CN103770620A

CN103770620A - 混合动力车辆

Info

Publication number: CN103770620A
Application number: CN201310493495.1A
Authority: CN
Inventors: 桥元庆太
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-10-23
Filing date: 2013-10-21
Publication date: 2014-05-07
Also published as: JP5626309B2; US9169764B2; US20140109556A1; JP2014083943A

Abstract

一种混合动力车辆，其配备有内燃机和用于使所述车辆行驶的电动发电机，所述车辆包括：蓄电装置（70），其存储要提供给所述电动发电机的电力；漏电检测电路（500），其检测绝缘电阻的降低，所述漏电检测电路电连接到所述蓄电装置的负极；电加热催化剂装置（140）；以及电源装置（100），其借助通过绝缘机构的电力转换路径，将来自所述蓄电装置的电力转换为所述电加热催化剂装置的通电电力。所述电源装置包括开关装置（S1）。所述开关装置在所述电加热催化剂装置被通电时断开，在所述电加热催化剂装置的绝缘电阻降低被检测到时闭合。

Description

混合动力车辆

引用参考

2012年10月23日提交的编号为2012-233645的日本专利申请的包括说明书、附图和摘要的全部内容通过引用的方式并入于此。

技术领域

本发明涉及一种配备有内燃机和用于使所述车辆行驶的电动发电机的混合动力车辆，更具体地说，本发明涉及在内燃机的排气通道中设置有电加热催化剂（EHC）的混合动力车辆。

背景技术

配备有内燃机的车辆通常配备催化剂来净化内燃机排放的废气。催化剂不能充分净化废气，除非达到催化剂的活性温度。因此，已有人提出一种通过电加热器等加热催化剂的方式被配置的EHC。

公开号为2009-274479的日本专利申请（JP-2009-274479 A）公开了在混合动力车辆上设置EHC时使用的电气系统的配置，其中可以从在车辆外部安装的电源（下文称为“外部电源”）对车载蓄电装置充电。通过在启动期间通电产生热量来升高EHC中的催化剂温度。使用外部电源对车载蓄电装置充电在下文中简称为“外部充电”。

JP-2009-274479 A公开了通过使用用于外部充电的充电器对EHC通电的电气系统的配置。更具体地说，在所公开的配置中，EHC与包括变压器的绝缘型电力转换器构成的充电器中的变压器的一次绕组或二次绕组并联连接。

由于EHC设置于引擎的排气通道内，因此，绝缘电阻降低导致的电气异常可能在煤烟或水的作用下发生。在JP-2009-274479 A中公开的配置中，可通过将EHC与变压器的二次绕组进行并联连接来确保蓄电装置与EHC之间的绝缘。

但是，在JP-2009-274479 A所公开的配置中，EHC未设置用于在车辆被使用时检测绝缘电阻降低的电路（下文称为“漏电检测电路”）。因此，当EHC的绝缘电阻在煤烟或水的作用下临时降低时，可能无法检测到此类降低的发生。

进一步地，为了通过确保蓄电装置与EHC之间绝缘的电路配置检测EHC的绝缘电阻降低，有必要安装与连接到蓄电装置的电路系统分离的漏电检测电路。因此，可能增加成本。

发明内容

本发明的目的是在配备有EHC的混合动力车辆中在将蓄电装置与EHC电绝缘之后给EHC通电，并且有效地检测EHC的绝缘电阻的降低，同时避免增加电路数量。

根据本发明的第一方面，一种配备有内燃机和用于使车辆行驶的电动发电机的混合动力车辆包括：蓄电装置，其存储要提供给所述电动发电机的电力；漏电检测电路，其检测绝缘电阻的降低；电加热催化剂装置，其电加热催化剂，所述催化剂净化从所述内燃机排放的废气；以及电源装置。所述漏电检测电路电连接到所述蓄电装置的负极。所述电源装置借助通过绝缘机构的电力转换路径，将来自所述蓄电装置的电力转换为所述电加热催化剂装置的通电电力。所述绝缘机构被配置为使得在电连接到所述蓄电装置的一次侧和电连接到所述电加热催化剂装置的二次侧已被电绝缘之后电能被传递。所述电源装置包括将所述绝缘机构的所述一次侧和所述二次侧相互电连接的开关装置。所述开关装置在所述电加热催化剂装置被通电时断开，在所述电加热催化剂装置的绝缘电阻降低被检测到时闭合。

根据第一方面的混合动力车辆可以进一步包括测试单元和禁止单元。当所述电加热催化剂装置的绝缘电阻降低的存在/不存在被请求检查时，该测试单元在所述开关装置处于接通状态下，通过所述漏电检测电路验证所述绝缘电阻是否已经降低。当所述测试单元检测到所述绝缘电阻降低时，该禁止单元禁止所述电源装置对所述电加热催化剂装置通电。

根据第一方面的混合动力车辆可以进一步包括测试单元和允许单元。当所述电加热催化剂装置的绝缘电阻降低的存在/不存在被请求检查时，该测试单元在所述开关装置处于接通状态下，通过所述漏电检测电路验证所述绝缘电阻是否已经降低。当所述测试单元未检测到所述绝缘电阻降低时，该允许单元允许所述电源装置对所述电加热催化剂装置通电。

根据本发明的第二方面，一种配备有内燃机和用于使车辆行驶的电动发电机的混合动力车辆包括：蓄电装置，其存储要提供给所述电动发电机的电力；电力接收单元，其接收从位于所述车辆外部的电源提供的电力；电加热催化剂装置，其电加热催化剂，所述催化剂净化从所述内燃机释放的废气；漏电检测电路，其检测绝缘电阻的降低；以及充电器，其借助通过绝缘机构的电流转换路径执行交流/直流（AC/DC）电力转换，通过该转换，当从所述电源提供电力时，所述电力接收单元接收到的电力被转换为所述蓄电装置的充电电力。所述漏电检测电路电连接到所述蓄电装置的负极。所述绝缘机构被配置为使得在电连接到所述电力接收单元的一次侧和电连接到所述蓄电装置的二次侧已被电绝缘之后电能被传递。所述充电器包括第一和第二电力线，在这两个电力线之间输出DC电压，还包括第一电力转换单元和开关装置。所述第一和第二电力线电连接到所述电力转换路径上的所述绝缘机构的所述一次侧和所述电加热催化剂装置。所述第一电力转换单元被配置为在从所述电源没有提供电力时所述电加热催化剂装置被启动的情况下，通过相对于所述AC/DC电力转换的部分反向转换，将来自所述蓄电装置的电力转换为要输出到所述第一和第二电力线的所述DC电压。所述开关装置被配置为在所述电加热催化剂装置未通电期间当绝缘电阻降低被检测到时，将所述绝缘机构的所述一次侧和所述二次侧相互电连接。

根据第二方面的混合动力车辆可以进一步包括：第一切断机构，其设置在所述第一电力线与所述电加热催化剂装置之间；以及第二切断机构，其设置在所述第二电力线与所述电加热催化剂装置之间。

所述第一电力转换单元可被配置为在所述蓄电装置与所述第一和第二电力线之间执行双向电力转换。所述充电器可以进一步包括第二电力转换单元。所述第二电力转换单元可被配置为当从所述电源提供电力时，将所述电力接收单元接收到的所述AC电力转换为DC电力并在所述第一与第二电力线之间输出所述DC电力，以将所述第一与第二电力线之间的所述DC电压控制为目标电压。

进一步地，所述充电器可被配置为在所述蓄电装置由所述电源充电时所述电加热催化剂装置被启动的情况下，通过利用所述第一电力转换单元控制所述第一与第二电力线之间的所述DC电压，控制提供给所述电加热催化剂装置的电力，并且利用所述第二电力转换单元控制所述蓄电装置的充电电力。

通过这些实施例，在配备有EHC的混合动力车辆中，可以在将所述蓄电装置和所述ECH相互电绝缘之后给所述EHC通电，并且有效地检测EHC绝缘电阻的降低，同时避免增加电路数量。

附图说明

下面将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点和技术与工业意义，在所述附图中，相同的附图标记表示相同的部件。其中：

图1是示出根据本发明的实施例1的混合动力车辆的配置的框图；

图2是图1所示的动力分割装置的共线图；

图3是用于解释将电力提供给EHC的系统的配置的电路图；

图4是示出漏电检测电路的配置实例的框图；

图5是用于解释通过图4所示的漏电检测电路检测绝缘电阻的降低（发生漏电）的方法的示意性波形图；

图6是示出绝缘电阻值与峰值之间关系的示意图；

图7是示出用于在根据实施例1的混合动力车辆中检测EHC的绝缘电阻降低（漏电）的存在/不存在的控制处理的流程图；

图8是示出根据本发明的实施例2的混合动力车辆的配置的框图；

图9是示出图8所示的充电器的配置实例的电路图；以及

图10示出各种车辆状况下图9所示的充电器中的旁路开关和EHC继电器的控制。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的实施例。在附图中，为相同或对应的组件指定相同的附图标记，并且不再重复对它们的解释。

（实施例1）图1是示出根据本发明的实施例1的混合动力车辆的配置的框图。

混合动力车辆1配备有引擎10、第一电动发电机（MG）20、第二MG 30、动力分割装置40、减速器50、电力控制单元（下文称为“PCU”）60、蓄电装置70、驱动轮80和电子控制单元（下文称为“ECU”）200。引擎10、第一MG 20和第二MG 30与动力分割装置40连接。

通过从引擎10和第二MG 30中的至少一者输出的驱动力驱动混合动力车辆1。

引擎10是内燃机，其通过燃烧空气与燃料的气体混合物产生燃烧能量而产生旋转曲轴的驱动力。引擎10产生的动力被动力分割装置40分为两个路径。这样，在一个路径上，动力通过减速器50而被传输到驱动轮80，在另一个路径上，动力被传输到第一MG 20。

第一MG 20和第二MG 30是AC电动发电机并且例如被配置为三相同步电动发电机。PCU 60通过在蓄电装置70与第一MG 20和第二MG 30之间执行双向电力转换，控制第一MG 20和第二MG 30的输出（转速和/或转矩）。

第一MG 20通过使用动力分割装置40分割的引擎10的动力发电。第一MG 20产生的电力被PCU 60从AC转换为DC并被存储在蓄电装置70内。

第二MG 30通过使用蓄电装置70内存储的电力和第一MG 20产生的电力中的至少一者产生驱动力。第二MG 30的驱动力通过减速器50被传输到驱动轮80。在图1中，前轮被示出为驱动轮80，但是第二MG 30也可以驱动后轮或将后轮与前轮一起驱动。

例如，当车辆制动时，由驱动轮80通过减速器50驱动第二MG 30，并且第二MG 30作为发电机执行操作。因此，第二MG 30还用作将车辆的动能转换为电力的再生制动器。第二MG 30产生的电力存储在蓄电装置70内。

动力分割装置40由包括太阳齿轮、小齿轮、齿轮架和环形齿轮的行星齿轮机构构成。小齿轮（pinion gear）与太阳齿轮和环形齿轮啮合。齿轮架旋转地支撑小齿轮并连接到引擎10的曲轴。太阳齿轮连接到第一MG 20的旋转轴。环形齿轮连接到第二MG 30的旋转轴和减速器50。

作为引擎10、第一MG 20和第二MG 30通过由行星齿轮机构构成的动力分割装置40而连接的结果，引擎10、第一MG 20和第二MG 30的转速通过图2所示的共线图中的直线而相互关联。

再次参照图1，PCU 60由来自ECU 200的控制信号控制。PCU 60将从蓄电装置70提供的DC电力转换为用于驱动第一MG 20和第二MG 30的AC电力。PCU 60将转换的AC电力输出到第一MG 20和第二MG 30。因此，第一MG 20和第二MG 30由蓄电装置70内存储的电力驱动。PCU60还可以将第一MG 20和第二MG 30产生的AC电力转换为DC电力并通过转化的DC电力给蓄电装置70充电。

蓄电装置70是DC电源，其存储用于驱动第一MG 20和第二MG 30的电力，并且例如通过诸如镍氢电池或锂离子电池之类的二次电池进行配置。蓄电装置70的输出电压为例如200V的高压。也可以使用高容量电容器作为蓄电装置70。

混合动力车辆1还配备有排气通道130。从引擎10释放的废气通过排气通道130排放到大气中。在排气通道130的中部设置EHC 140。EHC 140是催化剂，该催化剂可被配置为，使得催化剂通过电加热器（将电能转换为热能的电阻）而被电加热。例如，需要根据催化剂温度给EHC 140通电。

电源装置100将蓄电装置70的输出电压转换为用于给EHC 140通电的DC电压Vdc。在EHC 140中，通过来自电源装置100的DC电压Vdc产生的热量升高催化剂温度。其中EHC 140的电阻由R表示，EHC 140的通电电力为(Vdc)²/R。因此，通过控制DC电压Vdc，可以控制决定EHC140产生的热量的通电电力。可以使用各种传统的EHC作为EHC 140。

需要根据催化剂温度给EHC 140通电。例如，当车辆运行开始时或车辆行驶时催化剂温度低于预定温度时，需要给EHC 140通电。

ECU 200包括中央处理单元（CPU）和存储器（图中未示出）并被配置为基于存储器中存储的地图和程序，使用来自各种传感器的检测值来执行计算处理。另选地，ECU 200的至少一部分可被配置为通过诸如电子电路之类的硬件执行预定的数值和逻辑计算处理。

ECU 200产生控制信号来控制安装在混合动力车辆1上的装置。在图1所示的配置中，ECU 200将控制信号输出到PCU 60和电源装置100。

下面将参照图3解释用于将电力提供给EHC 140的配置。现在参照图3，蓄电装置70通过电容器C1和电抗器L1连接到用于给EHC供电的电源装置100。

电源装置100具有构成全桥接电路的功率半导体开关元件Q1至Q4、绝缘变压器150、以及构成二极管电桥的二极管D5至D8。

在图3中，作为实例，示出绝缘栅双极型晶体管（IGBT）作为功率半导体开关元件（下文简称为“开关元件”），但是也可以使用功率金属氧化物半导体（MOS）晶体管或功率双极型晶体管。反并联的二极管D1至D4以分别对应于开关元件Q1至Q4的方式而设置。

电力线PL1电连接到蓄电装置70的正极，电力线GL1电连接到蓄电装置70的负极。因此，在电力线PL1与GL1之间施加对应于蓄电装置70的输出电压的DC电压。

由开关元件Q1至Q4构成的全桥接电路将电力线PL1、GL1之间的DC电压转换为AC电压，并将转换的电压输出到电力线102。电力线102连接到绝缘变压器150的一次线圈151。

绝缘变压器150具有由磁性材料构成的磁芯，以及缠绕在磁芯上的一次线圈151和二次线圈152。一次线圈151和二次线圈152相互电绝缘。在绝缘变压器150中，根据一次线圈151和二次线圈152的匝数比在一次线圈151的AC电压与二次线圈152的AC电压之间转换电压电平。绝缘变压器150的二次线圈152连接到电力线104。

构成二极管电桥的二极管D5至D8通过全波整流，将电力线104中出现的AC电压转换为DC电压，并将转换的电压输出到电力线PL2、GL2。构成EHC140的发热用的电阻器电连接在电力线PL2、GL2之间。

通过借助开关元件Q1至Q4的接通/关断控制来控制电力线102中出现的AC电压的振幅，可以控制电力线PL2、GL2之间的DC电压Vdc。因此，图1所示的ECU 200根据通过传感器（图中未示出）获取的DC电压Vdc的检测值与Vdc的目标值的比较结果，产生用于开关元件Q1至Q4的接通/关断控制的控制信号PWM1。DC电压Vdc的目标值可被设定为对应于允许EHC 140充分地发挥出其功能的适当的通电电力的电压值。通过控制上述DC电压Vdc，可以适当地控制通电电力，即，控制EHC 140中产生的热量。

由于电连接到蓄电装置70的一次侧和电连接到EHC 140的二次侧通过绝缘变压器150而电绝缘，因此，电源装置100将蓄电装置70的输出电力（DC电压Vb）转换为EHC 140的通电电压（DC电压Vdc）。

由于蓄电装置70与EHC 140通过绝缘变压器50而相互电绝缘，因此即使在EHC 140中出现诸如漏电之类的电气异常时，仍确保EHC 140与电连接到蓄电装置70的用于驱动车辆的电路系统（图1所示的PCU 60、第一MG 20和第二MG 30）之间的电绝缘。

连接到蓄电装置70的电路系统设置有漏电检测电路500，用于判定是否已经发生绝缘电阻降低，即，用于检测漏电的发生。漏电检测电路500检测电连接到蓄电装置70的负极的电力线GL1与混合动力车辆1的接地节点5（一般为车辆底盘）之间的绝缘电阻的降低。

图4是示出漏电检测电路的配置实例的框图。现在参照图4，漏电检测电路500包括AC电源510、电阻器520、电容器530、带通滤波器540和峰值保持电路550。

AC电源510和电阻器520在节点N1与接地节点5（车辆底盘）之间串联连接。电容器530连接在节点N1与电力线GL1（蓄电装置70的负极）之间。连接到蓄电装置70的所有电路被示出为图4中的电路系统2。

在漏电检测电路500中，AC电源510输出具有预定频率的AC信号，例如2.5Hz的AC信号。带通滤波器540在节点N1上接收AC信号，从接收到的AC信号中仅提取具有上述预定频率（例如2.5Hz）的分量，然后将提取出的分量输出到峰值保持电路550。

峰值保持电路550保持从带通滤波器540接收到的2.5Hz的AC信号的峰值，并将所保持的峰值Vk输出到ECU 200。在节点N1中产生通过利用电阻器520和绝缘电阻（图中的Ri）对AC电源510的输出电压分压而获得的AC电压VN1。

图5是用于解释用于通过漏电检测电路500检测绝缘电阻的降低（发生漏电）的方法的示意性波形图。

现在参照图5，当绝缘电阻未降低并且漏电未发生时，带通滤波器540输出的AC电压VN1示出波形WV0。此时，峰值Vk=Vk0。当Ri=∞时，Vk0等于AC电源510的输出信号的峰值。

与之相对，当绝缘电阻降低时，AC电压VN1示出具有降低的振幅的波形WV1。这样，峰值Vk从Vk0降到Vk1。

流入电阻器520的电流增加，并且电阻器520上的电压降随着绝缘电阻（Ri）的降低而升高。因此，如图6所示，峰值Vk根据绝缘电阻值而变化。更具体地说，峰值Vk随着绝缘电阻值的减小而减小。

因此，通过判定对应于所允许的绝缘电阻下限值的峰值Vkth，ECU200可以基于Vkth与从峰值保持电路550输出的峰值Vk的比较，检测连接到漏电检测电路500的电力线（图3中的电力线GL1）与接地节点5之间的绝缘电阻下降。例如，当Vk<Vkth时，可以检测到在漏电检测电路500所连接到的电路系统（蓄电装置70和电路系统2）中已经发生漏电。

现在再次参照图3，在根据本实施例的混合动力车辆中，电源装置100进一步包括旁路开关S1，该开关用于电连接绝缘变压器150的一次侧和二次侧。旁路开关S1根据来自ECU 200的控制信号SE1而进行接通/关断的切换。旁路开关S1可被配置为能够通过接通/关断的控制来控制通电路径的形成与断开的任何开关装置，例如半导体继电器和半导体开关。

在图3所示的实例中，旁路开关S1连接在连接到一次线圈151的电力线102与连接到二次线圈152的电力线104之间。另选地，旁路开关S1可以连接在电力线GL1与电力线GL2之间。

旁路开关S1一般处于关断状态。当旁路开关S1关断时，电源装置100作为绝缘电力转换器执行操作，从而可以将来自蓄电装置70的电力转换为EHC 140的通电电力。同时，通过在EHC 140不通电时将旁路开关S1设为关断，可形成这样的路径：在该路径中，EHC 140通过电力线GL1电连接到漏电检测电路500。因此，可以使用漏电检测电路500检查在EHC140中是否已经发生绝缘电阻降低（下文称为“漏电检查”）。

图7是示出在根据实施例1的混合动力车辆中检测EHC的绝缘电阻降低的发生的控制处理的流程图。图7所示的一系列控制处理操作例如由ECU 200执行。

现在参照图7，在步骤S100，ECU 200判定是否已经请求EHC 140的漏电检查。EHC 140的漏电检查一般在车辆开始行驶时执行，例如，在打开点火开关时执行。另选地，为了确保彻底安全，可以在每次给EHC 140通电时执行漏电检查。当尚未请求EHC 140的漏电检查时（S100的结果为否），处理结束。在EHC 140处于非通电状态时执行漏电检查。

当请求了漏电检查时（S100的结果为是），ECU 200在步骤S110接通旁路开关S1。这样，ECU 200产生用于接通旁路开关S1的控制信号SE1。由此，形成这样的路径：通过此路径，EHC 140电连接到漏电检测电路500。

在步骤S120，ECU 200在旁路开关S1处于接通的状态下，通过使用漏电检测电路500，基于峰值Vk检查是否已经发生EHC 140的绝缘电阻下降（漏电）。ECU 200可以根据在在旁路开关S1接通之前，通过利用漏电检测电路500验证连接到蓄电装置70的电路系统（电力线GL1）的绝缘电阻尚未降低，基于在S120中获取的漏电检查结果，立即判定EHC140中是否已经发生漏电（步骤S130）。

当EHC 140的绝缘电阻已经降为低于基准水平时，即，当已经检测到漏电时（步骤S130的结果为是），ECU 200关断旁路开关S1（步骤S160）并在步骤S170禁止给EHC 140通电。因此，即使在随后请求给EHC 140通电时，也不会给EHC 140通电。在步骤S170，ECU 200可进一步执行预定诊断，以指定EHC 140中的漏电位置。

同时，当EHC 140的绝缘电阻尚未降为低于基准水平时，即，当尚未检测到漏电时（步骤S130的结果为否），ECU 200关断旁路开关S1（步骤S140），然后在步骤S150允许给EHC 140通电。这样，当随后响应于催化剂温度降低而请求给EHC 140通电时，蓄电装置70的输出电压被转换为DC电压Vdc并由电源装置100提供给EHC 140。

如上所述，在根据本实施例的混合动力车辆中，由于在绝缘电源装置100中设置了旁路开关S1，因此可以实现将电力提供给与蓄电装置70绝缘已被确保的EHC 140，并且还可以在蓄电装置70与EHC 140之间共享漏电检测电路500。这样，除了用于连接到蓄电装置70的电路系统的漏电检测电路500，不必设置专用于EHC 140的漏电检测电路。因此，可以避免增加电路数量，并且能够高效地检测EHC 140的绝缘电阻降低。

进一步地，实施例1中描述的绝缘电源装置100的配置不限于图3中作为实例示出的电路配置。因此，可以使用具有任何电路配置的电源装置，前提是只要将旁路开关用于电连接绝缘机构的一次侧（蓄电装置侧）和二次侧（EHC侧），可以在通过诸如变压器之类的绝缘机构将蓄电装置70与EHC 140绝缘时，通过使用来自蓄电装置70的电力将电力提供给EHC140。

（实施例2）在实施例2中，可外部充电的混合动力车辆的电路配置被解释为EHC的供电系统的变形。

图8是示出根据本发明的实施例2的混合动力车辆的配置的框图。

现在参照图8，除了图1所示的混合动力车辆1的组件，根据实施例2的混合动力车辆1#还具有充电端口110和充电器300作为用于外部充电的组件。

充电端口110是用于从外部电源210接收电力的电力接口。在外部充电期间，用于从外部电源210向车辆提供电力的充电电缆的连接器220连接到充电端口110。还可以使用通过外部电源与车辆之间的电磁耦合从外部电源向充电端口110提供电力的配置，即，采用无接触方式，而非通过与电缆电连接的方式。这样，此描述确认未特别地限制从外部电源210向混合动力车辆1的充电端口110提供电力的模式。

充电器300通过绝缘电力转换器进行配置，该绝缘电力转换器被配置为使得蓄电装置70与充电端口110电绝缘。充电器300具有电连接到EHC140的节点。如下面描述的那样，用于将DC电压Vdc提供给EHC 140的电源装置100#被配置为使用充电器300的一部分。

图9是示出充电器300的配置实例的电路图。现在参照图9，蓄电装置70以图2所示的相同方式电连接在电力线PL1与GL1之间。进一步地，为连接到蓄电装置70的电路系统提供漏电检测电路500，该漏电检测电路用于检测电力线GL1与接地节点5之间的绝缘电阻的降低。

现在参照图9，充电器300包括AC/DC转换器310、DC/DC转换器320、继电器380、电压传感器370、376、378、以及电流传感器372、374。

继电器380设置在充电端口110与AC/DC转换器310之间并且响应于来自ECU 200的控制信号SE4而进行接通/关断的切换。在外部充电期间，通过继电器380和充电端口110从外部电源210向电力线351输入AC电力。通过电压传感器370和电流传感器372检测电力线351的AC电压Vac和AC电流Iac。电压传感器370和电流传感器372检测到的值被输出到ECU 200。

充电器300被配置为使得在外部充电期间，基于来自ECU 200的控制信号，将从外部电源210提供的电力转换为蓄电装置70的充电电力。进一步地，充电器300被配置为使得在外部充电期间以及在不从外部电源提供电力的状态下（其中包括车辆被驱动的时期），电力被提供给EHC 140。

AC/DC转换器310由单相全桥接电路构成。DC/DC转换器320具有电压转换器340、350和绝缘变压器330，其中每个电压转换器由单相全桥接电路构成。

AC/DC转换器310在外部充电期间，基于来自ECU 200的控制信号PWMC1将电力线351的AC电力转换为DC电力，并将转换的电力输出到电力线PL3、GL3。电容器C4连接在电力线PL3、GL3之间。通过电压传感器376检测电力线PL3、GL3之间的DC电压Vdc。电压传感器376检测到的值被输出到ECU 200。

例如，AC/DC转换器310通过对构成全桥接的开关元件进行接通/关断的切换来控制在电力线351中插入和连接的电抗器的通过电流。此时，AC/DC转换器310通过所执行的电抗器电流控制，将DC电流输出到电力线PL3，以使AC电流Iac的电流波形（相位和振幅）与目标电流波形匹配。进一步地，通过使目标电流波形的相位与AC Vac的相位匹配，可以增加来自外部电源210的输入电力的功率因数。进一步地，通过根据DC电压Vdc的检测值与目标值之差调整目标电流波形的振幅，可以将DC电压Vdc控制为目标值。

DC/DC转换器320的电压转换器340在外部充电期间，基于来自ECU200的控制信号PWMC2将从AC/DC转换器310输出到电力线PL3、GL3的DC电压转换为高频AC电力，并将转换的电力输出到电力线353。电力线353连接到绝缘变压器330的二次线圈332。在图9所示的绝缘变压器330中，电连接到蓄电装置70的线圈被视为一次线圈，而电连接到充电端口110（EHC 140）的线圈被视为二次线圈以确保与实施例1一致。

绝缘变压器330具有由磁材料构成的磁芯，以及缠绕在磁芯上的一次线圈334和二次线圈332。一次线圈334和二次线圈332相互电绝缘。进一步地，在绝缘变压器330中，根据二次线圈332和一次线圈334的匝数比在二次线圈332的AC电压与一次线圈334的AC电压之间转换电压电平。绝缘变压器330的一次线圈334连接到电力线354。

电力转换器350在外部充电期间，基于来自ECU 200的控制信号PWMC3将电力线354的AC电力转换为DC电力，并将转换的电力输出到电力线PL1、GL1。电力线PL1、GL1分别电连接到蓄电装置70的正极和负极。电容器C3连接在电力线PL1、GL1之间。

用于检测电压Vb和电流Ib的电压传感器381和电流传感器382设置在蓄电装置70内。蓄电装置70的检测到的电压Vb和电流Ib被输出到ECU 200。

用于检测DC电流Ic和DC电压Vc的电流传感器374和电压传感器378设置在电力线PL1、GL1中。电流传感器374和电压传感器378的检测值被输出到ECU 200。

在外部充电期间，可通过对构成电压转换器340、350的开关元件进行接通/关断的切换来控制蓄电装置70的充电电力（电压Vc和电流Ic）。这样，由电压转换器340、350和绝缘变压器330构成的DC/DC转换器320借助通过绝缘变压器330的电力转换路径，将电力线PL1、GL1的DC电力转换为蓄电装置70的充电电力。

由于电压转换器340、350由能够执行双向电力转换的全桥接电路构成，因此，在不执行外部充电的时段内（包括车辆行驶的时段），DC/DC转换器320可以通过相对于外部充电期间执行的电力转换的反向电力转换，借助通过绝缘变压器330的电力转换路径，将来自蓄电装置70的DC电力转换为输出到电力线PL3、GL3的DC电力。此时，可以通过对构成电压转换器340、350的开关元件进行接通/关断的切换来将电力线PL3、GL3的DC电压Vdc控制为目标值。这样，DC/DC转换器320被配置为在蓄电装置70与电力线PL3、GL3之间执行双向DC电力转换。

进一步地，当不执行外部充电并且车辆未被驱动时，AC/DC转换器310也可以执行操作，以将电力线PL3、GL3之间的DC电压转换为与外部电源210（例如，商用电网的电源）的电力类似的AC电力。此时，可以通过将电缆连接到充电端口110而将蓄电装置70存储的电力提供给车辆外部。

EHC 140在充电器300创建的电力转换路径中电连接到电力线PL3、GL3。通过绝缘变压器330将电力线PL3、GL3与蓄电装置70电绝缘。

进一步地，EHC继电器410设置在EHC 140与电力线PL3之间，EHC继电器420设置在EHC 140与电力线GL3之间。EHC继电器410、420根据来自ECU 200的控制信号SE2、SE3而进行接通/关断的切换。可以使用能够执行接通/关断控制的任何开关装置作为“切断机构”，替代作为EHC继电器410、420的继电器。

通过接通EHC继电器410和420将电力线PL3、GL3之间的DC电压Vdc提供给EHC 140。当EHC 140的电阻由R表示时，EHC 140的通电电力为(Vdc)²/R。因此，通过控制DC电压Vdc，可以控制决定EHC 140产生的热量的通电电力。

这样，充电器300可以在外部充电期间将来自外部电源210的电力转换为蓄电装置70的充电电力的过程中，通过在电力线PL3、GL3之间输出的DC电压Vdc对EHC 140通电。具体而言，通过控制DC/DC转换器320执行的DC电力转换，可以将适于对EHC 140通电的DC电压Vdc转换为充电电压Vc和充电电流Ic以充分地给蓄电装置70充电。这样，在外部充电期间，可以使用相同的充电器300，将电力并行地提供给EHC 140和蓄电装置70，并且可以通过AC/DC转换器310和DC/DC转换器320分别控制提供给这两个装置的电力。

进一步地，在非外部充电期间，充电器300通过启动DC/DC转换器320将蓄电装置70的输出电压转换为用于对EHC 140通电的DC电压Vdc，并将转换的电压在电力线PL3、GL3之间输出。因此，即使当来自外部电源210的电力无法使用时（通常是在车辆行驶时），也可以通过蓄电装置70的电力对EHC 140通电。此时，可通过利用DC/DC转换器320控制DC电压Vdc而容易地控制EHC 140的通电电力。因此，在非外部充电期间，充电器300可通过从蓄电装置70向电力线PL3、GL3的电力转换，将电力提供给EHC 140，这是相对于在外部充电期间实现的从充电端口110向蓄电装置70的电力转换的反向转换的一部分。

进一步地，在充电器300中的DC/DC转换器320中设置用于电连接绝缘变压器330的一次侧和二次侧的旁路开关S1#。旁路开关S1#响应于来自ECU 200的控制信号SE1而进行接通/关断的切换，其工作方式与图3所示的旁路开关S1相同。类似于旁路开关S1，旁路开关S1#可被配置为任何开关装置。

在图9所示的实例中，旁路开关S1#连接在连接到二次线圈332的电力线353与连接到一次线圈334的电力线354之间。另选地，旁路开关S1#可以连接在电力线GL1与电力线GL3之间。

通过接通旁路开关S1#和EHC继电器410、420，可以形成这样的路径：在该路径中，EHC140通过电力线GL1而电连接到漏电检测电路500。因此，可以通过与实施例1相同的方式，使用漏电检测电路500执行EHC140的漏电检查。

在图9中，充电器300中的DC/DC转换器320可以在EHC 140已经与蓄电装置70电绝缘之后，通过来自蓄电装置70的电力对EHC 140通电。进一步地，通过设置旁路开关S1#，可以在EHC 140与蓄电装置70之间共享漏电检测电路500。这样，DC/DC转换器320可以被解释为将电源装置100#配置为与图3所示的电源装置100具有相同的功能。

进一步地，通过关断EHC继电器410和420，可以将EHC 140与两个电力线PL3、GL3电气切断。因此，即使在EHC 140中发生诸如漏电之类的电气异常，EHC 140也可以与充电器300中用于外部充电的电力转换路径电绝缘。

图10是示出不同车辆状态下EHC继电器410、420和充电器300中的旁路开关S1#的控制的图。

现在参照图10，在外部充电期间，关断旁路开关S1#，并且充电器300通过外部电源210与蓄电装置70之间的绝缘变压器330执行电力转换。

当EHC 140在外部充电期间执行操作时，EHC继电器410、420被接通。因此，在电力线PL3、GL3之间从AC/DC转换器310输出的DC电压Vdc被提供给EHC 140。此时，DC电压Vdc的目标值可被设定为对应于允许EHC 140充分地发挥出其功能的适当通电电力的电压值。这样，在充电器300中，AC/DC转换器310控制EHC的通电电力，而DC/DC转换器320控制蓄电装置70的充电电力。

同时，当EHC 140在外部充电期间不被启动时，关断EHC继电器410、420。因此，AC/DC转换器310和DC/DC转换器320将来自外部电源210的电力转换为蓄电装置70的充电电力，而无需向EHC 140供电。此时，DC电压Vdc的目标值可以被设定为适合于外部充电的值。

旁路开关S1#也在车辆行驶时基本被关断。当EHC 140进行操作时，EHC继电器410、420被接通，并且DC/DC转换器320控制DC电压Vdc。由此，对EHC 140通电。

同时，当EHC 140未被启动时，EHC继电器410、420被关断，并且停止AC/DC转换器310和DC/DC转换器320这两者，即，停止整个充电器300。

在EHC 140未被启动时执行EHC 140的漏电检查。在外部充电期间，可以执行漏电检查，为在外部充电完成之后车辆将行驶时启动EHC 140做准备。

在EHC 140的漏电检查期间，在停止AC/DC转换器310和DC/DC转换器320这两者的状态下，接通旁路开关S1#和EHC继电器410、420。因此，EHC 140借助绕开绝缘变压器330的路径，通过电力线GL1电连接到漏电检测电路500。

因此，在混合动力车辆1#中，还可以使用漏电检测电路500执行EHC140的漏电检查。进一步地，通过使用充电器300的配置，可以将来自蓄电装置70或外部电源210的电力转换为EHC 140的通电电力。

这样，在根据实施例2的混合动力车辆中，通过使用用于外部充电的绝缘型充电器300的一部分，可以实现对与蓄电装置70的电绝缘已经被确保的EHC 140提供电力，还可以在蓄电装置70与EHC 140之间共享漏电检测电路500。这样，由于没必要再提供专用于EHC 140的漏电检测电路，因此可以避免电路数量增加，并且可以与实施例1相同的方式有效地检测EHC 140的绝缘电阻的降低。

进一步地，在本实施例中，描述了串联/并联类型的混合动力车辆，其中引擎10的电力可以被动力分割装置40分割并被传输到驱动轮80和第一MG20，但是本发明也可应用于所谓的并联类型的混合动力车辆，其中通过引擎和电动机驱动轮子，而无需提供动力分割装置。

进一步地，实施例2中描述的充电器300充当本发明中的“充电器”的实例。充电器300的配置并不限于图9所示的实例，而可以使用任何电路配置，前提是在通过使用绝缘机构（变压器）将蓄电装置70与充电端口110电绝缘之后执行电力转换，并且设置旁路开关以电连接该绝缘变压器的一次侧和二次侧。

在上面的描述中，引擎10充当本发明中的“内燃机”的实例，蓄电装置70充当本发明中的“蓄电装置”的实例，以及第二MG 30充当本发明中的“电动发电机”的实例。进一步地，EHC 140充当本发明中的“电加热催化剂装置”的实例，以及旁路开关S1、S1#充当本发明中的“开关装置”的实例。进一步地，漏电检测电路500充当本发明中的“漏电检测电路”的实例。绝缘变压器150和330充当本发明中的“绝缘机构”的实例。

充电端口110充当本发明中的“电力接收部”的实例，以及EHC继电器410、420分别充当本发明中的“第一切断机构”和“第二切断机构”的实例。电力线PL3、GL3分别充当本发明中的“第一电力线”和“第二电力线”的实例。进一步地，DC/DC转换器320充当本发明中的“第一电力转换单元”的实例，以及AC/DC转换器310充当本发明中的“第二电力转换单元”的实例。

图7中的步骤S150和S170的处理是充当本发明中的“允许单元”和“禁止单元”的实例。

此处公开的实施例是本发明所有方面的示例性实施例，不应被视为是限制性的。本发明的范围通过权利要求示出，而非通过上面的描述示出，并且旨在包括与权利要求等同的所有含义以及不偏离权利要求的所有变更。

本发明可应用于在内燃机的排气通道中设置有EHC的混合动力车辆。

Claims

1.一种混合动力车辆，其配备有内燃机和用于使所述车辆行驶的电动发电机，所述车辆的特征在于包括：

蓄电装置（70），其存储要提供给所述电动发电机的电力；

漏电检测电路（500），其检测绝缘电阻的降低，所述漏电检测电路电连接到所述蓄电装置的负极；

电加热催化剂装置（140），其电加热催化剂，所述催化剂净化从所述内燃机排放的废气；以及

电源装置（100），其借助通过绝缘机构（150）的电力转换路径，将来自所述蓄电装置的电力转换为所述电加热催化剂装置的通电电力，所述绝缘机构被配置为使得在电连接到所述蓄电装置的一次侧和电连接到所述电加热催化剂装置的二次侧已被电绝缘之后电能被传递，其中

所述电源装置包括将所述绝缘机构的所述一次侧和所述二次侧相互电连接的开关装置，并且所述开关装置在所述电加热催化剂装置被通电时断开，在所述电加热催化剂装置的绝缘电阻降低被检测到时闭合。

2.根据权利要求1的混合动力车辆，进一步包括：

测试单元，当所述电加热催化剂装置的绝缘电阻降低的存在/不存在被请求检查时，该测试单元在所述开关装置处于接通状态下，通过所述漏电检测电路验证所述绝缘电阻是否已经降低；以及

禁止单元，当所述测试单元检测到所述绝缘电阻降低时，该禁止单元禁止所述电源装置对所述电加热催化剂装置通电。

3.根据权利要求1的混合动力车辆，进一步包括：

允许单元，当所述测试单元未检测到所述绝缘电阻降低时，该允许单元允许所述电源装置对所述电加热催化剂装置通电。

4.一种混合动力车辆，其配备有内燃机和用于使所述车辆行驶的电动发电机，所述车辆的特征在于包括：

蓄电装置（70），其存储要提供给所述电动发电机的电力；

电力接收单元（110），其接收从位于所述车辆外部的电源提供的电力；

电加热催化剂装置（140），其电加热催化剂，所述催化剂净化从所述内燃机释放的废气；

漏电检测电路（500），其检测绝缘电阻的降低，所述漏电检测电路电连接到所述蓄电装置的负极；以及

充电器（300），其借助通过绝缘机构（330）的电力转换路径执行AC/DC电力转换，通过该转换，当从所述电源提供电力时，所述电力接收单元接收到的电力被转换为所述蓄电装置的充电电力，所述绝缘机构被配置为使得在电连接到所述电力接收单元的一次侧和电连接到所述蓄电装置的二次侧已被电绝缘之后电能被传递，其中

所述充电器包括：第一和第二电力线，其电连接到所述电力转换路径上的所述绝缘机构的所述一次侧和所述电加热催化剂装置，在所述第一和第二电力线（PL3、GL3）之间输出DC电压；第一电力转换单元（320），其在从所述电源没有提供电力时所述电加热催化剂装置被启动的情况下，通过相对于所述AC/DC电力转换的部分反向转换，将来自所述蓄电装置的电力转换为要输出到所述第一和第二电力线的所述DC电压；以及开关装置（S1#），其用于在所述电加热催化剂装置未通电期间当绝缘电阻降低被检测到时，将所述绝缘机构的所述一次侧和所述二次侧相互电连接。

5.根据权利要求4的混合动力车辆，进一步包括：

第一切断机构（410），其设置在所述第一电力线与所述电加热催化剂装置之间；以及

第二切断机构（420），其设置在所述第二电力线与所述电加热催化剂装置之间。

6.根据权利要求4的混合动力车辆，其中所述第一电力转换单元被配置为在所述蓄电装置与所述第一和第二电力线之间执行双向电力转换，并且所述充电器进一步包括第二电力转换单元（310），当从所述电源提供电力时，所述第二电力转换单元（310）将所述电力接收单元接收到的所述AC电力转换为DC电力并在所述第一与第二电力线之间输出所述DC电力，以将所述第一与第二电力线之间的所述DC电压控制为目标电压。

7.根据权利要求6的混合动力车辆，其中在所述蓄电装置由所述电源充电时所述电加热催化剂装置被启动的情况下，所述充电器通过利用所述第一电力转换单元控制所述第一与第二电力线之间的所述DC电压，控制提供给所述电加热催化剂装置的电力，并且利用所述第二电力转换单元控制所述蓄电装置的充电电力。