WO2012164681A1

WO2012164681A1 - 車両および車両の制御方法

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Publication number: WO2012164681A1
Application number: PCT/JP2011/062459
Authority: WO
Inventors: 浩二原
Original assignee: トヨタ自動車株式会社
Priority date: 2011-05-31
Filing date: 2011-05-31
Publication date: 2012-12-06

Abstract

　車両（１００）は、外部電源（５００）から充電ケーブル（４００）により伝達される電力を用いて、車載の充電装置（２００）により蓄電装置（１１０）の充電が可能である。車両（１００）は、外部の電気機器に電力を供給するためのアウトレット（１９５）を車室内に備える。ＥＣＵ（３００）は、外部充電が行なわれる際に、外部電源（５００）からの電圧がアウトレット（１９５）から出力されるべき電圧と対応している場合に、外部電源（５００）から供給された電力を伝達する電力線（ＡＣＬ１，ＡＣＬ２）とアウトレット（１９５）との間に設けられたリレー（ＲＹ１０）を閉成して、外部電源（５００）からの電力を、アウトレット（１９５）に直接供給する。

Description

車両および車両の制御方法

　本発明は、車両および車両の制御方法に関し、より特定的には、車両外部の電力を用いて車載の蓄電装置の充電が可能な車両における、車室内アウトレットへの電力供給制御に関する。

　近年、環境に配慮した車両として、蓄電装置（たとえば二次電池やキャパシタなど）を搭載し、蓄電装置に蓄えられた電力から生じる駆動力を用いて走行する車両が注目されている。このような車両には、たとえば電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池車などが含まれる。そして、これらの車両に搭載される蓄電装置を発電効率の高い商用電源により充電する技術が提案されている。

　ハイブリッド車においても、電気自動車と同様に、車両外部の電源（以下、単に「外部電源」とも称する。）からの電力を用いて車載の蓄電装置の充電（以下、単に「外部充電」とも称する。）が可能な車両が知られている。たとえば、家屋に設けられた電源アウトレットと車両に設けられた充電口とを充電ケーブルで接続することにより、一般家庭の電源から蓄電装置の充電が可能ないわゆる「プラグイン・ハイブリッド車」が知られている。これにより、ハイブリッド自動車の燃料消費効率を高めることが期待できる。

　特開２００９－２２５５８７号公報（特許文献１）には、外部充電が可能な車両において、充電コネクタと充電器（電力変換器）との間にリレーを介してＡＣアウトレットが接続される構成が開示されている。そして、外部充電時に車両の電気システムが起動されるとリレーがオンされ、外部電源の停電時はバッテリから充電器（電力変換器）を介してＡＣアウトレットへ給電する構成が開示されている。

特開２００９－２２５５８７号公報特開２０１０－０９３８９１号公報特開２００７－１１６８０６号公報特開２０１０－２５９２７４号公報

　特開２００９－２２５５８７号公報（特許文献１）に開示される構成においては、外部充電の実行中に、車内のＡＣアウトレットに電力を供給することができる。

　この車室内に設けられるアウトレットは、家電製品が使用できるように、ＡＣ１００Ｖ程度とされるのが一般的である。しかしながら、外部充電を行なう場合に供給される外部電源としては、ＡＣ１００ＶだけでなくＡＣ２００Ｖが使用される場合もある。外部充電時にＡＣ２００Ｖが供給されている場合に、ＡＣ１００Ｖ用の電気機器がアウトレットに接続されると、過電圧によって電気機器の故障や破損の原因となり得る。

　本発明は、このような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、外部充電時に、外部電源からの電力を車室内アウトレットに供給することができる車両において、車室内アウトレットに適切な電圧を供給することである。

　本発明による車両は、外部電源から充電ケーブルにより伝達される電力を用いて搭載された蓄電装置の充電が可能である。車両は、充電ケーブルを接続するための接続部と、接続部に電気的に接続され、外部電源から接続部に伝達された電力を蓄電装置の充電電力に変換するための充電装置と、車室内に設けられ、接続された電気機器に電力を供給するためのアウトレットとを備える。外部電源からの電圧がアウトレットから出力されるべき電圧と対応している場合に、接続部と充電装置とを結ぶ電力線からの電力がアウトレットに供給される。

　好ましくは、車両は、電力線とアウトレットとを結ぶ経路に設けられ、アウトレットへの電力の供給と遮断とを切換えるための切換部と、切換部を制御するための制御装置とをさらに備える。制御装置は、外部電源からの電圧とアウトレットから出力されるべき電圧との差の絶対値が、予め定められたしきい値より小さい場合に、切換部を導通状態としてアウトレットに電力を供給する。

　好ましくは、制御装置は、充電装置により蓄電装置の充電が実行されている場合は、外部電源からの電力がアウトレットに供給されないように、切換部を非導通状態とする。

　好ましくは、制御装置は、車両が外部電源から受ける電流が、外部電源の供給可能電流を示す基準値を上回らないように、充電装置から蓄電装置へ出力される充電電流を制御する。

　好ましくは、車両は、蓄電装置からの電力を変換してアウトレットへ供給するように構成された電力変換装置をさらに備える。制御装置は、切換部が導通状態とされて、外部電源からの電力がアウトレットに供給されているときには、蓄電装置からアウトレットへの電力供給がされないように、電力変換装置を制御する。

　好ましくは、電力変換装置は、蓄電装置からの電圧を降圧するためのＤＣ／ＤＣコンバータと、ＤＣ／ＤＣコンバータからの直流電力を交流電力に変換するためのインバータとを含む。制御装置は、切換部が導通状態とされて、外部電源からの電力がアウトレットに供給されているときには、インバータの電力変換動作を停止させる。

　本発明による車両の制御方法は、外部電源から充電ケーブルにより伝達される電力を用いて搭載された蓄電装置の充電が可能な車両についての制御方法である。車両は、充電ケーブルを接続するための接続部と、接続部に電気的に接続され、外部電源から接続部に伝達された電力を蓄電装置の充電電力に変換するための充電装置と、車室内に設けられ、接続された電気機器に電力を供給するためのアウトレットとを含む。制御方法は、充電ケーブルが接続部に接続されているか否かを判定するステップと、外部電源からの電圧が、アウトレットから出力されるべき電圧と対応しているか否かを判定するステップと、外部電源からの電圧が、アウトレットから出力されるべき電圧と対応している場合に、接続部と充電装置とを結ぶ電力線からの電力をアウトレットに供給するステップとを備える。

　本発明によれば、外部充電時に、外部電源からの電力を車室内アウトレットに供給することができる車両において、車室内アウトレットに適切な電圧を供給することができる。

実施の形態１に従う車両を含む充電システムの全体ブロック図である。実施の形態１において、ＥＣＵで実行される制御を説明するための機能ブロック図である。実施の形態１において、ＥＣＵで実行される処理を説明するためのフローチャートである。実施の形態２において、ＥＣＵで実行される制御を説明するための機能ブロック図である。実施の形態２において、ＥＣＵで実行される処理を説明するための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。

　［実施の形態１］
　図１は、実施の形態１に従う車両１００を含む充電システム１０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（以下、ＳＭＲ（System　Main　Relay）とも称する。）１１５と、駆動装置であるＰＣＵ（Power　Control　Unit）１２０と、モータジェネレータ１３０，１３５と、動力伝達ギア１４０と、駆動輪１５０と、エンジン１６０と、制御装置（以下、ＥＣＵ（Electronic　Control　Unit）とも称する。）３００とを備える。

　蓄電装置１１０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のセルを含んで構成される。

　蓄電装置１１０は、ＳＭＲ１１５を介して、モータジェネレータ１３０，１３５を駆動するためのＰＣＵ１２０に接続される。そして、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。蓄電装置１１０の出力は、たとえば２００Ｖである。

　ＳＭＲ１１５に含まれるリレーの一方端は、蓄電装置１１０の正極端子および負極端子にそれぞれ接続される。ＳＭＲ１１５に含まれるリレーの他方端は、ＰＣＵ１２０に接続された電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１にそれぞれ接続される。そして、ＳＭＲ１１５は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ１に基づいて、蓄電装置１１０とＰＣＵ１２０との間での電力の供給と遮断とを切換える。

　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。

　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に対して並列に接続される。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。

　モータジェネレータ１３０，１３５の出力トルクは、減速機や動力分割機構によって構成される動力伝達ギア１４０を介して駆動輪１５０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。

　さらに、モータジェネレータ１３０，１３５は、動力伝達ギア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からの出力トルクおよびエンジン１６０からの出力トルクが強調的に制御される。また、モータジェネレータ１３０，１３５は、エンジン１６０によって駆動されて発電することも可能である。本実施の形態においては、モータジェネレータ１３０を専らエンジン１６０によって駆動されて発電を行なうための発電機として動作し、モータジェネレータ１３５を専ら駆動輪１５０を駆動して車両１００を走行させるための電動機として動作するものとする。

　なお、本実施の形態においては、モータジェネレータおよびインバータの対が２つ設けられる構成を一例として示すが、モータジェネレータおよびインバータの対は１つであってもよいし、２つより多く備える構成としてもよい。

　また、本実施の形態においては、車両１００は、上述のように、ハイブリッド自動車を例として説明するが、車両１００の構成は、蓄電装置１１０からの電力を用いて車両駆動力を発生するための電動機を搭載する車両であればその構成は限定されない。すなわち、車両１００は、図１のようなエンジンおよび電動機により車両駆動力を発生するハイブリッド自動車のほかに、エンジンを搭載しない電気自動車あるいは燃料電池自動車などを含む。

　車両１００は、低電圧系（補機系）の構成として、ＤＣ／ＤＣコンバータ１７０と、補機負荷１８０と、補機バッテリ１８５と、インバータ１９０と、アウトレット（コンセント）１９５とをさらに含む。

　ＤＣ／ＤＣコンバータ１７０は、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１に接続され、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＤに基づいて、蓄電装置１１０から供給される直流電圧を降圧する。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ１７０は、電力線ＰＬ４を介して、補機負荷１８０および補機バッテリ１８５などの車両全体の低電圧系に電力を供給する。

　補機負荷１８０には、たとえばランプ類、ワイパー、ヒータ、オーディオ、ナビゲーションシステムなどが含まれる。

　補機バッテリ１８５は、代表的には鉛蓄電池によって構成される。補機バッテリ１８５の出力電圧は、蓄電装置１１０の出力電圧よりも低く、たとえば１２Ｖ程度である。

　インバータ１９０は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＦによって制御され、ＤＣ／ＤＣコンバータ１７０または補機バッテリ１８５から供給される直流電力を交流電力に変換する。そして、インバータ１９０は、電力線ＡＣＬ３，ＡＣＬ４を介して、変換した交流電力をアウトレット１９５に供給する。

　アウトレット１９５は、車室内に設けられる。このアウトレット１９５に電源プラグを接続することによって、一般電気機器に電力を供給することができる。したがって、インバータ１９０によって供給される交流電圧は、たとえばＡＣ１００Ｖ程度である。

　車両１００は、外部電源５００からの電力を用いて蓄電装置１１０を充電するための構成として、充電装置２００と、充電リレーＣＨＲ２１０と、接続部２２０と、電圧センサ２３０と、電流センサ２４０とをさらに備える。

　接続部２２０は、外部電源５００からの電力を受けるために、車両１００のボディに設けられる。接続部２２０には、充電ケーブル４００の充電コネクタ４１０が接続される。そして、充電ケーブル４００のプラグ４２０が、外部電源５００のアウトレット５１０に接続されることによって、外部電源５００からの電力が、充電ケーブル４００の電線部４３０を介して車両１００に伝達される。また、充電ケーブル４００の電線部４３０には、外部電源５００から車両１００への電力の供給と遮断とを切換えるための、充電回路遮断装置（図示せず）が介挿される場合がある。

　充電ケーブル４００の充電コネクタ４１０には、図示しない接続検出部が含まれる。充電コネクタ４１０が接続部２２０に接続されると、接続検出部は接続信号ＣＮＣＴをＥＣＵ３００に出力する。ＥＣＵ３００は、この接続信号ＣＮＣＴによって、充電コネクタ４１０が接続されたことを認識する。

　充電装置２００は、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２を介して接続部２２０に接続される。また、充電装置２００は、ＣＨＲ２１０を介して蓄電装置１１０と接続される。そして、充電装置２００は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＥに基づいて、外部電源５００から供給される交流電力を、蓄電装置１１０が充電可能な直流電力に変換する。

　ＣＨＲ２１０に含まれるリレーの一方端は、蓄電装置１１０の正極端子および負極端子にそれぞれ接続される。ＣＨＲ２１０に含まれるリレーの他方端は、充電装置２００に接続された電力線ＰＬ３および接地線ＮＬ３にそれぞれ接続される。そして、ＣＨＲ２１０は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ２に基づいて、充電装置２００から蓄電装置１１０への電力の供給と遮断とを切換える。

　電圧センサ２３０は、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２の間に設けられ、外部電源５００から供給される電圧を検出する。そして、電圧センサ２３０は、その検出値ＶＡＣをＥＣＵ３００へ出力する。

　電流センサ２４０は、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２のいずれかに設けられ、外部電源５００から供給される電流を検出する。そして、電流センサ２４０は、その検出値ＩＡＣをＥＣＵ３００へ出力する。

　また、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２は、リレーＲＹ１０を介して、電力線ＡＣＬ３，ＡＣＬ４にもそれぞれ接続される。リレーＲＹ１０は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ３によって制御され、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２と電力線ＡＣＬ３，ＡＣＬ４との導通と非導通とを切換える。

　このような車両においては、走行中のように外部電源５００からの電力が車両１００に供給されていない場合には、アウトレット１９５へは、補機バッテリ１８５からの電力、あるいは、蓄電装置１１０からの電力をＤＣ／ＤＣコンバータ１７０で降圧した電力が、インバータ１９０によって交流電力に変換されて供給される。この場合、インバータ１９０およびＤＣ／ＤＣコンバータ１７０での電力変換が必要となるため、電力変換時の損失によって、電力供給の効率は低下し得る。

　図１のように、外部充電の場合に外部電源５００から電力が伝達される経路とアウトレット１９５を電気的に直接接続する構成とすることによって、外部充電を実行する場合には、インバータ１９０等による電力変換を行なうことなく、アウトレット１９５へ電力を供給することが可能である。

　ここで、外部充電に用いられる電源電圧は、一般的には、家庭で使用されるＡＣ１００ＶあるいはＡＣ２００Ｖを用いることが可能とされる。一方で、車内のアウトレット１９５に接続して使用する電気機器は、多くの場合家庭で通常使用される電化製品であり、その電源電圧はＡＣ１００Ｖ程度である。そのため、外部充電にＡＣ２００Ｖが用いられる場合に、その電力がアウトレット１９５に供給されると、アウトレット１９５に接続された電気機器が正常に動作しなかったり、過電圧等によって故障してしまったりすることが考えられる。

　また、蓄電装置１１０の充電動作と、アウトレット１９５への電力供給とを同時に実行した場合、たとえば、アウトレット１９５に接続される電気機器の消費電力が非常に大きいものであれば、車両１００でのトータルの消費電力が非常に大きくなる可能性がある。そうすると、外部電源５００から供給可能な電力容量を超過してしまい、ブレーカなどの保護機能によって、外部電源５００からの電力が遮断されてしまうおそれがある。

　そこで、本実施の形態においては、外部充電時に、外部電源の電力容量を考慮しながら、外部電源から供給される電圧が車室内のアウトレットから出力されるべき電圧と対応している場合に、外部電源からの電力をアウトレットに直接供給するような制御を実行する。

　図２は、実施の形態１において、ＥＣＵ３００で実行される制御を説明するための機能ブロック図である。図２の機能ブロック図に記載された各機能ブロックは、ＥＣＵ３００によるハードウェア的あるいはソフトウェア的な処理によって実現される。

　図１および図２を参照して、ＥＣＵ３００は、判定部３１０と、充電制御部３２０と、インバータ制御部３３０と、リレー制御部３４０とを含む。

　充電制御部３２０は、充電コネクタ４１０の接続信号ＣＮＣＴと、蓄電装置１１０のＳＯＣとを受ける。充電制御部３２０は、充電コネクタ４１０が接続部２２０に接続されたことを認識すると、ＳＯＣに基づいて、制御信号ＳＥ２およびＰＷＥを生成して、ＣＨＲ２１０および充電装置２００をそれぞれ制御する。そして、充電制御部３２０は、蓄電装置１１０が満充電状態になるまで充電を継続する。

　判定部３１０は、外部電源５００から供給される電力について、電圧センサ２３０で検出された電圧ＶＡＣおよび電流センサ２４０で検出された電流ＩＡＣを受ける。また、判定部３１０は、充電制御部３２０からの制御信号ＰＷＥ、および充電コネクタ４１０の接続信号ＣＮＣＴを受ける。

　判定部３１０は、これらの情報に基づいて、外部電源５００から供給される電圧ＶＡＣがアウトレット１９５から出力されるべき電圧と対応している場合であって、かつ充電装置２００による充電動作が停止している場合に、外部電源５００から供給される電力をアウトレット１９５から出力するように判定する。そして、判定部３１０は、判定フラグＦＬＧをインバータ制御部３３０およびリレー制御部３４０へ出力する。

　インバータ制御部３３０は、判定部３１０から判定フラグＦＬＧを受ける。インバータ制御部３３０は、判定フラグＦＬＧによって、アウトレット１９５から電力を供給することが示されている場合は、インバータ１９０を停止するように制御信号ＰＷＦを生成する。

　リレー制御部３４０は、判定部３１０から判定フラグＦＬＧを受ける。リレー制御部３４０は、判定フラグＦＬＧによって、アウトレット１９５から電力を供給することが示されている場合にはリレーＲＹ１０を接続状態とし、アウトレット１９５から電力を供給しないことが示されている場合にはリレーＲＹ１０を非接続状態とするように制御信号ＳＥ３を生成する。

　図３は、実施の形態１において、ＥＣＵ３００で実行される処理の詳細を説明するためのフローチャートである。図３および後述する図５に示すフローチャートは、ＥＣＵ３００に予め格納されたプログラムを所定周期で実行することによって実現される。あるいは、一部のステップについては、専用のハードウェア（電子回路）を構築して処理を実現することも可能である。

　なお、当該処理が開始される初期状態においては、充電装置２００による充電動作は停止しており、リレーＲＹ１０は非接続状態であるものとする。

　図１および図３を参照して、ＥＣＵ３００は、ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、接続信号ＣＮＣＴに基づいて、充電コネクタ４１０が接続部２２０に接続されているか否かを判定する。

　充電コネクタ４１０が接続されていない場合（Ｓ１００にてＮＯ）は、外部電源５００からの電力が車両１００に伝達されないので、ＥＣＵ３００は処理を終了する。

　充電コネクタ４１０が接続されている場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）は、処理がＳ１１０に進められて、ＥＣＵ３００は、ＣＨＲ２１０を閉成するとともに充電装置２００を制御することによって、蓄電装置１１０の充電動作を開始する。そして、ＥＣＵ３００は、Ｓ１２０にて、充電動作が実行中であるか否かを判定する。

　充電動作が実行中である場合、すなわち、蓄電装置１１０のＳＯＣが満充電状態に到達しておらず充電動作が継続されている場合（Ｓ１２０にてＹＥＳ）は、処理がＳ１２０に戻されて、ＥＣＵ３００は充電動作が停止するのを待つ。なお、このときに、アウトレット１９５に対しては、補機バッテリ１８５または蓄電装置１１０からの電力を用いて、インバータ１９０から電力が供給される。

　充電動作が停止している場合（Ｓ１２０にてＮＯ）は、処理がＳ１３０に進められ、ＥＣＵ３００は、外部電源５００から供給される電圧ＶＡＣが、アウトレット１９５から出力されるべき電圧Ｖ１（たとえば、ＡＣ１００Ｖ）と対応しているか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ３００は、電圧ＶＡＣと電圧Ｖ１との差の絶対値が、予め定められたしきい値α（α＞０）より小さいか否かを判定する。

　電圧ＶＡＣが電圧Ｖ１に対応していない場合（Ｓ１３０にてＮＯ）は、アウトレット１９５に電力を供給すると、アウトレット１９５に接続された電気機器が正しく動作しなかったり、過電圧等によって電気機器の故障の要因となったりするおそれがあるため、ＥＣＵ３００は当該処理を終了する。

　電圧ＶＡＣが電圧Ｖ１に対応している場合（Ｓ１３０にてＮＯ）は、処理がＳ１４０に進められ、ＥＣＵ３００は、インバータ１９０の停止指令を出力する。これは、インバータ１９０により出力される交流電力の位相と、外部電源５００からの交流電力の位相とが必ずしも合致しているわけではないので、異なる位相の交流電力が接触することにより、混触や短絡が発生することを防止するためである。

　そして、ＥＣＵ３００は、Ｓ１５０にて、リレーＲＹ１０を接続状態として、外部電源５００から供給された交流電力をアウトレット１９５へ出力する。

　その後、ＥＣＵ３００は、Ｓ１６０にて、充電コネクタ４１０の接続が継続しているか否かを判定する。

　充電コネクタ４１０の接続が継続している場合（Ｓ１６０にてＹＥＳ）は、処理がＳ１５０に戻されて、ＥＣＵ３００はリレーＲＹ１０の接続を継続し、アウトレット１９５への電力供給を継続する。

　充電コネクタ４１０が切り離された場合（Ｓ１６０にてＮＯ）は、外部電源５００から車両１００へ電力が供給されていないため、ＥＣＵ３００は、Ｓ１７０にて、リレーＲＹ１０を非接続状態として処理を終了する。なお、図３には示していないが、ＥＣＵ３００は、リレーＲＹ１０を非接続とした後、必要に応じて、インバータ１９０を駆動して補機バッテリ１８５からの電力を用いて、アウトレット１９５への電力供給を継続するようにしてもよい。また、さらにＤＣ／ＤＣコンバータ１７０を駆動して、蓄電装置１１０からの電力を用いてアウトレット１９５へ電力供給するようにしてもよい。

　以上のような処理に従って制御を行なうことによって、外部充電が可能な車両において、外部電源から供給される電圧が車室内アウトレットで出力されるべき電圧に対応している場合に限って、外部電源からの電力が車室内アウトレットに供給される。これにより、アウトレットに接続された電気機器に悪影響をおよぼすことなく、外部電源から車両に供給される電力を用いて外部電気機器を駆動することが可能となる。これにより、高圧の蓄電装置および補機バッテリから電力が消費されることが抑制される。

　また、充電装置による充電動作と、外部電源からの電力を用いたアウトレットへの給電を併用しないようにすることで、車両への供給電力が外部電源側の電力容量を超過することを防止できる。

　［実施の形態２］
　実施の形態１においては、外部電源側の電力容量を超過しないように、充電装置による充電動作が実行されているときには、外部電源からの電力を車室内アウトレットへ供給しないような構成について説明した。

　このような構成では、上述のように、充電動作が実行されている間は、補機バッテリ１８５または蓄電装置１１０からの電力を用いて、インバータ１９０によって変換された直流電力が供給される。この場合、インバータ１９０およびＤＣ／ＤＣコンバータ１７０による電力変換が必要となるため、これらの電力変換による損失によって効率が低下する可能性がある。

　そこで、実施の形態２においては、外部電源から供給される電圧が車室内アウトレットで出力されるべき電圧に対応している場合には、外部電源からの電力のアウトレットへの供給と、蓄電装置への充電動作を並行して行ないつつ、外部電源側の電力容量を超過しないように、充電装置から出力される充電電力を調整する構成について説明する。

　図４は、実施の形態２において、ＥＣＵ３００で実行される制御を説明するための機能ブロック図である。図４は、実施の形態１の図２における充電制御部３２０が充電制御部３２０Ａに置き換わり、さらに電流演算部３５０が追加されたものとなっている。図４において、図２と重複する要素の説明は繰り返さない。

　図１および図４を参照して、判定部３１０は、図２での説明と同様に、電圧ＶＡＣ、電流ＩＡＣ、制御信号ＰＷＥおよび接続信号ＣＮＣＴを受ける。判定部３１０は、これらの情報に基づいて、外部電源５００から供給される電圧ＶＡＣがアウトレット１９５から出力されるべき電圧に対応している場合に、外部電源５００から供給される電力をアウトレット１９５から出力するように判定する。なお、実施の形態２では、判定部３１０は、この判定においては、充電動作の実行状態については考慮しない。すなわち、充電動作が実行中であっても、外部電源５００から供給される電力をアウトレット１９５から出力するように判定する。そして、判定部３１０は、判定フラグＦＬＧを、充電制御部３２０Ａ、インバータ制御部３３０およびリレー制御部３４０へ出力する。

　電流演算部３５０は、蓄電装置１１０の電圧ＶＢおよび電流ＩＢと、外部電源５００から供給される電圧ＶＡＣおよび電流ＩＡＣとを受ける。電流演算部３５０は、これらの情報に基づいて、蓄電装置１１０への充電電流の初期値ＩＯＵＴを演算し、それを充電制御部３２０Ａに出力する。

　充電制御部３２０Ａは、充電コネクタ４１０の接続信号ＣＮＣＴと、蓄電装置１１０のＳＯＣと、電流演算部３５０からの充電電流の初期値ＩＯＵＴと、外部電源５００から供給される電流ＩＡＣと、判定部３１０からの判定フラグＦＬＧと、蓄電装置１１０への充電電流ＩＢとを受ける。充電制御部３２０Ａは、これらの情報に基づいて、制御信号ＳＥ２およびＰＷＥを生成し、ＣＨＲ２１０および充電装置２００をそれぞれ制御する。このとき、充電制御部３２０Ａは、外部電源５００から供給されるトータル電流ＩＡＣが、予め設定された外部電源５００の電力容量から定まる電流上限値を超えないように、充電装置２００から出力される充電電流を調整しながら、蓄電装置１１０が満充電状態になるまで充電を実行する。

　図５は、実施の形態２において、ＥＣＵ３００で実行される処理の詳細を説明するためのフローチャートである。

　図１および図５を参照して、ＥＣＵ３００は、Ｓ２００にて、接続信号ＣＮＣＴに基づいて、充電コネクタ４１０が接続部２２０に接続されているか否かを判定する。

　充電コネクタ４１０が接続されていない場合（Ｓ２００にてＮＯ）は、外部電源５００からの電力が車両１００に伝達されないので、ＥＣＵ３００は処理を終了する。

　充電コネクタ４１０が接続されている場合（Ｓ２００にてＹＥＳ）は、処理がＳ２１０に進められて、ＥＣＵ３００は、充電装置２００を起動する。そして、ＥＣＵ３００は、Ｓ２２０にて、外部電源５００から供給される電圧ＶＡＣが、アウトレット１９５から出力されるべき電圧Ｖ１（たとえば、ＡＣ１００Ｖ）と対応しているか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ３００は、電圧ＶＡＣと電圧Ｖ１との差の絶対値が、予め定められたしきい値α（α＞０）より小さいか否かを判定する。

　電圧ＶＡＣが電圧Ｖ１に対応していない場合（Ｓ２２０にてＮＯ）は、アウトレット１９５に電力を供給すると、アウトレット１９５に接続された電気機器が正しく動作しなかったり、過電圧等によって電気機器の故障の要因となったりするおそれがあるため、ＥＣＵ３００はアウトレット１９５への電力供給を行なわずに、Ｓ３６０に処理を進めて、充電動作を開始する。

　そして、ＥＣＵ３００は、Ｓ３７０にて、蓄電装置１１０が満充電状態に到達したか否かを判定する。蓄電装置１１０が満充電状態に到達していなければ（Ｓ３７０にてＮＯ）充電動作が継続され、蓄電装置１１０が満充電状態に到達すれば（Ｓ３７０にてＹＥＳ）処理を終了する。

　一方、電圧ＶＡＣが電圧Ｖ１に等しい場合（Ｓ２２０にてＮＯ）は、処理がＳ２３０に進められ、ＥＣＵ３００は、インバータ１９０の停止指令を出力する。そして、ＥＣＵ３００は、Ｓ２４０にて、リレーＲＹ１０を接続状態として、外部電源５００から供給された交流電力をアウトレット１９５へ出力する。これにより、アウトレット１９５に電気機器が接続されている場合には、電力が消費される。

　次に、ＥＣＵ３００は、Ｓ２５０にて、外部電源５００から供給される電力についての電圧ＶＡＣ，電流ＩＡＣおよび蓄電装置１１０の電圧ＶＢを取得する。この状態においては、まだ蓄電装置１１０への充電が開始されていないので、検出される電流ＩＡＣは、アウトレット１９５に接続された電気機器に流れる電流に相当する。

　ＥＣＵ３００は、Ｓ２６０にて、外部電源５００が出力可能な電流容量ＩＬＩＭと、Ｓ２５０にて取得した情報とに基づいて、式（１）を用いて、外部電源５００の電流容量を超えない範囲で充電装置２００が使用可能な充電電流の上限値ＩＯＵＴを演算する。

　　ＩＯＵＴ＝（ＩＬＩＭ－ＩＡＣ）×ＶＡＣ／ＶＢ　…　（１）
　なお、上記の外部電源５００が出力可能な電流容量ＩＬＩＭは、たとえば外部電源が一般の家庭用アウトレットである場合には、規格により定められた値が用いられる。また、それ以外の交流電源である場合には、予めユーザにより設定されるか、あるいは電源と車両との間の通信等によって設定される。

　そして、ＥＣＵ３００は、Ｓ２７０にて、上記の上限値ＩＯＵＴを超えない範囲で、充電電流の初期値ＩＣＨを設定し、Ｓ２８０にて充電動作を開始する。なお、初期充電電流ＩＣＨは、充電開始に伴う突入電流等を考慮して設定することが好ましい。

　充電動作が実行中、アウトレット１９５に接続された電気機器の負荷変動や、ＳＯＣが上昇することに伴う蓄電装置１１０の電圧ＶＢの変動等によって、外部電源５００から供給されるトータル電流ＩＡＣは変化し得る。そのため、Ｓ２９０にて、ＥＣＵ３００は、充電実行中のトータル電流ＩＡＣを監視し、それが電流容量ＩＬＩＭを超えないように、蓄電装置１１０への充電電流をフィードバック制御により調整する。

　そして、ＥＣＵ３００は、Ｓ３００にて、蓄電装置１１０が満充電状態に到達したか否かを判定する。

　満充電状態に到達していない場合（Ｓ３００にてＮＯ）は、処理がＳ３１０に進められ、ＥＣＵ３００は、充電コネクタ４１０の接続が継続しているか否かを判定する。そして、充電コネクタ４１０が接続状態であれば（Ｓ３１０にてＹＥＳ）、処理がＳ２９０に戻されて、満充電になるまで充電動作が継続される。充電コネクタ４１０が切り離されている場合（Ｓ３１０にてＮＯ）は、外部電源５００からの電力が供給されないので、ＥＣＵ３００は、充電動作を停止するとともに（Ｓ３２０）、リレーＲＹ１０を非接続状態とする（Ｓ３３０）。

　一方、Ｓ３００にて、満充電状態に到達していた場合（Ｓ３００にてＹＥＳ）は、処理がＳ３４０に進められて、ＥＣＵ３００は充電動作を停止する。そして、ＥＣＵ３００は、Ｓ３５０にて、充電コネクタ４１０の接続が継続しているか否かを判定する。

　充電コネクタ４１０が接続状態の場合（Ｓ３５０にてＹＥＳ）は、ＥＣＵ３００は、リレーＲＹ１０を接続状態に維持して、アウトレット１９５への給電を継続する。

　充電コネクタ４１０が切り離されている場合（Ｓ３５０にてＮＯ）は、外部電源５００からの電力が供給されないので、処理がＳ３３０に進められて、ＥＣＵ３００は、リレーＲＹ１０を非接続状態としてアウトレット１９５への給電を停止する。

　なお、リレーＲＹ１０が非接続状態とされた場合には、インバータ１９０を駆動して、補機バッテリ１８５等からの電力を用いて、アウトレット１９５への電力供給を継続してもよい。

　以上のような処理に従って制御を行なうことによって、外部充電が可能な車両において、外部電源からの電圧が車室内アウトレットで出力されるべき電圧と等しい場合に、外部電源の電力容量を考慮しながら、外部電源からの電力を用いて、車室内アウトレットへの給電と蓄電装置の充電とを並行して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、請求の範囲によって示され、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。

　１０　充電システム、１００　車両、１１０　蓄電装置、１１５　ＳＭＲ、１２０　ＰＣＵ、１２１　コンバータ、１２２，１２３，１９０　インバータ、１３０，１３５　モータジェネレータ、１４０　動力伝達ギア、１５０　駆動輪、１６０　エンジン、１７０　ＤＣ／ＤＣコンバータ、１８０　補機負荷、１８５　補機バッテリ、１９５，５１０　アウトレット、２００　充電装置、２１０　ＣＨＲ、２２０　接続部、２３０　電圧センサ、２４０　電流センサ、３００　ＥＣＵ、３１０　判定部、３２０，３２０Ａ　充電制御部、３３０　インバータ制御部、３４０　リレー制御部、３５０　電流演算部、４００　充電ケーブル、４１０　充電コネクタ、４２０　プラグ、４３０　電線部、５００　外部電源、ＡＣＬ１～ＡＣＬ４，ＰＬ１～ＰＬ４　電力線、Ｃ１，Ｃ２　コンデンサ、ＮＬ１，ＮＬ３　接地線、ＲＹ１０　リレー。

Claims

　外部電源（５００）から充電ケーブル（４００）により伝達される電力を用いて搭載された蓄電装置（１１０）の充電が可能な車両であって、
　前記充電ケーブル（４００）を接続するための接続部（２２０）と、
　前記接続部（２２０）に電気的に接続され、前記外部電源（５００）から前記接続部（２２０）に伝達された電力を前記蓄電装置（１１０）の充電電力に変換するための充電装置（２００）と、
　車室内に設けられ、接続された電気機器に電力を供給するためのアウトレット（１９５）とを備え、
　前記外部電源（５００）からの電圧が前記アウトレット（１９５）から出力されるべき電圧と対応している場合に、前記接続部（２２０）と前記充電装置（２００）とを結ぶ電力線（ＡＣＬ１，ＡＣＬ２）からの電力が前記アウトレット（１９５）に供給される、車両。
　前記電力線（ＡＣＬ１，ＡＣＬ２）と前記アウトレット（１９５）とを結ぶ経路に設けられ、前記アウトレット（１９５）への電力の供給と遮断とを切換えるための切換部（ＲＹ１０）と、
　前記切換部（ＲＹ１０）を制御するための制御装置（３００）とをさらに備え、
　前記制御装置（３００）は、前記外部電源（５００）からの電圧と前記アウトレット（１９５）から出力されるべき電圧との差の絶対値が、予め定められたしきい値より小さい場合に、前記切換部（ＲＹ１０）を導通状態として前記アウトレット（１９５）に電力を供給する、請求項１に記載の車両。
　前記制御装置（３００）は、前記充電装置（２００）により前記蓄電装置（１１０）の充電が実行されている場合は、前記外部電源（５００）からの電力が前記アウトレット（１９５）に供給されないように、前記切換部（ＲＹ１０）を非導通状態とする、請求項２に記載の車両。
　前記制御装置（３００）は、前記車両が前記外部電源（５００）から受ける電流が、前記外部電源（５００）の供給可能電流を示す基準値を上回らないように、前記充電装置（２００）から前記蓄電装置（１１０）へ出力される充電電流を制御する、請求項２に記載の車両。
　前記蓄電装置（１１０）からの電力を変換して前記アウトレット（１９５）へ供給するように構成された電力変換装置（１７０，１９０）をさらに備え、
　前記制御装置（３００）は、前記切換部（ＲＹ１０）が導通状態とされて、前記外部電源（５００）からの電力が前記アウトレット（１９５）に供給されているときには、前記蓄電装置（１１０）から前記アウトレット（１９５）への電力供給がされないように、前記電力変換装置（１７０，１９０）を制御する、請求項２～４のいずれか１項に記載の車両。
　前記電力変換装置は、
　前記蓄電装置（１１０）からの電圧を降圧するためのＤＣ／ＤＣコンバータ（１７０）と、
　前記ＤＣ／ＤＣコンバータ（１７０）からの直流電力を交流電力に変換するためのインバータ（１９０）とを含み、
　前記制御装置（３００）は、前記切換部（ＲＹ１０）が導通状態とされて、前記外部電源（５００）からの電力が前記アウトレット（１９５）に供給されているときには、前記インバータ（１９０）の電力変換動作を停止させる、請求項５に記載の車両。
　外部電源（５００）から充電ケーブル（４００）により伝達される電力を用いて搭載された蓄電装置（１１０）の充電が可能な車両の制御方法であって、
　前記車両（１００）は、
　前記充電ケーブル（４００）を接続するための接続部（２２０）と、
　前記接続部（２２０）に電気的に接続され、前記外部電源（５００）から前記接続部（２２０）に伝達された電力を前記蓄電装置（１１０）の充電電力に変換するための充電装置（２００）と、
　車室内に設けられ、接続された電気機器に電力を供給するためのアウトレット（１９５）とを含み、
　前記制御方法は、
　前記充電ケーブル（４００）が前記接続部（２２０）に接続されているか否かを判定するステップと、
　前記外部電源（５００）からの電圧が、前記アウトレット（１９５）から出力されるべき電圧と対応しているか否かを判定するステップと、
　前記外部電源（５００）からの電圧が、前記アウトレット（１９５）から出力されるべき電圧と対応している場合に、前記接続部（２２０）と前記充電装置（２００）とを結ぶ電力線（ＡＣＬ１，ＡＣＬ２）からの電力を前記アウトレット（１９５）に供給するステップとを備える、車両の制御方法。