JP6146435B2 - 車両 - Google Patents

Description

この発明は車両に関し、より特定的には、エンジン作動を伴って給電するモードを有する車両に関する。

近年、ハイブリッド自動車や電気自動車等の比較的大容量の蓄電装置を搭載する車両について、スマートグリッドなどに見られるように、車両を電力供給源として考え、車両外部の一般の電気機器に対して車両から給電する構想が検討されている。また、キャンプや屋外での作業などで電気機器を使用する場合の電源として、車両が使用される場合もある。

たとえば、特開２００７−２３６０２３号公報（特許文献１）および特開２０１３−０５１７７２号公報（特許文献２）には、ハイブリッド自動車において、蓄電装置の電力の他に、エンジン駆動による発電電力をさらに用いて、車両外部へ長時間にわたって給電するための構成が記載される。特に、特許文献１には、車両からの給電時において、電気負荷による現在の電力使用を継続した場合における給電可能時間を算出して表示することが記載されている。

また、特開２００１−２３１１０３号公報（特許文献３）には、ハイブリッド自動車の走行可能距離および走行可能時間を、燃料残量に基づく発電可能電力量と、バッテリの充電レベルに基づく放電可能電力量とに基づいて算出することが記載されている。

特開２００７−２３６０２３号公報 特開２０１３−０５１７７２号公報 特開２００１−２３１１０３号公報

特許文献１および２のように、エンジン作動を伴って給電するモードを有する車両では、給電可能時間は、エンジンの燃料残量と蓄電装置の残存容量（すなわち、ＳＯＣ：State of Charge）とに基づいて算出される。

しかしながら、エンジン作動を伴う給電時には、燃料消費を伴う発電電力が給電電力を上回ると、蓄電装置のＳＯＣは上昇する。このため、給電可能時間の算出において、燃料残量が離散的数値で認識される場合には、離散的数値の分解能によっては、燃料残量の認識値が一定の下で、蓄電装置のＳＯＣ認識値が上昇するケースが発生し得る。このようなケースでは、給電の進行に伴って、給電可能時間が増加するという不合理な算出結果が得られることにより、ユーザに違和感を与える可能性がある。また、算出された給電可能時間を活用して、車両からの給電動作を制御する場合に、不都合な制御動作を引き起こす可能性も懸念される。

この発明はこのような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、内燃機関の作動を伴って給電するモードを有する車両において、給電モードでの給電可能時間を適切に算出することである。

本発明のある局面では、給電モードを有する車両は、蓄電装置と、内燃機関と、燃料タンクと、燃料計と、発電機構と、電力変換器と、電力ノードと、制御装置とを備える。内燃機関は、燃料の燃焼により動力を発生するように構成される。燃料タンクは、燃料を貯蔵するように構成される。燃料計は、燃料タンクにおける燃料残量を検出するように構成される。電力変換器は、給電モードにおいて、蓄電装置および発電機構の少なくとも一方からの電力を給電電力に変換するように構成される。電力ノードは、電力変換器からの給電電力を出力するように構成される。制御装置は、給電モードにおいて、内燃機関を停止した給電時に蓄電装置のＳＯＣが第１の基準値まで低下すると、内燃機関を作動して給電を継続するように内燃機関の動作を制御する。さらに、制御装置は、給電モードにおいて、給電開始から、内燃機関の作動による発電機構からの電力によって蓄電装置が充電されることによる回復履歴がＳＯＣに発生するまでの第１の期間では、燃料計の出力に基づいて離散的数値で認識された燃料残量値とＳＯＣとに基づいて給電可能時間を算出するように構成される。一方で、制御装置は、当該回復履歴の発生後には、ＳＯＣを考慮することなく残量値に基づいて給電可能時間を算出する。

上記車両によれば、ＳＯＣの回復履歴が発生した後の第２の期間において、燃料消費の結果生じるＳＯＣ変化を反映する放電可能時間を給電可能時間に非算入とすることができる。これにより、制御装置による燃料残量の認識値の分解能が粗い場合にも、給電可能時間が変動する不具合を解消することができ。この結果、給電の継続中において給電可能時間の算出値が増加しないように、給電可能時間を適切に算出することができる。

好ましくは、制御装置は、内燃機関の作動を伴う給電時において、蓄電装置のＳＯＣが、第１の基準値よりも高い第２の基準値まで上昇すると、内燃機関を停止して給電を継続するように内燃機関の動作を制御する。

このようにすると、給電モード中に蓄電装置が過放電または過充電とならないように、内燃機関の作動を伴う給電（ＨＶ給電）および内燃機関を停止した給電（ＥＶ給電）を選択することができる。

さらに好ましくは、制御装置は、給電開始からの内燃機関の作動履歴に基づいて、回復履歴を検知する。

このようにすると、内燃機関の作動履歴に従って、ＳＯＣによる放電可能時間を給電可能時間に非算入とする開始タイミングを簡易に設定することができる。

また、さらに好ましくは、制御装置は、給電モード中において、ＳＯＣが減少から増加に転じた履歴の有無に基づいて回復履歴を検知するように構成される。あるいは、制御装置は、給電モード中において、ＳＯＣが第１の基準値に対応して定められた所定値まで低下した履歴の有無に基づいて、回復履歴を検知するように構成される。

このようにすると、実際のＳＯＣの履歴に従って、ＳＯＣによる放電可能時間を給電可能時間に非算入とする開始タイミングを適切に設定することができる。

好ましくは、車両は、表示器をさらに備える。表示器は、制御装置によって算出された給電可能時間をユーザが視認できる態様で表示するように構成される。

このようにすると、表示器に表示された給電可能時間によって、ユーザに違和感を与えることを防止できる。

この発明によれば、エンジン作動を伴って給電するモードを有する車両において、給電時における給電可能時間を適切に算出することができる。

本実施の形態に従う車両の全体ブロック図である。 本実施の形態に従う車両の給電モードにおけるＨＶ給電およびＥＶ給電の選択のための制御を説明するためのフローチャートである。 本実施の形態に従う車両の給電モードにおける燃料残量およびＳＯＣの推移ならびに、これに対する給電可能時間の算出結果の推移の一例を示す概念的な波形図である。 本実施の形態に従う給電可能時間の算出処理を説明するフローチャートである。 発電可能時間の算出処理の詳細を示すフローチャートである。 放電可能時間の算出処理の詳細を示すフローチャートである。 ＳＯＣ回復履歴の判定のための制御処理の他の例を示すフローチャートである。 ＳＯＣ回復履歴の判定のための制御処理のさらに他の例を示すフローチャートである。

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、図中の同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則的に繰返さないものとする。

（車両の構成および動作）
図１は、本実施の形態に従う車両１００の全体ブロック図である。

図１を参照して、車両１００は、蓄電装置１１０と、システムメインリレー（System Main Relay：ＳＭＲ）１１５と、ＰＣＵ（Power Control Unit）１２０と、モータジェネレータ１３０，１３５と、動力伝達ギヤ１４０と、駆動輪１５０と、内燃機関であるエンジン１６０と、通信部１７０と、制御装置であるＥＣＵ（Electronic Control Unit）３００とを備える。ＰＣＵ１２０は、コンバータ１２１と、インバータ１２２，１２３と、コンデンサＣ１，Ｃ２とを含む。

蓄電装置１１０は、再充電可能に構成された電力貯蔵要素である。蓄電装置１１０は、たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池または鉛蓄電池などの二次電池、あるいは電気二重層キャパシタなどの蓄電素子を含んで構成される。

蓄電装置１１０は、電力線ＰＬ０および接地線ＮＬ０と接続される。ＳＭＲ１１５は、電力線ＰＬ０およびＰＬ１の間に接続されたリレーと、接地線ＮＬ０およびＮＬ１の間に接続されたリレーとを含む。ＳＭＲ１１５は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ１に基づいて、蓄電装置１１０およびＰＣＵ１２０の間での電力の供給と遮断とを切替える。

蓄電装置１１０は、車両１００の駆動力を発生させるための電力をＰＣＵ１２０に供給する。また、蓄電装置１１０は、モータジェネレータ１３０，１３５で発電された電力を蓄電する。このように、蓄電装置１１０は、車両駆動用電動機であるモータジェネレータ１３０，１３５との間で電力を授受するように構成されるため、比較的大容量である。蓄電装置１１０の出力はたとえば２００Ｖ程度である。蓄電装置１１０は、いずれも図示しないが電圧センサおよび電流センサを含み、これらのセンサによって検出された、蓄電装置１１０の電圧ＶＢおよび電流ＩＢをＥＣＵ３００へ出力する。

コンバータ１２１は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＣに基づいて、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１と電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ１との間で電圧変換を行なう。

インバータ１２２，１２３は、電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ１に並列に接続される。インバータ１２２，１２３は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２にそれぞれ基づいて、コンバータ１２１から供給される直流電力を交流電力に変換し、モータジェネレータ１３０，１３５をそれぞれ駆動する。

コンデンサＣ１は、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１の間に設けられ、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１間の電圧変動を減少させる。また、コンデンサＣ２は、電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ１の間に設けられ、電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ１間の電圧変動を減少させる。

モータジェネレータ１３０，１３５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。

エンジン１６０は、内燃機関であり、たとえばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等によって構成される。エンジン１６０は、燃料タンク１６５に貯蔵された燃料の燃焼による熱エネルギーをピストンやロータなどの運動子の運動エネルギーに変換することによって、動力を出力する。燃料タンク１６５には、燃料残量を検出する燃料計１９５が設けられる。

モータジェネレータ１３０，１３５から出力された動力（トルク）は、減速機や動力分割機構を含んで構成される動力伝達ギヤ１４０を介して駆動輪１５０に伝達されて、車両１００を走行させる。モータジェネレータ１３０，１３５は、車両１００の回生制動動作時には、駆動輪１５０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、ＰＣＵ１２０によって蓄電装置１１０の充電電力に変換される。

また、モータジェネレータ１３０，１３５は動力伝達ギヤ１４０を介してエンジン１６０とも結合される。そして、ＥＣＵ３００により、モータジェネレータ１３０，１３５およびエンジン１６０が協調的に動作されることによって、車両１００の駆動力が発生される。

さらに、モータジェネレータ１３０は、エンジン１６０の回転により発電が可能であり、この発電電力をＰＣＵ１２０によって蓄電装置１１０の充電電力に変換することができる。すなわち、モータジェネレータ１３０およびＰＣＵ１２０によって、エンジン１６０からの動力によって発電する「発電機構」を構成することができる。

車両１００は、車両１００の外部の電源（以下、「外部電源」とも称する）５００からの電力によって蓄電装置１１０を外部充電するための構成として、電力変換器２００と、充電リレー（ＣＨＲ）２１０と、インレット２２０とを含む。

インレット２２０には、電力ケーブル４００のケーブルコネクタ４１０が接続される。インレット２００は、電力ケーブル４００の接続時に、車両外部に対する電気的接点として機能することができる。

電力ケーブル４００は、ケーブルコネクタ４１０に加えて、外部電源５００のコンセント５１０に接続するためのプラグ４２０と、ケーブルコネクタ４１０およびプラグ４２０とを接続する電力線４４０とを含む。電力線４４０には、外部電源５００からの電力の供給および遮断を切替えるための充電回路遮断装置（以下、ＣＣＩＤ（Charging Circuit Interrupt Device）とも称する。）４３０が介挿される。

電力変換器２００は、交流電力を伝送する電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２と、直流電力を伝送する電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ２との間で電力変換を実行する。電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２は、インレット２２０に接続される。電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ２は、ＣＨＲ２１０を経由して、蓄電装置１１０と接続された電力線ＰＬ０および接地線ＮＬ１と接続される。

電力変換器２００は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＤによって制御され、インレット２２０から供給される交流電力を、蓄電装置１１０の充電電力に変換する。また、後述するように、電力変換器２００は、蓄電装置１１０からの直流電力またはモータジェネレータ１３０，１３５により発電されてＰＣＵ１２０で変換された直流電力を交流電力に変換して、車両外部へ給電することも可能である。電力変換器２００は、充電および給電の双方向の電力変換が可能な１つの装置であってもよいし、充電用の装置および給電用の装置を個別の装置として含むものであってもよい。

ＣＨＲ２１０は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ２によって制御され、電力変換器２００と蓄電装置１１０との間の電力の供給と遮断とを切替える。

ＥＣＵ３００は、いずれも図示しないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置および入出力バッファを含み、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、蓄電装置１１０および車両１００の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。

表示器３１０は、ＥＣＵ３００からの指令に基づいて、ユーザが視認可能な態様で情報を表示することができるように構成される。たとえば、表示器３１０は、液晶のドットマトリックス画面を有するように構成される。

ＥＣＵ３００は、蓄電装置１１０からの電圧ＶＢおよび電流ＩＢの検出値に基づいて、蓄電装置１１０の充電状態（ＳＯＣ：State of Charge）を演算する。公知のように、ＳＯＣは、満充電状態での蓄電量に対する現在の蓄電量を百分率で示すものである。ＳＯＣは、公知の任意の手法を用いて算出することができる。

ＥＣＵ３００は、電力ケーブル４００の接続状態を示す信号ＰＩＳＷをケーブルコネクタ４１０から受ける。また、ＥＣＵ３００は、電力ケーブル４００のＣＣＩＤ４３０からパイロット信号ＣＰＬＴを受ける。ＥＣＵ３００は、信号ＰＩＳＷおよびパイロット信号ＣＰＬＴによって、電力ケーブル４００の接続状態、特に、車両外部（たとえば、コンセント５１０）との間で正常な電気的接続が形成されているか否かを検知することができる。

なお、図１においては、ＥＣＵ３００として１つの制御装置を設ける構成としているが、たとえば、ＰＣＵ１２０用の制御装置や蓄電装置１１０用の制御装置などのように、機能ごとまたは制御対象機器ごとに個別の制御装置を設ける構成としてもよい。

また、ＥＣＵ３００には、燃料計１９５による検出値が入力される。本実施の形態において、ＥＣＵ３００は、燃料タンク１６５における燃料残量を離散的数値によって認識する。以下では、ＥＣＵ３００による燃料残量の認識値を燃料残量検出値ＦＬＶと表記する。すなわち、燃料残量検出値ＦＬＶには、離散的数値における分解能よりも小さい燃料残量の変動は反映されない。なお、燃料残量検出値ＦＬＶは、燃料計１９５からの出力されたデジタル値であってもよく、ＥＣＵ３００が燃料計１９５からのアナログ値をＡ／Ｄ変換することによって得られてもよい。

車両１００は、電力ケーブル４００によってインレット２２０が外部電源５００と電気的に接続される状態において、外部電源５００からの電力を用いて蓄電装置１１０を充電する充電モードを有する。ＥＣＵ４００は、充電モードにおいて、ＣＨＲ２１０をオンするとともに、外部電源５００からがインレット２２０へ入力される交流電力を蓄電装置１１０の充電電力に変換するように、電力変換器２００の動作を制御信号ＰＷＤによって制御する。

さらに、電力ケーブル４００によって車両外部との間で電力経路を形成可能な車両１００については、スマートグリッドなどに見られるように、電力供給源として機能することによって、車両外部の一般の電気機器に対して車両から電力を供給する構想が検討されている。また、キャンプや屋外での作業などで電気機器を使用する場合の電源として、車両が使用される場合もある。したがって、本実施の形態に従う車両１００は、外部電源５００と同等の交流電源を供給するための給電モードをさらに有するように構成される。給電モードの詳細については、この後説明する。

ＥＣＵ３００は、給電モードおよび発電モードでは、車両１００の走行を禁止する。一方で、ＥＣＵ３００は、車両１００の走行時には、ＳＭＲ１１５をオンすることにより、って蓄電装置１１０の電力によってモータジェネレータ１３０，１３５を駆動可能な状態を形成する。さらに、ＥＣＵ３００は、モータジェネレータ１３０，１３５およびエンジン１６０を協調的に動作させることによって、走行のための車両駆動力を発生させる。

（給電モードでの制御）
代表的には、車両１００は、給電モードでは、電力ケーブル４００によってインレット２２０がコンセント５１０と電気的に接続される状態において、車両外部に対して交流電力を供給する。これにより、コンセント５１０に電気的に接続された電気負荷６００に対して、車両１００から給電することが可能である。なお、図１では簡略化のため図示を省略しているが、一般的には、外部電源５００、電気負荷６００およびコンセント５１０は、分電盤（図示せず）を経由して電気的に接続される。このため、当該分電盤の制御によって、同一のコンセント５１０を用いて、外部電源５００からの電力を車両１００へ伝送する動作や、車両１００から給電された電力を電気負荷６００へ伝送する動作を行なうことが可能である。

ＥＣＵ３００は、給電モードでは、ＣＨＲ２１０をオンするとともに、電力線ＰＬ０および接地線ＮＬ０から電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ２へ伝送された直流電力を、外部電源５００と同等の交流電力に変換するように、電力変換器２００のＤＣ／ＡＣ変換動作を制御信号ＰＷＤによって制御する。これにより、車両１００は、インレット２２０から車両外部へ交流電力を供給することができる。すなわち、インレット２２０は、「電力ノード」の一実施例に対応する。

あるいは、車両１００は、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２上の交流電力を出力するためのコンセント５２０を備えるように構成されてもよい。コンセント５２０は、車室内に設けられてもよく、車室外（ボディ）に設けられてもよい。これにより、給電モードにおいて、コンセント５２０に接続された電気機器に対しても、電力変換器２００からの交流電力を供給することができる。すなわち、コンセント５２０によって、給電電力を出力する「電力ノード」を構成することも可能である。

給電モードを有する車両１００は、地震などの災害が発生して、ライフラインである電気が途絶してしまったような場合には、自立した電力源として機能することができる。このような場合に、車両が電気自動車である場合には、蓄電装置１１０の電力しか給電に用いることができないので、給電モードにおける給電可能時間の確保に限界がある。一方で、図１の車両１００のように、蓄電装置１１０およびエンジン１６０の両方を搭載したハイブリッド車両においては、エンジン１６０を作動させることによる発電電力をさらに用いて給電できる。したがって、比較的長時間の給電が期待できる。

したがって、車両１００の給電モードでは、エンジン１６０を停止した蓄電装置１１０からの放電のみによる給電（以下、「ＥＶ給電」とも称する）と、エンジン１６０の作動による発電を伴う給電（以下、「ＨＶ給電」）とが選択される。給電モードでは、ＳＭＲ１１５およびＣＨＲ２１０の両方がオンされる。

ＨＶ給電では、ＥＣＵ３００は、エンジン１６０を作動させるように作動指令ＤＲＶを発生する。さらに、ＥＣＵ３００は、ＰＣＵ１２０に対しては、エンジン１６０からの動力によってモータジェネレータ１３０が発電するとともに、この発電電力を蓄電装置１１０の充電電力に変換するように、制御信号ＰＷＣ，ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を発生する。

一方で、ＥＣＵ３００は、ＥＶ給電では、エンジン１６０およびＰＣＵ１２０を停止するように、作動指令ＤＲＶ，ＰＷＣ，ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を発生する。

ここで、ＨＶ給電において、エンジン１６０は、高効率の動作点を選択して、基本的には一定の出力で作動される。このため、ＨＶ給電では、インレット２２０および／またはコンセント２５０からの給電電力によらず、エンジン１６０による発電電力は略一定であることが一般的である。

このため、エンジン１６０による発電電力が、車両１００からの給電電力よりも大きい場合には、電力余剰分によって蓄電装置１１０が充電されることになる。すなわち、給電モードにおいて、ＨＶ給電中には、蓄電装置１１０のＳＯＣが上昇する可能性がある。

図２は、車両１００の給電モードにおける、ＨＶ給電およびＥＶ給電の選択のための制御を説明するフローチャートである。

図２を参照して、ＥＣＵ３００は、ステップＳ１００により給電モード中であるかどうかを判定することにより、給電モード中には、以下のステップＳ１１０〜Ｓ１６０の動作を繰り返し実行する。たとえば、ステップＳ１００は、電力ケーブル４００が正常な接続状態であり、かつ、ユーザから給電モードが指定されている場合にＹＥＳ判定とされる。ただし、蓄電装置１１０のＳＯＣおよび燃料タンク１６５の燃料残量が不足して給電が不能である場合、給電のための機器に異常が発生して給電が不能である場合には、ステップＳ１００はＮＯ判定とされる。

ＥＣＵ３００は、給電モード時（Ｓ１００のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ１１０に処理を進めて、エンジン１６０が停止中であるかどうかを確認する。エンジンを停止したＥＶ給電時（Ｓ１１０のＹＥＳ判定時）には、ＥＣＵ３００は、ステップＳ１２０に処理を進めて、蓄電装置１１０のＳＯＣを基準値Ｓｌと比較する。基準値Ｓｌは、「第１の基準値」に対応する。

ＥＣＵ３００は、ＳＯＣ＜Ｓｌのとき（Ｓ１２０のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ１３０により、エンジン１６０の作動を指示する。これにより、停止状態のエンジン１６０が始動されることにより、ＥＶ給電からＨＶ給電への切替えが実行される。

一方で、ＥＣＵ３００は、ＳＯＣ≧Ｓｌのとき（Ｓ１２０のＮＯ判定時）には、ステップＳ１５０により、エンジン１６０の停止を指示する。これにより、エンジン１６０の停止が維持されて、ＥＶ給電が継続される。

これに対して、エンジン１６０の作動中（Ｓ１１０のＮＯ判定時）、すなわち、ＨＶ給電時には、ＥＣＵ３００は、ステップＳ１４０に処理を進めて、ＳＯＣ推定値を基準値Ｓｕと比較する。ここで、基準値Ｓｕは「第２の基準値」に対応し、Ｓｕ＞Ｓｌに設定される。

ＥＣＵ３００は、ＳＯＣ＞Ｓｕのとき（Ｓ１４０のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ１５０により、エンジン１６０の停止を指示する。これにより、作動状態のエンジン１６０が停止されることにより、ＨＶ給電からＥＶ給電への切替えが実行される。

一方で、ＥＣＵ３００は、ＳＯＣ≦Ｓｕのとき（Ｓ１４０のＮＯ判定時）には、ステップＳ１３０により、エンジン１６０の作動を指示する。これにより、エンジン１６０の作動が維持されて、ＨＶ給電が継続される。

さらに、ＥＣＵ３００は、エンジン１６０の作動時には、ステップＳ１７０により、給電モードでのエンジン１６０の作動履歴を記憶する。これにより、ＥＣＵ３００は、給電モード中において、給電開始から現時点までにエンジン１６０が作動したか否か、すなわち、ＨＶ給電が選択された履歴の有無を検知することができる。

図３には、給電モードにおける燃料残量およびＳＯＣの推移ならびに、これに対する給電可能時間の算出結果の推移の一例を示す概念的な波形図が示される。なお、図３の動作例では、説明を簡略化するために、給電モードにおける給電電力（すなわち、図１の電気負荷６００による消費電力）は一定値に固定されているものとする。

図３を参照して、時刻ｔｓにおいて給電が開始されると、ＳＯＣ＞Ｓｌのため、エンジン１６０を停止したＥＶ給電が実行される。ＥＶ給電は、時刻ｔ０においてＳＯＣが基準値Ｓｌ（第１の基準値）に達するまでの間、継続される。ＥＶ給電時には、給電電力に応じてＳＯＣは単調に減少する。

時刻ｔ０において、エンジン１６０が作動されることにより、ＥＶ給電からＨＶ給電への切替えが実行される。図３の例では、ＨＶ給電でのエンジン１６０の出力による発電電力についても一定値であり、かつ、発電電力が給電電力よりも大きいものとする。

このため、時刻ｔ０以降のＨＶ給電では、ＳＯＣが上昇する。ＨＶ給電は、時刻ｔ１においてＳＯＣが基準値Ｓｕ（第２の基準値）に達するまで継続される。時刻ｔ１では、ＨＶ給電からＥＶ給電への切替えが実行される。これにより、時刻ｔ２以降では、ＳＯＣが再び減少する。

このように、ＳＯＣの推移に応じてＥＶ給電およびＨＶ給電が切替えられる。図３の動作例では、時刻ｔ２〜ｔ３および時刻ｔ４〜ｔ５において、ＨＶ給電が選択される一方で、時刻ｔ３〜ｔ４および時刻ｔ５〜ｔ６ではＥＶ給電が選択される。このように、図２に示したフローチャートに従ってＥＶ給電およびＨＶ給電を選択することにより、給電モード中に蓄電装置１１０の過充電および過放電を防止することができる。

図３には、給電モードにおける燃料残量の変化がさらに示される。図３中には、ＥＣＵ３００によって認識される燃料残量検出値ＦＬＶ（離散値）と、実際の燃料残量ＦＬＶ♯とが併せて示されている。

ＨＶ給電中には、エンジン１６０の作動により、実際の燃料残量ＦＬＶ♯は減少する。一方で、ＥＶ給電時には、燃料残量ＦＬＶ♯は変化しない。ここで、上述のように、ＨＶ給電時には、高効率な動作点に固定してエンジン１６０を作動できるため、燃料消費はそれほど大きくならない。

したがって、ＥＶ給電およびＨＶ給電が繰り返された給電モードが継続しても、ＥＣＵ３００によって認識される燃料残量検出値ＦＬＶが一定のままで、ＳＯＣが増減を繰り返すケースが発生し得る。

ＥＣＵ３００は、給電モードにおける給電可能な残り時間である給電可能時間Ｔｓｐを算出する機能を有する。算出された給電可能時間Ｔｓｐは、図１に示された表示器３１０への表示によってユーザに報知することができる。たとえば、図３では、１時間刻みで給電可能時間Ｔｓｐが表示されるものとする。

たとえば、比較例として、給電モードを通じて、ＥＣＵ３００は、燃料タンク１６５の燃料を用いた発電可能時間Ｔｇｓ（ｈ）と、蓄電装置１１０の電力を用いた放電可能時間Ｔｅｌ（ｈ）との和に従って、給電可能時間Ｔｓｐ（ｈ）を算出することができる。

発電可能時間Ｔｇｓ（ｈ）は、燃料残量検出値ＦＬＶに比例する発電可能電力量（ｋＷｈ）を、現在の給電電力（ｋＷ）で除算することによって算出できる。同様に、放電可能時間Ｔｅｌ（ｈ）は、蓄電装置１１０のＳＯＣに比例した放電可能電力量（ｋＷｈ）を、現在の給電電力（ｋＷ）で除算することによって算出することができる。

図３の例では、給電電力が一定であるので、放電可能時間ＴｅｌはＳＯＣの推移に応じて変化し、発電可能時間Ｔｇｓは燃料残量検出値ＦＬＶの推移に応じて変化する。

このとき、上述のような、燃料残量検出値ＦＬＶが一定のままで、ＳＯＣが増減を繰り返すケースでは、燃料消費により本来の給電可能時間が短くなっているのに、算出された給電可能時間Ｔｓｐが増加する現象が発生する。

たとえば、図３に示されるように、１時間刻みで給電可能時間Ｔｓｐを表示器３１０に表示する場合には、給電が継続している下で表示値が増減を繰り返すことにより（１０時間および１１時間の間で変動）、ユーザに違和感を与える虞がある。あるいは、パワーグリッド内で、車両の給電可能時間Ｔｓｐを用いて電力供給経路の選択等を制御している場合には、給電可能時間Ｔｓｐの算出結果が変動することによって、制御動作が不合理となることも懸念される。

したがって本実施の形態に従う車両では、以下に説明するような制御フローに従って、給電モードにおける給電可能時間を適切に算出する。

図４は、本実施の形態に従う給電可能時間の算出処理を説明するフローチャートである。

図４を参照して、ＥＣＵ３００は、ステップＳ２１０により、燃料残量検出値ＦＬＶに基づいて、エンジンによる発電可能時間Ｔｇｓを算出する。さらに、ＥＣＵ３００は、ステップＳ２２０により、蓄電装置１１０のＳＯＣに基づいて放電可能時間Ｔｅｌを算出する。

図５および図６には、図４における発電可能時間および放電可能時間の算出処理の詳細を説明するフローチャートが示される。すなわち、図５は、図４のステップＳ２１０における制御処理の詳細を示すフローチャートであり、図６は、図４のステップＳ２２０における制御処理の詳細を示すフローチャートである。

図５を参照して、ＥＣＵ３００は、ステップＳ２１２により、エンジン１６０による発電が禁止されている状態であるかどうかを判定する。たとえば、エンジン１６０、モータジェネレータ１３０，１３５およびＰＣＵ１２０のいずれかに異常が発生している場合には、エンジン１６０の作動による発電が禁止されるので、ステップＳ２１２がＹＥＳ判定とされる。ＥＣＵ３００は、エンジン発電の禁止時（Ｓ２１２のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ２１８に処理を進めて、発電可能時間Ｔｇｓ＝０に設定する。

ＥＣＵ３００は、エンジン１６０の作動による発電が可能である場合（Ｓ２１２のＮＯ判定時）には、ステップＳ２１４に処理を進めて燃料計１９５の出力に基づいて、燃料残量検出値ＦＬＶを認識する。これにより、離散的数値として燃料残量検出値ＦＬＶが取得される。

さらに、ＥＣＵ３００は、ステップＳ２１６により、ステップＳ２１４で取得された燃料残量検出値ＦＬＶから発電可能時間Ｔｇｓを算出する。たとえば、ＨＶ給電モードにおける、エンジン１６０の熱効率、モータジェネレータ１３０での発電効率、ならびに、ＰＣＵ１２０および電力変換器２００での電力変換効率に基づいて予め設定された係数に従って、燃料残量検出値ＦＬＶから発電可能電力量（ｋＷｈ）を算出することができる。さらに、求められた発電可能電力量を現在の給電電力で除算することによって、発電可能時間Ｔｇｓを算出することができる。

図６を参照して、ＥＣＵ３００は、ステップＳ２２２により、蓄電装置１１０からの放電が禁止されているかどうかを判定する。蓄電装置１１０に異常が発生して、バッテリからの放電が禁止されている場合（Ｓ２２２のＹＥＳ判定時）には、ＥＣＵ３００は、ステップＳ２２８に処理を進めて放電可能時間Ｔｅｌ＝０に設定する。

ＥＣＵ３００は、蓄電装置１１０の放電が可能である場合（Ｓ２２２のＮＯ判定時）には、ステップＳ２２４に処理を進めて、蓄電装置１１０の電圧ＶＢおよび電流ＩＢに基づくＳＯＣ推定に従って、現在のＳＯＣを取得する。ＳＯＣ推定には、蓄電装置１１０の温度をさらに反映してもよい。

さらに、ＥＣＵ３００は、ステップＳ２２６により、ステップＳ２２４で取得されたＳＯＣから放電可能時間Ｔｅｌを算出する。たとえば、ＥＶ給電モードにおける、電力変換器２００での電力変換効率に基づいて予め設定された係数に従って、ＳＯＣから放電可能電力量（ｋＷｈ）を算出することができる。さらに、求められた放電可能電力量を現在の給電電力で除算することによって、放電可能時間Ｔｅｌを算出することができる。

再び図４を参照して、ＥＣＵ３００は、ステップＳ２１０，Ｓ２２０によって発電可能時間Ｔｇｓおよび放電可能時間Ｔｅｌを算出すると、ステップＳ２３０により、ＳＯＣ回復履歴があるかどうかを判定する。

ステップＳ２３０の判定は、簡易的には、給電モード開始後におけるエンジン１６０の作動履歴の有無によって判断することができる。すなわち、給電開始から現時点までエンジン１６０が作動しておらず、ＥＶ給電モードしか選択されていない場合には、ステップＳ２３０をＮＯ判定とすることができる。これに対して、給電開始から現時点までに、少なくとも１回はエンジン１６０の作動期間が設けられており、ＨＶ給電モードを選択した履歴が残っていれば、ステップＳ２３０をＹＥＳ判定することができる。したがって、ステップＳ２３０による判定は、図２のステップＳ１６０で記憶された、エンジン作動履歴に基づいて実行することができる。

ＥＣＵ３００は、ＳＯＣ回復履歴がないとき（Ｓ２３０のＮＯ判定時）には、ステップＳ２５０に処理を進めて、給電可能時間Ｔｓｐを、発電可能時間Ｔｇｓおよび放電可能時間Ｔｅｌの和に従って設定する（Ｔｓｐ＝Ｔｇｓ＋Ｔｅｌ）。

これに対して、ＥＣＵ３００は、ＳＯＣ回復履歴があるとき（Ｓ２３０のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ２４０に処理を進めて、Ｔｓｐ＝Ｔｇｓに設定する。すなわち、ＳＯＣに基づく放電可能時間Ｔｅｌを考慮に入れることなく、燃料残量検出値ＦＬＶのみに基づいて、給電可能時間Ｔｓｐが算出されることになる。

再び図３を参照して、本実施の形態に従う給電可能時間の算出処理によれば、給電が開始される時刻ｔｓから時刻ｔ０までの間は、エンジン１６０の作動履歴がなく、ＥＶ給電しか選択されていないので、比較例と同等に、給電可能時間Ｔｓｐが算出される。

これに対して、エンジン１６０の作動を伴い１回目のＨＶ給電が開始される時刻ｔ０以降の給電では、ＳＯＣによる放電可能時間Ｔｅｌを算入せずに、燃料残量検出値ＦＬＶに基づいて給電可能時間Ｔｓｐが算出される（Ｔｓｐ＝Ｔｇｓ）。すなわち、図３の動作例では、時刻ｔｓ〜ｔ０の期間が「第１の期間」に対応し、時刻ｔ０以降の期間が、「第２の期間」に相当する。

この結果、ＨＶ給電モードの選択が開始された時刻ｔ０以降の期間において、比較例のように給電可能時間Ｔｓｐが変動する不具合が解消されることが理解される。特に、１時間刻みで給電可能時間Ｔｓｐを表示しても、ユーザに違和感を与えないことが理解される。なお、図３の動作例において、さらに給電（ＨＶ給電を含む）が継続されると、燃料残量の減少が、燃料残量検出値ＦＬＶの分解能を超える毎に、給電可能時間Ｔｓｐは減少することになる。これにより、ユーザに対して、給電の継続に伴う給電可能時間Ｔｓｐの減少について、適切に報知することが可能である。

このように、本実施の形態に従う車両によれば、エンジン１６０の作動を伴って給電するモードを有する車両１００において、燃料計１９５に基づく燃料残量の認識値の分解能が粗い場合にも、給電の継続中において給電可能時間の算出値が増加しないように、給電可能時間を適切に算出することができる。

なお、図３において、比較例で説明した給電可能時間が増加する不合理な算出は、ＨＶ給電モード中に、燃料残量検出値ＦＬＶが一定である下でＳＯＣが上昇することによって発生する。このため、ＨＶ給電モード中であっても、給電電力が発電電力よりも大きく、ＳＯＣが上昇しないケースでは、上記不具合は発生しない。

したがって、図４のステップＳ２３０におけるＳＯＣ回復履歴の判定については、実際のＳＯＣの推移に基づいて実行することも可能である。

図７は、ＳＯＣ回復履歴の判定のための制御処理の他の例を説明するためのフローチャートである。

図７を参照して、ＥＣＵ３００は、給電モードが開始されると、ステップＳ３１０により、フラグＦＬＧｓｕｐ＝０に初期化する。

ＥＣＵ３００は、ステップＳ１２０により、ＦＬＧｓｕｐ＝１であるかどうかを判定し、ＦＬＧｓｕｐ＝０のとき（Ｓ３２０のＮＯ判定時）には、ステップＳ３３０により、前回周期におけるＳＯＣと、現在のＳＯＣとを比較する。

ＥＣＵ３００は、現在のＳＯＣが、前回周期のＳＯＣよりも大きいとき（Ｓ３３０のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ３４０に処理を進めて、ＦＬＧｓｕｐ＝１に設定する。既にＦＬＧｓｕｐ＝１のとき（Ｓ３２０のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ３３０の処理を実行することなく、ＦＬＧｓｕｐ＝１の状態が維持される。

ＥＣＵ３００は、現在ＳＯＣが前回周期のＳＯＣ以下であるとき（Ｓ３３０のＮＯ判定時）には、ステップＳ３４０の処理はスキップされる。すなわち、ＦＬＧｓｕｐ＝０の状態が維持される。

さらに、ＥＣＵ３００はステップＳ３５０により、給電モードが終了されているかどうかを判定し、給電モードが終了されるまで（Ｓ３５０のＮＯ判定時）、ステップＳ３２０〜Ｓ３４０の処理を周期的に実行する。

図７によれば、給電開始時に、フラグＦＬＧｓｕｐが０に初期設定されるとともに、ＳＯＣが単調減少する間はＦＬＧｓｕｐ＝０が維持される一方で、ＨＶ給電モードが選択され、かつ、給電電力よりも発電電力が大きいことによりＳＯＣが一度でも上昇すると、以降では、フラグＦＬＧｓｕｐ＝１に設定される。

したがって、図７の処理に従って設定されたフラグＦＬＧｓｕｐに基づいて、図４のステップＳ２３０における判定を、ＦＬＧｓｕｐ＝０のときにＮＯ判定とする一方で、ＦＬＧｓｕｐ＝１のときにＹＥＳ判定とすることができる。このようにしても、給電の継続中において給電可能時間の算出値が増加することを回避して、給電可能時間を適切に算出することができる。

図８には、ＳＯＣ回復履歴の判定のための制御処理のさらに他の例が示される。
図８を参照して、ＥＣＵ３００は、図７のステップＳ３３０に代えて、ステップＳ３３０♯の処理を実行する。その他のステップＳ３１０、Ｓ３２０，Ｓ３４０，Ｓ３５０の処理は、図７と同様であるので説明は繰り返さない。

ＥＣＵ３００は、ＦＬＧｓｕｐ＝０のときに実行されるステップＳ３３０♯において、現在のＳＯＣが所定値Ｓｔより低いが否かを判定する。所定値Ｓｔは、ＥＶ給電からＨＶ給電へ切替る際の基準値Ｓｌに対応して設定される。すなわち、基本的には、Ｓｔ＝Ｓｌに設定されるが、Ｓｌ近傍の値にＳｔを設定することも可能である。

図８によれば、給電開始時に、フラグＦＬＧｓｕｐが０に初期設定されるとともに、ＨＶ給電が要求されるレベルまでＳＯＣが低下するまでの期間では、ＦＬＧｓｕｐ＝０が維持される。一方で、一旦当該レベルまでＳＯＣが低下すると、以降では、フラグＦＬＧｓｕｐ＝１に設定される。

したがって、図８の処理によるフラグＦＬＧｓｕｐに基づいても、図４のステップＳ２３０において、ＳＯＣ回復履歴の有無を判定することが可能である。このようにしても、給電の継続中において給電可能時間の算出値が増加することを回避して、給電可能時間を適切に算出することができる。

あるいは、図４のステップＳ２３０において、過去の履歴を参照することなく、現在のＳＯＣに基づいて、ＳＯＣ回復履歴の有無を簡易的に判定することも可能である。図３から理解されるように、ＨＶ給電は、ＳＯＣが基準値Ｓｕまで上昇すると終了されて、ＥＶ給電への切替えが発生する。このため、ＳＯＣ＞Ｓｕの領域では、これまでにＨＶ給電は実行されておらず、ＳＯＣの回復履歴は発生していないと判定することができる。一方で、ＳＯＣ＜Ｓｕの領域では、ＨＶ給電がこれまでに実行された可能性がある。したがって、基準値Ｓｕに対応して設定される所定値との比較により、現在のＳＯＣに基づいてＳＯＣ回復履歴の有無（Ｓ２３０）を判定することも可能である。具体的には、現在のＳＯＣが当該所定値（Ｓｕ相当）よりも高い場合には、Ｓ２３０（図４）をＮＯ判定とする一方で、そうでないときにはＹＥＳ判定とすることができる。このようにすると、履歴を蓄積することなく、ＳＯＣ回復履歴の有無を簡易に判定することができる。

なお、図４のフローチャートでは、発電可能時間Ｔｇｓおよび放電可能時間Ｔｅｌを各周期で算出しているが、ＳＯＣ回復履歴の発生後、すなわち、ステップＳ２３０が一度でもＹＥＳ判定とされた後では、ステップＳ２２０による放電可能時間Ｔｅｌの算出処理を非実行とすることも可能である。

また、図１に示した車両１００の構成は例示であり、エンジン１６０の作動を伴って給電電力を発生するための構成は、図１に限定されるものではない。たとえば、エンジン１６０の出力による発電機を専用に設ける、いわゆるシリーズハイブリッド構成の車両においても、同様に本発明を適用することができる。

さらに、図１では、電力ケーブル４００を、外部充電時と外部給電時とで共用する構成を例示としたが、充電時のケーブルおよび給電時のケーブルは別個に構成してもよい。

同様に、外部給電時の電力ノードについても、外部充電時のインレット２２０と共用される構成を例示したが、外部給電時のための電力ノードについても、インレット２２０とは別個に構成することができる。さらに、本実施の形態では、電力ケーブル４００による電気的接続によって、車両外部に対して給電する構成を例示したが、外部給電については、電気的接続を伴わない態様、たとえば、送電コイルおよび受電コイル間での所定周波数の交流電力の非接触伝送によって実行するシステムに対しても、エンジン作動を伴う給電が可能であれば、本実施の形態を共通に適用することができる。

また、上述のように、「電力ノード」は車室内のコンセント５２０によって構成されてもよく、本実施の形態に従う車両の給電モードにおける電力供給先は、車両外部および車両内部（車室内）のいずれであってもよい。

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。

１００ 車両、１１０ 蓄電装置、１２１ コンバータ、１２２，１２３ インバータ、１３０，１３５ モータジェネレータ、１４０ 動力伝達ギヤ、１５０ 駆動輪、１６０ エンジン、１６５ 燃料タンク、１７０ 通信部、１９５ 燃料計、２００ 電力変換器、２２０ インレット、３１０ 表示器、４００ 電力ケーブル、４１０ ケーブルコネクタ、４２０ プラグ、４４０ 電力線（電力ケーブル）、５００ 外部電源、５１０ コンセント（車両外部）、５２０ コンセント（車両）、６００ 電気負荷、ＡＣＬ１，ＡＣＬ２，ＰＬ０，ＰＬ１，ＰＬ２ 電力線、Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ、ＣＰＬＴ パイロット信号、ＤＲＶ，ＰＷＣ，ＰＷＩ１，ＰＷＩ２ 作動指令、ＦＬＧｓｕｐ フラグ、ＦＬＶ 燃料残量検出値、ＦＬＶ♯ 燃料残量（実際値）、ＩＢ 電流（蓄電装置）、ＮＬ０，ＮＬ１，ＮＬ２ 接地線、ＰＷＣ，ＰＷＤ，ＰＷＩ１，ＰＷＩ２，ＳＥ１，ＳＥ２ 制御信号、Ｓｌ，Ｓｕ 基準値（ＳＯＣ）、Ｔｅｌ 放電可能時間、Ｔｇｓ 発電可能時間、Ｔｓｐ 給電可能時間、ＶＢ 電圧（蓄電装置）。

Claims (6)

1. 給電モードを有する車両であって、
   蓄電装置と、
   燃料の燃焼により動力を発生するように構成された内燃機関と、
   前記燃料を貯蔵するように構成された燃料タンクと、
   前記燃料タンクにおける燃料残量を検出する燃料計と、
   前記内燃機関からの動力によって発電するように構成された発電機構と、
   前記給電モードにおいて、前記蓄電装置および前記発電機構の少なくとも一方からの電力を給電電力に変換するように構成された電力変換器と、
   前記電力変換器からの前記給電電力を出力するように構成された電力ノードと、
   前記給電モードにおいて、前記内燃機関を停止した給電時に前記蓄電装置のＳＯＣが第１の基準値まで低下すると、前記内燃機関を作動して給電を継続するように前記内燃機関の動作を制御するように構成された制御装置とを備え、
   前記制御装置は、
   前記給電モードにおいて、給電開始から、前記内燃機関の作動による前記発電機構からの電力によって前記蓄電装置が充電されることによる回復履歴が前記ＳＯＣに発生するまでの第１の期間では、前記燃料計の出力に基づいて離散的数値で認識された残量値と前記ＳＯＣとに基づいて給電可能時間を算出する一方で、前記回復履歴の発生後には、前記ＳＯＣを考慮することなく前記残量値に基づいて前記給電可能時間を算出するように構成される、車両。
2. 前記制御装置は、
   前記内燃機関の作動を伴う給電時において、前記蓄電装置のＳＯＣが、前記第１の基準値よりも高い第２の基準値まで上昇すると、前記内燃機関を停止して給電を継続するように前記内燃機関の動作を制御する、請求項１記載の車両。
3. 前記制御装置は、前記給電開始からの前記内燃機関の作動履歴に基づいて、前記回復履歴を検知する、請求項１または２記載の車両。
4. 前記制御装置は、前記給電モード中において、前記ＳＯＣが減少から増加に転じた履歴の有無に基づいて、前記回復履歴を検知する、請求項１または２記載の車両。
5. 前記制御装置は、前記給電モード中において、前記ＳＯＣが前記第１の基準値に対応して定められた所定値まで低下した履歴の有無に基づいて、前記回復履歴を検知する、請求項１または２記載の車両。
6. 前記制御装置によって算出された前記給電可能時間をユーザが視認できる態様で表示するための表示器をさらに備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両。

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