WO2007145351A1 - 充電制御装置およびそれを備えた車両 - Google Patents

Abstract

商用電源から蓄電装置の充電時、商用電源からの電力は、第１および第２のモータジェネレータの各中性点に与えられる。回転抑制制御部（２２２）は、第１のモータジェネレータの回転角（θ１）に基づいて、第１のインバータにおいてスイッチング制御を行なう１相を決定する。また、回転抑制制御部（２２２）は、第１のモータジェネレータに発生するトルクを算出し、そのトルクを相殺するための第２のモータジェネレータのトルク指令値を生成してモータ制御用相電圧演算部（２１４）へ出力する。

Description

明細書 充電制御装置およびそれを備えた車両 技術分野

この発明は、 充電制御装置およびそれを備えた車両に関し、 特に、 車両に搭載 された蓄電装置を商用電源から充電する充電制御装置およびそれを備えた車両に 関する。 背景技術

特開平 8— 1 2 6 1 2 1号公報は、 電気自動車の車載充電装置を開示する。 こ の車载充電装置は、 2つの永久磁石モータと、 各モータに対応して設けられる 2 つのインバータと、 バッテリと、 各モータの中性点に商用電源を接続する接続回 路と、 モータの 3相コイルに等しい電流を流すことにより商用電源からバッテリ の充電を行なう制御回路とを備える。

この車載充電装置においては、 モータの 3相コイルに等しい電流が流されるの で、 発生する磁界は互いに相殺して零となる。 したがって、 この車載充電装置に よれば、 ロータの回転を防止しつつ商用電源からバッテリを充電することができ る。

また、 上記公報は、 永久磁石モータのロータの磁極位置を検出するセンサと、 検出されたロータの磁極位置に基づき、 ロータを回転させるトルクが最小となる 1相または 2相のコイルを選定する手段と、 選定されたコイルに電流を流すこと により商用電源からバッテリの充電を行なう制御回路とを備える車載充電装置も 開示する。

この車載充電装置においては、 発生トルクが小さいので、 車両の摩擦抵抗など によりロータの回転が防止される。 したがって、 この車載充電装置によれば、 充 電中に車両が動くことを防止できる。

しかしながら、 モータの 3相コイルに等しい電流を流す場合、 コイルの漏れィ ンダクタンスしか活用することができない。 したがって、 商用電源をバッテリ電 圧まで十分に昇圧できなかったり、 入力側へのリップルの影響が大きくなるなど の問題が発生し得る。

また、 1相または 2相のコイルを選定してコイルに電流を流す場合、 モータは トルクを発生するので、 充電中に車両が動くことを完全に排除することはできな レ、。 発明の開示

そこで、 この発明は、 力かる問題点を解決するためになされたものであり、 そ の目的は、 車両外部の電源から蓄電装置を充電する際にインダクタンスを十分に 確保でき、 かつ、 車両が動くのを確実に防止する充電制御装置を提供することで ある。

また、 この発明の別の百的は、 車両外部の電源から蓄電装置を充電する際にィ ンダクタンスを+分に確保でき、 かつ、 車両が動くのを確実に防止する充電制御 装置を備えた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、 車両に搭載された蓄電装置を車両外部の 電源から充電する充電制御装置であって、 交流回転電機と、 インバータと、 接続 装置と、 インバータ制御部と、 回転抑制部とを備える。 交流回転電機は、 星形結 線された多相卷線を固定子卷線として含む。 インバータは、 多相卷線に接続され、 交流回転電機と蓄電装置との間で電力変換を行なう。 接続装置は、 車両外部の電 源を多相卷線の中性点に接続可能なように構成される。 インバーダ制御部は、 接 続装置によって中性点に与えられる車両外部の電源からの電力を変換して蓄電装 置を充電するようにインバータのいずれか 1相を制御する。 回転抑制部は、 車両 外部の電源から蓄電装置の充電時に交流回転電機の回転を抑制可能に構成される。 好ましくは、 回転抑制部は、 交流回転電機の回転子を非回転状態に固定するブ レーキ装置を含む。

また、 この発明によれば、 充電制御装置は、 車両に搭載された蓄電装置を車両 外部の電源から充電する充電制御装置であって、 第 1の交流回転電機と、 第 1の インバータと、 接続装置と、 インバータ制御部と、 内燃機関と、 ギヤ機構と、 回 転抑制部とを備える。 第 1の交流回転電機は、 星形結線された第 1の多相卷線を 固定子卷線として含む。 第 1のインバータは、 第 1の多相卷線に接続され、 第 1 の交流回転電機と蓄電装置との間で電力変換を行なう。 接続装置は、 車両外部の 電源を第 1の多相卷線の第 1の中性点に接続可能なように構成される。 ィンバー タ制御部は、 接続装置によって第 1の中性点に与えられる車両外部の電源からの 電力を変換して蓄電装置を充電するように第 1のインバータのいずれか 1相を制 御する。 ギヤ機構は、 内燃機関の出力軸、 第 1の交流回転電機の回転軸および駆 動軸が接続され、 出力軸、 回転軸および駆動軸の間で動力の伝達を行なう。 回転 抑制部は、 車両外部の電源から蓄電装置の充電時、 第 1の交流回転電機が発生す るトルクによる駆動軸の回転を抑制可能に構成される。

好ましくは、 充電制御装置は、 第 2の交流回転電機と、 第 2のインバータと、 回転角検出装置と、 電流検出装置とをさらに備える。 第 2の交流回転電機は、 車 両の駆動軸に回転軸が機械的に結合される。 第 2のインバーダは、 第 2の交流回 転電機を駆動する。 回転角検出装置は、 第 1の交流回転電機の回転角を検出する。 電流検出装置は、 第 1の交流回転電機に流れる電流を検出する。 回転抑制部は、 回転角検出装置および電流検出装置の各検出値に基づいて第 1の交流回転電機の 出力トルクを算出し、 その算出した出力トルクを相殺するトルクを第 2の交流回 転電機が出力するように第 2のィンバータを制御する。

さらに好ましくは、 第 2の交流回転電機は、 星形結線された第 2の多相卷線を 固定子巻線として含む。 接続装置は、 第 1の中性点および第 2の多相卷線の第 2 の中性点に車両外部の電源を接続可能なように構成される。 ィンバータ制御部は、 接続装置によって第 1および第 2の中性点に与えられる車両外部の電源からの電 力を変換して蓄電装置を充電するように第 2のィンバ一タの零相電圧をさらに制 御する。

好ましくは、 回転抑制部は、 内燃機関の出力軸の回転抵抗を低減させる。

さらに好ましくは、 回転抑制部は、 内燃機関の吸気弁および排気弁の少なくと も一方を開放状態にする。

また、 さらに好ましくは、 充電制御装置は、 係合要素をさらに備える。 係合要 素は、 内燃機関の出力軸とギヤ機構との間に設けられる。 回転抑制部は、 係合要 素を非係合状態にする。 また、 この発明によれば、 充電制御装置は、 車両に搭載された蓄電装置を車両 外部の電源から充電する充電制御装置であって、 第 1の交流回転電機と、 第 1の インバータと、 接続装置と、 回転角検出装置と、 インバータ制御部を備える。 第

1の交流回転電機は、 星形結線された第 1の多相卷線を固定子卷線として含む。 第 1のインバータは、 第 1の多相卷線に接続され、 第 1の交流回転電機と蓄電装 置との間で電力変換を行なう。 接続装置は、 車両外部の電源を第 1の多相卷線の 第 1の中性点に接続可能なように構成される。 回転角検出装置は、 第 1の交流回 転電機の回転角を検出する。 インバータ制御部は、 第 1の交流回転電機における q軸方向の電流成分を抑制しつつ、 接続装置によって第 1の中性点に与えられる 車両外部の電源からの電力を変換して蓄電装置を充電するように、 第 1のィンバ ータを制御する。

好ましくは、 充電制御装置は、 第 2の交流回転電機と、 第 2のインバータとを さらに備える。 第 2の交流回転電機は、 星形結線された第 2の多相卷線を固定子 卷線として含む。 第 2のインバータは、 第 2の多相卷線に接続され、 第 2の交流 回転電機と蓄電装置との間で電力変換を行なう。 接続装置は、 第 1の中性点およ び第 2の多相巻線の第 2の中性点に車両外部の電源を接続可能なように構成され る。 インバータ制御部は、 接続装置によって第 1および第 2の中性点に与えられ る車両外部の電源からの電力を変換して蓄電装置を充電するように第 2のィンバ 一タの零相電圧をさらに制御する。

また、 この発明によれば、 車両は、 上述したいずれかの充電制御装置を備える。 この発明においては、 車両外部の電源からの電力は、 接続装置によって第 1の 交流回転電機の中性点に与えられる。 そして、 第 1のインバータ制御部は、 中性 点に与えられる車両外部の電源からの電力を変換して蓄電装置を充電するように 第 1のインバ一タのいずれか 1相を制御するので、 その制御される相に対応する 卷線のインダクタンスが活用される。 ここで、 第 1のインバータのいずれか 1相 を制御すると第 1の交流回転電機がトルクを発生するところ、 この発明において は、 回転抑制部は、 車両外部の電源から蓄電装置の充電が行なわれるとき、 第 1 の交流回転電機の回転を抑制する。

したがって、 この発明によれば、 車両外部の電源から蓄電装置を充電する際に インダクタンスを十分に確保でき、 かつ、 第 1の交流回転電機が回転するのを確 実に防止できる。

また、 この発明においては、 第 1のインバータのいずれか 1相を制御すると第 1の交流回転電機がトルクを発生し、 ギヤ機構を介して駆動軸にトルクが伝達さ れるところ、 回転抑制部は、 車両外部の電源から蓄電装置の充電が行なわれると き、 第 1の交流回転電機が発生するトルダによる駆動軸の回転を抑制する。

したがって、 この発明によれば、 車両外部の電源から蓄電装置を充電する際に インダクタンスを十分に確保でき、 かつ、 車両が動くのを確実に防止することが できる。

また、 この発明においては、 インバータ制御部は、 第 1の交流回転電機におけ る q軸方向の電流成分を抑制しつつ、 接続装置によって第 1の中性点に与えられ る車両外部の電源からの電力.を変換して蓄電装置を充電するように、 第 1のイン バータを制御するので、 3相コイルに等しい電流を流す場合よりも大きなインダ クタンスが確保され、 かつ、 第 1の交流回転電機が発生するトルクが抑制される。 したがって、 この発明によれば、 車両外部の電源から蓄電装置を充電する際に インダクタンスを十分に確保でき、 かつ、 第 1の交流回転電機が回転するのを防 止することができる。 図面の簡単な説明

図 1は、 この発明の実施の形態 1による車両の一例として示されるハイブリツ ド車両の全体ブロック図である。

図 2は、 図 1に示すハイプリッド車両における動力伝達機構の概略構成図であ る。

図 3は、 図 1に示す E C Uの機能ブロック図である。

図 4は、 図 3に示す電流指令生成部の詳細な機能ブロック図である。

図 5は、 図 3に示すィンバータ制御部の詳細な機能プロック図である。

図 6は、 図 5に示す回転抑制制御部の制御構造を示すフローチャートである。 図 7は、 実施の形態 2における充電制御を説明するためのフローチャートであ る。 図 8は、 実施の形態 3によるハイプリッド車両における動力出力機構の概略構 成図である。

図 9は、 実施の形態 4によるハイプリッド車両における動力出力機構の概略構 成図である。

図 10は、 実施の形態 5におけるインバータ制御部の機能ブロック図である。 図 11は、 充電^御中 おけるィンバータの各相アームの動作タイミングを説 明するための図である。 '

図 12は、 充電制御中におけるインバータの各相アームの動作を説明するため の図である。

図 13は、 実施の形態 6による車両の全体ブロック図である。 発明を実施するための最良の形態

以下、 本発明の実施の形態について、 図面を参照 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による車両の一例として示されるハイブリツ ド車両の全体ブロック図である。 図 1を参照して、 このハイブリッド車両 100 は、 エンジン 4と、 モータジェネレータ MG 1, MG2と、 動力分割機構 3と、 車輪 2とを備える。 また、 ハイブリッド車両 100は、 蓄電装置 Bと、 インバー タ 20， 30と、 ECU (Electronic Control Unit) 60とをさらに備える。 さらに、 ハイプリッド車両 100は、 コンデンサ C 1と、 電源ライン Pしと、 接地ライン S Lと、 U相ライン UL 1, UL 2と、 V相ライン VL 1， VL 2と、 W相ライン WL 1, WL 2と、 電圧センサ 72と、 電流センサ 82， 84と、 レ ゾルバ 94， 96とをさらに備える。 また、 さらに、 ハイブリッド車両 100は、 電力ライン NL 1， NL 2と、 コネクタ 50と、 コンデンサ C 2と、 電圧センサ 74と、 電流センサ 86とをさらに備える。

このハイブリッド車両 100は、 エンジン 4およびモータジェネレータ MG 2 を動力源として走行する。 動力分割機構 3は、 エンジン 4とモータジェネレータ MG 1 , MG 2とに結合されてこれらの間で動力を分配する。 そして、 モータジ エネレータ MGュは、 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車 両 1 0 0に組込まれ、 モータジェネレータ MG 2は、 車輪 2を駆動する電動機と してハイブリッド車両 1 0 0に組込まれる。

蓄電装置 Bの正極および負極は、 それぞれ電源ライン P Lおよび接地ライン S

Lに接続される。 コンテ'ンサ C 1は、 電源ライン P Lと接地ライン S Lとの間に 接続される。 インバータ 2 0は、 U相アーム 2 2、 V相アーム 2 4および W相ァ ーム 2 6を含む。 U相アーム 2 2、 V相アーム 2 4および W相アーム 2 6は、 電 源ライン P Lと接地ライン S Lとの間に並列に接続される。 U相アーム 2 2は、 直列に接続された n p n型トランジスタ Q 1 1， Q 1 2からなり、 V相アーム 2 4は、 直列に接続された n p n型トランジスタ Q 1 3， Q 1 4からなり、 W相ァ ーム 2 6は、 直列に接続された n p n型トランジスタ Q 1 5， Q 1 6からなる。 各 n p n型トランジスタ Q 1 1〜Q 1 6のコレクタ一エミッタ間には、 エミッタ 側からコレクタ側へ電流を流すダイォード D 1 1〜D 1 6がそれぞれ接続される。 なお、 上記の n p n型トランジスタおよび以下の本明細書中の n p n型トラン ジスタとして、 たとえば I G B T (Insulated Gate Bipolar Transistor) を用 いることができ、 また、 n p n型トランジスタに代えてパワー M O S F E T (Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor) 等の電力スィッチン グ素子を用いることができる。

モータジェネレータ MG 1は、 3相コイル 1 2をステータコイルとして含む。

3相コィノレ 1 2を形成する U相コイル U ί、 V相コイル V 1およひ^ W相コィノレ W 1の一端は、 互いに接続されて中性点 Ν 1を形成し、 U相コイル U l、 V相コィ ル V 1および W相コィノレ W 1の他端は、 インバータ 2 0の U相アーム 2 2、 V相 アーム 2 4および W相アーム 2 6の各々における上下アームの接続点にそれぞれ 接続される。

インバータ 3 0は、 U相アーム 3 2、 V相アーム 3 4および W相アーム 3 6を 含む。 モータジェネレータ MG 2は、 3相コイル 1 4をステータコイルとして含 む。 インバータ 3 0およびモータジェネレータ MG 2の構成は、 それぞれインバ ータ 2 0およびモータジェネレータ MG 1と同様である。 電力ライン NL 1の一方端は、 3相コイル 12の中性点 N 1に接続され、 その 他方端は、 コネクタ 50に接続される。 また、 電力ライン NL 2の一方端は、 3 相コイル 14の中性点 N 2に接続され、 その他方端は、 コネクタ 50に接続され る。 コンデンサ C 2は、 電力ライン NL 1と電力ライン NL 2との間に接続され る。 ' ·

蓄電装置 Bは、 充放電可能な直流電源であり、 たとえば、 ニッケル水素ゃリチ ゥムイオン等の二次電池かち成る。 蓄電装置 Bは、 直流電力をコンデンサ C 1へ 出力し、 また、 インバータ 20および Zまたは 30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。

コンデンサ C 1は、 電源ライン PL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 C 1の端子間電圧、 すなわち接地ライン S Lに対する電源ライン PLの電圧 VDCを検出し、 その検出した電圧 VDCを ECU60へ出力する。

インバ一タ 20は、 E CU 60からの信号 PWM 1に基づいて、 コンデンサ C 1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 MG 1へ出力する。 また、 インバータ 20は、 エンジン 4の動 力を受けてモータジェネレータ MG 1が発電した 3相交流電圧を ECU 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 PLへ出力する。

インバータ 30は、 ECU 60からの信号 PWM 2に基づいて、 コンデンサ C 1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 MG 2へ出力する。 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 MG 2が発電した 3相交流 電圧を ECU 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 P Lへ出力する。

ここで、 コネクタ 92によってコネクタ 50に接続される商用電源 90から交 流電力が入力されると、 インバータ 20, 30は、 後述の方法により、 商用電源 90から電力ライン NL 1， NL 2を介して中性点 N 1， 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 P Lへ出力し、 蓄電装置 Bを充電する。 コンデンサ C 2は、 コネクタ 50に接続される商用電源 90へのリップルの影 響を抑制する。 電圧センサ 74は、 電力ライン NL 1， NL 2間の電圧 VACを 検出し、 その検出した電圧 VACを ECU 60へ出力する。 電流センサ 86は、 電力ライン NL 2に流れる電流 I ACを検出し、 その検出した電流 I ACを EC U60へ出力する。 なお、 電流センサ 86によって電力ライン NL 1に流れる電 流を検出してもよい。

モータジェネレータ MG 1， MG2の各々は、 3相交流回転電機であり、 たと えば 3相交流同期電動発電機から成る。 モータジェネレータ MG 1は、 インバー タ 20によって回生駆動され、 エンジン 4の動力を用いて発電した 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 MG 1は、 エンジン 4 の始動時、 インバータ 20によってカ行駆動され、 エンジン 4をクランキングす る。 モータジェネレータ MG 2は、 インバータ 30によってカ行駆動され、 車輪 2を駆動するための駆動力を発生する。 また、 モータジェネレータ MG 2は、 車 両の回生制動時、 インバータ 30によって回生駆動され、 車輪 2から受ける回転 力を用いて発電した 3相交流電圧をインバータ 30へ出力する。

電流センサ 82は、 モータジェネレータ MG 1の各相コイルに流れるモータ電 流 I 1を検出し、 その検出したモータ電流 I 1を ECU 60へ出力する。 電流セ ンサ 84は、 モータジェネレータ MG 2の各相コイルに流れるモータ電流 I 2を 検出し、 その検出したモータ電流 I 2を ECU 60へ出力する。 レゾルバ 94は、 モータジェネレータ MG 1のロータの回転角 0 1を検出し、 その検出した回転角 0 1を ECU 60へ出力する。 レゾルバ 96は、 モータジェネレータ MG 2の口 ータの回転角 Θ 2を検出し、 その検出した回転角 0 2を ECU 60へ出力する。

ECU 60は、 インバータ 20, 30をそれぞれ駆動するための信号 PWM1 , PWM2を生成し、 その生成した信号 PWM1 , PWM 2をそれぞれインバータ 20, 30へ出力する。

ここで、 商用電源 90のコネクタ 92がコネグタ 50に接続され、 信号 ACに 基づいて商用電源 90から蓄電装置 Bの充電が要求されているとき、 ECU 60 は、 商用電源 90から中性点 N 1， N 2に与えられる交流電力を直流電力に変換 して蓄電装置 Bを充電するようにインバータ 20, 30を制御する。 なお、 この 充電制御の詳細については、 後ほど説明する。

なお、 信号 A Cは、 商用電源 9 0から蓄電装置 Bの充電を要求する信号であつ て、 たとえば、 商用電源 9 0から蓄電装置 Bの充電を利用者が指示するための入 力装置 （図示せず、 以下同じ。 ） が利用者によって操作されると、 その要求に応 じて変化する。

図 2は、 図 1に示したハイプリッド車両 1 0 .0における動力伝達機構の概略構 成図である。 図 2を参照して、 ハイブリッド車両 1 0 0は、 動力伝達ギヤ 1 0 2 と、 ディファレンシャルギヤ 1 0 4と、 車輪 2と、 動力分割機構 3と、 動力取出 ギヤ 1 1 0と、 チェーンベルト 1 1 2と、 モータジェネレータ MG 1， MG 2と、 エンジン 4と、 レゾルバ 9 4， 9 6とを備える。

モータジェネレータ MG 1のロータは、 サンギヤ軸 1 4 0に結合され、 モータ ジェネレータ MG 2のロータは、 リングギヤ軸 1 4 2に結合される。 エンジン 4 のクランクシャフトは、 中空のサンギヤ軸 1 4 0の軸中心を貫通するように設け られるキャリア軸 1 4 4に結合される。

動力分割機構 3は、 遊星歯車機構から成る。 動力分割機構 3は、 サンギヤ 1 3 2と、 リングギヤ 1 3 4と、 複数のプラネタリピニオンギヤ 1 3 6と、 プラネタ リキャリア 1 3 8とを含む。 サンギヤ 1 3 2は、 サンギヤ軸 1 4 0に結合される。 リングギヤ 1 3 4は、 リングギヤ軸 1 4 2に結合される。 複数のプラネタリピニ オンギヤ 1 3 6は、 サンギヤ 1 3 2とリングギヤ 1 3 4との間に配置され、 サン ギヤ 1 3 2の外周を自転しながら公転する。 プラネタリキャリア 1 3 8は、 キヤ リア軸 1 4 4の端部に結合され、 各ブラネタリピニオンギヤ 1 3 6の回転軸を軸 支する。

この動力分割機構 3では、 サンギヤ 1 3 2、 リングギヤ 1 3 4およびプラネタ リキャリア 1 3 8にそれぞれ結合されたサンギヤ軸 1 4 0、 リングギヤ軸 1 4 2 およびキヤリァ軸 1 4 4の 3軸が動力の入出力軸とされ、 3軸のいずれか 2軸へ 入出力される動力が決定されると、 残りの 1軸に入出力される動力は、 決定され た 2軸へ入出力される動力に基づいて定まる。

そして、 リングギヤ 1 3 4に動力取出ギヤ 1 1 0が結合される。 動力取出ギヤ 1 1 0は、 チェーンベルト 1 1 2を介して動力伝達ギヤ 1 0 2に接続され、 リン グギヤ 1 34から受ける動力をチェーンベルト 1 1 2を介して動力伝達ギヤ 10 2に伝達する。 そして、 動力伝逢ギヤ 102は、 ディファレンシャルギヤ 104 を介して車輪 2に動力を伝達する。

なお、 リングギヤ 134にはリングギヤ軸 142が結合され、 リングギヤ軸 1 42にはモータジェネレータ MG 2のロータが結合されているから、 モータジェ ネレ一タ MG 2は、 車両の駆動軸に結合されていることになる。

図 3は、 図 1に示した ECU 60の機能ブロック図である。 図 3を参照して、 E C U 60は、 電流指令生成部 62と、 ィンバータ制御部 64とを含む。 電流指 令生成部 62は、 車両 ECU (図示せず、 以下同じ。 ） 力 ^受ける充電電力指令 値 PRおよび電圧センサ 74からの電圧 VACに基づいて、 商用電源 90に対し て力率 1で蓄電装置 Bを充電するための電流指令 I Rを生成する。

インバータ制御部 64は、 車両 ECUから受けるモータジェネレータ MG 1, MG 2のトルク指令値 TR 1， TR2、 電流センサ 82， 84からのモータ電流 I I, 1 2、 電圧センサ 72からの電圧 VDC、 電流センサ 86からの電流 I A C、 信号 AC、 レゾルバ 94からのモータジェネレータ MG 1の回転角 θ 1、 お よび電流指令生成部 62からの電流指令 I Rに基づいて、 インバータ 20の η ρ η型トランジスタ Q 1 1〜Q 16をオン/オフするための信号 PWM1およびィ ンバ一タ 30の n p n型トランジスタ Q 21〜Q 26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 PWM1， PWM 2をそれぞれインバー タ 20, 30へ出力する。

図 4は、 図 3に示した電流指令生成部 62の詳細な機能プロック図である。 図 4を参照して、 電流指令生成部 62は、 実効値演算部 202と、 位相検出部 20 4と、 正弦波生成部 206と、 除算部 208と、 乗算部 210とカゝら成る。 実効 値演算部 202は、 電圧 VACのピーク電圧を検出し、 その検出したピーク電圧 に基づいて電圧 VACの実効値を算出する。 位相検出部 204は、 電圧 VACの ゼロクロス点を検出し、 その検出したゼロクロス点に基づいて電圧 VACの位相 を検出する。

正弦波生成部 206は、 位相検出部 204によって検出された電圧 VACの位 相に基づいて、 電圧 VACと同相の正弦波を生成する。 正弦波生成部 206は、 たとえば、 正弦波関数のテーブルを用いて、 位相検出部 2 0 4からの位相に基づ いて電圧 VA Cと同相の正弦波を生成することができる。

除算部 2 0 8は、 実効値演算部 2 0 2からの電圧 V A Cの実効値で充電電力指 令値 P Rを除算し、 その演算結果を乗算部 2 1 0へ出力する。 乗算部 2 1 0は、 除算部 2 0 8の演算結果に正弦波生成部 2 0 6からの正弦波を乗算し、 その演算 結果を電流指令 I Rとして出力する。

このように生成される電流指令 I Rは、 商用電源 9 0の高調波成分や変動成分 を含んでいないので、 電流指令 I Rに基づいてインバータ 2 0， 3 0を制御した ときに、 商用電源 9 0の高調波成分や変動成分に相当する無効電力や高調波電流 が発生しない。 また、 電流指令 I Rは、 商用電源 9 0と同相であり、 商用電源 9 0の電圧に対して力率が 1である。 したがって、 商用電源 9 0から蓄電装置 Bの 充電を効率的に行なうことができる。

図 5は、 図 3に示したィンバータ制御部 6 4の詳細な機能プロック図である。 図 5を参照して、 インバータ制御部 6 4は、 モータ制御用相電圧演算部 2 1 2， 2 1 4と、 減算部 2 1 6 , 2 2 7と、 電流制御部 2 1 8と、 充電負担配分部 2 2 0と、 回転抑制制御部 2 2 2と、 相選択部 2 2 4と、 P WM制御部 2 2 6 , 2 2 8と力 ら成る。

減算部 2 1 6は、 電流指令 I Rから電流 I ACを減算して電流制御部 2 1 8へ 出力する。 電流制御部 2 1 8は、 信号 A Cが活性化されているとき、 電流指令 I Rと電流 I A Cとの偏差に基づいて、 電流 I A Cを電流指令 I Rに追従させるた めの電圧指令 E 0を生成し、 その生成した電圧指令 E 0を充電負担配分部 2 2 0 へ出力する。 この電流制御部 2 1 8では、 たとえば、 比例積分制御 （P I制御） が行なわれる。 なお、 信号 A Cが非活性化されているときは、 電流制御部 2 1 8 は、 非活性化され、 電圧指令 E 0を 0で出力する。

充電負担配分部 2 2 0は、 電圧指令 E 0に基づいて中性点 N 1 , N 2間に電圧 差を発生させるためのインバータ 2 0 , 3 0の負担配分を決定する。 具体的には、 充電負担配分部 2 2 0は、 電圧指令 E 0を k倍 （kは 0以上 1以下の定数） して 相選択部 2 2 4へ出力し、 電圧指令 E 0を （1— k ) 倍して減算部 2 2 7へ出力 する。 kが 0 . 5を超えるとインバ一タ 2 0の負担が大きくなり、 kが 0 . 5よ りも小さいとインバータ 30の負担が大きくなる。

回転抑制制御部 222は、 信号 ACが活性化されているとき、 すなわち、 商用 電源 90から蓄電装置 Bの充電制御時 （以下、 単に 「充電制御」 との記載は、 商 用電源 90から蓄電装置 Bの充電制御を意味するものとする。 ） 、 モータジエネ レータ MG 1の回転角 θ 1に基づいて、 ィンバータ 20においてスィツチング制 御を行なう 1相を決定する。

そして、 回転抑制制御部 222は、 相選択部 224へ出力される信号 CTL 1 〜CTL3について、 U相に決定した場合には信号 CTL 1を活性化し、 V相に 決定した場合には信号 CTL 2を活性化し、 W相に決定した場合には信号 CTL 3を活性化する。

ここで、 インバ一タ 20のいずれか 1相のみを制御するとモータジェネレータ MG 1にトルクが発生し、 そのトルクは動力分割機構 3を介して車両の駆動軸に 伝達されるところ、 回転抑制制御部 222は、 モータジェネレータ MG 1から駆 動軸に伝達されるトルクを相殺するためのモータジェネレータ MG 2のトルク指 令値 TR 2Cを生成し、 その生成したトルク指令値 TR 2 Cをモータ制御用相電 圧演算部 214へ出力する。

モータ制御用相電圧演算部 212は、 モータジェネレータ MG 1のトルク指令 値 TR 1およびモータ電流 I 1ならびに電圧 VDCに基づいて、 モ一タジエネレ ータ MG 1の各相コイルに印加する電圧指令を算出し、 その算出した各相電圧指 令を相選択部 224へ出力する。

相選択部 224は、 信号 ACが非活性化されているとき、 モータ制御用相電圧 演算部 212からの各相電圧指令をそのまま PWM制御部 226へ出力する。 ま た、 相選択部 224は、 信号 AC, CTL 1が活性化されているとき、 充電負担 配分部 220からの電圧指令を U相電圧指令とし、 V， W相電圧指令を 0として、 各相電圧指令を PWM制御部 226へ出力する。

また、 相選択部 224は、 信号 AC, CTL 2が活性化されているとき、 充電 負担配分部 220からの電圧指令を V相電圧指令とし、 U， W相電圧指令を 0と して、 各相電圧指令を PWM制御部 226へ出力する。 また、 相選択部 224は、 信号 AC， CTL 3が活性化されているとき、 充電負担配分部 220からの電圧 指令を W相電圧指令とし、 U, V相電圧指令を 0として、 各相電圧指令を P WM 制御部 2 2 6 へ出力する。

P WM制御部 2 2 6は、 相選択部 2 2 4からの各相電圧指令に基づいて、 実際 にインバ一タ 2 0の各 n p n型トランジスタ Q 1 1 ~Q 1 6をオン オフするた めの信号 PWM 1を生成し、 その生成した信号 P WM 1をィンバータ 2 0の各 n p n型トランジスタ Q l 1 〜Q 1 6 へ出力する。

モータ制御用相電圧演算部 2 1 4は、 信号 A Cが非活性化されているとき、 モ ータジェネレータ MG 2のトルク指令値 T R 2およびモータ電流 I 2ならびに電 圧 V D Cに基づいて、 モータジェネレータ MG 2の各相コイルに印加する電圧指 令を算出し、 その算出した各相電圧指令を減算部 2 2 7 へ出力する。

また、 モータ制御用相電圧演算部 2 1 4は、 信号 A Cが活性化されているとき、 回転抑制制御部 2 2 2からのトルク指令値 T R 2 C、 モータ電流 I 2および電圧 V D Cに基づいて、 モータジェネレータ MG 2の各相コイルに印加する電圧指令 を算出し、 その算出した各相電圧指令を減算部 2 2 7へ出力する。 ~ 減算部 2 2 7は、 充電負担配分部 2 2 0から出力される電圧指令をモータ制御 用相電圧演算部 2 1 4から出力される各相電圧指令から減算して P WM制御部 2

2 8へ出力する。

PWM制御部 2 2 8は、 減算部 2 2 7からの各相電圧指令に基づいて、 実際に ィンバータ 3 0の各 n p n型トランジスタ Q 2 1 〜Q 2 6をオン Zオフするため の信号 PWM 2を生成し、 その生成した信号 PWM 2をインバータ 3 0の各 n p n型トランジスタ Q 2 1 〜Q 2 6 へ出力する。

このインバータ制御部 6 4においては、 電流 I A Cを電流指令 I Rに追従させ るための電圧指令 E Oは、 充電負担配分部 2 2 0によって分配される。 そして、 インバータ 3 0側においては、 充電負担配分部 2 2 0からの電圧指令は、 各相電 圧指令から減算されて PWM制御部 2 2 8に与えられる。 すなわち、 インバーグ

3 0側においては、 充電制御時、 充電負担配分部 2 2 0からの電圧指令によって 零相電圧が制御される。

一方、 インバータ 2 0側においては、 充電負担配分部 2 2 0.からの電圧指令は、 相選択部 2 2 4によっていずれか 1相に加算されて P WM制御部 2 2 6に与えら れ、 その他の相の電圧指令は 0にされる。 すなわち、 インバータ 2 0側において は、 充電制御時、 充電負担配分部 2 2 0からの電圧指令に基づいて、 いずれか 1 相のみがスイッチング制御される。 このように、 充電負担配分部 2 2 0からの電 圧指令を各相電圧指令に加算するのではなく 1相のみに加算するようにしたのは、 漏れインダクタンスではなくその選択された相のコイルのインダクタンスを活用 するためである。

ところが、 モータジエネレーダ MG 1のいずれか 1相のみに電流を流すと、 モ —タジェネレータ MG 1にトルクが発生し、 動力分割機構 3を介して車両の駆動 軸にそのトルクが伝達される。 そこで、 回転抑制制御部 2 2 2は、 モータジエネ レータ MG 1の回転角 0 1およびモータ電流 I 1に基づいてモータジェネレータ MG 1のトルクを算出し、 車両の駆動軸に結合されたモータジェネレータ MG 2 によりモータジェネレータ MG 1のトルクを相殺するためのトルク指令値 T R 2 Cを算出してモータ制御用相電圧演算部 2 1 4へ出力する。

これにより、 充電制御時にインダクタンスを確保するためにインバータ 2 0に おいていずれか 1相のみを制御するようにしても、 車両の駆動軸が回転すること はない。

なお、 上述のように、 インバータ 3 0側については、 充電負担配分部 2 2 0か らの電圧指令によって零相電圧を制御するので、 インバータ制御部 6 4は、 モー タジェネレータ MG 2のトルクを充電制御と非干渉に制御することができる。 図 6は、 図 5に示した回転抑制制御部 2 2 2の制御構造を示すフローチヤ一ト である。 なお、 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、 回転抑制制御部 2 2 2は、 信号 A Cに基づいて、 商用電源 9

0から蓄電装置 Bの充電制御中であるか否かを判定する （ステップ S 1 0 ) 。 回 転抑制制御部 2 2 2は、 信号 A Cが非活性化されており充電制御中でないと判定 すると （ステップ S 1 0において N O) 、 以降の一連の処理を行なうことなく処 理を終了する。

ステップ S 1 0において、 信号 A Cが活性化されており充電制御中であると判 定されると （ステップ S 1 0において Y E S ) 、 回転抑制制御部 2 2 2は、 レゾ ルバ 94からモータジェネレータ MG 1の回転角 θ 1を取得する （ステップ S 2 0) 。 そして、 回転抑制制御部 222は、 その回転角 0 1に基づいて、 モータジ エネレータ MG 1の 3相のうち、 発生トルクが最小となる相を決定する （ステツ プ S 30) 。 そして、 回転抑制制御部 222は、 決定した相が U相のときは、 相 選択部 224へ出力される信号 CTL 1を活性化し、 決定した相が V, W相のと きは、 相選択部 224へ出力される信号 CTL 2， CTL 3をそれぞれ活性化す る。

次いで、 回転抑制制御部 222は、 流センサ 82からモータジェネレータ M G 1のモ^ "タ電流 I を取得する （ステップ S 40) 。 そして、 回転抑制制御部 222は、 そのモータ電流 I 1および回転角 0 1に基づいて、 モータジエネレー タ MG 1のトルク TM1を算出する （ステップ S 50) 。

' さらに、 回転抑制制御部 222は、 算出されたモータジェネレータ MG 1のト ルク TM1に基づいて、 モータジェネレータ MG 2により トルク TM1を相殺す るためのトルク指令値 TR 2 Cを算出する （ステップ S 60) 。 具体的には、 回 転抑制制御部 222は、 TR2C =— TMl X p (p = ングギヤ 134の歯数 サンギヤ 1 32の歯数） の関係を用いてトルク指令値 TR 2 Cを算出する。 そ して、 回転抑制制御部 222は、 算出したトルク指令値 TR 2 Cをモータ制御用 相電圧演算部 214へ出力する （ステップ S 70) 。

その後、 回転抑制制御部 222は、 信号 ACに基づいて、 充電制御が終了した か否かを判定する （ステップ S 80) 。 回転抑制制御部 222は、 充電制御が終 了したと判定すると （ステップ S 80において YE S) 、 一連の処理を終了し、 まだ充電制御中であると判定すると （ステップ S 80において NO) 、 ステップ S 40へ処理を戻す。

以上のように、 この実施の形態 1においては、 充電制御時、 インバータ 20の いずれか 1相を制御するようにしたので、 その制御される相に対応するモータジ エネレータ MG 1のコイルのインダクタンスが活用される。 また、 モータジエネ レータ MG 1のいずれか 1相のみに電流が流されるとモータジェネレータ MG 1 がトルクを発生し、 動力分割機構 3を介して車両の駆動軸にトルクが伝達される ところ、 この実施の形態 1では、 そのトルクを相殺するトルクを発生するように モータジェネレータ MG 2を制御するので、 駆動軸の回転が防止される。

したがって、 この実施の形態 1によれば、 商用電源 90から蓄電装置 Bを充電 する際にインダクタンスを+分に確保でき、 かつ、 ハイブリッド車両 1ひ 0が動 くのを確実に防止することができる。

[実施の形態 2]

実施の形態 1では、 充電制御中、 大きなインダクタンスを得るため、 インバ タ 20において 1相のみを制御し、 それに伴なつてモータジェネレータ MG 1.が 発生するトルクを相殺するトルクをモータジェネレータ MG 2に発生させる。 この実施の形態 2では、 充電制御中、'モータジェネレータ MG 1が発生するト ルクが動力分割機構 3を介して駆動軸に伝達されないように、 エンジン 4の回転 抵抗を低減させる。 これにより、 エンジン 4と連結されるキャリア軸 144の回 転抵抗が低減され、 モータジェネレータ MG 1に連結されるサンギヤ軸 140が 回転しても、 それに応じてキャリア軸 144が回転するので、 車両の駆動軸に結. 合されるリングギヤ軸 142へのトルク伝達が防止される。

図 7は、 実施の形態 2における充電制御を説明するためのフローチャートであ る。 図 7を参照して、 ECU 60は、 信号 ACに基づいて充電制御中であるか否 かを判定する （ステップ S 1 10) 。 ECU60は、 充電制御中でないと判定す ると （ステップ S 1 10において NO) 、 以降の処理を行なうことなく処理を終 了する。

ステップ S 1 10において充電制御中であると判定されると （ステップ S 1 1

0において YE S) 、 ECU 60は、 エンジン 4の吸排気バルブを全開にする (ステップ S 1 20) 。 なお、 エンジン 4の吸排気バルブを電磁駆動バルブによ つて構成することにより、 エンジン 4が停止していても吸排気バルブを全開にす ることができる。

吸排気バルブが全開にされると、 ECU60は、 充電制御を実行する （ステツ プ S 130) 。 具体的には、 ECU 60は、 モータジェネレータ MG 1が発生す るトルクを相殺するためのモータジェネレータ MG 2のトルク指令値 TR 2 Cを 生成しない点を除いて、 .実施の形態 1と同様に充電制御を実行する。

その後、 ECU60は、 信号 ACに基づいて、 充電制御が終了したか否かを判 定する （ステップ S I 40) 。 ECU 60は、 充電制御が終了したと判定すると (ステップ S 140において YE S) 、 エンジン 4の吸排気バルブを全開状態か ら通常状態に戻して処理を終了する （ステップ S 150) 。 一方、 ステップ S 1

40においてまだ充電制御中であると判定されると （ステップ S 140において NO) 、 ECU60は、 ステップ S 1 30へ処理を戻す。

以上のように、 この実施の形態 2においては、 充電制御中、 エンジン 4の吸排 気バルブを全開にするようにしたので、 エンジン 4およびそれに連結されるキヤ リア軸 144の回転抵抗が低減する。 したがって、 この実施の形態 2によれば、 充電制御中にモータジェネレータ MG 1が発生するトルクが動力分割機構 3を介 して車両の駆動軸に伝達するのを防止することができる。

[実施の形態 3]

この実施の形態 3では、 キャリア軸 144とエンジン 4との間にクラッチが設 けられ、 充電制御時はクラッチを遮断状態にしてキャリア軸 144の回転抵抗を 低減させる。

図 8は、 実施の形態 3によるハイプリッド車両における動力出力機構の概略構 成図である。 図 8を参照して、 この実施の形態 3における動力出力機構は、 図 2 に示した構成において、 クラッチ 1 50と、 クラッチァクチユエータ 1 52とを さらに備 Lる。

クラッチ 150は、 エンジン 4のクランクシャフト 1 15とキヤリァ軸 144 との間に配設される。 クラッチァクチユエータ 152は、 図示されない ECU6 0からの信号 CRに基づいてクラッチ 1 50の係合および遮断を行なう。 具体的 には、 クラッチァクチユエータ 152は、 信号 CRが活性化されているとき、 ク ラッチ 150を遮断状態にし、 信号 CRが非活性化されているとき、 クラッチ 1

50を係合状態にする。

この実施の形態 3においては、 充電制御中、 信号 C.Rが活性化され、 クラッチ 1 50は遮断状態となる。 これにより、 キャリア軸 144の回転抵抗が低減する。 したがって、 この実施の形態 3によっても、 充電制御中にモータジェネレータ M G 1が発生するトルクが動力分割機構 3を介して車両の駆動軸に伝達するのを防 止することができる。 [実施の形態 4 ]

この実施の形態 4では、 モータジェネレータ MG 1のロータに結合されるサン ギヤ軸 1 4 0の回転を停止させるブレーキが設けられ、 充電制御時はブレーキを 作動させる。 これにより、 充電制御中、 モータジェネレータ MG 1が回転するの を直接防止する。

図 9は、 実施の形態 4によるハイプリッド車両における動力出力機構の概略構 成図である。 図 9を参照して、 この実施の形態 4における動力出力機構は、 図 2 に示した構成において、 ブレーキ 1 6 0と、 ブレーキアクチユエータ 1 6 2とを さらに備える。：:

ブレーキ 1 6 0は、 サンギヤ軸 1 4 0と トランスミツションケース 1 6 4との 間に配設される。 ブレーキアクチユエ一.タ 1 6 2は、 図示されない E C U 6 0か らの信号 B Rに基づいてブレーキ 1 6 0の係合および遮断を行なう。 具体的には、 ブレーキアクチユエ一タ 1 6 2は、 信号 B Rが活性化されているとき、 ブレーキ 1 6 0を係合状態にし、 信号 B Rが非活性化されているとき、 ブレーキ 1 6 0を 遮断状態にする。 ， .

この実施の形態 4においては、 充電制御中、 信号 B Rが活性化され、 ブレーキ 1 6 0は係合状態となる。 これにより、 サンギヤ軸 1 4 0は、 トランスミツショ ンケース 1 6 4に固定される。 したがって、 この実施の形態 4によれば、 充電制 御時、 モータジェネレータ MG 1が回転するのが防止され、 その結果、 車両の駆 動軸の回転が防止される。

[実施の形態 5 ]

上記の実施の形態 1〜4では、 充電制御時、 インバータ 2 0のいずれか 1相を 制御するものとした。 しかしながら、 この場合は、 モータジェネレータ MG 1に トルクが発生するので、 車両の駆動軸が回転するのを防止するための手段が必要 となる。

この実施の形態 5では、 充電制御時、 モータジェネレータ MG 1において q軸 方向の電流成分が 0となるようにインバータ 2 0が制御される。 これにより、 回 転防止手段を別途設けることなく、 モータジェネレータ MG 1の回転を防止しつ つ、 各相コイルに同電流を流して漏れィンダクタンスを用いる場合に比べて大き なインダクタンスを得ることができる。

図 1 0は、 実施の形態 5におけるインバータ制御部の機能ブロック図である。 図 1 0を参照して、 このインバータ制御部 6 4 Aは、 図 5に示した実施の形態 1 におけるインバータ制御部 6 4の構成において、 回転抑制制御部 2 2 2、 相選択 部 2 2 4、 PWM制御部 2 2 6およびモータ制御用相電圧演算部 2 1 4に代えて、 それぞれ各相比率演算部 2 3 0、 力 Π算部 2 2 5、 P WM制御部 2 2 6 Aおよびモ ータ制御用相電圧演算部 2 1 4 Aを含む。

各相比率演算部 2 3 0は、 信号 A Cが活性化されているとき、 レゾルバ 9 4か らのモータジェネレータ MG 1の回転角 0 1に基づいて、 q軸方向の電流成分を 0する各相比率 R Tを決定する。 より具体的には、 各相比率演算部 2 3 0は、 d， q座標系を U， V， W座標系に変換する公知の変換式において、 回転角に 0 1を 与え、 かつ、 q軸電流に 0を与えることにより、 U, V， W各相の比率を決定す ることができる。 そして、 各相比率演算部 2 3 0は、 その決定された各相比率 R Tを P WM制御部 2 2 6 Aへ出力する。

加算部 2 2 5は、 モータ制御用相電圧演算部 2 1 2からの各相電圧指令に充電 負担配分部 2 2 0からの電圧指令を加算して P WM制御部 2 2 6 Aへ出力する。

¥1^制御部2 2 6八は、 信号 A Cが非活性化されているとき、 加算部 2 2 5 . からの各相電圧指令に基づいて、 実際にインバータ 2 0の各 n p n型トランジス タ Q 1 1〜Q 1 6をオン Zオフするための信号 P WM 1を生成し、 その生成した 信号 PWM 1をインバータ 2 0の各 n p n型トランジスタ Q 1 1〜Q 1 6へ出力 する。

一方、 ？^¥1^制御部2 2 6八は、 信号 A Cが活性化されているときは、 加算部 2 2 5からの各相電圧指令に基づいて、 ィンバータ 2 0の各相アームが各相比率 演算部 2 3 0からの各相比率 R Tで時分割されて動作するように信号 PWM 1を 生成し、 その生成した信号 P WM 1をインバータ 2 0の各 n p n型トランジスタ Q 1 1〜Q 1 6へ出力する。

図 1 1 , 図 1 2は、 充電制御中におけるインバータ 2 0の各相アームの動作タ • イミングを説明するための図である。 図 1 1， 図 1 2を参照して、 期間 T uは、 U相電圧指令に基づいて U相アームのみが動作する期間であり、 V , W各相ァー ムはシャットダウン （SDOWN) される。 期間 Tvは、 V相電圧指令に基づい て V相アームのみが動作する期間であり、 U, W各相アームはシャットダウン (SDOWN) される。 期間 Twは、 W相電圧指令に基づいて W相アームのみが 動作する期間であり、 U， V各相アームはシャットダウン （SDOWN) される。 そして、 周期 Tにおける期間 Tu， Tv， Twは、 各相比率演算部 23ひによ つて算出された各相比率 RTに基づいて決定される。 これにより、 q軸方向の電 流成分を等価的に 0とすることができる。 なお、 周期 Tは、 インバータ 20のキ ャリア周期よりも長く、 かつ、 モータジェネレータ MG 1のロータが回転しない 程度に短く設定される。

再び図 1ひを参照して、 モータ制御用相電圧演算部 214 Aは、 図 5に示した モータ制御用相電圧演算部 1 14においてトルク指令値 TR 2 Cおよび信号 AC を受けない点を除いて、 モータ制御用相電圧演算部 1 14と同じである。

以上のように、 この実施の形態 5においては、 インバータ制御部 64 Aは、 モ ータジェネレータ MG 1における q軸方向の電流成分を抑制しつつ充電制御を行 なうので、 モータジェネレータ MG 1にトルクを発生させずに、 各相コイルに同 電流を流して漏れィンダクタンスを用いる場合に比べて大きなィンダクタンスが 得られる。

したがって、 この実施の形態 5によれば、 商用 ¾源 90から蓄電装置 Bを充電 する際にインダクタンスを十分に確保でき、 かつ、 車両の駆動軸が回転するのを 防止するための手段を別途設けることなく車両が動くのを防止することができる。

[実施の形態 6]

この実施の形態 6では、 1つのモータジェネレータを用いて商用電源 90から 蓄電装置 Bの充電を行なう場合が示される。

図 13は、 実施の形態 6による車両の全体ブロック図である。 図 13を参照し て、 この車両 10 OAは、 蓄電装置 Bと、 インバータ 20と、 モータジエネレー タ MG 1と、 整流回路 40と、 ECU60Aと、 電力ライン NL 1， ACLと、 コネクタ 50と、 ブレーキ 1 70と、 ブレーキアクチユエ一タ 1 72とを備える。 整流回路 40は、 ダイオード D41， D42を含む。 ダイオード D 41のカソ —ドは、 電源ライン P Lに接続され、 ダイオード D41のアノードは、 ダイォー ド D42の力ソードに接続され、 ダイオード D 42のアノードは、 接地ライン S Lに接続される。 そして、 ダイオード D41， D 42の接続点に電力ライン AC Lの一方端が接続され、 電力ライン AC Lの他方端は、 コネクタ 50に接続され る。

ブレーキ 1 70は、 ブレーキアクチユエータ 1 72から動作指令を受けると、 モータジェネレータ MG 1のロータが回転しないように固定する。 ブレーキァク チユエータ 1 72は、 ECU 6 OAからの信号 BRに応じてブレーキ 1 70を駆 動する。

ECU 6 OAは、 信号 ACが活性化されているとき、 すなわち、 商用電源 90 から蓄電装置 Bの充電が要求されているとき、 インバータ 20のいずれか 1相を 選択してスイッチング制御する。 なお、 相の選択方法および選択された相の制御 については、 実施の形態 1における充電制御時のインバータ 20の制御と同じで ある。

また、 ECU 6 OAは、 信号 ACが活性化されているとき、 ブレーキアクチュ エータ 1 72へ出力される信号 BRを活性化する。 これにより、 ブレーキ 170 が作動し、 充電制御中のモータジェネレータ MG 1の回転が防止される。

なお、 上記においては、 ECU60Aは、 充電制御時、 インバータ 20のいず れか 1相を選択してスィツチング制御するものとしたが、 実施の形態 5と同様に、 q軸方向の電流成分が等価的に 0となるようにインバータ 20を制御してもよレ、。 以上のように、 この実施の形態 6によっても、 商用電源 90から蓄電装置 Bを 充電する際にインダクタンスを十分に確保でき、 かつ、 車両が動くのを確実に防 止できる。

なお、 上記の各実施の形態においては、 モータジェネレータ MG 1， MG2は、 3相交流回転電機としたが、 この発明は、 3相以外の多相交流回転電機について も容易に拡張して適用することができる。

また、 上記の各実施の形態において、 蓄電装置 Bの直流電圧を昇圧する昇圧コ ンバータを蓄電装置 Bとインバ一タ 20, 30との間に備えてもよレ、。

なお、 上記において、 コネクタ 50および電力ライン NL 1, NL 2、 または コネクタ 50および電力ライン N L 1， ACLは、 この発明における 「接続装 置」 を形成する。 また、 回転抑制制御部 2 2 2、 クラッチ 1 5 0およびクラッチ ァクチユエータ 1 5 2、 ブレーキ 1 6 0およびブレーキアクチユエータ 1 6 2、 ならびにブレーキ 1 7 0およびブレーキアクチユエータ 1 7 2の各々は、 この発 明における 「回転抑制部」 に対応する。

さらに、 モータジェネレータ M G 1 , MG 2は、 それぞれこの発明における 「第 1の交流回転電機」 および 「第 2の交流回転電機」 に対応し、 インバーダ 2 0， 3 0は、 それぞれこの発明における 「第 1のインバーク」 および 「第 2のィ ンバータ」 に対応する。 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、 動力分割機構 3は、 この発明における 「ギヤ機構」 に対応する。 また、 さらに、 レゾルバ 9 4は、 この発明における 「回転角検出装置」 に対応 し、 電流センサ 8 2は、 この発明における 「電流検出装置」 に対応する。 また、 さらに、 クラッチ 1 5 0は、 この発明における 「係合要素」 に対応し、 ブレーキ 1 6 0， 1 7 0の各々は、 この発明における 「ブレーキ装置」 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つ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 くて請求の範囲によって示され、 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。

Claims

請求の範囲

1 . 車両に搭載された蓄電装置を車両外部の電源から充電する充電制御装置であ つて、

星形結線された多相卷線を固定子卷線として含む交流回転電機と、

前記多相卷線に接続され、 前記交流回転電機と前記蓄電装置との間で電力変換 を行なうインバ一タと、

前記電源を前記多相卷線の中性点に接続可能なように構成された接続装置と、 前記接続装置によって前記中性点に与えられる前記電源からの電力を変換して 前記蓄電装置を充電するように前記インバータのいずれか 1相を制御するインバ ータ制御部と、

前記電源から前記蓄電装置の充電時に前記交流回転電機の回転を抑制可能に構 成された回転抑制部とを備える充電制御装置。

2 . 前記回転抑制部は、 前記交流回転電機の回転子を非回転状態に固定するブレ "キ装置を含む、 請求の範囲第 1項に記載の充電制御装置。

3 . 車両に搭載された蓄電装置を車両外部の電源から充電する充電制御装置であ つて、

星形結線された第 1の多相巻線を固定子卷線として含む第 1の交流回転電機と、 前記第 1の多相巻線に接続され、 前記第 1の交流回転電機と前記蓄電装置との 間で電力変換を行なう第 1のインバ一タと、

前記電源を前記第 1の多相卷線の第 1の中性点に接続可能なように構成された 接続装置と、

前記接続装置によって前記第 1の中性点に与えられる前記電源からの電力を変 換して前記蓄電装置を充電するように前記第 1のインバータのいずれか 1相を制 御するインバータ制御部と、 .

内燃機関と、

前記内燃機関の出力軸、 前記第 1の交流回転電機の回転軸および前記駆動軸が 接続され、 前記出力軸、 前記回転軸および前記駆動軸の間で動力の伝達を行なう ギヤ機構と、 前記電源から前記蓄電装置の充電時、 前記第 1の交流回転電機が発生するトル クによる前記駆動軸の回転を抑制可能に構成された回転抑制部とを備える充電制 御装置。

4 . 前記車両の駆動軸に回転軸が機械的に結合される第 2の交流回転電機と、 前記第 2の交流回転電機を駆動する第 2のインバータと、

前記第 1の交流回転電機の回転角を検出する回転角検出装置と、

前記第 1の交流回転電機に流れる電流を検出する電流検出装置とをさらに備え、 前記回転抑制部は、 前記 Θ転角検出装置および前記電流検出装置の各検出値に 基づいて前記第 1の交流回転電機の出力トルクを算出し、 その算出した出力トル クを相殺するトルクを前記第 2の交流回転電機が出力するように前記第 2のイン バータを制御する、 請求の範囲第 3項に記載の充電制御装置。

5 . 前記第 2の交流回転電機は、 星形結線された第 2の多相巻線を固定子巻線と して含み、

前記接続装置は、 前記第 1の中性点および前記第 2の多相卷線の第 2の中性点 に前記電源を接続可能なように構成され、

前記ィンバータ制御部は、 前記接続装置によって前記第 1および第 2の中性点 に与えられる前記電源からの電力を変換して前記蓄電装置を充電するように前記 第 2のィンバータの零相電圧をさらに制御する、 請求の範囲第 4項に記載の充電 制御装置。

6 . 前記回転抑制部は、 前記内燃機関の出力軸の回転抵抗を低減させる、 請求の 範囲第 3項に記載の充電制御装置。

7 . 前記回転抑制部は、 前記内燃機関の吸気弁および排気弁の少なくとも一方を 開放状態にする、 請求の範囲第 6項に記載の充電制御装置。

8 . 前記内燃機関の出力軸と前記ギヤ機構との間に設けられる係合要素をさらに 備え、

前記回転抑制部は、 前記係合要素を非係合状態にする、 請求の範囲第 6項に記 載の充電制御装置。

9 . 車两に搭載された蓄電装置を車両外部の電源から充電する充電制御装置であ つて、 星形結線された第 1の多相卷線を固定子卷線として含む第 1の交流回転電機と、 前記第 1の多相卷線に接続され、 前記第 1の交流回転電機と前記蓄電装置との 間で電力変換を行なう第 1のインバータと、

前記電源を前記第 1の多相卷線の第 1の中性点に接続可能なように構成ざれた 接続装置と、

前記第 1の交流回転電機の回転角を検出する回転角検出装置と、

前記第 1の交流回転電機における q軸方向の電流成分を抑制しつつ、 前記接続 装置によって前記第 1の中性点に与えられる前記電源からの電力を変換して前記 蓄電装置を充電するように、 前記第 1のィンバータを制御するインバータ制御部 を備える充電制御装置。

1 0 . 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の交流回転電 機と、

前記第 2の多相巻線に接続され、 前記第 2の交流回転電機と前記蓄電装置との 間で電力変換を行なう第 2のィンバータとをさらに備え、

前記接続装置は、 前記第 1の中性点および前記第 2の多相巻線の第 2の中性点 に前記電源を接続可能なように構成され、

前記ィンバータ制御部は、 前記接続装置によつて前記第 1および第 2の中性点 に与えられる前記電源からの電力を変換して前記蓄電装置を充電するように前記 第 2のインバータの零相電圧をさらに制御する、 請求の範囲第 9項に記載の充電 制御装置。

1 1 . 請求の範囲第 1項から第 1 0項のいずれか 1項に記載の充電制御装置を備 る单両。