JP2000303874A - 車両の発電制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料残量が少ない場合に外部への給電を禁止
し、発電による燃料消費を抑制する車両の発電制御装置
を提供する。 【解決手段】 専用の発電モードに切り替えるためのマ
ニュアル発電スイッチ１２を有し、専用の発電モードに
おいて、燃料残量センサ２０により検出したエンジン１
用の燃料の残量が、所定の閾値Ｑより少ない場合に、Ｅ
ＣＵ８が外部への給電を禁止する。これにより、外部給
電のためにエンジン１が駆動されることがなくなり、燃
料の消費が抑制され、その後の走行において、ガス欠が
発生することを防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両の発電制御装
置、特に外部へ給電するための外部端子を有する車両の
発電制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年は自動車を利用したオートキャンプ
がさかんであり、照明器具、調理器具又はＴＶ等の各種
の家庭用電化製品をキャンプ地でも利用できるようにす
るために、発電機を持参していく場合がある。しかし、
発電機運搬のために車内スペースが削られてしまうこと
や、発電機が生ずる騒音等不便な点もある。そこで、車
両に外部コンセント（外部端子）を設けて、積載してあ
るバッテリの電力又はエンジントルクによりジェネレー
タで発電した電力が利用できれば発電機を持参する必要
がなくなり便利である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来例に
おいて、エンジントルクをジェネレータに供給し発電機
として機能させて発電する場合、エンジンを駆動するた
めに燃料が消費される。したがって、燃料の残量が少な
いときに上記発電を行わせると、その後の走行において
ガス欠となり、走行不能になる可能性があるという問題
があった。

【０００４】本発明は、上記従来の課題に鑑みなされた
ものであり、燃料残量が少ない場合に外部への給電を禁
止し、発電による燃料消費を抑制する車両の発電制御装
置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、エンジンと、ジェネレータと、発電で得
た電力を車両外部へ給電するための外部端子と、を有
し、車両停車時に、エンジンによりジェネレータで発電
し、外部端子を通じて車両外部に給電を行う車両の発電
制御装置であって、エンジン用の燃料残量が所定値より
低下した場合、外部端子を通じた車両外部への給電を禁
止することを特徴とする。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態（以
下、実施形態という）を、図面に従って説明する。

【０００７】図１には、本実施形態におけるハイブリッ
ド車両の構成ブロック図が示される。エンジン１の出力
軸は、本発明に係るジェネレータであるモータジェネレ
ータ（ＭＧ）２に接続されており、モータジェネレータ
２の出力軸は、トルクコンバータ（Ｔ／Ｃ）３に接続さ
れ、トルクコンバータ３の出力軸は、歯車変速機部４ａ
に接続されている。すなわち、エンジン１の動力とモー
タジェネレータ２の動力とをトルクコンバータ３を介し
て歯車変速機部４ａに出力できるように構成されてい
る。また、歯車変速機部４ａで発生した油圧によりどの
ギヤを使用するかを制御する油圧制御部４ｂも設けられ
ている。

【０００８】なお、上記構成は例として挙げたものであ
り他の構成であっても本発明は適用可能である。例え
ば、ハイブリッド車だけでなく、通常のエンジン駆動車
両において、エンジンで駆動されるオルタネータの電力
を外部へ給電するもの、あるいは、モータジェネレータ
を車両の駆動には用いず、エンジンの始動および発電に
のみ用いる方式でもよい。

【０００９】エンジン１は、燃料の燃焼によって動力を
出力する形式の装置であり、ガソリンエンジンやディー
ゼルエンジンの他、液化石油ガスや天然ガス等のガス燃
料を燃焼させるエンジンが含まれる。モータジェネレー
タ２は、電気的エネルギを回転運動等の運動エネルギに
変換して出力するモータ機能と、伝達された動力エネル
ギを電気エネルギに変換する発電機能を併せ持つ。

【００１０】トルクコンバータ３は、駆動部材のトルク
を流体により従動部材に伝達させるもので、例えば図示
しないがポンプインペラに一体化されたフロントカバー
とタービンライナを一体に取付けたハブと、ロックアッ
プクラッチからなる。また、歯車変速機部４ａと油圧制
御部４ｂとの組み合わせにより入力回転数と出力回転数
の比（変速比）を自動で適宜変更することのできる装置
が構成され、これには有段式の変速機や変速比を連続式
に変化させることのできる無段変速機等がある。

【００１１】図２に本実施形態のシステム構成図を示
す。 モータジェネレータ２にはインバータ５を介して
バッテリ６が接続されている。インバータ５は、モータ
ジェネレータ２に対する電流及び周波数を制御し、また
モータジェネレータ２で発電する際の電流を制御するよ
うに構成されている。そしてそれらの制御を行うために
コントローラ７が設けられている。このコントローラ７
は、例えば、エンジン１の始動要求、発進要求及び制動
要求に従ってインバータ５及びバッテリ６を制御するよ
うに構成されている。

【００１２】エンジン１、モータジェネレータ２、トル
クコンバータ３、歯車変速機部４ａ、油圧制御部４ｂ、
バッテリ６等には、各種センサが設けられており、その
センサの検出信号は、ＥＣＵ８に送られる。ＥＣＵ８
は、マイクロコンピュータで構成され、エンジン１等に
制御信号を送り、車速信号やアクセル開度信号、ＳＯＣ
（State Of Charge;充電状態）信号等の検出信号に基づ
いてトルクコンバータ３のスリップ率や歯車変速機部４
ａ、油圧制御部４ｂの変速比等を制御する。

【００１３】他方、車室内に設けられたシフトレバー
（図示せず）の基部の近傍には、図３に示すようにロッ
クソレノイド２１を設置する。このロックソレノイド２
１は、ＥＣＵ８に電気的に接続されており、その制御信
号に応じて後述のとおり突出後退作動するものであり、
ロックソレノイド２１の突出作動時には、シフトレバー
は、その操作位置すなわちシフトレバー位置が、停車位
置であるＰポジション（パーキングポジション）から走
行位置であるＲ（後退）・Ｎ（中立）・Ｄ（通常走行）
・４・３・２・Ｌ（ロー）の各ポジションに移動しない
ようにロックされる。

【００１４】インバータ５には、本発明に係る外部端子
に相当する外部電源コンセント９が接続されており、イ
ンバータ５と外部電源コンセント９の間にはＯＮ／ＯＦ
Ｆの切替スイッチ１０が設けられている。

【００１５】図示していないが、エンジン１から排出さ
れた排気ガス経路である排気管には、排気ガス浄化用の
触媒が設けられている。触媒は、一般に固体金属触媒で
あり、網状の金属担体上に保持されている。この触媒層
を排気ガスが通過することにより排気ガス中の一酸化炭
素、炭化水素、酸化窒素等の有害成分が除去される。排
気管内には触媒の近傍の排気ガスの温度を検知するため
の触媒温度センサ１１が設けられており、ＥＣＵ８に検
知信号を送る。

【００１６】本実施形態においては、通常のモードとは
別に外部給電のための発電モードを有し、そのためのマ
ニュアル発電スイッチ１２が設けられている。また、外
部給電のための発電モードで発電していることを乗員に
知らせるためのモードインジケータ１３が備えられてい
る。

【００１７】車両発進時や低速走行時にはモータジェネ
レータ２をモータとして機能させモータ出力のみで走行
する。通常走行時には、エンジン１を始動させてエンジ
ン出力で走行する。上坂路や加速時等エンジン１に高負
荷がかかる時にはエンジン１に加えモータジェネレータ
２をモータとして機能させ両動力源より走行する。車両
減速時や制動時には、モータジェネレータ２を発電機と
して機能させ、バッテリ６に電力を回生する。さらにバ
ッテリ６のＳＯＣが低下した場合には、エンジン１の出
力を増大させ、エンジン出力をモータジェネレータ２で
電力に変換してバッテリ６に充電する。

【００１８】また、上記シフトレバー位置がＰポジショ
ンの場合には、マニュアル発電スイッチ１２により発電
モードを選択し、エンジン１の出力によりモータジェネ
レータ２で発電しつつ、この電力を外部電源コンセント
９から外部へ給電させることもできる。この場合、エン
ジン１により燃料が消費されるので、燃料の残量が少な
い時に上記発電を行わせると、前述の通り、後の走行が
ガス欠で不能になる可能性がある。

【００１９】そこで、本実施形態では、図２に示された
燃料残量センサ２０により燃料の残量を検出し、これを
ＥＣＵ８に入力する構成となっている。ＥＣＵ８では、
入力された燃料残量が所定の閾値Ｑより少ない場合に車
両外部への給電を禁止する。外部給電が禁止されれば、
外部給電のためにエンジン１が駆動されることもなくな
るので、発電のために燃料が消費されなくなり、その後
の走行においてガス欠となることを防止できる。

【００２０】次に、図４に示す本実施形態における車両
の発電制御装置の処理フローチャートを用いて外部給電
のための発電手順を説明する。

【００２１】まず、ＥＣＵ８は、各種センサの入力信号
を処理し（Ｓ２０）、次に、マニュアル発電スイッチ１
２がＯＮ状態かどうかを判定する（Ｓ３０）。乗員が外
部給電のためにモータジェネレータ２による発電若しく
はバッテリ６からの放電を行いたい場合は、マニュアル
発電スイッチ１２をＯＮにして外部給電のための発電モ
ードを設定し、このマニュアル発電スイッチ１２からＥ
ＣＵ８に送られる信号１４によってＯＮ／ＯＦＦが判定
される。マニュアル発電スイッチ１２がＯＦＦ状態の場
合は、外部電源コンセント９からの電力取出を禁止する
（Ｓ１００）。この場合はＥＣＵ８から切替スイッチ１
０をＯＮにする信号１５が送られず、切替スイッチ１０
がＯＦＦ状態にあるため外部電源コンセント９から電力
を取出すことができない。外部への給電をマニュアル発
電スイッチ１２がＯＮされた場合のみに限定するように
構成したのは、この発電モードの実行中であれば、発電
を行わずにバッテリ６の放電により給電した場合でも、
ＳＯＣが低くなればエンジン１が始動され、バッテリ６
への充電が開始される結果、バッテリ６内の電力が全て
消費される事態を回避できるからである。

【００２２】ステップ３０にてスイッチＯＮの場合は、
続いてシフトレバー位置がＰポジション（停車位置）か
どうかを、シフトレバーの位置センサ（図示せず）の検
出信号に基づいて判定する（Ｓ４０）。ステップ４０に
おいてシフトレバー位置がＰポジション以外である場合
には、発電を開始せず、外部電源コンセント９からの電
力取出を禁止する（Ｓ１００）。また、モードインジケ
ータ１３を消灯し、外部電源コンセント９が使用できな
い状態にあることを乗員に認識させる（Ｓ１１０）。こ
のようにシフトレバー位置がＰポジションの場合にのみ
発電を行うこととしたのは、Ｐポジションの場合には車
両が停車中であり、エンジン１に負荷がかかっていない
状態だからである。

【００２３】他方、シフトレバー位置がＰポジションに
あるときは、燃料残量センサ２０により検出した燃料の
残量が所定の閾値Ｑより少ないかどうかを判定する（Ｓ
４５）。燃料残量が閾値Ｑより少ない場合は、ＥＣＵ８
が外部電源コンセント９からの電力取出を禁止する（Ｓ
１００）。

【００２４】これに対し、燃料残量が閾値Ｑ以上の場合
には、続いてＳＯＣが所定値Ａ％以上かどうかを、バッ
テリ６に設けられたＳＯＣセンサ（図示せず）からの信
号１６に基づいて判定する（Ｓ５０）。

【００２５】ＳＯＣが所定値Ａ％以上のときは、バッテ
リ６の容量が充分であるため、発電を開始しない。所定
値Ａ％未満のときは、専用制御ロジックでエンジン１を
駆動させる（Ｓ６０）。ここで専用制御ロジックとは、
例えば触媒温度センサ１１により触媒近傍の排気ガス温
度をモニターし信号１７としてＥＣＵ８に送り、排気ガ
ス温度が所定の触媒活性温度より低い場合に、エンジン
回転数を増加させて排気ガス温度を高める制御をいう。
エンジン回転数の制御はスロットルバルブの開閉によっ
て行われる。ここではエンジン始動当初よりむしろアイ
ドリング程度のエンジン回転数を長時間続けた場合の排
気ガス温度の低下が問題となる。なお、このように触媒
温度センサ１１の検出値が所定値を維持するように制御
する構成に代えて、エンジン回転数が所定値を維持する
ように制御する構成としてもよく、このような構成によ
っても触媒の温度低下による排気ガス浄化能力低下を防
止することができる。このような専用制御ロジックの実
行により、排気ガス浄化用の触媒が常に十分な活性化温
度範囲に維持される。

【００２６】また、図５に示すモータジェネレータ２の
特性図におけるモータ効率の最高点で発電できるよう
に、モータトルクと回転数を制御してもよい。図５は横
軸にモータ回転数ＮＭ、縦軸にモータトルクＴＭをとっ
た場合のモータ効率ηＭが示されている。図に示すよう
に回転数ＮＭ及びトルクＴＭが増大するほどモータ効率
ηＭは増大し、ある回転数ＮＭ及びトルクＴＭの範囲で
極大となる。

【００２７】さらに排気ガス温度が触媒活性温度以上と
なるエンジン１の最低回転数Ｎ１以上の回転数であっ
て、最もモータジェネレータ２のモータ効率が良くなる
点で発電できるようモータトルク又はモータ回転数を制
御してもよい。尚、この専用制御ロジックは、外部電源
コンセント９と特別なマニュアル発電スイッチ１２を設
けた本実施形態に限らず、これらを有しない一般のハイ
ブリッド車にも、例えば歯車変速機部４ａ、油圧制御部
４ｂの変速比を適切に制御する構成とすることによって
適用することが可能である。

【００２８】続いて補機の作動が禁止される（Ｓ７
０）。補機とはここでは、外部給電のための発電と無関
係の装置、例えばエアコンや、歯車変速機部４ａ、油圧
制御部４ｂの電動オイルポンプのモータをいう。ガソリ
ン車はエンジン始動とともにクランクシャフトの回転を
伝達して機械式のオイルポンプを作動させるが、ハイブ
リッド車両は、発進時はエンジン１が始動しないため、
バッテリ６の電力を用いて電動オイルポンプを作動させ
ている。従って、通常の車両を停止させてのバッテリ６
の充電モードにおいては、前記の電動オイルポンプは作
動しており、エンジン１に対する負荷となるため、燃費
が悪くなる。同様にエアコン等も負荷となる。これに対
し本実施形態では、外部給電のための発電モードの実行
中には、ステップ７０で補機の作動を禁止した結果、こ
れらの負荷がなく燃費を向上できる一方、車両停車中に
はトルクをタイヤに伝えることを考慮する必要がないた
め、補機を作動させなくとも不都合はない。

【００２９】続いてステップ６０にいう専用制御ロジッ
クに基づいて所定のモータトルク・回転数にてモータジ
ェネレータ２が駆動され発電が行われる（Ｓ８０）。

【００３０】モータジェネレータ２で発電された電力は
インバータ５により所定の電圧に落とされ、外部電源コ
ンセント９へ送られる。このとき、余剰に発電された電
力はバッテリ６へ送られ、バッテリ６を充電する（Ｓ９
０）。尚、このように余剰に発電された電力を利用して
バッテリ６を充電することに加え、バッテリ６のＳＯＣ
の低下が検出された場合には積極的に充電を行う構成と
してもよい。

【００３１】続いて外部電源コンセント９からの電力の
取出が許可される（Ｓ１４０）。この場合ＥＣＵ８から
切替スイッチ１０へ信号１５が送られ、スイッチ１０が
ＯＮに切り替えられインバータ５から外部電源コンセン
ト９へ送電される。

【００３２】次に、ステップ１５０において、シフトレ
バー近傍のロックソレノイド２１に対して制御信号が送
られ、これによりロックソレノイド２１が突出作動し、
シフトレバー位置が停車位置であるＰポジションから走
行位置であるＲ・Ｎ・Ｄ・４・３・２・Ｌの各ポジショ
ンに移動しないようにロックされる。このようにしてシ
フトレバーが停車位置であるＰポジションでロックされ
る結果、モータジェネレータ２の給電運転中にシフトレ
バーが走行位置に誤操作されることに起因したショック
の発生を防止でき、また他方、このようなショックの発
生のおそれを考慮することなく、例えば高い回転数でモ
ータジェネレータ２を運転する等、発電モードの制御内
容を自由に設計できるという利点がある。

【００３３】最後にＥＣＵ８から発電モードインジケー
タ１３へ点灯信号１８が送られ、インジケータ１３が点
灯する（Ｓ１６０）。これにより乗員は、外部給電が可
能な状態であることを知ることができる。

【００３４】他方、ステップ５０においてＳＯＣが所定
値Ａ％以上と判定された場合、エンジン１が作動してい
る場合にはこれを停止する（Ｓ１２０）。従って、この
ときは発電は行われない。次にバッテリ６の放電モード
が設定され（Ｓ１３０）、これによりバッテリ６の電力
がインバータ５を介して外部電源コンセント９へ送られ
る。ステップ１４０以下の処理は同じである。尚、バッ
テリ６の放電の結果、ＳＯＣが所定値Ａ％を下回ると、
ステップ５０で再び否定判定され、ステップ６０より専
用制御ロジックでエンジン１が駆動され、再びモータジ
ェネレータ２による発電が開始される。

【００３５】ここで、切替スイッチ１０により外部への
給電をカットしたのは、シフトレバー位置がＰポジショ
ン以外の場合だけであるが、この他、モータジェネレー
タ２による発電及びバッテリ６の放電が正常状態でない
場合に切替スイッチ１０により給電をカットする構成と
してもよい。モータジェネレータ２による発電及びバッ
テリ６の放電が正常状態でない場合としては、例えば、
バッテリ６のＳＯＣの極度の低下や、電圧低下、モータ
ジェネレータ２による発電ができないとき、外部電源コ
ンセント９系の故障等がある。これにより、車両の移動
を防止できる他、バッテリ６等を保護することができ
る。本実施形態では、ハイブリッド車両について説明し
たが、本発明はこれに限定されるものではなく、例え
ば、通常のエンジンにより駆動される車両であって、こ
のエンジンの動力で発電を行うジェネレータ（オルタネ
ータ）の電力を外部へ給電するよう構成した車両であっ
てもよい。

【００３６】

【発明の効果】このように、本発明では、外部給電のた
めの発電モードを通常の充電モード以外に別途設け、エ
ンジン用の燃料残量が所定値より低下した場合、車両外
部への給電を禁止するので、その後の走行においてガス
欠となることを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態における駆動装置の構成を
示すブロック図である。

【図２】 本発明の実施形態の制御装置の構成を示すシ
ステム構成図である。

【図３】 本発明の実施形態におけるシフトレバーの各
操作位置とロックソレノイドとを示す平面図である。

【図４】 本発明の実施形態における処理フローチャー
トである。

【図５】 本発明の実施形態におけるモータジェネレー
タの特性図である。

【符号の説明】

１ エンジン、２ モータジェネレータ、３ トルクコ
ンバータ、４ａ 歯車変速機部、４ｂ 油圧制御部、５
インバータ、６ バッテリ、７ コントローラ、８
ＥＣＵ、９ 外部電源コンセント、１０ 切替スイッ
チ、１１ 触媒温度センサ、１２ マニュアル発電スイ
ッチ、１３ モードインジケータ、１４，１５，１６，
１７，１８ 信号、２０ 燃料残量センサ、２１ ロッ
クソレノイド。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G093 AA05 AA06 AA07 AA16 AB00 AB01 CB01 DA00 DA06 DB00 DB05 DB11 EB00 FA11 FB05 5H590 AA30 AB05 CA07 CA09 CA23 CB01 CC01 CD03 CE04 CE05 CE10 EA01 EA10 FA03 FA05 FC26 GA04 GA09 GA10 GB05 HA01 HA02 HA11 HA18 HA25 JA02 KK01

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンと、ジェネレータと、発電で得
   た電力を車両外部へ給電するための外部端子と、を有
   し、車両停車時に、エンジンによりジェネレータで発電
   し、前記外部端子を通じて車両外部に給電を行う車両の
   発電制御装置であって、 前記エンジン用の燃料残量が所定値より低下した場合、
   前記外部端子を通じた車両外部への給電を禁止すること
   を特徴とする車両の発電制御装置。