(57)【要約】【課題】電力供給を抑制しながら、熱供給を継続する。【解決手段】車両用動力装置１は、レンジエクステンダと呼ばれる電気自動車である。電池１２に充電するための補助電源機器６は、暖房用の熱も供給する。暖房が求められるとき、電気ヒータ１５に電力が供給される。補助電源機器６は、急速暖房時に熱源として利用される。（１）電池１２に充電余裕がある場合、発電用電機２２は発電機として機能し、発電用インバータ２３は低発熱波形で制御され、熱と電力とが供給される。（２）利用者が優先スイッチ２８を操作すると、発電用インバータ２３は高発熱波形で制御され、増加された熱が供給される。（３）充電余裕がない場合、発電用電機２２は電動機として機能し、発電用インバータ２３は高発熱波形で制御される。しかも、発電用機関２１の燃焼が継続される。補助電源機器６は、電池１２への充電を回避しながら、増加された熱が供給される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の走行用電機（１１）に給電する電池（１２）と、
燃料を燃焼して動力を供給する発電用燃焼機関（２１）と、
前記発電用燃焼機関に連結された発電用電機（２２）と、
前記電池と前記発電用電機との間に流れる電流を制御する発電用インバータ（２３）と、
前記発電用燃焼機関の廃熱および前記発電用インバータの廃熱を利用して暖房する暖房装置（４、１６）と、
前記電池に充電余裕があるとき、前記発電用電機が発電するように前記発電用インバータを低発熱波形で制御するとともに、前記発電用電機を駆動するように前記発電用燃焼機関を制御する低発熱発電制御部（１６２、１６３、１６０）と、
前記電池に充電余裕がないとき、前記発電用電機が力行するように前記発電用インバータを前記低発熱波形より発熱が多い高発熱波形で制御するとともに、前記発電用電機によって駆動されながら燃焼を継続するように前記発電用燃焼機関を制御する高発熱力行制御部（１５８、１５９、１６０）とを備えることを特徴とする車両用熱電供給装置。
【請求項２】
前記発電用燃焼機関（２１）は、車両の駆動輪（２）に機械的に連結されることなく分離されており、電気自動車におけるレンジエクステンダシステムを提供することを特徴とする請求項１に記載の車両用熱電供給装置。
【請求項３】
前記低発熱発電制御部および前記高発熱力行制御部は、急速暖房が要求されるときに、それらの制御を実行可能とされることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用熱電供給装置。
【請求項４】
前記暖房装置（４）は、さらに、前記電池から供給される電力により暖房する電気ヒータ（１５）を備え、
さらに、前記急速暖房が要求されないときに、前記発電用燃焼機関を停止させ、前記電気ヒータ１５により暖房する通常暖房制御部（１５５、１５３）を備えることを特徴とする請求項３に記載の車両用熱電供給装置。
【請求項５】
前記高発熱波形のスイッチング周期は、前記低発熱波形のスイッチング周期より短いことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の車両用熱電供給装置。
【請求項６】
前記高発熱力行制御部は、前記発電用電機の回転数が前記発電用燃焼機関の回転数より予め設定した回転数だけ速く回転させることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の車両用熱電供給装置。
【請求項７】
さらに、利用者が暖房の優先を指示するために操作可能なスイッチ（２８）を備え、
前記電池に充電余裕があり、かつ、前記スイッチにより暖房の優先が指示されているとき、前記低発熱発電制御部に代えて、前記高発熱波形で前記発電用インバータを制御する高発熱波形制御部（１６１、１５８、１６４）を備えることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の車両用熱電供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここに開示される発明は、車両に搭載され、暖房のための熱と、電力とを供給可能な車両用熱電供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１および特許文献２は、車両に搭載された燃焼機関と発電機とによって、熱と電力とを供給するシステムを開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３１３９４８号公報
【特許文献２】特開２０１０−１１９２１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術の構成では、内燃機関の出力によって駆動輪を駆動可能であるとともに、内燃機関によって発電された電力によって電動機を駆動し、電動機によっても駆動輪を駆動可能である。しかし、このようなシステムはクラッチ、変速機など複雑で、重い機械装置を備える必要があり、システムを複雑化するとともに、車両の重量を増加させる。
【０００５】
また、電力によって発熱し車内を暖房する電気式ヒータを備える車両が知られている。電気式ヒータは出力が比較的小さい。このため、暖房能力は高くない。そこで、車室内の温度を急速に暖めたい場合、内燃機関を運転し、その排気熱、または冷却水の熱といった廃熱を暖房に利用することがある。しかし、内燃機関が運転されると、発電機も動作するため、蓄電池の充電余裕がない場合には過充電を防止するために発電を停止させる必要がある。また、内燃機関の出力が抑制されるため、十分な廃熱を得られない。
【０００６】
このような観点から、車両用熱電供給装置にはさらなる改良が求められている。
【０００７】
発明の目的のひとつは、電力供給を抑制しながら、熱供給を継続できる車両用熱電供給装置を提供することである。
【０００８】
発明の目的の他のひとつは、電力と熱との両方を供給する状態と、電力供給を停止し熱供給を継続する状態とを切換提供可能な車両用熱電供給装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１０】
開示された発明のひとつは、車両の走行用電機（１１）に給電する電池（１２）と、燃料を燃焼して動力を供給する発電用燃焼機関（２１）と、発電用燃焼機関に連結された発電用電機（２２）と、電池と発電用電機との間に流れる電流を制御する発電用インバータ（２３）と、発電用燃焼機関の廃熱および発電用インバータの廃熱を利用して暖房する暖房装置（４、１６）と、電池に充電余裕があるとき、発電用電機が発電するように発電用インバータを低発熱波形で制御するとともに、発電用電機を駆動するように発電用燃焼機関を制御する低発熱発電制御部（１６２、１６３、１６０）と、電池に充電余裕がないとき、発電用電機が力行するように発電用インバータを低発熱波形より発熱が多い高発熱波形で制御するとともに、発電用電機によって駆動されながら燃焼を継続するように発電用燃焼機関を制御する高発熱力行制御部（１５８、１５９、１６０）とを備えることを特徴とする。
【００１１】
この構成によると、充電余裕があるとき、低発熱発電制御部により、熱と電力とが供給される。充電余裕がないとき、高発熱力行制御部は発電用電機が力行するように発電用インバータを駆動する。よって、発電用電機と発電用燃焼機関との間の機械的な連結を遮断するクラッチ等の機構を要することなく電池への充電が回避される。高発熱力行制御部は、高発熱波形で発電用インバータを制御する。よって、発電用インバータの発熱が増加され、暖房のために供給される。さらに、高発熱力行制御部は、燃焼を継続するように発電用燃焼機関を制御する。よって、発電用燃焼機関の燃焼に伴う廃熱が暖房のために供給される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】発明の一実施形態に係る車両用動力装置を示すブロック図である。
【図２】一実施形態のインバータ駆動波形の一例を示す波形図である。
【図３】一実施形態のインバータ駆動波形の一例を示す波形図である。
【図４】一実施形態の制御処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、図面を参照しながら発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。また、後続の実施形態においては、先行する実施形態で説明した事項に対応する部分に百以上の位だけが異なる参照符号を付することにより対応関係を示し、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【００１４】
（構成）
図１に図示されるように、一実施形態に係る車両用動力装置１は、駆動輪２を駆動する電動機器３と、空調装置４と、廃熱系統５と、補助電源機器６とを備える。車両用駆動装置１は、いわゆるレンジエクステンダシステムとも呼ばれる電気自動車のための駆動装置である。レンジエクステンダシステムは、電池に加えて、外部から供給される燃料によって発電する発電装置を搭載し、航続距離を大きく伸ばせる電気自動車を指す。レンジエクステンダシステムにおける発電装置の燃焼機関は、専ら発電用であって、その燃焼機関の出力軸が機械的に駆動輪に接続されることはない。レンジエクステンダシステムのための発電装置として、内燃機関または外燃機関などの燃焼機関と、この燃焼機関によって駆動される発電機とを備える発電装置を採用することができる。
【００１５】
電動機器３は、駆動輪２を駆動する走行用電機１１を備える。走行用電機１１は、電動機または発電機として選択的に機能することができる電動発電機である。電動機器３は、電池１２を備える。電池１２は、車両の走行用電機１１に給電する。電池１２は、数百ボルトの電圧の大容量電池である。電池１２は、例えばリチウムイオン電池によって提供される。電動機器３は、走行用インバータ１３を備える。走行用インバータ１３は、ＩＧＢＴなどの複数のスイッチング素子を含むブリッジ回路によって提供される。走行用インバータ１３は、電池１２から走行用電機１１へ電力を供給する力行運転と、走行用電機１１によって発電された電力を電池１２へ供給する回生運転とが可能である。電動機器３は、走行用電機１１の運転状態に応じて走行用インバータ１３を制御する走行制御ＥＣＵ１４を備える。
【００１６】
空調装置４は、車両の室内を少なくとも暖房する。空調装置４は、室内の換気、冷房を提供してもよい。空調装置４は、電気ヒータ１５を備える。電気ヒータ１５は、電池１２から供給される電力によって、室内に供給される空調用空気を加熱し、暖房する。空調装置４は、車両に搭載された廃熱系統５から供給される熱によって空調用空気を加熱する熱交換器１６を備える。例えば、廃熱系統５が冷却水系統である場合、熱交換器１６は、冷却水と空調用空気との間の熱交換を提供する。空調装置４は、車両の室内を暖房する暖房装置を提供する。
【００１７】
廃熱系統５は、車両に搭載された発熱機器の熱を回収する。例えば、廃熱系統５は、発熱機器の温度を調節する温度調節システム、すなわち冷却システムによって提供することができる。廃熱系統５は熱を運搬するための熱媒体と、熱媒体の熱を外気に放出する室外熱交換器とを含むことができる。廃熱系統５は、発熱機器の熱を熱交換器１６に供給する熱運搬システムでもある。廃熱系統５は、例えば、車両に搭載された冷却水系統によって提供することができる。
【００１８】
廃熱系統５は、少なくとも補助電源機器６の廃熱を回収し、熱交換器１６に供給する。この結果、空調装置４は、後述する発電用燃焼機関（発電用機関）２１の廃熱および後述する発電用インバータ２２の廃熱を利用して暖房する。廃熱系統５は、追加的に、電動機器３の廃熱を回収し、熱交換器１６に供給することができる。
【００１９】
補助電源機器６は、レンジエクステンダのための発電装置を提供する。補助電源機器６は、車両に搭載される熱電供給装置でもある。補助電源機器６は、発電用機関２１を備える。発電用機関２１は、燃料を燃焼して動力を供給する。発電用機関２１は、いわゆる火花点火式のガソリンエンジン、または圧縮点火式のディーゼルエンジンによって提供することができる。発電用機関２１は、車両の駆動輪２に機械的に連結されることなく分離されており、電気自動車におけるレンジエクステンダシステムを提供するための構成要素である。
【００２０】
補助電源機器６は、発電用機関２１に機械的に連結された発電用電機２２を備える。発電用電機２２は、電動機または発電機として選択的に機能することができる電動発電機である。
【００２１】
補助電源機器６は、発電用インバータ２３を備える。発電用インバータ２３は、ＩＧＢＴなどの複数のスイッチング素子を含むブリッジ回路によって提供される。発電用インバータ２３は、電池１２と発電用電機２２との間に流れる電流を制御する。発電用インバータ２３は、発電用電機２２によって発電された電力を電池１２へ供給する回生運転が可能である。さらに、発電用インバータ２３は、電池１２から発電用電機２２へ電力を供給し、発電用電機２２を回転させる力行運転が可能である。力行運転においては、発電用電機２２の出力トルクが発電用機関２１の出力トルクより大きくなる。力行運転においては、発電用電機２２の出力トルクによって発電用機関２１が回転駆動される。
【００２２】
補助電源機器６は、発電用機関２１の排気から廃熱を回収する排気熱回収器２４を備える。排気熱回収器２４は、発電用機関２１の排気通路に設けられている。排気熱回収器２４は、廃熱系統５の熱媒体と、発電用機関２１の排気との間の熱交換を提供する熱交換器を含む。
【００２３】
補助電源機器６は、発電用機関２１を制御する機関制御ＥＣＵ２５を備える。機関制御ＥＣＵ２５は、発電用機関２１に供給される燃焼用空気、燃料、点火時期などを制御する。機関制御ＥＣＵ２５は、発電用機関２１の回転数を目標出力に応じて設定された目標回転数に制御する。機関制御ＥＣＵ２５は、発電用機関２１の目標回転数を、例えば５０００ｒｐｍと６０００ｒｐｍといった少なくとも２段階に段階的に切換え可能である。
【００２４】
機関制御ＥＣＵ２５は、発電用電機２２によって発電する発電モードにおいて、発電用機関２１の目標回転数を比較的高い回転数、例えば６０００ｒｐｍに制御する。これにより発電用機関２１の出力によって発電用電機２２が駆動される。
【００２５】
機関制御ＥＣＵ２５は、発電用電機２２によって力行される暖房モードにおいて、発電用機関２１の目標回転数を比較的低い回転数、例えば５０００ｒｐｍに制御する。これにより発電用電機２２の出力によって発電用機関２１が駆動される。しかも、機関制御ＥＣＵ２５は、暖房モードにおいても発電用機関２１の燃焼を停止させない。すなわち、機関制御ＥＣＵ２５は、力行運転下においても燃料カットを実行することなく発電用機関２１の燃焼を継続させる。このため、暖房モード、すなわち力行運転下においても、発電用機関２１から廃熱が発生する。
【００２６】
補助電源機器６は、発電制御ＥＣＵ２６を備える。発電制御ＥＣＵ２６は、発電用電機２２の運転状態に応じて発電用インバータ２３を制御する。さらに、発電制御ＥＣＵ２６は、発電用インバータ２３に含まれるＩＧＢＴなどの電力用スイッチング素子のためのスイッチング波形を少なくとも２種類に切換え可能である。スイッチング波形は、少ない発熱によって高効率な発電を提供するための低発熱波形と、上記低発熱波形より発熱が多い高発熱波形との間で切換え可能である。低発熱波形は、発電用電機２２によって発電する通常発電モードにおいて利用可能である。高発熱波形は、発電用電機２２によって発電する高発熱発電モードにおいて利用可能である。また、高発熱波形は、発電用電機２２を電動機として利用する高発熱力行モードにおいて利用可能である。
【００２７】
図２は、低発熱波形の一例を示す。低発熱波形は、スイッチング損失を抑えた発熱が少ない波形である。図３は、高発熱波形の一例を示す。高発熱波形のスイッチング周期は、低発熱波形のスイッチング周期より短い。高発熱波形は、低発熱波形よりもスイッチング回数が多い。このため、高発熱波形は、少なくともスイッチング素子における発熱を増加させる。よって、高発熱波形が利用されるとき、発電用インバータ２３から廃熱系統５に回収され、熱交換器１６に供給される熱量が増加する。
【００２８】
図１に戻り、補助電源機器６は、コジェネ制御ＥＣＵ２７を備える。コジェネ制御ＥＣＵ２７は、いわゆる熱電併給、すなわちコジェネレーション（cogeneration）のための制御を実行する。コジェネ制御ＥＣＵ２７は、車両における電力供給への要求と、熱供給への要求とに応じて機関制御ＥＣＵ２５と発電制御ＥＣＵ２６とを制御する。電力供給の要求は、例えば電池１２の充電状態、例えばＳＯＣに基づいて評価される。熱供給の要求は、空調装置４に設けられた目標温度設定器、および室温検出器などから得られる信号に基づいて評価される。
【００２９】
コジェネ制御ＥＣＵ２７は、電気ヒータ１５の作動および停止の切換を含む空調装置４の制御が可能である。コジェネ制御ＥＣＵ２７は、排気熱回収器２４の作動および停止の切換を含む廃熱系統５による廃熱回収の制御が可能である。コジェネ制御ＥＣＵ２７は、廃熱系統５から熱交換器１６へ供給される熱媒体の量の制御が可能である。
【００３０】
補助電源機器６は、車両の利用者が操作可能な優先スイッチ２８を備える。優先スイッチ２８は、利用者の選択によって補助電源機器６からの熱供給量を増加させるための入力機器を提供する。優先スイッチ２８は、利用者が暖房の優先を指示するために操作可能なスイッチである。
【００３１】
この実施形態では、ＥＣＵ２５、２６、２７が補助電源機器６を制御するための制御システムを提供する。制御システムは、単一または複数のＥＣＵによって提供することができる。ＥＣＵ１４、２５、２６、２７は、電子的な制御装置（Electronic Control Unit）である。制御装置は、処理装置（ＣＰＵ）と、プログラムを記憶する記憶媒体としてのメモリ（ＭＭＲ）とを有する。制御装置は、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を備えるマイクロコンピュータによって提供される。記憶媒体は、コンピュータによって読み取り可能なプログラムを非一時的に格納している。記憶媒体は、半導体メモリまたは磁気ディスクによって提供されうる。プログラムは、制御装置によって実行されることによって、制御装置をこの明細書に記載される装置として機能させ、この明細書に記載される制御方法を実行するように制御装置を機能させる。制御装置が提供する手段は、所定の機能を達成する機能的ブロック、またはモジュールとも呼ぶことができる。
【００３２】
（制御処理）
図４に図示されるように、この実施形態によると、暖房のための制御処理１５０が実行される。この制御処理では、高発熱力行運転（Ｉ）と、高発熱発電運転（ＩＩ）と、低発熱発電運転（ＩＩＩ）とが提供される。制御処理１５０は、ＥＣＵ２５、２６、２７によって実行される。
【００３３】
ステップ１５１では、暖房が求められているか否かが判定される。暖房が求められていない場合、ステップ１５２において、電気ヒータ１５への通電が停止され、ＯＦＦ状態におかれる。ステップ１５３では、発電用機関２１が停止される。ステップ１５４では、排気熱回収器２４の運転が停止され、ＯＦＦ状態におかれる。
【００３４】
暖房が求められている場合、ステップ１５５へ進む。ステップ１５５では、電気ヒータ１５へ通電され、電気ヒータ１５がＯＮ状態におかれる。ステップ１５６では、急速暖房が求められているか否かが判定される。例えば、制御システムは、室温と目標温度との差が所定の閾値を上回る場合に急速暖房が必要であると判定する。急速暖房の要否は、車両に設けられ、利用者が操作可能なスイッチによって設定されてもよい。急速暖房が求められていない場合、ステップ１５３へ進む。よって、急速暖房が求められていないとき、電気ヒータ１５だけを利用した暖房が実行される。ステップ１５５および１５３は、急速暖房が要求されないときに、発電用機関２１を停止させ、電気ヒータ１５により暖房する通常暖房制御部を提供する。
【００３５】
急速暖房が求められている場合、ステップ１５７へ進む。ステップ１５７では、電池１２の充電余裕があるか否かが判定される。充電余裕は、電池１２に追加的に充電可能な電力量によって評価することができる。追加充電可能な電力量が所定の閾値より少ない場合、充電余裕がないと判定できる。追加充電可能な電力量が所定の閾値以上である場合、充電余裕があると判定できる。閾値は、車両において想定される急速暖房の期間において発電用電機２２によって発電され、電池１２に充電されると想定される電力量に設定することができる。この場合、急速暖房において電池１２が満充電に到達するおそれがある場合に充電余裕がないと判定される。
【００３６】
充電余裕がない場合、ステップ１５８へ進む。ステップ１５８では、発電用インバータ２３が高発熱力行モードで制御される。すなわち、発電用インバータ２３は、発電用電機２２によって発電用機関２１を駆動するように制御される。ステップ１５８では、発電用インバータ２３は、高発熱波形によって駆動される。この結果、発電を抑止しつつ、発電用インバータ２３でのスイッチングによる廃熱が増加され、さらにその廃熱が廃熱系統５に供給される。
【００３７】
ステップ１５９では、発電用機関２１が暖房モードで制御される。暖房モードは、発電用機関２１の排気熱を回収するために発電用機関２１を動作させるためのモードである。この時、発電用機関２１は発電に貢献せず、排気熱の提供を主目的として運転される。暖房モードでは、発電用機関２１への燃料供給が継続され、発電用機関２１は燃焼を継続する。よって、排気熱回収器２４においても廃熱が回収される。ステップ１５９は、発電用電機２２の回転数が発電用機関２１の回転数より予め設定した回転数だけ速くなるように発電用機関２１を回転させる。これにより発電用電機２２は力行される。暖房モードでは、制御システムは、発電用機関２１を例えば５０００ｒｐｍで運転する。
【００３８】
ステップ１６０では、排気熱回収器２４が運転状態、すなわちＯＮ状態におかれる。ステップ１５８、１５９、１６０を経由する場合、発電用機関２１からの廃熱に加えて、排気熱回収器２４によって回収された廃熱、および発電用インバータ２３において発生した増加された廃熱が廃熱系統５に回収される。この結果、熱交換器１６において利用可能な熱量が増加し、急速暖房を促進することができる。
【００３９】
充電余裕がある場合、ステップ１６１へ進む。ステップ１６１では、優先スイッチ２８が操作状態にあるか非操作状態にあるか、すなわちＯＮ状態にあるかＯＦＦ状態にあるかが判定される。
【００４０】
優先スイッチ２８がＯＦＦ状態にある場合、ステップ１６２へ進む。ステップ１６２では、発電用インバータ２３が通常発電モードで制御される。すなわち、発電用インバータ２３は、発電用機関２１によって発電用電機２２を駆動し、発電するように制御される。ステップ１６２では、発電用インバータ２３は、低発熱波形によって駆動される。この結果、発電を実行しながら、発電用インバータ２３における発熱が抑制される。発電用インバータ２３における抑制された廃熱は廃熱系統５に供給される。
【００４１】
ステップ１６３では、発電用機関２１が発電モードで制御される。発電モードは、発電を実行し、かつ、発電用機関２１の排気熱を回収するために発電用機関２１を動作させるためのモードである。発電モードでは、制御システムは、発電用機関２１を例えば６０００ｒｐｍで運転する。
【００４２】
ステップ１６２、１６３、１６０を経由する場合、発電用機関２１からの廃熱に加えて、排気熱回収器２４によって回収された廃熱、および発電用インバータ２３において発生した抑制された廃熱が廃熱系統５に回収される。この結果、熱交換器１６において利用可能な熱量が増加し、急速暖房を促進することができる。
【００４３】
充電余裕があり、かつ、優先スイッチ２８がＯＮ状態にある場合、ステップ１６４へ進む。ステップ１６４では、発電用インバータ２３が高発熱発電モードで制御される。すなわち、発電用インバータ２３は、発電用機関２１によって発電用電機２２を駆動し、発電するように制御される。ステップ１６４では、発電用インバータ２３は、高発熱波形によって駆動される。この結果、発電を実行しながら、発電用インバータ２３における発熱が増加される。発電用インバータ２３における増加された廃熱は廃熱系統５に供給される。
【００４４】
ステップ１６４、１６３、１６０を経由する場合、発電用機関２１からの廃熱に加えて、排気熱回収器２４によって回収された廃熱、および発電用インバータ２３において発生した増加された廃熱が廃熱系統５に回収される。この結果、熱交換器１６において利用可能な熱量が増加し、急速暖房を促進することができる。
【００４５】
ステップ１５８、１５９、１６０は、高発熱力行制御部を提供する。高発熱力行制御部は、電池１２に充電余裕がないとき、発電用電機２２が力行するように発電用インバータ２３を低発熱波形より発熱が多い高発熱波形で制御する。高発熱力行制御部は、発電用電機２２によって駆動されながら燃焼を継続するように発電用機関２１を制御する。ステップ１６２、１６３、１６０は、低発熱発電制御部を提供する。低発熱発電制御部は、電池１２に充電余裕があるとき、発電用電機２２が発電するように発電用インバータ２３を低発熱波形で制御する。低発熱発電制御部は、発電用電機２２を駆動するように発電用機関２１を制御する。低発熱発電制御部および高発熱力行制御部は、急速暖房が要求されるときに、それらの制御を実行可能とされる。ステップ１６１および１６４は、電池１２に充電余裕があり、かつ、優先スイッチ２８により暖房の優先が指示されているとき、低発熱発電制御部１６２、１６３、１６０に代えて、高発熱波形で発電用インバータ２３を制御する高発熱波形制御部を提供する。
【００４６】
ステップ１５８、１５９、１６０を経由する高発熱力行運転（Ｉ）において得られる廃熱量は、ステップ１６２、１６３、１６０を経由する低発熱発電運転（ＩＩＩ）において得られる廃熱量より大きい。ステップ１６４、１６３、１６０を経由する高発熱発電運転（ＩＩ）において得られる廃熱量は、ステップ１６２、１６３、１６０を経由する低発熱発電運転（ＩＩＩ）において得られる廃熱量より大きい。
【００４７】
（作動）
この実施形態によると、走行用動力を供給する電池１２に充電するための発電用機関２１を備えるレンジエクステンダシステムが提供される。このレンジエクステンダシステムは、発電用機関２１から得られる廃熱を暖房用に用いる。制御システムは、空調装置４による暖房が求められるとき、電気ヒータ１５に電力を供給し、暖房を実行する。しかし、電気ヒータ１５だけでは、十分に大きい暖房能力を提供できない場合がある。例えば、急速暖房が実行されるとき、電気ヒータ１５だけでは暖房能力が不足する。そこで、制御システムは、廃熱系統５から熱交換器１６に熱媒体を供給し、廃熱による暖房を実行する。このとき、制御システムは、レンジエクステンダ型電気自動車のための補助電源機器６を熱源装置として利用する。制御システムは、補助電源機器６からの廃熱を利用するために、発電用機関２１を運転し、さらに発電用インバータ２３に通電する。
【００４８】
制御システムは、電池１２に充電余裕があるか否かを判定する充電余裕判定手段を提供する。補助電源機器６によって発電された電力が電池１２に充電できるとき、充電余裕があると判定される。電池１２がほぼ満充電状態であるとき、充電余裕はないと判定される。充電余裕の有無は、電池１２に充電された電力量、すなわち充電状態（State Of Charge：ＳＯＣ）に基づいて判定することができる。
【００４９】
充電余裕がある場合、制御システムは、発電用電機２２を発電機として機能させるように発電用インバータ２３を制御する。制御システムは、利用者が優先スイッチ２８を操作したか否かを判定する優先判定手段を提供する。
【００５０】
優先スイッチ２８が操作されていないとき、制御システムは、発電用インバータ２３のスイッチング周期などを細かく制御することで、スイッチング損失を抑えた制御を行なう。制御システムは、発電用インバータ２３を低発熱波形によって駆動する。この結果、補助電源機器６は、熱電併給のための通常発電モードで運転される。しかし、通常発電モードでは、廃熱系統５に得られる熱量が小さい。このため、通常発電モードでは、依然として暖房能力が不足することがある。
【００５１】
優先スイッチ２８が操作されているとき、制御システムは、発電用インバータ２３を高発熱波形によって駆動する。この結果、補助電源機器６は、熱電併給のための高発熱発電モードで運転される。この結果、廃熱系統５に得られる熱量が通常発電モードより増加する。このため、高発熱発電モードでは、通常発電モードより大きい暖房能力が得られる。
【００５２】
急速暖房時に電池１２の充電余裕がある場合においても、暖房を優先したい場合、発電用インバータ２３のスイッチング周期を短くした回生動作を提供できる。よって、暖房を優先したいという利用者の要求に応えることができる。
【００５３】
さらに、急速暖房の要求があり、かつ、充電余裕がない場合、制御システムは、発電用機関２１の回転を落とすなど発電効率を下げる制御を実行する。さらに、制御システムは、発電用インバータ２３において効率の悪いスイッチング制御を実行する。言い換えると、制御システムは、電池１２の電力を消費するモードへ移行する。充電余裕がない場合、制御システムは、発電用電機２２を電動機として機能させるように発電用インバータ２３を制御する。しかも、制御システムは、発電用機関２１への燃料供給を継続し、発電用機関２１における燃焼を継続させる。この結果、補助電源機器６は、電池１２の電力を消費し、熱のみを供給する高発熱力行モードで運転される。
【００５４】
高発熱力行モードでは、発電用電機２２が電動機として機能するから、発電用機関２１と発電用電機２２とを切り離すためのクラッチなどの機構を要することなく、電池１２への充電を回避できる。しかも、高発熱力行モードでは、発電用インバータ２３および発電用電機２２への通電を継続することができるから、それらから廃熱系統５への廃熱供給を継続できる。よって、発電用電機２２および発電用インバータ２３を含む電気機器の廃熱によって、急速暖房のために発電用機関２１を運転しなければならない時間を短縮することができる。
【００５５】
しかも、高発熱力行モードでは、発電用機関２１における燃焼が継続される。この結果、発電用機関２１から廃熱系統５への廃熱供給が継続される。しかも、排気熱回収器２４から廃熱系統５への廃熱供給が継続される。よって、高発熱力行モードにおいては、簡単な構成によって電池１２への充電を回避しながら、廃熱の量が維持される。この結果、熱交換器１６による暖房能力が高く維持される。
【００５６】
制御システムは、電池１２の充電余裕がない時に、発電用電機２２の制御を力行モードへ切り替えることで、発電用機関２１を継続的に動作させ、急速暖房要求時の暖房能力を高める。この構成によると、発電用機関２１と発電用電機２２とを切り離すクラッチなどの機構を必要としないため、単純なシステム構成を採用しながら、暖房能力を高めることができる。発電用電機２２が発電するときの発電用インバータ２３のスイッチング周期は、発電用電機２２が力行するときの発電用インバータ２３のスイッチング周期より短い。この結果、発電用インバータ２３のスイッチング損が大きくされ、そこで得られる廃熱も暖房用に利用される。この結果、発電用機関２１だけで得られる熱量に加えて、発電用インバータ２３のスイッチングにおける発熱も回収できるため、暖房能力が向上する。急速暖房時の発電用インバータ２３は、発電用機関２１の回転数よりも予め設定した回転数だけ速く回転させる力行モードで制御される。よって、発電用電機２２に発電をさせずに、スイッチングを継続できる。よって、発電用電機２２を回生ではなく、力行として動作させることで、充電余裕がない場合でも熱供給を継続できる。
【００５７】
（他の実施形態）
以上、発明の好ましい実施形態について説明したが、発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、種々変形して実施することが可能である。上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、発明の技術的範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。発明は、実施形態において示された組み合わせに限定されることなく、それぞれ独立して実施可能である。発明のいくつかの技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。
【００５８】
例えば、制御装置が提供する手段と機能は、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、制御装置をアナログ回路によって構成してもよい。
【００５９】
発電用機関２１としては、レシプロエンジン、ロータリーエンジンなどの種々の形式の機関を利用することができる。
【００６０】
また、上記実施形態では、優先スイッチ２８が操作されている場合にステップ１６４を経由してステップ１６３へ進んだ。これに代えて、ステップ１６１、１６４を備えない構成を採用してもよい。
【００６１】
また、優先スイッチ２８が操作されている場合には、ステップ１５８へ進んでもよい。これにより、急速暖房の必要があり、かつ、充電余裕がある場合でも、暖房を優先する要求がある場合には、大きい廃熱が得られる高発熱力行運転（Ｉ）が実行される。この場合、高発熱波形制御部は、ステップ１６１および１５８によって提供される。
【符号の説明】
【００６２】
１  車両用動力装置、  ２  駆動輪、  ３  電動機器、
４  空調装置、  ５  廃熱系統、  ６  補助電源機器、
１１  走行用電機、  １２  電池、
１３  走行用インバータ、  走行制御ＥＣＵ、
１５  電気ヒータ、  １６  熱交換器、
２１  発電用燃焼機関（発電用機関）、  ２２  発電用電機、
２３  発電用インバータ、  ２４  排気熱回収器、
２５  機関制御ＥＣＵ、  ２６  発電制御ＥＣＵ、
２７  コジェネ制御ＥＣＵ、  ２８  優先スイッチ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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