| 【発明の名称】 |
ハイブリッド自動車 |
| 【発明者】 |
【氏名】牧野 康弘
【氏名】鬼塚 圭吾
【氏名】森田 功
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| 【要約】 |
【課題】自動車用空気調和装置への入力電圧を、コストを上昇させることなく安定化できるようにすること。
【解決手段】エンジン２１にて駆動される発電機２６から発電機用三相インバータ２７を経て電力が、または主電源バッテリー２９から電力がそれぞれ供給される電源ライン２８と、この電源ラインからの電力を充電する自動車用バッテリー３２と、上記電源ラインからの電力により動作する自動車用空気調和装置３５と、を有するハイブリッド自動車２０において、電源ラインと自動車用バッテリー及び自動車用空気調和装置との間にＤＣ−ＤＣコンバータ３１が配置され、自動車用バッテリーに対応した電力が当該自動車用バッテリーへ、自動車用空気調和装置に対応した電力が当該自動車用空気調和装置へ、上記ＤＣ−ＤＣコンバータからそれぞれ安定して供給して構成されたものである。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 エンジンにて駆動される発電機から三相インバータを経て電力が、または主電源バッテリーから電力がそれぞれ供給される電源ラインと、この電源ラインからの電力を充電する自動車用バッテリーと、上記電源ラインからの電力により動作する自動車用空気調和装置と、を有するハイブリッド自動車において、上記電源ラインと上記自動車用バッテリー及び上記自動車用空気調和装置との間にＤＣ−ＤＣコンバータが配置され、上記自動車用バッテリーに対応した電力が当該自動車用バッテリーへ、上記自動車用空気調和装置に対応した電力が当該自動車用空気調和装置へ、上記ＤＣ−ＤＣコンバータからそれぞれ安定して供給可能に構成されたことを特徴とするハイブリッド自動車。
【請求項２】 上記ＤＣ−ＤＣコンバータが、高周波トランスを内蔵して絶縁型に構成されたことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド自動車。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関と電動モータとを併用したハイブリッド自動車に係り、特に、その自動車用バッテリー及び自動車用空気調和装置の電気回路構成を改善したハイブリッド自動車に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３に示すように、ガソリンエンジン１等の内燃機関と電動モータ（不図示）を併用したハイブリッド自動車では、ガソリンエンジン１により駆動される発電機２から、発電機用三相インバータ３により直流に変換された電力が電源ライン４へ供給され、更に、主電源バッテリー５に充電された直流電力が放電されて上記電源ライン４へ供給され、この電源ライン４の電力が、図示しないモータ駆動用三相インバータを経て上記電動モータへ供給されるよう構成されている。
【０００３】また、このようなハイブリッド自動車では、電源ライン４の電力が充電器６により鉛蓄電池（１２Ｖ）等の自動車用バッテリー７に充電される。
【０００４】更に、電源ライン４の直流電力は、自動車用空気調和装置９へも給電されている。ハイブリッド自動車では、自動車用空気調和装置９の圧縮機はガソリンエンジン１の駆動力で駆動されず、電動モータにより駆動される方式も検討が進んでいる。そして、この圧縮機駆動用の電動モータは、図示しないＶＶＶＦ（可変電圧可変周波数型）インバータにより回転数が制御される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のハイブリッド自動車では、電源ライン４上の直流電力は、その電圧が約１００〜３００Ｖの範囲で変動する不安定な電力であるため、この電源ライン４の直流電力を自動車用空気調和装置９へ直接導くと、自動車用空気調和装置９の上記ＶＶＶＦインバータへ入力する入力電圧が不安定となり、自動車用空気調和装置９を空調負荷に応じて適切に制御できない場合がある。
【０００６】そこで、電源ライン４からの電力を、ＲＡＭ回路１０により所定範囲内の電圧に安定化させた後、上記ＶＶＶＦインバータへ供給させるようにしたものがある。
【０００７】しかし、このように、自動車用空気調和装置９と電源ライン４との間にＲＡＭ回路１０を介在させ、且つ、自動車用バッテリー７と電源ライン４との間に充電器６を介在させたものでは、コストが上昇してしまう。更に、これらの充電器６及びＲＡＭ回路１０を絶縁型に構成した場合には、更にコストが上昇したものとなってしまう。
【０００８】本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、自動車用空気調和装置への入力電圧を、コストを上昇させることなく安定化できるハイブリッド自動車を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明は、エンジンにて駆動される発電機から三相インバータを経て電力が、または主電源バッテリーから電力がそれぞれ供給される電源ラインと、この電源ラインからの電力を充電する自動車用バッテリーと、上記電源ラインからの電力により動作する自動車用空気調和装置と、を有するハイブリッド自動車において、上記電源ラインと上記自動車用バッテリー及び上記自動車用空気調和装置との間にＤＣ−ＤＣコンバータが配置され、上記自動車用バッテリーに対応した電力が当該自動車用バッテリーへ、上記自動車用空気調和装置に対応した電力が当該自動車用空気調和装置へ、上記ＤＣ−ＤＣコンバータからそれぞれ安定して供給可能に構成されたことを特徴とするものである。
【００１０】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記ＤＣ−ＤＣコンバータが、高周波トランスを内蔵して絶縁型に構成されたことを特徴とするものである。
【００１１】請求項１に記載の発明には、次の作用がある。
【００１２】電源ラインと自動車用バッテリー及び自動車用空気調和装置との間にＤＣ−ＤＣコンバータが配置され、自動車用バッテリーに対応した電力が当該自動車用バッテリーへ、自動車用空気調和装置に対応した電力が当該自動車用空気調和装置へ、上記ＤＣ−ＤＣコンバータからそれぞれ安定して供給可能に構成されたことから、自動車用空気調和装置への入力電圧を安定化でき、従って、この自動車用空気調和装置の制御を容易化できる。
【００１３】また、ＤＣ−ＤＣコンバータが、自動車用バッテリーに対応した電力を当該自動車用バッテリーへ、自動車用空気調和装置に対応した電力を当該自動車用空気調和装置へ供給可能することから、自動車用バッテリーと自動車用空気調和装置のそれぞれへ、これらに対応した電力を供給する手段を個別に設置する場合に比べ、コストの上昇を抑制できる。
【００１４】請求項２に記載の発明には、次の作用がある。
【００１５】ＤＣ−ＤＣコンバータが、高周波トランスを内蔵して絶縁型に構成されたことから、この高周波トランスにより、自動車用バッテリー及び自動車用空気調和装置を電源ラインから確実に絶縁できるので、ハイブリッド自動車における電気回路の安全性を向上させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
【００１７】図１は、本発明に係るハイブリッド自動車の一実施の形態を示す系統図である。
【００１８】ハイブリッド自動車２０には、高速走行域で、エンジン２１の駆動力を、トランスミッション２２及びデファレンシャルギア２３を介して車輪２４へ伝達し、低速走行域で、電動モータ２５の駆動力を、デファレンシャルギア２３を介して車輪２４へ伝達するようにしたものがある。
【００１９】このようなハイブリッド自動車２０では、エンジン２１の駆動力にて駆動される発電機２６により発電された交流電力が、発電機用三相インバータ２７により直流電力に変換されて電源ライン２８へ供給される。更に、この電源ライン２８には、主電源バッテリー２９に充電された電力（直流電力）が放電されて供給可能とされる。
【００２０】一方、電源ライン２８の直流電力は、モータ駆動用三相インバータ３０により三相交流電力に変換されて電動モータ２５へ供給され、この電動モータ２５が、ハイブリッド自動車２０の低速走行時、特に発進時に前述の如く車輪２４を駆動させる。
【００２１】更に、電源ライン２８上の電力は、絶縁型のＤＣ−ＤＣコンバータ３１を経て、自動車用バッテリー３２及びエンジン補機部品３３と自動車用空気調和装置３５とへ供給される。この自動車用空気調和装置３５は、圧縮機が電動モータにより駆動される形式であり、この圧縮機駆動用の電動モータは、自動車用空気調和装置３５に内蔵されたＶＶＶＦ（可変電圧可変周波数型）インバータによりその回転数が制御される。
【００２２】ＤＣ−ＤＣコンバータ３１は、電源ライン２８上の直流電力の電圧が約１００〜３００Ｖの範囲で変動する不安定な電力であるため、電圧を約１４Ｖに安定化した直流電力を自動車用バッテリー３２及びエンジン補機部品３３へ供給し、電圧を約２００Ｖに安定化した直流電力を自動車用空気調和装置３５へ供給する。
【００２３】具体的には、ＤＣ−ＤＣコンバータ３１は、図２に示すように、コンデンサ３６、半導体ブリッジ回路３７、高周波トランス３８、第１整流回路３９及び第２整流回路４０を有してなる。
【００２４】半導体ブリッジ回路３７は、４個の絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ４１のそれぞれにダイオード４２が並列接続されたものとして構成される。この半導体ブリッジ回路３７は、コンデンサ３６と共働して、電源ライン２８からの直流電力を交流電力に変換する。
【００２５】また、高周波トランス３８は、一次側コイル４７、バッテリー用二次側コイル４８及び空調用二次側コイル４９を備えてなる。これらのコイルの巻線比に基づき、バッテリー用二次側コイル４８により、自動車用バッテリー３２及びエンジン補機部品３３に対応した交流電力が、また、空調用二次側コイル４９により、自動車用空気調和装置３５に対応した交流電力がそれぞれ出力される。更に、この一次側コイル４７とバッテリー用二次側コイル４８及び空調用二次側コイル４９とにより、図１に示すように、電源ライン２８と自動車用バッテリー３２、エンジン補機部品３３及び自動車用空気調和装置３５とが絶縁されて、ＤＣ−ＤＣコンバータ３１が絶縁型として機能する。
【００２６】図２に示す上記第１整流回路３９及び上記第２整流回路４０は、共に、ダイオード４３、４４、コイル４５及びコンデンサ４６を有してなる。これらの第１整流回路３９及び第２整流回路４０により交流電力が直流電力に変換され、第１整流回路３９から自動車用バッテリー３２及びエンジン補機部品３３へ約１４Ｖの直流電力が供給され、第２整流回路４０から自動車用空気調和装置３５へ２００Ｖ〜４００Ｖの任意の直流電力が供給される。
【００２７】尚、図１に示す自動車用空気調和装置３５へ供給された直流電力は、自動車用空気調和装置３５に内蔵された前述のＶＶＶＦインバータにより交流に変換されて、圧縮機駆動用の電動モータへ供給され、自動車用空気調和装置３５が動作可能に設けられる。また、自動車用バッテリー３２は例えば鉛蓄電池（１２Ｖ）であり、この自動車用バッテリー３２に供給された直流電力を充電する。更に、エンジン補機部品３３に供給された直流電力により、このエンジン補機部品３３が動作可能とされる。
【００２８】従って、上記実施の形態によれば、次の効果■〜■を奏する。
【００２９】■電源ライン２８と自動車用バッテリー３２及び自動車用空気調和装置３５との間にＤＣ−ＤＣコンバータ３１が配置され、自動車用バッテリー３２に対応した電力が当該自動車用バッテリー３２へ、自動車用空気調和装置３５に対応した電力が当該自動車用空気調和装置３５へ、上記ＤＣ−ＤＣコンバータ３１からそれぞれ安定して供給可能に構成されたことから、自動車用空気調和装置３５への入力電圧を安定化でき、従って、この自動車用バッテリー３２の制御を容易化できる。
【００３０】■一台のＤＣ−ＤＣコンバータ３１が、自動車用バッテリー３２に対応した電力を当該自動車用バッテリー３２へ、自動車用空気調和装置３５に対応した電力を当該自動車用空気調和装置３５へそれぞれ供給可能とすることから、自動車用バッテリー３２と自動車用空気調和装置３５のそれぞれへ、これらに対応した電力を供給する電圧安定化手段を個別に設置する場合に比べ、コストの上昇を抑制できる。
【００３１】■ＤＣ−ＤＣコンバータ３１が、高周波トランス３８を内蔵した絶縁型に構成されたことから、この高周波トランス３８により、自動車用バッテリー３２及び自動車用空気調和装置３５を電源ライン２８から確実に絶縁できるので、ハイブリッド自動車２０における電気回路の安全性を向上させることができる。
【００３２】以上、本発明を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３３】
【発明の効果】本発明によれば、エンジンにて駆動される発電機から三相インバータを経て電力が、または主電源バッテリーから電力がそれぞれ供給される電源ラインと、この電源ラインからの電力を充電する自動車用バッテリーと、上記電源ラインからの電力により動作する自動車用空気調和装置と、を有するハイブリッド自動車において、上記電源ラインと上記自動車用バッテリー及び上記自動車用空気調和装置との間にＤＣ−ＤＣコンバータが配置され、上記自動車用バッテリーに対応した電力が当該自動車用バッテリーへ、上記自動車用空気調和装置に対応した電力が当該自動車用空気調和装置へ、上記ＤＣ−ＤＣコンバータからそれぞれ安定して供給可能に構成されたことから、自動車用空気調和装置への入力電圧を、コストを上昇させることなく安定化できる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１８８９
【氏名又は名称】三洋電機株式会社
【識別番号】３０００３４８９５
【氏名又は名称】三洋電機空調株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年１０月１９日（２０００．１０．１９） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９１８２３
【弁理士】
【氏名又は名称】櫛渕 昌之 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００２−１３５９０１（Ｐ２００２−１３５９０１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年５月１０日（２００２．５．１０） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−３１９２７３（Ｐ２０００−３１９２７３） |
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