JP2008245416A - 車両、及び、電力システム - Google Patents

Abstract

【課題】発電部と蓄放電部と電力駆動部とを備えた車両、及び、車両が入出庫する車庫を有する施設側の電力システムにおいて、電力システムから車両に対して、蓄放電部に蓄電させる車両充電作動、車両の蓄放電部に放電させる車両放電作動の少なくとも一方を実行するにあたり、車両のみならず施設側も含めた全体の省エネルギ化を達成する。
【解決手段】車両１において、走行時間帯における蓄放電部４の蓄放電状態を制御して、帰庫時期における蓄放電部４の蓄電残量である帰庫時期蓄電残量を調整可能な蓄電残量調整手段９を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料を利用して発電する発電部と、蓄放電可能な蓄放電部と、少なくとも電力を利用して走行動力を出力する電力駆動部と、外部に設置された電力システムに対して電気的に接続可能な外部接続部とを備え、前記蓄放電部が前記外部接続部に対して電力を蓄放電可能に構成されている車両と、及び、その車両が入出庫する車庫を有する施設側に設置され、前記車両の外部接続部に対して電気的に接続可能な車両接続部を備えて、前記車両接続部を介して前記車両の蓄放電部に電力を供給して当該蓄放電部に蓄電させる車両充電作動、及び、前記車両の蓄放電部に放電させて前記車両接続部を介して当該蓄放電部から電力を取り出す車両放電作動の少なくとも一方を実行可能な車両充放電手段を備えた電力システムに関する。

蓄放電可能な蓄放電部と、その蓄放電部に蓄電した電力を利用して走行動力を出力する電力駆動部とを備えた電気駆動車両を利用するにあたり、その車庫を有する施設（住宅等）側には、その車両の蓄放電部を充電する目的で、車両の外部接続部を電力システムの車両接続部に電気的に接続した状態で、車両の蓄放電部に電力を供給して当該蓄放電部に蓄電させる車両充電作動を実行可能に構成されている電気駆動車両用電力システムが設置される。
そして、このような電気駆動車両と電気駆動車両用電力システムとの間で、相互に電力の伝達を可能とする技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。
即ち、特許文献１に記載の電気駆動車両用電力システムは、車両の蓄放電部に対する充電目的の構成に加えて、施設側における商用電力系統の停電時における電力確保等の目的で、車両の蓄放電部に放電させて当該蓄放電部から電力を取り出す車両放電作動を実行可能に構成されている。また、この電気駆動車両は、燃料を利用して発電する発電部を備えるものではなく、上記車両充電作動を実行して充電された蓄放電部の蓄電電力のみを利用して走行するものである。
従って、この電気駆動自動車用電力システムにおいて、電気駆動車両が車庫に戻る帰庫時期における当該車両の蓄放電部の蓄電残量は、当初充電時の蓄電残量から走行で消費した分を差し引いたものというように、それまでの走行状態等に起因するものとなっている。

一方、上記電力駆動車両のような蓄放電部及び電力駆動部に加え、燃料を利用して発電するエンジン駆動発電機等の発電部を備え、電力駆動部において少なくとも発電部の発電電力や蓄放電部の蓄電電力を利用して走行動力を出力するハイブリッド車両と、そのハイブリッド車両が入出庫する車庫を有する施設側に設けられた電力システムとの間でも、車両の外部接続部を電力システムの車両接続部に電気的に接続した状態で、施設側における商用電力系統の停電時における電力確保等の目的で、上記のような車両放電作動を実行可能とするものが提案されている（例えば、特許文献２を参照。）。
また、上記特許文献２に記載の電力システムにおいては、通常のハイブリッド車両を利用するものである。即ち、通常のハイブリッド車両においては、蓄放電部の蓄電残量が、始動時等で支障ができない下限以上に維持され、且つ、燃費が向上されるように発電部の発電量及び電力駆動部の電力消費量を制御した結果に起因して逐次変化するものとなる。
従って、この電力システムにおいて、ハイブリッド車両の帰庫時期における蓄電残量は、それまでの走行状態等に起因するものとなっている。

特開２００１−８３８０号公報 特開２００６−１５８１２４１号公報

上述したような従来の電気駆動車両システム及びハイブリッド車両システムでは、帰庫時期における蓄電残量は走行状態等に起因するものとなっているので、その帰庫時期における蓄電残量を積極的に調整し得るものとはなっていない。
また、従来のハイブリッド車両システムでは、車両の燃費向上に貢献できるものの、その車両のみならず施設側も含めた全体の省エネルギ化を実現するようには構成されていない。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、発電部と蓄放電部と電力駆動部とを備えた車両に対して、車両が入出庫する車庫を有する施設側の電力システムにより、車両の外部接続部を介して、車両の蓄放電部に電力を供給して当該蓄放電部に蓄電させる車両充電作動、及び、車両の蓄放電部に放電させて当該蓄放電部から電力を取り出す車両放電作動の少なくとも一方を実行するにあたり、車両のみならず施設側も含めた全体の省エネルギ化を達成し得る技術を実現する点にある。

上記目的を達成するための本発明に係る車両は、燃料を利用して発電する発電部と、蓄放電可能な蓄放電部と、少なくとも電力を利用して走行動力を出力する電力駆動部と、外部に設置された電力システムに対して電気的に接続可能な外部接続部とを備え、前記蓄放電部が前記外部接続部に対して電力を蓄放電可能に構成されている車両であって、その第１特徴構成は、走行時間帯における前記蓄放電部の蓄放電状態を制御して、帰庫時期における前記蓄放電部の蓄電残量である帰庫時期蓄電残量を調整可能な蓄電残量調整手段を備えた点にある。

更に、上記目的を達成するための本発明に係る電力システムは、本発明に係る車両が入出庫する車庫を有する施設側に設置され、前記車両の外部接続部に対して電気的に接続可能な車両接続部を備えて、前記車両接続部を介して前記車両の蓄放電部に電力を供給して当該蓄放電部に蓄電させる車両充電作動、及び、前記車両の蓄放電部に放電させて前記車両接続部を介して当該蓄放電部から電力を取り出す車両放電作動の少なくとも一方を実行可能な車両充放電手段を備えた点を特徴とする。

上記第１特徴構成によれば、上記蓄電残量調整手段を備えることにより、車両が出庫してから帰庫するまでの走行時間帯における蓄放電部の蓄放電状態が制御されて、帰庫時期における上記帰庫時期蓄電残量が調整可能となるので、車両のみならずその車両に対して上記車両充電作動及び上記車両放電作動の少なくとも一方を実行する電力システムが設けられた施設側も含めた全体の省エネルギ化を達成することができる。
即ち、車両及び施設側の全体において、車両の発電部で発電した電力と、施設側で調達した電力との内、コストが安いほうをできるだけ多く利用して、全体の省エネルギ化を達成することができる。

本発明に係る車両の第２特徴構成は、上記第１特徴構成に加えて、前記蓄電残量調整手段が、前記帰庫時期蓄電残量を上限蓄電残量に調整する上限蓄電帰庫モードと前記帰庫時期蓄電残量を前記上限蓄電残量よりも少ない下限蓄電残量に調整する下限蓄電帰庫モードとを択一的に切り換える蓄電帰庫モード切換処理を実行する形態で、前記帰庫時期蓄電残量を調整するように構成されている点にある。

上記第２特徴構成によれば、車両の蓄電残量調整手段において、上記上限蓄電帰庫モードと上記下限蓄電帰庫モードとを択一的に切り換える蓄電帰庫モード切換処理を実行する形態で、例えば蓄放電部の最大蓄電残量等の上記上限蓄電残量と、例えば次回の走行時間帯において発電部を起動するのに必要な最小蓄電残量等の上記下限蓄電残量との間で帰庫時期蓄電残量を調整して、上述したように、車両のみならず施設側も含めた全体の省エネルギ化を達成することができる。

本発明に係る車両の第３特徴構成は、上記第１乃至上記第２の何れかの特徴構成に加えて、走行予定に関する走行予定情報の入力を受け付ける走行予定情報受付手段を備えると共に、
前記蓄電残量調整手段が、前記走行予定情報に基づいて走行時間帯における前記蓄放電部の蓄放電状態を制御して、前記帰庫時期蓄電残量を調整するように構成されている点にある。

更に、上記目的を達成するための本発明に係る電力システムは、車両が上記第３特徴構成を有する場合、即ち、前記車両との間で通信可能な通信手段を備え、
前記車両が、走行予定に関する走行予定情報の入力を受け付ける走行予定情報受付手段を備えると共に、前記蓄電残量調整手段が、前記走行予定情報に基づいて走行時間帯における前記蓄放電部の蓄放電状態して、前記帰庫時期蓄電残量を調整するように構成されている場合において、
前記走行予定情報を取得して、出庫前に前記通信手段を介して前記走行予定情報を前記走行予定情報受付手段へ送信可能な走行予定情報送信手段を備えた点を特徴とする。

上記第３特徴構成によれば、車両において、上記走行予定情報受付手段により、走行予定情報の入力を受け付けることで、上記蓄電残量調整手段は、その走行予定情報から、帰庫時期やそれまでの走行時間帯において必要な走行動力を認識することができる。よって、その蓄電残量調整手段は、必要な走行動力を出力しながら帰庫時期蓄電量を調整目標とするためのエンジンの最適な出力状態に関するシミュレーションを行うなどして、帰庫時期蓄電量が調整目標にできるだけ近いものとなるように、蓄放電部の蓄放電状態を制御することができる。

更に、上記施設側の電力システムでは、上記走行予定情報送信手段により、施設側で予め走行予定情報を取得し、その走行予定情報を、通信手段を介して車両の走行予定情報受付手段へ送信することができる。よって、車両では、使用者が車両に乗り込んだときにわざわざ走行予定情報を入力する必要がなく、施設側の電力システムから受信した走行予定情報を用いて、車両の蓄電残量調整手段を自動的に作動させて、帰庫時期蓄電残量を全体の省エネルギ化を達成できる適切なものに調整することができる。

本発明に係る車両の第４特徴構成は、上記第３特徴構成に加えて、前記走行予定情報受付手段が、前記走行予定情報として、走行時間帯又は走行距離に関する情報の入力を受け付ける点にある。

上記第４特徴構成の車両によれば、上記走行予定情報としては、出発時間（即ち、車両の出庫時期）、帰宅時間（即ち車両の帰庫時期）、行き先等のように車両の走行時間帯及び走行距離に関する情報とすることができ、上記蓄電残量調整手段は、この走行時間帯及び走行距離により、帰庫時期や、その走行時間帯における電力駆動部での電力の消費状態を明確に認識することができる。

本発明に係る車両の第５特徴構成は、上記第３乃至上記第４の何れかの特徴構成に加えて、前記走行予定情報受付手段が、ナビゲーション装置の入出力情報に基づいて前記蓄電残量調整手段で用いる前記走行予定情報を更新する走行予定情報更新処理を実行する点にある。

上記第５特徴構成の車両によれば、上記走行予定情報受付手段により上記走行予定情報更新処理を実行することで、出庫してからの走行時間帯に使用者の都合や交通渋滞などの理由で行き先や帰宅時間等の走行予定が変更となった場合でも、ナビゲーション装置の入出力情報により新たな走行予定を認識して、それにより走行予定情報を逐次更新することができる。よって、蓄電残量調整手段では、逐次更新される走行予定情報を用いて蓄放電部の蓄放電状態を制御するので、帰庫時期蓄電残量を調整目標に極めて近いものとすることができ、全体の省エネルギ化を一層向上することができる。

本発明に係る車両の第６特徴構成は、上記第１乃至上記第５の何れかの特徴構成に加えて、前記電力システムとの間で通信可能な通信手段を備えると共に、
前記通信手段を介して前記電力システムから受信した調整指令に従って、前記蓄電残量調整手段で用いる前記帰庫時期蓄電残量の調整目標を決定する指令受付手段を備えた点にある。

更に、上記目的を達成するための本発明に係る電力システムは、車両が上記第６特徴構成を有する場合、即ち、前記車両との間で通信可能な通信手段を備え、
前記通信手段を介して前記電力システムから受信した調整指令に従って、前記蓄電残量調整手段で用いる前記帰庫時期蓄電残量の調整目標を決定する指令受付手段を備えて構成されている場合において、
前記電力システムで調達可能な電力に関する電力需給情報に基づいて、前記車両の蓄電残量調整手段で用いる帰庫時期蓄電残量の調整目標を決定し、前記通信手段を介して当該決定した帰庫時期蓄電残量の調整目標に関する調整指令を前記車両に送信可能な調整指令送信手段を備えた点を特徴とする。

上記第６特徴構成によれば、車両において、上記指令受付手段により、通信手段を介して前記電力システムから調整指令を受信することで、自動的に、その調整指令に従って上述した蓄電残量調整手段で用いる帰庫時期蓄電残量の調整目標を決定することができる。よって、車両では、使用者が車両に乗り込んだときにわざわざ帰庫時期蓄電残量の調整目標を入力する必要がなく、施設側の電力システムから受信した調整指令に従って決定した走行予定情報を用いて、蓄電残量調整手段を自動的に作動させることができる。

更に、上記施設側の電力システムでは、車両のみならず施設側も含めた全体の省エネルギ化を達成するための最適な帰庫時期蓄電残量を求め、それを調整目標として決定することができる。よって、施設側の電力システムの調整指令送信手段が、その決定した最適な調整目標に関する調整指令を、通信手段を介して車両に送信することで、車両では、指令受付手段がその受信した調整指令に従って調整目標を決定し、蓄電残量調整手段が帰庫時期蓄電残量をこの最適な調整目標にできるだけ近くなるように調整することで、全体の省エネルギ化を達成することができる。

本発明に係る車両の第７特徴構成は、上記第６特徴構成に加えて、前記通信手段が、無線通信ネットワークを介して前記電力システムとの間で通信可能に構成され、
前記指令受付手段が、走行時間帯に前記電力システムから受信した調整指令に従って前記帰庫時期蓄電残量の調整目標を更新する調整目標更新処理を実行する点にある。

更に、上記目的を達成するための本発明に係る電力システムは、車両が上記第７特徴構成を有する場合、即ち、前記通信手段が、無線通信ネットワークを介して前記車両との間で通信可能に構成され、
前記車両の指令受付手段が、走行時間帯に前記電力システムから受信した調整指令に従って前記帰庫時期蓄電残量の調整目標を更新する調整目標更新処理を実行するように構成されている場合において、
前記調整指令送信手段が、前記車両の走行時間帯における電力需給情報の変更に基づいて前記帰庫時期蓄電残量の調整目標を更新し、前記通信手段を介して当該更新した帰庫時期蓄電残量の調整目標に関する調整指令を前記車両に送信する再指令処理を実行可能に構成されている点を特徴とする。

上記第７特徴構成によれば、車両において、出庫してからの走行時間帯でも、上記指令受付手段が上記調整目標更新処理を実行して、電力システムから無線通信ネットワークを介して受信した調整指令に従って、帰庫時期蓄電残量の調整目標を、電力システムで決定された新しいものに更新することができる。

更に、電力システムでは、上記調整指令送信手段が上記再指令処理を実行することで、車両発電コストや施設電力調達コスト等の電力需給情報が変更になった場合でも、その電力需給情報の変更に基づいて現状で全体の省エネルギ化を達成し得る最適な帰庫時期蓄電残量を新たな調整目標として決定し、無線通信ネットワークを介して、その現状の電力需給情報にあった最適な調整目標に関する調整指令を車両に送信することができる。
よって、車両では、上記指令受付手段により上記調整目標更新処理を実行することで、走行時間帯に無線通信ネットワークを介して電力システムから受信した調整指令に従って帰庫時期蓄電残量の調整目標を最適なものに更新し、蓄電残量調整手段が帰庫時期蓄電残量をこの最適な調整目標にできるだけ近くなるように調整することで、全体の省エネルギ化を一層向上させることができる。

本発明に係る車両及び電力システムの実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図１は、ハイブリッド車両１と当該車両１が入出庫する車庫６７を有する施設側に設置された電力システム５０の概略構成図を示し、図２は、電力システム５０の車両接続部５１を車庫６７に入庫している車両１の外部接続部５に接続している状態における各種処理フローを示しており、図３は、車庫６７から出庫した車両１が走行している走行時間帯における各種処理フローを示している。
先ず、車両１の構成、及び、電力システム５０の構成について、図１〜３に基づいて夫々説明する。

〔車両１の構成〕
図１に示すように、ハイブリッド車両１（車両の一例）には、天然ガスやガソリンなどの車両用燃料Ｇａを利用して発電する発電部として、車両用燃料Ｇａを燃焼させて軸動力を出力するエンジン２と、エンジン２の出力軸と同軸上に連結され当該エンジン２の軸動力を消費して電力を出力するジェネレータ３ｇが設けられており、更に、少なくとも電力を利用して走行動力を出力する電力駆動部として、上記エンジン２の出力軸と同軸上に連結され電力を消費して軸動力を出力するモータ３ｍと、軸出力を車輪１５に伝達して走行する走行駆動機構１６とが設けられている。

即ち、上記走行駆動機構１６では、公知のハイブリッド車両と同様に、エンジン２が出力した軸動力とモータ３ｍが出力した軸動力との和からジェネレータ３ｇで消費した軸動力を差し引いた軸動力が走行動力として車輪１５に伝達されることになる。尚、モータ３ｍとジェネレータ３ｇとは、夫々を別体で設置しても構わないが、一体型のモータ／ジェネレータ３により実現しても良い。
また、減速時には、車輪１５の制動力をジェネレータ３ｇに伝達して電力を出力（発電）することもできる。

更に、ハイブリッド車両１には、上記電力線１２に対して電力を蓄放電可能な蓄放電部としてのバッテリー４が設けられており、このバッテリー４は、上記ジェネレータ３ｇ等から電力線１２を介して供給された電力を蓄電可能、且つ、上記モータ３ｍ等に電力線１２を介して電力を放電可能に構成されている。

ハイブリッド車両１には、後述する電力システム５０の車両接続部５１に対して電気的に接続可能な外部接続部５が設けられている。この外部接続部５は、当該電力システム５０の車両接続部５１が接続された状態で、ハイブリッド車両１の電力線１２と電力システム５０の電力線５９とを電気的に接続して、バッテリー４から電力システム５０側に対する電力の入出力を可能とするものである。
尚、このハイブリッド車両１側から電力システム５０側への電力の入出力は、ハイブリッド車両１にインバータを設置して交流電力で行っても良いし、電力システム５０側にインバータを設置して直流電力で行っても良い。

よって、詳細については後述するが、施設側に設置された電力システム５０は、上記ハイブリッド車両１の外部接続部５に対して電気的に接続可能な車両接続部５１を備えると共に、その車両接続部５１をハイブリッド車両１の外部接続部５に接続した状態で、車両接続部５１を介してハイブリッド車両１のバッテリー４に電力を供給して当該バッテリー４に蓄電させる車両充電作動、及び、ハイブリッド車両１のバッテリー４に放電させてその車両接続部５１を介して当該バッテリー４から電力を取り出す車両放電作動を択一的に実行可能な車両充放電手段５２を備えて構成されている。

ハイブリッド車両１には、電力システム５０の通信装置５８との間で通信可能な通信手段としての通信装置１１が設けられている。
具体的に、この通信装置１１は、電力システム５０の通信装置５８に対して、外部接続部５に車両接続部５１が接続されることで連結する電力線１２及び５９を介して電力システム５０との間で通信可能、且つ、携帯電話網等の無線通信ネットワーク６６を介して通信可能に構成されている。尚、本願において、上記電力線１２及び５９を介して行われる通信を「電力線通信」と呼び、上記無線通信ネットワーク６６を介して行われる通信を「無線通信」と呼ぶ。

ハイブリッド車両１には、公知のものと同様に、ＧＰＳ（図示せず）等を用いて行き先などの入力情報から現在位置や走行ルート及び距離や到着時間などの出力情報を演算し出力するナビゲーション装置１０が設けられている。

ハイブリッド車両１には、所定のコンピュータプログラムを実行することで、ハイブリッド車両１における各種制御を実行するコンピュータからなる車両制御装置６が設けられており、この車両制御装置６は、例えば、エンジン２の出力制御やバッテリー４の蓄放電状態制御等を実行可能に構成され、更に、後述する走行予定情報受付手段７、指令受付手段８、蓄電残量調整手段９として機能する。以下、この車両制御装置６が機能する各種手段７，８，９について説明を加える。

上記走行予定情報受付手段７は、走行予定に関する走行時間帯又は走行距離等の走行予定情報の入力を受け付ける手段として構成されている。
尚、上記走行予定情報は、出発時間（即ち、車両の出庫時期）、帰宅時間（即ち車両の帰庫時期）、行き先等の走行予定を入力することで、その走行予定から認識することができる。

更に、この走行予定情報受付手段７は、ハイブリッド車両１の出庫前に実行する走行予定情報登録処理と、ハイブリッド車両１が出庫してから車庫６７に戻るまでの走行時間帯に実行する走行予定情報更新処理とを、実行可能に構成されている。
上記走行予定情報登録処理は、図２も参照して、ハイブリッド車両１が車庫６７に停車している出庫直前に、ハイブリッド車両１側で使用者により入力された走行予定情報、又は、通信装置１１を介した電力線通信又は無線通信により後述する電力システム５０の走行予定情報送信手段５４から受信した走行予定情報を、後述する蓄電残量調整手段９で用いる走行予定情報として登録する処理である。尚、この走行予定情報登録処理での走行予定情報の送受信は、電力システム５０の車両接続部５１がハイブリッド車両１の外部接続部５に接続された状態である出庫前に実行されることから、電力線通信で行って通信コストを節約することができ望ましい。

一方、上記走行予定情報更新処理は、図３も参照して、走行時間帯に、ナビゲーション装置１０の入出力情報に基づいて後述する蓄電残量調整手段９で用いる走行予定情報を更新する処理である。
即ち、走行時間帯に使用者の都合や交通渋滞などの理由で行き先や帰宅時間等の走行予定が変更となった場合でも、ナビゲーション装置１０において、行き先や自宅が目的地として使用者により入力され、その目的地までの走行距離や到着時間が演算されて出力される。
よって、上記走行予定情報受付手段７は、上記走行予定情報更新処理を実行して、ナビゲーション装置１０の入出力情報に基づいて新たな走行予定を認識し、その新たな走行予定により走行予定情報を逐次更新することができる。

上記指令受付手段８は、通信装置１１を介した電力線通信又は無線通信により、後述する電力システム５０の調整指令送信手段５５から受信した調整指令に従って、後述する蓄電残量調整手段９で用いる帰庫時期蓄電残量の調整目標を決定する手段として構成されている。

更に、この指令受付手段８は、ハイブリッド車両１の出庫前に実行する調整目標登録処理と、ハイブリッド車両１が出庫してから車庫６７に戻るまでの走行時間帯に実行する調整目標更新処理とを、実行可能に構成されている。
上記調整目標登録処理は、図２も参照して、ハイブリッド車両１が車庫６７に停車している出庫直前に、通信装置１１を介した電力線通信又は無線通信により、後述する電力システム５０の調整指令送信手段５５から調整指令を受信し、その受信した調整指令に従って調整目標を自動的に登録する処理である。尚、この調整目標登録処理での調整指令の送受信は、電力システム５０の車両接続部５１がハイブリッド車両１の外部接続部５に接続された状態である出庫前に実行されることから、電力線通信で行って通信コストを節約することが望ましい。

一方、上記調整目標更新処理は、図３も参照して、ハイブリッド車両１が車庫６７にない走行時間帯に、通信装置１１を介した無線通信により後述する電力システム５０の調整指令送信手段５５から受信した調整指令に従って調整目標を更新する処理である。尚、この調整目標更新処理での調整指令の送受信は、電力システム５０の車両接続部５１がハイブリッド車両１の外部接続部５に接続されていない状態である出庫後に実行されることから、無線通信で行う必要がある。

即ち、走行時間帯でも、上記指令受付手段８が上記調整目標更新処理を実行して、電力システム５０から携帯電話網等の無線通信ネットワーク６６を介して受信した調整指令に従って、バッテリー４の帰庫時期蓄電残量の調整目標を、電力システム５０で決定された新しいものに逐次更新することができる。

上記蓄電残量調整手段９は、ハイブリッド車両１が車庫６７から出庫してから同車庫６７に帰庫するまでの走行時間帯において、バッテリー４の蓄放電状態を制御して、ハイブリッド車両１が車庫６７に戻る帰庫時期におけるバッテリー４の蓄電残量である帰庫時期蓄電残量を調整可能な手段として構成されている。

尚、上記蓄電残量調整手段９は、上記バッテリー４の蓄放電状態を制御するにあたり、車輪１５から走行駆動機構１６に付加される走行動力に対してエンジン２の出力を制御することで、バッテリー４の蓄電残量を調整することができる。
即ち、上記蓄電残量調整手段９は、エンジン２の軸出力が上記走行動力よりも大きくなるように当該エンジン２の出力制御を行い、モータ／ジェネレータ３をジェネレータ３ｇとして作動させて、ジェネレータ３ｇの発電電力をバッテリー４に供給して蓄電させることで、バッテリー４に蓄電残量を増加させることができる。
逆に、上記蓄電残量調整手段９は、エンジン２の軸出力が上記走行動力よりも小さくなるように当該エンジン２の出力制御を行い、モータ／ジェネレータ３をモータ３ｍとして作動させて、バッテリー４の放電電力をモータ３ｍに供給して消費させることで、バッテリー４に蓄電残量を減少させることができる。

更に、上記蓄電残量調整手段９は、下記に示すように上限蓄電帰庫モードと下限蓄電帰庫モードとを択一的に切り換える蓄電帰庫モード切換処理を実行するという簡単な形態で上記帰庫時期蓄電残量を調整するように構成されている。
即ち、上記上限蓄電帰庫モードは、上記帰庫時期蓄電残量を上限蓄電残量に調整するモードである。尚、この上限蓄電残量は、例えばバッテリー４の最大蓄電残量等を基準に設定することができる。
一方、上記下限蓄電帰庫モードは、上記帰庫時期蓄電残量を上記上限蓄電残量よりも少ない下限蓄電残量に調整するモードである。尚、この下限蓄電残量は、発電部を構成するエンジン２を起動するのに必要な最小蓄電残量等を基準に設定することができる。

そして、上記ハイブリッド車両１は、上記蓄電残量調整手段９を備えることにより、ハイブリッド車両１のみならず施設側の電力システム５０全体において、ハイブリッド車両１で発電した電力と施設側で調達した電力との内、コストが安いほうをできるだけ多く利用できるように、帰庫時期におけるバッテリー４の帰庫時期蓄電残量が調整可能となるので、全体の省エネルギ化を達成することができる。
例えば、ハイブリッド車両１においてエンジン２の軸出力によりジェネレータ３ｇで発電するのにかかるコストである車両発電コストが、施設側でコージェネレーションシステム６１や商用電力系統６４から電力を調達するのにかかる施設電力調達コストに比べ比較的安い場合には、上記蓄電残量調整手段９を上限蓄電帰庫モードに設定して、バッテリー４の帰庫時期蓄電残量を多めに調整する。すると、ハイブリッド車両１のバッテリー４に対する充電目的等での車両充放電手段５２による車両充電作動の実行時においては、施設側の電力システム５０で調達される比較的高価な電力を電力システム５０からハイブリッド車両１のバッテリー４に殆ど供給する必要がない。よって、次回のハイブリッド車両１の走行時間帯においては、ハイブリッド車両１側で発電された比較的安価な電力をできるだけ多く利用してハイブリッド車両１を走行させることができる。
一方、電力システム５０の停電時における電力確保目的等での車両充放電手段５２による車両放電作動の実行時においては、ハイブリッド車両１側で発電されバッテリー４に蓄電された比較的安価な電力を、電力システム５０に多く取り出すことができる。よって、電力システム５０ではハイブリッド車両１側で発電した比較的安価な電力をできるだけ多く電力負荷６０に供給することができる。

逆に、上記車両発電コストが上記施設電力調達コストよりも高い場合には、上記蓄電残量調整手段９を下限蓄電帰庫モードに設定して、バッテリー４の帰庫時期蓄電残量を少なめに調整する。すると、ハイブリッド車両１のバッテリー４に対する充電目的等での車両充放電手段５２による車両充電作動の実行時においては、電力システム５０で調達する比較的安価な電力を当該電力システム５０からハイブリッド車両１のバッテリー４にできるだけ多く供給して蓄電させることができる。よって、次回のハイブリッド車両１の走行時間帯においては、電力システム５０で調達された比較的安価な電力をできるだけ多く利用してハイブリッド車両１を走行させることができる。
一方、電力システム５０の停電時における電力確保目的等での車両充放電手段５２による車両放電作動の実行時においては、電力システム５０で調達されハイブリッド車両１のバッテリー４に蓄電された比較的安価な電力を、再度電力システム５０に多く取り出すことができる。よって、電力システム５０ではハイブリッド車両１側で発電された比較的高価な電力をできるだけ使用せずに、安価な電力を電力負荷６０に供給することができる。

更に、上記蓄電残量調整手段９は、上記走行予定情報に基づいて、走行時間帯におけるバッテリー４の蓄放電状態を制御して、帰庫時期蓄電残量を調整するように構成されている。
即ち、上記蓄電残量調整手段９は、上記走行予定情報受付手段７で登録され更に逐次更新される走行時間帯又は走行距離等の走行予定情報から、帰庫時期やそれまでの走行時間帯において必要な走行動力を導出する。更に、必要な走行動力を出力しながら、バッテリー４の帰庫時期蓄電量が上記指令受付手段８で登録され更に逐次更新される調整目標となるように、エンジン２の最適な出力状態に関するシミュレーションを実行する。そして、このシミュレーション結果に基づいてエンジン２の出力制御を行うことで、帰庫時期蓄電量を調整目標にできるだけ近いものとし、全体の省エネルギ化を向上させることができる。

〔電力システム５０の構成〕
図１に示すように、電力システム５０は、ハイブリッド車両１が入出庫する車庫６７を有する施設側に設置され、上述したように、車両接続部５１を備えると共に、その車両接続部５１をハイブリッド車両１の外部接続部５に接続した状態で、車両充電作動及び車両放電作動を択一的に実行可能な車両充放電手段５２を備えたものとして構成されている。

尚、上記車両接続部５１は、ハイブリッド車両１の外部接続部５に接続した状態で、電力システム５０の電力線５９とハイブリッド車両１の電力線１２とを電気的に接続して、車両充放電手段５２からハイブリッド車両１側に対する電力の入出力を可能とするものである。
また、上記車両充放電手段５２による車両充電作動や車両放電作動は、例えば、ハイブリッド車両１又は電力システム５０に設置されたインバータを制御することで実行される。

電力システム５０には、電気機器等のように電力を消費する電力負荷６０、及び、電力の調達先となる各種電源部６１，６２，６４が設けられており、各種電源部６１，６２，６４から調達した電力、及び、後述する車両充放電手段５２の車両放電作動によりハイブリッド車両１から調達した電力を、電力負荷６０に必要な電力や車両充放電手段５２の車両充電作動に必要な電力として供給するように電力の授受を行う電力回線である電力需給部６５が設けられている。

尚、本実施形態において、上記各種電源部は、天然ガス系都市ガス１３Ａなどのコージェネ用燃料Ｇｂを利用して発電すると共に給湯用等の熱を発生するコージェネレーションシステム６１や、太陽光を利用して発電する太陽光発電システム６２や、系統接続部６３を介して電力需給部６５において不足した電力を補う商用電力系統６４を示す。

電力システム５０には、ハイブリッド車両１の通信装置１１との間で通信可能な通信装置５８が設けられており、これは、ハイブリッド車両１の通信装置１１の説明でも述べたように、ハイブリッド車両１の通信装置５８に対して、電力線１２及び５９を介した電力線通信可能、且つ、無線通信ネットワーク６６を介した無線通信可能に構成されている。

電力システム５０には、所定のコンピュータプログラムを実行することで、電力システム５０における各種制御を実行するコンピュータからなるセンタ制御装置５３が設けられており、このセンタ制御装置５３は、例えば、電力負荷６０の負荷制御や各種電源部６１，６２，６４及び車両充放電手段５２の作動制御等を実行可能に構成され、更に、後述する走行予定情報送信手段５４、調整指令送信手段５５、電力需給管理手段５６として機能し、また、キーボードやディスプレイ等からなる入出力部５７が設けられている。以下、この車両制御装置６が機能する各種手段５４，５５，５６について説明を加える。

上記電力需給管理手段５６は、電力システム５０の電力需給部６５で調達可能な電力に関する電力需給情報に基づいて、ハイブリッド車両１と電力システム５０との全体の省エネルギ化を目的として、各電源部６１，６２，６４からの電力調達量、車両充放電手段５２の車両充電作動による電力調達量、車両充放電手段５２の車両放電作動による電力供給量、電力負荷６０への電力供給等を計画及び管理する手段として構成されている。

尚、上記電力需給情報としては、電力需給部６５で各種電源部６１，６２，６４から調達可能な電力量である調達可能電力量、その調達可能な電力のコストである調達可能電力コスト、電力負荷６０や車両充放電手段５２の車両充電作動に必要な電力量の上記調達可能電力量に対する過不足などの情報として取得することができる。

また、コージェネレーションシステム６１からの調達可能電力量はそれの定格出力に起因したものとなり、また、商用電力系統６４からの調達可能電力量は契約電力量に起因したものとなるので、例えば一定値として設定することができる。一方、太陽光発電システム６２からの調達可能電力量は晴天時に多く曇りや雨天時に少ないというように天気に起因したものとなるので、例えば、インターネット等から入手した気象情報等から予測することができる。
また、上記調達可能電力コストは、コージェネレーションシステム６１の発電効率及びコージェネ用燃料Ｇｂの単価、商用電力系統の電力単価等から算出することができる。

上記走行予定情報送信手段５４は、上述したようにハイブリッド車両１の走行予定に関する走行予定情報を取得して、ハイブリッド車両１が車庫６７から出庫する出庫時期に、通信装置５８を介した電力線通信又は無線通信によりその走行予定情報を、ハイブリッド車両１の走行予定情報受付手段７へ送信可能な手段として構成されている。

具体的には、上記走行予定情報送信手段５４は、使用者に対して入出力部５７に対する走行予定の入力を促して、入出力部５７に入力された走行予定から走行予定情報を取得し、出庫直前に、それをハイブリッド車両１の走行予定情報受付手段７に送信するように構成されている。
そして、上記走行予定情報送信手段５４により電力システム５０で入力された送信予定情報をハイブリッド車両１の走行予定情報受付手段７に送信することにより、使用者がハイブリッド車両１に乗り込んだときにわざわざ走行予定情報を入力する必要がない。そして、ハイブリッド車両１の走行予定情報受付手段７は、この走行予定情報送信手段５４からの走行予定情報の受信に伴って、上述したように蓄電残量調整手段９で用いる走行予定情報を登録する走行予定情報登録処理を自動的に実行することになる。

上記調整指令送信手段５５は、電力需給情報に基づいて、ハイブリッド車両１の蓄電残量調整手段９で用いる帰庫時期蓄電残量の調整目標を決定し、通信手段を介した電力線通信又は無線通信により当該決定した帰庫時期蓄電残量の調整目標に関する調整指令をハイブリッド車両１の指令受付手段８に送信可能な手段として構成されている。

即ち、上記調整指令送信手段５５は、上述した電力需給管理手段５６で取得される電力調達情報に基づいて、ハイブリッド車両１と電力システム５０との全体の省エネルギ化を達成するように、最適なバッテリー４の帰庫時期蓄電残量に関するシミュレーションを実行し、その最適な帰庫時期蓄電残量を調整目標として決定することができる。

更に、この調達指令送信手段５５は、ハイブリッド車両１の出庫前に実行する初期指令処理と、ハイブリッド車両１が出庫してから車庫６７に戻るまでの走行時間帯に実行する再指令処理とを、実行可能に構成されている。
上記初期指令処理は、図２も参照して、ハイブリッド車両１が車庫６７に停車している出庫直前に、その時点での電力需給情報に基づいて帰庫時期蓄電残量の調整目標を決定し、通信装置５８を介した電力線通信又は無線通信により当該決定した帰庫時期蓄電残量の調整目標に関する調整指令をハイブリッド車両１の指令受付手段８に送信する処理である。よって、ハイブリッド車両１の指令受付手段８は、この調整指令送信手段５５の初期指令処理による調整指令の受信に伴って、上述したように蓄電残量調整手段９で用いる調整目標を登録する調整目標登録処理を実行することになる。

一方、上記再指令処理は、図３も参照して、ハイブリッド車両１が車庫６７にない走行時間帯に、その時点での電力需給情報の変更に基づいて帰庫時期蓄電残量の調整目標を更新し、通信装置５８を介した無線通信により当該更新した帰庫時期蓄電残量の調整目標に関する調整指令をハイブリッド車両１の指令受付手段８に送信する処理である。よって、ハイブリッド車両１の指令受付手段８は、この調整指令送信手段５５の再期指令処理による調整指令の受信に伴って、上述したように蓄電残量調整手段９で用いる調整目標を更新する調整目標更新処理を実行することになる。尚、この再指令処理での調整指令の送受信は、電力システム５０の車両接続部５１がハイブリッド車両１の外部接続部５に接続されていない状態である出庫後に実行されることから、無線通信で行う必要がある。

そして、上記のように調整指令送信手段５５による初期指令処理及び再指令処理を実行することで、ハイブリッド車両１の上記蓄電残量調整手段９に対して、バッテリー４の帰庫時期蓄電残量が常に全体の省エネルギ化を達成し得る調整目標となるように、バッテリー４の蓄放電状態を制御させることができる。

例えば、電力システム５０において、電力需給管理手段５６は、インターネット等から入手した気象情報から当日の天気が晴天であると認識し太陽光発電システム６２による発電量が多くなると予測される場合、コージェネ用燃料Ｇｂの価格が比較的高い場合、電力システム５０側で電力が余剰となると予測される場合などにおいては、電力システム５０で電力を調達するのにかかる施設電力調達コストがハイブリッド車両１で車両用燃料Ｇａを消費して発電する発電するのにかかる車両発電コストに対して比較的安くなると予測することになる。よって、当該電力需給管理手段５６は、全体の省エネルギ化を実現するべく、電力システム５０側での電力調達量ができるだけ多くなるように、ハイブリッド車両１が帰庫した際に、車両充放電手段５２により車両充電作動を行うことを計画する。
すると、電力システム５０の調整指令送信手段５５は、当該バッテリー４の帰庫時期蓄電残量の調整目標を少なめの下限蓄電残量に決定し、そのハイブリッド車両１の蓄電残量調整手段９に調整目標を当該下限蓄電残量に設定させるための調整指令をハイブリッド車両１の指令受付手段８に送信する。
これにより、ハイブリッド車両１の蓄電残量調整手段９は、上記指令受付手段８で受信した調整指令に従って、下限蓄電帰庫モードでバッテリー４の帰庫時期蓄電残量を少なめの下限蓄電残量にできるだけ近くなるように調整することになる。
よって、このハイブリッド車両１が帰庫した際には、上記電力システムの車両充放電手段５２が車両充電作動を行うことにより、比較的安価な電力を電力システム５０からハイブリッド車両１のバッテリー４にできるだけ多く供給して蓄電させることができ、次回のハイブリッド車両１の走行時間帯においては、その安価な電力を利用してハイブリッド車両１を走行させることができる。

一方、電力システム５０において、電力需給管理手段５６は、インターネット等から入手した気象情報から当日の天気がくもり又は雨であると認識し太陽光発電システム６２による発電量が少なくなると予測される場合、コージェネ用燃料Ｇｂの価格が比較的安い場合、電力システム５０側で電力が不足となると予測される場合などにおいては、電力システム５０で電力を調達するのにかかる施設電力調達コストがハイブリッド車両１で車両用燃料Ｇａを消費して発電する発電するのにかかる車両発電コストに対して比較的高くなると予測することになる。よって、当該電力需給管理手段５６は、全体の省エネルギ化を実現するべく、電力システム５０側での電力調達量ができるだけ少なくなるように、ハイブリッド車両１が帰庫した際に、車両充放電手段５２により車両放電作動を行うことを計画する。
すると、電力システム５０の調整指令送信手段５５は、当該バッテリー４の帰庫時期蓄電残量の調整目標を多めの上限蓄電残量に決定し、そのハイブリッド車両１の蓄電残量調整手段９に調整目標を当該上限蓄電残量に設定させるための調整指令をハイブリッド車両１の指令受付手段８に送信する。
これにより、ハイブリッド車両１の蓄電残量調整手段９は、上記指令受付手段８で受信した調整指令に従って、上限蓄電帰庫モードでバッテリー４の帰庫時期蓄電残量を多めの上限蓄電残量にできるだけ近くなるように調整することになる。
よって、このハイブリッド車両１が帰庫した際には、上記電力システムの車両充放電手段５２が車両放電作動を行うことにより、比較的安価な電力をハイブリッド車両１のバッテリー４から電力システム５０にできるだけ多く供給して、電力負荷６０に供給することができる。

〔別実施形態〕
上記実施形態では、本発明に係る車両をハイブリッド車両１とした例を説明したが、別に、図４に示すような車両を燃料電池車両１’としても構わない。
即ち、この燃料電池車両１’は、車両用燃料Ｇａを利用して発電する発電部として、車両用燃料Ｇａと空気とを電気化学反応させて電力を出力する燃料電池７２が設けられており、更に、少なくとも電力を利用して走行動力を出力する電力駆動部として、上記燃料電池７２の出力電力やバッテリー４の放電電力を消費して軸動力を出力するモータ７１と、そのモータ７１の軸出力を車輪１５に伝達して走行する走行駆動機構１６とが設けられている点で、上記ハイブリッド車両１と相違する。
また、この燃料電池車両１’は、上記実施形態のハイブリッド車両１と同様に、蓄電残量調整手段９等の特徴構成を備えることから、当該車両１’のみならず施設側も含めた全体の省エネルギ化を達成し得るものとなる。

本発明に係る発電部と蓄放電部と電力駆動部とを備えた車両、及び、車両が入出庫する車庫を有する施設側の電力システムは、電力システムから車両に対して、蓄放電部に蓄電させる車両充電作動、車両の蓄放電部に放電させる車両放電作動の少なくとも一方を実行するにあたり、車両のみならず施設側も含めた全体の省エネルギ化を達成し得るものとして有効に利用可能である。

本実施形態における車両と電力システムの概略構成図 電力システムの車両接続部を車両の外部接続部に接続している状態における各種処理フロー図 車庫から出庫した車両が走行している走行時間帯における各種処理フロー図 別実施形態における車両の概略構成図

符号の説明

１：ハイブリッド車両（車両）
１’：燃料電池車両（車両）
２：エンジン（発電部）
３ｍ：モータ（電力駆動部）
３ｇ：ジェネレータ（発電部）
４：バッテリー（蓄放電部）
５：外部接続部
７：走行予定情報受付手段
８：指令受付手段
９：蓄電残量調整手段
１０：ナビゲーション装置
１１，５８：通信装置（通信手段）
１６：走行駆動機構（電力駆動部）
５０：電力システム
５１：車両接続部
５２：車両充放電手段
５４：走行予定情報送信手段
５５：調整指令送信手段
５６：電力需給管理手段
６６：無線通信ネットワーク
６７：車庫
７１：モータ（電力駆動部）
７２：燃料電池（発電部）
Ｇａ：車両用燃料
Ｇｂ：コージェネ用燃料

Claims (11)

1. 燃料を利用して発電する発電部と、蓄放電可能な蓄放電部と、少なくとも電力を利用して走行動力を出力する電力駆動部と、外部に設置された電力システムに対して電気的に接続可能な外部接続部とを備え、前記蓄放電部が前記外部接続部に対して電力を蓄放電可能に構成されている車両であって、
   走行時間帯における前記蓄放電部の蓄放電状態を制御して、帰庫時期における前記蓄放電部の蓄電残量である帰庫時期蓄電残量を調整可能な蓄電残量調整手段を備えた車両。
2. 前記蓄電残量調整手段が、前記帰庫時期蓄電残量を上限蓄電残量に調整する上限蓄電帰庫モードと前記帰庫時期蓄電残量を前記上限蓄電残量よりも少ない下限蓄電残量に調整する下限蓄電帰庫モードとを択一的に切り換える蓄電帰庫モード切換処理を実行する形態で、前記帰庫時期蓄電残量を調整するように構成されている請求項１に記載の車両。
3. 走行予定に関する走行予定情報の入力を受け付ける走行予定情報受付手段を備えると共に、
   前記蓄電残量調整手段が、前記走行予定情報に基づいて走行時間帯における前記蓄放電部の蓄放電状態を制御して、前記帰庫時期蓄電残量を調整するように構成されている請求項１又は２に記載の車両。
4. 前記走行予定情報受付手段が、前記走行予定情報として、走行時間帯又は走行距離に関する情報の入力を受け付ける請求項３に記載の車両。
5. 前記走行予定情報受付手段が、ナビゲーション装置の入出力情報に基づいて前記蓄電残量調整手段で用いる前記走行予定情報を更新する走行予定情報更新処理を実行する請求項３又は４に記載の車両。
6. 前記電力システムとの間で通信可能な通信手段を備えると共に、
   前記通信手段を介して前記電力システムから受信した調整指令に従って、前記蓄電残量調整手段で用いる前記帰庫時期蓄電残量の調整目標を決定する指令受付手段を備えた請求項１〜５の何れか一項に記載の車両。
7. 前記通信手段が、無線通信ネットワークを介して前記電力システムとの間で通信可能に構成され、
   前記指令受付手段が、走行時間帯に前記電力システムから受信した調整指令に従って前記帰庫時期蓄電残量の調整目標を更新する調整目標更新処理を実行する請求項６に記載の車両。
8. 請求項１〜７の何れか一項に記載の車両が入出庫する車庫を有する施設側に設置され、前記車両の外部接続部に対して電気的に接続可能な車両接続部を備えて、前記車両接続部を介して前記車両の蓄放電部に電力を供給して当該蓄放電部に蓄電させる車両充電作動、及び、前記車両の蓄放電部に放電させて前記車両接続部を介して当該蓄放電部から電力を取り出す車両放電作動の少なくとも一方を実行可能な車両充放電手段を備えた電力システム。
9. 前記車両との間で通信可能な通信手段を備え、
   前記車両が、走行予定に関する走行予定情報の入力を受け付ける走行予定情報受付手段を備えると共に、前記蓄電残量調整手段が、前記走行予定情報に基づいて走行時間帯における前記蓄放電部の蓄放電状態して、前記帰庫時期蓄電残量を調整するように構成されている場合において、
   前記走行予定情報を取得して、出庫前に前記通信手段を介して前記走行予定情報を前記走行予定情報受付手段へ送信可能な走行予定情報送信手段を備えた請求項８に記載の電力システム。
10. 前記車両との間で通信可能な通信手段を備え、
    前記通信手段を介して前記電力システムから受信した調整指令に従って、前記蓄電残量調整手段で用いる前記帰庫時期蓄電残量の調整目標を決定する指令受付手段を備えて構成されている場合において、
    前記電力システムで調達可能な電力に関する電力需給情報に基づいて、前記車両の蓄電残量調整手段で用いる帰庫時期蓄電残量の調整目標を決定し、前記通信手段を介して当該決定した帰庫時期蓄電残量の調整目標に関する調整指令を前記車両に送信可能な調整指令送信手段を備えた請求項８又は９に記載の電力システム。
11. 前記通信手段が、無線通信ネットワークを介して前記車両との間で通信可能に構成され、
    前記車両の指令受付手段が、走行時間帯に前記電力システムから受信した調整指令に従って前記帰庫時期蓄電残量の調整目標を更新する調整目標更新処理を実行するように構成されている場合において、
    前記調整指令送信手段が、前記車両の走行時間帯における電力需給情報の変更に基づいて前記帰庫時期蓄電残量の調整目標を更新し、前記通信手段を介して当該更新した帰庫時期蓄電残量の調整目標に関する調整指令を前記車両に送信する再指令処理を実行可能に構成されている請求項１０に記載の電力システム。

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