JP2011223790A - 電気駆動式車両 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリを充電している電源を判別可能な電気駆動式車両を提供する。
【解決手段】電気駆動式車両１は、走行用のモータ７０と、互いに電源周波数が相違する商用電源及び発電装置により選択的に充電可能でありモータ７０に電力を供給するバッテリ９０と、バッテリ９０を充電している商用電源又は発電装置の電源周波数を検出する周波数検出部６８と、周波数検出部６８の検出結果に基づいてバッテリ９０を充電している電源を判別するＥＣＵ５０と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気駆動式車両に関する。

バッテリから電力によりモータで走行する電気駆動式車両がある。特許文献１には、商用電源及び発電装置の何れを用いてもバッテリを充電できる車両が開示されている。

特開２００９−２４８６４４号公報

従来の車両では、バッテリを充電している電源が商用電源であるのか発電装置であるのかを判別することはできない。これにより、例えば、バッテリを充電している電源の種類に応じて車両の走行状態を制御することはできない。

そこで、バッテリを充電している電源を判別可能な電気駆動式車両を提供することを課題とする。

上記課題は、走行用のモータと、互いに電源周波数が相違する商用電源及び発電装置により選択的に充電可能であり前記モータに電力を供給するバッテリと、前記バッテリを充電している前記商用電源又は発電装置の電源周波数を検出する周波数検出部と、前記周波数検出部の検出結果に基づいて前記バッテリを充電している電源を判別する制御手段と、を備えた電気駆動式車両によって達成できる。バッテリを充電している商用電源又は発電装置の電源の周波数を検出することにより、バッテリを充電している電源を判別できる。

バッテリを充電している電源を判別可能な電気駆動式車両を提供できる。

本実施例の電気駆動式車両を模式的に示す図である。 商用電源によりバッテリが充電されている場合の説明図である。 車両内に搭載された発電装置によりバッテリが充電されている場合の説明図である。 車両外で接地された発電装置によりバッテリが充電されている場合の説明図である。 発電装置の説明図である。 ＥＣＵが実行する制御の一例を示したフローチャートである。

図１は、本実施例の電気駆動式車両１を模式的に示す図である。図１に示すように、電気駆動式車両１（以下、車両１と称する）は、インバータ２０、ＥＣＵ５０、モータ７０、バッテリ９０、を有している。本実施例の車両１は、商用電源によりバッテリ９０を充電可能な、いわゆるプラグイン車両である。また、バッテリ９０は、後述する商用電源及び発電装置により選択的に充電可能である。

ＥＣＵ５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備え、各種センサからの検出値が出力される。ＥＣＵ５０は、各種センサの検出値に基づいて車両１全体の動作を制御する。各種センサとは、例えば、イグニッションのオン、オフを検出するイグニッションスイッチ３１や、バッテリ９０の充電状態（ＳＯＣ）を検出するＳＯＣセンサ９１等である。ＥＣＵ５０は、詳しくは後述するが、バッテリ９０を充電している電源が、商用電源であるのか又は発電装置であるのかを判別できる。また、ＲＯＭには上記判別の処理を実行するためのプログラムが記憶されている。

車両１は、プラグイン部６１、電位差検出部６２、ケーブル６５、を有している。ケーブル６５は、商用電源又は発電装置の電力をバッテリ９０に供給するためのものである。ケーブル６５の先端には発電装置又は家庭用コンセントに接続されるプラグ６６が形成されている。ケーブル６５の根元は、プラグイン部６１に接続されている。電位差検出部６２は、詳しくは後述する。警告ランプ４０は、ドライバー席付近に設けられ、ＥＣＵ５０は、一定条件を満たす場合に警告ランプ４０を点灯させる。

バッテリ９０は、インバータ２０を介してモータ７０に電力を供給する。モータ７０は、車両を走行するために用いられる。モータ７０の動力は、トランスミッション５に伝達される。トランスミッション５に伝達された動力は駆動軸を介して駆動輪２に伝えられる。インバータ２０は、バッテリ９０からの直流電流を交流電流に変換する。また、インバータ２０は、商用電源又は発電装置からの交流電流を直流電流に変換する。

図２は、商用電源２００によりバッテリ９０が充電されている場合の説明図である。商用電源２００は、各過程に供給される電源である。商用電源２００は、単相交流の商用電源（電圧値は１００Ｖ又は２００Ｖ）である。ケーブル６５を各過程のコンセントに接続することにより、商用電源２００からバッテリ９０へ電力が供給される。これによりバッテリ９０は充電される。

図３は、車両１内に搭載された発電装置１０によりバッテリ９０が充電されている場合の説明図、図４は、車両１外に接地された発電装置１０によりバッテリ９０が充電されている場合の説明図である。発電装置１０は、発電機１０ａ、エンジン１０ｂを含む。エンジン１０ｂの回転動力は発電機１０ａに伝達されて発電機１０ａが駆動する。これにより、発電機１０ａには電力が発生する。このように発電機１０ａはエンジン１０ｂの駆動力を電力に変換する。発電機１０ａにより生じた電力はバッテリ９０に充電されるか、又はモータ７０に供給される。

発電機１０ａは、ロータとステータとを有する。ロータにはエンジン１０ｂのクランク軸が接続されている。ロータは、複数の永久磁石が設けられている。ステータには、三相コイルが設けられている。エンジン１０ｂがロータを回転させることにより、三相コイルの両端に起電力を生じる。尚、発電機１０ａは、エンジン１０ｂの動力により駆動するものであればよく、上記の構造に限定されない。

このようにエンジン１０ｂは車両の走行のために用いられるものではなく、発電機１０ａを駆動するために用いられる。本実施例の車両１では、発電装置１０は、車両１に搭載した場合、車両１外に置かれた場合の何れの場合でも、ケーブル６５を介してバッテリ９０を充電可能である。例えば、トランクルーム内に発電装置１０を搭載することができるがこの場所に限定されない。

図１〜４に示すように、周波数検出部６８は、商用電源２００又は発電装置１０からインバータ２０に流れる交流電流の周波数を検出することにより、バッテリ９０を充電している電源の周波数を検出する。周波数検出部６８により検出された周波数はＥＣＵ５０に出力される。ＥＣＵ５０は、周波数検出部６２から出力された周波数に基づいて、バッテリ９０を充電している電源が、商用電源２００であるのか又は発電装置１０であるのかを判別する。即ち、商用電源２００、発電装置１０の電源の周波数は互いに異なっている。詳しくは後述する。

次に、発電装置１０について説明する。図５は、発電装置１０の説明図である。
発電装置１０は、筐体１２、筐体１２内に配置された発電機１０ａ、筐体１２の外側に設けられたプラグイン部１６、筐体１２の低壁部の外側に設けられた導電部１８、を含んでいる。筐体１２内には、エンジン１０ｂも収納されている。導電部１８は、発電装置１０を地面Ｇに置いた場合に導電部１８が地面Ｇに接触する位置に設けられている。導電部１８は電気導通性を有した金属材料により形成されている。電源線１５１は、発電機１０ａとプラグイン部１６とを接続している。アース線１５２は、発電機１０ａと導電部１８との間、及び発電機１０ａとプラグイン部１６との間を接続している。電源線１５１、アース線１５２は、例えば半田付けにより、それぞれの箇所に接続されている。アース線１５２は、被覆された導線である。導電部１８が地面Ｇに接触することにより、発電機１０ａが接地される。

ケーブル６５は、電源線６５１、アース線６５２を含む。ケーブル６５が発電装置１０のプラグイン部１６に接続されると、電源線１５１と電源線６５１とが電気的に接続される。これにより、発電機１０ａからの車両１のバッテリ９０に供給される電力の経路が確保される。また、ケーブル６５がプラグイン部１６に接続されると、アース線１５２とアース線６５２とが電気的に接続される。

電位差検出部６２は、アース線６５２と車体８との電位差を検出する。車体８は、金属製である。ここで車体８の電位は、ゼロである。また、発電装置１０が地面Ｇに設置されている場合、導電部１８は地面Ｇに接触しているのでアース線１５２、６５２の電位もゼロである。この場合、電位差検出部６２は、両者の電位差はゼロであるとしてＥＣＵ５０に出力する。

一方、発電装置１０が車両１に搭載されている場合には、導電部１８は地面Ｇに接触はしない。このため、車体８の電位はゼロであるが、アース線１５２、６５２の電位はゼロではない。この場合、電位差検出部６２は、両者の電位差をＥＣＵ５０に出力する。ＥＣＵ５０は、電位差検出部６２から出力される電位差の有無に基づいて、発電装置１０が接地されているか否かを判定できる。即ち、ＥＣＵ５０は、電位差検出部６２から出力される電位差がゼロの場合は、発電装置１０は接地されているものと判定し、電位差検出部６２から出力される電位差がある場合には、発電装置１０は車両１内に搭載されているものと判定する。

次に、ＥＣＵ５０が実行する制御について説明する。図６は、ＥＣＵ５０が実行する制御の一例を示したフローチャートである。
ＥＣＵ５０は、イグニッションスイッチ３１からの検出値に基づいてイグニッションがオンであるか否かを検出する（ステップＳ１）。否定判定の場合には、ＥＣＵ５０は再度この処理を実行する。

肯定判定の場合には、ＥＣＵ５０は、プラグイン部６１に電源が入力されたか否かを検出する（ステップＳ２）。例えば、プラグイン部６１内に電流計を設けて、この出力値に基づいてＥＣＵ５０がプラグイン部６１に電源が入力されたか否かを検出する。これにより、ＥＣＵ５０は、バッテリ９０が充電中であるか否かを判定できる。

否定判定の場合には、ＥＣＵ５０は車両１の運転モードを通常走行モードに設定する（ステップＳ３）。通常走行モードとは、運転者が操作するアクセルの踏み込み量等に応じて車両１を走行させるモードである。

肯定判定の場合には、ＥＣＵ５０は警告ランプ４０を点灯させる（ステップＳ４）。バッテリ９０が充電中であることを運転者に知らせるためである。

次に、ＥＣＵ５０は、周波数検出部６８からの出力値に基づいて、電源周波数ｆを検出して、電源周波数ｆが上限周波数ｆｕ未満であり下限周波数ｆｌを超えているか否かを判定する（ステップＳ５）。具体的には、周波数検出部６８は、充電中のバッテリ９０に供給される交流電流の周波数を検出する。上限周波数ｆｕ、下限周波数ｆｌは、商用電源２００の電源周波数に基づいて設定されている。日本国内の商用電源の周波数は、５０Ｈｚと６０Ｈｚとが採用されている。従って、これらを考慮して、例えば上限周波数ｆｕは６２Ｈｚ、下限周波数ｆｌは４８Ｈｚと設定する。尚、上限周波数ｆｕから下限周波数ｆｌの範囲は、５０〜６０Ｈｚを含めばよい。

肯定判定の場合には、ＥＣＵ５０は走行禁止モードに設定する（ステップＳ６）。肯定判定の場合には、バッテリ９０は商用電源２００により充電中であり、この状態で車両１の走行を許可するとケーブル６５が断線する恐れがあるからである。否定判定の場合には、バッテリ９０は発電装置１０により充電中であると判定される。

否定判定の場合には、ＥＣＵ５０は、電位差検出部６２からの出力に基づいてプラグイン部６１にアース線６５２が入力されたか否かを判定する（ステップＳ７）。具体的には、ＥＣＵ５０は、電位差検出部６２からの出力値がゼロであるかを判定する。電位差検出部６２からの出力値がゼロの場合にはアース入力ありと判定して、ＥＣＵ５０は走行禁止モードに設定する（ステップＳ６）。アース入力ありと判定された場合には、発電装置１０は車両１外に設置されているものと考えられるからである。この場合、走行禁止モードに設定することにより、ケーブル６５や発電装置１０の破損を防止できる。

電位差検出部６２からの出力値がゼロ以外の場合には、即ち否定判定の場合には、ＥＣＵ５０は退避走行モードに設定する（ステップＳ８）。この場合には、発電装置１０は車両１内に搭載されていると判定できるからである。退避走行モードとは、退避走行に最低限必要なトルクでモータ７０を駆動するモードである。退避走行モードに設定されることにより、運転者が車両１から降りることを促すことができる。これにより、車両１に搭載された発電装置１０のエンジン１０ｂからの排気により運転者が健康被害を受けることを防止できる。また、退避走行モードに設定されることにより、発電装置１０によりバッテリ９０を充電しつつ車両１を走行させなければならないような緊急時の場合にも対応できる。

以上のように、ＥＣＵ５０は、周波数検出部６８の検出結果に基づいてバッテリ９０を充電している電源を判別する。これにより、バッテリ９０を充電している電源の種類に応じて車両の走行状態を制御することができる。例えば、上述したように、ＥＣＵ５０は、バッテリ９０を充電している電源の種類に応じて走行禁止モード又は退避走行モードに設定する（ステップＳ６、Ｓ８）。これにより、充電中での安全性等を考慮した走行モードに設定できる。

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

本実施例の車両１は、パラレルハイブリッド車両、シリーズハイブリッド車両であってもよい。

１ 電気駆動式車両
８ 車体
１０ 発電装置
１０ａ 発電機
１０ｂ エンジン
１２ 筐体
１８ 導電部
１６ プラグイン部
３１ イグニッションスイッチ
４０ 警告ランプ
５０ ＥＣＵ
６１ プラグイン部
６２ 電位差検出部
６５ ケーブル
７０ モータ
９０ バッテリ
９１ ＳＯＣセンサ

Claims (5)

1. 走行用のモータと、
   互いに電源周波数が相違する商用電源及び発電装置により選択的に充電可能であり前記モータに電力を供給するバッテリと、
   前記バッテリを充電している前記商用電源又は発電装置の電源周波数を検出する周波数検出部と、
   前記周波数検出部の検出結果に基づいて前記バッテリを充電している電源を判別する制御手段と、を備えた電気駆動式車両。
2. 前記発電装置は、発電機本体、前記発電機本体を収納した筐体、前記筐体の低壁部の外側に設けられた導電部、前記発電機本体と前記導電部とを接続していると共に前記車両側に接続可能なアース線、を含み、
   前記制御手段は、車体と前記アース線との電位差に基づいて前記発電装置が車両内にあるか否かを判定する、請求項１の電気駆動式車両。
3. 前記制御手段は、前記電位差がある場合には、前記発電装置は前記車両内にあると判定し、前記電位差がない場合には、前記発電装置は前記車両内にはないと判定する、請求項２の電気駆動式車両。
4. 前記制御手段は、前記バッテリを充電している電源は前記商用電源であると判定した場合には前記車両の走行を禁止し、前記発電装置であると判定した場合には前記車両の走行を禁止し又は前記車両を退避走行させる、請求項１乃至３の何れかの電気駆動式車両。
5. 前記制御手段は、前記発電装置が前記車両内にあると判定した場合には前記車両を退避走行させ、前記車両内にはないと判定した場合には前記車両の走行を禁止する、請求項２乃至４の何れかの電気駆動式車両。

Images