JP2020070000A - 車両の充電制御装置 - Google Patents

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Tomohito Ono
智仁 大野
宮崎　光史
Terubumi Miyazaki
光史 宮崎
鈴木　陽介
Yosuke Suzuki
陽介 鈴木
洋人 橋本
Hiroto Hashimoto
洋人 橋本
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Abstract

【課題】外部充電中に内燃機関を駆動させて発電機により発電させた際の緊急時や車両の安全管理の対応が可能な車両の充電制御装置を提供すること。【解決手段】車両外部から車両の蓄電装置を充電する外部充電と、内燃機関からの駆動力によって駆動する発電機によって発電した電力による充電と、が可能な蓄電装置への充電を制御する車両の充電制御装置であって、車両に対してユーザーが所定範囲内に存在するか否かを検出するユーザー検出手段を有しており、ユーザー検出手段によって所定範囲内にユーザーが存在すると検出された場合には、外部充電中に発電機によって発電した電力も併用して蓄電装置を充電可能であり、ユーザー検出手段によって所定範囲内にユーザーが存在しないと検出された場合には、外部充電中に発電機によって発電を行わない。【選択図】図４

Description

本発明は、車両の充電制御装置に関する。
特許文献１には、車両外部から車両バッテリを充電する外部充電中に、外部電源からの電力と、エンジンを駆動して発電用モータジェネレータによって発電した電力とを併用して、バッテリを充電することが可能な車両が開示されている。
特許第５６６１１２１号公報
しかしながら、特許文献１に開示された車両では、外部充電中に内燃機関を駆動させて発電機により発電させた際の緊急時や車両の安全管理の対応について検討の余地があった。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、外部充電中に内燃機関を駆動させて発電機により発電させた際の緊急時や車両の安全管理の対応が可能な車両の充電制御装置を提供することである。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る車両の充電制御装置は、車両外部から車両の蓄電装置を充電する外部充電と、内燃機関を駆動して発電機によって発電させた電力による充電と、が可能な前記蓄電装置への充電を制御する車両の充電制御装置であって、前記車両に対してユーザーが所定範囲内に存在するか否かを検出するユーザー検出手段を有しており、前記ユーザー検出手段によって前記所定範囲内にユーザーが存在すると検出された場合には、外部充電中に前記発電機によって発電した電力も併用して前記蓄電装置を充電可能であり、前記ユーザー検出手段によって前記所定範囲内にユーザーが存在しないと検出された場合には、外部充電中に前記発電機によって発電を行わないことを特徴とするものである。
また、上記において、前記所定範囲内は、前記車両の車内であってもよい。
これにより、車内にユーザーがいるため、外部充電中に上乗せ充電時を行った際の緊急時の対応や車両の安全管理などをユーザーが行うことが可能となる。
また、上記において、前記所定範囲内は、前記ユーザーが所持した通信機器との間にて無線通信が可能な範囲内であってもよい。
これにより、外部充電中に車両に異常が発生したことユーザーが所持した通信機器に報知することができるため、ユーザーに車両の異常を気付かせることによって、外部充電中に上乗せ充電時を行った際の緊急時の対応や車両の安全管理などをユーザーが行うことが可能となる。
また、上記において、外部充電中に前記発電機によって発電させるか否かを、ユーザーが選択可能であってもよい。
これにより、充電時間を短縮させるか、燃料消費を抑えるかをユーザーが選択することができる。
また、上記において、外部充電中に前記発電機によって発電させる電力の容量は、ユーザーが選択可能であってもよい。
これにより、充電時間と燃費効率とをユーザーが選択することができる。
また、上記において、前記車両における前記内燃機関を駆動させるための燃料の残量が所定量以上の場合に、外部充電中に前記発電機による発電が可能であってもよい。
これにより、燃料消費を抑えて、所定量の燃料を確保することが可能となる。
また、上記において、外部充電中に前記発電機による発電を継続させるか終了させるかを、ユーザーが選択可能であってもよい。
これにより、充電時間の短縮と燃費消費の抑制とをユーザーが選択することができる。
また、上記において、外部充電中に前記内燃機関が駆動していることを表示する表示装置を有してもよい。
これにより、外部充電中に内燃機関が駆動していることをユーザーなどに知らせることができる。
また、上記において、外部充電中に前記車両のアクセサリー電源をオンさせることが可能であってもよい。
これにより、充電中に空調設備や音響設備などが使用可能となるため、車内にいるユーザーの快適性を高めることができる。
また、上記において、前記車両のイグニッション電源がオフでの外部充電中に、前記発電機による発電が実施可能であるようにしてもよい。
これにより、外部充電中の上乗せ充電時以外には内燃機関を駆動させないため、燃料消費を抑制したり、意図しない内燃機関の駆動を抑制することができる。
本発明に係る車両の充電制御装置は、車両に発生した異常にユーザーが対応可能な状況下となる、車両に対して所定範囲内にユーザーが存在する場合にだけ、外部充電中に内燃機関を駆動させて発電機により発電させることが可能である。そのため、前記所定範囲内に存在するユーザーによって、外部充電中に内燃機関を駆動させて発電機により発電させた際の緊急時や車両の安全管理の対応が可能であるという効果を奏する。
図１は、実施形態に係る車両の要部の構成を示した模式図である。 図２は、外部充電中に上乗せ充電が実施可能となる、車両に対するユーザーの位置の範囲の例を示した図である。 図３は、本実施形態における充電制御の概要を説明するための図である。 図４は、車両ＥＣＵが実施する充電制御の一例を示したフローチャートである。
以下に、本発明に係る車両の充電制御装置の一実施形態について説明する。なお、本実施形態により本発明が限定されるものではない。
図１は、実施形態に係る車両１００の要部の構成を示した模式図である。図１に示すように、実施形態に係る車両１００は、制御装置である車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１、内燃機関であるエンジン２、燃料タンク３、給油口４、発電機である発電用モータジェネレータ５、発電用インバータ６、蓄電装置７、接続部８、充電装置９、ＰＣＵ（Power Control Unit）１０、トランスアクスル１１、駆動用モータジェネレータ１２、エンジン用ラジエータ１３、電気系用ラジエータ１４、ドライブシャフト１５Ｌ，１５Ｒ、駆動輪である前輪１６Ｌ，１６Ｒ、非駆動輪である後輪１７Ｌ，１８Ｒ、空調設備２１、音響設備２２、燃料残量検出センサ３０、ユーザー検出装置４１、インターフェース（以下、「Ｉ／Ｆ」とも称する。）部４２、及び、ＳＯＣ検出センサ７０を備えている。なお、図１中の符号５０は、車両１００の車内と車外とを区分けする車両１００の外郭である。
蓄電装置７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７は、例えば、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ている。
蓄電装置７は、電力線などを介してＰＣＵ１０に接続されている。そして、蓄電装置７は、車両１００の駆動力を発生させるための電力をＰＣＵ１０に供給する。また、蓄電装置７は、発電用モータジェネレータ５によって発電された電力を蓄電する。蓄電装置７の出力は、例えば２００［Ｖ］程度である。
ＰＣＵ１０は、いずれも不図示のコンバータやインバータなどを有している。ＰＣＵ１０が有するコンバータは、車両ＥＣＵ１からの制御信号に基づいて、蓄電装置７からＰＣＵ１０に供給された電力の電圧変換を行う。ＰＣＵ１０が有するインバータは、車両ＥＣＵ１からの制御信号に基づいて、前記コンバータから供給される直流電力を交流電力に変換し、トランスアクスル１１内に設けられた駆動用モータジェネレータ１２に交流電力を供給して、駆動用モータジェネレータ１２を駆動する。
発電用モータジェネレータ５及び駆動用モータジェネレータ１２は交流回転電機であり、例えば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期回転電機である。
駆動用モータジェネレータ１２の出力トルクは、トランスアクスル１１に設けられた不図示の動力伝達機構とドライブシャフト１５Ｒ，１５Ｌとを介して前輪１６Ｒ，１６Ｌに伝達されて、車両１００を走行させる。駆動用モータジェネレータ１２は、車両１００の回生制動動作時には、前輪１６Ｒ，１６Ｌの回転力によって発電することができる。そして、駆動用モータジェネレータ１２によって発電された電力は、ＰＣＵ１０によって充電電力に変換されて蓄電装置７に供給される。
発電用モータジェネレータ５は、不図示の動力伝達機構を介してエンジン２に接続されており、エンジン２からの駆動力によって駆動されて発電が可能となっている。エンジン２は、燃料タンク３からガソリンなどの燃料が供給されて駆動する。燃料タンク３への燃料の補給は、不図示の給油設備に設けられた給油ノズルを給油口４に挿入し、給油設備から給油ノズル及び給油口４などを介して燃料配管を通してなされる。燃料タンク３内の燃料の残量は、燃料タンク３に設けられた燃料残量検出センサ３０によって検出され、その検出結果が制御信号として車両ＥＣＵ１に送信される。
発電用モータジェネレータ５によって発電された電力は、発電用インバータ６によって充電電力に変換されて蓄電装置７に供給され、蓄電装置７が充電される。本実施形態においては、駆動用モータジェネレータ１２を専ら前輪１６Ｒ，１６Ｌを駆動するための電動機として用い、発電用モータジェネレータ５を専らエンジン２により駆動される発電機として用いるものとする。すなわち、本実施形態においては、エンジン２及び発電用モータジェネレータ５が発電ユニットを構成している。
なお、図１においては、モータジェネレータが２つ設けられた構成を例として示したが、エンジン２によって発電が可能なモータジェネレータを備える構成であれば、モータジェネレータの数はこれに限定されるものではない。
エンジン用ラジエータ１３は、エンジン２を冷却する冷却水が冷却配管を通って循環する冷却水循環システムを構成している。また、電気系用ラジエータ１４は、発電用モータジェネレータ５、発電用インバータ６、蓄電装置７、充電装置９、ＰＣＵ１０、及び、駆動用モータジェネレータ１２などの電気系を冷却する冷却水が循環する冷却水循環システムを構成している。
Ｉ／Ｆ部４２は、ユーザーと車両ＥＣＵ１との間のインターフェースを行う。Ｉ／Ｆ部４２は、いずれも図示しないが、ユーザーからの指示を入力するための入力部や、ユーザーに対して機器各部の状態や警報を表示するための表示部などを有している。Ｉ／Ｆ部４２は、入力部により入力されたユーザーからの操作信号を車両ＥＣＵ１へ伝達する。また、Ｉ／Ｆ部４２は、車両ＥＣＵ１からの表示信号に基づいて、ユーザーへの表示内容を表示部へ表示する。
車両ＥＣＵ１は、いずれも図１には図示しないがＣＰＵ（Central Processing Unit）や記憶装置などを有しており、車両１００に設けられた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うとともに、車両１００及び各機器の制御を行う。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。車両ＥＣＵ１は、蓄電装置７に設けられたＳＯＣ検出センサ７０からの電圧及び電流の検出値に基づいて、蓄電装置７のＳＯＣ（State of Charge）を演算する。車両ＥＣＵ１は、エンジン２やＰＣＵ１０などを制御するための制御信号を生成して出力する。
車両１００は、外部電源８０からの電力によって蓄電装置７を充電するための構成として、接続部８や充電装置９などを有している。充電装置９は、蓄電装置７と接続部８とにそれぞれ電力線などによって接続されている。接続部８には、外部電源８０に設けられた充電ケーブル８２の充電コネクタ８１が接続される。そして、外部電源８０からの電力が充電ケーブル８２を通って充電コネクタ８１及び接続部８などを介して充電装置９に伝達される。充電装置９は、車両ＥＣＵ１からの制御信号によって制御され、接続部８を介して外部電源８０から供給された交流電力を充電電力に変換して蓄電装置７に供給し、蓄電装置７を充電する。なお、本実施形態においては、車両外部の外部電源８０から供給された電力によって蓄電装置７を充電することを「外部充電」という。また、車両外部から蓄電装置７を充電する外部充電の方式としては、車両１００の接続部８と外部電源８０の充電コネクタ８１とを接続する接触充電に限らず、電磁誘導方式や共鳴方式などを用いた非接触充電であってもよい。
なお、実施形態に係る車両１００においては、車両ＥＣＵ１として１つの制御装置を設ける構成としているが、例えば、エンジン２用の制御装置やＰＣＵ１０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、実施形態に係る車両１００においては、外部充電と、エンジン２からの駆動力によって駆動する発電用モータジェネレータ５によって発電した電力による充電と、が可能な蓄電装置７への充電を、車両ＥＣＵ１が充電制御装置として機能することによって制御している。
ここで、実施形態に係る車両１００では、蓄電装置７からの電力のみを用いて駆動用モータジェネレータ１２を駆動させて走行を行う。そのため、出発地点から目標地点までの距離が比較的長距離となるような場合などに、出発する直前に蓄電装置７を満充電状態とすることが望まれ得る。そして、このような場合には、短時間で蓄電装置７を満充電状態にしたいというユーザーの要望が生じ得る。なお、本実施形態において、蓄電装置７の満充電状態とは、蓄電装置７のＳＯＣが１００［％］の場合に限定されるものではない。例えば、蓄電装置７のＳＯＣが９０［％］以上や９５［％］以上など、予め設定した任意のＳＯＣに達した状態を蓄電装置７の満充電状態とすることができる。
そこで、実施形態に係る車両１００においては、外部電源８０からの電力による蓄電装置７の外部充電中に、エンジン２を駆動して発電用モータジェネレータ５で発電した電力によっても蓄電装置７を充電する上乗せ充電が実施可能となっている。これにより、外部電源８０からの電力と、発電用モータジェネレータ５からの電力とによって蓄電装置７を充電することができ、外部電源８０からの電力だけで蓄電装置７を充電する場合よりも短時間で蓄電装置７を満充電状態とすることができる。
一方、外部充電中は、外部電源８０の近傍の駐車スペース内に車両１００が駐車されることになるため、外部充電中には車両１００の車内にドライバーなどの乗員である車両１００のユーザーが不在となり得る。そのため、外部充電中に上乗せ充電を行うため、エンジン２を駆動させると、例えば、エンジン２の回転数が高くなり過ぎるなどの車両１００に異常が発生した際の緊急時や車両１００の安全管理を、ユーザーが対応できないおそれがある。
なお、車両１００のユーザーとしては、車両１００のドライバーなどの乗員に限定されるものではなく、例えば、車両１００の保守作業を行う作業者や、外部電源８０が設置された外部充電施設に滞在している従業員などを含めても良い。
よって、実施形態に係る車両１００では、緊急時や車両１００の安全管理の対応をユーザーが行え得る状況下において、外部充電中に上乗せ充電を実施可能なように、車両ＥＣＵ１が充電制御を行う。
図２は、外部充電中に上乗せ充電が実施可能となる、車両１００に対するユーザーの位置の範囲の例を示した図である。図２では、一対の白線２０１で区分けされた駐車スペース２００内に車両１００が駐車された状態にて、外部電源８０からの電力によって蓄電装置７の外部充電がなされている。
実施形態に係る車両１００では、外部充電中において、例えば、車両１００の居室内に設けられた運転席９１の周りを囲った範囲内、すなわち、図２中に破線にて囲ったエリアＡ１内に、車両１００のユーザーが存在しているか否かによって、外部充電中に上乗せ充電を実施可能か否かを、車両ＥＣＵ１が判断する。具体的には、外部充電中に、図１に示したユーザー検出装置４１によって、エリアＡ１内にユーザーが存在しているかを検出する。ユーザー検出装置４１によるエリアＡ１内でのユーザーの存在の検出は、例えば、運転席９１に対応したシートベルトの装着の有無や、カメラによる撮像範囲が運転席９１を含む画像認証や、エンジン停止後の運転席９１に対応したドアの開閉履歴、及び、運転席９１に対応したドアの鍵の開閉履歴などの各種情報によって実施可能である。そして、エリアＡ１内にユーザーが存在していることが、ユーザー検出装置４１によって検出された場合、車両ＥＣＵ１は外部充電中の上乗せ充電が実施可能であると判断する。これにより、外部充電中に、エンジン２を駆動させて上乗せ充電を実施して蓄電装置７を充電することが可能となる。また、外部充電中に上乗せ充電のためエンジン２を駆動させた際、エンジン２の回転数が高くなり過ぎるなどの車両１００に異常が発生しても、エリアＡ１内、すなわち、運転席９１にユーザーが存在しているため対応することが可能となる。
また、外部充電中には、ユーザーである運転手が運転席９１だけではなく、運転席９１から助手席９２や後部座席９３などに移動して休憩などを行うことが考えられる。また、運転手が運転席９１から離れて車外にいても、その他のユーザーが助手席９２や後部座席９３にいることが考えられる。そのため、実施形態に係る車両１００では、外部充電中において、例えば、運転席９１と助手席９２と後部座席９３とが設けられた車両１００の居室内、すなわち、図２中に一点鎖線にて囲ったエリアＡ２内に、車両１００のユーザーが存在しているか否かによって、外部充電中に上乗せ充電が実施可能か否かを、車両ＥＣＵ１が判断するようにしてもよい。
具体的には、外部充電中に、図１に示したユーザー検出装置４１によって、エリアＡ２内にユーザーが存在しているかを検出する。ユーザー検出装置４１によるエリアＡ２内でのユーザーの存在の検出は、例えば、運転席９１、助手席９２及び後部座席９３のそれぞれに対応したシートベルトの装着の有無や、カメラによる撮像範囲が居室内を含む画像認証や、エンジン停止後のドアの開閉履歴、及び、ドアの鍵の開閉履歴などの各種情報によって実施可能である。そして、エリアＡ２内にユーザーが存在していることが、ユーザー検出装置４１によって検出された場合、車両ＥＣＵ１は外部充電中の上乗せ充電が実施可能であると判断する。これにより、外部充電中に上乗せ充電を実施して蓄電装置７を充電することが可能となる。また、外部充電中に上乗せ充電のためエンジン２を駆動させた際、エンジン２の回転数が高くなり過ぎるなどの車両１００に異常が発生しても、エリアＡ２内、すなわち、車両１００の居室内にユーザーが存在しているため対応することが可能となる。
なお、車両１００の居室内としてユーザー検出装置４１が検出する範囲としては、図２に示したような、運転席９１と助手席９２と後部座席９３とが設けられた範囲に限られるものではない。例えば、後部座席９３よりも車両後方に設けられ、空間的に後部座席９３と繋がった荷室を含む範囲を、車両１００の居室内としてユーザー検出装置４１がユーザーの存在を検出するようにしてもよい。
すなわち、実施形態に係る車両１００においては、外部充電中の上乗せ充電時に発生した車両１００の異常にユーザーが対応可能な状況下となる、車両１００に対して所定範囲内である車両１００の車内（エリアＡ１及びエリアＡ２など）にユーザーが存在する場合に、外部充電中の上乗せ充電を実施可能としている。これにより、外部充電中に上乗せ充電時を行った際の緊急時や車両１００の安全管理の対応を、車両１００の車内にいるユーザーが行うことが可能となる。
また、外部充電中には、運転手などのユーザーが車外に出て、駐車スペース２００の近傍や外部電源８０の近くにて休憩などを行うことが考えられる。そのため、実施形態に係る車両１００では、外部充電中において、例えば、車両１００が駐車されている駐車スペース２００を区分けする一対の白線２０１と、車両１００に外部充電を行っている外部電源８０とを含むように車両１００の外周りを囲った範囲内、すなわち、図２中に二点鎖線にて囲ったエリアＡ３内に、車両１００のユーザーが存在しているか否かによって、外部充電中に上乗せ充電を実施可能か否かを、車両ＥＣＵ１が判断するようにしてもよい。
具体的には、外部充電中に、図１に示したユーザー検出装置４１によって、エリアＡ３内にユーザーが存在しているかを検出する。ユーザー検出装置４１によるエリアＡ３内でのユーザーの存在の検出は、例えば、カメラによる撮像範囲が車両１００の外周りを含む画像認証や、ユーザーが所持しているユーザー側通信機器（例えば、通信機能を有する車両１００の鍵）との無線通信などによって実施可能である。そして、エリアＡ３内にユーザーが存在していることがユーザー検出装置４１によって検出された場合、車両ＥＣＵ１は外部充電中の上乗せ充電が実施可能であると判断する。これにより、外部充電中に上乗せ充電を実施して蓄電装置７を充電することが可能となる。また、外部充電中に上乗せ充電のためエンジン２を駆動させた際、エンジン２の回転数が高くなり過ぎるなどの車両１００に異常が発生しても、エリアＡ３内、すなわち、車両１００の車外であっても車両１００の近くにユーザーが存在しているため対応することが可能となる。
なお、ユーザー検出装置４１が検出する車両１００の車外の範囲としては、図２に示したような車両１００近くの車外の範囲内に限られるものではない。例えば、ユーザーが目視にて車両１００を識別可能な範囲内や、ユーザーが所有するユーザー側通信機器と、ユーザー検出装置４１などの車両１００に設けられた車両側通信機器との間にて、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などによる無線通信が可能な範囲内（車両１００を中心とした半径１００［ｍ］〜４００［ｍ］程度の円内）など、車両１００からユーザーが比較的遠くに離れていても、車両１００に異常が発生したときに、その異常にユーザーが気付いて、すぐさまユーザーが駆けつけることができる、車両１００の車外の範囲内であればよい。このような車外の範囲内にユーザーが存在する場合としては、例えば、高速道路に付設された休憩施設や、商業施設などに設けられた駐車スペース２００に車両１００を駐車して、外部充電中にユーザーが休憩施設や商業施設などを利用する場合などが想定される。そして、外部充電中の上乗せ充電時に、車両１００に異常が発生した場合には、ユーザーが目視にて車両１００の異常に気付いたり、車両側通信機器からユーザー側通信機器に報知するなどしてユーザーに車両１００の異常を気付かせたりすることによって、車両１００の異常にユーザーが対応可能なようにすればよい。
なお、ユーザー側通信機器と車両側通信機器との間にて無線通信が接続中の場合に、前記所定範囲内にユーザーが存在すればよい。また、接続されていた前記無線通信が切断されたり、そもそも前記無線通信が接続されていなかったりする場合に、前記所定範囲内にユーザーが存在していないとすればよい。
また、実施形態に係る車両１００では、外部充電中の上乗せ充電時に、上乗せ充電を行っていることや、上乗せ充電のためにエンジン２を駆動させていることを、車内と車外との少なくとも一方に設けた不図示の表示装置によって表示させるようにしてもよい。これにより、外部充電中に上乗せ充電を行っていることやエンジン２が駆動していることを、車両１００の車内や車外にいるユーザーに認識させることが可能となる。特に、車両１００の車外に向けて、上乗せ充電のためにエンジン２が駆動していることを表示することによって、例えば、外部充電中の無人の車両１００から排気ガスが出ている理由などを、車両１００のユーザー以外の人に対しても知らせることができる。
なお、外部充電中の上乗せ充電時における発電用モータジェネレータ５からの電力の容量は、状況に合わせて、車両１００側が対応可能な各種制約を守れる範囲内にて、ユーザーが選択可能なようにしてもよい。これにより、ドライバーの要求により、外部充電の充電時間の短縮量を選択することができる。なお、前記各種制約としては、エンジン用ラジエータ１３や電気系用ラジエータ１４の水温などから推定される発電用モータジェネレータ５やエンジン２や発電用インバータ６などの温度、及び、燃料タンク３内の燃料の残量などが挙げられる。
図３は、本実施形態における充電制御の概要を説明するための図である。図３においては、横軸に時間が示されており、縦軸には蓄電装置７のＳＯＣが示されている。
実施形態に係る車両１００では、外部充電中の上乗せ充電時に上乗せする発電用モータジェネレータ５からの電力の容量である上乗せ電力量を異ならせた、弱発電モードと強発電モードとを有している。この弱発電モードと強発電モードとは、Ｉ／Ｆ部４２を介してユーザーが選択可能となっている。強発電モードは、弱発電モードよりもエンジン２の回転数を高めて上乗せ電力量が大きくなっている。なお、外部充電中の上乗せ充電時に設定可能な上乗せ電力量としては、２種類に限るものではなく、３種類以上であっても良いし、１種類だけでもよい。
図３中のグラフＧ１は、蓄電装置７のＳＯＣが空（Ｅｍｐｔｙ）の状態から外部充電が開始された場合に、外部電源８０からの電力だけで充電を行い、ＳＯＣが満充電（Ｆｕｌｌ）になるまで充電を行ったときのＳＯＣの変化を示したものである。また、図３中の領域ＥＣは、外部電源８０からの電力の容量である。
図３中のグラフＧ２は、蓄電装置７のＳＯＣが空（Ｅｍｐｔｙ）の状態から外部充電が開始された場合に、外部電源８０からの電力と、弱発電モードでの発電用モータジェネレータ５からの電力とを併用して充電を行い、ＳＯＣが満充電（Ｆｕｌｌ）になるまで充電を行ったときのＳＯＣの変化を示したものである。また、図３中の領域ＧＥＬは、弱発電モードでの発電用モータジェネレータ５からの電力の容量、すなわち、弱発電モードでの上乗せ電力量である。
図３中のグラフＧ３は、蓄電装置７のＳＯＣが空（Ｅｍｐｔｙ）の状態から外部充電が開始された場合に、外部電源８０からの電力と、強発電モードでの発電用モータジェネレータ５からの電力とを併用して充電を行い、ＳＯＣが満充電（Ｆｕｌｌ）になるまで充電を行ったときのＳＯＣの変化を示したものである。また、図３中の領域ＧＥＨは、強発電モードでの発電用モータジェネレータ５からの電力の容量、すなわち、強発電モードでの上乗せ電力量である。
図３に示すように、外部充電中に外部電源８０からの電力だけで充電を行った場合には、ＳＯＣが空（Ｅｍｐｔｙ）の状態からＳＯＣが満充電（Ｆｕｌｌ）の状態（図３中のグラフＧ１上の点Ｐ１）まで充電を行ったときの充電時間が時間Ｔ１［ｍｉｎ］となる。
また、外部充電中に弱発電モードにて上乗せ充電を行った場合には、ＳＯＣが空（Ｅｍｐｔｙ）の状態からＳＯＣが満充電（Ｆｕｌｌ）の状態（図３中のグラフＧ２上の点Ｐ２）まで充電を行ったときの充電時間が、時間Ｔ１［ｍｉｎ］よりも短い時間Ｔ２［ｍｉｎ］となる。
また、外部充電中に強発電モードにて上乗せ充電を行った場合には、ＳＯＣが空（Ｅｍｐｔｙ）の状態からＳＯＣが満充電（Ｆｕｌｌ）の状態（図３中のグラフＧ３上の点Ｐ３）まで充電を行ったときの充電時間が、時間Ｔ２［ｍｉｎ］よりも短い時間Ｔ３［ｍｉｎ］となる。
なお、図３中の矢印Ａは、外部充電中に、外部電源８０からの電力だけで充電を行った場合に対する、弱発電モードにて上乗せ充電を行った場合の充電時間の短縮量（時間Ｔ１−時間Ｔ２）を示している。また、図３中の矢印Ｂは、外部充電中に、外部電源８０からの電力だけで充電を行った場合に対する、強発電モードにて上乗せ充電を行った場合の充電時間の短縮量（時間Ｔ１−時間Ｔ３）を示している。
図３からわかるように、実施形態に係る車両１００においては、外部充電中に上乗せ充電を行うことによって、外部電源８０からの電力だけで充電するときよりも充電時間を短縮させることができる。
また、外部充電中の上乗せ充電による充電時間の短縮量は、弱発電モードと強発電モードとのいずれかを、Ｉ／Ｆ部４２を介してユーザーが選択することによって、ユーザーの要望に応えることが可能となる。
例えば、外部充電の充電時間を可能な限り短縮させたというユーザーの要望がある場合には、Ｉ／Ｆ部４２を介してユーザーが強発電モードを選択する。一方、強発電モードでは、エンジン２の回転速度を高めるため、燃費を悪化させてしまうおそれがある。また、高い回転速度でエンジン２が駆動されると周囲への騒音が問題となったり、車両１００が停止した状態でエンジン２が駆動されるために、エンジン２からの排気ガスが車両１００の周囲に充満してしまったりするという問題が生じる可能性がある。そのため、燃費や騒音や排気ガスなどを低減させたいというユーザーの要望がある場合には、Ｉ／Ｆ部４２を介してユーザーが弱発電モードを選択する。これにより、強発電モードよりもエンジン２の回転速度が低くなる分、強発電モードよりも燃費や騒音や排気ガスなどを低減させることができる。
なお、発電用モータジェネレータ５からの電力は、一般に発電用モータジェネレータ５の回転速度、言い換えれば、エンジン２の回転速度に依存する。そして、原則としては、弱発電モードと強発電モードとのどちらにおいても、各モードにて要求出力のうち最も効率のよい（最も燃費のよい）動作点にてエンジン２を駆動させることが望ましい。一方で、必要とされる発電用モータジェネレータ５からの電力が、前記動作点にてエンジン２を駆動させたときに発電用モータジェネレータ５が発電可能な電力よりも大きい場合には、ある程度の発電効率を犠牲にしつつ、エンジン２の回転速度を高めて、発電用モータジェネレータ５からの電力を増加させることも可能である。
また、図３では、エンジン２を駆動させて発電用モータジェネレータ５による発電が行なわれている間は、発電用モータジェネレータ５からの電力がほぼ一定となっているような場合を例として示したが、エンジン２の駆動の態様はこれに限定されない。
例えば、外部充電中に、外部電源８０からの電力と、発電用モータジェネレータ５からの電力とを併用する期間においては、発電用モータジェネレータ５の電力が許容される範囲内で最大となるように、または、発電効率が最もよくなる条件にて、エンジン２を駆動する。そして、蓄電装置７が満充電状態となるまでの残余の充電電力を外部電源８０からの電力のみで得られる状態になると、外部充電の途中でエンジン２を停止して、それ以降は外部電源８０からの電力のみで充電を行うようにしてもよい。これにより、エンジン２の駆動時間を短くすることができるため、長時間にわたる排気ガスの放出や騒音の発生を抑制することができる。
また、外部充電中の上乗せ充電時の一定の時間だけ、エンジン２の回転速度を高めて発電用モータジェネレータ５からの電力を増やして充電可能なようにしてもよい。これにより、燃料消費効率と充電時間とのバランスなどが選択可能となり、よりユーザーの要望に沿った充電を行うことができる。
また、実施形態に係る車両１００においては、外部充電中の上乗せ充電時にて、ユーザーからの要望により上乗せ充電を終了させることが可能なようにしてもよい。例えば、外部充電中に上乗せ充電を行っている際、ユーザーがエンジン２を駆動させることによる燃料消費を行いたくないと考えた場合などに、上乗せ充電を終了させて外部電源８０からの電力だけで充電を行う外部充電のみモードを、Ｉ／Ｆ部４２を介してユーザーが選択可能なようにしてもよい。
また、実施形態に係る車両１００においては、外部充電中に上乗せ充電を行うことは必ずしも必須ではない。例えば、ユーザーが、発電用モータジェネレータ５によって発電を行うためにエンジン２を駆動させることによる燃料消費を行いたくない場合には、外部電源８０からの電力だけを用いた充電をすることもできる。そのため、実施形態に係る車両１００においては、外部充電中に上乗せ充電を行うか否かを、予めモードとして設けておき、外部電源８０からの電力だけで充電を行うか（外部充電のみモード）、外部電源８０からの電力と発電用モータジェネレータ５からの電力とを併用して充電するか（上乗せ充電モード）を、Ｉ／Ｆ部４２を介してユーザーが選択可能なようにしてもよい。
また、実施形態に係る車両１００においては、燃料タンク３内のエンジン２を駆動させるための燃料の残量が所定量以上の場合に、外部充電中に発電用モータジェネレータ５による発電が可能となるようにしてもよい。これにより、燃料消費を抑えて、所定量の燃料を確保することが可能となる。
また、実施形態に係る車両１００においては、外部充電中に、車両１００のアクセサリー電源（ＡＣＣ電源）をオンすることが可能なようにしてもよい。これにより、外部充電中に、アクセサリー電源（ＡＣＣ電源）をオンにすることによって、空調設備２１（図１参照）や音響設備２２（図１参照）などの快適装備を使用することが可能となり、車両１００の車内にいるユーザーの快適性を高めることができる。
また、実施形態に係る車両１００においては、車両１００のイグニッション電源がオフでの外部充電中に、発電用モータジェネレータ５による発電が実施可能であるようにしてもよい。これにより、外部充電中では、上乗せ充電時以外にエンジン２を駆動させないため、燃料消費を抑制したり、意図しないエンジン２の駆動を抑制することができる。
図４は、車両ＥＣＵ１が実施する充電制御の一例を示したフローチャートである。まず、車両ＥＣＵ１は、外部充電中であるかを判断する（ステップＳ１）。この際、例えば、充電装置９からの制御信号などによって、車両ＥＣＵ１は外部充電中であるかを判断することが可能である。そして、外部充電中でなければ（ステップＳ１にてＮｏ）、車両ＥＣＵ１は、一連の制御を終了する。一方、外部充電中であれば（ステップＳ１にてＹｅｓ）、車両ＥＣＵ１は、上乗せ充電の要望が有るかを判断する（ステップＳ２）。この上乗せ充電の要望の有無の判断は、例えば、Ｉ／Ｆ部４２を介してユーザーが選択した上乗せ充電の要望の有無の結果に基づいて行うことが可能である。
上乗せ充電の要望が有ると判断した場合（ステップＳ２にてＹｅｓ）、車両ＥＣＵ１は、各種判定制御を開始する（ステップＳ３）。そして、まず車両ＥＣＵ１は、ユーザー存在判定を実施する（ステップＳ４）。そして、車両１００のユーザーが所定範囲内に存在すると判断した場合（ステップＳ５にてＹｅｓ）、車両ＥＣＵ１は、上乗せ充電を開始する（ステップＳ６）。次に、車両ＥＣＵ１は、エンジン２を駆動させるための燃料の残量が有るかを判定する（ステップＳ７）。燃料の残量が有ると判断した場合（ステップＳ７にてＹｅｓ）、車両ＥＣＵ１は、ユーザーから上乗せ充電の終了の要望無しであるかを判定する（ステップＳ８）。ユーザーから上乗せ充電の終了の要望の有無の判定は、例えば、Ｉ／Ｆ部４２を介してユーザーが上乗せ充電の終了を選択したか否かに基づいて行うことが可能である。
ユーザーから上乗せ充電の終了の要望が無いと判断した場合（ステップＳ８にてＹｅｓ）、車両ＥＣＵ１は、上乗せ充電を継続する（ステップＳ９）。そして、車両ＥＣＵ１は、蓄電装置７のＳＯＣが所定値以上であるかを判定する（ステップＳ１０）。蓄電装置７のＳＯＣが所定値以上ではないと判断した場合（ステップＳ１０にてＮｏ）、車両ＥＣＵ１は、ステップＳ７の処理に戻る。一方、蓄電装置７のＳＯＣが所定値以上であると判断した場合（ステップＳ１０にてＹｅｓ）、車両ＥＣＵ１は、充電を終了し（ステップＳ１１）、一連の制御を終了する。
また、車両ＥＣＵ１が、ステップＳ２の処理にて上乗せ充電の要望が無いと判断した場合（ステップＳ２にてＮｏ）、または、ステップＳ５の処理にてユーザーが所定範囲内に存在しないと判断した場合（ステップＳ５にてＮｏ）には、車両ＥＣＵ１は、外部充電のみモードを実施する（ステップＳ１３）。
また、車両ＥＣＵ１が、ステップＳ７の処理にて燃料の残量が無いと判断した場合（ステップＳ７にてＮｏ）、または、ステップＳ８の処理にてユーザーから上乗せ充電の終了要望が有ると判断した場合（ステップＳ８にてＮｏ）、車両ＥＣＵ１は、上乗せ充電を終了し（ステップＳ１２）、外部充電のみモードを実施する（ステップＳ１３）。
そして、車両ＥＣＵ１は、ステップＳ１３の処理の後、蓄電装置７のＳＯＣが所定値以上であるかを判断する（ステップＳ１４）。蓄電装置７のＳＯＣが所定値以上ではないと判断した場合（ステップＳ１４にてＮｏ）、車両ＥＣＵ１は、ステップＳ１３の処理に戻る。一方、蓄電装置７のＳＯＣが所定値以上であると判断した場合（ステップＳ１４にてＹｅｓ）、車両ＥＣＵ１は、充電を終了し（ステップＳ１１）、一連の制御を終了する。
以上のように、実施形態に係る車両１００においては、外部充電中に、エンジン２を駆動させて発電用モータジェネレータ５により発電を行い、外部電源８０からの電力と発電用モータジェネレータ５からの電力とを併用して蓄電装置７を充電することが可能となっている。これにより、充電時間を外部電源８０からの電力だけで充電するときよりも充電時間を短縮させることができる。
また、実施形態に係る車両１００においては、外部充電中の上乗せ充電時に発生した車両１００の異常にユーザーが対応可能な状況下となる、車両１００に対して所定範囲内にユーザーが存在する場合に、外部充電中の上乗せ充電を実施可能とし、前記所定範囲内にユーザーが存在しない場合には、外部充電中の上乗せ充電を実施しない。これにより、外部充電中に上乗せ充電時を行った際の緊急時の対応や車両１００の安全管理などをユーザーが行うことが可能となる。
１ 車両ＥＣＵ
２ エンジン
３ 燃料タンク
５ 発電用モータジェネレータ
６ 発電用インバータ
７ 蓄電装置
８ 接続部
９ 充電装置
１０ ＰＣＵ
１１ トランスアクスル
１２ 駆動用モータジェネレータ
１３ エンジン用ラジエータ
１４ 電気系用ラジエータ
１６Ｌ，１６Ｒ 前輪
２１ 空調設備
２２ 音響設備
４１ ユーザー検出装置
４２ Ｉ／Ｆ部
８０ 外部電源
８１ 充電コネクタ
８２ 充電ケーブル
９１ 運転席
９２ 助手席
９３ 後部座席
２００ 駐車スペース
２０１ 白線

Claims (10)

  1. 車両外部から車両の蓄電装置を充電する外部充電と、内燃機関からの駆動力によって駆動する発電機によって発電した電力による充電と、が可能な前記蓄電装置への充電を制御する車両の充電制御装置であって、
    前記車両に対してユーザーが所定範囲内に存在するか否かを検出するユーザー検出手段を有しており、
    前記ユーザー検出手段によって前記所定範囲内にユーザーが存在すると検出された場合には、外部充電中に前記発電機によって発電した電力も併用して前記蓄電装置を充電可能であり、
    前記ユーザー検出手段によって前記所定範囲内にユーザーが存在しないと検出された場合には、外部充電中に前記発電機によって発電を行わないことを特徴とする車両の充電制御装置。
  2. 請求項１に記載の車両の充電制御装置において、
    前記所定範囲内は、前記車両の車内であることを特徴とする車両の充電制御装置。
  3. 請求項１に記載の車両の充電制御装置において、
    前記所定範囲内は、前記ユーザーが所持した通信機器との間にて無線通信が可能な範囲内であることを特徴とする車両の充電制御装置。
  4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両の充電制御装置において、
    外部充電中に前記発電機によって発電させるか否かを、ユーザーが選択可能であることを特徴とする車両の充電制御装置。
  5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の車両の充電制御装置において、
    外部充電中に前記発電機によって発電させる電力の容量は、ユーザーが選択可能であることを特徴とする車両の充電制御装置。
  6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の車両の充電制御装置において、
    前記車両における前記内燃機関を駆動させるための燃料の残量が所定量以上の場合に、外部充電中に前記発電機による発電が可能であることを特徴とする車両の充電制御装置。
  7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の車両の充電制御装置において、
    外部充電中に前記発電機による発電を継続させるか終了させるかを、ユーザーが選択可能であることを特徴とする車両の充電制御装置。
  8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の車両の充電制御装置において、
    外部充電中に前記内燃機関が駆動していることを表示する表示装置を有することを特徴とする車両の充電制御装置。
  9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の車両の充電制御装置において、
    外部充電中に前記車両のアクセサリー電源をオンさせることが可能であることを特徴する車両の充電制御装置。
  10. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載の車両の充電制御装置において、
    前記車両のイグニッション電源がオフでの外部充電中に、前記発電機による発電が実施可能であることを特徴とする車両の充電制御装置。
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