混合动力车辆.pdf

本发明涉及混动动力车辆。当A/C开关开启(S20中为“是”)且满足预定的除湿条件(S30中为“是”)时，ECU判定HV行驶是否被选择(S40)。当HV行驶被选择(S40中为“是”)时，ECU将空调设备控制成使得热泵循环执行冷却运转(除湿)且利用热水加热来确保加热能力(S50)。当EV行驶被选择(S40中为“否”)时，ECU将空调设备控制成使得热泵循环执行除湿加热(S60)。

权利要求书1.  一种混合动力车辆，包括：内燃发动机；蓄电装置，所述蓄电装置储存利用所述内燃发动机的输出而产生的电力；电动机，所述电动机利用储存在所述蓄电装置中的电力来产生车辆驱动力；控制装置，所述控制装置通过选择性地应用用于使车辆在所述内燃发动机停止的状态下通过所述电动机而行驶的EV行驶和用于使车辆通过使所述内燃发动机运转而行驶的HV行驶来控制车辆的行驶；和空调设备，所述空调设备能够在对车辆内部除湿的同时加热，所述空调设备构造成能够选择性地执行第一除湿加热和第二除湿加热，所述第一除湿加热被执行成利用储存在所述蓄电装置中的电力进行除湿和加热，所述第二除湿加热被执行成在利用储存在所述蓄电装置中的电力进行除湿的同时利用所述内燃发动机作为热源进行加热，所述控制装置还执行对所述空调设备的控制，以使得所述空调设备在所述HV行驶期间比在所述EV行驶期间更优先地执行所述第二除湿加热。2.  根据权利要求1所述的混合动力车辆，其中，在所述内燃发动机或所述内燃发动机的冷却剂的温度低于判定值的情况下，所述控制装置即使在所述HV行驶期间也不对所述空调设备执行使得所述空调设备在所述HV行驶期间比在所述EV行驶期间更优先地执行所述第二除湿加热的控制。3.  一种混合动力车辆，包括：内燃发动机；蓄电装置，所述蓄电装置储存利用所述内燃发动机的输出而产生的电力；电动机，所述电动机利用储存在所述蓄电装置中的电力来产生车辆驱动力；控制装置，所述控制装置通过选择性地应用用于消耗所述蓄电装置的SOC的CD(电量消耗)模式和用于维持所述SOC的CS(电量维持)模式来控制车辆的行驶；和空调设备，所述空调设备能够在对车辆内部除湿的同时加热，所述空调设备构造成能够选择性地执行第一除湿加热和第二除湿加热，所述第一除湿加热被执行成利用储存在所述蓄电装置中的电力进行除湿和加热，所述第二除湿加热被执行成在利用储存在所述蓄电装置中的电力进行除湿的同时利用所述内燃发动机作为热源进行加热，所述控制装置还执行对所述空调设备的控制，以使得所述空调设备在所述CS模式期间比在所述CD模式期间更优先地执行所述第二除湿加热。4.  根据权利要求3所述的混合动力车辆，其中所述控制装置还能够通过应用用于降低所述内燃发动机的起动频度的ECO模式来控制车辆的行驶，并且所述控制装置在所述CD模式被选择且所述ECO模式被选择时将所述空调设备控制成使得所述空调设备执行所述第一除湿加热，并且在所述CD模式被选择且所述ECO模式未被选择时将所述空调设备控制成使得所述空调设备执行所述第二除湿加热。5.  根据权利要求1至4中任一项所述的混合动力车辆，其中所述空调设备包括：热泵循环，所述热泵循环具有电动压缩机、室内冷凝器、第一膨胀阀、室外热交换器、第二膨胀阀和蒸发器；和热水加热装置，所述热水加热装置利用所述内燃发动机作为热源并利用所述内燃发动机的冷却剂来加热车辆内部，所述空调设备通过在利用所述蒸发器进行除湿的同时利用所述室内冷凝器进行加热来执行所述第一除湿加热，并且所述空调设备通过在利用所述蒸发器进行除湿的同时利用所述热水加热装置进行加热来执行所述第二除湿加热。

说明书混合动力车辆
此非临时申请基于2013年10月16日在日本专利局提交的日本专利申请No.2013-215276，该日本专利申请的全部内容通过引用并入本文中。
技术领域
本发明涉及一种混合动力车辆，并且具体涉及一种用于装设在混合动力车辆中的空调设备的控制技术。
背景技术
日本专利文献特开No.6-255349公开了一种用于车辆的基于热泵的空调装置。该空调装置包括热泵循环，该热泵循环具有利用电力压缩致冷剂的电动压缩机。该空调装置使用室内热交换器来对送风空气(要吹送的空气)进行冷却和除湿，并利用设置在室内热交换器下游的电加热器来加热被冷却和除湿后的送风空气，以由此实现除湿和加热(参看日本专利文献特开No.6-255349)。
日本专利文献特开No.6-255349中公开的基于热泵的空调装置使用电力来对送风空气进行除湿和除湿后的空气的加热两者，这导致电力消耗大。
设置有发动机、电动机和向电动机供给电力的电池的混合动力车辆能够借助发动机作为热源来进行加热(借助发动机冷却剂进行的热水加热)。上面提到的日本专利文献特开No.6-255349未考虑这一点且因此在除湿加热的控制方面仍存在改进的余地。
发明内容
本发明的一个目的因此是提供一种能够执行适合于混合动力车辆的除 湿加热控制的混合动力车辆。
根据本发明，一种混合动力车辆包括内燃发动机、蓄电装置、电动机、控制装置和空调设备。所述蓄电装置储存利用所述内燃发动机的输出而产生的电力。所述电动机利用储存在所述蓄电装置中的电力来产生车辆驱动力。所述控制装置通过选择性地应用用于使车辆在所述内燃发动机停止的状态下通过所述电动机而行驶的EV行驶和用于使车辆通过使所述内燃发动机运转而行驶的HV行驶来控制车辆的行驶。所述空调设备能够在对车辆内部除湿的同时加热。所述空调设备构造成能够选择性地执行第一除湿加热和第二除湿加热。所述第一除湿加热被执行成利用储存在所述蓄电装置中的电力进行除湿和加热。所述第二除湿加热被执行成在利用储存在所述蓄电装置中的电力进行除湿的同时利用所述内燃发动机作为热源进行加热。所述控制装置还执行对所述空调设备的控制，以使得所述空调设备在所述HV行驶期间比在所述EV行驶期间更优先地执行所述第二除湿加热。
利用内燃发动机作为热源执行加热的第二除湿加热的电力消耗小于除湿和加热都利用电力完成的第一除湿加热。在该混合动力车辆中，第二除湿加热在其中使车辆通过使内燃发动机运转而行驶的HV行驶期间比在EV行驶期间被更优先地执行。因此，与其中不论车辆是执行HV行驶还是执行EV行驶都始终使用第一除湿加热的情况相比，能降低电力消耗。相比之下，在其中使车辆在内燃发动机停止的状态下通过电动机而行驶的EV行驶期间，第一除湿加热在内燃发动机不运转的情况下确保加热能力。因此，该混合动力车辆能够执行适合于该混合动力车辆的除湿加热控制。
优选地，在所述内燃发动机或所述内燃发动机的冷却剂的温度低于判定值的情况下，所述控制装置即使在所述HV行驶期间也不对所述空调设备执行使得所述空调设备在所述HV行驶期间比在所述EV行驶期间更优先地执行所述第二除湿加热的控制。
即使在HV行驶期间，紧接在EV行驶切换为HV行驶之后内燃发动机或冷却剂的温度可能低。如果在此状态下更优先地执行第二除湿加热，则空调设备的加热能力不利地下降。在该混合动力车辆中，在内燃发动机 或冷却剂的温度低的情况下，即使在HV行驶期间也不会更优先地执行第二除湿加热。因此，能抑制空调设备的加热能力的下降。
此外，根据本发明，一种混合动力车辆包括内燃发动机、蓄电装置、电动机、控制装置和空调设备。所述蓄电装置储存利用所述内燃发动机的输出而产生的电力。所述电动机利用储存在所述蓄电装置中的电力来产生车辆驱动力。所述控制装置通过选择性地应用用于消耗所述蓄电装置的SOC的CD(电量消耗)模式和用于维持所述SOC的CS(电量维持)模式来控制车辆的行驶。所述空调设备能够在对车辆内部除湿的同时加热。所述空调设备构造成能够选择性地执行第一除湿加热和第二除湿加热。所述第一除湿加热被执行成利用储存在所述蓄电装置中的电力进行除湿和加热。所述第二除湿加热被执行成在利用储存在所述蓄电装置中的电力进行除湿的同时利用所述内燃发动机作为热源进行加热。所述控制装置还执行对所述空调设备的控制，以使得所述空调设备在所述CS模式期间比在所述CD模式期间更优先地执行所述第二除湿加热。
在其中蓄电装置的SOC被维持的CS模式下，内燃发动机为了维持SOC而反复起动/停止，因此内燃发动机已升温。鉴于这一点，该混合动力车辆在CS模式下比在其中SOC被消耗的CD模式下更优先地执行第二除湿加热。因此，与不论模式是CS模式还是CD模式都始终应用第一除湿加热的情况相比，能降低电力消耗。相比之下，在CD模式下，第一除湿加热能在内燃发动机不运转的情况下确保加热能力。因此，该混合动力车辆能执行适合于该混合动力车辆的除湿加热控制。
优选地，所述控制装置还能够通过应用用于降低所述内燃发动机的起动频度的ECO模式来控制车辆的行驶。所述控制装置在所述CD模式被选择且所述ECO模式被选择时将所述空调设备控制成使得所述空调设备执行所述第一除湿加热。所述控制装置还在所述CD模式被选择且所述ECO模式未被选择时将所述空调设备控制成使得所述空调设备执行所述第二除湿加热。
在该混合动力车辆中，当在CD模式下ECO模式被选择时执行第一 除湿加热。在空调设备的电力消耗相应增加的情况下，可在避免内燃发动机由于不足的加热能力而起动的同时执行ECO模式。相比之下，当在CD模式下ECO模式未被选择时，执行第二除湿加热，因此，降低了电力消耗且能确保CD模式下足够的行驶距离。
优选地，所述空调设备包括热泵循环和热水加热装置。所述热泵循环具有电动压缩机、室内冷凝器、第一膨胀阀、室外热交换器、第二膨胀阀和蒸发器。所述热水加热装置利用所述内燃发动机作为热源并利用所述内燃发动机的冷却剂来加热车辆内部。通过在利用所述蒸发器进行除湿的同时利用所述室内冷凝器进行加热来执行所述第一除湿加热。通过在利用所述蒸发器进行除湿的同时利用所述热水加热装置进行加热来执行所述第二除湿加热。
所述第二除湿加热借助热水加热装置来执行加热且因此与借助室内冷凝器执行加热的第一除湿加热相比消耗较少的电力。在该混合动力车辆中，第二除湿加热在HV行驶(或CS模式)期间比在EV行驶(或CD模式)期间被更优先地执行，因此，与不论是HV行驶还是EV行驶或者不论是CS模式还是CD模式都始终应用第一除湿加热的情况相比能降低电力消耗。相比之下，在EV行驶(或CD模式)期间，第一除湿加热能在内燃发动机不运转的情况下确保加热能力。
本发明的上述及其它目的、特征、方案和优点将从以下结合附图对本发明的详细说明变得更加明显。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的混合动力车辆的总框图。
图2是用于说明图1所示空调设备的空气调节模式的图。
图3是示出图1所示的空调设备的具体构型的图。
图4是与通过图3所示的热泵循环执行的除湿加热有关的莫里尔图。
图5是示出在并列除湿加热运转期间的致冷剂流的图。
图6是与通过热泵循环执行的并列除湿加热运转有关的莫里尔图。
图7是示出冷却运转期间的致冷剂流的图。
图8是与通过热泵循环执行的冷却运转有关的莫里尔图。
图9是图1所示的ECU的在空调控制中牵涉的部件的功能框图。
图10是用于说明由ECU执行的除湿加热控制的处理程序的流程图。
图11是用于说明第一实施例的改型中执行的除湿加热控制的处理程序的流程图。
图12是根据第二实施例的混合动力车辆的总框图。
图13是用于说明CD模式和CS模式的图。
图14是图12所示的ECU的在空调控制中牵涉的部件的功能框图。
图15是用于说明由ECU执行的除湿加热控制的处理程序的流程图。
图16是用于说明第二实施例的改型中由ECU执行的加热控制的处理程序的流程图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细说明本发明的实施例。在附图中，相同或对应的部件由相同的附图标记表示，且不会重复其说明。
[第一实施例]
混合动力车辆的总体构型
图1是根据本发明的第一实施例的混合动力车辆的总框图。参照图1，混合动力车辆1包括发动机2、动力分割装置4、电动发电机6、10、传动齿轮8、驱动轴12和车轮14。混合动力车辆1还包括蓄电装置16、电力变换器18、20、空调设备26和电子控制装置(下文称为“ECU(电子控制单元)”)30。
混合动力车辆1能够利用从发动机2和电动发电机10中的至少一者输出的驱动力行驶。动力分割装置4构造成能够将发动机2产生的驱动力分割成用于驱动驱动轴12的驱动力和用于驱动电动发电机6的驱动力。动力分割装置4由例如行星齿轮系形成。
发动机2结合在混合动力车辆1中以用作用于驱动将原动力传递到驱 动轴12的传动齿轮8并且还驱动电动发电机6的原动力源。电动发电机6结合在混合动力车辆1中以用作由发动机2驱动的发电机，并且还作为能够起动发动机2的电动机操作。电动发电机10结合在混合动力车辆中以用作驱动将原动力传递到驱动轴12的原动力源。
蓄电装置16是可充电的直流电源并由例如二次电池如镍金属氢化物或锂离子电池或大容量电容器形成。蓄电装置16向电力变换器18、20供给电力。此外，当电动发电机6和/或电动发电机10产生电力时，蓄电装置16接收所产生的电力以使用该电力充电。蓄电装置16还向执行车辆内部的空气调节的空调设备26供给电力。应该指出的是，蓄电装置16使用未示出的电压传感器和电流传感器来检测蓄电装置16的电压VB和电流IB，并向ECU 30输出检测值。
电力变换器18将电动发电机6产生的电力变换成直流电力并向蓄电装置16输出该直流电力。电力变换器20将从蓄电装置16供给的直流电力变换成交流电力并向电动发电机10输出该交流电力。当要起动发动机2时，电力变换器18将从蓄电装置16供给的直流电力变换成交流电力并向电动发电机6输出该交流电力。当车辆制动或在下坡路上加速度减小时，电力变换器20将电动发电机10产生的电力变换成直流电力并向蓄电装置16输出该直流电力。电力变换器18、20均由例如逆变器形成。在蓄电装置16与电力变换器18、20之间，可设置使输入电力变换器18、20的电压升压为蓄电装置16的电压以上的电压的变换器。
电动发电机6、10均为交流电机并由例如具有其中包埋有永磁体的转子的三相交流同步电机形成。电动发电机6将发动机2产生的动能变换成电能并向电力变换器18输出该电能。电动发电机6还由从电力变换器18接收的三相交流电力产生驱动力并相应地起动发动机2。
电动发电机10由从电力变换器20接收的三相交流电力产生用于车辆的驱动转矩。当车辆制动或在下坡路上的加速度减小时，电动发电机10将已以动能或势能的形式储存在车辆中的机械能变换为电能并向电力变换器20输出该电能。
发动机2将通过燃料燃烧产生的热能变换成诸如活塞或转子的运动体的动能，并向动力分割装置4输出得到的动能。在运动体为活塞且其运动为往复运动的情况下，该往复运动通过所谓的曲柄机构变换成旋转运动且活塞的动能传递到动力分割装置4。
空调设备26是用于执行混合动力车辆1的车辆内部的空气调节的设备，并且能够在至少对车辆内部进行除湿的同时进行加热。空调设备26包括利用从蓄电装置16供给的电力运转的热泵循环。空调设备26还包括利用发动机2作为热源并利用发动机2的冷却剂执行加热的热水加热装置。该热泵循环不需要发动机2运转，而是在运转时消耗电力。相比之下，该热水加热装置不消耗电力，但需要通过发动机2来使冷却剂升温。后文将详细描述空调设备26的构型。
ECU 30包括CPU(中央处理单元)、存储器、输入/输出缓冲器等(未示出)，并执行对混合动力车辆1中的各单元的控制。该控制不限于通过软件处理，而是能通过由专用硬件(电子电路)进行的处理来完成。
空调设备26的说明
图2是用于说明图1所示的空调设备26的空气调节模式的图。参照图2，横轴代表车室外空气(外部空气)的温度，而纵轴代表空调设备26的目标吹出温度。当外部空气温度低时，空调设备26执行加热运转。
对于外部空气温度高于对其执行加热运转的区域的温度区域而言，空调设备26在目标吹出温度比外部空气温度低时执行冷却运转，而在目标吹出温度比外部空气温度高时执行除湿加热运转。在除湿加热运转期间，车辆内部在进行除湿的同时被加热。
图3是示出图1所示的空调设备26的具体构型的图。应该指出的是，图3示出空调设备26的示例性构型，且空调设备26的构型不限于图3所示的构型。参照图3，空调设备26包括利用从蓄电装置16供给的电力运转的热泵循环、利用发动机2作为热源的热水加热装置和室内空气调节单元。
热泵循环包括电力变换器28、电动压缩机50、室内冷凝器55、膨胀 阀60、室外热交换器70、电磁阀75和蓄液器80。热泵循环还包括止回阀85、膨胀阀90、蒸发器95和蒸发压力调节阀(EPR)97。热泵循环还包括温度传感器160、165、170、175、180和压力传感器185、190。
电动压缩机50利用从蓄电装置16供给的电力运转。电动压缩机50吸取致冷剂并且将致冷剂绝热地压缩成过热状态的致冷剂气体，并排出得到的高温、高压气相致冷剂。电动压缩机50吸取和排出致冷剂，以由此允许致冷剂循环通过热泵循环。
电力变换器28进行从蓄电装置16供给的电力的电压变换并将它输出到电动压缩机50。电力变换器28由例如逆变器形成。
室内冷凝器55连接到电动压缩机50的致冷剂输出侧并设置在室内空气调节单元的外壳110中。室内冷凝器55在流经室内冷凝器的致冷剂与在外壳110中流动的送风空气之间进行热交换，以由此加热送风空气。
膨胀阀60设置于在室内冷凝器55与室外热交换器70之间延伸的管道上，从小孔排出已经过室内冷凝器55的高压液相致冷剂以由此使它膨胀，并相应地使液态致冷剂减压成处于气液混合物状态的低温、低压的湿蒸汽。膨胀阀60由例如电动膨胀阀形成。
室外热交换器70连接到膨胀阀60的致冷剂输出侧，并且例如设置在车辆前保险杠的后方。室外热交换器70在室外热交换器的内部流动的致冷剂与从鼓风机72吹送的车室外空气(外部空气)之间进行热交换。当致冷剂的温度高于外部空气温度时，经过室外热交换器70的致冷剂相应地向外部空气放热。当致冷剂的温度低于外部空气温度时，经过室外热交换器70的致冷剂相应地从外部空气吸热。
电磁阀75构造成可在全开状态与全闭状态之间切换。在加热运转(不是除湿加热运转)期间，电磁阀75被控制成使得它完全打开。在除湿加热运转期间，在冷却运转期间，以及在电动压缩机50停止期间，电磁阀75被控制成使得它完全关闭。
蓄液器80关于电动压缩机50设置在致冷剂流的上游。蓄液器80使液相致冷剂和气相致冷剂彼此分离，并使电动压缩机50仅吸取气态致冷剂。 其原因在于，如果电动压缩机50吸取液态致冷剂，则电动压缩机50的部件如阀可能由于液体压缩而损坏。
止回阀85设置在从在室外热交换器70与电磁阀75之间延伸的管道分支的管道上，并允许从室外热交换器70输出的致冷剂流动且禁止沿反方向的流动。膨胀阀90设置在通往蒸发器95的致冷剂流的上游，减压且由此使已经过室外热交换器70的致冷剂膨胀，并将它输出到蒸发器95。膨胀阀90由例如电动膨胀阀形成。
蒸发器95连接到膨胀阀90的致冷剂输出侧，并设置在室内空气调节单元的外壳110中。蒸发器95在流经蒸发器的致冷剂与在外壳110中流动的送风空气之间进行热交换，以由此使送风空气冷却并且还进行除湿。EPR97设置于在蒸发器95与蓄液器80之间延伸的管道上，并控制蒸发器95的蒸发压力。
电磁阀100设置在旁通管道上，所述旁通管道设置在室内冷凝器55的出口侧管道与膨胀阀90的入口侧管道之间。该旁通管道被控制成使得它在如后文描述的并列(并联)除湿加热运转期间完全开启，并且被控制成使得它在其它运转模式期间完全封闭。
热水加热装置包括加热器芯105。加热器芯105设置在发动机2的冷却剂管道107上并设置在室内空气调节单元的外壳110中。加热器芯105在流经加热器芯的发动机冷却剂与在外壳110中流动的送风空气之间进行热交换，以由此加热送风空气。亦即，加热器芯105使用发动机2作为热源，且热水加热装置基本上不使用电力。应该指出的是，通过热水加热装置进行的加热运转和发动机2的运转不一定彼此重合。亦即，即使在发动机2停止时，只要发动机2已事先运转且相应地已使发动机冷却剂升温，就可以通过热水加热装置进行加热。
室内空气调节单元包括外壳110、鼓风机115、内部-外部空气切换门120、分隔壁125和空气混合物门130。外壳110形成用于供吹送空气进入到车辆内部的通路。鼓风机115产生要通过外壳110的内部供给到车辆内部的送风空气。根据要求风量来控制鼓风机115的回转数(送风量)。内 部-外部空气切换门120允许车室内空气(内部空气)和车室外空气(外部空气)中的一者或将它们混合以导入外壳110中。
蒸发器95设置在来自鼓风机115的空气流的下游。分隔壁125和空气混合物门130设置在来自蒸发器95的空气流的下游。分隔壁125形成外壳110中的加热空气通路140和旁通空气通路145。
在加热空气通路140中，设置有加热器芯105和室内冷凝器55。经过加热空气通路140的送风空气在发动机冷却剂温度高于送风空气的温度时通过加热器芯105加热，而在热泵循环的运转期间通过室内冷凝器55加热。虽然该图显示加热器芯105设置在来自室内冷凝器55的空气流的上游，但室内冷凝器55和加热器芯105的布置次序未特别受限。旁通空气通路145是用于在不允许已经过蒸发器95的空气经过室内冷凝器55的情况下将它引导到车辆内部的通路。
已经过加热空气通路140的送风空气和已经过旁通空气通路145的送风空气在分隔壁125的下游侧混合并供给到车辆内部。因此，要供给到车辆内部的送风空气的温度根据经过加热空气通路140的空气与经过旁通空气通路145的空气之间的风量比而变化。
空气混合物门130构造成能够改变经过加热空气通路140的送风空气与经过旁通空气通路145的送风空气之间的风量比，并根据目标温度而改变风量比。
热泵循环的说明
图4与通过图3所示的热泵循环执行的除湿加热有关的莫里尔图。在图3中，除湿加热运转期间的致冷剂流通过箭头表示。图3和4所示的除湿加热运转也称为“直列除湿加热运转”。
参照图3和4，在直列(串联)除湿加热运转期间，电磁阀75和100关闭。相应地，致冷剂按以下次序流动：电动压缩机50→室内冷凝器55→膨胀阀60→室外热交换器70→止回阀85→膨胀阀90→膨胀阀95，然后流经蓄液器80并返回电动压缩机50。推定(或检测)室内冷凝器55的温度TAV，并根据温度TAV来控制电动压缩机50的回转数。
在室内空气调节单元中，送风空气通过蒸发器95除湿，且除湿后的送风空气通过室内冷凝器55加热。调节空气混合物门130的开度，以由此调整送风空气的温度。
当热泵循环执行除湿加热时，电磁阀75、100可以打开，以由此提高加热能力。电磁阀75、100被打开的除湿加热运转也称为“并列除湿加热运转”。
图5是示出在并列除湿加热运转期间的致冷剂流的图。图6是与通过热泵循环执行的并列除湿加热运转有关的莫里尔图。参照图5和6，在并列除湿加热运转期间，电磁阀75、100打开。相应地，形成了供致冷剂按以下次序流经的路径：电动压缩机50→室内冷凝器55→膨胀阀60→室外热交换器70→电磁阀75→蓄液器80，并返回电动压缩机50；以及形成了供致冷剂按以下次序流经的路径：电动压缩机50→室内冷凝器55→电磁阀100→膨胀阀90→蒸发器95→EPR 97→蓄液器80，并返回电动压缩机50。
通过并列除湿加热运转，室外热交换器70的吸热量能通过室内冷凝器55消散，因此，并列除湿加热运转的加热能力高于直列除湿加热运转。不必要求热泵循环可针对直列除湿加热运转和并列除湿加热运转两者运转，并且热泵循环可针对直列除湿加热运转和并列除湿加热运转中的仅一者运转。
图7是示出冷却运转期间的致冷剂流的图。图8是与通过热泵循环执行的冷却运转有关的莫里尔图。参照图7和8，在冷却运转期间，电磁阀75、100关闭。相应地，致冷剂按以下次序流动：电动压缩机50→室内冷凝器55→膨胀阀60→室外热交换器70→止回阀85→膨胀阀90→蒸发器95，并经蓄液器80返回电动压缩机50。
在冷却运转期间，经过室内空气调节单元中的加热空气通路140的送风空气流被空气混合物门130阻挡。相应地，室内冷凝器55不在致冷剂与送风空气之间进行热交换，并且已通过蒸发器95除湿和冷却的送风空气供给到车辆内部。
电磁阀75可打开且电磁阀100可关闭，以由此允许致冷剂流经室内冷 凝器55并防止致冷剂流到蒸发器95，并相应地使加热运转能够被执行，但是，该加热运转未示出。
除湿加热的说明
关于除湿加热运转，空调装置26能够选择性地执行第一除湿加热和第二除湿加热。第一除湿加热通过使热泵循环执行除湿加热运转(直列除湿加热运转或并列除湿加热运转)来执行车辆内部的除湿和加热。亦即，在第一除湿加热期间，利用储存在蓄电装置16中的电力来执行除湿和加热。
第二除湿加热通过使热泵循环执行冷却运转来执行送风空气的除湿并利用发动机2作为热源执行加热。亦即，第二除湿加热不必借助热泵循环来执行加热，且因此第二除湿加热的电力消耗小于第一除湿加热的电力消耗。
虽然第一除湿加热的电力消耗大于第二除湿加热，但第一除湿加热使用热泵循环来执行除湿和加热两者。因而不必使用发动机2作为热源且发动机2可以停止。虽然第二除湿加热的电力消耗小于第一除湿加热，但第二除湿加热使用发动机2作为热源来进行加热且因此要求发动机2已暖机且发动机2的冷却剂已升温。
相应地，第一实施例中的除湿加热运转以下面的方式执行。第二除湿加热在用于使车辆通过使发动机2运转而行驶的HV行驶期间比在用于使车辆在发动机2停止的状态下通过电动发电机10而行驶的EV行驶期间被更优先地执行。这样，与其中不论行驶模式(HV行驶/EV行驶)如何都始终应用借助热泵循环进行的除湿加热(第一除湿加热)的情况相比，能降低电力消耗。在EV行驶期间，能应用第一除湿加热，以在发动机2不运转的情况下确保加热能力。
ECU 30的构型
图9是图1所示的ECU 30的在空调控制中牵涉的部件的功能框图。参照图9，ECU 30包括SOC计算单元210、行驶功率计算单元220、行驶控制单元230、发动机控制单元240和空调控制单元250。
SOC计算单元210基于蓄电装置16的电压VB和电流IB的相应检测 值来计算蓄电装置16的SOC。至于如何计算SOC，可使用任意各种已知方法。行驶功率计算单元220基于例如取决于加速器踏板被操作的程度的加速器踏板位置ACC和车速SV来计算车辆的行驶功率PC。
行驶控制单元230通过基于行驶功率PC和蓄电装置16的SOC选择性地应用EV行驶和HV行驶来控制混合动力车辆1的行驶。举例而言，行驶控制单元230基于SOC来计算蓄电装置16的充/放电要求功率，将车辆控制成使得车辆在行驶功率PC与充/放电要求功率之和等于或小于预定的阈值时执行EV行驶，并且将车辆控制成使得车辆在上述功率之和大于阈值时执行HV行驶。
发动机控制单元240将发动机2控制成使得发动机2在行驶控制单元230选择了HV行驶时以期望功率和期望回转数运转。相比之下，当行驶控制单元230选择了EV行驶时，发动机控制单元240停止发动机2。
空调控制单元250在车辆内部的空气调节被要求时控制空调设备26。举例而言，空调控制单元250基于外部空气温度和空调设备26的目标吹出温度按如图2所示的脉谱图来选择空调设备26的空气调节模式，并且将空调设备26控制成使得空调设备26以所选择的空气调节模式运转。
在选择了除湿加热作为空气调节模式且行驶控制单元230选择了EV行驶的情况下，空调控制单元250将空调设备26控制成使得热泵循环执行除湿加热(第一除湿加热)。关于该第一除湿加热，在外部空气温度较高的情况下可进行图3和4所示的直列除湿加热，而在外部空气温度较低的情况下可进行图5和6所示的并列除湿加热。
在选择了除湿加热作为空气调节模式且行驶控制单元230选择了HV行驶的情况下，空调控制单元250将空调设备26控制成使得在利用发动机2作为热源进行热水加热的状态下热泵循环执行图7和8所示的冷却运转(除湿)(第二除湿加热)。
图10是用于说明由ECU 30执行的除湿加热控制的处理程序的流程图。该流程图通过以预定间隔执行预先存储在ECU 30中的程序来实现。替代地，对于一部分或全部步骤，可构建专用硬件(电子电路)以实现处 理。
参照图10，ECU 30计算空调设备26的目标温度(步骤S10)。例如，计算空调设备26的目标吹出温度。可基于空调设备26的设定温度和内部空气或外部空气的温度来计算目标吹出温度。然后，ECU 30判定A/C开关(未示出)是否开启(步骤S20)。当A/C开关关闭(步骤S20中为“否”)时，ECU 30将不执行以下系列的步骤。
当在步骤S20中判定为A/C开关开启(步骤S20中为“是”)时，ECU30判定是否满足除湿条件(步骤S30)。当外部空气温度为低温时，空调设备26不能够执行除湿运转(冷却运转)，且除湿条件是用于判定空调设备26是否能执行除湿运转的条件。
当在步骤S30中判定为满足除湿条件(步骤S30中为“是”)时，ECU30判定混合动力车辆1是否执行HV行驶(步骤S40)。当判定为混合动力车辆1执行HV行驶(步骤S40中为“是”)时，ECU 30将空调设备26控制成使得热泵循环在利用发动机2作为热源进行热水加热的状态下执行冷却运转(除湿)(步骤S50)。在HV行驶期间，使发动机2运转且相应地热水加热装置利用发动机2作为热源运转，同时使热泵循环运转以执行冷却运转。因而，实现除湿加热(第二除湿加热)。
相比之下，当在步骤S40中判定为车辆执行EV行驶(步骤S40中为“否”)时，ECU 30将空调设备26控制成使得热泵循环执行除湿加热(步骤S60)。在EV行驶期间，使发动机2停止。因此，不使用利用发动机2作为热源的热水加热装置，而是执行借助热泵循环进行的除湿加热(第一除湿加热)。
如从前文可见，第一实施例在其中使车辆通过使发动机2运转而行驶的HV行驶期间使用第二除湿加热，且因此与其中不论车辆是通过HV行驶还是EV行驶而行驶都始终使用第一除湿加热的情况相比能降低电力消耗。相比之下，在其中发动机2停止且使车辆通过电动发电机10而行驶的EV行驶期间，使用第一除湿加热且因此能在发动机2不运转的情况下确保加热能力。因此，该混合动力车辆1能够执行适合于该混合动力车辆的 除湿加热控制。
[第一实施例的变型]
即使在执行HV行驶时，例如在紧接在发动机2起动之后发动机冷却剂温度低的情况下也借助热泵循环进行除湿加热(第一除湿加热)。亦即，在HV行驶期间，并非始终应用借助发动机2作为热源利用热水加热进行的除湿加热(第二除湿加热)。相比之下，第二除湿加热在HV行驶期间比在EV行驶期间被更优先地执行。
图11是用于说明第一实施例的变型中执行的除湿加热控制的处理程序的流程图。参照图11，该流程图除图10所示的流程图的步骤外还包括步骤S42。亦即，当在步骤S40中判定为车辆执行HV行驶(步骤S40中为“是”)时，ECU 30判定发动机2的冷却剂温度是否低于判定值Tth(步骤S42)。该判定值Tth是用于判定是否能使用利用发动机2作为热源进行的热水加热的值。代替发动机2的冷却剂温度，可判定发动机2的温度本身是否低于预定的判定值。
当在步骤S42中判定为发动机冷却剂温度低于判定值(步骤S42中为“是”)时，ECU 30进行至步骤S60并且将空调设备26控制成使得热泵循环执行除湿加热(第一除湿加热)。亦即，即使在进行HV行驶时，在发动机冷却剂温度低于判定值的情况下也不执行被执行成使得第二除湿加热在HV行驶期间比在EV行驶期间被更优先地执行的控制。
相比之下，当在步骤S42中判定为发动机冷却剂温度等于或高于判定值(步骤S42中为“否”)时，ECU 30进行至步骤S50并且将空调设备26控制成使得热泵循环在利用发动机2作为热源进行的热水加热被执行的状态下执行冷却运转(除湿)(第二除湿加热)。
如从前文可见，即使车辆正在执行HV行驶，第一实施例的变型在发动机冷却剂温度低时也不会更优先地执行第二除湿加热。因此能抑制空调设备26的加热能力的下降。
[第二实施例]
图12是根据第二实施例的混合动力车辆的总框图。参照图12，与图1 所示的混合动力车辆1的部件相比，该混合动力车辆1A还包括电力变换器22、连接单元24和ECO模式开关32，并且包括代替ECU 30的ECU30A。
电力变换器22将从位于车辆外部的电源(未示出)(下文也将该电源称为“外部电源”)供给的电力变换成蓄电装置16的电压水平，并将它输出到蓄电装置16。电力变换器22由例如整流器或逆变器形成。
连接单元24与外部电源电连接并接收从外部电源供给的电力。从外部电源接收电力的方式不限于借助连接单元24的接触受电，并且可以是借助代替连接单元24的电力接收线圈等从外部电源的非接触受电。
ECO模式开关32是可由驾驶者操作的开关。当ECO模式开关32开启时，发动机2的起动频度变得比在ECO模式开关32关闭时低。后文将结合变型说明在ECO模式开关32被操作时如何完成控制。
ECU 30A包括例如CPU、存储器和输入/输出缓冲器，并执行对混合动力车辆1A中的各单元的控制。作为主要控制功能之一，ECU 30A通过选择性地应用消耗SOC的CD(电量消耗)模式和维持SOC的CS(电量维持)模式来执行控制车辆行驶的行驶控制功能。
CD模式/CS模式的说明
图13是用于说明CD模式和CS模式的图。参照图13，假定在蓄电装置16通过由外部电源对蓄电装置16充电(下文也称为“外部充电”)达到充满电状态(SOC＝MAX)之后以CD模式开始行驶。
CD模式是消耗SOC的模式，并且基本上消耗储存在蓄电装置16中的电力(主要是通过外部充电储存在其中的电能)。在以CD模式行驶期间，不进行发动机2的旨在维持SOC的运转。因而，尽管SOC可能通过在例如车辆减速时回收的再生电力或随着发动机2运转而产生的电力暂时增加，但最终蓄电装置以比蓄电装置被充电的程度高的程度放电。总的来说，SOC随着车辆驶过的距离增加而减少。
CS模式是SOC被维持在预定范围内的模式。举例而言，当SOC已在时刻t1减少至指示SOC的减少的预定值Stg时，选择CS模式并且后续 的SOC被维持在预定范围内。具体地，响应于SOC的减少，使发动机2运转，而响应于SOC的增加，使发动机2停止。亦即，在CS模式下，进行发动机2的旨在维持SOC的运转。尽管未具体示出，但可设置可由驾驶者操作的开关，以使得可与SOC的减少无关地按驾驶者的意愿来切换模式。
在该混合动力车辆1A中，当行驶功率小于预定的发动机起动阈值时，发动机2停止且使车辆通过电动发电机10来行驶(EV行驶)。相比之下，当行驶功率变成大于发动机起动阈值时，使发动机2运转以使车辆行驶(HV行驶)。在HV行驶期间，除电动发电机10的驱动力外或者代替该驱动力，利用发动机2的驱动力使混合动力车辆1行驶。在发动机2运转时由电动发电机6产生的电力直接供给到电动发电机10或储存在蓄电装置16中。
这里，CD模式下的发动机起动阈值大于CS模式下的发动机起动阈值。亦即，混合动力车辆1A在CD模式下执行EV行驶的区域大于混合动力车辆1A在CS模式下执行EV行驶的区域。相应地，在CD模式下，发动机2的起动频度变低。相比之下，在CS模式下，混合动力车辆1A被控制成使得它利用发动机2和电动发电机10两者有效地行驶。
即使在CD模式下，发动机2在行驶功率变成大于发动机起动阈值时也运转。应当指出的是，即使当行驶功率不大于发动机起动阈值时，在例如要求利用发动机2作为热源进行的热水加热或发动机2暖机的情况下也可允许发动机2运转。相反，即使在CS模式下，发动机2也可响应于SOC的增加而停止。换言之，CD模式不限于其中车辆在发动机2始终停止的状态下行驶的EV行驶，且CS模式也不限于其中车辆在发动机2始终运转的状态下行驶的HV行驶。在CD模式和CS模式各者中，EV行驶和HV行驶两者皆有可能。
ECU 30A的构型
图14是图12所示的ECU 30A的在空调控制中牵涉的部件的功能框图。参照图14，与图9所示的第一实施例中的ECU 30的部件相比，ECU 30A还包括模式控制单元260且包括分别代替行驶控制单元230和空调控制单元250的行驶控制单元230A和空调控制单元250A。
模式控制单元260基于通过SOC计算单元210计算出的SOC来进行模式选择，亦即选择CD模式的应用和CS模式的应用中的一者。基本上，在通过外部电源完成蓄电装置16的充电时，模式控制单元260选择CD模式。在SOC减少至预定值Stg(图13)之前，模式控制单元260维持CD模式。当SOC减少至预定值Stg时，模式控制单元260将CD模式切换至CS模式。当通过可由驾驶者操作的开关做出模式切换要求时，模式控制单元260根据该要求而切换模式，即使SOC尚未减少至预定值Stg。
行驶控制单元230A基于从模式控制单元260接收的模式信号MD来设定发动机2的起动阈值。如图13所示，CD模式下的发动机起动阈值被设定为比CS模式下的发动机起动阈值大的值。然后，基于SOC，行驶控制单元230A计算蓄电装置16的充/放电要求功率。当行驶功率PC与充/放电要求功率功率之和等于或小于设定的发动机起动阈值时，行驶控制单元230A将车辆控制成使得车辆执行EV行驶。当上述功率之和变成大于设定的发动机起动阈值时，行驶控制单元230A将车辆控制成使得车辆执行HV行驶。
空调控制单元250A根据如图2所示的脉谱图选择空调设备26的运转模式，与第一实施例中的空调控制单元250一样。
这里，在选择了除湿加热作为空气调节模式且模式控制单元260选择了CD模式的情况下，空调控制单元250A将空调设备26控制成使得热泵循环执行除湿加热(第一除湿加热)。相比之下，在选择了除湿加热作为空气调节模式且模式控制单元260选择了CS模式的情况下，空调控制单元250A将空调设备26控制成使得在执行利用发动机2作为热源进行的热水加热的状态下热泵循环执行冷却运转(除湿)(第二除湿加热)。在CS模式下，发动机2适当地反复起动/停止以维持SOC且因此发动机冷却剂温度在大部分时间已升高，且因此使用第二除湿加热。相比之下，在CD模式下，发动机2的运转频度比在CS模式下低且因此发动机冷却剂温度 在大部分时间已降低，且因此在不使用利用发动机2作为热源的热水加热装置的情况下执行借助热泵循环进行的除湿加热。
图15是用于说明由ECU 30A执行的除湿加热控制的处理程序的流程图。该流程图也通过以预定间隔执行预先存储在ECU 30A中的程序来实现。替代地，对于一部分或全部步骤，可构建专用硬件(电子电路)以实现处理。
参照图15，该流程图包括代替图10所示的流程图中的步骤S40的步骤S44。亦即，当在步骤S30中判定为满足除湿条件(步骤S30中为“是”)时，ECU 30A判定CS模式是否被选择(步骤S44)。当CS模式被选择(步骤S44中为“是”)时，ECU 30A进行至步骤S50并且将空调设备26控制成使得在利用发动机2作为热源执行热水加热(第二除湿加热)的状态下热泵循环执行冷却运转(除湿)。
相比之下，当在步骤S44中判定为CD模式被选择(步骤S44中为“否”)时，ECU 30A进行至步骤S60并且将空调设备26控制成使得热泵循环执行除湿加热(第一除湿加热)。
如从前文可见，第二实施例在CS模式下比在消耗SOC的CD模式下更优先地执行第二除湿加热。因此，与不论模式是CS模式还是CD模式都始终应用第一除湿加热的情况相比，能降低电力消耗。相比之下，在CD模式下，在发动机2不运转的情况下能通过第一除湿加热来确保加热能力。因而，该混合动力车辆1A能够执行适合于混合动力车辆的除湿加热控制。
[第二实施例的变型]
在上述第二实施例中，在CD模式下进行借助热泵循环的除湿加热(第一除湿加热)。但是，在以下变型中，在CD模式下仅当ECO模式被选择时才进行第一除湿加热。
再参照图12，当ECO模式开关32开启时，使发动机2的起动频度比在ECO模式开关32关闭时低。该ECO模式能例如通过与其中ECO模式未被选择的情况(通常模式)相比关于加速器踏板被操作的程度降低行驶功率来实现。
在第一除湿加热期间，空调设备26的电力消耗比在进行冷却运转(除湿)+热水加热的除湿加热(第二除湿加热)期间大。在该变型中，为了通过避免发动机2由于不足的热水加热能力而起动来执行ECO模式，在ECO模式下有意地执行电力消耗大的第一除湿加热。当CD模式被选择且ECO模式未被选择时，执行第二除湿加热。这样做的目的是为了在ECO模式未被选择时利用热水加热来降低电力消耗并确保CD模式下的足够行驶距离。
图16是用于说明第二实施例的变型中由ECU 30A执行的加热控制的处理程序的流程图。参照图16，该流程图除图15所示的流程图的步骤外还包括步骤S46。
具体地，当在步骤S44中判定为CD模式被选择(步骤S44中为“否”)时，ECU 30A判定ECO模式开关(图12)是否选择了ECO模式(步骤S46)。当判定为ECO模式被选择(步骤S46中为“是”)时，ECU 30A进行至步骤S60并且将空调设备26控制成使得热泵循环执行除湿加热(第一除湿加热)。相比之下，当ECO模式未被选择(步骤S46中为“否”)时，ECU 30A进行至步骤S50并且将空调设备26控制成使得在热水加热被执行的状态下热泵循环执行冷却运转(除湿)(第二除湿加热)。
如从前文可见，根据第二实施例的变型，在CD模式下当ECO模式被选择时执行第一除湿加热，以由此能够通过避免发动机2由于不足的加热能力而起动来执行ECO模式，尽管空调设备26的电力消耗增加。相比之下，当在CD模式下ECO模式未被选择时，执行第二除湿加热，以由此能够降低电力消耗且能确保CD模式下足够的行驶距离。
虽然已说明了其中混合动力车辆1A为能对其进行外部充电的第二实施例和它的变型，但结合第二实施例及其变型描述的发明也适用于不具备外部充电能力的混合动力车辆。虽然CD模式/CS模式适合于能对其进行外部充电的混合动力车辆，但CD模式/CS模式不一定仅适用于能对其进行外部充电的混合动力车辆。
此外，虽然已关于其中动力分割装置4能分割发动机2的驱动力并将 该驱动力传递到驱动轴12和电动发电机6的直列/并列型混合动力车辆给出了以上对各实施例和各变型的说明，但本发明也适用于其它类型的混合动力车辆。例如，本发明也可适用于诸如其中仅利用发动机2来驱动电动发电机6且仅电动发电机10产生用于车辆的驱动力的所谓的直列型混合动力车辆的车辆、其中仅发动机2产生的动能的再生能量作为电能被回收的混合动力车辆和其中使用发动机作为由电机按需辅助的主动力源的电机辅助型混合动力车辆。本发明也适用于在电机断开连接的情况下仅利用发动机的原动力行驶的混合动力车辆。
在上文中，发动机2对应于本发明的“内燃发动机”的实施例，而电动发电机10对应于本发明的“电动机”的实施例。此外，ECU 30、30A对应于本发明的“控制装置”的实施例。
尽管已详细说明和示出本发明，但应清楚地理解的是，所述说明仅通过图示和示例的方式进行且不应看作限制，本发明的范围由所附权利要求的条款解释。