JP2019119291A - 電動機搭載車両 - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電装置の残容量が所定値以上のときに、車両の運転状況に応じて回生電力を効率良く熱として消費し、かつ、その熱を有効利用することができる電動機搭載車両を提供する。【解決手段】電動機搭載車両１は、電動機１７と、蓄電装置１６と、空調装置１０と、熱源冷却回路４１と、制御装置１５と、を備えている。空調装置１０は、ヒータコア５５と、ヒータコア５５に熱媒体液を流通させる空調温液回路８と、熱媒体液を昇温させる電力消費を伴う昇温装置４３と、を備えている。制御装置１５は、蓄電装置１６の残容量が所定値以上のときに電動機１７による回生制動が行われる場合に、昇温装置によって熱媒体液を昇温させるとともに、空調温液回路と熱源冷却回路の各内部の熱媒体液の温度に応じて、空調温液回路と熱源冷却回路の接続と遮断を切り換える。【選択図】図１

Description

本発明は、ハイブリッド車両や電動車両等の回生制動が可能な電動機搭載車両に関するものである。

ハイブリッド車両や電動車両等の電動機搭載車両では、車両の制動時に電動機を発電機として機能させるものが知られている。この種の電動機搭載車両は、駆動輪の回転が電動機の出力軸に伝達され、出力軸の回転により電動機で電力が回生される。回生された交流電流はインバータで直流電流に変換され、変換された直流電流は蓄電装置に充電される。

また、電動機搭載車両のなかには、蓄電装置を過充電から保護するため、蓄電装置の残容量が所定値を超えたとき、電動機における回生量を制限するように構成されたものがある。しかし、電動機による回生量が制限されると、回生制動力が通常よりも弱まり、乗員にブレーキフィーリングの変化による違和感を与えてしまう。一方、ブレーキフィーリングの変化を抑えることを優先し、制動中における回生量の制限をなくすと、過充電による蓄電装置の劣化を招く。

この対策として、回生制動時に、蓄電装置の残容量が所定値以上である場合に、電動機搭載車両の電気負荷の消費電力を増大させる手段が案出されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の電動機搭載車両は、回生制動時に蓄電装置の残容量が所定値以上である場合に、燃料電池の冷却回路（熱源冷却回路）に設けられた電気ヒータ（昇温装置）を作動させ、電気ヒータによって余剰電力を消費させる。また、電気ヒータで加熱された冷却回路内の熱媒体液は、空調装置のヒータコア内を通過させ、ヒータコアにおいて空調空気と熱交換を行う。

特許第５６７３２６１号公報

上記従来の電動機搭載車両は、回生制動時に蓄電装置の残容量が所定値以上の場合に、熱媒体液を昇温させるための昇温装置（電気ヒータ）を作動させ、それによって蓄電装置での過充電の防止と熱エネルギーの有効利用を図っている。
しかしながら、上記従来の電動機搭載車両の場合、回生制動時には、車両の運転状況等に拘らず熱媒体液が常にほぼ一定の流路内を流れるため、車両の運転状況に応じて熱媒体液による受熱容量を迅速に変化させ、昇温装置の熱を熱媒体液に効率良く吸熱させることが難しい。

そこで本発明は、蓄電装置の残容量が所定値以上のときに、車両の運転状況に応じて回生電力を効率良く熱として消費し、かつ、その熱を有効利用することができる電動機搭載車両を提供しようとするものである。

本発明に係る電動機搭載車両は、上記課題を解決するために、以下の構成を採用した。
即ち、本発明に係る電動機搭載車両は、回生制動の実行が可能な電動機（例えば、実施形態の電動機１７）と、前記電動機に電気的に接続される蓄電装置（例えば、実施形態の蓄電装置１６）と、車室内の空気調和を行う空調装置（例えば、実施形態の空調装置１０）と、熱媒体液を流通させて発熱源を冷却する熱源冷却回路（例えば、実施形態のエンジン冷却回路４１）と、少なくとも前記電動機、前記蓄電装置、前記空調装置、及び、前記熱源冷却回路を制御する制御装置（例えば、実施形態の制御装置１５）と、を備える電動機搭載車両において、前記空調装置は、空調空気と熱交換を行うヒータコア（例えば、実施形態のヒータコア５５）と、前記ヒータコアに熱媒体液を流通させる空調温液回路（例えば、実施形態の空調温液回路８）と、前記ヒータコアを流通する熱媒体液を昇温させる電力消費型の昇温装置（例えば、実施形態の電気ヒータ４３）と、を備え、前記制御装置は、前記蓄電装置の残容量が所定値以上のときに前記電動機による回生制動が行われる場合に、前記昇温装置によって前記ヒータコアを通過する熱媒体液を昇温させるとともに、前記空調温液回路と前記熱源冷却回路の各内部の熱媒体液の温度に応じて、前記空調温液回路と前記熱源冷却回路の接続と遮断を切り換えることを特徴とする。

上記の構成により、蓄電装置の残容量が所定値以上のときに電動機による回生制動が行われると、昇温装置が空調温液回路内の熱媒体液の温度を昇温させる。このとき、蓄電装置の電力が昇温装置によって消費される。また、空調温液回路が熱源冷却回路と遮断されているときには、空調温液回路内の熱媒体液はほぼ空調温液回路内だけを循環するが、空調温液回路が熱源冷却回路に接続されると、熱媒体液は空調温液回路と熱源冷却回路を併せた経路内を循環する。このため、空調温液回路と熱源冷却回路の各内部の熱媒体液の温度に応じてこれらの回路の接続と遮断を行うことにより、熱媒体液による受熱容量を迅速に変化させることができる。

前記熱源冷却回路は、外気と熱交換可能な熱交換器（例えば、実施形態のラジエータ３４）を備え、前記熱交換器には、前記発熱源の下流側の熱媒体液の温度が第１所定温度以上のときに熱媒体液が流れるようにしても良い。
この場合、蓄電装置の残容量が所定値以上のときに電動機による回生制動が行われ、このとき昇温装置が作動し、かつ空調温液回路が熱源冷却回路に接続されると、空調温液回路と熱源冷却回路の内部を流れる熱媒体液の温度が次第に上昇する。発熱源の下流側の熱媒体液の温度が第１所定温度に達するまでは、熱源冷却回路内の熱交換器には熱媒体液が流入しない。この状態から発熱源の下流側の熱媒体液の温度が第１所定温度以上になると、熱媒体液が熱交換器内に流れ込み、熱媒体液の熱が熱交換器で外気に放熱されるようになる。したがって、この構成を採用した場合には、熱媒体液の過剰な昇温を抑えつつ、回生制動時における昇温装置での電力消費を長時間にわたって継続することができる。

前記制御装置は、前記空調温液回路の内部の熱媒体液の温度が前記熱源冷却回路の内部の熱媒体液の温度よりも高いときに、前記空調温液回路を前記熱源冷却回路に接続するようにしても良い。
この場合、相対的に温度の低い熱源冷却回路内の熱媒体液が空調温液回路に流れ込むため、昇温装置で発生した熱を空調温液回路内の熱媒体液で効率良く吸熱することができる。したがって、この構成を採用した場合には、昇温装置での電力消費分の熱を熱媒体液で効率良く吸収し、その熱を空調装置の暖房運転等で有効に利用することができる。

前記制御装置は、暖房要求が無い場合は、前記空調温液回路の内部の熱媒体液の温度に拘らず、前記空調温液回路の内部の熱媒体液の温度が前記熱源冷却回路の内部の熱媒体液の温度よりも高いときに、前記空調温液回路を前記熱源冷却回路に接続するようにしても良い。
空調温液回路の内部の熱媒体液の温度が熱源冷却回路の内部の熱媒体液の温度よりも高いときに、空調温液回路が熱源冷却回路に接続されると、空調温液回路から熱源冷却回路に熱が逃げヒータコアの温度が一時的に低下する可能性がある。しかし、暖房要求が無いときには、乗員が車室内の昇温を特に望まない状況であるため、ヒータコアの温度が一時的に低下しても乗員の快適性が低下することはない。したがって、この構成を採用した場合には、車室内の乗員の快適性を犠牲にすることなく、回生制動時における積極的な電力消費（廃電）を行うことができる。

前記制御装置は、暖房要求が有る場合は、前記空調温液回路の内部の熱媒体液の温度が第２所定温度以上のときにのみ、前記空調温液回路を前記熱源冷却回路に接続するようにしても良い。
空調温液回路の内部の熱媒体液の温度が熱源冷却回路の内部の熱媒体液の温度よりも高いときに、空調温液回路が熱源冷却回路に接続されると、空調温液回路から熱源冷却回路に熱が逃げヒータコアの温度が一時的に低下する可能性がある。そして、暖房要求が有るときにこの状況が起こると、ヒータコアで熱交換された空調空気が車室内に吹き出され、車室内の乗員に不快感を与える（冷気として感じられる）可能性がある。しかし、本形態では暖房要求がある場合には、空調温液回路内の熱媒体液の温度がある温度（第２所定温度）以上のときに限って空調温液回路が熱源冷却回路に接続されるため、ヒータコアで熱交換された空調空気が車室内に吹き出されても、乗員に不快感を与える（乗員が冷気として感じる）可能性が低くなる。したがって、この構成を採用した場合には、暖房要求があるときでも、車室内の乗員の快適性を犠牲にすることなく、回生制動時における積極的な電力消費（廃電）を行うことができる。

前記第２所定温度は、前記ヒータコアでの空調要求媒体液温度に応じて設定される。
前記空調要求媒体液温度は、例えば、少なくとも乗員の空調設定温度に応じて設定される。
この場合、乗員によって調整される空調設定温度等に応じて第２所定温度が設定されるため、空調温液回路の内部の熱媒体液の温度が第２所定温度以上の場合に、ヒータコアで熱交換された空調空気が車室内に吹き出されても、乗員が冷気として不快に感じる可能性は少なくなる。

本発明によれば、蓄電装置の残容量が所定値以上のときに電動機による回生制動が行われる場合に、制御装置が昇温装置による熱媒体液の昇温を行い、かつ、空調温液回路と熱源冷却回路の各内部の熱媒体液の温度に応じて空調温液回路と熱源冷却回路の接続と遮断を行うため、車両の運転状況に応じて熱媒体液による受熱容量を迅速に変化させることができる。したがって、本発明によれば、蓄電装置の残容量が所定値以上のときに、車両の運転状況に応じて回生電力を効率良く熱として消費し、かつ、その熱を有効利用することができる。

本発明の第１の実施形態の電動機搭載車両の概略構成図である。 本発明の第１の実施形態の電動機搭載車両の各部の状態を説明するためのタイミングチャートである。 本発明の第１の実施形態の電動機搭載車両の概略構成図である。 本発明の第１の実施形態の電動機搭載車両の各部の状態を説明するためのタイミングチャートである。 本発明の第２の実施形態の電動機搭載車両の概略構成図である。 本発明の第３の実施形態の電動機搭載車両の概略構成図である。 本発明の第３の実施形態の電動機搭載車両の概略構成図である。 本発明の第３の実施形態の電動機搭載車両の各部の状態を説明するためのタイミングチャートである。 本発明の第３の実施形態の電動機搭載車両の概略構成図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
最初に、図１〜図４に示す第１の実施形態について説明する。
本実施形態に係る電動機搭載車両（以下、「車両１」と言う。）は、駆動源としてエンジンＥ（内燃機関）と電動機１７を搭載したプラグインハイブリツド車等のハイブリッド車両である。

図１は、車両１の概略構成を示す図である。
図１に示すように、車両１は、車両駆動用のエンジンＥ、及び、電動機１７と、充電が可能な蓄電装置１６（二次電池）と、車室内の空気調和を行う空調装置１０と、発熱源であるエンジンＥを冷却するエンジン冷却回路４１（熱源冷却回路）と、これらを制御する制御装置１５と、を備えている。

電動機１７は、インバータ（図示せず）を介して蓄電装置１６に電気的に接続されている。電動機１７の駆動時には、蓄電装置１６から出力される直流電流がインバータで交流電流に変換されて電動機１７に供給される。電動機１７に交流電流が供給されると、電動機１７は駆動力を発生する。車両は、電動機１７の駆動力を受けて駆動される。

一方、車両１の制動時には、電動機１７が発電機として機能する。すなわち、駆動輪の回転が電動機１７の出力軸に伝達され、出力軸の回転により電動機１７で電力が回生される。このとき、電動機１７が抵抗になり、抵抗が回生制動力として車両１に作用する。電動機１７で回生された交流電流は、インバータで直流電流に変換される。変換された直流電流はインバータから蓄電装置１６に供給され、蓄電装置１６に蓄えられる。

エンジンＥは、制御装置１５による制御により、電動機１７と適宜切り換えられて、若しくは、電動機１７とともに駆動される。車両１は、エンジンＥの動力でも駆動することができる。

また、空調装置１０は、空調ユニット１１と、図示しない冷房用の冷媒回路と、暖房用の空調温液回路８と、を備えている。
空調ユニット１１は、空調空気が流通する空調ダクト５１と、この空調ダクト５１内に収容されたブロア５２と、エバポレータ５３、エアミックスドア５４、及び、ヒータコア５５と、を備えている。

空調ダクト５１は、空気取込口５６と空気吹出口５７を有する。上述したブロア５２、エバポレータ５３、エアミックスドア５４、及び、ヒータコア５５は、空調ダクト５１における空調空気の流通方向の上流側（空気取込口５６側）から下流側（空気吹出口５７側）に向けてこの順で配置されている。
また、空調ダクト５１の空気吹出口５７には、車室内への空調空気の吹き出し温度を検出するための温度センサＴ１が設置されている。温度センサＴ１で検出された温度情報は制御装置１５に入力され、制御装置１５による各部の制御に用いられる。

ブロア５２は、駆動モータに印可される電圧が制御装置１５によって制御される。ブロア５２は、制御装置１５による駆動モータの制御によって風量を調整される。ブロア５２は、空気取込口５６から空調ダクト５１内に取り込まれた空調空気を下流側、つまりエバポレータ５３、及び、ヒータコア５５に向けて送出する。

エバポレータ５３は、図示しない冷房用の冷媒回路に介装された熱交換機器であり、内部に流入した低温、かつ、低圧の冷媒と空調ダクト５１内の空調空気との間で熱交換を行い、例えば、冷媒が蒸発する際の吸熱によって、エバポレータ５３を通過する空調空気を冷却する。

エアミックスドア５４は、例えば、制御装置１５による制御によって回動操作される。エアミックスドア５４は、空調ダクト５１内のエバポレータ５３の下流からヒータコア５５に向かう通風経路を開放する加熱位置と、ヒータコア５５を迂回する通風経路を開放する冷却位置との間で回動する。これにより、エバポレータ５３を通過した空調空気のうちの、ヒータコア５５を通過する空調空気の風流と、ヒータコア５５を迂回する空調空気の風量の割合が調整される。

また、暖房用の空調温液回路８は、エンジン冷却回路４１と、三方弁等の流路切換弁４４を介して接続されている。空調温液回路８とエンジン冷却回路４１には、エチリングリコール等の熱媒体液（冷却水）が充填されている。

空調温液回路８は、熱媒体液を送り出す電動式のポンプ４２と、ポンプ４２の下流側で熱媒体液を昇温させる電気ヒータ４３と、電気ヒータ４３で昇温された熱媒体液と空調ダクト５１内の空調空気との間で熱交換を行う前述したヒータコア５５と、を有している。本実施形態では、電気ヒータ４３が熱媒体液を昇温させる電力消費型の昇温装置を構成している。
また、空調温液回路８のヒータコア５５の入口部分には、ヒータコア５５の入口部分の熱媒体液の温度を検出するための液温センサＴＷ１が設置されている。

エンジン冷却回路４１は、熱媒体液をエンジンＥに向かって送り出すポンプ３０と、エンジンＥの内部を通過した熱媒体液をポンプ３０の吸入側に戻す戻り通路３１と、を有している。戻り通路３１のエンジンＥの流出口の近傍部は、主通路３７とバイパス通路３８とに分岐し、バイパス通路３８には外気と熱交換可能なラジエータ３４（熱交換器）が介装されている。ラジエータ３４には、制御装置１５によって駆動制御される冷却ファン３５が設けられている。主通路３７とバイパス通路３８の下流側の合流部には、熱媒体液の温度に応じてバイパス通路３８を開閉するサーモスタット３６が介装されている。サーモスタット３６は、主通路３７を通過する熱媒体液の温度が所定温度（第１所定温度）よりも低い間はバイパス通路３８を閉じており、熱媒体液の温度が所定温度（第１所定温度）以上になった時点でバイパス通路３８を開く。したがって、熱媒体液の温度が所定温度（第１所定温度）以上になると、熱媒体液の熱がラジエータ３４において放熱される。

エンジン冷却回路４１のエンジンＥの流出口部分には、エンジンＥの流出口部分の熱媒体液の温度を検出するための液温センサＴＷ２が設置されている。上述した液温センサＴＷ１で検出された液温情報と、この液温センサＴＷ２で検出された液温情報は制御装置１５に入力され、制御装置１５による各部の制御に用いられる。

エンジン冷却回路４１のポンプ３０の上流側部分は、接続通路４１ａを介して空調温液回路８のヒータコア５５の下流側部分に接続されている。また、エンジン冷却回路４１のエンジンＥの流出口部分は、接続通路４１ｂを介して空調温液回路８のポンプ４２の上流側部分に接続されている。一方の接続通路４１ａは、空調温液回路８の図中の戻り通路８ａを挟んでヒータコア５５の出口部分に接続されており、他方の接続通路４１ｂは、空調温液回路８の図中の戻り通路８ａを挟んでポンプ４２の吸入部に接続されている。換言すれば、接続通路４１ａ，４１ｂは、空調温液回路８の戻り通路８ａの上流部と下流部とにそれぞれ接続されている。流路切換弁４４は、戻り通路８ａの下流部と接続通路４１ｂとの合流接続部に配置されている。

図１では、流路切換弁４４は、空調温液回路８とエンジン冷却回路４１の間を遮断している。
空調温液回路８とエンジン冷却回路４１が流路切換弁４４によって遮断されると、ポンプ４２から吐出されたの熱媒体液は、図１中の矢印で示すように、電気ヒータ４３とヒータコア５５を順次通って戻り通路８ａからポンプ４２へと戻される。つまり、ポンプ４２で吐出された熱媒体液は空調温液回路８の内部のみを循環する。したがって、このとき電気ヒータ４３が作動すれば、電気ヒータ４３の熱は空調温液回路８内の熱媒体液のみによって吸熱される。

図３は、図１と同様の車両１の概略構成を示す図である。図３では、流路切換弁４４は、空調温液回路８とエンジン冷却回路４１の間を接続している。
空調温液回路８とエンジン冷却回路４１が流路切換弁４４によって接続されると、ポンプ４２から吐出されたの熱媒体液は、図３中の矢印で示すように、電気ヒータ４３とヒータコア５５を順次通った後に、接続通路４１ａを通ってエンジン冷却回路４１内に入り、接続通路４１ｂを通って空調温液回路８のポンプ４２へと戻される。つまり、熱媒体液は空調温液回路８とエンジン冷却回路４１の内部を循環する。したがって、このとき電気ヒータ４３が作動すれば、電気ヒータ４３の熱は、空調温液回路８とエンジン冷却回路４１の内部の熱媒体液を昇温する。このとき、電気ヒータ４３の熱は空調温液回路８とエンジン冷却回路４１の内部の熱媒体液によって吸熱される。

また、エンジン冷却回路４１内の熱媒体液の温度が所定の温度以上になると、サーモスタット３６がバイパス通路３８を開いて熱媒体液の一部がラジエータ３４の内部を通過する。このとき、ラジエータ３４によって熱媒体液の熱の一部が外気に放熱される。この結果、熱媒体液による電気ヒータ４３の長時間の吸熱が可能となる。

制御装置１５は、運転操作や走行状況に応じて電動機１７と蓄電装置１６とを制御する。制御装置１５には、蓄電装置１６の残容量（ＳＯＣ：State Of Charge）の情報や電動機１７による回生発電の情報等が入力される。制御装置１５は、さらに、これらの入力情報と、各種の空調スイッチ（例えば、空調装置のメインスイッチ１８や温度調整スイッチ１９）の操作情報、温度センサＴ１や液温センサＴＷ１，ＴＷ２の検出情報等に基づいて、電動機１７による回生制動時に、蓄電装置１６の過充電を防止するための制御を行う。

制御装置１５は、蓄電装置１６の残容量の情報と、電動機１７による回生発電の情報を受け取り、蓄電装置１６の残容量が所定値以上の状態で電動機１７による回生制動（回生発電）が行われているもの（以下、この状況を「過充電回生」と言う。）と判断した場合には、蓄電装置１６の電力を積極的に消費するための空調装置１０の運転（以下、この運転を「廃電運転」と言う。）を実行する。

また、制御装置１５は、液温センサＴＷ１，ＴＷ２の検出情報に基づいて、空調温液回路８内の熱媒体液の温度がエンジン冷却回路４１（熱源冷却回路）内の熱媒体液の温度よりも高いか否かを判定する。制御装置１５は、空調温液回路８内の熱媒体液の温度がエンジン冷却回路４１内の熱媒体液の温度よりも高いとき（以下、この状況を「空調温液回路８内の相対温度が高いとき」と言う。）には、流路切換弁４４を開いて空調温液回路８をエンジン冷却回路４１に接続する。また、空調温液回路８内の熱媒体液の温度がエンジン冷却回路４１内の熱媒体液の温度よりも高くないとき（以下、この状況を「空調温液回路８内の相対温度が低いとき」と言う。）には、流路切換弁４４を閉じて空調温液回路８をエンジン冷却回路４１に対して遮断状態にする。

図２は、車両１の走行時に回生制動が行われるときの空調装置１０の吹き出し温度（吐気温）、エアミックスドア５４の開度（ＡＭ開度）、ヒータコア５５の入口側の熱媒体液の温度（コア入口水温）、電気ヒータ４３の消費電力（ヒータ電力）の各変化の様子を示したタイミングチャートである。図２は、空調温液回路８内の相対温度が低く、空調温液回路８とエンジン冷却回路４１が遮断状態のときのタイミングチャータである。
以下、図２を参照して空調温液回路８内の相対温度が低いときの制御装置１５による制御について説明する。
図２のｔ１までは、通常の暖房運転が行われているときの空調装置１０の各部の状態である。このとき、空調温液回路８内の電気ヒータ４３は所定の出力で作動し、ヒータコア５５の入口温度が所定の温度状態になっている。また、エアミックスドア５４は空調ダクト５１内のヒータコア５５に向かう通路を最大に開いており、車室内への吹き出し温度はほぼ一定の温度に保たれている。

図２のｔ１では、回生制動時に制御装置１５が過充電回生の状況であると判断し、空調温液回路８内の電気ヒータ４３を最大出力で作動させる。このとき、電気ヒータ４３による蓄電装置１６の電力の消費は増大する。こうして電気ヒータ４３の出力が増大すると、電気ヒータ４３から熱媒体液への放熱が増大し、その結果、ヒータコア５５の入口の熱媒体液の液温が次第に上昇する。このとき、空調ダクト５１内のエアミックスドア５４の開度が最大のままだと、車室内に吹き出される空調空気の温度が上昇するため、制御装置１５は、空調空気の吹き出し温度が一定となるようにエアミックスドア５４の開度を次第に狭める。図２中のｔ１からｔ２までの状態はこの状態である。

図２中のｔ２では、過充電回生の状況が終了する。このとき、制御装置１５は、電気ヒータ４３の作動を完全に停止する。この結果、空調温液回路８内の熱媒体液の液温（ヒータコア５５の入口の液温）が次第に低下するが、このとき、空調空気の吹き出し温度が一定となるようにエアミックスドア５４の開度を次第に開く。図２中のｔ２からｔ３までの状態はこの状態である。ｔ２からｔ３までの期間は、空調温液回路８内の熱媒体液に蓄えた熱エネルギー（廃電エネルギー）を利用して暖房運転を実行している。
図２中のｔ３では、通常の暖房運転に戻る。

図４は、車両１の走行時に回生制動が行われるときの空調装置１０の吹き出し温度（吐気温）、エンジン冷却回路４１内のサーモスタット３６の開閉状態（ＥＮＧサーモ）、空調温液回路８とエンジン冷却回路４１の接続状態（回路状態）、ヒータコア５５の入口側の熱媒体液の液温（コア入口水温）、エンジンＥの流出口側の熱媒体液の液温（ＥＮＧ水温）、電気ヒータ４３の消費電力（ヒータ電力）の各変化の様子を示したタイミングチャートである。図４は、空調温液回路８内の相対温度が高いときのタイミングチャータである。なお、図４では、エアミックスドア５４の開閉状態は省略されているが、エアミックスドア５４は車室内への吹き出し温度が一定に保たれるように開度が適宜制御される。
図４のｔ１までは、通常の暖房運転が行われているときの空調装置１０の各部の状態である。このとき、空調温液回路８内の電気ヒータ４３は所定の出力で作動し、ヒータコア５５の入口温度が所定の温度状態になっている。この間、エアミックスドア５４は最大に開き、車室内への吹き出し温度はほぼ一定の温度に保たれている。

図４のｔ１では、回生制動時に制御装置１５が過充電回生の状況であると判断し、空調温液回路８内の電気ヒータ４３を最大出力で作動させる。また、制御装置１５は、流路切換弁４４を制御し、空調温液回路８とエンジン冷却回路４１を接続状態にする。このとき、電気ヒータ４３による蓄電装置１６の電力の消費は増大する。また、このとき電気ヒータ４３の熱は空調温液回路８とエンジン冷却回路４１の内部の熱媒体液によって吸熱される。
この場合も、回生制動が続くと、電気ヒータ４３から熱媒体液への放熱が増大して、空調温液回路８とエンジン冷却回路４１の内部の熱媒体液の液温が次第に上昇する。

図４のｔ２では、エンジン冷却回路４１内を流れる熱媒体液の液温が所定の液温よりも高くなってサーモスタット３６がバイパス通路３８を開く。このとき、熱媒体液の一部はラジエータ３４の内部に導入され、熱媒体液の熱が外気に放熱される。したがって、過充電回生が長時間継続しても、その間、電気ヒータ４３での電力の消費を継続することができる。

図４のｔ３では、過充電回生の状況が終了する。このとき、制御装置１５は、電気ヒータ４３の作動を完全に停止する。この結果、空調温液回路８とエンジン冷却回路４１の内部の熱媒体液の液温が次第に低下する。この後、図４のｔ４になると、通常の暖房運転に戻るが、ｔ３からｔ４までの間は、空調温液回路８内の熱媒体液に蓄熱されている熱によって暖房を行う。この間、エアミックスドア５４は、吹き出し温度が一定に保たれるように制御装置１５によって開度を制御される。この後、空調温液回路８がエンジン冷却回路４１に対して遮断状態とされる。

ところで、本実施形態の車両１では、制御装置１５は、回生制動時に過充電回生の状況であると判断したときに、暖房運転モード以外のモードで運転されている場合（暖房要求が無い場合）と、暖房運転モードで運転されている場合（暖房要求が有る場合）で異なる制御を行う。

即ち、暖房運転モード以外のモードで運転されている場合（暖房要求が無い場合）には、空調温液回路８内の熱媒体液の温度がエンジン冷却回路４１内の熱媒体温度よりも高ければ、空調温液回路８の内部の熱媒体液の温度に拘らず、流路切換弁４４によって空調温液回路８とエンジン冷却回路４１を接続状態にする。

一方、暖房運転モードで運転されている場合（暖房要求が有る場合）には、空調温液回路８内の熱媒体液の温度がエンジン冷却回路４１内の熱媒体温度よりも高く、かつ、空調温液回路８の内部の熱媒体液の液温が所定温度（第２所定温度）以上のときにだけ、流路切換弁４４によって空調温液回路８とエンジン冷却回路４１を接続状態にする。これにより、エンジン冷却回路４１内の熱媒体液が空調温液回路８内に流入してヒータコア５５の温度が一時的に低下し、それによって暖房風の温度が急激に低下するの防ぐことができる。
なお、空調温液回路８とエンジン冷却回路４１の接続を許容する空調温液回路８内の熱媒体液の温度（以下、「第２所定温度」と言う。）は、暖房運転に必要なヒータコア内の熱媒体液の空調要求媒体温度によって決められる。空調要求媒体温度は、少なくとも乗員によって操作設定される空調設定温度に応じて決まる。

以上のように、本実施形態の車両１では、過充電回生時には、制御装置１５が電気ヒータ４３による熱媒体液の昇温を行い、かつ、空調温液回路８とエンジン冷却回路４１の各内部の熱媒体液の温度に応じて空調温液回路８とエンジン冷却回路４１の接続と遮断を行う。このため、車両の運転状況に応じて熱媒体液による受熱容量を迅速に変化させることができる。したがって、本実施形態の車両を採用した場合には、過充電回生時に、車両の運転状況に応じて回生電力を効率良く熱として消費することができるとともに、その熱を暖房熱として有効利用することができる。

また、本実施形態の車両１は、エンジン冷却回路４１がラジエータ３４を備え、エンジンＥの流出口側の熱媒体液の温度が所定温度（第１所定温度）以上になったときにラジエータ３４に熱媒体液の一部が流入構成とされている。このため、熱媒体液の過剰な昇温を抑えつつ、過充電回生時における電気ヒータ４３での電力消費を長時間にわたって継続することができる。

特に、本実施形態の車両１では、過充電回生時に、空調温液回路８の内部の熱媒体液の温度がエンジン冷却回路４１の内部の熱媒体液の温度よりも高い場合に、空調温液回路８をエンジン冷却回路４１に接続するように制御装置１５が制御を実行する。このため、過充電回生時に、相対的に温度の低いエンジン冷却回路４１内の熱媒体液が空調温液回路８に流れ込む。したがって、この構成を採用した場合には、電気ヒータ４３の熱を熱媒体液で効率良く吸熱する（熱媒体液に効率良く蓄熱する）ことができる。したがって、この構成を採用した場合には、電気ヒータ４３での電力消費分の熱を熱媒体液で効率良く吸収し、その熱を暖房熱として有効に利用することができる。

さらに、本実施形態の車両１では、暖房運転モード以外のモードで運転されている場合（暖房要求が無い場合）には、空調温液回路８内の熱媒体液の温度がエンジン冷却回路４１内の熱媒体温度よりも高ければ、空調温液回路８の内部の熱媒体液の温度に拘らず、空調温液回路８とエンジン冷却回路４１を接続状態にする。この場合、空調温液回路８からエンジン冷却回路４１に熱が逃げヒータコア５５の温度が一時的に低下する可能性があるが、暖房運転モード以外のモードで運転されている場合には、乗員が車室内の昇温を特に望まない状況であるため、ヒータコア５５の温度が一時的に低下しても冷気によって乗員に快適性を与える心配はない。したがって、車室内の乗員の快適性を犠牲にすることなく、過充電回生時に積極的な電力消費（廃電）を行うことができる。

また、本実施形態の車両１では、暖房運転モードで運転されている場合（暖房要求が有る場合）には、空調温液回路８内の熱媒体液の温度がエンジン冷却回路４１内の熱媒体温度よりも高く、かつ、空調温液回路８の内部の熱媒体液の液温が所定温度（第２所定温度）以上のときにだけ、空調温液回路８とエンジン冷却回路４１を接続状態にする。このため、暖房運転モードで運転される場合には、空調温液回路８内の熱媒体液の温度がある温度（第２所定温度）以上に高いときに限って空調温液回路８をエンジン冷却回路４１に接続する。したがって、ヒータコア５５で熱交換された空調空気が車室内に吹き出されても、乗員に不快感を与える可能性は少なくなる。したがって、暖房運転モードの場合も、車室内の乗員の快適性を犠牲にすることなく、過充電回生時に積極的な電力消費（廃電）を行うことができる。

また、空調温液回路８とエンジン冷却回路４１の接続を許容する第２所定温度は、暖房運転に必要なヒータコア５５内の熱媒体液の空調要求媒体温度によって決められ、その空調要求媒体温度は、少なくとも乗員による空調設定温度に応じて決められる。このため、空調温液回路８の内部の熱媒体液の温度が第２所定温度以上の場合に、ヒータコア５５で熱交換された空調空気が車室内に吹き出されても、乗員が冷気として不快に感じる可能性は少ない。

図５は、第２の実施形態に係る電動機搭載車両（以下、「車両１０１」と言う）の概略構成を示す図である。
本実施形態の車両１０１は、第１の実施形態と同様に、駆動源としてエンジンＥ（内燃機関）と電動機１７を搭載したハイブリッド車両である。本実施形態の車両１０１は、基本的な構成は第１の実施形態とほぼ同様とされているが、空調装置１１０の構成が上記の実施形態と異なっている。なお、本実施形態においては、上記の実施形態と共通部分には同一符号を付すものとする。
本実施形態で採用する空調装置１１０は、冷房と暖房をヒートポンプサイクルによって行うものである。ヒートポンプサクルを構成する冷媒回路１１３は、圧縮機２１と、コンデンサ５９と、暖房用膨張弁２２と、冷房用バイパス弁２３と、室外熱交換器２４と、三方弁２５と、冷房用膨張弁２７と、エバポレータ５３と、気液分離器２６と、を備えている。

圧縮機２１は、気液分離器２６とコンデンサ５９の間に設けられ、気液分離器２６側の気相の冷媒を吸引してコンデンサ５９側に吐出する。コンデンサ５９の下流側には、暖房用膨張弁２２と、冷房用バイパス弁２３とが並列に配置されている。暖房用膨張弁２２は、コンデンサ５９を通過した冷媒を、減圧して膨張させた後に室外熱交換器２４に吐出する。冷房用バイパス弁２３は、暖房用膨張弁２２の上流側と下流側に設けられた第１分岐部３２ａと第２分岐部３２ｂの間を接続するとともに、暖房用膨張弁２２を迂回する迂回流路３２上に設けられている。冷房用バイパス弁２３は、暖房運転の実行時には閉状態とされ、冷房運転の実行時には開状態とされる。

室外熱交換器２４は、暖房運転の実行時には、内部に流入する低温、かつ低圧の冷媒が車室外雰囲気から吸熱する。一方、室外熱交換器２４は、冷房運転の実行時には、内部に流入する高温、かつ高圧の冷媒が車室外雰囲気に放熱する。

三方弁２５は、室外熱交換器２４から流出した冷媒を、気液分離器２６または冷房用膨張弁２７に切り換えて吐出する。三方弁２５は、室外熱交換器２４と、気液分離器２６側に配置された合流部３３と、冷房用膨張弁２７と、に接続され、例えば、制御装置１５による制御によって冷媒の流通方向が切り換えられる。
三方弁２５は、暖房運転の実行時には、室外熱交換器２４から流出した冷媒を気液分離器２６側の合流部３３に向けて吐出する。一方、冷房運転の実行時には、三方弁２５は、室外熱交換器２４から流出した冷媒を冷房用膨張弁２７に向けて吐出する。

また、気液分離器２６は、冷媒回路１１３中の合流部３３と圧縮機２１の間に設けられ、合流部３３から流入した冷媒の気液を分離し、気相の冷媒を圧縮機２１に吸入させる。また、冷房用膨張弁２７の下流側には、エバポレータ５３が接続されている。エバポレータ５３は、冷房用膨張弁２７と合流部３３（気液分離器２６）の間に設けられている。

空調装置１１０が暖房運転モードで運転されるときには、圧縮機２１から吐出された高温、高圧の冷媒はコンデンサ５９に流入し、そのコンデンサ５９において放熱する。コンデンサ５９を通過した冷媒は、暖房用膨張弁２２を通過することで減圧され、低温、低圧となって室外熱交換器２４に流入する。このとき、室外熱交換器２４では室外雰囲気から吸熱する。そして、室外熱交換器２４を通過した冷媒は三方弁２５を通って気液分離器２６に流入する。気液分離器２６で分離された気相の冷媒は圧縮機２１へと戻される。

一方、空調装置１１０が冷房運転モードで運転されるときには、圧縮機２１から吐出された高温、高圧の冷媒はコンデンサ５９と冷房用バイパス弁２３を通って室外熱交換器２４に流入する。このとき、室外熱交換器２４では冷媒の熱が室外雰囲気に放熱される。室外熱交換器２４を通過した冷媒は、三方弁２５を通って冷房用膨張弁２７に入り、冷房用膨張弁２７で減圧された後にエバポレータ５３に流入する。このとき、エバポレータ５３を通過する冷媒は、空調ダクト５１内において空調空気から吸熱する。そして、エバポレータ５３を通過した冷媒は気液分離器２６に流入し、気液分離器２６で分離された気相分が圧縮機２１へと戻される。

また、冷媒回路１１３のコンデンサ５９には、空調温液回路１０８のポンプ４２の下流側の配管が挿通されている。コンデンサ５９では、内部を流通する冷媒と空調温液回路１０８のの配管を流通する熱媒体液との間で熱交換が行われる。したがって、空調温液回路１０８の配管内を流れる熱媒体液は、冷媒回路１１３が暖房運転モードで運転しているときにコンデンサ５９の熱によって加熱される。コンデンサ５９で加熱された空調温液回路１０８の熱媒体液は、空調ダクト５１内に配置されたヒータコア５５において、空調空気と熱交換される。
なお、本実施形態においては、ヒートポンプサイクルの圧縮機２１とコンデンサ５９等が電力消費型の昇温装置を構成している。圧縮機２１は、電動式の駆動モータによって駆動される。したがって、圧縮機２１の作動によって電力が消費される。

本実施形態の車両１０１は、空調装置１１０がヒートポンプサイクルを使用している点と、ヒートポンプサイクルで加熱されたコンデンサ５９の熱によってヒータコア５５が加熱される点で第１の実施形態と異なっているが、他の構成は同様とされている。このため、第１の実施形態とほぼ同様の効果を得ることができる。

つづいて、図６〜図９に示す第３の実施形態について説明する。
本実施形態に係る電動機搭載車両（以下、「車両２０１」と言う。）は、駆動源としてエンジンを持たない電動車両である。
本実施形態の車両２０１は、空調装置１０の暖房用の空調温液回路８がエンジン冷却回路ではなく、蓄電装置１６を冷却する電池冷却回路６１に対して断接可能とされている点が第１の実施形態と異なっている。他の構成は第１の実施形態とほぼ同様とされている。このため、第１の実施形態と共通部分に同一符号を付し、重複する説明を省略する。本実施形態では、電池冷却回路６１が熱源冷却回路を構成している。

図６は、車両２０１の概略構成を示す図である。
図６に示すように、電池冷却回路６１は、蓄電池１６の上流側に電動式のポンプ６５を備えている。電池冷却回路６１のうちの、蓄電池１６の下流側とポンプ６５の吸入部を接続する通路は主通路６２とバイパス通路６３とに分岐し、バイパス通路６３に熱媒体液の熱を外気に放熱するラジエータ３４が介装されている。ラジエータ３４には制御装置１５による制御によって駆動される冷却ファン３５が付設されてる。また、主通路６２とバイパス通路６３の分岐部には、サーモスタット３６が設けられている。サーモスタット３６は、電池冷却回路６１内の熱媒体液が所定温度（第１所定温度）よりも低い間はバイパス通路６３を閉じており、熱媒体液の温度が所定温度（第１所定温度）以上に高まると、バイパス通路６３を開いて熱冷媒液をラジエータ３４に流す。

また、電池冷却回路６１のうちのサーモスタット３６の配置部の近傍は、空調温液回路８の戻し通路８ａの上流部に接続通路６１ａによって接続されている。また、電池冷却回路６１のうちの蓄電装置１６の下流部の近傍は、空調温液回路８の戻り通路８ａの下流部に接続通路６１ｂによって接続されている。電池冷却回路６１のうちの、一方の接続通路６１ａの接続部と他方の接続通路６１ｂ接続部の間には戻り通路６１ｃが設けられている。他方の接続通路６１ｂは、電池冷却回路６１のうちの、蓄電装置１６の下流側の出口通路部６１ｄに接続されている。出口通路部６１ｄ、他方の接続部６１ｂ、戻り通路６１ｃの三者の合流接続部には、三方弁等の流路切換弁４４が設けられている。流路切換弁４４は、制御装置１５による制御によって流路の切り換えが可能とされている。
また、電池冷却回路６１の出口通路部６１ｄには、出口通路部６１ｄ内の熱媒体液の液温を検出して制御装置１５に出力する液温センサＴＷ３が設置されている。

図６では、流路切換弁４４が、出口通路部６１ｄと戻り通路６１ｃを接続し、かつ、これら（出口通路部６１ｄ，戻り通路６１ｃ）に対して接続通路６１ｂを遮断している。この状態では、空調温液回路８と電池冷却回路６１が遮断状態とされ、各回路がそれぞれ独立して熱媒体液を循環させられるようになっている。

図７，図９は、図６と同じ車両２０１の概略構成を示す図である。図６，図７，図９は、同じ車両２０１の概略構成を示すが、それぞれ流路切換弁４４の状態が異なっている。
図７では、流路切換弁４４が、出口通路部６１ｄと接続通路６１ｂを接続し、かつ、これら（出口通路部６１ｄ，接続通路６１ｂ）に対して戻し通路６１ｃを遮断している。この状態では、空調温液回路８と電池冷却回路６１が接続状態とされ、両回路にわたって熱媒体液が循環するようになっている。
図９では、流路切換弁４４が、出口通路部６１ｄ、戻り通路６１ｃ、接続通路６１ｂの三者を同時に接続している。この状態では、空調温液回路８と電池冷却回路６１の一部が接続され、各回路内のホンプ４２，４６の出力等に応じて各通路を流れる熱媒体液の流量を調整可能とされている。

本実施形態の制御装置１５は、第１の実施形態と同様に、運転操作や走行状況に応じて電動機１７と蓄電装置１６とを制御し、かつ、過充電回生が行われている（蓄電装置１６の残容量が所定値以上の状態で電動機１７による回生制動が行われている）と判断した場合には、空調装置１０による廃電を実行する。

また、制御装置１５は、液温センサＴＷ１，ＴＷ３の検出情報に基づいて、空調温液回路８内の熱媒体液の温度が電池冷却回路６１（熱源冷却回路）内の熱媒体液の温度よりも高いか否かを判定する。制御装置１５は、空調温液回路８内の熱媒体液の温度が電池冷却回路６１内の熱媒体温度よりも高くないと判定したときには、流路切換弁４４を制御して図６に示すように、空調温液回路８と電池冷却回路６１を遮断状態にする。この結果、空調温液回路８内の熱媒体液は、その内部だけを循環する。

また、制御装置１５は、空調温液回路８内の熱媒体液の温度が電池冷却回路６１内の熱媒体温度よりも高いと判定したときには、流路切換弁４４を制御して図６に示すように、空調温液回路８と電池冷却回路６１を接続状態にする。この結果、熱媒体液は空調温液回路８と電池冷却回路６１の内部を循環する。したがって、この制御により、過充電回生時に電気ヒータ４３の熱を熱媒体液に蓄熱し、かつ、電気ヒータ４３による電力消費を増大させることができる。
なお、電池冷却回路６１内の熱媒体温度の温度が所定温度（第１所定温度）よりも高いときには、サーモスタット３６が作動して作動してラジエータ３４で熱媒体液の放熱を行い、それによって電気ヒータ４３による電力消費を継続させる。

本実施形態の車両２０１は、空調温液回路８がエンジン冷却回路の代わり電池冷却回路６１に対して断接可能とされている点で第１の実施形態のものと異なるが、その他は第１の実施形態と同様の基本構成とされている。このため、第１の実施形態とほぼ同様効果を得ることができる。
図８は、第１の実施形態の図４に対応するタイミングチャートであり、同図に示すように、エンジン冷却回路と電池冷却回路６１を置き換えられば、第１の実施形態とほぼ同様の機能が得られる。また、上記の実施形態では、電気ヒータ４３が電力消費型の昇温装置を構成しているが、第２の実施形態のように、ヒートポンプシステムのコンプレッサやコンデンサによって昇温装置を構成するようにしても良い。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、上記の実施形態の電動機搭載車両は、エンジンと電動機を搭載したハイブリッド車両であるが、電動機搭載車両は、ハイブリッド車両に限らず、電動機を搭載する車両であれば、電動車両や燃料電池車両であっても良い。

１…車両（電動機搭載車両）
８，１０８…空調温液回路
１０，１１０…空調装置
１５…制御装置
１６…蓄電装置（発熱源）
１７…電動機
３４…ラジエータ
４１…エンジン冷却回路（熱源冷却回路）
４３…電気ヒータ（昇温装置）
５５…ヒータコア
６１…電池冷却回路
Ｅ…エンジン（発熱源）

Claims (7)

1. 回生制動の実行が可能な電動機と、
   前記電動機に電気的に接続される蓄電装置と、
   車室内の空気調和を行う空調装置と、
   熱媒体液を流通させて発熱源を冷却する熱源冷却回路と、
   少なくとも前記電動機、前記蓄電装置、前記空調装置、及び、前記熱源冷却回路を制御する制御装置と、を備える電動機搭載車両において、
   前記空調装置は、空調空気と熱交換を行うヒータコアと、前記ヒータコアに熱媒体液を流通させる空調温液回路と、前記ヒータコアを流通する熱媒体液を昇温させる電力消費型の昇温装置と、を備え、
   前記制御装置は、前記蓄電装置の残容量が所定値以上のときに前記電動機による回生制動が行われる場合に、前記昇温装置によって前記ヒータコアを通過する熱媒体液を昇温させるとともに、前記空調温液回路と前記熱源冷却回路の各内部の熱媒体液の温度に応じて、前記空調温液回路と前記熱源冷却回路の接続と遮断を切り換えることを特徴とする電動機搭載車両。
2. 前記熱源冷却回路は、外気と熱交換可能な熱交換器を備え、前記熱交換器には、前記発熱源の下流側の熱媒体液の温度が第１所定温度以上のときに熱媒体液が流れることを特徴とする請求項１に記載の電動機搭載車両。
3. 前記制御装置は、前記空調温液回路の内部の熱媒体液の温度が前記熱源冷却回路の内部の熱媒体液の温度よりも高いときに、前記空調温液回路を前記熱源冷却回路に接続することを特徴とする請求項１または２に記載の電動機搭載車両。
4. 前記制御装置は、暖房要求が無い場合は、前記空調温液回路の内部の熱媒体液の温度に拘らず、前記空調温液回路の内部の熱媒体液の温度が前記熱源冷却回路の内部の熱媒体液の温度よりも高いときに、前記空調温液回路を前記熱源冷却回路に接続することを特徴とする請求項３に記載の電動機搭載車両。
5. 前記制御装置は、暖房要求が有る場合は、前記空調温液回路の内部の熱媒体液の温度が第２所定温度以上のときにのみ、前記空調温液回路を前記熱源冷却回路に接続することを特徴とする請求項３または４に記載の電動機搭載車両。
6. 前記第２所定温度は、前記ヒータコアでの空調要求媒体液温度に応じて設定されることを特徴とする請求項５に記載の電動機搭載車両。
7. 前記空調要求媒体液温度は、少なくとも乗員の空調設定温度に応じて設定されることを特徴とする請求項６に記載の電動機搭載車両。

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