JP2013099212A

JP2013099212A - 車両

Info

Publication number: JP2013099212A
Application number: JP2011242902A
Authority: JP
Inventors: Takaichi Kamaga; 隆市釜賀
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-11-04
Filing date: 2011-11-04
Publication date: 2013-05-20

Abstract

【課題】車載バッテリの充放電時の安全性を高める。
【解決手段】車両側コネクタ６２の接地線端子６６は、車体アースに接続されており、車両側コネクタ６２に各種充放電コネクタが接続されるコネクタ接続がなされたときに、接地線端子６６に接続された金属製のチェーン１０４を用いて接地線端子６６を地面に接地させる。これにより、外部電源からの接地線を接続しない例えば一対の電力線用の２端子タイプの充電ケーブルの充電コネクタや、同じく２端子タイプの車外の電気機器の電源ケーブルの放電コネクタが車両側コネクタに接続されたときでも、車体アースに接続された接地線端子６６を電気的に地面に接地させることができる。これにより、車外の電源からの電力による車載バッテリの充電時や車載バッテからの電力による車外の電気機器への放電時に車体に漏洩電流が流れたとしても、車体に流れた漏洩電流を地面（大地）に流すことができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両に関し、詳しくは、車載バッテリと、車載バッテリを少なくとも充電するために車体に設けられ、外部電源に接続された充電用コネクタとの接続に際して外部電源からの電力線と接地線とをそれぞれ接続可能な電力線接続部と接地線接続部とを有する車両側コネクタと、を備える車両に関する。

従来、この種の車両としては、車載された蓄電装置と、外部電源に接続された充電ケーブルのコネクタとの接続に際して外部電源からの一対の電力線や接地線が接続される複数の端子を有する充電インレットと、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、外部電源からの接地線が接続される充電インレットの端子を車体アースと接続することにより、蓄電装置の充電中に万一車体に漏洩電流が流れたとしても、漏洩電流を車体から接地線を経由して外部電源側の対地アースに流すものとしている。

特開２００９−２９６７９３号公報

上述した車両では、充電インレットは少なくとも一対の電力線と接地線とが接続される３つの端子を有するものの、例えば、一対の電力線用の２端子のみを有する一般家庭の屋外コンセントから充電インレットを介して車両の蓄電装置を充電する場合を考えると、蓄電装置の充電中に車体に漏洩電流が流れている状態で運転者等が車体に触れたときの安全性を高めることが好ましい。また、非常時などに、充電インレットを放電用に利用して、一対の電力線用の２端子のみを有する車外の家庭用電気機器に車両の蓄電装置から電力を供給する場合を考えると、蓄電装置の放電中に車体に漏洩電流が流れている状態で運転者等が車体に触れたときの安全性を高めることが好ましい。

本発明の車両は、車載バッテリの充放電時の安全性を高めることを主目的とする。

本発明の車両は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の車両は、
車載バッテリと、前記車載バッテリを少なくとも充電するために車体に設けられ、外部電源に接続された充電用コネクタとの接続に際して該外部電源からの電力線と接地線とをそれぞれ接続可能な電力線接続部と接地線接続部とを有する車両側コネクタと、を備える車両であって、
前記接地線接続部は、車体アースに接続されており、
前記車両側コネクタに所定のコネクタが接続されるコネクタ接続がなされたときに、前記接地線接続部に接続された導電部材を用いて前記接地線接続部を地面に接地させる接地手段
を備えることを要旨とする。

この本発明の車両では、車両側コネクタの接地線接続部は、車体アースに接続されており、車両側コネクタに所定のコネクタが接続されるコネクタ接続がなされたときに、接地線接続部に接続された導電部材を用いて接地線接続部を地面に接地させる接地手段を備える。したがって、外部電源からの接地線を接続しないタイプ（例えば、一対の電力線用の２つの端子のみを有するタイプなど）の所定のコネクタが車両側コネクタに接続されたときでも、車体アースに接続された接地線接続部を電気的に地面に接地させることができる。これにより、車外の電源からの電力による車載バッテリの充電時や車載バッテリからの電力による車外の電気機器への放電時などに車体に漏洩電流が流れたとしても、車体に流れた漏洩電流を地面（大地）に流すことができる。この結果、車載バッテリの充放電時の安全性を高めることができる。ここで、「所定のコネクタ」は、車外の電源からの一対の電力線用の２つの端子のみを有するタイプのコネクタを含むものなどとすることができる。

こうした本発明の車両において、前記接地手段は、外周に所定長の前記導電部材の一部が固定され且つ該導電部材が巻かれた所定状態から該導電部材の重さにより該導電部材が地面に当たる接地方向に回転可能な回転部と、前記回転部を回転不能に固定するロックと該ロックの解除とが可能なロック部と、前記回転部が前記所定状態であり前記ロック部によるロックが行なわれている状態で前記コネクタ接続がなされたときには、前記ロック部によるロックの解除が行なわれるよう前記ロック部を制御する制御手段と、を有する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、コネクタ接続がなされたときにはロック部によるロックの解除によって車両側コネクタの接地線接続部を地面に接地させることができる。ここで、「所定長」は、前記回転部が前記所定状態のときには前記導電部材が地面から離れると共に前記回転部の回転により前記導電部材が地面に当たることになる長さとして予め定められた長さなどとすることができる。

この接地手段が回転部やロック部を有する態様の本発明の車両において、前記接地手段の前記制御手段は、前記ロック部によるロックの解除後に前記導電部材が地面に当たるのに要する所定時間が経過したときに前記ロック部によるロックが行なわれるよう前記ロック部を制御する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、導電部材が地面に当たった状態で回転部を回転不能に固定することができる。

また、接地手段が回転部やロック部を有する態様の本発明の車両において、前記接地手段は、前記回転部を回転させるモータを有し、前記接地手段の前記制御手段は、前記車両側コネクタと前記所定のコネクタとの接続が解除されるコネクタ解除がなされたときには、前記回転部を前記接地方向とは逆方向に回転させて前記導電部材が前記回転部に巻き取られるよう前記モータを制御する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、コネクタ解除時には導電部材を回転部に巻き取らせることができる。この場合、前記制御手段は、前記コネクタ解除がなされたときには、前記回転部が前記所定状態になるまで、前記回転部を前記接地方向とは逆方向に回転させて前記導電部が前記回転部に巻き取られるよう前記モータを制御する手段である、ものとすることもできる。

また、本発明の車両において、前記接地手段は、外周に所定長の前記導電部材の一部が固定され且つ該導電部材が巻かれた所定状態から該導電部材が地面に当たる接地方向に回転可能であると共に該接地方向とは逆方向に回転可能な回転部と、前記回転部を回転させるモータと、前記回転部が前記所定状態であり前記ロック部によるロックが行なわれている状態で前記コネクタ接続がなされたときには、少なくとも前記導電部材が地面に当たるまで前記回転部が前記接地方向に回転するよう前記モータを制御し、その後に前記車両側コネクタと前記所定のコネクタとの接続が解除されるコネクタ解除がなされたときには、前記回転部を前記接地方向とは逆方向に回転させて前記導電部材が前記回転部に巻き取られるよう前記モータを制御する制御手段と、を有する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、コネクタ接続がなされたときにはモータの制御によって車両側コネクタの接地線接続部を地面に接地させることができると共に、その後にコネクタ解除がなされたときには導電部材を回転部に巻き取らせることができる。ここで、「所定長」は、前記回転部が前記所定状態のときには前記導電部材が地面から離れると共に前記回転部の回転により前記導電部材が地面に当たることになる長さとして予め定められた長さなどとすることができる。この場合、前記制御手段は、コネクタ解除がなされたときには、前記所定状態になるまで、前記回転部を前記接地方向とは逆方向に回転させて前記導電部材が前記回転部に巻き取られるよう前記モータを制御する手段である、ものとすることもできる。

本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。ハイブリッド自動車２０の電源系の構成の概略を示す構成図である。充電コネクタ１２２を用いて外部電源１４０からの電力によりバッテリ５０を充電する様子を説明する説明図である。車両側コネクタ６２を含む車両後部の様子を説明する説明図である。接地機構１００の構成の概略を示す構成図である。車両側コネクタ６２に２端子の充電コネクタ１２２Ｂが接続されたときの電源系の構成の概略を示す構成図である。車両側コネクタ６２に２端子の放電コネクタ１５６を介して電気機器１５０が接続されたときの電源系の構成の概略を示す構成図である。ＨＶＥＣＵ７０により実行されるコネクタ接続時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。コネクタ接続がなされたときの接地機構１００の動作の様子を説明する説明図である。コネクタ解除がなされたときの接地機構１００の動作の様子を説明する説明図である。変形例のＨＶＥＣＵ７０により実行されるコネクタ接続時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。変形例の電気自動車３２０の構成の概略を示す構成図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図であり、図２は、ハイブリッド自動車２０の電源系の構成の概略を示す構成図であり、図３は、充電コネクタ１２２を用いて外部電源１４０からの電力によりバッテリ５０を充電する様子を説明する説明図であり、図４は、車両側コネクタ６２を含む車両後部の様子を説明する説明図であり、図５は、接地機構１００の構成の概略を示す構成図である。

実施例のハイブリッド自動車２０は、図１に示すように、エンジン２２と、エンジン２２を駆動制御するエンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４と、エンジン２２のクランクシャフト２６にキャリアが接続されると共に駆動輪３９ａ，３９ｂにデファレンシャルギヤ３８を介して連結された駆動軸３２にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ３０と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されたモータＭＧ１と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が駆動軸３２に接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータ４１，４２と、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子をスイッチング制御することによってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）４６と、システムメインリレー５５とインバータ４１，４２とを介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやりとりする例えばリチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ５０と、バッテリ５０を管理するバッテリ用電子制御ユニット（以下、「バッテリＥＣＵ」という）５２と、インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４に接続されると共に車両側コネクタ６２に充電ケーブル１２０の充電コネクタ１２２を接続することによって家庭用電源などの外部電源１４０に接続されたときにバッテリ５０を充電可能な充電器６０と、バッテリ５０の負極端子とシステムメインリレー５５との間の接続点Ｃｎ（図２参照）に接続されて接続点Ｃｎから見た車両の電気系の絶縁抵抗に応じた電圧波形を出力する電圧波形出力回路９０と、充電ケーブル１２０の充電コネクタ１２２などのコネクタと車両側コネクタ６２とが接続されたときに作動する接地機構１００（図４および図５参照）と、車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ＨＶＥＣＵ」という）７０と、を備える。

バッテリＥＣＵ５２は、図示しないＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他にＲＯＭやＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧Ｖｂやバッテリ５０の出力端子からの電力ラインに取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりＨＶＥＣＵ７０に出力する。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出されたバッテリ５０の充放電電流Ｉｂの積算値に基づいて蓄電量の全容量（蓄電容量）に対する割合である蓄電割合ＳＯＣを演算したり、演算した蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。

充電器６０は、いずれも図示しないが、電力ライン５４に接続されたリレーやＡＣ／ＤＣコンバータ，ＤＣ／ＤＣコンバータを備え、ＡＣ／ＤＣコンバータは、充電ケーブル１２０を介して供給される外部電源１４０からの交流電力を直流電力に変換可能であると共にＤＣ／ＤＣコンバータからの直流電力を交流電力に変換可能であり、ＤＣ／ＤＣコンバータは、ＡＣ／ＤＣコンバータからの直流電力の電圧を変換して電力ライン５４側に供給可能であると共に電力ライン５４側からの直流電力の電圧を変換可能である。

車両側コネクタ６２は、図３および図４に示すように、外部電源１４０からの電力によりバッテリ５０を充電するために車体の左側面後部に設けられた充電インレット６１内に取り付けられており、外部電源１４０からの一対の電力線１３４，１３５（図２参照）が接続される電力線端子６４，６５と、外部電源１４０からの接地線１３６（図２参照）が接続される接地線端子６６と、充電ケーブル１２０の充電コネクタ１２２などのコネクタが接続されたときにその接続を検出する接続検出センサ６８と、充電コネクタ１２２が接続されたときに充電ケーブル１２０のリレーボックス１２４の電子制御ユニット（以下、「遮断ＥＣＵ」という）１２８（図２参照）とＨＶＥＣＵ７０との通信を可能とする通信線端子６９と、を備える。また、車両側コネクタ６２の接地線端子６６は、図２に示すように、車体アース（ボディアース）２１に接続されている。

充電ケーブル１２０は、図２および図３に示すように、車両側コネクタ６２に接続される充電コネクタ１２２と、外部電源１４０側の電源コンセント１４２に接続される電源プラグ１２３と、充電コネクタ１２２と電源プラグ１２３との間に設けられたリレーボックス１２４と、を備える。リレーボックス１２４は、外部電源１４０からの電力によるバッテリ５０の充電を許可したり遮断したりするためのものであり、電力線１３４，１３５による外部電源１４０と充電器６０との接続およびその接続の遮断を行なうリレー１２６と、後述する電圧波形出力回路９０と同様に構成され充電ケーブル１２０の絶縁抵抗の低下を検出するための電圧波形出力回路１２７と、電圧波形出力回路１２７からの電圧波形や図示しない電圧センサからの接地線１３６と電力線１３４，１３５との間の各電圧などを入力すると共にリレー１２６を駆動する遮断ＥＣＵ１２８と、を備える。なお、外部電源１４０では、接地線１３６が大地（対地アース）に接地されている。

電圧波形出力回路９０は、図２に示すように、一方が接地されて一定周波数のパルス（例えば、矩形波や正弦波，三角波など）を発生する発振器９２と、発振器９２に一方の端子が接続された検出抵抗９４と、検出抵抗９４の他方の端子と接続点Ｃｎとに接続されたコンデンサ９５と、検出抵抗９４とコンデンサ９５との接続点Ｃｏに接続されて高周波成分を除去して信号をＨＶＥＣＵ７０に出力するローパスフィルタ９６とを備え、検出抵抗９４の抵抗値と車両の電気系の抵抗値との関係に応じた信号（電圧波形）をＨＶＥＣＵ７０に出力する。この電圧波形出力回路９０からの電圧波形は、車両の電気系の絶縁抵抗が低下していないとき（漏電のおそれがないとき）には発振器９２と略同一の振幅の電圧波形となり、車両の電気系の絶縁抵抗が低下しているとき（漏電のおそれがあるとき）には検出抵抗９４での電圧降下によって発振器９２よりも小さな振幅の電圧波形となる。したがって、実施例のＨＶＥＣＵ７０では、車両の電気系の絶縁抵抗が正常であるか否かを判定する絶縁判定として、電圧波形出力回路９０からの電圧波形の振幅が発振器９２の電圧波形の振幅より若干小さな値として定められた判定用閾値以上のときには車両の電気系の絶縁抵抗は正常であると判定し、電圧波形出力回路９０からの電圧波形が判定用閾値より小さいときには車両の電気系の絶縁抵抗が低下している（異常である）と判定するものとした。

接地機構１００は、図４および図５に示すように、車両最後部且つ最下部近傍に設けられており、車両側コネクタ６２の接地線端子６６からの導線１０２が一方の端部１０４ａに接続された金属（導体）製のチェーン１０４と、外周の固定部位１０７にチェーン１０４の一方の端部１０４ａが固定され且つ外周にチェーン１０４が巻かれた図５の状態（以下、「初期状態」という）からチェーン１０４の重さ（重力）によりその他方の端部１０４ｂが地面に当たる方向（以下、「接地方向」という）に回転可能な円形の回転体１０８と、回転体１０８と一体に回転軸１０６を中心に回転するギヤ１０９と、ソレノイドなどによるアクチュエータ１１２により駆動されると共に回転軸１０６の車両前側に配置され水平方向に移動することによりギヤ１０９に係合したりギヤ１０９から離間したりして回転体１０８を回転不能に固定するロックとそのロックの解除とを行なうロックピン１１４と、回転軸１０６にトルクを出力することにより回転体１０８およびギヤ１０９を一体に任意の方向に回転可能なモータ１１０と、を備える。ここで、チェーン１０４の長さは、回転体１０８が初期状態のときにはチェーン１０４が地面から離れると共に初期状態からの回転体１０８の接地方向への回転によりチェーン１０４が地面に当たることになる長さとして予め定められた所定長Ｌ（例えば、数十ｃｍなど）となっている。また、回転体１０８の初期状態では、回転体１０８の固定部位１０７は、回転軸１０６の車両前側でロックピン１１４近傍に位置しており、チェーン１０４は、回転体１０８の外周の概ね上方半分に巻かれると共に所定長Ｌの概ね半分の長さ分が車両後側に自重により垂れ下がっている。したがって、回転体１０８が初期状態でありロックピン１１４によるロックが行なわれている状態からロックピン１１４によるロックの解除が行なわれると、回転体１０８は、モータ１１０からのトルク等を用いることなくチェーン１０４の自重により接地方向に回転する。

ＨＶＥＣＵ７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、パワースイッチ８０からのイグニッション信号やシフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖ，車両側コネクタ６２の接続検出センサ６８からの接続検出信号ＣＳ，電圧波形出力回路９０からの信号（電圧波形）などが入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０からは、システムメインリレー５５や充電器６０のリレー，ＤＣ／ＤＣコンバータ，ＡＣ／ＤＣコンバータへの駆動信号，接地機構１００のモータ１１０，アクチュエータ１１２への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。また、ＨＶＥＣＵ７０は、車両全体をコントロールするだけでなく、上述したように車両の電気系の絶縁抵抗が正常であるか否かの判定を行なう。なお、ＨＶＥＣＵ７０は、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されたり、充電コネクタ１２２と車両側コネクタ６２とが接続されたときには遮断ＥＣＵ１２８と通信ポートを介して接続され、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２，遮断ＥＣＵ１２８と各種制御信号やデータのやりとりを行なう。

実施例のハイブリッド自動車２０では、自宅や予め設定された充電ポイントで車両をシステム停止した後に充電ケーブル１２０を介して外部電源１４０と充電器６０とが接続されて充電ケーブル１２０の充電コネクタ１２２の接続が接続検出センサ６８によって検出されると共に、充電ケーブル１２０の遮断ＥＣＵ１２８によりリレー１２６をオンとしたときに電圧波形出力回路１２７からの信号により充電ケーブル１２０の絶縁抵抗は正常であると判定されたときには、システムメインリレー５５をオンとし、充電器６０を制御して外部電源１４０からの電力によりバッテリ５０を充電する。そして、バッテリ５０の充電後にシステム起動したときには、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣがエンジン２２の始動を行なうことができる程度に設定された閾値Ｓｈｖ（例えば、２０％や３０％など）に至るまでエンジン２２を停止した状態でモータＭＧ２からの動力だけで走行する電動走行を優先して走行する電動走行優先モードによって走行し、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｈｖに至った以降はバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から動力を用いて走行するハイブリッド走行を優先して走行するハイブリッド走行優先モードによって走行する。走行中の駆動制御については、本発明の中核をなさないため、これ以上の詳細な説明は省略する。

また、実施例のハイブリッド自動車２０では、図６に示すように、外部電源１４０側の電源コンセント１４２Ｂが一対の電力線のみを接続可能な２端子タイプである場合には、車両側コネクタ６２，電源コンセント１４２Ｂに適合する２端子タイプの充電コネクタ１２２Ｂ，電源プラグ１２３Ｂと一対の電力線１３４Ｂ，１３５Ｂとを有する充電ケーブル１２０Ｂを用いて、充電器６０の制御によりバッテリ５０を充電可能となっている。さらに、実施例のハイブリッド自動車２０では、図７に示すように、非常時などに、一般家庭用の例えば照明機器やラジオ，炊飯器など接地線（対地アース線）を用いることなく一対の電力線のみによって電源と接続される２端子タイプの電気機器１５０に対して、車載されたバッテリ５０から電力供給を行なう場合には、車両側コネクタ６２に適合する放電コネクタ１５６と電気機器１５０の一対の電力線１５４，１５５からなる電源ケーブル１５２とを用いて、充電器６０の制御によりバッテリ５０から電気機器１５０に電力供給可能となっている。実施例では、以下、車両側コネクタ６２に適合する充電コネクタ１２２，充電コネクタ１２２Ｂ，放電コネクタ１５６をまとめて「各種充放電コネクタ」と称し、接続検出センサ６８は、車両側コネクタ６２と各種充放電コネクタとの接続およびその接続の解除とを検出可能であるものとした。

次に、こうして構成されたハイブリッド自動車２０の動作、特に、車両がシステムオフの状態で、外部電源１４０に接続された充電ケーブル１２０の充電コネクタ１２２（通信線端子６９を除いて考えると３端子タイプ）や２端子タイプの充電コネクタ１２２Ｂ，電気機器１５０に電力供給するための放電コネクタ１５６が車両側コネクタ６２に接続されて、バッテリ５０を充放電する際の動作について説明する。図８は、ＨＶＥＣＵ７０により実行されるコネクタ接続時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、接地機構１００の回転体１０８が前述の初期状態でありロックピン１１４による回転体１０８のロックが行なわれている状態で、車両側コネクタ６２と各種充放電コネクタとのコネクタ接続がなされたとき、即ち、接続検出センサ６８からオン信号としての接続検出信号ＣＳを入力したときに実行される。

なお、前述したように、車両側コネクタ６２と充電ケーブル１２０の充電コネクタ１２２とが接続されたときには、充電ケーブル１２０の遮断ＥＣＵ１２８によりリレー１２６をオンとしたときに電圧波形出力回路１２７からの信号により充電ケーブル１２０の絶縁抵抗は正常であると判定されることを条件にバッテリ５０の充電が開始されるが、車両側コネクタ６２と２端子タイプの充電コネクタ１２２Ｂや放電コネクタ１５６とが接続されたときには、実施例では、車両側の電圧波形出力回路９０からの信号により車両の電気系と充電ケーブル１２０Ｂや電気機器１５０とを含む電気系全体の絶縁抵抗が正常であると判定されることを条件にバッテリ５０の充電や放電を開始するものとした。

図８のコネクタ接続時制御ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は、まず、接地機構１００のロックピン１１４によるロックを解除するようアクチュエータ１１２を制御し（ステップＳ１００）、ロックピン１１４によるロックの解除後に、チェーン１０４の重さにより回転体１０８が接地方向に回転してチェーン１０４が確実に地面に当たるのに要する時間（例えば、路面勾配に拘わらず地面に当たるのに要する時間など）として予め実験等により定められた所定時間Ｔ１（例えば、数秒など）が経過するのを待ち（ステップＳ１１０）、ロックピン１１４によるロックの解除後に所定時間Ｔ１が経過したときにロックピン１１４によるロックが行なわれるようアクチュエータ１１２を制御する（ステップＳ１２０）。

コネクタ接続がなされたときの接地機構１００の動作の様子を図９に示す。図示するように、回転体１０８が初期状態でありロックピン１１４により回転体１０８がロックされているときに（図９（ａ））、コネクタ接続がなされると、ロックピン１１４による回転体１０８のロックが解除され（図９（ｂ））、チェーン１０４の重さにより回転体１０８が接地方向に回転し（図９（ｃ））、ロック解除後に所定時間Ｔ１が経過したときに固定部位１０７とは反対側のチェーン１０４の端部１０４ｂが地面に当たった状態でロックピン１１４による回転体１０８のロックが行なわれる（図９（ｄ））。これにより、車体アース２１に接続された車両側コネクタ６２の接地線端子６６を地面に接地させることができる。この結果、外部電源１４０によるバッテリ５０の充電時やバッテリ５０からの車外の電気機器１５０への放電時に車体に漏洩電流が流れたとしても、例えば車体に触れた運転者等が不快感を覚えるのが抑止されるなど、バッテリ５０の充放電時の安全性を高めることができる。

続いて、車両側コネクタ６２と各種充放電コネクタとの接続の解除であるコネクタ解除が行なわれる、即ち、接続検出センサ６８からオフ信号としての接続検出信号ＣＳが入力されるのを待つ（ステップＳ１３０）。接続検出センサ６８からオフ信号としての接続検出信号ＣＳが入力されたときには、バッテリ５０の充放電が終了したと判断し、ロックピン１１４による回転体１０８のロックを再び解除すると共に（ステップＳ１４０）、回転体１０８を接地方向とは逆方向に回転させてチェーン１０４が回転体１０８に巻き取られるようモータ１１０の制御（具体的には、モータ１１０からの所定トルクの出力）を開始し（ステップＳ１５０）、ステップＳ１３０でのコネクタ解除後に、回転体１０８が初期状態になるのに要する時間としてモータ１１０の所定トルクの大きさなどに基づいて予め実験等により定められた所定時間Ｔ２が経過するのを待つ（ステップＳ１６０）。そして、コネクタ解除後に所定時間Ｔ２が経過したときには、ロックピン１１４による回転体１０８のロックを行なうようアクチュエータ１１２を制御し（ステップＳ１７０）、モータ１１０の駆動を停止して（ステップＳ１８０）、本ルーチンを終了する。

コネクタ解除がなされたときの接地機構１００の動作の様子を図１０に示す。バッテリ５０の充放電中の接地機構１００の状態（図１０（ａ））でコネクタ解除がなされると、ロックピン１１４による回転体１０８のロックが解除されると共にモータ１１０の制御が開始され（図１０（ｂ））、回転体１０８が接地方向とは逆方向に回転することによりチェーン１０４が巻き取られていき（図１０（ｃ））、コネクタ解除後に所定時間Ｔ２が経過したときに回転体１０８が初期状態に戻った状態でロックピン１１４による回転体１０８のロックが行なわれることになる（図１０（ｄ））。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、車両側コネクタ６２の接地線端子６６は、車体アース２１に接続されており、車両側コネクタ６２に各種充放電コネクタが接続されるコネクタ接続がなされたときに、接地線端子６６に接続された金属製のチェーン１０４を用いて接地線端子６６を地面に接地させるから、外部電源１４０からの接地線１３６を接続しない例えば一対の電力線用の２端子タイプの充電ケーブル１２０Ｂの充電コネクタ１２２Ｂや車外の電気機器１５０の電源ケーブル１５２の放電コネクタ１５６が車両側コネクタ６２に接続されたときでも、車体アース２１に接続された接地線端子６６を電気的に地面に接地させることができる。これにより、車外の電源からの電力によるバッテリ５０の充電時やバッテリ５０からの電力による車外の電気機器への放電時に車体に漏洩電流が流れたとしても、車体に流れた漏洩電流を地面（大地）に流すことができ、バッテリ５０の充放電時の安全性を高めることができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、回転体１０８が初期状態でありロックピン１１４によるロックが行なわれている状態でコネクタ接続がなされたときには、回転体１０８がチェーン１０４の重さにより接地方向に回転するものとしたが、例えばチェーン１０４が回転体１０８を回転させることができない程度の重さである場合や、接地機構１００がロックピン１１４を備えない場合などには、コネクタ接続がなされたときにモータ１１０の制御により回転体１０８を回転させるものとしてもよい。後者の場合、図８のルーチンに代えて、図１１のコネクタ接続時制御ルーチンを実行すればよい。図１１のルーチンでは、まず、初期状態の回転体１０８に巻かれたチェーン１０４が送り出される接地方向に回転体１０８が回転するようモータ１１０の制御（具体的にはモータからの所定のトルクの出力）を開始し（ステップＳ２００）、コネクタ接続後に、回転体１０８の固定部位１０７が鉛直下方に位置するまでの時間として予め実験等により定められた所定時間が経過したときに、チェーン１０４が地面に当たった状態であると判定し（ステップＳ２１０）、モータ１１０の駆動を停止する（ステップＳ２２０）。その後、コネクタ解除がなされたときには、（ステップＳ２３０）、回転体１０８の接地方向とは逆方向への回転によりチェーン１０４が巻き取られるようモータ１１０の制御（具体的にはモータからの所定のトルクの出力）を開始し（ステップＳ２４０）、コネクタ解除後に、回転体１０８がその回転により初期状態になるまでの時間として予め実験等により定められた所定時間が経過したときにモータ１１０の駆動を停止し（ステップＳ２６０）、本ルーチンを終了する。こうした制御によって、実施例と同様に、バッテリ５０の充放電時の安全性を高めることができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、車両側コネクタ６２の接地線端子６６を地面に接地させるものとして金属製のチェーン１０４を用いるものとしたが、電流を流すことができるものであれば、例えば、ゴムなどの樹脂に導体としての金属を混入し全体として導電性を有する部材などを用いるものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、接地機構１００の回転体１０８を回転させることによってチェーン１０４を地面に当てたり地面から離したりするものとしたが、回転体１０８に代えて鉛直方向に移動する移動部材を用いて、この移動部材にチェーン１０４の一部を固定し、この移動部材を鉛直上方や下方に移動させることによりチェーン１０４を地面に当てたり地面から離したりするなどとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、接地機構１００の回転体１０８が接地方向に回転することによりチェーン１０４が地面に当たると共に回転体１０８を接地方向とは逆方向に回転させることによりチェーン１０４が地面から離れるものとしたが、回転体１０８を一方向のみに回転させてチェーン１０４を地面に当てたり地面から離したりするものとしてもよい。

実施例では、エンジン２２からの動力をプラネタリギヤ３０を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに接続された駆動軸３２に出力すると共にモータＭＧ２からの動力を駆動軸３２に出力するハイブリッド自動車２０に本発明を適用して説明したが、外部の電源や電気機器と電力をやりとり可能な車載バッテリを備えるものであれば、いかなるタイプのハイブリッド自動車や電気自動車に適用するものとしてもよい。例えば、図１２の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、駆動輪３９ａ，３９ｂに接続された駆動軸に変速機２３０を介してモータＭＧを取り付け、モータＭＧの回転軸にクラッチ２２９を介してエンジン２２を接続する構成とし、エンジン２２からの動力をモータＭＧの回転軸と変速機２３０とを介して駆動軸に出力すると共にモータＭＧからの動力を変速機２３０を介して駆動軸に出力するものに適用してもよい。また、図１３の変形例の電気自動車３２０に例示するように、走行用の動力を出力するモータＭＧを備える単純な電気自動車に適用するものとしてもよい。

実施例では、ハイブリッド自動車などの自動車の形態に適用して説明したが、自動車以外の列車などの車両の形態としても構わない。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、バッテリ５０が「車載バッテリ」に相当し、車両側コネクタ６２が「車両側コネクタ」に相当し、チェーン１０４が「導電部材」に相当し、接地機構１００と図８または図１１のコネクタ接続時制御ルーチンを実行するＨＶＥＣＵ７０とが「接地手段」に相当する。また、回転体１０８が「回転部」に相当し、ロックピン１１４が「ロック部」に相当し、回転体１０８が初期状態でありロックピン１１４によるロックが行なわれている状態でコネクタ接続がなされたときにロックピン１１４によるロックを解除しロックピン１１４によるロック解除後に所定時間Ｔ１が経過したときにロックピン１１４によるロックを行ないコネクタ解除がなされたときに初期状態まで回転体１０８にチェーン１０４が巻き取られるようモータ１１０を制御する図８のコネクタ接続時制御ルーチン、または、回転体１０８が初期状態でありロックピン１１４によるロックが行なわれている状態でコネクタ接続がなされたときにチェーン１０４が地面に当たるまで回転体１０８が接地方向に回転するようモータ１１０を制御しコネクタ解除がなされたときに回転体１０８を接地方向とは逆方向に回転させて初期状態までチェーン１０４が回転体１０８に巻き取られるようモータ１１０を制御する図１１のコネクタ接続時制御ルーチンを実行するＨＶＥＣＵ７０が「制御手段」に相当する。

ここで、「車載バッテリ」としては、リチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ５０に限定されるものではなく、ニッケル水素二次電池やニッケルカドミウム二次電池，鉛蓄電池などの他のタイプのバッテリであっても構わない。「車両側コネクタ」としては、電力線端子６４，６５と接地線端子６６と接続検出センサ６８と通信線端子６９とを有する車両側コネクタ６２に限定されるものではなく、接続検出センサや通信線端子を有しないものなど、車載バッテリを少なくとも充電するために車体に設けられ、外部電源に接続された充電用コネクタとの接続に際して外部電源からの電力線と接地線とをそれぞれ接続可能な電力線接続部と接地線接続部とを有するものであれば、如何なるものとしても構わない。「導電部材」としては、チェーン１０４に限定されるものではなく、ゴムなどの樹脂に導体としての金属を混入し全体として導電性を有する部品など、電流が流れる部材であれば如何なるものとしても構わない。「接地手段」としては、チェーン１０４と回転体１０８とモータ１００とロックピン１１４などを有する接地機構１００とＨＶＥＣＵ７０との組み合わせに限定されるものではなく、ロックピン１１４を有しないものなど、車両側コネクタに所定のコネクタが接続されるコネクタ接続がなされたときに、接地線接続部に接続された導電部材を用いて接地線接続部を地面に接地させるものであれば如何なるものとしても構わない。また、回転部としては、回転軸１０６を中心に回転する円形の回転体１０８に限定されるものではなく、他の形状のものなど、外周に所定長の導電部の一部が固定され且つ導電部材が巻かれた所定状態から導電部材の重さにより導電部材が地面に当たる接地方向に回転可能なものや、さらに接地方向とは逆方向に回転可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「モータ」としてはモータ１１０に限定されるものではなく、回転部を回転させるものであれば如何なるものとしても構わない。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、車両の製造産業などに利用可能である。

２０，２２０ハイブリッド自動車、２１車体アース、２２エンジン、２４エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６クランクシャフト、３０プラネタリギヤ、３２駆動軸、３８デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ駆動輪、４１，４２インバータ、４６モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、５０バッテリ、５２バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４電力ライン、５５システムメインリレー、６０充電器、６２車両側コネクタ、６４，６５電力線端子、６６接地線端子、６８接続検出センサ、６９通信線端子、７０ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、７２ＣＰＵ、７４ＲＯＭ、７６ＲＡＭ、８０パワースイッチ、８１シフトレバー、８２シフトポジションセンサ、８３アクセルペダル、８４アクセルペダルポジションセンサ、８５ブレーキペダル、８６ブレーキペダルポジションセンサ、８８車速センサ、９０電圧波形出力回路、９２発振器、９４検出抵抗、９５コンデンサ、９６ローパスフィルタ、１００接地機構、１０２導線、１０４チェーン、１０４ａ，１０４ｂ端部、１０６回転軸、１０７固定部位、１０８回転体、１０９ギヤ、１１０モータ、１１２アクチュエータ、１１４ロックピン、１２０，１２０Ｂ充電ケーブル、１２２，１２２Ｂ充電コネクタ、１２３，１２３Ｂ電源プラグ、１２４リレーボックス、１２６リレー、１２７電圧波形出力回路、１２８電子制御ユニット（遮断ＥＣＵ）、１３４，１３５，１３４Ｂ，１３５Ｂ，１５４，１５５電力線、１４０外部電源、１４２，１４２Ｂ電源コンセント、１５０電気機器、１５２電源ケーブル、２２９クラッチ、２３０変速機、３２０電気自動車、ＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２モータ。

Claims

車載バッテリと、前記車載バッテリを少なくとも充電するために車体に設けられ、外部電源に接続された充電用コネクタとの接続に際して該外部電源からの電力線と接地線とをそれぞれ接続可能な電力線接続部と接地線接続部とを有する車両側コネクタと、を備える車両であって、
前記接地線接続部は、車体アースに接続されており、
前記車両側コネクタに所定のコネクタが接続されるコネクタ接続がなされたときに、前記接地線接続部に接続された導電部材を用いて前記接地線接続部を地面に接地させる接地手段
を備える車両。
請求項１記載の車両であって、
前記接地手段は、外周に所定長の前記導電部材の一部が固定され且つ該導電部材が巻かれた所定状態から該導電部材の重さにより該導電部材が地面に当たる接地方向に回転可能な回転部と、前記回転部を回転不能に固定するロックと該ロックの解除とが可能なロック部と、前記回転部が前記所定状態であり前記ロック部によるロックが行なわれている状態で前記コネクタ接続がなされたときには、前記ロック部によるロックの解除が行なわれるよう前記ロック部を制御する制御手段と、を有する手段である、
車両。
請求項２記載の車両であって、
前記接地手段の前記制御手段は、前記ロック部によるロックの解除後に前記導電部材が地面に当たるのに要する所定時間が経過したときに前記ロック部によるロックが行なわれるよう前記ロック部を制御する手段である、
車両。
請求項２または３記載の車両であって、
前記接地手段は、前記回転部を回転させるモータを有し、
前記接地手段の前記制御手段は、前記車両側コネクタと前記所定のコネクタとの接続が解除されるコネクタ解除がなされたときには、前記回転部を前記接地方向とは逆方向に回転させて前記導電部材が前記回転部に巻き取られるよう前記モータを制御する手段である、
車両。
請求項１記載の車両であって、
前記接地手段は、外周に所定長の前記導電部材の一部が固定され且つ該導電部材が巻かれた所定状態から該導電部材が地面に当たる接地方向に回転可能であると共に該接地方向とは逆方向に回転可能な回転部と、前記回転部を回転させるモータと、前記回転部が前記所定状態であり前記ロック部によるロックが行なわれている状態で前記コネクタ接続がなされたときには、少なくとも前記導電部材が地面に当たるまで前記回転部が前記接地方向に回転するよう前記モータを制御し、その後に前記車両側コネクタと前記所定のコネクタとの接続が解除されるコネクタ解除がなされたときには、前記回転部を前記接地方向とは逆方向に回転させて前記導電部材が前記回転部に巻き取られるよう前記モータを制御する制御手段と、を有する手段である、
車両。