電動車両の暖機装置
【課題】電動車両の暖機装置において、電動車両の動力源であるバッテリの電力消費を抑えつつ、バッテリの加温と車両の室内の暖房を行うことにある。
【解決手段】制御手段（３３）は、バッテリ（２）の温度が基準温度未満であって第一流体を用いてバッテリ（２）を前記基準温度以上に加温できない若しくは空調装置（６）の作動要求が検出されて所望の温度の温風が得られないと判断された場合の少なくともいずれか一方が成立した場合に、第一ヒータ（１６）若しくは第二ヒータ（２１）の必要作動時間の短いどちらか一方を作動して第一流体若しくは第二流体を加温し、この加温した第一流体若しくは第二流体をバッテリ（２）若しくは空調装置（６）に供給させる。
【解決手段】制御手段（３３）は、バッテリ（２）の温度が基準温度未満であって第一流体を用いてバッテリ（２）を前記基準温度以上に加温できない若しくは空調装置（６）の作動要求が検出されて所望の温度の温風が得られないと判断された場合の少なくともいずれか一方が成立した場合に、第一ヒータ（１６）若しくは第二ヒータ（２１）の必要作動時間の短いどちらか一方を作動して第一流体若しくは第二流体を加温し、この加温した第一流体若しくは第二流体をバッテリ（２）若しくは空調装置（６）に供給させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動車両の暖機装置に係り、特に電動車両の動力源であるバッテリの電力を用いてバッテリの加温と車室内の暖房を行う電動車両の暖機装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両走行用の動力源に電気を用いた電動車両には、バッテリが搭載されている。バッテリはバッテリ温度によって出力電力が変化する特性を備えており、バッテリが効率良く動作できる温度が存在する。
一方で、電動車両には、内燃機関型エンジン等の大きな熱源を備えないので、バッテリを加温するための加温装置を備える必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２２８４５号公報
【０００４】
特許文献１に係る電気自動車用バッテリ保温装置は、バッテリを加温するための手段として、燃焼作用により加熱する燃焼式ヒータを備え、電動車両の走行中には、バッテリの電力を使用してバッテリの加温を行う電熱線ヒータを用いず、燃焼式ヒータによってバッテリを加温し、これにより、電動車両の動力源であるバッテリの電力を利用することなくバッテリを加温することができ、バッテリが効率良く動作することを可能としている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記の特許文献１では、燃焼式ヒータを搭載するための構造や燃料を備える必要があり、そのため、車両レイアウト上の制限が生じ、また、搭載できるバッテリの量が少なくなり、電動車両の走行可能距離が少なくなるおそれがあった。
また、環境問題や燃料の枯渇のおそれの問題があることから、今後、燃焼式ヒータを使用できなくなるおそれがある。
このように、電動車両には車両を走行させるためのバッテリを多く搭載できることが好ましく、バッテリの電力を効率良く利用して、電動車両の走行やバッテリの加温を行えることが望まれていた。
【０００６】
そこで、この発明の目的は、電動車両の動力源であるバッテリの電力消費を抑えつつ、バッテリの加温と車両の室内の暖房を行う電動車両の暖機装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、電動車両の動力源であるバッテリと、このバッテリの電力により作動して前記車両を走行させるモータとを備えて電力によって走行する電動車両の暖機装置において、前記バッテリの温度を検出するバッテリ温度センサを設け、第一流体が流れる第一流路と前記第一流体よりも昇温速度が早い第二流体が流れる第二流路とを設け、前記バッテリは前記第一流路と前記第二流路とが通過する構造であって前記第一流体及び第二流体と熱交換を行い、前記第一流路は前記モータと前記第一流体を圧送する第一ポンプと前記第一流体の温度を検出する第一温度センサと前記バッテリの電力を使用して前記第一流体を加温する第一ヒータと前記バッテリを迂回して前記第一流体を流す迂回路とを備え、前記第二流路は前記第二流体を圧送する第二ポンプと前記第二流体の温度を検出する第二温度センサと前記バッテリの電力を使用して前記第二流体を加温する第二ヒータとを備え、前記車両の車室内に温風を送風する空調装置を設け、この空調装置は前記第一流体と前記第二流体とが通過する構造であって該空調装置への作動要求の有無を検出する作動要求検出部を備え、前記バッテリの温度が基準温度未満であって前記第一流体を用いて前記バッテリを前記基準温度以上に加温できない若しくは前記空調装置の作動要求が検出されて所望の温度の温風が得られないと判断された場合の少なくともいずれか一方が成立した場合に、前記第一ヒータ若しくは前記第二ヒータの必要作動時間の短いどちらか一方を作動して前記第一流体若しくは前記第二流体を加温し、この加温した第一流体若しくは第二流体を前記バッテリ若しくは前記空調装置に供給させる制御手段を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の電動車両の暖機装置は、電動車両の動力源であるバッテリの電力消費を抑えつつ、バッテリの加温と車両の室内の暖房を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は電動車両の暖機装置のシステム構成図である。（実施例）
【図２】図２は電動車両の暖機装置のブロック図である。（実施例）
【図３】図３は電動車両の暖機制御のフローチャートである。（実施例）
【図４】図４は図３に続く電動車両の暖機制御のフローチャートである。（実施例）
【図５】図５は図３に続く電動車両の暖機制御の他のフローチャートである。（実施例）
【発明を実施するための形態】
【００１０】
この発明は、電動車両の動力源であるバッテリの電力消費を抑えつつ、バッテリの加温と車両の室内の暖房を行う目的を、昇温速度が異なる２つの流体を備えるとともにこの２つの流体がそれぞれ通過可能な流路をバッテリに備えて実現するものである。
【実施例】
【００１１】
図１〜図５は、この発明の実施例を示すものである。
図１において、１は電力によって走行する電動車両（以下「車両」という）に搭載される暖機装置、２は車両の動力源であるバッテリ、３はこのバッテリ２の電力により作動して車両を走行させるモータ、４はバッテリ２の直流電力を交流電力に変換するインバータ、５は後述する第一流体（第一媒体としての第一冷却水）の温度を低減するラジエータ、６は車両の車室内に温風を送風する空調装置である。
バッテリ２には、このバッテリ２の温度（バッテリ温度）を検出するバッテリ温度センサ７が設けられている。
空調装置６には、第一流体（第一媒体としての第一冷却水）が流れる第一流路８と、第一流体よりも昇温速度が早い第二流体（第二媒体としての第二冷却水）が流れる第二流路９とを備えた閉回路１０が設けられている。第二流体は、第一流体よりも熱容量が小さく、且つ第一流体よりも昇温速度が早い特性を備える。
バッテリ２は、第一流路８と第二流路９とが通過する構造であって第一流体及び第二流体と熱交換（熱の授受）を行うものである。
空調装置６は、第一流路８と第二流路９とが通過する構造であって、第一流路８を流れる第一流体及び第二流路９を流れる第二流体の熱を放熱するヒータコア１１と、空調装置６への作動要求の有無を検出する作動要求検出部１２とを備えている。
【００１２】
第一流路８は、第一流体をバッテリ２から流して再度このバッテリに戻す第一の経路１３を備える。
また、第一流路８は、第一経路１３上で、第一流体を圧送する第一ポンプ１４が設けられたラジエータ５とインバータ４とモータ３と第一流体の温度を検出する第一温度センサ１５とバッテリ２の電力を使用して第一流体を加温する第一ヒータ（ＰＣＴヒータ）１６と第一の制御弁１７とを備えるとともに、この第一の制御弁１７からバッテリ２に接続する第二の経路１８と、第一の制御弁１７からバッテリ２を迂回し且つ第一の経路１３の第一の接続部１９に接続して第一電熱流体を流す迂回路２０とを備える。
【００１３】
第二流路９は、バッテリ２の電力を使用して第二流体を加温する第二ヒータ２１と、この第二ヒータ２１に設けられて第二流体を圧送する第二ポンプ２２と、この第二ポンプ２２と空調装置６のヒータコア１１間で第三の経路２３及びこの第三の経路２３に並列した第四の経路２４と、第三の経路２３に設けられて第二流体の温度を検出する第二温度センサ２５及び第二の流量調整弁としての第二の制御弁２６と、この第二の制御弁２６とバッテリ２とを接続する第五の経路２７と、バッテリ２と第四の経路２４の第二の接続部２８に接続する第六の経路２９とを備える。
また、第一ヒータ１６に設けた第一の流量調整弁としての第三の制御弁３０と空調装置６のヒータコア１１とは、第七の経路３１で接続している。
前記第二の制御弁（第二の流量調整弁）２６と前記第三の制御弁３０（第一の流量調整弁）とは、バッテリ２及び空調装置６に供給する第一流体若しくは第二流体の夫々の流量を調整する流量調整構造を構成する。
更に、空調装置６のヒータコア１１の第八の経路３２は、第一の経路１３の第一の接続部１９に接続している。
【００１４】
また、暖機装置１には、図２に示すように、制御手段（制御ユニット）３３が備えられている。
この制御手段３３には、入力側で、バッテリ温度センサ７と空調装置の作動要求検出部１２と第一温度センサ１５と第二温度センサ２５とイグニションスイッチ３４と外気温センサ３５が連絡しており、また、出力側では、第一ポンプ１４と第一ヒータ１６と第一の制御弁１７と第二ヒータ２１と第二ポンプ２２と第二の制御弁２６と第三の制御弁３０とが連絡している。
この制御手段３３は、入力側からの各種出力結果によって出力側の第一ヒータ１６と第二ヒータ２１との作動もしくは作動停止を行い、また、第一の制御弁１７と第二の制御弁２６と第三の制御弁３０との作動制御を行う。
【００１５】
制御手段３３は、バッテリ２の温度が基準温度未満であって第一流体を用いてバッテリ２を基準温度以上に加温できない若しくは空調装置６の作動要求が検出されて所望の温度の温風が得られないと判断された場合の少なくともいずれか一方が成立した場合に、第一ヒータ１６若しくは第二ヒータ２１の必要作動時間の短いどちらか一方を作動して第一流体若しくは第二流体を加温し、この加温した第一流体若しくは第二流体をバッテリ２若しくは空調装置６に供給させる。
また、制御手段３３は、空調装置６の所望する温度の温風を得るための第一流体若しくは第二流体の温度である第一所定温度と、バッテリ２を基準温度以上に加温可能な第一流体若しくは第二流体の温度である第二所定温度とを設定し、バッテリ２の温度が基準温度未満であって空調装置６の作動要求が検出された場合に第一所定温度と第二所定温度との大小を比較し、第一所定温度の方が大きいと判断された場合に、第一ヒータ１６若しくは第二ヒータ２１の必要作動時間が短いどちらか一方を作動させて第一流体若しくは第二流体を第二所定温度まで加温するとともに、この加温した第一流体若しくは第二流体を空調装置６に供給する量を増大させる。
なお、この実施例において、外気温センサ３５を設けることで、バッテリ２や室内暖房等の暖機温度制御や他部品における温度調節等に活用できる。
【００１６】
以下に、上記の第一流路８について、具体的に説明する。
第一ポンプ１４が作動することで、第一の経路１３に第一流体が流れる。この場合、第七の経路３１には、第三の制御弁３０の開弁によって第一流体が流れる。なお、第三の制御弁３０は、第七の経路３１に流れる第一流体の流量を調整できる第一流量調整弁である。第二の経路１８、迂回路２０においては、第一の制御弁１７によって第二の経路１８若しくは迂回路２０のどちらか一方に第一流体が流れる。
これにより、第一流体は、インバータ４及びモータ３の作動による廃熱や第一ヒータ１６による加熱によって加温される。また、第一流体は、ラジエータ５を通過することで、第一流体の温度が低減される。
また、第三の制御弁３０が開弁することで、第七の経路３１に第一流体が流れ、ヒータコア１１を通過した第一流体は、ラジエータ５に戻る。第一流体がヒータコア１１を通過することで、ヒータコア１１において第一流体が放熱し、空調装置６が車室内に温風を送風する。
迂回路２０は、バッテリ２を迂回する経路であり、第一の制御弁１７によって第二の経路１８若しくは迂回路２０に第一流体が流れ、その後、第一流体はラジエータ５に戻る。
一方、第二の経路１８、迂回路２０には常に第一流体が流れておらず、以下の所定の条件が成立することで、第二の経路１８、迂回路２０、第七の経路３１、及び第八の経路３２に第一流体が流れる。
また、第二の経路１８が開通する条件は、バッテリ温度が基準温度未満であって第一流体の第二温度が所定温度以上の場合である。このとき、迂回路２０は、開通しない。
迂回路２０が開通する条件は、バッテリ温度が前記基準温度以上の場合であり、バッテリ２を加温する必要が無いので、バッテリ２を迂回して第一流体を通す。このとき、第二の経路１８は、開通しない。
第七の経路３１及び第八の経路３２が開通する条件は、暖房使用要求があって、且つ第一流体の温度が第一所定温度以上の場合である。この第一所定温度とは、所望する温度の温風を空調装置６から得ることができる第一流体の温度であり、空調装置６の所望する温風の温度によって変化するものである。
【００１７】
次いで、上記の第二流路９について、具体的に説明する。
第二流体は、第三の経路２３・第四の経路２４及び第五の経路２７・第六の経路２９に流れる。この第五の経路２７・第六の経路２９には、第二ポンプ２２が作動することで第二流体が流れ、さらに、第三の経路２３・第四の経路２４には、第二の制御弁２６が開弁することで第二流体が流れる。なお、第二の制御弁２６は、第三の経路２３に流れる第二流体の流量を調整できる第二流量制御弁である。
第二ヒータ２１は、第一ヒータ１６と同様の加温性能を備えるものである。
第三の経路２３からは第二の制御弁２６を介して第五の経路２７が分岐している。
第五の経路２７・第六の経路２９は、その経路上にバッテリ２を介しており、第三の経路２３からの第二流体をバッテリ２に循環させることができる。
第二ポンプ２２が作動することで、第三の経路２３内の第二流体が流れ、ヒータコア１１と第二ヒータ２１間を第二流体が循環する。ヒータコア１１に第二流体を通過することで、ヒータコア１１において第二流体が放熱して車室内に温風を送風できる。さらに、第二の制御弁２６が開弁することで、第五の経路２７にも第二流体が流れ、バッテリ２にも第二流体が流れる。
第二温度センサ２５は、空調装置６の作動可否を判断するために設けられている。第二温度センサ２５の検出結果より、制御手段３３は、空調装置６の作動可否を判断して空調装置６を作動する。
第二流体が流れる第三の経路２３・第四の経路２４及び第五の経路２７・第六の経路２９の総合計長さは、第一流体が流れる第一の経路１３・第二の経路１８の総合計長さ及び第一の経路１３・迂回路２０の総合計長さよりも短く設定されている。つまり、第二流体の水量は、第一流体の水量よりも少ない。さらに、前述したように、第二流体は第一流体よりも加温速度が早い流体であるので、より第二流体を第一流体よりも早く規定温度まで加温させることができる。
ヒータコア１１とバッテリ２は、第一流体と第二流体とが通過可能な水路を別途に備えている。このため、ヒークコア１１やバッテリ２に第一流体と第二流体とが共に通過しても、第一流体と第二流体とが混ざり合うことはない。
【００１８】
次に、この実施例における暖機制御を、図３〜図５のフローチャートに基づいて説明する。
先ず、図３に示すように、制御手段３３において、プログラムがスタートすると（ステップＡ０１）、イグニションスイッチ３４がオンか否かを判断し（ステップＡ０２）、このステップＡ０２がＮＯの場合には、この判断を継続する。
このステップＡ０２がＹＥＳの場合には、バッテリ温度が基準温度以上か否かを判断し（ステップＡ０３）、このステップＡ０３がＹＥＳの場合には、空調装置（暖房）６の使用か否かを判断し（ステップＡ０４）、このステップＡ０４がＹＥＳの場合には、第一温度センサ１６による第一の流体の温度が第一所定温度以上か否かを判断する（ステップＡ０５）。このステップＡ０５がＹＥＳの場合には、第一ヒータ１６による第一流体の加温の必要が無く、また、第二ヒータ２１による第二流体の加温の必要も無いことから、第一ヒータ１６及び第二ヒータ２１をオフとし、第一の流体の温度を第一所定温度まで加温し、迂回路２０、第七の経路３１を開通とする（ステップＡ０６）。
このステップＡ０６においては、作動要求検出部１２が空調装置６の作動要求を検出して、空調装置６を作動させて暖房が使用状態（空調装置６が作動状態）にあるので、第三の制御弁３０が開弁して第七の経路３１が開通し、ヒータコア１１に第一流体を流す。
一方、バッテリ２の温度は基準温度以上であるので、バッテリ２の加温の必要は無い。そのため、第一流体を迂回路２０に通過させて、バッテリ２の過熱を防止する。
前記ステップＡ０４がＮＯの場合には、第一ヒータ１６と第二ヒータ２１とを、共に、オフ（非作動）とする（ステップＡ０７）。
このステップＡ０７においては、空調装置６が作動していないため、ヒータコア１１による第一流体の温度の低下がない。また、バッテリ２の温度が基準温度以上であり、バッテリ２の加温の必要も無いので、第一ヒータ１６と第二ヒータ２１とを、共に、作動停止し、第一流体を迂回路２０を通過させてバッテリ２の過熱を防止する。
【００１９】
前記ステップＡ０５がＮＯの場合には、第一ヒータ１６を作動させた方が効率が良いか否かを判断する（ステップＡ０８）。これは、バッテリ２の消費電力をより少なくするために設けた処理である。例えば、第一流体の温度が第一所定温度よりも僅かに低い場合、第二流体を加温するよりも第一流体を加温させる方がバッテリ２の消費電力を抑えられる場合がある。
前記ステップＡ０８がＹＥＳの場合には、第一ヒータ１６をオン（作動）とし且つ第二ヒータ２１をオフ（非作動）とする（ステップＡ０９）。
このステップＡ０９においては、空調装置６の作動要求がある一方で、第一流体の温度が第一所定温度よりも低いので、バッテリ２の過冷却を防止するために、バッテリ２には、第一流体を通過させない。つまり、第二の経路１８を、開通させない。この場合、第一ヒータ１６を作動して、第一流体を、第一所定温度まで加温するとともに、迂回路２０と第七の経路３１とに流す。
前記ステップＡ０８がＮＯの場合には、第一ヒータ１６をオフとし且つ第二ヒータ２１をオンとする（ステップＡ１０）。
このステップＡ１０においては、空調装置６の作動要求がある一方で、バッテリ２が基準温度以上であって、且つ第一流体が第一所定温度よりも低いので、バッテリ２の過冷却を防止するために、バッテリ２には、第一流体を通過させない。つまり、第二の経路１８を、開通させない。代わりに、第二ヒータ２１及び第二ポンプ２２を作動させ、第三の経路２３・第四の経路２４内の第二流体を第一所定温度まで加温させつつ、第二流体を循環させる。この場合、第三の経路２３・第四の経路２４を開通するとともに、第五の経路２７、第六の経路２９、迂回路２０も、開通する。
これにより、第一流体よりも加温速度の早い第二流体を第二ヒータ２１により加温してヒータコア１１に流すことで、早期に空調装置６を使用可能にできるとともに、第二流体の加温時間を短縮できるので、バッテリ２の電力の消費量も削減できる。
そして、前記ステップＡ０６、前記ステップＡ０７、前記ステップＡ０９、又は、前記ステップＡ１０の各処理後は、その処理を終了する（ステップＡ１１）。このステップＡ１１では、バッテリ温度が推定値以下となった場合は、バッテリ温度の判定から再度処理を行う。
【００２０】
一方、図３の前記ステップＡ０３がＮＯの場合には、空調装置（暖房）６の使用か否かを判断し（ステップＡ１２）、このステップＡ１２がＹＥＳの場合には、図４のフローチャートに移行する。
図４に示すように、前記ステップＡ１２でＹＥＳを判断した後に、第一所定温度が第二所定温度よりも高いか否かを判断する（ステップＡ１３）。上記の第二所定温度とは、バッテリ２を基準値以上に加温できる第一流体の温度である。
このステップＡ１３がＹＥＳの場合には、第二ヒータ２１を作動させた方が効率が良いか否かを判断する（ステップＡ１４）。
このステップＡ１４は、バッテリ２の電力消費を抑えるために設けている。つまり、第一ヒータ１６若しくは第二ヒータ２１のどちらを作動させた方が、各ヒータの必要作動時間を少なくできるかを判断でき、バッテリ２の電力の浪費を避けることができる。
前記ステップＡ１４がＹＥＳの場合には、第一ヒータ１６をオンとし且つ第二ヒータ２１をオフとし、第二の経路１８、第七の経路３１を開通とし、第一流体の温度を第二所定温度まで加温させ、第二の経路１８及び第七の経路３１を開通して、第七の経路３１に流れる第一流体の量を第二の経路１８よりも増加させる処理を行い（ステップＡ１５）、図３の前記ステップＡ０３に戻る。
このステップＡ１５においては、バッテリ２が基準温度よりも低く、空調装置６が作動伏態にあり、第一流体の温度が第二所定温度以上である場合で、第二の経路１８、第七の経路３１を開通し、第一ヒータ１６を作動させる。同時に、第七の経路３１に流れる第一流体の量を、第二の経路１８よりも増加させる。
前記ステップＡ１４がＮＯの場合には、第一ヒータ１６をオフとし且つ第二ヒータ２１をオン、第二ポンプ２２を作動し、第三の経路２３・第四の経路２４、第五の経路２７・第六の経路２９及び迂回路２０を開通とし、第二流体を第二所定温度まで加温させ、同時に、第三の経路２３に流れる第二流体の量を第五の経路２７よりも増加させる処理を行い（ステップＡ１６）、前記ステップＡ０３に戻る。
このステップＡ１６においては、空調装置６の作動要求がある一方、バッテリ２の温度が基準温度よりも低い場合であって、第三の経路２３・第四の経路２４、第五の経路２７・第六の経路２９が開通し、第二ヒータ２１が作動して第二流体を第二所定温度まで加温するとともに、第二流体がヒータコア１１と第二ヒータ２１とバッテリ２とを循環する。同時に、第三の経路２３に流れる第二流体の量を、第五の経路２７よりも増加させる。
前記ステップＡ１５及び前記ステップＡ１６では、第一の流量制御弁である第三の制御弁３０及び第二の流量制御弁である第二の制御弁２６を用いて第一流体及び第二流体の流量を調整する構成としている。この場合、第一流体若しくは第二流体を第二所定温度まで加温するとともに、第一流体若しくは第二流体をヒータコア１１へ多く流し、空調装置６の所望する送風温度を得る構成としている。
【００２１】
前記ステップＡ１３がＮＯの場合には、第一ヒータ１６を作動させた方が効率が良いか否かを判断する（ステップＡ１７）。
このステップＡ１７がＹＥＳの場合には、第一ヒータ１６をオンとし且つ第二ヒータ２１をオフとし、第二の経路１８、第七の経路３１を開通とし、第一流体を第二所定温度まで加温させ（ステップＡ１８）、図３の前記ステップＡ０３に戻る。
前記ステップＡ１７がＮＯの場合には、第一ヒータ１６をオフとし且つ第二ヒータ２１をオン、第二ポンプ２２を作動し、第三の経路２３・第四の経路２４、第五の経路２７・第六の経路２９、及び迂回路２０を開通とし、第二流体を第二所定温度まで加温させ（ステップＡ１９）、図３の前記ステップＡ０３に戻る。
【００２２】
一方、図３の前記ステップＡ１２がＮＯの場合には、図５のフローチャートに移行する。
図５に示すように、前記ステップＡ１２でＮＯを判断した後に、第一温度センサ１５による第一の流体の温度が第二所定温度以上か否かを判断する（ステップＡ２０）。
このステップＡ２０がＹＥＳの場合には、第一ヒータ１６と第二ヒータ２１とを、共にオフとし、第二の経路１８を開通とし（ステップＡ２１）、図３の前記ステップＡ０３に戻る。
このステップＡ２１においては、バッテリ２が基準温度未満であり、空調装置６の作動要求がなく、第一流体が第二所定温度以上であるので、第一ヒータ１６、第二ヒータ２１を、作動させない。第一流体は、第二の経路１８に流れ、バッテリ２を加温する。
前記ステップＡ２０がＮＯの場合には、第一ヒータ１６を作動させた方が効率が良いか否かを判断する（ステップＡ２２）。
このステップＡ２２がＹＥＳの場合には、第一ヒータ１６をオンとし且つ第二ヒータ２１をオフとする（ステップＡ２３）。このステップＡ２３においては、第一ヒータ１６をオンとし且つ第二ヒータ２１をオフとして、第二の経路１８を開通し、第一流体を第二所定温度まで加温し、この加温した第一流体を第二の経路１８に流す。
前記ステップＡ２２がＮＯの場合には、第一ヒータ１６をオフとし且つ第二ヒータ２１をオンとし、さらに、第二ポンプ２２を作動する（ステップＡ２４）。第一ヒータ１６をオフとし且つ第二ヒータ２１をオンとし、第三の経路２３・第四の経路２４、第五の経路２７・第六の経路２９及び迂回路２０を開通とし、図３の前記ステップＡ０３に戻る。
このステップＡ２４においては、バッテリ２が基準温度未満であり、空調装置６の作動要求がなく、第一流体が第二所定温度未満である場合であり、バッテリ２を加温する必要があるが、第一流体が第二所定温度未満であるので、第一流体を利用してバッテリ２を加温することができない。そのため、第二ヒータ２１を作動させて、第二流体を加温させる。そして、この加温された第二流体を利用して、バッテリ２を加温する。
【００２３】
以上、この発明の実施例について説明してきたが、上述の実施例の構成を請求項毎に当てはめて説明する。
先ず、請求項１に係る発明は、バッテリ２の温度が基準温度未満であって第一流体を用いてバッテリ２を基準温度以上に加温できない若しくは空調装置６の作動要求が検出されて所望の温度の温風が得られないと判断された場合の少なくともいずれか一方が成立した場合に、第一ヒータ１６若しくは第二ヒータ２１の必要作動時間の短いどちらか一方を作動して第一流体若しくは第二流体を加温し、この加温した第一流体若しくは第二流体をバッテリ２若しくは空調装置６に供給させる。
このような構造では、昇温速度が異なる２つの流体（第一流体、第二流体）を備えるとともに、バッテリ２及び空調装置６はこの２つの流体がそれぞれ通過可能な流路（第一流路８、第二流路９）を備えるので、バッテリ２及び空調装置６を第一流体若しくは第二流体のどちらか一方の流体を用いて加温できる。
また、第一流路８にはモータ３を備えることで、車両が走行する際に駆動するモータ３の発熱を利用して第一流体を加温することができ、モータ３の廃熱を利用してバッテリ２を加温できる。
更に、バッテリ２の温度を基準温度以上に加温するにあたり、第一流体及び第二流体を用いてもバッテリ２の加温ができない場合に、第一ヒータ１６若しくは第二ヒータ２１の必要作動時間が短い方のヒータを用いて第一流体若しくは第二流体を昇温させることで、早期にバッテリ２を基準温度以上に加温できるとともに、バッテリ２の電力消費も抑えることができる。
【００２４】
また、請求項２に係る発明は、空調装置６の所望する温度の温風を得るための第一流体若しくは第二流体の温度である第一所定温度と、バッテリ２を基準温度以上に加温可能な第一流体若しくは第二流体の温度である第二所定温度とを設定し、バッテリ２の温度が基準温度未満であって空調装置６の作動要求が検出された場合に第一所定温度と第二所定温度との大小を比較し、第一所定温度の方が大きいと判断された場合に、第一ヒータ１６若しくは第二ヒータ２１の必要作動時間が短いどちらか一方を作動させて第一流体若しくは第二流体を第二所定温度まで加温するとともに、この加温した第一流体若しくは第二流体を空調装置６に供給する量を増大させる。
これにより、バッテリ２を最適動作温度に加温できるとともに、所望する温度の送風を得ることができる。
【００２５】
なお、この発明においては、バッテリの温度が高い場合に、ラジエータとインバータ間からバッテリにつながる別経路を追加することで、ラジエータによって冷却された第一流体をバッテリに通すことで、バッテリを冷却することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
この発明に係る暖機装置を、各種電動車両に適用可能である。
【符号の説明】
【００２７】
１ 暖機装置
２ バッテリ
３ モータ
４ インバータ
５ ラジエータ
６ 空調装置
７ バッテリ温度センサ
８ 第一流路
９ 第二流路
１０ 閉回路
１１ ヒータコア
１２ 作動要求検出部
１３ 第一の経路
１４ 第一ポンプ
１５ 第一温度センサ
１６ 第一ヒータ
１７ 第一の制御弁
１８ 第二の経路
２０ 迂回路
２１ 第二ヒータ
２２ 第二ポンプ
２３ 第三の経路
２４ 第四の経路
２５ 第二温度センサ
２６ 第二の制御弁（第二の流量調整弁）
２７ 第五の経路
２９ 第六の経路
３０ 第三の制御弁（第一の流量調整弁）
３１ 第七の経路
３２ 第八の経路
３３ 制御手段
３４ イグニションスイッチ
３５ 外気温センサ
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動車両の暖機装置に係り、特に電動車両の動力源であるバッテリの電力を用いてバッテリの加温と車室内の暖房を行う電動車両の暖機装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両走行用の動力源に電気を用いた電動車両には、バッテリが搭載されている。バッテリはバッテリ温度によって出力電力が変化する特性を備えており、バッテリが効率良く動作できる温度が存在する。
一方で、電動車両には、内燃機関型エンジン等の大きな熱源を備えないので、バッテリを加温するための加温装置を備える必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２２８４５号公報
【０００４】
特許文献１に係る電気自動車用バッテリ保温装置は、バッテリを加温するための手段として、燃焼作用により加熱する燃焼式ヒータを備え、電動車両の走行中には、バッテリの電力を使用してバッテリの加温を行う電熱線ヒータを用いず、燃焼式ヒータによってバッテリを加温し、これにより、電動車両の動力源であるバッテリの電力を利用することなくバッテリを加温することができ、バッテリが効率良く動作することを可能としている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記の特許文献１では、燃焼式ヒータを搭載するための構造や燃料を備える必要があり、そのため、車両レイアウト上の制限が生じ、また、搭載できるバッテリの量が少なくなり、電動車両の走行可能距離が少なくなるおそれがあった。
また、環境問題や燃料の枯渇のおそれの問題があることから、今後、燃焼式ヒータを使用できなくなるおそれがある。
このように、電動車両には車両を走行させるためのバッテリを多く搭載できることが好ましく、バッテリの電力を効率良く利用して、電動車両の走行やバッテリの加温を行えることが望まれていた。
【０００６】
そこで、この発明の目的は、電動車両の動力源であるバッテリの電力消費を抑えつつ、バッテリの加温と車両の室内の暖房を行う電動車両の暖機装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、電動車両の動力源であるバッテリと、このバッテリの電力により作動して前記車両を走行させるモータとを備えて電力によって走行する電動車両の暖機装置において、前記バッテリの温度を検出するバッテリ温度センサを設け、第一流体が流れる第一流路と前記第一流体よりも昇温速度が早い第二流体が流れる第二流路とを設け、前記バッテリは前記第一流路と前記第二流路とが通過する構造であって前記第一流体及び第二流体と熱交換を行い、前記第一流路は前記モータと前記第一流体を圧送する第一ポンプと前記第一流体の温度を検出する第一温度センサと前記バッテリの電力を使用して前記第一流体を加温する第一ヒータと前記バッテリを迂回して前記第一流体を流す迂回路とを備え、前記第二流路は前記第二流体を圧送する第二ポンプと前記第二流体の温度を検出する第二温度センサと前記バッテリの電力を使用して前記第二流体を加温する第二ヒータとを備え、前記車両の車室内に温風を送風する空調装置を設け、この空調装置は前記第一流体と前記第二流体とが通過する構造であって該空調装置への作動要求の有無を検出する作動要求検出部を備え、前記バッテリの温度が基準温度未満であって前記第一流体を用いて前記バッテリを前記基準温度以上に加温できない若しくは前記空調装置の作動要求が検出されて所望の温度の温風が得られないと判断された場合の少なくともいずれか一方が成立した場合に、前記第一ヒータ若しくは前記第二ヒータの必要作動時間の短いどちらか一方を作動して前記第一流体若しくは前記第二流体を加温し、この加温した第一流体若しくは第二流体を前記バッテリ若しくは前記空調装置に供給させる制御手段を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の電動車両の暖機装置は、電動車両の動力源であるバッテリの電力消費を抑えつつ、バッテリの加温と車両の室内の暖房を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は電動車両の暖機装置のシステム構成図である。（実施例）
【図２】図２は電動車両の暖機装置のブロック図である。（実施例）
【図３】図３は電動車両の暖機制御のフローチャートである。（実施例）
【図４】図４は図３に続く電動車両の暖機制御のフローチャートである。（実施例）
【図５】図５は図３に続く電動車両の暖機制御の他のフローチャートである。（実施例）
【発明を実施するための形態】
【００１０】
この発明は、電動車両の動力源であるバッテリの電力消費を抑えつつ、バッテリの加温と車両の室内の暖房を行う目的を、昇温速度が異なる２つの流体を備えるとともにこの２つの流体がそれぞれ通過可能な流路をバッテリに備えて実現するものである。
【実施例】
【００１１】
図１〜図５は、この発明の実施例を示すものである。
図１において、１は電力によって走行する電動車両（以下「車両」という）に搭載される暖機装置、２は車両の動力源であるバッテリ、３はこのバッテリ２の電力により作動して車両を走行させるモータ、４はバッテリ２の直流電力を交流電力に変換するインバータ、５は後述する第一流体（第一媒体としての第一冷却水）の温度を低減するラジエータ、６は車両の車室内に温風を送風する空調装置である。
バッテリ２には、このバッテリ２の温度（バッテリ温度）を検出するバッテリ温度センサ７が設けられている。
空調装置６には、第一流体（第一媒体としての第一冷却水）が流れる第一流路８と、第一流体よりも昇温速度が早い第二流体（第二媒体としての第二冷却水）が流れる第二流路９とを備えた閉回路１０が設けられている。第二流体は、第一流体よりも熱容量が小さく、且つ第一流体よりも昇温速度が早い特性を備える。
バッテリ２は、第一流路８と第二流路９とが通過する構造であって第一流体及び第二流体と熱交換（熱の授受）を行うものである。
空調装置６は、第一流路８と第二流路９とが通過する構造であって、第一流路８を流れる第一流体及び第二流路９を流れる第二流体の熱を放熱するヒータコア１１と、空調装置６への作動要求の有無を検出する作動要求検出部１２とを備えている。
【００１２】
第一流路８は、第一流体をバッテリ２から流して再度このバッテリに戻す第一の経路１３を備える。
また、第一流路８は、第一経路１３上で、第一流体を圧送する第一ポンプ１４が設けられたラジエータ５とインバータ４とモータ３と第一流体の温度を検出する第一温度センサ１５とバッテリ２の電力を使用して第一流体を加温する第一ヒータ（ＰＣＴヒータ）１６と第一の制御弁１７とを備えるとともに、この第一の制御弁１７からバッテリ２に接続する第二の経路１８と、第一の制御弁１７からバッテリ２を迂回し且つ第一の経路１３の第一の接続部１９に接続して第一電熱流体を流す迂回路２０とを備える。
【００１３】
第二流路９は、バッテリ２の電力を使用して第二流体を加温する第二ヒータ２１と、この第二ヒータ２１に設けられて第二流体を圧送する第二ポンプ２２と、この第二ポンプ２２と空調装置６のヒータコア１１間で第三の経路２３及びこの第三の経路２３に並列した第四の経路２４と、第三の経路２３に設けられて第二流体の温度を検出する第二温度センサ２５及び第二の流量調整弁としての第二の制御弁２６と、この第二の制御弁２６とバッテリ２とを接続する第五の経路２７と、バッテリ２と第四の経路２４の第二の接続部２８に接続する第六の経路２９とを備える。
また、第一ヒータ１６に設けた第一の流量調整弁としての第三の制御弁３０と空調装置６のヒータコア１１とは、第七の経路３１で接続している。
前記第二の制御弁（第二の流量調整弁）２６と前記第三の制御弁３０（第一の流量調整弁）とは、バッテリ２及び空調装置６に供給する第一流体若しくは第二流体の夫々の流量を調整する流量調整構造を構成する。
更に、空調装置６のヒータコア１１の第八の経路３２は、第一の経路１３の第一の接続部１９に接続している。
【００１４】
また、暖機装置１には、図２に示すように、制御手段（制御ユニット）３３が備えられている。
この制御手段３３には、入力側で、バッテリ温度センサ７と空調装置の作動要求検出部１２と第一温度センサ１５と第二温度センサ２５とイグニションスイッチ３４と外気温センサ３５が連絡しており、また、出力側では、第一ポンプ１４と第一ヒータ１６と第一の制御弁１７と第二ヒータ２１と第二ポンプ２２と第二の制御弁２６と第三の制御弁３０とが連絡している。
この制御手段３３は、入力側からの各種出力結果によって出力側の第一ヒータ１６と第二ヒータ２１との作動もしくは作動停止を行い、また、第一の制御弁１７と第二の制御弁２６と第三の制御弁３０との作動制御を行う。
【００１５】
制御手段３３は、バッテリ２の温度が基準温度未満であって第一流体を用いてバッテリ２を基準温度以上に加温できない若しくは空調装置６の作動要求が検出されて所望の温度の温風が得られないと判断された場合の少なくともいずれか一方が成立した場合に、第一ヒータ１６若しくは第二ヒータ２１の必要作動時間の短いどちらか一方を作動して第一流体若しくは第二流体を加温し、この加温した第一流体若しくは第二流体をバッテリ２若しくは空調装置６に供給させる。
また、制御手段３３は、空調装置６の所望する温度の温風を得るための第一流体若しくは第二流体の温度である第一所定温度と、バッテリ２を基準温度以上に加温可能な第一流体若しくは第二流体の温度である第二所定温度とを設定し、バッテリ２の温度が基準温度未満であって空調装置６の作動要求が検出された場合に第一所定温度と第二所定温度との大小を比較し、第一所定温度の方が大きいと判断された場合に、第一ヒータ１６若しくは第二ヒータ２１の必要作動時間が短いどちらか一方を作動させて第一流体若しくは第二流体を第二所定温度まで加温するとともに、この加温した第一流体若しくは第二流体を空調装置６に供給する量を増大させる。
なお、この実施例において、外気温センサ３５を設けることで、バッテリ２や室内暖房等の暖機温度制御や他部品における温度調節等に活用できる。
【００１６】
以下に、上記の第一流路８について、具体的に説明する。
第一ポンプ１４が作動することで、第一の経路１３に第一流体が流れる。この場合、第七の経路３１には、第三の制御弁３０の開弁によって第一流体が流れる。なお、第三の制御弁３０は、第七の経路３１に流れる第一流体の流量を調整できる第一流量調整弁である。第二の経路１８、迂回路２０においては、第一の制御弁１７によって第二の経路１８若しくは迂回路２０のどちらか一方に第一流体が流れる。
これにより、第一流体は、インバータ４及びモータ３の作動による廃熱や第一ヒータ１６による加熱によって加温される。また、第一流体は、ラジエータ５を通過することで、第一流体の温度が低減される。
また、第三の制御弁３０が開弁することで、第七の経路３１に第一流体が流れ、ヒータコア１１を通過した第一流体は、ラジエータ５に戻る。第一流体がヒータコア１１を通過することで、ヒータコア１１において第一流体が放熱し、空調装置６が車室内に温風を送風する。
迂回路２０は、バッテリ２を迂回する経路であり、第一の制御弁１７によって第二の経路１８若しくは迂回路２０に第一流体が流れ、その後、第一流体はラジエータ５に戻る。
一方、第二の経路１８、迂回路２０には常に第一流体が流れておらず、以下の所定の条件が成立することで、第二の経路１８、迂回路２０、第七の経路３１、及び第八の経路３２に第一流体が流れる。
また、第二の経路１８が開通する条件は、バッテリ温度が基準温度未満であって第一流体の第二温度が所定温度以上の場合である。このとき、迂回路２０は、開通しない。
迂回路２０が開通する条件は、バッテリ温度が前記基準温度以上の場合であり、バッテリ２を加温する必要が無いので、バッテリ２を迂回して第一流体を通す。このとき、第二の経路１８は、開通しない。
第七の経路３１及び第八の経路３２が開通する条件は、暖房使用要求があって、且つ第一流体の温度が第一所定温度以上の場合である。この第一所定温度とは、所望する温度の温風を空調装置６から得ることができる第一流体の温度であり、空調装置６の所望する温風の温度によって変化するものである。
【００１７】
次いで、上記の第二流路９について、具体的に説明する。
第二流体は、第三の経路２３・第四の経路２４及び第五の経路２７・第六の経路２９に流れる。この第五の経路２７・第六の経路２９には、第二ポンプ２２が作動することで第二流体が流れ、さらに、第三の経路２３・第四の経路２４には、第二の制御弁２６が開弁することで第二流体が流れる。なお、第二の制御弁２６は、第三の経路２３に流れる第二流体の流量を調整できる第二流量制御弁である。
第二ヒータ２１は、第一ヒータ１６と同様の加温性能を備えるものである。
第三の経路２３からは第二の制御弁２６を介して第五の経路２７が分岐している。
第五の経路２７・第六の経路２９は、その経路上にバッテリ２を介しており、第三の経路２３からの第二流体をバッテリ２に循環させることができる。
第二ポンプ２２が作動することで、第三の経路２３内の第二流体が流れ、ヒータコア１１と第二ヒータ２１間を第二流体が循環する。ヒータコア１１に第二流体を通過することで、ヒータコア１１において第二流体が放熱して車室内に温風を送風できる。さらに、第二の制御弁２６が開弁することで、第五の経路２７にも第二流体が流れ、バッテリ２にも第二流体が流れる。
第二温度センサ２５は、空調装置６の作動可否を判断するために設けられている。第二温度センサ２５の検出結果より、制御手段３３は、空調装置６の作動可否を判断して空調装置６を作動する。
第二流体が流れる第三の経路２３・第四の経路２４及び第五の経路２７・第六の経路２９の総合計長さは、第一流体が流れる第一の経路１３・第二の経路１８の総合計長さ及び第一の経路１３・迂回路２０の総合計長さよりも短く設定されている。つまり、第二流体の水量は、第一流体の水量よりも少ない。さらに、前述したように、第二流体は第一流体よりも加温速度が早い流体であるので、より第二流体を第一流体よりも早く規定温度まで加温させることができる。
ヒータコア１１とバッテリ２は、第一流体と第二流体とが通過可能な水路を別途に備えている。このため、ヒークコア１１やバッテリ２に第一流体と第二流体とが共に通過しても、第一流体と第二流体とが混ざり合うことはない。
【００１８】
次に、この実施例における暖機制御を、図３〜図５のフローチャートに基づいて説明する。
先ず、図３に示すように、制御手段３３において、プログラムがスタートすると（ステップＡ０１）、イグニションスイッチ３４がオンか否かを判断し（ステップＡ０２）、このステップＡ０２がＮＯの場合には、この判断を継続する。
このステップＡ０２がＹＥＳの場合には、バッテリ温度が基準温度以上か否かを判断し（ステップＡ０３）、このステップＡ０３がＹＥＳの場合には、空調装置（暖房）６の使用か否かを判断し（ステップＡ０４）、このステップＡ０４がＹＥＳの場合には、第一温度センサ１６による第一の流体の温度が第一所定温度以上か否かを判断する（ステップＡ０５）。このステップＡ０５がＹＥＳの場合には、第一ヒータ１６による第一流体の加温の必要が無く、また、第二ヒータ２１による第二流体の加温の必要も無いことから、第一ヒータ１６及び第二ヒータ２１をオフとし、第一の流体の温度を第一所定温度まで加温し、迂回路２０、第七の経路３１を開通とする（ステップＡ０６）。
このステップＡ０６においては、作動要求検出部１２が空調装置６の作動要求を検出して、空調装置６を作動させて暖房が使用状態（空調装置６が作動状態）にあるので、第三の制御弁３０が開弁して第七の経路３１が開通し、ヒータコア１１に第一流体を流す。
一方、バッテリ２の温度は基準温度以上であるので、バッテリ２の加温の必要は無い。そのため、第一流体を迂回路２０に通過させて、バッテリ２の過熱を防止する。
前記ステップＡ０４がＮＯの場合には、第一ヒータ１６と第二ヒータ２１とを、共に、オフ（非作動）とする（ステップＡ０７）。
このステップＡ０７においては、空調装置６が作動していないため、ヒータコア１１による第一流体の温度の低下がない。また、バッテリ２の温度が基準温度以上であり、バッテリ２の加温の必要も無いので、第一ヒータ１６と第二ヒータ２１とを、共に、作動停止し、第一流体を迂回路２０を通過させてバッテリ２の過熱を防止する。
【００１９】
前記ステップＡ０５がＮＯの場合には、第一ヒータ１６を作動させた方が効率が良いか否かを判断する（ステップＡ０８）。これは、バッテリ２の消費電力をより少なくするために設けた処理である。例えば、第一流体の温度が第一所定温度よりも僅かに低い場合、第二流体を加温するよりも第一流体を加温させる方がバッテリ２の消費電力を抑えられる場合がある。
前記ステップＡ０８がＹＥＳの場合には、第一ヒータ１６をオン（作動）とし且つ第二ヒータ２１をオフ（非作動）とする（ステップＡ０９）。
このステップＡ０９においては、空調装置６の作動要求がある一方で、第一流体の温度が第一所定温度よりも低いので、バッテリ２の過冷却を防止するために、バッテリ２には、第一流体を通過させない。つまり、第二の経路１８を、開通させない。この場合、第一ヒータ１６を作動して、第一流体を、第一所定温度まで加温するとともに、迂回路２０と第七の経路３１とに流す。
前記ステップＡ０８がＮＯの場合には、第一ヒータ１６をオフとし且つ第二ヒータ２１をオンとする（ステップＡ１０）。
このステップＡ１０においては、空調装置６の作動要求がある一方で、バッテリ２が基準温度以上であって、且つ第一流体が第一所定温度よりも低いので、バッテリ２の過冷却を防止するために、バッテリ２には、第一流体を通過させない。つまり、第二の経路１８を、開通させない。代わりに、第二ヒータ２１及び第二ポンプ２２を作動させ、第三の経路２３・第四の経路２４内の第二流体を第一所定温度まで加温させつつ、第二流体を循環させる。この場合、第三の経路２３・第四の経路２４を開通するとともに、第五の経路２７、第六の経路２９、迂回路２０も、開通する。
これにより、第一流体よりも加温速度の早い第二流体を第二ヒータ２１により加温してヒータコア１１に流すことで、早期に空調装置６を使用可能にできるとともに、第二流体の加温時間を短縮できるので、バッテリ２の電力の消費量も削減できる。
そして、前記ステップＡ０６、前記ステップＡ０７、前記ステップＡ０９、又は、前記ステップＡ１０の各処理後は、その処理を終了する（ステップＡ１１）。このステップＡ１１では、バッテリ温度が推定値以下となった場合は、バッテリ温度の判定から再度処理を行う。
【００２０】
一方、図３の前記ステップＡ０３がＮＯの場合には、空調装置（暖房）６の使用か否かを判断し（ステップＡ１２）、このステップＡ１２がＹＥＳの場合には、図４のフローチャートに移行する。
図４に示すように、前記ステップＡ１２でＹＥＳを判断した後に、第一所定温度が第二所定温度よりも高いか否かを判断する（ステップＡ１３）。上記の第二所定温度とは、バッテリ２を基準値以上に加温できる第一流体の温度である。
このステップＡ１３がＹＥＳの場合には、第二ヒータ２１を作動させた方が効率が良いか否かを判断する（ステップＡ１４）。
このステップＡ１４は、バッテリ２の電力消費を抑えるために設けている。つまり、第一ヒータ１６若しくは第二ヒータ２１のどちらを作動させた方が、各ヒータの必要作動時間を少なくできるかを判断でき、バッテリ２の電力の浪費を避けることができる。
前記ステップＡ１４がＹＥＳの場合には、第一ヒータ１６をオンとし且つ第二ヒータ２１をオフとし、第二の経路１８、第七の経路３１を開通とし、第一流体の温度を第二所定温度まで加温させ、第二の経路１８及び第七の経路３１を開通して、第七の経路３１に流れる第一流体の量を第二の経路１８よりも増加させる処理を行い（ステップＡ１５）、図３の前記ステップＡ０３に戻る。
このステップＡ１５においては、バッテリ２が基準温度よりも低く、空調装置６が作動伏態にあり、第一流体の温度が第二所定温度以上である場合で、第二の経路１８、第七の経路３１を開通し、第一ヒータ１６を作動させる。同時に、第七の経路３１に流れる第一流体の量を、第二の経路１８よりも増加させる。
前記ステップＡ１４がＮＯの場合には、第一ヒータ１６をオフとし且つ第二ヒータ２１をオン、第二ポンプ２２を作動し、第三の経路２３・第四の経路２４、第五の経路２７・第六の経路２９及び迂回路２０を開通とし、第二流体を第二所定温度まで加温させ、同時に、第三の経路２３に流れる第二流体の量を第五の経路２７よりも増加させる処理を行い（ステップＡ１６）、前記ステップＡ０３に戻る。
このステップＡ１６においては、空調装置６の作動要求がある一方、バッテリ２の温度が基準温度よりも低い場合であって、第三の経路２３・第四の経路２４、第五の経路２７・第六の経路２９が開通し、第二ヒータ２１が作動して第二流体を第二所定温度まで加温するとともに、第二流体がヒータコア１１と第二ヒータ２１とバッテリ２とを循環する。同時に、第三の経路２３に流れる第二流体の量を、第五の経路２７よりも増加させる。
前記ステップＡ１５及び前記ステップＡ１６では、第一の流量制御弁である第三の制御弁３０及び第二の流量制御弁である第二の制御弁２６を用いて第一流体及び第二流体の流量を調整する構成としている。この場合、第一流体若しくは第二流体を第二所定温度まで加温するとともに、第一流体若しくは第二流体をヒータコア１１へ多く流し、空調装置６の所望する送風温度を得る構成としている。
【００２１】
前記ステップＡ１３がＮＯの場合には、第一ヒータ１６を作動させた方が効率が良いか否かを判断する（ステップＡ１７）。
このステップＡ１７がＹＥＳの場合には、第一ヒータ１６をオンとし且つ第二ヒータ２１をオフとし、第二の経路１８、第七の経路３１を開通とし、第一流体を第二所定温度まで加温させ（ステップＡ１８）、図３の前記ステップＡ０３に戻る。
前記ステップＡ１７がＮＯの場合には、第一ヒータ１６をオフとし且つ第二ヒータ２１をオン、第二ポンプ２２を作動し、第三の経路２３・第四の経路２４、第五の経路２７・第六の経路２９、及び迂回路２０を開通とし、第二流体を第二所定温度まで加温させ（ステップＡ１９）、図３の前記ステップＡ０３に戻る。
【００２２】
一方、図３の前記ステップＡ１２がＮＯの場合には、図５のフローチャートに移行する。
図５に示すように、前記ステップＡ１２でＮＯを判断した後に、第一温度センサ１５による第一の流体の温度が第二所定温度以上か否かを判断する（ステップＡ２０）。
このステップＡ２０がＹＥＳの場合には、第一ヒータ１６と第二ヒータ２１とを、共にオフとし、第二の経路１８を開通とし（ステップＡ２１）、図３の前記ステップＡ０３に戻る。
このステップＡ２１においては、バッテリ２が基準温度未満であり、空調装置６の作動要求がなく、第一流体が第二所定温度以上であるので、第一ヒータ１６、第二ヒータ２１を、作動させない。第一流体は、第二の経路１８に流れ、バッテリ２を加温する。
前記ステップＡ２０がＮＯの場合には、第一ヒータ１６を作動させた方が効率が良いか否かを判断する（ステップＡ２２）。
このステップＡ２２がＹＥＳの場合には、第一ヒータ１６をオンとし且つ第二ヒータ２１をオフとする（ステップＡ２３）。このステップＡ２３においては、第一ヒータ１６をオンとし且つ第二ヒータ２１をオフとして、第二の経路１８を開通し、第一流体を第二所定温度まで加温し、この加温した第一流体を第二の経路１８に流す。
前記ステップＡ２２がＮＯの場合には、第一ヒータ１６をオフとし且つ第二ヒータ２１をオンとし、さらに、第二ポンプ２２を作動する（ステップＡ２４）。第一ヒータ１６をオフとし且つ第二ヒータ２１をオンとし、第三の経路２３・第四の経路２４、第五の経路２７・第六の経路２９及び迂回路２０を開通とし、図３の前記ステップＡ０３に戻る。
このステップＡ２４においては、バッテリ２が基準温度未満であり、空調装置６の作動要求がなく、第一流体が第二所定温度未満である場合であり、バッテリ２を加温する必要があるが、第一流体が第二所定温度未満であるので、第一流体を利用してバッテリ２を加温することができない。そのため、第二ヒータ２１を作動させて、第二流体を加温させる。そして、この加温された第二流体を利用して、バッテリ２を加温する。
【００２３】
以上、この発明の実施例について説明してきたが、上述の実施例の構成を請求項毎に当てはめて説明する。
先ず、請求項１に係る発明は、バッテリ２の温度が基準温度未満であって第一流体を用いてバッテリ２を基準温度以上に加温できない若しくは空調装置６の作動要求が検出されて所望の温度の温風が得られないと判断された場合の少なくともいずれか一方が成立した場合に、第一ヒータ１６若しくは第二ヒータ２１の必要作動時間の短いどちらか一方を作動して第一流体若しくは第二流体を加温し、この加温した第一流体若しくは第二流体をバッテリ２若しくは空調装置６に供給させる。
このような構造では、昇温速度が異なる２つの流体（第一流体、第二流体）を備えるとともに、バッテリ２及び空調装置６はこの２つの流体がそれぞれ通過可能な流路（第一流路８、第二流路９）を備えるので、バッテリ２及び空調装置６を第一流体若しくは第二流体のどちらか一方の流体を用いて加温できる。
また、第一流路８にはモータ３を備えることで、車両が走行する際に駆動するモータ３の発熱を利用して第一流体を加温することができ、モータ３の廃熱を利用してバッテリ２を加温できる。
更に、バッテリ２の温度を基準温度以上に加温するにあたり、第一流体及び第二流体を用いてもバッテリ２の加温ができない場合に、第一ヒータ１６若しくは第二ヒータ２１の必要作動時間が短い方のヒータを用いて第一流体若しくは第二流体を昇温させることで、早期にバッテリ２を基準温度以上に加温できるとともに、バッテリ２の電力消費も抑えることができる。
【００２４】
また、請求項２に係る発明は、空調装置６の所望する温度の温風を得るための第一流体若しくは第二流体の温度である第一所定温度と、バッテリ２を基準温度以上に加温可能な第一流体若しくは第二流体の温度である第二所定温度とを設定し、バッテリ２の温度が基準温度未満であって空調装置６の作動要求が検出された場合に第一所定温度と第二所定温度との大小を比較し、第一所定温度の方が大きいと判断された場合に、第一ヒータ１６若しくは第二ヒータ２１の必要作動時間が短いどちらか一方を作動させて第一流体若しくは第二流体を第二所定温度まで加温するとともに、この加温した第一流体若しくは第二流体を空調装置６に供給する量を増大させる。
これにより、バッテリ２を最適動作温度に加温できるとともに、所望する温度の送風を得ることができる。
【００２５】
なお、この発明においては、バッテリの温度が高い場合に、ラジエータとインバータ間からバッテリにつながる別経路を追加することで、ラジエータによって冷却された第一流体をバッテリに通すことで、バッテリを冷却することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
この発明に係る暖機装置を、各種電動車両に適用可能である。
【符号の説明】
【００２７】
１ 暖機装置
２ バッテリ
３ モータ
４ インバータ
５ ラジエータ
６ 空調装置
７ バッテリ温度センサ
８ 第一流路
９ 第二流路
１０ 閉回路
１１ ヒータコア
１２ 作動要求検出部
１３ 第一の経路
１４ 第一ポンプ
１５ 第一温度センサ
１６ 第一ヒータ
１７ 第一の制御弁
１８ 第二の経路
２０ 迂回路
２１ 第二ヒータ
２２ 第二ポンプ
２３ 第三の経路
２４ 第四の経路
２５ 第二温度センサ
２６ 第二の制御弁（第二の流量調整弁）
２７ 第五の経路
２９ 第六の経路
３０ 第三の制御弁（第一の流量調整弁）
３１ 第七の経路
３２ 第八の経路
３３ 制御手段
３４ イグニションスイッチ
３５ 外気温センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動車両の動力源であるバッテリと、このバッテリの電力により作動して前記車両を走行させるモータとを備えて電力によって走行する電動車両の暖機装置において、前記バッテリの温度を検出するバッテリ温度センサを設け、第一流体が流れる第一流路と前記第一流体よりも昇温速度が早い第二流体が流れる第二流路とを設け、前記バッテリは前記第一流路と前記第二流路とが通過する構造であって前記第一流体及び第二流体と熱交換を行い、前記第一流路は前記モータと前記第一流体を圧送する第一ポンプと前記第一流体の温度を検出する第一温度センサと前記バッテリの電力を使用して前記第一流体を加温する第一ヒータと前記バッテリを迂回して前記第一流体を流す迂回路とを備え、前記第二流路は前記第二流体を圧送する第二ポンプと前記第二流体の温度を検出する第二温度センサと前記バッテリの電力を使用して前記第二流体を加温する第二ヒータとを備え、前記車両の車室内に温風を送風する空調装置を設け、この空調装置は前記第一流体と前記第二流体とが通過する構造であって該空調装置への作動要求の有無を検出する作動要求検出部を備え、前記バッテリの温度が基準温度未満であって前記第一流体を用いて前記バッテリを前記基準温度以上に加温できない若しくは前記空調装置の作動要求が検出されて所望の温度の温風が得られないと判断された場合の少なくともいずれか一方が成立した場合に、前記第一ヒータ若しくは前記第二ヒータの必要作動時間の短いどちらか一方を作動して前記第一流体若しくは前記第二流体を加温し、この加温した第一流体若しくは第二流体を前記バッテリ若しくは前記空調装置に供給させる制御手段を設けたことを特徴とする電動車両の暖機装置。
【請求項２】
前記バッテリ及び前記空調装置に供給する前記第一流体若しくは前記第二流体の夫々の流量を調整する流量調整構造を備え、前記制御手段は、前記空調装置の所望する温度の温風を得るための前記第一流体若しくは前記第二流体の温度である第一所定温度と、前記バッテリを基準温度以上に加温可能な前記第一流体若しくは前記第二流体の温度である第二所定温度とを設定し、前記バッテリの温度が前記基準温度未満であって前記空調装置の作動要求が検出された場合に前記第一所定温度と前記第二所定温度との大小を比較し、前記第一所定温度の方が大きいと判断された場合に、前記第一ヒータ若しくは前記第二ヒータの必要作動時間が短いどちらか一方を作動させて前記第一流体若しくは前記第二流体を前記第二所定温度まで加温するとともに、この加温した第一流体若しくは第二流体を前記空調装置に供給する量を増大させることを特徴とする請求項１に記載の電動車両の暖機装置。
【請求項１】
電動車両の動力源であるバッテリと、このバッテリの電力により作動して前記車両を走行させるモータとを備えて電力によって走行する電動車両の暖機装置において、前記バッテリの温度を検出するバッテリ温度センサを設け、第一流体が流れる第一流路と前記第一流体よりも昇温速度が早い第二流体が流れる第二流路とを設け、前記バッテリは前記第一流路と前記第二流路とが通過する構造であって前記第一流体及び第二流体と熱交換を行い、前記第一流路は前記モータと前記第一流体を圧送する第一ポンプと前記第一流体の温度を検出する第一温度センサと前記バッテリの電力を使用して前記第一流体を加温する第一ヒータと前記バッテリを迂回して前記第一流体を流す迂回路とを備え、前記第二流路は前記第二流体を圧送する第二ポンプと前記第二流体の温度を検出する第二温度センサと前記バッテリの電力を使用して前記第二流体を加温する第二ヒータとを備え、前記車両の車室内に温風を送風する空調装置を設け、この空調装置は前記第一流体と前記第二流体とが通過する構造であって該空調装置への作動要求の有無を検出する作動要求検出部を備え、前記バッテリの温度が基準温度未満であって前記第一流体を用いて前記バッテリを前記基準温度以上に加温できない若しくは前記空調装置の作動要求が検出されて所望の温度の温風が得られないと判断された場合の少なくともいずれか一方が成立した場合に、前記第一ヒータ若しくは前記第二ヒータの必要作動時間の短いどちらか一方を作動して前記第一流体若しくは前記第二流体を加温し、この加温した第一流体若しくは第二流体を前記バッテリ若しくは前記空調装置に供給させる制御手段を設けたことを特徴とする電動車両の暖機装置。
【請求項２】
前記バッテリ及び前記空調装置に供給する前記第一流体若しくは前記第二流体の夫々の流量を調整する流量調整構造を備え、前記制御手段は、前記空調装置の所望する温度の温風を得るための前記第一流体若しくは前記第二流体の温度である第一所定温度と、前記バッテリを基準温度以上に加温可能な前記第一流体若しくは前記第二流体の温度である第二所定温度とを設定し、前記バッテリの温度が前記基準温度未満であって前記空調装置の作動要求が検出された場合に前記第一所定温度と前記第二所定温度との大小を比較し、前記第一所定温度の方が大きいと判断された場合に、前記第一ヒータ若しくは前記第二ヒータの必要作動時間が短いどちらか一方を作動させて前記第一流体若しくは前記第二流体を前記第二所定温度まで加温するとともに、この加温した第一流体若しくは第二流体を前記空調装置に供給する量を増大させることを特徴とする請求項１に記載の電動車両の暖機装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２３９３４４（Ｐ２０１２−２３９３４４Ａ）
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０８１４５（Ｐ２０１１−１０８１４５）
【出願日】平成２３年５月１３日（２０１１．５．１３）
【出願人】（０００００２０８２）スズキ株式会社 (3,196)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１３日（２０１１．５．１３）
【出願人】（０００００２０８２）スズキ株式会社 (3,196)
【Ｆターム（参考）】
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