JP4807329B2 - ハイブリッド車両およびハイブリッド車両運用システム - Google Patents

Description

この発明は、ハイブリッド車両、充電装置およびハイブリッド車両運用システムに関し、特に、外部から充電可能な蓄電装置を搭載するハイブリッド車両に関する。

特開２００３−２６９２１７号公報（特許文献１）には、電気料金または燃料料金、エネルギー消費率、有害排出物の排出量等、動力設備のエネルギー利用法の質を総合的に評価し、ガスエンジンと電動機で駆動される空調用コンプレッサの運転状態を最適化させることが開示されている。
特開２００３−２６９２１７号公報 特開２００５−３５２６１４号公報 特開平１１−１７８２３７号公報 特開２００２−２３３０５３号公報 特開２００５−１００２１３号公報

近年では、環境に配慮した自動車として、車輪の駆動にモータとエンジンとを併用するハイブリッド自動車が注目されている。このようなハイブリッド自動車において外部から充電可能な構成にすることも検討されている。このようにすれば、家庭等において充電を行なうことにより燃料補給にガソリンスタンドに出向く回数が減り運転者にとって便利になるとともに、安価な深夜電力等の利用によりコスト面でも見合うことも考えられる。

しかし、特開２００３−２６９２１７号公報に開示された技術を車両に適用した場合には、エネルギー源（充電か給油か）の選択はユーザに任されているため、運転状態を最適化させるためのエネルギーの選択が煩雑な作業となる。すなわち、燃料価格、電力価格が日々変化するためユーザにとって、燃料と電気のどちらが経済的であるかがわかりにくく、燃料と電気のどちらを選択するかの判断も面倒である。

この発明の目的は、燃料と電気等の複数のエネルギー源を選択可能な車両において、エネルギー源の選択を適切に行なうことができるハイブリッド車両、充電装置およびハイブリッド車両運用システムを提供することである。

この発明は、要約すると、外部充電可能な蓄電装置と、内燃機関とを有するハイブリッド車両であって、電力価格情報および燃料価格情報を受信する受信部と、車両走行履歴を記憶する記憶部と、受信部によって受信された電力価格情報および燃料価格情報と、記憶部に蓄積された車両走行履歴とに基づいて、蓄電装置への外部からの充電量を制御する制御装置とを備える。

好ましくは、ハイブリッド車両は、内燃機関に燃料を供給する燃料タンクをさらに備える。制御装置は、充電量を決定する際に、燃料タンクへの燃料補給量も併せて決定する。

より好ましくは、制御装置は、燃料補給量に基づいて、燃料タンクへ燃料補給を行なう燃料補給装置に対する制御を行なう。

より好ましくは、ハイブリッド車両は、乗員に対して情報を表示する表示部をさらに備える。制御装置は、蓄電装置への外部からの充電時期または燃料タンクへの燃料補給時期を表示部に表示させる。

好ましくは、受信部は、蓄電装置に外部から充電を行なう充電ケーブルを経由して車両外部の装置と通信を実行する。

好ましくは、制御装置は、受信部によって受信された電力価格情報と燃料価格情報から単位仕事量あたりの電力コストおよび燃料コストをそれぞれ算出し、電力コストおよび燃料コストを比較して、単位仕事量あたりの燃料コストが電力コストよりも安価である場合には、単位仕事量あたりの電力コストが燃料コストよりも安価である場合よりも充電量を減少させる。

この発明の他の局面に従うと、充電装置であって、電力価格情報および燃料価格情報を取得する受信部と、電力価格情報および燃料価格情報をそれぞれ単位仕事量あたりの電力コストおよび燃料コストに変換する変換部と、単位仕事量あたりの電力コストおよび燃料コストをハイブリッド車両に対して送信する送信部と、ハイブリッド車両に搭載された蓄電装置に対して充電を行なう電源とを備える。

この発明のさらに他の局面に従うと、ハイブリッド車両運用システムであって、電力価格情報および燃料価格情報を蓄積するサーバと、サーバから電力価格情報および燃料価格情報を受信し充電量を決定する外部充電可能なハイブリッド車両とを備える。ハイブリッド車両は、外部充電可能な蓄電装置と、内燃機関と、電力価格情報および燃料価格情報を受信する受信部と、車両走行履歴を記憶する記憶部と、受信部によって受信された電力価格情報および燃料価格情報と記憶部に蓄積された車両走行履歴とに基づいて、蓄電装置への外部からの充電量を制御する制御装置とを含む。

好ましくは、ハイブリッド車両は、内燃機関に燃料を供給する燃料タンクをさらに含む。制御装置は、充電量を決定する際に、燃料タンクへの燃料補給量も併せて決定する。

本発明によれば、車両のエネルギー種類の選択が適切に行なわれ、ユーザの煩雑さが軽減される。

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、ハイブリッド車両、充電装置およびハイブリッド車両運用システムの概略を説明するための図である。

図１を参照して、ハイブリッド車両１００は、エネルギー源として電力と燃料を使用し、モータとエンジンを走行に併用し、外部から充電が可能なバッテリを搭載している。ハイブリッド車両１００は、駐車時に必要に応じて、家庭や事業所等に設置されている充電装置２００に充電ケーブル２１８を介して接続される。

発電所４００は、電力線ネットワーク４０２によって充電装置２００に接続されている。発電所で発電された電力は、電力線ネットワーク４０２によって充電装置２００に送電され、充電装置２００を経由してハイブリッド車両１００のバッテリに充電される。

電力線ネットワーク４０２には燃料情報データベース３０２、電力情報データベース３０４が接続されている。燃料情報データベース３０２には、各種燃料情報（燃料種類ごとおよび販売店ごとの燃料価格、生産輸送ＣＯ２量など）が蓄積されている。電力情報データベース３０４には、電力情報（電力価格・発電送電ＣＯ２量など）が蓄積されている。

燃料情報データベース３０２、電力情報データベース３０４に蓄積されている情報は、そのときの市場価格が反映されるように随時更新されている。

ハイブリッド車両１００は、充電時に充電ケーブル２１８によって電力線ネットワーク４０２に接続される。そして、ハイブリッド車両１００は、充電ケーブル２１８によって電力を受電するとともに、好ましくは電力線通信（ＰＬＣ：Power Line Communication）によって、燃料情報データベース３０２、電力情報データベース３０４に蓄積された燃料情報および電力情報を受信する。

なお、燃料情報データベース３０２、電力情報データベース３０４とハイブリッド車両との通信は、必ずしも電力線通信によらなくてもよく、インターネット等の通信ネットワークを経由するものであっても良い。

ハイブリッド車両１００は、外部充電可能な蓄電装置と、内燃機関とを有する。ハイブリッド車両は、電力価格情報および燃料価格情報を受信し、受信された電力価格情報および燃料価格情報と、記憶している車両走行履歴とに基づいて、蓄電装置への外部からの充電量を制御する。

従来は、ドライバは、ガソリンスタンド店頭でガソリン価格知るしかなく、また電力会社からの通知により電力価格を知るしかなかった。本実施の形態においては、充電中にＰＬＣ等により、各ガソリンスタンド、各ガソリン会社から販売価格を含む燃料情報が提供され、車両は燃料情報を受け取ることができる。情報提供元は、ドライバにより予め選択されるものであっても良い。このような仕組みは従来無かったものである。

図２は、車両１００と充電装置２００の構成を示したブロック図である。
図２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とを含む。

車両１００は、さらに、エンジン１０９と、エンジン１０９から機械的動力を受けて発電する発電機１０７と、発電機１０７から出力される三相交流を直流に変換するインバータ１０５と、インバータ１０４，１０５の制御を行なう主制御部１１４とを含む。すなわち車両１００は、駆動用にモータ１０６とエンジン１０９とを併用するハイブリッド自動車である。なお、シリーズパラレルハイブリッド車のように、動力分割機構を設け、エンジンとモータと発電機との間でトルク配分を行なうように構成しても良い。

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に与える充電用ＡＣ／ＤＣ変換部１１０と、コネクタ１２４と充電用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の充電プラグ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。

なお、スイッチ１２２とコネクタ１２４とは、車両１００を外部の電源装置と電気的に結合するための結合部としての役割を果たす。スイッチ１２２を作動させることによって車両と前記外部電源とが電気的に結合される。

主制御部１１４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。主制御部１１４は、コネクタ１２４に充電プラグ２０６が接続された場合に充電状態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、充電用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は、さらに、エンジン１０９に供給する燃料を蓄積しておく燃料タンク１２６と、燃料タンク１２６に燃料を補給するための補給口１２８とを含む。

車両１００は、さらに、車両の走行履歴情報を記憶する走行履歴記憶部１３２と、充電や給油に関する情報を表示する情報表示部１３４とを含む。走行履歴情報は、今まで車両が走行した場合の燃費、走行速度の平均値、走行パターンなど、この車両１００を運転するドライバの実際の走行に基づく実績値を含む。

車両１００が、エンジンを停止させてモータのみで車両を走行させる走行モード（以下、この走行モードをＥＶ走行モードと呼び、このような走行をＥＶ走行と呼ぶ）を走行モードとして有するものであれば、走行パターンには、たとえば、ＥＶ走行を使用する比率の平均的な実績値を含めることができる。

また、車両１００が、動力分割機構を備えエンジンとモータから走行トルクを得るものである場合、走行パターンには、たとえば、アクセルペダルの踏み込みが大きく、モータだけでは走行トルクが不足する比率の平均的な実績値を含めることができる。これらの走行パターンにより、一定期間（たとえば１週間）における最低限の給油量と充電量が算出される。

充電装置２００は、車両１００側から給電要求などの情報を受ける電力線通信部２１０と、交流電源２０２と、充電ケーブル２１８と、充電ケーブル２１８の端部に設けられた充電プラグ２０６と、充電ケーブル２１８に対して交流電源２０２を接続するスイッチ２０４と、スイッチ２０４の開閉を制御する主制御ＥＣＵ２０８とを含む。

充電装置２００は、さらに、外部データベース３００と通信を行なう外部通信インタフェース部２１６と、外部データベース３００から取得した必要な情報を蓄積しておく記憶装置２１７とを含む。外部データベース３００は、図１で説明した燃料情報データベース３０２や電力情報データベース３０４である。このようなデータベースは、たとえば、電力会社、ガソリン会社に設けられているものでもよく、また、価格比較サイトのようなサービスを提供する会社に設けられているものであっても良い。

主制御ＥＣＵ２０８は、燃料情報や電力情報を外部データベース３００から定期的に取得し、記憶装置２１７に記憶させる。記憶装置２１７としては、ハードディスクや不揮発性メモリなどを用いることができる。

なお、外部通信インタフェース部２１６は、図１で説明したように電力ネットワークを介した電力線通信を行なうものであっても、また、インターネット等の通信ネットワークを経由して、外部データベースと通信を行なうものであっても良い。

主制御部１１４は、コネクタ接続検知部１２０で接続が確認されると、外部データベース３００から取得しておいた燃料情報および電力情報に基づいて充電量を決定する。

すなわち、充電を実行するにあたり、主制御部１１４は、燃料情報および電力情報を比較できるように変換して比較を行ない、給油するほうが得であれば、充電量を少なくして燃料を消費しやすくする。逆に充電するほうが得であれば、充電量を多くして、燃料を消費しないようにするというように、車両外部からの充電量を制御する。

主制御部１１４は、メインバッテリ１０２に対し充電を行なう場合には、電力線通信部１１６を介して充電装置２００に対して給電の要求を行なう。または、主制御部１１４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、充電装置２００側において充電状態ＳＯＣに基づいて給電の開始を決定するようにしてもよい。

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、主制御部１１４は充電用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。そして、燃料情報および電力情報に基づいて決定された充電量が充電されると、主制御部１１４は充電を完了させる。

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部１１４は充電用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が通常の１００Ｖコンセントのように常に通電状態のものでありスイッチ２０４が無い構成であっても、車両側でスイッチ１２２を開状態に設定すれば、充電を停止させることができる。

図３は、実施の形態１において車両１００で実行される充電制御について説明するためのフローチャートである。

図２、図３を参照して、まず処理が開始されると、ステップＳ１において主制御部１１４は、コネクタ接続検知部１２０の出力を検知して充電プラグ２０６がコネクタ１２４に接続されていることを確認すると共に、電力線通信部１１６を用いて充電装置２００の主制御ＥＣＵ２０８と通信を試み、通信が可能かどうかを確認する。

ステップＳ１において充電プラグ２０６が接続不良であるか、または通信不能である場合には、ステップＳ９に処理が進み充電を実行せずに処理を終了する。

ステップＳ１において充電プラグ２０６の接続が良好で、かつ通信可能の場合には、ステップＳ２に処理が進む。ステップＳ２では、主制御部１１４は、電力線通信部１１６を用いた通信により、充電装置２００の記憶装置２１７に蓄積されていた燃料情報および電力情報を取得する。そして、ステップＳ３に処理が進み、主制御部１１４は、走行履歴記憶部１３２から過去の走行履歴を取得する。走行履歴には、たとえば、１日あたり平均走行距離、平均時速、平均燃費、ＥＶ走行比率等の平均走行パターンが含まれている。なお主制御部１１４としては車載用のマイクロコンピュータを用いることができる。

続くステップＳ４では、ユーザに対してコスト最適優先モードを選択するか否かの問い合わせを行なう。コスト最適優先モードとは、燃料で走行する場合と電力で走行する場合とのコスト同士を比較し、最適充電量を判断することである。なお、他のモードとしては、ＣＯ２排出量を最適化させるＣＯ２最適優先モードなどが考えられる。ユーザがコスト最適優先モードを選択した場合にはステップＳ５に処理が進み、コスト最適優先モードを選択しなかった場合にはステップＳ６に処理が進む。

ステップＳ５では、主制御部１１４は、ステップＳ３で取得した平均走行パターンと以下のコスト試算式（１）（２）とによりコスト最小となる充電量を計算する。

まず、ガソリンについての試算式（１）を説明する。単位仕事量をＷ（ｋＷｈ）で表し、トランスミッション伝達効率Ａ、エンジン熱効率Ｂ、ガソリンの発熱量Ｃ（ｋＪ／ｇ）、ガソリン比重Ｄ（ｇ／ｃｃ）、ガソリン価格Ｅ（円／Ｌ）とすると、Ｗ（ｋＷｈ）＝Ｗ＊３６００（ｋＪ）であるので、単位仕事量あたりの価格Ｆは、次式（１）で示される。
Ｆ＝Ｗ＊３６００／Ａ／Ｂ／Ｃ／Ｄ／１０００＊Ｅ ・・・（１）
理解の容易のため、単位仕事量をＷ＝１０（ｋＷｈ）として数値例を示す。ガソリンについての試算式（１）に、トランスミッション伝達効率Ａ＝０．９、エンジン熱効率Ｂ＝０．３５、ガソリンの発熱量Ｃ＝４３（ｋＪ／ｇ）、ガソリン比重Ｄ＝０．７５（ｇ／ｃｃ）、ガソリン価格Ｅ＝１３０（円／Ｌ）を代入すれば、Ｆ＝４６０（円）が得られる。

次に、電力についての試算式（２）を説明する。単位仕事量をＷ（ｋＷｈ）で表し、トランスミッション伝達効率Ａ、電池充電効率Ｇ、電池放電効率Ｈ、モータ効率Ｊ、電力価格Ｋ（円／ｋＷｈ）とすると、単位仕事量あたりの価格Ｍは、次式（２）で示される。
Ｍ＝Ｗ／Ａ／（Ｇ＊Ｈ＊Ｊ）＊Ｋ ・・・（２）
電力についても、単位仕事量をＷ＝１０（ｋＷｈ）として比較を行なう。数値例として、試算式（２）に、トランスミッション伝達効率Ａ＝０．９、電池充電効率Ｇ＊電池放電効率Ｈ＊モータ効率Ｊ＝０．８、電力価格Ｋ＝２０（円／ｋＷｈ）を代入すれば、Ｍ＝２７８（円）が得られる。

なお、上記の数値例は、理解の容易のために示したものであり、実際には車両の性能や走行状況などにより効率等は異なってくる。

数値例では、Ｆ＞Ｍであるので、できるだけ外部から充電を行なう量をふやし、燃料はあまり消費させないようにして走行するほうが経済的であることが分かる。

電力価格Ｋとガソリン価格Ｅは時期によって変動するので、そのときの更新された電力価格Ｋとガソリン価格Ｅを用いて価格ＦおよびＭを算出して比較することにより、電力を充電して車両を走行させる方が得か、充電をせずに燃料を補給して車両を走行させる方が得かを判断することができる。そして比較結果を車両モニタ等の情報表示部１３４に表示させることにより、ユーザも充電量の増減について納得することができる。

上記試算式では単位仕事量（ｋＷｈ）あたりの料金を算出したが、単位距離（ｋｍ）あたりの料金を算出しても良い。単位距離あたりの料金（円／ｋｍ）は、車両重量（日常の乗員数や荷物量）、環境温度などで変動する。車両重量による変動は、走行時の燃費実績に基づいて推定が可能であるので、走行履歴として燃費実績も保存しておくようにする。また、環境温度については、カレンダーを内蔵させることにより季節や温度が推定でき、温度計の温度でこれを補正しても良い。また、バッテリは低温での動作に弱いので、冬場はガソリン優先とするなどのパラメータを入れてもよい。これらを考慮して燃料価格を単位距離あたりの料金に変換して電力料金と比較する。

また、エンジン１０９として、各種の燃料が使用可能なものを搭載しても良い。たとえば、ガソリンだけでなく、アルコールなどの代替ガソリン燃料も使用可能なエンジンを採用する。アルコールは、二酸化炭素を使用して光合成を行ない酸素を放出する植物から製造することができるので、化石燃料から作られるガソリン等と比べて二酸化炭素の排出量をトータルとして低減させることができる。

このように、燃料の選択肢が複数ある場合、ユーザに充電と給油のどちらが得であるかを車両モニタなどにより告知する際に、燃料種類についても推奨するものを告知する。燃料種類としては、ガソリンや、ガソリンの代替燃料であるＥ１０、Ｅ８５，Ｅ１００等がある。Ｅ１０とは、ガソリンに対してエタノールを１０％混合した燃料を示し、Ｅ８５とは、ガソリンに対してエタノールを８５％混合した燃料を示し、Ｅ１００とは、エタノールを１００％の燃料を示す。

その場合、季節、環境温度、車両温度も考慮する。たとえば、冬であれば、始動性確保のために、Ｅ８５，Ｅ１００などの蒸発成分の少ない燃料は勧めない。また例えば、ノッキングが発生しやすい車両、ノッキングが発生しやすい季節では、オクタン価の高い燃料を勧める。これにより、ユーザが燃料を選択することが容易となる。

一方、ステップＳ４において、ユーザの選択がコスト最適優先モードではなかった場合には、ステップＳ４からステップＳ６に処理が進む。ステップＳ６では、ユーザの選択は、ＣＯ２（二酸化炭素）排出量を少なくするように充電量や燃料種類を選択するＣＯ２最適優先モードであると判断される。

そしてステップＳ６からステップＳ７に処理が進み、主制御部１１４は、ステップＳ３で取得した平均走行パターンとＣＯ２を求める式とによりＣＯ２排出量が最小となる充電量を計算する。ＣＯ２を求める式は、価格についての試算式（１）の単価（円／Ｌ）に代えてＣＯ２排出量（ｇ／Ｌ）を代入し、試算式（２）の単価（円／ｋＷｈ）に代えてＣＯ２排出量（ｇ／ｋＷｈ）を代入すれば得られる。

ステップＳ７においても、充電をするほうがＣＯ２排出量を抑えることができるのか、それとも燃料によって走行するほうがＣＯ２排出量を抑えることができるのか、車両側で判断するので、ユーザが煩雑な判断をしなくても良くなる。

なお、コスト最適優先モードと同様、ＣＯ２最適優先モードにおいても、代替ガソリン燃料もエネルギー源の選択肢に入れて比較を行なっても良い。

ステップＳ５またはステップＳ７の処理が終了するとステップＳ８において充電が行なわれる。なお、このステップＳ８の充電時においては、ステップＳ５またはステップＳ７で燃料によって走行するほうが有利であるという判断がされた場合であっても、最低限の充電量が充電される。

たとえば、モータおよびエンジンから走行トルクを得るシリーズパラレルハイブリッド車両の場合には、アクセルを所定開度以上に踏込んだ場合にはモータだけではトルク不足となるのでエンジンを運転させて加速する。したがって、アクセル開度を所定以上に踏込んだ走行割合を履歴として持っておけば、エンジンを運転させなければならない割合が予測できるので、履歴に基づいて最低限の充電量を決定することができる。

他にも、後退をモータのみでしかできないシステムの場合には、市場で想定される後退必要距離を満たす充電量を考慮する。また、エンジンをメインバッテリの電力を用いて始動させるシステムの場合には、エンジンを始動させるために必要な電力をメインバッテリが出力できる充電量を考慮する。

ステップＳ８において必要な充電量の充電が完了するとステップＳ９に処理が進み充電が終了する。

なお、このような充電時の制御のみならず、ステップＳ５またはステップＳ７の試算式の比較結果を充電完了後も車両に保持しておいて、走行時の制御にも反映させても良い。

つまり、比較の結果、給油するほうが得であれば、走行中のＨＶ走行（エンジンを稼動させている走行）の割合を増やして燃料を消費しやすくする。逆に充電するほうが得であれば、ＥＶ走行を多くして、燃料を消費しないようにするというように、走行制御を行なっても良い。

このように、実施の形態１に示すハイブリッド車両および充電装置を含むハイブリッド車両運用システムによれば、ユーザに代わってコスト損得を計算し、トータルとして経済的に車両を運行できる。または、ユーザに代わってＣＯ２排出量を計算し、トータルとしてＣＯ２排出量を抑えられるように車両を運行できる。さらに、コスト重視かＣＯ２排出量重視かユーザの好みに合わせてエネルギー選択を行なうことが可能となる。

［実施の形態２］
実施の形態１では、車両側と充電装置との間で情報を交換し充電量を決定し充電を行なった。しかし、充電量が決定されると最適な給油量も決定されることになる場合も多い。そこで、バッテリ充電量だけでなく、給油の際に車両側ＥＣＵがガソリンスタンドの給油装置側に情報を送信し、必要な分量だけ給油を行なわせるようにしても良い。実施の形態２では、充電量と併せて給油量が決定され、車両側から給油装置に給油量を送信し給油制御も行なう。

図４は、車両１００と給油・充電装置２００Ａの構成を示したブロック図である。
図４において、車両１００の構成については、図２で既に説明したので説明は繰返さない。給油・充電装置２００Ａは、図２で説明した充電装置２００の構成に加えて、さらに、燃料を送出するための給油ポンプ２２０と、給油するための給油ノズル２２２と、給油ノズル２２２に給油ポンプ２２０から送出される燃料を送るための給油ホース２２４とを含む。

給油ポンプ２２０、給油ノズル２２２および給油ホース２２４は、車両１００側のエンジン１０９に供給する燃料を蓄積しておく燃料タンク１２６と、燃料タンク１２６に燃料を補給するための補給口１２８に対応して設けられるものである。

このような給油・充電装置２００Ａは、たとえば、ガソリンスタンドや事業所などに設置され、充電と給油とを一緒に行なうことができるものである。

図５は、実施の形態２において車両１００で実行される充電、給油制御について説明するためのフローチャートである。

図４、図５を参照して、まず、処理が開始されると、ステップＳ２１において主制御部１１４は、コネクタ接続検知部１２０の出力を検知して充電プラグ２０６がコネクタ１２４に接続されていることを確認すると共に、電力線通信部１１６を用いて給油・充電装置２００Ａの主制御ＥＣＵ２０８と通信を試み、通信が可能かどうかを確認する。

ステップＳ２１において、充電プラグ２０６が接続不良であるか、または通信不能である場合には、ステップＳ２８に処理が進み充電を実行せずに処理を終了する。

ステップＳ２１において充電プラグ２０６の接続が良好で、かつ通信可能の場合には、ステップＳ２２に処理が進む。ステップＳ２では、主制御部１１４は、電力線通信部１１６を用いた通信により、給油・充電装置２００Ａの記憶装置２１７に蓄積されていた燃料情報および電力情報を取得する。

この燃料情報や、電力情報は、将来の価格変動情報や、価格変動予想情報などを含む。なお、将来の燃料予想価格、電力予想価格は、燃料メーカ、電力会社、または、価格の予想を専門とする金融会社や情報提供会社から提供される。予め主制御ＥＣＵ２０８が各会社の外部データベース３００から必要なデータを取得して、記憶装置２１７に記憶させてあり、これが定期的に更新されている。なお、記憶装置２１７に予め蓄積されていなくても、各会社の外部データベース３００に充電時にアクセスしてデータを取得するのでも良い。

そして、ステップＳ２３に処理が進み、主制御部１１４は、既に説明したステップＳ３の場合と同様、走行履歴記憶部１３２から過去の走行履歴を取得する。なお主制御部１１４としては車載用のマイクロコンピュータを用いることができる。

ステップＳ２４では、主制御部１１４は、ステップＳ２３で取得した平均走行パターンと以下の燃料および充電のそれぞれのコスト試算式とによりコスト最小となる充電量を計算する。このとき、価格変動情報も考慮して、給油を行なう時期についても幾通りか試算を行なう。

すなわち、現在の燃料残量を考慮し、燃料補給を必ず行なわなければならない時点までに価格が下落する変動ポイントがあるかどうかを確認して、給油を延ばすことも考える。

また、逆に燃料値上げ時期がわかっている場合や、将来の燃料価格高騰が予測される場合には、例えば燃料タンクに燃料がまだ半分残っていても給油を促すようにする。なお、将来の燃料予想価格、電力予想価格は、燃料メーカ、電力会社、または、価格の予想を専門とする金融会社や情報提供会社から提供される。

車両ユーザにとっては、給油タイミングによるコスト変動リスクを低減させることができる。また、金融会社や情報提供会社は、このような情報を提供することにより車両ユーザから料金を徴収することも可能となる。

このように、ステップＳ２４では、外部から燃料価格、電力価格とそれらの将来の推移から、コスト最小となるエネルギー補給計画を作成する。そして、ステップＳ２５において、充電量、充電時期、燃料補給量、燃料補給時期を情報表示部１３４に表示させて、ユーザに告知する。ここで、ユーザにいくつかの計画案を示してその中から選択させるようにしても良い。

情報表示部１３４に表示することにより、現在または将来の価格情報に基づいて、主として充電した電力によって走行するほうが良いのかあるいはガソリン等の燃料によって走行するのが良いのかをユーザに対して提案することができる。

外部充電可能なハイブリッド車両では、ユーザの使用態様によっては、給油間隔が非常に長くなる（例えば半年に１回）という可能性がある。したがって、給油するタイミングにおいてはたまたま燃料価格が高騰している場合（コスト変動リスク）がある。

この場合でも、充電時に現在の燃料価格や電力価格だけでなく将来の値上げ情報や値下げ情報反映させた将来の燃料予想価格、電力予想価格を取得することにより、車両モニタなどを使用して最適な給油のタイミングをユーザに告知することができる。

ステップＳ２５に続いて、ステップＳ２６において決定された充電量に基づいて充電が実行される。主制御部１１４は、スイッチ１２２を開放状態から接続状態に遷移させ、充電用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。ステップＳ２６の充電が完了すると、ステップＳ２７において、車両の主制御部１１４は、給油・充電装置２００Ａに対して給油量を送信する。これに応じて、主制御ＥＣＵ２０８は給油ポンプ２２０を動作させて指定された給油量を燃料タンク１２６に補給する。給油が完了すると、ステップＳ２８において一連の充電および給油制御が完了する。

なお、図４では、給油・充電装置２００Ａを例として示したが、充電を先に行なって別の場所で給油を行なっても良い。その場合には、外部データベースからの情報に基づいて決定された給油量を充電時に記憶しておいて、ガソリンスタンドに立ち寄った場合にガソリンスタンドの給油装置に給油量を送信するものであっても良い。また給油量を送信しないでも、ガソリンスタンドに立ち寄ったときに車両モニタに給油量を示して運転者に知らせるだけでも良い。

実施の形態２によれば、充電時に取得する外部データベースからの燃料情報、電力情報にもとづき、充電量だけでなく給油量もユーザに示され、あるいは給油量の制御が行なわれるので、経済的な車両の運用を行なうためのユーザの煩雑さがいっそう軽減される。

［他の変形例］
燃料価格は、ガソリンスタンドごとに販売価格が異なる場合もある。したがって、複数のガソリンスタンドの外部データベースから取得した燃料情報に基づいて販売価格の安いガソリンスタンドを給油場所として特定し、車両のカーナビゲーションシステムに登録しておく。そして、給油する必要が生じた場合に、カーナビゲーションシステムを用いて「給油が必要です。推奨ガソリンスタンドに目的地を設定しますか？」というアナウンスを実行し、目的地を設定する支援を行なっても良い。

また、カーナビゲーションシステムで得られる現在地およびカーナビゲーション実行中であれば設定された目的地を考慮して、推奨ガソリンスタンドを選択しても良い。この場合は、給油する必要が生じた場合に、現在地および目的地と登録されている各ガソリンスタンドの位置から、各ガソリンスタンドに立ち寄った場合の走行距離を算出する。そして各ガソリンスタンドでの販売価格と走行距離の増加量とを考慮してコスト最適となるように給油するガソリンスタンドを選択し、ドライバに案内する。

なお、ガソリン価格を入札で決定することも可能となる。複数のガソリンスタンドに対して充電時に通信を行ない、そのときに各ガソリンスタンドに対してドライバに向けて希望の販売価格を提示させるようにすればよい。

また、ガソリンスタンドやガソリン会社が充電時にＰＬＣ等によって燃料価格情報を提供する場合、給油量により異なる価格を設定してもよい。その場合は、車両は、燃料タンクの残量から予定給油量を算出し、対応する価格を選択して比較を行なう。このようにすればガソリンスタンドやガソリン会社は、給油量の多いユーザの来客を促すことができる。

燃料価格は、ガソリンスタンドによっては会員を募り、会員価格を一般価格よりも少し安い値段に設定する場合がある。このような会員価格を反映させるために、車両または自宅のサーバにどのガソリンスタンドの会員になっているかを登録しておき、車両または自宅のサーバが、提供された燃料価格情報から自分に適用されるものを選択するようにしておいても良い。

さらには、充電時に得られる燃料予想価格をさらに発展させて燃料の先物取引と連携し、次回や将来給油する燃料の売買を可能にしても良い。ユーザが購入を判断するか、または事前のユーザ設定値段により自動で売買を行なう。

たとえば、現在の燃料が安く、将来の燃料が高くなることが予想される場合、外部充電するタイミングにおける現在の価格で燃料を購入することができる。

ユーザにとっては、給油タイミングによるコスト変動リスクを低減させることができる。また先物取引を扱う金融会社・情報提供会社にとっては、先物取引による運用益・手数料が得られる。

また、充電時に得られる電力予想価格をさらに発展させて電力の先物取引と連携し、電力、燃料のそれぞれの先物売買を行なっても良い。例えば、将来の電力・燃料の購入権利を外部充電するタイミングにおいて先に購入することで、将来のコスト変動リスクを避けることができる。

最後に、本願の実施の形態について、図２等を用いて総括的に再度説明する。
図２を参照して、ハイブリッド車両１００は、外部充電可能な蓄電装置（メインバッテリ１０２）と、内燃機関（エンジン１０９）とを有しており、さらに、電力価格情報および燃料価格情報を受信する受信部（電力線通信部１１６）と、車両走行履歴を記憶する記憶部（走行履歴記憶部１３２）と、受信部によって受信された電力価格情報および燃料価格情報と、記憶部に蓄積された車両走行履歴とに基づいて、蓄電装置への外部からの充電量を制御する制御装置（主制御部１１４）とを備える。

好ましくは、ハイブリッド車両１００は、内燃機関に燃料を供給する燃料タンク１２６をさらに備える。制御装置（主制御部１１４）は、充電量を決定する際に、燃料タンクへの燃料補給量も併せて決定する。

図４と図５のステップＳ２７に示すように、より好ましくは、制御装置（主制御部１１４）は、燃料補給量に基づいて、燃料タンク１２６へ燃料補給を行なう燃料補給装置（給油・充電装置２００Ａ）に対する制御を行なう。すなわち、図４に示されるように、車両側の主制御部１１４は、電力線通信部１１６、充電ケーブル２１８および電力線通信部２１０を経由して主制御ＥＣＵ２０８に燃料補給量を指示する。

より好ましくは、ハイブリッド車両１００は、乗員に対して情報を表示する表示部（情報表示部１３４）をさらに備える。図５のステップＳ２５に示したように、制御装置は、蓄電装置への外部からの充電時期または燃料タンク１２６への燃料補給時期を表示部に表示させる。

好ましくは、受信部（電力線通信部１１６）は、蓄電装置（メインバッテリ１０２）に外部から充電を行なう充電ケーブル２１８を経由して車両外部の装置と通信を実行する。

図３のステップＳ５で説明したように、好ましくは、制御装置は、受信部によって受信された電力価格情報と燃料価格情報から単位仕事量あたりの電力コストおよび燃料コストをそれぞれ算出し、電力コストおよび燃料コストを比較して、単位仕事量あたりの燃料コストが電力コストよりも安価である場合には、単位仕事量あたりの電力コストが燃料コストよりも安価である場合よりも充電量を減少させる。

この発明の他の局面においては、充電装置２００は、電力価格情報および燃料価格情報を取得する受信部（外部通信インタフェース部２１６）と、電力価格情報および燃料価格情報をそれぞれ単位仕事量あたりの電力コストおよび燃料コストに変換する変換部（主制御ＥＣＵ２０８）と、単位仕事量あたりの電力コストおよび燃料コストをハイブリッド車両に対して送信する送信部（電力線通信部２１０）と、ハイブリッド車両１００に搭載された蓄電装置（メインバッテリ１０２）に対して充電を行なう電源２０２とを備える。

この発明のさらに他の局面に従うハイブリッド車両運用システムは、電力価格情報および燃料価格情報を蓄積するサーバ（主制御ＥＣＵ２０８および記憶装置２１７）と、サーバから電力価格情報および燃料価格情報を受信し充電量を決定する外部充電可能なハイブリッド車両１００とを備える。ハイブリッド車両１００は、外部充電可能な蓄電装置（メインバッテリ１０２）と、内燃機関（エンジン１０９）と、電力価格情報および燃料価格情報を受信する受信部（電力線通信部１１６）と、車両走行履歴を記憶する記憶部（走行履歴記憶部１３２）と、受信部によって受信された電力価格情報および燃料価格情報と記憶部に蓄積された車両走行履歴とに基づいて、蓄電装置への外部からの充電量を制御する制御装置（主制御部１１４）とを含む。

好ましくは、ハイブリッド車両は、内燃機関に燃料を供給する燃料タンク１２６をさらに含む。制御装置は、充電量を決定する際に、燃料タンク１２６への燃料補給量も併せて決定する。

以上説明したように、本実施の形態によれば、車両がユーザに代わってコスト損得を計算するので、ユーザは煩雑な検討や判断をしなくても経済的に車両を運行させることができる。

また、車両の外部充電という定期的に生じる作業時に、外部から（好ましくは電力線通信によって）各種情報を得るので、車両の充電量や給油量、充電時期や給油時期の判断さらには先物取引の判断などを制御装置の支援を受けながらタイミングを逃すことなく行なうことができる。

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。

ハイブリッド車両、充電装置およびハイブリッド車両運用システムの概略を説明するための図である。 車両１００と充電装置２００の構成を示したブロック図である。 実施の形態１において車両１００で実行される充電制御について説明するためのフローチャートである。 車両１００と給油・充電装置２００Ａの構成を示したブロック図である。 実施の形態２において車両１００で実行される充電、給油制御について説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１００ ハイブリッド車両、１０２ メインバッテリ、１０４，１０５ インバータ、１０６ モータ、１０７ 発電機、１０８ 車輪、１０９ エンジン、１１０ 充電用ＡＣ／ＤＣ変換部、１１４ 主制御部、１１６ 電力線通信部、１２０ コネクタ接続検知部、１２２ スイッチ、１２４ コネクタ、１２６ 燃料タンク、１２８ 補給口、１３２ 走行履歴記憶部、１３４ 情報表示部、２００ 充電装置、２００Ａ 給油・充電装置、２０２ 交流電源、２０４ スイッチ、２０６ 充電プラグ、２０８ 主制御ＥＣＵ、２１０ 電力線通信部、２１６ 外部通信インタフェース部、２１７ 記憶装置、２１８ 充電ケーブル、２２０ 給油ポンプ、２２２ 給油ノズル、２２４ 給油ホース、３００ 外部データベース、３０２ 燃料情報データベース、３０４ 電力情報データベース、４００ 発電所、４０２ 電力線ネットワーク。

Claims (8)

1. 外部充電可能な蓄電装置と、内燃機関とを有するハイブリッド車両であって、
   電力価格情報および燃料価格情報を受信する受信部と、
   車両走行履歴を記憶する記憶部と、
   前記受信部によって受信された前記電力価格情報および前記燃料価格情報と、前記記憶部に蓄積された前記車両走行履歴とに基づいて、前記蓄電装置への外部からの充電量を制御する制御装置とを備える、ハイブリッド車両。
2. 前記内燃機関に燃料を供給する燃料タンクをさらに備え、
   前記制御装置は、前記充電量を決定する際に、前記燃料タンクへの燃料補給量も併せて決定する、請求項１に記載のハイブリッド車両。
3. 前記制御装置は、前記燃料補給量に基づいて、前記燃料タンクへ燃料補給を行なう燃料補給装置に対する制御を行なう、請求項２に記載のハイブリッド車両。
4. 乗員に対して情報を表示する表示部をさらに備え、
   前記制御装置は、前記蓄電装置への外部からの充電時期または前記燃料タンクへの燃料補給時期を前記表示部に表示させる、請求項２に記載のハイブリッド車両。
5. 前記受信部は、前記蓄電装置に外部から充電を行なう充電ケーブルを経由して車両外部の装置と通信を実行する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のハイブリッド車両。
6. 前記制御装置は、前記受信部によって受信された前記電力価格情報と前記燃料価格情報から単位仕事量あたりの電力コストおよび燃料コストをそれぞれ算出し、前記電力コストおよび前記燃料コストを比較して、単位仕事量あたりの燃料コストが電力コストよりも安価である場合には、単位仕事量あたりの電力コストが燃料コストよりも安価である場合よりも前記充電量を減少させる、請求項１〜５のいずれか１項に記載のハイブリッド車両。
7. 電力価格情報および燃料価格情報を蓄積するサーバと、
   前記サーバから前記電力価格情報および前記燃料価格情報を受信し充電量を決定する外部充電可能なハイブリッド車両とを備え、
   前記ハイブリッド車両は、
   外部充電可能な蓄電装置と、
   内燃機関と、
   電力価格情報および燃料価格情報を受信する受信部と、
   車両走行履歴を記憶する記憶部と、
   前記受信部によって受信された前記電力価格情報および前記燃料価格情報と、前記記憶部に蓄積された前記車両走行履歴とに基づいて、前記蓄電装置への外部からの充電量を制御する制御装置とを含む、ハイブリッド車両運用システム。
8. 前記ハイブリッド車両は、
   前記内燃機関に燃料を供給する燃料タンクをさらに含み、
   前記制御装置は、前記充電量を決定する際に、前記燃料タンクへの燃料補給量も併せて決定する、請求項７に記載のハイブリッド車両運用システム。

Images