JP4670476B2 - 車両および電力供給システム - Google Patents

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Description

この発明は、車両および電力供給システムに関し、特に、商用交流電圧を発生して車両外部の負荷へ供給可能な車両および電力供給システムに関する。
特開2001−8380号公報(特許文献1)は、電気自動車と住宅との間で相互に電力伝達可能な電力マネジメントシステムを開示する。この電力マネジメントシステムでは、住宅側の充電パドルに電気自動車側のインレットが接続され、電気自動車のバッテリからの直流電圧を商用交流電圧に変換して住宅の家庭内負荷へ供給することができる。
この電力マネジメントシステムにおいては、系統電力センサが設けられ、電気自動車のバッテリから住宅側へ電力を供給する際、上記の系統電力センサ機能を用いて、系統電力の位相に同期した位相のAC電力が出力される(特許文献1参照)。
特開2001−8380号公報 特許第2695083号公報 特開平10−225014号公報 特開2002−159043号公報 特開平9−65227号公報
しかしながら、特開2001−8380号公報に開示されるシステムでは、商用系統電源の状態を検出する系統電力センサを用いて商用交流電圧を生成するので、商用系統電源の停電発生後に車外負荷に車両を接続してシステムを起動する場合、もはや商用系統電源の周波数を得ることができない。したがって、その地域に応じた適切な周波数(50Hzまたは60Hz)の商用交流電圧を発生して車外負荷へ供給することができない。
そこで、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、地域に応じた適切な周波数を有する商用交流電圧を発生して車両外部の負荷へ供給することができる車両を提供することである。
また、この発明の別の目的は、地域に応じた適切な周波数を有する商用交流電圧を発生して車両外部の負荷へ供給することができる車両を用いた電力供給システムを提供することである。
この発明によれば、車両は、商用交流電圧を発生して車両外部の負荷へ供給可能な車両であって、当該車両の位置を検出するための車外からの無線信号に基づいて、当該車両の現在位置を検出する位置検出手段と、位置検出手段によって検出された当該車両の現在位置に基づいて、商用交流電圧の周波数を決定する決定手段と、決定手段によって決定された周波数を有する商用交流電圧を発生して負荷へ供給する交流電圧発生手段とを備える。
この発明による車両においては、交流電圧発生手段によって発生する商用交流電圧の周波数は、位置検出手段により検出された当該車両の現在位置に基づいて決定手段により決定される。これにより、当該車両から商用交流電圧の供給を受ける負荷(住宅負荷など)が接続される商用系統電源の周波数を系統電力センサなどを用いて検出しなくても、負荷へ供給する商用交流電圧の周波数を決定できる。
したがって、この発明による車両によれば、商用系統電源が既に停電しており、生成する商用交流電圧の周波数を商用系統電源から得られないような状況においても、地域に応じた適切な周波数を有する商用交流電圧を発生して車両外部の負荷へ供給することができる。
好ましくは、位置検出手段は、無線信号に基づいて検出した当該車両の現在位置を表示可能なナビゲーション装置を含む。
この車両においては、決定手段は、交流電圧発生手段により発生する商用交流電圧の周波数を決定する際、ナビゲーション装置が有する当該車両の位置情報を用いる。したがって、この車両によれば、ナビゲーション装置の有する位置情報を有効に利用して、地域に応じた適切な周波数を有する商用交流電圧を発生することができる。
好ましくは、決定手段は、位置検出手段によって検出された当該車両の現在位置に基づいて、商用交流電圧の電圧レベルをさらに決定し、交流電圧発生手段は、決定手段によって決定された周波数および電圧レベルを有する商用交流電圧を発生して負荷へ供給する。
この車両においては、決定手段は、位置検出手段により検出された当該車両の現在位置に基づいて商用交流電圧の電圧レベルをさらに決定するので、当該車両から商用交流電圧の供給を受ける負荷(住宅負荷など)が接続される商用系統電源の電圧レベルを系統電力センサなどを用いて検出しなくても、負荷へ供給する商用交流電圧の電圧レベルを決定できる。
したがって、この車両によれば、世界各国のどのような地域においても、その地域に応じた適切な電圧レベルおよび周波数を有する商用交流電圧を発生して車両外部の負荷へ供給することができる。
好ましくは、交流電圧発生手段は、第1および第2の3相コイルをそれぞれステータコイルとして含む第1および第2の交流電動機と、第1および第2の3相コイルにそれぞれ接続される第1および第2のインバータと、第1および第2のインバータを制御するインバータ制御手段とを含む。第1および第2のインバータは、インバータ制御手段からの制御信号に応じて、第1および第2の3相コイルの中性点間に商用交流電圧を発生させる。
この車両においては、第1および第2の3相コイルの中性点間に商用交流電圧を発生させるので、商用交流電圧を発生するための専用のインバータを必要としない。したがって、この車両によれば、低コスト化を図ることができる。
また、この発明によれば、電力供給システムは、上述したいずれかの車両と、商用系統電源の停電時、車両から商用交流電圧の供給を受ける負荷とを備える。車両の位置検出手段、決定手段および交流電圧発生手段は、商用系統電源の停電を示す信号に応じて起動され、車両は、商用交流電圧を発生して負荷へ供給する。
この発明による電力供給システムにおいては、車両の位置検出手段、決定手段および交流電圧発生手段は、商用系統電源の停電を示す信号に応じて起動される。これにより、車両を負荷と接続さえしておけば、商用系統電源の停電発生時、車両の起動および生成する商用交流電圧の周波数の設定を車両において利用者が手動で行なうことなく、その地域に応じた適切な周波数を有する商用交流電圧が車両から負荷へ自動的に供給される。
したがって、この発明による電力供給システムによれば、利便性に優れた電力供給システムを実現することができる。
この発明によれば、当該車両の現在位置を検出する位置検出手段および位置検出手段からの位置情報に基づいて商用交流電圧の周波数を決定する決定手段を備えるので、生成する商用交流電圧の周波数を商用系統電源から得られないような状況においても、地域に応じた適切な周波数を有する商用交流電圧を発生して車両外部の負荷へ供給することができる。
以下、本発明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。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
[実施の形態1]
図1は、この発明による電力供給システムの全体ブロック図である。図1を参照して、この電力供給システム1は、ハイブリッド自動車(Hybrid Vehicle)10と、車外負荷20と、自動切替装置30と、コネクタ40,50と、商用系統電源60と、AC出力ラインACL1,ACL2と、電力ラインLC1,LC2,LH1〜LH8とを備える。
ハイブリッド自動車10は、動力出力装置12と、HV−ECU14と、ナビゲーション装置16と、電源ノード18と、接地ノード19とを含む。動力出力装置12は、AC出力ラインACL1,ACL2と接続される。HV−ECU14は、電力ラインLC1と接続される。また、HV−ECU14は、通信ケーブルを介してナビゲーション装置16と接続される。電源ノード18および接地ノード19は、それぞれ電力ラインLC1,LC2に接続される。
動力出力装置12は、HV−ECU14からのトルク指令に基づいてハイブリッド自動車10の駆動力を発生し、その発生した駆動力を車両の駆動輪へ出力する。
また、動力出力装置12は、HV−ECU14からH(論理ハイ)レベルの信号ACを受けると、車外負荷20へ供給するための商用交流電圧Vacを発生し、その発生した商用交流電圧VacをAC出力ラインACL1,ACL2へ出力する。なお、Hレベルの信号ACは、商用交流電圧Vacの発生を指示する信号である。
HV−ECU14は、このハイブリッド自動車10の全体動作を制御する。HV−ECU14は、電力ラインLC1の電圧レベルに応じて論理レベルが決定される発電許可信号/ENがL(論理ロー)レベルになると起動される。
また、HV−ECU14は、Lレベルの発電許可信号/ENに応じて起動した後、通信ケーブルを介してナビゲーション装置16へ起動指令を出力し、ナビゲーション装置16を起動する。そして、HV−ECU14は、通信ケーブルを介してナビゲーション装置16からこのハイブリッド自動車10の位置情報を取得する。なお、この位置情報には、ナビゲーション装置16によって検出されたこのハイブリッド自動車10の現在位置が少なくとも含まれる。
さらに、HV−ECU14は、ナビゲーション装置16から取得した位置情報に基づいて、動力出力装置12により生成する商用交流電圧Vacの周波数(たとえば、日本国内であれば50Hzまたは60Hz)を決定する。
そして、HV−ECU14は、その決定した商用交流電圧Vacの周波数を動力出力装置12に設定するための信号FSETを動力出力装置12へ出力するとともに、商用交流電圧Vacの生成を指示するHレベルの信号ACを動力出力装置12へ出力する。
ナビゲーション装置16は、通信ケーブルを介してHV−ECU14から受ける起動信号に応じて起動され、このハイブリッド自動車10の現在位置を検出するための車外からの無線信号に基づいてハイブリッド自動車10の現在位置を検出する。この無線信号は、たとえば、GPS(Global Positioning System)信号やビーコンなどからの信号である。そして、ナビゲーション装置16は、検出した現在位置を表示装置に表示するとともに、ハイブリッド自動車10の位置情報を通信ケーブルを介してHV−ECU14へ出力する。
車外負荷20は、たとえば住宅負荷であり、通常、商用系統電源60から自動切替装置30を介して電力の供給を受ける。一方、商用系統電源60が停電すると、自動切替装置30が動作し、車外負荷20は、自動切替装置30を介してハイブリッド自動車10から商用交流電圧Vacの供給を受ける。すなわち、この電力供給システム1においては、ハイブリッド自動車10は、商用系統電源60の非常用電源として用いられる。
自動切替装置30は、車外負荷20と商用系統電源60およびハイブリッド自動車10との間に配設され、スイッチ32,34,36と、電磁コイル38とを含む。電磁コイル38は、商用系統電源60に接続される電力ラインLH3,LH4に接続され、商用系統電源60から車外負荷20への給電が行なわれているとき、スイッチ32,34,36に作用する磁力を発生する。
スイッチ32,34,36は、電磁コイル38からの磁力作用を受けて互いに連動して動作する。すなわち、電磁コイル38に電流が流れているとき、スイッチ32は、車外負荷20に接続される電力ラインLH1を電力ラインLH3と接続し、スイッチ34は、車外負荷20に接続される電力ラインLH2を電力ラインLH4と接続し、スイッチ36は、電力ラインLH7を電力ラインLH8から切離す。一方、電磁コイル38に電流が流れていないとき、スイッチ32は、電力ラインLH1をコネクタ50に接続される電力ラインLH5と接続し、スイッチ34は、電力ラインLH2をコネクタ50に接続される電力ラインLH6と接続し、スイッチ36は、電力ラインLH7を電力ラインLH8と接続する。
この電力供給システム1においては、商用系統電源60が停電すると、自動切替装置30における電磁コイル38の励磁が切れるので、電力ラインLH1,LH2は、それぞれ電力ラインLH5,LH6と接続され、電力ラインLH8は、電力ラインLH7と接続される。これにより、車外負荷20は、コネクタ40,50を介してハイブリッド自動車10と電気的に接続される。
そして、電源ノード18から、電力ラインLC1、コネクタ40,50、電力ラインLH7、スイッチ36、電力ラインLH8、コネクタ50,40、および電力ラインLC2を介して、接地ノード19までの電路が形成され、電源ノード18から接地ノード19へ電流が流される。
そうすると、電力ラインLC1の電位が低下し、発電許可信号/ENはLレベルとなる。これに応じてHV−ECU14が起動し、HV−ECU14は、ナビゲーション装置16を起動してナビゲーション装置16からこのハイブリッド自動車10の位置情報を取得する。そして、HV−ECU14は、ナビゲーション装置16から取得した位置情報に基づいて、動力出力装置12により生成する商用交流電圧Vacの周波数を決定し、生成する商用交流電圧Vacの周波数を設定するための信号FSETおよびHレベルの信号ACを動力出力装置12へ出力する。
一方、商用系統電源60が復電すると、自動切替装置30の電磁コイル38が励磁され、電力ラインLH1,LH2は、それぞれ電力ラインLH3,LH4と接続され、電力ラインLH8は、電力ラインLH7から切離される。これにより、ハイブリッド自動車10は、車外負荷20から電気的に切離され、車外負荷20は、商用系統電源60からの給電を受ける。また、電力ラインLH7,LH8が電気的に切離されるので、電源ノード18から接地ノード19へ電流は流されず、電力ラインLC1の電位は上昇する。これにより、発電許可信号/ENはHレベルとなり、HV−ECU14は、商用交流電圧Vacの生成を停止するように、Lレベルの信号ACを動力出力装置12へ出力する。
図2は、この発明の実施の形態1におけるHV−ECU14の商用交流電圧の生成に関する動作を説明するためのフローチャートである。図2を参照して、図1に示したHV−ECU14は、Lレベルの発電許可信号/ENに応じて起動されると、ハイブリッド自動車10を起動する信号IGを強制的にオンする(ステップS10)。そして、HV−ECU14は、通信ケーブルを介してナビゲーション装置16へ起動指令を出力し、ナビゲーション装置16を起動する(ステップS20)。
ナビゲーション装置16は、HV−ECU14からの起動指令に応じて起動されると、このハイブリッド自動車10の現在位置を検出するための無線信号(GPS信号やビーコンなど)に基づいて、ハイブリッド自動車10の現在位置を検出する。そして、ナビゲーション装置16は、その検出した現在位置を少なくとも含むハイブリッド自動車10の位置情報を通信ケーブルを介してHV−ECU14へ出力し、HV−ECU14は、その位置情報を取込む(ステップS30)。
HV−ECU14は、ナビゲーション装置16からの位置情報を取込むと、地域とその地域における商用系統電源の周波数とに関する予め設定されたマップを用いて、ナビゲーション装置16からの位置情報に基づいて、動力出力装置12により生成する商用交流電圧Vacの周波数を決定する(ステップS40)。すなわち、HV−ECU14は、各地域における商用系統電源の周波数(50Hzまたは60Hz)をマップとして保有しており、HV−ECU14は、ハイブリッド自動車10が位置する地域の商用系統電源の周波数に合わせて、動力出力装置12により生成する商用交流電圧Vacの周波数を決定する。
生成する商用交流電圧Vacの周波数が決定されると、HV−ECU14は、ナビゲーション装置16を停止する(ステップS50)。そして、HV−ECU14は、Hレベルの信号SEを動力出力装置12へ出力して動力出力装置12のシステムメインリレーをオンする(ステップS60)。その後、HV−ECU14は、その決定した周波数を指示するための信号FSETを動力出力装置12へ出力するとともに、その決定した周波数を有する商用交流電圧Vacの生成を指示するHレベルの信号ACを動力出力装置12へ出力する(ステップS70)。
図3は、図1に示した動力出力装置12の全体ブロック図である。図3を参照して、動力出力装置12は、バッテリBと、システムメインリレーSMRと、昇圧コンバータ110と、インバータ120,130と、モータジェネレータMG1,MG2と、リレー回路140と、MG−ECU150と、エンジンENGと、駆動輪160と、コンデンサC1,C2と、電源ラインPL1,PL2と、接地ラインSLとを備える。
システムメインリレーSMRは、リレーRY1,RY2を含む。リレーRY1は、バッテリBの正極と電源ラインPL1との間に接続され、リレーRY2は、バッテリBの負極と接地ラインSLとの間に接続される。コンデンサC1は、電源ラインPL1と接地ラインSLとの間に接続される。
昇圧コンバータ110は、リアクトルLと、パワートランジスタQ1,Q2と、ダイオードD1,D2とを含む。パワートランジスタQ1,Q2は、電源ラインPL2と接地ラインSLとの間に直列に接続される。ダイオードD1,D2は、それぞれパワートランジスタQ1,Q2に逆並列に接続される。リアクトルLは、パワートランジスタQ1,Q2の接続点と電源ラインPL1との間に接続される。
コンデンサC2は、電源ラインPL2と接地ラインSLとの間に接続される。インバータ120は、U相アーム122、V相アーム124およびW相アーム126を含む。U相アーム122、V相アーム124およびW相アーム126は、電源ラインPL2と接地ラインSLとの間に並列に接続される。U相アーム122は、直列に接続されたパワートランジスタQ11,Q12からなり、V相アーム124は、直列に接続されたパワートランジスタQ13,Q14からなり、W相アーム126は、直列に接続されたパワートランジスタQ15,Q16からなる。ダイオードD11〜D16は、それぞれパワートランジスタQ11〜Q16に逆並列に接続される。U,V,W各相アームにおける各パワートランジスタの接続点は、モータジェネレータMG1の中性点N1と異なるコイル端にそれぞれ接続される。
インバータ130は、U相アーム132、V相アーム134およびW相アーム136を含む。インバータ130も、インバータ120と同様の構成からなる。そして、U,V,W各相アームにおける各パワートランジスタの接続点は、モータジェネレータMG2の中性点N2と異なるコイル端にそれぞれ接続される。
リレー回路140は、リレーRY3,RY4を含む。リレーRY3は、中性点N1とAC出力ラインACL1との間に接続される。リレーRY4は、中性点N2とAC出力ラインACL2との間に接続される。そして、エンジンENGは、モータジェネレータMG1と連結され、駆動輪160は、モータジェネレータMG2と連結される。
バッテリBは、直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池からなる。バッテリBは、直流電圧を発生して昇圧コンバータ110へ出力する。また、バッテリBは、昇圧コンバータ110から出力される直流電圧によって充電される。コンデンサC1は、電源ラインPL1と接地ラインSLとの間の電圧変動を平滑化する。
システムメインリレーSMRは、HV−ECU14(図示せず)からの信号SEに応じてオン/オフされる。昇圧コンバータ110は、MG−ECU150からの信号PWCに基づいて、バッテリBから受ける直流電圧をリアクトルLを用いて昇圧し、その昇圧した昇圧電圧を電源ラインPL2に供給する。また、昇圧コンバータ110は、MG−ECU150からの信号PWCに基づいて、電源ラインPL2の電圧を降圧してバッテリBを充電する。
コンデンサC2は、電源ラインPL2と接地ラインSLとの間の電圧変動を平滑化する。インバータ120は、MG−ECU150からの信号PWM1に基づいて、電源ラインPL2から受ける直流電圧を3相交流電圧に変換してモータジェネレータMG1へ出力する。また、インバータ120は、エンジンENGからの出力を受けてモータジェネレータMG1が発電した3相交流電圧を直流電圧に変換して電源ラインPL2へ出力する。
インバータ130は、MG−ECU150からの信号PWM2に基づいて、電源ラインPL2から受ける直流電圧を3相交流電圧に変換してモータジェネレータMG2へ出力する。また、インバータ130は、回生制動時、モータジェネレータMG2が発電した3相交流電圧を直流電圧に変換して電源ラインPL2へ出力する。
ここで、インバータ120,130は、HV−ECU14からの信号FSETにより設定された周波数を有する商用交流電圧VacをモータジェネレータMG1,MG2の中性点N1,N2間に発生させるように、それぞれMG−ECU150からの信号PWM1,PWM2に基づいて中性点N1,N2の電位を制御する。
モータジェネレータMG1,MG2は、3相交流電動発電機であり、たとえば3相交流同期電動発電機からなる。モータジェネレータMG1は、エンジンENGからの出力を用いて3相交流電圧を発生し、その発生した3相交流電圧をインバータ120へ出力する。また、モータジェネレータMG1は、インバータ120から受ける3相交流電圧によって駆動力を発生し、エンジンENGの始動を行なう。モータジェネレータMG2は、インバータ130から受ける3相交流電圧によって車両の駆動トルクを発生する。また、モータジェネレータMG2は、回生制動時、3相交流電圧を発生してインバータ130へ出力する。リレー回路140は、MG−ECU150からの制御信号CNTLに応じて、中性点N1,N2とAC出力ラインACL1,ACL2との接続/切離しを行なう。
MG−ECU150は、HV−ECU14からのモータジェネレータMG1,MG2のトルク指令値TR1,TR2およびモータ回転数、バッテリBの電圧ならびに電源ラインPL2の電圧に基づいて、昇圧コンバータ110を駆動するための信号PWCを生成し、その生成した信号PWCを昇圧コンバータ110へ出力する。なお、モータ回転数ならびにバッテリBおよび電源ラインPL2の電圧は、図示されない各センサーによって検出される。
また、MG−ECU150は、電源ラインPL2の電圧ならびにモータジェネレータMG1の各相電流およびトルク指令値TR1に基づいて、モータジェネレータMG1を駆動するための信号PWM1を生成し、その生成した信号PWM1をインバータ120へ出力する。さらに、MG−ECU150は、電源ラインPL2の電圧ならびにモータジェネレータMG2の各相電流およびトルク指令値TR2に基づいて、モータジェネレータMG2を駆動するための信号PWM2を生成し、その生成した信号PWM2をインバータ130へ出力する。なお、モータジェネレータMG1,MG2の各相電流は、図示されない電流センサーによって検出される。
また、さらに、MG−ECU150は、HV−ECU14からHレベルの信号ACを受けると、HV−ECU14からの信号FSETにより設定される周波数を有する商用交流電圧VacがモータジェネレータMG1,MG2の中性点N1,N2間に発生するように信号PWM1,PWM2を生成する。そして、MG−ECU150は、Hレベルの制御信号CNTLを生成してリレー回路140へ出力する。
図4は、図3に示したモータジェネレータMG1,MG2の中性点N1,N2間に商用交流電圧Vacが発生しているときのインバータ120,130のデューティーの総和および商用交流電圧Vacの波形図である。図4を参照して、曲線k1は、インバータ120のスイッチング制御におけるデューティーの総和の変化を示し、曲線k2は、インバータ130のスイッチング制御におけるデューティーの総和の変化を示す。ここで、デューティーの総和とは、各インバータにおける上アームのオンデューティーから下アームのオンデューティーを減算したものである。したがって、デューティーの総和が正のときは、対応するモータジェネレータの中性点電位がインバータ入力電圧(電源ラインPL2の電圧)の中間電位よりも高くなることを示し、デューティーの総和が負のときは、中性点電位がインバータ入力電圧の中間電位よりも低くなることを示す。
MG−ECU150は、中性点N1,N2間に商用交流電圧Vacを発生させるとき、インバータ120のデューティーの総和を信号FSETにより設定された周波数fで変動する曲線k1に従って変化させ、インバータ130のデューティーの総和を周波数fで変動する曲線k2に従って変化させる。ここで、曲線k2は、曲線k1の位相を反転した曲線である。すなわち、インバータ130のデューティーの総和は、インバータ120のデューティーの総和が変化する位相を反転した位相で周期的に変えられる。
そうすると、時刻t0〜t1においては、中性点N1の電位は、インバータ入力電圧の中間電位よりも高くなり、中性点N2の電位は、その中間電位よりも低くなり、中性点N1,N2間に正側の交流電圧が発生する。そして、インバータ120の上アームから下アームに流れ込むことができない余った電流が中性点N1からACラインACL1、車外負荷20およびACラインACL2を介して中性点N2へ流れ、中性点N2からインバータ130の下アームへ流れる。
時刻t1〜t2においては、中性点N1の電位は、インバータ入力電圧の中間電位よりも低くなり、中性点N2の電位は、その中間電位よりも高くなり、中性点N1,N2間に負側の交流電圧が発生する。そして、インバータ130の上アームから下アームに流れ込むことができない余った電流が中性点N2からACラインACL2、車外負荷20およびACラインACL1を介して中性点N1へ流れ、中性点N1からインバータ120の下アームへ流れる。
このようにして、中性点N1,N2間に周波数fを有する交流電圧が発生する。そして、曲線k1,k2の振幅を制御することにより、信号FSETにより設定された周波数fを有する商用交流電圧Vacを中性点N1,N2間に発生させることができる。
なお、この動力出力装置12では、モータジェネレータMG1,MG2を駆動しつつ中性点N1,N2間に商用交流電圧Vacを発生することができる。そこで、エンジンENGと連結されたモータジェネレータMG1を回生駆動(発電)し、駆動輪160と連結されたモータジェネレータMG2を反力制御(力行駆動)しつつ、商用交流電圧Vacを発生して車外負荷20に供給することができる。
以上のように、この実施の形態1によれば、HV−ECU14は、ナビゲーション装置16からの位置情報に基づいて、動力出力装置12により発生する商用交流電圧Vacの周波数を決定するので、車外負荷20が接続される商用系統電源60の周波数を系統電力センサなどを用いて検出しなくても、ハイブリッド自動車10から車外負荷20へ供給する商用交流電圧Vacの周波数を決定できる。したがって、地域に応じた適切な周波数を有する商用交流電圧Vacを発生して車外負荷20へ供給することができる。
また、商用交流電圧Vacの生成については、モータジェネレータMG1,MG2の中性点N1,N2間に商用交流電圧Vacを発生させるので、商用交流電圧Vacを発生するための専用のインバータを必要としない。したがって、ハイブリッド自動車10の低コスト化を図ることができる。
さらに、ハイブリッド自動車10がコネクタ40,50を介して車外負荷側に接続されているとき商用系統電源60の停電を示す発電許可信号/ENに基づいて、ハイブリッド自動車10を起動し、商用交流電圧Vacを発生して車外負荷20へ自動的に供給するようにしたので、利便性に優れた電力供給システム1を実現することができる。
[実施の形態2]
この実施の形態2では、動力出力装置12により生成する商用交流電圧Vacの周波数を手動で選択することができる。
この実施の形態2によるハイブリッド自動車は、実施の形態1によるハイブリッド自動車とHV−ECUの機能が異なる。なお、実施の形態2によるハイブリッド自動車のその他の構成は、実施の形態1によるハイブリッド自動車と同じである。
図5は、実施の形態2におけるHV−ECU14Aの商用交流電圧Vacの生成に関する動作を説明するためのフローチャートである。図5を参照して、この実施の形態2におけるHV−ECU14Aは、図2に示した実施の形態1におけるHV−ECU14の処理において、ステップS40の処理に代えてステップS42,S44,S46,S48を含む。
すなわち、ステップS30においてナビゲーション装置16からの位置情報がHV−ECU14Aに取込まれると、HV−ECU14Aは、地域とその地域における商用系統電源の周波数とに関する予め設定されたマップを用いて、ナビゲーション装置16からの位置情報に基づいて、その地域における商用系統電源の周波数を特定する(ステップS42)。
そして、HV−ECU14Aは、動力出力装置12により生成する商用交流電圧Vacの周波数を手動設定するための周波数設定スイッチ(図示せず)を用いて利用者により予め設定された手動設定周波数が、ステップS42により特定された位置情報に基づく周波数と一致しているか否かを判定する(ステップS44)。HV−ECU14Aは、手動設定周波数が位置情報に基づく周波数と一致していると判定すると(ステップS44においてYES)、ステップS50へ処理を移行する。
一方、手動設定周波数が位置情報に基づく周波数と一致していないと判定されると(ステップS44においてNO)、HV−ECU14Aは、通信ケーブルを介してナビゲーション装置16へ警告を表示するように通知する。ナビゲーション装置16は、HV−ECU16からその通知を受けると、周波数設定スイッチにより設定されている周波数が位置情報に基づく周波数と一致していない旨の警告を表示画面に表示する(ステップS46)。
ナビゲーション装置16において、警告に対しての確認入力が利用者により行なわれると(ステップS48においてYES)、ナビゲーション装置16は、通信ケーブルを介してその旨をHV−ECU14Aへ通知する。そして、HV−ECU14Aは、その通知を受けると、ナビゲーション装置16を停止する(ステップS50)。
なお、HV−ECU14AにおけるステップS42,S44,S46,S48以外の処理は、図2に示したHV−ECU14における処理と同じであるので、説明は繰返さない。
なお、上記においては、ステップS46においてナビゲーション装置16に警告が表示されると、利用者による確認入力を要求するものとしたが、利用者に確認入力を要求することなく、一定時間警告を表示した後、ステップS50へ処理を移行するようにしてもよい。
以上のように、この実施の形態2によれば、ハイブリッド自動車10が位置する地域における商用系統電源60の周波数と関係なく、車外負荷20に対応した周波数の商用交流電圧Vacを発生することができる。
また、手動による設定周波数が位置情報に基づく周波数と異なる場合、ナビゲーション装置16の表示画面に警告表示するようにしたので、利用者の誤設定を防止することができる。
[実施の形態3]
この実施の形態3では、ナビゲーション装置16からの位置情報に基づいて、動力出力装置12により生成する商用交流電圧Vacの周波数に加えて、商用交流電圧Vacの電圧レベルも決定される。これにより、世界各国において、その地域に応じた電圧レベルおよび周波数を有する商用交流電圧Vacを生成することができる。
この実施の形態3によるハイブリッド自動車は、実施の形態1によるハイブリッド自動車とHV−ECUの機能が異なる。なお、実施の形態3によるハイブリッド自動車のその他の構成は、実施の形態1によるハイブリッド自動車と同じである。
図6は、実施の形態3におけるHV−ECU14Bの商用交流電圧Vacの生成に関する動作を説明するためのフローチャートである。図6を参照して、この実施の形態3におけるHV−ECU14Bは、図2に示した実施の形態1におけるHV−ECU14の処理において、ステップS35の処理をさらに含む。
ステップS30においてナビゲーション装置16からの位置情報がHV−ECU14Bに取込まれると、HV−ECU14Bは、地域とその地域における商用系統電源の電圧レベルとに関する予め設定されたマップを用いて、ナビゲーション装置16からの位置情報に基づいて、動力出力装置12により生成する商用交流電圧Vacの電圧レベルを決定する(ステップS35)。すなわち、HV−ECU14Bは、各地域における商用系統電源の電圧レベル(AC100VかAC220Vかなど)をマップとして保有しており、HV−ECU14Bは、ハイブリッド自動車10が位置する地域の商用系統電源の電圧レベルに合わせて、動力出力装置12により生成する商用交流電圧Vacの電圧レベルを決定する。
そして、生成する商用交流電圧Vacの電圧レベルが決定されると、HV−ECU14Bは、ステップS40へ処理を移行する。なお、HV−ECU14BにおけるステップS35以外の処理は、図2に示したHV−ECU14における処理と同じであるので、説明は繰返さない。
以上のように、この実施の形態3によれば、HV−ECU14Bは、ナビゲーション装置16からの位置情報に基づいて、動力出力装置12により発生する商用交流電圧Vacの電圧レベルも決定するようにしたので、世界各国のどのような地域においても、その地域に応じた適切な電圧レベルおよび周波数を有する商用交流電圧Vacを発生して車両外部の負荷へ供給することができる。
なお、上記の各実施の形態1〜3においては、ハイブリッド自動車10は、2台のモータジェネレータMG1,MG2を搭載し、モータジェネレータMG1,MG2の中性点N1,N2間に商用交流電圧Vacを発生させるものとしたが、この発明は、商用交流電圧Vacを発生するための専用のインバータを備えた車両にも適用可能である。
また、上記においては、バッテリBは、二次電池としたが、二次電池に代えて燃料電池(Fuel Cell)であってもよい。そして、上記においては、この発明に係る車両の一例としてハイブリッド自動車の場合について説明したが、この発明は、ハイブリッド自動車に限定されず、電気自動車や燃料電池を搭載した燃料電池車にも適用可能である。
また、上記においては、動力出力装置12は、昇圧コンバータ110を備えるものとしたが、昇圧コンバータ110を備えないシステムにおいても、この発明は適用可能である。
なお、上記において、ナビゲーション装置16は、この発明における「位置検出手段」に対応し、HV−ECU14,14Bにより実行されるステップS40の処理は、この発明における「決定手段」により実行される処理に対応する。また、動力出力装置12は、この発明における「交流電圧発生手段」に対応し、車外負荷20は、この発明における「負荷」に対応する。さらに、モータジェネレータMG1,MG2は、それぞれこの発明における「第1の交流電動機」および「第2の交流電動機」に対応し、インバータ120,130は、それぞれこの発明における「第1のインバータ」および「第2のインバータ」に対応する。また、さらに、MG−ECU150は、この発明における「インバータ制御手段」に対応し、ハイブリッド自動車10は、この発明における「車両」に対応する。
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およ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。
この発明による電力供給システムの全体ブロック図である。 この発明の実施の形態1におけるHV−ECUの商用交流電圧の生成に関する動作を説明するためのフローチャートである。 図1に示す動力出力装置の全体ブロック図である。 図3に示すモータジェネレータの中性点間に商用交流電圧が発生しているときのインバータのデューティーの総和および商用交流電圧の波形図である。 実施の形態2におけるHV−ECUの商用交流電圧の生成に関する動作を説明するためのフローチャートである。 実施の形態3におけるHV−ECUの商用交流電圧の生成に関する動作を説明するためのフローチャートである。
符号の説明
1 電力供給システム、10 ハイブリッド自動車、12 動力出力装置、14 HV−ECU、16 ナビゲーション装置、18 電源ノード、19 接地ノード、20 車外負荷、30 自動切替装置、32,34,36 スイッチ、38 電磁コイル、40,50 コネクタ、60 商用系統電源、110 昇圧コンバータ、120,130 インバータ、122,132 U相アーム、124,134 V相アーム、126,136 W相アーム、140 リレー回路、150 MG−ECU、160 駆動輪、ACL1,ACL2 AC出力ライン、LC1,LC2,LH1〜LH8 電力ライン、B バッテリ、SMR システムメインリレー、RY1〜RY4 リレー、PL1,PL2 電源ライン、SL 接地ライン、C1,C2 コンデンサ、Q1,Q2,Q11〜Q16,Q21〜Q26 パワートランジスタ、D1,D2,D11〜D16,D21〜D26 ダイオード、MG1,MG2 モータジェネレータ、N1,N2 中性点、ENG エンジン。

Claims (5)

  1. 商用交流電圧を発生して車両外部の負荷へ供給可能な車両であって、
    当該車両の位置を検出するための車外からの無線信号に基づいて、当該車両の現在位置を検出する位置検出手段と、
    前記位置検出手段によって検出された当該車両の現在位置に基づいて、前記商用交流電圧の周波数を決定する決定手段と、
    前記決定手段によって決定された周波数を有する商用交流電圧を発生して前記負荷へ供給する交流電圧発生手段とを備える車両。
  2. 前記位置検出手段は、前記無線信号に基づいて検出した当該車両の現在位置を表示可能なナビゲーション装置を含む、請求項1に記載の車両。
  3. 前記決定手段は、前記位置検出手段によって検出された当該車両の現在位置に基づいて、前記商用交流電圧の電圧レベルをさらに決定し、
    前記交流電圧発生手段は、前記決定手段によって決定された周波数および電圧レベルを有する商用交流電圧を発生して前記負荷へ供給する、請求項1または請求項2に記載の車両。
  4. 前記交流電圧発生手段は、
    第1および第2の3相コイルをそれぞれステータコイルとして含む第1および第2の交流電動機と、
    前記第1および第2の3相コイルにそれぞれ接続される第1および第2のインバータと、
    前記第1および第2のインバータを制御するインバータ制御手段とを含み、
    前記第1および第2のインバータは、前記インバータ制御手段からの制御信号に応じて、前記第1および第2の3相コイルの中性点間に前記商用交流電圧を発生させる、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の車両。
  5. 請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の車両と、
    商用系統電源の停電時、前記車両から商用交流電圧の供給を受ける負荷とを備え、
    前記車両の位置検出手段、決定手段および交流電圧発生手段は、前記商用系統電源の停電を示す信号に応じて起動され、
    前記車両は、前記商用交流電圧を発生して前記負荷へ供給する、電力供給システム。
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