JP2012019674A - ハイブリッド自動車の充電装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ハイブリッド自動車に高価の充電器を別途に備えない状態で、外部電源からバッテリに充電する充電装置を提供する。
【解決手段】直流電圧を出力または貯蔵するバッテリ、電動機または発電機として動作する第１及び第２モータ、各モータを駆動させる第１及び第２インバータ、バッテリからの直流電圧をインバータに供給し、インバータからの直流電圧をバッテリ側に供給する電圧変換器、各モータの中性点に接続する第１及び第２ダイオード、及び、商用電源の交流電圧の位相、ＤＣリンクキャパシタの電圧、平滑キャパシタの電圧、バッテリの電流または電圧変換器からバッテリに流れる電流を測定してバッテリの充電モードを決定し、バッテリの充電モードにより電圧変換器をＰＷＭデューティ制御して、ＤＣリンクキャパシタの電圧をバッテリに供給されるようにする充電制御器を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハイブリッド自動車の充電装置及び方法に係り、より詳しくは、二つのモータが適用されるハイブリッド自動車において、二つモータの中性点を利用してバッテリの充電を実行するハイブリッド自動車の充電装置及び方法に関する。

自動車に対する強化された排気ガス規制を充足させて、燃費向上を計るために、ハイブリッド自動車が開発されて運行されている。
ハイブリッド自動車は、減速時にモータを逆回転させる回生制動により電気を生成して、バッテリに充電する。また、ハイブリッド自動車は、停車時にはエンジンを始動オフし、出発時にモータでエンジンを再始動させるアイドルストップアンドゴー（Ｉｄｌｅ Ｓｔｏｐ ａｎｄ Ｇｏ）制御を通じて、燃費向上及び排気ガスの低減化を提供する。
また、ハイブリッド自動車は、外部の商用電源（ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ）を利用してバッテリを充電するプラグイン（Ｐｌｕｇ ｉｎ）充電方式が適用できる。
プラグイン充電を提供するために、商用電源を整流して緩速充電を提供する充電器がオンボード（Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）形態に搭載される。

ハイブリッド車両に搭載される充電器は、高価で且つ高重量の部品であり、ハイブリッド自動車の材料費上昇を招き、重量の増加により燃費が低下し、部品が占める体積の増加によりパッケージの商品性が低下する。
特に、充電器の価格は、ほぼ１０倍容量のインバータの価格と同程度で、ハイブリッド自動車の製作における材料費を過多に上昇させるため、価格競争力を大きく低下させる問題点がある。
また、短時間内にバッテリの充電を実行するためには、別途の急速充電装置を備え、商用電源を急速充電ポットに接続して充電を実行しなければならない。

急速充電装置は、バッテリの過充電防止などバッテリ保護のために、バッテリ制御器とリアルタイムで高速通信を行わなければならず、このためには別途の通信チャネルが必要となる。
しかし、ハイブリッド自動車内部の制御器と外部システムの通信チャネルとが接続する場合、制御器の信頼性確保がその分だけ難しくなる短所が発生する。

特開２００８−２８９１２１号公報 特開２００９−１８４５７０号公報 特表２００９−５０８７６３号公報

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、ハイブリッド自動車に高価な充電器を別途に備えない状態で、外部電源からバッテリに充電する充電装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明のハイブリッド自動車の充電装置ば、直流電圧を出力または貯蔵するバッテリ、電動機または発電機として動作する第１モータ及び第２モータ、第１モータ及び第２モータをそれぞれ駆動させる第１インバータ及び第２インバータ、バッテリからの直流電圧を第１インバータ及び第２インバータに昇圧または減圧して供給し、第１インバータ及び第２インバータからの直流電圧をバッテリ側に減圧または昇圧して供給し、ＤＣリンクを含む電圧変換器、第１インバータ及び第２インバータの負極端子に接続するアノード端子と、商用電源に接続され、第１モータ及び第２モータそれぞれの第１中性点及び第２中性点とそれぞれ並列に接続する第１ダイオード及び第２ダイオード、及び、第１及び第２モータの第１及び第２中性点に供給される商用電源の交流電圧の位相、電圧変換器と第１及び第２インバータを接続するＤＣリンクキャパシタの電圧、バッテリの電圧、バッテリの両端間に接続する平滑キャパシタの電圧、バッテリの電流または電圧変換器からバッテリに流れる電流を測定してバッテリの充電モードを決定し、バッテリの充電モードにより電圧変換器をＰＷＭデューティ制御して、ＤＣリンクキャパシタの電圧を減圧または昇圧してバッテリに供給されるようにする充電制御器を含むことを特徴とする。

上記目的を達成するために本発明のハイブリッド自動車の充電装置ば、直流電圧を出力または貯蔵するバッテリ、電動機または発電機として動作する第１モータ及び第２モータ、第１モータ及び第２モータをそれぞれ駆動させる第１インバータ及び第２インバータ、バッテリからの直流電圧を第１インバータ及び第２インバータに昇圧または減圧して供給し、第１インバータ及び第２インバータからの直流電圧をバッテリ側に減圧または昇圧して供給し、ＤＣリンクを含む電圧変換器、第１インバータ及び第２インバータの負極端子に接続するアノード端子と、商用電源に接続され、第１及び第２モータそれぞれの第１及び第２中性点とそれぞれ並列に接続する第１ダイオード及び第２ダイオード、第１及び第２モータの第１及び第２中性点に供給される商用電力の位相、電圧変換器と第１及び第２インバータとを接続するＤＣリンクキャパシタの電圧、バッテリの電圧、バッテリの両端間に接続する平滑キャパシタの電圧、バッテリの電流または電圧変換器からバッテリに流れる電流を測定してバッテリの充電モードを決定し、バッテリの充電モードによって電圧変換器をＰＷＭデューティ制御して、ＤＣリンクキャパシタ電圧を減圧または昇圧してバッテリに供給されるようにする充電制御器、バッテリと電圧変換器を選択的に連結させるメインリレー、車両外部の商用電源を第１及び第２ダイオードに選択的に連結させる充電ポット、商用電源の接続を検出する接続検出器、及び充電ポットと第１及び第２モータとの間に設置されて、充電制御器の制御によって商用電源を第１及び第２モータの第１及び第２中性点に選択的に連結する入力端リレーを含むことを特徴とする。

上記目的を達成するために本発明のハイブリッド自動車の充電方法ば、外部交流電源（商用電源）を測定する段階で、外部交流電源の交流電圧の位相が正の値であれば、第１インバータの上側ＩＧＢＴをオンさせ、第１インバータの下側ＩＧＢＴ及び第２インバータの全てのＩＧＢＴをオフさせて、交流電源からの電流が第１インバータの上側ＩＧＢＴと電圧変換器内のＤＣリンク、第１及び第２インバータの負極端子に接続されるダイオードを通じて交流電源に接続するループを形成する段階を経て、または、外部交流電源を測定する段階で、交流電源の交流電圧の位相が負の値であれば、第２インバータの上側ＩＧＢＴをオンさせ、第２インバータの下側ＩＧＢＴ及び第１インバータの全てのＩＧＢＴをオフさせて、交流電源からの電流が第２インバータの上側ＩＧＢＴと電圧変換器内のＤＣリンク、第１及び第２インバータの負極端子に接続されるダイオードを通じて交流電源に接続されるループを形成する段階を経て、ＤＣリンクキャパシタに（＋）の電圧が蓄積されるようにするインバータスイッチを制御することを特徴とする。

本発明によれば、ハイブリッド自動車に設けられるモータ及びインバータを利用してバッテリを充電することにより、充電器の搭載が不要となり、車両の材料費を低減させることから競争力を向上させることができる。
また、ハイブリッド自動車の重量の減少により燃費が向上し、充電機が占めたであろう空間の活性を高めて、パッケージ商品性を向上させることができる。
さらに、ハイブリッド自動車に既に設けられる大容量のモータ及びインバータを活用して急速充電を提供するので、急速充電のための別途の部品や外部の充電装置を備える必要がなく、商品性を向上させることができる。

本発明の第１実施形態に係るハイブリッド自動車の充電装置を示した図面である。 本発明の第１実施形態に係るハイブリッド自動車の充電方法を示したフローチャートである。 本発明の第１実施形態に係るハイブリッド自動車の充電装置で位相による電流の流れを示した図面である。 本発明の第１実施形態に係るハイブリッド自動車の充電装置で位相による電流の流れを示した図面である。 本発明の第２実施形態に係るハイブリッド自動車の充電装置を示した図面である。 本発明の第２実施形態に係るハイブリッド自動車の充電方法を示したフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係るハイブリッド自動車の充電方法（図６の続き）を示したフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係るハイブリッド自動車の初期充電方法を示したフローチャートである。 本発明の第３実施形態に係るハイブリッド自動車の充電装置を示した図面である。 本発明の第３実施形態に係るハイブリッド自動車の初期充電方法を示したフローチャートである。 本発明の第３実施形態に係るハイブリッド自動車の充電方法を示したフローチャートである。 本発明の第３実施形態に係るハイブリッド自動車の充電完了制御を示したフローチャートである。 本発明の第４実施形態に係るハイブリッド自動車の充電装置を示した図面である。 本発明の第４実施形態に係るハイブリッド自動車の初期充電方法を示したフローチャートである。 本発明の第４実施形態に係るハイブリッド自動車の充電方法を示したフローチャートである。 本発明の第４実施形態に係るハイブリッド自動車の充電完了制御を示したフローチャートである。

第１実施形態

以下、添付した図面を参照して、本発明の好ましい第１実施形態について詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るハイブリッド自動車の充電装置を示した図面である。図面において、本発明を明確に説明するために説明上不必要な部分は省略した。
図１に示すように、本発明の第１実施形態は、第１モータ１０１、第２モータ１０２、第１インバータ１０３、第２インバータ１０４、電圧変換器１０５、バッテリ１０６、ダイオード１０７（第１ダイオード：Ｄ１、第２ダイオード：Ｄ２を含む）、及び充電制御器２００を含む。

第１モータ１０１は３相交流電動機で、エンジン（図示せず）を始動できる電動機として動作する一方で、選択的にエンジンによって駆動される発電機として動作する。
第１モータ１０１は、エンジンを始動させるために、第１インバータ１０３を通じて供給される３相交流電圧によって駆動し、また、エンジンの駆動によって３相交流電圧を発電させて第１インバータ１０３に出力する。
第２モータ１０２は、駆動車輪（図示せず）を駆動する３相交流電動機で、第２インバータ１０４から供給される３相交流電圧によって駆動トルクを発生させる。
また、第２モータ１０２は、車両の回生制動時に発電機として動作し、３相交流電圧を発生させて第２インバータ１０４に出力する。

第１モータ１０１は、固定子コイルとしてＹ結線型（Ｙ−ｔｙｐｅ ｗｉｒｉｎｇ）の３相コイルを含み、３相コイルを形成するＵ、Ｖ、Ｗ相コイルは、それぞれの一側が互いに連結されて第１中性点（Ｎ１）を形成し、それぞれの他の一側は第１インバータ１０３の対応するそれぞれのアームに連結される。
第１モータ１０１の第１中性点（Ｎ１）には、外部から入力される商用電源３００の一側が連結される。

第２モータ１０２は、固定子コイルとしてＹ結線型の３相コイルを含み、３相コイルを形成するＵ、Ｖ、Ｗ相コイルは、それぞれの一側が互いに連結されて第２中性点（Ｎ２）を形成し、それぞれの他の一側は第２インバータ１０４の対応するそれぞれのアームに連結される。
第２モータ１０２の第２中性点（Ｎ２）には、外部から入力される商用電源３００の他側が連結される。

第１インバータ１０３は、充電制御器２００から印加されるＰＷＭ信号によって電圧変換器１０５を通じて供給されるバッテリ１０６の直流電圧を３相交流電圧に変換して、第１モータ１０１に駆動電圧として供給する。
第１インバータ１０３は、第１モータ１０１の第１中性点（Ｎ１）を通じて供給される外部の商用電源３００の交流電圧の位相（Ｖｓ）が正の値（Ｖｓ＞０）を有する場合、電圧変換器１０５のＤＣリンク（Ｖｄｃが印加された部分）とダイオード１０７の第２ダイオード（Ｄ２）に接続される循環経路を形成させる。

第２インバータ１０４は、充電制御器２００から印加されるＰＷＭ信号によって、電圧変換器１０５を通じて供給されるバッテリ１０６の直流電圧を３相交流電圧に変換し、第２モータ１０２に駆動電圧として供給する。
第２インバータ１０４は、第２モータ１０２の第２中性点（Ｎ２）を通じて供給される外部の商用電源３００の交流電圧の位相（Ｖｓ）が負の値（Ｖｓ＜０）を有する場合、電圧変換器１０５のＤＣリンクとダイオード１０７の第１ダイオード（Ｄ１）に連結される循環経路を形成させる。

第１インバータ１０３は、電力スイッチング素子が直列に接続されて構成され、Ｕ相アーム（Ｓａｕ、Ｓａｕ’）、Ｖ相アーム（Ｓａｖ、Ｓａｖ’）、及びＷ相アーム（Ｓａｗ、Ｓａｗ’）を含む。
電力スイッチング素子は、ＮＰＮ型トランジスタ、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、及びＭＯＳＦＥＴのいずれか一つで構成される。
第２インバータ１０４は、電力スイッチング素子が直列に接続されて構成され、Ｕ相アーム（Ｓｂｕ、Ｓｂｕ’）、Ｖ相アーム（Ｓｂｖ、Ｓｂｖ’）、及びＷ相アーム（Ｓｂｗ、Ｓｂｗ’）を含む。
電力スイッチング素子は、ＮＰＮ型トランジスタ、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＭＯＳＦＥＴのうちのいずれか一つで構成される。

電圧変換器１０５はＤＣ／ＤＣコンバータで、充電制御器２００から印加されるＰＷＭデューティ制御信号によって、バッテリ１０６から供給される直流電圧を設定されたレベルの電圧に昇圧または減圧して、第１インバータ１０３または第２インバータ１０４に出力する。
また、電圧変換器１０５は、充電制御器２００から印加されるＰＷＭデューティ制御信号によって、第１インバータ１０３または第２インバータ１０４から印加される直流電圧を昇圧及び減圧してバッテリ１０６に充電電圧として供給する。
電圧変換器１０５は、バッテリ１０６の両端に連結され、ＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）と直列に接続する第１電力スイッチング素子（Ｓ１）と第２電力スイッチング素子（Ｓ２）、及びバッテリ１０６の両端間電圧変動を平滑（ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ）する平滑キャパシタ（Ｃｂｃ）を含む。

電圧変換器１０５は、第１モータ１０１の第１中性点（Ｎ１）と第２モータ１０２の第２中性点（Ｎ２）に接続される外部の商用電源３００の電力が、第１インバータ１０３と第２インバータ１０４を通じて循環経路が形成されるＤＣリンクに供給される場合、充電制御器２００から印加される制御信号によって第１電力スイッチング素子（Ｓ１）及び第２電力スイッチング素子（Ｓ２）がスイッチオンまたはオフされて、バッテリ１０６の充電を実行させる。

バッテリ１０６は直流電源で、例えば、ニッケル−水素、リチウム−イオン２次電池、及び大容量キャパシタのいずれか一つで構成でき、充電された直流電圧を電圧変換器１０５を通じて昇圧または減圧させて、第１モータ１０１または第２モータ１０２に供給する。
また、バッテリ１０６は、電圧変換器１０５で昇圧または減圧されて印加される外部の商用電源３００によって充電される。

ダイオード１０７は、第１ダイオード（Ｄ１）と第２ダイオード（Ｄ２）で構成され、一側端子、例えば、アノード端子が第１及び第２インバータ（１０３、１０４）の負極端子に接続され、カソード端子は外部の商用電源３００と第１及び第２モータ（１０１、１０２）の第１及び第２中性点（Ｎ１、Ｎ２）に接続される。
商用電源３００は、プラグ接続やコネクタ接続のいずれか一つでシステムに連結される。
商用電源３００は、交流電源を適用するのが好ましいが、直流電源の適用も本発明の範囲に含まれる。

充電制御器２００は、商用電源３００の接続により、第１モータ１０１の第１中性点（Ｎ１）と第２モータ１０２の第２中性点（Ｎ２）に供給される交流電圧の位相（Ｖｓ）、循環ループが形成されるＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）の電圧（Ｖｄｃ）、バッテリ１０６の電圧（Ｖｂ）、バッテリ１０６の両端間に接続する平滑キャパシタ（Ｃｂｃ）の電圧（Ｖｂｃ）、インダクタの電流（Ｉ_Ｌ）、及び充電電流（Ｉｂ）を測定して充電モードを決定する。
そして、充電制御器２００は、決定された充電モードによって充電制御値を決定し、ＰＷＭデューティ制御を通じて電圧変換器１０５の第１電力スイッチング素子（Ｓ１）及び第２電力スイッチング素子（Ｓ２）をスイッチオンまたはオフさせて、バッテリ１０６の充電を実行する。

充電制御器は、第１インバータ１０３及び第２インバータ１０４のＩＧＢＴに代表されるスイッチを常にオフ状態に維持して、インバータスイッチを別途に制御せず、第１インバータ１０３及び第２インバータ１０４のＩＧＢＴのフリーホイーリングダイオードと第１、第２モータの中性点（Ｎ１、Ｎ２）と並列に接続する第１ダイオード（Ｄ１）及び第２ダイオード（Ｄ２）を通じてＡＣ電源が正常に切り替わって、ＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）に（＋）の電圧が蓄積されるようにすることがよい。

本発明の第１実施形態に係るハイブリッド自動車において、バッテリの電圧で第１モータを駆動させてエンジンを始動させる動作、エンジンの駆動力で発電する電圧を充電する動作、バッテリの電圧で第２モータを駆動させてハイブリッド自動車を駆動させる動作、回生制動時にバッテリを充電する動作は、通常のハイブリッド自動車と同様の制御方法で実行されるので、これに対する具体的な説明は省略する。
本発明の第１実施形態は、別個の充電装置を設置しない状態で、外部の商用電源を第１モータ１０１の第１中性点（Ｎ１）と第２モータ１０２の第２中性点（Ｎ２）に接続して外部電力をバッテリ１０６に充電させる技術であるので、これについて具体的に説明する。

図２は、本発明の第１実施形態に係るハイブリッド自動車の充電方法を示したフローチャートである。
図２に示すとおり、本発明の第１実施形態が適用されるハイブリッド自動車の充電制御器２００が待機する状態で（Ｓ１０１）、プラグの接続やコネクタの接続によって商用電源３００が接続されたかを判断する（Ｓ１０２）。
バッテリ１０６の充電のために商用電源３００が接続されると、第１モータ１０１の第１中性点（Ｎ１）と第２モータ１０２の第２中性点（Ｎ２）に商用電源３００から電力が供給される（Ｓ１０３）。
この時、商用電源の交流電圧の位相（Ｖｓ）が正の値（Ｖｓ＞０）を有する状態であれば、図３に示した電源ループを形成し、商用電源の交流電圧の位相（Ｖｓ）が負の値（Ｖｓ＜０）を有する状態であれば、図４に示した電源ループを形成する（Ｓ１０４）。
したがって、電圧変換器１０５に含まれるＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）に電圧が充電される。

図３に示すとおり、商用電源の交流電圧の位相（Ｖｓ）が正の値（Ｖｓ＞０）を有する状態での電源ループは、次の通り形成される。
商用電源３００の電圧は、第１モータ１０１の第１中性点（Ｎ１）に供給されて、第１インバータ１０３を構成する電力スイッチング素子の上側のＵ相アーム（Ｓａｕ）、Ｖ相アーム（Ｓａｖ）、Ｗ相アーム（Ｓａｗ）を導通させる。
この時、上側の各相別アームは、それに並列に接続されるバイパスダイオードを通じて導通できる。
したがって、商用電源３００の電流は、第１インバータ１０３の上側のＵ相アーム（Ｓａｕ）、Ｖ相アーム（Ｓａｖ）、Ｗ相アーム（Ｓａｗ）を通じて電圧変換器１０５内のＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）を循環し、第１及び第２インバータ（１０３、１０４）の負極端子に接続されるダイオード１０７の第２ダイオード（Ｄ２）を経て商用電源３００に戻る。

図４に示すとおり、商用電源の交流電圧の位相（Ｖｓ）が負の値（Ｖｓ＜０）を有する状態での電源ループは、次の通り形成される。
商用電源３００の電圧は、第２モータ１０２の第２中性点（Ｎ２）に供給されて、第２インバータ１０４を構成する電力スイッチング素子の上側のＵ相アーム（Ｓｂｕ）、Ｖ相アーム（Ｓｂｖ）、Ｗ相アーム（Ｓｂｗ）を導通させる。
この時、上側の各相別アームは、それに並列に接続されるバイパスダイオードを通じて導通できる。
したがって、商用電源３００の電流は、第２インバータ１０４の上側のＵ相アーム（Ｓｂｕ）、Ｖ相アーム（Ｓｂｖ）、Ｗ相アーム（Ｓｂｗ）を通じて電圧変換器１０５内のＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）を循環し、第１及び第２インバータ（１０３、１０４）の負極端子に接続するダイオード１０７の第１ダイオード（Ｄ１）を経て商用電源３００に戻る。
したがって、電圧変換器１０５内のＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）に電圧の充電が行われる。

この時、充電制御器２００は、第１モータ１０１の第１中性点（Ｎ１）と第２モータ１０２の第２中性点（Ｎ２）に供給される交流電圧の位相（Ｖｓ）、電圧充電が実行されるＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）の電圧（Ｖｄｃ）、バッテリ１０６の電圧（Ｖｂ）、バッテリ１０６の両端間に接続する平滑キャパシタ（Ｃｂｃ）の電圧（Ｖｂｃ）、インダクタの電流（Ｉ_Ｌ）、及び充電電流（Ｉｂ）を測定し（Ｓ１０５）、これに基づいて充電モードを決定する（Ｓ１０６）。
特に、充電制御器２００は、充電モードがバッテリ１０６の電圧が設定された基準電圧（例えば、最大電圧の８０％）以上を維持する電流制御モードであるかを判断する（Ｓ１０７）。

Ｓ１０７段階で充電モードが電流制御モードでないと判定されれば、バッテリ１０６の両端間に接続される平滑キャパシタ（Ｃｂｃ）の電圧（Ｖｂｃ）が一定の電圧を維持するようにする電圧指令値を決定する（Ｓ１０８）。
その後、Ｓ１０８段階で決定された電圧指令値に基づいて、電圧変換器１０５内の第１電力スイッチング素子（Ｓ１）と第２電力スイッチング素子（Ｓ２）の動作をＰＷＭデューティ制御して、バッテリ１０６の充電を実行させる（Ｓ１０９）。
一方、Ｓ１０７段階で充電モードが電流制御モードであれば、測定値の誤差を考慮して電流指令値を決定する（Ｓ１１０）。

その後、決定された電流指令値に基づいて、電圧変換器１０５内の第１電力スイッチング素子（Ｓ１）と第２電力スイッチング素子（Ｓ２）の動作をＰＷＭデューティ制御して、バッテリ１０６の充電電流量が電流指令値を追求するようにする（Ｓ１１１）。
上記充電によってバッテリ１０６が完全に充電されたかを判断する（Ｓ１１２）。Ｓ１１２段階でバッテリ１０６が完全に充電されなければ、充電制御器２００はＳ１１０段階にリターンして、Ｓ１１０段階乃至Ｓ１１２段階を繰り返す。万一、Ｓ１１２段階でバッテリ１０６が完全に充電されれば、バッテリ１０６の過充電を防止するためにバッテリ１０６の充電を終了する（Ｓ１１３）。

上記説明のとおり、本発明の第１実施形態は、ダブルモータシステムを有するハイブリッド自動車において、第１モータの第１中性点と第２モータの第２中性点に外部の商用電源を接続してＤＣリンクキャパシタを充電させ、電圧変換器の電力スイッチング素子をＰＷＭ制御して、バッテリに安定した充電を提供することができる。高価で且つ高重量の充電装置を必要としないため、価格競争力が向上し、また、燃費を向上させることができる。

第２実施形態

以下、添付した図面を参照して、本発明の好ましい第２実施形態について詳細に説明する。図５は、本発明の第２実施形態に係るハイブリッド自動車の充電装置を示した図面である。
図５に示すように、本発明の第２実施形態は、第１モータ１０１、第２モータ１０２、第１インバータ１０３、第２インバータ１０４、電圧変換器１０５、バッテリ１０６、ダイオード１０７（第１ダイオード：Ｄ１、第ダイオード：Ｄ２を含む）、充電ポット１０８、コネクタ接続検出器１０９、メインリレー（ＳＲ１、ＳＲ２）、及び充電制御器２００を含む。

第１モータ１０１は３相交流電動機で、エンジン（図示せず）を始動できる電動機として動作する一方で、選択的にエンジンによって駆動される発電機として動作する。
第１モータ１０１は、エンジンを始動させるために、第１インバータ１０３を通じて供給される３相交流電圧によって駆動し、また、エンジンの駆動によって３相交流電圧を発電させて第１インバータ１０３に出力する。
第２モータ１０２は、駆動車輪（図示せず）を駆動する３相交流電動機で、第２インバータ１０４に供給される３相交流電圧によって駆動トルクを発生させる。
また、第２モータ１０２は、車両の回生制動時に発電機として動作し、３相交流電圧を発生させて第２インバータ１０４に出力する。

第１モータ１０１は、固定子コイルとしてＹ結線型３相コイルを含み、３相コイルを形成するＵ、Ｖ、Ｗ相コイルは、それぞれの一側が互いに連結されて第１中性点（Ｎ１）を形成し、それぞれの他の一側は第１インバータ１０３の対応するそれぞれのアームに連結される。
第１モータ１０１の第１中性点（Ｎ１）には、外部から入力される商用電源３００の一側が連結される。

第２モータ１０２は、固定子コイルとしてＹ結線型の３相コイルを含み、３相コイルを形成するＵ、Ｖ、Ｗ相コイルは、それぞれの一側が互いに連結されて第２中性点（Ｎ２）を形成し、それぞれの他の一側は第２インバータ１０４の対応するそれぞれのアームに連結される。
第２モータ１０２の第２中性点（Ｎ２）には、外部から入力される商用電源３００の他側が連結される。

第１インバータ１０３は、充電制御器２００から印加されるＰＷＭ信号によって、電圧変換器１０５を通じて供給されるバッテリ１０６の直流電圧を３相交流電圧に変換し、第１モータ１０１に駆動電圧として供給する。
第１インバータ１０３は、第１モータ１０１の第１中性点（Ｎ１）を通じて供給される外部の商用電源３００の交流電圧の位相（Ｖｓ）が正の値（Ｖｓ＞０）を有する場合、電圧変換器１０５のＤＣリンクとダイオード１０７の第２ダイオード（Ｄ２）に接続される循環経路を形成させる。
第２インバータ１０４は、充電制御器２００から印加されるＰＷＭ信号によって、電圧変換器１０５を通じて供給されるバッテリ１０６の直流電圧を３相交流電圧に変換し、第２モータ１０２に駆動電圧として供給する。
第２インバータ１０４は、第２モータ１０２の第２中性点（Ｎ２）を通じて供給される外部の商用電源３００の交流電圧の位相（Ｖｓ）が負の値（Ｖｓ＜０）を有する場合、電圧変換器１０５のＤＣリンクとダイオード１０７の第１ダイオード（Ｄ１）に接続される循環経路を形成させる。

第１インバータ１０３は、電力スイッチング素子が直列に接続されて構成され、Ｕ相アーム（Ｓａｕ、Ｓａｕ’）、Ｖ相アーム（Ｓａｖ、Ｓａｖ’）、及びＷ相アーム（Ｓａｗ、Ｓａｗ’）を含む。
電力スイッチング素子は、ＮＰＮ型トランジスタ、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、及びＭＯＳＦＥＴのいずれか一つで構成される。
第２インバータ１０４は、電力スイッチング素子が直列に接続されて構成され、Ｕ相アーム（Ｓｂｕ、Ｓｂｕ’）、Ｖ相アーム（Ｓｂｖ、Ｓｂｖ’）、及びＷ相アーム（Ｓｂｗ、Ｓｂｗ’）を含む。
電力スイッチング素子は、ＮＰＮ型トランジスタ、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、及びＭＯＳＦＥＴのいずれか一つで構成される。

電圧変換器１０５はＤＣ／ＤＣコンバータで、充電制御器２００から印加されるＰＷＭデューティ制御信号によって、バッテリ１０６から供給される直流電圧を設定されたレベルの電圧に昇圧または減圧して、第１インバータ１０３または第２インバータ１０４に出力する。
また、電圧変換器１０５は、充電制御器２００から印加されるＰＷＭデューティ制御信号によって、第１インバータ１０３または第２インバータ１０４から印加される直流電圧を昇圧及び減圧して、バッテリ１０６に充電電圧として供給する。
電圧変換器１０５は、バッテリ１０６の両端に連結され、ＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）と直列に接続する第１電力スイッチング素子（Ｓ１）と第２電力スイッチング素子（Ｓ２）、及びバッテリ１０６の両端間電圧変動を平滑する平滑キャパシタ（Ｃｂｃ）を含む。
電圧変換器１０５は、第１モータ１０１の第１中性点（Ｎ１）と第２モータ１０２の第２中性点（Ｎ２）に接続される外部の商用電源３００が、第１インバータ１０３と第２インバータ１０４を通じて循環経路が形成されるＤＣリンクに電力を供給する場合、充電制御器２００から印加される制御信号によって第１電力スイッチング素子（Ｓ１）及び第２電力スイッチング素子（Ｓ２）がスイッチオンたまたはオフされて、バッテリ１０６の充電を実行させる。

バッテリ１０６は直流電源で、例えば、ニッケル−水素、リチウム−イオン２次電池、及び大容量キャパシタのいずれか一つで構成でき、充電された直流電圧を電圧変換器１０５を通じて昇圧または減圧させて第１モータ１０１または第２モータ１０２に供給する。
また、バッテリ１０６は、電圧変換器１０５で昇圧または減圧されて印加される外部の商用電源３００によって充電される。

ダイオード１０７は、第１ダイオード（Ｄ１）と第２ダイオード（Ｄ２）で構成され、一側端子、例えば、アノード端子が第１及び第２インバータ（１０３、１０４）の負極端子に接続され、カソード端子は外部の商用電源３００と第１及び第２モータ（１０１、１０２）の第１及び第２中性点（Ｎ１、Ｎ２）に接続される。
充電ポット１０８は、外部の商用電源３００の充電ポット３１０と接続され、バッテリ１０６を充電するための電力の供給を受ける。

コネクタ接続検出器１０９は、充電ポット１０８に商用電源３００が接続されたか否かを検出し、それに対する情報を充電制御器２００に提供する。
コネクタ接続検出器１０９は、充電ポットのカバーが開くことを感知するカバー開放検出器で適用できる。
また、充電ポット１０８への商用電源３００の接続は、商用電力を供給する充電用スタンドと充電ポット１０８との通信で検出できる。
充電用スタンドと充電ポット１０８との通信は、多様な形態の有線または無線通信によって接続される。

カバー開放検出器は、商用電源３００が第１モータ１０１の第１中性点（Ｎ１）と第２モータ１０２の第２中性点（Ｎ２）に電気的に接続する前に充電しようとする意図を充電制御器２００に伝達することができる。
メインリレー（ＳＲ１、ＳＲ２）は、バッテリ１０５の両端に連結され、バッテリ１０５に入力または出力される電圧及び電流を接続または遮断する。
商用電源３００は、充電ポット３１０を通じてシステムに選択的に接続される。
商用電源３００は、交流電源を適用するのが好ましいが、直流電源の適用も本発明の範囲に含まれる。

充電制御器２００は、コネクタ接続信号または充電ポットのカバー開放が検出されて、バッテリ１０６の充電意図が認識されると、システムの安定化のために外部の商用電源３００から電力が供給される前に初期活性化を先に実行する。
充電制御器２００の初期活性化が実行されると、充電制御器２００は、外部の商用電源３００の電力供給によってＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）に突入電流（ｉｎｒｕｓｈ ｃｕｒｒｅｎｔ）が供給されてシステムを破損させることを防止するために、メインリレー（ＳＲ１、ＳＲ２）をオンさせてバッテリ１０６の電圧でＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）を設定されたレベルの電圧に初期充電させた後、外部の商用電源３００から電力を受給するようにする。

バッテリ１０６の充電が完了して、第１モータ１０１の第１中性点（Ｎ１）と第２モータ１０２の第２中性点（Ｎ２）に外部の商用電源３００から電力供給がされないか、または充電中にコネクタ（充電スタンド）の接続が停止される場合、充電制御器２００は電圧変換器１０５内の第１電力スイッチング素子（Ｓ１）と第２電力スイッチング素子（Ｓ２）を制御して、ＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）に残っている残余電圧をバッテリ１０６に供給して、バッテリ１０６を最大充電状態に維持し、ＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）を基準電圧以下に放電させた後、メインリレー（ＳＲ１、ＳＲ２）をオフさせて、システムを安定化する。

初期活性化とＤＣリンクキャパシタの初期充電が実行された状態で、充電制御器２００は、第１モータ１０１の第１中性点（Ｎ１）と第２モータ１０２の第２中性点（Ｎ２）に供給される交流電圧の位相（Ｖｓ）、循環ループが形成されるＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）の電圧（Ｖｄｃ）、バッテリ１０６の電圧（Ｖｂ）、バッテリ１０６の両端間に接続される平滑キャパシタ（Ｃｂｃ）の電圧（Ｖｂｃ）、インダクタの電流（Ｉ_Ｌ）、及び充電電流（Ｉｂ）を検出して、充電モードを決定する。
そして、充電制御器２００は、決定された充電モードによって充電制御値を決定して、ＰＷＭデューティ制御を通じて電圧変換器１０５の第１電力スイッチング素子（Ｓ１）及び第２電力スイッチング素子（Ｓ２）をスイッチオンまたはオフさせて、バッテリ１０６の充電を実行する。

本発明の第２実施形態に係るハイブリッド自動車の充電装置は、外部ＡＣ電源供給装置（商用電源の充電ポット３１０）とのコネクタ接続信号を発生する接続検出器１０９を含み、接続検出信号を利用してＡＣ電源が第１モータ１０１または第２モータ１０２に電気的に接続する前に充電制御器２００を含む制御器を活性化し、電圧変換器１０５のＩＧＢＴをＰＷＭデューティ制御して、ＤＣリンクキャパシタ電圧をバッテリ１０６に減圧または昇圧してバッテリ充電電流または充電電圧を制御する充電制御器２００を含む。

コネクタ接続信号を利用して、ＡＣ電源が第１モータ１０１または第２モータ１０２に電気的に接続する前に充電制御器２００を含む制御器を活性化することが好ましい。
コネクタ接続検出器１０９は、ＡＣ電源と第１及び第２モータ１０１、１０２の電気的接続よりコネクタ接続を事前に検出することができるように、ＡＣ電源ピンの長さまたは形態及びコネクタ接続検出ピンの長さまたは形態を二元化した構造を有する検出器を適用することがよい。

コネクタ接続検出器１０９は、充電ポット１０８のカバーが開くことを感知して、ＡＣ電源と第１及び第２モータ１０１、１０２の電気的接続よりコネクタ接続意図を事前に検出できる、カバー開放検出器で適用することができる。
コネクタ接続検出器１０９は、商用電源から電力供給する充電スタンド（商用電源の充電ポット３１０）と、有線または無線通信を通じてＡＣ電源と第１及び第２モータ１０１、１０２の電気的接続より接続意図を事前に検出して、ＡＣ電源が第１モータ１０１または第２モータ１０２に電気的に接続する前に、充電制御器２００を含む制御器を活性化することが好ましい。

本発明の第２実施形態に係るハイブリッド自動車において、バッテリの電圧で第１モータを駆動させてエンジンを始動させる動作、エンジンの駆動力で発電する電圧を充電する動作、バッテリの電圧で第２モータを駆動させてハイブリッド自動車を駆動させる動作、回生制動時にバッテリを充電する動作は、通常のハイブリッド自動車と同様の制御方法で実行されるので、これに対する具体的な説明は省略する。
本発明の第２実施形態は、充電ポットに商用電源の接続が検出されると、バッテリの充電意図と判定して充電制御器の初期化を実行し、ＤＣリンクキャパシタを初期充電させる。また、本発明の第２実施形態は、別途の充電装置を備えない状態で、外部の商用電源を第１モータ１０１の第１中性点（Ｎ１）と第２モータ１０２の第２中性点（Ｎ２）に接続してバッテリ１０６を充電させる技術であるので、これについて具体的に説明する。

図６及び図７は、本発明の第２実施形態に係るハイブリッド自動車の充電方法を示したフローチャートである。
図６及び図７に示すとおり、本発明の第２実施形態が適用されるハイブリッド自動車の充電制御器２００が待機する状態で（Ｓ２０１）、充電制御器２００はコネクタ接続検出器１０９から外部の商用電源３００が接続したかを判断する（Ｓ２０２）。
外部の商用電源３００の接続有無の検出は、充電ポットのカバー開放やコネクタの接続信号、または充電用スタンドとの通信によって行える。
Ｓ２０２段階で外部の商用電源３００の接続が検出されると、充電制御器２００の全ての部分を初期活性化する（Ｓ２０３）。

ちなみに、デジタル機器の充電制御器２００が正常に作動するためには、電力が供給されてから、初期活性化に数十μｓ〜数百ｍｓの時間が必要である。充電制御器２００が初期活性化されない状態で電力が供給された場合は、正常な制御信号を出力できなくなる。
例えば、高電圧が第１モータ１０１の第１中性点（Ｎ１）と第２モータ１０２の第２中性点（Ｎ２）を通じて第１インバータ１０３と第２インバータ１０４、及び電圧変換器１０５に印加されると、電力スイッチング素子の駆動部、例えば、ゲートドライブに制御電源を正常に印加できない状態であるため、ノイズによって電力スイッチング素子が誤動作して、過電流を供給したり、部品の焼損を誘発したりする危険がある。

上記のように、充電制御器２００の初期活性化が実行された状態で、充電ポット１０８に充電スタンドまたはコネクタの接続によって外部の商用電源３００が接続されると、第１モータ１０１の第１中性点（Ｎ１）と第２モータ１０２の第２中性点（Ｎ２）に商用電源３００から電力が供給される（Ｓ２０４）。
この時、商用電源の交流電圧の位相（Ｖｓ）が正の値（Ｖｓ＞０）を有する状態であれば、図３に示した電源ループを形成し、商用電源の交流電圧の位相（Ｖｓ）が負の値（Ｖｓ＜０）を有する状態であれば、図４に示した電源ループを形成する（Ｓ２０５）。
したがって、電圧変換器１０５に含まれるＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）に電圧が充電される。

商用電力の位相（Ｖｓ）による電源ループは本発明の第１実施形態と同様に形成されるので、これに対する具体的な説明は省略する。
この時、充電制御器２００は、第１モータ１０１の第１中性点（Ｎ１）と第２モータ１０２の第２中性点（Ｎ２）に供給される商用電圧の位相（Ｖｓ）、電圧充電が実行されるＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）の電圧（Ｖｄｃ）、バッテリ１０６の電圧（Ｖｂ）、バッテリ１０６の両端間に接続する平滑キャパシタ（Ｃｂｃ）の電圧（Ｖｂｃ）、インダクタの電流（Ｉ_Ｌ）、及び充電電流（Ｉｂ）を測定し（Ｓ２０６）、これに基づいて充電モードを決定する（Ｓ２０７）。
特に、充電制御器２００は、充電モードがバッテリ１０６の電圧が設定された基準電圧（例えば、最大電圧の８０％）以下を維持する電圧制御モードであるかを判断する（Ｓ２０８）。

上記Ｓ２０８段階で充電モードが電圧制御モードであれば、バッテリ１０６の両端間に接続される平滑キャパシタ（Ｃｂｃ）の電圧（Ｖｂｃ）が一定の電圧を維持する電圧指令値を決定する（Ｓ２０９）。
その後、上記Ｓ２０９段階で決定された電圧指令値に基づいて、電圧変換器１０５内の第１電力スイッチング素子（Ｓ１）と第２電力スイッチング素子（Ｓ２）の動作をＰＷＭデューティ制御して、バッテリ１０６の急速充電を実行させる（Ｓ２１０）。
上記Ｓ２０８段階で充電モードが電圧制御モードでなければ、充電制御器２００は電流制御モードに進入したことと判断し、測定値の誤差を適用して電流指令値を決定する（Ｓ２１１）。

その後、決定された電流指令値に基づいて、電圧変換器１０５内の第１電力スイッチング素子（Ｓ１）と第２電力スイッチング素子（Ｓ２）の動作をＰＷＭデューティ制御して、バッテリ１０６の充電電流量が電流指令値を追求するようにする（Ｓ２１２）。
上記過程によってバッテリ１０６が完全に充電されたかを判断する（Ｓ２１３）。もし、Ｓ２１３段階でバッテリ１０６が完全に充電されなければ、充電制御器２００は上記Ｓ２１１段階にリターンして、Ｓ２１１乃至Ｓ２１３段階を繰り返す。もし、Ｓ２１３段階でバッテリ１０６が完全に充電されれば、バッテリ１０６の過充電を防止するために充電動作を終了する。

その後、充電制御器２００は、外部の商用電源３００の接続を検出し（Ｓ２１４）、コネクタ（充電スタンド）がシステムから分離されて外部の商用電源３００の接続が停止されたかを判断する（Ｓ２１５）。
上記Ｓ２１５段階で外部の商用電源３００の接続が停止されたら、充電制御器２００は電圧変換器１０５内の第１電力スイッチング素子（Ｓ１）と第２電力スイッチング素子（Ｓ２）をＰＷＭデューティ制御して、ＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）に残っている残余電圧をバッテリ１０６に供給して、バッテリ１０６を最大充電状態に維持し、ＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）を基準電圧以下に放電させる（Ｓ２１６）。

その後、充電制御器２００は、ＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）の電圧（Ｖｄｃ）を測定し、この電圧（Ｖｄｃ）が基準電圧以下の状態に放電されたかを判断する（Ｓ２１７）。
上記Ｓ２１７段階でＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）の電圧（Ｖｄｃ）が基準電圧以下に放電されなければ、充電制御器２００は上記Ｓ２１６段階にリターンする。
しかし、上記Ｓ２１７段階でＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）の電圧（Ｖｄｃ）が基準電圧以下に放電されたら、充電制御器２００は、バッテリ１０６の両端間に設置されてバッテリ１０６の入力または出力電圧を遮断するメインリレー（ＳＲ１、ＳＲ２）をスイッチオフして、システムが安定するように維持し（Ｓ２１８）、充電を完了する（Ｓ２１９）。

本明細書においては、本発明の第２実施形態が、充電が完了した後にコネクタ（充電スタンド）の接続停止が検出される場合に適用されることを説明したが、本発明の第２実施形態は、バッテリ１０６が充電中の状態で外部の商用電源３００と接続するコネクタ（充電スタンド）の強制接続停止が検出される場合にも同一に適用できる。即ち、バッテリの充電中にコネクタが強制接続停止された場合にも、充電制御器２００はＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）の電圧を基準電圧以下に放電させる。
図８は、本発明の第２実施形態に係るハイブリッド自動車の初期充電方法を示したフローチャートである。

図８に示すとおり、本発明の第２実施形態が適用されるハイブリッド自動車の充電制御器２００が待機する状態で（Ｓ３０１）、充電制御器２００はコネクタ接続検出器１０９を通じて外部の商用電源３００の接続が検出されたかを判断する（Ｓ３０２）。
外部の商用電源３００の接続は、充電ポットのカバー開放、コネクタの接続信号、及び充電用スタンドとの通信によって検出できる。
上記Ｓ３０２段階で外部の商用電源３００の接続が検出されると、充電制御器２００の全ての部分に対する初期活性化を実行させる（Ｓ３０３）。

一般に、外部の商用電源３００の電力供給によってバッテリ１０６の充電を始める場合、ＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）の電圧（Ｖｄｃ）が０Ｖを維持している状態で、高電圧の商用電源３００から電力供給されると、突入電流が発生する。
このような突入電流は、第１インバータ１０３、第２インバータ１０４、及び電圧変換器１０５を構成する電力スイッチング素子に致命的な損傷を招くようになる。
したがって、充電制御器２００の初期活性化が実行されると、メインリレー（ＳＲ１、ＳＲ２）をオンさせてバッテリ１０６の電源をＤＣリンクに出力させる（Ｓ３０４）。
この時、充電制御器２００は、電圧変換器１０５内の第１電力スイッチング素子（Ｓ１）と第２電力スイッチング素子（Ｓ２）をＰＷＭデューティ制御して、ＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）を初期充電させる（Ｓ３０５）。

その後、充電制御器２００は、ＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）の電圧が設定された一定電圧以上に充電されたかを判断する（Ｓ３０６）。万一、Ｓ３０６段階でＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）の電圧が一定電圧に到達しない状態であれば、充電制御器２００は上記Ｓ３０５段階にリターンしてＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）を初期充電させる。
これとは異なり、Ｓ３０６段階でＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）の電圧が一定電圧以上に充電されたら、充電制御器２００は、図６及び図７に示したフローチャートに沿って外部の商用電源３００を利用したバッテリ１０６の充電を実行する（Ｓ３０７）。

上記に説明したとおり、本発明の第２実施形態は、ダブルモータシステムを有するハイブリッド自動車において、バッテリ充電のための外部の商用電源の接続が検出されると、充電制御器の初期活性化を実行してシステムの安定化を提供し、バッテリの電圧でＤＣリンクキャパシタを初期充電させて、突入電流の発生を防止する。
そして、第１モータの第１中性点と第２モータの第２中性点に外部の商用電源を接続し、電圧変換器の電力スイッチング素子をＰＷＭ制御して、バッテリの安定した充電を行なうことができる、高価で高重量の充電装置を必要としないため、価格競争力が向上し、燃費が向上したハイブリッド車を提供することができる。
また、バッテリが完全に充電されるか、または充電中に外部の商用電源と接続されるコネクトまたは充電スタンドの接続停止が検出されれば、ＤＣリンクキャパシタの充電状態を基準電圧以下に維持して、システムの安定化及びバッテリの最大充電を提供する。

第３実施形態

以下、添付した図面を参照して、本発明の好ましい第３実施形態について詳細に説明する。図９は、本発明の第３実施形態に係るハイブリッド自動車の充電装置を示した図面である。
図９に示すとおり、本発明の第３実施形態は、第１モータ１０１、第２モータ１０２、第１インバータ１０３、第２インバータ１０４、電圧変換器１０５、バッテリ１０６、ダイオード１０７（第１ダイオード：Ｄ１、第２ダイオード：Ｄ２を含む）、充電ポット１０８、コネクタ接続検出器１０９、メインリレー（ＳＲ１、ＳＲ２）、入力端リレー１１０、及び充電制御器２００を含む。

第１モータ１０１は３相交流電動機で、エンジン（図示せず）を始動できる電動機として動作する一方で、選択的にエンジンによって駆動される発電機として動作する。
第１モータ１０１は、エンジンを始動させるために、第１インバータ１０３を通じて供給される３相交流電圧によって駆動され、エンジンの駆動によって３相交流電圧を発電させて第１インバータ１０３に出力する。
第２モータ１０２は、駆動車輪（図示せず）を駆動する３相交流電動機で、第２インバータ１０４に供給される３相交流電圧によって駆動トルクを発生させる。
また、第２モータ１０２は、車両の回生制動時に発電機として動作して３相交流電圧を発生させ、第２インバータ１０４に出力する。

第１モータ１０１は、固定子コイルとしてＹ結線型３相コイルを含み、３相コイルを形成するＵ、Ｖ、Ｗ相コイルは、それぞれの一側が互いに連結されて第１中性点（Ｎ１）を形成し、それぞれの他の一側は第１インバータ１０３の対応するそれぞれのアームに連結される。
第１モータ１０１の第１中性点（Ｎ１）には、外部から入力される商用電源３００の一側が連結される。
第２モータ１０２は、固定子コイルとしてＹ結線型の３相コイルを含み、３相コイルを形成するＵ、Ｖ、Ｗ相コイルは、それぞれの一側が互いに連結されて第２中性点（Ｎ２）を形成し、それぞれの他の一側は第２インバータ１０４の対応するそれぞれのアームに連結される。
第２モータ１０２の第２中性点（Ｎ２）には、外部から入力される商用電源３００の他側が連結される。

第１インバータ１０３は、充電制御器２００から印加されるＰＷＭ信号によって電圧変換器１０５を通じて供給されるバッテリ１０６の直流電圧を３相交流電圧に変換し、第１モータ１０１に駆動電圧として供給する。
第１インバータ１０３は、第１モータ１０１の第１中性点（Ｎ１）を通じて電力供給される外部の商用電源３００の交流電圧の位相（Ｖｓ）が正の値（Ｖｓ＞０）を有する場合、電圧変換器１０５のＤＣリンクとダイオード１０７の第２ダイオード（Ｄ２）に接続される循環経路を形成させる。

第２インバータ１０４は、充電制御器２００から印加されるＰＷＭ信号によって電圧変換器１０５を通じて供給されるバッテリ１０６の直流電圧を３相交流電圧に変換し、第２モータ１０２に駆動電圧として供給する。
第２インバータ１０４は、第２モータ１０２の中性点（Ｎ２）を通じて電力供給する外部の商用電源３００の交流電圧の位相（Ｖｓ）が負の値（Ｖｓ＜０）を有する場合、電圧変換器１０５のＤＣリンクとダイオード１０７の第１ダイオード（Ｄ１）に接続される循環経路を形成させる。
第１インバータ１０３は、電力スイッチング素子が直列に接続されて構成され、Ｕ相アーム（Ｓａｕ、Ｓａｕ’）、Ｖ相アーム（Ｓａｖ、Ｓａｖ’）、及びＷ相アーム（Ｓａｗ、Ｓａｗ’）を含む。
電力スイッチング素子は、ＮＰＮ型トランジスタ、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＭＯＳＦＥＴのいずれか一つで構成される。

第２インバータ１０４は、電力スイッチング素子が直列に接続されて構成され、Ｕ相アーム（Ｓｂｕ、Ｓｂｕ’）、Ｖ相アーム（Ｓｂｖ、Ｓｂｖ’）、及びＷ相アーム（Ｓｂｗ、Ｓｂｗ’）を含む。
電力スイッチング素子は、ＮＰＮ型トランジスタ、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、及びＭＯＳＦＥＴのいずれか一つで構成される。

電圧変換器１０５はＤＣ／ＤＣコンバータで、充電制御器２００から印加されるＰＷＭデューティ制御信号によってバッテリ１０６から供給される直流電圧を設定されたレベルの電圧に昇圧または減圧し、第１インバータ１０３または第２インバータ１０４に出力する。
また、電圧変換器１０５は、充電制御器２００から印加されるＰＷＭデューティ制御信号によって第１インバータ１０３または第２インバータ１０４に印加される直流電圧を昇圧及び減圧し、バッテリ１０６に充電電圧として供給する。

電圧変換器１０５は、バッテリ１０６の両端に連結され、ＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）と直列に接続する第１電力スイッチング素子（Ｓ１）と第２電力スイッチング素子（Ｓ２）、及びバッテリ１０６の両端間電圧変動を平滑する平滑キャパシタ（Ｃｂｃ）を含む。
電圧変換器１０５は、第１モータ１０１の第１中性点（Ｎ１）と第２モータ１０２の第２中性点（Ｎ２）に接続される外部の商用電源３００が、第１インバータ１０３と第２インバータ１０４を通じて循環経路が形成されるＤＣリンクに電力供給する場合、充電制御器２００から印加される制御信号によって第１電力スイッチング素子（Ｓ１）及び第２電力スイッチング素子（Ｓ２）がスイッチオンまたはオフされて、バッテリ１０６の充電を実行させる。

バッテリ１０６は直流電源で、例えば、ニッケル−水素、リチウム−イオン２次電池、及び大容量キャパシタのいずれか一つで構成され、充電された直流電圧を電圧変換器１０５を通じて昇圧または減圧させて、第１モータ１０１または第２モータ１０２に供給する。
また、バッテリ１０６は、電圧変換器１０５で昇圧または減圧されて印加される外部の商用電源３００によって充電される。

ダイオード１０７は、第１ダイオード（Ｄ１）と第２ダイオード（Ｄ２）で構成され、一側端子、例えば、アノード端子が第１及び第２インバータ（１０３、１０４）の負極端子に接続され、カソード端子は第１及び第２モータ（１０１、１０２）の第１及び第２中性点（Ｎ１、Ｎ２）と入力端リレー１１０にそれぞれ連結される。
充電ポット１０８は外部の商用電源３００の充電ポット３１０と接続される。
コネクタ接続検出器１０９は、充電ポット１０８に商用電源３００が接続されたか否かを検出し、それに対する情報を充電制御器２００に提供する。
コネクタ接続検出器１０９は、充電ポットのカバーが開くことを感知するカバー開放検出器で適用される。
また、充電ポット１０８への商用電源３００の接続は、商用電力を供給する充電用スタンドと充電ポット１０８との通信によって検出できる。
充電用スタンドと充電ポット１０８との通信は多様な形態、例えば、ＣＡＮ通信、ブルートゥース通信などを含む有線または無線通信によって接続される。
カバー開放検出器は、商用電源３００が第１モータ１０１の第１中性点（Ｎ１）と第２モータ１０２の第２中性点（Ｎ２）に電気的に接続する前に充電しようとする意図を充電制御器２００に伝達できる。

メインリレー（ＳＲ１、ＳＲ２）はバッテリ１０５の両端に連結されて、バッテリ１０５に入力または出力される電圧及び電流を接続または遮断する。
入力端リレー１１０は、充電ポット１０８を通じて第１モータ１０１の第１中性点（Ｎ１）と第２モータ１０２の第２中性点（Ｎ２）に接続される外部の商用電源３００を接続または遮断する。
入力端リレー１１０は、第１ダイオード（Ｄ１）と第１モータ１０１の第１中性点（Ｎ１）に連結される第１リレー（ＳＲ３）、及び、第２ダイオード（Ｄ２）と第２モータ１０２の第２中性点（Ｎ２）に連結される第２リレー（ＳＲ４）を含む。
入力端リレー１１０は、充電制御器２００の制御によってスイッチオン／オフ作動する。
したがって、入力端リレー１１０は、外部の商用電源３００の接続が検出される場合、充電制御器２００の初期活性化を実行し、バッテリ１０６の電圧でＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）が設定された電圧以上に充電されるまで、外部の商用電源３００からの電力が内部に供給されることを遮断して、システムの安定性を確保する。

商用電源３００は、充電ポット３１０を通じてシステムに選択的に接続される。
商用電源３００は、交流電源を適用するのが好ましいが、直流電源の適用も本発明の範囲に含まれる。
充電制御器２００は、コネクタの接続信号または充電ポットのカバー開放が検出されて、バッテリ１０６の充電意図が認識されると、システムの安定化のために入力端リレー１１０をオフ状態に維持して、外部の商用電源３００からの電力が供給されないようにし、この過程で初期活性化を実行する。
充電制御器２００の初期活性化が実行されると、充電制御器２００は、外部の商用電源３００の電力供給によりＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）に突入電流が供給されてシステムを破損させることを防止するために、メインリレー（ＳＲ１、ＳＲ２）をオンさせて、バッテリ１０６の電圧でＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）を設定されたレベルの電圧に初期充電させた後、外部の商用電源３００からの電力が供給されるようにする。

バッテリ１０６の充電が完了して、第１モータ１０１の第１中性点（Ｎ１）と第２モータ１０２の第２中性点（Ｎ２）に外部の商用電源３００から電力供給されないか、または充電中にコネクタ（充電スタンド）の接続が停止される場合、充電制御器２００は電圧変換器１０５内の第１電力スイッチング素子（Ｓ１）と第２電力スイッチング素子（Ｓ２）を制御して、ＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）に残っている残余電圧をバッテリ１０６に供給してバッテリ１０６を最大充電状態に維持し、ＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）を基準電圧以下に放電させた後、メインリレー（ＳＲ１、ＳＲ２）をオフさせて、システムを安定化させる。

初期活性化とＤＣリンクキャパシタの初期充電が実行されると、充電制御器２００は入力端リレー１１０をオンさせて、第１モータ１０１の第１中性点（Ｎ１）と第２モータ１０２の第２中性点（Ｎ２）に外部の商用電源３００を接続する。
そして、充電制御器２００は、商用電源の交流電圧の位相（Ｖｓ）、循環ループが形成されるＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）の電圧（Ｖｄｃ）、バッテリ１０６の電圧（Ｖｂ）、バッテリ１０６の両端間に接続する平滑キャパシタ（Ｃｂｃ）の電圧（Ｖｂｃ）、インダクタの電流（Ｉ_Ｌ）、及び充電電流（Ｉｂ）を検出して、充電モードを決定する。
そして、充電制御器２００は、決定された充電モードによって充電制御値を決定して、ＰＷＭデューティ制御を通じて電圧変換器１０５の第１電力スイッチング素子（Ｓ１）及び第２電力スイッチング素子（Ｓ２）をスイッチオンまたはオフさせて、バッテリ１０６の充電を実行する。

本発明の第３実施形態に係るハイブリッド自動車の充電装置は、外部ＡＣ電源供給装置とのコネクタ接続信号を発生する接続検出器１０９、並びに充電ポット１０８と第１及び第２モータ１０１、１０２との間に設置されて、充電制御器２００の制御によって第１及び第２モータの中性点（Ｎ１、Ｎ２）に供給される商用電力を遮断する入力端リレー（１１０：入力端スイッチ）を含み、コネクタ接続検出信号を利用して、ＡＣ電源が第１モータ１０１または第２モータ１０２に電気的に接続する前に充電制御器２００を含む制御器を活性化し、第１及び第２インバータ１０３、１０４のＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）の初期充電を行い、初期充電が完了した後に、充電ポット１０８と第１モータ１０１及び第２モータ１０２の中性点（Ｎ１、Ｎ２）を遮断する入力端リレー１１０をスイッチオンして、ＡＣ電源をモータの中性点に電気的に接続する。

入力端リレー１１０は、第１ダイオード（Ｄ１）と第１モータの中性点（Ｎ１）に連結される第１リレー（ＳＲ３）、及び第２ダイオード（Ｄ２）と第２モータ１０２の中性点（Ｎ２）に連結される第２リレー（ＳＲ４）を含むことが好ましい。
充電制御器２００は、コネクタ接続信号が検出されて制御器が初期化された以後、充電ポット１０８と第１モータ及び第２モータの中性点（Ｎ１、Ｎ２）を遮断する入力端リレー１１０をスイッチオンする前に電圧変換器１０５とＩＧＢＴを制御して、バッテリ１０６から第１及び第２インバータのＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）に電気的エネルギーを伝達してＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）の初期充電を行うことがよい。

充電制御器２００は、バッテリ充電完了またはコネクタ接続検出器１０９からコネクタの接続停止を確認して、充電ポット１０８と第１モータ及び第２モータの中性点（Ｎ１、Ｎ２）を遮断する入力端リレー１１０をスイッチオフして電気的接続を遮断し、電圧変換器１０５とＩＧＢＴを制御して第１及び第２インバータのＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）からバッテリ１０６に電気的エネルギーを伝達してＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）を放電させることができる。

本発明の第３実施形態に係るハイブリッド自動車において、バッテリの電力で第１モータを駆動させてエンジンを始動させる動作、エンジンの駆動力で発電する電圧を充電する動作、バッテリの電力で第２モータを駆動させてハイブリッド自動車を駆動させる動作、及び回生制動時にバッテリを充電する動作は、通常のハイブリッド自動車と同様の制御方法で実行されるので、これに対する具体的な説明は省略する。

本発明の第３実施形態は、バッテリの充電意図が検出される場合、入力端リレーをオフさせて商用電源がシステムに電力供給しない状態で、充電制御器の初期化を実行し、ＤＣリンクキャパシタを初期充電させる。また、ＤＣリンクキャパシタが初期充電されると、入力端リレーをオンさせて外部の商用電源を第１モータ１０１の第１中性点（Ｎ１）と第２モータ１０２の第２中性点（Ｎ２）に接続してバッテリ１０６を充電させる技術であるので、これについて具体的に説明する。
図１０は、本発明の第３実施形態に係るハイブリッド自動車の初期充電方法を示したフローチャートである。
図１０に示すとおり、本発明の第３実施形態が適用されるハイブリッド自動車の充電制御器２００が待機する状態で（Ｓ４０１）、充電制御器２００はコネクタの接続検出器１０９の信号を分析して、充電ポット１０８にバッテリ１０６の充電のための外部の商用電源３００が接続されたかを判断する（Ｓ４０２）。

外部の商用電源３００の接続は、充電ポットのカバー開放、コネクタの接続信号、及び充電用スタンドとの有線または無線通信によって検出することができる。
Ｓ４０２段階で外部の商用電源３００の接続が検出されると、充電制御器２００は入力端リレー１１０をオフに維持した状態で初期活性化を実行する（Ｓ４０３）。
そして、充電制御器２００は、メインリレー（ＳＲ１、ＳＲ２）をオンさせて、バッテリ１０６の電圧を電圧変換器１０５内に供給し（Ｓ４０４）、同時に電圧変換器１０５内の第１電力スイッチング素子（Ｓ１）と第２電力スイッチング素子（Ｓ２）を作動させて、バッテリ１０６の電力をＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）に供給し、ＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）を初期充電させる（Ｓ４０５）。
その後、充電制御器２００は、初期充電されるＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）の充電電圧を検出し、充電電圧が設定された一定電圧以上に充電されたかを判断する（Ｓ４０６）。

Ｓ４０６段階でＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）が設定された一定電圧以上に充電されたら、充電制御器２００はオフ状態を維持している入力端リレー１１０をオンさせ（Ｓ１０７）、充電ポット１０８に接続された外部の商用電源３００が第１モータ１０１の第１中性点（Ｎ１）と第２モータ１０２の第２中性点（Ｎ２）に電力供給するようにする（Ｓ４０８）。
このことにより、商用電源の交流電圧の位相（Ｖｓ）により、第１モータ１０１の第１中性点（Ｎ１）と第２モータ１０２の第２中性点（Ｎ２）、第１インバータ１０３と第２インバータ１０４、ＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）、ダイオード１０７内の第１ダイオード（Ｄ１）及び第２ダイオード（Ｄ２）を経由する電源ループが形成される。

したがって、電圧変換器１０５に含まれるＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）に電気が充電されるので、充電制御器２００は、電圧変換器１０５内の第１電力スイッチング素子（Ｓ１）と第２電力スイッチング素子（Ｓ２）をＰＷＭ制御して、バッテリ１０６の充電を実行する（Ｓ４０９）。
商用電源の交流電圧の位相（Ｖｓ）による電源ループは本発明の第１実施形態と同様に形成されるので、これに対する具体的な説明は省略する。
図１１は、本発明の第３実施形態に係るハイブリッド自動車における充電方法を示したフローチャートである。
上記のように、入力端リレー１１０がスイッチオンされて、第１モータ１０１の第１中性点（Ｎ１）と第２モータ１０２の第２中性点（Ｎ２）に外部の商用電源３００が接続されると（Ｓ５０１）、商用電源の交流電圧の位相（Ｖｓ）によって図３及び図４に示すような電源ループが形成される（Ｓ５０２）。

充電制御器２００は、第１モータ１０１の第１中性点（Ｎ１）と第２モータ１０２の第２中性点（Ｎ２）に接続される商用電源の交流電圧の位相（Ｖｓ）、電圧充電が実行されるＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）の電圧（Ｖｄｃ）、バッテリ１０６の電圧（Ｖｂ）、バッテリ１０６の両端間に接続する平滑キャパシタ（Ｃｂｃ）の電圧（Ｖｂｃ）、インダクタの電流（Ｉ_Ｌ）、充電電流（Ｉｂ）を測定し（Ｓ５０３）、これに基づいて充電モードを決定する（Ｓ５０４）。
特に、充電制御器２００は、充電モードがバッテリ１０６の電圧が設定された基準電圧（例えば、最大電圧の８０％）以上を維持する電流制御モードであるかを判断する（Ｓ５０５）。
上記Ｓ５０５段階で充電モードが電流制御モードでなければ、充電制御器２００は電圧制御モードに進入したことと判断して、バッテリ１０６の両端間に接続される平滑キャパシタ（Ｃｂｃ）の電圧（Ｖｂｃ）を一定電圧に維持する電圧指令値を決定する（Ｓ５０６）。

その後、上記Ｓ５０６段階で決定された電圧指令値に基づいて、電圧変換器１０５内の第１電力スイッチング素子（Ｓ１）と第２電力スイッチング素子（Ｓ２）の動作をＰＷＭデューティ制御して、急速充電を実行させる（Ｓ５０７）。
上記Ｓ５０５段階で充電モードが電流制御モードであれば、測定値の誤差を適用して電流指令値を決定する（Ｓ５０８）。
その後、決定された電流指令値に基づいて電圧変換器１０５内の第１電力スイッチング素子（Ｓ１）と第２電力スイッチング素子（Ｓ２）の動作をＰＷＭデューティ制御して、バッテリ１０６の充電電流量が電流指令値を追求するようにする（Ｓ５０９）。
上記過程によってバッテリ１０６が完全に充電されたかを判断する（Ｓ５１０）。万一、Ｓ５１０段階でバッテリ１０６が完全に充電されなければ、充電制御器２００は上記Ｓ５０８段階にリターンして、Ｓ５０８乃至Ｓ５１０段階を繰り返す。もし、Ｓ５１０段階でバッテリ１０６が完全に充電されれば、バッテリ１０６の過充電を防止するために充電動作を終了する（Ｓ５１１）。

図１２は、本発明の第３実施形態に係るハイブリッド自動車の充電完了制御を示したフローチャートである。
充電制御器２００は、バッテリ１０６が完全に充電されたか、または充電コネクタ（充電スタンド）がシステムから接続停止されたかを判断する（Ｓ６０１）。
上記Ｓ６０１段階でバッテリ１０６が完全に充電されるか、または充電コネクタ（充電スタンド）がシステムから接続停止されれば、充電制御器２００は入力端リレー１１０をオフさせて、充電ポット１０８と第１モータ１０１の第１中性点（Ｎ１）及び第２モータ１０２の第２中性点（Ｎ２）間の接続を遮断する（Ｓ６０２）。
その後、充電制御器２００は、電圧変換器１０５内の第１電力スイッチング素子（Ｓ１）と第２電力スイッチング素子（Ｓ２）をＰＷＭデューティ制御して、ＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）に残っている残余電圧をバッテリ１０６に供給して、バッテリ１０６を最大充電状態に維持し、ＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）を基準電圧以下に放電させる（Ｓ６０３）。

充電制御器２００は、ＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）の電圧（Ｖｄｃ）を測定し（Ｓ６０４）、ＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）の電圧（Ｖｄｃ）が基準電圧以下に放電されたかを判断する（Ｓ６０５）。
上記Ｓ６０５段階でＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）の電圧（Ｖｄｃ）が基準電圧以下に放電されなければ、充電制御器２００は上記Ｓ６０３段階にリターンされて、ＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）を続けて放電させる。
上記Ｓ６０５段階でＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）の電圧（Ｖｄｃ）が基準電圧以下に放電されれば、充電制御器２００は、バッテリ１０６の両端間に設置されて、バッテリ１０６の入力または出力電圧を遮断するメインリレー（ＳＲ１、ＳＲ２）をオフして、システムを安定的に維持し、充電動作を完了する（Ｓ６０６）。

以上で説明した通り、本発明の第３実施形態は、ダブルモータシステムを有するハイブリッド自動車において、バッテリ充電のための商用電源が接続されると、入力端リレーを制御して、充電制御器の初期活性化とＤＣリンクキャパシタの初期充電が行われるまで商用電源からの電力がシステム内に供給されることを遮断して、システムの安定化を提供する。

第４実施形態

以下、添付した図面を参照して、本発明の好ましい第４実施形態について詳細に説明する。図１３は、本発明の第４実施形態に係るハイブリッド自動車の充電装置を示した図面である。
図１３に示したように、本発明の第４実施形態は、第１モータ１０１、第２モータ１０２、第１インバータ１０３、第２インバータ１０４、電圧変換器１０５、バッテリ１０６、ダイオード１０７（第１ダイオード：Ｄ１及び第２ダイオード：Ｄ２を含む）、充電ポット１０８、コネクタ接続検出器１０９、メインリレー（ＳＲ１、ＳＲ２）、入力端リレー１１０、及び充電制御器２００を含む。

第１モータ１０１は３相交流電動機で、エンジン（図示せず）を始動できる電動機として動作する一方で、選択的にエンジンによって駆動される発電機として動作する。
第１モータ１０１は、エンジンを始動させるために、第１インバータ１０３を通じて供給される３相交流電圧によって駆動され、エンジンの駆動によって３相交流電圧を発電させて第１インバータ１０３に出力する。

第２モータ１０２は、駆動車輪（図示せず）を駆動する３相交流電動機で、第２インバータ１０４に供給される３相交流電圧によって駆動トルクを発生させる。
また、第２モータ１０２は、車両の回生制動時に発電機として動作して３相交流電気を発生させ、第２インバータ１０４に出力する。

第１モータ１０１は、固定子コイルとしてＹ結線型の３相コイルを含み、３相コイルを形成するＵ、Ｖ、Ｗ相コイルは、それぞれの一側が互いに連結されて第１中性点（Ｎ１）を形成し、それぞれの他の一側は第１インバータ１０３の対応するそれぞれのアームに連結される。
第１モータ１０１の第１中性点（Ｎ１）には、外部から入力される商用電源３００の一側が接続される。

第２モータ１０２は、固定子コイルとしてＹ結線型の３相コイルを含み、３相コイルを形成するＵ、Ｖ、Ｗ相コイルは、それぞれの一側が互いに連結されて第２中性点（Ｎ２）を形成し、それぞれの他の一側は第２インバータ１０４の対応するそれぞれのアームに連結される。
第２モータ１０２の第２中性点（Ｎ２）には、外部から入力される商用電源３００の他側が連結される。

第１インバータ１０３は、充電制御器２００から印加されるＰＷＭ信号によって、電圧変換器１０５を通じて供給されるバッテリ１０６の直流電圧を３相交流電圧に変換し、第１モータ１０１に駆動電圧として供給する。
第１インバータ１０３は、第１モータ１０１の第１中性点（Ｎ１）を通じて供給される外部の商用電源３００の交流電圧の位相（Ｖｓ）が正の値（Ｖｓ＞０）を有する場合、電圧変換器１０５のＤＣリンクとダイオード１０７の第２ダイオード（Ｄ２）に接続される循環経路を形成させる。

第２インバータ１０４は、充電制御器２００から印加されるＰＷＭ信号によって、電圧変換器１０５を通じて供給されるバッテリ１０６の直流電圧を３相交流電圧に変換し、第２モータ１０２に駆動電圧として供給する。
第２インバータ１０４は、第２モータ１０２の第２中性点（Ｎ２）を通じて供給される外部の商用電源３００の交流電圧の位相（Ｖｓ）が負の値（Ｖｓ＜０）を有する場合、電圧変換器１０５のＤＣリンクとダイオード１０７の第１ダイオード（Ｄ１）に接続される循環経路を形成させる。

第１インバータ１０３は、電力スイッチング素子が直列に接続されて構成され、Ｕ相アーム（Ｓａｕ、Ｓａｕ’）、Ｖ相アーム（Ｓａｖ、Ｓａｖ’）、Ｗ相アーム（Ｓａｗ、Ｓａｗ’）を含む。
電力スイッチング素子は、ＮＰＮ型トランジスタ、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＭＯＳＦＥＴのいずれか一つで構成される。
第２インバータ１０４は、電力スイッチング素子が直列に接続されて構成され、Ｕ相アーム（Ｓｂｕ、Ｓｂｕ’）、Ｖ相アーム（Ｓｂｖ、Ｓｂｖ’）、及びＷ相アーム（Ｓｂｗ、Ｓｂｗ’）を含む。

電力スイッチング素子は、ＮＰＮ型トランジスタ、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、及びＭＯＳＦＥＴのいずれか一つで構成される。
電圧変換器１０５はＤＣ／ＤＣコンバータで、充電制御器２００から印加されるＰＷＭデューティ制御信号によって、バッテリ１０６から供給される直流電圧を設定されたレベルの電圧に昇圧または減圧して、第１インバータ１０３または第２インバータ１０４に出力する。
また、電圧変換器１０５は、充電制御器２００から印加されるＰＷＭデューティ制御信号によって、第１インバータ１０３または第２インバータ１０４に印加される直流電圧を昇圧及び減圧して、バッテリ１０６に充電電圧として供給する。

電圧変換器１０５は、バッテリ１０６の両端に連結され、ＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）と直列に接続する第１電力スイッチング素子（Ｓ１）と第２電力スイッチング素子（Ｓ２）、及びバッテリ１０６の両端間電圧変動を平滑する平滑キャパシタ（Ｃｂｃ）を含む。
電圧変換器１０５は、第１モータ１０１の第１中性点（Ｎ１）と第２モータ１０２の第２中性点（Ｎ２）に接続される外部の商用電源３００が、第１インバータ１０３と第２インバータ１０４を通じて循環経路が形成されるＤＣリンクに電力供給する場合、充電制御器２００から印加される制御信号によって第１電力スイッチング素子（Ｓ１）及び第２電力スイッチング素子（Ｓ２）がスイッチオンまたはオフされて、バッテリ１０６の充電を実行させる。

バッテリ１０６は直流電源で、例えば、ニッケル−水素、リチウム−イオン２次電池、及び大容量キャパシタのうちのいずれか一つで構成でき、充電された直流電圧を電圧変換器１０５を通じて昇圧または減圧させて、第１モータ１０１または第２モータ１０２に供給する。
また、バッテリ１０６は、電圧変換器１０５で昇圧または減圧されて印加される外部の商用電源３００によって充電される。
ダイオード１０７は、第１ダイオード（Ｄ１）と第２ダイオード（Ｄ２）で構成され、一側端子、例えば、アノード端子が第１及び第２インバータ（１０３、１０４）の負極端子に接続され、カソード端子は第１及び第２モータ（１０１、１０２）の第１及び第２中性点（Ｎ１、Ｎ２）と入力端リレー１１０にそれぞれ接続される。

充電ポット１０８は、外部の商用電源３００の充電ポット３１０と接続される。
コネクタ接続検出器１０９は、充電ポット１０８に商用電源３００が接続されたか否かを検出して、それに対する情報を充電制御器２００に提供する。
コネクタ接続検出器１０９は、充電ポットのカバーが開くことを感知するカバー開放検出器で適用できる。
また、充電ポット１０８への商用電源３００の接続は、商用電力を供給する充電用スタンドと充電ポット１０８との通信によって検出できる。
充電用スタンドと充電ポット１０８との通信は多様な形態、例えば、ＣＡＮ通信、ブルートゥース通信などを含む有線または無線通信によって接続される。
カバー開放検出器は、商用電源３００が第１モータ１０１の第１中性点（Ｎ１）と第２モータ１０２の第２中性点（Ｎ２）に電気的に接続する前に充電しようとする意図を充電制御器２００に伝達できる。

メインリレー（ＳＲ１、ＳＲ２）はバッテリ１０５の両端に連結されて、バッテリ１０５に入力または出力される電圧及び電流を制御する。
入力端リレー１１０は、充電ポット１０８を通じて第１モータ１０１の第１中性点（Ｎ１）と第２モータ１０２の第２中性点（Ｎ２）に接続される外部の商用電源３００を接続または遮断する。
入力端リレー１１０は、第１ダイオード（Ｄ１）と第１モータ１０１の第１中性点（Ｎ１）に連結される第１リレー（ＳＲ３）、第２ダイオード（Ｄ２）と第２モータ１０２の第２中性点（Ｎ２）に連結される第２リレー（ＳＲ４）、及び第１リレー（ＳＲ３）と並列に接続され、抵抗（Ｒ１）が直列に接続される第３リレー（ＳＲ５）を含む。

また、第２リレー（ＳＲ４）に並列に接続され、抵抗（図示せず）が直列に接続される第４リレー（図示せず）をさらに含むことができる。
入力端リレー１１０は、充電制御器２００の制御によってスイッチオン／オフ作動する。
したがって、入力端リレー１１０は、外部の商用電源３００の接続が検出される場合、充電制御器２００の制御によって直列抵抗（Ｒ１）が接続される第３リレー（ＳＲ５）と第２リレー（ＳＲ４）をスイッチオンして、外部の商用電源３００を低電圧状態にする。その後、入力端リレー１１０は低電圧状態の商用電源３００からの電力をＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）に供給して初期充電を実行する。入力端リレー１１０は、ＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）が設定された電圧以上に充電されれば、第３リレー（ＳＲ５）をスイッチオフし、第１リレー（ＳＲ３）と第２リレー（ＳＲ４）をスイッチオンさせて、商用電源３００からの電力供給でバッテリ１０６の充電を実行する。

入力端リレー１１０は、第１ダイオード（Ｄ１）と第１モータの中性点（Ｎ１）と連結される第１リレー（ＳＲ３）、第２ダイオード（Ｄ２）と第２モータの中性点（Ｎ２）と連結される第２リレー（ＳＲ４）、第１リレー（ＳＲ３）と並列に接続され、直列抵抗と連結される第３リレー（ＳＲ５）、及び第２リレー（ＳＲ４）と並列に接続され、直列抵抗と接続される第４リレー（ＳＲ６）を含み、コネクタ接続信号が検出されて制御器が初期化された以後、第３リレー（ＳＲ５）及び第４リレー（ＳＲ６）をオンして、直列抵抗、第３リレー（ＳＲ５）、第４リレー（ＳＲ６）、第１インバータ１０３、第２インバータ１０４、第１ダイオード（Ｄ１）、及び第２ダイオード（Ｄ２）を通じてインバータのＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）の初期充電を行うことが好ましい。

入力端リレー１１０は、第１ダイオード（Ｄ１）と第１モータの中性点（Ｎ１）と連結される第１リレー（ＳＲ３）、第２ダイオード（Ｄ２）と第２モータの中性点（Ｎ２）と連結される第２リレー（ＳＲ４）、及び第１リレー（ＳＲ３）と並列に接続され、直列抵抗と連結される第３リレー（ＳＲ５）を含み、コネクタ接続信号が検出されて制御器が初期化された以後、第２リレー（ＳＲ４）及び第３リレー（ＳＲ５）をオンして、直列抵抗、第３リレー（ＳＲ５）、第２リレー（ＳＲ４）、第１インバータ１０３、第２インバータ１０４、第１ダイオード（Ｄ１）、及び第２ダイオード（Ｄ２）を通じてインバータのＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）の初期充電を行うことが好ましい。

商用電源３００は、充電ポット３１０を通じてシステムに選択的に接続される。
商用電源３００は、交流電源を適用するのが好ましいが、直流電源の適用も本発明の範囲に含まれる。
充電制御器２００は、コネクタ接続信号または充電ポットのカバー開放が検出されて、バッテリ１０６の充電意図が認識されると、システムの安定化のために、入力端リレー１１０をオフ状態に維持した状態で初期活性化を実行する。
充電制御器２００の初期活性化が実行されると、充電制御器２００は入力端リレー１１０で直列抵抗（Ｒ１）が接続される第３リレー（ＳＲ５）と第２リレー（ＳＲ４）をスイッチオンして、外部の商用電源３００を低電圧状態にし、この低電圧の商用電源３００をＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）に供給して初期充電を実行する。また、充電制御器２００は、ＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）が設定された電圧以上に充電されれば、第３リレー（ＳＲ５）をオフして、第１リレー（ＳＲ３）と第２リレー（ＳＲ４）をオンさせて、商用電源３００からの電力供給によりバッテリの充電を実行する。

バッテリ１０６の充電が完了して、第１モータ１０１の第１中性点（Ｎ１）と第２モータ１０２の第２中性点（Ｎ２）に外部の商用電源３００から電力供給されないか、または充電中にコネクタ（充電スタンド）の接続が停止される場合、充電制御器２００は、電圧変換器１０５内の第１電力スイッチング素子（Ｓ１）と第２電力スイッチング素子（Ｓ２）を制御して、ＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）に残っている残余電圧をバッテリ１０６に供給してバッテリ１０６を最大充電状態に維持し、ＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）を基準電圧以下に放電させた後、メインリレー（ＳＲ１、ＳＲ２）をオフさせて、システムを安定化させる。
本発明の第４実施形態に係るハイブリッド自動車において、バッテリの電圧で第１モータを駆動させてエンジンを始動させる動作、エンジンの駆動力で発電する電圧を充電する動作、バッテリの電圧で第２モータを駆動させてハイブリッド自動車を駆動させる動作、及び回生制動時にバッテリを充電する動作は、通常のハイブリッド自動車と同様の制御方法で実行されるので、これに対する具体的な説明は省略する。

本発明の第４実施形態によれば、商用電源が接続されると、低電圧の電力を供給してＤＣリンクキャパシタを初期充電させ、ＤＣリンクキャパシタの初期充電が完了すると、商用電源を第１モータ１０１の第１中性点（Ｎ１）と第２モータ１０２の第２中性点（Ｎ２）に接続して電力を供給してバッテリ１０６を充電させる技術である。以下、これについて具体的に説明する。

図１４は、本発明の第４実施形態に係るハイブリッド自動車の初期充電方法を示したフローチャートである。
図１４に示すとおり、本発明の第４実施形態が適用されるハイブリッド自動車の充電制御器２００が待機する状態で（Ｓ７０１）、充電制御器２００は、コネクタ接続検出器１０９の信号を分析して、充電ポット１０８にバッテリ１０６の充電のための外部の商用電源３００が接続されたかを判断する（Ｓ７０２）。

外部の商用電源３００の接続は、充電ポットのカバー開放、コネクタの接続信号、及び充電用スタンドとの有線または無線通信によって検出できる。
上記Ｓ７０２段階で外部の商用電源３００の接続が検出されると、充電制御器２００は入力端リレー１１０を全てオフに維持した状態で、初期活性化を実行する（Ｓ７０３）。
その後、充電制御器２００は、メインリレー（ＳＲ１、ＳＲ２）をオフ状態に維持し（Ｓ７０４）、入力端リレー１１０で第２リレー（ＳＲ４）と、抵抗（Ｒ１）が直列に接続され、第１リレー（ＳＲ５）に並列に接続される第３リレー（ＳＲ３）とをスイッチオンさせて、商用電源３００を抵抗（Ｒ１）に接続して低電圧電力を生成する（Ｓ７０５）。その後、充電制御器２００は、商用電源３００からの低電圧の電力をＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）に供給することによって、ＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）を初期充電させる（Ｓ７０６）。

充電制御器２００は、ＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）の充電電圧を検出して、設定された一定電圧以上に充電されたかを判断する（Ｓ７０７）。
上記Ｓ７０７段階でＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）が設定された一定電圧以上に充電されれば、入力端リレー１１０の第３リレー（ＳＲ５）をスイッチオフさせ、第１リレー（ＳＲ３）と第２リレー（ＳＲ４）をスイッチオンさせて、充電ポット１０８に接続された外部の商用電源３００が第１モータ１０１の第１中性点（Ｎ１）と第２モータ１０２の第２中性点（Ｎ２）に通常電圧で供給されるようにする（Ｓ７０８）。
したがって、商用電源の交流電圧の位相（Ｖｓ）により、第１モータ１０１の第１中性点（Ｎ１）と第２モータ１０２の第２中性点（Ｎ２）、第１インバータ１０３と第２インバータ１０４、ＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）、ダイオード１０７内の第１ダイオード（Ｄ１）及び第２ダイオード（Ｄ２）を経由する電源ループが形成される。

電圧変換器１０５に含まれるＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）に電圧が充電されるので、充電制御器２００はメインリレー（ＳＲ１、ＳＲ２）をスイッチオンし（Ｓ７０９）、電圧変換器１０５内の第１電力スイッチング素子（Ｓ１）と第２電力スイッチング素子（Ｓ２）をＰＷＭ制御して、バッテリ１０６の充電を実行する（Ｓ７１０）。

商用電力の位相（Ｖｓ）による電源ループの形成は、本発明の第１実施形態と同様に形成されるので、これに対する具体的な説明は省略する。
図１５は、本発明の第４実施形態に係るハイブリッド自動車における充電方法を示したフローチャートである。
上述の通り、入力端リレー１１０がスイッチオンされて第１モータ１０１の第１中性点（Ｎ１）と第２モータ１０２の第２中性点（Ｎ２）に外部の商用電源が接続されると（Ｓ８０１）、商用電源の交流電圧の位相（Ｖｓ）によって図３及び図４に示すような電源ループが形成される（Ｓ８０２）。
充電制御器２００は、第１モータ１０１の第１中性点（Ｎ１）と第２モータ１０２の第２中性点（Ｎ２）に供給される商用電源の交流電圧の位相（Ｖｓ）、電圧充電が実行されるＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）の電圧（Ｖｄｃ）、バッテリ１０６の電圧（Ｖｂ）、バッテリ１０６の両端間に接続する平滑キャパシタ（Ｃｂｃ）の電圧（Ｖｂｃ）、インダクタの電流（Ｉ_Ｌ）、及び充電電流（Ｉｂ）を測定して（Ｓ８０３）、これに基づいて充電モードを決定する（Ｓ８０４）。
特に、充電制御器２００は、充電モードがバッテリ１０６の電圧が設定された基準電圧（例えば、最大電圧の８０％）以上を維持する電流制御モードであるかを判断する（Ｓ８０５）。

上記Ｓ８０５段階で充電モードが電流制御モードでなければ、充電制御器２００は電圧制御モードに進入したことと判断して、バッテリ１０６の両端間に接続される平滑キャパシタ（Ｃｂｃ）の電圧（Ｖｂｃ）を一定の電圧に維持する電圧指令値を決定する（Ｓ８０６）。
その後、Ｓ８０６段階で決定された電圧指令値に基づいて、電圧変換器１０５内の第１電力スイッチング素子（Ｓ１）と第２電力スイッチング素子（Ｓ２）の動作をＰＷＭデューティ制御して、急速充電を実行させる（Ｓ８０７）。

上記Ｓ８０５段階で充電モードが電流制御モードであれば、測定値の誤差を適用して電流指令値を決定する（Ｓ８０８）。
その後、決定された電流指令値に基づいて、電圧変換器１０５内の第１電力スイッチング素子（Ｓ１）と第２電力スイッチング素子（Ｓ２）の動作をＰＷＭデューティ制御して、バッテリ１０６の充電電流量が電流指令値を追求するようにする（Ｓ８０９）。
上記過程によってバッテリ１０６が完全に充電されたかを判断する（Ｓ８１０）。万一、Ｓ８１０段階でバッテリ１０６が完全に充電されなければ、充電制御器２００は上記Ｓ８０８段階にリターンして、Ｓ８０８乃至Ｓ８１０段階を繰り返す。万一、Ｓ８１０段階でバッテリ１０６が完全に充電されれば、バッテリ１０６の過充電を防止するために充電動作を終了する（Ｓ８１１）。

図１６は、本発明の第４実施形態に係るハイブリッド自動車の充電完了制御を示したフローチャートである。
充電制御器２００は、バッテリ１０６が完全に充電されたか、または充電コネクタ（充電スタンド）がシステムから接続停止されたかを判断する（Ｓ９０１）。
上記Ｓ９０１段階でバッテリ１０６が完全に充電されるか、または充電コネクタ（充電スタンド）がシステムから接続停止されると、充電制御器２００は入力端リレー１１０をオフさせて、充電ポット１０８と第１モータ１０１の第１中性点（Ｎ１）及び第２モータ１０２の第２中性点（Ｎ２）間の連結を遮断する（Ｓ９０２）。
その後、充電制御器２００は、電圧変換器１０５内の第１電力スイッチング素子（Ｓ１）と第２電力スイッチング素子（Ｓ２）をＰＷＭデューティ制御して、ＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）に残っている残余電圧をバッテリ１０６に供給してバッテリ１０６を最大充電状態に維持し、ＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）を基準電圧以下に放電させる（Ｓ９０３）。

充電制御器２００は、ＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）の電圧（Ｖｄｃ）を測定し（Ｓ９０４）、ＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）の電圧（Ｖｄｃ）が基準電圧以下に放電されたかを判断する（Ｓ９０５）。
上記Ｓ９０５段階でＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）の電圧（Ｖｄｃ）が基準電圧以下に放電されなければ、充電制御器２００は上記Ｓ９０３段階にリターンされて、ＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）を続けて放電させる。
上記Ｓ９０５段階でＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）の電圧（Ｖｄｃ）が基準電圧以下に放電すれば、充電制御器２００は、バッテリ１０６の両端間に設置されて、バッテリ１０６の入力または出力電圧を遮断するメインリレー（ＳＲ１、ＳＲ２）をオフして、システムを安定的に維持し、充電動作を完了する（Ｓ９０６）。

以上で説明した通り、本発明の第４実施形態は、ダブルモータシステムを有するハイブリッド自動車において、バッテリ充電のための商用電源が接続されると、入力端リレーを通じて低電圧状態の電力を供給してＤＣリンクキャパシタの初期充電を実行することにより、突入電流によるシステム破損を防止して、システムの安定化を提供する。
このような本発明は、ハイブリッド自動車に設けられるモータとインバータを利用してバッテリを充電させることにより、充電器の搭載が不要となるため、車両製造時の材料費及び組立て工数が低減され、而してハイブリッド車販売の競争力を向上させる。
また、ハイブリッド自動車の重量の減少により、燃費の向上を提供し、空間の活性を高めて、パッケージ商品性を向上させる。
さらに、ハイブリッド自動車に設けられる大容量のモータ及びインバータを活用して急速充電を提供するので、急速充電のための別途の構造及び外部の充電装置を備える必要がなく、商品性を向上させる。

以上、本発明に関する望ましい実施例を説明したが、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲内で多様な形態への変更実施が可能である。本発明には、本発明の属する技術的範囲を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。

Ｃｂｃ 平滑キャパシタ
Ｃｄｃ ＤＣリンクキャパシタ、
Ｄ１ 第１ダイオード
Ｄ２ 第２ダイオード
Ｉｂ 充電電流
Ｉ_Ｌ インダクタの電流
Ｎ１ 第１中性点
Ｎ２ 第２中性点
ＰＷＭ ＰＷＭデューティ制御信号
Ｒ１ 抵抗、直列抵抗
Ｓ１ 第１電力スイッチング素子
Ｓ２ 第２電力スイッチング素子
Ｓａｕ、Ｓａｕ’ Ｕ相アーム
Ｓａｖ、Ｓａｖ’ Ｖ相アーム
Ｓａｗ、Ｓａｗ’ Ｗ相アーム
ＳＲ１、ＳＲ２ メインリレー
ＳＲ３ 第１リレー
ＳＲ４ 第２リレー
ＳＲ５ 第３リレー
ＳＲ６ 第４リレー
Ｖｂ バッテリの電圧
Ｖｂｃ バッテリの両端間に接続する平滑キャパシタ（Ｃｂｃ）の電圧
Ｖｄｃ ＤＣリンクキャパシタ（Ｃｄｃ）の電圧
Ｖｓ 交流電圧の位相
Ｕ Ｕ相コイル
Ｖ Ｖ相コイル
Ｗ Ｗ相コイル
１０１ 第１モータ
１０２ 第２モータ
１０３ 第１インバータ
１０４ 第２インバータ
１０５ 電圧変換器
１０６ バッテリ
１０７ ダイオード
１０８ 充電ポット
１０９ コネクタ接続検出器
１１０ 入力端リレー
２００ 充電制御器
３００ 商用電源
３１０ 商用電源の充電ポット

Claims (18)

1. 直流電圧を出力または貯蔵するバッテリ、
   電動機または発電機として動作する第１モータ及び第２モータ、
   前記第１モータ及び第２モータをそれぞれ駆動させる第１インバータ及び第２インバータ、
   前記バッテリからの直流電圧を前記第１インバータ及び前記第２インバータに昇圧または減圧して供給し、前記第１インバータ及び前記第２インバータからの直流電圧を前記バッテリ側に減圧または昇圧して供給し、ＤＣリンクを含む電圧変換器、
   前記第１インバータ及び前記第２インバータの負極端子に接続するアノード端子と、商用電源に接続され、前記第１モータ及び前記第２モータそれぞれの第１中性点及び第２中性点とそれぞれ並列に接続する第１ダイオード及び第２ダイオード、及び、
   前記第１及び第２モータの第１及び第２中性点に供給される前記商用電源の交流電圧の位相、前記電圧変換器と前記第１及び第２インバータを接続する前記ＤＣリンクキャパシタの電圧、前記バッテリの電圧、前記バッテリの両端間に接続する平滑キャパシタの電圧、前記バッテリの電流または前記電圧変換器から前記バッテリに流れる電流を測定して前記バッテリの充電モードを決定し、前記バッテリの充電モードにより前記電圧変換器をＰＷＭデューティ制御して、前記ＤＣリンクキャパシタの電圧を減圧または昇圧して前記バッテリに供給されるようにする充電制御器
   を含むことを特徴とするハイブリッド自動車の充電装置。
2. 前記バッテリと前記電圧変換器を選択的に連結させるメインリレー、
   車両外部の前記商用電源を前記第１及び第２ダイオードに選択的に連結させる充電ポット、及び
   前記商用電源の接続を検出する接続検出器、
   をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド自動車の充電装置。
3. 前記接続検出器が前記商用電源の接続を検出すれば、前記充電制御器を活性化し、前記メインリレーをスイッチオンすることによって、前記バッテリの電圧で前記ＤＣリンクを初期充電させることを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド自動車の充電装置。
4. 前記ＤＣリンクの初期充電が完了すると、前記充電制御器は前記充電モードによって前記バッテリの充電を制御することを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド自動車の充電装置。
5. 前記充電制御器は、前記バッテリの充電モードが電流制御モードであれば、電流指令値を決定し、前記バッテリの充電電流量が電流指令値を追求するように制御することを特徴とする請求項１または４に記載のハイブリッド自動車の充電装置。
6. 前記充電制御器は、前記バッテリの充電モードが電流制御モードでなければ、前記平滑キャパシタの電圧を一定の電圧に維持する電圧指令値を決定し、前記電圧指令値に基づいて前記電圧変換器をＰＷＭデューティ制御して前記バッテリを充電させることを特徴とする請求項１または４に記載のハイブリッド自動車の充電装置。
7. 前記充電制御器は、充電中または充電が完了した後に前記商用電源の接続停止が検出される場合、前記ＤＣリンクキャパシタの電圧を基準電圧以下になるまで前記バッテリに放出することを特徴とする請求項４に記載のハイブリッド自動車の充電装置。
8. 直流電圧を出力または貯蔵するバッテリ、
   電動機または発電機として動作する第１モータ及び第２モータ、
   前記第１モータ及び第２モータをそれぞれ駆動させる第１インバータ及び第２インバータ、
   前記バッテリからの直流電圧を前記第１インバータ及び前記第２インバータに昇圧または減圧して供給し、前記第１インバータ及び前記第２インバータからの直流電圧を前記バッテリ側に減圧または昇圧して供給し、ＤＣリンクを含む電圧変換器、
   前記第１インバータ及び前記第２インバータの負極端子に接続するアノード端子と、前記商用電源に接続され、前記第１及び第２モータそれぞれの第１及び第２中性点とそれぞれ並列に接続する第１ダイオード及び第２ダイオード、
   前記第１及び第２モータの第１及び第２中性点に供給される商用電力の位相、前記電圧変換器と前記第１及び第２インバータとを接続するＤＣリンクキャパシタの電圧、前記バッテリの電圧、前記バッテリの両端間に接続する平滑キャパシタの電圧、前記バッテリの電流または前記電圧変換器から前記バッテリに流れる電流を測定して前記バッテリの充電モードを決定し、前記バッテリの充電モードによって前記電圧変換器をＰＷＭデューティ制御して、前記ＤＣリンクキャパシタ電圧を減圧または昇圧して前記バッテリに供給されるようにする充電制御器、
   前記バッテリと前記電圧変換器を選択的に連結させるメインリレー、
   車両外部の商用電源を前記第１及び第２ダイオードに選択的に連結させる充電ポット、
   前記商用電源の接続を検出する接続検出器、及び、
   前記充電ポットと前記第１及び第２モータとの間に設置されて、前記充電制御器の制御によって前記商用電源を前記第１及び第２モータの第１及び第２中性点に選択的に連結する入力端リレー、
   を含むことを特徴とするハイブリッド自動車の充電装置。
9. 前記入力端リレーは、前記第１ダイオードと前記第１モータの第１中性点に連結される第１リレー、及び
   前記第２ダイオードと前記第２モータの第２中性点に連結される第２リレー、
   を含むことを特徴とする請求項８に記載のハイブリッド自動車の充電装置。
10. 前記接続検出器が前記商用電源の接続を検出すれば、前記充電制御器を活性化し、前記メインリレーをスイッチオンし、前記入力端リレーをスイッチオフすることによって、前記バッテリの電圧で前記ＤＣリンクを初期充電させることを特徴とする請求項９に記載のハイブリッド自動車の充電装置。
11. 前記ＤＣリンクの初期充電が完了すると、前記充電制御器は、前記入力端リレーをスイッチオンし、前記充電モードによって前記バッテリの充電を制御することを特徴とする請求項１０に記載のハイブリッド自動車の充電装置。
12. 前記充電制御器は、前記バッテリの充電モードが電流制御モードであれば、電流指令値を決定し、前記バッテリの充電電流量が電流指令値を追求するように制御することを特徴とする請求項１１に記載のハイブリッド自動車の充電装置。
13. 前記充電制御器は、前記バッテリの充電モードが電流制御モードでなければ、前記平滑キャパシタの電圧を一定の電圧に維持する電圧指令値を決定し、電圧指令値に基づいて前記電圧変換器をＰＷＭデューティ制御して前記バッテリを充電させることを特徴とする請求項１１に記載のハイブリッド自動車の充電装置。
14. 前記入力端リレーは、前記第１ダイオードと前記第１モータの第１中性点に連結される第１リレー、
    前記第２ダイオードと前記第２モータの第２中性点に連結される第２リレー、及び
    前記第１リレーと並列に接続され、抵抗が直列に接続される第３リレー、
    を含むことを特徴とする請求項８に記載のハイブリッド自動車の充電装置。
15. 前記接続検出器が前記商用電源の接続を検出すれば、前記充電制御器を活性化し、前記入力端リレーの第２及び第３リレーをスイッチオンすることによって低電流ループを形成し、低電流ループの電源を利用して前記ＤＣリンクを初期充電させることを特徴とする請求項１４に記載のハイブリッド自動車の充電装置。
16. 前記ＤＣリンクの初期充電が完了すると、前記充電制御器は、前記第３リレーをスイッチオフし、前記第１リレーをスイッチオンし、前記メインリレーをスイッチオンすることによって、前記商用電源を利用して前記バッテリの充電を制御することを特徴とする請求項１５に記載のハイブリッド自動車の充電装置。
17. 前記充電制御器は、充電中または充電が完了した後に前記商用電源の接続停止が検出される場合、前記ＤＣリンクキャパシタの電圧を基準電圧以下になるまで前記バッテリに放出することを特徴とする請求項１６に記載のハイブリッド自動車の充電装置。
18. 請求項１乃至１７のいずれかに記載のハイブリッド自動車の充電装置において、
    商用電源である外部交流電源を測定する段階で、
    前記交流電源の交流電圧の位相が正の値であれば、第１インバータの上側ＩＧＢＴをオンさせ、前記第１インバータの下側ＩＧＢＴ及び第２インバータの全てのＩＧＢＴをオフさせて、前記交流電源からの電流が前記第１インバータの前記上側ＩＧＢＴと電圧変換器内のＤＣリンク、前記第１及び第２インバータの負極端子に接続されるダイオードを通じて前記交流電源に接続するループを形成する段階を経て、または、
    商用電源である前記外部交流電源を測定する段階で、
    前記交流電源の交流電圧の位相が負の値であれば、前記第２インバータの前記上側ＩＧＢＴをオンさせ、前記第２インバータの下側ＩＧＢＴ及び前記第１インバータの全てのＩＧＢＴをオフさせて、前記交流電源からの電流が前記第２インバータの上側ＩＧＢＴと前記電圧変換器内の前記ＤＣリンク、前記第１及び第２インバータの前記負極端子に接続される前記ダイオードを通じて前記交流電源に接続されるループを形成する段階を経て、
    ＤＣリンクキャパシタに（＋）の電圧が蓄積されるようにするインバータスイッチを制御することを特徴とするハイブリッド自動車の充電方法。

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