JP2015100186A - 電動車両 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザの操作を簡便にすると共に、ユーザの利便性を向上することが可能な電動車両を提供する。【解決手段】電動車両１２の変換器３０は、バッテリ２４からの直流を交流に変換して車外用の第１接続部２６又は車内用の第２接続部２８に出力する。切替器３２は、変換器３０の接続先を第１接続部２６又は第２接続部２８で切り替える。制御部４０は、第１接続部２６又は第２接続部２８に対するコネクタ１１２、１２２、１４２の接続状態及び定格電圧設定部３６の選択状態並びに車両起動スイッチ３８の選択状態の組み合わせに応じて、変換器３０及び切替器３２を制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、バッテリから車外機器及び車内機器への給電を少なくとも可能とする電動車両に関する。

特許文献１には、バッテリ１１（二次電池）を搭載した電気自動車１０（電動車両）と、家屋２０に設置されてバッテリ１１の充放電を行う充放電制御装置２１とを備える充放電システムが開示されている（［００１６］）。充放電制御装置２１は、スマートグリッドの一部を成す電力の需給・供給の自動制御装置であるが、ユーザの設定に応じて単純な充電器としても動作することができる（［００２０］）。充放電制御装置２１の動作モードとしては、スマートグリッドの制御下にあり、自動制御装置として機能するスマートグリッド制御モードと、充放電制御装置２１が充電制御下にあり、単純な充電器として動作する充電専用モードとを選択可能である（［００２０］）。

特開２０１２−０８５３８３号公報

上記のように、特許文献１では、家屋２０に設置された充放電制御装置２１で充放電の設定を行う。このため、充放電の設定を行うためには、ユーザは、家屋２０内に行かなければならない。また、特許文献１では、電気自動車１０と充放電制御装置２１（外部機器）との間の充放電に着目されており、バッテリ１１から車内への電力供給については検討されていない。

本発明は上記のような課題を考慮してなされたものであり、ユーザの操作を簡便にすると共に、ユーザの利便性を向上することが可能な電動車両を提供することを目的とする。

本発明に係る電動車両は、外部給電装置からバッテリへの充電、前記バッテリから車外機器への給電及び前記バッテリから車内機器への給電を可能とするものであって、前記外部給電装置又は前記車外機器のコネクタである第１コネクタが接続される第１接続部と、前記車内機器のコネクタである第２コネクタが接続される第２接続部と、前記第１接続部及び前記第２接続部と前記バッテリとの間に配置され、前記バッテリからの直流を交流に変換して前記第１接続部又は前記第２接続部に出力する変換器と、前記第１接続部及び前記第２接続部と前記変換器との間に配置され、前記変換器の接続先を前記第１接続部と前記第２接続部とで切り替える切替器と、前記第１接続部への前記第１コネクタの接続又は前記第２接続部への前記第２コネクタの接続を判定する接続判定部と、前記変換器から出力される定格電圧をユーザの操作により設定する定格電圧設定部と、車両起動スイッチと、前記接続判定部の判定結果及び前記定格電圧設定部の選択状態並びに前記車両起動スイッチの選択状態の組み合わせに応じて、前記変換器及び前記切替器を制御する制御部とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、給電のためにユーザが操作する定格電圧設定部の選択状態に加え、接続判定部の判定結果（すなわち、第１接続部又は第２接続部の接続状態）及び車両起動スイッチの選択状態に応じて、変換器及び切替器を制御する。このため、ユーザの操作を簡便にすることが可能となる。また、車外との間の充電及び給電に加え、車内への給電を可能とする。このため、ユーザの利便性を向上することができる。さらに、接続判定部の判定結果及び車両起動スイッチの選択状態を、変換器及び切替器の制御に反映させることができるため、安全性を優先した給電を行うことが可能となる。

前記制御部は、前記定格電圧設定部により前記第１接続部と前記変換器との接続時に設定可能な前記定格電圧が選択されているにもかかわらず、前記第１接続部に前記第１コネクタが接続されていない場合、前記第２接続部への給電をするように前記変換器及び前記切替器を制御してもよい。

一般に、外部給電装置側又は車外機器側のコネクタ（第１コネクタ）が接続される第１接続部は、車外に面するように配置されるのに対し、車内機器のコネクタ（第２コネクタ）が接続される第２接続部は、車室内に面するように配置されることが多いと考えられる。このため、仮に電動車両が衝突した場合、第１接続部よりも第２接続部の方が短絡又は地絡の可能性が低いと考えられる。本発明によれば、定格電圧設定部により第１接続部と変換器との接続時に設定可能な前記定格電圧が選択されているにもかかわらず、第１接続部に第１コネクタが接続されていない場合、第２接続部への給電を優先する。このため、電動車両の安全性を高めることが可能となる。

前記第１接続部における前記定格電圧は、前記第２接続部における前記定格電圧よりも高くしてもよい。これにより、外部給電装置からバッテリへの充電又はバッテリから車外機器への給電を高電圧で行うことが可能となる。また、上記のように、第２接続部への給電を優先する場合、より低い電圧での給電を優先させることになるため、電動車両の安全性をさらに高めることが可能となる。

前記変換器は、前記バッテリからの直流を交流に変換して前記第１接続部又は前記第２接続部に出力すると共に、前記外部給電装置から前記第１接続部に供給された交流を直流に変換して前記バッテリに出力し、前記制御部は、前記車両起動スイッチがオフであり且つ前記第１接続部に前記第１コネクタが接続されているとき、前記外部給電装置からの受電要求又は前記車外機器からの給電要求に応じて、前記変換器を制御してもよい。

直流から交流への変換（ＤＣ−ＡＣ変換）と交流から直流への変換（ＡＣ−ＤＣ変換）の両方を変換器が実行可能となることにより、給電及び充電のための回路を共用化し、電動車両のコンパクト化を図ることが可能となる。また、車両起動スイッチがオフであり且つ第１接続部に第１コネクタが接続されているときには、外部給電装置からの受電要求（充電要求）又は車外機器からの給電要求に応じて、変換器を制御する。このため、変換器によるＤＣ−ＡＣ変換とＡＣ−ＤＣ変換の切替えを簡易に行うことが可能となる。

本発明に係る電動車両は、バッテリから車外機器及び車内機器への給電を可能とするものであって、前記車外機器のコネクタである第１コネクタが接続される第１接続部と、前記車内機器のコネクタである第２コネクタが接続される第２接続部と、前記第１接続部及び前記第２接続部と前記バッテリとの間に配置され、前記バッテリからの直流を交流に変換して又は前記バッテリからの出力電圧を変圧して、前記第１接続部又は前記第２接続部に出力する変換器と、前記第１接続部及び前記第２接続部と前記変換器との間に配置され、前記変換器の接続先を前記第１接続部又は前記第２接続部で切り替える切替器と、前記第１接続部への前記第１コネクタの接続又は前記第２接続部への前記第２コネクタの接続を判定する接続判定部と、車両起動スイッチと、前記接続判定部の判定結果及び前記車両起動スイッチの選択状態の組み合わせに応じて、前記変換器及び前記切替器を制御する制御部とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、接続判定部の判定結果（すなわち、第１接続部又は第２接続部の接続状態）及び車両起動スイッチの選択状態に応じて、変換器及び切替器を制御する。このため、ユーザの操作を簡便にすることが可能となる。また、車外への給電に加え、車内への給電を可能とする。このため、ユーザの利便性を向上することができる。さらに、接続判定部の判定結果及び車両起動スイッチの選択状態を、変換器及び切替器の制御に反映させることができるため、安全性を優先した給電を行うことが可能となる。

本発明によれば、ユーザの操作を簡便にすると共に、ユーザの利便性を向上することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る電動車両を含む電力システムの概略構成図である。 バッテリ充電／給電制御の概要を説明するための図である。 切替スイッチ制御のフローチャートである。 双方向チャージャ制御のフローチャートである。

Ａ．一実施形態
１．構成
［１−１．全体構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る電動車両１２（以下「車両１２」ともいう。）を含む電力システム１０の概略構成図である。電力システム１０は、車両１２に加え、外部給電装置１４（以下「給電装置１４」ともいう。）と、車外機器１６と、車内機器１８とを備える。

［１−２．車両１２］
（１−２−１．車両１２の全体構成）
車両１２は、走行モータ２０（以下「モータ２０」ともいう。）と、インバータ２２と、走行用バッテリ２４（以下「バッテリ２４」ともいう。）と、インレット２６と、車内コンセント２８と、双方向チャージャ３０と、切替スイッチ３２と、インレット接続検知部３４と、定格電圧設定部３６と、車両起動スイッチ３８と、電子制御装置４０（以下「ＥＣＵ４０」という。）とを有する。

（１−２−２．モータ２０）
モータ２０は、３相交流ブラシレス式であり、インバータ２２を介してバッテリ２４から供給される電力に基づいて車両１２の駆動力Ｆ［Ｎ］（又はトルク［Ｎ・ｍ］）を生成する。また、モータ２０は、回生を行うことで生成した電力（回生電力Ｐｒｅｇ）［Ｗ］をバッテリ２４並びに図示しないダウンバータ、低電圧バッテリ及び補機に出力することでバッテリ２４の充電等を行う。

（１−２−３．インバータ２２）
インバータ２２は、３相フルブリッジ型の構成とされて、陽極側及び陰極側のメイン電力線４２ｐ、４２ｎを介して供給されたバッテリ２４からの直流を３相の交流に変換してモータ２０に供給する一方、回生動作に伴う交流／直流変換後の直流をバッテリ２４（並びに前記ダウンバータ、前記低電圧バッテリ及び前記補機）に供給する。

（１−２−４．バッテリ２４）
バッテリ２４は、複数のバッテリセルを含む蓄電装置（エネルギストレージ）であり、例えば、リチウムイオン２次電池、ニッケル水素電池又はキャパシタ等を利用することができる。本実施形態ではリチウムイオン２次電池を利用している。なお、インバータ２２とバッテリ２４との間に図示しないＤＣ／ＤＣコンバータを設け、バッテリ２４の出力電圧又はモータ２０の出力電圧を昇圧又は降圧してもよい。

（１−２−５．インレット２６、車内コンセント２８、双方向チャージャ３０及び切替スイッチ３２）
インレット２６には、外部給電装置１４のコネクタ１１２（以下「外部給電コネクタ１１２」又は「給電コネクタ１１２」ともいう。）又は車外機器１６のコネクタ１２２（以下「車外機器コネクタ１２２」又は「受電コネクタ１２２」ともいう。）が接続される。インレット２６は、図示しない充電リッドにより覆われており、通常時は車外から見ることができないが、前記充電リッドが開かれると車外に露出する。換言すると、インレット２６は、車外に面するように配置される。インレット２６には、インレット２６とチャージャ３０とを結ぶ電力線５０ａ、５０ｂの一端が接続される。加えて、インレット２６には、インレット２６とＥＣＵ４０とを結ぶ通信線５２の一端が接続される。

車内コンセント２８（以下「コンセント２８」ともいう。）には、車内機器１８のプラグ１４２（以下「車内機器コネクタ１４２」ともいう。）が接続される。コンセント２８は、例えば、図示しないフロントパネルに形成されて車内に面するように配置される。コンセント２８には、コンセント２８と電力線５０ａ、５０ｂとを結ぶ電力線５４ａ、５４ｂの一端が接続される。本実施形態の車内コンセント２８には、通信線は存在しないが、インレット２６のように通信線を設けることも可能である。

双方向チャージャ３０（以下「チャージャ３０」ともいう。）は、インレット２６及びコンセント２８とバッテリ２４との間に設けられ、ＥＣＵ４０の指令に基づいて作動する。チャージャ３０は、インレット２６からの交流（ＡＣ）を直流（ＤＣ）に変換してバッテリ２４に出力するＡＣ／ＤＣ変換器６０と、バッテリ２４からのＤＣをＡＣに変換してインレット２６又は車内コンセント２８に出力するＤＣ／ＡＣ変換器６２とを有する。

切替スイッチ３２は、ＥＣＵ４０からの指令に応じて、双方向チャージャ３０の接続先をインレット２６、コンセント２８又はオフ（ＯＦＦ）に切り替える。

なお、バッテリ２４とインレット２６又はコンセント２８との間等には、図１に示していない各種の回路部品又はセンサを設けてもよい（外部給電装置１４、車外機器１６及び車内機器１８についても同様である。）。例えば、バッテリ２４の手前（メイン電力線４２ｐ、４２ｎ上）において、陽極側及び陰極側のメインコンタクタ（図示せず）を設けることも可能である。

（１−２−６．インレット接続検知部３４）
インレット接続検知部３４は、インレット２６に対する外部給電装置１４の給電コネクタ１１２又は車外機器１６の受電コネクタ１２２の接続を検知してＥＣＵ４０に出力する。

（１−２−７．定格電圧設定部３６）
定格電圧設定部３６（以下「設定部３６」ともいう。）は、バッテリ２４から車外機器１６又は車内機器１８に対して給電する際の定格電圧Ｖｒを、ユーザの操作により設定する部位である。

図１に示すように、設定部３６は、第１給電スイッチ７０（以下「給電スイッチ７０」又は「スイッチ７０」ともいう。）と、第２給電スイッチ７２（以下「給電スイッチ７２」又は「スイッチ７２」ともいう。）とを有する。スイッチ７０は、定格電圧Ｖｒとして１００Ｖを選択するものであり、スイッチ７２は、定格電圧Ｖｒとして２００Ｖを選択するものである。

本実施形態の給電スイッチ７０、７２は、図示しない光源を組み込んだオンオフスイッチであり、オン（ＯＮ）のときに点灯し、オフ（ＯＦＦ）のときに消灯する。ＥＣＵ４０は、スイッチ７０、７２の一方が選択されると、他方を選択することができないようにスイッチ７０、７２のオンオフを制御する。従って、設定部３６では、スイッチ７０がオンであり且つスイッチ７２がオフである状態、スイッチ７０がオフであり且つスイッチ７２がオンである状態及び両方のスイッチ７０、７２がオフである状態のいずれかを選択可能である。

（１−２−８．車両起動スイッチ３８）
車両起動スイッチ３８（以下「起動スイッチ３８」又は「スイッチ３８」ともいう。）は、車両１２の起動を行うためのスイッチ（いわゆるイグニションスイッチ（ＩＧＳＷ））である。起動スイッチ３８は、例えば、図示しないスイッチノブを備えるロータリ式であり、図示しないインスツルメントパネルに向かって左側から「オフ（ＯＦＦ）」、「ＡＣＣ」（アクセサリ）及び「オン（ＯＮ）」の位置を選択可能である。起動スイッチ３８が「オン」の位置にあるとき、モータ２０の作動（車両１２の走行）が可能となる。起動スイッチ３８は、プッシュボタン等のその他のスイッチであってもよい。

（１−２−９．ＥＣＵ４０）
ＥＣＵ４０は、車両側通信線８０を介して車両１２の各部からの入力を受け付け又は各部を制御するものであり、入出力部９０、演算部９２及び記憶部９４を含む。本実施形態において、ＥＣＵ４０は、チャージャ３０及び切替スイッチ３２を制御することにより、外部給電装置１４からバッテリ２４への充電及びバッテリ２４から車外機器１６又は車内機器１８への給電を制御する（詳細は後述する。）。

図１に示すように、本実施形態の演算部９２は、バッテリ２４への充電及びバッテリ２４からの給電を制御する充電／給電制御を実行する充電／給電制御部１００を有する。充電／給電制御部１００は、切替スイッチ３２を制御する切替スイッチ制御（図３）を実行する切替スイッチ制御部１０２と、双方向チャージャ３０を制御する双方向チャージャ制御（図４）を実行するチャージャ制御部１０４とを有する。

［１−３．外部給電装置１４］
図１に示すように、外部給電装置１４は、交流電源１１０と、外部給電コネクタ１１２（以下「給電コネクタ１１２」、「外部コネクタ１１２」又は「コネクタ１１２」ともいう。）と、給電制御部１１４（以下「制御部１１４」ともいう。）とを有する。交流電源１１０は、例えば、家庭用電源を用いることができる。この場合、外部給電装置１４は、交流電源１１０を一部に含むというよりは、むしろ車両１２と交流電源１１０とを電気的に連結する装置として機能させてもよい。

コネクタ１１２には、交流電源１１０からの電力線１１６ａ、１１６ｂと、制御部１１４からの通信線１１８が接続されている。制御部１１４は、車両１２のＥＣＵ４０との通信等に基づいて、給電装置１４から車両１２への充電を制御する。

なお、図１では、外部給電装置１４を単一の装置（スタンドアローン型装置）として示しているが、外部給電装置１４は、電力網（グリッド）の一部を構成するものであってもよい。換言すると、外部給電装置１４は、いわゆるスマートグリッドを構成するものとすることも可能である（車外機器１６についても同様である。）。

［１−４．車外機器１６］
車外機器１６は、車両１２の外部において車両１２から電力供給を受ける機器である。図１に示すように、車外機器１６は、負荷１２０と、車外機器コネクタ１２２と、制御部１２４（以下「受電制御部１２４」ともいう。）とを有する。コネクタ１２２は、車両１２のインレット２６との連結に用いられる。コネクタ１２２には、負荷１２０に連結される電力線１２６ａ、１２６ｂと、制御部１２４からの通信線１２８が接続されている。制御部１２４は、通信線１３０を介して負荷１２０を制御すると共に、車両１２のＥＣＵ４０との通信等に基づいて、車両１２から負荷１２０への給電を制御する。

［１−５．車内機器１８］
車内機器１８は、車両１２の内部において車両１２から電力供給を受ける機器である。車内機器１８は、必ずしも車両１２に搭載又は固定されたものである必要はなく、一時的に車両１２内に持ち込まれたものであってもよい。図１に示すように、車内機器１８は、負荷１４０と、プラグ１４２と、制御部１４４とを有する。プラグ１４２は、車内コンセント２８との連結に用いられる。プラグ１４２には、負荷１４０に連結される電力線１４６ａ、１４６ｂが接続されている。制御部１４４は、通信線１４８を介して負荷１４０を制御する。

２．各種制御
以下では、本実施形態における各種制御を説明する。本実施形態のＥＣＵ４０（充電／給電制御部１００）は、バッテリ２４の充電及び給電を選択的に行うバッテリ充電／給電制御を実行する。バッテリ充電／給電制御は、切替スイッチ３２を制御する切替スイッチ制御と、双方向チャージャ３０を制御する双方向チャージャ制御とを含む。

［２−１．切替スイッチ３２及び双方向チャージャ３０の制御の概要］
図２は、バッテリ充電／給電制御の概要を説明するための図である。図２に示すように、本実施形態では、ＥＣＵ４０による制御を決定するための条件として、起動スイッチ３８の設定（オン（ＯＮ）／オフ（ＯＦＦ））と、インレット２６へのコネクタ１１２又は１２２の接続と、給電スイッチ７０、７２の設定（１００Ｖ／２００Ｖ／ＯＦＦ）を用いる。また、ＥＣＵ４０による具体的な制御として、切替スイッチ３２の接続先の選択、チャージャ３０が用いる定格電圧Ｖｒの選択並びにこれらの選択の結果としての電動車両１２の動作が含まれる。

より具体的には、起動スイッチ３８がオン（ＯＮ）である場合、ＥＣＵ４０は、車両１２からの給電を可能とする。その際、インレット２６に対してコネクタ１１２又は１２２が接続されている場合、インレット２６を介しての給電を可能とする。一方、インレット２６に対してコネクタ１１２及び１２２が接続されていない場合、車内コンセント２８を介しての給電を可能とする。

また、インレット２６を介して給電を行う場合、給電スイッチ７０、７２の設定に応じて定格電圧Ｖｒを選択する。車内コンセント２８を介して給電を行う場合、給電スイッチ７０、７２の設定にかかわらず定格電圧Ｖｒを１００Ｖとする。但し、第２給電スイッチ７２（２００Ｖ）がＯＮである場合、車内コンセント２８を介しての給電を行わないことも可能である。

起動スイッチ３８がＯＦＦである場合、インレット２６に対してコネクタ１１２又は１２２が接続されていることを条件として、ＥＣＵ４０は、インレット２６を介しての給電又は充電を可能とする。この際、給電スイッチ７０、７２の選択をすることはできず、ＥＣＵ４０は、給電スイッチ７０、７２を常にＯＦＦとする。

また、給電又は充電のいずれを行うかは、通信線５２を介してＥＣＵ４０に入力される外部要求信号Ｓｒに応じて決定される。すなわち、インレット２６に給電コネクタ１１２が接続されて、給電制御部１１４から外部要求信号Ｓｒとしての受電要求信号が入力された場合、ＥＣＵ４０は、バッテリ２４の充電を行う。また、インレット２６に車外機器コネクタ１２２が接続されて、受電制御部１２４から外部要求信号Ｓｒとしての給電要求信号が入力された場合、ＥＣＵ４０は、バッテリ２４からの給電を行う。給電又は充電に際しての定格電圧Ｖｒは、外部要求信号Ｓｒで規定される電圧（１００Ｖ又は２００Ｖ）に設定される。

なお、起動スイッチ３８の位置が「ＡＣＣ」（アクセサリ）である場合は、起動スイッチ３８がオン（ＯＮ）である場合又は起動スイッチ３８がオフ（ＯＦＦ）である場合のいずれかに含めることが可能である。

［２−２．切替スイッチ制御］
図３は、切替スイッチ制御のフローチャートである。ステップＳ１において、ＥＣＵ４０は、インレット２６に対して外部コネクタ１１２又は１２２が接続されているか否かを判定する。インレット２６に対して外部コネクタ１１２又は１２２が接続されている場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、ステップＳ２において、ＥＣＵ４０は、切替スイッチ３２の接続先をインレット２６とする。この場合、定格電圧Ｖｒが１００Ｖ又は２００Ｖのいずれになるかは、後述する図４のフローチャートにより設定される。

インレット２６に対して外部コネクタ１１２、１２２が接続されていない場合（Ｓ１：ＮＯ）、ステップＳ３において、ＥＣＵ４０は、起動スイッチ３８がＯＮであるか否かを判定する。起動スイッチ３８がＯＮである場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、ステップＳ４において、ＥＣＵ４０は、切替スイッチ３２の接続先を車内コンセント２８とする。なお、ステップＳ４の前に、２００Ｖ用の第２給電スイッチ７２が選択されている否かを判定し、１００Ｖ用の第１給電スイッチ７０が選択されている場合、切替スイッチ３２の接続先を車内コンセント２８とし、第２給電スイッチ７２が選択されている場合、切替スイッチ３２の接続先をＯＦＦとしてもよい。

ステップＳ３において、起動スイッチ３８がＯＮでない場合（Ｓ３：ＮＯ）、ステップＳ５において、ＥＣＵ４０は、切替スイッチ３２をＯＦＦにする。

［２−３．双方向チャージャ制御］
図４は、双方向チャージャ制御のフローチャートである。ステップＳ１１において、ＥＣＵ４０は、起動スイッチ３８がＯＮであるか否かを判定する。起動スイッチ３８がＯＮでない場合（Ｓ１１：ＮＯ）、ステップＳ１２において、ＥＣＵ４０は、インレット２６に対する外部コネクタ１１２又は１２２の接続があるか否かを判定する。インレット２６に対する外部コネクタ１１２又は１２２の接続がない場合（Ｓ１２：ＮＯ）、ステップＳ１３において、ＥＣＵ４０は、双方向チャージャ３０の動作を停止させる。

インレット２６に対する外部コネクタ１１２又は１２２の接続がある場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、ステップＳ１４において、ＥＣＵ４０は、外部の制御部（すなわち、制御部１１４又は１２４）からの外部要求信号Ｓｒ（受電要求信号又は給電要求信号）に応じて双方向チャージャ３０を制御する。具体的には、制御部１１４から受電要求信号を受信した場合、ＥＣＵ４０は、受電要求信号で示された定格電圧Ｖｒ（１００Ｖ又は２００Ｖ）となるように双方向チャージャ３０のＡＣ／ＤＣ変換器６０を制御する。また、制御部１２４から給電要求信号を受信した場合、ＥＣＵ４０は、給電要求信号で示された定格電圧Ｖｒ（１００Ｖ又は２００Ｖ）となるように双方向チャージャ３０のＤＣ／ＡＣ変換器６２を制御する。

図４のステップＳ１１に戻り、起動スイッチ３８がＯＮである場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、ステップＳ１５において、ＥＣＵ４０は、インレット２６に対する外部コネクタ１１２又は１２２の接続があるか否かを判定する。インレット２６に対する外部コネクタ１１２又は１２２の接続がある場合（Ｓ１５：ＹＥＳ）、ステップＳ１６において、ＥＣＵ４０は、第１給電スイッチ７０がＯＮであるか否かを判定する。

第１給電スイッチ７０がＯＮである場合（Ｓ１６：ＹＥＳ）、ステップＳ１７において、ＥＣＵ４０は、定格電圧Ｖｒが１００ＶとなるようにＤＣ／ＡＣ変換器６２を動作させてインレット２６を介しての給電を行う。第１給電スイッチ７０がＯＮでない場合（Ｓ１６：ＮＯ）、ステップＳ１８において、ＥＣＵ４０は、定格電圧Ｖｒが２００ＶとなるようにＤＣ／ＡＣ変換器６２を動作させてインレット２６を介しての給電を行う。

図４のステップＳ１５に戻り、インレット２６に対する外部コネクタ１１２、１２２の接続がない場合（Ｓ１５：ＮＯ）、ステップＳ１９において、ＥＣＵ４０は、定格電圧Ｖｒが１００ＶとなるようにＤＣ／ＡＣ変換器６２を動作させてインレット２６を介しての給電を行う。なお、ステップＳ１９の前に、第１給電スイッチ７０が選択されている否かを判定し、第１給電スイッチ７０が選択されている場合、定格電圧Ｖｒが１００ＶとなるようにＤＣ／ＡＣ変換器６２を動作させてインレット２６を介しての給電を行い、第１給電スイッチ７０が選択されていない場合、双方向チャージャ３０の動作を停止させてもよい。

３．本実施形態の効果
以上説明したように、本実施形態によれば、給電のためにユーザが操作する定格電圧設定部３６の選択状態に加え、インレット接続検知部３４（接続判定部）の判定結果（すなわち、インレット２６（第１接続部）の接続状態）及び起動スイッチ３８の選択状態に応じて、チャージャ３０（変換器）及び切替スイッチ３２を制御する（図２〜図４）。このため、ユーザの操作を簡便にすることが可能となる。また、車外との間の充電及び給電に加え、車内への給電を可能とする（図１及び図２参照）。このため、ユーザの利便性を向上することができる。さらに、インレット接続検知部３４の判定結果及び起動スイッチ３８の選択状態を、チャージャ３０及び切替スイッチ３２の制御に反映させることができるため、安全性を優先した給電を行うことが可能となる。

外部給電装置１４又は車外機器１６側の外部コネクタ１１２、１２２（第１コネクタ）が接続されるインレット２６（第１接続部）は、車外に面するように配置される。これに対し、車内機器１８のプラグ１４２（第２コネクタ）が接続される車内コンセント２８（第２接続部）は、車室内に面するように配置される。このため、仮に電動車両１２が衝突した場合、インレット２６よりも車内コンセント２８の方が短絡又は地絡の可能性が低いと考えられる。

本実施形態によれば、起動スイッチ３８がＯＮであり（図３のＳ３：ＹＥＳ、図４のＳ１１：ＹＥＳ）且つインレット２６に対する外部コネクタ１１２、１２２の接続がない場合（Ｓ１：ＮＯ、Ｓ１５：ＮＯ）、ＥＣＵ４０（制御部）は、給電スイッチ７０、７２の選択状態を確認することなく、定格電圧Ｖｒを１００Ｖとして車内コンセント２８に給電する（Ｓ４、Ｓ１９）。換言すると、ＥＣＵ４０は、定格電圧設定部３６によりインレット２６（第１接続部）とチャージャ３０との接続時に設定可能な定格電圧Ｖｒ（２００Ｖ）が選択されているにもかかわらず、インレット２６に外部コネクタ１１２（第１コネクタ）が接続されていない場合、車内コンセント２８（第２接続部）への給電をするようにチャージャ３０及び切替スイッチ３２を制御して、車内コンセント２８（第２接続部）への給電を優先する（図２及び図３）。このため、電動車両１２の安全性を高めることが可能となる。

本実施形態において、インレット２６（第１接続部）における定格電圧Ｖｒが２００Ｖである場合、車内コンセント２８（第２接続部）における定格電圧Ｖｒ（１００Ｖ）よりも高い。これにより、外部給電装置１４からバッテリ２４への充電又はバッテリ２４から車外機器１６への給電を高電圧で行うことが可能となる。また、上記のように、車内コンセント２８への給電を優先する場合、より低い電圧での給電を優先させることになるため、電動車両１２の安全性をさらに高めることが可能となる。

本実施形態において、チャージャ３０（変換器）は、バッテリ２４からの直流を交流に変換してインレット２６又は車内コンセント２８に出力すると共に、外部給電装置１４からインレット２６に供給された交流を直流に変換してバッテリ２４に出力する（図１）。また、ＥＣＵ４０（制御部）は、起動スイッチ３８がオフであり（図４のＳ１１：ＮＯ）且つインレット２６に外部コネクタ１１２、１２２（第１コネクタ）が接続されているとき（Ｓ１２：ＹＥＳ）、外部給電装置１４からの受電要求又は車外機器１６からの給電要求に応じて、チャージャ３０を制御する（Ｓ１４）。

直流から交流への変換（ＤＣ−ＡＣ変換）と交流から直流への変換（ＡＣ−ＤＣ変換）の両方をチャージャ３０が実行可能となることにより、給電及び充電のための回路を共用化し、電動車両１２のコンパクト化を図ることが可能となる。また、起動スイッチ３８がオフであり且つインレット２６（第１接続部）に外部コネクタ１１２、１２２（第１コネクタ）が接続されているときには、外部給電装置１４からの受電要求（充電要求）又は車外機器１６からの給電要求に応じて、チャージャ３０を制御する。このため、チャージャ３０によるＤＣ−ＡＣ変換とＡＣ−ＤＣ変換の切替えを簡易に行うことが可能となる。

４．変形例
なお、本発明は、上記実施形態に限らず、本明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、以下の構成を採用することができる。

［４−１．電動車両１２（適用対象）］
上記実施形態では、電動車両１２は、駆動源としてモータ２０のみを有し、電力源としてバッテリ２４のみを有する狭義の電気自動車（battery vehicle）であった（図１）。しかしながら、例えば、バッテリ２４への充電又はバッテリ２４からの給電に着目すれば、これに限らない。例えば、電動車両１２は、モータ２０に加えてエンジンを駆動源とするハイブリッド車両であってもよい。或いは、電動車両１２は、バッテリ２４に加えて燃料電池を電力源とする燃料電池車両とすることも可能である。或いは、電動車両１２は、バッテリ２４に加え、エンジンからの駆動力により発電するジェネレータを電力源とする車両であってもよい。

上記実施形態では、電力システム１０を電動車両１２に適用したが、これに限らず、別の対象に適用してもよい。例えば、電力システム１０を船舶や航空機等の移動体に用いることもできる。

［４−２．バッテリ２４］
上記実施形態では、バッテリ２４をモータ２０の電力源として用いたが、これに限らない。例えば、車外からバッテリ２４への充電及びバッテリ２４から車外又は車内への給電の観点からすれば、バッテリ２４は、駆動源としてのモータ２０へ電力供給する代わりに、車両１２の補機に電力を供給するものであってもよい。

［４−３．チャージャ３０（変換器）］
上記実施形態において、チャージャ３０は、ＡＣ／ＤＣ変換器６０及びＤＣ／ＡＣ変換器６２を有する双方向タイプであった。換言すると、ＡＣ／ＤＣ変換器６０及びＤＣ／ＡＣ変換器６２は、いずれも同一のインレット２６に接続されていた。しかしながら、例えば、インレット接続検知部３４の出力及び定格電圧設定部３６の選択状態並びに起動スイッチ３８の選択状態の組み合わせに応じてチャージャ３０及び切替スイッチ３２を制御する観点からすれば、これに限らない。例えば、ＡＣ／ＤＣ変換器６０が接続するインレット（第１インレット）と、ＤＣ／ＡＣ変換器６２が接続するインレット（第２インレット）とを別々に設けることも可能である。

上記実施形態において、チャージャ３０は、インレット２６を介して外部給電装置１４からの充電を行うためのＡＣ／ＤＣ変換器６０と、インレット２６を介して車外機器１６に又は車内コンセント２８を介して車内機器１８に給電を行うためのＤＣ／ＡＣ変換器６２を有していた。しかしながら、例えば、インレット接続検知部３４の出力及び定格電圧設定部３６の選択状態並びに起動スイッチ３８の選択状態の組み合わせに応じてチャージャ３０及び切替スイッチ３２を制御する観点からすれば、これに限らない。

例えば、チャージャ３０は、ＤＣ／ＡＣ変換器６２を有し、ＡＣ／ＤＣ変換器６０を有さなくてもよい。或いは、チャージャ３０は、ＡＣ／ＤＣ変換器６０を有し、ＤＣ／ＡＣ変換器６２を有さないことも可能である（この場合、ＡＣ／ＤＣ変換器６０は、インレット２６を介して外部給電装置１４からの充電と、車内コンセント２８を介して車内充電装置（図示せず）からの充電とを行うものとすることができる。）。

上記実施形態では、車外からバッテリ２４への充電用にＡＣ／ＤＣ変換器６０を用い、バッテリ２４から車外又は車内への給電用にＤＣ／ＡＣ変換器６２を用いた。しかしながら、例えば、充電用又は給電用の変換器としての観点からすれば、その他の変換器を用いることも可能である。例えば、車外から供給される電流がＤＣである場合、ＡＣ／ＤＣ変換器６０の代わりにＤＣ／ＤＣ変換器を用いることができる。或いは、車外に供給する電流がＤＣである場合、ＤＣ／ＡＣ変換器６２の代わりにＤＣ／ＤＣ変換器を用いてもよい。

［４−４．切替スイッチ３２（切替器）］
上記実施形態では、３つの接続位置（ＯＦＦを含む。）を切り替える１つのスイッチとしての切替スイッチ３２により、インレット２６又は車内コンセント２８と双方向チャージャ３０との接続を切り替えた（図１）。しかしながら、例えば、インレット２６又は車内コンセント２８と双方向チャージャ３０との接続を切り替える観点からすれば、これに限らない。例えば、インレット２６及び車内コンセント２８それぞれに対応させてオンオフスイッチを用いることも可能である。この場合、インレット２６とチャージャ３０の接続及び車内コンセント２８とチャージャ３０との接続を別個に切り替えることが可能となる。

［４−５．インレット接続検知部３４］
上記実施形態では、インレット２６へのコネクタ１１２、１２２の接続を判定するインレット接続検知部３４を設ける一方、車内コンセント２８へのプラグ１４２の接続を判定する接触検知部（車内コンセント接続検知部）を設けなかった（図１）。しかしながら、当該車内コンセント接続検知部を設けることも可能である。この場合、プラグ１４２の接続を検出可能となるため、切替スイッチ３２が車内コンセント２８に接続されている場合でも、車内コンセント２８にプラグ１４２が接続されていなければ、ＥＣＵ４０は、チャージャ３０（ＡＣ／ＤＣ変換器６０又はＤＣ／ＡＣ変換器６２）の動作を停止し、省電力化を図ることが可能となる。

或いは、前記車内コンセント接続検知部を設ける場合、インレット接続検知部３４を省略することも可能である。

［４−６．定格電圧設定部３６］
上記実施形態では、定格電圧設定部３６は、２つの給電スイッチ７０、７２を備えていた（図１）。しかしながら、例えば、定格電圧Ｖｒを切り替える観点からすれば、定格電圧設定部３６はその他の構成であってもよい。例えば、定格電圧設定部３６は、スイッチノブを備える１つのロータリ式スイッチであってもよい。

上記実施形態では、定格電圧Ｖｒを定格電圧設定部３６により切り替え可能とした。しかしながら、例えば、インレット２６（第１接続部）又は車内コンセント２８（第２接続部）の接続状態と起動スイッチ３８の選択状態に応じて、チャージャ３０及び切替スイッチ３２を制御する観点からすれば、定格電圧Ｖｒを固定して定格電圧設定部３６を省略することも可能である。

［４−７．切替えの制御ロジック］
上記実施形態では、図２に示す組合せでチャージャ３０及び切替スイッチ３２を制御した。しかしながら、例えば、インレット接続検知部３４の出力及び定格電圧設定部３６の選択状態並びに起動スイッチ３８の選択状態の組み合わせに応じてチャージャ３０及び切替スイッチ３２を制御する観点からすれば、これに限らない。

例えば、図２では、起動スイッチ３８がオンであるとき、給電スイッチ７０、７２のいずれかが選択されるようにしたが、ユーザの操作等により給電スイッチ７０、７２のいずれもオフにすることも可能である。この場合、ＥＣＵ４０は、インレット２６へのコネクタ１２２の接続又は車内コンセント２８へのプラグ１４２の接続があっても、バッテリ２４からの給電を行わなくてもよい。

或いは、図２では、起動スイッチ３８がオフであるとき、給電スイッチ７０、７２をいずれもオフとしたが、起動スイッチ３８がオフであるとき（例えば、「ＡＣＣ」がオフに含まれ、起動スイッチ３８が「ＡＣＣ」の位置にあるとき）、給電スイッチ７０、７２をオン可能としてもよい。この場合、オンにした給電スイッチ７０又は７２に応じて定格電圧Ｖｒを選択することもできる。

或いは、図２では、起動スイッチ３８がオンであり且つインレット２６への接続がある場合、切替スイッチ３２をインレット２６に接続させたが、起動スイッチ３８がオンであれば、インレット２６への接続にかかわらず、切替スイッチ３２を車内コンセント２８に接続させることも可能である。

或いは、バッテリ２４への充電又はバッテリ２４からの給電に関連する部位に故障が生じた場合も含めて、チャージャ３０及び切替スイッチ３２を制御することも可能である。例えば、インレット接続検知部３４からＥＣＵ４０への信号が異常を示す場合（例えば、当該信号の電圧が正常範囲内にない場合）、ＥＣＵ４０は、起動スイッチ３８がオンであれば、給電スイッチ７０、７２の設定にかかわらず、切替スイッチ３２を車内コンセント２８に接続させ、定格電圧Ｖｒが１００Ｖとなるようにチャージャ３０を制御してもよい。

或いは、給電スイッチ７０、７２からのＥＣＵ４０への信号が異常を示す場合（例えば、当該信号の電圧が正常範囲内にない場合）、ＥＣＵ４０は、起動スイッチ３８がオンであれば、給電スイッチ７０、７２の設定にかかわらず、定格電圧Ｖｒが１００Ｖとなるようにチャージャ３０を制御してもよい。この場合、インレット２６への接続があれば、切替スイッチ３２をインレット２６に接続し、インレット２６への接続がなければ、切替スイッチ３２を車内コンセント２８に接続させることができる。

１２…電動車両 １４…外部給電装置
１６…車外機器 １８…車内機器
２４…バッテリ ２６…インレット（第１接続部）
２８…車内コンセント（第２接続部） ３０…チャージャ（変換器）
３２…切替スイッチ（切替器）
３４…インレット接続検知部（接続判定部）
３６…定格電圧設定部 ３８…車両起動スイッチ
４０…ＥＣＵ（制御部） １１２…給電コネクタ（第１コネクタ）
１２２…車外機器コネクタ（第１コネクタ）
１４２…車内機器コネクタ（第２コネクタ）
Ｖｒ…定格電圧

Claims (5)

1. 外部給電装置からバッテリへの充電、前記バッテリから車外機器への給電及び前記バッテリから車内機器への給電を可能とする電動車両であって、
   前記外部給電装置又は前記車外機器のコネクタである第１コネクタが接続される第１接続部と、
   前記車内機器のコネクタである第２コネクタが接続される第２接続部と、
   前記第１接続部及び前記第２接続部と前記バッテリとの間に配置され、前記バッテリからの直流を交流に変換して前記第１接続部又は前記第２接続部に出力する変換器と、
   前記第１接続部及び前記第２接続部と前記変換器との間に配置され、前記変換器の接続先を前記第１接続部と前記第２接続部とで切り替える切替器と、
   前記第１接続部への前記第１コネクタの接続又は前記第２接続部への前記第２コネクタの接続を判定する接続判定部と、
   前記変換器から出力される定格電圧をユーザの操作により設定する定格電圧設定部と、
   車両起動スイッチと、
   前記接続判定部の判定結果及び前記定格電圧設定部の選択状態並びに前記車両起動スイッチの選択状態の組み合わせに応じて、前記変換器及び前記切替器を制御する制御部と
   を備えることを特徴とする電動車両。
2. 請求項１記載の電動車両において、
   前記制御部は、前記定格電圧設定部により前記第１接続部と前記変換器との接続時に設定可能な前記定格電圧が選択されているにもかかわらず、前記第１接続部に前記第１コネクタが接続されていない場合、前記第２接続部への給電をするように前記変換器及び前記切替器を制御する
   ことを特徴とする電動車両。
3. 請求項１又は２記載の電動車両において、
   前記第１接続部における前記定格電圧は、前記第２接続部における前記定格電圧よりも高い
   ことを特徴とする電動車両。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動車両において、
   前記変換器は、前記バッテリからの直流を交流に変換して前記第１接続部又は前記第２接続部に出力すると共に、前記外部給電装置から前記第１接続部に供給された交流を直流に変換して前記バッテリに出力し、
   前記制御部は、前記車両起動スイッチがオフであり且つ前記第１接続部に前記第１コネクタが接続されているとき、前記外部給電装置からの受電要求又は前記車外機器からの給電要求に応じて、前記変換器を制御する
   ことを特徴とする電動車両。
5. バッテリから車外機器及び車内機器への給電を可能とする電動車両であって、
   前記車外機器のコネクタである第１コネクタが接続される第１接続部と、
   前記車内機器のコネクタである第２コネクタが接続される第２接続部と、
   前記第１接続部及び前記第２接続部と前記バッテリの間に配置され、前記バッテリからの直流を交流に変換して又は前記バッテリからの出力電圧を変圧して、前記第１接続部又は前記第２接続部に出力する変換器と、
   前記第１接続部及び前記第２接続部と前記変換器との間に配置され、前記変換器の接続先を前記第１接続部又は前記第２接続部で切り替える切替器と、
   前記第１接続部への前記第１コネクタの接続又は前記第２接続部への前記第２コネクタの接続を判定する接続判定部と、
   車両起動スイッチと、
   前記接続判定部の判定結果及び前記車両起動スイッチの選択状態の組み合わせに応じて、前記変換器及び前記切替器を制御する制御部と
   を備えることを特徴とする電動車両。

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