特許 5825423 電動車両およびその制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5825423

(24)【登録日】2015年10月23日

(45)【発行日】2015年12月2日

(54)【発明の名称】電動車両およびその制御方法

(51)【国際特許分類】

   B60L 11/18 20060101AFI20151112BHJP

   H02M 3/28 20060101ALI20151112BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20151112BHJP

【ＦＩ】

   B60L11/18 C

   H02M3/28 H

   H02M3/28 U

   H02M3/28 W

   H02J7/00 P

   H02J7/00 302C

   H02J7/00 L

【請求項の数】11

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2014-503353(P2014-503353)

(86)(22)【出願日】2012年3月7日

(86)【国際出願番号】JP2012055795

(87)【国際公開番号】WO2013132604

(87)【国際公開日】20130912

【審査請求日】2014年8月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】坂本 英聖

【審査官】 前原 義明

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−０９３８９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３７４６０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−１２６１１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２２５５８７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｌ １／００ − ３／１２

Ｂ６０Ｌ ７／００ − １３／００

Ｂ６０Ｌ １５／００ − １５／４２

Ｈ０２Ｊ ７／００

Ｈ０２Ｍ ３／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

主蓄電装置と、
前記主蓄電装置から電力の供給を受けて走行駆動力を発生する電動機と、
補機用蓄電装置と、
家電製品を含む電気機器へ電力を出力可能に構成された電力出力部と、
前記主蓄電装置、前記補機用蓄電装置および前記電力出力部に電気的に接続され、前記主蓄電装置に蓄えられた電力または前記補機用蓄電装置に蓄えられた電力を電圧変換して前記電力出力部へ出力可能に構成された電力変換装置と、
前記電力変換装置を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記主蓄電装置からの電力が前記電力変換装置を介して前記電力出力部へ出力されている状態で前記走行駆動力が増加したとき、前記補機用蓄電装置に蓄えられた電力を電圧変換して前記電力出力部へ出力するように前記電力変換装置を制御する、電動車両。

【請求項2】

前記電力出力部の使用時に、前記走行駆動力が増加することによって、前記主蓄電装置が出力可能な電力を示す出力可能電力を前記主蓄電装置に対する要求出力が超えることになるとき、前記制御装置は、前記補機用蓄電装置に蓄えられた電力を電圧変換して前記電力出力部へ出力するように前記電力変換装置を制御する、請求項１に記載の電動車両。

【請求項3】

前記電力変換装置は、車両外部の電源から供給される電力を電圧変換して前記主蓄電装置および前記補機用蓄電装置を充電する充電器を含み、
前記充電器は、前記主蓄電装置に蓄えられた電力または前記補機用蓄電装置に蓄えられた電力を電圧変換して前記電力出力部へ出力可能なように、双方向に電力変換可能に構成される、請求項１または２に記載の電動車両。

【請求項4】

前記充電器は、
前記電源と前記主蓄電装置との間で双方向に電圧変換可能に構成された主回路と、
前記電源と前記補機用蓄電装置との間で双方向に電圧変換可能に構成され、前記主回路よりも容量が小さいサブ電源回路とを含む、請求項３に記載の電動車両。

【請求項5】

前記制御装置は、さらに、前記走行駆動力が増加するとき、前記補機用蓄電装置の充電状態を予め高めるように前記補機用蓄電装置の充電状態を制御する、請求項１または２に記載の電動車両。

【請求項6】

走路に関する情報を有する情報装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記情報装置からの走路情報に基づいて前記走行駆動力の増加が予測されるとき、前記補機用蓄電装置の充電状態を予め高めるように前記補機用蓄電装置の充電状態を制御する、請求項５に記載の電動車両。

【請求項7】

前記主蓄電装置から出力される電力を電圧変換して前記補機用蓄電装置へ出力する電圧変換器をさらに備え、
前記電力変換装置は、車両外部の電源から供給される電力を電圧変換して前記主蓄電装置および前記補機用蓄電装置を充電する充電器を含み、
前記充電器は、
前記電源と前記主蓄電装置との間で双方向に電圧変換可能に構成された主回路と、
前記電源と前記補機用蓄電装置との間で双方向に電圧変換可能に構成され、前記主回路よりも容量が小さいサブ電源回路とを含み、
前記サブ電源回路は、前記主回路の前記主蓄電装置側に電気的に接続され、
前記制御装置は、前記補機用蓄電装置の充電状態を予め高めるように前記補機用蓄電装置の充電状態を制御する場合において、
前記補機用蓄電装置へ供給される電力が前記サブ電源回路の定格内のとき、前記サブ電源回路を用いて前記主蓄電装置から前記補機用蓄電装置へ電力を供給するように前記サブ電源回路を制御し、
前記補機用蓄電装置へ供給される電力が前記サブ電源回路の定格を超えるとき、前記電圧変換器を用いて前記主蓄電装置から前記補機用蓄電装置へ電力を供給するように前記電圧変換器を制御する、請求項５に記載の電動車両。

【請求項8】

電動車両の制御方法であって、
前記電動車両は、
主蓄電装置と、
前記主蓄電装置から電力の供給を受けて走行駆動力を発生する電動機と、
補機用蓄電装置と、
家電製品を含む電気機器へ電力を出力可能に構成された電力出力部と、
前記主蓄電装置、前記補機用蓄電装置および前記電力出力部に電気的に接続され、前記主蓄電装置に蓄えられた電力または前記補機用蓄電装置に蓄えられた電力を電圧変換して前記電力出力部へ出力可能に構成された電力変換装置とを備え、
前記制御方法は、
前記電力出力部の使用が要求されているか否かを判定するステップと、
前記使用の要求に応じて前記主蓄電装置からの電力が前記電力変換装置を介して前記電力出力部へ出力されている状態で前記走行駆動力が増加したとき、前記補機用蓄電装置に蓄えられた電力を電圧変換して前記電力出力部へ出力するように前記電力変換装置を制御するステップとを含む、電動車両の制御方法。

【請求項9】

前記電力変換装置を制御するステップは、
前記電力出力部の使用時に、前記走行駆動力が増加することによって、前記主蓄電装置が出力可能な電力を示す出力可能電力を前記主蓄電装置に対する要求出力が超えるか否かを判定するステップと、
前記主蓄電装置の出力が前記出力可能電力を超えると判定されたとき、前記補機用蓄電装置に蓄えられた電力を電圧変換して前記電力出力部へ出力するように前記電力変換装置を制御するステップとを含む、請求項８に記載の電動車両の制御方法。

【請求項10】

前記走行駆動力が増加するとき、前記補機用蓄電装置の充電状態を予め高めるように前記補機用蓄電装置の充電状態を制御するステップをさらに含む、請求項８または９に記載の電動車両の制御方法。

【請求項11】

前記電動車両は、前記主蓄電装置から出力される電力を電圧変換して前記補機用蓄電装置へ出力する電圧変換器をさらに備え、
前記電力変換装置は、車両外部の電源から供給される電力を電圧変換して前記主蓄電装置および前記補機用蓄電装置を充電する充電器を含み、
前記充電器は、
前記電源と前記主蓄電装置との間で双方向に電圧変換可能に構成された主回路と、
前記電源と前記補機用蓄電装置との間で双方向に電圧変換可能に構成され、前記主回路よりも容量が小さいサブ電源回路とを含み、
前記サブ電源回路は、前記主回路の前記主蓄電装置側に電気的に接続され、
前記補機用蓄電装置の充電状態を制御するステップは、
前記補機用蓄電装置へ供給される電力が前記サブ電源回路の定格内か否かを判定するステップと、
前記判定するステップにおいて前記電力が前記サブ電源回路の定格内であると判定されたとき、前記サブ電源回路を用いて前記主蓄電装置から前記補機用蓄電装置へ電力を供給するように前記サブ電源回路を制御するステップと、
前記判定するステップにおいて前記電力が前記サブ電源回路の定格を超えると判定されたとき、前記電圧変換器を用いて前記主蓄電装置から前記補機用蓄電装置へ電力を供給するように前記電圧変換器を制御するステップとを含む、請求項１０に記載の電動車両の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、電動車両およびその制御方法に関し、特に、家電製品を含む電気機器へ電力を出力する電力出力部を備える電動車両およびその制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

バッテリ等の蓄電装置から電力の供給を受けて走行駆動力を発生するモータを動力源として搭載した電気自動車（Electric Vehicle）や、動力源としてエンジンをさらに搭載したハイブリッド自動車（Hybrid Vehicle）等の電動車両において、蓄電装置に蓄えられた電力を電圧変換して家電製品等の電気機器へ出力可能な構成が提案されている。

【0003】

特開２００２−３７４６０４号公報（特許文献１）は、バッテリに蓄えられた電力を所定の交流電力（たとえばＡＣ１００Ｖ）に変換して出力可能な自動車を開示する。この自動車は、走行用モータへ電力を供給するバッテリと、バッテリから出力される直流電力をＡＣ１００Ｖ電力に変換してＡＣコンセントへ出力するＡＣ１００Ｖインバータとを備える。この自動車においては、ＡＣ１００Ｖインバータや車両制御システム、バッテリなどの状態に基づいてＡＣ１００Ｖ出力の出力可否が決定される。したがって、この自動車によれば、車両の良好な駆動制御を確保することができるとともに、バッテリに蓄えられた電力を用いてＡＣ１００Ｖ出力を行なうことができるとされる（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００２−３７４６０４号公報

【特許文献2】特開２００８−３１２３９５号公報

【特許文献3】特開２００４−２３６４７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記の特開２００２−３７４６０４号公報に開示される自動車においては、走行用モータへ電力を供給するバッテリからＡＣコンセントへ電力が供給される。したがって、ＡＣコンセントの使用時にモータパワーが増大したとき、走行性能の確保を優先すると、ＡＣコンセントへの電力供給を維持できなくなる可能性がある。一方、ＡＣコンセントへの電力供給を優先すると、モータへの供給電力が制限されることにより走行性能が低下する可能性がある。

【0006】

この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、走行性能を確保しつつ、家電製品を含む電気機器へ電力を供給可能な電動車両を提供することである。

【0007】

また、この発明の別の目的は、走行性能を確保しつつ、家電製品を含む電気機器へ電力を供給可能な電動車両の制御方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

この発明によれば、電動車両は、主蓄電装置と、電動機と、補機用蓄電装置と、電力出力部と、電力変換装置と、制御装置とを備える。電動機は、主蓄電装置から電力の供給を受けて走行駆動力を発生する。電力出力部は、家電製品を含む電気機器へ電力を出力可能に構成される。電力変換装置は、主蓄電装置、補機用蓄電装置および電力出力部に電気的に接続され、主蓄電装置に蓄えられた電力または補機用蓄電装置に蓄えられた電力を電圧変換して電力出力部へ出力可能に構成される。制御装置は、電力出力部の使用時に走行駆動力が増加したとき、補機用蓄電装置に蓄えられた電力を電圧変換して電力出力部へ出力するように電力変換装置を制御する。

【0009】

好ましくは、電力出力部の使用時に、走行駆動力が増加することによって、主蓄電装置が出力可能な電力を示す出力可能電力を主蓄電装置の出力が超えることになるとき、制御装置は、補機用蓄電装置に蓄えられた電力を電圧変換して電力出力部へ出力するように電力変換装置を制御する。

【0010】

好ましくは、電力変換装置は、車両外部の電源から供給される電力を電圧変換して主蓄電装置および補機用蓄電装置を充電する充電器を含む。充電器は、主蓄電装置に蓄えられた電力または補機用蓄電装置に蓄えられた電力を電圧変換して電力出力部へ出力可能なように、双方向に電力変換可能に構成される。

【0011】

さらに好ましくは、充電器は、主回路と、サブ電源回路とを含む。主回路は、車両外部の電源と主蓄電装置との間で双方向に電圧変換可能に構成される。サブ電源回路は、車両外部の電源と補機用蓄電装置との間で双方向に電圧変換可能に構成され、主回路よりも容量が小さい。

【0012】

好ましくは、制御装置は、さらに、走行駆動力が増加するとき、補機用蓄電装置の充電状態を予め高めるように補機用蓄電装置の充電状態を制御する。

【0013】

さらに好ましくは、電動車両は、走路に関する情報を有する情報装置をさらに備える。制御装置は、情報装置からの走路情報に基づいて走行駆動力の増加が予測されるとき、補機用蓄電装置の充電状態を予め高めるように補機用蓄電装置の充電状態を制御する。

【0014】

好ましくは、電動車両は、電圧変換器をさらに備える。電圧変換器は、主蓄電装置から出力される電力を電圧変換して補機用蓄電装置へ出力する。電力変換装置は、車両外部の電源から供給される電力を電圧変換して主蓄電装置および補機用蓄電装置を充電する充電器を含む。充電器は、主回路と、サブ電源回路とを含む。主回路は、車両外部の電源と主蓄電装置との間で双方向に電圧変換可能に構成される。サブ電源回路は、車両外部の電源と補機用蓄電装置との間で双方向に電圧変換可能に構成され、主回路よりも容量が小さい。サブ電源回路は、主回路の主蓄電装置側に電気的に接続される。制御装置は、補機用蓄電装置の充電状態を予め高めるように補機用蓄電装置の充電状態を制御する場合において、補機用蓄電装置へ供給される電力がサブ電源回路の定格内のとき、サブ電源回路を用いて主蓄電装置から補機用蓄電装置へ電力を供給するようにサブ電源回路を制御し、補機用蓄電装置へ供給される電力がサブ電源回路の定格を超えるとき、電圧変換器を用いて主蓄電装置から補機用蓄電装置へ電力を供給するように電圧変換器を制御する。

【0015】

また、この発明によれば、制御方法は、電動車両の制御方法である。電動車両は、主蓄電装置と、電動機と、補機用蓄電装置と、電力出力部と、電力変換装置とを備える。電動機は、主蓄電装置から電力の供給を受けて走行駆動力を発生する。電力出力部は、家電製品を含む電気機器へ電力を出力可能に構成される。電力変換装置は、主蓄電装置、補機用蓄電装置および電力出力部に電気的に接続され、主蓄電装置に蓄えられた電力または補機用蓄電装置に蓄えられた電力を電圧変換して電力出力部へ出力可能に構成される。そして、制御方法は、電力出力部の使用が要求されているか否かを判定するステップと、電力出力部の使用が要求されている場合に走行駆動力が増加したとき、補機用蓄電装置に蓄えられた電力を電圧変換して電力出力部へ出力するように電力変換装置を制御するステップとを含む。

【0016】

好ましくは、電力変換装置を制御するステップは、電力出力部の使用時に、走行駆動力が増加することによって、主蓄電装置が出力可能な電力を示す出力可能電力を主蓄電装置の出力が超えるか否かを判定するステップと、主蓄電装置の出力が出力可能電力を超えると判定されたとき、補機用蓄電装置に蓄えられた電力を電圧変換して電力出力部へ出力するように電力変換装置を制御するステップとを含む。

【0017】

好ましくは、制御方法は、走行駆動力が増加するとき、補機用蓄電装置の充電状態を予め高めるように補機用蓄電装置の充電状態を制御するステップをさらに含む。

【0018】

さらに好ましくは、電動車両は、電圧変換器をさらに備える。電圧変換器は、主蓄電装置から出力される電力を電圧変換して補機用蓄電装置へ出力する。電力変換装置は、車両外部の電源から供給される電力を電圧変換して主蓄電装置および補機用蓄電装置を充電する充電器を含む。充電器は、主回路と、サブ電源回路とを含む。主回路は、車両外部の電源と主蓄電装置との間で双方向に電圧変換可能に構成される。サブ電源回路は、車両外部の電源と補機用蓄電装置との間で双方向に電圧変換可能に構成され、主回路よりも容量が小さい。サブ電源回路は、主回路の主蓄電装置側に電気的に接続される。そして、補機用蓄電装置の充電状態を制御するステップは、補機用蓄電装置へ供給される電力がサブ電源回路の定格内か否かを判定するステップと、判定するステップにおいて電力がサブ電源回路の定格内であると判定されたとき、サブ電源回路を用いて主蓄電装置から補機用蓄電装置へ電力を供給するようにサブ電源回路を制御するステップと、判定するステップにおいて電力がサブ電源回路の定格を超えると判定されたとき、電圧変換器を用いて主蓄電装置から補機用蓄電装置へ電力を供給するように電圧変換器を制御するステップとを含む。

【発明の効果】

【0019】

この発明においては、電力出力部の使用時に走行駆動力が増加したとき、補機用蓄電装置に蓄えられた電力を電圧変換して電力出力部へ出力するように電力変換装置が制御される。これにより、電力出力部の使用時に主蓄電装置から出力される電力を電力出力部に振り分ける必要がない。したがって、この発明によれば、走行性能を確保しつつ、家電製品を含む電気機器へ電力を供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】この発明の実施の形態１による電動車両の一例として示されるハイブリッド車両の全体構成図である。

【図2】外部充電時の電力の流れを示した図である。

【図3】コンセント使用時の電力の流れを示した図である。

【図4】図１に示す双方向充電器の回路図である。

【図5】コンセントへの給電経路を決定するためのフローチャートである。

【図6】実施の形態２による電動車両の一例として示されるハイブリッド車両の全体構成図である。

【図7】図６に示すＰＭ−ＥＣＵにより実行される上記制御を説明するためのフローチャートである。

【図8】実施の形態３による電動車両の一例として示されるハイブリッド車両の全体構成図である。

【図9】図８に示す双方向充電器の回路図である。

【図10】主蓄電装置から補機用蓄電装置への給電経路を示した図である。

【図11】図８に示すＰＭ−ＥＣＵにより実行される上記制御を説明するためのフローチャートである。

【図12】実施の形態４による電動車両の一例として示されるハイブリッド車両の全体構成図である。

【図13】図１２に示す電力変換器の構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

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返さない。

【0022】

［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による電動車両の一例として示されるハイブリッド車両の全体構成図である。図１を参照して、ハイブリッド車両１００は、主蓄電装置１０と、システムメインリレー（以下「ＳＭＲ（System Main Relay）」とも称する。）１５と、コンバータ２０と、インバータ２２，２４と、モータジェネレータ３２，３４とを備える。また、ハイブリッド車両１００は、エンジン３６と、プラネタリギヤ３８，４０と、伝達ギヤ４２と、駆動輪４４と、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０と、正極線ＰＬ１，ＰＬ２と、負極線ＮＬ１，ＮＬ２とをさらに備える。

【0023】

主蓄電装置１０は、再充電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池によって構成される。主蓄電装置１０には、車両外部の電源（以下「外部電源」とも称する。）９０から供給される電力の他、モータジェネレータ３２，３４によって発電される電力が蓄えられる。なお、主蓄電装置１０として、大容量のキャパシタも用いてもよい。

【0024】

主蓄電装置１０は、蓄えられた電力をコンバータ２０へ供給する。また、主蓄電装置１０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０を介して、補機用蓄電装置６５および補機負荷７０が接続される正極線ＰＬ３，負極線ＮＬ３へ給電可能である。さらに、主蓄電装置１０は、双方向充電器６０を介してコンセント７５へも電力を供給可能である。

【0025】

ＳＭＲ１５は、主蓄電装置１０に接続される正極線ＰＬ１，負極線ＮＬ１と、コンバータ２０に接続される正極線ＰＬ２，負極線ＮＬ２との間に設けられる。ＳＭＲ１５は、正極線ＰＬ１，負極線ＮＬ１と正極線ＰＬ２，負極線ＮＬ２との電気的な接続／切離を行なうためのリレーである。

【0026】

コンバータ２０は、正極線ＰＬ２，負極線ＮＬ２とインバータ２２，２４との間に設けられる。コンバータ２０は、ＭＧ−ＥＣＵ４８からの信号ＰＷＣに基づいて、インバータ２２，２４の入力電圧（コンバータ２０とインバータ２２，２４との間の電圧）を主蓄電装置１０の電圧以上に昇圧する。コンバータ２０は、たとえば、電流可逆チョッパ回路によって構成される。

【0027】

インバータ２２，２４は、互いに並列してコンバータ２０に接続される。インバータ２２は、ＭＧ−ＥＣＵ４８からの信号ＰＷＩ１に基づいてモータジェネレータ３２を駆動する。インバータ２４は、ＭＧ−ＥＣＵ４８からの信号ＰＷＩ２に基づいてモータジェネレータ３４を駆動する。インバータ２２，２４の各々は、たとえば、三相分のスイッチング素子を含む三相ＰＷＭインバータによって構成される。

【0028】

モータジェネレータ３２，３４の各々は、力行動作および回生動作可能な電動発電機であり、たとえば、ロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動発電機によって構成される。モータジェネレータ３２は、プラネタリギヤ３８に機械的に接続される。そして、モータジェネレータ３２は、プラネタリギヤ３８を介して機械的に連結されるエンジン３６の始動トルクを発生してエンジン３６を始動させ、エンジン３６の始動後はエンジン３６により駆動されて発電する。

【0029】

モータジェネレータ３４は、プラネタリギヤ４０に機械的に接続される。そして、モータジェネレータ３４は、走行用の駆動トルクを発生してプラネタリギヤ４０および伝達ギヤ４２を介して駆動輪４４を駆動し、車両の制動時等には、車両の有する運動エネルギーを駆動輪４４から受けて発電する。プラネタリギヤ４０は、モータジェネレータ３４の出力を変速して伝達ギヤ４２に伝達する。なお、プラネタリギヤ４０を省略してモータジェネレータ３４を伝達ギヤ４２に直結してもよい。

【0030】

エンジン３６は、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し、その変換された運動エネルギーをプラネタリギヤ３８を介して駆動輪４４およびモータジェネレータ３２の少なくとも一方へ出力する。すなわち、プラネタリギヤ３８は、モータジェネレータ３２、エンジン３６および伝達ギヤ４２に機械的に接続され、エンジン３６の出力をモータジェネレータ３２と伝達ギヤ４２とに分割して出力する。

【0031】

ＤＣ／ＤＣコンバータ５０は、正極線ＰＬ２，負極線ＮＬ２と正極線ＰＬ３，負極線ＮＬ３との間に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ５０は、ＰＭ−ＥＣＵ８０からの信号ＣＮＴＬ２に基づいて、正極線ＰＬ２，負極線ＮＬ２から供給される電力を補機負荷７０の電圧レベルに変換して正極線ＰＬ３へ出力する。

【0032】

また、ハイブリッド車両１００は、受電部５５と、双方向充電器６０と、補機用蓄電装置６５と、補機負荷７０と、コンセント７５と、正極線ＰＬ３と、負極線ＮＬ３とをさらに備える。さらに、ハイブリッド車両１００は、電池ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４６と、ＭＧ−ＥＣＵ４８と、ＰＭ−ＥＣＵ８０とをさらに備える。

【0033】

受電部５５は、外部電源９０に接続可能に構成され、外部電源９０から供給される電力を双方向充電器６０へ出力する。また、受電部５５は、外部電源９０との接続状態を示す接続信号ＣＮＣＴをＰＭ−ＥＣＵ８０へ出力する。そして、外部電源９０が受電部５５に接続されると、受電部５５は、接続信号ＣＮＣＴを活性化する。なお、受電部５５は、外部電源９０側のコネクタと嵌合可能なインレットで構成してもよいし、外部電源９０のアウトレットに嵌合可能なプラグで構成してもよい。

【0034】

双方向充電器６０は、受電部５５と、主蓄電装置１０が接続される正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１と、補機用蓄電装置６５および補機負荷７０が接続される正極線ＰＬ３および負極線ＮＬ３と、コンセント７５とに電気的に接続される。双方向充電器６０は、ＰＭ−ＥＣＵ８０からの信号ＣＮＴＬ１に基づいて、外部電源９０から供給される電力を主蓄電装置１０の電圧レベルに変換して正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１へ出力し、主蓄電装置１０を充電する。また、双方向充電器６０は、外部電源９０から供給される電力を補機負荷７０の電圧レベルに変換して正極線ＰＬ３および負極線ＮＬ３へ出力し、補機負荷７０へ電力を供給する。

【0035】

さらに、双方向充電器６０は、主蓄電装置１０から出力される電力を電圧変換してコンセント７５へ出力可能に構成される。また、さらに、双方向充電器６０は、補機用蓄電装置６５から出力される電力を電圧変換してコンセント７５へ出力可能に構成される。すなわち、双方向充電器６０は、外部電源９０から供給される電力を電圧変換して主蓄電装置１０を充電するとともに補機負荷７０へ供給し、また、主蓄電装置１０および補機用蓄電装置６５に蓄えられた電力を電圧変換してコンセント７５へ出力することができる。一例として、双方向充電器６０は、主蓄電装置１０および補機用蓄電装置６５に蓄えられた電力をＡＣ１００Ｖに電圧変換してコンセント７５へ出力する。なお、双方向充電器６０の詳細な構成については、後ほど説明する。

【0036】

補機用蓄電装置６５は、再充電可能な直流電源であり、たとえば、鉛やニッケル水素、リチウムイオン等の二次電池によって構成される。二次電池に代えてキャパシタを用いてもよい。補機用蓄電装置６５は、正極線ＰＬ３および負極線ＮＬ３に接続され、双方向充電器６０またはＤＣ／ＤＣコンバータ５０から電力を受けて充電される。補機負荷７０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０、双方向充電器６０、またはそれらによって充電される補機用蓄電装置６５から電力を受けて動作するハイブリッド車両１００の補機を総括的に示したものである。

【0037】

コンセント７５は、家電製品やパソコン等の電気機器へ電力を出力するための電力出力部である。コンセント７５は、双方向充電器６０に電気的に接続され、双方向充電器６０から受ける電力をコンセント７５に接続される電気機器へ出力する。また、コンセント７５については、それを使用可能とするためのＡＣスイッチ（図示せず）が設けられ、ＡＣスイッチがオンされると、ＰＭ−ＥＣＵ８０へ出力される信号ＡＣＳＷが活性化される。

【0038】

電池ＥＣＵ４６は、予め記憶されたプログラムをＣＰＵ（Central Processing Unit）で実行することによるソフトウェア処理および／または専用の電子回路によるハードウェア処理により、主蓄電装置１０が出力可能な電力を示す出力可能電力Ｗｏｕｔを設定する。出力可能電力Ｗｏｕｔは、主蓄電装置１０の過放電を抑制するために設定されるものである。また、電池ＥＣＵ４６は、主蓄電装置１０の充電状態（以下「ＳＯＣ（State Of Charge）」とも称し、たとえば主蓄電装置１０の容量に対する百分率で表される。）を算出する。なお、ＳＯＣの算出方法としては、主蓄電装置１０の開回路電圧（ＯＣＶ（Open Circuit Voltage））とＳＯＣとの関係を用いて算出する方法や、入出力電流の積算値を用いて算出する方法等、種々の公知の手法を用いることができる。そして、電池ＥＣＵ４６は、出力可能電力Ｗｏｕｔおよび主蓄電装置１０のＳＯＣをＭＧ−ＥＣＵ４８およびＰＭ−ＥＣＵ８０へ出力する。

【0039】

ＭＧ−ＥＣＵ４８は、予め記憶されたプログラムをＣＰＵで実行することによるソフトウェア処理および／または専用の電子回路によるハードウェア処理により、コンバータ２０およびインバータ２２，２４の動作を制御する。具体的には、ＭＧ−ＥＣＵ４８は、アクセルペダルの操作量や車両速度等から走行パワーの要求値（以下「要求走行パワー」と称する。）を算出する。そして、ＭＧ−ＥＣＵ４８は、算出された要求走行パワーに基づいて、モータジェネレータ３４を駆動するための信号（たとえばＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号）を生成し、その生成された信号を信号ＰＷＩ２としてインバータ２４へ出力する。

【0040】

主蓄電装置１０の出力可能電力Ｗｏｕｔを要求走行パワーが超えると、ＭＧ−ＥＣＵ４８は、モータジェネレータ３２を駆動するための信号（たとえばＰＷＭ信号）を生成し、その生成された信号を信号ＰＷＩ１としてインバータ２２へ出力する。これにより、エンジン３６が始動する。また、主蓄電装置１０のＳＯＣの低下を示す所定のしきい値までＳＯＣが低下したときも、ＭＧ−ＥＣＵ４８は、信号ＰＷＩ１を生成してインバータ２２へ出力し、エンジン３６を始動させる。これにより、エンジン３６の出力を用いてモータジェネレータ３２が発電し、主蓄電装置１０が充電される。

【0041】

なお、以下では、エンジン３６が始動する前のモータジェネレータ３４のみを用いた走行は、ＥＶ（Electric Vehicle）走行と称し、エンジン３６を動作させての走行は、ＨＶ（Hybrid Vehicle）走行と称する。そして、ＭＧ−ＥＣＵ４８は、ＥＶ走行時の要求走行パワーをＥＶ要求パワーＰｅｖとしてＰＭ−ＥＣＵ８０へ出力する。また、ＭＧ−ＥＣＵ４８は、コンバータ２０を駆動するための信号（たとえばＰＷＭ信号）を生成し、その生成された信号を信号ＰＷＣとしてコンバータ２０へ出力する。

【0042】

ＰＭ−ＥＣＵ８０は、予め記憶されたプログラムをＣＰＵで実行することによるソフトウェア処理および／または専用の電子回路によるハードウェア処理により、双方向充電器６０の動作を制御する。具体的には、ＰＭ−ＥＣＵ８０は、外部電源９０による主蓄電装置１０の充電（以下「外部充電」と称する。）時、受電部５５から受ける電力を主蓄電装置１０および補機負荷７０へ供給するように双方向充電器６０を駆動するための信号ＣＮＴＬ１を生成して双方向充電器６０へ出力する。

【0043】

また、ＰＭ−ＥＣＵ８０は、コンセント７５からの信号ＡＣＳＷに基づいてコンセント７５の使用／不使用を判断し、コンセント７５の使用時に双方向充電器６０からコンセント７５へ電力を供給するための制御を実行する。具体的には、ＰＭ−ＥＣＵ８０は、コンセント７５の使用時に、ＭＧ−ＥＣＵ４８から受けるＥＶ要求パワーＰｅｖが増加すると、補機用蓄電装置６５に蓄えられた電力を電圧変換してコンセント７５へ供給するように信号ＣＮＴＬ１を生成する。たとえば、ＥＶ要求パワーＰｅｖとコンセント７５からの出力との合計が主蓄電装置１０の出力可能電力Ｗｏｕｔを超える程度にＥＶ要求パワーＰｅｖが増加すると、ＰＭ−ＥＣＵ８０は、補機用蓄電装置６５に蓄えられた電力を電圧変換してコンセント７５へ供給するように信号ＣＮＴＬ１を生成する。

【0044】

一方、ＥＶ要求パワーＰｅｖが大きくないときは、ＰＭ−ＥＣＵ８０は、主蓄電装置１０に蓄えられた電力をコンセント７５へ供給するように信号ＣＮＴＬ１を生成する。たとえば、ＥＶ要求パワーＰｅｖとコンセント７５からの出力との合計が主蓄電装置１０の出力可能電力Ｗｏｕｔを下回る程度にＥＶ要求パワーＰｅｖが大きくないときは、ＰＭ−ＥＣＵ８０は、主蓄電装置１０に蓄えられた電力を電圧変換してコンセント７５へ供給するように信号ＣＮＴＬ１を生成する。そして、ＰＭ−ＥＣＵ８０は、その生成された信号ＣＮＴＬ１を双方向充電器６０へ出力する。

【0045】

また、ＰＭ−ＥＣＵ８０は、受電部５５が外部電源９０に接続されていない場合（たとえば走行中など）に補機用蓄電装置６５のＳＯＣが低下したときは、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２から補機用蓄電装置６５および補機負荷７０へ電力を供給するように信号ＣＮＴＬ２を生成し、その生成した信号ＣＮＴＬ２を双方向充電器６０へ出力する。

【0046】

図２は、外部充電時の電力の流れを示した図である。図２を参照して、外部充電時、双方向充電器６０を用いて外部電源９０により主蓄電装置１０が充電される（経路ａ）。また、外部充電時は、双方向充電器６０を用いて外部電源９０から補機負荷７０へ電力が供給される（経路ｂ）。

【0047】

図３は、コンセント７５使用時の電力の流れを示した図である。図３を参照して、走行に必要な走行要求パワー（ＥＶ要求パワーＰｅｖ）が大きくないときは、主蓄電装置１０からコンバータ２０を介してインバータ２４へ電力が供給され（経路ｃ）、主蓄電装置１０から双方向充電器６０を介してコンセント７５へ電力が供給される（経路ｄ）。なお、停車時は、経路ｃの電力は零である。一方、走行要求パワー（ＥＶ要求パワーＰｅｖ）が増加すると、コンセント７５への給電について、補機用蓄電装置６５から双方向充電器６０を介してコンセント７５へ電力が供給される（経路ｅ）。

【0048】

これにより、ＥＶ走行性能を確保しつつコンセント７５を使用することができる。すなわち、従来は、主蓄電装置１０の出力のみで走行パワーとコンセント出力とをカバーしていたので、走行パワーが主蓄電装置１０の出力可能電力Ｗｏｕｔに達していなくても、走行パワーとコンセント出力との合計が出力可能電力Ｗｏｕｔに達すると、エンジン３６が始動する。つまり、コンセント７５の使用が優先される場合には、コンセント７５の使用時はエンジン３６がかかりやすくなり（ＥＶ走行範囲の縮小）、ＥＶ走行性能の確保が優先される場合には、走行パワーとコンセント出力との合計が出力可能電力Ｗｏｕｔを超えるとコンセント７５が使用不可となる。

【0049】

一方、この実施の形態１では、走行パワーとコンセント出力との合計が出力可能電力Ｗｏｕｔに達すると、補機用蓄電装置６５から双方向充電器６０を介してコンセント７５へ電力が供給される。これにより、走行パワーが出力可能電力Ｗｏｕｔに達するまでＥＶ走行をすることができ、かつ、コンセント７５の使用も確保することができる。

【0050】

図４は、図１に示した双方向充電器６０の回路図である。図４を参照して、双方向充電器６０は、主回路１１０と、サブ電源回路１２０とを含む。主回路１１０は、ＡＣ／ＤＣ変換部１１２，１１４，１１８と、絶縁トランス１１６とを含む。

【0051】

ＡＣ／ＤＣ変換部１１２，１１４，１１８の各々は、単相ブリッジ回路によって構成され、双方向に電力変換可能である。ＡＣ／ＤＣ変換部１１２は、ＰＭ−ＥＣＵ８０（図１）からの信号ＣＮＴＬ１に基づいて、外部充電時に受電部５５から入力される外部電源９０からの交流電力を直流電力に変換してＡＣ／ＤＣ変換部１１４へ出力する。また、ＡＣ／ＤＣ変換部１１２は、主蓄電装置１０からコンセント７５への電力供給時、ＡＣ／ＤＣ変換部１１４から受ける直流電力を交流電力に変換してコンセント７５へ供給することができる。

【0052】

ＡＣ／ＤＣ変換部１１４は、外部充電時、ＡＣ／ＤＣ変換部１１２から受ける直流電力を高周波の交流電力に変換して絶縁トランス１１６へ出力する。また、ＡＣ／ＤＣ変換部１１４は、主蓄電装置１０からコンセント７５への電力供給時、絶縁トランス１１６から受ける交流電力を直流電力に変換してＡＣ／ＤＣ変換部１１２へ出力することができる。

【0053】

絶縁トランス１１６は、磁性材から成るコアと、コアに巻回された一次コイルおよび二次コイルを含む。一次コイルおよび二次コイルは、電気的に絶縁されており、それぞれＡＣ／ＤＣ変換部１１４，１１８に接続される。そして、絶縁トランス１１６は、ＡＣ／ＤＣ変換部１１４，１１８間で、一次コイルおよび二次コイルの巻数比に応じた電圧変換を行なう。

【0054】

ＡＣ／ＤＣ変換部１１８は、外部充電時、絶縁トランス１１６から出力される交流電力を直流電力に変換して主蓄電装置１０（図１）へ出力する。また、ＡＣ／ＤＣ変換部１１８は、主蓄電装置１０からコンセント７５への電力供給時、主蓄電装置１０から出力される直流電力を高周波の交流電力に変換して絶縁トランス１１６へ出力することができる。

【0055】

そして、ＡＣ／ＤＣ変換部１１２の受電部５５側にコンセント７５が接続される。なお、コンセント７５の接続場所は、ここに限定されるものではない。絶縁トランス１１６の一次側または二次側にコンセント７５を接続してもよいし、コンセント７５の出力が直流電力であれば、ＡＣ／ＤＣ変換部１１２とＡＣ／ＤＣ変換部１１４との間の直流線にコンセント７５を接続してもよい。

【0056】

サブ電源回路１２０は、主回路１１０のＡＣ／ＤＣ変換部１１２の受電部５５側に接続される。サブ電源回路１２０の回路構成は、主回路１１０と同様であるが、サブ電源回路１２０の容量は、主回路１１０よりも小さい。サブ電源回路１２０は、外部充電時の補機電力を外部電源９０から取得するために設けられたものであり、主回路１１０よりも小容量のもので十分であるからである。

【0057】

サブ電源回路１２０は、ＡＣ／ＤＣ変換部１２２，１２４，１２８と、絶縁トランス１２６とを含む。ＡＣ／ＤＣ変換部１２２，１２４，１２８の各々は、単相ブリッジ回路によって構成され、双方向に電力変換可能である。ＡＣ／ＤＣ変換部１２２は、ＰＭ−ＥＣＵ８０からの信号ＣＮＴＬ１に基づいて、外部充電時に受電部５５から入力される外部電源９０からの交流電力を直流電力に変換してＡＣ／ＤＣ変換部１２４へ出力する。また、ＡＣ／ＤＣ変換部１２２は、補機用蓄電装置６５からコンセント７５への電力供給時、ＡＣ／ＤＣ変換部１２４から受ける直流電力を交流電力に変換してコンセント７５へ供給することができる。

【0058】

ＡＣ／ＤＣ変換部１２４は、外部充電時、ＡＣ／ＤＣ変換部１２２から受ける直流電力を高周波の交流電力に変換して絶縁トランス１２６へ出力する。また、ＡＣ／ＤＣ変換部１２４は、補機用蓄電装置６５からコンセント７５への電力供給時、絶縁トランス１２６から受ける交流電力を直流電力に変換してＡＣ／ＤＣ変換部１２２へ出力することができる。

【0059】

絶縁トランス１２６は、磁性材から成るコアと、コアに巻回された一次コイルおよび二次コイルを含む。一次コイルおよび二次コイルは、電気的に絶縁されており、それぞれＡＣ／ＤＣ変換部１２４，１２８に接続される。そして、絶縁トランス１２６は、ＡＣ／ＤＣ変換部１２４，１２８間で、一次コイルおよび二次コイルの巻数比に応じた電圧変換を行なう。

【0060】

ＡＣ／ＤＣ変換部１２８は、外部充電時、絶縁トランス１２６から出力される交流電力を直流電力に変換して補機用蓄電装置６５へ出力する。また、ＡＣ／ＤＣ変換部１２８は、補機用蓄電装置６５からコンセント７５への電力供給時、補機用蓄電装置６５から出力される直流電力を高周波の交流電力に変換して絶縁トランス１２６へ出力することができる。

【0061】

この双方向充電器６０においては、外部充電時は、受電部５５から入力される外部電源９０からの電力が主回路１１０のＡＣ／ＤＣ変換部１１２によって直流電力に変換され、ＡＣ／ＤＣ変換部１１４によって高周波の交流電力に変換される。ＡＣ／ＤＣ変換部１１４から出力される高周波の交流電力は、絶縁トランス１１６を介してＡＣ／ＤＣ変換部１１８に与えられ、ＡＣ／ＤＣ変換部１１８によって直流電力に変換されて主蓄電装置１０へ供給される。

【0062】

外部充電時は、さらに、受電部５５から入力される外部電源９０からの電力の一部がサブ電源回路１２０のＡＣ／ＤＣ変換部１２２によって直流電力に変換され、ＡＣ／ＤＣ変換部１２４によって高周波の交流電力に変換される。ＡＣ／ＤＣ変換部１２４から出力される高周波の交流電力は、絶縁トランス１２６を介してＡＣ／ＤＣ変換部１２８に与えられ、ＡＣ／ＤＣ変換部１２８によって直流電力に変換されて補機負荷７０および補機用蓄電装置６５へ供給される。

【0063】

一方、主蓄電装置１０からコンセント７５への給電時は、主蓄電装置１０から出力される電力が主回路１１０のＡＣ／ＤＣ変換部１１８によって高周波の交流電力に変換される。ＡＣ／ＤＣ変換部１１８から出力される高周波の交流電力は、絶縁トランス１１６を介してＡＣ／ＤＣ変換部１１４に与えられ、ＡＣ／ＤＣ変換部１１２によって交流電力に変換されてコンセント７５へ供給される。

【0064】

また、補機用蓄電装置６５からコンセント７５への給電時は、補機用蓄電装置６５から出力される電力がサブ電源回路１２０のＡＣ／ＤＣ変換部１２８によって高周波の交流電力に変換される。ＡＣ／ＤＣ変換部１２８から出力される高周波の交流電力は、絶縁トランス１２６を介してＡＣ／ＤＣ変換部１２４に与えられ、ＡＣ／ＤＣ変換部１２２によって交流電力に変換されてコンセント７５へ供給される。

【0065】

図５は、コンセント７５への給電経路を決定するためのフローチャートである。なお、このフローチャートに示される処理は、一定時間毎または所定の条件が成立する毎にメインルーチンから呼び出されて実行される。図５を参照して、ＰＭ−ＥＣＵ８０は、コンセント７５の使用を利用者が要求するためのＡＣスイッチがオンされているか否かを判定する（ステップＳ１０）。ＡＣスイッチがオフされていると判定されると（ステップＳ１０においてＮＯ）、ＰＭ−ＥＣＵ８０は、以降の一連の処理を実行せずにステップＳ８０へ処理を移行する。

【0066】

ステップＳ１０においてＡＣスイッチがオンされていると判定されると（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、ＰＭ−ＥＣＵ８０は、主蓄電装置１０のＳＯＣがその低下を示す所定のしきい値よりも高いか否かを判定する（ステップＳ２０）。ＳＯＣがしきい値よりも高いと判定されると（ステップＳ２０においてＹＥＳ）、ＰＭ−ＥＣＵ８０は、車両の状態がＲＥＡＤＹオン状態であるか否かを判定する（ステップＳ３０）。なお、ＲＥＡＤＹオン状態は、車両システムが起動されていることを示す。

【0067】

車両の状態がＲＥＡＤＹオン状態であると判定されると（ステップＳ３０においてＹＥＳ）、ＰＭ−ＥＣＵ８０は、ＭＧ−ＥＣＵ４８（図１）から受けるＥＶ要求パワーＰｅｖと、コンセント７５から出力される電力を示す出力電力Ｐｏｕｔとの合計が主蓄電装置１０の出力可能電力Ｗｏｕｔ以下であるか否かを判定する（ステップＳ４０）。なお、出力電力Ｐｏｕｔは、図示されない電力センサや、電圧センサおよび電流センサによって検出される。なお、実測値の出力電力Ｐｏｕｔに代えて、コンセント７５の最大使用電力を示すコンセント７５の定格電力を用いてもよい。

【0068】

そして、ＥＶ要求パワーＰｅｖとコンセント７５の出力電力Ｐｏｕｔとの合計が主蓄電装置１０の出力可能電力Ｗｏｕｔ以下であると判定されると（ステップＳ４０においてＹＥＳ）、ＰＭ−ＥＣＵ８０は、モータジェネレータ３４がＥＶ要求パワーＰｅｖを発生するようにインバータ２４およびコンバータ２０を制御するとともに、主蓄電装置１０からコンセント７５へ電力が供給されるように双方向充電器６０を制御する（ステップＳ５０）。これにより、図３に示した経路ｃを介して主蓄電装置１０からモータジェネレータ３４へ走行パワーが供給され、経路ｄを介して主蓄電装置１０からコンセント７５へ電力が供給される。

【0069】

一方、ステップＳ４０において、ＥＶ要求パワーＰｅｖとコンセント７５の出力電力Ｐｏｕｔとの合計が主蓄電装置１０の出力可能電力Ｗｏｕｔよりも大きいと判定されると（ステップＳ４０においてＮＯ）、ＰＭ−ＥＣＵ８０は、モータジェネレータ３４がＥＶ要求パワーＰｅｖを発生するようにインバータ２４およびコンバータ２０を制御するとともに、補機用蓄電装置６５からコンセント７５へ電力が供給されるように双方向充電器６０を制御する（ステップＳ６０）。これにより、図３に示した経路ｃを介して主蓄電装置１０からモータジェネレータ３４へ走行パワーが供給され、経路ｅを介して補機用蓄電装置６５からコンセント７５へ電力が供給される。

【0070】

なお、ステップＳ２０において主蓄電装置１０のＳＯＣがしきい値以下であると判定されたとき（ステップＳ２０においてＮＯ）、またはステップＳ３０において車両の状態がＲＥＡＤＹオン状態でないと判定されると（ステップＳ３０においてＮＯ）、ＰＭ−ＥＣＵ８０は、コンセント７５の使用を不可とする（ステップＳ７０）。コンセント７５の使用不可は、たとえば、双方向充電器６０をシャットダウンしたり、双方向充電器６０とコンセント７５との間に設けられる図示されないリレーをオフにしたりする等して実現される。

【0071】

以上のように、この実施の形態１においては、コンセント７５の使用時に走行駆動力（ＥＶ要求パワーＰｅｖ）が増加したとき、補機用蓄電装置６５に蓄えられた電力が双方向充電器６０のサブ電源回路１２０を介してコンセント７５へ出力される。これにより、コンセント７５の使用時に主蓄電装置１０から出力される電力をコンセント７５に振り分ける必要がない。したがって、この実施の形態１によれば、走行性能を確保しつつ、家電製品を含む電気機器へ電力を供給することができる。

【0072】

また、この実施の形態１によれば、外部充電のための充電器を双方向化することによって主蓄電装置１０および補機用蓄電装置６５からコンセント７５へ電力を出力可能としたので、コンセント７５へ電力を出力するための専用コンバータを別途設ける必要がない。

【0073】

さらに、この実施の形態１によれば、双方向充電器６０において、小容量のサブ電源回路１２０を双方向化することによって補機用蓄電装置６５からコンセント７５へ電力を出力可能としたので、補機用蓄電装置６５からコンセント７５へ電力を出力する際の損失を低減することができる。

【0074】

［実施の形態２］
この実施の形態２では、走路の情報に基づいて走行パワーの増加が見込まれるときは、補機用蓄電装置６５からコンセント７５への給電に備えて、補機用蓄電装置６５のＳＯＣが予め高められる。

【0075】

図６は、実施の形態２による電動車両の一例として示されるハイブリッド車両の全体構成図である。図６を参照して、このハイブリッド車両１００Ａは、図１に示した実施の形態１によるハイブリッド車両１００の構成において、カーナビゲーション装置８５をさらに備え、ＰＭ−ＥＣＵ８０に代えてＰＭ−ＥＣＵ８０Ａを備える。

【0076】

カーナビゲーション装置８５は、目的地までの走路に関する情報を収集してＰＭ−ＥＣＵ８０Ａへ送信する。走路情報には、たとえば、目的地までの距離や、走路の勾配、制限速度等の情報が含まれる。

【0077】

ＰＭ−ＥＣＵ８０Ａは、カーナビゲーション装置８５から受ける走路情報に基づいて、目的地までの走路に沿ったＥＶ走行パワーを予測する。たとえば、所定の単位区間毎に走路に沿ってＥＶ走行パワーが予測され、登坂路や高速道路等の走行区間では、ＥＶ走行パワーの増加が予測される。そして、ＰＭ−ＥＣＵ８０Ａは、ＥＶ走行パワーの増加が予測される走行区間をハイブリッド車両１００Ａが走行する前に、補機用蓄電装置６５のＳＯＣを高めるための制御を実行する。具体的には、ＰＭ−ＥＣＵ８０Ａは、主蓄電装置１０からＤＣ／ＤＣコンバータ５０を介して補機用蓄電装置６５へ電力が供給されるようにＤＣ／ＤＣコンバータ５０を制御する。

【0078】

なお、ＰＭ−ＥＣＵ８０Ａのその他の機能は、実施の形態１におけるＰＭ−ＥＣＵ８０と同じである。また、ハイブリッド車両１００Ａのその他の構成も、実施の形態１によるハイブリッド車両１００と同じである。

【0079】

図７は、図６に示したＰＭ−ＥＣＵ８０Ａにより実行される上記制御を説明するためのフローチャートである。なお、このフローチャートに示される処理も、一定時間毎または所定の条件が成立する毎にメインルーチンから呼び出されて実行される。図７を参照して、ＰＭ−ＥＣＵ８０Ａは、コンセント７５の使用を利用者が要求するためのＡＣスイッチがオンされているか否かを判定する（ステップＳ１１０）。ＡＣスイッチがオフされていると判定されると（ステップＳ１１０においてＮＯ）、ＰＭ−ＥＣＵ８０Ａは、以降の一連の処理を実行せずにステップＳ２１０へ処理を移行する。

【0080】

ステップＳ１１０においてＡＣスイッチがオンされていると判定されると（ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、ＰＭ−ＥＣＵ８０Ａは、カーナビゲーション装置８５において目的地が設定されているか否かを判定する（ステップＳ１２０）。目的地が設定されていないときは（ステップＳ１２０においてＮＯ）、ＰＭ−ＥＣＵ８０Ａは、ステップＳ２１０へ処理を移行する。

【0081】

ステップＳ１２０において、目的地が設定されていると判定されると（ステップＳ１２０においてＹＥＳ）、ＰＭ−ＥＣＵ８０Ａは、目的地までの走路情報（走路の勾配や制限速度等の情報）をカーナビゲーション装置８５から取得する（ステップＳ１３０）。そして、ＰＭ−ＥＣＵ８０Ａは、その取得された走路情報を用いて、目的地までの走路に沿ったＥＶ要求パワーＰｅｖを算出することによって、目的地までの走路に沿ったＥＶ走行パワーを予測する（ステップＳ１４０）。

【0082】

次いで、ＰＭ−ＥＣＵ８０Ａは、ステップＳ１４０において算出されたＥＶ要求パワーＰｅｖにコンセント７５の出力電力Ｐｏｕｔを加えた値が主蓄電装置１０の出力可能電力Ｗｏｕｔよりも大きくなる走行区間を抽出する（ステップＳ１５０）。なお、コンセント７５の出力電力Ｐｏｕｔ（Ｗ）については、コンセント７５の最大使用に備えてコンセント７５の定格電力とする。

【0083】

次いで、ＰＭ−ＥＣＵ８０Ａは、ステップＳ１５０において抽出された各走行区間におけるコンセント７５の出力電力量（Ｗｈ）を予測する（ステップＳ１６０）。たとえば、カーナビゲーション装置８５から取得した目的地までの走路情報に基づいて、抽出された各走行区間の走行時間を予測し、その予測走行時間に基づいて各走行区間におけるコンセント７５の出力電力量（Ｗｈ）を算出することが可能である。

【0084】

続いて、ＰＭ−ＥＣＵ８０Ａは、補機用蓄電装置６５のＳＯＣを算出する（ステップＳ１７０）。補機用蓄電装置６５のＳＯＣは、補機用蓄電装置６５の電圧および入出力電流等に基づいて、公知の種々の手法を用いて算出することができる。

【0085】

次いで、ＰＭ−ＥＣＵ８０Ａは、ステップＳ１５０で抽出された走行区間のうち現在の走行地点からみた次の走行区間のために、補機用蓄電装置６５を事前に充電する必要があるか否かを判定する（ステップＳ１８０）。具体的には、ステップＳ１６０において算出された次走行区間のコンセント出力電力量と、ステップＳ１７０において算出された補機用蓄電装置６５のＳＯＣとに基づいて、ステップＳ１５０で抽出された次走行区間のために補機用蓄電装置６５を充電する必要があるか否かが判定される。

【0086】

そして、補機用蓄電装置６５の充電が必要であると判定されると（ステップＳ１８０においてＹＥＳ）、ＰＭ−ＥＣＵ８０Ａは、主蓄電装置１０からＤＣ／ＤＣコンバータ５０を介して補機用蓄電装置６５へ電力が供給されるように、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０の動作を制御する（ステップＳ１９０）。なお、補機用蓄電装置６５の充電は不必要であると判定されると（ステップＳ１８０においてＮＯ）、ＰＭ−ＥＣＵ８０Ａは、ステップＳ２００へ処理を移行する。

【0087】

次いで、ＰＭ−ＥＣＵ８０Ａは、カーナビゲーション装置８５からの走路情報に基づいて、ハイブリッド車両１００Ａが目的地に到達したか否かを判定する（ステップＳ２００）。ハイブリッド車両１００Ａが目的地にまだ到達していないと判定されると（ステップＳ２００においてＮＯ）、ＰＭ−ＥＣＵ８０Ａは、ステップＳ１７０へ処理を戻す。ハイブリッド車両１００Ａが目的地に到達したものと判定されると（ステップＳ２００においてＹＥＳ）、ＰＭ−ＥＣＵ８０Ａは、ステップＳ２１０へ処理を移行する。

【0088】

以上のように、この実施の形態２においては、走行パワーの増加が見込まれるときは、補機用蓄電装置６５からコンセント７５への給電に備えて、補機用蓄電装置６５のＳＯＣが予め高められる。したがって、この実施の形態２によれば、補機用蓄電装置６５の電力不足によりコンセント７５が使用不可になるのを回避することができる。

【0089】

［実施の形態３］
実施の形態３も、上記の実施の形態２と同様に、走路の情報に基づいて走行パワーの増加が見込まれるとき、補機用蓄電装置６５からコンセント７５への給電に備えて、補機用蓄電装置６５のＳＯＣが予め高められる。

【0090】

そして、この実施の形態３では、補機用蓄電装置６５のＳＯＣを高めるために主蓄電装置１０から補機用蓄電装置６５へ電力を供給する際に、双方向充電器のサブ電源回路を介して主蓄電装置１０から補機用蓄電装置６５へ電力を供給することもできる。ここで、双方向充電器のサブ電源回路は、外部充電時に外部電源９０から補機負荷７０へ電力を供給するために設けられたものであり、容量は小さいけれども損失が小さい。そこで、この実施の形態３では、主蓄電装置１０から補機用蓄電装置６５への給電量に応じて、主蓄電装置１０から補機用蓄電装置６５への給電経路が切替えられる。

【0091】

図８は、実施の形態３による電動車両の一例として示されるハイブリッド車両の全体構成図である。図８を参照して、このハイブリッド車両１００Ｂは、図６に示した実施の形態２によるハイブリッド車両１００Ａの構成において、双方向充電器６０およびＰＭ−ＥＣＵ８０Ａに代えてそれぞれ双方向充電器６０ＡおよびＰＭ−ＥＣＵ８０Ｂを備える。

【0092】

図９は、図８に示した双方向充電器６０Ａの回路図である。図９を参照して、双方向充電器６０Ａは、図４に示した双方向充電器６０の構成において、サブ電源回路１２０に代えてサブ電源回路１２０Ａを含む。サブ電源回路１２０Ａは、図４に示したサブ電源回路１２０において、ＡＣ／ＤＣ変換部１２２を含まない構成から成る。そして、ＡＣ／ＤＣ変換部１２４の直流側が主回路１１０の直流側（主蓄電装置１０側）に接続される。

【0093】

この双方向充電器６０Ａは、主蓄電装置１０からサブ電源回路１２０Ａを介して補機用蓄電装置６５へ電力を供給することができる。すなわち、主蓄電装置１０から出力される電力がサブ電源回路１２０ＡのＡＣ／ＤＣ変換部１２４に供給され、ＡＣ／ＤＣ変換部１２４によって高周波の交流電力に変換される。ＡＣ／ＤＣ変換部１２４から出力される高周波の交流電力は、絶縁トランス１２６を介してＡＣ／ＤＣ変換部１２８に与えられ、ＡＣ／ＤＣ変換部１２８によって直流電力に変換されて補機用蓄電装置６５へ供給される。

【0094】

なお、外部電源９０（図８）による主蓄電装置１０の充電時は、受電部５５から主回路１１０を介して主蓄電装置１０へ電力が供給され、さらに、主回路１１０の出力がサブ電源回路１２０Ａによって電圧変換されて補機負荷７０および補機用蓄電装置６５へ供給される。

【0095】

この実施の形態３では、上記のように主蓄電装置１０から双方向充電器６０Ａを介して補機用蓄電装置６５へ給電可能である。したがって、走行パワーの増加が見込まれるときに補機用蓄電装置６５のＳＯＣを予め高めるために主蓄電装置１０から補機用蓄電装置６５へ給電する経路は、２つ存在する。

【0096】

図１０は、主蓄電装置１０から補機用蓄電装置６５への給電経路を示した図である。図１０を参照して、主蓄電装置１０から補機用蓄電装置６５へ給電するための経路としては、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０を介する経路ｆと、双方向充電器６０Ａ（より詳しくはサブ電源回路１２０Ａ）を介する経路ｇとの２つの経路が存在する。

【0097】

ＤＣ／ＤＣコンバータ５０は、もともと補機負荷７０用の電力を生成するために設けられたものであり、補機負荷７０へ十分な電力を供給できるだけの容量を有する。一方、双方向充電器６０Ａは、外部充電用に設けられたものであるが、主蓄電装置１０および補機用蓄電装置６５からコンセント７５への給電や、主蓄電装置１０から補機用蓄電装置６５への給電も可能なように双方向化されている。そして、図９に示したように、主蓄電装置１０から補機用蓄電装置６５への給電は、双方向充電器６０Ａのサブ電源回路１２０Ａを介して行なわれる。

【0098】

ここで、サブ電源回路１２０Ａは、外部充電時に動作する限定的な補機負荷７０の電力を外部電源９０から確保するために設けられたものであり、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０に比べて容量は小さく、損失が小さい。そこで、この実施の形態３では、補機用蓄電装置６５のＳＯＣを予め高めるために主蓄電装置１０から補機用蓄電装置６５へ供給される電力が双方向充電器６０Ａのサブ電源回路１２０Ａの定格内であるときは、双方向充電器６０Ａのサブ電源回路１２０Ａを介して主蓄電装置１０から補機用蓄電装置６５へ電力が供給される。一方、主蓄電装置１０から補機用蓄電装置６５へ供給される電力が双方向充電器６０Ａのサブ電源回路１２０Ａの定格を超える場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０を介して主蓄電装置１０から補機用蓄電装置６５へ電力が供給される。これにより、一律にＤＣ／ＤＣコンバータ５０を介して主蓄電装置１０から補機用蓄電装置６５への給電を行なう場合よりも、損失を抑えることが可能である。

【0099】

図１１は、図８に示したＰＭ−ＥＣＵ８０Ｂにより実行される上記制御を説明するためのフローチャートである。図１１を参照して、このフローチャートは、図７に示したフローチャートにおいて、ステップＳ１８２，Ｓ１８４をさらに含む。すなわち、ステップＳ１８０において、ステップＳ１５０で抽出された走行区間のうち現在の走行地点からみた次の走行区間のために、補機用蓄電装置６５を事前に充電する必要があると判定されると（ステップＳ１８０においてＹＥＳ）、ＰＭ−ＥＣＵ８０Ｂは、充電電力がサブ電源回路１２０Ａの定格内であるか否かを判定する（ステップＳ１８２）。たとえば、補機用蓄電装置６５のＳＯＣが大きく低下しており、サブ電源回路１２０Ａの定格を超える電力での充電が要求される場合には、充電電力がサブ電源回路１２０Ａの定格を超えるものと判定される。

【0100】

そして、ステップＳ１８２において、主蓄電装置１０から補機用蓄電装置６５への充電電力がサブ電源回路１２０Ａの定格内であると判定されると（ステップＳ１８２においてＹＥＳ）、ＰＭ−ＥＣＵ８０Ｂは、主蓄電装置１０から双方向充電器６０Ａのサブ電源回路１２０Ａを介して補機用蓄電装置６５へ電力が供給されるように、サブ電源回路１２０Ａの動作を制御する（ステップＳ１８４）。

【0101】

一方、主蓄電装置１０から補機用蓄電装置６５への充電電力がサブ電源回路１２０Ａの定格を超えると判定されると（ステップＳ１８２においてＮＯ）、ステップＳ１９０へ処理が移行され、主蓄電装置１０からＤＣ／ＤＣコンバータ５０を介して補機用蓄電装置６５へ電力が供給されるように、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０が制御される。

【0102】

以上のように、この実施の形態３においては、補機用蓄電装置６５からコンセント７５への給電に備えて補機用蓄電装置６５のＳＯＣを予め高める場合に、補機用蓄電装置６５への給電量が大きくないときは、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０よりも小容量のサブ電源回路１２０Ａを介して主蓄電装置１０から補機用蓄電装置６５へ給電される。したがって、この実施の形態３によれば、一律にＤＣ／ＤＣコンバータ５０を介して主蓄電装置１０から補機用蓄電装置６５への給電を行なう場合よりも、損失を抑えることができる。

【0103】

［実施の形態４］
上記の実施の形態１〜３では、外部充電可能な電動車両について説明したが、この発明は、外部充電機能を有していない電動車両にも適用可能である。

【0104】

図１２は、実施の形態４による電動車両の一例として示されるハイブリッド車両の全体構成図である。図１２を参照して、このハイブリッド車両１００Ｃは、図１に示したハイブリッド車両１００の構成において、双方向充電器６０およびＰＭ−ＥＣＵ８０に代えてそれぞれ電力変換器１５０およびＰＭ−ＥＣＵ８０Ｃを備える。

【0105】

図１３は、図１２に示した電力変換器１５０の構成図である。図１３を参照して、電力変換器１５０は、降圧回路１５２と、昇圧回路１５４と、インバータ１５６とを含む。降圧回路１５２は、主蓄電装置１０が接続される正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１に電気的に接続される。インバータ１５６は、降圧回路１５２とコンセント７５との間に接続される。昇圧回路１５４は、降圧回路１５２およびインバータ１５６間の電力線と、補機用蓄電装置６５との間に接続される。

【0106】

降圧回路１５２は、主蓄電装置１０から出力される電力を降圧してインバータ１５６へ出力する。昇圧回路１５４は、補機用蓄電装置６５から出力される電力を昇圧してインバータ１５６へ供給する。インバータ１５６は、降圧回路１５２または昇圧回路１５４から受ける直流電力を所定の交流電力に変換してコンセント７５へ供給する。

【0107】

再び図１２を参照して、ＰＭ−ＥＣＵ８０Ｃは、双方向充電器６０からコンセント７５へ電力を供給するための制御を実行する。具体的には、ＰＭ−ＥＣＵ８０Ｃは、コンセント７５の使用時に、ＭＧ−ＥＣＵ４８から受けるＥＶ要求パワーＰｅｖが増加すると、補機用蓄電装置６５に蓄えられた電力を電圧変換してコンセント７５へ供給するように信号ＣＮＴＬ３を生成して電力変換器１５０へ出力する。たとえば、一方、ＥＶ要求パワーＰｅｖが大きくないときは、ＰＭ−ＥＣＵ８０Ｃは、主蓄電装置１０に蓄えられた電力をコンセント７５へ供給するように信号ＣＮＴＬ３を生成して電力変換器１５０へ出力する。

【0108】

なお、ハイブリッド車両１００Ｃのその他の構成は、図１に示したハイブリッド車両１００と同じである。

【0109】

なお、図１３に示した昇圧回路１５４を双方向に電力変換可能に構成することによって、主蓄電装置１０から降圧回路１５２および昇圧回路１５４を介して補機用蓄電装置６５を充電することが可能となる。これにより、外部充電機能を除いて実施の形態２，３と同様の機能を実現することもできる。

【0110】

以上のように、この実施の形態４によっても、実施の形態１〜３と同様の効果を得ることができる。

【0111】

なお、上記の各実施の形態においては、コンセント７５は、主回路１１０のＡＣ／ＤＣ変換部１１２の受電部５５側に接続されるものとしたが、コンセント７５の接続箇所は、必ずしもここに限定されるものではなく、絶縁トランス１１６の一次側または二次側にコンセント７５を接続してもよい。

【0112】

また、上記においては、ハイブリッド車両１００（１００Ａ〜１００Ｃ）におけるＥＶ走行時について説明したが、この発明は、ハイブリッド車両におけるＥＶ走行時の制御に限定されるものではなく、ＨＶ走行時にも適用可能である。さらに、この発明の適用範囲は、ハイブリッド車両に限定されるものではなく、エンジンを搭載しない電気自動車や燃料電池車等の電動車両も含む。

【0113】

また、上記においては、電動車両の一例として示したハイブリッド車両１００（１００Ａ〜１００Ｃ）は、プラネタリギヤ３８によりエンジン３６の動力を分割して駆動輪４４とモータジェネレータ３２とに伝達可能なシリーズ／パラレル型のハイブリッド車両について説明したが、この発明は、その他の形式のハイブリッド車両にも適用可能である。すなわち、たとえば、モータジェネレータ３２を駆動するためにのみエンジン３６を用い、モータジェネレータ３４でのみ車両の駆動力を発生する、いわゆるシリーズ型のハイブリッド車両や、エンジンを主動力として必要に応じてモータがアシストするモータアシスト型のハイブリッド車両等にもこの発明は適用可能である。

【0114】

なお、上記において、モータジェネレータ３４は、この発明における「電動機」の一実施例に対応し、双方向充電器６０，６０Ａおよび電力変換器１５０の各々は、この発明における「電力変換装置」の一実施例に対応する。また、ＰＭ−ＥＣＵ８０，８０Ａ〜８０Ｃは、この発明における「制御装置」の一実施例に対応し、カーナビゲーション装置８５は、この発明における「情報装置」の一実施例に対応する。

【0115】

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、上記した実施の形態の説明ではなくて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。

【符号の説明】

【0116】

１０ 主蓄電装置、１５ ＳＭＲ、２０ コンバータ、２２，２４，１５６ インバータ、３２，３４ モータジェネレータ、３６ エンジン、３８，４０ プラネタリギヤ、４２ 伝達ギヤ、４４ 駆動輪、４６ 電池ＥＣＵ、４８ ＭＧ−ＥＣＵ、５０ ＤＣ／ＤＣコンバータ、５５ 受電部、６０，６０Ａ 双方向充電器、６５ 補機用蓄電装置、７０ 補機負荷、７５ コンセント、８０，８０Ａ〜８０Ｃ ＰＭ−ＥＣＵ、８５ カーナビゲーション装置、９０ 外部電源、１００，１００Ａ〜１００Ｃ ハイブリッド車両、１１０ 主回路、１２０，１２０Ａ サブ電源回路、１１２，１１４，１１８，１２２，１２４，１２８ ＡＣ／ＤＣ変換部、１１６，１２６ 絶縁トランス、１５０ 電力変換器、１５２ 降圧回路、１５４ 昇圧回路、ＰＬ１〜ＰＬ３ 正極線、ＮＬ１〜ＮＬ３ 負極線。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】