JP2007151214A - 電気システムおよびハイブリッド自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】車両外部と電力を授受するための電力線を介して車両外部の機器と通信を行なう際の誤通信を防止したハイブリッド自動車を提供する。
【解決手段】制御装置６０は、電力ラインＬ１，Ｌ２を介して住宅１５０と通信中のとき（ステップＳ２０においてＹＥＳ）、エンジン４が動作中であるか否かを判定する（ステップＳ３０）。制御装置６０は、エンジン４が動作中であると判定すると（ステップＳ３０においてＹＥＳ）、エンジン４およびモータジェネレータＭＧ１を停止させ、エンジン４の出力を用いたモータジェネレータＭＧ１による発電を停止させる（ステップＳ４０）。
【選択図】図４

Description

この発明は、電気システムおよびハイブリッド自動車に関し、特に、車両外部の機器と電力を授受可能なハイブリッド自動車に搭載される電気システムおよびそのような電気システムを搭載したハイブリッド自動車に関する。

特許第２６９５０８３号公報（特許文献１）は、外部電源と電力を授受可能な電動車両を開示する。この公報で開示される電動機駆動および動力処理装置は、二次電池と、インバータＩＡ，ＩＢと、誘導電動機ＭＡ，ＭＢと、制御ユニットとを備える。誘導電動機ＭＡ，ＭＢは、Ｙ結線された巻線ＣＡ，ＣＢをそれぞれ含み、巻線ＣＡ，ＣＢの中性点ＮＡ，ＮＢには、ＥＭＩフィルターを介して入力／出力ポートが接続される。

インバータＩＡ，ＩＢは、それぞれ誘導電動機ＭＡ，ＭＢに対応して設けられ、それぞれ巻線ＣＡ，ＣＢに接続される。そして、インバータＩＡ，ＩＢは、二次電池に並列に接続される。

この電動機駆動および動力処理装置においては、インバータＩＡ，ＩＢは、中性点ＮＡ，ＮＢ間に正弦波の調整された交流電力を発生し、その発生した交流電力を入力／出力ポートに接続された外部装置へ出力することができる。また、再充電モード時においては、入力／出力ポートに接続される単相電源からＥＭＩフィルターを介して巻線ＣＡ，ＣＢの中性点ＮＡ，ＮＢ間に交流電力が供給され、インバータＩＡ，ＩＢは、その中性点ＮＡ，ＮＢ間に供給された交流電力を直流電力に変換して直流電源を充電する（特許文献１参照）。

また、電気自動車（Electric Vehicle）を外部電源を用いて充電する際の電力線を介して、車両外部に設置されるサービスステーションや充電器と車両内の制御装置との間で通信を行なうシステムが知られている（たとえば特許文献２，３参照）。
特許第２６９５０８３号公報 特開平７−２４０７０５号公報 特開平６−２４５３２５号公報

近年、環境に配慮した自動車として、ハイブリッド自動車（Hybrid Vehicle）が大きく注目されている。ハイブリッド自動車は、従来のエンジンに加え、バッテリなどの蓄電装置と蓄電装置からの電力を用いて車両の駆動力を発生するモータとをさらに動力源とする自動車である。

このようなハイブリッド自動車においても、車両外部と電力を授受可能であれば、エンジンを用いて発電しつつハイブリッド自動車から車両外部の負荷へ電力を供給することによりハイブリッド自動車を電源設備として利用することができ、また、外部電源からバッテリを充電することによりエンジンによる発電を抑制することができる。

そして、車両外部と電力を授受可能なハイブリッド自動車において、車両外部と電力を授受するための電力線を介して車両外部の機器と通信を行なうことができれば、通信ケーブルを別途設けることなく、ハイブリッド自動車と車両外部の機器との間で種々の情報をやり取りすることができる。

しかしながら、エンジンを用いた発電中は、発電に伴なう電圧ノイズが発生し、電力線を介して授受される電圧の波形に歪みが発生し得る。そして、電力線の電圧波形に歪みが発生しているときに電力線を介した通信が行なわれると、誤通信の発生率が高まり、正常に通信を行なうことができなくなるおそれがある。

そこで、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、車両に搭載され、車両外部と電力を授受するための電力線を介して車両外部の機器と通信を行なう際の誤通信を防止した電気システムを提供することである。

また、この発明の別の目的は、車両外部と電力を授受するための電力線を介して車両外部の機器と通信を行なう際の誤通信を防止したハイブリッド自動車を提供することである。

この発明によれば、電気システムは、車両に搭載される。そして、電気システムは、与えられる指令に基づいて動作する電動機と、電動機と電力の授受を行なう蓄電装置と、蓄電装置と車両外部の機器との間で電力を授受可能なように構成された電力線と、その電力線を介して車両外部の機器と通信を行なうように構成された通信装置と、通信装置により車両外部の機器との通信が行なわれているとき、電動機の停止を指示する指令を電動機へ出力する制御部とを備える。

この発明による電気システムにおいては、電力線を介して蓄電装置と車両外部の機器との間で電力が授受される。また、通信装置により電力線を介して車両外部の機器と通信が行なわれる。そして、制御部は、通信装置により車両外部の機器との通信が行なわれているとき、電動機の停止を指示する指令を電動機へ出力するので、車両外部の機器との通信中は、電動機が停止する。これにより、車両外部の機器との通信中、電動機の動作による電力線の電圧歪みが抑止される。

したがって、この発明による電気システムよれば、電力線を介して車両外部の機器と通信を行なう際の誤通信を防止することができる。

好ましくは、制御部は、通信装置により車両外部の機器との通信が行なわれており、かつ、通信装置による車両外部の機器との通信負荷が所定量を超えているとき、電動機の停止を指示する指令を電動機へ出力する。

この電気システムにおいては、通信装置による車両外部の機器との通信負荷が所定量を超えると電動機が停止する。すなわち、通信負荷が小さいときは、電力線の電圧歪みが発生しても誤通信が発生する確率は低いので、電動機は停止しない。したがって、この電気システムによれば、電力線を介して外部機器と通信を行なう際の誤通信を防止しつつ、電動機が停止するのをできる限り抑えることができる。

また、この発明によれば、電気システムは、車両に搭載される。そして、電気システムは、与えられる指令に基づいて動作する電動機と、電動機と電力の授受を行なう蓄電装置と、蓄電装置と車両外部の機器との間で電力を授受可能なように構成された電力線と、その電力線を介して車両外部の機器と通信を行なうように構成された通信装置と、電動機の駆動を指示する指令を電動機へ出力しているとき、車両外部の機器との通信を禁止する指令、または、車両外部の機器との通信量を制限する指令を通信装置へ出力する制御部とを備える。

この発明による電気システムにおいては、電力線を介して蓄電装置と車両外部の機器との間で電力が授受される。また、通信装置により電力線を介して車両外部の機器と通信が行なわれる。そして、制御部は、電動機の駆動を指示する指令を電動機へ出力しているとき、車両外部の機器との通信を禁止する指令、または、通信量を制限する指令を通信装置へ出力するので、電動機の駆動中は、車両外部の機器との通信が禁止され、または、通信量が制限される。

したがって、この発明による電気システムによれば、電動機の動作による電力線の電圧歪みが発生しているときに車両外部の機器と通信が行なわれることによる誤通信を防止することができる。

好ましくは、電動機は、星形結線された多相巻線を固定子巻線として含む。電力線は、多相巻線の中性点に接続される。そして、電動機および電力線を介して蓄電装置と車両外部の機器との間で電力が授受される。

また、この発明によれば、ハイブリッド自動車は、内燃機関と、内燃機関に機械的に結合され、内燃機関の出力を用いて発電する第１の電動機と、第１の電動機が発電した電力によって充電される蓄電装置と、車両の駆動軸に機械的に結合され、蓄電装置からの電力を用いて車両の駆動力を発生する第２の電動機と、蓄電装置と車両外部の機器との間で電力を授受可能なように構成された電力線と、その電力線を介して車両外部の機器と通信を行なうように構成された通信装置と、通信装置により車両外部の機器との通信が行なわれているとき、内燃機関の動作を禁止する指令を内燃機関へ出力する制御部とを備える。

この発明によるハイブリッド自動車においては、電力線を介して蓄電装置と車両外部の機器との間で電力が授受される。また、通信装置により電力線を介して車両外部の機器と通信が行なわれる。そして、制御部は、通信装置により車両外部の機器との通信が行なわれているとき、内燃機関の動作を禁止する指令を内燃機関へ出力するので、車両外部の機器との通信中は、内燃機関が停止し、第１の電動機による発電が停止される。これにより、車両外部の機器との通信中、第１の電動機による発電に伴なう電力線の電圧歪みが抑止される。

したがって、この発明によるハイブリッド自動車によれば、電力線を介して車両外部の機器と通信を行なう際の誤通信を防止することができる。

好ましくは、制御部は、通信装置により車両外部の機器との通信が行なわれており、かつ、通信装置による車両外部の機器との通信負荷が所定量を超えているとき、内燃機関の動作を禁止する指令を内燃機関へ出力する。

このハイブリッド自動車においては、通信装置による車両外部の機器との通信負荷が所定量を超えた場合に内燃機関が停止する。すなわち、通信負荷が小さいときは、電力線の電圧歪みが発生しても誤通信が発生する確率は低いので、発電を停止しない。したがって、このハイブリッド自動車によれば、電力線を介して外部機器と通信を行なう際の誤通信を防止しつつ、発電が停止するのをできる限り抑えることができる。

また、この発明によれば、ハイブリッド自動車は、内燃機関と、内燃機関に機械的に結合され、内燃機関の出力を用いて発電する第１の電動機と、第１の電動機が発電した電力によって充電される蓄電装置と、車両の駆動軸に機械的に結合され、蓄電装置からの電力を用いて車両の駆動力を発生する第２の電動機と、蓄電装置と車両外部の機器との間で電力を授受可能なように構成された電力線と、その電力線を介して車両外部の機器と通信を行なうように構成された通信装置と、内燃機関が動作しているとき、車両外部の機器との通信を禁止する指令、または、車両外部の機器との通信量を制限する指令を通信装置へ出力する制御部とを備える。

この発明によるハイブリッド自動車においては、電力線を介して蓄電装置と車両外部の機器との間で電力が授受される。また、通信装置により電力線を介して車両外部の機器と通信が行なわれる。そして、制御部は、内燃機関が動作しているとき、車両外部の機器との通信を禁止する指令、または、通信量を制限する指令を通信装置へ出力するので、第１の電動機による発電中は、車両外部の機器との通信が禁止され、または、通信量が制限される。

したがって、この発明によるハイブリッド自動車によれば、第１の電動機による発電に伴なう電力線の電圧歪みが発生しているときに車両外部の機器と通信が行なわれることによる誤通信を防止することができる。

好ましくは、第１および第２の電動機の各々は、星形結線された多相巻線を固定子巻線として含む。電力線は、第１および第２の電動機の各々の多相巻線の中性点に接続される。そして、第１および第２の電動機および電力線を介して蓄電装置と車両外部の機器との間で電力が授受される。

この発明によれば、車両外部の機器との通信中もしくは通信負荷が大きいときは発電を停止させ、または、発電中は車両外部の機器との通信を禁止しもしくは通信量を制限するようにしたので、車両外部と電力を授受するための電力線を介して車両外部の機器と通信を行なう際の誤通信を防止することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１によるハイブリッド自動車を用いた電力システムの概略図である。図１を参照して、この電力システム２００は、ハイブリッド自動車１００と、住宅１５０とを備える。ハイブリッド自動車１００は、電力ラインＬ１，Ｌ２を介して電源プラグ５０により住宅１５０の電源コンセントに接続される。

ハイブリッド自動車１００は、住宅１５０から電力ラインＬ１，Ｌ２を介して商用電力の供給を受け、図示されない蓄電装置を充電することができる。また、ハイブリッド自動車１００は、電力を発生して電力ラインＬ１，Ｌ２を介して住宅１５０に供給することができる。

さらに、ハイブリッド自動車１００は、電力ラインＬ１，Ｌ２を介して住宅１５０と種々の情報をやり取りする。たとえば、ハイブリッド自動車１００は、蓄電装置の充電状態（State of Charge：ＳＯＣ）や温度、エンジンの燃料残量などの情報を電力ラインＬ１，Ｌ２を介して住宅１５０へ出力することができる。

住宅１５０は、図示されない商用電源から商用電力の供給を受け、電力ラインＬ１，Ｌ２を介してハイブリッド自動車１００へその受けた商用電力を出力する。また、住宅１５０は、ハイブリッド自動車１００から電力ラインＬ１，Ｌ２を介して電力の供給を受け、住宅内の各電気機器に供給することができる。たとえば、商用電源の停電時、住宅１５０は、ハイブリッド自動車１００を電源設備として利用することができる。

また、住宅１５０は、ハイブリッド自動車１００から電力ラインＬ１，Ｌ２を介して上記の各種情報を受信し、図示されない表示装置にハイブリッド自動車１００の情報を表示する。たとえば、ハイブリッド自動車１００が住宅１５０の電源設備として利用されているとき、ハイブリッド自動車１００から電力ラインＬ１，Ｌ２を介して受信したＳＯＣ量や燃料残量などが表示装置に表示される。

図２は、図１に示したハイブリッド自動車１００の全体ブロック図である。図２を参照して、ハイブリッド自動車１００は、エンジン４と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分配機構３と、車輪２とを備える。また、ハイブリッド自動車１００は、蓄電装置Ｂと、昇圧コンバータ１０と、インバータ２０，３０と、リレー装置４０と、電源プラグ５０と、制御装置６０と、電圧センサ７０と、モデム８０と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、電源ラインＰＬ１，ＰＬ２と、接地ラインＳＬ１，ＳＬ２と、Ｕ相ラインＵＬ１，ＵＬ２と、Ｖ相ラインＶＬ１，ＶＬ２と、Ｗ相ラインＷＬ１，ＷＬ２と、電力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２，Ｌ１，Ｌ２とをさらに備える。

エンジン４は、制御装置６０からの駆動指令ＤＲＶに基づいて動作する。また、エンジン４は、図示されない回転数センサによってエンジン回転数ＮＥを検出し、その検出されたエンジン回転数ＮＥを制御装置６０へ出力する。

動力分配機構３は、エンジン４とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とに結合されてこれらの間で動力を分配する。たとえば、動力分配機構３としては、サンギヤ、プラネタリキャリヤおよびリングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車機構を用いることができる。この３つの回転軸がエンジン４およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各回転軸にそれぞれ接続される。たとえば、モータジェネレータＭＧ１のロータを中空としてその中心にエンジン４のクランク軸を通すことで動力分配機構３にエンジン４とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とを機械的に接続することができる。

なお、モータジェネレータＭＧ２の回転軸は、図示されない減速ギヤや作動ギヤによって車輪２に結合されている。また、動力分配機構３の内部にモータジェネレータＭＧ２の回転軸に対する減速機をさらに組込んでもよい。

そして、モータジェネレータＭＧ１は、エンジン４によって駆動される発電機として動作し、かつ、エンジン４の始動を行ない得る電動機として動作するものとしてハイブリッド自動車１００に組込まれ、モータジェネレータＭＧ２は、駆動輪である車輪２を駆動する電動機としてハイブリッド自動車１００に組込まれる。

蓄電装置Ｂは、電源ラインＰＬ１および接地ラインＳＬ１に接続される。コンデンサＣ１は、電源ラインＰＬ１と接地ラインＳＬ１との間に接続される。昇圧コンバータ１０は、電源ラインＰＬ１および接地ラインＳＬ１と電源ラインＰＬ２および接地ラインＳＬ２との間に接続される。コンデンサＣ２は、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬ２との間に接続される。インバータ２０，３０は、電源ラインＰＬ２および接地ラインＳＬ２に互いに並列に接続される。

モータジェネレータＭＧ１は、図示されないＹ結線された３相コイルをステータコイルとして含み、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相ラインＵＬ１，ＶＬ１，ＷＬ１を介してインバータ２０に接続される。モータジェネレータＭＧ２も、図示されないＹ結線された３相コイルをステータコイルとして含み、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相ラインＵＬ２，ＶＬ２，ＷＬ２を介してインバータ３０に接続される。モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の３相コイルの中性点Ｎ１，Ｎ２にそれぞれ電力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２の一端が接続され、電力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２の他端にリレー装置４０が接続される。そして、電力ラインＬ１，Ｌ２を介してリレー装置４０に電源プラグ５０が接続される。モデム８０は、制御装置６０と電力ラインＬ１，Ｌ２との間に接続される。

蓄電装置Ｂは、充放電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池からなる。蓄電装置Ｂは、昇圧コンバータ１０へ直流電力を供給する。また、蓄電装置Ｂは、昇圧コンバータ１０によって充電される。なお、蓄電装置Ｂとして、大容量のキャパシタを用いてもよい。

コンデンサＣ１は、電源ラインＰＬ１と接地ラインＳＬ１との間の電圧変動を平滑化する。昇圧コンバータ１０は、制御装置６０からの信号ＰＷＣに基づいて、蓄電装置Ｂから受ける直流電圧を昇圧し、その昇圧した昇圧電圧を電源ラインＰＬ２へ出力する。また、昇圧コンバータ１０は、制御装置６０からの信号ＰＷＣに基づいて、電源ラインＰＬ２を介してインバータ２０，３０から受ける直流電圧を蓄電装置Ｂの電圧レベルに降圧して蓄電装置Ｂを充電する。昇圧コンバータ１０は、たとえば、昇降圧型のチョッパ回路などによって構成される。

コンデンサＣ２は、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬ２との間の電圧変動を平滑化する。インバータ２０は、制御装置６０からの信号ＰＷＭ１に基づいて、電源ラインＰＬ２から受ける直流電圧を３相交流電圧に変換し、その変換した３相交流電圧をモータジェネレータＭＧ１へ出力する。これにより、モータジェネレータＭＧ１は、指定されたトルクを発生するように駆動される。また、インバータ２０は、エンジン４の出力を受けてモータジェネレータＭＧ１が発電した３相交流電圧を制御装置６０からの信号ＰＷＭ１に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を電源ラインＰＬ２へ出力する。

インバータ３０は、制御装置６０からの信号ＰＷＭ２に基づいて、電源ラインＰＬ２から受ける直流電圧を３相交流電圧に変換し、その変換した３相交流電圧をモータジェネレータＭＧ２へ出力する。これにより、モータジェネレータＭＧ２は、指定されたトルクを発生するように駆動される。また、インバータ３０は、車両の回生制動時、車輪２からの回転力を受けてモータジェネレータＭＧ２が発電した３相交流電圧を制御装置６０からの信号ＰＷＭ２に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を電源ラインＰＬ２へ出力する。

また、インバータ２０，３０は、このハイブリッド自動車１００から住宅１５０へ電力を供給するとき、制御装置６０からの信号ＰＷＭ１，ＰＷＭ２に基づいて、商用電源周波数を有する交流電圧を中性点Ｎ１，Ｎ２間に発生する。さらに、インバータ２０，３０は、電源プラグ５０から入力される商用電力を用いて蓄電装置Ｂを充電するとき、中性点Ｎ１，Ｎ２に与えられる商用電力を制御装置６０からの信号ＰＷＭ１，ＰＷＭ２に基づいて直流電力に変換し、その変換した直流電力を電源ラインＰＬ２へ出力する。

モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、３相交流電動機であり、たとえば３相交流同期電動機から成る。モータジェネレータＭＧ１は、エンジン４の出力を用いて３相交流電圧を発生し、その発生した３相交流電圧をインバータ２０へ出力する。また、モータジェネレータＭＧ１は、インバータ２０から受ける３相交流電圧によって駆動力を発生し、エンジン４の始動を行なう。モータジェネレータＭＧ２は、インバータ３０から受ける３相交流電圧によって車両の駆動トルクを発生する。また、モータジェネレータＭＧ２は、車両の回生制動時、３相交流電圧を発生してインバータ３０へ出力する。

リレー装置４０は、制御装置６０からの信号ＥＮに応じて、電力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２と電力ラインＬ１，Ｌ２との接続／切離しを行なう。具体的には、リレー装置４０は、信号ＥＮが活性化されると、電力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２を電力ラインＬ１，Ｌ２と電気的に接続し、信号ＥＮが非活性化されると、電力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２を電力ラインＬ１，Ｌ２から電気的に切離す。

電圧センサ７０は、電力ラインＬ１，Ｌ２間の電圧ＶＡＣを検出し、その検出した電圧ＶＡＣを制御装置６０へ出力する。モデム８０は、制御装置６０からの指令に基づいて、電力ラインＬ１，Ｌ２および電源プラグ５０を介して住宅１５０と通信を行なう。

制御装置６０は、昇圧コンバータ１０を駆動するための信号ＰＷＣおよびインバータ２０，３０をそれぞれ駆動するための信号ＰＷＭ１，ＰＷＭ２を生成し、その生成した信号ＰＷＣ，ＰＷＭ１，ＰＷＭ２をそれぞれ昇圧コンバータ１０およびインバータ２０，３０へ出力する。

ここで、制御装置６０は、ハイブリッド自動車１００から住宅１５０への電力供給が行なわれるとき、商用電源周波数を有する交流電圧が中性点Ｎ１，Ｎ２間に発生するように、インバータ２０，３０をそれぞれ制御するための信号ＰＷＭ１，ＰＷＭ２を生成する。また、制御装置６０は、電源プラグ５０から入力される商用電力による蓄電装置Ｂの充電時、電力ラインＬ１，Ｌ２，ＡＣＬ１，ＡＣＬ２を介して中性点Ｎ１，Ｎ２に与えられる商用電力を直流電力に変換して蓄電装置Ｂの充電が行なわれるように、インバータ２０，３０および昇圧コンバータ１０をそれぞれ制御するための信号ＰＷＭ１，ＰＷＭ２，ＰＷＣを生成する。

また、制御装置６０は、電力ラインＬ１，Ｌ２および電源プラグ５０を介してモデム８０を用いて住宅１５０と通信を行なう。たとえば、制御装置６０は、蓄電装置ＢのＳＯＣや温度、エンジン４の燃料残量などの情報をモデム８０へ出力し、その情報を電力ラインＬ１，Ｌ２および電源プラグ５０を介して住宅１５０へ出力するようにモデム８０へ指示する。

ここで、制御装置６０は、住宅１５０との通信が行なわれているとき、エンジン４の出力を用いたモータジェネレータＭＧ１による発電を停止または禁止する。具体的には、制御装置６０は、住宅１５０との通信が行なわれているとき、モータジェネレータＭＧ１による発電が行なわれていれば、エンジン４へ停止指令を出力するとともに、モータジェネレータＭＧ１を駆動するための信号ＰＷＭ１の生成を中止する。また、制御装置６０は、モータジェネレータＭＧ１による発電が行なわれていなければ、住宅１５０との通信中、エンジン４およびモータジェネレータＭＧ１による発電を禁止する。

住宅１５０との通信が行なわれているときにエンジン４の出力を用いたモータジェネレータＭＧ１による発電を停止または禁止するのは、モータジェネレータＭＧ１による発電の影響により電力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２およびＬ１，Ｌ２の電圧波形が歪むため、電力ラインＬ１，Ｌ２を介した住宅１５０との通信において誤通信が発生し得るからである。そこで、この実施の形態１では、住宅１５０との通信中は、エンジン４およびモータジェネレータＭＧ１による発電を停止するようにしたものである。

また、制御装置６０は、住宅１５０と電力の授受が行なわれるとき、信号ＥＮを活性化してリレー装置４０へ出力する。

図３は、図２に示したインバータ２０，３０およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のゼロ相等価回路を示す。３相インバータであるインバータ２０，３０の各々においては、６個のトランジスタのオン／オフの組合わせは８パターン存在する。その８つのスイッチングパターンのうち２つは相間電圧がゼロとなり、そのような電圧状態はゼロ電圧ベクトルと称される。ゼロ電圧ベクトルについては、上アームの３つのトランジスタは互いに同じスイッチング状態（全てオンまたはオフ）とみなすことができ、また、下アームの３つのトランジスタも互いに同じスイッチング状態とみなすことができる。したがって、この図３では、インバータ２０の上アームの３つのトランジスタは上アーム２０Ａとしてまとめて示され、インバータ２０の下アームの３つのトランジスタは下アーム２０Ｂとしてまとめて示されている。同様に、インバータ３０の上アームの３つのトランジスタは上アーム３０Ａとしてまとめて示され、インバータ３０の下アームの３つのトランジスタは下アーム３０Ｂとしてまとめて示されている。

図３に示されるように、このゼロ相等価回路は、電源ラインＰＬ２から供給される直流電圧を用いて中性点Ｎ１，Ｎ２に単相交流電圧を生じさせる単相ＰＷＭインバータとみることができる。また、このゼロ相等価回路は、電力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２を介して中性点Ｎ１，Ｎ２に与えられる単相交流の商用電力を入力とする単相ＰＷＭコンバータとみることもできる。そこで、インバータ２０，３０の各々においてゼロ電圧ベクトルを変化させ、インバータ２０，３０を単相ＰＷＭインバータまたは単相ＰＷＭコンバータの各相アームとしてそれぞれ動作するようにスイッチング制御することによって、電源ラインＰＬ２からの直流電力を交流電力に変換して電源プラグ５０から出力することができ、また、電源プラグ５０から入力される交流の商用電力を直流電力に変換して電源ラインＰＬ２へ出力することができる。

図４は、図２に示した制御装置６０による発電可否に関する処理のフローチャートである。なお、このフローチャートに示される処理は、一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとにメインルーチンから呼出されて実行される。

図４を参照して、制御装置６０は、住宅１５０と電力の授受が行なわれる充放電制御中であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。具体的には、制御装置６０は、電圧センサ７０によって電力ラインＬ１，Ｌ２間の電圧ＶＡＣが検出され、かつ、リレー装置４０へ出力される信号ＥＮが活性化されているとき、充放電制御中であると判定する。

ステップＳ１０において充放電制御中であると判定されると（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、制御装置６０は、モデム８０を用いて電力ラインＬ１，Ｌ２を介して住宅１５０と通信中であるか否かを判定する（ステップＳ２０）。ステップＳ２０において住宅１５０と通信中であると判定されると（ステップＳ２０においてＹＥＳ）、制御装置６０は、エンジン４からのエンジン回転数ＮＥに基づいてエンジン４が動作中であるか否かを判定する（ステップＳ３０）。

そして、ステップＳ３０においてエンジン４が動作中であると判定されると（ステップＳ３０においてＹＥＳ）、制御装置６０は、エンジン４およびモータジェネレータＭＧ１を停止させる（ステップＳ４０）。具体的には、制御装置６０は、エンジン４へ出力している駆動指令ＤＲＶを非活性化する（エンジン４へ停止指令を出力することに相当する。）とともに、モータジェネレータＭＧ１に対応するインバータ２０を駆動するための信号ＰＷＭ１を非活性化する。

一方、ステップＳ１０において充放電制御中でないと判定されたとき（ステップＳ１０においてＮＯ）、ステップＳ２０において住宅１５０と通信中でないと判定されたとき（ステップＳ２０においてＮＯ）、またはステップＳ３０においてエンジン４が停止中であると判定されたとき（ステップＳ３０においてＮＯ）、制御装置６０は、エンジン４およびモータジェネレータＭＧ１を停止させることなく、エンジン４およびモータジェネレータＭＧ１の駆動を許可する（ステップＳ５０）。より具体的には、エンジン４およびモータジェネレータＭＧ１による発電が行なわれていれば、そのまま発電を継続させ、エンジン４およびモータジェネレータＭＧ１が停止しているときは、その後の発電動作を許容する。

以上のように、この実施の形態１によれば、ハイブリッド自動車１００と住宅１５０との通信中は、エンジン４の出力を用いたモータジェネレータＭＧ１による発電を停止するようにしたので、発電に伴なう電力ラインＬ１，Ｌ２の電圧歪みが抑止され、その結果、ハイブリッド自動車１００と住宅１５０との間で誤通信を防止することができる。

［実施の形態１の変形例］
図５は、実施の形態１の変形例における発電可否に関する処理のフローチャートである。なお、このフローチャートに示される処理も、一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとにメインルーチンから呼出されて実行される。

図５を参照して、このフローチャートに示される処理は、図４に示した一連の処理において、ステップＳ２５をさらに含む。すなわち、ステップＳ２０において住宅１５０と通信中であると判定されると（ステップＳ２０においてＹＥＳ）、制御装置６０は、通信負荷が大きいことを示す予め設定されたしきい値を現在の通信負荷が超えているか否かを判定する（ステップＳ２５）。

そして、制御装置６０は、通信負荷がしきい値を超えていると判定すると（ステップＳ２５においてＹＥＳ）、ステップＳ３０へ処理を進め、エンジン４が動作中であるか否かを判定する。一方、ステップＳ２５において通信負荷がしきい値以下であると判定されると（ステップＳ２５においてＮＯ）、制御装置６０は、ステップＳ５０へ処理を進める。

すなわち、この実施の形態１の変形例においては、制御装置６０は、通信負荷が大きいときに限り、エンジン４およびモータジェネレータＭＧ１を停止させる。通信負荷が小さければ、誤通信の発生する確率も低いと考えられるからである。

以上のように、この実施の形態１の変形例によれば、誤通信を防止しつつ、エンジン４およびモータジェネレータＭＧ１による発電が停止するのをできる限り抑制することができる。

［実施の形態２］
実施の形態１およびその変形例では、エンジン４の出力を用いたモータジェネレータＭＧ１による発電とモデム８０を用いた住宅１５０との通信とが重複するとき、発電を停止させて通信を優先させるものとしたが、実施の形態２では、通信を中止させて発電を優先させる。

実施の形態２によるハイブリッド自動車１００Ａは、図２に示した実施の形態１によるハイブリッド自動車１００の構成において、制御装置６０に代えて制御装置６０Ａを備える。制御装置６０Ａは、エンジン４の出力を用いたモータジェネレータＭＧ１による発電が行なわれているとき、モデム８０を用いた住宅１５０との通信を中止または禁止する。具体的には、制御装置６０Ａは、エンジン４の動作中、データの送受信を中止または禁止する指令をモデム８０へ出力する。

なお、制御装置６０Ａのその他の機能は、実施の形態１における制御装置６０と同じである。また、ハイブリッド自動車１００Ａにおけるその他の構成は、実施の形態１におけるハイブリッド自動車１００と同じである。

図６は、実施の形態２における制御装置６０Ａによる通信可否に関する処理のフローチャートである。なお、このフローチャートに示される処理は、一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとにメインルーチンから呼出されて実行される。

図６を参照して、制御装置６０Ａは、住宅１５０と電力の授受が行なわれる充放電制御中であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。この処理は、実施の形態１における制御装置６０により実行されるステップＳ１０と同じである。

ステップＳ１１０において充放電制御中であると判定されると（ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、制御装置６０Ａは、エンジン４からのエンジン回転数ＮＥに基づいてエンジン４が動作中であるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。

そして、ステップＳ１２０においてエンジン４が動作中であると判定されると（ステップＳ１２０においてＹＥＳ）、制御装置６０Ａは、住宅１５０との通信を中止または禁止する（ステップＳ１３０）。具体的には、制御装置６０Ａは、住宅１５０と通信中であれば、通信を中止するようにモデム８０へ指令を出力し、住宅１５０と通信中でなければ、その後の通信を禁止するようにモデム８０へ指令を出力する。

一方、ステップＳ１１０において充放電制御中でないと判定されたとき（ステップＳ１１０においてＮＯ）、またはステップＳ１２０においてエンジン４が停止中であると判定されたとき（ステップＳ１２０においてＮＯ）、制御装置６０Ａは、住宅１５０との通信の中止または禁止を解除する（ステップＳ１４０）。具体的には、住宅１５０との通信が中止された状態にあるときは、通信を再開し、住宅１５０と通信中でなければ、その後の通信を許容する。

以上のように、この実施の形態２によれば、エンジン４の出力を用いたモータジェネレータＭＧ１による発電中は、住宅１５０との通信を停止または禁止するようにしたので、発電に伴なう電力ラインＬ１，Ｌ２の電圧歪みが発生しているときに電力ラインＬ１，Ｌ２を介して通信が行なわれることによる誤通信を防止することができる。

［実施の形態２の変形例］
図７は、実施の形態２の変形例における通信可否に関する処理のフローチャートである。なお、このフローチャートに示される処理も、一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとにメインルーチンから呼出されて実行される。

図７を参照して、このフローチャートに示される処理は、図６に示した一連の処理において、ステップＳ１３０，Ｓ１４０に代えてそれぞれステップＳ１５０，Ｓ１６０を含む。すなわち、ステップＳ１２０においてエンジン４が動作中であると判定されると（ステップＳ１２０においてＹＥＳ）、制御装置６０Ａは、モデム８０を用いて電力ラインＬ１，Ｌ２を介して行なわれる住宅１５０との通信の通信レートを所定量に制限する（ステップＳ１５０）。具体的には、制御装置６０Ａは、誤通信の発生を低く抑えることが可能な予め設定された通信レートで住宅１５０との通信が行なわれるように、モデム８０へ通信レートを設定する。

一方、ステップＳ１１０において充放電制御中でないと判定されたとき（ステップＳ１１０においてＮＯ）、またはステップＳ１２０においてエンジン４が停止中であると判定されたとき（ステップＳ１２０においてＮＯ）、制御装置６０Ａは、住宅１５０との通信レートが制限されている状態であれば、その制限を解除する（ステップＳ１６０）。

以上のように、この実施の形態２の変形例によれば、エンジン４の出力を用いたモータジェネレータＭＧ１による発電中は、通信レートを制限するようにしたので、発電に伴なう電力ラインＬ１，Ｌ２の電圧歪みが発生しているときに電力ラインＬ１，Ｌ２を介して通信が行なわれることによる誤通信を防止することができる。

なお、上記の各実施の形態においては、ハイブリッド自動車１００（１００Ａ）は、電源プラグ５０によって住宅１５０に接続され、住宅１５０と電力および情報の授受を行なうものとしたが、ハイブリッド自動車１００（１００Ａ）の接続先は、住宅に限定されるものではなく、サービスステーションの充電装置や、住宅に接続される充電設備などであってもよい。

また、上記においては、電力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２がそれぞれモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の中性点Ｎ１，Ｎ２に接続され、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２および電力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２，Ｌ１，Ｌ２を介して蓄電装置Ｂと住宅１５０との間で電力が授受されるものとしたが、蓄電装置Ｂと住宅１５０との間で電力を授受するためのシステム構成は、このような構成に限られない。たとえば、電源ラインＰＬ２および接地ラインＳＬ２、または、電源ラインＰＬ１および接地ラインＳＬ１に接続されるインバータを別途設け、このインバータに電力ラインＬ１，Ｌ２を接続するシステム構成であってもよい。なお、このようなシステム構成の場合においても、モータジェネレータＭＧ１による発電の影響により電力ラインＬ１，Ｌ２の電圧波形に歪みが発生し得る。

なお、上記においては、モータジェネレータＭＧ１は、この発明における「電動機」に対応し、住宅１５０は、この発明における「車両外部の機器」に対応する。また、電力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２およびＬ１，Ｌ２は、この発明における「電力線」を形成し、モデム８０は、この発明における「通信装置」に対応する。さらに、制御装置６０は、この発明における「制御部」に対応する。

また、さらに、エンジン４は、この発明における「内燃機関」に対応し、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、それぞれこの発明における「第１の電動機」および「第２の電動機」に対応する。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の実施の形態１によるハイブリッド自動車を用いた電力システムの概略図である。 図１に示すハイブリッド自動車の全体ブロック図である。 図２に示すインバータおよびモータジェネレータのゼロ相等価回路を示した図である。 図２に示す制御装置による発電可否に関する処理のフローチャートである。 実施の形態１の変形例における発電可否に関する処理のフローチャートである。 実施の形態２における制御装置による通信可否に関する処理のフローチャートである。 実施の形態２の変形例における通信可否に関する処理のフローチャートである。

符号の説明

２ 車輪、３ 動力分配機構、４ エンジン、１０ 昇圧コンバータ、２０，３０ インバータ、２０Ａ，３０Ａ 上アーム、２０Ｂ，３０Ｂ 下アーム、４０ リレー装置、５０ 電源プラグ、６０，６０Ａ 制御装置、７０ 電圧センサ、８０ モデム、１００，１００Ａ ハイブリッド自動車、１５０ 住宅、２００ 電力システム、Ｂ 蓄電装置、Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ、ＰＬ１，ＰＬ２ 電源ライン、ＳＬ１，ＳＬ２ 接地ライン、ＵＬ１，ＵＬ２ Ｕ相ライン、ＶＬ１，ＶＬ２ Ｖ相ライン、ＷＬ１，ＷＬ２ Ｗ相ライン、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、Ｎ１，Ｎ２ 中性点、ＡＣＬ１，ＡＣＬ２，Ｌ１，Ｌ２ 電力ライン。

Claims (8)

1. 車両に搭載される電気システムであって、
   与えられる指令に基づいて動作する電動機と、
   前記電動機と電力の授受を行なう蓄電装置と、
   前記蓄電装置と車両外部の機器との間で電力を授受可能なように構成された電力線と、
   前記電力線を介して前記機器と通信を行なうように構成された通信装置と、
   前記通信装置により前記機器との通信が行なわれているとき、前記電動機の停止を指示する指令を前記電動機へ出力する制御部とを備える電気システム。
2. 前記制御部は、前記通信装置により前記機器との通信が行なわれており、かつ、前記通信装置による前記機器との通信負荷が所定量を超えているとき、前記指令を前記電動機へ出力する、請求項１に記載の電気システム。
3. 車両に搭載される電気システムであって、
   与えられる指令に基づいて動作する電動機と、
   前記電動機と電力の授受を行なう蓄電装置と、
   前記蓄電装置と車両外部の機器との間で電力を授受可能なように構成された電力線と、
   前記電力線を介して前記機器と通信を行なうように構成された通信装置と、
   前記電動機の駆動を指示する指令を前記電動機へ出力しているとき、前記機器との通信を禁止する指令、または、前記機器との通信量を制限する指令を前記通信装置へ出力する制御部とを備える電気システム。
4. 前記電動機は、星形結線された多相巻線を固定子巻線として含み、
   前記電力線は、前記多相巻線の中性点に接続され、
   前記電動機および前記電力線を介して前記蓄電装置と前記車両外部の機器との間で電力が授受される、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電気システム。
5. 内燃機関と、
   前記内燃機関に機械的に結合され、前記内燃機関の出力を用いて発電する第１の電動機と、
   前記第１の電動機が発電した電力によって充電される蓄電装置と、
   車両の駆動軸に機械的に結合され、前記蓄電装置からの電力を用いて車両の駆動力を発生する第２の電動機と、
   前記蓄電装置と車両外部の機器との間で電力を授受可能なように構成された電力線と、
   前記電力線を介して前記機器と通信を行なうように構成された通信装置と、
   前記通信装置により前記機器との通信が行なわれているとき、前記内燃機関の動作を禁止する指令を前記内燃機関へ出力する制御部とを備えるハイブリッド自動車。
6. 前記制御部は、前記通信装置により前記機器との通信が行なわれており、かつ、前記通信装置による前記機器との通信負荷が所定量を超えているとき、前記指令を前記内燃機関へ出力する、請求項５に記載のハイブリッド自動車。
7. 内燃機関と、
   前記内燃機関に機械的に結合され、前記内燃機関の出力を用いて発電する第１の電動機と、
   前記第１の電動機が発電した電力によって充電される蓄電装置と、
   車両の駆動軸に機械的に結合され、前記蓄電装置からの電力を用いて車両の駆動力を発生する第２の電動機と、
   前記蓄電装置と車両外部の機器との間で電力を授受可能なように構成された電力線と、
   前記電力線を介して前記機器と通信を行なうように構成された通信装置と、
   前記内燃機関が動作しているとき、前記機器との通信を禁止する指令、または、前記機器との通信量を制限する指令を前記通信装置へ出力する制御部とを備えるハイブリッド自動車。
8. 前記第１および第２の電動機の各々は、星形結線された多相巻線を固定子巻線として含み、
   前記電力線は、前記第１および第２の電動機の各々の多相巻線の中性点に接続され、
   前記第１および第２の電動機および前記電力線を介して前記蓄電装置と前記車両外部の機器との間で電力が授受される、請求項５から請求項７のいずれか１項に記載のハイブリッド自動車。

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