-
TECHNISCHES GEBIET
-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Energieversorgungssystem für ein Fahrzeug und ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug, das das Energieversorgungssystem aufweist, und insbesondere ein Energieversorgungssystem für ein Fahrzeug, das von einer externen Energieversorgung, die extern des Fahrzeugs vorgesehen ist, geladen werden kann, ebenso wie ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug, das das Energieversorgungssystem aufweist.
-
STAND DER TECHNIK
-
Das Elektrofahrzeug, das Hybridfahrzeug, das Brennstoffzellenfahrzeug und Ähnliches sind als elektrisch angetriebene Fahrzeuge bekannt, die in der Lage sind, einen Elektromotor zur Verwendung bei der Fahrt des Fahrzeugs unter Verwendung von elektrischer Energie, die in einer fahrzeugmontierten Energiespeichervorrichtung, die typischerweise eine sekundäre Batterie ist, gespeichert ist, anzutreiben. Für diese elektrisch angetriebenen Fahrzeuge wurden Konfigurationen zum Ändern einer fahrzeugmontierten Energiespeichervorrichtung durch eine Energieversorgung bzw. Energiequelle, die extern des Fahrzeugs vorgesehen ist, vorgeschlagen (im Folgenden kann die Energieversorgung einfach als „externe Energieversorgung“ bezeichnet werden, und ein Laden der fahrzeugmontierten Energiespeichervorrichtung durch die externe Energieversorgung kann einfach als „externes Laden“ bezeichnet werden).
-
Die
JP 2009-17675 A beschreibt beispielsweise ein derartiges elektrisch angetriebenes Fahrzeug, das durch externes Laden geladen werden kann. Dieses elektrisch angetriebene Fahrzeug ist mit einer externen Energieversorgung über einen Ladestecker verbunden. Ein Relais ist in einem elektrischen Pfad angeordnet, der sich von einem Energiespeiseknoten, der mit der externen Energieversorgung über den Ladestecker verbunden ist, zu einer Energiespeichervorrichtung erstreckt. Eine Steuervorrichtung wird mit elektrischer Energie von einer Hilfsenergieversorgung bzw. -quelle betrieben, die separat von der oben genannten Energiespeichervorrichtung vorgesehen ist, und steuert ein Öffnen und Schließen des Relais in Abhängigkeit von der Periode, während der die Energiespeichervorrichtung geladen wird. Mit dem Energiespeiseknoten ist keine der elektrischen Energieverbrauchskomponenten, die in dem elektrisch angetriebenen Fahrzeug montiert sind, verbunden.
-
Somit kann, während das elektrisch angetriebene Fahrzeug mit der externen Energieversorgung verbunden ist, die Standby-Energie in der externen Energieversorgung während einer Nicht-Ladeperiode im Wesentlichen zu null gemacht werden.
-
Die
US 6833784 B1 beschreibt ein Energieversorgungssystem für ein Fahrzeug, das von einer AC-Energieversorgung, die extern des Fahrzeugs vorgesehen ist, ladbar ist, wobei das Energieversorgungssystem eine aufladbare Energiespeichervorrichtung und einen Ladeeingang aufweist, der elektrische AC-Energie, die von der elektrischen AC-Energieversorgung zugeführt wird, empfängt.
-
Die
DE 102007004172 A1 beschreibt ein Kraftfahrzeug mit einer Traktionsbatterie, einem Traktionsumrichter, einem elektrischen Fahrmotor und einem verbrennungsmotorisch angetriebenen Generator. Die Traktionsbatterie, der Traktionsumrichter und der elektrische Fahrmotor sind derart verschaltet, dass mit der elektrischen Energie der Traktionsbatterie der elektrische Fahrmotor im Betrieb angetrieben wird. Der verbrennungsmotorisch angetriebene Generator ist im abgestellten Zustand des Kraftfahrzeuges durch ein Kennsignal aktivier- und/oder deaktivierbar, wobei nach Aktivierung der verbrennungsmotorische Antrieb gestartet wird und eine Aufladung der Traktionsbatterie erfolgt und/oder nach Deaktivierung eine Abschaltung des verbrennungsmotorischen Antriebs des Generators vorgenommen wird.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
TECHNISCHES PROBLEM
-
Wenn jedoch beispielsweise bei dem elektrisch angetriebenen Fahrzeug, das in der oben genannten Patentliteratur beschrieben ist, die Hilfsenergieversorgung aktiv ist, während ein externes Laden durchgeführt wird, kann die Hilfsenergieversorgung denjenigen Komponenten, die für ein externes Laden nicht benötigt werden, elektrische Energie zuführen, was zu einem nutzlosen Energieverbrauch führen kann.
-
Die vorliegende Erfindung entstand dementsprechend, um dieses Problem zu lösen, und es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Energieverbrauch zu verhindern, der aufgrund der Zufuhr von elektrischer Energie von der Hilfsenergieversorgung zu denjenigen Komponenten, die zum externen Laden in einem Fahrzeug, das von einer externen Energiezufuhr geladen werden kann, nicht benötigt werden, verursacht wird, und dadurch die Ladeeffizienz zu verbessern.
-
Die Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche sind auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gerichtet.
-
VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
-
Die vorliegende Erfindung enthält einen Wandler, der elektrische Energie, die von einer externen Energieversorgung zugeführt wird, in eine vorbestimmte Energieversorgungsspannung umwandelt und die resultierende Spannung einer Ladevorrichtung zuführt, und benötigt daher keine Aktivierung der Hilfsenergieversorgung, während ein externes Laden durchgeführt wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Energieverbrauch, der aufgrund der Zufuhr von elektrischer Energie von der Hilfsenergieversorgung zu denjenigen Komponenten, die zum externen Laden nicht benötigt werden, verursacht wird, verhindert werden, womit die Ladeeffizienz verbessert wird.
-
Figurenliste
-
- 1 ist ein Gesamtblockdiagramm eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist ein Diagramm, das eine Energieversorgungsschaltung für eine Lade-ECU und ein Relais, das in 1 gezeigt ist, zeigt.
- 3 ist ein Flussdiagramm zum Darstellen einer EIN/AUS-Steuerung des Relais, die von der Lade-ECU durchgeführt wird.
- 4 ist ein Gesamtblockdiagramm eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs gemäß einer zweiten Ausführungsform.
- 5 ist ein Gesamtblockdiagramm eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs gemäß einer dritten Ausführungsform.
- 6 ist ein Flussdiagramm zum Darstellen einer EIN/AUS-Steuerung eines Relais, die von einer Lade-ECU gemäß der dritten Ausführungsform durchgeführt wird.
-
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung genauer mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen werden dieselben oder entsprechende Komponenten mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und deren Beschreibung wird nicht wiederholt.
-
[Erste Ausführungsform]
-
1 ist ein Gesamtblockdiagramm eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Gemäß 1 enthält dieses elektrisch angetriebene Fahrzeug 1 eine Energiespeichervorrichtung 10, ein Systemhauptrelais (im Folgenden als „SMR (Systemhauptrelais)“ bezeichnet) 12, einen Verstärkungswandler 14, Inverter 16, 18, Motor-Generatoren (im Folgenden als „MG (Motor-Generator)“ bezeichnet) 20, 22, einen Verbrennungsmotor 24, eine Energieverteilungs- bzw. Energieaufteilungsvorrichtung 26, ein Antriebsrad 28 und eine MG-ECU (elektronische Steuereinheit) 30. Das elektrisch angetriebene Fahrzeug 1 enthält außerdem einen DC/DC-Wandler 32, eine Hilfsenergieversorgung 34, einen Ladeeingang 42, ein Ladegerät 44, ein Relais 46, einen AC/DC-Wandler 48 und eine Lade-ECU 50.
-
Das SMR 12 ist zwischen der Energiespeichervorrichtung 10 und dem Verstärkungswandler 14 vorgesehen. Die Inverter 16, 18 sind über einen positiven Hauptbus 74p und einen negativen Hauptbus 74n mit dem Verstärkungswandler 14 verbunden. Der DC/DC-Wandler 32 ist mit einer positiven Leitung 72p und einer negativen Leitung 72n, die zwischen dem SMR 12 und dem Verstärkungswandler 14 angeordnet sind, verbunden. Die Hilfsenergieversorgung 34 ist mit dem DC/DC-Wandler 32 verbunden.
-
Außerdem ist das Ladegerät 44 über das Relais 46 mit einer positiven Leitung 70p und einer negativen Leitung 70n verbunden. Mit der Eingangsseite des Ladegeräts 44 ist der Ladeeingang 42 über zwei elektrische Energieleitungen 76 verbunden. Der AC/DC-Wandler 48 ist mit den beiden elektrischen Energieleitungen 76, die zwischen dem Ladeeingang 42 und dem Ladegerät 44 angeordnet sind, verbunden.
-
Die Energiespeichervorrichtung 10 ist eine aufladbare DC-Energieversorgung und ist aus einer sekundären Batterie wie beispielsweise einer Nickelmetallhydrid- oder Lithiumionenbatterie ausgebildet. Während das SMR 12 eingeschaltet ist, führt die Energiespeichervorrichtung 10 dem Verstärkungswandler 14 und dem DC/DC-Wandler 32 elektrische Energie zu. Die Energiespeichervorrichtung 10 empfängt außerdem elektrische Energie, die von dem MG 20 und/oder dem MG 22 erzeugt und von dem Verstärkungswandler 14 zugeführt wird, und wird mit dieser geladen. Während das elektrisch angetriebene Fahrzeug 1 von einer AC-Energieversorgung (beispielsweise herkömmliche Energieversorgung) 60, die extern des Fahrzeugs vorgesehen ist, (durch externes Laden) geladen wird, wird außerdem die Energiespeichervorrichtung 10 durch das Ladegerät 44 geladen. Ein Kondensator mit einer großen Kapazität kann ebenfalls als eine Energiespeichervorrichtung 10 verwendet werden. Die Energiespeichervorrichtung 10 kann eine beliebige sein, solange sie ein elektrischer Energiepuffer ist, der in der Lage ist, zeitweilig elektrische Energie, die von den MG 20, 22 erzeugt wird, und elektrische Energie, die von der AC-Energieversorgung 60 zugeführt wird, zu speichern und die gespeicherte elektrische Energie dem Verstärkungswandler 14 und dem DC/DC-Wandler 32 zuzuführen
-
Das SMR 12 ist aus einem elektromagnetischen Relais ausgebildet, das elektrisch leitend (eingeschaltet) wird, wenn diesem ein Erregungsstrom durch eine Erregungsschaltung (nicht gezeigt) zugeführt wird, und das geöffnet (ausgeschaltet) wird, wenn diesem kein Erregungsstrom zugeführt wird. Auf der Grundlage eines Steuersignals PWC, das von der MG-ECU 30 bereitgestellt wird, verstärkt der Verstärkungswandler 14 die Spannung zwischen dem positiven Hauptbus 74p und dem negativen Hauptbus 74n in eine Spannung, die gleich oder größer als die Spannung zwischen der positiven Leitung 72p und der negativen Leitung 72n (Spannung der Energiespeichervorrichtung 10) ist. Dieser Verstärkungswandler 14 ist beispielsweise aus einer strom reversiblen DC-Chopper-Schaltung, die eine Drossel zum Speichern von Energie enthält, ausgebildet.
-
Der Inverter 16 treibt den MG 20 auf der Grundlage eines Steuersignals PWI1, das von der MG-ECU 30 bereitgestellt wird, an. Der Inverter 18 treibt den MG 22 auf der Grundlage eines Steuersignals PWI2, das von der MG-ECU 30 bereitgestellt wird, an. Die Inverter 16, 18 sind jeweils beispielsweise aus einer Dreiphasen-Brückenschaltung mit einem U-Phasenarm, einem V-Phasenarm und einem W-Phasenarm ausgebildet.
-
Die MGs 20, 22 sind jeweils eine elektrische AC-Drehmaschine und aus einem synchronen Dreiphasen-AC-Elektromotor ausgebildet, der beispielsweise Permanentmagneten, die in einem Rotor eingebettet sind, aufweist. Der MG 20 weist eine Drehwelle auf, die mit der Energieaufteilungsvorrichtung 26 verbunden ist, und der MG 22 weist eine Drehwelle auf, die mit dem Antriebsrad 28 gekoppelt ist. Die Energieaufteilungsvorrichtung 26 ist aus einem Planetengetriebezug ausgebildet, der aus einem Sonnenrad, einem Ritzel, einem Planetenträger und einem Hohlrad besteht. Die Energieaufteilungsvorrichtung 26, die Drehwelle des MG 20, eine Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 24 und eine Antriebswelle, die mit dem Antriebsrad 28 gekoppelt ist, sind miteinander verbunden, und die Energieaufteilungsvorrichtung 26 verteilt den Ausgang des Verbrennungsmotors 24 auf den MG 20 und das Antriebsrad 28.
-
Die MG-ECU 30 erzeugt ein Steuersignal PWC zum Antreiben des Verstärkungswandlers 14 und Steuersignale PWI1, PWI2 zum Antreiben der jeweiligen MGs 20, 22 und gibt das erzeugte Steuersignal PWC an den Verstärkungswandler 14 und die Steuersignale PWI1, PWI2 an die jeweiligen Inverter 16, 18 aus.
-
Der DC/DC-Wandler 32 stuft die Ausgangsspannung auf eine vorbestimmte Energieversorgungsspannung (Hilfsspannung) herab, die niedriger als die Spannung zwischen der positiven Leitung 72p und der negativen Leitung 72n (Spannung der Energiespeichervorrichtung 10) ist, und gibt die resultierende Spannung an die Hilfsenergieversorgung 34 aus. Die Hilfsenergieversorgung 34 enthält eine Hilfsbatterie, die beispielsweise aus einer Bleisäurebatterie ausgebildet ist, und speichert elektrische Energie, die von dem DC/DC-Wandler 32 in der Hilfsbatterie zugeführt wird. Während das Fahrzeug fährt, führt die Hilfsenergieversorgung 34 dem SMR 12, dem Verstärkungswandler 14, den Invertern 16, 18, der MG-ECU 30 und dem DC/DC-Wandler 32 elektrische Betriebsenergie zu.
-
Der Ladeeingang 42 kann mit einem Verbinder 62, der mit einer AC-Energieversorgung 60, die extern des Fahrzeugs vorgesehen ist, verbunden ist, verbunden werden und-empfängt AC-Energie, die von der AC-Energieversorgung 60 zugeführt wird. Das Ladegerät 44 wandelt auf der Grundlage eines Steuersignals PWD, das von der Lade-ECU 50 bereitgestellt wird, die AC-Energie, die von der AC-Energieversorgung 60 zugeführt wird, in eine vorbestimmte Ladespannung (DC) um. Dann wird die elektrische Energie, die durch die Spannungswandlung von dem Ladegerät 44 erzeugt wird, der Energiespeichervorrichtung 10 durch das Relais 46 zugeführt, um die Energiespeichervorrichtung 10 zu laden. Das Ladegerät 44 ist beispielsweise aus einem AC/DC-Wandler ausgebildet.
-
Das Relais 46 ist aus einem elektromagnetischen Relais ausgebildet, das durch die Lade-ECU 50 angetrieben wird, und wird elektrisch leitend (eingeschaltet), wenn diesem ein Erregungsstrom von der Lade-ECU 50 zugeführt wird, und wird geöffnet (ausgeschaltet), wenn diesem kein Erregungsstrom zugeführt wird. Das Relais 46 ist eingeschaltet, während ein externes Laden durchgeführt wird, und ist ausgeschaltet, während das Fahrzeug fährt oder kein externes Laden durchgeführt wird.
-
Während das Fahrzeug fährt, fließt ein Lade- und Entladestrom von Hunderten von Ampere. Im Gegensatz dazu fließen, während ein externes Laden durchgeführt wird, näherungsweise einige Ampere an Ladestrom. Während es daher notwendig ist, das SMR 12 mit einer großen Kapazität eines großen Energieverbrauchs auszuwählen, kann das Relais 46 mit einer kleineren Kapazität eines kleineren Energieverbrauchs im Vergleich zu dem SMR 12 ausgewählt werden.
-
Der AC/DC-Wandler 48 wandelt eine AC-Energie, die von der AC-Energieversorgung 60 zugeführt wird, in eine vorbestimmte Energieversorgungsspannung (DC) um. Der AC/DC-Wandler 48 führt dann die elektrische Energie, die in die Energieversorgungsspannung umgewandelt wurde, der Lade-ECU 50, dem Ladegerät 44 und dem Relais 46 zu. Die elektrische Energie wird von dem AC/DC-Wandler 48 der Lade-ECU 50 zugeführt, so dass sie als die Betriebsenergie der Lade-ECU 50 verwendet wird, wird dem Ladegerät 44 zugeführt, so dass sie beispielsweise als Betriebsenergie einer Steuerleiterplatte und eines Sensors verwendet wird, und wird dem Relais 46 zugeführt, so dass sie für einen Erregungsstrom des elektromagnetischen Relais verwendet wird. Die elektrische Energie wird von dem AC/DC-Wandler 48 dem Relais 46 durch die Lade-ECU 50 zugeführt, wie es später beschrieben wird.
-
Während ein externes Laden durchgeführt wird, empfängt die Lade-ECU 50 die elektrische Energie, die von dem AC/DC-Wandler 48 zugeführt wird, und wird mit dieser betrieben. Während ein externes Laden durchgeführt wird, erzeugt außerdem die Lade-ECU 50 einen Erregungsstrom zum Antreiben des Relais 46 und gibt den Erregungsstrom an das Relais 46 aus. Während ein externes Laden durchgeführt wird, erzeugt die Lade-ECU 50 außerdem ein Steuersignal PWD zum Antreiben des Ladegeräts 44 und gibt das erzeugte Steuersignal PWD an das Ladegerät 44 aus.
-
In dieser ersten Ausführungsform wird, während ein externes Laden durchgeführt wird, die Lade-ECU 50 aktiviert, und das Ladegerät 44 und das Relais 46 werden durch die Lade-ECU 50 angetrieben. Hier wird die Betriebsenergie der Lade-ECU 50, des Ladegeräts 44 und des Relais 46 nicht von der Hilfsenergieversorgung 34 zugeführt, sondern wird von dem AC/DC-Wandler 48 zugeführt, der die AC-Energie, die von der AC-Energieversorgung 60 zugeführt wird, in die Energieversorgungsspannung umwandelt. Somit ist in der ersten Ausführungsform die Hilfsenergieversorgung 34 nicht aktiv, während ein externes Laden durchgeführt wird.
-
2 ist ein Diagramm, das eine Energieversorgungsschaltung für die Lade-ECU 50 und das Relais 46, die in 1 gezeigt sind, zeigt. Gemäß 2 enthält die Lade-ECU 50 einen Mikrocomputer 102, einen Verstärker 104 und ein Relais 106.
-
Während ein externes Laden durchgeführt wird, empfängt der Mikrocomputer 102 die elektrische Energie, die von dem AC/DC-Wandler 48 zugeführt wird, und wird mit dieser betrieben. Wenn eine vorbestimmte Bedingung zum Durchführen eines externen Ladens erfüllt ist, gibt der Mikrocomputer 102 ein Signal an den Verstärker 104 aus. Der Verstärker 104 empfängt das Signal von dem Mikrocomputer 102, um das empfangene Signal zu verstärken, und führt dem Relais 106 einen Erregungsstrom zu.
-
Das Relais 106 enthält einen Kontaktabschnitt 108 und eine Spule 110. Wenn der Spule 110 der Erregungsstrom von dem Verstärker 104 zugeführt wird, wird der Kontaktabschnitt 108 leitend gemacht, und dem Relais 46 wird der Erregungsstrom von dem AC/DC-Wandler 48 durch den Kontaktabschnitt 108 zugeführt.
-
Das Relais 46 enthält einen Kontaktabschnitt 112 und eine Spule 114. Wenn das Relais 106 der Lade-ECU 50 eingeschaltet wird und dementsprechend der Spule 114 der Erregungsstrom von dem AC/DC-Wandler 48 zugeführt wird, wird der Kontaktabschnitt 112 elektrisch leitend gemacht. Dementsprechend wird das Relais 46 eingeschaltet, und das Ladegerät 44 wird mit einer Energiespeichervorrichtung 10 elektrisch verbunden.
-
Die Betriebsenergie der Lade-ECU 50 und des Relais 46 wird somit von dem AC/DC-Wandler 48 zugeführt.
-
3 ist ein Flussdiagramm zum Darstellen einer EIN/AUS-Steuerung des Relais 46, die von der Lade-ECU 50 durchgeführt wird. Der Prozess dieses Flussdiagramms wird in bestimmten Zeitintervallen oder jedes Mal, wenn eine vorbestimmte Bedingung erfüllt ist, ausgeführt, während die Lade-ECU 50 durch die Betriebsenergie, die sie von dem AC/DC-Wandler 48 empfängt, aktiviert wird.
-
Gemäß 3 bestimmt die Lade-ECU 50, ob das elektrisch angetriebene Fahrzeug 1 stoppt (Schritt S10). Ob das elektrisch angetriebene Fahrzeug 1 stoppt, kann auf der Grundlage dessen bestimmt werden, ob sich das Antriebsrad 28 tatsächlich dreht, oder auf der Grundlage dessen, ob sich der Schalthebel (nicht gezeigt) in der Parkposition befindet. Alternativ kann dieses auf der Grundlage dessen bestimmt werden, ob beispielsweise der Startschalter oder der Zündschalter eingeschaltet ist.
-
Anschließend bestimmt die Lade-ECU 50, ob ein externes Laden durchgeführt wird (Schritt S20). Hinsichtlich der Bestimmung, ob ein externes Laden durchgeführt wird, wird auf der Grundlage der Bedingung, dass der Ladeeingang 42 und der Verbinder 62 (1) miteinander verbunden sind und die Restkapazität (SOC) der Energiespeichervorrichtung 10 niedrig geworden ist, bestimmt, dass ein externes Laden durchgeführt wird.
-
Wenn in Schritt S20 bestimmt wird, dass ein externes Laden durchgeführt wird (JA in Schritt S20), verwendet die Lade-ECU 50 die Betriebsenergie, die von dem AC/DC-Wandler 48 zugeführt wird, und führt dem Relais 46 den Erregungsstrom zu, wie es oben beschrieben wurde. Dementsprechend wird das Relais 46 eingeschaltet (Schritt S30). Wenn im Gegensatz dazu in Schritt S20 bestimmt wird, dass kein externes Laden durchgeführt wird (NEIN in Schritt S20), führt die Lade-ECU 50 dem Relais 46 keinen Erregungsstrom zu. Das Relais 46 ist dementsprechend ausgeschaltet (Schritt S40).
-
Somit ist der AC/DC-Wandler 48 in der ersten Ausführungsform vorgesehen, der die elektrische Energie, die von der AC-Energieversorgung 60 zugeführt wird, die extern zu dem Fahrzeug vorgesehen ist, in eine vorbestimmte Energieversorgungsspannung umwandelt und die Energieversorgungsspannung einer Ladevorrichtung, die aus dem Ladegerät 44, dem Relais 46 und der Lade-ECU 50 besteht, zuführt, und es ist daher nicht notwendig, die Hilfsenergieversorgung 34 aktiv zu halten, während ein externes Laden durchgeführt wird. Auf diese Weise kann die erste Ausführungsform einen Energieverbrauch verhindern, der aufgrund der Zufuhr von elektrischer Energie von der Hilfsenergieversorgung 34 zu denjenigen Komponenten, die zum externen Laden nicht benötigt werden, verursacht wird, und kann somit die Ladeeffizienz verbessern.
-
Außerdem ist in der ersten Ausführungsform das Relais 46, das zweckgebunden zum Verbinden des Ladegeräts 44 mit der Energiespeichervorrichtung 10 verwendet wird, vorgesehen, und das Ladegerät 44 ist direkt über das Relais 46 mit der Energiespeichervorrichtung 10 verbunden, ohne dass das SMR 12 dazwischen angeordnet ist. Da der Ladestrom kleiner als der Strom während der Fahrt des Fahrzeugs ist, kann das Relais 46, das eine kleinere Kapazität eines geringeren Energieverbrauchs im Vergleich zu dem SMR 12 aufweist, verwendet werden. Daher kann die erste Ausführungsform den Energieverbrauch verringern, während ein externes Laden durchgeführt wird, und demzufolge wird die Effizienz des externen Ladens verbessert.
-
[Zweite Ausführungsform]
-
In dieser zweiten Ausführungsform wird, während ein externes Laden durchgeführt wird, ebenfalls der Hilfsenergieversorgung elektrische Energie durch den AC/DC-Wandler zugeführt, der eine AC-Energie, die von der AC-Energieversorgung 60 zugeführt wird, in eine vorbestimmte Energieversorgungsspannung (DC) umwandelt. Somit wird die Hilfsbatterie, die in der Hilfsenergieversorgung enthalten ist, ebenfalls von der externen Energieversorgung geladen.
-
4 ist ein Gesamtblockdiagramm eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs gemäß der zweiten Ausführungsform. Gemäß 4 entspricht dieses elektrisch angetriebene Fahrzeug 1A der Konfiguration des elektrisch angetriebenen Fahrzeugs 1 der ersten Ausführungsform, die in 1 gezeigt ist, wobei eine elektrische Energieleitung zwischen dem AC/DC-Wandler 48 und der Hilfsenergieversorgung 34 angeordnet ist.
-
Während ein externes Laden durchgeführt wird, führt der AC/DC-Wandler 48 die elektrische Betriebsenergie einer Ladevorrichtung, die aus dem Ladegerät 44, dem Relais 46 und der Lade-ECU 50 besteht, zu und führt die elektrische Energie außerdem der Hilfsenergieversorgung 34 zu. Somit wird, wenn ein externes Laden durchgeführt wird, die Hilfsbatterie, die in der Hilfsenergieversorgung 34 enthalten ist, ebenfalls zusammen mit der Energiespeichervorrichtung 10 durch die AC-Energieversorgung 60 geladen.
-
Mit der Ausnahme des oben beschriebenen Merkmals ähnelt die Konfiguration des elektrisch angetriebenen Fahrzeugs 1A derjenigen des elektrisch angetriebenen Fahrzeugs 1 der ersten Ausführungsform, die in 1 gezeigt ist.
-
Gemäß der zweiten Ausführungsform wird die Hilfsenergieversorgung 34 durch den AC/DC-Wandler 48 geladen, während ein externes Laden durchgeführt wird. Daher ist es nicht notwendig, das SMR 12 einzuschalten und den DC/DC-Wandler 32 zum Laden der Hilfsenergieversorgung 34 anzutreiben, während ein externes Laden durchgeführt wird. Daher kann in der zweiten Ausführungsform die Effizienz des externen Ladens ebenfalls sogar in dem Fall verbessert werden, in dem die Hilfsenergieversorgung 34 zusammen mit der Energiespeichervorrichtung 10 geladen wird, während ein externes Laden durchgeführt wird.
-
[Dritte Ausführungsform]
-
In dieser dritten Ausführungsform ist ein G-Sensor (Beschleunigungssensor), der in der Lage ist, eine Kollision mit der Karosserie des Fahrzeugs zu erfassen, vorgesehen. Als Antwort auf die Erfassung einer Kollision mit der Karosserie des Fahrzeugs, während ein externes Laden durchgeführt wird, werden das Ladegerät 44 und die Energiespeichervorrichtung 10 elektrisch voneinander getrennt, und der AC/DC-Wandler 48 wird ebenfalls von der Hilfsenergieversorgung 34 elektrisch getrennt.
-
5 ist ein Gesamtblockdiagramm eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs gemäß der dritten Ausführungsform. Gemäß 5 entspricht dieses elektrisch angetriebene Fahrzeug 1B der Konfiguration des elektrisch angetriebenen Fahrzeugs 1A der zweiten Ausführungsform, die in 10 gezeigt ist, wobei außerdem ein Schalter 52 und ein G-Sensor 54 enthalten sind und eine Lade-ECU 50A anstelle der Lade-ECU 50 enthalten ist.
-
Der Schalter 52 ist an der elektrischen Energieleitung, die zwischen dem AC/DC-Wandler 48 und der Hilfsenergieversorgung 34 angeordnet ist, vorgesehen. Der Schalter 52 wird als Antwort auf ein Signal SW, das von der Lade-ECU 50A bereitgestellt wird, eingeschaltet oder ausgeschaltet.
-
Während ein externes Laden durchgeführt wird, empfängt der G-Sensor 54 die elektrische Energie, die von dem AC/DC-Wandler 48 zugeführt wird, und wird mit dieser betrieben. Während ein externes Laden durchgeführt wird, erfasst der G-Sensor 54 eine Beschleunigung, die auf die Karosserie des Fahrzeugs einwirkt, und gibt den erfassten Wert der Beschleunigung an die Lade-ECU 50A aus.
-
Während ein externes Laden durchgeführt wird, erfasst die Lade-ECU 50A eine Kollision mit dem Fahrzeug auf der Grundlage des erfassten Werts der Beschleunigung, der von dem G-Sensor 54 bereitgestellt wird. Wenn eine Kollision erfasst wird, schaltet die Lade-ECU 50A das Relais 46 und außerdem den Schalter 52 aus. Die Konfiguration der Lade-ECU 50A mit Ausnahme des oben beschriebenen Merkmals ähnelt derjenigen der ECU 50 der ersten und zweiten Ausführungsform, die oben beschrieben sind.
-
6 ist ein Flussdiagramm zum Darstellen einer EIN/AUS-Steuerung des Relais 46, die von der Lade-ECU 50A der dritten Ausführungsform durchgeführt wird. Der Prozess dieses Flussdiagramms wird ebenfalls in bestimmten Zeitintervallen oder jedes Mal, wenn eine vorbestimmte Bedingung erfüllt ist, ausgeführt, während die Lade-ECU 50A durch die Betriebsenergie, die sie von dem AC/DC-Wandler 48 empfängt, aktiviert wird.
-
Das Flussdiagramm in 6 enthält außerdem die Schritte S5, S35 und S45 zusätzlich zu den Schritten des Flussdiagramms, das in 3 gezeigt ist. Das heißt, wenn eine Anweisung zum Starten der Folge der Prozessschritte, die in diesem Flussdiagramm gezeigt sind, ausgegeben wird, bestimmt die Lade-ECU 50A auf der Grundlage des erfassten Werts des G-Sensors 54 (5), ob eine Kollision mit dem Fahrzeug erfasst wird (Schritt S5).
-
Wenn keine Kollision erfasst wird, (NEIN in Schritt S5), schreitet die Lade-ECU 50A zum Schritt S10 und bestimmt, ob das elektrisch angetriebene Fahrzeug 1 stoppt. Wenn im Gegensatz dazu eine Kollision erfasst wird (JA in Schritt S5), schreitet die Lade-ECU 50A zum Schritt S40 und schaltet das Relais 46 aus.
-
Wenn das Relais 46 in Schritt S30 eingeschaltet wird, wird außerdem der Schalter 52 (5) auf der Grundlage eines Signals SW von der Lade-ECU 50A eingeschaltet (Schritt S35). Wenn das Relais 46 in Schritt S40 ausgeschaltet wird, wird außerdem der Schalter 52 auf der Grundlage eines Signals SW von der Lade-ECU 50A ausgeschaltet (Schritt S45).
-
Somit werden in der dritten Ausführungsform als Antwort auf die Erfassung einer Kollision mit dem Fahrzeug, während ein externes Laden durchgeführt wird, das Relais 46 und der Schalter 52 ausgeschaltet, und die Energiespeichervorrichtung 10 und die Hilfsenergieversorgung 34 werden von dem Ladegerät 44 und der AC-Energieversorgung 60 elektrisch getrennt. Auf dise Weise verbessert die dritte Ausführungsform die Sicherheit bei einer Kollision des Fahrzeugs.
-
Auch wenn die oben beschriebenen Ausführungsformen jeweils den AC/DC-Wandler 48 bereitstellen, da die externe Energieversorgung eine AC-Energieversorgung 60 ist, kann ein DC/DC-Wandler anstelle des AC/DC-Wandlers 48 in dem Fall vorgesehen werden, in dem die externe Energieversorgung eine DC-Energieversorgung ist, sodass ähnliche Funktionen wie diejenigen der oben beschriebenen Ausführungsformen erzielt werden.
-
Während die obige Beschreibung anhand eines Beispiels elektrisch angetriebener Fahrzeuge eines Serien-/Parallel-Hybridfahrzeugs, bei dem die Energieaufteilungsvorrichtung 26 eine Bewegungsenergie des Verbrennungsmotors 24 aufteilen bzw. verteilen und die Energie an das Antriebsrad 28 und den MG 20 übertragen kann, erfolgt ist, ist die vorliegende Erfindung ebenfalls für Hybridfahrzeuge anderer Arten anwendbar. Die vorliegende Erfindung ist beispielsweise ebenfalls für Fahrzeuge wie beispielsweise sogenannte Serien-Hybridfahrzeuge, bei denen der Verbrennungsmotor 24 alleine zum Antreiben des MG 20 verwendet wird und nur der MG 22 verwendet wird, um die Energie zum Antreiben des Fahrzeugs zu erzeugen, ein Hybridfahrzeug, bei dem nur die regenerative Energie der kinetischen Energie, die von dem Verbrennungsmotor erzeugt wird, als elektrische Energie gesammelt wird, und ein Hybridfahrzeug vom Motorunterstützungstyp, bei dem der Verbrennungsmotor als eine Hauptenergiequelle, die von einem Motor (Elektromotor) nach Bedarf unterstützt wird, verwendet wird, verwendbar.
-
Außerdem ist die vorliegende Erfindung für ein Fahrzeug wie beispielsweise ein Elektrofahrzeug ohne Verbrennungsmotor 24, das nur mit elektrischer Energie fährt, und ein Brennstoffzellenfahrzeug, das außerdem zusätzlich zu der Energiespeichervorrichtung 10 eine Brennstoffzelle als eine DC-Energieversorgung enthält, verwendbar. Die vorliegende Erfindung ist ebenfalls für elektrisch angetriebene Fahrzeuge verwendbar, die keinen Verstärkungswandler 14 aufweisen.
-
In der obigen Beschreibung entspricht die AC-Energieversorgung 60 einer Ausführungsform einer „externen Energieversorgung“ der vorliegenden Erfindung, und das Ladegerät 44, das Relais 46 und die Lade-ECU 50 bilden eine Ausführungsform einer „Ladevorrichtung“ der vorliegenden Erfindung. Weiterhin entspricht der AC/DC-Wandler 48 einer Ausführungsform eines „Wandlers“ der vorliegenden Erfindung, und das Relais 46 entspricht einer Ausführungsform eines „ersten Schalters“ der vorliegenden Erfindung. Außerdem entspricht die Lade-ECU 50 einer Ausführungsform einer „Steuervorrichtung“ der vorliegenden Erfindung, und der Verstärkungswandler 14, die Inverter 16, 18 und die MGs 20, 22 bilden eine Ausführungsform eines „elektrischen Antriebssystems“ der vorliegenden Erfindung.
-
Weiterhin entspricht das SMR 12 einer Ausführungsform eines „Hauptschalters“ der vorliegenden Erfindung, und der G-Sensor 54 und die Lade-ECU 50A bilden eine Ausführungsform einer „Kollisionserfassungseinheit“ der vorliegenden Erfindung. Außerdem entspricht der Schalter 52 einer Ausführungsform eines „zweiten Schalters“ der vorliegenden Erfindung, und der MG 22 entspricht einer Ausführungsform eines „Elektromotors“ der vorliegenden Erfindung.
-
Es sollte beachtet werden, dass die hier beschriebenen Ausführungsformen in jeglicher Hinsicht nur beispielhaft sind. Der Bereich der vorliegenden Erfindung wird durch die Ansprüche und nicht durch die obige Beschreibung der Ausführungsformen angegeben und beinhaltet sämtliche Modifikationen und Äquivalente innerhalb des Bereichs der Ansprüche.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1, 1A, 1B
- elektrisch angetriebenes Fahrzeug;
- 10
- Energiespeichervorrichtung;
- 12
- SMR;
- 14
- Verstärkungswandler;
- 16, 18
- Inverter;
- 20, 22
- MG;
- 24
- Verbrennungsmotor;
- 26
- Energieaufteilungsvorrichtung;
- 28
- Antriebsrad;
- 30
- MG-ECU;
- 32
- DC/DC-Wandler;
- 34
- Hilfsenergieversorgung;
- 42
- Ladeeingang;
- 44
- Ladegerät;
- 46, 106
- Relais;
- 48
- AC/DC-Wandler;
- 50, 50A
- ECU;
- 52
- Schalter;
- 54
- G-Sensor;
- 60
- AC-Energieversorgung;
- 62
- Verbinder;
- 70p, 72p
- positive Leitung;
- 70n, 72n
- negative Leitung;
- 74p
- positiver Hauptbus;
- 74n
- negativer Hauptbus;
- 76
- Paar elektrischer Energieleitungen;
- 102
- Mikrocomputer;
- 104
- Verstärker;
- 108, 112
- Kontaktabschnitt;
- 110, 114
- Spule
