JP2010242549A - 暖機装置ならびにプラグインハイブリッド車両 - Google Patents

Abstract

【課題】車両に搭載される動力源１を始動することなく暖機する処理を実行するための構成要素５１〜５４を有する暖機装置５０において、暖機処理を遠隔始動させる際に、暖機処理の始動時期を適切に設定可能とする。
【解決手段】構成要素５２，５３の動作を制御するための制御装置１６を有する。制御装置１６は、遠隔始動操作手段４１からの動力源１の始動指示信号の入力に基づき遠隔始動操作手段４１から車両までの離隔距離を算出する算出手段Ｓ１と、この算出結果に基づいて動力源１の始動予定時期を設定する設定手段Ｓ２と、この設定した始動予定時期に基づいて前記暖機処理の開始時期を決定する決定手段Ｓ９とを含む。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両に搭載される動力源を暖機するための暖機装置に関する。また、本発明は、動力源として内燃機関および電動モータを搭載するプラグインハイブリッド車両に関する。

一般的に、車両の内燃機関を冷間始動するときには、内燃機関を暖機運転するようになっている。この暖機運転では、内燃機関の冷却水をラジエータへ通さないようにしたうえで、内燃機関をアイドリング回転数よりも適宜高い回転数にして運転するようにしている。

このような暖機運転を長時間行うことは、内燃機関の燃費が低下するとともに、内燃機関からのＣＯ₂等のエミッション排出量が増える等、好ましくない。

そこで、特許文献１に係る従来例として、その要約書の課題に示されているように、自動車のエンジンを作動させずに暖気を行うことが可能な自動車用暖気システムが開示されている。

この自動車用暖気システムは、その要約書の解決手段に示されているように、水冷式の冷却循環路及びこれに連通するウォータージャケット２３を具備した冷却装置を有する自動車用暖気システム２０において、外部電源４２と、前記冷却循環路に連通し、前記冷却循環路を流通する循環液を貯溜する循環液貯溜槽３６と、前記循環液貯溜槽３６に設けられ、前記外部電源４２により発熱して前記循環液を加温する発熱部を有する電熱加温手段３７と、前記電熱加温手段３７に設けられ循環液の温度を検知して前記発熱部を制御する温度制御手段３８とを具備したことを特徴としている。

また、特許文献２に係る従来例として、その要約書の課題に示されているように、蓄熱装置２０に蓄えられた熱を利用した内燃機関の暖機に関し、最適な実施時期を設定するとともに、その実施行程に関する情報を適切な態様で車両使用者に通知することにより、蓄熱装置による暖機機能の活用機会を好適に拡大することを目的とした技術が開示されている。

この技術は、その要約書の解決手段に示されているように、エンジンシステム１００の電子制御装置（ＥＣＵ）３０により、蓄熱装置２０に蓄えられた蓄熱温水をエンジン１０に供給する制御（プレヒート）を、エンジン１０の始動に先立って開始するようになっている。また、前記ＥＣＵ３０は、蓄熱装置２０によるエンジン１０の暖機が確実に終了した後にエンジン１０の始動を行うように、プレヒートの継続時間をエンジン１０の冷却水温に基づいて決定するようになっている。さらに、前記ＥＣＵ３０は、プレヒートが完了すると、エンジン１０を自動始動させる。

特開平１１−３３２１２９０号公報 特開２００２−８９４２４号公報

上記特許文献１に係る従来例では、段落００５９に示されているように、暖気システムの作動時刻をタイマー４１により設定するようになっているために、仮に、タイマー４１をセットしていない場合には暖気動作が行われなくなる。この他、タイマーにより作動時刻を設定していても、仮に車両使用者が前記作動時刻より大幅に早い時刻に車両に乗り込んだときには、暖気動作が行われていないことになり、また、車両使用者が前記作動時刻より大幅に遅い時刻に車両に乗り込んだときには、内燃機関が冷めている事態になりかねない。このように、特許文献１に係る従来例の場合、いろいろな注意点が必要となる等、車両使用者にとって便利だとは言い切れない。

上記特許文献２に係る従来例では、図６、図１０、図１１に示されているように、イグニッションスイッチを「ＬＯＣＫ」位置から「ＯＮ」位置へ切り替えたことを検出すると、エンジン１０の冷却水温度が所定値より低い場合にエンジン１０を始動せずにプレヒートを行い、前記冷却水温度が所定値以上であるとプレヒートを行わずにエンジン１０を始動するようになっている。

なお、この従来例において、段落００９８には、「電動ポンプＥＰの作動開始から５〜１０秒程度でシリンダヘッド１０ｂ内の温度が６０〜８０℃に達する」と記載されており、また、段落０１３１には、「エンジン１０の始動より５秒程度早くプレヒートを開始することによって、エンジン１０が冷間状態をほぼ脱した状態で機関始動を行えるようになる」と記載されている。

このようなプレヒートの実行開始タイミングでは、仮に、エンジン１０の冷却水温度が所定値未満の場合において、車両使用者がイグニッションスイッチを「ＬＯＣＫ」位置から「ＯＮ」位置へ１秒程度と素早く切り替えたとすると、プレヒートが行われることになって、エンジン１０の始動が遅延することになり、車両使用者に違和感を与える。

さらに、上記特許文献２に係る従来例において、段落０３０２には、運転者の操作で特定の信号を発信する送信装置をイグニッションキー２７ａに内蔵し、遠隔操作をトリガーとしてプレヒートを開始するような構成を適用してもよいと記載されている。しかしながら、送信装置からの発信信号を受けた後、どのようなタイミングでプレヒートを開始するのかについての説明がまったくない。そのため、そのことによる狙いやメリットが何であるのか全く不明である。

このような事情に鑑み、本発明は、車両に搭載される動力源を始動することなく暖機するための暖機装置において、暖機処理を遠隔始動させる際に、暖機処理の始動時期を適切に設定可能とすることを目的としている。

また、本発明は、動力源として内燃機関および電動モータを搭載するプラグインハイブリッド車両において、内燃機関の暖機処理を、車載バッテリの電気エネルギーを無駄に浪費することなく行えるようにすることを目的としている。

本発明は、車両に搭載される動力源を始動することなく暖機する暖機処理を実行するための構成要素を有する暖機装置であって、前記構成要素の動作を制御するための制御装置を有し、この制御装置は、遠隔始動操作手段からの動力源の始動指示信号の入力に基づいて当該遠隔始動操作手段から前記車両までの離隔距離を算出する算出手段と、この算出結果に基づいて前記動力源の始動予定時期を設定する設定手段と、前記設定した始動予定時期に基づいて前記暖機処理の開始時期を決定する決定手段とを含む、ことを特徴としている。

この構成において、暖機装置で暖機処理を実行するにあたって、遠隔始動操作手段から前記車両までの離隔距離を算出しているのは、例えば車両使用者が遠隔始動操作手段の操作位置から車両の存在位置に到着するまでに要する見込み時間を認識し、それに合わせて動力源を始動するためである。また、前記暖機処理の実行開始時期を決定しているのは、前記見込み時間内において早すぎず、また遅すぎずといった適切なタイミングで暖機処理を遂行するためである。この適切なタイミングとは、車両使用者が車両に到着する前に暖機処理を終了させて、動力源を始動することが可能になる時期のことである。

これにより、仮に、車両使用者が遠隔始動操作手段を操作してから車両の存在位置に到着するまでに要する見込み時間が比較的長い場合で、かつ、前記暖機処理を行う必要がある場合に、車両使用者が車両に到着する前に暖機装置による暖機処理を終了させて動力源を始動させることが可能になる。

そのため、仮に動力源の始動が要求されたとき、直ぐに暖機処理を実行して車両使用者が車両に到着するより遥か前に暖機処理を終了する場合のように、暖機処理後の動力源が再度冷えることを無くすことが可能になる。

このように、暖機装置による動力源の暖機処理を、無駄なく適切なタイミングで行うことが可能になる。

好ましくは、前記制御装置は、前記始動指示信号の入力に基づいて前記暖機処理が必要であるか否かを判定する暖機要否判定手段と、前記暖機要否判定手段で不要であると判定した場合に、前記設定手段で設定した始動予定時期に動力源を始動させる処理を実行する始動処理手段とをさらに含み、前記決定手段は、前記暖機要否判定手段で必要であると判定した場合に、暖機処理の実行開始時期を決定する。

この場合、動力源の状態に関係なく暖機処理を行うのではなく、冷間時に暖機処理を行うようにし、温間時には暖機処理を行わないようにすることが可能になり、暖機装置による暖機処理を無駄に行う必要がなくなる。

好ましくは、前記動力源は、内燃機関とされる。この場合、内燃機関の冷間時の始動要求に伴い、暖機装置による内燃機関の暖機処理を適切なタイミングで行えることになる。

これにより、仮に内燃機関の始動が要求されたときに、直ぐに暖機処理を実行して車両使用者が車両に到着するより遥か前に暖機処理を終了する場合のように、暖機処理後に内燃機関が再度冷えることを無くすことが可能になる。このような現象は、寒冷地や寒い季節において発生しやすいので、本発明が有効となる。

そのため、実際に内燃機関を始動する際に、内燃機関内のオイルが適温になって内燃機関のフリクションロスを軽減することが可能になるとともに、燃料が霧化されやすくなる。その結果、内燃機関の始動性が良好になるとともに、燃焼効率が向上するようになるから、燃費の向上ならびに排気エミッションの低減が可能になる。

好ましくは、前記構成要素は、内燃機関の冷却水を貯留するためのタンクと、このタンク内の貯留水を加熱するためのヒータと、前記タンク内の貯留水を前記内燃機関へ導入させるための電動式ポンプと、前記タンク内の貯留水の温度を検出する貯留水温検出手段とを含み、前記制御装置は、前記決定手段で決定した暖機処理の実行開始時期に前記タンク内の貯留水の温度に基づいて前記ヒータによる加熱が必要であるか否かを判定する加熱要否判定手段と、この加熱要否判定手段で必要であると判定したとき、前記ヒータの加熱条件および作動時期を決定して前記作動時期に作動させる対処手段とをさらに含み、前記決定手段は、前記加熱要否判定手段で不要であると判定したとき、前記暖機処理の実行開始時期として前記電動式ポンプの作動時期を決定する。

ここでは、暖機装置の構成要素と、暖機処理の実行に伴いタンク内の貯留水を加熱する必要の有無を調べる形態と、暖機処理を実行するための要素に関する作動開始の形態とを特定している。この特定によれば、暖機処理の形態がより明らかになって、実用化しやすくなることがより明らかになる。

つまり、この構成での暖機処理は、タンク内の比較的高温の貯留水が電動式ポンプにより内燃機関のウォータージャケットへ導入されることになって、ウォータージャケット内の冷却水がタンクへ送り出されることになる。

これにより、内燃機関が短時間で温間状態になる。そのため、この暖機処理の終了後に内燃機関を始動するとき、内燃機関内のオイルが適温になって内燃機関のフリクションロスを軽減することが可能になるとともに、燃料が霧化されやすくなる。その結果、内燃機関の始動性が良好になるとともに、燃焼効率が向上するようになるから、燃費の向上ならびに排気エミッションの低減が可能になる。

好ましくは、前記タンクは、その内部と外部とを断熱状態に保つ保温構造とすることができる。

この場合、温間状態の内燃機関の停止後において内燃機関内の比較的高温の冷却水をタンクへ貯留させておけば、このタンク内の貯留水の温度低下を抑制することが可能になる。これにより、仮に、タンク内の貯留水の温度低下が少ない状況で、暖機処理を実行する場合には、タンク内の貯留水を加熱するのに要するエネルギー消費を抑えることが可能になる。

また、本発明に係るプラグインハイブリッド車両は、動力源としての内燃機関および電動モータと、家庭用電源から電力供給を受けてバッテリを充電するための充電装置と、前記内燃機関を始動することなく暖機するための暖機装置とを備え、前記暖機装置は、前記した構成とされ、この暖機装置の構成要素が前記バッテリの電気エネルギーを受けて作動される、ことを特徴としている。

この構成では、車載のバッテリの電気エネルギーで暖機装置を作動するようになっているから、暖機装置に専用のバッテリ等を装備する無駄がなくなり、暖機装置のイニシャルコストの低減が可能になる。

また、仮に、前記車載のバッテリを家庭用電源で充電している最中に、暖機処理を実行する場合であれば、前記バッテリから暖機装置の構成要素に電気エネルギーを供給することによってバッテリの電気エネルギーが減少しても、バッテリに家庭用電源から電気エネルギーが補充されることになるので、バッテリの能力低下を抑制または防止することが可能になる。

これにより、その後でプラグインハイブリッド車両を走行させる場合に、即座にバッテリを充電するための処理を行わなくて済むようになる。

本発明は、車両に搭載される動力源を始動することなく暖機する暖機装置において、暖機処理を遠隔始動させる際に、暖機処理の始動時期を適切に設定することが可能になる。

また、本発明は、動力源として内燃機関および電動モータを搭載するプラグインハイブリッド車両において、内燃機関の暖機処理を、車載バッテリの電気エネルギーを無駄に浪費することなく行うことが可能になる。

本発明に係るプラグインハイブリッド車両の一実施形態の概略構成を示す図である。 図１のプラグインハイブリッド車両における内燃機関の冷却システムの概略構成を示す図である。 図２において内燃機関の温間時（または暖機装置による暖機処理の完了後）の動作説明に用いる図である。 図１のプラグインハイブリッド車両における動作説明に用いるフローチャートである。 図２において暖機装置による暖機処理時の動作説明に用いる図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。

図１から図５に本発明の一実施形態を示している。まず、図１を参照して、本発明の適用対象とするプラグインハイブリッド車両の概略構成を説明する。

プラグインハイブリッド車両とは、家庭用電源（ＡＣ１００Ｖ等）から走行用バッテリ７を充電可能とするための機能を備えているものを言う。

この実施形態でのプラグインハイブリッド車両は、動力源として、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関１と、第１および第２のモータジェネレータ２，３とを備え、かつＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）タイプのパワートレーンを有する構成とされている。

また、プラグインハイブリッド車両は、減速機５と、動力分配機構６と、走行用バッテリ７と、インバータ８と、コンバータ９とを少なくとも備えている。

プラグインハイブリッド車両を構成する各要素については、基本的に公知の構成と同様であるので、簡単に説明する。

内燃機関１は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの燃料を燃焼させて動力を出力する公知の動力源であって、スロットル開度（吸気量）、燃料噴射量、点火時期などの運転状態を制御できるように構成されている。この内燃機関１は、ＥＦＩ−ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１５によって制御される。

第１、第２モータジェネレータ２，３は、交流同期電動機であって、電動機として機能するとともに発電機としても機能する。この第１、第２モータジェネレータ２，３はインバータ８を介して走行用バッテリ７に接続されている。また、第１、第２モータジェネレータ２，３には、走行用バッテリ７からインバータ８を介して駆動用電力が供給される。第１、第２モータジェネレータ２，３は、ＨＶ−ＥＣＵ１６によってインバータ８を制御することにより回生動作または力行（アシスト）動作を行う。回生電力は走行用バッテリ７にインバータ８を介して充電される。

減速機５は、内燃機関１やモータジェネレータ２，３で発生した動力を駆動輪４，４に伝達したり、駆動輪４，４の回転力を内燃機関１や第１、第２モータジェネレータ２，３に伝達したりする。

動力分配機構６は、内燃機関１が発生する動力を駆動輪４，４と第１モータジェネレータ２との２経路に分配するもので、例えば一般的に公知の遊星歯車機構で構成されている。この動力分配機構６は、第１モータジェネレータ２の回転数を制御することにより、無段変速機としても機能する。

走行用バッテリ７は、第１、第２モータジェネレータ２，３を駆動するための電力を蓄電する。この走行用バッテリ７には、充電装置（充電回路）１０が接続されている。この充電装置１０は、家庭用電源プラグ１１を介して家庭用電源から電力供給を受けて走行用バッテリ７を充電する。この走行用バッテリ７の充放電状態は、バッテリＥＣＵ１７により制御される。

インバータ８は、走行用バッテリ７の直流と各モータジェネレータ２，３の交流とを変換しながら電流制御を行う。コンバータ９は、走行用バッテリ７からモータジェネレータ２，３に電力を供給する際に電力を昇圧するもので、走行用バッテリ７とインバータ８との間に設けられている。インバータ８およびコンバータ９は、ＨＶ−ＥＣＵ１６によって駆動制御される。

ＥＦＩ−ＥＣＵ１５、ＨＶ−ＥＣＵ１６、バッテリＥＣＵ１７は、いずれも、主としてＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する一般的に公知の構成であり、各種プログラムに基づいて後述する機能を実行する。

なお、ＨＶ−ＥＣＵ１６は、ＥＦＩ−ＥＣＵ１５およびバッテリＥＣＵ１７と双方向に情報伝達可能に接続されており、プラグインハイブリッド車両における各種機能を統括制御する。

例えばプラグインハイブリッド車両においては、発進時や低速走行時等であって内燃機関１の運転効率が悪い場合には、第２モータジェネレータ３のみによりプラグインハイブリッド車両の走行（ＥＶ走行）を行い、通常走行時には、例えば動力分配機構６により内燃機関１の動力を２経路に分け、一方で駆動輪４，４の直接駆動を行い、他方で第１モータジェネレータ２を駆動して発電を行う。

この時、発生する電力で第２モータジェネレータ３を駆動して駆動輪４，４の駆動補助を行う。また、高速走行時には、さらに走行用バッテリ７からの電力を第２モータジェネレータ３に供給し、この第２モータジェネレータ３の出力を増大させて駆動輪４，４に対して駆動力の追加（駆動力アシスト）を行う。一方、減速時には、駆動輪４，４により従動する第２モータジェネレータ３がジェネレータとして機能して回生発電を行い、回収した電力を走行用バッテリ７に蓄える。

さらに、上記プラグインハイブリッド車両においては、車両の運転状態や走行用バッテリ７の状態によって、燃費を向上させるために、内燃機関１を停止させる。そして、その後も、車両の運転状態や走行用バッテリ７の状態を検知して、内燃機関１を再始動させる。このように、プラグインハイブリッド車両においては、イグニッションスイッチがＯＮ位置であっても内燃機関１は間欠運転される。

次に、図２を参照して、内燃機関１の冷却システムにおける概略構成を説明する。

この冷却システムは、要するに、内燃機関１に用いる冷却液の温度を、速やかに所定の設定温度に到達させる一方で、所定の設定温度範囲に保つように構成されている。

内燃機関１の内外には、閉ループとされる冷却液循環回路が設けられており、この循環回路内で冷却液が循環されるようになっている。なお、冷却液は、一般的に公知のように、例えばＬＬＣ（Long Life Coolant）と呼ばれる不凍液等とされる。

この冷却液循環回路は、内燃機関の内部に設けられる内部通路と、内燃機関の外部に設けられる外部通路とを含む。

前記内部通路は、主として、内燃機関１のシリンダブロックに設けられるウォータージャケット１ａと、内燃機関１のシリンダヘッドに設けられるウォータージャケット１ｂとを含む。

前記外部通路は、主として、シリンダヘッド側ウォータージャケット１ｂの出口からラジエータ２４に至る冷却水排出路２１と、ラジエータ２４からシリンダブロック側ウォータージャケット１ａの入口に至る冷却水導入路２２と、車室内を暖房するための熱源としてのヒータコア２５が設けられるヒータ通路２３とを含む。

冷却水導入路２２には、電動式ウォーターポンプ２６およびサーモスタット２７が設けられている。

ラジエータ２４は、シリンダヘッド側ウォータージャケット１ｂから冷却水排出路２１へ排出される冷却液の熱を放熱して冷却するものである。

ヒータコア２５は、ヒータ通路２３においてシリンダヘッド側ウォータージャケット１ｂの出口寄りに設けられており、シリンダヘッド側ウォータージャケット１ｂから排出された高温の冷却液の熱を回収して車室内へ発散するようになっている。

なお、ラジエータ２４の近傍には、ラジエータ２４による冷却水の放熱作用を高めるための電動式送風ファン２８が設けられており、また、ヒータコア２５の近傍には、ヒータコア２５による放熱で発生した暖気を車室内に送り込むための電動式送風ファン２９が設けられている。

電動式ウォーターポンプ２６は、冷却水循環経路内で冷却水を循環させるものであり、その動作はＨＶ−ＥＣＵ１６により制御される。この電動式ウォーターポンプ２６を駆動するためのモータドライバ３０には、走行用バッテリ７から駆動電流が供給される。

サーモスタット２７は、内燃機関１の冷却水の温度が所定の規定範囲内である定常運転（暖機完了）の場合に、図３の一点鎖線矢印で示すように、冷却液を循環させるようにして冷却水の熱をラジエータ２４で発散させる状態にする一方で、水温が規定範囲の下限値未満である冷間運転の場合に、冷却水を循環させないようにして冷却水の熱をラジエータ２４で発散させない状態にする。このサーモスタット２７は、例えば冷却液の温度高低に応じて膨張・収縮するサーモワックスを駆動源として弁体を駆動するような一般的に公知の構成とされる。

なお、冷却水排出路２１においてシリンダヘッド寄りには、内燃機関１の冷却水出口での冷却水の温度を検出するための水温センサ３１が設けられている。また、冷却水導入路２２においてシリンダブロック寄りには、入水温センサ３２が設けられている。この水温センサ３１および入水温センサ３２の出力はＨＶ−ＥＣＵ１６に入力される。

図２に示すように、ＨＶ−ＥＣＵ１６には、車両室内に設置されるスタートスイッチ３３が接続されている。このスタートスイッチ３３は、内燃機関１を始動させるためのスタータ信号をＨＶ−ＥＣＵ１６に入力するもので、ＨＶ−ＥＣＵ１６はスタートスイッチ３３からのスタータ信号を受けると、ＥＦＩ−ＥＣＵ１５およびバッテリＥＣＵ１７と協同して内燃機関１を始動させる。

なお、プラグインハイブリッド車両に搭載される内燃機関１の始動は、公知の方法と基本的に同様、要するに、第１モータジェネレータ２をスタータモータとして利用して内燃機関１のクランキングを行うとともに、燃料噴射動作および点火動作を制御することにより行う。

前記構成のプラグインハイブリッド車両には、車両から離れた位置から内燃機関１を始動させるための遠隔始動装置４０と、内燃機関１を始動せずに暖機するための暖機装置５０とが搭載されているので、以下で詳細に説明する。

遠隔始動装置４０は、図１に示すように、主として、無線式の携帯型送信機（リモートコントローラ）４１と、無線式の受信部４２と、信号処理部４３とを含んで構成されている。

携帯型送信機４１は、車両に対応付けられた固有のＩＤ番号（識別符号）を含む電波（エンジン始動指示信号）を送信するものである。この携帯型送信機４１が、請求項に記載の遠隔始動操作手段に相当する。

受信部４２は、携帯型送信機４１から送信されたエンジン始動指示信号を受信するアンテナを内蔵しており、受信したエンジン始動指示信号を復調して信号処理部４３に出力する。

信号処理部４３は、受信部４２から受け取ったエンジン始動指示信号に基づいて送信元の携帯型送信機４１固有のＩＤ番号を認識し、この認識したＩＤ番号と予め記憶されてあるＩＤ番号とを照合し、所定の対応関係を満たしていると判定した場合のみＨＶ−ＥＣＵ１６にスタータ許可信号を出力する。この信号処理部４３には、送信元の携帯型送信機４１固有のＩＤ番号を記憶する不揮発性メモリ（図示省略）を内蔵している。

ＨＶ−ＥＣＵ１６には、信号処理部４３からスタータ許可信号を受け取ると、後で説明する暖機装置５０による暖機処理の要否を判定する処理と、前記暖機処理が不要であると判定した場合にＥＦＩ−ＥＣＵ１５およびバッテリＥＣＵ１７と協同して内燃機関１を始動させる一方で、前記暖機処理が必要であると判定した場合には前記暖機処理を実行させる処理とを含む機能が新たに追加されている。

暖機装置５０は、内燃機関１を始動することなく、内燃機関１の温間状態にさせることで内燃機関１を暖機するものであり、図２に示すように、主として、タンク５１と、ヒータ５２と、電動式ポンプ５３と、請求項に記載の貯留水温検出手段としての貯留水温センサ５４とを含んで構成されている。

この暖機装置５０の動作制御は、この実施形態において、専用のＥＣＵで行わずに、既存のＨＶ−ＥＣＵ１６を流用して行うようにしている。したがって、ＨＶ−ＥＣＵ１６が請求項に記載の制御装置として機能する。当然ながら、暖機装置５０に、専用のＥＣＵを装備することも可能である。

タンク５１は、内燃機関１の冷却水を貯留するとともに保温する構造になっている。つまり、このタンク５１は、その壁部が中空とされているとともに、その中空部がほぼ真空状態にされることによって、タンク５１の内外を断熱状態に保って貯留水を保温する構造になっている。このタンク５１の貯留容量は、例えば内燃機関１のウォータージャケット１ａ，１ｂ内の冷却水封入量と同等、あるいは前記冷却水封入量よりも多く設定される。

このタンク５１には、内燃機関１から排出される冷却水が導入路５５を経て導入されるとともに、内部の貯留水を内燃機関１へ還流路５６を経て戻せるようになっている。

導入路５５は、タンク５１と、冷却水排出路２１においてシリンダヘッド側ウォータージャケット１ｂ寄りの位置とに連通連結されており、その途中には、逆止弁５７と電動式ポンプ５３とが設けられている。

また、還流路５６は、タンク５１と、冷却水導入路２２において電動式ウォーターポンプ２６の冷却水導入部とに連通連結されており、その途中には逆止弁５８が設けられている。

ヒータ５２は、タンク５１内の貯留水を加熱するもので、その動作はＨＶ−ＥＣＵ１６により制御される。

電動式ポンプ５３は、タンク５１内の貯留水を内燃機関１へ送出するものであり、その動作はＨＶ−ＥＣＵ１６により制御される。

貯留水温センサ５４は、タンク５１内の貯留水の温度を検出するもので、この検出信号はＨＶ−ＥＣＵ１６に出力される。

次に、図４のフローチャートを参照して、内燃機関１の遠隔始動に関する手順や動作について説明する。図４に示すフローチャートは、ＨＶ−ＥＣＵ１６を主体とした処理である。

遠隔始動装置４０の携帯型送信機４１から送信された電波を受信部４２で受信することに基づき信号処理部４３がエンジン始動指示信号をＨＶ−ＥＣＵ１６に送信するが、このエンジン始動指示信号をＨＶ−ＥＣＵ１６受信すると、図４のフローチャートにエントリーする。

まず、ステップＳ１では、エンジン始動指示信号の入力に基づき車両使用者が携帯型送信機４１を操作した位置から受信部４２が搭載されてある車両の存在位置までの離隔距離を算出する。

続くステップＳ２において、前記ステップＳ１の算出結果に基づいて内燃機関１の始動予定時期を設定する。詳しくは、このステップＳ２では、例えば車両使用者が携帯型送信機４１を操作した位置から車両の存在位置に到着するまでに要する見込み時間を推定し、この推定結果に基づいて内燃機関１の始動予定時期を設定するのが好ましい。この始動予定時期は、車両使用者が車両に到着する前に設定される。

なお、前記見込み時間は、例えば前記ステップＳ１で算出した離隔距離と、車両使用者の歩行速度とに基づき、車両使用者が携帯型送信機４１を操作した位置から車両の存在位置に到達するまでに要する移動時間を算出し、さらに、この算出した移動時間に対し、車両使用者が車両のドアを開けてからシートに着座するまでに要する作業時間を加えることにより、求めることができる。

前記歩行速度は、一般的な人の歩行平均速度とすることができ、また、前記作業時間は、予め実験により多数の人に実際に行わせることで計測し、その計測値の平均値とすることができる。これらの数値は、ＨＶ−ＥＣＵ１６に備える不揮発性メモリ（図示省略）等に予め記憶される。なお、前記歩行速度や作業時間は、車両使用者の習慣に応じて学習可能に設定することが可能である。例えば車両使用者により始動要求を行う場所が家屋の１階の場合と階上の場合とで歩行速度が異なることがある。また、作業時間についても個人差がある。そこで、実際の移動時間の算出結果から実際の歩行速度を算出し、この実測値と前回値との偏差に基づいて前回値を更新するように学習することができる。また、実際の作業時間を計測し、この実測値と前回値との偏差に基づいて前回値を更新するように学習することができる。そのようにした場合、内燃機関１の始動時期の最適化を図ることが可能になる。

この後、ステップＳ３において、暖機処理を行う必要があるか否かを調べる。このステップＳ３では、内燃機関１の温度、例えば内燃機関１の冷却水出口の水温を検出するための水温センサ３１の検出値Ｔ１が第１閾値Ｔａ以上であるか否かを判定する。

この第１閾値Ｔａは、例えば内燃機関１の冷間状態での温度、例えば５０℃以下で任意に設定することができるが、好ましくは、５０℃に設定することができ、ＨＶ−ＥＣＵ１６に備える不揮発性メモリ（図示省略）等に予め記憶されている。この第１閾値Ｔａ以上であれば内燃機関１が温間状態であり、また、第１閾値Ｔａ未満であれば内燃機関１が冷間状態である。

ここで、前記検出値Ｔ１が第１閾値Ｔａ以上である場合には、暖機処理を行う必要がないので、前記ステップＳ３で肯定判定して、下記ステップＳ５〜Ｓ９に示す暖機処理を実行せずに、ステップＳ４において内燃機関１の始動処理を実行する。

このステップＳ４では、前記ステップＳ２で設定した内燃機関１の始動予定時期に基づいて内燃機関１のスタータ信号をインバータ８やＥＦＩ−ＥＣＵ１５に出力し、第１モータジェネレータ２をスタータモータとして利用して内燃機関１のクランキングを行うとともに、燃料噴射動作および点火動作を制御することにより行う。この後、このフローチャートを抜ける。

しかし、前記検出値Ｔ１が第１閾値Ｔａ未満である場合には、暖機処理を行う必要があるので、前記ステップＳ３で否定判定して、下記ステップＳ５〜Ｓ９に示す暖機処理に移行する。

前記のステップＳ５〜Ｓ９で示す暖機処理を説明する。

まず、ステップＳ５において、タンク５１内の貯留水を加熱する必要があるか否かを調べる。このステップＳ５では、タンク５１内の貯留水温度、例えば貯留水温センサ５４から検出される検出値Ｔ２が第２閾値Ｔｂ未満であるか否かを判定する。

第２閾値Ｔｂは、例えばヒータ５２内の貯留水が内燃機関１の温間時の冷却水温度（例えば８０℃）未満で任意に設定することができ、予めＨＶ−ＥＣＵ１６に備える不揮発性メモリ（図示省略）等に記憶されている。

ここで、前記検出値Ｔ２が第２閾値Ｔｂ以上である場合には、タンク５１内の貯留水を加熱する必要がないので、前記ステップＳ５で否定判定して、下記するステップＳ６〜Ｓ８を飛ばしてステップＳ９に移行する。

しかし、前記検出値Ｔ２が第２閾値Ｔｂ未満である場合には、タンク５１内の貯留水を加熱する必要があるので、前記ステップＳ５で肯定判定して、ステップＳ６に移行する。

このステップＳ６では、前記ステップＳ５で検出した検出値Ｔ２と第２閾値Ｔｂとの差を算出するとともに、この算出結果に基づいてタンク５１内の貯留水温度を前記第２閾値Ｔｂ以上に昇温させるのに必要な加熱条件、つまりヒータ５２による加熱出力と加熱時間とを算出する。

この後、ステップＳ７において、前記算出結果に基づいてヒータ５２を作動させることにより、タンク５１内の貯留水を加熱する。

そして、ステップＳ８においてタンク５１内の貯留水温度、つまり貯留水温センサ５４から出力される検出値Ｔ２が前記第２閾値Ｔｂ以上になったか否かを調べる。

ここで、検出値Ｔ２が第２閾値Ｔｂ未満である場合には前記ステップＳ８で否定判定して、ヒータ５２の加熱が終了するまで継続するが、検出値Ｔ２が第２閾値Ｔｂ以上になった場合には前記ステップＳ８で肯定判定して、ステップＳ９に移行する。

このステップＳ９では、ヒータ５２の作動を停止してから、適宜のタイミングで電動式ポンプ５３を一定時間だけ作動させることにより、タンク５１内の貯留水と内燃機関１のウォータージャケット１ａ，１ｂ内の冷却水とを入れ替える。これにより、内燃機関１の暖機が行われたことになる。

詳しくは、図５の実線矢印で示すように、タンク５１内の比較的高温の貯留水が、電動式ポンプ５３により還流路５６を経て内燃機関１のシリンダブロック側ウォータージャケット１ａに圧送されることになるが、その圧力に伴いシリンダブロック側ウォータージャケット１ａやシリンダヘッド側ウォータージャケット１ｂ内の冷却水が冷却水排出路２１に排出されることになって、この排出された冷却水が導入路５５を経てタンク５１内へ導入されるようになる。

この後、前記したステップＳ４に移行して、内燃機関１の始動処理を実行してから、このフローチャートを抜ける。

なお、内燃機関１の始動処理は、上述したが、要するに、前記ステップＳ２で設定した内燃機関１の始動予定時期に基づいて内燃機関１のスタータ信号をインバータ８やＥＦＩ−ＥＣＵ１５に出力し、第１モータジェネレータ２をスタータモータとして利用して内燃機関１のクランキングを行うとともに、燃料噴射動作および点火動作を制御することにより行う。

ところで、前記のような動作において、ステップＳ１が請求項に記載の算出手段に、また、ステップＳ２が請求項に記載の設定手段に、さらにステップＳ９が請求項に記載の決定手段に、それぞれ対応している。ステップＳ３が請求項に記載の暖機要否判定手段に、また、ステップＳ４が請求項に記載の始動処理手段に、それぞれ対応している。ステップＳ５が請求項に記載の加熱要否判定手段に、また、ステップＳ６〜Ｓ８が請求項に記載の対処手段に、それぞれ対応している。

以上に説明したように、本発明の特徴を適用した実施形態のプラグインハイブリッド車両によれば、次のような作用、効果が得られる。

（１）車両使用者が携帯型送信機４１で内燃機関１の遠隔始動を要求すると、内燃機関１の冷間時に暖機装置５０による暖機処理を行うようにし、内燃機関１の温間時には暖機装置５０による暖機処理を行わないようにしている。

そのため、実際に内燃機関１を始動する際に、内燃機関１内のオイルが適温になって内燃機関のフリクションロスを軽減することが可能になるとともに、燃料が霧化されやすくなる。その結果、内燃機関の始動性が良好になるとともに、燃焼効率が向上するようになるから、燃費の向上ならびに排気エミッションの低減が可能になる。

さらに、仮に、内燃機関１の状態に関係なく常に暖機装置５０を作動する場合に比べると、暖機装置５０の作動に関する無駄なエネルギー消費を無くすことが可能になる。

（２）内燃機関１の冷間時の始動要求に伴い、暖機装置５０による内燃機関１の暖機処理を、車両使用者が車両に到着する前で早すぎず、また遅すぎずといった適切なタイミングで行うようにしている。

そのため、仮に内燃機関１の始動が要求されたときに、直ぐに暖機処理を実行して車両使用者が車両に到着するより遥か前に暖機処理を終了する場合のように、暖機処理後に内燃機関１が再度冷えることを無くすことが可能になる。このような現象は、寒冷地や寒い季節において発生しやすいので、本発明が有効となる。

（３）プラグインハイブリッド車両に搭載される走行用バッテリ７の電気エネルギーを利用して暖機装置５０のヒータ５２や電動式ポンプ５３を作動させるようにしている。

これにより、暖機装置５０に専用のバッテリ等を装備するといった無駄がなくなり、暖機装置５０のイニシャルコストを低減することが可能になる。

また、仮に、走行用バッテリ７を家庭用電源で充電している最中に、暖機処理を実行する場合であれば、走行用バッテリ７から暖機装置５０のヒータ５２や電動式ポンプ５３に電気エネルギーを供給することによって走行用バッテリ７の電気エネルギーが減少しても、この走行用バッテリ７に家庭用電源から電気エネルギーが補充されることになるので、走行用バッテリ７の能力低下を抑制または防止することが可能になる。

したがって、その後でプラグインハイブリッド車両を走行させる場合に、即座に走行用バッテリ７を充電するための処理を行わなくて済むようになる。

（４）この実施形態では、暖機装置５０のタンク５１を保温構造にしているから、例えば内燃機関１の停止後において内燃機関１内の高温の冷却水をタンク５１へ貯留させておけば、このタンク５１内の貯留水の温度低下を抑制することが可能になる。これにより、仮に、車両停止後に内燃機関１の遠隔始動が要求されたときに、タンク５１内の貯留水の温度低下が少ないので、暖機処理を実行する場合には、タンク５１内の貯留水を加熱するのに要するエネルギー消費を抑えることが可能になるとともに、暖機処理へ比較的速やかに移行できるようになる。

なお、本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲で包含されるすべての変形や応用が可能である。以下で例を挙げる。

（１）上記実施形態において、携帯型送信機４１を、図示していないが車両キーと一体に形成することが可能である。この他、近年では、例えばスマートキーと呼ばれる携帯機を車両キーの代わりとすることがあるが、そのような場合には、このスマートキーに携帯型送信機４１の機能を持たせるようにすることが可能である。

（２）上記実施形態では、暖機装置５０をプラグインハイブリッド車両に搭載される内燃機関１の暖機に利用する例を挙げているが、プラグインではないハイブリッド車両に搭載される内燃機関１の暖機や、ハイブリッド車両ではない一般車両に搭載される内燃機関１の暖機にも利用することが可能である。

（３）上記実施形態で説明した内容において、本発明の特徴と直接的に関係のない構成要素や動作等については特に限定されるものではなく、適宜の代用が可能であることは言うまでもない。

１ 内燃機関
１ａ シリンダブロック側ウォータージャケット
１ｂ シリンダヘッド側ウォータージャケット
２ 第１モータジェネレータ
３ 第２モータジェネレータ
７ 走行用バッテリ
１０ 充電装置
１１ 家庭用電源プラグ
１５ ＥＦＩ−ＥＣＵ
１６ ＨＶ−ＥＣＵ
１７ バッテリＥＣＵ
２１ 冷却水排出路
２２ 冷却水導入路
２４ ラジエータ
３１ 内燃機関の冷却水出口の水温センサ
３２ 入水温センサ
３３ スタートスイッチ
４０ 遠隔始動装置
４１ 携帯型送信機
４２ 受信部
４３ 信号処理部
５０ 暖機装置
５１ タンク
５２ ヒータ
５３ 電動式ポンプ
５４ 貯留水温センサ

Claims (5)

1. 車両に搭載される動力源を始動することなく暖機する暖機処理を実行するための構成要素を有する暖機装置であって、
   前記構成要素の動作を制御するための制御装置を有し、
   この制御装置は、遠隔始動操作手段からの動力源の始動指示信号の入力に基づいて当該遠隔始動操作手段から前記車両までの離隔距離を算出する算出手段と、
   この算出結果に基づいて前記動力源の始動予定時期を設定する設定手段と、
   前記設定した始動予定時期に基づいて前記暖機処理の開始時期を決定する決定手段とを含む、ことを特徴とする暖機装置。
2. 請求項１に記載の暖機装置において、
   前記制御装置は、前記始動指示信号の入力に基づいて前記暖機処理が必要であるか否かを判定する暖機要否判定手段と、
   前記暖機要否判定手段で不要であると判定した場合に、前記設定手段で設定した始動予定時期に動力源を始動させる処理を実行する始動処理手段とをさらに含み、
   前記決定手段は、前記暖機要否判定手段で必要であると判定した場合に、暖機処理の実行開始時期を決定する、ことを特徴とする暖機装置。
3. 請求項１または２に記載の暖機装置において、
   前記動力源は、内燃機関とされる、ことを特徴とする暖機装置。
4. 請求項３に記載の暖機装置において、
   前記構成要素は、内燃機関の冷却水を貯留するためのタンクと、このタンク内の貯留水を加熱するためのヒータと、前記タンク内の貯留水を前記内燃機関へ導入させるための電動式ポンプと、前記タンク内の貯留水の温度を検出する貯留水温検出手段とを含み、
   前記制御装置は、前記決定手段で決定した暖機処理の実行開始時期に前記タンク内の貯留水の温度に基づいて前記ヒータによる加熱が必要であるか否かを判定する加熱要否判定手段と、
   この加熱要否判定手段で必要であると判定したとき、前記ヒータの加熱条件および作動時期を決定して前記作動時期に作動させる対処手段とをさらに含み、
   前記決定手段は、前記加熱要否判定手段で不要であると判定したとき、前記暖機処理の実行開始時期として前記電動式ポンプの作動時期を決定する、ことを特徴とする暖機装置。
5. 動力源としての内燃機関および電動モータと、家庭用電源から電力供給を受けてバッテリを充電するための充電装置と、前記内燃機関を始動することなく暖機するための暖機装置とを備え、
   前記暖機装置は、請求項１から４のいずれか１つに記載される構成とされ、
   この暖機装置の構成要素が前記バッテリの電気エネルギーを受けて作動される、ことを特徴とするプラグインハイブリッド車両。

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