JP2015050839A

JP2015050839A - 車両の制御装置

Info

Publication number: JP2015050839A
Application number: JP2013180912A
Authority: JP
Inventors: 昌三井上; Shozo Inoue
Original assignee: Hino Motors Ltd
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 2013-09-02
Filing date: 2013-09-02
Publication date: 2015-03-16

Abstract

【課題】外部給電中における外部給電用手動スイッチの操作を不能にして、管理者の配置を不要にする。【解決手段】車両の制御装置は、外部端子２７と、外部給電用手動スイッチ２８とを備え、手動スイッチ２８がオン状態において外部端子２７を通じた外部給電が可能になるように構成される。そして、手動スイッチが、給電用ロックスイッチ２８ａに挿入されたキー２８ｂの操作によりオン又はオフが可能であって、キー２８ｂのオン操作により給電用ロックスイッチ２８ａがオン状態と成り、オン状態の給電用ロックスイッチ２８ａからキー２８ｂを抜き取り可能な給電用キースイッチ２８からなることを特徴とする。車両を走行させる走行用キースイッチ２３が給電用キースイッチ２８と別に設けられ、給電用キースイッチ２８のキー２８ｂが走行用キースイッチ２３のキー２３ｂと同一である。【選択図】図１

Description

本発明は、外部へ給電するための外部端子を有する車両の制御装置に関するものである。

従来、エンジンの出力軸にクラッチを介して電動発電機を結合し、この電動発電機の回転駆動力を駆動出力として変速機に伝達し、変速機の駆動出力をディファレンシャル・ギアから駆動車軸に伝達する構造のハイブリッド車両が知られている。このようなハイブリッド車両では、車両を走行させる走行用キースイッチをオン状態とすると、エンジン又は電動発電機のいずれか一方又は双方の回転駆動力により走行することが可能になり、減速時には電動発電機が車両の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収する発電機として作用し、その電気エネルギーをバッテリに充電し得るとしている。

一方、近年では、車両に蓄えられた電力を車両の外部において用いる試みがなされている。そこで、上述したハイブリッド車両において、電力を車両外部へ給電するための外部端子と、外部給電用手動スイッチとを備え、その手動スイッチがオン状態において外部端子を通じた外部給電が可能になるように構成された車両の制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

この車両の制御装置では、車両を走行させる走行用キースイッチをオン状態とし、更に外部給電用手動スイッチを手動によりオン状態とすることにより、駆動するエンジンの回転駆動力により電動発電機が発電した電力又はバッテリに充電された電力を外部端子に通じて外部に給電することが可能なように構成されている。

特開２０００−２３４５３９号公報

しかし、上記従来の車両の制御装置では、外部給電する前提として、車両を走行させる走行用キースイッチをオン状態とするので、その後手動スイッチがオン状態となって外部給電状態にあっても、車両を走行させることが可能である。このため、外部給電中における誤操作等によって車両が走行する可能性があった。

この点を解消するために、上記車両の制御装置では、外部給電中にシフトレバー位置が停車位置から走行位置に操作されないようにシフトレバーの移動を制限し、変速機の変速作動を禁止し、外部給電中の車両の走行を禁止する手段を設けている。

けれども、外部給電用手動スイッチは、誰もが操作しうる手動スイッチであるために、その手動スイッチが誤操作されれば、外部給電が不能になるという、未だ解決すべき課題が残存していた。このため、従来から外部給電中は、そのような誤操作等を防止するために、常に管理者をその車両に配置する必要があった。

本発明の目的は、外部給電中における外部給電用手動スイッチの操作を不能にして、管理者の配置を不要にし得る車両の制御装置を提供することにある。

本発明は、外部端子と、外部給電用手動スイッチとを備え、手動スイッチがオン状態において外部端子を通じた外部給電が可能になるように構成された車両の制御装置の改良である。

その特徴ある構成は、手動スイッチが、ロックスイッチに挿入されたキーの操作によりオン又はオフが可能であって、キーのオン操作によりロックスイッチがオン状態と成り、オン状態のロックスイッチからキーを抜き取り可能な給電用キースイッチからなるところにある。

車両を走行させる走行用キースイッチが給電用キースイッチと別に設けられる場合、給電用キースイッチのキーが走行用キースイッチのキーと同一であることが好ましい。

本発明の車両の制御装置では、外部給電を可能にする手動スイッチが給電用キースイッチからなるので、オン状態のロックスイッチからキーを抜き取ることにより、給電用キースイッチの外部給電中における操作を不能にすることができる。これにより、その給電用キースイッチの操作を監視するための管理者の配置を不要にすることが可能となる。

車両を走行させる走行用キースイッチが給電用キースイッチと別に設けられる場合にあって、給電用キースイッチのキーを走行用キースイッチのキーと同一にして、１本のキーにより操作するようにすれば、キーの管理負担を軽減させるとともに、走行用キースイッチと給電用キースイッチの双方が操作されて、走行可能状態と給電可能状態の両方が作動するような不都合を回避することができる。

本発明実施形態の車両のブロック構成図である。その制御装置が設けられた車両の運転席から見たステアリングの周囲を示す図である。その制御装置のキーポジションと各種システムの可能の有無を示す図である。

次に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の制御装置を有するハイブリッド車両１の構成を示すブロック図である。このハイブリッド車両１は、半自動トランスミッションの変速機を介したエンジン１０及び電動発電機１３のいずれか一方又は双方によって駆動され、減速時には、電動発電機１３の回生トルクによってエンジン１０のエンジンブレーキのような制動力を発生させることができるものである。

即ち、このハイブリッド車両１は、エンジン１０、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）１１、クラッチ１２、電動発電機１３、インバータ１４、バッテリ１５、トランスミッション１６、電動発電機ＥＣＵ１７、ハイブリッドＥＣＵ１８を有する。なお、トランスミッション１６は、上述したように、半自動のものであって、マニュアルトランスミッションと同じ構成を有しながら変速操作を自動的に行うことができるものである。

エンジン１０は、内燃機関の一例であり、エンジンＥＣＵ１１によって制御され、ガソリン、軽油、ＣＮＧ(Compressed Natural Gas)、ＬＰＧ(Liquefied Petroleum Gas)、又は代替燃料等を内部で燃焼させて、軸を回転させる動力を発生させ、発生した動力をクラッチ１２に伝達するように構成される。このエンジン１０を制御するエンジンＥＣＵ１１は、ハイブリッドＥＣＵ１８からの指示に従うことにより、電動発電機ＥＣＵ１７と連携動作するコンピュータであり、燃料噴射量やバルブタイミングなど、エンジン１０を制御する。例えば、エンジンＥＣＵ１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、マイクロプロセッサ（マイクロコンピュータ）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）などにより構成され、内部に、演算部、メモリ、及びＩ／Ｏ（Input/Output）ポートなどを有する。

クラッチ１２は、クラッチアクチュエータ２１により制御される油圧に従って、クラッチブースタ２２により機械的に制御されるものを例示する。クラッチアクチュエータ２１はハイブリッドＥＣＵ１８からの電気信号により制御される。クラッチ１２は、エンジン１０からの軸出力を、電動発電機１３及びトランスミッション１６を介して図示しない車輪に伝達する。即ち、クラッチ１２は、ハイブリッドＥＣＵ１８の制御によって、エンジン１０の回転軸と電動発電機１３の回転軸とを機械的に接続することにより、エンジン１０の軸出力を電動発電機１３に伝達したり、又は、エンジン１０の回転軸と電動発電機１３の回転軸との機械的な接続を切断することにより、エンジン１０の軸と、電動発電機１３の回転軸とが互いに異なる回転速度で回転できるようにする。

電動発電機１３は、いわゆる、モータジェネレータであり、インバータ１４から供給された電力により、軸を回転させる動力を発生させて、その軸出力をトランスミッション１６に供給するか、又はトランスミッション１６から供給された軸を回転させる動力によって発電し、その電力をインバータ１４に供給するものである。

インバータ１４は、電動発電機ＥＣＵ１７によって制御され、バッテリ１５からの直流電力を交流電力に変換するか、又は電動発電機１３からの交流電力を直流電力に変換するものである。電動発電機１３が動力を発生させる場合、インバータ１４は、バッテリ１５の直流電力を交流電力に変換して、電動発電機１３に電力を供給し、電動発電機１３が発電する場合、インバータ１４は、電動発電機１３からの交流電力を直流電力に変換するように構成される。即ち、インバータ１４は、バッテリ１５に直流電力を供給するための整流器及び電圧調整装置としての役割を果たすものである。

バッテリ１５は、充放電可能な二次電池であり、電動発電機１３が動力を発生させるとき、電動発電機１３にインバータ１４を介して電力を供給するか、又は電動発電機１３が発電しているとき、電動発電機１３が発電する電力によって充電される。

ハイブリッドＥＣＵ１８は、コンピュータの一例であり、ＣＰＵ、ＡＳＩＣ、マイクロプロセッサ（マイクロコンピュータ）、ＤＳＰなどにより構成され、内部に、演算部、メモリ、及びＩ／Ｏポートなどを有するものが使用される。このハイブリッドＥＣＵ１８、エンジンＥＣＵ１１、バッテリＥＣＵ２３及び電動発電機ＥＣＵ１７は、ＣＡＮ（Control Area Network）などの規格に準拠したバスなどにより相互に接続される。そして、ハイブリッドＥＣＵ１８によって実行されるプログラムは、ハイブリッドＥＣＵ１８の内部の不揮発性のメモリにあらかじめ記憶しておくことで、コンピュータであるハイブリッドＥＣＵ１８にあらかじめインストールされる。

このハイブリッドＥＣＵ１８には車両１を走行させる走行用キースイッチ２３が接続される。この走行用キースイッチ２３は、図２に示すように、ステアリングコラム２４に設けられた走行用ロックスイッチ２３ａと、その走行用ロックスイッチ２３ａに挿脱可能に構成されたキー２３ｂとにより構成され、その走行用ロックスイッチ２３ａは、その走行用ロックスイッチ２３ａに挿入されたキー２３ｂの操作によりオン又はオフが可能になるように構成される。そして、この走行用キースイッチ２３では、走行用ロックスイッチ２３ａがオフ状態でキー２３ｂの挿脱が可能であるけれども、そのキー２３ｂのオン操作により走行用ロックスイッチ２３ａがオン状態と成ると、走行用ロックスイッチ２３ａからそのキー２３ｂを抜き取ることはできない様なものが用いられる。

図１に戻って、ハイブリッドＥＣＵ１８は、走行用キースイッチ２３がオン状態において、ハイブリッド走行のために、アクセル開度情報、ブレーキ操作情報、車速情報、及びトランスミッション１６から取得したギア位置情報、エンジンＥＣＵ１１から取得したエンジン回転速度情報を取得して、これを参照して、エンジン１０もしくは電動発電機１３、又はエンジン１０と電動発電機１３とが協働して走行させるパラレル走行と、エンジン１０により電動発電機１３を駆動して発電させながら走行する発電走行をとるように構成される。このパラレル走行にあって、ハイブリッドＥＣＵ１８は、取得したアクセル開度情報やその他の情報に基づき電動発電機ＥＣＵ１７に対して電動発電機１３及びインバータ１４の制御指示を与え、エンジンＥＣＵ１１に対してエンジン１０の制御指示を与える。

また、ハイブリッドＥＣＵ１８は、走行用キースイッチ２３がオン状態において、上述したアクセル開度情報やブレーキ操作情報等から、ハイブリッド車両１が減速状態である時には、その減速時における運動エネルギーにより電動発電機１３を発電させて、その電気エネルギーをバッテリ１５に充電して回収する減速走行を取るように構成される。即ち、この減速走行では、電動発電機１３は、発電機として動作し、トランスミッション１６から供給された軸を回転させる動力によって発電して、電力をインバータ１４に供給し、バッテリ１５を充電するように構成される。

また、このハイブリッド車両１には、外部端子２７と、外部給電用手動スイッチ２８とが備えられる。この実施の形態における外部端子２７は電源用コンセントであって、この外部端子２７はインバータ１４に接続される。そして、外部給電用手動スイッチ２８は電動発電機ＥＣＵ１７に接続される。

電動発電機ＥＣＵ１７は、ハイブリッドＥＣＵ１８からの指示に従うことにより、エンジンＥＣＵ１１と連携動作するコンピュータであり、インバータ１４を制御することによって電動発電機１３を制御するように構成される。そして、外部給電用手動スイッチ２８が操作されてオン状態になると、電動発電機１３が発電した電力又はバッテリ１５に充電された電力を外部端子２７に通じて外部給電するように構成される。なお、この電動発電機ＥＣＵ１７は、例えば、ＣＰＵ、ＡＳＩＣ、マイクロプロセッサ（マイクロコンピュータ）、ＤＳＰなどにより構成され、内部に、演算部、メモリ、及びＩ／Ｏポートなどを有するものが使用される。

そして、本発明の特徴ある構成は、外部給電用手動スイッチ２８が、前述した走行用キースイッチ２３と同一のキースイッチからなるところにある。即ち、この外部給電用手動スイッチ２８は、給電用ロックスイッチ２８ａに挿入されたキー２８ｂを手動で操作することによりオン又はオフが可能であって、そのキー２８ｂのオン操作により給電用ロックスイッチ２８ａがオン状態と成るキースイッチ２８である。

ただし、この外部給電用手動スイッチ２８は、オン状態の給電用ロックスイッチ２８ａからキー２８ｂを抜き取ることが可能になるように構成され、この点において走行用キースイッチ２３と異なる。また、この実施の形態では、車両を走行させる走行用キースイッチ２３と別に給電用キースイッチ２８が設けられているけれども、その給電用キースイッチ２８のキー２８ｂと走行用キースイッチ２３のキー２８ｂとは同一のものとされる。

図２に示すように、この実施の形態では、給電用キースイッチ２８を構成する給電用ロックスイッチ２８ａは、ステアリング２６近傍のインストルメントパネル２９に設けられ、ステアリングコラム２４に設けられた走行用ロックスイッチ２３ａから抜き取ったキー２３ｂを用いて直ちに給電用キースイッチ２８を操作することが可能なように構成される。

図１に戻って、外部給電を可能にする手動スイッチである給電用キースイッチ２８がオン状態となると、電動発電機ＥＣＵ１７は、インバータ１４を制御することによって、電動発電機１３が発電した電力又はバッテリ１５に充電された電力を外部端子２７に通じて外部給電する（図３）。具体的に、電動発電機ＥＣＵ１７は、所定値以上の電力がバッテリ１５に充電されている場合に、そのバッテリ１５に充電された電力を外部端子２７に通じて外部給電する。一方、そのような外部給電により、バッテリ１５に充電された電力が所定値未満となった場合には、ハイブリッドＥＣＵ１８を介してエンジン１０を始動させ、そのエンジン１０により電動発電機１３を駆動させて、その電動発電機１３が発電した電力を外部端子２７に通じて外部給電するように構成される。

また、外部給電を可能にする手動スイッチである給電用キースイッチ２８がオン状態となると、ハイブリッドＥＣＵ１８は、図３に示すように、シフトレバー位置が停車位置から走行位置に操作されないようにシフトレバーの移動を制限する。それとともに、ハイブリッドＥＣＵ１８は、図示しないパーキングブレーキ装置をＯＮにするように構成される。これにより、エンジン１０により電動発電機１３を駆動させて、その電動発電機１３が発電した電力を外部端子２７に通じる場合に、その車両の走行を禁止するように構成される。

このように構成された車両の制御装置では、外部給電を可能にする手動スイッチが給電用キースイッチ２８からなるので、オン状態の給電用ロックスイッチ２８ａからキー２８ｂを抜き取ることにより、給電用キースイッチ２８の外部給電中における操作を不能にすることができる。これにより、その給電用キースイッチ２８の操作を監視するための管理者の配置を不要にすることが可能となる。

また、車両を走行させる走行用キースイッチ２３が給電用キースイッチ２８と別に設けられているけれども、給電用キースイッチ２８のキー２８ｂを走行用キースイッチ２３のキー２３ｂと同一にしているので、１本のキー２３ｂ又は２８ｂにより走行用キースイッチ２３及び給電用キースイッチ２８の双方を操作するようにすれば、キー２３ｂ又は２８ｂの管理負担が軽減する。それとともに、走行用キースイッチ２３では、オン状態と成るとキー２３ｂを抜き取ることはできないので、そのキー２３ｂ又は２８ｂを用いて外部給電用手動スイッチ２８をオン状態とした場合、走行用キースイッチ２３は必ずオフ状態となる。このため、本発明では、走行用キースイッチ２３と給電用キースイッチ２８の双方が操作されて、走行可能状態と給電可能状態の両方が作動するような不都合を回避することができる。

なお、上述した実施の形態では、対象となる車両がハイブリッド車両１である場合を説明したけれども、外部に給電可能な電力が充電可能であるか又は発電可能である限り、対象となり得る車両は、大容量のバッテリを搭載する電気自動車であっても良く、発電可能な燃料電池を備える燃料電池車であっても良い。

また、上述した実施の形態では、給電用キースイッチ２８がオン状態となると、所定値以上の電力がバッテリ１５に充電されている場合に、そのバッテリ１５に充電された電力を外部給電し、バッテリ１５に充電された電力が所定値未満となった場合に、エンジン１０により駆動する電動発電機１３が発電した電力を外部給電する場合を説明した。けれども、外部給電用手動スイッチ２８と別に図示しないエンジン駆動外部給電スイッチを設け、給電用キースイッチ２８のみがオン状態となるとバッテリ１５に充電された電力を外部給電し、外部給電用手動スイッチ２８とともに図示しないそのエンジン駆動外部給電スイッチがオンされると、エンジン１０を始動させ、そのエンジンの駆動力により電動発電機１３が発電した電力を外部給電するようにしても良い。

また、上述した実施の形態では、ハイブリッドＥＣＵ１８に走行用キースイッチ２３が接続され、外部給電用手動スイッチ２８が電動発電機ＥＣＵ１７に接続される場合を説明した。けれども、これらスイッチの接続箇所はこれらに限定されることは無く、オン状態で車両が走行可能であり、又は外部に給電可能になる限り、これらのスイッチの接続箇所はどこであってもよい。

２３走行用キースイッチ
２３ｂキー
２７外部端子
２８給電用キースイッチ（外部給電用手動スイッチ）
２８ａ給電用ロックスイッチ
２８ｂキー

Claims

外部端子(27)と、外部給電用手動スイッチ(28)とを備え、前記手動スイッチ(28)がオン状態において前記外部端子(27)を通じた外部給電が可能になるように構成された車両の制御装置において、
前記手動スイッチが、
給電用ロックスイッチ(28a)に挿入されたキー(28b)の操作によりオン又はオフが可能であって、
前記キー(28b)のオン操作により前記給電用ロックスイッチ(28a)がオン状態と成り、
オン状態の前記給電用ロックスイッチ(28a)から前記キー(28b)を抜き取り可能な給電用キースイッチ(28)からなる
ことを特徴とする車両の制御装置。
車両を走行させる走行用キースイッチ(23)が給電用キースイッチ(28)と別に設けられ、
前記給電用キースイッチ(28)のキー(28b)が前記走行用キースイッチ(23)のキー(23b)と同一である請求項１記載の車両の制御装置。