JP7155627B2

JP7155627B2 - 車両

Info

Publication number: JP7155627B2
Application number: JP2018109552A
Authority: JP
Inventors: 修平吉田; 典彦初見; 浩嵩田邉
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2018-06-07
Filing date: 2018-06-07
Publication date: 2022-10-19
Anticipated expiration: 2038-06-07
Also published as: JP2019213407A

Description

本発明は、充給電装置を備えた車両に関する。

従来、電気自動車やハイブリッド自動車等の電動車両において、駆動用バッテリの直流電力（ＤＣ）を交流電力（ＡＣ）に変換して、車内に設置したコンセントから利用する技術が知られている。
最近では、車内に設けられたコンセントのみでは電気機器の使用が困難であるため、車体外部に面する位置にコンセントを配置して使用する技術も知られており、その際にコンセントを接続したまま車両が発進することを防止する技術が知られている（例えば「特許文献１」参照）。

特開２０１４－３０２８３号公報

上述した技術では、充電口にアダプタを接続して給電を行う際には、車両走行禁止となるように駆動モータのトルクをゼロにさせる制御を行っている。
通常車両は、走行が可能であり機器の使用が可能なレディオン状態と、走行不可であり機器の使用が可能なレディオフ状態とを選択的に取り、車両使用者の都合に基づいて各状態時に充電及び給電を行いたい場合がある。また、従来では車両使用者が給電を行いたいとき、車両がレディオフ状態時の場合には給電を行うことができない設定をしているものがある。この場合には、車両のドアを開放し、運転席に着座し、ブレーキペダルを踏み、始動スイッチを押し、レディランプを点灯させる必要があり、操作が非常に煩雑である。
本発明は上述の問題点を解決し、状態に拘わらず充給電を行うことが可能な充給電装置を備えた車両の提供を目的とする。

請求項１記載の発明は、モータとバッテリとを有し、前記モータと前記バッテリとを制御する駆動システムと、前記駆動システムの状態を起動状態または停止状態に切り替える切替手段と、外部機器を接続可能な給電部及び充電部を備え、前記外部機器の接続により前記バッテリの充給電を行う充給電部とを備えた車両において、前記充給電部に前記外部機器が接続された際に、充電または給電のどちらを行うかに応じて前記切替手段により前記駆動システムの状態を前記起動状態または前記停止状態の何れかに切り替える制御手段を有し、前記制御手段は、前記給電部に前記外部機器が接続された際には前記切替手段により前記駆動システムの状態を前記起動状態へと切り替え、前記充電部に前記外部機器が接続された際には前記切替手段により前記駆動システムの状態を前記停止状態へと切り替えることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の車両において、さらに前記車両はシフト装置を有し、前記外部機器が前記充給電部に接続された際には、前記シフト装置がパーキングレンジに設定されることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の車両において、さらに前記充電部と前記給電部とはそれぞれ別々の収容部に収容されており、前記各収容部はそれぞれ開閉自在な蓋体を有し、前記制御手段により一方の前記蓋体の開放時に他方の前記蓋体の開放動作が規制されることを特徴とする。

本発明によれば、切替手段のオンオフ状態に拘わらず、充給電部に外部機器を接続すれば簡単に給電動作または充電動作を行うことができ、煩わしい操作なしで給電動作を行うことができるので操作性を大幅に向上することができる。さらに給電動作または充電動作により車両の駆動システムが切り替わるため、どちらの動作を行っているか認識することができる。

本発明の一実施形態を適用可能な車両の概略図である。本発明の一実施形態に用いられる給電部を説明する概略図である。本発明の一実施形態に用いられる充電部を説明する概略図である。本発明の一実施形態に用いられる制御手段のブロック図である。本発明の第１の実施形態における充給電装置の制御動作を説明するフローチャートである。本発明の第１の実施形態における充給電装置の制御動作を説明するフローチャートである。本発明の第２の実施形態における充給電装置の制御動作を説明するフローチャートである。本発明の第３の実施形態における充給電装置の制御動作を説明するフローチャートである。本発明の一実施形態の変形例に用いられる給電部を説明する概略図である。

図１は、本発明の一実施形態を適用可能な車両を示している。同図において電気自動車（ＥＶ）である車両１は、車体２の前後部に充給電装置としての充給電部３を有している。充給電部３は、図２に示す給電部である交流給電用のコンセント４と、図３に示す充電部である普通充電用の普通充電インレット５及び急速充電インレット６とを備えている。さらに充給電部３は、蓋体である開閉自在な給電リッド７Ａ及び充電リッド７Ｂ、コンセント４を収容し給電リッド７Ａを開閉自在に支持する車体２に一体的に形成された収容部１７Ａ、各インレット５，６を収容し充電リッド７Ｂを開閉自在に支持する車体２に一体的に形成された収容部１７Ｂ、後述する切替手段及び制御手段等を備えている。

コンセント４は車体２に固定されており、図示しない通常の家庭用１００Ｖプラグが接続されることにより、後述する駆動用バッテリから外部機器としての外部家電に対して給電が行われる。
普通充電インレット５は車体２に固定されており、図示しない交流の普通充電用コネクタが接続されることにより、後述する駆動用バッテリに対して外部機器としての外部電源から普通充電が行われる。
急速充電インレット６は車体２に固定されており、図示しない直流の急速充電用コネクタが接続されることにより、後述する駆動用バッテリに対して外部機器としての外部電源から急速充電が行われる。
コンセント４及び各インレット５，６には、それぞれプラグ及びコネクタの接続が行われた場合に後述する制御手段に対して信号を出力するスイッチ２１，２２，２３がそれぞれ設けられている。

車体２の内部である車室内の図示しないインストゥルメントパネルには、運転者によって操作される切替手段としての始動スイッチ８が設けられている。始動スイッチ８は、車両１の走行が可能であると共に車内機器の使用が可能なレディオン状態と、車両１の走行が不可であると共に車内機器の使用が可能なレディオフ状態とを選択的に占める。
また車体２の内部には、制御手段としてのＥＣＵ９を備えた、後述する駆動モータ１２及び駆動用バッテリ１０の作動を制御する駆動システム２０が配設されている。ＥＣＵ９は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏポート等を有する周知のマイクロコンピュータによって構成されている。駆動システム２０は、レディオン状態時に起動状態を、レディオフ状態時に停止状態をそれぞれ占める。
さらに車体２の内部には、パーキングレンジ（以下、Ｐレンジという）を有する周知のシフト装置２４が配設されている。
なお、駆動システム２０がレディオン状態のときには、車両としてはすぐに走行できる状態であり場合によってはエンジンも始動することができるが、システムが起動状態のため消費電力が発生してしまう。またレディオフ状態のときには、消費電力は発生しないが走行するためにはレディオン状態に移行させる必要があり、すぐに走行することはできない状態である。

図４は、駆動システム２０の制御ブロック図を示している。同図においてＥＣＵ９は、始動スイッチ８からの信号、及びコンセント４、各インレット５，６から送られる接続信号に基づいてバッテリとしての駆動用バッテリ１０に接続されたコンタクタ１１、車両１を駆動するモータとしての駆動モータ１２に接続されたインバータ１３、交流用電気機器が接続されるコンセント４に接続され直流を交流に変換するＤＣＡＣインバータ１４、交流充電コネクタが接続される普通充電インレット５に接続され交流を直流に変換するＡＣＤＣインバータ１５、直流充電コネクタが接続される急速充電インレット６に接続されたコンタクタ１６の動作をそれぞれ制御する。
なおコンタクタ１１は、始動スイッチ８がオン状態時には接続状態、始動スイッチ８がオフ状態の時には非接続状態であり、始動スイッチ８のオフ状態時に各インレット５，６の何れかにコネクタが接続されると、コネクタの接続信号を受けて接続動作が行われる。コンタクタ１１の接続状態時において、ＥＣＵ９は図示しない充電量検知手段からの残充電量情報を得ることができる。

本発明の第１の実施形態における充給電装置の動作について説明する。
先ず、給電動作について図５に示すフローチャートに基づいて説明する。
車両１の使用者は、コンセント４から給電を行うべく、図２に示すように給電リッド７Ａを開放しコンセント４に対してプラグを接続する。プラグが接続されスイッチ２１がプラグを検知すると（ＳＴ０１）、ＥＣＵ９は始動スイッチ８がレディオン状態であるか否かを判定する（ＳＴ０２）。ここで始動スイッチ８がレディオン状態であればコンタクタ１１が接続されていることから、駆動用バッテリ１０とコンセント４とがＤＣＡＣインバータ１４を介して接続されているため、コンセント４から給電動作が行われる（ＳＴ０３）。
ステップＳＴ０２で始動スイッチ８がレディオフ状態であるとＥＣＵ９が判定すると、ＥＣＵ９は始動スイッチ８を自動的にレディオン状態に変化させ（ＳＴ０４）、これによりコンタクタ１１が接続されて給電動作が行われる（ＳＴ０３）。

次に、充電動作について図６に示すフローチャートに基づいて説明する。
車両１の使用者は、各インレット５，６から充電を行うべく、図３に示すように充電リッド７Ｂを開放し普通充電インレット５に対して普通充電用のコネクタを、または急速充電インレット６に対して急速充電用コネクタを接続する。何れかのコネクタが接続されスイッチ２２，２３の何れかがコネクタを検知すると（ＳＴ１１）、ＥＣＵ９は始動スイッチ８がレディオフ状態であるか否かを判定する（ＳＴ１２）。ここで始動スイッチ８がレディオフ状態であれば、ＥＣＵ９はスイッチ２２，２３の何れかからの信号を受けてコンタクタ１１を接続させ、駆動用バッテリ１０と各インレット５，６とがＡＣＤＣインバータ１５を介してまたは直接接続されるため、各インレット５，６から充電動作が行われる（ＳＴ１３）。
ステップＳＴ１２で始動スイッチ８がレディオン状態であるとＥＣＵ９が判定すると、ＥＣＵ９は始動スイッチ８を自動的にレディオフ状態に変化させ（ＳＴ１４）、これによりコンタクタ１１の接続が解除された後、上述と同様に充電動作が行われる（ＳＴ１３）。

この第１の実施形態によれば、給電のためにコンセント４を使用すれば駆動システム２０がレディオン状態となり、充電のためにインレット５，６を使用すれば駆動システム２０がレディオフ状態となるため、駆動システム２０の状態で給電動作か充電動作かを認識することができる。
上記実施形態では、各インレット５，６にスイッチ２２，２３を設けることでコネクタとインレットとの接続を検知したが、他の実施形態として、コネクタがインレットに接続された際に、コネクタからインレットを介してＥＣＵ９等の制御手段に延びる信号線によってコネクタとインレットとが接続したとの接続信号を制御手段に送信することで、コネクタとインレットとの接続を検知する構成としてもよい。

上記実施形態では、給電動作でレディオン状態となり充電動作でレディオフ状態となる切り替え動作を説明したが、給電動作でレディオン状態とした場合には駆動用バッテリ１０の電力収支を常時監視することができ、充電量不足による駆動システム２０の起動不可や車両１の走行不可といった不具合の発生を抑制することができる。そして、充電動作でレディオフ状態とした場合には、駆動システム２０の消費電力の発生が抑制されるので充電効率を向上させることができる。
また、給電動作または充電動作で駆動システム２０がレディオン状態となった場合に、シフト装置２４がＰレンジでない場合にＰレンジに移行させる構成としてもよい。この構成によれば、Ｐレンジを解除しなければ車両を発進させることができないため、プラグやコネクタが接続された状態で車両が発進することを抑制することができる。

次に、本発明の第２の実施形態を説明する。この第２の実施形態では、給電動作と充電動作との何れか一方のみしか行うことができず、給電動作を行う際には充電動作の実施が禁止され、充電動作を行う際には給電動作を行うことが禁止される点において、上述した第１の実施形態とは相違している。この第２の実施形態における充給電部３の動作を、図７に示すフローチャートに基づいて説明する。

ＥＣＵ９は先ず、コンセント４にプラグが接続されたか否かを判定する（ＳＴ２１）。スイッチ２１のオンによりプラグが接続されたと判定すると、ＥＣＵ９は始動スイッチ８がレディオン状態であるか否かを判定する（ＳＴ２２）。始動スイッチ８がレディオン状態であると判定されると、ＥＣＵ９は各インレット５，６に対するコネクタの接続を禁止する（ＳＴ２３）。ここでいう接続の禁止とは、例えば各インレット５，６を遮蔽部材等によって覆い隠したりする物理的な接続の禁止、各インレット５，６に対して接続されたコネクタとの間での電気的な接続の禁止等、様々な場合を含む。その後、ＥＣＵ９は上述と同様に給電動作を実施させる（ＳＴ２４）。ステップＳＴ２２において始動スイッチ８がレディオフ状態である場合には、ＥＣＵ９は始動スイッチ８をレディオン状態とさせて（ＳＴ２５）、ステップＳＴ２３に進む。

ステップＳＴ２１においてプラグが検知されない場合には、ＥＣＵ９は各インレット５，６の何れかにコネクタが接続されたか否かを判定する（ＳＴ２６）。ここでコネクタの接続が検知されない場合には、再びステップＳＴ２１に戻る。スイッチ２２またはスイッチ２３のオンによりコネクタが接続されたと判定すると、ＥＣＵ９は始動スイッチ８がレディオフ状態であるか否かを判定する（ＳＴ２７）。始動スイッチ８がレディオフ状態であると判定されると、ＥＣＵ９はコンセント４に対するプラグの接続を禁止する（ＳＴ２８）。この接続の禁止も、物理的な禁止及び電気的な禁止等、様々な禁止を含む。その後、ＥＣＵ９は上述と同様に充電動作を実施させる（ＳＴ２９）。ステップＳＴ２７において始動スイッチ８がレディオン状態である場合には、ＥＣＵ９は始動スイッチ８をレディオフ状態とさせて（ＳＴ３０）、ステップＳＴ２８に進む。

この第２の実施形態によれば、給電動作と充電動作とを同時に行うことが禁止されるので、例えば給電動作と充電動作とが同時に行われて、どちらの動作が行われているのかを認識できなくなることが防止される。
なお、上記実施形態の物理的な接続禁止として、各充電リッド７Ａ，７Ｂを閉塞状態で保持するロック機構１８Ａ，１８Ｂを各収容部１７Ａ，１７Ｂに設けている（図２、図３参照）。ＥＣＵ９は、コンセント４が使用されている場合にはロック機構１８Ｂにより充電リッド７Ｂを閉塞状態に保持し、各インレット５，６の何れかが使用されている場合にはロック機構１８Ａにより充電リッド７Ａを閉塞状態に保持する。この構成により、第２の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
なお、コンセント４と各インレット５，６の何れかとのどちらかが使用されている場合に、使用されていない側の充電リッドが開放されている場合がある。この場合には使用されていない側の充電リッドを閉塞しないとロック機構により閉塞状態で保持することができないため、開放されている充電リッドを自動的に閉塞させる機構を付加してもよい。

上述した各実施形態はそれぞれ車両１が電気自動車である場合を示したが、車両１としてはエンジンを搭載したプラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）でもよい。
図８は、本発明の第３の実施形態であるプラグインハイブリッド自動車に本発明を適用した場合における駆動システム２０の制御ブロック図を示している。この第３の実施形態は、図４に示した構成と比較すると、インバータ１３に接続されたジェネレータ３０、ジェネレータ３０に接続されたエンジン３１を有し、ＥＣＵ９がエンジン３１の駆動制御を行う点においてのみ相違しており、他の構成は同一である。

この第３の実施形態によれば、車両１がエンジン３１を有しているので、始動スイッチ８がレディオン状態時にはエンジン３１の始動が可能となり、始動スイッチ８がレディオフ状態時にはエンジン３１の始動が不可となる。このため、給電動作をレディオン状態に設定すればエンジン３１を始動させて発電機として使用可能であることから、給電により駆動用バッテリ１０の残充電量が不足して充電量不足となる虞がある場合にはＥＣＵ９がエンジン３１を始動させることにより充電動作を行うことができ、充電量不足の発生を確実に回避することができる。

上述した各実施形態において、図９に示すように、コンセント４にプラグが接続された際にこれを車両１の使用者に対して視認させる接続表示１９を収容部１７Ａに設けてもよい。この接続表示１９を設けることにより、コンセント４に対してプラグが接続されていることを車両１の使用者に対して確実に伝達することができ、第１の実施形態で示すようにコンセント４が車室外に設けられている場合に、コンセント４に対してプラグが接続されたまま車両１が走行することを防止することができる。この例では接続表示１９を収容部１７Ａに設けたが、接続表示１９はインストゥルメントパネルやダッシュボード等、運転席や助手席から視認可能な位置に配置してもよい。

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明は上述した特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
本発明の実施の形態に記載された効果は本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

１・・・車両、３・・・充給電装置（充給電部）、４・・・給電部（コンセント）、５・・・充電部（普通充電インレット）、６・・・充電部（急速充電インレット）、７Ａ・・・蓋体（給電リッド）、７Ｂ・・・蓋体（充電リッド）、８・・・切替手段（始動スイッチ）、９・・・制御手段（ＥＣＵ）、１０・・・バッテリ（駆動用バッテリ）、１２・・・モータ（駆動モータ）、１７Ａ，１７Ｂ・・・収容部、２０・・・駆動システム、２４・・・シフト装置

Claims

モータとバッテリとを有し、前記モータと前記バッテリとを制御する駆動システムと、
前記駆動システムの状態を起動状態または停止状態に切り替える切替手段と、
外部機器を接続可能な給電部及び充電部を備え、前記外部機器の接続により前記バッテリの充給電を行う充給電部とを備えた車両において、
前記充給電部に前記外部機器が接続された際に、充電または給電のどちらを行うかに応じて前記切替手段により前記駆動システムの状態を前記起動状態または前記停止状態の何れかに切り替える制御手段を有し、
前記制御手段は、前記給電部に前記外部機器が接続された際には前記切替手段により前記駆動システムの状態を前記起動状態へと切り替え、前記充電部に前記外部機器が接続された際には前記切替手段により前記駆動システムの状態を前記停止状態へと切り替えることを特徴とする車両。
請求項１記載の車両において、
前記車両はシフト装置を有し、
前記外部機器が前記充給電部に接続された際には、前記シフト装置がパーキングレンジに設定されることを特徴とする車両。
請求項２記載の車両において、
前記充電部と前記給電部とはそれぞれ別々の収容部に収容されており、前記各収容部はそれぞれ開閉自在な蓋体を有し、前記制御手段により一方の前記蓋体の開放時に他方の前記蓋体の開放動作が規制されることを特徴とする車両。