以下、本開示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。
図1は、本実施の形態による車両連結システムの全体構成の一例を模式的に示す図である。この車両連結システムは、複数(図1に示す例では3台)の車両1を備える。
各車両1は、駆動力源としてモータとエンジンとを備え、車外の給電装置2から充電ケーブル3を介して供給される電力で車載の蓄電装置を充電する外部充電を実行可能に構成される、いわゆるプラグインハイブリッド車両(PHV:Plug-in Hybrid Vehicle)である。各車両1は、充電ケーブル3に接続可能に構成されたコネクタ230を備えている。なお、各車両1は、充電ケーブルを介することなく、給電装置との磁気結合によって給電装置から非接触(ワイヤレス)で受電可能に構成される車両であってもよい。
また、各車両1は、連結電力線4を用いて互いに電気的に連結可能に構成されている。各車両1のコネクタ230は、充電ケーブル3だけでなく、連結電力線4にも接続可能に構成されている。図1には、各車両1のコネクタ230同士が連結電力線4を用いて電気的に連結された状態が例示されている。各車両1のコネクタ230同士が連結電力線4を用いて電気的に連結された状態において、各車両1は他の車両との間で電力を授受可能に構成される。なお、各車両1に、充電ケーブル3に接続可能なコネクタ230とは別に、連結電力線4に接続可能な専用のコネクタを設けるようにしてもよい。
また、各車両1は、連結部材5を用いて互いに車室を物理的に連結可能に構成されている。図1には、各車両1がスライドドア12を備えており、各車両1のスライドドア12の開口部同士が連結部材5を用いて物理的に連結された状態が例示されている。これにより、各車両1の室内同士を繋げた広い室内空間を確保することができる。
連結部材5は、たとえば、各車両1の室内同士を風雨除けのために連結する蛇腹構造の筒状の幌によって実現される。連結部材5は、未使用時にコンパクトに折りたたんで車両1の荷室等に積載可能に構成されることが望ましい。
図1には、隣接して駐車された3台の車両1が示されている。以下では、説明の便宜上、図1に示す3台の車両1のうち、最も左側に駐車された車両1を「車両1A」あるいは「自車1A」とも記載し、中央に駐車された車両1を「車両1B」あるいは「他車1B」とも記載し、最も右側に駐車された車両1を「車両1C」あるいは「他車1C」とも記載する。
図1には、3台の車両1A~1Cが電気的および物理的に連結された状態が示されている。具体的には、車両1Aのコネクタ230と車両1Bのコネクタ230とが連結電力線4で電気的に連結され、さらに車両1Bのコネクタ230と車両1Cのコネクタ230とが他の連結電力線4で電気的に連結されている。また、車両1Aの右スライドドア開口部と車両1Bの左スライドドア開口部とが連結部材5で物理的に連結され、車両1Bの右スライドドア開口部と車両1Cの左スライドドア開口部とが他の連結部材5で物理的に連結されている。
<各車両の構成>
図2は、各車両1の構成の一例を概略的に示す図である。各車両1は、蓄電装置10と、監視ユニット15と、システムメインリレー(以下「SMR:System Main Relay)」ともいう)20と、パワーコントロールユニット(以下「PCU(Power Control Unit)」ともいう)30と、モータジェネレータ(回転電機)41,42と、エンジン(内燃機関)50と、動力分割装置60と、駆動軸70と、駆動輪80と、通信装置91と、HMI(Human Machine Interface)装置92と、アクセルペダルセンサ94と、シフトレバー95と、シフトポジションセンサ96と、制御装置100とを備える。さらに、車両1は、メインDC/DCコンバータ110と、補機電池120と、低圧補機負荷130と、高圧補機負荷140と、充電リレー210と、電力変換装置220と、コネクタ230と、サブDC/DCコンバータ240とを備える。
蓄電装置10は、SMR20と充電リレー210とを結ぶ高電圧線PL1,NL1に接続される。蓄電装置10は、積層された複数の電池を含んで構成される。電池は、たとえば、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の二次電池である。なお、蓄電装置10は、大容量のキャパシタであってもよい。
監視ユニット15は、蓄電装置10の状態(電圧、電流、温度など)を監視し、その結果を制御装置100に出力する。
PCU30は、制御装置100からの制御信号に応じて、蓄電装置10とモータジェネレータ41,42との間で電力変換を行なうことによって、モータジェネレータ41,42をそれぞれ別々に制御可能に構成される。
モータジェネレータ41,42の各々は、交流の回転電機であり、たとえば、永久磁石がロータ(図示せず)に埋設された三相交流回転電機である。モータジェネレータ41は、動力分割装置60を介してエンジン50のクランク軸に連結される。モータジェネレータ41は、エンジン50を始動する際に蓄電装置10の電力を用いてエンジン50のクランク軸を回転させる。また、モータジェネレータ41は、車両1の走行中および停車中において、エンジン50の動力を用いて発電することも可能である。
モータジェネレータ42は、蓄電装置10からの電力およびモータジェネレータ41により発電された電力の少なくとも一方を用いて駆動軸70を回転させる。また、モータジェネレータ42は、制動時や加速度低減時には、回生制動によって発電することも可能である。
エンジン50は、たとえば、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等の内燃機関である。エンジン50は、制御装置100からの制御信号によって制御される。
動力分割装置60は、たとえば、サンギヤ、キャリア、および、リングギヤの3つの回転軸を有する遊星歯車機構であって、エンジン50が発生した動力を、駆動輪80に伝達される動力と、モータジェネレータ41に伝達される動力とに分割する。
通信装置91は、他の車両1との間で無線通信可能に構成される。通信装置91は、制御装置100と通信線で接続されており、制御装置100から伝達された情報を他の車両1に送信したり、他の車両1から受信した情報を制御装置100に伝達したりする。
HMI装置92は、車両1に関するさまざまな情報を使用者に提供したり、使用者の操作を受け付けたりする装置である。HMI装置92は、室内に設けられたディスプレイ、スピーカなどを含む。
アクセルペダルセンサ94は、使用者(運転者)によるアクセルペダル(図示せず)の操作量を検出し、その結果を制御装置100に出力する。
シフトポジションセンサ96は、使用者(運転者)によって操作されるシフトレバー95の位置(シフトポジション)を検出し、その結果を制御装置100に出力する。制御装置100は、前進レンジ、後進レンジ、ニュートラルレンジ、駐車レンジなどを含む複数のシフトレンジのうちから、シフトポジションに対応するレンジを選択し、選択されたレンジを車両1のシフトレンジに設定する。なお、駐車レンジにおいては、駆動軸70および駆動輪80の回転が物理的に固定(ロック)される。
補機電池120は、低電圧線ELに接続され、車両1に搭載される低圧補機負荷130を作動するための電力を蓄える。補機電池120は、たとえば、鉛蓄電池を含んで構成される。補機電池120の電圧は、蓄電装置10の電圧よりも低く、たとえば、12V程度である。
低圧補機負荷130は、低電圧線ELに接続され、低電圧線ELから供給される電力で作動する。低圧補機負荷130は、たとえば、照明装置、ワイパー装置、オーディオ装置、ナビゲーションシステム、ヘッドライト、室内コンセントなどの電気負荷である。
高圧補機負荷140は、SMR20とPCU30とを結ぶ高電圧線PL2,NL2に接続され、高電圧線PL2,NL2から供給される電力で作動する。高圧補機負荷140は、たとえば、空調装置などの電気負荷である。
メインDC/DCコンバータ110は、高電圧線PL2,NL2と低電圧線ELとの間に接続され、高電圧線PL2,NL2から供給される電力を降圧して低電圧線ELに供給する。メインDC/DCコンバータ110は、制御装置100によって制御される。
コネクタ230は、充電ケーブル3を介して給電装置2に接続可能に構成される。コネクタ230に充電ケーブル3が接続された場合、コネクタ230に充電ケーブル3が接続されたことを示す信号がコネクタ230から制御装置100に出力される。
また、コネクタ230は、他車両との電気的な連結をするための連結電力線4にも接続可能に構成される。コネクタ230に連結電力線4が接続された場合、コネクタ230に連結電力線4が接続されたことを示す信号がコネクタ230から制御装置100に出力される。
電力変換装置220は、コネクタ230と充電リレー210との間に接続される。電力変換装置220は、充電ケーブル3がコネクタ230に接続されている場合、制御装置100からの指令に応じて、給電装置2から充電ケーブル3およびコネクタ230を介して供給される交流電力を直流電力に変換して蓄電装置10に出力する。なお、給電装置2から車両1に供給される電力は直流電力であってもよい。
また、電力変換装置220は、連結電力線4がコネクタ230に接続されている場合、制御装置100からの指令に応じて、他車両から連結電力線4を介して供給される交流電力を直流電力に変換して高電圧線PL1,NL1に出力したり、蓄電装置10あるいはPCU30から高電圧線PL1,NL1を介して供給される直流電力を交流電力に変換して連結電力線4(他車)に出力したりする。
充電リレー210は、高電圧線PL1,NL1と電力変換装置220との間に設けられる。充電リレー210は、制御装置100からの制御信号に応じて、開閉状態が切り替えられる。
サブDC/DCコンバータ240は、電力変換装置220と低電圧線ELとの間に接続され、コネクタ230から供給される電力を降圧して低電圧線ELに供給する。サブDC/DCコンバータ240は、制御装置100によって制御される。
制御装置100は、CPU(Central Processing Unit)と、メモリと、各種信号が入出力される入出力ポート(図示せず)とを含んで構成される。制御装置100は、各センサなどからの信号の入力および各機器への制御信号の出力を行なうとともに、各機器の制御を行なう。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)で構築して処理することも可能である。
なお、各車両1に搭載される構成部品の諸元(特性)は、同じであっても異なってもよい。たとえば、車両1Aのエンジン50の諸元と、車両1Bのエンジン50の諸元と、車両1Cのエンジン50の諸元とは、同じであっても異なっていてもよい。
<マイルームモード>
各車両1は、停車中の制御モードとして、マイルームモードを有している。具体的には、シフトレンジが駐車レンジである状態でユーザが所定の操作を行なうと、制御装置100は、車両1の制御モードをマイルームモードに設定する。
マイルームモード中においては、制御装置100は、車両1の走行を禁止し、かつ補機装置(低圧補機負荷130、高圧補機負荷140など)の作動を許容する。これにより、ユーザは、車両1の室内において、空調装置を作動させながら休憩したり、オーディオ装置を作動させて音楽鑑賞したり、ユーザが持ち込んだ電気機器を車内コンセントに接続して使用したりすることができる。
マイルームモード中における車両1の走行禁止は、たとえば、アクセルペダルの操作量に関わらずアクセルペダルセンサ94の出力をゼロに固定するとともに、シフトレバー95の位置(シフトポジション)に関わらずシフトレンジを駐車レンジに固定することによって実現される。なお、アクセルペダルセンサ94の出力をゼロに固定することに代えてあるいは加えて、アクセルペダルを操作量がゼロの位置に物理的に固定するようにしてもよい。また、シフトレンジを駐車レンジに固定することに代えてあるいは加えて、シフトレバー95の位置(シフトポジション)を駐車ポジションに物理的に固定するようにしてもよい。これにより、マイルームモード中においては、モータジェネレータ42が停止されるとともに、駆動輪80の回転が規制(ロック)される。また、マイルームモード中においては、ユーザのアクセルペダル操作によってエンジン50が始動したりエンジン50の回転速度が変化したりすることもない。
本実施の形態による車両1は、マイルームモードとして、「マイルーム充電モード」と、「マイルーム発電モード」とを有している。
マイルーム充電モードは、給電装置2が充電ケーブル3を介して車両1のコネクタ230に接続された状態で設定可能である。マイルーム充電モード中においては、制御装置100は、上述のように車両1の走行を禁止し、かつ、給電装置2からコネクタ230が受けた電力で外部充電を実行しながら補機装置(低圧補機負荷130、高圧補機負荷140など)を作動することを許容する。
具体的には、制御装置100は、マイルーム充電モード中において、充電リレー210を閉じ、電力変換装置220およびサブDC/DCコンバータ240を必要に応じて作動させる。これにより、給電装置2からコネクタ230が受けた電力で蓄電装置10が充電されるとともに、給電装置2からコネクタ230が受けた電力の一部がサブDC/DCコンバータ240から低電圧線ELを介して低圧補機負荷130に供給される。
マイルーム充電モード中に高圧補機負荷140を作動させる場合には、制御装置100は、さらにSMR20を閉じる。これにより、給電装置2からコネクタ230が受けた電力の一部がSMR20および高電圧線PL2,NL2を介して高圧補機負荷140に供給される。また、マイルーム充電モード中に低圧補機負荷130の消費電力がサブDC/DCコンバータ240の容量(出力可能電力)を超える場合には、制御装置100は、SMR20を閉じ、メインDC/DCコンバータ110を作動させる。これにより、低圧補機負荷130の作動電力が確保される。
一方、マイルーム発電モードは、給電装置2が車両1に接続されていない状態で設定可能である。すなわち、上述のマイルーム充電モードは、給電装置2が車両1に接続された状態でのみ設定可能であるが、給電装置2が設置されていない駐車場あるいはキャンプ場など、給電装置2を車両1に接続できない場所においても、マイルームモードで車両1の室内を利用したいというニーズが存在する。このニーズに対応するために、本実施の形態による車両1は、停車中にエンジン50の動力を用いて発電可能なモータジェネレータ41を備えることに鑑み、給電装置2が車両1に接続されていない状態で設定可能な「マイルーム発電モード」を有している。
マイルーム発電モード中においては、制御装置100は、上述のように車両1の走行を禁止し、かつ、エンジン50の動力を用いてモータジェネレータ41が発電した電力で補機装置(低圧補機負荷130、高圧補機負荷140など)を作動することを許容する。
具体的には、制御装置100は、マイルーム発電モード中において、SMR20を閉じ、メインDC/DCコンバータ110を必要に応じて作動させる。これにより、蓄電装置10に蓄えられた電力が、高圧補機負荷140に供給されるとともに、メインDC/DCコンバータ110から低電圧線ELを介して低圧補機負荷130に供給される。
マイルーム発電モード中において、制御装置100は、たとえば補機装置(低圧補機負荷130、高圧補機負荷140など)の作動に要する電力に基づいて、エンジン50の動力を用いたモータジェネレータ41の発電(以下「エンジン発電」ともいう)を行なうか否かを決定する。マイルーム発電モード中において、補機装置の作動に要する電力が閾値未満である場合には、制御装置100は、発電要求がないと判定して上述のエンジン発電を行なわない。したがって、エンジン50、PCU30、モータジェネレータ41は、いずれも停止される。
一方、マイルーム発電モード中において、補機装置の作動に要する電力が閾値を超える場合には、制御装置100は、発電要求があると判定して上述のエンジン発電を行なう。すなわち、制御装置100は、エンジン50を作動させてエンジン発電を行ない、エンジン発電で得られた電力が高電圧線PL2,NL2に供給されるように、エンジン50、PCU30、モータジェネレータ41を制御する。これにより、エンジン発電で得られた電力が、高電圧線PL2,NL2を介して高圧補機負荷140に供給されるともに、高電圧線PL2,NL2、メインDC/DCコンバータ110、低電圧線ELを介して低圧補機負荷130に供給される。これにより、低圧補機負荷130および高圧補機負荷140の作動電力が確保される。
また、エンジン発電で得られた電力は、高電圧線PL2,NL2およびSMR20を介して蓄電装置10に供給され、蓄電装置10が充電される。また、充電リレー210を閉じて電力変換装置220を作動させることによって、エンジン発電で得られた電力の一部をコネクタ230に出力することもできる。
図3は、制御装置100がマイルームモードを設定する際に実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、予め定められた条件が成立する毎(たとえば所定周期毎)に繰り返し実行される。
制御装置100は、車両1が駐車レンジで停車しているか否かを判定する(ステップS01)。車両1が駐車レンジで停車していない場合(ステップS01においてNO)、制御装置100は、以降の処理をスキップしてリターンへと処理を移す。
車両1が駐車レンジで停車している場合(ステップS01においてYES)、制御装置100は、給電装置2が車両1のコネクタ230に接続されているか否かを判定する(ステップS02)。
給電装置2が車両1のコネクタ230に接続されている場合(ステップS02においてYES)、制御装置100は、マイルーム要求があるか否かを判定する(ステップS03)。たとえば、制御装置100は、現在の制御モードがマイルーム充電モードでない場合においては、ユーザがマイルームを要求する操作をHMI装置92に対して行なった場合に、マイルーム要求があると判定する。また、たとえば、現在の制御モードが既にマイルーム充電モードである場合には、制御装置100は、ユーザがマイルーム充電モードを解除する操作をしない限り、マイルーム要求があると判定する。
マイルーム要求がない場合(ステップS03においてNO)、制御装置100は、以降の処理をスキップしてリターンへと処理を移す。
マイルーム要求がある場合(ステップS03においてYES)、制御装置100は、制御モードを上述のマイルーム充電モードに設定する(ステップS04)。なお、マイルーム充電モード中の制御については、上述したとおりであるため、ここでの詳細な説明は繰り返さない。
一方、給電装置2が車両1のコネクタ230に接続されていない場合(ステップS02においてNO)、制御装置100は、マイルーム要求があるか否かを判定する(ステップS05)。たとえば、制御装置100は、現在の制御モードがマイルーム発電モードでない場合においては、ユーザがマイルームを要求する操作をHMI装置92に対して行なった場合に、マイルーム要求があると判定する。また、たとえば、現在の制御モードが既にマイルーム発電モードである場合には、制御装置100は、ユーザがマイルーム発電モードを解除する操作をしない限り、マイルーム要求があると判定する。
マイルーム要求がない場合(ステップS05においてNO)、制御装置100は、以降の処理をスキップしてリターンへと処理を移す。
マイルーム要求がある場合(ステップS05においてYES)、制御装置100は、制御モードを上述のマイルーム発電モードに設定する(ステップS06)。なお、マイルーム発電モード中の制御については、上述したとおりであるため、ここでの詳細な説明は繰り返さない。
<マイルーム発電モードでの車両連結>
本実施の形態による車両1は、上述のように、停車中の制御モードとして、車両1の走行を禁止し、かつ、エンジン50を作動してエンジン発電で得られた電力で補機装置を作動することを許容するマイルーム発電モードを有する。また、本実施の形態による車両1は、図1に示したように、他車との物理的な連結および電気的な連結が可能に構成されている。したがって、ユーザは、隣接して駐車している複数の車両1の制御モードをマイルーム発電モードにした上で複数の車両1を物理的および電気的に連結させることで、給電装置2が設置されていない場所(キャンプ場など)においても、各車両1の室内同士を繋げた広い空間を自分の部屋のように利用することができる。
マイルーム発電モード中の車両1が他車と連結されていない状態においては、その車両1において発電要求がある場合に、その車両1のエンジン50がエンジン発電のために作動される。
しかしながら、マイルーム発電モード中の複数の車両1同士が電気的に連結された状態においては、各車両1のニーズに応じて各車両1が別々にエンジン発電を行なうと、連結された複数の車両1全体の電力需要(補機装置の消費電力)に対して発電電力が余剰し、エンジンの燃料が無駄に消費されることが懸念される。
そこで、本実施の形態による車両1の制御装置100は、マイルーム発電モード中の自車とマイルーム発電モード中の他車との電気的な連結がなされた状態で、自車および他車のいずれかにおいて発電要求がなされた場合に、全体の電力需要を満たす電力を確保するために作動させる少なくとも1つのエンジン50を、自車のエンジン50および他車のエンジン50のうちから選択する。
以下では、マイルーム発電モード中の自車1Aとマイルーム発電モード中の他車1B,1Cとが電気的に連結された状態(図1参照)において、自車1Aの制御装置100が親機となって、各車両1A~1Cにおける発電要求の有無を判定して、エンジン発電を行なうエンジン50を選択する例について説明する。
図4は、自車1Aと他車1B,1Cとが少なくとも電気的に連結された状態(物理的および電気的に連結された状態、あるいは、物理的には連結されずに電気的に連結された状態)において、自車1Aの制御装置100が親機となって実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。
自車1Aの制御装置100は、自車1Aがマイルーム発電モード中であるか否かを判定する(ステップS10)。
自車1Aがマイルーム発電モード中でない場合(ステップS10においてNO)、自車1Aの制御装置100は、以降の処理をスキップしてリターンへと処理を移す。
自車1Aがマイルーム発電モード中である場合(ステップS10においてYES)、自車1Aの制御装置100は、自車1Aと電気的に連結されている他車1B,1Cがマイルーム発電モード中であるか否かを判定する(ステップS12)。たとえば、他車1B,1Cがマイルーム発電モード中であることを示すユーザ操作が自車1AのHMI装置92に入力された場合、あるいは、他車1B,1Cがマイルーム発電モード中であることを示す情報を他車1B,1Cから受信した場合に、自車1Aの制御装置100は、他車1B,1Cがマイルーム発電モード中であると判定する。
他車1B,1Cがマイルーム発電モード中でない場合(ステップS12においてNO)、自車1Aの制御装置100は、以降の処理をスキップしてリターンへと処理を移す。
他車1B,1Cがマイルーム発電モード中である場合(ステップS12においてYES)、自車1Aの制御装置100は、自車1Aあるいは他車1B,1Cにおいて補機装置の作動による発電要求があるか否かを判定する(ステップS14)。たとえば、自車1Aの補機装置の消費電力が閾値を超える場合、あるいは、他車1Bの補機装置の消費電力が閾値を超えることを示す情報を他車1Bから受信した場合、あるいは、他車1Cの補機装置の消費電力が閾値を超えることを示す情報を他車1Cから受信した場合に、自車1Aの制御装置100は、自車1Aあるいは他車1B,1Cにおいて補機装置の作動による発電要求があると判定する。
自車1Aあるいは他車1B,1Cにおいて補機装置の作動による発電要求がない場合(ステップS14においてNO)、自車1Aの制御装置100は、以降の処理をスキップしてリターンへと処理を移す。
自車1Aあるいは他車1B,1Cにおいて補機装置の作動による発電要求がある場合(ステップS14においてYES)、自車1Aの制御装置100は、自車1Aの補機装置(低圧補機負荷130、高圧補機負荷140など)の消費電力の合計である「自車消費電力EA」を算出する(ステップS20)。
次いで、自車1Aの制御装置100は、メモリから「自車最適発電電力PA」を読み出す(ステップS30)。「自車最適発電電力PA」は、自車1Aのエンジン50を最適動作点で運転した場合に自車1Aのモータジェネレータ41が発電可能な電力である。
図5は、エンジンの最適動作点を説明するための図である。図5において、横軸はエンジン回転速度を示し、縦軸はエンジントルクを示す。したがって、図5には、エンジン回転速度とエンジントルクとで決まるエンジン50の運転状態(以下「エンジン動作点」という)が示される。
図5に示す「等燃費率線」は、エンジン燃費率が等しいエンジン動作点を繋ぎ合わせた線である。楕円形の面積が小さい等燃費率線であるほど、エンジンの熱効率が良く、エンジン燃費率が小さい値であることを示す。したがって、最も内側の楕円形の等燃費率線で囲われる領域が、エンジン燃費率が最も小さい領域である。
図5に示す「最適動作線」は、各エンジン回転速度に対してエンジン燃費率が最小となるエンジン動作点を繋ぎ合わせた線である。
エンジンパワーはエンジン回転速度とエンジントルクとの積で決まるため、エンジンパワーは図5において反比例曲線で表わすことができる。エンジン50の熱効率が最適値となるエンジンパワーを「基準パワーP0」とした場合、基準パワーP0を示す反比例曲線と最適動作線との交点が、エンジン燃費率が最小となる最適動作点T0である。
最適動作点T0は各車両1のエンジン50の諸元によって決まる。したがって、各車両1のエンジン50の諸元が異なれば、各車両1の最適発電電力も異なり得る。また、仮に各車両1のエンジン50の諸元が同じであっても、各車両1のエンジン50のモータジェネレータ41の諸元が異なれば、各車両1の最適発電電力は異なり得る。各車両1の最適発電電力は、各車両1の制御装置100のメモリに予め記憶されている。
図4に戻って、自車1Aの制御装置100は、「他車消費電力EB」、「他車消費電力EC」、「他車最適発電電力PB」、および「他車最適発電電力PC」を、他車1B,1Cから受信する(ステップS40)。「他車消費電力EB」は、他車1Bの補機装置の消費電力の合計である。「他車消費電力EC」は、他車1Cの補機装置の消費電力の合計である。「他車最適発電電力PB」は、他車1Bの最適発電電力(他車1Bのエンジン50を最適動作点で運転した場合に他車1Bのモータジェネレータ41が発電可能な電力)である。「他車最適発電電力PC」は、他車1Cの最適発電電力(他車1Cのエンジン50を最適動作点で運転した場合に他車1Cのモータジェネレータ41が発電可能な電力)である。
次いで、自車1Aの制御装置100は、他車1B,1Cから受信した他車消費電力EB,ECおよび他車最適発電電力PB,PCと、自車1Aで算出した自車消費電力EAと、自車1Aのメモリから読み出した自車最適発電電力PAとに基づいて、自車1Aおよび他車1B,1Cの全体の電力需要を満たす電力を確保するために作動させる少なくとも1つのエンジン50を、自車1Aのエンジン50および他車1B,1Cのエンジン50のうちから選択するエンジン選択処理を実行する(ステップS50)。
図6は、自車1Aの制御装置100がエンジン選択処理(図4のステップS50)を実行する際の処理手順の一例を示すフローチャートである。
自車1Aの制御装置100は、連結された3台の消費電力EA,EB,ECの合計(=EA+EB+EC)を合計消費電力EALLとして算出する(ステップS51)。本実施の形態においては、この合計消費電力EALLが、自車1Aおよび他車1B,1Cの全体の電力需要に相当する。
次いで、自車1Aの制御装置100は、連結された3台の最適発電電力PA,PB,PCに対して、小さいものから大きいものへの順位付けを行なう(ステップS52)。
以下では、3台の最適発電電力PA,PB,PCのうち、他車最適発電電力PCが最も小さく、その次に他車最適発電電力PBが小さく、自車最適発電電力PAが最も大きいと順位付けられた場合を例示的に説明する。
自車1Aの制御装置100は、最も小さい他車最適発電電力PCよりも合計消費電力EALLが小さいか否かを判定する(ステップS60)。他車最適発電電力PCよりも合計消費電力EALLが小さい場合(ステップS60においてYES)、自車1Aの制御装置100は、他車最適発電電力PCに対応する他車1Cのエンジン50(1台)を選択し、選択された他車1Cのエンジン50を作動させてエンジン発電を行なうための処理を実行する(ステップS61)。具体的には、自車1Aの制御装置100は、他車1Cのエンジン50を最適動作点で運転させてエンジン発電を行なわせるための指令信号を他車1Cに送信し、他車1Bおよび自車1Aではエンジン発電を行なわないようにする。
他車最適発電電力PCよりも合計消費電力EALLが大きい場合(ステップS60においてNO)、自車1Aの制御装置100は、他車最適発電電力PCの次に小さい最適発電電力PBよりも合計消費電力EALLが小さいか否かを判定する(ステップS62)。他車最適発電電力PBよりも合計消費電力EALLが小さい場合(ステップS62においてYES)、自車1Aの制御装置100は、他車最適発電電力PBに対応する他車1Bのエンジン50(1台)を選択し、選択された他車1Bのエンジン50を作動させてエンジン発電を行なうための処理を実行する(ステップS63)。具体的には、自車1Aの制御装置100は、他車1Bのエンジン50を最適動作点で運転させてエンジン発電を行なわせるための指令信号を他車1Bに送信し、他車1Cおよび自車1Aではエンジン発電を行なわないようにする。
他車最適発電電力PBよりも合計消費電力EALLが大きい場合(ステップS62においてNO)、自車1Aの制御装置100は、最も大きい自車最適発電電力PAよりも合計消費電力EALLが小さいか否かを判定する(ステップS64)。自車最適発電電力PAよりも合計消費電力EALLが小さい場合(ステップS64においてYES)、自車1Aの制御装置100は、自車最適発電電力PAに対応する自車1Aのエンジン50(1台)を選択し、選択された自車1Aのエンジン50を作動させてエンジン発電を行なうための処理を実行する(ステップS65)。具体的には、自車1Aの制御装置100は、自車1Aのエンジン50を最適動作点で運転させてエンジン発電を行ない、他車1Bおよび自車1Aではエンジン発電を行なわないようにする。
自車最適発電電力PAよりも合計消費電力EALLが大きい場合(ステップS64においてNO)、自車1Aの制御装置100は、合計消費電力EALLと自車最適発電電力PAとの差の大きさ(絶対値)が閾値Thよりも小さいか否かを判定する(ステップS66)。この判定は、合計消費電力EALLを効率的に確保するために、自車1Aの1台のエンジン50のみを最適動作点よりも出力パワーが大きい動作点で運転した方がよいのか、それとも、自車1Aおよび他車の複数台のエンジン50を最適動作点で運転した方がよいのかを見極めるための処理である。
合計消費電力EALLと自車最適発電電力PAとの差の大きさ(絶対値)が閾値Thよりも小さい場合(ステップS66においてYES)、自車1Aの制御装置100は、自車1Aのエンジン50(1台)を選択し、選択された自車1Aのエンジン50を最適動作点よりも出力パワーが大きい動作点で運転させてエンジン発電を行なうための処理を実行する(ステップS67)。
合計消費電力EALLと自車最適発電電力PAとの差の大きさ(絶対値)が閾値Thよりも大きい場合(ステップS66においてNO)、自車1Aの制御装置100は、最も大きい自車最適発電電力PAと最も小さい他車最適発電電力PCとの合計(=PA+PC)よりも合計消費電力EALLが小さいか否かを判定する(ステップS68)。
自車最適発電電力PAと他車最適発電電力PCとの合計よりも合計消費電力EALLが小さい場合(ステップS68においてYES)、自車1Aの制御装置100は、自車最適発電電力PAに対応する自車1Aのエンジン50と他車最適発電電力PCに対応する他車1Cのエンジン50との合計2台のエンジン50を選択し、選択された2台のエンジン50を作動させてエンジン発電を行なうための処理を実行する(ステップS69)。具体的には、自車1Aの制御装置100は、自車1Aのエンジン50および他車1Cのエンジン50をそれぞれ最適動作点で運転させてエンジン発電を行ない、他車1Bではエンジン発電を行なわないようにする。
自車最適発電電力PAと他車最適発電電力PCとの合計よりも合計消費電力EALLが大きい場合(ステップS68においてNO)、自車1Aの制御装置100は、最も大きい自車最適発電電力PAと次に大きい他車最適発電電力PBとの合計(=PA+PB)よりも合計消費電力EALLが小さいか否かを判定する(ステップS70)。
自車最適発電電力PAと他車最適発電電力PBとの合計よりも合計消費電力EALLが小さい場合(ステップS70においてYES)、自車1Aの制御装置100は、自車最適発電電力PAに対応する自車1Aのエンジン50と他車最適発電電力PBに対応する他車1Bのエンジン50との合計2台のエンジン50を選択し、選択された2台のエンジン50を作動させてエンジン発電を行なうための処理を実行する(ステップS71)。具体的には、自車1Aの制御装置100は、自車1Aのエンジン50および他車1Bのエンジン50をそれぞれ最適動作点で運転させてエンジン発電を行ない、他車1Cではエンジン発電を行なわないようにする。
自車最適発電電力PAと他車最適発電電力PBとの合計よりも合計消費電力EALLが大きい場合(ステップS70においてNO)、自車1Aの制御装置100は、自車1A、他車1Bおよび他車1Cの合計3台のエンジン50を選択し、選択された3台のエンジン50を作動させてエンジン発電を行なうための処理を実行する(ステップS72)。具体的には、自車1Aの制御装置100は、自車1Aのエンジン50、他車1Bのエンジン50、および他車1Cのエンジン50をそれぞれ最適動作点で運転させてエンジン発電を行なう。
以上のように、本実施の形態による車両1の制御装置100は、マイルーム発電モード中の自車とマイルーム発電モード中の他車との電気的な連結がなされた状態で、自車および他車のいずれかにおいて発電要求がなされた場合に、全体の電力需要(合計消費電力EALL)を満たす電力を確保するために作動させる少なくとも1つのエンジン50を、自車のエンジン50および他車のエンジン50のうちから選択する。そして、制御装置100は、選択されたエンジン50を最適動作点あるいは最適動作点に近い動作点で運転させる。これにより、電気的に連結された車両間において、無駄な燃料消費を抑制しつつ、合計消費電力EALL(全体の電力需要)を満たすことができる。
<変形例1>
上述の実施の形態においては、自車1Aと他車1B,1Cとが電気的に連結された状態において、自車1Aの制御装置100が親機となって、エンジン発電を行なうエンジンを選択する例について説明した。
しかしながら、親機は、自車1Aの制御装置100に限定されるものではない。たとえば、親機は、他車1Bの制御装置100であってもよいし、他車1Cの制御装置100であってもよい。
また、親機がエンジンを選択する処理を実行する条件は、必ずしも自車1Aと他車1B,1Cとが電気的に連結されていることに限定されない。たとえば、自車1Aと他車1B,1Cとが電気的に連結されていないが物理的に連結された状態において、親機がエンジンを選択する処理を実行するようにしてもよい。
図7は、自車1Aと他車1B,1Cとが電気的に連結されていないが連結部材5を用いて物理的に連結された状態において、自車1Aの制御装置100が親機となって実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。なお、このフローチャートを実行する親機は、上述のように、自車1Aの制御装置100に限定されるものではなく、たとえば、他車1Bの制御装置100であってもよいし、他車1Cの制御装置100であってもよい。
図7に示すフローチャートは、上述の図4に示すフローチャートのステップS12,S14,S20,S40,S50を、それぞれステップS12a,S14a,S20a,S40a,S50aに変更したものである。その他のステップS10,S30(図4に示したステップと同じ番号を付しているステップ)については、図4において既に説明したため詳細な説明はここでは繰り返さない。
自車1Aがマイルーム発電モード中である場合(ステップS10においてYES)、自車1Aの制御装置100は、連結部材5を用いて自車1Aと物理的に連結されている他車1B,1Cがマイルーム発電モード中であるか否かを判定する(ステップS12a)。
自車1Aと物理的に連結されている他車1B,1Cがマイルーム発電モード中である場合(ステップS12aにおいてYES)、自車1Aの制御装置100は、自車1Aあるいは他車1B,1Cにおいて空調装置の作動に伴う発電が要求されているか否かを判定する(ステップS14a)。すなわち、自車1Aと他車1B,1Cとは、電気的には連結されていないため車両間で電力の授受はできないが、連結部材5を用いて車室内が物理的に連結されているため、車両間で室内空気を共有することが可能である。そこで、自車1Aの制御装置100は、車両間で共有される室内空気の温度を調整可能な空調装置の作動に伴う発電が要求されているか否かを判定する。
そして、空調装置の作動するための発電が要求されている場合(ステップS14aにおいてYES)、自車1Aの制御装置100は、空調装置の作動に伴う発電が要求されている車両から、空調装置の作動に要する電力を取得する(ステップS20a)。たとえば、他車1Bおよび他車1Cにおいて空調装置の作動が要求されている場合、自車1Aの制御装置100は、他車1Bの空調装置の作動に要する電力を他車1Bから受信するとともに、他車1Cの空調装置の作動に要する電力を他車1Cから受信する。
次いで、自車1Aの制御装置100は、メモリから「自車最適発電電力PA」を読み出し(ステップS30)、他車最適発電電力PBおよび他車最適発電電力PCを、他車1B,1Cから受信する(ステップS40a)。
そして、自車1Aの制御装置100は、空調装置の作動に要する電力の合計(空調装置の作動に伴う全体の電力需要)を満たす電力を確保するために作動させる少なくとも1つのエンジン50を、自車1Aのエンジン50および他車1B,1Cのエンジン50のうちから選択する(ステップS50a)。具体的なエンジンの選択手法については、上述の実施の形態において図6のフローチャートで示した手法と同様の考え方を用いることができる。そして、自車1Aの制御装置100は、選択されたエンジン50を最適動作点で運転させてエンジン発電を行ない、選択されたエンジン50を搭載する車両の空調装置を作動するようにする。これにより、車室が物理的に連結された車両間において、無駄な燃料消費を抑制しつつ、空調装置の作動に要する電力(全体の電力需要)を満たすことができる。
<変形例2>
上述の図1では、3台の車両1を電気的に連結するとともに、3台の車両1のスライドドア12の開口部同士を連結部材5を用いて物理的に連結する例を示した。
しかしながら、電気的および物理的に連結する車両の数は、3台に限定されるものではなく、2台であってもよいし、4台以上であってもよい。
また、物理的に連結する車両の部位は、スライドドア12の開口部に限定されるものではない。たとえば、物理的に連結する車両の部位をバックドアの開口部としてもよい。
図8は、2台の車両1のバックドア14の開口部同士を連結部材6を用いて物理的に連結する例を示す図である。このような連結状態であっても、本開示による制御を適用可能である。
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。本開示の範囲は上記した説明ではなくて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。