JP6645399B2 - 車両 - Google Patents

Description

本発明は、車両に関し、特に、車両外部に給電するように構成された車両に関する。

特開２０１５−５０８９５号公報（特許文献１）は、車両外部への給電（以下、「外部給電」とも称する。）が可能な車両を開示する。この車両は、電力ケーブルを介して給電スタンドに接続される。この車両の室内には給電スイッチが設けられている。車両と給電スタンドとが電力ケーブルを介して接続された状態で、ユーザによって給電スイッチが押下されると、車両から給電スタンドへの外部給電が開始される（特許文献１参照）。

特開２０１５−５０８９５号公報

ハイブリッド自動車や燃料電池車等の燃料を用いて発電可能な車両において、外部給電は、たとえば、車両内で燃料を用いて発電するとともに発電された電力を車両外部へ供給することによって実現される。このような外部給電を行なう車両においては、外部給電後の最低限の走行可能距離を確保するために、所定量の燃料を残した状態で外部給電が停止される（通常の外部給電）。

しかしながら、たとえば災害時等においては、ユーザは、外部給電後の走行可能距離を犠牲にしてでも、より多くの電力を車両外部へ給電したいと考える可能性がある。そのような要望に応えるために、上記特許文献１に開示される車両において、給電スイッチに加えて、たとえば、通常の外部給電よりも多くの電力を車両外部へ供給するための専用スイッチを設けることが考えられるが、この場合にはスイッチの数が増加してしまい却って煩雑になる。

この発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、スイッチの数を増やすことなく、通常の外部給電の指示に加えて、通常の外部給電よりも多くの電力を車両外部に供給するための指示を受けることができる車両を提供することである。

本発明に従う車両は、車両外部に給電するように構成されている。車両は、燃料タンクと、発電装置と、給電装置と、スイッチと、制御装置とを備える。燃料タンクは、燃料を蓄えるように構成されている。発電装置は、燃料を用いることによって発電するように構成されている。給電装置は、発電装置によって発電された電力を車両外部に給電するように構成されている。スイッチは、ユーザの押下操作を受けるように構成されている。制御装置は、スイッチが第１の時間押下された場合に、燃料タンクに蓄えられた燃料の残量が第１の下限値に達するまで給電装置による給電を許可するように構成されている。制御装置は、スイッチが第１の時間よりも長い第２の時間押下された場合には、燃料タンクに蓄えられた燃料の残量が第１の下限値よりも小さい第２の下限値に達するまで給電装置による給電を許可する。

この車両においては、スイッチの押下時間によって、通常の外部給電が行なわれるか、通常の外部給電よりも多くの電力を車両外部に供給する外部給電が行なわれるかが切り替えられる。したがって、この車両によれば、新たなスイッチを追加することなく、通常の外部給電の指示に加えて、通常の外部給電よりも多くの電力を車両外部に供給するための指示をユーザから受けることができる。

この発明によれば、スイッチの数を増やすことなく、通常の外部給電の指示に加えて、通常の外部給電よりも多くの電力を車両外部に供給するための指示を受けることができる車両を提供することができる。

給電システムを示す図である。 車両の構成を示すブロック図である。 外部給電の処理手順を示すフローチャートである。 ガソリン残量の下限値の変更処理手順を説明するためのフローチャートである。 案内画面の一例を示す図である。

以下、この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、図中同一又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。

［車両の構成］
図１は、本実施の形態に従う車両が適用される給電システムを示す図である。図１を参照して、給電システム１は、車両１００と、給電スタンド２００とを備える。

車両１００は、電力ケーブル３００を介して給電スタンド２００に接続される。給電スタンド２００は、たとえば、車両１００と家屋（不図示）との間で安全に電力をやりとりするための装置である。給電スタンド２００は、たとえば、異常時に電路を遮断するブレーカや電力監視装置等で構成される。車両１００は、車載の蓄電装置（後述）に蓄えられた電力（車両１００内部で発電された電力を含む。）を給電スタンド２００を介して家屋に供給することができる。

図２は、車両の構成を示すブロック図である。車両１００は、燃料を用いて発電可能な車両であって、たとえばハイブリッド自動車である。図２を参照して、車両１００は、インレット１１０と、蓄電装置１２０と、充電装置１３０と、給電装置１４０と、ＰＣＵ（Power Control Unit）１５０と、第１ＭＧ（Motor Generator）１６０と、第２ＭＧ１６５と、動力分割機構１５５と、エンジン１８０と、燃料タンク１７０と、ＭＩＤ（Multi Information Display）１８５と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１９０と、給電スイッチ１９５とを含む。

なお、充電装置１３０と給電装置１４０とは、必ずしも別々の装置として構成される必要はなく、充電装置１３０と給電装置１４０との両方の機能を備えた充放電装置として構成されてもよい。

インレット１１０には、電力ケーブル３００のコネクタ３１０が接続される。そして、後述の蓄電装置１２０に蓄えられた電力が、インレット１１０及びコネクタ３１０を介して給電スタンド２００（図１）に供給される。また、車両外部の電源からの電力が、コネクタ３１０及びインレット１１０を介して車両１００に供給される。

蓄電装置１２０は、充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。蓄電装置１２０には、たとえば、車両外部から供給された電力、及び、車両内部において発電された電力が蓄えられる。蓄電装置１２０は、たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池あるいは鉛蓄電池などの二次電池や、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。

充電装置１３０は、車両外部の電源から供給される交流電力を直流電力に変換する。充電装置１３０は、たとえば、交流電流を直流電流に変換する整流回路と、電圧を昇圧又は降圧するコンバータとを含んで構成される。

給電装置１４０は、蓄電装置１２０から供給される直流電力を交流電力に変換する。給電装置１４０は、たとえば、直流電流を交流電流に変換するインバータと、電圧を昇圧又は降圧するコンバータとを含んで構成される。

ＰＣＵ１５０は、たとえば、インバータとコンバータとを含む。ＰＣＵ１５０は、蓄電装置１２０から供給される直流電力を交流電力に変換し、第１ＭＧ１６０及び第２ＭＧ１６５に供給する。また、詳細については後述するが、第１ＭＧ１６０は発電可能に構成されている。ＰＣＵ１５０は、第１ＭＧ１６０から供給される交流電力を直流電力に変換し、蓄電装置１２０に供給する。

燃料タンク１７０は、ガソリンを蓄えるように構成されている。エンジン１８０は、たとえば、ガソリンエンジンによって構成される。エンジン１８０は、燃料タンク１７０に貯蔵されたガソリンを用いることによって動力を出力する。なお、エンジン１８０は、ガソリンエンジンには限定されず、たとえば、ディーゼルエンジンによって構成されてもよい。

第１ＭＧ１６０及び第２ＭＧ１６５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構成される。第１ＭＧ１６０及び第２ＭＧ１６５から出力された動力は、動力分割機構１５５を介して駆動輪（不図示）に伝達される。

また、第１ＭＧ１６０及び第２ＭＧ１６５は、動力分割機構１５５を介してエンジン１８０に接続されている。第１ＭＧ１６０は、エンジン１８０の回転によって発電可能である。すなわち、第１ＭＧ１６０及びエンジン１８０によって「発電装置」を構成することができる。

ＭＩＤ１８５は、車両１００に関する様々な情報を表示するための表示装置である。たとえば、ＭＩＤ１８５は、液晶ディスプレイや有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイで構成される。

ＥＣＵ１９０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）及びメモリを内蔵し、当該メモリに記憶された情報や各センサ（不図示）からの情報に基づいて車両１００の各機器を制御する。

給電スイッチ１９５は、ユーザの押下操作を受けるように構成されている。給電スイッチ１９５がユーザによって押下されると、ＥＣＵ１９０は、外部給電を開始するように給電装置１４０を制御する。

［外部給電の停止タイミング］
車両１００においては、燃料タンク１７０に蓄えられたガソリンを用いて作動するエンジン１８０から動力を受ける第１ＭＧ１６０により発電が行なわれ、発電された電力が給電スタンド２００に供給されることによって外部給電が実現される。給電スイッチ１９５が第１の時間（たとえば、１秒＜第１の時間＜３秒）押下された場合、ＥＣＵ１９０は、ユーザから通常の外部給電の指示を受けたと解釈する。すなわち、この場合には、外部給電後の最低限の走行可能距離を確保するために、外部給電は、所定量（第１の下限値）のガソリンを残した状態で停止される。

しかしながら、たとえば災害時等においては、ユーザは、外部給電後の走行可能距離を犠牲にしてでも、より多くの電力を車両外部へ供給したいと考える可能性がある。そのような要望に応えるために、給電スイッチ１９５に加えて、たとえば、通常の外部給電よりも多くの電力を車両外部に供給するための専用スイッチを設けることが考えられるが、この場合にはスイッチの数が増加してしまい却って煩雑になる。

そこで、本実施の形態に従う車両１００において、ＥＣＵ１９０は、給電スイッチ１９５が第１の時間よりも長い第２の時間押下された場合には、燃料タンク１７０に蓄えられたガソリンの残量が第１の下限値よりも小さい第２の下限値に達するまで給電装置１４０による外部給電を許可するように構成されている。

車両１００によれば、給電スイッチ１９５以外の新たなスイッチを追加することなく、通常の外部給電の指示に加えて、通常の外部給電よりも多くの電力を車両外部に供給するための指示をユーザから受けることができる。

以下、まず、外部給電の具体的な処理手順について説明し、その後、外部給電におけるガソリン残量の下限値がどのように設定されるかについて説明する。

［外部給電の処理手順］
図３は、外部給電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される処理は、ユーザによって給電スイッチ１９５が第１の時間押下され、外部給電が開始された後に実行される。

図３を参照して、ＥＣＵ１９０は、外部給電によって蓄電装置１２０のＳＯＣ（State Of Charge）が第１の所定値まで低下したか否かを判定する（ステップＳ１００）。第１の所定値は、たとえば２０％等の予め定められた値である。ＳＯＣが第１の所定値まで低下していないと判定されると（ステップＳ１００においてＮＯ）、ＥＣＵ１９０は、ＳＯＣが第１の所定値に達するまで外部給電を継続する。

ＳＯＣが第１の所定値まで低下したと判定されると（ステップＳ１００においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１９０は、外部給電を一旦停止するように給電装置１４０を制御する（ステップＳ１１０）。そして、ＥＣＵ１９０は、第１ＭＧ１６０による発電及び蓄電装置１２０の充電が開始されるようにエンジン１８０及びＰＣＵ１５０を制御する（ステップＳ１２０）。

その後、ＥＣＵ１９０は、燃料タンク１７０におけるガソリン残量が下限値（後述の第１又は第２の下限値）に達したか否かを判定する（ステップＳ１３０）。ガソリン残量が下限値に達したと判定されると（ステップＳ１３０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１９０は、第１ＭＧ１６０による発電及び蓄電装置１２０の充電が停止されるようにエンジン１８０及びＰＣＵ１５０を制御し（ステップＳ１４０）、処理はエンドに移行する。

一方、ガソリン残量が下限値に達していないと判定されると（ステップＳ１３０においてＮＯ）、ＥＣＵ１９０は、蓄電装置１２０のＳＯＣが第２の所定値（第２の所定値＞第１の所定値）まで上昇したか否かを判定する（ステップＳ１５０）。第２の所定値は、たとえば８０％等の予め定められた値である。ＳＯＣが第２の所定値に達していないと判定されると（ステップＳ１５０においてＮＯ）、ＥＣＵ１９０は、燃料タンク１７０におけるガソリン残量が下限値に達しない限り、ＳＯＣが第２の所定値に達するまで、第１ＭＧ１６０による発電及び蓄電装置１２０の充電が継続されるようにエンジン１８０及びＰＣＵ１５０を制御する。

一方、ＳＯＣが第２の所定値に達していると判定されると（ステップＳ１５０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１９０は、第１ＭＧ１６０による発電及び蓄電装置１２０の充電が停止されるようにエンジン１８０及びＰＣＵ１５０を制御する（ステップＳ１６０）。その後、ＥＣＵ１９０は、外部給電を再開するように給電装置１４０を制御する（ステップＳ１７０）。

このように、本実施の形態に従う車両１００においては、燃料タンク１７０に蓄えられたガソリンの残量が下限値に達するまで外部給電が継続される。本実施の形態においては、ガソリン残量の下限値が、ユーザの指示によって変更される。以下、ガソリン残量の下限値の変更処理手順について説明する。

なお、本実施の形態においては、蓄電装置１２０のＳＯＣが低下した場合における第１ＭＧ１６０による発電中は、外部給電が一時的に停止されるが（図３におけるステップＳ１１０）、必ずしもこのような構成とする必要はなく、たとえば、第１ＭＧ１６０の発電を行ないつつ、外部給電を継続するような構成としてもよい。

［ガソリン残量下限値の変更処理手順］
図４は、ガソリン残量の下限値の変更処理手順を説明するためのフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、ユーザによって給電スイッチ１９５が第１の時間押下され、外部給電が開始された後に実行される。

図４を参照して、ＥＣＵ１９０は、ガソリン残量の下限値として第１の下限値を設定する（ステップＳ２００）。第１の下限値は、たとえば、燃料タンク１７０に蓄えることができるガソリン量の１０％の値である。

その後、ＥＣＵ１９０は、燃料タンク１７０におけるガソリンの残量が所定量以下となったか否かを判定する（ステップＳ２１０）。所定量とは、第１の下限値よりも大きい値であって、後述の案内画面（図５）の表示中にガソリン残量が第１の下限値に達しない程度の量である。

ガソリン残量が所定量以下になっていないと判定されると（ステップＳ２１０においてＮＯ）、ＥＣＵ１９０は、ガソリン残量が所定量以下になるまで待機する。一方、ガソリン残量が所定量以下になったと判定されると（ステップＳ２１０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１９０は、案内画面を表示するようにＭＩＤ１８５を制御する。

図５は、案内画面の一例を示す図である。図５を参照して、ＭＩＤ１８５に表示される案内画面は、外部給電を継続する場合には給電スイッチ１９５を長押し（たとえば、３秒以上（第２の時間））するようにユーザに促す情報を含む。この案内画面は、その他にも、現時点のガソリン残量等による航続可能距離を表示する。たとえば、この案内画面は、ユーザからの指示がない限り、所定時間表示された後に表示が停止される。所定時間は、たとえば、３０秒等の予め定められた時間である。

再び図４を参照して、ステップＳ２２０において案内画面が表示された後、ＥＣＵ１９０は、案内画面の表示中に給電スイッチ１９５が第２の時間（第２の時間＞第１の時間）押下されたか否かを判定する。給電スイッチ１９５が第２の時間押下されていないと判定されると（ステップＳ２３０においてＮＯ）、処理はエンドに移行する。

一方、給電スイッチ１９５が第２の時間押下されたと判定されると（ステップＳ２３０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１９０は、ガソリン残量の下限値を第１の下限値から第２の下限値（第２の下限値＜第１の下限値）に置き換える（ステップＳ２４０）。第２の下限値は、たとえば、燃料タンク１７０に蓄えることができるガソリン量の０％〜５％の値である。ガソリン残量の下限値が第１の下限値から第２の下限値に置き換えられることによって、図３のステップＳ１３０の判定で用いられるガソリン残量の下限値が第２の下限値となる。その結果、車両１００は、通常の外部給電よりも多くの電力を車両外部に供給することができる。

以上のように、本実施の形態に従う車両１００において、ＥＣＵ１９０は、給電スイッチ１９５が第１の時間よりも長い第２の時間押下された場合には、燃料タンク１７０に蓄えられた燃料の残量が第１の下限値よりも小さい第２の下限値に達するまで給電装置１４０による外部給電を許可するように構成されている。車両１００によれば、給電スイッチ１９５以外の新たなスイッチを追加することなく、通常の外部給電の指示に加えて、通常の外部給電よりも多くの電力を車両外部に供給するための指示をユーザから受けることができる。

なお、本実施の形態においては、ガソリンを用いることによって発電するハイブリッド自動車を例に説明したが、本開示の技術は、ハイブリッド自動車以外にも適用可能である。本開示の技術は、たとえば、水素タンク（燃料タンク）に貯蔵された水素（燃料）を用いることによって発電する燃料電池車にも適用できる。

また、本実施の形態においては、外部給電中にユーザによって給電スイッチ１９５が第２の時間押下された場合に、ガソリン残量の下限値が第１の下限値から第２の下限値に置き換えられた。しかしながら、第２の下限値をガソリン残量の下限値に設定するタイミングは、これに限定されない。たとえば、外部給電の開始前にユーザによって給電スイッチ１９５が第１の時間押下された場合には、外部給電の開始時にガソリン残量の下限値を第１の下限値に設定する一方、外部給電の開始前にユーザによって給電スイッチ１９５が第２の時間押下された場合には、外部給電の開始時にガソリン残量の下限値を第２の下限値に設定するような構成としてもよい。

この場合には、主に図４に示されるフローチャートと図５に示される案内画面の内容が変更される。たとえば、ＥＣＵ１９０は、外部給電の開始前に、図５に示される案内画面に代えて、「通常の外部給電を行なう場合には給電スイッチ１９５を一度押下して下さい。通常の外部給電よりも多くの電力を車両外部に供給する場合には給電スイッチ１９５を長押しして下さい。」といった内容の案内画面をＭＩＤ１８５に表示させる。そして、ＥＣＵ１９０は、ユーザによって給電スイッチ１９５が第１の時間押下された場合にはガソリン残量の下限値として第１の下限値を設定し、ユーザによって給電スイッチ１９５が第２の時間（第２の時間＞第１の時間）押下された場合にはガソリン残量の下限値として第２の下限値を設定する。

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説明ではなく、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 給電システム、１００ 車両、１１０ インレット、１２０ 蓄電装置、１３０ 充電装置、１４０ 給電装置、１５０ ＰＣＵ、１５５ 動力分割機構、１６０ 第１ＭＧ、１６５ 第２ＭＧ、１７０ 燃料タンク、１８０ エンジン、１８５ ＭＩＤ、１９０ ＥＣＵ、１９５ 給電スイッチ、２００ 給電スタンド、３００ 電力ケーブル、３１０ コネクタ。

Claims (7)

1. 車両外部に給電するように構成された車両であって、
   燃料を蓄えるように構成された燃料タンクと、
   前記燃料を用いることによって発電するように構成された発電装置と、
   前記発電装置によって発電された電力を車両外部に給電するように構成された給電装置と、
   ユーザの押下操作を受けるように構成されたスイッチと、
   前記スイッチが第１の時間押下された場合に、前記燃料タンクに蓄えられた燃料の残量が第１の下限値に達するまで前記発電装置による発電を許可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、前記スイッチが前記第１の時間よりも長い第２の時間押下された場合には、前記燃料タンクに蓄えられた燃料の残量が前記第１の下限値よりも小さい第２の下限値に達するまで前記発電装置による発電を許可する、車両。
2. 前記スイッチが前記第１の時間押下された場合において、前記制御装置は、前記燃料タンクに蓄えられた燃料の残量が前記第１の下限値に達すると前記発電装置の発電を停止させる、請求項１に記載の車両。
3. 前記スイッチが前記第２の時間押下された場合において、前記制御装置は、前記燃料タンクに蓄えられた燃料の残量が前記第２の下限値に達すると前記発電装置の発電を停止させる、請求項１または請求項２に記載の車両。
4. 前記発電装置が発電した電力を貯蔵し、前記給電装置に電力を供給する蓄電装置をさらに備え、
   前記制御装置は、前記蓄電装置の蓄電量が第１の所定値に達するまで前記給電装置による給電を許可する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車両。
5. 給電時において、前記制御装置は、前記蓄電装置の蓄電量が前記第１の所定値に達すると前記給電装置の給電を停止させる、請求項４に記載の車両。
6. 前記給電装置の給電が停止された場合において、前記発電装置が発電した電力を貯蔵することによって前記蓄電装置の蓄電量が前記第１の所定値よりも大きい第２の所定値に達したときには、前記制御装置は、前記給電装置による給電を許可する、請求項５に記載の車両。
7. 情報を表示する表示装置をさらに備え、
   前記スイッチが前記第１の時間押下された場合において、前記制御装置は、
   前記燃料タンクに蓄えられた燃料の残量が前記第１の下限値よりも大きい所定量に達すると、前記スイッチを前記第２の時間押下することにより前記第１の下限値を前記第２の下限値に切り替え可能な旨を前記表示装置に表示させ、
   前記スイッチが前記第２の時間押下されたときには、前記燃料タンクに蓄えられた燃料の残量が前記第２の下限値に達するまで前記発電装置による発電を許可する、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の車両。

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