JP5482604B2 - 車両の制御装置および制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両の制御に関し、特に、車両外部の電源から供給される電力により車両駆動用の蓄電装置を充電可能な車両の制御に関する。

近年、車両外部の電源から車両に搭載された蓄電装置を充電する外部充電が可能な車両（いわゆるプラグイン車両）が実用化されている。このようなプラグイン車両に関し、たとえば特開２００９−１７１７３３号公報（特許文献１）には、充電ケーブルが出力するパイロット信号のエッジ検出時（パイロット信号が入力されていない状態から入力された状態に変化したことを検出した時）に、プラグイン車両の充電システムを起動する技術が開示されている。

特開２００９−１７１７３３号公報

ところで、外部充電の完了に応じて充電システム自らが充電システムを停止する場合、充電システムが停止状態となった後も充電ケーブルは車両に接続された状態のまま維持される。

しかしながら、特許文献１の技術は、パイロット信号のエッジ検出時に充電システムを起動するものであるため、さらに再充電したい（充電システムを再起動したい）状況においては、ユーザは改めて充電ケーブルを抜き差しするといった煩わしい操作を行なう必要があり、車両の利便性（ユーザの使い勝手や購入インセンティブ）を損なうおそれがある。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、外部充電が可能な車両において、ユーザによる簡易な操作で外部充電可能な状態に移行させることである。

この発明に係る制御装置は、駆動力を得るための電力を蓄える蓄電装置と、外部電源から供給される外部電力を蓄電装置に充電可能な電力に変換して蓄電装置に出力する充電装置とを備えた車両を制御する。制御装置は、車両を走行可能な状態にするためのＩＧ操作をユーザが行なったことおよび外部電源を車両に接続する接続操作をユーザが行なったことのいずれかに応じて起動される。制御装置は、起動時以降に、車両の走行を制御するための走行制御モードおよび充電装置を制御して外部電力で蓄電装置を充電する外部充電を行なうための充電制御モードのいずれかの制御モードを選択する選択部と、選択された制御モードに応じて車両を制御する制御部とを備える。選択部は、ＩＧ操作に応じて入力される第１信号、接続操作に応じて入力される第２信号、車両の走行を開始させるための操作をユーザが行なったことを示す第３信号、外部電源が車両に接続されかつ電力供給可能な状態である場合に入力される第４信号の少なくともいずれかの信号に基づいて、制御モードを選択する。

好ましくは、選択部は、起動時に第１信号がある場合であっても、起動時以降に第３信号がなくかつ第４信号がある場合は、充電制御モードを選択する。

好ましくは、選択部は、起動時に第１信号がある場合であっても、起動時から所定時間が経過するまで第３信号がない状態が継続しかつ所定時間の経過時以降に第４信号がある場合は、充電制御モードを選択する。

好ましくは、選択部は、所定時間の経過時以降において、第３信号よりも先に第４信号が入力された場合は充電制御モードを選択し、第４信号よりも先に第３信号が入力された場合は走行制御モードを選択する。

好ましくは、選択部は、起動時に第１信号があるが第３信号がない場合でかつ起動時から所定時間が経過していない場合は、第４信号の有無に関わらず制御モードを選択せずに待機し、第３信号が入力された時点で走行制御モードを選択する。選択部は、起動時に第１信号があるが第３信号がない場合でかつ起動時から所定時間が経過するまで第３信号がない状態が継続した場合は、第３、第４信号のいずれか一方が入力されるまでは制御モードを選択せずに待機し、第３信号よりも先に第４信号が入力されたときは充電制御モードを選択し、第４信号よりも先に第３信号が入力されたときは走行制御モードを選択する。

好ましくは、選択部は、起動時に第３信号がある場合、第１、第２、第４信号の有無に関わらず走行制御モードを選択する。

好ましくは、選択部は、起動時に第１信号がなくかつ第２信号がある場合、前第３、第４信号の有無に関わらず充電制御モードを選択する。

好ましくは、車両は、補機と、補機と蓄電装置と充電装置とに接続され蓄電装置および充電装置の少なくとも一方から入力される電圧を補機を作動可能な電圧に変換して補機に出力するコンバータとをさらに備える。制御部は、充電制御モードが選択された場合、充電装置およびコンバータを制御して外部電力を用いて補機を作動させることを許容する。

好ましくは、車両は、補機電源と、ブレーキペダルとをさらにを備える。外部電力は、充電ケーブルを介して車両に供給される。第１信号は、ＩＧ操作に応じて補機電源から制御装置に入力される電力信号である。第２信号は、接続操作に応じて補機電源から制御装置に入力される電力信号である。第３信号は、ユーザがブレーキペダルを踏みながらＩＧ操作をしたことを示す信号である。第４信号は、充電ケーブルが外部電源および車両に接続された場合に充電ケーブルから入力されるパイロット信号である。

この発明の別の局面に係る制御方法は、駆動力を得るための電力を蓄える蓄電装置と、外部電源から供給される外部電力を蓄電装置に充電可能な電力に変換して蓄電装置に出力する充電装置とを備えた車両の制御装置が行なう制御方法である。制御装置は、車両を走行可能な状態にするためのＩＧ操作をユーザが行なったことおよび外部電源を車両に接続する接続操作をユーザが行なったことのいずれかに応じて起動される。制御方法は、起動時以降に、車両の走行を制御するための走行制御モードおよび充電装置を制御して外部電力で蓄電装置を充電する外部充電を行なうための充電制御モードのいずれかの制御モードを選択するステップと、選択された制御モードに応じて車両を制御するステップとを含む。選択するステップは、ＩＧ操作に応じて入力される第１信号、接続操作に応じて入力される第２信号、車両の走行を開始させるための操作をユーザが行なったことを示す第３信号、外部電源が車両に接続されかつ電力供給可能な状態である場合に入力される第４信号の少なくともいずれかの信号に基づいて、制御モードを選択するステップを含む。

本発明によれば、外部充電が可能な車両において、ユーザによる簡易な操作で外部充電可能な状態に移行させることができる。

車両の全体ブロック図である。 低電圧系の起動回路の概略図である。 ＩＧスイッチ操作とＩＧ信号との関係を示す。 プラグイン操作、ＩＧＰ信号、ＣＰＬＴ信号の関係を例示した図である。 ＥＣＵの機能ブロック図である。 ＥＣＵの処理手順を示すフローチャート（その１）である。 ＥＣＵおよび制御モードの状態遷移を示す図である。 ＩＧ信号、ＩＧＰ信号、ＳＴ信号、ＣＰＬＴ信号の組合せのパターンと制御モードとの対応関係を示した図である。 ＥＣＵの処理手順を示すフローチャート（その２）である。

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り返さない。

図１は、本実施の形態に従う制御装置を搭載した車両１の全体ブロック図である。車両１は、高圧電源１０と、システムメインリレー（ＳＭＲ）１１と、パワーコントロールユニット（ＰＣＵ）２０と、モータジェネレータ（ＭＧ）３０と、動力伝達ギア４０と、駆動輪５０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０と、低圧電源７０と、補機負荷８０と、制御装置（ＥＣＵ）１００とを備える。

高圧電源１０は、車両１の駆動力を得るための電力を蓄える。高圧電源１０は、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などの二次電池である。なお、高圧電源１０は、電気二重層キャパシタであってもよい。

高圧電源１０は、正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１を介してＰＣＵ２０に接続される。そして、高圧電源１０は、車両１の駆動力を発生させるための電力をＰＣＵ２０に供給する。また、高圧電源１０は、ＭＧ３０で発電された電力を蓄電する。高圧電源１０の出力はたとえば２００Ｖ程度である。

ＳＭＲ１１は、リレーＲ１，Ｒ２を含む。リレーＲ１，Ｒ２は、ＥＣＵ１００からの制御信号Ｓ１によってそれぞれ独立して制御され、高圧電源１０とＰＣＵ２０との間での電力の供給と遮断とを切替える。

コンデンサＣ１は、正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１の間に接続され、正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１の間の電圧変動を低減する。

ＰＣＵ２０は、コンバータおよびインバータを含んで構成される。ＰＣＵ２０は、ＥＣＵ１００からの制御信号Ｓ２により制御され、高圧電源１０から供給される直流電力をＭＧ３０を駆動可能な交流電力に変換し、ＭＧ３０に出力する。これにより、高圧電源１０の電力でＭＧ３０が駆動される。

ＭＧ３０は交流回転電機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機である。

ＭＧ３０の出力トルクは、動力伝達ギア４０を介して駆動輪５０に伝達されて、車両１を走行させる。ＭＧ３０は、車両１の回生制動動作時には、駆動輪５０の回転力によって発電することができる。そして、その発電電力は、ＰＣＵ２０によって高圧電源１０を充電するための電力に変換される。

なお、図１は、ＭＧ３０を１つ設ける場合を例示しているが、モータジェネレータを複数設けてもよい。また、動力源としてＭＧ３０の他にエンジンを備えてもよい。すなわち、本実施の形態における車両１は、電気自動車、ハイブリッド車両、燃料電池自動車など、電力で駆動力を得る車両全般に適用可能である。

ＤＣ／ＤＣコンバータ６０は、正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ６０は、ＥＣＵ１００からの制御信号Ｓ３に基づいて制御され、正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１の間の電圧を降圧する。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０は、正極線ＰＬ３を介して、低圧電源７０、補機負荷８０、およびＥＣＵ１００などに降圧した電圧（１２Ｖ程度）を供給する。

低圧電源７０は、補機バッテリとも呼ばれ、代表的には鉛蓄電池を含んで構成される。低圧電源７０の出力電圧は、高圧電源１０の出力電圧よりも低く、たとえば１２Ｖ程度である。以下では、低圧電源７０から供給される電力で作動する機器類を総称して「低電圧系」ともいう。

補機負荷８０は、空調ユニット８１と、オーディオユニット８２とを含む。なお、補機負荷８０には、これらの他、たとえば図示しないランプ類、ワイパー、ヒータなど、他の電気負荷も含まれる。

さらに、車両１は、外部電源５００からの電力で高圧電源１０を充電する外部充電を行なうための構成として、充電装置２００と、インレット２１０とを含む。

インレット２１０は、外部電源５００からの交流電力を受けるために、車両１のボディに設けられる。インレット２１０には、充電ケーブル４００のコネクタ４１０が接続される。そして、充電ケーブル４００のプラグ４２０が、（たとえば、家庭用電源のような）外部電源５００のコンセント５１０に接続されることによって、外部電源５００の電力を充電ケーブル４００を介して車両１に供給可能な状態となる。

充電ケーブル４００の内部には、パイロット回路４３０が設けられる。パイロット回路４３０は、外部電源５００から供給される電力によって動作し、コントロールパイロット信号（以下、「ＣＰＬＴ信号」という）を発生する。パイロット回路４３０は、コネクタ４１０がインレット２１０に接続されると、所定のデューティサイクル（発振周期に対するパルス幅の比）でＣＰＬＴ信号を発振させる。ＣＰＬＴ信号は、外部電源５００の電力を車両１に供給可能な状態（すなわち、充電ケーブル４００が外部電源５００および車両１の双方に接続され、かつ、停電などによる電力供給遮断がない状態）である場合に、インレット２１０を経由して、ＥＣＵ１００に入力される。

なお、コネクタ４１０がインレット２１０に接続された場合、コネクタ４１０の内部に設けられたリミットスイッチが作動する。これにより、ケーブル接続信号ＰＩＳＷがインレット２１０からＥＣＵ１００に入力される。

充電装置２００は、インレット２１０に接続される。充電装置２００は、ＥＣＵ１００からの制御信号Ｓ４によって制御され、インレット２１０から供給される交流電力を、高圧電源１０に充電可能な電力（直流２００Ｖ程度）に変換し、正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１に出力する。これにより、高圧電源１０が外部電源５００の電力で充電される。

さらに、車両１は、ＩＧスイッチ９１、アクセルペダルポジションセンサ９２、ブレーキペダルストロークセンサ９３、シフトポジションセンサ９４を含む。

ＩＧスイッチ９１は、車両１を走行可能状態（以下「Ｒｅａｄｙ−ＯＮ状態」ともいう）にするための操作をユーザが入力するためのスイッチである。走行不能状態（以下「Ｒｅａｄｙ−ＯＦＦ状態」ともいう）でユーザがＩＧスイッチ９１を押すと、ＩＧスイッチ９１は、ユーザがＲｅａｄｙ−ＯＮ状態にすることを要求していることを示すＩＧｒｅｑ信号を、ＥＣＵ１００に出力する。なお、後述するように、ＥＣＵ１００は、このＩＧｒｅｑ信号に応じて起動される。なお、本実施の形態において、「起動」とは、停止状態（スリープ状態）から作動状態に変化することを意味する。

アクセルペダルポジションセンサ９２は、アクセルペダルの操作量ＡＰを検出する。ブレーキペダルストロークセンサ９３は、ブレーキペダルのストローク量ＢＳを検出する。

シフトポジションセンサ９４は、ユーザによって操作されるシフトレバー（図示せず）の位置（シフトポジション）ＳＰを検出する。なお、本実施の形態においては、シフトポジションＳＰは、Ｄ（ドライブ）、Ｎ（ニュートラル）、Ｒ（リバース）、Ｐ（パーキング）のいずれかのポジションに設定されるものとして説明する。

これらの各センサは、検出結果をＥＣＵ１００に出力する。
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリを含み、各センサ等からの信号の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、車両１および各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、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。

ＥＣＵ１００は、各センサ等から入力される信号などに応じて上述した制御信号Ｓ１〜Ｓ４を生成し、対応する各機器に出力する。なお、図１においては、ＥＣＵ１００を１つのユニットとしているが、たとえば機能ごとに分割してもよい。

図２は、低電圧系の起動回路の概略図である。この起動回路は、メインリレー（ＭＲ）７１と、プラグインメインリレー（ＰＩＭＲ）７２との２つの電源スイッチを含む。ＭＲ７１およびＰＩＭＲ７２は、それぞれＥＣＵ１００からの制御信号Ｓ５，Ｓ６によって制御される。

ＥＣＵ１００および充電装置２００は、ＭＲ７１を介して低圧電源７０に接続されるとともに、ＰＩＭＲ７２を介しても低圧電源７０と接続される。なお、ＥＣＵ１００は、電力線ＰＬ４を介して低圧電源７０に常時接続されている。一方、補機負荷８０は、ＭＲ７１を介して低圧電源７０に接続されるが、ＰＩＭＲ７２を介しては低圧電源７０に接続されない。

ＥＣＵ１００は、スリープ状態において、電力線ＰＬ４を介して供給される電力を僅かに消費しながら、ＩＧｒｅｑ信号およびＣＰＬＴ信号を監視している。

スリープ状態でユーザがＩＧスイッチ９１を押すと、ＥＣＵ１００にＩＧｒｅｑ信号が入力される。この場合、ＥＣＵ１００は、ＭＲ７１を閉状態にさせる制御信号Ｓ５をＭＲ７１に出力する。これにより、ＭＲ７１が閉状態となり、低圧電源７０の電力が低電圧系に供給され、ＥＣＵ１００を含む低電圧系が起動される。この状態がＲｅａｄｙ−ＯＮ状態である。以下では、低圧電源７０からＭＲ７１を介してＥＣＵ１００に供給される電力を「ＩＧ信号」という。ＥＣＵ１００は、このＩＧ信号が入力されることによって起動される。

一方、スリープ状態でユーザが充電ケーブル４００を外部電源５００および車両１に接続する操作（以下「プラグイン操作」という）を行なうと、上述したＣＰＬＴ信号がＥＣＵ１００に入力される。この場合、ＥＣＵ１００は、ＰＩＭＲ７２を閉状態にさせる制御信号Ｓ６をＰＩＭＲ７２に出力する。これにより、ＰＩＭＲ７２が閉状態となり、低圧電源７０の電力が充電装置２００およびＥＣＵ１００に供給される。この際、外部充電に必要のない補機負荷８０（空調ユニット８１やオーディオユニット８２など）は起動されないため、無駄な電力消費が抑制される。以下では、低圧電源７０からＰＩＭＲ７２を介してＥＣＵ１００に供給される電力を「ＩＧＰ信号」という。ＥＣＵ１００は、上述したＩＧ信号だけでなく、このＩＧＰ信号が入力されることによっても起動される。

このように、ＥＣＵ１００は、ＩＧ信号またはＩＧＰ信号が入力されることによって、起動される。なお、以下の説明において、信号について用いる「ＯＮ」は、その信号が活性状態であることを意味し、「ＯＦＦ」は非活性状態であることを意味する。

図３は、ＩＧスイッチ操作（ユーザがＩＧスイッチ９１を押す操作）とＩＧ信号との関係を示す。ＩＧ信号が「ＯＦＦ」（ＩＧ信号がＥＣＵ１００に入力されていない状態）の場合にＩＧスイッチ操作がなされると、ＩＧｒｅｑ信号がＥＣＵ１００に入力され、ＩＧ信号は「ＯＦＦ」から「ＯＮ」（ＩＧ信号がＥＣＵ１００に入力された状態）に変化する。一方、ＩＧ信号が「ＯＮ」の場合にＩＧスイッチ操作がなされると、ＩＧ信号は「ＯＮ」から「ＯＦＦ」に変化する。このように、ＩＧ信号のＯＮ／ＯＦＦの切替は、ユーザのＩＧスイッチ操作に応じて行なわれ、ＥＣＵ１００の判断では行なわれない。

図４は、プラグイン操作、ＩＧＰ信号、ＣＰＬＴ信号の関係を例示した図である。ＩＧＰ信号が「ＯＦＦ」の場合にプラグイン操作がなされると、ＣＰＬＴ信号がＥＣＵ１００に入力され、ＩＧＰ信号は「ＯＦＦ」から「ＯＮ」に変化する。これにより、ＥＣＵ１００が起動され、外部充電が可能な状態となる。その後、外部充電によって高圧電源１０が満充電状態になったとＥＣＵ１００が判断した場合には、ＥＣＵ１００は、ユーザの操作がなくても、自らＰＩＭＲ７２を開状態にして、ＩＧＰ信号を「ＯＮ」から「ＯＦＦ」に変化させる。これにより、ＥＣＵ１００は、スリープ状態となる。この場合、ユーザが充電ケーブル４００を外部電源５００または車両１から外す操作（以下、「プラグアウト操作」という）を行なうまでは、外部電源５００の停電がない限り、図４に示すように、ＩＧＰ信号のＯＦＦ後もＣＰＬＴ信号の入力は継続される。

ＥＣＵ１００は、起動時以降に、ＩＧ信号、ＩＧＰ信号、ＳＴ信号（後述）、ＣＰＬＴ信号の少なくともいずれかの信号に基づいて、車両１の走行を制御するための走行制御モードおよび充電装置２００を制御して外部充電を行なうための充電制御モードのいずれかの制御モードを選択し、選択した制御モードで車両１の各機器を制御する。

図５は、制御モードの選択に関する部分のＥＣＵ１００の機能ブロック図である。図５に示した各機能ブロックは、電子回路等によるハードウェア処理によって実現してもよいし、プログラムの実行等によるソフトウェア処理によって実現してもよい。

ＥＣＵ１００は、ＳＴ信号生成部１１０と、選択部１２０と、制御部１３０とを含む。
ＳＴ信号生成部１１０は、ユーザが車両１の走行開始を要求する操作（以下、「スタート操作」という）を行なったか否かを判断し、スタート操作が行なわれたと判断した場合、その旨を示すＳＴ信号を生成して選択部１２０に出力する。なお、スタート操作がどのような操作であるのかは、予め決めておけばよい。以下では、スタート操作を「ブレーキペダルを踏みながらＩＧスイッチ９１を押す操作」であるものとして説明する。したがって、ＳＴ信号生成部１１０は、ブレーキペダルのストローク量ＢＳが０よりも大きい状態でＩＧｒｅｑ信号が入力された場合に、ＳＴ信号を生成する。

選択部１２０は、ＩＧ信号、ＩＧＰ信号、ＳＴ信号、ＣＰＬＴ信号の組合せに基づいて、走行制御モードおよび充電制御モードのいずれかの制御モードを選択する。

図６は、選択部１２０が制御モードを選択する際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す処理は、ＥＣＵ１００の起動時に開始される。したがって、この処理の開始時においては、ＩＧＰ信号およびＩＧ信号の少なくともいずれかは「ＯＮ」である。このフローチャートの各ステップ（以下、ステップを「Ｓ」と略す）はハードウェア処理によって実現してもよいしソフトウェア処理によって実現してもよい。

Ｓ１にて、選択部１２０は、ＳＴ信号が入力された状態（ＳＴ＝ＯＮ）であるか否かを判断する。ＳＴ＝ＯＮであると（Ｓ１にてＹＥＳ）、選択部１２０は、処理をＳ３に移して走行制御モードを選択する。そうでないと（Ｓ１にてＮＯ）、処理はＳ２に移される。

Ｓ２にて、選択部１２０は、ＩＧＰ信号が入力されかつＩＧ信号が入力されていない状態（ＩＧＰ＝ＯＮかつＩＧ＝ＯＦＦ）であるか否かを判断する。

ＩＧＰ＝ＯＮかつＩＧ＝ＯＦＦであると（Ｓ２にてＹＥＳ）、選択部１２０は、処理をＳ４に移して充電制御モードを選択する。

一方、ＩＧＰ＝ＯＮかつＩＧ＝ＯＦＦでない場合、すなわち少なくともＩＧ信号が入力された状態（ＩＧ＝ＯＮ）である場合（Ｓ２にてＮＯ）、選択部１２０は、処理をＳ５に移し、制御モードの選択を行なわずに待機する。以下、この待機状態を「ＩＧニュートラル状態」という。

Ｓ６にて、選択部１２０は、ＩＧニュートラル状態が所定時間Ｔ（たとえば数秒程度）以上継続しているか否かを判断する。

ＩＧニュートラル状態が所定時間Ｔ以上継続していない場合（Ｓ６にてＮＯ）、選択部１２０は、処理をＳ１に戻し、Ｓ１以降の処理を繰り返す。

一方、ＩＧニュートラル状態が所定時間Ｔ以上継続している場合（Ｓ６にてＹＥＳ）、選択部１２０は、処理をＳ７に移し、ＣＰＬＴ信号が入力された状態（ＣＰＬＴ＝ＯＮ）であるか否かを判断する。

ＣＰＬＴ信号が入力されていない状態（ＣＰＬＴ＝ＯＦＦ）である場合（Ｓ７にてＮＯ）、選択部１２０は、処理をＳ１に戻し、Ｓ１以降の処理を繰り返す。

一方、ＣＰＬＴ＝ＯＮである場合（Ｓ７にてＹＥＳ）、選択部１２０は、処理をＳ４に移して充電制御モードを選択する。

図５に戻って、制御部１３０について説明する。制御部１３０は、選択部１２０が設定した制御モードで車両１の各機器を制御する。

走行制御モードでは、制御部１３０は、ＳＭＲ１１を閉状態にして高圧電源１０の電力をＰＣＵ２０を経由してＭＧ３０に供給可能な状態とする。そして、制御部１３０は、アクセルペダルの操作量ＡＰなどの各センサからの情報に基づいてＰＣＵ２０の動作を制御して、高圧電源１０の電力でＭＧ３０を駆動させる。これにより、ユーザの意図に応じて車両１が走行される。なお、走行制御モードでは、充電装置２００の作動が禁止される。したがって、外部充電を行なうことはできない。

走行制御モード中にユーザがシステムを停止させるためにＩＧスイッチ９１を押すと、制御部１３０は、ＭＲ７１を開状態にする。これに伴ない、ＥＣＵ１００は作動状態からスリープ状態に移行する。

一方、充電制御モードでは、制御部１３０は、ＳＭＲ１１を閉状態にして充電装置２００と高圧電源１０とを接続する。そして、ＥＣＵ１００は、充電装置２００の動作を制御して、外部電源５００の交流電力を高圧電源１０に充電可能な直流電力に変換する。これにより、外部充電が行なわれる。

また、充電制御モードでは、制御部１３０は、充電装置２００およびＤＣ／ＤＣコンバータ６０を制御して外部電源５００の電力を用いて補機負荷８０（空調ユニット８１やオーディオユニット８２など）を作動させることを許容する。すなわち、充電制御モード中にユーザが補機負荷８０を作動させる場合、制御部１３０は、充電装置２００を制御して外部電源５００の交流電力を直流電力に変換させるとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０を制御して外部電源５００で変換された電力の電圧を降圧して補機負荷８０に供給する。これにより、充電制御モード中であれば、充電装置２００およびＤＣ／ＤＣコンバータ６０を作動させることによって、家庭用の外部電源５００の電力をリアルタイムで車両１の補機負荷８０に供給することができる。以下では、このような目的で充電装置２００およびＤＣ／ＤＣコンバータ６０を作動させることを「マイルーム充電」ともいう。

外部充電中、制御部１３０は、高圧電源１０の蓄電量を監視し、蓄電量が目標値に達した（満充電状態となった）時点で、不要な電力消費を防止するために、ＰＩＭＲ７２を開状態にする。これに伴ない、ＥＣＵ１００は作動状態からスリープ状態に移行する。

図７は、ＥＣＵ１００および制御モードの状態遷移を示す図である。
まず、スリープ状態Ａでユーザがスタート操作（ブレーキペダルを踏みながらＩＧスイッチ９１を押す操作）を行なった場合を想定する。この場合、ＩＧｒｅｑ信号がＥＣＵ１００に入力され、これに応じてＭＲ７１が閉状態となりＩＧ信号が「ＯＦＦ」から「ＯＮ」に変化するため、ＥＣＵ１００が起動され作動状態Ｂとなる。この際、ＳＴ＝ＯＮであるため、矢印ａに示すように、起動直後に走行制御モードが選択される（Ｓ１にてＹＥＳ、Ｓ３）。

なお、走行制御モード中にユーザが再びＩＧスイッチ９１を押すと、ＥＣＵ１００は自らＩＧ信号を「ＯＮ」から「ＯＦＦ」に変化させてスリープ状態となる（矢印ｅ参照）。

次に、スリープ状態Ａでユーザがプラグイン操作を行なった場合を想定する。この場合、ＣＰＬＴ信号が「ＯＦＦ」から「ＯＮ」に変化し、これに応じてＰＩＭＲ７２が閉状態となりＩＧＰ信号が「ＯＦＦ」から「ＯＮ」に変化するため、ＥＣＵ１００が起動され作動状態Ｂとなる。この際、ＳＴ＝ＯＦＦであり（Ｓ１にてＮＯ）、さらにＩＧＰ＝ＯＮかつＩＧ＝ＯＦＦである（Ｓ２にてＹＥＳ）ため、矢印ｂに示すように、起動直後に充電制御モードが選択される（Ｓ４）。

なお、充電制御モード中に、外部充電によって高圧電源１０が満充電状態となった場合、または、ＣＰＬＴ＝ＯＦＦとなった場合、ＥＣＵ１００は自らＩＧＰ信号を「ＯＮ」から「ＯＦＦ」に変化させてスリープ状態Ａとなる（矢印ｆ参照）。

次に、スリープ状態Ａでユーザがブレーキペダルを踏まずにＩＧスイッチ９１を押した場合を想定する。この場合、ＩＧｒｅｑ信号がＥＣＵ１００に入力され、これに応じてＭＲ７１が閉状態となりＩＧ信号が「ＯＦＦ」から「ＯＮ」に変化するため、ＥＣＵ１００が起動され作動状態Ｂとなる。この際、ＳＴ＝ＯＦＦであり（Ｓ１にてＮＯ）、かつＩＧ＝ＯＮである（Ｓ２にてＮＯ）ため、矢印ｃに示すように、いずれの制御モードも選択されずにＩＧニュートラル状態となる（Ｓ５）。

ＩＧニュートラル状態となると、所定時間Ｔが経過するまで（Ｓ６にてＮＯ）は、ＳＴ信号の入力の有無の判断が継続される（Ｓ１）。そして、矢印ｄに示すように、ＳＴ信号が入力された時点で走行制御モードが選択される（Ｓ１にてＹＥＳ、Ｓ３）。ＳＴ信号が入力されない場合はＩＧニュートラル状態が維持される（Ｓ１にてＮＯ、Ｓ２にてＮＯ、Ｓ５）。

ニュートラル状態が所定時間Ｔ以上継続した以降（Ｓ６にてＹＥＳ）は、ＳＴ信号の入力の有無の判断（Ｓ１）に加えて、さらにＣＰＬＴ信号の入力の有無の判断が行なわれる（Ｓ７）。そして、ＣＰＬＴ信号よりも先にＳＴ信号が入力された場合（Ｓ６にてＮＯ、Ｓ１にてＹＥＳ）は、矢印ｄに示すように、走行制御モードが選択される（Ｓ３）。ＳＴ信号よりも先にＣＰＬＴ信号が入力された場合（Ｓ１にてのＮＯ、Ｓ７にてＹＥＳ）、矢印ｇに示すように、充電制御モードが選択される（Ｓ４）。

本実施の形態において、最も特徴的な点は、図７の矢印ｇに示した状態移行を実現した点である。この点について説明する。

上述したように、充電制御モード中であれば、外部電源５００の電力をリアルタイムで車両１の補機負荷８０に供給する「マイルーム充電」が可能である。

ところが、充電制御モード中に外部充電が完了した後は、ＥＣＵ１００はスリープ状態となってしまう（矢印ｆ参照）。

このように外部充電完了後のスリープ状態からマイルーム充電を行なう場合、従来においては、矢印ｂに示すルートで制御モードを充電制御モードに移行させることしができなかった。つまり、充電ケーブル４００が既に車両１および外部電源５００に接続されているにも関わらず、ユーザは、改めてプラグアウト操作を行なってＣＰＬＴ信号を「ＯＦＦ」にした後にさらにプラグイン操作を行なってＣＰＬＴ信号を「ＯＮ」にするという煩わしい操作を行なう必要があった。

これに対し、本実施の形態においては、従来のような煩わしいプラグの抜き差し操作を行なう必要はない。すなわち、外部充電完了後のスリープ状態Ａでスタート操作を行なうことなくＩＧスイッチ操作を行なってＩＧニュートラル状態にし（矢印ｃ）、その後、所定時間Ｔが経過するのを待てば、充電制御モードとなる（矢印ｇ）。これにより、外部充電完了後のマイルーム充電を、ＩＧスイッチ操作を行なうだけの簡易な操作で行なうことができる。

さらに、従来においては、矢印ｂに示すルートでしか充電制御モードを選択できなかった。そのため、何らかの異常が生じてＩＧＰ信号がＥＣＵ１００に入力されくなった場合（以下、このような異常を「ＩＧＰ断線異常」という）、そもそもＩＧＰ信号が「ＯＦＦ」から「ＯＮ」に変化したことをＥＣＵ１００で判断できなくなるため、充電制御モードを選択することができなかった。

これに対し、本実施の形態においては、上述したように、外部充電完了後のスリープ状態Ａでスタート操作を行なうことなくＩＧスイッチ操作を行なってＩＧニュートラル状態にし（矢印ｃ）、その後、所定時間Ｔが経過するのを待つことで、充電制御モードを選択することができる（矢印ｇ）。このような選択ルートでは、ＩＧＰ信号が「ＯＮ」であることを判断する必要がないため、ＩＧＰ断線異常が生じた場合においても、充電制御モードの選択が可能となる。

図８は、ＩＧ信号、ＩＧＰ信号、ＳＴ信号、ＣＰＬＴ信号の組合せのパターンと制御モードとの対応関係を示した図である。

スリープ状態でユーザがスタート操作を行なった場合、パターン１、１ａとなる。この場合、ＳＴ＝ＯＮであるため、起動直後に走行制御モードとなる。なお、パターン１ａでは、ＣＰＬＴ＝ＯＮであり、充電ケーブル４００が車両１に接続されたままの状態であるため、車両１の走行を一時的に禁止した上で、ユーザにその旨および充電ケーブル４００を車両１から外すように促がす警告を行なえばよい。

スリープ状態でユーザがプラグイン操作を行なった場合、パターン２となる。この場合、ＳＴ＝ＯＦＦ、ＩＧＰ＝ＯＮ、ＩＧ＝ＯＦＦであるため、起動直後に走行制御モードとなる。

外部充電完了後のスリープ状態でユーザがＩＧスイッチ操作を行なった場合、パターン３となる。この場合、ＳＴ＝ＯＦＦ、ＩＧ＝ＯＮであるため起動後はＩＧニュートラル状態となり、ＩＧニュートラル状態が所定時間Ｔ継続した時点で充電ケーブル４００が車両１に接続されたままの状態でありＣＰＬＴ＝ＯＮが継続している（図４参照）ため充電制御モードとなる。

ＩＧスイッチ操作による起動でＥＣＵ１００がＩＧニュートラル状態となった後、しばらくしてユーザがプラグイン操作を行なった場合、パターン４となる。この場合、プラグイン操作が行なわれた時点でＣＰＬＴ＝ＯＮとなる。したがって、まだＩＧニュートラル状態が所定時間Ｔ継続していない場合は所定時間Ｔが継続した時点で、既にＩＧニュートラル状態が所定時間Ｔ継続していた場合はプラグイン操作が行なわれた時点で、充電制御モードとなる。なお、上述したＩＧＰ断線異常時には、パターン３またはパターン４と同様のルートで充電制御モードを選択することが可能である。

以上のように、本実施の形態に従うＥＣＵ１００は、外部充電完了後のスリープ状態でＩＧスイッチ操作を行なった場合（パターン３）、ＩＧスイッチ操作後のＩＧニュートラル状態でプラグイン操作を行なった場合（パターン４）、のいずれの場合であっても、ユーザによる簡易な操作で充電制御モードに移行させることができる。また、ＩＧＰ断線異常時においても充電制御モードに移行させることができる。そのため、車両１の利便性（ユーザの使い勝手および購入インセンティブ）を著しく向上させることができる。

なお、本実施の形態において、図６のＳ１にて「ＳＴ＝ＯＮであるか否か」を判断したが、この判断に用いる情報は、ＩＧスイッチ操作時以降のユーザの走行開始意思を判断可能なものであればよく、したがってＳＴ信号に代えてあるいは加えて、他の情報を用いてもよい。

たとえば、シフトポジションＳＰが「Ｐ（パーキング）」の状態での停車中に、シフトポジションＳＰがＰ以外のポジション（本実施の形態においてはＤ、Ｎ、Ｒのいずれかのポジション、以下、「非ＰポジションｎｏｔＰ」ともいう）に変化した場合は、ユーザが車両１を走行を開始させるためにシフトレバーを操作したと考えられる。以下、このようなユーザ操作を「Ｐ抜き操作」ともいう。このＰ抜き操作をＩＧスイッチ操作時以降のユーザの走行開始意思を判断するための情報として用いることができる。

図９は、Ｐ抜き操作を考慮して制御モードを選択する際の選択部１２０（ＥＣＵ１００）の処理手順を示すフローチャートである。図９に示すフローチャートは、図６のＳ１をＳ１ａに代えたものである。他の処理は既に説明した内容と同じであるため、ここでの詳細な説明は繰り返さない。

Ｓ１ａにて、選択部１２０（ＥＣＵ１００）は、ＳＴ＝ＯＮであるか否か、および、シフトポジションＳＰが非ＰポジションｎｏｔＰである状態が所定時間継続したか否かを判断する。選択部１２０は、ＳＴ＝ＯＮの場合、または、ＳＰ＝ｎｏｔＰが所定時間継続している場合（Ｓ１ａにてＹＥＳ）、ユーザの走行開始意思ありと判断して、処理をＳ３に移し、走行制御モードを選択する。そうでない場合（Ｓ１ａにてＮＯ）、選択部１２０は、処理をＳ２に移す。

このようにすれば、スタート操作に加えて、Ｐ抜き操作に基づいて、ユーザの走行開始意思を判断できるため、よりユーザの意思に近い制御モード選択が可能となる。

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。

１ 車両、１０ 高圧電源、１１ システムメインリレー（ＳＭＲ）、２０ パワーコントロールユニット（ＰＣＵ）、３０ モータジェネレータ（ＭＧ）、４０ 動力伝達ギア、５０ 駆動輪、６０ コンバータ、７０ 低圧電源、８０ 補機負荷、８１ 空調ユニット、８２ オーディオユニット、９１ スイッチ、９２ アクセルペダルポジションセンサ、９３ ブレーキペダルストロークセンサ、９４ シフトポジションセンサ、１００ 制御装置（ＥＣＵ）、１１０ ＳＴ信号生成部、１２０ 選択部、１３０ 制御部、２００ 充電装置、２１０ インレット、４００ 充電ケーブル、４１０ コネクタ、４２０ プラグ、４３０ パイロット回路、５００ 外部電源、５１０ コンセント。

Claims (5)

1. 駆動力を得るための電力を蓄える蓄電装置と、外部電源から供給される外部電力を前記蓄電装置に充電可能な電力に変換して前記蓄電装置に出力する充電装置とを備えた車両の制御装置であって、
   前記制御装置は、前記車両を走行可能な状態にするためのＩＧ操作をユーザが行なったことおよび前記外部電源を前記車両に接続する接続操作をユーザが行なったことのいずれかに応じて起動され、
   前記制御装置は、
   起動時以降に、前記車両の走行を制御するための走行制御モードおよび前記充電装置を制御して前記外部電力で前記蓄電装置を充電する外部充電を行なうための充電制御モードのいずれかの制御モードを選択する選択部と、
   選択された前記制御モードに応じて前記車両を制御する制御部とを備え、
   前記選択部は、前記ＩＧ操作に応じて入力される第１信号、前記接続操作に応じて入力される第２信号、前記車両の走行を開始させるための操作をユーザが行なったことを示す第３信号、前記外部電源が前記車両に接続されかつ電力供給可能な状態である場合に入力される第４信号の少なくともいずれかの信号に基づいて、前記制御モードを選択し、
   前記選択部は、起動時に前記第３信号がある場合、前記第１、第２、第４信号の有無に関わらず前記走行制御モードを選択し、
   前記選択部は、起動時に前記第１信号があるが前記第２、第３信号がない場合、前記第４信号の有無に関わらず前記制御モードを選択せずに前記第３信号が入力されるのを待機し、待機状態が所定時間継続するまでに前記第３信号が入力されたとき、または、待機状態が前記所定時間継続するまでに前記第３信号が入力されずかつ待機状態が前記所定時間継続した以降において前記第４信号よりも先に前記第３信号が入力されたときは前記走行制御モードを選択し、待機状態が前記所定時間継続するまでに前記第３信号が入力されずかつ待機状態が前記所定時間継続した以降において前記第３信号よりも先に前記第４信号が入力されたときは前記充電制御モードを選択する、車両の制御装置。
2. 前記選択部は、起動時に前記第１信号がなくかつ前記第２信号がある場合、前第３、第４信号の有無に関わらず前記充電制御モードを選択する、請求項１に記載の車両の制御装
   置。
3. 前記車両は、補機と、前記補機と前記蓄電装置と前記充電装置とに接続され前記蓄電装置および前記充電装置の少なくとも一方から入力される電圧を前記補機を作動可能な電圧に変換して前記補機に出力するコンバータとをさらに備え、
   前記制御部は、前記充電制御モードが選択された場合、前記充電装置および前記コンバータを制御して前記外部電力を用いて前記補機を作動させることを許容する、請求項１に記載の車両の制御装置。
4. 前記車両は、補機電源と、ブレーキペダルとをさらにを備え、
   前記外部電力は、充電ケーブルを介して前記車両に供給され、
   前記第１信号は、前記ＩＧ操作に応じて前記補機電源から前記制御装置に入力される電力信号であり、
   前記第２信号は、前記接続操作に応じて前記補機電源から前記制御装置に入力される電力信号であり、
   前記第３信号は、ユーザが前記ブレーキペダルを踏みながら前記ＩＧ操作をしたことを示す信号であり、
   前記第４信号は、前記充電ケーブルが前記外部電源および前記車両に接続された場合に前記充電ケーブルから入力されるパイロット信号である、請求項１に記載の車両の制御装置。
5. 駆動力を得るための電力を蓄える蓄電装置と、外部電源から供給される外部電力を前記蓄電装置に充電可能な電力に変換して前記蓄電装置に出力する充電装置とを備えた車両の制御装置が行なう制御方法であって、
   前記制御装置は、前記車両を走行可能な状態にするためのＩＧ操作をユーザが行なったことおよび前記外部電源を前記車両に接続する接続操作をユーザが行なったことのいずれかに応じて起動され、
   前記制御方法は、
   起動時以降に、前記車両の走行を制御するための走行制御モードおよび前記充電装置を制御して前記外部電力で前記蓄電装置を充電する外部充電を行なうための充電制御モードのいずれかの制御モードを選択するステップと、
   選択された前記制御モードに応じて前記車両を制御するステップとを含み、
   前記選択するステップは、前記ＩＧ操作に応じて入力される第１信号、前記接続操作に応じて入力される第２信号、前記車両の走行を開始させるための操作をユーザが行なったことを示す第３信号、前記外部電源が前記車両に接続されかつ電力供給可能な状態である場合に入力される第４信号の少なくともいずれかの信号に基づいて、前記制御モードを選択するステップを含み、
   前記選択するステップは、起動時に前記第３信号がある場合、前記第１、第２、第４信号の有無に関わらず前記走行制御モードを選択し、
   前記選択するステップは、起動時に前記第１信号があるが前記第２、第３信号がない場合、前記第４信号の有無に関わらず前記制御モードを選択せずに前記第３信号が入力されるのを待機し、待機状態が所定時間継続するまでに前記第３信号が入力されたとき、または、待機状態が前記所定時間継続するまでに前記第３信号が入力されずかつ待機状態が前記所定時間継続した以降において前記第４信号よりも先に前記第３信号が入力されたときは前記走行制御モードを選択し、待機状態が前記所定時間継続するまでに前記第３信号が入力されずかつ待機状態が前記所定時間継続した以降において前記第３信号よりも先に前記第４信号が入力されたときは前記充電制御モードを選択するステップを含む、車両の制御方法。

Images