JP2008213789A - ハイブリッド車両 - Google Patents

Abstract

【課題】低電流が通電する第１外部接続部が接続可能な第１接続部と、高電流が通電する第２外部接続部が接続可能な第２接続部とを備えたハイブリッド車両において、第２接続部に要求される耐熱条件の低減が図られたハイブリッド車両を提供する。
【解決手段】ハイブリッド車両１００は、動力を発生可能な内燃機関４と、動力を発生可能な電動機ＭＧ１，ＭＧ２と、電動機ＭＧ１，ＭＧ２と内燃機関４を収容可能な駆動機構収容室ＥＲと、蓄電器Ｂと、第１外部接続部１９０Ａが接続可能に設けられ、蓄電器Ｂに電力を供給可能な第１接続部９０と、第１外部接続部１９０Ａよりも高電流が通電可能な第２外部接続部が接続可能に設けられ、蓄電器Ｂに電力を供給可能とされ、第１接続部９０よりも駆動機構収容室ＥＲから離れて設けられた第２接続部とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハイブリッド車両に関し、特に、低電流が通電する第１外部接続部が接続可能な第１接続部と、第１接続部より高電流の電流が通電可能な第２外部接続部が接続可能な第２接続部とを備えたハイブリッド車両に関する。

従来から、従来から環境に考慮されたハイブリッド自動車などが各種提案されている。そして、たとえば、特開平８−１５４３０７号公報に提案されたハイブリッド自動車においては、ドライバが内燃機関に頼らないで走行するように案内することにより、大気汚染の抑制が図られたハイブリッド車両が提案されている。

そして、特開２０００−３５４３３１号公報に記載された充電装置には、１００Ｖ商用電源から充電する充電手段と、２００Ｖ商用電源から充電する充電手段とを備えた車両が記載されている。

この車両においては、車両に設けられたポートに１００Ｖ商用電源を接続可能とされており、バッテリを充電可能とされている。そして、２００Ｖ商用電源を用いて、充電する際には、車両とは、別に設けられた地上側充電器に２００Ｖ商用電源を接続し、地上側充電器を車両のポートに接続することで、充電するようになっている。

さらに、「東京電力用業務用電気自動車の共同開発の開始について」との論文には、１００Ｖの交流電流を直流電流４００Ｖに変換して車搭充電器を充電可能であると共に、２００Ｖ交流電流を４００Ｖの直流電流に変換してリチウムイオン電池を充電可能な電気自動車の提案がなされている。
特開平８−１５４３０７号公報 特開２０００−３５４３３１号公報 「東京電力用業務用電気自動車の共同開発の開始について」平成１７年９月２日、東京電力株式会社・富士重工業株式会社

しかし、特開平８−１５４３０７号公報に記載されたハイブリッド車両においては、２つの電圧の異なる電源から充電するための手段が記載されていない。

また、特開２０００−３５４３３１号公報に記載された車両においては、１００Ｖ商用電源が接続されるコネクタの位置と、地上側充電器を介して２００Ｖ商用電源が接続されるポートの位置がそれぞれ、車両のどの位置が明確に記載されていない。

「東京電力用業務用電気自動車の共同開発の開始について」との論文に記載された電気自動車においては、１００Ｖ商用電源が接続される接続部と、２００Ｖ商用電源が接続される接続部との位置は、いずれも、車両本体の後方端部に設けられている。

しかし、ハイブリッド車両においては、電気自動車と異なり、ハイブリッド車両内には、高温となるエンジンが搭載されており、このエンジンとの位置関係によっては、各ポート、コネクタに耐熱処理を施す必要が生じる。特に、高電流が流れる側のポートにおいて、耐熱処理を完全に施すのは、非常に困難である。このような課題に関して、上記論文や上記特許文献には何等記載も示唆もされていない。

本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、低電流が通電する第１外部接続部が接続可能な第１接続部と、高電流が通電する第２外部接続部が接続可能な第２接続部とを備えたハイブリッド車両において、第２接続部に要求される耐熱条件の低減が図られたハイブリッド車両を提供することである。

本発明に係るハイブリッド車両は、動力を発生可能な内燃機関と、車輪を駆動する動力を発生可能な電動機と、電動機と内燃機関を収容可能な駆動機構収容室と、電動機を駆動する電力を蓄電可能な蓄電器とを備える。そして、第１外部接続部が接続可能に設けられ、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第１接続部と、第１外部接続部よりも高電流が通電可能な第２外部接続部が接続可能に設けられ、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とされ、第１接続部よりも駆動機構収容室から離れて設けられた第２接続部とを備える。

好ましくは、乗員を収容可能な乗員収容室をさらに備え、駆動機構収容室は、乗員用収容室に対して進行方向前方側に位置し、第１接続部は、第２接続部よりも進行方向前方側に設けられ、電動機を介して、蓄電器に接続される。

好ましくは、上記第２接続部から供給される電力を変換して、蓄電器に供給可能または／および蓄電器から供給される電力を変換して、第２接続部に供給可能な変換器をさらに備え、第２接続部は、変換器を介して、蓄電器に接続され、蓄電器は、駆動機構収容室に対して進行方向後方側に設けられる。

好ましくは、上記第１接続部は、進行方向前方側に位置する前端面に設けられ、第２接続部は、進行方向後方側に位置する後端面に設けられる。

好ましくは、上記動機は、第１多相巻線と第１多相巻線の第１中性点とを有する第１電動機と、２多相巻線と第２多相巻線の第２中性点とを有する第２電動機とを含み、第１接続部は、第１中性点に接続された第１配線と、第２中性点に接続された第２配線と含む。そして、第１電動機に蓄電器からの電力を供給可能な第１インバータと、第２電動機に蓄電器からの電力を供給可能な第２インバータと、第１および第２インバータを制御するインバータ制御部とをさらに備え、インバータ制御部は、第１接続部から第１および第２中性点に与えられる交流電力を直流電力に変換して、蓄電器に供給するように第１および第２インバータを制御可能または／および蓄電器から第１および第２インバータに供給される直流電流を交流電流に変換して、第１接続部から外部負荷に供給するように第１および第２インバータを制御可能とされる。

好ましくは、上記電動機は、第１多相巻線と該第１多相巻線の第１中性点とを有する第１電動機と、第２多相巻線と該第２多相巻線の第２中性点とを有する第２電動機とを含む。そして、上記第１接続部は、第１中性点に接続された第１配線と、第２中性点に接続された第２配線と含む。さらに、上記第１電動機に蓄電器からの電力を供給可能な第１インバータ部と、第２電動機に蓄電器からの電力を供給可能な第２インバータ部と、第１および第２インバータを制御するインバータ制御部とをさらに備える。上記インバータ制御部は、第１接続部によって車両外部から第１および第２の中性点に与えられる交流電力を直流電力に変換して蓄電装置へ出力するように第１および第２インバータを制御可能とされる。

本発明に係るハイブリッド車両によれば、高電流の電流が通電する第２外部接続部が接続される第２接続部が、高温となる内燃機関から離れた位置に設けられているため、内燃機関に生じる熱が第２接続部にまで達することを抑制することができ、第２接続部に耐熱処理を施す必要性を低減することができる。

図１から図６を用いて、本実施の形態に係るハイブリッド車両１００について説明する。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ド車両１００の前方側からの斜視図である。図２は、後方側からの斜視図である。

この図１および図２において、ハイブリッド車両１００は、ボディと外装部品とから構成された車両本体２００と、車両本体２００の前方側と後方側にそれぞれ一対づつ設けられた前輪２Ｆ、後輪２Ｒとを備えている。

車両本体２００は、ハイブリッド車両１００の進行方向前方側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後方側に位置し、乗員を収容可能な乗員収容室ＣＲと、乗員収容室ＣＲに対して進行方向Ｄ後方側に位置する荷物室ＬＲとを備えている。

図３は、車両本体２００のボディ５００を示す斜視図である。この図３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（monocoque 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。

このボディ５００の側面には、乗員収容室ＣＲに連通し、乗員が出入り可能な開口部２１２Ｌ、２１２Ｒが形成されている。このように構成されたボディ５００の表面に、複数の外装部品を装着して、車両本体２００が構成されている。

外装部品としては、たとえば、図１および図２に示すように、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、図３に示すフロント壁部５５０の側面を覆うように設けられたフロントフェンダ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。

乗員収容室ＣＲには、ハイブリッド車両１００を操作する運転席ＤＲと、運転席に対してハイブリッド車両１００の幅方向に隣り合う補助席と、この補助席および運転席ＤＲの後ろ側に設けられた後部座席とが設けられている。この図１に示す例においては、運転席ＤＲは、進行方向Ｄに延びるハイブリッド車両１００の中心線Ｏに対してハイブリッド車両１００の右側面（一方の側面）１００Ａ側にオフセットしている。

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。このように、バッテリＢは、エンジンコンパートメントＥＲに対して進行方向Ｄ後方側に位置している。なお、フューエルタンク２０１には、給油コネクタ１９１が接続可能に設けられた給油部２１３を介して給油可能とされている。そして、給油部２１３は、給油コネクタ１９１のノズルを受け入れ可能なノズル受入部２１５と、このノズル受入部２１５とフューエルタンク２０１とを接続する給油管２１４と、回動可能に設けられた蓋部２１３Ａとを備えている。

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（内燃機関）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と、エンジン４からの動力によって発電機として機能可能な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、前輪２Ｆに接続されたシャフトに動力を伝達する減速機１とを含む。

エンジン４は、中心線Ｏに対して側面１００Ａ側にオフセットされており、トランスアクスルＴＲは、側面１００Ｂ側にオフセットされている。このため、エンジン４とトランスアクスルＴＲとを一体的に見たときの重心は、中心線Ｏ上またはその近傍に位置し、ハイブリッド車両１００の幅方向のバランスがとれている。

さらに、バッテリＢおよびフューエルタンク２０１の重心は、いずれも、中心線Ｏ上またはその近傍に位置している。

図４は、ハイブリッド車両１００の概略構造を示すブロック図である。
ここで、図１、図２および図４に示すように、ハイブリッド車両１００においては、たとえば、１００Ｖの商用電源に接続されたコネクタ（第１外部接続部）１９０Ａが接続される低電圧用充電・給電部（第１接続部）９０と、たとえば、コネクタ１９０Ａに通電された電流よりも電圧の高い２００Ｖの電流が通電するコネクタ（第２外部接続部）１９０Ｂが接続される高電圧用充電・給電部（第２接続部）２１０とが設けられている。

ここで、コネクタ１９０Ａ，１９０Ｂのいずれも、バッテリＢに電力を供給して、バッテリＢを充電する充電用コネクタと、外部のバッテリなどに車両搭載されたバッテリＢ内に蓄電された電力を供給する外部給電用コネクタのいずれも含むものである。さらに、コネクタ１９０Ａ，１９０Ｂのいずれも、上記充電用コネクタおよび給電用コネクタの機能を兼ね備えた充電・給電用コネクタも含むものである。

なお、コネクタ１９０Ａと低電圧用充電・給電部９０との間における電力の授受方法と、コネクタ１９０Ｂと高電圧用充電・給電部２１０との間における電力の授受方法とは、各コネクタ１９０Ａ，１９０Ｂの少なくとも一部と、各給電・充電部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、さらに、非接触型（インコンタクティブ）であってもよい。

図２において、高電圧用充電・給電部２１０は、コネクタ１９０Ｂが接続可能とされたコンセント部２１１と、このコンセント部２１１を覆い、開閉可能とされた蓋部材２１０Ａと、コンセント部２１１に接続された配線２１６とを備えている。

そして、高電圧用充電・給電部２１０は、エンジンコンパートメントＥＲより、進行方向Ｄ後方側に設けられている。

このような位置に高電圧用充電・給電部２１０を配置することで、エンジン４からの熱が高電圧用充電・給電部２１０与える影響を低減することができる。このため、この高電圧用充電・給電部２１０に耐熱対策を施す必要がなく、生産コストの低廉化を図ることができる。さらに、熱による損傷を抑制することができ、漏電などの発生を抑制することができる。

ここで、高電圧用充電・給電部２１０内を通電する電流の方が、低電圧用充電・給電部９０内を通電する電流の方が高いため、同程度にまで耐熱性を確保して、漏電などの弊害の発生を抑制する場合には、低電圧用充電・給電部９０の方が容易に耐熱性を確保することができる。

高電圧用充電・給電部２１０は、図３に示すように、トランスなどの非接触タイプの変換器２３０に接続される配線２１６を有しており、変換器２３０とバッテリＢとも配線によって接続されている。このように、高電圧用充電・給電部２１０は、変換器２３０を介して、バッテリＢに接続されている。なお、本実施の形態においては、変換器として、非接触タイプ（コンタクティブ）のものが採用されているが、これに限られず、接触タイプ（コンタクティブ）の変換器であってもよい。さらに、高電圧用充電・給電部２１０から供給された交流電流を直流電流に変換すると共に、電圧を変換して、バッテリＢに供給可能とされている。また、この変換器２３０は、バッテリＢからの直流電流を交流電流に変換すると共に、電圧を変換して高電圧用充電・給電部２１０に供給可能とされている。

バッテリＢは、上記のようにエンジンコンパートメントＥＲより進行方向Ｄ後方側に位置しており、変換器２３０は、バッテリＢの周囲に位置しており、好ましくは、バッテリＢの上面上に配置されている。このように、高電圧用充電・給電部２１０と、変換器２３０と、バッテリＢとのいずれもが、エンジンコンパートメントＥＲに対して進行方向Ｄ後方側に位置しているため、高電圧用充電・給電部２１０と変換器２３０との間の配線長と、変換器２３０とバッテリＢとの間の配線長とのいずれも低減することができる。このように、各配線長を短くすることができるので、バッテリＢへの充電効率の向上を図ることができると共に、発生するノイズの低減を図ることができる。

なお、バッテリＢは、エンジンコンパートメントＥＲより進行方向Ｄ後方側に配置されているので、ハイブリッド車両１００の前面部側から外力が加えられたとしても、衝撃力に弱いバッテリＢに大きな衝撃力が加えられることを抑制することができる。

このように、一般家庭用電源の１００Ｖよりも高電圧の電流を用いて、バッテリＢを充電可能とされているでの、短時間の間でバッテリＢの充電を完了することができる。

なお、バッテリＢに蓄電された電力を高電圧用充電・給電部２１０を介して、外部負荷に供給可能としてもよい。これにより、外部の蓄電器の充電作業を短時間で完了することができる。

図１において、低電圧用充電・給電部９０は、コネクタ１９０Ａが接続されるコンセント部９１と、このコンセント部９１を覆うように、設けられた蓋部材９０Ａと、コンセント部９１と電動機ＭＧ１，ＭＧ２に接続された配線９２Ａ，９２Ｂとを備えている。

低電圧用充電・給電部９０は、上記のように、高電圧用充電・給電部２１０よりも通電する電流の電圧が低いため、耐熱性を確保して漏電を抑制するのは、比較的容易に耐熱性を確保しやすい。このため、低電圧用充電・給電部９０は、高電圧用充電・給電部２１０よりも、エンジンコンパートメントＥＲ側に近接するように配置されている。

さらに、低電圧用充電・給電部９０を高電圧用充電・給電部２１０よりも、進行方向Ｄ前方側に近接させる。具体的には、車両本体２００のうち、エンジンコンパートメントＥＲを規定する部分またはその近傍に低電圧用充電・給電部９０を配置する。これにより、低電圧用充電・給電部９０と電動機ＭＧ１，ＭＧ２との間の配線長を低減することができる。

このように、低電圧用充電・給電部９０と電動機ＭＧ１，ＭＧ２との間の配線長を短くすることで、ノイズの発生を低減することができると共に、バッテリＢへの充電効率および外部負荷（外部蓄電器）への充電効率の向上を図ることができる。

ここで、配線９２Ａ，９２Ｂは、エンジンコンパートメントＥＲ内に収容された電動機ＭＧ１、ＭＧ２に接続されているため、配線９２Ａ，９２Ｂの少なくとも一部にも耐熱処理が施されている。

そして、図１などに示す例においては、低電圧用充電・給電部９０は、ハイブリッド車両１００のうち、進行方向Ｄ前方側に位置するフロントフェイス３１０に設けられており、高電圧用充電・給電部２１０は、進行方向Ｄ後方側に位置するリアバンパ３０４に設けられている。これにより、低電圧用充電・給電部９０は、電動機ＭＧ１，ＭＧ２に近接し、さらに、高電圧用充電・給電部２１０は、バッテリＢに近接する。

すなわち、高電圧用充電・給電部２１０をエンジンコンパートメントＥＲから離れた位置に設け、高電圧用充電・給電部２１０よりも耐熱処理を施しやすい低電圧用充電・給電部９０をエンジンコンパートメントＥＲの周囲または近傍に配置することで、製造コストの低廉化および各配線長の長さの低減を図ることができる。

このため、本実施の形態のように、エンジンコンパートメントＥＲがハイブリッド車両１００の進行方向前方側に位置している場合には、低電圧用充電・給電部９０は、ハイブリッド車両１００のうち、開口部２１２Ｌ、２１２Ｒに対して進行方向Ｄ前方側に位置しており、高電圧用充電・給電部２１０は、開口部２１２Ｌ、２１２Ｒに対して、進行方向Ｄ後方側に位置しておればよい。

ここで、一般に、ハイブリッド車両１００のうち、長年の使用の結果、外部と接触する傾向のある部分は、ハイブリッド車両１００のうち、各角部であることが知られている。

そして、低電圧用充電・給電部９０は、フロントフェイス３１０またはフロントバンパ３００のうち、ハイブリッド車両１００の幅方向の中央部およびその近傍に位置している。さらに、高電圧用充電・給電部２１０も、リアバンパ３０４のうち、ハイブリッド車両１００の幅方向の中央部に位置している。

このため、ハイブリッド車両１００を使用する過程において、高電圧用充電・給電部２１０および低電圧用充電・給電部９０が、外部の部材と接触して、損傷することを抑制することができる。

なお、使用の結果、ハイブリッド車両１００が損傷する部分の多くは、フロントフェイス３１０、フロントバンパ３００のおよびリアバンパ３０４のうち、運転席ＤＲと反対側に位置する角部であることが知られている。

そこで、低電圧用充電・給電部９０は、フロントフェイス３１０およびフロントバンパ３００のうち、運転席ＤＲ側の角部と幅方向の中央部との間に位置する領域に配置してもよい。さらに、高電圧用充電・給電部２１０は、リアバンパ３０４のうち、運転席ＤＲ側の角部と幅方向の中央部との間に位置する部分に配置してもよい。

このような位置に低電圧用充電・給電部９０および高電圧用充電・給電部２１０を配置することにより、低電圧用充電・給電部９０および高電圧用充電・給電部２１０の損傷を低減することができる。

さらには、運転者がバッテリＢへの充電作業およびバッテリＢに蓄電された電力を外部負荷に給電する給電作業を行なう際に、低電圧用充電・給電部９０および高電圧用充電・給電部２１０が運転席ＤＲから近く、作業に取り掛かることができる。

図５は、本実施の形態におけるハイブリッド車両１００の概略ブロック図である。この図５を用いて、バッテリＢに蓄電された直流電力をコネクタ１９０Ａを介して、外部負荷に給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、低電圧用充電・給電部９０のから、商用電源用の交流電圧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、商用電源用の交流電圧ＶＡＣを低電圧用充電・給電部９０の配線９２Ａ，９２Ｂから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。

低電圧用充電・給電部９０は、１次コイル５１と２次コイル５２とを含む。１次コイル５１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、低電圧用充電・給電部９０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に変換して低電圧用充電・給電部９０から出力する。

図６は、本実施の形態におけるハイブリッド車両１００の概略ブロック図である。この図６を用いて、コネクタ１９０Ａから１００Ｖの交流電流をバッテリＢに供給して、バッテリＢを充電する方法について説明する。図６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６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６に示されるように、この零相等価回路は、コネクタ１９０Ａの電力入力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２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ＡＣＬ１，ＡＣＬ２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に充電する。

本実施においては、モノコックボディを有するハイブリッド車両に適用した場合について説明したが、これに限られない。たとえば、フレーム付ボディを有するハイブリッド車両にも適用することができる。

さらに、本実施の形態においては、ハイブリッド形式のうち、所謂シリーズパラレルハイブリッドに基づいて説明を行なったが、この形式に限られるものではない。すなわち、給油が必要な内燃機関としてのエンジンと、このエンジンによって発電された電力または／およびバッテリに蓄電された電力によって車輪を駆動させる走行用モータとを備えたハイブリッド形式（シリーズハイブリッド）においても適用することができる。さらに、エンジンとモータとがともに、駆動軸に動力を出力可能とされたパラレルハイブリッドにも適用することができる。

ここで、本実施の形態に係るハイブリッド車両においては、低電圧用充電・給電部９０を介して、バッテリＢへの充電方法および外部給電方法としては、電動機ＭＧ１、ＭＧ２の中性Ｍ１、Ｍ２を用いる方法が採用されているが、これに限られない。たとえば、インバータ機能とＤＣ／ＤＣコンバータとの機能を有する充電／給電専用装置を設け、充電／給電専用装置を用いて、充電・給電を行なうようにしてもよい。

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、ハイブリッド車両に適用することができ、特に、低電流が通電する第１外部接続部が接続可能な第１接続部と、第１接続部より高電流の電流が通電可能な第２外部接続部が接続可能な第２接続部とを備えたハイブリッド車両に好適である。

実施の形態に係るハイブリッド車両の前方側からの斜視図である。 実施の形態に係るハイブリッド車両の後方側からの斜視図である。 車両本体のボディを示す斜視図である。 ハイブリッド車両の概略構造を示すブロック図である。 外部充電時におけるハイブリッド車両の概略ブロック図である。 バッテリ充電時におけるハイブリッド車両の概略ブロック図である。

符号の説明

１ 減速機、２Ｆ 前輪、２Ｒ 後輪、３ 動力分割機構、４ エンジン（内燃機関）、９０ 低電圧用充電・給電部（第１接続部）、１００ ハイブリッド車両、１９０Ａ，１９０Ｂ 各コネクタ、２００ 車両本体、２０１ フューエルタンク、２１０ 高電圧用充電・給電部、２３０ 電圧変換器、３００ フロントバンパ、５００ ボディ、ＣＲ 乗員収容室、ＤＲ 運転席、ＥＲ エンジンコンパートメント。

Claims (6)

1. 動力を発生可能な内燃機関と、
   車輪を駆動する動力を発生可能な電動機と、
   前記電動機と前記内燃機関を収容可能な駆動機構収容室と、
   前記電動機を駆動する電力を蓄電可能な蓄電器と、
   第１外部接続部が接続可能に設けられ、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積された電力を外部に供給可能な第１接続部と、
   前記第１外部接続部よりも高電流が通電可能な第２外部接続部が接続可能に設けられ、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積された電力を外部に供給可能とされ、前記第１接続部よりも前記駆動機構収容室から離れて設けられた第２接続部と、
   を備えたハイブリッド車両。
2. 乗員を収容可能な乗員収容室をさらに備え、
   前記駆動機構収容室は、前記乗員用収容室に対して進行方向前方側に位置し、
   前記第１接続部は、前記第２接続部よりも進行方向前方側に設けられ、前記電動機を介して、前記蓄電器に接続された、請求項１に記載のハイブリッド車両。
3. 前記第２接続部から供給される電力を変換して、前記蓄電器に供給可能または／および前記蓄電器から供給される電力を変換して、前記第２接続部に供給可能な変換器をさらに備え、
   前記第２接続部は、前記変換器を介して、前記蓄電器に接続され、
   前記蓄電器は、前記駆動機構収容室に対して進行方向後方側に設けられた、請求項２に記載のハイブリッド車両。
4. 前記第１接続部は、進行方向前方側に位置する前端面に設けられ、前記第２接続部は、進行方向後方側に位置する後端面に設けられた、請求項２または請求項３に記載のハイブリッド車両。
5. 前記電動機は、第１多相巻線と前記第１多相巻線の第１中性点とを有する第１電動機と、
   第２多相巻線と前記第２多相巻線の第２中性点とを有する第２電動機とを含み、
   前記第１接続部は、前記第１中性点に接続された第１配線と、前記第２中性点に接続された第２配線と含み、
   前記第１電動機に前記蓄電器からの電力を供給可能な第１インバータと、
   前記第２電動機に前記蓄電器からの電力を供給可能な第２インバータと、
   前記第１および第２インバータを制御するインバータ制御部とをさらに備え、
   インバータ制御部は、前記第１接続部から前記第１および第２中性点に与えられる交流電力を直流電力に変換して、前記蓄電器に供給するように前記第１および第２インバータを制御可能または／および前記蓄電器から前記第１および第２インバータに供給される直流電流を交流電流に変換して、前記第１接続部から外部負荷に供給するように前記第１および第２インバータを制御可能とされた、請求項１から請求項５のいずれかに記載のハイブリット車両。
6. 前記電動機は、第１多相巻線と該第１多相巻線の第１中性点とを有する第１電動機と、第２多相巻線と該第２多相巻線の第２中性点とを有する第２電動機とを含み、
   前記第１接続部は、前記第１中性点に接続された第１配線と、前記第２中性点に接続された第２配線と含み、
   前記第１電動機に前記蓄電器からの電力を供給可能な第１インバータ部と、
   前記第２電動機に前記蓄電器からの電力を供給可能な第２インバータ部と、
   前記第１および第２インバータを制御するインバータ制御部とをさらに備え、
   インバータ制御部は、前記第１接続部によって車両外部から前記第１および第２の中性点に与えられる交流電力を直流電力に変換して前記蓄電装置へ出力するように前記第１および第２インバータを制御可能とされた、請求項１から請求項５のいずれかに記載のハイブリット車両。

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