本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図中、同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。以下では、車両がプラグインハイブリッド車である例について説明するが、車両制御装置が適用される車両は、プラグインハイブリッド車に限定されず、エンジンを搭載しない電気自動車であってもよい。また、以下では、電子制御ユニット(Electronic Control Unit)を「ECU」と称する。
図1は、この実施の形態に係る車両制御装置が適用される車両の構成図である。図1を参照して、車両1は、充電器30(車載充電器)と、充電リレー40と、SMR(システムメインリレー)50と、走行駆動部51と、動力伝達ギア52と、駆動軸53と、ドア60と、開閉機構61と、ドアロック装置62と、アンテナ70と、入力装置80と、報知装置90と、バッテリ100(車載バッテリ)と、受電部200と、ECU300と、駆動輪Wとを備える。
ECU300は、演算装置310、記憶装置320、及びタイマー330を含んで構成される。演算装置310としては、たとえばCPU(Central Processing Unit)を採用できる。記憶装置320は、データを一時的に記憶するRAM(Random Access Memory)と、各種情報を保存するストレージ(たとえば、ROM(Read Only Memory)及び書き換え可能な不揮発性メモリ)とを含む。
タイマー330は、設定時刻の到来を演算装置310に知らせるように構成される。タイマー330に設定された時刻になると、タイマー330から演算装置310へその旨を知らせる信号が送信される。この実施の形態では、タイマー330としてタイマー回路を採用する。ただし、タイマー330は、ハードウェア(タイマー回路)ではなく、ソフトウェアによって実現してもよい。この実施の形態では、タイマー330が、後述するタイマーA及びB(図8)を含む。
記憶装置320のストレージには、各種制御で用いられるプログラムのほか、プログラムで使用される各種パラメータも予め格納されている。記憶装置320に記憶されているプログラムを演算装置310が実行することで、各種制御が実行される。この実施の形態に係るECU300は、本開示に係る「車両制御装置」の一例に相当する。本開示に係る「制御部」は、たとえば、演算装置310と、演算装置310により実行されるプログラムとによって具現化される。なお、各種制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア(電子回路)で処理することも可能である。
入力装置80は、ユーザからの入力を受け付ける装置である。入力装置80は、ユーザによって操作され、ユーザの操作に対応する信号をECU300へ出力する。通信方式は有線でも無線でもよい。入力装置80の例としては、各種スイッチ(押しボタンスイッチ、スライドスイッチ等)、各種ポインティングデバイス(マウス、タッチパッド等)、キーボード、タッチパネルが挙げられる。入力装置80は、携帯機器(たとえば、スマートフォン)の操作部であってもよいし、カーナビゲーションシステムの操作部であってもよい。この実施の形態では、入力装置80が、後述するコネクタロックスイッチ23(図2)を含む。
報知装置90は、ECU300から要求があったときに、ユーザ(たとえば、車両1の運転者)へ所定の報知処理を行なうように構成される。報知装置90の例としては、表示装置(たとえば、メータパネル又はヘッドアップディスプレイ)、スピーカー、ランプが挙げられる。報知装置90は、携帯機器(たとえば、スマートフォン)の表示部及びスピーカーであってもよいし、カーナビゲーションシステムの表示部及びスピーカーであってもよい。この実施の形態では、報知装置90が、後述する充電インジケータ24(図2)を含む。
車両1は、4輪の電動車両である。走行駆動部51から出力される動力は、動力伝達ギア52を介して駆動軸53に伝達され、駆動軸53を回転させる。車両1の駆動輪W(たとえば、前輪)は、駆動軸53の両端に取り付けられ、駆動軸53と一体となって回転するように構成される。なお、車両1の駆動方式は、前輪駆動に限られず、後輪駆動又は4輪駆動であってもよい。
ECU300は、電子キー2から発せされる信号(たとえば、電波)をアンテナ70を介して受信する。電子キー2は、ドアロック装置62を操作するためのロックボタン及び解除ボタン(いずれも図示せず)を備える。アンテナ70は、車外アンテナと、充電アンテナとを含む。車外アンテナはドア60付近に、充電アンテナは受電部200付近に設けられる。ドアロック装置62が操作されるときの電子キー2の信号(たとえば、ユーザによって上記ロックボタン又は解除ボタンが押されたときに電子キー2から発せられる信号)は、車外アンテナによって受信される。受電部200が操作されるときの電子キー2の信号(たとえば、後述するコネクタロックスイッチ23が操作されるときの信号)は、充電アンテナによって受信される。電子キー2の信号は、各アンテナの周辺の所定範囲(以下、「アンテナ範囲」とも称する)内で受信される。アンテナ範囲は、アンテナごとに設定され、たとえばアンテナの周囲約70cm以内に設定される。ECU300は、電子キー2を利用した操作が行なわれたときに、電子キー2から受信した信号を用いて所定の認証を行ない、認証が成功した場合にのみ、その操作を有効とする。電子キー2を利用した操作は、その操作に対応するアンテナ範囲内に電子キー2が存在しない場合には無効となる。
バッテリ100は、電動走行用の電力を蓄電し、走行駆動部51に電力を供給するように構成される。バッテリ100は、たとえばリチウムイオン電池又はニッケル水素電池のような二次電池と、バッテリ100の状態を監視する監視ユニットと(いずれも図示せず)を含んで構成される。二次電池は、単電池であってもよいし、組電池であってもよい。監視ユニットは、バッテリ100の状態(温度、電流、電圧等)を検出する各種センサを含み、検出結果をECU300へ出力する。ECU300は、監視ユニットの出力(各種センサの検出値)に基づいてバッテリ100の状態(たとえば、温度、電流、電圧、及びSOC(State Of Charge))を取得する。
図2は、この実施の形態に係る受電部200の構成を説明するための図である。図1とともに図2を参照して、この実施の形態では、車両1の右(運転席側)後方に受電部200が設けられている。ただしこれに限られず、受電部200の位置は任意に設定できる。車両1のドア60の数も任意であるが、この実施の形態では、4つである。図2には、手前の2つのドア60のみが示されているが、車体で隠れている奥にも2つのドア60が存在する。ドア60は、たとえばユーザが車両1の乗り降りを行なうときに開閉される。
受電部200は、充電リッド10と、充電リッド10を開閉させる開閉機構11と、リッドロック装置12と、コネクタロック装置20と、交流電力用の充電インレット21と、直流電力用の充電インレット22と、コネクタロックスイッチ23と、充電インジケータ24と、第1アクチュエータA1と、キャップC1,C2とを含んで構成される。なお、図1には、充電インレット21及び22のうち、充電インレット21のみが示されている。
第1アクチュエータA1は、充電インレット21,22に対する充電リッド10の開閉機構11を閉駆動して充電リッド10を閉じるように構成される。この実施の形態では、第1アクチュエータA1がモータを含んで構成される。第1アクチュエータA1のモータは、ECU300によって制御される。また、開閉機構11としては、ヒンジ(より特定的には、モータ駆動ヒンジ)を採用する。充電リッド10は、開閉機構11(ヒンジ)を介して車両1のボディと連結されることによって、車両1のボディに形成された開口部B1を開閉可能に構成される。コネクタロックスイッチ23及び充電インジケータ24の各々の詳細については後述する(図6参照)。
図3は、第1アクチュエータA1の一例を示す図である。図3を参照して、第1アクチュエータA1は、たとえば、回転軸220(出力軸)を備えるモータ210と、ピニオン230と、第1ギヤ240と、第2ギヤ250と、第3ギヤ260と、シャフト270とを含んで構成される。ピニオン230は、回転軸220の先端に取り付けられ、回転軸220と一体となって回転する。第1ギヤ240は、平歯車241とウォームネジ部242とが一体成形されて構成される。平歯車241はピニオン230と噛み合っている。第2ギヤ250は、ウォームホイール251とウォームネジ部252とが一体成形されて構成される。ウォームホイール251はウォームネジ部242と噛み合っている。第3ギヤ260は、ウォームホイール部を有するギヤである。第3ギヤ260のウォームホイール部はウォームネジ部252と噛み合っている。モータ210の回転力(すなわち、回転軸220の回転力)は、ピニオン230、第1ギヤ240、及び第2ギヤ250を介して、第3ギヤ260に伝達される。
第1ギヤ240及び第2ギヤ250は、減速ギヤを構成する。第3ギヤ260は、クラッチ機能を有するギヤを構成する。第1アクチュエータA1の作動時には、第3ギヤ260とシャフト270とが連結され、回転軸220の回転力が減速ギヤを介してシャフト270に伝達される。第1アクチュエータA1の非作動時には、第3ギヤ260とシャフト270とは切り離され、シャフト270の回転は規制されなくなる。
図1〜図3を参照して、この実施の形態に係る開閉機構11は、モータ駆動ヒンジであり、固定部と開閉部材とが相対回動可能に連結されて構成される。開閉機構11の固定部は、車両1のボディと連結される。開閉機構11の開閉部材は、充電リッド10及びシャフト270の各々と連結される。シャフト270が回転すると、開閉部材が固定部に対して相対的に回動する。ECU300は、回転軸220の回転角度を制御することによって、固定部と開閉部材との角度(ひいては、車両1のボディと充電リッド10との角度)を任意の角度にすることができる。すなわち、ECU300は、モータ210を制御することによって、開口部B1に対する充電リッド10の開閉動作を制御することができる。
ECU300が第1アクチュエータA1に閉駆動の指令を出すと、充電リッド10が閉状態になるように第1アクチュエータA1が開閉機構11を閉駆動する。開閉機構11の閉駆動は、ECU300が第1アクチュエータA1のモータ210を制御して回転軸220を所定の方向(たとえば、CW方向)に回転させることによって行なわれる。他方、ECU300が第1アクチュエータA1に開駆動の指令を出すと、充電リッド10が開状態になるように第1アクチュエータA1が開閉機構11を開駆動する。開閉機構11の開駆動は、ECU300が第1アクチュエータA1のモータ210を制御して回転軸220を閉駆動時とは逆の方向(たとえば、CCW方向)に回転させることによって行なわれる。
なお、第1アクチュエータA1の構成は、図3に示した構成に限られず任意である。たとえば、第1アクチュエータA1は、ヒンジ付近に設けられた弧状のラックギヤとモータの出力軸に取り付けられたピニオンとの組み合わせによって構成されてもよいし、ボールねじ駆動モータと2つの関節との組み合わせによって構成されてもよい。
再び図2を参照して、充電インレット21,22は、充電ケーブルのコネクタ(充電コネクタ)が接続可能に構成される。充電ケーブルは、内部に信号線と電力線とを含む。充電スタンドにつながれた充電ケーブルのコネクタが充電インレット21又は22に接続されることで、充電スタンドの電源(すなわち、車両1の外部に設けられた電源)から充電ケーブルを通じて車両1に電力を供給することが可能になる。また、車両1と充電スタンドとは、充電ケーブルを介して通信可能に接続される。充電インレット21は、交流電力供給方式(AC方式)の充電スタンド(たとえば、普通充電器)に対応する充電インレットである。充電インレット22は、直流電力供給方式(DC方式)の充電スタンド(たとえば、急速充電器)に対応する充電インレットである。
図2に示される状態では、充電インレット21、22にそれぞれキャップC1、C2が取り付けられているが、ユーザが充電インレット21又は22を使用するときには、ユーザによってキャップC1又はC2が取り外される。図4は、キャップC1が取り外された状態の充電インレット21を示す図である。以下では、充電インレット21、並びに充電インレット21に対して設けられたコネクタロック装置20について説明するが、充電インレット22に対しても同様のコネクタロック装置(図示せず)が設けられている。
図1とともに図4を参照して、コネクタロック装置20は、コネクタロック機構L2、コネクタ接続センサS2、及び第3アクチュエータA22を含んで構成される。コネクタロック機構L2は、充電コネクタを充電インレット21に接続された状態に維持するように構成される。コネクタ接続センサS2は、車両1の充電インレット21に充電コネクタが接続されているか否かを検出するように構成される。コネクタ接続センサS2としては、公知のセンサを採用できる。コネクタ接続センサS2の例としては、リミットスイッチ、近接センサ、光電センサが挙げられる。コネクタ接続センサS2による検出結果は、ECU300へ出力される。
第3アクチュエータA22は、コネクタロック機構L2を駆動してコネクタロック機構L2を作動状態にするように構成される。コネクタロック機構L2としては公知の各種機構を採用できるが、この実施の形態では、コネクタロック機構L2として上下動可能なロックピンを採用する。この実施の形態では、第3アクチュエータA22が、モータと、モータの回転運動を直線運動(より特定的には、ロックピンの上下動)に変換する変換機構と(いずれも図示せず)を含んで構成される。第3アクチュエータA22のモータは、ECU300によって制御される。第3アクチュエータA22は、ロックピンを上下動させるように構成される。ECU300が第3アクチュエータA22にロック指令を出すと、第3アクチュエータA22がロックピンを下げることによってコネクタロック機構L2が作動状態になる。ECU300が第3アクチュエータA22にアンロック指令を出すと、第3アクチュエータA22がロックピンを上げることによってコネクタロック機構L2が解除状態(非作動状態)になる。コネクタロック機構L2が作動状態であるときのロックピンの位置(ロック位置)は、コネクタロック機構L2が解除状態であるときのロックピンの位置(アンロック位置)よりも低くなる。
コネクタロック機構L2が解除状態であるときに、充電インレット21に充電コネクタを接続することが可能になる。充電インレット21に充電コネクタが接続された状態でコネクタロック機構L2が作動すると、ロックピンが充電コネクタに係合することによって、充電コネクタは充電インレット21に接続された状態に維持される。ロックピンの係合によって、充電コネクタを充電インレット21から引き抜くことが禁止される。以下、コネクタロック機構L2によって充電コネクタが充電インレット21に接続された状態に維持されることを、「コネクタロック」と称する場合がある。また、充電コネクタがコネクタロックされた状態を、「コネクタロック状態」と称する場合がある。
リッドロック装置12は、リッドロック機構L1、リッド開閉センサS1、及び第2アクチュエータA21を含んで構成される。リッドロック機構L1は、充電リッド10を閉じた状態に維持するように構成される。リッド開閉センサS1は、充電リッド10の開閉状態(すなわち、充電リッド10が開状態及び閉状態のいずれであるか)を検出するように構成される。リッド開閉センサS1としては、公知のセンサを採用できる。リッド開閉センサS1の例としては、リミットスイッチ、近接センサ、光電センサが挙げられる。リッド開閉センサS1による検出結果は、ECU300へ出力される。
第2アクチュエータA21は、リッドロック機構L1を駆動してリッドロック機構L1を作動状態にするように構成される。リッドロック機構L1としては、公知の各種機構を採用できるが、この実施の形態では、閉じた状態の充電リッド10に対する係合/非係合を切替え可能に構成される係合部材(たとえば、ピン又は爪)を採用する。この実施の形態では、第2アクチュエータA21がモータを含んで構成される。第2アクチュエータA21のモータは、ECU300によって制御される。ECU300が第2アクチュエータA21にロック指令を出すと、第2アクチュエータA21は、係合部材が充電リッド10に係合し得る状態になるように係合部材を動かす。これにより、リッドロック機構L1が作動状態になる。他方、ECU300が第2アクチュエータA21にアンロック指令を出すと、第2アクチュエータA21は、係合部材が充電リッド10に係合しない状態になるように係合部材を動かす。これにより、リッドロック機構L1が解除状態(非作動状態)になる。
リッドロック機構L1が解除状態であるときには、充電リッド10の開閉動作は規制されない。また、充電リッド10が開いた状態でリッドロック機構L1が作動したときにも、充電リッド10の開閉動作は規制されない。充電リッド10が閉じた状態でリッドロック機構L1が作動すると、係合部材が充電リッド10に係合することによって、充電リッド10は閉じた状態に維持される。係合部材の係合によって、充電リッド10の開閉動作が規制され、充電リッド10を開くことが禁止される。以下、リッドロック機構L1によって充電リッド10が閉じた状態に維持されることを、「リッドロック」と称する場合がある。また、充電リッド10がリッドロックされた状態を、「リッドロック状態」と称する場合がある。
図5は、リッドロック装置12及びコネクタロック装置20の駆動回路を示す図である。図1とともに図5を参照して、回路C100は、電源配線P1と、リレーRY1及びRY2とを含む。この実施の形態では、リレーRY1及びRY2の各々として、電磁式のメカニカルリレーを採用する。ただし、メカニカルリレーに代えて、半導体リレー(たとえば、トランジスタ)を採用することも可能である。電源配線P1は、たとえばバッテリ100(又は、図示しない補機バッテリ)の電圧を利用して、グランド電位よりも高い電位(電源電位)に保たれている。電源配線P1とグランドとの電位差(電圧の大きさ)は、任意に設定できる。
ECU300から第2アクチュエータA21及び第3アクチュエータA22への指令は、ECU300から回路C100に送信される。回路C100は、ECU300からの指令に従って第2アクチュエータA21及び第3アクチュエータA22を駆動するように構成される。
ECU300が第2アクチュエータA21及び第3アクチュエータA22にロック指令を出すときには、ECU300から回路C100にロック信号SIG1(電気信号)が送信される。ロック信号SIG1はリレーRY1のコイルを励磁させる。これにより、リレーRY1がオンされ、リレーRY1、RY2はそれぞれON状態、OFF状態になる。この状態では、図5中の矢印D11の向きに電流を流すような電圧が、第2アクチュエータA21及び第3アクチュエータA22に印加される。こうした電圧が印加されると、第2アクチュエータA21及び第3アクチュエータA22がリッドロック機構L1及びコネクタロック機構L2を作動状態にする。
ECU300が第2アクチュエータA21及び第3アクチュエータA22にアンロック指令を出すときには、ECU300から回路C100にアンロック信号SIG2(電気信号)が送信される。アンロック信号SIG2はリレーRY2のコイルを励磁させる。これにより、リレーRY2がオンされ、リレーRY1、RY2はそれぞれOFF状態、ON状態になる。この状態では、図5中の矢印D12の向きに電流を流すような電圧が、第2アクチュエータA21及び第3アクチュエータA22に印加される。こうした電圧が印加されると、第2アクチュエータA21及び第3アクチュエータA22がリッドロック機構L1及びコネクタロック機構L2を解除状態にする。
回路C100は、ECU300が第2アクチュエータA21及び第3アクチュエータA22(ひいては、リッドロック機構L1及びコネクタロック機構L2)を駆動するための信号(ロック信号SIG1及びアンロック信号SIG2)を処理する回路である。リッドロック及びコネクタロックの実行/解除(非実行)は、共通のリレー(リレーRY1及びRY2)によって制御される。リッドロック機構L1及びコネクタロック機構L2は、互いに連動して常に同じ状態(作動状態/解除状態のいずれか)になるように構成される。ECU300は、回路C100を用いて、リッドロック機構L1及びコネクタロック機構L2の動作が同期するように、第2アクチュエータA21及び第3アクチュエータA22を制御する。
再び図1を参照して、ドア60には、ドア60を開閉させる開閉機構61と、ドアロック装置62とが設けられている。開閉機構61及びドアロック装置62の各々は、ドア60ごとに設けられている。この実施の形態では、ドア60の数が4つである(図2参照)ため、車両1は、開閉機構61及びドアロック装置62を4つずつ有する。
この実施の形態では、開閉機構61としてヒンジを採用する。ドア60は、開閉機構61(ヒンジ)を介して車両1のボディと連結されることによって、車両1のボディに形成された開口部B2を開閉可能に構成される。
ドアロック装置62は、ドアロック機構L3、ドア開閉センサS3、及びアクチュエータA3を含んで構成される。ドアロック機構L3は、ドア60を閉じた状態に維持するように構成される。ドア開閉センサS3は、ドア60の開閉状態(すなわち、ドア60が開状態及び閉状態のいずれであるか)を検出するように構成される。ドア開閉センサS3としては、公知のセンサを採用できる。ドア開閉センサS3の例としては、リミットスイッチ、近接センサ、光電センサが挙げられる。ドア開閉センサS3による検出結果は、ECU300へ出力される。
アクチュエータA3は、ドアロック機構L3を駆動してドアロック機構L3を作動状態にするように構成される。ドアロック機構L3としては、公知の各種機構を採用できるが、この実施の形態では、閉じた状態のドア60に対する係合/非係合を切替え可能に構成される係合部材(たとえば、ピン又は爪)を採用する。この実施の形態では、アクチュエータA3がモータを含んで構成される。アクチュエータA3のモータは、ECU300によって制御される。ECU300がアクチュエータA3にロック指令を出すと、アクチュエータA3は、係合部材がドア60に係合し得る状態になるように係合部材を動かす。これにより、ドアロック機構L3が作動状態になる。他方、ECU300がアクチュエータA3にアンロック指令を出すと、アクチュエータA3は、係合部材がドア60に係合しない状態になるように係合部材を動かす。これにより、ドアロック機構L3が解除状態(非作動状態)になる。ドアロック機構L3が解除状態であるときには、ドア60の開閉動作は規制されない。また、ドア60が開いた状態でドアロック機構L3が作動したときにも、ドア60の開閉動作は規制されない。ドア60が開いた状態では、ドアロック機構L3が作動しないようにしてもよい。ECU300は、ドア60が開いているためにドアロック機構L3を作動できない旨を報知装置90を通じてユーザへ報知してもよい。ドア60が閉じた状態でドアロック機構L3が作動すると、係合部材がドア60に係合することによって、ドア60は閉じた状態に維持される。係合部材の係合によって、ドア60の開閉動作が規制され、ドア60を開くことが禁止される。以下、ドアロック機構L3によってドア60が閉じた状態に維持されることを、「ドアロック」と称する場合がある。また、ドア60がドアロックされた状態を、「ドアロック状態」と称する場合がある。
ユーザは、入力装置80又は電子キー2を操作することによって、ドアロック機構L3の作動状態/解除状態を切り替えることができる。全てのドア60が閉じた状態でユーザによって電子キー2のロックボタンが押されると、ECU300から4つのドア60の各ドアロック装置62にロック指令が送られる。この指令によって、全てのドア60のドアロックが行なわれる。他方、全てのドア60がドアロック状態であるときにユーザによって電子キー2の解除ボタンが押されると、ECU300から4つのドア60の各ドアロック装置62にアンロック指令が送られる。この指令によって、全てのドア60のドアロックが解除される。入力装置80は、ドア60ごとのドアロック機構L3の操作部(以下、ドアロック操作部」とも称する)を含んでいてもよい。ドアロック操作部の例としては、ドアロック機構L3と連動するボタン、レバー、又はピンが挙げられる。ユーザがドアロック操作部を操作(ドアロック操作)することによってドアロック機構L3を作動状態にすることができる。また、入力装置80は、集中ドアロックスイッチを含んでいてもよい。全てのドア60が閉じた状態でユーザによって集中ドアロックスイッチがオンされると、ECU300から4つのドア60の各ドアロック装置62にロック指令が送られ、全てのドア60のドアロックが行なわれる。
充電器30は、車両外部から充電インレット21に入力される電力に所定の処理を行なう回路(図示せず)を含む。充電器30は、たとえば、充電スタンドから供給される交流電力を直流電力に変換する電力変換回路と、ノイズを除去するフィルタ回路とを含んで構成される。こうした回路の処理により、バッテリ100の充電に適した電力(直流電力)が、充電器30からバッテリ100へ出力される。
SMR50は、走行駆動部51とバッテリ100との間に位置し、ECU300によってON/OFF制御される。SMR50がOFF状態(遮断状態)であるときには、SMR50によって電流が遮断される。SMR50がON状態(接続状態)であるときには、バッテリ100と走行駆動部51との間での電力の授受が可能になる。走行駆動部51は、図示しないPCU(Power Control Unit)及びMG(Motor Generator)を含み、バッテリ100に蓄えられた電力を用いて車両1を電動走行させる(すなわち、駆動輪Wを回転させる)ように構成される。
充電リレー40は、バッテリ100とSMR50とを結ぶ電流経路から分岐して充電器30に接続される電流経路に設けられている。充電リレー40の状態(接続/遮断)は、ECU300によって制御される。充電リレー40が遮断状態(OFF状態)であるときには、充電インレット21からバッテリ100までの充電経路は遮断される。充電リレー40が接続状態(ON状態)であるときには、充電インレット21からバッテリ100への電力の供給が可能になる。
図1には、充電インレット21に対応する車載充電器(充電器30)のみを示しているが、車両1は、充電インレット22(図2)に対応する車載充電器も備える。充電リレー40は、これら車載充電器の両方に接続されて共通のスイッチとして機能してもよい。あるいは、充電器ごとに異なる充電リレーが設けられてもよい。
走行駆動部51に含まれるMGは、車両1の走行用モータに相当し、MGの回転軸は車両1の駆動輪Wと機械的に接続されている。この実施の形態では、MGとして三相交流モータジェネレータを採用する。PCUは、制御装置とインバータと(いずれも図示せず)を含んで構成される。PCUの制御装置は、ECU300からの指示(制御信号)を受信し、その指示に従ってインバータを制御する。MGの力行駆動時には、バッテリ100に蓄えられた電力をインバータが交流電力に変換してMGへ供給し、MGによる発電時には、発電された電力をインバータが整流してバッテリ100へ供給する。
図示は省略しているが、走行駆動部51はエンジン(内燃機関)をさらに含む。エンジンの出力軸は、たとえば遊星歯車機構のような動力分割装置を介して、図示しない発電機(たとえば、三相交流モータジェネレータ)と車両1の駆動輪Wとの各々に機械的に接続される。動力分割装置は、エンジンから出力される動力を、発電機を駆動する動力と、駆動輪Wを駆動する動力とに分割するように構成される。発電機によって発電された電力は、たとえば上記PCUのインバータを経てバッテリ100へ供給される。車両1は、バッテリ100に蓄えられた電力とエンジン(図示せず)の出力との両方を用いて走行可能なハイブリッド車である。
充電インレット21,22は、充電リッド10が開いた状態で使用される。充電リッド10が開くと、開口部B1から充電インレット21,22が露出する(図2参照)。たとえば、充電インレット21を使用するときには、充電リッド10を開き、キャップC1を取り外し、充電コネクタを充電インレット21に接続する。図6は、充電インレット21に充電コネクタ500が接続された状態を示す図である。
図1とともに図6を参照して、充電コネクタ500は、接続解除ボタン510を備える。ユーザは、接続解除ボタン510を押さずに、充電インレット21に充電コネクタ500を挿し込むことによって、充電コネクタ500を充電インレット21に接続することができる。充電インレット21に充電コネクタ500が接続されると、ECU300によって第3アクチュエータA22が制御され、充電コネクタ500がコネクタロック状態になる(後述する図8参照)。充電コネクタ500がコネクタロック状態になると、充電スタンドから充電ケーブルを通じて充電インレット21に供給される電力によってバッテリ100を充電することが可能になる。
ユーザは、コネクタロックスイッチ23を操作することによって、コネクタロック機構L2の作動状態/解除状態を切り替えることができる。コネクタロックスイッチ23が操作されると、ECU300が第3アクチュエータA22を制御してコネクタロック機構L2の状態を切り替える。ただし、コネクタロックスイッチ23の操作は、充電アンテナ(アンテナ70)の周辺(より特定的には、アンテナ範囲内)に電子キー2が存在する場合にのみ有効となる。たとえば、コネクタロック機構L2が作動状態であるときに、電子キー2を携帯したユーザが、コネクタロックスイッチ23を押すと、コネクタロック機構L2が解除状態になり、再度コネクタロックスイッチ23を押すと、コネクタロック機構L2が作動状態に戻る。バッテリ100の充電中にコネクタロックが解除されると、充電スタンドから充電インレット21までの電流経路に設けられたスイッチ(たとえば、充電ケーブルのコントロールボックス内のスイッチ)が遮断状態になり、充電スタンドから充電インレット21への給電(ひいては、バッテリ100の充電)が中断される。
充電インジケータ24は、ECU300によって制御され、充電が行なわれているか否か、及び異常が生じているか否かを、ユーザへ報知する。この実施の形態では、点灯が「充電中」を、消灯が「非充電(充電が行なわれていない状態)」を、点滅が「充電禁止(異常発生)」を意味する。たとえば、充電が開始されると、ECU300が充電インジケータ24を点灯させ、充電が完了すると、ECU300が充電インジケータ24を消灯させる。充電インジケータ24が点灯又は消灯しているときは異常が発生していない。充電システムに異常が発生すると、ECU300が充電インジケータ24を点滅させる。
報知装置90に含まれるメータパネル及びカーナビゲーションシステムも、充電の進捗状況をユーザへ報知するように構成される。ユーザは、充電が完了したことを確認した後、電子キー2を携帯した状態でコネクタロックスイッチ23を押すことによってコネクタロックを解除することができる。コネクタロックが解除されると、充電コネクタ500の取り外しが可能になる。ユーザは、接続解除ボタン510を押しながら、充電コネクタ500を引き抜くことによって、充電コネクタ500を充電インレット21から取り外すことができる。
この実施の形態に係るECU300は、ドアロック機構L3が作動した後、所定のロック条件が成立する場合に、第2アクチュエータA21を制御してリッドロック機構L1を作動状態にする。たとえば、ドアロック機構L3が作動した後、ユーザが充電インレット21で充電を行なう場合には、ドアロック機構L3が作動してから上記ロック条件が成立するまでの期間(ロック猶予期間)内に、ユーザは充電リッド10を開けて充電インレット21に充電コネクタ500を接続することができる。他方、ユーザが充電インレット21,22で充電を行なわない場合には、ドアロック機構L3が作動した後にロック条件が成立することによって、ECU300が、第2アクチュエータA21を制御してリッドロック機構L1を作動状態にする。この際、充電リッド10が閉じた状態でリッドロック機構L1が作動すれば、充電リッド10がロック状態(リッドロック状態)になり、充電リッド10は閉じた状態に維持される。しかし、充電リッド10が開いた状態でリッドロック機構L1が作動すると、充電リッド10はロック状態にならない。使用されていない充電インレット21,22の充電リッド10がアンロック状態のまま放置されることは、充電インレット保護及び悪戯防止の観点から好ましくない。そこで、この実施の形態に係る車両1では、上記ロック条件が成立した後、かつ、第2アクチュエータA21によってリッドロック機構L1が作動状態にされる前に、ECU300から第1アクチュエータA1に閉駆動の指令が出される。図7は、第1アクチュエータA1がECU300からの指令に応じて充電リッド10の開閉機構を閉駆動したときの充電リッド10の動きを示す図である。
図7を参照して、第1アクチュエータA1が上記指令に従って開閉機構11を駆動(閉駆動)すると、図7中に矢印で示されるような方向に充電リッド10が動き、充電リッド10が閉じた状態になる。充電リッド10が閉じると、開口部B1が塞がれて、充電インレット21,22は充電リッド10によって覆われた状態になる。充電リッド10が閉じた状態では、車両外部から充電インレット21,22に触れることは困難になる。これにより、充電インレット21,22の保護及び悪戯防止が図られる。
図8は、この実施の形態に係るECU300によって実行される受電部200のロック制御の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、たとえば、リッドロック機構L1が解除状態であるときに所定のドア60(以下、「対象ドア」とも称する)のドアロック機構L3が作動状態になると、開始される。この実施の形態では、車両1のシフトポジションがP(パーキング)になると、ECU300が第2アクチュエータA21を制御してリッドロック機構L1を解除状態にする。より具体的には、ECU300は、回路C100(図5)にアンロック信号SIG2を送信することによって第2アクチュエータA21を制御する。その後、駐車中の車両1において、対象ドアがドアロックされると、図8の処理が開始される。対象ドアの数は、1つであってもよいし、複数であってもよい。この実施の形態では、車両1の全てのドア60(4つのドア60)を、対象ドアとする。たとえば、入力装置80に含まれる集中ドアロックスイッチがオンされると、ECU300は、対象ドア(全てのドア60)のドアロック機構L3を作動状態にした後、図8の処理を実行する。
なお、図8の処理の開始条件は、上記に限られず任意に設定できる。たとえば、対象ドアのドアロック機構L3が作動状態になったときに、ECU300が、リッドロック機構L1を解除状態にした後(すなわち、第2アクチュエータA21に解除指令を出した後)、図8の処理を実行してもよい。
図1及び図2とともに図8を参照して、ステップ(以下、単に「S」とも表記する)11では、演算装置310が、タイマーA(タイマー330)に所定の時間(以下、「ΔTA」とも称する)を設定する。ΔTAは、たとえば30秒である。タイマーAは、ΔTAが設定されると、カウントダウンを開始し、現時点からΔTAが経過すると、設定時刻(以下、「tA」とも称する)が到来したことを示す信号(以下、「到来信号」とも称する)を演算装置310へ出力する。tAは、現時点からΔTAが経過した時刻に相当する。
S12では、演算装置310が、リッド開閉センサS1の出力に基づいて、充電リッド10が閉じているか否かを判断する。充電リッド10が開いている場合(S12にてNO)には、S13において、演算装置310が、コネクタ接続センサS2の出力に基づいて、充電インレット21,22に充電コネクタが接続されているか否かを判断する。充電インレット21及び22のいずれにも充電コネクタが接続されていない場合(S13にてNO)には、S14において、演算装置310が、S11で設定されたtAが到来したか否かを、タイマーAの出力(すなわち、到来信号の有無)に基づいて判断する。
tAが到来しておらず、かつ、充電リッド10が開状態であり、かつ、充電コネクタが充電インレット21及び22のいずれにも接続されていない期間(すなわち、S12〜S14の全てにおいてNOと判断されている期間)は、S12〜S14の処理が繰り返される。この期間は、「ロック猶予期間」に相当する。
S12において充電リッド10が閉じている(YES)と判断されると、演算装置310は、S15において、タイマーAをリセット(初期化)する。続けて、S16において、演算装置310が、タイマーB(タイマー330)に所定の時間(以下、「ΔTB」とも称する)を設定する。これにより、所定の時刻(以下、「tB」とも称する)にリッドロック機構L1を作動状態にすることがECU300に予約される。以下では、この予約を「ロック予約」とも称する。tBは、現時点からΔTBが経過した時刻に相当する。ΔTBは、たとえば30秒である。タイマーBの動作は、前述したタイマーAと同じであるため、説明を割愛する。ロック予約されたECU300は、ロック予約が解除されない限り、tB(ロック予約時刻)になったときに第2アクチュエータA21を制御してリッドロック機構L1を作動状態にする(後述するS19参照)。
S16の処理後、演算装置310は、S171において、リッド開閉センサS1の出力に基づいて、充電リッド10が閉じているか否かを判断する。充電リッド10が閉じている場合(S171にてYES)には、S172において、演算装置310が、S16で設定されたtBが到来したか否かを、タイマーBの出力(すなわち、到来信号の有無)に基づいて判断する。
tB(ロック予約時刻)が到来しておらず、かつ、充電リッド10が閉状態である期間(すなわち、S171にてYESかつS172にてNOと判断されている期間)は、S171及びS172の処理が繰り返される。
S171において充電リッド10が開いている(NO)と判断されると、演算装置310は、S18において、タイマーBをリセット(初期化)する。これにより、ロック予約が解除される。S18の処理後、処理はS11へ戻る。そして、S11において、タイマーAにΔTAが再設定される。ΔTAは、固定値であってもよいし、車両1の状況に応じて可変であってもよい。1回目の設定と2回目の設定とで異なるΔTAが設定されてもよい。また、ΔTB(S16)も、ΔTAと同様、固定値であってもよいし、可変であってもよい。
S172においてtB(ロック予約時刻)が到来した(YES)と判断されると、ECU300は、S19において、受電部200のロック(施錠)を実行する。ECU300は、第2アクチュエータA21を制御してリッドロック機構L1を作動状態にする。より具体的には、ECU300は、回路C100(図5)にロック信号SIG1を送信することによって第2アクチュエータA21を制御する。この実施の形態では、リッドロック機構L1及びコネクタロック機構L2の動作が同期するため、リッドロック機構L1が作動状態になると、充電インレット21のコネクタロック機構L2も作動状態になる。さらに、充電インレット22のコネクタロック機構(図示せず)も作動状態になる。
S13において充電インレット21又は22に充電コネクタが接続された(YES)と判断された場合にも、ECU300は、上記S19の処理を行なう。
S14において設定時刻(tA)が到来した(YES)と判断された場合には、ECU300は、S20において、第1アクチュエータA1に閉駆動の指令を出した後、上記S19の処理を行なう。S20の処理により、充電リッド10の開閉機構11が閉駆動され、充電リッド10が閉じた状態になる。
S172においてYESと判断された場合には、充電リッド10は「閉」かつ充電コネクタは「未接続」の状態で、上記S19の処理が行なわれる。これにより、充電リッド10がリッドロック状態になる。S13においてYESと判断された場合には、充電リッド10は「開」かつ充電コネクタは「接続」の状態で、上記S19の処理が行なわれる。これにより、充電コネクタがコネクタロック状態になる。S14においてYESと判断された場合には、充電リッド10は「開」かつ充電コネクタは「未接続」の状態で、上記S20の処理が行なわれた後、充電リッド10は「閉」かつ充電コネクタは「未接続」の状態で、上記S19の処理が行なわれる。これにより、充電リッド10がリッドロック状態になる。S19の処理が行なわれることによって、図8の一連の処理は終了する。
以上説明したように、この実施の形態に係るECU300は、対象ドアのドアロック機構L3が作動した後、充電インレット21,22に充電コネクタが接続されていないことを含むロック条件が成立する場合(S14にてYES)に、第1アクチュエータA1に閉駆動の指令を出した後(S20)、第2アクチュエータA21を制御してリッドロック機構L1を作動状態にする(S19)。この実施の形態では、対象ドアのドアロック機構L3が作動してから所定の時間(ΔTA)が経過するまで(すなわち、S14でYESと判断されるまで)充電リッド10の開いた状態(S12にてNO)が継続し、かつ、充電コネクタが充電インレット21,22に接続されていない場合(S13にてNO)にロック条件が成立する。また、ECU300は、ロック猶予期間内に充電コネクタが充電インレット21又は22に接続されると(S13にてYES)、上記S19の処理を行なう。たとえば、ロック猶予期間内に充電コネクタが充電インレット21に接続された場合には、ECU300は、第3アクチュエータA22を制御してコネクタロック機構L2を作動状態にする。
上記制御によれば、ユーザが充電リッド10を閉め忘れている場合にも、第2アクチュエータA21がリッドロック機構L1を作動状態にする前に、第1アクチュエータA1がECU300からの指令に応じて充電リッド10の開閉機構11を閉駆動する。これにより、充電リッド10が閉じた状態になる。この状態で、第2アクチュエータA21がリッドロック機構L1を作動状態にすることによって、充電リッド10がロック状態になる。上記ECU300によれば、より確実に充電リッド10のロック(施錠)を行なうことが可能になる。これにより、充電インレット21,22が使用されていないときに充電リッド10がアンロック状態のまま放置されることが抑制される。また、充電コネクタが充電インレット21又は22に接続されている場合にはロック条件が成立しないため、充電インレット21又は22が使用されているときに第1アクチュエータA1によって充電リッド10の開閉機構11が閉駆動されることが抑制される。
ロック条件は、充電インレット21,22に充電コネクタが接続されていないことを含む範囲で任意に設定できる。たとえば、対象ドアのドアロック機構L3が作動してから所定の時間が経過し、かつ、充電コネクタが充電インレット21及び22のいずれにも接続されていない場合にロック条件が成立するようにしてもよい。たとえば、ECU300は、図8の処理に代えて図9の処理を実行してもよい。図9は、図8の処理の第1変形例を示すフローチャートである。
図1及び図2とともに図9を参照して、S31では、ECU300が、タイマー330に所定の時刻を設定する。S32では、ECU300が、充電インレット21,22に充電コネクタが接続されているか否かを判断する。S33では、ECU300が、S31で設定された時刻が到来したか否かを判断する。S34では、ECU300が、第1アクチュエータA1に閉駆動の指令を出す。S35では、ECU300が、受電部200のロック(施錠)を実行する。
上記S31、S32、S33、S34、S35の処理は、それぞれ図9のS11、S13、S14、S20、S19と同じである。S32において充電インレット21又は22に充電コネクタが接続された(YES)と判断された場合には、処理はS35へ進む。S32において充電インレット21及び22のいずれにも充電コネクタが接続されていない(NO)と判断された場合には、処理はS33へ進む。S32及びS33においてNOと判断されている期間は、S32及びS33の処理が繰り返される。この期間が「ロック猶予期間」に相当する。S33において設定時刻が到来した(YES)と判断された場合には、処理はS34へ進む。
この変形例では、対象ドアのドアロック機構L3が作動してから所定の時間が経過し(S33にてYES)、かつ、充電コネクタが充電インレット21及び22のいずれにも接続されていない場合(S32にてNO)にロック条件が成立する。ECU300は、対象ドアのドアロック機構L3が作動した後、上記ロック条件が成立する場合(S32にてNOかつS33にてYES)に、第1アクチュエータA1に閉駆動の指令を出した後(S34)、第2アクチュエータA21を制御してリッドロック機構L1を作動状態にする(S35)。こうしたECU300によっても、充電インレット21,22が使用されていないときに充電リッド10がアンロック状態のまま放置されることが抑制される。上記のようなロック条件を採用することで、充電リッドの開閉状態を検出する手段(たとえば、リッド開閉センサS1)を備えない車両でも、ロック条件の成否を容易に判断することが可能になる。
上記実施の形態では、対象ドアのドアロック機構L3が作動してから所定の時間が経過する前に、充電インレット21,22に充電コネクタが接続されているか否かを判断している。しかしこれに限られず、対象ドアのドアロック機構L3が作動してから所定の時間が経過した後に、充電インレット21,22に充電コネクタが接続されているか否かを判断するようにしてもよい。たとえば、ECU300は、図8の処理に代えて図10の処理を実行してもよい。図10は、図8の処理の第2変形例を示すフローチャートである。
図1及び図2とともに図10を参照して、この変形例では、充電インレット21,22に充電コネクタが接続されているか否かの判断(S13)が、対象ドアのドアロック機構L3が作動してから所定の時間が経過した後(S14にてYESと判断されたとき)に行なわれる。この変形例でも、前述した実施の形態と同様、対象ドアのドアロック機構L3が作動してから所定の時間(ΔTA)が経過するまで(すなわち、S14でYESと判断されるまで)充電リッド10の開いた状態(S12にてNO)が継続し、かつ、充電コネクタが充電インレット21,22に接続されていない場合(S13にてNO)にロック条件が成立する。こうした制御によっても、充電インレット21,22が使用されていないときに充電リッド10がアンロック状態のまま放置されることが抑制される。
制御対象となる車両の構成は、図1及び図2に示した構成に限られず適宜変更可能である。たとえば、充電インレットの数は、2つに限られず、1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。また、充電リレー40の位置を変更してもよい。たとえば、充電リレー40は、SMR50と走行駆動部51とを結ぶ電流経路から分岐して車載充電器(充電器30)に接続される電流経路に設けられてもよい。
上記実施の形態では、車両制御装置(ECU300)が車両1に搭載されている。しかしこれに限られず、車両制御装置は、たとえばスマートフォン、電子キー、又はウェアラブルデバイスのような携帯機器に搭載されてもよい。
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。