JP2009142102A

JP2009142102A - 車両

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Publication number: JP2009142102A
Application number: JP2007317164A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Yamaguchi; 勝彦山口
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-12-07
Filing date: 2007-12-07
Publication date: 2009-06-25
Anticipated expiration: 2027-12-07
Also published as: JP4277928B1; CN101888940A; EP2221208A1; CN101888940B; EP2221208B1; US7933695B2; WO2009072514A1; EP2221208A4; US20100222952A1

Abstract

【課題】複数の蓄電装置を搭載した車両において、ユーザの利便性を向上させるための技術を提供する。
【解決手段】車両１は、蓄電装置であるバッテリＢＡ，ＢＢと、バッテリＢＡ，ＢＢのうち少なくとも１つを電力供給源として選択可能に構成され、かつその電力供給源から電力を受けることにより駆動力を発生させる車両負荷（モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２、インバータ１４，２２、昇圧コンバータ１２Ａ，１２Ｂ、接続部４０Ａ，４０Ｂ、システムメインリレーＳＭＲＧ，ＳＲ）と、その電力供給源を選択するための選択指示に応じて、車両負荷がその電力供給源から電力を受けるように車両負荷を制御する制御部とを備える。選択指示はユーザによって入力される。すなわちユーザが車両の走行に使用するバッテリを選択することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は車両に関し、特に、各々が車両の外部の電源によって充電可能な複数の蓄電装置を搭載する車両に関する。

近年、環境に配慮した自動車として、電気自動車、ハイブリッド自動車および燃料電池自動車などのように、電力を蓄積する蓄電装置を搭載するとともに、その蓄電装置に蓄えられた電力によりモータを駆動する車両が注目されている。このような車両では、外部からその蓄電装置を充電可能な構成とすることも検討されている。さらに、上述した車両においては、走行距離を伸ばすために複数の蓄電装置を搭載することも検討されている。

これら複数の蓄電装置から電力を取り出すための装置あるいは方法に関し、これまでにさまざまな提案がなされている。たとえば特開２００５−２３７０６４号公報（特許文献１）は、複数のバッテリパックを搭載した車両のコントローラを開示する。このコントローラは、各バッテリパック中の高電圧バッテリの電圧値を取得して、電圧値が示す残容量の少ないものから順に優先順位を決定する。そしてコントローラは、第１順位に設定されたバッテリパックを走行用バッテリとして選択する。
特開２００５−２３７０６４号公報特開２００１−４５６７３号公報

特開２００５−２３７０６４号公報では、車両コントローラが車両の走行に使用するバッテリを複数のバッテリの間で切り換えることにより、高電圧バッテリの性能をフルに活用できるとともに、ユーザの手を煩わせることをなくすことができると説明されている。しかしながら、車両の走行に使用するバッテリを自身が選択できたほうがよいと考えるユーザが存在する可能性がある。

たとえば、車両のさまざまな走行を可能にするために、特性（たとえば蓄電容量）が異なる複数の蓄電装置が車両に搭載されていることが考えられる。車両の走行に使用するバッテリがコントローラによって自動的に選択された場合には、ユーザ自身が考える車両の走行と実際の走行とが異なる可能性がある。この場合、ユーザは、車両の走行に使用するバッテリを自身が選択できないことに対して不満を持つと考えられる。

本発明の目的は、複数の蓄電装置を搭載した車両において、ユーザの利便性を向上させるための技術を提供することである。

本発明は要約すれば、車両であって、各々が、車両外部の電源により充放電可能に構成され、かつ車両の駆動力を発生させるための電力を蓄える複数の蓄電装置と、複数の蓄電装置のうち少なくとも１つの蓄電装置を電力の供給源として選択可能に構成され、かつ供給源から電力を受けることにより駆動力を発生させる車両負荷と、供給源を選択するための選択指示をユーザから受け付ける入力部と、入力部に入力された選択指示に応じて、車両負荷が供給源から電力を受けるように前記車両負荷を制御する制御部とを備える。

好ましくは、制御部は、複数の蓄電装置の各々の残存容量値を、当該蓄電装置の入出力電流および端子間電圧のうちの少なくとも１つに基づいて算出する。車両は、制御部が算出した残存容量値をユーザに表示するための表示部をさらに備える。

好ましくは、制御部は、複数の蓄電装置の各々の現在の残存容量値と、過去において当該蓄電装置を用いて車両を走行させたときの車両の走行距離および残存容量値の減少量とに基づいて、複数の蓄電装置の各々に対応する車両の走行可能距離を算出する。表示部は、走行可能距離をさらに表示する。

好ましくは、車両は、車両の現在位置を把握するための現在位置把握装置と、地図情報を出力する地図情報出力部とをさらに備える。入力部は、さらに、ユーザから車両の目的地の情報を受け付ける。制御部は、現在位置把握装置が把握した現在位置と、入力部に入力された目的地の情報と、地図情報出力部からの地図情報とに基づいて、現在位置から目的地までの予想走行距離を算出するとともに、算出した予想走行距離および走行可能距離に基づいて、複数の蓄電装置の中から供給源の候補を決定する。表示部は、制御部が決定した候補をユーザに知らせるための表示処理を実行する。

好ましくは、複数の蓄電装置は、第１および第２の蓄電装置である。第１の蓄電装置の蓄電容量は、第２の蓄電装置の蓄電容量よりも小さい。

本発明によれば、複数の蓄電装置を搭載した車両において、ユーザの利便性を向上させることが可能になる。

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、本発明の実施の形態に係る車両の構成の一例を示す図である。

図１を参照して、車両１は、蓄電装置であるバッテリＢＡ，ＢＢと、昇圧コンバータ１２Ａ，１２Ｂと、平滑用コンデンサＣ１，Ｃ２，ＣＨと、電圧センサ１０Ａ，１０Ｂ，１３，２１Ａ，２１Ｂと、電流センサ１１Ａ，１１Ｂと、インバータ１４，２２と、エンジン４と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分割機構３と、車輪２と、制御装置３０とを含む。

バッテリＢＡ，ＢＢは、充放電可能な蓄電装置である。バッテリＢＡ，ＢＢに蓄積された電力は、主として車両１の駆動力の発生に用いられる。バッテリＢＡ，ＢＢとして、たとえば、鉛蓄電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の二次電池、あるいは電気二重層コンデンサ等の大容量キャパシタなどを用いることができる。

なお、バッテリＢＡ，ＢＢは異なる種類の蓄電装置であってもよい。たとえばバッテリＢＡが大容量キャパシタであり、バッテリＢＢが二次電池であってもよい。また、たとえばバッテリＢＡ、ＢＢはともに二次電池であるが、その種類が異なるもの（たとえばバッテリＢＡがリチウムイオン電池でありバッテリＢＢがニッケル水素電池である）であってもよい。

本実施の形態ではバッテリＢＡの蓄電容量がバッテリＢＢの蓄電容量よりも小さいものとする。ただし、バッテリＢＡの蓄電容量がバッテリＢＢの蓄電容量と同じであってもよいし、バッテリＢＢの蓄電容量より大きくてもよい。

平滑用コンデンサＣ１は、電源ラインＰＬ１Ａと接地ラインＳＬ２間に接続される。電圧センサ２１Ａは、平滑用コンデンサＣ１の両端間の電圧ＶＬＡを検出して、その検出した電圧ＶＬＡを制御装置３０に対して出力する。昇圧コンバータ１２Ａは、平滑用コンデンサＣ１の端子間電圧を昇圧する。

平滑用コンデンサＣ２は、電源ラインＰＬ１Ｂと接地ラインＳＬ２間に接続される。電圧センサ２１Ｂは、平滑用コンデンサＣ２の両端間の電圧ＶＬＢを検出して、その検出した電圧ＶＬＢを制御装置３０に対して出力する。昇圧コンバータ１２Ｂは、平滑用コンデンサＣ２の端子間電圧を昇圧する。

平滑用コンデンサＣＨは、昇圧コンバータ１２Ａ，１２Ｂによって昇圧された電圧を平滑化する。電圧センサ１３は、平滑用コンデンサＣＨの端子間電圧ＶＨを検出して、その検出した端子間電圧ＶＨを制御装置３０に出力する。

インバータ１４は、昇圧コンバータ１２Ｂまたは１２Ａから与えられる直流電圧を三相交流電圧に変換して、その三相交流電圧をモータジェネレータＭＧ１に出力する。インバータ２２は、昇圧コンバータ１２Ｂまたは１２Ａから与えられる直流電圧を三相交流電圧に変換して、その三相交流電圧をモータジェネレータＭＧ２に出力する。

動力分割機構３は、エンジン４とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に結合されてこれらの間で動力を分配する機構である。たとえば動力分割機構としてはサンギヤ、プラネタリキャリヤ、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。遊星歯車機構は、３つの回転軸のうち２つの回転軸の回転が定まれば、他の１つの回転軸の回転は強制的に定まるように構成される。この３つの回転軸がエンジン４、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。なおモータジェネレータＭＧ２の回転軸は、図示しない減速ギヤや差動ギヤによって車輪２に結合されている。また動力分割機構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み込んだり、自動変速機を組み込んだりしてもよい。

車両１は、さらに、バッテリＢＡの正極側に設けられる接続部４０Ａと、バッテリＢＡの負極側に設けられる接続部であるシステムメインリレーＳＭＲＧとを含む。接続部４０Ａは、バッテリＢＡの正極と電源ラインＰＬ１Ａとの間に接続されるシステムメインリレーＳＭＲＢと、システムメインリレーＳＭＲＢと並列接続される直列に接続されたシステムメインリレーＳＭＲＰおよび制限抵抗Ｒ０とを含む。システムメインリレーＳＭＲＧは、バッテリＢＡの負極（接地ラインＳＬ１）と接地ラインＳＬ２との間に接続される。

システムメインリレーＳＭＲＰ，ＳＭＲＢ，ＳＭＲＧは、制御装置３０から与えられる制御信号ＣＯＮＴ１〜ＣＯＮＴ３にそれぞれ応じて導通／非導通状態が制御される。

電圧センサ１０Ａは、バッテリＢＡの端子間の電圧ＶＢＡを測定する。電流センサ１１Ａは、バッテリＢＡに流れる電流ＩＢＡを検知する。電圧センサ１０Ａおよび電流センサ１１ＡはバッテリＢＡの充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）を監視するために設けられる。

車両１は、さらに、バッテリＢＢの正極側に設けられる接続部４０Ｂと、バッテリＢＢの負極側に設けられる接続部であるシステムメインリレーＳＲとを含む。接続部４０Ｂは、バッテリＢＢの正極と電源ラインＰＬ１Ｂとの間に接続されるシステムメインリレーＳＲ１Ｂと、システムメインリレーＳＲ１Ｂと並列接続される直列に接続されたシステムメインリレーＳＲ１Ｐおよび制限抵抗Ｒ１とを含む。システムメインリレーＳＲは、バッテリＢＢの負極と接地ラインＳＬ２との間に接続される。

システムメインリレーＳＲ１Ｐ，ＳＲ１Ｂ，ＳＲは、制御装置３０から与えられる制御信号ＣＯＮＴ４〜ＣＯＮＴ６にそれぞれ応じて導通／非導通状態が制御される。

接地ラインＳＬ２は、昇圧コンバータ１２Ａ，１２Ｂの中を通ってインバータ１４および２２側に延びている。

電圧センサ１０Ｂは、バッテリＢＢの端子間の電圧ＶＢＢを検出する。電流センサ１１Ｂは、バッテリＢＢに流れる電流ＩＢＢを検出する。電圧センサ１０Ｂおよび電流センサ１１ＢはバッテリＢＢの充電状態を監視するために設けられる。

なお、以下では充電状態（ＳＯＣ）を「残存容量」と呼ぶ場合もある。残存容量を示す値は、たとえばバッテリが満充電状態のときに１００％と定義され、バッテリが完全に放電した状態のときに０％と定義され、バッテリに蓄積された電力に応じて０％から１００％までの間で変化する。

インバータ１４は、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬ２に接続されている。インバータ１４は、昇圧コンバータ１２Ａおよび１２Ｂから昇圧された電圧を受けて、たとえばエンジン４を始動させるために、モータジェネレータＭＧ１を駆動する。また、インバータ１４は、エンジン４から伝達される動力によってモータジェネレータＭＧ１で発電された電力を昇圧コンバータ１２Ａおよび１２Ｂに戻す。このとき昇圧コンバータ１２Ａおよび１２Ｂは、降圧回路として動作するように制御装置３０によって制御される。

電流センサ２４は、モータジェネレータＭＧ１に流れる電流をモータ電流値ＭＣＲＴ１として検出し、そのモータ電流値ＭＣＲＴ１を制御装置３０へ出力する。

インバータ２２は、インバータ１４と並列的に、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬ２に接続されている。インバータ２２は、昇圧コンバータ１２Ａおよび１２Ｂの出力する直流電圧を三相交流電圧に変換し、その三相交流電圧を車輪２を駆動するモータジェネレータＭＧ２に対して出力する。またインバータ２２は、回生制動に伴い、モータジェネレータＭＧ２において発電された電力を昇圧コンバータ１２Ａおよび１２Ｂに戻す。このとき昇圧コンバータ１２Ａおよび１２Ｂは、降圧回路として動作するように制御装置３０によって制御される。

電流センサ２５は、モータジェネレータＭＧ２に流れる電流をモータ電流値ＭＣＲＴ２として検出し、そのモータ電流値ＭＣＲＴ２を制御装置３０へ出力する。

制御装置３０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各トルク指令値および回転速度、電圧ＶＢＡ，ＶＢＢ，ＶＬＡ，ＶＬＢ，ＶＨの各値、モータ電流値ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２および起動信号ＩＧＯＮを受ける。そして制御装置３０は、昇圧コンバータ１２Ｂに対して昇圧指示を行なう制御信号ＰＷＵＢ，降圧指示を行なう制御信号ＰＷＤＢおよび動作禁止を指示するシャットダウン信号を出力する。

さらに、制御装置３０は、インバータ１４に対して昇圧コンバータ１２Ａ，１２Ｂの出力である直流電圧を、モータジェネレータＭＧ１を駆動するための交流電圧に変換する駆動指示を行なうための制御信号ＰＷＭＩ１と、モータジェネレータＭＧ１で発電された交流電圧を直流電圧に変換して、その直流電圧を昇圧コンバータ１２Ａ，１２Ｂ側に戻す回生指示を行なうための制御信号ＰＷＭＣ１とを出力する。

同様に制御装置３０は、インバータ２２に対して、直流電圧をモータジェネレータＭＧ２を駆動するための交流電圧に変換する駆動指示を行なうための制御信号ＰＷＭＩ２と、モータジェネレータＭＧ２で発電された交流電圧を直流電圧に変換して、その直流電圧を昇圧コンバータ１２Ａ，１２Ｂ側に戻す回生指示を行なうための制御信号ＰＷＭＣ２とを出力する。

なお、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、インバータ１４，２２と、昇圧コンバータ１２Ａ，１２Ｂと、接続部４０Ａ，４０Ｂと、システムメインリレーＳＭＲＧ，ＳＲとは、バッテリＢＡ，ＢＢに蓄積された電力により車両１の駆動力を発生させる車両負荷を構成する。

この車両は、蓄電装置（すなわちバッテリＢＡ，ＢＢ）を車両外部の電源により充電可能に構成されている。このために、車両１は、さらに、電力入力インレット５０と、充電器５１と、充電器５１の出力ＣＨ１，ＣＨ２が接続される電力入力チャネルとを含む。

電力入力インレット５０は、車両外部の商用電源９０（たとえば交流１００Ｖ）をこの車両１に接続するための端子である。そして、この車両１においては、電力入力インレット５０に接続される車両外部の商用電源９０からバッテリＢＡおよびＢＢの一方または両方を充電することができる。

充電器５１は、車両外部から与えられる電力を受けて、バッテリＢＡおよびＢＢに対してそれぞれ第１、第２の充電電力を同時に供給することができる。充電器５１は、第１の充電電力をバッテリＢＡに出力する第１の出力ＣＨ１と、第２の充電電力をバッテリＢＢに出力する第２の出力ＣＨ２とを含む。

第１の出力ＣＨ１は、バッテリＢＡと第１の昇圧コンバータ１２Ａとの間のシステムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧとは別経路で、充電用リレー９１，９２を介してバッテリＢＡに接続される。

第２の出力ＣＨ２は、バッテリＢＢと第２の昇圧コンバータ１２Ｂとの間のシステムメインリレーＳＲ１Ｂ，ＳＲとは別経路で、充電用リレー９３，９４を介してバッテリＢＢに接続される。

なお、充電器５１は、バッテリＢＡ，ＢＢの状態に基づいて、第１、第２の充電電力の大きさを決定し、車両外部から与えられる電力をバッテリＢＡ，ＢＢに分配することが可能なように構成されていることが好ましい。より好ましくは、充電器５１は、車両外部から与えられる電力をバッテリＢＡ，ＢＢに分配する際に、分配する比率をバッテリＢＡ，ＢＢのＳＯＣに応じて変えられるように構成される。これによりバッテリＢＡ，ＢＢのＳＯＣを揃えることができる。

図２は、制御装置３０の周辺の構成をより詳細に説明するためのブロック図である。
図２および図１を参照して、制御装置３０は、制御信号ＣＯＮＴ１〜ＣＯＮＴ６をシステムメインリレーＳＭＲＰ，ＳＭＲＢ，ＳＭＲＧ，ＳＲ１Ｐ，ＳＲ１Ｂ，ＳＲにそれぞれ送信する。これにより各システムメインリレーはオンおよびオフする。同様に、制御装置３０は、制御信号ＣＮ１〜ＣＮ４を充電用リレー９１，９２，９３，９４にそれぞれ送信する。これにより各充電用リレーはオンおよびオフする。

本実施の形態では、バッテリＢＡ，バッテリＢＢのいずれか一方のみから電力を取り出すことも可能であるし、バッテリＢＡ，バッテリＢＢの両方から電力を取り出すことも可能である。制御装置３０は、放電対象のバッテリと、そのバッテリに対応する昇圧コンバータとを接続するためのシステムメインリレーをオンさせる。システムメインリレーを介して放電対象のバッテリに接続された昇圧コンバータは、そのバッテリからの直流電圧を昇圧する。

すなわち、システムメインリレーを含む車両負荷は、バッテリＢＡ、ＢＢのうち少なくとも１つを電力供給源として選択可能に構成される。そして車両負荷は、その供給源から電力を受けることにより車両の駆動力を発生させる。

さらに本実施の形態では、バッテリＢＡ，バッテリＢＢのいずれか一方のみを充電することも可能であるし、バッテリＢＡ，バッテリＢＢの両方を充電することも可能である。制御装置３０は、充電対象のバッテリに対応する充電用リレーをオンさせる。充電用リレーを介して充電対象のバッテリに接続された充電器５１は、車両外部の電源からの電力をそのバッテリに供給する。

制御装置３０には、ナビゲーションシステム６０およびタッチパネルディスプレイ７０が接続される。ナビゲーションシステム６０は、記録媒体６５に記録された情報を読み出すための読出回路６１と、ＧＰＳ（Global Positioning System）アンテナ６２と、ジャイロセンサ６３とを含む。

記録媒体６５は、地図情報を含む各種情報を記録した媒体であり、たとえばＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、メモリカード等である。

制御装置３０は、タッチパネルディスプレイ７０からユーザによって設定された目的地の情報を得る。制御装置３０は、ＧＰＳアンテナ６２およびジャイロセンサ６３を用いて車両の現在位置を把握する。そして制御装置３０は、その現在位置を、記録媒体６５から読出回路６１によって読出された地図情報に重ねてタッチパネルディスプレイ７０に表示する。

すなわちＧＰＳアンテナ６２およびジャイロセンサ６３は車両の現在位置を把握するための現在位置把握装置を構成する。また、記録媒体６５および読出回路６１は、地図情報を出力する地図情報出力部を構成する。なお、記録媒体６５および読出回路６１に代えて、地図情報を不揮発的に記憶し、その記憶内容を読出して出力する装置（たとえばハードディスクドライブ等）が用いられてもよい。

さらに制御装置３０は、現在位置から目的地までの走行経路を探索してタッチパネルディスプレイ７０に表示させる。

車輪速センサ７５は、車輪２の回転速度を検出する。制御装置３０は、車輪速センサ７５が検出した車輪の回転速度に基づいて、車両１の走行距離を算出する。

タッチパネルディスプレイ７０は、表示部７１および入力部７２を含む。入力部７２はユーザの指示を受け付けるためのものである。表示部７１は、制御装置３０の処理結果、地図情報、ユーザに対して指示の入力を案内する情報、ユーザが入力部７２に入力した指示の内容、その他の各種情報を表示する。

本実施の形態では、ユーザがバッテリＢＡ、ＢＢのうち車両１の走行に使用されるバッテリ（すなわち車両負荷に電力を供給する供給源）を選択することが可能である。なおユーザは、電力供給源としてバッテリＢＡ、ＢＢのいずれか一方のみ選択することも可能であるし、バッテリＢＡ、ＢＢの両方を選択することもできる。

表示部７１は、ユーザが電力供給源を選択するための情報を表示する。具体的には、表示部７１は、各バッテリの残存容量値、各バッテリを供給源とした場合の車両の走行可能距離等を表示する。

入力部７２は、ユーザによる電力供給源の指示（選択指示）を受け付ける。
なお、図２に示した他の部分の構成は図１の対応する部分の構成と同様であるので説明は繰返さない。

次に、ユーザが電力供給源を選択する際にタッチパネルディスプレイ７０（表示部７１）に表示される情報について具体的に説明する。

図３を参照して、タッチパネルディスプレイ７０には、車両１を表現した車両イメージ８１が表示される。車両イメージ８１は、図１に示したバッテリＢＡ，ＢＢにそれぞれ対応するバッテリイメージ８２Ａ，８２Ｂを含む。

タッチパネルディスプレイ７０の画面には、さらに、バッテリＢＡ，ＢＢのそれぞれの残存容量値を表示するためのＳＯＣ表示部８３Ａ，８３Ｂが設けられる。なおバッテリイメージ８２Ａ，８２Ｂも、対応するバッテリの残存容量を表したものである。

タッチパネルディスプレイ７０の画面には、さらに、バッテリＢＡによる車両１の走行可能距離を表示するための走行可能距離表示部８４Ａと、バッテリＢＢによる車両１の走行可能距離を表示するための走行可能距離表示部８４Ｂとが設けられる。

タッチパネルディスプレイ７０の画面には、さらに、ユーザが充電対象（または放電対象）バッテリとしてバッテリＢＡを選択するための選択キー８５Ａと、ユーザが充電対象（または放電対象）バッテリとしてバッテリＢＢを選択するための選択キー８５Ｂと、ユーザが充電対象（または放電対象）のバッテリを最終的に決定するための決定キー８６とが表示される。選択キー８５Ａ，８５Ｂおよび決定キー８６は図２の入力部７２を構成する。

ユーザが、ある選択キーを１回押した場合に、その選択キーに対応するバッテリの選択が有効となり、ユーザがその選択キーをもう１回押すと、そのバッテリの選択がキャンセルされる。ユーザが決定キー８６を押した場合、その時点で選択されているバッテリが供給源として確定する。

続いて、制御装置３０によって算出される車両の走行可能距離について詳細に説明する。制御装置３０は、その内部に記憶する車両の走行履歴を示すデータに基づいて、各バッテリによる車両の走行可能距離を算出する。

図４は、車両の走行履歴が記録されたデータの構成例を示す図である。なお以下に示した数値は、説明を分かりやすくするための例であって、本発明を限定するものではないことを確認的に記載しておく。

図４を参照して、トリップごとに、車両の走行距離、トリップ開始時のバッテリの残存容量値（走行前容量）、トリップ終了時のバッテリの残存容量値（走行後容量）、そのトリップにおける残存容量値の単位減少量あたりの走行距離（レート）が記録される。ここで「トリップ」とは、制御装置３０が起動信号ＩＧＯＮを受けた時点から、制御装置３０が停止信号を受けた時点までの車両１の走行を意味する。また、このデータは、各バッテリに対応する走行距離、走行前容量、走行後容量およびレートを有している。

図４では、バッテリＢＡ、ＢＢをそれぞれ「バッテリ（Ａ）」および「バッテリ（Ｂ）」と示す。また、以後の説明においてもバッテリＢＡ、ＢＢをそれぞれ「バッテリ（Ａ）」および「バッテリ（Ｂ）」と呼ぶ場合もある。

１番目のトリップおよび２番目のトリップでは、バッテリ（Ａ）の走行距離とバッテリ（Ｂ）の走行距離とが同じである。このことは、車両１がバッテリ（Ａ），（Ｂ）の両方を用いて走行したことを示している。

バッテリ（Ａ）、バッテリ（Ｂ）ともに、２番目のトリップにおける走行前容量は、１番目のトリップにおける走行後容量よりも大きい。このことは、１番目のトリップの終了後にバッテリ（Ａ）、バッテリ（Ｂ）の充電が行なわれたことを表している。

制御装置３０は、各バッテリに設けられた電圧センサおよび電流センサ（図１参照）の検出結果に基づいて走行前容量および走行後容量を算出する。走行前容量はトリップ開始時に算出され、走行後容量はトリップ終了時に算出される。そして制御装置３０は、走行前容量および走行後容量と、そのトリップにおける車両の走行距離とに基づいてレートを算出する。レートの算出式は、［走行距離／｛（走行前容量）−（走行後容量）｝］と表される。

ただし、３番目のトリップを参照すると、バッテリ（Ｂ）の走行前容量と走行後容量とは等しい。このことは、バッテリ（Ａ）のみによって車両が走行したことを示している。この場合のバッテリ（Ｂ）のレートは０となる。

図５は、ユーザによってバッテリＢＡ，ＢＢの両方が選択された場合の車両の走行可能距離を算出する処理を説明するフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、たとえば所定の条件の成立時（たとえばユーザがタッチパネルディスプレイ７０を介して、制御装置３０に図３に示す画面の表示を指示したとき）にメインルーチンから呼び出されて実行される。

図５を参照して、処理が開始されると、ステップＳ１において、制御装置３０は、図４に示したデータに含まれるレートの平均値（平均レート）を算出する。図４に示したデータの場合には、３トリップ目においてバッテリ（Ａ）のみによる車両の走行が行なわれているので、制御装置３０は、平均レートの算出時に３トリップ目のレートを除外する。したがって、図４に示すデータから導き出される平均レートは、１トリップ目のレート（０．２５ｋｍ／％）と２トリップ目のレート（０．２４ｋｍ／％）との平均値（０．２４５ｋｍ／％）となる。

ステップＳ２において、制御装置３０は、各バッテリによる走行可能距離を算出する。詳細には、制御装置３０は、ステップＳ１において算出した平均レートとバッテリＢＡ、ＢＢの容量比と、バッテリの残存容量値との積によって、走行可能距離を算出する。

たとえば、バッテリＢＡ、ＢＢの容量比が２０：８０であり、走行前容量の値がバッテリＢＡ、ＢＢともに８０％であるとする。この場合、バッテリＢＡによる走行可能距離は、０．２４５×０．２×８０＝３．９（ｋｍ）となり、バッテリＢＢによる走行可能距離は、０．２４５×０．８×８０＝１１．８（ｋｍ）となる。

ステップＳ３において、制御装置３０は、算出した残存容量値と走行可能距離とをバッテリごとにタッチパネルディスプレイ７０（表示部７１）に表示させる。ステップＳ３の処理が終了すると全体の処理はメインルーチンに戻される。

図６は、ユーザによってバッテリＢＡまたはバッテリＢＢのみの使用が選択された場合における制御装置３０の処理を説明するフローチャートである。なお、このフローチャートに示す処理は、所定の条件の成立時（たとえばユーザが制御装置３０に対して図３に示す画面の表示を指示したとき）にメインルーチンから呼び出されて実行される。

図６を参照して、ステップＳ１１において、制御装置３０は、バッテリＢＡ，ＢＢのうちユーザによって選択されたバッテリの単独使用時のレートをその内部から読み出す。上述のように、制御装置３０は、図４に示すデータを内部に記憶する。制御装置３０は、そのデータに含まれる、バッテリの単独使用時のレートを読み出す。

ステップＳ１２において、制御装置３０は、ユーザが選択したバッテリのみによる走行可能距離を算出する。詳細には、制御装置３０は、そのバッテリに対応するレートと残存容量値との積により走行可能距離を算出する。

たとえば、バッテリ（Ａ）がユーザにより選択され、バッテリ（Ａ）の走行前容量が８０％であるとする。図４に示すデータでは、バッテリ（Ａ）の単独使用時のレートは０．０５であるので、バッテリ（Ａ）の単独使用時の走行可能距離は０．０５×８０＝４（ｋｍ）となる。

なお、制御装置３０は、バッテリ（Ｂ）による走行可能距離もあわせて算出する。この場合の走行可能距離の算出式は、ステップＳ２での処理に用いられる算出式と同じである。したがってバッテリ（Ｂ）による走行可能距離は１１．８（ｋｍ）となる。

ステップＳ１３において、その算出した走行可能距離をタッチパネルディスプレイ７０（表示部７１）に表示させる。ステップＳ１３の処理が終了すると全体の処理はメインルーチンに戻される。

以上のように実施の形態１によれば、車両には、２つの蓄電装置（バッテリＢＡ、ＢＢ）が搭載される。ユーザは、タッチパネルディスプレイ７０（入力部７２）に、バッテリＢＡ、ＢＢの一方または両方を選択するための選択指示を入力する。この選択指示に応じて制御装置３０は、ユーザが選択したバッテリから車両負荷が電力を受けるように車両負荷を制御する。これにより、バッテリのきめ細かい使い分けが可能になるのでユーザの利便性を向上させることができる。

さらに、本実施の形態では、各バッテリの残存容量値および各バッテリによる走行可能距離が表示部に表示されるので、ユーザは、それらの情報に基づいて、使用する（充電または放電する）バッテリを決定できる。これによりユーザの利便性を向上させることができる。

さらに、本実施の形態では、バッテリＢＡの容量がバッテリＢＢの容量よりも小さい。たとえば車両を短距離しか走行させないユーザの場合、容量が小さいバッテリ（バッテリＢＡ）のみ充放電すれば車両を十分使用できる可能性が高い。したがってバッテリＢＡのみ充電すれば充電時間を短縮できる。また、バッテリＢＡの劣化によりバッテリＢＡの交換の必要が生じたとしても、容量が小さいバッテリであれば交換に要する費用が安くなる可能性が高くなる。これによりユーザの利便性を向上させることができる。

［実施の形態２］
実施の形態２に係る車両の構成は図１、図２等に示す車両１の構成と同様であるので以後の説明は繰返さない。以下では、適宜図１あるいは図２を参照しながら実施の形態２の車両について説明する。

図７は、実施の形態２に係る車両に搭載されるタッチパネルディスプレイの表示内容を説明するための図である。

図７および図３を参照して、図７に示した表示内容は、図３に示した表示内容に現在地から目的地までの距離の情報を追加したものである。さらに、図７には、車両がその距離を走行する際の使用推奨バッテリを示すために、その使用推奨バッテリに対応する選択キー（図７では選択キー８５Ａ）が点滅表示される。これらの点で図７に示した表示内容は図３に示した表示内容と異なるが、他の点については図３に示した表示内容と同様であるので説明は繰返さない。

制御装置３０（図１および図２参照）は、現在地から目的地までの距離（予想走行距離）と各バッテリの走行可能距離とに基づいて、バッテリＢＡ、ＢＢのうち、使用推奨バッテリ（供給源の候補）を決定する。さらに制御装置３０は、その決定した使用推奨バッテリをユーザに知らせるための表示処理をタッチパネルディスプレイ７０（表示部７１）に行なわせる。

本実施の形態では、タッチパネルディスプレイ７０は制御装置３０が決定した使用推奨バッテリをユーザに知らせるために対応する選択キーを点滅表示させる。ただし、使用推奨バッテリをユーザに知らせるための表示処理は他のものでもよい。たとえば、使用推奨バッテリに対応する選択キーの表示色を他の選択キーの表示色と異ならせてもよい。

図８は、実施の形態２による使用推奨バッテリの表示処理を説明するフローチャートである。なお、このフローチャートに示す処理は、たとえば所定の条件の成立時（たとえばユーザが制御装置３０に対して図７に示す画面の表示を指示したとき）にメインルーチンから呼び出されて実行される。

図８および図２を参照して、処理が開始されると、まずステップＳ２１において、制御装置３０は、ＧＰＳアンテナ６２、ジャイロセンサ６３からの情報に基づいて、車両１の現在位置の情報を取得する。さらに、制御装置３０は、入力部７２を介して車両１の目的地の情報を取得する。さらに、制御装置３０は、読出回路６１が記録媒体６５から読出した地図情報を取得する。制御装置３０は、これらの情報に基づいて、車両の現在位置から目的地までの距離（予想走行距離）を算出する。

ステップＳ２２において、制御装置３０は、現在地からその目的地まで、バッテリＢＡ（バッテリ（Ａ））のみによる走行が可能か否かを判定する。実施の形態１と同様に、制御装置３０は図４に示すデータに基づいて、バッテリＢＡのみによる走行が行なわれた場合の車両の走行可能距離を算出する（図６のフローチャート参照）。そして、制御装置３０はその算出した走行可能距離が、ステップＳ２１において求められた予想走行距離よりも大きければ、バッテリＢＡ（バッテリ（Ａ））のみによる走行が可能と判定する。この場合（ステップＳ２２においてＹＥＳ）、制御装置３０は、バッテリ（Ａ）側の選択キー（選択キー８５Ａ）が点滅するように、タッチパネルディスプレイ７０を制御する（ステップＳ２３）。

ステップＳ２３に続くステップＳ２４では、制御装置３０は、図４に示すデータに基づいて、バッテリＢＢのみによる走行が行なわれた場合の車両の走行可能距離を算出する。そして、制御装置３０は、バッテリＢＢ（バッテリ（Ｂ））のみによる走行が可能か否かを判定する。

制御装置３０は、算出した走行可能距離がステップＳ２１において求められた予想走行距離よりも大きければ、バッテリＢＢ（バッテリ（Ｂ））のみによる走行が可能と判定する。この場合（ステップＳ２４においてＹＥＳ）、制御装置３０は、バッテリ（Ｂ）側の選択キー（選択キー８５Ｂ）が点滅するように、タッチパネルディスプレイ７０を制御する（ステップＳ２５）。この場合、選択キー８５Ａ，８５Ｂの両方が点滅する。

すなわち、バッテリＢＡのみによる走行もバッテリＢＢのみによる走行も可能である場合には選択キー８５Ａ，８５Ｂの両方が点滅する。たとえばバッテリＢＡのみが使用され続けることによりバッテリＢＡが先に寿命に達するのをユーザが避けたいことがある。したがって、バッテリＢＡのみによる走行が可能であっても、バッテリＢＢのみによる走行も可能であるならば、制御装置３０は、選択キー８５Ａ，８５Ｂの両方を点滅させる。これにより、ユーザがバッテリＢＢを選択したり、バッテリＢＡ，ＢＢの両方を選択したりする可能性を高くすることができる。よって、バッテリＢＡが先に寿命に達するのを避けることができる。

ステップＳ２４において算出された走行可能距離がステップＳ２１において求められた予想走行距離より小さい場合、制御装置３０はバッテリＢＢ（バッテリ（Ｂ））のみによる走行が不可と判定する。この場合（ステップＳ２４においてＮＯ）、制御装置３０は、バッテリ（Ｂ）側の選択キー（選択キー８５Ｂ）を消灯させたままとする（ステップＳ２６）。よって、選択キー８５Ａのみが点滅する。

一方、ステップＳ２２において制御装置３０が算出した走行可能距離が予想走行距離よりも小さい場合（ステップＳ２２においてＮＯ）、制御装置３０はステップＳ２４での処理と同様に、図４に示すデータに基づいてバッテリＢＢのみによる走行が行なわれた場合の車両の走行可能距離を算出する。そして、制御装置３０は、バッテリＢＢ（バッテリ（Ｂ））のみによる走行が可能か否かを判定する（ステップＳ２７）。

制御装置３０は、算出した走行可能距離がステップＳ２１において求められた予想走行距離よりも大きければ、バッテリＢＢ（バッテリ（Ｂ））のみによる走行が可能と判定する。この場合（ステップＳ２７においてＹＥＳ）、制御装置３０は、バッテリ（Ｂ）側の選択キー（選択キー８５Ｂ）が点滅するように、タッチパネルディスプレイ７０を制御する（ステップＳ２８）。この場合、選択キー８５Ｂのみが点滅する。

一方、ステップＳ２７において算出された走行可能距離がステップＳ２１において求められた予想走行距離よりも小さい場合（ステップＳ２７においてＮＯ）、制御装置３０は、車両１を走行させるためにはバッテリＢＡ，ＢＢの両方が必要と判断する。したがって、制御装置３０は、選択キー８５Ａ，８５Ｂの両方を消灯させたまま処理を終了する。この場合、全体の処理はメインルーチンに戻される。また、ステップＳ２５，Ｓ２６，Ｓ２８の各ステップの処理が終了した場合にも全体の処理はメインルーチンに戻される。

このように実施の形態２によれば、ユーザが複数のバッテリのいずれを選択するかに際して、ユーザの選択が容易となるようにユーザを導くことが可能になる。これによりユーザの利便性を図ることができる。

なお、本発明が適用可能な自動車に搭載される蓄電装置の数は２つに限定されるものではなく、蓄電装置の数は複数であれば２より大きくてもよい。図１に示した構成と同様に、蓄電装置の数に応じて昇圧コンバータおよびシステムメインリレーの数が定められる。制御装置３０は、ユーザの選択指示に応じて、システムメインリレー、昇圧コンバータ等を制御することにより、車両負荷に電力を供給する供給源（蓄電装置）を複数の蓄電装置の中から選択することが可能になる。同様に、蓄電装置の数に応じて充電用リレーの数が定められる。これにより制御装置３０は、ユーザの選択指示に応じて充電用リレーを制御することにより、充電対象の蓄電装置を複数の蓄電装置の中から選択することが可能になる。したがって、蓄電装置の数は複数であれば特に限定されない。

また、バッテリＢＡ，ＢＢを外部電源により充電するための構成は図１に示した構成に限定されるものではない。たとえば充電器５１が車両１の外部に設けられていてもよい。あるいは、たとえば図９に示した構成例のように、インレット５０の一方の端子とモータジェネレータＭＧ１の三相コイルの中性点Ｎ１とを接続する第１の電力入力ラインＡＣＬ１と、インレット５０の他方の端子とモータジェネレータＭＧ２の三相コイルの中性点Ｎ２とを接続する電力入力ラインＡＣＬ２とが車両１に設けられていてもよい。この構成においては、充電用リレー９１〜９４および充電器５１が車両１に設けられていない。この点で図９に示した構成は図１に示した構成と異なる。

図９に示す構成の場合、インバータ１４，２２は制御装置３０からの指示信号に応じて中性点Ｎ１，Ｎ２に印加される交流電圧を直流電圧に変換する。さらに、昇圧コンバータ１２Ａ，１２Ｂは制御装置３０からの指示信号に応じてインバータ１４，２２からの直流電圧をバッテリＢＡ，ＢＢの充電に適した電圧に変換する。制御装置３０が接続部４０Ａ，４０Ｂ、システムメインリレーＳＭＲＧ，ＳＲを制御することによって、昇圧コンバータ１２Ａ，１２Ｂからの電圧は、バッテリＢＡ，ＢＢの一方または両方に印加される。

また、本実施の形態において示したハイブリッド自動車は、動力分割機構によりエンジンの動力を分割して車輪２とモータジェネレータＭＧ１とに伝達可能なシリーズ／パラレル型のハイブリッド車である。ただし本発明は蓄電装置を外部電源により充電可能な車両に適用可能であるため、シリーズ／パラレル型のハイブリッド車以外の形式のハイブリッド車にも適用可能である。たとえば、モータジェネレータＭＧ１を駆動するためにのみエンジン４を用い、モータジェネレータＭＧ２でのみ車両の駆動力を発生する、いわゆるシリーズ型のハイブリッド車や、エンジン４が生成した運動エネルギーのうち回生エネルギーのみが電気エネルギーとして回収されるハイブリッド車、エンジンを主動力として必要に応じてモータがアシストするモータアシスト型のハイブリッド車などにも本発明は適用可能である。

また、本発明は、走行駆動力を発生する電動機と、その電動機に供給される電力を蓄える複数の蓄電装置とを搭載し、かつ、その複数の蓄電装置が外部電源によって充電可能に構成された車両に対して適用可能である。本実施の形態においては、このような車両の一例として、内燃機関とモータジェネレータとを搭載したハイブリッド自動車を示した。ただし、ハイブリッド自動車に限定されず、たとえば電気自動車にも本発明は適用可能である。

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、上記した説明ではなく、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。

本発明の実施の形態に係る車両の構成の一例を示す図である。制御装置３０の周辺の構成をより詳細に説明するためのブロック図である。タッチパネルディスプレイ７０に表示される情報を説明するための図である。車両の走行履歴が記録されたデータの構成例を示す図である。ユーザによってバッテリＢＡ，ＢＢの両方が選択された場合における制御装置３０の処理を説明するフローチャートである。ユーザによってバッテリＢＡまたはバッテリＢＢのみの使用が選択された場合における制御装置３０の処理を説明するフローチャートである。実施の形態２に係る車両に搭載されるタッチパネルディスプレイの表示内容を説明するための図である。実施の形態２による使用推奨バッテリの表示処理を説明するフローチャートである。本発明の実施の形態に係る車両を充電するための他の構成例を示す図である。

符号の説明

１車両、２車輪、３動力分割機構、４エンジン、１０Ａ，１０Ｂ，１３，２１Ａ，２１Ｂ電圧センサ、１１Ａ，１１Ｂ，２４，２５電流センサ、１２Ａ，１２Ｂ昇圧コンバータ、１４，２２インバータ、３０制御装置、４０Ａ，４０Ｂ接続部、５０電力入力インレット、５１充電器、６０ナビゲーションシステム、６１読出回路、６２ＧＰＳアンテナ、６３ジャイロセンサ、６５記録媒体、７０タッチパネルディスプレイ、７１表示部、７２入力部、８１車両イメージ、８２Ａ，８２Ｂバッテリイメージ、８３Ａ，８３ＢＳＯＣ表示部、８４Ａ，８４Ｂ走行可能距離表示部、８５Ａ，８５Ｂ選択キー、８６決定キー、９０商用電源、９１〜９４充電用リレー、ＢＡ，ＢＢバッテリ、Ｃ１，Ｃ２，ＣＨ平滑用コンデンサ、ＭＧ１，ＭＧ２モータジェネレータ、Ｎ１，Ｎ２中性点、ＰＬ１Ａ，ＰＬ１Ｂ，ＰＬ２電源ライン、Ｒ０，Ｒ１制限抵抗、ＳＬ１，ＳＬ２接地ライン、ＳＭＲＰ，ＳＭＲＢ，ＳＭＲＧ，ＳＲ１Ｐ，ＳＲ１Ｂ，ＳＲシステムメインリレー。

Claims

車両であって、
各々が、前記車両外部の電源により充放電可能に構成され、かつ前記車両の駆動力を発生させるための電力を蓄える複数の蓄電装置と、
前記複数の蓄電装置のうち少なくとも１つの蓄電装置を前記電力の供給源として選択可能に構成され、かつ前記供給源から前記電力を受けることにより前記駆動力を発生させる車両負荷と、
前記供給源を選択するための選択指示をユーザから受け付ける入力部と、
前記入力部に入力された前記選択指示に応じて、前記車両負荷が前記供給源から前記電力を受けるように前記車両負荷を制御する制御部とを備える、車両。
前記制御部は、前記複数の蓄電装置の各々の残存容量値を、当該蓄電装置の入出力電流および端子間電圧のうちの少なくとも１つに基づいて算出し、
前記車両は、
前記制御部が算出した前記残存容量値を前記ユーザに表示するための表示部をさらに備える、請求項１に記載の車両。
前記制御部は、前記複数の蓄電装置の各々の現在の前記残存容量値と、過去において当該蓄電装置を用いて前記車両を走行させたときの前記車両の走行距離および前記残存容量値の減少量とに基づいて、前記複数の蓄電装置の各々に対応する前記車両の走行可能距離を算出し、
前記表示部は、前記走行可能距離をさらに表示する、請求項２に記載の車両。
前記車両は、
前記車両の現在位置を把握するための現在位置把握装置と、
地図情報を出力する地図情報出力部とをさらに備え、
前記入力部は、さらに、前記ユーザから前記車両の目的地の情報を受け付け、
前記制御部は、前記現在位置把握装置が把握した前記現在位置と、前記入力部に入力された前記目的地の情報と、前記地図情報出力部からの前記地図情報とに基づいて、前記現在位置から前記目的地までの予想走行距離を算出するとともに、算出した前記予想走行距離および前記走行可能距離に基づいて、前記複数の蓄電装置の中から前記供給源の候補を決定し、
前記表示部は、前記制御部が決定した前記候補を前記ユーザに知らせるための表示処理を実行する、請求項３に記載の車両。
前記複数の蓄電装置は、第１および第２の蓄電装置であって、
前記第１の蓄電装置の蓄電容量は、前記第２の蓄電装置の蓄電容量よりも小さい、請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両。