CN111376796B - 车辆的预热控制装置 - Google Patents

车辆的预热控制装置 Download PDF

Info

Publication number
CN111376796B
CN111376796B CN201911341452.5A CN201911341452A CN111376796B CN 111376796 B CN111376796 B CN 111376796B CN 201911341452 A CN201911341452 A CN 201911341452A CN 111376796 B CN111376796 B CN 111376796B
Authority
CN
China
Prior art keywords
warm
switching element
request
control
vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201911341452.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111376796A (zh
Inventor
杉本和大
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of CN111376796A publication Critical patent/CN111376796A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111376796B publication Critical patent/CN111376796B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B1/00Details of electric heating devices
    • H05B1/02Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
    • H05B1/0227Applications
    • H05B1/023Industrial applications
    • H05B1/0236Industrial applications for vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B60L58/27Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by heating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00314Arrangements permitting a rapid heating of the heating liquid
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/02Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant
    • B60H1/14Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant otherwise than from cooling liquid of the plant, e.g. heat from the grease oil, the brakes, the transmission unit
    • B60H1/143Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant otherwise than from cooling liquid of the plant, e.g. heat from the grease oil, the brakes, the transmission unit the heat being derived from cooling an electric component, e.g. electric motors, electric circuits, fuel cells or batteries
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • B60H1/2215Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant the heat being derived from electric heaters
    • B60H1/2218Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant the heat being derived from electric heaters controlling the operation of electric heaters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • B60H1/2215Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant the heat being derived from electric heaters
    • B60H1/2221Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant the heat being derived from electric heaters arrangements of electric heaters for heating an intermediate liquid
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/04Modifications for accelerating switching
    • H03K17/0406Modifications for accelerating switching in composite switches
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/04Modifications for accelerating switching
    • H03K17/041Modifications for accelerating switching without feedback from the output circuit to the control circuit
    • H03K17/0412Modifications for accelerating switching without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the control circuit
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/04Modifications for accelerating switching
    • H03K17/041Modifications for accelerating switching without feedback from the output circuit to the control circuit
    • H03K17/0412Modifications for accelerating switching without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the control circuit
    • H03K17/04126Modifications for accelerating switching without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the control circuit in bipolar transistor switches
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B1/00Details of electric heating devices
    • H05B1/02Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
    • H05B1/0202Switches
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00Converter types
    • B60L2210/40DC to AC converters
    • B60L2210/42Voltage source inverters
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/0081Power supply means, e.g. to the switch driver
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

本发明提供一种车辆的预热控制装置,其无论是行驶中还是停车中都利用转换器的废热进行预热。车辆的预热控制装置具备升压转换器(3),升压转换器(3)具有作为上支路的第一开关元件(T31)、作为下支路的第二开关元件(T32)、以及电抗器(L),其中,第二开关元件(T32)由电阻值可变的半导体元件构成,控制部(6)在存在预热要求的情况下,执行预热控制,所述预热控制将第二开关元件(T32)的电阻值设定为比不存在预热要求的情况的动作时的电阻值高,并使电流向第二开关元件(T32)流动而将由该第二开关元件(T32)产生的热向存在预热要求的设备供给。

Description

车辆的预热控制装置
技术领域
本发明涉及车辆的预热控制装置。
背景技术
专利文献1公开了即使提高转换器的开关频率而使开关损失增加,也能够对间歇开关控制的接通断开时间进行控制而抑制电抗器的铁损的控制装置。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2011-147205号公报
发明要解决的课题
在专利文献1记载的结构中,为了使转换器的开关损失增加而将上支路的开关元件切换为接通和断开,因此电流从转换器的上支路经由逆变器向电动机流动。即,在间歇开关控制时,电动机进行驱动。因此,在专利文献1记载的结构中,虽然在电动机驱动的环境下能够进行预热控制,但是在停车中难以进行预热控制。
发明内容
本发明鉴于上述情况而做出,其目的在于提供一种无论是行驶中还是停车中都能够利用转换器的废热进行预热的车辆的预热控制装置。
用于解决课题的手段
本发明涉及一种车辆的预热控制装置,具备:行驶用的电动机;逆变器,所述逆变器驱动所述电动机;蓄电装置;升压转换器,所述升压转换器与连接有所述蓄电装置的低电压侧电力线及连接有所述逆变器的高电压侧电力线连接,并能够进行将所述低电压侧电力线的电力升压并向所述高电压侧电力线供给的升压动作;以及控制部,所述控制部控制所述逆变器及所述升压转换器,所述升压转换器具有第一开关元件、第二开关元件、以及电抗器,该第一开关元件连接于所述高电压侧电力线的正极母线且作为上支路,该第二开关元件连接于所述高电压侧电力线的负极母线和所述第一开关元件且作为下支路,该电抗器连接于所述低电压侧电力线的正极母线和所述第一开关元件与所述第二开关元件的连接点,所述车辆的预热控制装置的特征在于,所述第二开关元件由电阻值可变的半导体元件构成,所述控制部在存在预热要求的情况下,执行预热控制,所述预热控制将所述第二开关元件的电阻值设定为比不存在所述预热要求的情况的动作时的电阻值高,并使电流向所述第二开关元件流动而将由该第二开关元件产生的热向存在预热要求的设备供给。
另外,所述控制部在停车中存在预热要求的情况下,执行第一预热控制,所述第一预热控制不使电流向所述第一开关元件流动,而使电流向所述第二开关元件流动并将由该第二开关元件产生的热向存在预热要求的设备供给。
根据该结构,即使执行第一预热控制,电流也不向上支路的第一开关元件流动,因此在停车中能够以下支路的第二开关元件为发热部进行预热。
另外,所述控制部在行驶中存在预热要求的情况下,执行第二预热控制,所述第二预热控制使所述第一开关元件接通而使驱动电流向所述逆变器及所述电动机流动,并使电流向所述第二开关元件流动而将由该第二开关元件产生的热向存在预热要求的设备供给,所述驱动电流为所述车辆利用从所述电动机输出的动力行驶所需的电流。
根据该结构,能够确保将行驶所需的电流向电动机通电的状态,并在行驶中为了预热而使电流向下支路的第二开关元件流动。由此,在行驶中能够以下支路的第二开关元件为发热部进行预热。
另外,所述控制部也可以在从所述第一预热控制向所述第二预热控制转移时,将所述第二开关元件的电阻值设定为能够确保所述电动机进行动力运转所需的所述驱动电流并使电流也向所述第二开关元件流动的电阻值。
根据该结构,即使在正存在预热要求时从停车状态向行驶状态转移的情况下,也能够确保将行驶所需的电流向电动机通电的状态,并且为了预热而使电流向下支路的第二开关元件流动。由此,即使在从停车状态向行驶状态切换的情况下,也能够以下支路的第二开关元件为发热部进行预热。
另外,存在所述预热要求的情况可以包括用于进行所述蓄电装置的预热的要求和用于对车厢内进行制热的要求中的至少一方。
根据该结构,即使例如在车辆处于极低温度下的情况下,也能够以下支路的第二开关元件为发热部,对蓄电装置、制热用的设备进行预热。
发明效果
根据本发明,能够以构成升压转换器的下支路的第二开关元件为发热部,产生针对预热要求的热。由此,无论是行驶中还是停车中,都能够利用升压转换器的废热进行预热。
附图说明
图1是示意性地表示搭载于车辆的系统的概略结构的图。
图2是用于说明在停车中存在预热要求的情况下在升压转换器的下支路发热的状态的图。
图3是表示在预热控制时增大下支路的第二开关元件的电阻的状态下通电的情况的一例的图。
图4是表示第二开关元件的电阻与元件温度的关系的图。
图5是用于说明在行驶中存在预热要求的情况下在升压转换器的下支路发热的状态的图。
图6是用于说明行驶所需的能量的图。
图7是表示预热控制流程的一例的流程图。
附图标记说明
1系统;
2电池;
3升压转换器;
4逆变器;
5电动机;
6控制部;
11低电压侧电力线;
11a正极母线;
11b负极母线;
12高电压侧电力线;
12a正极母线;
12b负极母线;
13、14电容器;
T31第一开关元件;
T32第二开关元件;
L电抗器;
Cn1连接点。
具体实施方式
以下,参照附图,具体说明本发明的实施方式的车辆的预热控制装置。需要说明的是,本发明不限定于以下说明的实施方式。
图1是示意性地表示搭载于车辆的系统的概略结构的图。如图1所示,系统1具备电池2、升压转换器3、逆变器4、电动机5、及控制部6。在该系统1中,能够将从电池2输出的直流电力由升压转换器3升压并向逆变器4供给。然后,将从升压转换器3向逆变器4输入的直流电力由逆变器4转换成交流电力,并将该交流电力从逆变器4向电动机5供给。利用该交流电力,电动机5进行驱动。控制部6由对升压转换器3、逆变器4、电动机5进行控制的电子控制装置(ECU)构成。根据从控制部6向升压转换器3及逆变器4输出的指令信号来控制电动机5的驱动。此外,控制部6在搭载了系统1的车辆中的部件存在预热要求的情况下,执行利用升压转换器3的废热向存在预热要求的部件供给热的控制(预热控制)。第一实施方式的预热控制装置至少包括控制部6和升压转换器3而构成。
电池2是由二次电池构成的蓄电装置,连接于低电压侧电力线11。在电池2的正极连接有低电压侧电力线11的正极母线11a。在电池2的负极连接有低电压侧电力线11的负极母线11b。
升压转换器3与连接有逆变器4的高电压侧电力线12和连接有电池2的低电压侧电力线11连接。该升压转换器3具备2个开关元件T31、T32、2个二极管D31、D32、及电抗器L。
第一开关元件T31连接于高电压侧电力线12的正极母线12a。第二开关元件T32连接于第一开关元件T31、和高电压侧电力线12的负极母线12b及低电压侧电力线11的负极母线11b。在升压转换器3中,作为上支路的第一开关元件T31与作为下支路的第二开关元件T32串联连接。各开关元件T31、T32由绝缘栅型双极晶体管(IGBT)构成。2个二极管D31、D32分别反方向地并联连接于开关元件T31、T32。电抗器L连接于第一开关元件T31与第二开关元件T32的连接点Cn1、及低电压侧电力线11的正极母线11a。
另外,升压转换器3通过由控制部6调节各开关元件T31、T32的接通时间的比例,由此能够对低电压侧电力线11的电力进行升压并向高电压侧电力线12供给。需要说明的是,在低电压侧电力线11的正极母线11a和负极母线11b连接有平滑用的电容器13。
逆变器4由具有6个开关元件T41~T46和6个二极管D41~D46的逆变器电路构成,以便能够将三相的电流向线圈通电。逆变器电路是按相(U相、V相、W相)使开关元件T41~T46进行开关动作从而将直流电力转换成交流电力的电力转换电路。
如图1所示,逆变器4连接于高电压侧电力线12和电动机5。开关元件T41~T46分别相对于高电压侧电力线12的正极母线12a和负极母线12b,以构成各相(U相、V相、W相)的上支路和下支路的方式每2个成对地串联配置。各开关元件T41~T46由绝缘栅型双极晶体管(IGBT)构成。6个二极管D41~D46分别反方向地并联连接于开关元件T41~T46。在开关元件T41~T46的成对的开关元件彼此的连接点分别连接有电动机5的三相线圈(U相、V相、W相)的各相线圈。在电压作用于逆变器4时,利用控制部6调节成对的开关元件T41~T46的接通时间的比例,由此在三相线圈中形成旋转磁场,驱动电动机5旋转。需要说明的是,在高电压侧电力线12的正极母线12a和负极母线12b连接有平滑用的电容器14和放电用的电阻15。
电动机5是作为车辆的动力源发挥功能的行驶用的电动机。该电动机5经由逆变器4及升压转换器3与电池2电连接,利用从电池2供给的电力进行驱动。电动机5与逆变器4经由三相的线圈(U相、V相、W相)而电连接。通过使电流向三相的线圈流动而使电动机5进行驱动。电动机5不仅作为电动机发挥功能而且也作为发电机发挥功能。而且,在此说明的车辆是以电动机5为动力源的电动车辆。
控制部6由对电动机5进行驱动控制的电子控制装置(ECU)构成。该控制部6具备CPU、存储各种程序等数据的存储部、及进行用于驱动控制电动机5的各种运算的运算处理部。而且,向控制部6输入来自各种传感器(未图示)的信号。作为向控制部6输入的信号,包括来自检测电动机5的转速的电动机转速传感器的旋转变压器信号、来自检测电池2的温度的温度传感器的电池温度、来自检测在升压转换器3的上支路中流动的电流的电流传感器的电流值、来自检测在升压转换器3的下支路中流动的电流的电流传感器的电流值等(均未图示)。例如,在向控制部6输入了来自电动机转速传感器的旋转变压器信号的情况下,运算处理部进行基于该旋转变压器信号对电动机5的转速进行运算等用于电动机控制的运算处理。然后,运算处理部的运算的结果、用于控制升压转换器3和逆变器4的指令信号从控制部6向升压转换器3和逆变器4输出。该指令信号包括向升压转换器3的开关元件T31、T32的开关控制信号、向逆变器4的开关元件T41~T46的开关控制信号。这样,控制部6通过控制升压转换器3及逆变器4来控制向电动机5施加的电压及电流。
另外,控制部6在存在预热要求的情况下,执行利用升压转换器3的废热向存在预热要求的部件供给热的预热控制。该预热要求包括电池2的预热、车厢内的制热。并且,控制部6在执行预热控制时,使构成升压转换器3的下支路的第二开关元件T32的电阻值变化,使电流向第二开关元件T32流动,并由该第二开关元件T32产生热。即,控制部6控制第二开关元件T32的电阻值,以便在通电时在升压转换器3中使下支路的损失增加。然后,控制部6将由第二开关元件T32产生的热向存在预热要求的设备供给。例如,由第二开关元件T32产生的热向用于对第二开关元件T32进行冷却的冷却水传递。在该情况下,开关元件T32的热经由冷却水向存在预热要求的设备供给。这样,控制部6执行有效利用了升压转换器3的下支路的废热增加控制作为在预热要求时执行的预热控制。在进行以升压转换器3的第二开关元件T32为发热部的预热控制的情况下,控制部6仅输出向升压转换器3的第二开关元件T32的开关控制信号作为预热控制用的指令信号。需要说明的是,在本说明中,有时将废热增加控制记载为下支路接通控制。
例如,在车辆为停车中,在极低温度下存在用于利用空调器(未图示)对车厢内进行制热的制热要求(预热要求)的情况下,控制部6将由于升压转换器3的损失而产生的热向作为存在预热要求的设备的加热器芯供给。从检测加热器芯的温度的温度传感器(未图示)向控制部6输入加热器芯温度作为信号。需要说明的是,极低温度下例如是指车辆的外部空气温度成为零下几十度的环境下的温度。
图2是用于说明在停车中存在预热要求的情况下在升压转换器3的下支路发热的状态的图。如图2所示,在停车中存在预热要求的情况下,控制部6执行下支路接通控制,使电流仅向升压转换器3的下支路流动。在该情况下,电流不向升压转换器3的上支路流动。由此,成为仅使第二开关元件T32和电抗器L发热的通电状态。此时,控制部6控制为增大第二开关元件T32的电阻。在存在预热要求的情况下,第二开关元件T32的电阻值设定为比不存在预热要求的情况的动作时的电阻值、即通常的升压动作时的电阻值大的值。因此,电流从电池2的正极经由电抗器L向下支路的第二开关元件T32流动。从升压转换器3的下支路流出的电流经由低电压侧电力线11的负极母线11b向电池2的负极流动。这样,由于电流不向升压转换器3的上支路流动,因此电动机5不会动作。因此,能够在停车中进行预热。需要说明的是,在本说明中,有时将在停车中执行的预热控制称为第一预热控制。
控制部6在下支路接通控制时使第二开关元件T32的电阻变化之际,执行将第二开关元件T32利用有源栅使电阻逐级变化的控制(有源栅控制)。在有源栅控制中,将与第二开关元件T32的栅连接的放电路径的电阻值从低的电阻值切换为高的电阻值。或者,控制部6在使第二开关元件T32的电阻变化时,执行使第二开关元件T32成为半接通状态的控制(半接通控制)。半接通状态表示第二开关元件T32的接通状态与断开状态的中间的状态。如果使第二开关元件T32成为半接通状态,则与通常的接通状态(通常的升压动作时)相比第二开关元件T32的电阻值增大。
图3是表示在预热控制时增大了下支路的第二开关元件T32的电阻的状态下通电的情况的一例的图。如图3所示,在预热控制时,电流开始逐渐向设定为电阻值较大的第二开关元件T32流动并以规定值成为恒定的通电状态。然后,第二开关元件T32的通电状态被控制成电流从恒定的通电状态逐渐减少。
图4是表示第二开关元件T32的电阻与元件温度的关系的图。如图4所示,第二开关元件T32具有随着电阻增大而元件温度逐渐下降的特性。第二开关元件T32由控制部6控制成以元件温度比元件耐热温度的上限低的状态进行动作。控制部6在预热控制时,将第二开关元件T32的电阻值控制成元件温度比元件耐热温度上限低的电阻值,作为第二开关元件T32的电阻值的可使用范围。
另外,控制部6不限于停车中,在行驶中存在预热要求的情况下,也能够执行升压转换器3中的废热增加控制。在行驶中,电动机5输出车辆行驶所需的动力,因此控制成一边保持电动机5动力运转所需的驱动电流(电动机电流)向电动机5流动的通电状态,一边使电流也向升压转换器3的下支路流动。在该情况下,控制部6也控制下支路的第二开关元件T32的电阻。
图5是用于说明在行驶中存在预热要求的情况下在升压转换器3的下支路发热的状态的图。在行驶中,升压转换器3的第一开关元件T31成为接通,电流从电池2在升压转换器3的上支路中流动,因此成为车辆行驶所需的驱动电流向逆变器4及电动机5流动的通电状态。通过控制部6的控制,驱动电流向逆变器4及电动机5的各相的导线(U相、V相、W相)流动。此外,在行驶中,在存在预热要求的情况下,控制部6也执行下支路接通控制,使电流向升压转换器3的下支路流动。在该情况下,控制部6执行在增大了升压转换器3的第二开关元件T32的电阻值的状态下,对该第二开关元件T32通电而产生预热要求所需的热的预热控制。在行驶中的下支路接通控制时设定的第二开关元件T32的电阻值设定为比不存在预热要求的情况的动作时的电阻值、即通常的升压动作时的电阻值大的值。由此,在行驶中也一边确保电动机5的驱动状态一边存在第二开关元件T32中的发热,因此能够使从第二开关元件T32向冷却水的废热增加。而且,控制部6即使在存在预热要求的情况下也能够在行驶中和停车中将第二开关元件T32的电阻值设定为不同的值。需要说明的是,在本说明中,有时将在行驶中执行的预热控制称为第二预热控制。
图6是用于说明行驶所需的能量的图。如在图6中用虚线所示那样,在电动车辆行驶的情况下,来自电池的输出满足电动车辆行驶所需的能量(要求驱动力)。在行驶中存在预热要求的情况下,一边确保行驶所需的能量,一边从电池2移出对升压转换器3的下支路中的损失进行弥补的量的能量。即,在行驶中执行升压转换器3中的废热增加控制的情况下,除了行驶所需的能量之外,还使能量增大针对预热要求而在升压转换器3的下支路产生的损失的量。在此,为了将行驶所需的驱动电流向电动机5通电,需要避免在升压转换器3的下支路中流动的电流变得过大。即,重要的是由控制部6进行控制,以使第二开关元件T32的电阻值成为较大的值。当假设过度降低下支路的第二开关元件T32的电阻值时,过电流向升压转换器3的下支路流动,在升压转换器3的上支路中流动的电流不足而使得电动机5的驱动电流下降,由此车辆有可能无法行驶。在实施方式的控制部6中,能够将第二开关元件T32的电阻控制成能确保车辆可行驶的驱动电流向电动机5通电的状态的电阻值。由此,在行驶中,能够一边使电流向升压转换器3的上支路流动,一边使电流也向升压转换器3的下支路流动,而使第二开关元件T32的损失增加。
图7是表示预热控制流程的一例的流程图。图7所示的控制流程由控制部6执行。
控制部6检测车辆的点火开关成为接通(IG-接通)的情况(步骤S1)。构成为来自点火开关的点火信号向控制部6输入。
另外,控制部6取得电池2的温度(步骤S2),取得用于制热的加热器芯的温度(步骤S3)。在步骤S2中,由温度传感器检测出的电池温度向控制部6输入。在步骤S3中,由温度传感器检测出的加热器芯温度向控制部6输入。然后,控制部6算出预热所需的输出(步骤S4)。在步骤S4中,使用在步骤S2或S3中取得的信息来算出预热所需的输出。
例如,为了用于对电池2进行预热的预热要求的情况,控制部6基于在步骤S2中取得的电池温度在步骤S4中算出预热所需的输出。或者,为了用于对车厢内进行制热的预热要求的情况,控制部6基于在步骤S3中取得的加热器芯温度在步骤S4中算出预热所需的输出。这样,根据成为预热对象的设备(部件),在步骤S4中算出预热所需的输出。
然后,控制部6判定是否存在预热要求(步骤S5)。在步骤S5中,检测受理使制热功能开启的请求的操作部(开关)是否被操作,能够判定是否存在制热要求。或者,在步骤S5中,能够在步骤S2中取得的电池温度比阈值低的情况下判定为存在电池2的预热要求。另外,在步骤S5中,能够判别存在用于对电池2进行预热的预热要求和用于对车厢内进行制热的预热要求(制热要求)中的哪个要求来作为预热要求。
在不存在预热要求的情况下(步骤S5:否),该控制例程结束。
在存在预热要求的情况下(步骤S5:是),控制部6判定车辆是否为停车中(步骤S6)。在步骤S6中,通过判定车速是否为0,能够判定是否为停车中。构成为向控制部6输入来自车速传感器的车速。
在存在预热要求的状态下车辆不是停车中的情况下(步骤S6:否),该控制例程进入后述的步骤S9。
在存在预热要求的状态下车辆为停车中的情况下(步骤S6:是),控制部6在停车中执行的预热控制(第一预热控制)中,算出针对预热要求而在下支路的第二开关元件T32中所需的电阻值(步骤S7)。在步骤S7中,如上述的图2所示的例子那样,算出第二开关元件T32的电阻值,以便成为电流仅向升压转换器3的下支路流动的状态。在该情况下,如上述的图4所示,控制部6在第二开关元件T32的温度不超过耐热温度的上限的范围内设定电阻值。此外,通过步骤S7的处理,将第二开关元件T32的电阻值设定为比通常的升压动作时的电阻值大的电阻值。需要说明的是,通常的升压动作时是指不存在预热要求的状态下进行的升压动作时。
然后,控制部6基于在步骤S7中算出的电阻值,执行升压转换器3的下支路接通控制作为针对停车中的预热要求的废热增加控制(步骤S8)。在步骤S8中,在将升压转换器3的第二开关元件T32的电阻值控制成在步骤S7中算出的电阻值的状态下,执行上述的图2所示的停车状态下的下支路接通控制。通过步骤S8的处理,使电流仅向升压转换器3的下支路的第二开关元件T32流动。
另外,控制部6在存在预热要求的状态下,判定是否存在车辆的行驶要求(步骤S9)。在步骤S9中,作为车辆的行驶要求,可列举检测出加速踏板被踏下的情况、检测出侧制动器被解除的情况、检测出换挡杆从非行驶位置(P挡、N挡)切换为行驶位置(D挡)的情况等。向控制部6输入的信号包括来自检测换挡杆的操作位置的挡位传感器的挡位、来自检测加速踏板的踏下量的加速踏板位置传感器的油门开度、来自检测制动踏板的踏入量的制动踏板位置传感器的制动踏板位置。
在存在预热要求的状态下不存在车辆的行驶要求的情况下(步骤S9:否),该控制例程返回步骤S5。
在存在预热要求的状态下存在车辆的行驶要求的情况下(步骤S9:是),控制部6在行驶中执行的预热控制(第二预热控制)中,算出针对预热要求而在下支路的第二开关元件T32中所需的电阻值(步骤S10)。在步骤S10中,如上述的图5所示的例子那样,算出第二开关元件T32的电阻值,以便一边确保将车辆行驶所需的驱动电流向电动机5通电的通电状态,一边成为少量的电流也向升压转换器3的下支路流动的通电状态。行驶中也与停车中同样地,如上述的图4所示,控制部6在第二开关元件T32的温度不超过耐热温度的上限的范围内设定电阻值。此外,通过步骤S10的处理,将第二开关元件T32的电阻值设定为比通常的升压动作时的电阻值大的电阻值。在步骤S10中,能够将电阻值设定成与在上述的步骤S7中设定的电阻值不同的值。
然后,控制部6基于在步骤S10中算出的电阻值,执行升压转换器3的下支路接通控制作为针对行驶中的预热要求的废热增加控制(步骤S11)。在步骤S11中,在将升压转换器3的第二开关元件T32的电阻值控制成在步骤S10中算出的电阻值的状态下,执行上述的图5所示的行驶状态下的下支路接通控制。通过步骤S11的处理,电流不仅向升压转换器3的上支路的第一开关元件T31流动,也向下支路的第二开关元件T32流动。
另外,控制部6判定是否存在电压的升压要求(步骤S12)。在步骤S12中,例如,基于车辆所要求的要求电力来判定是否存在升压的要求。控制部6能够基于加速踏板的踏入量、车速等算出车辆所要求的要求电力。
在不存在电压的升压要求的情况下(步骤S12:否),该控制例程返回步骤S5。
在存在电压的升压要求的情况下(步骤S12:是),控制部6在升压转换器3的升压动作时且在行驶中执行的预热控制(第二预热控制)中,算出针对升压要求及预热要求而在下支路的第二开关元件T32中所需的电阻值(步骤S13)。在步骤S13中,如上述的图5所示的例子那样,算出第二开关元件T32的电阻值,以便一边确保将车辆行驶所需的驱动电流向电动机5通电的状态,一边成为少量的电流也向升压转换器3的下支路流动的状态。行驶中也与停车中同样地,如上述的图4所示,控制部6在第二开关元件T32的温度不超过耐热温度的上限的电阻值的范围内设定电阻值。此外,通过步骤S13的处理,将第二开关元件T32的电阻值设定为比通常的升压动作时(不存在预热要求的情况的动作时)的电阻值大的电阻值。在步骤S13中,能够将电阻值设定成与在上述的步骤S7及步骤S10中设定的电阻值不同的值。
然后,控制部6基于在步骤S13中算出的电阻值,执行升压转换器3的下支路接通控制作为针对升压动作时且行驶中的预热要求的废热增加控制(步骤S14)。在步骤S14中,在将升压转换器3的第二开关元件T32的电阻值控制成在步骤S13中算出的电阻值的状态下且利用升压转换器3进行升压动作时,执行上述的图5所示的行驶状态下的下支路接通控制。当实施了步骤S14时,该控制例程返回上述的步骤S5。
如以上说明所述,根据实施方式,无论车辆是停车中还是行驶中,都能够利用升压转换器3的废热进行车辆的预热。在电动车辆中,虽然不能进行利用内燃机的废热的预热,但是在本实施方式中,由于执行有效利用了升压转换器3的下支路的废热增加控制,因此在电动车辆中也不用搭载热辅助用的电加热器而能够进行预热。因此,能够削减热辅助用的电加热器,能够实现成本的削减及体型的小型化。
另外,根据实施方式,不使逆变器4及电动机5动作而能够增加在升压转换器3的下支路中产生的废热。因此,无论车辆是停车中还是行驶中,都能够进行利用了升压转换器3的废热的预热。
另外,由IGBT构成的第二开关元件T32的热阻比电抗器L的热阻小。因此,与假设将电抗器L的热向冷却水传递的情况相比,如上述的实施方式那样将第二开关元件T32的热向冷却水传递的结构的效率高。即,根据上述的实施方式,在向存在预热要求的设备供给热时,能够高效地利用冷却水回收发热部的热。
需要说明的是,在上述的实施方式中,说明了车辆为电动车辆的情况,但是本发明没有限定于此。搭载有系统1的车辆例如可以是搭载有发动机作为动力源的混合动力机动车。

Claims (5)

1.一种车辆的预热控制装置,具备:
行驶用的电动机;
逆变器,所述逆变器驱动所述电动机;
蓄电装置;
升压转换器,所述升压转换器与连接有所述蓄电装置的低电压侧电力线及连接有所述逆变器的高电压侧电力线连接,并能够进行将所述低电压侧电力线的电力升压并向所述高电压侧电力线供给的升压动作;以及
控制部,所述控制部控制所述逆变器及所述升压转换器,
所述升压转换器具有第一开关元件、第二开关元件、以及电抗器,该第一开关元件连接于所述高电压侧电力线的正极母线且作为上支路,该第二开关元件连接于所述高电压侧电力线的负极母线和所述第一开关元件且作为下支路,该电抗器连接于所述低电压侧电力线的正极母线和所述第一开关元件与所述第二开关元件的连接点,
所述车辆的预热控制装置的特征在于,
所述第二开关元件由电阻值可变的半导体元件构成,
所述控制部在存在预热要求的情况下,执行预热控制,所述预热控制将所述第二开关元件的电阻值设定为比不存在所述预热要求的情况的动作时的电阻值高,并使电流向所述第二开关元件流动而将由该第二开关元件产生的热向存在预热要求的设备供给。
2.根据权利要求1所述的车辆的预热控制装置,其特征在于,
所述控制部在停车中存在预热要求的情况下,执行第一预热控制,所述第一预热控制不使电流向所述第一开关元件流动,而使电流向所述第二开关元件流动并将由该第二开关元件产生的热向存在预热要求的设备供给。
3.根据权利要求2所述的车辆的预热控制装置,其特征在于,
所述控制部在行驶中存在预热要求的情况下,执行第二预热控制,所述第二预热控制使所述第一开关元件接通而使驱动电流向所述逆变器及所述电动机流动,并使电流向所述第二开关元件流动而将由该第二开关元件产生的热向存在预热要求的设备供给,所述驱动电流为所述车辆利用从所述电动机输出的动力行驶所需的电流。
4.根据权利要求3所述的车辆的预热控制装置,其特征在于,
所述控制部在从所述第一预热控制向所述第二预热控制转移时,将所述第二开关元件的电阻值设定为能够确保所述电动机进行动力运转所需的所述驱动电流并使电流也向所述第二开关元件流动的电阻值。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的车辆的预热控制装置,其特征在于,
存在所述预热要求的情况包括用于进行所述蓄电装置的预热的要求和用于对车厢内进行制热的要求中的至少一方。
CN201911341452.5A 2018-12-26 2019-12-24 车辆的预热控制装置 Active CN111376796B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-243145 2018-12-26
JP2018243145A JP7044055B2 (ja) 2018-12-26 2018-12-26 車両の暖機制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111376796A CN111376796A (zh) 2020-07-07
CN111376796B true CN111376796B (zh) 2022-12-02

Family

ID=71123492

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911341452.5A Active CN111376796B (zh) 2018-12-26 2019-12-24 车辆的预热控制装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11425792B2 (zh)
JP (1) JP7044055B2 (zh)
CN (1) CN111376796B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022103562A (ja) * 2020-12-28 2022-07-08 富士電機株式会社 半導体装置
WO2022141149A1 (zh) * 2020-12-30 2022-07-07 华为技术有限公司 车辆热管理系统、驱动装置和电动汽车
DE102022111447A1 (de) 2022-05-09 2023-11-09 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Pulswechselrichter sowie Antriebsstrang und Verfahren zur Erwärmung eines Kühlmittels

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005012966A (ja) * 2003-06-20 2005-01-13 Toyota Motor Corp 駆動回路付き回転電機
JP2010259217A (ja) * 2009-04-24 2010-11-11 Toyota Motor Corp 駆動装置
JP2011010406A (ja) * 2009-06-24 2011-01-13 Toyota Motor Corp 車両用の電力変換装置およびそれを搭載する車両
EP2685628A2 (en) * 2012-07-12 2014-01-15 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Inverter
DE102015107117A1 (de) * 2014-05-08 2015-11-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Leistungssteuerungssystem eines hybridfahrzeugs
CN107215211A (zh) * 2017-06-15 2017-09-29 天津恒天新能源汽车研究院有限公司 一种电动物流车的高压电分配方法
DE102018100472A1 (de) * 2017-01-13 2018-07-19 Ford Global Technologies, Llc Elektrisches antriebssystem für elektrisches fahrzeug

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006131016A (ja) 2004-11-04 2006-05-25 Honda Motor Co Ltd 車両の暖房システム
JP2008087516A (ja) * 2006-09-29 2008-04-17 Toyota Motor Corp ハイブリッド車両およびハイブリッド車両の走行制御方法
JP4665911B2 (ja) 2007-02-07 2011-04-06 トヨタ自動車株式会社 冷却システム
JP5487983B2 (ja) 2010-01-12 2014-05-14 株式会社デンソー コンバータ及び排熱利用システム
JP5875995B2 (ja) 2013-01-16 2016-03-02 株式会社日立製作所 鉄道車両用の駆動装置
JP2015084622A (ja) 2013-10-25 2015-04-30 三菱重工オートモーティブサーマルシステムズ株式会社 スイッチング素子の駆動装置及び駆動方法並びに車両用空調装置
JP6900909B2 (ja) 2018-01-10 2021-07-07 トヨタ自動車株式会社 多相コンバータシステム
JP7051048B2 (ja) * 2018-03-20 2022-04-11 マツダ株式会社 ハイブリッド駆動装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005012966A (ja) * 2003-06-20 2005-01-13 Toyota Motor Corp 駆動回路付き回転電機
JP2010259217A (ja) * 2009-04-24 2010-11-11 Toyota Motor Corp 駆動装置
JP2011010406A (ja) * 2009-06-24 2011-01-13 Toyota Motor Corp 車両用の電力変換装置およびそれを搭載する車両
EP2685628A2 (en) * 2012-07-12 2014-01-15 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Inverter
DE102015107117A1 (de) * 2014-05-08 2015-11-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Leistungssteuerungssystem eines hybridfahrzeugs
DE102018100472A1 (de) * 2017-01-13 2018-07-19 Ford Global Technologies, Llc Elektrisches antriebssystem für elektrisches fahrzeug
CN108297701A (zh) * 2017-01-13 2018-07-20 福特全球技术公司 电动车辆的电驱动系统
CN107215211A (zh) * 2017-06-15 2017-09-29 天津恒天新能源汽车研究院有限公司 一种电动物流车的高压电分配方法

Also Published As

Publication number Publication date
US11425792B2 (en) 2022-08-23
US20200214088A1 (en) 2020-07-02
JP7044055B2 (ja) 2022-03-30
JP2020108204A (ja) 2020-07-09
CN111376796A (zh) 2020-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111376796B (zh) 车辆的预热控制装置
US10351002B2 (en) Inverter control device and vehicle control device
US9680405B2 (en) Onboard motor controller
JP5630474B2 (ja) インバータ
JP4462243B2 (ja) 負荷駆動装置およびそれを備える車両
EP1819034B1 (en) Voltage conversion apparatus, power output apparatus, and control method of voltage converter
JP5592943B2 (ja) スイッチング回路
JP5200991B2 (ja) 電動車両のモータ制御方法及びその装置
JP2009142010A (ja) 駆動装置およびこれを備える動力出力装置
CN109981019B (zh) 电机控制装置
JP6248976B2 (ja) 電動車両
JP5303295B2 (ja) 車両用電力変換装置および電動車両
CN110011573B (zh) 电机控制装置
JP5310524B2 (ja) ハイブリッド自動車
US9148082B2 (en) Control device and control method
JP4938517B2 (ja) ブラシレスモータの制御装置
JP2021035172A (ja) 電力変換装置の制御装置
JP5698868B2 (ja) 回転電機の電源制御装置
CN106208686B (zh) 用于控制混合动力车辆的hdc的装置和方法
JP6267474B2 (ja) 電動車用電力変換システム
JP5621453B2 (ja) 車両用電源装置
WO2020066142A1 (ja) 電力変換装置
CN112930648B (zh) 电力转换装置
JP2009171643A (ja) 電圧変換装置ならびにそれを備えた負荷駆動装置および電動車両
WO2018173771A1 (ja) 回転電機制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant