電動車両
【課題】外部充電可能な電動車両の電気システムの構成および配置レイアウトを、外部充電時の動作および設計汎用性の面から適切化する。
【解決手段】メインバッテリ１０およびＰＣＵ２０の間の電源配線１５３ｐに介挿接続された、システムメインリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３は、外部充電時にはオフされる。電源配線１５５ｐとは別個に設けられた電源配線１５３ｐは、補機リレーＲＬ１，ＲＬ２を介してメインバッテリ１０と接続される。充電器１１０は、外部電源４００からの電力をメインバッテリ１０の充電電力に変換して、電源配線１５２ｐへ出力する。ＤＣＤＣコンバータ６０およびＡ／Ｃインバータ９２は、ＰＣＵ２０に近接にて配置され、かつ、システムメインリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３のオフ時にも、補機リレーＲＬ１，ＲＬ２のオンまたは充電器１１０の作動によって、電源配線１５３ｐからの電力により駆動可能に構成される。
【解決手段】メインバッテリ１０およびＰＣＵ２０の間の電源配線１５３ｐに介挿接続された、システムメインリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３は、外部充電時にはオフされる。電源配線１５５ｐとは別個に設けられた電源配線１５３ｐは、補機リレーＲＬ１，ＲＬ２を介してメインバッテリ１０と接続される。充電器１１０は、外部電源４００からの電力をメインバッテリ１０の充電電力に変換して、電源配線１５２ｐへ出力する。ＤＣＤＣコンバータ６０およびＡ／Ｃインバータ９２は、ＰＣＵ２０に近接にて配置され、かつ、システムメインリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３のオフ時にも、補機リレーＲＬ１，ＲＬ２のオンまたは充電器１１０の作動によって、電源配線１５３ｐからの電力により駆動可能に構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動車両に関し、より特定的には、車両外部の電源によって充電可能な蓄電装置を搭載した電動車両の電気システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池に代表される蓄電装置からの電力によって車両駆動用モータを駆動する電気自動車やハイブリッド自動車等の電動車両では、車両外部の電源（以下、単に「外部電源」とも称する）によってこの充電装置を充電する構成が提案されている。なお、以下では外部電源による蓄電装置の充電を「外部充電」とも称する。
【０００３】
特開２００９−２２５５８７号公報（特許文献１）には、外部充電可能な電動車両の電気システムの構成が記載される。この電気システムでは、外部充電によるメインバッテリの充電経路は、メインリレーのオンによって形成される、車両駆動力発生用のモータジェネレータおよびメインバッテリの間の通電経路から独立するように設けられる。さらに、補機バッテリを含む補機負荷系は、メインリレーをオフしても動作可能なように、上記通電経路とは別の電源配線から電力が供給されるように構成されている。
【０００４】
これにより、外部充電時には、電力消費が大きいメインリレーをオフすることが可能となるとともに、補機負荷系の動作電力を供給することが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２２５５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のような外部充電可能な電動車両の開発によって、電動車両には、外部充電機構を具備しない従来車種と、外部充電機構を具備する新車種とが混在することになる。ここで、新車種では、従来車種では想定されなかった外部充電時における補機の動作を確保することが必要となる。
【０００７】
しかしながら、この際に補機系を含めた機器配置については、車種間で大きく変更しないようにすることが、設計汎用性の観点から好ましい。
【０００８】
ここで、特許文献１に記載された電動車両の電気システムは、外部充電の効率向上と、補機系の動作確保とを両立するためのシステム構成については記載するものの、電気システムの構成要素の配置レイアウトについては何ら言及していない。
【０００９】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、外部充電可能な電動車両の電気システムの構成および配置レイアウトを、外部充電時の動作および設計汎用性の面から適切にすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明のある局面では、車両駆動パワーを発生するモータを搭載した電動車両は、蓄電装置と、外部充電機構と、第１および第２の電力変換器、第１および第２の電源配線と、第１および第２の開閉器と、電圧変換器とを備える。蓄電装置は、車両後方領域に搭載されて、モータに対して入出力される電力を蓄積するように構成される。外部充電機構は、外部電源によって蓄電装置を充電するための外部充電モードにおいて、外部電源からの電力を蓄電装置の充電電力に変換するとともに、該充電電力を蓄電装置へ供給するように構成される。第１の電力変換器は、車両前方領域に搭載されて、車両走行モードにおいて蓄電装置およびモータの間で電力変換を行うように構成される。第１の電源配線は、蓄電装置および第１の電力変換器の間を接続するために設けられる。第１の開閉器は、第１の電源配線および蓄電装置の間に接続されて、車両走行モードでオンする一方で外部充電モードでオフする。電圧変換器は、蓄電装置の出力電圧を補機の駆動電圧に降圧するように構成される。第２の電源配線は、蓄電装置および電圧変換器の間を接続するために設けられる。第２の開閉器は、蓄電装置に対して第１の開閉器と並列に設けられて、第２の電源配線および蓄電装置の間に接続される。空調機器は、第２の電源配線と電気的に接続された第２の電力変換器を含んで構成される。外部充電機構は、第１の電力変換器よりも蓄電装置に近接して配置される一方で、電圧変換器および空調機器は、蓄電装置よりも第１の電力変換器に近接して配置される。
【００１１】
好ましくは、電動車両は、車両走行モードおよび外部充電モードの両方で動作する、蓄電装置を監視するための第１の制御ユニットと、電動車両の走行を制御するための第２の制御ユニットとをさらに備える。第２の制御ユニットは、車両走行モードで動作する一方で、外部充電モードでは停止される。そして、電圧変換器、第２の電力変換器、および第２の開閉器は、第１の制御ユニットによって制御される。
【００１２】
また好ましくは、外部充電機構は、外部電源からの電力を蓄電装置の充電電力に変換するための充電器と、充電器の出力電力を伝達するための第３の電源配線とを含む。第３の電源配線は、第２の開閉器を介することなく第２の電源配線と接続される。第２の開閉器は、車両走行モードおよび外部充電モードの両方でオンする。
【００１３】
さらに好ましくは、蓄電装置の非充電時であって、かつ、外部電源および外部充電機構が電気的に接続されている状態である場合には、空調機器が作動する電源ポジションが選択されているときには、第２の開閉器がオフされるとともに充電器が作動する。
【００１４】
あるいは好ましくは、外部充電機構は、外部電源からの電力を蓄電装置の充電電力に変換するための充電器と、充電器の出力電力を伝達するための第３の電源配線と、外部電源による蓄電装置の充電を制御するための第３の制御ユニットとを含む。電動車両は、第３の電源配線および蓄電装置の間に接続された、第３の制御ユニットによってオンオフを制御される第３の開閉器をさらに備える。第３の開閉器は、車両走行モードではオフされる一方で、外部充電モードではオンされる。
【００１５】
好ましくは、空調機器は、補機の一部を駆動するための第２の電源ポジションで作動するように構成される。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、外部充電可能な電動車両の電気システムの構成および配置レイアウトを、外部充電時の動作および設計汎用性の面から適切なものとできる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１による電動車両の代表例として示されるハイブリッド車の構成を示すブロック図である。
【図２】比較例として示される外部充電機構を具備しないハイブリッド車の構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示したハイブリッド車の各動作状態での制御を示す図表である。
【図４】図１に示したハイブリッド車の各動作状態での制御を示す図表である。
【図５】本発明の実施の形態１の変形例による電動車両の代表例として示されるハイブリッド車の構成を示すブロック図である。
【図６】図５に示したハイブリッド車の各動作状態での制御を示す図表である。
【図７】本発明の実施の形態２による電動車両の代表例として示されるハイブリッド車の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態２の変形例による電動車両の代表例として示されるハイブリッド車の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は原則的に繰返さないものとする。
【００１９】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１による電動車両の代表例として示されるハイブリッド車５の構成を示すブロック図である。図１には、主に、ハイブリッド車５の電気システム構成およびその配置レイアウトが示される。
【００２０】
図１を参照して、実施の形態１によるハイブリッド車５は、メインバッテリ１０と、電力制御ユニット（ＰＣＵ：Power Control Unit）２０と、エンジン３０と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力伝達ギヤ４０と、駆動軸４５と、駆動輪である前輪５０ａと、後輪５０ｂとを備える。
【００２１】
メインバッテリ１０は、「蓄電装置」に対応し、代表的にはリチウムイオン電池やニッケル水素電池等の二次電池により構成される。たとえば、メインバッテリ１０の出力電圧は２００Ｖ程度である。あるいは、電気二重層キャパシタによって、あるいは二次電池とキャパシタとの組合せによって、蓄電装置を構成してもよい。
【００２２】
ＰＣＵ２０は、メインバッテリ１０の蓄積電力を、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するための電力に変換するための「第１の電力変換器」である、インバータ２１，２２およびコンバータ２３を含む。モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、永久磁石型の三相同期電動機で構成される。
【００２３】
動力伝達ギヤ４０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２およびエンジン３０の各出力軸と駆動軸４５との間を連結する。動力伝達ギヤ４０は、減速機や動力分割機構によって構成される。この結果、エンジン３０の出力および／またはモータジェネレータＭＧ２の出力が、駆動軸４５を介して駆動輪（たとえば、前輪５０ａ）に伝達されることによって、ハイブリッド車５は走行する。すなわち、エンジン３０およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を協調的に動作させることによって、必要なハイブリッド車５の車両駆動力が発生される。
【００２４】
なお、エンジン３０の出力をモータジェネレータＭＧ１に伝達することによって、モータジェネレータＭＧ１は発電することができる。あるいは、モータジェネレータＭＧ１の出力によって、エンジン３０を始動することもできる。
【００２５】
モータジェネレータＭＧ２は、ハイブリッド車５の回生制動時には、駆動輪（たとえば、前輪５０ａ）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、ＰＣＵ２０によってメインバッテリ１０の充電電力に変換される。
【００２６】
なお、ハイブリッド車の駆動系の構成は、図１の例示に限定されない点について確認的に記載する。たとえば、１個のモータジェレータおよびエンジンを駆動力源として、駆動系を構成することも可能である。
【００２７】
ハイブリッド車５には、複数の電子制御ユニット（ＥＣＵ）が搭載される。各ＥＣＵは、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリを内蔵して構成されて、当該メモリに記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、各センサによる検出値を用いた演算処理を行なうように構成される。なお、各ＥＣＵは、あるいは、各ＥＣＵの少なくとも一部は、電子回路等のハードウェアにより所定の数値・論理演算処理を実行するように構成されてもよい。
【００２８】
電池監視ユニット１２は、メインバッテリ１０に設けられたセンサ群の出力に基づいて、メインバッテリ１０の状態を監視する。電池監視ユニット１２は、たとえば、電池パック１５に内蔵される。そして、電池監視ユニット１２は、センサ出力に基づくメインバッテリ１０の状態値（電圧、電流、温度等）を、後述するＨＶ−ＥＣＵ８０へ送出する。また、メインバッテリ１０の異常検知時には、異常検知を知らせる信号が、電池監視ユニット１２からＨＶ−ＥＣＵ８０へ送出される。
【００２９】
ＨＶ−ＥＣＵ８０は、ハイブリッド車５の全体動作を制御する。代表的には、ＨＶ−ＥＣＵ８０は、車両状態および運転者操作（アクセル操作、ブレーキ操作）等に基づいて、ハイブリッド車５全体での要求駆動力や要求制動力を算出するとともに、この駆動力あるいは制動力を発生するための制御指示を発生する。
【００３０】
この際には、ＨＶ−ＥＣＵ８０は、電池監視ユニット１２からのメインバッテリ１０の状態値に基づいて、メインバッテリ１０について、ＳＯＣ（State of Charge）の推定や充電電力および放電電力の上限値の設定を行なう。そして、ＨＶ−ＥＣＵ８０は、メインバッテリ１０のＳＯＣおよび充放電電力の上限値を考慮して、メインバッテリ１０が過放電あるいは過充電とならないように制限した上で、エンジン３０およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の間での出力配分を決定する。
【００３１】
エンジンＥＣＵ３５は、ＨＶ−ＥＣＵ８０からの制御指示に従って、エンジン３０の出力を制御する。具体的には、エンジン３０での燃料噴射、点火時期、バルブタイミング当が制御される。ＭＧ−ＥＣＵ８１は、ＰＭ−ＥＣＵ８０からの制御指示に従って、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の出力を制御する。具体的には、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の出力トルクがトルク指令値に一致するように、インバータ２１，２２を制御する。また、電源配線１５４ｐの直流電圧ＶＨが電圧指令値に一致するように、コンバータ２３を制御する。
【００３２】
電子制御ブレーキ部８２は、車両制動時に、モータジェネレータＭＧ２による回生制動力と、図示しない油圧ブレーキによる制動力とを協調的に制御することによって、ハイブリッド車５全体での要求制動力を確保する。
【００３３】
次に、ハイブリッド車５の電源システムの構成を詳細に説明する。
メインバッテリ１０の正極端子および負極端子は、システムメインリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３を介して、電源配線１５３ｐおよび接地配線１５３ｇと接続される。システムメインリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３は、「第１の開閉器」に対応し、電源配線１５３ｐは、「第１の電源配線」に対応する。
【００３４】
以下では、システムメインリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３を包括して、単に「ＳＭＲ」とも称する。ＳＭＲオン時には、ＳＭＲ１と、ＳＭＲ２またはＳＭＲ３とがオンされる。ＳＭＲ３は、起動時に突入電流を抑制するための抵抗素子と接続されている。このため、起動から所定時間が経過すると、ＳＭＲ３に代えてＳＭＲ２がオンされるようになる。
【００３５】
ＳＭＲオン時には、メインバッテリ１０の電圧が、電源配線１５３ｐを介して、ＰＣＵ２０等の構成部品に印加される。一方、ＳＭＲオフ時には、システムメインリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３のすべてがオフされて、メインバッテリ１０と電源配線１５３ｐおよびＰＣＵ２０とは、電気的に切離される。
【００３６】
なお、システムメインリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３を始めとする、本実施の形態で用いられる各リレーは、代表的には、図示しない励磁回路による励磁電流の供給時に閉成（オン）する一方で、励磁電流の非供給時には開放（オフ）される電磁リレーにより構成される。但し、通電経路の導通（オン）／遮断（オフ）を制御可能な開閉器であれば、任意の回路要素を各リレーとして使用することができる。システムメインリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３のオンオフは、ＨＶ−ＥＣＵ８０によって制御される。
【００３７】
コンバータ２３は、電源配線１５３ｐの直流電圧ＶＬと、電源配線１５４ｐの直流電圧ＶＨとの間で双方向に直流電圧変換を行なうように構成される。直流電圧ＶＬは、メインバッテリ１０の出力電圧に対応する。コンバータ２３としては、直流電圧変換機能を有する任意の電力変換回路を適用できる。なお、コンバータ２３の配置を省略して、ＰＣＵ２０（第１の電力変換器）を構成することも可能である。この場合には、メインバッテリ１０の出力電圧がそのままインバータ２１，２２の直流側電圧となる。
【００３８】
インバータ２１，２２は、たとえば、一般的な三相インバータにより構成される。たとえば、各相に上アーム素子および下アーム素子を配置するとともに、各相での上下アーム素子の接続点がモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の対応相の固定子コイル巻線と接続されるように、インバータ２１，２２は構成される。
【００３９】
ハイブリッド車５の走行時には、インバータ２１，２２は、各スイッチング素子がＭＧ−ＥＣＵ８１によってオンオフ制御されることによって、電源配線１５４ｐの直流電圧を三相交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２へ供給する。あるいは、ハイブリッド車５の回生制動動作時には、インバータ２２は、モータジェネレータＭＧ２からの交流電圧を直流電圧に変換して、電源配線１５４ｐへ出力するように、各スイッチング素子がＭＧ−ＥＣＵ８１によってオンオフ制御される。
【００４０】
ハイブリッド車５は、さらに、補機系として、ＤＣＤＣコンバータ６０と、補機バッテリ７０と、空調機器９０と、電源配線１５５ｐおよび接地配線１５５ｇとを含む。空調機器９０は、図示しないコンプレッサを駆動するためのインバータ（以下、「Ａ／Ｃインバータ」とも称する）９２を含む。Ａ／Ｃインバータ９２は「第２の電力変換器」に対応し、電源配線１５５ｐは、「第２の電源配線」に対応する。空調機器９０の駆動時には、Ａ／Ｃインバータ９２は、ＨＶ−ＥＣＵ８０からの制御指令に従って動作する。
【００４１】
電源配線１５３ｐおよび接地配線１５３ｇは、補機リレーＲＬ１，ＲＬ２をそれぞれ介して、メインバッテリ１０の正極端子および負極端子と接続される。なお、以下では、ＲＬ１，ＲＬ２を包括して、単に「ＲＬ」とも称する。補機リレーＲＬは、「第２の開閉器」に対応する。補機リレーＲＬのオンオフは、ＨＶ−ＥＣＵ８０によって制御される。
【００４２】
ＲＬオン時には、メインバッテリ１０の電圧が電源配線１５５ｐへ伝達される。一方、ＲＬオフ時には、メインバッテリ１０と電源配線１５５ｐとは電気的に切離される。
【００４３】
補機リレーＲＬは、メインバッテリ１０に対しては、ＳＭＲと並列に接続されている。すなわち、メインバッテリ１０の出力電圧（直流電圧ＶＬ）は、ＳＭＲおよび電源配線１５３ｐの経路と、補機リレーＲＬおよび電源配線１５５ｐの経路とに分岐されて、ＰＣＵ２０および補機系へそれぞれ伝達される。
【００４４】
ＤＣＤＣコンバータ６０は、電源配線１５５ｐの電圧ＶＬ（メインバッテリ１０の出力電圧に相当）を、補機バッテリ７０の出力電圧レベルの直流電圧Ｖｉに降圧する。ＤＣＤＣコンバータ６０は、代表的には、半導体スイッチング素子（図示せず）を含むスイッチングレギュレータであり、公知の任意の回路構成を適用することができる。ＤＣＤＣコンバータ６０は、ＨＶ−ＥＣＵ８０からの制御指令に従って動作する。
【００４５】
補機バッテリ７０は、たとえば、鉛蓄電池によって構成され、ＤＣＤＣコンバータ６０の出力電圧によって充電される。補機バッテリ７０の電圧は、メインバッテリ１０の出力電圧よりも低く、たとえば１２Ｖ程度である。
【００４６】
補機バッテリ７０には、図示しない低電圧系補機負荷が接続されている。これらの補機負荷は、ユーザ操作に応じて動作することによって電力を消費する。補機負荷は、たとえば、オーディオ機器、ナビゲーション機器、照明機器（ハザードランプ、室内灯、ヘッドランプ等）等を含む。さらに、低電圧系補機負荷は、電動パワーステアリング機構、電動オイルポンプ、電子制御用の小型モータ等の車両走行に直接用いられる走行系補機を含む。
【００４７】
ハイブリッド車５は、メインバッテリ１０の外部充電のための「外部充電機構」として、充電用のインレット１０５と、充電器１１０と、電源配線１５２ｐおよび接地配線１５２ｇとをさらに含む。電源配線１５２ｐは、「第３の電源配線」に対応する。
【００４８】
インレット１０５は、充電ケーブル４１０によって、外部電源４００と接続される。充電ケーブル４１０は、外部電源４００と接続するためのＡＣコンセント４１２と、ＣＣＩＤ（Charging Circuit Interrupt Device）ボックス４１４と、インレット１０５と接続するためのコネクタ４１６とを有する。一般的には、外部電源４００は商用交流電源で構成される。
【００４９】
ＣＣＩＤボックス４１４は、図示しないリレーおよび信号発生回路を含む。信号発生回路は、充電ケーブル４１０および外部電源４００の接続状態や、充電ケーブル４１０の電流容量を示す信号を、ハイブリッド車５へ出力する。また、ＣＣＩＤボックス４１４のリレーにより、充電ケーブル４１０によって外部電源４００およびインレット１０５が接続された状態であっても、外部充電経路を遮断することができる。
【００５０】
充電器１１０は、インレット１０５へ伝達された、外部電源４００からの交流電圧を、メインバッテリ１０を充電するための直流電圧ＶＬに変換する。変換された直流電圧は、電源配線１５２ｐおよび接地配線１５２ｇの間へ出力される。
【００５１】
ＰＬＧ−ＥＣＵ１１５は、外部充電時の充電器１１０の動作を制御する。この結果、充電器１１０は、外部充電を制御するためのＰＬＧ−ＥＣＵ１１５からの制御指令に従って、出力電圧および／または出力電流のフィードバック制御により、メインバッテリ１０を充電する。当該充電指令は、ＨＶ−ＥＣＵ８０から通知されるメインバッテリ１０の状態、たとえば、ＳＯＣや温度に応じて設定される。
【００５２】
なお、図１に示す構成に代えて、外部電源４００と電動車両１００とを非接触のまま電磁的に結合して電力を供給する構成、具体的には外部電源側に一次コイルを設けるとともに、車両側に二次コイルを設け、一次コイルと二次コイルとの間の相互インダクタンスを利用して、外部電源４００から電動車両１００へ電力を供給してもよい。このような外部充電を行なう場合でも、外部電源４００からの供給電力を変換する充電器１１０以降の構成は共通化できる。
【００５３】
電源配線１５２ｐおよび接地配線１５２ｇは、補機リレーＲＬ１，ＲＬ２を介することなく、補機系の電源配線１５５ｐおよび接地配線１５５ｇと電気的に接続される。したがって、補機リレーＲＬをオンしなくても、外部電源４００からの電力による直流電圧ＶＬを、補機系の電源配線１５５ｐとに供給することができる。一方、外部電源４００からの電力による直流電圧ＶＬを、メインバッテリ１０へ供給するためには、補機リレーＲＬをオンする必要がある。
【００５４】
ここで、比較例として、外部充電機構を具備しないハイブリッド車５♯の構成を説明する。
【００５５】
図２を参照して、ハイブリッド車５♯は、図１に示したハイブリッド車５の構成と比較して、メインバッテリ１０を外部充電するための外部充電機構、すなわち、インレット１０５と、充電器１１０と、電源配線１５２ｐおよび接地配線１５２ｇとを具備しない点で異なる。
【００５６】
さらに、ハイブリッド車５♯では、図１のような補機系の電源ライン１５５ｐ，１５５ｇは配置されていない。このため、ＤＣＤＣコンバータ６０およびＡ／Ｃインバータ９２は、ＳＭＲを介してメインバッテリ１０と接続される電源ライン１５３ｐ，１５３ｇに接続されている。これに伴い、補機リレーＲＬ１，ＲＬ２も配置されていない。
【００５７】
この結果、Ａ／Ｃインバータ９２を動作させて空調機器９０を駆動するためには、ＳＭＲをオンすることが必要である。また、ＤＣＤＣコンバータ６０も、ＳＭＲオン時に動作するように制御される。このため、ＤＣＤＣコンバータ６０は、ＰＣＵ２０に近接して、あるいは、図示するようにＰＣＵ２０に内蔵させるように配置される。
【００５８】
また、電池パック１５は、車両後方領域（たとえば、図示しないリヤシートの後方領域）に配置される。ＰＣＵ２０は、エンジン３０と動力伝達ギヤ４０を介して連結されるモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と近接させるために、車両前方領域に配置される。Ａ／Ｃインバータ９２についても、ＰＣＵ２０からバスバーによって直流電圧ＶＬを分岐させるため、ＰＣＵ２０に近接して配置される。すなわち、ＤＣＤＣコンバータ６０およびＡ／Ｃインバータ９２（空調機器９０）は、メインバッテリ１０よりもＰＣＵ２０に近接して配置される。
【００５９】
図２のハイブリッド車５♯のその他の構成は、図１に示したハイブリッド車５と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。
【００６０】
図３は、図２に示したハイブリッド車５♯の各動作状態での制御を示す図表である。図３中のＩＧおよびＡＣＣは、ユーザ操作によって選択される電源ポジションである。通常、ＩＧオンがユーザ操作によって選択されている場合には、ＡＣＣもオンされる。
【００６１】
図３を参照して、ハイブリッド車５♯は、ＩＧオンが選択された状態で、システム起動の要求操作（たとえば、ブレーキペダルを踏みながらパワースイッチを押す操作）行われると、走行可能状態（車両走行モード）となる。車両走行モードでは、ＳＭＲオンによって、メインバッテリ１０およびＰＣＵ２０の間が、電源配線１５３ｐを経由して接続される。これにより、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の出力を用いたハイブリッド走行が可能となる。車両走行モードでは、電源配線１５３ｐが伝達する直流電圧ＶＬを受けることによって、Ａ／Ｃインバータ９２も駆動することができる。また、ＩＧオンでは、走行系補機を含む全ての補機負荷を駆動可能である。ＤＣＤＣコンバータ６０は、電源配線１５３ｐが伝達する直流電圧ＶＬを降圧することによって、補機バッテリ７０の充電電圧（あるいは、低電圧系補機負荷の電源電圧）を供給する。
【００６２】
ハイブリッド車５♯では、非走行時には、（ｉ）ＡＣＣオンとすることによって、オーディオ機器およびナビゲーション機器等の一部補機を駆動できるとともに、（ｉｉ）ＩＧオンとすることによって、走行系補機を含む全ての低電圧系補機を駆動することができる。ただし、上記（ｉ），（ｉｉ）の状態では、ＳＭＲはオフに維持されるため、電源配線１５３ｐにメインバッテリ１０からの直流電圧ＶＬが供給されない。したがって、Ａ／Ｃインバータ９２は起動することができない。すなわち、空調機器９０（Ａ／Ｃインバータ９２）を起動する際には、ＳＭＲをオンするために、システム起動の要求操作によって走行可能状態（車両走行モード）とする必要がある。さらに、ＤＣＤＣコンバータ６０も停止されるので、補機バッテリ７０によって補機負荷の駆動電力が賄われる。
【００６３】
一方で、上記（ｉ），（ｉｉ）とは切離した特別な電源モードとして、非走行時のハイブリッド車５♯に対して、車外から空調機器９０を駆動するために、（ｉｉｉ）プレ空調モードが設けられてもよい。たとえば、全ドアが閉状態のハイブリッド車５♯に対して、リモートコントロールキーの操作によって、プレ空調モードが開始される。
【００６４】
プレ空調モードでは、自動的にＩＧオンおよびＳＭＲオンとされるので、空調機器９０（Ａ／Ｃインバータ９２）を駆動して、車室内の温度を調整することができる。なお、盗難防止等の観点から、ドア開等の何らかの操作がハイブリッド車両５♯になされた場合には、自動的にプレ空調モードがキャンセルされて、ＳＭＲがオフされるとともに、ＩＧオフとされる。
【００６５】
外部充電機構を具備した、図１のハイブリッド車５では、非走行時に、図２のハイブリッド車５♯では想定されなかった「外部充電モード」が存在することになる。そして、外部充電モードでも、ユーザ操作に応答して、空調機器９０を含む補機系を駆動させる必要がある。
【００６６】
このため、図１に示したハイブリッド車５は、各動作状態において図４に示すように制御される。
【００６７】
図４を参照して、ハイブリッド車５では、電源ポジションとして、ＩＧおよびＡＣＣに加えて、ＩＧＰが設けられる。ＩＧＰは、少なくとも、充電ケーブル４１０の接続により外部電源４００からの電力によってメインバッテリ１０が充電されている期間にオンされる。なお、ＩＧおよびＩＧＰは排他的にオンされる。すなわち、ＩＧオンのときには、充電ケーブル４１０が接続されてもＩＧＰがオフからオンに遷移することはない。同様に、ＩＧＰオンのときには、ユーザがＩＧスイッチを操作しても、ＩＧがオフからオンに遷移することはない。
【００６８】
ハイブリッド車５では、走行時（車両走行モード）には、ＩＧＰがオフされる一方で、ＩＧがオンされる。ＩＧオンに伴って、ＡＣＣも自動的にオンされた状態となる。車両走行モードでは、ＳＭＲおよびＲＬともオンされる。これにより、メインバッテリ１０の出力電圧は、電源配線１５３ｐおよび１５５ｐの両方へ伝達される。この結果、ハイブリッド走行が可能になるとともに、低電圧系補機負荷および空調機器９０を含む全ての補機系を駆動することができる。
【００６９】
ＩＧＰがオンされた状態（外部充電モード）での動作は、メインバッテリ１０の外部充電のみを行なう場合と、外部充電中に、ＩＧオンによって作動可能となる走行系補機を除く補機系（空調機器９０含む）を駆動する場合とに分けられる。
【００７０】
外部充電のみを行なう場合、すなわち、空調機器９０を含む補機系を駆動しない場合には、ＡＣＣオフかつＩＧオフとされる。また、ＳＭＲオフとなる一方で、外部充電のために補機リレーＲＬはオンされる。
【００７１】
ＳＭＲオフとされることによって、ＰＣＵ２０へは電圧が印加されない。また、ＰＣＵ２０の動作についても停止することができる。
【００７２】
一方で、補機リレーＲＬがオンされることによって、外部電源４００からの電力を源とする充電器１１０の出力電力（直流電圧ＶＬ）が、電源配線１５２ｐおよび補機リレーＲＬを経由してメインバッテリ１０を充電する。充電器１１０またはメインバッテリ１０の出力電力が電源配線１５５ｐに供給されているが、ＡＣＣオフのため、ＤＣＤＣコンバータ６０および空調機器９０（Ａ／Ｃインバータ９２）は、起動されず動作しない。
【００７３】
外部充電中に走行系補機を除く補機系（空調機器９０含む）を駆動する場合には、ユーザ操作によってＡＣＣオンとされる。すなわち、ハイブリッド車５では、図２のハイブリッド車５♯とは異なり、ＩＧオフであってもＡＣＣオンによって空調機器９０が駆動可能となる。これに応答して、ＨＶ−ＥＣＵ８０は、ＤＣＤＣコンバータ６０および空調機器９０（Ａ／Ｃインバータ９２）を起動する。これにより、ＤＣＤＣコンバータ６０および空調機器９０（Ａ／Ｃインバータ９２）は、電源配線１５５ｐに供給されている電力（直流電圧ＶＬ）によって動作する。この結果、外部充電中に空調機器９０を含む補機系を駆動することができる。
【００７４】
外部充電中には、ＨＶ−ＥＣＵ８０は、ＰＬＧ−ＥＣＵ１１５と協調して、補機リレーＲＬのオンオフを制御する。ＨＶ−ＥＣＵ８０は、外部充電中に、メインバッテリ１０のＳＯＣを監視する。メインバッテリ１０が満充電状態となったり、予め指示された充電時間が経過すると、補機リレーＲＬがオフされて、充電器１１０からメインバッテリ１０への充電経路が遮断される。
【００７５】
ハイブリッド車５の非走行時かつ非充電時には、図３と同様に、（ｉ）ＡＣＣオン、（ｉｉ）ＩＧオン、および（ｉｉｉ）プレ空調モードの３つのモードが存在する。上述のように、ハイブリッド車５では、（ｉ）ＡＣＣオンでは、オーディオ機器およびナビゲーション機器等の一部補機に加えて、空調機器９０を駆動することができる。したがって、ＳＭＲがオフされる一方で、補機リレーＲＬがオンされる。
【００７６】
（ｉｉ）ＩＧオンのときにも、ＳＭＲがオフされる一方で補機リレーＲＬがオンされて、走行系補機を含む全ての低電圧系補機を駆動することができる。また、（ｉｉｉ）プレ空調モードでは、図３の場合とは異なり、ＡＣＣオンの一方でＩＧオフとされる。ハイブリッド車５では、ＡＣＣオンにより、空調機器９０が駆動可能となるからである。プレ空調モードでも、ＳＭＲがオフされる一方で補機リレーＲＬがオンされる。
【００７７】
このように、ハイブリッド車５の非走行時かつ非充電時には、補機を駆動する場合には、（ｉ）〜（ｉｉｉ）を通じて、ＳＭＲがオフされる一方で補機リレーＲＬがオンされる。補機リレーＲＬがオンされることによって、メインバッテリ１０からの電力によって、空調機器９０を含む補機が駆動できる。すなわち、本実施の形態でのＩＧおよびＡＣＣは「第１の電源ポジション」および「第２の電源ポジション」にそれぞれ対応する。
【００７８】
なお、非走行時かつ非充電時であっても、充電ケーブル４１０の接続により外部電源４００からハイブリッド車５への電力が可能である場合には、補機リレーＲＬをオフしても、充電器１１０の出力電力（直流電圧ＶＬ）が電源配線１５５ｐに供給可能である。たとえば、メインバッテリ１０の充電終了後に充電ケーブル４１０の接続が維持されている状態では、ＡＣＣオンに応答して充電器１１０を動作させることによって、メインバッテリ１０の電力を使用することなく、充電器１１０から空調機器９０を含む補機系の動作電力を供給することができる。
【００７９】
以上説明したように、実施の形態１によるハイブリッド車５は、外部充電モードでは、ＳＭＲをオフすることによって、ＰＣＵ２０を始めとする車両走行用のシステムを、メインバッテリ１０から完全に切離すことができる。すなわち、外部充電時に、車両走行ステムの構成部品にメインバッテリ１０の出力電圧（直流電圧ＶＬ）が印加されないので、構成部品の耐久性および寿命が外部充電の影響によって低下することを防止できる。
【００８０】
さらに、電源配線１５５ｐが、電源配線１５３ｐとは別個に設けられて、ＳＭＲよりも上流側で補機リレーＲＬを介してメインバッテリ１０と接続される構成となっている。このため、ＤＣＤＣコンバータ６０およびＡ／Ｃインバータ９２を、ハイブリッド車５♯と同様に、メインバッテリ１０よりもＰＣＵ２０に近接するように配置した上で、ＳＭＲオフのままで空調機器９０を含む補機を駆動できるようにしている。また、外部充電機構（インレット１０５および充電器１１０）は、メインバッテリ１０（電池パック１５）に近接して配置している。このため、ハイブリッド車５は、ハイブリッド車５♯からのレイアウト変更が小さくて済む。
【００８１】
さらに、充電ケーブル４１０が接続された、メインバッテリ１０の非充電時には、補機リレーＲＬをオフしてメインバッテリ１０を不使用としても、外部電源４００からの電力を用いてＤＣＤＣコンバータ６０およびＡ／Ｃインバータ９２を駆動することができる。
【００８２】
このように本実施の形態によるハイブリッド車５は、外部充電に対応する電気システムの構成および配置レイアウトを、外部充電時の動作および設計汎用性の面か適切なものとすることができる。
【００８３】
［実施の形態１の変形例］
図５は、本発明の実施の形態１の変形例による電動車両の代表例として示されるハイブリッド車の構成を示すブロック図である。
【００８４】
図５を図１と比較して、実施の形態１の変形例によるハイブリッド車５′は、図１に示したハイブリッド車５と比較して、補機リレーＲＬ１，ＲＬ２に加えて、外部充電リレーＣＨＲ１，ＣＨＲ２（以下、包括的に外部充電リレーＣＨＲとも称する）が新たに設けられる点で異なる。そして、ハイブリッド車５′では、充電器１１０とメインバッテリ１０との間の電気的な接続経路が、ハイブリッド車５とは異なる。外部充電リレーＣＨＲは、「第３の開閉器」に対応する。
【００８５】
具体的には、充電器１１０の出力電力を伝達するための電源配線１５２ｐおよび接地配線１５２ｇは、外部充電リレーＣＨＲ１，ＣＨＲ２を介して、メインバッテリ１０の正極端子および負極端子にそれぞれ電気的に接続される。この結果、電源配線１５５ｐおよび接地配線１５５ｇは、電源配線１５２ｐおよび接地配線１５２ｇと直接接続されなくなり、補機リレーＲＬ１，ＲＬ２を介してメインバッテリ１０と接続される。外部充電リレーＣＨＲ１，ＣＨＲ２のオンオフは、補機リレーＲＬと同様に、ＨＶ−ＥＣＵ８０によって制御される。
【００８６】
図６には、図５に示したハイブリッド車５′の各動作状態での制御が示される。図６には、図４と同様の４つのケースが示される。ハイブリッド車５′においても、各ケースにおける電源ポジションの選択は、図４と同様であるので説明は繰返さない。
【００８７】
図６を参照して、ハイブリッド車５′では、走行時（車両走行モード）では、ＳＭＲおよび補機リレーＲＬがオンされる一方で、外部充電リレーＣＨＲはオフされる。これにより、メインバッテリ１０の出力電圧は、電源配線１５３ｐおよび１５５ｐの両方へ伝達されるので、ハイブリッド車５と同様に、ハイブリッド走行が可能になるとともに、空調機器９０を含む補機系を駆動することができる。
【００８８】
さらに、車両走行モードでは、外部充電リレーＣＨＲのオフにより、外部充電機構（充電器１１０等）が、メインバッテリ１０および車両走行システムから完全に切離される。この結果、万一、外部充電機構に漏電等の故障が生じた場合にも、故障の影響を排除して、補機の動作および車両走行が可能である。
【００８９】
外部充電モードでは、ハイブリッド車５と同様に、ＳＭＲオフとされる。すなわち、ＰＣＵ２０を始めとする車両走行用のシステムを、メインバッテリ１０から完全に切離すことができる。
【００９０】
外部充電モードで外部充電のみを行なう場合、すなわち、空調機器９０を含む補機系を駆動しない場合（ＡＣＣオフ）には、ＳＭＲオフの一方で、外部充電リレーＣＨＲおよび補機リレーＲＬをオンする。ＡＣＣオフであっても、外部充電に関連する補機が動作する必要があるからである。すなわち、ＡＣＣオフのためＡ／Ｃインバータ９２が停止される一方で、ＤＣＤＣコンバータ６０は動作する。
【００９１】
また、外部充電中に補機系（空調機器９０含む）を駆動する場合（ＡＣＣオン）にも、ＳＭＲオフの一方で、外部充電リレーＣＨＲおよび補機リレーＲＬをオンする。そして、これにより、ＤＣＤＣコンバータ６０および空調機器９０（Ａ／Ｃインバータ９２）は、電源配線１５５ｐに供給される電力（直流電圧ＶＬ）によって動作できるようになる。この結果、外部充電中に空調機器９０を含む補機系を駆動することができる。
【００９２】
ハイブリッド車５′では、メインバッテリ１０が満充電状態となったり、予め指示された充電時間が経過すると、外部充電リレーＣＨＲがオフされる。これにより、充電器１１０からメインバッテリ１０への充電経路が遮断される。
【００９３】
ハイブリッド車５の非走行時かつ非充電時には、図３，４と同様に、（ｉ）ＡＣＣオン、（ｉｉ）ＩＧオン、および（ｉｉｉ）プレ空調モードの３つのモードが存在する。ハイブリッド車５′では、（ｉ）〜（ｉｉｉ）を通じて、空調機器９０および／または低電圧系負荷を駆動するために、補機リレーＲＬがオンされる。一方、非走行時のためＳＭＲオフとされるとともに、非充電時のため外部充電リレーＣＨＲがオフされる。そして、（ｉ）〜（ｉｉｉ）のモードのそれぞれにおいて、給電対象となる補機が切換えられる。
【００９４】
以上説明したように、実施の形態１の変形例によるハイブリッド車５′によれば、ハイブリッド車５（図１）の効果に加えて、外部充電機構に発生した異常や故障の影響を排除して、補機系の動作および車両走行を可能とするように、電気システムを構成することができる。
【００９５】
［実施の形態２］
図７は、本発明の実施の形態２による電動車両の代表例として示されるハイブリッド車の構成を示すブロック図である。
【００９６】
図７を図１と比較して、実施の形態２によるハイブリッド車５は、図１に示したハイブリッド車５（実施の形態１）と比較して、ＥＣＵの配置および役割が異なる。具体的には、図１のＨＶ−ＥＣＵ８０およびＭＧ−ＥＣＵ８１を統合したＨＶ−ＥＣＵ８０♯が設けられるとともに、図１の電池監視ユニット１２に代えてＢＡＴ−ＥＣＵ１３が設けられる。
【００９７】
ＢＡＴ−ＥＣＵ１３は、電池監視ユニット１２（図１）の機能に加えて、ＨＶ−ＥＣＵ８０（図１）の機能のうちの、ＳＭＲオフでの制御機能を有するように構成される。したがって、ＢＡＴ−ＥＣＵ１３は、ＰＬＧ−ＥＣＵ１１５との間で信号やデータを通信できるように構成されるとともに、補機リレーＲＬのオンオフを制御する。さらに、ＤＣＤＣコンバータ６０および空調機器９０（Ａ／Ｃインバータ９２）は、ＢＡＴ−ＥＣＵ１３からの制御指令に従って動作する。すなわち、ＢＡＴ−ＥＣＵ１３は、「第１の制御ユニット」に対応する。
【００９８】
さらに、ＢＡＴ−ＥＣＵ１３は、ＨＶ−ＥＣＵ８０（図１）に代わって、メインバッテリ１０について、ＳＯＣ（State of Charge）の推定や充電電力および放電電力の上限値の設定を行なう。これにより、外部充電時に、ＨＶＭＧ−ＥＣＵ８０♯が停止していても、メインバッテリ１０の充電状態（ＳＯＣ）を把握できる。一方、車両走行時には、ＢＡＴ−ＥＣＵ１３は、メインバッテリ１０のＳＯＣおよび充放電電力の上限値を、ＨＶＭＧ−ＥＣＵ８０♯へ送出する。
【００９９】
ＨＶ−ＥＣＵ８０♯は、ＭＧ−ＥＣＵ８１（図１）の機能に加えて、ＨＶ−ＥＣＵ８０（図１）の機能のうちの、車両走行モードでの制御機能を有するように構成される。たとえば、ＨＶＭＧ−ＥＣＵ８０♯は、ＢＡＴ−ＥＣＵ１３からのメインバッテリ１０のＳＯＣおよび充放電電力の上限値に基づいて、図１のＨＶ−ＥＣＵ８０と同様に、メインバッテリ１０が過放電あるいは過充電とならないように制限した上で、エンジン３０およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の間での出力配分を決定することができる。すなわち、ＨＶ−ＥＣＵ８０♯は、「第２の制御ユニット」に対応する。
【０１００】
実施の形態２によるハイブリッド車５のその他の部分の構成および動作は、実施の形態２によるハイブリッド車５（図１）と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。また、実施の形態２によるハイブリッド車５における各動作状態での制御（電源モードおよびリレー）についても、実施の形態１（図４）と同様とすることができる。
【０１０１】
実施の形態２によるハイブリッド車５では、車両走行システムの停止時（ＳＭＲオフ）にも、ＢＡＴ−ＥＣＵ１３によって、ＤＣＤＣコンバータ６０およびＡ／Ｃインバータ９２を制御することができる。すなわち、車両走行モード以外での車両制御である、外部充電制御および補機制御について、ＨＶＭＧ−ＥＣＵ８０♯を停止させても、ＢＡＴ−ＥＣＵ１３によって実行することができる。このため、実施の形態１によるハイブリッド車５による効果に加えて、外部充電時ならびに非走行時の補機駆動時に、ＨＶＭＧ−ＥＣＵ８０♯を停止することができるので消費電力を削減できる。
【０１０２】
［実施の形態２の変形例］
図８は、本発明の実施の形態２の変形例による電動車両の代表例として示されるハイブリッド車の構成を示すブロック図である。
【０１０３】
図８を図７と比較して、実施の形態２の変形例によるハイブリッド車５′は、図７に示したハイブリッド車５と比較して、補機リレーＲＬ１，ＲＬ２に加えて、外部充電リレーＣＨＲ１，ＣＨＲ２（以下、包括的に外部充電リレーＣＨＲとも称する）が新たに設けられる点で異なる。そして、実施の形態２の変形例によるハイブリッド車５′では、充電器１１０とメインバッテリ１０との間の電気的な接続経路が、実施の形態２によるハイブリッド車５とは異なる。すなわち、実施の形態２の変形例によるハイブリッド車５′（図８）と実施の形態２によるハイブリッド車５（図７）との相違点は、既に説明した、実施の形態１の変形例によるハイブリッド車５′（図５）と実施の形態１によるハイブリッド車５（図１）との相違点と同等である。
【０１０４】
したがって、実施の形態２の変形例によるハイブリッド車５′は、実施の形態１の変形例によるハイブリッド車５′に対して、実施の形態２によるハイブリッド車両５と同様のＥＣＵの配置および役割の変更を加えたものに相当する。
【０１０５】
ＢＡＴ−ＥＣＵ１３およびＨＶ−ＥＣＵ８０♯の機能については、図７で説明したのと同様である。すなわち、車両走行システムの停止時（ＳＭＲオフ）にも、ＢＡＴ−ＥＣＵ１３によって、ＤＣＤＣコンバータ６０およびＡ／Ｃインバータ９２を制御することができる。さらに、外部充電リレーＣＨＲのオンオフは、ＰＬＧ−ＥＣＵ１１５によって制御される。したがって、実施の形態２の変形例によるハイブリッド車５′においても、車両走行モード以外での車両制御である、外部充電制御および補機制御について、ＨＶＭＧ−ＥＣＵ８０♯を停止させても、ＢＡＴ−ＥＣＵ１３およびＰＬＧ−ＥＣＵ１１５によって実行することができる。このため、ＨＶ−ＥＣＵ８０♯は、車両走行モードで動作する一方で、非走行時および外部充電時には停止することができる。
【０１０６】
また、実施の形態２の変形例によるハイブリッド車５′における各動作状態での制御（電源モードおよびリレー）についても、実施の形態１の変形例（図６）と同様とすることができる。
【０１０７】
実施の形態２の変形例によるハイブリッド車５′では、実施の形態１の変形例によるハイブリッド車５′による効果に加えて、車両非走行時および外部充電時には、ＨＶＭＧ−ＥＣＵ８０♯を停止することができるので消費電力を削減できる。
【０１０８】
なお、以上本実施の形態およびその変形例では電動車両の代表例としてハイブリッド車を例示したが、エンジンを搭載しない電気自動車や、燃料電池を搭載する燃料電池自動車であっても、ＤＣＤＣコンバータ６０およびＡ／Ｃインバータ９２を含む電気システムの構成および配置レイアウトを、ハイブリッド車５または５′と同様とすることができる。
【０１０９】
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。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
本発明は、車両外部の電源によって充電可能な蓄電装置を搭載した電動車両に適用できる。
【符号の説明】
【０１１１】
５，５♯，５′ ハイブリッド車、１０ メインバッテリ、１２ 電池監視ユニット、１３ ＢＡＴ−ＥＣＵ、１５ 電池パック、２１，２２，２２ インバータ、２３ コンバータ、３０ エンジン、３５ エンジンＥＣＵ、４０ 動力伝達ギヤ、４５ 駆動軸、５０ａ 前輪、５０ｂ 後輪、６０ ＤＣＤＣコンバータ、７０ 補機バッテリ、８０ ＨＶ−ＥＣＵ、８０♯ ＨＶＭＧ−ＥＣＵ、８１ ＭＧ−ＥＣＵ、８２ 電子制御ブレーキ部、９０ 空調機器、９２ Ａ／Ｃインバータ、１００ 電動車両、１０５ インレット、１１０ 充電器、１１５ ＰＬＧ−ＥＣＵ、１５２ｇ，１５３ｇ，１５５ｇ 接地配線、１５２ｐ，１５３ｐ，１５４ｐ，１５５ｐ 電源配線、４００ 外部電源、４１０ 充電ケーブル、４１２ コンセント、４１４ ＣＣＩＤボックス、４１６ コネクタ、ＣＨＲ１，ＣＨＲ２ 外部充電リレー、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、ＲＬ１，ＲＬ２ 補機リレー、ＳＭＲ１〜ＳＭＲ３ システムメインリレー、ＶＨ，ＶＬ，Ｖｉ 直流電圧。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動車両に関し、より特定的には、車両外部の電源によって充電可能な蓄電装置を搭載した電動車両の電気システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池に代表される蓄電装置からの電力によって車両駆動用モータを駆動する電気自動車やハイブリッド自動車等の電動車両では、車両外部の電源（以下、単に「外部電源」とも称する）によってこの充電装置を充電する構成が提案されている。なお、以下では外部電源による蓄電装置の充電を「外部充電」とも称する。
【０００３】
特開２００９−２２５５８７号公報（特許文献１）には、外部充電可能な電動車両の電気システムの構成が記載される。この電気システムでは、外部充電によるメインバッテリの充電経路は、メインリレーのオンによって形成される、車両駆動力発生用のモータジェネレータおよびメインバッテリの間の通電経路から独立するように設けられる。さらに、補機バッテリを含む補機負荷系は、メインリレーをオフしても動作可能なように、上記通電経路とは別の電源配線から電力が供給されるように構成されている。
【０００４】
これにより、外部充電時には、電力消費が大きいメインリレーをオフすることが可能となるとともに、補機負荷系の動作電力を供給することが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２２５５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のような外部充電可能な電動車両の開発によって、電動車両には、外部充電機構を具備しない従来車種と、外部充電機構を具備する新車種とが混在することになる。ここで、新車種では、従来車種では想定されなかった外部充電時における補機の動作を確保することが必要となる。
【０００７】
しかしながら、この際に補機系を含めた機器配置については、車種間で大きく変更しないようにすることが、設計汎用性の観点から好ましい。
【０００８】
ここで、特許文献１に記載された電動車両の電気システムは、外部充電の効率向上と、補機系の動作確保とを両立するためのシステム構成については記載するものの、電気システムの構成要素の配置レイアウトについては何ら言及していない。
【０００９】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、外部充電可能な電動車両の電気システムの構成および配置レイアウトを、外部充電時の動作および設計汎用性の面から適切にすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明のある局面では、車両駆動パワーを発生するモータを搭載した電動車両は、蓄電装置と、外部充電機構と、第１および第２の電力変換器、第１および第２の電源配線と、第１および第２の開閉器と、電圧変換器とを備える。蓄電装置は、車両後方領域に搭載されて、モータに対して入出力される電力を蓄積するように構成される。外部充電機構は、外部電源によって蓄電装置を充電するための外部充電モードにおいて、外部電源からの電力を蓄電装置の充電電力に変換するとともに、該充電電力を蓄電装置へ供給するように構成される。第１の電力変換器は、車両前方領域に搭載されて、車両走行モードにおいて蓄電装置およびモータの間で電力変換を行うように構成される。第１の電源配線は、蓄電装置および第１の電力変換器の間を接続するために設けられる。第１の開閉器は、第１の電源配線および蓄電装置の間に接続されて、車両走行モードでオンする一方で外部充電モードでオフする。電圧変換器は、蓄電装置の出力電圧を補機の駆動電圧に降圧するように構成される。第２の電源配線は、蓄電装置および電圧変換器の間を接続するために設けられる。第２の開閉器は、蓄電装置に対して第１の開閉器と並列に設けられて、第２の電源配線および蓄電装置の間に接続される。空調機器は、第２の電源配線と電気的に接続された第２の電力変換器を含んで構成される。外部充電機構は、第１の電力変換器よりも蓄電装置に近接して配置される一方で、電圧変換器および空調機器は、蓄電装置よりも第１の電力変換器に近接して配置される。
【００１１】
好ましくは、電動車両は、車両走行モードおよび外部充電モードの両方で動作する、蓄電装置を監視するための第１の制御ユニットと、電動車両の走行を制御するための第２の制御ユニットとをさらに備える。第２の制御ユニットは、車両走行モードで動作する一方で、外部充電モードでは停止される。そして、電圧変換器、第２の電力変換器、および第２の開閉器は、第１の制御ユニットによって制御される。
【００１２】
また好ましくは、外部充電機構は、外部電源からの電力を蓄電装置の充電電力に変換するための充電器と、充電器の出力電力を伝達するための第３の電源配線とを含む。第３の電源配線は、第２の開閉器を介することなく第２の電源配線と接続される。第２の開閉器は、車両走行モードおよび外部充電モードの両方でオンする。
【００１３】
さらに好ましくは、蓄電装置の非充電時であって、かつ、外部電源および外部充電機構が電気的に接続されている状態である場合には、空調機器が作動する電源ポジションが選択されているときには、第２の開閉器がオフされるとともに充電器が作動する。
【００１４】
あるいは好ましくは、外部充電機構は、外部電源からの電力を蓄電装置の充電電力に変換するための充電器と、充電器の出力電力を伝達するための第３の電源配線と、外部電源による蓄電装置の充電を制御するための第３の制御ユニットとを含む。電動車両は、第３の電源配線および蓄電装置の間に接続された、第３の制御ユニットによってオンオフを制御される第３の開閉器をさらに備える。第３の開閉器は、車両走行モードではオフされる一方で、外部充電モードではオンされる。
【００１５】
好ましくは、空調機器は、補機の一部を駆動するための第２の電源ポジションで作動するように構成される。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、外部充電可能な電動車両の電気システムの構成および配置レイアウトを、外部充電時の動作および設計汎用性の面から適切なものとできる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１による電動車両の代表例として示されるハイブリッド車の構成を示すブロック図である。
【図２】比較例として示される外部充電機構を具備しないハイブリッド車の構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示したハイブリッド車の各動作状態での制御を示す図表である。
【図４】図１に示したハイブリッド車の各動作状態での制御を示す図表である。
【図５】本発明の実施の形態１の変形例による電動車両の代表例として示されるハイブリッド車の構成を示すブロック図である。
【図６】図５に示したハイブリッド車の各動作状態での制御を示す図表である。
【図７】本発明の実施の形態２による電動車両の代表例として示されるハイブリッド車の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態２の変形例による電動車両の代表例として示されるハイブリッド車の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は原則的に繰返さないものとする。
【００１９】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１による電動車両の代表例として示されるハイブリッド車５の構成を示すブロック図である。図１には、主に、ハイブリッド車５の電気システム構成およびその配置レイアウトが示される。
【００２０】
図１を参照して、実施の形態１によるハイブリッド車５は、メインバッテリ１０と、電力制御ユニット（ＰＣＵ：Power Control Unit）２０と、エンジン３０と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力伝達ギヤ４０と、駆動軸４５と、駆動輪である前輪５０ａと、後輪５０ｂとを備える。
【００２１】
メインバッテリ１０は、「蓄電装置」に対応し、代表的にはリチウムイオン電池やニッケル水素電池等の二次電池により構成される。たとえば、メインバッテリ１０の出力電圧は２００Ｖ程度である。あるいは、電気二重層キャパシタによって、あるいは二次電池とキャパシタとの組合せによって、蓄電装置を構成してもよい。
【００２２】
ＰＣＵ２０は、メインバッテリ１０の蓄積電力を、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するための電力に変換するための「第１の電力変換器」である、インバータ２１，２２およびコンバータ２３を含む。モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、永久磁石型の三相同期電動機で構成される。
【００２３】
動力伝達ギヤ４０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２およびエンジン３０の各出力軸と駆動軸４５との間を連結する。動力伝達ギヤ４０は、減速機や動力分割機構によって構成される。この結果、エンジン３０の出力および／またはモータジェネレータＭＧ２の出力が、駆動軸４５を介して駆動輪（たとえば、前輪５０ａ）に伝達されることによって、ハイブリッド車５は走行する。すなわち、エンジン３０およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を協調的に動作させることによって、必要なハイブリッド車５の車両駆動力が発生される。
【００２４】
なお、エンジン３０の出力をモータジェネレータＭＧ１に伝達することによって、モータジェネレータＭＧ１は発電することができる。あるいは、モータジェネレータＭＧ１の出力によって、エンジン３０を始動することもできる。
【００２５】
モータジェネレータＭＧ２は、ハイブリッド車５の回生制動時には、駆動輪（たとえば、前輪５０ａ）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、ＰＣＵ２０によってメインバッテリ１０の充電電力に変換される。
【００２６】
なお、ハイブリッド車の駆動系の構成は、図１の例示に限定されない点について確認的に記載する。たとえば、１個のモータジェレータおよびエンジンを駆動力源として、駆動系を構成することも可能である。
【００２７】
ハイブリッド車５には、複数の電子制御ユニット（ＥＣＵ）が搭載される。各ＥＣＵは、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリを内蔵して構成されて、当該メモリに記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、各センサによる検出値を用いた演算処理を行なうように構成される。なお、各ＥＣＵは、あるいは、各ＥＣＵの少なくとも一部は、電子回路等のハードウェアにより所定の数値・論理演算処理を実行するように構成されてもよい。
【００２８】
電池監視ユニット１２は、メインバッテリ１０に設けられたセンサ群の出力に基づいて、メインバッテリ１０の状態を監視する。電池監視ユニット１２は、たとえば、電池パック１５に内蔵される。そして、電池監視ユニット１２は、センサ出力に基づくメインバッテリ１０の状態値（電圧、電流、温度等）を、後述するＨＶ−ＥＣＵ８０へ送出する。また、メインバッテリ１０の異常検知時には、異常検知を知らせる信号が、電池監視ユニット１２からＨＶ−ＥＣＵ８０へ送出される。
【００２９】
ＨＶ−ＥＣＵ８０は、ハイブリッド車５の全体動作を制御する。代表的には、ＨＶ−ＥＣＵ８０は、車両状態および運転者操作（アクセル操作、ブレーキ操作）等に基づいて、ハイブリッド車５全体での要求駆動力や要求制動力を算出するとともに、この駆動力あるいは制動力を発生するための制御指示を発生する。
【００３０】
この際には、ＨＶ−ＥＣＵ８０は、電池監視ユニット１２からのメインバッテリ１０の状態値に基づいて、メインバッテリ１０について、ＳＯＣ（State of Charge）の推定や充電電力および放電電力の上限値の設定を行なう。そして、ＨＶ−ＥＣＵ８０は、メインバッテリ１０のＳＯＣおよび充放電電力の上限値を考慮して、メインバッテリ１０が過放電あるいは過充電とならないように制限した上で、エンジン３０およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の間での出力配分を決定する。
【００３１】
エンジンＥＣＵ３５は、ＨＶ−ＥＣＵ８０からの制御指示に従って、エンジン３０の出力を制御する。具体的には、エンジン３０での燃料噴射、点火時期、バルブタイミング当が制御される。ＭＧ−ＥＣＵ８１は、ＰＭ−ＥＣＵ８０からの制御指示に従って、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の出力を制御する。具体的には、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の出力トルクがトルク指令値に一致するように、インバータ２１，２２を制御する。また、電源配線１５４ｐの直流電圧ＶＨが電圧指令値に一致するように、コンバータ２３を制御する。
【００３２】
電子制御ブレーキ部８２は、車両制動時に、モータジェネレータＭＧ２による回生制動力と、図示しない油圧ブレーキによる制動力とを協調的に制御することによって、ハイブリッド車５全体での要求制動力を確保する。
【００３３】
次に、ハイブリッド車５の電源システムの構成を詳細に説明する。
メインバッテリ１０の正極端子および負極端子は、システムメインリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３を介して、電源配線１５３ｐおよび接地配線１５３ｇと接続される。システムメインリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３は、「第１の開閉器」に対応し、電源配線１５３ｐは、「第１の電源配線」に対応する。
【００３４】
以下では、システムメインリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３を包括して、単に「ＳＭＲ」とも称する。ＳＭＲオン時には、ＳＭＲ１と、ＳＭＲ２またはＳＭＲ３とがオンされる。ＳＭＲ３は、起動時に突入電流を抑制するための抵抗素子と接続されている。このため、起動から所定時間が経過すると、ＳＭＲ３に代えてＳＭＲ２がオンされるようになる。
【００３５】
ＳＭＲオン時には、メインバッテリ１０の電圧が、電源配線１５３ｐを介して、ＰＣＵ２０等の構成部品に印加される。一方、ＳＭＲオフ時には、システムメインリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３のすべてがオフされて、メインバッテリ１０と電源配線１５３ｐおよびＰＣＵ２０とは、電気的に切離される。
【００３６】
なお、システムメインリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３を始めとする、本実施の形態で用いられる各リレーは、代表的には、図示しない励磁回路による励磁電流の供給時に閉成（オン）する一方で、励磁電流の非供給時には開放（オフ）される電磁リレーにより構成される。但し、通電経路の導通（オン）／遮断（オフ）を制御可能な開閉器であれば、任意の回路要素を各リレーとして使用することができる。システムメインリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３のオンオフは、ＨＶ−ＥＣＵ８０によって制御される。
【００３７】
コンバータ２３は、電源配線１５３ｐの直流電圧ＶＬと、電源配線１５４ｐの直流電圧ＶＨとの間で双方向に直流電圧変換を行なうように構成される。直流電圧ＶＬは、メインバッテリ１０の出力電圧に対応する。コンバータ２３としては、直流電圧変換機能を有する任意の電力変換回路を適用できる。なお、コンバータ２３の配置を省略して、ＰＣＵ２０（第１の電力変換器）を構成することも可能である。この場合には、メインバッテリ１０の出力電圧がそのままインバータ２１，２２の直流側電圧となる。
【００３８】
インバータ２１，２２は、たとえば、一般的な三相インバータにより構成される。たとえば、各相に上アーム素子および下アーム素子を配置するとともに、各相での上下アーム素子の接続点がモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の対応相の固定子コイル巻線と接続されるように、インバータ２１，２２は構成される。
【００３９】
ハイブリッド車５の走行時には、インバータ２１，２２は、各スイッチング素子がＭＧ−ＥＣＵ８１によってオンオフ制御されることによって、電源配線１５４ｐの直流電圧を三相交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２へ供給する。あるいは、ハイブリッド車５の回生制動動作時には、インバータ２２は、モータジェネレータＭＧ２からの交流電圧を直流電圧に変換して、電源配線１５４ｐへ出力するように、各スイッチング素子がＭＧ−ＥＣＵ８１によってオンオフ制御される。
【００４０】
ハイブリッド車５は、さらに、補機系として、ＤＣＤＣコンバータ６０と、補機バッテリ７０と、空調機器９０と、電源配線１５５ｐおよび接地配線１５５ｇとを含む。空調機器９０は、図示しないコンプレッサを駆動するためのインバータ（以下、「Ａ／Ｃインバータ」とも称する）９２を含む。Ａ／Ｃインバータ９２は「第２の電力変換器」に対応し、電源配線１５５ｐは、「第２の電源配線」に対応する。空調機器９０の駆動時には、Ａ／Ｃインバータ９２は、ＨＶ−ＥＣＵ８０からの制御指令に従って動作する。
【００４１】
電源配線１５３ｐおよび接地配線１５３ｇは、補機リレーＲＬ１，ＲＬ２をそれぞれ介して、メインバッテリ１０の正極端子および負極端子と接続される。なお、以下では、ＲＬ１，ＲＬ２を包括して、単に「ＲＬ」とも称する。補機リレーＲＬは、「第２の開閉器」に対応する。補機リレーＲＬのオンオフは、ＨＶ−ＥＣＵ８０によって制御される。
【００４２】
ＲＬオン時には、メインバッテリ１０の電圧が電源配線１５５ｐへ伝達される。一方、ＲＬオフ時には、メインバッテリ１０と電源配線１５５ｐとは電気的に切離される。
【００４３】
補機リレーＲＬは、メインバッテリ１０に対しては、ＳＭＲと並列に接続されている。すなわち、メインバッテリ１０の出力電圧（直流電圧ＶＬ）は、ＳＭＲおよび電源配線１５３ｐの経路と、補機リレーＲＬおよび電源配線１５５ｐの経路とに分岐されて、ＰＣＵ２０および補機系へそれぞれ伝達される。
【００４４】
ＤＣＤＣコンバータ６０は、電源配線１５５ｐの電圧ＶＬ（メインバッテリ１０の出力電圧に相当）を、補機バッテリ７０の出力電圧レベルの直流電圧Ｖｉに降圧する。ＤＣＤＣコンバータ６０は、代表的には、半導体スイッチング素子（図示せず）を含むスイッチングレギュレータであり、公知の任意の回路構成を適用することができる。ＤＣＤＣコンバータ６０は、ＨＶ−ＥＣＵ８０からの制御指令に従って動作する。
【００４５】
補機バッテリ７０は、たとえば、鉛蓄電池によって構成され、ＤＣＤＣコンバータ６０の出力電圧によって充電される。補機バッテリ７０の電圧は、メインバッテリ１０の出力電圧よりも低く、たとえば１２Ｖ程度である。
【００４６】
補機バッテリ７０には、図示しない低電圧系補機負荷が接続されている。これらの補機負荷は、ユーザ操作に応じて動作することによって電力を消費する。補機負荷は、たとえば、オーディオ機器、ナビゲーション機器、照明機器（ハザードランプ、室内灯、ヘッドランプ等）等を含む。さらに、低電圧系補機負荷は、電動パワーステアリング機構、電動オイルポンプ、電子制御用の小型モータ等の車両走行に直接用いられる走行系補機を含む。
【００４７】
ハイブリッド車５は、メインバッテリ１０の外部充電のための「外部充電機構」として、充電用のインレット１０５と、充電器１１０と、電源配線１５２ｐおよび接地配線１５２ｇとをさらに含む。電源配線１５２ｐは、「第３の電源配線」に対応する。
【００４８】
インレット１０５は、充電ケーブル４１０によって、外部電源４００と接続される。充電ケーブル４１０は、外部電源４００と接続するためのＡＣコンセント４１２と、ＣＣＩＤ（Charging Circuit Interrupt Device）ボックス４１４と、インレット１０５と接続するためのコネクタ４１６とを有する。一般的には、外部電源４００は商用交流電源で構成される。
【００４９】
ＣＣＩＤボックス４１４は、図示しないリレーおよび信号発生回路を含む。信号発生回路は、充電ケーブル４１０および外部電源４００の接続状態や、充電ケーブル４１０の電流容量を示す信号を、ハイブリッド車５へ出力する。また、ＣＣＩＤボックス４１４のリレーにより、充電ケーブル４１０によって外部電源４００およびインレット１０５が接続された状態であっても、外部充電経路を遮断することができる。
【００５０】
充電器１１０は、インレット１０５へ伝達された、外部電源４００からの交流電圧を、メインバッテリ１０を充電するための直流電圧ＶＬに変換する。変換された直流電圧は、電源配線１５２ｐおよび接地配線１５２ｇの間へ出力される。
【００５１】
ＰＬＧ−ＥＣＵ１１５は、外部充電時の充電器１１０の動作を制御する。この結果、充電器１１０は、外部充電を制御するためのＰＬＧ−ＥＣＵ１１５からの制御指令に従って、出力電圧および／または出力電流のフィードバック制御により、メインバッテリ１０を充電する。当該充電指令は、ＨＶ−ＥＣＵ８０から通知されるメインバッテリ１０の状態、たとえば、ＳＯＣや温度に応じて設定される。
【００５２】
なお、図１に示す構成に代えて、外部電源４００と電動車両１００とを非接触のまま電磁的に結合して電力を供給する構成、具体的には外部電源側に一次コイルを設けるとともに、車両側に二次コイルを設け、一次コイルと二次コイルとの間の相互インダクタンスを利用して、外部電源４００から電動車両１００へ電力を供給してもよい。このような外部充電を行なう場合でも、外部電源４００からの供給電力を変換する充電器１１０以降の構成は共通化できる。
【００５３】
電源配線１５２ｐおよび接地配線１５２ｇは、補機リレーＲＬ１，ＲＬ２を介することなく、補機系の電源配線１５５ｐおよび接地配線１５５ｇと電気的に接続される。したがって、補機リレーＲＬをオンしなくても、外部電源４００からの電力による直流電圧ＶＬを、補機系の電源配線１５５ｐとに供給することができる。一方、外部電源４００からの電力による直流電圧ＶＬを、メインバッテリ１０へ供給するためには、補機リレーＲＬをオンする必要がある。
【００５４】
ここで、比較例として、外部充電機構を具備しないハイブリッド車５♯の構成を説明する。
【００５５】
図２を参照して、ハイブリッド車５♯は、図１に示したハイブリッド車５の構成と比較して、メインバッテリ１０を外部充電するための外部充電機構、すなわち、インレット１０５と、充電器１１０と、電源配線１５２ｐおよび接地配線１５２ｇとを具備しない点で異なる。
【００５６】
さらに、ハイブリッド車５♯では、図１のような補機系の電源ライン１５５ｐ，１５５ｇは配置されていない。このため、ＤＣＤＣコンバータ６０およびＡ／Ｃインバータ９２は、ＳＭＲを介してメインバッテリ１０と接続される電源ライン１５３ｐ，１５３ｇに接続されている。これに伴い、補機リレーＲＬ１，ＲＬ２も配置されていない。
【００５７】
この結果、Ａ／Ｃインバータ９２を動作させて空調機器９０を駆動するためには、ＳＭＲをオンすることが必要である。また、ＤＣＤＣコンバータ６０も、ＳＭＲオン時に動作するように制御される。このため、ＤＣＤＣコンバータ６０は、ＰＣＵ２０に近接して、あるいは、図示するようにＰＣＵ２０に内蔵させるように配置される。
【００５８】
また、電池パック１５は、車両後方領域（たとえば、図示しないリヤシートの後方領域）に配置される。ＰＣＵ２０は、エンジン３０と動力伝達ギヤ４０を介して連結されるモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と近接させるために、車両前方領域に配置される。Ａ／Ｃインバータ９２についても、ＰＣＵ２０からバスバーによって直流電圧ＶＬを分岐させるため、ＰＣＵ２０に近接して配置される。すなわち、ＤＣＤＣコンバータ６０およびＡ／Ｃインバータ９２（空調機器９０）は、メインバッテリ１０よりもＰＣＵ２０に近接して配置される。
【００５９】
図２のハイブリッド車５♯のその他の構成は、図１に示したハイブリッド車５と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。
【００６０】
図３は、図２に示したハイブリッド車５♯の各動作状態での制御を示す図表である。図３中のＩＧおよびＡＣＣは、ユーザ操作によって選択される電源ポジションである。通常、ＩＧオンがユーザ操作によって選択されている場合には、ＡＣＣもオンされる。
【００６１】
図３を参照して、ハイブリッド車５♯は、ＩＧオンが選択された状態で、システム起動の要求操作（たとえば、ブレーキペダルを踏みながらパワースイッチを押す操作）行われると、走行可能状態（車両走行モード）となる。車両走行モードでは、ＳＭＲオンによって、メインバッテリ１０およびＰＣＵ２０の間が、電源配線１５３ｐを経由して接続される。これにより、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の出力を用いたハイブリッド走行が可能となる。車両走行モードでは、電源配線１５３ｐが伝達する直流電圧ＶＬを受けることによって、Ａ／Ｃインバータ９２も駆動することができる。また、ＩＧオンでは、走行系補機を含む全ての補機負荷を駆動可能である。ＤＣＤＣコンバータ６０は、電源配線１５３ｐが伝達する直流電圧ＶＬを降圧することによって、補機バッテリ７０の充電電圧（あるいは、低電圧系補機負荷の電源電圧）を供給する。
【００６２】
ハイブリッド車５♯では、非走行時には、（ｉ）ＡＣＣオンとすることによって、オーディオ機器およびナビゲーション機器等の一部補機を駆動できるとともに、（ｉｉ）ＩＧオンとすることによって、走行系補機を含む全ての低電圧系補機を駆動することができる。ただし、上記（ｉ），（ｉｉ）の状態では、ＳＭＲはオフに維持されるため、電源配線１５３ｐにメインバッテリ１０からの直流電圧ＶＬが供給されない。したがって、Ａ／Ｃインバータ９２は起動することができない。すなわち、空調機器９０（Ａ／Ｃインバータ９２）を起動する際には、ＳＭＲをオンするために、システム起動の要求操作によって走行可能状態（車両走行モード）とする必要がある。さらに、ＤＣＤＣコンバータ６０も停止されるので、補機バッテリ７０によって補機負荷の駆動電力が賄われる。
【００６３】
一方で、上記（ｉ），（ｉｉ）とは切離した特別な電源モードとして、非走行時のハイブリッド車５♯に対して、車外から空調機器９０を駆動するために、（ｉｉｉ）プレ空調モードが設けられてもよい。たとえば、全ドアが閉状態のハイブリッド車５♯に対して、リモートコントロールキーの操作によって、プレ空調モードが開始される。
【００６４】
プレ空調モードでは、自動的にＩＧオンおよびＳＭＲオンとされるので、空調機器９０（Ａ／Ｃインバータ９２）を駆動して、車室内の温度を調整することができる。なお、盗難防止等の観点から、ドア開等の何らかの操作がハイブリッド車両５♯になされた場合には、自動的にプレ空調モードがキャンセルされて、ＳＭＲがオフされるとともに、ＩＧオフとされる。
【００６５】
外部充電機構を具備した、図１のハイブリッド車５では、非走行時に、図２のハイブリッド車５♯では想定されなかった「外部充電モード」が存在することになる。そして、外部充電モードでも、ユーザ操作に応答して、空調機器９０を含む補機系を駆動させる必要がある。
【００６６】
このため、図１に示したハイブリッド車５は、各動作状態において図４に示すように制御される。
【００６７】
図４を参照して、ハイブリッド車５では、電源ポジションとして、ＩＧおよびＡＣＣに加えて、ＩＧＰが設けられる。ＩＧＰは、少なくとも、充電ケーブル４１０の接続により外部電源４００からの電力によってメインバッテリ１０が充電されている期間にオンされる。なお、ＩＧおよびＩＧＰは排他的にオンされる。すなわち、ＩＧオンのときには、充電ケーブル４１０が接続されてもＩＧＰがオフからオンに遷移することはない。同様に、ＩＧＰオンのときには、ユーザがＩＧスイッチを操作しても、ＩＧがオフからオンに遷移することはない。
【００６８】
ハイブリッド車５では、走行時（車両走行モード）には、ＩＧＰがオフされる一方で、ＩＧがオンされる。ＩＧオンに伴って、ＡＣＣも自動的にオンされた状態となる。車両走行モードでは、ＳＭＲおよびＲＬともオンされる。これにより、メインバッテリ１０の出力電圧は、電源配線１５３ｐおよび１５５ｐの両方へ伝達される。この結果、ハイブリッド走行が可能になるとともに、低電圧系補機負荷および空調機器９０を含む全ての補機系を駆動することができる。
【００６９】
ＩＧＰがオンされた状態（外部充電モード）での動作は、メインバッテリ１０の外部充電のみを行なう場合と、外部充電中に、ＩＧオンによって作動可能となる走行系補機を除く補機系（空調機器９０含む）を駆動する場合とに分けられる。
【００７０】
外部充電のみを行なう場合、すなわち、空調機器９０を含む補機系を駆動しない場合には、ＡＣＣオフかつＩＧオフとされる。また、ＳＭＲオフとなる一方で、外部充電のために補機リレーＲＬはオンされる。
【００７１】
ＳＭＲオフとされることによって、ＰＣＵ２０へは電圧が印加されない。また、ＰＣＵ２０の動作についても停止することができる。
【００７２】
一方で、補機リレーＲＬがオンされることによって、外部電源４００からの電力を源とする充電器１１０の出力電力（直流電圧ＶＬ）が、電源配線１５２ｐおよび補機リレーＲＬを経由してメインバッテリ１０を充電する。充電器１１０またはメインバッテリ１０の出力電力が電源配線１５５ｐに供給されているが、ＡＣＣオフのため、ＤＣＤＣコンバータ６０および空調機器９０（Ａ／Ｃインバータ９２）は、起動されず動作しない。
【００７３】
外部充電中に走行系補機を除く補機系（空調機器９０含む）を駆動する場合には、ユーザ操作によってＡＣＣオンとされる。すなわち、ハイブリッド車５では、図２のハイブリッド車５♯とは異なり、ＩＧオフであってもＡＣＣオンによって空調機器９０が駆動可能となる。これに応答して、ＨＶ−ＥＣＵ８０は、ＤＣＤＣコンバータ６０および空調機器９０（Ａ／Ｃインバータ９２）を起動する。これにより、ＤＣＤＣコンバータ６０および空調機器９０（Ａ／Ｃインバータ９２）は、電源配線１５５ｐに供給されている電力（直流電圧ＶＬ）によって動作する。この結果、外部充電中に空調機器９０を含む補機系を駆動することができる。
【００７４】
外部充電中には、ＨＶ−ＥＣＵ８０は、ＰＬＧ−ＥＣＵ１１５と協調して、補機リレーＲＬのオンオフを制御する。ＨＶ−ＥＣＵ８０は、外部充電中に、メインバッテリ１０のＳＯＣを監視する。メインバッテリ１０が満充電状態となったり、予め指示された充電時間が経過すると、補機リレーＲＬがオフされて、充電器１１０からメインバッテリ１０への充電経路が遮断される。
【００７５】
ハイブリッド車５の非走行時かつ非充電時には、図３と同様に、（ｉ）ＡＣＣオン、（ｉｉ）ＩＧオン、および（ｉｉｉ）プレ空調モードの３つのモードが存在する。上述のように、ハイブリッド車５では、（ｉ）ＡＣＣオンでは、オーディオ機器およびナビゲーション機器等の一部補機に加えて、空調機器９０を駆動することができる。したがって、ＳＭＲがオフされる一方で、補機リレーＲＬがオンされる。
【００７６】
（ｉｉ）ＩＧオンのときにも、ＳＭＲがオフされる一方で補機リレーＲＬがオンされて、走行系補機を含む全ての低電圧系補機を駆動することができる。また、（ｉｉｉ）プレ空調モードでは、図３の場合とは異なり、ＡＣＣオンの一方でＩＧオフとされる。ハイブリッド車５では、ＡＣＣオンにより、空調機器９０が駆動可能となるからである。プレ空調モードでも、ＳＭＲがオフされる一方で補機リレーＲＬがオンされる。
【００７７】
このように、ハイブリッド車５の非走行時かつ非充電時には、補機を駆動する場合には、（ｉ）〜（ｉｉｉ）を通じて、ＳＭＲがオフされる一方で補機リレーＲＬがオンされる。補機リレーＲＬがオンされることによって、メインバッテリ１０からの電力によって、空調機器９０を含む補機が駆動できる。すなわち、本実施の形態でのＩＧおよびＡＣＣは「第１の電源ポジション」および「第２の電源ポジション」にそれぞれ対応する。
【００７８】
なお、非走行時かつ非充電時であっても、充電ケーブル４１０の接続により外部電源４００からハイブリッド車５への電力が可能である場合には、補機リレーＲＬをオフしても、充電器１１０の出力電力（直流電圧ＶＬ）が電源配線１５５ｐに供給可能である。たとえば、メインバッテリ１０の充電終了後に充電ケーブル４１０の接続が維持されている状態では、ＡＣＣオンに応答して充電器１１０を動作させることによって、メインバッテリ１０の電力を使用することなく、充電器１１０から空調機器９０を含む補機系の動作電力を供給することができる。
【００７９】
以上説明したように、実施の形態１によるハイブリッド車５は、外部充電モードでは、ＳＭＲをオフすることによって、ＰＣＵ２０を始めとする車両走行用のシステムを、メインバッテリ１０から完全に切離すことができる。すなわち、外部充電時に、車両走行ステムの構成部品にメインバッテリ１０の出力電圧（直流電圧ＶＬ）が印加されないので、構成部品の耐久性および寿命が外部充電の影響によって低下することを防止できる。
【００８０】
さらに、電源配線１５５ｐが、電源配線１５３ｐとは別個に設けられて、ＳＭＲよりも上流側で補機リレーＲＬを介してメインバッテリ１０と接続される構成となっている。このため、ＤＣＤＣコンバータ６０およびＡ／Ｃインバータ９２を、ハイブリッド車５♯と同様に、メインバッテリ１０よりもＰＣＵ２０に近接するように配置した上で、ＳＭＲオフのままで空調機器９０を含む補機を駆動できるようにしている。また、外部充電機構（インレット１０５および充電器１１０）は、メインバッテリ１０（電池パック１５）に近接して配置している。このため、ハイブリッド車５は、ハイブリッド車５♯からのレイアウト変更が小さくて済む。
【００８１】
さらに、充電ケーブル４１０が接続された、メインバッテリ１０の非充電時には、補機リレーＲＬをオフしてメインバッテリ１０を不使用としても、外部電源４００からの電力を用いてＤＣＤＣコンバータ６０およびＡ／Ｃインバータ９２を駆動することができる。
【００８２】
このように本実施の形態によるハイブリッド車５は、外部充電に対応する電気システムの構成および配置レイアウトを、外部充電時の動作および設計汎用性の面か適切なものとすることができる。
【００８３】
［実施の形態１の変形例］
図５は、本発明の実施の形態１の変形例による電動車両の代表例として示されるハイブリッド車の構成を示すブロック図である。
【００８４】
図５を図１と比較して、実施の形態１の変形例によるハイブリッド車５′は、図１に示したハイブリッド車５と比較して、補機リレーＲＬ１，ＲＬ２に加えて、外部充電リレーＣＨＲ１，ＣＨＲ２（以下、包括的に外部充電リレーＣＨＲとも称する）が新たに設けられる点で異なる。そして、ハイブリッド車５′では、充電器１１０とメインバッテリ１０との間の電気的な接続経路が、ハイブリッド車５とは異なる。外部充電リレーＣＨＲは、「第３の開閉器」に対応する。
【００８５】
具体的には、充電器１１０の出力電力を伝達するための電源配線１５２ｐおよび接地配線１５２ｇは、外部充電リレーＣＨＲ１，ＣＨＲ２を介して、メインバッテリ１０の正極端子および負極端子にそれぞれ電気的に接続される。この結果、電源配線１５５ｐおよび接地配線１５５ｇは、電源配線１５２ｐおよび接地配線１５２ｇと直接接続されなくなり、補機リレーＲＬ１，ＲＬ２を介してメインバッテリ１０と接続される。外部充電リレーＣＨＲ１，ＣＨＲ２のオンオフは、補機リレーＲＬと同様に、ＨＶ−ＥＣＵ８０によって制御される。
【００８６】
図６には、図５に示したハイブリッド車５′の各動作状態での制御が示される。図６には、図４と同様の４つのケースが示される。ハイブリッド車５′においても、各ケースにおける電源ポジションの選択は、図４と同様であるので説明は繰返さない。
【００８７】
図６を参照して、ハイブリッド車５′では、走行時（車両走行モード）では、ＳＭＲおよび補機リレーＲＬがオンされる一方で、外部充電リレーＣＨＲはオフされる。これにより、メインバッテリ１０の出力電圧は、電源配線１５３ｐおよび１５５ｐの両方へ伝達されるので、ハイブリッド車５と同様に、ハイブリッド走行が可能になるとともに、空調機器９０を含む補機系を駆動することができる。
【００８８】
さらに、車両走行モードでは、外部充電リレーＣＨＲのオフにより、外部充電機構（充電器１１０等）が、メインバッテリ１０および車両走行システムから完全に切離される。この結果、万一、外部充電機構に漏電等の故障が生じた場合にも、故障の影響を排除して、補機の動作および車両走行が可能である。
【００８９】
外部充電モードでは、ハイブリッド車５と同様に、ＳＭＲオフとされる。すなわち、ＰＣＵ２０を始めとする車両走行用のシステムを、メインバッテリ１０から完全に切離すことができる。
【００９０】
外部充電モードで外部充電のみを行なう場合、すなわち、空調機器９０を含む補機系を駆動しない場合（ＡＣＣオフ）には、ＳＭＲオフの一方で、外部充電リレーＣＨＲおよび補機リレーＲＬをオンする。ＡＣＣオフであっても、外部充電に関連する補機が動作する必要があるからである。すなわち、ＡＣＣオフのためＡ／Ｃインバータ９２が停止される一方で、ＤＣＤＣコンバータ６０は動作する。
【００９１】
また、外部充電中に補機系（空調機器９０含む）を駆動する場合（ＡＣＣオン）にも、ＳＭＲオフの一方で、外部充電リレーＣＨＲおよび補機リレーＲＬをオンする。そして、これにより、ＤＣＤＣコンバータ６０および空調機器９０（Ａ／Ｃインバータ９２）は、電源配線１５５ｐに供給される電力（直流電圧ＶＬ）によって動作できるようになる。この結果、外部充電中に空調機器９０を含む補機系を駆動することができる。
【００９２】
ハイブリッド車５′では、メインバッテリ１０が満充電状態となったり、予め指示された充電時間が経過すると、外部充電リレーＣＨＲがオフされる。これにより、充電器１１０からメインバッテリ１０への充電経路が遮断される。
【００９３】
ハイブリッド車５の非走行時かつ非充電時には、図３，４と同様に、（ｉ）ＡＣＣオン、（ｉｉ）ＩＧオン、および（ｉｉｉ）プレ空調モードの３つのモードが存在する。ハイブリッド車５′では、（ｉ）〜（ｉｉｉ）を通じて、空調機器９０および／または低電圧系負荷を駆動するために、補機リレーＲＬがオンされる。一方、非走行時のためＳＭＲオフとされるとともに、非充電時のため外部充電リレーＣＨＲがオフされる。そして、（ｉ）〜（ｉｉｉ）のモードのそれぞれにおいて、給電対象となる補機が切換えられる。
【００９４】
以上説明したように、実施の形態１の変形例によるハイブリッド車５′によれば、ハイブリッド車５（図１）の効果に加えて、外部充電機構に発生した異常や故障の影響を排除して、補機系の動作および車両走行を可能とするように、電気システムを構成することができる。
【００９５】
［実施の形態２］
図７は、本発明の実施の形態２による電動車両の代表例として示されるハイブリッド車の構成を示すブロック図である。
【００９６】
図７を図１と比較して、実施の形態２によるハイブリッド車５は、図１に示したハイブリッド車５（実施の形態１）と比較して、ＥＣＵの配置および役割が異なる。具体的には、図１のＨＶ−ＥＣＵ８０およびＭＧ−ＥＣＵ８１を統合したＨＶ−ＥＣＵ８０♯が設けられるとともに、図１の電池監視ユニット１２に代えてＢＡＴ−ＥＣＵ１３が設けられる。
【００９７】
ＢＡＴ−ＥＣＵ１３は、電池監視ユニット１２（図１）の機能に加えて、ＨＶ−ＥＣＵ８０（図１）の機能のうちの、ＳＭＲオフでの制御機能を有するように構成される。したがって、ＢＡＴ−ＥＣＵ１３は、ＰＬＧ−ＥＣＵ１１５との間で信号やデータを通信できるように構成されるとともに、補機リレーＲＬのオンオフを制御する。さらに、ＤＣＤＣコンバータ６０および空調機器９０（Ａ／Ｃインバータ９２）は、ＢＡＴ−ＥＣＵ１３からの制御指令に従って動作する。すなわち、ＢＡＴ−ＥＣＵ１３は、「第１の制御ユニット」に対応する。
【００９８】
さらに、ＢＡＴ−ＥＣＵ１３は、ＨＶ−ＥＣＵ８０（図１）に代わって、メインバッテリ１０について、ＳＯＣ（State of Charge）の推定や充電電力および放電電力の上限値の設定を行なう。これにより、外部充電時に、ＨＶＭＧ−ＥＣＵ８０♯が停止していても、メインバッテリ１０の充電状態（ＳＯＣ）を把握できる。一方、車両走行時には、ＢＡＴ−ＥＣＵ１３は、メインバッテリ１０のＳＯＣおよび充放電電力の上限値を、ＨＶＭＧ−ＥＣＵ８０♯へ送出する。
【００９９】
ＨＶ−ＥＣＵ８０♯は、ＭＧ−ＥＣＵ８１（図１）の機能に加えて、ＨＶ−ＥＣＵ８０（図１）の機能のうちの、車両走行モードでの制御機能を有するように構成される。たとえば、ＨＶＭＧ−ＥＣＵ８０♯は、ＢＡＴ−ＥＣＵ１３からのメインバッテリ１０のＳＯＣおよび充放電電力の上限値に基づいて、図１のＨＶ−ＥＣＵ８０と同様に、メインバッテリ１０が過放電あるいは過充電とならないように制限した上で、エンジン３０およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の間での出力配分を決定することができる。すなわち、ＨＶ−ＥＣＵ８０♯は、「第２の制御ユニット」に対応する。
【０１００】
実施の形態２によるハイブリッド車５のその他の部分の構成および動作は、実施の形態２によるハイブリッド車５（図１）と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。また、実施の形態２によるハイブリッド車５における各動作状態での制御（電源モードおよびリレー）についても、実施の形態１（図４）と同様とすることができる。
【０１０１】
実施の形態２によるハイブリッド車５では、車両走行システムの停止時（ＳＭＲオフ）にも、ＢＡＴ−ＥＣＵ１３によって、ＤＣＤＣコンバータ６０およびＡ／Ｃインバータ９２を制御することができる。すなわち、車両走行モード以外での車両制御である、外部充電制御および補機制御について、ＨＶＭＧ−ＥＣＵ８０♯を停止させても、ＢＡＴ−ＥＣＵ１３によって実行することができる。このため、実施の形態１によるハイブリッド車５による効果に加えて、外部充電時ならびに非走行時の補機駆動時に、ＨＶＭＧ−ＥＣＵ８０♯を停止することができるので消費電力を削減できる。
【０１０２】
［実施の形態２の変形例］
図８は、本発明の実施の形態２の変形例による電動車両の代表例として示されるハイブリッド車の構成を示すブロック図である。
【０１０３】
図８を図７と比較して、実施の形態２の変形例によるハイブリッド車５′は、図７に示したハイブリッド車５と比較して、補機リレーＲＬ１，ＲＬ２に加えて、外部充電リレーＣＨＲ１，ＣＨＲ２（以下、包括的に外部充電リレーＣＨＲとも称する）が新たに設けられる点で異なる。そして、実施の形態２の変形例によるハイブリッド車５′では、充電器１１０とメインバッテリ１０との間の電気的な接続経路が、実施の形態２によるハイブリッド車５とは異なる。すなわち、実施の形態２の変形例によるハイブリッド車５′（図８）と実施の形態２によるハイブリッド車５（図７）との相違点は、既に説明した、実施の形態１の変形例によるハイブリッド車５′（図５）と実施の形態１によるハイブリッド車５（図１）との相違点と同等である。
【０１０４】
したがって、実施の形態２の変形例によるハイブリッド車５′は、実施の形態１の変形例によるハイブリッド車５′に対して、実施の形態２によるハイブリッド車両５と同様のＥＣＵの配置および役割の変更を加えたものに相当する。
【０１０５】
ＢＡＴ−ＥＣＵ１３およびＨＶ−ＥＣＵ８０♯の機能については、図７で説明したのと同様である。すなわち、車両走行システムの停止時（ＳＭＲオフ）にも、ＢＡＴ−ＥＣＵ１３によって、ＤＣＤＣコンバータ６０およびＡ／Ｃインバータ９２を制御することができる。さらに、外部充電リレーＣＨＲのオンオフは、ＰＬＧ−ＥＣＵ１１５によって制御される。したがって、実施の形態２の変形例によるハイブリッド車５′においても、車両走行モード以外での車両制御である、外部充電制御および補機制御について、ＨＶＭＧ−ＥＣＵ８０♯を停止させても、ＢＡＴ−ＥＣＵ１３およびＰＬＧ−ＥＣＵ１１５によって実行することができる。このため、ＨＶ−ＥＣＵ８０♯は、車両走行モードで動作する一方で、非走行時および外部充電時には停止することができる。
【０１０６】
また、実施の形態２の変形例によるハイブリッド車５′における各動作状態での制御（電源モードおよびリレー）についても、実施の形態１の変形例（図６）と同様とすることができる。
【０１０７】
実施の形態２の変形例によるハイブリッド車５′では、実施の形態１の変形例によるハイブリッド車５′による効果に加えて、車両非走行時および外部充電時には、ＨＶＭＧ−ＥＣＵ８０♯を停止することができるので消費電力を削減できる。
【０１０８】
なお、以上本実施の形態およびその変形例では電動車両の代表例としてハイブリッド車を例示したが、エンジンを搭載しない電気自動車や、燃料電池を搭載する燃料電池自動車であっても、ＤＣＤＣコンバータ６０およびＡ／Ｃインバータ９２を含む電気システムの構成および配置レイアウトを、ハイブリッド車５または５′と同様とすることができる。
【０１０９】
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。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
本発明は、車両外部の電源によって充電可能な蓄電装置を搭載した電動車両に適用できる。
【符号の説明】
【０１１１】
５，５♯，５′ ハイブリッド車、１０ メインバッテリ、１２ 電池監視ユニット、１３ ＢＡＴ−ＥＣＵ、１５ 電池パック、２１，２２，２２ インバータ、２３ コンバータ、３０ エンジン、３５ エンジンＥＣＵ、４０ 動力伝達ギヤ、４５ 駆動軸、５０ａ 前輪、５０ｂ 後輪、６０ ＤＣＤＣコンバータ、７０ 補機バッテリ、８０ ＨＶ−ＥＣＵ、８０♯ ＨＶＭＧ−ＥＣＵ、８１ ＭＧ−ＥＣＵ、８２ 電子制御ブレーキ部、９０ 空調機器、９２ Ａ／Ｃインバータ、１００ 電動車両、１０５ インレット、１１０ 充電器、１１５ ＰＬＧ−ＥＣＵ、１５２ｇ，１５３ｇ，１５５ｇ 接地配線、１５２ｐ，１５３ｐ，１５４ｐ，１５５ｐ 電源配線、４００ 外部電源、４１０ 充電ケーブル、４１２ コンセント、４１４ ＣＣＩＤボックス、４１６ コネクタ、ＣＨＲ１，ＣＨＲ２ 外部充電リレー、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、ＲＬ１，ＲＬ２ 補機リレー、ＳＭＲ１〜ＳＭＲ３ システムメインリレー、ＶＨ，ＶＬ，Ｖｉ 直流電圧。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両駆動パワーを発生するモータを搭載した電動車両であって、
車両後方領域に搭載されて、前記モータに対して入出力される電力を蓄積するための蓄電装置と、
外部電源によって前記蓄電装置を充電するための外部充電モードにおいて、前記外部電源からの電力を前記蓄電装置の充電電力に変換するとともに、該充電電力を前記蓄電装置へ供給するための外部充電機構と、
車両前方領域に搭載されて、車両走行モードにおいて前記蓄電装置および前記モータの間で電力変換を行うための第１の電力変換器と、
前記蓄電装置および前記第１の電力変換器の間を接続するための第１の電源配線と、
前記第１の電源配線および前記蓄電装置の間に接続されて、前記車両走行モードでオンされる一方で、前記外部充電モードでオフされる第１の開閉器と、
前記蓄電装置の出力電圧を補機の駆動電圧に降圧するための電圧変換器と、
前記蓄電装置および前記電圧変換器の間を接続するための第２の電源配線と、
前記蓄電装置に対して前記第１の開閉器と並列に設けられた、前記第２の電源配線および前記蓄電装置の間に接続された第２の開閉器と、
前記第２の電源配線と電気的に接続された第２の電力変換器を含む空調機器とを備え、
前記外部充電機構は、前記第１の電力変換器よりも前記蓄電装置に近接して配置される一方で、前記電圧変換器および前記空調機器は、前記蓄電装置よりも前記第１の電力変換器に近接して配置される、電動車両。
【請求項２】
前記電動車両は、
前記車両走行モードおよび前記外部充電モードの両方で動作する、前記蓄電装置を監視するための第１の制御ユニットと、
前記電動車両の走行を制御するための第２の制御ユニットとをさらに備え、
前記第２の制御ユニットは、前記車両走行モードで動作する一方で、前記外部充電モードでは停止され、
前記電圧変換器、前記第２の電力変換器、および前記第２の開閉器は、前記第１の制御ユニットによって制御される、請求項１記載の電動車両。
【請求項３】
前記外部充電機構は、
前記外部電源からの電力を前記蓄電装置の充電電力に変換するための充電器と、
前記充電器の出力電力を伝達するための第３の電源配線とを含み、
前記第３の電源配線は、前記第２の開閉器を介することなく前記第２の電源配線と接続され、
前記第２の開閉器は、前記車両走行モードおよび前記外部充電モードの両方でオンする、請求項１または２記載の電動車両。
【請求項４】
前記蓄電装置の非充電時であって、かつ、前記外部電源および前記外部充電機構が電気的に接続されている状態である場合には、前記空調機器が作動する電源ポジションが選択されているときには、前記第２の開閉器がオフされるとともに前記充電器が作動する、請求項３記載の電動車両。
【請求項５】
前記外部充電機構は、
前記外部電源からの電力を前記蓄電装置の充電電力に変換するための充電器と、
前記充電器の出力電力を伝達するための第３の電源配線と、
前記外部電源による前記蓄電装置の充電を制御するための第３の制御ユニットとを含み、
前記電動車両は、
前記第３の電源配線および前記蓄電装置の間に接続された、前記第３の制御ユニットによってオンオフを制御される第３の開閉器をさらに備え、
前記第３の開閉器は、前記車両走行モードではオフされる一方で、前記外部充電モードではオンされる、請求項１または２記載の電動車両。
【請求項６】
前記空調機器は、前記補機の一部を駆動するための第２の電源ポジションで作動するように構成される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電動車両。
【請求項１】
車両駆動パワーを発生するモータを搭載した電動車両であって、
車両後方領域に搭載されて、前記モータに対して入出力される電力を蓄積するための蓄電装置と、
外部電源によって前記蓄電装置を充電するための外部充電モードにおいて、前記外部電源からの電力を前記蓄電装置の充電電力に変換するとともに、該充電電力を前記蓄電装置へ供給するための外部充電機構と、
車両前方領域に搭載されて、車両走行モードにおいて前記蓄電装置および前記モータの間で電力変換を行うための第１の電力変換器と、
前記蓄電装置および前記第１の電力変換器の間を接続するための第１の電源配線と、
前記第１の電源配線および前記蓄電装置の間に接続されて、前記車両走行モードでオンされる一方で、前記外部充電モードでオフされる第１の開閉器と、
前記蓄電装置の出力電圧を補機の駆動電圧に降圧するための電圧変換器と、
前記蓄電装置および前記電圧変換器の間を接続するための第２の電源配線と、
前記蓄電装置に対して前記第１の開閉器と並列に設けられた、前記第２の電源配線および前記蓄電装置の間に接続された第２の開閉器と、
前記第２の電源配線と電気的に接続された第２の電力変換器を含む空調機器とを備え、
前記外部充電機構は、前記第１の電力変換器よりも前記蓄電装置に近接して配置される一方で、前記電圧変換器および前記空調機器は、前記蓄電装置よりも前記第１の電力変換器に近接して配置される、電動車両。
【請求項２】
前記電動車両は、
前記車両走行モードおよび前記外部充電モードの両方で動作する、前記蓄電装置を監視するための第１の制御ユニットと、
前記電動車両の走行を制御するための第２の制御ユニットとをさらに備え、
前記第２の制御ユニットは、前記車両走行モードで動作する一方で、前記外部充電モードでは停止され、
前記電圧変換器、前記第２の電力変換器、および前記第２の開閉器は、前記第１の制御ユニットによって制御される、請求項１記載の電動車両。
【請求項３】
前記外部充電機構は、
前記外部電源からの電力を前記蓄電装置の充電電力に変換するための充電器と、
前記充電器の出力電力を伝達するための第３の電源配線とを含み、
前記第３の電源配線は、前記第２の開閉器を介することなく前記第２の電源配線と接続され、
前記第２の開閉器は、前記車両走行モードおよび前記外部充電モードの両方でオンする、請求項１または２記載の電動車両。
【請求項４】
前記蓄電装置の非充電時であって、かつ、前記外部電源および前記外部充電機構が電気的に接続されている状態である場合には、前記空調機器が作動する電源ポジションが選択されているときには、前記第２の開閉器がオフされるとともに前記充電器が作動する、請求項３記載の電動車両。
【請求項５】
前記外部充電機構は、
前記外部電源からの電力を前記蓄電装置の充電電力に変換するための充電器と、
前記充電器の出力電力を伝達するための第３の電源配線と、
前記外部電源による前記蓄電装置の充電を制御するための第３の制御ユニットとを含み、
前記電動車両は、
前記第３の電源配線および前記蓄電装置の間に接続された、前記第３の制御ユニットによってオンオフを制御される第３の開閉器をさらに備え、
前記第３の開閉器は、前記車両走行モードではオフされる一方で、前記外部充電モードではオンされる、請求項１または２記載の電動車両。
【請求項６】
前記空調機器は、前記補機の一部を駆動するための第２の電源ポジションで作動するように構成される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電動車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−８５４８１（Ｐ２０１２−８５４８１Ａ）
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３１２８９（Ｐ２０１０−２３１２８９）
【出願日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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