JP2016215735A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車外の電気機器の使用中に電力不足に陥ることなく、適切に電力を供給することができるハイブリッド車両の制御装置を提供する。
【解決手段】エンジン１２の作動状態を検出する作動状態検出部３３と、作動状態検出部３３の検出結果に応じて電気機器１００への電力供給を制御する給電制御部３４と、を備え、給電制御部３４が、作動状態検出部３３によってエンジンの作動が検出されている期間は、開閉部２２を開状態として駆動用バッテリ１６から電気機器への電力供給を停止するようにする。
【選択図】図２

Description

本発明は、エンジン（内燃機関）と、駆動用バッテリから供給される電力によって駆動される走行用モータとを備えたハイブリッド車両の制御装置に関する。

電気自動車や、ハイブリッド車両等の電動車両は、走行用モータを備えると共に、この走行用モータに電力を供給する高圧の駆動用バッテリを備えている。近年、この駆動用バッテリのＤＣ電力をＡＣ電力に変換して、車外の電気機器に電力を供給するための外部給電装置が実用化されている。ただし、駆動用バッテリの充電残量が少ない場合等には、電気機器の使用中に電力不足に陥る虞がある。

ハイブリッド車両では、このような場合でも、エンジンを作動させてジェネレータによる発電を行うことで駆動用バッテリを充電することができるため、電力不足を回避することはできる。具体的には、ハイブリッド車両において、エンジンを駆動して発電しながら、車両外部に電力を提供するようにしたものがある（特許文献１参照）。

これにより、電気機器の使用中に電力不足に陥ることを防止することができる。

特開２０１３−５１７７２号公報

しかしながら、エンジンを駆動しながら車外の電気機器に電力を供給すると、電気機器に供給される電力量に変動が生じてしまう虞がある。

また外部給電装置が給電用バッテリを備えている場合、駆動用バッテリから供給される電力によって給電用バッテリを充電している状態でエンジンを始動させて駆動用バッテリの充電を行うと、給電用バッテリが過充電されて給電用バッテリの劣化を招く虞がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、車外の電気機器の使用中に電力不足に陥ることなく、適切に電力を供給することができるハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の第１の態様は、発電機を駆動するエンジン及び駆動用バッテリから供給される電力により駆動される走行用モータと、前記駆動用バッテリの電力を車外の電気機器に供給するための外部給電装置が接続される接続部と、前記駆動用バッテリと前記接続部とを接続する接続回路を開閉する開閉部と、を備えるハイブリッド車両を制御する制御装置であって、前記エンジンの作動状態を検出する作動状態検出部と、前記作動状態検出部の検出結果に応じて前記電気機器への電力供給を制御する給電制御部と、を備え、前記給電制御部は、前記作動状態検出部によって前記エンジンの作動が検出されている期間は、前記開閉部を開状態として前記駆動用バッテリから前記電気機器への電力供給を停止することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置にある。

本発明の第２の態様は、第１の態様のハイブリッド車両の制御装置において、前記駆動用バッテリの充電量を検出する充電量検出部と、前記充電量検出部の検出結果に基づいて前記エンジンを作動させて前記発電機による発電を実施することで前記駆動用バッテリの充電量を制御する充電制御部と、を備え、前記充電制御部は、前記充電量検出部によって検出された前記駆動用バッテリの充電量が第１の閾値以下になると、前記エンジンを始動させて前記駆動用バッテリの充電を開始することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置にある。

本発明の第３の態様は、第２の態様のハイブリッド車両の制御装置において、前記充電制御部は、前記充電量検出部によって検出された前記駆動用バッテリの充電量が前記第１の閾値よりも大きい第２の閾値以上まで増加すると、前記エンジンを停止させて前記駆動用バッテリの充電を停止することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置にある。

本発明の第４の態様は、第１から３の何れか一つの態様のハイブリッド車両の制御装置において、前記外部給電装置が、前記電気機器に電力を供給するための給電用バッテリを備え、前記給電制御部は、前記開閉部が開状態である期間に、前記給電用バッテリから前記電気機器への給電を行うことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置にある。

本発明の第５の態様は、第１から４の何れか一つの態様のハイブリッド車両の制御装置において、前記ハイブリッド車両が備える表示装置を制御する表示制御部を備え、前記表示制御部は、前記開閉部の開閉状態を前記表示装置に表示させることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置にある。

かかる本発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、車外の電気機器の使用中に電力不足に陥ることなく、電気機器に対して適切に電力を供給することができる。

本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両の一例を示す概略図である。 本発明の一実施形態に係る制御装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る制御装置による給電制御の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１に示すように、本実施形態に係るハイブリッド車両（以下、単に「車両」ともいう）１０は、走行用モータ１１と、エンジン１２とを、走行用の駆動源として備えている。走行用モータ１１は、駆動伝達機構１３を介して前輪１４に接続されている。また走行用モータ１１は、インバータ（モータインバータ）１５を介して高圧の駆動用バッテリ１６に接続されている。

エンジン１２は、出力系１７を介してジェネレータ（発電機）１８に接続されている。ジェネレータ１８は、インバータ（ジェネレータインバータ）１５を介して駆動用バッテリ１６に接続されている。また出力系１７は、ジェネレータ１８に接続される一方で、クラッチ１９を介して駆動伝達機構１３にも接続されている。

車両１０の運転状態に応じてエンジン１２が駆動されると、エンジン１２の駆動力が出力系１７を介してまずはジェネレータ１８に伝達されるようになっている。ジェネレータ１８は、エンジン１２の駆動力により作動し、ジェネレータ１８で発電された電力が、駆動用バッテリ１６に適宜供給されて駆動用バッテリ１６が充電される。また車両１０の運転状態に応じてクラッチ１９が接続されると、エンジン１２の駆動力が駆動伝達機構１３を介して前輪１４にも伝達されるようになっている。

また車両１０には、車外の充電設備に繋がる充電コネクタが接続されるインレット２０が設けられている。図示は省略するが、インレット２０には、急速充電設備の急速充電用コネクタが接続される急速充電用インレットと、家庭用電源に繋がる普通充電用コネクタが接続される普通充電用インレットとが含まれる。またインレット（例えば、急速充電用インレット）２０は、このような充電コネクタと共に、駆動用バッテリ１６の電力を車外の電気機器１００に供給するための外部給電装置５０が接続可能に構成されている。本実施形態では、インレット２０は、外部給電装置５０に繋がる給電コネクタ６０が接続可能に構成されている。つまりインレット２０は、外部給電装置５０が接続される接続部としても機能する。

外部給電装置５０が接続されるインレット２０は、第１の接続回路（接続配線）２１を介して駆動用バッテリ１６に接続されている。そして、この第１の接続回路２１の途中には、第１の接続回路２１を開閉する第１のコンタクタ（開閉部）２２が設けられている。

ここで、外部給電装置５０は、給電用バッテリ５１を備える。車両１０の駆動用バッテリ１６から外部給電装置５０に供給されたＤＣ電力は、ＤＣ／ＡＣコンバータ（図示なし）によって所定電圧（１００Ｖ）のＡＣ電力に変換されて、給電用バッテリ５１に供給される。また外部給電装置５０は、電気機器１００が接続される出力端子部（コンセント）５２を備え、給電用バッテリ５１は出力端子部５２に接続されている。すなわち車両１０の駆動用バッテリ１６から外部給電装置５０に電力が供給されると、その電力は給電用バッテリ５１及び出力端子部５２を介して電気機器１００に供給されると共に、給電用バッテリ５１の充電にも用いられる。

また本実施形態では、給電用バッテリ５１は、第２の接続回路（接続配線）５３を介して出力端子部５２に接続されており、この第２の接続回路５３の途中には、第２の接続回路５３を開閉する第２のコンタクタ５４が設けられている。

さらに外部給電装置５０は、例えば、複数のランプ等で構成される表示装置５５を備える。この表示装置５５には、駆動用バッテリ１６と電気機器１００との接続状態、すなわち第１のコンタクタ２２の開閉状態が適宜表示される。なお表示装置は、車体側に設けられていてもよい。

また車両１０は、車両１０が備える各種装置を総括的に制御する制御装置３０を備えている。制御装置３０は、車両１０に設けられた各種センサからの信号に基づいて、走行用モータ１１やエンジン１２の作動状態等を把握し、それに基づいて各種装置を総括的に制御する。例えば、外部給電装置５０が給電コネクタ６０を介してインレット２０に接続された状態では、制御装置３０は、電気機器１００への電力供給を行う外部給電装置５０の動作も制御する。すなわち外部給電装置５０は、車両１０のインレット２０に接続された状態では、車両１０の一部を構成するものとする。

そして本発明は、外部給電装置５０を介して駆動用バッテリ１６から電気機器１００への電力供給を行う制御装置３０による給電制御に特徴がある。

以下では、このようなハイブリッド車両１０の制御装置３０による給電制御について詳細に説明する。

図２に示すように、制御装置３０は、充電量検出部３１と、充電制御部３２と、作動状態検出部３３と、給電制御部３４と、表示制御部３５と、を備えている。

充電量検出部３１は、駆動用バッテリ１６の充電量（充電状態：ＳＯＣ）を検出する。駆動用バッテリ１６の充電量は、例えば、駆動用バッテリ１６に設けられた電圧センサ及び電流センサの検出値を取得し、これらの検出値から算出することができる。勿論、充電量の検出方法は、特に限定されるものではない。また本実施形態では、充電量検出部３１は、外部給電装置５０が備える給電用バッテリ５１の充電量も駆動用バッテリ１６の充電量と同様に検出する。

充電制御部３２は、充電量検出部３１の検出結果に基づいてエンジン１２を作動させてジェネレータ１８で発電することで駆動用バッテリ１６の充電量を制御する。具体的には、充電制御部３２は、充電量検出部３１によって検出された駆動用バッテリ１６の充電量が、予め設定された第１の閾値以下となると、つまり駆動用バッテリ１６の充電残量が少なくなると、エンジン１２を始動させて駆動用バッテリ１６の充電を開始する。その後、充電制御部３２は、充電量検出部３１によって駆動用バッテリ１６の充電量が第１の閾値よりも大きい第２の閾値以上まで増加すると、つまり駆動用バッテリ１６の充電量が満充電に近くなると、エンジン１２を停止させて駆動用バッテリ１６の充電を終了する。

作動状態検出部３３は、エンジン１２の作動状態、すなわちエンジン１２が作動しているか否か、を検出（判定）する。作動状態の検出方法は特に限定されないが、例えば、エンジン１２に設けられるクランク角センサ（図示なし）等からの情報に基づいて判定することができる。

給電制御部３４は、作動状態検出部３３の検出結果に応じて、車外の電気機器１００への電力供給を制御する。具体的には、給電制御部３４は、駆動用バッテリ１６とインレット２０とを接続する第１の接続回路２１を開閉する第１のコンタクタ２２を制御し、作動状態検出部３３によってエンジン１２の停止が検出されている場合には、第１のコンタクタ２２をＯＮ（閉状態）とする。第１のコンタクタ２２がＯＮであれば、駆動用バッテリ１６から外部給電装置５０を介して車外の電気機器１００への電力供給が可能となる。一方、作動状態検出部３３によってエンジン１２の作動が検出されている場合、給電制御部３４は、第１のコンタクタ２２をＯＦＦ（開状態）とする。第１のコンタクタ２２がＯＦＦであると、駆動用バッテリ１６から外部給電装置５０への電力供給は停止される。つまり駆動用バッテリ１６から車外の電気機器への電力供給が停止される。

本実施形態では、上述のように駆動用バッテリ１６の充電量が第１の閾値以下になると、その後第２の閾値以上となるまで、エンジン１２が作動されて駆動用バッテリ１６の充電が実施される。この間、第１のコンタクタ２２は、給電制御部３４によってＯＦＦに制御されるため、駆動用バッテリ１６から外部給電装置５０への電力供給は停止される。

また給電制御部３４は、第１のコンタクタ２２が開状態である期間に、給電用バッテリ５１から電気機器１００への給電を行う。具体的には、給電制御部３４は、外部給電装置５０が備える給電用バッテリ５１と出力端子部５２とを接続する第２の接続回路５３の開閉する第２のコンタクタ５４をさらに制御する。

本実施形態では、駆動用バッテリ１６の電力は、給電用バッテリ５１を介して電気機器１００に接続されている。このため、通常、第２のコンタクタ５４はＯＮ（閉状態）に維持されている。したがって、上述のように第１のコンタクタ２２がＯＮとなっている場合には、駆動用バッテリ１６の電力が電気機器１００に供給される。一方、第１のコンタクタ２２がＯＦＦとなっている場合には、駆動用バッテリ１６の電力は電気機器１００には供給されないが、給電用バッテリ５１の電力が電気機器１００に供給される。したがって、駆動用バッテリ１６の充電中にも、電気機器１００への電力供給は継続される。

ただし、充電量検出部３１によって検出された給電用バッテリ５１の充電量が予め設定された第３の閾値以下である場合、つまり給電用バッテリ５１の充電残量が少ない場合には、給電制御部３４は、第１のコンタクタ２２がＯＦＦの状態であっても第２のコンタクタ５４をＯＦＦとする。この場合には、電気機器１００への電力供給は一時的に停止されることになる。

表示制御部３５は、外部給電装置５０が備える表示装置５５を制御し、駆動用バッテリ１６と電気機器１００との接続状態、すなわち第１のコンタクタのＯＮ／ＯＦＦ状態（開閉状態）を表示させる。本実施形態では、表示制御部３５は、第１のコンタクタ２２がＯＮ（閉状態）である場合には、表示装置５５を構成するランプを点灯させ、第１のコンタクタ２２がＯＦＦ（開状態）である場合には、表示装置５５を構成するランプを点滅させる。

このような構成の制御装置３０による給電制御の一例について、図３のフローチャートを参照してさらに説明する。

まず、給電コネクタ６０が接続部であるインレット２０に接続されると、図３に示すように、ステップＳ１で駆動用バッテリ１６の充電量が第１の閾値よりも多いか否かを判定する。ここで、駆動用バッテリ１６の充電量が第１の閾値よりも多い場合には（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、ステップＳ２に進み、エンジン１２が作動している場合にはエンジン１２を停止させる。その後、ステップＳ３で第１のコンタクタ２２及び第２のコンタクタ５４をＯＮ（閉状態）とする。これにより駆動用バッテリ１６の電力が外部給電装置５０の給電用バッテリ５１を介して車外の電気機器１００に供給される。またステップＳ４で表示装置５５を構成するランプを点灯させる。これにより車両１０のユーザは、駆動用バッテリ１６の電力が電気機器１００に供給されていることを容易に認識することができる。

一方、ステップＳ１で駆動用バッテリ１６の充電量が第１の閾値よりも少ない場合には（ステップＳ１：Ｎｏ）、ステップＳ５に進み、給電用バッテリ５１の充電量が第３の閾値以上であるか否かを判定する。そして給電用バッテリ５１の充電量が第３の閾値以上である場合には（ステップ５：Ｙｅｓ）、第１のコンタクタ２２をＯＦＦ（開状態）とする（ステップＳ６）。このとき第２のコンタクタ５４はＯＮ（閉状態）に維持されている。したがって、電気機器１００への電力供給は維持される。すなわち給電用バッテリ５１の電力が電気機器１００に供給される。

次いで、ステップＳ７でエンジン１２を作動させ、ジェネレータ１８による発電を開始する。これにより駆動用バッテリ１６が充電される。またステップＳ８で表示装置５５を構成するランプを点滅させる。これにより、車両１０のユーザは、外部給電装置５０が備える給電用バッテリ５１から電気機器１００に電力が供給されていることを容易に認識することができる。言い換えれば、車両１０のユーザは、駆動用バッテリ１６と電気機器１００とが遮断された状態で駆動用バッテリ１６が充電されていることを容易に認識することができる。

また給電用バッテリ５１の充電量が第３の閾値より少ない場合には（ステップＳ５：Ｎｏ）、給電用バッテリ５１から電気機器１００に電力を供給できないため、ステップＳ９に進み、第２のコンタクタ５４をＯＦＦとして給電用バッテリ５１から電気機器１００への給電を一時的に停止し、ステップＳ１０で表示装置５５を構成するランプを消灯する。

またステップＳ７で駆動用バッテリ１６の充電を開始し、ステップＳ８で表示装置５５のランプを点滅させた後は、ステップＳ１１に進み、駆動用バッテリ１６の充電量が第２の閾値以上となったか否かを判定する。ここで駆動用バッテリ１６の充電量が第２の閾値以上であれば（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、ステップＳ２に進み、エンジン１２を停止した後、第１のコンタクタ２２及び第２のコンタクタ５４をＯＮ（閉状態）とし（ステップＳ３）、駆動用バッテリ１６から電気機器１００への電力供給を再開する。一方、駆動用バッテリ１６の充電量が第２の閾値よりも小さい場合には（ステップＳ１１：Ｎｏ）、ステップＳ５に戻る。

このように駆動用バッテリ１６から車外の電気機器１００への給電を制御することで、車外の電気機器１００の使用中に電力不足に陥ることなく、電気機器１００に適切に電力を供給することができる。またエンジン１２を作動させて駆動用バッテリ１６を充電する際には、駆動用バッテリ１６と外部給電装置５０及び電気機器１００とを遮断した状態としているため、電気機器１００に供給される電力量の変動も抑制することができ、さらには各種法令を遵守することもできる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、この実施形態に限定されるものではない。

例えば、上述の実施形態では、外部給電装置が給電用バッテリを備える構成を例示したが、外部給電装置は、必ずしも給電用バッテリを備えていなくてもよい。この場合でも、駆動用バッテリを充電する際には、駆動用バッテリと電気機器とを遮断した状態とすることで、電気機器に供給される電力量の変動も抑制することができる。

１０ ハイブリッド車両（車両）
１１ 走行用モータ
１２ エンジン
１３ 駆動伝達機構
１４ 前輪
１５ インバータ
１６ 駆動用バッテリ
１７ 出力系
１８ ジェネレータ
１９ クラッチ
２０ インレット
２１ 第１の接続回路
２２ 第１のコンタクタ
３０ 制御装置
３１ 充電量検出部
３２ 充電制御部
３３ 作動状態検出部
３４ 給電制御部
３５ 表示制御部
５０ 外部給電装置
５１ 給電用バッテリ
５２ 出力端子部（コンセント）
５３ 第２の接続回路
５４ 第２のコンタクタ
５５ 表示装置
６０ 給電コネクタ
１００ 電気機器

Claims (5)

1. 発電機を駆動するエンジン及び駆動用バッテリから供給される電力により駆動される走行用モータと、
   前記駆動用バッテリの電力を車外の電気機器に供給するための外部給電装置が接続される接続部と、
   前記駆動用バッテリと前記接続部とを接続する接続回路を開閉する開閉部と、を備えるハイブリッド車両を制御する制御装置であって、
   前記エンジンの作動状態を検出する作動状態検出部と、
   前記作動状態検出部の検出結果に応じて前記電気機器への電力供給を制御する給電制御部と、を備え、
   前記給電制御部は、前記作動状態検出部によって前記エンジンの作動が検出されている期間は、前記開閉部を開状態として前記駆動用バッテリから前記電気機器への電力供給を停止する
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記駆動用バッテリの充電量を検出する充電量検出部と、
   前記充電量検出部の検出結果に基づいて前記エンジンを作動させて前記発電機による発電を実施することで前記駆動用バッテリの充電量を制御する充電制御部と、を備え、
   前記充電制御部は、前記充電量検出部によって検出された前記駆動用バッテリの充電量が第１の閾値以下になると、前記エンジンを始動させて前記駆動用バッテリの充電を開始する
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
3. 請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記充電制御部は、前記充電量検出部によって検出された前記駆動用バッテリの充電量が前記第１の閾値よりも大きい第２の閾値以上まで増加すると、前記エンジンを停止させて前記駆動用バッテリの充電を停止する
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
4. 請求項１から３の何れか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記外部給電装置が、前記電気機器に電力を供給するための給電用バッテリを備え、
   前記給電制御部は、前記開閉部が開状態である期間に、前記給電用バッテリから前記電気機器への給電を行う
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
5. 請求項１から４の何れか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記ハイブリッド車両が備える表示装置を制御する表示制御部を備え、
   前記表示制御部は、前記開閉部の開閉状態を前記表示装置に表示させる
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。

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