JP2010183671A - 電動車両およびその充電制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】充電器による充電の開始時に充電器から車両へ流れる突入電流を防止可能な電動車両を提供する。
【解決手段】充電器による充電が終了すると、第１および第２ＭＧを用いた放電処理が実行される（Ｓ１０）。この段階ではまだ充電器リレーはオフされておらず、充電器は車両システムに電気的に接続されているので、第１および第２ＭＧを用いた上記放電処理によって充電器コンデンサが放電される。放電処理が終了すると、充電ＥＣＵは、充電器コンデンサの電荷状態（残留電荷の有無）を判定する（Ｓ２０）。そして、充電ＥＣＵは、その判定結果を図示されない記憶部に記憶し（Ｓ３０）、その後、充電器リレーをオフする（Ｓ４０）。
【選択図】図３

Description

この発明は、電動車両およびその充電制御方法に関し、特に、車両走行用の電力を蓄電する蓄電装置を車両外部の電源から充電可能な電動車両の充電制御に関する。

特開平５−２７６６７４号公報（特許文献１）は、電気自動車に搭載された二次電池を充電するための充電装置を開示する。この公報には、交流電源から供給される交流電力を直流に変換する整流器の直流出力側に平滑コンデンサが設けられる充電装置が開示されている（特許文献１の図２参照）。

特開平５−２７６６７４号公報 特開２０００−２７０５６１号公報

充電器のコンデンサに電荷が残存した状態で充電器を車両に接続すると、充電器のコンデンサに残存した電荷が車両へ急激に流れ込むことによる突入電流が発生し、ヒューズ切れ等の問題が発生する。

そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、充電器による充電の開始時に充電器から車両へ流れる突入電流を防止可能な電動車両を提供することである。

また、この発明の別の目的は、充電器による充電の開始時に充電器から車両へ流れる突入電流を防止可能な電動車両の充電制御方法を提供することである。

この発明によれば、電動車両は、蓄電装置と、放電装置と、充電器と、第１のリレーと、充電制御装置を備える。蓄電装置は、再充電可能であり、車両走行用の電力を蓄電する。放電装置は、蓄電装置に接続される電気システムの残留電荷を放電可能に構成される。充電器は、電気システムに接続され、車両外部の電源から電気システムを介して蓄電装置を充電する。第１のリレーは、充電器と電気システムとの間に設けられる。ここで、充電器は、充電電路に接続される第１のコンデンサを含む。そして、充電制御装置は、充電器による蓄電装置の充電終了後、放電装置を動作させることによって電気システムの残留電荷とともに第１のコンデンサを放電させ、第１のコンデンサの放電後、第１のリレーへ遮断指令を出力する。

好ましくは、充電終了後の第１のコンデンサの放電がなされなかった場合、充電制御装置は、充電器による蓄電装置の充電開始時、第１のコンデンサの放電が判定されるまで第１のリレーの電気的接続を不許可とする。

好ましくは、電気システムは、交流電動機と、インバータと、昇圧コンバータと、第２のコンデンサと、第２のリレーとを含む。インバータは、交流電動機を駆動する。昇圧コンバータは、インバータに与えられる直流電圧を蓄電装置の電圧以上に昇圧可能に構成される。第２のコンデンサは、インバータに与えられる直流電圧を平滑化する。第２のリレーは、昇圧コンバータと蓄電装置との間に設けられる。そして、充電器は、第１のリレーを介して昇圧コンバータと第２のリレーとの間に接続される。

さらに好ましくは、放電装置は、交流電動機およびインバータによって構成される。昇圧コンバータは、直流チョッパ回路から成る。そして、充電制御装置は、充電器による蓄電装置の充電終了後、昇圧コンバータの上アームをオンさせつつインバータを駆動することによって、第２のコンデンサとともに第１のコンデンサを放電させる。

また、この発明によれば、充電制御方法は、電動車両の充電制御方法である。電動車両は、蓄電装置と、放電装置と、充電器と、第１のリレーとを含む。蓄電装置は、再充電可能であり、車両走行用の電力を蓄電する。放電装置は、蓄電装置に接続される電気システムの残留電荷を放電可能に構成される。充電器は、電気システムに接続され、車両外部の電源から電気システムを介して蓄電装置を充電する。第１のリレーは、充電器と電気システムとの間に設けられる。ここで、充電器は、充電電路に接続される第１のコンデンサを含む。そして、充電制御方法は、充電器による蓄電装置の充電終了後、放電装置を動作させることによって電気システムの残留電荷とともに第１のコンデンサを放電させるステップと、第１のコンデンサの放電後、第１のリレーへ遮断指令を出力するステップとを備える。

好ましくは、充電制御方法は、充電終了後の第１のコンデンサの放電が成功したか否かを判定するステップと、第１のコンデンサの放電がなされなかったと判定された場合、充電器による蓄電装置の充電開始時、第１のコンデンサの放電が判定されるまで第１のリレーの電気的接続を不許可とするステップとをさらに備える。

好ましくは、電気システムは、交流電動機と、インバータと、昇圧コンバータと、第２のコンデンサと、第２のリレーとを含む。インバータは、交流電動機を駆動する。昇圧コンバータは、インバータに与えられる直流電圧を蓄電装置の電圧以上に昇圧可能に構成される。第２のコンデンサは、インバータに与えられる直流電圧を平滑化する。第２のリレーは、昇圧コンバータと蓄電装置との間に設けられる。そして、充電器は、第１のリレーを介して昇圧コンバータと第２のリレーとの間に接続される。

さらに好ましくは、放電装置は、交流電動機およびインバータによって構成される。昇圧コンバータは、直流チョッパ回路から成る。そして、第１のコンデンサを放電させるステップにおいて、昇圧コンバータの上アームをオンさせつつインバータを駆動することによって、第２のコンデンサとともに第１のコンデンサを放電させる。

この電動車両においては、充電器による蓄電装置の充電終了後、放電装置を動作させることによって電気システムの残留電荷とともに第１のコンデンサを放電させ、第１のコンデンサの放電後、充電器と電気システムとの間に設けられる第１のリレーへ遮断指令が出力されるので、次回の充電開始時に第１のコンデンサに残留電荷はない。したがって、この電動車両によれば、充電器による充電の開始時に充電器から車両へ流れる突入電流を防止することができる。

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構成図である。 図１に示す充電器の構成図である。 充電終了時の処理手順を示すフローチャートである。 充電開始時の処理手順を示すフローチャートである。 充電終了時の動作タイミングチャートである。 充電開始時の動作タイミングチャートである。 充電終了時に充電器コンデンサの放電が失敗したときの動作タイミングチャートである。 充電終了時に充電器コンデンサの放電が失敗したときの充電開始時の動作タイミングチャートである。 図１に示すコンバータの回路図である。 実施の形態２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構成図である。 実施の形態３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構成図である。

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構成図である。図１を参照して、ハイブリッド自動車１００は、第１〜第３蓄電装置１０−１〜１０−３と、第１〜第３ＳＭＲ（System Main Relay）１１−１〜１１−３と、第１および第２コンバータ１２−１，１２−２と、主正母線ＭＰＬと、主負母線ＭＮＬと、平滑コンデンサＣとを備える。また、ハイブリッド自動車１００は、第１および第２インバータ３０−１，３０−２と、第１および第２ＭＧ（Motor Generator）３２−１，３２−２と、動力分割装置３４と、エンジン３６と、駆動輪３８と、ＭＧ−ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４０とをさらに備える。さらに、ハイブリッド自動車１００は、充電器４２と、車両インレット４４と、充電器リレー４５と、ヒューズ４６と、充電ＥＣＵ４７とをさらに備える。

第１〜第３蓄電装置１０−１〜１０−３の各々は、車両走行用の電力を蓄える再充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や、大容量のキャパシタ等である。第１蓄電装置１０−１は、第１ＳＭＲ１１−１によって第１コンバータ１２−１に電気的に接続され、第２および第３蓄電装置１０−２，１０−３は、それぞれ第２および第３ＳＭＲ１１−２，１１−３によって第２コンバータ１２−２に電気的に接続される。

第１ＳＭＲ１１−１は、第１蓄電装置１０−１と第１コンバータ１２−１との間に設けられる。第２ＳＭＲ１１−２は、第２蓄電装置１０−２と第２コンバータ１２−２との間に設けられ、第３ＳＭＲ１１−３は、第３蓄電装置１０−３と第２コンバータ１２−２との間に設けられる。なお、第２蓄電装置１０−２と第３蓄電装置１０−３との短絡を避けるため、第２および第３ＳＭＲ１１−２，１１−３は、選択的にオンされ、同時にオンされることはない。

第１および第２コンバータ１２−１，１２−２は、互いに並列して主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬに接続される。第１コンバータ１２−１は、ＭＧ−ＥＣＵ４０からの信号ＰＷＣ１に基づいて、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬ間の電圧を第１蓄電装置１０−１の電圧以上に昇圧可能に構成される。第２コンバータ１２−２は、ＭＧ−ＥＣＵ４０からの信号ＰＷＣ２に基づいて、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬ間の電圧を、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２に電気的に接続される第２蓄電装置１０−２または第３蓄電装置１０−３の電圧以上に昇圧可能に構成される。第１および第２コンバータ１２−１，１２−２の各々は、たとえば直流チョッパ回路から成る。

なお、一例として、第１コンバータ１２−１は、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬ間の電圧を所定の目標値に一致するように制御され、第２コンバータ１２−２は、第２コンバータ１２−２に接続される第２蓄電装置１０−２または第３蓄電装置１０−３の入出力電力が所定の目標値に一致するように制御される。以下では、第１コンバータ１２−１を「マスターコンバータ」とも称し、第２コンバータ１２−２を「スレーブコンバータ」とも称する。

平滑コンデンサＣは、主正母線ＭＰＬと主負母線ＭＮＬとの間に接続され、主正母線ＭＰＬと主負母線ＭＮＬとの間の電圧を平滑化する。

第１および第２インバータ３０−１，３０−２は、互いに並列して主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬに接続される。第１インバータ３０−１は、ＭＧ−ＥＣＵ４０からの信号ＰＷＩ１に基づいて第１ＭＧ３２−１を駆動する。第２インバータ３０−２は、ＭＧ−ＥＣＵ４０からの信号ＰＷＩ２に基づいて第２ＭＧ３２−２を駆動する。第１および第２インバータ３０−１，３０−２の各々は、たとえば三相ブリッジ回路から成る。

第１および第２ＭＧ３２−１，３２−２は、交流回転電機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機である。第１および第２ＭＧ３２−１，３２−２は、動力分割装置３４に連結される。動力分割装置３４は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを含む遊星歯車から成る。ピニオンギヤは、サンギヤおよびリングギヤと係合する。キャリアは、ピニオンギヤを自転可能に支持するとともに、エンジン３６のクランクシャフトに連結される。サンギヤは、第１ＭＧ３２−１の回転軸に連結される。リングギヤは、第２ＭＧ３２−２の回転軸および駆動輪３８に連結される。この動力分割装置３４によって、エンジン３６が発生する動力は、駆動輪３８へ伝達される経路と、第１ＭＧ３２−１へ伝達される経路とに分割される。

そして、第１ＭＧ３２−１は、動力分割装置３４によって分割されたエンジン３６の動力を用いて発電する。たとえば、第１〜第３蓄電装置１０−１〜１０−３の充電量が低下すると、エンジン３６が始動して第１ＭＧ３２−１により発電が行なわれ、その発電された電力が蓄電装置へ供給される。

一方、第２ＭＧ３２−２は、第１〜第３蓄電装置１０−１〜１０−３の少なくとも１つから供給される電力および第１ＭＧ３２−１により発電された電力の少なくとも一方を用いて駆動力を発生する。第２ＭＧ３２−２の駆動力は、駆動輪３８に伝達される。なお、車両の制動時には、車両の運動エネルギーが駆動輪３８から第２ＭＧ３２−２に伝達されて第２ＭＧ３２−２が駆動され、第２ＭＧ３２−２が発電機として作動する。これにより、第２ＭＧ３２−２は、車両の運動エネルギーを電力に変換して回収する回生ブレーキとして作動する。

ＭＧ−ＥＣＵ４０は、第１および第２コンバータ１２−１，１２−２をそれぞれ駆動するための信号ＰＷＣ１，ＰＷＣ２を生成し、その生成した信号ＰＷＣ１，ＰＷＣ２をそれぞれ第１および第２コンバータ１２−１，１２−２へ出力する。また、ＭＧ−ＥＣＵ４０は、第１および第２ＭＧ３２−１，３２−２をそれぞれ駆動するための信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２をそれぞれ第１および第２インバータ３０−１，３０−２へ出力する。

また、ＭＧ−ＥＣＵ４０は、充電ＥＣＵ４７から信号ＤＣＨＲＧを受けると、電気システムの残留電荷を放電するための放電処理を実行する。具体的には、ＭＧ−ＥＣＵ４０は、第１〜第３ＳＭＲ１１−１〜１１−３がオフした後、第１および第２インバータ３０−１，３０−２がそれぞれ第１および第２ＭＧ３２−１，３２−２へｄ軸電流のみを流すように信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を生成する。これにより、第１および第２ＭＧ３２−１，３２−２にトルクを発生させることなく、第１および第２ＭＧ３２−１，３２−２によって残留電荷が消費される。

充電器４２は、車両インレット４４に入力端が接続され、第２および第３ＳＭＲ１１−２，１１−３と第２コンバータ１２−２との間に配設される正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２に充電器リレー４５およびヒューズ４６を介して出力端が接続される。すなわち、この実施の形態１では、充電器４２は、スレーブコンバータ側に接続される。そして、充電器４２は、車両外部の電源（以下「外部電源」とも称する。）４８から供給される電力を車両インレット４４から受け、充電ＥＣＵ４７から受ける電力指令値ＣＨＰＷに基づいて充電電力を制御する。また、充電器４２は、後述の充電器コンデンサの電荷状態を示す電圧ＶＣＨを検出して充電ＥＣＵ４７へ出力する。

車両インレット４４は、外部電源４８から電力を受けるための電力インターフェースである。充電器リレー４５は、充電器４２と正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２との間に設けられ、充電ＥＣＵ４７からの信号ＳＥに応じてオン／オフされる。ヒューズ４６は、充電器リレー４５と正極線ＰＬ２との間に設けられ、充電器４２から車両システムへの突入電流などの過大な電流が発生すると電路を遮断する。

充電ＥＣＵ４７は、外部電源４８から第１〜第３蓄電装置１０−１〜１０−３の充電時、充電器リレー４５をオンする。そして、充電ＥＣＵ４７は、充電電力の目標値を示す電力指令値ＣＨＰＷを生成し、その生成した電力指令値ＣＨＰＷを充電器４２へ出力する。なお、充電ＥＣＵ４７は、たとえば、第１蓄電装置１０−１、第２蓄電装置１０−２、第３蓄電装置１０−３の順に充電されるように、第１〜第３蓄電装置１０−１〜１０−３の充電状態に基づいて、第１ＳＭＲ１１−１、第２ＳＭＲ１１−２、第３ＳＭＲ１１−３を順次オンする。なお、第１蓄電装置１０−１の充電は、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２、第２コンバータ１２−２、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬ、第１コンバータ１２−１、ならびに第１ＳＭＲ１１−１を順次介して行なわれる。

ここで、充電ＥＣＵ４７は、充電終了後、信号ＳＥにより充電器リレー４５へ遮断指令を出力する前に、電気システムの残留電荷を放電するための放電処理の実行を指示する信号ＤＣＨＲＧをＭＧ−ＥＣＵ４０へ出力する。すなわち、上述のように、信号ＤＣＨＲＧに応じてＭＧ−ＥＣＵ４０により放電処理が実行されるところ、充電ＥＣＵ４７は、充電が終了しても、ＭＧ−ＥＣＵ４０による放電処理が終了するまで充電器リレー４５をオフしない。これにより、ＭＧ−ＥＣＵ４０による放電処理によって、電気システムの残留電荷（平滑コンデンサＣの残留電荷など）とともに、電気システムに電気的に接続されている充電器４２内のコンデンサ（後述）も放電され、次回充電時に充電器リレー４５がオンされたときに充電器４２から車両システムへ突入電流が流れることによるヒューズ４６の切断が防止される。

さらにここで、充電ＥＣＵ４７は、充電器４２から受ける電圧ＶＣＨの検出値に基づいて、充電終了時に実行される上記放電処理により充電器４２内のコンデンサが実際に放電されたか否かを判定し、その判定結果を図示されない記憶部に記憶する。そして、充電ＥＣＵ４７は、次回の充電開始時、上記判定結果を記憶部から読出し、その判定結果に基づき前回充電終了後の充電器コンデンサの放電が失敗に終わったと判断すると、充電器コンデンサの放電が判定されるまで充電器リレー４５の電気的接続を不許可とする。

図２は、図１に示した充電器４２の構成図である。図２を参照して、充電器４２は、ＡＣ入力フィルタ５２と、昇圧回路５４と、ＤＣ−ＤＣコンバータ５６と、充電器コンデンサ５８と、ＤＣ出力フィルタ６０と、ダイオード６２と、電圧センサ６４，６６とを含む。

ＡＣ入力フィルタ５２は、充電器４２の動作時、車両インレット４４から外部電源４８（図１）へ高周波のノイズが出力されるのを防止する。昇圧回路５４は、充電ＥＣＵ４７（図１）から受ける電力指令値ＣＨＰＷに基づいて、外部電源４８から供給される交流電力を直流電力に変換するとともに昇圧する。ＤＣ−ＤＣコンバータ５６は、絶縁トランスによって入力側と出力側とを電気的に絶縁する。

充電器コンデンサ５８は、ＤＣ−ＤＣコンバータ５６とＤＣ出力フィルタ６０との間に配設される電力線対間に接続され、前記電力線対の電圧を平滑化する。電圧センサ６４は、充電器コンデンサ５８の電荷状態を示す上記電力線対間の電圧ＶＣＨを検出し、その検出値を充電ＥＣＵ４７へ出力する。ＤＣ出力フィルタ６０は、充電器４２の動作時、充電器４２から車両システムへ高周波のノイズが出力されるのを防止する。ダイオード６２は、車両から充電器４２へ電力が流れるのを防止する。電圧センサ６６は、充電器４２の出力電圧を検出する。

この充電器４２においては、仮に充電終了後直ちに充電器リレー４５がオフされると、充電器コンデンサ５８に電荷が残留する。そして、充電器コンデンサ５８に電荷が残留した状態で次回充電開始時に充電器リレー４５がオンされると、充電器コンデンサ５８の残留電荷が突入電流となって車両システムへ流れ、ヒューズ４６が切断される。そこで、この実施の形態１では、充電終了後直ちに充電器リレー４５をオフするのではなく、第１および第２ＭＧ３２−１，３２−２を用いた放電処理により車両システムの残留電荷（平滑コンデンサＣの残留電荷など）とともに充電器コンデンサ５８を放電した後、充電器リレー４５をオフすることとしたものである。

図３は、充電終了時の処理手順を示すフローチャートである。図３とともに図１，２も参照して、充電器４２による充電が終了すると、充電ＥＣＵ４７からＭＧ−ＥＣＵ４０へ信号ＤＣＨＲＧが出力され、上述の方法により、第１および第２ＭＧ３２−１，３２−２を用いた放電処理が実行される（ステップＳ１０）。この段階ではまだ充電器リレー４５はオフされておらず、充電器４２は車両システムに電気的に接続されているので、第１および第２ＭＧ３２−１，３２−２を用いた放電処理によって平滑コンデンサＣ等とともに充電器コンデンサ５８も放電される。

放電処理が終了すると、充電ＥＣＵ４７は、充電器４２から受ける電圧ＶＣＨの検出値に基づいて、充電器コンデンサ５８の電荷状態（残留電荷の有無）を判定する（ステップＳ２０）。そして、充電ＥＣＵ４７は、その判定結果を図示されない記憶部に記憶し（ステップＳ３０）、その後、充電器リレー４５をオフする（ステップＳ４０）。

図４は、充電開始時の処理手順を示すフローチャートである。図４とともに図１，２も参照して、充電器４２による充電が指示されると、マスターコンバータ側の第１ＳＭＲ１１−１がオンされる（ステップＳ１２０）。なお、第１ＳＭＲ１１−１がまずオンされるのは、第１蓄電装置１０−１から補機駆動電力を得るためであり、第１ＳＭＲ１１−１と第１コンバータ１２−１との間には、正極線ＰＬ１の電圧を降圧して補機へ供給する図示されないＤＣ−ＤＣコンバータが接続されている。

次いで、充電ＥＣＵ４７は、充電器コンデンサ５８の電荷状態（残留電荷の有無）の判定結果を記憶部から取得する（ステップＳ１３０）。そして、充電ＥＣＵ４７は、その取得された判定結果に基づいて、前回充電終了時に充電器コンデンサ５８の放電が成功したか失敗したかを判定する（ステップＳ１４０）。充電器コンデンサ５８の放電は成功したものと判定されると（ステップＳ１４０において「成功」）、充電ＥＣＵ４７は、充電器リレー４５をオンする（ステップＳ１７０）。

一方、ステップＳ１４０において前回充電終了時に充電器コンデンサ５８の放電は失敗したものと判定されると（ステップＳ１４０において「失敗」）、充電ＥＣＵ４７は、充電器コンデンサ５８の電荷状態を示す電圧ＶＣＨの検出値が所定のしきい値よりも低いか否かを判定する（ステップＳ１５０）。そして、電圧ＶＣＨがしきい値よりも低いと判定されると（ステップＳ１５０においてＹＥＳ）、充電ＥＣＵ４７は、ステップＳ１７０へ処理を移行し、充電器リレー４５がオンされる。

電圧ＶＣＨがしきい値以上であると判定された場合には（ステップＳ１５０においてＮＯ）、充電ＥＣＵ４７は、時間をカウントし、所定時間が経過すると（ステップＳ１６０においてＹＥＳ）、ステップＳ１７０へ処理を移行して充電器リレー４５をオンする。なお、所定時間の経過前であっても（ステップＳ１６０においてＮＯ）、電圧ＶＣＨがしきい値を下回れば充電器リレー４５がオンされる。

図５は、充電終了時の動作タイミングチャートである。図５を参照して、時刻ｔ１において、充電指令がオフされて充電器４２の動作が停止すると、時刻ｔ２において、ＳＭＲがオフされる。その後、第１および第２ＭＧ３２−１，３２−２を用いた放電処理が実行され、時刻ｔ３において、充電器コンデンサ５８（図２）が放電される。そして、充電器コンデンサ５８の放電が終了すると、時刻ｔ４において、放電終了フラグがオンされ、充電器リレー４５（図１）がオフされるとともに充電器コンデンサ５８の電荷状態フラグがオフ（電荷無を示す。）される。

図６は、充電開始時の動作タイミングチャートである。図６を参照して、まず、時刻ｔ５において、マスターコンバータ側の第１ＳＭＲ１１−１がオンされる。そして、時刻ｔ６において、充電器コンデンサ５８の電荷状態フラグがオフされていることにより充電器コンデンサ５８は放電されているものと判断され、充電器リレー４５がオンされる。その後、時刻ｔ７において、充電指令がオンされて充電器４２が動作し、充電器コンデンサ５８の電荷状態フラグがオンされる。

一方、図７は、充電終了時に充電器コンデンサ５８の放電が失敗したときの動作タイミングチャートである。図７を参照して、時刻ｔ１１において、充電指令がオフされて充電器４２の動作が停止すると、時刻ｔ１２において、ＳＭＲがオフされる。その後、第１および第２ＭＧ３２−１，３２−２を用いた放電処理が実行されたものの、あるいは放電処理が正常に実行されなかったために、充電器コンデンサ５８（図２）が放電されなかった場合、時刻ｔ１３において、放電終了フラグがオンされ、充電器リレー４５（図１）がオフされる。なお、充電器コンデンサ５８は放電されていないので、充電器コンデンサ５８の電荷状態フラグはオン（電荷有を示す。）されている。

図８は、充電終了時に充電器コンデンサ５８の放電が失敗したときの充電開始時の動作タイミングチャートである。図８を参照して、時刻ｔ１４において、マスターコンバータ側の第１ＳＭＲ１１−１がオンされる。その後、時刻ｔ１５において、充電器コンデンサ５８の電荷状態フラグがオンされていることにより前回の充電終了時に充電器コンデンサ５８の放電が失敗したものと判定され、充電器リレー４５のオンが遅延される。

そして、時刻ｔ１６において、電圧ＶＣＨに基づき充電器コンデンサ５８の電荷が所定値を下回ったものと判定されると、充電器コンデンサ５８の電荷状態フラグがオフされ、それに応じて充電器リレー４５がオンされる。その後、時刻ｔ１７において、充電指令がオンされて充電器４２が動作し、充電器コンデンサ５８の電荷状態フラグがオンされる。

このように、この実施の形態１では、充電終了後、充電器リレー４５をオフする前に第１および第２ＭＧ３２−１，３２−２を用いた放電処理を実行することによって、平滑コンデンサＣ等とともに充電器コンデンサ５８も放電される。また、充電終了時に充電器コンデンサ５８の放電が失敗したときは、次回の充電開始時、充電器コンデンサ５８の放電が判定されるまで充電器リレー４５の電気的接続が遅延される。

なお、第１および第２ＭＧ３２−１，３２−２を用いた放電処理時に、充電器４２が接続される第２コンバータ１２−２の上アームをオンさせてもよい。

図９は、図１に示した第２コンバータ１２−２の概略構成図である。なお、第１コンバータ１２−１の構成および動作も、第２コンバータ１２−２と同じである。図９を参照して、第２コンバータ１２−２は、チョッパ回路１３と、正母線ＬＮＡと、負母線ＬＮＣと、配線ＬＮＢと、平滑コンデンサＣ１とを含む。チョッパ回路１３は、スイッチング素子ＱＡ，ＱＢと、ダイオードＤＡ，ＤＢと、インダクタＬとを含む。

スイッチング素子ＱＡ，ＱＢは、負母線ＬＮＣと正母線ＬＮＡとの間に直列に接続される。ダイオードＤＡ，ＤＢは、それぞれスイッチング素子ＱＡ，ＱＢに逆並列に接続される。インダクタＬは、スイッチング素子ＱＡ，ＱＢの接続ノードと配線ＬＮＢとの間に接続される。平滑コンデンサＣ１は、配線ＬＮＢと負母線ＬＮＣとの間に接続される。

チョッパ回路１３は、ＭＧ−ＥＣＵ４０（図１）からの信号ＰＷＣ２に応じて、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２と主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬとの間で双方向の直流電圧変換を行なう。下アームのスイッチング素子ＱＡのオンデューティーが大きくなるようにスイッチング素子ＱＡ，ＱＢが制御されると（スイッチング素子ＱＢのオンデューティーは小さくなる。）、主正母線ＭＰＬの電圧が上昇し、上アームのスイッチング素子ＱＢのオンデューティーが大きくなるようにスイッチング素子ＱＡ，ＱＢが制御されると（スイッチング素子ＱＡのオンデューティーは小さくなる。）、主正母線ＭＰＬの電圧は下降する。

このようなコンバータの構成において、第１および第２ＭＧ３２−１，３２−２を用いた放電処理時に、充電器４２が接続される第２コンバータ１２−２の上アームのスイッチング素子ＱＢをオンさせることにより、充電器４２の充電器コンデンサ５８（図２）を十分に放電させることができる。

以上のように、この実施の形態１においては、充電器４２による蓄電装置の充電終了後、充電器リレー４５へ遮断指令を出力する前に残留電荷の放電処理を実行することによって車両システムの残留電荷とともに充電器コンデンサ５８も放電させ、充電器コンデンサ５８の放電後、充電器リレー４５を遮断するようにしたので、次回の充電開始時に充電器コンデンサ５８に残留電荷はない。したがって、この実施の形態１によれば、充電器４２による充電の開始時に充電器４２から車両側へ流れる突入電流を防止することができる。

また、この実施の形態１においては、充電終了時に充電器コンデンサ５８の放電が失敗したときは、次回の充電開始時、充電器コンデンサ５８の放電が判定されるまで充電器リレー４５の電気的接続が遅延される。したがって、この実施の形態１によれば、充電終了時に充電器コンデンサ５８の放電が失敗した場合においても、充電器４２から車両側へ流れる突入電流を防止することができる。

［実施の形態２］
図１０は、実施の形態２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構成図である。図１０を参照して、このハイブリッド自動車１００Ａは、図１に示した実施の形態１におけるハイブリッド自動車１００の構成において、第２および第３蓄電装置１０−２，１０−３ならびに第２コンバータ１２−２を備えず、第１蓄電装置１０−１と第１コンバータ１２−１との間に配設される正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１に充電器４２が接続される。

なお、ハイブリッド自動車１００Ａのその他の構成は、実施の形態１におけるハイブリッド自動車１００と同じである。

この実施の形態２においても、充電器４２による第１蓄電装置１０−１の充電終了後、充電器リレー４５へ遮断指令を出力する前に残留電荷の放電処理を実行することによって車両システムの残留電荷とともに充電器コンデンサ５８も放電させ、充電器コンデンサ５８の放電後、充電器リレー４５が遮断される。また、充電終了時に充電器コンデンサ５８の放電が失敗したときは、次回の充電開始時、充電器コンデンサ５８の放電が判定されるまで充電器リレー４５の電気的接続が遅延される。したがって、この実施の形態２によっても、実施の形態１と同様の効果が得られる。

［実施の形態３］
図１１は、実施の形態３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構成図である。図１１を参照して、このハイブリッド自動車１００Ｂは、図１に示した実施の形態１におけるハイブリッド自動車１００の構成において、第２および第３蓄電装置１０−２，１０−３ならびに第１および第２コンバータ１２−１，１２−２を備えず、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬに充電器４２が接続される。

なお、ハイブリッド自動車１００Ｂのその他の構成は、実施の形態１におけるハイブリッド自動車１００と同じである。

この実施の形態３においても、充電器４２による第１蓄電装置１０−１の充電終了後、充電器リレー４５をオフする前に放電処理を実行することによって充電器コンデンサ５８を放電させ、その後、充電器リレー４５が遮断される。また、充電器コンデンサ５８の放電に失敗したときは、次回の充電開始時、充電器リレー４５の電気的接続が遅延される。したがって、この実施の形態３によっても、実施の形態１と同様の効果が得られる。

なお、上記の各実施の形態において、充電器の構成は、図２に示した構成に限定されるものではなく、充電電路に平滑コンデンサ等の充電部を備える充電器全般に対して本願発明は適用可能である。

また、この発明が適用される電動車両の構成も、上記の各実施の形態におけるハイブリッド自動車の構成に限定されるものではない。たとえば、実施の形態１において、第３蓄電装置１０−３を備えない車両や、正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１に充電器４２が接続される車両にも、この発明は適用可能である。

また、上記においては、動力分割装置３４によりエンジン３６の動力を分割して駆動輪３８と第１ＭＧ３２−１とに伝達可能なシリーズ／パラレル型のハイブリッド自動車について説明したが、この発明は、その他の形式のハイブリッド自動車にも適用可能である。たとえば、第１ＭＧ３２−１を駆動するためにのみエンジン３６を用い、第２ＭＧ３２−２でのみ車両の駆動力を発生する、いわゆるシリーズ型のハイブリッド自動車や、エンジン３６が生成した運動エネルギーのうち回生エネルギーのみが電気エネルギーとして回収されるハイブリッド自動車、エンジンを主動力として必要に応じてモータがアシストするモータアシスト型のハイブリッド自動車などにもこの発明は適用可能である。

さらに、この発明は、エンジン３６を備えずに電力のみで走行する電気自動車や、電源として蓄電装置に加えて燃料電池をさらに備える燃料電池車にも適用可能である。

なお、上記において、第１および第２インバータ３０−１，３０−２ならびに第１および第２ＭＧ３２−１，３２−２は、この発明における「放電装置」の一実施例を形成し、充電器リレー４５は、この発明における「第１のリレー」の一実施例に対応する。また、充電器コンデンサ５８は、この発明における「第１のコンデンサ」の一実施例に対応し、充電ＥＣＵ４７は、この発明における「充電制御装置」の一実施例に対応する。さらに、平滑コンデンサＣは、この発明における「第２のコンデンサ」の一実施例に対応し、第２および第３ＳＭＲ１１−２，１１−３は、この発明における「第２のリレー」の一実施例に対応する。

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。

１０−１〜１０−３ 蓄電装置、１１−１〜１１−３ ＳＭＲ、１２−１，１２−２ コンバータ、１３ チョッパ回路、３０−１，３０−２ インバータ、３２−１，３２−２ ＭＧ、３４ 動力分割装置、３６ エンジン、３８ 駆動輪、４０ ＭＧ−ＥＣＵ、４２ 充電器、４４ 車両インレット、４５ 充電器リレー、４６ ヒューズ、４７ 充電ＥＣＵ、４８ 外部電源、５２ ＡＣ入力フィルタ、５４ 昇圧回路、５６ ＤＣ−ＤＣコンバータ、５８ 充電器コンデンサ、６０ ＤＣ出力フィルタ、６２，ＤＡ，ＤＢ ダイオード、６４，６６ 電圧センサ、１００ ハイブリッド自動車、ＰＬ１，ＰＬ２ 正極線、ＮＬ１，ＮＬ２ 負極線、ＭＰＬ 主正母線、ＭＮＬ 主負母線、Ｃ，Ｃ１ 平滑コンデンサ、ＬＮＡ 正母線、ＬＮＣ 負母線、ＬＮＢ 配線、ＱＡ，ＱＢ スイッチング素子、Ｌ インダクタ。

Claims (8)

1. 車両走行用の電力を蓄電する再充電可能な蓄電装置と、
   前記蓄電装置に接続される電気システムの残留電荷を放電可能に構成された放電装置と、
   前記電気システムに接続され、車両外部の電源から前記電気システムを介して前記蓄電装置を充電する充電器と、
   前記充電器と前記電気システムとの間に設けられる第１のリレーとを備え、
   前記充電器は、充電電路に接続される第１のコンデンサを含み、さらに
   前記充電器による前記蓄電装置の充電終了後、前記放電装置を動作させることによって前記電気システムの残留電荷とともに前記第１のコンデンサを放電させ、前記第１のコンデンサの放電後、前記第１のリレーへ遮断指令を出力する充電制御装置を備える、電動車両。
2. 前記充電終了後の前記第１のコンデンサの放電がなされなかった場合、前記充電制御装置は、前記充電器による前記蓄電装置の充電開始時、前記第１のコンデンサの放電が判定されるまで前記第１のリレーの電気的接続を不許可とする、請求項１に記載の電動車両。
3. 前記電気システムは、
   交流電動機と、
   前記交流電動機を駆動するインバータと、
   前記インバータに与えられる直流電圧を前記蓄電装置の電圧以上に昇圧可能に構成された昇圧コンバータと、
   前記直流電圧を平滑化する第２のコンデンサと、
   前記昇圧コンバータと前記蓄電装置との間に設けられる第２のリレーとを含み、
   前記充電器は、前記第１のリレーを介して前記昇圧コンバータと前記第２のリレーとの間に接続される、請求項１または請求項２に記載の電動車両。
4. 前記放電装置は、前記交流電動機および前記インバータによって構成され、
   前記昇圧コンバータは、直流チョッパ回路から成り、
   前記充電制御装置は、前記充電器による前記蓄電装置の充電終了後、前記昇圧コンバータの上アームをオンさせつつ前記インバータを駆動することによって、前記第２のコンデンサとともに前記第１のコンデンサを放電させる、請求項３に記載の電動車両。
5. 電動車両の充電制御方法であって、前記電動車両は、
   車両走行用の電力を蓄電する再充電可能な蓄電装置と、
   前記蓄電装置に接続される電気システムの残留電荷を放電可能に構成された放電装置と、
   前記電気システムに接続され、車両外部の電源から前記電気システムを介して前記蓄電装置を充電する充電器と、
   前記充電器と前記電気システムとの間に設けられる第１のリレーとを含み、
   前記充電器は、充電電路に接続される第１のコンデンサを含み、
   前記充電制御方法は、
   前記充電器による前記蓄電装置の充電終了後、前記放電装置を動作させることによって前記電気システムの残留電荷とともに前記第１のコンデンサを放電させるステップと、
   前記第１のコンデンサの放電後、前記第１のリレーへ遮断指令を出力するステップとを備える、電動車両の充電制御方法。
6. 前記充電終了後の前記第１のコンデンサの放電が成功したか否かを判定するステップと、
   前記第１のコンデンサの放電がなされなかったと判定された場合、前記充電器による前記蓄電装置の充電開始時、前記第１のコンデンサの放電が判定されるまで前記第１のリレーの電気的接続を不許可とするステップとをさらに備える、請求項５に記載の電動車両の充電制御方法。
7. 前記電気システムは、
   交流電動機と、
   前記交流電動機を駆動するインバータと、
   前記インバータに与えられる直流電圧を前記蓄電装置の電圧以上に昇圧可能に構成された昇圧コンバータと、
   前記直流電圧を平滑化する第２のコンデンサと、
   前記昇圧コンバータと前記蓄電装置との間に設けられる第２のリレーとを含み、
   前記充電器は、前記第１のリレーを介して前記昇圧コンバータと前記第２のリレーとの間に接続される、請求項５または請求項６に記載の電動車両の充電制御方法。
8. 前記放電装置は、前記交流電動機および前記インバータによって構成され、
   前記昇圧コンバータは、直流チョッパ回路から成り、
   前記第１のコンデンサを放電させるステップにおいて、前記昇圧コンバータの上アームをオンさせつつ前記インバータを駆動することによって、前記第２のコンデンサとともに前記第１のコンデンサを放電させる、請求項７に記載の電動車両の充電制御方法。

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