JP2008162543A

JP2008162543A - ハイブリット車両

Info

Publication number: JP2008162543A
Application number: JP2007000112A
Authority: JP
Inventors: Wanleng Ang; 遠齢洪; Yoshitoku Fujitake; 良徳藤竹
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-01-04
Filing date: 2007-01-04
Publication date: 2008-07-17
Anticipated expiration: 2027-01-04
Also published as: JP4835440B2

Abstract

【課題】蓄電器への充電作業または外部負荷への給電作業と、給油作業とを別個にするように作業者を案内可能なハイブリット車両を提供する。
【解決手段】ハイブリット車両１００は、タンク２０１と、内燃機関と、燃料を燃料タンクに供給可能な給油部と、車輪２Ｆ，２Ｒを駆動する動力を発生可能な電動機と、蓄電器Ｂと、電気接続部が接続可能に設けられ、電気接続部を介して、蓄電器Ｂに電力を供給可能または／および蓄電器Ｂに蓄電された電力を外部に供給可能とされ、給油部に対して相対移動可能に設けられた電力供給部とを備え、給油部に接続されたときに給油接続部１９１が占める接続領域の少なくとも一部は、蓄電器Ｂに蓄電された電力を外部に給電可能な給電可能状態または／および電気接続部１９０を介して蓄電器Ｂに電力を充電可能な充電可能状態とされた電力供給部と、該電力供給部に接続された電気接続部１９０との少なくとも一方によって占められる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハイブリット車両に関し、特に、蓄電器に電力を供給または／および蓄電器に蓄積された電力を外部に供給可能なハイブリット車両に関する。

近年、環境に配慮された車両として、電気自動車やハイブリット自動車が各種提案されている。

電気自動車としては、たとえば、特許３２５２０３５号に提案された電気自動車は、動力源としてのモータと、このモータを駆動するためのバッテリとを備えており、このバッテリを充電するための充電用の給電口が設けられている。

また、ハイブリット自動車としては、たとえば、特許３０１６３４９号に、外部充電手段により充電しうるバッテリと、バッテリからの電力により車輪を駆動しうる駆動用電動機と、駆動用電動機へ電力を供給しうる発電機を駆動する内燃機関と、燃料タンクとを備えた燃料使用制限式ハイブリッド電気自動車が提案されている。

この燃料使用制限式ハイブリット電気自動車によれば、ドライバが内燃機関に頼らないで走行するように案内可能とされている。
特許３２５２０３５号特許３０１６３４９号

しかし、上記特許文献のいずれにもバッテリに電力を充電する充電部と、燃料タンクに燃料を供給する給油部との相互関係について何等記載されていない。

さらには、蓄電器に電力を供給可能または／および蓄電器に蓄積された電力を外部に供給可能な電力供給部を備えたハイブリット車両についても何等記載されていない。

ここで、上記電力供給部を備えたハイブリット車両において、蓄電器への充電作業またはバッテリに蓄電された電力を外部負荷に供給するための外部給電作業と、燃料タンクに燃料を供給するための給油作業とを同時に可能にすることが考えられる。

しかし、充電作業または外部給電作業と、給油作業とを同時に行なうと、作業者に短時間の間に複数の作業を強制することになり、各作業にミスが生じやすい。

本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、バッテリへの充電または／および外部負荷への給電が可能なハイブリット車両において、蓄電器への充電作業または外部負荷への給電作業と、給油作業とを別個にするように作業者を案内可能なハイブリット車両を提供することである。

本発明に係るハイブリット車両は、１つの局面では、燃料を貯留可能な燃料タンクと、燃料タンクから供給される燃料を用いて駆動力を発生可能な内燃機関と、給油接続部が接続可能とされ、給油接続部から供給される燃料を燃料タンクに供給可能な給油部とを備える。さらに、このハイブリット車両は、車輪を駆動する動力を発生可能な電動機と、電動機に供給する電力を蓄電可能な蓄電器と、電気接続部が接続可能に設けられ、電気接続部を介して、蓄電器に電力を供給可能または／および蓄電器に蓄電された電力を外部に供給可能とされ、給油部に対して相対移動可能に設けられた電力供給部とを備える。そして、上記給油部に接続されたときに給油接続部が占める接続領域の少なくとも一部は、蓄電器に蓄電された電力を外部に給電可能な給電可能状態または／および電気接続部を介して蓄電器に電力を充電可能な充電可能状態とされた電力供給部と、該電力供給部に接続された電気接続部との少なくとも一方によって占められる。

好ましくは、上記電力供給部は、車両本体内に収容可能とされ、接続領域に位置することにより、給電可能状態または／および充電可能状態とされ、車両本体内に収容されることにより、給油部と給油接続部との接続を可能とする。

好ましくは、上記電力供給部は蓋部材を含み、蓋部材は、給電可能状態または／および充電可能状態において、給油接続部の少なくとも一部を受け入れ可能な給油部の開口部を閉塞可能とされると共に、接続領域から退避することで、給油部と給油接続部との接続を可能とする。

好ましくは、上記蓋部材は、車両本体内に収容可能とする。好ましくは、上記上記電力供給部と蓄電器とを接続する配線をさらに備え、電力供給部が接続領域から退避した際に、配線と電力供給部との間の接続を切り離し可能とする。

本発明に係るハイブリット車両は、他の局面では、燃料を貯留可能な燃料タンクと、燃料タンクから供給される燃料を用いて駆動力を発生可能な内燃機関と、給油接続部が接続可能とされ、給油接続部から供給される燃料を燃料タンクに供給可能な給油部とを備える。さらに、このハイブリット車両は、車輪を駆動する動力を発生可能な電動機と、電動機に供給する電力を蓄電可能な蓄電器と、電気接続部が接続可能に設けられ、電気接続部を介して、蓄電器に電力を供給可能または／および蓄電器に蓄電された電力を外部に供給可能とされ、給油部に対して相対移動可能に設けられた電力供給部とを備える。そして、上記電気接続部は、電力供給部に接続されたときに、給油部に接続されたときに給油接続部が占める接続領域の少なくとも一部を占める張出部を含む。

本発明に係るハブリット車両によれば、蓄電器への充電作業または外部負荷への外部充電作業と、給油作業とを別個にするように作業者を案内することで、各作業にミスが生じることを抑制することができる。

本実施の形態に係るハイブリット車両１００について、図１から図１９を用いて説明する。なお、同一または相当する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。図１は、本実施の形態に係るハイブリット車両１００の斜視図であり、図２は、ハイブリット車両１００のボディ５００の概略構成を示す斜視図である。また、図３は、図１に示されたハイブリット車両１００の側面図である。

この図１に示す例において、ハイブリット車両１００は、ボディと外装部品とから形成された車両本体２００と、ハイブリット車両１００の進行方向Ｄ前方側に設けられた前輪２Ｆと、進行方向Ｄ後方側に設けられた後輪２Ｒとを備えている。

車両本体２００は、ハイブリット車両１００の進行方向Ｄ前方に設けられたエンジンコンパートメントＥＲと、このエンジンコンパートメントＥＲに対して進行方向Ｄ後方側に隣接する乗員収容室ＣＲと、この乗員収容室ＣＲに対して進行方向Ｄ後方側に隣接するか貨物室ＬＲとを備えている。

そして、図２に示されるように、車両本体２００のボディ５００としては、たとえば、モノコックボディ（unitized body）が採用されている。このボディ５００は、進行方向Ｄの前面側に設けられ、エンジンコンパートメントＥＲを規定するフロント壁部５５０と、乗員収容室ＣＲを規定する収容壁部５６０と、この収容壁部５６０に対して、車両本体２００の進行方向Ｄ後方側に設けられた後方壁部５７０とを備えている。

外装部品としては、たとえば、図１において、車両本体２００の前面側に設けられたフロントフェイス３１０と、このフロントフェイス３１０の下側に設けられたフロントバンパ３００と、フロントフェンダ３０１と、開口部２１２Ｌ，２１２Ｒを開閉可能に設けられたフロントドア３１２およびリアドア３１３とを備えている。

また、外装部品としては、エンジンコンパートメントＥＲの上蓋としてのフード３０７と、リアドア３１３に対して進行方向Ｄ後方側に設けられたリアフェンダ３０３と、リアフェンダ３０３の下方に設けられたリアバンパ３０４とを備えている。

そして、図１に示されるように、乗員収容室ＣＲ内の後部座席下に位置する部分には、ガソリンなどの液体燃料が収容されるフューエルタンク２０１が設けられ、後部座席より進行方向Ｄ後方には、燃料電池または大容量のキャパシタなどのバッテリ（蓄電器）Ｂが配置されている。

エンジンコンパートメントＥＲ内には、前輪２Ｆを駆動する動力を発生する内燃機関のエンジン４と、トランスアクスルＴＲとが収容されている。

トランスアクスルＴＲは、前輪２Ｆを駆動する動力を発生可能な電動機ＭＧ１、ＭＧ２と、バッテリＢからの電力を高圧する昇圧コンバータ２０と、昇圧コンバータ２０からの直流電力を交流電力に変換して電動機ＭＧ１、ＭＧ２に供給するインバータ３０、４０と、プラネタリギヤ等から形成された動力分割機構３とを含む。

そして、図１および図３に示す例においては、充電・給電部と、給油部とを備えた、供給部９０は、後方壁部５７０が位置する領域であって、リアフェンダ３０３に設けられているが、この位置に限られない。

図４は、供給部９０の平面図であり、図５は、供給部９０の蓋部４００を開いた状態を示す平面図である。

図４および図５において、供給部９０は、図３に示すリアフェンダ３０３に形成され、回動可能に設けられた蓋部４００と、この蓋部４００の形成された充電・給電部４０１と、蓋部４００の背面側に設けられた配線部４０２と、図２に示すボディ５００に設けられ、蓋部４００によって覆われる給油部４０３とを備えている。

充電・給電部４０１は、図１に示す外部コネクタ１９０が接続可能とされている。外部コネクタ１９０としては、図１に示すバッテリＢに電力を充電可能な充電用コネクタと、バッテリＢに蓄電された電力を外部負荷に供給可能な給電用コネクタと、バッテリＢに充電可能であって外部負荷に給電可能とされた充電・給電用コネクタのいずれも含むものである。

そして、充電用コネクタとしては、商用電源（たとえば、日本では単相交流１００Ｖ））から供給される電力を充電するためのコネクタである。この充電用コネクタとしては、たとえば、一般の家庭用電源に接続されたコンセントなどが挙げられる。

給電用コネクタとしては、ハイブリット車両１００からの電力（たとえば、日本では、単相交流１００Ｖ）を外部負荷へ供給するためのコネクタである。さらに、充電・給電用コネクタは、上記充電用コネクタおよび給電用コネクタのいずれの機能をも有するコネクタであり、商用電源から供給される電力をバッテリＢに充電可能であると共に、ハイブリット車両１００からの電力を外部負荷に供給可能なコネクタである。

なお、外部コネクタ１９０と充電・給電部４０１との間における電力の授受方法としては、外部コネクタ１９０の一部と充電・給電部４０１との少なくとも一部とが直接接触する接触型（コンタクティブ）であってもよいし、また、非接触型（インコンタクティブ）であってもよい。

図５に示すように、蓋部４００が開くことにより、給油部４０３が外方に露出される。この給油部４０３は、図１に示す外部給油部１９１が接続可能となっており、外部給油部１９１を介して、図１に示すフューエルタンク２０１に、燃料を供給可能となっている。

配線部４０２には、充電・給電部４０１と、バッテリＢとの間を電気的に接続する配線が収容されている。この配線部４０２は、図５に示すように、蓋部４００が開いた状態となり、給油部４０３に外部給油部１９１と接続可能な状態となると、充電・給電部４０１とバッテリＢとの間の電気的接続を切断するように構成されている。さらに、図４に示すように、給油部４０３を覆うように、蓋部４００が閉じられるときに、充電・給電部４０１とバッテリＢとの間を電気的に接続するように構成されている。

このように構成された供給部９０によれば、蓋部４００を閉じた状態で、充電・給電部４０１に外部コネクタ１９０を接続することにより、バッテリＢに電力を充電したり、バッテリＢに蓄電された電力を外部負荷に給電したりすることができる。

ここで、バッテリＢを充電する充電作業や、外部負荷への外部給電作業中においては、給油部４０３の前方領域には、蓋部４００が位置している。この給油部４０３の前方領域は、給油作業の際に、図１に示す外部給油部１９１が位置する領域である。このため、充電作業中や外部給電作業中においては、蓋部４００等が阻害して、外部給油部１９１を給油部４０３に接続することができないようになっている。

このため、充電作業または外部給電作業中に、給油作業を行なうことができず、作業者は、充電作業または外部給電作業に集中することができ、作業者のミスを低減することができる。

その一方で、蓋部４００を開状態として、給油可能状態としたときには、充電・給電部４０１とバッテリＢとの間の電気的な接続が切断されるため、給油作業中に充電作業や外部給電作業を行なうことができず、作業者は、給油作業に集中することができる。これにより、作業者にる作業ミスの低減を図ることができる。

図６は、本実施の形態に係る第１変形例を示す平面図である。この図６に示す例においても、供給部９０は、給油部４０３の開口部を閉塞可能な蓋部４００を備えており、この蓋部４００の外表面に充電・給電部４０１が設けられている。

そして、図６に示す供給部９０においては、充電・給電部４０１に外部コネクタ１９０を接続すると、外部コネクタ１９０と車両本体２００とが接触して、蓋部４００の回転が制限される。

このため、給油部４０３の前方領域には、蓋部４００が位置する。そして、蓋部４００と給油部４０３との間には、図１に示す外部給油部１９１が入り込むことが可能な程度の空間が形成されておらず、外部給油部１９１を給油部４０３に接続できないようになっている。

このため、充電・給電部４０１に外部コネクタ１９０を接続した状態では、給油部４０３に外部給油部１９１を接続することができず、充電作業または外部給電作業中に、給油作業を行なうことができないようになっている。

その一方で、給油作業を行なうために、図６に示す状態から、外部コネクタ１９０を取り外し、給油部４０３に外部給油部１９１を接続するために、蓋部４００を開くように回動すると、充電・給電部４０１に外部コネクタ１９０を接続できなくなる。

すなわち、図６に示す状態よりも、蓋部４００を開くように回動すると、外部コネクタ１９０と車両本体２００とが干渉して、充電・給電部４０１に外部コネクタ１９０を接続することができず、また、蓋部４００を開くように回動しなければ、外部給油部１９１を給油部４０３に接続できないようになっている。

この図６に示す供給部９０においても、充電作業または外部給電作業中には、給油作業を行なうことができず、さらに、給油作業中に充電作業および外部給電作業を行なうことができない。このため、作業者が各作業を同時に行なうことがなく、作業ミスを低減することができる。

図７は、本実施の形態に係るハイブリット車両１００の第２変形例を示す平面図であり、図８は、図７に示された供給部９０の蓋部４２０を回動させたときの平面図である。

図７に示す例においては、供給部９０は、たとえば、車両本体２００の外装部品に回転可能に設けられた蓋部４２０と、この蓋部４２０の一方の側辺部に設けられた充電・給電部４２２と、この蓋部４２０によって開口部が閉塞可能とされた給油部４０３とを備えている。

蓋部４２０の一方の側辺部は、車両本体２００外装部品に回転可能に接続されており、他方の端部は、車両本体２００に向けて突出する突出部４２１が形成されている。

この突出部４２１内には、充電・給電部４２２と、図１に示すバッテリＢとの間を電気的に接続する配線４２４が設けられている。

そして、蓋部４２０を車両本体２００から僅かに開いた状態としても、突出部４２１の先端部は、車両本体２００内に位置しており、バッテリＢと充電・給電部４２２との間の電気的接続は維持されている。さらに、突出部４２１の周面に形成された充電・給電部４２２が車両本体２００より外方に露出しており、図１に示す外部コネクタ１９０を接続可能とされている。

その一方で、突出部４２１の先端部が車両本体２００内に位置するような状態で蓋部４２０が僅かに回動したような状態においては、給油部４０３の前方に位置する領域には、蓋部４２０が位置しており、外部給油部１９１を給油部４０３に接続できないようになっている。

このように、充電・給電部４２２に外部コネクタ１９０を接続可能として、バッテリＢに充電可能な状態（充電可能状態）または、バッテリＢに蓄電された電力を外部負荷に供給可能な状態（外部給電可能状態）としたときに、給油部４０３の前方領域内には、蓋部４２０が位置しており、給油部４０３に外部給油部１９１を接続することができないようになっている。

このため、バッテリＢを充電する充電作業および外部負荷にバッテリＢからの電力を供給する外部給電作業中には、給油作業を行なうことができないようになっている。

その一方で、図８に示すように、蓋部４２０を回転させて、給油部４０３の前方領域から蓋部４２０および突出部４２１を退避させることにより、給油部４０３に外部給油部１９１を接続させることができる。

このように、蓋部４２０を給油部４０３の前方領域から退避させたときには、突出部４２１は、車両本体２００から外れており、充電・給電部４２２とバッテリＢとの間を電気的に接続する配線４２４と配線４２３との接続は断線される。

このように、給油作業可能なように蓋部４２０を位置させたときには、充電作業および外部給電作業を行なうことができず、さらに、充電作業可能状態または外部給電可能状態としたときには、給油作業を行なうことができなくなる。これにより、作業者が、充電作業または外部給電作業と、給油作業を行なうことがなく、作業者によるミスを低減することができる。

図９は、本実施の形態に係るハイブリット車両１００の第３変形例を示す平面図である。この図９に示す例においては、供給部９０は、回動角度が所定の範囲内に規定された蓋部４２０と、この蓋部４２０のうち、給油部４０３と対向する裏面に設けられた充電・給電部４２５と、車両本体２００に設けられた給油部４０３とを備えている。

蓋部４２０を回動して、蓋部４２０を車両本体２００に対して起立させすることにより、充電・給電部４２５が車両本体２００から露出すると共に、充電・給電部４２５の前方側に、外部コネクタ１９０を位置させるための空間を確保することができる。これにより、充電・給電部４２５に外部コネクタ１９０を接続することができる。

その一方で、充電・給電部４２５を上記のように充電可能状態および外部給電可能状態としたときに、給油部４０３の前方領域から、蓋部４２０および充電・給電部４２５が退避した状態となり、給油部４０３に外部給油部１９１を接続可能となる。

ここで、外部コネクタ１９０を充電・給電部４２５に接続した際に、外部コネクタ１９０が占める給電接続領域は、給油部４０３に外部給油部１９１を接続する際に外部給油部１９１が占める給油接続領域と少なくとも一部が重なっている。

このため、図９に示すように、充電・給電部４２５に外部コネクタ１９０を接続すると、給油部４０３に外部給油部１９１を接続できなくなる。また、給油部４０３に外部給油部１９１を接続すると、充電・給電部４２５に外部コネクタ１９０を接続することができなくなる。

このように、この図９に示す例においても、作業者は、充電作業または外部給電作業と、給油作業と同時に行なうことができず、作業者によるミスを低減することができる。

図１０は、本実施の形態に係るハイブリット車両１００の第４変形例を示す斜視図であり、図１１は、図１０に示された供給部９０と異なる状態における供給部９０の斜視図である。

これら図１０および図１１に示されるように、供給部９０は、車両本体２００の外装部品に設けらた外蓋部４１０と、外蓋部４１０を外装部品に回転可能に支持する支持部４１１と、外蓋部４１０の内側に設けられた内蓋部４１２と、この内蓋部４１２に対して車両本体２００側に位置する給油部４０３とを備えている。

内蓋部４１２の表面には、充電・給電部４０１が設けられている。内蓋部４１２は、図１１に示すように、車両本体２００内に収容可能とされており、さらに、給油部４０３の開口部を閉塞可能なようにスライド移動可能に設けられている。

内蓋部４１２が給油部４０３の前方側に位置して、給油部４０３を閉塞するような位置に位置する際には、充電・給電部４０１は、外方に露出し、充電可能状態または外部給電可能状態となる。その一方で、給油部４０３は、内蓋部４１２の背面側に隠れ、外部給油部１９１を接続できない状態となる。

そして、内蓋部４１２を車両本体２００内に収容することで、給油部４０３に外部給油部１９１を接続可能とする一方で、充電・給電部４０１に外部コネクタ１９０を接続できない状態となる。

このように、図１０および図１１に示された例においても、作業者は、充電作業または外部給電作業と、給油作業を同時に行なうことができず、作業者の作業ミスの低減を図ることができる。

図１２は、本実施の形態に係るハイブリット車両１００の第５変形例を示す断面図であり、図１３は、図１２に示された供給部９０の状態と異なる状態を示す断面図である。

これら図１２および図１３に示されるように、供給部９０は、車両本体２００内に規定され、外部給油部１９１や外部コネクタ１９０のノズル部等の一部を受け入れ可能な受入部４６０とこの受入部４６０に向けて進退可能に車両本体２００内に設けられた充電・給電部４５０と、この受入部４６０内に設けられた給油部４０３と、受入部４６０の開口部を閉塞可能な外蓋部とを備えている。

充電・給電部４５０は、車両本体２００に回転可能に設けられており、受入部４６０内に位置したり、受入部４６０から退避可能とされている。

そして、受入部４６０内に外部コネクタ１９０が位置したときには、充電可能状態および外部給電可能状態となる。また、この際、充電・給電部４５０は、給油部４０３の前方領域に位置することになり、給油部４０３と外部給油部１９１との接続を阻害する。

充電・給電部４５０が受入部４６０から退避した状態では、給油部４０３に外部給油部１９１を接続可能とされている。

このように、この図１２および図１３に示された例においても、作業者は、充電作業または外部給電作業と、給油作業とを同時に行なうことができず、作業者による作業ミスの低減を図ることができる。

なお、図１４および図１５は、上記図１２に示された供給部９０の変形例を示す断面図である。この図１４および図１５に示すように、充電・給電部４５０の開口部に蓋部４５２を設けてもよい。

図１６は、本実施の形態に係るハイブリット車両１００に接続される外部コネクタ１９０の変形例を示す斜視図であり、図１７は、図１６に示された外部コネクタ１９０の正面図である。

これら図１６および図１７に示される例においては、外部コネクタ１９０は、充電・給電部４２２に接続可能な接続部１９６と、接続部１９６を充電・給電部４２２に接続した際に、給油部４０３の開口部を閉塞する張出板１９５とを備えている。

このような外部コネクタ１９０を用いることにより、充電・給電部４２２に外部コネクタ１９０を接続した際に、張出板１９５が給油部４０３を覆うように位置することになり、給油部４０３に外部給油部１９１を接続できないようになる。

さらに、給油部４０３に外部給油部１９１を接続した際に、充電・給電部４２２に外部コネクタ１９０を接続しようとしても、外部給油部１９１と外部コネクタ１９０の張出板１９５とが干渉して、外部コネクタ１９０を接続することができないようになっている。

図１８は、この発明の実施の形態によるハイブリット車両１００の概略ブロック図である。この図１８を用いて、充電・給電部７９０を介して外部コネクタ１９０からの交流電流をバッテリＢに充電する方法について説明する。

バッテリＢの正電極は、正極線ＰＬ１に接続され、バッテリＢの負電極は、負極線ＮＬ１に接続される。コンデンサＣ１は、正極線ＰＬ１と負極線ＮＬ１との間に接続される。昇圧コンバータ２０は、正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１と正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２との間に接続される。コンデンサＣ２は、正極線ＰＬ２と負極線ＮＬ２との間に接続される。インバータ３０は、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２と電動機ＭＧ１との間に接続される。インバータ４０は、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２と電動機ＭＧ２との間に接続される。

電動機ＭＧ１は、３相コイル１１をステータコイルとして備え、電動機ＭＧ２は、３相コイル１２をステータコイルとして備える。

昇圧コンバータ２０は、リアクトルＬ１と、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。リアクトルＬ１の一方端は正極線ＰＬ１に接続され、他方端はＮＰＮトランジスタＱ１とＮＰＮトランジスタＱ２との中間点、すなわち、ＮＰＮトランジスタＱ１のエミッタとＮＰＮトランジスタＱ２のコレクタとの間に接続される。ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は、正極線ＰＬ１と負極線ＮＬ１、ＮＬ２との間に直列に接続される。そして、ＮＰＮトランジスタＱ１のコレクタは、インバータ３０，４０の正極線ＰＬ２に接続され、ＮＰＮトランジスタＱ２のエミッタは負極線ＮＬ１、ＮＬ２に接続される。また、各ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ１，Ｄ２がそれぞれ配置されている。

インバータ３０は、Ｕ相アーム３１と、Ｖ相アーム３２と、Ｗ相アーム３３とから成る。Ｕ相アーム３１、Ｖ相アーム３２、およびＷ相アーム３３は、正極線ＰＬ２と負極線ＮＬ２との間に並列に設けられる。

Ｕ相アーム３１は、直列接続されたＮＰＮトランジスタＱ３，Ｑ４から成り、Ｖ相アーム３２は、直列接続されたＮＰＮトランジスタＱ５，Ｑ６から成り、Ｗ相アーム３３は、直列接続されたＮＰＮトランジスタＱ７，Ｑ８から成る。また、各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ３〜Ｄ８がそれぞれ接続されている。

インバータ３０の各相アームの中間点は、電動機ＭＧ１に含まれる３相コイル１１の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、電動機ＭＧ１は、３相の永久磁石モータであり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルの一端が中性点Ｍ１に共通接続されて構成され、Ｕ相コイルの他端がＮＰＮトランジスタＱ３，Ｑ４の中間点に、Ｖ相コイルの他端がＮＰＮトランジスタＱ５，Ｑ６の中間点に、Ｗ相コイルの他端がＮＰＮトランジスタＱ７，Ｑ８の中間点にそれぞれ接続されている。

インバータ４０は、コンデンサＣ２の両端にインバータ３０と並列に接続される。そして、インバータ４０は、Ｕ相アーム４１と、Ｖ相アーム４２と、Ｗ相アーム４３とからなる。Ｕ相アーム４１、Ｖ相アーム４２、Ｗ相アーム４３は、正極線ＰＬ２と負極線ＮＬ２との間に並列に設けられる。

Ｕ相アーム４１は、直列接続されたＮＰＮトランジスタＱ９，Ｑ１０から成り、Ｖ相アーム４２は、直列接続されたＮＰＮトランジスタＱ１１，Ｑ１２から成り、Ｗ相アーム４３は、直列接続されたＮＰＮトランジスタＱ１３，Ｑ１４から成る。ＮＰＮトランジスタＱ９〜Ｑ１４は、それぞれ、インバータ３０のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８に相当する。つまり、インバータ４０は、インバータ３０と同じ構成からなる。そして、ＮＰＮトランジスタＱ９〜Ｑ１４のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ９〜Ｄ１４がそれぞれ接続されている。

インバータ４０の各相アームの中間点は、電動機ＭＧ２に含まれる３相コイル１２の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、電動機ＭＧ２も、３相の永久磁石モータであり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルの一端が中性点Ｍ２に共通接続されて構成され、Ｕ相コイルの他端がＮＰＮトランジスタＱ９，Ｑ１０の中間点に、Ｖ相コイルの他端がＮＰＮトランジスタＱ１１，Ｑ１２の中間点に、Ｗ相コイルの他端がＮＰＮトランジスタＱ１３，Ｑ１４の中間点にそれぞれ接続されている。

バッテリＢは、ニッケル水素またはリチウムイオン等の二次電池から成る。電圧センサー１０は、バッテリＢから出力されるバッテリ電圧Ｖｂを検出し、その検出したバッテリ電圧Ｖｂを制御装置７０へ出力する。システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は、制御装置７０からの信号ＳＥによりオン／オフされる。より具体的には、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は、制御装置７０からのＨ（論理ハイ）レベルの信号ＳＥによりオンされ、制御装置７０からのＬ（論理ロー）レベルの信号ＳＥによりオフされる。コンデンサＣ１は、バッテリＢから供給された直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧を昇圧コンバータ２０へ供給する。

昇圧コンバータ２０は、コンデンサＣ１から供給された直流電圧を昇圧してコンデンサＣ２へ供給する。より具体的には、昇圧コンバータ２０は、制御装置７０から信号ＰＷＣを受けると、信号ＰＷＣによってＮＰＮトランジスタＱ２がオンされた期間に応じて直流電圧を昇圧してコンデンサＣ２に供給する。この場合、ＮＰＮトランジスタＱ１は、信号ＰＷＣによってオフされている。また、昇圧コンバータ２０は、制御装置７０からの信号ＰＷＣに応じて、コンデンサＣ２を介してインバータ３０および／または４０から供給された直流電圧を降圧してバッテリＢを充電する。

コンデンサＣ２は、昇圧コンバータ２０からの直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧をインバータ３０，４０へ供給する。電圧センサー１３は、コンデンサＣ２の両端の電圧、すなわち、昇圧コンバータ２０の出力電圧Ｖｍ（インバータ３０，４０への入力電圧に相当する。以下同じ。）を検出し、その検出した出力電圧Ｖｍを制御装置７０へ出力する。

インバータ３０は、コンデンサＣ２から直流電圧が供給されると制御装置７０からの信号ＰＷＭ１に基づいて直流電圧を交流電圧に変換して電動機ＭＧ１を駆動する。これにより、電動機ＭＧ１は、トルク指令値ＴＲ１によって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、動力出力装置が搭載されたハイブリッド自動車の回生制動時、電動機ＭＧ１が発電した交流電圧を制御装置７０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コンデンサＣ２を介して昇圧コンバータ２０へ供給する。なお、ここで言う回生制動とは、ハイブリッド自動車を運転するドライバーによるフットブレーキ操作があった場合の回生発電を伴う制動や、フットブレーキを操作しないものの、走行中にアクセルペダルをオフすることで回生発電をさせながら車両を減速（または加速の中止）させることを含む。

さらに、インバータ３０は、制御装置７０からの信号ＰＷＭ１に応じて、充電・給電部７９０の端子７６１，７６２から交流電圧ＶＡＣを出力可能なように電動機ＭＧ１を駆動する。

インバータ４０は、コンデンサＣ２から直流電圧が供給されると制御装置７０からの信号ＰＷＭ２に基づいて直流電圧を交流電圧に変換して電動機ＭＧ２を駆動する。これにより、電動機ＭＧ２は、トルク指令値ＴＲ２によって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４０は、動力出力装置が搭載されたハイブリッド自動車の回生制動時、電動機ＭＧ２が発電した交流電圧を制御装置７０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コンデンサＣ２を介して昇圧コンバータ２０へ供給する。

さらに、インバータ４０は、制御装置７０からの信号ＰＷＭ２に応じて、充電・給電部７９０の端子７６１，７６２から交流電圧ＶＡＣを出力可能なように電動機ＭＧ２を駆動する。

電流センサー１４は、電動機ＭＧ１に流れるモータ電流ＭＣＲＴ１を検出し、その検出したモータ電流ＭＣＲＴ１を制御装置７０へ出力する。電流センサー１５は、電動機ＭＧ２に流れるモータ電流ＭＣＲＴ２を検出し、その検出したモータ電流ＭＣＲＴ２を制御装置７０へ出力する。

充電・給電部１９０は、１次コイル７５１と２次コイル７５２とを含む。１次コイル７５１は、電動機ＭＧ１に含まれる３相コイル１１の中性点Ｍ１と電動機ＭＧ２に含まれる３相コイル１２の中性点Ｍ２との間に接続される。そして、充電・給電部７９０は、電動機ＭＧ１の中性点Ｍ１と電動機ＭＧ２の中性点Ｍ２との間に生じた交流電圧を商用電源用の交流電圧ＶＡＣに変換して端子７６１，７６２から出力する。

図１９は、図１８に示したインバータ３０，４０および電動機ＭＧ１，ＭＧ２の零相等価回路を示す。この図１８および上記図１９を用いて、コネクタ９０に交流電流を供給して、外部給電する方法について説明する。図１８、図１９において、三相ブリッジ回路から成る各インバータ３０，４０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つは相間電圧が零となり、そのような電圧状態は零電圧ベクトルと称される。零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１９では、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。同様に、インバータ４０の上アームの３つのトランジスタは上アーム４０Ａとしてまとめて示され、インバータ４０の下アームの３つのトランジスタは下アーム４０Ｂとしてまとめて示されている。

図１７に示されるように、この零相等価回路は、充電・給電部７９０の電力入力線７９２を介して中性点Ｍ１，Ｍ２に与えられる単相交流電力を入力とする単相ＰＷＭコンバータとみることができる。そこで、インバータ３０，４０の各々において零電圧ベクトルを変化させ、インバータ３０，４０を単相ＰＷＭコンバータのアームとして動作するようにスイッチング制御することによって、電力入力線７９２から入力される交流電力を直流電力に変換して正極線ＰＬ２へ出力することができる。その変換した直流電圧をコンデンサＣ２を介して昇圧コンバータ２０へ供給し、バッテリＢに供給する。

以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、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。

本発明は、蓄電器に電力を供給または／および蓄電器に蓄積された電力を外部に供給可能なハイブリット車両に好適である。

本実施の形態に係るハイブリット車両の斜視図である。ハイブリット車両のボディの概略構成を示す斜視図である。図１に示されたハイブリット車両の側面図である。供給部の平面図である。供給部の蓋部を開いた状態を示す平面図である。本実施の形態に係る第１変形例を示す平面図である。本実施の形態に係るハイブリット車両の第２変形例を示す平面図である。図７に示された供給部の蓋部を回動させたときの平面図である。本実施の形態に係るハイブリット車両の第３変形例を示す平面図である。本実施の形態に係るハイブリット車両の第４変形例を示す斜視図である。図１０に示された供給部と異なる状態における供給部の斜視図である。本実施の形態に係るハイブリット車両の第５変形例を示す断面図である。図１２に示された供給部の状態と異なる状態を示す断面図である。図１２に示された供給部の変形例を示す断面図である。図１２に示された供給部の変形例を示す断面図である。本実施の形態に係るハイブリット車両に接続される外部コネクタの変形例を示す斜視図である。図１６に示された外部コネクタの正面図である。この発明の実施の形態によるハイブリット車両の概略ブロック図である。図１８に示したインバータおよび電動機の零相等価回路を示す図である。

符号の説明

２Ｆ前輪、２Ｒ後輪、３動力分割機構、２０昇圧コンバータ、３０，４０インバータ、７０制御装置、９０供給部、１００ハイブリット車両、１９５張出板、１９６接続部、２００車両本体、２０１フューエルタンク、４０１充電・給電部、４０２配線部、４０３給油部、４１０外蓋部、４１１支持部、４１２内蓋部、４２０蓋部、４２２，４２５，４５０，７９０充電・給電部。

Claims

燃料を貯留可能な燃料タンクと、
前記燃料タンクから供給される前記燃料を用いて駆動力を発生可能な内燃機関と、
給油接続部が接続可能とされ、前記給油接続部から供給される燃料を前記燃料タンクに供給可能な給油部と、
車輪を駆動する動力を発生可能な電動機と、
前記電動機に供給する電力を蓄電可能な蓄電器と、
電気接続部が接続可能に設けられ、前記電気接続部を介して、前記蓄電器に電力を供給可能または／および前記蓄電器に蓄電された電力を外部に供給可能とされ、前記給油部に対して相対移動可能に設けられた電力供給部と、
を備えたハイブリット車両であって、
前記給油部に接続されたときに前記給油接続部が占める接続領域の少なくとも一部は、前記蓄電器に蓄電された電力を外部に給電可能な給電可能状態または／および前記電気接続部を介して前記蓄電器に電力を充電可能な充電可能状態とされた前記電力供給部と、該電力供給部に接続された前記電気接続部との少なくとも一方によって占められる、ハイブリット車両。
前記電力供給部は、車両本体内に収容可能とされ、前記接続領域に位置することにより、前記給電可能状態または／および充電可能状態とされ、前記車両本体内に収容されることにより、前記給油部と前記給油接続部との接続を可能とする、請求項１に記載のハイブリット車両。
前記電力供給部は蓋部材を含み、
前記蓋部材は、給電可能状態または／および充電可能状態において、前記給油接続部の少なくとも一部を受け入れ可能な前記給油部の開口部を閉塞可能とされると共に、前記接続領域から退避することで、前記給油部と前記給油接続部との接続を可能とした、請求項１または請求項２に記載のハイブリット車両。
前記蓋部材は、車両本体内に収容可能とされた、請求項３に記載のハイブリット車両。
前記電力供給部と前記蓄電器とを接続する配線をさらに備え、
前記電力供給部が前記接続領域から前記退避した際に、前記配線と前記電力供給部との間の接続を切り離し可能とされた、請求項１に記載のハイブリット車両。
燃料を貯留可能な燃料タンクと、
前記燃料タンクから供給される前記燃料を用いて駆動力を発生可能な内燃機関と、
給油接続部が接続可能とされ、前記給油接続部から供給される燃料を前記燃料タンクに供給可能な給油部と、
車輪を駆動する動力を発生可能な電動機と、
前記電動機に供給する電力を蓄電可能な蓄電器と、
電気接続部が接続可能に設けられ、前記電気接続部を介して、前記蓄電器に電力を供給可能または／および前記蓄電器に蓄電された電力を外部に供給可能とされ、前記給油部に対して相対移動可能に設けられた電力供給部と、
を備えたハイブリット車両であって、
前記電気接続部は、前記電力供給部に接続されたときに、前記給油部に接続されたときに前記給油接続部が占める接続領域の少なくとも一部を占める張出部を含む、ハイブリット車両。