを判定する。電池温度Ｔｂが電池暖機目標温度Ｔｂｏを上回っていないと判定した場合、電池の暖機が不十分であると判断できるので、ステップＳ１３０へ戻って、電池暖機を継続する。

【0185】

電池温度Ｔｂが電池暖機目標温度Ｔｂｏを上回っていると判定した場合、電池が十分に暖機されたと判断できるので、ステップＳ１７０へ進む。

【0186】

ステップＳ１７０では、エンジン６１の暖機を開始するタイミングについて判断する。エンジン６１を暖機する目的は、エンジン６１が冷間状態にあるときにエンジン６１の吸気部や燃焼室の温度を上げることによって余分な燃料を使用しないようにすること（増燃量低減）、およびフリクションの低減である。

【0187】

したがって、エンジン走行（ＨＶ走行）が開始される直前までにエンジン６１の暖機が完了すればよいので、ＥＶ走行可能距離からエンジン走行（ＨＶ走行）開始までの時間を逆算してエンジン６１の暖機を開始すればよい。

【0188】

そこで、ステップＳ１７０では、蓄電残量ＳＯＣが第２蓄電残量閾値ＳＯＣ２を上回っているか否かを判定する。第２蓄電残量閾値ＳＯＣ２は、エンジン暖機後のＥＶ走行可能距離に関連する値であり、蓄電残量ＳＯＣが第２蓄電残量閾値ＳＯＣ２を上回っている場合、エンジン暖機後のＥＶ走行可能距離が長いと判断でき、蓄電残量ＳＯＣが第２蓄電残量閾値ＳＯＣ２を上回っていない場合、エンジン暖機後のＥＶ走行可能距離が短いと判断できる。

【0189】

図１０に示すように、第２蓄電残量閾値ＳＯＣ２は、暖機前のエンジン冷却水温度（エンジン６１の温度に関連する温度）に応じて決定される。すなわち、暖機前のエンジン冷却水温度が低いほど、エンジン暖機に費やされるエネルギが増加してエンジン暖機後のＥＶ走行可能距離が短くなることから、暖機前のエンジン冷却水温度が低いほど第２蓄電残量閾値ＳＯＣ２を大きな値にする。

【0190】

ステップＳ１７０において蓄電残量ＳＯＣが第２蓄電残量閾値ＳＯＣ２を上回っていると判定した場合、エンジン６１の暖機を開始するタイミングではないと判断できるので、ステップＳ１７０へ戻る。

【0191】

一方、ステップＳ１７０において蓄電残量ＳＯＣが第２蓄電残量閾値ＳＯＣ２を上回っていないと判定した場合、エンジン６１の暖機を開始するタイミングであると判断できるので、ステップＳ１８０へ進む。

【0192】

ステップＳ１８０では、エンジン水温Ｔｅが目標エンジン水温Ｔｅｏを上回っているか否かを判定する。目標エンジン水温Ｔｅｏは、例えば４０℃に設定されている。すなわち、エンジン６１の燃焼効率向上やフリクションロス低減のため、一般的にエンジン水温を４０℃以上にする必要がある。

【0193】

したがって、エンジン水温Ｔｅが目標エンジン水温Ｔｅｏを上回っていない場合、エンジン６１の暖機が必要であると判断でき、エンジン水温Ｔｅが目標エンジン水温Ｔｅｏを上回っている場合、エンジン６１の暖機が必要ないと判断できる。

【0194】

ステップＳ１８０においてエンジン水温Ｔｅが目標エンジン水温Ｔｅｏを上回っていないと判定した場合、ステップＳ１９０へ進んで空調暖房およびエンジン暖機を行い、ステップＳ１８０へ戻る。これにより、エンジン水温Ｔｅが目標エンジン水温Ｔｅｏに到達するまで、空調暖房およびエンジン暖機が行われる。

【0195】

ステップＳ１８０においてエンジン水温Ｔｅが目標エンジン水温Ｔｅｏを上回っている判定した場合、ステップＳ２００へ進んで空調暖房を行う。すなわち、エンジン水温Ｔｅが目標エンジン水温Ｔｅｏに到達したら、電池の暖機およびエンジン６１の暖機は必要なく、車室内の暖房だけが必要となる。

【0196】

ステップＳ１９０で空調暖房およびエンジン暖機を行う場合、図１１に示すように、冷却水冷却器１４で冷却された冷却水がラジエータ１９を循環し、冷却水加熱器１５で加熱された冷却水がヒータコア１７および冷却水冷却水熱交換器１８を循環するので、冷凍サイクル３１のヒートポンプ運転によって、外気の熱が汲み上げられて車室内が暖房されるとともにエンジン６１が加熱（暖機）される。

【0197】

ステップＳ２００で空調暖房を行う場合、図１２に示すように、冷却水冷却器１４で冷却された冷却水がラジエータ１９を循環し、冷却水加熱器１５で加熱された冷却水がヒータコア１７を循環するので、冷凍サイクル３１のヒートポンプ運転によって、外気の熱が汲み上げられて車室内が暖房される。

【0198】

ステップＳ２００で空調暖房を行う場合、冷却水冷却水熱交換器１８をヒータコア１７と接続して、エンジン６１の廃熱で車室内が暖房されるようにしてもよい。

【0199】

ステップＳ２００で空調暖房を行う場合、電池の暖機およびエンジン６１の暖機は必要なく、車室内の暖房だけが必要となる。そのため、冷凍サイクル３１は、最大加熱能力を発揮する必要はなく、車室内の暖房に必要な加熱能力が発揮されるように制御される。

【0200】

図１３は、上述の制御における走行距離と蓄電残量ＳＯＣとの関係の例を示しているとともに、冷凍サイクル３１の加熱能力の推移と加熱能力の利用先（電池暖機、車室内暖房およびエンジン暖機のいずれに利用されるか）の例を示している。

【0201】

このように、電池暖機、車室内暖房およびエンジン暖機を、状況に応じた優先順位で順次行うことによって、走行安全性や空調快適性を確保しつつ、冷凍サイクル３１の最大加熱能力を小さくすることができる。

【0202】

本実施形態では、制御装置７０は、電池およびエンジン６１の両方を暖機する必要が有る場合、電池温調用熱交換器２０と冷却水加熱器１５との間で冷却水が循環し、且つ冷却水冷却水熱交換器１８と冷却水加熱器１５との間で冷却水が循環しない電池暖機状態になるように第１切替弁２１および第２切替弁２２を制御し、電池暖機状態において電池の温度Ｔｂが電池暖機目標温度Ｔｂｏを上回った場合、冷却水冷却水熱交換器１８と冷却水加熱器１５との間で冷却水が循環し、且つ電池温調用熱交換器２０と冷却水加熱器１５との間で冷却水が循環しないエンジン暖機状態になるように第１切替弁２１および第２切替弁２２を制御する。

【0203】

これによると、電池およびエンジン６１の両方を暖機する必要が有る場合、電池の暖機がエンジン６１の暖機よりも先に実施される。このため、電池の暖機とエンジン６１の暖機とを同時に実施する場合と比較して、冷凍サイクル３１の必要加熱能力を低減できる。

【0204】

しかも、電池の暖機が優先されることによって、電池の入出力特性を速やかに確保できるので、走行用電動モータの稼働率を高めることができ、ひいてはエンジン６１の燃費を向上できる。

【0205】

本実施形態では、ステップＳ１００〜Ｓ１２０で説明したように、制御装置７０は、電池の蓄電残量ＳＯＣが第１蓄電残量閾値ＳＯＣ１よりも大きい場合、電池の蓄電残量ＳＯＣが第１蓄電残量閾値ＳＯＣ１よりも小さい場合と比較して電池暖機目標温度Ｔｂｏを大きな値にする。

【0206】

これにより、電池暖機後に走行用電動モータで走行できる距離が長くて回生エネルギが多くなることが期待できる場合、暖機後の電池の温度を高くして電池入力特性を向上できる。そのため、走行用電動モータの稼働率を一層高めて、エンジン６１の燃費を一層向上できる。

【0207】

本実施形態では、ステップＳ１００（図７）で説明したように、制御装置７０は、電池の温度Ｔｂが低いほど、第１蓄電残量閾値ＳＯＣ１を大きな値に決定する。これにより、暖機前の電池の温度Ｔｂが低い場合に、電池を暖機するために費やされるエネルギが多くなりすぎることを抑制できる。

【0208】

本実施形態では、ステップＳ１３０、Ｓ１４０で説明したように、制御装置７０は、電池温調用熱交換器２０と冷却水加熱器１５との間で冷却水が循環しており、かつ電池の温度Ｔｂが電池温度閾値Ｔｂｈ以下である場合、ヒータコア１７と冷却水加熱器１５との間で冷却水が循環しない状態になるように第１切替弁２１および第２切替弁２２を制御する。

【0209】

これによると、電池の温度Ｔｂが低いために電池の出力特性が低下している場合、車室内の暖房よりも電池の暖機を優先して行うことができる。このため、走行用電動モータの出力を確保しつつ、冷凍サイクル３１の必要加熱能力を低減できる。

【0210】

本実施形態では、ステップＳ１６０〜Ｓ１９０で説明したように、制御装置７０は、電池の温度Ｔｂが電池暖機目標温度Ｔｂｏに到達し、かつ電池の蓄電残量ＳＯＣが第２蓄電残量閾値ＳＯＣ２よりも小さい場合、冷却水冷却水熱交換器１８と冷却水加熱器１５との間で冷却水が循環する状態になるように第１切替弁２１および第２切替弁２２を制御する。

【0211】

これにより、電池の暖機が完了し、かつ走行用電動モータで走行できる距離が短い場合にエンジン６１の暖機を開始することができるので、エンジン６１の暖機が必要以上に早く開始されてエネルギが無駄に消費されることを抑制できる。

【0212】

本実施形態では、ステップＳ１７０（図１０）で説明したように、制御装置７０は、エンジン６１の温度Ｔｅが低いほど、第２蓄電残量閾値ＳＯＣ２を大きな値に決定する。これにより、エンジン６１を暖機するために必要な時間が長いほど、エンジン６１の暖機を早く開始することができるので、エンジン６１の暖機を適切なタイミングで開始できる。

【0213】

本実施形態において、インバータ１９と冷却水冷却用熱交換器１４との間で冷却水が循環するようにすれば、インバータ１９の廃熱を冷凍サイクル３１のヒートポンプ運転によって汲み上げてエンジン６１の暖機に利用できるので、冷凍サイクル３１の必要加熱能力を低減できる。

【0214】

（他の実施形態）
上記実施形態を、例えば以下のように種々変形可能である。

【0215】

（１）上記各実施形態では、温度調整対象機器を温度調整するための熱媒体として冷却水を用いているが、油などの各種媒体を熱媒体として用いてもよい。

【0216】

熱媒体として、ナノ流体を用いてもよい。ナノ流体とは、粒子径がナノメートルオーダーのナノ粒子が混入された流体のことである。ナノ粒子を熱媒体に混入させることで、エチレングリコールを用いた冷却水（いわゆる不凍液）のように凝固点を低下させる作用効果に加えて、次のような作用効果を得ることができる。

【0217】

すなわち、特定の温度帯での熱伝導率を向上させる作用効果、熱媒体の熱容量を増加させる作用効果、金属配管の防食効果やゴム配管の劣化を防止する作用効果、および極低温での熱媒体の流動性を高める作用効果を得ることができる。

【0218】

このような作用効果は、ナノ粒子の粒子構成、粒子形状、配合比率、付加物質によって様々に変化する。

【0219】

これによると、熱伝導率を向上させることができるので、エチレングリコールを用いた冷却水と比較して少ない量の熱媒体であっても同等の冷却効率を得ることが可能になる。

【0220】

また、熱媒体の熱容量を増加させることができるので、熱媒体自体の蓄冷熱量（顕熱による蓄冷熱）を増加させることができる。

【0221】

蓄冷熱量を増加させることにより、圧縮機３２を作動させない状態であっても、ある程度の時間は蓄冷熱を利用した機器の冷却、加熱の温調が実施できるため、車両用熱管理システムの省動力化が可能になる。

【0222】

ナノ粒子のアスペクト比は５０以上であるのが好ましい。十分な熱伝導率を得ることができるからである。なお、アスペクト比は、ナノ粒子の縦×横の比率を表す形状指標である。

【0223】

ナノ粒子としては、Ａｕ、Ａｇ、ＣｕおよびＣのいずれかを含むものを用いることができる。具体的には、ナノ粒子の構成原子として、Ａｕナノ粒子、Ａｇナノワイヤー、ＣＮＴ（カーボンナノチューブ）、グラフェン、グラファイトコアシェル型ナノ粒子（上記原子を囲むようにカーボンナノチューブ等の構造体があるような粒子体）、およびＡｕナノ粒子含有ＣＮＴなどを用いることができる。

【0224】

（２）上記各実施形態の冷凍サイクル３１では、冷媒としてフロン系冷媒を用いているが、冷媒の種類はこれに限定されるものではなく、二酸化炭素等の自然冷媒や炭化水素系冷媒等を用いてもよい。

【0225】

また、上記各実施形態の冷凍サイクル３１は、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成しているが、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超える超臨界冷凍サイクルを構成していてもよい。

【0226】

（３）上記実施形態では、ステップＳ１００において、暖機前の電池温度が低いほど第１蓄電残量閾値ＳＯＣ１を大きな値にするが、カーナビゲーションシステムで設定されたルート計画や過去の走行パターンに基づいて第１蓄電残量閾値ＳＯＣ１を決定するようにしてもよい。

【0227】

具体的には、カーナビゲーションシステムで設定されたルート計画や過去の走行パターンを学習し、下り坂や発進・停止が多く回生エネルギが多く期待できる場合は第１蓄電残量閾値ＳＯＣ１を低めの値に決定し、高速道路など一定車速で走行する頻度が高い場合は第１蓄電残量閾値ＳＯＣ１を高めの値に決定すればよい。

【0228】

これにより、期待される回生エネルギの量に応じて、暖機後の電池の温度を調整でき、ひいて電池入力特性を調整できる。

【0229】

（４）上記実施形態では、ステップＳ１００において、蓄電残量ＳＯＣが第１蓄電残量閾値ＳＯＣ１を上回っているか否かによって、電池暖機後のＥＶ走行可能距離が長いか否かを判断するが、車両のモニターに表示されるＥＶ走行距離やＥＶ走行時間に基づいて、電池暖機後のＥＶ走行可能距離が長いか否かを判断してもよい。

【0230】

（５）上記実施形態では、ステップＳ１６０において、暖機前のエンジン冷却水温度が低いほど第２蓄電残量閾値ＳＯＣ２を大きな値にするが、カーナビゲーションシステムで設定されたルート計画や過去の走行パターンに基づいて第２蓄電残量閾値ＳＯＣ２を決定するようにしてもよい。

【0231】

具体的には、カーナビゲーションシステムで設定されたルート計画や過去の走行パターンを学習し、インバータ１９等の発熱機器の廃熱が多く見込める場合は第２蓄電残量閾値ＳＯＣ２を低めの値に決定し、インバータ１９等の発熱機器の廃熱が多く見込めない場合は第２蓄電残量閾値ＳＯＣ２を高めの値に決定すればよい。

【0232】

これにより、期待される機器廃熱量に応じて、エンジン６１の暖機を開始するタイミングを調整できる。

【0233】

また、カーナビゲーションシステムで設定されたルート計画から、エンジン６１が暖機される前に目的地に到着すると判断できる場合は、エンジン６１の暖機を実施しないようにしてもよい。

【0234】

（６）上記実施形態では、ステップＳ１６０において、蓄電残量ＳＯＣに基づいて、エンジン６１の暖機を開始するタイミングを判断するが、車両のモニターに表示されるＥＶ走行距離やＥＶ走行時間に基づいて、エンジン６１の暖機を開始するタイミングを判断してもよい。

【0235】

（７）上記実施形態において、冷凍サイクル３１の加熱能力が要求能力に対して不足する場合、インバータ１９等の発熱機器を冷却水冷却器１４に接続して、冷凍サイクル３１がインバータ１９等の発熱機器の廃熱を吸熱するようにしてもよい。これにより、冷凍サイクル３１の吸熱量を増やして加熱能力を増やすことができる。

【0236】

さらに、制御装置７０が、インバータ１９等の発熱機器の作動効率を意図的に低下させることによって、インバータ１９等の発熱機器の発熱量（廃熱量）を増やすようにしてもよい。

【0237】

（８）上記実施形態では、第１ポンプ１１または第２ポンプ１２から吐出された冷却水が、冷却水冷却水熱交換器１８を介してエンジン冷却回路６０のエンジン冷却水と熱交換するようになっているが、第１ポンプ１１または第２ポンプ１２から吐出された冷却水が流路切替弁を介してエンジン冷却回路６０を循環するようになっていてもよい。

【0238】

この実施形態では、エンジン６１の冷却水流路は、エンジン６１と冷却水との間で熱授受が行われるエンジン用熱授受部を構成している。

【0239】

流路切替弁は、第１ポンプ１１または第２ポンプ１２から吐出された冷却水がエンジン冷却回路６０を循環する場合と循環しない場合とを切り替える切替手段である。

【0240】

（９）上記実施形態において、車両の走行状況によって発熱量が変化する発熱機器としてインバータ１９を備えているが、インバータ１９の他に種々の発熱機器を備えていてもよい。車両の走行状況によって発熱量が変化する発熱機器の他の例としては、走行用電動モータや各種エンジン機器などが挙げられる。

【0241】

各種エンジン機器としては、ターボチャージャ、インタークーラ、ＥＧＲクーラ、ＣＶＴウォーマ、ＣＶＴクーラ、排気熱回収器などが挙げられる。

【0242】

ターボチャージャは、エンジンの吸入空気（吸気）を過給する過給機である。インタークーラは、ターボチャージャで圧縮されて高温になった過給吸気と冷却水とを熱交換して過給吸気を冷却する吸気冷却器（吸気熱媒体熱交換器）である。

【0243】

ＥＧＲクーラは、エンジンの吸気側に戻されるエンジン排気ガス（排気）と冷却水とを熱交換して排気を冷却する排気冷却水熱交換器（排気熱媒体熱交換器）である。

【0244】

ＣＶＴウォーマは、ＣＶＴ（無段変速機）を潤滑する潤滑油（ＣＶＴオイル）と冷却水とを熱交換してＣＶＴオイルを加熱する潤滑油冷却水熱交換器（潤滑油熱媒体熱交換器）である。

【0245】

ＣＶＴクーラは、ＣＶＴオイルと冷却水とを熱交換してＣＶＴオイルを冷却する潤滑油冷却水熱交換器（潤滑油熱媒体熱交換器）である。

【0246】

排気熱回収器は、排気と冷却水とを熱交換して冷却水に排気の熱を吸熱させる排気冷却水熱交換器（排気熱媒体熱交換器）である。

【符号の説明】

【0247】

１１、１２ 第１、第２ポンプ
１３ ラジエータ（熱媒体外気熱交換器）
１４ 冷却水冷却器（熱媒体冷却用熱交換器）
１５ 冷却水加熱器（熱媒体加熱用熱交換器）
１７ ヒータコア（空気加熱用熱交換器）
１８ 冷却水冷却水熱交換器（エンジン用熱授受部）
１９ インバータ（機器用熱授受部）
２０ 電池温調用熱交換器（電池用熱授受部）
２１、２２ 第１、第２切替弁（切替手段）
３２ 圧縮機
７０ 制御装置（制御手段）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】