JP7087520B2 - 車両制御方法及び車両制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の制御方法及び制御装置に関する。

車両用のエンジンの冷間始動時に、エンジンの暖機を促進するための制御を実行することが知られている。暖機促進制御として、自動変速機の変速パターンを変更することでエンジン回転速度を高める制御や、点火時期を暖機終了後に比べて遅角させる制御等が知られている。これらの暖機促進制御を実行するとエンジンの暖機は促進されるが、エンジン回転速度の上昇や熱効率の低下により燃費性能が低下する。

特許文献１には、エンジン冷却水の熱を利用する暖房装置を備える車両において、暖機促進制御の実行中に運転者等から車室内を暖房する要求（以下、暖房要求ともいう）がある場合に、エンジン回転速度を暖機促進制御時よりも高める制御が開示されている。上記文献の制御によれば、暖機促進制御のみの場合に比べてエンジン冷却水温がより速やかに上昇するので、エンジン始動から暖房開始までの時間を短縮することができる。

特開２００６－１８８９８３号公報

しかしながら、上記文献の制御では、エンジン回転速度を暖機促進制御時よりも高めるので、燃費性能は暖機促進制御のみを行なう場合よりもさらに低下してしまう。暖房要求が有る場合でも暖機促進制御のみを行なうようにすれば燃費性能の低下は回避できるが、暖房開始までの時間が延びるため、運転者等の快適性は損なわれてしまう。

そこで本発明では、冷間始動時に暖房要求がある場合に、燃費性能の低下の抑制と運転者等の快適性とを両立することを目的とする。

本発明のある態様によれば、エンジン冷却水温が暖房許可温度以上の場合に暖房機能を発揮する温水式ヒータと、電力を利用して発熱する電気式ヒータとを備える車両を制御する車両制御方法が提供される。この車両制御方法では、エンジンが冷機状態の場合には、温水式ヒータの作動要求があっても温水式ヒータは作動させず、電気式ヒータを作動させ、電気式ヒータを作動させる時間が、エンジン始動時における前記エンジン冷却水温に応じて定まる所定時間であり、所定時間が経過した後の平均車速の予測値である予測平均車速を算出し、予測平均車速が予め設定した所定車速より低い場合は、所定時間の経過後も電気式ヒータの作動を継続する。

上記態様によれば、温水式ヒータが暖房機能を発揮する前から電気式ヒータにより乗員を暖めることができるので、乗員の快適性を確保できる。また、乗員の快適性を確保できるので、暖房補助制御によってエンジンの暖機を促進する必要がなくなり、暖房補助制御を実行することによる燃費性能の低下を抑制できる。

図１は、制御システムの構成を示す図である。 図２は、冷間始動時に実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。 図３は、所定時間Ｔ１とエンジン冷却水温との関係を示す図である。 図４は、放出熱量及び停車頻度と平均車速との関係を示す図である。 図５は、第１暖機制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。 図６は、第２暖機制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。 図７は、第３暖機制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。 図８は、第４暖機制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

図１は、車両に搭載される制御システム１の構成を示すブロック図である。制御システム１は、カメラ２とレーダ３とナビゲーションシステム４と外部通信装置５と水温センサ１０と温水式ヒータスイッチ１１と電気式ヒータスイッチ１２とを備える。また、制御システム１は操舵システム６とブレーキシステム７と駆動システム８と制御部９と温水式ヒータ１３と電気式ヒータ１４とを備える。

カメラ２は、車両進行方向の領域を撮影し、撮影した画像データを制御部９に出力する。

レーダ３は、例えばレーザやミリ波を自車の周囲に照射し、その反射波を受信する。レーダ３は、例えば車体の四隅と車体前部とに配置され、受信した反射波に基づいて自車の周囲にある物体までの距離、自車と当該物体との相対速度、当該物体のある方位等を算出し、これらのデータを制御部９に出力する。

ナビゲーションシステム４は、Global Positioning System (GPS)衛星の信号を受信するＧＰＳ受信器と、地図情報を記憶した地図データベースとを備える。ナビゲーションシステム４は、受信したＧＰＳ信号と地図データベースとに基づいて、自車の走行位置を認識する。また、ナビゲーションシステム４は、入力された目的地までの走行ルートを設定する。

外部通信装置５は、車車間通信及び路車間通信の少なくともいずれか一方を行なう無線通信装置であり、受信した情報を制御部９に出力する。

水温センサ１０は、エンジン冷却水の温度を検出するセンサであり、検出信号を制御部９に出力する。

温水式ヒータスイッチ１１は、後述する温水式ヒータ１３のオン/オフを切り替えるスイッチであり、オン/オフのいずれの状態であるかは制御部９に読み込まれる。

電気式ヒータスイッチ１２は、後述する電気式ヒータのオン/オフを切り替えるスイッチであり、オン/オフのいずれの状態であるかは制御部９に読み込まれる。

制御部９は、カメラ２、レーダ３、ナビゲーションシステム４及び外部通信装置５から得られる自車の周辺に関する情報（以下、単に「周辺情報」ともいう）を読み込む。制御部９は、さらに水温センサ１０、温水式ヒータスイッチ１１及び電気式ヒータスイッチ１２、そして図示しない各種センサ（車速センサ、操舵センサ、ブレーキセンサ、加速度センサ、バッテリ電圧センサ等）からの情報も読み込む。制御部９は、自動運転を行なう際には、上記の各情報に基づいて操舵システム６、ブレーキシステム７、駆動システム８、温水式ヒータ１３及び電気式ヒータ１４を作動させる。また、制御部９は図示しないバッテリの劣化診断も実行する。劣化診断には公知の手法を用いればよく、例えば、出荷時の満充電容量に対する現在の満充電容量の比率に基づいて診断してもよいし、エンジン始動時のバッテリの最低電圧及びエンジン始動後のバッテリの充放電量に基づいて診断してもよい。

操舵システム６は、例えば電動パワーステアリングシステムやステア・バイ・ワイヤシステム等とトルクセンサを含んで構成される。トルクセンサは、運転者が操舵部に与えるトルクを検出する。運転者が操作を行なう手動運転の場合には、制御部９はトルクセンサの検出値に基づいて操舵用アクチュエータを動作させる。自動運転を実行する場合には、制御部９は周辺情報に基づいて決定した要求操舵角に応じて操舵用アクチュエータを動作させる。

ブレーキシステム７は、ブレーキアクチュエータ及びブレーキセンサを含んで構成される。ブレーキセンサはブレーキペダルの踏み込み量を検出する。手動運転の場合には、制御部９はブレーキセンサの検出値に基づいてブレーキアクチュエータを動作させる。自動運転の場合には、制御部９は周辺情報に基づいて決定した要求制動量に基づいてブレーキアクチュエータを動作させる。

駆動システム８は、駆動源としてのエンジンと、スロットルアクチュエータとアクセルペダルセンサとを含んで構成される。アクセルペダルセンサはアクセルペダルの踏み込み量を検出する。手動運転の場合には、制御部９はアクセルペダルセンサの検出値に基づいてスロットルアクチュエータを動作させる。自動運転の場合には、制御部９は周辺情報等に基づいて決定した要求出力に基づいてスロットルアクチュエータを動作させる。

温水式ヒータ１３は、エンジン冷却水の熱を利用して温風を生成するヒータである。このため、温水式ヒータ１３はエンジン冷却水の温度（以下、エンジン冷却水温ともいう）が暖房許可温度（概ね４０～５０℃）以上でないと暖房機能を発揮することができない。

電気式ヒータ１４は、電力を利用して発熱するヒータである。例えば、シートヒータやステアリングヒータである。シートヒータは、乗員が着座するシートに内蔵されて、シートと接触している乗員の身体の部位を暖める。ステアリングヒータは、ステアリングに内蔵され、ステアリングを握る乗員の手を温める。電気式ヒータ１４は、上記の通り電力により発熱するので、エンジン冷却水温とは関係なく作動することができる。

次に、エンジンの冷間始動時における制御について説明する。

冷間始動直後は、エンジン本体及び潤滑油がいずれも低温である。つまり、暖機終了後の状態に比べてエンジンの各部のクリアランスが小さく、潤滑油の粘度が高い状態である。このため、エンジンのフリクションが暖機終了後に比べて大きい。また、冷間始動時には図示しない排気浄化触媒が活性化していない。

そこで、エンジンの暖機や排気浄化触媒の活性化を促進するために、自動変速機の変速パターンをエンジン回転速度がより高くなるパターンに変更し、排気温度が上昇するよう点火時期を遅角する、いわゆる暖機促進制御を行なうことが知られている。

また、冷間始動直後は、エンジン冷却水温も低温である。このため、温水式ヒータスイッチ１１がオンであっても温水式ヒータ１３で車室内を暖房することができない。暖機促進制御の実行中に、さらにエンジン回転速度を上昇させてエンジン冷却水温の上昇をより促進すれば、温水式ヒータ１３による暖房が開始するまでの時間を短縮できる。エンジン回転速度をさらに上昇させる制御としては、例えば、暖機促進制御の変速パターンをさらにエンジン回転速度が高くなる変速パターンに変更したり、トルクコンバータのロックアップを禁止してアクセルオン時にエンジン回転速度を上昇し易くしたりする制御（以下、暖房補助制御ともいう）が知られている。

ただし、暖機促進制御を行なうと、エンジン回転速度が上昇することで燃料噴射量が増加し、点火時期が遅角することで熱効率が低下するので、燃費性能が低下する。そして、暖房補助制御によってさらにエンジン回転速度が上昇すると、さらに燃費性能が低下してしまう。しかし、暖房補助制御を行なわないと、燃費性能の低下は抑制できるものの、温水式ヒータ１３による暖房が開始するまでに時間を要することとなって乗員の快適性が低下してしまう。

そこで本実施形態では、燃費性能と乗員の快適性を両立するために、上述した暖機促進制御及び暖房補助制御に代えて、以下に説明する制御を実行する。

図２は、冷間始動時に制御部９が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。本制御ルーチンは制御部９にプログラムされている。なお、以下の制御ルーチンを適用する車両は、減速時に運動エネルギを電気エネルギに変換して回収する、いわゆる回生ブレーキ機能を有する。以下、図２のステップにしたがって説明する。

ステップＳ１０で、制御部９は温水式ヒータスイッチ１１がオンであるか否か、つまり温水式ヒータの作動要求があるか否かを判定し、オンの場合はステップＳ２０の処理を実行し、オフの場合はステップＳ１２０の処理を実行する。

ステップＳ２０で、制御部９はエンジン冷却水温が予め設定した第１閾値以下であるか否かを判定する。第１閾値は、温水式ヒータ１３の作動を許可する温度（以下、暖房許可温度ともいう）、つまり、温水式ヒータ１３が温風を生成できる下限温度付近の値である。第１閾値としては、例えば４０～５０℃程度の温度を用いる。

制御部９は、ステップＳ２０でエンジン冷却水温が第１閾値以下の場合にはステップＳ３０の処理を実行し、そうでない場合はステップＳ１２０の処理を実行する。

ステップＳ３０で、制御部９は電気式ヒータ１４が使用可能か否かをバッテリの劣化診断の結果に基づいて判定する。具体的には、交換が必要になるほどバッテリが劣化している場合を除き、使用可能と判定する。制御部９は、電気式ヒータ１４が使用可能と判定した場合はステップＳ４０の処理を実行し、そうでない場合はステップＳ１１０の処理を実行する。

ステップＳ４０で、制御部９は通電時間を所定時間Ｔ１に設定して電気式ヒータ１４への通電を開始する。所定時間Ｔ１は、乗員が電気式ヒータ１４によってある程度の温感を得られるまでの時間であり、エンジン冷却水温に応じて設定する。図３は所定時間Ｔ１とエンジン冷却水温との関係を示す図である。図示するように、エンジン冷却水温が低いほど所定時間Ｔ１は長くなる。本ステップによれば、エンジン冷却水温が暖房許可温度以下なので温水式ヒータ１３による暖房はできないが、電気式ヒータ１４によって乗員の身体を暖めるので、速やかに乗員の快適性を確保することができる。また、所定時間Ｔ１をエンジン冷却水温に応じて設定するので、乗員が温感を得られるように電気式ヒータ１４を作動させることができる。なお、本ステップでは暖房補助制御を実行しない。

ステップＳ５０で、制御部９は所定時間Ｔ１が経過した後の予測平均車速Ｖｅｓｔ＿ａｖｅを算出する。例えば、ナビゲーションシステム４や外部通信装置５によって走行ルートの制限速度や渋滞状況等を取得し、これらに基づいて算出する。

ステップＳ６０で、制御部９は予測平均車速Ｖｅｓｔ＿ａｖｅが所定車速Ｖ１以下であるか否かを判定し、所定車速Ｖ１以下の場合はステップＳ７０の処理を実行し、そうでない場合はステップＳ１００の処理を実行する。所定車速Ｖ１は、具体的には２０～３０ｋｍ/ｈ程度の値を設定する。図４は、エンジンの放出熱量及び停車頻度と平均車速との関係を示す図である。図４には、所定車速Ｖ１の一例を示している。

エンジンの放出熱量は平均車速が高いほど大きくなる。つまり、平均車速が高いほど暖機終了までの時間は短くなる。一方、停車頻度は平均車速が低いほど高くなる。つまり、平均車速が低いほど減速する回数が多くなり、回生による電力回収量が多くなる。そして、所定車速Ｖ１は、それ以下では停車頻度が大幅に上昇し、それ以上ではエンジンの放出熱量が大きいために暖気が早期に終了する車速である。すなわち、ステップＳ６０の判定は、暖機の早期終了が見込めるか、または暖機の早期終了は見込めないが回生によって多量の電力回収が見込めるか、のいずれであるかを判定していることになる。

ステップＳ７０で、制御部９は自動運転制御の実行中か否かを判定し、実行中であればステップＳ８０の処理を実行し、そうでない場合はステップＳ９０の処理を実行する。なお、ここでいう自動運転制御は、少なくともアクセル操作を自動的に行なう制御であればよい。つまり、車両の停車を含む加減速及び操舵のすべてを制御部９が行なう制御の他に、前方車両と一定の間隔を保ちつつ走行する前車追従制御や、設定された車速で走行するオートクルーズ制御等も含まれる。

ステップＳ８０で、制御部９は第１暖機制御のサブルーチンを実行する。図５は、ステップＳ８０で実行するサブルーチンを示すフローチャートである。以下、図５のステップにしたがって説明する。

ステップＳ２００で、制御部９はエンジン冷却水温が９０℃より低いか否かを判定し、９０度より低い場合はステップＳ２１０の処理を実行し、９０℃以上の場合はステップＳ２５０の処理を実行する。なお、本ステップはエンジンの暖機が終了したか否かを判定するものである。したがって、判定に用いる閾値は９０℃に限定されるわけではない。

ステップＳ２１０で、制御部９は所定時間Ｔ１以降も電気式ヒータへの通電を継続する。これは、回生による電力回収が見込めるからである。

ステップＳ２２０で、制御部９は目標減速度を設定する。目標減速度は、自動運転制御により減速する際の減速度である。第１暖機制御では電気式ヒータ１４を作動させるので、その分の電力を回生により回収するために、発電機の回生発電量が概ね最大となるような目標減速度を設定する。制御部９は、ここで設定した目標減速度に基づいて自動運転制御を行なう。なお、停車時には、発電機の回生発電量がより多くなるように惰性走行に入るタイミングを決定する。

ステップＳ２３０で、制御部９はエンジン冷却水温が第２閾値以上であるか否かを判定し、第２閾値以上の場合はステップＳ２４０の処理を実行し、そうでない場合はステップＳ２００の処理に戻る。第２閾値はいわゆるアイドリングストップ制御（以下、Ｉ／Ｓ制御ともいう）を許可する温度である。エンジン停止中はエンジンの暖機が進まないので、Ｉ／Ｓ制御を実行するとエンジンの暖機終了が遅れる。そこで、エンジン冷却水温が所定温度（３５℃程度）に達するまではＩ／Ｓ制御を禁止するのが一般的である。ただし、本実施形態では、第２閾値を一般的なＩ／Ｓ制御の許可温度よりも１０℃程度低くする。つまり、制御部９は、自動運転制御の実行中はＩ／Ｓ制御の許可温度を低下させる。これは、電気式ヒータ１４で消費する電力は回生により確保できるので、エンジンの暖機終了が遅れても電気式ヒータ１４により乗員の快適性を確保できるからである。

ステップＳ２４０で、制御部９はＩ／Ｓ制御を実行する。このように一般的なＩ／Ｓ制御の許可温度よりも低い温度からＩ／Ｓ制御を開始することで、燃費性能の向上を図ることができる。制御部９はステップＳ２４０の処理を終了したら、ステップＳ２００の処理に戻る。

一方、ステップＳ２００でエンジン冷却水温が９０℃以上である、つまりエンジンの暖気が終了したと判定した場合は、制御部９はステップＳ２５０で電気式ヒータ１４への通電を終了し、ステップＳ２６０で温水式ヒータ１３を作動させて、本サブルーチンを終了する。なお、第１暖機制御では、例えば変速パターンの変更やロックアップの禁止のような、エンジン回転速度の上昇を伴う暖機促進のための制御は行なわない。

上記の通り、第１暖機制御では、制御部９はエンジンの暖機が終了するまで電気式ヒータ１４を作動させる。これにより温水式ヒータ１３を作動させると直ちに温風が吹き出すので、乗員の快適性の向上を図ることができる。また、Ｉ／Ｓ制御を一般的なＩ／Ｓよりも低いエンジン冷却水温から実行し、かつエンジン回転速度を上昇させるような暖機促進のための制御は行なわないことによって、暖機制御中の燃費性能の低下を抑制できる。
図２の説明に戻る。

ステップＳ７０の判定で自動運転制御の実行中ではないと判定された場合には、制御部９はステップＳ９０で第２暖機制御のサブルーチンを実行する。図６は、ステップＳ９０で実行するサブルーチンを示すフローチャートである。以下、図６のステップにしたがって説明する。

ステップＳ３００で、制御部９はエンジン冷却水温が上述した第１閾値より低いか否かを判定し、低い場合はステップＳ３１０の処理を実行し、そうでない場合はステップＳ３４０の処理を実行する。つまり、制御部９はステップＳ３００でエンジン冷却水温度が暖房許可温度に達したか否かを判定する。

ステップＳ３１０で、制御部９は所定時間Ｔ１以降も電気式ヒータ１４への通電を継続する。

ステップＳ３２０で、制御部９はエンジン冷却水温が第３閾値以上であるか否かを判定し、第３閾値以上の場合はステップＳ３３０の処理を実行し、そうでない場合はステップＳ３００の処理に戻る。第３閾値は、一般的なＩ／Ｓ制御の許可温度である。つまり、第３閾値は第２閾値に比べて１０℃程度高い温度である。

制御部９は、ステップＳ３３０でＩ／Ｓ制御を実行し、ステップＳ３００の処理に戻る。Ｉ／Ｓ制御の許可温度を第１暖機制御に比べて高くするのは、第２暖機制御中の減速頻度は第１暖機制御中と同等であるが、一回の減速で回収できる電力量が第１暖機制御に比べて少ないからである。すなわち、第２暖機制御中は運転者が減速操作を行なっており、回生電力量を増大させるために減速度を変更すると、運転者に違和感を与えるので、第１暖機制御のように目標減速度を設定できないからである。

一方、ステップＳ３００でエンジン冷却水温が第１閾値以上であると判定した場合は、制御部９はステップＳ３４０で電気式ヒータ１４の通電を終了し、ステップＳ２５０で温水式ヒータ１３を作動させて、本サブルーチンを終了する。なお、第２暖機制御ではエンジン回転速度の上昇を伴う暖機促進のための制御は行なわない。

上記の通り、第２暖機制御では、制御部９はエンジン冷却水温が暖房許可温度に達するまで電気式ヒータ１４を作動させ、暖房許可温度に達したら電気式ヒータ１４を停止して温水式ヒータ１３を作動させる。暖房許可温度に達した直後に温水式ヒータ１３を作動さると、吹き出される風は第１暖機制御に比べると低温である。しかし、制御部９はエンジンの暖機を優先させるため、Ｉ／Ｓ制御は一般的なＩ／Ｓ制御と同様にエンジン冷却水温が第４閾値になるまで許可しないので、第１暖機制御に比べて早期に暖気が終了して、温水式ヒータから吹き出される温風の温度が速やかに上昇する。よって、乗員の快適性の向上を図ることができる。さらに、制御部９はエンジン回転速度の上昇を伴う暖機促進のための制御は行わないので、暖機制御中の燃費性能の低下を抑制できる。
図２の説明に戻る。

ステップＳ６０で予測平均車速Ｖｅｓｔ＿ａｖｅが所定車速Ｖ１より高いと判定された場合は、制御部９はステップＳ１００で第３暖機制御のサブルーチンを実行する。図７は、ステップＳ１１０で実行するサブルーチンを示すフローチャートである。以下、図７のステップにしたがって説明する。

ステップＳ４００で、制御部９はエンジン冷却水温が第３閾値以上であるか否かを判定し、第３閾値以上の場合はステップＳ４１０の処理を実行し、そうでない場合はステップＳ４２０の処理を実行する。

ステップＳ４１０で、制御部９はＩ／Ｓ制御を実行する。第３暖機制御は予測平均車速Ｖｅｓｔ＿ａｖｅが高い場合、つまりエンジンの放熱量が大きく、かつ停車頻度が低い場合に行なわれる。したがって、Ｉ／Ｓ制御の開始によってエンジンの暖機終了が遅れる可能性は低い。

ステップＳ４２０で、制御部９はエンジン始動から所定時間Ｔ１が経過したか否かを判定し、経過している場合はステップＳ４３０の処理を実行し、経過していない場合はステップＳ４００の処理に戻る。

ステップＳ４３０で、制御部９は電気式ヒータ１４の通電を終了する。

ステップＳ４４０で、制御部９はエンジン冷却水温が第１閾値以上か否かを判定し、第１閾値以上の場合はステップＳ４５０で温水式ヒータ１３を作動させて本サブルーチンを終了し、第１閾値より低い場合はステップＳ４００の処理に戻る。なお、第３暖機制御ではエンジン回転速度の上昇を伴う暖機促進のための制御は行なわない。

上記の通り、第３暖機制御では、制御部９はエンジン始動から所定時間Ｔ１が経過したら電気式ヒータ１４を停止し、エンジン冷却水温が暖房許可温度に達してから温水式ヒータ１３を作動させる。電気式ヒータ１４が停止してから温水式ヒータ１３が作動するまでに時間差がある。しかし、第３暖機制御が行われる場合には早期の暖機終了が見込め、かつ、電気式ヒータ１４の通電を終了してもステアリングやシートは直ちに冷たくなるわけではないので、運転者の快適性を損ねるおそれはない。また、エンジン回転速度の上昇を伴う暖機促進のための制御は行なわないので、暖機制御中の燃費性能の低下を抑制できる。
図２の説明に戻る。

ステップＳ３０で電気式ヒータ１４が使用不可能と判定された場合は、制御部９はステップＳ１１０で第４暖機制御のサブルーチンを実行する。図８は、ステップＳ１１０で実行するサブルーチンを示すフローチャートである。以下、図８のステップにしたがって説明する。

ステップＳ５００で、制御部９はエンジン回転速度をアップさせる制御、つまり暖房補助制御を実行する。これは、第１暖機制御ないし第３暖機制御のように電気式ヒータ１４を使用できないので、エンジンの暖機を促進して早期に温水式ヒータ１３を作動可能にするためである。

ステップＳ５１０で、制御部９はエンジン冷却水温が第３閾値以上か否かを判定し、第３閾値以上の場合はステップＳ５２０でＩ／Ｓ制御を実行してからステップＳ５３０の処理を実行し、第３閾値より低い場合はステップＳ５３０の処理を実行する。

ステップＳ５３０で、制御部９はエンジン冷却水温が第１閾値以上か否かを判定し、第１閾値以上であればステップＳ５４０で温水式ヒータ１３を作動させ、ステップＳ５５０で暖房補助制御を終了して本サブルーチンを終了する。第１閾値より低い場合は、ステップＳ５１０の処理に戻る。

上記の通り、第４暖機制御では、制御部９は暖房補助制御を実行することで、エンジンの暖機を促進し、エンジン冷却水温が暖房許可温度に達したら温水式ヒータ１３による暖房を開始する。これにより、乗員の快適性の低下を抑制することができる。
図２の説明に戻る。

ステップＳ１０及びＳ２０の判定結果が否定的であった場合には、制御部９はステップＳ１２０で通常制御を実行する。ここでいう通常制御とは、暖機終了後の制御である。通常制御としては公知のエンジン制御を適用することができる。

以上説明した通り図２の制御ルーチンでは、エンジンが冷機状態かつ温水式ヒータ１３の作動要求がある場合には、電気式ヒータ１４を作動させることで乗員の快適性を確保する（ステップＳ１０～Ｓ４０）。そして、早期の暖機終了が見込める場合には所定時間Ｔ１が経過したら電気式ヒータ１４を停止させ、エンジン冷却水温が暖房許可温度に達したら温水式ヒータ１３を作動させる（ステップＳ１００の第３暖機制御）。また、早期の暖機終了は見込めないが回生による電力回収が見込める場合には、暖気が終了するまで、またはエンジン冷却水温が暖房許可温度に達するまで電気式ヒータ１４を作動させる（ステップＳ８０の第１暖機制御、Ｓ９０の第２暖機制御）。第１暖機制御ないし第３暖機制御ではエンジン回転速度の上昇を伴う暖房補助制御を実行しないので、暖機制御中の燃費性能の低下を抑制することができる。

次に、本実施形態の効果について説明する。

本実施形態では、車両はエンジン冷却水温が暖房許可温度以上の場合に暖房機能を発揮する温水式ヒータ１３と、エンジン冷却水温とは無関係に作動可能な電気式ヒータ１４と、エンジン冷却水温が暖房許可温度より低く、かつ温水式ヒータ１３の作動要求がある場合に、エンジン回転速度を上昇させる暖房補助制御を実行し得る制御部９とを備える。そして、本実施形態では、エンジンが冷機状態の場合には、制御部９は温水式ヒータ１３の作動要求があっても暖房補助制御を実行せず、電気式ヒータ１４を作動させる。換言すると、本実施形態では、エンジンが冷機状態の場合には、制御部９は温水式ヒータ１３の作動要求があっても温水式ヒータ１３は作動させず、電気式ヒータ１４を作動させる。これにより、温水式ヒータ１３が暖房機能を発揮する前から電気式ヒータ１４により乗員を暖めることができるので、乗員の快適性を確保できる。また、乗員の快適性を確保できるので、暖房補助制御によってエンジンの暖機を促進する必要がなくなり、暖房補助制御を実行することによる燃費性能の低下を抑制できる。

本実施形態では、制御部９はエンジンが冷機状態の場合に電気式ヒータ１４を作動させる時間を、エンジン始動時におけるエンジン冷却水温に応じて定まる所定時間Ｔ１とする。これにより、電気式ヒータ１４の作動時間を車両の状態に応じて適切に設定することができる。

本実施形態では、制御部９は所定時間Ｔ１が経過した後の平均車速の予測値である予測平均車速Ｖｅｓｔ＿ａｖｅを算出し、これが予め設定した所定車速Ｖ１より低い場合は、所定時間Ｔ１の経過後も電気式ヒータ１４の作動を継続する。予測平均車速Ｖｅｓｔ＿ａｖｅが所定車速Ｖ１より低い場合には、回生による電力回収が見込めるので電気式ヒータ１４の作動を継続することができる。その結果、温水式ヒータ１３が暖房機能を発揮可能になるまでの、乗員の快適性をより向上することができる。

本実施形態では、予測平均車速Ｖｅｓｔ＿ａｖｅが予め設定した所定車速Ｖ１以上の場合は、制御部９は所定時間Ｔ１が経過するタイミングで電気式ヒータ１４の作動を終了し、暖房補助制御の実行を電気式ヒータ１４の作動終了後も禁止する。これによれば、電気式ヒータ１４が停止してから温水式ヒータ１３が作動するまでに時間差が生じる。しかし、予測平均車速Ｖｅｓｔ＿ａｖｅが予め設定した所定車速Ｖ１以上の場合は早期の暖機終了が見込め、かつ、電気式ヒータ１４の通電を終了してもステアリングやシートは直ちに冷たくなるわけではないので、運転者の快適性を損ねるおそれはない。

本実施形態では、車両は少なくともアクセルペダルの操作を運転者の操作によらずに行なう自動運転制御を実行可能であり、自動運転制御の実行中に電気式ヒータ１４が作動している場合には、減速時におけるエネルギ回生量が最大となるように減速度を制御する。これにより、電気式ヒータ１４の作動に要する電力を確保し易くなる。

本実施形態では、車両は所定の成立条件が成立した場合にエンジンを停止しかつ所定の解除条件が成立した場合に前記エンジンを再始動するアイドルストップ制御を、エンジン冷却水温がアイドルストップ許可水温以上の場合に実行可能である。制御部９は、予測平均車速Ｖｅｓｔ＿ａｖｅが予め設定した所定車速Ｖ１以上かつ自動運転制御の実行中は、非実行中に比べてアイドルストップ許可水温を低下させる。つまり、Ｉ／Ｓ制御をより早いタイミングで開始する。自動運転制御の実行中は、回生による電力回収が見込めるので、エンジンの暖機が終了するまで電気式ヒータ１４を作動させて乗員の快適性を確保できる。そこで、Ｉ／Ｓ制御をより早いタイミングで開始することによって、燃費性能の低下をさらに抑制できる。

なお、上記実施形態ではステアリングヒータ及びシートヒータを電気式ヒータ１４の例として挙げたが、電気式ヒータ１４としては、ＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）ヒータも知られている。本実施形態は、ステアリングヒータやシートヒータに加え、ＰＴＣヒータを備える場合にも適用可能である。ＰＴＣヒータを備える場合には、送風用ファンや吹き出し口を温水式ヒータと共用する構成になることが考えられる。このような構成では、ＰＴＣヒータを作動させると温水式ヒータ１３の熱交換器を通過した空気がＰＴＣヒータにより暖められて、ファンによって車室内に吹き出されることになる。つまり、温水式ヒータ１３の熱交換器を通過した空気がファンによって車室内に吹き出されるという点だけを見ると温水式ヒータ１３が作動している場合と違いがない。しかし、本実施形態では、このような状態を温水式ヒータ１３が作動している状態には含めない。

また、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。

１ 制御システム
２ カメラ
３ レーダ
４ ナビゲーションシステム
５ 外部通信装置
６ 操舵システム
７ ブレーキシステム
８ 駆動システム
９ 制御部
１０ 水温センサ
１１ 温水式ヒータスイッチ
１２ 電気式ヒータスイッチ
１３ 温水式ヒータ
１４ 電気式ヒータ

Claims (6)

1. エンジン冷却水温が暖房許可温度以上の場合に暖房機能を発揮する温水式ヒータと、
   電力を利用して発熱する電気式ヒータと、
   を備える車両を制御する車両制御方法において、
   エンジンが冷機状態の場合には、前記温水式ヒータの作動要求があっても前記温水式ヒータは作動させず、前記電気式ヒータを作動させ、
   前記電気式ヒータを作動させる時間が、エンジン始動時における前記エンジン冷却水温に応じて定まる所定時間であり、
   前記所定時間が経過した後の平均車速の予測値である予測平均車速を算出し、
   前記予測平均車速が予め設定した所定車速より低い場合は、前記所定時間の経過後も前記電気式ヒータの作動を継続することを特徴とする車両制御方法。
2. 請求項１に記載の車両制御方法において、
   前記予測平均車速が予め設定した所定車速以上の場合は、
   前記所定時間が経過するタイミングで前記電気式ヒータの作動を終了し、
   エンジン回転速度を上昇させる暖房補助制御の実行を、前記電気式ヒータの作動終了後も禁止することを特徴とする車両制御方法。
3. 請求項２に記載の車両制御方法において、
   前記車両は、少なくともアクセルペダルの操作を運転者の操作によらずに行なう自動運転制御を実行可能であり、
   前記自動運転制御の実行中に前記電気式ヒータが作動している場合には、
   減速時におけるエネルギ回生量が最大となるように減速度を制御することを特徴とする車両制御方法。
4. 請求項３に記載の車両制御方法において、
   前記車両は、所定の成立条件が成立した場合に前記エンジンを停止しかつ所定の解除条件が成立した場合に前記エンジンを再始動するアイドルストップ制御を、前記エンジン冷却水温が所定のアイドルストップ許可水温以上の場合に実行可能であり、
   前記自動運転制御の実行中は、非実行中に比べて前記アイドルストップ許可水温を低下させることを特徴とする車両制御方法。
5. エンジン冷却水温が暖房許可温度以上の場合に暖房機能を発揮する温水式ヒータと、
   電力を利用して発熱する電気式ヒータと、
   前記温水式ヒータと前記電気式ヒータとを制御する制御部と、
   を備える車両を制御する車両制御装置において、
   前記制御部は、
   エンジンが冷機状態の場合には、前記温水式ヒータの作動要求があっても前記温水式ヒータは作動させず、前記電気式ヒータを作動させ、
   前記電気式ヒータを作動させる時間が、エンジン始動時における前記エンジン冷却水温に応じて定まる所定時間であり、
   前記所定時間が経過した後の平均車速の予測値である予測平均車速を算出し、
   前記予測平均車速が予め設定した所定車速より低い場合は、前記所定時間の経過後も前記電気式ヒータの作動を継続することを特徴とする車両制御装置。
6. エンジン冷却水温が暖房許可温度以上の場合に暖房機能を発揮する温水式ヒータと、
   電力を利用して発熱する電気式ヒータと、
   前記エンジン冷却水温が前記暖房許可温度より低く、かつ前記温水式ヒータの作動要求がある場合に、エンジン回転速度を上昇させる暖房補助制御を実行し得る制御部と、
   を備える車両を制御する車両制御方法において、
   エンジンが冷機状態の場合には、前記温水式ヒータの作動要求があっても前記暖房補助制御を実行せず、前記電気式ヒータを作動させ、
   前記電気式ヒータを作動させる時間が、エンジン始動時における前記エンジン冷却水温に応じて定まる所定時間であり、
   前記所定時間が経過した後の平均車速の予測値である予測平均車速を算出し、
   前記予測平均車速が予め設定した所定車速より低い場合は、前記所定時間の経過後も前記電気式ヒータの作動を継続することを特徴とする車両制御方法。

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