JP2013207860A - 給電装置を備える車両 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、車外の外部機器に給電している状態では発進を禁止できる給電装置を備える車両を提供する。
【解決手段】電気自動車１０は、車外の外部機器１００に電力を供給可能とする電池３０と外部給電用インバータ６０とＥＣＵ９０と、車体のドア１５が閉位置にあるときに、外部給電用インバータ６０と外部機器１００とを接続するケーブル１０１がドア１５と開口部１４の周縁部(開口縁)１６との間に挟まれている状態を検出するケーブル挟み込み検出スイッチ７０とを備える。ＥＣＵ９０は、ケーブル挟み込み検出スイッチ７０が、ドア１５と周縁部(開口縁)１６との間にケーブル１０１が挟まれている状態を検出すると、駆動部５１を制御してパーキングロック機構５２をロック状態とし、電気自動車１０の発進を禁止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば走行用の電動機に電力を供給する電池から、車外の外部機器に電力を供給可能な車両に関する。
従来、走行用の電動機と、この電動機に電力を供給する電池とを備える電気自動車では、電池から車外の外部機器に電力を供給可能とする技術が提案されている。具体的には、車内にはコンセントが設けられており、このコンセントに外部機器のケーブルが接続される（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−２３４５３９号公報
一方、車外の外部機器に電池から電力を供給する状態では、電池の直流電流を交流電流に変換するＡＣインバータを起動する必要があり、それゆえ、電気自動車は、走行可能な状態である。
車外の外部機器に電力を供給している状態では、運転者は車外にいる場合が多く、それゆえ、電気自動車が盗難されるおそれがある。このため、車外の外部機器に給電している状態では、電気自動車が発進できないようにすることが求められている。
本発明では、車外の外部機器に給電している状態では、発進を禁止できる給電装置を備える車両を提供することを目的とする。
請求項１に記載の給電装置を備える車両は、車両の外部の機器に電力を供給する給電装置と、前記給電装置と前記外部機器とを接続し、車室内に配索されるケーブルが前記車両のドアと前記車両の車体ドア開口縁との間に挟まれている状態を検出するケーブル挟み状態検出手段と、前記ケーブル挟み状態検出手段が、前記ケーブルの挟み込み状態を検出した際に、前記車両の走行を禁止する走行禁止手段とを備える。
請求項２に記載の給電装置を備える車両では、請求項１の記載において、前記ケーブル挟み状態検出手段は、前記ドアまたは前記車体ドア開口縁の一方に設けられるスイッチであり、前記ケーブルが前記ドアと前記車体ドア開口縁との間に挟まれた際に、前記ケーブルによって前記スイッチを押圧されることで前記ケーブルの挟み込みを検出する。
請求項３に記載の給電装置を備える車両では、請求項２の記載において、前記ドアまたは前記車体ドア開口縁の少なくとも一方には、前記ケーブルが挟まれたときに前記ケーブルを収容する凹部が設けられており、前記スイッチは、前記凹部に設けられる。
請求項４に記載の給電装置を備える車両では、請求項１〜３のうちのいずれか１項の記載において、前記走行禁止手段は、前記パーキングロック機構をロック状態にして前記車両の走行を禁止する。
請求項５に記載の給電装置を備える車両は、請求項１〜３のうちのいずれか１項の記載において、前記走行禁止手段は、前記車両に搭載された走行用電動機を停止する。
本発明によれば、車外の外部機器に給電している状態では、発進を禁止できる。
本発明の第１の実施形態に係る電気自動車を示す概略図。 同電気自動車の車内を示す斜視図。 同電気自動車の後部座席用のドアが閉じた状態を示す側面図。 図２に示すＦ４―Ｆ４線に沿って示す同電気自動車の断面図。 同電気自動車の外部給電用インバータと外部機器とを接続するケーブルが外部給電用インバータに接続された状態で同電気自動車のドアが閉じた状態を、図４と同様に切断して示す断面図。 同電気自動車のＥＣＵの動作を示すフローチャート。 本発明第２の実施形態に係る電気自動車のＥＣＵの動作を示すフローチャート。
本発明の第１の実施形態に係る給電装置を備える車両を、図１〜６を用いて説明する。図１は、給電装置を備える車両の一例である電気自動車１０を示す概略図である。図１に示すように、電気自動車１０は、走行用の電動機２０と、電池３０と、走行用インバータ４０と、変速機５０と、外部給電用インバータ６０と、ケーブル挟み込み検出スイッチ７０と、警告ランプ８０と、ＥＣＵ（Electric Control Unit）９０とを備えている。
走行用の電動機２０の出力軸の回転は、変速機５０によって変速された後に前輪１１に伝達される。変速機５０は、シフトバイワイヤ式である。このため、変速機５０は、内部に駆動部５１を備えている。駆動部５１は、運転者によってシフトレバー１２が操作されると、後述されるとＥＣＵ９０からの指示に基づき変速操作を行う。
また、変速機５０は、パーキングロック機構５２を備えている。シフトレバー１２がパーキング位置にあると、ＥＣＵ９０は、駆動部５１に、パーキングロック機構５２をロック状態にする指示を出す。パーキングロック機構５２がロック状態になることによって、変速機５０内のギヤの回転がロックされる。このことによって、前輪１１は回転できなくなり、それゆえ、電気自動車１０が走行不能となる。
走行用インバータ４０は、電気自動車１０の走行の際に、電池３０から供給される電力を運転者からの要求に対応する電力に変換した後、電動機２０に供給する。運転者からの要求とは、アクセルペダルに対する踏力などであり、電気自動車１０の加速、減速などである。
外部給電用インバータ６０は、電池３０から供給される電力を外部機器１００に供給可能である。電気自動車１０に外部給電用インバータ６０には、外部機器１００のケーブル１０１が電気的に接続可能である。外部給電用インバータ６０は、ケーブル１０１が電気的に接続される接続部の一例として、コンセントが設けられている。外部機器１００は、ケーブル１０１が外部給電用インバータ６０に電気的に接続されることによって、外部給電用インバータ６０を介して、電池３０から電力が供給される。外部給電用インバータ６０は、電池３０から供給される直流電流を外部機器１００に適した状態にして、外部機器１００に給電する。外部機器１００に適した状態にするとは、電池３０から供給される直流電流を交流電流にすることを含む。
図２は、電気自動車１０の車内を示す斜視図である。図２は、外部給電用インバータ６０にケーブル１０１が接続された状態を示している。図２に示すように、ケーブル１０１は、車体１３に形成される乗降用の開口部１４を通っている。開口部１４は、本実施形態では、一例として、電気自動車１０の後部座席の開口部である。なお、図２は、開口部１４を開閉するドア１５が開いている状態を示している。図３は、ドア１５が閉まっている状態を示す電気自動車１０の側面図である。
図２に示すように、開口部１４の周縁部(開口縁)１６には、ウェザストリップ１７が設けられている。周縁部(開口縁)１６は、車体のドア開口縁(ドア枠)の一例である。ウェザストリップ１７は、開口部１４を囲うように環状に設けられている。また、図２に示すように、周縁部(開口縁)１６には、ケーブル１０１を保持する保持部の一例である保持クリップ１１０が設けられている。
ケーブル１０１が外部給電用インバータ６０に接続された状態において、ケーブル１０１が保持クリップ１１０に保持されることによって、ケーブル１０１を固定することができる。言い換えると、開口部１４の周縁部(開口縁)１６に対するケーブル１０１の位置を固定できる。
図４は、ドア１５が閉位置にある状態、つまりドア１５が閉じた状態にあるときに図２に示されるＦ４−Ｆ４線に沿って示す電気自動車１０の断面図である。図４は、開口部１４の周縁部(開口縁)１６においてウェザストリップ１７よりも車外側を切断しており、ケーブル１０１が延びる方向に沿って外側から内側をみている。
図４に示すように、ドア１５が閉じた状態では、周縁部(開口縁)１６に設けられるウェザストリップ１７と、ドア１５に設けられるウェザストリップ１８とが互いに押圧することによって、開口部１４を液密にシールしている。
また、周縁部(開口縁)１６においてウェザストリップ１７が重ねられる部分には、凹部１９が設けられている。凹部１９は、ウェザストリップ１７から離れる方向に凹んでいる。このため、凹部１９の底面１９ａとウェザストリップ１７との間には、収容空間Ｓが設けられている。凹部１９内には、ケーブル挟み込み検出スイッチ７０が設けられている。また、この凹部１９はケーブルを車内から車外に配策するためのケーブル収納部としても利用できる。
図５は、ケーブル１０１が外部給電用インバータ６０に接続された状態でドア１５が閉じた状態を、図４と同様に示している。図２に示すように、ケーブル１０１が保持クリップ１１０に保持されると、ケーブル１０１の位置は、周縁部(開口縁)１６に対して位置決めされる。つまり、ケーブル１０１は、ウェザストリップ１７が重ねられる部分に形成された凹部１９に収納されて車内から車外へ配策される。ケーブル１０１の位置は、具体的には、ケーブル１０１が凹部１９と対向する位置に位置決められる。
このため、図５に示すように、ドア１５が閉じることによって、周縁部(開口縁)１６に設けられるウェザストリップ１７とドア１５に設けられるウェザストリップ１８とは、ケーブル１０１に合わせて変形する。このとき、開口部１４の周縁部(開口縁)１６に設けられるウェザストリップ１７は、凹部１９内に浸入する。そして、ケーブル挟み込み検出スイッチ７０を押す。図４に示すように、ドア１５と開口部１４との間にケーブル１０１が挟まれていない状態では、ウェザストリップ１７は、ケーブル挟み込み検出スイッチ７０に接触せず、それゆえ、ケーブル挟み込み検出スイッチ７０は押されていない状態である。
図５に示すように、ケーブル挟み込み検出スイッチ７０は、押されると、ＥＣＵ９０に信号を出力する。ケーブル挟み込み検出スイッチ７０は、押されていない状態では、信号を出力しない。
凹部１９の大きさは、図５に示すようにケーブル１０１が挟みこまれた状態のときに、周縁部(開口縁)１６に設けられるウェザストリップ１７が凹部１９内に入り込むことによってケーブル１０１が損傷することがないように、考慮された大きさを有している。
ＥＣＵ９０は、上記したように、変速機５０の駆動部５１と、走行用インバータ４０と、外部給電用インバータ６０とを制御する。
図６は、外部給電用インバータ６０から外部機器１００に電力を供給している際のＥＣＵ９０の動作を示すフローチャートである。図６に示すように、ステップＳＴ１では、ＥＣＵ９０は、外部機器１００に電力を供給しているか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ９０は、外部給電用インバータ６０にケーブル１０１が接続されていると、外部給電用インバータ６０を制御して外部機器１００に電力を供給している。このため、ＥＣＵ９０は、外部給電用インバータ６０に電力を供給しているか否かを常に認識している。本実施形態では、外部給電用インバータ６０は、ケーブル１０１が接続されると、ケーブル１０１が接続されているという状態を示す信号をＥＣＵ９０に送信する。ＥＣＵ９０は、この信号を受信することによって、ケーブル１０１が接続されていると判断して、外部機器１００に電力を供給するべく外部給電用インバータ６０を制御する。外部機器１００に電力を供給している場合は、ステップＳＴ２に進む。
ステップＳＴ２では、ＥＣＵ９０は、ケーブル挟み込み検出スイッチ７０から信号が送信されているか否かを判定する。ケーブル挟み込み検出スイッチ７０から信号を受信していると、ステップＳＴ３に進む。
ステップＳＴ３では、ＥＣＵ９０は、外部給電用インバータ６０にケーブル１０１が接続された状態においてドア１５が閉じている状態であると判断して、パーキングロック機構５２をロック状態にするべく、駆動部５１を動作する。ステップＳＴ３の処理によって、電気自動車１０は、パーキングロック機構５２がロック状態になるので、走行できない状態になる。
なお、車外に配置される外部機器１００に電力を供給している状態では、通常、シフトレバー１２はパーキング位置に移動されている。このため、パーキングロック機構５２は、外部機器１００に給電する前に、ロック状態になっている。ステップＳＴ３においてパーキングロック機構５２がすでにロック状態である場合は、そのままステップＳＴ４に進む。
ＥＣＵ９０は、ステップＳＴ４では、シフト変更を禁止する。具体的には、シフトレバー１２の位置が移動できないように、シフトレバー１２の移動をとめるロック機構１２０をロック状態する。このことによって、シフトレバー１２はパーキング位置から移動することが禁止される。ついで、ステップＳＴ５に進む。
ステップＳＴ５では、ＥＣＵ９０は、シフトレバー１２が操作されたか否かを判定する。ステップＳＴ４においてシフトレバー１２はパーキング位置からの移動が禁止されている。このため、シフトレバー１２に対して荷重が加えられると、このことをセンサ１３０が検出する。センサ１３０は、シフトレバー１２に荷重が入力されたことを検出すると、ＥＣＵ９０に信号を送信する。ＥＣＵ９０は、センサ１３０から信号を受信することによって、シフトレバー１２が操作されたことを検出する。シフトレバー１２が操作されたことを検出すると、ついで、ステップＳＴ６に進む。
ステップＳＴ６では、ＥＣＵ９０は、警告ランプ８０を点灯する。警告ランプ８０が点灯する状態とは、ケーブル１０１がドア１５と開口部１４の周縁部(開口縁)１６との間に挟まれている状態で、電気自動車１０を発進しようとする状態である。なお、警告ランプ８０が点灯している状態では、シフトレバー１２がパーキング位置に固定されているとともに、ＥＣＵ９０は変速機５０の駆動部５１を制御しない。このため、パーキングロック機構５２がロックされている状態であり、それゆえ、電気自動車１０は、走行できない状態である。警告ランプ８０が点灯することによって、運転者は、上記状態を再認識する。
外部機器１００に対する給電が終了すると、ステップＳＴ１からステップＳＴ７に進む。ステップＳＴ７では、ＥＣＵ９０は、シフト変更の禁止を解除する。また、ステップＳＴ２においてケーブル挟み込み検出スイッチ７０がオンされていないと判定すると、言い換えるとケーブル挟み込み検出スイッチ７０から信号を受信していない状態ではステップＳＴ１に戻る。例えば、ドア１５を開いた状態で外部機器１００に給電すると、ケーブル１０１は、ドア１５と開口部１４の周縁部(開口縁)１６との間に挟まれることがないので、ケーブル挟み込み検出スイッチ７０は、オフ状態であり信号をＥＣＵ９０に送信しない。また、ステップＳＴ５において、シフトレバー１２が操作されていない状態では、ステップＳＴ１に戻る。ステップＳＴ１以降の動作は、予め設定された間隔で実行されている。
このように構成される電気自動車１０では、ケーブル１０１がドア１５と開口部１４の周縁部(開口縁)１６との間に挟まれている状態では走行できない。このため、例えば、外部機器１００に給電中に運転者が運転席から離れるような場合、安全のためにドア１５を閉じた状態にするが、このとき、ケーブル１０１がドア１５と開口部１４の周縁部(開口縁)１６との間に挟まれているので、電気自動車１０が発進することが禁止される。このため、電気自動車１０が盗難されることを防止できる。
また、ケーブル１０１が挟まれている状態を検出する手段としてケーブル挟み込み検出スイッチを用いることによって、ケーブル１０１が挟まれている状態を検出する手段を簡素な構造にすることができる。
また、開口部１４の周縁部(開口縁)１６に凹部１９を設けることによって、ドア１５を閉じても、ケーブル１０１が損傷することを抑制できる。
また、ケーブル１０１が挟まれている状態において電気自動車１０の発進を禁止する手段として、パーキングロック機構５２を用いている。このように、既存のパーキングロック機構５２を用いることによって、電気自動車１０の構造を簡素にすることができる。
つぎに、本発明の第２の実施形態に係る給電装置を備える車両を、図７を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同様の機能を有する構成は、第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、ケーブル１０１がドア１５と開口部１４の周縁部(開口縁)１６との間に挟まれている状態において電気自動車１０の発進を禁止する手段が第１の実施形態と異なる。他は、第１の実施形態と同じである。上記異なる点を説明する。
本実施形態では、ケーブル１０１がドア１５と開口部１４の周縁部(開口縁)１６との間に挟まれている状態において電気自動車１０の発進を禁止する手段として、パーキングロック機構５２を用いるのではなく、電動機２０に対する電力の供給を停止する。
図７は、本実施形態のＥＣＵ９０の動作を示すフローチャートである。図７に示すように、本実施形態では、第１の実施形態で説明されたステップＳＴ３，４に代えてステップＳＴ８を有する。また、ステップＳＴ７に代えて、ステップＳＴ９を有する。
ステップＳＴ２でケーブル挟み込み検出スイッチ７０がオンされたことを検出すると、言い換えるとケーブル挟み込み検出スイッチ７０から信号を受信すると、ステップＳＴ８に進む。ステップＳＴ８では、ＥＣＵ９０は、走行用インバータ４０を制御して、電動機２０に対する電力供給を禁止状態にする。なお、電動機２０に対する電力供給の禁止状態とは、シフトレバー１２がパーキング位置からドライブ位置に移動した後アクセルペダルが踏みこまれても、電動機２０に対して電力を供給しない状態である。
なお、本実施形態では、シフトレバー１２をパーキング位置に固定する処理は行われない。このため、ステップＳＴ８の処理以降において、運転者が電気自動車１０を発進するべくシフトレバー１２をパーキング位置からドライブ位置に変更することが可能である。
ステップＳＴ５では、ＥＣＵ９０は、上記のようにシフトレバー１２が操作されたことを検出すると、ステップＳＴ６に進む。なお、ステップＳＴ６では、すでに電動機２０に対する電力供給禁止状態であるので、運転者がアクセルペダルを踏み込んでも電気自動車１０が発進することはない。運転者は、警告ランプ８０が点灯していることを確認することによって、外部機器１００に対して給電中であることを認識する。
ＥＣＵ９０は、ステップＳＴ１においてケーブル１０１が外部給電用インバータ６０から引き抜かれたことを検出すると、ステップＳＴ９に進む。ステップＳＴ９では、ＥＣＵ９０は、電動機２０への電力供給の禁止状態を解除する。なお、本実施形態では、外部給電用インバータ６０は、ケーブル１０１との電気的接続が解除されたことを検出すると、当該解除された状態であることを示す信号をＥＣＵ９０に送信する。ＥＣＵ９０は、この信号を受信することによって、外部機器１００に電力を供給ではないと判断する。
本実施形態であっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、第１，２の実施形態では、開口部１４の周縁部(開口縁)１６に凹部１９が形成されているが、ドア１５に凹部１９が形成されてこの凹部１９内のケーブル挟み込み検出スイッチ７０が設けられてもよい。または、ドア１５と開口部１４との両方に凹部が形成され、いずれか一方の凹部内または両方にケーブル挟み込み検出スイッチ７０が設けられてもよい。
また、第１，２の実施形態では、車両の一例として電気自動車１０が用いられたが、走行用駆動源として、内燃機関と電動機とを備えルハイブリッド電動車両であってもよい。
また、第１，２の実施形態では、ケーブル１０１を挟み込んだ状態で電気自動車１０を発進する際の運転者への警告手段の一例として、警告ランプ８０を用いた。警告手段の他の例としては、音で運転者に警告するようにしてもよい。
第１，２の実施形態では、ＥＣＵ９０と電池３０と外部給電用インバータ６０とは、車外の外部機器に電力を供給可能な給電装置の一例を構成している。
第１，２の実施形態では、ケーブル挟み込み検出スイッチ７０は、ドアとドア枠の間にケーブルが挟み込まれている状態を検出するケーブル挟み込み状態検出手段の一例である。
第１の実施形態では、ＥＣＵ９０とパーキングロック機構５２と駆動部５１とは、ケーブル挟み込み状態検出手段が、ドアとドア枠との間にケーブルが挟まれている状態を検出すると、走行を禁止する走行禁止手段の一例を構成している。
第２の実施形態では、ＥＣＵ９０は、電動機２０への電力供給を禁止することによって電気自動車１０の発進を禁止している。ＥＣＵ９０は、ケーブル挟み込み状態検出手段が、ドアとドア枠との間にケーブルが挟まれている状態を検出すると、走行を禁止する走行禁止手段の一例である。
この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。例えば、電気自動車はエンジンを搭載するハイブリッド車であってもよい。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。さらに、異なる実施形態の構成を組み合わせてもよい。
１０…電気自動車（給電装置を備える車両）、１９…凹部、２０…電動機（走行用駆動部）、３０…電池（給電装置）、５１…駆動部（禁止手段）、５２…パーキングロック機構（禁止手段、制御手段）、６０…外部給電用インバータ（給電装置）、７０…ケーブル挟み込み検出スイッチ（ケーブル挟み状態検出手段、スイッチ）、９０…ＥＣＵ（給電装置、禁止手段、制御手段）、１００…外部機器、１０１…ケーブル。

Claims (5)

  1. 車両の外部の機器に電力を供給する給電装置と、
    前記給電装置と前記外部機器とを接続し、車室内に配索されるケーブルが前記車両のドアと前記車両の車体ドア開口縁との間に挟まれている状態を検出するケーブル挟み状態検出手段と、
    前記ケーブル挟み状態検出手段が、前記ケーブルの挟み込み状態を検出した際に、前記車両の走行を禁止する走行禁止手段と
    を具備する給電装置を備える車両。
  2. 前記ケーブル挟み状態検出手段は、
    前記ドアまたは前記車体ドア開口縁の一方に設けられるスイッチであり、
    前記ケーブルが前記ドアと前記車体ドア開口縁との間に挟まれた際に、前記ケーブルによって前記スイッチを押圧されることで前記ケーブルの挟み込みを検出する
    ことを特徴とする請求項１に記載の給電装置を備える車両。
  3. 前記ドアまたは前記車体ドア開口縁の少なくとも一方には、前記ケーブルが挟まれたときに前記ケーブルを収容する凹部が設けられており、前記スイッチは、前記凹部に設けられる
    ことを特徴とする請求項２に記載の給電装置を備える車両。
  4. 前記走行禁止手段は、
    前記パーキングロック機構をロック状態にして前記車両の走行を禁止する
    ことを特徴とする
    請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載の給電装置を備える車両。
  5. 前記走行禁止手段は、
    前記車両に搭載された走行用電動機を停止する
    ことを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載の給電装置を備える車両。
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