(57)【要約】【課題】外部電源に接続して電動車両に搭載した二次電池の充電を行う際にモータジェネレータから発生する騒音を低減する。【解決手段】Ｙ結線のモータジェネレータ５０ａ，５０ｂと、モータジェネレータ５０ａ，５０ｂに接続される各インバータ３０ａ，３０ｂと、各インバータ３０ａ，３０ｂに接続される昇圧コンバータ２０ａと、昇圧コンバータ２０ａに接続される充放電可能なバッテリ１１ａと、制御部８０と、を備え、各モータジェネレータの５０ａ，５０ｂの各中性点６０ａ，６０ｂに接続した外部電源６８によってバッテリ１１ａ，の充電を行うハイブリッド車両１００において、制御部８０は、昇圧コンバータ２０ａの出力側目標電圧を各モータジェネレータ駆動電圧より低く、バッテリ１１ａの電圧以上かつ外部電源６８の電圧以上の外部充電目標電圧まで低減した後、バッテリ１１ａを充電する充電手段を有する。【選択図】図１
2010098851.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｙ結線の固定子を備える２つの車両駆動用モータジェネレータと、各モータジェネレータに接続され、複数のスイッチング素子を含む各インバータと、各インバータに接続され、複数のスイッチング素子を含む昇圧コンバータと、昇圧コンバータに接続され、充放電可能な二次電池と、各スイッチング素子のオンオフを制御する制御部と、を備え、各モータジェネレータのＹ結線の各中性点に接続した外部電源によって二次電池の充電を行う電動車両であって、
制御部は、騒音の低減が必要な場合には、昇圧コンバータの出力側目標電圧を各モータジェネレータ駆動電圧より低く、二次電池の電圧以上かつ外部電源電圧以上の外部充電目標電圧まで低減した後、二次電池を充電する充電手段を有することを特徴とする電動車両。
【請求項２】
請求項１に記載の電動車両であって、
昇圧コンバータは、インバータの高圧側電路に接続された第１のスイッチング素子と、インバータの基準電路に接続された第２のスイッチング素子とを含み、
充電手段は、昇圧コンバータの第１のスイッチング素子をオンとしてインバータの各スイッチング素子のオンオフ動作により二次電池を充電すること、
を特徴とする電動車両。
【請求項３】
請求項１に記載の電動車両であって、
各インバータと並列に接続され、昇圧コンバータと二次電池とによって構成される電源セットを複数備え、
各昇圧コンバータは、各インバータの高圧側電路に接続された第１のスイッチング素子と、インバータの基準電路に接続された第２のスイッチング素子とを含み、
充電手段は、各二次電池の電位を比較し、各二次電池の電位に所定電圧以上の差がある場合には、電位が低い方の二次電池を遮断し、電位が高い方の二次電池に接続された昇圧コンバータの第１のスイッチング素子をオンとしてインバータの各スイッチング素子のオンオフ動作により二次電池を充電し、各二次電池の電位の差が所定電圧より小さい場合には、各昇圧コンバータの第１のスイッチング素子をオンとしてインバータの各スイッチング素子のオンオフ動作により二次電池を充電すること、
を特徴とする電動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車両の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エンジンとモータとを組み合わせて車両を駆動するハイブリッド車両や電気自動車などの電動車両が多く用いられるようになってきている。ハイブリッド車両は、エンジンとモータジェネレータの２種類の動力源を組み合わせて走行するもので、モータジェネレータを駆動するために充電、放電の可能な二次電池を備えている。ハイブリッド車両は要求動力が小さいときや車速が低いときなどには、エンジンの運転を停止して二次電池の電力を用いてモータジェネレータにより走行し、要求動力が大きい場合や車速が高い場合には、エンジンとモータジェネレータの両方の出力によって走行し、減速や降坂路を走行する場合にはモータジェネレータによって発電し、発電した電力を回生して二次電池に充電することによって燃費の向上を図ることが出来るものである。
【０００３】
ハイブリッド車両では、モータジェネレータによる走行によって二次電池の残存容量が少なくなってきた場合には、エンジンを始動して二次電池を充電することが行われる。しかし、近年、エンジンを停止してモータジェネレータの出力で走行する全電動走行が多用できるハイブリッド車両が求められており、二次電池の残存容量が低下した場合には、家庭用のコンセントや充電ステーション等の外部電源に車両を接続して二次電池を充電することが行われている。
【０００４】
家庭用のコンセント等から二次電池を充電する場合には、家庭用の交流電源を直流電源に変換するとともに電源電圧を二次電池の充電に適切な電圧に調整することが必要となるが、このために別途充電器を搭載することは経済的ではない。そこで、特許文献１に記載されているように、外部電源をモータジェネレータの巻線の中性点に接続し、モータジェネレータの巻線のインダクタンスとインバータにスイッチング素子のオンオフ動作によって交流電源を直流電源に変換すると共に、電圧を二次電池の充電に適切な電圧に調整して二次電池の充電を行うことが提案されている。
【０００５】
このように、インバータのスイッチング動作によって電力の変換と電圧の調整を行う場合には、インバータからスイッチング素子の動作による騒音が発生し、外部電源からの充電の際にはその騒音が問題となる場合があった。特許文献１では、外部電源に接続して二次電池を充電する場合には、スイッチング素子のオンオフのキャリア周波数を非可聴域にして騒音を低減することが提案されている。
【０００６】
また、二次電池は温度が低い場合にはその出力が低下してしまうことから、低温でハイブリッド車両が始動した場合には、素早く二次電池の温度を上昇させて二次電池の出力低下を抑制することが求められる。特許文献２には、低温環境でハイブリッド車両を始動した場合には、昇圧コンバータの出力目標電圧を上昇させて昇圧コンバータのスイッチング素子のリプル電流を大きくし、二次電池の温度を上昇させる方法が提案されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−５６５９号公報
【特許文献２】特開２００６−６０７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一方、特許文献１に記載された従来技術によって二次電池の充電を行う場合には、モータジェネレータの巻線のインダクタンスを利用して巻線に電気エネルギを蓄え、蓄えた電気エネルギをインバータのスイッチング素子のオンオフ動作によって放出して交流を直流に変換することから、スイッチング素子の動作による電流リプルによってモータジェネレータのステータ、ロータが加振され、モータジェネレータから騒音が発生するという問題があった。この騒音は、キャリア周波数よりも低周波の場合が多く、特許文献１に記載された従来技術のように、キャリア周波数を非可聴域に変更しても解消できない場合がおおい。
【０００９】
本発明は、外部電源に接続して電動車両に搭載した二次電池の充電を行う際にモータジェネレータから発生する騒音を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の電動車両は、Ｙ結線の固定子を備える２つの車両駆動用モータジェネレータと、各モータジェネレータに接続され、複数のスイッチング素子を含む各インバータと、各インバータに接続され、複数のスイッチング素子を含む昇圧コンバータと、昇圧コンバータに接続され、充放電可能な二次電池と、各スイッチング素子のオンオフを制御する制御部と、を備え、各モータジェネレータのＹ結線の各中性点に接続した外部電源によって二次電池の充電を行う電動車両であって、制御部は、騒音の低減が必要な場合には、昇圧コンバータの出力側目標電圧を各モータジェネレータ駆動電圧より低く、二次電池の電圧以上かつ外部電源電圧以上の外部充電目標電圧まで低減した後、二次電池を充電する充電手段を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の電動車両において、昇圧コンバータは、インバータの高圧側電路に接続された第１のスイッチング素子と、インバータの基準電路に接続された第２のスイッチング素子とを含み、充電手段は、昇圧コンバータの第１のスイッチング素子をオンとしてインバータの各スイッチング素子のオンオフ動作により二次電池を充電すること、としても好適である。
【００１２】
また、本発明の電動車両において、各インバータと並列に接続され、昇圧コンバータと二次電池とによって構成される電源セットを複数備え、各昇圧コンバータは、各インバータの高圧側電路に接続された第１のスイッチング素子と、インバータの基準電路に接続された第２のスイッチング素子とを含み、充電手段は、各二次電池の電位を比較し、各二次電池の電位に所定電圧以上の差がある場合には、電位が低い方の二次電池を遮断し、電位が高い方の二次電池に接続された昇圧コンバータの第１のスイッチング素子をオンとしてインバータの各スイッチング素子のオンオフ動作により二次電池を充電し、各二次電池の電位の差が所定電圧より小さい場合には、各昇圧コンバータの第１のスイッチング素子をオンとしてインバータの各スイッチング素子のオンオフ動作により二次電池を充電すること、としても好適である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、外部電源に接続して電動車両に搭載した二次電池の充電を行う際にモータジェネレータから発生する騒音を低減することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。図1に示すように、本実施形態のハイブリッド車両１００は、エンジン６１と第１モータジェネレータ５０ａ、第２モータジェネレータ５０ｂと、エンジン６１の出力を第１モータジェネレータ５０ａと車輪６３への駆動力とに分割する動力分割機構６２とを備えている。各モータジェネレータ５０ａ，５０ｂは固定子にＵ相、Ｖ相、Ｗ相のコイル５１ａ，５２ａ，５３ａ，５１ｂ，５２ｂ，５３ｂを備えロータに永久磁石を備える三相の回転電機で、固定子のＵ相、Ｖ相、Ｗ相のコイル５１ａ，５２ａ，５３ａ，５１ｂ，５２ｂ，５３ｂはＹ結線で、それぞれ中性点６０ａ，６０ｂを備えている。各中性点６０ａ，６０ｂには、外部電源６８からの電力ケーブル６４ａ，６４ｂの一端が接続されている。電力ケーブ６４ａ，６４ｂの他端には外部電源６８とのプラグ６６が取り付けられている。プラグ６６は外部電源６８側に設けられたソケット６７に差し込まれることによって外部電源と各モータジェネレータ５０ａ，５０ｂの各中性点６０ａ，６０ｂとが接続されるよう構成されている。また、各電力ケーブル６４ａ，６４ｂの間にはコンデンサ６５が接続され、コンデンサ６５にはその両端の電圧を検出する電源電圧計５９が取り付けられ、一方の電力ケーブル６４ｂには交流電流を検出する電流計５８が取り付けられている。各モータジェネレータ５０ａ，５０ｂの各Ｖ相、各Ｗ相の出力ケーブルには、各Ｖ相、Ｗ相の電流を検出する電流計５６ａ，５７ａ，５６ｂ，５７ｂが取り付けられている。また、ハイブリッド車両１００にはカーナビゲーションシステム７０が搭載され、ハイブリッド車両１００の位置や時間の情報が制御部８０に入力されるように構成されている。
【００１５】
各モータジェネレータ５０ａ，５０ｂには、電源装置１０が接続されている。電源装置１０は、第１モータジェネレータ５０ａに接続される第１インバータ３０ａと、第２モータジェネレータ５０ｂに接続される第２インバータ３０ｂと、第１インバータ３０ａと第２インバータ３０ｂとが接続される昇圧コンバータ２０ａと、昇圧コンバータ２０ａに接続される充放電可能な二次電池であるバッテリ１１ａと、昇圧コンバータ２０ａと各インバータ３０ａ，３０ｂの制御を行う制御部８０とを備えている。バッテリ１１ａと昇圧コンバータ２０ａとは各インバータ３０ａ，３０ｂに対して共通で、各インバータ３０ａ，３０ｂは昇圧コンバータに並列に接続されている。
【００１６】
バッテリ１１ａにはその電圧を検出するバッテリ電圧検出器６９ａが設けられ、バッテリ１１ａと昇圧コンバータ２０ａとの間にはバッテリ１１ａと並列に低圧側コンデンサ１３ａが設けられ、低圧側コンデンサ１３ａにはその両端の電圧を検出する低圧側電圧検出器５４ａが設けられている。昇圧コンバータ２０ａと各インバータ３０ａ，３０ｂとの間には放電抵抗１５と高圧側コンデンサ１４が並列に設けられ、高圧側コンデンサ１４にはその両端の電圧を検出する高圧側電圧検出器５５が設けられている。また、低圧側コンデンサ１３ａとバッテリ１１ａとの間には、バッテリ１１ａを電源系統から遮断するシステムメインリレー１２ａが設けられている。
【００１７】
昇圧コンバータ２０ａの基準電路４９ａはバッテリ１１ａのマイナス側と第１インバータ３０ａのマイナス側との間に共通に接続され、入力側の低圧電路４８ａがバッテリ１１ａのプラス側に接続され、昇圧した後の高圧側の高圧電路４７ａが第１インバータ３０ａのプラス側に接続されている。また、基準電路４９ａは第２インバータ３０ｂの基準電路４９ｂと接続され、高圧電路４７ａは第２インバータの高圧電路４７ｂと接続されている。このように、昇圧コンバータ２０ａは第１、第２インバータ３０ａ，と３０ｂと非絶縁に接続される双方向型のコンバータである。
【００１８】
図１に示すように、昇圧コンバータ２０ａは、スイッチング素子である上アームトランジスタ２１ａと、下アームトランジスタ２２ａと、電磁エネルギを蓄積するリアクトル２５ａとを備えている。上アームトランジスタ２１ａと下アームトランジスタ２２ａとは、上アームトランジスタ２１ａのエミッタ端子と下アームトランジスタ２２ａのコレクタ端子とが直列に接続され、上アームトランジスタ２１ａのコレクタ端子は高圧電路４７ａに接続され、下アームトランジスタ２２ａのエミッタ端子は基準電路４９ａに接続されている。上アームトランジスタ２１ａ及び下アームトランジスタ２２ａの各ベース端子は制御部８０に接続され、各トランジスタ２１ａ，２２ａは制御部８０の指令によってオンオフ動作する。
【００１９】
各トランジスタ２１ａ，２２ａの各エミッタ端子とコレクタ端子との間には、各エミッタ端子からコレクタ端子に向かう方向が順方向になるように、逆並列に上アームダイオード２３ａと下アームダイオード２４ａとが接続されている。
【００２０】
上アームトランジスタ２１ａと下アームトランジスタ２２ａとの接続点７１ａは、低圧電路４８ａに接続され、低圧電路４８ａの接続点７１ａとバッテリ１１ａのプラス側との間に電磁エネルギを蓄積するリアクトル２５ａが設けられている。
【００２１】
図１に示すように、各インバータ３０ａ，３０ｂは、Ｕ，Ｖ，Ｗの各相のスイッチング動作を行う複数のトランジスタと各トランジスタに逆並列に接続された各ダイオードとを備えている。各Ｕ相上アームトランジスタ３１ａ，３１ｂのエミッタ端子と各Ｕ相下アームトランジスタ３２ａ，３２ｂのコレクタ端子は直列に接続され、各Ｕ相上アームトランジスタ３１ａ，３１ｂのコレクタ端子は各高圧電路４７ａ，４７ｂに接続され、各Ｕ相下アームトランジスタ３２ａ，３２ｂのエミッタ端子は各基準電路４９ａ，４９ｂに接続されている。各Ｕ相上アームトランジスタ３１ａ，３１ｂと各Ｕ相下アームトランジスタ３２ａ，３２ｂの接続点は各モータジェネレータ５０ａ，５０ｂの各Ｕ相コイル５１ａ，５１ｂに接続されている。各Ｕ相の各トランジスタ３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂの各エミッタ端子とコレクタ端子との間には、各エミッタ端子からコレクタ端子に向かう方向が順方向になるように、逆並列に各Ｕ相上アームダイオード３３ａ，３３ｂと各Ｕ相下アームダイオード３４ａ，３４ｂとが接続されている。各Ｕ相上アームトランジスタ３１ａ，３１ｂ及び各Ｕ相下アームトランジスタ３２ａ，３２ｂの各ベース端子は制御部８０に接続され、各Ｕ相の各トランジスタ３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂは制御部８０の指令によってオンオフ動作する。
【００２２】
同様に、各Ｖ相上アームトランジスタ３５ａ，３５ｂのエミッタ端子と各Ｖ相下アームトランジスタ３６ａ，３６ｂのコレクタ端子は直列に接続され、各Ｖ相上アームトランジスタ３５ａ，３５ｂのコレクタ端子は各高圧電路４７ａ，４７ｂに接続され、各Ｖ相下アームトランジスタ３６ａ，３６ｂのエミッタ端子は各基準電路４９ａ，４９ｂに接続されている。各Ｖ相上アームトランジスタ３５ａ，３５ｂと各Ｖ相下アームトランジスタ３６ａ，３６ｂの接続点は各モータジェネレータ５０ａ，５０ｂの各Ｖ相コイル５２ａ，５２ｂに接続されている。各Ｖ相の各トランジスタ３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂの各エミッタ端子とコレクタ端子との間には、各エミッタ端子からコレクタ端子に向かう方向が順方向になるように、逆並列に各Ｖ相上アームダイオード３７ａ，３７ｂと各Ｖ相下アームダイオード３８ａ，３８ｂとが接続されている。各Ｖ相上アームトランジスタ３５ａ，３５ｂ及び各Ｖ相下アームトランジスタ３６ａ，３６ｂの各ベース端子は制御部８０に接続され、各Ｖ相の各トランジスタ３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂは制御部８０の指令によってオンオフ動作する。
【００２３】
また、同様に、各Ｗ相上アームトランジスタ３９ａ，３９ｂのエミッタ端子と各Ｗ相下アームトランジスタ４０ａ，４０ｂのコレクタ端子は直列に接続され、各Ｗ相上アームトランジスタ３９ａ，３９ｂのコレクタ端子は各高圧電路４７ａ，４７ｂに接続され、各Ｗ相下アームトランジスタ４０ａ，４０ｂのエミッタ端子は各基準電路４９ａ，４９ｂに接続されている。各Ｗ相上アームトランジスタ３９ａ，３９ｂと各Ｗ相下アームトランジスタ４０ａ，４０ｂの接続点は各モータジェネレータ５０ａ，５０ｂの各Ｗ相コイル５３ａ，５３ｂに接続されている。各Ｗ相の各トランジスタ３９ａ，３９ｂ，４０ａ，４０ｂの各エミッタ端子とコレクタ端子との間には、各エミッタ端子からコレクタ端子に向かう方向が順方向になるように、逆並列に各Ｗ相上アームダイオード４１ａ，４１ｂと各Ｗ相下アームダイオード４２ａ，４２ｂとが接続されている。各Ｗ相上アームトランジスタ３９ａ，３９ｂ及び各Ｗ相下アームトランジスタ４０ａ，４０ｂの各ベース端子は制御部８０に接続され、各Ｗ相の各トランジスタ３９ａ，３９ｂ，４０ａ，４０ｂは制御部８０の指令によってオンオフ動作する。
【００２４】
制御部８０は、内部に信号処理や演算を行うＣＰＵと、プログラム、制御データなどを格納するメモリを含むコンピュータである。低圧側電圧検出器５４ａと高圧側電圧検出器５５と、各電流計５６ａ，５７ａ，５６ｂ，５７ｂ，５８と、電源電圧計５９、バッテリ電圧検出器６９ａとは制御部８０に接続され、制御部８０は各電圧検出器５４ａ，５５、各電流計５６ａ，５７ａ，５６ｂ，５７ｂ，５８、電源電圧計５９の検出信号を取得することができるよう構成されている。また、システムメインリレー１２ａも制御部８０に接続され、制御部８０の指令によってオンオフ動作する。
【００２５】
通常の運転では、制御部８０は、低圧側電圧検出器５４ａで検出した低圧側電圧ＶＬと、高圧側電圧検出器５５で検出した高圧側電圧ＶＨとによって昇圧コンバータ２０ａの昇圧電圧が各モータジェネレータ５０ａ，５０ｂの駆動電圧である目標高圧側電圧ＶＨＣとなるように動作を制御している。
【００２６】
以上のように構成されたハイブリッド車両１００において、外部電源６８によってバッテリ１１ａを充電する動作について図２を参照しながら説明する。
【００２７】
ハイブリッド車両１００が通常状態で停止している場合には、制御部８０の中にセットされている昇圧コンバータ２０ａの出力側目標電圧である目標高圧側電圧ＶＨＣはモータジェネレータ５０ａ，５０ｂの駆動用電圧となっており、例えば、４００Ｖにセットされている。
【００２８】
ハイブリッド車両１００のプラグ６６が外部電源６８のソケット６７に挿入され、外部電源６８と各モータジェネレータ５０ａ，５０ｂとが接続され、外部電源６８からバッテリ１１ａに充電を行える状態となったら、図２のステップＳ１０１に示すように、制御部８０は、カーナビゲーションシステム７０からハイブリッド車両１００の位置と時間の情報を取得する。そして、ハイブリッド車両１００が住宅地に位置しており、家庭用の商用電源によって充電しようとしていると判断された場合、或いは、夜間に充電しようとしていると判断された場合には、図２のステップＳ１０２に示すように、昇圧コンバータ２０ａの目標高圧側電圧ＶＨＣを通常のモータジェネレータの駆動用電圧よりも低い外部充電目標電圧に低減する。
【００２９】
この動作において、制御部８０は、電源電圧計５９から外部電源電圧ＶＡを取得し、バッテリ電圧検出器６９ａによってバッテリ電圧ＶＢを検出し、外部充電目標電圧をモータジェネレータ駆動用電圧よりも低くバッテリ電圧ＶＢ以上でかつ外部電源電圧ＶＡ以上の電圧とする。例えば、外部電源が家庭用の商用電源で外部電源電圧ＶＡが１００Ｖであり、バッテリ電圧ＶＢが２００Ｖであった場合には、外部充電目標電圧を２００Ｖ或いは、２００Ｖと４００Ｖの間の電圧とする。これは、バッテリ電圧ＶＢよりも外部充電目標電圧が低い場合にはバッテリ１１ａに充電できず、外部電源電圧ＶＡよりも外部充電目標電圧が低い場合には、各インバータ３０ａ，３０ｂのスイッチング動作によって昇圧することが出来ないためである。
【００３０】
制御部８０は、昇圧コンバータ２０ａの目標高圧側電圧ＶＨＣを外部充電目標電圧に低減したら、図２のステップＳ１０３に示すように、昇圧コンバータ２０ａの上アームトランジスタ２１ａをオンとする。これによって昇圧コンバータ２０ａの高圧電路４７ａがバッテリ１１ａのプラス側に接続された状態となる。昇圧コンバータ２０ａの基準電路４９ａはバッテリ１１ａのマイナス側に接続されていることから、昇圧コンバータ２０ａの上アームトランジスタ２１ａをオンとすることによってバッテリ１１ａと第１、第２インバータ３０ａ，３０ｂとが直接接続された状態となる。
【００３１】
図２のステップＳ１０４に示すように、制御部８０は、各モータジェネレータ５０ａ，５０ｂの各コイル５１ａ，５２ａ，５３ａ，５１ｂ，５２ｂ，５３ｂのリアクタンスと各インバータ３０ａ，３０ｂの各相の上下アームのトランジスタのオンオフ動作によって、外部電源６８の電圧を図２のステップＳ１０２で低減した目標高圧側電圧ＶＨＣに昇圧させる。この際、制御部８０は、電源電圧計５９によって取得した外部電源電圧ＶＡと目標高圧側電圧ＶＨｃとから昇圧必要電圧を計算し、この昇圧必要電圧が得られるように各相の上下アームトランジスタのオンデューティを制御する。そして、高圧側電圧検出器５５によって高圧側電圧ＶＨを取得し、高圧側電圧ＶＨが目標高圧側電圧ＶＨＣとなるようにフィードバック制御を行う。
【００３２】
各インバータ３０ａ，３０ｂによって昇圧された電力は高圧側コンデンサ１４によって平滑化されて、昇圧コンバータ２０ａのオン状態にされた上アームトランジスタ２１ａを介してバッテリ１１ａに充電される。
【００３３】
図２のステップＳ１０５に示すように、制御部８０はバッテリ１１ａの残存容量を監視し、残存容量が所定の目標値、例えば、満充電、或いは、残存容量７０％などに達したら、図２のステップＳ１０６に示すように、各インバータ３０ａ，３０ｂのスイッチング動作を停止し、昇圧コンバータ２０ａの上アームトランジスタ２１ａをオフとして外部電源６８によるバッテリ１１ａの充電を終了する。
【００３４】
また、図２のステップＳ１０１において、夜間の充電ではなく、住宅地での充電でもないと判断された場合には、図２のステップＳ１０７に示すように、昇圧コンバータ２０ａの目標高圧側電圧ＶＨＣを通常のモータジェネレータの駆動用電圧のままとして、各インバータ３０ａ，３０ｂの各相上下アームトランジスタをオンオフ動作させて外部電源６８を昇圧してバッテリ１１ａの充電を行う。そして、図２のステップＳ１０８に示すように、バッテリ１１ａの残存容量が所定の目標値となったら充電を停止する。
【００３５】
充電の際には、各インバータ３０ａ，３０ｂの各スイッチングトランジスタのオンオフ動作によってリプル電流が発生し、このリプル電流は各モータジェネレータ５０ａ，５０ｂの固定子、ロータからの騒音を発生させる。このリプル電流の大きさは、各インバータ３０ａ，３０ｂの昇圧電圧が大きいほど大きく、このリプル電流によって発生する騒音も各インバータ３０ａ，３０ｂの昇圧電圧が大きいほど大きくなる。本実施形態では、昇圧コンバータ２０ａの目標高圧側電圧ＶＨＣを通常のモータジェネレータの駆動用電圧よりも低い外部充電目標電圧に低減して、バッテリ１１ａの充電を行っているので、各インバータ３０ａ，３０ｂによる昇圧電圧が低減され、これによって図３、図４に示すように、リプル電流と騒音レベルの低減が図れる。
【００３６】
図３は、第１モータジェネレータ５０ａのロータの位置と最大リプル電流の変化を示すもので、図中の線ａは、昇圧コンバータ２０ａの目標高圧側電圧ＶＨＣの低減を行わずに、通常の設定のままで充電した際の最大リプル電流を示し、線ｂは昇圧コンバータ２０ａの目標高圧側電圧ＶＨＣの低減を行って充電した際の最大リプル電流を示している。図３に示すように、本実施形態では、第１モータジェネレータ５０ａのロータの位置にかかわらず最大リプル電流が大きく低下する効果を奏することがわかる。また、図４は、第１モータジェネレータ５０ａのロータの位置と騒音レベルとの関係を示すもので、図中の線ｃは、昇圧コンバータ２０ａの目標高圧側電圧ＶＨＣの低減を行わずに、通常の設定のままで充電した際の騒音レベルを示し、線ｄは昇圧コンバータ２０ａの目標高圧側電圧ＶＨＣの低減を行って充電した際の騒音レベルを示している。図４に示すように、本実施形態では、第１モータジェネレータ５０ａのロータの位置にかかわらず騒音レベルが大きく低下する効果を奏することがわかる。
【００３７】
本実施形態では、外部充電目標電圧をモータジェネレータ駆動用電圧よりも低くバッテリ１１ａの電圧以上でかつ外部電源の電圧以上の電圧の範囲であれば自由に設定することができる。また、各モータジェネレータ５０ａ，５０ｂから発生する騒音は各インバータ３０ａ，３０ｂでの昇圧電圧が小さいほど小さくなるので、例えば、カーナビゲーションシステム７０から取得したハイブリッド車両の位置が住宅地でも大きな道路に面しており騒音がさほど気にならないような場所や、夜間でも早い時間である場合には、外部充電目標電圧を高めにし、深夜あるいは静かな住宅地である場合には、外部充電目標電圧を低めにする様にしてもよい。例えば、モータジェネレータ駆動用電圧が４００Ｖ、外部電源電圧ＶＡが家庭用の商用電圧の１００Ｖ、バッテリ電圧ＶＢが２００Ｖの場合には、深夜静かな住宅地である場合には、外部充電目標電圧を２００Ｖにし、夜間でも早い時間や騒音がさほど気にならないような場所では、例えば２５０Ｖから３００Ｖ程度としてもよい。
【００３８】
また、本実施形態では、バッテリ電圧検出器６９ａによってバッテリ１１ａの電圧を取得することとして説明したが、低圧側コンデンサ１３ａに設けられた低圧側電圧検出器５４ａによって低圧側電圧ＶＬを検出してバッテリ１１ａの電圧としてもよい。
【００３９】
次に、図５、図６を参照しながら本発明の他の実施形態について説明する。図１から図４を参照して説明した実施形態と同様の部分には同様の符号を付して説明は省略する。図５に示すように、本実施形態は、バッテリと昇圧コンバータのセットを２つ備え、各バッテリと昇圧コンバータのセットは各インバータと並列に接続されているものである。図５に示すように、昇圧コンバータ２０ａの基準電路４９ａはバッテリ１１ａのマイナス側と第１インバータ３０ａのマイナス側との間に共通に接続され、入力側の低圧電路４８ａがバッテリ１１ａのプラス側に接続され、昇圧した後の高圧側の高圧電路４７ａが第１インバータ３０ａのプラス側に接続されている。また、同様に、昇圧コンバータ２０ｂの基準電路４９ｂはバッテリ１１ｂのマイナス側と第２インバータ３０ｂのマイナス側との間に共通に接続され、入力側の低圧電路４８ｂがバッテリ１１ｂのプラス側に接続され、昇圧した後の高圧側の高圧電路４７ｂが第２インバータ３０ｂのプラス側に接続されている。そして、基準電路４９ａは基準電路４９ｂと接続され、高圧電路４７ａは高圧電路４７ｂと接続されている。各昇圧コンバータ２０ａ，２０ｂは第１、第２インバータ３０ａ，３０ｂと非絶縁に接続される双方向型のコンバータである。
【００４０】
昇圧コンバータ２０ｂは昇圧コンバータ２０ａと同様の構成で、低圧側電圧検出器５４ｂ、上アームトランジスタ２１ｂ、下アームトランジスタ２２ｂ、バッテリ電圧検出器６９ｂ、システムメインリレー１２ｂは制御部８０に接続されている。
【００４１】
このように構成されたハイブリッド車両１００の２つのバッテリ１１ａ，１１ｂに外部電源６８から充電する場合の動作について説明する。図６のステップＳ２０１に示すように、制御部８０は、カーナビゲーションシステム７０からハイブリッド車両１００に位置と時間の情報を取得する。そして、ハイブリッド車両１００が住宅地に位置しており、家庭用の商用電源によって充電しようとしていると判断された場合、或いは、夜間に充電しようとしていると判断された場合には、図６のステップＳ２０２に示すように、昇圧コンバータ２０ａ，２０ｂの目標高圧側電圧ＶＨＣを通常のモータジェネレータの駆動用電圧よりも低い外部充電目標電圧に低減する。外部充電目標電圧の設定は先に説明した実施形態と同様である。
【００４２】
制御部８０は、昇圧コンバータ２０ａ，２０ｂの目標高圧側電圧ＶＨＣを外部充電目標電圧に低減したら、図２のステップＳ２０３に示すように、２つのバッテリ１１ａ，１１ｂの電位差を比較する。制御部８０は、各バッテリ電圧検出器６９ａ，６９ｂから各バッテリ１１ａ，１１ｂの電圧を取得して、その電圧差を取得し、各バッテリ１１ａ，１１ｂの電位に所定値以上の差がある場合には、２つのバッテリ１１ａ，１１ｂの電位には差異があるものと判断する。そして、２つのバッテリ１１ａ，１１ｂの電位差が所定値以上の場合には、図６のステップＳ２１１に示すように、電位の高い方のバッテリに接続されている昇圧コンバータの上アームトランジスタをオンとし、図６のステップＳ２１２に示すように、他方のバッテリのシステムメインリレーをオフとしてバッテリを電源系統から遮断する。
【００４３】
そして、図６のステップＳ２１３に示すように、先の実施形態と同様、各インバータ３０ａ，３０ｂの各上下アームトランジスタをオンオフ制御して外部電源を昇圧し、電位の高い方のバッテリを充電する。
【００４４】
制御部８０は、充電中も各バッテリ１１ａ，１１ｂの電位を取得し、その電位差を監視する。そして、各バッテリ１１ａ，１１ｂの電位差が所定の電位差よりも小さくなった場合には、図６のステップＳ２０４に示すように、各バッテリ１１ａ，１１ｂに接続されている各昇圧コンバータ２０ａ，２０ｂの上アームトランジスタ２１ａ，２１ｂを両方ともオンとし、図６のステップＳ２０５に示すように、各インバータ３０ａ，３０ｂの各上下アームトランジスタをオンオフ制御して外部電源を昇圧して各バッテリ１１ａ，１１ｂを充電する。そして、図６のステップＳ２０６，２０７に示すように、各バッテリ１１ａ，１１ｂの残存容量が所定の目標値となったら充電を停止する。
【００４５】
本実施形態は、先に説明した実施形態と同様の効果を奏すると共に、各バッテリ１１ａ，１１ｂの電位を合わせてから両方のバッテリに充電することから、各バッテリ１１ａ，１１ｂを均等に充電することができ、各バッテリ１１ａ，１１ｂの電位差によって発生するバッテリの劣化を抑制することが出来るという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施形態におけるハイブリッド車両の構成を示す系統図である。
【図２】本発明の実施形態におけるハイブリッド車両の外部電源による充電動作のフローチャートである。
【図３】モータジェネレータのロータ位置と最大リプル電流との関係を示すグラフである。
【図４】モータジェネレータのロータ位置と騒音レベルとの関係を示すグラフである。
【図５】本発明の他の実施形態におけるハイブリッド車両の構成を示す系統図である。
【図６】本発明の他の実施形態におけるハイブリッド車両の外部電源による充電動作のフローチャートである。
【符号の説明】
【００４７】
１０  電源装置、１１ａ，１１ｂ  バッテリ、１２ａ，１２ｂ  システムメインリレー、１３ａ，１３ｂ  低圧側コンデンサ、１４  高圧側コンデンサ、１５  放電抵抗、２０ａ，２０ｂ  昇圧コンバータ、２１ａ，２１ｂ  上アームトランジスタ、２２ａ，２２ｂ  下アームトランジスタ、３０ａ，３０ｂ  インバータ、４７ａ，４７ｂ  高圧電路、４８ａ，４８ｂ  低圧電路、４９ａ，４９ｂ  基準電路、５０ａ，５０ｂ  モータジェネレータ、５１ａ〜５３ａ，５１ｂ〜５３ｂ  コイル、５４ａ，５４ｂ  低圧側電圧検出器、５５  高圧側電圧検出器、５９  電源電圧計、６０ａ，６０ｂ  中性点、６１  エンジン、６２  動力分割機構、６３  車輪、６６  プラグ、６７  ソケット、６８  外部電源、６９ａ，６９ｂ  バッテリ電圧検出器、７０  カーナビゲーションシステム、８０  制御部、１００  ハイブリッド車両、ＶＡ  外部電源電圧、ＶＢ  バッテリ電圧、ＶＨ  高圧側電圧、ＶＨＣ  目標高圧側電圧、ＶＬ  低圧側電圧。
【図１】
2010098851.tif 000003
【図２】
2010098851.tif 000004
【図３】
2010098851.tif 000005
【図４】
2010098851.tif 000006
【図５】
2010098851.tif 000007
【図６】
2010098851.tif 000008