(57)【要約】【課題】専用の充電器を用いることなく、車載バッテリ等のバッテリを充電する。【解決手段】電力制御装置は、車載バッテリ１０とインバータ１４とモータ１６とを有し、車載バッテリ１０の正極がモータ１６の固定子巻線の中性点に接続され、負極がインバータ１４の直流側負極に接続される。インバータ１４の直流側正極と車載バッテリ１０の正極との間に接続されたダイオード整流器を含む充電付加回路１８を備え、外部交流電源２２は充電付加回路１８を介してインバータ１４に接続される。インバータ１４の正極側のスイッチング素子をオンオフ制御することで車載バッテリ１０を充電する。【選択図】図１
2010045961.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリと、
前記バッテリに接続されたインバータと、
前記インバータに接続されたモータと、
を有し、
外部交流電源は、ダイオード整流器を含む充電付加回路を介して前記インバータに接続され、前記インバータの正極側または負極側のスイッチング素子をオンオフ制御することで前記外部交流電源から前記バッテリに充電することを特徴とする電力制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電力制御装置において、
前記インバータの正極側または負極側のスイッチング素子の１相のみをオンオフ制御する、または全相を同位相でオンオフ制御する、または全相を位相が１２０度ずつ異なるキャリア信号を使用してオンオフ制御することで前記外部交流電源から前記バッテリに充電することを特徴とする電力制御装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の電力制御装置において、
前記バッテリの正極が前記モータの固定子巻線の中性点に接続され、負極が前記インバータの直流側負極に接続され、
前記充電付加回路は、前記インバータの直流側正極と前記バッテリの正極との間に接続され、
前記インバータの正極側のスイッチング素子をオンオフ制御することで前記外部交流電源から前記バッテリに充電することを特徴とする電力制御装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の電力制御装置において、
前記バッテリの正極が前記モータの固定子巻線の中性点に接続され、負極が前記インバータの直流側負極に接続され、
前記充電付加回路は、前記モータの固定子巻線の中性点と前記インバータの直流側負極との間に第１スイッチを介して接続され、
前記バッテリの正極は第２スイッチを介して前記モータの固定子巻線の中性点に接続され、
前記バッテリの充電時には前記第１スイッチをオンするとともに前記第２スイッチを切り替えて前記バッテリの正極は前記インバータの直流側正極に接続され、
前記インバータの負極側のスイッチング素子をオンオフ制御することで前記外部交流電源から前記バッテリに充電することを特徴とする電力制御装置。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載の電力制御装置において、
前記バッテリの正極が前記モータの固定子巻線の中性点に接続され、負極が前記インバータの直流側負極に接続され、
前記充電付加回路は、前記インバータの直流側正極と前記バッテリの負極との間に接続され、
前記インバータの正極側のスイッチング素子をオンオフ制御することで前記外部交流電源から前記バッテリに充電することを特徴とする電力制御装置。
【請求項６】
請求項１または請求項２に記載の電力制御装置において、
前記バッテリの正極と前記インバータの直流側正極とは第１スイッチを介して接続され、
前記バッテリの正極と前記モータの固定子巻線の中性点とは第２スイッチを介して接続され、
前記充電付加回路は、前記インバータの直流側正極と前記インバータの直流側負極との間に第３スイッチを介して接続され、
前記バッテリの充電時には前記第１スイッチをオフにするとともに前記第２スイッチ及び第３スイッチをオンにして、前記バッテリの正極と前記モータの固定子巻線の中性点とが接続されるとともに前記インバータの直流側正極と前記インバータの直流側負極との間に前記充電付加回路が接続され、
前記インバータの正極側のスイッチング素子をオンオフ制御することで前記外部交流電源から前記バッテリに充電することを特徴とする電力制御装置。
【請求項７】
請求項１または請求項２に記載の電力制御装置において、
前記バッテリの正極と前記インバータの直流側正極とは第１スイッチを介して接続され、
前記バッテリの正極と前記モータの固定子巻線の中性点とは、第２スイッチ、または第２スイッチ及び第３スイッチを介して接続され、
前記充電付加回路は、前記インバータの直流側正極と前記モータの固定子巻線の中性点との間に第３スイッチを介して接続され、
前記バッテリの充電時には前記第１スイッチをオフにするとともに前記第２スイッチ及び第３スイッチをオンにして、前記バッテリの正極と前記モータの固定子巻線の中性点とが接続されるとともに前記インバータの直流側正極と前記モータの固定子巻線の中性点との間に前記充電付加回路が接続され、
前記インバータの正極側のスイッチング素子をオンオフ制御することで前記外部交流電源から前記バッテリに充電することを特徴とする電力制御装置。
【請求項８】
バッテリと、
前記バッテリに接続されたインバータと、
前記インバータに接続されたモータと、
を有し、前記バッテリの正極が前記モータの固定子巻線の中性点に接続され、負極が前記インバータの直流側負極に接続され、
前記インバータの直流側正極と前記バッテリの正極または負極との間に外部直流電源を接続するためのコネクタを備え、
前記外部直流電源は、前記コネクタを介して前記インバータに接続され、前記インバータの正極側のスイッチング素子をオンオフ制御することで前記外部直流電源から前記バッテリに充電することを特徴とする電力制御装置。
【請求項９】
互いに直列に接続された片側バッテリ及び他側バッテリにより構成する直列接続バッテリと、
前記直列接続バッテリに接続されたインバータと、
前記インバータに接続されたモータと、
を有し、
前記片側バッテリの正極側は前記インバータの直流側正極に接続され、
前記他側バッテリの負極側は前記インバータの直流側負極に接続され、
前記片側バッテリ及び前記他側バッテリの間と前記モータの固定子巻線の中性点との間にスイッチを介してコンデンサを含むフィルタが接続され、
前記各バッテリの充電時には前記スイッチをオンにして、前記片側バッテリ及び前記他側バッテリの間と前記モータの固定子巻線の中性点とが前記フィルタを介して接続され、
外部交流電源は前記フィルタを介して前記モータの固定子巻線の中性点に接続され、
前記インバータの正極側のスイッチング素子をオンオフ制御することで前記外部交流電源から前記直列接続バッテリに充電することを特徴とする電力制御装置。
【請求項１０】
バッテリと、
前記バッテリに接続されたインバータと、
前記インバータに接続されたモータと、
前記バッテリと前記インバータとの間に、前記インバータに対し並列に接続され、互いに直列に接続された片側コンデンサ及び他側コンデンサにより構成する直列接続コンデンサと、を有し、
前記片側コンデンサ及び前記他側コンデンサの間と前記モータの固定子巻線の中性点との間にスイッチを介してコンデンサを含むフィルタが接続され、
前記バッテリの充電時には前記スイッチをオンにして、前記片側コンデンサ及び前記他側コンデンサの間と前記モータの固定子巻線の中性点とが前記フィルタを介して接続され、
外部交流電源は前記フィルタを介して前記モータの固定子巻線の中性点に接続され、
前記インバータの正極側のスイッチング素子をオンオフ制御することで前記外部交流電源から前記バッテリに充電することを特徴とする電力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電力制御装置に関し、例えば車両に搭載されたバッテリ（直流電源）の駆動に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１３に、直流電圧を電力変換器内の電圧型インバータにより多相交流電圧に変換して多相交流電動機を駆動する多相出力電力変換回路の構成を示す。直流電源１０の一端をモータ（三相モータ）１６のスター結線された固定子巻線の中性点に接続し、直流電源１０の他端をインバータ１４の直流側に並列接続された平滑コンデンサ１２とインバータ１４との接続点の一方に接続して、直流電源１０の電圧及び電流がインバータ１４の交流出力側からモータ１６を介して見たときに零相となるように構成する。そして、時間分割により、インバータ１４がモータ１６との間で電力を授受し、かつ、インバータ１４による零電圧ベクトルの出力時に直流電源１０との間で零相電力を授受する。
【０００３】
図１４に、零相分等価回路を示す。３相電圧形インバータ１４の３アームはあたかも零電圧ベクトルの比でスイッチング動作する１つのアームとみなされ、コンバータ（チョッパ）として作用するので、インバータ１４により零相電圧を制御することでコンバータを代用することができる。さらに、モータ１６は漏れインダクタンスの値をもつリアクトルと考えることができるので、直流電源１０とコンデンサ１２との間で零相電力を送受することになる。
【０００４】
この従来技術では、１台のインバータ１４でモータ１６の駆動と同時に直流電源１０の電圧の昇降圧動作が可能であり、昇圧コンバータが省略できるため装置構成の簡略化、小型化、低価格化を図ることができる。なお、本発明に関連する先行技術文献として、特許文献１の他に特許文献２，３もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−３３７０４７号公報
【特許文献２】特許第２６９５０８３号公報
【特許文献３】特開２００７−３１８９７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように、直流電源１０の一端をモータ１６の中性点に接続し、他端を平滑コンデンサ１２とインバータ１４との接続点に接続する構成には利点があるものの、直流電源１０に外部電源から充電する場合を想定すると、専用の充電器を用いて直流電源１０を充電しなければならない。このため、電気自動車やプラグインハイブリッド自動車のように、商用電源から車載の電池に充電しなければならない場合には、専用の充電器を別途、車両に搭載する必要が生じ、装置の小型化や低価格化の妨げとなる。
【０００７】
本発明の目的は、簡易な構成で車載バッテリ等のバッテリに充電することができる電力制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る電力制御装置は、バッテリと、前記バッテリに接続されたインバータと、前記インバータに接続されたモータと、を有し、外部交流電源は、ダイオード整流器を含む充電付加回路を介して前記インバータに接続され、前記インバータの正極側または負極側のスイッチング素子をオンオフ制御することで前記外部交流電源から前記バッテリに充電することを特徴とする電力制御装置である。
【０００９】
また、本発明に係る電力制御装置において、好ましくは、前記インバータの正極側または負極側のスイッチング素子の１相のみをオンオフ制御する、または全相を同位相でオンオフ制御する、または全相を位相が１２０度ずつ異なるキャリア信号を使用してオンオフ制御することで前記外部電源から前記バッテリに充電する。
【００１０】
また、本発明に係る電力制御装置において、好ましくは、前記バッテリの正極が前記モータの固定子巻線の中性点に接続され、負極が前記インバータの直流側負極に接続され、前記充電付加回路は、前記インバータの直流側正極と前記バッテリの正極との間に接続され、前記インバータの正極側のスイッチング素子をオンオフ制御することで前記外部交流電源から前記バッテリに充電する。
【００１１】
また、本発明に係る電力制御装置において、好ましくは、前記バッテリの正極が前記モータの固定子巻線の中性点に接続され、負極が前記インバータの直流側負極に接続され、前記充電付加回路は、前記モータの固定子巻線の中性点と前記インバータの直流側負極との間に第１スイッチを介して接続され、前記バッテリの正極は第２スイッチを介して前記モータの固定子巻線の中性点に接続され、前記バッテリの充電時には前記第１スイッチをオンするとともに前記第２スイッチを切り替えて前記バッテリの正極は前記インバータの直流側正極に接続され、前記インバータの負極側のスイッチング素子をオンオフ制御することで前記外部交流電源から前記バッテリに充電する。
【００１２】
また、本発明に係る電力制御装置において、好ましくは、前記バッテリの正極が前記モータの固定子巻線の中性点に接続され、負極が前記インバータの直流側負極に接続され、前記充電付加回路は、前記インバータの直流側正極と前記バッテリの負極との間に接続され、前記インバータの正極側のスイッチング素子をオンオフ制御することで前記外部交流電源から前記バッテリに充電する。
【００１３】
また、本発明に係る電力制御装置において、好ましくは、前記バッテリの正極と前記インバータの直流側正極とは第１スイッチを介して接続され、前記バッテリの正極と前記モータの固定子巻線の中性点とは第２スイッチを介して接続され、前記充電付加回路は、前記インバータの直流側正極と前記インバータの直流側負極との間に第３スイッチを介して接続され、前記バッテリの充電時には前記第１スイッチをオフにするとともに前記第２スイッチ及び第３スイッチをオンにして、前記バッテリの正極と前記モータの固定子巻線の中性点とが接続されるとともに前記インバータの直流側正極と前記インバータの直流側負極との間に前記充電付加回路が接続され、前記インバータの正極側のスイッチング素子をオンオフ制御することで前記外部交流電源から前記バッテリに充電する。
【００１４】
また、本発明に係る電力制御装置において、好ましくは、前記バッテリの正極と前記インバータの直流側正極とは第１スイッチを介して接続され、前記バッテリの正極と前記モータの固定子巻線の中性点とは、第２スイッチ、または第２スイッチ及び第３スイッチを介して接続され、前記充電付加回路は、前記インバータの直流側正極と前記モータの固定子巻線の中性点との間に第３スイッチを介して接続され、前記バッテリの充電時には前記第１スイッチをオフにするとともに前記第２スイッチ及び第３スイッチをオンにして、前記バッテリの正極と前記モータの固定子巻線の中性点とが接続されるとともに前記インバータの直流側正極と前記モータの固定子巻線の中性点との間に前記充電付加回路が接続され、前記インバータの正極側のスイッチング素子をオンオフ制御することで前記外部交流電源から前記バッテリに充電する。
【００１５】
また、本発明に係る電力制御装置は、バッテリと、前記バッテリに接続されたインバータと、前記インバータに接続されたモータと、を有し、前記バッテリの正極が前記モータの固定子巻線の中性点に接続され、負極が前記インバータの直流側負極に接続され、前記インバータの直流側正極と前記バッテリの正極または負極との間に外部直流電源を接続するためのコネクタを備え、前記外部直流電源は、前記コネクタを介して前記インバータに接続され、前記インバータの正極側のスイッチング素子をオンオフ制御することで前記外部直流電源から前記バッテリに充電することを特徴とする電力制御装置である。
【００１６】
また、本発明に係る電力制御装置は、互いに直列に接続された片側バッテリ及び他側バッテリにより構成する直列接続バッテリと、前記直列接続バッテリに接続されたインバータと、前記インバータに接続されたモータと、を有し、前記片側バッテリの正極側は前記インバータの直流側正極に接続され、前記他側バッテリの負極側は前記インバータの直流側負極に接続され、前記片側バッテリ及び前記他側バッテリの間と前記モータの固定子巻線の中性点との間にスイッチを介してコンデンサを含むフィルタが接続され、前記各バッテリの充電時には前記スイッチをオンにして、前記片側バッテリ及び前記他側バッテリの間と前記モータの固定子巻線の中性点とが前記フィルタを介して接続され、外部交流電源は前記フィルタを介して前記モータの固定子巻線の中性点に接続され、前記インバータの正極側のスイッチング素子をオンオフ制御することで前記外部交流電源から前記直列接続バッテリに充電することを特徴とする電力制御装置である。
【００１７】
また、本発明に係る電力制御装置は、バッテリと、前記バッテリに接続されたインバータと、前記インバータに接続されたモータと、前記バッテリと前記インバータとの間に、前記インバータに対し並列に接続され、互いに直列に接続された片側コンデンサ及び他側コンデンサにより構成する直列接続コンデンサと、を有し、前記片側コンデンサ及び前記他側コンデンサの間と前記モータの固定子巻線の中性点との間にスイッチを介してコンデンサを含むフィルタが接続され、前記バッテリの充電時には前記スイッチをオンにして、前記片側コンデンサ及び前記他側コンデンサの間と前記モータの固定子巻線の中性点とが前記フィルタを介して接続され、外部交流電源は前記フィルタを介して前記モータの固定子巻線の中性点に接続され、前記インバータの正極側のスイッチング素子をオンオフ制御することで前記外部交流電源から前記バッテリに充電することを特徴とする電力制御装置である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、専用の充電器を用いることなく、簡易な構成で外部電源から車載バッテリ等のバッテリに充電することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態の構成図である。
【図２】第２実施形態の構成図である。
【図３】第３実施形態の構成図である。
【図４】第４実施形態の構成図である。
【図５】第５実施形態の構成図である。
【図６】第６実施形態の構成図である。
【図７】第７実施形態の構成図である。
【図８】図７の実施形態において、充電時にインバータ及びモータを利用して電圧変換を行う様子を説明するための回路図である。
【図９】第８実施形態の構成図である。
【図１０】第８実施形態の電流指令生成部の１例を示す図である。
【図１１Ａ】第９実施形態の構成図である。
【図１１Ｂ】第１０実施形態の構成図である。
【図１２】第１１実施形態の電力制御装置を、ハイブリッド車両を構成するモータ駆動装置と組み合わせた様子を示す回路図である。
【図１３】従来装置の構成図である。
【図１４】図１３の等価回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
【００２１】
＜第１実施形態＞
図１に、本実施形態の構成を示す。基本構成は従来技術と同様であり、車載バッテリ（直流電源）１０の一端（正極側）はモータ（三相モータ）１６のスター結線された固定子巻線の中性点に接続され、バッテリ１０の他端（負極側）はインバータ１４の直流側に並列接続された平滑コンデンサ１２とインバータ１４との接続点の一方に接続され、バッテリ１０の電圧及び電流がインバータ１４の交流出力側からモータ１６を介して見たときに零相となるように構成する。そして、時間分割により、インバータ１４がモータ１６との間で電力を授受し、かつ、インバータ１４による零電圧ベクトルの出力時にバッテリ１０との間で零相電力を授受する。インバータ１４は、３相（ｕ相、ｖ相、ｗ相）の各相（各アーム）毎に直列接続される一対のスイッチングトランジスタ（スイッチング素子）、各スイッチングトランジスタに逆並列接続されるダイオードを有する。３相電圧形インバータ１４の３アームはあたかも零電圧ベクトルの比でスイッチング動作する１つのアームとみなされ、コンバータ（チョッパ）として作用するので、インバータ１４により零相電圧を制御することでコンバータを代用することができる。さらに、モータ１６は漏れインダクタンスの値をもつリアクトルと考えることができるので、バッテリ１０とコンデンサ１２との間で零相電力を送受することになる。
【００２２】
一方、本実施形態では、このような基本構成に加え、充電付加回路１８を備える。充電付加回路１８にはコネクタ２０が接続され、コネクタ２０を介して外部交流電源（商用電源）２２が接続される。充電付加回路１８はダイオード整流器を有し、ダイオード整流器の直流側負極はバッテリ１０の正極側に接続され、ダイオード整流器の直流側正極はインバータ１４の直流正極側に接続される。外部交流電源２２からの電力は充電付加回路１８のダイオード整流器で整流される。インバータ１４の正極側のスイッチングトランジスタ１相、あるいは全相をオンオフ制御し、整流された電力をバッテリ１０に供給して充電する。例えば、インバータ１４の正極側のスイッチングトランジスタ全相を同位相でオンオフ制御することで、外部交流電源２２からの電力をバッテリ１０に充電する。すなわち、インバータ１４の正極側のスイッチングトランジスタと負極側のダイオードを利用して、正極側のスイッチングトランジスタの１相のみ、あるいは全相をオンすると、モータ１６の漏れリアクトルに外部交流電源２２の整流電圧が印加されてリアクトル電流が増大する。その後、オンしているスイッチングトランジスタをオフにすると、モータ１６の漏れリアクトルに蓄積されたエネルギがダイオードを介してバッテリ１０に供給され、バッテリ１０を充電できる。なお、コンデンサ１２に大容量のものを使用する場合、充電時に交流側の入力電流波形が歪む可能性がある。このため、図１に示すように、インバータ１４にコンデンサ１２と並列に、コンデンサ１２よりも小容量の第２コンデンサ２１を接続することもできる。また、この場合、インバータ１４の正極側とダイオード整流器の直流側正極との間の、図１にＳ１で示す位置にスイッチを設けるとともに、インバータ１４の正極側とコンデンサ１２との間の、図１にＳ２で示す位置にスイッチを設けることもできる。このように構成する場合、バッテリ１０の充電時には、Ｓ２位置のスイッチを切り離し、かつ、Ｓ１位置のスイッチを接続し、走行時には、Ｓ１位置のスイッチを切り離し、かつ、Ｓ２位置のスイッチを接続する。例えば、第２コンデンサ２１として、サージ電圧吸収用の小容量のコンデンサを使用することができる。このように構成すれば、充電時に交流側の入力電流波形が歪むのを抑制することができる。
【００２３】
＜第２実施形態＞
図２に、本実施形態の構成を示す。基本構成は従来技術と同様であり、バッテリ１０の一端（正極側）はモータ１６のスター結線された固定子巻線の中性点に接続され、バッテリ１０の他端（負極側）はインバータ１４の直流側に並列接続された平滑コンデンサ１２とインバータ１４との接続点の一方に接続され、バッテリ１０の電圧及び電流がインバータ１４の交流出力側からモータ１６を介して見たときに零相となるように構成する。そして、時間分割により、インバータ１４がモータ１６との間で電力を授受し、かつ、インバータ１４による零電圧ベクトルの出力時にバッテリ１０との間で零相電力を授受する。インバータ１４は、３相の各相（各アーム）毎に直列接続される一対のスイッチングトランジスタ、各スイッチングトランジスタに逆並列接続されるダイオードを有する。３相電圧形インバータ１４の３アームはあたかも零電圧ベクトルの比でスイッチング動作する１つのアームとみなされ、コンバータとして作用するので、インバータ１４により零相電圧を制御することでコンバータを代用することができる。さらに、モータ１６は漏れインダクタンスの値をもつリアクトルと考えることができるので、バッテリ１０とコンデンサ１２との間で零相電力を送受する。
【００２４】
一方、本実施形態では、このような基本構成に加え、コネクタ２３を介して外部直流電源２４が接続される。外部直流電源２４の負極はバッテリ１０の正極側に接続され、外部直流電源２４の正極はインバータ１４の直流正極側に接続される。インバータ１４の正極側のスイッチングトランジスタ１相、あるいは全相をオンオフ制御し、整流された電力をバッテリ１０に供給して充電する。例えば、インバータ１４の正極側のスイッチングトランジスタ全相を同位相でオンオフ制御することで、外部直流電源２４からの電力をバッテリ１０に充電する。すなわち、インバータ１４の正極側のスイッチングトランジスタと負極側のダイオードを利用して、正極側のスイッチングトランジスタの１相のみ、あるいは全相をオンすると、モータ１６の漏れリアクトルに外部直流電源２４の電圧が印加されてリアクトル電流が増大する。その後、オンしているスイッチングトランジスタをオフにすると、モータ１６の漏れリアクトルに蓄積されたエネルギがダイオードを介してバッテリ１０に供給され、バッテリ１０を充電できる。なお、本実施形態において、図１に示した構成と同様に、インバータ１４にコンデンサ１２と並列に、コンデンサ１２よりも小容量の第２コンデンサ２１を接続し、インバータ１４の正極側とダイオード整流器の直流側正極との間の、図２にＳ１で示す位置にスイッチを設けるとともに、インバータ１４の正極側とコンデンサ１２との間の、図２にＳ２で示す位置にスイッチを設けることもできる。
【００２５】
＜第３実施形態＞
図３に、本実施形態の構成を示す。バッテリ１０の正極側はスイッチ２６を介してインバータ１４の直流側に並列接続された平滑コンデンサ１２とインバータ１４との接続点の一方（インバータ１４の直流側正極）に接続され、バッテリ１０の他端（負極側）は平滑コンデンサ１２とインバータ１４との接続点の他方（インバータ直流側負極）に接続される。スイッチ２６は接点ａ、ｂを有し、スイッチ２６を接点ａ側に切り替えると、バッテリ１０の正極側はモータ１６のスター結線された固定子巻線の中性点に接続され、バッテリ１０の電圧及び電流がインバータ１４の交流出力側からモータ１６を介して見たときに零相となるように構成される。インバータ１４は、３相の各相（各アーム）毎に直列接続される一対のスイッチングトランジスタ、各スイッチングトランジスタに逆並列接続されるダイオードを有する。３相電圧形インバータ１４の３アームはあたかも零電圧ベクトルの比でスイッチング動作する１つのアームとみなされ、コンバータとして作用するので、インバータ１４により零相電圧を制御することでコンバータを代用することができる。さらに、モータ１６は漏れインダクタンスの値をもつリアクトルと考えることができるので、バッテリ１０とコンデンサ１２との間で零相電力を送受する。
【００２６】
そして、本実施形態では、さらにスイッチ２８及び充電付加回路１８を備える。充電付加回路１８にはコネクタ２０が接続され、コネクタ２０を介して外部交流電源（商用電源）２２が接続される。充電付加回路１８はダイオード整流器を有し、ダイオード整流器の直流側負極はバッテリ１０の負極側に接続され、ダイオード整流器の直流側正極はスイッチ２８を介してモータ１６の中性点に接続される。外部交流電源２２からの電力は充電付加回路１８のダイオード整流器で整流される。
【００２７】
モータ駆動時には既述したようにスイッチ２６を接点ａ側に切り替え、スイッチ２８をオフにする。一方、バッテリ１０の充電時には、スイッチ２６を接点ｂ側に切り替え、スイッチ２８をオンにする。このようにスイッチ２６，２８を切り替えることで、バッテリ１０の正極は平滑コンデンサ１２とインバータ１４の接続点の一方、すなわちインバータ１４の直流側正極に接続され、充電付加回路１８のダイオード整流器正極がモータ１６の中性点に接続される。この回路構成において、インバータ１４の負極側のスイッチングトランジスタと正極側のダイオードを利用して、負極側のスイッチングトランジスタの１相のみ、あるいは全相をオンするとモータ１６の漏れリアクトルにより外部交流電源２２の整流電圧が印加されてリアクトル電流が増大する。その後、オンしているスイッチングトランジスタをオフするとモータ１６の漏れリアクトルに蓄積されたエネルギがバッテリ１０に供給されて充電される。例えば、インバータ１４の負極側のスイッチングトランジスタ全相を同位相でオンオフ制御することで、外部交流電源２２からの電力をバッテリ１０に充電する。
【００２８】
＜第４実施形態＞
図４に、本実施形態の構成を示す。基本構成は従来技術と同様であり、バッテリ１０の一端（正極側）はモータ１６のスター結線された固定子巻線の中性点に接続され、バッテリ１０の他端（負極側）はインバータ１４の直流側に並列接続された平滑コンデンサ１２とインバータ１４との接続点の一方（インバータ１４の直流側負極）に接続され、バッテリ１０の電圧及び電流がインバータ１４の交流出力側からモータ１６を介して見たときに零相となるように構成する。そして、時間分割により、インバータ１４がモータ１６との間で電力を授受し、かつ、インバータ１４による零電圧ベクトルの出力時にバッテリ１０との間で零相電力を授受する。インバータ１４は、３相の各相（各アーム）毎に直列接続される一対のスイッチングトランジスタ、各スイッチングトランジスタに逆並列接続されるダイオードを有する。３相電圧形インバータ１４の３アームはあたかも零電圧ベクトルの比でスイッチング動作する１つのアームとみなされ、コンバータとして作用するので、インバータ１４により零相電圧を制御することでコンバータを代用することができる。さらに、モータ１６は漏れインダクタンスの値をもつリアクトルと考えることができるので、バッテリ１０とコンデンサ１２との間で零相電力を送受する。
【００２９】
一方、本実施形態では、このような基本構成に加え、充電付加回路１８を備える。充電付加回路１８にはコネクタ２０が接続され、コネクタ２０を介して外部交流電源（商用電源）２２が接続される。充電付加回路１８はダイオード整流器を有し、ダイオード整流器の直流側正極は平滑コンデンサ１２とインバータ１４との接続点（インバータ１４の直流側正極）に接続され、ダイオード整流器の直流側負極はバッテリ１０の負極側に接続される。外部交流電源２２からの電力は充電付加回路１８のダイオード整流器で整流される。
【００３０】
インバータ１４の正極側のスイッチングトランジスタと負極側のダイオードを利用して、正極側のスイッチングトランジスタの１相のみ、あるいは全相をオンすると外部交流電源２２とバッテリ１０とが接続されて外部交流電源２２からバッテリ１０にエネルギが供給される。オンしているスイッチングトランジスタをオフすると外部交流電源２２とバッテリ１０とが切り離され、リアクトル電流がバッテリ１０に流入してバッテリ１０が充電される。例えば、インバータ１４の正極側のスイッチングトランジスタ全相を同位相でオンオフ制御することで、外部交流電源２２からの電力をバッテリ１０に充電する。バッテリ１０の電圧が外部交流電源２２の最大電圧よりも低い場合に有効な充電方式である。なお、本実施形態において、図１に示した構成と同様に、インバータ１４にコンデンサ１２と並列に、コンデンサ１２よりも小容量の第２コンデンサ２１を接続し、インバータ１４の正極側とダイオード整流器の直流側正極との間の、図２にＳ１で示す位置にスイッチを設けるとともに、インバータ１４の正極側とコンデンサ１２との間の、図２にＳ２で示す位置にスイッチを設けることもできる。
【００３１】
＜第５実施形態＞
図５に、本実施形態の構成を示す。図２の構成と同様に外部直流電源２４によりバッテリ１０を充電する構成である。外部直流電源２４の正極は平滑コンデンサ１２とインバータ１４との接続点の一方、すなわちインバータ１４の直流側正極に接続され、外部直流電源２４の負極はバッテリ１０の負極に接続される。
【００３２】
インバータ１４の正極側のスイッチングトランジスタと負極側のダイオードを利用して、正極側のスイッチング素子の１相のみ、あるいは全相をオンすると、外部直流電源２４とバッテリ１０が接続されているため外部直流電源２４からバッテリ１０にエネルギが供給される。その後、オンしているスイッチングトランジスタをオフすると外部直流電源２４とバッテリ１０が切り離され、リアクトル電流がバッテリ１０に流入するためバッテリ１０が充電される。例えば、インバータ１４の正極側のスイッチングトランジスタ全相を同位相でオンオフ制御することで、外部交流電源２２からの電力をバッテリ１０に充電する。バッテリ１０の電圧が外部直流電源２４の最大電圧よりも低い場合に有効な充電方式である。なお、本実施形態において、図１に示した構成と同様に、インバータ１４にコンデンサ１２と並列に、コンデンサ１２よりも小容量の第２コンデンサ２１を接続し、インバータ１４の正極側とダイオード整流器の直流側正極との間の、図２にＳ１で示す位置にスイッチを設けるとともに、インバータ１４の正極側とコンデンサ１２との間の、図２にＳ２で示す位置にスイッチを設けることもできる。
【００３３】
＜第６実施形態＞
図６に、本実施形態の構成を示す。バッテリ１０の正極はスイッチ３０を介してインバータ１４の直流側正極に接続され、バッテリ１０の負極はインバータ１４の直流側負極に接続される。また、バッテリ１０の正極は、スイッチ３２を介してモータ１６の中性点に接続される。充電付加回路１８は、ダイオード整流器を有し、ダイオード整流器の直流側正極はスイッチ３４を介してインバータ１４の直流側正極に接続され、ダイオード整流器の負極はインバータ１４の直流側負極に接続される。充電付加回路１８にはコネクタ２０が接続され、コネクタ２０を介して外部交流電源２２が接続される。
【００３４】
モータ１６を駆動する場合には、スイッチ３０をオンにし、スイッチ３２，３４をオフにする。一方、バッテリ１０を充電する場合には、スイッチ３０をオフにし、スイッチ３２，３４をオンにする。このスイッチの切り替えにより、バッテリ１０の正極はモータ１６の中性点に接続され、充電付加回路１８のダイオード整流器の直流側正極はインバータ１４の直流側正極に接続される。この場合、図４の構成と同様となり、インバータ１４の正極側のスイッチングトランジスタと負極側のダイオードを利用して、正極側のスイッチングトランジスタの１相のみ、あるいは全相をオンすると外部交流電源２２とバッテリ１０とが接続されて外部交流電源２２からバッテリ１０にエネルギが供給される。オンしているスイッチングトランジスタをオフすると外部交流電源２２とバッテリ１０とが切り離され、リアクトル電流がバッテリ１０に流入してバッテリ１０が充電される。例えば、インバータ１４の正極側のスイッチングトランジスタ全相を同位相でオンオフ制御することで、外部交流電源２２からの電力をバッテリ１０に充電する。バッテリ１０の電圧が外部交流電源２２の最大電圧よりも低い場合に有効な充電方式である。
【００３５】
＜第７実施形態＞
図７、図８に、本実施形態の構成を示す。図７に示すように、バッテリ１０の正極は第１スイッチであるスイッチ３６を介してインバータ１４の直流側正極に接続され、バッテリ１０の負極はインバータ１４の直流側負極に接続される。また、バッテリ１０の正極は、第２スイッチであるスイッチ３８、及び第３スイッチであるスイッチ４０を介してモータ１６の固定子巻線の中性点に接続される。充電付加回路１８は、ダイオード整流器を有し、ダイオード整流器の直流側正極はインバータ１４の直流側正極に接続され、ダイオード整流器の直流側負極はスイッチ４０を介して、モータ１６の固定子巻線の中性点に接続されるとともに、スイッチ３８を介して、バッテリ１０の正極に接続される。すなわち、インバータ１４の直流側正極とモータ１６の固定子巻線の中性点との間にスイッチ４０を介して充電付加回路１８が接続されている。充電付加回路１８にはコネクタ２０が接続され、コネクタ２０を介して外部交流電源２２が接続される。ダイオード整流器は、例えばダイオード整流ブリッジを含む。
【００３６】
モータ１６を駆動する場合には、スイッチ３６をオンにし、スイッチ３８，４０をオフにする。一方、バッテリ１０を充電する場合には、スイッチ３６をオフにし、スイッチ３８，４０をオンにする。このスイッチの切り替えにより、バッテリ１０の正極はモータ１６の中性点に接続され、充電付加回路１８のダイオード整流器の直流側正極はインバータ１４の直流側正極に接続される。また、充電付加回路１８の直流側負極はモータ１６の中性点に接続される。この場合、インバータ１４の正極側のトランジスタ、ＩＧＢＴ等のスイッチング素子と負極側のダイオードとを利用して、外部交流電源２２からバッテリ１０への充電が可能となる。図８は、本実施形態において、充電時にインバータ及びモータを利用して電圧変換を行う様子を説明するための回路図である。図８では、インバータ１４について、１相のスイッチング素子とダイオードとのみを示している。図８に示すように、インバータ１４の正極側の３相のスイッチング素子をオンオフ制御し、充電付加回路１８のダイオード整流器で整流された電力をバッテリ１０に供給して充電する。この際、インバータ１４の正極側のスイッチング素子をオンすると、図８の実線矢印で示す方向に電流が流れる。この場合、電源短絡モードが造られ、モータ１６の固定子巻線に外部交流電源２２側からエネルギが蓄えられる。これに対して、正極側のスイッチング素子をオフすると、図８の破線矢印で示す方向に電流が流れ、負極側のスイッチング素子に並列接続された、負極側のダイオードを介してモータ１６の固定子巻線に蓄積されたエネルギがバッテリ１０に供給され、バッテリ１０が充電される。すなわち、オンしている正極側のスイッチング素子をオフすると外部交流電源２２とバッテリ１０とが切り離され、リアクトル電流がバッテリ１０に流入してバッテリ１０が充電される。例えば、インバータ１４の正極側のスイッチング素子全相を同位相でオンオフ制御することで、外部交流電源２２からの電力をバッテリ１０に充電できる。充電電力と交流入力電流波形とは、インバータ１４の正極側スイッチング素子のオンとオフとのデューティ比で制御される。なお、スイッチ４０（図７）は、モータ１６の固定子巻線の中性点と充電付加回路１８のダイオード整流器の直流側負極との間に設けるのではなく、インバータ１４の直流側正極と充電付加回路１８のダイオード整流器の直流側正極との間である、図７のＰ位置に設けることもできる。
【００３７】
＜第８実施形態＞
図９、図１０に、本実施形態の構成を示す。図９に示すように、本実施の形態では、図７に示した第７実施形態で、コンデンサとダイオード整流器とを含む充電付加回路１８と、コネクタ２０との代わりに、ＥＭＩフィルタ４２とダイオード整流器４４とを含む充電付加回路１９を設けている。なお、充電付加回路１９と外部交流電源２２との間にコネクタ２０（図７参照）を設けることもできる。ＥＭＩフィルタ４２は、交流フィルタであり、コンデンサを含む。ＥＭＩフィルタ４２は、インバータ１４のスイッチングに起因する交流入力電流のリップルを除去する機能を有する。ダイオード整流器４４は、例えばダイオード整流ブリッジを含む。
【００３８】
また、本実施の形態の電力制御装置は、インバータ１４に接続されたモータ１６が有するリアクトル成分の電流であって、モータ１６の固定子巻線の中性点電流を検出する電流検出部である電流センサ４６と、制御部４８とを備える。制御部４８は、ＣＰＵ、メモリ等を有するマイクロコンピュータ等を含み、減算器５０と、演算部５２と、３相キャリア信号出力部５４と、３相ＰＷＭ信号出力部５６とを有する。減算器５０は、充電電力に対応する外部交流電源２２に対し、正弦波の電流指令値の絶対値に対応する値であり、力率１の正弦波の電流指令値の絶対値｜ｉ*｜と、電流センサ４６で検出したモータ１６の中性点電流ｉとの偏差を演算部５２に出力する。
【００３９】
なお、電流指令値の絶対値｜ｉ*｜を使用するのは、半波整流とするためである。また、力率１の正弦波の電流指令値の絶対値｜ｉ*｜を求めるために、例えば、制御部４８は、図１０に示す電流指令生成部６０を有し、図示しない外部制御部から受ける充放電電力指令値ＰＲ、及び、外部交流電源２２の電圧ＶＡ（Ｖ（ｔ））を検出する電圧センサ（図示せず）からの検出値に基づいて、外部交流電源２２に対して力率１の正弦波の電流指令値の絶対値｜ｉ*｜を生成する。例えば、電流指令生成部６０は、実効値演算部６２と、位相検出部６４と、正弦波生成部６６と、除算部６８と、乗算部７０と、絶対値算出部７２とを有する。実効値演算部６２は、外部交流電源２２（図９）の電圧ＶＡからピーク電圧を検出し、検出したピーク電圧に基づいて電圧ＶＡの実効値を算出する。位相検出部６４は、電圧ＶＡのゼロクロス点を算出し、検出したゼロクロス点に基づいて電圧ＶＡの位相を検出する。
【００４０】
正弦波生成部６６は、位相検出部６４によって検出された電圧ＶＡの位相に基づいて、例えば、正弦波関数のテーブルを用いて、電圧ＶＡと同相の正弦波を生成する。除算部６８は、実効値演算部６２からの電圧ＶＡの実効値により充放電電力指令値ＰＲを除算し、その演算結果を乗算部７０へ出力し、乗算部７０では、除算部６８の演算結果に正弦波生成部６６からの正弦波を乗算する。絶対値算出部７２では、乗算部７０の演算結果の絶対値を算出し、その算出結果を電流指令の絶対値｜ｉ*｜として出力する。電流指令生成部６０の出力｜ｉ*｜は、減算器５０（図９）に入力する。なお、電圧ＶＡの実効値と位相とを利用するものであれば、電流指令生成の絶対値はこのような方法で生成するものに限らず種々の方法で生成できる。例えば、電流指令生成の絶対値を予め定めておくこともできる。
【００４１】
図９に戻り、演算部５２は、減算器５０から入力された偏差が０になるようにインバータ１４駆動用の制御電圧指令値を、例えばＰＩ制御のような制御則で演算する。すなわち、演算部５２は、偏差に基づいてインバータ１４に入力する制御電圧指令値を演算する。
【００４２】
３相キャリア信号出力部５４は、位相が１２０度ずつ異なる３相のキャリア信号Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３を出力する。すなわち、３相のキャリア信号Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３は、それぞれ位相が０度、１２０度、２４０度のＰＷＭキャリア信号である。尚、本実施の形態で、３相とは、モータ１６の駆動のためにインバータ１４に電流を供給する場合の、モータ１６のＵ，Ｖ，Ｗ相に対応する３相をいう。
【００４３】
３相ＰＷＭ信号出力部５６は、コンパレータ５８を有し、演算部５２で演算して得られた制御電圧指令値と、位相が１２０度ずつ異なる３相のキャリア信号Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３とをコンパレータ５８で比較して得られた算出値に応じて、位相が１２０度ずつ異なる各相用のＰＷＭ信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗを生成する。そして、３相ＰＷＭ信号出力部５６は、インバータ１４を構成する３相のアームＡｕ，Ａｖ，Ａｗの正極側のスイッチング素子のゲートに、各相用のＰＷＭ信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗを出力する。
【００４４】
このような電力制御装置により、３相ＰＷＭ信号出力部５６からインバータ１４の３相の正極側のスイッチング素子のゲートに各相用のＰＷＭ信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗが出力され、インバータ１４の正極側のスイッチング素子を、各相のスイッチング素子同士でスイッチングするタイミングを１２０度ずつ位相をずらせるようにオンオフ制御される。すなわち、インバータ１４の正極側のスイッチング素子の全相を、位相が１２０度ずつ異なるキャリア信号を使用してオンオフ制御する。このため、外部交流電源２２からバッテリ１０への充電が可能となる。本実施形態の場合、インバータ１４及びモータ１６は、充電する場合に昇降圧装置としての機能を有し、外部交流電源２２からダイオード整流器４４を介してインバータ１４に送られた直流電圧を、インバータ１４とモータ１６とで昇圧または降圧してバッテリ１０に供給する。また、インバータ１４のスイッチング素子をオフとなるように制御することで、外部交流電源２２からダイオード整流器４４を介してインバータ１４に送られた直流電圧を、昇降圧させることなくバッテリ１０に供給することもできる。
【００４５】
このような構成によれば、専用の充電器を用いることなく外部からの車載のバッテリ１０の充電を可能とし、かつ、電流リップルを除去するための電気部品の小型化を図れ、かつ、充電時にモータ１６での効率向上を図れる。具体的には本実施形態によれば、モータ１６の中性点を利用して零相の電流を制御しているため、充電の際にモータ１６にトルクが生じず、モータ１６が回転しない。また、充電機能を持たないモータ駆動装置にダイオード整流器４４を追加し、外部交流電源２２の電圧を直流に変換し、ダイオード整流器４４の直流側からバッテリ１０側を見た構成は、等価的に昇降圧コンバータと等価な回路構成となる。このため、外部交流電源２２よりも高い、または低い電圧のバッテリへ充電することが可能となる。
【００４６】
また、インバータ１４のスイッチング動作で外部交流電源２２の電流を正弦波状に近い波形に制御できるため、高調波電流の発生も抑制できる。この際、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相のキャリア信号Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の位相を１２０度ずつずらしているので、スイッチング周波数に対して、モータ１６の相の自己インダクタンス及び相互インダクタンスが利用できるようになる。このため、各相の固定子巻線を流れる電流のリップルが低減され、さらに、３相の電流の合成により得られる、中性点から流出する電流リップルの周波数がキャリア信号Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の位相をずらせない場合に比べて３倍となる。この結果、外部交流電源２２の電流のリップルの値が大幅に低減され、電流リップルを除去するための電気部品である、ＥＭＩフィルタ４２を小型化できる。
【００４７】
また、充電時にモータ１６のインダクタンスを等価的に大きくできる。このため、同じスイッチング素子を使用する場合において、流れる電流を小さくできるため、損失を小さくでき、出力を大きくできる。したがって、充電時のモータ１６での効率向上を図れる。また、同じ出力を得る場合にモータ１６の小型化も図れる。なお、スイッチ４０を図９に示す位置に設けるのではなく、インバータ１４の直流側正極とダイオード整流器４４との間の、図９に点Ｐで示す位置、または、モータ１６の固定子巻線の中性点とダイオード整流器４４との間の、図９に点Ｑで示す位置にスイッチ４０を設けることもできる。
【００４８】
なお、本実施形態と異なり、上記の特許文献２では、外部の交流電源と蓄電池との間で電力を授受可能なモータ駆動力処理装置が開示されている。このモータ駆動力処理装置は、蓄電池と、インバータＩＡ，ＩＢと、誘導電動機ＭＡ，ＭＢと、制御回路とを備える。誘導電動機ＭＡ，ＭＢは、Ｙ結線された巻線ＣＡ，ＣＢをそれぞれ含む。巻線ＣＡ，ＣＢの中性点ＮＡ，ＮＢには、ＥＭＩフィルタを介して入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。インバータＩＡ，ＩＢは、蓄電池に並列に接続される。このモータ駆動装置においては、再充電モードで作動する場合、入出力ポートに接続される単相電源から単相再充電電力を、巻線ＣＡ，ＣＢの中性点ＮＡ，ＮＢ節に印加することができ、単相の調整された交流電力を中性点ＮＡ，ＮＢ節から得ることができるとされている。
【００４９】
ただし、このような特許文献２に記載のモータ駆動力処理装置の場合、２台のインバータＩＡ，ＩＢと、２台の誘導電動機ＭＡ，ＭＢで等価的に単相ブリッジコンバータを構成し、単相交流電圧を直流電圧に変換している。このため、この直流電圧値は、単相交流電圧の最大値以上となる。したがって、電池電圧がこの電圧よりも低い場合には、さらに降圧コンバータを用いて直流電圧を電池電圧まで降圧する必要が生じる。このため、降圧コンバータの追加により、装置全体が大型化し、コスト及び損失が増加する原因となっている。これに対して、本実施形態の構成の場合には、このような降圧コンバータを追加することなく、外部交流電源２２からの電圧を適切な電池電圧まで降圧させてバッテリ１０を充電することができ、特許文献２に記載の技術に対して有利な効果を得られる。
【００５０】
＜第９実施形態＞
図１１Ａに、本実施形態の構成を示す。本実施の形態の電力制御装置の電気回路は、ハーフブリッジ形と呼ばれるもので、電力制御装置は、バッテリとして、それぞれ片側蓄電部、他側蓄電部である、片側バッテリ７４と他側バッテリ７６とを直列接続した直列接続バッテリ（直列接続蓄電部）７８を使用している。また、片側バッテリ７４の正極をインバータ１４の直流側正極に接続し、他側バッテリ７６の負極をインバータ１４の直流側負極に接続している。また、コンデンサを含み、ダイオード整流器が省略された充電付加回路である、ＥＭＩフィルタ４２は、直列接続バッテリ７８の中点である、片側バッテリ７４の負極及び他側バッテリ７６の正極の間と、モータ１６の固定子巻線の中性点との間にスイッチ８０を介して接続している。また、外部交流電源２２は、ＥＭＩフィルタ４２を介して、モータ１６の固定子巻線の中性点と、片側バッテリ７４の負極及び他側バッテリ７６の正極の間とに接続している。
【００５１】
モータ１６を駆動する場合には、スイッチ８０をオフにする。一方、直列接続バッテリ７８を充電する場合には、スイッチ８０をオンにして、片側バッテリ７４及び他側バッテリ７６の間とモータ１６の固定子巻線の中性点とをＥＭＩフィルタ４２を介して接続する。この場合、インバータ１４の正極側のスイッチング素子と負極側のダイオードを利用して、外部交流電源２２から直列接続バッテリ７８に充電することができる。例えば、インバータ１４の正極側のスイッチング素子の全相を同位相でオンオフ制御することで、外部交流電源２２からの電力を直列接続バッテリ７８に充電する。このような構成では、直列接続バッテリ７８の両端間の電圧は、外部交流電源２２の電圧の２倍となる。また、本実施形態では、外部交流電源２２から直列接続バッテリ７８に充電するだけでなく、直列接続バッテリ７８側から負荷側に電力を取り出すこともでき、双方向の充放電が可能となる。また、モータ１６の固定子巻線の中性点を流れる電流を検出する電流センサ４６（図９参照）を設けて、図９、図１０に示した第８実施形態の場合と同様に、直列接続バッテリ７８の充電時に電流センサ４６の検出値を利用して、インバータ１４のスイッチング素子のオンオフを制御することもできる。また、直列接続バッテリ７８の代わりに、それぞれ蓄電部である片側コンデンサ及び他側コンデンサを直列に接続した直列接続コンデンサを使用することもできる。
【００５２】
＜第１０実施形態＞
図１１Ｂに、本実施形態の構成を示す。本実施の形態の電力制御装置の電気回路も、ハーフブリッジ形と呼ばれるもので、電力制御装置は、バッテリ１０とインバータ１４との間に、インバータ１４に対し並列に直列接続コンデンサ９２を接続している。直列接続コンデンサ９２は、片側コンデンサ９４と他側コンデンサ９６とを２個直列に接続している。また、コンデンサを含み、ダイオード整流器が省略された充電付加回路である、ＥＭＩフィルタ４２は、直列接続コンデンサ９２の中点である、２個のコンデンサ９４，９６の間と、モータ１６の固定子巻線の中性点との間にスイッチ８０を介して接続している。また、外部交流電源２２は、ＥＭＩフィルタ４２を介して、モータ１６の固定子巻線の中性点と、２個のコンデンサ９４，９６の間とに接続している。このような直列接続コンデンサ９２として、バッテリ１０に並列に接続されるフィルタコンデンサを使用でき、上記の図１１Ａの第９実施の形態の場合と異なり、バッテリ１０の中性点を使えないまたは使いにくい場合に、フィルタコンデンサの中性点を使用して回路を構成することができる。
【００５３】
このような図１１Ｂの構成は、等価回路的に上記の図１１Ａに示した第９実施形態の構成と同様な効果を得られる。その他の構成及び作用は、上記の第９実施形態と同様である。すなわち、バッテリ１０の充電時には前記スイッチ８０をオンにして、片側コンデンサ９４及び他側コンデンサ９６の間とモータ１６の固定子巻線の中性点とがＥＭＩフィルタ４２を介して接続され、外部交流電源２２はＥＭＩフィルタ４２を介してモータ１６の固定子巻線の中性点に接続される。そして、インバータ１４の正極側のスイッチング素子をオンオフ制御することで外部交流電源２２からバッテリ１０に充電する。
【００５４】
＜第１１実施形態＞
図１２は、本実施形態の電力制御装置を、電動車両であるハイブリッド車両を構成するモータ駆動装置と組み合わせた様子を示す回路図である。本実施形態の電力制御装置は、発電機である第１モータジェネレータ８２と、走行用モータである第２モータジェネレータ８４と、図示しないエンジンとを備えるハイブリッド車両に搭載して使用する。エンジン及び第２モータジェネレータ８４は、ハイブリッド車両の駆動源として使用する。第１モータジェネレータ８２は、主として発電機として使用するが、モータとしての機能も有する。第２モータジェネレータ８４は、主としてモータとして使用するが、発電機としての機能も有する。
【００５５】
各モータジェネレータ８２，８４の回転軸及びエンジンの出力軸は、遊星歯車機構により構成する動力分割機構（図示せず）により結合し、第１モータジェネレータ８２によりエンジンを駆動可能とし、第２モータジェネレータ８４の動力を、図示しない減速機構等を介して車輪に連結された動力伝達軸（図示せず）に取り出し可能としている。モータ駆動装置は、バッテリ１０と、各モータジェネレータ８２，８４と、バッテリ１０から電力が供給される、各モータジェネレータ８２，８４駆動用の２個のインバータ８６，８８と、バッテリ１０と各インバータ８６，８８との間に接続された昇降圧コンバータ９０とを備える。
【００５６】
本実施形態では、このようなモータ駆動装置に、モータ駆動装置用のバッテリ１０を使用するように、電力制御装置を接続している。電力制御装置自体の構成は、上記の図９、図１０に示した第８実施形態の場合と同様である。本実施形態では、電力制御装置を構成するモータとして、車両に搭載される空気調和装置（エアコン）のコンプレッサ（図示せず）を駆動するモータである、補機用のモータ１６を使用する。また、電力制御装置を構成するインバータとして、このモータ１６を駆動するインバータである、補機用のインバータ１４を使用する。このように構成するため、電力制御装置を構成するバッテリ１０は、第２モータジェネレータ８４と空気調和装置用のモータ１６との共通する電力源として使用する。このような本実施形態の場合、空気調和装置用のモータ１６とインバータ１４とを用いて、外部交流電源２２からバッテリ１０に充電することが可能となる。
【００５７】
このような本実施形態によれば、電力制御装置を構成するモータとして車両駆動用の第２モータジェネレータ８４等の、走行用モータを使用する場合に比べて、小型のモータ１６を使用できるため、制御用の周波数を高くできることにより制御性を高くでき、漏れノイズも小さくでき、さらに高効率化を図れる。その他の構成及び作用は、上記の図９、図１０に示した第８実施形態と同様である。
【００５８】
以上説明したように、本実施形態では、専用の充電器を設ける必要が無く、簡易に外部交流電源あるいは外部直流電源から車載のバッテリ１０等のバッテリ、コンデンサ等の蓄電部を充電することが可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１０  直流電源，バッテリ（車載バッテリ）、１２  平滑コンデンサ、１４  インバータ、１６  モータ（３相モータ）、１８，１９  充電付加回路、２０  コネクタ、２１  第２コンデンサ、２２  外部交流電源、２３  コネクタ、２４  外部直流電源、２６，２８，３０，３２，３４，３６，３８  スイッチ、４２  ＥＭＩフィルタ、４４  ダイオード整流器、４６  電流センサ、４８  制御部、５０  減算器、５２  演算部、５４  ３相キャリア信号出力部、５６  ３相ＰＷＭ信号出力部、５８  コンパレータ、６０  電流指令生成部、６２  実効値演算部、６４  位相検出部、６６  正弦波生成部、６８  除算部、７０  乗算部、７２  絶対値算出部、７４  片側バッテリ、７６  他側バッテリ、７８  直列接続バッテリ、８０  スイッチ、８２  第１モータジェネレータ、８４  第２モータジェネレータ、８６，８８  インバータ、９０  昇降圧コンバータ、９２  直列接続コンデンサ、９４  片側コンデンサ、９６  他側コンデンサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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