JP5871115B2 - 電気駆動車両の暖房装置 - Google Patents
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Description
また、メインバッテリの充電状態が設定充電状態よりも低いとき、メインバッテリの電力を消費せずに暖房用電気ヒータを作動できるため、メインバッテリの充電促進と暖房用電気ヒータによる暖房性能確保とを図ることができる。しかも、メインバッテリの電力を消費せずに暖房性能を確保できるため、エンジンの運転状態を燃費改善を優先した駆動効率の高い運転状態に維持することができ、乗員による暖房要求がある場合でも、早期にメインバッテリを充電してモータ駆動力を確保でき、その結果、十分な走行性能を得ることができる。
図1に示すように、この電気自動車EVは、エンジン1と、ジェネレータ2と、高電圧のメインバッテリ3と、このメインバッテリ3と電気的に接続され且つメインバッテリ3よりも低電圧のサブバッテリ12と、メインバッテリ3とサブバッテリ12との間に設けられたDC/DCコンバータ10と、走行駆動源としてのトラクションモータ4と、電力を用いて車室内の空気を加熱可能な暖房用電気ヒータ6と、エンジン1の熱を用いて車室内の空気を加熱可能な暖房用ヒータ11と、制御手段7等を備えている。
第1インバータ8は、電気的に並列状に配置されたU相とV相とW相とを備えた公知の電力変換装置である。第1インバータ8の出力端子は、メインバッテリ3と、第2インバータ9と、DC/DCコンバータ10と、切替手段13とに夫々電気的に接続されている。
サブバッテリ12は、通常の車載電気負荷給電用電池により形成され、DC/DCコンバータ10により変換された低電圧の直流電力(例えば、12V)を充放電可能に構成されている。
尚、メインバッテリ3は、リチウム電池に限られず、ニッケル水素電池や大容量コンデンサ(キャパシタ)であっても良い。
暖房用電気ヒータ6と暖房用ヒータ11とは、空調用通路15の内部に設けられ、暖房用電気ヒータ6は暖房用ヒータ11の上流側位置に前後に隣り合って設置されている。暖房用電気ヒータ6と暖房用ヒータ11とは、車室内に設けられた暖房用釦5のオンオフ操作で作動可能に形成されている。
切替手段13は、暖房用釦5がオン操作された(乗員による暖房要求がある)とき、エンジン1の冷却水温Tが設定温度Te以上の場合、暖房用電気ヒータ6と高低両方の電圧系統との接続を遮断している。このとき、暖房用ヒータ11による第1暖房モードが実行される。
制御手段7は、エンジン1と、ジェネレータ2と、暖房用電気ヒータ6と、DC/DCコンバータ10と、暖房用ヒータ11等を制御している。この制御手段7は、車両制御手段(VCM)21と、運転条件制御手段(RLCM)22と、ECU(Engine Control Unit)23と、ジェネレータ制御手段(GCM)24と、第1バッテリ制御手段(1BCM)25と、第2バッテリ制御手段(2BCM)26と、トラクションモータ制御手段(TMCM)27と、ABS(Antilock Brake System)28とから構成されている。
所定距離走行後、VCM21は、SOCが設定値A0以下まで減少したとき、充電走行モードと判定する。充電走行モードのとき、電気自動車EVは、エンジン1の運転を開始すると共にジェネレータ2がメインバッテリ3とモータ4とに電力を供給する。
メインバッテリ3が充電を開始した後、SOCが設定値A1よりも高い設定値A2(例えば、95%)まで増加したとき、VCM21は、走行制御モードを充電走行モードから放電走行モードへ切替える。
RLCM22には、エンジン1のスロットル弁(図示略)が全開且つエンジン回転数一定を条件として、エンジン回転数とエンジン負荷(トルク)との関係を実験等により求められた高燃費且つ駆動効率の高い運転マップが予め記憶されている。
放電走行モードのとき、ECU23はエンジン1の運転を停止している。
また、放電走行モードのとき、メインバッテリ3から出力された直流電力は、第2インバータ9を介してモータ4へ給電される電力と、DC/DCコンバータ10を介してサブバッテリ12に充電される電力とに分配されている。
この2BCM26は、SOCが設定値A1超のとき、高電圧系統とサブバッテリ12とを接続(第1形態)し、SOCが設定値A1以下のとき、高電圧系統とサブバッテリ12とを遮断(第2形態)するようにDC/DCコンバータ10を切替え制御している。これにより、DC/DCコンバータ10が第1形態のとき、サブバッテリ12の充電が行われる。
ABS28は、乗員によるブレーキペダル踏込み量等の各種検出信号が入力され、ブレーキ装置34bによるブレーキディスク34aの押圧力や押圧タイミング等を制御している。
本実施例では、通常走行時、SOCに応じて充電走行モードと放電走行モードとにより電気自動車EVが走行制御されている。本暖房制御は、暖房用釦5がオン操作されたとき、前記走行制御と独立した処理として実行されている。
S1の判定の結果、暖房用釦5がオン操作されている場合、乗員による暖房要求があるため、S2へ移行しエンジン1が運転中か否か判定する。S1の判定の結果、暖房用釦5がオフ操作されている場合、本暖房制御を終了する。
S5の判定の結果、メインバッテリ3のSOCが設定値A1以下の場合、メインバッテリ3の充電状態が低いため、S6へ移行し第2暖房モードを実行する。S6では、切替手段13が暖房用電気ヒータ6とサブバッテリ12とを接続するように切替えられる。これにより、メインバッテリ3の電力を消費することなく車室内を昇温することができる。
S2の判定の結果、エンジン1が運転していない場合、S5へ移行する。
この暖房装置は、メインバッテリ3のSOCが設定値A1以下のとき、メインバッテリ3の電力を消費せずに暖房用電気ヒータ6を作動できるため、メインバッテリ3の充電促進と暖房用電気ヒータ6による暖房性能確保とを図ることができる。しかも、メインバッテリ3の電力を消費せずに暖房性能を確保できるため、エンジン1の運転状態を燃費改善を優先した駆動効率の高い運転状態に維持することができ、乗員による暖房要求がある場合でも、早期にメインバッテリ3を充電してモータ4の駆動力を確保でき、その結果、十分な走行性能を得ることができる
2BCM26Aは、DC/DCコンバータ10とリレースイッチ19とを制御している。
この2BCM26Aは、SOCが設定値A1超のとき、高電圧系統とサブバッテリ12とを接続(第1形態)し、SOCが設定値A1以下のとき、高電圧系統とサブバッテリ12とを遮断(第2形態)するようDC/DCコンバータ10を切替え制御している。
2BCM26Aは、暖房用釦5がオン操作されたとき、サブバッテリ12から暖房用電気ヒータ6Aへの電力供給を許容し、暖房用釦5がオフ操作されたとき、サブバッテリ12から暖房用電気ヒータ6Aへの電力供給を禁止している。
1〕前記実施例においては、走行用モータ単独で駆動輪を回転駆動し、エンジンは充電のみ行う電気自動車の例を説明したが、運転状態に応じて走行用モータとエンジンとが駆動輪を回転駆動するハイブリッド自動車に適用することも可能である。
2 ジェネレータ
3 メインバッテリ
4 モータ
6,6A 暖房用電気ヒータ
7,7A 制御手段
10 DC/DCコンバータ
11 暖房用ヒータ
12 サブバッテリ
EV,EVA 電気自動車
Claims (2)
- エンジンと、このエンジンにより駆動されるジェネレータと、このジェネレータにより発電された電力を充電可能な高電圧のメインバッテリと、このメインバッテリと電気的に接続され且つメインバッテリよりも低電圧のサブバッテリと、前記メインバッテリから給電されて走行駆動力を発生するモータと、前記サブバッテリから給電され且つ車室内の空気を加熱する暖房用電気ヒータと、前記メインバッテリとサブバッテリとの間に設けられたDC/DCコンバータと、前記暖房用電気ヒータとDC/DCコンバータとを制御する制御手段とを備えた電気駆動車両の暖房装置において、
前記暖房用電気ヒータが、低電圧の電源電圧で放熱することができると共に高電圧の電源電圧では低電圧の電源電圧よりも高い放熱効果を発揮するように構成され、
前記制御手段は、
前記メインバッテリの充電状態が設定充電状態よりも高いとき、前記メインバッテリから前記DC/DCコンバータを介した前記サブバッテリへの電力供給を許容した状態で前記サブバッテリから前記暖房用電気ヒータへの給電を遮断すると共に前記メインバッテリから前記DC/DCコンバータによる変換前の電力を前記暖房用電気ヒータへ直接給電し、
前記メインバッテリの充電状態が設定充電状態よりも低いとき、前記メインバッテリから前記サブバッテリへの電力供給を遮断した状態で前記サブバッテリから前記暖房用電気ヒータへ給電すると共に前記メインバッテリから前記暖房用電気ヒータへの給電を遮断することを特徴とする電気駆動車両の暖房装置。 - 車室内の空気を前記エンジンの熱を用いて加熱する暖房用ヒータを有し、
前記制御手段は、運転中のエンジン温度が設定温度以上のとき、前記暖房用電気ヒータの作動を停止し、前記暖房用ヒータを作動させることを特徴とする請求項1に記載の電気駆動車両の暖房装置。
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