JP2007097341A - 充電制御装置および電動車両 - Google Patents

Abstract

【課題】車両に搭載された蓄電装置の充電に車両外部の３相電源を用いることができる充電制御装置を提供する。
【解決手段】モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧＲの中性点Ｎ１〜Ｎ３にそれぞれ電力入力ラインＡＣＬ１〜ＡＣＬ３が接続され、入力端子５５から入力される商用３相電源からの３相交流電力がＡＣポート５０および電力入力ラインＡＣＬ１〜ＡＣＬ３を介して中性点Ｎ１〜Ｎ３に与えられる。制御装置６０は、インバータ２０，３０，４０の各々の各相アームを同じスイッチング状態で動作させつつ、インバータ２０，３０，４０をそれぞれ３相ＰＷＭコンバータの各相アームとみなしてスイッチング制御する。
【選択図】図１

Description

この発明は、充電制御装置および電動車両に関し、特に、電気自動車やハイブリッド自動車などの電動車両に搭載される蓄電装置を商用電源を用いて充電するための充電制御装置およびそれを備えた電動車両に関する。

特開平８−１２６１２１号公報（特許文献１）は、電気自動車の車載充電装置を開示する。この車載充電装置は、２つの３相コイルＣＡ，ＣＢと、２つのインバータＩＡ，ＩＢと、バッテリとを備える。インバータＩＡ，ＩＢは、それぞれ３相コイルＣＡ，ＣＢに対応して設けられ、それぞれ３相コイルＣＡ，ＣＢに接続される。また、インバータＩＡ，ＩＢは、バッテリに並列に接続される。そして、３相コイルＣＡ，ＣＢの中性点に商用単相電源が接続される。

インバータＩＡ，ＩＢによってバッテリを充電するとき、インバータＩＡは、３相コイルＣＡの３つのコイルに等しい電流を流すように制御され、インバータＩＢは、３相コイルＣＡの３つのコイルに流される電流に等しい電流を３相コイルＣＢの３つのコイルに流すように制御される。これにより、インバータＩＡ，ＩＢは、商用単相電源からの単相交流電力を直流電力に変換してバッテリを充電する（特許文献１参照）。
特開平８−１２６１２１号公報 特許第２６９５０８３号公報

特開平８−１２６１２１号公報に開示される車載充電装置は、充電専用のコンバータを用いることなく商用単相電源からバッテリを充電することができる点で有用であるが、バッテリの充電に単相電源しか用いることができず、３相電源を用いてバッテリを充電することはできない。

なお、商用３相電源の電圧は、商用単相電源の電圧よりも一般的に高い。そこで、商用単相電源よりも高電圧の商用３相電源をバッテリの充電に用いることができれば、効率的かつ短時間でのバッテリ充電が可能となる。

そこで、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、車両に搭載された蓄電装置の充電に車両外部の３相電源を用いることができる充電制御装置を提供することである。

また、この発明の別の目的は、車両に搭載された蓄電装置の充電に車両外部の３相電源を用いることができる電動車両を提供することである。

この発明によれば、充電制御装置は、蓄電装置を充電するための充電制御装置であって、ｍ（ｍは３以上の自然数）個の多相巻線を備える。ｍ個の多相巻線の各々において、各巻線は星形結線される。そして、充電制御装置は、さらに、ｍ個の多相巻線の各々の中性点に接続され、かつ、外部電源からの交流電力を中性点に与える電力入力部と、中性点に与えられる外部電源からの交流電力を直流電力に変換して蓄電装置を充電する電力変換装置とを備える。

好ましくは、電力変換装置は、ｍ個の多相巻線にそれぞれ接続されるｍ個のインバータと、ｍ個のインバータを制御する制御手段とを含む。制御手段は、蓄電装置の充電時、ｍ個のインバータの各々において各相アームを同タイミングでスイッチング制御し、かつ、ｍ個のインバータを協調してＰＷＭ制御する。

また、好ましくは、充電制御装置は、外部電源の相数を識別する識別手段をさらに備える。電力変換装置は、ｍ個の多相巻線にそれぞれ接続されるｍ個のインバータと、ｍ個のインバータを制御する制御手段とを含む。制御手段は、蓄電装置の充電時、外部電源の相数に応じて予め選定されたインバータの各々において各相アームを同タイミングでスイッチング制御し、かつ、それらのインバータを協調してＰＷＭ制御する。

また、この発明によれば、電動車両は、各々が星形結線されたｍ（ｍは３以上の自然数）個の多相巻線を固定子巻線としてそれぞれ含むｍ個の多相交流電動機と、ｍ個の多相交流電動機の少なくとも１つの回転軸に機械的に結合される駆動輪と、ｍ個の多相交流電動機に電力を供給する蓄電装置と、ｍ個の多相巻線の各々の中性点に接続され、外部電源からの交流電力を中性点に与える電力入力部と、中性点に与えられる外部電源からの交流電力を直流電力に変換して蓄電装置を充電する電力変換装置とを備える。

好ましくは、電動車両は、車両を駆動するための動力を発生する内燃機関をさらに備える。駆動輪は、前輪と後輪とを含む。ｍ個の多相交流電動機は、内燃機関のクランク軸に回転軸が機械的に結合され、かつ、内燃機関の出力を用いて発電した電力を蓄電装置へ供給する第１の多相交流電動機と、前輪の駆動軸に回転軸が機械的に結合され、蓄電装置から供給される電力を用いて車両の駆動力を発生する第２の多相交流電動機と、後輪の駆動軸に回転軸が機械的に結合され、蓄電装置から供給される電力を用いて車両の駆動力を発生する第３の多相交流電動機とを含む。

この発明においては、電力入力部によりｍ（ｍ≧３）個の多相巻線の中性点に外部電源からの交流電力が与えられ、電力変換装置により直流電力に変換されて蓄電装置の充電が行なわれる。したがって、この発明によれば、充電専用のコンバータを別途備えることなく、３相電源を用いて蓄電装置を充電することができる。また、商用３相電源は、商用単相電源よりも一般的に高電圧であるので、商用単相電源よりも高電圧の商用３相電源を蓄電装置の充電に用いることにより、効率的かつ短時間で蓄電装置を充電することができる。

また、この発明においては、インバータ制御手段は、外部電源から蓄電装置の充電時、識別手段により識別された外部電源の相数（たとえば単相や３相など）に応じて予め選定されたインバータを協調して制御する。したがって、この発明によれば、蓄電装置の充電にたとえば商用単相電源を用いることもできる。

以下、本発明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返さない。

［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による電動車両の一例として示されるハイブリッド自動車の全体ブロック図である。図１を参照して、ハイブリッド自動車１００は、蓄電装置Ｂと、昇圧コンバータ１０と、インバータ２０，３０，４０と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧＲと、エンジン４と、前輪２と、後輪３と、電力入力ラインＡＣＬ１〜ＡＣＬ３と、ＡＣポート５０と、入力端子５５と、制御装置６０と、電源ラインＰＬ１，ＰＬ２と、接地ラインＳＬと、コンデンサＣ１，Ｃ２と、Ｕ相ラインＵＬ１〜ＵＬ３と、Ｖ相ラインＶＬ１〜ＶＬ３と、Ｗ相ラインＷＬ１〜ＷＬ３と、電圧センサ７０，７２とを備える。

このハイブリッド自動車１００は、エンジン４およびモータジェネレータＭＧ２，ＭＧＲを動力源とする。モータジェネレータＭＧ１は、エンジン４のクランク軸に回転軸が機械的に結合され、エンジン４の始動を行なうモータとして動作し、かつ、エンジン４により駆動される発電機として動作するものとしてハイブリッド自動車１００に組込まれる。モータジェネレータＭＧ２，ＭＧＲは、それぞれ前輪２および後輪３の駆動軸に回転軸が機械的に結合され、それぞれ前輪２および後輪３を駆動するモータとしてハイブリッド自動車１００に組込まれる。

蓄電装置Ｂの正極は、電源ラインＰＬ１に接続され、蓄電装置Ｂの負極は、接地ラインＳＬに接続される。コンデンサＣ１は、電源ラインＰＬ１と接地ラインＳＬとの間に接続される。

昇圧コンバータ１０は、リアクトルＬと、ｎｐｎ型トランジスタＱ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。ｎｐｎ型トランジスタＱ１，Ｑ２は、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間に直列に接続される。各ｎｐｎ型トランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すようにダイオードＤ１，Ｄ２がそれぞれ接続される。そして、リアクトルＬの一端は、ｎｐｎ型トランジスタＱ１，Ｑ２の接続点に接続され、その他端は、電源ラインＰＬ１に接続される。

なお、上記のｎｐｎ型トランジスタおよび以下の本明細書中のｎｐｎ型トランジスタとして、たとえば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）を用いることができ、また、ｎｐｎ型トランジスタに代えてパワーＭＯＳＦＥＴ（metal oxide semiconductor field-effect transistor）等の電力スイッチング素子を用いることができる。

コンデンサＣ２は、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間に接続される。インバータ２０は、Ｕ相アーム２２、Ｖ相アーム２４およびＷ相アーム２６を含む。Ｕ相アーム２２、Ｖ相アーム２４およびＷ相アーム２６は、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間に並列に接続される。Ｕ相アーム２２は、直列に接続されたｎｐｎ型トランジスタＱ１１，Ｑ１２から成り、Ｖ相アーム２４は、直列に接続されたｎｐｎ型トランジスタＱ１３，Ｑ１４から成り、Ｗ相アーム２６は、直列に接続されたｎｐｎ型トランジスタＱ１５，Ｑ１６から成る。各ｎｐｎ型トランジスタＱ１１〜Ｑ１６のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ１１〜Ｄ１６がそれぞれ接続される。

インバータ３０は、Ｕ相アーム３２、Ｖ相アーム３４およびＷ相アーム３６を含む。また、インバータ４０は、Ｕ相アーム４２、Ｖ相アーム４４およびＷ相アーム４６を含む。インバータ３０，４０の構成は、インバータ２０と同様である。

モータジェネレータＭＧ１は、３相コイル１２をステータコイルとして含む。３相コイル１２を形成するＵ相コイルＵ１、Ｖ相コイルＶ１およびＷ相コイルＷ１の一端は、互いに接続されて中性点Ｎ１を形成し、各相コイルの他端は、インバータ２０のＵ相アーム２２、Ｖ相アーム２４およびＷ相アーム２６における各ｎｐｎ型トランジスタの接続点にそれぞれ接続される。

モータジェネレータＭＧ２，ＭＧＲは、それぞれ３相コイル１４，１６をステータコイルとして含む。モータジェネレータＭＧ２，ＭＧＲの構成は、モータジェネレータＭＧ１と同様である。

電力入力ラインＡＣＬ１の一端は、３相コイル１２の中性点Ｎ１に接続され、その他端は、ＡＣポート５０に接続される。電力入力ラインＡＣＬ２の一端は、３相コイル１４の中性点Ｎ２に接続され、その他端は、ＡＣポート５０に接続される。電力入力ラインＡＣＬ３の一端は、３相コイル１６の中性点Ｎ３に接続され、その他端は、ＡＣポート５０に接続される。ＡＣポート５０は、電力入力ラインＡＣＬ１〜ＡＣＬ３と入力端子５５との間に配設される。

蓄電装置Ｂは、充放電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池からなる。蓄電装置Ｂは、直流電力を昇圧コンバータ１０へ出力する。また、蓄電装置Ｂは、昇圧コンバータ１０から出力される直流電圧によって充電される。なお、蓄電装置Ｂとして、大容量のキャパシタを用いてもよい。

電圧センサ７０は、蓄電装置Ｂの電圧ＶＢを検出し、その検出した電圧ＶＢを制御装置６０へ出力する。コンデンサＣ１は、電源ラインＰＬ１と接地ラインＳＬとの間の電圧変動を平滑化する。

昇圧コンバータ１０は、制御装置６０からの信号ＰＷＣに基づいて、蓄電装置Ｂから受ける直流電圧をリアクトルＬを用いて昇圧し、その昇圧した昇圧電圧を電源ラインＰＬ２に供給する。具体的には、昇圧コンバータ１０は、制御装置６０からの信号ＰＷＣに基づいて、ｎｐｎ型トランジスタＱ２のスイッチング動作に応じて流れる電流をリアクトルＬに磁場エネルギーとして蓄積することによって蓄電装置Ｂからの直流電圧を昇圧する。そして、昇圧コンバータ１０は、その昇圧した昇圧電圧をｎｐｎ型トランジスタＱ２がオフされたタイミングに同期してダイオードＤ１を介して電源ラインＰＬ２へ出力する。また、昇圧コンバータ１０は、制御装置６０からの信号ＰＷＣに基づいて、電源ラインＰＬ２から供給される直流電圧を降圧して蓄電装置Ｂを充電する。

コンデンサＣ２は、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間の電圧変動を平滑化する。電圧センサ７２は、コンデンサＣ２の端子間電圧、すなわち接地ラインＳＬに対する電源ラインＰＬ２の電圧ＶＨを検出し、その検出した電圧ＶＨを制御装置６０へ出力する。

インバータ２０は、制御装置６０からの信号ＰＷＭ１に基づいて、電源ラインＰＬ２から受ける直流電圧を３相交流電圧に変換し、その変換した３相交流電圧をモータジェネレータＭＧ１へ出力する。また、インバータ２０は、エンジン４からの出力を受けてモータジェネレータＭＧ１が発電した３相交流電圧を制御装置６０からの信号ＰＷＭ１に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を電源ラインＰＬ２へ出力する。

インバータ３０は、制御装置６０からの信号ＰＷＭ２に基づいて、電源ラインＰＬ２から受ける直流電圧を３相交流電圧に変換し、その変換した３相交流電圧をモータジェネレータＭＧ２へ出力する。また、インバータ３０は、車両の回生制動時、前輪２からの回転力を受けてモータジェネレータＭＧ２が発電した３相交流電圧を制御装置６０からの信号ＰＷＭ２に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を電源ラインＰＬ２へ出力する。

インバータ４０は、制御装置６０からの信号ＰＷＭ３に基づいて、電源ラインＰＬ２から受ける直流電圧を３相交流電圧に変換し、その変換した３相交流電圧をモータジェネレータＭＧＲへ出力する。また、インバータ４０は、車両の回生制動時、後輪３からの回転力を受けてモータジェネレータＭＧＲが発電した３相交流電圧を制御装置６０からの信号ＰＷＭ３に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を電源ラインＰＬ２へ出力する。

なお、ここで言う回生制動とは、車両を運転するドライバーによるフットブレーキ操作があった場合の回生発電を伴なう制動や、フットブレーキを操作しないものの、走行中にアクセルペダルをオフすることで回生発電をさせながら車両を減速（または加速の中止）させることを含む。

また、インバータ２０，３０，４０は、入力端子５５に商用３相電源が接続されて商用３相電源から蓄電装置Ｂを充電するとき、入力端子５５から電力入力ラインＡＣＬ１〜ＡＣＬ３を介して３相コイル１２，１４，１６の中性点Ｎ１〜Ｎ３に与えられる３相交流電力を直流電力に変換して電源ラインＰＬ２へ出力する。

モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧＲの各々は、３相交流電動機であり、たとえば３相交流同期電動機から成る。モータジェネレータＭＧ１は、エンジン４と連結され、エンジン４の出力を用いて３相交流電圧を発生し、その発生した３相交流電圧をインバータ２０へ出力する。また、モータジェネレータＭＧ１は、インバータ２０から受ける３相交流電圧によって駆動力を発生し、エンジン４の始動を行なう。モータジェネレータＭＧ２は、車両の前輪２と連結され、インバータ３０から受ける３相交流電圧によって車両の駆動トルクを発生する。また、モータジェネレータＭＧ２は、車両の回生制動時、３相交流電圧を発生してインバータ３０へ出力する。モータジェネレータＭＧＲは、車両の後輪３と連結され、インバータ４０から受ける３相交流電圧によって車両の駆動トルクを発生する。また、モータジェネレータＭＧＲは、車両の回生制動時、３相交流電圧を発生してインバータ４０へ出力する。

ＡＣポート５０は、電力入力ラインＡＣＬ１〜ＡＣＬ３と入力端子５５との接続／切離しを行なうリレーと、入力端子５５から入力される商用３相電源の各相電圧Ｖａｃ１〜Ｖａｃ３を検出するための電圧センサとを含む（いずれも図示せず）。ＡＣポート５０は、制御装置６０からＨ（論理ハイ）レベルの入力許可信号ＥＮを受けるとリレーをオンさせ、入力端子５５を電力入力ラインＡＣＬ１〜ＡＣＬ３と電気的に接続する。また、ＡＣポート５０は、入力端子５５から入力される商用３相電源の各相電圧Ｖａｃ１〜Ｖａｃ３を検出し、その検出値を制御装置６０へ出力する。

入力端子５５は、車両外部の商用３相電源から３相交流電力を受けるためのコネクタである。入力端子５５は、商用３相電源が入力端子５５に接続されると、商用３相電源からの３相交流電力を入力端子５５に受けていることを示すＨレベルの信号ＧＣＯＮを生成して制御装置６０へ出力する。

制御装置６０は、昇圧コンバータ１０を駆動するための信号ＰＷＣおよびインバータ２０，３０，４０をそれぞれ駆動するための信号ＰＷＭ１〜ＰＷＭ３を生成し、その生成した信号ＰＷＣ，ＰＷＭ１〜ＰＷＭ３をそれぞれ昇圧コンバータ１０およびインバータ２０，３０，４０へ出力する。

ここで、図示されないイグニッションキー（またはイグニッションスイッチ、以下同じ。）からの信号ＩＧがＯＦＦ位置を示しているときに入力端子５５に商用３相電源が接続されると、制御装置６０は、ＡＣポート５０へ入力許可信号ＥＮを出力する。そして、制御装置６０は、入力端子５５に接続された商用３相電源から電力入力ラインＡＣＬ１〜ＡＣＬ３を介して中性点Ｎ１〜Ｎ３に与えられる３相交流電力を直流電力に変換して電源ラインＰＬ２へ出力するように、インバータ２０，３０，４０を制御するための信号ＰＷＭ１〜ＰＷＭ３を生成する。

図２は、図１に示した制御装置６０の機能ブロック図である。図２を参照して、制御装置６０は、コンバータ制御部６１と、第１〜第３のインバータ制御部６２〜６４と、ＡＣ入力制御部６５とを含む。コンバータ制御部６１は、電圧センサ７０からの電圧ＶＢ、電圧センサ７２からの電圧ＶＨ、図示されないＥＣＵ（Electronic Control Unit）から出力されるモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧＲのトルク指令値ＴＲ１〜ＴＲ３およびモータ回転数ω１〜ω３、ならびにＡＣ入力制御部６５からの制御信号ＣＴＬに基づいて、昇圧コンバータ１０のｎｐｎ型トランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフするための信号ＰＷＣを生成し、その生成した信号ＰＷＣを昇圧コンバータ１０へ出力する。

第１のインバータ制御部６２は、モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値ＴＲ１、モータ電流ＭＣＲＴ１およびモータ回転数ω１、電圧ＶＨ、ならびに制御信号ＣＴＬに基づいて、インバータ２０のｎｐｎ型トランジスタＱ１１〜Ｑ１６をオン／オフするための信号ＰＷＭ１を生成し、その生成した信号ＰＷＭ１をインバータ２０へ出力する。

第２のインバータ制御部６３は、モータジェネレータＭＧ２のトルク指令値ＴＲ２、モータ電流ＭＣＲＴ２およびモータ回転数ω２、電圧ＶＨ、ならびに制御信号ＣＴＬに基づいて、インバータ３０のｎｐｎ型トランジスタＱ２１〜Ｑ２６をオン／オフするための信号ＰＷＭ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭ２をインバータ３０へ出力する。

第３のインバータ制御部６４は、モータジェネレータＭＧＲのトルク指令値ＴＲ３、モータ電流ＭＣＲＴ３およびモータ回転数ω３、電圧ＶＨ、ならびに制御信号ＣＴＬに基づいて、インバータ４０のｎｐｎ型トランジスタＱ３１〜Ｑ３６をオン／オフするための信号ＰＷＭ３を生成し、その生成した信号ＰＷＭ３をインバータ４０へ出力する。

なお、上記のモータ回転数ω１〜ω３およびモータ電流ＭＣＲＴ１〜ＭＣＲＴ３は、それぞれ図示されない回転センサおよび電流センサによって検出される。

ＡＣ入力制御部６５は、ＥＣＵからの信号ＩＧおよび蓄電装置Ｂの充電状態（State of Charge：ＳＯＣ）を示す信号ＳＯＣ、入力端子５５からの信号ＧＣＯＮ、ならびにＡＣポート５０からの電圧Ｖａｃ１〜Ｖａｃ３に基づいて、入力端子５５に接続される商用３相電源から蓄電装置Ｂの充電を行なうか否かを判定する。そして、ＡＣ入力制御部６５は、充電を行なうものと判定すると、Ｈレベルの制御信号ＣＴＬをコンバータ制御部６１および第１〜第３のインバータ制御部６２〜６４へ出力するとともに、Ｈレベルの入力許可信号ＥＮをＡＣポート５０へ出力する。

図３は、図２に示したコンバータ制御部６１の機能ブロック図である。図３を参照して、コンバータ制御部６１は、インバータ入力電圧指令演算部１１２と、フィードバック電圧指令演算部１１４と、デューティー比演算部１１６と、ＰＷＭ信号変換部１１８とを含む。

インバータ入力電圧指令演算部１１２は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧＲのトルク指令値ＴＲ１〜ＴＲ３およびモータ回転数ω１〜ω３に基づいて、インバータ入力電圧の最適値（目標値）すなわち電圧指令ＶＨ＿ｃｏｍを演算し、その演算した電圧指令ＶＨ＿ｃｏｍをフィードバック電圧指令演算部１１４へ出力する。

フィードバック電圧指令演算部１１４は、電圧センサ７２によって検出される電圧ＶＨと、インバータ入力電圧指令演算部１１２からの電圧指令ＶＨ＿ｃｏｍとに基づいて、昇圧コンバータ１０の出力電圧である電圧ＶＨを電圧指令ＶＨ＿ｃｏｍに制御するためのフィードバック電圧指令ＶＨ＿ｃｏｍ＿ｆｂを演算し、その演算したフィードバック電圧指令ＶＨ＿ｃｏｍ＿ｆｂをデューティー比演算部１１６へ出力する。

デューティー比演算部１１６は、電圧センサ７０からの電圧ＶＢと、フィードバック電圧指令演算部１１４からのフィードバック電圧指令ＶＨ＿ｃｏｍ＿ｆｂとに基づいて、電圧ＶＨを電圧指令ＶＨ＿ｃｏｍに制御するためのデューティー比を演算し、その演算したデューティー比をＰＷＭ信号変換部１１８へ出力する。

ＰＷＭ信号変換部１１８は、ＡＣ入力制御部６５からの制御信号ＣＴＬがＬ（論理ロー）レベルのとき、デューティー比演算部１１６から受けたデューティー比に基づいて、昇圧コンバータ１０のｎｐｎ型トランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフするためのＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を生成し、その生成したＰＷＭ信号を信号ＰＷＣとして昇圧コンバータ１０のｎｐｎ型トランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。

なお、昇圧コンバータ１０の下アームのｎｐｎ型トランジスタＱ２のオンデューティーを大きくすることによりリアクトルＬにおける電力蓄積が大きくなるため、より高電圧の出力を得ることができる。一方、上アームのｎｐｎ型トランジスタＱ１のオンデューティーを大きくすることにより電源ラインＰＬ２の電圧が下がる。そこで、ｎｐｎ型トランジスタＱ１，Ｑ２のデューティー比を制御することで、電源ラインＰＬ２の電圧を蓄電装置Ｂの出力電圧以上の任意の電圧に制御することができる。

一方、ＰＷＭ信号変換部１１８は、ＡＣ入力制御部６５からの制御信号ＣＴＬがＨレベルのときは、デューティー比演算部１１６からの出力に拘わらずｎｐｎ型トランジスタＱ１を導通状態とし、ｎｐｎ型トランジスタＱ２を非導通状態とする。これにより、電源ラインＰＬ２から電源ラインＰＬ１に向けて充電電流を流すことができる。

図４は、図２に示した第１〜第３のインバータ制御部６２〜６４の機能ブロック図である。図４を参照して、第１〜第３のインバータ制御部６２〜６４の各々は、モータ制御用相電圧演算部１２０と、ＰＷＭ信号変換部１２２とを含む。

モータ制御用相電圧演算部１２０は、モータジェネレータＭＧ１（またはＭＧ２もしくはＭＧＲ）のトルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２もしくはＴＲ３）、モータ電流ＭＣＲＴ１（またはＭＣＲＴ２もしくはＭＣＲＴ３）およびモータ回転数ω１（またはω２もしくはω３）、ならびに電圧ＶＨに基づいて、モータジェネレータＭＧ１（またはＭＧ２もしくはＭＧＲ）の各相コイルに印加する電圧指令を演算し、その演算した各相電圧指令をＰＷＭ信号変換部１２２へ出力する。

ＰＷＭ信号変換部１２２は、ＡＣ入力制御部６５からの制御信号ＣＴＬがＬレベルのとき、モータ制御用相電圧演算部１２０から受ける各相電圧指令に基づいて、実際にインバータ２０（または３０もしくは４０）の各ｎｐｎ型トランジスタＱ１１〜Ｑ１６（またはＱ２１〜Ｑ２６もしくはＱ３１〜Ｑ３６）をオン／オフする信号ＰＷＭ１＿０（信号ＰＷＭ１の一種）（またはＰＷＭ２＿０（信号ＰＷＭ２の一種）もしくはＰＷＭ３＿０（信号ＰＷＭ３の一種））を生成し、その生成した信号ＰＷＭ１＿０（またはＰＷＭ２＿０もしくはＰＷＭ３＿０）をインバータ２０（または３０もしくは４０）の各ｎｐｎ型トランジスタＱ１１〜Ｑ１６（またはＱ２１〜Ｑ２６もしくはＱ３１〜Ｑ３６）へ出力する。

このようにして、各ｎｐｎ型トランジスタＱ１１〜Ｑ１６（またはＱ２１〜Ｑ２６もしくはＱ３１〜Ｑ３６）がスイッチング制御され、モータジェネレータＭＧ１（またはＭＧ２もしくはＭＧＲ）が指令されたトルクを出力するように、モータジェネレータＭＧ１（またはＭＧ２もしくはＭＧＲ）の各相コイルに流される電流が制御される。その結果、トルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２もしくはＴＲ３）に応じたモータトルクが出力される。

一方、ＰＷＭ信号変換部１２２は、ＡＣ入力制御部６５からの制御信号ＣＴＬがＨレベルのとき、モータ制御用相電圧演算部１２０からの出力に拘わらず、インバータ２０（または３０もしくは４０）のＵ相アーム２２（または３２もしくは４２）、Ｖ相アーム２４（または３４もしくは４４）およびＷ相アーム２６（または３６もしくは４６）に同位相の交流電流を流すように各ｎｐｎ型トランジスタＱ１１〜Ｑ１６（またはＱ２１〜Ｑ２６もしくはＱ３１〜Ｑ３６）をオン／オフする信号ＰＷＭ１＿１（信号ＰＷＭ１の一種）（またはＰＷＭ２＿１（信号ＰＷＭ２の一種）もしくはＰＷＭ３＿１（信号ＰＷＭ３の一種））を生成し、その生成した信号ＰＷＭ１＿１（またはＰＷＭ２＿１もしくはＰＷＭ３＿１）をインバータ２０（または３０もしくは４０）の各ｎｐｎ型トランジスタＱ１１〜Ｑ１６（またはＱ２１〜Ｑ２６もしくはＱ３１〜Ｑ３６）へ出力する。

なお、Ｕ，Ｖ，Ｗの各相コイルに同位相の交流電流が流される場合には、モータジェネレータＭＧ１（またはＭＧ２もしくはＭＧＲ）に回転トルクは発生しない。そして、各相アームに同位相の電流が流されるインバータ２０，３０，４０を、商用３相電源から中性点Ｎ１〜Ｎ３に与えられる３相交流電力を直流電力に変換する３相ＰＷＭコンバータの各相アームとみなしてＰＷＭ制御することにより、入力端子５５に与えられる商用３相電源を直流電力に変換して蓄電装置Ｂを充電することができる。

図５は、図１に示したインバータ２０，３０，４０およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧＲのゼロ相等価回路を示す。３相インバータであるインバータ２０，３０，４０の各々においては、６個のｎｐｎ型トランジスタのオン／オフの組合わせは８パターン存在する。その８つのスイッチングパターンのうち２つは相間電圧がゼロとなり、そのような電圧状態はゼロ電圧ベクトルと称される。ゼロ電圧ベクトルについては、上アームの３つのトランジスタは互いに同じスイッチング状態（全てオンまたはオフ）とみなすことができ、また、下アームの３つのトランジスタも互いに同じスイッチング状態とみなすことができる。したがって、この図５では、インバータ２０のｎｐｎ型トランジスタＱ１１，Ｑ１３，Ｑ１５は上アーム２０Ａとして総括して示され、インバータ２０のｎｐｎ型トランジスタＱ１２，Ｑ１４，Ｑ１６は下アーム２０Ｂとして総括して示されている。同様に、インバータ３０のｎｐｎ型トランジスタＱ２１，Ｑ２３，Ｑ２５は上アーム３０Ａとして示され、インバータ３０のｎｐｎ型トランジスタＱ２２，Ｑ２４，Ｑ２６は下アーム３０Ｂとして示され、インバータ４０のｎｐｎ型トランジスタＱ３１，Ｑ３３，Ｑ３５は上アーム４０Ａとして示され、インバータ４０のｎｐｎ型トランジスタＱ３２，Ｑ３４，Ｑ３６は下アーム３０Ｂとして示されている。

図５に示されるように、このゼロ相等価回路は、図示されないＡＣポート５０および入力端子５５を介して中性点Ｎ１〜Ｎ３に電気的に接続された商用３相電源を入力とする３相ＰＷＭコンバータとみることができる。そこで、インバータ２０，３０，４０の各々においてゼロ電圧ベクトルを変化させ、インバータ２０，３０，４０をそれぞれ３相ＰＷＭコンバータの各相アームとして動作するようにスイッチング制御することによって、商用３相電源からの３相交流電力を直流電力に変換して電源ラインＰＬ２へ供給することができる。

なお、インバータ２０，３０，４０をそれぞれ３相ＰＷＭコンバータの各相アームとして動作するようにスイッチング制御することは、この発明において「制御手段がｍ個のインバータを協調してＰＷＭ制御する」ことに対応する。

図６は、図１に示した制御装置６０による充電開始の判断に関するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、一定時間毎または所定の条件が成立するごとにメインルーチンから呼び出されて実行される。

図６を参照して、制御装置６０は、イグニッションキーからの信号ＩＧに基づいて、イグニッションキーがＯＦＦ位置に回動されているか否かを判定する（ステップＳ１０）。制御装置６０は、イグニッションキーがＯＦＦ位置に回動されていないと判定すると（ステップＳ１０においてＮＯ）、商用３相電源を入力端子５５に接続して蓄電装置Ｂの充電を行なうのは不適切であると判断して、ステップＳ６０へ処理を進めてメインルーチンに制御を戻す。

ステップＳ１０においてイグニッションキーがＯＦＦ位置に回動されていると判定されると（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、制御装置６０は、入力端子５５からの信号ＧＣＯＮおよびＡＣポート５０からの電圧Ｖａｃ１〜Ｖａｃ３に基づいて、商用３相電源からの３相交流電力が入力端子５５に入力されているか否かを判定する（ステップＳ２０）。制御装置６０は、信号ＧＣＯＮがＬレベルのとき、または、電圧Ｖａｃ１〜Ｖａｃ３が観測されないときは、３相交流電力が入力端子５５に入力されていないものと判断し（ステップＳ２０においてＮＯ）、ステップＳ６０へ処理を進めてメインルーチンに制御を戻す。

一方、信号ＧＣＯＮがＨレベルであり、かつ、電圧Ｖａｃ１〜Ｖａｃ３が観測されると、制御装置６０は、商用３相電源からの３相交流電力が入力端子５５に入力されていると判定する（ステップＳ２０においてＹＥＳ）。そうすると、制御装置６０は、蓄電装置ＢのＳＯＣがしきい値Ｓｔｈ（Ｆ）を下回っているか否かを判定する（ステップＳ３０）。ここで、しきい値Ｓｔｈ（Ｆ）は、蓄電装置ＢのＳＯＣが十分であるか否かを判定するための判定値である。

制御装置６０は、蓄電装置ＢのＳＯＣがしきい値Ｓｔｈ（Ｆ）を下回っていると判定すると（ステップＳ３０においてＹＥＳ）、入力許可信号ＥＮを活性化してＡＣポート５０へ出力する。そして、制御装置６０は、３つのインバータ２０，３０，４０の各々の各相アームを同じスイッチング状態で動作させつつ、３つのインバータ２０，３０，４０をそれぞれ３相ＰＷＭコンバータの各相アームとみなしてスイッチング制御し、蓄電装置Ｂの充電を実行する（ステップＳ４０）。

一方、ステップＳ３０において、蓄電装置ＢのＳＯＣがしきい値Ｓｔｈ（Ｆ）以上であると判定されると（ステップＳ３０においてＮＯ）、制御装置６０は、蓄電装置Ｂの充電を行なう必要はないものと判断し、充電停止処理を実行する（ステップＳ５０）。具体的には、制御装置６０は、インバータ２０，３０，４０を停止するとともに、ＡＣポート５０へ出力していた入力許可信号ＥＮを非活性化する。

以上のように、この実施の形態１によれば、商用３相電源からの３相交流電力をモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧＲの中性点Ｎ１〜Ｎ３に与え、３つのインバータ２０，３０，４０により３相交流電力を直流電力に変換して蓄電装置Ｂを充電するようにしたので、充電専用のコンバータを別途備えることなく、商用３相電源から蓄電装置Ｂを充電することができる。

また、商用３相電源は、商用単相電源よりも一般的に高電圧であるので、効率的かつ短時間で蓄電装置Ｂを充電することができる。

［実施の形態２］
実施の形態２では、商用３相電源に加えて商用単相電源も蓄電装置の充電に利用可能な構成が示される。

この実施の形態２によるハイブリッド自動車は、図１に示した実施の形態１によるハイブリッド自動車１００の構成において、ＡＣポート５０および制御装置６０に代えてそれぞれＡＣポート５０Ａおよび制御装置６０Ａを備え、入力端子５５Ａをさらに備える。実施の形態２によるハイブリッド自動車のその他の構成は、ハイブリッド自動車１００と同じである。

図７は、実施の形態２によるハイブリッド自動車における電源入力部分の構成を示す図である。図７を参照して、ＡＣポート５０Ａは、電力入力ラインＡＣＬ１〜ＡＣＬ３と入力端子５５，５５Ａとの間に配設される。ＡＣポート５０Ａは、リレーＲＹ１〜ＲＹ３から成る。リレーＲＹ１は、電力入力ラインＡＣＬ１と入力ラインＬ１，Ｌ４との間に配設される。リレーＲＹ２は、電力入力ラインＡＣＬ２と入力ラインＬ２，Ｌ５との間に配設される。リレーＲＹ３は、電力入力ラインＡＣＬ３と入力ラインＬ３との間に配設される。そして、入力ラインＬ１〜Ｌ３は、商用３相電源入力用の入力端子５５に接続され、入力ラインＬ４，Ｌ５は、商用単相電源入力用の入力端子５５Ａに接続される。

なお、特に図示しないが、ＡＣポート５０Ａは、入力ラインＬ１〜Ｌ３の電圧Ｖａｃ１〜Ｖａｃ３および入力ラインＬ４，Ｌ５間の電圧Ｖａｃ４をそれぞれ検出する各電圧センサを含み、各電圧センサによる電圧検出値を制御装置６０Ａへ出力する。

リレーＲＹ１は、制御装置６０Ａ（図示せず、以下同じ。）からＨレベルの入力許可信号ＥＮ１を受けると、電力入力ラインＡＣＬ１を入力ラインＬ１と電気的に接続する。一方、リレーＲＹ１は、制御装置６０ＡからＨレベルの入力許可信号ＥＮ２を受けると、電力入力ラインＡＣＬ１を入力ラインＬ４と電気的に接続する。一方、リレーＲＹ１は、入力許可信号ＥＮ１，ＥＮ２のいずれもＬレベルのときは、電力入力ラインＡＣＬ１を入力ラインＬ１，Ｌ４のいずれからも電気的に切離す。

リレーＲＹ２は、制御装置６０ＡからＨレベルの入力許可信号ＥＮ１を受けると、電力入力ラインＡＣＬ２を入力ラインＬ２と電気的に接続する。一方、リレーＲＹ２は、制御装置６０ＡからＨレベルの入力許可信号ＥＮ２を受けると、電力入力ラインＡＣＬ２を入力ラインＬ５と電気的に接続する。一方、リレーＲＹ２は、入力許可信号ＥＮ１，ＥＮ２のいずれもＬレベルのときは、電力入力ラインＡＣＬ２を入力ラインＬ２，Ｌ５のいずれからも電気的に切離す。

リレーＲＹ３は、制御装置６０ＡからＨレベルの入力許可信号ＥＮ１を受けると、電力入力ラインＡＣＬ３を入力ラインＬ３と電気的に接続する。一方、リレーＲＹ３は、入力許可信号ＥＮ１がＬレベルのときは、電力入力ラインＡＣＬ３を入力ラインＬ３から電気的に切離す。

すなわち、ＡＣポート５０Ａは、Ｈレベルの入力許可信号ＥＮ１を受けると、電力入力ラインＡＣＬ１〜ＡＣＬ３を入力端子５５と電気的に接続し、Ｈレベルの入力許可信号ＥＮ２を受けると、電力入力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２を入力端子５５Ａと電気的に接続し、入力許可信号ＥＮ１，ＥＮ２のいずれもＬレベルのときは、電力入力ラインＡＣＬ１〜ＡＣＬ３を入力端子５５，５５Ａのいずれからも電気的に切離す。

入力端子５５は、商用３相電源を用いて蓄電装置Ｂを充電するとき、その商用３相電源からの３相交流電力を受ける。入力端子５５は、商用３相電源が接続されると、Ｈレベルの信号ＧＣＯＮ１を制御装置６０Ａへ出力する。

入力端子５５Ａは、商用単相電源を用いて蓄電装置Ｂを充電するとき、その商用単相電源からの単相交流電力を受ける。入力端子５５Ａは、商用単相電源が接続されると、Ｈレベルの信号ＧＣＯＮ２を制御装置６０Ａへ出力する。

図８は、実施の形態２によるハイブリッド自動車における制御装置６０Ａの機能ブロック図である。図８を参照して、制御装置６０Ａは、図２に示した実施の形態１における制御装置６０の構成において、ＡＣ入力制御部６５に代えてＡＣ入力制御部６５Ａを含む。

ＡＣ入力制御部６５Ａは、ＥＣＵからの信号ＩＧおよび蓄電装置ＢのＳＯＣ、入力端子５５，５５Ａからの信号ＧＣＯＮ１，ＧＣＯＮ２、ならびにＡＣポート５０Ａからの電圧Ｖａｃ１〜Ｖａｃ４に基づいて、入力端子５５に接続される商用３相電源または入力端子５５Ａに接続される商用単相電源から蓄電装置Ｂの充電を行なうか否かを判定する。

そして、ＡＣ入力制御部６５Ａは、入力端子５５に接続される商用３相電源を用いて充電を行なうものと判定すると、Ｈレベルの制御信号ＣＴＬをコンバータ制御部６１へ出力し、Ｈレベルの制御信号ＣＴＬＰを第１〜第３のインバータ制御部６２〜６４へ出力する。また、ＡＣ入力制御部６５Ａは、Ｈレベルの入力許可信号ＥＮ１をＡＣポート５０Ａへ出力する。

一方、ＡＣ入力制御部６５Ａは、入力端子５５Ａに接続される商用単相電源を用いて充電を行なうものと判定すると、Ｈレベルの制御信号ＣＴＬをコンバータ制御部６１へ出力し、Ｈレベルの制御信号ＣＴＬＳを第１および第２のインバータ制御部６２，６３へ出力する。また、ＡＣ入力制御部６５Ａは、Ｈレベルの入力許可信号ＥＮ２をＡＣポート５０Ａへ出力する。

そして、第１〜第３のインバータ制御部６２〜６４の各々は、ＡＣ入力制御部６５ＡからＨレベルの制御信号ＣＴＬＰまたはＣＴＬＳを受けると、各相アームに同位相の交流電流を流すように信号ＰＷＭ１（またはＰＷＭ２もしくはＰＷＭ３）を生成する。

すなわち、この実施の形態２においては、入力端子５５に接続された商用３相電源を用いて蓄電装置Ｂを充電するとき、インバータ２０，３０，４０の各々において、制御信号ＣＴＬＰに基づいて各相アームに同位相の電流が流される。そして、インバータ２０，３０，４０を、商用３相電源から中性点Ｎ１〜Ｎ３に与えられる３相交流電力を直流電力に変換する３相ＰＷＭコンバータの各相アームとみなしてＰＷＭ制御することにより、商用３相電源から蓄電装置Ｂの充電が行なわれる。

また、入力端子５５Ａに接続された商用単相電源を用いて蓄電装置Ｂを充電するとき、インバータ２０，３０の各々において、制御信号ＣＴＬＳに基づいて各相アームに同位相の電流が流される。そして、インバータ２０，３０を、商用単相電源から中性点Ｎ１，Ｎ２に与えられる単相交流電力を直流電力に変換する単相ＰＷＭコンバータの２つのアームとみなしてＰＷＭ制御することにより、商用単相電源から蓄電装置Ｂの充電が行なわれる。

図９は、インバータ２０，３０およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のゼロ相等価回路を示す。図９に示されるように、このゼロ相等価回路は、図示されないＡＣポート５０Ａおよび入力端子５５Ａを介して中性点Ｎ１，Ｎ２に電気的に接続された商用単相電源を入力とする単相ＰＷＭコンバータとみることができる。そこで、入力端子５５Ａに商用単相電源が接続され、商用単相電源を用いて蓄電装置Ｂの充電が行なわれるとき、インバータ２０，３０の各々においてゼロ電圧ベクトルを変化させ、インバータ２０，３０を単相ＰＷＭコンバータの２つのアームとして動作するようにスイッチング制御することによって、商用単相電源からの単相交流電力を直流電力に変換して電源ラインＰＬ２へ供給することができる。

なお、インバータ２０，３０を単相ＰＷＭコンバータの２つのアームとして動作するようにスイッチング制御することは、この発明において「制御手段が外部電源の相数に応じて予め選定されたインバータを協調してＰＷＭ制御する」ことに対応する。

なお、入力端子５５に商用３相電源が接続され、商用３相電源を用いて蓄電装置Ｂの充電が行なわれる場合については、図５で説明したとおりである。

図１０は、実施の形態２における制御装置６０Ａによる充電開始の判断に関するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、一定時間毎または所定の条件が成立するごとにメインルーチンから呼び出されて実行される。

図１０を参照して、制御装置６０Ａは、イグニッションキーからの信号ＩＧに基づいて、イグニッションキーがＯＦＦ位置に回動されているか否かを判定する（ステップＳ１１０）。制御装置６０Ａは、イグニッションキーがＯＦＦ位置に回動されていないと判定すると（ステップＳ１１０においてＮＯ）、外部電源を用いて蓄電装置Ｂの充電を行なうのは不適切であると判断して、ステップＳ１８０へ処理を進めてメインルーチンに制御を戻す。

ステップＳ１１０においてイグニッションキーがＯＦＦ位置に回動されていると判定されると（ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、制御装置６０Ａは、入力端子５５，５５Ａからの信号ＧＣＯＮ１，ＧＣＯＮ２およびＡＣポート５０Ａからの電圧Ｖａｃ１〜Ｖａｃ４に基づいて、商用３相電源または商用単相電源からの交流電力が入力端子５５または５５Ａに入力されているか否かを判定する（ステップＳ１２０）。制御装置６０Ａは、信号ＧＣＯＮ１，ＧＣＯＮ２がいずれもＬレベルのとき、または、電圧Ｖａｃ１〜Ｖａｃ４が観測されないときは、入力端子５５，５５Ａのいずれからも交流電力が入力されていないものと判断し（ステップＳ１２０においてＮＯ）、ステップＳ１８０へ処理を進めてメインルーチンに制御を戻す。

信号ＧＣＯＮ１がＨレベルであり、かつ、電圧Ｖａｃ１〜Ｖａｃ３が観測されると、制御装置６０Ａは、商用３相電源からの３相交流電力が入力端子５５に入力されていると判定する（ステップＳ１２０において「３相」）。そうすると、制御装置６０Ａは、ステップＳ１３０へ処理を進め、蓄電装置ＢのＳＯＣがしきい値Ｓｔｈ（Ｆ）を下回っているか否かを判定する（ステップＳ１３０）。

制御装置６０Ａは、蓄電装置ＢのＳＯＣがしきい値Ｓｔｈ（Ｆ）を下回っていると判定すると（ステップＳ１３０においてＹＥＳ）、入力許可信号ＥＮ１を活性化してＡＣポート５０Ａへ出力する。そして、制御装置６０Ａは、３つのインバータ２０，３０，４０の各々の各相アームを同じスイッチング状態で動作させつつ、３つのインバータ２０，３０，４０をそれぞれ３相ＰＷＭコンバータの各相アームとみなしてスイッチング制御し、蓄電装置Ｂの充電を実行する（ステップＳ１４０）。

ステップＳ１３０において、蓄電装置ＢのＳＯＣがしきい値Ｓｔｈ（Ｆ）以上であると判定されると（ステップＳ１３０においてＮＯ）、制御装置６０Ａは、蓄電装置Ｂの充電を行なう必要はないものと判断し、充電停止処理を実行する（ステップＳ１５０）。具体的には、制御装置６０は、インバータ２０，３０，４０を停止するとともに、ＡＣポート５０Ａへ出力していた入力許可信号ＥＮ１を非活性化する。

一方、ステップＳ１２０において、信号ＧＣＯＮ２がＨレベルであり、かつ、電圧Ｖａｃ４が観測されると、制御装置６０Ａは、商用単相電源からの単相交流電力が入力端子５５Ａに入力されていると判定する（ステップＳ１２０において「単相」）。そうすると、制御装置６０Ａは、ステップＳ１６０へ処理を進め、蓄電装置ＢのＳＯＣがしきい値Ｓｔｈ（Ｆ）を下回っているか否かを判定する（ステップＳ１６０）。

制御装置６０Ａは、蓄電装置ＢのＳＯＣがしきい値Ｓｔｈ（Ｆ）を下回っていると判定すると（ステップＳ１６０においてＹＥＳ）、入力許可信号ＥＮ２を活性化してＡＣポート５０Ａへ出力する。そして、制御装置６０Ａは、２つのインバータ２０，３０の各々の２つのアームを同じスイッチング状態で動作させつつ、２つのインバータ２０，３０をそれぞれ単相ＰＷＭコンバータの２つのアームとみなしてスイッチング制御し、蓄電装置Ｂの充電を実行する（ステップＳ１７０）。

ステップＳ１６０において、蓄電装置ＢのＳＯＣがしきい値Ｓｔｈ（Ｆ）以上であると判定されると（ステップＳ１６０においてＮＯ）、制御装置６０Ａは、ステップＳ１５０へ処理を進め、充電停止処理を実行する。具体的には、制御装置６０は、インバータ２０，３０を停止するとともに、ＡＣポート５０Ａへ出力していた入力許可信号ＥＮ２を非活性化する。

なお、上記においては、信号ＧＣＯＮ１に基づいて入力端子５５への商用３相電源の接続状態を自動識別し、信号ＧＣＯＮ２に基づいて入力端子５５Ａへの商用単相電源の接続状態を自動識別するものとしたが、入力端子５５への商用３相電源の接続または入力端子５５Ａへの商用単相電源の接続を利用者が確認して入力するための入力装置を設けてもよい。

以上のように、この実施の形態２によれば、商用３相電源が接続されているか商用単相電源が接続されているかを識別し、商用３相電源が接続されている場合にはインバータ２０，３０，４０を３相ＰＷＭコンバータとして動作させ、商用単相電源が接続されている場合にはインバータ２０，３０を単相ＰＷＭコンバータとして動作させるようにしたので、蓄電装置Ｂの充電に商用３相電源および商用単相電源のいずれも用いることができる。

なお、上記の各実施の形態１，２においては、外部電源（商用３相電源または商用単相電源）から蓄電装置Ｂの充電は、イグニッションキーがＯＦＦ位置すなわち車両が停止しているときに行なわれるものとしたが、上述のように、外部電源から蓄電装置Ｂの充電はインバータのゼロ電圧ベクトルを用いて行なわれるので、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２またはＭＧＲを駆動制御しつつ充電を行なうことも可能である。

また、上記の各実施の形態１，２においては、電動車両の一例としてエンジン４とモータジェネレータＭＧ２，ＭＧＲとを動力源とするハイブリッド自動車の場合について説明したが、この発明の適用範囲は、３台のモータジェネレータ（たとえば、前輪駆動用と後輪駆動用とエアコン駆動用など）を搭載した電気自動車や燃料電池自動車も含む。

また、上記の各実施の形態１，２においては、３つのモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧＲを用いて商用３相電源から蓄電装置Ｂを充電するものとしたが、たとえばさらにエアコン駆動用のモータジェネレータを搭載している場合、４台のモータジェネレータのうち適当な３台を用いて商用３相電源から蓄電装置Ｂを充電するようにしてもよい。

なお、上記において、３相コイル１２，１４，１６は、この発明における「ｍ個の多相巻線」に対応し、電力入力ラインＡＣＬ１〜ＡＣＬ３、ＡＣポート５０，５０Ａおよび入力端子５５，５５Ａは、この発明における「電力入力部」を形成する。また、入力端子５５に接続される商用３相電源または入力端子５５Ａに接続される商用単相電源は、この発明における「外部電源」に対応し、インバータ２０，３０，４０および昇圧コンバータ１０は、この発明における「電力変換装置」を形成する。

さらに、インバータ２０，３０，４０は、この発明における「ｍ個の電圧変換装置」に対応し、制御装置６０，６０Ａは、この発明における「制御手段」に対応する。また、さらに、制御装置６０ＡにおけるステップＳ１２０の処理は、この発明における「識別手段」により実行される処理に対応する。

また、さらに、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧＲは、この発明における「ｍ個の多相交流電動機」に対応し、前輪２および後輪３は、この発明における「駆動輪」を形成する。また、さらに、エンジン４は、この発明における「内燃機関」に対応し、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧＲは、それぞれこの発明における「第１の多相交流電動機」、「第２の多相交流電動機」および「第３の多相交流電動機」に対応する。

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。本発明の範囲は、上記した実施の形態の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。

この発明の実施の形態１による電動車両の一例として示されるハイブリッド自動車の全体ブロック図である。 図１に示す制御装置の機能ブロック図である。 図２に示すコンバータ制御部の機能ブロック図である。 図２に示す第１〜第３のインバータ制御部の機能ブロック図である。 図１に示すインバータおよびモータジェネレータのゼロ相等価回路を示す。 図１に示す制御装置による充電開始の判断に関するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 実施の形態２によるハイブリッド自動車における電源入力部分の構成を示す図である。 実施の形態２によるハイブリッド自動車における制御装置の機能ブロック図である。 インバータおよびモータジェネレータのゼロ相等価回路を示す。 実施の形態２における制御装置による充電開始の判断に関するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。

符号の説明

２ 前輪、３ 後輪、４ エンジン、１０ 昇圧コンバータ、２０，３０，４０ インバータ、２０Ａ，３０Ａ，４０Ａ 上アーム、２０Ｂ，３０Ｂ，４０Ｂ 下アーム、２２，３２，４２ Ｕ相アーム、２４，３４，４４ Ｖ相アーム、２６，３６，４６ Ｗ相アーム、５０，５０Ａ ＡＣポート、５５，５５Ａ 入力端子、６０，６０Ａ 制御装置、６１ コンバータ制御部、６２ 第１のインバータ制御部、６３ 第２のインバータ制御部、６４ 第３のインバータ制御部、６５，６５Ａ ＡＣ入力制御部、７０，７２ 電圧センサ、１００ ハイブリッド自動車、１１２ インバータ入力電圧指令演算部、１１４ フィードバック電圧指令演算部、１１６ デューティー比演算部、１１８，１２２ ＰＷＭ信号変換部、１２０ モータ制御用相電圧演算部、Ｂ 蓄電装置、Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ、Ｌ リアクトル、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ１１〜Ｑ１６，Ｑ２１〜Ｑ２６，Ｑ３１〜Ｑ３６ ｎｐｎ型トランジスタ、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６，Ｄ３１〜Ｄ３６ ダイオード、ＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧＲ モータジェネレータ、Ｕ１〜Ｕ３ Ｕ相コイル、Ｖ１〜Ｖ３ Ｖ相コイル、Ｗ１〜Ｗ３ Ｗ相コイル、Ｎ１〜Ｎ３ 中性点、ＡＣＬ１〜ＡＣＬ３ 電力入力ライン、ＰＬ１，ＰＬ２ 電源ライン、ＳＬ 接地ライン、ＵＬ１〜ＵＬ３ Ｕ相ライン、ＶＬ１〜ＶＬ３ Ｖ相ライン、ＷＬ１〜ＷＬ３ Ｗ相ライン、ＲＹ１〜ＲＹ３ リレー、Ｌ１〜Ｌ５ 入力ライン。

Claims (5)

1. 蓄電装置を充電するための充電制御装置であって、
   各々が星形結線されたｍ（ｍは３以上の自然数）個の多相巻線と、
   前記ｍ個の多相巻線の各々の中性点に接続され、外部電源からの交流電力を前記中性点に与える電力入力部と、
   前記中性点に与えられる前記外部電源からの交流電力を直流電力に変換して前記蓄電装置を充電する電力変換装置とを備える充電制御装置。
2. 前記電力変換装置は、
   前記ｍ個の多相巻線にそれぞれ接続されるｍ個のインバータと、
   前記ｍ個のインバータを制御する制御手段とを含み、
   前記制御手段は、前記蓄電装置の充電時、前記ｍ個のインバータの各々において各相アームを同タイミングでスイッチング制御し、かつ、前記ｍ個のインバータを協調してＰＷＭ制御する、請求項１に記載の充電制御装置。
3. 前記外部電源の相数を識別する識別手段をさらに備え、
   前記電力変換装置は、
   前記ｍ個の多相巻線にそれぞれ接続されるｍ個のインバータと、
   前記ｍ個のインバータを制御する制御手段とを含み、
   前記制御手段は、前記蓄電装置の充電時、前記外部電源の相数に応じて予め選定されたインバータの各々において各相アームを同タイミングでスイッチング制御し、かつ、それらのインバータを協調してＰＷＭ制御する、請求項１に記載の充電制御装置。
4. 各々が星形結線されたｍ（ｍは３以上の自然数）個の多相巻線を固定子巻線としてそれぞれ含むｍ個の多相交流電動機と、
   前記ｍ個の多相交流電動機の少なくとも１つの回転軸に機械的に結合される駆動輪と、
   前記ｍ個の多相交流電動機に電力を供給する蓄電装置と、
   前記ｍ個の多相巻線の各々の中性点に接続され、外部電源からの交流電力を前記中性点に与える電力入力部と、
   前記中性点に与えられる前記外部電源からの交流電力を直流電力に変換して前記蓄電装置を充電する電力変換装置とを備える電動車両。
5. 車両を駆動するための動力を発生する内燃機関をさらに備え、
   前記駆動輪は、前輪と後輪とを含み、
   前記ｍ個の多相交流電動機は、
   前記内燃機関のクランク軸に回転軸が機械的に結合され、前記内燃機関の出力を用いて発電した電力を前記蓄電装置へ供給する第１の多相交流電動機と、
   前記前輪の駆動軸に回転軸が機械的に結合され、前記蓄電装置から供給される電力を用いて車両の駆動力を発生する第２の多相交流電動機と、
   前記後輪の駆動軸に回転軸が機械的に結合され、前記蓄電装置から供給される電力を用いて車両の駆動力を発生する第３の多相交流電動機とを含む、請求項４に記載の電動車両。

Images