JP4736862B2 - 車両、電力授受方法および電気装置 - Google Patents

Description

この発明は、車両、電力授受方法および電気装置に関し、より特定的には、蓄電装置を搭載する車両、この車両に対する電力授受方法および電気装置に関する。

近年、環境にやさしい車両として、蓄電装置を搭載し、駆動装置としてモータを搭載する電気自動車、ハイブリッド自動車および燃料電池自動車などが注目を浴びている。ハイブリッド自動車においては、外部から充電可能な構成とすることも検討されている。

特開平６−２４５３２５号公報（特許文献１）は、充電用配線とコネクタとを介して高周波信号により送受信を行ない、バッテリの種別や充電情報によりバッテリの充電を行なう電気自動車に関する技術を開示する。
特開平６−２４５３２５号公報 特開２００２−２３０６４１号公報 特開２００４−２２２１７６号公報 特開平７−２４０７０５号公報

しかし、電気自動車に充電する際には、コネクタにプラグがきちんと挿入され、外部装置と電気自動車の間で通信が可能であることを確認してから電力授受を開始しないと、たとえば、通信によってバッテリの充電状態（SOC：State Of Charge）等の充電制御に関する情報をやり取りしている場合には充電制御に不都合が生じる場合も考えられる。

また、大容量の蓄電装置や発電機を搭載する車両は、外部負荷を駆動するための電源装置としての用途も期待されている。こちらの用途においても、コネクタにプラグがきちんと挿入されたことが確認されてから給電を開始するのが好ましい。

この発明の目的は、外部と電力授受を行なう際の不都合が防止された車両、電力授受方法および電気装置を提供することである。

この発明は、要約すると、車両であって、電力授受装置と、外部装置と電力授受装置との間で第１の電流値で電力授受を行なう電力伝達経路と、外部装置と第１の電流値よりも小さい第２の電流値で通信を行なう通信部と、通信部および電力伝達経路を制御する制御部とを備える。制御部は、通信部を用いて外部装置と通信を行なって通信結果が電力授受を行なうことを示す場合に、電力伝達経路を用いて蓄電装置と外部装置との間で電力授受を行なわせる。

好ましくは、電力授受装置は、蓄電装置を含み、外部装置は、蓄電装置に対して充電を行なうための電源を含む。

より好ましくは、外部装置は、電源を車両の電力伝達経路に接続するスイッチ回路と、通信部と通信を行ない、スイッチ回路を制御する電源制御部とを含む。車両の制御部は、通信部を介して電源制御部に対してスイッチ回路の開閉を指示する。

好ましくは、外部装置は、電源授受部から電力供給を受ける負荷を含む。
より好ましくは、外部装置は、通信部と通信を行ない、電力授受の許可を車両に対して行なう負荷受電制御部をさらに含む。車両は、車両の電力伝達経路と負荷とを接続するスイッチ回路をさらに含む。車両の制御部は、通信部を介して負荷受電制御部からの電力授受の許可が与えられた後にスイッチ回路を接続状態に制御する。

好ましくは、車両は、認証情報を不揮発的に記憶する記憶部をさらに含む。通信部を用いた外部装置と電力授受を行なうか否かの通信において、制御部は外部装置から認証情報の認証を受ける。

より好ましくは、制御部は、蓄電装置と外部装置との間で電力授受を開始した後においても、通信部を用いて繰り返し外部装置から認証情報の認証を受ける。

より好ましくは、外部装置は、第１および第２の電流値の電流を伝達するケーブルと、ケーブルの末端に設けられたプラグとをさらに含む。車両は、プラグを接続する接続部をさらに含む。接続部は、プラグが抜けないようにロックする第１の状態とプラグの抜き差しが可能な第２の状態の２つの状態をとるロック機構を有する。制御部は、認証の完了後は、ロック機構を第１の状態に設定し、認証が完了しないときは、ロック機構を第２の状態に設定する。

好ましくは、通信部は、車両外部から電力伝達経路に接続される電力ケーブルを用いて外部装置との間で電力線通信を行なう。

この発明は、他の局面に従うと、車両と外部装置との間の電力授受方法であって、外部装置と車両との間で第１の電流値で電力授受を行なうステップと、第１の電流値での電力授受に先立ち、外部装置と車両との間で第１の電流値よりも小さい第２の電流値で通信を行なうステップとを備える。

好ましくは、外部装置は、車両に搭載された蓄電装置に対して充電を行なうための電源を含む。

好ましくは、外部装置は、車両から電力供給を受ける負荷を含む。
好ましくは、第２の電流値での通信は、車両が有する認証情報の認証手続を含む。

より好ましくは、電力授受方法は、第１の電流値での電力授受の開始後において、認証手続を繰返すステップをさらに備える。

好ましくは、車両と外部装置は、電力ケーブルで接続され、電力ケーブルを用いて第１の電流値での電力授受と第２電流値での通信とが行なわれる。

この発明のさらに他の局面に従うと、車両と電力授受を行なう電気装置であって、電力授受部と、車両と電力授受部との間で第１の電流値で電力授受を行なう電力伝達経路と、車両と第１の電流値よりも小さい第２の電流値で通信を行なう通信部と、通信部および電力伝達経路を制御する制御部とを備える。制御部は、通信部を用いて車両と通信を行なって通信結果が電力授受を行なうことを示す場合に、電力伝達経路を用いて電力授受部と車両との間で電力授受を行なわせる。

好ましくは、車両は、蓄電装置を含み、電力授受部は、蓄電装置に充電を行なうための電源装置を含む。

好ましくは、電力授受部は、車両から電力供給を受ける負荷を含む。

本発明によれば、外部と電力授受を行なう際の不都合が防止される。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について詳しく説明する。なお、図中同一または相当の部分には同一の符号を付し、それらの説明は繰返さない。

［実施の形態１］
実施の形態１は、電気的車両を外部の充電装置と接続する際の電力授受方法に関する。

図１は、実施の形態１における車両と充電装置の構成を示したブロック図である。
図１を参照して、車両１００は、車輪１０８と、車輪１０８を駆動するモータ１０６と、モータ１０６に三相交流電力を与えるインバータ１０４とインバータ１０４に直流電力を供給するメインバッテリ１０２と、インバータ１０４の制御を行なう主制御ＥＣＵ１１４とを含む。すなわち車両１００は、電気自動車であるが、駆動用にモータとエンジンとを併用するハイブリッド自動車等にも本発明を適用することができる。

メインバッテリ１０２としては、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池、鉛蓄電池等の二次電池や、二次電池以外でも蓄電用の大容量キャパシタ等を用いることができる。

車両１００は、メインバッテリ１０２に外部から充電可能な構成を有する。すなわち車両１００は、さらに、外部からたとえば交流１００Ｖなどの商用電源を与える端子が設けられたコネクタ１２４と、コネクタ１２４に与えられた交流電力を直流電力に変換してメインバッテリ１０２に与えるＡＣ／ＤＣ変換部１１０と、コネクタ１２４とＡＣ／ＤＣ変換部１１０とを接続するスイッチ１２２と、コネクタ１２４に充電装置２００のプラグ２０６が接続されたことを検知するコネクタ接続検知部１２０と、電力線通信部１１６とを含む。

主制御ＥＣＵ１１４は、メインバッテリ１０２の充電状態ＳＯＣ（State Of Charge）を監視し、かつ、コネクタ接続検知部１２０によってコネクタ接続を検知する。主制御ＥＣＵ１１４は、コネクタ１２４に対しプラグ２０６が接続された場合には、電力線通信部１１６を用いて充電装置２００側と通信を行ない、電力伝送路に断線やショート等の異常が無いことを確認する。たとえば、このときに不揮発メモリ１３０に保持された認証情報を充電装置２００に向けて送信し、充電装置２００に充電対象の車であることを報知する。このような通信が成立すれば電力伝送路に断線やショート等の異常が無いことが確認できる。

車両１００において、電力伝達経路は、コネクタ１２４からスイッチ１２２、ＡＣ／ＤＣ変換部１１０を経由してメインバッテリ１０２に至る経路である。電力伝達経路中のコネクタ１２４からＡＣ／ＤＣ変換部１１０までは、たとえば交流１００Ｖでエネルギが大きい第１の電流値で電力が送られる。そしてＡＣ／ＤＣ変換部１１０からメインバッテリ１０２までは、直流に変換されたやはりエネルギが大きい電流値で電力が送られる。

一方、電力線通信部１１６は、上記の電力伝達経路において送電を行なう第１の電流値よりも小さい第２の電流値で通信を行なう。

また、周波数については、たとえば、電力授受は日本の場合５０又は６０Ｈｚの周波数の交流信号で行なわれ、通信はそれよりも高いか又は低い周波数で行なわれる。周波数は国により異なるが、電力授受は１５〜１５０Ｈｚの周波数の範囲内の交流で行なわれ、通信信号は１５〜１５０Ｈｚの周波数の範囲外の周波数を有するように設定する。

主制御ＥＣＵ１１４は、電力線通信部１１６および電力伝達経路を制御する。主制御ＥＣＵ１１４は、まず電力線通信部１１６を用いて充電装置２００と電力授受を行なうか否かの通信を行ない、通信結果が電力授受を行なうことの合意を示す場合に、電力伝達経路を用いてメインバッテリ１０２と充電装置２００との間で電力授受を行なわせる。

充電装置２００は、メインバッテリ１０２に対して送電して充電を行なうための交流電源２０２を含む。交流電源２０２は、たとえば商用電源ＡＣ１００Ｖを用いることができる。なお、図１の場合は車両の外部装置は、充電装置であり、車両に電源供給する交流電源を含んでいるが、車両から電源供給される負荷を含んでも良い。

充電装置２００は、さらに、充電プラグ２０６と、充電ケーブル２１８と、充電ケーブル２１８を介して交流電源２０２を車両１００側の電力伝達経路に接続するスイッチ２０４と、電力線通信部１１６と通信を行ない、スイッチ２０４を制御する電源制御用の主制御ＥＣＵ２０８とを含む。主制御ＥＣＵ２０８は、電力線通信部２１０を用いて電力線通信部１１６と通信を行なうことができる。車両の主制御ＥＣＵ１１４は、電力線通信部１１６を介して主制御ＥＣＵ２０８に対してスイッチ２０４の開閉を指示する。

車両１００は、認証情報を不揮発的に記憶する不揮発メモリ１３０をさらに含む。電力線通信部１１６を用いた、充電装置２００と電力授受を行なうか否かの通信において、主制御ＥＣＵ１１４は充電装置２００から認証情報（ＩＤ）の認証を受ける。これにより、車両１００に対する給電が許可される。

主制御ＥＣＵ１１４は、メインバッテリ１０２と外部装置との間で電力授受を開始した後においても、電力線通信部１１６を用いて繰り返し充電装置２００から認証情報の認証を受ける。認証が成立しない場合、車両に対する給電が中止される。そうすることにより、認証後にプラグ２０６を他の車につなぎ変えられた場合に給電を中止することができる。

充電装置２００において、充電ケーブル２１８は、第１および第２の電流値の電流（ＡＣ１００Ｖと通信用高周波信号）を伝達する。充電プラグ２０６は、ケーブルの末端に設けられる。

車両１００は、充電プラグ２０６を接続する接続部であるコネクタ１２４をさらに含む。コネクタ１２４は、充電プラグ２０６が抜けないようにロックする第１の状態と、プラグの抜き差しが可能な第２の状態の２つの状態をとる、ロック機構１２６を有する。主制御ＥＣＵ１１４は、認証の完了後は、ロック機構１２６を第１の状態に設定し、認証が完了しないときは、ロック機構を第２の状態に設定する。

このようにすることにより、他人が車両に勝手にプラグを差して抜けなくなってしまうトラブルを防止できる。

認証手続が終了すると、車両１００の主制御ＥＣＵ１１４は、メインバッテリ１０２の充電状態ＳＯＣが所定値より低いときには、スイッチ１２２を開放状態から接続状態に遷移させ、充電装置２００に対して給電要求を行ない、ＡＣ／ＤＣ変換部１１０を動作させてメインバッテリ１０２の充電を行なう。

車両１００側から充電装置２００側に給電要求があった場合には、主制御ＥＣＵ２０８はスイッチ２０４を閉じて給電を開始し、主制御ＥＣＵ１１４はＡＣ／ＤＣ変換部１１０を動作させてメインバッテリ１０２に対する充電を行なう。

充電が完了するとメインバッテリ１０２の充電状態ＳＯＣが所定値よりも高くなり、これに応じて主制御ＥＣＵ１１４はＡＣ／ＤＣ変換部１１０を停止させスイッチ１２２を閉状態から開状態に変化させる。そして電力線通信部１１６を経由して給電停止を充電装置２００に対して要求する。すると主制御ＥＣＵ２０８はスイッチ２０４を閉状態から開状態に変化させる。

なお、充電装置２００には、表示装置２１４と入力装置２１２とが設けられている。表示装置２１４には、たとえば、充電開始時間や充電状態から予測される充電終了時間等が表示される。入力装置２１２は、プラグ２０６を作業者がコネクタ１２４に取り付けた後、ＩＤの認証の開始の指示を入力したり、また充電を途中で中断する指示を入力したりするのに用いられる。

図２は、車両で充電時に実行される制御プログラムの処理構造を示したフローチャートである。

図１、図２を参照して、まず処理が開始されると、ステップＳ１において主制御ＥＣＵ１１４は、電力線通信部１１６を介して、弱電流信号を送受信し、充電装置２００との間の通信が成立するか否かを試みる。弱電流信号は、たとえば、人間が触れたとしても１ｍＡ以下の電流しか流れないような信号である。

続いて、ステップＳ２において主制御ＥＣＵ１１４は、コネクタ１２４にプラグ２０６が接続されているか否かを判断する。この判断は、充電装置２００との間の通信が成立することをもって接続有りとしても良いし、またコネクタ接続検知部１２０の出力を監視して充電プラグ２０６がコネクタ１２４に接続されているか否かを判断してもよい。コネクタ接続検知部１２０は、たとえば、突起がコネクタの接続によって押し込まれることにより導通するスイッチのようなものでもよく、また、近接センサのようなものであっても良い。

ステップＳ２において充電プラグ２０６のコネクタ１２４への接続がなければステップＳ１２において処理終了となる。一方、充電プラグ２０６のコネクタ１２４への接続があった場合には、ステップＳ２からステップＳ３に処理が進む。

ステップＳ３においては、主制御ＥＣＵ１１４は、不揮発メモリ１３０に記録されている充電対象車であることを示す認証情報のＩＤコードを読み出して弱電流信号で電力線通信部１１６から電力線ケーブル１１８、電力線通信部２１０を経由して充電装置２００側の主制御ＥＣＵ２０８に送信する。主制御ＥＣＵ２０８は、これを受けてＩＤデータベース２１６に登録されているＩＤと照合し、照合結果を主制御ＥＣＵ１１４に返す。そして主制御ＥＣＵ１１４は、照合結果がＯＫならば、ステップＳ４に処理を進めるが、照合結果が対象車でないことを示せば、ステップＳ１２で処理を終了させる。

ステップＳ４では、主制御ＥＣＵ１１４は、走行用のインバータ１０４を停止させて車両を走行しない状態とする。たとえばこのときシフトレバーをパーキングポジションなどに強制的に移行させるようにして車輪１０８に機械的にロックをかけるようにしてもよい。

さらにステップＳ５において、主制御ＥＣＵ１１４は、プラグ２０６がコネクタ１２４から抜けない状態になるようにロック機構１２６にロックを行なわせる。ステップＳ５の処理が終了すると続いてステップＳ６の処理が行なわれる。

ステップＳ６では、主制御ＥＣＵ１１４は、充電装置２００に対し給電要求を送信すると共に、スイッチ１２２を閉状態に制御し、かつＡＣ／ＤＣ変換部１１０を動作させて外部から与えられる交流電力を直流電力に変換してメインバッテリ１０２の充電動作を行なう。

充電中において主制御ＥＣＵ１１４は、ステップＳ７においてメインバッテリ１０２の充電状態が所定のしきい値ＳＯＣ１より小さいか否かを判断する。充電状態ＳＯＣがしきい値ＳＯＣ１より小さい場合には充電が必要と判断され処理はステップＳ８に進む。一方充電状態ＳＯＣがしきい値ＳＯＣ１以上である場合には充電が不要と判断され処理はステップＳ９に進む。

ステップＳ８では、強制的にロックが外されてプラグ２０６が他の充電非対象車に接続されていないか確認するために、ステップＳ３で行なったＩＤの照合が再度行なわれる。

充電装置２００による照合結果が問題なければステップＳ６に処理が戻り充電が継続される。一方、充電装置２００から照合結果に問題ありという結果が返ってきた場合には、ステップＳ９に処理が進む。

ステップＳ９では、主制御ＥＣＵ１１４は、ＡＣ／ＤＣ変換部１１０を停止させスイッチ１２２を開状態にして充電を停止させる。そして、ステップＳ１０において、主制御ＥＣＵ１１４は、電力線通信部１１６を経由して充電装置２００に給電停止要求を行なう。その後、ステップＳ１１に進みロック機構１２６のロックが解除され、ステップＳ１２において処理は終了する。

図３は、充電装置側で充電時に実行される制御プログラムの処理構造を示したフローチャートである。

図１、図３を参照して、まず処理が開始されるとステップＳ２１において主制御ＥＣＵ２０８は、電力線通信部２１０を介して、弱電流信号を送受信し、車両１００との間の通信が成立するか否かを試みる。

続いて、ステップＳ２２において、充電プラグ２０６が車両側のコネクタ１２４に接続されているか否かが判断される。このとき、車両１００においてコネクタ接続検知部１２０で認識された結果を、主制御ＥＣＵ２０８が電力線通信部１１６，２１０による弱電流信号を用いた通信で取得して判断するのでもよいし、通信が成立したこと自体をもってプラグ２０６がコネクタ１２４に接続されていることを判断してもよい。

ステップＳ２２において、充電コネクタの接続がなされていない場合にはステップＳ２９において処理終了となり、充電コネクタの接続がされていると判断された場合にはステップＳ２３に処理が進む。

ステップＳ２３では、主制御ＥＣＵ２０８は、車両側から弱電流信号によって送信されてきたＩＤコードがＩＤデータベースに予め登録されている対象車両のＩＤコードと一致するかを照合し、照合結果を車両１００側に弱電流信号によって送信する。そして、照合結果がＯＫであればステップＳ２４に処理が進み、主制御ＥＣＵ２０８は車両１００側から給電要求が入力されてくるのを待つ。一方、ステップＳ２３で照合結果に問題ありの場合には、ステップＳ２９において処理終了となる。

ステップＳ２４において、車両１００から給電要求があった場合には、処理はステップＳ２５に進む。なお、給電要求に代えて主制御ＥＣＵ１１４から電力線通信部１１６を経由して充電状態ＳＯＣを充電装置２００側に伝えるようにしても良い。充電装置２００側においては、送信されてきた給電の要求や充電状態ＳＯＣに基づいてステップＳ２５に処理を進め給電の開始を決定する。

ステップＳ２５では、主制御ＥＣＵ２０８は、スイッチ２０４を閉じて電源２０２と充電ケーブル２１８を接続し、車両１００に対する給電を行なう。ステップＳ２５で初めて交流電源２０２から強電流信号が車両１００側に供給されることになる。これにより、強電流信号による充電制御が、すでに通信成立が確認済みの通信方法で送られてくる給電要求や充電状態ＳＯＣにもとづいて確実に行なわれる。

ステップＳ２５に続きステップＳ２６では、車両１００から給電停止の指示が伝達されてきたか否かが定期的に確認される。給電停止指示は、たとえば、充電装置の操作盤に設けられたスイッチを操作することにより与えられるのであっても良いし、車両１００から充電完了時に電力線通信によって与えられるのであっても良い。

ステップＳ２６において、給電停止指示が無ければステップＳ２７に処理が進みＩＤ再照合の結果が正しければステップＳ２５に戻り車両１００に対する給電が継続される。一方、ステップＳ２６において給電停止指示があった場合には、ステップＳ２８に処理が進む。また、ステップＳ２７でＩＤ再照合の結果が正しくなければやはりステップＳ２８に処理が進む。

ステップＳ２８では、主制御ＥＣＵ２０８によってスイッチ２０４が開状態に制御され車両１００に対する給電が停止され、その後ステップＳ２９において処理が終了する。

図４は、充電中に実行される通信の第１の例について説明するための波形図である。
図１、図４を参照して、時刻ｔ１において、車両１００のコネクタ１２４に充電プラグ２０６が接続される。すると時刻ｔ１〜ｔ２の間において、車両１００の主制御ＥＣＵ１１４と充電装置２００の主制御ＥＣＵ２０８との間で、充電ケーブル２１８を経由し電力線通信部１１６，２１０を用いた通信が行なわれる。

この通信の成立により、コネクタ１２４と充電プラグ２０６との接続が良好で、かつ充電ケーブル２１８に断線やショート等の異常が無いことが確認されると、時刻ｔ２〜ｔ３においてＩＤ照合が行なわれる。

ＩＤ照合では、主制御ＥＣＵ１１４は、不揮発メモリ１３０に記録されている充電対象車であることを示す認証情報のＩＤコードを読み出して弱電流信号で電力線通信部１１６から電力線ケーブル１１８、電力線通信部２１０を経由して充電装置２００側の主制御ＥＣＵ２０８に送信する。

主制御ＥＣＵ２０８は、車両側から弱電流信号によって送信されてきたＩＤコードがＩＤデータベースに予め登録されている対象車両のＩＤコードと一致するかを照合し、照合結果を車両１００側に弱電流信号によって送信する。

ＩＤ照合の結果、車両１００が充電装置２００の使用対象車であることが確認された後、時刻ｔ３〜ｔ４の間充電装置２００から車両１００に向けて強電流信号で送電が行なわれる。この送電中は、ＩＤコードの再照合が定期的に行なわれ、充電プラグ２０６が他車へ付け替えられないかを監視している。

時刻ｔ３〜ｔ４の間は、送電用の基本波に高周波の通信用の波形が重畳されて車両１００に送信される。車両１００からの返信も受電している充電ケーブルに高周波の通信用波形を送出することにより行なわれる。電力線通信部１１６，２１０は、重畳した波形から高周波信号のみを取り出すフィルタ機能を有しており、また基本波に対して通信用高周波を混合するミキサ機能を有している。

時刻ｔ４において、車両１００においてメインバッテリ１０２の充電状態ＳＯＣが所定量に達し満充電状態となったことや、また車両１００を使用するので充電を途中で停止する指示が充電装置２００に入力されることなどに応じて充電が停止され、時刻ｔ５においてコネクタ１２４と充電プラグ２０６のロックが解除される。

図５は、充電中に実行される通信の第２の例について説明するための波形図である。
図５を参照して、時刻ｔ１〜ｔ３までは、図４で示した波形図と同様な処理が行なわれているので説明は繰返さない。

図５の波形では、時刻ｔ３の送電開始後、時刻ｔ４で送電用の強電流信号は電流０となるタイミング（ゼロクロスタイミング）で一旦供給停止され、時刻ｔ４〜ｔ５で弱電流信号によってＩＤの再照合が行なわれる。そして照合結果に問題なければ時刻ｔ５のゼロクロスタイミングから強電流信号が再供給される。同様に時刻ｔ５〜ｔ８の間も給電とＩＤ再照合とが定期的に繰返される。

ゼロクロスタイミングで送電の供給および停止を行なうので、電流が突然遮断されることに起因する車両側でのノイズの発生を防止することができる。また、電力線通信部１１６，２１０は波形の混合や分離を行なわなくて済むので簡素な構成とすることができる。

以上説明したように、実施の形態１では、外部装置が充電装置である場合に、通信が確実に行なわれるようになってから充電が開始されるので、制御信号の伝達不良による充電に関する不具合を防止することができる。

また、充電中にプラグが他の車両に付け替えられてしまった場合に、これを検知して給電を停止することができる。

なお、実施の形態１では、外部電源が交流電源の場合について述べたが、外部電源が直流電源であっても良い。その場合は、図１において、交流電源２０２が直流電源に置き換えられ、ＡＣ／ＤＣ変換部１１０がＤＣ／ＤＣ変換部に置き換えられる。

［実施の形態２］
実施の形態２は、電気的車両を外部の電気負荷と接続する際の電力授受方法に関する。

図６は、実施の形態２における車両と外部負荷装置の構成を示したブロック図である。
図６を参照して、車両１００Ａは、メインバッテリ１０２と、外部負荷装置３００とメインバッテリ１０２との間で第１の電気信号を用いて電力授受を行なう電力伝達経路と、外部負荷装置３００と第１の電気信号よりも電流値が小さい第２の電気信号を用いて通信を行なう電力線通信部１１６と、電力線通信部１１６および電力伝達経路を制御する主制御ＥＣＵ１１４とを備える。

車両１００Ａにおいて、電力伝達経路は、メインバッテリ１０２からＡＣ／ＤＣ変換部１１０、スイッチ１２２を経由してコネクタ１２４に至る経路である。なお、電力伝達経路は実施の形態１における充電時の経路と共用されるものであっても良いし、充電用と電力供給用に別々に設けられるものであっても良い。

主制御ＥＣＵ１１４は、電力線通信部１１６を用いて外部負荷装置３００と電力授受を行なうか否かの通信を行ない、通信結果が電力授受を行なうことの合意を示す場合に、電力伝達経路を用いてメインバッテリ１０２と外部負荷装置３００との間で電力授受を行なわせる。

好ましくは、車両１００Ａは、図１に示した車両１００の構成に加えて、ガソリン等を燃料とするエンジン１４０と、エンジン１４０から機械的動力を受けて発電を行なう発電機１４２とをさらに含む。発電機１４２はメインバッテリ１０２に充電する電力を発生させる。

このようなハイブリッド自動車は大容量の発電機を搭載しており、災害時の家庭用の電源装置としてこれを使用することも可能である。なお、エンジンや発電機を搭載しない車両であっても大容量のバッテリを搭載している電気自動車や、燃料電池を搭載している燃料電池自動車は、同様に災害時の家庭用の電源装置として使用することができる。

なお、外部に対して電力供給する場合には、発電機１４２で発電した電力をメインバッテリ１０２を経由せずに電力伝達経路に出力しても良い。

外部負荷装置３００は、メインバッテリ１０２から電力供給を受ける電燈等の負荷３０２を含む。外部負荷装置３００は、電力線通信部１１６と通信を行ない、電力授受の許可を車両に対して行なう主制御ＥＣＵ３０８をさらに含む。車両１００Ａは、車両の電力伝達経路と負荷３０２とを接続するスイッチ３０４をさらに含む。

車両１００Ａの主制御ＥＣＵ１１４は、電力線通信部１１６を介して外部負荷装置３００の主制御ＥＣＵ３０８からの電力授受の許可が与えられた後にスイッチ３０４を接続状態に制御する。コネクタ１２４にプラグ３０６が挿入され電力線通信が成立し、電力ケーブル３１８に断線やショート等の異常がないことが確認されることが、主制御ＥＣＵ３０８からの電力授受の許可が与えられることに相当する。

図７は、負荷に電力供給を行なう際に車両で実行される制御プログラムの処理構造を示したフローチャートである。

図６、図７を参照して、まず処理が開始されると、ステップＳ３１において主制御ＥＣＵ１１４は、電力線通信部１１６を介して、弱電流信号を送受信し、外部負荷装置３００との間の通信が成立するか否かを試みる。弱電流信号は、たとえば、人間が触れたとしても１ｍＡ以下の電流しか流れないような信号である。

続いて、ステップＳ３２において主制御ＥＣＵ１１４は、コネクタ１２４にプラグ３０６が接続されているか否かを判断する。外部負荷装置３００との間の通信が成立すれば、コネクタ接続が行なわれ、電源ケーブルに断線やショート等の異常が無いことが確認できる。

ステップＳ３２においてプラグ３０６のコネクタ１２４への接続がなければステップＳ３４において処理終了となる。一方、プラグ３０６のコネクタ１２４への接続があった場合には、ステップＳ３２からステップＳ３３に処理が進む。

ステップＳ３３では、主制御ＥＣＵ１１４は、スイッチ１２２を閉状態に制御し、かつＡＣ／ＤＣ変換部１１０を動作させてメインバッテリ１０２の直流電力をたとえば交流ＡＣ１００Ｖに変換して、外部負荷装置３００に対する電力の供給を行なう。なお、ステップＳ３３において供給停止の指示があればステップＳ３４に進み処理は終了する。

図８は、電力供給時に外部負荷装置側で実行される制御プログラムの処理構造を示したフローチャートである。

図６、図８を参照して、まず処理が開始されるとステップＳ４１において主制御ＥＣＵ３０８は、電力線通信部３１０を介して、弱電流信号を送受信し、車両１００Ａとの間の通信が成立するか否かを試みる。

続いて、ステップＳ４２において、プラグ３０６が車両側のコネクタ１２４に接続されているか否かが判断される。このとき、車両１００において認識された結果を、主制御ＥＣＵ３０８が電力線通信部１１６，３１０による弱電流信号を用いた通信で取得して判断するのでもよいし、通信が成立したこと自体をもってプラグ３０６がコネクタ１２４に接続されていることを判断してもよい。

ステップＳ４２において、充電コネクタの接続がなされていない場合にはステップＳ４４において処理終了となり、充電コネクタの接続がされていると判断された場合にはステップＳ４３に処理が進む。

ステップＳ４３では、主制御ＥＣＵ３０８は、スイッチ３０４を閉じて負荷３０２とケーブル３１８を接続し、車両１００Ａからの給電を受ける。このとき車両側ではスイッチ１２２が閉じられる。ステップＳ４３で初めて車両１００Ａから強電流信号が負荷３０２に供給されることになる。これにより、たとえばケーブル３１８にショート等の異常が生じていた場合の機器破損等の不具合発生を未然に防ぐことができる。

以上、実施の形態２では、車両から外部負荷装置に対して電力供給を行なう場合に、強電流信号による送電に先立ち弱電流信号を用いた通信による送電経路の確認を行なうことで、機器破損等の不具合発生を未然に防止できる。

なお、実施の形態２では、外部負荷に交流電力を供給する場合について述べたが、外部負荷に直流電力を供給するものであっても良い。その場合は、図６においてＡＣ／ＤＣ変換部１１０がＤＣ／ＤＣ変換部に置き換えられる。

なお、本実施の形態では図１において、モータで車輪を駆動する電気自動車を充電可能な車両の例として示し、図６において発電機からバッテリに充電を行ない、バッテリの電力で車輪を駆動するシリーズ型ハイブリッド自動車の例を示した。しかし本発明は、動力分割機構によりエンジンの動力を車軸と発電機とに分割して伝達可能なシリーズ／パラレル型ハイブリッド自動車や、蓄電装置の電力を使うモータでエンジンの駆動力をアシストして車軸を回転させるパラレル型ハイブリッド自動車、並びに発電装置として燃料電池を搭載する燃料電池自動車にも適用できる。これらの構成は、いずれも車両と外部装置との間で電力授受をすることが可能であるため本発明が適用可能である。

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。

実施の形態１における車両と充電装置の構成を示したブロック図である。 車両で充電時に実行される制御プログラムの処理構造を示したフローチャートである。 充電装置側で充電時に実行される制御プログラムの処理構造を示したフローチャートである。 充電中に実行される通信の第１の例について説明するための波形図である。 充電中に実行される通信の第２の例について説明するための波形図である。 実施の形態２における車両と外部負荷装置の構成を示したブロック図である。 負荷に電力供給を行なう際に車両で実行される制御プログラムの処理構造を示したフローチャートである。 電力供給時に外部負荷装置側で実行される制御プログラムの処理構造を示したフローチャートである。

符号の説明

１００，１００Ａ 車両、１０２ メインバッテリ、１０４ インバータ、１０６ モータ、１０８ 車輪、１１０ ＡＣ／ＤＣ変換部、１１６，２１０，３１０ 電力線通信部、１１８ 電力線ケーブル、１２０ コネクタ接続検知部、１２２，２０４，３０４ スイッチ、１２４ コネクタ、１２６ ロック機構、１３０ 不揮発メモリ、１４０ エンジン、１４２ 発電機、２００ 充電装置、２０２ 交流電源、２０６ プラグ、２１０ 電力線通信部、２１２ 入力装置、２１４ 表示装置、２１６ ＩＤデータベース、２１８ 充電ケーブル、３００ 外部負荷装置、３０２ 負荷、３０６ プラグ、３１０ 電力線通信部、３１８ ケーブル、１１４，２０８，３０８ 主制御ＥＣＵ。

Claims (14)

1. 外部装置と電力授受を行なうことが可能に構成された車両であって、
   電力授受装置と、
   外部装置と前記電力授受装置との間で第１の電流値で電力授受を行なう電力伝達経路と、
   前記外部装置と前記第１の電流値よりも小さい第２の電流値で通信を行なう通信部と、
   認証情報を不揮発的に記憶する記憶部と、
   前記通信部および前記電力伝達経路を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、前記通信部を用いて前記外部装置と通信を行なって通信結果が電力授受を行なうことを示す場合に、前記電力伝達経路を用いて前記車両と前記外部装置との間で電力授受を行なわせ、
   前記通信部を用いた前記外部装置と電力授受を行なうか否かの通信において、前記制御部は前記外部装置に認証を受けるための前記認証情報を送信し、
   前記制御部は、前記車両と前記外部装置との間で電力授受を開始した後においても、前記通信部を用いて繰り返し前記外部装置に認証を受けるために前記認証情報を送信する、車両。
2. 前記電力授受装置は、
   蓄電装置を含み、
   前記外部装置は、
   前記蓄電装置に対して充電を行なうための電源を含む、請求項１に記載の車両。
3. 前記外部装置は、
   前記電源を前記車両の前記電力伝達経路に接続するスイッチ回路と、
   前記通信部と通信を行ない、前記スイッチ回路を制御する電源制御部とを含み、
   前記車両の前記制御部は、前記通信部を介して前記電源制御部に対して前記スイッチ回路の開閉を指示する、請求項２に記載の車両。
4. 前記外部装置は、
   前記電力授受装置から電力供給を受ける負荷を含む、請求項１に記載の車両。
5. 前記外部装置は、
   前記通信部と通信を行ない、電力授受の許可を前記車両に対して行なう負荷受電制御部をさらに含み、
   前記車両は、
   前記車両の前記電力伝達経路と前記負荷とを接続するスイッチ回路をさらに含み、
   前記車両の前記制御部は、前記通信部を介して前記負荷受電制御部からの前記電力授受の許可が与えられた後に前記スイッチ回路を接続状態に制御する、請求項４に記載の車両。
6. 前記外部装置は、
   前記第１および第２の電流値の電流を伝達するケーブルと、
   前記ケーブルの末端に設けられたプラグとをさらに含み、
   前記車両は、
   前記プラグを接続する接続部をさらに含み、
   前記接続部は、
   前記プラグが抜けないようにロックする第１の状態と前記プラグの抜き差しが可能な第２の状態の２つの状態をとるロック機構を有し、
   前記制御部は、前記認証の完了後は、前記ロック機構を前記第１の状態に設定し、前記認証が完了しないときは、前記ロック機構を前記第２の状態に設定する、請求項１に記載の車両。
7. 前記通信部は、車両外部から前記電力伝達経路に接続される電力ケーブルを用いて前記外部装置との間で電力線通信を行なう、請求項１〜６のいずれか１項に記載の車両。
8. 車両と外部装置との間の電力授受方法であって、
   前記外部装置と前記車両との間で第１の電流値で電力授受を行なうステップと、
   前記第１の電流値での電力授受に先立ち、前記外部装置と前記車両との間で前記第１の電流値よりも小さい第２の電流値で通信を行なうステップとを備え、
   前記第２の電流値での通信は、前記車両が有する認証情報の認証手続を含み、
   前記第１の電流値での電力授受の開始後において、前記認証手続を繰返すステップをさらに備える、電力授受方法。
9. 前記外部装置は、
   車両に搭載された蓄電装置に対して充電を行なうための電源を含む、請求項８に記載の電力授受方法。
10. 前記外部装置は、
    車両から電力供給を受ける負荷を含む、請求項８に記載の電力授受方法。
11. 前記車両と前記外部装置は、電力ケーブルで接続され、前記電力ケーブルを用いて前記第１の電流値での電力授受と前記第２の電流値での通信とが行なわれる、請求項８〜１０のいずれか１項に記載の電力授受方法。
12. 車両と電力授受を行なう電気装置であって、
    電力授受部と、
    前記車両と前記電力授受部との間で第１の電流値で電力授受を行なう電力伝達経路と、
    前記車両と前記第１の電流値よりも小さい第２の電流値で通信を行なう通信部と、
    前記通信部および前記電力伝達経路を制御する制御部とを備え、
    前記制御部は、前記通信部を用いて前記車両と通信を行なって通信結果が電力授受を行なうことを示す場合に、前記電力伝達経路を用いて前記電力授受部と前記車両との間で電
    力授受を行なわせ、
    前記車両は、認証情報を不揮発的に記憶する記憶部を含み、
    前記通信部を用いた前記車両と電力授受を行なうか否かの通信において、前記制御部は前記車両の前記認証情報の認証を行ない、
    前記制御部は、前記電気装置と前記車両との間で電力授受を開始した後においても、前記通信部を用いて繰り返し前記車両の前記認証情報の認証を行なう、電気装置。
13. 前記車両は、
    蓄電装置を含み、
    前記電力授受部は、
    前記蓄電装置に充電を行なうための電源装置を含む、請求項１２に記載の電気装置。
14. 前記電力授受部は、
    前記車両から電力供給を受ける負荷を含む、請求項１２に記載の電気装置。

Images