JP2007097342A - 充電制御装置および電動車両 - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電装置の充電に利用可能な外部電源の電圧レベルが制約されない充電制御装置を提供する。
【解決手段】制御装置６０は、商用電源５５から蓄電装置Ｂの充電を行なうと判定すると、商用電源５５の電圧Ｖａｃに基づいて、昇圧コンバータ１０によって制御される電源ラインＰＬ２の電圧ＶＨの制御目標を設定する（ステップＳ５０）。具体的には、制御装置６０は、電圧ＶＨの制御目標を電圧Ｖａｃの波高値と略同等のレベルに設定する。そして、制御装置６０は、リレー回路４０へ入力許可指令ＥＮを出力し（ステップＳ６０）、インバータ２０，３０を制御して蓄電装置Ｂの充電を実行する（ステップＳ７０）。
【選択図】図９

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の充電制御に関する。

特許第２６９５０８３号公報（特許文献１）は、電動車両に使用される電動機駆動および動力処理装置を開示する。この電動機駆動および動力処理装置は、二次電池と、インバータＩＡ，ＩＢと、誘導電動機ＭＡ，ＭＢと、制御ユニットとを備える。誘導電動機ＭＡ，ＭＢは、Ｙ結線された巻線ＣＡ，ＣＢをそれぞれ含み、巻線ＣＡ，ＣＢの中性点ＮＡ，ＮＢには、ＥＭＩフィルターを介して入力／出力ポートが接続される。

インバータＩＡ，ＩＢは、それぞれ誘導電動機ＭＡ，ＭＢに対応して設けられ、それぞれ巻線ＣＡ，ＣＢに接続される。そして、インバータＩＡ，ＩＢは、二次電池に並列に接続される。

この電動機駆動および動力処理装置においては、再充電モードで動作するとき、入力／出力ポートに接続される単相電源からＥＭＩフィルターを介して巻線ＣＡ，ＣＢの中性点ＮＡ，ＮＢ間に交流電力が供給され、インバータＩＡ，ＩＢは、その中性点ＮＡ，ＮＢ間に供給された交流電力を直流電力に変換して直流電源を充電する（特許文献１参照）。
特許第２６９５０８３号公報 特開平１０−１５０７２９号公報

しかしながら、上記の電動機駆動および動力処理装置では、力率１の制御された電池充電を実現するためには、電池の充電に利用可能な単相電源が制約される。すなわち、電池を充電するための単相電源のピーク電圧（波高値）は、電池電圧を超えてはならず、単相電源の電圧波高値が電池電圧を超えると、上記の電動機駆動および動力処理装置では、電力の流れおよび力率を要求通りに制御することができない。

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、蓄電装置の充電に利用可能な外部電源の電圧レベルが制約されない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、蓄電装置の充電に利用可能な外部電源の電圧レベルが制約されない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、星形結線された第１の多相巻線と、星形結線された第２の多相巻線と、第１の多相巻線の第１の中性点と第２の多相巻線の第２の中性点とに接続され、外部電源からの交流電力を第１および第２の中性点間に与える電力入力部と、第１および第２の中性点間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直流電源線へ出力する電力変換装置と、与えられる指令に従って直流電源線の電圧を蓄電装置の電圧以上に制御しつつ、直流電源線の電圧を降圧して蓄電装置を充電するコンバータと、外部電源の電圧レベルに基づいて直流電源線の電圧の制御目標を設定し、直流電源線の電圧を制御目標に制御するための指令をコンバータへ出力するコンバータ制御手段とを備える。

この発明による充電制御装置においては、電力入力部によって第１および第２の中性点間に与えられた外部電源からの交流電力は、電力変換装置によって直流電力に変換され、コンバータにより降圧されて蓄電装置に供給される。ここで、コンバータおよびコンバータ制御手段により、外部電源の電圧レベルに基づいて直流電源線の電圧を制御しつつ蓄電装置の充電が行なわれるので、たとえば、外部電源の電圧波高値が蓄電装置の電圧を超えていても、直流電源線の電圧を外部電源の波高値以上の適切なレベルに制御することで、力率１の制御された充電を実現することができる。

したがって、この発明による充電制御装置によれば、蓄電装置の充電に利用可能な外部電源が制約されず、商用電源の電圧レベルが異なる諸外国においても効率的な充電を実現することができる。

好ましくは、コンバータ制御手段は、外部電源の電圧レベルに応じて予め定められた設定値を制御目標として設定する。

したがって、この充電制御装置によれば、外部電源の電圧レベル（たとえば、各国の商用電源に対応するＡＣ１００ＶやＡＣ２００Ｖ、ＡＣ２４０Ｖなど）に応じて、直流電源線の電圧の制御目標を容易に設定することができる。

好ましくは、コンバータ制御手段は、外部電源の電圧の波高値と略同等の電圧を制御目標として設定する。

この充電制御装置においては、直流電源線の電圧の制御目標は、力率１の制御された充電を実現可能な下限レベルである外部電源の電圧波高値に設定される。したがって、この充電制御装置によれば、直流電源線の電圧を降圧して蓄電装置を充電するコンバータのスイッチング損失を最小限に抑えることができる。その結果、効率的な充電を実現することができる。

好ましくは、コンバータは、フライホイールダイオードを有する２つのスイッチング素子が直流電源線と接地線との間に直列に接続されたチョッパ回路と、２つのスイッチング素子の接続点と蓄電装置との間に接続されるリアクトルとを含む。

好ましくは、電力変換装置は、第１および第２の多相巻線にそれぞれ接続される第１および第２のインバータと、第１および第２の中性点間に与えられる交流電力を直流電力に変換して直流電源線へ出力するように第１および第２のインバータを協調して制御するインバータ制御手段とを含む。

好ましくは、外部電源は、商用電源である。
したがって、この充電制御装置によれば、家庭用の商用電源を用いて蓄電装置を充電することができる。

また、この発明によれば、電動車両は、星形結線された第１の多相巻線を固定子巻線として含む第１の多相交流電動機と、星形結線された第２の多相巻線を固定子巻線として含む第２の多相交流電動機と、第１および第２の多相交流電動機の少なくとも一方の回転軸に機械的に結合される駆動輪と、第１および第２の多相交流電動機にそれぞれ対応して設けられる第１および第２のインバータと、蓄電装置と、蓄電装置と第１および第２のインバータの各々に接続される直流電源線との間に設けられ、直流電源線の電圧を蓄電装置の電圧以上に制御するコンバータと、第１および第２のインバータならびにコンバータを制御する制御装置と、第１の多相巻線の第１の中性点と第２の多相巻線の第２の中性点とに接続され、外部電源からの交流電力を第１および第２の中性点間に与える電力入力部とを備える。制御装置は、第１および第２の中性点間に外部電源からの交流電力が与えられたとき、交流電力を直流電力に変換して直流電源線へ出力するように第１および第２のインバータを協調して制御するインバータ制御手段と、第１および第２の中性点間に外部電源からの交流電力が与えられたとき、外部電源の電圧レベルに基づいて直流電源線の電圧の制御目標を設定し、直流電源線の電圧を制御目標に制御しつつ蓄電装置を充電するようにコンバータを制御するコンバータ制御手段とを含む。

この発明による電動車両においては、蓄電装置の充電に利用される外部電源からの交流電力は、電力入力部によって第１および第２の中性点間に与えられる。そして、第１および第２の中性点間に与えられた交流電力は、第１および第２のインバータによって直流電力に変換され、コンバータにより降圧されて蓄電装置に供給される。ここで、コンバータおよびコンバータ制御手段により、外部電源の電圧レベルに基づいて直流電源線の電圧を制御しつつ蓄電装置の充電が行なわれるので、たとえば、外部電源の電圧波高値が蓄電装置の電圧を超えていても、直流電源線の電圧を外部電源の波高値以上の適切なレベルに制御することで、力率１の制御された充電を実現することができる。

したがって、この発明による電動車両によれば、蓄電装置の充電に利用可能な外部電源が制約されず、商用電源の電圧レベルが異なる諸外国においても効率的な充電を実現することができる。また、外部電源から蓄電装置を充電するための専用のコンバータを別途備える必要がなく、車両の小型化や軽量化、低コスト化に寄与することができる。

この発明によれば、外部電源の電圧レベルに基づいて直流電源線の電圧の制御目標を設定するようにしたので、蓄電装置の充電に利用可能な外部電源が制約されず、種々の電圧レベルの外部電源を用いて効率的な充電を実現することができる。

また、直流電源線の電圧の制御目標を外部電源の電圧の波高値と略同等の電圧に設定することにより、直流電源線の電圧を降圧して蓄電装置を充電するコンバータのスイッチング損失を最小限に抑えることができる。その結果、さらに効率的な充電を実現することができる。

さらに、車両外部の電源から蓄電装置を充電するための専用のコンバータを別途備える必要がないので、車両の小型化や軽量化、低コスト化に寄与することができる。

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。

図１は、この発明の実施の形態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、エンジン４と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分配機構３と、車輪２とを備える。また、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と、制御装置６０と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、電源ラインＰＬ１，ＰＬ２と、接地ラインＳＬと、Ｕ相ラインＵＬ１，ＵＬ２と、Ｖ相ラインＶＬ１，ＶＬ２と、Ｗ相ラインＷＬ１，ＷＬ２と、電圧センサ７０，７２と、電流センサ８０，８２とをさらに備える。さらに、ハイブリッド自動車１００は、電力入力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２と、リレー回路４０と、入力端子５０と、電圧センサ７４とをさらに備える。

動力分配機構３は、エンジン４とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とに結合されてこれらの間で動力を分配する。たとえば、動力分配機構３としては、サンギヤ、プラネタリキャリヤおよびリングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車機構を用いることができる。この３つの回転軸がエンジン４およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各回転軸にそれぞれ接続される。たとえば、モータジェネレータＭＧ１のロータを中空としてその中心にエンジン４のクランク軸を通すことで動力分配機構３にエンジン４とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とを機械的に接続することができる。

なお、モータジェネレータＭＧ２の回転軸は、図示されない減速ギヤや作動ギヤによって車輪２に結合されている。また、動力分配機構３の内部にモータジェネレータＭＧ２の回転軸に対する減速機をさらに組込んでもよい。

そして、モータジェネレータＭＧ１は、エンジン４によって駆動される発電機として動作し、かつ、エンジン４の始動を行ない得る電動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、モータジェネレータＭＧ２は、駆動輪である車輪２を駆動する電動機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。

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。

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。モータジェネレータＭＧ２は、３相コイル１４をステータコイルとして含む。インバータ３０およびモータジェネレータＭＧ２の構成は、それぞれインバータ２０およびモータジェネレータＭＧ１と同様である。

リレー回路４０は、リレーＲＹ１，ＲＹ２を含む。リレーＲＹ１，ＲＹ２としては、たとえば、機械的な接点リレーを用いることができるが、半導体リレーを用いてもよい。そして、リレーＲＹ１の一端に電力入力ラインＡＣＬ１の一方端が接続され、電力入力ラインＡＣＬ１の他方端は、モータジェネレータＭＧ１の３相コイル１２の中性点Ｎ１に接続される。また、リレーＲＹ２の一端に電力入力ラインＡＣＬ２の一方端が接続され、電力入力ラインＡＣＬ２の他方端は、モータジェネレータＭＧ２の３相コイル１４の中性点Ｎ２に接続される。さらに、リレーＲＹ１，ＲＹ２の他端に入力端子５０が接続される。

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へ出力する。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を介してインバータ２０および／または３０から受ける直流電圧を蓄電装置Ｂの電圧レベルに降圧して蓄電装置Ｂを充電する。

ここで、昇圧コンバータ１０は、入力端子５０に接続される商用電源５５から蓄電装置Ｂの充電が行なわれるとき、制御装置６０からの信号ＰＷＣに基づいて、電源ラインＰＬ２の電圧を商用電源５５の電圧の波高値と略同等のレベルに制御しつつ、電源ラインＰＬ２の電圧を蓄電装置Ｂの電圧レベルに降圧して蓄電装置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。これにより、モータジェネレータＭＧ１は、指定されたトルクを発生するように駆動される。また、インバータ２０は、エンジン４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。これにより、モータジェネレータＭＧ２は、指定されたトルクを発生するように駆動される。また、インバータ３０は、車両の回生制動時、車輪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。

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は、入力端子５０に接続される商用電源５５から蓄電装置Ｂの充電が行なわれるとき、商用電源５５から電力入力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２を介して３相コイル１２，１４の中性点Ｎ１，Ｎ２に与えられる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、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。

リレー回路４０は、制御装置６０から入力許可指令ＥＮを受けると、入力端子５０を電力入力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２と電気的に接続する。具体的には、リレー回路４０は、制御装置６０から入力許可指令ＥＮを受けると、リレーＲＹ１，ＲＹ２をオンし、制御装置６０から入力許可指令ＥＮを受けていないときは、リレーＲＹ１，ＲＹ２をオフする。

入力端子５０は、車両外部の商用電源５５をこのハイブリッド自動車１００に接続するための端子である。すなわち、このハイブリッド自動車１００は、車両外部の商用電源５５から入力端子５０を介して蓄電装置Ｂを充電することができる。

電流センサ８０は、モータジェネレータＭＧ１に流れるモータ電流ＭＣＲＴ１を検出し、その検出したモータ電流ＭＣＲＴ１を制御装置６０へ出力する。電流センサ８２は、モータジェネレータＭＧ２に流れるモータ電流ＭＣＲＴ２を検出し、その検出したモータ電流ＭＣＲＴ２を制御装置６０へ出力する。電圧センサ７４は、入力端子５０に接続される商用電源５５の電圧Ｖａｃを検出し、その検出した電圧Ｖａｃを制御装置６０へ出力する。

制御装置６０は、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のトルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２およびモータ回転数ＭＲＮ１，ＭＲＮ２、電圧センサ７０からの電圧ＶＢならびに電圧センサ７２からの電圧ＶＨに基づいて、昇圧コンバータ１０を駆動するための信号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。

また、制御装置６０は、電圧ＶＨ、モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値ＴＲ１および電流センサ８０からのモータ電流ＭＣＲＴ１に基づいて、モータジェネレータＭＧ１を駆動するための信号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。さらに、制御装置６０は、電圧ＶＨ、モータジェネレータＭＧ２のトルク指令値ＴＲ２および電流センサ８２からのモータ電流ＭＣＲＴ２に基づいて、モータジェネレータＭＧ２を駆動するための信号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。

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商用電源５５から入力端子５０に交流電力が与えられると、制御装置６０は、リレー回路４０へ入力許可指令ＥＮを出力する。そして、制御装置６０は、電力入力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２を介して中性点Ｎ１，Ｎ２に与えられる商用電源５５からの交流電力が直流電力に変換されて電源ラインＰＬ２へ出力されるように、インバータ２０，３０を制御するための信号ＰＷＭ１，ＰＷＭ２を生成する。

さらにここで、制御装置６０は、商用電源５５から蓄電装置Ｂの充電が行なわれているとき、電源ラインＰＬ２の電圧が商用電源５５の電圧波高値と略同等のレベルに制御されるように、電圧センサ７４からの電圧Ｖａｃに基づいて、昇圧コンバータ１０を駆動するための信号ＰＷＣを生成する。

商用電源５５から蓄電装置Ｂの充電時に電源ラインＰＬ２の電圧を商用電源５５の電圧波高値と略同等のレベルに制御するのは、以下の理由による。中性点Ｎ１，Ｎ２間に電気的に接続された商用電源５５によって力率１の制御された充電を実現するためには、電源ラインＰＬ２の電圧を商用電源５５の電圧の波高値以上に保つ必要がある。一方、電源ラインＰＬ２の電圧は、昇圧コンバータ１０によって蓄電装置Ｂの電圧以上の任意のレベルに制御することができるが、昇圧コンバータ１０のスイッチング損失を考慮すると、電源ラインＰＬ２の電圧は低い方が好ましい。したがって、電源ラインＰＬ２の電圧は、商用電源５５の電圧の波高値以上であって、かつ、できる限り低い方が効率の観点から好ましい。そこで、この実施の形態では、電源ラインＰＬ２の電圧を商用電源５５の電圧波高値と略同等のレベルに制御することとしたものである。

なお、商用電源５５の電圧波高値が蓄電装置Ｂの電圧よりも低いときは、電源ラインＰＬ２の電圧は、蓄電装置Ｂの電圧レベルに制御される。

図２は、図１に示したインバータ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。３相インバータであるインバータ２０，３０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ので、この図２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として総括して示され、インバータ３０のｎｐｎ型トランジスタＱ２２，Ｑ２４，Ｑ２６は下アーム３０Ｂとして総括して示されている。

図２に示されるように、このゼロ相等価回路は、図示されないリレー回路４０および入力端子５０を介して中性点Ｎ１，Ｎ２に電気的に接続された商用電源５５を単相電源とする単相ＰＷＭコンバータとみなすことができる。そこで、商用電源５５から蓄電装置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、商用電源５５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「インバータ制御手段が第１および第２のインバータを協調して制御する」ことに対応する。

図３は、図２に示したゼロ相等価回路において入力力率１を実現するフェーザ図である。図３を参照して、ベクトルＶａｃは、商用電源５５の電圧フェーザを示す。ベクトルＩａｃは、インバータ２０，３０の入力電流フェーザを示し、力率１を実現するため、商用電源５５の電圧フェーザと同相とする。また、ベクトルＲＩａｃは、３相コイル１２，１４の抵抗成分による電圧フェーザを示し、ベクトルｊωＬＩａｃは、３相コイル１２，１４のインダクタンス成分による電圧フェーザを示す。また、ベクトルＶｉｎｖは、インバータ２０，３０で構成されるコンバータの入力電圧フェーザを示す。

図３で示されるフェーザ関係に基づいて、インバータ２０，３０で構成されるコンバータの入力電圧（図２で示される電圧Ｖｉｎｖ）を商用電源５５の電圧Ｖａｃに対して位相θだけ遅らせて制御することにより、力率１での充電を行なうことができる。

図４は、図３に示したフェーザ関係に基づいてインバータ２０，３０を制御したときの電圧波形図である。図４を参照して、曲線ｋ１は、商用電源５５の電圧Ｖａｃの波形を示す。曲線ｋ２〜ｋ４は、それぞれＵ相ラインＵＬ１の電圧Ｖｕ１、Ｖ相ラインＶＬ１の電圧Ｖｖ１およびＷ相ラインＷＬ１の電圧Ｖｗ１の波形を示し、曲線ｋ５〜ｋ７は、それぞれＵ相ラインＵＬ２の電圧Ｖｕ２、Ｖ相ラインＶＬ２の電圧Ｖｖ２およびＷ相ラインＷＬ２の電圧Ｖｗ２の波形を示す。

電圧Ｖｕ１，Ｖｖ１，Ｖｗ１は、インバータ２０により、電圧Ｖａｃと同じ周期Ｔで、かつ、互いに同相に制御され、さらに、電圧Ｖａｃよりも位相θだけ遅れるように制御される。電圧Ｖｕ２，Ｖｖ２，Ｖｗ２は、インバータ３０により、電圧Ｖａｃと同じ周期Ｔで、かつ、互いに同相に制御され、さらに、電圧Ｖｕ１，Ｖｖ１，Ｖｗ１の位相を反転した位相に制御される。また、電圧Ｖｕ１，Ｖｖ１，Ｖｗ１と電圧Ｖｕ２，Ｖｖ２，Ｖｗ２との電圧差は、図３で示されるフェーザ関係に基づいて電圧Ｖｉｎｖに制御される。

このように、図３に示されるフェーザ関係に基づいて、インバータ２０，３０によりＵ，Ｖ，Ｗ各相ラインの電圧を制御することによって、商用電源５５から蓄電装置Ｂへ力率１で充電を行なうことができる。

図５は、商用電源５５、電源ラインＰＬ２および蓄電装置Ｂの各々の電圧の関係を示す。図５を参照して、電圧Ｖａｃ＿ｍは、商用電源５５の電圧の波高値を示す。上述のように、電源ラインＰＬ２の電圧ＶＨは、商用電源５５の電圧の波高値以上に保つ必要がある。これは、電圧ＶＨが電圧Ｖａｃ＿ｍよりも低いと、インバータ２０，３０の上アームのダイオードに常時電流が流れ、商用電源５５から電源ラインＰＬ２への電力の流れおよび力率を制御できなくなるからである。

そして、インバータ２０，３０から電源ラインＰＬ２に供給された電力は、昇圧コンバータ１０により電圧ＶＨから電圧ＶＢに降圧され、蓄電装置Ｂに供給される。

ここで、電源ラインＰＬ２の電圧ＶＨは、昇圧コンバータ１０によって制御される。すなわち、インバータ２０，３０から電源ラインＰＬ２に電流が供給され、その結果として電源ラインＰＬ２の電圧ＶＨが上昇すると、昇圧コンバータ１０によって電源ラインＰＬ２から蓄電装置Ｂへ流される電流が増やされ、電源ラインＰＬ２の電圧ＶＨの上昇が抑えられる。一方、電源ラインＰＬ２の電圧ＶＨが低下すると、昇圧コンバータ１０によって電源ラインＰＬ２から蓄電装置Ｂへ流される電流が抑えられ、電源ラインＰＬ２の電圧ＶＨが上昇する。

そして、昇圧コンバータ１０のスイッチング損失を考慮すると、電源ラインＰＬ２の電圧ＶＨは低い方が好ましい。これは、電源ラインＰＬ２の電圧ＶＨが高いほど、昇圧コンバータ１０でのスイッチング電圧が大きくなり、その結果、昇圧コンバータ１０のスイッチング損失が相対的に増大するからである。

したがって、効率的な充電を行なうには、電源ラインＰＬ２の電圧ＶＨは、商用電源５５の電圧の波高値（電圧Ｖａｃ＿ｍ）以上であって、かつ、できる限り低い方が好ましいところ、この実施の形態では、昇圧コンバータ１０は、電源ラインＰＬ２の電圧ＶＨを下限レベルである商用電源５５の電圧波高値と略同等のレベルに制御する。

図６は、図１に示した制御装置６０の機能ブロック図である。図６を参照して、制御装置６０は、コンバータ制御部６１と、第１のインバータ制御部６２と、第２のインバータ制御部６３と、ＡＣ入力制御部６４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、トルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２およびモータ回転数ＭＲＮ１，ＭＲＮ２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。

ここで、コンバータ制御部６１は、ＡＣ入力制御部６４からＨ（論理ハイ）レベルの制御信号ＣＴＬを受けているとき、ＡＣ入力制御部６４から受けるインバータ入力電圧指令ＶＨＲに基づいて信号ＰＷＣを生成する。

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およびモータ電流ＭＣＲＴ１ならびに電圧ＶＨ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。

ここで、第１のインバータ制御部６２は、ＡＣ入力制御部６４からＨレベルの制御信号ＣＴＬを受けているとき、ＡＣ入力制御部６４から受ける各相電圧指令ＶＮＲ１に基づいて信号ＰＷＭ１を生成する。

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およびモータ電流ＭＣＲＴ２ならびに電圧ＶＨ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。

ここで、第２のインバータ制御部６３は、ＡＣ入力制御部６４からＨレベルの制御信号ＣＴＬを受けているとき、ＡＣ入力制御部６４から受ける各相電圧指令ＶＮＲ２に基づいて信号ＰＷＭ２を生成する。

ＡＣ入力制御部６４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、ならびに電圧センサ７４からの電圧Ｖａｃに基づいて、入力端子５０に接続される商用電源５５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６４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ならびに第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６４は、商用電源５５から蓄電装置Ｂの充電を行なうものと判定すると、電圧センサ７４からの電圧Ｖａｃに基づいて、インバータ２０に対する各相電圧指令ＶＮＲ１およびインバータ３０に対する各相電圧指令ＶＮＲ２を生成し、その生成した各相電圧指令ＶＮＲ１，ＶＮＲ２をそれぞれ第１および第２のインバータ制御部６２，６３へ出力する。ここで、各相電圧指令ＶＮＲ１，ＶＮＲ２は、図３に示したフェーザ関係に基づいてそれぞれ算出されるインバータ電圧であり、具体的には、各相電圧指令ＶＮＲ１は、図４に示した電圧Ｖｕ１，Ｖｖ１，Ｖｗ１を生成するための電圧指令であり、各相電圧指令ＶＮＲ２は、図４に示した電圧Ｖｕ２，Ｖｖ２，Ｖｗ２を生成するための電圧指令である。

さらに、ＡＣ入力制御部６４は、商用電源５５から蓄電装置Ｂの充電を行なうものと判定すると、電圧センサ７４からの電圧Ｖａｃに基づいてインバータ入力電圧指令ＶＨＲを生成し、その生成したインバータ入力電圧指令ＶＨＲをコンバータ制御部６１へ出力する。ここで、インバータ入力電圧指令ＶＨＲは、昇圧コンバータ１０によって制御される電源ラインＰＬ２の電圧ＶＨの制御目標であり、電圧センサ７４によって検出される商用電源５５の電圧Ｖａｃに基づいて、電圧Ｖａｃの波高値と略同等のレベルに設定される。

また、さらに、ＡＣ入力制御部６４は、商用電源５５から蓄電装置Ｂの充電を行なうものと判定すると、入力許可指令ＥＮをリレー回路４０へ出力する。

図７は、図６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７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、ＡＣ入力制御部６４からの制御信号ＣＴＬがＬ（論理ロー）レベルのとき、トルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２およびモータ回転数ＭＲＮ１，ＭＲＮ２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。

一方、インバータ入力電圧指令演算部１１２は、ＡＣ入力制御部６４からの制御信号ＣＴＬがＨレベルのとき、ＡＣ入力制御部６４から受けるインバータ入力電圧指令ＶＨＲを電圧指令ＶＨ＿ｃｏｍとして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からの電圧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、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、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、電圧ＶＨを高くすることができる。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圧ＶＨ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ＶＨを蓄電装置Ｂの電圧ＶＢ以上の任意の電圧に制御することができる。

図８は、図６に示した第１および第２のインバータ制御部６２，６３の機能ブロック図である。図８を参照して、第１および第２のインバータ制御部６２，６３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、ＡＣ入力制御部６４からの制御信号ＣＴＬがＬレベルのとき、トルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）、モータ電流ＭＣＲＴ１（またはＭＣＲＴ２）および電圧ＶＨに基づいて、モータジェネレータＭＧ１（またはＭＧ２）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。

一方、モータ制御用相電圧演算部１２０は、ＡＣ入力制御部６４からの制御信号ＣＴＬがＨレベルのとき、ＡＣ入力制御部６４から受ける各相電圧指令ＶＮＲ１（またはＶＮＲ２）をＰＷＭ信号変換部１２２へ出力する。

ＰＷＭ信号変換部１２２は、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）の各ｎｐｎ型トランジスタＱ１１〜Ｑ１６（またはＱ２１〜Ｑ２６）をオン／オフする信号ＰＷＭ１（またはＰＷＭ２）を生成し、その生成した信号ＰＷＭ１（またはＰＷＭ２）をインバータ２０（または３０）の各ｎｐｎ型トランジスタＱ１１〜Ｑ１６（またはＱ２１〜Ｑ２６）へ出力する。

なお、ＡＣ入力制御部６４から受ける各相電圧指令ＶＮＲ１（またはＶＮＲ２）に基づいてＵ，Ｖ，Ｗの各相コイルに電流が流される場合には、各相電流は同位相であるので、モータジェネレータＭＧ１（またはＭＧ２）に回転トルクは発生しない。

図９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９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）、商用電源５５を入力端子５０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ので、ステップＳ９０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、電圧センサ７４によって検出される電圧Ｖａｃを電圧センサ７４から受ける（ステップＳ２０）。そして、制御装置６０は、電圧センサ７４からの電圧Ｖａｃに基づいて、商用電源５５から交流電力が入力されているか否かを判定する（ステップＳ３０）。制御装置６０は、電圧Ｖａｃが観測されない場合、商用電源５５から交流電力が入力されていないものと判断し（ステップＳ３０においてＮＯ）、ステップＳ９０へ処理を進めてメインルーチンに制御を戻す。

一方、ステップＳ３０において、電圧Ｖａｃが観測され、商用電源５５から交流電力が入力されていると判断されると（ステップＳ３０においてＹＥＳ）、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Ｓ４０）。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Ｓ４０においてＹＥＳ）、電圧センサ７４からの電圧Ｖａｃに基づいて、電源ラインＰＬ２の電圧ＶＨの制御目標を設定する（ステップＳ５０）。具体的には、制御装置６０は、上述のように、電圧ＶＨの制御目標を電圧Ｖａｃの波高値と略同等のレベルに設定する。

電圧ＶＨの制御目標が設定されると、制御装置６０は、リレー回路４０へ入力許可指令ＥＮを出力する（ステップＳ６０）。そして、リレー回路４０を介して商用電源５５からの交流電力がモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２における中性点Ｎ１，Ｎ２に与えられると、制御装置６０は、２つのインバータ２０，３０を協調制御して蓄電装置Ｂの充電を実行する（ステップＳ７０）。

一方、ステップＳ４０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Ｓ４０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Ｓ８０）。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、リレー回路４０へ出力していた入力許可指令ＥＮを非活性化する。

以上のように、この実施の形態によれば、商用電源５５から蓄電装置Ｂの充電時、商用電源５５の電圧Ｖａｃに基づいて電源ラインＰＬ２の電圧レベルを設定するようにしたので、蓄電装置Ｂの充電に利用可能な商用電源５５に制約を与えることなく、力率１で制御された充電を行なうことができる。

そして、力率１で制御された充電が可能な下限レベルである電圧Ｖａｃの波高値に電圧ＶＨの制御目標を設定したので、昇圧コンバータ１０のスイッチング損失を最小限に抑えることができる。その結果、さらに効率的な充電を実現することができる。

また、このハイブリッド自動車１００は、充電専用のコンバータを別途備えることなく商用電源５５から蓄電装置Ｂを充電することができるので、車両の小型化や軽量化、低コスト化に寄与することができる。

なお、上記の実施の形態においては、電源ラインＰＬ２の電圧ＶＨの制御目標は、商用電源５５の電圧Ｖａｃの波高値に設定するものとしたが、電圧ＶＨの制御目標は、電圧Ｖａｃの波高値に限定されるものではない。なお、上述のように、電圧ＶＨの制御目標は、電圧Ｖａｃの波高値以上であって、かつ、できる限り低い方が昇圧コンバータ１０のスイッチング損失を低減できるので好ましい。

なお、商用電源５５の電圧レベルは各国により決まっているので（たとえばＡＶ１００ＶやＡＣ２００Ｖ、ＡＣ２４０Ｖなど）、商用電源５５の電圧レベルに応じた電圧ＶＨの制御目標を予めテーブル化しておき、入力端子５０に入力される商用電源５５の電圧レベルに応じて対応する電圧ＶＨの制御目標をテーブルから読出して設定するようにしてもよい。

また、上記の実施の形態においては、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、少なくとも２台のモータジェネレータを搭載した電気自動車や燃料電池自動車も含む。さらには、この発明は、一般に少なくとも２台のモータジェネレータを搭載した電動車両に適用可能である。この発明による電動車両が電気自動車または燃料電池自動車の場合、たとえば、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は電気自動車または燃料電池自動車の駆動輪に連結される。

なお、上記において、３相コイル１２，１４は、それぞれこの発明における「第１の多相巻線」および「第２の多相巻線」に対応し、電力入力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２、リレー回路４０および入力端子５０は、この発明における「電力入力部」を形成する。また、インバータ２０，３０は、この発明における「電力変換装置」を形成し、電源ラインＰＬ２は、この発明における「直流電源線」に対応する。また、昇圧コンバータ１０は、この発明における「コンバータ」に対応し、コンバータ制御部６１およびＡＣ入力制御部６４は、この発明における「コンバータ制御手段」を形成する。

また、さらに、ダイオードＤ１，Ｄ２の各々は、この発明における「フライホイールダイオード」に対応し、ｎｐｎ型トランジスタＱ１，Ｑ２およびダイオードＤ１，Ｄ２は、この発明における「チョッパ回路」を形成する。また、さらに、インバータ２０，３０は、それぞれこの発明における「第１のインバータ」および「第２のインバータ」に対応し、第１および第２のインバータ制御部６２，６３ならびにＡＣ入力制御部６４は、この発明における「インバータ制御手段」を形成する。

また、さらに、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、それぞれこの発明における「第１の多相交流電動機」および「第２の多相交流電動機」に対応し、車輪２は、この発明における「駆動輪」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である。 図２に示すゼロ相等価回路において入力力率１を実現するフェーザ図である。 図３に示すフェーザ関係に基づいてインバータを制御したときの電圧波形図である。 商用電源、電源ラインＰＬ２および蓄電装置の各々の電圧の関係を示す図である。 図１に示す制御装置の機能ブロック図である。 図６に示すコンバータ制御部の機能ブロック図である。 図６に示す第１および第２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 車輪、３ 動力分配機構、４ エンジン、１０ 昇圧コンバータ、１２，１４ ３相コイル、２０，３０ インバータ、２０Ａ，３０Ａ 上アーム、２０Ｂ，３０Ｂ 下アーム、２２，３２ Ｕ相アーム、２４，３４ Ｖ相アーム、２６，３６ Ｗ相アーム、４０ リレー回路、５０ 入力端子、５５ 商用電源、６０ 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 ＡＣ入力制御部、７０，７２，７４ 電圧センサ、８０，８２ 電流センサ、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、ＰＬ１，ＰＬ２ 電源ライン、ＳＬ 接地ライン、Ｌ リアクトル、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ１１〜Ｑ１６，Ｑ２１〜Ｑ２６ ｎｐｎ型トランジスタ、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６ ダイオード、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、ＵＬ１，ＵＬ２ Ｕ相ライン、ＶＬ１，ＶＬ２ Ｖ相ライン、ＷＬ１，ＷＬ２ Ｗ相ライン、Ｎ１，Ｎ２ 中性点、Ｕ１，Ｕ２ Ｕ相コイル、Ｖ１，Ｖ２ Ｖ相コイル、Ｗ１，Ｗ２ Ｗ相コイル、ＡＣＬ１，ＡＣＬ２ 電力入力ライン、ＲＹ１，ＲＹ２ リレー。

Claims (7)

1. 蓄電装置を充電するための充電制御装置であって、
   星形結線された第１の多相巻線と、
   星形結線された第２の多相巻線と、
   前記第１の多相巻線の第１の中性点と前記第２の多相巻線の第２の中性点とに接続され、外部電源からの交流電力を前記第１および第２の中性点間に与える電力入力部と、
   前記第１および第２の中性点間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直流電源線へ出力する電力変換装置と、
   与えられる指令に従って前記直流電源線の電圧を前記蓄電装置の電圧以上に制御しつつ、前記直流電源線の電圧を降圧して前記蓄電装置を充電するコンバータと、
   前記外部電源の電圧レベルに基づいて前記直流電源線の電圧の制御目標を設定し、前記直流電源線の電圧を前記制御目標に制御するための前記指令を前記コンバータへ出力するコンバータ制御手段とを備える充電制御装置。
2. 前記コンバータ制御手段は、前記外部電源の電圧レベルに応じて予め定められた設定値を前記制御目標として設定する、請求項１に記載の充電制御装置。
3. 前記コンバータ制御手段は、前記外部電源の電圧の波高値と略同等の電圧を前記制御目標として設定する、請求項１または請求項２に記載の充電制御装置。
4. 前記コンバータは、
   フライホイールダイオードを有する２つのスイッチング素子が前記直流電源線と接地線との間に直列に接続されたチョッパ回路と、
   前記２つのスイッチング素子の接続点と前記蓄電装置との間に接続されるリアクトルとを含む、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の充電制御装置。
5. 前記電力変換装置は、
   前記第１および第２の多相巻線にそれぞれ接続される第１および第２のインバータと、
   前記第１および第２の中性点間に与えられる交流電力を直流電力に変換して前記直流電源線へ出力するように前記第１および第２のインバータを協調して制御するインバータ制御手段とを含む、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の充電制御装置。
6. 前記外部電源は、商用電源である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の充電制御装置。
7. 星形結線された第１の多相巻線を固定子巻線として含む第１の多相交流電動機と、
   星形結線された第２の多相巻線を固定子巻線として含む第２の多相交流電動機と、
   前記第１および第２の多相交流電動機の少なくとも一方の回転軸に機械的に結合される駆動輪と、
   前記第１および第２の多相交流電動機にそれぞれ対応して設けられる第１および第２のインバータと、
   蓄電装置と、
   前記蓄電装置と前記第１および第２のインバータの各々に接続される直流電源線との間に設けられ、前記直流電源線の電圧を前記蓄電装置の電圧以上に制御するコンバータと、
   前記第１および第２のインバータならびに前記コンバータを制御する制御装置と、
   前記第１の多相巻線の第１の中性点と前記第２の多相巻線の第２の中性点とに接続され、外部電源からの交流電力を前記第１および第２の中性点間に与える電力入力部とを備え、
   前記制御装置は、
   前記第１および第２の中性点間に前記外部電源からの交流電力が与えられたとき、前記交流電力を直流電力に変換して前記直流電源線へ出力するように前記第１および第２のインバータを協調して制御するインバータ制御手段と、
   前記第１および第２の中性点間に前記外部電源からの交流電力が与えられたとき、前記外部電源の電圧レベルに基づいて前記直流電源線の電圧の制御目標を設定し、前記直流電源線の電圧を前記制御目標に制御しつつ前記蓄電装置を充電するように前記コンバータを制御するコンバータ制御手段とを含む、電動車両。

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